JPH06141613A - 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】横刈りの際に刈り残しがないような方向制御を
行うこと。 【構成】まず、横刈り用方向センサ４，５の出力を読み
込み（Ｓ１）、「ニュートラル域」か否か、すなわち横
刈り制御が必要か否かを判別する（ステップＳ２）。そ
の結果、横刈り制御が必要なときには、コンバインを未
刈穀稈に近付けるべきか、コンバインを未刈穀稈から遠
ざけるかを判定する（Ｓ３）。近付けるべきときには、
左クローラ２１Ｒを制動する（Ｓ４）。他方、遠ざける
べきときには、センサ４，５の出力と、走行速度センサ
２３の検出走行速度Ｖとから、未刈穀稈との距離を算出
するとともに、現在の算出距離と前回の算出距離との差
から未刈穀稈との距離の変化量ΔＬを算出する（Ｓ５，
Ｓ６）。次に、その算出した未刈穀稈との距離Ｌ、およ
びその距離の変化量ΔＬから、ファジィ制御規則によ
り、右のクローラ２１Ｒの制動時間Ｍを決定し（Ｓ
７）、その決定した制動時間Ｍだけクローラ２１Ｒを制
動して方向変更する（Ｓ８）。

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】ところで、作物の植え
付け位置は、条方向に直交する横方向では一直線状に並
ばず株の並び方に凹凸があるのが一般的である。

【０００４】そのため上記のような従来の方向制御で
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、コンバインの機体が未刈穀稈側に突っ込みす
ぎて刈り残しを生ずることがしばしばあり、それが問題
となっていた。

【０００５】そこで、本発明は、上記の問題を解消し、
横刈りの際に刈り残しがないような方向制御を行うこと
を目的とする。

【０００６】

【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。

【０００７】すなわち、本発明は、走行部の左右一対の
クローラにより走行するコンバインにおいて、未刈穀稈
と接触すべき長さの異なる検出片を有する２つの横刈り
用方向センサと、コンバインの走行速度を検出する走行
速度センサと、前記２つの横刈り用方向センサの出力に
基づき、コンバインを未刈穀稈に近付けるべきか、また
はコンバインを未刈穀稈から遠ざけるべきかを判定する
判定手段と、当該判定手段が未刈穀稈に近付けるべきと
判定したときに、未刈穀稈側のクローラの制動を前記横
刈り用方向センサの検出状態に応じて制動する第１制動
手段と、前記判定手段が未刈穀稈から遠ざけるべきと判
定したときに、前記２つの横刈り用方向センサの出力
と、前記走行速度センサの検出走行速度とから、未刈穀
稈との距離を求める距離算出手段と、当該距離算出手段
の算出距離から距離の変化量を求める変化量算出手段
と、前記距離算出手段の算出距離と、前記変化量算出手
段の算出距離の変化量との組み合わせから、既刈穀稈側
のクローラの制動時間を決定する制動時間決定手段と、
当該制動時間決定手段が決定した制動時間になるように
既刈穀稈側のクローラを制動する第２制動手段と、を備
えてなる。

【０００８】

【作用】このように構成する本発明では、判定手段が２
つの横刈り用方向センサの出力に基づき、コンバインを
未刈穀稈に近付けるべきか、またはコンバインを未刈穀
稈から遠ざけるべきかを判定する。

【０００９】判定手段が未刈穀稈に近付けるべきと判定
したときは、第１制動手段が未刈穀稈側のクローラの制
動を横刈り用方向センサの検出状態に応じて行う。

【００１０】他方、判定手段が未刈穀稈から遠ざけるべ
きと判定したときは、距離算出手段が２つの横刈り用方
向センサの出力と、走行速度センサの検出走行速度とか
ら、未刈穀稈との距離を求める。変化量算出手段は、そ
の算出距離から距離の変化量を求める。さらに、制動時
間決定手段は、距離算出手段の算出距離と、変化量算出
手段の算出距離の変化量との組み合わせから、既刈穀稈
側のクローラの制動時間を決定する。そして、第２制動
手段は、その決定した制動時間になるように既刈穀稈側
のクローラを制動する。

【００１１】このように本発明は、コンバインが未刈穀
稈から離れて未刈穀稈に近付けるべきときには、未刈穀
稈側のクローラ（一般に左クローラ）は従来のように制
動する。一方、コンバインが未刈穀稈に近付き過ぎコン
バインを未刈穀稈から遠ざけるべきときには、未刈穀稈
との距離のみならずその距離の変化量（未刈穀稈に対す
る接近状態）に応じて、既刈穀稈側のクローラ（一般に
右クローラ）の制動時間を決定し、その決定した制動時
間だけ既刈穀稈側のクローラを制動する。従って、本発
明では、横刈りの際に、コンバインが未刈穀稈側に突っ
込み過ぎるのを防止できるので、刈り残しのない方向制
御を行うことができる。

【００１２】

【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。

【００１３】図１は本発明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
穀稈と接触し、その有無を検出する旋回自在で長さが異
なる検出片４Ａ，５Ａをそれぞれ有する。さらに、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。

【００１４】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。

【００１５】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。なお、この制動機
構２０Ｒ，２０Ｌでは、ブレーキがいったん作動すれば
その制動力は変化しないが、これに代えて制動力が調整
可能な形式の制動機構でもよく、その形式は問わない。

【００１６】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。

【００１７】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。

【００１８】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。

【００１９】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。

【００２０】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。

【００２１】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１８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。

【００２２】そして、本発明実施例では、このような走
行作業に併せて、横刈りの際に、コンバインが作物の刈
残しが無く、しかも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。

【００２３】まず、図４で示すように、横刈り用方向セ
ンサ４，５の出力を読み込み（ステップＳ１）、その出
力から横刈り用方向センサ４，５が「ニュートラル域」
か否か、すなわち横刈り制御が必要か否かを判別する
（ステップＳ２）。

【００２４】ここで、横刈り用方向センサ４の出力は、
検出片４Ａが未刈穀稈に接触しているときには「ＯＮ」
となり、検出片４Ａが未刈穀稈に接触していないときに
は「ＯＦＦ」となる。横刈り用方向センサ５の出力につ
いても同様である。

【００２５】そこで、この実施例では、図５の（Ａ）で
示すように、刈り用方向センサ４の出力が「ＯＦＦ」で
横刈り用方向センサ５の出力が「ＯＮ」のときには、
「ニュートラル域」、すなわち横刈り制御が不要と判別
し機体は方向変更せずに直進する。一方、図５の（Ｂ）
で示すように、横刈り用方向センサ４および横刈り用方
向センサ５の出力がいずれも「ＯＮ」、または図５の
（Ｃ）で示すように、横刈り用方向センサ４および横刈
り用方向センサ５の出力がいずれも「ＯＦＦ」のときに
は、「非ニュートラル域」で横刈り制御をすべきと判別
する。

【００２６】その判定の結果、横刈り制御が必要なとき
にはステップＳ３に進む。ステップＳ３では、ステップ
Ｓ１で読み込んだ２つの横刈り用方向センサ４、５の両
出力に基づき、図５の（Ｃ）で示すように、横刈り用方
向センサ４および横刈り用方向センサ５の出力がいずれ
も「ＯＦＦ」のときには、コンバインを未刈穀稈に近付
けるべきと判定する。一方、図５の（Ｂ）で示すよう
に、横刈り用方向センサ４および横刈り用方向センサ５
の出力がいずれも「ＯＮ」のときに、コンバインを未刈
穀稈から遠ざけるべきと判定する。

【００２７】その結果、コンバインを未刈穀稈に近付け
るべきと判定されたときには、左ソレノイド３４が励磁
されて油圧シリンダ２２Ｌの駆動により制動機構２０Ｌ
が作動するので、左クローラ２１Ｌが制動されてコンバ
インが未刈穀稈側に近付く（ステップＳ４）。

【００２８】他方、コンバインを未刈穀稈から遠ざける
べきと判定されたときには、横刈り用方向センサ４また
は横刈り用方向センサ５の出力が「ＯＮ」状態で走行し
た距離と、走行速度センサ２３の検出走行速度Ｖとか
ら、以下のようにセンサから未刈穀稈までの距離を算出
するとともに、現在の算出距離と前回の算出距離との差
から未刈穀稈までの距離の変化量ΔＬを算出する（Ｓ
５，Ｓ６）。

【００２９】例えば、横刈り用方向センサ４は、刈り取
り作業中に未刈穀稈に検出片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本体と未刈穀稈との距離Ｌ
に対応する（図５の（Ｂ）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。そこで、横刈り用方向センサ４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との距
離Ｌを算出し（ステップＳ５）、現在の算出距離と前回
の算出距離との差からその距離の時間的な変化量ΔＬを
算出する（ステップＳ６）。

【００３０】次に、その算出した未刈穀稈との距離Ｌ、
およびその距離の変化量ΔＬから、ファジィ制御規則に
より、右ソレノイド３３の作動時間、すなわち未刈穀稈
側のクローラである右クローラ２１Ｒの制動時間Ｍを決
定する（ステップＳ７）。

【００３１】このようなファジィ制御の実施にあたり、
図７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との距離
Ｌ、およびその距離の変化量ΔＬにするとともに、その
後件部は右クローラ２１Ｒの制動時間Ｍとする。図にお
いて、縦の列は未刈穀稈との距離Ｌの値、横の行は距離
の変化量ΔＬの値、表の中は右クローラ２１Ｒの制動時
間Ｍに対応した値を示す。

【００３２】ここで、未刈穀稈との距離Ｌのラベルは、 ＮＢ：長い ＮＳ：やや長い ＺＯ：標準 ＰＳ：やや短い ＰＢ：短い を意味する。なお、未刈穀稈との距離Ｌと各ラベルの関
係の一例を示すと図６に示すようになる。

【００３３】また、距離の変化量ΔＬのラベルは、 ＮＢ：遠ざかっている ＮＳ：やや遠ざかっている ＺＯ：変化なし ＰＳ：やや近付いている ＰＢ：近付いている を意味する。

【００３４】また、右クローラ２１Ｒの制動時間Ｍのレ
ベルは、 ＮＢ：短い ＮＳ：やや短い ＺＯ：出力標準 ＰＳ：やや長い ＰＢ：長い を意味する。

【００３５】図７で示す制御規則は、次の形で表される
もので、たとえば「未刈穀稈との距離ＬがＰＢ（短い）
で、距離の変化量ΔＬがＰＢ（近付いている）ならば、
右クローラ２１Ｒの制動時間ＭをＰＢ（長い）にしなさ
い。」のようになる。

【００３６】そして、未刈穀稈との距離Ｌのメンバーシ
ップ関数を図８（Ａ）、その距離の変化量ΔＬのメンバ
ーシップ関数を図８（Ｂ）、右クローラ２１Ｒの制動時
間Ｍのメンバーシップ関数を図８（Ｃ）、にそれぞれ示
す。

【００３７】次に、右クローラ２１Ｒ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
未刈穀稈群との距離Ｌと、その距離の変化量ΔＬととの
現在の状態値が属する制御規則を考え、それを図７の規
則から選択すると、例えば以下のようになる。

【００３８】｛Ｒ１：未刈穀稈との距離ＬがＰＳ（やや
短い）で、その距離の変化量ΔＬがＰＳ（やや近付いて
いる）ならば、右クローラの制動時間ＭはＰＢ（やや長
い）である。｝ ｛Ｒ２：未刈穀稈との距離ＬがＰＳ（やや短い）で、そ
の距離の変化量ΔＬがＺＯ（変化なし）ならば、右クロ
ーラの制動時間ＭはＰＳ（やや長い）である。｝ ｛Ｒ３：未刈穀稈との距離ＬがＺＯ（標準）で、その距
離の変化量ΔＬがＰＳ（やや近付いている）ならば、右
クローラの制動時間ＭはＰＳ（やや長い）である。｝ ｛Ｒ４：未刈穀稈との距離ＬがＺＯ（標準）で、その距
離の変化量ΔＬがＺＯ（変化なし）ならば、右クローラ
の制動時間ＭはＺＯ（標準）である。｝ これら制御規則Ｒ１〜Ｒ４のメンバーシップ関数を図９
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。

【００３９】そこで、いま現在の未刈穀稈との距離Ｌの
値が図９（Ａ）で示すようにＬ１、距離の変化量ΔＬの
値が図９（Ｂ）で示すようにΔＬ１とすると、制御規則
Ｒ１が未刈穀稈との距離Ｌの値Ｌ１、および距離の変化
量ΔＬの値ΔＬ１を満たす度合いは０．８と０．１であ
り、０．１を制則Ｒ１における適合度として図９（Ｃ）
に示すような推論結果が得られる。

【００４０】制御規則Ｒ２が未刈穀稈との距離Ｌの値Ｌ
１および距離の変化量ΔＬの値ΔＬ１を満たす度合いは
０．８と０．９であり、０．８を制則Ｒ２における適合
度として図９（Ｃ）に示すような推論結果が得られる。
制御規則Ｒ３が未刈穀稈との距離Ｌの値Ｌ１および距離
の変化量ΔＬの値ΔＬ１を満たす度合いは０．３と０．
１であり、０．１を制則Ｒ３における適合度として図９
（Ｃ）に示すような推論結果が得られる。制御規則Ｒ４
が未刈穀稈との距離Ｌの値Ｌ１および距離の変化量ΔＬ
の値ΔＬ１を満たす度合いは０．３と０．９であり、
０．３を制則Ｒ４における適合度として図９（Ｃ）に示
すような推論結果が得られる。

【００４１】そして、これら４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、これを最終的な右クローラ２１
Ｒの制動時間とする。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、右ソレノイド３３が
算出された制動時間だけ励磁される。従って、油圧シリ
ンダ２２Ｒの駆動により制動機構２０Ｒが作動し、右ク
ローラ２１Ｒが制動される。

【００４２】本発明実施例では、コンバインが未刈穀稈
から離れて未刈穀稈に近付けるべきときには、未刈穀稈
側の左クローラ２１Ｌの制動を従来のように行う。一
方、コンバインが未刈穀稈に近付いて未刈穀稈から遠ざ
けるべきときには、未刈穀稈との距離のみならずその距
離の変化量（未刈穀稈に対する接近状態）に応じて、既
刈穀稈側の右クローラ２１Ｒの制動時間を決定し、その
決定した制動時間だけクローラ２１Ｒを制動する。従っ
て、本発明実施例では、横刈りの際に、コンバインが未
刈穀稈に突っ込み過ぎるのを防止できるので、刈り残し
のない方向制御を行うことができる。

【００４３】

【発明の効果】以上説明したように本発明では、コンバ
インが未刈穀稈から離れて未刈穀稈に近付けるべきとき
には、未刈穀稈側のクローラの制動を従来のように行
う。一方、コンバインが未刈穀稈に近付き過ぎて未刈穀
稈から遠ざけるべきときには、未刈穀稈との距離のみな
らずその距離の変化量（未刈穀稈に対する接近状態）に
応じて、既刈穀稈側のクローラの制動時間を決定し、そ
の決定した制動時間だけクローラを制動する。従って、
本発明では、横刈りの際に、コンバインが未刈穀稈に突
っ込み過ぎるのを防止でき、刈り残しのない方向制御を
行うことができる。

【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】未刈穀稈との距離Ｌと各ラベルの関係の一例を
示す図である。

【図７】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８】（Ａ）は未刈穀稈との距離Ｌのメンバーシップ
関数を示す図、（Ｂ）はその距離の変化量ΔＬ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９】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】走行部の左右一対のクローラにより走行す
   るコンバインにおいて、 未刈穀稈と接触すべき長さの異なる検出片を有する２つ
   の横刈り用方向センサと、 コンバインの走行速度を検出する走行速度センサと、 前記２つの横刈り用方向センサの出力に基づき、コンバ
   インを未刈穀稈に近付けるべきか、またはコンバインを
   未刈穀稈から遠ざけるべきかを判定する判定手段と、 当該判定手段が未刈穀稈に近付けるべきと判定したとき
   に、未刈穀稈側のクローラの制動を前記横刈り用方向セ
   ンサの検出状態に応じて行う第１制動手段と、 前記判定手段が未刈穀稈から遠ざけるべきと判定したと
   きに、前記２つの横刈り用方向センサの出力と、前記走
   行速度センサの検出走行速度とから、未刈穀稈との距離
   を求める距離算出手段と、 当該距離算出手段の算出距離から距離の変化量を求める
   変化量算出手段と、 前記距離算出手段の算出距離と、前記変化量算出手段の
   算出距離の変化量との組み合わせから、既刈穀稈側のク
   ローラの制動時間を決定する制動時間決定手段と、 当該制動時間決定手段が決定した制動時間になるように
   既刈穀稈側のクローラを制動する第２制動手段と、 を備えてなる走行方向制御装置。