JP2008228591A

JP2008228591A - コンバイン

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Publication number: JP2008228591A
Application number: JP2007069627A
Authority: JP
Inventors: Mitsuteru Onishi; 満輝大西
Original assignee: Yanmar Co Ltd
Current assignee: Yanmar Co Ltd
Priority date: 2007-03-16
Filing date: 2007-03-16
Publication date: 2008-10-02
Anticipated expiration: 2027-03-16
Also published as: JP5001037B2

Abstract

【課題】刈取部を実際の機体の姿勢に即した昇降位置に速やかに昇降させて、該刈取部の地面への突っ込みや高刈りを確実に防止する。
【解決手段】機体に昇降制御可能に支持した刈取部４と、該刈取部４を昇降手段により昇降制御する制御手段３０とを備えるコンバイン１において、前記機体の水平基準面に対する前後傾斜角度を検出する傾斜角検出手段３２と、前記機体のピッチングの角速度を検出する角速度検出手段３３と、前記刈取部４の機体に対する昇降位置を検出する昇降位置検出手段３５とを備え、前記制御手段３０により傾斜角検出手段３２の検出値と角速度検出手段３３の検出値とに基づいて検出後の機体の姿勢を予測し、その予測結果に応じて設定した予測昇降位置まで前記刈取部４を昇降させる昇降制御を行う。
【選択図】図２

Description

本発明は、機体前部に昇降制御可能に支持した刈取部と、該刈取部を昇降手段により昇降制御する制御手段とを備えるコンバインに関する

従来、機体に昇降制御可能に支持した刈取部と、該刈取部を昇降手段により昇降制御する制御手段とを備えたコンバインにおいて、刈取部の対地高さを検出する対地高さ検出手段や、刈取部の走行機体に対する昇降位置を検出する昇降位置検出手段や、機体が前後方向へ傾動したときの加速度を検出する加速度検出手段や、走行機体が前後方向へ傾動したときの傾動速度を検出する速度検出手段や、走行機体の水平基準面に対する前後傾斜角度を検出する前後傾斜角検出手段を設けて、これらの検出手段からの検出値に基づいて制御手段により刈取部の昇降制御を行い、刈取部の対地高さを一定に保持するように構成したものが公知となっている（例えば、特許文献１参照。）。
特開２００６−２５４７２９号公報

しかし、従来のようなコンバインにおいては、各検出手段での検出時点から、制御手段により昇降制御を行って刈取部を昇降させるまでに時間差が生じることから、その間に機体の姿勢が変化して、刈取部を実際の機体の姿勢に即した適切な昇降位置に昇降させることができなかった。そのため、走行する圃場などの凹凸面の形状によっては、刈取部が地面への突っ込んだり、高刈りを行ったりする恐れがあった。

そこで本発明では、刈取部を実際の機体の姿勢に即した昇降位置に速やかに昇降させて、該刈取部の地面への突っ込みや高刈りを確実に防止することを課題とする。

本発明の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。

即ち、請求項１においては、機体に昇降制御可能に支持した刈取部と、該刈取部を昇降手段により昇降制御する制御手段とを備えるコンバインにおいて、前記機体の水平基準面に対する前後傾斜角度を検出する傾斜角検出手段と、前記機体のピッチングの角速度を検出する角速度検出手段と、前記刈取部の機体に対する昇降位置を検出する昇降位置検出手段とを備え、前記制御手段により傾斜角検出手段の検出値と角速度検出手段の検出値とに基づいて検出後の機体の姿勢を予測し、その予測結果に応じて設定した予測昇降位置まで前記刈取部を昇降させる昇降制御を行うものである。

請求項２においては、前記昇降手段での昇降制御時における昇降速度は、前記機体のピッチングの角速度に比例して大きくなるものである。

請求項３においては、前記機体の走行加速度を検出する加速度検出手段を備え、前記制御手段により加速度検出手段の検出値が設定範囲内に収まっていないと判断されると、該検出値に基づいて検出後の機体の姿勢を予測し、その予測結果に応じて設定した予測昇降位置まで前記刈取部を昇降させる昇降制御を行うものである。

請求項４においては、前記昇降手段での昇降制御時における昇降速度は、前記機体の加速度に比例して大きくなるものである。

本発明の効果として、以下に示すような効果を奏する。

請求項１においては、機体が圃場の凹凸面などで大きくピッチングしたとき、刈取部を実際の機体の姿勢に即した適切な昇降位置まで昇降させて、該刈取部の対地高さを一定に保持することができる。また、昇降手段の応答性を高めて、刈取部を速やかに昇降させることができる。したがって、刈取部の地面への突っ込みや高刈りを確実に防止することができる。

請求項２においては、刈取部を機体の姿勢に応じて適切な高さに昇降させることができる。

請求項３においては、急な前後進の切り替えなどで、機体前部が浮き上がった場合、刈取部を下降させて、該刈取部の地面への突っ込みを防止することができる。また、機体後部が浮き上がった場合、刈取部を昇降させて、高刈りを防止することができる。

請求項４においては、刈取部を機体の姿勢に応じて適切な高さに昇降させることができる。

次に、発明の実施の形態を説明する。

図１は本発明の一実施例に係るコンバインの側面図、図２は刈取部の制御機構を示すブロック図、図３は刈取部４の昇降制御の態様を示すフローチャート図、図４は第一昇降制御の態様を示すフローチャート図、図５は第二昇降制御の態様を示すフローチャート図である。

まず、本発明の一実施例に係るコンバインの概略構成について説明する。

図１に示すように、コンバイン１は機体フレーム２にクローラ式走行装置３を支持し、これを機体フレーム２上に搭載したエンジンで駆動させることにより、前進または後進走行可能に構成されている。このコンバイン１では、機体フレーム２の前部に穀稈を刈り取って機体後方へ搬送する刈取部４が昇降可能に設けられ、機体フレーム２の左側部上に刈取部４からの刈取穀稈を脱穀する脱穀部５と、該脱穀部５で脱穀された穀粒を選別する選別部６とが上下に配設されている。この脱穀部５の後方には、該脱穀部５で脱穀された穀稈を排藁として機外へ排出する排藁処理部７が設けられている。

機体フレーム２の右側後部上には選別部６から揚穀筒で搬送される穀粒を貯溜するグレンタンク８が設けられ、該グレンタンク８の後方から上方にかけてグレンタンク８内の穀粒を機体外部に排出する排出オーガ９が配設されている。グレンタンク８の前方で機体フレーム２の右側前部上には機体の操向操作を行うためのステアリングハンドル１１や、機体各部の装置を操作するためのレバーやスイッチなどの操作手段や、運転席１２をキャビン１３内に備えた運転操作部１５が設けられている。この運転操作部１５の下方には前記クローラ式走行装置３やその他の各部に動力を与えるエンジンが配設されている。

前記刈取部４は、刈取支持フレーム２０の前端部に分草フレーム２１を介して未刈穀稈の分離を行う分草体２２を設け、該分草体２２の後上方に分草後の穀稈を引き起こす穀稈引起体２３を設け、該穀稈引起体２３の後方に引起後の穀稈の株元側を掻き込む掻込体を設け、該掻込体の下方に掻込時に穀稈の株元を切断する刈刃２５を設け、該掻込体の後方に切断後の刈取穀稈を脱穀部５の前側に備えた扱口付近まで搬送する搬送体２６を設けて構成されている。

そして、刈取部４は刈取支持フレーム２０の後端部を機体フレーム２上の刈取支持体に支点軸２８にて左右方向の軸線回り周りに上下方向に回動自在に支持して、昇降可能とされている。刈取部４の刈取支持フレーム２０と機体フレーム２との間には、シリンダなどからなる刈取部４の昇降手段２９が設けられて、該刈取部昇降手段２９により刈取支持フレーム２０が機体フレーム２に対して上下方向に回動されるように構成されている。つまり、刈取部４が昇降されるようになっている。

また、機体の任意位置に制御手段３０が設けられて、図２に示すように、該制御手段３０の出力側に前記刈取部４の昇降手段２９が接続され、該制御手段３０の入力側に運転操作部１５に配置された刈取部４の昇降操作手段３１が接続されている。制御手段３０は昇降操作手段３１の手動操作に応じて昇降手段２９を駆動させて（シリンダを伸縮駆動させて）、刈取部４を昇降させるように構成されている。こうして、刈取部４の昇降位置を昇降操作手段３１で適切な高さ位置に調節することができるようになっている。

さらに、図２に示すように、前記制御手段３０の入力側には、刈取部４の昇降操作手段３１に加えて、機体の水平基準面に対する前後方向の傾斜角度を検出する傾斜角度検出手段３２と、機体のピッチング（前後方向における傾動）の角速度を検出する角速度検出手段３３と、機体の走行速度を検出する走行速度検出手段３４と、刈取部４の機体に対する回動位置（相対角度）を検出する昇降位置検出手段３５と、刈刃の高さを検知する手段３６とが接続されている。

刈刃高さ検知手段３６は刈刃の高さを設定するためのものであり、基準高さとして設定が行われる。これは、刈取部４は従来自重により下降し、最下降位置はストッパーにより設定されていたが、本実施例では凸部に乗り上げた場合、クローラ式走行装置３の下面の前延長線よりも更に下降させる場合が生じるので、基準位置を設定する必要がある。また、この基準位置を設定することにより、軟弱圃場の場合には、基準高さを設定器により容易に高く設定することが可能であり、水平制御を行っているときに左右一側が高くなり、他側を上昇させた時には、基準高さを下げて、刈り株の高さを低くすることができる。

制御手段３０は、これらの検出手段３２〜３５から入力される検出値や予め設定した設定値などを記憶し、刈取部４が設定高さとなるように予測演算し、昇降手段２９を駆動するように構成されている。昇降手段２９を駆動させる際には、走行速度が速いほど凹凸に至った場合に、速く刈取部４を昇降させる必要がある。また、たとえば凸部にさしかかったときには機体の上昇速度（加速度）が大きいため、刈取部４を速く上昇させ、凸部の上端に至ると上昇速度は小さいため、刈取部４の上昇速度も低下させる必要がある。

そこで、制御手段３０は、走行速度検出手段３４からの検出値を用いて機体の走行加速度を算出し、さらに角速度検出手段３３からの検出値を用いて機体のピッチングの角加速度を算出して、昇降手段２９の昇降予測制御、たとえばフィードホワード制御を行うようになっている。なお、角速度検出手段３３を省き、制御手段３０で傾斜角度検出手段３２の検出値を用いて機体のピッチングの角速度を算出するように構成することも可能である。

次に、機体のピッチング時における刈取部４の昇降制御の態様を、図３、図４、図５に示したフローチャートに基づいて説明する。

コンバイン１が圃場での収穫作業で走行する際、図３に示すように、まずその走行速度が走行速度検出手段にて検出され（ステップＳ１）、制御手段に入力される。制御手段では、走行速度検出手段からの検出値を用いて機体の走行加速度が演算され（ステップＳ２）、その算出値が設定範囲内に収まっているか否かの判定が行われる（ステップＳ３）。そして、算出された走行加速度が設定範囲内に収まっていると判断されると、第一昇降制御が行われ（ステップＳ４）、設定範囲内に収まっていないと判断されると、第二昇降制御が行われる（ステップＳ５）。

つまり、走行加速度が小さい場合には、加速・減速により加わる機体の前後方向の傾動が小さいため、角速度検出手段３３から得られる信号から予測演算がなされて、第一昇降制御を行われる。また、走行加速度が設定値を越える場合には、加速・減速により加わる機体の前後方向の傾動が大きいため、走行速度から得られる走行加速度と角速度検出手段３３から得られる角加速度とから予測演算がなされて、第二昇降制御が行われる。

第一昇降制御が行われる場合は、図４に示すように、機体のピッチングの角速度が角速度検出手段３３で検出され（ステップＳ４１）、制御手段３０に入力される。制御手段３０では、角速度検出手段３３からの検出値を用いて角加速度が算出され、この算出値から直後の機体の姿勢が予測されて、刈取部４の予測昇降位置が演算される（ステップＳ４２）。

このとき角加速度が正の値であれば（ステップＳ４３）、機体が後傾する（機体前部が浮き上がる）と判断され、刈取部４が基準位置（刈り高さ設定位置）から予測昇降位置まで下降するように昇降手段２９が駆動され、本実施例ではシリンダが収縮駆動され（ステップＳ４４）、刈取部４が下降される（ステップＳ４５）。

この下降する刈取部４の昇降位置は昇降位置検出手段３５で検出され、制御手段３０に入力される。そして、制御手段３０で刈取部４が予測昇降位置に達したか否かの判定が行われ（ステップＳ４６）、予測昇降位置に達したと判断されると、ステップＳ１に戻される。なお、昇降手段２９はＰＷＭ等でパルス駆動されて、角加速度の値が大きいほど、速く駆動し、角加速度の値が小さいほど遅く駆動するようになっている。

一方、角加速度が正の値でなければ、すなわち負の値であれば（ステップＳ４３）、機体が前傾する（機体後部が浮き上がる）と判断され、刈取部４が基準位置よりも予測昇降位置まで上昇するように昇降手段２９が駆動され、本実施例ではシリンダが伸長駆動され（ステップＳ４７）、刈取部４が上昇される（ステップＳ４８）。

この上昇する刈取部４の昇降位置は昇降位置検出手段３５で検出され、制御手段３０に入力される。そして、制御手段３０で刈取部４が予測昇降位置に達したか否かの判定が行われ（ステップＳ４９）、刈取部４が予測昇降位置に達したと判断されると、制御がステップＳ１に戻される。

第二昇降制御が行われる場合は、図５に示すように、走行加速度から予測値が演算される。つまり、増速している（急発進する）場合には機体が後下がりとなり、正の値とし、減速している（急停止する）場合には機体が前下がりとなり負の値として、その走行加速度より刈取部４の高さが予測される。

また、機体のピッチングの角速度が角速度検出手段３３で検出され（ステップＳ５１）、制御手段３０に入力される。制御手段３０では、角速度検出手段３３からの検出値を用いて角加速度が算出されて、この値に基づいて予測値が演算される。これが前記走行加速度から得た予測値と加算されて、直後の機体の姿勢が予測され、刈取部４の予測昇降位置が演算される（ステップＳ５２）。そしてこの予測昇降位置に応じて昇降手段２９が駆動され、刈取部４が昇降される。

具体的には、予測昇降位置が正の値であれば（ステップＳ５３）、機体が後傾する（機体前部が浮き上がる）と判断され、刈取部４の昇降位置が基準位置から予測昇降位置まで下降するように昇降手段２９が駆動され、本実施例ではシリンダが収縮駆動され（ステップＳ５４）、刈取部４が下降される（ステップＳ５５）。

この下降する刈取部４の昇降位置は昇降位置検出手段３５で検出され、制御手段３０に入力される。そして、制御手段３０で刈取部４が予測昇降位置に達したか否かの判定が行われ（ステップＳ５６）、予測昇降位置に達したと判断されると、ステップＳ１に戻される。

一方、負の値であれば（ステップＳ５３）、機体が前傾する（機体後部が浮き上がる）と判断され、刈取部４が基準位置から予測昇降位置まで上昇するように昇降手段２９が駆動され、本実施例ではシリンダが伸長駆動され（ステップＳ５７）、刈取部４が上昇される（ステップＳ５８）。

この上昇する刈取部４の昇降位置は昇降位置検出手段３５で検出され、制御手段３０に入力される。そして、制御手段３０で刈取部４が予測昇降位置に達したか否かの判定が行われ（ステップＳ５９）、刈取部４が予測昇降位置に達したと判断されると、制御がステップＳ１に戻される。

この第二昇降制御では、前記同様に、刈取部４の昇降速度は機体のピッチングの角速度に比例して大きくなるように変更される。つまり、加速度が大きければ、刈取部の昇降速度も大きくなるように変更される。これにより、ピッチングが急に大きくなるほど、刈取部が速く予測昇降位置まで上昇するように、もしくは下降するように制御される。

このようにして、コンバイン１では、第一昇降制御や第二昇降制御が繰り返されて、該刈取部４の昇降制御が継続して行われ、機体がピッチングした場合でも、刈取部４が実際の機体の姿勢に即した適切な昇降位置に速やかに昇降されるようになっている。

以上のように、機体に昇降制御可能に支持した刈取部４と、該刈取部４を昇降手段により昇降制御する制御手段３０とを備えるコンバイン１において、前記機体の水平基準面に対する前後傾斜角度を検出する傾斜角検出手段３２と、前記機体のピッチングの角速度を検出する角速度検出手段３３と、前記刈取部４の機体に対する昇降位置を検出する昇降位置検出手段３５とを備え、前記制御手段３０により傾斜角検出手段３２の検出値と角速度検出手段３３の検出値とに基づいて検出後の機体の姿勢を予測し、その予測結果に応じて設定した予測昇降位置まで前記刈取部４を昇降させる昇降制御を行うことにより、機体が圃場の凹凸面などで大きくピッチングしたとき、刈取部４を実際の機体の姿勢に即した適切な昇降位置まで昇降させて、該刈取部４の対地高さを一定に保持することができる。また、昇降手段２９の応答性を高めて、刈取部４を速やかに昇降させることができる。したがって、刈取部４の地面への突っ込みや高刈りを確実に防止することができる。

また、前記コンバイン１において、前記昇降手段２９での昇降制御時における昇降速度は、前記機体のピッチングの角速度に比例して大きくなることにより、刈取部４を機体の姿勢に応じて適切な高さに昇降させることができる。

また、前記コンバイン１において、前記機体の走行加速度を検出する加速度検出手段（走行速度検出手段３４および制御手段３０）を備え、前記制御手段３０により加速度検出手段の検出値（走行速度から算出された算出値）が設定範囲内に収まっていないと判断されると、該検出値に基づいて検出後の機体の姿勢を予測し、その予測結果に応じて設定した予測昇降位置まで前記刈取部４を昇降させる昇降制御を行うことにより、急な前後進の切り替えなどで、機体前部が浮き上がった場合、刈取部４を下降させて、該刈取部の地面への突っ込みを防止することができる。また、機体後部が浮き上がった場合、刈取部４を昇降させて、高刈りを防止することができる。

また、前記コンバイン１において、前記昇降手段２９での昇降制御時における昇降速度は、前記機体の加速度に比例して大きくなることにより、刈取部４を機体の姿勢に応じて適切な高さに昇降させることができる。

本発明の一実施例に係るコンバインの側面図。刈取部の制御機構を示すブロック図。刈取部４の昇降制御の態様を示すフローチャート図。第一昇降制御の態様を示すフローチャート図。第二昇降制御の態様を示すフローチャート図。

符号の説明

１コンバイン
４刈取部
２９昇降手段
３０制御手段
３２傾斜角検出手段
３３角速度検出手段
３４走行速度検出手段
３５昇降位置検出手段

Claims

機体に昇降制御可能に支持した刈取部と、該刈取部を昇降手段により昇降制御する制御手段とを備えるコンバインにおいて、前記機体の水平基準面に対する前後傾斜角度を検出する傾斜角検出手段と、前記機体のピッチングの角速度を検出する角速度検出手段と、前記刈取部の機体に対する昇降位置を検出する昇降位置検出手段とを備え、前記制御手段により傾斜角検出手段の検出値と角速度検出手段の検出値とに基づいて検出後の機体の姿勢を予測し、その予測結果に応じて設定した予測昇降位置まで前記刈取部を昇降させる昇降制御を行うことを特徴とするコンバイン。
前記昇降手段での昇降制御時における昇降速度は、前記機体のピッチングの角速度に比例して大きくなることを特徴とする請求項１に記載のコンバイン。
前記機体の走行加速度を検出する加速度検出手段を備え、前記制御手段により加速度検出手段の検出値が設定範囲内に収まっていないと判断されると、該検出値に基づいて検出後の機体の姿勢を予測し、その予測結果に応じて設定した予測昇降位置まで前記刈取部を昇降させる昇降制御を行うことを特徴とする請求項１に記載のコンバイン。
前記昇降手段での昇降制御時における昇降速度は、前記機体の加速度に比例して大きくなることを特徴とする請求項３に記載のコンバイン。