JPH0343018A - コンバインの過負荷制御機構 - 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】 （イ）産業上の利用分町 本発明はコンバインにおいて、過剰な負荷が掛かった場
合において、エンジン回転数が低下し揺動選別装置の性
能が低下したり、殻稈搬送装置の１般送性能が低下し、
充分な性能が得られ無くなるのを防ぐべく、エンジンの
回転数が低下した場合においては、オペレーターにその
旨を知らせるべく光常低回転である旨の警報を発するも
のである。

（ロ）従来技術 従来から、コンバインの走行速度制御装置に関する技術
は特開昭６３−１９２６２６号公報に記載の如き技術が
公知とされているのである。

またエンジンの一定回転数制御機構に関する技術として
は、１．↑開開６１−４８４３号公報に記載の技術や時
開ｎｆ３６０　２５６５２９号公報に記載のような技術
が公知とされているのである。

（ハ）発明が解決しようとする問題点 コンバインの脱穀・選別等の作業は、全て一定回転数の
元で作業するのが、最適の性能を得ることが出来るので
あるが、コンバインは刈取殻稈の厚さや長短稈の相違に
より各部の負荷変動が激しく、作業続行中において一時
的・瞬間的にエンジン回転が低下し、選別性能を低下し
たり、場合によっては過負荷の為にエンスト状態を招き
、該エンストにより不測の各部機体停止により、挟まっ
た殻稈や選別中の穀粒を取り出す為に、多大のロスタイ
ムを余儀なくされるという不具合いがあったものである
。

本発明はこのようなエンジンの過負荷状態の発生を事前
にオペレーターに知らせて、車速を落とさせることによ
り、前記不具合いを解消するものである。

また従来から、エンジンの排気ガス温度をセンサーによ
り検出し、該排気ガス温度の異常な上昇により過負荷を
しり、警報を出す技術や脱穀・エンジンの回転速度をセ
ンサーにより検出し、該回転速度の異常な低下に、Ｌり
過負荷を知り、警報を出す技＋ｊｉも公知とされていた
のであるが、該従来の技術においては、排気ガスの温度
上昇が、実際の負荷変動よりかなり遅いためミ負荷変動
が激しい場合は過負荷を検出する前にエンスト状態に陥
ってしまう場合や、穀粒の破損を防止するため、すなわ
ち、種籾等を得るためにあらかじめ回転速度を落として
作業する時には負荷が低くても警報する場合があったの
である。

さらに路上走行時等において刈取・搬送・選別の各部に
何の負荷も掛けていないのに、アクセル操作装置を操作
し、加速をした場合において、アクセル操作装置の示す
回転数と実際のエンジン回転数どが大きく相違し、所定
の回転範囲内から外れた位故にエンジン回転数が位置す
ることにより、−瞬低回転警報が発令されてしまう場合
があったのである。

本発明は真荷検出手段に、また負荷検出速度にすぐれた
、燃料ポンプの調量ラック位置を用いたものである。

又、アクセルを加速操作した場合において、エンジン回
転が遅れて上昇することにより発生する低回転に対して
警報を発令することの内容に、アクセル操作した後は加
速が完了するまで警報発令を加速運転前の状態を維持さ
せたものである。

また電子ガバナ付きのエンジンではなくて、機械式のガ
バナを付設したエンジンの場合には、レギュレークレバ
ーが最大回転位置またはその近辺に位置するかどうかを
検出する手段を設け、該レギュレークレバーが最大回転
の位置にあって、低回転検出装置が低回転を検出した場
合には、一定の時間の間だけ警報の発令を遅らせること
により、機械式ガバナにより発生する時間遅れを吸収す
べく構成したものである。

（ニ）問題を解決するための手段 本発明の目的は以上の如くであり、次に該目的を達成す
る為の構成を説明すると。

コンバインの負６１ｊによるトルク変・助に対して、エ
ンジン回転数が所定の一定範囲内となるようにエンジン
ガバナを制御する構成において、エンジン負荷と回転数
を検出する手段を有し、コンバインの最適回転ゾーンよ
り回転数が低く、負荷が高い場合において警報を発すべ
く構成したものである。

また、検出装置により所定の回転数よりも低い回転数を
検出した場合において、エンジン回転の加速操作時にお
いては、加速操作が終了するまでの間は、前記警報の発
令を加速運転前の状態を維持すべく構成したものである
。

また、検出装置により所定の回転数よりも低い回転数を
検出した場合において、エンジン回ｋＧを最大に増大さ
せる方向にエンジンガバナが操作された直後においては
、一定時間の間だけ２報の発令を待機さセたものである
。

（ホ）実施例 本発明の目的・構成は以上の如くであり、次に添付の図
面に示した実施例の構成を説明すると。

第１図は本発明の過負荷制？’［Ｉ　ｍ構を具応したコ
ンバインの全体側面図、第２図は警報装置をｎ（Ｉｉｉ
Ｊした操作パネル部の斜視図、第３図は雷子ガバナ機構
に過負荷制御機構を具備させた実施例の制御ブロック図
、第４図は電子ガバナの側面図、第５図は同じく電子ガ
バナの一部正面断面図、第６図は制御判断回路図、第７
図はエンジン性能四線と警報出力の関係を示す図面、第
８図は制御設定マツプを示す図面、第９図は電子ガバナ
による制御のフローヂャート図、第１０図は機械式ガバ
ナによるコンバインの過負荷制御機構を示す側面断面図
、第１１図は同じく制御判断回路図、第１２図は制御判
断組合せ図である。

第１図においてコンバインの概略構成について説明する
と。

機体はエンジンＥによる駆動力にて走行装置Ｍを駆動し
、該走行装置Ｍ上の最前端の位置に刈取装置Ａが配置さ
れている。該刈取装置Ａの上方に配置した引き起こし装
置Ｆにより倒伏した殻稈を引き起こしながら、刈取装置
へにより刈取るのである。

刈取後の殻稈は株元と穂先部が混在した状態でオーガと
縦送りコンベアにより構成された殻稈搬送装置Ｂにて、
扱胴と扱室により構成された脱穀装置りに投入される。

該脱穀装置りにより脱穀後の殻稈は排藁となり機体後方
から排出され、穀粒は下方のクリンプ網を通過してｔＺ
動選別部等により構成された選別装置Ｃに落下する。

本発明は、刈取装置Ａや殻稈搬送装置Ｂや脱穀装置りや
選別装置Ｃの部分の負荷に対して、電子ガバナＧによる
自動制′４７１１により第８図のマ・ノブに従い調量ラ
ック３を操作して、燃料噴射量を増減しコンバイン各部
の回転数は所定の回転数に維持し、エンジンの回転数を
第７図において示す如く、最適の回転状態である最適回
転ゾーンと呼ばれる所定の回転数に維持するものである
。

そしてこの電子ガバナＧによる自動制御が適用出来ない
程の高負荷が掛かり、エンジン回転数が最適回転ゾーン
を外れて、負ｆ：ｌ率も高くなると操作パネルＰ上の警
報装置８を構成する警報ランプを点灯し、警報ブザーを
警鳴するのである。

第２図においては操作パネルＰの表面を示しており、警
報装置８が設けられており、該Ｗ軸装置８が警１ｕを発
令するとオペレーターは主変速レバー１０か又は副変速
レバー１３を操作して速度を落とすのである。

第３図・第４図・第５図はエンジンＥと電子ガバナＧと
の関係を示しており、制御ｌ装置Ｎにはアクセルレバ−
にの回動角度と、ラック操作ソレノイド２の操作位置を
検出するランク位数センサー１の信号が入力されており
、実際のエンジンＥの回転を回転数センサー４により入
力して、ａ１１＋御装置Ｎにより判断の後に、ラック操
作ソレノイド２に操作信号を送信して、調量ラック３を
操作しエンジンの回転を変えるのである。

そして一定の警報発令条件が揃うと警報装置８により警
報を発するものである。

５は回転数センナ−４の検出用ギアである。

第６図は第３図を模式的に示した図面である。

コンバインの各部の回転数は作業において必要な回転数
が決定されており、その値となるようにオペレーターは
最初にエンジン回転数を設定するのである。

オペレーターの設定作業はそれだけであり、その後は電
子ガバナＧにより、作業機各部の負荷の変動の検出値に
対して、これに応じた燃料噴射量を第８図のマツプに従
いフィードバックし、常時エンジンの回転数が最適回転
ゾーンに有りながら、コンバインの回転数が指定回転数
を維持すべく構成しているのである。

そして、電子ガバナＧにより最適回転数ゾーンに戻すこ
とが出来ない程の過負荷が発生した場合には、エンジン
の回転数が最適回転数ゾーンから外れて、第７図のオー
バーロードゾーンに入るので、この場合には電子ガバナ
Ｇにより復帰が不可能であるとし警報を発令して、オペ
レーターに走行装置Ｍを操作して速度を落とすことによ
り、を子ガバナＧが最適回転ゾーンに戻す作業が可能と
なる速度に変速させるのである。

しかしオペレーターが走行時専において速度を速くする
為に、アクセルレバ−Ｋを操作して四転敗ヲ上昇させよ
うとした場合には、−時的にアクセルレバーにの設定値
に対して、エンジンの回転数が最適回転ゾーンまで戻す
制御が出来なくなるので、このようにアクセルレバ−Ｋ
を操作した直後には、アクセルレバ−にと最適回転ゾー
ンの関係が一定しないので、−時的に警報の発令を待機
さセるものである。

第８図と第９図により本発明の過負荷制御機構の作用を
説明すると。

まずコンバインの過負荷制ｉｌｌ　Ｊａ構のスイッチが
ＯＮとなっているかどうかを判断し、ＯＮとなっている
場合には、アクセルレバ−にの回動位置より求められる
エンジンＥの目標回転数Ｎ５ｅｔを認識し、次にエンジ
ンＥの電子ガバナＧの部分に設Ｕた回転数センサー４か
ら検出されたエンジン実際回転数Ｎａｃｔを認識するの
である。

そして第８図に示すような制御装置ＮのＲＯＭに記憶さ
れたマツプより、前記測定１灸出したエンジン実際回転
数Ｎａｃｔに相当する回転数が無負荷状態で回転されて
いるとしたら、１Ｊｌｆｆｉラツク３の位置はどの位置
であるかを、第８図のマツプ曲線により演算するのであ
る。

例えばエンジン実際回転数Ｎａｃｔが２４００回転とす
ると、２４００回転が無負荷で回転している場合の調量
ラック３の位置は、無負荷相当ラック曲線Ｒ４ｄｌ上の
無負荷相当ラック位置ａに３亥当するのである。

次に、エンジン実際回転数Ｎａｃｔが最大負荷１００％
で回転しているとすると、調量ラック３がどの位置にあ
るかをマツプより演算するのである。

例えば同様にエンジン実際回転数Ｎａｃｔが２４００回
転であるとすると、最大負荷相当ラック曲線Ｒｍａｘ上
の相当する調量ラック３の位置は最大負荷相当ラック位
置すとなるのである。

次に第５図に示す電子ガバナＧの実際の調量ラック３の
位置をラック位置センサー１により検出しこれを認識す
るのである。該調量ランク３を操作するラック操作ソレ
ノイド２が配置されている。

そして無負荷相当ラック位ｔｉ２ａの位置と、最大負荷
相当ランク位置すの位置とエンジン実際回転数Ｎａｃｔ
次の実際のランク位置Ｒａｃｔより、実際の負荷率を計
算するのである。

Ｒａｃｔ　−Ｒｉｄｌ 負荷率＝　　　　　　　　　Ｘ１００　（％）Ｒｒａａ
ｘ　　−Ｒｉｄｌ で計算される。

これにより、現在のエンジン回転２４００が負荷率何％
の状態で回転しているかが判明するのである。第８図の
実施例の場合にはエンジン実際回転数ＮａｃＬは８０％
の負荷率で回転していることが判明する。

そしてこのエンジン実際回転数ｐＪ　ａ　ｃ　ｔと負荷
率がＶ報を発生する必要があるかどうかを第６図の制御
回路図により判断するのである。

しかしアクセルレバ−Ｋを操作して、低負荷状態から加
速操作中の場合には、エンジンＥの目標回転数Ｎ５ｅｔ
が先に大きな値を指し示すのに対して、燃料が噴射弁に
至り燃焼してクランク軸の回転を速めるまでには時間遅
れが発生し、エンジン実際回転数ＮａｃＬが低いので、
マツプから演算され、ランク操作ソレノイドにより作動
されたラック位置Ｒａｃｔは、大きな値を示し、それか
ら演算される負荷等も、実際に作業機にかかっている負
荷とは異なる異常に大きなものとなる。

この異常なｆＬ薄荷率エンジン実際回転数Ｎａｃｔによ
り、警報を発令するかどうかを判断したとしても、誤っ
たＶＩＢが出ることとなるので、警報の発令を加速が完
了するまで延期するのである。

このアクセルレバ−Ｋを操作して加速状態であるかどう
かを判断する為に、 Ｎ５ａｔ　＜　Ｎ５ｅｔ　１ となった場合に加速フラグＦａ＝１とし、加速状態であ
ると判断し、その後、 Ｎ５ｅｔ　−Ｎｒｐｍ　（Ｎｏｋ　１ 即ち自動回転数と実際回転の差が、一定回転数内になっ
た時、 又は、 Ｎｒｐｍ　１−Ｎｒｐｍ　＜Ｎｏｋ２ １回前の実際回転数と今回の実際回転数の差が一定回転
数内になった時に、 加速が完了したと判断し、加速フラグＦａ＝０とするの
である。

そして加速フラグＦａ＝１の状態である場合には、フロ
ーチャートをスタート時点に回して、再度判断を繰り返
すのである。そして、 加速フラグＦａ＝０ となるまで、フローチャートを流し続けるのである。

加速フラグＦａ＝０ となった後は、第６図の判断回路図により警報を発令す
る必要があるかどうかを判断し、］ｆＩＪを発令する場
合には警報フラグ１を立てて、ｇｌを発令する必要の無
い場合には２１ＱフラグＯを立てるのである。

次に前述の警報フラグＯかｌかを判断して警報の出力を
決定する。

この制御ルーチンを繰り返すことによりコンバインの過
負荷制御を行っている。

該警報を発令するかどうかは、エンジン巳の回転数が、
第７図の最適回転ゾーンにあるかどうかにより回転数ゾ
ーンが決定されるのである。

また負荷率については９０％を超えた負荷の場合にＩｌ
ｇを発するのである。

第１Ｏ図・７５１１図・第１２図においては、ガバナが
機械式である場合におけるコンバインの過負荷制御機構
について図示している。

そして該機械式ガバナの場合にも、エンジン実際回転数
ＮａｃｔをＦＶコンバータ１５を介して比較器に信号と
して送信し、また目標回転数Ｎ５ｅｔによる設定値を電
気信号として比較器１４に送信し、両者を比較して目標
回転数Ｎ５ｅｔに対してエンジン実際回転数Ｎａｃｔが
異常に低い場合において、警報を発令すべく構成してい
るのである。

しかし、オペレーターがアクセルレバ−Ｋを最大操作位
置またはその近くまで操作した状態で、一定時間経過し
た場合にのみ、所定の回転数よりも低い場合において、
ｖｆ報を発令すべく措或しているのである。

このアクセルレバ−Ｋを最大位置近くまで操作したかど
うかをアクセルレバ−位置検出スイ・７ヂ１７により投
出し、該アクセルレバー位置検出スイッチ１７が検出し
た場合には、遅延回路１８を作動させて、警報装置８の
発令を遅らせるものである。

これは機械式ガバナにおいてもアクセルレバ−Ｋを操作
して、調量ラック３が強制移動された後は回転数の上昇
がやはり数秒開運れて発生するので、この状態を回避す
る為である。

電子ガバナＧの場合には、 Ｎ５ｃｔとＮ５ｅｔ　ｌ Ｎ５ｅｔとＮｒｐｍ Ｎ　ｒｐｍとＮｒｐ信 を比較し、加速の状態を判断することにより得られるが
、機械式ガバナの場合には、この判断が出来ないので、
アクセルレバ−にの近傍に設けたアクセルレバ−位置検
出スイッチ１７と、遅延回路１８によりこの状態を作り
だしたものである。

（へ〉発明の効果 本発明は以上の如く構成したので、次のような効果を奏
するものである。

ε１１求項（１）の如く、コンバインの負荷によるトル
ク変動に対して、エンジン回転数が所定の一定範囲内と
なるようにエンジンガバナを制御する構成において、エ
ンジン負荷と回転数を検出する手段を有し、コンバイン
の最適回転ゾーンより回転数が低く、負荷が高い場合に
おいて警報を発すべく構成したことにより、ｆＡ、荷変
動が激しい為に一時的にエンジン回転が低下し、選別性
能を低下したり、場合によってはエンストを招き、穀稈
搬送装置Ｂや脱穀装置りに殻稈を噛み込んだ状態で停止
してしまい、この除去の為に多大の時間を費やすという
不具合いがあったのであるが、本発明においては、最適
回転ゾーンを超えてエンジン回転が低下した場合にオペ
レーターに警ｔｕ装置８により知らせることにより、走
行装置Ｍの速度を下げてこれに対応することが出来るの
である。

Ｊ求項（２）の如く、検出装置により所定の回転数より
も低い回転数を検出した場合において、エンジン回転の
加速操作ｎ、テにおいては、加速が終了するまでの間は
、前記’Ｊ　ＷＧの発令を待機ナベ＜　１．＋５成した
ので、アクセルレバ−Ｋを限作して力ＩＩ速操作の状態
においては、目標回転数Ｎ５ｅｔに対して、実際回転数
Ｎｒｐｍが遅延して上昇してくることから、負荷率の値
が異常となって出てくるので、アクセルレバ−にの操作
後に加速が完了するまではｖ報装置８の発令を遅らすこ
とが出来るのである。

請求項（３）の如く、検出装置により所定の回転数より
も低い回転数を検出した場合において、エンジン回転数
を最大に増大させる方向にエンジンガバナが操作された
直後においては、一定時間の間だけ警報の発令を待機さ
せたので、機械式のガバナにおいて、加速操作であるこ
とを演算検出できない場合においても、アクセルレバ−
にの回動をアクセルレバ−位置検出スイッチ１７により
知ることにより、加速状態であると知って、警報装置８
の発令を遅らすことが出来るものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の過負荷制御機構を具備したコンバイン
の全体側面図、第２図は′ＩＩ報装置を具備した操作パ
ネル部の斜視図、第３図は電子ガバナ機構に過負荷制御
機構を具備さセた実施例の制御ブロック図、第４図は電
子ガバナの側面図、第５図は同じく電子ガバナの一部正
面断面図、第６図は制御判断回路図、第７図はエンジン
性能１ＩＩＩ線と警報出力の関係を示す図面、第８図は
制御設定マツプを示す図面、第９図は電子ガバナによる
制御のフローチャー１・図、第１０図は機械式ガバナに
よるコンバインの過負荷制御機構を示す側面断面図、第
１１図は同じく制御判断回路図、第１２図は制御判断組
合せ図である。 Ａ・・・刈取装置 Ｂ・・・殻稈搬送装置 Ｃ・・・選別装置 Ｅ・・・エンジン Ｇ・・・電子ガバナ Ｋ・・・アクセルレバ− Ｎ・・・制御装置 Ｐ・・・操作パネル ７・・・回転数検出装置 ８・・・警ｆｇ装置 第 ３ 図 第 ６ 図 第 図 りじン（ヨ桟位 ２６００−−２８００ 第 １°１ 図 ７ １２図 ○：警報出力 ×：！ｌ法ナシ ※：但し、ＳＷが働いてから数秒間は 出力しない。 Ｎ１１１回転：これ以下の回転になるとエンストし易く
なる。 又は、稲の撰別が悪くなる回転数。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）、コンバインの負荷によるトルク変動に対して、
   エンジン回転数が所定の一定範囲内となるようにエンジ
   ンガバナを制御する構成において、エンジン負荷と回転
   数を検出する手段を有し、コンバインの最適回転ゾーン
   より回転数が低く、負荷が高い場合において警報を発す
   べく構成したことを特徴とするコンバインの過負荷制御
   機構。
2. （２）、請求項（１）記載の検出装置により所定の回転
   数よりも低い回転数を検出した場合において、エンジン
   回転の加速運転時においては、加速運転が終了するまで
   の間は、前記警報の発令を加速運転前の状態を維持すべ
   く構成したことを特徴とするコンバインの過負荷制御機
   構。
3. （３）、請求項（１）記載の検出装置により所定の回転
   数よりも低い回転数を検出した場合において、エンジン
   回転数を最大に増大させる方向にエンジンガバナが操作
   された直後においては、一定時間の間だけ警報の発令を
   待機させることを特徴とするコンバインの過負荷制御機
   構。