JPH11146706A - コンバイン等の条刈方向制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】コンバインの刈取時に、条植穀稈の条間左右側
を条刈用方向センサによって検出した検出値をファジイ
推論し、左右操向制御の性能向上を図る。 【解決手段】条植穀稈の条間左右側の同時検出により機
体１を左右操向して直進制御可能なアナログ方式の条刈
用方向センサ２を有するコンバイン等において、穀稈未
刈株から該方向センサ２を配置する分草杆３までの距離
Ａと条間距離Ｂの両検出値を入力してファジイ推論し、
左右操向制御の出力オンタイムを算出することを特徴と
する条刈方向制御装置の構成とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、コンバイン等の
条刈方向制御装置に関し、条植穀稈の条間左右側を条刈
用方向センサにより同時検出して進行方向の左右操向を
行うもの等の分野に属する。

【０００２】

【従来の技術、及び発明が解決しようとする課題】条植
穀稈の条間左右側の検出により機体を左右操向して直進
制御可能なデジタル方式の条刈用方向センサを、従来で
は、刈取装置の分草体を支持する分草杆に左側検出用と
右側検出用とに分けて前後縦並びに配置することによっ
て、この方向センサにより穀稈未刈株から分草杆までの
距離と条間距離とを算出し、この算出値により左右操向
出力のオン・オフディレー時間を変更して方向制御を行
うようにしているが、このような方向センサでは、左右
操向の際の検出によって単純に出力を行うため、不必要
な出力が多くなる等の要因により左右操向の円滑性を欠
くと共に、追従性が悪くなるという不具合があった。

【０００３】このため、分草杆に前後縦並びに配置した
アナログ方式の条刈用方向センサによる検出値をファジ
イ推論し、左右操向制御の出力オンタイムを算出する。

【０００４】

【課題を解決するための手段】この発明は、条植穀稈の
条間左右側の同時検出により機体１を左右操向して直進
制御可能なアナログ方式の条刈用方向センサ２を有する
コンバイン等において、穀稈未刈株から該方向センサ２
を配置する分草杆３までの距離Ａと条間距離Ｂの両検出
値を入力してファジイ推論し、左右操向制御の出力オン
タイムを算出することを特徴とする条刈方向制御装置の
構成とする。

【０００５】

【作用】上記の構成により、条植穀稈の条間左右側の同
時検出により機体１を左右操向して直進制御可能なアナ
ログ方式の条刈用方向センサ２を、例えば、分草体を支
持する分草杆３の適宜位置に、左側検出用と右側検出用
とに分けて前後位置に縦並びで配置すると共に、この方
向センサ２によって検出した、穀稈未刈株から分草杆３
までの距離Ａと条間距離Ｂの両検出値をコントローラ等
に入力してファジイ推論処理を行い、この処理結果によ
り左右操向のための出力オンタイムを算出して条刈方向
制御を行わせる。

【０００６】

【発明の効果】上記の作用の如く、アナログ方式の条刈
用方向センサ２よって検出した、穀稈未刈株から分草杆
３までの距離Ａと条間距離Ｂの両検出値を入力してファ
ジイ推論処理を行った結果により、左右操向のための出
力オンタイムを算出して条刈方向制御を行うことができ
るから、従来の如く、デジタル方式の条刈用方向センサ
による検出によって単純に左右操向制御を行うときのよ
うに、不必要な制御出力が多くなるため左右操向の円滑
性を欠くと共に追従性が悪くなる、という不具合が改善
されて、極めて円滑性に富み且つ追従性の良い条刈方向
制御を行うことができる。

【０００７】

【発明の実施の形態】以下に、この発明の実施例を図面
に基づいて説明する。図２１はコンバインの全体構成を
示すもので、走行フレーム４下部側に土壌面を走行する
左右一対の走行クロ−ラ５を有する走行装置６を配設す
ると共に、該走行フレーム４上にフィ−ドチェン７に挟
持搬送して供給される穀稈を脱穀し、この脱穀された穀
粒を選別回収して一時貯留するグレンタンク８及び排穀
筒９を備えた脱穀装置１０を載置構成している。

【０００８】該脱穀装置１０の前方に、その前端側から
植立穀稈を分草する分草体１１と、分草した穀稈を引き
起こす引起部１２と、引き起こした穀稈を刈り取る刈刃
部１３と、この刈り取った穀稈を後方側へ搬送しながら
横倒れ姿勢に変更して該フィ−ドチェン７へ受渡しする
穀稈搬送部１４等を有する刈取装置１５を、走行フレー
ム４の前端側から油圧駆動による刈取シリンダ１６によ
って、土壌面に対し昇降自在に作用するよう配置構成し
ている。

【０００９】該刈取装置１５の一側にコンバインの操作
制御を行う操作装置１７と、この操作のための操作席１
８とを設け、この操作席１８の下方側にはエンジン１９
を搭載し、後方側には前記グレンタンク８を配置すると
共に、操作装置１７と操作席１８とを覆うキャビン２０
を設け、これらの走行装置６，脱穀装置１０，刈取装置
１５，操作装置１７，エンジン１９等によってコンバイ
ンの機体１を構成している。

【００１０】前記走行フレーム４の前端部に走行用のミ
ッションケース２１を装架し、このミッションケース２
１に内装したギヤ伝動経路に、図６に示す如く、油圧作
動により爪２２ａを噛合接続して伝動させる左右の操向
クラッチ２２と、この操向クラッチ２２の切り状態から
更に制動を行う左右の操向ブレーキ２３とを配設し、そ
の伝動終段の駆動輪２４により前記左右の走行クロ−ラ
５へ動力を伝達させると共に、この伝動経路の適宜位置
に車速の加速度を検出する加速度センサ２５配設して構
成させる。

【００１１】該刈取装置１５は、図７，図８に示す如
く、ミッションケ−ス２１の上端部に固定した刈取架台
２６に上下回動可能に刈取入力ケース２７を支承し、こ
の刈取入力ケース２７から下方側に向け延長したパイプ
状の入力縦ケ−ス２８を、刈取装置１５の下方部にその
全幅に亘り設けた下部横伝動ケ−ス２９の中央近傍位置
に接合し、この下部横伝動ケ−ス２９の左端部近傍から
前方斜上方へ向け中間縦ケ−ス３０を接合延長すると共
に、該刈取入力ケース２７に軸支した刈取入力軸３１か
ら各ケース２８，２９，３０を経由して動力を伝達させ
る構成とする。

【００１２】該中間縦ケ−ス３０を、刈取装置１５の上
部にその全幅に亘り設けた上部横伝動ケ−ス３２に接合
し、この上部横伝動ケ−ス３２から適宜間隔で下方へ向
けて突設した４本のラグ駆動ケ−ス３３を経由して、穀
稈の株元部を集送する各株元集送部３４と、穂先側を集
送する上下２段の各穂先集送部３５とに各々動力を伝達
させる構成とする。

【００１３】前記刈刃部１３を左右に分割し刈取装置１
５の全幅に亘って配設し、この左右の刈刃部１３を、前
記下部横伝動ケース２９の両端部へ各々軸承した左右の
クランク機構３６によって左右往復駆動可能に構成させ
る該刈取装置１５の前端部に複数条の植立穀稈を分草す
る複数の分草体１１を配置し、この各分草体１１を支持
する複数の分草杆３を、該刈刃部１３を取り付ける下部
横フレーム３７に接合し、この下部横フレーム３７を前
記下部横伝動ケース２９に固定すると共に、各分草体１
１の後部から、後方斜め上部に複数の引起部１２を配置
して植立穀稈を一度に複数条の引き起しを可能とし、こ
の各引起部１２の引起ケース３８に引起ラグ３９を内装
して構成させる。

【００１４】該刈取装置１５から集送穀稈を脱穀装置１
０へ供給するときの供給深さを調節するため、穂先側と
株元側の上下二段に設けた穂先側供給用の供給ラグ４０
と株元側供給用の供給チェン４１とによって前記穀稈搬
送部１４を構成させる。図１，図２に示す如く、該刈取
装置１５の左側部に位置する左右１対の引起部１２中間
の分草体１１を支持する分草杆３の前側部に、アナログ
方式の条刈用方向センサ２の左方向センサ２ａと右方向
センサ２ｂとを前後位置に縦並びで取付け、左方向セン
サ２ａから左方向へ、検出可能な長さで一定の後退角を
もたせて突出させた左検出杆４２ａを前後回動可能に支
承して構成させる。

【００１５】該右方向センサ２ｂから右検出杆４２ｂ
を、前後回動可能に支承する支承位置から左検出杆４２
ａの回動支承位置まで一旦前側に突出させ、この突出位
置から折曲させて検出可能な長さで左検出杆４２ａと同
一姿勢の後退角をもたせて逆Ｌ字型に右方向に突出させ
て形成し、この左右の検出杆４２ａ，４２ｂの回動角度
を検出可能（例えば可変抵抗器等による電圧の高低）に
構成させる。

【００１６】なお、該左右の方向センサ２ａ，２ｂの配
置や左右の検出杆４２ａ，４２ｂの形状等については、
この実施例の要旨を逸脱しない限り如何なる形態であっ
ても差し支えない。図３に示す如く、ＣＰＵを主体的に
配してファジイ推論並びに自動回路の演算制御を行うコ
ントローラ４３を配設し、このコントローラ４３の入力
側へ、入力インタフェース４３ａを介して方向制御を入
・切する方向制御スイッチ４４と、条刈用方向センサ２
の左方向センサ２ａ及び右方向センサ２ｂとを各々接続
すると共に、出力側へ、出力インタフェース４３ｂを介
して左右の操向クラッチ２２を入・切する左右のクラッ
チソレノイド４５を各々接続して構成させる。

【００１７】前記走行装置６により機体１を前進させ、
刈取装置１５によって植立穀稈の刈り取りを行うとき、
分草体１１によって分草された穀稈を各引起部１２によ
って引き起し作用を行うと同時に、各株元集送部３４に
よって株元部を掻き込み、この掻き込まれた株元部を刈
刃部１３によって刈り取り、この刈り取られた株元部を
各株元集送部３４から引継集送部を経由して、株元部を
穀稈搬送部１４の供給チェン４１へ受け渡しすると共
に、穂先部を供給ラグ４０へ受け渡しする。

【００１８】このような刈取作業時に方向制御スイッチ
４４をＯＮし、分草体１１により分草された条間左右側
の植立穀稈に、分草杆３に取り付けた条刈用方向センサ
２の左右の方向センサ２ａ，２ｂから各々左右側に突出
させた、一定の後退角をもつ同一姿勢及び形状の左右の
検出杆４２ａ，４２ｂにより、該方向センサ２が条間中
心に位置するときは左右同時に接当回動させて検出を行
わせる。

【００１９】該条刈用方向センサ２による検出値をコン
トローラ４３に送信し、このコントローラ４３によりフ
ァジイ推論処理を行うが、このファジイ推論処理は、図
４に示す如きメンバシップ関数によって、未刈株から分
草杆３までの距離Ａの検出値によるグレードの設定と、
条間距離Ｂの検出値によるグレードの設定により、図５
に示す如きファジイ制御ルールのマップに当て嵌め制御
ルールの適合度となるグレードを選択して演算処理を行
い、左右のクラッチソレノイド４５の制御出力パルスの
オンタイムを算出することにより、極めて円滑性に富み
且つ追従性の良い条刈方向制御を行うことができる。

【００２０】また、前記の如き条刈方向制御において、
条刈用方向センサ２による未刈株の検出に対応して方向
制御のためのパルス出力を行うときに、図３に示す如き
自動制御回路による演算制御により、図９に示す如く、
最初の１発目のパルスは、操向クラッチ２２が切れるま
での間の長いオンタイムにより出力させ、２発目以降の
パルスは操向クラッチ２２の爪２２ａが浅く噛合接続す
る程度の短い周期のオンタイムにより出力させるよう構
成することにより、刈取条列からの脱線がないと共に円
滑性に富んだ条刈方向制御を行うことができる。

【００２１】また、前記の如き最初の１発目のパルス
を、該操向クラッチ２２を切って操向ブレーキ２３を制
動させるまでの長いオンタイムにより出力し、２発目以
降のパルスを、操向クラッチ２２を切ったままで操向ブ
レーキ２３の制動を入り切りさせる程度の短い周期のオ
ンタイムにより出力するよう構成させるようにしてもよ
い。なお、何れの場合においても、方向修正量を大きく
するときには２発目以降のオンタイムを長くとる必要が
ある。

【００２２】また、前記の如く、ファジイ推論処理によ
る条刈方向制御を行うときに、ファジイ入力の一つであ
る未刈株から分草杆３までの距離Ａのサンプリング値を
決める場合、図３に示す如き自動制御回路による演算制
御により、図１０の表に示す如く、前回サンプリング値
ｘを、その前回のサンプリング値ｙと更にその前回のサ
ンプリング値ｚによって補正を行う構成とすることによ
り、未刈株から分草杆３までの距離Ａを的確に予測でき
るから、円滑性に富み且つ追従性の良い条刈方向制御を
行うことができる。

【００２３】また、前記の如く、ファジイ推論処理によ
る条刈方向制御を行うときに、条間距離Ｂが広い場合に
おいても左右の方向センサ２ａ，２ｂによる検出が頻繁
に発生する場合、図３に示す如き自動制御回路による演
算制御により、図１１に示す如く、制御出力パルスのオ
ンタイムを短くするよう構成することにより、湿田の場
合や条列が左右側に短い周期で折曲している場合等に、
左右側の制御出力が頻繁に発生してオペレータの乗り心
地が悪くなることを緩和することができる。

【００２４】また、図３に示す自動制御回路による演算
制御により、条植穀稈の条間における分草杆３の位置を
算出して方向制御を行うときに、条刈用左右の方向セン
サ２ａ，２ｂの左右の検出杆４２ａ，４２ｂが同時に未
刈株に接当検出すると共に、その回動角度が所定の角度
以上で、条間距離Ｂが予め設定する一定値以下のとき
は、図１２に示す如く、未刈株に分草杆３が割り込んだ
状態であるとの判断に基づいて、左右の方向センサ２
ａ，２ｂが未刈株を検出する前の分草杆３位置から機体
１が左右側の何れに寄っているかを判定し、左右の方向
制御出力を行う構成とすることにより、条間左右側に対
する分草杆３の片寄りを的確に検出できるから、刈取条
列から脱線しない条刈方向制御を行うことができる。

【００２５】また、図３に示す自動制御回路に、図１３
に示す如く、更に横刈用方向センサ４６を接続した回路
による演算制御により、条植穀稈の条間における分草杆
３の位置を算出して方向制御を行うときに、図１４に示
す如く、未刈株から分草杆３までの距離Ａのサンプリン
グを行う毎に条間距離Ｂを算出し、この条間距離Ｂが予
め設定する一定値より大きいときは条刈りと判定し、小
さいときは横刈りと判定すると共に、同一判定が一定回
数以上連続したときは、条刈方向制御又は横刈方向制御
を開始する構成とすることにより、条刈り又は横刈りに
対して的確に選択切り替えを行うことができる。なお、
横刈りと判定した場合には制御を中止させるようにして
もよい。

【００２６】また、図３に示す自動制御回路に、図１５
に示す如く、更に加速度センサ２５を接続した回路によ
る演算制御により、加速度センサ２５による加速度の検
出によって方向制御を行うときに、図１６に示す如く、
この方向制御出力に対応した左右操向時の加速度の検出
値が予め設定する一定値より大きいときは、制御出力パ
ルスのオンタイムを短くして操向ブレーキ２３の制動力
を弱める構成とすることにより、湿田等における左右操
向時に同じ制御出力による操向ブレーキ２３の制動力で
も、左右側への操向量が大きくなる傾向を緩和すること
ができる。

【００２７】従来では、制動力を強弱に変更させる設定
ダイヤル等を設けているものがあるが、別にこのダイヤ
ル等を設けなくとも、左右操向時の加速度が大きいとき
は制御出力パルスのオンタイムを短くすることによっ
て、自動的に最適の操向ブレーキ２３の制動力を得るこ
とができる。また、図１７に示す如く、アナログ方式の
横刈用方向センサ４６により未刈株から右端側の分草杆
３ｂまでの距離Ｃと、この距離Ｃの変化度合いＤの検出
値をファジイ推論して横刈り制御時の出力パルスのオン
タイムを設定するものにおいて、図１８に示す如く、Ｃ
ＰＵを主体的に配してファジイ推論並びに自動回路の演
算制御を行うコントローラ４７を配設し、このコントロ
ーラ４７の入力側へ、入力インタフェース４７ａを介し
て方向制御を入・切する方向制御スイッチ４８と、横刈
用方向センサ４６とを各々接続すると共に、出力側へ、
出力インタフェース４７ｂを介して左右の操向クラッチ
２２を入・切する左右のクラッチソレノイド４５を各々
接続して構成させる。

【００２８】該横刈用方向センサ４６による検出値をコ
ントローラ４７へ送信してファジイ推論処理を行うが、
このファジイ推論処理は、図１９に示す如き、メンバシ
ップ関数によって、未刈株から分草杆３ｂまでの距離Ｃ
の検出値によるグレードの設定と、この距離Ｃの変化度
合いＤの検出値によるグレードの設定により、図２０に
示す如きファジイ制御ルールのマップに当て嵌め制御ル
ールの適合度となるグレードを選択して演算処理を行
い、左右のクラッチソレノイド４５の制御出力パルスの
オンタイムを算出することにより、従来、前後に配置し
た２個のデジタル方式の横刈用方向センサにより、未刈
株への接近度合いと接近速度を算出して右側の制御出力
のオンタイムのみを変更していたものに比べて、円滑性
に富み且つ追従性の良い横刈方向制御を行うことができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】条刈用方向センサの検出杆の形状配置図とファ
ジイ推論の概要ブロック図。

【図２】条刈用方向センサの取り付け状態を示す側面
図。

【図３】条刈方向制御を実行する演算制御回路を示すブ
ロック図。

【図４】ファジイ推論におけるメンバシップ関数を示す
線図。

【図５】ファジイ推論における制御ルールを示す図表。

【図６】ミッションケース内の操向クラッチと操向ブレ
ーキの状態を示す概略正面図。

【図７】刈取装置の全体構成を示す側面図。

【図８】刈取装置の全体構成を示す平面図。

【図９】条刈用方向センサの検出による操向クラッチの
制御出力パルスを示す線図。

【図１０】条刈用方向センサの検出によるサンプリング
値の補正方法を示す図表。

【図１１】条刈用方向センサの検出が頻繁に発生したと
きの制御出力パルスを示す線図。

【図１２】未刈株への分草杆割込み時に条刈用方向セン
サの作用状態を示す概略平面図。

【図１３】条刈又は横刈方向制御を選択実行する演算制
御回路を示すブロック図。

【図１４】条刈用方向センサの検出による条刈りと横刈
りの判定状態を示す概略平面図。

【図１５】条刈方向制御に加速度を加味して実行する演
算制御回路を示すブロック図。

【図１６】加速度センサの検出値により条刈方向制御出
力のパルス変更状態を示す線図。

【図１７】横刈用方向センサの検出杆の形状配置図とフ
ァジイ推論の概要ブロック図。

【図１８】横刈方向制御を実行する演算制御回路を示す
ブロック図。

【図１９】ファジイ推論におけるメンバシップ関数を示
す線図。

【図２０】ファジイ推論における制御ルールを示す図
表。

【図２１】コンバインの全体構成を示す側面図。

【符号の説明】

１． 機体 ２． 条刈用方向センサ ３． 分草杆

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 条植穀稈の条間左右側の同時検出により
   機体１を左右操向して直進制御可能なアナログ方式の条
   刈用方向センサ２を有するコンバイン等において、穀稈
   未刈株から該方向センサ２を配置する分草杆３までの距
   離Ａと条間距離Ｂの両検出値を入力してファジイ推論
   し、左右操向制御の出力オンタイムを算出することを特
   徴とする条刈方向制御装置。