JP3405901B2 - 作業機械の表示装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、手動式の回転数調
節手段によって回転数が変更調節される動力装置が備え
られ、その動力装置の回転数を検出する回転数検出手段
と、前記動力装置の回転数の変化に伴ってその検出回転
数を指示する指示部が設定経路に沿って移動するように
構成された回転数表示手段とが設けられた作業機械の表
示装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】コンバインやトラクター等の作業機械で
は、運転開始時にアクセルレバー等の手動調節手段を操
作して、動力装置であるエンジンの回転数を設定回転数
（通常は、定格回転数）に調節してから作業を行うもの
であり、エンジンの負荷は上記設定回転数からのエンジ
ン回転数の低下量によって表される。そして、従来の表
示装置では、指示針を用いたアナログ型の回転計にエン
ジン回転数を表示する一方、エンジンの負荷はバーグラ
フ等の別の表示器に表示させたり（例えば、特開平６‐
４８２１９号公報参照）、あるいは、液晶式等の画像表
示装置の画面に、エンジン回転数のバーグラフ表示とエ
ンジン負荷の表示とを切り換えて表示させるようにして
いた（例えば、特開平９‐６２３３９号公報参照）。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】上記従来技術のうちの
前者においては、エンジンの回転数用とは別に負荷用の
表示器を設ける必要があり、又、後者においては、液晶
式等の画像表示装置を設ける必要があって、いずれも装
置構成が複雑高価になるという不具合があり、さらに、
後者においては、エンジン回転数の表示状態では、エン
ジン負荷を知ることができないという不便もある。又、
アクセルレバーを設定回転数の位置に操作した状態で、
例えばエンジンの脈動等によって瞬間的にエンジン回転
数が変動しても、通常は所定時間後には収まってエンジ
ン回転数は安定するにもかかわらず、上記瞬間的な回転
数の変動を忠実に表示させると、作業員にエンジンの負
荷状態について無用な不安感を与えるおそれがある。本
発明は上記実情に鑑みてなされたものであって、その目
的は、上記従来技術の欠点を解消すべく、極力簡素な構
成によって、エンジン回転数の表示においてエンジンの
負荷状態を読み取ることができるようにすると共に、例
えばエンジンの脈動等によって瞬間的に変動するエンジ
ン回転数を、そのまま回転数の変化として表示させるこ
とを抑制して、作業員にエンジンの負荷状態について無
用な不安感を与えないようにすることにある。

【０００４】

【課題を解決するための手段】請求項１では、手動式の
回転数調節手段によって回転数が変更される動力装置の
回転数が検出され、その動力装置の回転数の変化に伴っ
て、回転数表示手段において、動力装置の検出回転数を
指示する指示部が設定経路に沿って移動し、その指示部
の移動経路に沿わせて指示部の位置を読み取るために備
えた読み取り表示部によって、動力装置の回転数が回転
数調節手段によって設定されるべき設定回転数であるか
否か、及び、動力装置の前記設定回転数からの回転数低
下量にて表される動力装置の負荷を読み取る場合に、前
記設定回転数を含む作業用の高回転域においては、動力
装置の回転数変化に対する指示部の移動の応答性が、作
業用の高回転域よりも低い低回転域での応答性よりも鈍
感になっている。

【０００５】従って、エンジン等の動力装置の回転数を
作業用の高回転域内の設定回転数に調節するために、ア
クセルレバー等の回転数調節手段を操作して低回転域か
ら作業用の高回転域に向けて増大させる場合には、回転
数変化に対して敏感に応答して移動する指示部の位置を
見ながら迅速に調節操作することができながら、上記作
業用の高回転域内では、速い回転数変化に対して応答し
ない上記指示部によって、動力装置の負荷を安定な表示
状態で読み取ることができるので、従来のように、回転
数表示器とは別に負荷表示器を設けたり、あるいは、回
転数と負荷を切り換え表示する画像表示装置を設けたり
して、装置構成が複雑高価になるという不具合を解消
し、極力簡素な構成によってエンジン回転数の表示にお
いてエンジンの負荷状態を読み取ることができ、同時
に、作業用の高回転域内の設定回転数への回転数の調節
操作を良好に行いながら、作業用の高回転域内でエンジ
ンの脈動等によって瞬間的にエンジン回転数が変動して
も、回転数表示の変化が抑制されて、作業員にエンジン
の負荷状態について無用な不安感を与えないようにする
ことができる。

【０００６】請求項２では、請求項１において、設定回
転数を含む作業用の高回転域で動力装置の回転数を単位
回転数変化させたときの指示部の移動量が、その作業用
の高回転域よりも低い回転域で動力装置の回転数を単位
回転数変化させたときの指示部の移動量よりも大きい。

【０００７】従って、同じ回転数の変化に対して、設定
回転数を含む作業用の高回転域では、低回転域に比べて
指示部の移動範囲が拡大されるので、単位回転数変化し
たときの指示部の移動量を作業用の高回転域と低回転域
とで同一にする場合に比べて、動力装置の回転数が設定
回転数であるか否か、及び動力装置の負荷状態を、より
的確且つ容易に読み取ることができ、もって、請求項１
の好適な手段が得られる。

【０００８】請求項３では、請求項２において、作業用
の高回転域内の設定回転数付近で動力装置の回転数を単
位回転数変化させたときの移動量が、その設定回転数付
近よりも低回転側の作業用の高回転域で動力装置の回転
数を単位回転数変化させたときの移動量よりも小さい。

【０００９】従って、同じ回転数の変化に対する指示部
の移動範囲が低回転域に比べて拡大された作業用の高回
転域内において、設定回転数付近での指示部の移動量を
それよりも低回転側の高回転域よりも小さくしたので、
設定回転数付近での指示部の移動量がそれよりも低回転
側の高回転域と同じ場合には、動力装置の回転数を設定
回転数に調節する調節手段の操作にバラツキがあると、
指示部が設定回転数から外れ易く調節し難くなるのに比
べて、上記調節操作に多少のバラツキがあっても、指示
部を設定回転数に位置させて調節操作の完了を迅速に確
認することができ、もって、請求項２の好適な手段が得
られる。

【００１０】

【発明の実施の形態】以下に、本発明を作業機械として
のコンバインに適用した場合の実施の形態について図面
に基づいて説明する。図１に示すように、コンバインに
は、左右一対のクローラ走行装置３を備えた機体Ｖの前
部に、刈取部１が設けられ、その後方に、操縦部２と、
脱穀部４と、動力装置としてのディーゼル式のエンジン
５と、クローラ走行装置に対するミッション６等が設け
られている。刈取部１には、穀稈が触れるとオン作動し
て刈取作業中であることを検出する株元センサＳ１が設
けられている。

【００１１】操縦部２は、図２に示すように、機体Ｖの
操向や刈取部１の昇降を司るステアリングレバー８や計
器装置９を備えた操縦塔１０、運転座席１１、運転座席
１１左側方に配置された操作ボックス１２、フロアステ
ップ１３等から構成されている。

【００１２】次に、動力伝達系を図３に示す。エンジン
５の出力は、脱穀クラッチ２１を介して脱穀部４に伝達
されると共に、走行クラッチ２２及び無段変速装置２３
を介して前記ミッション６に伝達される。ミッション６
に伝達された出力の一部は、刈取クラッチ２４を介して
刈取部１に伝達される。Ｓ２は脱穀クラッチ２１の入切
状態を検出する脱穀スイッチであり、Ｓ３はミッション
６に設けた車速検出用の車速センサである。又、ミッシ
ョン６には、前記無段変速装置２３が前進側又は後進側
に変速操作されるのに連動して、ステアリング状態を前
進、後進、中立の各状態に切り換えるための切換機構が
設けられ、そのステアリングの中立状態を検出する中立
スイッチＳ４と、後進状態を検出する後進スイッチＳ５
とが設けられている（図７参照）。

【００１３】図４に示すように、エンジン５のガバナ２
７に対する調速レバー２８が、図示しないバネ等によっ
て始動側位置に向けて復帰付勢されるとともに、レリー
ズワイヤ２６によって連動連結されて操縦部２に備えら
れたアクセルレバー７によって人為操作され、このアク
セルレバー７は摩擦保持機構２５によって現在の操作位
置に保持できるようになっている。つまり、手動式の回
転数調節手段としてのアクセルレバー７によって調速レ
バー２８を所望の位置に揺動操作して、エンジン５の回
転数（出力）が変更調節される。通常は、アクセルレバ
ー７を始動位置に操作してエンジン５を始動させた後、
後述の回転計１７の表示を見ながら、作業用の設定回転
数である定格回転数（例えば２９００ｒｐｍ）になるよ
うに出力増加側に操作する。

【００１４】図７に示すように、マイクロコンピュータ
を利用して構成した制御装置４３が設けられ、この制御
装置４３に、株元センサＳ１と、脱穀スイッチＳ２と、
車速センサＳ３と、中立スイッチＳ４と、後進スイッチ
Ｓ５の各検出情報が入力され、又、ダイナモ４１での発
電周波数（パルス信号）を検出する周波数検出器４２の
検出情報も制御装置４３に入力されている。ここで、ダ
イナモ４１での発電周波数がエンジン５の回転数に対応
することから、上記周波数検出器４２が、エンジン５の
回転数を検出する回転数検出手段を構成する。尚、制御
装置４３には、前記定格回転数の値（例えば２９００ｒ
ｐｍ）が記憶されている。

【００１５】一方、この制御装置４３からは、前記計器
装置９及びホーン１４に対する駆動信号が出力されてい
る。ここで、図６に示すように、計器装置９には、エン
ジン回転数を指示針１７ａの動きによってアナログ表示
する回転計１７と、各種の表示灯が備えられている。つ
まり、２９は籾詰まり警告灯、３０はカッタ詰まり警告
灯、３１はウィンカーランプ、３２は水温警告灯、３３
はオイル警告灯、３４は充電警告灯であり、３５はアワ
ーメータ、３６は燃料残存量表示灯、３７は負荷警告灯
である。

【００１６】そして、前記回転計１７と前記制御装置４
３とを利用して、前記エンジン５の回転数の変化に伴っ
てその検出回転数を指示する指示部としての上記指示針
１７ａが設定経路（図では、左右向きの円弧状経路）に
沿って移動するように構成された回転数表示手段１００
が構成されている。

【００１７】又、前記回転数表示手段１００は、図５に
実線で示すように、前記定格回転数を含む作業用の高回
転域Ｆでは、前記エンジン５の回転数が単位回転数変化
したときの前記指示針１７ａの移動量を、その作業用の
高回転域Ｆよりも低い回転数域での移動量よりも大きく
すると共に、前記定格回転数付近（定格回転域）では、
上記エンジン５の回転数が単位回転数変化したときの前
記指示針１７ａの移動量を、定格回転数付近よりも低回
転側の作業用の高回転域Ｆでの移動量よりも小さくする
ように構成されている。

【００１８】つまり、作業用の高回転域Ｆの角度範囲
は、エンジン回転数の全回転域に対する算術割合よりも
拡大されている。例えば、最高回転数が３２００ｒｐｍ
であり、作業用の高回転域Ｆが２４００ｒｐｍ〜３２０
０ｒｐｍであるとすれば、作業用の高回転域Ｆの全回転
域に対する算術割合は、（３２００−２４００）／３２
００＝１／４＝２５％であり、指示針１７ａの全移動角
度を１００度とすれば、拡大しない場合の作業用の高回
転域Ｆの表示角度は２５度になるが、上記の条件では制
御装置４３における電気的な処理によって、作業用の高
回転域Ｆの表示角度を約４５度ぐらいに拡大して、見た
目にも使い易い回転計１７としてある。

【００１９】図５に、２点鎖線にて、全回転数域で指示
針１７ａの単位回転数当たりの移動量を同じにした場合
を示すが、これとの比較から、高回転側の比較的狭い回
転域である作業用の高回転域Ｆは、拡大されて指示針１
７ａの大なる振れ角に置き換えられていること、及び、
その拡大された回転域にありながら、定格回転数付近で
の指示針１７ａの振れ角は逆に狭められていることが示
されている。

【００２０】尚、アクセルレバー７の操作量とエンジン
回転数の変化量との関係は、全回転数域でほぼ直線的に
なるように設定されているが、この外に、作業用の高回
転域Ｆにおけるアクセルレバー７の単位操作量に対する
エンジン回転数の変化量を、作業用の高回転域Ｆよりも
低い回転域におけるアクセルレバー７の単位操作量に対
するエンジン回転数の変化量よりも小さくする非線型関
係になるようにすることもできる。

【００２１】又、前記回転数表示手段１００は、エンジ
ン５の回転数変化に対する前記指示針１７ａの移動の応
答性を、前記作業用の高回転域Ｆにおいては、その作業
用の高回転域Ｆよりも低い低回転域での前記応答性より
も鈍感にするように構成されている。具体的には、図８
に示すように、前記周波数検出器４２からの回転数検出
情報を設定時間間隔Δｔでサンプリングして、その所定
個数のサンプリングデータを平均処理してエンジン５の
検出回転数を求めると共に、作業用の高回転域Ｆにおい
ては、その平均処理するサンプリングデータの個数（図
では１６個）を前記低回転域でのデータの個数（図では
８個）よりも多くして、下式のように、作業用の高回転
域での検出回転数Ｋｆと低回転域での検出回転数Ｋｎと
を求めるようにして、作業用の高回転域Ｆでの指示針１
７ａの移動の応答性を前記低回転域での応答性よりも鈍
感にしている。尚、図８では、最新のサンプリングデー
タをｔ０、これより前のデータを順次、ｔ１，ｔ２・・
ｔ７・・ｔ１５・・のように表し、設定時間間隔Δｔ後
に次のデータをサンプリングすると、そのデータがｔ０
となり、上記各データｔ０，ｔ１・・等の番号がそれぞ
れ１つ増えて、ｔ１，ｔ２・・等になる。

【００２２】

【数１】 Ｋｆ＝（ｔ０＋ｔ１＋・・・＋ｔ１５）／１６ Ｋｎ＝（ｔ０＋ｔ１＋・・・＋ｔ７）／８

【００２３】そして、上記指示針１７ａの移動の応答性
を、作業用の高回転域Ｆでは低回転域に比べて鈍感にし
た結果を図９に示す。先ず、アクセルレバー７を操作し
て定格回転数に調節する場合には、低回転域では指示針
１７ａの応答性が良いので、図のイに示すように、点線
で示す実際の回転数変化に対して、実線で示す回転数表
示が小さい遅れ量で追従し、アクセル操作と実際の表示
とが良好に対応して違和感がなく操作できる。次に、脱
穀クラッチ２１を入り操作し、更に、前進走行を開始す
ると、ロとハに夫々示すようにエンジン回転数が急激に
低下し、又、ニに示すように、エンジン５の脈動等でも
エンジン回転数が瞬間的に上下するが、作業用の高回転
域Ｆでは指示針１７ａの応答性が鈍いので、点線で示す
回転数変化に指示針１７ａが追従できず、回転数の変化
（後述の負荷の変動）は抑制されて表示される。

【００２４】又、上記回転計１７には、指示針１７ａの
移動経路に沿わせて備えられてその指示針１７ａの位置
を読み取るための読み取り表示部ＹＨが、エンジン５の
回転数がアクセルレバー７によって設定されるべき定格
回転数であるか否かを読み取り自在で、且つ、エンジン
５の定格回転数からの回転数低下量にて表されるエンジ
ン５の負荷を読み取り自在に設けられている。

【００２５】そして、上記読み取り表示部ＹＨが、エン
ジン５の負荷について複数段階の負荷を表す複数の負荷
表示部分を備えている。具体的には、３段階の負荷を表
すように、エンジン５の回転数低下量が小側の設定値よ
り小さい適正負荷状態（図の適正回転域ａ）であること
を表示する適正負荷表示部３８と、上記回転数低下量が
小側の設定値と大側の設定値との間にある負荷注意状態
（図の注意回転域ｂ）であることを表示する負荷注意表
示部３９と、上記回転数低下量が大側の設定値より大で
ある負荷警報状態（図の警報回転域ｃ）であることを表
示する負荷警報表示部４０にて構成されている。

【００２６】又、上記各表示部が識別可能なように色分
け表示されている。具体的には、適正負荷表示部３８を
緑色に、負荷注意表示部３９を黄色に、負荷警報表示部
４０を赤色に着色し、又、適正回転域ａ内の定格回転域
ｄを示す定格回転表示部３８ａが、白色に形成してあ
る。これにより、エンジン回転数が定格回転数であるか
どうかや負荷状態を目視によって素早く認識できるよう
にしてある。

【００２７】又、前記負荷警告灯３７とホーン１４によ
って、エンジン５の負荷の状態が、前記適正負荷状態、
前記負荷注意状態、又は、前記負荷警報状態のいずれか
を選択的に報知する負荷報知手段が構成され、且つ、制
御装置４３が、前記周波数検出器４２の検出情報に基づ
いて、負荷警告灯３７とホーン１４の作動を制御するよ
うに構成されている。具体的には、制御装置４３は、前
記負荷注意状態では、負荷警告灯３７を点滅作動させ、
前記負荷警報状態では、負荷警告灯３７を点滅作動させ
ると共に、ホーン１４を断続作動させ、適正負荷状態で
は、負荷警告灯３７及びホーン１４の作動を停止する。

【００２８】〔別実施形態〕上記実施例では、回転数表
示手段１００を、回転計１７と制御装置４３とを利用し
て構成して、動力装置（エンジン５）の回転数の検出情
報を制御装置４３に入力して電気的な処理を行い、その
処理結果に基づいて制御装置４３が、回転計１７の指示
部１７ａの駆動を制御するようにしたが、回転数表示手
段１００は、このような構成に限るものではなく、例え
ば、前記周波数検出器４２からの回転数検出信号をハー
ド回路によって変換した信号によって指示部１７ａを駆
動するようにしてもよい。

【００２９】回転数表示手段１００において、作業用の
高回転域Ｆでの指示部１７ａの移動の応答性を低回転域
での応答性よりも鈍感にする構成は、上記実施例の構成
に限るものではない。平均処理するデータの個数を両回
転域で変えるのではなく、例えば、図１０に示すよう
に、作業用の高回転域Ｆで上記回転数検出情報をサンプ
リングする設定時間間隔Δｔ２を、低回転域での設定時
間間隔Δｔ１よりも長くして（例えば、２倍程度）、同
じ個数（図では８個）のデータを前述のように平均処理
して、各検出回転数Ｋｆ，Ｋｎを求めるようにしてもよ
い。

【００３０】又、上記指示部１７ａの移動の応答性を調
整する別の手段として、前記周波数検出器４２からの回
転数検出信号をハード回路によって変換した信号によっ
て指示部１７ａを駆動する構成において、その信号変換
回路の周波数応答性を、作業用の高回転域Ｆでは低回転
域よりも鈍感にするものでもよい。

【００３１】上記実施例では、動力装置５の全回転数域
（０〜３２００ｒｐｍ）を、回転数表示手段（回転計１
７）に表示させるようにしたが、これに限るものではな
く、例えば、所定の回転数（例えば５００ｒｐｍ）未満
の回転数域を表示せず、この回転数（例えば５００ｒｐ
ｍ）を越えると指示部１７ａが移動開始するようにして
もよい。尚、この場合には、作業用の高回転域Ｆとこれ
より低い低回転数域とにおける指示針１７ａの単位回転
数当たりの移動量を同じにしても、作業用回転域Ｆでの
指示針１７ａの表示角度が大きくなるメリットが得られ
る。

【００３２】上記実施例では、作業用の高回転域Ｆ内の
設定回転数（定格回転数）付近では、動力装置５の回転
数が単位回転数変化したときの指示部１７ａの移動量
を、設定回転数付近よりも低回転側の作業用の高回転域
Ｆでの移動量より小さいが、作業用の高回転域Ｆよりも
低い回転数域での移動量よりは大きくするようにした
が、これ以外に、上記設定回転数付近での移動量を、作
業用の高回転域Ｆよりも低い回転数域での移動量よりも
小さくして、設定回転数付近での移動量を全回転数域で
最も小さくするようにしたり、又は、作業用の高回転域
Ｆでの上記指示部１７ａの移動量を、それよりも低い回
転数域での移動量と同じにしながら、上記設定回転数付
近での移動量だけを小さくしてもよい。

【００３３】又、上記実施例では、作業用の高回転域Ｆ
内で、指示部１７ａの振れ角を直線状に変化させたが
（図５参照）、これに限るものではなく、例えば、円弧
状に変化させるようにしてもよい。

【００３４】上記実施例では、読み取り表示部ＹＨにお
いて、表示領域を区分けして、動力装置５の複数段階
（３段階）の負荷を読み取るようにしたが、例えば、設
定回転数（定格回転数）の位置から低回転数側の経路
に、１、２、３等の数字付きの目盛りを付して、指示針
１７ａが位置する目盛りの数字が大きくなるほど負荷が
大きいとして読み取るようにすることもできる。

【００３５】回転数表示手段１００は、指示部としての
指示針１７ａを備えた回転計１７ではなく、液晶やＬＥ
Ｄ等のバーグラフ表示装置において、点灯するバーの先
端部（指示部に相当）が回転数の変化に伴って設定方向
に移動するものでも良い。

【００３６】手動式の回転数調節手段は、アクセルレバ
ー７に限らず、例えば、ボリューム等で構成してもよ
い。この場合、ボリューム等からの電気信号を制御装置
に入力すると共に、この制御装置にてアクチュエータを
駆動して動力装置の回転数を変化させることになる。

【００３７】動力装置は、ディーゼル式のエンジン５に
限るものではなく、他の内燃機関でもよく、又、電気的
なモータや、油圧式のモータ等でもよい。

【００３８】回転数検出手段は、ダイナモ４１の発電周
波数を検出する周波数検出器４２に限らず、例えば、エ
ンジン５のフライホイールリングギアに磁界を作用させ
て歯数に対応する周波数を検出する電磁ピックアップ式
の回転数センサでもよい。

【図面の簡単な説明】

【図１】コンバインの側面図

【図２】操縦部の平面図

【図３】コンバインの動力伝達図

【図４】エンジンの操作部の説明図

【図５】エンジン回転数と回転計指示針の振れ角との関
係グラフを示す図

【図６】計器装置を示す平面図

【図７】コンバインの制御構成を示すブロック図

【図８】回転数検出情報のサンプリングを示すタイムチ
ャート

【図９】エンジン回転数の変化に対する指示針の振れ角
の追従状態を示すグラフ

【図１０】別実施形態の回転数検出情報のサンプリング
を示すタイムチャート

【符号の説明】

５ 動力装置 ７ 回転数調節手段 １７ａ 指示部 ４２ 回転数検出手段 １００ 回転数表示手段 ＹＨ 読み取り表示部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) A01D 69/00 301

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 手動式の回転数調節手段によって回転数
   が変更調節される動力装置が備えられ、その動力装置の
   回転数を検出する回転数検出手段と、前記動力装置の回
   転数の変化に伴ってその検出回転数を指示する指示部が
   設定経路に沿って移動するように構成された回転数表示
   手段とが設けられた作業機械の表示装置であって、 前記指示部の移動経路に沿わせて備えられて前記指示部
   の位置を読み取るための読み取り表示部が、前記動力装
   置の回転数が前記回転数調節手段によって設定されるべ
   き設定回転数であるか否かを読み取り自在で、且つ、前
   記動力装置の前記設定回転数からの回転数低下量にて表
   される前記動力装置の負荷を読み取り自在に設けられ、 前記回転数表示手段は、前記動力装置の回転数変化に対
   する前記指示部の移動の応答性を、前記設定回転数を含
   む作業用の高回転域においては、その作業用の高回転域
   よりも低い低回転域での前記応答性よりも鈍感にするよ
   うに構成されている作業機械の表示装置。
2. 【請求項２】 前記回転数表示手段は、前記作業用の高
   回転域では、前記動力装置の回転数が単位回転数変化し
   たときの前記指示部の移動量を、前記低回転域での前記
   移動量よりも大きくするように構成されている請求項１
   記載の作業機械の表示装置。
3. 【請求項３】 前記回転数表示手段は、前記設定回転数
   付近では、前記動力装置の回転数が単位回転数変化した
   ときの前記指示部の移動量を、前記設定回転数付近より
   も低速側の前記作業用の高回転域での前記移動量よりも
   小さくするように構成されている請求項２記載の作業機
   械の表示装置。