JPH01320927A - 収穫機における動力伝動制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、走行機体の前部に刈取部を設け、当該刈取部
で圃場の植立殻稈を刈取った後、その殻稈を走行機体に
搭載の脱穀部にて脱穀処理するコンバインや、圃場の植
立殻稈を刈取った後結束する刈取機等の収Ｗｉ機におけ
る動力伝動制御装置に関するものである。

〔従来の技術〕

コンバインや刈取機等の収穫機における刈取部は、走行
機体の前面部にあって圃場の植立殻稈を引き起こし、刈
取った後脱穀部や結束部に搬送する構成を有するもので
あり、走行機体の前進速度と前記刈取部における引き起
こし速度や搬送速度とが略比例的に増大することが好ま
しいが、走行機体の前進速度が一定以上になるとき、刈
取部の前記引き起こし速度や搬送速度が余り早過ぎると
、殻稈を引きちぎる等の不都合がある。

この不都合を解消するため、先行技術の実公昭５８−４
０８２７号公報では、エンジンから走行部への伝動系に
介挿した主変速装置の伝動経路下手側から刈取部への伝
することにより・走行機体の前進速度と刈取部の引き起
こし搬送速度とを同調させると共に、主変速装置の伝動
経路下手側から刈取部への伝動系に刈取部変速装置を介
挿して、走行部の前進速度が一定以上の範囲では、刈取
部の速度を一定に保持すべく、前記削取部変速装置を主
変速装置の変速に対して逆変速を行うように構成するこ
とを提案している。

〔発明が解決しようとする課題〕

一般に、走行機体の前進速度（車速）が遅い範囲で、刈
取部の速度、特に殻稈引き起こし速度が余りに遅過ぎる
と、有効な殻稈引き起こし作用が発１１できないし、反
対に車速か一定程度大きい範囲では、刈取部の速度をあ
まり大きくし過ぎると、殻稈引き起こし速度等が早過ぎ
て殻稈を引きちぎるおそれがあるという問題がある。

前記先行技術においては、退行部の前進速度（車速）が
一定態下の低速範囲では、それに応じて刈取部も増減速
するという同調がなされるのであるが、この車速の低速
範囲では、前記削取部変速装置を作動させるものでな（
当該車速■が所定速度ΔＶだけ増大（減少）する間に、
刈取部の速度Ｕが増大（減少）する割合（以下刈取部速
度変動率という）が一対一の関係で固定された同調関係
である。

換言すれば、車速か低速範囲では、刈取部の速度の増大
割合（立ち上がり）を車速の増大割合（立ち上がり）よ
りも大きくできないのであるから、刈取部での殻稈引き
起こし作用を迅速にできないこととなって、刈取部での
作用が不足し十分に発揮できず、前述の不都合を解消す
ることができない。

ところで、収穫機の走行速度をきめこまかく調節するた
め、主変速装置の伝動下手側に副変速装置を付加してこ
の副変速装置から走行部に動力伝達する構成にしたとき
には、前記先行技術のごとく、車速低速範囲で、削取部
変速装置を作動させることなく単に車速の増減に応じて
刈取部の速度を増減させるという同調だけであると、当
該副変速装置の高速・低速の変速切換えにより、所定速
度ΔＶの変動に対する刈取部の速度変動率も二種類存在
することになる（第４図のＢ線およびＣ線参照）。

つまり、副変速装置を低速側に変速させた状態では、そ
の変速域は速度０からＶｌまでであり、この変速域にお
いて刈取部の速度がＵｏからＵｍａＸまで勾配ρＣであ
るＣ線のごとくに変化するように刈取部の変速が同調さ
せられる一方、副変速装置を高速側に変速したとすると
、その変速域は速度０からＶ２までとなって前記低速の
場合に比べて広範囲であり、その範囲において前記刈取
部の速度ＵｏからＵ　ｍａｘまでを直線的に割り当てた
同調関係を取ると、Ｂ線のごとくにその勾配ρｂはＣ線
の勾配ρＣより小さくなる。

これらの勾配、換言すれば刈取部の速度変動率を単に副
変速装置の変速に同調させたままで刈取部を作動させる
と、以下のような不都合が生じる。

即ち、急勾配ρＣのＣ線に沿うように刈取部の変速を実
行させると、車ｖ１に近くなるときには刈取部の速度が
大きくなり過ぎるという欠点がある一方、低勾配ρｂの
Ｂ線に沿うように刈取部の変速を実行させるときには、
その低速範囲における刈取部の速度の増大割合（立ち上
がり）が低いので、刈取部における殻稈引き起こしの作
用が極端に不足するという問題が残るのであった。

本発明は、収穫機の車速を主変速装置ばかりでなく副変
速装置よっても変速させる構成を付加した場合であって
、且つ、削取部変速装置を車速低速範囲で作動させなか
った状態での前記の課題を解決することを目的とするも
のである。

〔問題点を解決するための手段〕

そのため、本発明では、刈取部を有する収穫機における
原動機から主変速装置および副変速装置を介して走行駆
動部へ動力伝動する一方、前記主変速装置から刈取部へ
の分岐伝動経路中には、削取部変速装置を介挿し、該削
取部変速装置における変速操作手段と該変速操作手段を
作動制御する制御手段とから成る動力伝動制御装置にお
いて、前記制御手段には、前記刈取部の速度が走行車速
に応じて変速するように、所定の複数の目標速度変動率
を有する変速パターンを記憶させる一方、前記制御手段
にて前記副変速装置の高速または低速の変速段を判別し
、前記目標速度変動率が異なる箇所で区分された車速ゾ
ーン箇所ごとに、前記副変速装置の変速段の種別に応じ
て刈取部の速度変動率を前記変速パターン上の目標速度
変動率に近付けるように作動させる前記変速操作手段の
減速側または増速側への駆動方向と、それらの駆動速度
とを予め設定したものである。

〔発明の作用・効果〕

このように、本発明では、車速の変速するために主変速
装置の他に副変速装置を有するので、副変速装置での高
速・低速等の変速切換えを判別することで、車速の変動
可能な範囲は限定できる。

一方、制御手段にて記憶され、且つ刈取部変速装置によ
ってトレースするように実行される変速パターンは、そ
の目標速度変動率が車速の低速域では大きく、車速の中
程度の範囲では、中程度であり、車速の高速域では極め
て少なくなるように設定した複数の目標速度変動率を持
つものであり、従ってその車速の高速域では刈取部の最
高速度が頭打ちになって、必要以上に大きくなり過ぎな
いように設定されている。

この変速パターンは例えば、所定の複数の目標速度変動
率を有する折線状の変速パターンであり、予め設定され
、且つ目標速度変動率の各々は任意に設定でき、且つ記
憶される。

換言すれば、副変速装置による高速・低速等の複数段の
変速に単に同調させた場合の刈取部速度変動率と無関係
な、且つ、中間的な目標速度変動率を有する変速パター
ンを設定できる。

しかし、この変速パターンは前記副変速装置による変速
段の区別により使用可能な範囲、換言すれば刈取部変速
装置による変速可能な範囲は限定される。

従って、前記目標速度変動率が異なる箇所で区分された
車速ゾーン箇所ごとに、且つ、副変速装置による変速段
の種別に応じて、予め前記制御手段にて、変速操作手段
が採用すべき減速側または増速側への駆動方向と、それ
らの駆動速度とを設定しておく。

この設定は、刈取部変速装置を作動させないと仮定した
場合に、副変速装置の変速段が低速段または高速段に従
って刈取部が単に同調して変速するときの刈取部の速度
変動率（同調速度変動率）を考慮するものである。

そして、従来のような単に各車速ゾーンにおける刈取部
の速度自体のヰ★出値と前記変速パターン上の目標速度
との偏差を比較してその偏差をなくするように制御する
のではなく、刈取部の同調速度変動率と変速パターン上
の目標速度変動率との偏差大小の程度に応じて増減調節
するものであるから、目標値に近付けるための刈取部変
速装置の変速操作を迅速、且つ追従性を良くして実行で
きるものである。

また、車速か一定以上の範囲で刈取部の速度が一定とな
ると、いきなり刈取部が一定速度になるように惣変した
場合には、刈取部の速度変動率に惣変箇所が発生するこ
ととなり、衝撃力が発生し易いという問題もあったが、
本発明のように、車速か低速状態で刈取部の速度の増大
率が大きくなり、刈取部における殻稈引き起し作用や殻
稈搬送作用を円滑に実行することができるものでありな
がら、車速か中速度および高速の範囲では、刈取部の速
度の増大率を低減させ、且つ刈取部の最高速度を頭打ち
状態にして、殻稈引き起こし速度等の過剰による殻稈の
損傷も防止でき、総ての車速範囲にわたって良好な刈取
作用を実現させることができる。

〔実施例〕

次に実施例について説明すると、符号１は左右一対の走
行うローラ２．２を有するコンバインの走行機体で、該
走行機体１上には脱穀装置３を搭載し、該脱穀装置３に
おける扱室内の扱胴をその軸線が走行機体ｌの進行方向
に沿うように配設する。

符号４は前記脱穀装置３の側方に前後長手に配設するフ
ィートチエンで、該フィートチエン４のｌ′ｉ７端は、
後述する刈取部５における株元搬送装置６ａの終端に臨
むように配設する。

刈取部５は走行機体１の前部に突出する昇降調節自在な
機枠７と、機枠７の下部フレーム先端の分草体８と、そ
の後方に左右長手に配設したバリカン状の刈歯９と、前
面側の穀稈引き起し装置１０と、掻き込みホイールと、
穂先搬送装置６ｂと、株元搬送装置６とから成る。

第２図は動力伝動系統を示す図で、走行機体１に搭載の
エンジン１１から二段減速のベルト・プーリ伝達部１２
を介して油圧式等の無段変速式の主変速装置１３に入力
し、クラッチ付きの主変速装置１３の一方の出力軸から
歯車式などの副変速装置１４とその走行軸１５を介して
走行駆動部である前記一対の走行うローラ２．２の駆動
輪２ａに動力伝達する一方、主変速装置１３におけるも
う一つの出力軸１６から刈取部５への分岐伝動経路中に
は、刈取部変速装置１７を介挿する。

該刈取部変速装置１７は、駆動軸側及び従動軸側に各々
被嵌する駆動側プーリ２０および従動側プーリ２１を各
々軸に摺動自在な円錐車と軸固定の円錐車とにより構成
し、該軸固定の円錐車に対する摺動自在な円錐車の近寄
り位置を変更し、もって両プーリ２０，２１の巻掛はベ
ルト１９に対する直径を変更することで増減変速するも
のや、リングコーン式無段変速機構など種々の無段変速
機構を採用することができる。

符号２２は前記刈取部変速装置１７による変速の操作位
置を駆動するための変速操作手段たる正逆回転可能なス
テッピングモータで、符号２３は刈取部５への入力軸２
３に設けた刈取部の回転数センサー、符号２４は前記走
行軸１５の回転数を検出するための車速センサーを各々
示し、各センサー２３．２４は軸と一体的に回転する歯
面に電磁ピックアップを近接させてその磁界の周期的変
動から回転数を検出する等のセンサーを用いることがで
きる。

また、符号３５は前記副変速装置１４を高速側に変速す
るときにその操作レバーと連動してＯＮする切換えスイ
ッチ、符号３６は副変速装置１４を低速側に変速すると
きにその操作レバーと連動してＯＮする切換えスイッチ
である。

第３図に示す中央制御装置２５は、後述のごとくに刈取
部５の速度に対応する入力軸２３の回転数を自動制御す
るためのもので、そのインターフェイスにおける入力端
子側には、脱穀装置３作動クラッチをＯＮ・ＯＦＦする
脱穀部スイッチ２６と刈取部の作動用クラッチをＯＮ・
ＯＦＦする刈取部スイッチ２７と、走行機体１を後退さ
せるときに切り替えるバックスイッチ２８とを有し、符
号２９は刈取部５における本発明に従う速度自動制御を
実行するときＯＮさせる自動スイッチであり、脱穀部ス
イッチ２６及び刈取部スイッチ２７の「ＯＮ」状態で自
動スイッチ２９をＯＮにすると、車速センサー２４の検
出信号パルスと刈取部回転数センサー２３の検出信号パ
ルスとを、中央制御装置２５に取り入れる。

そして、前記中央制御装置２５の記憶部には車速Ｖに対
する刈取部速度Ｕの関係を示すマツプまたは関数を記憶
させておく。この関係を変速パターンと称する。

刈取部変速装置１７による変速パターンは、所定の複数
の目標速度変動率を有し、その目標速度変動率が車速の
低速ゾーンでは大きく、車速が中程度のゾーンでは、中
程度であり、車速の高速ゾーンでは極めて小さくなるよ
うに設定した複数の目標速度変動率を持つものであり、
従ってその車速の高速ゾーンでは刈取部の最高速度が頭
打ちになって、必要以上に大きくなり過ぎないように設
定された、折線状の変速パターンである。

第４図の実施例では、横軸に車速Ｖを、噌軸に刈取部に
おける速度Ｕを取り、３つの車速ゾーン、即ち、車速か
ＶｏｘＶｌ迄の車速ゾーンでは目標速度変動率ρａ１、
■１〜■２迄の車速ゾーンでは目標速度変動率ρａ２、
■２〜■３迄の車速ゾーンでは目標速度変動率ρａ３と
する変速パターンとする。これらの目標速度変動率ρａ
ｌ＞ρａ２＞ρａ３に設定する。

この各目標速度変動率は、前記変速パターン上の所定位
置での接線勾配を計算することに置き換えられる。

一方、第４図におけるＢ線は、前記副変速装置１４を高
速側に変速した状態における刈取部変速装置１７のステ
ッピングモータ２２が作動しない場合の刈取部５の同調
変速状態を示すものであり、このＢ線の勾配即ち同調速
度変動率ρｂとし、同様にＣ線は前記副変速装置１４を
低速側に変速した状態における刈取部変速装置１７のス
テッピングモータ２２が作動しない場合の刈取部５の同
調変速状態を示すものであり、このＣ線の勾配即ち同調
速度変動率ρＣとすると、ρＣ〉ρａｌ＞ρｂであり、
且つρｂ〉ρａ２＞ρａ３であるように設定する。

そして、刈取り走行作業中の副変速装置１４の変速段が
高速であるか低速であるかをまず判別し、ついでこの作
業中における車速■αを車速センサー２４で検出し、前
記いずれの車速ゾーンに属するかを判別する。

ついで、適宜時間（例えばＴｌ５ｅｃ、）ごとに、車速
の変動Δ■が生じたか否かを判別し、車速変動が起こっ
ていないときは、ステッピングモータ２２を作動させな
い。

さらに、中央制御装置２５にて、前記車速が■αである
ときの変速パターン上の目標速度変動率を演算する。

そして、前記車速が変動する場合において、副変速装置
が低速で、且つ、Ｖｏ＜Ｖα＜ｖｉの車速ゾーンにある
ときには、前記ステッピングモータ２２がもし作動しな
いとすると、刈取部５の変速状態はＣ線に沿うように変
化するから、つまり目標速度変動率ρａ１よりもやや大
きい同調速度変動率ρＣのままで変化しようとするから
、この同調速度変動率から目標速度変動率に窓向させる
ように、前記ステッピングモータ２２による変速操作の
速度をゆっくりした速度で、且つ変速方向は減速方向に
作動させることにより、刈取部による殻稈引き起こし作
用が迅速に行える程度の大きい立ち上がりの速度変動率
を持つ変速パターンの箇所に遠からずのうちに近付ける
ことができ、且つ、変速パターンに沿わせて刈取部の速
度を所定の値にすることができる。

そして、前記副変速装置が低速段であって、車速か中程
度のゾーン（Ｖｌ＜Ｖαく■２）のときには、副変速装
置の低速段における低速同調速度変動率ρＣが、目標速
度変動率ρａ２に比べて極端に大きい状態では、殻稈引
き起こしを迅速に実行できる程度の速度があるから、刈
取部の速度を余り大きくする必要はないし、且つその目
標速度変動率も大きくないのだから、前記変速操作手段
であるステッピングモータ２２は減速側に、且つ早い速
度で作動させることにより、変速パターン通りの凹打ち
状態の刈取部速度になるようにすることができる。

なお、副変速装置における低速段では、最大車速がＶｘ
以下の範囲しか取り得ないので、刈取部の速度もＵｘ以
上を取ることがないことは第４図から容易に理解できる
であろう。

また、副変速装置による変速段が高速段であって、車速
ゾーンが低速範囲（Ｖｏ＜Ｖαく■１）では、同調速度
変動率ρｂが目標速度変動率ρａ１よりもやや小さいか
ら、該目標速度変動率ρａ１に近付ける方向へステッピ
ングモータ２２の駆動速度を、緩速度で、且つ、増速方
向に作動させる。

これにより、同調速度変動率のまま刈取部が変速したと
きの不都合、つまり刈取部の速度増大率の不足から、殻
稈引起こし作用が不足するという欠点を解消することが
できるのである。

そして、副変速装置による変速段が高速段であって、車
速か中程度のゾーン（ｖｌ＜ｖαくＶ２）のときには、
高速同調速度変動率ρｂが、目標速度変動率ρａ２に比
べて大きくなるように逆転し、しかも、刈取部の速度は
、殻稈引き起こしを迅速に実行できる程度の速度がある
から、刈取部の速度を余り大きくする必要はないし、且
つその目標速度変動率も大きくないのだから、前記変速
操作手段であるステッピングモータ２２は減速側に、且
つ遅い速度で作動させることにより、変速パターン通り
の頭打ち状態の刈取部速度に近付けるようにすることが
できる。

次に、副変速装置による変速段が高速段であって、車速
か高速度のゾーン（Ｖ　２　＜　Ｖαくｖ３）。

のときには、目標速度変動率ρａ３が高速同調速度変動
率ρｂに比べ極端に小さく且つ、しかも、刈取部の速度
は、それ以上大きくすると殻稈引き起こしに際して殻稈
を引ききぢるおそれがあり、刈取部の速度を余り大きく
することは却って不都合である。

従って、ステッピングモータ２２の作動方向は減速側で
あり、且つその作動速度を早めるのである。

なお、目標速度変動率に対する同調速度変動率の近付き
誤差が所定の微小範囲内にあるときには、ステッピング
モータ２２を作動させないし、車速の変動が所定のΔＶ
以内のときにも、ステッピングモータ２２を作動させな
いようにし、いわゆる不感帯とするし、制御におけるハ
ンチング現象を防止する。

また、本発明の制御に際して、回転数センサー２３にて
刈取部の回転数の検出を実行し、当該刈取部の速度が制
１１ｒＩ範囲内に納まっているか否かのチエツクを行う
ものである。

前記制御においても、ステッピングモータ２２の作動は
目標値から遠い範囲ではデユティ間隔が大きく、目標値
に近付く細かいデユティ間隔となるようにして目標値へ
の到達時間を迅速にすると同時にハンチング現象も生じ
ないようにしている。

なお、刈取り手動増速スイッチ３０は、手動のＯＮ操作
で前記ステッピングモータ２２を正方向（増速側）に連
続作動させ、削取部変速装置１７の操作位置を増速側に
移動させて刈取部５の回転数を増速側に変更し、刈取り
手動減速スイッチ３１は、手動のｏＮｌ１作で前記と反
対側にステッピングモータ２２を逆方向（減速側）に連
続作動させ、削取部変速装置１７を減速側に移動させて
刈取部５の回転数を減速側に変更するものである。

これらの手動スイッチ３０．３１は脱穀部スイッチ２６
および刈取部スイッチ２７がｒＯＮＪでバンクスイッチ
２日がｒＯＦＦＪの状態のとき、自動スイッチ２９のＯ
Ｎ・ＯＦＦに拘わらず作動するといういわゆる手動優先
操作ができるものである。

高速側リミットスイッチ３２、低速側リミットスイッチ
３３は削取部変速装置１７の変速操作における高速側最
大位置、低速側最小位置に各々設けられ、変速操作時に
高速側リミットスイッチ３２がＯＦＦになると前記ステ
ッピングモータ２２の増速側への回転を停止し、反対に
低速側リミットスイッチ３３がＯＦＦになると前記ステ
ッピングモータ２２の減速側への回転を停止させるもの
である。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の実施例を示し、第１図はコンバインの側
面図、第２図は伝動系統の概略図、第３図は制御回路の
ブロック図、第４図は車速Ｖに対応する刈取部速度Ｕの
変速パターンを示す説明図である。 １・・・・走行機体、２．２・・・・走行うローラ、３
・・・・脱穀部、５・・・・刈取部、１１・・・・エン
ジン、１３・・・・主変速装置、１４・・・・副変速装
置、１７・・・・削取部変速装置、２２・・・・ステッ
ピングモータ、２３・・・・回転数センサー、２４・・
・・車速センサー、２５・・・・中央制御装置。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）、刈取部を有する収穫機における原動機から主変
   速装置および副変速装置を介して走行駆動部へ動力伝動
   する一方、前記主変速装置から刈取部への分岐伝動経路
   中には、刈取部変速装置を介挿し、該刈取部変速装置に
   おける変速操作手段と該変速操作手段を作動制御する制
   御手段とから成る動力伝動制御装置において、前記制御
   手段には、前記刈取部の速度が走行車速に応じて変速す
   るように、所定の複数の目標速度変動率を有する変速パ
   ターンを記憶させる一方、前記制御手段にて前記副変速
   装置の高速または低速の変速段を判別し、前記目標速度
   変動率が異なる箇所で区分された車速ゾーン箇所ごとに
   、前記副変速装置の変速段の種別に応じて刈取部の速度
   変動率を前記変速パターン上の目標速度変動率に近付け
   るように作動させる前記変速操作手段の減速側または増
   速側への駆動方向と、それらの駆動速度とを予め設定し
   たことを特徴とする収穫機における動力伝動制御装置。