JPH05184209A - コンバインにおける走行方向制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】作業者の乗り心地の向上、および機体の蛇行の
抑制を同時に達成すること。 【構成】横刈り用方向センサ４，５の検出値を読み込ん
だのち（Ｓ１）、走行速度センサ２３の検出値を読み込
んで走行速度Ｖを算出する（Ｓ２，Ｓ３）。次に、穀稈
センサ７の検出値が「ＯＮ」のときには（Ｓ４）、横刈
り用方向センサ４，５の「ＯＮ／ＯＦＦ」状態の検出処
理を以下のように行う（Ｓ５）。すなわち、横刈り用方
向センサ４、５のオン時間に基づいて未刈穀稈群の端部
との距離を算出し、その算出距離から未刈穀稈群の端部
との距離の変化量ΔＬを算出する。次に、その算出した
距離の変化量ΔＬおよびステップＳ３で算出した走行速
度Ｖから、左右クローラ２１Ｒ，２１Ｌの制動時間を決
定する（Ｓ６）。そして、その決定した制動時間だけ左
右クローラの一方を制動する（Ｓ７）。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はコンバインに関し、特に
その走行方向制御装置の改良に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、この種の走行方向制御装置では、
デバイダ（分草器）の先端近くに装着した一対のセンサ
が作物の株の有無を検出し、その検出結果に応じて油圧
シリンダでサイドクラッチを作動してコンバインの走行
方向を制御している。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかし、このような従
来の走行制御では、制御の応答性を上げるとオーバシュ
ートぎみとなりハンチングを起こし、その結果、機体が
左右に振られて作業者の乗り心地が悪い上に、機体の蛇
行を抑制できないという問題があった。これは、作物を
条方向と直交する方向に刈るいわゆる横刈りの場合に、
特に問題となっている。

【０００４】そこで、本発明は、上記の問題を解消し、
作業者の乗り心地の向上、および機体の蛇行の抑制を同
時に達成することを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】かかる目的を達成するた
めに、本発明は、以下のように構成した。すなわち、本
発明は、走行方向調節手段により走行部の走行方向を調
節自在なコンバインにおいて、コンバインの走行速度を
検出する走行速度検出手段と、コンバインの刈り取り作
業中に未刈穀稈群の端部との距離を検出する距離検出手
段と、当該距離検出手段の検出距離の変化量を算出する
変化量算出手段と、当該変化量算出手段が算出した検出
距離の変化量と、前記走行速度検出手段が検出した走行
速度との組み合わせから、前記走行方向調節手段の調節
量を算出する調節量算出手段と、その算出した調節量に
なるように前記走行方向調節手段を制御する走行方向制
御手段と、を備えてなる。

【０００６】

【作用】本発明では、走行速度検出手段はコンバインの
走行速度を検出し、距離検出手段はコンバインの刈り取
り作業中に未刈穀稈群の端部との距離を検出する。変化
量算出手段は、その検出距離の変化量を算出する。そし
て、調節量算出手段は、変化量算出手段が算出した検出
距離の変化量と、走行速度検出手段が検出した走行速度
との組み合わせから、走行方向調節手段の調節量を算出
する。このように算出される調節量は、未刈穀稈群の端
部との距離の変化量のみならず、コンバインの走行速度
も考慮される。走行方向制御手段は、その算出した調節
量になるように走行方向調節手段を制御する。

【０００７】従って、本発明では、走行方向調節手段の
調節量を、未刈穀稈群の端部との距離の変化量のみなら
ず、コンバインの走行速度をも考慮して決定し、走行方
向の制御を行うようにしたので、ハンチングを防止で
き、もって作業者の乗り心地の向上、および機体の蛇行
の抑制を同時に達成できる。

【０００８】

【実施例】次に、本発明の実施例について図面を参照し
て詳細に説明する。

【０００９】図１は本発実施例のセンサの配置構成を示
し、コンバインの分草器１Ａには条刈りの際に走行方向
の制御に使用する一対の条刈り用方向センサ２，３を装
着する。また、分草器１Ｂおよびその分草器１Ｂの後方
には、横刈りの際に走行方向の制御に使用する一対の横
刈り用方向センサ４，５を装着する。条刈り用方向セン
サ２，３は、条刈りの際に未刈穀稈（作物）と接触して
その有無を検出する旋回自在な検出片２Ａ，３Ａを有す
る。横刈り用方向センサ４，５は、横刈りの際に未刈穀
稈群の端部の未刈穀稈と接触してその有無を検出する旋
回自在な検出片４Ａ，５Ａを有する。さらに、未刈穀稈
の有無を検出する穀稈センサ６，７を、所定の位置に配
置する。なお、図中において８は引き起こし装置、９は
掻き込み装置、１０はカッタである。

【００１０】次に、この実施例の動力伝達機構につい
て、図２を参照して説明する。

【００１１】図２において、１１はエンジンであり、こ
のエンジン１１の出力軸１２にはプーリ１３，１４，１
５をそれぞれ取り付ける。プーリ１３は脱穀部１６にベ
ルトを介して接続し、プーリ１４は刈り取り部１７にベ
ルトを介して接続する。また、プーリ１５はベルトを介
して油圧式変速装置１８の入力軸のプーリ１９に接続す
る。油圧式変速装置１８の出力側は、クラッチおよびブ
レーキからなる制動機構２０Ｒ，２０Ｌを介し、左右の
クローラ２１Ｒ，２１Ｌに接続する。

【００１２】制動機構２０Ｒ，２０Ｌには、これら制動
機構２０Ｒ，２０Ｌを個別に駆動する油圧シリンダ２２
Ｒ，２２Ｌをそれぞれ設ける。そして、制動機構２０
Ｒ，２０Ｌ、クローラ２１Ｒ，２１Ｌなどにより走行部
を構成する。クローラ２１Ｒ，２１Ｌの走行速度を検出
するために、フォトカプラなどからなる走行速度センサ
２３を、上記の走行部の伝動機構の中間軸の端部および
その周囲に設ける。

【００１３】次に、この実施例の制御系の一例につい
て、図３を参照して説明する。

【００１４】図において、マイクロコンピュータ３０は
ＣＰＵやメモリなどからなり、後述のように入力信号に
応じて各部を制御するものである。マイクロコンピュー
タ３０の入力側には、入力インタフェース３１を介し
て、上述の条刈り用方向センサ２，３、横刈り用方向セ
ンサ４，５、穀稈センサ６，７、および走行速度センサ
２３をそれぞれ電気的に接続する。マイクロコンピュー
タ３０の出力側には、出力インタフェース３２を介し
て、上述の油圧シリンダ２２Ｒを駆動する右ソレノイド
３３、上述の油圧シリンダ２２Ｌを駆動する左ソレノイ
ド３４などを電気的に接続する。

【００１５】次に、このように構成する本発明実施例の
動作の一例について、以下に説明する。

【００１６】いま、エンジン１１が起動すると、その動
力が出力軸１２、プーリ１５，１９を介して油圧変速装
置１５の入力軸に伝達される。次に、運転席の走行クラ
ッチレバー（図示せず）を接続位置にセットすると、制
動機構２０Ｒ，２０Ｌが接続状態になって、エンジン１
１の動力がクローラ２１Ｒ，２１Ｌに伝達され走行を開
始する。次に、運転席の刈り取り脱穀クラッチレバー
（図示せず）を「刈取・脱穀」位置にセットすると、エ
ンジン１１の動力は、脱穀部１６、刈り取り部１７に伝
達され刈り取り脱穀作業を開始する。

【００１７】そして、本発明実施例では、このような走
行作業に併せて、コンバインが作物の刈残しが無く、刈
り幅一杯に刈り取り作業ができるように、作物に沿って
走行するための走行方向制御を、以下のようなファジィ
制御により行う。ここでは、図４のフローチャートを参
照して、横刈りに際しての走行方向制御について説明す
る。

【００１８】まず、横刈り用方向センサ４，５の検出値
を読み込む（Ｓ１）。次に、走行速度センサ２３の検出
値を読み込み（Ｓ２）、その検出値から走行部（コンバ
イン）の走行速度Ｖを算出する（Ｓ３）。そして、穀稈
センサ７の検出値が「ＯＮ」か否か判定し（Ｓ４）、
「ＯＮ」のときには、横刈り用方向センサ４，５の「Ｏ
Ｎ／ＯＦＦ」状態の検出処理（Ｓ５）を以下のように行
う。

【００１９】横刈り用方向センサ４は、刈り取り作業中
に未刈穀稈群の端部の未刈穀稈に検出片４Ａが接触して
「ＯＮ」する。そして、このオン時間は、走行速度が同
じ条件の下では、横刈り用方向センサ４の本体と未刈穀
稈群の端部との距離Ｌに対応する（図５参照）。すなわ
ち、オン時間が短ければ距離Ｌは長く、オン時間が長け
れば距離Ｌは短くなる。しかし、オン時間が同一でも走
行速度Ｖにより距離Ｌが異なるので、オン時間と走行速
度Ｖから距離Ｌを求める。これは、横刈り用方向センサ
５についても同様である。そこで、横刈り用方向センサ
４、または横刈り用方向センサ５のオン時間およびその
ときの走行速度Ｖに基づいて未刈穀稈群の端部との距離
を算出し、現在の算出距離と前回の算出距離との差、す
なわち算出距離の変化量ΔＬを算出する。

【００２０】次に、その算出した距離の変化量ΔＬ、お
よびステップＳ３で算出した走行速度Ｖから、ファジィ
制御規則により、左右のソレノイド３３、３４の作動時
間、すなわち左右のクローラ２１Ｒ，２１Ｌの制動時間
Ｍを決定する（Ｓ６）。そして、その決定した制動時間
Ｍだけ、右ソレノイド３３または左ソレノイド３４を作
動する信号を出力する（Ｓ７）。

【００２１】このようなファジィ制御の実施にあたり、
図６の表で示すようなファジィ制御規則を採用し、上記
からも明らかなように、その前件部は未刈穀稈群の端部
との距離の変化量ΔＬ、および走行部の走行速度Ｖにす
るとともに、その後件部は左右のクローラ２１Ｒ，２１
Ｌの制動時間Ｍとする。図において、縦の列は距離の変
化量ΔＬの値、横の行は走行速度Ｖの値、表の中は左右
のクローラ２１Ｒ，２１Ｌの制動時間Ｍに対応した値を
示す。

【００２２】ここで、未刈穀稈群の端部との距離の変化
量ΔＬのラベルは、 ＮＢ：左に大きく増加 ＮＳ：左にやや増加 ＺＯ：ほぼ変化なし ＰＳ：右にやや増加 ＰＢ：右に大きく増加 を意味する。

【００２３】また、走行速度Ｖのラベルは、 ＮＢ：遅い ＮＳ：やや遅い ＺＯ：普通の速さ ＰＳ：やや速い ＰＢ：速い を意味する。

【００２４】また、左右のクローラ２１Ｒ，２１Ｌの制
動時間Ｍのレベルは、 ＮＢ：左を長く制動 ＮＳ：左を少し制動 ＺＯ：制動しない ＰＳ：右を少し制動 ＰＢ：右を長く制動 を意味する。

【００２５】図６で示す制御規則は、次の形で表される
もので、たとえば「もし未刈穀稈群の端部との距離の変
化量ΔＬがＮＢ（左に大きく増加）で、走行速度ＶがＮ
Ｂ（遅い）ならば、右クローラ２１Ｒの制動時間をＰＢ
（右に長く制動）にしなさい。」のようになる。

【００２６】そして、未刈穀稈群の端部との距離の変化
量ΔＬのメンバーシップ関数を図７（Ａ）、走行速度Ｖ
のメンバーシップ関数を図７（Ｂ）、左右のクローラ２
１Ｒ，２１Ｌの制動時間Ｍのメンバーシップ関数を図７
（Ｃ）、にそれぞれ示す。

【００２７】次に、左右のクローラ２１Ｒ，２１Ｌの制
動時間Ｍを求める過程ではファジィ推論法を用いる。す
なわち、いま未刈穀稈群の端部との距離の変化量ΔＬ
と、走行速度Ｖとの現在の状態値が属する制御規則を考
え、それを図６の規則から選択すると、例えば以下のよ
うになる。

【００２８】｛Ｒ１：距離の変化量ΔＬがＰＳ（右に大
きく増加）、走行速度ＶがＰＳ（やや速い）ならば、左
右のクローラの制動時間ＭはＮＳ（左を少し制動）であ
る。｝ ｛Ｒ２：距離の変化量ΔＬがＺＯ（ほぼ変化な
し）、走行速度ＶがＺＯ（普通）ならば、左右のクロー
ラの制動時間ＭはＺＯ（制動しない）である。｝これら
制御規則Ｒ１、Ｒ２、のメンバーシップ関数を図８に示
し、これら制御規則の成立する度合いを図で評価する。

【００２９】そこで、いま現在の距離の変化量ΔＬの値
が図８（Ａ）で示すようにΔＬ１、走行速度Ｖの値が図
８（Ｂ）で示すようにＶ１とすると、制御規則Ｒ１が距
離の変化量ΔＬの値ΔＬ１および走行速度Ｖの値Ｖ１を
満たす度合いは０．２と０．５であり、０．２を制御規
則Ｒ１における適合度として図８（Ｃ）に示すような推
論結果が得られる。また、制御規則Ｒ２が距離の変化量
ΔＬの値ΔＬ１および走行速度Ｖの値Ｖ１を満たす度合
いは０．５と０．３であり、０．３を制御規則Ｒ２にお
ける適合度として図８（Ｃ）に示すような推論結果が得
られる。

【００３０】そして、これら２つの推論結果を総合し、
こうして得られた制動時間Ｍのメンバーシップ関数の集
合から重心位置を求め、これを最終的な制動時間とす
る。

【００３１】このような演算は、上述のようにマイクロ
コンピュータ３０で行い、演算された制動時間に応じて
左ソレノイド３４または右ソレノイド３３が算出された
制動時間だけ励磁される。その結果、油圧シリンダ２２
Ｒまたは油圧シリンダ２２Ｌの駆動により制動機構２０
Ｒまたは制動機構２０Ｌが作動し、左右のクローラ２１
Ｒ，２１Ｌのいずれか一方が制動時間だけ制動され、方
向制御される。

【００３２】以上のように本実施例では、未刈穀稈群の
端部との距離の変化量ΔＬ、および走行速度Ｖをファジ
ィ制御規則の前件部とし、左右のクローラの制動時間を
後件部としたので、未刈穀稈群の端部との距離の変化量
のみならず、走行部の走行速度をも考慮し、走行方向を
制御するようにした。従って、ハンチングが防止でき、
もって作業者の乗り心地の向上、および機体の蛇行の抑
制を達成できる。

【００３３】

【発明の効果】以上説明したように本発明では、走行方
向調節手段の調節量を、未刈穀稈群の端部との距離の変
化量のみならず、コンバインの走行速度をも考慮して決
定し、走行方向の制御を行うようにしたので、ハンチン
グを防止でき、もって作業者の乗り心地の向上、および
機体の蛇行の抑制を同時に達成できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明実施例のセンサの配置構成を示す図であ
る。

【図２】本発明実施例の動力伝達系の構成を示す図であ
る。

【図３】本発明実施例の制御系の一例を示すブロック図
である。

【図４】本発明実施例の動作の一例を示すフローチャー
トである。

【図５】横刈り用方向センサの動作を説明する図であ
る。

【図６】本発明実施例に適用したファジィ制御規則の一
例を示す図である。

【図７】（Ａ）は未刈穀稈群の端部との距離の変化量Δ
Ｌのメンバーシップ関数を示す図、（Ｂ）は走行速度Ｖ
のメンバーシップ関数を示す図、（Ｃ）は左右のクロー
ラの制動時間のメンバーシップ関数を示す図である。

【図８】制御規則からファジィ推論の一例を説明する説
明図である。

【符号の説明】

２，３ 条刈り用方向センサ ４，５ 横刈り用方向センサ １１ エンジン ２０Ｒ，２０Ｌ 制動機構 ２１Ｒ，２１Ｌ クローラ ２２Ｒ，２２Ｌ 油圧シリンダ ２３ 走行速度センサ ３０ マイクロコンピュータ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】走行方向調節手段により走行部の走行方向
   を調節自在なコンバインにおいて、 コンバインの走行速度を検出する走行速度検出手段と、 コンバインの刈り取り作業中に未刈穀稈群の端部との距
   離を検出する距離検出手段と、 当該距離検出手段の検出距離の変化量を算出する変化量
   算出手段と、 当該変化量算出手段が算出した検出距離の変化量と、前
   記走行速度検出手段が検出した走行速度との組み合わせ
   から、前記走行方向調節手段の調節量を算出する調節量
   算出手段と、 その算出した調節量になるように前記走行方向調節手段
   を制御する走行方向制御手段と、 を備えてなる走行方向制御装置。