JP3214115B2 - コンバインにおける走行方向制御装置 - Google Patents
コンバインにおける走行方向制御装置Info
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- JP3214115B2 JP3214115B2 JP31610292A JP31610292A JP3214115B2 JP 3214115 B2 JP3214115 B2 JP 3214115B2 JP 31610292 A JP31610292 A JP 31610292A JP 31610292 A JP31610292 A JP 31610292A JP 3214115 B2 JP3214115 B2 JP 3214115B2
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Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明はコンバインに関し、特に
その走行方向制御装置の改良に関する。
その走行方向制御装置の改良に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、この種の走行方向制御装置では、
デバイダ(分草器)の先端近くに装着した一対のセンサ
が作物の株の有無を検出し、その検出結果に応じて油圧
シリンダでサイドクラッチを作動してコンバインの走行
方向を作物の条方向に沿うように制御している。
デバイダ(分草器)の先端近くに装着した一対のセンサ
が作物の株の有無を検出し、その検出結果に応じて油圧
シリンダでサイドクラッチを作動してコンバインの走行
方向を作物の条方向に沿うように制御している。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかし、このような従
来の走行制御では、条間の距離の大小を考慮していなか
ったので、条間が狭いときにはハンチングを起こし、そ
の結果、機体が左右に振られて作業者の乗り心地が悪い
などの問題があった。従って、従来の自動による走行方
向制御は、熟練な作業者による手動の方向制御に比べて
劣るという問題があった。
来の走行制御では、条間の距離の大小を考慮していなか
ったので、条間が狭いときにはハンチングを起こし、そ
の結果、機体が左右に振られて作業者の乗り心地が悪い
などの問題があった。従って、従来の自動による走行方
向制御は、熟練な作業者による手動の方向制御に比べて
劣るという問題があった。
【0004】そこで、本発明は、上記の問題を解消し、
熟練な作業者の手動による方向制御と同程度の走行制御
を自動的に行うことを目的とする。
熟練な作業者の手動による方向制御と同程度の走行制御
を自動的に行うことを目的とする。
【0005】
【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。
めに、本発明は、以下のように構成した。
【0006】すなわち、本発明は、走行部の左右一対の
クローラにより走行するコンバインにおいて、未刈穀稈
に接触すべき検出片をそれぞれ有する2つの条刈り用方
向センサと、前記2つの条刈り用方向センサの出力に基
づき、コンバインが条方向に沿うように左右一対のクロ
ーラを制動制御する走行方向制御手段と、コンバインの
走行速度を検出する走行速度センサと、条と条との間の
距離を検出する条間距離検出手段と、前記2つの条刈り
用方向センサの各検出片の接触状態と、前記走行速度検
出手段の検出走行速度とから、未刈穀稈との距離を検出
する距離検出手段と、前記条間距離検出手段で検出した
条間距離と、前記距離検出手段で検出した未刈穀稈との
距離とからファジィ制御規則により求めた補正時間に従
い、前記走行方向制御手段が制動制御すべきクローラの
制動時間を補正する制動時間補正手段と、を備えてなる
走行方向制御装置である。
クローラにより走行するコンバインにおいて、未刈穀稈
に接触すべき検出片をそれぞれ有する2つの条刈り用方
向センサと、前記2つの条刈り用方向センサの出力に基
づき、コンバインが条方向に沿うように左右一対のクロ
ーラを制動制御する走行方向制御手段と、コンバインの
走行速度を検出する走行速度センサと、条と条との間の
距離を検出する条間距離検出手段と、前記2つの条刈り
用方向センサの各検出片の接触状態と、前記走行速度検
出手段の検出走行速度とから、未刈穀稈との距離を検出
する距離検出手段と、前記条間距離検出手段で検出した
条間距離と、前記距離検出手段で検出した未刈穀稈との
距離とからファジィ制御規則により求めた補正時間に従
い、前記走行方向制御手段が制動制御すべきクローラの
制動時間を補正する制動時間補正手段と、を備えてなる
走行方向制御装置である。
【0007】
【作用】このように構成する本発明では、走行方向制御
手段が、2つの条刈り用方向センサの出力に基づき、コ
ンバインが条方向に沿うように左右一対のクローラを制
動制御する。
手段が、2つの条刈り用方向センサの出力に基づき、コ
ンバインが条方向に沿うように左右一対のクローラを制
動制御する。
【0008】一方、走行速度センサはコンバインの走行
速度を検出し、条間距離検出手段は条と条との間の距離
を検出する。また、距離検出手段は、2つの条刈り用方
向センサの各検出片の接触状態と、走行速度検出手段の
検出走行速度とから、条刈り用方向センサから未刈穀稈
までの距離を検出する。
速度を検出し、条間距離検出手段は条と条との間の距離
を検出する。また、距離検出手段は、2つの条刈り用方
向センサの各検出片の接触状態と、走行速度検出手段の
検出走行速度とから、条刈り用方向センサから未刈穀稈
までの距離を検出する。
【0009】制動時間補正手段は、条間距離検出手段で
検出した条間距離と、距離検出手段で検出した未刈穀稈
とからファジィ制御規則により求めた補正時間に従い、
走行方向制御手段が制動制御すべきクローラの制動時間
を補正する。
検出した条間距離と、距離検出手段で検出した未刈穀稈
とからファジィ制御規則により求めた補正時間に従い、
走行方向制御手段が制動制御すべきクローラの制動時間
を補正する。
【0010】このように本発明では、条刈り用方向セン
サの出力に基づき、コンバインが条方向に沿うように左
右一対のクローラを制動制御するとともに、その制御の
際の制動時間を未刈穀稈との距離および条間の距離を考
慮して補正するようにした。従って、条間が狭いときに
は方向制御を緩慢にしてハンチングを防止でき、逆に条
間が広いときには方向変更距離を長くして速やかに方向
修正することができ、もってコンバインの機体が振られ
ることなく作業者の乗り心地が向上するとともに、適確
な方向制御ができる。
サの出力に基づき、コンバインが条方向に沿うように左
右一対のクローラを制動制御するとともに、その制御の
際の制動時間を未刈穀稈との距離および条間の距離を考
慮して補正するようにした。従って、条間が狭いときに
は方向制御を緩慢にしてハンチングを防止でき、逆に条
間が広いときには方向変更距離を長くして速やかに方向
修正することができ、もってコンバインの機体が振られ
ることなく作業者の乗り心地が向上するとともに、適確
な方向制御ができる。
【0011】
【実施例】次に、本発明の実施例について図面を参照し
て詳細に説明する。
て詳細に説明する。
【0012】図1は本発明実施例のセンサの配置構成を
示し、コンバインの分草器1Aには条刈りの際に走行方
向の制御に使用する左右一対の条刈り用方向センサ2,
3を装着する。また、分草器1Bおよびその分草器1B
の後方には、横刈りの際に走行方向の制御に使用する一
対の横刈り用方向センサ4,5を装着する。条刈り用方
向センサ2,3は、条刈りの際に未刈穀稈(作物)の株
元に接触してその有無を検出する後方に傾斜可能な検出
片2A,3Aを有する。横刈り用方向センサ4,5は、
横刈りの際に未刈穀稈群の最外周の未刈穀稈と接触して
その有無を検出する後方に傾斜可能な検出片4A,5A
を有する。これらセンサは検出片が穀稈に接触すると、
機体の前進に伴い検出片が後方に傾斜してセンサは「O
N」状態になる。さらに、穀稈の有無を検出する穀稈セ
ンサ6,7を、所定の位置に配置する。なお、図中にお
いて8は引き起こし装置、9は掻き込み装置、10はカ
ッタである。
示し、コンバインの分草器1Aには条刈りの際に走行方
向の制御に使用する左右一対の条刈り用方向センサ2,
3を装着する。また、分草器1Bおよびその分草器1B
の後方には、横刈りの際に走行方向の制御に使用する一
対の横刈り用方向センサ4,5を装着する。条刈り用方
向センサ2,3は、条刈りの際に未刈穀稈(作物)の株
元に接触してその有無を検出する後方に傾斜可能な検出
片2A,3Aを有する。横刈り用方向センサ4,5は、
横刈りの際に未刈穀稈群の最外周の未刈穀稈と接触して
その有無を検出する後方に傾斜可能な検出片4A,5A
を有する。これらセンサは検出片が穀稈に接触すると、
機体の前進に伴い検出片が後方に傾斜してセンサは「O
N」状態になる。さらに、穀稈の有無を検出する穀稈セ
ンサ6,7を、所定の位置に配置する。なお、図中にお
いて8は引き起こし装置、9は掻き込み装置、10はカ
ッタである。
【0013】次に、この実施例の動力伝達機構につい
て、図2を参照して説明する。
て、図2を参照して説明する。
【0014】図2において、11はエンジンであり、こ
のエンジン11の出力軸12にはプーリ13,14,1
5をそれぞれ取り付ける。プーリ13は脱穀部16にベ
ルトを介して接続し、プーリ14は刈り取り部17にベ
ルトを介して接続する。また、プーリ15はベルトを介
して油圧式変速装置18の入力軸のプーリ19に接続す
る。油圧式変速装置18の出力側は、クラッチおよびブ
レーキからなる制動機構20R,20Lを介し、左右の
クローラ21R,21Lに接続する。なお、この制動機
構20R,20Lでは、ブレーキがいったん作動すれば
その制動力は変化しないが、制動力が調整可能な形式の
制動機構でもよく、制動機構の形式は問わない。
のエンジン11の出力軸12にはプーリ13,14,1
5をそれぞれ取り付ける。プーリ13は脱穀部16にベ
ルトを介して接続し、プーリ14は刈り取り部17にベ
ルトを介して接続する。また、プーリ15はベルトを介
して油圧式変速装置18の入力軸のプーリ19に接続す
る。油圧式変速装置18の出力側は、クラッチおよびブ
レーキからなる制動機構20R,20Lを介し、左右の
クローラ21R,21Lに接続する。なお、この制動機
構20R,20Lでは、ブレーキがいったん作動すれば
その制動力は変化しないが、制動力が調整可能な形式の
制動機構でもよく、制動機構の形式は問わない。
【0015】制動機構20R,20Lには、これら制動
機構20R,20Lを個別に駆動する油圧シリンダ22
R,22Lをそれぞれ設ける。そして、制動機構20
R,20L、クローラ21R,21Lなどにより走行部
を構成する。クローラ21R,21Lの走行速度を検出
するために、フォトカプラなどからなる走行速度センサ
23を、上記の走行部の伝動機構の中間軸の端部に設け
る。
機構20R,20Lを個別に駆動する油圧シリンダ22
R,22Lをそれぞれ設ける。そして、制動機構20
R,20L、クローラ21R,21Lなどにより走行部
を構成する。クローラ21R,21Lの走行速度を検出
するために、フォトカプラなどからなる走行速度センサ
23を、上記の走行部の伝動機構の中間軸の端部に設け
る。
【0016】次に、この実施例の制御系の一例につい
て、図3を参照して説明する。
て、図3を参照して説明する。
【0017】図において、マイクロコンピュータ30は
CPUやメモリなどからなり、後述のように入力信号に
応じて各部を制御するものである。マイクロコンピュー
タ30の入力側には、入力インタフェース31を介し
て、上述の条刈り用方向センサ2,3、横刈り用方向セ
ンサ4,5、穀稈センサ6,7、および走行速度センサ
23をそれぞれ電気的に接続する。マイクロコンピュー
タ30の出力側には、出力インタフェース32を介し
て、上述の油圧シリンダ22Rを駆動する右ソレノイド
33、上述の油圧シリンダ22Lを駆動する左ソレノイ
ド34などを電気的に接続する。
CPUやメモリなどからなり、後述のように入力信号に
応じて各部を制御するものである。マイクロコンピュー
タ30の入力側には、入力インタフェース31を介し
て、上述の条刈り用方向センサ2,3、横刈り用方向セ
ンサ4,5、穀稈センサ6,7、および走行速度センサ
23をそれぞれ電気的に接続する。マイクロコンピュー
タ30の出力側には、出力インタフェース32を介し
て、上述の油圧シリンダ22Rを駆動する右ソレノイド
33、上述の油圧シリンダ22Lを駆動する左ソレノイ
ド34などを電気的に接続する。
【0018】次に、このように構成する本発明実施例の
動作の一例について、以下に説明する。
動作の一例について、以下に説明する。
【0019】いま、エンジン11が起動すると、その動
力が出力軸12、プーリ15,19を介して油圧変速装
置15の入力軸に伝達される。次に、運転席の走行クラ
ッチレバー(図示せず)を接続位置にセットすると、制
動機構20R,20Lが接続状態になって、エンジン1
1の動力がクローラ21R,21Lに伝達され走行を開
始する。次に、運転席の刈り取り脱穀クラッチレバー
(図示せず)を「刈取・脱穀」位置にセットすると、エ
ンジン11の動力は、脱穀部16、刈り取り部17に伝
達され刈り取り脱穀作業を開始する。
力が出力軸12、プーリ15,19を介して油圧変速装
置15の入力軸に伝達される。次に、運転席の走行クラ
ッチレバー(図示せず)を接続位置にセットすると、制
動機構20R,20Lが接続状態になって、エンジン1
1の動力がクローラ21R,21Lに伝達され走行を開
始する。次に、運転席の刈り取り脱穀クラッチレバー
(図示せず)を「刈取・脱穀」位置にセットすると、エ
ンジン11の動力は、脱穀部16、刈り取り部17に伝
達され刈り取り脱穀作業を開始する。
【0020】そして、本発明実施例では、このような走
行作業に併せて、コンバインが作物の刈残しが無く、し
かも刈り幅一杯に刈り取り作業ができるように、作物に
沿って走行するための走行方向制御を、以下のような制
御により行う(図4参照)。
行作業に併せて、コンバインが作物の刈残しが無く、し
かも刈り幅一杯に刈り取り作業ができるように、作物に
沿って走行するための走行方向制御を、以下のような制
御により行う(図4参照)。
【0021】まず、条刈り用方向センサ2,3の検出値
を入力するとともに(ステップS1)、走行速度センサ
23の検出値を読み込み、その検出値から走行部(コン
バイン)の走行速度Vを算出する。
を入力するとともに(ステップS1)、走行速度センサ
23の検出値を読み込み、その検出値から走行部(コン
バイン)の走行速度Vを算出する。
【0022】次に、条刈り用方向センサ2または3の
「ON」状態の時間と検出走行速度Vとから「ON」状
態で走行した距離を算出する。この算出した距離は、左
右いずれかの未刈穀稈に対する接近度に対応し、その算
出距離が大きいほど未刈穀稈に接近していることになる
ので、この「ON」状態で走行した距離からセンサ2ま
たは3ごとに未刈穀稈との距離L1を算出する(ステッ
プS2)。さらに、これら各センサ2または3ごとに算
出した距離のうち大きな値の方を、オン距離S2として
求める。
「ON」状態の時間と検出走行速度Vとから「ON」状
態で走行した距離を算出する。この算出した距離は、左
右いずれかの未刈穀稈に対する接近度に対応し、その算
出距離が大きいほど未刈穀稈に接近していることになる
ので、この「ON」状態で走行した距離からセンサ2ま
たは3ごとに未刈穀稈との距離L1を算出する(ステッ
プS2)。さらに、これら各センサ2または3ごとに算
出した距離のうち大きな値の方を、オン距離S2として
求める。
【0023】引き続き、条刈り用方向センサ2の検出値
の「ON」開始(検出片2Aの未刈穀稈への接触開始)
から条刈り用方向センサ3の検出値の「ON」開始(検
出片3Aの未刈穀稈への接触開始)までの時間T1と検
出走行速度Vとから、または条刈り用方向センサ3の
「ON」開始から条刈り用方向センサ2の「ON」開始
までの時間T2と検出走行速度Vとから、時間T1また
は時間T2の間に走行した距離(以下、オン間距離S1
という)を算出する。このように算出したオン間距離S
1の大小は、条間の距離の大小に対応する。
の「ON」開始(検出片2Aの未刈穀稈への接触開始)
から条刈り用方向センサ3の検出値の「ON」開始(検
出片3Aの未刈穀稈への接触開始)までの時間T1と検
出走行速度Vとから、または条刈り用方向センサ3の
「ON」開始から条刈り用方向センサ2の「ON」開始
までの時間T2と検出走行速度Vとから、時間T1また
は時間T2の間に走行した距離(以下、オン間距離S1
という)を算出する。このように算出したオン間距離S
1の大小は、条間の距離の大小に対応する。
【0024】次に、このようにして算出したオン間距離
S1、およびオン距離S2から、ファジィ制御規則によ
り、条間の距離L2を決定する(ステップS3)。この
ようなファジィ制御の実施にあたり、図6の表で示すよ
うなファジィ制御規則を採用し、上記からも明らかなよ
うに、その前件部はオン間距離S1、およびオン距離S
2にするとともに、その後件部は条間の距離L2とす
る。図において、縦の列はオン距離S2の値、横の行は
オン間距離S1の値、表の中は条間の距離L2に対応し
た値を示す。
S1、およびオン距離S2から、ファジィ制御規則によ
り、条間の距離L2を決定する(ステップS3)。この
ようなファジィ制御の実施にあたり、図6の表で示すよ
うなファジィ制御規則を採用し、上記からも明らかなよ
うに、その前件部はオン間距離S1、およびオン距離S
2にするとともに、その後件部は条間の距離L2とす
る。図において、縦の列はオン距離S2の値、横の行は
オン間距離S1の値、表の中は条間の距離L2に対応し
た値を示す。
【0025】ここで、オン間距離S1のラベルは、 ZO:標準 NS:やや短い NB:短い を意味する。
【0026】また、オン距離S2のラベルは、 NB:短い NS:やや短い ZO:標準 PS:やや長い PB:長い を意味する。
【0027】さらに、条間の距離L2のラベルは、 ZO:標準 NS:やや短い NB:短い を意味する。
【0028】図6で示す制御規則は、次の形で表される
もので、たとえば「オン間距離S1がZO(標準)で、
オン距離S2がNB(短い)ならば、条間の距離L2は
ZO(標準)にしなさい。」のようになる。
もので、たとえば「オン間距離S1がZO(標準)で、
オン距離S2がNB(短い)ならば、条間の距離L2は
ZO(標準)にしなさい。」のようになる。
【0029】そして、オン間距離S1のメンバーシップ
関数を図7(A)、オン距離S2のメンバーシップ関数
を図7(B)、条間の距離L2のメンバーシップ関数を
図7(C)、にそれぞれ示す。
関数を図7(A)、オン距離S2のメンバーシップ関数
を図7(B)、条間の距離L2のメンバーシップ関数を
図7(C)、にそれぞれ示す。
【0030】次に、条間の距離L2を求める過程ではフ
ァジィ推論法を用いる。すなわち、いまオン間距離S1
と、オン距離S2との現在の状態値が属する制御規則を
考え、それを図6の規則から選択すると、例えば以下の
ようになる。 {R1:オン間距離S1がZO(標準)で、オン距離S
2がZO(標準)ならば、条間の距離L2はZO(標
準)である。} {R2:オン間距離S1がNS(やや短い)で、オン距
離S2がZO(標準)ならば、条間の距離L2はNS
(やや短い)である。} {R3:オン間距離S1がZO(標準)で、オン距離S
2がNS(やや短い)ならば、条間の距離L2はZO
(標準)である。} {R4:オン間距離S1がNS(やや短い)で、オン距
離S2がNS(やや短い)ならば、条間の距離L2はN
S(やや短い)である。} これら制御規則R1〜R4、のメンバーシップ関数を図
8に示し、これら制御規則の成立する度合いを図で評価
する。
ァジィ推論法を用いる。すなわち、いまオン間距離S1
と、オン距離S2との現在の状態値が属する制御規則を
考え、それを図6の規則から選択すると、例えば以下の
ようになる。 {R1:オン間距離S1がZO(標準)で、オン距離S
2がZO(標準)ならば、条間の距離L2はZO(標
準)である。} {R2:オン間距離S1がNS(やや短い)で、オン距
離S2がZO(標準)ならば、条間の距離L2はNS
(やや短い)である。} {R3:オン間距離S1がZO(標準)で、オン距離S
2がNS(やや短い)ならば、条間の距離L2はZO
(標準)である。} {R4:オン間距離S1がNS(やや短い)で、オン距
離S2がNS(やや短い)ならば、条間の距離L2はN
S(やや短い)である。} これら制御規則R1〜R4、のメンバーシップ関数を図
8に示し、これら制御規則の成立する度合いを図で評価
する。
【0031】そこで、いま現在のオン間距離S1の値が
図8(A)で示すようにS1´で、オン距離S2の値が
図8(B)で示すようにS2´とすると、制御規則R1
がオン間距離S1の値S1´およびオン距離S2の値S
2´を満たす度合いは0.3と0.7であり、0.3を
制御規則R1における適合度として図8(C)に示すよ
うな推論結果が得られる。
図8(A)で示すようにS1´で、オン距離S2の値が
図8(B)で示すようにS2´とすると、制御規則R1
がオン間距離S1の値S1´およびオン距離S2の値S
2´を満たす度合いは0.3と0.7であり、0.3を
制御規則R1における適合度として図8(C)に示すよ
うな推論結果が得られる。
【0032】制御規則R2がオン間距離S1の値S1´
およびオン距離S2の値S2´を満たす度合いは0.8
と0.7であり、0.7を制御規則R2における適合度
として図8(C)に示すような推論結果が得られる。制
御規則R3がオン間距離S1の値S1´およびオン距離
S2の値S2´を満たす度合いは0.3と0.2であ
り、0.2を制御規則R3における適合度として図8
(C)に示すような推論結果が得られる。制御規則R4
がオン間距離S1の値S1´およびオン距離S2の値S
2´を満たす度合いは0.8と0.2であり、0.2を
制御規則R4における適合度として図8(C)に示すよ
うな推論結果が得られる。
およびオン距離S2の値S2´を満たす度合いは0.8
と0.7であり、0.7を制御規則R2における適合度
として図8(C)に示すような推論結果が得られる。制
御規則R3がオン間距離S1の値S1´およびオン距離
S2の値S2´を満たす度合いは0.3と0.2であ
り、0.2を制御規則R3における適合度として図8
(C)に示すような推論結果が得られる。制御規則R4
がオン間距離S1の値S1´およびオン距離S2の値S
2´を満たす度合いは0.8と0.2であり、0.2を
制御規則R4における適合度として図8(C)に示すよ
うな推論結果が得られる。
【0033】そして、これら4つの推論結果を総合し、
こうして得られた条間の距離L2のメンバーシップ関数
の集合から図示のように重心位置を求め、これを最終的
な条間の距離L2とする。このような演算は、マイクロ
コンピュータ30で行う。
こうして得られた条間の距離L2のメンバーシップ関数
の集合から図示のように重心位置を求め、これを最終的
な条間の距離L2とする。このような演算は、マイクロ
コンピュータ30で行う。
【0034】ところで、以上のように2つの条刈り用方
向センサ2,3の検出片の接触状態とコンバインの走行
速度とからオン間距離S1を算出し、そのオン間距離S
1の大小は、条刈り用方向センサ2,3が条間のほぼ中
央にあるときには、条間の距離の大小に対応するのでオ
ン間距離S1より条間の距離が求まる。しかし、条刈り
用方向センサ2,3が条間の中央からずれた位置にある
ときには、オン間距離S1からだけでは条間の距離を適
切に求めることができない。そこで、オン間距離S1よ
り2つの条刈り用方向センサ2,3の検出片の未刈穀稈
に対する接近度を考慮して条間の距離を決定するように
したので、2つの条刈り用方向センサ2,3の活用によ
って条間の距離を精度よく求めることができる。
向センサ2,3の検出片の接触状態とコンバインの走行
速度とからオン間距離S1を算出し、そのオン間距離S
1の大小は、条刈り用方向センサ2,3が条間のほぼ中
央にあるときには、条間の距離の大小に対応するのでオ
ン間距離S1より条間の距離が求まる。しかし、条刈り
用方向センサ2,3が条間の中央からずれた位置にある
ときには、オン間距離S1からだけでは条間の距離を適
切に求めることができない。そこで、オン間距離S1よ
り2つの条刈り用方向センサ2,3の検出片の未刈穀稈
に対する接近度を考慮して条間の距離を決定するように
したので、2つの条刈り用方向センサ2,3の活用によ
って条間の距離を精度よく求めることができる。
【0035】引き続き、図4で示すステップS4に戻
り、ステップS2で求めた未刈穀稈との距離L1と、ス
テップS3で求めた条間の距離L2から、ファジィ制御
規則により、左右のソレノイド33、34の作動出力の
補正時間、すなわち左右のクローラ21R,21Lの制
動出力の補正時間Mを決定する(ステップS4,S
5)。
り、ステップS2で求めた未刈穀稈との距離L1と、ス
テップS3で求めた条間の距離L2から、ファジィ制御
規則により、左右のソレノイド33、34の作動出力の
補正時間、すなわち左右のクローラ21R,21Lの制
動出力の補正時間Mを決定する(ステップS4,S
5)。
【0036】このようなファジィ制御の実施にあたり、
図9の表で示すようなファジィ制御規則を採用し、上記
からも明らかなように、その前件部は未刈穀稈との距離
L1、および条間の距離L2にするとともに、その後件
部は左右のクローラ21R,21Lの制動出力の補正時
間Mとする。図において、縦の列は未刈穀稈との距離L
1の値、横の行は条間の距離L2の値、表の中は制動出
力の補正時間Mに対応した値を示す。
図9の表で示すようなファジィ制御規則を採用し、上記
からも明らかなように、その前件部は未刈穀稈との距離
L1、および条間の距離L2にするとともに、その後件
部は左右のクローラ21R,21Lの制動出力の補正時
間Mとする。図において、縦の列は未刈穀稈との距離L
1の値、横の行は条間の距離L2の値、表の中は制動出
力の補正時間Mに対応した値を示す。
【0037】ここで、未刈穀稈との距離L1のラベル
は、 NB:短い NS:やや短い ZO:標準 PS:やや長い PB:長い を意味する。
は、 NB:短い NS:やや短い ZO:標準 PS:やや長い PB:長い を意味する。
【0038】また、条間の距離L2のラベルは、 NB:狭い NS:やや狭い ZO:標準 PS:やや広い PB:広い を意味する。
【0039】また、左右のクローラ21R,21Lの制
動出力の補正時間Mのラベルは、 NB:負に長く NS:負に短く ZO:ほぼ零 PS:正に短く PB:正に長く を意味する。
動出力の補正時間Mのラベルは、 NB:負に長く NS:負に短く ZO:ほぼ零 PS:正に短く PB:正に長く を意味する。
【0040】図9で示す制御規則は、次の形で表される
もので、たとえば「未刈穀稈との距離L1がNB(短
い)で、条間の距離L2がZO(標準)ならば、制動出
力の補正時間MはPB(正に長く)にしなさい。」のよ
うになる。
もので、たとえば「未刈穀稈との距離L1がNB(短
い)で、条間の距離L2がZO(標準)ならば、制動出
力の補正時間MはPB(正に長く)にしなさい。」のよ
うになる。
【0041】そして、未刈穀稈との距離L1のメンバー
シップ関数を図10(A)、条間の距離L2のメンバー
シップ関数を図10(B)、左右のクローラ21R,2
1Lの制動出力の補正時間Mのメンバーシップ関数を図
10(C)、にそれぞれ示す。
シップ関数を図10(A)、条間の距離L2のメンバー
シップ関数を図10(B)、左右のクローラ21R,2
1Lの制動出力の補正時間Mのメンバーシップ関数を図
10(C)、にそれぞれ示す。
【0042】次に、左右のクローラ21R,21Lの制
動出力の補正時間Mを求める過程ではファジィ推論法を
用いる。すなわち、いま、未刈穀稈との距離L1と、条
間の距離L2との現在の状態値が属する制御規則を考
え、それを図9の規則から選択すると、例えば以下のよ
うになる。 {R1:未刈穀稈との距離L1がZO(標準)で、条間
の距離L2がPS(やや広い)ならば、制動出力の補正
時間MはZO(ほぼ零)にしなさい。} {R2:未刈穀稈との距離L1がZO(標準)で、条間
の距離L2がPB(広い)ならば、制動出力の補正時間
MはZO(ほぼ零)にしなさい。} {R3:未刈穀稈との距離L1がPS(やや長い)で、
条間の距離L2がPS(やや広い)ならば、制動出力の
補正時間MはZO(ほぼ零)にしなさい。}{R4:未
刈穀稈との距離L1がPS(やや長い)で、条間の距離
L2がPB(広い)ならば、制動出力の補正時間MはZ
O(ほぼ零)にしなさい。} これら制御規則R1〜R4、のメンバーシップ関数を図
11に示し、これら制御規則の成立する度合いを図で評
価する。
動出力の補正時間Mを求める過程ではファジィ推論法を
用いる。すなわち、いま、未刈穀稈との距離L1と、条
間の距離L2との現在の状態値が属する制御規則を考
え、それを図9の規則から選択すると、例えば以下のよ
うになる。 {R1:未刈穀稈との距離L1がZO(標準)で、条間
の距離L2がPS(やや広い)ならば、制動出力の補正
時間MはZO(ほぼ零)にしなさい。} {R2:未刈穀稈との距離L1がZO(標準)で、条間
の距離L2がPB(広い)ならば、制動出力の補正時間
MはZO(ほぼ零)にしなさい。} {R3:未刈穀稈との距離L1がPS(やや長い)で、
条間の距離L2がPS(やや広い)ならば、制動出力の
補正時間MはZO(ほぼ零)にしなさい。}{R4:未
刈穀稈との距離L1がPS(やや長い)で、条間の距離
L2がPB(広い)ならば、制動出力の補正時間MはZ
O(ほぼ零)にしなさい。} これら制御規則R1〜R4、のメンバーシップ関数を図
11に示し、これら制御規則の成立する度合いを図で評
価する。
【0043】そこで、いま現在の未刈穀稈との距離L1
の値が図11(A)で示すようにL1´で、条間の距離
L2の値が図11(B)で示すようにL2´とすると、
制御規則R1が未刈穀稈との距離L1の値L1´および
条間の距離L2の値L2´を満たす度合いは0.2と
0.9であり、0.2を制御規則R1における適合度と
して図11(C)に示すような推論結果が得られる。制
御規則R2が未刈穀稈との距離L1の値L1´および条
間の距離L2の値L2´を満たす度合いは0.2と0.
1であり、0.1を制御規則R2における適合度として
図11(C)に示すような推論結果が得られる。制御規
則R3が未刈穀稈との距離L1の値L1´および条間の
距離L2の値L2´を満たす度合いは0.8と0.9で
あり、この0.8を制御規則R3における適合度として
図11(C)に示すような推論結果が得られる。制御規
則R4が未刈穀稈との距離L1の値L1´および条間の
距離L2の値L2´を満たす度合いは0.8と0.1で
あり、この0.1を制御規則R4における適合度として
図11(C)に示すような推論結果が得られる。
の値が図11(A)で示すようにL1´で、条間の距離
L2の値が図11(B)で示すようにL2´とすると、
制御規則R1が未刈穀稈との距離L1の値L1´および
条間の距離L2の値L2´を満たす度合いは0.2と
0.9であり、0.2を制御規則R1における適合度と
して図11(C)に示すような推論結果が得られる。制
御規則R2が未刈穀稈との距離L1の値L1´および条
間の距離L2の値L2´を満たす度合いは0.2と0.
1であり、0.1を制御規則R2における適合度として
図11(C)に示すような推論結果が得られる。制御規
則R3が未刈穀稈との距離L1の値L1´および条間の
距離L2の値L2´を満たす度合いは0.8と0.9で
あり、この0.8を制御規則R3における適合度として
図11(C)に示すような推論結果が得られる。制御規
則R4が未刈穀稈との距離L1の値L1´および条間の
距離L2の値L2´を満たす度合いは0.8と0.1で
あり、この0.1を制御規則R4における適合度として
図11(C)に示すような推論結果が得られる。
【0044】そして、これら4つの推論結果を総合し、
こうして得られた左右のクローラ21R,21Lの制動
出力の補正時間Mのメンバーシップ関数の集合から図示
のように重心位置を求め、これを最終的な制動出力の補
正時間Mとする。
こうして得られた左右のクローラ21R,21Lの制動
出力の補正時間Mのメンバーシップ関数の集合から図示
のように重心位置を求め、これを最終的な制動出力の補
正時間Mとする。
【0045】このような演算は、上述のようにマイクロ
コンピュータ30で行い、演算された制動出力の補正時
間Mに応じて、図のステップS6〜S12で示すような
制御を行う。
コンピュータ30で行い、演算された制動出力の補正時
間Mに応じて、図のステップS6〜S12で示すような
制御を行う。
【0046】すなわち、ステップS5で算出された補正
時間Mが正であるか負であるかを判定し(ステップS
6)、正であるときには、条刈り用方向センサ2,3の
検出片が未刈穀稈に接触していてその出力がONか否か
を判定する(ステップS7)。その結果、ONのときに
は、図5(C)で示すようにそのONの期間中、左右の
クローラ21R,21Lを制動するために、左ソレノイ
ド34または右ソレノイド33が励磁されるとともに、
センサがONの期間が終了後も補正時間Mが終了するま
でその励磁が継続される(ステップS8,S9)。
時間Mが正であるか負であるかを判定し(ステップS
6)、正であるときには、条刈り用方向センサ2,3の
検出片が未刈穀稈に接触していてその出力がONか否か
を判定する(ステップS7)。その結果、ONのときに
は、図5(C)で示すようにそのONの期間中、左右の
クローラ21R,21Lを制動するために、左ソレノイ
ド34または右ソレノイド33が励磁されるとともに、
センサがONの期間が終了後も補正時間Mが終了するま
でその励磁が継続される(ステップS8,S9)。
【0047】一方、ステップS5で算出された補正時間
Mが負であるときには、条刈り用方向センサ2,3の出
力がONであっても、補正時間Mの経過後までは左ソレ
ノイド34または右ソレノイド33の励磁を行わず(図
5(D)参照)、その時間Mの経過後にはじめてその励
磁を行う。そして、ソレノイドの励磁はその後条刈り用
方向センサ2,3の出力がONの期間に限り行われる
(ステップS10〜S12)。
Mが負であるときには、条刈り用方向センサ2,3の出
力がONであっても、補正時間Mの経過後までは左ソレ
ノイド34または右ソレノイド33の励磁を行わず(図
5(D)参照)、その時間Mの経過後にはじめてその励
磁を行う。そして、ソレノイドの励磁はその後条刈り用
方向センサ2,3の出力がONの期間に限り行われる
(ステップS10〜S12)。
【0048】このようにして、左ソレノイド34または
右ソレノイド33が励磁されると、油圧シリンダ22R
または油圧シリンダ22Lの駆動により制動機構20R
または制動機構20Lが作動し、左右のクローラ21
R,21Lのいずれか一方が制動され、機体は方向変更
する。
右ソレノイド33が励磁されると、油圧シリンダ22R
または油圧シリンダ22Lの駆動により制動機構20R
または制動機構20Lが作動し、左右のクローラ21
R,21Lのいずれか一方が制動され、機体は方向変更
する。
【0049】以上のように本実施例では、条刈り用方向
センサ2,3の出力に基づき、条刈り用方向センサ2,
3が条間の中央にくるように左右一対のクローラ21
R,21Lを制動制御して機体を条方向に沿わせるとと
もに、その制御の際の制動出力時間を未刈穀稈との距離
L1および条間の距離L2を考慮して補正するようにし
たので、条間が狭いときには方向制御が緩慢となってハ
ンチングを防止でき、逆に条間が広いときには方向変更
距離を長くして速やかに方向修正する。
センサ2,3の出力に基づき、条刈り用方向センサ2,
3が条間の中央にくるように左右一対のクローラ21
R,21Lを制動制御して機体を条方向に沿わせるとと
もに、その制御の際の制動出力時間を未刈穀稈との距離
L1および条間の距離L2を考慮して補正するようにし
たので、条間が狭いときには方向制御が緩慢となってハ
ンチングを防止でき、逆に条間が広いときには方向変更
距離を長くして速やかに方向修正する。
【0050】次に、本発明の他の実施例について説明す
る。
る。
【0051】この実施例は、条間の距離L2を上記の実
施例のようにファジィ制御により求めるのではなく、図
12(A)または図12(B)で示すような条間の距離
を求めるための専用の条間検出センサを追加するもので
ある。
施例のようにファジィ制御により求めるのではなく、図
12(A)または図12(B)で示すような条間の距離
を求めるための専用の条間検出センサを追加するもので
ある。
【0052】すなわち、図12(A)に示す条間検出セ
ンサ41は、未刈穀稈と接触する左右一対のアクチュエ
ータ42,43の基部を分草器44に回転自在に取り付
け、そのアクチュエータ42,43の回転角をポテンシ
ョメータにより検出することにより、条間の距離を求め
るものである。また、図12(B)に示す条間検出セン
サ45は、左右の未刈穀稈に向けて超音波を発射してそ
の反射波を受信する左右一対の超音波センサ46,47
を分草器44に取り付け、この超音波センサ46,47
の出力から、条間の距離を求めるものである。この実施
例の他の構成、およびその動作例については、上述の実
施例と基本的に同じなので、その説明は省略する。
ンサ41は、未刈穀稈と接触する左右一対のアクチュエ
ータ42,43の基部を分草器44に回転自在に取り付
け、そのアクチュエータ42,43の回転角をポテンシ
ョメータにより検出することにより、条間の距離を求め
るものである。また、図12(B)に示す条間検出セン
サ45は、左右の未刈穀稈に向けて超音波を発射してそ
の反射波を受信する左右一対の超音波センサ46,47
を分草器44に取り付け、この超音波センサ46,47
の出力から、条間の距離を求めるものである。この実施
例の他の構成、およびその動作例については、上述の実
施例と基本的に同じなので、その説明は省略する。
【0053】
【発明の効果】以上説明したように本発明では、条刈り
用方向センサの出力に基づき、コンバインが条方向に沿
うように左右一対のクローラを制動制御するとともに、
その制御の際の制動出力を未刈穀稈との距離のみならず
条間の距離も考慮して補正する。従って、本発明は、条
間が狭いときには方向制御を緩慢にしてハンチングを防
止し、逆に条間が広いときには方向変更距離を長くして
速やかに方向を修正するという効果を奏する。
用方向センサの出力に基づき、コンバインが条方向に沿
うように左右一対のクローラを制動制御するとともに、
その制御の際の制動出力を未刈穀稈との距離のみならず
条間の距離も考慮して補正する。従って、本発明は、条
間が狭いときには方向制御を緩慢にしてハンチングを防
止し、逆に条間が広いときには方向変更距離を長くして
速やかに方向を修正するという効果を奏する。
【図1】本発明実施例のセンサの配置構成を示す図であ
る。
る。
【図2】本発明実施例の動力伝達系の構成を示す図であ
る。
る。
【図3】本発明実施例の制御系の一例を示すブロック図
である。
である。
【図4】本発明実施例の動作の一例を示すフローチャー
トである。
トである。
【図5】条刈り方向センサの出力と、制動出力との関係
を示すタイミングチャートである。
を示すタイミングチャートである。
【図6】条間の距離を求めるためのファジィ制御規則の
一例を示す図である。
一例を示す図である。
【図7】(A)はオン間距離S1のメンバーシップ関数
を示す図、(B)はオン距離S2のメンバーシップ関数
を示す図、(C)は条間の距離Lのメンバーシップ関数
を示す図である。
を示す図、(B)はオン距離S2のメンバーシップ関数
を示す図、(C)は条間の距離Lのメンバーシップ関数
を示す図である。
【図8】制御規則からファジィ推論の一例を説明する説
明図である。
明図である。
【図9】左右のクローラの制動出力の補正時間を決定す
るためのファジィ制御規則の一例を示す図である。
るためのファジィ制御規則の一例を示す図である。
【図10】(A)は未刈穀稈との距離のメンバーシップ
関数を示す図、(B)は条間の距離のメンバーシップ関
数を示す図、(C)は左右のクローラの制動出力の補正
時間のンバーシップ関数を示す図である。
関数を示す図、(B)は条間の距離のメンバーシップ関
数を示す図、(C)は左右のクローラの制動出力の補正
時間のンバーシップ関数を示す図である。
【図11】制御規則からファジィ推論の一例を説明する
説明図である。
説明図である。
【図12】本発明の他の実施例に適用される条間検出セ
ンサの一例を示す図である。
ンサの一例を示す図である。
2,3 条刈り用方向センサ 4,5 横刈り用方向センサ 11 エンジン 20R,20L 制動機構 21R,21L クローラ 22R,22L 油圧シリンダ 23 走行速度センサ 30 マイクロコンピュータ 41,45 条間検出センサ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) A01B 69/00
Claims (1)
- 【請求項1】 走行部の左右一対のクローラにより走行
するコンバインにおいて、 未刈穀稈に接触すべき検出片をそれぞれ有する2つの条
刈り用方向センサと、 前記2つの条刈り用方向センサの出力に基づき、コンバ
インが条方向に沿うように左右一対のクローラを制動制
御する走行方向制御手段と、 コンバインの走行速度を検出する走行速度センサと、 条と条との間の距離を検出する条間距離検出手段と、 前記2つの条刈り用方向センサの各検出片の接触状態
と、前記走行速度検出手段の検出走行速度とから、未刈
穀稈との距離を検出する距離検出手段と、 前記条間距離検出手段で検出した条間距離と、前記距離
検出手段で検出した未刈穀稈との距離とからファジィ制
御規則により求めた補正時間に従い、前記走行方向制御
手段が制動制御すべきクローラの制動時間を補正する制
動時間補正手段と、 を備えてなる走行方向制御装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP31610292A JP3214115B2 (ja) | 1992-10-30 | 1992-10-30 | コンバインにおける走行方向制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP31610292A JP3214115B2 (ja) | 1992-10-30 | 1992-10-30 | コンバインにおける走行方向制御装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06141612A JPH06141612A (ja) | 1994-05-24 |
| JP3214115B2 true JP3214115B2 (ja) | 2001-10-02 |
Family
ID=18073268
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP31610292A Expired - Fee Related JP3214115B2 (ja) | 1992-10-30 | 1992-10-30 | コンバインにおける走行方向制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3214115B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104898421A (zh) * | 2015-05-05 | 2015-09-09 | 上海大学 | 基于支持向量回归机学习的无标定手眼协调模糊控制方法 |
| CN116830884A (zh) * | 2023-08-14 | 2023-10-03 | 潍柴雷沃智慧农业科技股份有限公司 | 一种联合收割机满幅作业控制方法、装置及存储介质 |
-
1992
- 1992-10-30 JP JP31610292A patent/JP3214115B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH06141612A (ja) | 1994-05-24 |
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