JPH11113343A - 刈取り収穫機における刈高さ制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【課題】 刈取部の分草杆が所定以上に穀稈列に近寄り
過ぎたときは、株元の高さを考慮して刈高さセンサの検
出値を補正することにより高刈りを防止する。 【解決手段】 穀稈センサ１４Ｌ、Ｒと、刈高さセンサ
１５と、該センサからの信号をデジタル信号に変換する
入力インタフェース５と、刈取部を上げ下げする操作信
号を出力するＣＰＵ６と、ＣＰＵ６からの信号をアナロ
グ信号に変換する出力インタフェース７と、刈取部を上
げる上げソレノイド８と、刈取部を下げる下げソレノイ
ド９で構成し、ＣＰＵ６は、全体を制御するコントロー
ル部６１と、刈取部の目標の高さを設定する目標値設定
部６２と、刈取部を目標の対地高さに維持するポジショ
ン制御部６３で構成する。そして、穀稈センサ１４Ｌ、
Ｒの検出データから穀稈接近度を判定し、この穀稈接近
度にもとづいて刈高さセンサ１５の検出データを補正す
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、分草杆の左右に取
り付けた穀稈センサ（条刈方向センサ）の一方が穀稈に
触れると信号を出力し、この信号にもとづいて片側のク
ローラにブレーキを掛け、機体の進行方向を穀稈列より
離れる方向に変更することにより、機体を穀稈列に自動
的に沿わせる自動方向制御と、分草杆に取り付けた刈高
さセンサにより刈取部の対地高さを検出して刈取部を自
動的に目標の高さに制御する自動刈高さ制御を行うコン
バインやハーベスタのような刈取り収穫機に関し、特に
その刈高さ制御装置に関する。

【０００２】

【発明が解決しようとする課題】機体の進行中は、図１
に示すように、分草杆１１に取り付けた穀稈センサ１４
は穀稈列から離れた状態で、刈高さセンサ１５は地面に
向けて発信した超音波の反射波を受信して刈取部の対地
高さを検出する。ところが、コンバインは圃場の凹凸や
硬軟で機体が急に左右に傾いて、分草杆１１が株元に近
寄り過ぎることがある。このようなときは、図２に示す
ように、穀稈センサ１４の一方が穀稈に触れた状態で、
刈高さセンサ１５が株元の高さを検出して刈高さを誤っ
てしまう。このため自動刈高さ制御が作動して刈取部を
上げるので、穀稈を刈り取る位置が高くなり、高刈りに
なりやすい。高刈りになると、刈り取った穀稈は長さが
正規のものより短く、いわゆる短稈となる。この短稈を
脱穀部にそのまま供給すると、穂先が扱胴に届かないた
め、脱穀されないまま藁くずとして処理されてしまう。

【０００３】そこで本発明は、刈取部の分草杆が所定以
上に穀稈列に近寄り過ぎたときは、株元の高さを考慮し
て刈高さセンサの検出値を補正し、これにより高刈りを
防止することを目的になされたものである。

【０００４】

【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。

【０００５】すなわち、分草杆に穀稈列の有無を検出す
る左右一対の穀稈センサと刈取部の対地高さを検出する
刈高さセンサを設け、前記穀稈センサの出力信号にもと
づいて、右または左のクローラに制動をかけて機体の進
行方向を変更することにより、機体の進路を穀稈列に沿
わせる自動方向制御手段と、前記刈高さセンサの出力信
号にもとづいて刈取部を目標の高さに制御する自動刈高
さ制御手段を備える刈取り収穫機において、前記穀稈セ
ンサの検出値にもとづいて穀稈への接近度を判定し、こ
の接近度に応じて前記刈高さセンサの検出値を補正する
ことを特徴とする刈高さ制御装置である。

【０００６】

【発明の実施の形態】以下に図面を参照して本発明の実
施の形態について説明する。

【０００７】図３に、本発明を実施したコンバインの側
面図を示す。コンバインは、穀稈を刈り取る刈取部１
と、刈取った穀稈を搬送する搬送部２と、搬送した穀稈
を脱穀機に供給する供給部３と、左右一対のクローラを
有する走行部４で構成する。

【０００８】刈取部１は、先端で穀稈を分草する分草杆
１１と、分草した穀稈を引起す引起部１２と、引起した
穀稈を刈取る刈刃部１３から成る。分草杆１１には、穀
稈の有無を検出する左右一対の穀稈センサ１４Ｌ、１４
Ｒと、刈取部１の対地高さを検出する刈高さセンサ１５
を取り付ける。

【０００９】図４に、穀稈センサ１４Ｌ、１４Ｒの概略
図を示す。穀稈センサ１４Ｌ、１４Ｒは、基部に設けた
ポテンショメータ１４Ｌａ、１４Ｒａと髭状の触角１４
Ｌｂ、１４Ｒｂから成り、刈取部１先端の分草杆１１の
左右両脇に取り付ける。穀稈センサ１４Ｌ、１４Ｒは以
上のような構成で、左側の触角１４Ｌｂが穀稈の株元に
触れると、左側のポテンショメータ１４Ｌａの抵抗値が
変化し、反対に右側の触角１４Ｒｂが穀稈の株元に触れ
ると、右側のポテンショメータ１４Ｒａの抵抗値が変化
する。左側のポテンショメータ１４Ｌａの抵抗値が変化
したときは左側に穀稈があると判定し、反対に右側のポ
テンショメータ１４Ｒａの抵抗値が変化したときは右側
に穀稈があると判定する。また、ポテンショメータ１４
Ｌａ、１４Ｒａの抵抗値の変化の大きさにより分草杆１
１の穀稈に対する接近度が判る。

【００１０】図５に、本発明を実施した刈高さ制御装置
のブロック図を示す。刈高さ制御装置は、穀稈センサ１
４Ｌ、１４Ｒと、刈高さセンサ１５と、穀稈センサ１４
Ｌ、１４Ｒと刈高さセンサ１５からの信号をデジタル信
号に変換する入力インタフェース５と、入力信号をもと
に刈取部１を上げ下げする操作信号を出力するＣＰＵ６
と、ＣＰＵ６からの信号をアナログ信号に変換する出力
インタフェース７と、油圧シリンダを駆動して刈取部１
を上げる上げソレノイド８と、刈取部１を下げる下げソ
レノイド９で構成する。

【００１１】ＣＰＵ６の処理ブロックは、全体を制御す
るコントロール部６１と、ダイヤルなどの操作により刈
取部１の目標の高さを設定する目標値設定部６２と、刈
高さセンサ１５の検出値と目標値設定部６２が設定した
目標の高さから、上げソレノイド８と下げソレノイド９
の操作量を出力して刈取部１を目標の対地高さに維持す
るポジション制御部６３で構成する。

【００１２】本発明の刈高さ制御装置は以上のような構
成で、穀稈センサ１４Ｌ、１４Ｒの検出データから穀稈
接近度を判定し、この穀稈接近度にもとづいて刈高さセ
ンサ１５の検出データを補正する。図６に示すフローチ
ャートを参照して、本発明の刈高さ制御装置の処理につ
いて説明する。処理を開始すると、ＣＰＵ６は、まず、
穀稈センサ１４Ｌ、１４Ｒの検出データを読み込み（ス
テップ１０１）、次に、刈高さセンサ１５の検出データ
を読み込む（ステップ１０２）。ここで穀稈センサ１４
Ｌ、１４Ｒの検出データから分草杆１１が穀稈に近づき
過ぎているかどうかを判定し（ステップ１０３）、近づ
き過ぎているときは、刈高さセンサ１５の検出データを
無効とするか、あるいは、穀稈センサ１４Ｌ、１４Ｒの
検出データに応じて刈高さセンサ１５の検出データを補
正し上げソレノイド８と下げソレノイド９の操作量を調
整する（ステップ１０４）。分草杆１１が穀稈列に近づ
き過ぎていないときは、刈高さセンサ１５の検出データ
に応じて上げソレノイド８と下げソレノイド９の操作量
を制御する（ステップ１０５）。

【００１３】刈高さセンサ１５の検出データの補正は、
図７に示すように、あらかじめ株元への接近度と株元の
高さの関係を測定しておいて、株元への接近度に応じて
株元の高さを差し引くことにより、刈高さセンサ１５の
検出データを補正する。あるいは穀稈センサ１４Ｌ、１
４Ｒが穀稈に近づくことにより、あきらかに刈高さセン
サ１５の値が連続的に変化する場合も刈高さセンサ１５
の検出データを補正する。また、この補正を抑止するス
イッチを設け、選択可能にしてこの補正をしないように
してもよい。

【００１４】次に、後進時の障害物検出制御を行うコン
バインにおいて、障害物までの距離の基準値をバックソ
ナーの検出データにもとづいて補正するコンバインにつ
いて説明する。このコンバインは、例えば、後進時の障
害物までの距離を３００ｍｍ確保する場合、図８に示す
ように、カッターやノッターなどの作業機Ａを付けると
最後尾が後方にＬｍｍ延長するので、このＬｍｍを調整
値として不揮発性メモリに記憶し、障害物検出制御時
は、この調整値とバックソナーａの検出データの計算結
果を障害物までの距離として障害物検出制御を行う。す
なわち、障害物までの距離を３００ｍｍ＋Ｌｍｍに設定
し、バックソナーａがこの距離を検出した時点でコンバ
インの後進を停止する。調整値Ｌｍｍは、作業機Ａの種
類別に不揮発性メモリに記憶し、作業機Ａの種類は機体
に接続するフックに取り付けたマイクロスイッチなどで
識別する。

【００１５】図９に示すフローチャートを参照して、こ
のコンバインの後進時の障害物検出距離補正処理につい
て説明する。処理を開始すると、まず、機体後部の障害
物までの距離を、例えば３００ｍｍにセットする（ステ
ップ２０１）。次に、バックソナーａの検出データを読
み込み（ステップ２０２）、機体後部の障害物までの距
離３００ｍｍとバックソナーａの検出データの差を不揮
発性メモリに記憶する（ステップ２０３）。

【００１６】従来、バックソナーによる後進時の障害物
検出制御を行うとき、機体後尾に各種の作業機が付いた
場合、型式別に障害物検出距離を変更する必要があっ
た。このコンバインは、接続した作業機を自動的に識別
して不揮発性メモリに記憶した調整値を読み出し、バッ
クソナーの検出値に調整値を加えて障害物検出距離を補
正するので、型式別に障害物検出距離を変更する手間が
省ける。

【００１７】次に、刈高さ制御を行うコンバインにおい
て、刈高さの基準値を刈高さセンサの検出データにもと
づいて補正するコンバインについて説明する。このコン
バインは、例えば、刈高さを１００ｍｍ確保する場合、
図１０に示すように、分草杆に取り付けた刈高さセンサ
の検出値Ｈｍｍとの差を調整値として不揮発性メモリに
記憶し、刈高さ制御時は、この調整値と刈高さセンサの
検出データの計算結果を対地高さとして刈高さ制御を行
う。

【００１８】図１１に示すフローチャートを参照して、
このコンバインの刈高さ補正処理について説明する。処
理を開始すると、まず、分草杆１１の対地高さ基準値
を、例えば１００ｍｍにセットする（ステップ３０
１）。次に、刈高さセンサ１５の検出データを読み込み
（ステップ３０２）、分草杆１１の対地高さ基準値１０
０ｍｍと刈高さセンサ１５の検出データの差を不揮発性
メモリに記憶する（ステップ３０３）。

【００１９】刈高さセンサに用いる超音波センサの取り
付けやばらつき、さらに、センサ自体の検出のばらつき
（固体差）などにより、刈高さ制御の接地高さが正確で
ない場合があり、超音波センサの取り付け調整も面倒で
あった。このコンバインは不揮発性メモリに記憶した調
整値を読み出し、刈高さセンサの検出値から調整値を差
し引いて自動的に刈高さを補正するので、刈高さ制御の
精度が向上し、超音波センサの取り付け調整の手間も省
ける。また、超音波が石などに反射して突出した検出デ
ータを拾うことがあるが、この場合は超音波センサの検
出データを分草杆１１の対地高さ基準値に置換する。

【００２０】次に、自動方向制御を行うコンバインにお
いて、方向制御のセンサ出力がオフした後も一定時間内
は方向修正出力を出し続けるコンバインについて説明す
る。このコンバインは、穀稈センサが穀稈を検出して機
体の進行方向を穀稈列より離れる方向に変更するとき、
穀稈センサが穀稈から離れて一定時間経過した後に方向
修正出力を停止する。

【００２１】図１２に示すフローチャートを参照して、
このコンバインの方向制御処理について説明する。処理
を開始すると、まず、穀稈センサの検出データを読み込
み（ステップ４０１）、次に、方向修正出力中かどうか
を判定し（ステップ４０２）、方向修正出力中であれ
ば、経過時間により方向修正反対側が一定量オフ側に変
位したかどうかを判定し（ステップ４０３）、一定量オ
フ側に変位していれば、方向修正出力を停止する。

【００２２】従来のコンバインは、方向制御のセンサ出
力がオフした後、直ちに方向修正出力を止めていた。こ
のため、方向修正出力が頻繁になり、機体がハンチング
して作業者が振られ乗り心地が悪かった。このコンバイ
ンは、センサ出力がオフした後も一定時間経過して機体
が十分に穀稈列から離れた後で方向修正出力を停止する
ので、方向修正出力が頻繁にならず、乗り心地をよくす
ると共に、方向制御の精度が向上する。

【００２３】次に、車体ローリングと自動方向制御を行
うコンバインにおいて、車体ローリング出力中は右方向
旋回のみ方向修正出力を行うコンバインについて説明す
る。

【００２４】図１３に示すフローチャートを参照して、
このコンバインの方向制御処理について説明する。処理
を開始すると、まず、方向制御が自動モードかどうかを
判定し（ステップ５０１）、自動モードであれば、方向
制御のセンサ出力を読み込み（ステップ５０２）、次
に、車体ローリング出力中かどうかを判定する（ステッ
プ５０３）。そして、車体ローリング出力中であれば、
右方向旋回のみ方向修正出力を行う（ステップ５０
４）。車体ローリング出力中でなければ、方向制御のセ
ンサ出力により通常の方向修正出力を行う（ステップ５
０５）。

【００２５】コンバインの車体ローリング出力中は方向
制御のセンサ出力が安定しない。また、コンバインの左
側は未刈地なので、コンバインが左へ寄り過ぎると刈残
しができてしまう。このコンバインは、車体ローリング
出力中は左へのセンサ出力があっても左へは方向旋回し
ないので、未刈地の刈残しを防ぐと共に、車体ローリン
グ出力中の方向制御の誤動作を防止して精度を向上させ
ることができる。

【００２６】次に、刈高さ制御を行うコンバインにおい
て、倒伏刈りモードを設定して刈取部を自動的に上下す
るコンバインについて説明する。このコンバインは、倒
伏刈りモードを設定すると、刈高さ制御中にレバー下げ
操作があれば、次のレバー上げ・下げ操作があるまで、
一定刈高さの範囲で刈取部を上下して倒伏稈を刈取る。

【００２７】図１４に示すフローチャートを参照して、
このコンバインの倒伏刈り制御処理について説明する。
処理を開始すると、まず、倒伏刈りモード設定を読み込
み（ステップ６０１）、次に、刈高さ位置を読み込む
（ステップ６０２）。ここで、倒伏刈りモード設定かど
うかを判定し（ステップ６０３）、倒伏刈りモード設定
であれば、倒伏刈り操作有りかどうかを判定し（ステッ
プ６０４）、倒伏刈り操作がなければ、次に、刈取下げ
レバーがオンかどうかを判定し（ステップ６０５）、刈
取下げレバーがオンであれば、倒伏刈り操作有りをセッ
トする（ステップ６０６）。倒伏刈り操作があれば、刈
取上げ／下げレバーがオンかどうかを判定し（ステップ
６０７）、刈取上げ／下げレバーがオンであれば、倒伏
刈り操作有りをリセットする（ステップ６０８）。刈取
上げ／下げレバーがオンでなければ、一定刈高さの範囲
で刈取部を上下させる。

【００２８】従来、倒伏刈りをするとき、オペレータが
レバーを操作して刈取部の上げ下げを小刻みに行い、分
草杆の先端で穀稈をはね上げて上手に刈取っていた。こ
のコンバインは、倒伏刈りモードを設定して刈取部を自
動的に上下して倒伏稈を刈取るので、従来オペレータが
手動で行っていた倒伏刈りが自動化されて容易になる。

【００２９】次に、車体ローリングとこぎ深さ制御を行
うコンバインにおいて、車体ローリング出力中は深い側
のみこぎ深さ修正出力を行うコンバインについて説明す
る。

【００３０】図１５に示すフローチャートを参照して、
このコンバインのこぎ深さ制御処理について説明する。
処理を開始すると、まず、こぎ深さ制御が自動モードか
どうかを判定し（ステップ７０１）、自動モードであれ
ば、こぎ深さ制御のセンサ出力を読み込み（ステップ７
０２）、次に、車体ローリング出力中かどうかを判定す
る（ステップ７０３）。そして、車体ローリング出力中
であれば、深い側のみ修正出力を行う（ステップ７０
４）。車体ローリング出力中でなければ、こぎ深さ制御
のセンサ出力により通常のこぎ深さ修正出力を行う（ス
テップ７０５）。

【００３１】コンバインの車体ローリング出力中は、刈
取穀稈の高さ（長さ）が一定しなくなるため、センサで
穀稈の長さを判定してこぎ深さを浅い側に修正しても、
すぐに短稈が入ってくることがあり、こぎ残しができ
る。このコンバインは、車体ローリング出力中は浅い側
へのセンサ出力があっても深い側のみ修正出力を行うの
で、こぎ残しを防ぐと共に、車体ローリング出力中のこ
ぎ深さ制御の誤動作を防止して精度を向上させることが
できる。

【００３２】次に、車体ローリングと刈高さ制御を行う
コンバインにおいて、車体ローリング出力を刈高さ制御
より優先させるコンバインについて説明する。このコン
バインは、車体ローリング出力と刈高さ下げ修正出力が
同じタイミングで出された場合は、車体ローリング出力
を行った後に、刈高さ下げ修正出力を行う。

【００３３】図１６に示すフローチャートを参照して、
このコンバインの刈高さ制御処理について説明する。処
理を開始すると、まず、刈高さ制御が自動モードかどう
かを判定し（ステップ８０１）、自動モードであれば、
刈高さ制御のセンサ出力を読み込み（ステップ８０
２）、一定刈高さ以下かどうかを判定し（ステップ８０
３）、一定刈高さ以下であれば、次に、車体ローリング
出力タイミングかどうかを判定する（ステップ８０
４）。そして、車体ローリング出力タイミングであれ
ば、刈高さ下げ修正出力タイミングかどうかを判定し
（ステップ８０５）、刈高さ下げ修正出力タイミングで
あれば、車体ローリング出力を優先して行う（ステップ
８０６）。一定刈高さ以下でなければ、刈高さ制御のセ
ンサ出力により通常の刈高さ修正出力を行う（ステップ
８０７）。

【００３４】従来のコンバインは、車体ローリング出力
より刈高さ制御を優先させるようにプログラムされてい
るので、一定刈高さ（低刈）時に車体ローリング出力に
優先して刈高さ下げ修正出力を行うと、刈取部が突っ込
む可能性が高くなる。このコンバインは、車体ローリン
グ出力を刈高さ制御より優先させるので、刈取部が突っ
込んで損傷する事故を未然に防止すると共に、コンバイ
ンの作業性を向上させる。

【００３５】次に、自動方向制御とパワステを回動して
スピンターンを行うコンバインにおいて、方向制御のセ
ンサ出力がオフしてから一定距離走行するまではスピン
ターンを抑制するコンバインについて説明する。

【００３６】図１７に示すフローチャートを参照して、
このコンバインのスピンターン抑制処理について説明す
る。処理を開始すると、まず、パワステ回動角が大きく
傾いたかどうかを判定した後（ステップ９０１）、穀稈
センサがオフかどうかを判定し（ステップ９０２）、次
に、一定距離走行したかどうかを判定する（ステップ９
０３）。そして、以上の条件を満たしたとき、パワステ
回動角が右、あるいは、左に大きく傾いたかどうかを判
定し（ステップ９０４）、（ステップ９０６）、パワス
テ回動角が右に傾いたときは、右側へのスピンターンを
行い（ステップ９０５）、パワステ回動角が左に傾いた
ときは、左側へのスピンターンを行う（ステップ９０
７）。

【００３７】コンバインが穀稈列を離れてすぐにパワス
テを強く操作するとスピンターンしてしまい、穀稈を倒
したり、引き抜いたりして未刈地を損傷する。また、オ
ペレータが振られて危険である。このコンバインは、方
向制御のセンサ出力がオフしてから一定距離走行するま
では旋回半径の小さいスピンターンをしないので、パワ
ステを強く操作して未刈地を損傷したり、オペレータが
振られたりする危険を未然に防止する。

【００３８】

【発明の効果】本発明の刈高さ制御装置は以上のような
構成で、刈取部の分草杆が所定以上に穀稈列に近寄り過
ぎたときは、株元の高さを考慮して刈高さセンサの検出
値を補正する。従って、本発明によれば、株元の高さを
検出して高刈りになる刈高さ制御の誤動作を未然に防止
することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】分草杆が穀稈列に沿う穀稈センサと刈高さセン
サの模式図である。

【図２】分草杆が株元に近寄り過ぎる穀稈センサと刈高
さセンサの模式図である。

【図３】本発明を実施したコンバインの側面図である。

【図４】穀稈センサの概略図である。

【図５】本発明を実施したコンバインの刈高さ制御装置
のブロック図である。

【図６】本発明を実施したコンバインの刈高さ制御処理
のフローチャートである。

【図７】株元への接近度と株元の高さの関係を示すグラ
フである。

【図８】後進時の障害物検出制御を行うコンバインの模
式図である。

【図９】後進時の障害物検出距離補正処理のフローチャ
ートである。

【図１０】分草杆に取り付けた刈高さセンサの模式図で
ある。

【図１１】刈高さ補正処理のフローチャートである。

【図１２】方向修正出力を出し続ける方向制御処理のフ
ローチャートである。

【図１３】右方向旋回のみ方向修正出力を行う方向制御
処理のフローチャートである。

【図１４】倒伏刈り制御処理のフローチャートである。

【図１５】こぎ深さ制御処理のフローチャートである。

【図１６】車体ローリング出力を優先させる刈高さ制御
処理のフローチャートである。

【図１７】スピンターン抑制処理のフローチャートであ
る。

【符号の説明】

１ 刈取部 ２ 搬送部 ３ 供給部 ４ 走行部 ５ 入力インタフェース ６ ＣＰＵ ７ 出力インタフェース ８ 上げソレノイド ９ 下げソレノイド １１ 分草杆 １２ 引起部 １３ 刈刃部 １４ 穀稈センサ １５ 刈高さセンサ ６１ コントロール部 ６２ 目標値設定部 ６３ ポジション制御部

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 分草杆に穀稈列の有無を検出する左右一
   対の穀稈センサと刈取部の対地高さを検出する刈高さセ
   ンサを設け、前記穀稈センサの出力信号にもとづいて、
   右または左のクローラに制動をかけて機体の進行方向を
   変更することにより、機体の進路を穀稈列に沿わせる自
   動方向制御手段と、前記刈高さセンサの出力信号にもと
   づいて刈取部を目標の高さに制御する自動刈高さ制御手
   段を備える刈取り収穫機において、 前記穀稈センサの検出値にもとづいて穀稈への接近度を
   判定し、この接近度に応じて前記刈高さセンサの検出値
   を補正することを特徴とする刈高さ制御装置。