JP3578640B2 - 刈取収穫機 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、走行機体に対して昇降自在に設けられた刈取作業部を、その荷重を受け止め保持する状態で昇降並びに昇降停止操作する昇降操作手段が設けられた刈取収穫機に関する。
【０００２】
【従来の技術】
上記刈取収穫機の一例としてのコンバインでは、圃場の植立穀稈を刈り取る刈取作業部（以下、刈取部という）が、揺動昇降自在な状態で走行機体の前部に支持され、油圧シリンダ等（昇降操作手段に相当）が上記刈取部の荷重を受け止め保持する状態で上昇又は下降操作し、又、昇降操作を停止した位置で刈取部を受け止め保持するように構成されている。そして、刈取部の対地高さが目標高さに維持されるように上記油圧シリンダ等を昇降作動させる自動昇降操作や、昇降レバー等による手動昇降指令に基づいて上記油圧シリンダ等を作動させる手動昇降操作により、刈取部の高さを調節しながら刈取作業を行っている。
ところで、刈取部は、前側に備えた分草具で圃場の植立穀稈を分草しながら刈取作業を行うように構成され、その分草具は植立穀稈を株元側から分草するように下部側が前方に突出しているので、いったん分草具の先端が地面に突っ込むと、分草具が土を掘り起こしながらさらに土中に突っ込んで、最終的には刈取部に土や株等が詰まって刈取作業ができない状態になる。この場合、作業を再開するには、刈取部から詰まった土や株等を除去する手間が必要になり、又、土や株等の詰まりによって刈取部に動力を伝達する駆動軸に過大な負荷がかかり損傷するおそれもある。
そこで、従来では、例えば特開平７ ‐８０６８号公報に例示するように、刈取部の下部側に、例えば地面に接触して揺動するソリ状の検出体を備えた接触式のセンサーを設け、その接触式のセンサーの情報に基づいて刈取部の地面に対する上下位置を判別して、上記突っ込みによる作業の中断や損傷等が発生しないように、刈取部の昇降位置を調節していた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来技術では、センサーに備えた検出体が地面に接触して揺動動作等する状態に基づいて、刈取部の地面に対する上下位置を判別するようにしているので、例えば地面の状態が柔らかい湿田等の条件では、上記検出体が地面に接触したときに土中に入り込んで、適切な検出動作をしない場合があり、かかる場合には、刈取部が地面に接触したことが判別できないため、刈取部の地面への突っ込み等を適切に回避できないおそれがあった。
さらに、上記接触式のセンサーでは、機体後進時に機体前下がり状態になると、機体前部側に設けたセンサーが地面に当たった状態で引きずられて損傷するおそれがあり、さらに、広幅の刈取部で地面との接触を検出できるように、全幅に亘って上記検出体を設けると、センサー機構が大型化する不利もある。
【０００４】
本発明は、上記実情に鑑みてなされたものであって、その目的は、上記従来技術の不具合を解消させるべく、刈取作業部の地面に対する上下位置を、より適切に判別できるようにすることにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本願発明の刈取収穫機は、走行機体に対して昇降自在に設けられた刈取作業部を、その荷重を受け止め保持する状態で昇降並びに昇降停止操作する昇降操作手段が設けられた刈取収穫機であって、
請求項１は、前記昇降操作手段が前記刈取作業部の荷重を受け止め保持する保持力を検出する検出手段と、この検出手段の検出情報に基づいて、前記刈取作業部の地面に対する上下位置を判別する判別手段とが設けられ、前記判別手段は、前記検出手段にて検出される前記保持力の大きさが、前記刈取作業部が地面に接触していない適正昇降位置に対応する適正保持力の値のときには、前記上下位置として前記刈取作業部が地面に接触していない上下位置であることを判別し、前記保持力の大きさが前記適正保持力の値より小さい接地判別用の値のときには、前記上下位置として前記刈取作業部が地面に接地した上下位置であることを判別し、前記保持力の大きさが前記適正保持力の値より大きい突っ込み判別用の値のときには、前記上下位置として前記刈取作業部が地面に突っ込んだ上下位置であることを判別するように構成され、前記刈取作業部の前記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が設けられ、前記判別手段は、前記昇降位置検出手段の情報に基づいて、前記刈取作業部の昇降位置に対応させて、前記適正保持力の値、前記接地判別用の値及び前記突っ込み判別用の値を定めて、前記刈取作業部の地面に対する上下位置の判別を行うように構成されている点を特徴とする。
つまり、請求項１によれば、走行機体に対して昇降自在に設けられた刈取作業部が、昇降操作手段によって荷重を受け止め保持される状態で昇降並びに昇降停止操作されるとともに、その昇降操作手段が刈取作業部の荷重を受け止め保持する保持力が検出され、この保持力の検出情報に基づいて、刈取作業部の地面に対する上下位置が判別される。
従って、刈取作業部の荷重を受け止め保持する昇降操作手段の保持力の検出情報に基づいて、刈取作業部の地面に対する上下位置を判別するので、従来のように、刈取作業部の下部に設けられて地面と接触する接触式のセンサーでは、地面の状態が柔らかい湿田条件等で、センサーに備えた検出体が地面との接触時に土中に入り込んで適切に検出動作しないおそれや、機体後進時の機体前下がり状態において、機体前部側のセンサーが地面に当たった状態で引きずられて損傷するおそれや、広幅の刈取作業部の全幅において地面との接触を検出させると、センサー機構が大型化する等の不利があるのに対して、かかる不具合を適切に解消させながら、刈取作業部の地面に対する上下位置を、より適切に判別することができる。
【０００６】
また、請求項１によれば、前記保持力の大きさが、刈取作業部が地面に接触していない適正昇降位置に対応する適正保持力の値のときには、刈取作業部の地面に対する上下位置として、刈取作業部が地面に接触していない上下位置であることが判別され、前記保持力の大きさが上記適正保持力の値よりも小さい接地判別用の値のときには、上記上下位置として、刈取作業部が地面に接地した上下位置であることが判別され、前記保持力の大きさが上記適正保持力の値よりも大きい突っ込み判別用の値のときには、上記上下位置として、刈取作業部が地面に突っ込んだ上下位置であることが判別される。
従って、刈取作業部が地面に接触していない場合には、刈取作業部の荷重を受け止め保持する昇降操作手段の保持力の大きさが適正保持力の値になり、刈取作業部が地面に接地した場合には、刈取作業部の荷重が地面で受け止められて、昇降操作手段の保持力が適正保持力よりも小さくなる一方、刈取作業部が地面に突っ込んだ場合には、刈取作業部に対して地面から荷重が加わって、昇降操作手段の保持力が適正保持力よりも大きくなるように、昇降操作手段の保持力の大きさによって、刈取作業部の地面に対する上下位置として、地面から離れている状態か、地面に接地している状態か、あるいは、地面に突っ込んでいる状態かを的確に区別して判別することができる。
【０００７】
また、請求項１によれば、刈取作業部の走行機体に対する昇降位置が検出され、その検出された刈取作業部の昇降位置に対応させて、前記適正保持力の値、前記接地判別用の値及び前記突っ込み判別用の値を定めて、刈取作業部の地面に対する上下位置の判別が行われる。
従って、例えば刈取作業部が走行機体によって揺動昇降自在に支持され、その走行機体に対する昇降位置によって、刈取作業部を受け止め保持する昇降操作手段の保持力の大きさが変化するような場合に、その保持力の変化に適切に対応させて、刈取作業部の地面に対する上下位置判別用の各値を設定するので、例えば昇降位置による保持力の変化幅を含むように適正保持力の値を広めに設定する場合に比べて、刈取作業部が地面から離れているのか、地面に接地しているのか、あるいは、地面に突っ込んでいるのかを、より高い精度で判別することができる。
【０００８】
請求項２は、前記昇降操作手段が前記刈取作業部の荷重を受け止め保持する保持力を検出する検出手段と、この検出手段の検出情報に基づいて、前記刈取作業部の地面に対する上下位置を判別する判別手段とが設けられ、前記判別手段は、前記検出手段にて検出される前記保持力の大きさが前記昇降操作手段の下降作動に伴って変動する変動状態に基づいて、前記刈取作業部の地面に対する上下位置を判別するように構成されている点を特徴とする。
つまり、請求項２によれば、走行機体に対して昇降自在に設けられた刈取作業部が、昇降操作手段によって荷重を受け止め保持される状態で昇降並びに昇降停止操作されるとともに、その昇降操作手段が刈取作業部の荷重を受け止め保持する保持力が検出され、この保持力の検出情報に基づいて、刈取作業部の地面に対する上下位置が判別される。
従って、刈取作業部の荷重を受け止め保持する昇降操作手段の保持力の検出情報に基づいて、刈取作業部の地面に対する上下位置を判別するので、従来のように、刈取作業部の下部に設けられて地面と接触する接触式のセンサーでは、地面の状態が柔らかい湿田条件等で、センサーに備えた検出体が地面との接触時に土中に入り込んで適切に検出動作しないおそれや、機体後進時の機体前下がり状態において、機体前部側のセンサーが地面に当たった状態で引きずられて損傷するおそれや、広幅の刈取作業部の全幅において地面との接触を検出させると、センサー機構が大型化する等の不利があるのに対して、かかる不具合を適切に解消させながら、刈取作業部の地面に対する上下位置を、より適切に判別することができる。
また、請求項２によれば、前記保持力の大きさが前記昇降操作手段の下降作動に伴って変動する変動状態に基づいて、刈取作業部の地面に対する上下位置が判別される。
従って、刈取作業部を下降させるために昇降操作手段が下降作動したときに、刈取作業部が地面から離れている場合と、地面に接触している場合とでは、その荷重を受け止め保持する昇降操作手段の保持力の大きさが変動する状態が異なるので、その変動状態の違いによって、刈取作業部の地面に対する上下位置を的確に判別することができる。
【０００９】
請求項３は、請求項２において、前記判別手段は、前記昇降操作手段が下降作動を開始した後において、前記保持力の大きさが、下降作動を開始する前の値よりも大きくならない場合には、前記上下位置として、前記刈取作業部が地面に接地した上下位置又は前記刈取作業部が地面に突っ込んだ上下位置であることを判別するように構成されている点を特徴とする。
つまり、請求項３によれば、請求項２において、昇降操作手段が下降作動を開始した後において、前記保持力の大きさが、下降作動を開始する前の値よりも大きくならない場合には、前記上下位置として、刈取作業部が地面に接地した上下位置又は刈取作業部が地面に突っ込んだ上下位置であることが判別される。
従って、昇降操作手段が下降作動を開始した後、刈取作業部が地面に接触していない場合には、昇降操作手段の動きに対して刈取作業部の下降動作が一瞬遅れるので、刈取作業部の荷重を受け止め保持する昇降操作手段の保持力は一旦小さくなった後、刈取作業部の下降力が加わって下降作動前の値よりも大きくなるのに対して、昇降操作手段が下降作動を開始した後、刈取作業部が地面に接地した場合又は突っ込んだ場合には、刈取作業部の荷重が地面で受け止められて、昇降操作手段の保持力が下降作動前の値よりも大きくなることがないので、この保持力の下降作動前後での値の比較により、下降操作時における刈取作業部の地面への接地又は突っ込みを的確に判別することができ、もって、請求項２の好適な手段が得られる。
【００１０】
請求項４は、前記昇降操作手段が前記刈取作業部の荷重を受け止め保持する保持力を検出する検出手段と、この検出手段の検出情報に基づいて、前記刈取作業部の地面に対する上下位置を判別する判別手段とが設けられ、前記検出手段は、前記保持力の振動を検出するように構成され、前記判別手段は、前記検出手段にて検出される前記保持力の振動状態に基づいて、前記刈取作業部の地面に対する上下位置を判別するように構成されている点を特徴とする。
つまり、請求項４によれば、走行機体に対して昇降自在に設けられた刈取作業部が、昇降操作手段によって荷重を受け止め保持される状態で昇降並びに昇降停止操作されるとともに、その昇降操作手段が刈取作業部の荷重を受け止め保持する保持力が検出され、この保持力の検出情報に基づいて、刈取作業部の地面に対する上下位置が判別される。
従って、刈取作業部の荷重を受け止め保持する昇降操作手段の保持力の検出情報に基づいて、刈取作業部の地面に対する上下位置を判別するので、従来のように、刈取作業部の下部に設けられて地面と接触する接触式のセンサーでは、地面の状態が柔らかい湿田条件等で、センサーに備えた検出体が地面との接触時に土中に入り込んで適切に検出動作しないおそれや、機体後進時の機体前下がり状態において、機体前部側のセンサーが地面に当たった状態で引きずられて損傷するおそれや、広幅の刈取作業部の全幅において地面との接触を検出させると、センサー機構が大型化する等の不利があるのに対して、かかる不具合を適切に解消させながら、刈取作業部の地面に対する上下位置を、より適切に判別することができる。
また、請求項４によれば、前記保持力の振動が検出され、その保持力の振動状態に基づいて、刈取作業部の地面に対する上下位置が判別される。
従って、例えば刈取作業部の作動に伴って発生する機械的な振動により、刈取作業部の荷重を受け止め保持する昇降操作手段の保持力が振動するような場合において、刈取作業部が地面から離れている場合と、地面に接触している場合とでは、上記保持力の振動状態が異なるので、その振動状態の違いによって、刈取作業部の地面に対する上下位置を的確に判別することができる。
【００１１】
請求項５は、前記昇降操作手段が前記刈取作業部の荷重を受け止め保持する保持力を検出する検出手段と、この検出手段の検出情報に基づいて、前記刈取作業部の地面に対する上下位置を判別する判別手段とが設けられ、前記判別手段は、前記検出手段にて検出される前記保持力がその振動成分よりも低い周波数で変動するときの振幅に基づいて、前記刈取作業部の地面に対する上下位置を判別するように構成されている点を特徴とする。
つまり、請求項５によれば、走行機体に対して昇降自在に設けられた刈取作業部が、昇降操作手段によって荷重を受け止め保持される状態で昇降並びに昇降停止操作されるとともに、その昇降操作手段が刈取作業部の荷重を受け止め保持する保持力が検出され、この保持力の検出情報に基づいて、刈取作業部の地面に対する上下位置が判別される。
従って、刈取作業部の荷重を受け止め保持する昇降操作手段の保持力の検出情報に基づいて、刈取作業部の地面に対する上下位置を判別するので、従来のように、刈取作業部の下部に設けられて地面と接触する接触式のセンサーでは、地面の状態が柔らかい湿田条件等で、センサーに備えた検出体が地面との接触時に土中に入り込んで適切に検出動作しないおそれや、機体後進時の機体前下がり状態において、機体前部側のセンサーが地面に当たった状態で引きずられて損傷するおそれや、広幅の刈取作業部の全幅において地面との接触を検出させると、センサー機構が大型化する等の不利があるのに対して、かかる不具合を適切に解消させながら、刈取作業部の地面に対する上下位置を、より適切に判別することができる。
また、請求項５によれば、前記保持力がその振動成分よりも低い周波数で変動するときの振幅に基づいて、刈取作業部の地面に対する上下位置が判別される。
従って、前記保持力が例えば刈取作業部の作動に伴って発生する比較的高い周波数の振動成分を含むような場合に、この振動成分よりも低い周波数で前記保持力が変動するときの変動の振幅は、例えば刈取作業部が地面に接地又は突っ込んだときには、刈取作業部が地面から離れているときに比べて大きくなるので、上記保持力の変動の振幅によって、刈取作業部の地面に対する上下位置を的確に判別することができる。
【００１２】
請求項６は、請求項１〜５のいずれか１項において、前記昇降操作手段が、前記刈取作業部を上昇させるために圧油が供給されて伸長する伸長動作と、前記刈取作業部を下降させるために圧油が排出されて収縮する収縮動作と、前記刈取作業部を昇降停止させるために圧油の給排が停止されて伸縮動作が停止する停止動作とを行う油圧シリンダを備えて構成され、前記検出手段が、前記圧油の圧力を前記油圧シリンダの前記保持力として検出する圧力検出手段にて構成されている点を特徴とする。
つまり、請求項６によれば、請求項１〜５のいずれか１項において、昇降操作手段に備えた油圧シリンダに圧油を供給すると、油圧シリンダが伸長動作して刈取作業部が上昇し、油圧シリンダから圧油を排出すると、油圧シリンダが収縮動作して刈取作業部が下降し、油圧シリンダに対する圧油の給排を停止すると、油圧シリンダの伸縮動作が停止して刈取作業部の昇降が停止し、上記圧油の圧力が油圧シリンダの保持力として検出される。
従って、圧油供給によって伸長し、圧油排出によって収縮し、圧油の給排停止によって伸縮が停止する構成の簡素な油圧シリンダによって、刈取作業部の荷重を適切に受け止め保持するとともに、その圧油の圧力を検出する圧力センサー等の簡素な圧力検出手段を用いて、刈取作業部を受け止め保持する保持力を適切に検出することができ、もって、請求項１〜５のいずれか１項の好適な手段が得られる。
【００１３】
請求項７は、請求項１〜６のいずれか１項において、昇降指令情報に基づいて前記昇降操作手段の作動を制御する昇降制御手段が設けられ、前記昇降制御手段は、前記判別手段が前記刈取作業部の地面に対する接地又は突っ込みを判別するに伴って、前記昇降操作手段の下降作動を禁止するように構成されている点を特徴とする。
請求項７によれば、請求項１〜６のいずれか１項において、刈取作業部の地面に対する接地又は突っ込みが判別されると、昇降指令情報に基づいて昇降操作手段の作動を制御する昇降制御手段が、昇降操作手段の下降作動を禁止する。
従って、刈取作業部が地面に接地したり、突っ込んだりした場合には、下降指令が指示されても刈取作業部が下降操作されないので、例えば、中割り作業等のように刈取作物によって地面が見えない状態で、作業者が昇降レバー等にて昇降指令を指示して、刈取作業部を手動で下降操作するような場合に、刈取作業部の位置を下げ過ぎて地面への接地や突っ込むが生じると、それ以上の下降操作が自動的に禁止されることになり、かかる下降作動禁止機能がない場合には、下降指令によって刈取作業部がさらに下降されて、例えば刈取作業部に備えた分草具が土中に深く突っ込む等の状態が生じて刈取作業ができない状態になるおそれがあるのに比べて、かかる不具合を適切に回避させながら、作業者は地面までの高さについてそれほど気にせずに、操作性が良い状態で昇降操作することができ、もって、請求項１〜６のいずれか１項の好適な手段が得られる。
【００１４】
請求項８は、請求項１〜７のいずれか１項において、昇降指令情報に基づいて前記昇降操作手段の作動を制御する昇降制御手段が設けられ、前記昇降制御手段は、前記判別手段が前記刈取作業部の地面に対する接地又は突っ込みを判別するに伴って、前記昇降操作手段を上昇作動させるように構成されている点を特徴とする。
つまり、請求項８によれば、請求項１〜７のいずれか１項において、刈取作業部の地面に対する接地又は突っ込みが判別されると、昇降指令情報に基づいて昇降操作手段の作動を制御する昇降制御手段が、昇降操作手段を上昇作動させる。
従って、刈取作業部が地面に接地したり、突っ込んだりした場合には、刈取作業部が自動的に上昇操作されるので、例えば、中割り作業等のように刈取作物によって地面が見えない状態で、作業者が昇降レバー等にて昇降指令を指示して、刈取作業部を手動で下降操作するような場合に、刈取作業部の位置を下げ過ぎて地面への接地や突っ込むが生じると、自動的に上昇操作されて、刈取作業部の地面への接地や突っ込む状態が解消されることになり、かかる自動上昇機能がない場合に、例えばそれ以上の下降操作を禁止するだけでは、地面に接地又は突っ込んだ状態の刈取作業部に備えた分草具等が地面と擦れて損傷する等のおそれがあるのに比べて、かかる不具合を適切に回避させながら、作業者は地面までの高さについてそれほど気にせずに、一層操作性が良い状態で昇降操作することができ、もって、請求項１〜７のいずれか１項の好適な手段が得られる。
【００１５】
請求項９は、請求項８において、前記昇降制御手段は、前記判別手段が前記接地を判別した場合には、前記昇降操作手段を低速状態で上昇作動させ、前記判別手段が前記突っ込みを判別した場合には、前記昇降操作手段を高速状態で上昇作動させるように構成されている点を特徴とする。
つまり、請求項９によれば、請求項８において、前記昇降制御手段は、前記接地が判別された場合には、昇降操作手段を低速状態で上昇作動させ、前記突っ込みが判別された場合には、昇降操作手段を高速状態で上昇作動させる。
従って、刈取作業部が地面に突っ込んだ場合には、接地した場合よりも速い速度で上昇作動されるので、刈取作業部が地面に接触した場合に、接地状態に比べて突っ込み状態をより迅速に解消させる必要があるのに適切に対応することができ、もって、請求項８の好適な手段が得られる。
【００１６】
請求項１０は、請求項８又は９において、前記昇降制御手段は、前記昇降操作手段を上昇作動させた後、前記昇降操作手段の下降作動を禁止する下降作動禁止期間を設けるように構成されている点を特徴とする。
つまり、請求項１０によれば、請求項８又は９において、昇降制御手段は、昇降操作手段を上昇作動させた後、下降作動禁止期間を設けて、その下降作動禁止期間の間は、昇降操作手段の下降作動を禁止する。
従って、刈取作業部の地面への接地又は突っ込みが判別されて、刈取作業部が上昇操作された後、設定した作動禁止期間の間、下降操作が禁止されるので、例えば、上昇操作後直ちに下降操作を許容して下降指令に基づいて下降操作させるようにすると、地面の凹凸状態等によって刈取作業部の接地又は突っ込みが生じ易いような場合に、そのような地面の箇所を通過するまで、刈取作業部の下降操作を禁止して、刈取作業部の地面への接地又は突っ込みを適切に回避させることができ、もって、請求項８又は９の好適な手段が得られる。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を、刈取収穫機の一例としてのコンバインに適用した場合について図面に基づいて説明する。
図１に示すように、左右一対のクローラ走行装置１、刈取穀稈を脱穀処理する脱穀装置３、脱穀された穀粒を貯留する穀粒タンク４、搭乗運転部５等を備えた走行機体１７の前部側に、稲や麦等の植立穀稈を刈り取って脱穀装置３に供給する刈取作業部としての刈取部２が備えられて、コンバインを構成してある。
【００１８】
刈取部２は、機体横幅方向に沿う横軸芯Ｐ１回りに回動自在に支持されるとともに、油圧シリンダＣＹによって受け止め保持される状態で揺動昇降操作されて、走行機体１７に対して昇降自在に設けられている。上記横軸芯Ｐ１の機体箇所には、刈取部２の揺動に伴って出力値が変化するポテンショメータ式の昇降位置センサＳ３が設けられ、この昇降位置センサＳ３にて、刈取部２の走行機体１７に対する昇降位置を検出する昇降位置検出手段が構成されている。
【００１９】
刈取部２は、先端部に備えた分草具６、分草具６にて分草された植立穀稈を引き起こす引起し装置７、引き起こされた穀稈の株元側を切断するバリカン型の刈り刃８、刈取穀稈を徐々に横倒れ姿勢に変更しながら後方側に搬送する縦搬送装置９等にて構成されている。縦搬送装置９の搬送入口部には、刈取穀稈が存在するか否かを検出する接触式の株元センサＳ０が備えられている。
【００２０】
上記分草具６の後方側箇所に、刈取部２の地面に対する高さ（対地高さ）を検出する超音波センサＳ１が設けられている。この超音波センサＳ１は、下方側に向けて超音波を発信する発信器１０と、地面にて反射された超音波を受信する受信器１１とで構成され（図２参照）、超音波を発信してから受信するまでの時間を計測することで、刈取部２の対地高さを検出するように非接触式に構成されている。
【００２１】
次に、前記油圧シリンダＣＹを含む油圧回路について説明すると、図２に示すように、油圧シリンダＣＹに対する作動油の供給状態を、圧油供給による上昇位置（ＯＮ位置）、圧油供給停止による中立位置（ＯＦＦ位置）、その他の油圧装置への供給位置の夫々に切り換える３位置切り換え式の電磁式上昇制御弁Ｖ１が備えられ、又、油圧シリンダＣＹに対する圧油供給路Ｌ１の途中から並列状態で分岐されるドレン流路Ｌ２に、圧油を通過させるオリフィス１３と、圧油を排出させるＯＮ位置及び圧油排出を停止させるＯＦＦ位置に切り換える２位置切り換え式の下降用制御弁Ｖ２とが設けられている。
つまり、油圧シリンダＣＹは、刈取部２を上昇させるために圧油が供給されて伸長する伸長動作と、刈取部２を下降させるために圧油が排出されて収縮する収縮動作と、刈取部２を昇降停止させるために圧油の給排が停止されて伸縮動作が停止する停止動作とを行う油圧シリンダ（単動型シリンダ）にて構成されている。そして、刈取部２を、その荷重を受け止め保持する状態で昇降並びに昇降停止操作する昇降操作手段ＳＫが、上記油圧シリンダＣＹを備えた油圧回路にて構成されている。
【００２２】
ここで、昇降操作手段ＳＫ（油圧シリンダＣＹ）の操作速度は可変できるようになっている。つまり、上昇制御弁Ｖ１をＯＮ位置に切り換えた状態で、下降用制御弁Ｖ２をＯＦＦ位置に切り換えると高速上昇速度になり、下降用制御弁Ｖ２をＯＮ位置に切り換えると低速上昇速度になり、下降用制御弁Ｖ２を所定のデューティー比でＯＮ・ＯＦＦ駆動すると中間の上昇速度になる。又、上昇制御弁Ｖ１をＯＦＦ位置に切り換えた状態で、下降用制御弁Ｖ２をＯＮ位置に切り換えると高速下降速度になり、下降用制御弁Ｖ２を所定のデューティー比でＯＮ・ＯＦＦ駆動すると、低速下降速度から中間の下降速度になる。
【００２３】
さらに、前記圧油供給路Ｌ１の圧油の圧力を検出する圧力センサＳ４が設けられ、この圧力センサＳ４が、前記圧油の圧力を前記油圧シリンダＣＹの保持力 （刈取部２の荷重を受け止め保持する保持力）として検出する圧力検出手段に対応する。従って、前記昇降操作手段ＳＫが刈取部２の荷重を受け止め保持する保持力を検出する検出手段が、上記圧力センサＳ４にて構成される。
【００２４】
搭乗運転部５には、刈取部２の地面に対する目標高さを手動操作によって設定するボリューム式の刈高さ設定器１５と、刈取部２を手動で昇降させるための刈取昇降レバー１６と、刈取部２の自動昇降操作の入切情報を入力する自動入切スイッチＳＷ３とが設けられている。そして、上記刈取昇降レバー１６を中立位置から上昇位置に操作すると上昇スイッチＳＷ１がオンし、下降位置に操作すると下降スイッチＳＷ２がオンして、上昇又は下降指令を指令するように構成されている。
【００２５】
図２に示すように、マイクロコンピュータ利用の制御装置１２が設けられ、この制御装置１２に、前記株元センサＳ０、超音波センサＳ１、昇降位置センサＳ３、圧力センサＳ４、上昇スイッチＳＷ１、下降スイッチＳＷ２、自動入切スイッチＳＷ３、及び刈高さ設定器１５からの各情報が入力されている。一方、制御装置１２からは、前記上昇制御弁Ｖ１と下降用制御弁Ｖ２に対する駆動信号が出力されている。
又、クローラ走行装置１への走行駆動系に、走行出力軸の回転数を検出する回転数センサＳ２が備えられ、この回転数センサＳ２の情報が制御装置１２に入力され、制御装置１２は、上記回転数センサＳ２の情報に基づいて、現在の走行速度や走行距離を演算にて求めるように構成されている。
【００２６】
そして、上記制御装置１２を利用して、昇降指令情報に基づいて油圧シリンダＣＹの作動を制御する昇降制御手段１０１が構成されている。
つまり、この昇降制御手段１０１は、自動入切スイッチＳＷ３がオンしている場合には、超音波センサＳ１及び刈高さ設定器４０の各情報に基づいて、刈取部２の対地高さが目標高さに維持されるように油圧シリンダＣＹを作動させる自動昇降制御を実行する。具体的には、超音波センサＳ１による刈高さ検出値と刈高さ設定器４０にて手動設定される刈高さ設定値との偏差が不感帯内に収まるように、偏差が不感帯内になく、刈高さ検出値が刈高さ設定値よりも小のときは油圧シリンダＣＹを上昇作動させる一方、刈高さ検出値が刈高さ設定値よりも大のときは、油圧シリンダＣＹを下降作動させ、上記偏差が不感帯内のときは油圧シリンダＣＹの作動を停止させる。ここで、上記刈高さ設定値と刈高さ検出値との偏差の情報が前記昇降指令情報に相当する。
一方、昇降制御手段１０１は、自動入切スイッチＳＷ３がオフの場合、及び、自動入切スイッチＳＷ３がオンしていても、刈取昇降レバー１６にて昇降指令が指示された場合には、手動昇降制御を実行する。つまり、上昇スイッチＳＷ１のオン情報に基づいて油圧シリンダＣＹを上昇作動させ、下降スイッチＳＷ２のオン情報に基づいて油圧シリンダＣＹを下降作動させ、両スイッチＳＷ１，ＳＷ２が共にオフのときは油圧シリンダＣＹの作動を停止させる。ここで、上記上昇・下降スイッチＳＷ１，ＳＷ２の各情報が前記昇降指令情報に相当する。
【００２７】
又、制御装置１２を利用して、前記圧力センサＳ４の情報に基づいて、刈取部２の地面に対する上下位置を判別する判別手段１００が構成されている。
そして、この判別手段１００は、前記圧力センサＳ４にて検出される前記圧油の圧力（保持力）の大きさに基づいて、刈取部２の地面に対する上下位置の判別を行うように構成されている。
つまり、前記判別手段１００は、前記圧油の圧力の大きさが、刈取部２が地面に接触していない適正昇降位置に対応する適正圧力（適正保持力）の値のときには、前記上下位置として刈取部２が地面に接触していない上下位置であることを判別し、前記圧油の圧力の大きさが前記適正圧力の値より小さい接地判別用の値のときには、前記上下位置として刈取部２が地面に接地した上下位置であることを判別し、前記圧油の圧力の大きさが前記適正圧力の値より大きい突っ込み判別用の値のときには、前記上下位置として刈取部２が地面に突っ込んだ上下位置であることを判別する。
【００２８】
具体的には、図３に示すように、前記圧油の圧力は、刈取部２が地面に接触していない状態では、刈取部２の走行機体１７に対する昇降位置によって変化し、図のＰａで示すように、昇降位置が高くなるに従ってほぼ直線的に増加する。そこで、上記直線Ｐａ上の圧力値を中心として上下方向に夫々ΔＰの圧力幅の領域Ｐ０を設定して、この領域Ｐ０内の圧力値を、刈取部２が地面に接触していない適正昇降位置に対応する適正圧力（適正保持力）の値であるとし、上記領域Ｐ０よりも圧力が小側の領域Ｐ１内の圧力値を，前記適正圧力の値より小さい接地判別用の値とし、上記領域Ｐ０よりも圧力が大側の領域Ｐ２内の圧力値を，前記適正圧力の値より小さい突っ込み判別用の値とする。尚、図３において、昇降範囲の下限位置では、刈取部２の荷重がストッパー等によって支えられるので、圧油の圧力は急激に小さくなり、逆に、昇降範囲の上限位置では、油圧シリンダＣＹが作動範囲のエンドに達して、圧油の圧力は急激に大きくなる。
【００２９】
そして、上記刈取部２の昇降位置を所定間隔で複数点取って各昇降位置に対応する前記圧力Ｐａの値が、制御装置１２に備えたメモリ１２Ａに、データテーブルとして記憶され（図２参照）、昇降位置が検出されるごとに対応する圧力Ｐａの値を読み出して、前記上下位置の判別処理に用いる。尚、このように、刈取部２の昇降位置に対応させて前記圧力Ｐａの各値を記憶させる代わりに、この昇降位置に対する圧力Ｐａの変化を表わす直線の式を記憶させて、昇降位置が検出されるごとに演算により圧力Ｐａの値を求めるようにしてもよい。
【００３０】
そして、前記判別手段１００は、前記昇降位置センサＳ３の検出情報に基づいて、刈取部２の昇降位置に対応させて、前記適正圧力の値、前記接地判別用の値、前記突っ込み判別用の値を定めて、刈取部２の地面に対する上下位置の判別を行うことになる。
【００３１】
ここで、制御を簡素化するために、判別手段１００が、刈取部２の昇降位置に対応させずに、前記適正圧力の値、前記接地判別用の値、前記突っ込み判別用の値を定めるようにしてもよい。例えば、図４に示すように、適正圧力の値に対応する領域Ｐ０’ を、上記刈取部２の昇降位置による前記圧油の圧力の変化幅をカバーするように広く設定し、その領域Ｐ０’ よりも圧力小側を、前記接地判別用の値に対応する領域Ｐ１’ 、その領域Ｐ０’ よりも圧力大側を、前記突っ込み判別用の値に対応する領域Ｐ２’ とする。
【００３２】
次に、上記刈取部２の地面への接触状態が発生する場合の圧力検出値の時間的な変化を、地面の一部盛り上がり箇所を走行する場合を例にして説明する。図５に示すように、上記圧力センサＳ４は、実際には、刈取部２の作動等（刈り刃等）に伴って振動する前記圧油の圧力の振動を検出している。
そして、制御装置１２は、上記圧力振動の周波数よりも高い周波数で圧力センサＳ４の検出信号をサンプリングして圧力振動のデータを取り込むとともに、そのサンプリングデータを移動平均処理等にて平滑処理して滑らかな線の圧力波形を得て、その圧力波形に基づいて前記接地又は突っ込みの判別をしている。
つまり、図５に示すように、先ず、上記盛り上がり箇所に走行して刈取部２が地面に接地すると、圧力値が小さくなり、前記圧力ＰａよりもΔＰ以上小さくなると接地が判別される（図中のｓ点）。次に、この接地状態でさらに走行して刈取部２が地面に突っ込むと、逆に圧力値が大きくなり、前記圧力ＰａよりもΔＰ以上大きくなると突っ込みが判別される（図中のｔ点）。なお、この例では、盛り上がり箇所を通過すると、突っ込み状態が解消して、圧力値はもとの状態に戻っている。
【００３３】
尚、上記圧力センサＳ４の検出信号の処理において、平滑処理を行う以外に、制御装置１２が、圧力振動の周波数よりも低いサンプリング周波数で圧力センサＳ４の検出信号をサンプリングしたり、あるいは、圧力センサＳ４の出力信号を低域処理回路に通してから入力して、上記振動成分が除去された圧力データを得るようにしてもよい。
【００３４】
そして、前記昇降制御手段１０１は、前記判別手段１００が刈取部２の地面に対する接地又は突っ込みを判別するに伴って、昇降操作手段ＳＫ（油圧シリンダＣＹ）の下降作動を禁止するとともに、昇降操作手段ＳＫを上昇作動させ、さらに、昇降操作手段ＳＫを上昇作動させた後、昇降操作手段ＳＫの下降作動を禁止する下降作動禁止期間を設けるように構成されている。
ここで、昇降制御手段１０１は、判別手段１００が前記接地を判別した場合には、昇降操作手段ＳＫを低速状態で上昇作動させ、判別手段１００が前記突っ込みを判別した場合には、昇降操作手段ＳＫを高速状態で上昇作動させる。
又、昇降操作手段ＳＫを上昇作動させる場合に、刈取部２の地面に対する接地又は突っ込みに伴って適正圧力の値Ｐ０から小側又は大側に変化した圧力検出値が、元の圧力値（上記適正圧力Ｐ０）に復帰するまで上昇作動させる。
【００３５】
次に、図８〜図１１に示すフローチャートに基づいて、制御装置１２による刈取部２の昇降制御動作について説明する。
メインフロー（図８）では、株元センサＳ０と自動入切スイッチＳＷ３の状態を判断して、株元センサＳ０がオンの状態で自動入切スイッチＳＷ３がオンすると、自動昇降制御（図９）を実行する。株元センサＳ０がオフの場合と、株元センサＳ０がオンでも自動入切スイッチＳＷ３がオフの場合、及び、上記自動昇降制御の実行中でも、刈取昇降レバー１６にて手動の昇降操作が指令された場合には、手動昇降制御（図１０）を実行する。
【００３６】
自動昇降制御（図９）では、超音波センサＳ１の検出情報から対地高さを検出し、その高さ検出値と刈高さ設定器１５による設定目標高さとの偏差（高さ検出値−設定目標高さ）を求め、その偏差が不感帯内のときは、油圧シリンダＣＹの作動を停止し、上記偏差が不感帯内になく、偏差が（−）のときは刈取部２を上昇させるように、油圧シリンダＣＹを駆動する。上記偏差が不感帯内になく、偏差が（＋）のときは、圧力センサＳ４の検出値を入力して、その圧力検出値から刈取部２の地面への接地又は突っ込みを判別して、接地又は突っ込み状態でなければ、油圧シリンダＣＹを下降作動させる。尚、上記油圧シリンダＣＹの作動では、偏差の大きさ（絶対値）が大きいほど、油圧シリンダＣＹを上昇作動又は下降作動させるときの作動速度を速くする。一方、上記圧力センサＳ４の検出値によって、接地又は突っ込みが判別されている場合には、油圧シリンダＣＹの下降作動を禁止させるとともに、上昇作動処理（図１１）を行い、その上昇作動処理を行った後、所定の期間、下降作動を禁止する。
【００３７】
手動昇降制御（図１０）では、上昇スイッチＳＷ１がオン状態のときは、油圧シリンダＣＹを上昇作動させ、下降スイッチＳＷ２がオン状態のときは、圧力センサＳ４の検出値を入力して、その圧力検出値から刈取部２の地面への接地又は突っ込みを判別して、接地又は突っ込み状態でなければ刈取部２を下降させる一方、接地又は突っ込みが判別されている場合には、油圧シリンダＣＹの下降作動を禁止するとともに、上昇作動処理（図１１）を行い、その上昇作動処理を行った後、所定の期間、下降作動を禁止する。又、両スイッチＳＷ１，ＳＷ２が共にオフ状態のときは、油圧シリンダＣＹの作動を停止させる。
【００３８】
上昇作動処理（図１１）では、前記接地状態の場合は、圧力センサＳ４の圧力検出値が元の圧力値Ｐ０に復帰するまで、油圧シリンダＣＹを低速状態で上昇作動させ、前記突っ込み状態の場合は、圧力センサＳ４の圧力検出値が元の圧力値Ｐ０に復帰するまで、油圧シリンダＣＹを高速状態で上昇作動させる。
【００３９】
〔別実施形態〕
前記判別手段１００の別実施形態として、図３に示す各領域Ｐ０，Ｐ１，Ｐ２内の圧力値をマップデータとして記憶させて、この記憶データに基づいて、検出される昇降位置と圧力値で表わされる点が、いずれの領域に属するかを判断して、前記上下位置の判別を行うようにしてもよい。
【００４０】
上記実施形態では、判別手段１００が、前記保持力の大きさに基づいて、刈取作業部２の地面に対する上下位置を判別する場合に、刈取作業部２が地面に接触していない適正昇降位置に対応する適正保持力の値、接地判別用の値及び突っ込み判別用の値を定めて、検出される保持力と各値を比較して、上記判別をおこなうようにしたが、これ以外の実施形態について、以下、説明する。
（１）第１の形態では、前記判別手段１００は、前記保持力（圧力センサＳ４にて検出される前記圧力）がその振動成分よりも低い周波数で変動するときの振幅に基づいて、前記刈取部２の地面に対する上下位置を判別するように構成されている。
例えば、図５に例示するように、保持力（圧力値）が小さくなった後、今度は逆に大きくなるような場合に、その変動の振幅ＨＢ（極小値と極大値の差）が、設定値よりも大きいと、刈取部２が地面に接地してから突っ込んだ状態であると判別する。
【００４１】
（２）第２の形態では、前記判別手段１００は、前記保持力（圧力センサＳ４にて検出される前記圧力）の大きさが前記昇降操作手段ＳＫ（油圧シリンダＣＹ）の下降作動に伴って変動する変動状態に基づいて、前記刈取部２の地面に対する上下位置を判別するように構成されている。
具体的には、図６に例示するように、判別手段１００は、昇降操作手段ＳＫ （油圧シリンダＣＹ）が下降作動を開始した後において、前記圧力の大きさが、下降作動を開始する前の値よりも大きくならない場合には、前記上下位置として、刈取部２が地面に接地した上下位置又は刈取部２が地面に突っ込んだ上下位置であることを判別するように構成されている。つまり、油圧シリンダＣＹが下降作動すると、その油圧シリンダＣＹの動きに対して刈取部２の下降動作が一瞬遅れるために前記圧力は一旦低下するが、刈取部２が地面に接触しなければ、刈取部２の下降動作によって、一旦低下した圧力は下降作動前の値（圧力Ｐａ１）よりも大きくなる（図のｋｓ１）のに対して、刈取部２が地面に接触すると、下降作動前の値（圧力Ｐａ２）よりも大きくならない（図のｋｓ２）。
なお、上記判別手段１００が、昇降操作手段ＳＫ（油圧シリンダＣＹ）の下降作動に伴って変動する圧力の変動状態に基づいて、刈取部２の地面に対する上下位置を判別する別の実施形態を、図６を参照して説明すると、判別手段１００は、上記圧力の値が、下降作動前の値（圧力Ｐａ）から一旦、小さくなった後、設定時間Δｔ内に下降作動前の値に復帰しない場合には、前記上下位置として、刈取部２が地面に接地した上下位置又は刈取部２が地面に突っ込んだ上下位置であることを判別することもできる。つまり、刈取部２が地面に接触しなければ、一旦低下した圧力は設定時間Δｔ内に元の圧力Ｐａ１にもどるが（図のｋｓ１）、刈取部２が地面に接触すると、圧力は低下したままで設定時間Δｔ内には元の圧力Ｐａ２に戻らないことになる（図のｋｓ２）。
【００４２】
上記実施形態では、判別手段１００は、前記保持力の検出情報（圧力センサＳ４の検出信号）において、比較的高い周波数の振動成分を除いた低周波数の検出値およびその変動に基づいて、刈取作業部２の地面に対する上下位置を判別するようにしたが、これ以外に、判別手段１００が、検出手段（圧力センサＳ４）にて検出される前記保持力（圧油の圧力）の振動状態に基づいて、刈取作業部２の地面に対する上下位置を判別するようにしてもよい。具体的には、図７に例示するように、圧力検出値の振動状態を表わす振幅値ＳＰが、設定値ΔＳよりも小さくなると（図のｓｔ点）、刈取部２が地面に接地又は突っ込んで振動が抑制されたと判断して、前記接地又は突っ込みを判別する。
【００４３】
上記実施形態では、昇降制御手段１０１は、前記判別手段１００が前記刈取部２の地面に対する接地又は突っ込みを判別するに伴って、前記油圧シリンダＣＹの下降作動を禁止するとともに、前記油圧シリンダＣＹを上昇作動させるようにしたが、上昇作動させずに、下降作動を禁止するだけでもよい。
又、昇降制御手段１０１が前記油圧シリンダＣＹを上昇作動させる場合の別実施形態として、圧力検出値が元の値（接地又は突っ込みが判別される前の値）に復帰するまで上昇させるのではなく、設定時間が経過する間、又は、前記走行機体１７が設定距離走行する間、上昇作動させるようにしてもよい。なお、走行機体１７が設定距離走行したか否かは、制御装置１２が回転数センサＳ２の検出情報に基づいて判断する。
【００４４】
上記実施形態では、昇降操作手段ＳＫを、刈取作業部２を上昇させるために圧油が供給されて伸長する伸長動作と、刈取作業部２を下降させるために圧油が排出されて収縮する収縮動作と、刈取作業部２を昇降停止させるために圧油の給排が停止されて伸縮動作が停止する停止動作とを行う油圧シリンダ、いわゆる単動型の油圧シリンダＣＹを備えた油圧回路にて構成したが、他の型式の油圧シリンダを備えた油圧回路でもよい。また、油圧式の昇降操作手段ではなく、電動モータ等を備えた電気式の昇降操作手段でもよい。
【００４５】
又、上記実施形態では、昇降操作手段ＳＫの保持力を検出する検出手段を、昇降操作手段ＳＫが油圧式に構成される場合に、その油圧回路の圧油の圧力を油圧シリンダＣＹの保持力として検出する圧力検出手段Ｓ４にて構成したが、これに限るものではなく、例えば、上記油圧シリンダＣＹの操作アームに生じるひずみを検出するひずみ検出手段にて構成して、そのひずみを保持力として検出するようにしたり、あるいは、昇降操作手段ＳＫを電動モータを備えた電気式に構成した場合に、その電動モータの出力軸にかかる駆動トルクを保持力として検出するトルク検出手段でもよい。
上記実施形態では、刈取作業部２を走行機体１７に対して昇降自在に設けるのに、図１のように、横軸芯Ｐ１回りに揺動昇降自在に構成したが、これ以外に、垂直方向に上下動自在に構成してもよい。なお、このようにすると、刈取作業部２の昇降位置による前記保持力の変化は無視できることになる。
【００４６】
上記実施形態では、刈取収穫機をコンバイン（自脱型コンバイン）にて構成したが、これ以外の、例えばイグサ用の収穫機等でもよい。又、コンバインの場合も、自脱型コンバインではなく、全稈投入式の普通型コンバインでもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】コンバインの前部を示す側面図
【図２】制御構成を示すブロック図
【図３】昇降操作手段の保持力と昇降位置との関係を示すグラフ
【図４】昇降操作手段の保持力と昇降位置との関係を示すグラフ
【図５】昇降操作手段の保持力の時間的な変化を示すグラフ
【図６】昇降操作手段の保持力の時間的な変化を示すグラフ
【図７】別実施形態における昇降操作手段の保持力の検出信号を示すグラフ
【図８】制御作動を示すフローチャート
【図９】制御作動を示すフローチャート
【図１０】制御作動を示すフローチャート
【図１１】制御作動を示すフローチャート
【符号の説明】
２ 刈取作業部
６ 分草具
１７ 走行機体
ＣＹ 油圧シリンダ
Ｓ３ 昇降位置検出手段
Ｓ４ 検出手段
Ｓ４ 圧力検出手段
ＳＫ 昇降操作手段
１００ 判別手段
１０１ 昇降制御手段
【発明の属する技術分野】
本発明は、走行機体に対して昇降自在に設けられた刈取作業部を、その荷重を受け止め保持する状態で昇降並びに昇降停止操作する昇降操作手段が設けられた刈取収穫機に関する。
【０００２】
【従来の技術】
上記刈取収穫機の一例としてのコンバインでは、圃場の植立穀稈を刈り取る刈取作業部（以下、刈取部という）が、揺動昇降自在な状態で走行機体の前部に支持され、油圧シリンダ等（昇降操作手段に相当）が上記刈取部の荷重を受け止め保持する状態で上昇又は下降操作し、又、昇降操作を停止した位置で刈取部を受け止め保持するように構成されている。そして、刈取部の対地高さが目標高さに維持されるように上記油圧シリンダ等を昇降作動させる自動昇降操作や、昇降レバー等による手動昇降指令に基づいて上記油圧シリンダ等を作動させる手動昇降操作により、刈取部の高さを調節しながら刈取作業を行っている。
ところで、刈取部は、前側に備えた分草具で圃場の植立穀稈を分草しながら刈取作業を行うように構成され、その分草具は植立穀稈を株元側から分草するように下部側が前方に突出しているので、いったん分草具の先端が地面に突っ込むと、分草具が土を掘り起こしながらさらに土中に突っ込んで、最終的には刈取部に土や株等が詰まって刈取作業ができない状態になる。この場合、作業を再開するには、刈取部から詰まった土や株等を除去する手間が必要になり、又、土や株等の詰まりによって刈取部に動力を伝達する駆動軸に過大な負荷がかかり損傷するおそれもある。
そこで、従来では、例えば特開平７ ‐８０６８号公報に例示するように、刈取部の下部側に、例えば地面に接触して揺動するソリ状の検出体を備えた接触式のセンサーを設け、その接触式のセンサーの情報に基づいて刈取部の地面に対する上下位置を判別して、上記突っ込みによる作業の中断や損傷等が発生しないように、刈取部の昇降位置を調節していた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来技術では、センサーに備えた検出体が地面に接触して揺動動作等する状態に基づいて、刈取部の地面に対する上下位置を判別するようにしているので、例えば地面の状態が柔らかい湿田等の条件では、上記検出体が地面に接触したときに土中に入り込んで、適切な検出動作をしない場合があり、かかる場合には、刈取部が地面に接触したことが判別できないため、刈取部の地面への突っ込み等を適切に回避できないおそれがあった。
さらに、上記接触式のセンサーでは、機体後進時に機体前下がり状態になると、機体前部側に設けたセンサーが地面に当たった状態で引きずられて損傷するおそれがあり、さらに、広幅の刈取部で地面との接触を検出できるように、全幅に亘って上記検出体を設けると、センサー機構が大型化する不利もある。
【０００４】
本発明は、上記実情に鑑みてなされたものであって、その目的は、上記従来技術の不具合を解消させるべく、刈取作業部の地面に対する上下位置を、より適切に判別できるようにすることにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本願発明の刈取収穫機は、走行機体に対して昇降自在に設けられた刈取作業部を、その荷重を受け止め保持する状態で昇降並びに昇降停止操作する昇降操作手段が設けられた刈取収穫機であって、
請求項１は、前記昇降操作手段が前記刈取作業部の荷重を受け止め保持する保持力を検出する検出手段と、この検出手段の検出情報に基づいて、前記刈取作業部の地面に対する上下位置を判別する判別手段とが設けられ、前記判別手段は、前記検出手段にて検出される前記保持力の大きさが、前記刈取作業部が地面に接触していない適正昇降位置に対応する適正保持力の値のときには、前記上下位置として前記刈取作業部が地面に接触していない上下位置であることを判別し、前記保持力の大きさが前記適正保持力の値より小さい接地判別用の値のときには、前記上下位置として前記刈取作業部が地面に接地した上下位置であることを判別し、前記保持力の大きさが前記適正保持力の値より大きい突っ込み判別用の値のときには、前記上下位置として前記刈取作業部が地面に突っ込んだ上下位置であることを判別するように構成され、前記刈取作業部の前記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が設けられ、前記判別手段は、前記昇降位置検出手段の情報に基づいて、前記刈取作業部の昇降位置に対応させて、前記適正保持力の値、前記接地判別用の値及び前記突っ込み判別用の値を定めて、前記刈取作業部の地面に対する上下位置の判別を行うように構成されている点を特徴とする。
つまり、請求項１によれば、走行機体に対して昇降自在に設けられた刈取作業部が、昇降操作手段によって荷重を受け止め保持される状態で昇降並びに昇降停止操作されるとともに、その昇降操作手段が刈取作業部の荷重を受け止め保持する保持力が検出され、この保持力の検出情報に基づいて、刈取作業部の地面に対する上下位置が判別される。
従って、刈取作業部の荷重を受け止め保持する昇降操作手段の保持力の検出情報に基づいて、刈取作業部の地面に対する上下位置を判別するので、従来のように、刈取作業部の下部に設けられて地面と接触する接触式のセンサーでは、地面の状態が柔らかい湿田条件等で、センサーに備えた検出体が地面との接触時に土中に入り込んで適切に検出動作しないおそれや、機体後進時の機体前下がり状態において、機体前部側のセンサーが地面に当たった状態で引きずられて損傷するおそれや、広幅の刈取作業部の全幅において地面との接触を検出させると、センサー機構が大型化する等の不利があるのに対して、かかる不具合を適切に解消させながら、刈取作業部の地面に対する上下位置を、より適切に判別することができる。
【０００６】
また、請求項１によれば、前記保持力の大きさが、刈取作業部が地面に接触していない適正昇降位置に対応する適正保持力の値のときには、刈取作業部の地面に対する上下位置として、刈取作業部が地面に接触していない上下位置であることが判別され、前記保持力の大きさが上記適正保持力の値よりも小さい接地判別用の値のときには、上記上下位置として、刈取作業部が地面に接地した上下位置であることが判別され、前記保持力の大きさが上記適正保持力の値よりも大きい突っ込み判別用の値のときには、上記上下位置として、刈取作業部が地面に突っ込んだ上下位置であることが判別される。
従って、刈取作業部が地面に接触していない場合には、刈取作業部の荷重を受け止め保持する昇降操作手段の保持力の大きさが適正保持力の値になり、刈取作業部が地面に接地した場合には、刈取作業部の荷重が地面で受け止められて、昇降操作手段の保持力が適正保持力よりも小さくなる一方、刈取作業部が地面に突っ込んだ場合には、刈取作業部に対して地面から荷重が加わって、昇降操作手段の保持力が適正保持力よりも大きくなるように、昇降操作手段の保持力の大きさによって、刈取作業部の地面に対する上下位置として、地面から離れている状態か、地面に接地している状態か、あるいは、地面に突っ込んでいる状態かを的確に区別して判別することができる。
【０００７】
また、請求項１によれば、刈取作業部の走行機体に対する昇降位置が検出され、その検出された刈取作業部の昇降位置に対応させて、前記適正保持力の値、前記接地判別用の値及び前記突っ込み判別用の値を定めて、刈取作業部の地面に対する上下位置の判別が行われる。
従って、例えば刈取作業部が走行機体によって揺動昇降自在に支持され、その走行機体に対する昇降位置によって、刈取作業部を受け止め保持する昇降操作手段の保持力の大きさが変化するような場合に、その保持力の変化に適切に対応させて、刈取作業部の地面に対する上下位置判別用の各値を設定するので、例えば昇降位置による保持力の変化幅を含むように適正保持力の値を広めに設定する場合に比べて、刈取作業部が地面から離れているのか、地面に接地しているのか、あるいは、地面に突っ込んでいるのかを、より高い精度で判別することができる。
【０００８】
請求項２は、前記昇降操作手段が前記刈取作業部の荷重を受け止め保持する保持力を検出する検出手段と、この検出手段の検出情報に基づいて、前記刈取作業部の地面に対する上下位置を判別する判別手段とが設けられ、前記判別手段は、前記検出手段にて検出される前記保持力の大きさが前記昇降操作手段の下降作動に伴って変動する変動状態に基づいて、前記刈取作業部の地面に対する上下位置を判別するように構成されている点を特徴とする。
つまり、請求項２によれば、走行機体に対して昇降自在に設けられた刈取作業部が、昇降操作手段によって荷重を受け止め保持される状態で昇降並びに昇降停止操作されるとともに、その昇降操作手段が刈取作業部の荷重を受け止め保持する保持力が検出され、この保持力の検出情報に基づいて、刈取作業部の地面に対する上下位置が判別される。
従って、刈取作業部の荷重を受け止め保持する昇降操作手段の保持力の検出情報に基づいて、刈取作業部の地面に対する上下位置を判別するので、従来のように、刈取作業部の下部に設けられて地面と接触する接触式のセンサーでは、地面の状態が柔らかい湿田条件等で、センサーに備えた検出体が地面との接触時に土中に入り込んで適切に検出動作しないおそれや、機体後進時の機体前下がり状態において、機体前部側のセンサーが地面に当たった状態で引きずられて損傷するおそれや、広幅の刈取作業部の全幅において地面との接触を検出させると、センサー機構が大型化する等の不利があるのに対して、かかる不具合を適切に解消させながら、刈取作業部の地面に対する上下位置を、より適切に判別することができる。
また、請求項２によれば、前記保持力の大きさが前記昇降操作手段の下降作動に伴って変動する変動状態に基づいて、刈取作業部の地面に対する上下位置が判別される。
従って、刈取作業部を下降させるために昇降操作手段が下降作動したときに、刈取作業部が地面から離れている場合と、地面に接触している場合とでは、その荷重を受け止め保持する昇降操作手段の保持力の大きさが変動する状態が異なるので、その変動状態の違いによって、刈取作業部の地面に対する上下位置を的確に判別することができる。
【０００９】
請求項３は、請求項２において、前記判別手段は、前記昇降操作手段が下降作動を開始した後において、前記保持力の大きさが、下降作動を開始する前の値よりも大きくならない場合には、前記上下位置として、前記刈取作業部が地面に接地した上下位置又は前記刈取作業部が地面に突っ込んだ上下位置であることを判別するように構成されている点を特徴とする。
つまり、請求項３によれば、請求項２において、昇降操作手段が下降作動を開始した後において、前記保持力の大きさが、下降作動を開始する前の値よりも大きくならない場合には、前記上下位置として、刈取作業部が地面に接地した上下位置又は刈取作業部が地面に突っ込んだ上下位置であることが判別される。
従って、昇降操作手段が下降作動を開始した後、刈取作業部が地面に接触していない場合には、昇降操作手段の動きに対して刈取作業部の下降動作が一瞬遅れるので、刈取作業部の荷重を受け止め保持する昇降操作手段の保持力は一旦小さくなった後、刈取作業部の下降力が加わって下降作動前の値よりも大きくなるのに対して、昇降操作手段が下降作動を開始した後、刈取作業部が地面に接地した場合又は突っ込んだ場合には、刈取作業部の荷重が地面で受け止められて、昇降操作手段の保持力が下降作動前の値よりも大きくなることがないので、この保持力の下降作動前後での値の比較により、下降操作時における刈取作業部の地面への接地又は突っ込みを的確に判別することができ、もって、請求項２の好適な手段が得られる。
【００１０】
請求項４は、前記昇降操作手段が前記刈取作業部の荷重を受け止め保持する保持力を検出する検出手段と、この検出手段の検出情報に基づいて、前記刈取作業部の地面に対する上下位置を判別する判別手段とが設けられ、前記検出手段は、前記保持力の振動を検出するように構成され、前記判別手段は、前記検出手段にて検出される前記保持力の振動状態に基づいて、前記刈取作業部の地面に対する上下位置を判別するように構成されている点を特徴とする。
つまり、請求項４によれば、走行機体に対して昇降自在に設けられた刈取作業部が、昇降操作手段によって荷重を受け止め保持される状態で昇降並びに昇降停止操作されるとともに、その昇降操作手段が刈取作業部の荷重を受け止め保持する保持力が検出され、この保持力の検出情報に基づいて、刈取作業部の地面に対する上下位置が判別される。
従って、刈取作業部の荷重を受け止め保持する昇降操作手段の保持力の検出情報に基づいて、刈取作業部の地面に対する上下位置を判別するので、従来のように、刈取作業部の下部に設けられて地面と接触する接触式のセンサーでは、地面の状態が柔らかい湿田条件等で、センサーに備えた検出体が地面との接触時に土中に入り込んで適切に検出動作しないおそれや、機体後進時の機体前下がり状態において、機体前部側のセンサーが地面に当たった状態で引きずられて損傷するおそれや、広幅の刈取作業部の全幅において地面との接触を検出させると、センサー機構が大型化する等の不利があるのに対して、かかる不具合を適切に解消させながら、刈取作業部の地面に対する上下位置を、より適切に判別することができる。
また、請求項４によれば、前記保持力の振動が検出され、その保持力の振動状態に基づいて、刈取作業部の地面に対する上下位置が判別される。
従って、例えば刈取作業部の作動に伴って発生する機械的な振動により、刈取作業部の荷重を受け止め保持する昇降操作手段の保持力が振動するような場合において、刈取作業部が地面から離れている場合と、地面に接触している場合とでは、上記保持力の振動状態が異なるので、その振動状態の違いによって、刈取作業部の地面に対する上下位置を的確に判別することができる。
【００１１】
請求項５は、前記昇降操作手段が前記刈取作業部の荷重を受け止め保持する保持力を検出する検出手段と、この検出手段の検出情報に基づいて、前記刈取作業部の地面に対する上下位置を判別する判別手段とが設けられ、前記判別手段は、前記検出手段にて検出される前記保持力がその振動成分よりも低い周波数で変動するときの振幅に基づいて、前記刈取作業部の地面に対する上下位置を判別するように構成されている点を特徴とする。
つまり、請求項５によれば、走行機体に対して昇降自在に設けられた刈取作業部が、昇降操作手段によって荷重を受け止め保持される状態で昇降並びに昇降停止操作されるとともに、その昇降操作手段が刈取作業部の荷重を受け止め保持する保持力が検出され、この保持力の検出情報に基づいて、刈取作業部の地面に対する上下位置が判別される。
従って、刈取作業部の荷重を受け止め保持する昇降操作手段の保持力の検出情報に基づいて、刈取作業部の地面に対する上下位置を判別するので、従来のように、刈取作業部の下部に設けられて地面と接触する接触式のセンサーでは、地面の状態が柔らかい湿田条件等で、センサーに備えた検出体が地面との接触時に土中に入り込んで適切に検出動作しないおそれや、機体後進時の機体前下がり状態において、機体前部側のセンサーが地面に当たった状態で引きずられて損傷するおそれや、広幅の刈取作業部の全幅において地面との接触を検出させると、センサー機構が大型化する等の不利があるのに対して、かかる不具合を適切に解消させながら、刈取作業部の地面に対する上下位置を、より適切に判別することができる。
また、請求項５によれば、前記保持力がその振動成分よりも低い周波数で変動するときの振幅に基づいて、刈取作業部の地面に対する上下位置が判別される。
従って、前記保持力が例えば刈取作業部の作動に伴って発生する比較的高い周波数の振動成分を含むような場合に、この振動成分よりも低い周波数で前記保持力が変動するときの変動の振幅は、例えば刈取作業部が地面に接地又は突っ込んだときには、刈取作業部が地面から離れているときに比べて大きくなるので、上記保持力の変動の振幅によって、刈取作業部の地面に対する上下位置を的確に判別することができる。
【００１２】
請求項６は、請求項１〜５のいずれか１項において、前記昇降操作手段が、前記刈取作業部を上昇させるために圧油が供給されて伸長する伸長動作と、前記刈取作業部を下降させるために圧油が排出されて収縮する収縮動作と、前記刈取作業部を昇降停止させるために圧油の給排が停止されて伸縮動作が停止する停止動作とを行う油圧シリンダを備えて構成され、前記検出手段が、前記圧油の圧力を前記油圧シリンダの前記保持力として検出する圧力検出手段にて構成されている点を特徴とする。
つまり、請求項６によれば、請求項１〜５のいずれか１項において、昇降操作手段に備えた油圧シリンダに圧油を供給すると、油圧シリンダが伸長動作して刈取作業部が上昇し、油圧シリンダから圧油を排出すると、油圧シリンダが収縮動作して刈取作業部が下降し、油圧シリンダに対する圧油の給排を停止すると、油圧シリンダの伸縮動作が停止して刈取作業部の昇降が停止し、上記圧油の圧力が油圧シリンダの保持力として検出される。
従って、圧油供給によって伸長し、圧油排出によって収縮し、圧油の給排停止によって伸縮が停止する構成の簡素な油圧シリンダによって、刈取作業部の荷重を適切に受け止め保持するとともに、その圧油の圧力を検出する圧力センサー等の簡素な圧力検出手段を用いて、刈取作業部を受け止め保持する保持力を適切に検出することができ、もって、請求項１〜５のいずれか１項の好適な手段が得られる。
【００１３】
請求項７は、請求項１〜６のいずれか１項において、昇降指令情報に基づいて前記昇降操作手段の作動を制御する昇降制御手段が設けられ、前記昇降制御手段は、前記判別手段が前記刈取作業部の地面に対する接地又は突っ込みを判別するに伴って、前記昇降操作手段の下降作動を禁止するように構成されている点を特徴とする。
請求項７によれば、請求項１〜６のいずれか１項において、刈取作業部の地面に対する接地又は突っ込みが判別されると、昇降指令情報に基づいて昇降操作手段の作動を制御する昇降制御手段が、昇降操作手段の下降作動を禁止する。
従って、刈取作業部が地面に接地したり、突っ込んだりした場合には、下降指令が指示されても刈取作業部が下降操作されないので、例えば、中割り作業等のように刈取作物によって地面が見えない状態で、作業者が昇降レバー等にて昇降指令を指示して、刈取作業部を手動で下降操作するような場合に、刈取作業部の位置を下げ過ぎて地面への接地や突っ込むが生じると、それ以上の下降操作が自動的に禁止されることになり、かかる下降作動禁止機能がない場合には、下降指令によって刈取作業部がさらに下降されて、例えば刈取作業部に備えた分草具が土中に深く突っ込む等の状態が生じて刈取作業ができない状態になるおそれがあるのに比べて、かかる不具合を適切に回避させながら、作業者は地面までの高さについてそれほど気にせずに、操作性が良い状態で昇降操作することができ、もって、請求項１〜６のいずれか１項の好適な手段が得られる。
【００１４】
請求項８は、請求項１〜７のいずれか１項において、昇降指令情報に基づいて前記昇降操作手段の作動を制御する昇降制御手段が設けられ、前記昇降制御手段は、前記判別手段が前記刈取作業部の地面に対する接地又は突っ込みを判別するに伴って、前記昇降操作手段を上昇作動させるように構成されている点を特徴とする。
つまり、請求項８によれば、請求項１〜７のいずれか１項において、刈取作業部の地面に対する接地又は突っ込みが判別されると、昇降指令情報に基づいて昇降操作手段の作動を制御する昇降制御手段が、昇降操作手段を上昇作動させる。
従って、刈取作業部が地面に接地したり、突っ込んだりした場合には、刈取作業部が自動的に上昇操作されるので、例えば、中割り作業等のように刈取作物によって地面が見えない状態で、作業者が昇降レバー等にて昇降指令を指示して、刈取作業部を手動で下降操作するような場合に、刈取作業部の位置を下げ過ぎて地面への接地や突っ込むが生じると、自動的に上昇操作されて、刈取作業部の地面への接地や突っ込む状態が解消されることになり、かかる自動上昇機能がない場合に、例えばそれ以上の下降操作を禁止するだけでは、地面に接地又は突っ込んだ状態の刈取作業部に備えた分草具等が地面と擦れて損傷する等のおそれがあるのに比べて、かかる不具合を適切に回避させながら、作業者は地面までの高さについてそれほど気にせずに、一層操作性が良い状態で昇降操作することができ、もって、請求項１〜７のいずれか１項の好適な手段が得られる。
【００１５】
請求項９は、請求項８において、前記昇降制御手段は、前記判別手段が前記接地を判別した場合には、前記昇降操作手段を低速状態で上昇作動させ、前記判別手段が前記突っ込みを判別した場合には、前記昇降操作手段を高速状態で上昇作動させるように構成されている点を特徴とする。
つまり、請求項９によれば、請求項８において、前記昇降制御手段は、前記接地が判別された場合には、昇降操作手段を低速状態で上昇作動させ、前記突っ込みが判別された場合には、昇降操作手段を高速状態で上昇作動させる。
従って、刈取作業部が地面に突っ込んだ場合には、接地した場合よりも速い速度で上昇作動されるので、刈取作業部が地面に接触した場合に、接地状態に比べて突っ込み状態をより迅速に解消させる必要があるのに適切に対応することができ、もって、請求項８の好適な手段が得られる。
【００１６】
請求項１０は、請求項８又は９において、前記昇降制御手段は、前記昇降操作手段を上昇作動させた後、前記昇降操作手段の下降作動を禁止する下降作動禁止期間を設けるように構成されている点を特徴とする。
つまり、請求項１０によれば、請求項８又は９において、昇降制御手段は、昇降操作手段を上昇作動させた後、下降作動禁止期間を設けて、その下降作動禁止期間の間は、昇降操作手段の下降作動を禁止する。
従って、刈取作業部の地面への接地又は突っ込みが判別されて、刈取作業部が上昇操作された後、設定した作動禁止期間の間、下降操作が禁止されるので、例えば、上昇操作後直ちに下降操作を許容して下降指令に基づいて下降操作させるようにすると、地面の凹凸状態等によって刈取作業部の接地又は突っ込みが生じ易いような場合に、そのような地面の箇所を通過するまで、刈取作業部の下降操作を禁止して、刈取作業部の地面への接地又は突っ込みを適切に回避させることができ、もって、請求項８又は９の好適な手段が得られる。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を、刈取収穫機の一例としてのコンバインに適用した場合について図面に基づいて説明する。
図１に示すように、左右一対のクローラ走行装置１、刈取穀稈を脱穀処理する脱穀装置３、脱穀された穀粒を貯留する穀粒タンク４、搭乗運転部５等を備えた走行機体１７の前部側に、稲や麦等の植立穀稈を刈り取って脱穀装置３に供給する刈取作業部としての刈取部２が備えられて、コンバインを構成してある。
【００１８】
刈取部２は、機体横幅方向に沿う横軸芯Ｐ１回りに回動自在に支持されるとともに、油圧シリンダＣＹによって受け止め保持される状態で揺動昇降操作されて、走行機体１７に対して昇降自在に設けられている。上記横軸芯Ｐ１の機体箇所には、刈取部２の揺動に伴って出力値が変化するポテンショメータ式の昇降位置センサＳ３が設けられ、この昇降位置センサＳ３にて、刈取部２の走行機体１７に対する昇降位置を検出する昇降位置検出手段が構成されている。
【００１９】
刈取部２は、先端部に備えた分草具６、分草具６にて分草された植立穀稈を引き起こす引起し装置７、引き起こされた穀稈の株元側を切断するバリカン型の刈り刃８、刈取穀稈を徐々に横倒れ姿勢に変更しながら後方側に搬送する縦搬送装置９等にて構成されている。縦搬送装置９の搬送入口部には、刈取穀稈が存在するか否かを検出する接触式の株元センサＳ０が備えられている。
【００２０】
上記分草具６の後方側箇所に、刈取部２の地面に対する高さ（対地高さ）を検出する超音波センサＳ１が設けられている。この超音波センサＳ１は、下方側に向けて超音波を発信する発信器１０と、地面にて反射された超音波を受信する受信器１１とで構成され（図２参照）、超音波を発信してから受信するまでの時間を計測することで、刈取部２の対地高さを検出するように非接触式に構成されている。
【００２１】
次に、前記油圧シリンダＣＹを含む油圧回路について説明すると、図２に示すように、油圧シリンダＣＹに対する作動油の供給状態を、圧油供給による上昇位置（ＯＮ位置）、圧油供給停止による中立位置（ＯＦＦ位置）、その他の油圧装置への供給位置の夫々に切り換える３位置切り換え式の電磁式上昇制御弁Ｖ１が備えられ、又、油圧シリンダＣＹに対する圧油供給路Ｌ１の途中から並列状態で分岐されるドレン流路Ｌ２に、圧油を通過させるオリフィス１３と、圧油を排出させるＯＮ位置及び圧油排出を停止させるＯＦＦ位置に切り換える２位置切り換え式の下降用制御弁Ｖ２とが設けられている。
つまり、油圧シリンダＣＹは、刈取部２を上昇させるために圧油が供給されて伸長する伸長動作と、刈取部２を下降させるために圧油が排出されて収縮する収縮動作と、刈取部２を昇降停止させるために圧油の給排が停止されて伸縮動作が停止する停止動作とを行う油圧シリンダ（単動型シリンダ）にて構成されている。そして、刈取部２を、その荷重を受け止め保持する状態で昇降並びに昇降停止操作する昇降操作手段ＳＫが、上記油圧シリンダＣＹを備えた油圧回路にて構成されている。
【００２２】
ここで、昇降操作手段ＳＫ（油圧シリンダＣＹ）の操作速度は可変できるようになっている。つまり、上昇制御弁Ｖ１をＯＮ位置に切り換えた状態で、下降用制御弁Ｖ２をＯＦＦ位置に切り換えると高速上昇速度になり、下降用制御弁Ｖ２をＯＮ位置に切り換えると低速上昇速度になり、下降用制御弁Ｖ２を所定のデューティー比でＯＮ・ＯＦＦ駆動すると中間の上昇速度になる。又、上昇制御弁Ｖ１をＯＦＦ位置に切り換えた状態で、下降用制御弁Ｖ２をＯＮ位置に切り換えると高速下降速度になり、下降用制御弁Ｖ２を所定のデューティー比でＯＮ・ＯＦＦ駆動すると、低速下降速度から中間の下降速度になる。
【００２３】
さらに、前記圧油供給路Ｌ１の圧油の圧力を検出する圧力センサＳ４が設けられ、この圧力センサＳ４が、前記圧油の圧力を前記油圧シリンダＣＹの保持力 （刈取部２の荷重を受け止め保持する保持力）として検出する圧力検出手段に対応する。従って、前記昇降操作手段ＳＫが刈取部２の荷重を受け止め保持する保持力を検出する検出手段が、上記圧力センサＳ４にて構成される。
【００２４】
搭乗運転部５には、刈取部２の地面に対する目標高さを手動操作によって設定するボリューム式の刈高さ設定器１５と、刈取部２を手動で昇降させるための刈取昇降レバー１６と、刈取部２の自動昇降操作の入切情報を入力する自動入切スイッチＳＷ３とが設けられている。そして、上記刈取昇降レバー１６を中立位置から上昇位置に操作すると上昇スイッチＳＷ１がオンし、下降位置に操作すると下降スイッチＳＷ２がオンして、上昇又は下降指令を指令するように構成されている。
【００２５】
図２に示すように、マイクロコンピュータ利用の制御装置１２が設けられ、この制御装置１２に、前記株元センサＳ０、超音波センサＳ１、昇降位置センサＳ３、圧力センサＳ４、上昇スイッチＳＷ１、下降スイッチＳＷ２、自動入切スイッチＳＷ３、及び刈高さ設定器１５からの各情報が入力されている。一方、制御装置１２からは、前記上昇制御弁Ｖ１と下降用制御弁Ｖ２に対する駆動信号が出力されている。
又、クローラ走行装置１への走行駆動系に、走行出力軸の回転数を検出する回転数センサＳ２が備えられ、この回転数センサＳ２の情報が制御装置１２に入力され、制御装置１２は、上記回転数センサＳ２の情報に基づいて、現在の走行速度や走行距離を演算にて求めるように構成されている。
【００２６】
そして、上記制御装置１２を利用して、昇降指令情報に基づいて油圧シリンダＣＹの作動を制御する昇降制御手段１０１が構成されている。
つまり、この昇降制御手段１０１は、自動入切スイッチＳＷ３がオンしている場合には、超音波センサＳ１及び刈高さ設定器４０の各情報に基づいて、刈取部２の対地高さが目標高さに維持されるように油圧シリンダＣＹを作動させる自動昇降制御を実行する。具体的には、超音波センサＳ１による刈高さ検出値と刈高さ設定器４０にて手動設定される刈高さ設定値との偏差が不感帯内に収まるように、偏差が不感帯内になく、刈高さ検出値が刈高さ設定値よりも小のときは油圧シリンダＣＹを上昇作動させる一方、刈高さ検出値が刈高さ設定値よりも大のときは、油圧シリンダＣＹを下降作動させ、上記偏差が不感帯内のときは油圧シリンダＣＹの作動を停止させる。ここで、上記刈高さ設定値と刈高さ検出値との偏差の情報が前記昇降指令情報に相当する。
一方、昇降制御手段１０１は、自動入切スイッチＳＷ３がオフの場合、及び、自動入切スイッチＳＷ３がオンしていても、刈取昇降レバー１６にて昇降指令が指示された場合には、手動昇降制御を実行する。つまり、上昇スイッチＳＷ１のオン情報に基づいて油圧シリンダＣＹを上昇作動させ、下降スイッチＳＷ２のオン情報に基づいて油圧シリンダＣＹを下降作動させ、両スイッチＳＷ１，ＳＷ２が共にオフのときは油圧シリンダＣＹの作動を停止させる。ここで、上記上昇・下降スイッチＳＷ１，ＳＷ２の各情報が前記昇降指令情報に相当する。
【００２７】
又、制御装置１２を利用して、前記圧力センサＳ４の情報に基づいて、刈取部２の地面に対する上下位置を判別する判別手段１００が構成されている。
そして、この判別手段１００は、前記圧力センサＳ４にて検出される前記圧油の圧力（保持力）の大きさに基づいて、刈取部２の地面に対する上下位置の判別を行うように構成されている。
つまり、前記判別手段１００は、前記圧油の圧力の大きさが、刈取部２が地面に接触していない適正昇降位置に対応する適正圧力（適正保持力）の値のときには、前記上下位置として刈取部２が地面に接触していない上下位置であることを判別し、前記圧油の圧力の大きさが前記適正圧力の値より小さい接地判別用の値のときには、前記上下位置として刈取部２が地面に接地した上下位置であることを判別し、前記圧油の圧力の大きさが前記適正圧力の値より大きい突っ込み判別用の値のときには、前記上下位置として刈取部２が地面に突っ込んだ上下位置であることを判別する。
【００２８】
具体的には、図３に示すように、前記圧油の圧力は、刈取部２が地面に接触していない状態では、刈取部２の走行機体１７に対する昇降位置によって変化し、図のＰａで示すように、昇降位置が高くなるに従ってほぼ直線的に増加する。そこで、上記直線Ｐａ上の圧力値を中心として上下方向に夫々ΔＰの圧力幅の領域Ｐ０を設定して、この領域Ｐ０内の圧力値を、刈取部２が地面に接触していない適正昇降位置に対応する適正圧力（適正保持力）の値であるとし、上記領域Ｐ０よりも圧力が小側の領域Ｐ１内の圧力値を，前記適正圧力の値より小さい接地判別用の値とし、上記領域Ｐ０よりも圧力が大側の領域Ｐ２内の圧力値を，前記適正圧力の値より小さい突っ込み判別用の値とする。尚、図３において、昇降範囲の下限位置では、刈取部２の荷重がストッパー等によって支えられるので、圧油の圧力は急激に小さくなり、逆に、昇降範囲の上限位置では、油圧シリンダＣＹが作動範囲のエンドに達して、圧油の圧力は急激に大きくなる。
【００２９】
そして、上記刈取部２の昇降位置を所定間隔で複数点取って各昇降位置に対応する前記圧力Ｐａの値が、制御装置１２に備えたメモリ１２Ａに、データテーブルとして記憶され（図２参照）、昇降位置が検出されるごとに対応する圧力Ｐａの値を読み出して、前記上下位置の判別処理に用いる。尚、このように、刈取部２の昇降位置に対応させて前記圧力Ｐａの各値を記憶させる代わりに、この昇降位置に対する圧力Ｐａの変化を表わす直線の式を記憶させて、昇降位置が検出されるごとに演算により圧力Ｐａの値を求めるようにしてもよい。
【００３０】
そして、前記判別手段１００は、前記昇降位置センサＳ３の検出情報に基づいて、刈取部２の昇降位置に対応させて、前記適正圧力の値、前記接地判別用の値、前記突っ込み判別用の値を定めて、刈取部２の地面に対する上下位置の判別を行うことになる。
【００３１】
ここで、制御を簡素化するために、判別手段１００が、刈取部２の昇降位置に対応させずに、前記適正圧力の値、前記接地判別用の値、前記突っ込み判別用の値を定めるようにしてもよい。例えば、図４に示すように、適正圧力の値に対応する領域Ｐ０’ を、上記刈取部２の昇降位置による前記圧油の圧力の変化幅をカバーするように広く設定し、その領域Ｐ０’ よりも圧力小側を、前記接地判別用の値に対応する領域Ｐ１’ 、その領域Ｐ０’ よりも圧力大側を、前記突っ込み判別用の値に対応する領域Ｐ２’ とする。
【００３２】
次に、上記刈取部２の地面への接触状態が発生する場合の圧力検出値の時間的な変化を、地面の一部盛り上がり箇所を走行する場合を例にして説明する。図５に示すように、上記圧力センサＳ４は、実際には、刈取部２の作動等（刈り刃等）に伴って振動する前記圧油の圧力の振動を検出している。
そして、制御装置１２は、上記圧力振動の周波数よりも高い周波数で圧力センサＳ４の検出信号をサンプリングして圧力振動のデータを取り込むとともに、そのサンプリングデータを移動平均処理等にて平滑処理して滑らかな線の圧力波形を得て、その圧力波形に基づいて前記接地又は突っ込みの判別をしている。
つまり、図５に示すように、先ず、上記盛り上がり箇所に走行して刈取部２が地面に接地すると、圧力値が小さくなり、前記圧力ＰａよりもΔＰ以上小さくなると接地が判別される（図中のｓ点）。次に、この接地状態でさらに走行して刈取部２が地面に突っ込むと、逆に圧力値が大きくなり、前記圧力ＰａよりもΔＰ以上大きくなると突っ込みが判別される（図中のｔ点）。なお、この例では、盛り上がり箇所を通過すると、突っ込み状態が解消して、圧力値はもとの状態に戻っている。
【００３３】
尚、上記圧力センサＳ４の検出信号の処理において、平滑処理を行う以外に、制御装置１２が、圧力振動の周波数よりも低いサンプリング周波数で圧力センサＳ４の検出信号をサンプリングしたり、あるいは、圧力センサＳ４の出力信号を低域処理回路に通してから入力して、上記振動成分が除去された圧力データを得るようにしてもよい。
【００３４】
そして、前記昇降制御手段１０１は、前記判別手段１００が刈取部２の地面に対する接地又は突っ込みを判別するに伴って、昇降操作手段ＳＫ（油圧シリンダＣＹ）の下降作動を禁止するとともに、昇降操作手段ＳＫを上昇作動させ、さらに、昇降操作手段ＳＫを上昇作動させた後、昇降操作手段ＳＫの下降作動を禁止する下降作動禁止期間を設けるように構成されている。
ここで、昇降制御手段１０１は、判別手段１００が前記接地を判別した場合には、昇降操作手段ＳＫを低速状態で上昇作動させ、判別手段１００が前記突っ込みを判別した場合には、昇降操作手段ＳＫを高速状態で上昇作動させる。
又、昇降操作手段ＳＫを上昇作動させる場合に、刈取部２の地面に対する接地又は突っ込みに伴って適正圧力の値Ｐ０から小側又は大側に変化した圧力検出値が、元の圧力値（上記適正圧力Ｐ０）に復帰するまで上昇作動させる。
【００３５】
次に、図８〜図１１に示すフローチャートに基づいて、制御装置１２による刈取部２の昇降制御動作について説明する。
メインフロー（図８）では、株元センサＳ０と自動入切スイッチＳＷ３の状態を判断して、株元センサＳ０がオンの状態で自動入切スイッチＳＷ３がオンすると、自動昇降制御（図９）を実行する。株元センサＳ０がオフの場合と、株元センサＳ０がオンでも自動入切スイッチＳＷ３がオフの場合、及び、上記自動昇降制御の実行中でも、刈取昇降レバー１６にて手動の昇降操作が指令された場合には、手動昇降制御（図１０）を実行する。
【００３６】
自動昇降制御（図９）では、超音波センサＳ１の検出情報から対地高さを検出し、その高さ検出値と刈高さ設定器１５による設定目標高さとの偏差（高さ検出値−設定目標高さ）を求め、その偏差が不感帯内のときは、油圧シリンダＣＹの作動を停止し、上記偏差が不感帯内になく、偏差が（−）のときは刈取部２を上昇させるように、油圧シリンダＣＹを駆動する。上記偏差が不感帯内になく、偏差が（＋）のときは、圧力センサＳ４の検出値を入力して、その圧力検出値から刈取部２の地面への接地又は突っ込みを判別して、接地又は突っ込み状態でなければ、油圧シリンダＣＹを下降作動させる。尚、上記油圧シリンダＣＹの作動では、偏差の大きさ（絶対値）が大きいほど、油圧シリンダＣＹを上昇作動又は下降作動させるときの作動速度を速くする。一方、上記圧力センサＳ４の検出値によって、接地又は突っ込みが判別されている場合には、油圧シリンダＣＹの下降作動を禁止させるとともに、上昇作動処理（図１１）を行い、その上昇作動処理を行った後、所定の期間、下降作動を禁止する。
【００３７】
手動昇降制御（図１０）では、上昇スイッチＳＷ１がオン状態のときは、油圧シリンダＣＹを上昇作動させ、下降スイッチＳＷ２がオン状態のときは、圧力センサＳ４の検出値を入力して、その圧力検出値から刈取部２の地面への接地又は突っ込みを判別して、接地又は突っ込み状態でなければ刈取部２を下降させる一方、接地又は突っ込みが判別されている場合には、油圧シリンダＣＹの下降作動を禁止するとともに、上昇作動処理（図１１）を行い、その上昇作動処理を行った後、所定の期間、下降作動を禁止する。又、両スイッチＳＷ１，ＳＷ２が共にオフ状態のときは、油圧シリンダＣＹの作動を停止させる。
【００３８】
上昇作動処理（図１１）では、前記接地状態の場合は、圧力センサＳ４の圧力検出値が元の圧力値Ｐ０に復帰するまで、油圧シリンダＣＹを低速状態で上昇作動させ、前記突っ込み状態の場合は、圧力センサＳ４の圧力検出値が元の圧力値Ｐ０に復帰するまで、油圧シリンダＣＹを高速状態で上昇作動させる。
【００３９】
〔別実施形態〕
前記判別手段１００の別実施形態として、図３に示す各領域Ｐ０，Ｐ１，Ｐ２内の圧力値をマップデータとして記憶させて、この記憶データに基づいて、検出される昇降位置と圧力値で表わされる点が、いずれの領域に属するかを判断して、前記上下位置の判別を行うようにしてもよい。
【００４０】
上記実施形態では、判別手段１００が、前記保持力の大きさに基づいて、刈取作業部２の地面に対する上下位置を判別する場合に、刈取作業部２が地面に接触していない適正昇降位置に対応する適正保持力の値、接地判別用の値及び突っ込み判別用の値を定めて、検出される保持力と各値を比較して、上記判別をおこなうようにしたが、これ以外の実施形態について、以下、説明する。
（１）第１の形態では、前記判別手段１００は、前記保持力（圧力センサＳ４にて検出される前記圧力）がその振動成分よりも低い周波数で変動するときの振幅に基づいて、前記刈取部２の地面に対する上下位置を判別するように構成されている。
例えば、図５に例示するように、保持力（圧力値）が小さくなった後、今度は逆に大きくなるような場合に、その変動の振幅ＨＢ（極小値と極大値の差）が、設定値よりも大きいと、刈取部２が地面に接地してから突っ込んだ状態であると判別する。
【００４１】
（２）第２の形態では、前記判別手段１００は、前記保持力（圧力センサＳ４にて検出される前記圧力）の大きさが前記昇降操作手段ＳＫ（油圧シリンダＣＹ）の下降作動に伴って変動する変動状態に基づいて、前記刈取部２の地面に対する上下位置を判別するように構成されている。
具体的には、図６に例示するように、判別手段１００は、昇降操作手段ＳＫ （油圧シリンダＣＹ）が下降作動を開始した後において、前記圧力の大きさが、下降作動を開始する前の値よりも大きくならない場合には、前記上下位置として、刈取部２が地面に接地した上下位置又は刈取部２が地面に突っ込んだ上下位置であることを判別するように構成されている。つまり、油圧シリンダＣＹが下降作動すると、その油圧シリンダＣＹの動きに対して刈取部２の下降動作が一瞬遅れるために前記圧力は一旦低下するが、刈取部２が地面に接触しなければ、刈取部２の下降動作によって、一旦低下した圧力は下降作動前の値（圧力Ｐａ１）よりも大きくなる（図のｋｓ１）のに対して、刈取部２が地面に接触すると、下降作動前の値（圧力Ｐａ２）よりも大きくならない（図のｋｓ２）。
なお、上記判別手段１００が、昇降操作手段ＳＫ（油圧シリンダＣＹ）の下降作動に伴って変動する圧力の変動状態に基づいて、刈取部２の地面に対する上下位置を判別する別の実施形態を、図６を参照して説明すると、判別手段１００は、上記圧力の値が、下降作動前の値（圧力Ｐａ）から一旦、小さくなった後、設定時間Δｔ内に下降作動前の値に復帰しない場合には、前記上下位置として、刈取部２が地面に接地した上下位置又は刈取部２が地面に突っ込んだ上下位置であることを判別することもできる。つまり、刈取部２が地面に接触しなければ、一旦低下した圧力は設定時間Δｔ内に元の圧力Ｐａ１にもどるが（図のｋｓ１）、刈取部２が地面に接触すると、圧力は低下したままで設定時間Δｔ内には元の圧力Ｐａ２に戻らないことになる（図のｋｓ２）。
【００４２】
上記実施形態では、判別手段１００は、前記保持力の検出情報（圧力センサＳ４の検出信号）において、比較的高い周波数の振動成分を除いた低周波数の検出値およびその変動に基づいて、刈取作業部２の地面に対する上下位置を判別するようにしたが、これ以外に、判別手段１００が、検出手段（圧力センサＳ４）にて検出される前記保持力（圧油の圧力）の振動状態に基づいて、刈取作業部２の地面に対する上下位置を判別するようにしてもよい。具体的には、図７に例示するように、圧力検出値の振動状態を表わす振幅値ＳＰが、設定値ΔＳよりも小さくなると（図のｓｔ点）、刈取部２が地面に接地又は突っ込んで振動が抑制されたと判断して、前記接地又は突っ込みを判別する。
【００４３】
上記実施形態では、昇降制御手段１０１は、前記判別手段１００が前記刈取部２の地面に対する接地又は突っ込みを判別するに伴って、前記油圧シリンダＣＹの下降作動を禁止するとともに、前記油圧シリンダＣＹを上昇作動させるようにしたが、上昇作動させずに、下降作動を禁止するだけでもよい。
又、昇降制御手段１０１が前記油圧シリンダＣＹを上昇作動させる場合の別実施形態として、圧力検出値が元の値（接地又は突っ込みが判別される前の値）に復帰するまで上昇させるのではなく、設定時間が経過する間、又は、前記走行機体１７が設定距離走行する間、上昇作動させるようにしてもよい。なお、走行機体１７が設定距離走行したか否かは、制御装置１２が回転数センサＳ２の検出情報に基づいて判断する。
【００４４】
上記実施形態では、昇降操作手段ＳＫを、刈取作業部２を上昇させるために圧油が供給されて伸長する伸長動作と、刈取作業部２を下降させるために圧油が排出されて収縮する収縮動作と、刈取作業部２を昇降停止させるために圧油の給排が停止されて伸縮動作が停止する停止動作とを行う油圧シリンダ、いわゆる単動型の油圧シリンダＣＹを備えた油圧回路にて構成したが、他の型式の油圧シリンダを備えた油圧回路でもよい。また、油圧式の昇降操作手段ではなく、電動モータ等を備えた電気式の昇降操作手段でもよい。
【００４５】
又、上記実施形態では、昇降操作手段ＳＫの保持力を検出する検出手段を、昇降操作手段ＳＫが油圧式に構成される場合に、その油圧回路の圧油の圧力を油圧シリンダＣＹの保持力として検出する圧力検出手段Ｓ４にて構成したが、これに限るものではなく、例えば、上記油圧シリンダＣＹの操作アームに生じるひずみを検出するひずみ検出手段にて構成して、そのひずみを保持力として検出するようにしたり、あるいは、昇降操作手段ＳＫを電動モータを備えた電気式に構成した場合に、その電動モータの出力軸にかかる駆動トルクを保持力として検出するトルク検出手段でもよい。
上記実施形態では、刈取作業部２を走行機体１７に対して昇降自在に設けるのに、図１のように、横軸芯Ｐ１回りに揺動昇降自在に構成したが、これ以外に、垂直方向に上下動自在に構成してもよい。なお、このようにすると、刈取作業部２の昇降位置による前記保持力の変化は無視できることになる。
【００４６】
上記実施形態では、刈取収穫機をコンバイン（自脱型コンバイン）にて構成したが、これ以外の、例えばイグサ用の収穫機等でもよい。又、コンバインの場合も、自脱型コンバインではなく、全稈投入式の普通型コンバインでもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】コンバインの前部を示す側面図
【図２】制御構成を示すブロック図
【図３】昇降操作手段の保持力と昇降位置との関係を示すグラフ
【図４】昇降操作手段の保持力と昇降位置との関係を示すグラフ
【図５】昇降操作手段の保持力の時間的な変化を示すグラフ
【図６】昇降操作手段の保持力の時間的な変化を示すグラフ
【図７】別実施形態における昇降操作手段の保持力の検出信号を示すグラフ
【図８】制御作動を示すフローチャート
【図９】制御作動を示すフローチャート
【図１０】制御作動を示すフローチャート
【図１１】制御作動を示すフローチャート
【符号の説明】
２ 刈取作業部
６ 分草具
１７ 走行機体
ＣＹ 油圧シリンダ
Ｓ３ 昇降位置検出手段
Ｓ４ 検出手段
Ｓ４ 圧力検出手段
ＳＫ 昇降操作手段
１００ 判別手段
１０１ 昇降制御手段
Claims (10)
- 走行機体に対して昇降自在に設けられた刈取作業部を、その荷重を受け止め保持する状態で昇降並びに昇降停止操作する昇降操作手段が設けられた刈取収穫機であって、
前記昇降操作手段が前記刈取作業部の荷重を受け止め保持する保持力を検出する検出手段と、
この検出手段の検出情報に基づいて、前記刈取作業部の地面に対する上下位置を判別する判別手段とが設けられ、
前記判別手段は、
前記検出手段にて検出される前記保持力の大きさが、前記刈取作業部が地面に接触していない適正昇降位置に対応する適正保持力の値のときには、前記上下位置として前記刈取作業部が地面に接触していない上下位置であることを判別し、
前記保持力の大きさが前記適正保持力の値より小さい接地判別用の値のときには、前記上下位置として前記刈取作業部が地面に接地した上下位置であることを判別し、
前記保持力の大きさが前記適正保持力の値より大きい突っ込み判別用の値のときには、前記上下位置として前記刈取作業部が地面に突っ込んだ上下位置であることを判別するように構成され、
前記刈取作業部の前記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が設けられ、
前記判別手段は、前記昇降位置検出手段の情報に基づいて、前記刈取作業部の昇降位置に対応させて、前記適正保持力の値、前記接地判別用の値及び前記突っ込み判別用の値を定めて、前記刈取作業部の地面に対する上下位置の判別を行うように構成されている刈取収穫機。 - 走行機体に対して昇降自在に設けられた刈取作業部を、その荷重を受け止め保持する状態で昇降並びに昇降停止操作する昇降操作手段が設けられた刈取収穫機であって、
前記昇降操作手段が前記刈取作業部の荷重を受け止め保持する保持力を検出する検出手段と、
この検出手段の検出情報に基づいて、前記刈取作業部の地面に対する上下位置を判別する判別手段とが設けられ、
前記判別手段は、前記検出手段にて検出される前記保持力の大きさが前記昇降操作手段の下降作動に伴って変動する変動状態に基づいて、前記刈取作業部の地面に対する上下位置を判別するように構成されている刈取収穫機。 - 前記判別手段は、前記昇降操作手段が下降作動を開始した後において、前記保持力の大きさが、下降作動を開始する前の値よりも大きくならない場合には、前記上下位置として、前記刈取作業部が地面に接地した上下位置又は前記刈取作業部が地面に突っ込んだ上下位置であることを判別するように構成されている請求項２記載の刈取収穫機。
- 走行機体に対して昇降自在に設けられた刈取作業部を、その荷重を受け止め保持する状態で昇降並びに昇降停止操作する昇降操作手段が設けられた刈取収穫機であって、
前記昇降操作手段が前記刈取作業部の荷重を受け止め保持する保持力を検出する検出手段と、
この検出手段の検出情報に基づいて、前記刈取作業部の地面に対する上下位置を判別する判別手段とが設けられ、
前記検出手段は、前記保持力の振動を検出するように構成され、
前記判別手段は、前記検出手段にて検出される前記保持力の振動状態に基づいて、前記刈取作業部の地面に対する上下位置を判別するように構成されている刈取収穫機。 - 走行機体に対して昇降自在に設けられた刈取作業部を、その荷重を受け止め保持する状態で昇降並びに昇降停止操作する昇降操作手段が設けられた刈取収穫機 であって、
前記昇降操作手段が前記刈取作業部の荷重を受け止め保持する保持力を検出する検出手段と、
この検出手段の検出情報に基づいて、前記刈取作業部の地面に対する上下位置を判別する判別手段とが設けられ、
前記判別手段は、前記検出手段にて検出される前記保持力がその振動成分よりも低い周波数で変動するときの振幅に基づいて、前記刈取作業部の地面に対する上下位置を判別するように構成されている刈取収穫機。 - 前記昇降操作手段が、前記刈取作業部を上昇させるために圧油が供給されて伸長する伸長動作と、前記刈取作業部を下降させるために圧油が排出されて収縮する収縮動作と、前記刈取作業部を昇降停止させるために圧油の給排が停止されて伸縮動作が停止する停止動作とを行う油圧シリンダを備えて構成され、
前記検出手段が、前記圧油の圧力を前記油圧シリンダの前記保持力として検出する圧力検出手段にて構成されている請求項１〜５のいずれか１項に記載の刈取収穫機。 - 昇降指令情報に基づいて前記昇降操作手段の作動を制御する昇降制御手段が設けられ、
前記昇降制御手段は、前記判別手段が前記刈取作業部の地面に対する接地又は突っ込みを判別するに伴って、前記昇降操作手段の下降作動を禁止するように構成されている請求項１〜６のいずれか１項に記載の刈取収穫機。 - 昇降指令情報に基づいて前記昇降操作手段の作動を制御する昇降制御手段が設けられ、
前記昇降制御手段は、前記判別手段が前記刈取作業部の地面に対する接地又は突っ込みを判別するに伴って、前記昇降操作手段を上昇作動させるように構成されている請求項１〜７のいずれか１項に記載の刈取収穫機。 - 前記昇降制御手段は、前記判別手段が前記接地を判別した場合には、前記昇降操作手段を低速状態で上昇作動させ、前記判別手段が前記突っ込みを判別した場合には、前記昇降操作手段を高速状態で上昇作動させるように構成されている請求項８記載の刈取収穫機。
- 前記昇降制御手段は、前記昇降操作手段を上昇作動させた後、前記昇降操作手段の下降作動を禁止する下降作動禁止期間を設けるように構成されている請求項８又は９記載の刈取収穫機。
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