JP3138880B2 - 移動農機の車速制御装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はエンジン負荷の増減に基
づいて車速制御を行って、エンジン負荷の安定維持を図
る主にコンバインなど移動農機の車速制御装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】従来、特開昭５３−２７５２６号公報に
示す如く、エンジン負荷変化によって車速を自動的に増
減速させると共に、操作によって車速を変更させる技術
がある。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】前記従来技術は、機体
の急旋回やスピンターン、或いはコンバインにおける脱
穀負荷の急激な上昇に対して、車速を増減速させる自動
制御を中止しているとき、手動操作が遅れることにより
エンジンが過負荷状態になって回転をダウンさせ、エン
ストなどエンジントラブルを起生させ易い等の問題があ
る。

【０００４】

【課題を解決するための手段】然るに、本発明は、エン
ジン負荷の増減に基づいて増速及び減速の両方の自動制
御を行う車速制御装置を備えた移動農機において、減速
だけの自動制御に切換自在に構成したもので、増速及び
減速の両方の自動制御をオフにして軽負荷であっても車
速が増速されるのを阻止しているとき、エンジン負荷が
急増しても、車速が自動的に減速されてエンジン負荷を
減少させるから、過負荷によってエンジン回転が低下し
たりエンスト等のトラブルが発生するのを自動的に防止
し得、手動操作遅れなどにより作業部の回転速度が異常
に低下する不具合をなくし得、例えばコンバインにおけ
る脱穀部の扱胴回転が過負荷により低下して適正な脱穀
及び選別が行われない不具合、またはコンバインの穀稈
搬送路途中で穀稈が詰る不具合などが発生するのを未然
に防止し得、取扱い操作性の向上並びに車速自動制御機
能の向上などを容易に図り得るものである。

【０００５】

【実施例】以下本発明の一実施例を図面に基づいて詳述
する。図１は車速制御回路図、図２はコンバインの全体
側面図、図３は同平面図であり、図中（１）は走行クロ
ーラ（２）を装設するトラックフレーム、（３）は前記
トラックフレーム（１）上に架設する機台、（４）はフ
ィードチェン（５）を左側に張架し扱胴（６）及び処理
胴（７）を内蔵している脱穀部、（８）は刈刃及び穀稈
搬送機構などを備える刈取部、（９）は排藁チェン（１
０）（１１）終端を臨ませる排藁処理部、（１２）は運
転席（１３）及び運転操作部（１４）を備える運転台、
（１５）はエンジン（１６）を内設するエンジン部、
（１７）は前記エンジン部（１５）前方に配設して脱穀
部（４）からの穀粒を揚穀筒（１８）を介し溜める穀粒
タンク、（１９）は前記穀粒タンク（１７）内の穀粒を
外側に取出す上部排出オーガであり、連続的に刈取り・
脱穀作業を行うように構成している。

【０００６】図４に示す如く、このコンバインの車速の
変速はＨＳＴである無段変速機構（２０）を構成する可
変容量形油圧ポンプ（２１）と油圧モータ（２２）とで
行うもので、エンジン（１６）の出力軸（１６ａ）にベ
ルト及びギヤ伝達機構（２３）を介し前記油圧ポンプ
（２１）の入力軸（２１ａ）を連動連結させ、前記走行
クローラ（２）の駆動スプロケット（２４）を有するミ
ッションケース（２５）に前記油圧モータ（２２）の出
力軸（２２ａ）を連動連結させる一方、前記扱胴（６）
の扱胴入力軸（６ａ）をベルト及びギヤ伝達機構（２
６）を介しエンジン（１６）の出力軸（１６ａ）に連動
連結させている。

【０００７】また、前記エンジン（１６）には燃料噴射
ポンプの燃料噴射量を噴射量調整用ラックで制御して定
格回転数（Ｎ）を一定保持する電子ガバナ（２７）を有
すると共に、前記油圧ポンプ（２１）には斜板角を制御
して油圧吐出量の調整を行うＤＣ形サーボモータ（２
８）を有して、該モータ（２８）の正逆駆動でもって車
速の増減速制御を行うように構成している。

【０００８】そして図１に示す如く、前記サーボモータ
（２８）をファジイ推論に基づいて駆動制御するファジ
ィ車速制御装置である車速制御回路（２９）に、車速の
自動制御を行う自動スイッチ（３０）と、車速を検出す
る車速センサ（３１）と、ＨＳＴ油圧センサ（３２）と
を入力接続させると共に、前記刈取部（８）の縦搬送装
置（３３）に設けて搬送される穀稈より脱穀部（４）に
送り込まれる穀稈を検出する穀稈センサ（３４）と、刈
取作業クラッチレバー（３５ａ）の入操作時にこれを検
出する作業クラッチスイッチである作業スイッチ（３
５）と、手動で車速制御を行うシフトレバー（４０ａ）
のシフト位置を検出するシフトレバー位置センサ（４
０）とを前記制御回路（２９）に入力接続させている。
そして、燃料噴射ポンプの噴射量を調整する電子ガバナ
（２７）のラック位置調節機構（３６）を駆動制御する
エンジン出力特性変更手段であるガバナ制御回路（３
７）に、前記エンジン（１６）での回転を検出するエン
ジン回転センサ（３８）と、前記ガバナ（２７）での噴
射量調整用ラックの位置を検出するガバナラック位置セ
ンサ（３９）とを入力接続させ、前記制御回路（２９）
（３７）間を通信接続させて、これら各センサ（３１）
（３２）（３４）（３８）（３９）の検出に基づいてエ
ンジン回転数の一定制御やファジィ推論に基づく車速制
御を行うように構成している。

【０００９】上記から明らかなように、エンジン（１
６）負荷の増減に基づいて増速及び減速の両方の自動制
御を行う車速制御装置である車速制御回路（２９）を備
えた移動農機において、減速だけの自動制御に切換自在
に構成し、増速及び減速の両方の自動制御をオフにして
軽負荷であっても車速が増速されるのを阻止していると
き、エンジン（１６）負荷が急増しても、車速が自動的
に減速されてエンジン（１６）負荷を減少させ、過負荷
によってエンジン（１６）回転が低下したりエンスト等
のトラブルが発生するのを自動的に防止し、手動操作遅
れなどにより作業部の回転速度が異常に低下する不具合
をなくし、脱穀部（４）の扱胴（６）回転が過負荷によ
り低下して適正な脱穀及び選別が行われない不具合、ま
たは穀稈搬送路途中で穀稈が詰る不具合などが発生する
のを未然に防止し、取扱い操作性の向上並びに車速自動
制御機能の向上などを図るように構成している。

【００１０】本実施例は上記の如く構成するものにし
て、以下図５のエンジンの最大出力マップデータ線図、
図６のエンジンの最大出力馬力線図、図７乃至図１０の
フローチャートを参照してこの車速制御を説明する。

【００１１】刈取作業中にあって前記電子ガバナ（２
７）よりエンジン負荷（燃料噴射量）に対応するラック
位置データが入力されると、ラック位置とエンジン回転
数の関係を最大負荷曲線で表わす図５に示す如き最大出
力マップデータ（ＲＭＡＸ）とに基づいて目標車速が推
論され、該目標車速とこの車速の変化率より現在車速よ
りどの程度増減させるかの車速偏差をファジイ推論し、
前記変速機構（２０）をシフト駆動するサーボモータ
（２８）のシフト量である駆動パルスの決定が行われる
もので、具体的には実際の出力データ（ラック位置）を
Ａ、そのときエンジン回転数の一定制御によりガバナコ
ントローラである制御回路（４６）から出力される制御
最大噴射量をＢとすると、目標ラック値Ｃ、最大目標値
Ｄとから算出されるラック偏差値ＲＥ（＝Ａ−Ｃ）最大
目標偏差値ＲＭ（＝Ｃ−Ｄ）と、一定時間のラック偏差
値（ＲＥ）の変化率（ＲＤ）をファジィ推論の入力値と
入力させて、出力値として現在の車速に対する目標車速
偏差（Ｖｅ）を出力させるようにしたファジイ制御が行
われるものである。

【００１２】即ち、図７のメインルーチンに示す如く、
この自動車速制御は、制御モードが車速モード或いは負
荷モード或いは手動モードの何れかに選定され、次に最
大出力マップデータ（ＲＭＡＸ）の出力がノーマルモー
ドである通常出力（Ｈ）或いは馬力アップモードである
負荷専用出力（Ｌ）の何れかに選定されるとき、車速の
ファジイ制御が行われるもので、図８のモード選定ルー
チンに示す如く、前記自動スイッチ（３０）及び作業ス
イッチ（３５）のオンで、穀稈センサ（３４）の穀稈検
出状態のオン時にあっては、車速を増減速制御する負荷
制御モードに、また各スイッチ（３０）（３５）のオン
でセンサ（３４）のオフ時にあっては、増速制御を禁止
した減速制御のみの車速制御モードに、さらに各スイッ
チ（３０）（３５）の何れかがオフ時にあっては手動で
増減速制御を行う手動制御モードに自動選定される。

【００１３】また図９のマップ切換ルーチンに示す如
く、負荷制御モードにあって、減速のみの自動制御を行
うための手動優先フラグ（ＦＨ）のオフ時にあっては最
大出力マップデータ（ＲＭＡＸ）を負荷専用出力（Ｌ）
に選定すると共に、負荷制御モード以外の車速制御モー
ドや手動制御モード或いは負荷制御モード中の手動優先
フラグ（ＦＨ）オン時には通常出力（Ｈ）に選定する。

【００１４】そして、モード設定及びマップ切換えが終
了すると、各モード別の制御が行われるもので、図１０
に示す如く、負荷制御モードにあって前述のファジィ推
論より算出されるシフト量にサーボモータ（２８）をシ
フト駆動する際、途中人為的操作が加わった判断される
手動優先フラグ（ＦＨ）がオンとなるときには指示デー
タである増速シフト量のデータがクリアされ、このフラ
グ（ＦＨ）セット後は増速を禁止した減速のみの自動制
御である手動優先モード制御が行われると共に、手動優
先フラグ（ＦＨ）のオフ時にあっては再び通常の自動増
減速制御である自動モード制御に復帰にする。

【００１５】次に、前記手動優先フラグ（ＦＨ）がオン
（セット）或いはオフ（リセット）となるときの動作を
図１２の手動優先フラグルーチンで説明すると、自動制
御中増速信号が出力されているにもかかわらず、増速さ
れていないとき手動優先フラグ（ＦＨ）をオンとするも
ので、増速信号が出力されるときこの増速信号が出力さ
れてよりの増速出力時間を計時すると共に、増速信号が
出力されているにもかかわらず実際のシフト位置が減速
側に移動（移動しない場合も含む）していて、その移動
量も設定値より大のとき、或いは移動量は設定値以内で
あるが増速信号は設定時間以上オンをし続ける場合には
人為的な手動優先による操作が加えられたと判断して優
先フラグ（ＦＨ）をオンとする。

【００１６】一方、増速信号が出力されているとき、シ
フト位置も増速側に移動し、その移動量も設定値以上の
とき、人為的操作によって増速されたと判断するもの
で、手動優先フラグ（ＦＨ）がオン状態（減速のみ許
可）下で増速信号も設定時間以上オンし続ける場合、こ
の自動の増速指示と作業者の増速シフト操作とが一致し
たものと判断して、手動優先フラグ（ＦＨ）をオフとさ
せて元の増減速可能状態に戻すと共に、これ以外の場合
には増速信号出力毎の出力時間の計時をクリアする。

【００１７】また、前記穀稈センサ（３４）オフ時の車
速制御モードにあっては、図１１に示す如く前述ファジ
ィ推論より算出されるシフト量のうち増速シフト量のデ
ータがクリアされ、減速側のみの自動制御が行われて非
刈取作業における機体回向時などでの安全走行が行え
る。

【００１８】このように穀稈センサ（３４）のオン・オ
フに基づいて、増減速とも自動制御を行う負荷制御モー
ドと、減速のみ自動制御を行う車速制御モードの何れか
の設定が行われ、負荷制御モード時にあって手動優先フ
ラグ（ＦＨ）がオフの手動減速操作以外には、マップ選
択出力を負荷専用出力（Ｌ）に選んでの高馬力エンジン
出力特性による自動モードによる自動負荷制御が行わ
れ、自動負荷制御中増速指示にもかかわらず増速されな
いときには手動優先フラグ（ＦＨ）をオンとさせての手
動優先モードによる減速のみの自動制御が行われると共
に、この減速自動制御中に自動側の増速指示と作業者の
増速シフト操作が一致したときには手動優先フラグ（Ｆ
Ｈ）をオフとさせて再び通常の自動負荷制御に復帰させ
るもので、刈取作業中以外の車速制御中、急旋回やスピ
ンターンなどで過負荷状態となるときには減速側にのみ
制御が行われることによって、エンジンダウンやエンス
トを防止して適正な旋回速度に車速を減速させての安全
走行が行える。

【００１９】また、通常の刈取作業中の負荷制御時に
は、エンジン出力特性を通常出力（Ｈ）より大の負荷専
用出力（Ｌ）に変更させることによって、エンジン（１
６）を定格回転数（Ｎ）で最大馬力（ＰＳ１）を出力す
る状態に駆動して、エンストなどエンジントラブルの発
生のないエンジン（１６）の最大効率を得てのコンバイ
ン作業を行わしめる一方、刈取作業時以外の機体回向時
や刈取作業中における手動優先車速制御時には最大馬力
までには余裕のある最大馬力（ＰＳ１）よりは小さい通
常馬力（ＰＳ２）（ＰＳ２＜ＰＳ１）の出力特性とし
て、これら作業での負荷の急変や操作遅れに対する対応
性を拡大させたエンストなどエンジントラブルの発生の
ない快適な作業を可能にするものである。

【００２０】さらに自動負荷制御中、倒伏稈刈取時に作
業者が減速操作した場合などの手動優先モード状態で、
機体を急旋回させたり脱穀負荷の急激な増大に対しては
減速側のみの制御が行われることによって、エンジン
（１６）の回転ダウンやエンストなどエンジントラブル
が防止できる。またこの手動優先モード状態で、前記制
御回路（２９）より増速信号が出力され、作業者が増速
シフト操作を行ったときには、自動的に自動負荷制御モ
ードに復帰して、操作性と作業能率の向上化が図れる。

【００２１】なお前述実施例にあっては、手動のシフト
レバー（４０）操作時にもサーボモータ（２８）を駆動
して車速制御を行う構成を示したが、シフトレバー（４
０）をサーボモータ（２８）とは別個に直接的に無段変
速機構（２０）に連動連結させ、自動時にのみサーボモ
ータ（２８）で車速制御を行う一般的な構成としても良
い。

【００２２】

【発明の効果】以上実施例から明らかなように本発明
は、エンジン（１６）負荷の増減に基づいて増速及び減
速の両方の自動制御を行う車速制御装置（２９）を備え
た移動農機において、減速だけの自動制御に切換自在に
構成したもので、増速及び減速の 両方の自動制御をオフ
にして軽負荷であっても車速が増速されるのを阻止して
いるとき、エンジン（１６）負荷が急増しても、車速が
自動的に減速されてエンジン（１６）負荷を減少させる
から、過負荷によってエンジン（１６）回転が低下した
りエンスト等のトラブルが発生するのを自動的に防止で
き、手動操作遅れなどにより作業部の回転速度が異常に
低下する不具合をなくすことができ、例えばコンバイン
における脱穀部（４）の扱胴（６）回転が過負荷により
低下して適正な脱穀及び選別が行われない不具合、また
はコンバインの穀稈搬送路途中で穀稈が詰る不具合など
が発生するのを未然に防止でき、取扱い操作性の向上並
びに車速自動制御機能の向上などを容易に図ることがで
きるものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】車速制御回路図。

【図２】コンバインの全体側面図。

【図３】コンバインの全体平面図。

【図４】エンジン駆動系の説明図。

【図５】エンジンの最大出力マップデータを示す説明線
図。

【図６】エンジン最大出力馬力線図。

【図７】メインのフローチャート。

【図８】モード設定のフローチャート。

【図９】マップ切換のフローチャート。

【図１０】負荷制御のフローチャート。

【図１１】車速制御のフローチャート。

【図１２】手動優先フラグのフローチャート。

【符号の説明】

（１６） エンジン （２９） 車速制御回路（車速制御装置）

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 エンジン（１６）負荷の増減に基づいて
   増速及び減速の両方の自動制御を行う車速制御装置（２
   ９）を備えた移動農機において、減速だけの自動制御に
   切換自在に構成したことを特徴とする移動農機の車速制
   御装置。