JP2000220486A - コンバインのエンジン制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 従来のコンバイン用エンジンは、走行圃場面
の変化、即ち、湿田状態に伴う負荷の変動に対応した出
力が得られず、作業の実態に合わないばかりでなく、高
出力から低燃費の使い分けができない課題があった。 【解決手段】 車台２にエンジンＥと刈取装置８と脱穀
装置１１とを装備して構成したコンバインにおいて、前
記エンジンＥは、制御調節用のアクチュエ−タＭに接続
したガバナ−Ｇによって回転制御を可能に構成すると共
に、湿田状態を判定する湿田状態判定手段Ｓを設けて判
定結果を制御手段１００入力し、該制御手段１００は複
数の作業モ−ドＷ₁、Ｗ₂、Ｗ₃を設定し、前記湿田状態
判定手段Ｓからの検出情報に基づいて、前記制御手段１
００は、前記作業モ−ドＷ₁、Ｗ₂、Ｗ₃から選択して前
記制御調節用のアクチュエ−タＭに出力する構成とした
ことを特徴とするコンバインのエンジン制御装置の構成
とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、コンバインのエン
ジン制御装置に関し、農業機械の技術分野に属する。

【０００２】

【従来の技術】従来から、コンバインは、湿田状態また
は非湿田状態にかかわらず、エンジンの出力は同じ構成
であった。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】前述のようなコンバイ
ンのエンジン制御装置では、湿田状態において走行する
ときは、走行装置に負荷が作用してエンジン回転数が下
がり、脱穀装置の回転数も下がって選別性能に悪影響を
与えていた。本発明は、このような問題点を解消しよう
とするものである。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明は、上述した課題
を解決するために、次の如き技術手段を講ずるものであ
る。すなわち、車台２にエンジンＥと刈取装置８と脱穀
装置１１とを装備して構成したコンバインにおいて、前
記エンジンＥは、制御調節用のアクチュエ−タＭに接続
したガバナ−Ｇによって回転制御を可能に構成すると共
に、湿田状態を判定する湿田状態判定手段Ｓを設けて判
定結果を制御手段１００入力し、該制御手段１００は複
数の作業モ−ドＷ₁、Ｗ₂、Ｗ₃を設定し、前記湿田状態
判定手段Ｓからの検出情報に基づいて、前記制御手段１
００は、前記作業モ−ドＷ₁、Ｗ₂、Ｗ₃から選択して前
記制御調節用のアクチュエ−タＭに出力する構成とした
ことを特徴とするコンバインのエンジン制御装置として
いる。

【０００５】

【発明の実施の形態】本発明の実施の形態を図面に基づ
いて説明する。図１〜図３には、本発明を具現化した作
業車の走行装置が示されている。本実施例では、農業機
械であるところの、圃場内に植立している穀稈を刈り取
って脱穀選別するコンバインを取り上げて説明する。

【０００６】走行装置１を有する車台２の前方には、植
立穀稈を刈り取って後方に搬送する刈取装置８と、該刈
取装置８から搬送されてきた穀稈を受け継いでさらに後
方のフィードチェン９向けて搬送する供給搬送装置１０
が設けられている。前記車台２上には供給搬送装置１０
から搬送されてきた穀稈をフィードチェン９で受け継ぎ
搬送しながら脱穀選別する脱穀装置１１、該脱穀装置１
１にて脱穀選別した穀粒を一時貯溜するグレンタンク１
２と、操作部１３が載置されている。そして、エンジン
Ｅは、車台２の前部に搭載して各装置の回転各部を伝動
できる構成としている。

【０００７】前記車台２には、該車台２を昇降する昇降
手段３と、前後方向に傾斜する前後傾斜手段４が設けら
れている。走行装置１について説明する。走行装置１
は、無端帯状のクローラ１４と、該クローラ１４を回転
させる駆動スプロケット１５と、所定間隔をおいて設け
られていてクローラ１４を地面に接地させる複数の接地
転輪１６と、地面の凹凸に対応する可動転輪１７と、前
記接地転輪１６と可動転輪１７を支持するトラックロー
ラフレーム１８と、クローラ１４に張力を与える移動ス
プロケット１９と、該移動スプロケット１９を移動調節
する調節装置２０と、クローラ１４の垂れ下がりを防止
する支持転輪２１等から構成されている。これと同じ構
成のものが左右一対に設けられている。

【０００８】前記昇降手段３は前述の左右の走行装置１
に各々設けられている。昇降手段３について説明する。
トラックローラフレーム１８には、その前部に前部アー
ム２２がピン２３に遊嵌連結し、後部には後部アーム２
４がピン２５に遊嵌連結している。前部アーム２２の他
端は、車台２に固定されている支持台２６の前部ローリ
ング軸２７に遊嵌連結していて、さらに、前部ローリン
グ軸２７にはアーム３０が遊嵌連結している。前部アー
ム２２とアーム３０は連結固定されている。前記後部ア
ーム２４の他端は、車台２に固定している連結アーム２
９の後部ローリング軸２８に遊嵌連結していて、さら
に、後部ローリング軸２８には、アーム３１が遊嵌連結
している。後部アーム２４とアーム３１は連結固定され
ている。また、アーム３０とアーム３１は、連結ロッド
３２で遊嵌連結していて、さらに、前記アーム３１の端
部には、油圧シリンダ３３のピストンロッド３４の端部
が遊嵌連結している。油圧シリンダ３３は、車台２に対
して遊嵌しているプレート３３ａに遊嵌していて、その
遊嵌軸芯からプレート３３ｂが設けられ、その端部はピ
ッチングアーム３９に連結している。

【０００９】前記プレート３３ｂは、油圧シリンダ３３
のピストンロッド３４を移動可能にするためのものであ
る。また、前記プレート３３ａにて油圧シリンダ３３を
吊り下げ状態としているのは、ピッチング油圧シリンダ
４３を作動させた時において、油圧シリンダ３３のピス
トンロッド３４が移動しないためのもである。従って、
油圧シリンダ３３のピストンロッド３４を伸ばすと、図
２の左側面図において、アーム３１は時計方向に回転し
て連結ロッド３２を引っ張り、該連結ロッドはアーム３
０を時計方向に回転させる。すると、後部アーム２４と
前部アーム２２は共に時計方向に回転して、これによ
り、トラックローラアーム１８は車台２に対して下方へ
と下がる。左右の油圧シリンダ３３のピストンロッド３
４を同時に伸ばすと、対地面に対しては、車台２は上昇
することとなる。

【００１０】また、油圧シリンダ３３のピストンロッド
３４を縮めると、前述の動きと反対の動きとなるので、
トラックローラアーム１８は車台２に対して上方へと上
がる。左右の油圧シリンダ３３のピストンロッド３４を
同時に短縮すると、対地面に対しては、車台２は下降す
ることとなる。前記油圧シリンダ３３はコンバインが左
右傾斜（ローリング）した時において、その修正にも使
用する。例えば、圃場の影響でコンバインの走行装置１
が左側に傾斜すると、車台２も左側に傾斜してしまい、
該車台２に載置されている操作部１３も左側に傾斜する
ので、操作部１３に乗っているオペレータの乗りごこち
は悪くなると共に、脱穀装置１１も左側に傾斜して脱穀
した穀粒の選別も悪くなる。そこで、このような時は、
左側の油圧シリンダ３３のピストンロッド３４を伸ばし
て、車台２の左側を上昇させて車台２を略平行にするの
である（ローリング制御）。コンバインの傾斜状態は、
車台２上に設置している傾斜センサ３５で検出する。コ
ンバインが右側に傾斜した時は、右側の油圧シリンダ３
３のピストンロッド３４を伸長して、車台２の右側を上
昇させるのである。

【００１１】次に、車台２の前後方向を傾斜させる前後
傾斜手段４について説明する。連結アーム２９の一端は
ピッチングアーム３９とピン３８で連結されていて、該
ピッチングアーム３９は、車台２に対して軸４０にて遊
嵌連結されている。具体的には、該軸４０は走行フレー
ム４１に軸受４２にて回動可能に支持されている。コン
バインの前進方向に対して右側のピッチングアーム３９
のみ、上方に突出していて（突出部３９ａ）、その端部
には車台２に対して遊嵌しているピッチング油圧シリン
ダ４３のピストンロッド４４の端部が遊嵌している。

【００１２】ピストンロッド４４を伸長すると、ピッチ
ングアーム３９は軸４０を支点にして時計回りに回動す
る。ピン３８もピッチングアーム３９と共に時計回りに
回動するので、連結アーム２９，後部ローリング軸２
８，後部アーム２４，ピン２５は上昇する。該ピン２５
は、トラックローラフレーム１８の後部を上昇させるの
で、車台２の後部とクローラ１４との間の間隔は短くな
り、後下がり傾斜、即ち、車台２（コンバイン全体）は
前上がり傾斜となる。図６には、この前上がり傾斜した
ところの図を示している。

【００１３】ピストンロッド４４を短縮すると、前述の
反対の動きとなり、車台２の後部とクローラ１４との間
隔は長くなり、後上がり傾斜、即ち、車台２（コンバイ
ン全体）は前下がり傾斜となる。このようなピッチング
の動きは、基本的にはコンバインの前後方向の傾斜を略
水平にするためのものである。圃場面が湿田の時には、
コンバインは前述のごとく前後方向にも傾斜するので、
これを防止するためのものである。具体的な動きは、傾
斜センサ３５が車台２（コンバイン全体）の前後方向の
移動を検出すると、水平とするものであり、例えば、走
行装置１と共に車台２が前側に傾斜すると、ピッチング
油圧シリンダ４３のピストンロッド４４を伸長して、前
上がり傾斜として、車台２（コンバイン全体）を水平と
するものである。

【００１４】また、走行装置１と共に車台２が後側に傾
斜すると、ピッチング油圧シリンダ４３のピストンロッ
ド４４を短縮して、車台２の後部を走行装置１に対して
上方へと移動させて、車台２（コンバイン全体）を水平
とするのである。次に、走行路上面の湿田状態判定手段
Ｓについて説明する。本実施例では、農業機械であるコ
ンバインなので、主に走行する圃場面が乾田か湿田かを
判定するものである。具体構成は、操作部１３に設置し
ている入り切り式の湿田スイッチＳと呼ばれるもので、
オペレータが圃場状態が湿田であると判断すると、オペ
レータ自身が湿田スイッチＳを入状態とする構成であ
る。また、自動にて圃場が湿田か否かを検出する構成と
してもよい。例えば、傾斜センサ３５により機体の傾斜
状態を検出して湿田状態を判断してもよいし、超音波セ
ンサ（図示せず）で圃場面との距離を測定して、機体の
沈下量を検出して湿田状態を判断してもよい。要する
に、湿田状態を検出できる手段であれば何んでもよい。

【００１５】このようなコンバインを走行させて作業を
開始すると、植立穀稈は刈取装置８で刈り取られて後方
へ搬送され、その後、フィードチェン９の始端部に引き
継がれて挾持搬送されながら脱穀装置１１にて脱穀選別
される。該脱穀装置１１にて脱穀選別された穀粒は、グ
レンタンク１２内へと搬送されて一時貯溜される。つぎ
に、コントロ−ラ１００（「制御手段１００」に相当す
る。以下同じ）は、マイクロコンピュ−タを利用した制
御手段であって、予め、デ−タ−（基準値）を記憶さ
せ、各種の制御モ−ド等を記憶、設定しておく構成とし
ている。

【００１６】そして、コントロ−ラ１００は、図４に示
すように、入力側に湿田状態判定手段Ｓと、自動スイッ
チＳ２と、エンジン回転センサＳ１とをそれぞれ接続
し、出力側にはガバナ−アクチュエ−タＭを接続して構
成している。そして、自動スイッチＳ２は、コントロ−
ラ１００を立ち上げるスイッチであり、エンジン回転セ
ンサＳ１は、エンジンの回転を監視してエンジンスピ−
ドの検出情報をコントロ−ラ１００に入力する機能を有
する。

【００１７】そして、本発明の実施例の場合、図５に示
すように、まず、作業モ−ドは基準値を中間ゾ−ンにし
て、その上下の多量値側と少量値側とのそれぞれの領域
に、複数の作業モ−ドＷ₁、Ｗ₂、Ｗ₃を設定している。
前記湿田状態判定手段Ｓが検出する圃場面の湿田か否か
に基づいて設定する構成としている。少し具体的に述べ
ると、圃場面が湿田状態のときは重作業モ−ドＷ₂と
し、湿田状態でない、即ち乾田のときは一般作業モ−ド
Ｗ₁とする構成である。また、路上走行時に軽負荷時に
おいては、軽作業モ−ドＷ₃として３つに区分して設定
している。

【００１８】そして、コントロ−ラ１００は、自動スイ
ッチＳ２のＯＮ操作によって実行状態となり、予め設定
した作業モ−ドＷ₁、Ｗ₂、Ｗ₃及び入力して記憶させて
いるデ−タ−（基準値）と湿田状態判定手段Ｓ，回転セ
ンサＳ₂から入力される検出情報とを比較演算しながら
出力する制御信号により各アクチュエ−タＭ₂を作動制
御する構成としている。

【００１９】つぎに、エンジンＥは、湿田状態判定手段
Ｓから入力される検出情報に基づいてコントロ−ラ１０
０が選択した作業モ−ドの制御信号が出力されてガバナ
−アクチュエ−タＭが駆動され、ガバナ−Ｇを自動的に
制御調節する構成となっている。そのため、エンジンＥ
は、図５にグラフで示すように、各々の作業モ−ドに基
づいて燃料の噴射量が制御されて回転スピ−ドが選択さ
れる。

【００２０】なお、図５に示すグラフは、下側のグラフ
が、縦軸にエンジン馬力をとり、横軸にエンジン回転数
をとって表示しており、上側のグラフが、トルクカ−ブ
を示し、下側のグラフに対応させて表示している。この
グラフにおいて、実線を一般作業モ−ドＷ₁とし、２点
鎖線を重作業モ−ドＷ₂とし、点線を軽作業モ−ドＷ₃の
グラフ表示としている。

【００２１】前述のごとく、湿田での作業走行時におい
ては、重作業モ−ドＷ₂となるのでエンジンＥ回転数が
下がるのを防止できる。従って、スムーズな走行が可能
となる。また、コンバインにおいては脱穀装置１１の回
転数が下がるのを防止できるので、穀粒の選別性能が悪
くなるのを防止できる。前記湿田状態判定手段Ｓの別実
施例として、コンバインの場合刈取装置８の昇降位置に
よっても判断ができる。即ち、湿田状態でコンバインが
前進走行をすると、駆動反力により車台２の前部が上昇
してしまい、従って、刈取装置８は車台２に対して通常
の位置よりも下方へ下がるようになる。この車台２に対
する刈取装置８の位置を検出すれば圃場面が湿田状態で
あることを判断できるので、このようなときにも前記作
業モードを重作業モ−ドＷ₂とするようにしてもよい。

【００２２】前記湿田状態判定手段Ｓの別実施例とし
て、車台２が上昇しているか下降しているかを検出する
構成としてもよい。即ち、湿田であれば車台２の下部が
圃場面に当接するのを防止するために、前述のごとく昇
降手段３にて車台２を上昇させる構成としている。この
昇降手段３の動きの状態を検出するには、ピストンロッ
ド３４の動き量を検出するためのポジションセンサを設
け、該ポジションセンサの検出により（左右のピストン
ロッド３４が伸びた状態であり、車高は上昇している）
前記作業モードを重作業モードＷ₂とするようにしても
よい。

【００２３】前記湿田状態判定手段Ｓの別実施例とし
て、車台２の左右のローリング量を検出する構成として
もよい。即ち、湿田であれば車台２の左右の傾斜は大き
くなるので、左右のピストンロッド３４の動き量をポジ
ションセンサにて検出して、その左右の差が大きければ
湿田と判断して、前記作業モードを重作業モードＷ₂と
するようにしてもよい。

【００２４】コンバインにおいては、ローリング制御や
ピッチング制御が実行できない固定機があるので、この
ような機体においては、湿田状態判定手段Ｓの別実施例
として、車体の左右前後方向の傾斜を検出する傾斜セン
サを設けて、該傾斜センサの検出により圃場面の湿田状
態を判定するように構成してもよい。また、ローリング
制御のみ実行可能でピッチング制御が実行できない機体
においては、車体の左右前後方向の傾斜を検出する傾斜
センサ，左右方向のみの傾斜を検出する傾斜センサ，前
後方向のみを検出する傾斜センサのいずれを用いてもよ
い。また、ピッチング制御のみ実行可能でローリング制
御が実行できない機体においても同様である。

【００２５】さて、以上のような走行作業中（脱穀選
別）において、コントロ−ラ１００は、前記湿田状態判
定手段Ｓから入力される検出情報に基づいてエンジン制
御を行っている。すなわち、コントロ−ラ１００は、湿
田状態判定手段Ｓから入力される検出情報を、予め、マ
イクロコンピュ−タ−に記憶させている基準値デ−タと
比較演算しながらガバナ−アクチュエ−タＭに制御信号
を出力してガバナ−Ｇの燃料噴射量の制御を行なう。こ
の場合、コントロ−ラ１００は、湿田状態のときは重作
業モ−ドＷ₂を選択して制御信号を出力し、ガバナ−ア
クチュエ−タＭを駆動してガバナ−Ｇの燃料噴射量を作
業負荷に応じるように多くすることになる。したがっ
て、エンジンＥは、図５に示すグラフのように、出力が
増大されて過負荷の状態から脱出することができる。

【００２６】逆に、コントロ−ラ１００は、湿田状態で
ないときは一般作業モ−ドＷ₁を選択して制御信号を出
力し、ガバナ−アクチュエ−タＭを駆動してガバナ−Ｇ
の燃料噴射量を作業負荷に応じるように少なくすること
になる。この場合、エンジン２は、ガバナ−５が作業負
荷に対応するように標準的な量の燃料を噴射して駆動さ
れる。

【００２７】そして、コントロ−ラ１００は、路上走行
時のような軽負荷のときは、軽作業モ−ドＷ₃を選択し
て、ガバナ−アクチュエ−タＭに制御信号が出力されて
エンジン制御を行なう。したがって、エンジンＥは、図
５に示すグラフのように、少ない燃料の供給にもかかわ
らず、必要な出力と回転速度が保たれて作業の実態に合
った駆動ができる。

【００２８】以上述べたように、本発明に係るエンジン
制御装置は、コンバインの作業負荷に応じた燃料の噴射
供給によって、作業の実態に合ったエンジン出力が得ら
れて適確な作業ができると共に、燃料消費に無駄がな
く、低燃費の作業ができる特徴を有する。

【００２９】

【発明の効果】本発明は上述のごとく、エンジンＥは、
制御調節用のアクチュエ−タＭに接続したガバナ−Ｇに
よって回転制御を可能に構成すると共に、湿田状態を判
定する湿田状態判定手段Ｓを設けて判定結果を制御手段
１００入力し、該制御手段１００は複数の作業モ−ドＷ
₁、Ｗ₂、Ｗ₃を設定し、前記湿田状態判定手段Ｓからの
検出情報に基づいて、前記制御手段１００は、前記作業
モ−ドＷ₁、Ｗ₂、Ｗ₃から選択して前記制御調節用のア
クチュエ−タＭに出力する構成としたので、コンバイン
の作業負荷に応じた燃料の噴射供給によって、作業の実
態に合ったエンジン出力が得られて適確な作業ができる
と共に、燃料消費に無駄がなく、低燃費の作業ができ
る。特に、湿田での作業走行時においては、重作業モ−
ドＷ₂となるのでエンジンＥ回転数が下がるのを防止で
きて、スムーズな走行が可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】コンバインの左側面図

【図２】走行装置の左側面図

【図３】走行装置の平面図

【図４】ブロック図

【図５】エンジン回転性能線図

【符号の説明】

Ｅ…エンジン、Ｇ…ガバナー、Ｍ…アクチュエ−タ、Ｓ
…湿田状態判定手段、Ｗ ₁…一般作業モード、Ｗ₂…重作
業モード、Ｗ₃…軽作業モード、２…車台、８…刈取装
置、１１…脱穀装置、１００…制御手段。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 車台２にエンジンＥと刈取装置８と脱穀
   装置１１とを装備して構成したコンバインにおいて、前
   記エンジンＥは、制御調節用のアクチュエ−タＭに接続
   したガバナ−Ｇによって回転制御を可能に構成すると共
   に、湿田状態を判定する湿田状態判定手段Ｓを設けて判
   定結果を制御手段１００入力し、該制御手段１００は複
   数の作業モ−ドＷ₁、Ｗ₂、Ｗ₃を設定し、前記湿田状態
   判定手段Ｓからの検出情報に基づいて、前記制御手段１
   ００は、前記作業モ−ドＷ₁、Ｗ₂、Ｗ₃から選択して前
   記制御調節用のアクチュエ−タＭに出力する構成とした
   ことを特徴とするコンバインのエンジン制御装置。