JP5209530B2

JP5209530B2 - コンバイン

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Publication number: JP5209530B2
Application number: JP2009028824A
Authority: JP
Inventors: 信彦一ノ瀬; 満輝大西; 寛之笹浦
Original assignee: Yanmar Co Ltd
Current assignee: Yanmar Co Ltd
Priority date: 2009-02-10
Filing date: 2009-02-10
Publication date: 2013-06-12
Anticipated expiration: 2029-02-10
Also published as: JP2010183855A

Description

本発明は、コンバインの走行ならびに操向制御技術に関する。

農業機械であるコンバインにおいて、変速操作具ならびに操向操作具の操作状態を検出する操作検出手段に誤差や故障等が生じた場合は、油圧式無段変速装置を制御可能とする他の制御手段を用いることで走行機体を確実に停止させるものがあった（例えば、特許文献１参照。）。

また、操向操作具の操作状態を検出する操作検出手段を複数個設けることで、それぞれの操作検出手段の検出情報を互いに比較し、故障であると判断した場合には他の操作検出手段に切り替えるものもあった（例えば、特許文献２参照。）。

特開２００４−３０８５３１号公報特開２００５−７５２９７号公報

しかし、特許文献１ならびに特許文献２においては、操作検出手段からの入力情報に基づいて油圧式無段変速装置等の制御情報を生成する制御装置に異常が生じた場合については考慮されていなかった。そのため、操作検出手段のみならず制御装置の故障等による異常が生じた場合でも、走行機体を停止できる技術が望まれていた。

そこで本発明は、走行または操向操作検出手段と、これらの操作に基づいて油圧式無段変速装置を制御する制御装置と、に関わる何らかの異常が生じた場合に、即座に停止することができるコンバインを提供することを目的とする。

本発明の解決しようとする課題は以上の如くであり、次にこの課題を解決するための手段を説明する。

即ち、請求項１においては、変速操作具の変速操作に応じて走行機体の走行速度を変速させる走行用の油圧式無段変速装置と、操向操作具の操向操作に応じて前記走行機体を旋回させる操向用の油圧式無段変速装置とを備えるコンバインにおいて、前記変速操作具の操作状態をそれぞれに検出する第一変速操作検出手段および第二変速操作検出手段と、前記操向操作具の操作状態をそれぞれに検出する第一操向操作検出手段および第二操向操作検出手段と、前記第一変速操作検出手段の検出情報に基づく入力情報に応じて前記走行用の油圧式無段変速装置の制御情報を生成し、前記第一操向操作検出手段の検出情報に基づく入力情報に応じて前記操向用の油圧式無段変速装置の制御情報を生成して、これらの制御情報により前記走行用の油圧式無段変速装置と前記操向用の油圧式無段変速装置とを制御可能とする第一制御装置と、前記第二変速操作検出手段の検出情報に基づく入力情報に応じて前記走行用の油圧式無段変速装置の制御情報を生成し、前記第二操向操作検出手段の検出情報に基づく入力情報に応じて前記操向用の油圧式無段変速装置の制御情報を生成するとともに、エンジンを制御可能とする第二制御装置とを備え、前記第一制御装置と前記第二制御装置とは、それぞれの入力情報と制御情報とを互いに比較するとともに、それぞれの作動状態を互いに判定し、この入力情報と制御情報との少なくとも一方が一致しない場合は、前記第一制御装置は、前記走行機体の走行が停止するように、前記走行用の油圧式無段変速装置ならびに前記操向用の油圧式無段変速装置を制御するものである。

請求項２においては、前記エンジンを制御可能とするエンジン制御装置と、エンジン停止の信号により前記エンジン制御装置に対して、前記エンジンを停止する制御を行うように指示するエンジン緊急停止手段と、前記走行機体の走行状態を検出する走行状態検出手段とを備え、前記第一制御装置と前記第二制御装置とは、それぞれの入力情報と制御情報とを互いに比較するとともに、それぞれの作動状態を互いに判定し、この入力情報と制御情報との少なくとも一方が一致しない場合であって、前記走行用の油圧式無段変速装置ならびに前記操向用の油圧式無段変速装置への制御で走行機体の走行が停止しないとき、前記第二制御装置は、エンジン停止の信号を前記エンジン緊急停止手段に送信し、前記エンジンを停止するように制御するものである。

請求項３においては、前記第一制御装置と前記第二制御装置とは、それぞれの入力情報と制御情報とを互いに比較するとともに、それぞれの作動状態を互いに判定し、この入力情報と制御情報との少なくとも一方が一致しない場合であって、前記走行用の油圧式無段変速装置ならびに前記操向用の油圧式無段変速装置への制御で走行機体の走行が停止せず、前記エンジン緊急停止手段へのエンジン停止の信号でエンジンが停止しないとき、前記第二制御装置は、前記エンジン制御装置を介して前記エンジンを停止するように制御するものである。

請求項４においては、前記第一変速操作検出手段と前記第二変速操作検出手段とは、互いに異なる検出方法によって前記変速操作具の操作状態を検出し、前記第一操向操作検出手段と前記第二操向操作検出手段とは、互いに異なる検出方法によって前記操向操作具の操作状態を検出するように構成するものである。

本発明の効果として、以下に示すような効果を奏する。

請求項１に記載の発明によれば、第一および第二制御装置への入力情報と第一および第二制御装置にて生成された制御情報との少なくとも一方が一致しない場合に、油圧式無段変速装置を制御することで走行機体を停止することが可能となる。したがって、変速または操向操作検出手段と、これらの操作に基づいて油圧式無段変速装置を制御する制御装置と、に関わる何らかの異常が生じた場合、走行を即座に停止することができる。

請求項２に記載の発明によれば、第一および第二制御装置への入力情報と第一および第二制御装置からの制御情報との少なくとも一方が一致しない場合であって、油圧式無段変速装置への制御で走行機体の走行が停止しないときでも、エンジン緊急停止手段によりエンジンを止めて走行機体の走行を停止することが可能となる。したがって、変速または操向操作検出手段と、これらの操作に基づいて油圧式無段変速装置を制御する制御装置と、に関わる何らかの異常が生じた場合、走行を即座に停止することができる。

請求項３に記載の発明によれば、油圧式無段変速装置への制御で走行機体の走行が停止せず、エンジン緊急停止手段でエンジンが停止しない場合であっても、エンジン制御装置を介してエンジンを止めて走行機体の走行を停止することが可能となる。したがって、変速または操向操作検出手段と、これらの操作に基づいて油圧式無段変速装置を制御する制御装置と、に関わる何らかの異常が生じた場合、走行を即座に停止することができる。

請求項４に記載の発明によれば、第一変速操作検出手段と第二変速操作検出手段とを互いに異なる検出方法によって操作状態を検出し、第一操向操作検出手段と第二操向操作検出手段とを互いに異なる検出方法によって操作状態を検出するため、異常の発生を精度よく判別し、制御装置への入力情報の信頼性を向上させることができる。

本発明の一実施形態に係るコンバインの全体構成を示す左側面図。本発明の一実施形態に係るコンバインの動力伝達の構成を示す油圧回路図。本発明の一実施形態に係るコンバインの制御システムの構成を示すブロック図。本発明の一実施形態に係るコンバインの制御フロー図。

次に、発明の実施形態を説明する。

まず、本発明の一実施形態に係るコンバイン１の全体構成について説明する。

図１に示すように、コンバイン１には、走行部３と、刈取部４と、脱穀部５と、選別部６と、穀粒貯溜部７と、排藁処理部８と、エンジン部９と、ミッション部１０と、操縦部１１とが備えられる。

走行部３は機体フレーム２の下部に設けられる。走行部３は左右一対のクローラを有するクローラ式走行装置１２・１２などを有し、左右のクローラ式走行装置１２・１２により機体を前進または後進方向に走行させることができるように構成される。

刈取部４は機体フレーム２の前端部に機体に対して昇降可能に設けられる。刈取部４は分草具１３や、引起装置１４や、切断装置１５や、搬送装置１６などを有し、分草具１３により圃場の穀稈を分草し、引起装置１４により分草後の穀稈を引き起こし、切断装置１５により引き起こし後の穀稈を切断し、搬送装置１６により切断後の穀稈を脱穀部５側へ搬送することができるように構成される。

脱穀部５は機体フレーム２の左側前部に設けられ、刈取部４の後方に配置される。脱穀部５はフィードチェーン１７や、扱胴や受網などを有し、フィードチェーン１７により刈取部４の搬送装置１６からの穀稈を受け継いで排藁処理部８側へ搬送し、前記扱胴および受網により搬送中の穀稈を脱穀し、その脱穀物を漏下させることができるように構成される。

選別部６は機体フレーム２の左側部に設けられ、脱穀部５の下方に配置される。選別部６は揺動選別装置や、風選別装置や、穀粒搬送装置や、藁屑排出装置などを有し、揺動選別装置により脱穀部５から落下する脱穀物を穀粒と藁屑や塵埃などとに揺動選別し、風選別装置により揺動選別後のものを更に穀粒と藁屑や塵埃などとに風選別し、穀粒搬送装置により選別後の穀粒を穀粒貯溜部７側へ搬送する一方、藁屑排出装置により藁屑や塵埃などを外部へ排出することができるように構成される。

穀粒貯溜部７は機体フレーム２の右側後部に設けられ、脱穀部５および選別部６の右側方に配置される。穀粒貯溜部７はグレンタンク２１や、穀粒排出装置２２などを有し、グレンタンク２１により選別部６から搬送されてくる穀粒を一時的に貯溜し、穀粒排出装置２２により貯溜中の穀粒をグレンタンク２１から排出し、更に任意の方向に搬送してから外部へ排出することができるように構成される。

排藁処理部８は機体フレーム２の左側後部に設けられ、脱穀部５の後方に配置される。排藁処理部８は排藁搬送装置や、排藁切断装置などを有し、排藁搬送装置により脱穀部５のフィードチェーン１７からの脱穀済みの穀稈を受け継いでこれを排藁として外部へ排出する、または排藁切断装置へ搬送し、排藁切断装置により切断してから外部へ排出することができるように構成される。

エンジン部９は機体フレーム２の右側前部に設けられ、穀粒貯溜部７の前方に配置される。エンジン部９はエンジン３１などを有し、動力をエンジン３１からこれを駆動源とする各部の装置に適宜の伝動機構を介して供給し、エンジン３１により各部の装置を駆動させることができるように構成される。

ミッション部１０は機体フレーム２の右側前部に設けられ、エンジン部９の前方に配置される。ミッション部１０はエンジン部９のエンジン３１の動力が走行部３や、刈取部４などへ供給される前に、当該動力を変速することができるように構成される。

操縦部１１は機体フレーム２の右側前部に設けられ、エンジン部９およびミッション部１０の上方に配置される。操縦部１１は操縦席２４や操向操作具としてのステアリングハンドル２５、変速操作具としての変速レバー２６を含む操作具類や、ステップなどを有し、操縦席２４にステップ上の操縦者を着座させ、操作具類により操縦者が各部の装置を操作することができるように構成される。

このようにして、コンバイン１は、操縦部１１での操作具類の操作によって、エンジン部９からエンジン３１の動力を各部の装置に供給して、走行部３にて機体を走行させながら、刈取部４で圃場の穀稈を刈り取り、脱穀部５で刈取部４からの穀稈を脱穀し、選別部６で脱穀部５からの脱穀物を選別して、穀粒貯溜部７で選別部６からの穀粒を貯溜するととともに、排藁処理部８で脱穀部５からの排藁を外部へ排出することができるように構成される。

次に、ミッション部１０の構成について説明する。

ミッション部１０においては、図２に示すように、走行用の油圧式無段変速装置（以下、走行用ＨＳＴという。）４０、操向用の油圧式無段変速装置（以下、操向用ＨＳＴという。）５０、伝動機構７０、ミッションケースが備えられる。そして、ミッションケースに走行用ＨＳＴ４０、操向用ＨＳＴ５０、伝動機構７０が収容され、これらによりコンバイン１の走行系の伝動機構が構成される。

走行用ＨＳＴ４０には、可変容積型の走行ポンプ４０Ｐ、可変容積型の走行モータ４０Ｍが備えられる。走行ポンプ４０Ｐと走行モータ４０Ｍとは互いに流体接続される。

走行ポンプ４０Ｐには、走行ポンプ軸４１、走行ポンプ本体４２、走行ポンプ容積調整手段４３が備えられる。走行ポンプ軸４１はエンジン３１の出力軸と連動連結され、走行ポンプ本体４２は走行ポンプ軸４１に相対回転不能に支持される。走行ポンプ容積調整手段４３は可動斜板と制御軸とを有し、制御軸にて可動斜板を傾転させることにより走行ポンプ４０Ｐの容積量を変更することができるように構成される。

走行モータ４０Ｍには、走行モータ本体４４、走行モータ軸４５、走行モータ容積調整手段４６が備えられる。走行モータ本体４４は走行ポンプ本体４２と流体接続され、走行モータ軸４５に相対回転不能に支持される。走行モータ容積調整手段４６は、可動斜板と制御軸とを有し、制御軸にて可動斜板を傾転させることにより走行モータ本体４４の容積量を変更することができるように構成される。

走行用ＨＳＴ４０は変速操作装置によって操作可能とされる。変速操作装置には、変速レバー２６などの人為操作可能な変速操作部材、走行ポンプ４０Ｐ用の作動装置、走行モータ４０Ｍ用の作動装置とが備えられる。これらの作動装置は、コンバイン１に備えられる第一制御装置２００により作動制御される。

図３に示すように、走行ポンプ４０Ｐ用の作動装置には、走行ポンプ用電磁弁１２２、油圧シリンダ等の変速アクチュエータが備えられ、走行ポンプ用電磁弁１２２は、その位置を変速操作を検出する第一変速操作検出手段１４１ａからの検出結果に基づいて変更するように、第一制御装置２００により制御される。変速アクチュエータは、第一制御装置２００による走行ポンプ用電磁弁１２２の位置変更に応じて作動油の給排が切り替えられることによって、作動するものとされる。

走行モータ４０Ｍ用の作動装置には、走行モータ用電磁弁１２３、油圧シリンダ等の変速アクチュエータが備えられ、走行モータ用電磁弁１２３は、その位置を副変速操作を検出する副変速操作検出手段（図示せず）からの検出結果に基づいて変更するように、第一制御装置２００により制御される。変速アクチュエータは、第一制御装置２００による走行モータ用電磁弁１２３の位置変更に応じて作動油の給排が切り替えられることによって、作動するものとされる。

そして、走行ポンプ４０Ｐ用の作動装置が、変速アクチュエータの作動により走行ポンプ容積調整手段４３の可動斜板を制御軸を介して傾転させ、この可動斜板の傾転角度を変更することによって、走行ポンプ４０Ｐの容積量を変更することができるように構成される。また、走行モータ４０Ｍ用の作動装置が、変速アクチュエータの作動により走行モータ容積調整手段４６の可動斜板を制御軸を介して傾転させ、この可動斜板の傾転角度を変更することによって、走行モータ４０Ｍの容積量を変更することができるように構成される。

こうして、走行用ＨＳＴ４０では、走行ポンプ４０Ｐの駆動時に、可動斜板の傾転に応じて走行ポンプ４０Ｐの容積量が変更されることによって、走行ポンプ４０Ｐから走行モータ４０Ｍへ吐出される作動油の吐出量および吐出方向が変更され、走行モータ軸４５の回転方向が正または逆方向に変更されるとともに、回転数が無段階に変更される。さらに、可動斜板の傾転に応じて走行モータ４０Ｍの容積量が変更されることによって、走行モータ４０Ｍにおける走行モータ軸４５の回転数が変更される。

操向用ＨＳＴ５０には、可変容積型の操向ポンプ５０Ｐと、固定容積型の操向モータ５０Ｍとが備えられる。操向ポンプ５０Ｐと操向モータ５０Ｍとはそれぞれ油圧ポンプと油圧モータとで構成され、互いに流体接続される。

操向ポンプ５０Ｐには、操向ポンプ軸５１、操向ポンプ本体５２、操向ポンプ容積調整手段５３が備えられる。操向ポンプ軸５１はエンジン３１と連動連結され、操向ポンプ本体５２は操向ポンプ軸５１に相対回転不能に支持される。操向ポンプ容積調整手段５３は可動斜板と制御軸とを有し、制御軸にて可動斜板を傾転させることによって、操向ポンプ５０Ｐの容積量を変更することができるように構成される。

操向モータ５０Ｍには、操向モータ本体５４、操向モータ軸５５、固定斜板とが備えられる。操向モータ本体５４は操向ポンプ本体５２と流体接続され、操向モータ軸５５に相対回転不能に支持される。固定斜板は、操向モータ５０Ｍの容積量を固定することができるように、操向モータ本体５４に設けられる。

操向用ＨＳＴ５０は操向操作装置によって操作可能とされる。操向操作装置には、ステアリングハンドル２５などの人為操作可能な操向操作部材、操向ポンプ５０Ｐ用の作動装置が備えられる。操向ポンプ５０Ｐ用の作動装置は、第一制御装置２００により作動制御される。

操向ポンプ５０Ｐ用の作動装置には、操向ポンプ用電磁弁１３２、油圧シリンダ等の変速アクチュエータが備えられ、操向ポンプ用電磁弁１３２は、その位置を操向操作を検出する第一操向操作検出手段１５１ａからの検出結果に基づいて変更するように、第一制御装置２００により制御される。変速アクチュエータは、第一制御装置２００による操向ポンプ用電磁弁１３２の位置変更に応じて作動油の給排が切り替えられることによって、作動するものとされる。

そして、操向ポンプ５０Ｐ用の作動装置が、変速アクチュエータの作動により操向ポンプ容積調整手段５３の可動斜板を制御軸を介して傾転させ、この可動斜板の傾転角度を変更することによって、操向ポンプ５０Ｐの容積量を変更することができるように構成される。

こうして、操向用ＨＳＴ５０では、操向ポンプ５０Ｐの駆動時に、可動斜板の傾転に応じて操向ポンプ５０Ｐの容積量が変更されることによって、操向ポンプ５０Ｐから操向モータ５０Ｍへ吐出される作動油の吐出量および吐出方向が変更され、操向モータ軸５５の回転方向が正または逆方向に変更されるとともに、回転数が無段階に変更される。

また、伝動機構７０には、一対の遊星ギヤ機構、即ち第一遊星ギヤ機構８０ａおよび第二遊星ギヤ機構８０ｂ、走行用出力伝動機構１００、旋回用出力伝動機構１１０が備えられる。

第一遊星ギヤ機構８０ａには、サンギヤ８１、インターナルギヤ８４、複数の遊星ギヤ８２・８２・・・、キャリア８３が備えられる。サンギヤ８１は回転軸８５に固定され、インターナルギヤ８４はサンギヤ８１を同心状に囲繞するように配置される。各遊星ギヤ８２はインターナルギヤ８４の内歯とサンギヤ８１の外歯とに噛合するように両ギヤ間に介装され、キャリア８３に回転自在に軸支される。そして、キャリア８３が第一出力軸６０ａと固定される。

同様に、第二遊星ギヤ機構８０ｂには、サンギヤ８１、インターナルギヤ８４、複数の遊星ギヤ８２・８２・・・、キャリア８３が備えられる。サンギヤ８１は回転軸８５に固定され、インターナルギヤ８４はサンギヤ８１を同心状に囲繞するように配置される。各遊星ギヤ８２はインターナルギヤ８４の内歯とサンギヤ８１の外歯とに噛合するように両ギヤ間に介装され、キャリア８３に回転自在に軸支される。そして、キャリア８３が第二出力軸６０ｂと固定される。

走行用出力伝動機構１００には、出力軸１０１、分岐軸１０５、第一走行用出力ギヤ列１０６ａ、第二走行用出力ギヤ列１０６ｂ、副変速機構１０７、駐車用ブレーキ装置１０２が備えられる。出力軸１０１は走行用ＨＳＴ４０における走行モータ４０Ｍの走行モータ軸４５と連動連結され、分岐軸１０５は出力軸１０１に副変速機構１０７を介して連動連結される。

副変速機構１０７は走行モータ軸４５の回転動力を出力軸１０１と分岐軸１０５との間で多段変速させることができるように構成される。なお、走行モータ４０Ｍの走行モータ軸４５にはＰＴＯプーリ９０が固定され、このＰＴＯプーリ９０から走行モータ４０Ｍの回転動力が刈取部４の伝動機構に伝達可能とされる。

第一走行用出力ギヤ列１０６ａは分岐軸１０５の回転動力を第一遊星ギヤ機構８０ａのインターナルギヤ８４に伝達し、第二走行用出力ギヤ列１０６ｂは分岐軸１０５の回転動力を第二遊星ギヤ機構８０ｂのインターナルギヤ８４に伝達するものとされる。第一走行用出力ギヤ列１０６ａと第二走行用出力ギヤ列１０６ｂの各伝動方向および伝動比は、互いに同一に設定される。

駐車用ブレーキ装置１０２は、ブレーキ軸１０３、ブレーキユ二ット１０４を有し、ブレーキ軸１０３により出力軸１０１から回転動力を受けて分岐軸１０５へ出力し、ブレーキユ二ット１０４によりブレーキ軸１０３に対して選択的に制動力を付加することができるように構成される。つまり、駐車用ブレーキ装置１０２は走行モータ軸４５に作動的に制動力を付加し得るものとされる。

旋回用出力伝動機構１１０には、出力軸１１１、共通軸１１２、第一旋回用出力ギヤ列１１３ａ、第二旋回用出力ギヤ列１１３ｂ、クラッチ装置１１５、旋回用ブレーキ装置１１４が備えられる。

出力軸１１１は操向用ＨＳＴ５０における操向モータ５０Ｍの操向モータ軸５５と連動連結され、共通軸１１２は出力軸１１１にクラッチ装置１１５を介して連動連結される。クラッチ装置１１５は出力軸１１１から共通軸１１２への回転動力を伝動または遮断することができるように構成される。

第一旋回用出力ギヤ列１１３ａは共通軸１１２の回転動力を回転軸８５などを介して第一遊星ギヤ機構８０ａのサンギヤ８１に伝達し、第二旋回用出力ギヤ列１１３ｂは共通軸１１２の回転動力を回転軸８５などを介して第二遊星ギヤ機構８０ｂのサンギヤ８１に伝達するものとされる。第一旋回用出力ギヤ列１１３ａと第二旋回用出力ギヤ列１１３ｂの伝動比は同一に設定され、伝動方向は互いに反対方向に設定される。

旋回用ブレーキ装置１１４は出力軸１１１に対して選択的に制動力を付加することができるように構成される。つまり、旋回用ブレーキ装置１１４は操向モータ５０Ｍの操向モータ軸５５に作動的に制動力を付加し得るものとされる。

このような構成において、操向用ＨＳＴ５０の操向モータ５０Ｍが停止し、走行用ＨＳＴ４０の走行モータ４０Ｍが駆動する場合、走行モータ４０Ｍの回転動力が、走行モータ軸４５から、走行用出力伝動機構１００の走行出力軸１０１、分岐軸１０５、第一および第二走行用出力ギヤ列１０６ａ・１０６ｂ、第一および第二遊星ギヤ機構８０ａ・８０ｂのインターナルギヤ８４、遊星ギヤ８２、キャリア８３の順に各部材に伝達され、ついで第一および第二出力軸６０ａ・６０ｂに伝達される。

この回転動力の伝達によって、第一出力軸６０ａと第二出力軸６０ｂとが同一回転数で回転され、ひいては左右の各クローラ式走行装置１２に備えられた駆動輪が同一回転方向に同一回転数で回転される。その結果、左右のクローラ式走行装置１２が駆動され、機体の前後方向における直進走行が行われる。

走行用ＨＳＴ４０の走行モータ４０Ｍが停止し、操向用ＨＳＴ５０の操向モータ５０Ｍが駆動する場合、操向モータ５０Ｍの回転動力が、操向モータ軸５５から、旋回用出力伝動機構１１０の出力軸１１１、共通軸１１２、第一および第二旋回用出力ギヤ列１１３ａ・１１３ｂ、第一および第二遊星ギヤ機構８０ａ・８０ｂのサンギヤ８１、遊星ギヤ８２、キャリア８３の順に各部材に伝達され、ついで第一および第二出力軸６０ａ・６０ｂに伝達される。

この回転動力の伝達によって、第一出力軸６０ａと第二出力軸６０ｂとが互いに反対方向に回転され、ひいては左右一方のクローラ式走行装置１２の駆動輪が正または逆方向へ回転され、左右他方のクローラ式走行装置１２の駆動輪が逆または正方向へ回転される。その結果、左右のクローラ式走行装置１２が駆動され、その場で機体のスピンターン旋回が行われる。これにより、たとえば圃場や枕地での方向転換が可能とされる。

走行用ＨＳＴ４０における走行モータ４０Ｍが駆動するとともに、操向用ＨＳＴ５０の操向モータ５０Ｍが駆動する場合、走行モータ４０Ｍから走行用出力伝動機構１００を介して伝達される回転動力と、操向モータ５０Ｍから旋回用出力伝動機構１１０を介して伝達される回転動力とが、第一および第二遊星ギヤ機構８０ａ・８０ｂでそれぞれ合成され後、第一および第二出力軸６０ａ・６０ｂに伝達される。

この回転動力の伝達によって、第一および第二出力軸６０ａ・６０ｂが互いに異なる回転数で回転され、ひいては左右の各クローラ式走行装置１２の駆動輪が互いに異なる回転数で回転される。その結果、左右のクローラ式走行装置１２が速度差をもって駆動され、機体の走行と左または右方向への旋回とが同時に行われる。なお、旋回方向および旋回半径は左右のクローラ式走行装置１２の速度差に応じて決定される。

次に、図３、図４を用いて本発明に係るコンバイン１の制御システムの構成ならびに制御フローについて説明する。

コンバイン１の制御システムは、主に操縦者の変速操作を検出する第一変速操作検出手段１４１ａおよび第二変速操作検出手段１４１ｂと、操縦者の操向操作を検出する第一操向操作検出手段１５１ａおよび第二操向操作検出手段１５１ｂと、第一変速操作検出手段１４１ａと第一操向操作検出手段１５１ａからの入力情報に基づいて制御情報を生成して前記走行ポンプ用電磁弁１２２、前記走行モータ用電磁弁１２３、前記操向ポンプ用電磁弁１３２を制御可能とする第一制御装置２００と、第二変速操作検出手段１４１ｂと第二操向操作検出手段１５１ｂからの入力情報に基づいて制御情報を生成する第二制御装置３００と、エンジン回転数検出手段１７５や温度センサ（図示せず）や油圧センサ（図示せず）等からの入力情報に基づいてエンジン３１の運転状態を制御するエンジン制御装置４００と、から構成される。

第一制御装置２００には、走行用ＨＳＴ４０に備えられる走行ポンプ容積調整手段４３と走行モータ容積調整手段４６の各々の可動斜板を傾転させる作動装置の走行ポンプ用電磁弁１２２と走行モータ用電磁弁１２３、操向用ＨＳＴ５０に備えられる操向ポンプ容積調整手段５３の可動斜板を傾転させる作動装置の操向ポンプ用電磁弁１３２が電磁弁ドライバ１６３を介して電気的に接続される。また、第一制御装置２００には、走行状態検出手段１７３が接続されるとともに、第一変速操作検出手段１４１ａならびに第一操向操作検出手段１５１ａが第一Ｉ／Ｏドライバ１６１を介して電気的に接続される。

第二制御装置３００には、走行状態検出手段１７３が接続されるとともに、第二変速操作検出手段１４１ｂならびに第二操向操作検出手段１５１ｂが第二Ｉ／Ｏドライバ１６２を介して電気的に接続される。また、第二制御装置３００には、エンジン制御装置４００やエンジン３１への燃料供給を遮断するエンジン緊急停止手段としてのエンジン緊急停止スイッチ１７１などが電気的に接続される。

第一Ｉ／Ｏドライバ１６１ならびに第二Ｉ／Ｏドライバ１６２は、第一および第二制御装置２００・３００とエンジン制御装置４００とにＣＡＮ（ＣｏｎｔｒｏｌｌｅｒＡｒｅａＮｅｔｗｏｒｋ）により電気的に接続される。そして、各制御装置２００・・・は各操作検出手段１４１ａ・・・やその他の検出手段からの検出情報を共有するように構成される。

第一変速操作検出手段１４１ａならびに第二変速操作検出手段１４１ｂは、ポテンショメータ等で構成されて、操縦者による変速レバー２６の変速操作状態、即ち変速レバー２６の変速操作位置を検出するものである。第一操向操作検出手段１５１ａならびに第二操向操作検出手段１５１ｂは、ポテンショメータ等で構成されて、操縦者によるステアリングハンドル２５の操向操作状態、即ちステアリングハンドル２５の操向操作位置を検出するものである。

本実施形態においては、第一変速操作検出手段１４１ａならびに第二変速操作検出手段１４１ｂは、互いに異なる検出方法によって変速レバー２６の変速操作位置を検出する構成とされる。同様に、第一操向操作検出手段１５１ａと第二操向操作検出手段１５１ｂも互いに異なる検出方法によってステアリングハンドル２５の操向操作位置を検出する構成とされる。

具体的には、第一変速操作検出手段１４１ａは、変速レバー２６の傾倒操作による傾倒角が大きくなるに従って電気信号を増幅させていき、変速レバー２６の変速操作位置を検出する構成とされる。第二変速操作検出手段１４１ｂは、変速レバー２６の傾倒操作による傾倒角が大きくなるに従って電気信号を減少させていき、変速レバー２６の変速操作位置を検出する構成とされる。

また、第一操向操作検出手段１５１ａは、ステアリングハンドル２５の右旋回時の切れ角が大きくなるに従って電気信号を増幅（左旋回時の切れ角が大きくなるに従って電気信号を減少）させていき、ステアリングハンドル２５の操向操作位置を検出する構成とされる。第二操向操作検出手段１５１ｂは、ステアリングハンドル２５の右旋回時の切れ角が大きくなるに従って減少（左旋回時の切れ角が大きくなるに従って電気信号を増幅）させていき、ステアリングハンドル２５の操向操作位置を検出する構成される。

こうして、第一制御装置２００と第二制御装置３００は、変速レバー２６やステアリングハンドル２５の操作に対して異なる検出方法によって得られた複数の検出情報をそれぞれ入力情報として得て、第一制御装置２００への入力情報と第二制御装置３００への入力情報とを各制御装置２００・３００でそれぞれ比較することにより、入力情報が適切なものであるか否かを判別することができるようになっている。これにより、各操作検出手段１４１ａ・・・の異常の発生が精度よく判別可能とされ、入力情報の信頼性の向上が図られる。

第一制御装置２００は、操縦者の変速操作や操向操作に応じてコンバイン１の走行状態を制御するメインコントローラである。第一制御装置２００では、第一変速操作検出手段１４１ａと第一操向操作検出手段１５１ａからの入力情報に基づいて、走行用ＨＳＴ４０ならびに操向用ＨＳＴ５０を制御するための制御情報が生成され、この制御情報により走行用ＨＳＴ４０ならびに操向用ＨＳＴ５０の制御が行われる。

第二制御装置３００は、メインコントローラである第一制御装置２００に対するサブコントローラである。第二制御装置３００では、第一制御装置２００との間で随時通信が行われて、第一制御装置２００の作動状態、即ち作動しているか否かが監視される。同時に、第一制御装置２００では、第二制御装置３００の作動状態が監視される。つまり、第一制御装置２００と第二制御装置３００とが相互に作動状態を監視するように構成される。なお、第一および第二制御装置２００・３００の電源ラインは別々とされる。

また、第一および第二制御装置２００・３００では、互いに変速レバー２６またはステアリングハンドル２５の操作に応じて第一変速操作検出手段１４１ａまたは第一操向操作検出手段１５１ａから第一制御装置２００へ入力される入力情報と、同一の操作に応じて第二変速操作検出手段１４１ｂまたは第二操向操作検出手段１５１ｂから第二制御装置３００へ入力される入力情報とが比較される。

そのうえ、第一および第二制御装置２００・３００では、前記入力情報から生成される制御情報と、第二制御装置３００において、前記入力情報から生成される制御情報とが比較される。これらの比較の結果、各操作検出手段１４１ａ・・・の作動状態、即ち正常に作動しているか否かが判定される。

走行状態検出手段１７３は、直進回転センサや旋回回転センサから構成されて、コンバイン１の走行状態、即ちコンバイン１が走行中か否か、コンバイン１が旋回中か否かを検出するものである。ここで、直進回転センサと旋回回転センサは、それぞれ前述の走行系伝動機構の走行用出力伝動機構１００と旋回用出力伝動機構１１０とに設けられ、各伝動機構における適宜の軸またはギヤの回転を検出するものとされる。

なお、第一制御装置２００は、直進回転センサや旋回回転センサからの検出情報に基づいて、目標の走行状態となるようにフィードバック制御を行うとともに、エンジン制御装置４００からエンジン３１の運転状態の情報を取得して常に操縦者の要求に応じた走行状態を実現するように制御情報を生成し、走行用ＨＳＴ４０ならびに操向用ＨＳＴ５０の制御を行うものとされる。

このような構成において、コンバイン１が走行または旋回しているときに、次のようなステップで走行または旋回の停止に関わる制御が行われる。

ステップＳ５００において、変速レバー２６により変速操作が行われた場合、第一変速操作検出手段１４１ａならびに第二変速操作検出手段１４１ｂが、それぞれ変速レバー傾倒角を検出する。また、ステップＳ５００において、ステアリングハンドル２５により操向操作が行われた場合、第一操向操作検出手段１５１ａならびに第二操向操作検出手段１５１ｂが、それぞれステアリングハンドル切れ角を検出する。

ステップＳ５１０において、第一制御装置２００は、その他の制御装置３００・４００とで共有される検出情報のうち、第一変速操作検出手段１４１ａならびに第一操向操作検出手段１５１ａからの検出情報を選択して、入力情報として取り入れる。また、第二制御装置３００は、第二変速操作検出手段１４１ｂならびに第二操向操作検出手段１５１ｂからの検出情報を選択して、入力情報として取り入れる。

そして、ステップＳ５２０において、第一および第二制御装置２００・３００は、互いの入力情報に差異がないか比較を行う。この比較は、本実施形態においては、第一および第二変速操作検出手段１４１ａ・１４１ｂは、互いに異なる検出方法によって変速操作位置を検出する構成とされ、第一および第二操向操作検出手段１５１ａ・１５１ｂも互いに異なる検出方法によっての操向操作位置を検出する構成とされているため、これらからの入力情報に適宜に演算処理を行って互いに比較可能とした後に行われる。

その結果、第一制御装置２００においては、互いの入力情報に差異がない場合、あるいは差異があったとしても許容される範囲内であればステップＳ５３０に移行される。また、互いの入力情報に差異があると判断された場合は、各操作検出手段１４１ａ・・・のいずれかに異常があるものとしてステップＳ５６０へ移行させることになる。

ステップＳ５３０において、第一制御装置２００は、入力情報に基づいて走行用ＨＳＴ４０ならびに操向用ＨＳＴ５０を制御するための制御情報を生成する。具体的には、走行用ＨＳＴ４０に備えられる可動斜板を傾転させる走行ポンプ用電磁弁１２２ならびに操向用ＨＳＴ５０に備えられる可動斜板を傾転させる操向ポンプ用電磁弁１３２を制御するための制御情報が生成される。また、第二制御装置３００においても、第一制御装置２００と同様に入力情報に基づいて制御情報が生成される。

ステップＳ５４０において、第一および第二制御装置２００・３００は、互いの制御情報に差異がないかが比較される。第一制御装置２００においては、制御情報に差異がない場合、あるいは差異があったとしても許容される範囲内であれば走行ポンプ用電磁弁１２２ならびに操向ポンプ用電磁弁１３２へ制御情報が送信される（ステップＳ５５０）。また、互いの制御情報に差異があると判断された場合は、第一および第二制御装置２００・３００のいずれかに異常があるものとしてステップＳ５６０へ移行される。

互いの入力情報又は制御情報が異なると判断された場合に移行されるステップＳ５６０では、第一制御装置２００からコンバイン１の走行を停止するように走行ポンプ用電磁弁１２２ならびに操向ポンプ用電磁弁１３２へ制御情報が送信される。つまり、走行用ＨＳＴ４０ならびに操向用ＨＳＴ５０の各可動斜板を傾転角度が０度となる中立位置に戻すように制御情報が送信される。

これにより、第一制御装置２００に入力される入力情報と第二制御装置３００に入力される入力情報とを互い比較することができて、各操作検出手段１４１ａ・・・の少なくとも一つに発生した異常を検知することが可能となる。また、第一制御装置２００から出力される制御情報と第二制御手段３００から出力される制御情報とを互いに比較することができて、第一および第二制御装置２００・３００の少なくとも一つに異常が生じた場合にも検知することが可能となる。

そして、第一および第二制御装置２００・３００の作動状態に異常がある場合や第一および第二制御装置２００・３００への入力情報と第一および第二制御装置２００・３００からの制御情報が一致しない場合は、走行用ＨＳＴ４０の走行ポンプ用電磁弁１２２ならびに操向用ＨＳＴ５０の操向ポンプ用電磁弁１３２に走行停止の制御情報が送信されてコンバイン１の走行を停止させることが可能となる。

その後、ステップＳ５７０において、第一および第二制御装置２００・３００によって走行状態検出手段１７３による検出結果に基づいてコンバイン１の走行が停止したか否かが判断される。例えば、第一制御装置２００の故障により走行停止の制御情報が送信されなかった場合や送信されたにもかかわらず通信経路の断線等により依然としてコンバイン１が走行中または旋回中であると判断された場合は、ステップＳ５８０へ移行される。

ステップＳ５８０において、エンジン３１の運転を停止するように第二制御装置３００からエンジン緊急停止スイッチ１７１へ、エンジン停止の信号が送信される。エンジン緊急停止スイッチ１７１はエンジン制御装置４００に対してエンジン３１への燃料供給を遮断する制御を行うように指示するものであり、その結果、エンジン３１は運転が停止される。

これにより、第一制御装置２００の走行停止の制御情報によってもコンバイン１の走行が停止しない場合であっても、エンジン３１を止めることでコンバイン１の走行または旋回を停止させることが可能となる。

その後、ステップＳ５９０において、エンジン制御装置４００は、エンジン回転数検出手段１７５による検出結果に基づいてエンジン３１の運転が停止したか否かを判断する。例えば、第二制御装置３００の一部が故障しておりエンジン停止の信号が送信されなかった場合や送信されたにもかかわらず通信経路の断線等により依然としてエンジン３１が運転している状態であると判断された場合は、ステップＳ６００へ移行される。

ステップＳ６００において、第一および第二制御装置２００・３００の少なくとも一方によって、エンジン制御装置４００を介してエンジン３１の運転が停止するように制御が行われる。つまり、エンジン３１への燃料供給を止めるように制御を行う。

これにより、第一制御装置２００の走行停止の制御情報によってもコンバイン１の走行が停止せず、第二制御装置３００のエンジン停止の信号によってもエンジン３１を止めることができない場合であっても、エンジン３１の運転を止めてコンバイン１の走行を停止させることが可能となる。

また、前述のような制御が行われると同時に、第一制御装置２００と第二制御装置３００との間では随時通信が行われ、互いの作動状態が監視される。この監視により、一方の制御装置で他方の制御装置の作動が停止していると判定された場合、走行または旋回の停止に関わる制御が行われる。

具体的には、第一制御装置２００で第二制御装置３００の作動が停止していると判定した場合は、前記ステップＳ５２０ならびにステップＳ５４０と同様にステップＳ５６０に移行されて、コンバイン１の走行を停止するように走行ポンプ用電磁弁１２２ならびに操向ポンプ用電磁弁１３２へ制御情報が送信される。

第二制御装置３００で第一制御装置２００の作動が停止していると判定した場合は、前記ステップＳ５８０に移行されて、エンジン停止の信号が送信される。

このように、走行または旋回の停止に関わる制御においては、第一制御装置２００と第二制御装置３００で入力情報に基づく判定と、制御情報に基づく判定とが行われるとともに、第一制御装置２００または第二制御装置３００で互いの作動状態に基づく判定とが行われる。つまり、三つの要素に基づいて異常が発生しているか否かの判定を行うことによって、判定の精度の向上が図られる。

以上のようにして、本発明の一実施形態に係るコンバイン１は、各変速または操向操作検出手段１４１ａ・１４１ｂ・１５１ａ・１５１ｂと、これらの操作に基づいて走行用ＨＳＴ４０および操向用ＨＳＴ５０を制御する第一制御装置２００とに加えて、第二制御装置３００に関わる何らかの異常が生じた場合、走行を即座に停止して、安全性の向上を図ることができるものとなっている。

１コンバイン
３１エンジン
４０走行用油圧式無段変速装置
５０操向用油圧式無段変速装置
１２２走行ポンプ用電磁弁
１２３走行モータ用電磁弁
１３２操向ポンプ用電磁弁
１４１ａ第一変速操作検出手段
１４１ｂ第二変速操作検出手段
１５１ａ第一操向操作検出手段
１５１ｂ第二操向操作検出手段
２００第一制御装置
３００第二制御装置
４００エンジン制御装置

Claims

変速操作具の変速操作に応じて走行機体の走行速度を変速させる走行用の油圧式無段変速装置と、
操向操作具の操向操作に応じて前記走行機体を旋回させる操向用の油圧式無段変速装置とを備えるコンバインにおいて、
前記変速操作具の操作状態をそれぞれに検出する第一変速操作検出手段および第二変速操作検出手段と、
前記操向操作具の操作状態をそれぞれに検出する第一操向操作検出手段および第二操向操作検出手段と、
前記第一変速操作検出手段の検出情報に基づく入力情報に応じて前記走行用の油圧式無段変速装置の制御情報を生成し、前記第一操向操作検出手段の検出情報に基づく入力情報に応じて前記操向用の油圧式無段変速装置の制御情報を生成して、これらの制御情報により前記走行用の油圧式無段変速装置と前記操向用の油圧式無段変速装置とを制御可能とする第一制御装置と、
前記第二変速操作検出手段の検出情報に基づく入力情報に応じて前記走行用の油圧式無段変速装置の制御情報を生成し、前記第二操向操作検出手段の検出情報に基づく入力情報に応じて前記操向用の油圧式無段変速装置の制御情報を生成するとともに、エンジンを制御可能とする第二制御装置とを備え、
前記第一制御装置と前記第二制御装置とは、それぞれの入力情報と制御情報とを互いに比較するとともに、それぞれの作動状態を互いに判定し、
この入力情報と制御情報との少なくとも一方が一致しない場合は、
前記第一制御装置は、前記走行機体の走行が停止するように、前記走行用の油圧式無段変速装置ならびに前記操向用の油圧式無段変速装置を制御することを特徴とするコンバイン。
前記エンジンを制御可能とするエンジン制御装置と、
エンジン停止の信号により前記エンジン制御装置に対して、前記エンジンを停止する制御を行うように指示するエンジン緊急停止手段と、
前記走行機体の走行状態を検出する走行状態検出手段とを備え、
前記第一制御装置と前記第二制御装置とは、それぞれの入力情報と制御情報とを互いに比較するとともに、それぞれの作動状態を互いに判定し、
この入力情報と制御情報との少なくとも一方が一致しない場合であって、
前記走行用の油圧式無段変速装置ならびに前記操向用の油圧式無段変速装置への制御で走行機体の走行が停止しないとき、
前記第二制御装置は、エンジン停止の信号を前記エンジン緊急停止手段に送信し、前記エンジンを停止するように制御することを特徴とする請求項１に記載のコンバイン。
前記第一制御装置と前記第二制御装置とは、それぞれの入力情報と制御情報とを互いに比較するとともに、それぞれの作動状態を互いに判定し、
この入力情報と制御情報との少なくとも一方が一致しない場合であって、
前記走行用の油圧式無段変速装置ならびに前記操向用の油圧式無段変速装置への制御で走行機体の走行が停止せず、
前記エンジン緊急停止手段へのエンジン停止の信号でエンジンが停止しないとき、
前記第二制御装置は、前記エンジン制御装置を介して前記エンジンを停止するように制御することを特徴とする請求項２に記載のコンバイン。
前記第一変速操作検出手段と前記第二変速操作検出手段とは、互いに異なる検出方法によって前記変速操作具の操作状態を検出し、
前記第一操向操作検出手段と前記第二操向操作検出手段とは、互いに異なる検出方法によって前記操向操作具の操作状態を検出するように構成することを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか一項に記載のコンバイン。