JP2949034B2 - 脱穀選別制御装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、脱穀後の処理物を選別
する選別装置に備えられた揺動選別板上の処理物の層厚
を検出する層厚検出手段と、前記層厚検出手段の情報に
基づいて、前記処理物の層厚が適正範囲となるように、
前記揺動選別板の漏下開度を所定制御周期で変更調節す
る開度制御を行う制御手段とが設けられた脱穀選別制御
装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】上記脱穀選別制御装置においては、層厚
検出情報（例えば揺動選別板上の処理物の層厚検出値及
びその変化率の情報）から例えばファジィ推論等を用い
て決定した操作量で、揺動選別板の漏下開度を選別装置
における２番還元時間（３秒程度）等に設定した所定制
御周期で変更調節して、揺動選別板上の処理物層の層厚
を適正範囲に維持するようにしていた。これにより、上
記処理物層が薄過ぎる場合における１番物への藁屑混入
や、逆に上記処理物層が厚過ぎる場合における３番ロス
の増加、及び２番還元量の増え過ぎによる穀粒の損傷等
の不具合を防止するようにしていた（例えば、特開平５
‐２１号公報号参照）。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】上記従来技術によれ
ば、例えば扱室から選別装置に供給される処理物量が安
定していて、揺動選別板上の処理物層の層厚が適正範囲
からあまり大きく外れない場合には、前記揺動選別板の
漏下開度制御を比較的長い周期（例えば、上記２番還元
時間の３秒程度）で行っても特に問題は生じない。しか
し、扱室からの供給処理物量が急激に変動する等のため
に、揺動選別板上の処理物層の層厚が急激に変化してい
るときに、上記長い周期の開度制御を行っても、急激な
層厚変化に充分に対応することができない。その結果、
揺動選別板上の処理物層の層厚が適正範囲から大きく外
れて、適正な状態で選別処理がなされず、前記処理物層
が厚過ぎる又は薄過ぎる場合の不具合を発生させるおそ
れがあった。

【０００４】本発明は、上記実情に鑑みて為されたもの
であって、その目的は、揺動選別板上の処理物の層厚検
出情報に基づいてその開度制御の周期を変更して、その
処理物の層厚変化に適切に対応できるようにし、もっ
て、揺動選別板上の処理物層の層厚を極力適正範囲に維
持して、前記従来技術の不具合を解消させるようにする
ことにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明の脱穀選別制御装
置は、脱穀後の処理物を選別する選別装置に備えられた
揺動選別板上の処理物の層厚を検出する層厚検出手段
と、前記層厚検出手段の情報に基づいて、前記処理物の
層厚が適正範囲となるように、前記揺動選別板の漏下開
度を所定制御周期で変更調節する開度制御を行う制御手
段とが設けられたものであって、その第１の特徴構成
は、前記制御手段は、前記処理物の層厚が適正範囲から
設定値以上外れた場合、又は、前記処理物の層厚が設定
率以上の変化率で変化する場合に、前記開度制御におけ
る前記所定制御周期よりも短い制御周期で前記揺動選別
板の漏下開度を変更調節する補助開度制御を行うように
構成されている点にある。

【０００６】第２の特徴構成は、前記制御手段は、前記
開度制御及び補助開度制御において、前記層厚検出手段
の層厚検出値及びその変化率に基づいて決定した操作量
で、前記揺動選別板の漏下開度の変更調節を行うように
構成されている点にある。

【０００７】第３の特徴構成は、前記開度制御での前記
揺動選別板の漏下開度調節のための前記所定制御周期
が、前記選別装置における２番還元時間に設定されてい
る点にある。

【０００８】

【作用】本発明の第１の特徴構成によれば、揺動選別板
上の処理物の層厚の適正範囲からの外れが設定値よりも
小さく、且つ、その層厚変化率が設定率よりも小さい場
合には、例えば揺動選別板の漏下開度の変更操作に要す
る時間等を考慮して比較的長い時間に設定された所定制
御周期で、上記層厚検出情報に基づいて揺動選別板の漏
下開度が変更調節される。一方、揺動選別板上の処理物
の層厚が適正範囲から設定値以上外れた場合、又は、そ
の層厚変化率が設定率以上の場合には、上記所定制御周
期よりも短い制御周期で、上記層厚検出情報に基づいて
揺動選別板の漏下開度が変更調節される。

【０００９】又、第２の特徴構成によれば、上記第１の
特徴構成において、上記所定制御周期で又はその所定制
御周期よりも短い制御周期で夫々行われる上記揺動選別
板の漏下開度の変更調節が、処理物の層厚検出値及びそ
の変化率に基づいて、例えばその層厚検出値及びその変
化率をファジィ変数とするファジィ推論に基づいて決定
した操作量で行われる。

【００１０】又、第３の特徴構成によれば、上記第１又
は第２の特徴構成において、揺動選別板上の処理物の層
厚の適正範囲からの外れが設定値よりも小さく、且つ、
その層厚変化率が設定率よりも小さい場合には、選別装
置における２番還元時間に設定された所定制御周期で、
上記層厚検出情報に基づいて揺動選別板の漏下開度が変
更調節される。これにより、開度変更調節の結果が処理
物の層厚変化として確定した後に次の層厚検出情報に基
づく揺動選別板の漏下開度変更を行うことができること
になる。

【００１１】

【発明の効果】本発明の第１の特徴構成によれば、揺動
選別板上の処理物の層厚変化が小さく層厚検出値が比較
的安定している場合には不要な揺動選別板の漏下開度の
変更を極力回避させる一方、層厚変化が急激である場合
には揺動選別板の漏下開度変更を短い周期で行って、そ
の処理物の層厚変化に適切に対応できるようにするの
で、例えば、上記層厚変化の大小にかかわらず上記制御
周期を一定の周期で行うものに比べて、揺動選別板上の
処理物層の層厚を極力適正範囲に維持して適正な選別処
理を行わせることができる。

【００１２】又、第２の特徴構成によれば、揺動選別板
の漏下開度の変更調節が、処理物の層厚検出値及びその
変化率に基づいて決定した操作量で行われるので、例え
ば層厚検出値のみに基づいて操作量を決定するものに比
べて、より滑らかで適切な選別制御が可能となり、もっ
て、上記第１の特徴構成を実施する際の好適な手段が得
られる。

【００１３】又、第３の特徴構成によれば、揺動選別板
上の処理物の層厚変化が小さい場合において、選別装置
における２番還元動作に合わせた適切な制御周期で揺動
選別板の漏下開度変更を行うことができ、もって、上記
第１又は第２の特徴構成を実施する際の好適な手段が得
られる。

【００１４】

【実施例】以下、本発明をコンバインの脱穀装置に適用
した場合の実施例を図面に基づいて説明する。図２〜図
４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１、脱穀装置２、操縦部３、刈取部４等を備え
る。

【００１５】刈取部４には、分草具５、植立穀稈を引き
起こす引き起こし装置６、引き起こされた穀稈の株元を
切断する刈り刃７、及び、刈取穀稈を係止搬送して機体
後方側の脱穀装置２のフィードチェーン１６に渡す縦搬
送装置９等が順次並ぶ状態で設けられている。尚、縦搬
送装置９の始端部には、刈取穀稈の有無を検出するため
に、刈取穀稈が有るときにオンし、無いときにオフする
スイッチからなる株元センサＳ４が設けられている。

【００１６】脱穀装置２は、図４に示すように、扱胴１
５を収納する扱室Ａ、刈取部４から供給される穀稈を扱
室Ａに供給搬送するフィードチェーン１６、排塵用の横
断流ファン１７、脱穀後の処理物を選別するための選別
装置Ｂを備える。選別装置Ｂは、トウミ１８、揺動選別
板１９、選別後の処理物を回収するための一番物回収部
（以下、一番口という）２０及び二番物回収部（以下、
二番口という）２１を備えている。

【００１７】フィードチェーン１６にて扱室Ａに供給搬
送される穀稈は扱胴１５の回転により脱穀される。扱室
Ａの下部には受網２２が設けられ、脱穀後の処理物のう
ち単粒化した穀粒は受網２２から揺動選別板１９に漏下
する。受網２２から漏下できなかった処理物は受網２２
の後端部より揺動選別板１９に落下する。

【００１８】揺動選別板１９は、トウミ１８の上方に位
置するグレンパン２３、その後方に位置するチャフシー
ブ２４、その下方に位置するグレンシーブ２５等からな
り、一定周期の揺動により処理物を後方に移送しながら
比重選別する。一番口２０及び二番口２１は、それぞれ
スクリューコンベアを備え、チャフシーブ２４及びグレ
ンシーブ２５から漏下した穀粒は一番口２０から回収さ
れてタンク等に貯溜される。チャフシーブ２４の後端や
グレンシーブ２５の後端から落下した穀粒と藁屑との混
合物は、二番口２１で回収されてから、所定の２番還元
時間（例えば、３秒程度）の後に揺動選別板１９に還元
される。

【００１９】チャフシーブ２４は、図５に示すように、
複数の板状部材２４ａが所定間隔毎に前後方向に並設さ
れたものである。各板状部材２４ａは左右軸芯周りに回
動自在に左右の側板に枢着され、下端部がリンク２４ｂ
にて枢支連結されている。従って、リンク２４ｂを前後
方向に移動操作すると、各板状部材２４ａが同時に回動
し、各板状部材２４ａの隣接間隔ｔが変化する。この間
隔ｔが揺動選別板１９における漏下開度（以下、チャフ
開度という）に相当し、このチャフ開度の変更は、シー
ブモータＭ１を正逆方向に回転駆動することによって行
われる。そのシーブモータＭ１の回転動作はギヤ式の連
係機構２６、揺動アーム２７、ワイヤ２８によってリン
ク２４ｂの前後移動動作に変換されて、上記の如くチャ
フ開度が変更される。尚、揺動アーム２７の回動角度か
らチャフ開度を検出するポテンショメータ式のチャフ開
度センサＳ２が設けられている。

【００２０】トウミ１８は、選別風を発生するためのも
のであり、その風力の変更は、トウミ１８の回転数を変
えることによって行われる。つまり、回転数を大きくす
るほど、トウミ風力が大きくなる。トウミ回転数の変更
は、後述の割りプーリ式のベルト変速装置８（図３参
照）をトウミモータＭ２によって変速操作することによ
って行われる。尚、トウミ１８の回転数を検出するトウ
ミ回転数センサＳ３がトウミ１８の回転軸１８ａに設け
られている。

【００２１】上記揺動選別板１９の構成において、シー
ブモータＭ１を駆動してチャフ開度を大きくするほど、
チャフシーブ２４において下方側に漏下する穀粒量が増
加して、選別装置Ｂの処理能力が大きくなる。このと
き、一番口２０にて回収される穀粒に藁屑が混入するの
を防止するために、チャフ開度の増加に応じてトウミ風
力が大きくなるつまりトウミ回転数を大きくするように
トウミモータＭ２を駆動する。

【００２２】又、図６に示すように、チャフシーブ２４
上の選別処理物（穀粒等）の層厚を検出する層厚センサ
Ｓ１が設けられている。層厚センサＳ１は、横軸芯周り
に揺動自在に垂下された板状部材Ｔ１，Ｔ２と、その板
状部材Ｔ１，Ｔ２の後方（処理物の搬送方向）への回動
角度Ｉを抵抗値に変換するポテンショメータＰＭからな
る。処理物の層厚が小さいときは板状部材Ｔ１が処理物
に接当して後方へ回動し、層厚が大きくなると板状部材
Ｔ２が処理物に接当して後方へ回動するように構成され
ている。

【００２３】上記構成により、選別処理物の量が多くな
ってその層厚が厚くなるほどセンサバーＴ１，Ｔ２の回
動角度Ｉが大きくなるので、ポテンショメータＰＭの抵
抗値から処理物の層厚を検出することができる。従っ
て、揺動選別板１９（実際はチャフシーブ２４）上の処
理物の層厚を検出する層厚検出手段が、上記層厚センサ
Ｓ１によって構成されることになる。

【００２４】動力伝達系は図３に示すように構成されて
いる。エンジンＥの動力は、脱穀クラッチ１０を介して
脱穀装置２に伝達されると共に、走行クラッチ１１及び
車速変速用の油圧式の無段変速装置１２を介して、左右
一対のクローラ走行装置１のミッションケース１３に伝
達され、刈取部４には、ミッションケース１３から刈取
クラッチ１４を介して動力が伝達される。脱穀装置２に
伝達された動力は、割りプーリ式のベルト変速装置８を
介して前記トウミ１８の回転軸１８ａに伝動され、又、
図示しないが、前記扱胴１５、フィードチェーン１６、
揺動選別板１９等の駆動動力として伝動される。エンジ
ンＥには、その回転数を検出するエンジン回転数センサ
Ｓ６が設けられ、ミッションケース１３には、クローラ
走行装置１への駆動軸の回転数を検出して車速を検出す
る車速センサＳ５が設けられ、脱穀装置２が動作中か否
かを検出するために、脱穀クラッチ１０の入切状態を検
出する脱穀スイッチＳＷ１が設けられている。

【００２５】図１に示すように、マイクロコンピュータ
等で構成される制御手段Ｈが設けられ、この制御手段Ｈ
には、前述の層厚センサＳ１、チャフ開度センサＳ２、
トウミ回転数センサＳ３、株元センサＳ４、車速センサ
Ｓ５、エンジン回転数センサＳ６、及び、脱穀スイッチ
ＳＷ１からの各検出情報が入力されている。又、前記操
縦部３の操縦パネルには、作物条件を麦、稲、濡れの３
条件の中から選択して切り換える作物切換スイッチＳＷ
２と、トウミ調節ボリュームＶＲとが設けられ、これら
の情報も制御手段Ｈに入力されている。尚、上記センサ
等からの入力情報は、Ａ／Ｄ変換されて０〜２５５の８
ビットデジタルデータになる。一方、制御手段Ｈから
は、前述のシーブモータＭ１、及び、トウミモータＭ２
に対する各駆動信号が出力されている。

【００２６】前記制御手段Ｈは、前記層厚センサＳ１の
情報に基づいて、前記処理物の層厚が適正範囲となるよ
うに、前記揺動選別板１９の漏下開度を所定制御周期で
変更調節する開度制御を行う。同時に、前記処理物の層
厚が適正範囲から設定値以上外れた場合、又は、前記処
理物の層厚が設定率以上の変化率で変化する場合に、前
記開度制御における前記所定制御周期よりも短い制御周
期で揺動選別板１９の漏下開度を変更調節する補助開度
制御を行うように構成されている。具体的には、図２７
（イ）に示すように、適正層厚範囲ｓ０からの層厚検出
値の偏差が大小２段階の設定値のうちの大側の設定値ｓ
２以上のとき（図の左側部分）、及び、上記層厚の偏差
が大側の設定値ｓ２と小側の設定値ｓ１との間にあって
その変化率が設定率Δｓ以上のとき（図の右側部分）
に、上記補助開度制御を行う。尚、図２７（ロ）には、
上記補助開度制御を行う前後のチャフ開度の変化を例示
する。上記開度制御での揺動選別板１９の漏下開度調節
のための所定制御周期が、選別装置Ｂにおける前述の２
番還元時間（例えば３秒）に設定され、又、上記補助開
度制御での制御周期は、基本的に連続制御とみなせる短
い周期（後述のように、２５０ｍｓ）に設定されてい
る。

【００２７】又、前記制御手段Ｈは、前記開度制御及び
補助開度制御において、前記層厚センサＳ１の層厚検出
値及びその変化率に基づいて決定した操作量で前記シー
ブモータＭ１を作動させて、前記チャフ開度の変更調節
を行うように構成されている。尚、後述のように、上記
シーブモータＭ１の作動量に応じてトウミモータＭ２も
作動される。具体的には、制御手段Ｈは、上記操作量を
ファジィ推論に基づいて予め求めた操作量データを数値
テーブルとして記憶して、その操作量データに基づいて
即ち上記数値テーブル内のデータを選択して前記操作量
を決定するとともに、そのファジィ推論において、揺動
選別板１９における漏下開度の大小に対応して設定した
２つの制御規則（２つの数値テーブル）のうちの１つ
を、前記チャフ開度に基づいて選択して、前記操作量デ
ータを求めるように構成されている。尚、制御手段Ｈ
は、上記決定した操作量からチャフ開度及びトウミ回転
数の目標値を求め、各目標値とチャフ開度センサＳ２又
はトウミ回転数センサＳ３の検出値との偏差をゼロにす
るように制御する。

【００２８】前記ファジィ推論における制御規則につい
て説明する。図２４に示すファジィマップの配列要素と
して、処理物の層厚目標値（後述のシーブ目標値）に対
する層厚検出値の偏差であるシーブ偏差と、所定時間内
での層厚検出値の変化量であるシーブ変化量（従って、
これが層厚検出値の変化率に対応する）とを求める。こ
こで、層厚検出値が層厚目標値よりも大きければシーブ
偏差は正の値になり、逆であれば、負の値になる。又、
層厚検出値が増加傾向にあればシーブ変化量は正の値に
なり、減少傾向にあれば負の値になる。次に、チャフ開
度が所定開度（例えば１９ｍｍ）よりも小さい場合に
は、２つ用意されているファジィマップのうちの主マッ
プ（図２４（イ））を選択し、所定開度よりも大きい場
合には、補助マップ（図２４（ロ））を選択して、上記
シーブ偏差及びシーブ変化量を前件部のファジィ変数と
するファジィ推論により、チャフ開度の操作量即ちシー
ブモータＭ１に対する出力を求める。

【００２９】つまり、シーブ偏差及びシーブ変化量のメ
ンバーシップ関数が、図２３（イ）及び（ロ）に示さ
れ、又、図２４に示すルールの後件部のファジィ変数で
あるチャフ開度に対する操作量のメンバーシップ関数
が、図２３（ハ）に示すように、離散的なシングルトン
の集合として表される。そして、シーブ偏差及びシーブ
変化量の各メンバーシップ関数に対するグレード（適合
度ともいう）に応じて、図２４の各マップに示す２５個
のルールのうちの１個又は複数のルールからの出力が得
られ、適合するルールから得られる出力にシーブ偏差又
はシーブ変化量のグレードの小さい方の値を掛けた値が
そのルールから得られる出力となる。複数のルールから
複数の出力が得られる場合はそれらの平均値が最終的な
出力になる。尚、上記出力も正負の８ビットデジタル値
で表され、正の値はチャフ開度を大きくする方向に操作
することを表し、負の値はチャフ開度を小さくする方向
に操作することを表す。

【００３０】上記制御ルール（図２４）からも判るよう
に、チャフ開度が所定開度よりも小さい場合に選択され
る主マップ（図２４（イ））では、チャフ開度が所定開
度よりも大きい場合に選択される補助マップ（図２４
（ロ））に比べて、チャフ開度の操作量が大きくなる。
特に、シーブ偏差及びシーブ変化量が共に大きい条件に
おいて、チャフ開度の操作量が大きくなるように設定さ
れている。これにより、揺動選別板１９における漏下開
度が小さいときの方が、揺動選別板１９における漏下開
度が大きいときよりも、層厚センサＳ１の層厚検出値及
びその変化率に基づいて決定する操作量を大きくするよ
うに構成されることになる。

【００３１】次に、図７〜図２２に示すフローチャート
に基づいて、制御手段Ｈによる脱穀制御の流れを説明す
る。メインフロー（図７）では、先ず、初期設定処理を
行った後、層厚センサＳ１による層厚検出データの処理
を行うシーブ検出処理と、共通データの設定処理を行
う。そして、脱穀スイッチＳＷ１がオフ状態のときは、
各種制御用のフラグやカウンタをクリアしてから、セン
サ類や各部の異常を調べる自己診断処理を行う。一方、
脱穀スイッチＳＷ１がオフ状態からオン状態に変化して
脱穀作業が開始されると、所定の制御周期（２５０ｍ
ｓ）ごとに脱穀制御処理を行い、その後、上記自己診断
処理を行う。

【００３２】初期設定処理（図８）では、メモリー（Ｅ
ＥＰＲＯＭ）内に記憶されているチャフシーブ２４の全
開位置及び全閉位置のデータが正常かどうかを調べる。
正常であれば、それに基づいてチャフ開度調節の上限位
置を上記データの全開位置よりも少し閉じ側の位置とし
て、又、下限位置を上記データの全閉位置よりも少し開
き側の位置としてそれぞれ設定する。さらに、その上限
位置と下限位置の差が所定値（適正開度量）よりも大き
いときだけ、上限位置を下限位置にその所定値（適正開
度量）を加えた位置として再設定する。一方、メモリー
（ＥＥＰＲＯＭ）内のチャフシーブ２４の全開位置及び
全閉位置のデータが正常でなければ（例えば、共に
０）、異常として処理する。

【００３３】シーブ検出処理（図９〜図１１）では、層
厚センサＳ１の検出値を所定周期（５ｍｓ）でサンプリ
ングし、その最小値及び最大値検出用の処理時間（１２
５ｍｓに設定）の最初のときだけ上記サンプリングデー
タを最小値及び最大値データとして記憶する。以後、順
次サンプリングする層厚センサＳ１の検出値が最小値デ
ータよりも小さいときにはその検出値で最小値データを
更新し、検出値が最大値データよりも大きいときにはそ
の検出値で最大値データを更新する処理を、上記処理時
間（１２５ｍｓ）が経過するまで続ける。上記処理時間
（１２５ｍｓ）が経過すると、最小値及び最大値データ
の平均値を求めるとともに、１つ前の処理時間での平均
値との和Ｗを求める。そして、上記処理を２回行うと
（つまり２５０ｍｓ経過後）、各処理時点での層厚デー
タ、即ち、最新のシーブ検出値、２５０ｍｓ前のシーブ
検出値、及び、５００ｍｓ前のシーブ検出値を夫々記憶
するためにメモリー内に設けた２５０ｍｓデータ
（２）、２５０ｍｓデータ（１）及び２５０ｍｓデータ
（０）について、２５０ｍｓデータ（２）及び２５０ｍ
ｓデータ（１）の記憶内容を、夫々２５０ｍｓデータ
（１）及び２５０ｍｓデータ（０）に移すとともに、上
記求めた和Ｗの１／２つまり最新のシーブ検出値を２５
０ｍｓデータ（２）に記憶させる。

【００３４】次に、シーブ偏差を、予め設定されている
シーブ目標値と最新のシーブ検出値（上記２５０ｍｓデ
ータ（２）の内容）との差として求め、シーブ微分値
（変化量）を、５００ｍｓ前のシーブ検出値（上記２５
０ｍｓデータ（０）の内容）と最新のシーブ検出値（上
記２５０ｍｓデータ（２）の内容）との差として求め
る。尚、上記シーブ目標値は、後述の麦及び稲の各作物
切換条件について異なる値が設定される。そして、前述
のように（図２７参照）、シーブ偏差が大小２段階に設
定された設定値のうちの大側の設定値以上のとき、及
び、シーブ偏差が大側の設定値と小側の設定値との間に
あってシーブ微分値が設定値（設定率に対応）以上のと
きには、原則として３秒間隔で行う脱穀制御処理を連続
して（実際には、制御周期２５０ｍｓで）実行すること
を許可する連続制御許可フラグをオンする。一方、上記
以外のときは、連続制御許可フラグをオフする。

【００３５】次に、最新のシーブ検出値（上記２５０ｍ
ｓデータ（２）の内容）を５段階のシーブ値、つまり検
出値が小さい方から順番に、０，１，２，３，４のラン
クに分ける。そして、上記ランク分けしたシーブ値が、
以前のシーブ値を記憶しているメモリー内のシーブ値デ
ータと異なる状態が、２５０ｍｓの制御周期で連続して
５回（つまり、少なくとも２５０ｍｓ×４＝１秒以上）
続いた場合だけ、新たに求めたシーブ値で上記シーブ値
データを更新する。

【００３６】共通データ設定処理（図１２）では、前記
トウミ調節ボリュームＶＲの検出値が、その検出データ
を記憶するメモリー内のトウミボリュームデータの値か
ら不感帯幅を超えて変化したときだけ、その検出値がト
ウミボリュームデータ内の値として更新される。次に、
前記作物切換スイッチＳＷ２の状態を調べて、麦、稲、
及び濡れの各切換位置に応じて、モード（ｍｏｄｅ）値
を夫々０、１、２とし、更に、麦及び稲モード時におい
て、前記シーブ値が０及び１のときに、後述のように開
度設定用に使用するシーブ値０用及びシーブ値１用のチ
ャフ最低開度を夫々設定する。

【００３７】脱穀制御処理（図１３）では、先ず、モー
ド（ｍｏｄｅ）値より作物条件を判断し、濡れモードの
ときはヌレモード制御（図１４）を実行する。一方、麦
及び稲モードのときは、株元センサＳ４の状態及び前記
シーブ値の内容に応じて、以下のように、層厚センサＳ
１が故障の場合に車速に応じてチャフ開度及びトウミ風
力を調節する車速感応型制御（図１５）と、ファジィル
ールに基づいてチャフ開度調節を行うファジィ制御（図
１６及び図１７）のいずれかを実行する。そして、上記
各制御において設定された調節作動量で、実際にシーブ
モータＭ１及びトウミモータＭ２を作動させるチャフ出
力処理及びトウミ出力処理を行う。

【００３８】つまり、麦及び稲モード時に、株元センサ
Ｓ４がオン状態のときは、それがオフからオンに変化後
所定時間（６秒）経過すると、６秒フラグをセットする
（尚、この６秒フラグは株元センサＳ４がオフ状態にな
るとリセットされる）一方、株元センサＳ４がオフ状態
のときは、それがオンからオフに変化後に、前記シーブ
値が０の状態が８秒継続したときにだけ８秒フラグをセ
ットする（尚、この８秒フラグは株元センサＳ４がオン
状態になるとリセットされる）。次に、層厚センサＳ１
の検出値が正常であるか否かを調べて、例えば、断線等
のために検出値が０Ｖあるいは電源電圧に相当する値で
ある等から、層厚センサＳ１の故障が判断されると、車
速感応型制御を行う。層厚センサＳ１が正常であれば、
所定の制御周期（３秒）が経過したとき、及び、制御周
期（３秒）は経過していないが前記連続制御許可フラグ
がオンしているときに、ファジィ制御を行う。

【００３９】ヌレモード制御（図１４）では、チャフ開
度の目標値を全開位置に設定し、前記トウミボリューム
データに基づいてトウミ回転数を算出する。つまり、ト
ウミ調節ボリュームＶＲが標準位置のときにトウミ回転
数が標準回転数（例えば、１３００ｒｐｍ）になり、ト
ウミ調節ボリュームＶＲが標準位置から強側又は弱側に
回されるに従って、トウミ回転数が上記標準回転数から
大側又は小側に変更される。そして、その算出したトウ
ミ回転数がトウミ最小回転数（例えば、１０００ｒｐ
ｍ）より小さいときはその最小回転数をトウミ目標回転
数とし、トウミ最大回転数（例えば、１５００ｒｐｍ）
より大きいときはその最大回転数をトウミ目標回転数と
し、上記トウミ最小回転数とトウミ最大回転数の間のと
きは算出したトウミ回転数をトウミ目標回転数とする。

【００４０】車速感応型制御（図１５）では、先ず、車
速を、例えば、０〜０．３５ｍ／ｓ，０．３５〜０．５
５ｍ／ｓ，０．５５〜０．７５ｍ／ｓ，０．７５〜０．
９５ｍ／ｓ，０．９５ｍ／ｓ〜の５段階に分け、その車
速の各段階に対して予め用意した車速対チャフ開度の算
出マップに基づいて、図２６に示すように、麦、稲モー
ド別にチャフ開度目標値を求める。そして、後述のトウ
ミ回転数設定処理（図１８及び図１９）により、上記チ
ャフ開度目標値に基づいてトウミ目標回転数を算出す
る。

【００４１】ファジィ制御（図１６及び図１７）では、
ファジィマップの配列要素として、シーブ目標値に対す
るシーブ検出値（上記２５０ｍｓデータ（２）の内容）
の偏差であるシーブ偏差と、５００ｍｓ前のシーブ検出
値（上記２５０ｍｓデータ（０）の内容）に対する最新
のシーブ検出値（上記２５０ｍｓデータ（２）の内容）
の変化量であるシーブ変化量とを求める。次に、前述の
ように、現在のチャフ開度が所定開度（１９ｍｍ）より
も小さい場合には、主マップ（図２４（イ））にて、
又、所定開度よりも大きい場合には、補助マップ（図２
４（ロ））にて、上記シーブ偏差及びシーブ変化量を前
件部のファジィ変数とするファジィ推論により、シーブ
モータＭ１に対する出力を求める。

【００４２】次に、株元センサＳ４の状態を調べて、そ
れがオン状態のときは、現在のチャフ開度に上記求めた
操作量を加算してチャフ開度目標値とする。さらに、前
記６秒フラグがセットされている場合、即ち、株元セン
サＳ４のオン後６秒経過しているときは、前記車速感応
型制御と同様に車速を５段階分けして、各車速段階に対
するチャフ最低開度を予め用意したマップより求め、そ
のチャフ最低開度よりも上記チャフ開度目標値が小さい
ときはそのチャフ最低開度をチャフ開度目標値とする。

【００４３】一方、株元センサＳ４がオフ状態のとき
は、チャフ開度の開き側への変更を禁止するために、上
記求めた操作量が正かどうかを調べて、正の場合は操作
量をゼロにする。さらに、前記８秒フラグがセットされ
ている場合、即ち、株元センサＳ４がオンからオフに変
化後に前記シーブ値０の状態が８秒継続したときには、
チャフ開度目標値を前記設定したシーブ値０用のチャフ
最低開度とする。８秒フラグがリセット状態の場合につ
いては、シーブ値が１以下（０及び１）のときは、チャ
フ開度目標値を前記設定したシーブ値１用のチャフ最低
開度とし、シーブ値が２以上（２、３、４）のときは、
チャフ開度目標値を現在のチャフ開度とする。そして、
上記求めた各チャフ開度目標値に基づいて、後述のトウ
ミ回転数設定処理（図１８及び図１９）によりトウミ目
標回転数を算出する。

【００４４】トウミ回転数設定処理（図１８及び図１
９）では、チャフ開度値に対して直線変換式によってト
ウミ回転数を計算するが、この計算は、図２５に示す、
前記トウミ調節ボリュームＶＲが標準位置のときの麦モ
ード及び稲モードについての変換式を用いる。尚、チャ
フ開度の全閉側及び全開側に対応して、トウミ回転数の
最小回転数ｔｍｉｎ及び最大回転数ｔｍａｘが設定さ
れ、又、参考として、稲モードについて、トウミ調節ボ
リュームＶＲが標準位置よりも１目盛強側又は弱側に回
されたときの変換式が示されている。次に、上記計算し
たトウミ回転数が、前述のトウミ最小回転数（１０００
ｒｐｍ）より小さいときはその最小回転数をトウミ目標
回転数とし、トウミ最大回転数（１５００ｒｐｍ）より
大きいときはその最大回転数をトウミ目標回転数とす
る。その後、前記トウミ調節ボリュームＶＲの位置によ
るトウミ目標回転数の増減補正を行い、その補正後の回
転数がトウミ調節ボリュームＶＲで変更した変換式にお
ける上記最小回転数ｔｍｉｎより小さいときはその最小
回転数ｔｍｉｎをトウミ目標回転数とし、最大回転数ｔ
ｍａｘより大きいときはその最大回転数ｔｍａｘをトウ
ミ目標回転数とする。

【００４５】次に、前記６秒フラグがオフ状態であるか
どうかにより、刈り終わりのトウミ回転数制御を行うか
どうかを判断するが、前記６秒フラグがオンのときは、
その時点での前記トウミ目標回転数を、刈り終わりのト
ウミ回転数制御で使用する刈り終わり時のトウミ回転数
として記憶しておく。株元センサＳ４がオフして６秒フ
ラグがオフ状態に変化すると、刈り終わりトウミ回転数
制御に入り、シーブ値に応じてトウミ回転数を次のよう
に設定する。つまり、シーブ値が３以上（３、４）のと
きは、上記刈り終わり時のトウミ回転数に設定し、シー
ブ値が２のときは、上記刈り終わり時のトウミ回転数か
ら所定回転数（例えば１００ｒｐｍ）少ない回転数に設
定し、シーブ値が１のときは、前記トウミ調節ボリュー
ムＶＲで変更した前記変換式における前記最小回転数ｔ
ｍｉｎ（図２５参照）に設定し、シーブ値が０の状態が
８秒継続したとき（前記８秒フラグがオンしていると
き）は、前記最低回転数（１０００ｒｐｍ）に設定す
る。

【００４６】チャフ出力処理（図２０）では、今回のチ
ャフ開度目標値が前回のチャフ開度目標値と異なる場合
だけ、次回のために今回のチャフ開度目標値を前回のチ
ャフ開度目標値として記憶してから、上記チャフ開度目
標値と現在のチャフ開度を比較する。チャフ開度目標値
が現在のチャフ開度よりも大きいときは、シーブモータ
Ｍ１が閉じ側に出力中かどうか調べ、閉じ側に出力中の
ときはその閉じ側への出力を停止し、さらに、上記チャ
フ開度目標値と現在のチャフ開度との差が所定値よりも
大きいときだけ開き方向に出力する。尚、チャフ開度目
標値と現在のチャフ開度との差が所定値よりも小さいと
きは、所定期間（例えば、５００ｍｓ程度）閉じ方向へ
の出力を停止する。一方、チャフ開度目標値が現在のチ
ャフ開度以下のときは、シーブモータＭ１が開き側に出
力中かどうか調べ、開き側に出力中のときはその開き側
への出力を停止し、さらに、上記チャフ開度目標値と現
在のチャフ開度との差が所定値よりも大きいときだけ閉
じ方向に出力する。尚、チャフ開度目標値と現在のチャ
フ開度との差が所定値よりも小さいときは、所定期間
（例えば、５００ｍｓ程度）開き方向への出力を停止す
る。そして、最後に、チャフ開度変更制御用のタイマー
（３秒）をスタートさせる。

【００４７】トウミ出力処理（図２１及び図２２）で
は、現在のトウミ回転数が５００ｒｐｍを超えている状
態で、且つ、トウミモータＭ２のオンオフ駆動周期（５
００ｍｓ）におけるオフ時間の終了即ちモータ駆動周期
の終了を確認したときに、目標回転数から現在の回転数
を引いて求まるトウミ回転数偏差の値に基づいて、以下
の処理を行う。つまり、上記回転数偏差が−１００ｒｐ
ｍよりも小さいときは、トウミモータＭ２が強方向に出
力中かどうか調べ、強方向に出力中のときはその強方向
への出力を停止した後、弱方向に連続出力する。具体的
には、弱方向へのモータオン時間を５００ｍｓ（従って
モータオフ時間は０）にする。上記回転数偏差が１００
ｒｐｍよりも大きいときは、トウミモータＭ２が弱方向
に出力中かどうか調べ、弱方向に出力中のときはその弱
方向への出力を停止した後、強方向に連続出力する。具
体的には、強方向へのモータオン時間を５００ｍｓ（従
ってモータオフ時間は０）にする。上記回転数偏差が−
１５ｒｐｍと１５ｒｐｍの間にあるときは、不感帯内に
あるとして、モータ出力を停止する。具体的には、モー
タオン時間を０（従ってモータオフ時間は５００ｍｓ）
にする。

【００４８】一方、上記回転数偏差が−１００ｒｐｍと
−１５ｒｐｍの間、及び、１５ｒｐｍと１００ｒｐｍの
間にあるときは、モータを間欠駆動させるのモータオン
時間Ｔｏｎを、上記回転数偏差Ｈｒ及び前記エンジン回
転数センサＳ６によるエンジン回転数Ｅｒに基づいて下
式のように計算する。尚、ａ１は所定のゲイン係数であ
る。

【００４９】

【数１】Ｔｏｎ＝ａ１・Ｈｒ／Ｅｒ

【００５０】ここで、計算したオン時間Ｔｏｎが２５０
ｍｓを超えるときはモータオン時間を２５０ｍｓに、８
０ｍｓより小さいときは８０ｍｓに、２５０ｍｓと８０
ｍｓの間のときは計算したオン時間に夫々設定し、又、
モータオフ時間を５００ｍｓから上記設定したモータオ
ン時間を引いた時間として設定する。そして、上記回転
数偏差が正のときは、上記設定したモータオン時間を強
方向オン時間とする一方、上記回転数偏差が負のとき
は、上記設定したモータオン時間を弱方向オン時間とす
る。最後に、上記設定したモータオン及びオフ時間でト
ウミモータＭ２を駆動することになる。

【００５１】〔別実施例〕以下、別実施例を列記する。
上記実施例では、処理物の層厚が適正範囲となるように
揺動選別板１９の開度制御を所定制御周期で行うのに、
層厚検出手段（層厚センサＳ１）の層厚検出値及びその
変化率に基づいて決定した操作量で、揺動選別板１９の
開度の変更を行うようにしたが、これに限るものではな
く、例えば、上記層厚検出値のみに基づいて決定した操
作量で上記開度変更を行うようにしてもよい。又、上記
所定制御周期も、上記実施例のような選別装置Ｂにおけ
る２番還元時間に限らず、装置の条件に合わせて適宜変
更設定することができる。

【００５２】又、処理物の層厚検出値及びその変化率に
基づいて、あるいは、層厚検出値のみに基づいて、上記
漏下開度変更用の操作量を決定する場合にも、上記実施
例のように、ファジィ推論ではなく、例えば、ＰＩＤ制
御等によって行うようにしてもよい。尚、前記操作量の
決定をファジィ推論によって行う場合に、上記実施例で
は、予め演算して求めた操作量データを数値テーブルと
して記憶するようにしたが、このような数値テーブルで
はなく演算用のテーブルを記憶し、その演算用のテーブ
ルを用いて、層厚検出値及びその変化率の情報から前記
操作量を演算して求めるようにしてもよい。この演算テ
ーブル方式によれば、記憶情報量が数値テーブル方式に
比べて少なくて済むというメリットがある。又、上記実
施例では、前記操作量データを求めるためのファジィ推
論において２つの制御規則を、揺動選別板１９における
漏下開度（チャフ開度）の大小に対応して設定したが、
より適切な制御を行うために、上記制御規則を２つでは
なく、例えば、上記漏下開度の大中小に対応して３つ設
定するようにしてもよい。

【００５３】上記実施例では、処理物の層厚が適正範囲
から設定値以上外れた場合として、具体的には、適正層
厚に対する層厚検出値の偏差（シーブ偏差）が大小２段
階の設定値のうちの大側の設定値以上のときに設定し、
又、処理物の層厚が設定率以上の変化率で変化する場合
として、具体的には、上記シーブ偏差が大側の設定値と
小側の設定値との間にあって層厚変化率（シーブ微分
値）が設定率以上のときに設定したが、補助開度制御を
行うための具体条件は、これに限るものではない。例え
ば、上記シーブ偏差の判別用に、上記のように大小２段
階の設定値を設けるのではなく、単一の設定値を設定し
て、シーブ偏差がこの設定値以上になると補助開度制御
を行うようにしたり、あるいは、シーブ偏差にかかわら
ず層厚変化率が設定率以上になると、上記補助開度制御
を行うようにしてもよい。又、その補助開度制御の制御
周期を、前記所定制御周期（３秒）よりも短くする場合
にも、上記実施例のように、ほぼ連続的とみなせる時間
（２５０ｍｓ）ではなく、装置条件に合わせて、所定制
御周期の３秒と上記実施例の時間との中間的な時間に適
宜設定することができる。

【００５４】上記実施例では、揺動選別板１９における
漏下開度が小さいときの方が、揺動選別板１９における
漏下開度が大きいときよりも、層厚検出手段（層厚セン
サＳ１）の層厚検出値及びその変化率に基づいて決定す
る操作量を大きくするのに、特にシーブ偏差及びシーブ
変化量が共に大きい条件において、操作量が大きくなる
ようにしたものを示したが、これに限るものではない。
例えば、上記シーブ偏差及びシーブ変化量が共に大きい
条件に加えて、シーブ偏差及びシーブ変化量が共に小さ
い条件においても操作量が大きくなるようにしてもよ
い。

【００５５】上記実施例では、チャフシーブ２４の後端
やグレンシーブ２５の後端から落下した穀粒と藁屑との
混合物を二番口２１で回収して、揺動選別板１９に還元
するものを示したが、二番口２１で回収された上記混合
物を扱室Ａに還元するようにしてもよい。尚、この場
合、選別装置Ｂにおける２番還元時間は、上記実施例の
場合と異なる（長くなる）ので、前記漏下開度調節のた
めの制御周期を修正する必要がある。

【００５６】揺動選別板１９上の処理物の層厚を検出す
る層厚検出手段は、上記実施例のような接触式の層厚セ
ンサＳ１に限らず、例えば、透過型の光センサや、超音
波センサ等の非接触式のセンサを利用する等、種々の手
段で構成できる。

【００５７】上記実施例では、揺動選別板１９において
漏下開度を変えながら処理物を漏下させる手段を、チャ
フシーブ２４の開度を変更するように構成したが、これ
に限るものではない。上記実施例のチャフシーブ２４に
代えて、例えば、網状又はスリット状の開口部をスライ
ドグレンパンといわれる遮蔽板で遮蔽し、スライドグレ
ンパンをスライドさせてその開口部の遮蔽面積つまり開
度を変えるように構成してもよい。

【００５８】上記実施例では、揺動選別板１９の漏下開
度の変更に応じて、トウミ回転数を変更させるように構
成したが、これに限るものではなく、例えば、トウミ回
転数を所定回転数に固定（つまりトウミモータＭ２を所
定回転位置に固定）した状態で、シーブモータＭ１だけ
を正逆方向に回転駆動させるようにしてもよい。

【００５９】本発明は、上記実施例のような自脱型コン
バインに限らず、普通型コンバイン等の他のコンバイン
に適用することもでき、又、コンバイン以外の脱穀装置
にも適用することもできる。

【００６０】尚、特許請求の範囲の項に図面との対照を
便利にするために符号を記すが、該記入により本発明は
添付図面の構成に限定されるものではない。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例に係るコンバインの制御構成の
ブロック図

【図２】自脱型コンバインの側面図

【図３】動力伝達機構の模式図

【図４】脱穀装置の側面透視図

【図５】チャフシーブとその開度変更手段を示す図

【図６】層厚センサの構造を示す側面図

【図７】制御作動のフローチャート

【図８】制御作動のフローチャート

【図９】制御作動のフローチャート

【図１０】制御作動のフローチャート

【図１１】制御作動のフローチャート

【図１２】制御作動のフローチャート

【図１３】制御作動のフローチャート

【図１４】制御作動のフローチャート

【図１５】制御作動のフローチャート

【図１６】制御作動のフローチャート

【図１７】制御作動のフローチャート

【図１８】制御作動のフローチャート

【図１９】制御作動のフローチャート

【図２０】制御作動のフローチャート

【図２１】制御作動のフローチャート

【図２２】制御作動のフローチャート

【図２３】ファジィ推論における各変数のメンバーシッ
プ関数を示す図

【図２４】ファジィ推論におけるルールを示すテーブル

【図２５】チャフ開度値からトウミ回転数を求める変換
式を示すグラフ

【図２６】車速感応型制御における車速対チャフ開度値
を示すグラフ

【図２７】補助開度制御についての説明図

【符号の説明】

Ｂ 選別装置 １９ 揺動選別板 Ｓ１ 層厚検出手段 Ｈ 制御手段

フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) A01F 12/32

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 脱穀後の処理物を選別する選別装置
   （Ｂ）に備えられた揺動選別板（１９）上の処理物の層
   厚を検出する層厚検出手段（Ｓ１）と、前記層厚検出手
   段（Ｓ１）の情報に基づいて、前記処理物の層厚が適正
   範囲となるように、前記揺動選別板（１９）の漏下開度
   を所定制御周期で変更調節する開度制御を行う制御手段
   （Ｈ）とが設けられた脱穀選別制御装置であって、 前記制御手段（Ｈ）は、前記処理物の層厚が適正範囲か
   ら設定値以上外れた場合、又は、前記処理物の層厚が設
   定率以上の変化率で変化する場合に、前記開度制御にお
   ける前記所定制御周期よりも短い制御周期で前記揺動選
   別板（１９）の漏下開度を変更調節する補助開度制御を
   行うように構成されている脱穀選別制御装置。
2. 【請求項２】 前記制御手段（Ｈ）は、前記開度制御及
   び補助開度制御において、前記層厚検出手段（Ｓ１）の
   層厚検出値及びその変化率に基づいて決定した操作量
   で、前記揺動選別板（１９）の漏下開度の変更調節を行
   うように構成されている請求項１記載の脱穀選別制御装
   置。
3. 【請求項３】 前記開度制御での前記揺動選別板（１
   ９）の漏下開度調節のための前記所定制御周期が、前記
   選別装置（Ｂ）における２番還元時間に設定されている
   請求項１又は２記載の脱穀選別制御装置。