JPS6344330B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、圃場に植立する穀稈をコンバインで
刈取脱穀して行く場合において、穀稈の植立密度
や脱穀抵抗などの変化に応じて、コンバインの作
業走行速度を自動調節して、作業能率を高めるよ
うにしたコンバインの作業走行速度自動制御装置
に関する。

そして、コンバインの動力源であるエンジンの
定格運転への設定が正確に行なわれない場合に
も、上記の作業走行速度の自動制御が適正に行な
えるようにすることを目的とする。

従来、上記のような自動制御装置においては、
自動制御を行なうために、コンバインの各部に各
種の検出装置が設けられている。これらの検出装
置による検出値の標準値は、エンジンが定格運転
にセツトされることを前提として決められてい
る。そうして、この固定の標準値に対して検出値
が大きいか小さいかでコンバインの走行速度を制
御している。

したがつて、もしエンジンが定格運転にセツト
されていない場合は、自動制御が不適正になり、
異常制御となつてしまう。

そこで、本発明は上記の欠点を解消するため
に、制御の標準値を決めるにあたつて、エンジン
の設計定格運転回転数をもとにするのではなく、
実際にエンジンが運転されているときで、しかも
無負荷ないしは軽負荷時の回転数をもとにするよ
うにした点に特徴を有するものである。

以下本発明の実施例を図面に基き説明する。

第１図は二条刈りコンバインの全体斜視図、第
２図は要部縦断概略側面図である。

このコンバイン１は、クローラ走行装置２で走
行する車体の前方に刈取前処理装置３と操縦部４
が左右に並置され、後部には脱穀装置５が固定さ
れている。

刈取前処理装置３は、左右一対の引起し装置
６、バリカン型の刈取装置７および補助搬送装置
８で構成されており、圃場に植えられた穀稈は、
引起し装置６により引起され、その株元を刈取装
置７で切断され、左右二条の穀稈が補助搬送装置
８で中央に合流される。そうして、刈取られた穀
稈は、穂先係止搬送機構９ａと株元挾持搬送機構
９ｂとからなる搬送装置９により後上方に搬送さ
れ、脱穀装置５に供給されるときには株元が脱穀
フイードチエーン１０で搬送されて穀稈は横倒れ
姿勢になる。

搬送装置９は、第２図に示すように、搬送終端
側の支点Ｐを中心にして前端が油圧シリンダ１１
で上下揺動可能に構成されており、刈取穀稈の株
元挾持搬送機構９ｂによる挾持開始位置を上下に
変更することによつて、脱穀フイードチエーン１
０に受渡される穀稈の挾持位置が変更されて脱穀
装置５への穀稈挿入長さ、すなわち扱深さ量が調
節できるようになつている。

脱穀装置５は、扱胴１２を軸支した扱室１３の
下部に、唐箕１４、揺動選別板１５を装備した風
選別室１６を設け、精粒は一番回収部１７に回収
して一番スクリユ１８で搬出し、二番物は二番回
収部１９に回収し、二番スクリユ２０及びスロワ
２１にて扱室１３に環元して再処理し、選別風で
吹き飛ばされた塵埃及び揺動選別板１５上のワラ
屑は後部の排塵口２２より機外に放出し、脱穀処
理後の排ワラはフイードチエーン１０から排ワラ
チエーン２３に受渡したのち、排ワラカツタ２４
で細断して圃場に放出するか、カツタ２４を通さ
ず長ワラのまま放出するように構成されている。

そうして、上記各装置３．９．５およびクロー
ラ走行装置２などはエンジン２５で駆動される。
すなわち、第３図に示すように、エンジン２５の
出力軸２５ａに傘歯車２６を介して脱穀装置５が
一定の減速比で、油圧式無段変速装置２７を介し
て刈取前処理装置３および搬送装置９が、さらに
減速装置２８を介して走行装置２が、それぞれ連
動連結されている。

油圧式無段変速装置２７は、内装した可変容量
ポンプの吐出油量及び吐出方向を変更して、この
ポンプからの圧油を受けるモータを任意の速度で
正逆転駆動するようにしたものであり、その変速
操作アーム２９を手動と自動とのどちらででも操
作できるようになつている。

手動による場合は、手動変速レバー３０を操作
すると、リンク機構を介して無段変速装置２７の
変速操作アーム２９が動かされるようになつてお
り、中立位置Ｎから前方Ｆに倒すほど前進増速、
後方Ｂに倒すほど後進増速する。

リンク機構中のベルクランク３１は、一対の摩
擦板を用いた摩擦伝動機構３２及び減速装置３３
を介して自動変速用電動モータ３４に連動連結さ
れており、このモータ３４を正逆転することによ
り、変速操作アーム２９が自動的に操作されるよ
うになつており、摩擦伝動機構３２の伝動力は手
動操作力よりも小さく設定してあるので、変速レ
バー３０の操作は、手動が自動より優先される。
このモータ３４はつぎに述べる車速制御装置Ｍで
制御される。

脱穀装置５の扱胴プーリ部３５には、脱穀負荷
をトルクおよび回転数として検出する脱穀負荷検
出装置３６が、クローラ走行装置２への減速装置
２８の入力部には、走行速度を軸回転速度として
検出する車速検出装置Ｌが、また二番スクリユ２
０には、二番負荷を回転数として検出する二番負
荷検出装置Ｗが、それぞれ設けられている。これ
らの各検出装置３６．L.Wの測定信号は、第４図
に示すように、車速制御装置（マイクロコンピユ
ータ）Ｍの中央処理装置（CPU）３７にインプ
ツトインターフエイス３８を介して入力され、予
めプログラムされた処理を受けてアウトプツトイ
ンターフエイス３９から前記モータ３４の駆動回
路４０に制御信号を出すようになつている。

中央処理装置３７では次のような処理が行なわ
れる。

まず、作業開始前に操縦者が操縦部４にある車
速選択スイツチ４１を操作することにより、初期
車速目標値が中央処理装置３７内に設定される。
扱胴負荷と走行速度とは予め所定の関係となるよ
うに設定されているから、この初期車速目標値は
初期脱穀負荷目標座標となる。

すなわち、上記初期車速目標値の設定により中
央処理装置３７内に、第５図に示すような脱穀負
荷の回転数・トルク座標系１００の初期脱穀負荷
目標座標１０１が設定される。

作業走行中のコンバイン１の実際の車速が車速
検出装置Ｌにより検出され、初期車速目標値と比
較され、実際の車速が目標値より速いと減速指令
が出され、逆に遅いと増速指令が出される。この
指令に基き車速調節装置Ｃが駆動され、実際の車
速が目標値になるようにフイードバツク制御され
る。

つぎに、初期脱穀負荷目標座標は、第５図に示
すような変更量係数により変更修正される。この
第５図はつぎのように構成されている。すなわ
ち、横軸は扱胴１２の回転数で、n0は無負荷時
の回転数を示し、n1ないしn4はn0よりそれぞれ
Δn、2Δn、3Δn、4Δnだけ降下した回転数、縦軸
は扱胴１２のトルクで、T1ないしT4はそれぞれ
のトルク値であり、−３ないし＋３は変更量係数
で、それぞれの回転数とトルクとの組み合わせに
おける変更量の大きさを示している。つまり、脱
穀負荷検出装置３６によつて検出される回転数と
トルクとの組み合わせが、図中の右下側にある場
合には走行速度を上げる方向に、左上側にある場
合には走行速度を下げる方向に、それぞれ変更量
係数に応じて脱穀負荷目標座標が変更される。

n0はエンジン２５の調速レバー２５ｂを定格
運転設定位置に正確にセツトした状態におけるエ
ンジン２５の無負荷時の回転数N0（基準値）から
決さる値、ΔNは適正負荷による回転低下値で、
これはエンジン２５の回転数がN0の状態から扱
胴１２に適正な負荷がかかつてエンジン２５の回
転数がN₁（標準値）まで低下するときの低下量
で、一定不変の固定値である。このΔNと前記Δn
とは2ΔN＝5Δnの関係にある。

そうして、通常の穀稈を刈取る場合には、扱胴
の回転数n1〜n3、扱胴のトルクT2〜T3の範囲で
作業が行なわれる。このn2およびn3は一定の値
ではなく、n0すなわちN0が変わると変化する。
これは、エンジン２５の調速レバー２５ｂが正確
に定格運転設定位置に操作されていないときに
は、エンジン２５の無負荷時の回転数ＮがN0に
ならないからである。n2とn3の中間値すなわち
エンジン２５の回転数Ｑは、Ｑ＝Ｎ−ΔNで計算
される標準作業値である。

このn0は脱穀負荷検出装置３６により、コン
バイン１の各装置２．３．５．９が駆動されてい
ながら穀稈を刈取つていない軽負荷時、すなわち
実際に刈取作業が始まる前に検出され、中央処理
装置３７に入力され、このn0からn1ないしn4が
計算され、第５図が作成される。したがつて、エ
ンジン２５の調速レバー２５ｂの操作位置が正確
に定格運転設定位置に合つていないときには、第
５図の変更量係数全体が左右方向にずれることに
なる。

このように、エンジン２５の回転数が定格回転
数N0に正確に合つていなくとも、自動制御は行
なわれるが、エンジン２５の回転数を定格回転数
N0になるように調速レバー２５ｂを正確な位置
に操作することが望ましい。なお、刈取られる穀
稈が稲の場合n0は470rpm、Δnは10rpmである。

以上実施例を要約すると、次のようになる。

（構成） エンジン２５に対して脱穀装置５を一定の減速
比で連動連結し、脱穀装置５の脱穀負荷をトルク
及び回転数として脱穀負荷検出装置３６で検出可
能にし、脱穀負荷検出装置３６の脱穀負荷となる
トルク及び回転数の検出信号に基き、車速制御装
置Ｍを制御作動させてコンバイン１の走行速度を
自動制御可能に構成し、その検出信号の値が高い
ときには走行速度を低速に、低いときには高速に
制御して、脱穀負荷を車速制御装置Ｍに設定した
脱穀負荷の回転数・トルク座標系１００の脱穀負
荷目標座標１０１に近づけるように構成したコン
バインの作業走行速度自動制御装置において、エ
ンジン２５を始動してから、脱穀装置５・引起し
装置６・刈取装置７・搬送装置９及び走行装置２
を始動して、走行装置２でコンバイン１を走行さ
せ始めて、刈取装置７で穀稈を刈取り始めるまで
に至る間のコンバイン始動期間中に、脱穀負荷検
出装置３６がエンジン２５の回転数を検出するこ
とに基き、車速制御装置Ｍに設定された脱穀負荷
の回転数・トルク座標系１００の基準点Ａがその
検出回転数に相当する回転数にくるように、脱穀
負荷の回転数・トルク座標系１００の全体を上記
検出回転数に対応させてシフトして設定し、この
ようにして設定した脱穀負荷の回転数・トルク座
標系１００により穀稈を刈取り始めた後の走行速
度を自動制御するように構成したものである。

（作用） (イ) 調速レバー２５ｂのセツト位置が定格運転設
定位置に正確に一致する場合｛第５図のように
基準点Ａがn0（座標［T0.n0］）に正確に一致す
る場合｝ 通常の刈取りの場合より扱胴１２のトルクが
大きくても、走行装置２の負荷が軽いと（例え
ば、トルクがT3〜T4の範囲であつても回転数
がn2〜n1の範囲である場合、トルクがT4〜T5
の範囲であつても回転数がn1〜n0の範囲であ
る場合）、走行速度を変えないように制御する
（脱穀負荷目標座標１０１は「０」であり、
「０」により走行速度を増減させない制御が行
なわれる）。

また、扱胴１２のトルクが小さくても、走行
装置２の負荷が重いと（例えば、トルクがT1
〜T2の範囲であつても回転数がn3〜n4の範囲
である場合、トルクがT0〜T1の範囲であつて
も回転数がn5〜n4の範囲である場合）走行速
度を変えないように制御する。

なお、実施例で回転数はエンジン回転数に代
るものとして検出される。

(ロ) 調速レバー２５ｂのセツト位置が定格運転設
定位置から低速側にずれる場合（第７図のよう
にエンジン回転数NOが誤操作等でNOより小
さなN2にセツトされた場合） 従来ではn0が固定されていて、このため、
調速レバー２５ｂのセツト位置のずれに回転
数・トルク座標系１００が対応できず、自動
制御が不適正になり、異常制御になる。

本発明ではn0をエンジンの実回転に合わ
せてシフトさせる。そして、これに対応して
回転数・トルク座標系１００の全体がシフト
して設定される。このため、調速レバー２５
ｂのセツト位置のずれにも回転数・トルク座
標系１００が対応でき、適正な自動制御が行
なえる（第６図参照）。

さらに、上記脱穀負荷目標座標の変更にもう一
段の変更が加えられる。すなわち、二番負荷検出
装置Ｗで二番スクリユ２０の回転数の測定値によ
る修正である。これは第８図に示すように、測定
値がR1以上の場合には修正はなく、詰まりを生
じかけて回転数が低下してくると、R2になるま
ではその回転数Ｒに応じた量（図中ΔV）が脱穀
負荷目標座標から減じられる。

こうして変更された目標座標に対して前述のフ
イードバツク車速制御が行なわれる。

二番スクリユ２０の回転数がR2以下になつた
場合には、二番詰まりの警報が発せられ、操縦者
はコンバイン１を停止させるとともに前処理装置
３および搬送装置９の駆動を停止させ、脱穀装置
５へそれ以上の穀稈が供給されるのを止める。

このように、二番回収部１９に籾やワラ屑が詰
まりそうになると、二番負荷検出装置Ｗで検出さ
れる回転数が低下するから、脱穀負荷目標座標が
現在の目標座標より下がり、脱穀装置５に供給さ
れる穀稈が減少し、二番回収部１９を詰まらせる
ことなく順調に作業が続けられる。

なお、上記実施例では、二番負荷として二番ス
クリユ２０の回転数を検出しているが、トルクを
検出するようにしてもよい。すなわち、あるトル
ク値以上が検出されると、現在の脱穀負荷目標座
標を減じるようにする。

また、基準値N0をエンジン２５の出力軸２５
ａに回転検出装置４２を設けてエンジン２５の無
負荷時の回転数を直接検出するようにしてもよ
い。

さらに、中央処理装置３７で走行速度制御のみ
ならず、油圧シリンダ１１を制御して、稈長に応
じて扱深さ量を制御する扱深さ制御、圃場の凹凸
に応じて刈取前処理装置３を一定高さに維持する
刈高さ制御、車体を株に沿つて走行させる方向制
御など、複数の自動制御の集中処理を行なつても
よい。

本発明は以上のように構成したからつぎの効果
を奏する。

すなわち、コンバインによる植立穀稈の刈取脱
穀作業をするに際して、エンジンの調速レバーの
操作位置が定格運転設定位置に正確にセツトされ
ている場合も、セツト位置がずれている場合に
も、エンジンの無負荷ないしは軽負荷時の回転数
（基準値）から、適正負荷による回転低下値を差
引いた値（標準作業値）をともにして、自動制御
が行なわれる。したがつて、調速レバーのセツト
位置がずれていても、従来例のようには異常制御
になることはなく、常に適正な制御が行なえる。

これにより、エンジンの出力に応じた適切な車
速の自動制御が行なえ、作業走行速度を上げられ
るときには上げて、また脱穀装置を詰まらすこと
なく作業でき、作業能率を向上させることができ
る。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の実施例を示し、第１図はコンバ
インの全体斜視図、第２図は要部縦断概略側面
図、第３図は駆動構造の概略構成図、第４図は走
行速度自動制御装置のブロツク線図、第５図乃至
第７図は脱穀負荷検出装置の検出値に基く脱穀負
荷の回転数・トルク座標系の脱穀負荷目標座標の
変更量を示す模式図であり、第５図は調速レバー
の操作位置が正確にセツトされている場合、第６
図は調速レバーのセツト位置がずれている場合
（本発明に係るもの）、第７図は調速レバーのセツ
ト位置がずれている場合（従来技術）を示し、第
８図は二番負荷検出装置の検出値に基く脱穀負荷
目標座標の変更量を示す模式図である。 １…コンバイン、２…走行装置、５…脱穀装
置、６…引起し装置、７…刈取装置、９…搬送装
置、１２…扱胴、２５…エンジン、２５ｂ…調速
レバー、３６…脱穀負荷検出装置、Ｍ…車速制御
装置、Ｃ…車速調節装置、No…基準値、N₁…標
準値、ΔN…回転低下値、Ｑ…標準作業値。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ コンバイン１のエンジン２５に対して、脱穀
   装置５を一定の減速比で連動連結するとともに、
   引起し装置６・刈取装置７・搬送装置９及び走行
   装置２を車速調節装置Ｃで変速可能に連動連結
   し、エンジン２５の動力により圃場に植えられた
   穀稈をコンバイン１の引起し装置６で引起し、刈
   取装置７で刈取り、搬送装置９で搬送し、脱穀装
   置５に供給して脱穀するように構成し、脱穀装置
   ５の脱穀負荷をトルク及び回転数として脱穀負荷
   検出装置３６で検出可能にし、脱穀負荷検出装置
   ３６の脱穀負荷となるトルク及び回転数の検出信
   号に基き、車速制御装置Ｍを制御作動させて、車
   速調節装置Ｃを変速操作し、コンバイン１の走行
   装置２の走行速度を自動制御可能に構成し、その
   検出信号の値が高いときには走行速度を低速に、
   低いときには高速に制御して、脱穀負荷を車速制
   御装置Ｍに設定した脱穀負荷の回転数・トルク座
   標系１００の脱穀負荷目標座標１０１に近づける
   ように構成したコンバインの作業走行速度自動制
   御装置において、エンジン２５を始動してから、
   脱穀装置５．引起し装置６．刈取装置７・搬送装
   置９及び走行装置２を始動して、走行装置２でコ
   ンバイン１を走行させ始めて、刈取装置７で穀稈
   を刈取り始めるまでに至る間のコンバイン始動期
   間中に、脱穀負荷検出装置３６がエンジン２５の
   回転数を検出することに基き、車速制御装置Ｍに
   設定された脱穀負荷の回転数・トルク座標系１０
   ０の基準点Ａがその検出回転数に相当する回転数
   にくるように、脱穀負荷の回転数・トルク座標系
   １００の全体を上記検出回転数に対応させてシフ
   トして設定し、このようにして設定した脱穀負荷
   の回転数・トルク座標系１００により、穀稈を刈
   取り始めた後の走行装置２の走行速度を自動制御
   するように構成したことを特徴とするコンバイン
   の作業走行速度自動制御装置。