JP6588288B2

JP6588288B2 - コンバイン

Info

Publication number: JP6588288B2
Application number: JP2015183878A
Authority: JP
Inventors: 錦織　将浩; 将浩錦織; 泰彦布野; 古井　利武; 利武古井; 細木　俊男; 俊男細木
Original assignee: Mitsubishi Mahindra Agricultural Machinery Co Ltd
Current assignee: Mitsubishi Mahindra Agricultural Machinery Co Ltd
Priority date: 2015-09-17
Filing date: 2015-09-17
Publication date: 2019-10-09
Anticipated expiration: 2035-09-17
Also published as: JP2017055715A

Description

本発明は、機体の前後傾斜、左右傾斜、車高などを変更可能なコンバインに関する。

機体の前後傾斜、左右傾斜、車高などを変更可能なコンバインが知られている（例えば、特許文献１、２参照）。例えば、機体側フレームに設けられる左右の駆動スプロケットと、左右のトラックフレームに設けられるアイドラ及び転輪と、駆動スプロケット、アイドラ及び転輪に巻回される左右のクローラと、左右のトラックフレームを機体側フレームに対して昇降させる左右の昇降用アクチュエータと、左右のトラックフレームを機体側フレームに対して前後傾斜させる前後傾斜用アクチュエータとを備えるコンバインでは、左右の昇降用アクチュエータ及び前後傾斜用アクチュエータの制御に基づいて、機体の前後傾斜、左右傾斜及び車高を変更することが可能になる。

通常、この種のコンバインでは、傾斜センサの検出値に応じて機体の前後傾斜や左右傾斜を水平に維持する水平自動制御が行われるだけでなく、手動前傾操作具による機体の前傾操作、手動後傾操作具による機体の後傾操作、手動左傾斜操作具による機体の左傾斜操作、手動右傾斜操作具による機体の右傾斜操作、手動上昇操作具による機体の上昇操作、手動下降操作具による機体の下降操作などが可能となっている。

特開２００２−９５３２８号公報特開２００２−２０４６１３号公報

ところで、圃場における作業終了時には、通常、左右のトラックフレームを機体に対して前後水平となる姿勢に復帰させるとともに、機体の車高を下限まで下げる操作が行われている。その理由は、このような機体姿勢（前後水平で、且つ車高下限）が路上走行やトラックへの積み込みに適しているからである。

しかしながら、従来のコンバインでは、左右のトラックフレームを機体に対して前後水平となる姿勢に復帰させる場合、オペレータが機体の前後傾斜を感覚的に判断し、手動前傾操作具又は手動後傾操作具を選択的に操作して水平復帰を行っていたので、水平復帰時の操作性や操作精度が問題となっていた。また、機体の車高を下限まで下げる操作は、前後水平復帰操作後、別の操作具を操作して行われているので、作業終了後、路上走行やトラックへの積み込みを行うまでに時間がかかるという問題もあった。

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、請求項１の発明は、機体側フレームに設けられる左右の駆動スプロケットと、左右のトラックフレームに設けられるアイドラ及び転輪と、駆動スプロケット、アイドラ及び転輪に巻回される左右のクローラと、左右のトラックフレームを機体側フレームに対して昇降させる左右の昇降用アクチュエータと、左右のトラックフレームを機体側フレームに対して前後傾斜させる前後傾斜用アクチュエータと、左右の昇降用アクチュエータ及び前後傾斜用アクチュエータを制御する制御部と、を備えるコンバインであって、前記制御部は、所定のスイッチ操作に応じて、左右のトラックフレームを機体に対して前後水平となる姿勢に復帰させるべく前後傾斜用アクチュエータを制御する前後水平復帰制御手段と、該前後水平復帰制御手段が実行されて左右のトラックフレームが機体に対して前後水平となった後、さらに前記所定のスイッチ操作が継続的にＯＮ操作されているか否かの判断をし、ＯＮ操作されていると判断された場合には、機体の車高を下限まで下げるべく左右の昇降用アクチュエータを制御する車高下げ制御を実行し、ＯＮ操作されていないと判断された場合には車高下げ制御の実行しないよう制御する前後水平制御実行後制御手段と、を備えることを特徴とするコンバインである。
また、請求項２の発明は、請求項１に記載のコンバインであって、前記制御部は、所定のスイッチ操作に応じて、左右のトラックフレームを機体に対して前後水平となる姿勢に復帰させる前に、現在の車高が所定の車高よりも低い場合は、機体の車高を所定の車高まで上げるべく左右の昇降用アクチュエータを制御する前後水平復帰時車高上げ制御手段を備えることを特徴とするコンバインである。

請求項１の発明によれば、所定のスイッチ操作を行うだけで、左右のトラックフレームが機体に対して前後水平となる姿勢に復帰するので、手動前傾操作具又は手動後傾操作具を選択的に操作して水平復帰を行っていた従来に比べ、水平復帰時の操作性や操作精度を向上させることができる。また、前後水平復帰後も所定のスイッチ操作を継続すると、機体の車高が下限まで下がるので、作業走行から路上走行（トラック積み込みを含む）への移行に際して必要な前後水平復帰動作及び車高下げ動作をスムーズ且つ短時間に実行することが可能になる。
また、請求項２の発明によれば、前後水平復帰動作前に機体の車高を所定の車高まで上げるので、前後水平復帰動作時にトラックフレームと機体側フレームが接触するような不都合も回避できる。

コンバインの車高下げ状態を示す左側面図である。コンバインの車高上げ状態を示す左側面図である。コンバインの後傾状態を示す左側面図である。コンバインの前傾状態を示す左側面図である。コンバインの姿勢変更機構を示す要部斜視図である。コンバインの車高下げ状態における姿勢変更機構の左側面図である。コンバインの車高上げ状態における姿勢変更機構の左側面図である。コンバインの後傾状態における姿勢変更機構の左側面図である。コンバインの前傾状態における姿勢変更機構の左側面図である。制御部の入出力を示すブロック図である。水平制御の制御手順を示すフローチャートである。水平復帰制御の制御手順を示すフローチャートである。

以下、本発明の実施の形態について、図面に基づいて説明する。図１〜図４において、１はコンバインであって、該コンバイン１は、機体２と、該機体２の前部に昇降自在に設けられる前処理部３と、前処理部３で刈り取られた茎稈から穀粒を脱穀する脱穀部４と、脱穀部４で選別された穀粒を貯溜する穀粒タンク５と、脱穀済みの排稈を後処理する後処理部６と、オペレータが乗車する操作部７と、機体２の下部に設けられる走行部８とを備えて構成されている。

走行部８は、左右一対のクローラ走行装置９を備えて構成されている。クローラ走行装置９は、駆動スプロケット１０、アイドラ１１、上部転輪１２、複数の下部転輪１３（転輪）などの輪体と、これらの輪体に懸回されるクローラ１４とを備えて構成されており、駆動スプロケット１０の駆動回転に応じて機体２を走行させるとともに、アイドラ１１によってクローラ１４の張り調整が行われるようになっている。ここで、駆動スプロケット１０及び上部転輪１２は、機体フレーム１５（機体側フレーム）に支持され、アイドラ１１及び下部転輪１３は、トラックフレーム１６に支持されている。

図１〜図５に示すように、左右のクローラ走行装置９が備えるトラックフレーム１６は、それぞれ前後傾斜フレーム１７を介して機体フレーム１５に連結支持されている。前後傾斜フレーム１７は、その前端部が機体フレーム１５に対して上下回動自在に連結されるとともに、前後傾斜フレーム１７と機体フレーム１５との間に介設される前後傾斜用油圧シリンダ２１（前後傾斜用アクチュエータ）の駆動に応じて上下回動するように構成されている。

前後傾斜フレーム１７とトラックフレーム１６との間には、機体２に対してトラックフレーム１６を昇降させるトラックフレーム昇降機構１８が設けられている。本実施形態のトラックフレーム昇降機構１８は、トラックフレーム１６を前後傾斜フレーム１７に対して昇降自在に連結する前後一対の連結リンク１９、２０と、前後一対の連結リンク１９、２０を強制的に回動させる昇降用油圧シリンダ２２（昇降用アクチュエータ）とを備えており、昇降用油圧シリンダ２２の駆動に応じてトラックフレーム１６を昇降させる構成となっている。

上記のような左右のクローラ走行装置９によれば、それぞれのトラックフレーム１６が機体２に対して昇降及び前後傾斜自在であり、左右の昇降用油圧シリンダ２２及び前後傾斜用油圧シリンダ２１の駆動に応じて機体２の姿勢（車高、左右傾斜及び前後傾斜）を変更する姿勢変更機構が構成される。例えば、左右のトラックフレーム１６を機体２に対して前後水平姿勢で上昇させた車高下げ状態（図１、図６参照）、左右いずれかのトラックフレーム１６を機体２に対して前後水平姿勢で昇降させた左右傾斜状態、左右のトラックフレーム１６を機体２に対して前後水平姿勢で下降させた車高上げ状態（図２、図７参照）、左右のトラックフレーム１６を機体２に対して前傾させた後傾状態（図３、図８参照）、左右のトラックフレーム１６を機体２に対して後傾させた前傾状態（図４、図９参照）などを現出させることができる。

このように構成されるコンバイン１では、トラックフレーム１６の前後傾斜に応じて機体フレーム１５とクローラ１４との間の隙間が変動することに起因し、トラックフレーム１６の前後傾斜に応じてトラックフレーム１６の昇降範囲が制限されたり、逆に、トラックフレーム１６の昇降位置に応じてトラックフレーム１６の前後傾斜範囲が制限されることがある。

図１０に示すように、コンバイン１には、左右の昇降用油圧シリンダ２２及び前後傾斜用油圧シリンダ２１を制御する制御部２３が搭載されている。制御部２３は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、Ｉ／Ｏなどを備えて構成されており、その入力側には、図示しない主変速レバー（走行速度設定操作具）の操作位置を検出する主変速センサＳ（車速センサに兼用）、機体２の左右傾斜を検出する左右傾斜センサ２４、機体２の前後傾斜を検出する前後傾斜センサ２５、水平自動制御（左右水平自動制御、前後水平自動制御、左右及び前後水平自動制御を含む）を入り／切りする水平自動スイッチ２６、左右のトラックフレーム１６（前後傾斜フレーム１７）を機体２に対して前後水平となる姿勢に復帰させる水平リセットスイッチ２７、機体２を上昇させる手動上昇スイッチ２８、機体２を下降させる手動下降スイッチ２９、機体２を左傾斜させる手動左傾斜スイッチ３０、機体２を右傾斜させる手動右傾斜スイッチ３１、機体２を前傾させる手動前傾スイッチ３２、機体２を後傾させる手動後傾スイッチ３３、左昇降用油圧シリンダ２２の作動長を検出する左昇降用ストロークセンサ３４（車高センサに兼用）、右昇降用油圧シリンダ２２の作動長を検出する左昇降用ストロークセンサ３５（車高センサに兼用）、前後傾斜用油圧シリンダ２１の作動長を検出する左前後傾斜用ストロークセンサ３６などが接続される一方、制御部２３の出力側には、左昇降用油圧シリンダ２２を動作させる左昇降用電磁バルブ３８（左上昇バルブ及び左下降バルブを含む）、右昇降用油圧シリンダ２２を動作させる右昇降用電磁バルブ３９（右上昇バルブ及び右下降バルブを含む）、前後傾斜用油圧シリンダ２１を動作させる前後傾斜用電磁バルブ４０（前傾バルブ及び後傾バルブを含む）などが接続されている。

制御部２３は、ＲＯＭに書き込まれたプログラムとの協働により、機体２側に設けられる左右傾斜センサ２４の検出値が所定値（例えば水平値）を維持するように左右の昇降用油圧シリンダ２２を自動制御する左右水平自動制御、機体２側に設けられる前後傾斜センサ２５の検出値が所定値（例えば水平値）を維持するように前後傾斜用油圧シリンダ２１を自動制御する前後水平自動制御（前後水平自動制御手段）、水平リセットスイッチ２７の操作に応じて左右のトラックフレーム１６を機体２に対して前後水平となる姿勢に復帰させる前後水平復帰制御、手動上昇スイッチ２８、手動下降スイッチ２９、手動左傾斜スイッチ３０、手動右傾斜スイッチ３１、手動前傾スイッチ３２及び手動後傾スイッチ３３の操作に応じて左右の昇降用油圧シリンダ２２及び前後傾斜用油圧シリンダ２１を動作させる水平手動制御などを実行する。なお、左右水平自動制御及び水平手動制御の制御手順は、従来通りであるため、具体的な制御手順の図示及び説明は省略する。

以下、本実施形態に係る前後水平自動制御を含む水平制御及び前後水平復帰制御を含む水平復帰制御の制御手順について、図１１及び図１２を参照して説明する。

図１１に示す水平制御では、まず、水平自動スイッチ２６のＯＮ／ＯＦＦなど、前後水平動作の自動条件を判定する（Ｓ１１）。ここで、自動条件が不成立の場合は、前後水平動作を停止して上位ルーチンへ復帰する（Ｓ１２）。一方、自動条件が成立の場合は、左右の昇降用油圧シリンダ２２の作動長をチェックし（Ｓ１３、Ｓ１４）、各作動長が所定値未満の場合は、前後水平自動制御を行うための車高が不足していると判断し、各昇降用油圧シリンダ２２を車高上げ側に動作させる（Ｓ１５、Ｓ１６）。

つぎに、現在の車速（主変速センサＳの検出値から算出）から前後傾斜センサ２５の不感帯を計算する（Ｓ１７：不感帯変更手段）。具体的には、車速に比例して不感帯が大きくなるように不感帯を決める。このようにすると、機体２の加速度変化や振動が発生しやすくなる高速走行時ほど前後傾斜自動制御の感度が鈍くなるので、機体２の加速度変化や振動に起因する無駄な前後傾斜動作を抑制し、前後傾斜自動制御の安定性や制御精度を向上させることが可能になる。

続いて、主変速センサＳの検出値に基づいて主変速レバーの操作状態をチェックする（Ｓ１８：走り始め判断手段）。ここで、主変速レバーが中立位置から前進方向に操作された場合、走り始めであると判断し、それ以外は走り始め以外であると判断する。そして、走り始め以外であると判断した場合は、主変速レバーが急操作されたか否かを判断し（Ｓ１９）、この判断結果がＹＥＳの場合は、加速度による前後傾斜センサ２５の検出誤差を考慮し、前後水平動作を停止させる（Ｓ１２）。

一方、走り始めであると判断した場合は、前後傾斜センサ２５の不感帯をチェックする（Ｓ２０）。ここで、不感帯が所定値以上であると判断した場合は、不感帯に所定値をセットする（Ｓ２１：不感帯置き換え手段）。つまり、機体２の走り始めにおいては、不感帯の拡大を制限するので、例えば、急発進して高速作業を開始した場合であっても、走り始めから前後傾斜自動制御の感度が鈍くなり過ぎることを抑制し、走り始めにおける前後傾斜自動制御を有効にすることができる。

前後傾斜センサ２５の中立値に対する前後傾斜センサ２５の検出値（現在値）の偏差（絶対値）を算出し、これを傾斜センサ偏差とする（Ｓ２２）。つぎに、傾斜センサ偏差と不感帯を比較し（Ｓ２３）、ここで、傾斜センサ偏差が不感帯以下である場合は、前後水平動作を停止させる一方（Ｓ１２）、傾斜センサ偏差が不感帯を超えている場合は、サブルーチンである前後水平自動制御を実行し（Ｓ２４：前後水平自動制御手段）、前後傾斜センサ２５の検出値が所定の中立値（不感帯を含む）を維持するように前後傾斜用油圧シリンダ２１を動作させる。

図１２に示す水平復帰制御では、まず、水平リセットスイッチ２７のＯＮ／ＯＦＦを判断する（Ｓ３１）。ここで、水平リセットスイッチ２７がＯＮであると判断した場合は、サブルーチンである前後水平復帰時車高上げ制御（Ｓ３２：前後水平復帰時車高上げ制御手段）を実行する。前後水平復帰時車高上げ制御は、水平リセットスイッチ２７の操作に応じて左右のトラックフレーム１６を機体２に対して前後水平となる姿勢に復帰させるのに先立ち、現在の車高が所定の車高よりも低いか否かを判断し、該判断結果がＹＥＳである場合に、機体２の車高を所定の車高まで上げるべく左右の昇降用油圧シリンダ２２を動作させる制御である。このような前後水平復帰時車高上げ制御によれば、前後水平復帰動作時にトラックフレーム１６と機体フレーム１５が接触するような不都合を回避できる。

前後水平復帰時車高上げ制御の実行後は、サブルーチンである前後水平復帰制御（Ｓ３３：前後水平復帰制御手段）を実行する。前後水平復帰制御は、左右のトラックフレーム１６を機体２に対して前後水平となる姿勢に復帰させるべく前後傾斜用油圧シリンダ２１を動作させる制御である（左前後傾斜用ストロークセンサ３６の機体水平値を目標とする動作制御）。このような前後水平復帰制御によれば、水平リセットスイッチ２７を操作するだけで、左右のトラックフレーム１６が機体２に対して前後水平となる姿勢に復帰するので、手動前傾スイッチ３２や手動後傾スイッチ３３を選択的に操作して水平復帰を行っていた従来に比べ、水平復帰時の操作性や操作精度を向上させることができる。

手段前後水平復帰制御の実行後は、次の前後水平制御実行後制御手段が実行される。つまり、水平リセットスイッチ２７が継続的にＯＮ操作されているか否かを判断する（Ｓ３４）。この判断結果がＮＯである場合は、以降の処理をスキップして上位ルーチンに復帰するが、水平リセットスイッチ２７が継続的にＯＮ操作されていると判断した場合は、サブルーチンである車高下げ制御（Ｓ３５：車高下げ制御手段）を実行する。この車高下げ制御は、機体２の車高を下限まで下げるべく左右の昇降用油圧シリンダ２２を動作させる制御である。このような車高下げ制御によれば、作業走行から路上走行（トラック積み込みを含む）への移行に際して必要な前後水平復帰動作及び車高下げ動作を水平リセットスイッチ２７を操作するだけでスムーズ且つ短時間に実行することが可能になる。

叙述の如く構成された本実施形態によれば、機体フレーム１５に設けられる左右の駆動スプロケット１０及び上部転輪１２と、左右のトラックフレーム１６に設けられるアイドラ１１及び下部転輪１３と、駆動スプロケット１０、アイドラ１１、上部転輪１２及び下部転輪１３に巻回される左右のクローラ１４と、左右のトラックフレーム１６を機体フレーム１５に対して昇降させる左右の昇降用油圧シリンダ２２と、左右のトラックフレーム１６を機体フレーム１５に対して前後傾斜させる前後傾斜用油圧シリンダ２１と、左右の昇降用油圧シリンダ２２及び前後傾斜用油圧シリンダ２１を制御する制御部２３と、を備えるコンバイン１であって、制御部２３は、水平リセットスイッチ２７の操作に応じて、左右のトラックフレーム１６を機体２に対して前後水平となる姿勢に復帰させるべく前後傾斜用油圧シリンダ２１を制御する前後水平復帰制御手段（図１２のステップＳ３３）と、左右のトラックフレーム１６が機体２に対して前後水平姿勢となっても水平リセットスイッチ２７が継続操作されている場合に、機体２の車高を下限まで下げるべく左右の昇降用油圧シリンダ２２を制御する車高下げ制御手段（図１２のステップＳ３５）と、を備えるので、手動前傾スイッチ３２や手動後傾スイッチ３３を選択的に操作して水平復帰を行っていた従来に比べ、水平復帰時の操作性や操作精度を向上させることができ、しかも、前後水平復帰後も水平リセットスイッチ２７を継続操作すると、機体２の車高が下限まで下がるので、作業走行から路上走行（トラック積み込みを含む）への移行に際して必要な前後水平復帰動作及び車高下げ動作をスムーズ且つ短時間に実行することが可能になる。

また、制御部２３は、水平リセットスイッチ２７の操作に応じて、左右のトラックフレーム１６を機体２に対して前後水平となる姿勢に復帰させる前に、現在の車高が所定の車高よりも低い場合は、機体２の車高を所定の車高まで上げるべく左右の昇降用油圧シリンダ２２を制御する前後水平復帰時車高上げ制御手段（図１２のステップＳ３２）を備えるので、前後水平復帰動作時にトラックフレーム１６と機体フレーム１５が接触するような不都合も回避できる。

１コンバイン
２機体
９クローラ走行装置
１０駆動スプロケット
１１アイドラ
１３転輪
１４クローラ
１５機体フレーム
１６トラックフレーム
１７前後傾斜フレーム
２１前後傾斜用油圧シリンダ
２２昇降用油圧シリンダ
２３制御部
２４左右傾斜センサ
２５前後傾斜センサ
２７水平リセットスイッチ

Claims

機体側フレームに設けられる左右の駆動スプロケットと、
左右のトラックフレームに設けられるアイドラ及び転輪と、
駆動スプロケット、アイドラ及び転輪に巻回される左右のクローラと、
左右のトラックフレームを機体側フレームに対して昇降させる左右の昇降用アクチュエータと、
左右のトラックフレームを機体側フレームに対して前後傾斜させる前後傾斜用アクチュエータと、
左右の昇降用アクチュエータ及び前後傾斜用アクチュエータを制御する制御部と、を備えるコンバインであって、
前記制御部は、
所定のスイッチ操作に応じて、左右のトラックフレームを機体に対して前後水平となる姿勢に復帰させるべく前後傾斜用アクチュエータを制御する前後水平復帰制御手段と、
該前後水平復帰制御手段が実行されて左右のトラックフレームが機体に対して前後水平となった後、さらに前記所定のスイッチ操作が継続的にＯＮ操作されているか否かの判断をし、ＯＮ操作されていると判断された場合には、機体の車高を下限まで下げるべく左右の昇降用アクチュエータを制御する車高下げ制御を実行し、ＯＮ操作されていないと判断された場合には車高下げ制御の実行しないよう制御する前後水平制御実行後制御手段と、を備えることを特徴とするコンバイン。
前記制御部は、所定のスイッチ操作に応じて、左右のトラックフレームを機体に対して前後水平となる姿勢に復帰させる前に、現在の車高が所定の車高よりも低い場合は、機体の車高を所定の車高まで上げるべく左右の昇降用アクチュエータを制御する前後水平復帰時車高上げ制御手段を備えることを特徴とする請求項１に記載のコンバイン。