(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
刈取収穫作業に伴って穀粒の含有水分を繰り返し計測する水分計測手段と、
前記水分計測手段の計測情報に基づいて、走行機体に搭載されたエンジンの回転数を変更調節する回転数調節制御を実行するエンジン回転数制御手段と、
前記エンジンの回転数の変動に基づいて検出されるエンジン負荷に対応させて、刈取収穫作業用の作動部の作動状態を変更調節する作動部調節制御を実行する作動部制御手段とが備えられ、
前記エンジン回転数制御手段は、
前記水分計測手段にて計測される穀粒の含有水分が高水分のときは低水分のときより前記エンジンの回転数を低回転側に調節するように構成され、且つ、含有水分が多いほど大きい補正量で定格回転数からエンジンの回転数を下げるように構成され、
前記作動部制御手段は、前記エンジン回転数制御手段の制御状態に対応させて、前記作動部調節制御を実行するときの制御条件を変更設定するように構成されているコンバイン。
【請求項２】
前記作動部制御手段は、前記作動部調節制御として、刈取収穫作業に伴って変化するエンジン回転数と予め設定された基準回転数との偏差にて求められる前記エンジン負荷が適正範囲に維持されるように、機体走行速度を変更調節する車速制御を実行するように構成されている請求項１記載のコンバイン。
【請求項３】
前記作動部制御手段は、前記エンジン回転数制御手段の制御状態に対応させて前記基準回転数を変更設定するように構成されている請求項２記載のコンバイン。
【請求項４】
前記作動部制御手段は、前記作動部調節制御として、負荷の変動に伴って変化するエンジン回転数と、予め設定した負荷判別用の判別情報とに基づいて、前記エンジン負荷の大きさを判別して表示手段に表示させる負荷表示制御を実行するように構成され、且つ、前記エンジン回転数制御手段の制御状態に対応させて前記判別情報を変更設定するように構成されている請求項１記載のコンバイン。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、圃場内を走行しながら植立穀稈の刈取収穫作業を行うコンバインに関する。
【０００２】
【従来の技術】
上記コンバインでは、エンジンを始動させた後、エンジンの出力変更用のアクセルレバー等を操作して、エンジン回転数を作業用のセット回転数（定格回転数）まで高回転側に上昇させてから、刈取作業を行う。そして、作業中においてエンジンを適切に作動させるために、走行装置や脱穀部等の作動によるエンジン負荷を例えばエンジン回転数の基準回転数からのダウン量によって検出し、このエンジン負荷が適正範囲よりも大きくなると車速を減速させる一方、小さくなると車速を増速させてエンジン負荷を適正範囲に維持するように車速制御するとともに、脱穀部において穀粒の詰まり等が発生しないようにするために、選別回収された穀粒の含有水分を計測して、その水分値が大きい場合には、上記車速制御において変速可能な上限車速を低速側に変更して遅い車速状態で走行させて、脱穀部に供給される処理物量が極力少なくなるようにする技術が提案されていた（例えば、特開平５‐７４１９号公報参照）。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来技術では、穀粒の含有水分が多い場合に上限車速を低速側に変更するだけであるので、エンジン負荷の大きさによってエンジン回転数が高くなることがあり、このエンジン回転数が高い状態で含有水分が多い穀粒を脱穀処理すると、穀粒の含有水分が少ない場合に比べて、穀粒が割れたり傷付いたりして、穀粒が損傷するおそれが大になる。その結果、収穫される穀粒に損傷粒が多く含まれて収穫物の品質が低下し、特に、種籾を収穫する場合には、損傷した穀粒が多数混入して発芽率の悪い種籾になるおそれがあった。
【０００４】
そこで、例えば穀粒の含有水分が標準的な穀粒の水分値よりも多い場合にはエンジン回転数を低下させるように、穀粒の含有水分に応じてエンジン出力を変更制御することが考えられる。ただし、このエンジン出力を変更制御する場合に、エンジンによって駆動される刈取作業用の作動部の制御条件が同じ条件のままであると、作動部が適切な動作をしないおそれがある。
【０００５】
本発明は、上記実情に鑑みてなされたものであって、その目的は、上記従来技術の不具合を解消させるべく、穀粒の含有水分に応じてエンジン出力を制御してエンジン回転数が適切な状態になるように変更調節するとともに、このエンジン回転数を変更調節した場合に、刈取作業用の作動部を適切な状態で動作させるようにすることにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
請求項１では、刈取収穫作業に伴って穀粒の含有水分が繰り返し計測され、その穀粒の水分計測情報に基づいて、走行機体に搭載されたエンジンの回転数を変更調節する回転数調節制御が実行されるとともに、エンジン回転数の変動に基づいて検出されるエンジン負荷に対応させて、刈取収穫作業用の作動部の作動状態を変更調節する作動部調節制御が、上記エンジン回転数の調節制御の制御状態に対応させて変更設定させた制御条件によって実行される。
【０００７】
従って、穀粒の含有水分に応じてエンジン回転数を適切な状態に調節して、穀粒を極力損傷させない状態で脱穀処理させることができるので、収穫される穀粒の品質低下が回避され、特に、種籾の場合に損傷穀粒が多く混入して発芽率が悪くなるという不具合が解消される。
同時に、上記エンジン回転数の変更調節に合わせて変更設定させた制御条件によって、刈取部や脱穀部等の刈取収穫作業用の作動部の作動状態が変更調節されるので、刈取作業用の作動部を適切な状態で動作させることができる。
【０００８】
又、請求項１では、計測される穀粒の含有水分が高水分のときは、低水分のときより、エンジンの回転数を低回転側に調節するようにエンジン回転数が変更調節される。
従って、穀粒の含有水分が多い場合には、穀粒の含有水分が少ない場合に比べて、低いエンジン回転数の状態になるので、従来のように、含有水分が多い穀粒を高いエンジン回転数の状態で脱穀処理して、穀粒が割れたり傷付いたりする等の損傷が生じるのを適切に回避させることができる。
【０００９】
請求項２では、請求項１において、前記作動部調節制御として、刈取収穫作業に伴って変化するエンジン回転数と予め設定された基準回転数との偏差にて求められるエンジン負荷が適正範囲に維持されるように、機体走行速度を変更調節する車速制御が実行される。
従って、エンジン回転数の変更調節に合わせて車速制御の制御条件が変更設定されるので、エンジン回転数が変更調節されたときに車速制御の制御条件を変更設定しない場合に比べて、エンジンの出力を有効に活用しながら、エンスト等の発生も的確に回避させた状態で車速制御を良好に実行することができ、もって、請求項１の好適な手段が得られる。
【００１０】
請求項３では、請求項２において、エンジン回転数制御の制御状態に対応させて、前記基準回転数が変更設定される。
従って、エンジン回転数の変更調節に合わせてエンジン負荷検出のための基準回転数が変更されるので、上記エンジン回転数が変更調節された場合においても、エンジン負荷を的確に検出して、車速制御を良好に実行させることができ、もって、請求項２の好適な手段が得られる。
【００１２】
請求項４では、請求項１において、前記作動部の調節制御として、負荷の変動に伴って変化するエンジン回転数と、予め設定した負荷判別用の判別情報とに基づいて、前記エンジン負荷の大きさを判別して表示手段に表示させる負荷表示制御が実行され、前記エンジン回転数の制御状態に対応させて上記負荷判別用の判別情報が変更設定される。
従って、エンジン回転数の変更調節に合わせてエンジン負荷判別のための判別情報が変更設定されるので、上記エンジン回転数が変更された場合においても、エンジン負荷を的確に検出してその負荷の大きさの表示により、作業者にエンジン負荷の状態を的確に知らせることができ、もって、請求項１の好適な手段が得られる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。図１に示すように、コンバインは、左右一対のクローラ走行装置２、運転席３、エンジン４、脱穀部５、穀粒タンク７、穀粒排出用オーガ８等を備えた走行機体１７の前部に、刈取部１を装着して構成されている。
【００１４】
刈取部１は、植立穀稈の引き起こし装置６、引き起こされた植立穀稈の株元を切断する刈刃９、刈取穀稈を横倒し姿勢に変更しながら機体後部側の脱穀用のフィードチェーン１１に向けて搬送する搬送装置１０などを備えている。搬送装置１０には、刈取作業中は刈取穀稈の株元に接当してＯＮ状態となり、刈取作業が終了すると刈取穀稈の供給が途絶えてＯＦＦ状態となる株元センサＳ０が設けられている。
【００１５】
脱穀部５は、図２に示すように、フィードチェーン１１によって機体前方から後方に向かって挟持搬送される穀稈を扱き処理する扱胴２４が収納配置された扱室Ａと、その扱室Ａの下方に配置された受け網２５と、その受け網２５からの漏下処理物を揺動選別する揺動選別板２６と、その揺動選別板２６に対して選別風を送風する唐箕２７と、脱穀部５の内部で発生した塵埃を機外に吸引排出する排塵用ファン２９と、揺動選別板２６から穀粒を一番物として回収する一番スクリュー３０と、藁が混入した穀粒を二番物として回収する二番スクリュー３１と、その二番スクリュー３１で回収した二番物を揺動選別板２６上に還元する二番還元装置３２等を備えている。図中、３３は一番スクリュー３０の上方に配置された精選別部、３４はその精選別部３３の上方に位置する粗選別部である。
【００１６】
図１に示すように、前記一番スクリュー３０にて回収された一番物は、スクリュー式の揚穀装置１４にて上方に搬送されて穀粒タンク７内に投入されると共に、この揚穀装置１４の上端部に設けた単粒式の水分計１５にて１粒づつサンプルされ、図示しない電極に兼用された一対のローラに挟んで押しつぶした状態で測定される電気抵抗値によって穀粒の水分率が計測される。つまり、この水分計１５が、刈取収穫作業に伴って穀粒の含有水分を繰り返し計測する水分計測手段に対応する。
【００１７】
穀粒タンク７内の穀粒は、基底部に設けた横搬送コンベア８ａにて横方向に搬送されてから、縦搬送コンベア８ｂにて上方に向けて搬送され、その縦搬送コンベア８ｂの搬送終端部から穀粒を排出口８ｄに向けて搬送するコンベア８ｃを内装した前記穀粒排出用オーガ８の基端部が、縦搬送コンベア８ｂの搬送終端部箇所に対して旋回及び昇降操作自在に連結されている。尚、各コンベア８ａ，８ｂ，８ｃを作動させるために、基底部の横搬送コンベア８ａが一端側に取り付けた入力プーリ１３を介してエンジン４の動力にて回転駆動されると共に、横搬送コンベア８ａからベベルギア等を介して、縦搬送コンベア８ｂ及びオーガ内のコンベア８ｃに順次回転力が伝動されている。
【００１８】
次に、コンバインの動力伝動系について説明する。図３に示すように、エンジン４の駆動力がベルト伝動機構等を経て、静油圧式無段変速装置（ＨＳＴ）で構成された無段式の車速変速装置１９に伝えられ、この車速変速装置１９の変速後の出力がミッションケース１８に伝動され、そのミッションケース１８を介して左右一対のクローラ走行装置２を駆動するように構成されている。尚、上記ミッションケース１８には、車速変速装置１９からの入力回転数を検出して車速を検出する速度センサＳ１が設けられている。
又、車速変速装置１９の変速後の出力は、ミッションケース１８を経由した後、機体前進時のみ刈取部１が駆動されるように、ワンウェイクラッチ３５を介して刈取部１に伝動されている。
又、エンジン４の動力は、脱穀クラッチ３６を介した後、脱穀部５に伝動され、その脱穀クラッチ３６には、その入切状態を検出する脱穀スイッチＳ３が付設されている。
【００１９】
前記エンジン４はディーゼルエンジンにて構成され、そのエンジン回転数を変更調節するためのアクセル装置２０が設けられている。このアクセル装置２０は、詳述はしないが、調速レバー等を操作してエンジン４の燃焼室内への燃料噴射量を変更することにより、出力回転数を変更調節するように構成されている。尚、エンジン４には、エンジン回転数検出センサＳ４が付設されている。そして、前記運転席３に、エンジン４の回転数を手動設定するための揺動操作式のアクセルレバー１６が、摩擦式の保持機構２１によって操作された揺動位置に保持自在に設けられるとともに、そのレバーの操作位置（アクセル位置）を検出するポテンショメータＳ２が設けられている（図４参照）。通常は、始動（アイドリング）位置にしてエンジン４をスタートさせてから、作業用の定格回転数（セット回転数）の位置まで上昇操作する。
【００２０】
図４に示すように、マイクロコンピュータ利用の制御装置Ｈが設けられ、その制御装置Ｈに、前記株元センサＳ０、前記速度センサＳ１、前記アクセル位置検出用のポテンショメータＳ２、前記脱穀スイッチＳ３、前記エンジン回転数検出センサＳ４、及び、前記水分計１５からの各信号が入力されている。制御装置Ｈからは、前記車速変速装置１９と、前記アクセル装置２０とに対する各駆動信号と、前記運転席３の前方側位置に設けた表示手段１２に対する駆動信号とが出力されている。尚、この表示手段１２は、液晶表示装置や各種のメータ等を備えて、エンジン回転数やエンジン負荷等の各種の作業情報を表示する。
【００２１】
そして、前記制御装置Ｈを利用して、前記水分計１５の計測情報に基づいて、前記エンジン４の回転数を変更調節する回転数調節制御を実行するエンジン回転数制御手段１００が構成され、このエンジン回転数制御手段１００は水分計１５にて計測される穀粒の含有水分が高水分のときは低水分のときよりエンジン４の回転数を低回転側に調節するように構成されている。
具体的には、前記のように、作業用のセット回転数に設定されているときに、穀粒の含有水分が標準値の範囲かこれよりも少ない場合には、回転数の変更調節は行わないが、含有水分が標準値よりも多い場合には、含有水分が多いほど大きい補正量でセット回転数から回転数を下げるように調節制御する。
【００２２】
又、前記制御装置Ｈを利用して、前記エンジン４の回転数の変動に基づいて検出されるエンジン負荷に対応させて、刈取収穫作業用の作動部の作動状態を変更調節する作動部調節制御を実行する作動部制御手段１０１が構成されている。
第１の実施形態では、この作動部制御手段１０１は、前記作動部調節制御として、刈取収穫作業に伴って変化するエンジン回転数と予め設定された基準回転数との偏差にて求められる前記エンジン負荷が適正範囲に維持されるように、機体走行速度を変更調節する車速制御を実行するように構成されている。この場合には、車速変速装置１９が作動部に対応する。
【００２３】
つまり、エンジン４の負荷が増加するとその回転数が低下する一方、エンジン４の負荷が減少するとその回転数が高くなることから、エンジン回転数の変化によって、エンジン４の負荷（走行装置２での走行負荷や、脱穀部５での脱穀負荷や、刈取部１での刈取負荷等からなる刈取収穫作業に伴う負荷）が検出される。具体的には、制御装置Ｈは、株元センサＳ０及び脱穀スイッチＳ３がオン状態で車速が０．１ｍ／ｓｅｃ以上のときのエンジン回転数ＲＸ（ｒｐｍ）を基準回転数ＲＳとして記憶すると共に、基準回転数ＲＳからのエンジン回転数ＲＸのダウン量（ｒｐｍ）をエンジン負荷として検出する。そして、エンジン負荷が適正範囲よりも大きくなると機体走行速度を減速させ、エンジン負荷が適正範囲よりも小さくなると機体走行速度を増速させる。ただし、圃場の条件等に応じて、０．３〜２．０ｍ／ｓｅｃの間の所定値に予め制御パラメータとして設定される上限車速を越えない範囲で変速制御される。
【００２４】
そして、前記作動部制御手段１０１は、前記エンジン回転数制御手段１００の制御状態に対応させて、前記作動部調節制御を実行するときの制御条件を変更設定するように構成されている。
具体的には、先ず、エンジン回転数制御手段１００の制御状態に対応させて前記基準回転数ＲＳを変更設定する。つまり、前記セット回転数から調節制御されるエンジン回転数の状態に対応させるべく、例えば上記調節制御されるエンジン回転数の低下量が大きいほど、前記のように記憶した基準回転数ＲＳを大なる補正量で減少側に補正する。
同時に、エンジン回転数制御手段１００の制御状態に対応させて、予め設定した車速制御における制御パラメータを変更設定する。例えば、調節制御されるエンジン回転数がセット回転数から低下するほど、前述のように設定してある上限車速値を低下させ、又、調節制御されるエンジン回転数がセット回転数から低下するほど、前記機体走行速度を減速あるいは増速操作するときの変速操作速度を速くする。尚、上記車速制御における制御パラメータとして、上限車速や変速操作速度以外の制御パラメータを対象としてもよい。
【００２５】
次に、図５及び図６に示すフローチャートに基づいて、前記制御装置Ｈの制御作動について説明する。尚、この制御は、図示しないメインフローにおいて、所定時間毎の割り込み処理によって実行される。
エンジン回転数制御（図５）では、水分計１５にて計測される所定個数（例えば１００個）の穀粒の含有水分の計測値を平均したものを水分値データとして取り込み、その水分値データからエンジン回転数に対する変更量を算出して、その変更後の回転数になるように、前記アクセル装置２０を駆動制御する。
【００２６】
車速制御（図６）では、先ず、株元センサＳ０及び脱穀スイッチＳ３がＯＮ状態で、且つ、車速が０．１ｍ／ｓ以上である起動条件が成立しているかどうかを調べ、この条件が成立していなければ制御は行わない。起動条件が成立していれば、検出したエンジン回転数ＲＸと基準回転数ＲＳを比較して、検出回転数ＲＸが基準回転数ＲＳより大であれば、検出回転数ＲＸの値を基準回転数ＲＳとして更新、記憶する。尚、基準回転数ＲＳの初期値は０にリセットされている。ただし、前記水分値データに基づいてエンジン回転数が変更調節されている場合には、上記求めた基準回転数ＲＳを変更して、変更された基準回転数ＲＳを以後の負荷検出において用いる。
そして、基準回転数ＲＳと検出回転数ＲＸとの差をエンジン負荷として求め、エンジン負荷が目標負荷範囲（適正範囲）内にあれば、変速操作は行わない。エンジン負荷が目標負荷範囲より大のときは減速操作を行い、エンジン負荷が目標負荷範囲より小のときは、速度センサＳ１にて検出される車速が前記上限車速より小のときだけ増速操作を行う。ここで、図示しないフローにおいて、前記水分値データに基づいてエンジン回転数が変更調節されている場合には、上記上限車速値の変更処理、及び、増減速操作の操作速度の変更処理が行われ、この変更後の各値を用いて上記増減速操作がなされる。
【００２７】
〔別実施形態〕
次に、前記作動部制御手段１０１の第２の実施形態について説明する。
この実施形態では、前記作動部制御手段１０１は、前記作動部調節制御として、負荷の変動に伴って変化するエンジン回転数と、予め設定した負荷判別用の判別情報とに基づいて、前記エンジン負荷の大きさを判別して前記表示手段１２に表示させる負荷表示制御を実行するように構成され、且つ、前記エンジン回転数制御手段１００の制御状態に対応させて前記判別情報を変更設定するように構成されている。この場合には、負荷表示用の表示手段１２が作動部に対応する。
【００２８】
具体的には、エンジン負荷が１〜６の６段階に判別されて（数字が大きいほど負荷が大きく、段階３のときが適正負荷状態を示す）、横方向に５個の点灯セグメントを並べたバーグラフにおいて、負荷を表す数字に応じて点灯するセグメントの個数が変更されるようにして負荷表示される。ここで、段階６は過負荷状態を表し、５個のセグメントが点滅される。尚、上記負荷表示手段はバーグラフ式以外に、針式の表示部や数字表示部等にて構成してもよい。
そして、図７に示すように、上記６段階の隣接する境界位置が基準回転数からのエンジン回転数のダウン量（ｒｐｍ）にて定められ、その各境界位置のダウン量の値が、上記判別情報に対応して、前記基準回転数が変更されていない通常の場合と、基準回転数が変更されたときとで異なるように設定されている。
【００２９】
又、上記実施形態では、水分計測手段１５が、穀粒を押し潰してその電気抵抗を測って含有水分を検出するように構成したが、これ以外の各種の水分値の検出手段を用いることができる。
【００３０】
エンジン回転数制御手段１００が、水分計測情報に基づいてエンジン４の回転数を変更調節する制御形態は上記の実施形態のものに限らず、種々の制御形態で実施できる。
【００３１】
又、上記実施形態では、作動部制御手段１０１が、作動部調節制御として、車速制御を実行する第１形態と、負荷表示制御を実行する第２形態とを例示したが、これ以外の作動部調節制御（例えば、脱穀部３についての脱穀制御や、刈取部１についての刈取制御等）を実行するものでもよい。
【００３２】
上記実施形態では、本発明を自脱型のコンバインに適用したものを例示したが、全稈投入式コンバインにも適用できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】コンバインの側面図
【図２】コンバインの脱穀部の側面図
【図３】コンバインの動力系統図
【図４】制御構成のブロック図
【図５】制御作動のフローチャート
【図６】制御作動のフローチャート
【図７】車速制御の制御パラメータを変更設定を示す図
【符号の説明】
４          エンジン
１２        表示手段
１５        水分計測手段
１７        走行機体
１００      エンジン回転数制御手段
１０１      作動部制御手段
【図１】
0003846997.tif 000002
【図２】
0003846997.tif 000003
【図３】
0003846997.tif 000004
【図４】
0003846997.tif 000005
【図５】
0003846997.tif 000006
【図６】
0003846997.tif 000007
【図７】
0003846997.tif 000008