JPH10230760A - 作業車の車速制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 操作ミス等によって上限車速を高く設定して
も、実際に作業走行したときのエンジン負荷の増大状態
に応じて設定上限車速を低速側に補正して、適正負荷範
囲から負荷大側に外れる頻度が多いハンチング状態を回
避させる。 【解決手段】 エンジン負荷の検出データをサンプリン
グして記憶手段１０２に記憶し、その記憶されたエンジ
ン負荷の検出データに基づいて、エンジン負荷が適正負
荷範囲から負荷大側に外れる状態が設定判別条件より大
きいと判別した場合には、上限車速設定手段２１にて設
定される設定上限車速を低速側に補正して、エンジン負
荷が適正負荷範囲に維持され、且つ、検出車速が上記補
正後の上限車速値を超えないように、走行用の変速装置
１０を変速操作するアクチュエータ１３の作動を制御す
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、エンジン負荷を検
出する負荷検出手段と、車速を検出する車速検出手段
と、走行用の変速装置を変速操作するアクチュエータ
と、前記負荷検出手段にて検出されるエンジン負荷が適
正負荷範囲に維持されるように前記アクチュエータの作
動を制御する車速制御を、前記車速検出手段にて検出さ
れる検出車速が上限車速設定手段にて設定される設定上
限車速を超えない状態で実行する車速制御手段とが設け
られた作業車の車速制御装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】上記作業車の車速制御装置では、例えば
コンバイン等の刈取作業車の場合において、エンスト等
の発生を回避しながらもエンジンの能力を有効活用する
ために、例えば基準回転数からのエンジン回転数のダウ
ン量によってエンジン負荷を検出し、このエンジン負荷
が適正負荷範囲よりも大であれば減速させる一方、エン
ジン負荷が適正負荷範囲よりも小であれば増速させて、
エンジン負荷を適正負荷範囲に維持するようにしてい
た。

【０００３】但し、エンジンの能力に余裕があっても例
えば作業地状態（凹凸や軟弱状態等）や作業者の熟練度
等によっては、適正な作業（コンバインでは、刈取、脱
穀作業）を行うために、操縦者がボリューム等の設定手
段を操作して上限車速を設定して、この設定上限車速を
超えない範囲で車速制御を行うようにしている（例え
ば、実開平５‐５３４３１号公報参照）。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来技術では、例えば凹凸も少なく軟弱でない作業地にお
いて熟練作業者が上限車速を高速に設定して走行させる
と、エンジン負荷が適正負荷範囲に対して過大となる場
合があり、しかも、例えばコンバインを例にすると、刈
取作物が脱穀部に搬送されて増大した脱穀負荷によっ
て、適正負荷範囲から負荷大側への外れが検出されて減
速操作されるので、既に脱穀部に供給された作物の処理
のために負荷は暫くの間は増大し、その後減少して適正
負荷範囲に戻るが、負荷が過大であるために再び適正負
荷範囲から負荷大側へ外れるというように、短い時間間
隔で頻繁に減速操作される、所謂「ハンチング状態」が
生じやすい。つまり、このハンチング状態では、設定上
限車速が適正負荷範囲に対応して想定される「適正値」
よりも高すぎると判断される。そして、ハンチング状態
では、走行不安定になるとともに、適正な作業ができな
いおそれがある。

【０００５】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、作業車が作業走行したときのエ
ンジン負荷の状態から上限車速の設定が適正値に対して
高すぎるか否かを判断し、高すぎる場合には設定上限車
速を低速側に補正して車速制御することにより、上記従
来技術の不具合を解消させることにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】請求項１では、エンジン
負荷の検出データをサンプリングして記憶し、その記憶
したエンジン負荷の検出データに基づいてエンジン負荷
が適正負荷範囲から負荷大側に外れる状態が設定判別条
件より大きいと判別した場合には、上限車速設定手段に
て設定される設定上限車速を低速側に補正し、検出車速
がその補正後の上限車速値を超えない状態で、エンジン
負荷を適正負荷範囲に維持するように走行用の変速装置
を変速操作するアクチュエータの作動を制御する。一
方、エンジン負荷が適正負荷範囲から負荷大側に外れる
状態が設定判別条件より大きいと判別しなかった場合に
は、検出車速が上限車速設定手段にて設定される設定上
限車速を超えない状態で、エンジン負荷を適正負荷範囲
に維持するように走行用の変速装置を変速操作するアク
チュエータの作動を制御する。

【０００７】従って、例えば上限車速を適正負荷範囲に
対応する適正値より高く設定しても、作業車を設定上限
車速付近で作業走行させてエンジン負荷の適正負荷範囲
から負荷大側への外れ状態が設定条件よりも大きいと、
上限車速が低速側に補正されてエンジン負荷の過大状態
が解消されるので、エンジン負荷の過大状態が継続して
ハンチング状態が生じ、走行状態が不安定になるととも
に、適正な作業ができないという不具合が適切に回避さ
れる。

【０００８】請求項２では、請求項１において、エンジ
ン負荷が適正負荷範囲から負荷大側に外れる状態が設定
判別条件より大きいと判別すると、上限車速設定手段で
設定される設定上限車速から所定量減算した車速値を補
正後の上限車速値とする。

【０００９】従って、上限車速の補正処理を簡単な減算
処理にて行うことにより、制御構成の簡素化が実現で
き、もって、請求項１の好適な手段が得られる。

【００１０】請求項３では、請求項１又は２において、
記憶されたエンジン負荷の検出データの平均値が設定値
より大きいときに、エンジン負荷の適正負荷範囲から負
荷大側への外れ状態が設定判別条件より大きいと判別さ
れる。

【００１１】従って、例えば、エンジン負荷の検出デー
タが適正負荷範囲から負荷大側へ外れる頻度（回数）や
負荷大側への外れ量（回転数の偏差）によって判別する
場合には、頻度や外れ量がばらつきやすく、判別の誤差
を生じるおそれがあるのに比べて、平均値によってばら
つきの影響をなくして、適切な判別を行うことができ、
もって、請求項１又は２の好適な手段が得られる。

【００１２】請求項４では、請求項１〜３のいずれか１
項において、作業車が作業地内に隣接する状態で設定さ
れた複数の作業行程を順次走行するときに、各作業行程
毎にエンジン負荷の検出データが記憶され、前の作業行
程走行時におけるエンジン負荷の検出データに基づいて
判別したエンジン負荷の負荷大側への外れ状態が設定判
別条件より大きい場合には、前記補正後の上限車速値を
次の作業行程における上限車速値として用いる。

【００１３】従って、隣接する作業行程同士の作業地の
状態は通常同じような条件であるので、前の作業行程で
のエンジン負荷のデータに基づいて後の作業行程での上
限車速値を補正することにより、的確な上限車速値の設
定ができ、もって、請求項１〜３のいずれか１項の好適
な手段が得られる。

【００１４】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施例を作業車と
してのコンバインに適用した場合について図面に基づい
て説明する。図１に示すように、コンバインは、左右一
対のクローラ走行装置１、脱穀装置２、操縦部４等を備
えた機体９の前部側に、刈取部３が昇降自在に設けられ
て構成されている。そして、図６に示すように、作業地
としての圃場Ｆ内に隣接する状態で設定された（図では
並置された）複数の作業行程Ｋを順次走行する。

【００１５】刈取部３は、植立穀稈の引き起こし装置
５、引き起こされた植立穀稈の株元を切断する刈刃６、
刈り取った穀稈を横倒れ姿勢に変更しながら機体後部側
の脱穀用のフィードチェーン８に向けて搬送する搬送装
置７等を備えている。搬送装置７の搬送始端側箇所に、
刈取穀稈の株元に接当して作動する株元センサＳ０が設
けられ、刈取作業中は刈取穀稈が株元センサＳ０に接当
してＯＮする状態が継続し、刈取作業が終了すると刈取
穀稈の供給が途絶えるために穀稈が株元センサＳ０に接
当せずＯＦＦ状態となることから、この株元センサＳ０
によって、刈取作業状態であるか否かが検出される。

【００１６】次に、図２に基づいてコンバインの制御構
成について説明する。エンジンＥの駆動力が走行用の変
速装置としての油圧式の無段変速装置１０に伝動され、
この変速装置１０の変速後の出力がミッションケース１
１を介して左右一対のクローラ走行装置１を駆動してい
る。変速装置１０は、変速操作用のアクチュエータとし
ての電動モータ１３によって変速操作されるとともに、
操縦部４に設けた変速レバー１２に連動連結され、且
つ、この変速レバー１２による人為的な変速操作を電動
モータ１３による変速操作に優先させるようにするため
に、変速レバー１２と変速装置１０との連係経路中に、
電動モータ１３が摩擦式の伝動機構１４を介して連係さ
れている。

【００１７】又、エンジンＥと脱穀装置２及び刈取部３
とがベルトテンション式の脱穀クラッチ３３及び刈取ク
ラッチ３４を介して連動連結されている。そして、脱穀
クラッチ３３及び刈取クラッチ３４を夫々人為的に入り
切り操作する脱穀クラッチレバー３１及び刈取クラッチ
レバー３２が操縦部４に設けられ、それらの入り操作に
伴ってオン作動する脱穀スイッチＳＷ１及び刈取スイッ
チＳＷ２が設けられている。エンジンＥの回転数を検出
する回転数検出センサＳ１と、ミッションケース１１の
入力軸に伝動される変速装置１０の出力回転数に基づい
て車速を検出する車速検出手段としての車速センサＳ２
とが設けられている。

【００１８】マイクロコンピュータ利用の制御装置１６
が設けられ、この制御装置１６に、株元センサＳ０、回
転数検出センサＳ１、車速センサＳ２、脱穀スイッチＳ
Ｗ１及び刈取スイッチＳＷ２の各検出情報が入力されて
いる。一方、制御装置１６からは、電動モータ１３に対
する駆動信号が出力されている。

【００１９】又、操縦部４には、上限車速を設定するた
めの上限車速設定手段２１と、車速オートスイッチ２２
とが設けられ、この各入力情報も制御装置１６に入力さ
れている。上限車速設定手段２１は、圃場の条件等に応
じて上限車速を調節するための可変抵抗であり、つまみ
の回転角度に応じて上限車速が０．３〜２．０ｍ／ｓｅ
ｃの範囲で設定される。車速オートスイッチ２２は、自
動の車速制御を実行するか否かを切り換える照光式の押
ボタンスイッチである。

【００２０】エンジンＥの回転数はエンジンＥの負荷が
増加すると低下し、エンジンＥの負荷が減少すると高く
なることから、制御装置１６を利用して、回転数検出セ
ンサＳ１の検出情報に基づいて、エンジンＥの負荷を検
出する負荷検出手段１０１が構成されている。具体的に
は、株元センサＳ０及び脱穀スイッチＳＷ１がオン状態
で、車速が０．１ｍ／ｓｅｃ以上であるときのエンジン
回転数ＲＸ（ｒｐｍ）を基準回転数ＲＳとして記憶す
る。但し、上記条件が成立しているときに、記憶した基
準回転数ＲＳの値よりも高いエンジン回転数ＲＸを検出
したら、その値に基準回転数ＲＳを更新する。そして、
基準回転数ＲＳからのエンジン回転数ＲＸのダウン量
（ｒｐｍ）をエンジン負荷として検出する。

【００２１】制御装置１６を利用して、前記負荷検出手
段１０１にて検出されるエンジン負荷が適正負荷範囲に
維持され、且つ、前記車速センサＳ２にて検出される検
出車速が上限車速設定手段２１にて設定される設定上限
車速を超えないように、前記電動モータ１３の作動を制
御する車速制御を実行する車速制御手段１００が構成さ
れている。

【００２２】又、制御装置１６を利用して、前記負荷検
出手段１０１の検出データをサンプリングして記憶する
負荷データ記憶手段１０３が構成され、この負荷データ
記憶手段１０３は、図６に示す各作業行程Ｌ毎にエンジ
ン負荷の検出データを記憶するように構成されている。
つまり、各作業行程Ｋを走行するときに、行程端部から
の走行距離が設定距離になる毎に、そのときのエンジン
負荷の検出データを記憶して１行程分のデータとする。

【００２３】そして、車速制御手段１００は、負荷デー
タ記憶手段１０２に記憶されたエンジン負荷の検出デー
タに基づいて、エンジン負荷が適正負荷範囲から負荷大
側に外れる状態が設定判別条件より大きい場合には、前
記上限車速設定手段２１にて設定される設定上限車速を
低速側に補正した補正後の上限車速値を用いて前記車速
制御を行うように構成されている。具体的には、設定上
限車速から所定量（例えば、０．１ｍ／ｓｅｃ）減算し
た車速値を補正後の上限車速値とする。

【００２４】車速制御手段１００は、前記負荷データ記
憶手段１０２に記憶されたエンジン負荷の検出データの
平均値が設定値より大きいときに、前記エンジン負荷の
負荷大側への外れ状態が設定判別条件より大きいと判別
するように構成されている。図５によって具体的に説明
すると、適正負荷範囲ΔＬの中間より上側にエンジン負
荷の設定値Ｌ０が設定され、この設定値Ｌ０と、各作業
行程Ｋ毎のエンジン負荷の検出データの平均値とが比較
される。図５の左側部分には、エンジン負荷が適正負荷
範囲ΔＬに対して平均的な状態で変動するために、その
平均値Ｌ１が設定値Ｌ０より小となる場合を示し、右側
部分には、エンジン負荷が適正負荷範囲ΔＬに対して負
荷大側に偏った状態で変動するために、その平均値Ｌ２
が設定値Ｌ０より大となる場合を示す。

【００２５】そして、車速制御手段１００は、前の作業
行程（例えば、図６のＫ１）走行時におけるエンジン負
荷の検出データに基づいて判別した前記エンジン負荷の
負荷大側への外れ状態が設定判別条件より大きい場合、
つまり、作業行程Ｋ１でのエンジン負荷の検出データの
平均値が設定値Ｌ０より大きい場合には、前記補正後の
上限車速値を次の作業行程（例えば、図６のＫ２）にお
ける上限車速値として用いる。以後、順次、前の作業行
程Ｋでのエンジン負荷の検出データに基づいて上限車速
値の低速側への補正を行うか否かを判断する。

【００２６】次に、図３及び図４に示すフローチャート
に基づいて、制御装置１６による車速制御について説明
する。先ず、株元センサＳ０及び脱穀スイッチＳＷ１が
ＯＮ状態で、且つ、車速が０．１ｍ／ｓ以上である起動
条件が成立しているかどうかを調べ、この条件が成立し
ていなければ制御は行わない。起動条件が成立していれ
ば、検出したエンジン回転数ＲＸと基準回転数ＲＳを比
較して、検出回転数ＲＸが基準回転数ＲＳより大であれ
ば、検出回転数ＲＸの値を基準回転数ＲＳとして更新・
記憶する。尚、基準回転数ＲＳの初期値は０にリセット
されている。

【００２７】そして、基準回転数ＲＳと検出回転数ＲＸ
との差をエンジン負荷として求め、エンジン負荷が適正
範囲ΔＬ内にあれば、変速操作は行わない。エンジン負
荷が適正範囲ΔＬより大のときは減速操作を行う。エン
ジン負荷が適正範囲ΔＬより小のときは、検出車速が前
記補正後の上限車速より小のときにだけ増速操作を行
い、検出車速が上限車速より大のときは変速操作を行わ
ない。

【００２８】上限車速の補正処理（図４）では、１行程
Ｋを走行中に、前記求めた負荷データを所定間隔でサン
プリングして記憶する。１行程の走行が終了したとき
に、その１行程走行時において記憶されたエンジン負荷
データの平均値を求め、その平均値が設定値Ｌ０（図
５）より大であれば、次の行程走行時に用いる上限車速
を、上限車速設定手段２１にて設定入力される値より設
定量（０．１ｍ／ｓｅｃ）減算した値とし、上記エンジ
ン負荷データの平均値が設定値Ｌ０を超えていないとき
は、次の行程走行時に用いる上限車速を上限車速設定手
段２１にて設定入力される値とする。

【００２９】〔別実施形態〕負荷検出手段１０１は、エ
ンジン回転数ＲＸが基準回転数ＲＳから低下したダウン
量にてエンジン負荷を検出するものに限らず、例えばエ
ンジンＥから各部への伝動経路にトルクセンサを設け、
そのトルクの大きさによってエンジン負荷を検出するよ
うにしてもよい。

【００３０】車速検出手段Ｓ２は、変速装置１０の出力
回転数に基づいて車速を検出する車速センサ以外に、例
えばクローラ走行装置１の回転軸の回転数を検出するも
のでもよい。

【００３１】変速装置１０は、油圧式の無段変速装置に
限らず種々の変速装置を用いることができ、又、変速操
作用のアクチュエータも、電動モータ１３に限らない。

【００３２】車速制御手段１００が、エンジン負荷が適
正負荷範囲から負荷大側に外れる状態が設定判別条件よ
り大きいか否かを判別する構成は、上記実施例のよう
に、記憶されたエンジン負荷の検出データの平均値が設
定値より大きいか否かを判別する構成に限らない。例え
ば、エンジン負荷が適正負荷範囲から負荷大側に外れる
頻度（設定時間当たりの外れ回数）が通常の負荷状態で
の頻度に比べて多いとき、あるいは、図５に示すよう
に、適正負荷範囲から負荷大側への外れ量Ｌｐが設定値
より大きいときに、エンジン負荷が適正負荷範囲から負
荷大側に外れる状態が設定判別条件より大きいと判別す
るようにしてもよい。

【００３３】車速制御手段１００が、上限車速設定手段
２１で設定される設定上限車速を低速側に補正するの
に、上記実施例のように設定上限車速から所定量減算し
て補正後の上限車速値を求めるのではなく、例えば、設
定上限車速に１より小の補正係数を掛けて補正するよう
にしてもよい。又、設定上限車速から所定量減算して補
正するときの減算量も、０．１ｍ／ｓｅｃに限らない。

【００３４】上記実施例では、作業車が作業地内に隣接
する状態で設定された複数の作業行程Ｋ（図６）を順次
走行し、負荷データ記憶手段１０２は、各作業行程Ｋ毎
にエンジン負荷の検出データを記憶し、車速制御手段１
００は、前の作業行程走行時におけるエンジン負荷の検
出データに基づいて判別したエンジン負荷の負荷大側へ
の外れ状態が設定判別条件より大きい場合には、補正後
の上限車速値を次の作業行程における上限車速値として
用いるようにしたが、これに限らない。例えば、作業地
内で所定距離走行する中に記憶した負荷データから負荷
大側への外れ状態を判別して、次の所定距離走行時にお
ける上限車速値の補正を行うか否かを判断するようにし
てもよい。

【図面の簡単な説明】

【図１】コンバインの側面図

【図２】制御構成のブロック図

【図３】制御作動のフローチャート

【図４】制御作動のフローチャート

【図５】エンジン負荷の偏り状態を示すタイムチャート

【図６】コンバインによる圃場内での刈取走行を示す平
面図

【符号の説明】

１０ 変速装置 １３ アクチュエータ ２１ 上限車速設定手段 １００ 車速制御手段 １０１ 負荷検出手段 １０２ 負荷データ記憶手段 Ｓ２ 車速検出手段

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 エンジン負荷を検出する負荷検出手段
   と、 車速を検出する車速検出手段と、 走行用の変速装置を変速操作するアクチュエータと、 前記負荷検出手段にて検出されるエンジン負荷が適正負
   荷範囲に維持されるように前記アクチュエータの作動を
   制御する車速制御を、前記車速検出手段にて検出される
   検出車速が上限車速設定手段にて設定される設定上限車
   速を超えない状態で実行する車速制御手段とが設けられ
   た作業車の車速制御装置であって、 前記負荷検出手段の検出データをサンプリングして記憶
   する負荷データ記憶手段が設けられ、 前記車速制御手段は、前記負荷データ記憶手段に記憶さ
   れたエンジン負荷の検出データに基づいて、前記エンジ
   ン負荷が適正負荷範囲から負荷大側に外れる状態が設定
   判別条件より大きい場合には、前記上限車速設定手段に
   て設定される設定上限車速を低速側に補正した補正後の
   上限車速値を用いて前記車速制御を行うように構成され
   ている作業車の車速制御装置。
2. 【請求項２】 前記車速制御手段は、前記上限車速設定
   手段で設定される設定上限車速から所定量減算した車速
   値を前記補正後の上限車速値とするように構成されてい
   る請求項１記載の作業車の車速制御装置。
3. 【請求項３】 前記車速制御手段は、前記負荷データ記
   憶手段に記憶されたエンジン負荷の検出データの平均値
   が設定値より大きいときに、前記エンジン負荷の負荷大
   側への外れ状態が設定判別条件より大きいと判別するよ
   うに構成されている請求項１又は２記載の作業車の車速
   制御装置。
4. 【請求項４】 作業車が作業地内に隣接する状態で設定
   された複数の作業行程を順次走行するように構成され、 前記負荷データ記憶手段は、各作業行程毎に前記エンジ
   ン負荷の検出データを記憶するように構成され、 前記車速制御手段は、前の作業行程走行時におけるエン
   ジン負荷の検出データに基づいて判別した前記エンジン
   負荷の負荷大側への外れ状態が設定判別条件より大きい
   場合には、前記補正後の上限車速値を次の作業行程にお
   ける上限車速値として用いるように構成されている請求
   項１〜３のいずれか１項に記載の作業車の車速制御装
   置。