コンバイン
【課題】エンジンを小型で小排気量のものとして、燃料消費量の低減を図ることができるコンバインを提供する。
【解決手段】コンバイン１は、走行部１０と脱穀部３０の一部をなす扱胴３２とに動力を供給する第一エンジン７０と、刈取部２０と脱穀部３０の一部をなすフィードチェーン３１と選別部４０と穀粒処理部５０と排藁処理部６０とに動力を供給するモータ群８３と、モータ群８３の各モータに電力を供給するバッテリ８２と、バッテリ８２を充電する発電機８１と、発電機８１を作動させる第二エンジン８０と、第二エンジン８０のエンジン回転数を検出する第二エンジン回転数検出手段９３と、第二エンジン８０とモータ群８３の各モータとを制御する制御手段９０と、刈取部２０の状態を検出する刈取状態検出手段９５を備え、制御手段９０は、刈取部２０が停止状態であるとき、第二エンジン８０のエンジン回転数を予め設定した設定エンジン回転数まで低下させる。
【解決手段】コンバイン１は、走行部１０と脱穀部３０の一部をなす扱胴３２とに動力を供給する第一エンジン７０と、刈取部２０と脱穀部３０の一部をなすフィードチェーン３１と選別部４０と穀粒処理部５０と排藁処理部６０とに動力を供給するモータ群８３と、モータ群８３の各モータに電力を供給するバッテリ８２と、バッテリ８２を充電する発電機８１と、発電機８１を作動させる第二エンジン８０と、第二エンジン８０のエンジン回転数を検出する第二エンジン回転数検出手段９３と、第二エンジン８０とモータ群８３の各モータとを制御する制御手段９０と、刈取部２０の状態を検出する刈取状態検出手段９５を備え、制御手段９０は、刈取部２０が停止状態であるとき、第二エンジン８０のエンジン回転数を予め設定した設定エンジン回転数まで低下させる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、エンジンまたはモータから刈取部、脱穀部等の各作業部に動力を供給可能とするコンバインに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、エンジンと、このエンジンの動力によって作動する発電機からの電力で電動モータを作動させて、刈取部、脱穀部等の各作業部を作動させるコンバインは公知となっている（例えば、特許文献１参照）。また、二つのエンジンを備え、それぞれのエンジンの動力を異なる作業部に供給してこれらを作動させるコンバインが公知となっている（例えば、特許文献２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００４−２４２５５８号公報
【特許文献２】特開２００８−１６１０６７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１のようなコンバインにおいては、電動モータの電力源となる発電機をエンジンで作動させているため、コンバインの各作業部を作動するための作動力と、発電機を作動するための作動力とを加えた大きさの出力をエンジンに持たせる必要があり、エンジンの大型化、大排気量化につながっていた。また、高負荷作業が連続的に行われる場合には、バッテリに十分な充電ができないことがあり得る。
【０００５】
特許文献２のようなコンバインにおいては、各エンジンを小型化することができ、単一の高出力の大型エンジンを搭載する場合に比較して安価に構成することができるが、常時駆動することとされるので燃料消費量の低減にはつながらなかった。
【０００６】
そこで本発明は、エンジンを小型で小排気量のものとして、燃料消費量の低減を図ることができるコンバインを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明を解決しようとする課題は以上の如くであり、次にこの課題を解決するための手段を説明する。
【０００８】
請求項１においては、機体を走行させる走行部と、穀稈を刈り取る刈取部と、前記刈取部で刈り取った穀稈を脱穀する脱穀部と、前記脱穀部で脱穀した穀粒を選別する選別部と、前記選別部で選別した穀粒を貯溜または排出する穀粒処理部と、前記脱穀部で脱穀した後の排藁を処理する排藁処理部と、を備えたコンバインにおいて、前記走行部と前記脱穀部の一部をなす扱胴とに動力を供給する第一エンジンと、前記刈取部と前記脱穀部の一部をなすフィードチェーンと前記選別部と前記穀粒処理部と前記排藁処理部とに動力を供給するモータ群と、前記モータ群に電力を供給するバッテリと、前記バッテリを充電する発電機と、前記発電機を作動させる第二エンジンと、前記第二エンジンのエンジン回転数を検出するエンジン回転数検出手段と、前記第二エンジンと前記モータ群の各モータとを制御する制御手段と、前記刈取部の状態を検出する刈取状態検出手段と、を備え、前記制御手段は、前記第二エンジンが駆動している場合に、前記刈取部が停止状態となったとき、前記第二エンジンのエンジン回転数を予め設定した設定エンジン回転数まで低減させるものである。
【０００９】
請求項２においては、前記脱穀部の一部をなす扱胴の状態を検出する扱胴状態検出手段を備え、前記制御手段は、前記扱胴が停止状態となったとき、前記第二エンジンを停止させるものである。
【００１０】
請求項３においては、前記モータ群の各モータの回転数を検出するモータ回転数検出手段を備え、前記制御手段は、前記モータ回転数検出手段の検出情報に基づいて前記モータ群の各モータの回転数を各作業に応じた回転数に制御するものである。
【発明の効果】
【００１１】
本発明の効果として、以下に示すような効果を奏する。
【００１２】
請求項１に記載の発明によれば、第一エンジンから走行部および脱穀部の一部をなす扱胴に動力を供給して、これらの各作業部を作動させることが可能となるとともに、モータ群から刈取部と脱穀部の一部をなすフィードチェーンと選別部と穀粒処理部と排藁処理部とに動力を供給して、これらの各作業部を作動させることが可能となり、各エンジンを小型で小排気量のものとして、燃料消費量の低減を図ることができる。また、走行部および脱穀部の一部をなす扱胴を除く作業部にはモータから動力を供給するため、これらの作業部を安定して作動させることができ、作業効率を向上させることができる。また、刈取作業中に旋回を行ったり、手扱き作業を行ったりするために、非刈取作業状態としたとき、第二エンジンのエンジン回転数を、刈取部を作動するために必要な電力分だけ低下させることが可能となり、燃料消費量の低減を図ることができるとともに、振動や騒音の低減を図ることができる。
【００１３】
請求項２に記載の発明によれば、路上走行などを行うために、非刈取作業状態かつ非脱穀作業状態としたとき、第二エンジンを停止させることが可能となり、燃料消費量の低減を図ることができるとともに、振動や騒音の低減を図ることができる。
【００１４】
請求項３に記載の発明によれば、各作業部に備えられる装置を適切な作動速度で作動させることが可能となり、各作業部における作業効率の向上を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の一実施形態に係るコンバインの構成を示す左側面図。
【図２】本発明の一実施形態に係るコンバインの動力伝達の構成を示すブロック図。
【図３】本発明の一実施形態に係るコンバインの制御構成を示すブロック図。
【図４】モータ回転数検出手段の構成を示すブロック図。
【図５】本発明の一実施形態に係るコンバインの制御方法を示すフローチャート図。
【図６】本発明の一実施形態に係るコンバインの制御方法を示すフローチャート図。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
次に、発明の実施の形態を説明する。
【００１７】
まず、本発明の一実施形態に係るコンバイン１の全体的な構成について説明する。
【００１８】
図１に示すように、コンバイン１には、その作業部として、走行部１０、刈取部２０、脱穀部３０、選別部４０、穀粒処理部５０、排藁処理部６０が備えられる。コンバイン１には、また、操縦部９が備えられる。
【００１９】
走行部１０は、機体フレーム２の下部に設けられる。走行部１０は、左右一対のクローラを有するクローラ式走行装置１１等を有する。走行部１０は、クローラ式走行装置１１によりコンバイン１を前進または後進方向に走行させることができるように構成される。
【００２０】
刈取部２０は、機体フレーム２の前端部に機体に対して昇降可能に設けられる。刈取部２０は、分草具２１や、引起装置２２や、切断装置２３や、搬送装置２４等を有し、分草具２１により圃場の穀稈を分草し、引起装置２２により分草後の穀稈を引き起こし、切断装置２３により引起後の穀稈の株元を切断し、搬送装置２４により切断後の穀稈を脱穀部３０へ搬送することができるように構成される。
【００２１】
脱穀部３０は、機体フレーム２の左側前部に設けられ、刈取部２０の後方に配置される。脱穀部３０は、フィードチェーン３１や、扱胴３２や、図示しない受網等を有し、フィードチェーン３１により刈取部２０から搬送されてくる穀稈を受け継いで排藁処理部６０へ搬送し、扱胴３２および前記受網により搬送中の穀稈を脱穀し、その脱穀物を漏下させることができるように構成される。
【００２２】
選別部４０は、機体フレーム２の左側部に設けられ、脱穀部３０の下方に配置される。選別部４０は、揺動選別装置や、風選別装置や、穀粒搬送装置や、藁屑排出装置等を有し、脱穀部３０から落下する脱穀物を穀粒と藁屑や塵埃等とに揺動選別装置と風選別装置により選別する。前記穀粒搬送装置により選別後の穀粒を穀粒処理部５０へ搬送する一方、前記藁屑排出装置により藁屑や塵埃等を外部へ排出することができるように構成される。
【００２３】
穀粒処理部５０は、機体フレーム２の右側後部に設けられ、脱穀部３０および選別部４０の右側方に配置される。穀粒処理部５０は穀粒タンク５１や、穀粒排出装置５２等を有し、穀粒タンク５１により選別部４０から搬送されてくる穀粒を一時的に貯溜し、穀粒排出装置５２により貯溜中の穀粒を穀粒タンク５１から排出し、更に任意の方向に搬送してから外部へ排出することができるように構成される。
【００２４】
排藁処理部６０は、機体フレーム２の左側後部に設けられ、脱穀部３０の後方に配置される。排藁処理部６０は、排藁搬送装置や、排藁切断装置等を有し、前記排藁搬送装置により脱穀部３０から搬送されてくる脱穀済みの穀稈を受け継いでこれを排藁として外部へ排出する、もしくは前記排藁切断装置へ搬送し、該排藁切断装置により切断してから外部へ排出することができるように構成される。
【００２５】
操縦部９は、機体フレーム２の右側前部に設けられ、刈取部２０の後方かつ右側方に配置されるとともに、穀粒処理部５０の前方に配置される。操縦部９は、操縦席３、前記各作業部の作動状態を変更する操作手段、ステップ等を有して、操縦者を操縦席３に着座させ、前記操作手段を用いて操縦者が各作業部を操作することができるように構成される。
【００２６】
前記操作手段には、走行部１０にて走行するコンバイン１を旋回させるステアリングハンドル４、その走行速度を変更する変速レバーが含まれる。前記操作手段には、また、刈取部２０の作動状態を変更する刈取スイッチ５、脱穀部３０の扱胴３２の作動状態を変更する脱穀クラッチスイッチ６、穀粒処理部５０の作動状態を変更する穀粒排出スイッチが含まれる。
【００２７】
このようにして、コンバイン１は、操縦部９における操作手段の操作によって、後述のように動力を各作業部に適宜に供給し、走行部１０を用いて走行しながら、刈取部２０で圃場の穀稈を刈り取り、脱穀部３０で刈り取った穀稈を脱穀し、選別部４０で脱穀部３０からの脱穀物を選別して、穀粒処理部５０で穀粒を一時的に貯溜して外部へ排出することができるとともに、排藁処理部６０で脱穀部３０からの排藁を外部へ排出することができるように構成される。
【００２８】
続いて、コンバイン１の動力伝達系統の構成について説明する。
【００２９】
図２に示すように、コンバイン１には二つのエンジン、即ち第一エンジン７０と第二エンジン８０とが備えられる。そして、第二エンジン８０に対して、発電機８１と、バッテリ８２と、複数の電動モータからなるモータ群８３と、複数のインバータからなるインバータ群８４とが備えられる。
【００３０】
ここでのモータ群８３には、脱穀部用モータ８３ａ、刈取部用モータ８３ｂ、選別部用モータ８３ｃ、穀粒処理部用モータ８３ｄ、排藁処理部用モータ８３ｅが含まれる。インバータ群８４には、インバータ８４ａ、インバータ８４ｂ、インバータ８４ｃ、インバータ８４ｄ、インバータ８４ｅが含まれる。
【００３１】
第一エンジン７０は、機体フレーム２前部のトランスミッション近傍に設けられる。第一エンジン７０には、前記トランスミッションが連動連結されて、第一エンジン７０から前記トランスミッションに動力が供給可能とされる。前記トランスミッションには走行部１０が連動連結されて、前記トランスミッションにより変速された動力が走行部１０に供給可能とされる。こうして、走行部１０は動力を第一エンジン７０から前記トランスミッションを介して供給される構成とされる。
【００３２】
また、第一エンジン７０は、脱穀部３０の一部をなす扱胴３２に動力伝達機構を介して連動連結されて駆動される。ただし、第一エンジン７０から扱胴３２には前記トランスミッション等の変速機構を介して動力を供給可能な構成とすることも可能である。
【００３３】
脱穀部３０への動力伝達経路には、脱穀クラッチ３３が設けられる。脱穀クラッチ３３は、アクチュエータを含み、脱穀クラッチスイッチ６のＯＮ／ＯＦＦ操作に基づいて前記アクチュエータにより「入」「切」され、「入」状態とされた場合には、第一エンジン７０から扱胴３２へ動力を伝達させ、「切」状態とされた場合には、第一エンジン７０から扱胴３２へ動力を伝達させないように構成される。
【００３４】
よって、コンバイン１においては、第一エンジン７０から前記トランスミッションを介して走行部１０に動力が供給されて、走行部１０が作動することとされる。また、脱穀クラッチ３３が「入」状態であれば、第一エンジン７０から扱胴３２に動力が供給されて扱胴３２は回転駆動される。脱穀クラッチ３３が「切」状態であれば、第一エンジン７０から扱胴３２に動力が供給されず、扱胴３２は停止することとされる。
【００３５】
第二エンジン８０は、機体フレーム２の任意の部分に設けられる。第二エンジン８０には、発電機８１が連動連結されて、第二エンジン８０から発電機８１に動力が供給可能とされる。発電機８１は、さらにバッテリ８２に電気的に接続されて、発電機８１からバッテリ８２に電力が供給可能とされる。この電力の供給によって、バッテリ８２が充電される。
【００３６】
バッテリ８２には、モータ群８３の各モータがこれと対応するインバータ群８４のインバータを介して接続される。具体的には、バッテリ８２に、脱穀部用モータ８３ａがインバータ８４ａを、刈取部用モータ８３ｂがインバータ８４ｂを、選別部用モータ８３ｃがインバータ８４ｃを、穀粒処理部用モータ８３ｄがインバータ８４ｄを、排藁処理部用モータ８３ｅがインバータ８４ｅを介して接続される。こうして、バッテリ８２からモータ群８３の各モータに電力が供給可能とされる。
【００３７】
モータ群８３において、脱穀部用モータ８３ａの出力軸には、脱穀部３０の一部をなすフィードチェーン３１の入力軸が動力伝動機構を介して連動連結されて、脱穀部用モータ８３ａからフィードチェーン３１に動力が供給可能とされる。こうして、脱穀部３０では、前述のように扱胴３２は動力を第一エンジン７０から供給される構成とされるが、フィードチェーン３１は動力を脱穀部用モータ８３ａから供給される構成とされる。
【００３８】
刈取部用モータ８３ｂの出力軸には、刈取部２０に備えられた引起装置２２、切断装置２３、搬送装置２４等の各装置の入力軸が動力伝動機構を介して連動連結されて、刈取部用モータ８３ｂから各装置に動力が供給可能とされる。こうして、刈取部２０は動力を第一エンジン７０からではなく、刈取部用モータ８３ｂから供給される構成とされる。ただし、刈取部用モータ８３ｂを複数のモータとして、別々のモータから各装置にそれぞれ動力を供給可能としてもよい。
【００３９】
選別部用モータ８３ｃの出力軸には、選別部４０に備えられた揺動選別装置、風選別装置等の各装置の入力軸が動力伝動機構を介して連動連結されて、動力が選別部用モータ８３ｃから各装置に供給可能とされる。こうして、選別部４０は動力を第一エンジン７０からではなく、選別部用モータ８３ｃから供給される構成とされる。ただし、選別部用モータ８３ｃを複数のモータとして、別々のモータから各装置にそれぞれ動力を供給可能としてもよい。
【００４０】
穀粒処理部用モータ８３ｄの出力軸には、穀粒処理部５０に備えられた穀粒排出装置５２の入力軸が動力伝達機構を介して連動連結されて、穀粒処理部用モータ８３ｄから穀粒排出装置５２に動力が供給可能とされる。こうして、穀粒処理部５０は動力を穀粒処理部用モータ８３ｄから供給される構成とされる。
【００４１】
排藁処理部用モータ８３ｅの出力軸には、排藁処理部６０に備えられた排藁搬送装置、排藁切断装置等の各装置の入力軸が動力伝達機構を介して連動連結されて、排藁処理部用モータ８３ｅから各装置に動力が供給可能とされる。こうして、排藁処理部６０は動力を排藁処理部用モータ８３ｅから供給される構成とされる。ただし、排藁処理部用モータ８３ｅを複数のモータとして、別々のモータから各装置にそれぞれ動力を供給可能としてもよい。
【００４２】
よって、コンバイン１においては、第二エンジン８０から発電機８１に動力が供給された場合、発電機８１で発電が行われ、発電機８１で発電された電力がバッテリ８２に充電される。そして、バッテリ８２に充電された電力がインバータ群８４の各インバータで直流電力から交流電力に変換されて、モータ群８３の各モータに供給されたとき、各モータが作動することとされる。このときモータ群８３の各モータの回転数はインバータ群８４の各インバータで制御される。
【００４３】
このようにして、コンバイン１の動力伝達系統は、第一エンジン７０から走行部１０、脱穀部３０の一部をなす扱胴３２への動力伝達系統と、モータ群８３の各モータから脱穀部３０の一部をなすフィードチェーン３１、刈取部２０、選別部４０、穀粒処理部５０、排藁処理部６０への動力伝達系統とに分けられる。そのため、コンバイン１においては、脱穀部３０の一部をなすフィードチェーン３１、刈取部２０、選別部４０、穀粒処理部５０、排藁処理部６０が互いに独立して作動するとともに、走行部１０および脱穀部３０の一部をなす扱胴３２とも独立して作動することとされる。
【００４４】
続いて、コンバイン１の各作業部への動力供給に係る制御の構成について説明する。
【００４５】
図３に示すように、コンバイン１には、第一エンジンコントロールユニット（以下、第一ＥＣＵと記す）７５、第二エンジンコントロールユニット（以下、第二ＥＣＵと記す）８５が備えられる。第一ＥＣＵ７５により第一エンジン７０が制御可能とされ、第二ＥＣＵ８５により第二エンジン８０が制御可能とされる。
【００４６】
さらに、回転センサ等からなる走行速度検出手段１９が備えられる。走行速度検出手段１９は車軸等に設けられる。そして、この走行速度検出手段１９によりコンバイン１の走行速度が検出可能とされる。
【００４７】
電圧センサまたは電流センサ等からなる発電機出力検出手段８９、電圧センサまたは電流センサ等からなる充電残量検出手段９１が備えられる。発電機出力検出手段８９により発電機８１の出力電力が検出可能とされ、充電残量検出手段９１によりバッテリ８２の充電残量が検出可能とされる。
【００４８】
回転センサ等からなる第一エンジン回転数検出手段９２、回転センサ等からなる第二エンジン回転数検出手段９３が備えられる。第一エンジン回転数検出手段９２により第一エンジン７０の回転数が検出可能とされ、第二エンジン回転数検出手段９３により第二エンジン８０の回転数が検出可能とされる。
【００４９】
扱胴状態検出手段９４が備えられる。この扱胴状態検出手段９４により脱穀部３０の一部をなす扱胴３２の作動状態が検出可能とされる。扱胴状態検出手段９４は、本実施形態においては、前記操作手段に含まれる脱穀クラッチスイッチ６のＯＮ／ＯＦＦ操作に基づいて扱胴３２の作動状態を検出する、即ち脱穀クラッチスイッチ６がＯＮ操作された場合には、扱胴３２が作動状態であることを検出し、ＯＦＦ操作された場合には、扱胴３２が停止状態であることを検出するように構成される。
【００５０】
刈取状態検出手段９５が備えられる。この刈取状態検出手段９５により刈取部２０の作動状態が検出可能とされる。刈取状態検出手段９５は、本実施形態においては、前記操作手段に含まれる刈取スイッチ５の操作に基づいて刈取部２０の作動状態を検出する、即ち「停止」「通常」「増速」のいずれかに操作可能とされた刈取スイッチ５が「通常」または「増速」操作された場合には、刈取部２０が作動状態であることを検出し、「停止」操作された場合には、刈取部２０が停止状態であることを検出するように構成される。
【００５１】
回転センサ等からなるモータ回転数検出手段９６が備えられる。具体的には、図４に示すように、モータ回転数検出手段９６として、脱穀部用モータ回転数検出手段９６ａ、刈取部用モータ回転数検出手段９６ｂ、選別部用モータ回転数検出手段９６ｃ、穀粒処理部用モータ回転数検出手段９６ｄ、排藁処理部用モータ回転数検出手段９６ｅが備えられる。モータ回転数検出手段９６によりそれぞれ対応するモータ群８３のモータの回転数が検出可能とされる。
【００５２】
制御手段９０が備えられる。制御手段９０は、各種演算処理を実行する中央処理装置（ＣＰＵ）、制御プログラム等を記憶させた読み出し専用のメモリ（ＲＯＭ）、各種プログラムやデータ等を一時的に記憶させる、随時読み書き可能なメモリ（ＲＡＭ）等で構成される。
【００５３】
制御手段９０は、前記操作手段に含まれる刈取スイッチ５や脱穀クラッチスイッチ６、走行速度検出手段１９、発電機出力検出手段８９、バッテリ８２の充電残量検出手段９１、第一エンジン回転数検出手段９２、第二エンジン回転数検出手段９３、扱胴状態検出手段９４、刈取状態検出手段９５、モータ群８３の各モータのモータ回転数検出手段９６と接続される。
【００５４】
制御手段９０は、また、第一ＥＣＵ７５、第二ＥＣＵ８５、脱穀クラッチ３３のアクチュエータと接続される。しかも、制御手段９０は、モータ群８３の各モータとこれに対応するインバータ群８４のインバータを介して接続される。具体的には、制御手段９０は、脱穀部用モータ８３ａとはインバータ８４ａを、刈取部用モータ８３ｂとはインバータ８４ｂを、選別部用モータ８３ｃとはインバータ８４ｃを、穀粒処理部用モータ８３ｄとはインバータ８４ｄを、排藁処理部用モータ８３ｅとはインバータ８４ｅを介して接続される。
【００５５】
そして、刈取スイッチ５が操作されたとき、その操作に基づいて刈取部用モータ８３ｂが制御手段９０により制御され、その作動状態が変更される。刈取スイッチ５が「通常」操作された場合には、刈取部用モータ８３ｂが予め設定された設定回転数となるように作動することとされる。この設定回転数は刈取速度が走行速度と同期するように設定される。刈取スイッチ５が「増速」操作された場合には、「通常」操作された場合よりも速い刈取速度となるように刈取部用モータ８３ｂが作動することとされる。刈取スイッチ５が「停止」操作された場合には、これに応じて制御信号が制御手段９０からインバータ８４ｂに送られて、刈取部用モータ８３ｂが停止することとされる。ただし、当該操作を行う手段として、スイッチの代わりに、レバー等を用いることも可能である。
【００５６】
そのうえ、刈取スイッチ５が「停止」操作された場合、第二エンジン８０が駆動している状態では、後述の制御により第二エンジン８０のエンジン回転数が通常所定エンジン回転数から予め設定した設定エンジン回転数まで低下することとされる。この設定エンジン回転数は、通常所定エンジン回転数に対して刈取部２０を作動するために必要な電力を補わなくて済む程度の回転数差をもって設定される。
【００５７】
脱穀クラッチスイッチ６がＯＮ／ＯＦＦ操作されたとき、その操作に基づいて脱穀クラッチ３３のアクチュエータが制御手段９０により制御され、脱穀クラッチ３３の「入」「切」状態が変更される。脱穀クラッチスイッチ６がＯＮ操作された場合には、前記アクチュエータが作動することとされ、これにより脱穀クラッチ３３が「入」状態とされる。脱穀クラッチスイッチ６がＯＦＦ操作された場合には、前記アクチュエータが作動することとされ、これにより脱穀クラッチ３３が「切」状態とされる。ただし、当該操作を行う手段として、スイッチの代わりに、レバー等を用いることも可能である。
【００５８】
モータ回転数検出手段９６によりモータ群８３の各モータの回転数が検出されて、これらの検出情報に基づいて各モータが制御手段９０により制御され、モータ群８３の各モータの回転数が予め設定された設定回転数となるように変更される。これにより、各作業部における装置の入力軸が適切な所定の回転数で回転するものとされる。ただし、各モータ回転数を検出するのではなく、各作業部における装置の入力軸の回転数を検出し、その検出情報に基づいて各モータを制御手段９０により制御することも可能である。
【００５９】
本実施形態においては、モータ群８３の各モータのうち、刈取部用モータ８３ｂは、刈取部２０が走行部１０と同期して作動するように制御され、その回転数が適宜に変更されるように構成される。また、脱穀部用モータ８３ａは、脱穀部３０のフィードチェーン３１が刈取部２０の搬送装置２４と同期して作動するように制御され、その回転数が適宜に変更されるように構成される。
【００６０】
続いて、コンバイン１の各作業部への動力供給に係る制御の流れについて説明する。
【００６１】
図５に示すように、第一エンジン７０および第二エンジン８０が駆動している状態で、まず、刈取状態検出手段９５により刈取部２０の作動状態が検出され（Ｓ１）、その検出情報に基づいて刈取部２０が作動しているか否かが制御手段９０により判定される（Ｓ２）。
【００６２】
この判定の結果、刈取部２０が停止していれば、非刈取作業状態と判断され、制御手段９０と第二ＥＣＵ８５とにより第二エンジン８０のエンジン回転数が前述の設定エンジン回転数まで低減される（Ｓ３）。一方、刈取部２０が作動していれば、刈取作業状態と判断され、制御手段９０と第二ＥＣＵ８５とにより第二エンジン８０のエンジン回転数が通常所定エンジン回転数のままに維持される（Ｓ４）。
【００６３】
また、図６に示すように、第一エンジン７０および第二エンジン８０が駆動している状態で、扱胴状態検出手段９４により扱胴３２の作動状態が検出され（Ｓ５）、その検出情報に基づいて扱胴３２が作動しているか否かが制御手段９０により判定される（Ｓ６）。
【００６４】
この判定の結果、扱胴３２が停止していれば、非刈取作業状態かつ非脱穀作業状態と判断され、制御手段９０と第二ＥＣＵ８５とにより第二エンジン８０が停止することとされる（Ｓ７）。この場合、モータ群８３の各モータは一定条件のもとで作動可能とされるため、第二エンジン８０、ひいては発電機８１が停止することとされる。
【００６５】
なお、前述のように第二エンジン８０を停止させるとき、充電残量検出手段９１により検出される検出情報が予め設定された設定値以下である場合には、第二エンジン８０を即座に停止させず、新たに充電残量検出手段９１により検出される検出情報が前記設定値を上回るまでは駆動させ、その後に停止させるようにすることも可能である。
【００６６】
一方、扱胴３２が作動していれば、刈取作業状態かつ脱穀作業状態と判断され、第二エンジン８０は駆動状態とされる（Ｓ８）。この場合、発電機出力検出手段８９の検出値が所定値を上回るか否かが判定され、その検出値が所定値以下であれば、制御手段９０および第二ＥＣＵ８５により第二エンジン８０がその回転数を増加させるように駆動することとされる。
【００６７】
また、前述のような制御の結果、第二エンジン８０が停止されている場合において、充電残量検出手段９１により検出される検出情報が設定値を上回るか否かが随時判定される。そして、前記検出情報が前記設定値以下となれば、第二エンジン８０は強制的に駆動することとされる。バッテリ８２の充電残量低下によって、作業中にモータ群８３の各モータが急に停止するのを防ぐためである。前記設定値はモータ群８３の各モータを作動させるための必要最低限の値またはそれよりも若干大きな値に予め設定される。
【００６８】
以上のように、本発明の一実施形態に係るコンバイン１は、機体を走行させる走行部１０と、穀稈を刈り取る刈取部２０と、刈取部２０で刈り取った穀稈を脱穀する脱穀部３０と、脱穀部３０で脱穀した穀粒を選別する選別部４０と、選別部４０で選別した穀粒を貯溜または排出する穀粒処理部５０と、脱穀部３０で脱穀した後の排藁を処理する排藁処理部６０とを備えたものであって、走行部１０と脱穀部３０の一部をなす扱胴３２とに動力を供給する第一エンジン７０と、刈取部２０と脱穀部３０の一部をなすフィードチェーン３１と選別部４０と穀粒処理部５０と排藁処理部６０とに動力を供給するモータ群８３、即ち脱穀部用モータ８３ａと刈取部用モータ８３ｂと選別部用モータ８３ｃと穀粒処理部用モータ８３ｄと排藁処理部用モータ８３ｅと、モータ群８３の各モータに電力を供給するバッテリ８２と、バッテリ８２を充電する発電機８１と、発電機８１を作動させる第二エンジン８０と、第二エンジン８０のエンジン回転数を検出する第二エンジン回転数検出手段９３と、第二エンジン８０とモータ群８３の各モータとを制御する制御手段９０と、刈取部２０の状態を検出する刈取状態検出手段９５を備え、制御手段９０は、第二エンジン８０が駆動している場合に、刈取部２０が停止状態となったとき、第二エンジン８０のエンジン回転数を予め設定した設定エンジン回転数まで低減させるものとされる。
【００６９】
これより、大きな所要馬力を必要とする走行部１０および脱穀部３０の一部をなす扱胴３２には、第一エンジン７０から動力を供給してこれらの各作業部を作動させることが可能となるとともに、刈取部２０と脱穀部３０の一部をなすフィードチェーン３１と選別部４０と穀粒処理部５０と排藁処理部６０には、モータ群８３から動力を供給してこれらの各作業部を作動させることが可能となり、第一エンジン７０および第二エンジン８０を小型で小排気量のものとして、燃料消費量の低減を図ることができる。また、走行部１０および脱穀部３０の一部をなす扱胴３２を除く作業部にはモータ群８３から動力を供給するため、これらの作業部を安定して作動させることができ、作業効率を向上させることができる。また、刈取作業中に旋回を行ったり、手扱き作業を行ったりするために、非刈取作業状態としたとき、刈取部２０を作動するために必要な電力を補わなくて済むことから、第二エンジン８０のエンジン回転数をその電力分だけ低下させることが可能となり、燃料消費量の低減を図ることができるとともに、振動や騒音の低減を図ることができる。
【００７０】
本発明の一実施形態に係るコンバイン１は、また、脱穀部３０の一部をなす扱胴３２の状態を検出する扱胴状態検出手段９４を備え、制御手段９０は、扱胴３２が停止状態となったとき、第二エンジン８０を停止させるものとされる。
【００７１】
これより、路上走行などを行うために、非刈取作業状態かつ非脱穀作業状態としたとき、第二エンジン８０を停止させることが可能となり、燃料消費量の低減を図ることができるとともに、振動や騒音の低減を図ることができる。
【００７２】
本発明の一実施形態に係るコンバイン１は、また、モータ群８３の各モータの回転数を検出するモータ回転数検出手段９６を備え、制御手段９０は、モータ回転数検出手段９６の検出情報に基づいてモータ群８３の各モータの回転数を各作業に応じた回転数に制御するものとされる。
【００７３】
これより、各作業部に備えられる装置を適切な作動速度で作動させることが可能となり、各作業部における作業効率の向上を図ることができる。例えば、倒伏した状態の未刈穀稈の刈取作業を行う場合等には、刈取部２０に供給する刈取部用モータ８３ｂの回転数を適切に制御して、即ち回転数を増大させて、刈取部２０の引起装置２２等の作動速度を速くすることが可能となる。この回転数の増大は、本実施形態においては、刈取スイッチ５を「増速」操作することによって行われる。したがって、コンバイン１の走行速度を低下させずに、倒伏穀稈を引き起こして効率よく刈取作業を行うことができる。
【００７４】
また、脱穀部３０のフィードチェーン３１に動力を供給する脱穀部用モータ８３ａの回転数を適切に制御して、即ち回転数を増大または減少させて、フィードチェーン３１の作動速度を速くまたは遅くすることが可能となる。したがって、フィードチェーン３１の作動速度を刈取部２０の搬送装置２４の作動速度にあわせたうえで、この搬送装置２４からの穀稈をその状態に応じて搬送速度を適宜に変更しながら、効率よく脱穀作業を行うことができ、脱穀ロスを低減することができる。
【００７５】
なお、コンバイン１においては、刈取部２０や排藁処理部６０に穀稈検知手段を設け、収穫作業時に、穀稈の脱穀及び排藁の処理を終了して走行機体が旋回を行う場合等に、穀稈検知手段が穀稈（排藁）を検知しなければ、作動中の脱穀部用モータ８３ａと排藁処理部用モータ８３ｅとを停止させ、旋回後等に穀稈検知手段が穀稈（排藁）を検知すれば、脱穀部用モータ８３ａと排藁処理部用モータ８３ｅとを再び作動させるようにすることも可能である。このように構成することにより、各モータを効率よく作動させて、エネルギーのロスの低減を図ることもできる。
【符号の説明】
【００７６】
１ コンバイン
１０ 走行部
２０ 刈取部
２５ 刈取クラッチ
３０ 脱穀部
３１ フィードチェーン
３２ 扱胴
３３ 脱穀クラッチ
４０ 選別部
５０ 穀粒処理部
６０ 排藁処理部
７０ 第一エンジン
８０ 第二エンジン
８１ 発電機
８２ バッテリ
８３ モータ群
８４ インバータ群
９０ 制御手段
９２ 第一エンジン回転数検出手段
９３ 第二エンジン回転数検出手段
９４ 扱胴状態検出手段
９５ 刈取状態検出手段
９６ モータ回転数検出手段
【技術分野】
【０００１】
本発明は、エンジンまたはモータから刈取部、脱穀部等の各作業部に動力を供給可能とするコンバインに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、エンジンと、このエンジンの動力によって作動する発電機からの電力で電動モータを作動させて、刈取部、脱穀部等の各作業部を作動させるコンバインは公知となっている（例えば、特許文献１参照）。また、二つのエンジンを備え、それぞれのエンジンの動力を異なる作業部に供給してこれらを作動させるコンバインが公知となっている（例えば、特許文献２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００４−２４２５５８号公報
【特許文献２】特開２００８−１６１０６７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１のようなコンバインにおいては、電動モータの電力源となる発電機をエンジンで作動させているため、コンバインの各作業部を作動するための作動力と、発電機を作動するための作動力とを加えた大きさの出力をエンジンに持たせる必要があり、エンジンの大型化、大排気量化につながっていた。また、高負荷作業が連続的に行われる場合には、バッテリに十分な充電ができないことがあり得る。
【０００５】
特許文献２のようなコンバインにおいては、各エンジンを小型化することができ、単一の高出力の大型エンジンを搭載する場合に比較して安価に構成することができるが、常時駆動することとされるので燃料消費量の低減にはつながらなかった。
【０００６】
そこで本発明は、エンジンを小型で小排気量のものとして、燃料消費量の低減を図ることができるコンバインを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明を解決しようとする課題は以上の如くであり、次にこの課題を解決するための手段を説明する。
【０００８】
請求項１においては、機体を走行させる走行部と、穀稈を刈り取る刈取部と、前記刈取部で刈り取った穀稈を脱穀する脱穀部と、前記脱穀部で脱穀した穀粒を選別する選別部と、前記選別部で選別した穀粒を貯溜または排出する穀粒処理部と、前記脱穀部で脱穀した後の排藁を処理する排藁処理部と、を備えたコンバインにおいて、前記走行部と前記脱穀部の一部をなす扱胴とに動力を供給する第一エンジンと、前記刈取部と前記脱穀部の一部をなすフィードチェーンと前記選別部と前記穀粒処理部と前記排藁処理部とに動力を供給するモータ群と、前記モータ群に電力を供給するバッテリと、前記バッテリを充電する発電機と、前記発電機を作動させる第二エンジンと、前記第二エンジンのエンジン回転数を検出するエンジン回転数検出手段と、前記第二エンジンと前記モータ群の各モータとを制御する制御手段と、前記刈取部の状態を検出する刈取状態検出手段と、を備え、前記制御手段は、前記第二エンジンが駆動している場合に、前記刈取部が停止状態となったとき、前記第二エンジンのエンジン回転数を予め設定した設定エンジン回転数まで低減させるものである。
【０００９】
請求項２においては、前記脱穀部の一部をなす扱胴の状態を検出する扱胴状態検出手段を備え、前記制御手段は、前記扱胴が停止状態となったとき、前記第二エンジンを停止させるものである。
【００１０】
請求項３においては、前記モータ群の各モータの回転数を検出するモータ回転数検出手段を備え、前記制御手段は、前記モータ回転数検出手段の検出情報に基づいて前記モータ群の各モータの回転数を各作業に応じた回転数に制御するものである。
【発明の効果】
【００１１】
本発明の効果として、以下に示すような効果を奏する。
【００１２】
請求項１に記載の発明によれば、第一エンジンから走行部および脱穀部の一部をなす扱胴に動力を供給して、これらの各作業部を作動させることが可能となるとともに、モータ群から刈取部と脱穀部の一部をなすフィードチェーンと選別部と穀粒処理部と排藁処理部とに動力を供給して、これらの各作業部を作動させることが可能となり、各エンジンを小型で小排気量のものとして、燃料消費量の低減を図ることができる。また、走行部および脱穀部の一部をなす扱胴を除く作業部にはモータから動力を供給するため、これらの作業部を安定して作動させることができ、作業効率を向上させることができる。また、刈取作業中に旋回を行ったり、手扱き作業を行ったりするために、非刈取作業状態としたとき、第二エンジンのエンジン回転数を、刈取部を作動するために必要な電力分だけ低下させることが可能となり、燃料消費量の低減を図ることができるとともに、振動や騒音の低減を図ることができる。
【００１３】
請求項２に記載の発明によれば、路上走行などを行うために、非刈取作業状態かつ非脱穀作業状態としたとき、第二エンジンを停止させることが可能となり、燃料消費量の低減を図ることができるとともに、振動や騒音の低減を図ることができる。
【００１４】
請求項３に記載の発明によれば、各作業部に備えられる装置を適切な作動速度で作動させることが可能となり、各作業部における作業効率の向上を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の一実施形態に係るコンバインの構成を示す左側面図。
【図２】本発明の一実施形態に係るコンバインの動力伝達の構成を示すブロック図。
【図３】本発明の一実施形態に係るコンバインの制御構成を示すブロック図。
【図４】モータ回転数検出手段の構成を示すブロック図。
【図５】本発明の一実施形態に係るコンバインの制御方法を示すフローチャート図。
【図６】本発明の一実施形態に係るコンバインの制御方法を示すフローチャート図。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
次に、発明の実施の形態を説明する。
【００１７】
まず、本発明の一実施形態に係るコンバイン１の全体的な構成について説明する。
【００１８】
図１に示すように、コンバイン１には、その作業部として、走行部１０、刈取部２０、脱穀部３０、選別部４０、穀粒処理部５０、排藁処理部６０が備えられる。コンバイン１には、また、操縦部９が備えられる。
【００１９】
走行部１０は、機体フレーム２の下部に設けられる。走行部１０は、左右一対のクローラを有するクローラ式走行装置１１等を有する。走行部１０は、クローラ式走行装置１１によりコンバイン１を前進または後進方向に走行させることができるように構成される。
【００２０】
刈取部２０は、機体フレーム２の前端部に機体に対して昇降可能に設けられる。刈取部２０は、分草具２１や、引起装置２２や、切断装置２３や、搬送装置２４等を有し、分草具２１により圃場の穀稈を分草し、引起装置２２により分草後の穀稈を引き起こし、切断装置２３により引起後の穀稈の株元を切断し、搬送装置２４により切断後の穀稈を脱穀部３０へ搬送することができるように構成される。
【００２１】
脱穀部３０は、機体フレーム２の左側前部に設けられ、刈取部２０の後方に配置される。脱穀部３０は、フィードチェーン３１や、扱胴３２や、図示しない受網等を有し、フィードチェーン３１により刈取部２０から搬送されてくる穀稈を受け継いで排藁処理部６０へ搬送し、扱胴３２および前記受網により搬送中の穀稈を脱穀し、その脱穀物を漏下させることができるように構成される。
【００２２】
選別部４０は、機体フレーム２の左側部に設けられ、脱穀部３０の下方に配置される。選別部４０は、揺動選別装置や、風選別装置や、穀粒搬送装置や、藁屑排出装置等を有し、脱穀部３０から落下する脱穀物を穀粒と藁屑や塵埃等とに揺動選別装置と風選別装置により選別する。前記穀粒搬送装置により選別後の穀粒を穀粒処理部５０へ搬送する一方、前記藁屑排出装置により藁屑や塵埃等を外部へ排出することができるように構成される。
【００２３】
穀粒処理部５０は、機体フレーム２の右側後部に設けられ、脱穀部３０および選別部４０の右側方に配置される。穀粒処理部５０は穀粒タンク５１や、穀粒排出装置５２等を有し、穀粒タンク５１により選別部４０から搬送されてくる穀粒を一時的に貯溜し、穀粒排出装置５２により貯溜中の穀粒を穀粒タンク５１から排出し、更に任意の方向に搬送してから外部へ排出することができるように構成される。
【００２４】
排藁処理部６０は、機体フレーム２の左側後部に設けられ、脱穀部３０の後方に配置される。排藁処理部６０は、排藁搬送装置や、排藁切断装置等を有し、前記排藁搬送装置により脱穀部３０から搬送されてくる脱穀済みの穀稈を受け継いでこれを排藁として外部へ排出する、もしくは前記排藁切断装置へ搬送し、該排藁切断装置により切断してから外部へ排出することができるように構成される。
【００２５】
操縦部９は、機体フレーム２の右側前部に設けられ、刈取部２０の後方かつ右側方に配置されるとともに、穀粒処理部５０の前方に配置される。操縦部９は、操縦席３、前記各作業部の作動状態を変更する操作手段、ステップ等を有して、操縦者を操縦席３に着座させ、前記操作手段を用いて操縦者が各作業部を操作することができるように構成される。
【００２６】
前記操作手段には、走行部１０にて走行するコンバイン１を旋回させるステアリングハンドル４、その走行速度を変更する変速レバーが含まれる。前記操作手段には、また、刈取部２０の作動状態を変更する刈取スイッチ５、脱穀部３０の扱胴３２の作動状態を変更する脱穀クラッチスイッチ６、穀粒処理部５０の作動状態を変更する穀粒排出スイッチが含まれる。
【００２７】
このようにして、コンバイン１は、操縦部９における操作手段の操作によって、後述のように動力を各作業部に適宜に供給し、走行部１０を用いて走行しながら、刈取部２０で圃場の穀稈を刈り取り、脱穀部３０で刈り取った穀稈を脱穀し、選別部４０で脱穀部３０からの脱穀物を選別して、穀粒処理部５０で穀粒を一時的に貯溜して外部へ排出することができるとともに、排藁処理部６０で脱穀部３０からの排藁を外部へ排出することができるように構成される。
【００２８】
続いて、コンバイン１の動力伝達系統の構成について説明する。
【００２９】
図２に示すように、コンバイン１には二つのエンジン、即ち第一エンジン７０と第二エンジン８０とが備えられる。そして、第二エンジン８０に対して、発電機８１と、バッテリ８２と、複数の電動モータからなるモータ群８３と、複数のインバータからなるインバータ群８４とが備えられる。
【００３０】
ここでのモータ群８３には、脱穀部用モータ８３ａ、刈取部用モータ８３ｂ、選別部用モータ８３ｃ、穀粒処理部用モータ８３ｄ、排藁処理部用モータ８３ｅが含まれる。インバータ群８４には、インバータ８４ａ、インバータ８４ｂ、インバータ８４ｃ、インバータ８４ｄ、インバータ８４ｅが含まれる。
【００３１】
第一エンジン７０は、機体フレーム２前部のトランスミッション近傍に設けられる。第一エンジン７０には、前記トランスミッションが連動連結されて、第一エンジン７０から前記トランスミッションに動力が供給可能とされる。前記トランスミッションには走行部１０が連動連結されて、前記トランスミッションにより変速された動力が走行部１０に供給可能とされる。こうして、走行部１０は動力を第一エンジン７０から前記トランスミッションを介して供給される構成とされる。
【００３２】
また、第一エンジン７０は、脱穀部３０の一部をなす扱胴３２に動力伝達機構を介して連動連結されて駆動される。ただし、第一エンジン７０から扱胴３２には前記トランスミッション等の変速機構を介して動力を供給可能な構成とすることも可能である。
【００３３】
脱穀部３０への動力伝達経路には、脱穀クラッチ３３が設けられる。脱穀クラッチ３３は、アクチュエータを含み、脱穀クラッチスイッチ６のＯＮ／ＯＦＦ操作に基づいて前記アクチュエータにより「入」「切」され、「入」状態とされた場合には、第一エンジン７０から扱胴３２へ動力を伝達させ、「切」状態とされた場合には、第一エンジン７０から扱胴３２へ動力を伝達させないように構成される。
【００３４】
よって、コンバイン１においては、第一エンジン７０から前記トランスミッションを介して走行部１０に動力が供給されて、走行部１０が作動することとされる。また、脱穀クラッチ３３が「入」状態であれば、第一エンジン７０から扱胴３２に動力が供給されて扱胴３２は回転駆動される。脱穀クラッチ３３が「切」状態であれば、第一エンジン７０から扱胴３２に動力が供給されず、扱胴３２は停止することとされる。
【００３５】
第二エンジン８０は、機体フレーム２の任意の部分に設けられる。第二エンジン８０には、発電機８１が連動連結されて、第二エンジン８０から発電機８１に動力が供給可能とされる。発電機８１は、さらにバッテリ８２に電気的に接続されて、発電機８１からバッテリ８２に電力が供給可能とされる。この電力の供給によって、バッテリ８２が充電される。
【００３６】
バッテリ８２には、モータ群８３の各モータがこれと対応するインバータ群８４のインバータを介して接続される。具体的には、バッテリ８２に、脱穀部用モータ８３ａがインバータ８４ａを、刈取部用モータ８３ｂがインバータ８４ｂを、選別部用モータ８３ｃがインバータ８４ｃを、穀粒処理部用モータ８３ｄがインバータ８４ｄを、排藁処理部用モータ８３ｅがインバータ８４ｅを介して接続される。こうして、バッテリ８２からモータ群８３の各モータに電力が供給可能とされる。
【００３７】
モータ群８３において、脱穀部用モータ８３ａの出力軸には、脱穀部３０の一部をなすフィードチェーン３１の入力軸が動力伝動機構を介して連動連結されて、脱穀部用モータ８３ａからフィードチェーン３１に動力が供給可能とされる。こうして、脱穀部３０では、前述のように扱胴３２は動力を第一エンジン７０から供給される構成とされるが、フィードチェーン３１は動力を脱穀部用モータ８３ａから供給される構成とされる。
【００３８】
刈取部用モータ８３ｂの出力軸には、刈取部２０に備えられた引起装置２２、切断装置２３、搬送装置２４等の各装置の入力軸が動力伝動機構を介して連動連結されて、刈取部用モータ８３ｂから各装置に動力が供給可能とされる。こうして、刈取部２０は動力を第一エンジン７０からではなく、刈取部用モータ８３ｂから供給される構成とされる。ただし、刈取部用モータ８３ｂを複数のモータとして、別々のモータから各装置にそれぞれ動力を供給可能としてもよい。
【００３９】
選別部用モータ８３ｃの出力軸には、選別部４０に備えられた揺動選別装置、風選別装置等の各装置の入力軸が動力伝動機構を介して連動連結されて、動力が選別部用モータ８３ｃから各装置に供給可能とされる。こうして、選別部４０は動力を第一エンジン７０からではなく、選別部用モータ８３ｃから供給される構成とされる。ただし、選別部用モータ８３ｃを複数のモータとして、別々のモータから各装置にそれぞれ動力を供給可能としてもよい。
【００４０】
穀粒処理部用モータ８３ｄの出力軸には、穀粒処理部５０に備えられた穀粒排出装置５２の入力軸が動力伝達機構を介して連動連結されて、穀粒処理部用モータ８３ｄから穀粒排出装置５２に動力が供給可能とされる。こうして、穀粒処理部５０は動力を穀粒処理部用モータ８３ｄから供給される構成とされる。
【００４１】
排藁処理部用モータ８３ｅの出力軸には、排藁処理部６０に備えられた排藁搬送装置、排藁切断装置等の各装置の入力軸が動力伝達機構を介して連動連結されて、排藁処理部用モータ８３ｅから各装置に動力が供給可能とされる。こうして、排藁処理部６０は動力を排藁処理部用モータ８３ｅから供給される構成とされる。ただし、排藁処理部用モータ８３ｅを複数のモータとして、別々のモータから各装置にそれぞれ動力を供給可能としてもよい。
【００４２】
よって、コンバイン１においては、第二エンジン８０から発電機８１に動力が供給された場合、発電機８１で発電が行われ、発電機８１で発電された電力がバッテリ８２に充電される。そして、バッテリ８２に充電された電力がインバータ群８４の各インバータで直流電力から交流電力に変換されて、モータ群８３の各モータに供給されたとき、各モータが作動することとされる。このときモータ群８３の各モータの回転数はインバータ群８４の各インバータで制御される。
【００４３】
このようにして、コンバイン１の動力伝達系統は、第一エンジン７０から走行部１０、脱穀部３０の一部をなす扱胴３２への動力伝達系統と、モータ群８３の各モータから脱穀部３０の一部をなすフィードチェーン３１、刈取部２０、選別部４０、穀粒処理部５０、排藁処理部６０への動力伝達系統とに分けられる。そのため、コンバイン１においては、脱穀部３０の一部をなすフィードチェーン３１、刈取部２０、選別部４０、穀粒処理部５０、排藁処理部６０が互いに独立して作動するとともに、走行部１０および脱穀部３０の一部をなす扱胴３２とも独立して作動することとされる。
【００４４】
続いて、コンバイン１の各作業部への動力供給に係る制御の構成について説明する。
【００４５】
図３に示すように、コンバイン１には、第一エンジンコントロールユニット（以下、第一ＥＣＵと記す）７５、第二エンジンコントロールユニット（以下、第二ＥＣＵと記す）８５が備えられる。第一ＥＣＵ７５により第一エンジン７０が制御可能とされ、第二ＥＣＵ８５により第二エンジン８０が制御可能とされる。
【００４６】
さらに、回転センサ等からなる走行速度検出手段１９が備えられる。走行速度検出手段１９は車軸等に設けられる。そして、この走行速度検出手段１９によりコンバイン１の走行速度が検出可能とされる。
【００４７】
電圧センサまたは電流センサ等からなる発電機出力検出手段８９、電圧センサまたは電流センサ等からなる充電残量検出手段９１が備えられる。発電機出力検出手段８９により発電機８１の出力電力が検出可能とされ、充電残量検出手段９１によりバッテリ８２の充電残量が検出可能とされる。
【００４８】
回転センサ等からなる第一エンジン回転数検出手段９２、回転センサ等からなる第二エンジン回転数検出手段９３が備えられる。第一エンジン回転数検出手段９２により第一エンジン７０の回転数が検出可能とされ、第二エンジン回転数検出手段９３により第二エンジン８０の回転数が検出可能とされる。
【００４９】
扱胴状態検出手段９４が備えられる。この扱胴状態検出手段９４により脱穀部３０の一部をなす扱胴３２の作動状態が検出可能とされる。扱胴状態検出手段９４は、本実施形態においては、前記操作手段に含まれる脱穀クラッチスイッチ６のＯＮ／ＯＦＦ操作に基づいて扱胴３２の作動状態を検出する、即ち脱穀クラッチスイッチ６がＯＮ操作された場合には、扱胴３２が作動状態であることを検出し、ＯＦＦ操作された場合には、扱胴３２が停止状態であることを検出するように構成される。
【００５０】
刈取状態検出手段９５が備えられる。この刈取状態検出手段９５により刈取部２０の作動状態が検出可能とされる。刈取状態検出手段９５は、本実施形態においては、前記操作手段に含まれる刈取スイッチ５の操作に基づいて刈取部２０の作動状態を検出する、即ち「停止」「通常」「増速」のいずれかに操作可能とされた刈取スイッチ５が「通常」または「増速」操作された場合には、刈取部２０が作動状態であることを検出し、「停止」操作された場合には、刈取部２０が停止状態であることを検出するように構成される。
【００５１】
回転センサ等からなるモータ回転数検出手段９６が備えられる。具体的には、図４に示すように、モータ回転数検出手段９６として、脱穀部用モータ回転数検出手段９６ａ、刈取部用モータ回転数検出手段９６ｂ、選別部用モータ回転数検出手段９６ｃ、穀粒処理部用モータ回転数検出手段９６ｄ、排藁処理部用モータ回転数検出手段９６ｅが備えられる。モータ回転数検出手段９６によりそれぞれ対応するモータ群８３のモータの回転数が検出可能とされる。
【００５２】
制御手段９０が備えられる。制御手段９０は、各種演算処理を実行する中央処理装置（ＣＰＵ）、制御プログラム等を記憶させた読み出し専用のメモリ（ＲＯＭ）、各種プログラムやデータ等を一時的に記憶させる、随時読み書き可能なメモリ（ＲＡＭ）等で構成される。
【００５３】
制御手段９０は、前記操作手段に含まれる刈取スイッチ５や脱穀クラッチスイッチ６、走行速度検出手段１９、発電機出力検出手段８９、バッテリ８２の充電残量検出手段９１、第一エンジン回転数検出手段９２、第二エンジン回転数検出手段９３、扱胴状態検出手段９４、刈取状態検出手段９５、モータ群８３の各モータのモータ回転数検出手段９６と接続される。
【００５４】
制御手段９０は、また、第一ＥＣＵ７５、第二ＥＣＵ８５、脱穀クラッチ３３のアクチュエータと接続される。しかも、制御手段９０は、モータ群８３の各モータとこれに対応するインバータ群８４のインバータを介して接続される。具体的には、制御手段９０は、脱穀部用モータ８３ａとはインバータ８４ａを、刈取部用モータ８３ｂとはインバータ８４ｂを、選別部用モータ８３ｃとはインバータ８４ｃを、穀粒処理部用モータ８３ｄとはインバータ８４ｄを、排藁処理部用モータ８３ｅとはインバータ８４ｅを介して接続される。
【００５５】
そして、刈取スイッチ５が操作されたとき、その操作に基づいて刈取部用モータ８３ｂが制御手段９０により制御され、その作動状態が変更される。刈取スイッチ５が「通常」操作された場合には、刈取部用モータ８３ｂが予め設定された設定回転数となるように作動することとされる。この設定回転数は刈取速度が走行速度と同期するように設定される。刈取スイッチ５が「増速」操作された場合には、「通常」操作された場合よりも速い刈取速度となるように刈取部用モータ８３ｂが作動することとされる。刈取スイッチ５が「停止」操作された場合には、これに応じて制御信号が制御手段９０からインバータ８４ｂに送られて、刈取部用モータ８３ｂが停止することとされる。ただし、当該操作を行う手段として、スイッチの代わりに、レバー等を用いることも可能である。
【００５６】
そのうえ、刈取スイッチ５が「停止」操作された場合、第二エンジン８０が駆動している状態では、後述の制御により第二エンジン８０のエンジン回転数が通常所定エンジン回転数から予め設定した設定エンジン回転数まで低下することとされる。この設定エンジン回転数は、通常所定エンジン回転数に対して刈取部２０を作動するために必要な電力を補わなくて済む程度の回転数差をもって設定される。
【００５７】
脱穀クラッチスイッチ６がＯＮ／ＯＦＦ操作されたとき、その操作に基づいて脱穀クラッチ３３のアクチュエータが制御手段９０により制御され、脱穀クラッチ３３の「入」「切」状態が変更される。脱穀クラッチスイッチ６がＯＮ操作された場合には、前記アクチュエータが作動することとされ、これにより脱穀クラッチ３３が「入」状態とされる。脱穀クラッチスイッチ６がＯＦＦ操作された場合には、前記アクチュエータが作動することとされ、これにより脱穀クラッチ３３が「切」状態とされる。ただし、当該操作を行う手段として、スイッチの代わりに、レバー等を用いることも可能である。
【００５８】
モータ回転数検出手段９６によりモータ群８３の各モータの回転数が検出されて、これらの検出情報に基づいて各モータが制御手段９０により制御され、モータ群８３の各モータの回転数が予め設定された設定回転数となるように変更される。これにより、各作業部における装置の入力軸が適切な所定の回転数で回転するものとされる。ただし、各モータ回転数を検出するのではなく、各作業部における装置の入力軸の回転数を検出し、その検出情報に基づいて各モータを制御手段９０により制御することも可能である。
【００５９】
本実施形態においては、モータ群８３の各モータのうち、刈取部用モータ８３ｂは、刈取部２０が走行部１０と同期して作動するように制御され、その回転数が適宜に変更されるように構成される。また、脱穀部用モータ８３ａは、脱穀部３０のフィードチェーン３１が刈取部２０の搬送装置２４と同期して作動するように制御され、その回転数が適宜に変更されるように構成される。
【００６０】
続いて、コンバイン１の各作業部への動力供給に係る制御の流れについて説明する。
【００６１】
図５に示すように、第一エンジン７０および第二エンジン８０が駆動している状態で、まず、刈取状態検出手段９５により刈取部２０の作動状態が検出され（Ｓ１）、その検出情報に基づいて刈取部２０が作動しているか否かが制御手段９０により判定される（Ｓ２）。
【００６２】
この判定の結果、刈取部２０が停止していれば、非刈取作業状態と判断され、制御手段９０と第二ＥＣＵ８５とにより第二エンジン８０のエンジン回転数が前述の設定エンジン回転数まで低減される（Ｓ３）。一方、刈取部２０が作動していれば、刈取作業状態と判断され、制御手段９０と第二ＥＣＵ８５とにより第二エンジン８０のエンジン回転数が通常所定エンジン回転数のままに維持される（Ｓ４）。
【００６３】
また、図６に示すように、第一エンジン７０および第二エンジン８０が駆動している状態で、扱胴状態検出手段９４により扱胴３２の作動状態が検出され（Ｓ５）、その検出情報に基づいて扱胴３２が作動しているか否かが制御手段９０により判定される（Ｓ６）。
【００６４】
この判定の結果、扱胴３２が停止していれば、非刈取作業状態かつ非脱穀作業状態と判断され、制御手段９０と第二ＥＣＵ８５とにより第二エンジン８０が停止することとされる（Ｓ７）。この場合、モータ群８３の各モータは一定条件のもとで作動可能とされるため、第二エンジン８０、ひいては発電機８１が停止することとされる。
【００６５】
なお、前述のように第二エンジン８０を停止させるとき、充電残量検出手段９１により検出される検出情報が予め設定された設定値以下である場合には、第二エンジン８０を即座に停止させず、新たに充電残量検出手段９１により検出される検出情報が前記設定値を上回るまでは駆動させ、その後に停止させるようにすることも可能である。
【００６６】
一方、扱胴３２が作動していれば、刈取作業状態かつ脱穀作業状態と判断され、第二エンジン８０は駆動状態とされる（Ｓ８）。この場合、発電機出力検出手段８９の検出値が所定値を上回るか否かが判定され、その検出値が所定値以下であれば、制御手段９０および第二ＥＣＵ８５により第二エンジン８０がその回転数を増加させるように駆動することとされる。
【００６７】
また、前述のような制御の結果、第二エンジン８０が停止されている場合において、充電残量検出手段９１により検出される検出情報が設定値を上回るか否かが随時判定される。そして、前記検出情報が前記設定値以下となれば、第二エンジン８０は強制的に駆動することとされる。バッテリ８２の充電残量低下によって、作業中にモータ群８３の各モータが急に停止するのを防ぐためである。前記設定値はモータ群８３の各モータを作動させるための必要最低限の値またはそれよりも若干大きな値に予め設定される。
【００６８】
以上のように、本発明の一実施形態に係るコンバイン１は、機体を走行させる走行部１０と、穀稈を刈り取る刈取部２０と、刈取部２０で刈り取った穀稈を脱穀する脱穀部３０と、脱穀部３０で脱穀した穀粒を選別する選別部４０と、選別部４０で選別した穀粒を貯溜または排出する穀粒処理部５０と、脱穀部３０で脱穀した後の排藁を処理する排藁処理部６０とを備えたものであって、走行部１０と脱穀部３０の一部をなす扱胴３２とに動力を供給する第一エンジン７０と、刈取部２０と脱穀部３０の一部をなすフィードチェーン３１と選別部４０と穀粒処理部５０と排藁処理部６０とに動力を供給するモータ群８３、即ち脱穀部用モータ８３ａと刈取部用モータ８３ｂと選別部用モータ８３ｃと穀粒処理部用モータ８３ｄと排藁処理部用モータ８３ｅと、モータ群８３の各モータに電力を供給するバッテリ８２と、バッテリ８２を充電する発電機８１と、発電機８１を作動させる第二エンジン８０と、第二エンジン８０のエンジン回転数を検出する第二エンジン回転数検出手段９３と、第二エンジン８０とモータ群８３の各モータとを制御する制御手段９０と、刈取部２０の状態を検出する刈取状態検出手段９５を備え、制御手段９０は、第二エンジン８０が駆動している場合に、刈取部２０が停止状態となったとき、第二エンジン８０のエンジン回転数を予め設定した設定エンジン回転数まで低減させるものとされる。
【００６９】
これより、大きな所要馬力を必要とする走行部１０および脱穀部３０の一部をなす扱胴３２には、第一エンジン７０から動力を供給してこれらの各作業部を作動させることが可能となるとともに、刈取部２０と脱穀部３０の一部をなすフィードチェーン３１と選別部４０と穀粒処理部５０と排藁処理部６０には、モータ群８３から動力を供給してこれらの各作業部を作動させることが可能となり、第一エンジン７０および第二エンジン８０を小型で小排気量のものとして、燃料消費量の低減を図ることができる。また、走行部１０および脱穀部３０の一部をなす扱胴３２を除く作業部にはモータ群８３から動力を供給するため、これらの作業部を安定して作動させることができ、作業効率を向上させることができる。また、刈取作業中に旋回を行ったり、手扱き作業を行ったりするために、非刈取作業状態としたとき、刈取部２０を作動するために必要な電力を補わなくて済むことから、第二エンジン８０のエンジン回転数をその電力分だけ低下させることが可能となり、燃料消費量の低減を図ることができるとともに、振動や騒音の低減を図ることができる。
【００７０】
本発明の一実施形態に係るコンバイン１は、また、脱穀部３０の一部をなす扱胴３２の状態を検出する扱胴状態検出手段９４を備え、制御手段９０は、扱胴３２が停止状態となったとき、第二エンジン８０を停止させるものとされる。
【００７１】
これより、路上走行などを行うために、非刈取作業状態かつ非脱穀作業状態としたとき、第二エンジン８０を停止させることが可能となり、燃料消費量の低減を図ることができるとともに、振動や騒音の低減を図ることができる。
【００７２】
本発明の一実施形態に係るコンバイン１は、また、モータ群８３の各モータの回転数を検出するモータ回転数検出手段９６を備え、制御手段９０は、モータ回転数検出手段９６の検出情報に基づいてモータ群８３の各モータの回転数を各作業に応じた回転数に制御するものとされる。
【００７３】
これより、各作業部に備えられる装置を適切な作動速度で作動させることが可能となり、各作業部における作業効率の向上を図ることができる。例えば、倒伏した状態の未刈穀稈の刈取作業を行う場合等には、刈取部２０に供給する刈取部用モータ８３ｂの回転数を適切に制御して、即ち回転数を増大させて、刈取部２０の引起装置２２等の作動速度を速くすることが可能となる。この回転数の増大は、本実施形態においては、刈取スイッチ５を「増速」操作することによって行われる。したがって、コンバイン１の走行速度を低下させずに、倒伏穀稈を引き起こして効率よく刈取作業を行うことができる。
【００７４】
また、脱穀部３０のフィードチェーン３１に動力を供給する脱穀部用モータ８３ａの回転数を適切に制御して、即ち回転数を増大または減少させて、フィードチェーン３１の作動速度を速くまたは遅くすることが可能となる。したがって、フィードチェーン３１の作動速度を刈取部２０の搬送装置２４の作動速度にあわせたうえで、この搬送装置２４からの穀稈をその状態に応じて搬送速度を適宜に変更しながら、効率よく脱穀作業を行うことができ、脱穀ロスを低減することができる。
【００７５】
なお、コンバイン１においては、刈取部２０や排藁処理部６０に穀稈検知手段を設け、収穫作業時に、穀稈の脱穀及び排藁の処理を終了して走行機体が旋回を行う場合等に、穀稈検知手段が穀稈（排藁）を検知しなければ、作動中の脱穀部用モータ８３ａと排藁処理部用モータ８３ｅとを停止させ、旋回後等に穀稈検知手段が穀稈（排藁）を検知すれば、脱穀部用モータ８３ａと排藁処理部用モータ８３ｅとを再び作動させるようにすることも可能である。このように構成することにより、各モータを効率よく作動させて、エネルギーのロスの低減を図ることもできる。
【符号の説明】
【００７６】
１ コンバイン
１０ 走行部
２０ 刈取部
２５ 刈取クラッチ
３０ 脱穀部
３１ フィードチェーン
３２ 扱胴
３３ 脱穀クラッチ
４０ 選別部
５０ 穀粒処理部
６０ 排藁処理部
７０ 第一エンジン
８０ 第二エンジン
８１ 発電機
８２ バッテリ
８３ モータ群
８４ インバータ群
９０ 制御手段
９２ 第一エンジン回転数検出手段
９３ 第二エンジン回転数検出手段
９４ 扱胴状態検出手段
９５ 刈取状態検出手段
９６ モータ回転数検出手段
【特許請求の範囲】
【請求項１】
機体を走行させる走行部と、
穀稈を刈り取る刈取部と、
前記刈取部で刈り取った穀稈を脱穀する脱穀部と、
前記脱穀部で脱穀した穀粒を選別する選別部と、
前記選別部で選別した穀粒を貯溜または排出する穀粒処理部と、
前記脱穀部で脱穀した後の排藁を処理する排藁処理部と、を備えたコンバインにおいて、
前記走行部と前記脱穀部の一部をなす扱胴とに動力を供給する第一エンジンと、
前記刈取部と前記脱穀部の一部をなすフィードチェーンと前記選別部と前記穀粒処理部と前記排藁処理部とに動力を供給するモータ群と、
前記モータ群に電力を供給するバッテリと、
前記バッテリを充電する発電機と、
前記発電機を作動させる第二エンジンと、
前記第二エンジンのエンジン回転数を検出するエンジン回転数検出手段と、
前記第二エンジンと前記モータ群の各モータとを制御する制御手段と、
前記刈取部の状態を検出する刈取状態検出手段と、を備え、
前記制御手段は、前記第二エンジンが駆動している場合に、前記刈取部が停止状態となったとき、前記第二エンジンのエンジン回転数を予め設定した設定エンジン回転数まで低減させることを特徴とするコンバイン。
【請求項２】
前記脱穀部の一部をなす扱胴の状態を検出する扱胴状態検出手段を備え、
前記制御手段は、前記扱胴が停止状態となったとき、前記第二エンジンを停止させることを特徴とする請求項１に記載のコンバイン。
【請求項３】
前記モータ群の各モータの回転数を検出するモータ回転数検出手段を備え、
前記制御手段は、前記モータ回転数検出手段の検出情報に基づいて前記モータ群の各モータの回転数を各作業に応じた回転数に制御することを特徴とする請求項１または請求項２に記載のコンバイン。
【請求項１】
機体を走行させる走行部と、
穀稈を刈り取る刈取部と、
前記刈取部で刈り取った穀稈を脱穀する脱穀部と、
前記脱穀部で脱穀した穀粒を選別する選別部と、
前記選別部で選別した穀粒を貯溜または排出する穀粒処理部と、
前記脱穀部で脱穀した後の排藁を処理する排藁処理部と、を備えたコンバインにおいて、
前記走行部と前記脱穀部の一部をなす扱胴とに動力を供給する第一エンジンと、
前記刈取部と前記脱穀部の一部をなすフィードチェーンと前記選別部と前記穀粒処理部と前記排藁処理部とに動力を供給するモータ群と、
前記モータ群に電力を供給するバッテリと、
前記バッテリを充電する発電機と、
前記発電機を作動させる第二エンジンと、
前記第二エンジンのエンジン回転数を検出するエンジン回転数検出手段と、
前記第二エンジンと前記モータ群の各モータとを制御する制御手段と、
前記刈取部の状態を検出する刈取状態検出手段と、を備え、
前記制御手段は、前記第二エンジンが駆動している場合に、前記刈取部が停止状態となったとき、前記第二エンジンのエンジン回転数を予め設定した設定エンジン回転数まで低減させることを特徴とするコンバイン。
【請求項２】
前記脱穀部の一部をなす扱胴の状態を検出する扱胴状態検出手段を備え、
前記制御手段は、前記扱胴が停止状態となったとき、前記第二エンジンを停止させることを特徴とする請求項１に記載のコンバイン。
【請求項３】
前記モータ群の各モータの回転数を検出するモータ回転数検出手段を備え、
前記制御手段は、前記モータ回転数検出手段の検出情報に基づいて前記モータ群の各モータの回転数を各作業に応じた回転数に制御することを特徴とする請求項１または請求項２に記載のコンバイン。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【公開番号】特開２０１０−１６１９８６（Ｐ２０１０−１６１９８６Ａ）
【公開日】平成２２年７月２９日（２０１０．７．２９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−７９８７（Ｐ２００９−７９８７）
【出願日】平成２１年１月１６日（２００９．１．１６）
【出願人】（０００００６７８１）ヤンマー株式会社 (3,810)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年７月２９日（２０１０．７．２９）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年１月１６日（２００９．１．１６）
【出願人】（０００００６７８１）ヤンマー株式会社 (3,810)
【Ｆターム（参考）】
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