JPH0618482B2

JPH0618482B2 - 作業車の昇降制御装置

Info

Publication number: JPH0618482B2
Application number: JP62222444A
Authority: JP
Inventors: 克也臼井
Original assignee: Kubota Corp
Current assignee: Kubota Corp
Priority date: 1987-09-04
Filing date: 1987-09-04
Publication date: 1994-03-16
Anticipated expiration: 2009-03-16
Also published as: JPS6467103A

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本発明は、作業装置の対地高さを検出する高さ検出手段
と、その高さ検出手段の検出情報に基づいて、前記作業
装置を目標高さに維持させるようにすべく、前記作業装
置の昇降用アクチュエータを作動させる昇降制御手段が
設けられ、前記高さ検出手段は、超音波を地面に向けて
周期的に発信する発信器と、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、前記受信信号の
レベルが設定値以上であることに基づいて受信時を検出
する受信検出手段と、前記超音波の発信時から前記超音
波の受信時までの時間を計測する計測手段とからなり、
前記発信器及び前記受信器が、前記作業装置の昇降に伴
って昇降するように前記作業装置に付設されている作業
車の昇降制御装置に関する。

〔従来の技術〕

かかる作業車の昇降制御装置は、超音波の発信時から超
音波の受信時までの時間を、作業装置の対地高さとして
検出し、その検出結果に基づいて、作業装置を目標高さ
に維持させるようにすべく昇降制御させるようにしたも
のである。

ちなみに、受信時点の検出は、上述の如く、受信信号の
レベルが設定値以上であることに基づいて検出させるこ
とになるが、その際に、前記設定値を自動変更させるこ
とが、一般に行なわれている。つまり、受信信号のレベ
ルは、地面までの距離（高さ）の二乗に反比例して減衰
することから、設定値を受信時点から時間経過に伴って
漸次低下させるようにする手段が、従前より行なわれて
いる。（例えば特開昭59-68685号参照）。

又、本出願人は、上記手段に代えて、受信検出手段が反
射超音波の受信を検出しない場合には、設定値を現在の
値よりも低い値に下げると共に、受信検出手段が反射超
音波の受信を検出するに伴って、設定値を測定された距
離に応じて予め決めた復帰させるようにする手段を、先
に提案している。（特願昭62-10743号参照）。

ところで、従来では、今回の超音波発信に伴い計測され
た時間が前回の超音波発信に伴い計測された時間よりも
大きく増えていても、直ちに、今回の計測時間に基づい
て、作業装置を下降させるようにしていた。（上述の特
願昭62-10743号参照）。

〔発明が解決しようとする問題点〕

地面には、第８図に示すように、凹部(U)が存在するも
のであり、そして、そのような凹部(U)が存在する箇所
に対する高さを検出する場合に、誤って凹部(U)の底面
に対する高さを検出して、作業装置を不必要に下降させ
てしまう不利があった。

つまり、地表面からの反射超音波の受信レベルが、凹部
(U)のために、設定値より小さくなるのに対し、凹部(U)
の底面からの反射超音波の受信レベルが、設定値より大
になることがあり、その結果、凹部(U)の底面に対する
高さが誤って検出されてしまうことになる。

そして、その誤検出に伴って作業装置の不必要な下降が
行なわれる結果、作業装置を所望の目標高さに維持でき
ないばかりでなく、作業装置が地面との衝突により変形
損傷される虞れもあった。ちなみに、このトラブルは目
標高さを低く設定した場合に顕著になる。

本発明は、上記実状に鑑みて為されたものであって、そ
の目的は、高さ検出手段の誤検出に伴うトラブル発生を
抑制する点にある。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明による作業車の昇降制御装置の特徴構成は、今回
の超音波発信に伴い計測された時間が前回の超音波発信
に伴い計測された時間よりも設定時間以上大であること
を検出する計測時間監視手段が設けられると共に、その
計測時間監視手段の検出情報に基づいて作動する安全手
段が設けられている点にあり、その作用及び効果は次の
通りである。

〔作用〕

すなわち、計測時間監視手段によって、今回の超音波発
信に伴い計測された時間が前回の超音波発信に伴い計測
された時間よりも設定時間以上大であることが検出され
ると、例えば、今回の計測時間に基づく昇降制御を停止
させる等、安全手段を作動させて、作業装置が不必要に
下降されないようにするのである。

〔発明の効果〕

従って、地面に存在する凹部のために生ずる誤検出に起
因して、作業装置が不必要に下降させることを抑制させ
ることが可能となった。

〔実施例〕

以下、本発明の実施例を、コンバインの刈取部の昇降制
御に適用した場合について説明する。

第２図に示すように、コンバインは、クローラ走行装置
(1)を備えた走行車体(W)と、その前部に昇降自在に連結
される刈取部(2)とを備えており、前記刈取部(2)は、単
動型の油圧シリンダ(3)にて昇降されるようになってい
る。

前記刈取部(2)の対地高さを検出する高さ検出手段が設
けられている。この高さ検出手段は、第１図に示すよう
に、刈取部(2)の昇降に伴って昇降するように刈取部(2)
に付設されるセンサ本体(4)と、マイクロコンピュータ
利用の制御装置(H)とを主要部として構成されている。

センサ本体(4)は、超音波を地面に向けて、設定周期
（例えば50mS)で間欠的に発信する発信器(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(P)を出力する受信器(4b)とからな
る。

前記制御装置(H)は、前記発信器(4a)に設定周期で発信
指令を与え、そして、前記超音波の発信時から、前記受
信器(4b)の受信信号(P)のレベルが設定値(Vn)以上とな
る受信時までの時間を、対地高さとして計測するように
構成されている。

すなわち、制御装置(H)には、前記受信器(4b)の受信信
号(P)のレベルが設定値以上であることに基づいて受信
時を検出する受信検出手段(100)が付設されると共に、
前記制御装置(H)を利用して、超音波の発信時から超音
波の受信時までの時間を計測する計測手段(101)が構成
されている。

前記受信検出手段(100)は、設定値設定手段(105)にて設
定された設定値(Vn)と前記受信信号(P)のレベルとを比
較するコンパレータ(K)、及び、発信器(4a)からの発信
に伴ってリセットされ、且つ、コンパレータ(K)の出力
信号にてセットされるフリップフロップ(F)を備えてい
る。

ちなみに、前記設定値設定手段(105)は、電源と接地点
との間に接続された複数の抵抗(R)と、隣り合う抵抗同
士の各接続点を接地状態に切換えるための複数のダイオ
ード(Do)とを備えるものであって、前記各接地点のいず
れを接地状態に切換えるかを選択することにより、第７
図に示すように、設定値(Vn)を６段階(V₁〜V₆)に変更で
きるように構成されている。

但し、発信器(4a)から超音波を発信した際に、一部の超
音波が直接に受信器(4b)に受信される虞れがある。この
ため、発信器(4a)より超音波を発信したのち設定時間に
(1ms)を経過するまでは、最大設定値(V₆)に維持させ、
その後、現時点で指示される目標の設定値(Vn)に維持さ
せることになる。つまり、６段階の設定値(V₁〜V₆)のう
ち、最大の設定値(V₆)は、超音波の直接波が受信されな
いようにするために使用され、残る５段階の設定値(V₁
〜V₅)が、受信時の検出に使用されることになる。そし
て、５段階の設定値(V₁〜V₅)のうち最大値(V₅)を、前記
受信器(4b)の受信信号(P)のレベルの最大値（飽和電圧
値）よりも高い電圧に設定している。

尚、目標の設定値(Vn)の指示については、後述する。

前記計測手段(101)は、超音波発時点からフリップフロ
ップ(F)がセットされるまでの時間を計測し、且つ、そ
の計測時間を記憶することになる。

ちなみに、フリップフロップ(F)がセットされるまでの
時間計測、及び、それに伴う記憶処理は、フリップフロ
ップ(F)がセットされるに伴う出力信号を割込信号とし
て入力しながら、いわゆる割込み処理として行なわれる
ものである。

ところで、前記制御装置(H)は、前記刈取部(2)を目標高
さ（目標刈り高さとも称される）に維持させるように、
高さ検出手段の検出情報に基づいて刈取部(2)を昇降さ
せる昇降制御手段(102)としても機能するようになって
いる。

すなわち、人為調節自在な目標高さ設定器(5)の情報
が、制御装置(H)に入力されており、測定された対地高
さを目標高さに維持させるように、前記油圧シリンダ
(3)の制御弁(6)に対して、制御装置(H)が作動指令を与
えることになる。

但し、第１図中(7)は、昇降制御を行うか否かを制御装
置(H)に指令するスイッチである。

又、前記制御装置(H)を利用して、計測時間監視手段(10
3)や、その手段(103)の検出情報に基づいて作動する安
全手段(104)が構成されている。

前記計測時間監視手段(103)は、今回の超音波発信に伴
い計測された時間(D_t)が前回の超音波発信に伴い計測さ
れた時間(D_t-1)よりも設定時間（α）以上大であること
を検出するものである。

又、前記安全手段(104)は、前回の計測時間(D_t-1)を今
回の計測時間(D_t)に置き換えるように構成されている。

従って、地面に凹部が存在することに起因して、今回の
計測時間(D_t)が前回の計測時間(D_t-1)よりも設定時間
（α）以上大であると、前回の計測時間(D_t-1)に基づい
て昇降制御が行なわれることになって、不必要な下降が
行なわれないことになる。

但し、今回の計測時間(D_t)が前回の計測時間(D_t-1)より
も大であることが、設定回数（β）（例えば５回）続く
と、安全手段(104)の作動を行なわずに、今回の計測時
間(D_t)に基づいて昇降制御を行なわせるようにしてあ
る。

次に、前記制御装置(H)の作動を説明しながら、各種手
段について説明を加える。

第３図に示すように、制御装置(H)は起動されると、先
ず初期設定の処理を実行し、次に、以下に述べる制御プ
ログラムを1ms毎に実行するための時間のチェックを行
う。

その後、スイッチ(7)の操作状態をチェックする。そし
て、ＯＮ状態になっていると、超音波を５０ms毎に発信
させるための時間をチェックし、必要に応じて超音波を
発信させる処理を実行する。ちなみに、この発信処理
に、フリップフロップ(F)をリセットする処理もプログ
ラムされている。

次に、発信後の設定時間(1ms)の間だけ、受信時検出の
設定値(Vn)を最大(V₆)にし、その後、現時点で指示され
る目標の設定値(Vn)に維持させる、設定値設定処理を実
行する。

次に、超音波の発信後において、最大計測時間を越えて
６ms経過すると、対地高さの判別処理や、受信時検出手
段(100)における目標設定値(Vn)を決める設定値変更処
理を実行する。尚、これらの処理は、１回の発信に対し
て１回だけ実行されるように、プログラムされている。

その後、対地高さの判別結果に基づいて制御弁(6)を作
動させる、出力処理が実行される。

対地高さ判別処理について説明を加えると、第４図に示
すように、先ず、フリップフロップ(F)の出力信号に基
づいて受信されているか否かをチェックし、受信されて
いる場合には、今回の計測時間(D_t)と前回の計測時間(D
_t-1)との差が、設定値（α）以上であるか否定かをチェ
ックする。

設定値（α）以上でない場合には、異常計数カウンタの
カウント値(M)を零にリセットしたのち、計測値(D)とし
て、今回の計測時間(D_t)を代入する。

一方、設定値（α）以上である場合には、前記異常計数
カウンタのカウント値(M)を加算処理したのち、そのカ
ウント値(M)が設定値（β）よりも大であるか否かをチ
ェックする。そして、大でない場合には、今回の計測値
(D)として、前回の計測時間(D_t-1)を代入する処理を実
行し、他方、大である場合には、前記カウント値(M)を
零にリセットする処理や、計測値(D)として、今回の計
測時間(D_t)を代入する処理を実行する。

又、前述のチェックで、受信されていないことが判別さ
れた場合には、計測値(D)として、前回の計測値(D_t-1)
を代入する処理を実行する。

前記出力処理について説明を加えると、第６図に示すよ
うに、先ず、目標値に許容差を加えた目標範囲内に、計
測値(D)があるか否かをチェックし、ある場合には、制
御弁(6)の作動を停止させて、昇降を停止する処理を実
行する。

計測値(D)が目標範囲内にない場合には、計測値(D)が目
標値よりも大であるか否かをチェックする。そして、大
である場合には、刈取部(2)を下降させるべく制御弁(V)
を作動させる下降処理を実行し、又、大でない場合に
は、刈取部(2)を上昇させるべく制御弁(6)を作動させる
上昇処理を実行する。

前記設定値変更処理は、基本的には、反射超音波が受信
されていないと、設定値(Vn)を現在の値よりも一段階低
い値(Vn-1)に下げる。そして、受信されている場合に
は、計測時間(D_t)に合わせて設定値(Vn)を変更設定する
ものである。そして、変更設定する際には、５段階の設
定値(V₁〜V₅)に合わせて、計測時間(D_t)を５段階に区分
けしておき、今回の計測時間(D_t)に適する設定値(Vn)を
判別しながら、その判別結果に基づいて、変更設定させ
るようになっている。

第５図のフローチャートに基づいて説明を加えると、先
ず、フリップフロップ(F)の出力信号に基づいて受信さ
れているか否かをチェックする。

そして、受信されている場合には、計測時間(D_t)に基づ
いて、判別用データ(R₂)を５段階(V₁〜V₅)のいずれかに
設定し、その後、設定データ(R₁)が判別用データ(R₂)と
一致しているか否かをチェックする。

一致している場合には、現時点の設定データ(R₁)に基づ
いて、設定値(Vn)を設定する。

一方一致していない場合には、不一致計数用カウンタの
カウント値(S)を加算する処理を実行したのち、カウン
ト値(S)が設定値（γ）（例えば５）に達しているか否
かをチェックする。

そして、達していない場合には、現時点の設定データ(R
₁)に基づいて、設定値(Vn)を設定する処理を実行する。
他方、達している場合には、カウント値(S)を零にリセ
ットしたのち、判別用データ(R₂)を設定データ(R₁)に代
入し、その代入後の設定データ(R₁)に基づいて、設定値
(Vn)を設定する。

又、上述のチェックで、受信されていないことが判別さ
れた場合には、現時点の設定データ(R₁)に対応する値を
一段階下げる処理を実行し、その処理後の設定データ(R
₁)に基づいて、設定値(Vn)を設定する。

〔別実施例〕

本発明は、コンバインの刈取部(2)の昇降制御に適用す
る他、各種作業車の作業装置の昇降制御に適用できる。

又、安全手段(104)としては、作業装置(2)の不要な下降
を抑制するのに役立つものであればよく、昇降制御を停
止させる手段や、警報手段等か適用できる。尚、警報手
段の場合には、作業者が、昇降制御を停止させる等の操
作を行なうことになる。

尚、特許請求の範囲の項に図面との対照を便利にする為
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作業者の昇降制御装置の実施例を示
し、第１図は制御構成を示す概略図、第２図はコンバイ
ン前部の側面図、第３図乃至第６図は制御作動を示すフ
ローチャート、第７図は受信信号と設定値との関係を示
す図、第８図は凹部の存在箇所の検出状態の概略図であ
る。 (2)……作業装置、(3)……昇降用アクチュエータ、(4a)
……発信器、(4b)……受信器、(100)……受信検出手
段、(101)……計測手段、(102)……昇降制御手段、(10
3)……計測時間監視手段、(104)……安全手段、(P)……
受信信号、(Vn)……設定値。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】作業装置(2)の対地高さを検出する高さ検
出手段と、その高さ検出手段の検出情報に基づいて、前
記作業装置(2)を目標高さに維持させるようにすべく、
前記作業装置(2)の昇降用アクチュエータ(3)を作動させ
る昇降制御手段(102)が設けられ、前記高さ検出手段
は、超音波を地面に向けて周期的に発信する発信器(4a)
と、反射超音波の強度に応じたレベルの受信信号(P)を
出力する受信器(4b)と、前記受信信号(P)のレベルが設
定値(Vn)以上であることに基づいて受信時を検出する受
信検出手段(100)と、前記超音波の発信時から前記超音
波の受信時までの時間を計測する計測手段(101)とから
なり、前記発信器(4a)及び前記受信器(4b)が、前記作業
装置(2)の昇降に伴って昇降するように前記作業装置(2)
に付設されている作業車の昇降制御装置であって、今回
の超音波発信に伴い計測された時間が前回の超音波発信
に伴い計測された時間よりも設定時間以上大であること
を検出する計測時間監視手段(103)が設けられると共
に、その計測時間監視手段(103)の検出情報に基づいて
作動する安全手段(104)が設けられている作業車の昇降
制御装置。
【請求項２】前記安全手段(104)が、前回の計測時間を
今回の計測時間に置き換える手段である特許請求の範囲
第１項に記載の作業車の昇降制御装置。
【請求項３】前記安全手段(104)が、今回の計測時間に
基づく昇降制御を停止させる手段である特許請求の範囲
第１項に記載の作業車の昇降制御装置。
【請求項４】前記安全手段(104)が、警報手段である特
許請求の範囲第１項に記載の作業車の昇降制御装置。