JPS63177091A

JPS63177091A - 測距用の超音波センサ

Info

Publication number: JPS63177091A
Application number: JP1074387A
Authority: JP
Inventors: Katsuya Usui; 克也臼井
Original assignee: Kubota Corp
Current assignee: Kubota Corp
Priority date: 1987-01-19
Filing date: 1987-01-19
Publication date: 1988-07-21
Also published as: JPH0569392B2

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本発明は、超音波を測定対象に向けて発信する発信器と
、反射超音波の強度に応じたレベルの受信信号を出力す
る受信器とを備え、超音波の発信時から受信時までめ時
間に基づいて前記測定対象までの距離を測定すべく、前
記受信信号のレベルが設定閾値以上あるか否かに基づい
て前記反射超音波の受信時を検出する受信検出手段を備
えた測距用の超音波センサに関する。

〔従来の技術〕

上記この種の測距用の超音波センサは、超音波の発信時
から反射超音波の受信時までの時間に基づいて距離を測
定するようにしているために、不要な反射超音波やノイ
ズ等による誤動作を防止しながら、反射超音波の受信時
点を的確に検出する必要があることから、受信器の受信
信号のレベルが設定閾値以上あるか否かに基づいて前記
反射超音波の受信時を検出するように構成されている。

ところで、第４図に示すように、反射超音波の受信信号
レベルは、測定対象に対する距離の二乗に反比例して減
衰することから、従来では、上記反射超音波の受信時を
検出するための閾値を、超音波の発信時点から時間経過
に伴って順次低下させるようにして、超音波の発信直後
における発信器からの直接波の受信等による誤動作を抑
制しながら、その後の反射超音波のみの受信時点を検出
できるようにしてあった（特開昭５９−６８６８５号参
照）。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかしながら、上記従来構成においては、閾値が超音波
の発信時点からの時間経過に伴って順次低下するように
、予め設定しである一定のレベルから段階的に低下させ
るだけであったので、以下に示すような不利があり改善
の余地があった。

例えば、測定対象が、超音波を乱反射し易いあるいは吸
収し易い形状である等に起因して、測定対象までの距離
が同じ場合であっても、得られる反射超音波の強度が、
距離に反比例した通常の強度に対応して設定されている
閾値よりも低下する場合があり、上記閾値を、単に距離
に応じた値に設定するだけでは、測定ミスを発生する戊
れがある。

一方、本出願人は、先に、反射超音波の強度が通常の強
度（距離に応じた強度）に対応して設定されている閾値
以下に低下しても、反射超音波の受信時点を的確に検出
できるように、反射超音波の受信を検出できない場合に
は、上記閾値を自動的に現在の設定値よりも低い値に下
げるようにした手段を提案しである（特開昭５８−１４
２２７９号参照）。

しかしながら、本出願人が先に提案した手段においても
、以下に示すような不都合があり、改善の余地があった
。

すなわち、反射超音波の受信を検出できないために、そ
の受信時点を検出するための閾値をあまり低下させると
、不要な反射波やノイズと実際の反射波の信号とを区別
し難くなって、誤動作し易くなるために、例えば、反射
超音波の受信を検出できた場合には、上記閾値を通常の
値（例えば、元の設定値）に戻すようにすることとなる
が、測定対象からの反射超音波の強度が元々低いために
、その受信時点を検出し難いような場合には、上記閾値
が、通常の値とそれよりも低下させた値との間で繰り返
し変更されるようになって、受信検出手段の動作が不安
定になる虞れがある。

従って、上記本出願人が先に提案した手段は、反射超音
波の強度が距離によって余り変化しない測定距離範囲が
狭い場合における測距には有効であるが、反射超音波の
強度が距離に応じて大きく変動する広い距離範囲に亘る
測距には不向きであった。

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、広い範囲に亘って測距できるようにしながら
、且つ、反射超音波の強度が通常より低下しても、的確
に受信時点を検出できるようにすることにある。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明による測距用の超音波センサの特徴構成は、前記
受信検出手段の検出情報に基づいて、前記受信検出手段
が前記反射超音波の受信を検出しない場合は、前記設定
閾値を現在の設定値よりも低い値に下げると共に、前記
受信検出手段が前記反射超音波の受信を検出するに伴っ
て、前記設定閾値を測定された距離に応じて予め設定し
た値に復帰させる閾値変更手段を設けてある点にあり、
その作用並びに効果は以下の通りである。

〔作　用〕

すなわち、受信検出手段が前記反射超音波の受信を検出
しない場合は、前記設定閾値を現在の設定値よりも低い
値に下げることにより、得られる反射超音波の強度が低
下した場合にも、反射超音波の受信時点を的確に検出で
するようにすると共に、一旦下げた閾値を、測定された
実際の距離に基づいて、測定された距離に応じて予め設
定された本来の適正な閾値に復帰させるのである。

〔発明の効果〕

従って、超音波の反射強度の変動等に起因して、反射超
音波の強度が低下しても、閾値を下げることにより、そ
の受信時点を的確に検出できるようにしながら、反射超
音波の受信を検出した場合は、下げた閾値を、測定した
距離に対応して予め設定した閾値に復帰させることによ
り、受信検出手段の動作が不安定になって、近距離にお
いて不要に低い閾値が設定されたり、遠距離において不
要に高い閾値が設定されたりすることがないようにでき
る。もって、近距離から遠距離までの広い測距範囲に亘
って、反射超音波の強度が変動しても、的確に反射超音
波の受信時点を検出することができるに至った。

〔実施例〕

以下、本発明の実施例を、コンバインの刈取部を昇降制
御するために、その対地高さを測定するための手段とし
て適用した場合について説明する。

第３図に示すように、左右一対のクローラ走行装置（１
）を備えた車体（Ｖ）の前部に、作業装置としての刈取
部（２）を、油圧式アクチュエータとしての単動型の油
圧シリンダ（３）にて、昇降自在に連結しである。

前記刈取部（２）には、前記車体（Ｖ）の走行に伴って
前方より導入される茎稈に接当することにより導入茎稈
の有無を検出する接触式のスイッチを用いた株元センサ
（Ｓｏ）、前方より導入される茎稈列に対する車体横幅
方向の位置を検出する左右一対の操向制御用センサ（ｓ
＋）　、　（Ｓｔ）、及び、対地高さ検出用センサとし
ての測距用の超音波センサ（Ｓ１）の夫々が付設されて
いる。

前記左右一対の操向制御用センサ（Ｓ＋）　、　（Ｓｚ
）について説明すれば、図示を省略するが、車体前方側
に付勢され、前記刈取部（２）に導入される茎稈への接
当位置に応じて後方側に回動する接触片と、その接触片
の回動位置を検出するポテンショメータとから構成され
ている。

前記超音波センサ（Ｓ１）は、第１図にも示すように、
後述の昇降制御装置（Ａ）の指令に基づいて、設定周期
で超音波を地面に向けて投射する発信器（４ａ）と、地
面からの反射超音波を受信して反射超音波の強度に応じ
たレベルの受信信号（Ｐυを出力するように構成された
受信器（４ｂ）とを備え、後述の如く、超音波の投射時
点から受信時点までの時間差に基づいて対地高さを′検
出するように構成されている。

第２図に示すように、前記左右一対のクローラ走行装置
（１）　、　（１）のミッション部（５）に、エンジン
（Ｅ）からの駆動力を左右各別に断続する左右一対の操
向クラッチブレーキ（６）　、　（６）を設けると共に
、その操作用油圧式アクチュエータとしての単動型の左
右一対の操向用油圧シリンダ（７）　、　（７）を設け
てある。

前記刈取部（２）を目標高さに維持させるように、前記
超音波センサ（Ｓ１）の検出情報に基づいて、前記刈取
部（２）の昇降用の油圧シリンダ（３）の作動を制御す
るマイクロコンビエータ利用の昇降制御装置（Ａ）と、
前記左右一対の操向制御用センサ（Ｓｏ、（Ｓｔ）の検
出情報に基づいて前記左右一対の操向用油圧シリンダ（
７）　、　（７）の作動を制御するマイクロコンピュー
タ利用の操向制御装置（Ｂ）とを設けてある。

但し、前記昇降用油圧シリンダ（３）への作動油の供給
を断続する中立復帰型の昇降用制御弁（８）を、前記昇
降制御装置（Ａ）にて通電制御される正逆作動自在なソ
レノイド（９）によって切り換え操作されるように設け
ると共に、前記昇降用制御弁（８）の中立排油を、前記
左・右一対の操向用油圧シリンダ（７）　、　（７）に
対する電磁式の操向用制御弁（１０）に供給するように
して、前記刈取部（２）の昇降を前記クローラ走行装置
（１）の操向よりも優先させる油圧回路を措成しである
。

前記昇降用制御弁（８）は、人為操作される中立復帰型
の昇降操作レバー（１１）に対してリンク機構を介して
連動連結され、前記ソレノイド（９）の作動に対して優
先して手動切り換えできるようにしである。但し、前記
リンク機構中には、前記昇降操作レバー（１１）が中立
位置にある状態での前記ソレノイド（９）による弁操作
を許容するための融通が形成されている。

同様に、前記操向制御装置（Ｂ）による操向制御中にお
いても、優先して人為的に操向操作できるように、前記
操向用制御弁（１０）に対する通電用のスイッチ（１３
）を、中立位置に復帰付勢された操向操作レバー（１４
）にて入り切り操作するように、前記操向用制御弁（１
０）に並列接続しである。

そして、人為調節自在な目標高さ設定器（１５）、前記
昇降操作レバー（１１）が下降位置側に操作されたこと
を検出する下降スイッチ（１６）、上昇位置側に操作さ
れたことを検出する上昇スイッチ（１７）、脱穀クラッ
チに対する操作レバー（１８）が入り側に操作されたこ
とを検出する脱穀スイッチ（１９）、及び、前記刈取部
（２）の昇降を自動的に行うか手動で行うかを切り換え
るための自動スイッチ（２０）の夫々を設けると共に、
これらのスイッチ（１６）　、　（１７）　、　（１９
）　、　（２０）の検出情報、前記目標高さ設定器（１
５）の設定情報、前記株元センサ（Ｓ１）や超音波セン
サ（Ｓ１）の検出情報、及び、前記操向用制御弁（１０
）に対する駆動信号（Ｐｓ）。

（Ｐｓ）の夫々を、前記昇降制御装置（Ａ）に入力しで
ある。

尚、図中、（２１）は前記エンジン（Ｅ）にて駆動され
る油圧ポンプ、（２２）は変速装置、（２３）は前記変
速装置（２２）を操作する変速レバー（２４）が中立位
置にあるか否かを検出することにより、車体（Ｖ）が走
行状態にあるか否かを判別するための変速中立スイッチ
、（２５）は前記超音波センサ（Ｓ３）が誤動作した場
合に異常発生を報知するための警報ランプである。

前記超音波センサ（Ｓ１）に対する信号処理について説
明すれば、第１図に示すように、前記受信器（４ｂ）か
ら出力される信号を反射超音波の強度に応じたレベルの
受信信号（ＰＩ）に変換する波形整形回路（２６）、前
記受信信号（Ｐｏが設定閾値（Ｖｓ）以上あるか否かを
判別するコンパレータ（２７）、及び、前記昇降制御装
置（Ａ）からの指令に基づいて、前記発信器（４ａ）か
ら超音波信号が発信されるに伴ってリセットされ、且つ
、前記コンパレータ（２６）が、前記受信信号（Ｐ１）
が設定閾値（Ｖｓ）以上あることを検出するに伴ってセ
ットされるフリップフロップ（２８）を設けてあり、も
って、受信検出手段（１００）を構成しである。

又、前記昇降制御装置（＾）及びＤ／Ａ変換器（２９）
を用いて前記設定閾値（Ｖｓ）を変更する閾値変更手段
（１０１）を構成しである。つまり、前記昇降制御装置
（Ａ）の指令に基づいて前記Ｄ／Ａ変換器（２９）の出
力を変更し、そのＤ／Ａ変換器（２９）の出力を、前記
設定閾値（Ｖｓ）として前記コンパレータ（２７）に入
力するようにしである。

前記Ｄ／Ａ変換器（２９）について説明を加えれば、電
源と接地点との間に直列接続された複数の抵抗（Ｒ）の
接続点の何れをダイオード（Ｄ）にて接地するかを切り
換えることにより、第４図に示すように、前記設定閾値
（Ｖｓ）を６段階に変更できるようにしである。

但し、詳しくは後述するが、前記受信器（４ｂ）にて受
信される前記発信器（４ａ）からの直接波によって誤動
作することがないように、前記発信器（４ａ）より超音
波信号（Ｐｏ）を発信した後、設定時間（１ｍｓ）経過
するまでは、前記設定閾値（Ｖｓ）を、その最大値（Ｖ
ｍａｘ）に維持するようにしである。

以下、前記昇降制御装置（Ａ）の動作を説明しながら、
各部の作動について詳述する。

先ず、刈り高さつまり前記刈取部（２）の昇降制御の概
略について説明すれば、第６図に示すように、各部の設
定を初期化する初期設定の処理を行った後、各部の制御
が設定時間（１貼）毎に繰り返し行われるように、ｌｌ
１１８経過したか否かを判別する。

次に、前記自動スイッチ（２０）、脱穀スイッチ（１９
）、株元センサ（Ｓ１）等の各スイッチの設定状態を読
み込むスイッチ読み込み処理を行った後、設定時間（５
０ｍｓ）経過したか否かを判別することにより、制御ル
ープ全体を１肥毎に一巡させながら５０ｍ毎に、前記発
信器（４ａ）から超音波が発信されるように、超音波発
信処理を行うと共に、前記閾値（Ｖｓ）を自動的に設定
する閾値設定処理を行うようにしである（第５図参照）
、そして、前記超音波発信処理及び閾値設定処理を行っ
た後、超音波の発進、後で、最大測定距離に対応して予
め設定された測定最大時間（６ｍｓ）経過するに伴って
、前記閾値（Ｖｓ）を変更する閾値変更処理を行い、引
き続き、昇降制御の制御状態を判別して各部の作動条件
を設定する制御モード設定処理、及び、その制御モード
設定処理にて設定された情報に基づいて、前記ソレノイ
ド（９）を作動させるソレノイド出力処理を行って、前
記刈取部（２）を昇降操作するための昇降制御ループが
、１製で一巡するようにしである。

次に、各部の動作について説明する。

前記超音波発射処理について説明すれば、第５図に示す
ように、５０ｍ経過する毎に、前記昇降制御装置（Ａ）
から前記発信器（４ａ）に向けて、所定時間の間部音波
発信用の信号（Ｐｏ）を出力させることにより、設定強
度の超音波が所定時間の間地面に向けて発信されるよう
にしである。

そして、前記発信器（４ａ）から超音波が発信されるに
伴って、前記フロップフロップ（２８）をリセットする
と共に、前記コンパレータ（２７）が前記受信器（４ａ
）からの受信信号（Ｐ＋）のレベルが前記閾値（Ｖｓ）
以上あることを検出するに伴って、前記コンパレータ（
２７）よりトリガ信号（Ｐりが出力され、そのトリガ信
号（Ｐ２）の“Ｌ”レベルから“Ｈ”レベルへの変化に
よって前記フロップフロップ（２８）がセットされ、そ
の出力である割り込み信号（Ｐ１）が前記昇降制御装置
　（Ａ）に入力されることにより、超音波の受信時点を
、割り込み処理にて前記昇降制御装置（Ａ）に通知する
ようにしである。

但し、超音波を発信した後、前記測定最大時間（６ｍ）
経過するに伴って、前記フリップフロップ（２８）を強
制的にセットすると共に、前記閾値（Ｖｓ）を前記最大
値（Ｖｇｅａｘ）に復帰させて、前記受信器（４ｂ）の
受信強度が低いために、前記フリップフロップ（２８）
がセントされなかった場合には、前記フリップフロップ
（２８）が自動的にセットされるようにしである。それ
により、次の対地高さの測定を開始するまでは、前記コ
ンパレータ（２７）及びフリップフロップ（２８）が誤
動作しないようにしである。

前記昇降制御装置（Ａ）は、前記割り込み処理にて超音
波の受信時点を通知されると、前記フリップフロップ（
２８）の出力である前記割り込み信号（Ｐ１）が“Ｌ”
レベルである区間、つまり、前記発信器（４ａ）からの
超音波発信開始時点から反射超音波を受信した時点まで
の経過時間である計測時間（１）に基づいて、対地高さ
つまり測定対象である地面までの距離を測定することと
なる。

但し、第４図にも示すように、前記受信器（４ｂ）が前
記発信器（４ａ）からの超音波を直接受信して、受信検
出手段（１００）を構成するコンパレータ（２７）が、
その直接波の受信によって誤動作しないようにするため
に、前記発信器（４ａ）から超音波が発信された後、設
定時間（１ｍｓ）経過するまでは、前記閾値（Ｖｓ）を
、その最大値（Ｖｍａｘ）に維持し、その後、後述の閾
値変更処理にて設定された設定値（ＲＥＶＥＬＩ）にセ
ットするようにしである。

つまり、上述した処理にて、超音波の受信処理並びに閾
値設定処理を構成しである。

前記閾値変更処理について説明すれば、第７図に示すよ
うに、超音波の発信後、前記測定最大時間（６ｍｓ）経
過する毎に、前記受信処理にて計測される距離としての
前記計測時間（１）に基づいて、反射超音波が受信され
たか否かを判別する。

反射超音波が受信されなかった場合は、時間経過カウン
ト用のカウンタ値（Ｎ）を順次加算すると共に、その値
が予め設定しである所定時間（２秒）に相当する値（Ｍ
）に達したか否かを判別し、所定時間（２秒）経過した
場合は、計測ミス発生つまり超音波センサ（Ｓ１）の異
常発生を作業者に報知すべく、前記警報ランプ（２５）
を点滅させて、前記カウンタ値（Ｎ）を“Ｏ”にリセッ
トする。

但し、前記カウンタ値（Ｎ）が所定時間（２秒）に相当
する値（Ｍ）に達していない場合は、前記設定閾値（Ｖ
ｓ）の設定値（ＲＥＶＨＬＩ）を現在の値から一段階下
げるべく前記設定値（ＲＥ！ＶＥＬＩ）を減算し、そし
て、その値を、５０ｍ５経過する毎に実行される前記超
音波発信処理の直後に実行される閾値設定処理において
、前記Ｄ／Ａ変換器（２９）に対する前記閾値（Ｖｓ）
の設定情報として出力させるようにしである。

つまり、前記５０ｍ毎に発信される超音波の反射波を受
信したことを、測定最大時間（６ｍｓ）経。

過しても検出できない場合には、前記コンパレータ（２
７）の閾値（Ｖｓ）を、現在の設定値から一段階下の設
定値に下げることにより、反射超音波の強度が通常より
も低下した場合であっても、次回または所定回後の超音
波受信処理において、その受信検出を的確に行えるよう
にするのである。

一方、反射超音波を受信できた場合は、前記カウンタ値
（Ｎ）を“０”にリセットすると共に、前記計測時間（
１）の値に基づいて、反射超音波の強度が通常レベルに
ある場合における適正閾値（１？ＥＶＥＬ２）として測
定距離に応じて予め５段階に区分して設定しである時間
範囲（４００−１０００μｓ。

１０００〜２０００μ３．２０００〜３０００μｓ　、
　３０００〜４０００　、ｌｌａ　＋４０００〜５００
０μｓ）の何れの範囲にあるかを判別し、それに対応し
て前記適正閾値（ＲＥＶＥＬ２）の値を、所定値（１〜
５）に設定する。

そして、前記閾値（Ｖ３）の現在の値（ＲＥＶＥＬＩ）
と前記適正閾値（ＲＥＶＥＬ２）とを比較することによ
り、受信された反射超音波の強度が距離に対応したレベ
ルに復帰しているか否かを判別し、一致している場合は
、前記現在の値（ＲＥＶＥＬＩ）を適正閾値（ＲＥＶＥ
Ｌ２）に置き換えることにより、次回以陣の超音波受信
処理において、前記設定閾値（Ｖｓ）の値を測定距離に
対応して予め設定された適正値に復帰させるのである。

前記設定閾値（Ｖｓ）の現在の値（ＲＥＶＥＬＩ）と前
記適正閾値（ＲＥＶＥＬ２）とが一致していない場合は
、前記閾値（Ｖｓ）を下げたことにより反射超音波を受
信できた場合の経過時間をカウントするためのカウンタ
値（Ｓ）を順次加算した後、前記超音波の発信処理を三
路行う時間に相当する所定時間（２５０ｍ）に対応して
予め設定された所定値（Ｓｍａｘ）に達したか否かを判
別し、所定値（Ｓｎ＋ａｘ）に達していない場合には、
前記設定閾値（Ｖｓ）を現在の値（ＲＥＶＥＬＩ）に維
持し、所定値（Ｓｍａｘ）に達した場合は、前記カウン
タ値（Ｓ）を“０”にリセットして、前記現在の値（Ｒ
ＥＶＨＬＩ）を前記適正閾値（ＲＥＶＥＬ２）に置き換
える。

もって、前記閾値設定処理及び上述した閾値変更処理に
て、前記受信検出手段（１００）の検出情報に基づいて
、前記受信検出手段（１００）が前記反射超音波の受信
を検出しない場合は、前記設定閾値（Ｖｓ）を現在の設
定値よりも低い値に下げると共に、前記受信検出手段（
１００）が前記反射超音波の受信を検出するに伴って、
前記設定閾値（Ｖｓ）を測定された距離に応じて予め設
定した値に復帰させる閾値変更手段（１０１）を構成し
である。

前記制御モード設定処理について説明すれば、第８図に
示すように、前記スイッチ読み込み処理にて読み込まれ
た前記自動スイッチ（２０）及び脱穀スイッチ（１８）
の両方がＯＮ状態にあるか否かを判別し、何れか一方で
もＯＦＦ状態にある場合は、前記刈取部（２）の昇降を
手動にて行うように、手動モードをセントすると共に、
手動モードと自動モードとを識別するためのフラグ（Ｆ
）を０”にリセットする。

前記自動スイッチ（２０）及び脱穀スイッチ（１８）の
両方がＯＮ状態にある場合には、前記上昇スイッチ（１
７）の０Ｎ１０ＦＦ状態に基づいて、手動上昇の操作が
設定時間（１２０ｍｓ）以上継続して行われたか否かを
判別する。

手動上昇が設定時間（１２０ｍｓ）以上継続して行われ
た場合は、前記超音波センサ（Ｓ３）の検出情報に基づ
いて、検出高さと前記目標高さ設定器（１５）にて設定
された目標高さとの偏差が予め設定された所定値（３８
４ｐａ）以上あるか否かを判別することにより、前記刈
取部（２）が所定高さ以上に上昇操作されたか否かを判
別し、目標高さに対する検出値の偏差が所定値（３８４
ｎ　）以上ある場合は、前記手動モードに復帰させる。

但し、例えば、一つの作業行程における刈取作業を終了
して次の作業行程に車体（Ｖ）を移動させるため等に、
前記株元センサ（Ｓｏ）がＯＮ状態からＯＦＦ状態に変
化した後の最初の一回目の手動上昇操作では、その高さ
に拘らず、直ちに前記手動モード社復帰できるようにす
るために、前記フラグ（Ｆ）の状態を判別し、このフラ
グ（Ｆ）がｌ″にセットされている場合は、最初の一回
目の手動上昇操作が行われたものと判別して、前記手動
モードに復帰させるようにしである。

次に、詳しくは後述するが、前記株元センサ（Ｓｏ）が
ＯＦＦ状態となる回向時や刈取作業の開始時において、
前記刈取部（２）の対地高さを速やかに目標高さに変更
できるように、その昇降を迅速に行うための第１オート
モードにあるか、刈取作業中における刈り高さが急激に
変動しないようにするために、前記刈取部（２）の昇降
を緩やかに行う第２オートモードにあるかを判別する。

自動モードが、前記第２オートモードにある場合は、前
記株元センサ（Ｓｏ）の状態を判別して、ＯＮ状態にあ
る場合は、刈取作業中であると判断して、前記目標高さ
設定器（１５）による設定目標値を読み込むべく、その
設定状態をチェックして、この制御モード設定処理を終
了することとなる。

前記第１オートモードにある場合は、刈り始めであるか
、回向等の非作業状態にあるかを判別するために、前記
株元センサ（Ｓｏ）の状態を判別する。前記株元センサ
（Ｓ１）がＯＮ状態にある場合は、ＯＦＦ状態からＯＮ
状態に変化した後の経過時間が、刈取作業の開始後、刈
取作業が安定するまでに要する所定時間（５秒）以上経
過したか否かを判別して、前記所定時間（５秒）以上経
過している場合は、前記自動モードを、刈取作業用の第
２オートモードに切り換える。尚、前記株元センサ（Ｓ
ｏ）がＯＦＦ状態からＯＮ状態に変化した後の経過時間
が、所定時間（５秒）以上経過していない場合は、前記
目標高さ設定器（１５）による設定目標値を読み込む処
理のみを行って、制御モードを切り換える処理は行わな
いようにしである。

ところで、前記自動モードは、制御が開始された直後に
は、前記第１オートモード及び第２オートモードの何れ
にも設定されていないので、この制御モード設定処理の
一回目の処理においては、前記刈取部（２）を手動にて
下降させた場合、又は、前記株元センサ（Ｓｏ）がＯＦ
Ｆ状態からＯＮ状態に変化した場合には、自動的に昇降
制御が開始されるようにしである。

つまり、前記下降スイッチ（１６）の状態に基づいて、
手動下降が設定時間（１００ｍｓ）以上継続して行われ
たか否かを判別し、設定時間（１００ｍｓ）以上継続し
て行われた場合には、前記自動モードを刈り始め用の第
１オートモードにセットした後、前記株元センサ（Ｓｏ
）の状態を判別する。

前記株元センサ（Ｓｏ）がＯＦＦ状態にある場合は、刈
取作業が開始されていないものと判断して、前記手動モ
ードにセットする処理に復帰させる。

一方、前記株元センサ（Ｓｏ）がＯＮ状態にある場合は
、前記自動モードを刈取作業用の第２オートモードにセ
ットして作業を開始することとなる。

前記ソレノイド出力処理について説明すれば、第９図に
示すように、前記下降スイッチ（１６）及び上昇スイッ
チ（１７）の状態に基づいて、手動による昇降操作が行
われたか否を判別する。

次に、前記制御モード設定処理にて設定された制御モー
ドが、手動モードにあるか否かを判別し、手動モードに
ある場合には、昇降制御を手動にて行うように、前記昇
降用のソレノイド（９）を、上昇側及び下降側の何れを
も駆動しないように、０ＦＦＬ、て処理を終了する。

前記下降スイッチ（１６）及び上昇スイッチ（１７）が
共にＯＦＦで、且つ、前記制御モードが手動モードでな
い場合には、昇降制御を自動的に行うために、前記超音
波センサ（Ｓ３）の受信処理にて計測された対地高さの
計測値と前記目標高さ設定器（１５）による設定目標値
との偏差を求める。

次に、前記第１オートモード及び第２オートモードの夫
々において、車体停止時と走行時とで、前記刈取部（２
）の昇降制御の感度を夫々停止用と走行用とに切り換え
るために、前記変速中立スイッチ（２３）の状態に基づ
いて、車体（Ｖ）が走行中であるか否かを判別し、その
判別結果及び前記制御モードの状態（第１オートモード
であるか第２オートモードであるか）に基づいて、後述
の如く、前記昇降用のソレノイド（９）の単位時間当た
りのＯＮ１０　Ｆ　Ｆ駆動時間の設定情報を予めテーブ
ル化しである制御テーブルを読みだすための制御インデ
ックス（ｆ）の値（１〜１８）を設定し、そして、その
値に基づいて、前記昇降用のソレノイド（９）の単位時
間当たりの０Ｎ１０ＦＦ駆動時間の設定情報を読み出す
べく、制御テーブルを参照し、その設定情報に基づいて
、前記刈取部（２）を昇降操作すべく、前記昇降用のソ
レノイド（９）の上昇ソレノイド及び下降ソレノイドの
駆動を制御するのである。

先ず、上昇操作の処理について説明する。

前記ソレノイド（９）の駆動状態をチェックすることに
より、現在上昇中であるか否かを判別し、前記制御テー
ブルにて指示された０８時間が“Ｏ”であるか否か、つ
まり、前記計測値が目標値に対して設定不感帯内に一致
しているために、ソレノイドの０８時間の制御目標値と
しして“０１が指示されているか否かを判別する。

前記指示ＯＮ時間が“０”である場合は、上昇ソレノイ
ドをＯＦＦして、前記刈取部（２）を下降させるための
下降処理に分岐させる。

現在上昇中でない場合には、指示上昇時間のＯＦＦ時間
が予め設定しである制御の不惑帯としての最大時間（Ｆ
ＦＦＦ）に達しているか否かを判別し、最大時間（ＦＦ
ＦＦ）に達している場合は、後述の下降処理に分岐し、
一方、最大時間（ＰＦＦＦ）に達していない場合は、現
在のＯＦＦ時間が指示ＯＦＦ時間よりも長＜ＯＦＦされ
ているか否かを判別することにより、上昇ソレノイドの
ＯＦＦ経過時間を判断する。ＯＦＦ時間が指示時間に達
している場合には、後述の操向操作が行われているか否
かを判別する処理に分岐すると共に、ＯＦＦ時間が指示
時間に達していない場合は、次の下降処理に分岐させる
。

前記指示ＯＮ時間が“０”でない場合は、前記制御テー
ブルに基づいて指示された０８時間よりも長く上昇ソレ
ノイドがＯＮされているか否かを判別することにより、
上昇ソレノイドの実際の０８時間が指示ＯＮ時間に達し
たか否かをチェックして、指示された０８時間に達して
いる場合は、前記指示ＯＮ時間が“０”である場合と同
様に上昇ソレノイドをＯＦＦして、後述の下降処理に分
岐させる。

前記指示ＯＮ時間が“０”でなく、且つ、現在の０８時
間が指示ＯＮ時間未満か又は現在のＯＦＦ時間が指示Ｏ
ＦＦ時間未満である場合は、前記刈取部（２）の昇降よ
りも、前記クローラ走行装置（１）の操向を優先させて
行えるようにするために、前記操向用制御弁（１０）が
ＯＮ状態にあるか否かを示すＡＤＣフラグの真偽を判別
する。

前記ＡＤＣフラグが真（ＴＲＵＥ）である場合は、その
偽（ＦＡＬＳＥ）から真（ＴＲＵＥ）に変化して所定時
間（１５０ａｓ）以上経過したか否かを判別して、所定
時間（１５０ｍ）以上経過している場合は、前記ＡＤＣ
フラグを偽（ＦＡＬＳＥ）に設定する。前記ＡＤＣフラ
グが真（ＴＲＵＥ）で、且つ、その経過時間が前記所定
時間（１５０ａｓ）以上経過していない場合は、操向操
作中であると判断して、前記指示ＯＮ時間が“Ｏ”であ
る場合と同様に、上昇ソレノイドをＯＦＦさせて昇降操
作を禁止することとなる。

その後は、前記操向用制御弁（１０）の駆動信号（ＰＳ
）　、　（Ｐｓ）の状態をチェックすることにより、操
向用制御弁（１０）がＯＮ状態にあるか否かを判別し、
ＯＮＬでいる場合は、昇降操作を禁止すべく前記ＡＤＣ
フラグを真（ＴＲＵＥ）に設定すると共に、前記昇降用
ソレノイド（９）の上昇ソレノイドをＯＦＦする。但し
、前記操向用制御弁（１０）がＯＦＦ状態にある場合に
は、前記上昇ツレノドを、前記制御テーブルによる指示
ＯＮ時間に基づいてＯＮさせることとなる。

次に、前記刈取部（２）を下降させるための下降処理に
ついて説明する。

この下降処理は、前記刈取部（２）を上昇させるための
上昇処理と同様にして行われるものであって、現在下降
中であるか否かを判別し、下降中である場合には、その
下降ソレノイドに対する指示ＯＮ時間に対する実際のＯ
Ｎ時間の経過状態、指示ＯＦ、Ｆ時間に対する実際のＯ
ＦＦ時間の経過状態、前記ＡＤＣフラグの状態、及び、
前記操向用制御弁（１０）の０Ｎ１０ＦＦ状態の夫々を
判別して、操向用制御弁（１０）が駆動状態にある場合
には、下降ソレノイドをＯＦＦすることとなる。但し、
前記操向用制御弁（１０）が駆動状態になく、且つ、前
記ＡＤＣフラグが偽（ＦＡＬＵＳＥ）であるか、又は、
真（ＴＲＵＥ）で且つ前記所定時間（１５０ｍｓ）以上
経過している場合にのみ、前記下降ソレノイドをＯＮさ
せて前記刈取部（２）を下降させることとなる。

つまり、前述の如く、油圧回路が前記クローラ走行装置
（１）の操向よりも刈取部（２）の昇降を優先させるよ
うに構成されていることから、前記昇降制御装置（Ａ）
による昇降制御よりも、前記操向制御装置（Ｂ）による
操向制御を優先させるべく、前記クローラ走行装置（１
）に対する操向が作動状態にあるか否かを検出して、前
記クローラ走行装置（１）に対する操向が作動状態にあ
る場合には、前記昇降用制御弁（８）の作動を自動的に
禁止するのである。

前記昇降用制御弁（８）の作動を自動的に禁止するため
の処理について説明を加えれば、前記昇降用制御装置（
Ａ）にて、前記操向用制御弁（１０）に対する駆動信号
（Ｐｓ）　、　（Ｐｓ）の状態が駆動状態（“Ｌ”）に
あるか非駆動状態（“Ｈ”）にあるかを監視させること
により、前記クローラ走行装置（１）に対する操向が、
自動であるか手動であるかに拘らず、前記操向用制御弁
（１０）が作動状態にあるか否を検出するようにしであ
る。

そして、前記クローラ走行装置（１）に対する操向が、
非作動状態に復帰しても、前記操向用の制御弁（１０）
が実際に中立状態に復帰するに要する設定時間経過する
までは、前記ソレノイド（９）への通電を禁止する状態
を維持するように、前記ＡＤＣフラグの状態を判別する
と共に、その経過時間が前記所定時間（１５０ｍ）以上
経過したか否かをチェックするのである。

もって、前記昇降用制御弁（８）と操向用制御弁（１０
）に対する油圧回路を、昇降優先に構成しながらも、実
際の制御を操向優先に構成することで、操向制御が遅れ
て刈り残しの発生を生じることがないようにしである。

次に、前記制御テーブルについて説明する。

制御テーブルは、第１０図（イ）〜（ニ）に示すように
、基本的には、前記目標高さ設定器〈１５）により設定
された目標高さに対する測定した検出高さの偏差の範囲
に応じて、前記偏差が設定不惑帯内にある場合には昇降
操作、が自動的に停止するように、且つ、目標値に対す
る検出値の偏差が大きくなるほど、前記刈取部（２）を
速く昇降するように、前記昇降用のソレノイド（９）に
対する０Ｎ１０ＦＦの操作時間を、偏差の大きさに応じ
て設定しである。

但し、刈り始め時及び回向等の非作業状態では、走行地
面状態の凹凸に対して迅速に対応できるようにするため
に、第１オートモードのほうが第２オートモードよりも
制御感度が敏感になるように、前記ＯＦＦ時間に対する
ＯＮ時間の長さを、第１オートモードでは第２オートモ
ードよりも大きくしである。

又、前記第１オートモードと第２オートモードの夫々に
おいても、車体停止状態において、前記エンジン（Ｅ）
や各作業装置の振動等により前記刈取部（２）が上下動
することに起因して、見掛けの対地高さが変動している
ように前記超音波センサ（Ｓ３）が誤動作して、不要に
刈取部（２）が昇降操作されることを防止するために、
走行中と停止中とでは、停止中はど制御感度が鈍くなる
ように、前記変速中立スイッチ（２３）がＯＮ状態にあ
る場合の前記ＯＦＦ時間に対するＯＮ時間の長さを、Ｏ
ＦＦ状態にある場合よりも小さくしである。

前記操向制御装置（Ｂ）の動作について説明すれば、前
記自動スイッチ（１９）がＯＮ状態にある場合には、前
記左右一対の操向制御用センサ（Ｓ＋）、（ＳＺ）によ
る検出情報に基づいて、茎稈列の適正位置に対する車体
横幅方向の偏位を判別し、その偏位が設定許容差内に維
持されるように、前記操向用制御弁（１０）に対する通
電を制御することにより、前記左右夫々の操向クラッチ
ブレーキ（６）　、　（６）を入り切り操作して操向す
ることとなる。

手動にて操向する場合は、前述の如く、前記操向レバー
（１４）にて前記操向用制御弁（１０）に対する通電を
直接制御することとなる。

〔別実施例〕

上記実施例では、本発明をコンバインの刈取部（２）を
自動的に昇降するための装置に適用した場合を例示した
が、本発明は各種の装置に適用できるものであって、作
業装置、走行装置、それらを操作するための油圧式アク
チュエータやそれに対する制御弁、及び、車体（Ｖ）の
各部の具体構成等、本発明を適用する装置の各部の構成
は、各種変更できる。

尚、特許請求の範囲の項に図面との対照を便利にするた
めに符号を記すが、該記入により本発明は添付図面の構
造に限定されるものではない。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明に係る測距用の超音波センサの実施例を示
し、第１図は受信検出手段並びに閾値変更手段の構成を
示す回路図、第２図は制御構成を示すブロック図、第３
図はコンバイン前部の側面図、第４図は反射超音波の受
信信号レベルと距離の関係を示す図面、第５図は超音波
受信処理の説明図、第６図〜第９図は昇降制御装置の動
作を示すフローチャート、第１０図（イ）。（ＩＩ）、（ハ）、（ニ）は制御テーブルの説明図であ
る。（４ａ）・・・・・・発信器、（４ｂ）・・・・・・受
信器、（ｐ＋）・・・・・・受信信号、（Ｖｓ）・・・
・・・設定閾値、（１００）・・・・・・受信検出手段
、（１０１）・・・・・・閾値変更手段。

Claims

【特許請求の範囲】超音波を測定対象に向けて発信する発信器（４ａ）と、反射超音波の強度に応じたレベルの受信信
号（Ｐ＿１）を出力する受信器（４ｂ）とを備え、超音
波の発信時から受信時までの時間に基づいて前記測定対
象までの距離を測定すべく、前記受信信号（Ｐ＿１）の
レベルが設定閾値（Ｖｓ）以上あるか否かに基づいて前
記反射超音波の受信時を検出する受信検出手段（１００
）を備えた測距用の超音波センサであって、前記受信検
出手段（１００）の検出情報に基づいて、前記受信検出
手段（１００）が前記反射超音波の受信を検出しない場
合は、前記設定閾値（Ｖｓ）を現在の設定値よりも低い
値に下げると共に、前記受信検出手段（１００）が前記
反射超音波の受信を検出するに伴って、前記設定閾値（
Ｖｓ）を測定された距離に応じて予め設定した値に復帰
させる閾値変更手段（１０１）を設けてある測距用の超
音波センサ。