JPH0115286Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案は、作業対地高さを、自動的に調節可能
な農作業機、詳しくは作業部の対地高さを所定間
隔でサンプリングする検出器を設けるとともに、
前記検出器によるサンプル値の所定個数の平均値
に基づいて、前記作業部を設定刈高さに維持する
様に対地高さ自動制御を行うべく構成してある農
作業機に関する。

従来一般に、上記制御の一例であるコンバイン
に於ける刈高さ制御では、刈取部に設けられたセ
ンサーで刈取部の対地高さを検出しつつ、その高
さを目標値である設定高さに維持すべく、刈取部
を油圧シリンダで上下動させて対地高さを調節す
るように構成された単なるフイードバツク制御方
式が採用されている。

一方、刈取部の重量はかなり大きなものであり
油圧シリンダによつて刈取部が上下動する速度
は、圃場の小さな凹凸とコンバインの走行とによ
つて生じる小きざみな対地高さの変化に追従でき
るほど早くはない。

従つて、制御装置がセンサーからの対地高さの
情報に基づいて、この小きざみな変化に追従する
様な制御信号を発生すると、この信号を受けて油
圧シリンダを切り換える電磁バルブが絶えず無意
味に作動して、刈取装置はいわゆるハンチング状
態に陥つてしまう。

そこで、この様なハンチング等を防止するため
に、最近、冒頭に記したように、対地高さのサン
プル値の所定個数を平均して、その平均値をその
時の刈取部の対地高さとして検出し、この平均的
対地高さを目標値に維持すべく構成することが提
案されている。

しかしながら、このようにサンプル値の平均値
のみに基いて制御を行うと、上記欠点は除去し得
るものの、地面の大きな起伏に対する応答も遅れ
るという新たな欠点が生じることになり、特に、
地面の盛り上りに対する刈取部の上昇が遅れるこ
とによつて、刈取部の下端部が地面の盛り上り箇
所に衝突するという重大な欠点が生じる。

つまり、従来の制御は、前述のような利点を有
するところの平均値に基く制御でありながら、上
記のような衝突の危険を防止する有効手段を備え
ていなかつたために、その制御方式を無条件に利
用できないという不都合があつた。

本発明の目的は、前記従来技術の利点を十分に
生かしながら、しかも、作業部の地面への衝突と
いう危険を可及的に防止し得る農作業機を提供す
ることにある。

上記目的を達成するために、本発明による農作
業機は、冒記構成に加えて、前記対地高さ検出器
によるサンプル値の変動が一定以上に大きいとき
には、前記作業部の対地高さ設定値を自動的に高
く設定すべく構成してある制御演算装置を設けた
ことを特徴とするものである。

なお、前記サンプル値の変動の大きさは、制御
系の時定数等の特性に応じて、様々に定義するこ
とが可能なものであり、例えば、サンプル値の統
計的変動（variance）、平均からの一定値以上の
変動、その他を用いることができる。

上記特徴構成によれば、従来の制御手段の利点
を十分に生かしてバルブの不要な作動や刈取部の
ハンチング現象を回避しながら、しかも、地面の
起伏の変化が激しくかつ大きくなると、対地高さ
の目標値を自動的に高く設定変更されることによ
つて、作業部が地面に衝突するという危険を可及
的に防止することができるようになつた。

更に、対地高さ変動の大きさに応じて自動的に
目標値となる対地高さを設定することも可能とな
り、特に、変化が小さい場合に於ける目標値を、
従来では危険と考えられ実現され得なかつた高さ
に設定することも可能となつた。

以下、図面に基づいて本考案の実施例を説明す
る。

第１図は農作業機の一例にあげたコンバインの
前部側面図を示し、刈刃６を有する刈取部２作業
部は、そのフレームの一端が支点Ｐの周りに上下
回動自在に走行機体１に取付けられ、油圧シリン
ダ３によつて上下揺動される様に構成されてい
る。また刈取部２の対地高さを検出するセンサー
として、超音波センサー４が、刈取部２の前部に
設けられた分草具５の背後に取に付けられてい
る。

前記刈取部２の自動昇降制御システムの基本的
構成は、前記超音波センサー４で刈取部２の対地
高さを所定間隔でサンプリング検出し、このサン
プル値の所定個数の平均値、即ち、刈取部２の平
均対地高さを求め、この平均対地高さと、目標値
である設定対地高さとの比較に基いて前記油圧シ
リンダ３を作動させ、刈取部２の対地高さを設定
値に維持する様に刈取部２を上下昇降制御するも
のである。そして、前記油圧シリンダ３の動きを
切り換るのには電磁バルブ１１が用いられ、この
電磁バルブ１１のソレノイドを作動させて前記刈
取部２の対地高さを調節する様に構成されてい
る。

更に、上記自動制御の基本構成に加えて、前記
設定目標値を測定される対地高さの変動の態様に
応じて修正する構成が設けられている。即ち、前
記刈取部２の対地高さのサンプル値の変動がある
基準を越えて大きなものとなつた場合には、刈取
部２の刈高さ目標値を自動的に通常よりも高く設
定変更するように構成してある。前記刈取部２の
対地高さ平均値の変動の大きさを判定する基準と
しては、下記のように種々の方式が考えられる。

第１実施例に於いては、前記変動の大きさを次
の様に定義している。この計算は制御演算装置と
して内装されたマイクロコンピユータ１０によつ
て実現される。

即ち、刈取部２の対地高さ平均値Ａは最近の過
去N₁回のサンプリングのサンプル値S_o+1，……，
SnN₁から求められ、求められた平均値Ａと、最
近の過去N₂（N₁）回のサンプル値S_o+1，……，
Sn＋N₂によつて、前記変動の大きさＶを、 によつて表現する。要するに、各サンプル値が平
均値Ａからどれだけ大きくずれているかを検出す
ることによつて前記変動の大きさを見るというこ
とである。

第２実施例に於いては、Ｖを で表現する。記号〔Ａ−Sn＋ｉ〕₊はＡ−Sn＋ｉ
が正ならばその値を示し、Ａ−Sn＋ｉが負又は
０ならば０とするもので、要するに、刈取部２が
地面に近づくときのみの変化の大きさを取り出す
ものである。

第３実施例においては、Ｖを、 で表現する。aiは重み係数で最近のサンプル値に
ほど大きな係数が与えられる。

第２図は制御装置のハードウエア構成のブロツ
ク図であつて、上記第１実施例から第３実施例に
於いて共通である。７は同期用のクロツク発生
器、８はカウンタから成る分周器、９は超音波距
離検出器であつて、分周器８からパルスが出力さ
れる毎に超音波を発し、地面での反射波が戻るま
での時間を計測して刈取部２の対地高さのサンプ
ル値を出力すると共に、出力データが有効か有効
でないかの信号を発生する。このうち、有効を示
す記号レベルは計測結果を出力するのと同時に出
力される。一方、マイクロコンピユータ１０は、
この信号が有効レベルを示しているときにのみ距
離検出器９の高さサンプル値の出力を取り込み、
その出力の取り込みが終了すると、距離検出器９
に対して取り込み終了信号を返す。そこで距離検
出器９はデータの有効か有効でないかを示す信号
を有効でないことを示すレベルに戻す。

そして、マイクロコンピユータ１０は、第３図
のフローチヤートに示される様な処理を行つて、
刈取部２の対地高さを調節する。

ステツプで、基準としての初期化を行い、 ステツプで、距離検出器９からの出力が有効
か否かを判断する。

ステツプで、検出器９からの出力が有効であ
れば取り込んで平均Ａ及動の大きさＶを前記の式
に基いて計算する。尚、この計算には式にある割
算は行なわなくてもよいのは自明である。

ステツプでは、対地高さの変動の大きさが所
定値より大きいかを調べ、大きければ高い目標値
を設定し、所定値以下ならば低い目標値を設定す
る。

ステツプは目標値と平均値とを比較して、平
均値が目標値に近づく様に油圧シリンダ３の動き
を切り換える電磁バルブ１１に信号を発するステ
ツプである。尚、上記比較には許容誤差が設けら
れている。

この実施例では、変動の大きさに応じて２段階
の目標値が設定される様に構成したが、目標値を
それ以上の複数段階に分けることも可能である。

【図面の簡単な説明】

図面は本考案に係る農作業機の実施例を示し、
第１図はコンバインの前部側面図、第２図は制御
システムのブロツク図、そして、第３図は制御フ
ローチヤートである。 ２……作業部、９……対地高さ検出器、１０…
…制御演算装置。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 作業部２の対地高さを所定間隔でサンプリング
   する検出器９を設けるとともに、前記検出器９に
   よるサンプル値の所定個数の平均値に基づいて、
   前記作業部２を設定対地高さに維持する様に対地
   高さ自動制御を行うべく構成してある農作業機で
   あつて、前記対地高さ検出器９によるサンプル値
   の変動が一定以上に大きいときには、前記作業部
   ２の対地高さ設定値を自動的に高く設定すべく構
   成してある制御演算装置１０を設けてあることを
   特徴とする農作業機。