JP5576152B2

JP5576152B2 - 作業車

Info

Publication number: JP5576152B2
Application number: JP2010055408A
Authority: JP
Inventors: 英司有田; 俊行島岡
Original assignee: Yanmar Co Ltd
Current assignee: Yanmar Co Ltd
Priority date: 2010-03-12
Filing date: 2010-03-12
Publication date: 2014-08-20
Anticipated expiration: 2030-03-12
Also published as: JP2011188756A

Description

本発明は、原動機部の負荷を検出して走行速度を強制的に減速するコンバイン等の作業車に関する。

従来、作業車の一形態として、特許文献１に開示されたものがある。すなわち、かかる作業車は、自走可能な走行部と、作業を行う作業部と、これら走行部と作業部を駆動する原動機部と、を備えている。そして、原動機部の負荷を検出する負荷検出手段と、負荷検出手段により検出される負荷検出情報に基づいて走行部の走行速度を自動的に制御する走行速度制御手段とを備えて、負荷検出手段が原動機部の過負荷を検出した場合には、走行速度制御手段が直進部の走行速度を強制的に減速して原動機部の過負荷状態を解消する制御を行うようにしている。

特開２００８−６４２６５

ところが、前記した作業車は次のような課題を有している。すなわち、負荷検出情報の変動は先鋭的であり、原動機部の過負荷が瞬時に変動して、その過負荷が検出情報として負荷検出手段によって突発的に検出される。そして、その割合が比較的多くなると、走行速度制御手段により走行部の走行速度が強制的に減速される制御の割合が比較的増大する。そのために、走行部の走行速度が強制的に減速される制御が頻繁になされて、作業能率が悪くなるという不具合がある。

そこで、本発明は、作業能率を良好に確保したまま、原動機部の過負荷制御を行うことができる作業車を提供することを目的とするものである。

本発明は、前記課題を解決するための手段として、次のように構成したことを特徴とする。

請求項１記載の本発明に係る作業車は、自走可能な走行部と作業を行う作業部とこれら走行部と作業部を駆動する原動機部とを備える作業車において、原動機部の負荷を検出する負荷検出手段と、負荷検出手段により検出される負荷検出情報に基づいて走行部の走行速度を自動的に制御する走行速度制御手段とを備えて、負荷検出手段が原動機部の過負荷を検出した場合には、走行速度制御手段が走行部の走行速度を強制的に減速して原動機部の過負荷状態を解消する制御を行う作業車であって、負荷検出手段によって検出される負荷検出情報から原動機部の負荷率データを単位時間毎の時系列に算出し、その時系列の負荷率データから移動平均値を算出するように加工処理する情報加工処理手段と、情報加工処理手段が加工処理する負荷検出情報の加工処理の際に移動平均値を算出する負荷率データの数が正比例的に増大または減少するように加工処理度合いを強弱調節する強弱調節手段とを備えていることを特徴とする。

かかる作業車では、強弱調節手段を操作することで、情報加工処理手段が加工処理する負荷検出情報の加工処理度合いを強弱調節することができる。

例えば、オペレータの熟練度や好みや作業条件等に応じて、強弱調節手段を操作することができる。この際、負荷検出情報の加工処理度合いを強くする方向に調節すると、負荷検出情報が強く加工処理されて、負荷検出情報の変動が緩やかになる。そのため、負荷検出手段によって原動機部の過負荷が検出される割合が少なくなり、走行速度制御手段により走行部の走行速度が強制的に減速される制御の割合が減少する。その結果、負荷検出情報が過負荷限界の近傍において変動している状態で、作業車による作業を能率良く行うことができる。この場合、熟練者としてのオペレータ好みの仕様となすことができる。一方、負荷検出情報の加工処理度合いを弱くする方向に調節すると、負荷検出情報が弱く加工処理されて、負荷検出情報の変動が先鋭的になる。そのため、負荷検出手段によって原動機部の過負荷が瞬時の変動で突発的に検出される割合が比較的多くなり、走行速度制御手段により走行部の走行速度が強制的に減速される制御の割合が比較的増大する。その結果、負荷検出情報が過負荷限界から少し離隔した位置において変動している状態で、作業車による作業を安心して行うことができる。すなわち、過負荷による作業部の作動停止等の不具合を可及的に回避することができる。この場合、初心者としてのオペレータ好みの仕様となすことができる。

ここで、作業車としては、例えば、コンバインがあり、作業条件として、湿田や作物の倒伏状態等の圃場条件、稲や麦等の作物条件がある。

かかる作業車では、負荷検出手段によって検出される負荷検出情報を迅速かつ堅実に加工処理することができる。

かかる作業車では、強弱調節手段の構成を簡易化することができる。

請求項２記載の本発明に係る作業車は、請求項１記載の本発明に係る作業車であって、作業部が駆動されない非作業状態では、走行速度制御手段が走行部の走行速度を強制的に減速して原動機部の過負荷状態を解消する制御は行われないことを特徴とする。

かかる作業車では、走行部の駆動力を良好に確保したまま、走行移動性を向上させることができる。例えば、走行機体が旋回作動中において、作業部としての刈取部が、上昇されて刈作業をしない状態（非作業状態）では、走行速度制御手段が走行部の走行速度を強制的に減速して原動機部の過負荷状態を解消する制御（自動車速制御）を停止させるようにしている。

本発明では、オペレータの熟練度や好みや作業条件等に応じて、強弱調節手段を操作することで、オペレータが恣意的に負荷検出情報を加工処理することができる。その結果、オペレータの判断で好みに応じた制御仕様となすことができる。しかも、作業車の作業能率を向上させることができる。

本発明に係る作業車としてのコンバインの側面説明図。運転部の平面説明図。サイドコラムの斜視説明図。ステアリングホイールの平面説明図。ミッション部の概念説明図。操作系の概念説明図。制御ブロック図。エンジン負荷率データの説明図。

以下に、本発明の実施形態におけるコンバインを、図面を参照しながら説明する。

図１は、本実施形態における選別装置を備えたコンバインＭとしての汎用（普通型）コンバインを示している。まず、コンバインＭの全体を概略説明する。

［コンバイン全体の概略説明］
コンバインＭの全体について、図１を参照しながら説明する。すなわち、コンバインＭは、走行機体１の下部に左右一対のクローラ式の走行部２を配設している。走行機体１の左側前端縁部に搬送部３を介して刈取部４を昇降自在に取り付けている。搬送部３の直後方位置には脱穀部５を配設し、脱穀部５の直下方位置に選別装置としての選別部６を配設している。選別部６の後方上部であって、脱穀部５の直後方位置には排藁処理部７を配設している。

図１において、１２は刈取部４を昇降させるための昇降用油圧シリンダ、１３は刈取部４に設けたプラットホーム、１４はプラットホーム１３内に設けた横送りオーガ、１５はプラットホーム１３の上方に配設した掻き込みリール、１６はプラットホーム１３の下端部に設けた刈刃、１７はプラットホーム１３の前端部に設けた左右一対の分草体である。

図１において、３０は脱穀部５に設けた扱胴、３１は選別部６に設けた揺動選別体、３２は揺動選別体３１の前部下方に配設して揺動選別体３１の後部に向けて選別風を送風する第１唐箕、３３は揺動選別体３１の中途部下方に配設して揺動選別体３１の後部に向けて選別風を送風する第２唐箕、３４は第２唐箕３３の直前方位置に配設した一番穀粒受樋、３５は一番穀粒受樋３４内に配置した一番コンベア、３６は第２唐箕３３の直後方位置に配設した二番穀粒受樋、３７は二番穀粒受樋３６内に配置した二番コンベア、３８は二番コンベア３７に接続して穀粒を脱穀部５に還元する還元コンベア、３９は揺動選別体３１の直前方に配設して揺動選別体３１に送風するプレクーリングファンである。

また、コンバインＭは、走行機体１の前部であって、搬送部３の右側方位置に運転部８を配設している。運転部８の直後方位置であって、脱穀部５の右側方位置に穀粒貯留部９を配設している。穀粒貯留部９の直後方位置にエンジン１８（図５参照）等からなる原動機部１０を配設して、エンジン１８を駆動させることによって、各動力機構部が連動して作動するようにしている。２０は搬出オーガである。

また、走行機体１の前部には、ミッション部１９を設けている。ミッション部１９は、原動機部１０が有するエンジン１８の動力を走行部２や刈取部４や脱穀部５等に伝達する前に調整（変速）する。

このようにして、コンバインＭでは、稲、麦、大豆等の穀稈が植立している圃場内を走行部２により自走させながら次のような作業をする。すなわち、刈取部４で刈り取った穀稈を搬送部３を通して脱穀部５に搬入させる。そして、脱穀部５の扱胴３０で脱穀した穀粒を選別部６で選別する。選別部６では揺動選別体３１により穀粒を揺動選別する。続いて、第１・第２唐箕３２,３３から選別風を送風して風選別する。その結果、清粒等の一番穀粒は、一番穀粒受樋３４で受けて、一番穀粒受樋３４内に配置した一番コンベア３５により揚穀コンベア（図示せず）を介して穀粒貯留部９に貯留される。枝梗付き穀粒等の二番穀粒は、二番穀粒受樋３６で受けて、二番穀粒受樋３６内に配置した二番コンベア３７により還元コンベア３８を介して脱穀部５に還元される。脱穀部５に還元された二番穀粒は扱胴３０で再脱穀されて、選別部６で再選別される。また、脱穀部５で脱穀された穀稈は排藁として排藁処理部７に搬送されて、排藁処理（細断して機外へ排出）される。穀粒貯留部９内の穀粒は、搬出オーガ２０を介して輸送用車両の荷台等内に搬出される。

［運転部の説明］
次に、運転部８について、図２〜図４を参照しながら説明する。すなわち、運転部８は、床部４０の前部にステアリングコラム４１を立設し、ステアリングコラム４１の上端部から上方に突出させたホイール支軸４２（図６参照）にステアリングホイール４３（丸型の操向ハンドル）を取り付けている。そして、ステアリングホイール４３により走行機体１の旋回方向及び旋回速度を変更操作するようにしている。ステアリングホイール４３の回動可能範囲は中立位置を挟んで左右にそれぞれ一定角度、例えば、約１３５°の大きさに設定している。なお、ステアリングホイール４３から手を離せば、ステアリングホイール４３は中立位置に自動的に復帰するように構成している。４４はステアリングホイール４３の後方に配置した運転席である。

ステアリングホイール４３における略環状のホイール部４３ａの内側には、液晶表示装置４５等を有するセンターパネル体４６を配置している。センターパネル体４６の左側下部には後述する強弱調節手段としての強弱調節ボリューム４７を設けている（図４参照）。強弱調節ボリューム４７はボリューム式スイッチである。４８は強弱調節ボリューム４７に設けた指標であり、強弱調節ボリューム４７の回動操作位置を示すようにしている。４９は目安表示片であり、指標４８が指し示す目安表示片４９の位置で調節量の強弱状態の目安とすることができる。かかる強弱調節ボリューム４７により設定された調節量は電気信号に変換されて、入力情報として後述するコントローラ１７０に送信される。そして、その入力情報に基づいてコントローラ１７０は制御情報を生成する。なお、センターパネル体４６はステアリングコラム４１に固定して、ステアリングホイール４３には連結していない。したがって、ステアリングホイール４３を回動操作しても、センターパネル体４６ひいては液晶表示装置４５は連動して回動することはない。その結果、液晶表示装置４５は運転席４４に着座してステアリングコラム４１を操作しているオペレータにとって、常に画面が視認し易い状態に保持されている。

運転席４４の左側方には、前後に伸延させて形成したサイドコラム５０を配置している。サイドコラム５０上には、前方から順に、主変速レバー５１、副変速レバー５２及びクラッチレバー５３を配置している。

主変速レバー５１は、サイドコラム５０の上面に形成した平面視クランク状のガイド溝５４に沿って前後傾動可能に構成している。そして、主変速レバー５１により走行機体１の前進、停止、後退及びその車速を無段階に変更操作するようにしている。

主変速レバー５１をほぼ垂直の起立姿勢である中立（停止）位置から前方に傾倒させると、後述する直進用ＨＳＴ（静油圧式無段変速機）７０の駆動にて走行機体１が前進するように構成している。そして、主変速レバー５１の前方への傾倒角度が大きいほど、走行機体１の前進速度が増速されるように構成している。反対に、主変速レバー５１を中立位置から後方に傾倒させると、直進用ＨＳＴ７０の駆動にて走行機体１が後退するように構成している。そして、主変速レバー５１の後方への傾倒角度が大きいほど、走行機体１の後退速度が増速されるように構成している。

副変速レバー５２は、作業状態に応じて後述するトランスミッション９０内の副変速機構１１０を変更操作して、直進用ＨＳＴ７０の出力（直進モータ軸７６の回転方向及び回転数）の調節範囲を低速、中速、高速及び中立という４段階に設定保持するようにしている。副変速レバー５２も、主変速レバー５１と同様に前後傾倒操作可能に構成している。

クラッチレバー５３は、刈取部４の動力接続・切断操作用のレバーと脱穀部８の動力接続・切断操作用のレバーとを１本で兼用している。そして、サイドコラム５０の上面に形成した平面視略Ｌ字状のガイド溝５５に沿って左右及び前後方向に傾倒操作可能に構成している。

サイドコラム５０の上面には、操作用の各種スイッチ類及び設定用のダイヤル類も複数配置している。すなわち、サイドコラム５０の上面において、主変速レバー５１より前方の箇所には、自動車速制御スイッチ６０、負荷率設定ダイヤル６１、自動刈高さスイッチ６２、刈高さ設定ダイヤル６３、自動水平スイッチ６４、及び傾斜設定ダイヤル６５等を配置している。

自動車速制御スイッチ６０は、自動車速制御の入り切りを操作するためのスイッチである。このスイッチ６０を入り操作すると自動車速制御が開始される。すなわち、自動車速制御は、エンジン１８の過負荷時には車速が自動的に減速されてエンジン１８の負荷が軽減されることで、刈取部４や脱穀部８の回転駆動を一定に保持する制御である。負荷率設定ダイヤル６１は、自動車速制御時におけるエンジン６の設定負荷率Ｌａを設定操作するためのダイヤル式スイッチである。自動車速制御において、エンジン負荷率Ｌが設定負荷率Ｌａ以上になると、走行機体１の前進方向の車速を強制減速するように設定している。

ここで、エンジン負荷率Ｌとは、後述するラック位置センサ１８０にて検出されたエンジン負荷が最高のときを１００％として、刈取脱穀作業中のエンジン負荷の比率を算出したものである。アイドリング状態のエンジン負荷率Ｌは０（零）である。負荷率設定ダイヤル６１は、設定負荷率Ｌａを７０〜１００％の範囲で任意に調節して設定できるように構成している。

そして、負荷率設定ダイヤル６１で設定負荷率Ｌａが決定されると、これに対応した復帰負荷率Ｌｂが自動的に設定される。この復帰負荷率Ｌｂは設定負荷率Ｌａより所定割合だけ小さい値（Ｌｂ（％）＝Ｌａ−α）としている。自動車速制御での強制減速中に、エンジン負荷率Ｌが復帰負荷率Ｌｂ以下になると、走行機体１の前進方向の車速を主変速レバー５１の前傾操作位置に対応した元の車速に向けて増速して自動復帰するように設定している。

自動刈高さスイッチ６２は、刈取部４を所定の刈高さ位置に維持する自動刈高さ制御の入り切りを操作するためのスイッチである。刈高さ設定ダイヤル６３は、自動刈高さ制御時の刈高さ位置を設定操作するためのダイヤル式スイッチである。自動水平スイッチ６４は、走行機体１を左右水平な姿勢に維持する自動水平制御の入り切りを操作するためのスイッチである。傾斜設定ダイヤル６５は、走行機体１の左右傾斜角度を設定操作するためのダイヤル式スイッチである。

また、サイドコラム５０の上面において、主変速レバー５１より後方の箇所には、定回転制御スイッチ６６、アクセルダイヤル６７、リール高さ調節ダイヤル６８、及びリール変速自動スイッチ６９等を配置している。

定回転制御スイッチ６６は、エンジン１８の回転数を一定に保持する定回転制御の入り切りを操作するためのスイッチである。アクセルダイヤル６７は、エンジン６の回転数を調節操作するためのスイッチである。リール高さ調節ダイヤル６８は、刈取部４の掻き込みリール１５の高さ位置を調節操作するためのダイヤル式スイッチである。リール変速自動スイッチ６９は、走行機体１の車速に合わせて掻き込みリール１５の回転速度を自動調節するモードの入り切りを操作するためのスイッチである。

［ミッション部の説明］
次に、ミッション部１９について、図５を参照しながら説明する。すなわち、ミッション部１９は、直進用ＨＳＴ７０と、旋回用ＨＳＴ８０と、トランスミッション９０とを備える。これら直進用ＨＳＴ７０、旋回用ＨＳＴ８０、及びトランスミッション９０は、ミッションケースに収容され、コンバインＭの走行系の伝動機構を構成する。

（直進用ＨＳＴ）
直進用ＨＳＴ７０は、可変容積型の直進ポンプ７０Ｐと、可変容積型の直進モータ７０Ｍとを備える。直進ポンプ７０Ｐと直進モータ７０Ｍとは、互いに流体接続されている。

直進ポンプ７０Ｐは、容積量を変更するための機構として、可動斜板７１と制御軸７２とを有し、制御軸７２にて可動斜板７１を傾転させることにより、容積量を変更するように構成している。そして、直進ポンプ７０Ｐから直進モータ７０Ｍへの作動油の吐出方向及び吐出量を変更するようにしている。直進ポンプ７０Ｐは、エンジン１８の出力軸に連動連結される直進ポンプ軸７３を有する。つまり、直進用ＨＳＴ７０は、直進ポンプ７０Ｐの直進ポンプ軸７３がエンジン１８の出力軸に連動連結されることで、エンジン１８からの動力の伝達を受ける。なお、エンジン１８の出力軸には、脱穀部５、選別部６、排藁処理部７、穀粒貯留部９等に対してエンジン１８の動力を伝達するための回転軸を、クラッチ等を介して連動連結している。

直進モータ７０Ｍは、容積量を変更するための機構として、可動斜板７４と制御軸７５とを有している。そして、直進ポンプ７０Ｐから直進モータ７０Ｍへの作動油の吐出方向及び吐出量が変更されることで、直進モータ７０Ｍの可動斜板７４が傾転されて、直進モータ７０Ｍの制御軸７５の回転方向及び回転数、さらには、制御軸７５と連動連結した直進モータ軸７６が任意に調節されるようにしている。直進モータ軸７６は、後述する副変速機構１１０の出力軸と連動連結している。つまり、直進用ＨＳＴ７０は、直進モータ７０Ｍの直進モータ軸７６が副変速機構１１０の入力軸に連動連結されることで、副変速機構１１０に対して動力を伝達する。

（旋回用ＨＳＴ）
旋回用ＨＳＴ８０は、可変容積型の旋回ポンプ８０Ｐと、固定容積型の旋回モータ８０Ｍとを備える。旋回ポンプ８０Ｐと旋回モータ８０Ｍとは、互いに流体接続されている。

旋回ポンプ８０Ｐは、容積量を変更するための機構として、可動斜板８１と制御軸８２とを有し、制御軸８２にて可動斜板８１を傾転させることにより、容積量を変更するように構成している。旋回ポンプ８０Ｐは、エンジン１８の出力軸に連動連結される旋回ポンプ軸８３を有する。つまり、旋回用ＨＳＴ８０は、旋回ポンプ８０Ｐの旋回ポンプ軸８３がエンジン１８の出力軸に連動連結されることで、エンジン１８からの動力の伝達を受ける。

旋回モータ８０Ｍは、容積量を固定するための機構として、固定斜板を有し、この固定斜板により、容積量が一定となるように構成している。旋回モータ８０Ｍは、後述する伝動歯車機構１２０の出力軸と連動連結される旋回モータ軸８４を有する。つまり、旋回用ＨＳＴ８０は、旋回モータ８０Ｍの旋回モータ軸８４が伝動歯車機構１２０の入力軸に連動連結されることで、伝動歯車機構１２０に対して動力を伝達する。

（トランスミッション）
図５に示すように、トランスミッション９０は、遊星歯車機構部１００と、副変速機構１１０と、伝動歯車機構１２０とを備える。

遊星歯車機構部１００は、一対の遊星歯車機構を含む遊星歯車群として構成し、一対の遊星歯車機構として、第一遊星歯車機構１０１と第二遊星歯車機構１０２とを有する。遊星歯車機構部１００においては、一対の遊星歯車機構１０１，１０２から、左右に出力軸を延出している。すなわち、第一遊星歯車機構１０１から、第一出力軸１０３を延出し、第二遊星歯車機構１０２から、第二出力軸１０４を延出している。各出力軸１０３，１０４は、それぞれ左右方向で対応する走行部２のクローラの駆動輪に回転動力を伝達する。これにより、左右の走行部２の走行駆動が行われる。

副変速機構１１０は、直進モータ軸７６に連結される回転軸を有し、この回転軸を介して直進モータ７０Ｍの直進モータ軸７６に連動連結している。副変速機構１１０は、直進モータ軸７６の回転動力を多段変速させることができるように構成している。また、副変速機構１１０にはロータリエンコーダ等の車速センサ１７７を設けて、車速センサ１７７により走行機体１の車速を検出するようにしている。

伝動歯車機構１２０は、第一遊星歯車機構１０１に動力を伝達するための歯車群と、第二遊星歯車機構１０２に動力を伝達するための歯車群を有して、第一遊星歯車機構１０１と第二遊星歯車機構１０２に相互に反対方向の回転力を伝達するように構成している。

また、トランスミッション９０には、ポテンショメータ等の主変速位置センサ１８４（図７参照）を設けて、主変速位置センサ１８４により直進ポンプ７０Ｐにおける可動斜板７１の傾斜角度、及び主変速レバー５１の傾倒操作量を検出するようにしている。

以上のような構成を備えるコンバインＭにおいて、ステアリングホイール４３は左右に回転操作することで、機械的に連動連結した旋回用ＨＳＴ８０を操作することができる。また、主変速レバー５１を前後に傾倒操作することで、機械的に連動連結した直進用ＨＳＴ７０を操作することができる。

旋回用ＨＳＴ８０の旋回モータ８０Ｍが停止し、直進用ＨＳＴ７０の直進モータ７０Ｍが駆動する場合、直進モータ７０Ｍの回転動力が、直進モータ軸７６から、副変速機構１１０を介して遊星歯車機構部１００に伝達され、第一出力軸１０３及び第二出力軸１０４から出力される。なお、旋回モータ８０Ｍには湿式多板ディスク等のブレーキ手段（図示せず）を連動連設しておき、ブレーキ手段により旋回モータ軸８４を固定することで旋回モータ８０Ｍを停止させることができる。

この直進モータ７０Ｍから第一出力軸１０３及び第二出力軸１０４に対する回転動力の伝達によって、第一出力軸１０３及び第二出力軸１０４が正回転方向または逆回転方向の同一方向に回転させられる。これにより、左右のクローラ式の走行部２が有する駆動輪が、同一回転方向に同一回転数で回転する。その結果、左右の走行部２が駆動され、コンバインＭの機体前後方向についての直進走行が行われる。

また、直進用ＨＳＴ７０の直進モータ７０Ｍが停止し、旋回用ＨＳＴ８０の旋回モータ８０Ｍが駆動する場合、旋回モータ８０Ｍの回転動力が、旋回モータ軸８４から、伝動歯車機構１２０を介して遊星歯車機構部１００に伝達され、第一出力軸１０３及び第二出力軸１０４から出力される。なお、直進モータ７０Ｍには湿式多板ディスク等のブレーキ手段（図示せず）を連動連設しておき、ブレーキ手段により直進モータ軸７６を固定することで直進モータ７０Ｍを停止させることができる。

この旋回モータ８０Ｍから第一出力軸１０３及び第二出力軸１０４に対する回転動力の伝達によって、第一出力軸１０３及び第二出力軸１０４が互いに反対方向に回転させられる。これにより、左右のクローラ式の走行部２が有する駆動輪が、互いに反対方向に回転する。その結果、左右の走行部２が駆動され、コンバインＭの機体の急旋回であるスピンターンが行われる。スピンターンによれば、例えば圃場や枕地での急速・小半径での方向転換が可能となる。また、いずれか一方の走行部２が有する駆動輪が停止状態となった場合には、停止状態の走行部２側を中心に旋回されるターンが行われる。

また、直進用ＨＳＴ７０の直進モータ７０Ｍが駆動すると共に、旋回用ＨＳＴ８０の旋回モータ８０Ｍが駆動する場合、直進モータ７０Ｍから副変速機構１１０を介して遊星歯車機構部１００に伝達される回転動力と、旋回モータ８０Ｍから伝動歯車機構１２０を介して遊星歯車機構部１００に伝達される回転動力とが、遊星歯車機構部１００において合成されて合成動力が生成される。そして、その合成動力が第一出力軸１０３及び第二出力軸１０４から出力される。

この直進モータ７０Ｍ及び旋回モータ８０Ｍから第一出力軸１０３及び第二出力軸１０４に対する回転動力（合成動力）の伝達によって、第一出力軸１０３及び第二出力軸１０４が互いに異なる回転数で回転される。その結果、左右の走行部２が相互に速度差をもって駆動され、コンバインＭの走行機体の直進走行と左方向又は右方向への旋回操向とが同時に行われて、緩旋回がなされる。なお、コンバインＭの旋回方向及び旋回半径は、左右の走行部２の速度差に応じて決定される。そして、ステアリングホイール４３が所定の操作量まで操作された時点（例えば、ハンドル切れ角度の４分の３あたり）では、旋回側の走行部２が停止される。さらに、ステアリングホイール４３が旋回操作されると左右の走行部２が相互に反対方向に駆動されて、走行機体は急旋回であるスピンターンに入り込む。

［走行機構の説明］
走行機構について、図６を参照しながら説明する。すなわち、ステアリングホイール４３を支持しているホイール支軸４２は、機械的切替手段１３０と旋回用連動連結機構１４０を介して旋回用ＨＳＴ８０に設けた旋回ポンプ８０Ｐの制御軸８２に連動連結している（図５参照）。また、主変速レバー５１は、機械的切替手段１３０と直進用連動連結機構１５０を介して直進用ＨＳＴ７０に設けた直進ポンプ７０Ｐの制御軸７２に連動連結している（図５参照）。しかも、制御軸７２には強制的変速機構１６０を連動連結して、前記した自動車速制御が行えるようにしている。

機械的切替手段１３０としては、例えば、特開２００２−２７４４２１号公報に変速機構及び操向機構等として開示されている構造を採用することができる。旋回用連動連結機構１４０や直進用連動連結機構１５０としては、回転動力を伝達可能なリンク機構等を適用することができる。強制的変速機構１６０は、電動モータ等のアクチュエータにより直進ポンプ７０Ｐの制御軸７２を制御可能に構成している。具体的には、例えば、特開２００８−７２９０７号公報に電動モータと油圧式駆動手段との連動構造として開示されている構造を強制的変速機構１６０として採用することができる。

（コントローラ）
走行機体１には、走行速度制御手段としてマイクロコンピュータ等のコントローラ１７０（図７参照）を搭載している。コントローラ１７０は、各種演算処理や制御を実行するための中央処理装置１７１（ＣＰＵ）、制御プログラムやデータを記憶させるための読み出し専用メモリ１７２（ＲＯＭ）、制御プログラムやデータを一時的に記憶させるための随時読み書き可能メモリ１７３（ＲＡＭ）、タイマ機能としてのクロック、各入出力系機器（センサやアクチュエータ等）とデータのやり取りをする入出力インターフェイス（図示せず）等を備えている。

コントローラ１７０のＲＯＭ１７２には、副変速機構１１０に設けた車速検出用の車速センサ１７７の検出値Ｖ（走行機体１の車速）と、この車速Ｖに対する自動車速制御実行時の減速量ｖｒとの関係を示す関係式又は制御マップを予め記憶させている。この場合の関係式としては、一次関数、例えばｖｒ＝Ａ×Ｖが挙げられる。ここでＡは比例定数である。走行機体１の車速Ｖを横軸に採り、減速量ｖｒを縦軸に採ることで、上記関係式を制御マップとなすことができる。また、比例定数Ａは０＜Ａ＜１の値で、車速Ｖと減速量ｖｒとの関係が正の傾きを持つ直線となるようにしている。すなわち、車速Ｖと減速量ｖｒとは、車速Ｖが大きくなる（高速になる）にしたがって、減速量ｖｒが大きくなる（大きく減速する）という比例関係にある。そして、０＜Ａ≦１という関係にあるから、減速量ｖｒが車速Ｖを超えることはない。すなわち、自動車速制御の実行時に減速し過ぎて走行機体１が後退動することはない。なお、車速Ｖとこれに対応する減速量ｖｒとの対のデータを、テーブルマップとしてコントローラ１７０のＲＯＭ１７２に記憶させるようにしてもよい。

コントローラ１７０の入力インターフェイスには、例えば自動車速制御スイッチ６０、負荷率設定ダイヤル６１、自動刈高さスイッチ６２、刈高さ設定ダイヤル６３、自動水平スイッチ６４、傾斜設定ダイヤル６５、定回転制御スイッチ６６、アクセルダイヤル６７、リール高さ調節ダイヤル６８、リール変速自動スイッチ６９、主変速位置センサ、副変速レバー５２、刈取部４に対する動力継断用の刈取クラッチの入り切り状態を検出するための刈取クラッチセンサ１７４、脱穀部５に対する動力継断用の脱穀クラッチの入り切り状態を検出するための脱穀クラッチセンサ１７５、エンジン１８の回転数を検出するためのエンジン回転センサ１７６、車速センサ１７７、燃料供給手段である電子ガバナ１７８付き燃料噴射ポンプ１７９のラック位置から燃料供給量を検出する負荷検出手段としてのラック位置センサ１８０、コンバイン全体の電源を入り切り操作するための電源スイッチ１８１等を接続している。

他方、コントローラ１７０の出力インターフェイスには、例えばエンジン１８の負荷（出力）を調節制御する電子ガバナ１７８、エンジン１８の回転数が所定値となるように燃料噴射ポンプ１７９のラック位置を調節するラックアクチュエータ１８２、強制的変速機構１６０の一部を形成する減速アクチュエータとしての電動モータ１８３、液晶表示装置４５等が接続されている。

［自動車速制御］
走行速度制御手段としてのコントローラ１７０は、基本的に、次の自動車速制御（走行機体１の車速を自動的に減速・復帰する制御）を実行することで、刈取部４や脱穀部５の回転駆動を一定に保持して作業性を良好に確保することができるようにしている。
（１）ラック位置センサ１８０の検出情報から得られたエンジン負荷率Ｌが設定負荷率Ｌａ以上になると、直進用ＨＳＴ４０の制御軸７２が強制的変速機構１６０を介して前進減速方向に回動するように電動モータ１８３を駆動させる。
（２）前記（１）の減速制御を一旦実行した後、エンジン負荷率Ｌが復帰負荷率Ｌｂよりも大きく、かつ、設定負荷率Ｌａより小さくなると（Ｌｂ＜Ｌ＜Ｌａ）、直進用ＨＳＴ４０の制御軸７２を位置保持させて、走行機体１の車速をその時点の状態で維持する。
（３）エンジン負荷率Ｌが復帰負荷率Ｌｂ以下になると、制御軸７２が強制的変速機構１６０を介して元の状態に向けて前進増速方向に復帰回動するように電動モータ１８３を段階的に駆動させる。

かかる自動車速制御において、本発明の要旨は、ラック位置センサ１８０（負荷検出手段として機能する）によって検出される負荷検出情報を加工処理するコントローラ１７０（情報加工処理手段としても機能する）と、コントローラ１７０が加工処理する負荷検出情報の加工処理度合いを強弱調節する強弱調節ボリューム４７（強弱調節手段として機能する）とを備えていることにある。

コントローラ１７０は、ラック位置センサ１８０によって検出される負荷検出情報からエンジン１８の負荷率データを単位時間毎の時系列に算出し、その時系列の負荷率データから移動平均値を算出して加工処理（フィルタ処理ともいう）データとなすようにしている。移動平均には、単純移動平均(Simple Moving Average; SMA)、加重移動平均(Weighted Moving Average; WMA)、指数移動平均(Exponential Moving Average; EMA)、及び修正移動平均(Modified Moving Average; MMA)等がある。本実施形態では単純移動平均値を算出するようにしている。

すなわち、フィルタ処理とは、ラック位置センサ１８０により単位時間毎に時系列に検出されるｎ個の負荷率データからコントローラ１７０のＣＰＵ１７１が移動平均値ＳＭＡ_Ｍを算出して加工処理することをいう。なお、数１の関係式ＳＭＡ_Ｍは、予めＲＯＭ１７２に記憶されている。例えば、２０ｍｓ（ミリ秒）毎に時系列に検出される５個の負荷率データからコントローラ１７０のＣＰＵ１７１が移動平均値ＳＭＡ_Ｍを算出して、０.１ｓ（秒）毎のデータとして加工処理することをいう。

強弱調節ボリューム４７は、上記した負荷検出情報の加工処理度合いを弱から強に調節する操作と、移動平均値を算出するデータの数の増大調節処理とを比例させる。すなわち、図４に示す強弱調節ボリューム４７を時計廻りに回動操作すると、移動平均値を算出するデータの数が正比例的に増大して、データの加工処理度合いが強くなる。また、図４に示す強弱調節ボリューム４７を反時計廻りに回動操作すると、移動平均値を算出するデータの数が正比例的に減少して、データの加工処理度合いが弱くなる。データの加工処理をしていない状態が２０ｍｓ（ミリ秒）毎に時系列に検出される負荷率データである。

作業部としての刈取部４が駆動されない非作業状態、すなわち、刈取クラッチセンサ１７４が刈取クラッチの切り状態を検出した場合、その検出情報がコントローラ１７０のＣＰＵ１７１に送信されて、ＣＰＵ１７１が自動車速制御を停止する制御情報を生成する。

また、コントローラ１７０のＲＯＭ１７２には、設定負荷率Ｌａに達する前に予備的に設定される予備設定負荷率Ｌｃが、設定負荷率Ｌａに基づく所定の関係式Ｌｃ＝Ｌａ−β（βは一定値、例えば、３％）として、予め記憶されている。かかる関係式又は制御マップから、予備設定負荷率ＬｃがＣＰＵ１７１により算出されるようにしている。そして、エンジン負荷率Ｌが予備設定負荷率Ｌｃに達した場合には、ＣＰＵ１７１が走行部２の走行速度、つまり車速Ｖを予備減速するようにしている。ここで、予備設定負荷率Ｌｃに達した場合に予備減速される減速度合いは、設定負荷率Ｌａに達した場合に減速される減速度合いよりも小さく設定することができる。すなわち、予備減速される減速量ｖｃ＝Ｂ×Ｖ（０＜Ａ＜Ｂ＜１）の関係式又は制御マップが予めＲＯＭ１７２に記憶されている。そして、かかる関係式から、減速量ｖｃがＣＰＵ１７１により算出されるようにしている。例えば、図８に示すように、設定負荷率Ｌａ＝９３％、β＝３％とすると、予備設定負荷率Ｌｃ＝９０％となり、Ａ＝０.８９、Ｂ＝０.９５とすると、エンジン負荷率Ｌが予備設定負荷率Ｌｃを上回った場合には、車速Ｖは０.９５倍の車速に少し予備減速される。そして、エンジン負荷率Ｌが設定負荷率Ｌａを上回った場合には、車速Ｖは０.８９倍の車速に大きく減速される。

また、設定負荷率Ｌａに基づく所定の関係式Ｌｃ＝Ｌａ−β／ｎ（βは一定値、ｎは１以上の整数）が、予めＲＯＭ１７２に記憶されていて、かかる関係式から、複数個の予備設定負荷率がＣＰＵ１７１により有段階に算出されるようにすることもできる。関係式に代えて制御マップであってもよい。この場合、予備設定負荷率Ｌｃは、第１予備設定負荷率Ｌｃ１、第２予備設定負荷率Ｌｃ２、第３予備設定負荷率Ｌｃ３・・・第ｎ予備設定負荷率Ｌｃｎというように有段階に算出される。そして、予備設定負荷率Ｌｃ毎に走行部２の車速Ｖに基づく所定の関係式から予備減速の減速度合いが算出される。すなわち、予備減速される減速量ｖｃｎ＝Ｃ^ｎ×Ｖ／（０＜Ａ＜Ｃ^ｎ＜１）の関係式又は制御マップが予めＲＯＭ１７２に記憶されている。そして、かかる関係式から、減速量ｖｃｎがＣＰＵ１７１により算出されるようにすることができる。

このように、本実施形態では、強弱調節ボリューム４７を操作することで、コントローラ１７０が加工処理する負荷検出情報の加工処理度合いを強弱調節することができる。

例えば、オペレータの熟練度や好みや作業条件等に応じて、強弱調節ボリューム４７を操作することができる。この際、負荷検出情報の加工処理度合いを強くする方向（図４の時計廻り）に調節すると、負荷検出情報が強く加工処理されて、負荷検出情報の変動が緩やかになる。そのため、ラック位置センサ１８０によってエンジン１８の過負荷（エンジン負荷率Ｌ＜設定負荷率Ｌａ）が検出される割合が少なくなり、コントローラ１７０により走行部２の走行速度が強制的に減速される制御の割合が減少する。その結果、負荷検出情報が過負荷限界（設定負荷率Ｌａ）の近傍において変動している状態で、コンバインＭによる作業を能率良く行うことができる。この場合、熟練者としてのオペレータ好みの仕様となすことができる。

一方、負荷検出情報の加工処理度合いを弱くする方向に調節すると、負荷検出情報が弱く加工処理されて、負荷検出情報の変動が先鋭的になる。そのため、ラック位置センサ１８０によってエンジン１８の過負荷が瞬時の変動で突発的に検出される割合が比較的多くなり、コントローラ１７０により走行部２の走行速度が強制的に減速される制御の割合が比較的増大する。その結果、負荷検出情報が過負荷限界から少し離隔した位置において変動している状態で、コンバインＭによる作業を安心して行うことができる。すなわち、過負荷による脱穀部５等の作動停止等の不具合を可及的に回避することができる。この場合、初心者としてのオペレータ好みの仕様となすことができる。

本実施形態に係るコンバインＭでは、走行機体１が旋回作動中において、刈取部４が、上昇されて刈作業をしない状態では非作業状態として、自動車速制御を停止させて迅速に旋回移動するようにしている。

かかるコンバインＭでは、予め設定負荷率Ｌａを設定することで予備設定負荷率Ｌｃが設定負荷率Ｌａに達する前に予備的に設定される。そして、エンジン負荷率Ｌが予備設定負荷率Ｌｃに達した時点で、コントローラ１７０が走行部２の走行速度を予備減速するため、エンジン負荷率Ｌが瞬時に激しく変動する場合でも、設定負荷率には達し難くすることができる。そのため、設定負荷率Ｌａに達することで過負荷と判断されて、走行部２の走行速度が強制的に減速される頻度を低減することができる。その結果、作業能率を向上させることができる。例えば、刈取部４に多量の稈が急に取り込まれた場合にも適宜対応するため、オペレータは安心して作業することができる。

かかるコンバインＭでは、予備減速の減速度合いを、設定負荷率Ｌに達した場合の減速度合いよりも小さく設定、すなわち、頻繁に予備減速制御がなされたとしてもオペレータにはそれほど気にならない程度となすことで、オペレータの減速制御によるイライラ等の精神的負担を軽減することができるとともに、作業能率を良好に確保することができる。

かかるコンバインＭでは、予備設定負荷率Ｌｃが有段階に設定されているため、予備設定負荷率Ｌｃ毎に予備減速の減速度合いをきめ細かく設定することができる。そのため、減速制御がスムーズになされてオペレータの減速制御によるイライラ等の精神的負担をより一層軽減することができる。

かかるコンバインＭでは、任意の予備設定負荷率Ｌｃに対する予備減速の減速度合いがこんとろーら１７０のＣＰＵ１７１により無段階に算出されるため、予備減速の減速制御がスムーズになされてオペレータの減速制御によるイライラ等の精神的負担を解消することができる。

以下に、自動車速制御を補足説明する。自動車速制御は自動車速制御スイッチ６０が入り状態に設定されることで実行される。また、設定負荷率Ｌａは負荷率設定ダイヤル６１にて予め設定して、復帰負荷率Ｌｂと共にコントローラ１７０のＲＡＭ１７３に記憶させておく。

まず、自動車速制御のスタートに続いて、コントローラ１７０のＣＰＵ１７１が刈取クラッチセンサ１７４の検出情報に基づいて刈取クラッチが入り状態か否かを判別する。刈取クラッチが切り状態であると判断されたときは、コンバインＭが刈取脱穀作業を行っていないことを意味することになる。

刈取クラッチが入り状態であると判断されたときは、少なくとも刈取部４への動力伝達がなされ、刈取脱穀作業の実行中又は準備完了状態であることを意味する。主変速位置センサ１８４の検出情報に基づいて主変速レバー５１を前方に傾動操作しているか否かを判別する。

主変速レバー５１を前方に傾動操作していると判断されたときは、走行機体１が前進動している状態であり、自動車速制御の実行に支障がないから、次いで、負荷率設定ダイヤル６１の設定値である設定負荷率Ｌａと、復帰負荷率Ｌｂと、車速センサ１７７の検出値（走行機体１の車速Ｖ）と、ラック位置センサ１８０の検出値（エンジン負荷）とを読み込み、エンジン負荷に基づいて現在のエンジン負荷率Ｌを演算する。

次いで、現在のエンジン負荷率Ｌが先に読み込まれた設定負荷率Ｌａ以上であるか否かを判別する。現在のエンジン負荷率Ｌが設定負荷率Ｌａより小さいと判断されたときは、刈取部４や脱穀部５ひいてはエンジン１８にかかる負荷が小さく、刈取脱穀作業に支障がない状態であるから、減速制御はされない。

現在のエンジン負荷率Ｌが設定負荷率Ｌａ以上であると判断されたときは、例えば大量の刈取穀稈を処理している等の理由で、刈取部４や脱穀部５ひいてはエンジン１８に大きな負荷がかかっている状態である。このような状態で刈取脱穀作業を続行すると、エンジン１８が過負荷で停止（エンジンストップ）する虞がある。

そこで、この場合は、その時点の車速Ｖと、コントローラ１７０のＲＯＭ１７２に予め記憶された関係式又は制御マップとから、自動車速制御実行時の減速量ｖｒ（＝Ａ×Ｖ）を算出する。そして、電動モータ１８３の駆動にて、直進用ＨＳＴ７０の制御軸７２を強制的変速機構１６０を介して前進減速方向に回動させ、走行機体１の前進方向の車速Ｖを所定時間で減速量ｖｒだけ減速させて、これに連動してエンジン負荷率Ｌを適宜低下させる。

このように制御すると、走行機体１の前進方向の車速Ｖが高速であれば、大きく減速することによってエンジン負荷率Ｌを速やかに低下させることができる。また、車速Ｖが低速であれば、減速量ｖｒをできるだけ小さく抑えて、刈取部４及び脱穀部５の回転維持、ひいては刈取脱穀作業の能率維持を図ることができる。従って、そのときの車速に見合った適切な自動車速制御を実行でき、刈取脱穀作業を効率化できる。

走行機体１の前進方向の車速Ｖを減速量ｖｒだけ減速させた後は、再び車速センサ１７７の検出値（走行機体１の車速Ｖ）と、ラック位置センサ１８０の検出値（エンジン負荷）とを読み込み、エンジン負荷に基づいて現在のエンジン負荷率Ｌを演算する。

そして、エンジン負荷率Ｌが先に読み込まれた復帰負荷率Ｌｂ以下であるか否かを判別する。エンジン負荷率Ｌが復帰負荷率Ｌｂより大きいと判断されたときは、次いで、現在のエンジン負荷率Ｌが設定負荷率Ｌａ以上であるか否かを再び判別する。

エンジン負荷率Ｌが設定負荷率Ｌａ以上であると判断されたときは、エンジン負荷が未だ低下していないことを意味するので、次いで、読み込まれた時点の車速Ｖと、コントローラ１７０のＲＯＭ１７２に予め記憶された関係式又は制御マップとから、自動車速制御実行時の減速量ｖｒ（＝Ａ×Ｖ）を新たに算出する。

次いで、電動モータ１８３の駆動にて、直進用ＨＳＴ７０の制御軸７２を強制的変速機構１６０を介して前進減速方向に回動させ、走行機体１の前進方向の車速Ｖを所定時間で減速量ｖｒだけ減速させ、これに連動してエンジン負荷率Ｌを再び適宜低下させる。そして、エンジン負荷率Ｌが設定負荷率Ｌａ以下になるまで、走行機体１の強制減速動作が繰り返される。

このように制御すると、強制減速動作の繰り返しにてエンジン負荷率Ｌを確実に低減できるから、負荷変動の激しい普通型のコンバインＭであっても、刈取部４の詰まりや脱穀部５の回転低下ひいてはエンジンストップの抑制に効果的であり、自動車速制御の実効性（安定性）の向上が図れる。

エンジン負荷率Ｌが設定負荷率Ｌａより小さいと判断されたときは、エンジン負荷率Ｌが復帰負荷率Ｌｂより大きくかつ設定負荷率Ｌａより小さくなった状態であるので（Ｌｂ＜Ｌ＜Ｌａ）、次いで、直進用ＨＳＴ７０の制御軸７２を位置保持させて、走行機体１の車速Ｖをその時点の状態で維持する。

このように制御すると、自動車速制御の実行時に、エンジン負荷率Ｌが復帰負荷率Ｌｂより大きくかつ設定負荷率Ｌａより小さくなれば、その時点での所定車速Ｖを維持した状態で走行機体１が走行することになる。従って、自動車速制御実行中の車速変動が極力抑えられ、当該制御実行中の乗り心地の悪化を抑制できる。

エンジン負荷率Ｌが復帰負荷率Ｌｂ以下であると判断されたときは、エンジン負荷が十分に低下し、刈取脱穀作業に支障がない状態になったことを意味する。

電動モータ１８３の段階的な駆動にて、直進用ＨＳＴ７０の制御軸７２を前進減速方向に段階的に回動させ、走行機体１の前進方向の車速Ｖを主変速レバー５１の前傾操作位置に対応した元の車速Ｖに向けて徐々に復帰増速させる。

なお、本実施形態では、電動モータ１８３がそのピニオンギヤ（図示せず）を適宜角度だけ回動駆動させるのに対応した増速量分の復帰増速と、一定時間だけ待機（車速保持）というサイクルを繰り返すことにより、走行機体１の前進方向の車速Ｖを元の車速Ｖに向けて徐々（段階的）に復帰増速させるように設定することができる。かかる制御を採用すると、走行機体１の前進方向の車速が一気にではなく徐々に復帰増速することになるので、走行機体１が急激にスピードアップすることがなく安全である。

なお、本発明は、前記した実施形態に限らず、様々な態様に適用できる。例えば、自脱型コンバインやトラクタ等の農作業機やクレーン車等の特殊作業用車両のような各種作業車両に対して広く適用できる。また、前記実施形態に採用したエンジンはいずれもディーゼル式のものであったが、ガソリン式エンジンであってもよい。この場合、燃料噴射ポンプは、気化器における燃料調節用のスロットル弁の箇所に配置される。スロットル弁の移動位置を調節する手段としては、該スロットル弁に取り付けられた弁操作軸を回動させる電磁ソレノイド等のアクチュエータを採用することができる。スロットル弁の移動位置検出手段（本実施形態の負荷検出手段に相当する）は、スロットル弁の回動角度を検出するポテンショメータ等の回動角センサを用いることができる。

Ｍコンバイン
Ｌエンジン負荷率
Ｌａ設定負荷率
Ｌｂ復帰負荷率
Ｌｃ予備設定負荷率
１走行機体
２走行部
３搬送部
４刈取部
５脱穀部
１０原動機部
１８エンジン
４７強弱調節ボリューム
１６０強制的変速機構
１７０コントローラ

Claims

自走可能な走行部と、作業を行う作業部と、これら走行部と作業部を駆動する原動機部と、を備える作業車において、
原動機部の負荷を検出する負荷検出手段と、負荷検出手段により検出される負荷検出情報に基づいて走行部の走行速度を自動的に制御する走行速度制御手段とを備えて、負荷検出手段が原動機部の過負荷を検出した場合には、走行速度制御手段が走行部の走行速度を強制的に減速して原動機部の過負荷状態を解消する制御を行う作業車であって、
負荷検出手段によって検出される負荷検出情報から原動機部の負荷率データを単位時間毎の時系列に算出し、その時系列の負荷率データから移動平均値を算出するように加工処理する情報加工処理手段と、情報加工処理手段が加工処理する負荷検出情報の加工処理の際に移動平均値を算出する負荷率データの数が正比例的に増大または減少するように加工処理度合いを強弱調節する強弱調節手段とを備えていることを特徴とする作業車。
作業部が駆動されない非作業状態では、走行速度制御手段が走行部の走行速度を強制的に減速して原動機部の過負荷状態を解消する制御は行われないことを特徴とする請求項１記載の作業車。