JP2007215490A - コンバイン - Google Patents

Abstract

【課題】株間距離の大きい疎植圃場を含めて植付け条に対する追従性を確保することが可能となる簡易な構成のコンバインを提供する。
【解決手段】コンバインは、刈取部Ｅに取付けられて刈取るべき未刈穀稈を接触により検出する穀稈センサ１ａ（または１ｂ）の検出信号により、機体進行方向に続く刈取条の未刈穀稈列Ａ（またはＢ）に追従走行するべく左右の旋回方向を決定して機体の進行方向を制御処理する制御部Ｃを備えて構成され、上記穀稈センサ１ａ（または１ｂ）はコンバインが刈取るべき刈取幅のいずれかの外側位置で同側の最外側穀稈Ａ（またはＢ）までの内側方向距離を検出する位置に設定し、その内側方向距離が所定値となるように上記制御部Ｃが左右方向の機体旋回制御処理をするものである。
【選択図】図３

Description

本発明は、機体をその進行方向に続く未刈穀稈列に追従走行するべく穀稈センサにより機体の進行方向を制御処理するコンバインに関するものである。

特許文献１の記載のように、未刈穀稈を検出する穀稈センサの検出信号により、機体の進行方向に続く刈取条の未刈穀稈列に追従走行するべく左右の旋回方向を決定して機体の進行方向を制御処理する制御部を備えたコンバインの進行方向制御装置が知られている。

上記進行方向制御装置の穀稈センサは、刈取部に取付けられて未刈穀稈をその片側方の所定の検出範囲内で検出する接触式の検出レバーを備え、この検出レバーを刈取部の先端の分草杆の左右両側方に張り出すように構成したものである。その方向制御は、機体の前進とともに相互隣接の２つの植付け条の間を左右の穀稈センサが前進すると、その何れかが穀稈と接触した時に接触側の穀稈から遠ざかるように機体の進行方向を制御処理するものである。

このように構成することにより、機体進行方向に続く未刈穀稈列に追従して走行することができるので、いわゆる標準植え圃場（条間３０ｃｍ、進行方向の株間距離１８ｃｍ）において、オペレータの条合わせの負担を抑えて刈り残しや重複刈りを招くことなく、刈取幅に合わせて効率よく収穫処理をすることができる。

しかしながら、上記進行方向制御装置は、隣接穀稈列の中央を穀稈に接触しないように方向制御することから次の株に接近しない限り方向修正がされないので、収量効率向上のために近年試行されている疎植圃場においては株間１８ｃｍの上記標準植え圃場より株間が長い（例えば、株間３０ｃｍ）ことから、圃場状況の局部的な変動等によって追従ミスを生じるおそれがあった。
特開平１１−１４６７０５号公報

解決しようとする問題点は、株間距離の大きい疎植圃場を含めて刈取条に対する追従性を確保することが可能となる簡易な構成のコンバインを提供することにある。

請求項１に係る発明は、刈取部に取付けられて刈取るべき未刈穀稈を接触により検出する穀稈センサの検出信号により、機体進行方向に続く刈取条の未刈穀稈列に追従走行するべく左右の旋回方向を決定して機体の進行方向を制御処理する制御部を有するコンバインにおいて、上記穀稈センサはコンバインが刈取るべき刈取幅のいずれかの外側位置で同側の最外側穀稈までの内側方向距離を検出する位置に設定し、その内側方向距離が所定値となるように上記制御部が左右方向の機体旋回制御処理をすることを特徴とする。
接触式の上記穀稈センサは、所定の検出範囲内であれば刈取幅の一方の外側位置で同側の最外側穀稈までの距離を検出し、それが所定値となる方向に制御部が機体の旋回制御処理をする。

請求項２に係る発明は、請求項１の構成において、前記穀稈センサは前記刈取幅の他側にも対称的に前記同様に配置し、刈取部による刈取作業の開始からの所定距離の走行における各穀稈センサの検出信号の回数を検出回数としてそれぞれカウントし、それぞれの検出回数の多い方の穀稈センサについて前記制御処理をすることを特徴とする。
上記穀稈センサは、刈取幅の両外側位置で検出回数の多い方を刈取り開始からの所定距離の走行によって選択する。

請求項３に係る発明は、請求項２の構成において、前記制御部は、前記検出回数の両者間の差が所定数未満であることを条件に、既刈側となる方の穀稈センサについて前記制御処理をすることを特徴とする。
上記穀稈センサは、左右の検出回数に大差が無い場合に、既刈側となる方が選択される。

請求項４に係る発明は、請求項２の構成において、前記制御部は、前記両検出回数が何れも無いことを条件に、既刈側となる方の穀稈センサについて前記制御処理をする。
上記穀稈センサは、左右とも穀稈との接触が無い場合に、既刈側となる方が選択される。

請求項１の構成により、接触式の上記穀稈センサは、所定の検出範囲内であれば刈取幅の一方の外側位置でその最外側穀稈までの距離を検出し、それが所定値となる方向に制御部が機体の旋回制御処理をすることから、次に刈取るべき穀稈までの距離が大きい疎植圃場を含め、単一の穀稈センサにより未刈穀稈列に対して確実に追従することができる。

請求項２の構成により、上記穀稈センサは、刈取幅の両外側位置で検出回数の多い方を刈取り開始からの所定距離の走行によって選択することから、未刈穀稈列に対する追従性の信頼度をより高めることができる。

請求項３の構成により、上記穀稈センサは、左右の検出回数に大差が無い場合に、既刈側となる方が選択されて未刈穀稈の最外側の穀稈列に沿うように機体の進行方向が制御されるので、誤動作による刈り残しを最小限度に抑えることができる。

請求項４の構成により、上記穀稈センサは、左右とも穀稈との接触が無い場合に、既刈側となる方が選択されて未刈穀稈の最外側の穀稈列に沿うように機体の進行方向が制御されるので、誤動作による刈り残しを最小限度に抑えることができる。

上記技術思想に基づき具体的に構成された実施の形態について以下に図面を参照しつつ説明する。
コンバインの穀稈センサ式進行方向制御装置は、刈取部に取付けた左右の穀稈センサと、その検出信号によって機体の進行方向を調節するために変速伝動機の左右のサイドクラッチを入り切りしたり、左右のブレーキを作動させて入り切り制御する制御部とから構成される。

コンバインは、機器配置説明用の機体平面図を図１に示すように、コンバインの既刈側である機体右側に操作席ＳやグレンタンクＧを備え、同操作席Ｓの前側で機体本体部Ｍの前端位置に昇降可能に刈取部Ｅを配置して構成され、この刈取部Ｅの刈取幅の左右の外側位置に穀稈センサ１ａ，１ｂを配置する。また、Ｄは脱穀部であり、前記刈取部Ｅで刈り取った穀稈を脱穀選別するものであり、この脱穀選別された穀粒は刈取走行に伴って順次グレンタンクＧに送られ、積み替えまでの間一時的に貯留される。

各穀稈センサ１ａ，１ｂは、未刈穀稈をその片側方の所定の検出範囲内で接触揺動する揺動レバーにより検出する接触レバー式の構成である。左側の穀稈センサ１ａは、機体の未刈側から内方に張り出して刈取幅の左最外側の穀稈Ａの位置を検出し、また、右側の穀稈センサ１ｂは、機体の既刈側から内方に張り出して刈取幅の右最外側の穀稈Ｂの位置を検出する。

また、上記穀稈センサ１ａ，１ｂによる距離の検出は、揺動レバーの揺動角度と対応する電圧値を出力する角度センサを使用し、そのセンサ値が所定の電圧範囲内に入るように、検出対象株の穀稈までの接近度合いに応じて旋回出力することにより、検出センサ位置への寄り過ぎをを防止し、高精度の追従を可能とする。

進行方向制御装置のシステム構成は、図２の構成図に示すように、方向制御コントローラによる制御部Ｃの入力側には、方向制御実行選択のスイッチ２、左右の穀稈センサ１ａ，１ｂ、左右の方向センサ４ａ，４ｂ、パワステ左右ポジションのセンサ５、車速検出センサ６等の信号を入力するべく接続し、出力側には、コンバインの旋回のために旋回内側となる左右駆動輪の駆動動力を調節する変速伝動機の左右のサイドクラッチ動作を制御する制御信号７ａ，７ｂを出力する。

制御部１の内部構成は、各種の信号処理部１０ａ，１０ｂ，１０ｃを備えてデジタル情報、アナログ情報、および、車速パルス情報の信号処理をし、これらの情報により進行方向を決定する方向制御手段１１、その方向制御出力に基づいて左右の旋回駆動指令を出力する左右の旋回出力処理部１２ａ，１２ｂ、車速パルスを車速情報に変換する車速パルスカウント手段１３等から構成する。

制御部Ｃによる進行方向制御処理ついては、方向制御選択スイッチ２がオンの場合に、方向制御手段１１が左右いずれかの穀稈センサ１ａ，１ｂの検出信号により、機体進行方向に続く未刈穀稈列に追従走行するべく左右の旋回方向を決定し、これと対応して左右の旋回出力処理部１２ａ，１２ｂが方向制御処理を行う。

詳細には、図３のフローチャートに示すように、左右の穀稈センサ１ａ，１ｂのうちのいずれか接触基準側として選択された側により、左側の穀稈センサ１ａの場合は、その側の刈取幅内の最外側穀稈Ａまでの内側方向距離の判別処理（Ｓ１ａ、Ｓ４ａ）および逆側センサ１ｂの検出信号による判別処理（Ｓ２ａ）を合わせて距離が所定値になるまでの間、所定値より近接している場合は接触基準側の方に機体を旋回するべく旋回出力のセット（Ｓ３ａ）をし、距離が検出範囲内で所定値より離れている場合は接触基準側の逆方に機体を旋回するべく旋回出力のセット（Ｓ５ａ）をする。

上記旋回出力（Ｓ３ａ、Ｓ５ａ）は、検出された内側方向距離が所定値となるまで継続することにより、それぞれの刈取方向の株間距離によることなく、上記穀稈センサ１ａの側の刈取幅内の最外側穀稈列Ａに対する刈取位置を維持して機体を追従走行することができるので、標準植え圃場に限らず、間隔を空けて少ない苗量で施肥量を同一とすることにより標準植え圃場と同程度の収量、品質が得られる疎植圃場についても対応することができる。

逆側の穀稈センサ１ｂを接触基準側として選択した場合についても、左右を入れ替えた上記同様の判別処理（Ｓ１ｂ、Ｓ２ｂ、Ｓ４ｂ）および旋回出力（Ｓ３ｂ、Ｓ５ｂ）により、前記同様に、同穀稈センサ１ｂの側の刈取幅内の最外側穀稈列Ｂに対する刈取位置を維持して機体を追従走行することができるので、前記同様に標準植え圃場に限らず、疎植圃場についても対応することができる。

次に、左右の穀稈センサ１ａ，１ｂの選択処理について説明する。
左右の穀稈センサ１ａ，１ｂの選択は、図４のフローチャートに示すように、刈取開始時すなわち穀稈センサによる未刈穀稈の最初の検出時からの所定距離の走行による左右それぞれの検出回数のカウント処理（Ｓ１１，Ｓ１２，Ｓ１２ａ）を行い、カウント判別処理（Ｓ１３ａ，Ｓ１３ｂ）によりその多い方を接触基準側として選択（Ｓ１４ａ，１４ｂ）する。

このように、左右の穀稈センサ１ａ，１ｂの検出回数の多い方を接触基準側として選択することにより、未刈穀稈列に対する追従性の信頼度をより高めることができる。また、左右のカウントが同数の場合は右を選択（Ｓ１３ａ，Ｓ１４ａ）するほか、左右のカウント差が所定値の範囲内の場合や、左右とも非接触でカウントが無い場合は、右側（既刈側）の穀稈センサ１ｂを優先選択して接触基準側とすることにより、誤制御による刈り残しの事態を最小限度に抑えることができる。

また、左右の穀稈センサ１ａ，１ｂの接触基準側の決定後にオペレータが接触基準側と反対方向に所定回数の左右のパワステ操作をした場合は、前記フローチャートに示すように、例えば左方操作であれば、そのカウントが所定回数を超えれば、そのカウント処理（Ｓ１６ａ）とカウント判別処理（Ｓ１７ａ）により左センサを基準としてセット（Ｓ１８ａ）し、また、右方向方操作であれば、左右を逆にした同様の処理（Ｓ１６ｂ〜Ｓ１８ｂ）により、接触基準を逆側に変更する。

このように、左右のパワステ操作に応じて左右の穀稈センサ１ａ，１ｂの接触基準側を変更することにより、オペレータの意志を反映して圃場の状況に即した機体の追従制御を行うことができる。

次に、コンバインの湿田方向制御について説明する。
パワステの操作角度に応じて旋回力を可変しうる機構を有するコンバインにおいては、湿田における作業走行時に既刈穀稈側に車体が傾きやすい傾向があり、そのような場合にオペレータはパワステレバーを未刈穀稈側に微調整操作しながら作業を進める場合が多々ある。また、従来の方向制御等では、修正の出力を行ったとしても湿田の圃場状況によっては、たちまち足を取られて元に戻ってしまい、車体がぎくしゃくしたり、あるいは、条方向を全く外れる等の問題があった。

そこで、湿田方向制御に際し、パワステの所定操作に応じて強制的に旋回力を得るように中立位置を変更するように制御装置を構成する。
詳細には、図５の制御構成図に示すように、湿田方向制御コントローラによる制御部Ｃについて、前記同様の入出力構成に加えて湿田の自動処理適用を選択する湿田モードスイッチ２１、刈取り穀稈の脱穀稼動用の脱穀クラッチスイッチ２２を入力側に接続し、出力側には、ブレーキ駆動油圧バルブ２３を接続する。

制御部Ｃは、湿田制御適用の判断処理を行う湿田方向制御実行判断処理部２４にタイマカウント処理部２４ｃを伴い、その判断処理結果とパワステ左右操作に応じて旋回操作処理を行う左右旋回操作処理部２５、ブレーキ制御用のブレーキ出力処理部２６を備えて構成する。

制御部Ｃにおける詳細な制御処理は、図６のフローチャートに示すように、脱穀クラッチスイッチ２２、左又は右の穀稈センサ１ａ，１ｂ、車速検出センサ６、パワステ左右ポジションセンサ５についての適用条件判別処理（Ｓ２１）により、脱穀レバー入り、穀稈センサ入、かつ、走行中であることを検出するとともにその他の条件を満たした後にパワステ操作時間経過判別処理（Ｓ２２）によりパワステを所定範囲内で一定方向に操作したまま所定時間が経過した場合は、オペレータが手を離してパワステレバーが戻っても同じ旋回力が維持されるように中立変更制御処理（Ｓ２３，Ｓ２４）をするように構成する。すなわち、パワステの左右に対する中立位置を現操作位置から反対側に所定量変更処理（Ｓ２３）することにより、パワステ操作を本来の中立状態に戻しても継続して旋回出力を維持するように旋回出力処理（Ｓ２４）するように構成する。

上記所定量変更処理（Ｓ２３）では、中立位置を自発的にずらすべく、パワステ左右中立位置（基準中立点）から現在の操作位置の偏差を現在の中立位置から現操作方向の逆方向に加算（または減算）した位置を変更中立点としてパワステ中立変更位置をセットする。また、上記旋回出力処理（Ｓ２４）では、パワステ変更中立からの操作方向および操作量の旋回出力をセットする。

また、上記適用条件判別処理（Ｓ２１）により非適用判別であれば、すなわち、パワステ操作が無い場合、パワステ操作中でも所定以上の操作や変更中立より反対への操作の場合、穀稈センサがオフ、脱穀クラッチレバーのオフ、湿田を判定するスイッチがオフ等の場合は、中立変更リセット処理（Ｓ２１ａ）によりパワステ中立変更位置の解除とパワステ操作時間カウントのリセットをし、およびパワステ操作時間が経過するまでの間であれば通常旋回出力処理（Ｓ２２ａ）によりパワステ基準中立位置からの操作方向および操作量の旋回出力をセットする。

このようにして所定のパワステ操作によって中立位置を自発的にずらすことにより、オペレータが手を離してパワステレバーが戻っても同じ旋回力が維持されるので上記問題を解決することができ、いわゆる湿田における方向自動制御が可能となる。この場合において、上記所定時間の代わりに所定距離によって経過判別することによっても、前記同様の効果を得ることができる。

また、上述のパワステ左右中立位置から現在の操作位置の偏差は、条件成立後の所定距離または所定時間の走行の間のパワステ操作位置を平均値とすることにより、センサ値の変動要素を考慮してパワステの位置を特定するようにしても良い。

さらに、中立変更処理（Ｓ２３，Ｓ２４）は、パワステの所定量以上の操作や変更中立より反対への操作を条件とする中立変更リセット処理（Ｓ２１ａ）による適用解除によりオペレータが優先されてその意向を反映することができ、その他、穀稈センサがオフ、脱穀クラッチレバーのオフにより刈取作業時に限定され、湿田モードスイッチオフにより湿田作業に限定することができる。

機器配置説明用のコンバインの機体平面図である。 進行方向制御装置のシステム構成図である。 追従走行のフローチャートである。 左右の穀稈センサの選択のフローチャートである。 湿田方向制御の制御構成図である。 湿田方向制御のフローチャートである。

符号の説明

１ａ 左側穀稈センサ
１ｂ 右側穀稈センサ
２ 方向制御選択スイッチ
５ パワステ左右ポジションセンサ
７ａ，７ｂ サイドクラッチ制御信号
１１ 方向制御手段
Ａ 左最外側穀稈
Ｂ 右最外側穀稈
Ｍ 本体部
Ｃ 制御部
Ｅ 刈取部

Claims (4)

1. 刈取部に取付けられて刈取るべき未刈穀稈を接触により検出する穀稈センサの検出信号により、機体進行方向に続く刈取条の未刈穀稈列に追従走行するべく左右の旋回方向を決定して機体の進行方向を制御処理する制御部を有するコンバインにおいて、
   上記穀稈センサはコンバインが刈取るべき刈取幅のいずれかの外側位置で同側の最外側穀稈までの内側方向距離を検出する位置に設定し、その内側方向距離が所定値となるように上記制御部が左右方向の機体旋回制御処理をすることを特徴とするコンバイン。
2. 前記穀稈センサは前記刈取幅の他側にも対称的に前記同様に配置し、刈取部による刈取作業の開始からの所定距離の走行における各穀稈センサの検出信号の回数を検出回数としてそれぞれカウントし、それぞれの検出回数の多い方の穀稈センサについて前記制御処理をすることを特徴とする請求項１記載のコンバイン。
3. 前記制御部は、前記検出回数の両者間の差が所定数未満であることを条件に、既刈側となる方の穀稈センサについて前記制御処理をすることを特徴とする請求項２記載のコンバイン。
4. 前記制御部は、前記両検出回数が何れも無いことを条件に、既刈側となる方の穀稈センサについて前記制御処理をすることを特徴とする請求項２記載のコンバイン。

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