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【発明の名称】 コンバインにおける制御装置
【発明者】 【氏名】中川 渉
【住所又は居所】大阪市北区茶屋町1番32号 ヤンマー農機株式会社内

【氏名】水倉 泰治
【住所又は居所】大阪市北区茶屋町1番32号 ヤンマー農機株式会社内

【氏名】大西 満輝
【住所又は居所】大阪市北区茶屋町1番32号 ヤンマー農機株式会社内

【要約】 【課題】ユーザの好みに応じて、エンジン回転数自動制御の態様を複数に設定できて、ユーザの要求に細かく対応できるようにする。

【解決手段】コンバインの車速有りを検知し、もしくは脱穀クラッチが入りであり、もしくは前記オーガクラッチが入りであり、もしくはオーガ自動スイッチが入りの4つの条件の各々について(S2)、前記エンジン回転数を上昇させないようにするOFFタイプと、所定時間を掛けて前記定格回転数まで上昇させるようにするスロータイプと、瞬時に前記定格回転数まで上昇させるクイックタイプとのうち1つを液晶パネルの制御設定画面上でユーザが選択できる(S4〜S6)制御手段を備えた。
【特許請求の範囲】
【請求項1】 脱穀部への動力伝達を入り切りする脱穀クラッチの入切判別センサと、エンジンの回転数を制御する制御手段とを備えたコンバインにおいて、前記コンバインの車速有りを検知し、もしくは脱穀クラッチが入りのいずれの条件も満足しないときには、前記エンジンの回転数をアイドリング状態に保持するように制御する一方、前記2つの条件のうち少なくともいずれか一方の条件について、少なくとも、前記エンジン回転数を上昇させないようにするOFFタイプと、所定時間を掛けて前記定格回転数まで上昇させるようにするスロータイプと、瞬時に前記定格回転数まで上昇させるクイックタイプとをユーザが選択可能にする制御手段を備えたことを特徴とするコンバインにおける制御装置。
【請求項2】 脱穀部への動力伝達を入り切りする脱穀クラッチの入切判別センサと、穀稈排出用のオーガのオーガクラッチセンサと、前記オーガの作動を自動に切り換える自動スイッチと、エンジンの回転数を制御する制御手段と、を備えたコンバインにおいて、前記コンバインの車速有りを検知し、もしくは脱穀クラッチが入りであり、もしくは前記オーガクラッチが入りであり、もしくはオーガ自動スイッチが入りのいずれの条件も満足しないときには、前記エンジンの回転数をアイドリング状態に保持するように制御する一方、前記4つの条件のうち少なくとも1つの条件について、少なくとも、前記エンジン回転数を上昇させないようにするOFFタイプと、所定時間を掛けて前記定格回転数まで上昇させるようにするスロータイプと、瞬時に前記定格回転数まで上昇させるクイックタイプとをユーザが選択可能にする制御手段を備えたことを特徴とするコンバインにおける制御装置。
【請求項3】 コンバインの各種モードの情報を画面に表示する表示手段を備え、該表示手段に、前記エンジンの回転数制御のモードの制御設定画面を表示させ、該制御設定画面にて、前記の条件のうち少なくとも1つの条件について、前記少なくとも3つのタイプのうち任意の1つを選択し、設定できるように構成したことを特徴とする請求項1または2に記載のコンバインにおける制御装置。
【発明の詳細な説明】【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、コンバインにおける制御装置に係り、より詳しくは、エンジンの回転数を所定の条件のもとで、定格回転数まで上昇させる制御を実行する制御装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来から、例えば、特開平7−303414号公報等に開示されているように、コンバインにおいて、エンジンの出力(負荷)を制御する電子式ガバナの燃料噴射量検知センサ(燃料噴射用プランジャの位置調節のためのラック位置の検出センサ)と、車速センサと、脱穀部等の負荷を検知する負荷センサ等とを備え、コンバインの作業状態や作物条件に応じてエンジンの出力(トルク)が変動してもエンジンの回転数を略一定に保持する定回転数制御(アイソクロナス制御)を実行することが知られている。
【0003】また、特開平1−309620号公報や前記特開平7−303414号公報等に開示されているように、コンバインを作業開始させるまでは、エンジンの回転数をアイドリング回転数に低下させる一方、コンバインの各種作業開始の条件、例えば■車速が一定以上になること(これによって、圃場内等を走行していると判断される)、■脱穀部への動力伝達を入り切りする脱穀クラッチがON(入り)になっていること(これにより、作業者は、刈取脱穀作業を実行しようとする意図が分かる)、■穀稈排出用のオーガのオーガクラッチがON(入り)になっていること(これにより、作業者は穀粒タンクから脱穀済みの穀粒を機外に排出する作業を実行しようとする意図が分かる)、■前記オーガの作動を自動に切り換える自動スイッチがONになっていること(これにより、作業者は穀粒タンクから脱穀済みの穀粒を機外に排出する作業を実行しようとする意図が分かる)のうちの1つの条件を充足すれば、エンジン回転数を前記定格回転数まで上昇させる。他方、前記■〜■の条件がいずれも充足しない時は、エンジンはアイドリング回転数に維持して、燃料の無駄使いを防止して、エネルギー消費を節約する、というエンジン回転数自動制御を実行していた。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来のものでは、所定の条件が整ったときに、エンジンの回転数をアイドリング回転から定格回転まで上昇させる状態変化を急激(急速)に行うと、例えば、脱穀部等への動力伝達のためのベルトに急激に大きな力が作用して、当該ベルトの早期破損に繋がるし、コンバインに搭乗しているオペレータにも急激な加速度が作用して乗り心地が悪いから、前記のエンジン回転数自動制御のモードがあっても、刈取脱穀作業に入るときには、前記モードを一旦切って、エンジンの回転の上昇作業は手動で行い、その後に前記モードに入るスイッチを押すユーザがいたり、反対に高速作業を好み、定格回転数にて刈取脱穀作業に入りたいと要求するユーザがあった。
【0005】このように、ユーザの好みが種々である一方、従来の技術では、エンジン回転数自動制御の態様が1通りしかないため、ユーザの要求に細かく対応できないという問題があった。
【0006】他方、最近では、この種の農作業機(コンバイン)の操作部近傍に、液晶ディスプレイや表示計器等の表示装置が設けられており、これらの表示装置に農作業機各部の状態情報を表示することにより、作動状況(例えばエンジンの回転数や負荷、車速、穀粒タンク内の穀粒の積載量等)をオペレータが視覚的に認識できるようになっている。
【0007】本発明は、以上の問題点を解消すべくなされたものであり、ユーザの好みに応じたきめ細かなエンジン回転数自動制御を実行できるようにすること、及びその自動制御の設定を表示装置を用して簡単に行えるようにすることを、技術的課題とするものである。
【0008】
【課題を解決するための手段】この技術的課題を解決するため、請求項1の発明のコンバインにおける制御装置は、脱穀部への動力伝達を入り切りする脱穀クラッチの入切判別センサと、エンジンの回転数を制御する制御手段とを備えたコンバインにおいて、前記コンバインの車速有りを検知し、もしくは脱穀クラッチが入りのいずれの条件も満足しないときには、前記エンジンの回転数をアイドリング状態に保持するように制御する一方、前記2つの条件のうち少なくともいずれか一方の条件について、少なくとも、前記エンジン回転数を上昇させないようにするOFFタイプと、所定時間を掛けて前記定格回転数まで上昇させるようにするスロータイプと、瞬時に前記定格回転数まで上昇させるクイックタイプとをユーザが選択可能にする制御手段を備えたものである。
【0009】他方、請求項2の発明のコンバインにおける制御装置は、脱穀部への動力伝達を入り切りする脱穀クラッチの入切判別センサと、穀稈排出用のオーガのオーガクラッチセンサと、前記オーガの作動を自動に切り換える自動スイッチと、エンジンの回転数を制御する制御手段と、を備えたコンバインにおいて、前記コンバインの車速有りを検知し、もしくは脱穀クラッチが入りであり、もしくは前記オーガクラッチが入りであり、もしくはオーガ自動スイッチが入りのいずれの条件も満足しないときには、前記エンジンの回転数をアイドリング状態に保持するように制御する一方、前記4つの条件のうち少なくとも1つの条件について、少なくとも、前記エンジン回転数を上昇させないようにするOFFタイプと、所定時間を掛けて前記定格回転数まで上昇させるようにするスロータイプと、瞬時に前記定格回転数まで上昇させるクイックタイプとをユーザが選択可能にする制御手段を備えたものである。
【0010】また、請求項3の発明は、請求項1または2に記載したコンバインにおける制御装置において、コンバインの各種モードの情報を画面に表示する表示手段を備え、該表示手段に、前記エンジンの回転数制御のモードの制御設定画面を表示させ、該制御設定画面にて、前記条件のうち少なくとも1つの条件について、前記少なくとも3つのタイプのうち任意の1つを選択し、設定できるように構成したものである。
【0011】
【発明の効果】請求項1のように構成すると、ユーザは自己の好みに応じて、前記条件毎に、エンジンの回転数をアイドリング状態から定格回転数まで上昇させる態様(タイプ)を選択できるから、作業の種類に応じたコンバインの作動を実現させることができるという効果を奏する。
【0012】また、請求項2のように構成すると、前記3つのタイプを選択できる条件が多くなるので、コンバインの作動を一層ユーザの好みに応じて変更することが容易になるという効果を奏する。
【0013】また、請求項3のように構成すると、表示手段の設定画面を見ながらユーザが自動制御の態様を設定できるから、誤りが少なくなり、且つ設定のためのスイッチ類を多く必要とせず、コストの低減を図ることができるという効果を奏する。
【0014】
【発明の実施の形態】次に、本発明を具体化した実施形態を、図面を参照しながら詳細に説明する。図1〜図3に示すように、コンバインにおける走行機体1は、左右一対の走行クローラ2,2に対して後述する走行部昇降駆動手段を介して昇降可能に構成されている。図1に示すように、走行機体1の進行方向に向かって左側には脱穀装置3が搭載されている。走行機体1の前部に配置した刈取前処理装置4は、走行機体1に対して、昇降フレーム14を介して昇降回動可能に支持されており、この昇降フレーム14と走行機体1との間に装着したアクチュエータとしての刈取部用油圧シリンダ9で昇降調節可能に構成されている。
【0015】刈取前処理装置4の下部にはバリカン式の刈刃装置5が配置されており、前部には六条分の穀稈引起装置6が配置されている(図3参照)。この穀稈引起装置6と脱穀装置3におけるフィードチェーン7の前端との間には穀稈搬送装置8が配置されており、穀稈引起装置6の下部前方には、走行機体の進行方向に向かって突出する分草体10が取り付けられている。そして、走行機体1の右側前部には運転室11が配置されており、この運転室11の後方には穀粒タンク12が配置されている。
【0016】図4に示すように、運転室11の後方下部に備わるエンジン15からの動力の一部は、オーガクラッチ16を介して、穀粒タンク12内の底スクリューコンベヤ17と排出オーガ28内の縦横スクリューコンベヤ18a,18bとに伝達される一方、エンジン15からの残りの動力は、動力分岐ミッション19を介して油圧ポンプ油圧モータ式走行駆動部24、脱穀装置3の扱胴13及び処理胴20、唐箕21、一番受樋のスクリューコンベヤ22a、二番受樋のスクリューコンベヤ22bやフィードチェーン7、穀粒タンク12への揚穀スクリューコンベヤ23、搖動選別機構40、排わらカッタ27等を回転駆動させるようになっている。
【0017】刈取前処理装置4への動力は、走行速度と同期するときには、走行駆動部24からの出力軸26を介して伝達され、同期しないときには、動力分岐ミッション19からの分岐動力をワンウェイクラッチ25を介して伝達されるようになっている。
【0018】図1及び図2に示すように、穀粒タンク12内の穀粒を機外に排出するための排出オーガ28は、走行機体1の後端に配置した縦筒28aと、この縦筒28aの上端に上下回動可能に連設した横筒28bとからなり、縦筒28a内には縦スクリューコンベア18aが、横筒28b内には横スクリューコンベア18bがそれぞれ内装されている。
【0019】縦筒28aは、駆動モータ29とギア機構30とで縦軸回りに旋回可能に構成されており、横筒28bは、縦筒28aとの間に装架したオーガ用油圧シリンダ31とリンク機構32とで上下傾斜角度を変更可能に構成されている。
【0020】そして、駆動モータ29に設けたロータリエンコーダ等の旋回角センサ81により、縦筒28aの水平旋回角度、ひいては横筒28bの水平旋回位置を検出でき、オーガ用油圧シリンダ31またはリンク機構32の箇所に設けたポテンショメータ等の上下回動角センサ82により、横筒28bの上下傾斜角度、ひいては横筒28b先端の排出部の高さ位置を検出できるようになっている。
【0021】なお、排出オーガ28を使用しないときには、穀粒タンク12の上面に設けたレスト台33等に横筒28bの中途部が載置されるようになっている。このレスト台33には、横筒28bが載置されたか否かを検出する接触センサ等のレスト検出器34が取り付けられている。
【0022】左右各走行クローラ2は、トラックフレーム35の前後端に各々配置した駆動輪36及び従動輪37と、トラックフレーム35の下面中途部に複数個配置した転動輪38との外周に巻回してなり、左右各トラックフレーム35と走行機体1とは、走行部用油圧シリンダ39a(39b)と、トラックフレーム35の前後位置に設けた側面視L字状の前後レバーを同時に作動させるように連結した連結杆(図示せず)等とからなる走行部昇降駆動手段を介して連結されている。
【0023】左右の走行部用油圧シリンダ39a,39bは、互いに独立的に作動させることにより、左右各走行クローラ2を、走行機体1の左右に対して独立的に昇降させ得るようになっている。
【0024】したがって、左右両側の走行部用油圧シリンダ39a,39bのピストンロッドを同時に突出させると、走行機体1は左右両走行クローラ2,2から上方に離れて(上昇し)、走行機体1の走行クローラ2,2に対する相対的高さ(車高)は高くなる。逆に、前記ピストンロッドを同時に後退させると、走行機体1は左右両走行クローラ2,2に近付いて(下降し)、走行機体1の走行クローラ2,2に対する相対的高さ(車高)は低くなる。
【0025】そして、左側の走行部用油圧シリンダ39aにおけるピストンロッドを突出させるか、または、右側の走行部用油圧シリンダ39bにおけるピストンロッドを後退させると(もしくはこの両方の動作を同時に実行しても)、右走行クローラ2に対する走行機体1の車高は低くなり(左走行クローラ2に対する走行機体1の車高は高くなり)、走行機体1は右下がりに傾斜する。
【0026】逆に、右側の走行部用油圧シリンダ39bにおけるピストンロッドを突出させるか、または、左側の走行部用油圧シリンダ39aにおけるピストンロッドを後退させると(もしくはこの両方の動作を同時に実行しても)、左走行クローラ2に対する走行機体1の車高は低くなり(右走行クローラ2に対する走行機体1の車高は高くなり)、走行機体1は左下がりに傾斜するのである。
【0027】左右各走行部用油圧シリンダ39a,39bのピストンロッドの突出量を検出して、走行機体1の左右各走行クローラ2,2に対する相対的高さ(車高)を検出するためのロータリエンコーダ等の車高センサ41a,41bは、前記連結杆に連設した連結ロッドやリンク機構(図示せず)を介して連動するように構成されている。走行機体1の左右の傾斜角度を検出するための振り子式(重力式)等の傾斜センサ43は、走行機体1の任意の位置、例えば運転室11内等に配置されている。
【0028】なお、図3に示すように、刈取前処理装置4と圃場面との対地高さを検出するための超音波センサ44a,44bは、発信器の発信部(ホーン部)と受信器の受信部とを圃場面に向けた状態で、刈取前処理装置4の左右両側における穀稈引起装置6の裏面側に設けたブラケット(図示せず)に配置されている。
【0029】超音波センサ44a,44bの設置高さと刈刃装置5の設置高さとが異なる場合には、超音波センサ44a,44bの検出値から所定の換算により刈取前処理装置4と圃場面との対地高さを求めることができるようになっている。
【0030】また、昇降フレーム14の基端に取り付けた昇降ポジションセンサ45は、昇降フレーム14の回動角度を検出することにより、走行機体1と刈取前処理装置4との相対的高さを求めることができるようになっている。
【0031】図5に示すように、油圧シリンダ9,31,39a,39bのための油圧回路は、油圧ポンプ46からの圧油を分流する分流弁47を介して分岐しており、この分流弁47の一方の吐出路からは、オーガ用油圧シリンダ31と左側の走行部用油圧シリンダ39aとに対する第1油圧回路48ヘ圧油を送給し、他方の吐出路からは、刈取部昇降用油圧シリンダ9と右側の走行部用油圧シリンダ39bとに対する第2油圧回路49へ圧油を送給するように構成されている。
【0032】両油圧回路48,49には、それぞれの油圧シリンダ9,31,39a,39bに対する電磁制御弁50,51,52,53や逆止弁、リリーフ弁等が接続されている。
【0033】次に、運転室11に備わる各種操作用のレバーやスイッチ類の構成を、図6及び図7を参照して説明する。運転座席56の前方のフロントコラムカバー体57から上向きに突出するハンドル軸(図示せず)には、走行機体1を操向操作する操向丸ハンドル58が取り付けられており、運転座席56から見てフロントコラムカバー体57の右側面には、前後方向に回動可能なアクセルレバー59が設けられている。
【0034】フロントコラムカバー体57の上端部位には、液晶表示装置60が、平面視で操向丸ハンドル58における略半円形状のハンドルホイル58aの内径側に位置するように取り付けられている。
【0035】この液晶表示装置60は、フロントコラムカバー体57のみに固定されていて、操向丸ハンドル58には連結していないので、操向丸ハンドル58を回動させても、液晶表示装置60は動かないようになっている。また、液晶表示装置60の上面(画面)を操向丸ハンドル58のハンドルホイル58aよりも下方に位置させているので、操向丸ハンドル58を回動させても、液晶表示装置60には接触しないようになっている。
【0036】運転座席56の左方には、前後に長いサイドコラム61が配置されており、このサイドコラム61の前端部位には、走行機体1の車高を手動で変更調節できる車高調節レバー62と、車高制御における自動操作と手動操作とを切り替えるための車高制御切替スイッチ63と、走行機体1の左右傾斜角度を設定するための傾斜設定器64とが配置されている。
【0037】サイドコラム61上のうち車高調節レバー62等の後方部位には、車速を無段階変速させる主変速レバー65と、作業状態に応じて走行駆動部24の出力及び回転数を所定範囲に設定保持する副変速レバー66とが左右に平行状に配置されており、これら各レバー65,66は前後回動可能に構成されている。
【0038】また、サイドコラム61上のうち副変速レバー66の右寄り部位には、刈取自動昇降スイッチ131等の各種スイッチ類が配置されており、副変速レバー66の後方部位には、刈取作業のための刈取レバー67と脱穀作業のための脱穀レバー68とが前後回動可能に配置されている。
【0039】刈取レバー67は、前傾させると刈取作業を実行するための刈取スイッチ134が切り作動し、後傾させると刈取スイッチ134が入り作動するように構成されている。同様にして、脱穀レバー68も、前傾させると脱穀作業を実行するための脱穀スイッチ135が切り作動し、後傾させると入り作動するように構成されている。
【0040】主変速レバー65の握り部65aには、右側面に、刈取前処理装置4を強制的に上昇させるオートリフトスイッチ137と刈取前処理装置4を所定の刈高さまで強制的に下降させるオートセットスイッチ138とが設けられている。握り部65aの前側面のうち右側には、刈取前処理装置4の昇降動を手動操作するための刈取昇降レバー139が配置されており、左側には、穀稈の扱深さ位置を手動で変更調節できる扱深さ調節レバー140が配置されている。
【0041】図6及び図7に示すように、液晶表示装置60は、文字、記号、画像等の情報を表示できるモノクロのドットマトリクス形の表示手段としての液晶パネル60bと、これを収納するケース60aとで構成されている。
【0042】このケース60aの表面のうち液晶パネル60bの外周側には、コンバイン全体の電源を入り切り操作する電源スイッチ142の入り操作時等に点灯する作業ランプ70と、画面表示の切替え等のための左右各2つのスイッチ71,72,73,74とが設けられている。これら各スイッチ71〜74は、スイッチの一回の押下により一つのONパルス信号が出るいわゆるプッシュスイッチで、ノンロックタイプのものである。なお、液晶パネル60bは、カラー型であってもよい。
【0043】ケース60a内であって液晶パネル60bの裏面側には、コンバインの各種モードのうち実行中のモードに対応した画像情報を液晶パネル60bの画面に表示するように制御する制御手段としてのCANコントローラユニットC5(詳細は後述する)が内装されている。
【0044】次に、走行機体1の車速、姿勢及び車高、排出オーガ28の排出位置等コンバインの操作全般を制御するとともに、実行中のモード(コンバインの動作の状態)に対応した画像情報を液晶パネル60bの画面に表示するように制御するための制御装置の構成について説明する。
【0045】図8に示すマイクロコンピュータ等の電子式制御装置75は、複数(実施形態では5つ)のCANコントローラユニットC1,C2,C3,C4,C5と、これらの間を相互に接続するCAN通信バス76とで構成されている。CANコントローラユニットC1及びC5には、制御データの反射を抑制する終端抵抗としての抵抗器(図示せず)が内蔵されている。
【0046】各CANコントローラユニットC1〜C5は、各種演算処理や制御を実行するCPU77、後述する各制御プログラムを記憶させる不揮発性メモリとしてのEEPROM78、各種データ等を一時的に記憶させるRAM79、タイマ機能としてのクロック、各種入力系外部機器及び出力系外部機器に接続してデータを伝送する入出力インターフェイス(図示せず)等を備えている。
【0047】CANコントローラユニットC1〜C5のEEPROM78の各々には、それぞれに対応するアプリケーション制御プログラム(ソフト)S1,S2,S3,S4,S5を予め記憶(格納)させている(図8参照)。
【0048】アプリケーション制御プログラムS1は、脱穀装置3及び刈取前処理装置4の各種アクチュエータ(例えば刈取部用油圧シリンダ9等)を作動させる制御プログラムとし、アプリケーション制御プログラムS2は、刈取部用油圧シリンダ9及び走行機体1の左右の走行部用油圧シリンダ39a,39bを作動させて、刈取前処理装置4の刈高さ制御や走行機体1の姿勢及び車高制御を実行するための制御プログラムとする。
【0049】アプリケーション制御プログラムS3は、エンジン15の出力を制御するための制御プログラムとし、アプリケーション制御プログラムS4は、排出オーガ28における駆動モータ29及びオーガ用油圧シリンダ31の作動を制御するための制御プログラムとする。
【0050】そして、アプリケーション制御プログラムS5は、各コントローラユニットC1〜C5に接続された全ての入出力系外部機器の入出力を管理・制御して、実行中のモードに対応した画像情報を液晶パネル60bの画面に表示する制御を司る制御プログラムとする。
【0051】また、各EEPROM78には、CAN通信に必要な通信制御プログラムと、入出力系外部機器間で制御データ(情報)を伝送するための入出力用制御プログラムとについても予め格納しており、アプリケーション制御プログラムに対して入出力用制御プログラムがベースとなるように階層化している。
【0052】各CANコントローラユニットC1〜C5は、目安として、入出力系外部機器のハーネスの長さがなるべく短くなるように組み合せてそれらを制御するようにしており、それぞれの配置箇所でコントローラボックス(図示せず)内に格納されている。
【0053】例えば、CANコントローラユニットC1は、運転室11における床板の下面側に設置されている(図1〜図3参照)。CANコントローラユニットC1の入力インターフェイスには、入力系外部機器として、昇降ポジションセンサ45、刈取前処理装置4において刈取穀稈を搬送しているか否かを検出する穀稈搬送センサ96、搬送中の刈取穀稈の長さを検出する穀稈長さセンサ97、扱深さセンサ98、オーガクラッチモータスイッチ99、超音波センサ44a,44b、車速センサ100、2番受樋スクリューコンベア回転センサ101、操向丸ハンドルリミットスイッチ102等がそれぞれ接続されている(図9参照)。
【0054】CANコントローラユニットC1の出力インターフェイスには、出力系外部機器として、扱深さ制御モータにおけるリレーユニット等の制御回路部103、オーガクラッチモータにおけるリレーユニット等の制御回路部104、脱穀クラッチを駆動させるための電磁ソレノイド105等がそれぞれ接続されている(図9参照)。
【0055】CANコントローラユニットC2は、刈取前処理装置4の上部でかつ運転室11に近い箇所に設置されている(図1〜図3参照)。このCANコントローラユニットC2の入力インターフェイスには、入力系外部機器として、燃料センサ106、傾斜センサ43、車高センサ41a,41b、選別装置の流穀板における籾流量センサ107、選別装置各部での籾の有無を検出する籾センサ108、排藁カッタ詰まりセンサ109、旋回角センサ81、横筒28bの先端部に設けて排出オーガ28の水平旋回等を操作する排出オーガ先端操作部110、上下回動角センサ82、オーガクラッチセンサ111、排出オーガ過負荷センサ112、搖動選別過負荷センサ113、扱胴回転センサ114、処理胴回転センサ115等がそれぞれ接続されている(図10参照)。
【0056】CANコントローラユニットC2の出力インターフェイスには、出力系外部機器として、搖動選別駆動モータ116、FCクラッチ駆動回路部117、排出オーガ28の縦筒28aを水平旋回させるための駆動モータ29、排出オーガブレーキ118、オーガ用油圧シリンダ31に対する電磁制御弁51の電磁ソレノイド51a、走行機体1の左側の走行部用油圧シリンダ39aに対する電磁制御弁52の電磁ソレノイド52a、走行機体1の右側の走行部用油圧シリンダ39bに対する電磁制御弁53の電磁ソレノイド53a、刈取部用油圧シリンダ9に対する電磁制御弁50の電磁ソレノイド50a等がそれぞれ接続されている(図10参照)。
【0057】図1〜図3に示すように、CANコントローラユニットC3は、運転室11における運転座席56の後部に設置されている。このCANコントローラユニットC3の入力インターフェイスには、入力系外部機器として、エンジン回転数センサ119、エンジンオイル量センサ120、エンジン水温センサ121、エンジン15の出力(負荷)を制御する電子ガバナ付き燃料噴射ポンプのラック位置を検出するための燃料噴射ポンプラック位置センサ122、エンジンスタータスイッチ123、排出オーガ28の水平旋回位置を予め記憶させるためのオーガセット位置ダイヤル124、運転室11に設けて排出オーガ28の水平旋回等を操作する排出オーガ操作部125、刈取クラッチモータリミットスイッチ126等がそれぞれ接続されている(図11参照)。
【0058】CANコントローラユニットC3の出力インターフェイスには、出力系外部機器として、エンジン15の回転数が所定の回転数となるように燃料噴射ポンプのラック位置を調節するための燃料噴射ポンプラックアクチュエータ127、エンジンスタータリレー128、警報ブザー129等がそれぞれ接続されている(図11参照)。
【0059】CANコントローラユニットC4は、運転室11のサイドコラム61内に設置されている(図1〜図3参照)。このCANコントローラユニットC4の入力インターフェイスには、入力系外部機器として、アクセルレバー59の操作位置を検出するアクセルレバーセンサ59a、車高調節レバー62、車高制御切替スイッチ63、傾斜設定器64、扱深さ自動制御スイッチ130、刈取自動昇降スイッチ131、刈取前処理装置4が所定の刈高さまで下降すると自動的に前記刈取前処理装置4へ動力伝達するための刈取オートクラッチスイッチ132、刈取スイッチ134、脱穀スイッチ135、選別装置における穀粒の選別状態を調節するための選別調節ダイヤル136、オートリフトスイッチ137、オートセットスイッチ138、刈取昇降レバー139、扱深さ調節レバー140、副変速レバー66、走行機体1を後退動させるための後退スイッチ141、電源スイッチ142等がそれぞれ接続されている(図12参照)。
【0060】CANコントローラユニットC4の出力インターフェイスには、出力系外部機器として、車高制御を自動操作に切り替えたときに点灯する車高制御切替スイッチランプ143、扱深さ制御を自動操作に切り替えたときに点灯する扱深さ自動制御スイッチランプ144等が接続されている(図12参照)。
【0061】ケース60a内に内装されたCANコントローラユニットC5の入力インターフェイスには、液晶パネル60bの画面上のカーソルを画面上方向に移動させるためのカーソル上移動スイッチ71、画面下方向に移動させるためのカーソル下移動スイッチ72、液晶パネル60bの画面表示を切り替える操作等をするための第1及び第2切替スイッチ73,74等がそれぞれ接続されている(図13参照)。
【0062】そして、CANコントローラユニットC5の出力インターフェイスには、表示手段としての液晶パネル60b、コンバイン全体の電源を入り切り操作する電源スイッチ142の入り操作時等に点灯する作業ランプ70等がそれぞれ接続されている(図13参照)。
【0063】次に、CANコントローラユニットC5によるモードの切替え制御について説明する。図14に示すように、コンバインのモード(動作の状態)は、初期モードM1、路上走行や各種作業をする通常モードM2、コンバイン各部の異常状態を報知する警報表示モードM3、検出エラー等の各種エラーの内容を報知するエラー表示モードM5及び自動走行制御等の設定を行うための環境設定モードM4の5つに大別される。
【0064】そして、通常モードM2には、路上走行等をする非作業モードM2aと刈取・脱穀作業をする作業モードM2bとがあり、非作業モードM2aからのみ移行できるメンテナンスモードM6も設定されている(図15参照)。
【0065】まず最初に、電源スイッチ142を入り操作すると、初期モードM1が起動して、液晶パネル60bの画面に初期画像情報が表示される。
【0066】次いで、CANコントローラユニットC5のEEPROM78に予め設定された時間(実施形態では10秒)が経過するか、あるいは、エンジン15の回転数が予め設定された回転数(実施形態では240rpm)以上になると、自動的に通常モードM2のうち非作業モードM2aに移行して(図15参照)、液晶パネル60bの画面の表示が、前記初期画像情報からエンジン回転数や燃料の残量等の画像情報(非作業モードM2aに対応した画像データ)に遷移する(図16参照)。
【0067】この場合、液晶パネル60bの画面には、非作業モードM2aの画像情報として、走行機体1の走行速度(車速)を示す速度計85、エンジン回転数を示す略L字状の回転数グラフ86、穀粒タンク12内のもみの量を知らせるタンクモニタ87、燃料の残量を知らせる燃料計88、副変速レバー66の設定状態を知らせる副変速モニタ89、刈取前処理装置4の速度の設定状態を知らせる刈取変速モニタ90、及びエンジン15の稼動時間を積算した値等を知らせる積算値モニタ91とが表示される。
【0068】初期モードM1の実行中に、脱穀装置3への動力伝達のための脱穀クラッチが入り状態、すなわち脱穀スイッチ135が入り作動している場合は、後述する警報表示モードM3に移行して、警報ブザー129を鳴動させるとともに、液晶パネル60bの画面に、扱胴詰まりの画像情報が切替え表示される。これは、実際に扱胴詰まりが発生した訳ではないが、前記扱胴詰まりの画像情報を代用して液晶パネル60bの画面に表示することにより、脱穀クラッチが入り状態であることをオペレータに報知して、このままで始動することを防止するようにしたものである。
【0069】それから、脱穀スイッチ135を切り作動させると、警報ブザー129は鳴動停止するとともに非作業モードM2aに移行して、液晶パネル60bの画面の表示が前述した非作業モードM2aの画像情報に戻る(図16参照)。
【0070】図15に示すように、通常モードM2のうち非作業モードM2aの実行中に脱穀スイッチ135を入り作動させると、作業モードM2bに移行して、図17の画像情報を示す画面の表示がエンジン負荷や燃料の残量等の画像情報(作業モードM2bに対応した画像データ)に遷移する(図17参照)。作業モードM2bの画像情報は、非作業モードM2aの画像情報のうちエンジン回転数を示す回転数グラフ86の表示領域に、これに代えてエンジン負荷を示す負荷グラフ86′を表示する点が異なるだけであり、その他は非作業モードM2aの場合と同様である。
【0071】非作業モードM2aの実行中に、エンジン回転数が予め設定された回転数(実施形態では1500rpm)以下でかつ車速停止状態(実施形態では車速が0.03m/s以下)の条件で、ケース60aの表面の両カーソル移動スイッチ71,72を同時に適宜時間(実施形態では1秒)以上入り作動させたのち、続けてケース60aの表面における4つのスイッチ71〜74を同時に適宜時間(実施形態では5秒)以上入り作動させると、メンテナンスモードM6に移行して、液晶パネル60bの画面には、メンテナンスモードM6の画像情報が切替え表示される。このメンテナンスモードM6では、一旦電源スイッチ142を切り作動させない限り、他のモードへの移行ができないようになっている。
【0072】図14に示すように、通常モードM2(非作業モードM2aまたは作業モードM2b)の実行中に、例えばセンサや設定器等の検出エラーや各種アクチュエータの作動エラー等の各種エラーが発生した場合には、液晶パネル60bの画面における副変速モニタ89の右側部位に、「エラー」の文字標識92が点滅表示される(図21参照)。このエラー標識92の点滅により、オペレータは、何らかのエラーが発生したことを、通常モードM2の画像情報を示した画面上で迅速に視認することができる。
【0073】この状態で、第1切替スイッチ73を適宜時間(実施形態では5秒)以上押下すると、エラー表示モードM5に移行して、液晶パネル60bの画面の表示がこのとき発生したエラーの内容を示す画像情報に遷移する。これにより、オペレータは、エラーの詳細について自らが望むときに確認できるので、作業効率が向上するし、運転操作時の安全性も高まる。
【0074】エラー表示モードM5中に、もう一度第1切替スイッチ73を一回押下するか、または、前記エラーが解消されると、エラー表示モードM5から通常モードM2に戻って、液晶パネル60bの画面に、通常モードM2の画像情報が切替え表示される。
【0075】通常モードM2の実行中に第2切替スイッチ74を一回押下した場合は、環境設定モードM4に移行して、液晶パネル60bの画面の表示が、通常モードM2の画像情報から環境設定モードM4の画像情報に遷移する。もう一度、第2切替スイッチ74を押下すると、通常モードM2に移行して、液晶パネル60bの画面の表示が、環境設定モードM4の画像情報から通常モードM2の画像情報に戻る。本実施形態では、環境設定モードM4を実行する頻度が少ないので、第1切替スイッチ73とは別に第2切替スイッチ74を設けて、不用意に環境設定モードM4を作動させることがないようになっている。
【0076】次に、本発明に係るエンジン回転数自動制御モードの設定についてフローチャートである図18を参照しながら説明する。この制御モードの設定のため制御は、前記電子式制御装置75が実行するものであって、前記環境設定モードM4中の1つの項目であり、従って、液晶パネル60bの画面の表示(前記環境設定モードM4の設定項目)のうち「エンジン回転数自動制御モード」の部分(段)にカーソルを合わせて選択し、第1切替スイッチ73を押下すると(S1)、図19に示すような画面が液晶パネル60bに表示される。
【0077】図19の画面の右側には、エンジン回転数自動制御のための、少なくとも4つの条件(■車速がある(徐行する程度の車速が検知されたときであって、車速センサ100の検出値であっても良いし、主変速レバーの操作位置を検知するセンサにて、主変速レバーが中立位置(ニュートラル)以外の位置と検知したとき)、■脱穀クラッチが入り、■オーガクラッチが入り、■オーガ自動スイッチがON)が表示されており、カーソル上移動スイッチ71またはカーソル下移動スイッチ72を押下することにより、カーソル150を上下に移動させて、設定を希望する条件の個所(段)にカーソル150が位置したとき、第2切替スイッチ74を押下して、条件を決める(選択する)(S2)。例えば、■オーガクラッチの条件に設定すると、その個所が矩形で囲まれたり、他の条件を示す文字の字体と異なるような表示(例えば白抜き字体等)となり、選択された条件が識別表示される(S3)。
【0078】図19の前記条件の表示の右側は、制御のタイプ(態様)を選択して、決定する個所であり、少なくとも、3つの制御態様(タイプ)(OFF、スロー、クイック)を選択することができる。最初は「スロー」の表示が表れており、カーソル下移動スイッチ72を1回押下するごとに、「クイック」→「OFF」→「スロー」の文字が循環的に表示される。オペレータは、希望するタイプを選択し(S4)、次いで、第2切替スイッチ74を押下して決定する(S5)。
【0079】前記■〜■の条件の全てについて前記の手順で設定、決定を実行したことが確認されるると(S6:yes )環境設定モードM4の他の項目に移ることができる。を決める前記の3つの制御態様(タイプ)のうち「OFF」では、エンジンの回転数を定格にまで上昇させるための自動制御が実行されない(アイドリング回転するのまま保持される)とするものである。「スロー」の態様を選択すると、適宜時間を要して徐々に定格回転数まで上昇させるもので、実施例ではアイドリング回転数から100ms(ミリ秒)ごとに26rpmずつ上昇させるので、定格回転数まで略5秒を要する。
【0080】「クイック」の態様を選択すると、瞬時(0.5秒)程度でアイドリング回転数から定格回転数まで迅速に上昇することになる。
【0081】従って、エンジン回転数の自動制御のための条件及び制御タイプをユーザの好みのに応じてきめ細かく設定することができる。
【0082】例えば、走行開始時や刈取脱穀作業開始時に当たっては、アイドリング回転数から定格回転数までを穏やかに上昇させたいが、穀粒タンク内の穀粒の排出作業は迅速に実行したい、また、オーガの自動制御(レスト台33から所定の方向にオーガ横筒28bを所定角度回動させるという制御)はエンジンの定格回転時でなくても良い、と希望するユーザは、図19に示すごとく、■車速及び■脱穀クラッチについては、いずれも「スロー」を選択し、■オーガクラッチについては「クイック」とし、■オーガ自動制御の条件に対しては「OFF」(切り)とする設定を行えば良い。これにより、■及び■の場合には、急激に回転数が定格まで上昇しないから、コンバインに乗ったオペレータに衝撃が作用しないし、動力伝達部(例えば、ベルト及びプーリ)の個所に過大な力を急激に作用させないから部品の消耗も少なくて済む。
【0083】従来のエンジン回転数の自動制御では、前記■〜■の条件のうちいずれか1つを充足すると、エンジンの回転数をアイドリング回転数から定格回転数にまで短時間で上昇させるための自動制御が実行されていた(どの条件も満足しないときにはアイドリング回転数を保持する)のと比較すると、ユーザの好みに的確かつきめ細かく対応することができる。
【0084】前記の設定操作を、前記液晶型の表示手段におけるスイッチ71、72、73、74にて実行できるように構成すると、スイッチの数を増大させることなく、多くの項目について選定できるという効果を奏する。前記液晶型の表示手段を使用しない場合には、図示しないが、所定のスイッチを操作することで実行すれば良い。
【0085】本発明の他の実施形態では、脱穀部への動力伝達を入り切りする脱穀クラッチの入切判別センサと、エンジンの回転数を制御する制御手段とを備えたコンバインにおいて、前記コンバインの車速有りを検知し、もしくは脱穀クラッチが入りのいずれの条件も満足しないときには、前記エンジンの回転数をアイドリング状態に保持するように制御する一方、前記2つの条件のうち少なくともいずれか一方の条件について、少なくとも、前記エンジン回転数を上昇させないようにするOFFタイプと、所定時間を掛けて前記定格回転数まで上昇させるようにするスロータイプと、瞬時に前記定格回転数まで上昇させるクイックタイプとをユーザが選択可能にする制御手段を備えたものであっても良い。
【0086】なお、液晶パネル60bの画面における表示の切替え態様は、前述のものに限らず、例えば液晶表示装置60に設けた4つのスイッチ71〜74のいずれか一つを押下する毎に、切替え表示するようにしてもよい。
【0087】なお、例えば、図4に示すように、走行駆動部24または動力分岐ミッション19から刈取前処理装置4への動力を継断するため、ベルトテンション型のクラッチ151を設けたり、エンジン15から排出オーガへの動力伝達をベルトテンション型のクラッチ152にて実行する場合、従来は、図20に示すごとく、ベルト153を押圧するテンションプーリ154のアーム155と、クラッチモータ156(油圧モータであっても良いし、電動モータであっても良い)の出力ロッド158との間はバネ部材157を介挿しただけであって、クラッチモータ156は、クラッチ入りの信号にて急激に作動開始するから、前記バネ部材157の衝撃緩和の作用が不十分で、前記ベルト153を急激に押圧し、動力伝達が0から所定の力まで急拡大して、各部品に衝撃を与え、部品の耐久性が悪くなるとともに、作業機の動作も急激に開始されて危険である等の問題があった。
【0088】そこで、前記クラッチモータ156をPMW(パルス幅変調)制御にて作動させる。即ち、クラッチモータ156印加する電圧のパルス(または油圧モータに供給する油圧のパルス)を、作動開始時にはデューティ比を低く、順次作動完了に近づくに従ってデューティ比を高くするというように制御すると(作動時間は1.5秒〜2秒程度)、通常オペレータが手動でクラッチを入れるときと同様に、ベルトに作用する張力が最初は弱く、順次強くなるように操作することができ、その結果、クラッチは滑らかに入るから、ベルトや他の部品に衝撃を与えず、最後は確実にクラッチ入りの状態を保持できるという効果を奏する。
【0089】また、本発明における通信バス(回線)はCAN(Controller Area Network)プロトコルのみならず、LAN(Local Area Network) プロトコルを用いてもよい。制御手段としてのコントローラは複数であってもよいし、単一のものであってもよい。さらに、本発明における表示装置は、液晶パネル60bを用いた液晶表示装置60に限らず、CRTディスプレイやELディスプレイ等であってもよい。
【出願人】 【識別番号】000006851
【氏名又は名称】ヤンマー農機株式会社
【住所又は居所】大阪府大阪市北区茶屋町1番32号
【出願日】 平成14年4月17日(2002.4.17)
【代理人】 【識別番号】100079131
【弁理士】
【氏名又は名称】石井 暁夫 (外2名)
【公開番号】 特開2003−304726(P2003−304726A)
【公開日】 平成15年10月28日(2003.10.28)
【出願番号】 特願2002−114484(P2002−114484)