(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジンからの出力を走行変速機に設けた主変速レバーの切換操作を介して走行装置に伝達する走行伝動系と、同エンジンからの出力を前処理変速機を介して前処理部に伝達する前処理伝動系を備え、上記前処理部の駆動速度を走行速度に連動して変更せしめる速度連動手段を設けたコンバインにおいて、
上記速度連動手段は、
走行変速機の変速後の駆動速度を検出する走行回転センサの駆動速度検出情報に基づいて前処理変速機を変速操作するアクチュエータによる車速比例駆動制御を行う時に、
上記走行回転センサが正常な検出作動を行っていないと判断した場合には、
変速後の主変速レバーの切換位置を検出する切換位置センサの切換位置検出情報に基づいて前記アクチュエータによる前処理変速機の変速操作を行う主変速レバー位置比例駆動制御に切換可能に構成されると共に、
車速比例駆動制御から主変速レバー位置比例駆動制御に一旦切り換わると、走行回転センサが正常な検出作動を行っていても車速比例駆動制御には戻らず、エンジンの出力停止まで主変速レバー位置比例駆動制御が継続されることを特徴とするコンバインにおける前処理部制御装置。
【請求項２】
上記主変速レバー位置比例駆動制御への切換は、車速比例駆動制御で走行回転センサが無出力時に、変速後の主変速レバーの切換位置が前進位置で、かつ前処理部の刈取クラッチがオンの場合に行われることを特徴とする請求項１記載のコンバインにおける前処理部制御装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明はコンバインにおける前処理制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術と発明が解決しようとする課題】
従来、コンバインにおいては、エンジンからの出力を走行伝動系と穀稈搬送を含む前処理部ヘの前処理伝動系とに分岐出力し、かつ走行装置駆動用の走行変速機と前処理部駆動用の前処理変速機とを連動させて、走行速度の変化に連動して前処理部の駆動速度も変更するように速度連動手段を前処理制御装置に設けたものが知られている。
【０００３】
しかしながら、上記構成のものでは、走行変速機と前処理変速機とを機械的に連動させていたため、前処理部と走行装置との駆動速度の連動が不正確となる場合があるという問題点を内包していた。
【０００４】
そこで、エンジンからの出力を走行伝動系と前処理伝動系に分岐する駆動構造とした上で、走行変速機の変速後の駆動速度を検出し、この駆動速度の検出情報に基づいて、前処理変速機を変速操作するアクチュエータを制御するように構成すれば、走行速度に連動させて同調した速度で前処理部を駆動することができ、安定した穀稈搬送を保持することが可能となるが、検出センサの故障やその他の制御系の不具合により駆動速度の検出情報が出力されなくなった場合には、前処理変速機の変速動作が全く機能しなくなってしまう、という未だ改善の余地を残すものであった。
【０００５】
【本発明が解決しようとする課題】
本発明は上記の如き実状に鑑み走行伝動系と前処理伝動系との連繋をより一層精度良く行うための研究、開発の過程で創案されたものであって、その意図するところは、穀稈搬送を含む前処理部の各部が走行速度に連動して同調した速度で駆動されて安定した穀稈搬送を行いつつ、万が一、検出センサの故障やその他の制御系の不具合により駆動速度の検出情報が出力されなくなっても、走行速度に連動する同前処理部の駆動を継続することができるコンバインにおける前処理部制御装置を提供することを課題とするものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、本発明が採用した第１の技術的手段は、エンジンからの出力を走行変速機に設けた主変速レバーの切換操作を介して走行装置に伝達する走行伝動系と、同エンジンからの出力を前処理変速機を介して前処理部に伝達する前処理伝動系を備え、上記前処理部の駆動速度を走行速度に連動して変更せしめる速度連動手段を設けたコンバインにおいて、上記速度連動手段は、走行変速機の変速後の駆動速度を検出する走行回転センサの駆動速度検出情報に基づいて前処理変速機を変速操作するアクチュエータによる車速比例駆動制御を行う時に、上記走行回転センサが正常な検出作動を行っていないと判断した場合には、変速後の主変速レバーの切換位置を検出する切換位置センサの切換位置検出情報に基づいて前記アクチュエータによる前処理変速機の変速操作を行う主変速レバー位置比例駆動制御に切換可能に構成されると共に、車速比例駆動制御から主変速レバー位置比例駆動制御に一旦切り換わると、走行回転センサが正常な検出作動を行っていても車速比例駆動制御には戻らず、エンジンの出力停止まで主変速レバー位置比例駆動制御が継続されることを特徴とするものである。
また、第２の技術的手段として、上記主変速レバー位置比例駆動制御への切換は、車速比例駆動制御で走行回転センサが無出力時に、変速後の主変速レバーの切換位置が前進位置で、かつ前処理部の刈取クラッチがオンの場合に行われることを特徴とするものである。
【０００７】
【発明の実施の形態】
図１において、１はコンバインのエンジンであり、該エンジン１の駆動軸１ａには出力取り出し用の２つのプーリ２、３が取り付けられており、上記エンジン１からの駆動力は、プーリ２を介して走行用ＨＳＴ４に伝達する走行伝動系Ａと、プーリ３を介して扱胴入力軸５に伝達する前処理伝動系Ｂとに分岐出力されると共に、上記ＨＳＴ４を備える走行トランスミッション６から左右の走行装置用の駆動力がそれぞれ変速出力されて、機体直進時の変速走行および左右方向への回向を行い、また、上記プーリ３と扱胴入力軸５に取り付けられたプーリ７との間には駆動力伝達用のベルト８が巻回されており、該ベルト８の巻回中途部位に設けられたテンションクラッチ構造をなす脱穀クラッチ９を介して前処理伝動系Ｂに伝達する駆動力の断接を行うように構成されている。
【０００８】
そして上記前処理伝動系Ｂへの駆動力は、扱胴入力軸５、プーリ９を介して作業機トランスミッション１０を構成する作業機ＨＳＴ１１の入力プーリ１２に伝達され、当該作業機トランスミッション１０からの駆動力は、前処理部１３ヘの伝動系Ｂ１と、脱穀フィードチェーン１４ヘの伝動系Ｂ２に分岐して出力されるようになっている。
【０００９】
上記作業機トランスミッション１０は、前処理部１３ヘの駆動力出力用の前処理出力軸１５と、脱穀フィードチェーン１４への駆動力出力用のフィードチェーン出力軸１６の２つの出力軸を有して構成されていると共に、上記脱穀フィードチェーン１４はフィードチェーン出力軸１６の端部側に設けられたスプロケット１７を介して駆動され、また、扱胴１８は扱胴入力軸５からベベルギヤ１９を介して駆動されている。
【００１０】
一方、前記前処理部１３は、刈刃装置２０、引起装置２１、扱深搬送体２２等を備え、前処理部１３ヘの駆動力の伝動は、前処理部１３側の駆動力の入力軸２３に取り付けられたプーリ２４と、前述の前処理出力軸１５に取り付けられたプーリ２５との間に巻き掛けられた伝動用のベルト２６を介して行われると共に、上記入力軸２３に駆動力を入力する前処理部１３ヘの伝動系Ｂ１は、上記各機構が該駆動力の回転数（速度）に応じた駆動速度によって駆動される構造となっており、また上記ベルト２６の中途部位には入力軸２３ヘの駆動力の伝動を断接するテンションクラッチ構造の刈取クラッチ２７が備えられ、図示しない運転席に設けた刈取クラッチスイッチ２７ａの入切り操作で断接を行うようになっている。
【００１１】
次に上記した走行伝動系Ａと、前処理部１３ヘの伝動系Ｂ１および脱穀フィードチェーン１４ヘの伝動系Ｂ２を含む前処理伝動系Ｂの制御構成について説明する。
【００１２】
まず上記各伝動系Ａ、Ｂ（Ｂ１、Ｂ２）に駆動力を出力するエンジン１の駆動軸１ａには、当該エンジン１の回転数を検出するエンジン回転センサＳ１が取り付けられており、この駆動軸１ａから走行トランスミッション６の走行用ＨＳＴ４に伝達された駆動力は、走行伝動系Ａに設けた主変速レバー２８と副変速機構２９を介して副変速出力軸３０から左右の走行装置（図示せず）に出力されて、機体の走行速度の変速が行われるが、上記副変速出力軸３０には走行回転センサＳ２が取り付けられて、当該副変速出力軸３０の回転数（走行速度）を検出するようになっており、また上記主変速レバー２８の基端部には、該レバー２８の切換位置を検出する切換位置センサとしての主変速ポテンショメータＰ１が設けられている。
【００１３】
一方、前処理伝動系Ｂを構成する作業機ＨＳＴ１１のトラニオン軸（図示せず）には、斜板角を操作して当該作業機ＨＳＴ１１の変速操作を行うアクチュエータとしてのモータＭ１が一体的に取り付けられていると共に、作業機トランスミッション１０の前処理出力軸１５には、該前処理出力軸１５の回転数（前処理部１３の駆動速度）を検出する前処理回転センサＳ３が設けられており、更に刈取クラッチ２７には、該刈取クラッチ２７の入り切りを操作する前処理クラッチモータＭ２が設けられており、該前処理クラッチモータＭ２による刈取クラッチ２７の入り切りを後述する制御部３１の制御動作で自動で行えるように構成されている。
【００１４】
次に、上記制御部３１の制御動作を図２に基づいて説明する。
同図において、当該制御部３１は走行回転センサＳ２からの走行速度情報により、前処理部１３を当該走行速度に応じた処理量を確保する駆動速度で駆動するように前処理回転センサＳ３からの情報を監視して作業機ＨＳＴ１１の変速をモータＭ１により制御し、図３に示すように、前処理部１３の駆動速度を走行速度に連動して変更する。すなわち前処理部１３の駆動速度を走行速度に連動して変更せしめる速度連動手段が、モータＭ１、制御部３１、前処理回転センサＳ３、走行回転センサＳ２等により構成されて、機体の走行速度の増減に連繋して前処理部の駆動速度も増減する、いわゆる車速比例駆動制御を行うようになっている。
【００１５】
そして制御部３１の実際の制御動作としては、同図に示すように、走行速度が所定の低速（速度維持制御開始速度）Ｖ１以上の場合は、走行速度に比例させて前処理部の駆動速度を増加させ、走行速度が速度維持制御開始速度Ｖ１以下となる場合及び後進する際に、前処理部１３を一定の駆動速度（維持速度）Ｖ２に保って継続する駆動速度維持機能を有して構成されている。
【００１６】
また、上記制御部３１には、上記駆動速度維持機能を停止する駆動速度維持停止機能も同様に備えられており、制御部３１の入力側に接続された強制掻き込み解除スイッチ３２の入り切り操作により、駆動速度維持停止機能の作動、非作動を切換るようになっている。すなわち、強制掻き込み解除スイッチ３２を入り操作した際には、駆動速度維持停止機能が働き、図４に示すように、走行速度が０又は限りなく０に近い所定の低速（近停止速度）Ｖ３以下に至った場合と、機体が後進状態に切換わった場合に、作業機ＨＳＴ１１をニュートラルとして前処理部１３及び脱穀フィードチェーン１４を停止させることができるようになっている。
【００１７】
Ｐ２は前記前処理部１３に取り付けられた前処理高さポテンショメータであって、畦際での回向や前処理部１３を非作業状態にするため上昇させた際に、予め設定された所定の設定高さ以上になったことを該前処理高さポテンショメータＰ２で検出して、モ一タＭ１の駆動で作業機ＨＳＴ１１の出力を０に制御し、当該前処理部１３および脱穀フィードチェーン１４の駆動を停止するリフトシャット機能を有して構成されている。
【００１８】
３３は、走行速度に対する前処理部１３の駆動速度を上昇させる速度上昇手段のオンオフを切換る倒伏スイッチであって、該倒伏スイッチ３３をオンすると、図５に示すように、図３と同様の駆動速度Ｓ１に比較して、走行速度に対して前処理部１３が高速Ｓ２で駆動され、これにより倒伏穀稈の刈り取りを容易かつ安定して行うことができる。
【００１９】
３４は、前記前処理高さポテンショメータＰ２の上昇検知によるリフトシャット機能を停止させるために設けられたリフトシャット解除スイッチであって、該リフトシャット解除スイッチ３４をオンすると、前処理部１３が所定の設定高さ以上に達しても、当該前処理部１３および脱穀フィードチェーン１４の駆動が停止されないように制御される。
【００２０】
３５は、前処理部１３に稈が入っているか否かを感知する扱深さ搬送体２２側のメインセンサであって、該メインセンサ３５から「稈無し」の検出情報が制御部３１に入力されると、リフトシャット解除スイッチ３４がＯＮの場合であっても前処理部１３が稈を流し終えた時点で、前処理部１３および脱穀フィードチェーン１４の駆動を停止するようになっている。
【００２１】
また３６は、運転席に設けられる図１に示すメインクラッチ３７が踏み込み操作されて「クラッチ断」となった際に、これを検知してオンとなるセーフティスイッチであり、このセーフティスイッチ３６のオンにより駆動されるモータＭ１を介して作業機ＨＳＴ１１が操作され、前記前処理高さポテンショメータＰ２の上昇検知によるリフトシャット機能と同様に、前処理部１３および脱穀フィードチェーン１４の駆動を停止するように構成されている。
【００２２】
３８は前処理速度変更ダイヤルであり、図６および図７に示すように、該前処理速度変更ダイヤル３８を切換操作すると、走行速度に対する前処理部１３の駆動速度の速度比（上記比例係数）を変更することができる。すなわち、この前処理速度変更ダイヤル３８は、図６に示すように、前処理部１３から脱穀フィードチェーン１４側に搬送される穀稈が、稲の立毛角や稈剛性および圃場条件等により材料条件が異なる場合に、標準駆動速度のポジション４を中心に、速度比を最小とするポジション１から速度比を最大とするポジション７の範囲で、それぞれの材料条件に合う駆動速度に切換設定することにより、穂先先行、株元先行等の穀稈搬送の乱れを未然に防止することができる。
【００２３】
また３９は手扱ぎスイッチであって、この手扱ぎスイッチ３９は、図８に示すように、脱穀フイードチェーン１４の上方に位置して当該脱穀フイードチェーン１４とともに穀稈を挟持する挾扼レール４０に設けられており、該挾扼レール４０の前端部４０ａにおいて脱穀フィードチェーン１４に対して上下揺動自在に支持した穀稈押え杆４１とにより、脱穀フィードチェーン１４に対して穀稈押え杆４１を起立させる手扱ぎ作業位置Ｈと、該脱穀フィードチェーン１４に対して穀稈押え杆４１の前端を倒伏させる通常作業位置Ａとに変姿自在とすると共に、上記手扱ぎスイッチ３９は、穀稈押え杆４１を手扱き作業位置Ｈに切り換えた際に、穀稈押え杆４１の支持ユニット４１ａが起立することによりＯＮとなって、制御部３１を介して手扱ぎ作業時における脱穀フィードチェーン１４の駆動速度が上昇制御されるようになっている。
【００２４】
すなわち、上記穀稈押え杆４１を手扱ぎ作業位置Ｈに切り換えた後に手扱ぎスイッチ３９がＯＮになると、図９に示すように、走行速度が所定速度以下となったときの前処理部１３の駆動速度が、維持速度Ｖ２から手扱ぎ維持速度Ｖ４に上昇すると共に、前処理クラッチモータＭ２が駆動されて刈取クラッチ２７が「断」に切り換わり、前処理部１３の駆動を停止させた状態で、脱穀フィードチェーン１４が予め設定された手扱ぎ維持速度Ｖ４の速度で駆動されることになる。これにより手扱ぎ作業時に作業効率が低下することがない。
【００２５】
４２は脱穀フィードチェーン１４の前処理部１３からの受け継ぎ部分に設けられたカメラであって、搬送穀稈の姿勢を監視する目的で設けられているが、搬送穀稈の正常な搬送姿勢映像を制御部３１で記憶しておき、その姿勢変化に基づいて前処理部１３の駆動速度の増減を制御することにより、前記受け継ぎ部分での搬送姿勢を自動補正することが可能となる。
なお、図２に示す４３は上述した車速比例駆動制御において走行伝動系Ａと前処理伝動系Ｂとの同期、非同期を切り換える連繋スイッチであって、該連繋スイッチ４３をオフすると、走行伝動系Ａと前処理伝動系Ｂはそれぞれ各別に非同期状態で独立した動作状態となる。
【００２６】
ここで、本発明における制御部３１では、前記した走行伝動系Ａと前処理伝動系Ｂの制御動作に関して、前述の車速比例駆動制御に加えて主変速レバー位置比例駆動制御を有して構成されている。
【００２７】
すなわち、上記制御部３１は、通常の制御状態では、副変速出力軸３０に取り付けた走行回転センサＳ２により、当該副変速出力軸３１の回転数、すなわち機体の走行速度を検出し、この走行回転センサＳ２からの駆動速度検出情報に基づいて前処理部１３における駆動速度を変更するように車速比例駆動制御を行うものであるが、上記走行回転センサＳ２が何らかの理由で副変速出力軸３０の回転数の検出ができなくなった場合には、前処理部の駆動速度制御が全く機能しなくなってしまう。
【００２８】
そこで、本発明では、図１０（ａ）に示すように、走行回転センサＳ２が正常に検出作動しているか否かを判定して、正常に検出作動していない場合には後述する主変速レバー位置比例駆動制御に切り換えて、走行速度の増減に比例して前処理部１３における駆動速度を増減するように制御を続行できるようになっている。
【００２９】
上記主変速レバー位置比例駆動制御は、機体の走行中に走行回転センサＳ２からの検出情報が無出力である場合、すなわち走行速度の変化が全くない場合に、制御部３１において当該走行回転センサＳ２が正常な検出作動を行っていないと判断し、その時点で、主変速レバー２８の基端部に取り付けた主変速ポテンショメータＰ１からの位置検出情報に切換えて、その後の比例駆動制御を主変速レバーの位置検出で行うものである。
【００３０】
そして、上記車速比例駆動制御から主変速レバー位置比例駆動制御に切換わる具体的な制御動作としては、同図（ｂ）に示すように、まずエンジン１が回転駆動中であり、前処理部１３が動作中で刈取クラッチ２７がオンしているかが判断され、その後に、走行伝動系Ａと前処理伝動系Ｂが連繋スイッチ４３のオンで同期状態であるかが判断されると共に、上記連繋スイッチ４３のオンである場合に、主変速レバー２８の切換位置の判断が行われる。この主変速レバー２８の切換位置の判断では、図１１に示すように、当該主変速レバー２８が前進位置でＦＶ３を境に判断が行われ、ＦＶ３以上でＦＶ９までの前進位置に主変速レバー２８があれば、その後に上述の走行回転センサＳ２からの検出情報が出ているか否かが判断されて、無出力であるときはエラーフラグが立ち、その後にエラーフラグのセットで主変速レバー位置比例駆動制御に切換られることになる。
【００３１】
上述のように主変速レバー位置比例駆動制御に切り換わった制御部３１では、その後はエンジン１の出力が停止される作業終了時まで制御状態が主変速レバー位置比例駆動制御のまま続行され、また一旦主変速レバー位置比例駆動制御に切り換わった後には、上記主変速レバー２８を後進位置側（中立位置Ｎ〜最後進位置ＲＶ９）から前進位置側（中立位置Ｎ〜最前進位置のＦＶ９）の範囲でそれぞれの切換位置に応じた前処理部１３の駆動速度の増減変更が行われる。
【００３２】
したがって、制御部３１における車速比例駆動制御が不能になった場合でも、即座に主変速レバー位置比例駆動制御に切り換えて、走行速度に連動した前処理部１３の駆動速度の変更を遅滞なく継続することができる。
【００３３】
【発明の効果】
これを要するに本発明は、エンジンからの出力を走行変速機に設けた主変速レバーの切換操作を介して走行装置に伝達する走行伝動系と、同エンジンからの出力を前処理変速機を介して前処理部に伝達する前処理伝動系を備え、上記前処理部の駆動速度を走行速度に連動して変更せしめる速度連動手段を設けたコンバインにおいて、上記速度連動手段は、走行変速機の変速後の駆動速度を検出する走行回転センサの駆動速度検出情報に基づいて前処理変速機を変速操作するアクチュエータによる車速比例駆動制御を行う時に、上記走行回転センサが正常な検出作動を行っていないと判断した場合には、変速後の主変速レバーの切換位置を検出する切換位置センサの切換位置検出情報に基づいて前記アクチュエータによる前処理変速機の変速操作を行う主変速レバー位置比例駆動制御に切換可能に構成されると共に、車速比例駆動制御から主変速レバー位置比例駆動制御に一旦切り換わると、走行回転センサが正常な検出作動を行っていても車速比例駆動制御には戻らず、エンジンの出力停止まで主変速レバー位置比例駆動制御が継続されるから、
穀稈搬送を含む前処理部の各部が走行速度に連動して同調した速度で駆動されて安定した穀稈搬送を行うことができ、搬送不良、搬送乱れ等が防止されると共に、万が一、車速比例駆動制御が不能になった場合でも、即座に主変速レバー位置比例駆動制御に切り換えて、前記走行速度に連動して同調した速度で前処理部の駆動を継続することができ、円滑な圃場走行作業を維持することができる、という極めて有用な新規的効果を奏するものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】コンバインの伝動系統図である。
【図２】制御部に接続される各制御部材の接続図である。
【図３】前処理駆動速度と走行速度との関係を示すグラフ図である。
【図４】前処理駆動速度と走行速度との関係を示すグラフ図である。
【図５】前処理駆動速度と走行速度との関係を示すグラフ図である。
【図６】前処理速度変更ダイヤルスイッチの平面図である。
【図７】前処理速度変更ダイヤルスイッチを切換操作に連繋して変更される前処理駆動速度と走行速度との関係を示すグラフ図である。
【図８】脱穀フィードチェーンの前端部分とその周辺構成を示す要部側面図である。
【図９】前処理駆動速度と走行速度との関係を示すグラフ図である。
【図１０】（ａ）は搬送駆動に係る制御のフローチャート図である。
（ｂ）は搬送駆動に係る制御のより具体的なフローチャート図である。
【図１１】主変速レバーと車速との関係を示すグラフ図である。
【符号の説明】
１      エンジン
１３    前処理部
２７    刈取クラッチ
２８    主変速レバー
Ａ      走行伝動系
Ｂ      前処理伝動系
Ｍ１    モータ（アクチュエータ）
Ｐ１    主変速ポテンショメータ（切換位置センサ）
Ｓ２    走行回転センサ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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