JPH034305A - 操向制御装置 - 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】 「産業上の利用分野」 本発明は例えばコンバイン作業において、殻稈接触形の
機械式センサなどによっては走行方向の正確な検出が行
えない横刈り或いはバラ種別りなどの作業条件下にあっ
て、磁気方位センサの検出に基づき機体の操向制御を行
うようにした操向制御装置に関する。

「従来の技術」 この種磁気方位センサの検出に基づき機体の操向制御を
行うようにした手段にあっては、基準方位角（θＭ）と
方位センサで検出される方位角（θ）との−浦に差を生
じるときこの差をなくすように機体の操向制御が行われ
ている。

［発明が解決しようとする問題点」 しかし乍らこの種磁気方位センサでもって検出された方
位角（θ）が３／２πから２πの間（３／２π≦θ≦２
π）或いは０からπ／２の間（０≦θ≦π／２）にある
状態時に、この制御基準値（θＭｌが０からπ／２の間
（０≦０２≦π／２）或いは３／２πから２πの間（３
／２π≦０２≦２π）にあるようなとき、方位角（θ）
が２π以上或いは０以下となるような制御がこのまま行
われると、基準値（θ、）との間の差を一層拡大させる
状態とさせて制御そのものを不可能なものとさせるなど
の欠点があった。

またこのような操向制御にあって刈始め時に基準方位角
（θ１１）を設定しようとする場合そのタイミングが難
しく正確性に欠けるという問題があるばかりでな（、途
中機体の方位を手動などで修整した場合基準方位角（θ
Ｍ）を設定し直さなければならないという手間の煩わし
さなどがあった。

［問題点を解決するための手段］ したがって本発明は、磁気方位センサで検出される方位
信号と基準方位信号との比較に基づき機体の操向制御を
行うようにした構造において、前記磁気方位センサで検
出される方位信号の比較対象値を基準方位信号値に応じ
一定値変更させる比較象限変更手段を設けたものである
。

また、刈取り穀稈の搬送途中を検出する殻稈センサのオ
ン動作により前記方位センサの検出信号を基準値として
記憶する操向基準設定手段と、その記憶された基準値と
この後方位センサで検出される検出信号とに基づき機体
の自動操向を行う操向制御手段とを備えたものである。

さらに、機体の手動操向操作を行う手動操向制御手段と
、この手動操向のオン時前記方位センサに基づ（自動操
向制御を中断すると共にその記憶された基準値をキャン
セルする制御中断手段と、手動操向のオンからオフ時こ
のときの方位センサの検出信号を基準値として記憶し直
す操向基準再設定手段とを備えたものである。

「作　用」 而して本発明によれば、例えば磁気方位センサでもって
検出される方位角（θ）が３／２πから２πの間（３／
２π≦θ　≦２π）或いは０からπ／２の間（０≦θ　
≦π／２）にある状態時に、この基準値（θ＆１１がＯ
からπ／２の間（０≦０２≦π／２）或いは３／２πか
ら２πの間（３／２π≦θ、≦２π）にあるようなとき
、方位角（θ）に対し一定値（２π）を減或いは加算さ
せて、方位角（θ）を−１／２πから０の間（−１／２
π≦θ　≦０）或いは２πから５／２πの間（２π≦θ
≦５／２ｚ）に変更させて比較象限の変更を図ることに
より、この基準値（θＭ）に対する方位角（θ）の比較
対象関係を太き（異ならせることなく適正域のものとし
て、基準値（θＭ）に方位角（θ）を一致させるように
した操向制御を極めて容易にして正確に行わしめて制御
精度の向上を図るものである。

また刈取り後搬送される途中の殻稈を検出するとき、こ
のときの機体の方位を基準値として記憶するもので、機
体の方位が安定する時期に基準値が正確に且つ自動的に
設定される。

さらに、この方位センサに基づ（自動操向制御中、機体
の方位が手動操向操作により変更される場合には自動操
向制御が中断されると共に基準値の記憶がキャンセルさ
れ、再び手動操向が中断され自動操向が開始される状態
のとき、この変更後の方位を新たな基準値として自動的
に記憶しての正確な操向制御が行えるものである。

「実施例」 以下、本発明の一実施例を図面に基づいて詳述する。第
１図は制御回路図、第２図はコンバインの全体側面図、
第３図は同平面図であり、図中（１）は走行うローラ（
２）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［１１上に架設する機台、（４）はフィード
チェーン（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）は刈刃及び殻稈搬送
機構などを備える刈取部、（９）は排藁チェノ（１０１
（Ｉｌｌ終端を臨ませる排藁処理部、（１２）は運転席
（１３）及び運転操作部（１４）を備える運転台、（１
５）は機台（３）の右側後部に配備してエンジン（１６
）を内設するエンジン部、（１７）は前記エンジン部（
１５）前方に配設して脱穀部（４）からの穀粒を溜める
穀粒タンク、（１Ｂ）は前記穀粒タンク（１７）内の穀
粒を外側に取出す排出オーガであり、連続的に刈取り、
脱穀作業を行うように構成している。

第４図に示す如（、前記刈取部（８）には稲の位置を感
知して機体を条ならびに沿って誘導する接触型の殻稈セ
ンサである右側センサ（１９）及び左側第１センサ（２
０）及び左側第２センサ（２１）を設けるもので、右側
センサ（１９）で前方刈取り条の最左側条位置を、また
左側第１センサ（２０）で最古側より３列目及び４列目
（最左側より２列目及び３列目）の条位置を、さらに左
側第２センサ（２１）で最左側条位置を検出するように
設け、これらセンサ（１９）　（２０）　（２１）の検
出に基づいて条刈或いは中割り或いは倒伏作業での機体
の操向制御を適宜行わしめるように構成している。

また前記穀粒タンク（１７）の上面部に機体の方位角で
ある走行方向を検知する磁気方位センサ（２２）を設け
るもので、第５図に示す如く該センサ（２２）は地磁気
の水平成分を小さな高透磁率合金製の磁気センサコイル
（２２ａｌ　で検出するようにしたもので、発振器（２
３）と、周波数てい倍回路（２４）と位相可変回路（２
５）を前記コイル（２２）は備え、フィルタ回路（２６
）・交流増巾回路（２７）・同期整流回路（２８）・直
流増巾回路（２９）を介し出力されるＸ方向及びＸ方向
（Ｘ方向が９♂位相が進んでいる）の二方向のアナログ
出力電圧ＴＥ、ｌ　（Ｅ、ｌに基づいて方位角（θ）を
算出するように構成している。

ところで、第１図に示す如（、機体の自動操向制御を行
う制御手段である操向制御回路（３０）を備えるもので
、前記第１センサ（２０）における機体の左或いは右寄
りを検出する左及び右センサ（３１）（３２）と、前記
右側センサ（１９）における「０」〜「３」の所在ゾー
ン位置を検出する第１及び第２センサスイツチ（３３１
Ｆ３４）と、前記第２センサ（２１）における「０」〜
「３」の所在ゾーン位置を検出する第１及び第２センサ
スイツチ（３５１（３６１と、機体の操向方向の左右微
調整を行うフィツトステアリングスイッチ（３７）と、
条刈り・中割り・横刈り・倒伏の各作業条件に応じ条刈
り端子（３８ａｌ　　・中割り端子（３８ｂ）−横刈り
端子（３８ｃ）・倒伏端子（３８ｄ）チ（３９１＋４０
＋と、自動操向スイッチ（４１）と、手動優先スイッチ
（４２）と、刈取り殻稈の搬送中を検出する殻稈センサ
である殻稈検出スイッチ（４３）と車速センサ（４４）
と前記磁気方位センサ（２２）とを制御回路（３０）に
入力接続させている。そして機体の操向を行う左右サイ
ドクラッチの大切操作用サイドクラッチソレノイド（４
５１（４６１と自動操向ランプ（４７）とに前記制御回
路（３０）を出力接続させて、前記各センサ（１９１（
２０１（２１１（２２１の検出に基づいて適宜機体の自
動操向制御を行うように構成している。

本実施例は上記の如く構成するものにして、以下第６図
乃至第９図のフローチャート、第１０図の磁気方位セン
サの出力特性図に基づきこの作用を説明する。

通常の条刈り作業にあっては前記右側センサ（１９）と
左側第１センサ（２０）の検出に基づき、また中割り作
業にあっては前記右側センサ（１９）のみの検出に基づ
き、さらに倒伏した稲の刈取り作業にあっては前記右側
センサ（１９）と左側第２センサ（２１）の検出に基づ
き機体の自動操向が行われる一方、これらセンサ（１９
１＋２０１　［２１１では適正な操向が不可能な植付条
に対し直交する横刈り作業やバラ植での刈取作業にあっ
ては前記方位センサ（２２）の検出に基づき機体の操向
制御を行わ、しめるようにしたものである。

而してこのような横刈り作業に際しての手順を第６図乃
至第９図のフローチャートのステップｆ５１・・・）順
に説明する。なおフローチャート中ＦＭとは記憶必要フ
ラグで、基準値（θＭ）の記憶を必要とするとき或いは
記憶し直す必要があるときを１　ｆＦＭ＝１１、それ以
外をＯ（ＦＭ＝０１とする。またＦＬとは点滅フラグで
、自動モードであるが基準値（θう）を記憶し直すまで
自動を働かせず自動操向ランプ（４７）を点滅させる必
要のあるときを１　（ＦＬ・１）それ以外をＯ（ＦＬ・
０）とする。さらにＦＲとは優先フラグで、方位センサ
（２２）に優先して右側センサ（１９）に基づ（制御を
行う必要のあるときをｌ　（ＦＲ・１）それ以外をＯｆ
ＰＲ・０）とする。

（Ｓｌ）　　基準値（θＭ）の記憶を必要とする記憶必
要フラグｆＦＭ）を１とする（ＦＭ＝ｌ＋。

（Ｓｌ）前回の基準値（θ２）を記憶しているときキャ
ンセル。

（Ｓ３）　　自動操向ランプ（４７）を点滅させる点滅
フラグ（ＦＬ）がｌかＯかを判別する（作業開始時はＯ
）。

（Ｓ４１　　ＦＬ＝１のとき自動操向ランプ（４７）を
点滅（Ｓ５）方位センサ（２２）から出力される第１Ｏ
図に示す如き出力電圧ｆｔ、ｘ＋　（Ｅ、ｌより下記の
計算式に基づき方位角（θ）を算出（横刈り端子（３８
ｃｌのオンオフに関係な（算出）θ＝　ｔａｎ−’　ｆ
Ｅｘ−Ｅｍ）／　ｆＥｙ−Ｅａ）　ｆＯ≦θ≦２π）Ｅ
８はアナログ基準電圧 （Ｓ６）〜［５１５）　　脱穀スイッチ（３９）がオン
、刈取りスイッチ（４０）がオン、自動操向スイッチ（
４１）がオン、積別スイッチがオン（選択スイッチ（３
８）が横刈り端子（３８ｃｌに切換゛っている）、殻稈
センサ（４３）がオン、フィツトステアリングスイッチ
（３７）がオフ、手動優先スイッチ（４２）がオフの作
業開始状態で機体方位も安定する作業の満足条件下のと
き自動操向ランプ（４７）を点灯する。またこの際前記
ランプ（４７）の点滅動作中（ＰＬ＝ｌｌにあってはＰ
Ｌ・０として点灯動作に変更する。

（Ｓ１６１〜（３１８１そしてＦＭ・１の基準値（θＭ
）の記憶を必要とするとき計算式で算出されるこのとき
の方位角（θ）を基準値（θ１．Ｉ）として記憶（θ２
・θ）すると共にＦＭ・０とする。

（Ｓ１９）〜（Ｓ２５１　　その後読み込まれる現在値
（θ１）（θ１・θ）と基準値（θ２）の関係に基づき
、現在値（θ１）の比較象限の変更を行って比較値（θ
Ｃ）に変換する。

（１）０≦θ２≦π／４でかつ３／２π≦０１≦２πの
とき θ。＝θ、−２πに変更　　（Ｓ２３１（２）　３／２
π≦θ２≦２πでかつ０≦θ、≦ｒｒ−／ｚのとき θ。＝θ１＋２πに変更　　（Ｓ２５）（３）上記ｆｉ
ｌ　（２１以外 θ。＝θ、　　　　　　　　　　（Ｓ２１１（Ｓ２６］
　　右側センサ（１９）が「０」ゾーンのフリー状態の
とき方位センサ（２２）に基づく操向制御を行うととも
に、ｒＯＪ以外のゾーンのとき方位センサ（２２）より
優先して右側センサ（１９）に基づ（操向制御を行う。

＋５２７１〜（３３０１方位センサ（１９）に基づく操
向制御は下記の如（行う。

θ。≦θ、−Δθのとき 右ソレノイド（４６）オン（Ｓ２８） θ０≧θ、＋Δθのとき 左ソレノイド（４５）オン（Ｓ３０） Δθは中心値よりの不感帯巾 （Ｓ３１１〜ｆ５３６１　　右側センサ（１９）が「０
」以外のときこの優先フラグ（ＦＲＩを１　（ＦＲ＝ｌ
＋とし、「１」〜「３」の各センサゾーンによって下記
の如き制御を行う。

（１１ゾーン「１」のとき左右ソレノイド（４５）（４
６）オフで機体を直進　　　　　（Ｓ３３）（２）ゾー
ン「２」のとき右ソレノイド（４６）を所定パルスで操
作して機体を緩右旋回　（３３６）（３）ゾーン「３」
のとき右ソレノイド（４６）をオン時間の長いパルス（
所定パルス＋α）で操作して機体を急右旋回　　　　（
Ｓ３５１（Ｓ３７）〜（Ｓ３９１　　　このような右側
センサ（１９）優先の制御中にセンサゾーン「０」に戻
ると、定距離（２）（条間く２く条間×２）だけ走行し
た後にＦＲ＝０として方位センサ（２２）に基づく操向
制御に移行する。

ｆｓ４０）〜ｆｓ４２１　　方位センサ（２２）による
操向制御中脱穀スイッチ（３９）或いは刈取スイッチ（
４０）の少な（とも何れか一方がオフとなるとき、左右
ソレノイド（４５１（４６１のオン動作中にあってはこ
れをオフとし点灯とする自動操向ランプ（４７）を消灯
する。またランプ（４７）が点滅するＦＬ・１状態時に
あってもランプ（４７）を消灯しＰＬ＝０としてステッ
プ（Ｓ３）に戻る。

（Ｓ４３１〜（Ｓ４６１　　方位センサ（２２）による
操向制御中自動操向スイッチ（４１）がオフとなるとき
、左右ソレノイド１４５）　（４Ｂ）のオン動作中にあ
ってはこれをオフとし、点灯する自動操向ランプ（４７
）を消灯し、ＦＭ＝１としてステップ（Ｓ２）に戻るも
ので、またこの際ランプ（４７）が点滅するＦＬ＝１状
態時にあってはランプ（４７）を消灯してＰＬ・０とす
る。

１ｓ４７）〜ｆ３５１）　　ステップ（Ｓ９）の横刈ス
イッチがオン以外つまり選択スイッチ（３８）が横刈り
端子（３８ｃ）以外に切換っているとき条刈り・中割り
・倒伏刈りの各作業での操向制御が各センサ（１９）　
（２０）　（２１）の検出に基づいて行われる。

即ち。

（１）スイッチ（３８）位置が条刈り端子（３８ａｌに
ある条刈スイッチのオンのとき、右側及び左側第１セン
サ（１９１（２０）の検出に基づく条刈り操向　　　　
　（３４８１ （２）スイッチ（３８）位置が中割り端子（３８ｂｌに
ある中割スイッチのオンのとき、右側センサ（１９）の
検出に基づく中割り操向　（Ｓ５０１（３）スイッチ（
３８）位置が倒伏端子（３８ｄｌにある条刈及び中割ス
イッチのオン以外のとき、右側及び左側第２センサＴ１
９）　（２１）の検出に基づく倒伏刈り操向　　　　　
　（Ｓ５１）がそれぞれ行われると同時に、点灯するラ
ンプ（４７）が消灯しＦＭ＝１としてステップ（Ｓ２）
に戻る。またこの際ランプ（４７）が点滅するＰＬ・１
状態時にあってはランプ（４７）を消灯してＦＬ＝０と
する。

そして、このようなステップ（Ｓ２）に戻される状態時
にあってはそれまで記憶される基準値（θ、）はキャン
セルされ、再び自動操向スイッチ（４１）がオン或いは
横刈スイッチがオン（スイッチ（３８）が横刈り端子［
３８Ｇ）位置）となって、方位センサ（２２）による操
向制御が行われるとき、このオンとなったときに読み込
まれる方位角（θ）が新たな基準値（θ、）としてステ
ップ（Ｓ１７１で記憶し直され以後の制御が行われる。

（Ｓ５２１〜（Ｓ５４）　　方位センサ（２２）による
操向制御状態稈センサである検出スイッチ（４３）がオ
フ或いはフィツトステアリングスイッチ（３７）がオン
或いは手動優先スイッチ（４２）がオンに何れか一つで
もなるとき、左右ソレノイド（４’ｌ１１　（４６１の
オン動作中にあってはこれをオフとすると共に、ＰＬ＝
１．　ＦＭ＝１としてステップ（Ｓ２）に戻り、それま
で記憶される基準値（０Ｍ）のキャンセルを行い、その
後これら各スイッチ（３７１（４２１（４３）で方位セ
ンサ（２２）による操向制御が再び行われる状態までラ
ンプ（４７）を点滅させる。そしてスイッチ（４３）が
オンで各スイッチ（３７１（４２）がともにオフの方位
センサ（２２）による操向制御状態に戻るときランプ（
４７）を点灯し、この制御再開時に読み込まれる方位角
（θ）を新たな基準値（θ１１）として記憶し直し、以
後この新たな基準値（θ、）に基づいた制御を行うもの
である。

なお、前記方位センサ（２２）はその傾きにより出力が
異った値になるため取付位置は水平なほど精度が良く、
したがって刈取部（８）が水平制御の行われる構成の場
合刈取部（８）に設置することが最適となる。

ところで、前記右側センサ（１９）が殻稈より遠ざかり
センサゾーンが「０」のフリー状態に戻るような状態の
とき、一定距離（２）（条間く２く条間Ｘ２）だけ進ん
だ後に、方位センサ（２２）による自動操向制御に移行
するものであるから、これらセンサ（１９１（２２）に
おけるハンチングの防止が行えると共に、２条間以上の
距離をフリー状態で走行させることなく目標とする走行
方向に対する一追従性を良好とさせることができる。

「発明の効果」 以上実施例からも明らかなように本発明は、磁気方位セ
ンサ（２２）で検出される方位信号と基準方位信号との
比較に基づき機体の操向制御を行うようにした構造にお
いて、前記磁気方位センサ（２２）で検出される方位信
号の比較対象値（θｅ）を基準方位信号値　（θ、）に
応じ一定値変更させる比較象限変更手段を設けたもので
あるから、基準方位信号値（θＭ）と比較対象値（θＣ
）の比較域を適正なものとさせてこれら値（θｃ１　（
θ１１）に基づく操向制御を容易且つ正確に行わしめる
ものである。

また、刈取り殻稈の搬送途中を検出する殻稈センサ（４
３）のオン動作により前記方位センサ（２２）の検出信
号を基準値　（θＭ）として記憶する操向基準設定手段
と、その記憶された基準値（θＭｌとこの後方位センサ
　（２２）で検出される検出信号とに基づき機体の自動
操向を行う操向制御手段とを備えたものであるから、刈
取られた殻稈が搬送径路上を移動するような機体の方位
が安定するとき方位の基準値（θＭ）が定められ、した
がって正確な方位の基準値（θｉｔ）を自動的に得て高
精度な操向制迦が行える。

さらに、機体の手動操向操作を行う手動操向制御手段と
、この手動操向のオン時前記方位センサ断手段と、手動
操向のオンからオフ時このときの方位センサ（２２）の
検出信号を基準値（θ＆ｌ）として記憶し直す操向基準
再設定手段とを備えたものであるから、手動操向後の方
位センサ（２２）による自動操向制御再開時にあっては
、機体方位変更後の方位が新たな基準値（θＭ１）とし
て自動的に記憶されて正確な操向制御が行われるなど顕
著な効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図は制御回路図、第２図はコンバインの全体側面図
、第３図は同平面図、第４図は刈取部の平面説明図、第
５図は磁気方位センサ部の説明図、第６図乃至第９図は
フローチャート、第１０図は方位センサの出力特性図で
ある。 （２２）・・・　　方位センサ （４３）・・・　　殻稈検出スイッチ（殻稈センサ）（
θＭ）・・・　基準値

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）磁気方位センサで検出される方位信号と基準方位
   信号との比較に基づき機体の操向制御を行うようにした
   構造において、前記磁気方位センサで検出される方位信
   号の比較対象値を基準方位信号値に応じ一定値変更させ
   る比較象限変更手段を設けたことを特徴とする操向制御
   装置。
2. （２）磁気方位センサで検出される方位信号と基準方位
   信号との比較に基づき機体の操向制御を行うようにした
   構造において、刈取り殻稈の搬送途中を検出する穀稈セ
   ンサのオン動作により前記方位センサの検出信号を基準
   値として記憶する操向基準設定手段と、その記憶された
   基準値とこの後方位センサで検出される検出信号とに基
   づき機体の自動操向を行う操向制御手段とを備えたこと
   を特徴とする操向制御装置。
3. （３）第２項記載の操向制御装置において、機体の手動
   操向操作を行う手動操向制御手段と、この手動操向のオ
   ン時前記方位センサに基づく自動操向制御を中断すると
   共にその記憶された基準値をキャンセルする制御中断手
   段と、手動操向のオンからオフ時このときの方位センサ
   の検出信号を基準値として記憶し直す操向基準再設定手
   段とを備えたことを特徴とする操向制御装置。