JPH1075628A - 作業機械の負荷情報表示装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 動力装置が過負荷状態になったときに、その
過負荷状態を解消させるための操作の内容を作業者に判
りやすく指示して、過負荷状態を迅速且つ適切に解消さ
せて、エンスト等の発生を未然に防止する。 【解決手段】 動力装置の負荷状態が検出され、その動
力装置の負荷レベルに対応する複数段階の数字等の指標
値を表す画像が負荷情報として表示され、動力装置の負
荷状態が過負荷状態であると判別されると、その過負荷
状態を解消させるための減速操作等の操作を文章にて指
示する過負荷解消情報が、画像情報として表示される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、動力装置の負荷状
態を検出する負荷状態検出手段と、前記動力装置の負荷
情報を表示する表示手段と、前記負荷状態検出手段の情
報に基づいて前記表示手段の作動を制御する制御手段と
が設けられた作業機械の負荷情報表示装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】例えばコンバインやトラクター等の作業
機械では、ディーゼルエンジン等の動力装置の負荷状態
が、例えば無負荷時のエンジン回転数からのダウン量
（偏差）として検出され、その負荷情報を、操縦部等に
備えた液晶式のバーグラフ表示器や、負荷レベルを数字
で示す数字表示器によって作業者に知らせるようにして
いた。そして、作業者がその負荷情報を見て、エンジン
の負荷状態が正常であるかや、過負荷状態であるか等を
判断するようにしていた。

【０００３】

【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、動力装置が過負荷状態になると、例えば負
荷レベルを示す数字表示器が点滅表示する等して、過負
荷状態であることが示されるだけであるので、作業者は
その過負荷状態を解消してエンスト等の発生を未然に防
ぐために、どのような操作を行うべきか判断するのが容
易でないという不具合があった。

【０００４】本発明は、かかる実情に鑑みて為されたも
のであって、その目的は、動力装置が過負荷状態になっ
たときに、その過負荷状態を解消させるための操作の内
容を作業者に判りやすく指示することによって、上記従
来技術の不具合を解消させることにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】請求項１によれば、動力
装置の負荷状態が検出されて、その負荷情報が画像情報
として表示されるとともに、動力装置の負荷状態が過負
荷状態であると判別されると、その過負荷状態を解消さ
せるための操作を文章にて指示する過負荷解消情報が画
像情報として表示される。

【０００６】従って、作業者は、動力装置の負荷情報を
画像によって容易に把握しながら、動力装置が過負荷状
態になったときには、画面上に文章にて指示される過負
荷解消情報を見て、その過負荷状態を解消させるための
適切な操作を実行することができ、もって、単に過負荷
状態であることだけが表示されるような従来技術に比べ
て、過負荷状態を迅速かつ適切に解消させることができ
る。

【０００７】請求項２によれば、請求項１において、動
力装置の負荷レベルが変化するのに対応して複数段階に
値が変化する指標が動力装置の負荷情報として判別さ
れ、その判別した指標値を表す画像が負荷情報として表
示されるとともに、動力装置の負荷レベルが前記複数段
階の指標値の上限値を超えるときに動力装置が過負荷状
態であると判別される。

【０００８】従って、動力装置の負荷状態をその負荷レ
ベルを表す数字等の指標値において、その値の大小等に
よって明確且つ迅速に把握しながら、動力装置の過負荷
状態も負荷レベルがその指標値の上限を超えた状態とし
て的確に判断でき、もって、請求項１の好適な手段が得
られる。

【０００９】請求項３によれば、請求項１又は２におい
て、前記過負荷解消情報が画像情報として表示されると
きに、警報手段も作動される。

【００１０】従って、ランプやブザー等の警報手段の作
動によって作業者の注意を喚起して、画像情報として表
示される過負荷解消情報を、より確実に作業者に確認さ
せることができ、もって、請求項１又は２の好適な手段
が得られる。

【００１１】

【発明の実施の形態】以下、本発明を作業機械としての
農作業用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。コンバインは、図１に
示すように、左右一対のクローラ走行装置１１を備える
機体Ｖの前部に刈取部１２が設けられ、その刈取部１２
の後方に、操縦部１３、刈取穀稈を脱穀・選別する脱穀
部１４、脱穀部１４から供給される穀粒を貯溜するグレ
ンタンク１５等が搭載されている。ここで、刈取部１２
や脱穀部１４等が作業部に相当する。

【００１２】刈取部１２は、先端部に付設された分草具
１６、穀稈の引き起こし装置１７、引き起こした穀稈の
株元を切断する刈り刃１８、及び、刈取穀稈を先端側で
受け取って脱穀部１４まで搬送する搬送装置１９を備え
ている。又、刈取部１２の地面からの高さを検出する超
音波センサＳ１と、穀稈が触れるとオン作動して刈取り
作業中であることを検出する株元センサＳ２とが設けら
れている。超音波センサＳ１による地面からの高さ情報
は、穀稈を刈り取るときの刈高制御に用いられ、株元セ
ンサＳ２の検出情報は制御起動条件の一つとして用いら
れる。

【００１３】又、脱穀部１４における扱深さを適正状態
に維持するために、搬送装置１９にて搬送される搬送穀
稈の穂先位置を検出するために、稈長方向に所定間隔を
隔てて一対の穂先センサＳ３（図５参照）が設けられて
いる。そして、この一対の穂先センサＳ３の間に穀稈の
穂先が位置するように、その穂先センサＳ３の検出情報
に基づいて、搬送装置１９の搬送先端側を後端側に対し
て稈長方向に揺動させて扱深さを調節している。

【００１４】左右のクローラ走行装置１１は、機体Ｖに
対して各別に昇降駆動できるように構成されている。こ
れによって、地面の傾きにかかわらず機体Ｖを水平に維
持したり、設定角度に維持するローリング制御を可能に
している。このために、機体Ｖの水平に対する傾きを検
出するローリングセンサＳ４が設けられている。

【００１５】脱穀部１４は、図２に示すように、扱胴２
１を収納する扱室Ａ、刈取部１２から供給される穀稈を
搬送するフィードチェーン２２、トウミ２３と揺動選別
板２４とからなる選別装置Ｂ、穀粒回収用の一番口２
５、及び、穀粒と藁屑との混合物を回収するための二番
口２６等を備えている。扱室Ａで脱穀された処理物のう
ち単粒化したものは、扱室Ａの下部に設けられた受網２
７から選別装置Ｂに漏下し、それ以外の処理物は受網２
７の後端部より選別装置Ｂに落下する。

【００１６】選別装置Ｂの揺動選別板２４は、トウミ２
３の上方に位置するグレンパン２８、その後方に位置す
るチャフシーブ２９、その下方に位置するグレンシーブ
３０等からなる。チャフシーブ２９は、処理物移送方向
に並置された複数個の帯板状部材が水平軸芯周りに同時
に角度を変えることにより、隣接する帯板状部材の間隔
（チャフ開度という）が変更され、このチャフ開度を検
出するポテンショメータ利用のチャフ開度センサＳ８
（図５参照）が設けられている。

【００１７】トウミ２３は、揺動選別板２４上の藁屑を
吹き飛ばすためのものであり、その風力は、ファンケー
スカバー２３ａの開度を大きくするほどその開口部から
逃げる風量が増加して、揺動選別板２４上の処理物に及
ぼす風力（トウミ風力という）が小さくなる。トウミ風
力を検出するポテンショメータ利用のトウミ風力センサ
Ｓ９（図５参照）が設けられている。尚、上記藁屑はフ
ァン等によって機外に排出されるが、その排出詰まり状
態を検出する排わらセンサＳ１１（図５参照）が設けら
れている。

【００１８】選別装置Ｂについては、処理物の量、種
類、湿気等の条件に応じて上記のようにチャフ開度及び
トウミ風力を調節する制御（選別制御）が行われる。
尚、グレンシーブ３０から漏下する穀粒は揺動選別板２
４の下方に設けられた一番口２５から回収されてグレン
タンク１５に貯溜され、チャフシーブ２９の後端やグレ
ンシーブ３０の後端から落下する穀粒と藁屑との混合物
は二番口２６から回収されて揺動選別板２４に還元され
る。

【００１９】次に、動力伝達系を図３に示す。動力装置
としてのディーゼル式のエンジンＥの出力は、脱穀クラ
ッチ３１を介して脱穀部１４に伝達されると共に、走行
クラッチ３２及び無段変速装置３３を介してクローラ走
行装置１１のミッション部３４に伝達される。ミッショ
ン部３４に伝達された出力の一部は、刈取クラッチ３５
を介して刈取部１２に伝達される。Ｓ７は、脱穀クラッ
チ３１の入切状態を検出する脱穀スイッチであり、Ｓ５
は、エンジンＥのフライホイールリングギアに磁界を作
用させて、単位時間当りの歯数に対応する周波数の正弦
波を得る電磁ピックアップからなるエンジン回転数検出
用の回転数センサであり、Ｓ６は、ミッション部に設け
た車速検出用の車速センサである。又、ミッション部３
４には、ステアリング状態を前進状態、後進状態、及び
中立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Ｓ１２
と、後進状態を検出する後進スイッチＳ１３とが設けら
れている（図５参照）。

【００２０】車速を増減するための無段変速装置３３
は、シフトレバーによって手動操作されると共に電動モ
ータによって自動操作される。つまり、エンジンＥの負
荷は、無負荷時の検出回転数（検出回転数の最大値にな
る）からの現在回転数の偏差で表され、エンジン負荷が
増加するほどエンジン回転数が低下するので、前記回転
数センサＳ５を利用して、エンジンＥの負荷状態を検出
する負荷状態検出手段が構成されている（図５参照）。
そして、この負荷検出情報に基づいて、エンジン負荷が
適正なときは定速走行を行うが、負荷が大きくなりエン
ジン回転数が低下すると、車速を下げて刈取り量即ち脱
穀処理量を減少させて負荷を小さくし、逆に負荷が小さ
くなってエンジン回転数が最適回転数より高くなれば、
車速を上げて刈取り量即ち脱穀処理量を増加させるよう
に、無段変速装置３３を変速操作して走行速度を増減す
る車速制御が行われる。但し、予め設定された最高車速
より速くなることはない。

【００２１】図４に示すように、各制御の起動・停止等
の指令情報を入力したり、コンバインの運転において作
業者に知らせるべき報知情報等の各種情報を表示するた
めの表示パネルユニットＣが、液晶ディスプレイモジュ
ールとメンブレンキーボードを組み合わせた一体型のパ
ネルとして、操縦部１３のオペレータが見やすく操作し
やすい位置に設けられている。表示パネルユニットＣの
前面には、画像表示用の表示画面１と、情報入力用のキ
ー入力部２，３，４と、図示しない注意ランプ９とが設
けられている。表示画面１は、ドットマトリックス式の
液晶グラフィックディスプレイで構成され、この画面上
に、アワーメータ（稼働時間）、エンジンＥの回転数情
報及びその負荷情報等のコンバインの稼働情報等が表示
される。キー入力部２，３，４は、押しボタン式のスイ
ッチで構成され、各制御の起動・停止スイッチ２、切換
スイッチ３及び記憶スイッチ４からなる。

【００２２】次に、コンバインの制御構成を図５に示
す。メータ用コントローラ７と制御ユニット８とが、夫
々マイクロコンピュータを利用して構成されるととも
に、ＲＳ４８５インターフェース形式で相互に通信自在
に接続されている。前記センサ類のうちの株元センサＳ
２、穂先センサＳ３、回転数センサＳ５、脱穀スイッチ
Ｓ７、排わらセンサＳ１１、中立スイッチＳ１２、及び
後進スイッチＳ１３と、燃料の残量を検出する燃料セン
サＳ１０の各検出情報がメータ用コントローラ７に入力
され、超音波センサＳ１、ローリングセンサＳ４、車速
センサＳ６、チャフ開度センサＳ８及びトウミ風力セン
サＳ９の各検出情報が、制御ユニット８に入力されてい
る。

【００２３】尚、図示しないが、前記グレンタンク１５
内の穀粒貯溜量を検出するモミセンサや、二番口２６か
ら回収されてスクリューコンベアにて揺動選別板２４に
戻される処理物の搬送状態をそのスクリューコンベアの
回転数によって検出する２番回転センサや、エンジンＥ
の加熱状態を検出するための水温センサ等の検出情報
も、メータ用コントローラ７に入力されている。

【００２４】メータ用コントローラ７からは、扱深さ調
節用のアクチュエータ（揺動用モータ）Ｍ１や、ＡＥＳ
（自動エンジン停止）用のアクチュエータ（リレー等）
Ｍ２や、前記注意ランプ９及びブザー１０に対する各駆
動信号が出力され、制御ユニット８からは、刈高制御用
及びローリング制御用の各アクチュエータＭ３〜Ｍ４、
車速制御用、チャフ開度調節用及びトウミ風力調節用の
各電動モータＭ５〜Ｍ７に対する駆動信号が出力されて
いる。

【００２５】前記センサ類の情報は、メータ用コントロ
ーラ７によって集中して管理され、その管理結果に基づ
いて、通常の運転時は、エンジン回転数やエンジン負荷
等の前記稼働情報を表示しているが、エンジンＥの負荷
状態が過負荷状態になると、その過負荷状態を解消させ
るための操作として「減速操作」を作業者に指示する
「減速して下さい」の画像が、図８（ホ）に例示するよ
うに表示画面１に表示され、同時に、注意ランプ９が点
滅し且つブザー１０が作動する。

【００２６】以上より、前記表示画面１が、エンジンＥ
の負荷情報を表示する表示手段、すなわち、その負荷情
報を画像情報として表示する画像表示手段を構成すると
ともに、メータ用コントローラ７を利用して、前記負荷
状態検出手段（回転数センサＳ５）の情報に基づいて表
示画面１の作動を制御する制御手段１００が構成され
る。そして、その制御手段１００は、エンジンＥの負荷
状態が過負荷状態であると判別した場合には、その過負
荷状態を解消させるための操作（例えば「減速操作」）
を文章にて指示する過負荷解消情報を、前記表示画面１
に画像情報として表示させ、さらに、表示画面１に前記
過負荷解消情報を表示させるときに、警報手段（注意ラ
ンプ９及びブザー１０）を作動させるように構成され
る。

【００２７】具体的には、前記制御手段１００は、エン
ジンＥの負荷レベルが変化する（つまり、無負荷回転数
からの回転数のダウン量が変化する）のに対応して複数
段階（例えば、４段階）に値が変化する指標をエンジン
Ｅの負荷情報として判別して、その判別した指標値を表
す画像を表示画面１に表示させ、且つ、エンジンＥの負
荷レベルが前記複数段階の指標値の上限値を超えるとき
にエンジンＥの過負荷状態を判別する。

【００２８】メータ用コントローラ７及び制御ユニット
８は、各センサの検出情報や予め設定した制御情報等に
基づいて、各アクチュエータＭ１〜Ｍ４や電動モータＭ
５〜Ｍ７等を駆動して、前述の各制御（扱深さ制御、Ａ
ＥＳ制御、刈高制御、ローリング制御、選別制御、車速
制御その他）を実行する。例えば、ＡＥＳ制御では、運
転状態の異常等が検出されるに伴って、上記ＡＥＳ用ア
クチュエータＭ２を作動させてエンジンへの燃料供給を
カットし、エンジンを自動停止させるように制御する。

【００２９】表示パネルユニットＣにおけるキー入力部
２，３，４の作動状態の検出は、メータ用コントローラ
７にて行われる。起動・停止スイッチ２は、前述の各制
御に対する起動及び停止を指示するために、図４に示す
ように各制御に対応する複数のスイッチを有し、各スイ
ッチは起動及び停止に兼用されている。つまり、作動中
の制御に対応するスイッチを押すと、その制御が停止さ
れ、停止中の制御に対応するスイッチを押すとその制御
が起動される。切換スイッチ３は、制御状態を手動切り
換えするために、２つの異なる操作状態、具体的には、
スイッチを押してアースに接続したオン状態と、スイッ
チを押さないオープン状態とに切換自在に構成されてい
る。

【００３０】前記メータ用コントローラ７は、機械が作
業状態（つまり刈取作業状態）であるか否かを検出する
ように構成されている。具体的には、株元センサＳ２と
脱穀スイッチＳ７とがオン状態で、且つ、中立スイッチ
Ｓ１２と後進スイッチＳ１３とがオフ状態であって、車
速が０．０５ｍ／ｓｅｃ以上のときに、作業状態である
と判断し、これ以外のときは、作業状態でないと判断す
る。

【００３１】そして、メータ用コントローラ７は、エン
ジン回転数が設定回転数（５００ｒｐｍ）以上のとき
に、機械が作業状態でなければエンジンＥの回転数情報
を表示させ、機械が作業状態であるときはエンジンＥの
負荷情報を表示させるように、前記表示画面１の表示状
態を切り換える。尚、エンジン回転数が設定回転数（５
００ｒｐｍ）以下のときは、アワーメータを表示させ
る。

【００３２】尚、前記メータ用コントローラ７はメモリ
７Ａを備え、このメモリ７Ａには、搭載されたエンジン
Ｅに応じて、作業者が運転初期の無負荷状態においてア
クセルレバーを操作して設定すべき適正回転数の情報と
して、例えば、中心値２６００ｒｐｍと、これの上下設
定許容範囲の各値が予め記憶されている。

【００３３】次に、コンバイン側における制御作動につ
いて、図６及び図７に示すメータ用コントローラ７での
制御フローチャートに基づいて説明する。メインキーが
オン操作されて駆動電源がオンし、制御がスタートする
と、フラグ等の初期設定を行ってから、制御ユニット８
との間での通信制御処理、各センサの情報に基づく報知
情報の管理、表示画面１に対する表示制御処理、及び、
各作業部についての作業制御処理を行う。尚、図示しな
いが、制御ユニット８においても、報知情報の管理、表
示制御処理を除いて、同様の通信制御処理と作業制御処
理を行う。

【００３４】表示制御処理（図７）では、表示画面１に
機械各部の制御状態を示す稼働情報を図８に示すように
順次表示する。即ち、運転が開始してから所定時間（２
秒程度）経過までは機種表示を行い、所定時間経過後
は、システムが正常状態であるか否かを判断し、正常状
態でなければ、正常状態になるまで異常表示を行う。正
常状態のときは、エンジンが始動して設定回転数（５０
０ｒｐｍ）以上になるまではアワーメータを表示し、エ
ンジン回転数が５００ｒｐｍを超えると、刈取作業の作
業条件が成立するまではエンジン回転表示を行い、さら
に、作業条件が成立して作業状態（刈取状態）になるに
伴って、エンジン回転数に代えてエンジン負荷を表示す
るとともに、前述のようにエンジンの過負荷状態が検出
されると、減速操作の指示を表示する。

【００３５】図８の（イ）及び（ロ）は、画面右方向に
移動するバーグラフによってエンジン回転数（ｒｐｍ）
の大きさを表すエンジン回転表示を示し、（ハ）及び
（ニ）は、指標値として１から４までの数字で表した負
荷レベル（数字が大きいほど負荷が大きい）表示を示
し、（ホ）は、過負荷解消情報である「減速指示」の表
示を示す。尚、表示画面１の左端には、燃料残量がバー
グラフ表示される。

【００３６】前記バーグラフ画像は、エンジンＥの検出
回転数を表示するバーグラフ１ａが回転数の変化に伴っ
て設定方向（画面横方向）に沿って伸縮するとともに、
そのバーグラフ１ａに対してエンジンＥの適正回転数位
置（２６００ｒｐｍの位置）を示すチェッカーマーク１
ｂが表示されている。そして、メータ用コントローラ７
は、エンジンＥの検出回転数が適正回転数から外れてい
るときと外れていないときとで、前記回転数表示を異な
る状態に表示させる。具体的には、エンジンＥの検出回
転数が適正回転数から外れているときは、図８（イ）の
ように、数字表示の回転数表示をポジ画像でｒｐｍの文
字を表示し、エンジンＥの検出回転数が適正回転数に一
致しているときは、図８（ロ）のように、ネガ画像に反
転させるとともにｒｐｍの文字をＯＫの文字に変化させ
る。

【００３７】〔別実施形態〕画像表示手段としての表示
画面１は、液晶グラフィックディスプレイ以外に、ＣＲ
Ｔディスプレイ等でもよい。

【００３８】動力装置Ｅは、ディーゼル式以外に、ガソ
リン式のエンジン等でもよい。

【００３９】動力装置Ｅの負荷状態を検出する手段は、
その回転数を検出するセンサ以外に、出力軸の回転トル
クを検出する手段等でもよい。

【００４０】動力装置Ｅの負荷情報を画像として表示す
るのは、負荷レベルに対応する指標にて表示するものに
限らず、例えば、画像表示手段にバーグラフ画像として
表示するものでもよい。又、負荷レベルに対応する指標
にて表示する場合も、数字以外に、例えば、負荷大、
中、小等の指標値でもよい。

【００４１】動力装置Ｅの過負荷状態を解消させるため
の操作は、上記実施例のような「減速操作」に限らず、
例えば、過負荷状態の程度が大であるような場合には、
「減速操作」ではなく「停止操作」を指示する等、種々
の態様が可能である。

【００４２】警報手段としては、上記実施例のランプ９
やブザー１０のうちの片方のみでもよく、又、ランプ９
ブザー以外のものが、適宜使用される。

【００４３】上記実施例では、本発明を、作業機械とし
ての農作業用のコンバインに適用したものを例示した
が、コンバイン以外の各種農作業用機械や、土木作業用
機械等にも適用できる。そして、作業部や画像表示部等
の具体構成については、作業機械に応じて適宜設定され
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】コンバインの側面図

【図２】脱穀部の側面透視図

【図３】コンバインの動力伝達図

【図４】コンバインに備えた表示パネルの正面図

【図５】コンバインの制御構成のブロック図

【図６】制御のメインフローチャート

【図７】表示制御のフローチャート

【図８】稼働情報や過負荷解消情報を表示する表示画面
の図

【符号の説明】

Ｅ 動力装置 Ｓ５ 負荷状態検出手段 １ 表示手段 １ 画像表示手段 ９，１０ 警報手段 １００ 制御手段

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 動力装置の負荷状態を検出する負荷状態
   検出手段と、前記動力装置の負荷情報を表示する表示手
   段と、前記負荷状態検出手段の情報に基づいて前記表示
   手段の作動を制御する制御手段とが設けられた作業機械
   の負荷情報表示装置であって、 前記表示手段は、前記負荷情報を画像情報として表示す
   る画像表示手段にて構成され、 前記制御手段は、前記動力装置の負荷状態が過負荷状態
   であると判別した場合には、その過負荷状態を解消させ
   るための操作を文章にて指示する過負荷解消情報を、前
   記画像表示手段に画像情報として表示させるように構成
   されている作業機械の負荷情報表示装置。
2. 【請求項２】 前記制御手段は、前記動力装置の負荷レ
   ベルが変化するのに対応して複数段階に値が変化する指
   標を前記動力装置の負荷情報として判別して、その判別
   した指標値を表す画像を前記画像表示手段に表示させ、
   且つ、前記動力装置の負荷レベルが前記複数段階の指標
   値の上限値を超えるときに前記動力装置の過負荷状態を
   判別するように構成されている請求項１記載の作業機械
   の負荷情報表示装置。
3. 【請求項３】 前記制御手段は、前記画像表示手段に前
   記過負荷解消情報を表示させるときに、警報手段を作動
   させるように構成されている請求項１又は２記載の作業
   機械の負荷情報表示装置。