JP3143329B2 - 脱穀選別装置の処理物層厚検出装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、脱穀後の処理物を上下
揺動しながら選別処理する揺動選別板と、固定枠側に設
置されて、前記揺動選別板上の処理物の層厚を検出する
層厚検出手段と、前記層厚検出手段の検出情報に基づい
て前記処理物の層厚を判別する層厚判別手段とが設けら
れた脱穀選別装置の処理物層厚検出装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】上記処理物層厚検出装置においては、層
厚検出手段が、例えば、機体後方側に揺動自在に垂下姿
勢で枢支されて揺動選別板の上方側に配置されたセンサ
バーと、そのセンサバーが処理物に接触して機体後方側
へ揺動した角度を層厚値に変換するポテンショメータ等
からなる層厚センサで構成されるとともに、層厚センサ
の層厚検出値が、揺動選別板の上下揺動のために時間的
に変動することから、その層厚検出値を適当な時間間隔
（例えば１００ｍｓ）でサンプリングし、その複数回の
データの移動平均値を層厚値として判別するようにして
いた。

【０００３】尚、脱穀選別装置においては、上記判別さ
れた層厚検出情報（例えば層厚検出値とその変化率の情
報）に基づいて、揺動選別板上の処理物の層厚が適正範
囲となるように揺動選別板の漏下開度を変更調節し、こ
れにより、上記処理物層が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防止するようにしていた（例え
ば、特開平５‐２１号公報参照）。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上記従来技術におい
て、揺動選別板上の処理物層厚の時間的変動が緩やかで
あれば、移動平均によって求めた層厚値と実際の層厚と
の差は小さく無視できる。しかし、揺動選別板上の処理
物層厚の時間的変動が大きくなると、上記移動平均によ
る層厚値と実際の層厚との差は大きくなり、特に、その
層厚変化を正確に検出することは不可能になる。従っ
て、この層厚検出情報に基づいて揺動選別板の漏下開度
の調節を行っても的確な調節制御でないために、揺動選
別板上の処理物の層厚が適正範囲から大きく外れてしま
って、前記処理物層が厚過ぎる又は薄過ぎる場合の不具
合を発生させるおそれがあった。

【０００５】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、上下揺動する揺動選別板上の処
理物の層厚検出をより正確に行い、もって、この層厚検
出情報に基づいて揺動選別板の漏下開度調節等を的確に
行わせることにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明の脱穀選別装置の
処理物層厚検出装置は、脱穀後の処理物を上下揺動しな
がら選別処理する揺動選別板と、固定枠側に設置され
て、前記揺動選別板上の処理物の層厚を検出する層厚検
出手段と、前記層厚検出手段の検出情報に基づいて前記
処理物の層厚を判別する層厚判別手段とが設けられたも
のであって、その第１の特徴構成は、前記層厚判別手段
は、前記層厚検出手段の検出情報を前記揺動選別板の揺
動周期よりも短いサンプリング周期でサンプリングし、
且つ、前記揺動選別板の揺動周期と同じ処理周期ごと
に、その処理周期内においてサンプリングしたサンプリ
ングデータに基づいて、前記層厚検出手段の検出値の前
記処理周期内での最大値と最小値とを平均した値を前記
処理物の層厚とする層厚判別を行うように構成されてい
る点にある。

【０００７】第２の特徴構成は、前記揺動選別板の揺動
周期を検出する揺動周期検出手段が設けられ、前記層厚
判別手段は、前記揺動周期検出手段の情報に基づいて、
前記揺動選別板の揺動周期に合わせて、前記処理周期を
変更するように構成されている点にある。

【０００８】第３の特徴構成は、前記層厚検出手段が、
機体後方側に揺動自在に垂下姿勢で枢支された状態で前
記揺動選別板の上方側に配置された接触子と、その接触
子の前記処理物への接触による機体後方側への揺動量を
層厚値に変換する変換部とから構成されている点にあ
る。

【０００９】

【００１０】

【作用】本発明の第１の特徴構成によれば、揺動選別板
上の脱穀後の処理物が揺動選別板の上下揺動に伴って上
下揺動して、その処理物の層厚を検出するために固定枠
側に設置された層厚検出手段の検出情報が上記揺動選別
板の揺動周期に合わせて変動する。そして、その周期的
に変動する層厚検出情報が、揺動選別板の揺動周期より
も短いサンプリング周期でサンプリングされた後、揺動
選別板の揺動周期と同じに設定された処理周期ごとに、
その処理周期内においてサンプリングしたサンプリング
データに基づいて、その処理周期内においてサンプリン
グデータの最大値と最小値との平均値によって処理物の
層厚が判別される。以上の処理によって、層厚検出情報
に対する揺動選別板の上下揺動の影響が除去され、処理
物の層厚のみの検出情報が得られる。

【００１１】又、第２の特徴構成によれば、揺動選別板
の揺動周期が変動するときには、その変動する揺動選別
板の揺動周期に合わせて、その揺動選別板と同じ周期に
なるように変更された処理周期ごとに、その処理周期内
においてサンプリングしたサンプリングデータに基づい
て処理物の層厚が判別される。

【００１２】

【００１３】又、第３の特徴構成によれば、機体後方側
に揺動自在に垂下姿勢で枢支された状態で揺動選別板の
上方側に配置された接触子が、上下揺動する揺動選別板
上の勝利物に接触して機体後方側に揺動すると、揺動選
別板の揺動周期と同じ周期で変動する接触子の揺動量が
層厚値に変換される。そして、その周期的に変動する層
厚情報が、揺動選別板の揺動周期よりも短い周期でサン
プリングされ、揺動選別板と同じ周期ごとに、その処理
周期内でのサンプリングデータに基づいて処理物の層厚
が判別される。

【００１４】

【発明の効果】本発明の第１の特徴構成によれば、上下
揺動する揺動選別板上の処理物の層厚検出をその揺動選
別板の上下揺動の影響を除去してより正確に行うことが
でき、もって、その層厚検出情報に基づいて揺動選別板
の漏下開度調節等を的確に行わせることが可能となっ
た。又、処理周期内におけるサンプリングデータの最大
値と最小値とを平均して処理物の層厚を判別するので、
例えば、上記サンプリングデータの全てを平均して処理
物の層厚を判別するものに比べて、実用的な層厚検出精
度を確保しながら、処理構成の簡素化を図ることができ
る。

【００１５】又、第２の特徴構成によれば、揺動選別板
の上下揺動の周期が変動する場合であっても、その変動
した揺動選別板の上下揺動の影響を確実に除去して、処
理物の層厚検出の確度を維持することができ、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。

【００１６】

【００１７】又、第３の特徴構成によれば、処理物と接
触する接触子の機械的な移動量を層厚値に変換して層厚
を検出するので、例えば、超音波センサや光電センサ等
の非接触式のセンサにて層厚を検出するものに比べて、
より簡便な構成でありながらも検出の信頼性を確保する
ことが容易にでき、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。

【００１８】

【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。

【００１９】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。

【００２０】脱穀装置２は、図４に示すように、扱胴１
５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。

【００２１】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。

【００２２】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、脱穀後の処理物を上下揺動しながら後方に移送して
比重選別により選別処理する。一番口２０及び二番口２
１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。

【００２３】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。

【００２４】トウミ１８は、選別風を発生するためのも
のであり、その風力の変更は、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、トウミ風力が大きくなる。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。

【００２５】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風
力が大き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。

【００２６】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、機体後方側
に揺動自在に垂下姿勢で枢支された状態でチャフシーブ
２４即ち揺動選別板１９の上方側に配置された板状部材
Ｔ１，Ｔ２（これが接触子に対応する）と、その板状部
材Ｔ１，Ｔ２の処理物への接触による機体後方側への揺
動量つまり回動角度Ｉを抵抗値（これが層厚値に対応す
る）に変換する変換部としてのポテンショメータ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。

【００２７】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、固定枠側に設置されて、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が、上記層厚センサＳ１
によって構成されることになる。

【００２８】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。尚、揺
動選別板１９の揺動駆動軸には、その揺動周期を検出す
る揺動周期検出手段として、上記揺動駆動軸の回転数を
検出して回転数センサＳ７が設けられている（図１参
照）。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。

【００２９】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、回転数センサＳ７、
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。

【００３０】前記制御手段Ｈを利用して、前記層厚セン
サＳ１の検出情報に基づいて前記処理物の層厚を判別す
る層厚判別手段１００が構成されている。この層厚判別
手段１００は、層厚センサＳ１の検出情報を前記回転数
センサＳ７にて検出される揺動選別板１９の揺動周期
（例えば、１２５ｍｓ）よりも短いサンプリング周期
（例えば、５ｍｓ）でサンプリングし、且つ、揺動選別
板１９の揺動周期と同じ周期に設定された周期ごとに、
その処理周期内においてサンプリングしたサンプリング
データに基づいて前記処理物の層厚判別を行う。具体的
には、前記処理周期内でのサンプリングデータの最大値
と最小値とを平均した値を、前記処理物の層厚とする。

【００３１】そして、前記制御手段Ｈは、前記層厚判別
手段１００の情報に基づいて、前記処理物の層厚が適正
範囲となるように、前記揺動選別板１９の漏下開度を所
定制御周期で変更調節する開度制御を行う。同時に、前
記処理物の層厚が適正範囲から設定値以上外れた場合、
又は、前記処理物の層厚が設定率以上の変化率で変化す
る場合に、前記開度制御における前記所定制御周期より
も短い制御周期で揺動選別板１９の漏下開度を変更調節
する補助開度制御を行う。具体的には、図２７（イ）に
示すように、適正層厚範囲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、上記補
助開度制御を行う。尚、図２７（ロ）には、上記補助開
度制御を行う前後のチャフ開度の変化を例示する。上記
開度制御での揺動選別板１９の漏下開度調節のための所
定制御周期が、選別装置Ｂにおける前述の２番還元時間
（例えば３秒）に設定され、又、上記補助開度制御での
制御周期は、基本的に連続制御とみなせる短い周期（後
述のように、２５０ｍｓ）に設定されている。

【００３２】又、前記制御手段Ｈは、前記開度制御及び
補助開度制御において、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。尚、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。

【００３３】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（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Ｍ
１に対する出力を求める。

【００３４】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。

【００３５】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。

【００３６】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（２５０ｍ
ｓ）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。

【００３７】初期設定処理（図８）では、メモリー（Ｅ
ＥＰＲＯＭ）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。

【００３８】シーブ検出処理（図９〜図１１）では、層
厚センサＳ１の検出値を所定のサンプリング周期（５ｍ
ｓ）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、２５０
ｍｓ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２５０ｍ
ｓデータ（２）、２５０ｍｓデータ（１）及び２５０ｍ
ｓ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。従って、以上
の処理にて、前述の層厚判別手段１００が構成され、そ
の層厚判別用の処理周期が上記処理時間（１２５ｍｓ）
に対応することになる。

【００３９】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２５
０ｍｓ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２７参照）、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。

【００４０】次に、最新のシーブ検出値（上記２５０ｍ
ｓ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。

【００４１】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。

【００４２】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Ｓ
１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。

【００４３】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。

【００４４】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、１０００ｒｐ
ｍ）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。

【００４５】車速感応型制御（図１５）では、先ず、車
速を、例えば、０〜０．３５ｍ／ｓ，０．３５〜０．５
５ｍ／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、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。

【００４６】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２
４（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。

【００４７】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。

【００４８】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。

【００４９】トウミ回転数設定処理（図１８及び図１
９）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（１０００
ｒｐｍ）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ｔ
ｍａｘ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。

【００５０】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ｔ
ｍｉｎ（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。

【００５１】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。

【００５２】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（５
００ｍｓ）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−１００ｒｐ
ｍ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１００
ｒｐｍ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。

【００５３】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。

【００５４】

【数１】Ｔｏｎ＝ａ１・Ｈｒ／Ｅｒ

【００５５】ここで、計算したオン時間Ｔｏｎが２５０
ｍｓを超えるときはモータオン時間を２５０ｍｓに、８
０ｍｓより小さいときは８０ｍｓに、２５０ｍｓと８０
ｍｓ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。

【００５６】〔別実施例〕 以下、別実施例を列記する。

【００５７】又、上記実施例では、揺動選別板１９の揺
動周期を１２５ｍｓ、層厚検出手段（層厚センサＳ１）
の検出情報をサンプリングするために揺動選別板１９の
揺動周期よりも短く設定されるサンプリング周期を５ｍ
ｓ、処理物の層厚判別用の処理周期を上記揺動選別板１
９の揺動周期と同じ周期１２５ｍｓとするものを示した
が、これらの周期については装置の条件に応じて適宜変
更できる。

【００５８】又、上記実施例では、揺動選別板１９の揺
動周期が大きく変動しないことを前提にして、前記サン
プリングデータに基づく処理物の層厚判別用の処理周期
を例えば定常状態における揺動選別板１９の揺動周期
（例えば１２５ｍｓ）と同じに設定したが、揺動選別板
１９の揺動周期の変動が大きいような場合に対応すべ
く、揺動周期検出手段（回転数センサＳ７）の情報に基
づいて、揺動選別板１９の揺動周期に合わせて、前記処
理周期を変更するようにしてもよい。

【００５９】上記実施例では、揺動周期検出手段を、揺
動選別板１９の揺動駆動軸の回転数を検出する回転数セ
ンサＳ７で構成したが、これに限るものではない。例え
ば、揺動選別板１９の一部箇所の上下揺動を直接検出す
る光電式又は磁気式等の各種センサが使用できる。

【００６０】上記実施例では、処理物の層厚検出値及び
その変化率に基づいてファジィ推論により、揺動選別板
１９の漏下開度変更用の操作量を決定したが、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。

【００６１】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。

【００６２】固定枠側に設置されて、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
のような接触子Ｔ１，Ｔ２と変換部（ポテンショメータ
ＰＭ）とからなる層厚センサＳ１に限らない。例えば、
発信部及び受信部が固定枠側に設置されて処理物層の上
下位置を上方から検出するように配置された超音波セン
サ等の各種センサが利用できる。

【００６３】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。

【００６４】上記実施例では、揺動選別板１９の漏下開
度の変更に応じて、トウミ回転数を変更させるように構
成したが、これに限るものではなく、例えば、トウミ回
転数を所定回転数に固定（つまりトウミモータＭ２を所
定回転位置に固定）した状態で、シーブモータＭ１だけ
を正逆方向に回転駆動させるようにしてもよい。

【００６５】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。

【００６６】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。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例に係るコンバインの制御構成の
ブロック図

【図２】自脱型コンバインの側面図

【図３】動力伝達機構の模式図

【図４】脱穀装置の側面透視図

【図５】チャフシーブとその開度変更手段を示す図

【図６】層厚センサの構造を示す側面図

【図７】制御作動のフローチャート

【図８】制御作動のフローチャート

【図９】制御作動のフローチャート

【図１０】制御作動のフローチャート

【図１１】制御作動のフローチャート

【図１２】制御作動のフローチャート

【図１３】制御作動のフローチャート

【図１４】制御作動のフローチャート

【図１５】制御作動のフローチャート

【図１６】制御作動のフローチャート

【図１７】制御作動のフローチャート

【図１８】制御作動のフローチャート

【図１９】制御作動のフローチャート

【図２０】制御作動のフローチャート

【図２１】制御作動のフローチャート

【図２２】制御作動のフローチャート

【図２３】ファジィ推論における各変数のメンバーシッ
プ関数を示す図

【図２４】ファジィ推論におけるルールを示すテーブル

【図２５】チャフ開度値からトウミ回転数を求める変換
式を示すグラフ

【図２６】車速感応型制御における車速対チャフ開度値
を示すグラフ

【図２７】補助開度制御についての説明図

【符号の説明】

１９ 揺動選別板 Ｓ１ 層厚検出手段 １００ 層厚判別手段 Ｓ７ 揺動周期検出手段 Ｔ１，Ｔ２ 接触子 ＰＭ 変換部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) A01F 12/32

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 脱穀後の処理物を上下揺動しながら選別
   処理する揺動選別板（１９）と、固定枠側に設置され
   て、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）と、前記層厚検出手段（Ｓ１）
   の検出情報に基づいて前記処理物の層厚を判別する層厚
   判別手段（１００）とが設けられた脱穀選別装置の処理
   物層厚検出装置であって、 前記層厚判別手段（１００）は、前記層厚検出手段（Ｓ
   ７）の検出情報を前記揺動選別板（１９）の揺動周期よ
   りも短いサンプリング周期でサンプリングし、且つ、前
   記揺動選別板（１９）の揺動周期と同じ処理周期ごと
   に、その処理周期内においてサンプリングしたサンプリ
   ングデータに基づいて、前記層厚検出手段（Ｓ１）の検
   出値の前記処理周期内での最大値と最小値とを平均した
   値を前記処理物の層厚とする層厚判別を行うように構成
   されている脱穀選別装置の処理物層厚検出装置。
2. 【請求項２】 前記揺動選別板（１９）の揺動周期を検
   出する揺動周期検出手段（Ｓ７）が設けられ、 前記層厚判別手段（１００）は、前記揺動周期検出手段
   （Ｓ７）の情報に基づいて、前記揺動選別板（１９）の
   揺動周期に合わせて、前記処理周期を変更するように構
   成されている請求項１記載の脱穀選別装置の処理物層厚
   検出装置。
3. 【請求項３】 前記層厚検出手段（Ｓ１）が、機体後方
   側に揺動自在に垂下姿勢で枢支された状態で前記揺動選
   別板（１９）の上方側に配置された接触子（Ｔ１，Ｔ
   ２）と、その接触子（Ｔ１，Ｔ２）の前記処理物への接
   触による機体後方側への揺動量を層厚値に変換する変換
   部（ＰＭ）とから構成されている請求項1 又は２記載の
   脱穀選別装置の処理物層厚検出装置。