JP2003038004A

JP2003038004A - 作業用機械

Info

Publication number: JP2003038004A
Application number: JP2001231875A
Authority: JP
Inventors: Hiroaki Yamazaki; 弘章山崎; Hideya Eda; 秀弥江田; Masahiro Nishigori; 将浩錦織
Original assignee: Mitsubishi Agricultural Machinery Co Ltd
Current assignee: Mitsubishi Agricultural Machinery Co Ltd
Priority date: 2001-07-31
Filing date: 2001-07-31
Publication date: 2003-02-12

Abstract

(57)【要約】【課題】作業用機械の制御において、センサの取付け
ガタ等に起因するハンチングの発生を防止する。【解決手段】コンバイン１は、可変ピッチプーリ２７
を変速動作させる電動モータ３６と、可変ピッチプーリ
２７の状態を検出するフィードチェン変速センサ４２
と、主変速レバー４３のレバー位置に応じてフィードチ
ェン目標値を演算し、該フィードチェン目標値に向けて
電動モータ３６を動作させる制御装置４４とを備える。
前記制御装置４４は、主変速レバー４３における１回の
レバー操作につき、電動モータ３６を１回動作させるも
のとし、電動モータ３６を動作させた後は、次回のレバ
ー操作があるまで電動モータ３６を停止させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、コンバイン等の作
業用機械の技術分野に属するものである。

【０００２】

【従来の技術】作業用機械のなかには、制御対象の状態
を変化させるアクチュエータと、制御対象の状態を検出
するセンサと、条件設定に応じて目標値を演算し、該目
標値に向けてアクチュエータを動作させる制御部とを備
えるものがあり、例えば、コンバインにおいては、走行
速度設定具の操作位置に応じて目標値を演算し、該目標
値に向けて脱穀フィードチェン変速用アクチュエータを
動作させることにより、脱穀フィードチェン速度を車速
連動にすることが提案されている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来のものでは、センサ値を常に目標値（不感帯を含む）
に一致させるようにアクチュエータを動作させるため、
センサの取付けガタ等に起因し、ハンチングが発生する
可能性があり、この場合には、アクチュエータが短時間
に正逆駆動を繰り返して故障したり、サーキットブレー
カが作動して制御不能になる等のトラブルを招く不都合
がある。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記の如き実
情に鑑みこれらの課題を解決することを目的として創作
されたものであって、制御対象の状態を変化させるアク
チュエータと、制御対象の状態を検出するセンサと、条
件設定に応じて目標値を演算し、該目標値に向けてアク
チュエータを動作させる制御部とを備える作業用機械に
おいて、前記制御部は、１回の条件変更につき、アクチ
ュエータを１回動作させるものとし、アクチュエータ動
作後、次回の条件変更までアクチュエータを停止させる
ことを特徴とする。つまり、条件変更が無い状況では、
アクチュエータを停止状態に保つため、センサの取付け
ガタ等に起因するハンチングの発生を防止でき、その結
果、アクチュエータが短時間に正逆駆動を繰り返して故
障したり、サーキットブレーカが作動して制御不能にな
る等のトラブルを回避することができる。また、前記制
御部は、アクチュエータ停止中に、目標値に対するセン
サ値の誤差を監視し、該誤差が所定値を越えたとき、条
件変更と見做してアクチュエータを動作させることを特
徴とする。この場合においては、仮に微小な条件変更を
見落したとしても、累積誤差が所定値を越えた時点でア
クチュエータが目標値に向けて動作されるため、累積誤
差を許容する場合に比して制御精度を向上させることが
できる。また、前記制御部は、走行速度設定具の操作位
置に応じて目標値を演算し、該目標値に向けて脱穀フィ
ードチェン変速用アクチュエータを動作させる脱穀フィ
ードチェン変速制御部であることを特徴とする。この場
合においては、脱穀フィードチェン変速装置におけるハ
ンチングの発生を防止することができる。

【０００５】

【発明の実施の形態】次に、本発明の第一実施形態を図
面に基づいて説明する。図面において、１はコンバイン
であって、該コンバイン１は、茎稈を刈取る前処理部２
と、刈取茎稈から穀粒を脱穀し、且つ、穀粒を選別する
脱穀部３と、選別済みの穀粒が貯溜される穀粒タンク４
と、脱穀済みの排稈を排出処理する後処理部５と、各種
の操作具が配設される操作部６と、クローラ式の走行部
７とを備えて構成される。

【０００６】前処理部２は、未刈茎稈を分草するデバイ
ダ８と、分草された茎稈を引き起す引起し装置９と、茎
稈の株元位置を切断する刈刃１０と、刈取茎稈を後述す
る第二前処理搬送装置（扱深さ搬送体）１１まで挟持搬
送する第一前処理搬送装置１２とを備えて構成されてお
り、走行主変速機構１３（静油圧式無段変速ユニットＨ
ＳＴ）を介して供給されるエンジン動力で動作する。そ
のため、前処理部２においては、車速に連動した速度で
茎稈の刈取りおよび搬送が行われる。尚、第二前処理搬
送装置１１は、茎稈の株元側を搬送する株元搬送チェン
１４と、茎稈の穂先側を搬送する穂先搬送体１５とを並
列状に備えると共に、装置全体が扱深さモータ（図示せ
ず）の駆動に応じて上下回動するように構成される。第
二前処理搬送装置１１が上下回動すると、脱穀フィード
チェン１６の茎稈挟持位置が変化し、それに伴って脱穀
部３における茎稈の扱深さが調節される。

【０００７】脱穀部３は、前記脱穀フィードチェン１６
と、該脱穀フィードチェン１６が搬送する茎稈を脱穀処
理する扱胴１７と、該扱胴１７を回転自在に内装する扱
室１８と、脱穀した穀粒を選別する各種の選別装置（図
示せず）と、これらの選別装置を内装する選別室１９と
を備えて構成され、走行主変速機構１３を経由しないエ
ンジン動力で動作される。そのため、脱穀部３において
は、エンジン回転数に応じた速度（通常、エンジン回転
数は定格回転に固定されるため、脱穀処理速度は略一定
となる。）で脱穀および選別が行われる。

【０００８】脱穀フィードチェン１６は、脱穀部３の外
側面部に前後方向を向いて配設されており、前述した第
二前処理搬送装置１１の終端部で受け継いだ茎稈を、挟
持レール２０との間で挟持しつつ、扱室１８に沿って後
方に搬送する。脱穀フィードチェン１６の駆動スプロケ
ット２１は、駆動ケース２２で軸支されており、該駆動
ケース２２は、選別室１９の前端部に左右を向いて内装
される圧風ファン２３の駆動軸２４から、ベルト式無段
変速機構２５を介して脱穀部動力を入力し、該動力を減
速して駆動スプロケット２１に供給する。

【０００９】ベルト式無段変速機構２５は、固定割プー
リ２６ａ、２７ａに対する可動割プーリ２６ｂ、２７ｂ
の軸方向移動に基づいてプーリ幅（ピッチ径）が変化す
る一対の可変ピッチプーリ２６、２７と、該一対の可変
ピッチプーリ２６、２７間に懸回される伝動ベルト２８
とを備えて構成される。一方の可変ピッチプーリ２７
を、後述する変速作動装置２９の駆動力でピッチ径増加
方向に強制的に変速作動させると、ピッチ径増加方向に
弾機３０で付勢される他方の可変ピッチプーリ２６が弾
機３０の付勢力に勝るベルト張力を受けてピッチ径減少
方向に従動的に変速作動し、また、一方の可変ピッチプ
ーリ２７を、ピッチ径減少方向に強制的に変速作動させ
ると、他方の可変ピッチプーリ２６がベルト張力に勝る
弾機３０の付勢力を受けてピッチ径増加方向に従動的に
変速作動するように構成される。つまり、一対の可変ピ
ッチプーリ２６、２７は、変速作動装置２９の駆動に伴
ってピッチ径が背反的に変化し、このピッチ径変化に基
づいて脱穀フィードチェン１６の搬送動作速度が無段階
状に変速される。尚、３１は駆動ケース２２の入力軸で
ある。

【００１０】可変ピッチプーリ２７の内側方には、変速
スリーブ３２が設けられている。変速スリーブ３２は、
可動割プーリ２７ｂに対し、軸回り方向に回動自在で、
且つ、軸方向に一体移動すべく軸受３３を介して連結さ
れる。駆動ケース２２から外側方に突出する入力軸３１
は、支持筒３４で支持される。支持筒３４の外周部に
は、所定ピッチの螺旋溝３４ａが形成されており、該螺
旋溝３４ａには、変速スリーブ３２の内周部に保持され
るボール３５が嵌合される。そのため、変速スリーブ３
２が軸回り方向に正逆回転すると、螺旋溝３４ａの案内
で変速スリーブ３２および可動割プーリ２７ｂが軸方向
に一体的に進退移動し、このプーリ変位に基づいて可変
ピッチプーリ２７が強制的に変速動作されることにな
る。

【００１１】変速スリーブ３２の外周部には、モータブ
ラケット３７を介して減速機構付きの電動モータ３６が
設けられる。電動モータ３６は、出力軸３６ａに小径ギ
ヤ３８を備えており、該小径ギヤ３８が、変速スリーブ
３２の外周部に固設された大径ギヤ３９に噛合される。
つまり、電動モータ３６が駆動すると、小径ギヤ３８お
よび大径ギヤ３９を介して変速スリーブ３２が回転駆動
され、それに伴って可動割プーリ２７ｂが変速動作され
る。このとき、電動モータ３６は、モータブラケット３
７に突設されるピン４０と、駆動ケース２２に固設され
るセンサブラケット４１のガイド孔４１ａとの係合によ
り、供回りが規制される。

【００１２】センサブラケット４１には、フィードチェ
ン変速センサ（ポテンショメータ）が設けられる。フィ
ードチェン変速センサ４２のセンサ軸４２ａには、セン
サアーム４２ｂが設けられており、該センサアーム４２
ｂがピン４０に弾圧的に接当される。これにより、ピン
４０の位置検出に基づいて可動割プーリ２７ｂの変速位
置を検出することが可能になる。

【００１３】一方、前記操作部６には、主変速レバー
（走行速度設定具）４３が設けられる。主変速レバー４
３は、中立位置から前方への操作に基づいて機体を前進
させる一方、中立位置から後方への操作に基づいて機体
を後進させ、さらに、中立位置からの操作量に比例して
車速が増加するように走行主変速機構１３に連繋され
る。

【００１４】図１４は制御装置の入出力を示すブロック
図である。この図に示すように、コンバイン１は、マイ
クロコンピュータ（ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ等を含む）
を用いて構成された制御装置（脱穀フィードチェン変速
制御部）４４を備える。制御装置４４の入力側には、前
述したフィードチェン変速センサ４２、主変速レバー４
３のレバー位置を検出するレバー位置センサ４５、作業
機回転（脱穀動力回転）を検出する作業機回転センサ４
６等が入力インタフェース回路を介して接続される一
方、出力側には、前述した電動モータ３６等が出力イン
タフェース回路を介して接続される。即ち、制御装置４
４は、脱穀フィードチェン１６の搬送速度を、車速に連
動するように無段変速制御する制御プログラムを備えて
おり、以下、その制御手順をフローチャートに沿って説
明する。

【００１５】図１５はフィードチェン変速制御を示すフ
ローチャートである。この図に示すように、フィードチ
ェン変速制御においては、まず、主変速レバー４３の操
作（条件変更）を判断する。この判断では、レバー位置
センサ４５のセンサ値に基づいて主変速レバー４３の操
作およびその終了を判断しており、一回のレバー操作が
終了した時点で判断結果がＹＥＳとなる。主変速レバー
４３の操作終了を判断すると、レバー位置センサ４５の
センサ値に基づいてフィードチェン目標値（目標フィー
ドチェン変速センサ値）を演算する。このとき、図１６
に示すような関数を用い、車速に連動するようにフィー
ドチェン目標値が演算される。フィードチェン目標値を
演算した後は、変速フラグに”駆動”をセットすると共
に、フィードチェン変速条件（プーリ回転等）を確認し
た後、フィードチェン目標値とフィードチェン現在値
（フィードチェン変速センサ値）との比較判断を行う。
この比較判断では、不感帯上限値（フィードチェン目標
値＋α）および不感帯下限値（フィードチェン目標値−
α）を、フィードチェン現在値と比較する。フィードチ
ェン現在値が不感帯上限値よりも大きいと判断した場合
には、フィードチェン減速信号を出力（電動モータ３６
の減速側駆動信号）し、一方、フィードチェン現在値が
不感帯下限値よりも小さいと判断した場合には、フィー
ドチェン増速信号を出力（電動モータ３６の増速側駆動
信号）する。そして、変速フラグに”駆動”がセットさ
れている状態では、主変速レバー４３の操作に拘わら
ず、フィードチェン現在値と不感帯（上限値および下限
値）との比較が繰り返される。フィードチェン現在値が
不感帯に入ると、変速フラグに”停止”をセットすると
共に、フィードチェン変速出力を停止し、一連の処理を
終了する。即ち、フィードチェン変速制御では、主変速
レバー４３における１回の操作につき、電動モータ３６
（ベルト式無段変速機構２５）を１回動作させるものと
し、電動モータ３６の動作後は、次回のレバー操作まで
電動モータ３６を停止させる。これにより、フィードチ
ェン変速センサ４２等に取付けガタがあったとしても、
このガタに起因するハンチングの発生を防止することが
可能になる。

【００１６】図１７は第二実施形態におけるフィードチ
ェン変速制御を示すフローチャートである。この図に示
すように、第二実施形態のフィードチェン変速制御にお
いては、前記第一実施形態と同様に、主変速レバー４３
における１回の操作につき、電動モータ３６（ベルト式
無段変速機構２５）を１回動作させるものとし、電動モ
ータ３６の動作後は、原則として次回のレバー操作まで
電動モータ３６を停止させるが、主変速レバー４３の操
作が判断されない状況（電動モータ３６の停止状態）で
あっても、フィードチェン目標値とフィードチェン現在
値との比較判断が行われる。この比較判断においては、
フィードチェン目標値とフィードチェン現在値との差
（絶対値）が所定値βを越えたか否かを判断し、該判断
がＹＥＳになった場合は、主変速レバー４３が操作され
たものと見做し、変速フラグに”駆動”をセットしてフ
ィードチェン増減速出力を実行する。即ち、第二実施形
態のフィードチェン変速においては、仮に微小なレバー
操作を見落したとしても、累積誤差が所定値βを越えた
時点で電動モータ３６がフィードチェン目標値に向けて
駆動されるため、上記累積誤差を解消することが可能に
なる。

【００１７】図１８は第三実施形態におけるフィードチ
ェン変速制御を示すフローチャートである。この図に示
すように、第三実施形態のフィードチェン変速制御にお
いては、まず、レバー位置センサ４５のセンサ値に基づ
いてフィードチェン目標値を演算し、フィードチェン変
速条件を確認する。次に、変速フラグのセット値を判断
し、ここでセット値が”駆動”である場合には、フィー
ドチェン目標値とフィードチェン現在値との比較判断を
行う。この比較判断では、不感帯上限値（フィードチェ
ン目標値＋α）および不感帯下限値（フィードチェン目
標値−α）を、フィードチェン現在値と比較する。フィ
ードチェン現在値が不感帯上限値よりも大きいと判断し
た場合には、フィードチェン減速信号を出力（電動モー
タ３６の減速側駆動信号）し、一方、フィードチェン現
在値が不感帯下限値よりも小さいと判断した場合には、
フィードチェン増速信号を出力（電動モータ３６の増速
側駆動信号）する。そして、変速フラグに”駆動”がセ
ットされている状態では、主変速レバー４３の操作に拘
わらず、フィードチェン現在値と不感帯（上限値および
下限値）との比較が繰り返される。フィードチェン現在
値が不感帯に入ると、前記第一および第二実施形態と同
様、変速フラグに”停止”をセットすると共に、フィー
ドチェン変速出力を停止するが、第三実施形態において
は、出力停止時に、今回のフィードチェン目標値を目標
値’（変数）に格納する。そして、変速フラグのセット
値が”停止”の状態では、現在のフィードチェン目標値
と目標値’との差（絶対値）が所定値βを越えたか否か
を判断し、該判断がＹＥＳになった場合は、主変速レバ
ー４３が操作されたものと見做し、変速フラグに”駆
動”をセットして上記のフィードチェン増減速出力を実
行する。即ち、第三実施形態のフィードチェン変速にお
いては、フィードチェン目標値と目標値’との差に基づ
いて主変速レバー４３の操作を判断し、該判断に応じて
電動モータ３６を駆動させた後、電動モータ３６を停止
状態に保つため、第一実施形態と同等の作用効果を奏す
ることになり、しかも、目標値’に対するフィードチェ
ン目標値の偏差が所定値βを越えた時点で電動モータ３
６を駆動させるので、第二実施形態と同様に累積誤差を
解消することが可能になる。

【００１８】叙述の如く構成されたものにおいて、コン
バイン１は、可変ピッチプーリ２７を変速動作させる電
動モータ３６と、可変ピッチプーリ２７の状態を検出す
るフィードチェン変速センサ４２と、主変速レバー４３
のレバー位置（条件設定）に応じてフィードチェン目標
値を演算し、該フィードチェン目標値に向けて電動モー
タ３６を動作させる制御装置４４とを備える。前記制御
装置４４は、主変速レバー４３における１回のレバー操
作につき、電動モータ３６を１回動作させるものとし、
電動モータ３６を動作させた後は、次回のレバー操作が
あるまで電動モータ３６を停止させる。つまり、主変速
レバー４３の操作が無い状況では、電動モータ３６を停
止状態に保つため、フィードチェン変速センサ４２の取
付けガタ等に起因するハンチングの発生を防止でき、そ
の結果、電動モータ３６がが短時間に正逆駆動を繰り返
して故障したり、サーキットブレーカが作動して制御不
能になる等のトラブルを回避することができる。

【００１９】また、第二実施形態の制御装置４４におい
ては、電動モータ３６の停止中に、フィードチェン目標
値に対するフィードチェン変速センサ値（フィードチェ
ン現在値）の誤差を監視し、該誤差が所定値βを越えた
とき、レバー操作と見做して電動モータ３６を動作させ
るため、累積誤差を許容する場合に比して制御精度を向
上させることができる。

【００２０】尚、本発明は、前記実施形態に限定されな
いことは勿論であって、要は、制御対象の状態を変化さ
せるアクチュエータと、制御対象の状態を検出するセン
サと、条件設定に応じて目標値を演算し、該目標値に向
けてアクチュエータを動作させる制御部とを備える作業
用機械であれば、コンバインに限らず実施することがで
き、また、その制御対象が変速装置に限定されないこと
は言うまでもない。

【図面の簡単な説明】

【図１】コンバインの斜視図である。

【図２】前処理部の概略側面図である。

【図３】脱穀部の側面図である。

【図４】同上断面図である。

【図５】脱穀部の動力伝動図である。

【図６】圧風ファンの正面図である。

【図７】ベルト式無段変速機構の正面図である。

【図８】エンジン側可変ピッチプーリの断面図である。

【図９】フィードチェン側可変ピッチプーリおよび駆動
ケースの断面図である。

【図１０】同上要部拡大断面図である。

【図１１】センサブラケットの平面図である。

【図１２】主変速レバーの側面図である。

【図１３】同上後面図である。

【図１４】制御装置の入出力を示すブロック図である。

【図１５】フィードチェン変速制御を示すフローチャー
トである。

【図１６】主変速レバー位置とフィードチェン搬送速度
との関係を示すグラフ図である。

【図１７】第二実施形態におけるフィードチェン変速制
御を示すフローチャートである。

【図１８】第三実施形態におけるフィードチェン変速制
御を示すフローチャートである。

【符号の説明】

１コンバイン１６脱穀フィードチェン２５ベルト式無段変速機構２７可変ピッチプーリ２７ａ固定割プーリ２７ｂ可動割プーリ２８伝動ベルト３６電動モータ４２フィードチェン変速センサ４３主変速レバー４４制御装置４５レバー位置センサ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者錦織将浩島根県八束郡東出雲町大字揖屋町667番地１三菱農機株式会社内Ｆターム(参考） 2B076 AA03 DA09 DB08 DC01 EA01 EA06 EB02 EC17 ED09 2B304 KA13 LA02 LA13 LB02 MA02 MB02 MC08 MD03 MD04 PD04 PD31

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】制御対象の状態を変化させるアクチュエ
ータと、制御対象の状態を検出するセンサと、条件設定
に応じて目標値を演算し、該目標値に向けてアクチュエ
ータを動作させる制御部とを備える作業用機械におい
て、前記制御部は、１回の条件変更につき、アクチュエ
ータを１回動作させるものとし、アクチュエータ動作
後、次回の条件変更までアクチュエータを停止させるこ
とを特徴とする作業用機械。
【請求項２】請求項１の制御部は、アクチュエータ停
止中に、目標値に対するセンサ値の誤差を監視し、該誤
差が所定値を越えたとき、条件変更と見做してアクチュ
エータを動作させることを特徴とする作業用機械。
【請求項３】請求項１または２の制御部は、走行速度
設定具の操作位置に応じて目標値を演算し、該目標値に
向けて脱穀フィードチェン変速用アクチュエータを動作
させる脱穀フィードチェン変速制御部であることを特徴
とする作業用機械。