JPH11220921A - コンバインにおける刈取制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 刈高さセンサ制御及び昇降ポジションセンサ
制御の頻繁な繰り返しによって生じるオートリフト制御
及びオートクラッチ制御の制御動作の安定を図ることを
目的とする。 【解決手段】 刈高さセンサ及び昇降ポジションセンサ
の実測値及び設計値との差を補正して実測オートリフト
位置を求め、オートリフト及びオートクラッチ制御が正
常に作動するように制御する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、コンバインに係
り、より詳しくは、刈取前処理装置をコンバインの前部
に対して昇降駆動手段により昇降可能に構成し、前記刈
取前処理装置と圃場面との対地高さを検出するための刈
高さセンサ及びコンバインと刈取前処理装置との相対高
さを検出する刈取り位置センサの各検出信号により前記
昇降駆動手段を昇降駆動するように構成したコンバイン
における刈取制御装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】刈取前処理装置において、刈取クラッチ
レバーを操作しなくとも刈取部を上昇させれば刈取部と
フィードチェンの駆動を停止し、一方刈取部を降下させ
れば刈取部とフィードチェンを駆動するクラッチ自動駆
動装置（以下、「オートクラッチ」という。）、及び作
業クラッチが刈取・入のときに主変速レバーに設けられ
た刈取上昇スイッチがＯＮの場合に、刈取部を設定高さ
まで上昇させる上昇駆動装置（以下、「オートリフト」
という。）の制御は、刈高さセンサの検出データに基づ
いて行っているが、刈高さセンサとしての超音波センサ
からの反射波が不正確な場合には、刈取ポジションセン
サに切換えて、該センサの回動角に基づいて制御を行っ
ている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、コンバ
インの車高水平制御によって、刈高さと刈取部回動角の
相対関係が異なり、昇降ポジション制御時に制御高さが
正確ではなく、また、制御中に刈高さセンサ制御及び昇
降ポジション制御が頻繁に繰り返されると、制御動作が
異常になることがあり、これらに起因してオートリフト
及びオートクラッチ制御高さが不安定になるという問題
があった。

【０００４】本発明は、これらの問題を解決すべくなさ
れたものであり、刈高さセンサの検出値に基づいて、該
センサの検出出力が不安定な場合には刈取位置センサに
基づいて、さらには、両者を併用して設定値と実測値の
差を算出して補正することにより、オートリフト及びオ
ートクラッチ制御が正常に作動するコンバインを提供す
ることを目的とするものである。

【０００５】

【問題解決するための手段】本発明は、以上のような目
的を達成するために、次のようなコンバインの刈取制御
装置を提供するものである。すなわち、刈取前処理装置
をコンバインの前部に対して昇降駆動手段により昇降可
能に構成し、前記刈取前処理装置と圃場面との対地高さ
を検出するための刈高さセンサ及びコンバインと刈取前
処理装置との相対高さを検出する刈取位置センサの検出
信号により前記昇降駆動手段を昇降駆動するように構成
したコンバインにおける刈取制御装置において、刈高さ
センサの反射波が正常の場合、該刈高さセンサに基づ
き、また、刈高さセンサの反射波が不安定の場合には、
刈取位置センサに基づいて、前記刈取前処理装置の昇降
駆動制御することを特徴とするコンバインにおける刈取
制御装置である。

【０００６】また、刈取前処理装置をコンバインの前部
に対して昇降駆動手段により昇降可能に構成し、前記刈
取前処理装置と圃場面との対地高さを検出するための刈
高さセンサ及びコンバインと刈取前処理装置との相対高
さを検出する刈取り位置センサの検出信号により前記昇
降駆動手段を昇降駆動するように構成したコンバインに
おける刈取制御装置において、刈高さセンサの反射波が
正常の場合、刈高さセンサで検出する刈高さと、刈取位
置センサの角度との相対高さを算出して、オートクラッ
チを刈取位置センサ制御している場合、該制御に基づい
て、前記刈取前処理装置装置の昇降駆動制御することを
特徴とするコンバインにおける刈取制御装置である。

【０００７】さらに、刈取前処理装置をコンバインの前
部に対して昇降駆動手段により昇降可能に構成し、前記
刈取前処理装置と圃場面との対地高さを検出するための
刈高さセンサ及びコンバインと刈取前処理装置との相対
高さを検出する刈取位置センサの検出信号により前記昇
降駆動手段を昇降駆動するように構成したコンバインに
おける刈取制御装置において、刈取位置センサの角度検
出データに基づいて制御しているときに、オートリフト
高さ上昇制御の速度を２段階に設定して制御し、目標高
さに近づいたなら上昇速度を遅くするように制御するこ
とを特徴とするコンバインにおける刈取制御装置であ
る。

【０００８】

【発明の実施の形態】次に、本発明をコンバインに適用
した実施例について説明する。図１は走行クローラ（２
ａ）が備えられた左右一対の走行装置（２）を有するコ
ンバイン（１）の側面図であり、図２はコンバイン
（１）の平面図であり、（１ａ）（１ｂ）は走行部であ
る左右走行クローラ（２ａ）（２ｂ）を装設するトラッ
クフレーム、（３）は前記トラックフレーム（１ａ）
（１ｂ）に架設する機台、（４）はフィードチェン
（５）を左側に張架し扱胴（６）及び処理胴（７）を内
蔵している脱穀部、（８）は刈刃（９）及び穀稈搬送機
構（１０）等を備える刈取部、（１１）は刈取フレーム
（１２）を介して刈取部（８）を昇降させる油圧刈取昇
降シリンダ、（１３）は排藁チェン（１４）終端を臨ま
せる排藁処理部、（１５）は脱穀部（４）からの穀粒を
揚穀筒（１６）を介して搬入する穀物タンク、（１７）
は前記タンク（１５）の穀粒を機外に搬出する排出オー
ガ、（１８）は操向ハンドル（１９ｂ）等運転操作部
（１９）及び運転席（２０）を備える運転キャビン、
（２１）は運転キャビン（１８）下方に設けるエンジン
であり、連続的に穀稈を刈取って脱穀するように構成し
ている。

【０００９】図３及び図４に示すように、左右の前記走
行クローラ（２ａ）（２ｂ）は機台（３）側のミッショ
ンケース（２２）に取付く駆動スプロケット（２３）
と、前記トラックフレーム（１ａ）（１ｂ）に取付く複
数のトラックローラ（２４）及びイコライザ転輪（２
５）及び遊動輪（２６）とで支持すると共に、前記トラ
ックフレーム（１ａ）（１ｂ）を前後枢支軸（２７）
（２８）及び前後ベルクランクリンク（２９）（３０）
を介して上下昇降自在に機台（３）に支持させている。
前記クランクリンク（２９）（３０）は機台（３）下部
の前後連結横フレーム（３１）（３２）に各軸受（３
３）（３４）及び支軸（３５）（３６）を介して中間を
それぞれ揺動自在に支持させ、前記枢支軸（２７）（２
８）を該リンク（２９）（３０）の一端側に可回動に支
持すると共に、前後クランクリンク（２９）（３０）の
他端側間を軸（３７）（３８）及びロッド（３９）を介
し相互に連動連結させ、機台（３）にブラケット（４
０）を介して基端を枢支する左右の油圧昇降シリンダ
（４１）（４２）のピストンロッド（４１ａ）（４２
ａ）先端に前記後クランクリンク（３０）の他端を枢軸
（４３）を介して連結させて、左右走行クローラ（２
ａ）（２ｂ）にそれぞれ備える前記シリンダ（４１）
（４２）のピストンロッド（４１ａ）（４２ａ）を適宜
伸縮動作させることにより機台（３）に対し左右のトラ
ックフレーム（１ａ）（１ｂ）を各別に上下動させて、
左右走行クローラ（２ａ）（２ｂ）による機台（３）の
支持高さ即ち車高（Ｈ）を可変させるように構成してい
る。

【００１０】また、前記車高（Ｈ）を検出する左右の車
高センサ（４４ａ）（４４ｂ）を機台（３）のアーム軸
（４５）に一体揺動自在に第１及び第２揺動アーム（４
６）（４７）の基端を支持させ、第１揺動アーム（４
６）の先端と前記軸（３８）間を第１検出ロッド（４
８）で連結させると共に、機台（３）のセンサケース
（４９）内に設置するポテンションメータ（５０）のメ
ータアーム（５１）の第２揺動アーム（４７）の先端間
を第２検出ロッド（５２）で連結させて、左右昇降シリ
ンダ（４１）（４２）の伸縮動作でもってクランクリン
ク（３０）が揺動即ち車高（Ｈ）が変化するとき、この
変化量をポテンションメータ（５０）で検出するように
構成している。

【００１１】図５に示すように、前記運転操作部（１
９）の操作パネル（１９ａ）には手動操作により車高及
び左右傾斜を調節する十字傾動式の手動操作部材である
優先手動スイッチ（５３）と、走行速度を変速操作する
主及び副変速レバー（５４）（５５）と、脱穀クラッチ
を入切する脱穀クラッチレバー（５６）と、機台（３）
の基準となる車高（Ｈ）を無段階に設定する車高設定ボ
リューム（５７）と、機台（３）の基準となる左右傾斜
角を無段階に設定する傾斜角設定ボリューム（５８）
と、車速など各種表示や設定操作を行う総合表示器（５
９）等を備えると共に、機台（３）の左右傾斜を検出す
る振り子式等の傾斜角センサ（６０）と、コントローラ
（６１）を操作パネル（１９ａ）内に備えている。

【００１２】図６に示すように、前記主変速レバー（５
４）のノブ（５４ａ）前面右側に刈取部（８）の上下調
節を行う刈取昇降スイッチ（６２）を、また、前面左側
に脱穀部（４）に挿入する穀稈の扱深さを調節する扱深
さスイッチ（６３）を設けると共に、ノブ（５４ａ）の
運転席（２０）側となる右側面に、刈取部（８）を一定
高さまで上昇させるとき刈取りクラッチを自動的に切と
するオートリフトスイッチ（６４ａ）と、刈取部（８）
を一定高さまで下降させるとき刈取クラッチを自動的に
入とさせるオートセットスイッチ（６４ｂ）とを設け
て、主変速レバー（５４）を左手で握った状態で、親指
によってオートリフト及びオートセットスイッチ（６４
ａ）（６４ｂ）を、また、人差し指で刈取昇降スイッチ
（６２）を、さらに中指で扱深さスイッチ（６３）をそ
れぞれ操作するように構成している。

【００１３】図７に示すように、左右の油圧昇降シリン
ダ（４１）（４２）を駆動制御する電磁切換弁（６５）
（６６）と、前記排出オーガ（１７）の昇降シリンダ
（６７）を駆動制御する電磁切換弁（６８）と、前記刈
取部（８）の昇降シリンダ（１１）を駆動制御する電磁
切換弁（６９）とに油圧ポンプ（７０）を接続させるも
ので、フローコントロールバルブ（７１）を形成するリ
リーフ弁（７２）を介して油圧ポンプ（７０）に前記電
磁切換弁（６９）を接続させ、チェック弁（７６）及び
絞り弁（７４）で形成するスローリタンバルブ（７５）
とチェック弁（７６）とを介して前記電磁切換弁（６
９）のＡポート（Ａ）に昇降シリンダ（１１）を接続さ
せ、エンジン（２１）によって駆動する油圧ポンプ（７
０）の高圧油を前記電磁切変弁（６９）を介して昇降シ
リンダ（１１）に供給すると共に、前記電磁切換弁（６
９）のＢポート（Ｂ）に他の切換弁（６５）（６６）
（６８）を接続させるように構成している。

【００１４】また、並列に設ける可変絞り型昇降速度制
御弁（７７）及び手動緊急下降弁（７８）をスローリタ
ーンバルブ（７５）を介して昇降シリンダ（１１）に接
続させ、昇降速度制御弁（７７）または緊急下降弁（７
８）を介して昇降シリンダ（１１）の作動油を油タンク
（７９）に戻すと共に、パルス幅変調制御（ＰＷＭ）用
調速ソレノイド（８０）を有する比例電磁油圧切換弁で
形成する高速応答電磁弁（８１）を備え、フローコント
ロールバルブ（７１）の絞り弁（８２）を昇降速度制御
弁（７７）のパイロットポート（８３）に高速応答電磁
弁（８１）介して接続させている。

【００１５】そして電磁切換弁（６９）を切換えて昇降
シリンダ（１１）によって刈取部（８）を上昇させる場
合、調速ソレノイド（８０）をパルス幅変調制御（ＰＷ
Ｍ）によって作動させ、電磁弁（８１）によって適宜油
圧に調整されたパイロット圧が昇降速度制御弁（７７）
に作用し、該制御弁（７７）の絞り度合いが任意に変化
し、前記制御弁（７７）の絞り度合いに応じて作動速度
が調節された昇降シリンダ（１１）によって刈取部
（８）を上昇するように構成すると共に、刈部（８）を
下降させる場合、電磁切換弁（６９）を中立またはＢポ
ート（Ｂ）側に切換え、電磁弁（８１）を前記と同様に
パルス幅変調制御（ＰＷＭ）によって作動させ、パイロ
ット圧の調節によって昇降速度制御弁（７７）の絞り開
度を調節し、油圧シリンダ（１１）の作動速度を調節し
て刈取部（８）を下降させるように構成している。

【００１６】刈取部（８）と圃場面との接地高さを検出
して刈高さを検出して刈高さ検出するための非接触式の
刈高さセンサとしての超音波センサ（９０）は、引起し
部（図示せず）の裏面側に配置して、超音波センサ（９
０）における発信器（ホーン部）にはコントローラ（６
１）からの指令により超音波を発信し、被検出物等にて
反射された反射波は受信器で受信し、その検出信号をコ
ントローラ（６１）に入力する。そして、超音波センサ
の接地高さと刈り刃（９）の接地高さとが異なる場合に
は、超音波センサ（９０）の検出値から所定の換算によ
り、刈高さ検出値を求めるようにしている。

【００１７】他方、刈取り位置センサとしての昇降ポジ
ションセンサ（９１）は、コンバイン（１）と刈取部
（８）との相対高さを検出するものであり、図８に示す
ように、刈取フレーム（１２）の軸受ブラケット（１２
ａ）に固定した回動ポテンションメータ式の昇降ポジシ
ョンセンサ（９１）の感知回動アーム（９２）を、水平
筒（９３）の外面に固着したセンサ軸（９４）に当接さ
せ、水平筒（９３）の回動角度θを検出することによ
り、昇降筒フレーム（９５）の回転角度、ひいてはコン
バイン（１）に対する刈取部（８）の昇降装置（対機体
昇降位置）を検出できるようになっている。

【００１８】上記の構成を備えたコンバインにおいて、
本発明の刈取制御装置の制御フローチャートを図９乃至
図１１に基づいて説明する。コンバインの車高水平制御
はリアルタイムで行われるので、１０ｍｓ毎のループ
で、刈高さセンサの実測刈高さデータ及び昇降ポジショ
ンセンサの実測値（縦軸、単位：mm）を求めるが、反射
波が正常の場合には、通常1.25〜4.7 ｖ、異常時は0.6
ｖの出力（横軸、単位：電圧ボルト）である。前記各実
測値と設計値との差をオフセットして計算し、その求め
られた値（α）を補正して算出された値（Ｋ）を実測オ
ートリフト位置とする。すなわち、実測オートリフト位
置＝設計値＋α、となる。なお、設計値はデータマップ
または計算式として、コントローラ（６１）に格納され
ている。（図９参照）

【００１９】上記刈高さセンサ及びポジションセンサに
よる位置計算の算出（Ｋ）に基づいて、ステップＳ１
で、オートリフト制御及びオートクラッチ制御条件が整
っている（ＯＮ）か、否（ＮＯ）かを判別する（Ｓ
１）。前記条件がＯＮの場合（Ｓ１：ＹＥＳ）には、刈
高さセンサからの反射波が無いか、或いは昇降ポジショ
ン制御中であるかを判別して（Ｓ２）、前記条件の何れ
かを満足していれば（Ｓ２：ＹＥＳ）、昇降ポジション
センサに基づく制御（Ｓ３）を実行する。一方、ステッ
プＳ２において、上記の条件を満足しない場合には（Ｓ
２：ＮＯ）、刈高さセンサに基づいて制御を実行する
（Ｓ４）。該制御（Ｓ４）を実行する際、刈高さセンサ
と目標位置との変位を刈高さセンサ変化率に基づいてフ
ァジィ推論による制御を実行する。

【００２０】次いで、刈高さ制御がポジションセンサに
基づく制御（Ｓ３）か、或いは刈高さセンサに基づく制
御（Ｓ４）の何れかによって制御が実行中、または、ス
テップＳ１において、オートリフト制御条件及びオート
クラッチ制御条件を満足していない場合（Ｓ１：ＯＦ
Ｆ）には、ステップＳ５において、昇降ポテンションセ
ンサに基づく連続上昇による高さが、オートリフト高さ
（Ｌ）よりパルス幅変調制御（ＰＷＭ）による上昇高さ
（β）を差引いた値を判別して（Ｓ５）、その値が大き
い場合、すなわち、昇降ポジションセンサに基づく高さ
（mm）＞オートリフト高さＬ−パルス幅変調制御βの場
合（Ｓ５：ＹＥＳ）には、刈取り部の上昇速度はパルス
幅変調制御（ＰＷＭ）出力により実行する。一方、判別
した結果、上記の値が小さい場合には（Ｓ５：ＮＯ）、
連続上昇出力（Ｓ７）により実行する。なお、ステップ
Ｓ５における、オートリフト高さ、連続上昇速度及びパ
ルス幅変調出力（ＰＷＭ）による速度の関係は図１１に
示すとおりである。

【００２１】上記のような制御によれば、制御対象とな
るセンサが制御中固定されるので、従来のように、車体
水平制御によって刈高さと刈取部回動角の相対関係が異
なり、ポジションセンサ制御時に制御高さが不正確にな
り、また、オートリフト制御及びオートクラッチ制御が
刈高さセンサ制御と昇降ポジションセンサ制御の繰り返
しに起因する制御動作の異常が防止されるという利点が
ある。

【００２２】

【発明の効果】以上のように、刈取前処理装置をコンバ
インの前部に対して昇降駆動手段により昇降可能に構成
し、前記刈取前処理装置と圃場面との対地高さを検出す
るための刈高さセンサ及びコンバインと刈取前処理装置
との相対高さを検出する刈取位置センサの検出信号によ
り前記昇降駆動手段を昇降駆動するように構成したコン
バインにおける刈取制御装置において、請求項１のもの
によれば、制御の対象となるセンサがオートリフト制御
及びオートクラッチ制御中は固定されるので刈高さ制御
が安定する。また、請求項２のものによれば、車体水平
制御によって刈高さセンサと昇降ポジションセンサの相
対値が変わっても正確に制御高さが認識できる。さら
に、請求項３のものによれば、従来のように上昇速度が
速すぎてオーバーランすることがなくなり、目標高さに
正確にあわせることができる等の効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】コンバインの側面図

【図２】コンバインの平面図

【図３】クローラ部の側面説明図

【図４】クローラ部の背面説明図

【図５】運転操作部の説明図

【図６】主変速レバーの説明図

【図７】油圧回路図

【図８】昇降ポジションセンサ装置の側面図

【図９】刈高さポジションセンサによる位置計算図

【図１０】刈取制御装置の制御フローチャート

【図１１】オートリフト高さ制御の説明図

【符号の説明】

１ コンバイン ２ 走行装置 ２ａ、２ｂ 走行クローラ ８ 刈取部 １５ 穀物タンク ２０ 運転席 ２２ ミッションケース ２４ トラックローラ ２５ イコライザ動輪 ２６ 遊動輪 刈取前処理装置 ４１，４２ 左右昇降油圧シリンダ ５４ 主変速レバー ６１ コントローラ ６４ａ オートリフトスイッチ ６４ｂ オートセットスイッチ ６５ａ 上昇ソレノイド ６５ｂ 下降ソレノイド ６９ 電磁切換弁 ７０ 油圧ポンプ ９０ 超音波センサ ９１ 昇降ポジションセンサ

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 刈取前処理装置をコンバインの前部に対
   して昇降駆動手段により昇降可能に構成し、前記刈取前
   処理装置と圃場面との対地高さを検出するための刈高さ
   センサ及びコンバインと刈取前処理装置との相対高さを
   検出する刈取り位置センサの検出信号により前記昇降駆
   動手段を昇降駆動するように構成したコンバインにおけ
   る刈取制御装置において、刈高さセンサの反射波が正常
   の場合、該刈高さセンサに基づき、また、刈高さセンサ
   の反射波が不安定の場合には、刈取位置センサに基づい
   て、前記刈取前処理装置の昇降駆動制御することを特徴
   とするコンバインにおける刈取制御装置。
2. 【請求項２】 刈取前処理装置をコンバインの前部に対
   して昇降駆動手段により昇降可能に構成し、前記刈取前
   処理装置と圃場面との対地高さを検出するための刈高さ
   センサ及びコンバインと刈取前処理装置との相対高さを
   検出する刈取り位置センサの検出信号により前記昇降駆
   動手段を昇降駆動するように構成したコンバインにおけ
   る刈取制御装置において、刈高さセンサの反射波が正常
   の場合、刈高さセンサで検出する刈高さと、刈取位置セ
   ンサの角度との相対高さを算出して、オートクラッチを
   刈取位置センサ制御しているときには、該制御に基づい
   て、前記刈取前処理装置の昇降駆動制御を制御すること
   を特徴とする請求項１に記載のコンバインにおける刈取
   制御装置。
3. 【請求項３】 刈取前処理装置をコンバインの前部に対
   して昇降駆動手段により昇降可能に構成し、前記刈取前
   処理装置と圃場面との対地高さを検出するための刈高さ
   センサ及びコンバインと刈取前処理装置との相対高さを
   検出する刈取り位置センサの検出信号により前記昇降駆
   動手段を昇降駆動するように構成したコンバインにおけ
   る刈取制御装置において、刈取位置センサの角度検出デ
   ータに基づいて制御している場合、オートリフト高さ上
   昇制御の速度を２段階に設定して制御し、目標高さに近
   づいたなら上昇速度を遅くするように制御することを特
   徴とする請求項１または２に記載のコンバインにおける
   刈取制御装置。