JPH10248347A - 作業車の昇降制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 対地作業装置の対機体高さ検出手段における
上限高さ検出値ｈｕ及び下限高さ検出値ｈｄを、極力少
ない手間で且つ適切に設定できるようにする。 【解決手段】 対地作業装置を上昇操作限界位置に位置
させて学習運転させて求めた対機体高さの上限高さ検出
値ｈｕと、装置の構成から求まる対地作業装置を上昇操
作限界位置から下降操作限界位置に相当するストローク
で下降させたときの高さ検出値の変化量Δｈとが記憶さ
れ、その上限高さ検出値ｈｕと変化量Δｈとに基づい
て、対地作業装置が下降操作限界位置に位置するときの
下限高さ検出値ｈｄを求め、その上限高さ検出値ｈｕと
下限高さ検出値ｈｄと対機体高さ検出手段の高さ検出値
とに基づいて、対地作業装置の高さが上昇操作限界位置
と下降操作限界位置との間の昇降許容範囲であるか否か
を判別して、対地作業装置をその昇降許容範囲において
昇降制御させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、対地作業装置を走
行機体に対して昇降操作する昇降操作手段と、昇降操作
指令に基づいて、前記昇降操作手段の作動を制御する制
御手段とが設けられた作業車の昇降制御装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】例えばコンバイン等の作業車の昇降制御
装置では、昇降操作レバー等による手動の昇降操作指令
に基づいて対地作業装置である刈取部を上昇又は下降さ
せる手動昇降操作や、刈取部の対地高さが設定高さに維
持されるように、高さ検出値と設定値との差に基づく自
動の昇降操作指令によって刈取部を自動的に昇降させる
自動昇降操作を行っている（例えば、特開平８‐３７８
６６号公報参照）。

【０００３】尚、上記昇降操作においては、走行機体に
対する刈取部の高さをポテンショメータ等の対機体高さ
検出手段で検出して、上昇に伴う他物との接触を避ける
ために、刈取部の昇降位置が上昇側の操作限界位置より
も高くならないように制御する一方、下降に伴う走行路
面等への突っ込みを避けるために、下降側の操作限界位
置よりも低くならないように制御している。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上記従来技術では、上
昇操作限界位置や下降操作限界位置に対応するポテンシ
ョメータ等の高さ検出値が、ポテンショメータ等の機体
への組付け誤差によって変動するので、その組付け誤差
の影響を無くすために、作業車を実際に運転させなが
ら、刈取部等の対地作業装置を上昇又は下降操作限界位
置に位置させたときの検出値を学習させて、上限値又は
下限値として記憶させることになるが、上限高さ検出値
及び下限高さ検出値の両方を学習して求めるようにして
いるので、装置の製作時及びメンテナンス時において調
整の手間が多大となって、作業能率が低下するという不
都合があった。

【０００５】本発明は、上記実情に鑑みてなされたもの
であって、その目的は、上記従来技術の不具合を解消さ
せるべく、対地作業装置の対機体高さ検出手段における
上限高さ検出値及び下限高さ検出値を、極力少ない手間
で且つ適切に設定できるようにすることである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】請求項１によれば、対地
作業装置が上昇操作限界位置に位置するときに対機体高
さ検出手段が出力することになる対地作業装置の走行機
体に対する上限高さ検出値と、対地作業装置を上昇操作
限界位置から下降操作限界位置に相当するストロークで
下降させたときに対機体高さ検出手段が出力する高さ検
出値の変化量とが記憶され、その上限高さ検出値と変化
量とに基づいて、対地作業装置が下降操作限界位置に位
置するときに対機体高さ検出手段が出力することになる
下限高さ検出値を求め、その上限高さ検出値と下限高さ
検出値と対機体高さ検出手段の高さ検出値とに基づい
て、対地作業装置の高さが上昇操作限界位置と下降操作
限界位置との間の昇降許容範囲であるか否かを判別し
て、対地作業装置をその昇降許容範囲において昇降させ
るように制御される。

【０００７】従って、対地作業装置の上限操作限界位置
に対応する下限高さ検出値を、予め学習運転して記憶さ
せた上限高さ検出値と、上限操作限界位置から下降操作
限界位置までのストロークに対応する高さ検出値の変化
量とから演算によって求めるので、従来のように、上限
高さ検出値と下限高さ検出値の両方を学習運転して求め
る場合に比べて、装置の製作時及びメンテナンス時にお
ける調整の手間がほぼ半分で済んで作業能率の低下が抑
制でき、同時に、上限高さ検出値は学習運転によって適
切な値を記憶させながら、上記ストロークに対応する変
化量は対地作業装置の機体に対する取り付け構造によっ
て正確に定まることから、下限高さ検出値も適切な値に
設定することができる。

【０００８】請求項２によれば、請求項１において、対
地作業装置が走行機体の複数の接地部を通過する仮想平
面よりも上方に位置する位置が、下降操作限界位置とし
て設定される。

【０００９】従って、例えば、対地作業装置を作業地に
接近させた状態で作業走行しているときに、手動操作の
ミス等によって対地作業装置が作業地の表面より下降し
ようとしても、その下降操作がなされないので、対地作
業装置の作業地への突っ込みを防止して、作業の中断等
の不具合の発生を適切に回避することができ、もって、
請求項１の好適な手段が得られる。

【００１０】請求項３によれば、請求項１又は２におい
て、対地作業装置が下降操作限界位置を下降側に超えた
範囲においても昇降されることを許可する許可指令が指
令されると、前記上限高さ検出値と対機体高さ検出手段
の高さ検出値に基づいて、対地作業装置が上昇操作限界
位置よりも下方側の範囲となる昇降許容範囲において昇
降するように制御される。上記許可指令が指令されてい
ないときには、上昇操作限界位置と下降操作限界位置と
の間の昇降許容範囲において昇降するように制御され
る。

【００１１】従って、例えば、湿田走行や畦超え走行時
等において機体が前上がり状態になった場合には、上記
許可指令を指令して対地作業装置を下降させて走行姿勢
を安定にすることができ、もって、請求項１又は２の好
適な手段が得られる。

【００１２】請求項４によれば、請求項３において、昇
降操作指令を指示する手動式の昇降操作具の握り部を手
で把持した状態で、握り部に設けたスイッチを手の指に
て操作して、前記許可指令が指令される。

【００１３】従って、例えば、操作レバー等の昇降操作
具にて作業装置を昇降操作しながら、その昇降操作具と
は別の箇所に設けたスイッチ等を操作して前記許可指令
を指令するのに比べて、昇降操作具を握った手の指で素
早く、下降操作限界位置より下降側への昇降が可能な状
態に操作することができ、もって、請求項３の好適な手
段が得られる。

【００１４】請求項５によれば、請求項１〜４のいずれ
か１項において、対地作業装置を上昇操作限界位置から
下降操作限界位置に相当するストロークで下降させたと
きに対機体高さ検出手段が出力する高さ検出値の変化量
として、異なる仕様の機種に対応して複数種が記憶され
ており、機種を識別するデータが指示されて選択された
機種に対応する変化量と、学習運転して記憶させてある
上限高さ検出値とに基づいて下限高さ検出値が演算して
求められる。

【００１５】従って、機種のデータを指示すれば、その
機種に対応する高さ検出値の変化量が選択されて設定さ
れるので、例えば、異なる仕様の機種に対応する変化量
の値そのものを入力して設定する場合には、その値がそ
の仕様の機種に対応する変化量であることを確認しなが
ら設定する必要があるのに比べて、確認が容易な機種デ
ータによって、より簡単で且つ間違いなく設定すること
ができ、もって、請求項１〜４のいずれか１項の好適な
手段が得られる。

【００１６】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施例を作業車と
してのコンバインに適用した場合について図面に基づい
て説明する。図１に示すように、コンバインは、左右一
対のクローラ走行装置１、刈取穀稈を脱穀処理する脱穀
部３、脱穀された穀粒を貯溜するグレンタンク４、搭乗
運転部５等を備えた走行機体１７の前部側に、植立穀稈
を刈り取る刈取部２が機体横幅方向に沿う横軸芯Ｐ１周
りに油圧シリンダＣＹによって揺動昇降自在に設けられ
ている。上記横軸芯Ｐ１の機体箇所には、刈取部２の揺
動に伴って出力値が変化するポテンショメータ形式の昇
降位置センサＳ３が設けられている。

【００１７】ここで、刈取部２が対地作業装置に対応
し、油圧シリンダＣＹが刈取部２を走行機体１７に対し
て昇降操作する昇降操作手段に対応し、昇降位置センサ
Ｓ３が刈取部２の走行機体１７に対する高さに対応する
高さ検出値を出力する対機体高さ検出手段に対応する。

【００１８】刈取部２は、先端部に設けた分草具６、植
立穀稈を引起こす引起し装置７、引き起こされた穀稈の
株元側を切断するバリカン型の刈り刃８、刈取穀稈を徐
々に横倒れ姿勢に変更しながら後方に搬送する縦搬送装
置９等で構成されている。縦搬送装置９の搬送入口部に
は、刈取穀稈が存在するか否かを検出するための接触式
の株元センサＳ０が備えられている。

【００１９】又、分草具６の後方側箇所に、対地高さを
検出するための超音波センサＳ１が備えられている。こ
の超音波センサＳ１は、下方側に向けて超音波を発信す
る発信器１０と、地面にて反射された超音波を受信する
受信器１１とで構成され（図２参照）、発信してから受
信するまでの時間を計測することで、対地高さを検出す
るように非接触式に構成されている。

【００２０】図２に示すように、前記油圧シリンダＣＹ
は単動型シリンダで構成され、油圧シリンダＣＹに対す
る作動油の供給状態を、圧油供給による上昇位置（ＯＮ
状態）、圧油供給停止による中立位置（ＯＦＦ状態）、
その他の油圧装置への供給位置の夫々に切り換える３位
置切り換え式の電磁式上昇制御弁Ｖ１が備えられてい
る。又、油圧シリンダＣＹに対する圧油供給路Ｌ１の途
中から並列状態で分岐される一対のドレン流路Ｌ２，Ｌ
３に、絞り径が大（流量小）のオリフィス１３と絞り径
が小（流量大）のオリフィス１４が備えられると共に、
各ドレン流路Ｌ２，Ｌ３の夫々に２位置切り換え式の開
閉型下降用制御弁Ｖ２，Ｖ３が備えられている。

【００２１】搭乗運転部５には、刈取作業中における刈
取部２の対地高さを設定する刈高さ設定器１５と、刈取
部２に対する昇降操作指令を指示する手動式の昇降操作
具としての昇降レバー１６とが備えられている。そし
て、この昇降レバー１６を中立位置から上昇位置に操作
すると上昇スイッチＳＷ１がＯＮし、下降位置に操作す
ると下降スイッチＳＷ２がＯＮするように構成されてい
る。又、図３に示すように、昇降レバー１６の握り部１
６ａに、レバー１６を把持した手の指（親指等）にて操
作可能な押しボタン式のスイッチＳＷ４が設けられてい
る。

【００２２】図２に示すように、マイクロコンピュータ
利用の制御装置１２が設けられ、この制御装置１２に、
前記株元センサＳ０、超音波センサＳ１、刈高さ設定器
１５、昇降位置センサＳ３、上昇スイッチＳＷ１、下降
スイッチＳＷ２、手動スイッチＳＷ４、及び自動入切ス
イッチＳＷ３からの各検出情報が入力されている。一
方、制御装置１２からは、前記上昇制御弁Ｖ１と下降用
制御弁Ｖ２，Ｖ３に対する駆動信号が出力されている。
ここで、自動入切スイッチＳＷ３は、前記昇降レバー１
６からの手動の昇降操作指令によって刈取部２を昇降さ
せる手動昇降モードと、自動昇降モードとに切り換える
ものである。

【００２３】上記自動昇降モードでは、制御装置１２
は、前記超音波センサＳ１からの高さ検出値に基づい
て、刈取部２の対地高さを刈高さ設定器１５による設定
高さに維持するように、油圧シリンダＣＹを作動させる
自動昇降制御を実行する。但し、刈取作業の開始時や終
了時等において、刈取部２を昇降レバー１６の指令によ
って昇降させるべく、自動昇降制御が実行されていると
きにも、昇降レバー１６の指令に基づく手動昇降操作
が、自動昇降制御に優先して実行されるように構成され
ている。

【００２４】又、クローラ走行装置１への走行駆動系
に、走行出力軸の回転数を検出する回転数センサＳ２が
備えられ、この回転数センサＳ２の情報が制御装置１２
に入力されている。そして、制御装置１２は、上記回転
数センサＳ２の情報に基づいて、現在の車速及び走行距
離を演算にて求めるように構成されている。

【００２５】前記制御装置１２を利用して、前記自動又
は手動の昇降操作指令に基づいて、前記油圧シリンダＣ
Ｙの作動を制御する制御手段１００が構成されている。
そして、この制御手段１００は、図４に示すように、刈
取部２が上昇操作限界位置に位置するときに、前記昇降
位置センサＳ３が出力することになる上限高さ検出値ｈ
ｕと、刈取部２を前記上昇操作限界位置から下降操作限
界位置に相当するストロークで下降させたときに、昇降
位置センサＳ３が出力する高さ検出値ｈｓの変化量Δｈ
とを記憶して、その上限高さ検出値ｈｕと変化量Δｈと
に基づいて、刈取部２が下降操作限界位置に位置すると
きに、昇降位置センサＳ３が出力することになる下限高
さ検出値ｈｄを求めるように構成されている。

【００２６】ここで、下降操作限界位置として、具体的
には、図１に示すように、刈取部２が走行機体１７の複
数の接地部を通過する仮想平面Ｈよりも上方に位置する
位置が設定されている。図では、クローラ走行装置１が
面接触の状態で地面と接触している接地面１ａが上記接
地部に相当する。

【００２７】尚、制御手段１００は、刈取部２を前記上
昇操作限界位置から前記下降操作限界位置に相当するス
トロークで下降させたときに、昇降位置センサＳ３が出
力する高さ検出値ｈｓの変化量Δｈとして、異なる仕様
の機種に対応する複数種の値を制御装置１２のメモリ１
２Ａに記憶しており、機械の起動時に制御データを微調
整する微調整モードにおいて、機種を識別するデータが
指示されるに伴って、その機種に対応する変化量Δｈを
選択するように構成されている。

【００２８】そして、制御手段１００は、前記上昇操作
限界位置と前記下降操作限界位置との間の昇降許容範囲
において刈取部２を昇降させるべく、上限高さ検出値ｈ
ｕ及び下限高さ検出値ｈｄ並びに昇降位置センサＳ３の
高さ検出値ｈｓに基づいて、前記昇降許容範囲であるか
否かを判別して、前記油圧シリンダＣＹの作動を制御す
るように構成されている。

【００２９】又、制御装置１２を利用して、刈取部２が
前記下降操作限界位置を下降側に超えた範囲においても
昇降されることを許可する許可指令（「下降許可指
令」）を指令する指令手段１０１が構成され、この指令
手段１０１は、前記昇降レバー１６の握り部１６ａに設
けたスイッチＳＷ４の操作によって「下降許可指令」を
指令するように構成されている。

【００３０】そして、前記制御手段１００は、前記指令
手段１０１にて前記許可指令が指令されると、前記下降
操作限界位置よりも下方の範囲を昇降許容範囲として刈
取部２を昇降させるべく、前記上限高さ検出値ｈｕ並び
に前記昇降位置センサＳ３の高さ検出値ｈｓに基づい
て、前記昇降許容範囲であるか否かを判別して、前記油
圧シリンダＣＹの作動を制御するように構成されてい
る。

【００３１】次に、図６、図７及び図８に示すフローチ
ャートに基づいて、制御装置１２による刈取部２の昇降
制御動作について説明する。先ず、昇降位置センサＳ３
の検出値から対機体高さを検出して、その検出値ｈｓが
上限高さ検出値ｈｕより大であれば高速下降させ、検出
値ｈｓが上限高さ検出値ｈｕより大でなければ、さら
に、「下降許可指令」の有無を判断する。「下降許可指
令」が無いときに、高さ検出値ｈｓが下降高さ検出値ｈ
ｄより小であれば高速上昇させる。「下降許可指令」が
有るとき、及び、「下降許可指令」が無くて高さ検出値
ｈｓが下降高さ検出値ｈｄより小でないときは、自動入
切スイッチのＯＮ／ＯＦＦ状態により、夫々自動昇降／
手動昇降の各処理を行う。

【００３２】自動昇降（図７）では、超音波センサＳ１
の検出情報から対地高さを検出し、その対地高さデータ
と刈高さ設定器１５の設定目標高さとの偏差を求め、そ
の偏差が不感帯内になければ、図５に示すように、偏差
の大きさに基づいて、偏差が大きいほど作動速度が速く
なるように、油圧シリンダＣＹの作動条件を決定する。
つまり、偏差の大きさに基づいて、絞り径大（流量小）
のオリフィス側の下降制御弁Ｖ２と絞り径小（流量大）
のオリフィス側の下降制御弁Ｖ３の切り換え条件によ
り、下降速度及び上昇速度が夫々３段階に切り換えられ
る。図５中、「ｄｕｔｙ」は、下降制御弁の間欠作動を
示し、「低速下降」では下降制御弁Ｖ３が１５ｍｓｅｃ
ＯＮ、４０ｍｓｅｃＯＦＦを交互に繰り返し、「中速上
昇」では下降制御弁Ｖ２が３５ｍｓｅｃＯＮ、２０ｍｓ
ｅｃＯＦＦを交互に繰り返すように設定されている。

【００３３】尚、油圧シリンダＣＹの作動に伴って、偏
差が小さくなって不感帯内に収まった場合であっても、
不感帯よりも狭い設定幅内に収まるまでは、出力が継続
されるようになっている。そして、上記設定幅内に一旦
収まって出力作動が停止された後は、偏差が不感帯を超
えることが出力開始条件となる。

【００３４】手動昇降（図８）では、上昇スイッチＳＷ
１がＯＮであれば、高速上昇させ、下降スイッチＳＷ２
がＯＮであれば、高速下降させる。上昇・下降の両スイ
ッチが共にＯＦＦのときは、昇降操作を行わない。

【００３５】〔別実施形態〕上記実施例では、昇降操作
手段を油圧シリンダＣＹにて構成したが、これに限るも
のではなく、例えば、減速機構付きの電動モータでもよ
い。

【００３６】上記実施例では、対機体高さ検出手段をポ
テンショメータ形式の昇降位置センサＳ３にて構成した
が、これに限るものではなく、例えば、前記油圧シリン
ダＣＹの伸縮量を検出するストロークセンサ等でもよ
い。

【００３７】上記実施例では、下降操作限界位置とし
て、走行機体１７の複数の接地部１ａを通過する仮想平
面Ｈよりも上方に位置する位置を設定したが、これ以外
に、例えば対地作業装置を作業地の表面に対して直接作
業させるような場合には、下降操作限界位置として、上
記仮想平面Ｈと同じ位置あるいはそれよりも下方の位置
を設定することもできる。

【００３８】上記実施例では、指令手段１０１が、昇降
操作具１６の握り部１６ａに設けたスイッチＳＷ４を手
の指にて操作して指令するようにしたが、これに限るも
のではなく、昇降操作具１６とは別に設けたスイッチ等
を操作して指令するようにしてもよい。

【００３９】上記実施例では、作物刈取用のコンバイン
に適用し、対地作業装置を刈取部２で構成したが、コン
バイン以外の作業車であってもよく、その場合には、対
地作業装置は刈取部２以外の各種装置に適宜変更でき
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】コンバインの前部を示す側面図

【図２】制御構成を示すブロック図

【図３】昇降操作具を示す斜視図

【図４】対機体高さ及び対地高さと昇降操作範囲との関
係を示す図

【図５】昇降出力条件を示す図

【図６】制御作動のフローチャート

【図７】制御作動のフローチャート

【図８】制御作動のフローチャート

【符号の説明】

１ａ 接地部 ２ 対地作業装置 １６ 昇降操作具 １６ａ 握り部 １７ 走行機体 ＣＹ 昇降操作手段 Ｓ３ 対機体高さ検出手段 ＳＷ４ スイッチ １００ 制御手段 １０１ 指令手段 ｈｓ 高さ検出値 ｈｕ 上限高さ検出値 ｈｄ 下限高さ検出値 Δｈ 変化量

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 対地作業装置を走行機体に対して昇降操
   作する昇降操作手段と、 昇降操作指令に基づいて、前記昇降操作手段の作動を制
   御する制御手段とが設けられた作業車の昇降制御装置で
   あって、 前記対地作業装置の前記走行機体に対する高さに対応す
   る高さ検出値を出力する対機体高さ検出手段が設けら
   れ、 前記制御手段が、 前記対地作業装置が上昇操作限界位置に位置するとき
   に、前記対機体高さ検出手段が出力することになる上限
   高さ検出値と、前記対地作業装置を前記上昇操作限界位
   置から下降操作限界位置に相当するストロークで下降さ
   せたときに、前記対機体高さ検出手段が出力する高さ検
   出値の変化量とを記憶して、前記上限高さ検出値と前記
   変化量とに基づいて、前記対地作業装置が前記下降操作
   限界位置に位置するときに、前記対機体高さ検出手段が
   出力することになる下限高さ検出値を求めるように構成
   されると共に、 前記上昇操作限界位置と前記下降操作限界位置との間の
   昇降許容範囲において前記対地作業装置を昇降させるべ
   く、前記上限高さ検出値及び前記下限高さ検出値並びに
   前記対機体高さ検出手段の高さ検出値に基づいて、前記
   昇降許容範囲であるか否かを判別して、前記昇降操作手
   段の作動を制御するように構成されている作業車の昇降
   制御装置。
2. 【請求項２】 前記下降操作限界位置として、前記対地
   作業装置が前記走行機体の複数の接地部を通過する仮想
   平面よりも上方に位置する位置が設定されている請求項
   １記載の作業車の昇降制御装置。
3. 【請求項３】 前記対地作業装置が前記下降操作限界位
   置を下降側に超えた範囲においても昇降されることを許
   可する許可指令を指令する指令手段が設けられ、 前記制御手段が、前記指令手段にて前記許可指令が指令
   されると、前記下降操作限界位置よりも下方の範囲を昇
   降許容範囲として前記対地作業装置を昇降させるべく、
   前記上限高さ検出値並びに前記対機体高さ検出手段の高
   さ検出値に基づいて、前記昇降許容範囲であるか否かを
   判別して、前記昇降操作手段の作動を制御するように構
   成されている請求項１又は２記載の作業車の昇降制御装
   置。
4. 【請求項４】 前記昇降操作指令を指示する手動式の昇
   降操作具の握り部に、それを把持した手の指にて操作可
   能なスイッチが設けられ、 前記指令手段が、前記スイッチの操作によって指令する
   ように構成されている請求項３記載の作業車の昇降制御
   装置。
5. 【請求項５】 前記制御手段が、前記対地作業装置を前
   記上昇操作限界位置から前記下降操作限界位置に相当す
   るストロークで下降させたときに、前記対機体高さ検出
   手段が出力する高さ検出値の変化量として、異なる仕様
   の機種に対応する複数種を記憶して、機種を識別するデ
   ータが指示されるに伴って、その機種に対応する変化量
   を選択するように構成されている請求項１〜４のいずれ
   か１項に記載の作業車の昇降制御装置。