JP3277107B2

JP3277107B2 - 作業車両における油圧制御装置

Info

Publication number: JP3277107B2
Application number: JP26840995A
Authority: JP
Inventors: 八郎中村
Original assignee: MITSUBISHI NOUKI KABUSHIKI KAISHA
Current assignee: MITSUBISHI NOUKI KABUSHIKI KAISHA
Priority date: 1995-10-17
Filing date: 1995-10-17
Publication date: 2002-04-22
Anticipated expiration: 2015-10-17
Also published as: JPH09107715A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、作業車両における
油圧制御装置に関し、詳しくは作業処理部を目標高さに
設定すべく制御を行う作業車両における油圧制御装置に
関する。

【０００２】

【従来の技術】コンバイン等の作業車両においては、例
えば無人化を図るべく、穀稈の株元部に当接して作動す
る方向センサを走行機体の前下部に設け、かつ前記方向
センサの穀稈検出信号に基づきサイドクラッチを適時断
接し、これにより走行機体の方向を自動的に修正して連
続的な作業を可能としたものがある。

【０００３】すなわち、このようなコンバインでは、前
記方向センサ等からの検出情報に基づき、左右一対の走
行装置を駆動させて機体の向きを自動的に略々１８０度
反転した方向に旋回制御を行うことで、１つの刈取工程
が終了してから機体をこれと略々平行な次の刈取工程に
移行できるようにしている。

【０００４】ところで、穀稈の刈取りを行う前処理部の
昇降動作や走行装置の駆動には、大きな動力を必要とす
るため油圧を用いており、更に、前処理部の刈刃を地面
から一定の高さに保持するため、穀稈を分草するデバイ
ダの地面からの目標高さと、現在高さとの差を検出し、
その差に応じた制御信号を油圧装置に送出する制御を行
っていた。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、油圧装
置は、油温や圧油の粘度および装置の製造公差等により
その動作特性が著しく変化すると共に、継続作業におい
ても、条件が刻々と変化するため、制御のマッチングを
とることが困難であり、これらに起因して応答遅れが増
大したり、停止時にハンチング現象が生じる等のおそれ
があった。このため、例えば上述した前処理部のデバイ
ダの高さを制御するケースの場合、該デバイダを目標高
さに保持することが困難であった。

【０００６】このような特性の変化に対処するために
は、作業開始前にその都度、装置の動作特性を確認して
その特性に合った制御を行うことができれば便利であ
る。

【０００７】この発明は、斯かる課題を解決するために
なされたもので、その目的とするところは、作業処理部
の地面からの高さを略々一定に保持し得る作業車両にお
ける油圧制御装置を提供することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】この目的を達成するた
め、本発明は、上下動自在な作業処理部（１１）を駆動
する油圧駆動手段（３１，４０）と、前記作業処理部
（１１）の地面からの目標高さを設定するための高さ設
定手段（４１）と、前記作業処理部（１１）の地面から
の高さを検出する高さ検出手段（２７）と、前記高さ設
定手段（４１）と高さ検出手段（２７）からの検出信号
に基づき、目標高さと実際高さとの偏差を演算し、該偏
差に応じた制御信号を前記油圧駆動手段（３１，４０）
に出力する制御手段（２４）と、を備え、前記作業処理
部（１１）の地面からの高さを略々一定に保持するため
の作業車両における油圧制御装置において、前記作業処
理部（１１）の上下移動量を検出するためのリフト量検
出手段（３０）を備えると共に、前記制御手段（２４）
は、前記リフト量検出手段（３０）を介して作業処理部
（１１）の移動を認識し得る最小移動量（Ｈ）が予め設
定された記憶部（２４ａ）と、一定周期（Ｔ_C）毎に徐
々にパルス幅を長くする駆動パルスを順次発生させて、
該駆動パルス毎に前記油圧駆動手段（３１，４０）に出
力することにより、前記作業処理部（１１）が前記最小
移動量（Ｈ）以上を変位するための駆動パルス幅（ｔ
_ONU，ｔ_OND）を最低駆動時間として演算する演算部
（２４ｂ）と、を備え、前記最低駆動時間を有する駆動
パルスを用いて前記作業処理部（１１）を駆動する、こ
とを特徴とする。

【０００９】好ましくは、前記最低駆動時間を有する駆
動パルスを基準パルスとし、この基準パルスを複数個発
生させることにより、前記作業処理部（Ｈ）を所定量移
動させる制御を行う。

【００１０】また好ましくは、前記最低駆動時間の演算
を、車両の走行停止中でかつ作業開始前に実行するよう
にする。

【００１１】（作用）以上の構成において、本発明によれば、演算部（２４
ｂ）において、一定周期（Ｔ _C ）毎に徐々にパルス幅を
長くするような駆動パルスを順次発生させて、これらの
駆動パルスを油圧駆動手段（３１，４０）に出力するこ
とにより、作業処理部（１１）が最小移動量（Ｈ）以上
を変位するための駆動パルス幅（ｔ _ONU ，ｔ _OND ）を最
低駆動時間として演算するものであり、若しも、ある高
さ位置に停止していた作業処理部（１１）が、油温や粘
度等の変化に起因して所定量下降したら、この最低駆動
時間を有する駆動パルスを用いて作業処理部（１１）を
駆動することで、作業処理部（１１）の地面からの高さ
を略々一定に保持可能としている。すなわち、例えば、
作業処理部（１１）を目視可能な最小移動量（Ｈ）だけ
変位させるには、少なくともどの程度の幅の駆動パルス
が必要かを求め、このとき求めた駆動パルスを油圧駆動
手段（３１，４０）に出力して、油圧制御系の応答遅れ
やハンチングの発生を防止している。

【００１２】なお、上述したカッコ内の符号は図面を参
照するために示すものであって、本発明の構成をなんら
限定するものではない。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下、図面に基づき本発明の実施
の形態について説明する。

【００１４】図１は、本発明の油圧制御装置を備えたコ
ンバインの外観斜視図であり、同図において、コンバイ
ン１０は、機体１５の上部に運転席２６を有すると共
に、機体１５の前方に装備され、穀稈を刈り取る昇降自
在な作業処理部としての刈取部１１と、該刈取部１１に
て刈り取られた穀稈を横倒れ姿勢にした状態で挟持搬送
するフィードチェーン１２と、該フィードチェーン１２
により搬送された穀稈を収容し脱穀する脱穀部１３と、
前記機体１５を支持する左右一対のクローラ走行装置１
４，１４とを備えている。

【００１５】前記クローラ走行装置１４，１４は、エン
ジンからの動力を変速して伝達する駆動部としてのトラ
ンスミッション２０を介して駆動されると共に、その出
力プーリ３２と同軸に回転数検出ギヤ２２を設けてい
る。そして、この回転数検出ギヤ２２の近傍に電磁ピッ
クアップ２３を設け、この電磁ピックアップ２３により
回転数検出ギヤ２２の回転数を検出して、前記クローラ
走行装置１４，１４の走行距離を検出している。

【００１６】また、前記刈取部１１の前部には、穀稈を
分草するデバイダ１６，１７と、その近傍に、該デバイ
ダ１６，１７の地面からの高さを検出する刈高センサ２
７の他、穀稈の有無を検出しながら自動操向刈取りを可
能とする左右の方向センサ１８，１９が設けられてい
る。なお、運転席２６には、前記デバイダ１６，１７の
地面からの目標高さを設定する高さ設定器４１が設けら
れており、また、ソレノイドバルブ４０，４７は、夫々
刈取部１１の昇降制御と左右サイドクラッチによる操向
制御を行うためのものである。更に、前記機体１５の重
心位置には、該機体１５の偏位角を検出するジャイロス
コープ等の角速度センサ２１や、機体１５の前後傾斜を
検出する傾斜センサ２８が設けられている。

【００１７】以上において、前記デバイダ１６，１７の
高さ制御（すなわち、刈刃の高さ制御）は、高さ設定器
４１と刈高センサ２７からの検出信号、あるいは傾斜セ
ンサ２８からの検出信号等に基づき、制御手段としての
制御部２４にて目標高さと実際高さとの偏差が演算さ
れ、この偏差に応じた制御信号により、油圧駆動手段と
してのソレノイドバルブ４０と後述のリフトシリンダ３
１を介して行われる。

【００１８】また、コンバイン１０は、これら方向セン
サ１８，１９、角速度センサ２１、距離センサとしての
電磁ピックアップ２３からの検出情報に基づき、クロー
ラ走行装置１４，１４を変速駆動するトランスミッショ
ン２０を介して左右サイドクラッチが操作されること
で、機体１５の向きが自動的に制御される。

【００１９】ここで、本発明は、前記作業処理部（１
１）の上下移動量を検出するためのリフト量検出手段を
備えていると共に、前記制御手段（２４）は、作業処理
部（１１）の移動を認識し得る最小移動量が予め設定さ
れた記憶部と、作業処理部（１１）が最小移動量以上を
変位するための駆動パルス幅を最低駆動時間として演算
する演算部とを備えている。

【００２０】図２に示すように、前記刈取部１１には、
中心軸４２に回動自在に連結されたリフトリンク２９が
取付けられていて、該リフトリンク２９はリフトシリン
ダ３１の作動により、前記中心軸４２を中心として回動
自在とされている。また、このときの回転角度、すなわ
ち前記刈取部１１の上下移動量は、リフト量検出手段と
してのポテンショメータ３０により検出されるようにな
っている。

【００２１】また、前記制御部２４には、図３に示すよ
うに、上述した刈高センサ２７、ポテンショメータ３
０、傾斜センサ２８、高さ設定器４１からの各検出信号
が入力されていると共に、刈取部１１の昇降スイッチ４
３，４４、自動／手動の切換スイッチ４５、認識スイッ
チ４６からの信号が入力されるようになっており、その
処理結果はソレノイドバルブ４０に出力される。

【００２２】更に、前記制御部２４は、ポテンショメー
タ３０の検出に基づき、前記刈取部１１の移動を認識し
得る最小移動量（Ｈ）が予め設定された記憶部２４ａ
と、一定周期（Ｔ_C）毎に徐々にパルス幅を長くする駆
動パルスを順次発生させて、該駆動パルス毎に前記ソレ
ノイドバルブ４０に出力することにより、前記刈取部１
１が前記最小移動量（Ｈ）以上を変位するための駆動パ
ルス幅（ｔ_ONU，ｔ_OND）を最低駆動時間として演算す
る演算部２４ｂとを備えている。

【００２３】すなわち、前記刈取部１１を最小移動量
（Ｈ）だけ変位させるには、どれだけのパルス幅の駆動
パルスが必要であるかを、予め調べることで、その後の
実際の制御に役立たせようとするものである。なお、前
記の最小移動量（Ｈ）としては、例えば目視可能な最小
の変位量が用いられる。

【００２４】こうして、実際の作業に入る前に、予め設
定された信号によって刈取部１１の移動する量を制御部
２４において認識し、圧油の特性を検出して（以下、こ
れを「油圧認識制御」という）、実際の作業において、
その特性に合った信号を送出することにより油圧制御を
行う。

【００２５】従って、例えば、前記最低駆動時間（ｔ
_ONU ，ｔ_OND ）を有する駆動パルスを基準パルスとし
て、この基準パルスを複数個発生させることにより、前
記刈取部１１を所定量移動させるような制御を行うこと
もできる。すなわち、例えば刈取部１１を最小移動量Ｈ
だけ変位させるために、時間幅がｔ_ONU の駆動パルスが
必要であったとすると、刈取部１１を１０Ｈだけ変位さ
せるためには、時間幅がｔ_ONU の駆動パルスを１０個発
生してやれば良い。このようにして、変位量に応じたパ
ルスを発生させて油圧制御を行う。

【００２６】次に、図４および図５の制御フローチャー
トを参照しながら、コンバイン１０における刈取部１１
の油圧認識制御について説明する。

【００２７】図４において、ステップＳ１では、走行変
速レバーがニュートラル位置にあるか、あるいは車速セ
ンサが０か等により、機体１５が走行停止中か否かを判
断する。そして、走行停止中であれば、ステップＳ２に
進み、ここで刈取部１１が所定高さ以下であれば、次に
ステップＳ３において、作業モードが自動か手動かを切
換スイッチ４５により判断する。そして、自動であれ
ば、ステップＳ４において制御ステップが０か否かを判
断し、ここで０ならステップＳ１０（図５）に進む。ま
た、ステップＳ３において、手動であれば、ステップＳ
５に進み、ここで認識スイッチ４６がＯＮであるか否か
を判断し、ＯＮならステップＳ１０（図５）に進む。

【００２８】ステップＳ１０では、刈取部１１の上昇側
の特性認識チェックが終了したか否かを判断し、終了し
ていなければステップＳ１１に進み、終了していればス
テップＳ２４に進む。すなわち、上昇側の特性認識チェ
ックが終了してから下降側の特性認識チェックを行うよ
うにしている。

【００２９】ステップＳ１１においては、駆動パルスの
発生周期Ｔ_c を設定するタイマ値が終了しているか否か
を判断し、終了していれば、ステップＳ１２において、
パルス発生カウンタのカウント数をチェックする。この
ステップＳ１２で、カウント数が０、すなわち初回時の
ときは、ステップＳ１３にて刈取部１１の初期高さＨ₀
を読み込んで記憶する。更に、ステップＳ１４にてパル
ス発生カウンタをカウントアップし、ステップＳ１５に
てパルス発生周期用のタイマをセットする。なお、この
パルス発生周期Ｔ_c は、駆動時間ｔ_ONU やｔ_OND に対し
十分長い。次いで、ステップＳ１６において、上昇側の
駆動時間ｔ_ONU をセットする。この場合、パルス発生カ
ウント値の１０倍としており、周期タイマの終了時に周
期タイマに合わせてセットする。

【００３０】一方、上述のステップＳ１２において、カ
ウント数が１以上のとき、すなわち、１回目以降のパル
ス駆動を終了して所定時間が経過したときは、ステップ
Ｓ１７において、駆動後の刈取部１１の高さＨ₁ を読み
込み、偏位量ΔＨ＝Ｈ₁ −Ｈ₀ を演算により求め、現在
高さＨ₁ を次回の初期値とする。次いで、ステップＳ１
８において、前記偏位量ΔＨが、認識し得る最小移動量
Ｈよりも小さい場合、すなわち移動が認められない程度
である場合はステップＳ１４を再実行し、前記偏位量Δ
Ｈが、認識し得る最小移動量Ｈよりも大きい場合は、ス
テップＳ１９に進む。このステップＳ１９では、上昇側
の最低駆動時間ｔ_ONU をカウンタ値の１０倍として演算
認識すると共に、刈取部１１の上昇速度Ｖ_U ＝ΔＨ／ｔ
_ONU を演算する。更に、ステップＳ２０にて、最低駆動
時間ｔ_ONU と上昇速度Ｖ_U を認識できたので、カウンタ
をリセットして上昇側の処理を終了する。

【００３１】また、ステップＳ１６において上昇側の駆
動時間ｔ_ONU をセットした後、あるいはステップＳ１１
において、周期タイマが終了していない場合は、ステッ
プＳ２１において、駆動時間ｔ_ONU をチェックし、継続
中ならステップＳ２２で上昇側の出力信号を発生し、完
了しているならステップＳ２３にて出力を停止する。次
に、上昇側の処理が終了したら、続いて下降側の処理に
移行し、ステップＳ２４〜Ｓ３７まで、上昇側と略々同
様の処理を行う。

【００３２】但し、ステップＳ３１の偏位量ΔＨを求め
る演算式において、刈取部１１の下降の場合は、移動後
の現在高さＨ₁ は初期高さＨ₀ よりも小さくなるので、
ΔＨ＝Ｈ₀ −Ｈ₁ となっている点が異なる。

【００３３】図６（ａ）（ｂ）（ｃ）は、上記制御フロ
ーチャートにおける動作を、タイムチャートで示したも
のである。

【００３４】すなわち、上昇側については、図６（ａ）
と（ｃ）において、周期Ｔ_c のタイマにて上昇側から１
回、２回、３回とパルス幅を定率的に長くし、ポテンシ
ョメータ３０の出力変化ΔＨを最小移動量Ｈと比較す
る。その結果、３回目まではΔＨ＜Ｈであるが、４回目
のパルスを出力すると、ΔＨ＞Ｈとなったから、カウン
タの値を１０倍して、上昇側の最低駆動時間ｔ_ONU と駆
動速度Ｖ_U を得て、上昇側の処理を終了する。

【００３５】同様に、下降側については、図６（ｂ）と
（ｃ）において、２回目のパルス出力でΔＨ＞Ｈとな
り、これにより、下降側の最低駆動時間ｔ_OND と駆動速
度Ｖ_Dを得て、下降側の処理を終了している。

【００３６】次に、本実施の形態の作用について説明す
る。

【００３７】コンバイン１０の油圧認識制御は、作業開
始前のクローラ走行装置が停止しているときに行うが、
まず、オペレータはこの認識制御を行うときは、運転席
２６に設けられた自動／手動の切換えスイッチ４５を操
作することにより、作業モードの選択を行う。そして、
自動を選択した場合には、以下、予め定められたプログ
ラムに従って、刈取部１１の上昇側の処理が実行される
と共に、続いて下降側の処理が実行される。従って、オ
ペレータは前記選択スイッチを操作する以外、何もする
必要がなく、制御部２４が自動的に処理を行ってくれ
る。

【００３８】一方、手動を選択した場合には、続いて認
識スイッチ４６をＯＮとし、更に、運転席２６に設けら
れた上昇スイッチ４３をＯＮ操作する。これにより、予
め定められたプログラムに従い、刈取部１１の上昇側の
処理が実行される。この上昇側の処理が終了すると、次
に、下降スイッチ４４をＯＮ操作する。これにより、予
め定められたプログラムに従い、前記と同様に刈取部１
１の下降側の処理が実行される。

【００３９】以上のようにして、油圧認識制御が終了す
ると、以後はそのときの油圧特性に合った信号が、制御
部２４から油圧駆動部に向けて出力されることとなり、
適正な油圧制御が行われる。従って、この認識制御が終
了した後、刈取り作業等を行えば、地面と刈刃との高さ
位置が略々一定に保たれることになり、良好な刈取り作
業を行うことが可能となる。

【００４０】

【発明の効果】以上説明した通り、本発明によれば、作
業処理部が所定変位をしたときの駆動パルスを基に最低
駆動時間を演算し、こうして求めた駆動パルス信号を作
業時の制御に使用するようにしたから、前記駆動パルス
信号には種々の条件が加味された制御定数が含まれるこ
ととなり、よって制御のマッチング性が良く、応答遅れ
やハンチングが生ずるおそれもないため、作業処理部の
地面からの高さを略々一定に保持することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る油圧制御装置を適用したコンバイ
ンの外観斜視図である。

【図２】刈取部のリフトリンク機構を示す図である。

【図３】本実施の形態における制御システム構成を示す
図である。

【図４】油圧認識制御におけるフローチャートを示す図
である。

【図５】油圧認識制御におけるフローチャートを示す図
である。

【図６】油圧認識制御における動作タイムチャートを示
す図であって、（ａ）は、上昇時の駆動パルスとその発
生周期を示す図、（ｂ）は、下降時の駆動パルスとその
発生周期を示す図、（ｃ）は、ポテンショメータ出力を
示す図、である。

【符号の説明】

１０コンバイン１１刈取部１４クローラ走行装置１５機体１６デバイダ（左）１７デバイダ（右）１８方向センサ（左）１９方向センサ（右）２４制御部２４ａ記憶部２４ｂ演算部２６運転席２７刈高センサ２９リフトリンク３０ポテンショメータ３１リフトシリンダ４０ソレノイドバルブ４１高さ設定器４３上昇スイッチ４４下降スイッチ４５自動／手動切換スイッチ４６認識スイッチ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) A01B 63/10 A01D 34/24 103 B62D 49/00 B62D 55/116

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】上下動自在な作業処理部を駆動する油圧
駆動手段と、前記作業処理部の地面からの目標高さを設定するための
高さ設定手段と、前記作業処理部の地面からの高さを検出する高さ検出手
段と、前記高さ設定手段と高さ検出手段からの検出信号に基づ
き、目標高さと実際高さとの偏差を演算し、該偏差に応
じた制御信号を前記油圧駆動手段に出力する制御手段
と、を備え、前記作業処理部の地面からの高さを略々一
定に保持するための作業車両における油圧制御装置にお
いて、前記作業処理部の上下移動量を検出するためのリフト量
検出手段を備えると共に、前記制御手段は、前記リフト量検出手段を介して作業処
理部の移動を認識し得る最小移動量が予め設定された記
憶部と、一定周期毎に徐々にパルス幅を長くする駆動パルスを順
次発生させて、該駆動パルス毎に前記油圧駆動手段に出
力することにより、前記作業処理部が前記最小移動量以
上を変位するための駆動パルス幅を最低駆動時間として
演算する演算部と、を備え、前記最低駆動時間を有する駆動パルスを用いて前記作業
処理部を駆動する、ことを特徴とする作業車両における油圧制御装置。
【請求項２】前記最低駆動時間を有する駆動パルスを
基準パルスとし、この基準パルスを複数個発生させるこ
とにより、前記作業処理部を所定量移動させる制御を行
うようにした、ことを特徴とする請求項１記載の作業車両における油圧
制御装置。
【請求項３】前記最低駆動時間の演算を、車両の走行
停止中でかつ作業開始前に実行するようにした、ことを特徴とする請求項１記載の作業車両における油圧
制御装置。