JP6700696B2 - コンバイン - Google Patents

Description

本発明は、走行しながら圃場から穀稈を刈り取り、刈取穀稈を脱穀して得られた穀粒を穀粒タンクに貯留するとともに、収穫穀粒の収量を算定できるコンバインに関する。

特許文献１に開示されたコンバインは、穀粒タンクに供給される穀粒の少なくとも一部を収量測定容器に受け入れて、所定容積の穀粒の貯留に要する貯留時間と走行速度とに基づいて、単位走行当たりの収量である単位走行収量を算定する収量算定部を備えている。さらに、圃場を分割して得られる圃場区画に走行位置などの走行データと単位走行収量とを割り当てて、収量の圃場分布情報を生成することも開示されている。その際、穀稈が刈取部で刈り取られてから脱穀処理を経て収量測定容器に投入されるまでに所定の時間が経過するので、収量算定された穀粒の圃場における刈取り位置を決定する際には、その当該時間におけるコンバインの移動量が考慮される。具体的には、刈取部に設けられた株元センサによる穀稈の検出時から当該穀稈の穀粒が収量測定容器に到達するまでの処理時間とその間の走行速度とに基づいて、算定された収量に対応する圃場位置を修正する。

特開２０１４−２１２７４９号公報

上述した従来のコンバインでは、穀稈が刈取部で刈り取られてから脱穀処理を経て収量測定容器に達するまでの時間が常に一定であれば、圃場区画における収量を正確に算定することができる。しかしながら、コンバインでは、脱穀部で穀稈から脱穀された穀粒を穀粒タンクに搬送する際、エンジン回転数の不測の低下や搬送機構における搬送負荷増大などにより、搬送機構による穀粒搬送が不良になることがある。そのような搬送不良は短期で回復するのが一般的である。しかしながら、その搬送不良の始めにおいて、穀粒タンクへの搬送量の低下、結果的には穀粒収量計測部への搬送量の低下が生じる。これに対して、搬送不良の回復時には、搬送量の低下のために脱穀部に一時的に残されていた穀粒が新規の脱穀穀粒とともに搬送されるため、穀粒タンクへの単位時間当たりの搬送量の増加、結果的には計測部への搬送量の増加が生じる。これにより、圃場を微小に分割して形成された微小区画に対する収量の割り当てが不正確になり、結果的に、圃場の収量分布が不正確なものとなる。
上記実情に鑑み、圃場の収量分布をより正確に求めるコンバインが要望されている。

本発明によるコンバインは、圃場から刈り取った穀稈を脱穀する脱穀部と、前記脱穀部で得られた穀粒を穀粒タンクに搬送する搬送機構と、前記穀粒タンクに搬送される穀粒の量を搬送収量として計測する計測部と、前記圃場の微小区画に前記搬送収量を割り当てることで前記微小区画当たりの収量である微小区画収量を算定する収量割り当て算定部と、前記搬送機構の搬送速度の変化に基づいて、前記搬送速度の異常低下により本来搬送されるべき穀粒の一部が滞留して前記搬送収量が異常低下する穀粒搬送状態悪化と、前記搬送速度の異常低下の復調により滞留した穀粒を含む穀粒が搬送されて前記搬送収量が異常増加する穀粒搬送状態回復とを検知する穀粒搬送状態検知部と、前記穀粒搬送状態検知部によって前記穀粒搬送状態悪化または前記穀粒搬送状態回復が検出されると、前記微小区画収量を補正して補正微小区画収量を生成する収量補正部と、前記微小区画収量及び前記補正微小区画収量から前記圃場の収量分布を表す収量分布データを生成する収量分布データ生成部とを備え、前記収量分布データ生成部は、前記穀粒搬送状態検知部によって前記穀粒搬送状態悪化及び前記穀粒搬送状態回復が検出されていない場合は、前記微小区画収量を用い、かつ、前記穀粒搬送状態検知部によって前記穀粒搬送状態悪化または前記穀粒搬送状態回復が検出されている場合は、前記補正微小区画収量を用いて、前記収量分布データを生成する。

このように構成されたコンバインでは、脱穀部から穀粒タンクに穀粒を搬送する搬送機構の搬送状態が不調となって、穀粒が脱穀部に残留することによる一時的な搬送収量の低下、さらにはその後の搬送機構の復調に伴う一時的な搬送収量の増加が発生しても、搬送機構の搬送速度の変化の検知結果に基づいて微小区画収量を補正することで、圃場の微小区画に収量が正確に割り当てられる。

搬送機構の搬送状態の不調としては、動力源の不調（例えば動力源がエンジンであれば、エンジン回転数の低下による搬送機構の搬送能力の低下）、さらに搬送機構の動力伝達機構がベルトであれば、ベルトのスリップによる搬送能力の低下などが挙げられる。したがって、穀粒搬送状態検知部は、エンジン回転数の検知機能、搬送機構のスリップ検知機能などのような搬送機構の穀粒搬送状態を検知する機能を備えている。穀粒搬送状態検知部は、その他の方法で、搬送機構の搬送能力の低下、例えば、搬送速度の低下などを検知するように構成してもよい。

搬送機構による穀粒の搬送速度低下（搬送能力低下）は実際の微小区画収量よりも少なめの算定結果を導いてしまい、この搬送速度低下からの復帰時には、逆に実際の微小区画収量よりも多めの算定を導いてしまう。この問題を解決するため、本発明によるコンバインは、圃場から刈り取った穀稈を脱穀する脱穀部と、前記脱穀部で得られた穀粒を穀粒タンクに搬送する搬送機構と、前記穀粒タンクに搬送される穀粒の量を搬送収量として計測する計測部と、前記圃場の微小区画に前記搬送収量を割り当てることで前記微小区画当たりの収量である微小区画収量を算定する収量割り当て算定部と、前記搬送機構の穀粒搬送状態を検知する穀粒搬送状態検知部と、前記穀粒搬送状態に応じて前記微小区画収量を補正する収量補正部と、前記微小区画収量から前記圃場の収量分布を表す収量分布データを生成する収量分布データ生成部と、を備え、前記穀粒搬送状態検知部は、前記搬送機構の搬送速度低下と当該搬送速度低下からの復帰とを検知し、前記収量補正部は、前記搬送速度低下に起因する前記微小区画収量の低下、及び前記搬送速度低下からの復帰に起因する前記微小区画収量の増加に対する補正を、前記低下が生じた微小区画収量と前記増加が生じた微小区画収量との平均演算で得られた平均微小区画収量を用いて行う。

収量補正部における具体的な補正方法の１つは、低下が生じた微小区画収量及び増加が生じた微小区画収量を、前記低下が生じた微小区画収量と前記増加が生じた微小区画収量との平均演算で得られた平均微小区画収量で置き換えることである。これによって、大きな誤差が解消され、より正確な微小区画収量を得ることができる。

収穫走行中に算定される脱穀部への搬送収量を順次圃場の微小区画に割り当てるためには、自車位置が正確に計測されなければならない。正確な自車位置は、ＧＰＳなどの衛星航法を利用した位置測定により比較的簡単に得ることができる。しかしながら、衛星航法による自車位置計測点はアンテナの位置であるが、アンテナは、衛星電波を受信しやすいキャビンの天井などに配置され、刈取り位置とは離れている。このため、衛星航法による自車位置をそのまま刈取り位置とすると、実際の刈取り位置との間で位置ずれが生じる。このため、本発明の好適な実施形態の１つでは、前記収量割り当て算定部は、穀稈刈取り位置と前記計測部との間の遅れ時間を補正する遅れ補正機能と、穀稈刈取り位置と衛星航法による自車位置計測点との位置ずれを補正する位置ずれ補正機能とを有する。

所定量の穀粒が貯留されるのに要する貯留時間を求めることで、時間当たりの収量が得られる。この時間当たりの収量を車速で除算すれば、単位走行距離当たりの収量が得られる。所定容積の穀粒を貯留させて収量を計測する手法は、計量容器での計測と同様であり、単純であるが、正確な収量が算定可能である。したがって、本発明の好適な実施形態の１つでは、穀粒タンクに搬送される穀粒の量（搬送収量）を簡単かつ正確に測定するために、前記計測部は、所定容積の穀粒を貯留するのに要する貯留時間と車速とから単位走行当たりの前記搬送収量を算定する。

穀粒は比較的大きな流量で穀粒タンクへ搬送されてくるので、全量を貯留しながら搬送収量を計測すると、その計測装置が大掛かりとなる。このため、小さな計量容器でその流量の一部を計測し、その計測値から全流量を推定する手法を採用することが好ましい。このため本発明の好適な実施形態の１つでは、前記穀粒タンクに供給される穀粒の少なくとも一部を一時的に貯留する収量測定容器が備えられており、前記計測部は前記収量測定容器を用いて前記貯留時間を計測する。

本発明によるコンバインで採用されている、搬送異常時における収量計測の基本原理を示す説明図である。 本発明によるコンバインの一例を示す側面図である。 コンバインの平面図である。 コンバインの穀粒タンク内部に取り付けられた収量測定容器と食味測定容器の正面図である。 穀粒タンク内部に取り付けられた収量測定容器と食味測定容器の側面図である。 穀粒タンクに取り付けられた収量測定容器の断面図である。 穀粒タンクに取り付けられた食味測定容器の断面図である。 コンバインの食味算定と収量算定に関する制御系における機能部を示す機能ブロック図である。 収量算定時点の自車位置座標を、収量算定時点の前後において算定された２つの自車位置座標の線形補間で求めることを模式的に説明する説明図である。

本発明によるコンバインの具体的な実施形態を説明する前に、図１を用いて、搬送異常時における収量計測の基本原理を説明する。
ここで想定されるコンバインは、圃場を走行しながら麦や稲等の穀稈を刈取り、脱穀部で得られた穀粒を搬送機構によって搬送して穀粒タンクに蓄積する。その際、このコンバインでは、刈取り走行の間に穀粒タンクに搬送される穀粒の量、つまり搬送収量が計測部により計測される。さらに、計測された搬送収量は、圃場を細分化して得られた微小区画に割り当てられ、微小区画当たりの搬送収量である微小区画収量が算定される。この微小区画収量を用いて、圃場の収量分布を表す収量分布データが生成される。生成された収量分布データはモニタやプリンタを通じて収量分布の視覚化に利用される。

ところが、搬送機構に何らかのトラブルが生じて、短期的に脱穀部から穀粒タンクへの穀粒の搬送が不調となることがある。そのような不調は、搬送機構の動力源（例えばエンジン）に大きな負荷が生じた場合、さらには搬送機構自体に大きな負荷が生じた場合に発生する。その不調が搬送機構の搬送速度の低下、結果的には搬送能力の低下を導くと、搬送量が短期的に異常低下して、脱穀部に穀粒が残留する。そして、その不調が回復すると、脱穀部に残留していた穀粒もその時点で搬送され、その結果、搬送量が短期的に異常増加する。図１には、そのような穀粒搬送状態の悪化時と穀粒搬送状態の回復時を含む穀粒の搬送収量の継時的な変化がグラフ化されている。

穀粒が連続的に穀粒タンクに搬送されている間、所定の計測タイミングでもって、その搬送収量が計測される。そして、計測された搬送収量は、対応する圃場の微小区画に割り当てられ、微小区画収量が算定される。図１では、経時的な計測タイミングが、各変数の添え字として、１〜１０の数字で表されており、その計測タイミングでの、計測された搬送収量は、ｑ（１）・・・ｑ（１０）で示され、微小区画収量は、Ｑ１・・・Ｑ１０で示されている。なお、計測された搬送収量と微小区画収量とは、一般的には１：１の関係ではなく、いくつかの計測された搬送収量を積算して１つの微小区画収量とする。さらには、搬送収量が搬送されてくる穀粒の部分的な計測によって求められている場合には、本来の搬送収量を求めるにはこの部分的な搬送収量に係数をかける必要がある。しかしながら、ここでは説明を簡単にするため、計測搬送収量と微小区画収量との関係を１：１とし、係数を１とする。

ｑ（４）は、穀粒搬送状態悪化による搬送収量の異常低下時における計測搬送収量であり、Ｑ４はこの異常低下時における微小区画収量であり、脱穀部において穀粒が残留していることから、本来の値より低い値となる。また、ｑ（５）とｑ（６）は、穀粒搬送状態回復による搬送収量の異常増加時における計測搬送収量であり、Ｑ５とＱ６はこの異常増加時における微小区画収量であり、脱穀部において残留していた穀粒も含めて搬送されることから、いずれも本来の値より高い値となる。その際、異常低下は急激に生じ、その減少からの回復過程に生じる異常増加は比較的時間がかかる。このように本来の値と異なる値となっている、計測搬送収量：ｑ（４）、ｑ（５）、ｑ（６）、及び微小区画収量：Ｑ４、Ｑ５、Ｑ６は補正する必要がある。補正には、統計学的な手法を採用した種々の方法があるが、ここの例では、平均演算が採用されている。つまり、穀粒搬送状態悪化による搬送収量の異常低下時の計測搬送収量と、穀粒搬送状態回復による搬送収量の異常増加時の計測搬送収量との平均値を、各計測搬送収量の補正値、結果的には各微小区画収量の補正値として利用している。なお上述した例では、補正の対象となる微小区画収量は、Ｑ４、Ｑ５、Ｑ６の３つであったが、３未満でもよいし、４を超えてもよい。穀粒搬送状態悪化による計測搬送収量の異常低下や異常増加の時間的な挙動は、コンバインの仕様等によっても異なるので、実験等を通じて得られた知見に基づいて、補正対象とする搬送収量や微小区画収量が決定される。さらには、平均演算を利用して補正値を求める際に、異常となった計測搬送収量が平均演算の対象となっていたが、平均演算の対象としてそれらの前後に得られた搬送収量も加えた平均演算を採用してもよい。

穀粒搬送状態の悪化や穀粒搬送状態の回復といった搬送機構における穀粒搬送状態は、このコンバインに装備されている各種機器の状態を検出する機器状態検出センサ群のうちの１つ以上のセンサからの情報に基づいて検知可能である。例えば、搬送機構の動力伝達にベルト伝動が用いられている場合、ベルトスリップによる穀粒搬送状態の悪化（搬送不良）は、ベルトにより駆動される動力受け側の伝動軸の回転数の検出情報から検知することができる。

次に、図面を用いて、本発明によるコンバインの具体的な実施形態の１つを説明する。図２は、コンバインの一例である普通型コンバインの側面図であり、図３は平面図である。このコンバインは、溝形材や角パイプ材などの複数の鋼材を連結した機体フレーム１０を備えている。機体フレーム１０の下部には左右一対のクローラ式の走行装置１１を装備している。機体フレーム１０における右前部には、エンジン１５が搭載され、その上部にキャビン仕様の運転部１３が形成されている。運転部１３には、操縦レバー１７や計器盤１８などが配置されている。機体フレーム１０の前部には、刈取部１２が昇降自在に装備されており、機体フレーム１０の後部には、刈取部１２から供給された刈取穀稈を全稈投入して脱穀する脱穀部１４と、脱穀部１４から搬送機構７によって供給される穀粒を貯留する穀粒タンク２と、穀粒タンク２に貯留された穀粒を外部へ排出するアンローダ１６とが装備されている。

刈取部１２は、機体横向きの第１横軸心Ｘ１周りに上下昇降可能に構成されており、旋回時などの非収穫作業時には刈取部１２は上昇状態となり、収穫作業時には圃場面に近接した下降状態となる。刈取部１２には、植立穀稈を分ける左右一対のデバイダ１２０と、回転駆動されることにより植立穀稈を後方へ掻き込む掻込リール１２１と、掻込リール１２１によって掻き込まれた植立穀稈を刈る刈刃装置１２２と、刈刃装置１２２によって刈られた刈取穀稈を後方へ送るオーガドラム１２３と、オーガドラム１２３から送られた刈取穀稈を脱穀部１４の前端部へ搬送するフィーダ１２４とが備えられている。

脱穀部１４は、フィーダ１２４から供給を受けた刈取穀稈を、回転駆動される扱胴１４ａによって脱穀処理するように構成されている。穀粒タンク２は、機体フレーム１０上の右後部に配置されており、脱穀部１４の右横隣側かつ運転部１３の後方側に位置している。脱穀部１４から穀粒タンク２に穀粒を搬送するコンベヤ群からなる搬送機構７が脱穀部１４と穀粒タンク２との間に配置されている。搬送機構７の終端部はスクリューコンベヤ７１として構成され、穀粒タンク２の内部に突入されている。

図４と図５とに示されているように搬送機構７は、横送りコンベヤ７４、揚送コンベヤ７５、スクリューコンベヤ７１、羽根車７３から構成されている。脱穀部１４の底部に左右向きに装備された横送りコンベヤ７４は、その搬送終端部においてバケット式の揚送コンベヤ７５に接続されている。揚送コンベヤ７５は、駆動スプロケット７５１と従動スプロケット７５２とにわたって巻き掛けられた無端回動チェーン７５３の外周側に複数のバケット７５４が一定間隔で取り付けられているバケットコンベヤである。搬送機構７には、非図示のベルト伝動装置を介してエンジン動力が伝達される。駆動スプロケット７５１などの搬送機構７の回転動力系の回転数は、回転検出センサによって検出される。したがって、例えば、ベルト伝動装置のスリップなどの不測の要因で、駆動スプロケット７５１の回転数が急激に低下した場合に生じる穀粒搬送状態悪化は、当該回転検出センサの信号を評価することで、検知することができる。同様に、駆動スプロケット７５１の回転数が正常に回復したことも、同様の回転検出センサの信号を評価することで、検知することができる。

揚送コンベヤ７５はその搬送終端部においてスクリューコンベヤ７１に接続されている。スクリューコンベヤ７１は、断面形状八角形（その他の多角形または円形でもよい）のハウジング７２で包囲されており、スクリューコンベヤ７１の終端部にはスクリューコンベヤ７１と一体回転する一対の羽根車７３が配置されている。

図４に示すように、この実施形態では、穀粒タンク２の内部に、搬送機構７で搬送されてきた穀粒の収量を測定する収量測定装置３の収量測定容器３０と、搬送機構７で搬送されてきた穀粒の食味を測定する食味測定装置４の食味測定容器４０が配置されている。収量測定装置３は、収量測定容器３０内で所定量の穀粒が貯留される時間に基づいて、時間当たりの収量を測定する。同様に、食味測定装置４は、食味測定容器４０に一時的に貯留された穀粒に対する分光測定を通じて、水分やタンパクなどの穀粒成分を測定する。

図４と図５と図６と図７に示されているように、収量測定容器３０と食味測定容器４０とは、穀粒タンク２の内部で、穀粒タンク２の前壁２ａの上部に横並びで取り付けられている。収量測定容器３０は筒状容器である。収量測定容器３０の上端には穀粒を受け入れる第１受け入れ口（収量受け入れ口）３１が形成されている。収量測定容器３０の下端には受け入れた穀粒を放出する第１放出口（収量放出口）３２が形成されている。第１受け入れ口３１と第１放出口３２との間に、第１受け入れ口３１を通じて受け入れた穀粒を一時的に貯留するとともに、所定量の穀粒が貯留した後に当該貯留穀粒を第１放出口３２を通じて放出する第１シャッタ３３が設けられている。収量測定容器３０と同様に、食味測定容器４０も筒状容器である。食味測定容器４０の上端には穀粒を受け入れる第２受け入れ口４１が形成されている。食味測定容器４０の下端には受け入れた穀粒を放出する第２放出口４２が形成されている。第２受け入れ口４１と第２放出口４２との間に、第２受け入れ口４１を通じて受け入れた穀粒を一時的に貯留するとともに、所定量の穀粒が貯留した後に第２放出口４２を通じて当該貯留穀粒を放出する第２シャッタ４３が設けられている。

穀粒タンク２の前壁２ａの最上部に設けられているスクリューコンベヤ７１のハウジング７２には、搬送機構７の穀粒排出口となる第１開口部７２１と第２開口部７２２とが穀粒搬送方向に沿って並設されている。第１開口部７２１の下方に第１受け入れ口３１が位置するように収量測定容器３０が配置されている。また、第２開口部７２２の下方に第２受け入れ口４１が位置するように食味測定容器４０が配置されている。スクリューコンベヤ７１は、第１開口部７２１の上方まで延びており、スクリューコンベヤ７１で運ばれてきた穀粒の半分以上が第１開口部７２１を通じて放出される。

スクリューコンベヤ７１で搬送されてきた穀粒を受ける羽根車７３は、穀粒の供給管路となっているハウジング７２の延設方向、つまりスクリューコンベヤ７１の軸心方向に延びた回転軸７３１と、径方向においてこの回転軸７３１から放射状に延びた複数の羽根体７３２とを有する。第２開口部７２２には、多孔部材として金網７２３が張られている。羽根体７３２によって押し出された穀粒は金網７２３を通り抜け、その一部は第２受け入れ口４１を通じて食味測定容器４０に供給される。穀粒選別作用をもたらす程度の孔サイズを有する金網７２３により、食味測定容器４０に供給される穀粒に穀稈の枝梗などが混じることが抑制され、枝梗による光の透過の阻害が防止される。

図６に示すように、収量測定容器３０の穀粒シャッタである第１シャッタ３３は、穀粒の通過を遮断する閉鎖姿勢と穀粒の通過を許す開放姿勢との間でアクチュエータ３４によって揺動可能である。第１開口部７２１から落下してくる穀粒は第１受け入れ口３１を通じて収量測定容器３０に入る。第１シャッタ３３が閉鎖姿勢である間、この穀粒は第１シャッタ３３上に貯留される。貯留された穀粒が所定量になれば近接センサ３５によって検出される。その際、第１シャッタ３３が閉鎖姿勢に揺動してから、近接センサ３５によって穀粒の所定量の貯留が検出されるまでの時間が計測される。これにより時間当たり搬送されてきた穀粒の所定分量の収量が得られるので、この計測時間と車速とから単位走行当たりの収量を算定することができる。このような算定処理を繰り返し、積算することで、コンバインの走行軌跡に対応する収量が算定される。

図７に示すように、食味測定容器４０の穀粒シャッタである第２シャッタ４３も、穀粒の通過を遮断する閉鎖姿勢と穀粒の通過を許す開放姿勢との間でアクチュエータ４４によって揺動可能である。なお、この実施形態では、第１シャッタ３３及び第２シャッタ４３のアクチュエータ３４，４４は電動モータで構成されている。第２開口部７２２から落下してくる穀粒が第２受け入れ口４１を通じて食味測定容器４０に入る。第２シャッタ４３が閉鎖姿勢である間、この穀粒は閉鎖姿勢の第２シャッタ４３上に貯留される。貯留された穀粒が所定高さに達したことが近接センサ４５によって検出されると、穀粒の食味が測定される。この実施形態では、食味測定装置４を構成する食味測定ユニット４Ａは、食味測定容器４０の内部に突き出した送受光ヘッドを備えており、穀粒を透過して戻ってくる光のスペクトルを計測する分光測定方式を採用している。食味測定ユニット４Ａは、穀粒水分値やタンパク値の測定が可能である。食味測定ユニット４Ａは、穀粒成分である水分やタンパクに関する測定値、さらにはそれらの成分比から求められる食味演算値などのうちの少なくとも１つを含む食味値を出力する。食味測定が完了すると、第２シャッタ４３が開放姿勢に揺動し、貯留された穀粒が排出される。続いて、第２シャッタ４３が閉鎖姿勢に揺動し、次に貯留される穀粒の食味測定が始まる。このような処理を繰り返すことで、コンバインの走行軌跡に対応する食味値が算定される。

圃場の微小区画当たり（単位走行当たり）の収量算定と食味算定に関する制御系を説明するための機能ブロック図が、図８に示されている。この制御系を構成する電子制御ユニットとして、走行制御ＥＣＵ５１、作業装置ＥＣＵ５２、分布データ生成部６６が、互いに車載ＬＡＮやその他のデータ通信線を介してデータ交換可能に備えられている。

走行制御ＥＣＵ５１は、車両走行に関する種々の制御情報を取り扱うＥＣＵであり、例えば、車載ＬＡＮを通じて、機器状態検出センサ群９から取得した、車速、走行距離、走行軌跡（走行位置）、エンジン回転数、燃費などの検出信号に基づいて走行制御情報を生成する機能を備えている。これ以外に、走行制御ＥＣＵ５１は、このコンバインに搭載されている、衛星航法自車位置計測ユニットの一例であるＧＰＳユニット９０から自車位置を取得し、この自車位置から走行軌跡を算定する機能を備えている。作業装置ＥＣＵ５２は、刈取部１２や脱穀部１４などの作業装置を制御するＥＣＵであり、作業装置を構成する各種機器の操作状態や稼働状態を示す検出信号を取得するため、機器状態検出センサ群９と接続されている。

この実施形態では、計測部３４０は、収量測定容器３０を用いて穀粒タンク２に搬送される穀粒の量を搬送収量として計測する収量計測機能と、食味測定容器４０を用いて穀粒タンク２に搬送される穀粒の食味（水分とタンパク成分）を計測する食味計測機能とを備えている。計測部３４０は、収量計測機能として第１シャッタ３３を開閉させる第１シャッタ制御部６１と時間算定部６２と備えており、食味計測機能として第２シャッタ４３を開閉させる第２シャッタ制御部６４と食味測定ユニット４Ａとを備えている。時間算定部６２は、収量測定容器３０に所定量の穀粒が貯留されるまでの時間である貯留時間を計測する。

計測部３４０の各種機能部から処理データを受け取って穀粒の収量と食味を評価する収穫評価ユニット６には、収量算定部６３、食味算定部６５、分布データ生成部６６、収穫情報記録部６７が備えられている。収量算定部６３は、時間算定部６２からの貯留時間と当該貯留時の車速とから、搬送されてきた穀粒の収量である搬送収量を単位走行収量の形式で算定する。さらに、収量算定部６３は、図１を用いて説明された、穀粒搬送状態悪化時及び穀粒搬送状態回復時での収量補正を行う機能を有する。収量算定部６３には、収量割り当て算定部６３１と、穀粒搬送状態検知部６３２と、収量補正部６３３とが含まれている。

収量割り当て算定部６３１は、圃場の微小区画に単位走行収量（単位走行当たりの搬送収量）を割り当てることで微小区画当たりの搬送収量である微小区画収量を算定する。収量割り当て算定部６３１は、刈取り点から収量計測点までの穀粒搬送時間である遅れ時間を補正する遅れ補正機能と、穀稈刈取り位置とＧＰＳユニット９０のアンテナ位置である自車位置計測点との位置ずれを補正する位置ずれ補正機能とを有する。

穀粒搬送状態検知部６３２は、搬送機構７の穀粒搬送状態である穀粒搬送状態悪化及び穀粒搬送状態回復を検知する。そして、穀粒搬送状態検知部６３２には機器状態検出センサ群９から必要な検出信号が送られてくる。例えば、穀粒搬送状態検知部６３２は、搬送機構７に設けられた回転センサや速度センサからの検出信号に基づいて、搬送速度低下と当該搬送速度低下からの復帰とを検知することができる。

収量補正部６３３は、図１を用いて説明されたような手法を採用し、穀粒搬送状態に応じて、収量割り当て算定部６３１で取り扱われる微小区画収量を補正する。搬送速度低下に起因する微小区画収量の低下、及び搬送速度低下からの復帰に起因する微小区画収量の増加は、低下が生じた微小区画収量と増加が生じた微小区画収量との平均演算で得られた平均微小区画収量を用いて補正される。

食味算定部６５は、食味測定ユニット４Ａからの測定値から微小区画当たりの食味値（微小区画食味値）を算定する。

分布データ生成部６６は、微小区画収量から圃場の収量分布を表す収量分布データを生成する収量分布データ生成部６６１と、微小区画食味値から圃場の食味分布を表す食味分布データを生成する食味分布データ生成部６６２とを備えている。その際、各微小区画収量及び各微小区画食味値には、圃場を細分化して得られた各微小区画を同定するためのＩＤが付与される。さらに、収量分布データと食味分布データとは収穫分布データとして統合されて、収穫情報記録部６７によって一旦メモリに記録される。記録された収穫分布データは、適時に読み出されて、運転部１３のモニタ１８に表示される。また、収穫分布データは通信回線を通じて遠隔地の管理センタ１００に伝送される。

ここで、収量測定装置３による収量測定の流れを詳しく説明する。
刈取り作業が始まっていない初期状態では、第１シャッタ３３は開放姿勢となっている。刈取り作業が始まって、穀粒が穀粒タンク２に放出されるタイミングとなると、第１シャッタ３３が閉鎖姿勢に切り替わって、収量測定容器３０において穀粒の貯留が始まる。同時に時間算定部６２による時間計測（計数信号の生成）がスタートする。収量測定容器３０における穀粒貯留量が所定量に達すると、近接センサ３５が作動し、適量検知信号が生じる。

この適量検知信号の発生をトリガーとして、時間算定部６２による時間計測がストップするとともに、第１シャッタ３３が開放姿勢に切り替わる。時間算定部６２による時間計測値（貯留時間）は、所定量の穀粒が収量測定容器３０に貯留するまでの時間である。ここで、所定量をｑ、貯留時間をｔとすれば、ｑ／ｔで単位時間当たりの搬送収量が得られる。さらに、貯留されている穀粒が収穫されている際の車速をｖとすれば、ｑ／(ｔ＊ｖ)で単位走行距離当たりの搬送収量（単位走行収量）が得られる。また、刈取部１２の刈幅（収穫幅）をｗとすれば、ｑ／(ｔ＊ｖ＊ｗ)で単位走行面積当たりの搬送収量が得られるが、ここでは、この単位走行面積当たりの搬送収量を単位走行収量と称する。

第１シャッタ３３と同様に、刈取り作業が始まっていない初期状態では、第２シャッタ４３は開放姿勢となっている。刈取り作業が始まって、穀粒が穀粒タンク２に放出されるタイミングとなると、第２シャッタ４３が閉鎖姿勢に切り替わって、食味測定容器４０への穀粒の貯留が始まる。同時に時間算定部６２による時間計測がスタートする。食味測定容器４０での穀粒貯留量が所定量に達すると、近接センサ４５が作動し、適量検知信号が生じる。

この適量検知信号の発生をトリガーとして、食味測定ユニット４Ａによる食味測定が開始される。穀粒に照射した光ビームの波長解析を通じて水分の値やタンパクの値を測定する。食味測定のために必要な測定時間は数秒から数十秒程度である。食味測定が終了すると、第２シャッタ４３が開放姿勢に切り替えられ、食味測定容器４０内の穀粒が食味測定容器４０から穀粒タンク２の内部に放出される。食味測定容器４０から穀粒が放出されると、食味算定部６５からの指令に基づいて、第２シャッタ４３が閉鎖姿勢に切り替わり、次の食味測定に移行する。

微小区画の面積と上述した単位走行面積とが同一であれば、微小区画収量と単位走行収量とは同一となる。しかしながら、収量測定容器３０の所定量（穀粒貯留量）は小さいので、収量分布データの基礎となる微小区画の面積は単位走行距離の面積より大きくなる場合が多い。その場合には、複数の連続して算定される単位走行収量を積算して微小区画収量を求めるとよい。上述した実施形態では、説明を簡単にするため、微小区画の面積と上述した単位走行面積とが同一であること、つまり微小区画収量と単位走行収量が同一であると見なして、説明している。なお、実際には、微小区画は、所望の大きさで設定できると好都合である。選定された微小区画に単位走行収量を割り当てていくことで、所望の微小区画を解像度とする収量分布を生成することができる。

この実施形態では、ＧＰＳユニット９０からのＧＰＳ信号に基づいて自車位置座標を求める際の演算負担を軽減するため、その演算周期、つまりＧＰＳサンプリング周期Ｔ（図９参照）が長く設定されている。ＧＰＳサンプリング周期Ｔを長くすると、得られる自車位置座標を取得する時間間隔が長くなり、刈取り収穫作業にともなって順次算定される搬送収量の算定タイミングと自車位置座標を取得するタイミングとがずれてくる。このタイミングのずれによって、圃場における収穫位置と収量との関係、つまり圃場における収量分布が不正確になる。この問題を避けるため、搬送収量が算定された時点の自車位置座標を、搬送収量が算定された時点の前後において算定された２つの自車位置座標の線形補間によって算定する。図９を用いて、この自車位置座標の線形補間の演算のしかたを以下に説明する。

図９で示された例では、平均的な搬送収量の算定間隔よりＧＰＳサンプリングタイミング（太い実線）の間隔、すなわちＧＰＳサンプリング周期Ｔが長くなっている。なお、ここでは、搬送収量の算定タイミングは、収量測定容器３０における穀粒貯留量が所定量に達することによって近接センサ３５が作動し、適量検知信号（満杯パルス）が出力されるタイミングとみなしており、図９では満杯パルス（太い実線）として示されている。穀稈刈取り位置と計測部３４０の収量測定容器３０との間での穀粒搬送時間だけ、穀稈刈取りタイミングと搬送収量の算定タイミングとの間で遅れ時間が生じるので、その遅れ時間を補正する必要がある。この補正を満杯パルスに対して行ったものが、図９では補正満杯パルス（太い点線）として示されている。補正満杯パルスの前後の２つのＧＰＳサンプリングの各自車位置座標Ｐ1(ｘ1,ｙ1)とＰ2(ｘ2,ｙ2)を用いて線形補間を行う。つまり、図９で示すように、補正満杯パルスの発生時点から補正満杯パルス発生直前のＧＰＳサンプリングタイミングまでの時間をｔ1とし、補正満杯パルスの発生時点から補正満杯パルス発生直後のＧＰＳサンプリングタイミングまでの間の時間をｔ2とすると、補間位置座標Ｐα(ｘα,ｙα)は、以下の式で求められる。
ｘα=ｘ1+α（ｘ2−ｘ1)、ｙα=ｙ1+α（ｙ2−ｙ1)
ここで、α=ｔ1／(ｔ1+ｔ2)である。
コンバインにおける刈取り収穫は、実質的には直線走行しながら行われるので、直線走行経路においては、このような直線補間で、満足できる結果が得られる。

〔別実施の形態〕
（１）上述した実施形態では、分布データ生成部６６は収量分布データだけでなく、食味分布データも取り扱っていたが、食味算定を行わないコンバインにおいては、もちろん分布データ生成部６６は収量分布データだけを生成する。
（２）上述した実施形態では、分布データ生成部６６は、コンバインに搭載されたＥＣＵの１つとして構築されていたが、少なくともその一部分は、コンバインから取り外し自在な携帯型パソコンなどのポータブル制御機器や運転者が持参するスマートフォンなどの携帯通信端末にアプリケーションプログラムとして構築することも可能である。分布データ生成部６６は、管理センタ１００のコンピュータに構築することも可能である。
（３）上述した実施形態では、収量測定容器３０及び食味測定容器４０は、穀粒タンク２の前壁２ａに取り付けられていたが、それ以外の側壁に取り付けてもよい。
（４）上述した実施形態では、収量測定容器３０及び食味測定容器４０は、矩形断面を有する筒状体で構成されていたが、その他の断面を有する筒状体であってもよい。（５）上記実施形態では、収量測定容器３０と食味測定容器４０とへの穀粒の供給経路は、それぞれ異なっていたが、収量測定容器３０及び食味測定容器４０への穀粒の供給を共通化することは可能である。これにより、穀粒供給構造を簡単化することができる。
（５）上記実施形態では、コンバインとして普通型コンバインが取り扱われたが、もちろん、その他の形式のコンバイン、例えば、自脱型コンバインにも本発明は適用可能である。

本発明は、走行しながら圃場から刈り取った穀稈を脱穀して得られた穀粒を収容する穀粒タンクを備えた、各種コンバインに適用可能である。

２ ：穀粒タンク
１２ ：刈取部
１４ ：脱穀部
１４ａ ：扱胴
１５ ：エンジン
３ ：収量測定装置
３０ ：収量測定容器
３４０ ：計測部
４ ：食味測定装置
４０ ：食味測定容器
４Ａ ：食味測定ユニット
５１ ：走行制御ＥＣＵ
５２ ：作業装置ＥＣＵ
６ ：収穫評価ユニット
６１ ：第１シャッタ制御部
６２ ：時間算定部
６３ ：収量算定部
６４ ：第２シャッタ制御部
６５ ：食味算定部
６６ ：分布データ生成部
６７ ：収穫情報記録部
７ ：搬送機構
６３１ ：収量割り当て算定部
６３２ ：穀粒搬送状態検知部
６３３ ：収量補正部
６６１ ：収量分布データ生成部
６６２ ：食味分布データ生成部
９ ：機器状態検出センサ群
９０ ：ＧＰＳユニット
１００ ：管理センタ

Claims (5)

1. 圃場から刈り取った穀稈を脱穀する脱穀部と、
   前記脱穀部で得られた穀粒を穀粒タンクに搬送する搬送機構と、
   前記穀粒タンクに搬送される穀粒の量を搬送収量として計測する計測部と、
   前記圃場の微小区画に前記搬送収量を割り当てることで前記微小区画当たりの収量である微小区画収量を算定する収量割り当て算定部と、
   前記搬送機構の搬送速度の変化に基づいて、前記搬送速度の異常低下により本来搬送されるべき穀粒の一部が滞留して前記搬送収量が異常低下する穀粒搬送状態悪化と、前記搬送速度の異常低下の復調により滞留した穀粒を含む穀粒が搬送されて前記搬送収量が異常増加する穀粒搬送状態回復とを検知する穀粒搬送状態検知部と、
   前記穀粒搬送状態検知部によって前記穀粒搬送状態悪化または前記穀粒搬送状態回復が検出されると、前記微小区画収量を補正して補正微小区画収量を生成する収量補正部と、
   前記微小区画収量及び前記補正微小区画収量から前記圃場の収量分布を表す収量分布データを生成する収量分布データ生成部と、を備え、
   前記収量分布データ生成部は、前記穀粒搬送状態検知部によって前記穀粒搬送状態悪化及び前記穀粒搬送状態回復が検出されていない場合は、前記微小区画収量を用い、かつ、前記穀粒搬送状態検知部によって前記穀粒搬送状態悪化または前記穀粒搬送状態回復が検出されている場合は、前記補正微小区画収量を用いて、前記収量分布データを生成するコンバイン。
2. 圃場から刈り取った穀稈を脱穀する脱穀部と、
   前記脱穀部で得られた穀粒を穀粒タンクに搬送する搬送機構と、
   前記穀粒タンクに搬送される穀粒の量を搬送収量として計測する計測部と、
   前記圃場の微小区画に前記搬送収量を割り当てることで前記微小区画当たりの収量である微小区画収量を算定する収量割り当て算定部と、
   前記搬送機構の穀粒搬送状態を検知する穀粒搬送状態検知部と、
   前記穀粒搬送状態に応じて前記微小区画収量を補正する収量補正部と、
   前記微小区画収量から前記圃場の収量分布を表す収量分布データを生成する収量分布データ生成部と、を備え、
   前記穀粒搬送状態検知部は、前記搬送機構の搬送速度低下と当該搬送速度低下からの復帰とを検知し、
   前記収量補正部は、前記搬送速度低下に起因する前記微小区画収量の低下、及び前記搬送速度低下からの復帰に起因する前記微小区画収量の増加に対する補正を、前記低下が生じた微小区画収量と前記増加が生じた微小区画収量との平均演算で得られた平均微小区画収量を用いて行うコンバイン。
3. 前記収量割り当て算定部は、穀稈刈取り位置と前記計測部との間の遅れ時間を補正する遅れ補正機能と、穀稈刈取り位置と衛星航法による自車位置計測点との位置ずれを補正する位置ずれ補正機能とを有する請求項１または２に記載のコンバイン。
4. 前記計測部は、所定容積の穀粒を貯留するのに要する貯留時間と車速とから単位走行当たりの前記搬送収量を算定する請求項１から３のいずれか一項に記載のコンバイン。
5. 前記穀粒タンクに供給される穀粒の少なくとも一部を一時的に貯留する収量測定容器が備えられており、前記計測部は前記収量測定容器を用いて前記貯留時間を計測する請求項４に記載のコンバイン。

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