JP3930224B2 - コンバインの制御装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、コンバインの制御装置の技術分野に属するものである。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、この種コンバインに設けられる制御装置のなかには、穀粒排出用オーガのオーガ旋回位置センサの検出値に基づいてオーガを移動制御するにあたり、オーガの基準位置を特定する基準値と、オーガの各移動位置を特定する複数の位置設定値とを予め設定したものがある。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかるに従来では、前記基準値を固定値としていたため、センサの品質や取付位置にバラツキがあると、正確な移動制御を行うことができず、また、センサ値の変化特性（変化率）にバラツキがある場合には、制御誤差がさらに拡大する不都合があった。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記の如き実情に鑑みこれらの課題を解決することを目的として創作されたものであって、請求項１の発明は、穀粒排出用のオーガの旋回位置を検出するオーガ旋回位置センサの検出値に基づいてオーガを移動制御するにあたり、オーガの基準位置を特定する基準値と、オーガの各移動位置を特定する複数の位置設定値とを予め設定したコンバインの制御装置であって、該制御装置に、基準位置でのオーガ旋回位置センサ値に基づいて基準値を更新する基準値更新手段と、所定の移動位置でのオーガ旋回位置センサ値に基づいて所定の位置設定値を更新する設定値更新手段と、更新された基準値および位置設定値に基づいて他の位置設定値を補正する設定値補正手段とを設けるにあたり、制御装置は、コンバインに設けられる穀粒排出用オーガの旋回用アクチュエータを制御対象とし、オーガ自動収納制御の目標位置であるオーガ収納位置でのオーガ旋回位置センサ値を更新されたオーガ収納位置基準値として記憶する一方、オーガ自動旋回制御の予め設定される目標位置でのオーガ旋回位置センサ値についてオーガ収納位置基準値で補正した値を更新された位置設定値として記憶することを特徴とするコンバインの制御装置である。つまり、基準値および所定の位置設定値を実際のセンサ値に基づいて更新することができるため、センサの品質や取付位置にバラツキがある場合でも、精度の高い移動制御を行うことができ、しかも、更新された基準値および位置設定値に基づいて他の移動位置設定値を補正するため、センサ値の変化特性にバラツキがある場合でも、それに起因する制御誤差を解消することが可能になる。センサの品質や取付位置にバラツキがある場合でも、オーガ収納位置基準値およびオーガ真後位置設定値を適正化してオーガ旋回制御の精度を向上させることができる。
請求項２の発明は、制御装置は、更新値の初期値に対する偏差に基づいてオーガ真右位置設定値またはオーガ旋回禁止範囲設定値を補正することを特徴とする請求項１記載のコンバインの制御装置である。つまり、センサ値の変化特性にバラツキがある場合でも、オーガ真右位置設定値またはオーガ旋回禁止範囲設定値を適正化してオーガ旋回制御の精度を向上させることができる。
【０００５】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の実施の形態の一つを図面に基づいて説明する。図面において、１はコンバインであって、該コンバイン１は、茎稈を刈取る前処理部２、刈取茎稈から穀粒を脱穀し、かつ穀粒を選別する脱穀選別部３、選別した穀粒を貯溜する穀粒タンク４、脱穀済みの排稈を排出処理する後処理部５、クローラ式の走行部６、各種の操作具が設けられる操作部７等で構成されるが、これらの基本構成は何れも従来通りである。
【０００６】
前記穀粒タンク４に貯溜された穀粒は、穀粒タンク４の後面下端部に固設される固定パイプ８と、該固定パイプ８に回動自在に接続される縦パイプ９と、該縦パイプ９の上端に一体回動可能で、かつ上下方向起伏自在（上下昇降自在）に接続される穀粒排出用のオーガ１０とを経由して機外に排出されるようになっている。即ち、穀粒タンク４の底部には、前後方向を向く第一螺旋搬送体１１が配設されており、該第一螺旋搬送体１１が固定パイプ８まで搬送した穀粒を、縦パイプ９およびオーガ１０に内装される第二、第三の螺旋搬送体（図示せず）が引き継ぐように構成されている。
【０００７】
前記オーガ１０は、縦パイプ９とオーガ１０との間に介設されるオーガ昇降シリンダ１２の伸縮作動に伴って昇降作動すると共に、縦パイプ９を回動させるオーガ旋回モータ１３の正逆駆動に伴って旋回作動するが、オーガ旋回モータ１３の近傍には、オーガ１０の旋回位置を検出するオーガ旋回位置センサ（ポテンショメータ）１４が設けられている。
【０００８】
ところで、前記オーガ１０は、左旋回限度位置と右旋回限度位置との間で旋回作動が許容されるが、さらに、オーガ１０の旋回範囲には、オーガ上昇時以外は右旋回が規制される右旋回禁止範囲、オーガ上昇時以外は左旋回が規制される左旋回禁止範囲、オーガ１０の下降を禁止する下降禁止範囲等の範囲設定がなされると共に、オーガ自動収納制御の目標位置であるオーガ収納位置、オーガ自動旋回制御の目標位置であるオーガ真右位置およびオーガ真後位置等の位置設定がなされている。そして、オーガ１０の旋回および昇降を制御する制御部１５においては、前記オーガ旋回位置センサ１４の検出値に基づいて上記の各範囲や位置を特定すべく、左旋回限度位置設定値、右旋回禁止範囲始端設定値、オーガ収納位置設定値、下降禁止範囲始端設定値、左旋回禁止範囲終端設定値、右旋回禁止範囲終端設定値、下降禁止範囲終端設定値、オーガ真右位置設定値、左旋回禁止範囲始端設定値、オーガ真後位置設定値、右旋回限度位置設定値等の設定値が予めセンサ値に対応して設定されるが、前記オーガ収納位置設定値は、実際のオーガ旋回位置とセンサ検出位置とを一致させるための基準値として用いられるようになっている。また、前記各設定値のうち、左旋回限度位置設定値、オーガ収納位置基準値および右旋回限度位置設定値は、そのままセンサ値と対比すべく絶対的な値として設定されているが、その他の設定値は、後述するオーガ収納位置基準値の更新に対応すべく、オーガ収納位置基準値に対する偏差（相対値）として設定されている。
【０００９】
前記制御部１５は、マイクロコンピュータ（ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ等を含む）を用いて構成されており、その入力側には、前述したオーガ旋回位置センサ１４の他に、オーガ１０の上昇限界位置を検出するオーガ上限リミットスイッチ１６、オーガ自動収納制御を実行させるオーガ自動収納スイッチ１７、オーガ自動旋回制御を実行させるオーガ自動旋回スイッチ１８、オーガ自動旋回制御の目標位置を設定する旋回位置設定ダイヤル１９、オーガ手動レバー（図示せず）の右旋回操作を検出する手動右旋回スイッチ２０、オーガ手動レバーの左旋回操作を検出する手動左旋回スイッチ２１、オーガ手動レバーの上昇操作を検出する手動上昇スイッチ２２、オーガ手動レバーの下降操作を検出する手動下降スイッチ２３、本来は入力チェックモードを実行するために用いられる入力チェックスイッチ２４、主変速レバー（図示せず）の後進操作を検出する後進検出スイッチ２５、作業機クラッチの入切を検出する作業機クラッチスイッチ２６等が所定の入力インタフェース回路を介して接続される一方、出力側には、前述したオーガ旋回モータ１３の他に、オーガ昇降シリンダ用電磁バルブ２７の上昇用ソレノイド２７ａおよび下降用ソレノイド２７ｂ、オーガ自動収納スイッチ１７に組み込まれるオーガ自動収納ランプ１７ａ、オーガ自動旋回スイッチ１８に組み込まれるオーガ自動旋回ランプ１８ａ、警笛音を発するホーン２８等が所定の出力インタフェース回路を介して接続されている。
【００１０】
２９は前記制御部１５に設けられる不揮発性メモリであって、該不揮発性メモリ２９は、主電源を切っても記録内容を消失せず、且つ記録内容を書換自在なＥＥＰＲＯＭ等で構成されるが、不揮発性メモリ２９には、前述した各設定値が予め記録されている。
【００１１】
さて、前記制御部１５は、オーガ自動収納スイッチ１７の操作に応じてオーガ１０をオーガ収納位置まで自動的に旋回させる「オーガ自動収納」、オーガ自動旋回スイッチ１８の操作に応じてオーガ１０を旋回位置設定ダイヤル１９の設定位置まで自動的に旋回させる「オーガ自動旋回」、オーガ手動レバーの操作に応じてオーガ１０を旋回または昇降させる「オーガ手動操作」、不揮発性メモリ２９の記録内容を変更する「ＥＥＰＲＯＭ記録モード」等の制御プログラムを備えており、以下、本発明の要部である「ＥＥＰＲＯＭ記録モード」および「オーガ自動旋回」の制御手順をフローチャートに基づいて説明する。
【００１２】
前記「ＥＥＰＲＯＭ記録モード」では、まず、記録モードの実行条件が成立か不成立かを判断する。つまり、電源投入時（キースイッチＯＮ）において、入力チェックスイッチ２４、作業機クラッチスイッチ２６、手動右旋回スイッチ２０および後進検出スイッチ２５がＯＮで、且つ手動左旋回スイッチ２１がＯＦＦであるか否かを判断すると共に、全ての条件が成立していると判断した場合に記録モードに突入するようになっている。そして、記録モードでは、後述する「オーガ収納位置変更記録モード」、「オーガ真後位置変更記録モード」、「仕様変更記録モード」等のサブルーチンを実行すると共に、前述したランプ１７ａ、１８ａを巡回状に点滅させて記録モードであることを表示するが、何れかのサブルーチンで記録中フラグがセットされた場合には、ランプ巡回点滅を停止して対応するランプのみを点滅作動させるようになっている。
【００１３】
前記「オーガ収納位置変更記録モード」では、まず、収納位置記録中フラグの状態を判断し、該フラグがＯＦＦであると判断した場合には、オーガ自動収納スイッチ１７の操作状態を判断する。そして、オーガ自動収納スイッチ１７がＯＮ操作直後（ＯＦＦ→ＯＮ）であると判断した場合には、オーガ収納位置基準値の記録変更操作であると判断して収納位置記録中フラグをＯＮにするようになっている。
【００１４】
前記収納位置記録中フラグがＯＮの状態では、オーガ自動収納ランプ１７ａを点滅させながら再びオーガ自動収納スイッチ１７のＯＮ操作（ＯＦＦ→ＯＮ）を判断し、ここでオーガ自動収納スイッチ１７のＯＮ操作を判断した場合には、現在のオーガ旋回位置センサ値が適正範囲であることを確認した後、現在のオーガ旋回位置センサ値をオーガ収納位置基準値（更新値）として不揮発性メモリ２９に記録する一方、オーガ手動レバーを上昇側に操作しながら、オーガ自動収納スイッチ１７がＯＮ操作されたと判断した場合には、予め設定されるオーガ収納位置標準値（初期値）をオーガ収納位置基準値として不揮発性メモリ２９に記録するようになっている。そして、オーガ収納位置基準値を更新した場合には、収納位置記録中フラグをＯＦＦにして収納位置変更記録モードを終了するが、収納位置記録中フラグがＯＮの状態でオーガ自動旋回スイッチ１８等の所定のスイッチが操作された場合には、オーガ収納位置基準値を更新せずに収納位置変更記録モードを終了するようになっている。
【００１５】
前記「オーガ真後位置変更記録モード」では、まず、真後位置記録中フラグの状態を判断し、該フラグがＯＦＦであると判断した場合には、オーガ自動旋回スイッチ１８の操作状態を判断する。そして、オーガ自動旋回スイッチ１８がＯＮ操作直後（ＯＦＦ→ＯＮ）であると判断した場合には、オーガ真後位置設定値の記録変更操作であると判断して真後位置記録中フラグをＯＮにするようになっている。
【００１６】
前記真後位置記録中フラグがＯＮの状態では、オーガ自動旋回ランプ１８ａを点滅させながら再びオーガ自動旋回スイッチ１８のＯＮ操作（ＯＦＦ→ＯＮ）を判断し、ここでオーガ自動旋回スイッチ１８のＯＮ操作を判断した場合には、現在のオーガ旋回位置センサ値が適正範囲であることを確認した後、現在のオーガ旋回位置センサ値からオーガ収納位置基準値を減じた値をオーガ真後位置設定値（更新値）として不揮発性メモリ２９に記録する一方、オーガ手動レバーを上昇側に操作しながら、オーガ自動旋回スイッチ１８がＯＮ操作されたと判断した場合には、予め設定されるオーガ真後位置標準値（初期値）をオーガ真後位置設定値として不揮発性メモリ２９に記録するようになっている。そして、オーガ真後位置設定値を更新した場合には、真後位置記録中フラグをＯＦＦにして真後位置変更記録モードを終了するが、真後位置記録中フラグがＯＮの状態でオーガ自動収納スイッチ１７等の所定のスイッチが操作された場合には、オーガ真後位置設定値を更新せずに真後位置変更記録モードを終了するようになっている。
【００１７】
一方、通常制御モードで実行される「オーガ自動旋回」では、まず、自動旋回中フラグの状態を判断し、ここで自動旋回中フラグがＯＦＦである場合には、オーガ自動旋回スイッチ１８のＯＮ操作（ＯＦＦ→ＯＮ）を判断する。そして、オーガ自動旋回スイッチ１８がＯＮ操作された場合には、サブルーチンである「自動旋回目標値計算」を実行してオーガ旋回位置センサ１４の目標値を求め、しかる後、自動旋回中フラグをＯＮにするようになっている。
【００１８】
前記自動旋回中フラグがＯＮの状態では、オーガ上限リミットスイッチ１６がＯＮであるか否かを判断し、該判断がＮＯである場合には、オーガ１０を上限位置まで上昇させる。一方、ＹＥＳと判断した場合には、オーガ旋回位置センサ１４の検出値が目標値に到達したか否かを判断し、該判断がＮＯの場合は、オーガ１０を右方向に旋回させながら目標値到達判断を繰り返す。そして、目標値に到達したと判断した時点で自動旋回中フラグをＯＦＦにし、オーガ１０の自動旋回動作を終了するようになっている。
【００１９】
前記「自動旋回目標値計算」では、旋回位置設定ダイヤル１９の操作位置を判断し、該操作位置が真後であると判断した場合には、オーガ収納位置記録値にオーガ真後位置記録値を加算してオーガ目標値にセットする一方、操作位置が真右であると判断した場合には、オーガ収納位置記録値にオーガ真右位置標準値を加算してオーガ目標値にセットするが、オーガ真右位置の目標値を計算する際には、オーガ真後位置記録値（更新値）のオーガ真後位置標準値（初期値）に対する偏差に基づいて目標値を補正するようになっている。つまり、オーガ真後位置記録値とオーガ真後位置標準値との偏差は、オーガ旋回位置センサ１４の変化率のバラツキによって生じるものであるため、オーガ自動旋回動作における旋回ストロークがオーガ真後位置の略半分であるオーガ真右位置の目標値には、前記偏差の半分を加えることで、オーガ旋回位置センサ１４の変化率のバラツキに起因する制御誤差を可及的に排除するようになっている。
【００２０】
また、前記「オーガ手動操作」では、各オーガ操作具の操作に応じてオーガ１０を旋回または昇降させるにあたり、前述した各位置設定値を参照するが、各位置設定値のうち、右旋回禁止範囲終端設定値、下降禁止範囲終端設定値および左旋回禁止範囲始端設定値には、オーガ真右位置目標値と同様に前述した偏差の半分が予め加算されるようになっており、そのためオーガ手動操作においてもオーガ旋回位置センサ１４の変化率のバラツキに起因する制御誤差を可及的に排除することができるようになっている。
【００２１】
叙述の如く構成されたものにおいて、オーガ旋回位置センサ１４の検出値に基づいてオーガ１０を旋回制御するにあたり、オーガ１０の基準位置を特定するオーガ収納位置基準値と、オーガ１０の各旋回位置を特定する複数の位置設定値とを予め制御部１５に設定しているが、制御部１５は、オーガ収納位置でのオーガ旋回位置センサ値に基づいてオーガ収納位置基準値を更新する「オーガ収納位置変更記録モード」と、オーガ真後位置でのオーガ旋回位置センサ値に基づいてオーガ真後位置設定値を更新する「オーガ真後位置変更記録モード」と、更新されたオーガ真後位置設定値（設定値が相対値でない場合はオーガ収納位置基準値およびオーガ真後位置設定値）に基づいて他の位置設定値を補正する「オーガ自動旋回目標値計算」および「オーガ手動操作」を備えている。つまり、オーガ収納位置基準値およびオーガ真後位置設定値を実際のオーガ旋回位置センサ値に基づいて更新することができるため、センサの品質や取付位置にバラツキがある場合でも、オーガ収納位置基準値およびオーガ真後位置設定値を適正化して精度の高い旋回制御を行うことができ、しかも、更新された位置設定値に基づいて他の位置設定値を補正するため、センサ値の変化特性にバラツキがある場合でも、それに起因する制御誤差を解消することが可能になる。
【００２２】
また、制御部１５は、更新されたオーガ真後位置記録値（更新値）の標準値（初期値）に対する偏差に基づいてオーガ真右位置設定値（目標値）や旋回禁止範囲設定値を補正するため、センサ値の変化特性にバラツキがある場合でも、オーガ真右位置設定値やオーガ旋回禁止範囲設定値を適正化して「オーガ自動旋回」や「オーガ手動操作」における制御精度を向上させることができる。
【００２３】
尚、本発明は、前記実施形態に限定されないことは勿論であって、特許請求の範囲においては、補正の対象を位置設定値と記載しているが、該位置設定値には、基準値に対して相対的に設定される位置設定値、さらに位置設定値に基づいて計算される目標値の意味が含まれている。
【図面の簡単な説明】
【図１】コンバインの側面図である。
【図２】同上平面図である。
【図３】オーガ旋回範囲を示す平面図である。
【図４】通常制御モードにおける制御部の入出力を示すブロック図である。
【図５】変更記録モードにおける制御部の入出力を示すブロック図である。
【図６】「ＥＥＰＲＯＭ記録モード」を示すフローチャートである。
【図７】「オーガ収納位置変更記録モード」を示すフローチャートである。
【図８】「オーガ真後位置変更記録モード」を示すフローチャートである。
【図９】「オーガ自動旋回」を示すフローチャートである。
【図１０】「自動旋回目標値計算」を示すフローチャートである。
【符号の説明】
１ コンバイン
７ 操作部
１０ オーガ
１２ オーガ昇降シリンダ
１３ オーガ旋回モータ
１４ オーガ旋回位置センサ
１５ 制御部
１７ オーガ自動収納スイッチ
１８ オーガ自動旋回スイッチ
１９ 旋回位置設定ダイヤル
２９ 不揮発性メモリ

Claims (2)

1. 穀粒排出用のオーガの旋回位置を検出するオーガ旋回位置センサの検出値に基づいてオーガを移動制御するにあたり、オーガの基準位置を特定する基準値と、オーガの各移動位置を特定する複数の位置設定値とを予め設定したコンバインの制御装置であって、該制御装置に、基準位置でのオーガ旋回位置センサ値に基づいて基準値を更新する基準値更新手段と、所定の移動位置でのオーガ旋回位置センサ値に基づいて所定の位置設定値を更新する設定値更新手段と、更新された基準値および位置設定値に基づいて他の位置設定値を補正する設定値補正手段とを設けるにあたり、制御装置は、コンバインに設けられる穀粒排出用オーガの旋回用アクチュエータを制御対象とし、オーガ自動収納制御の目標位置であるオーガ収納位置でのオーガ旋回位置センサ値を更新されたオーガ収納位置基準値として記憶する一方、オーガ自動旋回制御の予め設定される目標位置でのオーガ旋回位置センサ値についてオーガ収納位置基準値で補正した値を更新された位置設定値として記憶することを特徴とするコンバインの制御装置。
2. 制御装置は、更新値の初期値に対する偏差に基づいてオーガ真右位置設定値またはオーガ旋回禁止範囲設定値を補正することを特徴とする請求項１記載のコンバインの制御装置。

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