JP7059124B2

JP7059124B2 - コンバイン及び収量算出方法

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Publication number: JP7059124B2
Application number: JP2018120283A
Authority: JP
Inventors: 光宏関; 高範堀; 壮太郎林; 直齊藤
Original assignee: Kubota Corp
Current assignee: Kubota Corp
Priority date: 2018-06-25
Filing date: 2018-06-25
Publication date: 2022-04-25
Anticipated expiration: 2038-06-25
Also published as: JP2020000027A

Description

脱穀した穀粒を貯留する穀粒タンクを備えるコンバイン、及び穀粒タンクに貯留された穀粒の収量を算出する収量算出方法に関する。

コンバインには、脱穀した穀粒を穀粒タンクに貯留し、貯留された穀粒の収量を計測するものがある。収量の計測は様々な状況によって誤差が生じるため、誤差を考慮して収量を算出する場合がある。例えば、特許文献１に記載のコンバインでは、車体の水平面に対する姿勢に基づいて、計測された収量（重量）を補正する。

特開２０１７－１８０１４号公報

しかしながら、収量の計測は、コンバインが走行しながら収穫を行う最中にも行われる。走行中の穀粒の収量は、車体の姿勢以外にも様々な要因により誤差が生じる。誤差の要因の一つとして、穀粒タンクに供給される穀粒の流量によって、穀粒タンク内の穀粒の貯留状態が異なり、貯留状態によって収量に誤差が生じる場合がある。

本発明は、精度よく穀粒の収量を求めることを目的とする。

一実施形態に係るコンバインは、
脱穀された穀粒が供給されて貯留される穀粒タンクを備えるコンバインであって、
前記穀粒タンクに設けられて、供給される前記穀粒の流量を測定する流量センサと、
前記穀粒タンクの下方に設けられて、前記穀粒タンクの重量に基づく出力値を出力する収量センサと、
特定の第１流量値で前記穀粒タンクに前記穀粒を貯留する場合における前記出力値と前記穀粒タンクに貯留された前記穀粒の収量との関係を示す第１マップと、
前記第１流量値より大きな特定の第２流量値で前記穀粒タンクに前記穀粒を貯留する場合における前記出力値と前記穀粒タンクに貯留された前記穀粒の収量との関係を示す第２マップと、
前記第１流量値及び前記第２流量値と、前記出力値に対する前記第１マップにおける前記収量及び前記出力値に対する前記第２マップにおける前記収量とから、前記出力値における流量と収量との関係性を求め、前記流量と前記関係性に基づいて、前記穀粒の現在収量を算出する制御部とを備える。

このような構成により、供給される穀粒の流量により変化する穀粒の貯留状態による影響を考慮して、穀粒タンクに貯留された穀粒の実際の収量（現在収量）を、精度良く求めることができる。
また、流量に対応した収量センサの出力値と収量との関係をマップとして事前に求め、マップを用いて現在収量を算出するため、より精度良く現在収量を求めることができる。
このような構成により、あらかじめ求めたマップから、より精度良く現在収量を求めることができる。

また、前記第１流量値は前記流量センサで検出されると想定される最低の流量値であり、前記第２流量値は前記流量センサで検出されると想定される最高の流量値であることが好ましい。

最低流量と最高流量とのマップを求めることにより、測定した流量が最低流量と最高流量との間の値となり、マップの信頼性が向上して、より精度良く現在収量を求めることができる。

また、前記第１マップ及び前記第２マップは、脱穀される作物種類に応じて決定されても良い。

これにより、様々な作物を収穫するコンバインにおいても、精度良く現在収量を求めることができる。

また、前記流量センサは、
供給される前記穀粒の一部を貯留する一時貯留箱と、
一定量の前記穀粒が前記一時貯留箱に貯留される時間を計測する計測部と、
一定量の前記穀粒が前記一時貯留箱に貯留されると前記穀粒を排出するシャッター部とを備え、一定量の前記穀粒が貯留される時間と貯留量とから前記流量を算出しても良い。

このような構成により、穀粒の供給中に継続して正確な流量を測定することができ、精度良く現在収量を求めることができる。

また、前記一時貯留箱に貯留された前記穀粒の成分を測定する成分センサが備えられていることが好ましい。

このような構成により、流量の測定と成分の測定を１つの装置で効率的に行うことができると共に、収量として、重量または体積を適宜選択して用いることができる。

また、外部と通信し、前記外部からの要求量を取得する通信部を備え、
前記現在収量と前記要求量とを比較して収穫作業の終了タイミングを判定する作業管理部を備えても良い。

このような構成により、外部から要求された収量を排出収量とすることができ、排出収量を汎用性高く管理することができる。

さらに、一実施形態に係る収量算出方法は、
脱穀された穀粒が供給されて貯留される穀粒タンクと前記穀粒タンクの重量に基づく出力値を出力する収量センサとを有するコンバインにおいて、前記出力値によって前記穀粒タンクに貯留されている前記穀粒の現在収量を算出する収量算出方法であって、
特定の第１流量値で前記穀粒タンクに前記穀粒を貯留する場合における前記出力値と前記穀粒タンクに貯留された前記穀粒の収量との関係を示す第１マップをあらかじめ求める工程と、
前記第１流量値より大きな特定の第２流量値で前記穀粒タンクに前記穀粒を貯留する場合における前記出力値と前記穀粒タンクに貯留された前記穀粒の収量との関係を示す第２マップをあらかじめ求める工程と、
前記穀粒タンクに供給される前記穀粒の流量を測定する工程と、
前記収量センサから出力された前記出力値を取得する工程と、
前記第１流量値及び前記第２流量値と、前記出力値に対する前記第１マップにおける前記収量及び前記出力値に対する前記第２マップにおける前記収量とから、前記出力値における流量と収量との関係性を求め、前記流量と前記関係性に基づいて、前記現在収量を算出する工程とを備える。

このような構成により、出力値と収量との関係を示すマップを用いて、穀粒が供給される流量に伴う穀粒の貯留状態の影響を考慮して、穀粒タンクに貯留された穀粒の実際の収量（現在収量）を、精度良く求めることができる。

コンバインの全体側面図である。穀粒搬送機構と穀粒タンクとを示すコンバイン縦断背面図である。品質計測装置配設部の縦断側面図である。穀粒タンクに貯留される穀粒の貯留状態を説明する概念図である。収量を補正する構成を説明する概略図である。収量を補正する方法のフローを示す図である。マップを用いた収量の補正について説明する図である。収量により排出状態を検出する方法のフローを示す図である。コンバインの排出作業を説明する概略図である。

以下、一実施形態に係るコンバインについて図面に基づいて説明する。

〔全体構成〕
図１に示すように、本発明に係るコンバインは、左右一対のクローラ走行装置１，１によって自走する走行機体２と、走行機体２の前部に植立穀稈を収穫する収穫部３とが備えられている。走行機体２の前部右側に、キャビン４にて周囲が覆われた運転部５が備えられている。運転部５の後方には、収穫部３にて収穫された穀稈を脱穀処理する脱穀装置６と、脱穀処理にて得られた穀粒を貯留する穀粒タンク７とが、横方向に並ぶ状態で配備されている。穀粒タンク７は機体右側に位置し、脱穀装置６は機体左側に位置している。つまり、運転部５は穀粒タンク７の前方に位置している。運転部５における運転座席８の下方にエンジンが備えられている。走行機体２の後部であって穀粒タンク７の後方に、穀粒タンク７に貯留された穀粒を機外に排出する穀粒排出装置９が備えられている。脱穀された穀粒は、穀粒搬送機構１６により、脱穀装置６から穀粒タンク７の内部に搬送される。
また、穀粒タンク７の下方には、穀粒タンク７に貯留されている穀粒の収量を測定するための収量センサの一例としてロードセル１０が設けられる。ロードセル１０は穀粒の重量（収量）に応じて受ける圧力をひずみセンサで電圧等として検出する。貯留された穀粒の重量（収量）は、出力値である電圧から算出される。

〔穀粒搬送機構〕
次に、図２，図３を用いて一実施形態に係る穀粒搬送機構１６について説明する。穀粒搬送機構１６は、脱穀装置６の底部に設けられた一番物回収スクリュー１６Ａと揚送コンベヤ１６Ｂと横送りコンベヤ１６Ｃとを含む。

横送りコンベヤ１６Ｃの終端領域に、穀粒タンク７の内部に穀粒を拡散放出する穀粒放出装置１３が設けられている。穀粒放出装置１３は、放出回転体３２と放出回転体３２の周囲を覆う放出ケース３１とを備えている。放出回転体３２は、回転軸３２ｂと、回転軸３２ｂに設けられた羽根板３２ａからなる回転羽根である。羽根板３２ａは、回転軸３２ｂから径外方向に突出するように回転軸３２ｂに固定されている。羽根板３２ａは、その回転方向に穀粒を押し出していく実質的に平坦な押し出し面を有している。放出ケース３１は、羽根板３２ａの回転軌跡より少し大きな内径を有する円筒形である。放出ケース３１の周面の一部が切り欠かれている。この切り欠きによって、羽根板３２ａの回転によって穀粒を穀粒タンク７の内部における後方側へ放出する穀粒放出口３０が形成されている。さらに、穀粒放出装置１３の放出ケース３１の下面側に複数の開口３３が形成される。
後述する計測用の穀粒（タンクに貯留される穀粒の一部）は、開口３３を漏下して後述する一時貯留部５１に供給される。

〔品質計測装置〕
穀粒タンク７の内部における上部位置に、穀粒の品質を計測する品質計測装置５０が備えられている。品質計測装置５０は、穀粒の水分量やタンパク量等の穀粒の成分（品質）を計測する。図３に示すように、品質計測装置５０は、計測対象である穀粒を一時貯留する第一貯留部としての一時貯留部５１と、一時貯留部５１にて貯留されている穀粒に対して計測作用して品質を計測する品質計測部としての計測部５２とを備えている。図３に示すように、一時貯留部５１が穀粒タンク７の内方側に位置し、計測部５２が穀粒タンク７の外方側に位置している。計測部５２は、密閉状に形成された収納ケース５３の内部に収納されている。一時貯留部５１は、収納ケース５３の内方側の側面に一体的に連結された略角筒状に形成され、その内部に穀粒を貯留することができる。

一時貯留部５１は、その内部に、上下方向に貫通する上下向き通路５５が形成され、上下向き通路５５の途中に形成された排出口５６と、排出口５６を閉塞する閉位置（図参照）と排出口５６を開放する開位置（図示せず）とに位置変更可能なシャッター５７と、図示しない電動モータの駆動力によりシャッター５７を姿勢変更する操作部（図示せず）が備えられている。

一時貯留部５１は、穀粒搬送機構１６により穀粒タンク７の内部に搬送され、穀粒放出装置１３から放出される穀粒の一部を、計測用の穀粒として受止めて貯留する。

一時貯留部５１は、上下向き通路５５の上端が開放され、穀粒の取込口６２が形成されている。穀粒放出装置１３から放出された穀粒をこの取込口６２から取り込み、シャッター５７を閉状態に切り換えている状態で穀粒を受止めて、シャッター５７の上部に形成された貯留用の空間６３に穀粒を貯留することができる。シャッター５７を開状態に切り換えると、貯留されていた穀粒が下方に落下排出されて穀粒タンク７の内部に戻される。

一時貯留部５１は、空間６３内に一次貯留センサ６５を備える。一次貯留センサ６５は接触センサであり、空間６３内に一定量の穀粒が貯留されたことを検出できる。計測部５２は、穀粒が一定量貯留された状態で穀粒の品質を計測する。一次貯留センサ６５が空間６３内に一定量の穀粒が貯留されたことを検知された後、計測部５２が成分（品質）を計測すると、操作部(図示せず)は、シャッター５７を開位置変更させて、後述の計測穀粒貯留空間Ｓに穀粒を排出する。

計測部５２は、貯留用の空間６３に貯留される穀粒に向けて光を照射し、穀粒から得られた光に基づいて、公知技術である分光分析手法によって穀粒の内部品質を計測する。貯留用の空間６３を形成する側面のうち計測部５２側の側面に光が透過可能な窓部６４が形成され、計測部５２は、この窓部６４を通して、穀粒に光を照射するとともに、穀粒からの光を受光する。

図３に示すように、計測穀粒貯留空間Ｓは、壁６６によって囲まれた領域であり、排出口５６を介して一時貯留部５１における貯留用の空間６３と連通し、且つ、側部が穀粒タンク７の貯留空間Ｑ（内部空間）と区画されると共に下部が穀粒タンク７の貯留空間Ｑと連通している。計測穀粒貯留空間Ｓは、平面視において、一時貯留部５１に対して前後方向並びに左右方向に幅広に形成され、且つ、下部が上部よりも前後方向並びに左右方向に幅広になる形態で穀粒タンク７の下部にまで延設されている。計測穀粒貯留空間Ｓは貯留空間Ｑと区画されているため、穀粒の貯留中に貯留空間Ｑから穀粒が流入しない。そのため、穀粒タンク７の貯留状態にかかわらず、計測穀粒貯留空間Ｓには、一時貯留部５１から排出される穀粒のみが貯留される。その結果、計測穀粒貯留空間Ｓの大きさに応じた回数の流量の計測を確実に行うことができる。

また、上述するように、シャッター５７が閉じると空間６３内に穀粒が貯留され、空間６３に一定量の穀粒が貯留された後、成分の計測が終了すると、シャッター５７が開いて穀粒が排出される。そのため、穀粒タンク７に穀粒が供給されている状態において、品質計測装置５０は、穀粒タンク７内に供給される穀粒の流量を測定することができる。すなわち、貯留される穀粒の体積は一定であるので、シャッター５７が閉じてから、一次貯留センサ６５が穀粒を検出して一定量の穀粒が貯留されるまでの時間を計測することにより、単位時間当たりに供給される穀粒の体積である流量を計測することができる。流量は、この体積を計測された時間で割ることにより求めることができる。また、品質として穀粒の水分量を測定している場合、体積を重量に換算することができる。そのため、流量として、単位時間当たりに供給される穀粒の重量を求めることもできる。

〔穀粒の貯留状態〕
次に、図２，図４を用いて穀粒タンクにおける穀粒の貯留状態（穀粒の溜まり方）における、穀粒の流量が与える影響について説明する。加えて、穀粒の貯留状態と、穀粒の排出を要する状態（以下、単に排出状態とも称す）の検出との関係について説明する。

穀粒タンク７において、穀粒放出装置１３は走行機体２（図１参照。以下同様）の前方側に配置され、穀粒は走行機体２の後方側に向かって放出される。穀粒の放出は供給される穀粒の流量に影響を受ける。流量が大きい場合、矢印Iで表すように、穀粒は走行機体２の後方側に向かって遠くまで放出され、流量が小さい場合、矢印IIで表すように、穀粒は流量が大きい場合に比べて近い位置までしか放出されない。そのため、流量が大きい場合、穀粒は穀粒タンク７の後方側から溜まりはじめ、流量が小さい場合、穀粒は穀粒タンク７の前方側から溜まりはじめる。その結果、流量が大きい場合の穀粒の貯留状態２０は穀粒タンク７の後方側で穀粒が多く前方側で穀粒が少なくなり、流量が小さい場合の穀粒の貯留状態２１は穀粒タンク７の後方側で穀粒が少なく前方側で穀粒が多くなる傾向がある。このような貯留状態のために、コンバインに設けられる各種センサに検出誤差が生じる。以下、モミセンサの誤差及びロードセルの誤差を例に、センサの誤差について説明する。

穀粒タンク７には、穀粒が貯留された量を検出するレベルセンサである１または複数のモミセンサ１１が設けられる。モミセンサ１１は、例えば接触センサであり、貯留された穀粒がモミセンサ１１に到達したことを検出する。モミセンサ１１の内、穀粒タンク７の上端部近傍に設けられるモミセンサ１１ａは、穀粒タンク７内の穀粒が満杯となり、排出を要する状態まで貯留されたことを検出する。例えば、モミセンサ１１ａが穀粒を検出すると、作業者にその旨が報知され、作業者は、穀粒を排出するための行動に移行する。

モミセンサ１１は、走行機体２の前後方向の中心よりずれた位置、例えば、穀粒タンク７内の走行機体２の前方側よりに配置される。また、前述のように、穀粒の貯留状態は流量に応じて偏る。そのため、モミセンサ１１ａが反応して穀粒が満杯状態まで貯留されたことを検出した時の、実際の穀粒タンク７内の穀粒の収量は、流量によって異なる。図４に示すように、穀粒がモミセンサ１１ａに到達したときの収量は、流量が大きい時の方が流量が小さい時より多くなる。その結果、モミセンサ１１ａが穀粒を検出した時の穀粒の貯留状態も流量によって異なる。モミセンサ１１ａが穀粒を検出した際に、穀粒タンク７に貯留された穀粒の収量が満杯状態として想定される収量と異なる場合、排出する穀粒の収量に過不足が生じ、その後乾燥作業等が効率的に行えない等の不具合が生じる場合がある。特に、穀粒タンク７に貯留された穀粒の収量が満杯状態として想定される収量より多くなった場合（例えば、貯留状態２０となった状態）、穀粒が穀粒タンク７からあふれたり、穀粒の圧力により穀粒タンク７に設けられる点検扉（図示せず）が開いてしまう場合もある。

また、上述のように、貯留された穀粒の重量（収量）は、ロードセル１０（図１参照。
以下同様）の出力値から算出される。具体的には、あらかじめ、ロードセル１０上の穀粒タンク７に穀粒が貯留された際に、貯留された穀粒の重量と、この重量に対するロードセル１０の出力値との関係を調べ、マップとして記憶する。このマップにおける穀粒の重量は、穀粒タンク７の重量を考慮して定められる。そして、貯留された穀粒の重量（収量）は、ロードセル１０の出力値とマップとから算出される。なお、収量として算出された重量は、穀粒に含まれる水分量に基づいて体積に換算することができる。

ロードセル１０から求められる収量も、流量による誤差を内在する。すなわち、ロードセル１０は、穀粒タンク７の前後方向の中心に対して偏在している。一般的には、ロードセル１０は、穀粒タンク７の前後方向において、中心より前側に配置される。また、上述のように、穀粒タンク７内の穀粒は流量に応じて偏って貯留される。そのため、貯留された穀粒の重心がロードセル１０の直上に位置しない場合、ロードセル１０から求められる収量に誤差が生じる。

以上のように、特定の収量をモミセンサ１１により検出しようとしても、モミセンサ１１が穀粒を検出した時点で貯留された穀粒の収量は流量の影響を受ける。そのため、モミセンサ１１によって正確な収量の穀粒が貯留されたことを検出することは困難である。同様に、ロードセル１０から求められる収量に誤差が生じる。これらに伴い、本実施形態においては、流量に伴う貯留状態を考慮した正確な収量（以下、現在収量とも称す）を求める。また、穀粒を排出することを要する状態（排出状態）、例えば、モミセンサ１１が穀粒を検出した際の正確な収量（以下、排出収量とも称す）を求める。

以下、現在収量を求める構成と、排出収量を求める構成とを順に説明する。

〔収量の算出〕
まず、ロードセル１０の出力値から収量（現在収量）を算出する構成について、図４～図７を用いて説明する。ここでは、現在収量を算出する構成を収量算出装置１２として説明する。ただし、収量の算出は収量算出装置１２を用いる場合に限らず、各構成要素を分散して実現しても良いし、任意の構成要素を適宜集めた装置構成を組み合わせても良い。
さらに、装置構成によらず、プログラムを実行する等の様々な方法で現在収量の算出を実施しても良い。プログラムを用いる場合、プログラムは、後述の記憶装置２３に格納され、後述の制御装置２２により実行される。

収量算出装置１２は、制御装置（制御部に対応）２２と記憶装置２３とを備える。制御装置２２は、品質計測装置５０、ロードセル１０及び記憶装置２３とデータ通信が可能なように接続される。記憶装置２３は、第１マップ２４と第２マップ２５とが格納される。
第１マップ２４は、ある特定の流量（第１流量値）で穀粒タンク７に穀粒が貯留された場合に、ロードセル１０が出力する出力値（電圧値等。以下、電圧値であるとして説明する）とこの電圧値に対応する収量との関係を示す情報である。同様に、第２マップ２５は、第１流量値と異なる特定の流量（第２流量値）で穀粒タンク７に穀粒が貯留された場合に、ロードセル１０が出力する電圧値とこの電圧値に対応する収量との関係を示す情報である。品質計測装置５０は、穀粒放出装置１３から流入する穀粒の流量を計測し、制御装置２２に送信する。ロードセル１０は電圧値を計測し、出力値として電圧値を制御装置２２に出力する。制御装置２２は、品質計測装置５０から送信された流量を受け取ると共に、ロードセル１０から送信された電圧値を受け取る。制御装置２２は、第１マップ２４と第２マップ２５とから、流量を用いて、受け取った電圧値に対応する収量を穀粒タンク７に貯留された穀粒の現在収量として算出する。具体的には、ロードセル１０が出力した電圧値に対する第１マップにおける収量と、この電圧値に対する第２マップにおける収量とを、計測された流量、第１流量値、及び第２流量値に基づいて案分することにより現在収量を算出する。制御装置２２は、例えば、ＣＰＵやＥＣＵ等のコンピュータ等とすることができる。

ここで、第１マップや第２マップ等のマップは、上述のように、ロードセル１０が出力する電圧値と電圧値に基づいて想定される収量との関係を示す情報であり、穀粒の流量によって決まる。この収量は、ロードセル１０が出力する電圧値が大きくなるほど大きくなり、一定の関係を示す。実際に穀粒タンク７に貯留されている穀粒の収量は、穀粒の貯留状態によって決まり、穀粒の貯留状態は供給される穀粒の流量によって決まる。そのため、マップの関係は、流量毎に異なる関係を示し、流量毎に電圧値と収量が一定の関係を示す。その結果、マップは、穀粒の貯留状態が考慮されたものとなる（図７参照）。

以下、現在収量を算出する具体的な工程例について説明する。

まず、あらかじめ複数の流量におけるマップを実験的に求める。本実施形態では、第１マップ２４と第２マップ２５とを求める。第１マップ２４は、穀粒タンク７と穀粒搬送機構１６と穀粒放出装置１３とによって想定される、穀粒が最も遅く供給された場合の流量（最低流量）に対応するマップである。第２マップ２５は、穀粒が最も早く供給された場合の流量（最高流量）に対応するマップである（図６のステップ＃１）。求められた第１マップ２４と第２マップ２５とは、記憶装置２３に格納される。

次に、供給される穀粒の流量を品質計測装置５０により算出する。流量の算出は、穀粒の貯留中に、品質計測装置５０に一定量の穀粒が貯留される毎に行われる。上述のように、流量は、この一定量の穀粒が貯留される時間と貯留された穀粒の量（重量または体積）から測定される。穀粒タンク７に穀粒の貯留を開始してから複数回流量を測定している場合、その時点の流量として、それまでに計測された流量の平均値を求める（図６のステップ＃２）。品質計測装置５０は、求めた流量を制御装置２２に送信する。

次に、ロードセル１０から出力された電圧を取得する（図６のステップ＃３）。ロードセル１０は、検出した電圧を制御装置２２に送信する。

最後に、第１マップ２４及び第２マップ２５を用い、流量と電圧とに基づいて現在収量を算出する（図６のステップ＃４）。以下、具体的に説明する。

第１マップ２４は流量がＢ［ｍ^３／ｓｅｃ］の場合のマップであり、第２マップ２５は流量がＡ［ｍ^３／ｓｅｃ］の場合のマップであるとする。品質計測装置５０で計測された流量はＸ［ｍ^３／ｓｅｃ］、ロードセル１０から出力された電圧はＶ［ｖ］であったとする。この場合の現在収量ＷＸ［ｍ^３］は、式（１）で示すように、電圧Ｖ［ｖ］に対応する第１マップ２４における収量ＷＢ［ｍ^３］と、電圧Ｖに対応する第２マップ２５における収量ＷＡ［ｍ^３］とを、計測された流量Ｘに対する第１マップ２４の流量Ｂ及び第２マップ２５の流量Ａの比率で案分することにより求める。現在収量ＷＸの算出は、制御装置２２によって行われる。

ＷＸ＝（ＷＡ－ＷＢ）・（Ｘ－Ｂ）／（Ａ－Ｂ）＋ＷＢ・・・（式１）

以降、穀粒タンク７が満杯になる等、収量の計測が不要となるまでステップ＃２～ステップ＃４に係る工程を繰り返す。
なお、式（１）は、本発明の「電圧Ｖ［ｖ］に対応する流量と収量の関係性」を表す。

以上のように、流量に対応する複数のマップを用い、出力された電圧から流量に基づいて現在収量を求めることができる。そのため、穀粒の貯留状態を考慮して、穀粒タンクに貯留された穀粒の収量を、精度良く求めることができる。
〔排出収量の算出及び検出〕
穀粒タンク７は、満杯になったときやその他の穀粒を排出することが必要となる状態（排出状態）になった場合に、穀粒排出装置９を介して穀粒が排出される。排出状態における排出収量を、流量を用いて精度良く算出する。

以下、図５，図８を用いて、排出収量を算出し、排出収量となることを検出する構成について説明する。

まず、満杯状態等の排出状態になった際の収量（排出収量）と流量との関係を、あらかじめ実験的に求めておく。具体的には、異なる２つの流量における排出収量を実験的に求める。２つの流量は、上述のように想定される最高の流量と最低の流量とすることが好ましい。そして、２つの流量における排出収量から、流量と排出収量の関係を線型的に求める。具体的には、２点における流量と収量から、流量と収量との関係を示す一次関数を求める（図８のステップ＃１１）。求められた線型関数は、排出関数２７として記憶装置２３に格納される。

次に、供給される穀粒の流量を品質計測装置５０により算出する。流量の算出は、穀粒の貯留中に、品質計測装置５０に一定量の穀粒が貯留される毎に行われる。上述のように、流量は、この一定量の穀粒が貯留される時間と貯留された穀粒の量（重量または体積）により算出される。穀粒タンク７に穀粒の貯留を開始してから、流量の測定を複数回行っている場合、その時点の流量として、それまでに計測された流量の平均値を求める（図８のステップ＃１２）。品質計測装置５０は、求めた流量を制御装置２２に送信する。

次に、排出関数２７から、算出された流量における排出収量２６を求める。具体的には、排出関数２７に対して、算出された流量を導入して求められた収量を排出収量２６とする（図８のステップ＃１３）。制御装置２２は排出収量２６を算出し、記憶装置２３に格納する。

次に、図６等を用いて説明した方法で、算出した収量から現在収量を算出する（図８のステップ＃１４）。排出収量２６を求めることにより、モミセンサ１１等が穀粒を検出した時点の、流量を考慮した収量を把握することが可能となる。そのため、穀粒が偏って貯留されてモミセンサ１１で穀粒を検出した時に想定以上に穀粒が貯留されていることが予測でき、現在収量を把握することと合わせて、穀粒が穀粒タンク７からあふれる等の事態を回避することができる。

次に、算出した収量が排出収量２６と一致するか否かを判定する（図８のステップ＃１５）。具体的には、制御装置２２は、算出された現在収量と記憶装置２３に格納される排出収量２６とを比較する。

現在収量が排出収量２６と一致する場合、穀粒タンク７に貯留される穀粒が、排出状態となったと判断され、その旨を報知し、処理を終了する（図８のステップ＃１６）。具体的には、制御装置２２は、運転部５（図１参照）に設けられたランプ等の報知装置２９に穀粒タンク７が満杯等の排出状態となった旨の報知をさせる。この報知を確認することにより、作業者は、穀粒を排出する必要があることを認識し、作物の収穫を停止し、穀粒の排出作業等に移行することができる。

取得した収量が排出収量２６と一致しない場合、流量を算出する工程（図８のステップ＃１２）に処理を戻すこともできるが、排出状態となるまでに必要な収量を、空収量として算出しても良い（図８のステップ＃１７）。具体的には、制御装置２２は、記憶装置２３に格納される排出収量２６と現在収量との差を空収量として算出する。

最後に、空収量を表示すると共に、流量を算出する工程（図８のステップ＃１２）に処理を戻す（図８のステップ＃１８）。具体的には、制御装置２２は、運転部５（図１参照）に設けられた液晶パネル等の表示装置２８に算出した空収量を示す表示をさせる。この表示により、作業者は排出が必要となるタイミングを計りながら作業を行うことができる。

以上のように、現在までの平均流量に基づいて穀粒の排出を要する状態に対応する排出収量を求めると共に、平均流量に応じて現在収量を算出する。排出収量は平均流量に基づいて求めるため、排出収量は穀粒の貯留状態に対応した値となる。また、現在収量も平均流量から求められた穀粒タンク７に収容されている穀粒の正確な値である。そのため、供給される穀粒の流量の影響で、穀粒タンク７内に穀粒が偏って貯留され、モミセンサ１１等による貯留状態の確認が適切に行われない場合であっても（図４参照）、正確な現在収量により正確に穀粒の排出を要する状態を検出することができ、適切なタイミングで貯留された穀粒を排出することができる。

なお、上記説明では空収量を算出し、空収量のみを表示したが、さらに、排出状態となるまでの時間（穀粒排出時間とも称す）や、排出状態となるまでの走行距離（穀粒排出距離とも称す）を求め、表示しても良い。

例えば、空収量を表示した後、まず、ここまでと同じペースで穀粒が貯留され続けた場合に、排出収量となるまでの時間を穀粒排出時間として算出する（図８のステップ＃１９）。具体的には、穀粒の貯留を開始してからの経過時間を継続的に計測しておく。そして、制御装置２２は、現在収量を経過時間で除することにより、穀粒の貯留を開始してからの平均貯留速度を算出する。さらに、制御装置２２は、空収量を平均貯留速度で除することにより、排出収量となるまでの穀粒排出時間を算出する。

次に、算出された穀粒排出時間を表示する。なお、後述の穀粒排出距離を算出しない場合は、穀粒排出時間を表示した後、流量を算出する工程（図８のステップ＃１２）に処理を戻しても良い（図８のステップ＃２０）。具体的には、制御装置２２は、運転部５（図１参照）に設けられた液晶パネル等の表示装置２８に算出した穀粒排出時間を表示させる。表示装置２８は、空収量を表示したものと同じでも良いし、異なるものでも良く、空収量であるのか穀粒排出時間であるのかを区別できれば良く、これらを同時に表示しても良い。

次に、排出収量となるまでの走行距離を穀粒排出距離として算出する（図８のステップ＃２１）。具体的には、穀粒の貯留を開始してからの走行距離を継続的に計測しておき、制御装置２２は走行距離と経過時間とから平均走行速度を算出する。そして、制御装置２２は、平均走行速度に穀粒排出時間を乗じて穀粒排出距離する。

最後に、穀粒排出距離を表示すると共に、流量を算出する工程（図８のステップ＃１２）に処理を戻す（図８のステップ＃２２）。具体的には、制御装置２２は、運転部５（図１参照）に設けられた液晶パネル等の表示装置２８に算出した穀粒排出距離を表示させる。表示装置２８は、空収量や穀粒排出時間を表示したものと共通でも良いし、異なるものでも良く、空収量であるのか穀粒排出時間であるのか穀粒排出距離であるのかを区別できる状態で表示されれば良く、これらを同時に表示しても良い。

なお、穀粒排出時間を表示した後、穀粒排出距離を表示する例を説明したが、いずれか一方のみを表示される構成とすることもできる。

このように、排出収量となるまでの空収量、穀粒排出時間、及び穀粒排出距離の内の少なくとも１つを算出して表示することにより、作業者は排出状態となることを正確に確認することができる。図４に示すように、モミセンサ１１により穀粒が満杯等になることを検出する場合、穀粒の貯留状態は流量に伴って偏り、モミセンサ１１では正確な収量（満杯状態）を検出することができない。この場合であっても、モミセンサ１１に頼らずに、正確な現在の収量と、空収量、穀粒排出時間、穀粒排出距離の少なくともいずれかを用いて、作業者は排出状態となるタイミングを確認することができる。さらに、空収量、穀粒排出時間、穀粒排出距離により、排出を行うまでの作業計画を容易に立てて、効率的に作業を行うことが可能となる。
〔別実施形態〕
本発明は、上記実施形態において、下記の別実施形態を適宜組み合わせて実施することができる。

（１）
上記実施形態では、品質計測装置５０を用いて流量を計測している。そのため、流量の計測と成分（品質）の測定と、１つの装置を用いて行うことができ、効率的に流量の計測と成分の測定とを行うことができる。ただし、専用の流量計測装置と専用の品質計測装置５０とを、それぞれ個別に穀粒タンク７内等に設けても良い。少なくとも、専用の流量計測装置を設ければ良い。

また、品質計測装置５０にて穀粒の水分量を測定する場合、流量及び収量を、水分量を換算して重量から体積に係る値に変換して用いることができる。体積を用いて収量を処理することができるため、穀粒タンク７内の穀粒の収量をより的確に判断することができる。逆に、流量計測装置を独立して設ける場合、品質計測装置５０を設けない構成とすることもできる。この場合は、流量及び収量を重量として処理する。

（２）
上記実施形態では、ロードセル１０を用いて収量を計測したが、他の収量センサを用いて収量を測定することもできる。この場合、電圧以外のパラメータで収量を計測し、マップは収量とそのパラメータとの関係を示すものとする。

（３）
上記実施形態では、穀粒の排出を要する状態として、満杯状態を例に説明したが、穀粒の排出を要する状態はあらかじめ定められた収量としても良いし、外部から入力された収量でも良い。例えば、外部と通信する通信部がさらに設けられ、通信部が外部の乾燥機や管理サーバ等の外部機器と通信し、外部機器から穀粒の排出を要する状態となる収量を受信しても良い。

乾燥機は、穀粒を一定の収量毎に乾燥させると効率的である。そのため、乾燥機は、必要な穀粒の収量を排出収量としてコンバインに伝え、コンバインは、穀粒タンク７内にその収量が貯留された時点で穀粒を排出して乾燥機に持ち込む。排出収量の検出は、モミセンサ１１の内、排出収量に対応するモミセンサ１１が穀粒を検出することにより行うことができる。あるいは、この排出収量に対する空収量、穀粒排出時間及び穀粒排出距離の少なくともいずれかを用いて排出収量を検出することもできる。

このように、乾燥機等の外部機器が効率的に処理を行うことができる穀粒の収量を排出収量としてコンバインに送信し、コンバインはその排出収量を正確に判定する。作業者は、貯留された穀粒がこの排出収量に到達した時点で穀粒を排出することにより、乾燥機等の外部機器を効率的に動作させることができる。

なお、水分量に応じた乾燥機が複数あり、管理サーバがこれらの乾燥機を管理する場合がある。この場合、管理サーバは、水分量とその水分量の穀粒を乾燥するのに適した収量とをひも付けてコンバインに送信する。コンバインまたは作業者は、この情報を受信し、自己が貯留している穀粒の水分量にひも付けられた収量（排出収量）が貯留されることを判定する。これにより、水分量に応じた複数の乾燥機が稼働している場合であっても、その水分量に応じた排出収量の穀粒を正確に乾燥機に搬送することができる

（４）
コンバインは自動走行を行うことができ、この場合、収穫状態から穀粒排出状態への移行も自動制御により行うことができる。例えば、図９に示すように、コンバイン７０が、自動走行によって圃場７１の作物を収穫する場合、コンバイン７０は、排出収量となったことを検出することによって収穫作業を中止し、圃場７１の周囲の畔際等に停車された運搬車７２（モミ車）等の近くに移動し、貯留された穀粒を運搬車７２に排出する。地点ＰＡにおいて、穀粒排出距離がＬであったとし、排出収量まで穀粒を貯留して距離Ｌだけコンバイン７０が移動すると、コンバイン７０は地点ＰＢに到達するとする。図９のような位置関係となった場合、地点ＰＢでコンバイン７０が収穫を中止し、運搬車７２まで移動しようとすると、地点ＰＢから後退する等の必要が生じる。この際、コンバイン７０は、新たな収穫作業を行わず、地点ＰＡから直接運搬車７２に向かうと（走行軌跡Ｄ）、効率的に穀粒の排出作業を行うことができる。上記実施形態において、穀粒排出距離を算出することにより、コンバイン７０は、自動走行において、効率的に穀粒の排出作業を行うことのできる走行軌跡Ｄを走行することができる。

本発明は、コンバイン等の様々な収穫作業車に好適である。

７穀粒タンク
１０ロードセル
１１モミセンサ
２２制御装置
２４第１マップ
２５第２マップ
２６排出収量
５０品質計測装置
５１一時貯留部
５２計測部
５７シャッター

Claims

脱穀された穀粒が供給されて貯留される穀粒タンクを備えるコンバインであって、
前記穀粒タンクに設けられて、供給される前記穀粒の流量を測定する流量センサと、
前記穀粒タンクの下方に設けられて、前記穀粒タンクの重量に基づく出力値を出力する収量センサと、
特定の第１流量値で前記穀粒タンクに前記穀粒を貯留する場合における前記出力値と前記穀粒タンクに貯留された前記穀粒の収量との関係を示す第１マップと、
前記第１流量値より大きな特定の第２流量値で前記穀粒タンクに前記穀粒を貯留する場合における前記出力値と前記穀粒タンクに貯留された前記穀粒の収量との関係を示す第２マップと、
前記第１流量値及び前記第２流量値と、前記出力値に対する前記第１マップにおける前記収量及び前記出力値に対する前記第２マップにおける前記収量とから、前記出力値における流量と収量との関係性を求め、前記流量と前記関係性に基づいて、前記穀粒の現在収量を算出する制御部とを備えるコンバイン。
前記第１流量値は前記流量センサで検出されると想定される最低の流量値であり、前記第２流量値は前記流量センサで検出されると想定される最高の流量値である請求項１に記載のコンバイン。
前記第１マップ及び前記第２マップは、脱穀される作物種類に応じて決定される請求項１又は２に記載のコンバイン。
前記流量センサは、
供給される前記穀粒の一部を貯留する一時貯留箱と、
一定量の前記穀粒が前記一時貯留箱に貯留される時間を計測する計測部と、
一定量の前記穀粒が前記一時貯留箱に貯留されると前記穀粒を排出するシャッター部とを備え、一定量の前記穀粒が貯留される時間と貯留量とから前記流量を算出する請求項１～３のいずれか一項に記載のコンバイン。
前記一時貯留箱に貯留された前記穀粒の成分を測定する成分センサが備えられている請求項４に記載のコンバイン。
外部と通信し、前記外部からの要求量を取得する通信部を備え、
前記現在収量と前記要求量とを比較して収穫作業の終了タイミングを判定する作業管理部を備える請求項１～５のいずれか一項に記載のコンバイン。
脱穀された穀粒が供給されて貯留される穀粒タンクと前記穀粒タンクの重量に基づく出力値を出力する収量センサとを有するコンバインにおいて、前記出力値によって前記穀粒タンクに貯留されている前記穀粒の現在収量を算出する収量算出方法であって、
特定の第１流量値で前記穀粒タンクに前記穀粒を貯留する場合における前記出力値と前記穀粒タンクに貯留された前記穀粒の収量との関係を示す第１マップをあらかじめ求める工程と、
前記第１流量値より大きな特定の第２流量値で前記穀粒タンクに前記穀粒を貯留する場合における前記出力値と前記穀粒タンクに貯留された前記穀粒の収量との関係を示す第２マップをあらかじめ求める工程と、
前記穀粒タンクに供給される前記穀粒の流量を測定する工程と、
前記収量センサから出力された前記出力値を取得する工程と、
前記第１流量値及び前記第２流量値と、前記出力値に対する前記第１マップにおける前記収量及び前記出力値に対する前記第２マップにおける前記収量とから、前記出力値における流量と収量との関係性を求め、前記流量と前記関係性に基づいて、前記現在収量を算出する工程とを備える収量算出方法。