收割机的制作方法

文档序号:16632816发布日期:2019-01-16 06:44阅读:152来源:国知局
收割机的制作方法

本发明涉及收割机,其具备将来自发动机的动力传递到作业装置的作业动力传递机构、和将来自发动机的动力传递到行驶装置的行驶动力传递机构。



背景技术:

(一)在联合收割机这样的收割机的情况下,在行驶动力传递机构中,使用液压式无级变速装置(也被称作hst和hmt等)这样的无级变速装置。然而,无级变速装置难以确定空档位置,存在即使人为变速操作工具的操作装置位于空档位置,车体也开始启动的情况。在田地中进行割取作业的联合收割机中,在从田埂进入到田地时,为了将割取部对准田地的农作物,且由于该进入路径多为下坡,因此驾驶员有意识地在包括空档位置的范围内一边对hst操作杆(人为变速操作杆)进行操作,一边使车体谨慎且缓慢地移动。但是,由于进入路径为下坡,因此进入时的车体变为前低后高的姿态,因重力而产生使车体向下方移动的力,存在即使驾驶员想要使收割机静止,车体也意外滑动起来(前进)的情况。另外,在行驶动力传递机构中使用了hst的多数收割机中,采用的是,当hst操作杆被操作到空档位置时,发动机旋转自动变为空转转速的空转控制。在采用空转控制的收割机中,当进行这样的微速行驶时,hst操作杆被频繁地操作到空档位置,每当此时,发动机旋转就会自动变为空转转速,因此根据情况,会产生发动机停止,hst受到较大的冲击。

在根据专利文献1的联合收割机中,采用的是在hst操作杆(人为变速操作杆)为空档位置时发动机旋转变为空转状态的控制,但为了避免上述问题,即使变速杆为空档位置,在车速传感器检测到车体的移动的情况下,也会使发动机转速上升到规定转速。

另外,在根据专利文献2的联合收割机中,采用的是以下控制:在对行驶用的液压式无级变速装置的斜板角进行调整的变速杆(人为变速操作杆)被操作到空档位置的状态下,在检测到车体的行驶的情况下,使发动机停止,或者使喇叭等通知装置工作。

进一步地,在根据专利文献3的联合收割机中,具备使割取部的驱动速度与车速连动的车速连动控制和使割取部与车速无关地以一定速度驱动的拨禾控制。当在该拨禾控制时通过前倾检测手段检测到车体的前倾姿态时,控制部判断为车体向田地进入时的割取作业,并使割取部的驱动速度即拨禾速度自动下降。由此,抑制由在使车体进行田地时,割取部的驱动速度相对于车速过快所引起的问题。

对稻和麦等进行收割的收割机从田埂进入田地后需要立刻进行割取作业,且为了正确地进行定位等而需要微速行驶。然而,在行驶路面为斜面的情况下,即使无级变速装置的人为变速操作工具的操作位置为空档位置,也存在产生违反驾驶员的意志的车体行驶与的可能性。在发生了这样的车体行驶的情况下,需要立刻对车体的行驶进行减速(也包括向零速度的减速、即停止)。然而,在根据专利文献1的联合收割机中,进行的是使发动机转速上升这样的控制,因此对解决这样的问题是不合适的。另外,像根据专利文献2的联合收割机这样,在变速杆被操作到空档位置的状态下检测到车体的行驶的情况下使发动机停止时,包括作业装置的、以发动机为动力源的动作设备全部停止,因此收割机作业的恢复花费时间。进一步地,在专利文献3的控制技术中,完全没有考虑到违反驾驶员的意志的车体行驶,因此无法解决违反驾驶员的意志的车体行驶所带来的问题。

(二)在根据专利文献4的联合收割机中,在行驶动力传递机构以及作业动力传递机构中,使用液压式无级变速装置(也被称作hst等)这样的无级变速装置。在行驶动力传递机构和作业动力传递机构双方中使用无级变速装置,因此从发动机输入的动力能够通过行驶动力传递机构以及作业动力传递机构无级地变速。因此,能够进行使作业速度(割取速度)与行驶速度同步的同步控制。在进行同步控制时,在车体行驶时,作业装置也驱动,在车体停止时,作业装置也停止。需要说明的是,在无级变速装置中,在负载大的情况下,存在由液压泄漏或打滑等引起发生内部的动力传递的不良(空转)的情况。

根据专利文献3的联合收割机也进行使割取部的驱动速度与车速连动的车速连动同步控制。当在该联合收割机的拨禾控制时通过前倾检测手段检测到车体的前倾姿态时,控制部判断为车体向田地进入时的割取作业中,并使割取部的驱动速度即拨禾速度自动下降。根据该控制,抑制在车体向田地进入时,割取部的驱动速度相对于车速过快所引起的割取作业性的下降。

在专利文献4的联合收割机中,当水稻或麦子等要割取的农作物的量突然增加,或对包含较多水分等的农作物进行割取时,在作业无级变速装置中产生较大的负载,在作业无级变速装置中发生空转,作业装置停止。在收割机进行的割取收割作业中,当车体行驶但作业装置停止时,车体行驶并且不进行割取作业地将农作物接连踩倒。对这样的问题的对策,在专利文献3的联合收割机中,没有被考虑。

在专利文献4的联合收割机中,也没有考虑到对于由车体在作业装置为料想外的停止状态下启动所带来的问题的对策。

(三)在联合收割机这样的收割机的情况下,在行驶动力传递机构中,使用液压式无级变速装置(也被称作hst)这样的无级变速装置。这样的无级变速装置难以确定空档位置,存在即使人为变速操作工具的操作装置位于空档位置,车体也开始启动的情况。例如,在联合收割机从田埂进入到田地时,为了将割取部对准田地的农作物,驾驶员有意识地在包括空档位置的范围内一边对hst操作杆(人为变速操作杆)进行操作,一边使车体以微速移动。但是,由于从田埂向田地的进入路径多为下坡,因此车体变为前低后高的姿态,重力作用在收割机中起作用,存在即使驾驶员想要使收割机静止,车体也意外开始启动起来(前进)的情况。

在根据专利文献4的联合收割机中,在行驶动力传递机构和作业动力传递机构双方中使用无级变速装置,因此从发动机输入的动力能够通过行驶动力传递机构以及作业动力传递机构无级地变速。因此,能够进行使作业速度(割取速度)与行驶速度同步的同步控制。在进行同步控制时,在车体行驶时,作业装置也驱动,在车体停止时,作业装置也停止。需要说明的是,在无级变速装置中,在负载大的情况下,存在由液压泄漏或打滑等引起发生内部的动力传递的不良(空转)的情况。

在根据专利文献2的联合收割机中,采用的是以下控制:在对行驶用的液压式无级变速装置的斜板角进行调整的变速杆(人为变速操作杆)被操作到空档位置的状态下,在检测到车体的行驶的情况下,使发动机停止,或者使喇叭等通知手段工作。

另外,在根据专利文献3的联合收割机中,进行使割取部的驱动速度与车速连动的车速连动控制,当在拨禾控制时通过前倾检测手段检测到车体的前倾姿态时,控制部判断为向田地的车体进入时的割取作业,并使割取部的驱动速度即拨禾速度自动下降。根据该控制,抑制在车体向田地进入时的、割取部的驱动速度相对于车速过快所引起的割取作业性的下降。

联合收割机在收割作业开始时,从田地的入口经过倾斜面进入到田地时,存在即使行驶无级变速装置为空档位置,行驶装置也为前进状态的情况。该情况下,由于行驶无级变速装置为空档位置,因此作业无级变速装置也为空档位置,作业装置没有驱动,因此存在将田地端部的农作物踩倒的可能性。在刚开始割取田地端部的农作物时,需要使作业装置正确地对准农作物列,必须低速行驶,但倾斜地的低速行驶需要熟练度。如果在作业装置没有驱动的状态下,发生了驾驶员无意图的车体开始启动的情况下,农作物会被踩倒。在专利文献4和专利文献3的联合收割机中,没有考虑到由车体在作业装置为预料外的停止状态下开始启动所带来的问题。另外,像专利文献2的联合收割机这样,在变速杆被操作到空档位置的状态下检测到车体的行驶的情况下使发动机停止时,包括作业装置的、以发动机为动力源的动作设备全部停止,因此联合收割机会停住。

现有技术文献

专利文献1:日本特开2001-050073号公报

专利文献2:日本特开2002-339773号公报

专利文献3:日本特开2010-233487号公报

专利文献4:日本特开2008-072992号公报



技术实现要素:

(一)鉴于这样的实际情况,希望一种控制技术,该控制技术在为了进行使用了作业装置的作业行驶而进入田地这样的状况下,适当地控制与驾驶员的意志相反的车体行驶。

根据本发明的收割机具备:发动机,其搭载于车体;行驶装置,其对所述车体进行对地支承;收割用的作业装置,其搭载于所述车体;行驶动力传递机构,其经由行驶无级变速装置将来自所述发动机的动力传递到所述行驶装置;作业动力传递机构,其将来自所述发动机的动力传递到所述作业装置;车速计算部,其计算车速;人为变速操作工具,其被驾驶员操作;行驶变速控制部,其基于所述人为变速操作工具的变速操作位置,将行驶变速控制指令发送到所述行驶无级变速装置;判定部,其在设于所述作业动力传递机构的作业离合器连接、且所述人为变速操作工具的变速操作位置为空档位置、且所述车速计算部计算出超过零的车速的情况下,判定为发生了意外行驶;减速要求部,其在判定为所述意外行驶时,将减速要求发送到所述行驶变速控制部;所述行驶变速控制部基于所述减速要求,作为所述行驶变速控制指令将使所述行驶装置减速的减速控制指令发送到所述行驶无级变速装置。

根据该结构,在车体行驶时,当该行驶由判定部判定为意外行驶时,通过减速控制指令进行该行驶的减速。在设于作业动力传递机构的作业离合器连接、且人为变速操作工具的变速操作位置为空档位置、且车速计算部计算出车速超过零的情况下,判定该行驶为意外行驶。例如,在为车体前部具备作为作业装置的割取部的、对水稻和麦子等进行收割的收割机的情况下,在作业行驶中,需要在最开始将割取部正确地对准农作物的列,从列的开始端开始割取。因此,连接作业离合器从而使割取部驱动,并且一边将车速降到极限一边以使割取部来到列的开始端的方式使收割机行驶。此时,从田埂进入到田地时的路面为前低后高的斜面,因此即使人为变速操作工具位于空档位置,也会因行驶无级变速装置的内部的打滑等而使行驶装置启动,从而进行车体行驶。这样的行驶被视为违反驾驶员的意志的行驶、即意外行驶,立刻进行该行驶(启动)的抑制。由此,在为了进行使用了作业装置的作业行驶而进入田地内这样的状况下,避免了违反驾驶员的意志的车体行驶(意外行驶)。

即使在将判定为意外行驶作为触发条件而使车体减速的情况下,突然的减速或停止、特别是在斜面上行驶的情况下,也会对行驶带来不好影响。因此,在本发明的一个优选的实施方式中,所述减速控制指令是以基于所述车速而计算出的减速值来使所述车体减速的指令。在该结构中,根据现状的车速来计算出减速值,因此能够以车体减速时的冲击变少的方式使车体减速。另外,作为该减速值,也可以使用相对于意外行驶判定时的车速的规定比例的车速。例如,当意外行驶判定时的车速为1.0km/h且规定的比例为10%时,减速值为0.1km/h。依次进行这样的减速的话,最终减速值变为零,车体停止。

当然,当检测到意外行驶时,迅速地使车体停止也很重要。因此,在本发明的一个优选的实施方式中,所述减速控制指令是使所述车速维持为零的指令。也就是说,为了使车速迅速地变为零,生成减速控制指令。由此,当检测到意外行驶时,车体迅速地停止。

在收割机中,需要低车速下的稳定的无级变速,因此适合hst和hmt等液压式无级变速装置。进一步地,在本发明中,迅速、正确且顺利地进行减速指令的执行很重要,因此优选的是,液压式无级变速装置的斜板角变更通过液压比例阀来进行。因此,在本发明的一个优选的实施方式中,所述行驶无级变速装置为液压式无级变速装置,具备可变更斜板角的斜板和进行所述斜板角的变更的液压比例阀,所述液压比例阀被控制为基于所述行驶变速控制指令来变更所述斜板角。

关于车体的速度即车速的计算,在行驶装置由轮胎等与地面之间易于产生打滑的形态构成的情况下,难以从车轴的转速计算出正确的车速。因此,本发明适合适用于具备与地面几乎没有打滑的、车速易于从车轴的旋转检测计算出的履带式的行驶装置的收割机。因此,在本发明的一个优选的实施方式中,所述行驶装置具备车轴和通过所述车轴驱动的履带,所述车速计算部基于来自检测所述车轴的旋转的旋转传感器的检测信号,来计算出所述车速。

(二)鉴于上述实际情况,希望在由作业装置的负载增大等引起的作业无级变速装置的内部的打滑等导致作业装置无法正确驱动的情况下,能够适当地应对的控制技术。

本发明的收割机,具备:发动机,其搭载于车体;行驶装置,其对所述车体进行对地支承;收割用的作业装置,其搭载于所述车体;作业装置驱动检测传感器,其对所述作业装置的驱动状态进行检测;行驶动力传递机构,其将来自所述发动机的动力经由行驶无级变速装置传递到所述行驶装置;作业动力传递机构,其将来自所述发动机的动力经由作业无级变速装置以及作业离合器传递到所述作业装置;车速计算部,其计算车速;人为变速操作工具,其被驾驶员操作;行驶变速控制部,其基于所述人为变速操作工作的变速操作位置,将行驶变速控制指令发送到所述行驶无级变速装置;作业变速控制部,其基于所述车体的行驶状态,将作业变速控制指令发送到所述作业无级变速装置;判定部,其在如下情况下判定为发生作业装置异常,即,在用于使所述车体前进的所述行驶变速控制指令发送到所述行驶无级变速装置的状态下检测到所述车体的行驶、并且虽然是用于使所述作业装置驱动的所述作业变速控制指令发送到所述作业无级变速装置的状态同时是所述作业离合器为连接状态但所述作业装置驱动检测传感器仍检测到驱动不良;减速要求部,其在判定为所述作业装置异常时,将减速要求发送到所述行驶变速控制部;所述行驶变速控制部基于所述减速要求,将使所述行驶装置减速的减速控制指令或使所述行驶装置停止的停止控制指令作为所述行驶变速控制指令发送到所述行驶无级变速装置。

根据该结构,在用于使车体前进的行驶变速控制指令发送到行驶无级变速装置的状态下检测到车体的行驶、并且虽然是用于使作业装置驱动的作业变速控制指令发送到作业无级变速装置的状态同是是作业离合器为连接状态,但如果作业装置为驱动不良(驱动停止或微小驱动),仍作出作业装置异常的判定。当判定为作业装置异常时,进行使车体相对于行驶无级变速装置停止的控制或使车体减速的减速控制。由此,避免不进行割取作业而农作物被踩倒的问题。在现有的联合收割机中,已知的是检测割取谷秆的输送堵塞,从而使发动机停止的技术,但当使发动机停止时,以发动机为驱动源的所有设备都停止,因此其恢复处理变得复杂。在本发明中,仅将减速控制指令或停止控制指令发送到行驶无级变速装置,来使车体停止或减速,因此不需要使发动机停止,从而恢复处理变得简单。

在一般的收割机中,作为作业装置的割取部设于车体前部,通过一边使割取部驱动一边前进行驶,来进行农作物的割取收割。在车体的停止时或后退时不进行割取收割作业。另外,在割取收割时,车速越大,越需要进行多的农作物的割取收割,因此优选使作业装置以高速驱动。因此,在本发明的一个优选的实施方式中,所述作业变速控制部在所述人为变速操作工具的变速操作位置为前进位置的情况下,将基于所述车速对所述作业无级变速装置的变速比进行变更的前进用作业变速控制指令发送到所述作业无级变速装置,在所述人为变速操作工具的变速操作位置为空档位置或后退位置的情况下,将使所述作业无级变速装置为空档的空档用作业变速控制指令发送到所述作业无级变速装置。

上述作业装置异常以进入到割取部的农作物为原因而发生的可能性最高,因此当将农作物进入到割取部的状态作为作业装置异常的判定条件而加入时,会提高判定精度。因此,在本发明的一个优选的实施方式中,具备检测进入到作为所述作业装置的割取部的农作物的茎根传感器,所述茎根传感器对所述农作物的检测包含在所述作业装置异常的判定条件中。

当判定为作业装置异常时,车体自动地停止或减速,因此驾驶员会困惑。因此,优选的是,将发生作业装置异常而车体停止或减速通知给驾驶员。因此,在本发明的一个优选的实施方式中,具备在判定为所述作业装置异常时进行警报通知的通知部。

(三)鉴于上述实际情况,希望抑制车体以作业装置没有驱动的状态前进而踩倒农作物这样的问题的控制技术。

根据本发明的收割机具备:发动机,其搭载于车体;行驶装置,其对所述车体进行对地支承;收割用的作业装置,其搭载于所述车体;行驶动力传递机构,其将来自所述发动机的动力经由行驶无级变速装置传递到所述行驶装置;作业动力传递机构,其将来自所述发动机的动力经由作业无级变速装置以及作业离合器传递到所述作业装置;车速计算部,其计算车速;人为变速操作工具,其被驾驶员操作;行驶变速控制部,其基于所述人为变速操作工具的变速操作位置,将行驶变速控制指令发送到所述行驶无级变速装置;作业变速控制部,其在所述人为变速操作工具的变速操作位置为前进位置的情况下,将基于所述车速对所述作业无级变速装置的变速比进行变更的前进用作业变速控制指令发送到所述作业无级变速装置,在所述人为变速操作工具的变速操作位置为空档位置或后退位置的情况下,将使所述作业无级变速装置为空档的空档用作业变速控制指令发送到所述作业无级变速装置;判定部,其在虽然所述人为变速操作工具的变速操作位置为非前进位置但检测到所述车体的前进行驶、且所述作业离合器为连接状态的情况下,判定为发生异常作业行驶;强制驱动要求部,其在判定为所述异常作业行驶时,将强制驱动要求发送到所述作业变速控制部;所述作业变速控制部基于所述强制驱动要求,将使所述作业装置强制驱动的强制驱动用作业变速控制指令发送到所述作业无级变速装置。

根据该结构,在虽然人为变速操作工具的变速操作位置为非前进位置(空档位置或后退位置)但检测到车体的前进行驶、且作业离合器为连接状态的情况下,视为车体违反驾驶员的意志前进并开始作业行驶。然而,由于变速操作位置为非前进位置,因此动力不会传递到作业装置,从而作业装置为停止状态。这样的违反驾驶员的意志的作业行驶被视为异常作业行驶,因此判定部将该车体的启动判定为异常作业行驶。当发生这样的异常作业行驶时,会发生农作物被踩倒这样的问题,因此为了避免这样,当判定为异常作业行驶时,作业装置强制驱动。通过利用强制性的指令来驱动作业装置,避免农作物被踩倒这样的问题。

例如,在为车体前部具备作为作业装置的割取部的、对稻和麦等进行收割的收割机的情况下,为了将割取部正确地对准农作物的列,从列的开始端开始割取,需要将作业离合器连接从而使割取部驱动,并且一边将车速降到极限一边行驶。此时,从田埂进入到田地时的路面为前低后高的斜面,因此即使人为变速操作工具位于空档位置,也会存在因行驶无级变速装置的内部的打滑、例如如果是行驶无级变速装置为液压式无级变速装置这样的结构,有时会因液压的泄漏流动,导致行驶装置启动。在这样的状况下,根据上述本发明的结构,即使作业装置没有驱动,通过判定异常作业行驶,作业装置也会启动,因此避免农作物踩倒这样的问题。特别是,在从田地的入口进入田地时,驾驶员将作业离合器连接,使人为变速操作工具为最初空档位置,慢慢地对人为变速操作工具进行操作,以低速行驶通过田地的入口,因此在虽然人为变速操作工具为非前进位置但车体前进行驶时,立刻启动作业装置是有道理的。

上述异常作业行驶在从田地的入口到进入到田地时的前低后高的倾斜面上频繁发生。因此,在异常作业行驶的判定中,如果将车体通过前低后高的倾斜面时在车体中产生的前低后高的姿态作为判定条件加入的话,就能够提高判定精度。因此,在本发明的一个优选的实施方式中,具备检测所述车体的俯仰角的姿态传感器,所述姿态传感器对所述车体的前低后高姿态的检测包含在所述异常作业行驶的判定条件中。

在车体在前低后高的倾斜面上因重力引起的移动而缓慢移动时,判定为异常作业行驶。因此,将异常作业行驶的判定作为触发条件而执行的作业装置的启动优选为与车体的缓慢移动对应的程度的启动。因此,在本发明的一个优选的实施方式中,所述作业无级变速装置为液压式无级变速装置,由所述强制驱动用作业变速控制指令引发的所述作业装置的启动是所述液压式无级变速装置的最低输出下的所述作业装置的启动。得益于有着低速稳定性的液压式无级变速装置,能够得到作业装置的稳定启动。

关于车体的速度即车速的计算,在行驶装置由轮胎等在与地面之间易于产生打滑的部件构成的情况下,难以从车轴的转速计算出正确的车速。因此,本发明合适地适用于具备与地面几乎没有打滑的、车速易于从车轴的旋转检测计算出的履带式的行驶装置的收割机。因此,在本发明的一个优选的实施方式中,所述行驶装置具备车轴和通过所述车轴驱动的履带,所述车速计算部基于来自检测所述车轴的旋转的旋转传感器的检测信号,来计算出所述车速。

附图说明

图1是作为收割机的一个例子的半喂入联合收割机的侧视图。

图2是联合收割机的动力传递系统图。

图3是表示联合收割机的控制系统的功能模块图。

图4是说明从意外行驶的判定到车体的减速的控制的流程的说明图。

图5是表示联合收割机的控制系统的功能模块图。

图6是说明从作业装置异常的判定到车体的减速的控制的流程的说明图。

图7是表示联合收割机的控制系统的功能模块图。

图8是说明从异常作业行驶的判定到作业装置的强制驱动的控制的流程的说明图。

附图标记说明

1车体

2割取部(作业装置)

4发动机

10行驶装置

10a车轴

30主变速杆(人为变速操作工具)

40行驶动力传递机构

41行驶hst(行驶液压式无级变速装置:行驶无级变速装置)

42第一带传动装置

4发动机

50作业动力传递机构

51作业hst(作业液压式无级变速装置:作业无级变速装置)

53作业离合器

53a作业离合器用螺线管

6控制单元

61行驶控制部

611行驶变速控制部

62作业控制部

621作业变速控制部

63判定部

64判定管理部

641减速要求部

642强制驱动要求部

65通知部

66车速计算部

7c通知器件

71液压比例阀

72作业hst变速马达

81操作位移传感器

82旋转传感器

83输出速度传感器

84姿态传感器

88作业装置驱动检测传感器

89茎根传感器

具体实施方式

<第一实施方式>

基于图1~图4,对用于实施本发明的第一实施方式进行说明。需要说明的是,在以下的说明中,将图1中所示的箭头f的方向设为“车体前侧”,将箭头b的方向设为“车体后侧”。

在图1中,示出了根据本发明的作为收割机的一个例子的半喂入联合收割机。在该联合收割机中,具备车体1、对车体1可自动行驶地进行对地支承的左右一对履带类型的行驶装置10。在车体1的前部,可升降地设有作为收割用的作业装置的割取部2。割取部2对田地的谷秆进行割取并向车体后方输送。在割取部2的右后上方,设有驾驶舱11。在驾驶舱11内,配置有作为人为变速操作工具的主变速杆30和拨禾踏板31。主变速杆30以可沿前后摆动操作的状态设置。拨禾踏板31以可踩踏操作的状态设置。

在驾驶舱11的下方,搭载有发动机4。在割取部2以及驾驶舱11的后方,以在车体左右方向上相邻的状态设有对从割取部2输送的割取谷秆进行脱粒的脱粒装置12、和对来自脱粒装置12的谷粒进行储存的集谷箱13。在集谷箱13中,设有排出集谷箱13内的谷粒的卸谷装置14。

在割取部2中,具备对田地的谷秆进行扶禾的多个扶禾装置21、将被扶禾装置21扶起的谷秆切断的推子式的切断装置22、将割取谷秆输送到后方的谷秆输送装置23等。割取部2构成为能够通过围绕车体左右朝向的轴心x1的摆动而升降。该摆动通过液压缸24的伸缩来进行。

使用图2对来自发动机4的动力传递系统进行说明。在该动力传递系统中,包括行驶动力传递机构40和作业动力传递机构50。行驶动力传递机构40将来自发动机4的动力传递到行驶装置10。作业动力传递机构50将来自发动机4的动力传递到割取部2或脱粒装置12等作业装置。在图2中所示的实施方式中,作业动力传递机构50包括向割取部2传递动力的第一作业动力传递机构、向割取部2以外的作业装置(脱粒装置12等)传递动力的第二动力传递机构。行驶动力传递机构40作为行驶无级变速装置(以下简称为行驶hst41)而具备液压式无级变速装置,第一作业动力传递机构作为作业无级变速装置(以下简称为作业hst51)也具备液压式无级变速装置。

行驶动力传递机构40具备第一带传动装置42和齿轮变速箱44。第一带传动装置42在安装于发动机4的输出轴的第一输出带轮42a和安装于行驶hst41的输入轴的第一输入带轮42b之间进行动力传递。齿轮变速箱44进行行驶hst41的输出轴和行驶装置10的左右车轴10a之间的动力传递,能够独立地将动力传递到左右车轴10a。履带通过该车轴10a的旋转而转动。

第一作业动力传递机构具备第二带传动装置52。第二带传动装置52在安装于发动机4的输出轴的第二输出带轮52a和安装于作业hst51的输入轴的第二输入带轮52b之间进行动力传递,并具有作业离合器53。该作业离合器53通过作为操作执行机构的作业离合器用螺线管53a的动作,选择性地变为离合器连接状态和离合器切断状态。从作业hst51的输出轴输出的动力经由割取部输入轴2a传递到割取部2。第二作业动力传递机构具备第三带传动装置54。第三带传动装置54在安装于发动机4的输出轴的第三输出带轮54a和安装于中转轴的第三输入带轮54b之间进行动力传递,并具有中继离合器55。

行驶hst41以及作业hst51的变速通过变更斜板的角度来进行。在该实施方式中,为了变更行驶hst41的斜板角度而使用液压比例阀71,为了变更作业hst51的斜板角度而使用作业hst变速马达72。

在图3中,示出了该联合收割机的控制系统的功能模块图。控制系统由多个传感器组、开关组、利用车载lan相互连接的多个被称为ecu的电子控制单元等构成。在图3中,ecu被集合作为一个控制单元6而示出。

控制单元6作为输入输出接口,具备输出处理部6b和输入处理部6a。输出处理部6b与车辆行驶设备组7a、作业装置设备组7b、通知器件7c等连接。在车辆行驶设备组7a中,包括与车辆行驶相关的控制设备、例如发动机控制设备、制动控制设备、编入行驶动力传递机构40的控制设备、例如液压比例阀71等。液压比例阀71基于从控制单元6送来的控制指令来驱动比例螺线管,使用被比例性地控制的液压回路的压力来使斜板活塞位移。通过斜板活塞的位移,来变更行驶hst41的斜板的斜板角。

在作业装置设备组7b中,割取部2、脱粒装置12、卸谷装置14、编入作业动力传递机构50的控制设备、例如将作业离合器53连接断开的作业离合器用螺线管53a和作业hst变速马达72。作业hst变速马达72用于变更作业hst51的斜板的斜板角。在通知器件7c中,包括车辆仪表面板、警报蜂鸣器、扬声器、警报灯、作业灯等。

输入处理部6a与行驶系统检测传感器组8a和作业系统检测传感器组8b等连接。在行驶系统检测传感器组8a中,包含检测对发动机4或行驶动力传递机构40进行操作的操作工具的位置的传感器、和检测发动机4和行驶动力传递机构40的状态的传感器。作为与本发明相关的传感器,可以列举的是操作位移传感器81、旋转传感器82、输出速度传感器83、姿态传感器84。操作位移传感器81是检测对行驶速度进行设定的主变速杆30的变速操作位置的电位器。旋转传感器82检测行驶装置10的左右车轴10a的转速。输出速度传感器83检测行驶hst41的输出轴的转速。姿态传感器84检测车体1相对于水平面的姿态、俯仰角度或侧倾角度等。

在作业系统检测传感器组8b中,包括检测割取部2、脱粒装置12、卸谷装置14、作业动力传递机构50等的状态的传感器。作为与本发明相关的传感器,可以列举的是操作位移传感器86、作业离合器开关87、作业装置驱动检测传感器88、茎根传感器89。操作位移传感器86检测拨禾踏板31的踩踏操作位置,基于该操作位置,从作业hst51输出动力。通过拨禾踏板31的踩踏操作,能够根据驾驶者的意志使割取部2紧急地驱动。作业离合器开关87检测作业离合器53的连接状态或切断状态,并发送到控制单元6。作业装置驱动检测传感器88检测作业动力传递机构50的驱动状态、即作业装置的驱动状态(例如割取部2是否正在驱动)。茎根传感器89检测谷秆进入到割取部2。

控制单元6基于通过输入处理部6a输入的数据或信号而通过输出处理部6b输出的作为演算处理的结果的数据和信号。作为进行该演算处理的功能部,具备行驶控制部61、作业控制部62、判定部63、判定管理部64、通知部65、车速计算部66。车速计算部66基于来自旋转传感器82的检测信号,来计算车体1的速度(车速)。

行驶控制部61将控制指令发送到车辆行驶设备组7a,控制该联合收割机的行驶。在行驶控制部61中,包括基于主变速杆30的变速操作位置将行驶变速控制指令发送到行驶hst41的行驶变速控制部611。作业控制部62将控制指令发送到作业装置设备组7b,控制该联合收割机的作业装置(割取部2等)。在作业控制部62中,包括作业变速控制部621。作业变速控制部621基于车体1的行驶状态,将作业变速控制指令发送到作业hst51。

基于通过操作位移传感器81检测到的主变速杆30的变速操作位置而被控制的行驶hst41的输出速度利用输出速度传感器83检测。基于该输出速度传感器83的检测结果,作业变速控制部621能够对作业hst变速马达72进行驱动控制。通过这样的控制结构,利用作业hst51的割取速度能够与行驶速度同步。

在通过作业变速控制部621的作业hst51的控制的更具体的一个例子中,作业变速控制部621在主变速杆30的变速操作位置为前进位置的情况下,基于车速将变更作业hst51的变速比的前进用作业变速控制指令发送到作业hst51,在主变速杆30的变速操作位置为空档位置或后退位置的情况下,将使作业hst51为空档的空档用作业变速控制指令发送到作业hst51。通过这样的作业变速控制部621的结构,车体的停止时或后退时实质上不进行割取收割作业。另外,在前进行驶的割取收割时,车速越高,越能够使作业装置以高速驱动,采用高速行驶的短时间内的割取收割作业也变得可能。

判定部63在设于作业动力传递机构50的作业离合器53连接、且人为变速操作工具30的变速操作位置为空档位置、且车速计算部66计算出车速超过零的情况下,判定为发生了意外行驶。判定管理部64基于从判定部63输出的判定结果,为了避免由判定结果引起的问题,将控制指令发送到车辆行驶设备组7a和作业装置设备组7b。在判定管理部64中,包括减速要求部641。该意外行驶是驾驶者无意图但车体1移动这样的行驶。因此,当通过判定部63判定为意外行驶时,减速要求部641将减速要求发送到行驶变速控制部611。行驶变速控制部611基于被发送的减速要求,作为行驶变速控制指令将使行驶装置10减速的减速控制指令发送到行驶hst41。由此,液压比例阀71将斜板沿减速方向移动,使车体1减速或停止。

此时,为了避免减速时的冲击等不良情况,减速控制指令也可以是以基于现状的车速计算出的减速值使车体1减速这样的指令。也就是说,根据判定为意外行驶时的车速的值,使用导出避免较大的减速冲击这样的减速值的函数(查找表)。

在检测到意外行驶的发生或其他异常事态的情况下,通知部65使用通知器件7c来进行警报通知。

接下来使用图4,来说明从意外行驶的判定到车体1的减速的控制的流程。此处,作为该控制的背景,假定的是,在田地进入时,在驾驶员想要一边在斜面上缓慢下降一边将割取部2对准割取开始位置的农作物时,虽然驾驶员无意图,但车体1因重力等而在斜面上开始下降。

因此,作为通过操作位移传感器81检测到的主变速杆30的变速操作位置,向判定部63输入空档位置(#01)。进一步地,由于为即将进行割取作业之前,因此作业动力传递机构50的作业离合器53被连接操作。因此,通过作业离合器开关87,作业离合器连接的检测信号被输入到判定部63(#02)。

此处,车体1通过因重力引起的来自行驶装置10侧的旋转力,使行驶hst41的输出轴滑动旋转,从而行驶装置10的车轴10a转动并开始行驶。该行驶通过行驶动力传递机构40的旋转传感器82来检测。当来自旋转传感器82的检测信号输入到车速计算部66时,车速计算部66计算出超过零的车速(车速发生)。该车速发生从车速计算部66输入到判定部63(#03)。由此,在判定部63中,变速操作位置的空档位置、作业离合器53的连接、车速的发生这三个条件成立,因此判定部63判定为发生了意外行驶(#10)。

接下来,减速要求部641响应通过判定部63的意外行驶的判定结果,将减速要求发送到行驶变速控制部611(#11)。接收到减速要求的行驶变速控制部611将减速控制指令作为行驶变速控制指令发送到行驶hst41(#12)。行驶hst41通过该减速控制指令,使斜板向减速方向、必要的情况下向后退方向位移,来实现车体1的减速或车体1的停止(#13)。在图4中,为了易于理解,从#10到#13的流程利用粗线示出。

需要说明的是,在上述实施方式(包括其他实施方式,以下相同)中公开的结构,只要不产生矛盾,均能够与在其他实施方式中公开的结构组合并适用,另外,在本说明书中公开的实施方式为示例,本发明的实施方式不限定于此,能够在不脱离本发明的目的的范围内适当改变。

[其他实施方式]

(1)在上述实施方式中,作为判定部63中的意外行驶的判定条件,采用了变速操作位置的空档位置、作业离合器53的连接、车速的发生这三个条件。意外行驶如上述所述,在从田地的入口到进入到田地时的前低后高的倾斜面上频繁发生。因此,在意外行驶的判定中,如果将车体1通过前低后高的倾斜面时在车体1中产生的前低后高的姿态作为判定条件添加的话,就能够提高判定精度。因此,在其他的一个优选实施方式中,通过姿态传感器84的车体1的前低后高姿态的检测被添加到意外行驶的判定条件中。

(2)在上述实施方式中,在作业动力传递机构50中作为无级变速装置而具备作业hst51。也可以代替这样的结构,而在作业动力传递机构50中不是具备无级变速装置而是具备有级的齿轮式变速装置等的结构,或是不具备变速装置这种部件的结构。

(3)在上述实施方式中,车速计算部66基于来自检测行驶装置10的左右车轴10a的转速的旋转传感器82的检测信号,来计算车速。也可以代替这样的结构,基于从卫星定位模块或惯性导航模块等得到的位置数据或移动数据,来计算车速。

(4)利用图3示出的控制单元6的各功能部主要以说明目的而划分。实际上,各功能部也可以与其他功能部统合,另外,也可以进一步分为多个功能部。

(5)在上述实施方式中,收割机为半喂入联合收割机,但也可以是全喂入联合收割机。

[产业上的可利用性]

本发明只要是具备将来自发动机的动力经由行驶无级变速装置传递到行驶装置的行驶动力传递机构的收割机即可,除了能够适用于对水稻和小麦等进行收割的联合收割机,还能够适用于对玉米等其他农作物进行收割的联合收割机或对大蒜等进行收割的收割机。

<第二实施方式>

基于图1、2、5、6,对用于实施本发明的第三实施方式进行说明。需要说明的是,在以下的说明中,将图1中所示的箭头f的方向设为“车体前侧”,将箭头b的方向设为“车体后侧”。

在图1中,示出了根据本发明的作为收割机的一个例子的半喂入联合收割机。在该联合收割机中,具备车体1、对车体1可自动行驶地进行对地支承的左右一对履带类型的行驶装置10。在车体1的前部,可升降地设有作为收割用的作业装置的割取部2。割取部2对田地的谷秆进行割取并向车体后方输送。在割取部2的右后上方,设有驾驶舱11。在驾驶舱11内,配置有作为人为变速操作工具的主变速杆30和拨禾踏板31。主变速杆30以可沿前后摆动操作的状态设置。拨禾踏板31以可踩踏操作的状态设置。

在驾驶舱11的下方,搭载有发动机4。在割取部2以及驾驶舱11的后方,以在车体左右方向上相邻的状态设有对从割取部2输送的割取谷秆进行脱粒的脱粒装置12、和对来自脱粒装置12的谷粒进行储存的集谷箱13。在集谷箱13中,设有排出集谷箱13内的谷粒的卸谷装置14。

在割取部2中,具备对田地的谷秆进行扶禾的多个扶禾装置21、将被扶禾装置21扶起的谷秆切断的推子式的切断装置22、将割取谷秆输送到后方的谷秆输送装置23等。割取部2构成为能够通过围绕车体左右朝向的轴心x1的摆动而升降。该摆动通过液压缸24的伸缩来进行。

使用图2对来自发动机4的动力传递系统进行说明。在该动力传递系统中,包括行驶动力传递机构40和作业动力传递机构50。行驶动力传递机构40将来自发动机4的动力传递到行驶装置10。作业动力传递机构50将来自发动机4的动力传递到割取部2或脱粒装置12等作业装置。在图2中所示的实施方式中,作业动力传递机构50包括向割取部2传递动力的第一作业动力传递机构、向割取部2以外的作业装置(脱粒装置12等)传递动力的第二动力传递机构。行驶动力传递机构40作为行驶无级变速装置(以下简称为行驶hst41)而具备液压式无级变速装置,第一作业动力传递机构作为作业无级变速装置(以下简称为作业hst51)也具备液压式无级变速装置。

行驶动力传递机构40具备第一带传动装置42和齿轮变速箱44。第一带传动装置42在安装于发动机4的输出轴的第一输出带轮42a和安装于行驶hst41的输入轴的第一输入带轮42b之间进行动力传递。齿轮变速箱44进行行驶hst41的输出轴和行驶装置10的左右车轴10a之间的动力传递,能够独立地将动力传递到左右车轴10a。履带通过该车轴10a的旋转而转动。

第一作业动力传递机构具备第二带传动装置52。第二带传动装置52在安装于发动机4的输出轴的第二输出带轮52a和安装于作业hst51的输入轴的第二输入带轮52b之间进行动力传递,并具有作业离合器53。该作业离合器53通过作为操作执行机构的作业离合器用螺线管53a的动作,选择性地变为离合器连接状态和离合器切断状态。从作业hst51的输出轴输出的动力经由割取部输入轴2a传递到割取部2。第二作业动力传递机构具备第三带传动装置54。第三带传动装置54在安装于发动机4的输出轴的第三输出带轮54a和安装于中转轴的第三输入带轮54b之间进行动力传递,并具有中继离合器55。

行驶hst41以及作业hst51的变速通过变更斜板的角度来进行。在该实施方式中,为了变更行驶hst41的斜板角度而使用液压比例阀71,为了变更作业hst51的斜板角度而使用作业hst变速马达72。

在图5中,示出了该联合收割机的控制系统的功能模块图。控制系统由多个传感器组、开关组、利用车载lan相互连接的多个被称为ecu的电子控制单元等构成。在图5中,ecu被集合作为一个控制单元6而示出。

控制单元6作为输入输出接口,具备输出处理部6b和输入处理部6a。输出处理部6b与车辆行驶设备组7a、作业装置设备组7b、通知器件7c等连接。在车辆行驶设备组7a中,包括与车辆行驶相关的控制设备、例如发动机控制设备、制动控制设备、编入行驶动力传递机构40的控制设备、例如液压比例阀71等。液压比例阀71基于从控制单元6送来的控制指令来驱动比例螺线管,使用被比例性地控制的液压回路的压力来使斜板活塞位移。通过斜板活塞的位移,来变更行驶hst41的斜板的斜板角。

在作业装置设备组7b中,割取部2、脱粒装置12、卸谷装置14、编入作业动力传递机构50的控制设备、例如将作业离合器53连接断开的作业离合器用螺线管53a和作业hst变速马达72。作业hst变速马达72用于变更作业hst51的斜板的斜板角。在通知器件7c中,包括车辆仪表面板、警报蜂鸣器、扬声器、警报灯、作业灯等。

输入处理部6a与行驶系统检测传感器组8a和作业系统检测传感器组8b等连接。在行驶系统检测传感器组8a中,包含检测对发动机4或行驶动力传递机构40进行操作的操作工具的位置的传感器、和检测发动机4和行驶动力传递机构40的状态的传感器。作为与本发明相关的传感器,可以列举的是操作位移传感器81、旋转传感器82、输出速度传感器83。操作位移传感器81检测对行驶速度进行设定的主变速杆30的变速操作位置。旋转传感器82检测行驶装置10的左右车轴10a的转速。输出速度传感器83检测行驶hst41的输出轴的转速。

在作业系统检测传感器组8b中,包括检测割取部2、脱粒装置12、卸谷装置14、作业动力传递机构50等的状态的传感器。作为与本发明相关的传感器,可以列举的是操作位移传感器86、作业离合器开关87、作业装置驱动检测传感器88、茎根传感器89。操作位移传感器86检测拨禾踏板31的踩踏操作位置。作业变速控制部621基于检测到的踩踏操作位置,调整作业hst51的斜板,并输出与踩踏操作位置对应的动力。通过拨禾踏板31的踩踏操作,能够根据驾驶者的意志使割取部2紧急地驱动。作业离合器开关87检测作业离合器53的连接状态或切断状态,并发送到控制单元6。作业装置驱动检测传感器88检测作业动力传递机构50的驱动状态、即作业装置的驱动状态(例如割取部2是否正在驱动)。茎根传感器89检测谷秆进入到割取部2。

控制单元6基于通过输入处理部6a输入的数据或信号而通过输出处理部6b输出的作为演算处理的结果的数据和信号。作为进行该演算处理的功能部,具备行驶控制部61、作业控制部62、判定部63、判定管理部64、通知部65、车速计算部66。车速计算部66基于来自旋转传感器82的检测信号,来计算车体1的速度(车速)。

行驶控制部61将控制指令发送到车辆行驶设备组7a,控制该联合收割机的行驶。在行驶控制部61中,包括基于主变速杆30的变速操作位置将行驶变速控制指令发送到行驶hst41的行驶变速控制部611。作业控制部62将控制指令发送到作业装置设备组7b,控制该联合收割机的作业装置(割取部2等)。在作业控制部62中,包括作业变速控制部621。作业变速控制部621基于车体1的行驶状态,将作业变速控制指令发送到作业hst51。

基于通过操作位移传感器81检测到的主变速杆30的变速操作位置而被控制的行驶hst41的输出速度利用输出速度传感器83检测。基于该输出速度传感器83的检测结果,作业变速控制部621能够对作业hst变速马达72进行驱动控制。通过这样的控制结构,利用作业hst51的割取速度能够与行驶速度同步。

在通过作业变速控制部621的作业hst51的控制的更具体的一个例子中,作业变速控制部621在主变速杆30的变速操作位置为前进位置的情况下,基于车速将变更作业hst51的变速比的前进用作业变速控制指令发送到作业hst51,在主变速杆30的变速操作位置为空档位置或后退位置的情况下,将使作业hst51为空档的空档用作业变速控制指令发送到作业hst51。通过这样的作业变速控制部621的结构,车体1的停止时或后退时实质上不进行割取收割作业。另外,在前进行驶的割取收割时,车速越高,越能够使作业装置以高速驱动,采用高速行驶的短时间内的割取收割作业也变得可能。

判定部63在以下三个判定条件成立的情况下,判定为发生了作业装置异常。

(1)在用于使车体1前进的行驶变速控制指令从行驶变速控制部611发送到行驶hst41的状态下,通过车速计算部66检测到车体1的行驶。

(2)虽然是用于使割取部2等作业装置驱动的指令、即用于使作业动力传递机构50驱动的作业变速控制指令从作业变速控制部621发送到作业hst51的状态、同时是作业离合器53为连接状态,但作业装置驱动检测传感器88仍检测到割取部2等的作业装置的驱动不良。需要说明的是,通过作业装置驱动检测传感器88检测到的作业动力传递机构50的驱动不良一般为驱动停止状态,但也可以是只达到了目标驱动状态(例如目标驱动转速)的规定比例的状态。

(3)检测进入到割取部2的种植谷秆(农作物)的茎根传感器89检测到种植谷秆。

第三个判定条件的意思是,种植谷秆已经进入到割取部2。该第三个判定条件是由于割取部2的驱动不良由进入到割取部2并被割取的种植谷秆引起的可能性最高,因此在该实施方式中,作为判定条件加入。但是,该第三个判定条件也可以省略。

判定管理部64基于从判定部63输出的判定结果,为了避免由判定结果引起的问题,将控制指令发送到车辆行驶设备组7a和作业装置设备组7b。在判定管理部64中,包括将减速要求发送到行驶变速控制部611的减速要求部641。

在本发明中,当通过判定部63判定为作业装置异常(割取部2因谷秆堵塞等变为驱动不良等)时,减速要求部641将减速要求发送到行驶变速控制部611。行驶变速控制部611基于被发送的减速要求,作为行驶变速控制指令将使行驶装置10减速的减速控制指令发送到行驶hst41。由此,液压比例阀71使斜板沿减速方向移动,使车体1减速或停止。

此时,为了避免减速时的冲击等不良情况,减速控制指令也可以是以基于现状的车速计算出的减速值使车体1减速这样的指令。例如,根据判定为意外行驶时的车速的值,使用导出避免较大的减速冲击这样的减速值的函数(查找表)。

在检测到作业装置异常或其他异常事态的情况下,通知部65将警告通知信号输出到通知器件7c,进行警报通知。

接下来使用图6,来说明到作业装置异常的车体1的减速的控制的流程。此处,作为该控制的背景,假想的是,在为了割取收割作业而使车体1前进行驶时,发生了割取部2的驱动不良(停止等)。

因此,作为通过操作位移传感器81检测到的主变速杆30的变速操作位置,向判定部63输入前进位置(#01)。进一步地,由于正在进行割取收割作业,因此作业动力传递机构50的作业离合器53被连接操作。其结果,作业离合器连接的检测信号从作业离合器开关87被输入到判定部63(#02)。同样地,由于车体1为前进行驶中,因此通过旋转传感器82检测到车轴10a的旋转。其结果,产生车速(行驶状态)通过车速计算部66被输入到判定部63(#03)。另外,在割取部2中进入有种植谷秆,农作物检测(种植谷秆)通过茎根传感器89被输入到判定部63(#04)。

此处,在突然因谷秆堵塞等引起割取部2中的动力传递中产生了较大负载的情况下,在作为作业无级变速装置的作业hst51中发生空转等,从而作业动力传递机构50变为驱动不良。该作业动力传递机构50的驱动不良通过作业装置驱动检测传感器88检测,并被输入到判定部63(#05)。由此,在判定部63中,上述三个判定条件成立,因此判定部63判定为发生了作业装置异常(#10)。

接下来,减速要求部641响应通过判定部63的作业装置异常的判定结果,将减速要求发送到行驶变速控制部611(#11)。接收到减速要求的行驶变速控制部611将减速控制指令或信息控制指令作为行驶变速控制指令发送到行驶hst41(#12)。行驶hst41通过该减速控制指令或停止控制指令,使斜板向减速方向、必要的情况下向后退方向移动,来实现车体1的减速或车体1的停止(#13)。在图6中,为了易于理解,从#10到#13的流程利用粗线示出。

需要说明的是,在上述实施方式(包括其他实施方式,以下相同)中公开的结构,只要不产生矛盾,均能够与在其他实施方式中公开的结构组合并适用,另外,在本说明书中公开的实施方式为示例,本发明的实施方式不限定于此,能够在不脱离本发明的目的的范围内适当改变。

[其他实施方式]

(1)在上述实施方式中,当发生作业装置异常时,减速控制指令或信息控制指令被自动地紧急输出,但也能够对该紧急输出进行条件设定。例如,也可以是,仅在车速为规定值以上时,进行紧急输出。

(2)作为茎根传感器89,只要能够检测到谷秆进入到割取部2即可,能够采用各种结构的茎根传感器。可以是检测种植谷秆想要进入到割取部2的传感器,也可以是检测被切断装置22切断并利用谷秆输送装置23输送之前的谷秆的存在的传感器,或者也可以是检测利用谷秆输送装置23输送的谷秆的量(少量或大量)的传感器。

(3)在上述实施方式中,在作业动力传递机构50中作为无级变速装置而具备作业hst51。也可以代替该结构,在作业动力传递机构50中具备其他的无级变速装置。

(4)在上述实施方式中,车速计算部66基于来自检测行驶装置10的左右车轴10a的转速的旋转传感器82的检测信号,来计算车速。也可以代替该结构,基于从卫星定位模块或惯性导航模块等得到的位置数据或移动数据,来计算车速。

(6)利用图5示出的控制单元6的各功能部主要以说明目的而划分。实际上,各功能部也可以与其他功能部统合,另外,也可以进一步分为多个功能部。

(7)在上述实施方式中,收割机为半喂入联合收割机,但也可以是全喂入联合收割机。

[产业上的可利用性]

本发明只要是具备将来自发动机的动力经由作业无级变速装置传递到作业装置的作业动力传递机构、和将来自发动机的动力经由行驶无级变速装置传递到行驶装置的行驶动力传递机构的收割机即可,除了能够适用于对稻和小麦等进行收割的联合收割机,还能够适用于对玉米等其他农作物进行收割的联合收割机或对大蒜等进行收割的收割机。

<第三实施方式>

基于图1、2、7、8,对用于实施本发明的第三实施方式进行说明。需要说明的是,在以下的说明中,将图1中所示的箭头f的方向设为“车体前侧”,将箭头b的方向设为“车体后侧”。

在图1中,示出了根据本发明的作为收割机的一个例子的半喂入联合收割机。在该联合收割机中,具备车体1、对车体1可自动行驶地进行对地支承的左右一对履带类型的行驶装置10。在车体1的前部,可升降地设有作为收割用的作业装置的割取部2。割取部2对田地的谷秆进行割取并向车体后方输送。在割取部2的稍靠后方且上侧位置,设有驾驶舱11。在驾驶舱11内,配置有作为人为变速操作工具的主变速杆30和拨禾踏板31。主变速杆30以可沿前后摆动操作的状态设置。拨禾踏板31以可踩踏操作的状态设置。

在驾驶舱11的下方,搭载有发动机4。在驾驶舱11的后方,以在车体左右方向上相邻的状态设有对从割取部2输送的割取谷秆进行脱粒的脱粒装置12、和对来自脱粒装置12的谷粒进行储存的集谷箱13。在集谷箱13中,设有排出集谷箱13内的谷粒的卸谷装置14。

在割取部2中,具备对田地的谷秆进行扶禾的多个扶禾装置21、将被扶禾装置21扶起的谷秆切断的推子式的切断装置22、将割取谷秆输送到后方的谷秆输送装置23等。割取部2构成为能够通过围绕车体左右朝向的轴心x1的摆动而升降。该摆动通过液压缸24的伸缩来进行。

使用图2对来自发动机4的动力传递系统进行说明。在该动力传递系统中,包括行驶动力传递机构40和作业动力传递机构50。行驶动力传递机构40将来自发动机4的动力传递到行驶装置10。作业动力传递机构50将来自发动机4的动力传递到割取部2或脱粒装置12等作业装置。在图2中所示的实施方式中,作业动力传递机构50包括向割取部2传递动力的第一作业动力传递机构、向割取部2以外的作业装置(脱粒装置12等)传递动力的第二动力传递机构。行驶动力传递机构40作为行驶无级变速装置(以下简称为行驶hst41)而具备液压式无级变速装置,第一作业动力传递机构作为作业无级变速装置(以下简称为作业hst51)也具备液压式无级变速装置。

行驶动力传递机构40具备第一带传动装置42和齿轮变速箱44。第一带传动装置42在安装于发动机4的输出轴的第一输出带轮42a和安装于行驶hst41的输入轴的第一输入带轮42b之间进行动力传递,并具有行驶离合器43。齿轮变速箱44进行行驶hst41的输出轴和行驶装置10的左右车轴10a之间的动力传递,能够独立地将动力传递到左右车轴10a。履带通过该车轴10a的旋转而转动。

作业动力传递机构50具备第二带传动装置52和动力分配装置54。第二带传动装置52在安装于发动机4的输出轴的第二输出带轮52a和安装于作业hst51的输入轴的第二输入带轮52b之间进行动力传递,并具有作业离合器53。该作业离合器53通过作为操作执行机构的作业离合器用螺线管53a的动作,选择性地变为离合器连接状态和离合器切断状态。动力分配装置54将从作业hst51的输出轴输出的动力分配到割取部2、脱粒装置12、卸谷装置14等作业装置。由于这样的动力分配装置54的结构为公知,因此在此省略详细说明。

行驶hst41以及作业hst51的变速通过变更斜板的角度来进行。在该实施方式中,为了变更行驶hst41的斜板角度而使用液压比例阀71,为了变更作业hst51的斜板角度而使用作业hst变速马达72。

在图7中,示出了该联合收割机的控制系统的功能模块图。控制系统由多个传感器组、开关组、利用车载lan相互连接的多个被称为ecu的电子控制单元构成。在图7中,这样的ecu被集合作为一个控制单元6而示出。

控制单元6作为输入输出接口,具备输出处理部6b和输入处理部6a。在车辆行驶设备组7a中,包括与车辆行驶相关的控制设备、例如发动机控制设备、制动控制设备、编入行驶动力传递机构40的控制设备、例如液压比例阀71等。液压比例阀71基于从控制单元6送来的控制指令来驱动比例螺线管,使用被比例性地控制的液压回路的压力来使斜板活塞位移。通过斜板活塞的位移,来变更行驶hst41的斜板的斜板角。

在作业装置设备组7b中,割取部2、脱粒装置12、卸谷装置14、编入作业动力传递机构50的控制设备、例如将作业离合器53连接断开的作业离合器用螺线管53a和作业hst变速马达72。作业hst变速马达72用于变更作业hst51的斜板的斜板角。在通知器件7c中,包括车辆仪表面板、警报蜂鸣器、扬声器、警报灯、作业灯等。

输入处理部6a与行驶系统检测传感器组8a和作业系统检测传感器组8b等连接。在行驶系统检测传感器组8a中,包含检测对发动机4或行驶动力传递机构40进行操作的操作工具的位置的传感器、和检测发动机4和行驶动力传递机构40的状态的传感器。作为与本发明相关的传感器,可以列举的是操作位移传感器81、旋转传感器82、输出速度传感器83、姿态传感器84。操作位移传感器81检测对行驶速度进行设定的主变速杆30的变速操作位置。旋转传感器82检测行驶装置10的左右车轴10a的转速。输出速度传感器83检测行驶hst41的输出轴的转速。姿态传感器84检测车体1相对于水平面的姿态、俯仰角度或侧倾角度等。

在作业系统检测传感器组8b中,包括检测割取部2、脱粒装置12、卸谷装置14、作业动力传递机构50等的状态的传感器。作为与本发明相关的传感器,可以列举的是操作位移传感器86、作业离合器开关87、作业装置驱动检测传感器88、茎根传感器89。操作位移传感器86检测拨禾踏板31的踩踏操作位置,基于该操作位置,从作业hst51输出动力。通过拨禾踏板31的踩踏操作,能够根据驾驶者的意志使割取部2紧急地驱动。作业离合器开关87检测作业离合器53的连接状态或切断状态,并发送到控制单元6。作业装置驱动检测传感器88检测作业动力传递机构50的驱动状态、即作业装置的驱动状态(例如割取部2是否正在驱动)。茎根传感器89检测谷秆进入到割取部2。

控制单元6基于通过输入处理部6a输入的数据或信号而通过输出处理部6b输出的作为演算处理的结果的数据和信号。作为进行该演算处理的功能部,具备行驶控制部61、作业控制部62、判定部63、判定管理部64、通知部65、车速计算部66。车速计算部66基于来自旋转传感器82的检测信号,来计算车体1的速度(车速)。

行驶控制部61将控制指令发送到车辆行驶设备组7a,控制该联合收割机的行驶。在行驶控制部61中,包括基于主变速杆30的变速操作位置将行驶变速控制指令发送到行驶hst41的行驶变速控制部611。作业控制部62将控制指令发送到作业装置设备组7b,控制该联合收割机的作业装置(割取部2等)。在作业控制部62中,包括作业变速控制部621。作业变速控制部621基于车体1的行驶状态,将作业变速控制指令发送到作业hst51。

基于通过操作位移传感器81检测到的主变速杆30的变速操作位置而被控制的行驶hst41的输出速度利用输出速度传感器83检测。基于该输出速度传感器83的检测结果,作业变速控制部621能够对作业hst变速马达72进行驱动控制。通过这样的控制结构,利用作业hst51的割取速度能够与行驶速度同步。

在通过作业变速控制部621的作业hst51的控制的更具体的一个例子中,作业变速控制部621在主变速杆30的变速操作位置为前进位置的情况下,基于车速将变更作业hst51的变速比的前进用作业变速控制指令发送到作业hst51。进一步,在主变速杆30的变速操作位置为空档位置或后退位置的情况下,将使作业hst51为空档的空档用作业变速控制指令发送到作业hst51。通过这样的作业变速控制部621的结构,车体1的停止时或后退时实质上不进行割取收割作业。另外,在前进行驶的割取收割时,车速越高,越能够使作业装置以高速驱动,采用高速行驶的短时间内的割取收割作业也变得可能。

判定部63在以下四个判定条件成立的情况下,判定为发生了异常作业行驶。

(1)来自操作位移传感器81的检测信号表示主变速杆30的变速操作位置为非前进位置(空档位置或后退位置)。也就是说,从行驶变速控制部611输出行驶控制指令,该行驶控制指令以行驶hst41不将使车体1前进的方向的动力供给到行驶装置的方式进行控制。

(2)通过车速计算部66检测到车体1的行驶。也就是说,发生了违反驾驶员的意图的车体1的前进行驶。

(3)作业离合器53为连接状态。也就是说,驾驶员有使作业装置驱动并进行作业行驶的意图。

(4)来自检测车体1姿态的姿态传感器84的检测信号表示超过事先设定的容许值的车体1的前低后高的倾斜。

从(1)、(2)和(3)这三个判定条件的成立,可想到以下的(a)和(b)。

(a)变速操作位置为非前进位置,因此作业hst51维持在空档位置。然而,由于作业离合器53为连接状态,因此当前时刻为作业行驶的准备阶段。

(b)虽然为作业行驶的准备阶段,但通过车速计算部66检测到车体1的前进行驶。

在此基础上,从(4)的判定条件的成立,可想到通过该意外的启动(行驶),车体1位于从田埂向田地的进入路径(下坡)上。

从这些能够检测到发生以下问题:虽然作业装置没有驱动,但联合收割机进入到田地,作为作业装置的割取部2向种植谷秆群接近以及进入。因此,根据(1)、(2)、(3)和(4)这四个判定条件的成立,通过判定部63判定异常作业行驶的发生。

需要说明的是,仅(1)、(2)和(3)的判定条件的成立也能够判定发生了异常作业行驶,因此(4)的判定条件可省略。在该情况下,虽然主变速杆30的变速操作位置为非前进位置但检测到车体1的前进行驶、且作业离合器53为连接状态的情况下,判定部63判定发生了异常作业行驶。

另外,在该异常作业行驶中的问题是,因驾驶员无意图的车体1的行驶,引起非驱动状态作业装置、即被驱动状态的割取部2不进行割取地将种植谷秆踩倒。因此,即使发生异常作业行驶,只要割取部2中没有进入种植谷秆,就可以忽视。考虑到此,也可以将检测进入到割取部2的种植谷秆的茎根传感器89检测到种植谷秆追加作为判定条件。

判定管理部64基于从判定部63输出的判定结果,为了避免由判定结果引起的问题,将控制指令发送到车辆行驶设备组7a和作业装置设备组7b。在判定管理部64中,包括将强制驱动要求发送到作业变速控制部621的强制驱动要求部642。

在本发明中,当通过判定部63判定为异常作业行驶时,强制驱动要求部642将强制驱动要求发送到作业变速控制部621。作业变速控制部621基于发送来的强制驱动要求,作为作业变速控制指令向作业装置供给动力的强制驱动用作业变速控制指令(强制驱动控制指令)发送到行驶hst51。

当强制驱动用作业变速控制指令被发送到作业hst51时,作业hst变速马达72旋转,作业hst51以按照最低输出进行动作的方式对作业hst51的斜板角度进行调整。需要说明的是,关于作业hst51的变速,为了变更斜板的角度,也可以代替作业hst变速马达72而使用液压比例阀等其他执行机构。

在检测到作业装置异常或其他异常事态的情况下,通知部65将警告通知信号输出到通知器件7c,进行警报通知。

接下来使用图8,来说明从异常作业行驶的判定到作业装置的强制驱动的控制的流程。此处,作为该控制的背景,假定以下的(a)(b)。

(a)在驾驶员想要一边在斜面上缓慢下降一边将割取部2对准割取开始位置的农作物的田地进入时,主变速杆30为空档位置。由于主变速杆30为空档位置,因此空档用作业变速控制指令被发送到作业hst51,虽然作业离合器53为连接状态,但割取部2驱动停止。

(b)在(a)这样的状态下,车体1因重力等在斜面上开始下降。

根据(a)以及(b)的假定,作为通过操作位移传感器81检测到的主变速杆30的变速操作位置,向判定部63输入非前进位置(空档位置或后退位置)(#01)。驾驶员想要一边在斜面上下降一边割取,因此通过姿态传感器84检测到前低后高的姿态,由此来自姿态传感器84的前低后高姿态被输入到判定部63(#02)。由于为即将进行割取作业之前,因此作业动力传递机构50的作业离合器53被连接操作。由此,作业离合器连接的检测信号从作业离合器开关87被输入到判定部63(#03)。进一步地,主变速杆30的变速操作位置为非前进位置,因此使作业hst51为空档的空档用作业变速控制指令被发送到作业hst51,所以驱动停止状态从作业装置驱动检测传感器88被输入到判定部63(#04)。

此处,车体1通过由重力引起的来自行驶装置10侧的扭矩,使行驶hst41的输出轴滑动旋转,从而行驶装置10的车轴10a转动并开始行驶。该行驶通过行驶动力传递机构40的旋转传感器82来检测。当来自旋转传感器82的检测信号输入到车速计算部66时,车速计算部66计算出超过零的车速。该产生车速(前进行驶)从车速计算部66输入到判定部63(#05)。由此,在判定部63中,上述(1)、(2)、(3)和(4)这四个判定条件成立,因此判定部63判定为发生了异常作业行驶(#10)。

接下来,强制驱动要求部642响应通过判定部63的异常作业行驶的判定结果,将强制驱动要求发送到作业变速控制部621(#11)。接收到强制驱动要求的作业变速控制部621将强制驱动控制指令作为作业变速控制指令发送到行驶hst41(#12)。行驶hst41通过该强制驱动控制指令,开始最低输出下的作业动力传递机构50的驱动(#13)。在图8中,为了易于理解,从#10到#13的流程利用粗线示出。

需要说明的是,在驾驶员注意到上述这样的异常作业行驶的情况下,驾驶员能够对拨禾踏板31进行踩踏,从而强制性地使作业hst51工作。拨禾踏板31进行的对于作业hst51的指令优先于强制驱动控制指令,因此驾驶员能够以所希望的转速使作业hst51工作。

需要说明的是,在上述实施方式(包括其他实施方式,以下相同)中公开的结构,只要不产生矛盾,均能够与在其他实施方式中公开的结构组合适用,另外,在本说明书中公开的实施方式为示例,本发明的实施方式不限定于此,能够在不脱离本发明的目的的范围内适当改变。

[其他实施方式]

(1)作为茎根传感器89,只要能够检测到谷秆进入到割取部2即可,能够采用各种结构的茎根传感器。可以是检测种植谷秆想要进入到割取部2的传感器,也可以是检测被切断装置22切断并利用谷秆输送装置23输送之前的谷秆的存在的传感器,或者也可以是检测利用谷秆输送装置23输送的谷秆的量(少量或大量)的传感器。

(2)在上述实施方式中,在作业动力传递机构50中作为无级变速装置而具备作业hst51。也可以代替该结构,在作业动力传递机构50中具备其他的无级变速装置。同样地,作为具备于行驶动力传递机构40的无级变速装置,也可以代替行驶hst41,而具备其他的无级变速装置。

(3)在上述实施方式中,车速计算部66基于来自检测行驶装置10的左右车轴10a的转速的旋转传感器82的检测信号,来计算车速。也可以代替该结构,基于从卫星定位模块或惯性导航模块等得到的位置数据或移动数据,来计算车速。

(4)利用图7示出的控制单元6的各功能部主要以说明目的而划分。实际上,各功能部也可以与其他功能部统合,另外,也可以进一步分为多个功能部。

(5)在上述实施方式中,收割机为半喂入联合收割机,但也可以是全喂入联合收割机。

[产业上的可利用性]

本发明只要是具备将来自发动机的动力经由作业无级变速装置传递到作业装置的作业动力传递机构、和将来自发动机的动力经由行驶无级变速装置传递到行驶装置的行驶动力传递机构的收割机即可,除了能够适用于对稻和小麦等进行收割的联合收割机,还能够适用于对玉米等其他农作物进行收割的联合收割机或对大蒜等进行收割的收割机。

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