JPS63119618A - 収穫機の車速制御装置 - 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〕 本発明は殻稈を刈取ると共に、刈取った殻稈を脱穀処理
する収穫機に関し、更に詳述すれば収穫作業における負
荷に基づいて車速を制御する収穫機の車速制御装置に関
する。

〔従来技術〕

収穫機においては脱穀部、刈取部等の作業部における負
荷を検出し、その検出負荷に基づいて車速を制御するこ
とにより刈取殻稈量を制御して負荷を適正状態に維持す
る車速制御装置が開発されている。

〔発明が解決しようとする問題点〕

このような、収Ｐｉ機の車速制御装置においては、刈始
めの圃場突入後、一定時間経過してがら車速制御を開始
するように構成している。

これは、負荷に応じた正確な車速制御を行うためであり
、刈始め直後の増加過程にある不安定な負荷に応じて車
速制御を開始すると、機体が適正な速度に設定されず、
過負荷又は低負荷を招（。

このため、一定時間経過後の静定した負荷に基づいて制
御が開始される。

ところが前記刈始めから一定時間が経過する迄は車速制
御上全くの空白時間となり、一定時間経過後、負荷の検
出が始まり、それに応じて所定の車速変更が行われるた
め、機体は一定時間が経過する迄、シフトアップされず
低速走行を維持するので作業能率が悪いという問題があ
る。

本発明は斯かる事情に鑑みてなされたものであり、刈取
作業開始後、負荷静定迄の時間を待たずに短時間で適正
な走行速度への増速かなされる収穫機の車速制御装置を
提供することを目的とする。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明に斯かる収穫機の車速制御装置は、収穫作業にお
ける負荷を一定に制御すべく、前記負荷に応じて変速機
の走行速度調節位置を変更する収穫機の車速制御装置に
おいて、前記負荷を検出する負荷検出手段と、刈始めの
微小時間における前記負荷検出手段の検出結果から静定
状態の前記負荷を推定する負荷推定手段と、該負荷推定
手段の推定結果に基づいて前記走行速度調節位置を変更
させる手段とを具備することを特徴とする。

〔作用〕

本発明においては、刈始めの微小時間における収穫作業
の負荷を検出し、検出した負荷から静定状態の負荷を推
定し、推定した負荷が適正状態になるように変速機の走
行速度調節位置を変更する。

〔実施例〕

以下本発明をその実施例を示す図面に基づいて説明する
。第１図は本発明に係る車速制御装置（以下本発明装置
という）を装備した収穫機の外観斜視図である。図にお
いて１は走行うローラであり、エンジン（図示せず）の
駆動力が主クラッチ、ギヤ噛合式の副変速装置、パワー
シフト変速装置を用いた主変速装置、更にはサイドクラ
ッチを経て走行うローラｌに伝達されて機体の走行を行
わせる一方、走行うローラｌの上方の脱穀部３に装備さ
れた扱胴、揺動選別装置（共に図示せず）等、及び機体
前部の刈取部４に装備された刈刃４１゜引き越し装置４
２等もエンジンの駆動力にて駆動されるようになってい
る。

図中６は運転席ＯＳの側方に設けられた操作コラムであ
り、この操作コラム６には主変速装置の走行速度段を変
更する主変速レバ５１．副変速装置の走行速度段を変更
する副変速レバ５２．エンジンの回転速度を変更するア
クセルレバ５３及び本発明装置にその動作開始を指令す
る自動スイッチ９　（第２図参照）等が設けられている
。

また７は縦搬送チェインであって、その終端を前記ａ殻
部３の左側部の扱口に沿って設けた殻稈挟握搬送装置８
のフィードチェイン８１の始端部に臨ませており、刈取
部４にて刈取られた殻稈は縦搬送チェイン７並びに殻稈
挟握搬送装置８のフィードチェイン８１及び挟握杆８２
にて搬送され、脱穀部３の内部にて脱穀処理される。

前記縦搬送チェイン７の終端部近傍の脱穀部３の前面に
は穀稈センサ７１が設置されており、該殻稈センサ７１
ホその下方に突出された検出杆７２を前記縦搬送チェイ
ン７にて搬送される殻稈の一部に当接させて、脱穀部３
に殻稈が送給されていることを検知する。

第２図は本発明装置の構成を示すブロック図である。図
においてｌＯは車速制御部であり、３０はエンジン回転
数制御部である。本実施例による車速制御は、負荷の大
小に拘わらず定速回転可能なエンジンを搭載した収穫機
において示しており、エンジン回転数制御部３０はエン
ジン回転数を検出し、この検出回転数が設定回転数に一
致するように前記エンジンへの燃料供給量を制御する、
所謂アイソクロナス制御を行うものであり、まずこのエ
ンジン回転数制御部３０の制御内容につき簡単に説明す
る。

エンジン回転数制御部３０の入力側には、前記エンジン
に付設された燃料噴射ポンプ（図示せず）の燃料ラック
（以下ランクという）に装着され、該ラックの位置を検
出する、例えば差動トランスを用いてなるラック位置セ
ンサ３１及び前記エンジンに装着され該エンジンの回転
数を検出するエンジン回転センサ３２が接続されており
、またエンジン回転数制御部３０の出力は、前記ラック
を駆動する例えぼりニアソレノイドを用いてなるラック
アクチュエータ３３及び後述する車速制御部１０の入カ
ポ−）ａｓに夫々与えられている。

エンジン回転数制御部３０には検出回転数が負荷の変化
によって設定回転数と異なった場合に回転数を設定回転
数に復帰させるために設定する補正設定回転数を求める
数表又は演算式、エンジンの無負荷時における補正設定
回転数と、これを得ることができるランクの位置、即ち
無負荷相当ラック位置との関係を求めるための数表又は
演算式、前記無負荷相当ラック位置と検出ラック位置と
から設定回転数を得るのに必要とするラック位置、即ち
目標ランク位置を求める数表又は演算式及び各回転数に
おけるラックの最大許容位置が記憶されている。

そしてエンジン回転数制御部３０は、負荷の変化によっ
てエンジン回転センサ３２から入力される検出回転数が
設定回転数（この場合には定格回転数）と異なった場合
に補正設定回転数を算出し、その補正設定回転数に対応
する無負荷相当ラック位置を読み出し、読み出した無負
荷相当ラック位置と実際のラック位置とから目標ラック
位置を算出し、この目標ラック位置へランクを移動させ
るための信号を前記ラックアクチュエータ３３へ発する
。ラックアクチュエータ３３はこの信号に応じてラック
を前記目標ラック位置に移動せしめるべく動作し、前記
エンジンへの燃料供給量を調節する。

このように、エンジン回転数制御部３０は、その動作に
より前記エンジンを負荷の大小に拘わらず、該エンジン
の定格回転数にて定速回転される。

−万事速制御部１０の入力ボートａ、ｘａ４には、該制
御部ｌＯにその動作を開始させるための信号が与えられ
ている。入力ポートａ＋には前記自動スイッチ９が接続
されており、該スイッチ９のオンにより人力ボートａｌ
はローレベルに転じる。また入力ポートａ２　ｒ　　ａ
３　ｒ　　ａａには、脱穀クラッチを保合状態とした場
合にオンする脱穀スイッチ１１、刈取りラッチを保合状
態とした場合にオンする刈取スイッチ１２及び前記殻稈
センサ７１の検出杆７２に殻稈が当接した場合にオンす
る殻稈スイッチ１３が夫々接続されており、これらの各
スイッチのオンにより、入力ポートａＺ＋ａ３＋ａ４は
夫々ハイレベルに転じる。そして車速制御部１０は前記
各スイッチがオンされている場合、即ち入力ポートａＩ
がローレベルであり、入力ポートａＺ＋ａ：ｌ＋ａ４が
共にハイレベルである場合にのみ動作して、収穫機の車
速を制御する。

車速制御部１０の入力ボートａｓ＋ａｂには前記副変速
レバ５２の基端部に配設され、該レバ５２の係止位置に
よりオン、オフされる第１．第２の副変速スイッチ１４
．１５が夫々接続されており、第１の副変速スイッチ１
４のオンにより入力ポートａｓが、また第２の副変速ス
イッチ１５のオンにより入力ポートａ６が夫々ローレベ
ルに転じる。前記副変速装置は、「低速段」、「中速段
」及び「高速段」の３通りの走行速度段を有しており、
前記第１の副変速スイ・７チ１４は副変速レバ５２が前
記「低速段」に相当する係止位置にある場合に、また第
２の副変速スイッチ１５は、副変速レバ５２が前記「高
速段」に相当する係止位置にある場合に、夫々オンする
ように配設されており、車速制御部１０は、入力ポート
ａｓがローレベルであることにより、前記副変速装置の
走行速度段が「低速段」であることを、また入力ボート
ａ、がローレベルであることにより、同じく「高速段」
あることを、更に人力ボートａＳｌ　　ａａが共にハイ
レベルであることにより、同じく「中速段」であること
を夫々認識する。

車速制御部１０の入力ボートａ？には、前記主変速レバ
５１の基端枢支部に装着され、その凹動世に応じた電位
を出力する、ポテンショメータを用いてなるシフトセン
サ１６が接続されている。前記主変速装置は、前進４速
、後進１速及びニュートラルの６通りの走行速度段を有
しており、車速制御部１０は入力ポートａ、へ入力され
る前記シフトセンサ１６の出力信号のレベルにより、主
変速装置の前記走行速度段がいずれの状態にあるかを認
識する。

車速制御部１０の入力ポートａｓには前記エンジン回転
数制御部３０の出力である前記目標ランク位置に対応す
る信号が与えられている。

入力ポートａｔ、ａｓに入力される信号は、車速制御部
１０の入力インターフェースにて所定の処理を施され、
夫々の信号のレベルに応じたディジタルデータとして車
速制御部１０のＣＰｔ１　ｔｏａに取り込まれる。

一方車速制御部１０の出力ポートｂ＋、ｂｚは前起生変
速レバ５１回動用のシフトモータ２０に図示しない駆動
回路を介して接続されており、出力ポートｂ＋　　（又
は同ｂｔ）がハイレベルになると、シフトモータ２０は
正転（又は逆転）して主変速レバ５１は高速（又は低速
）走行側に回動される。

車速制御部１０の出カポ−）ｂｓは、車速制御が行われ
ていることを作業者に報知するための車速ランプ２１に
、また出力ポートｂ４及び同す、は、前記副変速レバ５
２の増速側及び減速側への操作を、作業者に指示するた
めの増速指示ランプ２２及び減速指示ランプ２３に夫々
接続されており、′出力ポー）ｂｉ　、ｂａ　、ｂｓが
ローレベルになると前記各ランプが点灯されるようにな
っている。

車速制御部１０の出力ポートｂｉは、各種警報出力のた
めのブザー２４に接続されており、出カポ−）ｂｉがハ
イレベルになると該ブザー２４は鳴動する。

また車速制御部１０の出カポ−）ｂｔは、前記エンジン
回転数制御部３０の入力側に接続されており、出カポ−
）ｂｖがハイレベルになり、これに接続されたエンジン
回転数制御部３０の入力ボートがハイレベルになると、
該制御部３０はその動作を開始するようになっており、
出カポ−）ｂｙがハイレベルになっている間は、前述し
た如くエンジン回転数制御部３０の動作により、収穫機
のエンジンは、負荷の大小に拘わらず、定格回転数にて
定速回転する。

車速制御部１０は、入出力指示及び制御演算を行うＣＰ
Ｕ　１０ａ　、　ＣＰＵ　１０ａの制御演算に使用され
るＲＡＭ１０ｂ並びに制御演算に必要な諸データ及び制
御プログラムを記憶しているＲＯＭ　１０ｃ等にて構成
されている。第３図は、エンジンの回転数が定格回転数
である場合の、収穫機の走行速度とエンジンの負荷との
関係を示す負荷特性のグラフであり、横軸は走行速度■
であり、縦軸はエンジンの最大負荷に対する負荷率Ｅで
ある。

さて、収穫機の走行速度が一定であっても脱穀部３．刈
取部４等の作業部の負荷は、刈取られるべき殻稈の圃面
上における平面的密度及び殻稈に付着する穀粒数等の作
業条件に応じて異なるものであり、第３図中にＦ、〜Ｆ
ｎとして示す曲線は種々の異なる作業条件のもとて実際
に収穫作業を行って求めた負荷特性曲線である。またエ
ンジンが定速回転しているから、収穫機の走行速度は前
記主変速装置及び副変速装置における走行速度段によっ
て定まる。第３図中Ｌ１〜Ｌ４．　Ｍｌ〜Ｍ４及びＨｌ
。

■２は夫々前記走行速度段を示す符号であり、Ｌ。

Ｍ、　Ｈは副変速装置における走行速度段が夫々前記「
低速段」、「中速段」、「高速段」であることを、また
１、２．３．４は主変速装置における走行速度段が、夫
々「前進１速」、「前進２速」。

「前進３速」、「前進４速」であることを示している。

また第３図中にΔＥとして示す曲線は各速度における負
荷の変動量を示す負荷変動曲線であり、更にＥ　Ｃｗ＋
ｍｘは走行制御中にエンジンにかかる負荷をこの値以下
に制御するための制限最大負荷率であり、８５〜９０％
に設定されている。

さて第３図に示すＦ、−Ｆ、及びΔＥは、数表又はこれ
らを近似する近似式として前記ＲＯＭ　１０ｃに記憶さ
れており、また前記Ｅ　Ｃｖｓｍｘの値もＲＯＭ　１０
ｃに記憶されている。ＲＯＭ　１０ｃにはこれらの他に
も前記燃料噴射ポンプのラック位置から、前記負荷率Ｅ
及び推定静定負荷率εを算出するための演算式等、種々
のデータ、数式等が記憶されている。

次に前記推定静定負荷率εの算出方法について示す。推
定静定負荷率εは刈始め、つまり圃場への初期突入後の
微小時間において刻々と増加してゆく負荷率、即ち過渡
期負荷率をε、とした場合、次式によって求められる。

・ここでＡは定数、ε。は無負荷時即ち刈取りを行わな
い走行だけの負荷、Ｔ１は刈始めから過渡期負荷率ε、
大入力での時間、Ｔ２は刈始めから静定するまでの時間
である。

つまり刈始めの微小時間即ちＴ、経過時のエンジンのラ
ック位置から過渡期負荷率ε１を算出し、それに基づき
静定負荷率εが推定されるのである。

さて以上の如く構成された本発明装置の動作につき第４
図に示す車速制御部１０の制御内容を示すフローチャー
トに基づいて説明する。

車速制御部１０は自動スイッチ９がオンされると出力ポ
ートｂ３をローレベルとし、車速ランプ２１を点灯せし
めて、作業者に車速制御が行われていることを報知する
と共に出力ポートｂ、をハイレベルとしてエンジン回転
数制御部３０にその動作開始を指令する。そしてこれ以
後はエンジン回転数制御部３０の動作により収担機のエ
ンジンは、その定格回転数にて定速回転する。

そして脱穀クラッチの継合、刈取りラッチの継合及び搬
送殻稈の検出が行われた場合に車速制御部１０は入力ポ
ートａａに入力される信号からラック位置Ｒを、また入
カポ−）ａｔに入力される信号から主変速装置における
走行速度段（以下主変速位置という）Ａを、更に入力ポ
ートａＳｒ　　ａ＆のレベルにより、前述の如く副変速
装置における走行速度段（以下副変速位置という）Ｂを
夫々認識する。

そして微小時間におけるラック位ＩＲを用いＲＯＭ１０
ｃに記憶されている演算式に従って過渡期負荷率ε、を
算出し、該過渡期負荷率ε１を用いて推定静定負荷率ε
を算出する。次に該推定静定負荷率ε並びに先に認識さ
れた主変速位置Ａ及び副変速位置Ｂに基づいてＲＯＭ　
１０ｃに記憶されている複数の負荷特性曲線Ｆ、〜Ｆ７
の内、推定負荷状態に合致する負荷特性曲線Ｆ１が選択
される。例えば主変速位置Ａが１であり、副変速位置Ｂ
がＭである場合には推定負荷状態は第３図の負荷特性を
示すグラフ上において点Ｃにて特定され、第３図にＦム
として示す特性曲線が選択される。また負荷特性曲線Ｆ
１〜Ｆ７中に合致するものがない場合には、前記負荷状
態に近い２本の負荷特性曲線Ｆ、及びＦ１＋１の２本が
選択され、これらに基づいて行われる後述の演算は、曲
線Ｆ、と曲ｖＡＦｉ、１との間における直線補間にて行
われる。

そして車速制御部１０は、主変速位置を示すレジスタａ
を２、副変速位置を示すレジスタｂをＨとし、次いで副
変速位置Ｂをレジスタｂの内容と、また主変速位置Ａを
レジスタａの内容と夫々比較し、Ｂ＝ｂであり、しかも
Ａ＝ａである場合には、走行速度の増速を行うことなく
、負荷に応じた車速制御を続行する。またＢ≠ｂである
か又はＡ≠ａである場合には、主変速位置をａ、副変速
位置をｂとしたときの前記負荷特性曲線Ｆ、上における
負荷率Ｅ、及びそのときの前記負荷変動曲線ΔＥ上にお
ける負荷変動量ΔＥ、を夫々算出し、次いでＥ、＋ΔＥ
、と前記制限最大負荷率Ｅ　Ｃ，、ａｘとを比較する。

そしてＥ、十ΔＥｚがＥ　Ｃ８８Ｍ以上である場合には
、次にレジスタａの内容を調べ、ａが１である場合には
レジスタｂの内容を低速側に一段階更新し、ａ′４ｃ４
とした後、またａが１でない場合にはレジスタａの内容
を低速側に一段階更新した後、再び副変速位置Ｂをレジ
スタｂの内容と、また主変速位置Ａをレジスタａの内容
と比較する段階にまで戻り、前述の動作を操り返す。

前記レジスタの内容の更新は、レジスタａにおいては、
その内容から１を減じることにより更新され、レジスタ
ｂにおいてはその内容がＨである場合にはこれをＭに、
その内容がＭである場合にはこれをＬにすることにより
なされる。一方Ｅ、＋ΔＥｌがＥｃｍつよりも小である
場合には、車速制御部１０は主変速位置をａとし、副変
速位置をｂとする増速制御を行う。即ちまずｂが現在の
副変速位置Ｂと一致しているか否かを調べ、これらが−
敗しており、副変速位置を変更する必要がない場合には
その出力ポートｂ１をハイレベルとし、主変速位置がａ
になったことが入力ポートａ？への入力信号により確認
されるまでシフトモータ２０を正転させ、走行速度を増
速させる。またｂがＢと一致しておらず、副変速位置の
変更が必要である場合には、まずその出力ポートｂ４を
ローレベルとし、前記増速指示ランプ２２を点灯させ、
作業者に副変速レバ５２の増速側への操作を指示する。

その後入カポ−ＦａＳ＋３６のレベルを監視することに
より、副変速レバ５２が副変速位置がｂとなるまで操作
されたか否かを確認し、操作がなされていない場合には
、前述の減速指示の場合と同様に出力ポートｂｂをハイ
レベルとして、前記操作がなされるまで、所定時間Ｔ、
　ｓｅｃなる時間間開にてブザー２４を断続的に鳴動さ
せる。そして副変速レバ５２が操作され、副変速位置が
ｂになったことが確認された場合には、車速制御部１０
は、出力ポートｂｎをハイレベルに転じ、増速指示ラン
プ２２を消灯させた後、前述の如く主変速位置をａとす
べく、その出力ポートｂ、をハイレベルとし、シフトモ
ータ２０を正転させる。このようにして主変速位置をａ
とし、副変速位置をｂとするように増速制御が行われた
後、車速制御部１０は、負荷に応じた車速制御を続行す
る。

以上の如き車速制御部１０の制御動作を負荷特性曲線Ｆ
＋選択以降について具体的に説明する。例として推定負
荷状態が第３図の前記０点の状態にあるものとする。

この場合には前述した如く主変速位置Ａが１であり、副
変速位置ＢがＭであって、負荷特性曲線Ｆ、が選択され
る。そして次にａ＝２．ｂ＝Ｈとされ、Ｂｉｂであるか
ら走行速度調節位置Ｈ２における、即ち最高速位置にお
ける前記負荷特性曲線Ｆ、上の負荷率Ｅ、と負荷変動量
ΔＥｔが算出される。この時のＥ、＋ΔＥ、は、第３図
からも明らかな如く、Ｅ　ｃ、、、以上であるから、次
にａ＝１とされ、Ｂ≠ｂであるから、走行速度調節位置
１１１における負荷率Ｅｉ及び負荷変動量ΔＥ、が算出
され、Ｅ！＋ΔＥ、とＥ　Ｃｏａｘとが比較される。こ
の時のＥ、＋ΔＥ１は、第３図からも明らかな如く、Ｅ
ｃｍ８以上であるから、次にはｂ＝Ｍ、ａ＝４とされ、
Ｂ＝ｂであるがＡ≠ａであるから、走行速度調節位置Ｍ
４におけるＥ、及びΔＥ、が算出される。以上の制御を
繰り返してゆくとｂ＝Ｍ。

ａ＝３、即ち走行速度調節位置Ｍ３におけるＥ工＋ΔＥ
、がＥｃ、□よりも小さくなり、車速制御部１０は、以
後の動作により、主変速位置が３に副変速位置がＭとな
るように、即ちＭ３なる走行速度調節位置を実現すべく
動作して、走行速度を増速させる。

即ち、車速制御部ｌＯにおいては、推定負荷状態から、
刈始めの走行速度調節位置よりも高速側の各走行速度調
節位置におけるエンジンの負荷率が算出され、その算出
結果が前記制限最大負荷率Ｅ　Ｃ１１４ｇを超えないと
いう条件のもとで、許容し得る最高速側の走行速度調節
位置を実現すべく動作する。

以上の結果、本発明装置においては刈始めの圃場突入後
、速やかに変速機は最適走行速度調節位置にシフトアッ
プされる。

なお、本実施例においては、副変速装置は手動操作式と
しているが、これに主変速装置と同様のパワーシフト変
速装置を用いてもよく、更にはこれらに゛静油圧式の変
速装置を用いてもよい。また収穫作業の負荷をアイソク
ロナス制御されたエンジンのラック位置から検出してい
るが、これに代えて扱胴等の回転数から検出してもよい
。

〔効果〕

本発明装置においては刈始めの微小時間におけるエンジ
ンの負荷から静定状態の負荷をｔＩｋ定すると共に、推
定した負荷に基づいて変速機を最適走行速度調節位置に
シフトアップするように構成されているため、刈始め後
、機体は負荷静定を待つことなく速やかに適正車速に設
定される。このため従来の負荷静定のための一定時間が
経過する迄、低速走行を維持する必要がなくなり、作業
能率が良好となる等、本発明は優れた効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の一実施例を示すものであり、第１図は本
発明装置を装備した収穫機の外観斜視図、第２図は本発
明装置の構成を示すブロック図、第３図は収穫機の走行
速度とエンジンの負荷との関係を示すグラフ、第４図は
車速制御のフローチャートである。 ３・・・脱穀部　４・・・刈取部　９・・・自動スイッ
チ１０・・・車速制御部　１４．１５・・・副変速スイ
ッチ１６・・・シフトセンサ　２０・・・シフトモータ
３０・・・エンジン回転数制御部 ３１・・・ラック位置センサ　５１・・・主変速レバ５
２・・・副変速レバ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、収穫作業における負荷を一定に制御すべく、前記負
   荷に応じて変速機の走行速度調節位置を変更する収穫機
   の車速制御装置において、前記負荷を検出する負荷検出
   手段と、 刈始めの微小時間における前記負荷検出手 段の検出結果から静定状態の前記負荷を推定する負荷推
   定手段と、 該負荷推定手段の推定結果に基づいて前記 走行速度調節位置を変更させる手段と を具備することを特徴とする収穫機の車速 制御装置。