JPH01250663A - 作業車の車速制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、エンジンに、走行用の変速装置と作業装置と
が連動連結され、前記作業装置に対する負荷を検出する
負荷検出手段と、前記作業装置の負荷が設定適正負荷に
維持されるように、前記負荷検出手段の検出情報に基づ
いて、前記変速装置を自動的に操作する車速制御手段と
が設けられ、前記車速制御手段は、翁記負荷検出手段の
検出負荷が前記設定適正負荷よりも大なる過負荷の場合
及び小なる軽負荷の場合夫々において、前記検出負荷と
前記設定適正負荷との偏差が大なるほど大なる操作速度
で前記変速装置を操作するように構成されている作業車
の車速制御装置に関する。

〔従来の技術〕

上記この種の作業車の車速制御装置は、車速を自動調節
して、作業装置に対する負荷が設定適正負荷に維持され
るようにしたものである。

そして、その適正負荷への回復が迅速に行われるように
するために、検出負荷が設定適正負荷よりも大なる過負
荷の場合及び小なる軽負荷の場合夫々において、検出負
荷と設定適正負荷との偏差が大なるほど大なる操作速度
で変速装置を操作するようにしている。

但し、従来では、検出負荷が設定適正負荷よりも大なる
過負荷の場合及び小なる軽負荷の場合夫々において、同
じ操作速度で変速装置を操作するようにしてあった。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかしながら、上記従来構成では、負荷が設定適正負荷
よりも小で、且つ、設定適正負荷に対する偏差が小の軽
負荷である場合にも、過負荷解消のための減速操作と同
じ速い操作速度で増速操作することになる。

軽負荷時において過負荷解消のための減速操作と同じ速
い操作速度で増速操作すると、設定適正負荷を越えて過
負荷側まで過制御する状態となる虞れがあり、車速制御
の制御応答がハンチングし易くなる不利がある。

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、過負荷の解消は迅速行えるようにしながら、
軽負荷時における制御応答のハンチングを防止すること
にある。

〔課題を解決するための手段〕

本発明による作業車の車速制御装置は、エンジンに、走
行用の変速装置と作業装置とが連動連結され、前記作業
装置に対する負荷を検出する負荷検出手段と、前記作業
装置の負荷が設定適正負荷に維持されるように、前記負
荷検出手段の検出情報に基づいて、前記変速装置を自動
的に操作する車速制御手段とが設けられ、前記車速制御
手段は、前記負荷検出手段の検出負荷が前記設定適正負
荷よりも大なる過負荷の場合及び小なる軽負荷の場合夫
々において、前記検出負荷と前記設定適正負荷との偏差
が大なるほど大なる操作速度で前記変速装置を操作する
ように構成されているものであって、その特徴構成は、
以下の通りである。

すなわち、前記車速制御手段は、前記偏差が設定値より
も小となる範囲においては、軽負荷の場合の増速側への
操作速度が同じ偏差で過負荷の場合の減速側への操作速
度よりも小となるように構成されている点にある。

〔作　用〕

基本的には、負荷検出手段の検出負荷が設定適正負荷よ
りも大なる過負荷の場合及び小なる軽負荷の場合夫々に
おいて、検出負荷と設定適正負荷との偏差が大なるほど
大なる操作速度で前記変速装置を操作させながらも、検
出負荷と設定適正負荷との偏差が設定値よりも小となる
範囲においては、軽負荷の場合の増速側への操作速度が
同じ偏差で過負荷の場合の減速側への操作速度よりも小
にすることによって、負荷が設定適正負荷よりも軽い軽
負荷時で、設定適正負荷に対する偏差が小さい場合には
増速し難いようにするのである。

〔発明の効果〕

従って、負荷が設定適正負荷よりも軽い軽負荷時で、設
定適正負荷に対する偏差が小さい場合には増速し難いよ
うにするので、増速操作したために過負荷状態となって
減速操作され、その減速操作によって再度軽負荷状態に
なるという状態を繰り返すハンチングが生じることを防
止できる。もって、負荷の設定適正負荷に対する偏差が
小さい範囲における車速制御の制御応答を安定化できる
に至った。

〔実施例〕

以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。

第４図に示すように、クローラ走行装置（１）及び作業
装置としての脱穀装置（２）を備えた機体（ｖ）の前部
に、刈取部（３）及び操縦部（４）が設けられ、作業車
としてのコンバインが構成されている。

前記刈取部（３）は、圃場の穀稈を引き起こす引き起こ
し装置（５）、引き起こした殻稈の株元を切断する刈刃
（６）、刈取殻稈を横倒れ姿勢に姿勢変更しながら機体
後方側の脱穀フィードチェーン（８）に向けて搬送する
搬送装置（７）の夫々を備えている。

そして、前記搬送装置（７）の搬送始端側箇所に、搬送
される穀稈の株元に接触してＯＮ作動する株元センサ（
Ｓｏ）が設けられている。

説明を加えれば、刈取作業を開始するに伴って、前記刈
刃（６）にて枕元を切断された穀稈が前記株元センサ（
ＳＯ）に接触して、前記株元センサ（Ｓ、）がＯＮ作動
し、且つ、刈取作業が終了するに伴って、穀稈供給が停
止されて、前記株元センサ（ＳＯ）がＯＦＦ作動するこ
とになる。つまり、この株元センサ（Ｓ、）にて、作業
状態にあるか非作業状態にあるかを検出するようになっ
ている。

第１図に示すように、エンジン（Ｅ）　　と前記クロー
ラ走行装置（１）とが、油圧式無段変速装置（９）を介
して連動連結されると共に、前記エンジン（Ｂ）と前記
脱穀装置（２）の扱胴（１０）とがベルトテンション式
の脱穀クラッチ（１１）を介して連動連結されている。

そして、前記脱穀装置（２）の回転数を検出する回転数
検出手段としての回転数センサ（Ｓｌ）が、前記エンジ
ン（［Ｅ）の回転数を検出するように設けられている。

説明を加えれば、前記扱胴（１０）は前記エンジン（８
）にて駆動されるようになっていることから、前記脱穀
装置（２）の負荷変動に応じて前記エンジン（Ｅりの回
転数が増減することになる。

つまり、前記脱穀装置（２）の回転数の増減と前記エン
ジン（Ｅ）の回転数の増減とは比例するので、脱穀装置
（２）の回転数をエンジン回転数として検出しても問題
ないのである。

前記変速装置（９）は、リンク機構（１２）を介して人
為的に操作する変速レバー（１３）に連動連結されてい
る。そして、変速用アクチュエータとしての変速用モー
タ（１４）が、摩擦式の伝動機構（１５）を介して前記
リンク機構（１２）に連動連結されている。つまり、前
記変速レバー（１３）にて人為的に変速操作できるよう
にしながら、前記変速用モータ（１４）にて自動的にも
変速操作できるようになっている。

そして、前記クローラ走行装置（１）のミッションに対
する入力回転数に基づいて車速を検出する車速検出手段
としての車速センサ（Ｓ３）が設けられている。

尚、前記回転数センサ（Ｓ、）及び前記車速センサ（Ｓ
３）の夫々は、−回転当たりに設定個数のパルス信号を
出力するように構成されているものであって、以下の説
明における回転数及び車速の値の夫々は、実際の回転数
や車速に換算した値ではなく、前記各センサ（Ｓ、）、
　（Ｓ３）の出力信号自体の値（設定時間当たりのパル
ス数）をそのまま使用するようにしである。従って、前
記各センサ（Ｓｌ）、　（Ｓ３）　にて検出される回転
数や車速の値に対する不感帯や各設定値の値も、実際の
回転数や車速に換算した値ではなく、前記各センサ（ｓ
＋）、　（Ｓ３）の出力信号の値に直接的に対応する値
として設定されることになる。ちなみに、本実施例では
、前記回転数センサ（Ｓ、）が出力する１パルス当たり
の実際の回転数は約１．３６ｒｐｍとなるようにしであ
る。

又、前記脱穀クラッチ（１１）を人為的に入り切り操作
する脱穀クラッチレバ−（１６）が設けられ、その入り
操作に伴ってＯＮ作動する脱穀スイッチ（Ｓ２）が設け
られている。

そして、前記脱穀装置（２）の回転数と設定適正負荷に
対応する設定基準回転数の偏差が設定不感帯内に維持さ
れるように、各種センサの検出情報に基づいて、車速を
自動調節するためのマイクロコンピュータ利用の制御装
置（１７）が設けられている。

つまり、前記制御装置（１７）を利用して、前記脱穀装
置（２）の負荷を設定時間毎に繰り返し検出する負荷検
出手段（１００）　　と、その検出情報に基づいて検出
負荷が設定適正負荷に維持されるように、前記変速装置
（９）を自動的に操作する車速制御手段（１０１）とが
構成されることになる。

尚、第１図中、（Ｓ、）は前記変速装置（９）が走行停
止状態に対応するニュートラル位置にあるか否かを検出
するニュートラルスイッチであって、前記変速レバー（
１３）の操作位置がニュートラル位置にある時にＯＮし
、且つ、ニュートラル位置にない時にＯＦＦするように
なっている。

（ＳＳ）は前記変速装置（９）が後退側に操作されてい
るか否かを検出するバックスイッチであって、前記変速
レバー（１３）の操作位置が後退側にある時にＯＮし、
且つ、後退側にない時にＯＦＦするようになっている。

（Ｓ６）は後述の車速制御において調節可能な車速の上
限値を制限するための車速制限値設定用のポテンショメ
ータ、（Ｓ、）は前記変速装置（９）が操作可能な上限
まで操作されるに伴ってＯＮする車速上限スイッチであ
る。又、（Ｓ８）は車速を自動制御するか否かを人為操
作にて選択する自動スイッチであって、車速を自動制御
する場合にはＯＮ状態となるようにしである。

つまり、前記制御装置（１７）は、前記脱穀装置（２）
に対する負荷が設定適正負荷に維持されるようにするた
めに、作業中における前記回転数センサ（Ｓｌ）の検出
回転数を前記基準回転数に近づけるように、且つ、その
検出回転数と基準回転数との差の解消を迅速に行えるよ
うに、前記回転数センサ（Ｓｌ）の検出回転数と前記基
準回転数との差の大きさに応じて、差が大なるほど大な
る操作速度で前記変速用モータ（１４）を作動させるよ
うに構成されているのである。

但し、前記基準回転数は、前記脱穀装置（２）に作業負
荷が作用していない非作業状態における前記回転数セン
サ（Ｓ、）の検出値に基づいて、予め設定しておくこと
になる。

説明を加えれば、前記脱穀装置（２）に作業負荷が作用
していない刈取作業の開始時において、前記株元センサ
（Ｓ、ｌｌ）が最初にＯＮした時点における前記回転数
センサ（Ｓｌ）の検出値から設定適正負荷に対応する設
定値を減算した値を、前記基準回転数として設定するよ
うにしである。

前記変速用モータ（１４）による変速操作速度の調節に
ついて説明すれば、詳述はしないが、前記変速用モータ
（１４）を間歇的に作動させて、その作動速度を調節す
るようにしである。

つまり、前記変速用モータ（１４）を設定周期で間歇的
に作動させるためのＯＮ時間（Ｒ５）を、前記検出回転
数と前記基準回転数との差に応じて変更するようにしで
ある。

尚、前記差が大なるほど前記操作速度が大となるように
するために、第３図にも示すように、前記ＯＮ時間（Ｒ
５）の値を、増速時には前記差の二乗に比例するように
、且つ、減速時には前記差に比例するようにしである。

そして、作業開始直後等においては、前記脱穀装置（２
）の負荷が軽い状態となるので、自動的に増速操作する
ことになるが、その場合、急速に増速しでも過負荷にな
る虞れがないので、前記差の値が設定値よりも大の場合
には、前記ＯＮ時間（Ｒ５）の値が、前記差の二乗より
も更に大なる値となるようにしである。

つまり、検出負荷と設定適正負荷との偏差が設定値より
も小となる範囲では、軽負荷の場合の増速側への操作速
度が同じ偏差で過負荷の場合の減速側への操作速度より
も小となるようにして、過負荷の解消は迅速に行えるよ
うにしながらも、軽負荷時において設定適正負荷に対す
る偏差が小の場合には増速し難いようにして、検出負荷
と設定適正負荷との差が小さい場合における制御応答の
ハンチングを防止しているのである。但し、軽負荷時に
おいて設定適正負荷に対する偏差が大である場合には、
増速側への操作速度を大にして、作業能率が低下する低
速状態での走行時間を極力短くできるようにしているの
である。

次に、第２図に示すフローチャートに基づいて、前記制
御装置（１７）の動作を説明しながら、車速制御手段（
１０１）について詳述する。

制御作動が起動されるに伴って、先ず、前記自動スイッ
チ（Ｓ８）がＯＮであるか否かに基づいて、車速を自動
制御するか否かを判別する。

前記自動スイッチ（Ｓ８）がＯＮである場合には、制御
条件が成立しているか否かを判別する。

前記制御条件について説明を加えれば、前記株元センサ
（Ｓｏ）がＯＮして刈取作業状態にあり、前記脱穀スイ
ッチ（Ｓ２）がＯＮして前記脱穀装置（２）が駆動状態
にあり、前記回転数センサ（Ｓｌ）による検出回転数が
設定値以上あって前記エンジン（Ｅ）が駆動状態にあり
、前記車速センサ（Ｓ３）の検出車速が設定値（０，１
ｍに設定しである）以上ある走行状態にあり、そして、
前記二二−トラルスイッチ（Ｓ４）と前記バックスイッ
チ（Ｓ５）の両方がＯＦＦで前進状態にある場合に、制
御条件成立と判断するようにしである。

つまり、実際に走行状態にあるか否かを、制御条件とし
て加えることにより、停止状態で制御作動が起動されて
も突然走行開始することがないようにしているのである
。

尚、前記自動スイッチ（Ｓ８）がＯＦＦである場合、又
は、前記制御条件が成立していない場合には、以降の処
理を行わないことになる。

制御条件が成立している場合には、この車速制御が設定
時間毎に繰り返し行われるようにするだめに、設定時間
（２５０ｍｓ）経過したか否かを判別し、設定時間経過
するに伴って、前記回転数センサ（Ｓｌ）による検出回
転数と前記基準回転数との差（Ｒ７）を演算する。

つまり、この検出回転数と前記基準回転数との差（Ｒ７
）を演算する処理が負荷検出手段（１００）に対応する
ことになる。

そして、前記検出回転数と前記基準回転数との差（Ｒ７
）が設定不感帯（±５に設定しである）内にあるか否か
を判別し、設定不感帯外である場合には、前記差（Ｒ７
）の値が負の値であるか否かを判別することにより、減
速操作を行うか増速操作を行うかを判別する。

前記差（Ｒ７）が負の値である場合には、今回検出時の
回転数と前回検出時の回転数との差（Ｒ３）を演算し、
その値が第１設定値（１０に設定しである）未満である
か否かを判別することにより、減速操作による負荷の変
化量の大小を判別する。

前記差（Ｒ３）が前記第１定値未満である場合には、減
速操作を実行させるために、減速出力フラグをセットす
ると共に、前記検出回転数と前記基準回転数との差（Ｒ
７）に基づいて、前記変速用モータ（１４）のＯＮ時間
（Ｒ５）を演算して、その値をレジスタにセットする。

前記０８時間（Ｒ５）の値をレジスタにセットした後は
、その値を前記変速用モータ（１４）の駆動用の出力カ
ウンタに設定することになる。

今回検出時の回転数と前回検出時の回転数との差（Ｒ３
）が前記第１設定値未満でない場合には、その第１設定
値よりも大なる値に設定された第２設定値（２５に設定
しである）未満であるか否かに基づいて、検出負荷が設
定適正負荷に対して大きく回復する状態にあるか否かを
判別して、前記差（Ｒ３）が前記第２設定値未満である
場合には、減速操作を行わなくとも適正負荷状態に回復
する状態にあると判断して、減速操作を停止させるため
に、前記ＯＮ時間（Ｒ５）の値を零に設定する。

但し、前記差（Ｒ３）が前記第２設定値未満でない場合
には、適正負荷状態への回復が急激であると判断して、
減速操作のオーバシュートを防止するために、前記増速
フラグをセットすると共に、前記０８時間（Ｒ５）の値
を設定値（４に設定しである）にセットするようにしで
ある。

一方、前記検出回転数と前記基準回転数との差（Ｒ７）
が正の値である場合には、増速操作であると判断して、
増速出力周期が経過したか否かを判別する。

説明を加えれば、増速操作による脱穀装置（２）の負荷
増大には時間遅れが生じるが、過負荷防止のためには負
荷軽減を迅速に行う必要がある。

そこで、減速操作は、この車速制御の周期つまり前記設
定時間（２５０ｍｓ）毎に行うようにしながら、増速操
作は、前記減速操作の周期よりも長い周期（１，５ｓｅ
ｃ）毎に行われるようにしているのである。

前記増速出力周期が経過している場合には、前記減速時
と同様にして、今回検出時の回転数と前回検出時の回転
数との差（Ｒ３）を求め、その値が第３設定値（３０に
設定しである）未満か否かに基づいて、増速の変化量が
大であるか否かを判別する。

前記差（Ｒ３）が前記第３設定値未満である場合には、
増速操作を継続して実行させるために、増速フラグをセ
ットすると共に、前記変速用モータ（１４）の０８時間
（Ｒ５）を演算して、前記レジスタにセットすることに
なる。

但し、前記差（Ｒ３）が前記第３設定値未満でない場合
には、増速操作を停止させるために、前記０８時間（Ｒ
５）の値を零に設定することになる。

前記○Ｎ時間（Ｒ５）を設定した後、前記増速操作の出
力周期が経過していない場合、又は、前記検出回転数と
前記基準回転数との差（Ｒ７）が設定不感帯内にある場
合には、前記車速制限値設定用ポテンショメータ（Ｓ６
）にて設定された値を、車速制限値として読み込んだ後
、その車速制限値が、前記車速センサ（Ｓ３）にて検出
される現車速よりも小であるか否かを判別する。

前記車速制限値が現車速よりも小である場合には、現車
速を前記車速制限値に制限するために、前記変速用モー
タ（１４）の０８時間（Ｒ３）を演算して前記レジスタ
にセットすると共に、前記減速フラグをセットし、そし
て、前記出力カウンタに前記レジスタの値をセットする
。

但し、前記車速制限値が現車速よりも小でない場合には
、それらの値の差の絶対値が設定値（８に設定しである
）より小であるか否かを判別して、小である場合には、
現車速を維持させるために前記増速フラグをクリアする
。

そして、減速フラグをセットした後、又は、前記増速フ
ラグをクリアした後は、前記車速上限スイッチ（Ｓ７）
がＯＮしているか否かに基づいて、車速か操作可能な上
限まで増速されているか否かを判別して、前記車速上限
スイッチ（Ｓ７）がＯＮしている場合には、増速操作を
中止させるために、前記増速フラグをクリアする。

尚、前記設定時間（２５０ｍｓ）経過していない場合に
も、この車速上限スイッチ（Ｓ７）をチエツクする処理
から実行させるようにしである。

次に、前記現車速が予め設定した車速下限値よりも小で
あるか否かを判別し、下限値よりも小である場合には、
減速操作を中止させるために、前記減速フラグをクリア
する。

つまり、減速しすぎて走行停止することがないようにし
ているのである。

その後は、前記増速フラグ及び減速フラグの何れがセッ
トされているかに基づいて、前記変速用モータ（１４）
の駆動方向を設定すると共に、前記０８時間（Ｒ５）に
基づいて設定操作速度となるように前記変速用モータ（
１４）を駆動する出力処理を実行することになる。

〔別実施例〕

上記実施例では、脱穀装置（２）の回転数を、エンジン
（Ｅ）の回転数として検出するように構成した場合を例
示したが、脱穀装置（２）への人力回転数や前記扱胴（
１０）の回転数を検出するようにしてもよい。つまり、
脱穀装置（２）の回転数は、それに連動連結された各部
の回転数として検出できるものであって、回転数検出手
段の具体構成、並びに、その検出位置は各種変更できる
。

又、上記実施例では、変速装置（９）の操作速度を、増
速時には、基準回転数と検出回転数との差（Ｒ７）の二
乗に比例させ、減速時には、前記差（Ｒ７）に比例させ
るように構成した場合を例示したが、具体的な値は各種
変更できる。ちなみに、減速時において前記差（Ｒ７）
が大きい過負荷時には増速時と同様に差（Ｒ７）の二乗
に比例する操作速度で減速操作させるようにしてもよい
。

又、差（Ｒ７）に応じて操作速度の値を演算して求めさ
せる構成に代えて、差（Ｒ７）に対応した値を予め求め
た値を、テーブル化してメモリに記憶させておき、求め
た差（Ｒ７）の値に応じて操作速度の値を読み出すよう
にしてもよく、操作速度を求めるための具体構成は、各
種変更できる。

又、上記実施例では、本発明をコンバインに適用して、
変速装置（９）を無段式に構成し、そして、変速用モー
タ（１４）を用いて、それに供給する電力を間歇的に変
更調節して操作速度を変更するようにした場合を例示し
たが、車速を複数段階に変速する有段式の変速装置を、
例えば、油圧操作式で変速操作するように構成して、そ
れの切り換え弁の操作速度を調節するようにしてもよく
、変速装置の具体構成、変速操作用アクチュエータの具
体構成、操作速度の調節構成、並びに、作業装置の具体
構成等、作業車各部の具体構成は各種変更できる。

尚、特許請求の範囲の項に図面との対照を便利にする為
に符号を記すが、該記入により本発明は添付図面の構造
に限定されるものではない。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明に係る作業車の車速制御装置の実施例を示
し、第１図は制御構成のブロック図、第２図は制御作動
のフローチャート、第３図は検出回転数と基準回転数の
差と変速操作速度との関係を示す説明図、第４図はコン
バインの概略側面図である。 （２）・・・・・・作業装置、（９）・・・・・・変速
装置、（Ｅ）・・・・・・エンジン、（１００）・・・
・・・負荷検出手段、（１０１）・・・・・・車速制御
手段。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. エンジン（Ｅ）に、走行用の変速装置（９）と作業装置
   （２）とが連動連結され、前記作業装置（２）に対する
   負荷を検出する負荷検出手段（１００）と、前記作業装
   置（２）の負荷が設定適正負荷に維持されるように、前
   記負荷検出手段（１００）の検出情報に基づいて、前記
   変速装置（９）を自動的に操作する車速制御手段（１０
   １）とが設けられ、前記車速制御手段（１０１）は、前
   記負荷検出手段（１００）の検出負荷が前記設定適正負
   荷よりも大なる過負荷の場合及び小なる軽負荷の場合夫
   々において、前記検出負荷と前記設定適正負荷との偏差
   が大なるほど大なる操作速度で前記変速装置（９）を操
   作するように構成されている作業車の車速制御装置であ
   って、前記車速制御手段（１０１）は、前記偏差が設定
   値よりも小となる範囲においては、軽負荷の場合の増速
   側への操作速度が同じ偏差で過負荷の場合の減速側への
   操作速度よりも小となるように構成されている作業車の
   車速制御装置。