JPS63207A - 作業車輌における回行自動制御装置 - Google Patents

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】 （イ）　産業上の利用分野 本発明は、コンバイン等の作業１ｔＬ輌における回行自
動制御装置に係り、詳しくは刈取り作業における回行操
作を自動的（こ行うための該制御装置の構造に関する。

（ロ）従来の技術 一毀１こ、作業車輌例えばコンバイン１こよる刈取り作
業においては、オペレータが刈取り突入時又は回行時に
、サイドクラッチ、刈取りクラッチ、前処理部昇降及び
主変速等を手動で操作して刈取り作業をしていたが、該
操作は手動操作レバー等の操作が一時的に集中して極め
て煩雑であり、オベレータの熟練を必要としていた。

そこで、従来、機体の方向転換作動を予めプログラムし
た複数の行程に従って順次自動的に作業するように構成
した自動方向転換８！ｌ構を備えたコンバインが、特開
昭５５−５４８０７号公報にて案出されている。

該従来のコンバインは、刈取り部及び横搬送装置の終端
近くに複数の接触型のセンサを固定して、これらセンサ
により圃場における殻稈を検知して自動的に刈取り及び
回行動作が行われるように構成されている。

（ハ）発明が解決しようとする問題点 ところで、上述従来のコンバインにおけろ自動方向転換
機構は、刈取り部及び横搬送装置の終端近（に固定して
設置した複数の接触型センサにより殻稈条列を追従しか
つ該条列における殻稈の非存在を検知して、該検知に基
づき、予め設定されている回行動作を行なうものである
が、前記複数のセンサは回行動作中には連続的な検知を
行わないため、該動作中に他の障害物が出現した際等、
オペレータの機転により機体が停止されない場合等には
該障害物を回避できない虞れがある。このため、オペレ
ータは自動走行中も常に周囲の状況を確認していなけれ
ばならず、他の作業に専従することはできない。更に、
回行作動中、圃場における段差等により機体の位置にず
れが生じた際等にはそのずれた状態のまま回行を続け、
これにより回行後の位置が殻稈の刈取り位置からずれて
しまう虞れがあり、また複数のセンサを各所に設置しな
ければならないことによりコストアップを招（虞れも生
じている。

（ロ）　問題を解決するための手段 本発明は、上述問題点を解消することを目的とするもの
であって、例えば第１図に示すように、機体３に、超音
波を発信しかつその反射波を受信して穀稈等の障害物を
検知する超音波レーダ１１゜１２を可動自在に設置する
。そして、該レーダ１１．１２によす機体３周囲の障害
物を連続的に検知して、該検出値及び車速検知手段２９
による車速の検知に基づ＜ＩＩＪｌｆ！！１部２５から
の信号により、操行手段２及び前後進切換え手段４１を
操作して作業車輌１の回行を自動的に行うように構成し
たことを特徴とするものである。

（ホ）　作用 上述構成に基づき、作業車輌１にて自動制御による回行
をする場合、前回の回行自動制御により未刈り穀稈等の
障害物に一側を面した状態で回行された車＠１（よ、超
音波レーダ１１．，１２によりその一側に植立する殻稈
を連続して検知しながら前進し、機体３前方のり稈を刈
取り作業する。そして、該刈取り作業にて該殻稈端まで
の刈取りを終了し、次工程の刈取り作業に向けて回行自
動制御を行う際、車輛１は超音波レーダ１１，１２によ
り前記殻稈端の距離及び方位を逐次検知して、該検出値
及び車速検知手段２９による車速の検知に基づく制御部
２５からの信号により操向手段２及び前後進切換え手段
４１を適時操作することにより、適確に次なる刈取り位
置に回行される。

（へ）実施例 以下、図面に沿って、本発明による実施例について説明
する。

コンバイン１は、第１図に示すように、クローラ走行装
置２にて支持されている機体３を有しており、該機体３
にはエンジン５（第３図参照）、自動脱穀機が搭載され
ていると共に、前方に刈取り部６を備えた前処理部７が
設置されかつ該前処理部７の後方側の機体３上には運転
席９が設置されている。更に、該運転席９のやや後方に
は絶対方位を検出する方位センサ１０が設置されており
、また前記前処理部７の上方及び機体３の後部上方にお
ける圃場の未刈側にはそれぞれ超音波レーダ１１．１２
が一方向に３６０度回転自在に設置されている。そして
、これらレーダ１１，１２は、所定の検知距離に設定さ
れた超音波を発信しかつその反射波を受信して未刈側の
穀稈等への距離及び方位を検出するように構成されてお
り、機体２における前方及び後方の２ケ所から穀稈等を
検知して、該穀稈等をいわゆる人間の目で見るように立
体的ζこ検知して正確な情報が得られるように構成され
ている。更に、前記超音波レーダ１１，１２は、第２図
に示すように、機体３に回転自在に支持された軸１３に
設置された発進側及び受信側超音波レーダ１５，１６か
ら構成きれている。そして、該軸１３はその中央部に固
設したギヤ１７にギヤ１９を介しでモータ２０の回転を
伝達され、かつその下方に設置したポテンショメータ２
１にて前記超音波レーダ１１　（又は１２）の回転角度
を常時検出するように構成されている。

−方、第３図に示すように、無段変速レバー２２による
変速位置がポテンショメータ２３にて検出され、該検出
値がマイクロコンピュータ２５（以降マイコンという）
に入力される。更に、該検出値に基づきマイコン２５か
ら変速用モータ２６に信号が出力され、これにより該モ
ータ２６はベルト式無段変速機２７の割ブーＩＪ２７ｇ
の幅を変更して該変速機２７を適宜変速制御する。そし
て、該割ブー＋）　２７　ａの変速幅の変化がポテンシ
ョメータ２９にて検出され、該プーリ２７ａの移動位置
検知信号が前記マイコン２５ζこ入力されろ。

また、機体３に設置したミッションケース３０には左右
サイドクラッチ３１．３２を切換え操作するサイドクラ
ッチ用ソレノイド３３．３５がそれぞれマイコン２５か
らオン、オフの切換え信号を出力されて前記サイドクラ
ッチ３１．３２を適宜断・接するように構成されており
、更に左右サイドブレーキ３６．３７を切換え操作する
サイドブレーキ用ソレノイド３９．４０が設置されてお
り、該ソレノイド３９．４０はそれぞれマイコン２５か
らオン、オフの切換え信号を出力されて前記サイドブレ
ーキ３６．３７を適時断・接するように構成されている
。また、ミッションケース３０内の前後進用油圧クラッ
チを切換え操作するＦ−Ｒクラッチレバ−４１には該レ
バー４１を前進域、後進域に切換える前進用ソレノイド
４２．後進用ソｔノイド４３が設置されており、これら
ソレノイド４２，４３はそれぞれマイコン２５から出力
されろオン、オフの切換え信号により作動される。

更に、主クラッチ４５はペダルクラッチ４６の操作によ
り断・切するように構成されていると共に、主クラツチ
用ソレノイド４７にマイコン２５から切換え信号が出力
されることにより前記主クラッチ４５を断・接するよう
に構成されている。

−方、超音波レーダ１１，１２はマイコン２５からの信
号にて駆動されるモータ２０，２０により一方向に３６
０度連続して回転されると共１こ、それぞれの発信側超
音波レーダ１５，１５にマイコン２５から信号が出力さ
れ、該信号により所定の検知距離にて該レーダ１５，１
５から超音波を発信し、かつそれぞれの受信側レーダ１
６，１６により前記発信側レーダ１５，１５から発信さ
れた波動の反射波を受信してマイコン２５に検知信号と
して入力する。更に、超音波レーダ１１，１２は回転角
やボテンンヨメータ２１，２１にてそれぞれ検出され、
該検出値は逐次マイコン２５に入力される。また、機体
３の上方に設置した方位センサ１０は東西南北の絶対方
位を検出した検出値をマイコン２５に入力するように構
成されている。

本実施例は、以上のような構成よりなるので、第４図に
示すフローチャートに沿ってその作用について説明する
。

コンバイン１により、圃場の未刈り殻稈群Ｐを例えば左
回りの回行自動制御にて回り刈を行う場合、第５図に示
すように、機体３は前回の回行臼＠　ＩＩＪ　ｉにより
未刈りｅ稈群Ｐにその左側端が面するように回行されて
いる（Ｓｌ）。そして、コンバイン１は図示しない方向
センサにより条列に治って前進走行を続け、条刈り作業
を行いながらａ地点を通過してｂ地点に向かう（Ｓ２）
。そして、コンバイン１の刈取り部６がｂ地点に到達し
たことが図示しない方向センサ等により検知されると、
機体３はその前・後方位置から超音波レーダ１１゜１２
により殻稈群Ｐの側面Ｐ、、　Ｐ２の位置を逐次検知し
ながら左方向に回行する（Ｓ３）。この状態において、
機体前方のレーダ１１は、該レーダ１１から殻稈の側面
Ｐ２までの距離ｅｌ、及び該レーダ１１から該側面Ｐ２
と前記側面Ｐ工との頂点Ｖまでの距ｍｅ、を逐次検知し
、かつ機体後方のレーダ１２は、該レーダ１２から側面
Ｐ　まての距離１２、及び該レーダ１２から前記頂点Ｖ
までの距９３１３を逐次検知する。そして、変化するｌ
、、　１２．　ｊ３，１４の検知距離が検知信号として
マイコン２５に逐次入力され、かつ前記レーダ１１，１
２間の距ｐｉｌ１５と前記検知距ｇＩｅ３．ｅ、で成立
される距離関係及び検知距離ｊ、、１２の関係により、
殻稈群Ｐに対する機体３の角度、位置がマイコン２５に
て演算される。更に、該演算による検出値、及び方位セ
ンサ１０により検出された絶対方位とが更にマイコン２
５により総合判断され、該判断に基づいて出力される切
換え信号により左右サイドクラッチ３１．３２及び左右
サイドブレーキ３６゜３７が適時切換え擾作されて、コ
ンバイン１は殻稈群Ｐからの検知距離を１．＝１２の状
態即ちθ１＝４５°になるまで移動される。そして、該
移動により刈取り部６がＣ地点に位置した状態からコン
バイン１はθ１＝４５°を保持しながら前記レーダ１１
による検知にてその検知距離１１が予め設定した値に達
するまで前進される（Ｓ４）。そして、前記レーダ１１
からの検知信号に基づき、マイコン２５が、検知距＄１
．が設定値に達しコンバイン１の刈取り部６がｄ地点に
到達したと判断すると、該マイコン２５から後進用ソレ
ノイド４３に切換え信号が出力され、これによりＦ−Ｒ
クラッチレバ−４１が後進域に切換えられる。同時に、
超音波レーダ１１，１２にＪ：り検知距ｌａｌ、、　１
２．１３゜１４を逐次検知して該検知信号をマイコン２
５に入力しかつ該検知信号に基づき該マイコン２５から
サイドクラッチ用ソレノイド１３，３５、サイドブレー
キ用ソレノイド３９，４０に適時オン又はオフ信号を出
力し、これによりクローラ走行装置２が適宜駆動され同
時に方位センサ１０による絶対方位の検出信号に基づく
マイコン２５からの信号により、回行角度が６２になる
ように制御されながら右方向に後進される（Ｓ５）。そ
して、刈取り部６が殻稈群Ｐの側面Ｐ、から所定の距離
にあるＣ地点に達した時点で、マイコン２５からの信号
によりクローラ走行装置２が解除されて機体３が数秒間
停止される（Ｓ６）。そして、所定時間経過の後再びマ
イコン２５から、前進用ソレノイド４２、サイドクラッ
チ用ソレノイド３３，３５゜サイドブレーキ用ソレノイ
ド３９．４０及び変速用モータ２６にそれぞれ適時切換
え信号が出力され為これによりコンバイン１は殻稈群Ｐ
に向かって前進する（Ｓ７）。更に超音波レーダ１１の
検知に基づき、該殻稈群Ｐの側面Ｐ１と刈取り部６との
距離が予め設定された値に達したことがマイコン２５に
て判断されると、該マイコン２５からの信号によりコン
バイン１が今度は前回の条刈り方向と直交する方向に横
刈り作業を開始する（Ｓ８）。

次いで、−部変更した他の実施例について説明する。

コンバイン１には、第６図（ａ）、（ｂ）に示すように
、前処理部７の上方に第２図同様の構造にて超音波レー
ダ４６が設置されており、該レーダ４６は一方向に３６
０度回転自在に構成されかつ機体前方に向けて所定量傾
斜して配置されており、これにより前記レーダ４６は側
面視において機体前部下方から機体後部上方に一直線に
なるように超音波を発しながら回転される。従って、該
レーダ４６ば機体３より低い位置にあろ殻稈に向けて適
確に超音波を発信して、機体３の殻稈群Ｐからの距離及
びポテンショメータ２１によりレーダ４６の回転角等を
逐次検知し、更に該検知信号をマイコン２５に入力して
演算し、正確な値にて殻稈群Ｐへの距離値及び方向が検
出される。そして、これら検出値に基づきマイコン２５
から、前進用ソレノイド４３、サイドクラッチ用ソレノ
イド３３，３５、サイドブレーキ用ソレノイド３９゜４
０及び変速用モータ２６等に切換え信号が出力され、こ
れによりコンバイン１は前進しながら刈取り部６の一側
へ部を殻稈群Ｐにおける側面Ｐ１゜Ｐ２の頂点Ｖに合わ
せて正確に移動するように構成されている。

従って、第７図（ａ）、（ｂ）に示すように、圃場に植
立する殻稈群Ｐにコンバイン１が接近した際、超音波レ
ーダ４６の発信側レーダ４６ａから発信される超音波の
波動は、レーダ４６の回転角を、殻稈群Ｐの側面Ｐ１に
対して平行な位置から０度と起算すると、第７図反時計
方向に回転されるレーダ４６により０度から前記殻稈Ｐ
の頂点、に達するまで予め設定されている検知距ｆｉ１
を検出し続け、該頂点Ｖに達した（回転角θ３）時点で
その検知距離は殻稈への干渉により急に短くされて１７
になる。そして、レーダ４６が更に回転すると該検知距
離θ７は回転角９０度の位置に向けて更に短くされ、９
０度に達した時点で最も短い検知距離１８を検出する。

そして、回転角θ４に達するまでその検知距離は序々に
長くされ、該回転角θ４に達した時点で超音波の波動は
側面Ｐ、から開放されて予め設定された検出距ｆｇｌに
戻され、この状態のまま０変位置まで回転して再度上述
工程を繰り返す。従って、前記超音波レーダ４６及びポ
テンシコメータ２１にて検知された各回転角による検知
距離１．、　！、はマイコン２５に入力され、更に該マ
イコン２５により判断されて前進用ソレノイド４３、サ
イドブレーキ用ソレノイド３３，３５、サイドブレーキ
用ソレノイド３９．４０及び変速用モータ２６に前記マ
イコン２５から切換え信号が出力される。これにより、
コンバイン１は殻稈群Ｐの側面Ｐ、と側面Ｐ２との頂点
Ｖに刈取り部６の一側Ａ部が正確に位置されて刈取々作
業が開始される。

なお、上述した他の実施例では、超音波レーダ４６を３
６０度回転自在に構成していたが、該レーダ４６の回転
角を１８０度にして往復作動等することにより殻稈まで
の距離及び方向を検知するように構成しても良いことは
勿論である。

（ト）発明の詳細 な説明したように、本発明によれば、機体３に、超音波
を発信、受信する超音波レーダ１１゜１２を可動自在に
設置して機体３周囲の障害物等を連続的に検知し、該検
出値及び車速検知手段２９による車速検知に基づく制御
部２５からの信号により、操向手段２及び前後進切換え
手段４１を操作して作業＊Ｍ１の回行を自動的に行うよ
うに構成したので、圃場に植立する殻稈群Ｐを刈取り作
業する際、超音波レーダ１１，１２により連続して検知
されるそれぞれの移動時点での正確な殻稈との距離及び
方向に基づいて、作業車輌１をきめ細かな制御により回
行することができ、これにより圃場における状況変化、
例えば段差等のため機体３が傾いたりその位置がずれた
りした際でも機体３の位置を修正しながら正確に回行す
ることができ、従って機体３の周囲に他の障害物等が現
出しても速やかにこれを回避することができ、どのよう
な状況下においても安全かつ信頼性の高い操作性を提供
することができろ。また、超音波レーダ１１，１２が移
動しながら穀稈Ｐ等の障害物全検知することにより、少
ない個数にて超音波レーダ１１，１２を設置するだけで
多数の情報をキャッチすることができ、従って固定型の
センサを機体に多数設置する場合よりコストを下げて経
済性に富んだ作業車輌１を提供することができる。

更に、超音波レーダ１１．’１２を機体３に複数個設置
し、これら複数個の超音波レーダ１１，１２の同時刻に
おける位相のずれを検出して障害物との距離及び方向を
判断するよう（こ構成すると、障害物等をいわゆる人間
の目で見るように立体的に検知して、より正確な距離、
方向の検出値により、作業車輌１を一層正確にかつ効率
良く回行制御することができる。

また、超音波レーダ４６を機体３に回転自在に設置し、
該超音波レーダ４６の＠転角及び距離検出により障害物
との距離及び方位を判断するように構成すると、単数側
のレーダ４６を機体３に設置するだけで該機体３周囲か
ら複数箇所の距離や方位を測定することができ、これに
より機体３から無駄なスペースを省いて作業車ｗ４１を
コンパクトに製造することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係るコンバインを示す全体斜視図、第
２図はその超音波レーダの構造を示す斜視図、第３図は
その制御ブロック図、第４図はその作動状態を示すフロ
ーチャート、第５図は回行自動制御時の圃場におけるコ
ンバインの回行動作を示す平面図、第６図（ａ）は他の
実施例を示すコンバインの平面図、第６図（ｂ）はその
側面図、第７図（ａ）（よその超音波レーダによる殻稈
の検知状態を示す平面図である。そして、第７図（ｂ）
はその検知による波形を示す図である。 １・・・作業車輌（コンバイン）　　、２・・・操向手
段（クローラ走行装置）　、３・・・機体　、　　１１
．１２・・・超音波レーダ　、２５・・・制御部（マイ
クロコンピュータ）　、２９・・・車速検知手段（ポテ
ンショメータ）　、４１・・・前後進切換え手段（Ｆ−
Ｒクラッチレバ−）、Ｐ・・・殻稈（殻稈群）。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）機体に、車速を検知する車速検知手段、進行方向
   を変更する操向手段、及び前後進を切換える前後進切換
   え手段を備えてなる作業車輌において、 前記機体に、超音波を発信しかつその反射波を受信して
   穀稈等の障害物を検知する超音波レーダを可動自在に設
   置し、該超音波レーダにより機体周囲の障害物等を連続
   的に検知して、該検出値及び前記車速検知手段による車
   速の検知に基づく制御部からの信号により、前記操向手
   段及び前後進切換え手段を操作して作業車輌の回行を自
   動的に行うように構成してた作業車輌における回行自動
   制御装置。
2. （２）前記超音波レーダを機体に複数個設置し、これら
   複数個の超音波レーダの同時刻における位相のずれを検
   出して障害物との距離及び方向を判断してなる特許請求
   の範囲第１項記載の作業車輌における回行自動制御装置
   。
3. （３）前記超音波レーダを機体に回転自在に設置し、該
   超音波レーダの回転角及び距離検出により障害物との距
   離及び方位を判断してなる特許請求の範囲第１項記載の
   コンバインにおける回行自動制御装置。