JP3214010B2 - コンバインの走行方向制御装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、コンバインを圃場の未
刈穀稈に沿って走行させるために、走行部の走行方向を
制御する走行方向制御装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】コンバインによる作物の刈取りの際に
は、作物を植付けた方向と同方向に刈取る条刈り、およ
び植付けた方向と直交方向に刈取る横刈りとを、交互に
行いながら圃場を回行し、作物を圃場の周囲から内方に
向かって刈取ってゆく。この刈取りの際の走行方向制御
装置としては、従来、図２２に示すように機体１の前端
に分草杆２ｌ，２ｒを備えると共に、分草杆２ｌには条
刈用穀稈センサＦ，Ｇを、分草杆２ｒには横刈用穀稈セ
ンサＣ，Ｄをそれぞれ設け、これら穀稈センサＣ，Ｄ，
Ｆ，Ｇの検出杆Ｃ１，Ｄ１，Ｆ１，Ｇ１をそれぞれ突出
させ、しかして横刈時には、検出杆Ｃ１，Ｄ１に対する
未刈穀稈の接触状態に応じて、クローラ３ｌ，３ｒを一
定時間だけ制動して機体を旋回することにより、機体を
未刈穀稈に沿って走行させるものが知られている。この
装置においては、穀稈センサＣがオンのときには両クロ
ーラ３ｌ，３ｒの制動を行わず、穀稈センサＤがオンの
ときにはクローラ３ｒを制動して右に旋回し、穀稈セン
サＣがオフのときはクローラ３ｒを制動して左に旋回す
る。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかし、この従来の装
置における走行方向制御では、両クローラ３ｌ，３ｒを
制動する制動時間は計算によって定めた一定値であるた
め、未刈穀稈の列の曲り具合の大小に応じた適切な制御
を行うことができず、いわゆるハンチングに起因する制
御の遅れが生じることがあった。また、このハンチング
を防止すべく、両クローラ３ｌ，３ｒの制動を小刻みに
行う構成とすれば、制御を何度も行う必要が生じてやは
り制御の応答性が悪くなるという問題点があった。

【０００４】そこで本発明は、以上の問題点に鑑み、分
草杆と未刈穀稈との相対距離を検出して走行方向を制御
するにあたり、制御を迅速かつ適確に行える走行方向制
御装置を提供することを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記の問題点を解決すべ
く、第１発明は、コンバインの走行速度を検出する走行
速度検出手段と、コンバインの走行方向を変更する走行
方向操作手段と、コンバインの走行に伴い未刈穀稈に接
触すべき検出部材を有する穀稈センサと、前記穀稈セン
サの出力に基いて、コンバインの機体と前記未刈穀稈と
の相対距離を算出する相対距離算出手段と、前記相対距
離算出手段が算出した相対距離に基いて、当該相対距離
の変化量を算出する変化量算出手段と、前記相対距離算
出手段が算出した相対距離と、前記変化量算出手段が算
出した変化量とから、ファジィ推論により前記走行方向
操作手段の操作量を決定する操作量決定手段とを備えて
なるコンバインの走行方向制御装置である。

【０００６】また第２発明は、コンバインの走行速度を
検出する走行速度検出手段と、コンバインの走行方向を
変更する走行方向操作手段と、コンバインの機体の前後
に並べて配置され、コンバインの機体の左右いずれか同
一方向に各検出部材を延出する２つの穀稈センサと、前
記２つの穀稈センサの少なくともいずれか１つの出力に
基いて、コンバインの機体と前記未刈穀稈との相対距離
を算出する相対距離算出手段と、前記両穀稈センサの出
力に基いて、コンバインの機体と前記未刈穀稈との相対
距離の変化量を算出する変化量算出手段と、前記相対距
離算出手段が算出した相対距離と、前記変化量算出手段
が算出した変化量とから、ファジィ推論により前記走行
方向操作手段の操作量を決定する操作量決定手段とを備
えてなるコンバインの走行方向制御装置である。

【０００７】また第３発明は、コンバインの走行速度を
検出する走行速度検出手段と、コンバインの走行方向を
変更する走行方向操作手段と、コンバインの走行に伴い
未刈穀稈に接触すべき各検出部材をコンバインの機体の
左側と右側に延出する２つの穀稈センサと、前記各穀稈
センサの出力に基いて、コンバインの機体と左右の未刈
穀稈との相対距離をそれぞれ算出する相対距離算出手段
と、前記相対距離算出手段が算出した相対距離に基い
て、前記相対距離の変化量を算出する変化量算出手段
と、前記相対距離算出手段が算出した相対距離と、前記
変化量算出手段が算出した変化量とから、ファジィ推論
により前記走行方向操作手段の操作量を決定する操作量
決定手段とを備えてなるコンバインの走行方向制御装置
である。

【０００８】

【作用】第１発明では、穀稈センサの検出部材が未刈穀
稈を検出すると、この穀稈センサの出力に基いて、相対
距離算出手段がコンバインの機体と未刈穀稈との相対距
離を算出する。変化量算出手段は、相対距離算出手段が
算出した相対距離に基いて、当該相対距離の変化量を算
出する。従って、走行方向に関する情報として、機体と
未刈穀稈との相対距離と共に、当該相対距離の変化量を
も知ることができる。

【０００９】操作量決定手段は、相対距離算出手段が算
出した相対距離と、変化量算出手段が算出した変化量と
から、ファジィ推論により前記走行方向操作手段の操作
量を決定する。走行方向操作手段は、操作量決定手段が
決定した操作量に基いて、走行部の走行方向を変更す
る。

【００１０】このように、走行方向操作手段の操作量
を、機体と未刈穀稈との相対距離のみならず、当該相対
距離の変化量をも考慮して決定するようにしたので、相
対距離のみに基いて決定した操作量に対して、相対距離
の変化量からの補正を加えることができ、もって制御の
迅速化および適正化を図ることができる。

【００１１】第２発明では、コンバインの機体の前後に
並べて配置され、各検出部材をコンバインの左右いずれ
か同一方向に延出する２つの穀稈センサが未刈穀稈を検
出する。相対距離算出手段は、２つの穀稈センサの少な
くともいずれか１つの出力に基いて、機体と未刈穀稈と
の相対距離を算出する。変化量算出手段は、各穀稈セン
サの出力に基いて、相対距離の変化量を算出する。

【００１２】これら相対距離と、相対距離の変化量とか
ら、ファジィ推論により操作量決定手段が走行方向操作
手段の操作量を決定する。

【００１３】上述した第１発明では、相対距離算出手段
が算出した相対距離に基いて、相対距離の変化量の算出
を行う構成であるため、変化量の算出のために異なる穀
稈についての出力を用いることとなって、検出精度の向
上に一定の限界があるが、この第２発明では、相対距離
の変化量の算出を各穀稈センサの出力に基いて行う構成
としたので、同一の穀稈についての各穀稈センサの出力
から２つの出力から相対距離の変化量を算出することが
可能となり、もって相対距離の変化量に関する検出精度
が向上できる。

【００１４】第３発明では、コンバインの機体の左側と
右側に各検出杆を延出する２つの穀稈センサが、機体の
左右の未刈穀稈を検出するので、左右に異なる方向にお
ける未刈穀稈との相対距離が算出できる。変化量算出手
段は、相対距離算出手段が算出した相対距離に基いて、
当該相対距離の変化量を算出する。これら相対距離と、
相対距離の変化量とから、ファジィ推論により操作量決
定手段が走行方向操作手段の操作量を決定する。

【００１５】このように、第３発明では、左右の未刈穀
稈の間を穀稈センサが進行しながら、機体の適正走行方
向を維持することができるので、特に、未刈穀稈の条間
間隔のばらつきが少ない条刈時の走行方向制御において
好適である。

【００１６】

【実施例】本発明実施例につき、以下に図面を参照して
説明する。図２は第１発明に対応する第１実施例のコン
バインの要部を示す平面図である。図中５は機体であ
り、６ｌ，６ｒはその前端から前方に向け突出する分草
杆である。分草杆６ｒの中部には横刈用穀稈センサＡを
取付け、当該横刈用穀稈センサＡの検出杆Ａ１を機体内
方側に旋回自在に延出する。この横刈用穀稈センサＡ
は、検出杆Ａ１が機体後方に向け６°回動することによ
りオンされる。７ｌ，７ｒは走行部のクローラであり、
８はクローラ７ｌ、７ｒ等の各部を駆動するエンジンで
ある。

【００１７】この第１実施例の動力伝達機構について図
３を参照して説明する。図中８はエンジンであり、該エ
ンジン８の出力軸９にはプーリ１０，１１，１２を取付
け、プーリ１０は脱穀部１３に、プーリ１１は刈取部１
４にそれぞれベルトを介して接続する。プーリ１２は、
油圧式変速装置１５の入力軸のプーリ１６に接続する。
油圧式変速装置１５の出力側は、クラッチ及びブレーキ
からなる制動機構１７ｌ，１７ｒを介して、左右のクロ
ーラ７ｌ，７ｒに左右個別に適宜の歯車機構により接続
する。これら制動機構１７ｌ，１７ｒ等は走行系の伝動
機構１９を構成する。

【００１８】制動機構１７ｌ，１７ｒには、これら制動
機構１７ｌ，１７ｒを左右個別に作動すべき油圧シリン
ダ２１ｌ，２１ｒを取付ける。

【００１９】クローラ７ｌ，７ｒの走行速度を検出する
走行速度検出手段として、フォトカプラなどからなる走
行速度センサ２０を、上記走行系の伝動機構１９を形成
するいずれかの中間軸（図示省略）の側端およびその周
辺に設ける。

【００２０】次に、このように構成する第１実施例の制
御系の一例について説明する。図４において、マイクロ
コンピュータＪは、後述のように各部を所定の手順で制
御するものである。マイクロコンピュータＪの入力側に
は、入力インターフェース２３を介して、上述した横刈
用穀稈センサＡ、走行速度センサ２０などをそれぞれ電
気的に接続する。マイクロコンピュータＪの出力側に
は、出力インターフェース２４を介して、前記油圧シリ
ンダ２１ｌ，２１ｒを個別に作動すべき左ソレノイド２
５ｌおよび右ソレノイド２５ｒなどを電気的に接続す
る。

【００２１】次に、このように構成する本発明実施例の
動作例について説明する。いま、エンジン８を起動する
と、その動力が出力軸９、プーリ１２，１６を介して油
圧式変速装置１５の入力軸に伝達される。次に、運転席
の走行クラッチレバー（図示省略）を接続位置にセット
すると、制動機構１７ｌ，１７ｒが接続状態になって、
エンジン８の動力がクローラ７ｌ，７ｒに伝達され、機
体５が走行を開始する。次に、運転席の刈取脱穀クラッ
チレバー（図示省略）を「刈取・脱穀」位置にセットす
ると、エンジン８の動力は、刈取部１４及び脱穀部１５
に伝達され、刈取脱穀作業が開始する。

【００２２】図１（ａ）乃至（ｄ）に示すように、い
ま、機体５が刈取対象である未刈穀稈Ｅに向って走行す
ると、横刈用穀稈センサＡの検出杆Ａ１が未刈穀稈Ｅに
接触してオンされるが、この穀稈センサＡのオン時間
は、走行速度が一定である場合には、分草杆６ｒと未刈
穀稈Ｅと相対距離Ｌ１，Ｌ２に対応するものであり、未
刈穀稈Ｅとの相対距離が近い場合（図１（ａ）および
（ｂ））にはオン時間は長く、未刈穀稈Ｅとの相対距離
が遠い場合（図１（ｃ）および（ｄ））にはオン時間は
短くなる。

【００２３】そしてマイクロコンピュータＪでは、制動
機構１７ｌ，１７ｒの制動状態、すなわち走行方向に関
する制御が行われる。以下に、図５のフローチャートを
参照して、横刈に際しての走行方向制御について具体的
に説明する。

【００２４】まず、ステップＳ１において、横刈用穀稈
センサＡがオンされているか否かを判定する。オンされ
ているときには、ステップＳ２において、そのオンされ
ている時間すなわちオン時間を測定すると共に、そのオ
ン時間と、走行速度センサ２０の検出値とに基いて、横
刈用穀稈センサＡがオン状態のまま走行する距離すなわ
ちオン距離Ｐを算出する。このオン距離Ｐの値は、分草
杆６ｒから未刈穀稈Ｅまでの相対距離に対応するもので
ある。

【００２５】次にステップＳ３では、ステップＳ２で算
出した第ｎ回目のオン距離Ｐｎと、一株前の未刈穀稈に
おける算出値である前回値Ｐｎ_−１とを比較し、Ｐｎ＞
Ｐｎ_−１であれば、ステップＳ４でオン距離Ｐｎと前回
値Ｐｎ_−１との差、すなわち変化量ΔＰを算出する。こ
の場合、変化量ΔＰは次の式１： 式１：ΔＰ＝（Ｐｎ）−（Ｐｎ_−１） で表される。この変化量ΔＰの値は、分草杆６ｒと未刈
穀稈Ｅとの相対距離の変化量に対応するものである。

【００２６】また、ステップＳ３における比較結果がＰ
＜Ｐｎ_−１である場合には、ステップＳ５に移行し、前
回値Ｐｎ_−１と、その前の未刈穀稈における算出値であ
るＰｎ_−２との差を、変化量ΔＰとして算出する。

【００２７】次にステップＳ６において、算出したオン
距離Ｐおよび変化量ΔＰの値から、ファジィ制御規則に
より、後述のように左右ソレノイド１７ｌ，１７ｒの作
動時間、すなわち左右クローラ７ｌ，７ｒの制動時間Ｍ
を設定する。このようなファジィ制御の実施に当り、図
６（ｂ）のマトリクス表で示すようなファジィ制御規則
を採用し、その前件部は上記オン距離Ｐ、およびその変
化量ΔＰにすると共に、その後件部は左右クローラ７
ｌ，７ｒの制動時間Ｍとする。図６（ｂ）において、縦
の列はオン距離Ｐの値、横の列は変化量ΔＰの値、表の
中は制動時間Ｍに対応した値をそれぞれ示す。

【００２８】ここで、オン距離Ｐのラベルは、 ＰＢ：長い ＰＳ：やや長い ＺＯ：普通（走行方向はほぼ適正） ＮＳ：やや短い ＮＢ：短い を意味する。

【００２９】また、オン距離の変化量ΔＰのラベルは、 ＰＢ：正で大（近付きつつある） ＺＯ：ほぼゼロ（ほぼ変化ない） ＮＢ：負で大（離れつつある） を意味する。

【００３０】さらに、左右クローラ７ｌ，７ｒの制動時
間Ｍのラベルは、 ＰＢ：右を長く制動 ＰＳ：右を少し制動 ＺＯ：制動しない ＮＳ：左を少し制動 ＮＢ：左を長く制動 を意味する。

【００３１】図６（ｂ）で示す制御規則は、次の形で表
されるもので、たとえば「もしオン距離ＰがＰＢ（長
い）で、かつ変化量ΔＰがＰＢ（正で大）ならば、制動
時間ＭをＰＢ（右を長く制動）にしなさい。」といった
ようになる。

【００３２】そして、オン距離Ｐのメンバーシップ関数
を図７（ａ）、変化量ΔＰのメンバーシップ関数を図７
（ｂ）、制動時間Ｍのメンバーシップ関数を図７（ｃ）
にそれぞれ示す。

【００３３】次に、左右クローラ７ｌ，７ｒの制動時間
Ｍを求める過程ではファジィ推論法を用いる。すなわ
ち、いまオン距離Ｐ、およびその変化量ΔＰの現在の状
態値が属する制御規則を考え、それを図６（ｂ）の規則
から選択すると、以下のようになる。

【００３４】｛Ｒ１：もしオン距離ＰがＮＳ（やや短
い）、かつ変化量ΔＰがＺＯ（ほぼゼロ）ならば、制動
時間ＭはＮＳ（左を少し制動）である。｝ ｛Ｒ２：もしオン距離ＰがＮＳ（やや短い）、かつ変化
量ΔＰがＰＢ（正で大）ならば、制動時間ＭはＺＯ（制
動しない）である。｝ ｛Ｒ３：もしオン距離ＰがＺＯ（普通）、かつ変化量Δ
ＰがＺＯ（ほぼゼロ）ならば、制動時間ＭはＺＯ（制動
しない）である。｝ ｛Ｒ４：もしオン距離ＰがＺＯ（普通）、かつ変化量Δ
ＰがＰＢ（正で大）ならば、制動時間ＭはＰＳ（右を少
し制動）である。｝ これら制御規則Ｒ１〜Ｒ４のメンバーシップ関数を図８
に示し、これら制御規則の成立する度合いを図で評価す
る。そこで、いま現在のオン距離Ｐの値がＰ１、変化量
ΔＰの値がΔＰ１とすると、制御規則Ｒ１をこれらオン
距離Ｐ１および変化量ΔＰ１が満たす度合いは０．７と
０．９であり、このうち小さい値である０．７を制御規
則Ｒ１における適合度として採用する。以下同様に、制
御規則Ｒ２〜Ｒ４についても適合度を求めると、制御規
則Ｒ２については適合度０．１、制御規則Ｒ３について
は適合度０．２、制御規則Ｒ４については適合度０．１
となる。そして、これら４つの推論結果を図９のように
重ね合わせて総合し、こうして得られた制動時間Ｍのメ
ンバーシップ関数の集合から、その重心を求め、これを
最終的な制動時間Ｍ１とする。

【００３５】このようにステップＳ６においてマイクロ
コンピュータＪにて制動時間Ｍ１が演算されると、この
演算された制動時間Ｍ１の数値に応じた時間だけ、制動
信号を左ソレノイド２５ｌまたは右ソレノイド２５ｒに
向け出力する（Ｓ７）。そして、制動信号が出力される
と、左ソレノイド２５ｌまたは右ソレノイド２５ｒが制
動時間Ｍ１の値に応じた時間だけ励磁され、これにより
制動機構１７ｌまたは１７ｒが作動して、左右のクロー
ラ７ｌ，７ｒのいずれか一方を制動する。これにより、
分草杆６ｒが未刈穀稈Ｅに接近し過ぎているときには機
体５は右に方向転換し、また分草杆６ｒが未刈穀稈Ｅか
ら離れ過ぎているときには機体５は左に方向転換する。

【００３６】このように第１実施例では、制動機構１７
ｌ，１７ｒの制動時間Ｍを、横刈用穀稈センサＡがオン
状態で走行するオン距離Ｐのみならず、当該オン距離Ｐ
の変化量ΔＰをも考慮して決定するように構成した。従
って、オン距離Ｐのみに基いて設定された制動時間に対
して変化量ΔＰからの補正を加えることができ、もって
制御の迅速化および適正化が実現できる。

【００３７】次に、第２発明に対応する第２実施例につ
いて説明する。上記第１実施例では、穀稈センサＡによ
る未刈穀稈Ｅの検出に基いて、穀稈センサＡのオン距離
Ｐ、およびその変化量ΔＰを算出し、これらオン距離Ｐ
およびその変化量ΔＰを用いて制動時間Ｍを決定する構
成とした。これに対して、以下に説明する第２実施例で
は、分草杆６ｒの中部に２個の穀稈センサＤ，Ｃを前後
に並設し、これら穀稈センサＤ，Ｃを用いて、走行方向
の制御をさらに高精度化することを目的とするものであ
る。

【００３８】すなわち、図１０に示すように、上記第１
実施例における横刈用穀稈センサＡと同様の穀稈センサ
Ｄを分草杆６ｒの中部に取付けると共に、穀稈センサＤ
の後方位置に穀稈センサＣを取付け、これら穀稈センサ
Ｄ，Ｃの旋回自在な検出杆Ｄ１，Ｃ１を機体内方側に向
けそれぞれ延出する。これら穀稈センサＤ，Ｃは、図１
１に示すようにマイクロコンピュータＪ２の入力側に、
入力インターフェース３３を介して電気的に接続する。

【００３９】第２実施例の他の機械的構成は、上述した
第１実施例のものと同様であるので、その説明は省略す
る。

【００４０】次に、このように構成する第２実施例の動
作例について説明する。いま、機体５が刈取対象である
未刈穀稈Ｅに向けて走行すると、未刈穀稈Ｅが、まず穀
稈センサＤの検出杆Ｄ１に接触し、次に穀稈センサＣの
検出杆Ｃ１に接触する。この場合、上述した第１実施例
の場合と同様に、穀稈センサＤ，Ｃのオン時間は、走行
速度が一定である場合には、分草杆６ｒと未刈穀稈Ｅと
の相対距離Ｌ３に対応するものであり、未刈穀稈Ｅとの
相対距離Ｌ３が近い場合にはオン時間は長く、未刈穀稈
Ｅとの相対距離Ｌ３が遠い場合にはオン時間は短くな
る。

【００４１】そしてマイクロコンピュータＪ２では、制
動機構１７ｌ，１７ｒの制動状態、すなわち走行方向に
関する制御が行われる。以下に、図１２のフローチャー
トを参照して、この横刈に際しての走行方向制御につい
て具体的に説明する。

【００４２】まず、ステップＳ１１において、穀稈セン
サＣがオンされているか否かを判定する。オンされてい
るときには、ステップＳ１２において、そのオンされて
いる時間すなわちオン時間を測定し、そのオン時間と走
行速度センサ２０の検出値とに基いて、穀稈センサＣが
オン状態のまま走行するオン距離Ｑを算出する。

【００４３】次に、ステップＳ１３において、穀稈セン
サＤがオンされているか否かを判定する。オンされてい
るときには、ステップＳ１４において、そのオンされて
いる時間すなわちオン時間を測定し、そのオン時間と走
行速度センサ２０の検出値とに基いて、穀稈センサＤが
オン状態のまま走行するオン距離Ｒを算出する。

【００４４】次にステップＳ１５では、ステップＳ１２
で算出した穀稈センサＣのオン距離Ｑと、ステップＳ１
４で算出した穀稈センサＤのオン距離Ｒとから、それら
オン距離Ｑ，Ｒの平均値Ｓを算出する。この場合、穀稈
センサＣのオン距離をＱ１とし、穀稈センサＤのオン距
離をＲ１とすると、平均値Ｓは次の式２： 式２：Ｓ＝（Ｑ＋Ｒ）／２ で表される。この平均値Ｓは、分草杆６ｒから未刈穀稈
Ｅまでの相対距離に対応するものである。

【００４５】次にステップＳ１６において、ステップＳ
１２で算出した穀稈センサＣのオン距離Ｑと、ステップ
Ｓ１４で算出した穀稈センサＤのオン距離Ｒとから、そ
れら接触距離Ｑ，Ｒの差を偏差Ｔとして算出する。この
演算は次の式２に従って行う。 式２：Ｔ＝Ｒ−Ｑ この偏差Ｔは、分草杆６ｒと未刈穀稈Ｅとの相対距離の
変化量に対応するものであり、穀稈センサＣ，Ｄの配列
方向と走行方向とが一致しているとき、すなわち分草杆
６ｒが未刈穀稈Ｅに対して等距離を保っているときには
０となり、穀稈センサＣ，Ｄの配列方向と走行方向とが
一致しないとき、すなわち分草杆６ｒが未刈穀稈Ｅに接
近しているときには負の値に、離間しているときには正
の値になる。

【００４６】次にステップＳ１７において、算出した平
均値Ｓおよび偏差Ｔの値から、ファジィ制御規則によ
り、後述のように左右ソレノイド１７ｌ，１７ｒの作動
時間、すなわちクローラ７ｌ，７ｒの制動時間Ｍを設定
する。このようなファジィ制御の実施に当り、図１３
（ｂ）のマトリクス表で示すようなファジィ制御規則を
採用し、その前件部は上記平均値Ｓ、および偏差Ｔにす
ると共に、その後件部は左右クローラ７ｌ，７ｒの制動
時間Ｍとする。図１３（ｂ）において、縦の列は平均値
Ｓの値、横の列は偏差Ｔの値、表の中は制動時間Ｍに対
応した値をそれぞれ示す。

【００４７】ここで、平均値Ｓのラベルは、 ＰＢ：小さい（離れすぎ） ＰＳ：やや小さい ＺＯ：普通（走行方向はほぼ適正） ＮＳ：やや大きい ＮＢ：大きい（近付きすぎ） を意味する。

【００４８】また、偏差Ｔのラベルは、 ＰＢ：正で大（離れつつある） ＺＯ：ほぼゼロ（変化ない） ＮＢ：負で大（近付きつつある） を意味する。

【００４９】さらに、左右クローラ７ｌ，７ｒの制動時
間Ｍのラベルは、 ＰＢ：右を長く制動 ＰＳ：右を少し制動 ＺＯ：制動しない ＮＳ：左を少し制動 ＮＢ：左を長く制動 を意味する。

【００５０】そして、平均値Ｓのメンバーシップ関数を
図１４（ａ）、偏差Ｔのメンバーシップ関数を図１４
（ｂ）、制動時間Ｍのメンバーシップ関数を図１４
（ｃ）にそれぞれ示す。

【００５１】次に、ファジイ推論法を用いて、左右ソレ
ノイド１７ｌ，１７ｒの制動時間Ｍを求める。すなわ
ち、いま平均値Ｓ、および偏差Ｔの値が属する制御規則
を考え、それを図１３（ｂ）の規則から選択すると、以
下のようになる。

【００５２】｛Ｒ１：もし平均値ＳがＮＳ（やや小さい
（やや離れている））、かつ偏差ＴがＺＯ（ほぼゼロ
（変化ない））ならば、制動時間ＭはＰＳ（右を少し制
動）である。｝ ｛Ｒ２：もし平均値ＳがＮＳ（やや大きい（やや近す
ぎ））、かつ偏差ＴがＰＢ（正で大（離れつつある））
ならば、制動時間ＭはＺＯ（制動しない）である。｝ ｛Ｒ３：もし平均値ＳがＺＯ（普通（走行方向はほぼ適
正））、かつ偏差ＴがＺＯ（ほぼゼロ（変化ない））な
らば、制動時間ＭはＺＯ（制動しない）である。｝ ｛Ｒ４：もし平均値ＳがＺＯ（普通（走行方向はほぼ適
正））、かつ偏差ＴがＰＢ（正で大（離れつつある））
ならば、制動時間ＭはＮＳ（左を少し制動）である。｝ これら制御規則Ｒ１〜Ｒ４の成立する度合いを図１５
（ａ）および（ｂ）で評価する。その結果、いま現在の
平均値Ｓの値がＳ１、偏差Ｔの値がＴ１とすると、制御
規則Ｒ１については適合度０．７、制御規則Ｒ２につい
ては適合度０．１、制御規則Ｒ３については適合度０．
２、制御規則Ｒ４については適合度０．１となる。そし
て、これら４つの推論結果を図１５（ｃ）のように重ね
合わせて総合し、こうして得られた制動時間Ｍのメンバ
ーシップ関数の集合から、その重心を求め、これを最終
的な制動時間Ｍ２とする。

【００５３】このようにステップＳ１７においてマイク
ロコンピュータＪ２にて制動時間Ｍ２が演算されると、
この演算された制動時間Ｍ２の数値に応じた時間だけ、
制動信号を左ソレノイド２５ｌまたは右ソレノイド２５
ｒに向け出力する（Ｓ１８）。そして、制動信号が出力
されると、左ソレノイド２５ｌまたは右ソレノイド２５
ｒが制動時間Ｍ２の値に応じた時間だけ励磁されて油圧
シリンダ２１ｌまたは２１ｒが作動し、これにより制動
機構１７ｌまたは１７ｒが作動して、左右のクローラ７
ｌ，７ｒのいずれか一方を制動する。これにより、分草
杆６ｒが未刈穀稈Ｅに接近し過ぎているときには機体５
は右に方向転換し、また分草杆６ｒが未刈穀稈Ｅから離
れ過ぎているときには機体５は左に方向転換する。

【００５４】このように第２実施例では、クローラ７
ｌ，７ｒの操作量である制動機構１７ｌ，１７ｒの制動
時間Ｍ２を、分草杆６ｒと未刈穀稈Ｅとの相対距離に対
応する平均値Ｓのみならず、分草杆６ｒと未刈穀稈Ｅと
の相対距離の変化量に対応する偏差Ｔをも考慮して決定
するように構成した。従って、平均値Ｓのみに基いて設
定された制動時間に対して偏差Ｔからの補正を加えるこ
とができ、もって制御の迅速化および適正化が実現でき
る。

【００５５】また第２実施例では、２つの穀稈センサ
Ｃ，Ｄを用い、その検出値の平均値Ｓを相対距離として
採用する構成としたので、上述した第１実施例のように
単一の穀稈センサを用いる構成に比して、分草杆６ｒと
未刈穀稈Ｅとの相対距離に関する検出精度が向上でき
る。また上述した第１実施例では、分草杆６ｒと未刈穀
稈Ｅとの相対距離の変化量を表す値として、前回のオン
距離と現在のオン距離との差を用いるので、異なる穀稈
についてのオン距離を用いることとなって、検出精度の
向上に一定の限界があるが、第２実施例では同一の穀稈
についての２つのセンサＣ，Ｄからの出力に基いて相対
距離の変化量を算出するので、相対距離の変化量に関す
る検出精度が向上できるという利点がある。

【００５６】次に、第３発明に対応する第３実施例につ
いて説明する。上述した第１及び第２実施例は、横刈に
際しての走行方向制御を目的とする。これに対して以下
に説明する第３実施例は、主として条刈に際しての走行
方向制御を目的とするものである。

【００５７】すなわち、図１６（ａ）に示すように、分
草杆６ｌの中部に、２個の穀稈センサＧ，Ｆを前後に並
設し、穀稈センサＧの検出杆Ｇ１を機体内方側に、穀稈
センサＦの検出杆Ｆ１を機体外方側にそれぞれ旋回自在
に延出する。これら穀稈センサＧ，Ｆは、図１７に示す
ようにマイクロコンピュータＪ３の入力側に、入力イン
ターフェース４３を介して電気的に接続する。

【００５８】第３実施例の他の機械的構成は、上述した
第１実施例のものと同様であるので、その説明は省略す
る。

【００５９】次に、このように構成する第３実施例の動
作例について説明する。いま、機体５が刈取対象である
未刈穀稈Ｅ１，Ｅ２に向けて走行すると、図１６（ａ）
のように機体５が走行方向が適正である場合には、穀稈
センサＧ，Ｆはいずれもオフ状態である。また、図１６
（ｂ）のように機体５の走行方向がが適正走行方向より
右にずれている場合には、穀稈センサＧがオンとなり、
また図１６（ｃ）のように機体５の走行方向が適正走行
方向より左にずれている場合には、穀稈センサＦがオン
となる。この場合、上述した第１実施例の場合と同様
に、穀稈センサＧ，Ｆのオン時間は、走行速度が一定で
ある場合には、分草杆６ｌと未刈穀稈Ｅ１またはＥ２と
の相対距離に対応するものであり、未刈穀稈Ｅ１または
Ｅ２との相対距離が近い場合にはオン時間は長く、未刈
穀稈Ｅ１またはＥ２との相対距離が遠い場合にはオン時
間は短くなる。

【００６０】そしてマイクロコンピュータＪ３では、制
動機構１７ｌ，１７ｒの制動状態、すなわち走行方向に
関する制御が行われる。以下に、図１８のフローチャー
トを参照して、この条刈に際しての走行方向制御につい
て具体的に説明する。

【００６１】まず、ステップＳ２１において、穀稈セン
サＦがオンされているか否かを判定する。オンされてい
るときには、ステップＳ２において、そのオンされてい
る時間を測定すると共に、そのオン時間と走行速度セン
サ２０の検出値とに基いて、穀稈センサＦがオン状態の
まま走行するオン距離Ｘを算出する。このオン距離Ｘの
値は、分草杆６ｌと未刈穀稈Ｅ２（図１６（ｃ）参照）
との相対距離に対応するものである。

【００６２】一方、ステップＳ２１において否定判定の
ときには、ステップＳ２３において、穀稈センサＧがオ
ンされているか否かを判定する。オンされているときに
は、ステップＳ２４において、そのオンされている時間
を測定すると共に、そのオン時間と走行速度センサ２０
の検出値とに基いて、穀稈センサＧがオン状態のまま走
行するオン距離Ｙを算出する。このオン距離Ｙの値は、
分草杆６ｌと未刈穀稈Ｅ１（図１６（ｂ）参照）との相
対距離に対応するものである。

【００６３】次にステップＳ２５では、算出した第ｎ回
目のオン距離ＸｎまたはＹｎと、一株前の未刈穀稈にお
ける算出値である前回値Ｘｎ_−１またはＹｎ_−１とを比
較し、Ｘｎ＞Ｘｎ_−１またはＹｎ＞Ｙｎ_−１の場合に
は、ステップＳ２６でオン距離Ｘ（Ｙ）から前回値Ｘｎ
_−１（Ｙｎ_−１）を引いた差を変化量ΔＸ（ΔＹ）とし
て算出する。この変化量ΔＸ，ΔＹの値は、分草杆６ｒ
と未刈穀稈Ｅとの相対距離の変化量に対応するものであ
る。

【００６４】また、ステップＳ２５における比較結果が
Ｘｎ＜Ｘｎ_−１またはＹｎ＜Ｙｎ_−１である場合には、
ステップＳ２７に移行し、前回値Ｘｎ_−１（Ｙｎ_−１）
から、その前の未刈穀稈における算出値であるＸｎ_−２
（Ｙｎ_−２）を引いた差を、変化量ΔＸ（ΔＹ）として
算出する。

【００６５】次にステップＳ２８において、算出したオ
ン距離Ｘ（Ｙ）および変化量ΔＸ（ΔＹ）の値から、フ
ァジィ制御規則により、左右ソレノイド１７ｌ，１７ｒ
の作動時間、すなわちクローラ７ｌ，７ｒの制動時間Ｍ
を設定する。このようなファジィ制御の実施に当り、図
１９（ｂ）のマトリクス表で示すようなファジィ制御規
則を採用し、その前件部は上記オン距離Ｘ，Ｙ、および
変化量ΔＸ，ΔＹにすると共に、その後件部は左右クロ
ーラ７ｌ，７ｒの制動時間Ｍとする。図１９（ｂ）にお
いて、縦の列はオン距離Ｘ，Ｙの値、横の列は変化量Δ
Ｘ，ΔＹの値、表の中は制動時間Ｍに対応した値をそれ
ぞれ示す。

【００６６】ここで、オン距離Ｘ，Ｙのラベルは、 ＰＢ：Ｙが大（右寄り） ＰＳ：Ｙがやや大（やや右寄り） ＺＯ：Ｘ，Ｙともほぼゼロ（走行方向はほぼ適正） ＮＳ：Ｘがやや大（やや左寄り） ＮＢ：Ｘが大（左寄り） を意味する。

【００６７】また、変化量ΔＸ，ΔＹのラベルは、 ＰＢ：ΔＹが大（右に寄りつつある） ＺＯ：ほぼゼロ（変化ない） ＮＢ：ΔＸが大（左に寄りつつある） を意味する。

【００６８】さらに、左右クローラ７ｌ，７ｒの制動時
間Ｍのラベルは、 ＰＢ：右を長く制動 ＰＳ：右を少し制動 ＺＯ：制動しない ＮＳ：左を少し制動 ＮＢ：左を長く制動 を意味する。

【００６９】そして、オン距離Ｘ，Ｙのメンバーシップ
関数を図２０（ａ）、変化量ΔＸ，ΔＹのメンバーシッ
プ関数を図２０（ｂ）、制動時間Ｍのメンバーシップ関
数を図２０（ｃ）にそれぞれ示す。

【００７０】次に、ファジイ推論法を用いて、左右ソレ
ノイド１７ｌ，１７ｒの制動時間Ｍを求める。すなわ
ち、いまオン距離Ｘ，Ｙ、および変化量ΔＸ，ΔＹの値
が属する制御規則を考え、それを図１９（ｂ）の規則か
ら選択すると、以下のようになる。

【００７１】｛Ｒ１：もしオン距離Ｘ，ＹがＮＳ（Ｘが
やや大（やや左寄り））、かつ変化量ΔＸ，ΔＹがＺＯ
（ほぼゼロ）ならば、制動時間ＭはＰＳ（右を少し制
動）である。｝ ｛Ｒ２：もしオン距離Ｘ，ＹがＮＳ（Ｘがやや大（やや
左寄り））、かつ変化量ΔＸ，ΔＹがＰＢ（ΔＹが大
（右に寄りつつある））ならば、制動時間ＭはＺＯ（制
動しない）である。｝ ｛Ｒ３：もしオン距離Ｘ，ＹがＺＯ（Ｘ，Ｙともほぼゼ
ロ（走行方向はほぼ適正））、かつ変化量ΔＸ，ΔＹが
ＺＯ（ほぼゼロ（ほぼ変化ない））ならば、制動時間Ｍ
はＺＯ（制動しない）である。｝ ｛Ｒ４：もしオン距離Ｘ，ＹがＺＯ（Ｘ，Ｙともほぼゼ
ロ（走行方向はほぼ適正））、かつ変化量ΔＸ，ΔＹが
ＰＢ（ΔＹが大（右に寄りつつある））ならば、制動時
間ＭはＮＳ（左を少し制動）である。｝ これら制御規則Ｒ１〜Ｒ４の成立する度合いを図２１
（ａ）および（ｂ）で評価する。その結果、いま現在の
オン距離Ｘ，Ｙの値がａ、変化量ΔＸ，ΔＹの値がｂと
すると、制御規則Ｒ１については適合度０．７、制御規
則Ｒ２については適合度０．１、制御規則Ｒ３について
は適合度０．２、制御規則Ｒ４については適合度０．１
となる。そして、これら４つの推論結果を図２１（ｃ）
のように重ね合わせて総合し、こうして得られた制動時
間Ｍのメンバーシップ関数の集合から、その重心を求
め、これを最終的な制動時間Ｍ３とする。

【００７２】このようにステップＳ２８においてマイク
ロコンピュータＪ２にて制動時間Ｍ３が演算されると、
この演算された制動時間Ｍ３の数値に応じた時間だけ、
制動信号を左ソレノイド２５ｌまたは右ソレノイド２５
ｒに向け出力する（Ｓ２９）。そして、制動信号が出力
されると、左ソレノイド２５ｌまたは右ソレノイド２５
ｒが制動時間Ｍ３の値に応じた時間だけ励磁され、これ
により制動機構１７ｌまたは１７ｒが作動して、左右の
クローラ７ｌ，７ｒのいずれか一方を制動する。これに
より、分草杆６ｒが未刈穀稈Ｅに接近し過ぎているとき
には機体５は右に方向転換し、また分草杆６ｒが未刈穀
稈Ｅから離れ過ぎているときには機体５は左に方向転換
する。

【００７３】このように第３実施例では、制動機構１７
ｌ，１７ｒの制動時間Ｍ３を、分草杆６ｒと未刈穀稈Ｅ
との距離を表すオン距離Ｘ，Ｙのみならず、分草杆６ｒ
と未刈穀稈Ｅとの接近状態を表す変化量ΔＸ，ΔＹをも
考慮して決定するように構成した。従って、オン距離
Ｘ，Ｙのみに基いて設定された制動時間に対して変化量
ΔＸ，ΔＹからの補正を加えることができ、例えば未刈
穀稈Ｅ１，Ｅ２の条間間隔が狭く従来の装置ではハンチ
ング気味の出力になるような場合にも、本実施例の装置
では制動時間を短く設定できる等、制御の迅速化および
適正化が実現できる。

【００７４】なお、上述した第１乃至第３実施例では、
横刈に関する構成と条刈に関する構成とを個別に説明し
たが、本発明では上述の構成を任意に組み合わせること
も可能であり、例えば、第３実施例のように左側の分草
杆６ｌに穀稈センサＧ，Ｆを取付けると共に上述のよう
な条刈の走行方向制御を行う装置において、右側の分草
杆６ｒに第２実施例の穀稈センサＣ，Ｄを取付けて上述
の横刈の走行方向制御を行う構成としても良い。また、
検出部材は、上述した第１乃至第３実施例に示す検出杆
に限らず従来公知のものを使用しても良い。

【００７５】

【発明の効果】以上詳述したように、第１発明では、走
行方向操作手段の操作量を、機体と未刈穀稈との相対距
離のみならず、当該相対距離の変化量をも考慮して決定
するようにしたので、相対距離のみに基いて決定した操
作量に対して、相対距離の変化量からの補正を加えるこ
とができ、もって制御の迅速化および適正化を図ること
ができるという効果を奏する。

【００７６】また第２発明では、相対距離の変化量の算
出を各検出部材を同一方向に延出する２つの穀稈センサ
の出力に基いて行う構成としたので、同一の穀稈につい
ての各穀稈センサからの２つの出力に基いて相対距離の
変化量を算出することが可能となり、第１発明のように
単一の穀稈センサを用いた構成に比して、相対距離の変
化量に関する検出精度が向上できる。

【００７７】また第３発明では、左右の未刈穀稈の間を
穀稈センサが進行しながら、機体の適正走行方向を維持
することができるので、特に、未刈穀稈の条間間隔のば
らつきが少ない条刈時の走行方向制御において好適であ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】（ａ）ないし（ｄ）は第１実施例のコンバイン
の要部及びその作動を示す平面図である。

【図２】第１実施例のコンバインの要部を示す平面図で
ある。

【図３】第１実施例のコンバインの動力伝達機構を概略
的に示す平面図である。

【図４】第１実施例の制御系の構成例を示す図である。

【図５】第１実施例における制御の一例を示すフローチ
ャートである。

【図６】（ａ）は第１実施例の制御における前件部及び
後件部を示す図、（ｂ）はその制御規則を示すマトリク
ス表である。

【図７】（ａ）ないし（ｃ）は第１実施例の制御におけ
る前件部及び後件部の各メンバーシップ関数を示す図で
ある。

【図８】各制御規則における現在値の適合度を求める工
程を示す図である。

【図９】各制御規則における適合度を重ね合わせて操作
量を決定する工程を示す図である。

【図１０】第２実施例のコンバインの要部を概略的に示
す平面図である。

【図１１】第２実施例の制御系の構成の一例を示す図で
ある。

【図１２】第２実施例の制御の一例を示すフローチャー
トである。

【図１３】（ａ）は第２実施例の制御における前件部及
び後件部を示す図、（ｂ）はその制御規則を示すマトリ
クス表である。

【図１４】（ａ）ないし（ｃ）は第２実施例の制御にお
ける前件部及び後件部の各メンバーシップ関数を示す図
である。

【図１５】（ａ）ないし（ｃ）は第２実施例の制御にお
いて各制御規則に対する現在値の適合度を求め、これら
適合度から操作量を決定する工程を示す図である。

【図１６】（ａ）ないし（ｃ）は第３実施例のコンバイ
ン及びその使用状態の要部を示す平面図である。

【図１７】第３実施例の制御系の構成の一例を示す図で
ある。

【図１８】第３実施例の制御の一例を示すフローチャー
トである。

【図１９】（ａ）は第３実施例の制御における前件部及
び後件部を示す図、（ｂ）は制御規則を示すマトリクス
表である。

【図２０】（ａ）ないし（ｃ）は第３実施例の制御にお
ける前件部及び後件部の各メンバーシップ関数を示す図
である。

【図２１】（ａ）ないし（ｃ）は第３実施例の制御にお
いて各制御規則に対する現在値の適合度を求め、これら
適合度から操作量を決定する工程を示す図である。

【図２２】従来のコンバインを概略的に示す平面図であ
る。

【符号の説明】

Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｆ，Ｇ 穀稈センサ Ａ１，Ｂ１，Ｃ１，Ｄ１，Ｆ１，Ｇ１ 検出杆 Ｅ，Ｅ１，Ｅ２ 未刈穀稈 Ｊ１，Ｊ２，Ｊ３ マイクロコンピュータ Ｍ１，Ｍ２，Ｍ３ 制動時間 ５ 機体 ６ｌ，６ｒ 分草杆 ８ エンジン ７ｌ，７ｒ クローラ １７ｌ，１７ｒ 制動機構 ２０ 走行速度センサ ２１ｌ，２１ｒ 油圧シリンダ ２５ｌ，２５ｒ ソレノイド

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 コンバインの走行速度を検出する走行速
   度検出手段と、 コンバインの走行方向を変更する走行方向操作手段と、 コンバインの走行に伴い未刈穀稈に接触すべき検出部材
   を有する穀稈センサと、 前記穀稈センサの出力に基いて、コンバインの機体と前
   記未刈穀稈との相対距離を算出する相対距離算出手段
   と、 前記相対距離算出手段が算出した相対距離に基いて、当
   該相対距離の変化量を算出する変化量算出手段と、 前記相対距離算出手段が算出した相対距離と、前記変化
   量算出手段が算出した変化量とから、ファジィ推論によ
   り前記走行方向操作手段の操作量を決定する操作量決定
   手段と、 を備えてなるコンバインの走行方向制御装置。
2. 【請求項２】 コンバインの走行速度を検出する走行速
   度検出手段と、 コンバインの走行方向を変更する走行方向操作手段と、 コンバインの機体の前後に並べて配置され、コンバイン
   の機体の左右いずれか同一方向に各検出部材を延出する
   ２つの穀稈センサと、 前記２つの穀稈センサの少なくともいずれか１つの出力
   に基いて、コンバインの機体と前記未刈穀稈との相対距
   離を算出する相対距離算出手段と、 前記両穀稈センサの出力に基いて、コンバインの機体と
   前記未刈穀稈との相対距離の変化量を算出する変化量算
   出手段と、 前記相対距離算出手段が算出した相対距離と、前記変化
   量算出手段が算出した変化量とから、ファジィ推論によ
   り前記走行方向操作手段の操作量を決定する操作量決定
   手段と、 を備えてなるコンバインの走行方向制御装置。
3. 【請求項３】 コンバインの走行速度を検出する走行速
   度検出手段と、 コンバインの走行方向を変更する走行方向操作手段と、 コンバインの走行に伴い未刈穀稈に接触すべき各検出部
   材をコンバインの機体の左側と右側に延出する２つの穀
   稈センサと、 前記各穀稈センサの出力に基いて、コンバインの機体と
   左右の未刈穀稈との相対距離をそれぞれ算出する相対距
   離算出手段と、 前記相対距離算出手段が算出した相対距離に基いて、前
   記相対距離の変化量を算出する変化量算出手段と、 前記相対距離算出手段が算出した相対距離と、前記変化
   量算出手段が算出した変化量とから、ファジィ推論によ
   り前記走行方向操作手段の操作量を決定する操作量決定
   手段と、 を備えてなるコンバインの走行方向制御装置。