JP3854728B2 - コンバインの車高制御装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、左右一対の走行装置を機体に備え、前記走行装置を前記機体に対してそれぞれ昇降操作する昇降駆動手段と左右傾斜角を検出する水平センサを具備し、機体の左右傾斜角を設定された傾斜角になるよう制御するコンバインにおいて、非作業時に重心を低くして安定性を向上するための技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、クローラー式走行装置等の左右一対の走行装置に機体を支持し、該機体の左右支持高さを可変調節する左右一対の昇降駆動手段と、機体の左右支持高さを検出する車高センサと機体の左右傾斜角を検出する水平センサとを備えるとともに、機体の左右傾斜角を設定された傾斜角になるよう自動姿勢制御するコンバインは公知となっている。
【０００３】
このコンバインは、圃場での作業中に機体が左右いずれか一方に傾斜した際に、前記走行装置の一方を機体に対して昇降させ、機体を所望の左右傾斜姿勢に維持することとしている。特に、機体を水平に維持するよう設定した場合は、刈取作業時に、左右の刈り高さが同一となって穀稈長のバラツキが小さくなり、刈取性能を良好とするとともに、脱穀装置の揺動選別部における被選別物の偏在を少なくして、選別性能の向上を図ることができる。
【０００４】
また、刈取作業を行わず走行移動する際、即ち路上走行時や畔越え時等（以下「非作業時」という。）においては、機体の左右両側の支持高さが最下限となるよう走行装置を機体の最近接位置に制御して、機体の重心高さを低くして走行安定性の確保及び転倒の防止を図ることとしたコンバインも公知となっている。また、脱穀装置等の各種装置が稼動中か否かを検出する手段を設け、装置が停止された場合は非作業時であると判断して、上述の如き機体の低姿勢制御を自動的に行うコンバインも公知となっている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上記の如きコンバインは、非作業時には機体の左右の支持高さを最下限とするよう制御しているため、路上走行や畔越え等が終わって再び機体姿勢の自動制御を開始する場合に、両側の昇降駆動手段のいずれも機体から離隔する方向（即ち、機体の支持高さを上昇させる方向）にしか駆動できなかった。従って、この場合は左右一側のみの昇降駆動手段を前記方向に作動させて機体の姿勢を設定傾斜角に達するよう制御することとしており、その間においては他側の昇降駆動手段は「遊んだ」状態となっていた。従って、一側のみの昇降駆動手段しか作動できないことにより、機体姿勢の制御を開始してから実際に機体姿勢が設定傾斜角に制御されるまでに長い時間を必要とすることがあり、従って初期の傾斜追従性が良くない場合があった。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明の解決しようとする課題は以上の如くであり、次にこの課題を解決するための手段を説明する。
【０００７】
左右一対の走行装置に支持する機体の左右支持高さを可変調節する左右一対の昇降駆動手段を備え、機体の左右支持高さを検出する車高センサ及び機体の左右傾斜角を検出する水平センサを備えるとともに、機体の左右傾斜角を設定された傾斜角になるようにする制御手段を備えたコンバインにおいて、非作業位置検出スイッチを設けて制御手段と接続し、非作業時に、機体の支持高さの最下限位置（Ｂ）から一定高さ（Ｈ）だけ高い、機体の非作業位置（Ａ）に機体を位置させるように昇降制御し、更に、姿勢制御の自動・手動を切り換える自動姿勢制御切替スイッチ（２６）を設けて制御手段と接続し、自動姿勢制御のオフ時においても、機体の支持高さの最下限位置（Ｂ）から一定高さ（Ｈ）だけ高い、機体の非作業位置（Ａ）に機体を位置させるように昇降制御し、機体の非作業位置（Ａ）から自動姿勢制御が開始された場合は、左右一対の昇降駆動手段を互いに反対方向に同時作動し、左右傾斜角を制御可能としたものである。
【０００８】
【発明の実施の形態】
次に、発明の実施の形態を説明する。
図１は本発明の一実施例に係るコンバインの全体的な構成を示した側面図、図２はコンバインの姿勢制御手段を示す構成図、図３は操作盤の構成例を示した正面図である。
【０００９】
最初に、本発明の一実施例に係るコンバインの全体構成について、図１を用いて説明する。即ち、このコンバイン１は機体２前部に引起し装置と、該引起し装置で引き起こされた穀稈を刈り取る刈取装置と、機体後方の脱穀装置に穀稈を搬送する後方搬送装置等からなる刈取部３を配置する構成としている。そして、該刈取部３は刈取フレーム４によって支持されている。
【００１０】
そして、前記機体２には、刈取部支持軸５が回動可能に左右水平方向に横架されており、上記刈取フレーム４は該刈取部支持軸５に固設されていて、刈取部３が該刈取部支持軸５を中心に上下揺動可能な構成としている。そして、刈取フレーム４には刈り高さ調節用昇降シリンダ６が連結され、該シリンダ６の伸縮作動により刈取部３が上下に昇降駆動される構成としている。
【００１１】
そして、前記機体２の下部にはクローラ式走行装置７Ｌ・７Ｒが左右一対で配置され、機体２の左右側をそれぞれ支持している。該クローラ式走行装置７Ｌ・７Ｒは、機体２の前後方向にトラックフレーム８を配置し、このトラックフレーム８の前端には駆動スプロケット１０が取り付けられ、後端にはテンションスプロケット１１が枢支されている。前記トラックフレーム８には可動フレーム９を相対的に上下動可能に連結しており、可動フレーム９に複数個の遊転輪体１２・１２・・・を枢支している。
【００１２】
前記トラックフレーム８の前部及び後部には、それぞれ略Ｌ字状に構成したベルクランク１３ａ・１３ｂの中途部が枢支され、両ベルクランク１３ａ・１３ｂの上端は連結ロッド１４により連結されている。そして両ベルクランク１３ａ・１３ｂの他端には前記可動フレーム９を枢支している。
【００１３】
左右のトラックフレーム８後部のベルクランク１３ｂには、クローラ式走行装置７Ｌ・７Ｒの昇降駆動手段たる姿勢制御用昇降シリンダ１５Ｌ・１５Ｒが連結されており、該姿勢制御用昇降シリンダ１５Ｌ・１５Ｒには、シリンダの伸縮作動を検出するストロークセンサ１７Ｌ・１７Ｒを設けている（図１においては図示省略）。この姿勢制御用昇降シリンダ１５Ｌ・１５Ｒの伸縮作動により、可動フレーム９がトラックフレーム８に対して相対的に上下に駆動され、この可動フレーム９の相対高さの変更によって機体２の左右一側の支持高さが調節される。
【００１４】
上記構成のクローラ式走行装置７Ｌ・７Ｒは、機体２の左右に配置され、左右のクローラ式走行装置７Ｌ・７Ｒに設けられた姿勢制御用昇降シリンダ１５Ｌ・１５Ｒはそれぞれ独立に制御可能としている。従って、左右の両シリンダ１５Ｌ・１５Ｒを各別に伸縮制御することによって、機体２の左右傾斜姿勢を制御することができる構成となっている。また、左右二者の姿勢制御用昇降シリンダ１５Ｌ・１５Ｒを同一方向に作動するよう制御することにより、機体２の地面に対する高さを制御することもできる。
【００１５】
また、機体２の適宜位置には水平センサ１６を配置しており、該水平センサ１６により機体２の左右傾斜角を検出することとしている。
【００１６】
上記ストロークセンサ１７Ｌ・１７Ｒ及び水平センサ１６は機体の適宜位置に配設された制御手段となる制御装置１８に接続されている。該制御構成を図２のブロック図に示す。該制御装置１８は、左右の昇降シリンダ１５Ｌ・１５Ｒにそれぞれ併設されている両ストロークセンサ１７Ｌ・１７Ｒの検出値から、機体２の地面に対する相対高さを算出することとしている。そして自動姿勢制御においては、制御装置１８は、水平センサ１６の検出値から得られる機体２の絶対的な左右傾斜角が所定の設定値となるように、かつ、算出した機体の地面に対する高さが所定の設定値となるように、両姿勢制御用昇降シリンダ１５Ｌ・１５Ｒを伸縮制御するものとする。
【００１７】
このコンバインの操作部１９には操作盤２０が設けられ、該操作盤２０にはボリューム式の車高設定器２１及び左右傾斜角設定器２２が配置されていて、これらの設定器２１・２２のツマミを回すことによって、機体２の高さ及び左右傾斜姿勢を設定できるようにしている。
該操作盤２０の構成例を図３に示す。尚、３０・３０・・・は機体の傾斜状態を示す傾斜度表示ランプ、３１及び２９はそれぞれ傾斜角・車高が制御範囲内から逸脱したことを示す警報ランプである。該車高設定器２１及び左右傾斜角設定器２２は上記の制御装置１８に接続され、制御装置１８はこれら設定器２１・２２の設定値を読み取って、該設定値を基に上記の如く姿勢制御用昇降シリンダ１５Ｌ・１５Ｒを伸縮制御する。
【００１８】
また、前記の刈取部支持軸５の適宜位置には角度センサ等からなる刈取部昇降センサ２３を設けて刈取部３の機体２に対する相対的な高さを検出することとしている。また、機体２の正面視中央位置かつ刈取装置下面には超音波センサ等からなる刈り高さセンサ２４を設けており、刈取装置の地面に対する絶対高さ（即ち、穀稈の刈取高さ）を検出することとしている。これら二つのセンサ２３・２４及び前記の刈り高さ調節用昇降シリンダ６は前記制御装置１８に接続されており、刈り高さセンサ２４の検出値が所定の設定値となるように刈り高さ調節用昇降シリンダ６を伸縮制御することとしている。
【００１９】
前記操作部１９には刈り高さ設定器２５が設けられていて、このツマミを回すことによって穀稈の刈取高さを調節できるようにしている。この刈り高さ設定器２５は前記制御装置１８に接続され、制御装置１８は該刈り高さ設定器２５の設定値に基づいて上記の如く刈り高さ調節用昇降シリンダ６を伸縮制御する。
【００２０】
また、前記操作盤２０には、さらに姿勢制御の自動・手動を切り替える自動姿勢制御切替スイッチ２６が設けられ、該切替スイッチ２６は前記制御装置１８に接続されている。該制御装置１８は、該切替スイッチ２６のＯＮ・ＯＦＦを検出して、その検出結果を基に自動姿勢制御を行うか、又は手動による姿勢制御を行うかを選択する。
【００２１】
以上の構成から、前記の左右のクローラ式走行装置７Ｌ・７Ｒの昇降制御（即ち、姿勢制御用昇降シリンダ１５Ｌ・１５Ｒの伸縮制御）について、図４から図７までのフローチャートを基に説明する。図４はコンバインの姿勢制御に係るメイン制御フローを示したフローチャート図、図５はコンバインの自動姿勢制御フローを示したフローチャート図、図６はコンバインの低姿勢制御フローを示したフローチャート図、図７はコンバインの機体左側の非作業位置制御フローを示したフローチャート図である。また、図８は非作業時に機体が、低姿勢制御される位置を示した正面図、図９は機体が非作業位置にある状態から、自動姿勢制御が開始された場合に、機体の左右支持高さが制御される様子を示した説明図である。
【００２２】
上記制御装置１８のメイン制御フローは、図４のフローチャート図に示される制御フローであり、この制御フローはまず、自動・手動制御を切替スイッチ２６によって選択する。切替スイッチ２６が「自動」（ＯＮ）側である場合は、次に脱穀（作業）スイッチ２８がＯＮ・ＯＦＦかを判断する。脱穀クラッチレバーの近傍には入切（作業位置か非作業位置）を検出する脱穀スイッチ２８が設けられており、該脱穀スイッチ２８は前記制御装置１８に接続されている。制御装置１８は、この脱穀スイッチ２８のＯＮ・ＯＦＦを検出することにより脱穀装置１７（作業）が作動されているか、非作動状態かを判断する。
【００２３】
脱穀スイッチ２８がＯＦＦの場合は、低姿勢制御を行い、フローを終了する。ＯＮの場合は、自動姿勢制御を行い、フローを終了する。切替スイッチ２６が「手動」側の場合は、自動姿勢制御を中止し、手動による車高制御・傾斜角制御を経た後、フローを終了する。ただし、自動姿勢制御のオン・オフを切り替えるスイッチを別途設ける構成として、自動姿勢制御がオンからオフに切り替わったときは低姿勢制御を行う制御フローとすることもできる。
【００２４】
次に、上記自動姿勢制御の制御フローについて、図５を用いて説明する。この制御フローは、左右一対の車高センサたるストロークセンサ１７Ｌ・１７Ｒにより車高を検出して、操作盤２０の車高設定器２１により設定した車高と比較する。該車高と異なる場合は、それに応じて左右両側の姿勢制御用昇降シリンダ１５Ｌ・１５Ｒを制御バルブを介して伸長（縮小）作動させる。次に、機体に取り付けた水平センサ１６により機体の左右傾斜角を検出して、操作盤２０の傾斜角設定器２２により設定した傾斜角と比較する。該傾斜角と異なる場合は、それに応じて左右両側の姿勢制御用昇降シリンダ１５Ｌ・１５Ｒを各別に伸縮作動させ、自動姿勢制御の制御フローを終了する。
【００２５】
次に、本発明の要部である上記低姿勢制御について、その制御フローを図６を用いて説明する。この制御フローは、機体２の左支持高さを非作業位置に位置せしめるための制御を行い、右支持高さについても同様の制御を行った後、終了する（非作業位置については後述する）。
【００２６】
以下、左支持高さについての制御について図７により説明するが、右支持高さの制御については左右をまったく逆に考えて適用すればよい。左支持高さについての制御フローは、車高の左支持高さの目標位置を下限から一定高さＨだけ高い位置（以下この位置を、支持高さについての「非作業位置」という。）を目標値として、現在の左支持高さと非作業位置の高さとを比較し、現在の左支持高さが高い場合は右姿勢制御用昇降シリンダを縮小作動させて左支持高さを下降させる。逆に現在の左支持高さが低い場合は左姿勢制御用昇降シリンダを伸長作動させて左支持高さを上昇させる。以上左支持高さの制御が終了する。この制御を右側支持高さについても同様に行って、低姿勢制御のフローは終了する。
【００２７】
上記に示す如き低姿勢制御を左右両側の姿勢制御用昇降シリンダ１５Ｌ・１５Ｒについて行うと、機体２の位置は図８のＡに示す如き位置に収束するよう制御される（この位置を機体についての「非作業位置」という）。尚、図８及び図９においては、機体下部のフレームのみを略示して機体２の図示に代えている。ここで、想像線で示したＢは非作業時における機体の支持高さを最下限とした場合の機体の位置（即ち、従来のコンバインの非作業位置）である。
【００２８】
即ち、図８に示すように、機体２は従来のコンバインの非作業位置よりＨだけ高い位置に制御される。このＨは理論的には０より大きく機体の可変高さより小さい任意の値に定めることができるが、Ｈが大きいと重心が高くなって転倒等の不測の事態が起こり得るので、バランスを考えて適宜の値に設定するものとする。
【００２９】
次に、機体が低姿勢制御されて上記の非作業位置Ａに位置した状態から畔越え等が終了して再び自動姿勢制御が開始した場合の左右両側の姿勢制御用昇降シリンダ１５Ｌ・１５Ｒの作動の状態を図９に示す。即ち、機体がＡで示す非作業位置にある状態から自動姿勢制御が開始され、想像線で示すＣの位置及び姿勢になるよう制御することとする場合は、白抜きの矢印で示すように機体２の左支持高さを上昇し、同時に右支持高さを下降するというように、左右の両姿勢制御用昇降シリンダ１５Ｌ・１５Ｒを互いに反対方向に同時作動させることにより機体２の左右傾斜角を制御することができる。（これに対し、従来のコンバインの非作業位置Ｂから自動姿勢制御を開始する場合は、例えば図９においては機体２の左支持高さを上昇することのみが可能であって、同時に右支持高さを下降することはできない。）従って、左右の両姿勢制御用昇降シリンダ１５Ｌ・１５Ｒを互いに反対方向に同時制御する分だけ、機体がＣで示す目標位置に早く制御されることとなるのである。
【００３０】
【発明の効果】
本発明は、以上のように構成したので、以下に示すような効果を奏するのである。
左右一対の走行装置に支持する機体の左右支持高さを可変調節する左右一対の昇降駆動手段を備え、機体の左右支持高さを検出する車高センサ及び機体の左右傾斜角を検出する水平センサを備えるとともに、機体の左右傾斜角を設定された傾斜角になるようにする制御手段を備えたコンバインにおいて、非作業位置検出スイッチを設けて制御手段と接続し、非作業時に、機体の支持高さの最下限位置（Ｂ）から一定高さ（Ｈ）だけ高い、機体の非作業位置（Ａ）に機体を位置させるように昇降制御し、機体の非作業位置（Ａ）から自動姿勢制御が開始された場合は、左右一対の昇降駆動手段を互いに反対方向に同時作動し、左右傾斜角を制御可能としたので、畦越えや路上走行を行うときには比較的重心が低い位置で畦を乗り越え、路上走行時には安定して走行でき、作業時に姿勢制御を行うときには、左右の両昇降駆動手段を互いに反対方向に同時作動させることにより、機体の左右傾斜角を制御することができる。
従って、左右の両昇降駆動手段を互いに反対方向に同時制御する分だけ、機体が目標の位置及び姿勢に早く制御されるのである。よって、初期の傾斜追従性が高いので、非作業時から作業時への機体姿勢の切替えがスムーズに行えることとなり、結果として操作性の高いコンバインを提供できる。
【００３１】
また、更に、姿勢制御の自動・手動を切り換える自動姿勢制御切替スイッチ（２６）を設けて制御手段と接続し、自動姿勢制御のオフ時においても、機体の支持高さの最下限位置（Ｂ）から一定高さ（Ｈ）だけ高い、機体の非作業位置（Ａ）に機体を位置させるように昇降制御し、機体の非作業位置（Ａ）から自動姿勢制御が開始された場合は、左右一対の昇降駆動手段を互いに反対方向に同時作動し、左右傾斜角を制御可能としたので、姿勢制御をしないで作業するときには、比較的低い安定した状態で作業ができ、自動制御に復帰させたときには、前記同様に、左右の両昇降駆動手段を互いに反対方向に同時制御する分だけ、機体が目標の位置及び姿勢に早く制御されるのである。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の一実施例に係るコンバインの全体的な構成を示した側面図。
【図２】 コンバインの姿勢制御手段を示す構成図。
【図３】 操作盤の構成例を示した正面図。
【図４】 コンバインの姿勢制御に係るメイン制御フローを示したフローチャート図。
【図５】 コンバインの自動姿勢制御フローを示したフローチャート図。
【図６】 コンバインの低姿勢制御フローを示したフローチャート図。
【図７】 コンバインの機体左側の非作業位置制御フローを示したフローチャート図。
【図８】 非作業時に機体が低姿勢制御される位置を示した正面図。
【図９】 機体が非作業位置にある状態から自動姿勢制御が開始された場合に、機体の左右支持高さが制御される様子を示した説明図。
【符号の説明】
１ コンバイン
２ 機体
７Ｌ・７Ｒ クローラ式走行装置
１５Ｌ・１５Ｒ 姿勢制御用昇降シリンダ
１７Ｌ・１７Ｒ ストロークセンサ
１８ 制御装置
１９ 操作部
２０ 操作盤
２６ 切替スイッチ
Ａ 機体の非作業位置
Ｈ 非作業位置の下限からの高さ

Claims (1)

1. 左右一対の走行装置に支持する機体の、左右支持高さを可変調節する左右一対の昇降駆動手段を備え、機体の左右支持高さを検出する車高センサ及び機体の左右傾斜角を検出する水平センサを備えるとともに、機体の左右傾斜角を設定された傾斜角になるようにする制御手段を備えたコンバインにおいて、非作業位置検出スイッチを設けて制御手段と接続し、非作業時に、機体の支持高さの最下限位置（Ｂ）から一定高さ（Ｈ）だけ高い、機体の非作業位置（Ａ）に機体を位置させるように昇降制御し、更に、姿勢制御の自動・手動を切り換える自動姿勢制御切替スイッチ（２６）を設けて制御手段と接続し、自動姿勢制御のオフ時においても、機体の支持高さの最下限位置（Ｂ）から一定高さ（Ｈ）だけ高い、機体の非作業位置（Ａ）に機体を位置させるように昇降制御し、機体の非作業位置（Ａ）から自動姿勢制御が開始された場合は、左右一対の昇降駆動手段を互いに反対方向に同時作動し、左右傾斜角を制御可能としたことを特徴とするコンバインの車高制御装置。

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