JP6348390B2 - コンバイン - Google Patents

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Description

この発明は、エンジンから排気される排気ガス中に含まれる微小固形物を捕捉する捕捉フィルタを備えたコンバインに関する。
脱穀装置が設置された走行機体の前部に刈取部を連結したコンバンであって、エンジンから排気される排気ガス中に含まれる微小固形物を捕捉する捕捉フィルタと、該捕捉フィルタの詰りを検出する詰り検出手段と、該捕捉フィルタに捕捉された微小固形物を高温の排気ガスによって除去する再生手段と、前記詰り検出手段によって捕捉フィルタが詰まっていることが検出されたことを少なくとも1つの条件として、前記再生手段を介した上記捕捉フィルタの再生を自動的に行う自動再生制御を実行する制御部とを備えたコンバインが公知になっている(例えば、特許文献1を参照。)。
特許第5244443号公報
上記文献のコンバインでは、再生手段による捕捉フィルタの再生が自動的に行われるため、利便性が高い一方で、脱穀装置を脱穀駆動させるとともに刈取部を駆動停止させ、作業者が手作業で穀稈を脱穀装置に導入して脱穀処理を行わせる手扱ぎ作業中に、自動再生制御が実行されると、周辺の藁に高温の排気ガスが吹付けられ、火災が発生する虞がある。
本発明は、再生手段による捕捉フィルタの自動再生制御を行うコンバインにおいて、周辺の藁に高温の排気ガスが吹付けられることが防止されるコンバインを提供することを課題とする。
上記課題を解決するため、脱穀装置5が設置された走行機体6の前部に刈取部7を連結したコンバンであって、エンジン11から排気される排気ガス中に含まれる微小固形物を捕捉する捕捉フィルタ14と、該捕捉フィルタ14の詰りを検出する詰り検出手段32と、該捕捉フィルタ14に捕捉された微小固形物を高温の排気ガスによって除去する再生手段と、脱穀装置5を脱穀駆動させるとともに刈取部7を駆動停止させることにより、該脱穀装置5に作業者が手作業で穀稈を導入して脱穀処理を行わせることが可能な手扱ぎモードへの切換を行う切換手段29,33と、前記詰り検出手段32によって捕捉フィルタ14が詰まっていることが検出されたことを少なくとも1つの条件として、前記再生手段を介した上記捕捉フィルタ14の再生を自動的に行う自動再生制御を実行する制御部19とを備え、該制御部19自動再生制御が実行されてない状態で切換手段29,33によ手扱ぎモードに切換えられている最中自動再生制御実行しないように構成され、さらに、該制御部19は、自動再生制御の実行中に切換手段29,33により手扱ぎモードに切換えられた場合には、該自動再生制御の実行を停止し、その後、該手扱ぎモードが解除されたことによっては、該自動再生制御の実行を再開しないように構成されたことを特徴としている。
手扱ぎ作業中は、捕捉フィルタの自動再生制御の実行が規制されるため、走行機体周辺の藁に高温の排気ガスが吹付けられることが防止されため、火災の危険性が低減する。
本発明を適用した自脱式のコンバインの全体左側面図である。 本発明を適用した自脱式のコンバインの全体右側面図である。 操縦部の構成を示す平面図である。 副変速レバーの構成を示す平面図である。 で本コンバインに搭載されたマイコンのブロック図である。 自動再生制御のための処理手順を示すフロー図である。
図1,図2は、本発明を適用した自脱式のコンバインの全体左側面図及び右側面図である。コンバインは、左右一対のクローラ式走行装置(走行部)1によって支持された機体フレーム2上における進行方向左(以下、左)側半部に脱穀装置5を備えるとともに、機体フレーム2上の右側半部における前側に操縦部3、後側にグレンタンク4をそれぞれ設けることにより走行機体6を構成し、この走行機体6の前側に、刈取作業を行う前処理部(刈取部)7を昇降可能に連結している。
圃場での走行中、前処理部7では、ディバイダ8によって分草されて後方に案内された圃場の穀稈を、引起装置7aによって引起した後、刈刃7bによって刈取り、その後、搬送装置7cによって上記脱穀部側に後方搬送する。脱穀装置5側に搬送された穀稈は、前後方向に環状をなす脱穀フィードチェーン10に渡され、該脱穀フィードチェーン10により後方搬送される過程で、回転駆動される扱胴(図示しない)等によって扱降し処理(脱穀処理)されて排藁となる。
該排藁は、排藁搬送体15によって後方搬送され、走行機体6の後端部から機外に排出される。一方、扱胴等によって脱穀処理された処理物は、揺動選別体(図示しない)や、唐箕ファン(図示しない)等によって発生する選別風によって、藁屑等の排出物と、籾等の穀粒とに選別され、排出物は走行機体6の後端部から機外に排出され、穀粒はグレンタンク4に搬送されて収容される。
グレンタンク4内の穀粒は、走行機体6の後端部の右側に基端が支持された筒状のオーガ9によって機外に排出される。ちなみに、オーガ9は、上下揺動可能且つ左右旋回可能に支持され、その内部にはオーガ排出ラセン(図示しない)が内装されており、このオーガ排出ラセンを回転駆動させることによりグレンタンク4内の穀粒がオーガ9の先端側から排出される。
脱穀フィードチェーン10及び前処理部7側の上述した各種機器等から構成されて穀稈の刈取・搬送処理を行う刈取側作業部と、脱穀フィードチェーン10、扱胴及び揺動選別体等から構成されて穀稈の脱穀・選別処理を行う脱穀側作業部と、上述の各クローラ式走行装置1とは、エンジン11で発生させた動力によって、それぞれ駆動される。
エンジン11は、操縦部3のオペレータが着座する座席12の真下側に形成されて外側方(図示する例では右側方)が開放されたエンジンルーム(図示しない)内に、収容された状態で、固定設置されたディーゼルエンジンである。このエンジンルームの開放側である右側方は、エンジンカバー13によって開閉自在にカバーされている。
動力伝動構造について説明すると、上述の刈取側作業部には、動力を無段階に変速伝動する油圧式無段階変速装置である搬送HST(図示しない)を介して、エンジン動力が無段階で変速伝動される。この他、搬送HSTから前処理部7側(具体的には、引起装置7a、刈刃7b、搬送装置7c等)への動力伝動経路の途中には、前処理部7側へのエンジン動力の伝動を断続する刈取クラッチ(図示しない)が配置されている。
ちなみに、搬送HSTからの出力される動力は、脱穀フィードチェーン10にも伝動されるが、搬送HSTから前処理部7への動力伝動経路と、搬送HSTから脱穀フィードチェーン10への動力伝動経路は、独立して各別に設けられているため、刈取クラッチの断続によっては、上述した脱穀フィードチェーン10への動力伝動は、断続されない。
上述の脱穀側作業部には、脱穀クラッチ(図示しない)を介して、エンジン動力が断続伝動される。ちなみに、図示するコンバインでは、エンジン11から搬送HSTへの動力伝動経路の途中に脱穀クラッチが配置されているため、該脱穀クラッチの切断作動によって、脱穀作業部側への動力伝動の切断に加えて、刈取作業部側への動力伝動も切断される。
上述の左右のクローラ式走行装置1には、走行変速装置を構成する図示しない副変速装置及び主変速装置を介して、エンジン動力が変速伝動される。主変速装置は、エンジン11からの動力を無段階で変速伝動する油圧式無段階変速装置である走行HSTによって構成されている。副変速装置は、走行HSTから各クローラ式走行装置1への動力伝動経路の途中に配置され、シフト部材(図示しない)を介して、下流側に動力を伝動する一対のギヤの組合せを、選択的に切換作動させて、変速比(減速比)を変更するように構成されている。
ちなみに、副変速装置は、路上走行等のためにクローラ式走行装置1に高速動力を伝動する高速状態への切換と、圃場における作業走行等のためにクローラ式走行装置1に低速動力を伝動する低速状態への切換と、各クローラ式走行装置1への動力伝動を遮断するニュートラル状態への切換と、左右のクローラ式走行装置1の一方側に正転動力を伝動するとともに他方側に逆転動力を伝動することにより機体をその場で左右旋回させるスピン旋回状態への切換とを上述のシフト部材によって行う。
これに加えて、上述したオーガ排出ラセンもエンジン動力によって回転駆動される。
このようにして、前処理部7や脱穀フィードチェーン10や脱穀側作業機部等の複数の各作業機が、エンジンからの動力によって駆動されるが、このエンジン11から排出される排気ガス中に含まれる煤等の有害な微小固形物は、DPF(登録商標)と呼ばれる捕捉フィルタ14によって除去される。
導入管16を介してエンジン11から捕捉フィルタ14側に導入された排気ガスは、該捕捉フィルタ14によって微小固形物が除去された後、排気管17を介して機外に排出される。この捕捉フィルタ14は、通過する排気ガス中から微小固形物を捕捉するように構成されているため、表面に捕捉した微小固形物等が付着物として付着し、時間経過に伴って堆積されていく。この付着物の堆積量が多くなると、通気性が悪くなって詰りが生じ、捕捉フィルタ14のフィルタ機能が低下する他、導入管16の内部と、排気管17の内部との圧力差が大きくなって種々の問題が発生する可能性がある。
このため、本コンバインには、捕捉フィルタ14に付着した付着物を加熱することによって除去して上記フィルタ機能を再生させる再生手段が設けられている。この再生手段は、エンジン回転数を制御可能なECUと呼ばれるエンジン制御マイコン18(図5参照)と、エンジン11自体とによって構成されている。
エンジン制御マイコン18は、シリアル接続やCAN(Controller Area Network)接続等によって、メインのマイコン(制御部)19(図5参照)に、相互通信可能に接続されており、該マイコン19は、エンジン回転数が高い状態で略一定となるように(安定するように)エンジン制御マイコン18を介してエンジン11を制御し、排気ガスの温度を上昇させ、この高温となった排気ガスによって捕捉フィルタ14の表面を加熱して上記付着物の除去を行う。
そして、マイコン19は、再生手段を介した捕捉フィルタ14のフィルタ機能再生を安定的且つ効率的に行う再生制御を行う。この再生制御には、オペレータの手動操作に起因して、上記再生手段による捕捉フィルタ14の再生を開始する手動再生制御と、捕捉フィルタ14が詰まっていることを少なくとも1つの条件として上記再生手段による捕捉フィルタ14の再生を自動で開始する自動再生制御との2種類が用意されている。
なお、エンジン制御マイコン18を設けずに、メインのマイコン19によって、エンジン回転数を制御してもよく、この場合には、該マイコン19及びエンジン11によって再生手段が構成される。
図3は、操縦部の構成を示す平面図である。操縦部3には、上述した背もたれ付の座席12の他、座席12前方に設置されたフロント操作パネル21と、側方(さらに具体的には左側方)に設置されたサイド操作パネル22と、座席12とフロント操作パネル21との間における低い位置に形成されて床面となるフロアステップ23とが設けられている。
上記フロント操作パネル21の右部には、前処理部7の昇降操作具及び操向操作具として機能するレバー操作具であるマルチレバー26が前後揺動可能且つ左右揺動可能に取付支持されている。このマルチレバー26は、前後揺動によって前処理部7の昇降操作を行うとともに、左右揺動によって機体の操向操作(旋回操作)を行う。
上記サイド操作パネル22には、走行HSTを介した走行変速操作を行う主変速操作具である主変速レバー27と、副変速装置を介した走行変速装置を行う副変速操作具である副変速レバー28と、上述の脱穀クラッチ及び刈取クラッチの断続操作を行う断続操作具であるパワークラッチスイッチ(切替手段,断続操作手段)29とが設けられている。
主変速レバー27は、サイド操作パネル22から上方側に突出した先端部にグリップが形成されるとともに、その基端部が、走行HSTの斜板の傾きを変更させることにより該走行HSTを無段階で変速作動させる操作軸であるトラニオン軸(図示しない)に機械的に連結されており、該主変速レバー27の前後中立位置であるニュートラル位置での左右一方側(図示する例では右側)端部への揺動によって前方揺動可能な状態となる一方で、ニュートラル位置での左右他方側端部への揺動によって後方揺動可能な状態となる。
そして、ニュートラル位置からの前方揺動量が多い程、走行HSTが機体前進走行側に増速される一方で、ニュートラル位置からの後方揺動量が多い程、走行HSTが機体後進走行側に増速される。すなわち、主変速レバー27は、前後揺動によって無段階の走行変速操作を行うとともに、中立位置における左右揺動によって前後進切換操作を行うように構成されている。
図4は、副変速レバーの構成を示す平面図である。副変速レバー28は、サイド操作パネル22から上方側に突出した先端部にグリップ28aが形成されるとともに、その基端部が、副変速装置の上記したシフト部材と機械的に連結されており、該副変速レバー28を前後揺動することにより、副変速装置を介した走行変速操作を行う。
具体的には、副変速レバー28の前後中立位置が副変速装置をニュートラル状態に切換えるニュートラル位置Nになり、副変速レバー28の後方揺動位置が副変速装置を低速状態に切換える低速位置Lになり、副変速レバー28の前方揺動位置が副変速装置を高速状態に切換える高速位置Hになり、副変速レバー28の低速位置L側からの左右一方側(図示する例では左側)端部への揺動位置が副変速装置をスピン旋回状態に切換える旋回位置Sになる。
これ加えて、副変速レバー28はニュートラル位置Nにおいて左右方向に揺動操作可能に構成されており、この左右揺動操作によって、ニュートラル位置の副変速レバー28は、低速位置Lや高速位置Hへの前後揺動が許容される通常位置N1と、前後揺動が許容されない再生位置N2との何れかに揺動操作可能になる。ちなみに、この副変速レバー28の中途部は、サイド操作パネル22に穿設されたガイド孔22aに挿通され、このガイド孔22aは、副変速レバー28のレバー操作範囲に沿う形状に成形され、該副変速レバー28の揺動ガイドになる。
副変速レバー28の基端側には、副変速レバー28のニュートラル位置Nにおける通常位置N1から再生位置N2への左右方向の揺動操作を検出する手動再生スイッチ(手動再生操作検出手段)31(図5参照)が設けられている。マイコン19は、この手動再生スイッチ31によって、副変速レバー28のニュートラル位置Nにおける通常位置N1から再生位置N2への左右方向の揺動操作(手動再生操作)を検出すると、これを手動再生制御の開始操作とみなして、所定条件下で上述した手動再生制御を実行する。
パワークラッチスイッチ29は、図2に示す通り、左右両端部をそれぞれ各別に押し操作可能なシーソースイッチであって且つ中立側に付勢されたモーメンタリスイッチであって、パワークラッチスイッチ29の左右一方側端部を押す操作が駆動側操作になり、左右他方側端部を押す操作が停止側操作になる。マイコン19が、駆動側操作と停止側操作に基づいて、刈取クラッチ及び脱穀クラッチをどのように断続制御するかについては、後述する。
上記フロアステップ23は、座席12、フロント操作パネル21、サイド操作パネル22の何れよりも低い位置に形成されている。
図5は、本コンバインに搭載されたマイコンのブロック図である。マイコン19は、上述したエンジン制御マイコン18とが双方向通信可能に接続される。
また、マイコン19の入力側には、上述した手動再生スイッチ31、パワークラッチスイッチ29の他、上記捕捉フィルタ14の上流側(導入管16内)と下流側(排気管17内)の圧力差を検出する圧力センサ32と、手扱ぎスイッチ(切替手段,手扱ぎ操作具)33と、主変速レバー27の操作位置を検出する主変速レバーポテンショ(車速検出手段)34と、がそれぞれ接続されている。
圧力センサ32は、捕捉フィルタ14の上流側と下流側とにそれぞれ設置され、その圧力差を検知することによって、捕捉フィルタ14の詰り具合(付着物の蓄積量)を検出する。すなわち、この圧力センサ32は、捕捉フィルタ14の詰りを検出する詰り検出手段になる。
主変速レバーポテンショ34は、主変速レバー27の揺動操作位置を検出することによって、走行HSTの変速状態も検知できるため、コンバイン(走行機体6)が走行中であるか否かを検出する走行検出手段になるとともに、本コンバインの走行速度(車速)を検出する車速検出手段にもなる。
一方、マイコン19の出力側には、操縦部3にいるオペレータや周囲の者への報知を音や光で報知するブザー、スピーカ又はランプ等の報知手段36と、搬送HSTを無段階変速作動させる搬送HST制御モータ37と、刈取クラッチ及び脱穀クラッチをそれぞれ各別に断続させる断続手段である刈取・脱穀クラッチモータ38とがそれぞれ接続されている。
搬送HST制御モータ37は、搬送HSTの斜板の傾きを変更させる操作軸であるトラニオン軸を回転駆動するように構成され、搬送HST制御モータ37の動力によって斜板の傾きが変更されると、該搬送HSTが無段階で変速作動する。
マイコン19は、搬送HSTを介して制御される脱穀フィードチェーン10及び前処理部7の駆動速度を、主変速レバーポテンショ34によって検出される車速に連動させる車速連動制御を行うように構成されている。車速連動制御は、具体的には、コンバインの走行停止時には搬送HSTをニュートラルにして脱穀フィードチェーン10及び前処理部7の駆動を停止させる一方で、コンバインの前進走行時の増速に伴って脱穀フィードチェーン10及び前処理部7の駆動速度を比例的に増加させ、前進走行時の減速に伴って脱穀フィードチェーン及び前処理部7の駆動速度を比例的に減少させる。
また、マイコン19は、刈取クラッチと脱穀クラッチが共に切断状態となる切断モードと、刈取クラッチが切断状態となる一方で脱穀クラッチが接続状態となる手扱ぎモードと、刈取クラッチと脱穀クラッチが共に接続状態となる接続モードとを有しており、これらのモードが手扱ぎスイッチ33の駆動側操作及び停止側操作によって切換えられる。
具体的には、マイコン19は、切断モード時に駆動側操作を検出した場合に手扱ぎモードに移行し、手扱ぎモード時に駆動側操作を検出した場合に接続モードに移行し、手扱ぎモード時に停止側操作を検出した場合に切断モードに移行し、接続モード時に停止側操作を検出した場合に手扱ぎモードに移行するように構成されている。ちなみに、接続モード時には、原則として、上述した車速連動制御が行われるようにマイコン19を構成している。
さらに、上記手扱ぎスイッチ33を介した操作でも、手扱ぎモードへの切替が可能であり、この手扱ぎスイッチ33は、脱穀装置5の側面上部に設けられ、該脱穀装置5の近くになる作業者が操作し易くなっている。この手扱ぎスイッチ33によって、手扱ぎモードの終了させ、その直前のモードに戻す操作を行うことを可能としてもよい。
作業者は、手扱ぎモード時、本コンバインの車体の周辺にある穀稈を、搬送駆動されている状態の脱穀フィードチェーン10の前端側に穀稈を、手作業で導入し、脱穀装置5により、脱穀処理させる。また、この際、本コンバインは、基本的に走行停止させるが、低速で前進走行していても、手扱ぎ作業を行うことは可能である。このため、手扱モードへの切替に際して、走行の有無を条件に入れないようにしている。
さらに、マイコン19は、手動再生スイッチ31による操作を検出した際、予め定めた所定条件を満たしている場合には、手動再生制御の実行を開始する。この予め定めた所定条件とは、本例では、駐車状態であることを第1条件とし、主変速レバー27がニュートラル位置に揺動操作されている状態であること(走行停止していること)が主変速レバーポテンショ34によって検出されたことを第2条件とし、エンジン制御マイコン18から取得されるアクセル操作の開度が0%であることが確認されたことを第3条件とし、脱穀クラッチの切断状態(切断モード)が確認されたことを第4条件とした場合に、その第1〜4条件の全てが満たされた場合を意味しているが、これはあくまでも一例である。
この手動再生制御が開始されると、エンジン11からの排気される排気ガスが高温になるように、エンジン制御マイコン18を介して、該エンジン11の作動が制御され、この制御が予め定めた所定時間実行される。手動再生制御の実行中は、パワークラッチスイッチ29を介した、接続モードへの移行や、手扱ぎモードへの移行が規制(禁止)される。
言換えると、脱穀クラッチが切断状態であることが、手動再生制御を実行するための1つの条件になるように上記マイコン19が構成され、さらに、脱穀クラッチが接続状態である場合に、手動再生操作が行われたことが検出された場合には、脱穀クラッチが切断状態になるのを待って、上記手動再生制御の実行が開始されるように該マイコン19が構成される。
一方、マイコン19は、上述した自動再生制御も行う。
図6は、自動再生制御のための処理手順を示すフロー図である。マイコン19は、処理が開始されとステップS1に進む。ステップS1では、自動再生制御の実行されている最中であるか否かを確認し、実行されている最中ではない(自動再生制御の実行が停止されている)場合には、ステップS2に進む。ステップS2では、圧力センサ32によって、捕捉フィルタ14に詰りが生じているか否かを確認し、詰りが生じていなければ、ステップS1に処理を戻す一方で、詰りが生じていれば、ステップS3に進む。
ステップS3では、パワークラッチスイッチ29又は手扱ぎスイッチ33によって、手扱ぎモードに移行しているか否かを確認し、手扱ぎモードに移行していれば、ステップS1に処理を戻す一方で、手扱ぎモードに移行していなければ、ステップS4に進む。ステップS4では、自動再生制御の実行を開始し、ステップS1に処理を戻す。
すなわち、手扱ぎモードに移行している最中は、詰りが発生して、自動再生制御を開始する必要がある場合でも、その開始が禁止(規制)される。
また、ステップS1において、自動再生制御が実行されている最中であれば、ステップS5に進む。ステップS5では、手扱ぎモードに移行しているか否かを確認し、手扱ぎモードに移行していれば、ステップS6に進む一方で、移行していなければ、自動再生制御の実行を維持して、ステップS1に処理を戻す。
ステップS6では、その時点で、実行されている自動再生制御の該実行を停止して、ステップS1に処理を戻す。すなわち、自動再生制御を実行している最中に、手扱ぎモードに移行した場合、該自動再生制御の実行が停止される。
以上のようにして、自動再生制御の実行は、手扱ぎモード時に規制される。
ちなみに、手扱ぎモード時への移行によって実行が規制されない状態での自動再生制御の終了条件は、手動再生制御と同一又は略同一であり、具体的には、自動再生制御の実行が開始された後、所定時間が経過するか、若しくはその実行開始後に詰りが解消するか、又はその両方の条件が満たされた際に、その実行が終了される。
また、ステップS3→ステップS1に処理を戻す際、ステップS5→ステップS6に処理を進める際、自動再生制御の実行が規制されるが、この際に、報知手段36によって、その旨をオペレータや周囲の者に報せてもよい。
なお、図示する例では、ステップS6の処理において、自動再生制御の実行を停止した後、手扱ぎモードからその他のモードに移行した際に、自動再生制御の実行は再開されない
5 脱穀装置
6 走行機体
7 前処理部(刈取部)
11 エンジン
14 捕捉フィルタ
19 マイコン(制御部)
29 パワークラッチスイッチ(切換手段)
32 圧力センサ(詰り検出手段)
33 手扱ぎスイッチ(切換手段)

Claims (1)

  1. 脱穀装置(5)が設置された走行機体(6)の前部に刈取部(7)を連結したコンバンであって、
    エンジン(11)から排気される排気ガス中に含まれる微小固形物を捕捉する捕捉フィルタ(14)と、
    該捕捉フィルタ(14)の詰りを検出する詰り検出手段(32)と、
    該捕捉フィルタ(14)に捕捉された微小固形物を高温の排気ガスによって除去する再生手段と、
    脱穀装置(5)を脱穀駆動させるとともに刈取部(7)を駆動停止させることにより、該脱穀装置(5)に作業者が手作業で穀稈を導入して脱穀処理を行わせることが可能な手扱ぎモードへの切換を行う切換手段(29,33)と、
    前記詰り検出手段(32)によって捕捉フィルタ(14)が詰まっていることが検出されたことを少なくとも1つの条件として、前記再生手段を介した上記捕捉フィルタ(14)の再生を自動的に行う自動再生制御を実行する制御部(19)とを備え、
    該制御部(19)自動再生制御が実行されてない状態で切換手段(29,33)によ手扱ぎモードに切換えられている最中自動再生制御実行しないように構成され、
    さらに、該制御部(19)は、自動再生制御の実行中に切換手段(29,33)により手扱ぎモードに切換えられた場合には、該自動再生制御の実行を停止し、その後、該手扱ぎモードが解除されたことによっては、該自動再生制御の実行を再開しないように構成された
    ことを特徴とするコンバイン。
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