JP2015119676A - コンバインの刈取昇降制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】本発明は、コンバインの刈取部に設ける接地センサで刈取部の対地高さを検出して刈取部を自動制御で昇降するコンバインの刈高さ制御装置において、圃場の凹部や溝を跨いで刈取走行する場合に、刈取部が下がり過ぎて刈取部の分草杆を圃場に突っ込むことを防止する。
【解決手段】刈取搬送部７の分草杆１０に設けた刈取接地センサＳＥ２が地面に接触することで刈取搬送部７対地高さを検出し、刈取搬送部７の昇降手段１５を制御して刈取搬送部７を目標対地高さに維持するコンバインの刈取昇降制御装置において、刈取搬送部７に穀稈センサＳＥ９を設け、穀稈センサＳＥ９が穀稈を検出している間に刈取接地センサＳＥ２の接地部ＳＥ２ａが地面から離れた状態を所定時間継続して検出した場合は昇降手段１５の下降出力を停止することを特徴とするコンバインの刈取昇降制御装置とする。
【選択図】図４

Description

この発明は、コンバインの刈取昇降制御装置に関するものである。

刈高さ制御装置を備えたコンバインにおいて、刈取部における刈幅方向に複数の接地式の接地センサを設け、この接地センサが検出する刈取部の対地高さが目標対地高さになるように昇降手段を制御する刈取昇降制御装置を備えたものは公知である（特許文献１）。

特開２０１０−８１８０３号公報

上記特許文献１記載の発明は、刈取部に設ける接地式の接地センサが目標対地高さより低い対地高さ（あるいは高い対地高さ）を検出すると、刈取昇降制御手段により昇降手段に上昇出力（あるいは下降出力）を実行し、刈取部の対地高さを目標対地高さに復帰させる刈高さ制御を行うものである。そして、対地高さ検出値が目標対地高さに対して設定されている昇降制御用の不感帯を高い側に外れている場合には、刈取部の下降処理を実行しながら昇降制御をするものである。

前記刈高さ制御構成にあっては、圃場に比較的大きな凹部や溝がある場合に、接地センサが平面部から凹部上を通過する状態となると接地センサが地面から離れて刈取部の対地高さを誤って大きく検出し、地上高を低くしようと刈取部の下降制御を実行して刈取部先端の分草杆が凹部や溝に嵌り込んで地面に突っ込むことがある。

そこで、本発明は、コンバインの刈取部に設ける接地センサで刈取部の対地高さを検出して刈取部を自動制御で昇降するコンバインの刈高さ制御装置において、圃場の凹部や溝を跨いで刈取走行する場合に、刈取部が下がり過ぎて刈取部の分草杆を圃場に突っ込むことがないようにすることを課題とする。

上記本発明の課題は、次の技術手段により解決される。
請求項１に記載の発明は、刈取搬送部（７）の分草杆（１０）に設けた刈取接地センサ（ＳＥ２）が地面に接触することで刈取搬送部（７）対地高さを検出し、刈取搬送部（７）の昇降手段（１５）を制御して刈取搬送部（７）を目標対地高さに維持するコンバインの刈取昇降制御装置において、刈取搬送部（７）に穀稈センサ（ＳＥ９）を設け、該穀稈センサ（ＳＥ９）が穀稈を検出している間に刈取接地センサ（ＳＥ２）の接地部（ＳＥ２ａ）が地面から離れた状態を所定時間継続して検出した場合は前記昇降手段（１５）の下降出力を停止することを特徴とするコンバインの刈取昇降制御装置とする。

請求項２に記載の発明は、前記刈取接地センサ（ＳＥ２）を刈取搬送部（７）の刈幅方向に複数備え、穀稈センサ（ＳＥ９）が穀稈を検出している間に、少なくとも１つの刈取接地センサ（ＳＥ２）の接地部（ＳＥ２ａ）が地面から離れた状態を所定時間継続して検出した場合は、昇降手段（１５）の下降出力を停止する請求項１に記載のコンバインの刈取昇降制御装置とする。

請求項３に記載の発明は、前記刈取接地センサ（ＳＥ２）の接地部（ＳＥ２ａ）が地面から離れた状態を所定時間継続して検出し、刈取搬送部（７）の下降出力が停止された後に、接地部（ＳＥ２ａ）が接地した状態を所定時間継続するか、接地部（ＳＥ２ａ）接地した状態で機体が所定距離走行した場合に、刈取搬送部（７）を目標対地高さに維持するべく、昇降手段（１５）の上昇及び下降出力が可能な状態に復帰する請求項１或いは請求項２のいずれか１項に記載のコンバインの刈取昇降制御装置とする。

請求項１に記載の発明によれば、圃場の植立穀稈を刈取ながら走行して間は刈取接地センサ（ＳＥ２）の接地部（ＳＥ２ａ）の接地程度で刈取搬送部７の対地高さを検出しながら刈取搬送部（７）に設ける穀稈センサ（ＳＥ９）で刈り取った穀稈の搬送を検出しているが、分草杆（１０）の位置が変わらなくとも穀稈センサ（ＳＥ９）の接地部（ＳＥ２ａ）が凹部や溝に嵌り込むと対地高さを異常に高く検出することになる。本発明は、その状態を所定時間持続して検出すると昇降手段（１５）への降下出力を禁止して刈取搬送部（７）を降下しないので、分草杆（１０）先端が下がって凹部や溝に嵌り込んで地面に突っ込むことを防止できる。

請求項２に記載の発明によれば、請求項１に記載の発明による効果に加えて、刈取搬送部（７）の刈幅方向に複数設けた刈取接地センサ（ＳＥ２）の一部が急激に高い対地高さを検出した場合は、その刈取接地センサ（ＳＥ２）を設けた位置に凹みや溝がある可能性があるので、刈取搬送部（７）を降下しないことで、分草杆（１０）先端が下がることなく、分草杆（１０）の先端を地面に突っ込むことを防止できる。

請求項３に記載の発明によれば、請求項１または請求項２に記載の発明による効果に加えて、接地部（ＳＥ２ａ）が接地した状態を所定時間継続するか、接地部（ＳＥ２ａ）接地した状態で機体が所定距離走行すると、刈取接地センサ（ＳＥ２）の位置が確実に凹部や溝を乗り越えたと判断できるので、通常の刈高さ制御に復帰しても分草杆（１０）が地面に突っ込むことがない。

コンバインの全体左側面図。 コンバインの全体平面図。 制御ブロック図。 フローチャート。 作業状態を示すコンバインの側面図。 作業状態を示す従来のコンバインの側面図。 作業状態を示すコンバインの側面図。 作業状態を示す従来のコンバインの側面図。

以下、本発明の実施形態を図面に示す実施例を参照しながら説明する。なお、本明細書においてコンバインの前進方向に向かって左右方向をそれぞれ左、右といい、前進方向を前、後進方向を後という。

まず、図１及び図２に基づき本発明を備えたコンバインの全体構成について説明する。
コンバインの走行車台１の下方には左右クローラ走行装置２，２を配設し、走行車台１上には、右側前部に座席付きの操縦部３を、操縦部３の後方下部にはエンジンを備えた原動部４を、原動部４の後方には穀粒収納用のグレンタンク５を配設している。走行車台１の左側部に脱穀部６を搭載し、走行車台１の前側部には刈取搬送部７を昇降手段である油圧昇降シリンダ１５で昇降自在に設け、脱穀部６及びグレンタンク５の後方に排稾処理装置８を設けている。また、グレンタンク５の後側部に排出オーガ９を設け、グレンタンク５内の穀粒を外部に取り出すようにしている。

しかして、圃場の穀稈を刈取搬送部７の分草杆１０により穀稈条列毎に分草しながら穀稈引起し装置に案内し、次いで、穀稈引起し装置で穀稈を引起し、引き起こした穀稈を掻込搬送装置で後方へ掻き込み搬送し刈刃装置で刈り取る。次いで、中継ぎ搬送装置で左右方向中央部へ集送しながら中継ぎ搬送し、次いで、引継ぎ搬送装置を経て脱穀部６のフィードチェンへ穀稈を引き継ぎ搬送する。脱穀部６で脱穀選別し、一番穀粒を一番揚穀機で揚穀しグレンタンク５に貯溜する。

前記分草杆１０は、図２に示すごとく、刈取搬送部７の左右刈幅の略等間隔で５本設け、その内の左右外側から２番目の分草杆１０の下部に刈取接地センサＳＥ２を設けている。この刈取接地センサＳＥ２は下方へ回動可能に設けた接地部ＳＥ２ａの回動角度によって刈取搬送部７の対地高さを検出する。

また、操縦部３の主変速レバー１１及び副変速レバー１２を操作すると、エンジンの回転動力をミッションケース内の油圧式無段変速装置及び副変速装置で変速し、左右クローラ走行装置２，２に伝達し任意の速度で走行する。

また、操縦部３の操向パワステレバー１３を左右に傾動操作することにより、旋回走行することができる。すなわち、操向パワステレバー１３を旋回走行する側に傾動操作すると、ミッションケース内のサイドクラッチが切り作動され、左右クローラ走行装置２，２に速度差が与えられ走行方向の変更をすることができる。

次に、図３に基づき制御ブロック図について説明する。
コントローラ２１の入力側には、刈高さ制御自動スイッチＳＷ１と、刈取・脱穀クラッチの入切を検出する刈取・脱穀クラッチレバーセンサＳＥ１と、刈取搬送部７の分草杆１０の先端下部に設けている刈取接地センサＳＥ２と、刈取搬送部７を昇降操作する刈取上下操作レバーの操作位置を検出する刈取上下操作レバーセンサＳＥ４と、機体の左右傾斜を検出する機体左右傾斜センサＳＥ５と、機体の前後方向傾斜を検出する機体前後傾斜センサＳＥ６及びコンバインの車速を検出する車速検出センサＳＥ７を接続している。

なお、刈取接地センサＳＥ２は分草杆１０先端部の対地高さを検出するもので、分草杆１０に左右方向の軸回りに回動自在の接地部ＳＥ２ａと、接地体の回動状態を検出する回転式ポテンショメータを利用した角度検出手段とを備えている。

また、コントローラ２１の出力側には、刈取搬送部７の昇降手段である油圧昇降シリンダ１５を作動させる油圧上昇バルブ１５ａと油圧下降バルブ１５ｂと、走行機体１の前後方向傾斜を調節する前後傾斜シリンダを作動させる前後傾斜調節バルブ１６と、走行機体１の左右方向傾斜を調節する左右傾斜シリンダを作動させる左右傾斜調節バルブ１７とを接続している。

次に、図４に基づき刈高さ昇降制御のフローについて説明する。
刈取走行を開始（ステップＳ１）し、刈高さ制御を開始（ステップＳ２）する。そして、穀稈が刈り取られて刈取搬送部７の穀稈センサＳＥ９で穀稈が検出（ステップＳ３）されて脱穀部６へ送り込まれる。この刈取走行中に刈取接地センサＳＥ２の接地部ＳＥ２ａが地面に接触して対地高さを検出するが、刈幅の左右に設ける２個の刈取接地センサＳＥ２の一方の接地部ＳＥ２ａが圃場の凹部や溝に落ち込んで地面から離れてオフ信号が出力（ステップＳ４）し、所定時間経過（ステップＳ５）すると、刈取搬送部７を降下させる出力が停止（ステップＳ６）される。さらに走行して複数設ける刈取接地センサＳＥ２の一部接地部ＳＥ２ａが地面に接触してオン信号が出力（ステップＳ７）され、所定時間経過（ステップＳ８）或いは接地部ＳＥ２ａの接地量が所定以上に大きくなると、刈取搬送部７の降下停止が解除（ステップＳ９）される。

穀稈センサＳＥ９が穀稈を検出（ステップＳ３）しない場合と、複数設ける刈取接地センサＳＥ２の一部の接地部ＳＥ２ａが正常に圃場面に接触（ステップＳ４）している場合は、刈高さ制御を継続する。また、前記の所定時間経過は間欠的に複数回検出することで計時しても良い。

なお、刈取搬送部７の降下出力が停止していても、複数設ける刈取接地センサＳＥ２の一部の接地部ＳＥ２ａが接地して対地高さを低く計測したり、刈取昇降レバー１４で刈取搬送部７を上昇させたりすると、油圧昇降シリンダ１５に上昇出力させる。

また、刈取昇降レバー１４を降下側に長い時間保持して刈取昇降シリンダセンサＳＥ８が縮退限界値を検出すると刈取搬送部７の降下を停止する。
また、刈取搬送部７の降下停止時に刈取昇降レバー１４を一定時間降下側に維持すると、刈取搬送部７の降下禁止を解除する。

刈取高さ制御は、刈取作業中に作動させるのが原則だが、刈取準備走行中も作動させる場合には、刈取接地センサＳＥ２の細かい上下検出では昇降しない鈍感な刈取高さ制御とし、刈取開始時に刈取接地センサＳＥ２の上下検出に敏感に対応する刈取高さ制御とすれば良い。また、高速刈取作業では鈍感な刈取高さ制御とし、低速刈取作業中には敏感な刈取高さ制御とすれば良い
刈取作業中の判定は走行速度や脱穀クラッチの入・切で行うと良い。

次に、図５から図８で、本発明に関する刈取搬送部７の刈高さ昇降制御について説明する。
この刈高さ昇降制御は圃場に凹凸部や溝がある場合に有効であって、刈取搬送部７の分草杆１０の地面への突入を防止しようとするものである。

図６（Ａ）に示すように、凹部ａの手前側に位置している状態では、刈取搬送部７の分草杆１０と凹部ａの底面との間隔が大きくあいている場合に、刈取下降制御を実行し間隔を狭めた状態で、図６（Ｂ）に示すように、クローラ走行装置２，２の先端が凹部ａを走行落下すると、分草杆１０の前端が地面に突っ込みやすくなる。

しかし、図５（Ａ）に示すように、凹部ａの手前側に位置して、刈取搬送部７の分草杆１０と凹部ａの底面との間隔が大きくあいている場合には、刈取下降制御をせず分草杆１０と凹部ａの底面との間隔を広げたままの状態で、図５（Ｂ）に示すように、クローラ走行装置２，２の先端が凹部ａを走行落下すると、分草杆１０の前端が地面に突っ込みにくくなる。

また、図８（Ａ）に示すように、凹部ａの下手側からクローラ走行装置２，２が平面部ｂに脱出しようとしている状態では、刈取搬送部７の分草杆１０と平面部ｂとの間隔が大きくあいている場合に、刈取下降制御を実行し地面との間隔を狭めた状態で、図８（Ｂ）に示すように、クローラ走行装置２，２の先端が平面部ｂへ脱出走行すると、分草杆１０の前端が地面に突っ込みやすくなる。

しかし、図７（Ａ）に示すように、平面部ｂへ脱出した状態で刈取搬送部７の分草杆１０と平面部ｂとの間隔が大きくあいている場合には、刈取下降制御をせずに分草杆１０と平面部ｂとの間隔を広げたままの状態で、図７（Ｂ）に示すように、クローラ走行装置２，２の先端が平面部ｂに脱出走行すると、分草杆１０の前端が地面に突っ込みにくくなる。

コントローラ２１の刈高さ昇降制御手段には、前記刈取接地センサＳＥ２を接続し、地面より所定距離離れた離間基準値を予め設定し記憶可能に構成し、刈取搬送部７の刈高さ自動昇降制御中に複数設ける刈取接地センサＳＥ２の接地部ＳＥ２ａが地面から離れて対地高さの検出値が異常に大きく上昇すると、刈取搬送部７の刈高さ自動下降制御を停止するようにしている。

刈取作業中に長い水路溝の凹部ａを走行して刈取搬送部７の対地高さを離間基準値に戻そうと地面との間隔を狭めると、刈取搬送部７の分草杆１０が地面に突っ込んでしまう不具合が発生するが、前記の制御で刈取搬送部７の刈高さ自動下降制御を停止するので、前記不具合を回避することができる。

しかし、刈取上下操作レバー（操向パワステレバー１３）を上げ位置へ操作したときや刈取接地センサＳＥ２の接地部ＳＥ２ａが圃場の凸部に接触したときには、刈取搬送部７の上昇制御を可能にしている。

また、分草杆１０に複数設けた刈取接地センサＳＥ２のどれか或いは全てが所定時間経過或いは所定距離走行で離間基準値を継続して検出すると、刈取接地センサＳＥ２の位置が確実に凹部や溝を乗り越えたと判断できるので、通常の対地高さ制御に復帰する。

しかして、オペレータが安全確認をした後に刈取上下操作レバーの下げ操作を刈取上下操作レバーセンサＳＥ４が検出したときには、刈取搬送部７の自動下降を開始し、刈取接地センサＳＥ２が接地検出しその後に所定距離走行したときに、刈高さ自動昇降制御を復帰するようにすればよい。

また、コントローラ２１には機体の前後方向の傾斜を検出する機体前後傾斜センサＳＥ６を備え、機体前後傾斜センサＳＥ６が所定角度以上の前後傾斜を検出すると、前後傾斜調節バルブ１６を昇降制御し前後水平姿勢に復帰させる機能を備え、コントローラ２１の刈高さ昇降制御手段には前後傾斜が適正な水平作業状態か否かを判定する前後水平判定機能を有し、前後傾斜が所定の前後水平状態にあると判定したときにだけ、前記刈高さ自動昇降制御を開始するようにしている。

しかして、コンバインの前後方向傾斜が正常な水平状態に復帰している状態で刈高さ自動昇降制御を開始するので、安全適切な刈取作業をすることができる。
また、前記刈高さ昇降制御構成において、機体が前後方向の所定傾斜角度内である水平状態と判定し、その後に該水平状態を維持し、且つ、所定距離走行した後に、刈高さ自動昇降制御を開始するようにしてもよい。

次に、図５に基づき他の刈高さ昇降制御について説明する。
コントローラ２１には左右方向の傾斜を検出する機体左右傾斜センサＳＥ５を備え、機体左右傾斜センサＳＥ５が所定傾斜角以上の左右傾斜を検出すると、水平に復帰させる機体水平制御手段をコントローラ２１に備えている。そして、この機体水平制御手段により水平状態に復帰させる水平自動出力の開始時には、刈取搬送部７を所定量上昇させて所定量上昇すると停止するようにしている。

機体の左右傾斜状態から水平状態に復帰させるときに、左右方向の低位に傾斜している分草杆１０が地中に突っ込む場合がある。しかし、左右傾斜状態から水平状態に復帰させるときには、刈取搬送部７を所定量上昇させるので、このような不具合を回避することができる。

前記刈高さ昇降制御構成において、コントローラ２１の機体水平制御手段により左右傾斜状態から水平状態に復帰させる水平化自動出力の開始時に刈取搬送部７を所定量上昇させて所定量上昇すると停止するにあたり、刈高さセンサＳＥ３の検出値が刈取搬送部７の上昇位置への到達を一度検出すると、刈取搬送部７を再度自動上昇しないようにし、刈取搬送部７の誤作動による上昇を防止している。

また、コントローラ２１の機体水平制御手段により左右傾斜状態から水平状態に復帰させる水平化自動出力の開始時に刈取搬送部７を所定量上昇させた後において、刈取上下操作レバーの下降操作を刈取上下操作レバーセンサＳＥ４が検出するまでは、刈取搬送部７の刈高さ自動昇降制御を開始しないようにしている。しかして、オペレータにより危険回避を認識した後に刈取搬送部７の刈高さ自動昇降制御を再開するので安全である。

また、コントローラ２１の機体水平制御手段により左右傾斜状態から水平状態に復帰させる水平化自動出力の開始時に刈取搬送部７を所定量上昇させた後において、刈取接地センサＳＥ２及び刈高さセンサＳＥ３の検出値から刈取接地センサＳＥ２の位置が接地目標高さより低いと判定したときに、刈取搬送部７の自動昇降制御を再開するようにしている。しかして、刈取搬送部７の刈取接地センサＳＥ２が地面に近い状態を検出したときに刈取自動昇降制御を再開するので、分草杆１０の地面への突入を防止し円滑な刈取作業をすることができる。

また、コントローラ２１の機体水平制御手段により左右傾斜状態から水平状態に復帰させる水平化自動出力の開始時に刈取搬送部７を所定量上昇させた後において、所定傾斜状態から水平状態に復帰させる水平化自動出力が停止後し、その後に所定距離走行するまでの間に自動水平化出力がされなければ、刈取搬送部７の刈高さ自動昇降制御を再開するようにしている。しかして、コンバインの左右傾斜に対する安全状態を確認した後に刈取自
動昇降制御を再開することができ安全である。

ＳＥ２ 刈取接地センサ
ＳＥ２ａ 接地部
ＳＥ９ 穀稈センサ
７ 刈取搬送部
１０ 分草杆
１５ 昇降手段（油圧昇降シリンダ）

Claims (3)

1. 刈取搬送部（７）の分草杆（１０）に設けた刈取接地センサ（ＳＥ２）が地面に接触することで刈取搬送部（７）対地高さを検出し、刈取搬送部（７）の昇降手段（１５）を制御して刈取搬送部（７）を目標対地高さに維持するコンバインの刈取昇降制御装置において、刈取搬送部（７）に穀稈センサ（ＳＥ９）を設け、該穀稈センサ（ＳＥ９）が穀稈を検出している間に刈取接地センサ（ＳＥ２）の接地部（ＳＥ２ａ）が地面から離れた状態を所定時間継続して検出した場合は前記昇降手段（１５）の下降出力を停止することを特徴とするコンバインの刈取昇降制御装置。
2. 前記刈取接地センサ（ＳＥ２）を刈取搬送部（７）の刈幅方向に複数備え、穀稈センサ（ＳＥ９）が穀稈を検出している間に、少なくとも１つの刈取接地センサ（ＳＥ２）の接地部（ＳＥ２ａ）が地面から離れた状態を所定時間継続して検出した場合は、昇降手段（１５）の下降出力を停止する請求項１に記載のコンバインの刈取昇降制御装置。
3. 前記刈取接地センサ（ＳＥ２）の接地部（ＳＥ２ａ）が地面から離れた状態を所定時間継続して検出し、刈取搬送部（７）の下降出力が停止された後に、接地部（ＳＥ２ａ）が接地した状態を所定時間継続するか、接地部（ＳＥ２ａ）接地した状態で機体が所定距離走行した場合に、刈取搬送部（７）を目標対地高さに維持するべく、昇降手段（１５）の上昇及び下降出力が可能な状態に復帰する請求項１または請求項２に記載のコンバインの刈取昇降制御装置。

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