(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
扱胴を駆動するエンジンとは別個に補助出力用モータを設け、エンジンに過負荷が生じた場合には、補助出力用モータを作動させて、同補助出力用モータがエンジンと協働して扱胴を駆動するようにした移動農機の作業部補助出力装置において、
エンジン回転数を保持する制御とともに、前記補助出力用モータがエンジンと協働して扱胴を駆動するアシスト制御を行うことを特徴とする移動農機の作業部補助出力装置。
【請求項２】
車速の変速制御を行うための主変速レバーの位置での車速を上限車速として、その車速において過負荷になった場合には減速制御を行い、その後負荷が小さくなった時点で始めの上限車速に増速復帰させることを特徴とする請求項１記載の移動農機の作業部補助出力装置。
【請求項３】
前記扱胴への動力伝達経路の出力ギヤに、前記扱胴の入力ギヤと補助出力用モータの出力ギヤとを噛合させていることを特徴とする請求項１又２記載の移動農機の作業部補助出力装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、コンバイン等の移動農機の作業部補助出力装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、移動農機の一形態としてコンバインがあり、同コンバインは、刈取部により穀稈を刈り取り、刈り取った穀桿を脱穀部に搬送し、同脱穀部に設けた扱胴により穀桿を脱穀し、脱穀した穀粒を選別部にて選別して清粒を貯留するようにしている。
【０００３】
そして、刈取作業時に、大量の穀桿が搬送されて扱胴に過負荷が作用した場合には、車速を減速して、穀桿の搬送量を低減させることにより、扱胴の回転動力の回復を図るように車速制御を行っている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、車速を減速させても、既に刈り取られている穀桿はそのまま脱穀部に搬送されるために、搬送量は低減されることなく続けて扱胴に過負荷が作用することになり、扱胴の回転動力の回復に時間を要するという不具合がある。
【０００５】
しかも、最悪の場合には、エンストを起こし、作業能率を著しく低下させるという不具合がある。
【０００６】
特に、刈取作業中には、エンジンの出力変動が大きく、エンジン出力の有効利用が図られていない。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
そこで、本発明では、扱胴を駆動するエンジンとは別個に補助出力用モータを設け、エンジンに過負荷が生じた場合には、補助出力用モータを作動させて、同補助出力用モータがエンジンと協働して扱胴を駆動するようにした移動農機の作業部補助出力装置において、エンジン回転数を保持する制御とともに、前記補助出力用モータがエンジンと協働して扱胴を駆動するアシスト制御を行うことを特徴とする移動農機の作業部補助出力装置を提供せんとするものである。
【０００８】
また、本発明は、次の構成にも特徴を有する。
【０００９】
車速の変速制御を行うための主変速レバーの位置での車速を上限車速として、その車速において過負荷になった場合には減速制御を行い、その後負荷が小さくなった時点で始めの上限車速に増速復帰させるようにしたこと。
【００１０】
前記扱胴への動力伝達経路の出力ギヤに、前記扱胴の入力ギヤと補助出力用モータの出力ギヤとを噛合させているようにしたこと。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明の実施の形態について説明する。
【００１２】
すなわち、本発明に係る作業部補助出力装置は、作業部を駆動するエンジンとは別個に補助出力用モータを設け、作業部に過負荷が生じた場合には、補助出力用モータを作動させて、同補助出力用モータがエンジンと協働して作業部を駆動するようにしている。
【００１３】
そして、エンジンの電子ガバナを制御する電子ガバナコントローラと、バッテリーと、補助出力用モータとを接続して、電子ガバナコントローラによるエンジンの過負荷検出結果に基づいて、コントローラがバッテリーから放電させて、補助出力用モータを作動させるようにしている。
【００１４】
また、エンジン負荷が小さい時には、コントローラが補助出力用モータのアマチャー・フィールド電流を制御して、バッテリーを充電するようにしている。
【００１５】
【実施例】
以下に、本発明の実施例を、図面を参照しながら説明する。
【００１６】
図1及び図２に示すＡは、本発明に係る作業部補助出力装置Ｍを具備する移動農機としてのコンバインであり、図中、１は、走行クローラ２を装設するトラックフレーム、３は、前記トラックフレーム１に架設する機台、４は、フィードチェン５を左側に張架し扱胴６及び処理胴７を内蔵している脱穀部、８は、刈刃９及び穀稈搬送機構10等を備える刈取部、11は、刈取フレーム12を介して刈取部８を昇降させる油圧シリンダ、13は、排藁チェン14の終端を臨ませる排藁処理部、15は、脱穀部４からの穀粒を揚穀筒16を介して搬入する穀物タンク、17は、前記タンク15の穀粒を機外に搬出する排出オーガ、18は、運転操作部19及び運転席20を備える運転キャビン、21は、運転キャビン18の下方に設けるエンジンであり、連続的に穀稈を刈取って脱穀するように構成している。
【００１７】
前記走行クローラ２を駆動するミッションケース22は、図４に示すように、１対の第１油圧ポンプ23及び第１油圧モータ24からなる主変速機構である走行用の油圧式無段変速機構25と、１対の第２油圧ポンプ26及び第２油圧モータ27からなる操向機構である旋回用の油圧式無段変速機構28とを備え、前記エンジン21の出力軸21aに第１油圧ポンプ23の入力軸23aを伝達ベルト29を介して連動連結させると共に、第２油圧ポンプ26の入力軸26aを伝達ベルト30を介して前記第１油圧ポンプ23の入力軸23aに連動連結させている。
【００１８】
そして、前記第１油圧モータ24の出力軸31に、副変速機構32及び遊星ギヤ式差動機構33を介して走行クローラ２の駆動輪34を連動連結させ、第１油圧ポンプ23の回転斜板の角度調節により、第１油圧モータ24の正逆回転と回転数の変更を行って車速を制御する一方、第２油圧ポンプ26の回転斜板の角度調節により、第２油圧モータ27の正逆回転と回転数の変更を行って、差動機構33の左右遊星ギヤ33a,33bを相互逆方向に回転させて機体を操向制御するように構成している。  また、油圧式及び旋回用無段変速機構25,28に連動連結する変速及び旋回操作機構35の操作軸36に、前後進用ワイヤ37,38及び変速操作板39を介して主変速レバー40と主変速駆動モータ41とを連動連結させて、主変速レバー40による手動操作或いは主変速駆動モータ41による自動操作でもって車速の変速制御を行うように構成している。
【００１９】
さらに、図５にも示すように、主クラッチ機構42を操作する主クラッチペダル43にワイヤ44及び中立復帰機構45を介して前記変速操作板39の規制ピン46を連動連結させて、主クラッチペダル43の踏み込み操作時（主クラッチの切時）に主変速レバー40を中立復帰させるように構成している。
【００２０】
また、前記主変速駆動モータ41にモータ駆動回路47を介して接続させてその駆動制御を行う制御手段であるコントローラ48を備えており、同コントローラ48には、前記第１油圧モータ24の回転出力などより車速を検出する車速センサ49と、エンジン21の電子ガバナを制御する電子ガバナコントローラ50と、主変速レバー40の後進操作を検出するバックスイッチ51と、刈取クラッチレバー52の入（オン）操作を検出する刈取スイッチ53と、前記駆動モータ41による車速制御を行う自動スイッチ54と、脱穀部４に供給される穀稈の扱深さを検出する穀稈センサである穀稈長センサ55と、揺動選別盤56の盤面上の穀粒層厚を検出する穀粒流量センサ57と、前記主変速レバー40の手動操作位置を検出するポテンショメータ式主変速位置センサ58とを接続している。
【００２１】
そして、主変速レバー40によって設定される上限車速と車速センサ49で検出される車速との比較、及び電子ガバナコントローラ50から出力されるエンジン21の作業負荷と目標負荷との比較に基づいて主変速駆動モータ41の駆動制御を行うように構成している。
【００２２】
このようにして、前記バックスイッチ51のオフで、刈取スイッチ53及び自動スイッチ54及び穀稈長センサ55の何れものオン時に自動モードとなって主変速駆動モータ41による自動の車速制御が行われるもので、上記４つの条件のうち、何れか１つでも条件が満たされないときは、手動モードとなって主変速駆動モータ41による車速の増減速制御は行わないものである。
【００２３】
そして、自動モードにあって、モータ駆動回路47から主変速駆動の異常信号或いは車速センサ49の異常信号或いは主変速位置センサ58の異常信号の何れかの入力があった場合には異常モードとなって、この車速制御を禁止する。
【００２４】
一方、正常時にあっては、作業者の操作した主変速レバー40の変速操作位置を上限車速として、車速センサ49の検出に基づく車速が上限車速に略等しく（車速＝上限車速）、電子ガバナコントローラ50からの負荷信号に基づく作業負荷が目標負荷（エンジン最大負荷の９０％）より以下（負荷≦目標負荷）のとき、増減速の制御は行わず定速（上限車速）を維持させる。また車速が上限車速以下（車速≦上限車速）で、負荷が目標負荷より以上（負荷＞目標負荷）のとき、エンジン負荷率・エンジン回転数・現在車速より目標車速をファジィ推論して減速制御を行い、さらに車速が上限車速以下（車速≦上限車速）で、負荷が目標負荷より以下（負荷＜目標負荷）のとき、エンジン負荷率・エンジン回転数・現在車速より目標車速をファジィ推論して増速制御を行うものである。
【００２５】
このようにして、作業者の操作した主変速レバー40位置の車速を上限車速として、その車速において過負荷になった場合には減速制御を行い、その後負荷が小さくなった時点で始めの上限車速に増速復帰させるようにして、作業者の意思で設定する車速を上限として作業負荷を安定維持させる良好な車速制御を行うようにしている。
【００２６】
上記のような構成において、本発明の要旨は、図６に示すように、作業部としての扱胴６を駆動するエンジン21とは別個に補助出力用モータ60を設けて、扱胴６に過負荷が生じた場合には、補助出力用モータ60を作動させて、同補助出力用モータ60がエンジン21と協働して扱胴６を駆動する作業部補助出力装置Ｍを設けて、同作業部補助出力装置Ｍにより扱胴６のアシスト制御を行うようにしたことにある。
【００２７】
すなわち、本実施例では、前記した車速制御と、電子ガバナコントローラにより運転者が設定したエンジン回転数を保持するアイソクロナス制御と、アシスト制御の全てを適宜行うハイブリッド制御が行えるようにしており、アシスト制御は、コントローラ48に接続した補助出力用モータ60を扱胴６への動力伝達経路61において、減速前の高回転部である出力ギヤ62の近傍に配置して、同出力ギヤ62に扱胴６の入力ギヤ63と補助出力用モータ60の出力ギヤ64とを噛合させている。
【００２８】
ここで、補助出力用モータ60には、ＰＷＭ（Pulse Width Modulation）方式を採用して、回転数・トルク制御（フィールドＰＷＭ制御とアマチャー電流制御）を行うことができるようにしており、効率良くアシスト制御が行えるようにしている。
【００２９】
そして、コントローラ48には、図７に示すように、充放電コントローラ67を介してバッテリー65を接続して、電子ガバナコントローラ50によるエンジン21の過負荷検出結果に基づいて、コントローラ48が充放電コントローラ67を介してバッテリー65から放電させて、補助出力用モータ60を作動させるようにしている。
【００３０】
また、エンジン負荷が小さい時には、例えば、機体回行時、機体の一旦停止時、軽作業時等には、コントローラ48が補助出力用モータ60のアマチャー・フィールド電流を制御して、充放電コントローラ67を介してバッテリー65を充電して、エンジン出力を無駄なくバッテリー65の充電用動力（発電機）として有効利用することができるようにしている。66は唐箕である。ａはバッテリー放電・モータ駆動信号線、ｂはバッテリー放電・モータ発電信号線、ｃは充電状態信号線、ｄはフィールド電流制御信号線である。
【００３１】
ここで、充放電コントローラ67は、バッテリー65から放電させる機能と、バッテリー65に充電させる機能と、バッテリー65への過充電を防止する機能とを有しており、バッテリー充電状態の監視は、積算電流で把握し、積算電流は放電電流と充電電流の差でみるようにしている。
【００３２】
このようにして、表１に示す制御が行えるようにしている（ここで、エコ制御は、車速制御とアイソクロナス制御の両方を行う制御である）。
【００３３】
【表１】
0004795563.tif 000002
【００３４】
ここで、例えば、扱胴６に過負荷（エンジン負荷が大）が生じた場合には、車速を減速させることなく、補助出力用モータ60を作動させて扱胴６、さらには、エンジン21の過負荷に対応させることができるため、エンジン21の過負荷解消と共に、扱胴６の動力を速やかに回復させることができて、作業能率を良好に確保することができる。
【００３５】
この際、動力伝達経路61において、減速前の高回転部である出力ギヤ62に扱胴６の入力ギヤ63と補助出力用モータ60の出力ギヤ64とを噛合させているため、同補助出力用モータ60をモータ駆動効率の高い回転域で使用することができて、効率良く補助出力機能を発揮させることができる。
【００３６】
そして、コントローラ48が充放電コントローラ67を介してバッテリー65を放電させることにより、補助出力用モータ60を作動させることができて、過負荷量に適応させて補助出力用モータ60を作動せるべくアシスト制御を円滑かつ確実に実行させることができる。
【００３７】
なお、本実施例では、車速制御とアイソクロナス制御とアシスト制御の全てを適宜行うハイブリッド制御が行えるようにしているが、この内、アシスト制御を中止して、車速制御とアイソクロナス制御だけを行うように選択することも、また、アシスト制御とアイソクロナス制御を中止して、車速制御だけを行うように選択することも、また、アシスト制御と車速制御を中止して、アイソクロナス制御だけを行うように選択することもできるようにしており、かかる選択は図示しない切替スイッチにより行うようにしている。
【００３８】
【発明の効果】
本発明によれば、次のような効果が得られる。
【００３９】
請求項１記載の本発明では、扱胴を駆動するエンジンとは別個に補助出力用モータを設け、エンジンに過負荷が生じた場合には、補助出力用モータを作動させて、同補助出力用モータがエンジンと協働して扱胴を駆動するようにした移動農機の作業部補助出力装置において、エンジン回転数を保持する制御とともに、前記補助出力用モータがエンジンと協働して扱胴を駆動するアシスト制御を行うようにしている。
【００４０】
このようにして、作業部に過負荷が生じた場合には、車速を減速させることなく、補助出力用モータを作動させて作業部、さらには、エンジンの過負荷に対応させることができるため、エンジンの過負荷解消と共に、作業部の動力を速やかに回復させることができて、作業能率を良好に確保することができる。
【００４１】
この際、補助出力用モータは、扱胴への動力伝達経路において、減速前の高回転部に配置することにより、モータ駆動効率の高い回転域で使用することができて、効率良く補助出力機能を果たすことができる。
また、補助出力用モータにＰＷＭ（Pulse Width Modulation）方式を採用することにより、回転数・トルク制御（フィールドＰＷＭ制御とアマチャー電流制御）を行うことができ、効率良くアシスト制御が行える。
【００４２】
請求項２記載の本発明では、車速の変速制御を行うための主変速レバーの位置での車速を上限車速として、その車速において過負荷になった場合には減速制御を行い、その後負荷が小さくなった時点で始めの上限車速に増速復帰させるようにしている。
【００４３】
このようにして、作業者の意思で設定する車速を上限として作業負荷を安定維持させる良好な制御が可能となる。
【００４５】
請求項３記載の本発明では、前記扱胴への動力伝達経路の出力ギヤに、前記扱胴の入力ギヤと補助出力用モータの出力ギヤとを噛合させるようにしている。
【００４６】
このようにして、補助出力用モータをモータ駆動効率の高い回転域で使用することができて、効率良く補助出力機能を発揮させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明にかかる作業部補助出力装置を具備するコンバインの側面図。
【図２】同コンバインの平面図。
【図３】ミッションケースの説明図。
【図４】主変速レバーの操作系の説明図。
【図５】同主変速レバーの説明図。
【図６】制御回路説明図。
【図７】放充電制御回路説明図。
【符号の説明】
Ａ  コンバイン
１  トラックフレーム
２  走行クローラ
３  機台
４  脱穀部
５  フィードチェン
６  扱胴
【図１】
0004795563.tif 000003
【図２】
0004795563.tif 000004
【図３】
0004795563.tif 000005
【図４】
0004795563.tif 000006
【図５】
0004795563.tif 000007
【図６】
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【図７】
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