JP3597207B2

JP3597207B2 - 作業機の昇降制御方法

Info

Publication number: JP3597207B2
Application number: JP09421693A
Authority: JP
Inventors: 俊樹平野; 渉中川
Original assignee: Yanmar Agricultural Equipment Co Ltd
Current assignee: Yanmar Co Ltd
Priority date: 1993-04-21
Filing date: 1993-04-21
Publication date: 2004-12-02
Anticipated expiration: 2019-12-02
Also published as: JPH06303817A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、コンバインにおける刈取前処理装置等の農作業機の走行機体に対して作業機を昇降可能に連結したもの、走行機体に土木用の作業機を昇降可能に連結したものにおいて、これらの作業機の対地高さを設定値になるように昇降制御する方法に関するものであ
る。
【０００２】
【従来の技術】
従来多用されていたコンバインにおける刈取り高さ検出装置として、地面に対して接触する接触部を備えた機械式センサでは、その接触部に穀稈の株元部等の異物が当たって破損しやすいという欠点があった。これに対して、最近では、特開昭５８−１４２２７９号公報に開示されているように、非接触式の超音波センサを使用することが多くなった。
【０００３】
この種の超音波センサでは、短いパルス状の発信波を地面に向かって発射し、その反射波を受信器にて受信し、超音波の発信時からその反射波を受信器に受信するまでの時間長さの計測にて対地高さを検出するのであり、一回当たりに時間的に極短い(msec.) パルス状の超音波の発信波を出すから、圃場面（地面）の極限られた点を検出する。
【０００４】
他方、圃場面は凹凸やうねりがあるのが一般的であり、また、圃場面は泥土で、作業者の足跡が残っていたり、溝や亀裂があるため、１回限りの検出値では、対地高さを誤りなく、正確に検出することができない。
【０００５】
この不都合を解消するため、例えば特公昭６３−５９６４１号公報等では、複数回測定した検出結果の移動平均値から対地高さを認識して、この移動平均値から設定刈高さになるように刈取前処理装置を昇降制御することを提案している。
【０００６】
この移動平均値の演算処理によれば、新たに検出結果を追加入力するごとに、その追加入力分の検出結果に相当する個数の検出結果を、先に記憶されたものから順に除去する構成となっている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このように検出結果の信号を移動平均演算処理するときには、前述のような溝や亀裂の箇所の検出信号値（ノイズ成分）が正常な地面箇所の検出信号値と著しく異なる場合であっても、前記ノイズ成分の影響は、移動平均値の幾つかに必ず入ることになり、この結果に応じて昇降制御を実行すると、制御の安定性を無くする。
【０００８】
他方、前記ノイズ成分の影響を少なくするため、平均値演算に採用すべき個数を多くすると、過去の検出結果も多く取り入れることになり、その時々の対地高さに応じて作業機を昇降制御しようとするとき、例えば、圃場面と畦との境界のように、検出値が大きく異なるのが正常であるのに、過去の成分の多くを平均値演算に取り込むと、昇降制御に際して検出結果と時間的ずれが大きくなり、その後の昇降制御の判断において時間的に古い結果を元にするから最近の検出結果が反映されず、制御の応答性が劣るという問題があった。
【０００９】
本発明は、以上のような事態であっても、作業機の対地高さを所定の状態に保持できるように、作業機の昇降制御の安定性と応答性とを同時に満足して、円滑かつ正確に昇降制御を実行できるようにすることを解決すべき技術的課題とするものである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決するため、請求項１に記載の作業機の昇降制御方法は、走行機体に昇降動可能に連結した作業機に装着した超音波センサにおける発信器から地面に向かって発信される超音波の発信時からその反射波を受信器に受信するまでの時間長の検出値に基づいて対地高さを検出し、その対地高さの検出値を処理した結果に基づいて制御部にて作業機を昇降制御するように構成してなる作業機の昇降制御方法において、
一定時間毎に得られた前記検出値を、その一定時間より短い時間間隔で細分した時系列細分データに分割し、得られた時系列細分データを一旦バッファメモリに記憶させ、
この時系列細分データの３つ以上の複数個を演算単位とし、演算単位に含まれるデータ数より少ない数だけ時系列的にずらした演算単位ごとの時系列細分データの平均値を得るための演算を実行し、前記平均値の大小に応じて作業機の昇降制御指令信号を得るものであって、
ずらした演算単位ごとの時系列細分データの平均値を得るための演算にあたって、新たに追加すべき時系列細分データと、その直前の時系列細分データとの偏差を演算し、該偏差が所定以上の偏差となるとき、当該新たに追加すべき時系列細分データの採用を一時的に保留し、その代わりに代替データを採用して平均値を得るものである。
【００１１】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の作業機の昇降制御方法において、演算単位ごとの時系列細分データの平均値算出演算を複数回実行するとき、新たに追加されるべき時系列細分データの値が前回の平均値算出演算時に保留したのと同程度の値であると判断した場合には、前記保留した時系列細分データ及び新たに追加されるべき時系列細分データを採用して平均値算出演算を実行するものである。
【００１２】
【発明の実施の形態】
次に本発明を具体化した実施形態について説明すると、図１はコンバインの側面図を示し、コンバインの走行クローラ１ａを有する走行機体１の前部には、図２に示す油圧シリンダ９を介して刈取前処理装置２を昇降動可能に装着されており、刈取前処理装置２は下端を前方に上端を後方に傾斜配置させた穀稈引き起こし装置３と、その下端前方の分草体４と、穀稈引き起こし装置３の下部後方の刈取刃５と、穀稈搬送装置６とからなる。
【００１３】
本実施形態の超音波式距離検出装置における超音波センサ７は、前記穀稈引き起こし装置３の裏面側に設けたブラケット（図示せず）に配置し、図２等に示すように、超音波センサ７における発信器７ａの発信部（ホーン部）と受信器７ｂの受信部とを地面８に向けるように配置する。
【００１４】
図２は、本発明の超音波式検出装置とその制御部との実施例を示し、符号１０は超音波式距離検出装置における制御部としての中央処理装置（ＣＰＵ）で、制御プログラムを記憶させた読み出し専用メモリ（ＲＯＭ）１７や、各種の検出値、データ等を一時的に記憶させる随時読み書き可能メモリ（ＲＡＭ）１８やインターフェイス、バスなどを備え、超音波センサ７における発信器７ａにはＣＰＵ１０からの指令により発信駆動回路１１を介して適宜時間間隔Ｔ１にて超音波を発信し、被検出物等にて反射された反射波は受信器７ｂで受信し、その検出信号は受信増幅回路１２を介してＣＰＵ１０に入力する。
【００１５】
また、前記ＣＰＵ１０に対して別の上位中央処理装置（ＣＰＵ）１３を接続し、ＣＰＵ１０では、前記検出信号から対地高さの距離を演算する。上位ＣＰＵでは後述の平均値演算を実行し、該上位ＣＰＵ１３から所定の昇降指令信号を駆動回路１４に出力し、該駆動回路１４からの出力に応じて油圧切換弁１５の電磁ソレノイドを作動させて、刈取前処理装置２の昇降のための油圧シリンダ９を作動させるのである。
【００１６】
図４は前記油圧切換弁１５を含む油圧回路１６を示す。
【００１７】
なお、この上位ＣＰＵ１３は、図示しないが制御プログラムを記憶させた読み出し専用メモリ（ＲＯＭ）や、各種の検出値、データ等を一時的に記憶させる随時読み書き可能メモリ（ＲＡＭ）やインターフェイス、バスなどを備え、コンバインにおける他のセンサや制御用スイッチからの信号も受け、車速や脱穀負荷等に応じて刈取前処理装置２の駆動制御も司る。
【００１８】
次に、ＣＰＵ１０，１３での刈高さの操作指令量決定制御について、図６のメインフローチャートを参照しながら説明すると、ＣＰＵ１０から出る駆動パルスＰ１（図３参照）にて駆動回路１１を作動させて発信器７ａから所定の時間間隔Ｔ１ごと（実施例では25msec. ごと) に、デューティ区間Ｔ２の発信波Ｐ２を出力する。受信器７ｂでは、前記発信器７ａからの発信波Ｐ２が地面８に反射して、発信波Ｐ２の発射開始時点からの適宜時間Ｔ３後に受信波Ｐ３を受信する。
【００１９】
この検出信号Ｐ３が一定レベル（しきい値）Ｈ以上となる区間がＴ４とすると、超音波センサ７から地面までの距離を測定するための時間値（検出値）Ｋ＝（Ｔ４／２）＋Ｔ３の演算をＣＰＵ１０にて実行するのである（ステップＳ１）。
【００２０】
なお、この演算した検出値Ｋと距離との関係を予め実験により関係式等のルックアップテーブルとしてＲＯＭに記憶させておき、前記ＣＰＵ１０では、前記検出値Ｋとルックアップテーブルとから距離Ｌを演算する。実施例では、刈取前処理装置２の下端面と地面８との間の上下距離、または刈取刃５から地面８までの上下距離が制御に必要な距離である。
【００２１】
そして、ステップＳ２にて前記各回ごとの検出値Ｋを、前記ＲＡＭ１８におけるバッファメモリ領域にて一旦記憶させる。
【００２２】
次いで、前記ＣＰＵ１３内の演算部では、後述するように、刈高さの検出値Ｋの複数個から平均値Ｋｍを演算し（ステップＳ３）、次いで、刈高さ設定値Ｇに対する前記刈高さの検出値Ｋの平均値Ｋｍの偏差量Ｄを演算する一方（ステップＳ４）、別の演算部ではこの偏差量Ｄの１階差分量ΔＤ（＝Ｄ_n+1−Ｄ_n) を演算し（ステップＳ５）、これらの値を再度記憶し（ステップＳ６）、さらに、ＣＰＵ１０のＲＯＭ１７に予め記憶させたファジィ推論規則テーブルを使って、前記偏差量と１階差分量とを変数入力とし、操作指示量を出力するように演算し（ステップＳ７）、ＣＰＵ１３では前記操作指示量の大小に応じて前記刈取前処理装置を昇降操作するように制御するものである（ステップＳ８）。
【００２３】
以下に刈取前処理装置の昇降制御について、サブルーチンフローチャート（図７）を参照しながら、詳述すると、一定時間ごとに得られた前記検出値を、その一定時間より短い時間間隔で細分した時系列細分データに分割し、得られた時系列細分データを一旦バッファメモリに記憶させ、この時系列細分データの３つ以上の複数個を演算単位とする平均値演算処理し、この平均値の大小に応じて作業機の昇降制御指令信号を得る。実施例では、ＣＰＵ１０で前記検出値Ｋは25msec. ごとに得られ、上位ＣＰＵ１３では10msec. ごとにＣＰＵ１０からその検出値を検索しに行き、ＣＰＵ１３のメモリに取り込む（ステップＰ１）。
【００２４】
新たに追加すべき時系列細分データの値と、その直前に採用した古い時系列細分データの値とを比較するため、その偏差（ＳＡＢＵＮ）の演算を実行し（ステップＰ２）、その偏差（ＳＡＢＵＮ）が所定値α未満となる場合（ステップＰ３：no）には、新たに追加すべき今回の時系列細分データの値を参照し（ステップＰ７）、保留フラグをクリアした後（ステップＰ８）、演算単位に含まれるデータ数より少ない数だけ時系列的にずらした演算単位ごとの時系列細分データの平均値を得るための演算を実行する（ステップＰ９）。
【００２５】
なお、本実施例では、実際に検出が行われ、検出値がＣＰＵ１０にて更新されるタイミングと、ＣＰＵ１３にて検出値を取り込むタイミングとがずれているので、後述する平均値演算処理（ステップＰ９）では、安定した検出結果を複数個取り込む形となり、センシング結果が安定する。
【００２６】
25msec. ごとに更新される検出値のデータを、１次元配列として、K(1),K(2),K(3),K(4),K(5),K(6) ‥‥K(n)と表現すると、それを10msec. ごとに読み取った時系列細分データは、K(1),K(1),K(2),K(2),K(2),K(3),K(3),K(4),K(4),K(4),K(5),K(5),K(6),K(6),K(6), ‥‥となり、その６個数平均（単純平均）とし、採用すべきデータを１個づつずらすようにした移動平均値Ｈを１次元配列として表現すると、
H(1)＝ K(1) ＋K(1)＋K(2)＋K(2)＋K(2)＋K(3) /6
H(2)＝ K(1) ＋K(2)＋K(2)＋K(2)＋K(3)＋K(3) /6
H(3)＝ K(2) ＋K(2)＋K(2)＋K(3)＋K(3)＋K(4) /6
H(4)＝ K(2) ＋K(2)＋K(3)＋K(3)＋K(4)＋K(4) /6
H(5)＝ K(2) ＋K(3)＋K(3)＋K(4)＋K(4)＋K(4) /6
H(6)＝ K(3) ＋K(3)＋K(4)＋K(4)＋K(4)＋K(5) /6
H(7)＝ K(3) ＋K(4)＋K(4)＋K(4)＋K(5)＋K(5) /6
H(8)＝ K(4) ＋K(4)＋K(4)＋K(5)＋K(5)＋K(6) /6
H(9)＝ K(4) ＋K(4)＋K(5)＋K(5)＋K(6)＋K(6) /6
‥‥
‥‥
となり、移動平均値演算の際には、時系列で細分化された同じ検出値が複数個取り込まれる結果、昇降制御そのものの安定性と応答性の向上を同時に満足することができる。
【００２７】
これに対して、通常の移動平均値演算であれば、本発明と同じ検出の時間的スパンでは、平均値の演算単位は３個となり、
Ｊ（１）＝〔Ｋ（１）＋Ｋ（２）＋Ｋ（３）〕／３
Ｊ（２）＝〔Ｋ（２）＋Ｋ（３）＋Ｋ（４）〕／３
Ｊ（３）＝〔Ｋ（３）＋Ｋ（４）＋Ｋ（５）〕／３
‥‥
‥‥
となり、隣接する検出値の偏差、例えばＫ（３）−Ｋ（２）が大きい場合には、その影響が平均値の結果に大きく及ぼす。そうかといって、演算単位の個数を多くすると、過去の古いデータが数多く移動平均演算の対象に加わることになり、最近の状況がうまく反映されないこととなる。
【００２８】
これに比して本実施例では、平均値H(1)では、二個のK(1)と、三個のK(2)と、一個のK(3)とを採用すべきデータとするから、前記の偏差の影響は少なくできる。
【００２９】
なお、前記実施例では、同じ値を取る時系列細分データの個数が２個と３個との繰り返しとなっているのは、記憶した検出値のデータの時間と時系列細分化のタイミングがずれることによって生じるものであり、これにより平均値演算の際のデータの重み付けが変化しても重大な不都合は生じない。
【００３０】
さらに、本発明では、前記演算単位に含まれるデータ数より少ない数だけ時系列的にずらした演算単位ごとの時系列細分データの平均値を得るための演算に際して、新たに追加すべき時系列細分データの値と、その直前に採用した古い時系列細分データの値とを比較するため、その偏差（ＳＡＢＵＮ）の演算を実行し（ステップＰ２）、その偏差（ＳＡＢＵＮ）が所定値α以上となる場合（ステップＰ３：yes ）には、ステップＰ４にて保留フラグがセットされているか否かを判別し、保留フラグがセットされていないとき（ステップＰ４：no）、保留フラグをセットすると共に新たに追加すべき時系列細分データの採用を一時的に保留し（ステップＰ６）、その代わりに代替データを採用して平均値演算を実行する（ステップＰ９）。
【００３１】
例えば、K(3)−K(4)＞αと判断するとき（ステップＰ３：yes ）には、H(3)＝K(2)＋K(2)＋K(2)＋K(3)＋K(3)＋K(4) /6 の平均値演算をするに際して、K(4)のデータを採用することを一旦保留し、その代わりに、移動平均演算に際して除去すべきK(1)を再度採用するとか、直前のデータK(3)を採用するとか、別のダミー値を採用するとか、内挿法によりK(3)＋K(3)−K(4) /2 なる値を採用するというように、代替データを採用して、移動平均値演算を実行するのである。なお前記保留されたデータはメモリから消去されるのではなく、メモリ保持しておく。
【００３２】
このように、時系列細分データに大きな変動があった場合、その影響を平均化処理によって薄めるのではなく、とりあえず、ノイズとみなして処理する。しかしながら、前記の時系列細分データの変動の大きいものが続く場合、例えば、演算単位ごとの時系列細分データの平均値算出演算を３回以上実行するとき、新たに追加されるべき時系列細分データの値が前回の平均値算出演算時に保留したのと同程度の値であると判断した場合には、真に対地高さに大きな変動があると判断し、前記一旦保留した時系列細分データ及び新たに追加されるべき時系列細分データを採用して平均値算出演算を実行するというアルゴリズムを採用するのである。
【００３３】
メインフローチャートのステップＳ４にて演算された偏差量Ｄ（＝Ｈ（ｎ）−Ｇ）も前述の一回の平均値の演算が実行されるごとに演算され、この偏差量Ｄ₁，Ｄ₂，Ｄ₃，Ｄ₄‥‥Ｄ_n，Ｄ_n+1‥‥もＲＡＭに一旦記憶される（ステップＳ６）。この隣接する偏差量の一階差分量ΔＤ₁( ＝Ｄ₂−Ｄ₁)、ΔＤ₂（＝Ｄ₃−Ｄ₂)、‥‥ΔＤ_n( ＝Ｄ_n+1−Ｄ_n) を演算により求め、記憶する（ステップＳ５，Ｓ６）。
【００３４】
他方、実験結果から、前記偏差量Ｄ‥‥と１階差分量ΔＤとを変数入力とし、操作指示量Ｘを出力とするファジィ推論規則テーブル（図８参照）を作成しておき、このファジィ推論規則テーブルを参照して、操作指示量Ｘを求める。
【００３５】
この場合、ファジィ推論規則テーブルの前記２つの変数入力（偏差量Ｄ及び１階差分量ΔＤ）を、それぞれ１５の段階（要素）に割り振りするため、図９のサブルーチンフローチャートに示すような準備操作を実行する。
【００３６】
即ち、先ず偏差量Ｄを規格化した台集合Ｕ〔０，１，２，‥‥１４〕の１５個の要素へ割り当てる。そのとき、１５個の要素のうちの中央の要素「Ｕ７」を基準として大小関係を決定すべく、まず偏差量Ｄの正負を判別する（ステップＳ１０）。偏差量Ｄが正の場合は（ステップＳ１０：yes ）、次いで、偏差量Ｄの値を１０分の１に圧縮して値Ｄ′を求め（ステップＳ１１）、要素Ｕ←Ｕ７＋Ｄ′の演算を実行する（ステップＳ１２）。
【００３７】
偏差量Ｄが負の場合（ステップＳ１０：no）、偏差量Ｄの値を１０分の１に圧縮して値−Ｄ′を求め（ステップＳ１３）、さらに、要素Ｕ←Ｕ７−Ｄ′の演算を実行し（ステップＳ１４）、これにより、偏差量Ｄは規格化した台集合Ｕの各要素に割当られる。
【００３８】
従って、要素Ｕ７に近い部分では、刈取前処理装置の高さ位置と設定刈高さとの差異が少ないことを示し、要素Ｕ０に近い側では、刈取前処理装置が設定刈高さより地面に大きく接近している。また、要素Ｕ１４に近づくと、設定刈高さに対して刈取前処理装置が地面から大きく離れていることを示すことになる。
【００３９】
次に、１階差分量ΔＤについても、規格化した台集合Ｖ〔０，１，２，‥‥１４〕の１５個の要素へ割り当てる。そのとき、１５個の要素のうちの中央の要素「Ｖ７」を基準として大小関係を決定すべく、まず１階差分量ΔＤの正負を判別する（ステップＳ１５）。
１階差分量ΔＤが正の場合は（ステップＳ１５：yes)、次いで、１階差分量ΔＤの値を１０分の１に圧縮して値ΔＤ′を求め（ステップＳ１６）、要素Ｖ←Ｖ７＋ΔＤ′の演算を実行する（ステップＳ１７）。
【００４０】
１階差分量ΔＤが負の場合（ステップＳ１５：no）、１階差分量ΔＤの値を１０分の１に圧縮して値−ΔＤ′を求め（ステップＳ１８）、さらに、要素Ｖ←Ｖ７−ΔＤ′の演算を実行する（ステップＳ１９）。これにより、１階差分量ΔＤは規格化した台集合Ｖの各要素に割当られる。
【００４１】
この台集合Ｖの要素のうち、Ｖ７の近辺では、刈取前処理装置の昇降変動（変化率）が小さいということを示し、Ｖ０に近づくと、刈取前処理装置が地面に接近する度合いが速いということであり、逆にＶ１４に近づくと、刈取前処理装置が地面から離れる度合いが速いということである。
【００４２】
次いで、ステップＳ２０にて、前記の２組の台集合の要素を確定して、図６のファジィ推論規則テーブルにおいて、前記要素の交点である操作指示量Ｘ（メンバーシップ値）を求める。この操作指示量Ｘは、−１０から１０までの整数値で１７段階であり、値０では昇降なし、正値では刈取前処理装置の上昇指令、負値は刈取前処理装置の下降指令である。
【００４３】
ステップＳ２１，２３における操作指示量Ｘの判別に従って、ステップＳ２２の静止、ステップＳ２５の上昇駆動制御又はステップＳ２４の下降駆動制御を実行するのである。
【００４４】
ＣＰＵ１２では、前記演算された結果に応じて、所定の昇降指令信号を駆動回路１４に出力し、該駆動回路１４からの出力に応じて油圧切換弁１５の電磁ソレノイド及び減圧調節弁１６の電磁ソレノイドを作動させて、刈取前処理装置２の昇降のための油圧シリンダ９を作動させるのである。
【００４５】
このとき、操作指示量Ｘの整数値が＋１０の場合、油圧切替弁１５の昇降側電磁ソレノイドを連続ＯＮ、−１０の場合、下降側電磁ソレノイドを連続ＯＮとし、操作指示量Ｘが９，８，６，５，４，３，２，１（正）では、その値の大きさに応じて、減圧調節弁１６の電磁ソレノイドのＯＮ・ＯＦＦのデューティ比を変えて油圧タンクへの油戻り量を、「９」の場合少なく、「１」の場合多くなるように調節する。下降（操作指示量Ｘが９，８，６，５，４，３，２，１（負）の場合は、逆の調節となる。
【００４６】
このように制御すると、例えば、圃場面に亀裂や小さな凹凸の部分があってもこれに敏感に反応することなく、刈取前処理装置の昇降量およびその速度を抑えることができる。また、刈取前処理装置が圃場の土の盛り上がり部分を通過し始めるとき、刈取前処理装置と地面との間隔（偏差量）は小さくなり、その接近程度（１階差分量）も中位（小）であるから、これに応じて刈取前処理装置を中（小）程度の速度で昇降させれば良い。逆に、盛り上がりの頂点で間隔が最小になり、次いで土の盛り上がり部分を越し始めると、刈取前処理装置と地面との間隔が広がるが、その後方のコンバインの走行装置が平坦面を通過中であれば、前記１階差分量はそれほど大きくはない。従って、刈取前処理装置を大きく且つ速く下降させないようにする。
【００４７】
これに対して、刈取前処理装置の下面側の圃場面が平坦であるにも拘らず、その後方の圃場面の土の盛り上がり部分をコンバインの走行装置が通過し始めるときには、刈取前処理装置と地面との間隔は大きくなるように、且つ急激に変動する。その場合、前記偏差量も大きく変動し、各１階差分量も大きいので、刈取前処理装置を大きく且つ速く下降させる。
【００４８】
次いで、走行装置が土の盛り上がり部分を乗り越えると、その前位置の刈取前処理装置と地面との間隔は急激に減少するように且つ急激な速度で変動する。
従って、この場合には、刈取前処理装置の上昇量も大きく且つ上昇速度も大きくすることにより、刈取前処理装置の対地高さを設定高さに円滑に追従できることになる。
【００４９】
このようにして、刈取前処理装置と地面との対地高さの検出だけでは、判断することができない、刈取前処理装置の地面に対する昇降の態様をも考慮にいれて、当該刈取前処理装置の昇降速度を調節することが出来るから、圃場面の状態やコンバイン走行状態のいかんに拘らず、刈取前処理装置の対地高さを所定の状態に保持できるように、刈取前処理装置の昇降制御を円滑かつ正確に実行できるという効果を奏するのである。
【００５０】
【発明の作用・効果】
以上に説明したように、請求項１に記載の作業機の昇降制御方法は、走行機体に昇降動可能に連結した作業機に装着した超音波センサにおける発信器から地面に向かって発信される超音波の発信時からその反射波を受信器に受信するまでの時間長の検出値に基づいて対地高さを検出し、その対地高さの検出値を処理した結果に基づいて制御部にて作業機を昇降制御するように構成してなる作業機の昇降制御方法において、
一定時間毎に得られた前記検出値を、その一定時間より短い時間間隔で細分した時系列細分データに分割し、得られた時系列細分データを一旦バッファメモリに記憶させ、この時系列細分データの３つ以上の複数個を演算単位とし、演算単位に含まれるデータ数より少ない数だけ時系列的にずらした演算単位ごとの時系列細分データの平均値を得るための演算を実行し、前記平均値の大小に応じて作業機の昇降制御指令信号を得るものであって、ずらした演算単位ごとの時系列細分データの平均値を得るための演算にあたって、新たに追加すべき時系列細分データと、その直前の時系列細分データとの偏差を演算し、該偏差が所定以上の偏差となるとき、当該新たに追加すべき時系列細分データの採用を一時的に保留し、その代わりに代替データを採用して平均値を得るものである。
【００５１】
従って、本発明では、時系列細分データの採用により、平均値算出の演算単位となる時系列細分データを多く採用できると共に、同じ値のデータを複数採用できて、平均値の安定性が向上する一方、最新のデータをも採用できるから、昇降制御指示量に最新の状況を反映させることができて、作業機の昇降制御の応答性も向上するという効果を奏する。
【００５２】
しかも、本発明によれば、演算単位に含まれるデータ数より少ない数だけ時系列的にずらした演算単位ごとの時系列細分データの平均値を得るための演算に際して、新たに追加すべき時系列細分データの値と、その直前に採用した古い時系列細分データの値とが所定以上の偏差となるとき、当該新たに追加すべき時系列細分データの採用を一時的に保留し、その代わりに代替データを採用するから、短時間の突発的なノイズ成分は除去でき、作業機の昇降制御の安定性が向上することになるという効果を奏する。
【００５３】
そして、請求項２に記載の発明によれば、演算単位ごとの時系列細分データの平均値算出演算を複数回実行するとき、新たに追加されるべき時系列細分データの値が前回の平均値算出演算時に保留したのと同程度の値であると判断した場合には、前記保留した時系列細分データ及び新たに追加されるべき時系列細分データを採用して平均値算出演算を実行するのであるから、請求項１に記載の発明による効果に加えて、前記偏差の大きい状態が続いた場合には、その状況変化を作業機の昇降制御の際に考慮にいれることができ、制御の応答性が一層向上するという効果を奏するのである。
【図面の簡単な説明】
【図１】コンバインの側面視である。
【図２】制御手段の機能ブロック図である。
【図３】超音波センサの発信波及び受信波のタイムチャートである。
【図４】油圧回路の図である。
【図５】検出値Ｋの移動平均処理を示す図である。
【図６】制御のメインフローチャートである。
【図７】平均値算出処理のサブルーチンフローチャートである。
【図８】ファジィ推論規則テーブルの説明図である。
【図９】昇降制御のサブルーチンフローチャートである。
【符号の説明】
１走行機体
２刈取前処理装置
４分草体
５刈取刃
７超音波センサ
７ａ発信器
７ｂ受信器
９油圧シリンダ
１０ＣＰＵ
１３上位ＣＰＵ
１４駆動回路
１５油圧切換弁

Claims

走行機体に昇降動可能に連結した作業機に装着した超音波センサにおける発信器から地面に向かって発信される超音波の発信時からその反射波を受信器に受信するまでの時間長の検出値に基づいて対地高さを検出し、その対地高さの検出値を処理した結果に基づいて制御部にて作業機を昇降制御するように構成してなる作業機の昇降制御方法において、
一定時間毎に得られた前記検出値を、その一定時間より短い時間間隔で細分した時系列細分データに分割し、得られた時系列細分データを一旦バッファメモリに記憶させ、
この時系列細分データの３つ以上の複数個を演算単位とし、演算単位に含まれるデータ数より少ない数だけ時系列的にずらした演算単位ごとの時系列細分データの平均値を得るための演算を実行し、前記平均値の大小に応じて作業機の昇降制御指令信号を得るものであって、
ずらした演算単位ごとの時系列細分データの平均値を得るための演算にあたって、新たに追加すべき時系列細分データと、その直前の時系列細分データとの偏差を演算し、
該偏差が所定以上の偏差となるとき、当該新たに追加すべき時系列細分データの採用を一時的に保留し、その代わりに代替データを採用して平均値を得ることを特徴とする作業機の昇降制御方法。
演算単位ごとの時系列細分データの平均値算出演算を複数回実行するとき、新たに追加されるべき時系列細分データの値が前回の平均値算出演算時に保留したのと同程度の値であると判断した場合には、前記保留した時系列細分データ及び新たに追加されるべき時系列細分データを採用して平均値算出演算を実行することを特徴とする請求項１に記載の作業機の昇降制御方法。