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発明の名称 脱穀選別制御装置
発行国 日本国特許庁(JP)
公報種別 公開特許公報(A)
公開番号 特開平8−37908
公開日 平成8年(1996)2月13日
出願番号 特願平6−175554
出願日 平成6年(1994)7月27日
代理人 【弁理士】
【氏名又は名称】北村 修
発明者 高原 一浩 / 江間 浩明 / 川根 勝
要約 目的
選別風の目標送風量を揺動選別板から漏下する処理物に対して適切な送風量状態に維持することにより、回収穀粒への藁屑混入等の不具合発生を回避して適正な選別処理を行わせる。

構成
脱穀後の処理物を選別する揺動選別板における漏下開度を変更調節し、且つ、選別風を送風する送風手段の送風量を変更調節する制御手段Hは、揺動選別板上の処理物の層厚を検出する層厚検出手段S1の情報に基づいて、層厚が目標層厚になるように揺動選別板の漏下開度を変更調節し、且つ、その揺動選別板の漏下開度に対応して設定された目標送風量になるように、送風手段を変更調節する。
特許請求の範囲
【請求項1】 脱穀後の処理物を選別する揺動選別板(19)における漏下開度を変更調節し、且つ、選別風を送風する送風手段(18)の送風量を変更調節する制御手段(H)が設けられた脱穀選別制御装置であって、前記制御手段(H)は、前記揺動選別板(19)上の処理物の層厚を検出する層厚検出手段(S1)の情報に基づいて、前記層厚が目標層厚になるように前記揺動選別板(19)の漏下開度を変更調節し、且つ、その揺動選別板(19)の漏下開度に対応して設定された目標送風量になるように、前記送風手段(18)を変更調節するように構成されている脱穀選別制御装置。
【請求項2】 前記揺動選別板(19)の漏下開度に基づいて設定される前記目標送風量を変更する選別風量変更手段(VR)が設けられている請求項1記載の脱穀選別制御装置。
【請求項3】 前記目標層厚を変更する目標層厚変更手段(VR1)が設けられている請求項1又2記載の脱穀選別制御装置。
発明の詳細な説明
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、脱穀後の処理物を選別する揺動選別板における漏下開度を変更調節し、且つ、選別風を送風する送風手段の送風量を変更調節する制御手段が設けられた脱穀選別制御装置に関する。
【0002】
【従来の技術】上記脱穀選別制御装置においては、揺動選別板の漏下開度及び選別風の送風量を、例えば脱穀装置に供給される穀稈の藁厚さ等で検出される穀稈供給量情報に基づいて設定した目標値になるように調節制御しながら、同時に、揺動選別板上の処理物の層厚検出情報に基づいて設定した操作量で、揺動選別板の漏下開度及び選別風の送風量を変更調節することによって、上記穀稈供給量情報のみに基づいて制御する場合に揺動選別板上の処理物層の層厚が目標層厚よりも層厚状態に調節制御されることを回避させるようにしていた。そして、上記処理物層が目標層厚よりも薄過ぎる場合における1番物への藁屑混入や、逆に上記処理物層が目標層厚よりも厚過ぎる場合における3番ロスの増加、及び2番還元量の増え過ぎによる穀粒の損傷等の不具合を極力防止するようにしていた(例えば、特開平5‐328833号公報参照)。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従来技術によれば、選別風の目標送風量を穀稈供給量や処理物層厚値に基づいて直接設定しているために、必ずしも揺動選別板から漏下する処理物に対して適切な送風量に調節されないおそれがあった。つまり、漏下開度が開き状態で揺動選別板から多量の処理物が漏下するにもかかわらず、選別風量が少な過ぎる場合には、回収穀粒への藁屑混入が増加する一方、漏下開度が閉じ状態で揺動選別板から漏下する処理物が少ないにもかかわらず、選別風量が多過ぎる場合には、機外放出による穀粒損失が増加するおそれがあった。
【0004】本発明は、上記実情に鑑みて為されたものであって、その目的は、選別風の目標送風量を揺動選別板から漏下する処理物に対して適切な送風量状態に調節して、前記従来技術の不具合を解消させるようにすることにある。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明の脱穀選別制御装置は、脱穀後の処理物を選別する揺動選別板における漏下開度を変更調節し、且つ、選別風を送風する送風手段の送風量を変更調節する制御手段が設けられたものであって、その第1の特徴構成は、前記制御手段は、前記揺動選別板上の処理物の層厚を検出する層厚検出手段の情報に基づいて、前記層厚が目標層厚になるように前記揺動選別板の漏下開度を変更調節し、且つ、その揺動選別板の漏下開度に対応して設定された目標送風量になるように、前記送風手段を変更調節するように構成されている点にある。
【0006】第2の特徴構成は、前記揺動選別板の漏下開度に基づいて設定される前記目標送風量を変更する選別風量変更手段が設けられている点にある。
【0007】第3の特徴構成は、前記目標層厚を変更する目標層厚変更手段が設けられている点にある。
【0008】
【作用】本発明の第1の特徴構成によれば、揺動選別板上の処理物の層厚が目標層厚になるように揺動選別板における漏下開度が変更調節され、選別風の送風量が上記変更調節された揺動選別板の漏下開度に対応して設定された目標送風量になるように選別風の送風手段が変更調節される。
【0009】又、第2の特徴構成によれば、上記変更調節された揺動選別板の漏下開度に対応して設定される選別風の目標送風量が、選別風量変更手段によって変更され、その変更された目標送風量になるように選別風の送風手段が変更調節される。
【0010】又、第3の特徴構成によれば、揺動選別板上の処理物の目標層厚が目標層厚変更手段によって変更されるとともに、上記処理物の層厚が上記変更された目標層厚になるように揺動選別板における漏下開度が変更調節され、選別風の送風量が上記変更調節された揺動選別板の漏下開度に対応して設定された目標送風量になるように選別風の送風手段が変更調節される。
【0011】
【発明の効果】本発明の第1の特徴構成によれば、選別風の目標送風量を、従来のように穀稈供給量や処理物層厚値に基づいて直接設定するのではなく、揺動選別板の漏下開度に対応して設定するので、揺動選別板から漏下する処理物に対して適切な送風量状態に維持することができ、もって、漏下処理物量に対して選別風量が少なすぎる場合における回収穀粒への藁屑混入の増加や、漏下処理物量に対して選別風量が多すぎる場合における機外放出による穀粒損失の増加等の従来技術の不具合を解消できるに至った。
【0012】又、第2の特徴構成によれば、揺動選別板の漏下開度に対応して設定される選別風の目標送風量を、作業者等の判断によって、例えば作物状態等により適合した選別風量に変更することができ、もって、上記第1の特徴構成を実施する際の好適な手段が得られる。
【0013】又、第3の特徴構成によれば、揺動選別板上の処理物の目標層厚を、作業者等の判断によって変更して、例えば目標層厚を厚くして回収穀粒への藁屑等の混入を少なくすることでより高い選別精度状態を実現するか、あるいは、目標層厚を薄くして穀粒の機外放出による損失を極力抑制することで高い選別効率を実現するかを適宜選択することができ、もって、上記第1又は第2の特徴構成を実施する際の好適な手段が得られる。
【0014】
【実施例】以下、本発明をコンバインの脱穀装置に適用した場合の実施例を図面に基づいて説明する。図2〜図4に示すように、コンバインは、左右一対のクローラ走行装置1、脱穀装置2、操縦部3、刈取部4等を備える。
【0015】刈取部4には、分草具5、植立穀稈を引き起こす引き起こし装置6、引き起こされた穀稈の株元を切断する刈り刃7、及び、刈取穀稈を係止搬送して機体後方側の脱穀装置2のフィードチェーン16に渡す縦搬送装置9等が順次並ぶ状態で設けられている。尚、縦搬送装置9の始端部には、刈取穀稈の有無を検出するために、刈取穀稈が有るときにオンし、無いときにオフするスイッチからなる株元センサS4が設けられている。
【0016】脱穀装置2は、図4に示すように、扱胴15を収納する扱室A、刈取部4から供給される穀稈を扱室Aに供給搬送するフィードチェーン16、排塵用の横断流ファン17、脱穀後の処理物を選別するための選別装置Bを備える。選別装置Bは、トウミ18、揺動選別板19、選別後の処理物を回収するための一番物回収部(以下、一番口という)20及び二番物回収部(以下、二番口という)21を備えている。
【0017】フィードチェーン16にて扱室Aに供給搬送される穀稈は扱胴15の回転により脱穀される。扱室Aの下部には受網22が設けられ、脱穀後の処理物のうち単粒化した穀粒は受網22から揺動選別板19に漏下する。受網22から漏下できなかった処理物は受網22の後端部より揺動選別板19に落下する。
【0018】揺動選別板19は、トウミ18の上方に位置するグレンパン23、その後方に位置するチャフシーブ24、その下方に位置するグレンシーブ25等からなり、一定周期の揺動により脱穀後の処理物を後方に移送しながら比重選別する。一番口20及び二番口21は、それぞれスクリューコンベアを備え、チャフシーブ24及びグレンシーブ25から漏下した穀粒は一番口20から回収されてタンク等に貯溜される。チャフシーブ24の後端やグレンシーブ25の後端から落下した穀粒と藁屑との混合物は、二番口21で回収されてから、所定の2番還元時間(例えば、3秒程度)の後に揺動選別板19に還元される。
【0019】チャフシーブ24は、図5に示すように、複数の板状部材24aが所定間隔毎に前後方向に並設されたものである。各板状部材24aは左右軸芯周りに回動自在に左右の側板に枢着され、下端部がリンク24bにて枢支連結されている。従って、リンク24bを前後方向に移動操作すると、各板状部材24aが同時に回動し、各板状部材24aの隣接間隔tが変化する。この間隔tが揺動選別板19における漏下開度(以下、チャフ開度という)に相当し、このチャフ開度の変更は、シーブモータM1を正逆方向に回転駆動することによって行われる。そのシーブモータM1の回転動作はギヤ式の連係機構26、揺動アーム27、ワイヤ28によってリンク24bの前後移動動作に変換されて、上記の如くチャフ開度が変更される。尚、揺動アーム27の回動角度からチャフ開度を検出するポテンショメータ式のチャフ開度センサS2が設けられている。
【0020】トウミ18は、選別風を送風する送風手段として機能するものであり、その送風量の変更は、トウミ18の回転数を変えることによって行われる。つまり、回転数を大きくするほど、送風量が多くなる。トウミ回転数の変更は、後述の割りプーリ式のベルト変速装置8(図3参照)をトウミモータM2によって変速操作することによって行われる。尚、トウミ18の回転数を検出するトウミ回転数センサS3がトウミ18の回転軸18aに設けられている。
【0021】上記揺動選別板19の構成において、シーブモータM1を駆動してチャフ開度を大きくするほど、チャフシーブ24において下方側に漏下する穀粒量が増加して、選別装置Bの処理能力が大きくなる。このとき、一番口20にて回収される穀粒に藁屑が混入するのを防止するために、チャフ開度の増加に応じてトウミ送風量が多くなるつまりトウミ回転数を大きくするようにトウミモータM2を駆動する。
【0022】又、図6に示すように、チャフシーブ24上の選別処理物(穀粒等)の層厚を検出する層厚センサS1が設けられている。層厚センサS1は、横軸芯周りに揺動自在に垂下された板状部材T1,T2と、その板状部材T1,T2の後方(処理物の搬送方向)への回動角度Iを抵抗値に変換するポテンショメータPMからなる。処理物の層厚が小さいときは板状部材T1が処理物に接当して後方へ回動し、層厚が大きくなると板状部材T2が処理物に接当して後方へ回動するように構成されている。
【0023】上記構成により、選別処理物の量が多くなってその層厚が厚くなるほどセンサバーT1,T2の回動角度Iが大きくなるので、ポテンショメータPMの抵抗値から処理物の層厚を検出することができる。従って、揺動選別板19(実際はチャフシーブ24)上の処理物の層厚を検出する層厚検出手段が、上記層厚センサS1によって構成されることになる。
【0024】動力伝達系は図3に示すように構成されている。エンジンEの動力は、脱穀クラッチ10を介して脱穀装置2に伝達されると共に、走行クラッチ11及び車速変速用の油圧式の無段変速装置12を介して、左右一対のクローラ走行装置1のミッションケース13に伝達され、刈取部4には、ミッションケース13から刈取クラッチ14を介して動力が伝達される。脱穀装置2に伝達された動力は、割りプーリ式のベルト変速装置8を介して前記トウミ18の回転軸18aに伝動され、又、図示しないが、前記扱胴15、フィードチェーン16、揺動選別板19等の駆動動力として伝動される。エンジンEには、その回転数を検出するエンジン回転数センサS6が設けられ、ミッションケース13には、クローラ走行装置1への駆動軸の回転数を検出して車速を検出する車速センサS5が設けられ、脱穀装置2が動作中か否かを検出するために、脱穀クラッチ10の入切状態を検出する脱穀スイッチSW1が設けられている。
【0025】図1に示すように、マイクロコンピュータ等で構成される制御手段Hが設けられ、この制御手段Hには、前述の層厚センサS1、チャフ開度センサS2、トウミ回転数センサS3、株元センサS4、車速センサS5、エンジン回転数センサS6、及び、脱穀スイッチSW1からの各検出情報が入力されている。又、前記操縦部3の操縦パネルには、作物条件を麦、稲、濡れの3条件の中から選択して切り換える作物切換スイッチSW2と、トウミ調節ボリュームVRとが設けられ、これらの情報も制御手段Hに入力されている。尚、上記センサ等からの入力情報は、A/D変換されて0〜255の8ビットデジタルデータになる。一方、制御手段Hからは、前述のシーブモータM1、及び、トウミモータM2に対する各駆動信号が出力されている。
【0026】前記制御手段Hは、前記層厚センサS1の情報に基づいて、前記処理物の層厚が目標層厚になるように前記揺動選別板19の漏下開度を変更調節し、且つ、その揺動選別板19の漏下開度に対応して設定された目標送風量になるように、前記トウミ18を変更調節するように構成されている。尚、上記漏下開度及び送風量調節は、所定制御周期(前述の2番還元時間に相当する3秒)で行われるとともに、前記処理物の層厚が目標層厚から設定値以上外れた場合、又は、処理物の層厚が設定率以上の変化率で変化する場合には、前記所定制御周期よりも短い制御周期、すなわち、基本的に連続制御とみなせる周期(後述のように、250ms)で行われる。具体的には、図27(イ)に示すように、目標層厚s0からの層厚検出値の偏差が大小2段階の設定値のうちの大側の設定値s2以上のとき(図の左側部分)、及び、上記層厚の偏差が大側の設定値s2と小側の設定値s1との間にあってその変化率が設定率Δs以上のとき(図の右側部分)に、上記短い制御周期での制御を行う。尚、図27(ロ)には、上記(イ)に示す漏下開度調節を行う前後のチャフ開度の変化を例示する。
【0027】前記制御手段Hは、前記開度調節制御において、前記層厚センサS1の層厚検出値及びその変化率に基づいて決定した操作量で前記シーブモータM1を作動させて、前記チャフ開度の変更調節を行うように構成されている。尚、後述のように、上記シーブモータM1の作動量に応じてトウミモータM2も作動される。具体的には、制御手段Hは、上記操作量をファジィ推論に基づいて予め求めた操作量データを数値テーブルとして記憶して、その操作量データに基づいて即ち上記数値テーブル内のデータを選択して前記操作量を決定するとともに、そのファジィ推論において、揺動選別板19における漏下開度の大小に対応して設定した2つの制御規則(2つの数値テーブル)のうちの1つを、前記チャフ開度に基づいて選択して、前記操作量データを求めるように構成されている。そして、制御手段Hは、上記決定した操作量からチャフ開度及びトウミ回転数の目標値を求め、各目標値とチャフ開度センサS2又はトウミ回転数センサS3の検出値との偏差をゼロにするように制御する。
【0028】前記ファジィ推論における制御規則について説明する。図24に示すファジィマップの配列要素として、処理物の層厚目標値(後述のシーブ目標値)に対する層厚検出値の偏差であるシーブ偏差と、所定時間内での層厚検出値の変化量であるシーブ変化量(従って、これが層厚検出値の変化率に対応する)とを求める。ここで、層厚検出値が層厚目標値よりも大きければシーブ偏差は正の値になり、逆であれば、負の値になる。又、層厚検出値が増加傾向にあればシーブ変化量は正の値になり、減少傾向にあれば負の値になる。次に、チャフ開度が所定開度(例えば19mm)よりも小さい場合には、2つ用意されているファジィマップのうちの主マップ(図24(イ))を選択し、所定開度よりも大きい場合には、補助マップ(図24(ロ))を選択して、上記シーブ偏差及びシーブ変化量を前件部のファジィ変数とするファジィ推論により、チャフ開度の操作量即ちシーブモータM1に対する出力を求める。
【0029】つまり、シーブ偏差及びシーブ変化量のメンバーシップ関数が、図23(イ)及び(ロ)に示され、又、図24に示すルールの後件部のファジィ変数であるチャフ開度に対する操作量のメンバーシップ関数が、図23(ハ)に示すように、離散的なシングルトンの集合として表される。そして、シーブ偏差及びシーブ変化量の各メンバーシップ関数に対するグレード(適合度ともいう)に応じて、図24の各マップに示す25個のルールのうちの1個又は複数のルールからの出力が得られ、適合するルールから得られる出力にシーブ偏差又はシーブ変化量のグレードの小さい方の値を掛けた値がそのルールから得られる出力となる。複数のルールから複数の出力が得られる場合はそれらの平均値が最終的な出力になる。尚、上記出力も正負の8ビットデジタル値で表され、正の値はチャフ開度を大きくする方向に操作することを表し、負の値はチャフ開度を小さくする方向に操作することを表す。
【0030】上記制御ルール(図24)からも判るように、チャフ開度が所定開度よりも小さい場合に選択される主マップ(図24(イ))では、チャフ開度が所定開度よりも大きい場合に選択される補助マップ(図24(ロ))に比べて、チャフ開度の操作量が大きくなる。特に、シーブ偏差及びシーブ変化量が共に大きい条件において、チャフ開度の操作量が大きくなるように設定されている。これにより、揺動選別板19における漏下開度が小さいときの方が、揺動選別板19における漏下開度が大きいときよりも、層厚センサS1の層厚検出値及びその変化率に基づいて決定する操作量を大きくするように構成されることになる。
【0031】次に、図7〜図22に示すフローチャートに基づいて、制御手段Hによる脱穀制御の流れを説明する。メインフロー(図7)では、先ず、初期設定処理を行った後、層厚センサS1による層厚検出データの処理を行うシーブ検出処理と、共通データの設定処理を行う。そして、脱穀スイッチSW1がオフ状態のときは、各種制御用のフラグやカウンタをクリアしてから、センサ類や各部の異常を調べる自己診断処理を行う。一方、脱穀スイッチSW1がオフ状態からオン状態に変化して脱穀作業が開始されると、所定の制御周期(250ms)ごとに脱穀制御処理を行い、その後、上記自己診断処理を行う。
【0032】初期設定処理(図8)では、メモリー(EEPROM)内に記憶されているチャフシーブ24の全開位置及び全閉位置のデータが正常かどうかを調べる。正常であれば、それに基づいてチャフ開度調節の上限位置を上記データの全開位置よりも少し閉じ側の位置として、又、下限位置を上記データの全閉位置よりも少し開き側の位置としてそれぞれ設定する。さらに、その上限位置と下限位置の差が所定値(適正開度量)よりも大きいときだけ、上限位置を下限位置にその所定値(適正開度量)を加えた位置として再設定する。一方、メモリー(EEPROM)内のチャフシーブ24の全開位置及び全閉位置のデータが正常でなければ(例えば、共に0)、異常として処理する。
【0033】シーブ検出処理(図9〜図11)では、層厚センサS1の検出値を所定周期(5ms)でサンプリングし、その最小値及び最大値検出用の処理時間(125msに設定)の最初のときだけ上記サンプリングデータを最小値及び最大値データとして記憶する。以後、順次サンプリングする層厚センサS1の検出値が最小値データよりも小さいときにはその検出値で最小値データを更新し、検出値が最大値データよりも大きいときにはその検出値で最大値データを更新する処理を、上記処理時間(125ms)が経過するまで続ける。上記処理時間(125ms)が経過すると、最小値及び最大値データの平均値を求めるとともに、1つ前の処理時間での平均値との和Wを求める。そして、上記処理を2回行うと(つまり250ms経過後)、各処理時点での層厚データ、即ち、最新のシーブ検出値、250ms前のシーブ検出値、及び、500ms前のシーブ検出値を夫々記憶するためにメモリー内に設けた250msデータ(2)、250msデータ(1)及び250msデータ(0)について、250msデータ(2)及び250msデータ(1)の記憶内容を、夫々250msデータ(1)及び250msデータ(0)に移すとともに、上記求めた和Wの1/2つまり最新のシーブ検出値を250msデータ(2)に記憶させる。
【0034】次に、シーブ偏差を、予め設定されているシーブ目標値と最新のシーブ検出値(上記250msデータ(2)の内容)との差として求め、シーブ微分値(変化量)を、500ms前のシーブ検出値(上記250msデータ(0)の内容)と最新のシーブ検出値(上記250msデータ(2)の内容)との差として求める。尚、上記シーブ目標値は、後述の麦及び稲の各作物切換条件について異なる値が設定される。そして、前述のように(図26参照)、シーブ偏差が大小2段階に設定された設定値のうちの大側の設定値以上のとき、及び、シーブ偏差が大側の設定値と小側の設定値との間にあってシーブ微分値が設定値(設定率に対応)以上のときには、原則として3秒間隔で行う脱穀制御処理を連続して(実際には、制御周期250msで)実行することを許可する連続制御許可フラグをオンする。一方、上記以外のときは、連続制御許可フラグをオフする。
【0035】次に、最新のシーブ検出値(上記250msデータ(2)の内容)を5段階のシーブ値、つまり検出値が小さい方から順番に、0,1,2,3,4のランクに分ける。そして、上記ランク分けしたシーブ値が、以前のシーブ値を記憶しているメモリー内のシーブ値データと異なる状態が、250msの制御周期で連続して5回(つまり、少なくとも250ms×4=1秒以上)続いた場合だけ、新たに求めたシーブ値で上記シーブ値データを更新する。
【0036】共通データ設定処理(図12)では、前記トウミ調節ボリュームVRの検出値が、その検出データを記憶するメモリー内のトウミボリュームデータの値から不感帯幅を超えて変化したときだけ、その検出値がトウミボリュームデータ内の値として更新される。次に、前記作物切換スイッチSW2の状態を調べて、麦、稲、及び濡れの各切換位置に応じて、モード(mode)値を夫々0、1、2とし、更に、麦及び稲モード時において、前記シーブ値が0及び1のときに、後述のように開度設定用に使用するシーブ値0用及びシーブ値1用のチャフ最低開度を夫々設定する。
【0037】脱穀制御処理(図13)では、先ず、モード(mode)値より作物条件を判断し、濡れモードのときはヌレモード制御(図14)を実行する。一方、麦及び稲モードのときは、株元センサS4の状態及び前記シーブ値の内容に応じて、以下のように、層厚センサS1が故障の場合に車速に応じてチャフ開度及びトウミ風力を調節する車速感応型制御(図15)と、ファジィルールに基づいてチャフ開度調節を行うファジィ制御(図16及び図17)のいずれかを実行する。そして、上記各制御において設定された調節作動量で、実際にシーブモータM1及びトウミモータM2を作動させるチャフ出力処理及びトウミ出力処理を行う。
【0038】つまり、麦及び稲モード時に、株元センサS4がオン状態のときは、それがオフからオンに変化後所定時間(6秒)経過すると、6秒フラグをセットする(尚、この6秒フラグは株元センサS4がオフ状態になるとリセットされる)一方、株元センサS4がオフ状態のときは、それがオンからオフに変化後に、前記シーブ値が0の状態が8秒継続したときにだけ8秒フラグをセットする(尚、この8秒フラグは株元センサS4がオン状態になるとリセットされる)。次に、層厚センサS1の検出値が正常であるか否かを調べて、例えば、断線等のために検出値が0Vあるいは電源電圧に相当する値である等から、層厚センサS1の故障が判断されると、車速感応型制御を行う。層厚センサS1が正常であれば、所定の制御周期(3秒)が経過したとき、及び、制御周期(3秒)は経過していないが前記連続制御許可フラグがオンしているときに、ファジィ制御を行う。
【0039】ヌレモード制御(図14)では、チャフ開度の目標値を全開位置に設定し、前記トウミボリュームデータに基づいてトウミ回転数を算出する。つまり、トウミ調節ボリュームVRが標準位置のときにトウミ回転数が標準回転数(例えば、1300rpm)になり、トウミ調節ボリュームVRが標準位置から強側又は弱側に回されるに従って、トウミ回転数が上記標準回転数から大側又は小側に変更される。そして、その算出したトウミ回転数がトウミ最小回転数(例えば、1000rpm)より小さいときはその最小回転数をトウミ目標回転数とし、トウミ最大回転数(例えば、1500rpm)より大きいときはその最大回転数をトウミ目標回転数とし、上記トウミ最小回転数とトウミ最大回転数の間のときは算出したトウミ回転数をトウミ目標回転数とする。
【0040】車速感応型制御(図15)では、先ず、車速を、例えば、0〜0.35m/s,0.35〜0.55m/s,0.55〜0.75m/s,0.75〜0.95m/s,0.95m/s〜の5段階に分け、その車速の各段階に対して予め用意した車速対チャフ開度の算出マップに基づいて、図26に示すように、麦、稲モード別にチャフ開度目標値を求める。そして、後述のトウミ回転数設定処理(図18及び図19)により、チャフ開度に対応してトウミ18の目標送風量を設定すべく、上記チャフ開度目標値に基づいてトウミ目標回転数を算出する。
【0041】ファジィ制御(図16及び図17)では、ファジィマップの配列要素として、シーブ目標値に対するシーブ検出値(上記250msデータ(2)の内容)の偏差であるシーブ偏差と、500ms前のシーブ検出値(上記250msデータ(0)の内容)に対する最新のシーブ検出値(上記250msデータ(2)の内容)の変化量であるシーブ変化量とを求める。次に、前述のように、現在のチャフ開度が所定開度(19mm)よりも小さい場合には、主マップ(図24(イ))にて、又、所定開度よりも大きい場合には、補助マップ(図24(ロ))にて、上記シーブ偏差及びシーブ変化量を前件部のファジィ変数とするファジィ推論により、シーブモータM1に対する出力を求める。
【0042】次に、株元センサS4の状態を調べて、それがオン状態のときは、現在のチャフ開度に上記求めた操作量を加算してチャフ開度目標値とする。さらに、前記6秒フラグがセットされている場合、即ち、株元センサS4のオン後6秒経過しているときは、前記車速感応型制御と同様に車速を5段階分けして、各車速段階に対するチャフ最低開度を予め用意したマップより求め、そのチャフ最低開度よりも上記チャフ開度目標値が小さいときはそのチャフ最低開度をチャフ開度目標値とする。
【0043】一方、株元センサS4がオフ状態のときは、チャフ開度の開き側への変更を禁止するために、上記求めた操作量が正かどうかを調べて、正の場合は操作量をゼロにする。さらに、前記8秒フラグがセットされている場合、即ち、株元センサS4がオンからオフに変化後に前記シーブ値0の状態が8秒継続したときには、チャフ開度目標値を前記設定したシーブ値0用のチャフ最低開度とする。8秒フラグがリセット状態の場合については、シーブ値が1以下(0及び1)のときは、チャフ開度目標値を前記設定したシーブ値1用のチャフ最低開度とし、シーブ値が2以上(2、3、4)のときは、チャフ開度目標値を現在のチャフ開度とする。そして、上記求めた各チャフ開度目標値に基づいて、後述のトウミ回転数設定処理(図18及び図19)によりトウミ目標回転数を算出する。
【0044】トウミ回転数設定処理(図18及び図19)では、チャフ開度値に対して直線変換式によってトウミ回転数を計算するが、この計算は、図25に示す、前記トウミ調節ボリュームVRが標準位置のときの麦モード及び稲モードについての変換式を用いる。尚、チャフ開度の全閉側及び全開側に対応して、トウミ回転数の最小回転数tmin及び最大回転数tmaxが設定され、又、参考として、稲モードについて、トウミ調節ボリュームVRが標準位置よりも1目盛強側又は弱側に回されたときの変換式が示されている。次に、上記計算したトウミ回転数が、前述のトウミ最小回転数(1000rpm)より小さいときはその最小回転数をトウミ目標回転数とし、トウミ最大回転数(1500rpm)より大きいときはその最大回転数をトウミ目標回転数とする。その後、前記トウミ調節ボリュームVRの位置によるトウミ目標回転数の増減補正を行い、その補正後の回転数がトウミ調節ボリュームVRで変更した変換式における上記最小回転数tminより小さいときはその最小回転数tminをトウミ目標回転数とし、最大回転数tmaxより大きいときはその最大回転数tmaxをトウミ目標回転数とする。以上より、トウミ調節ボリュームVRが、チャフ開度に基づいて設定される前記トウミ18の目標送風量を変更する選別風量変更手段として機能する。
【0045】次に、前記6秒フラグがオフ状態であるかどうかにより、刈り終わりのトウミ回転数制御を行うかどうかを判断するが、前記6秒フラグがオンのときは、その時点での前記トウミ目標回転数を、刈り終わりのトウミ回転数制御で使用する刈り終わり時のトウミ回転数として記憶しておく。株元センサS4がオフして6秒フラグがオフ状態に変化すると、刈り終わりトウミ回転数制御に入り、シーブ値に応じてトウミ回転数を次のように設定する。つまり、シーブ値が3以上(3、4)のときは、上記刈り終わり時のトウミ回転数に設定し、シーブ値が2のときは、上記刈り終わり時のトウミ回転数から所定回転数(例えば100rpm)少ない回転数に設定し、シーブ値が1のときは、前記トウミ調節ボリュームVRで変更した前記変換式における前記最小回転数tmin(図25参照)に設定し、シーブ値が0の状態が8秒継続したとき(前記8秒フラグがオンしているとき)は、前記最低回転数(1000rpm)に設定する。
【0046】チャフ出力処理(図20)では、今回のチャフ開度目標値が前回のチャフ開度目標値と異なる場合だけ、次回のために今回のチャフ開度目標値を前回のチャフ開度目標値として記憶してから、上記チャフ開度目標値と現在のチャフ開度を比較する。チャフ開度目標値が現在のチャフ開度よりも大きいときは、シーブモータM1が閉じ側に出力中かどうか調べ、閉じ側に出力中のときはその閉じ側への出力を停止し、さらに、上記チャフ開度目標値と現在のチャフ開度との差が所定値よりも大きいときだけ開き方向に出力する。尚、チャフ開度目標値と現在のチャフ開度との差が所定値よりも小さいときは、所定期間(例えば、500ms程度)閉じ方向への出力を停止する。一方、チャフ開度目標値が現在のチャフ開度以下のときは、シーブモータM1が開き側に出力中かどうか調べ、開き側に出力中のときはその開き側への出力を停止し、さらに、上記チャフ開度目標値と現在のチャフ開度との差が所定値よりも大きいときだけ閉じ方向に出力する。尚、チャフ開度目標値と現在のチャフ開度との差が所定値よりも小さいときは、所定期間(例えば、500ms程度)開き方向への出力を停止する。そして、最後に、チャフ開度変更制御用のタイマー(3秒)をスタートさせる。
【0047】トウミ出力処理(図21及び図22)では、現在のトウミ回転数が500rpmを超えている状態で、且つ、トウミモータM2のオンオフ駆動周期(500ms)におけるオフ時間の終了即ちモータ駆動周期の終了を確認したときに、目標回転数から現在の回転数を引いて求まるトウミ回転数偏差の値に基づいて、以下の処理を行う。つまり、上記回転数偏差が−100rpmよりも小さいときは、トウミモータM2が強方向に出力中かどうか調べ、強方向に出力中のときはその強方向への出力を停止した後、弱方向に連続出力する。具体的には、弱方向へのモータオン時間を500ms(従ってモータオフ時間は0)にする。上記回転数偏差が100rpmよりも大きいときは、トウミモータM2が弱方向に出力中かどうか調べ、弱方向に出力中のときはその弱方向への出力を停止した後、強方向に連続出力する。具体的には、強方向へのモータオン時間を500ms(従ってモータオフ時間は0)にする。上記回転数偏差が−15rpmと15rpmの間にあるときは、不感帯内にあるとして、モータ出力を停止する。具体的には、モータオン時間を0(従ってモータオフ時間は500ms)にする。
【0048】一方、上記回転数偏差が−100rpmと−15rpmの間、及び、15rpmと100rpmの間にあるときは、モータを間欠駆動させるのモータオン時間Tonを、上記回転数偏差Hr及び前記エンジン回転数センサS6によるエンジン回転数Erに基づいて下式のように計算する。尚、a1は所定のゲイン係数である。
【0049】
【数1】Ton=a1・Hr/Er【0050】ここで、計算したオン時間Tonが250msを超えるときはモータオン時間を250msに、80msより小さいときは80msに、250msと80msの間のときは計算したオン時間に夫々設定し、又、モータオフ時間を500msから上記設定したモータオン時間を引いた時間として設定する。そして、上記回転数偏差が正のときは、上記設定したモータオン時間を強方向オン時間とする一方、上記回転数偏差が負のときは、上記設定したモータオン時間を弱方向オン時間とする。最後に、上記設定したモータオン及びオフ時間でトウミモータM2を駆動することになる。
【0051】〔別実施例〕以下、別実施例を列記する。上記実施例では、処理物の層厚の目標層厚が予め所定値に設定された場合について説明したが、これ以外に、例えば作業者等の判断によって、その目標層厚を変更する目標層厚変更手段を設けるようにしてもよい。具体的には、図28に例示するように、標準の目標層厚(上記所定値に相当)位置を中心にして、右側に回すと標準より層厚が厚くなり、左側に回すと標準より層厚が薄くなるように目標層厚を変更するための手動回転式の層厚変更ダイヤルVR1が設けられ、その設定情報が前記制御手段Hに入力されている。そして、目標層厚を厚くした場合には、制御手段Hにて、例えばチャフ開度が閉じ側になり且つトウミ回転数が大きくなるように調節制御されて、一番口20に回収される穀粒への藁屑等の混入が少なくなって選別精度をより高くする状態が選択され、目標層厚を薄くした場合には、チャフ開度が開き側になり且つトウミ回転数が小さくなるように調節制御されて、穀粒の機外放出による損失を極力抑制する状態が選択される。
【0052】上記実施例では、処理物の層厚が目標層厚になるように揺動選別板19の漏下開度を変更調節するのに、層厚検出手段(層厚センサS1)の層厚検出値及びその変化率に基づいて決定した操作量で、上記漏下開度の変更調節を行うようにしたが、これに限るものではなく、例えば、上記層厚検出値のみに基づいて決定した操作量で漏下開度の変更調節を行うようにしてもよい。
【0053】又、処理物の層厚検出値及びその変化率に基づいて上記漏下開度変更調節用の操作量を決定する場合に、上記実施例のように、ファジィ推論ではなく、例えば、PID制御等によって行うようにしてもよい。尚、前記操作量の決定をファジィ推論によって行う場合に、上記実施例では、予め演算して求めた操作量データを数値テーブルとして記憶するようにしたが、このような数値テーブルではなく演算用のテーブルを記憶し、その演算用のテーブルを用いて、層厚検出値及びその変化率の情報から前記操作量を演算して求めるようにしてもよい。この演算テーブル方式によれば、記憶情報量が数値テーブル方式に比べて少なくて済むというメリットがある。又、上記実施例では、前記操作量データを求めるためのファジィ推論において2つの制御規則を、揺動選別板19における漏下開度(チャフ開度)の大小に対応して設定したが、より適切な制御を行うために、上記制御規則を2つではなく、例えば、上記漏下開度の大中小に対応して3つ設定するようにしてもよい。
【0054】上記実施例では、揺動選別板19における漏下開度が小さいときの方が、揺動選別板19における漏下開度が大きいときよりも、層厚検出手段(層厚センサS1)の層厚検出値及びその変化率に基づいて決定する操作量を大きくするのに、特にシーブ偏差及びシーブ変化量が共に大きい条件において、操作量が大きくなるようにしたものを示したが、これに限るものではない。例えば、上記シーブ偏差及びシーブ変化量が共に大きい条件に加えて、シーブ偏差及びシーブ変化量が共に小さい条件においても操作量が大きくなるようにしてもよい。
【0055】揺動選別板19上の処理物の層厚を検出する層厚検出手段は、上記実施例のような接触式の層厚センサS1に限らず、例えば、透過型の光センサや、超音波センサ等の非接触式のセンサを利用する等、種々の手段で構成できる。
【0056】上記実施例では、揺動選別板19において漏下開度を変えながら処理物を漏下させる手段を、チャフシーブ24の開度を変更するように構成したが、これに限るものではない。上記実施例のチャフシーブ24に代えて、例えば、網状又はスリット状の開口部をスライドグレンパンといわれる遮蔽板で遮蔽し、スライドグレンパンをスライドさせてその開口部の遮蔽面積つまり開度を変えるように構成してもよい。
【0057】上記実施例では、選別風を送風する送風手段をファン式のトウミ18で構成して、その送風量を変更するのに、ファンの回転数を増減変更するようにしたが、これに限るものではない。例えば、上記トウミ18のファンを覆うカバーの一部を開閉できるように構成して、そのカバーの開閉度つまり開口面積を大きくした場合には送風量が減少し、カバーの開口面積を小さくした場合には送風量が増加するように構成してもよい。
【0058】上記実施例では、選別風量変更手段VR、及び、目標層厚変更手段VR1を回転式の手動ダイヤルにて構成したが、これに限るものではなく、例えば、スライド式のボリュームにて構成したり、あるいは、各変更値に対応する複数の押しボタンスイッチにて構成する等、種々の手段が使用できる。
【0059】本発明は、上記実施例のような自脱型コンバインに限らず、普通型コンバイン等の他のコンバインに適用することもでき、又、コンバイン以外の脱穀装置にも適用することもできる。
【0060】尚、特許請求の範囲の項に図面との対照を便利にするために符号を記すが、該記入により本発明は添付図面の構成に限定されるものではない。




 

 


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