JP4681253B2 - Speed-linked means in a combine - Google Patents
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本発明は、前処理駆動用と走行装置駆動用のトランスミッションを独立して備えたコンバインにおける速度連動手段に関する。 The present invention relates to a speed interlocking means in a combine which is provided with a transmission for driving a pretreatment and a drive for driving a traveling device independently.
従来左右のクローラ式の走行装置と前処理部とが備えられたコンバインには、走行装置を駆動する駆動力を変速して出力する走行変速装置と、前処理部を駆動する駆動力を変速して出力する前処理変速装置とを設け、前処理変速装置をアクチュエータによって変速操作される構成とし、速度連動手段によって前処理変速装置の変速後の駆動速度を検出する駆動検出手段の情報に基づいてアクチュエータを制御して走行速度に対応させて前処理部を駆動するように構成したものが公知となっている。
上記駆動検出手段は、前処理変速装置の変速後の駆動速度を検出し、検出した駆動速度が、走行速度に応じた速度で前処理部が駆動される場合の駆動速度に一致(所定の誤差を含む)するようにフィードバック制御する。上記前処理変速装置の変速後の駆動速度は前処理変速装置に含まれる所定の軸の回転を計測して行なわれる。例えば軸の回転に伴って発生するパルスの所定時間内の数のカウントにより上記駆動速度の計測が行なわれる。 The drive detection means detects the drive speed after the shift of the preprocessing transmission, and the detected drive speed matches the drive speed when the preprocessing unit is driven at a speed corresponding to the traveling speed (predetermined error). Feedback control to include. The driving speed of the preprocessing transmission after the shift is measured by measuring the rotation of a predetermined shaft included in the preprocessing transmission. For example, the drive speed is measured by counting the number of pulses generated as the shaft rotates within a predetermined time.
一方走行速度に対する前処理部の駆動速度の追従性を向上させるためには、駆動速度の検出時間はできる限り短いことが望ましい。しかし駆動速度の検出には上記のように比較的長い時間が必要となる。また駆動速度を検出してフィードバック制御を行わない場合は前処理部の駆動速度の精度が低下する。このため前処理部の駆動速度の追従性向上には限界があるという欠点があった。 On the other hand, in order to improve the followability of the driving speed of the preprocessing unit with respect to the traveling speed, it is desirable that the detection time of the driving speed be as short as possible. However, the detection of the driving speed requires a relatively long time as described above. Further, when the driving speed is detected and the feedback control is not performed, the accuracy of the driving speed of the preprocessing unit is lowered. For this reason, there is a drawback that there is a limit to improving the followability of the driving speed of the preprocessing unit.
上記課題を解決するための本発明のコンバインにおける速度連動手段は、走行装置を駆動する駆動力を変速して出力する走行変速装置12と、前処理部2を駆動する駆動力を変速して出力する前処理変速装置14と、前処理変速装置14を変速操作するアクチュエータ35と、前処理変速装置14の変速後の駆動速度を検出する駆動検出手段68と、走行速度に対応させて前処理部2を駆動するように、上記駆動検出手段68の情報に基づいてアクチュエータ35を制御する速度連動手段72とを設けたコンバインにおいて、前処理変速装置14の変速操作量を検出する操作量検出手段53を設け、速度連動手段72を、操作量検出手段53の情報に基づきアクチュエータ35を作動させた後、駆動検出手段68の情報に基づきアクチュエータ35を作動させるように構成し、前処理部2の駆動速度の走行速度に対する追従性を向上させたことを特徴とする。
The speed interlocking means in the combine according to the present invention for solving the above-mentioned problem shifts and outputs the
以上のように構成される本発明の構造によると、速度連動手段が、操作量検出手段に基づきアクチュエータを作動させた後、駆動検出手段の情報に基づきアクチュエータの作動を調節するため、アクチュエータはまず目標となる作動位置の近傍に操作量検出手段に基づき調節され、その後駆動検出手段の情報に基づき、微調節の範囲で上記目標となる作動位置に調節設定される。これにより搬送変速装置の変速の応答性が向上し、前処理部の作動速度の走行速度に対する追従性が向上するため、走行速度に対応した円滑な刈り取り作業を行うことができるという効果がある。 According to the structure of the present invention configured as described above, the speed interlocking unit operates the actuator based on the operation amount detection unit and then adjusts the operation of the actuator based on the information of the drive detection unit. Adjustment is made based on the operation amount detection means in the vicinity of the target operation position, and then the adjustment is set to the target operation position within the range of fine adjustment based on information from the drive detection means. As a result, the responsiveness of the shift of the transport transmission device is improved, and the followability of the operating speed of the preprocessing unit to the traveling speed is improved, so that there is an effect that a smooth mowing operation corresponding to the traveling speed can be performed.
図1は本発明のコンバインにおける速度連動手段を採用したコンバインの前方側の平面図である。従来同様左右にクローラ式の走行装置(図示せず)を備えた走行機体1の前方に前処理部2が昇降自在に設けられている。走行機体1上には右側前方に運転席3が設けられている。
FIG. 1 is a plan view of the front side of a combine that employs speed interlocking means in the combine of the present invention. A
該運転席3の後方にグレンタンク4が設けられている。該グレンタンク4の側方に脱穀装置6が設けられている。脱穀装置6は外側方に刈り取り穀稈を脱穀装置に供給するべく搬送するフィードチェーン5が設けられている。
A Glen
本コンバインは、上記構成により、従来同様、前処理部2により穀稈を刈取り、刈り取った穀稈をフィードチェーン5に受け継がせ、該フィードチェーン5によって穀稈を脱穀装置6に搬送し、脱穀装置6によって脱穀を行い、脱穀後の穀粒をグレンタンク4に収容する。
This combine harvests the cereals by the
前処理部2は、運転席3の側方位置で機体フレームに昇降自在に支持された縦フレーム9の先端に取り付けられている。縦フレーム9には前処理部2側に駆動力を伝動する伝動機構が内装されている。縦フレーム9には駆動力入力用の入力プーリ10が設けられている。
The
本コンバインには、エンジン11からの駆動力を変速して前処理部2及びフィードチェーン5に対して出力する作業機トランスミッション14が設けられている。作業機トランスミッション14は、脱穀装置6の前方の運転席3側に配置されている。
The combine is provided with a
図2に示されるように、作業機トランスミッション14にはエンジンからの駆動力を無段階に変速して作業機トランスミッション14に入力する無段変速装置(作業機HST)18が、一体的に取り付けられている。図3に示されるように上記作業機HST18の入力軸18a及び出力軸18bは、ミッションケース16内に突出している。
As shown in FIG. 2, a continuously variable transmission (work machine HST) 18 that continuously shifts the driving force from the engine and inputs it to the
ミッションケース16の側面からは動力入力軸19が突出している。該動力入力軸19と作業機HST18の入力軸18aとはミッションケース16内においてギヤ21を介して伝動連結されている。上記動力入力軸19のエンジン側の端部には入力プーリ24が軸支されている。入力プーリ24にはエンジン11の出力軸26に軸支された出力プーリ27からベルト28及び作業機クラッチ29を介して駆動力が伝動される。
A power input shaft 19 projects from the side surface of the
ミッションケース16には前処理部2側への駆動力出力用の前処理駆動軸36と、フィードチェーン19側への駆動力出力用のフィードチェーン駆動軸37と、中間軸22とが軸支されている。前処理駆動軸36とフィードチェーン駆動軸37はそれぞれミッションケース16から突出している。
The
上記作業機HST18の出力軸18bはギヤ23を介して中間軸22に駆動力を伝動している。前処理駆動軸36には中間軸22からギヤ38を介して駆動力が入力されている。前処理駆動軸36のギヤ39からは、中間軸22に遊嵌されたスプロケット一体タイプのギヤ41に駆動力が伝動されている。
The output shaft 18 b of the work machine HST 18 transmits a driving force to the
フィードチェーン駆動軸37にはスプロケット40が軸支されている。上記ギヤ41に一体のスプロケット42とチェーン43とスプロケット40とを介してフィードチェーン駆動軸37に駆動力が伝動されている。以上のようにエンジンから動力入力軸19に入力される駆動力は、作業機HST18によって無段階に変速されて、作業機トランスミッション14に入力され、作業機トランスミッション14の前処理駆動軸36とフィードチェーン駆動軸37から出力される。
A sprocket 40 is pivotally supported on the feed
前処理駆動軸36の端部には前処理出力プーリ44が設けられている。該前処理出力プーリ44から前述の前処理部2側の入力プーリ10にベルト46と前処理クラッチ47を介して駆動力が伝動され、前処理部2が駆動される。フィードチェーン駆動軸37には、カップリング32を介してフィードチェーン軸33が連結されている。フィードチェーン軸33の端部にフィードチェーン5の駆動スプロケット48が設けられ、フィードチェーン5が駆動される。
A preprocessing
なお上記動力入力軸19には脱穀出力プーリ31も軸支されている。脱穀出力プーリ31からの駆動力によって、脱穀装置6の駆動が行なわれる。以上により作業機クラッチ29を入り作動させると、動力入力軸19にエンジン11から直接駆動力が入力され、脱穀装置6が駆動されるとともに、前処理部2及びフィードチェーン5が無段階に変速駆動される。
A
上記前処理駆動軸36には、前処理駆動軸36の出力回転を検出する作業機回転センサ68が取り付けられている。検出作業機HST18により、作業機トランスミッション14の変速後の駆動速度が検出される。
A work
作業機HST18は、トラニオン軸18aの回転角度に応じて変速される。本作業機トランスミッション14は、作業機HST18の変速を電気的に行なうために、トラニオン軸18aに、斜板角を操作して当該作業機HST18の変速操作を行うアクチュエータとして変速モータ35が設けられている。
Work implement HST18 is shifted according to the rotation angle of
図2に示されるように、上記変速モータ35はモータベース51を介してミッションケース16に一体的に取り付けられている。変速モータ35とトラニオン軸18aとの間には、ギヤ52が介設されている。該ギヤ52を介してトラニオン軸18aが回動させられる。
As shown in FIG. 2, the
上記モータベース51には、トラニオン軸18aの回転角度を検出するトラニオンポテンショメータ53が取り付けられている。該トラニオンポテンショメータ53はアーム54を介して上記ギヤ52に連結されている。トラニオンポテンショメータ53はギヤ52を介してトラニオン軸18cの回転角度(位置)を検出する。
A
トラニオンポテンショメータ53は、トラニオン軸18aを増速方向に回動させると値が大きくなるように設定されている。このため変速モータ35をトラニオンポテンショメータ53の値が大きくなるように駆動すると作業機HST18が増速し、トラニオンポテンショメータ53の値が小さくなるように駆動すると作業機HST18が減速する。トラニオンポテンショメータ53の値は、トラニオン軸18aの回転角度に対して理論的には1対1に対応する。
The
一方図3の伝動線図に示されるように、エンジン11からの駆動力を変速して走行装置に対して出力する走行トランスミッション12が設けられている。走行トランスミッション12はエンジン11の前方下方に設けられている。走行トランスミッション12にはエンジン11からの駆動力を無段階に変速して走行トランスミッション12に入力する無段変速装置(走行HST13)が、一体的に取り付けられている。
On the other hand, as shown in the transmission diagram of FIG. 3, a traveling
走行HST13の入力軸56には、入力プーリ57が取り付けられている。エンジン11の走行出力プーリ58とベルト59と走行クラッチ61と入力プーリ57を介してエンジン11からの駆動力が走行HST13に入り切り自在に伝動されている。走行トランスミッション12は、ミッションケース62内において走行HST13の出力を副変速機構63を介して副変速してクローラ走行装置の駆動軸64に出力する。
An
走行HST13は運転席3側に設けられる主変速レバー66の前後及び左右揺動切換操作によって操作される。副変速機構63は主変速レバー66の側方に設けられる副変速レバー67の前後揺動切換操作によって操作される。主変速レバー66と副変速レバー67の組み合わせ操作によって走行機体1の走行速度が決定される。
The traveling
走行トランスミッション12には、副変速後の出力回転を副変速出力軸69から検出する走行回転センサ71が設けられている。主変速レバー66の基端部には、該主変速レバー66の操作位置を検出する主変速ポテンショメータが設けられている。
The
一方図4に示されるように、前述の変速モータ35は、マイコン72の出力側に接続されている。前述のトラニオンポテンショメータ53と走行回転センサ71と作業機回転センサ68と、主変速ポテンショメータ73とがマイコン72の入力側に接続されている。そして変速モータ35の作動、つまり前処理部2及びフィードチェーン5の駆動速度は、マイコン72が後述するように速度連動手段として機能し、マイコン72によって走行速度に応じて制御される。
On the other hand, as shown in FIG. 4, the
走行機体1の走行速度は走行回転センサ71によって検出される。ただし走行回転センサ71が故障等により作動しなくなった場合には、主変速ポテンショメータ73が走行回転センサ71の代わりに走行速度の検出に使用される。
The traveling speed of the traveling
次にマイコン72による作業機HST18の自動変速制御について説明する。マイコン72側には、速度連動プログラムが記憶されている。マイコン72は、該速度連動プログラムに基づく作動により、以下に示される自動変速制御を実行する速度連動手段として機能し、前処理部2及びフィードチェーン5の駆動速度を最終的に作業機回転センサ68からの情報に基づき制御する。
Next, automatic shift control of work implement HST18 by
図5のフローチャートに示されるように、自動変速制御は、まずステップS1において走行回転センサ71又は主変速ポテンショメータ73からのデータ読み込みを行ない、走行速度を検出する。次にステップS2に進み、検出された走行速度に対応するトラニオン軸18aの回動角度を算出し、該回動角度に対応するトラニオンポテンショメータ53の値を目標ポテンショメータ値として演算する。次にステップS3に進み、上記のように検出された走行速度に対応する前処理駆動軸36の回転数を目標回転数として演算する。
As shown in the flowchart of FIG. 5, in the automatic shift control, first, in step S1, data is read from the
その後ステップS4に進み、トラニオンポテンショメータ53の値を読み込み、目標ポテンショメータ値と比較する。そして読み込んだポテンショメータ値が、目標ポテンショメータ値を基準とした所定の範囲内にあれば、ステップS5に進み、フラグをセットし、ステップS6に進み変速モータ35の駆動を停止する。
Thereafter, the process proceeds to step S4, where the value of the
一方ステップS4において、読み込んだポテンショメータ値が、目標ポテンショメータ値を基準とした所定の範囲外にある場合は、ステップS7に進み、フラグをリセットし、ステップS8に進む。 On the other hand, if the read potentiometer value is outside the predetermined range based on the target potentiometer value in step S4, the process proceeds to step S7, the flag is reset, and the process proceeds to step S8.
そしてステップS8においては、読み込んだポテンショメータの値と目標ポテンショメータ値とを比較し、読み込んだポテンショメータの値が目標ポテンショメータ値を越える場合はステップS9に進み、変速モータ35を減速方向に駆動し、読み込んだポテンショメータ値が目標ポテンショメータ値以下の場合はステップS10に進み、変速モータ35を増速方向に駆動する。
In step S8, the read potentiometer value is compared with the target potentiometer value. If the read potentiometer value exceeds the target potentiometer value, the process proceeds to step S9, and the
そしてステップS6又はステップS10の後は、ステップS11に進み、上記フラグのチェックを行い、フラグがセットされている場合、つまり読み込んだポテンショメータ値が、目標ポテンショメータ値を基準とした所定の範囲内にある場合は、ステップS12に進む。 After step S6 or step S10, the process proceeds to step S11, where the flag is checked. If the flag is set, that is, the read potentiometer value is within a predetermined range based on the target potentiometer value. If so, the process proceeds to step S12.
ステップS12においては、作業機回転センサ68の値を読み込み、前処理駆動軸36の回転数を演算し、演算された回転数と目標回転数とを比較し、演算された回転数が、目標回転数を基準とした所定の範囲内にあれば、ステップS13に進み、変速モータの駆動を停止し、リターンする。
In step S12, the value of the work implement
一方ステップS12において、演算された回転数が、目標回転数を基準とした所定の範囲外の場合は、ステップS14に進み、演算された回転数と目標回転数とを比較し、演算された回転数が目標回転数を越える場合はステップS15に進み、変速モータ35を減速方向に駆動してリターンし、演算された回転数が目標回転数以下の場合はステップS16に進み、変速モータ35を増速方向に駆動し、リターンする。
On the other hand, if the calculated rotational speed is outside the predetermined range based on the target rotational speed in step S12, the process proceeds to step S14, where the calculated rotational speed is compared with the target rotational speed to calculate the rotational speed. If the number exceeds the target number of revolutions, the process proceeds to step S15, and the
なおステップS11において、上記フラグがリセットされている場合は、ステップS11からリターンする。以上により走行速度の増減に伴い、前処理部2及びフィードチェーン5の駆動速度が増減し、所定の誤差範囲内において走行速度に比例するように連動する。
If the flag is reset in step S11, the process returns from step S11. As described above, the driving speeds of the
このときマイコン72は、トラニオンポテンショメータ53の値に基づき変速モータ35を作動させた後、作業機回転センサ68の値に基づき変速モータ35の作動を調節制御する。このためトラニオン軸18aは、変速モータ35によって、まずトラニオンポテンショメータ53の値に基づき、トラニオン軸18aの最終的な回動角度位置の近傍に調節され、その後作業機回転センサ68の情報に基づき、概ね微調節の範囲で走行速度に対応する最終的な(目標となる)回動角度に所定の誤差範囲内で調節設定される。
At this time, the
前処理部2及びフィードチェーン5の駆動速度は上記トラニオン軸18aの動きに追従して変化し、走行速度に追従する。図6に前処理部2の自動変速制御による速度変化の状態を示す。トラニオンポテンショメータ53の値の読み込みは、トラニオンポテンショメータ53から出力される値の読み込みで済むため、高速で行うことができる。このため図6に示されるように、トラニオンポテンショメータ53の値に基づく前処理部2及びフィードチェーン5の速度制御は高速で行われ、制御開始から概ねT0後に完了する。
The driving speeds of the
一方作業機回転センサ68の値から前処理駆動軸36の回転数を演算するためには、所定時間作業機回転センサ68からデータを読み込む必要がある。例えば作業機回転センサ68としてロータリエンコーダが使用されている場合は、所定時間の間に発生して出力されるパルス数を読み込む必要がある。これは前処理部2及びフィードチェーン5の駆動速度は前処理駆動軸36の回転数に依存し、速度及び回転数の定義の定義が所定の時間当たりの変化量であることから避けられない。
On the other hand, in order to calculate the rotation speed of the
このため作業機回転センサ68の情報に基づく回転数の演算は、比較的長い時間が必要となり、高速で処理することは困難であり、作業機回転センサ68の情報に基づく前処理部2及びフィードチェーン5の速度制御は低速となる。ただし上記のように作業機回転センサ68の情報に基づく前処理部2及びフィードチェーン5の速度制御は、予めトラニオンポテンショメータ53の値に基づく前処理部2及びフィードチェーン5の速度制御が行なわれた後に行なわれる。
Therefore, the calculation of the rotational speed based on the information of the work implement
これにより作業機回転センサ68の情報に基づく前処理部2及びフィードチェーン5の速度制御は、比較的小さな誤差を合わせることになり、図6に示されるように、走行速度に対する前処理部2及びフィードチェーン5の速度は、制御開始から概ねT1後に設定が完了する。
Accordingly, the speed control of the
制御開始から作業機回転センサ68の情報に基づく前処理部2及びフィードチェーン5の速度制御のみを行なう場合は、図6の想像線(2点鎖線)に示されるように、制御開始からT1より大きいT2後に概ね設定が完了する。つまり前処理部2及びフィードチェーン5の走行速度に対する変速の応答性が向上し、前処理部2の作動速度の走行速度に対する追従性が向上し、走行速度に対応した円滑な刈り取り作業を行うことができる。
When only the speed control of the
2 前処理部
12 走行トランスミッション(走行変速装置)
14 作業機トランスミッション(前処理変速装置)
35 変速モータ(アクチュエータ)
53 ポテンショメータ(操作量検出手段)
72 マイコン(速度連動手段)
2
14 Work machine transmission (pre-processing transmission)
35 Variable speed motor (actuator)
53 Potentiometer (Operation amount detection means)
72 Microcomputer (Speed interlocking means)
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