(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
脱穀部（４）及び刈取部（８）を備え、穀稈を連続的に刈取って脱穀すると共に、走行速度を自動制御する車速コントローラ（２７）と、エンジン（２０）の回転数を制御するガバナコントローラ（３４）とを各別に備え、無段変速機構（１７）を構成する油圧ポンプ（１８）と油圧モータ（１９）とを設けると共に、負荷が一定以上のときは、ガバナコントローラ（３４）によりエンジン（２０）をＲＭＡＸ（馬力アップモード）で回転負荷制御し、車速コントローラ（２７）によって無段変速機構（１７）を制御するコンバインにおいて、車速の自動制御を行う自動スイッチ（２８）と、脱穀部（４）の脱穀負荷を検出する脱穀負荷センサ（３０）と、車速を検出する車速センサ（３２）とを、車速コントローラ（２７）に入力接続させ、車速コントローラ（２７）と前記ガバナ制御回路（３４）間を通信接続させ、前記自動スイッチ（２８）がオンの自動車速制御開始直後の一定猶予時間内にエンジン（２０）回転数を所定の初期モードで制御し、車速も初期の設定速度で走行を行った後に車速制御を行うことを特徴とするコンバイン。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【津名の属する技術分野】
本発明は例えば穀稈を刈取って脱穀するコンバインなどの移動農機に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、特開昭６４−６７１０８号公報、及び特開平２−１００６１６号公報に示す如く、エンジンの燃料噴射量を自動制御してエンジンの回転を設定回転に保つ電子ガバナを設けると共に、走行変速制御して車速を変更する技術がある。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
前記従来技術は、同一のコントローラによってエンジン回転数と走行変速の両方を制御するから、電子ガバナまたは走行変速のいずれか一方だけの構造または機能などの変更により、前記コントローラも変更させる必要があり、コントローラなどの設計製作が面倒であり、製造コストを容易に低減し得ず、また交換修理用の部品保管コストも低減し得ない等の製造上及び取扱い上の問題がある。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
然るに、本発明は、脱穀部及び刈取部を備え、穀稈を連続的に刈取って脱穀すると共に、走行速度を自動制御する車速コントローラと、エンジンの回転数を制御するガバナコントローラとを各別に備え、無段変速機構を構成する油圧ポンプと油圧モータとを設けると共に、負荷が一定以上のときは、ガバナコントローラによりエンジンをＲＭＡＸ（馬力アップモード）で回転負荷制御し、車速コントローラによって無段変速機構を制御するコンバインにおいて、車速の自動制御を行う自動スイッチと、脱穀部の脱穀負荷を検出する脱穀負荷センサと、車速を検出する車速センサとを、車速コントローラに入力接続させ、車速コントローラと前記ガバナ制御回路間を通信接続させ、前記自動スイッチがオンの自動車速制御開始直後の一定猶予時間内にエンジン回転数を所定の初期モードで制御し、車速も初期の設定速度で走行を行った後に車速制御を行う車速コントローラを共用して電子ガバナの構造及び機能などを変更し得、またガバナコントローラを共用して車速コントローラの構造及び機能などを変更し得、設計製造及び取扱い性の向上などを容易に図り得るものである。
【０００６】
【発明の実施の形態】
以下本発明の一実施例を図面に基づいて詳述する。図１は制御回路図、図２はコンバインの全体側面図であり、図中（１）は走行クローラ（２）をトラックフレーム（３）に装備する機台、（４）は軸流式のスクリュ形扱胴（５）及び選別機構（６）を備えていて前記機台（１）に搭載する脱穀部、（７）は脱穀部（４）からの穀粒を溜める穀物タンク、（８）は前記脱穀部（４）の下部前方に油圧シリンダ（９）を介して昇降可能に装設する刈取部、（１０）は運転席及び運転操作部を備えていて前記穀物タンク（７）の前方に固設させる運転室、（１１）は前記穀物タンク（７）内の穀粒を取出す穀粒搬出オーガである。
【０００７】
そして前記刈取部（８）は、未刈り穀稈を取入れる穀物ヘッダー（１１）と、該ヘッダー（１１）の後部略中央に連結させて刈取り穀稈を脱穀部（４）に送給する供給室（１２）によって構成すると共に、未刈り穀稈掻込み用リール（１３）及び往復駆動型刈刃（１４）及び穀稈掻込ドラム（１５）とを前記穀物ヘッダー（１１）に備え、前記ヘッダー（１１）に取込まれる刈取穀稈を供給室（１２）に内設する供給チェンコンベア（１６）を介し脱穀部（４）に送り込んで脱穀処理するように構成している。
【０００８】
図３に示す如く、このコンバインの車速の変速はＨＳＴである無段変速機構（１７）を構成する可変容量形油圧ポンプ（１８）と油圧モータ（１９）とで行うもので、エンジン（２０）の出力軸（２０ａ）にベルト伝達機構（２１）を介し前記油圧ポンプ（１８）の入力軸（１８ａ）を連動連結させ、前記走行クローラ（２）の駆動スプロケット（２２）を有するミッションケース（２３）に前記油圧モータ（１９）の出力軸（１９ａ）を連動連結させる一方、前記扱胴（５）の扱胴入力軸（５ａ）をベルト及びギヤ伝達機構（２４）を介しエンジン（２０）の入力軸（２０ａ）に連動連結させている。
【０００９】
また、前記エンジン（２０）には燃料噴射ポンプの燃料噴射量を噴射量調整用ラックで制御して回転数を一定保持する電子ガバナ（２５）を有すると共に、前記油圧ポンプ（１８）には斜板角を制御して油圧吐出量の調整を行うＤＣ形サーボモータ（２６）を有して、該モータ（２６）の正逆駆動でもって車速の増減速制御を行うように構成している。
【００１０】
そして図１に示す如く、前記サーボモータ（２６）を駆動制御するファジィ推論車速演算回路である車速制御回路（２７）に、車速の自動制御を行う自動スイッチ（２８）と、前記刈取部（８）での刈取負荷の一定以上を検出する刈取負荷センサ（２９）と、前記脱穀部（４）での扱胴（５）など脱穀負荷の一定以上を検出する脱穀負荷センサ（３０）と、排藁カッタでの切断負荷の一定以上を検出する排藁切断負荷センサ（３１）と、車速を検出する車速センサ（３２）と、ＨＳＴ油圧センサ（３３）とを入力接続させる一方、燃料噴射ポンプの噴射量を調整するガバナ（２５）のラック位置調節機構（２５ａ）を駆動制御するガバナ制御回路（３４）に、前記エンジン（２０）での回転を検出するエンジン回転センサ（３５）と、前記ガバナ（２５）での噴射量調整用ラックの位置を検出するガバナラック位置センサ（３６）とを入力接続させ、前記制御回路（２７）（３４）間を通信接続させて、これら各センサ（２９）（３０）（３１）（３２）（３３）（３５）（３６）の検出に基づいてエンジン（２０）回転数の一定制御やエンジン（２０）の緊急停止やファジィ推論に基づく車速制御を行うように構成している。
【００１１】
上記から明らかなように、脱穀部（４）及び刈取部（８）を備え、穀稈を連続的に刈取って脱穀すると共に、走行速度を自動制御する車速コントローラである車速制御回路（２７）と、エンジン（２０）の回転数を制御するガバナコントローラであるガバナ制御回路（３４）とを各別に備え、無段変速機構（１７）を構成する油圧ポンプ（１８）と油圧モータ（１９）とを設け、エンジン（２０）に油圧ポンプ（１８）を連結させ、走行クローラ（２）を駆動するミッションケース（２３）に油圧モータ（１９）を連結させる。そして、例えば電子ガバナ（２５）を設けるエンジン（２０）の近くにガバナ制御回路（３４）を配設させる構造で、例えばエンジン（２０）から離れた運転操作部またはミッションケース（２３）などの近くに車速制御回路（２７）を配設させても、車速制御回路（２７）による走行クローラ（２）の走行変速制御と、ガバナ制御回路（３４）によるエンジン（２０）の回転数制御とを、互に関連させて適正に行わせると共に、車速制御回路（２７）を共用して電子ガバナ（２５）の構造及び機能などを変更させ、またガバナ制御回路（３４）を共用して車速制御回路（２７）の構造及び機能などを変更させ、設計製造及び取扱い性の向上などを図る。
【００１２】
さらに、エンジン（２０）の燃料噴射量を制御する電子ガバナ（２５）と、車速を検出する車速センサ（３２）と、車速を変更する走行変速部材であるサーボモータ（２６）を設けると共に、少なくとも電子ガバナ（２５）が制御する燃料噴射量と、該燃料噴射量の変化率とにより目標車速をファジィ推論によって演算し、前記目標車速と車速センサ（３２）の車速検出値とにより走行変速出力をファジィ推論によって演算し、前記走行変速出力によって走行変速サーボモータ（２６）を自動制御する車速コントローラである車速制御回路（２７）を設けるコンバインにおいて、車速の自動制御を行う自動スイッチ（２８）と、刈取部（８）での刈取負荷の一定以上を検出する刈取負荷センサ（２９）と、脱穀部（４）での扱胴（５）など脱穀負荷の一定以上を検出する脱穀負荷センサ（３０）と、排藁カッタでの切断負荷の一定以上を検出する排藁切断負荷センサ（３１）と、車速を検出する車速センサ（３２）と、ＨＳＴ油圧センサ（３３）とを、車速制御回路（２７）に入力接続させる一方、燃料噴射ポンプの噴射量を調整するガバナ（２５）を駆動制御するガバナ制御回路（３４）に、前記エンジン（２０）での回転を検出するエンジン回転センサ（３５）と、前記ガバナ（２５）での噴射量調整用ラックの位置を検出するガバナラック位置センサ（３６）とを入力接続させ、前記各制御回路（２７）（３４）間を通信接続させ、前記自動スイッチ（２８）がオンの自動車速制御開始直後の一定猶予時間内にあってはエンジン（２０）回転数を所定の初期モードで制御し、車速も初期の設定速度で走行を行った後、エンジン（２０）回転数の一定制御やエンジン（２０）の緊急停止やファジィ推論に基づく車速制御を行うように構成する。そして、自動車速制御開始直後の一定猶予時間内で初期モード制御を行い、初期設定したエンジン（２０）回転数及び車速で自動作業を開始させ、ファジィ推論に基づく自動車速制御をスムーズに開始させ、自動作業の開始前後でエンジン（２０）の回転数または車速の差が大きくなる場合でもエンジン（２０）を適正回転に維持させ、過負荷によってエンジン（２０）回転が変更されて収穫作業速度が変化する不具合をなくし、またエンジン（２０）回転が低下して走行クローラ（２）駆動力が不足する不具合をなくし、車速コントローラ（２７）による走行クローラ（２）駆動速度制御を適正に行わせ、作業者の人為運転操作の簡略化並びに収穫作業能率の向上などを図る。
【００１３】
本実施例は上記の如く構成するものにして、以下図４のフローチャートを参照してこの車速制御を説明する。
【００１４】
今各モジュールである基準値や検出値が初期化され、各センサ（２９）〜（３３）（３５）（３６）での検出値が入力され、刈取部（８）や脱穀部（４）や排藁カッタ部や走行部での異常作業時にあって、緊急信号が出力されるときエンジン（２０）の緊急停止が行われると共に、正常作業時各センサ（３２）（３５）（３６）の検出に基づくエンジン（２０）データの受信や車速データのカウントが行われるもので、前記自動スイッチ（２８）がオンの自動車速制御開始直後の一定猶予時間内にあってはエンジン（２０）回転数を所定の初期モードで制御し、車速も初期の設定速度で走行を行う。
【００１５】
そして一定猶予時間経過後にあってはエンジン（２０）の入力データから現在の車速に対する増減速を必要とする目標の車速偏差値（ＶＥ）をファジィ推論に基づき演算出力させて目標の車速に制御しての走行を行うもので、脱穀部（４）及び刈取部（８）を備え、穀稈を連続的に刈取って脱穀すると共に、走行速度を自動制御する車速制御回路（２７）と、エンジン（２０）の回転数を制御するガバナ制御回路（３４）とを各別に備え、無段変速機構（１７）を構成する油圧ポンプ（１８）と油圧モータ（１９）とを設け、エンジン（２０）に油圧ポンプ（１８）を連結させ、走行クローラ（２）を駆動するミッションケース（２３）に油圧モータ（１９）を連結させると共に、負荷が一定以上のときは、ガバナ制御回路（３４）によりエンジン（２０）をＲＭＡＸ（馬力アップモード）で回転負荷制御し、車速制御回路（２７）によって無段変速機構（１７）を減速させる。そして、車速制御回路（２７）による走行クローラ（２）の走行変速制御と、ガバナ制御回路（３４）によるエンジン（２０）の回転数制御とを、互に関連させて適正に行わせると共に、車速制御回路（２７）を共用して電子ガバナ（２５）の構造及び機能などを変更させ、またガバナ制御回路（３４）を共用して車速制御回路（２７）の構造及び機能などを変更させ、さらに高負荷での収穫作業でもエンジン（２０）が停止したり脱穀部（４）の回転が低下する等の不具合を容易になくし、脱穀部（４）を適正回転で駆動して高負荷作業性の向上などを図る。
【００１６】
次に図５乃至図６を参照して車速偏差値（ＶＥ）を算出するうえでのファジィ推論制御を説明する。
【００１７】
図６に示す如き、入力される電子ガバナ（２５）のラック位置（燃料噴射量）とエンジン回転数との関係を最大負荷曲線（ＲＭＡＸ）及び無負荷曲線（ＲＩＤＬ）で表す特性図に基づきラック位置偏差値（ＲＥ）とその変化率（ＲＤ）及び最大出力偏差値（ＲＭ）を算出するもので、定格回転  Ｎ  ｒｐｍ、目標の最大噴射量となるラックの最大目標値がＡ、無負荷時の噴射量となるラックの無負荷値がＢとなって、負荷率８０％を設定したときの目標噴射量である目標ラック値（ＲＡＣＴ）の値Ｃが、８０％＝Ｃ−Ｂ／Ａ−Ｂの関係式から算出される。つまり実際の出力のデータ（ｒａｃｔ）をＤ、そのときエンジン（２０）の回転数の一定制御により電子ガバナコントローラである制御回路（３４）から出力される制限最大噴射量値Ｅとすると、目標ラック値Ｃ、最大目標値Ａからラック偏差値ＲＥ（＝Ｄ−Ｃ）、最大目標偏差値ＲＭ（＝Ｅ−Ａ）と一定時間の偏差値（ＲＥ）の変化率（ＲＤ）とをファジィ推論の入力値とさせる。なお、エンジンの回転数の一定制御（例えば２６２５ｒｐｍ一定制御）を行っているが、ラック位置調節機構（２５ａ）等の制御遅れや段階的な制御や負荷の急激な変動等により、回転センサ（３５）の値が同じでも、最大負荷曲線により決定される最大目標値（例えばＡ）と電子ガバナコントローラから出力される制限最大噴射量Ｅは、実際上一致しない。（但し一致する場合もありうる。）そして図７に示す如く、ＰＢ（正で大きい）、ＰＳ（正で小さい）、ＺＯ（ゼロ）、ＮＳ（負で小さい）、ＮＢ（負で大きい）の５つファジィ集合で表されるメンバシップ関数に対応するようにこれら値の（ＲＥ）（ＲＤ）（ＲＭ）の正規化が行われてファジィ変数（ｒｅ）（ｒｄ）（ｒｍ）に変換される。
【００１８】
例えばこれに数値をあてはめ説明すると、Ｎ＝２６２５ｒｐｍ、目標負荷率を８０％、Ａ＝１８９、Ｂ＝１０２とするとき、Ｃ＝１７２が算出され、Ｄ＝１７６、Ｅ＝１８７のとき、ＲＥ＝４、ＲＭ＝−２が算出されて、電子ガバナ（２５）からの入力データとしてＲＥ＝４、ＲＤ＝０、ＲＭ＝−２が入力されるとき、メンバシップ関数に対応するようにｒｅ＝１８、ｒｄ＝１４、ｒｍ＝１２の入力変数に変換が行われる。
【００１９】
変数（ｒｅ）（ｒｄ）（ｒｍ）の値がこれら５つの集合に含まれる度合（グレード）を図７の三角型のメンバシップ関数の重みとしてそれぞれ求める。
【００２０】
例えば、
ｒｅ＝１８の場合  ＮＢ＝０  ＮＳ＝４  ＺＯ＝１１  ＰＳ＝１２  ＰＢ＝５
ｒｄ＝１４の場合  ＮＢ＝１  ＮＳ＝８  ＺＯ＝１５  ＰＳ＝８    ＰＢ＝１
ｒｍ＝１２の場合  ＮＢ＝３  ＮＳ＝１０  ＺＯ＝１３  ＰＳ＝６  ＰＢ＝０
【００２１】
各ルールに対してルールの前件部である変数つまり各メンバシップ値（ｒｅ）（ｒｄ）（ｒｍ）の適応度を図８などより算出する。
【００２２】
例えば、ファジィ制御のｉｆ−ｔｈｅｎ型式ルールの０で、「もしｒｅがＺＯで、ｒｄがＺＯで、ｒｍがＮＢならば、目標の車速偏差値ｖｅをＺＯとする」と推論すると、ｒｅ＝１８の値がルールの前件部「ｒｅがＺＯ」に対する適応度は図８より１１、またｒｄ＝１４の値が「ｒｄがＺＯ」に対する適応度は１５、さらにｒｍ＝１２の値が「ｒｍがＮＢ」に対する適応度は３となる。
【００２３】
各ルールにおいてそれぞれ算出される前件部の適応度をミニマム合成（各値  の中から１番小さな値をとる）して求める。例示の場合ｍｉｎ（１１、１５、  ３）＝３。
【００２４】
図９に示す如く、各ルール後件部の出力ファジィを求める。同図はルール０  のｖｅ＝ＺＯの場合。
【００２５】
図１０に示す如く、各ルールの前件部の適応度で後件部の出力ファジィ集合  の頭をカットする。例示の場合３でカットする。
【００２６】
各ルールにおけるこのような処理が全て終了すると、図１１に示す如く、  総てのルールに対する出力ファジィ集合のマキシム合成を行う。
【００２７】
合成された出力ファジィ集合より非ファジィ処理でもって重心を求めて、中  央値との偏差である出力ファジィ変数ｖｅを算出する。
【００２８】
出力ファジィ変数（ｖｅ）を実際の車速制御出力である車速偏差値（ＶＥ）  に変換する。
【００２９】
このようなファジィ推論を車速制御に用いた場合、容易に多次元の非線型関数が実現できると共に、非線型関数のパラメータをファジィルールによって感覚的に設定・変更でき、適応性を拡大させることができる。
【００３０】
【発明の効果】
以上実施例から明らかなように本発明は、脱穀部（４）及び刈取部（８）を備え、穀稈を連続的に刈取って脱穀すると共に、走行速度を自動制御する車速コントローラ（２７）と、エンジン（２０）の回転数を制御するガバナコントローラ（３４）とを各別に備え、無段変速機構（１７）を構成する油圧ポンプ（１８）と油圧モータ（１９）とを設けると共に、負荷が一定以上のときは、ガバナコントローラ（３４）によりエンジン（２０）をＲＭＡＸ（馬力アップモード）で回転負荷制御し、車速コントローラ（２７）によって無段変速機構（１７）を制御するコンバインにおいて、車速の自動制御を行う自動スイッチ（２８）と、脱穀部（４）の脱穀負荷を検出する脱穀負荷センサ（３０）と、車速を検出する車速センサ（３２）とを、車速コントローラ（２７）に入力接続させ、車速コントローラ（２７）と前記ガバナ制御回路（３４）間を通信接続させ、前記自動スイッチ（２８）がオンの自動車速制御開始直後の一定猶予時間内にエンジン（２０）回転数を所定の初期モードで制御し、車速も初期の設定速度で走行を行った後に車速制御を行うもので、車速コントローラ（２７）を共用して電子ガバナ（２５）の構造及び機能などを変更でき、またガバナコントローラ（３４）を共用して車速コントローラ（２７）の構造及び機能などを変更でき、設計製造及び取扱い性の向上などを容易に図ることができるものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】制御回路図。
【図２】コンバインの全体側面図。
【図３】エンジン駆動系の部分説明図。
【図４】車速制御のフローチャート。
【図５】ファジィ制御のフローチャート。
【図６】エンジンとラック位置の関係を示す特性図。
【図７】三角型ファジィ変数を表す説明図。
【図８】ファジィ変数の各ルールに対する適応度を表す説明図。
【図９】出力ファジィ集合の説明図。
【図１０】出力ファジィ集合のカット説明図。
【図１１】出力ファジィ集合のマキシム合成説明図。
【符号の説明】
（２）    走行クローラ
（４）    脱穀部
（８）    刈取部
（１７）  無段変速機構
（１８）  油圧ポンプ
（１９）  油圧モータ
（２０）  エンジン
（２３）  ミッションケース
（２７）  車速制御回路（車速コントローラ）
（３４）  ガバナ制御回路（ガバナコントローラ）
【図１】
0003652626.tif 000002
【図２】
0003652626.tif 000003
【図３】
0003652626.tif 000004
【図４】
0003652626.tif 000005
【図５】
0003652626.tif 000006
【図６】
0003652626.tif 000007
【図７】
0003652626.tif 000008
【図８】
0003652626.tif 000009
【図９】
0003652626.tif 000010
【図１０】
0003652626.tif 000011
【図１１】
0003652626.tif 000012