JPS61128806A - 刈取収穫機の操向制御装置 - 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、刈取収穫機の操向制御装置、詳しくは、穀稈
列に対する機体の横偏位量を検出する倣いセンサによる
検出偏位量に基づいて、前記穀稈列に沿って自動的に走
行するように操向制御する手段を備えた刈取収穫機の操
向制御装置に関する。

〔従来の技術〕

上記この種の刈取収Ｍ８、例えばコンバインにおいては
、刈取作業を行なう刈り幅分の穀稈列に沿って移動する
ように、この穀稈列に対する機体横方向の検出偏位量に
基づいて、左右クローラ走行装置の各クラッチを切操作
することにより、機体向きを変更して操向制御すること
となる。　そして上記穀稈列は、通常株単位で断続する
列となるように圃場に植立されていることから、上記倣
いセンサによる偏位量の検出信号は断続的な信号となる
。　また、穀稈列は全体としては直線状に並ぶように植
立されてい　　□るものであるが、部分的に列からはみ
出したり、列の内側方向に入り込んでいることがあり、
このように部分的に穀稈列からずれている殻稈に全て追
従すると機体の蛇行が多くなって刈残しを生じたりして
作業効率が低下する。

従って、機体を穀稈列に沿って走行させるための操向制
御においては、穀稈列に沿っている状態と判断するため
の倣いセンサによる藩出偏位量の基準にある程度の幅を
有する不感帯を設け、検出偏位量がこの不感帯内にある
場合は操向操作を行わないようにして、全体として機体
−が穀稈列方向に沿って直進するように制御していた。

〔発明が解決しようとする問題点〕

□　　上記従来手段によれば、穀稈列に対する機体の横
偏位量が不感帯として設定した範囲からずれ、なければ
実質的な操向操作が行われないの、で制御遅れを生しや
すいものであった。　また、例えば、機体の向きが穀稈
列に対して右方向に偏位した場合には左方向に機体向き
を修正するのであるが、偏位量が上記不感帯内に復帰す
るまで操向するので過制御となりやすく、今度は修正を
行った左方向に機体が偏位して再度右方向に向き修正す
る必要が生じる。　従って、制御応答にハンチングを生
じやすく、機体の蛇行が多くなって穀稈列への追従性が
良くなかった。

本発明は、上記実情に鑑みてなされたものであって、そ
の目的は、少ない機体向き修正回数で、かつ、制御応答
のハンチングを起こすことなく、機体向き修正を効率よ
く行うことにある。

ｃ問題点を解決するための手段〕　　゛上記目−的を達
成すべく、本発明による、刈取収穫機の操向制御装置は
、前記機体の走行方向を検出する方位センサを設け、こ
の方位センサによる検出方位に基づいて、機体が穀稈列
に沿うとともに、予め設定された基準方位方向に、走行
するように操向制御する方位制御手段を備えさせたに点
に特徴を有し、その作用ならびに効果は以下の通りであ
る。

〔作　用〕

即ち、倣いセンサによる検出機体横偏位量および方位セ
ンサによる検出方位の両方の検出情報によって、機体向
きを修正する操向制御を行うことによって、倣いセンサ
の検出信号のみによる過制御を防止し、もって、少ない
修正回数で穀稈列に追従するように操向制御するのであ
る。

〔発明の効果〕

従って、倣いセンサによる穀稈列に対する検出偏位量に
よる操向制御と、この穀稈列方向すなわち刈取方向に対
応する基準方位に対する検出方位による方位制゛御とを
併用することによって、制御応答のハンチングを抑制し
ながら、少ない修正・回数で機体を穀稈列に沿わせるこ
とかできる。　その結果、機体の蛇行が少なくなって刈
残し発生のない状態でスムーズな走行をさせることがで
きる。　また、操向操作のためのアクチュエータの作動
頻度が低くなり、アクチュエータの耐久性も向上すると
いう効果がある。

ｒ実施例〕 以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。

第１図および第６図に示すように、圃場の植立殻稈を引
き起こして刈取るとともに刈取り殻稈を搬送しながら横
倒れ姿勢に姿勢変更してフィードチェーン（１）に受渡
す刈取り部（２）と、前記フィードチェーン（１）で挟
持搬送される殻稈を脱穀して穀粒を選別回収する脱穀装
置（３）とを、左右一対のクローラ走行装置！　（４）
　、　（４）を装備した機体（Ｖ）に搭載し、刈取収穫
機としてのコンバインを構成しである。

前記刈取部（２）の下方には、前方より刈取部（２）に
導入される殻稈の株元に接当することによって０Ｎ１０
ＦＦ信号を出力する接触式スイッチに構成された株元セ
ンサ（ＳＯ）を設けてあり、刈取作業の開始、停止を検
出する。ようにしである。

又、前記刈取部（２）先端部に設けられた分草具（６）
の左右両端の分草具（６ａ）　、’　（’６ｂ）の取付
フレーム（７）　、　（７）には、機体（Ｖ）前方側へ
付勢され、刈取部（２）に導入される殻稈に接当して、
その接当位置に対応した角度分を機体（Ｖ）後方側に回
動するセンサバー（８）と、そのセンサバー（８）の回
動角を検出するポテンショメータ（Ｒ）とからなる倣い
センサ（ＳＬ）、（Ｓ２）を、夫々設け、前記ポテンシ
ョメータ（Ｒ＞の出力信号変化に基づいて穀稈列（Ｉ＋
）に対する機体（Ｖ＞の横方向偏位量（β）を検出する
ようにしである。

前記左右の倣いセンサ（Ｓ、）、、　＜５２）の検出偏
位量（β）について説明すると、第７図に示すように、
前記センサバー（８）の回動角変化に対応して、偏位量
（β）を三つのゾーン（ａ）　、　、（ｂ）　、　（ｃ
）に分割して検出するようにしである。　すなわち、セ
ンサバー（８）が最も機体（ｖ）前方側に復帰している
状態から所定角度後方側へ回動している状態までを穀稈
列（）１）に対して離れる方向へずれている状態とする
浅倣いゾーン（ａ）とし、この浅倣いゾーン（ａ）より
更に所定角度後方側へ回動しでいる状態までを穀稈列（
Ｈ）に沿っている状態とする不感帯ゾーン（ｂ）とし、
この不感帯ゾーン（ｂ）より一に後方側へ回動檗ている
状態を穀稈列（Ｈ）に対して入り込みすぎている状態と
する深倣いゾーン（ｃ）としである。　そして、倣いセ
ンサ（Ｓｌ）、（Ｓ２）夫々のポテンショメータ（Ｒ）
、、（Ｒ）の出力すなわち検出偏位量（β）力１前記三
つのゾーン（ａ）　、　（ｂ）　、　（ｃ）のいずれの
ゾーンにあるかに基づいて、前記左右クローラ走行装置
（４）　、　（４）のクラッチ（９）　、　（９）を切
操作して、検出偏位量（β）が不感帯ゾーン（ｂ）内と
なるように操向して倣い制御を行うのである。

又、前記機体（ｖ）には、地磁気痩化を感知することに
よって絶対方位を検出する地磁気センサを用いた方位セ
ンサ（Ｔ）を搭載してあり、この方位センサ（Ｔ）によ
る検出方位（θ）に基づいて走行方向の変化を検出する
ようにしである。

前記方位センサ（Ｔ）は第１０回に示すようにトロイダ
ルコア（１０）に巻付けたコイル（Ｃ１）にバイアス用
交流電流を通電するとともに、このトロイダルコア（９
）に直交する方向に４５度毎の角度差を付けて４つのビ
ックアップコ、イル（Ｃｘ）　。

（Ｃｙ）　、　（Ｃｚ）　、　（Ｃｗ）をいわゆるたす
きがけに巻付けてあり、このピンクアップコイル（Ｃｘ
）、４　（Ｃｙ）　。

（Ｃｚ）　、　（Ｃｗ）を横切る地磁気の影響によって
変動する前記バイアス用コイル（Ｃ５）に゛よる起電力
変動を取り出し、前記４つのピックアップコイル（Ｃｘ
）　、　（Ｃｙ）　、　（Ｃｚ）、、　（昨）より出力
される信号の位相差とその出力レベルに基づいて絶対方
位を検出するように構成しである。　尚、基本的には二
つのピックアップコイル（Ｃｘ）　、　（Ｃｙ）のみに
よって方、位は検出できるのであるが、機体（Ｖ）が傾
斜した場合の検出誤差を除去するために他の２つのコイ
ル（（、ｚ）　、　（Ｃｗ）による検出信号を利用して
４つの検出信号から検出方位（θ）を補篤す。

るようにしである。

即ち、以下に示す関係式（ｉ　）＋　（、、ｉＪ）によ
って、検出方位（θ）を補正するのである。

ｆ（Ｘ、Ｌθ）−ｆ　’　（ＺＪ、θ）−ｇ（θ）・・
・（ｉ）ｆ　（Ｘ、Ｙ、Ｏ）　−ｆ　’（Ｚ、Ｗ、Ｏ）
＝　Ｗ／　４　・＝（ｉｉ）以下、第２図〜第５図に示
すフローチャートに基づいて制御装’ｊｔ、　（Ｇ）の
動作について脱型する。

即ち、前記株元センサ（Ｓｏ）がＯＮ状態にあるときに
、制御装置（Ｇ）に設けた刈取モード咲定スイッチ（Ｓ
１１１）のＯＮ　／、Ｏ，、Ｆ　Ｆに対応して、条刈り
モードと横刈りモードの各刈取モードを選択腰夫々、の
モードに対応して、倣いセンサ（Ｓｌ）（Ｓ２）による
検出偏位量（β）、（β）と、方位センサ（Ｔ）による
検出方位（θ）の両゛検出情報に基づいて、前記クロー
ラ走行装Ｗ　（４）　、　（４）の左右りランチ（！］
）　、　（９）の一方を切操作して、機体（Ｖ）が、穀
稈列（Ｈ）に沿った状態で、かつ、予め設定された基準
方位（θ０）の方向に自動走行するように操向制御を行
うのである。

以下、第３図に示すフローチャートおよび第８図に示す
血明図に基づいて、穀稈列（■１）の条方向に自動走行
させる条刈りモードにおける操向制御について説明する
。

この条刈りモードでは、ます前記左右側倣いセンサ（Ｓ
１），（Ｓ２）のうちの既刈イｎξ１倣いセンサ（Ｓ、
）の検出偏位量（β）が前記いずれのゾーン（ａ）　、
　（ｂ）（ｃ）にあるかを判別した後に反対側の倣いセ
ンサ（ＳＺ）の検出偏位量（β）のゾーン（ａ）　、　
（ｂ）　、　（ｃ）を判別して、各機いセンサ（Ｓｌ）
、　（ＳＺ）の検出偏位量（β）が不感帯ゾーン（ｂ）
にある場合にのみ、前記方位センサ（Ｔ）による検出方
位（θ）に基づいて、機体（Ｖ）向きが基準方位（θ０
）となるように操向する方位制御を行うように、倣いセ
ンサ（Ｓｌ）’、　（ＳＺ）による倣い制御を優先する
ようにしである。

そして、前記各機いセンサ（Ｓｌ）、　（ＳＺ）による
検出位置（β）、（β）が夫々深倣いゾーン（Ｃ）にあ
る場合は、直ちに穀稈列（１１）方向に機体（Ｖ）向き
が復帰するように、所定角度機体（Ｖ）を旋回させるべ
く、対応する側のクラッチ（９）を所定時間切り操作す
る。

一方、前記検出偏位量（β）が浅倣いゾーン（ａ）にあ
る場合は、前記方位センサ（Ｔ）による検出方位（θ）
の変化をチェックしながら、所定角度（θ゛）機体（ｖ
）を穀稈列（Ｈ）方向に旋回させる一定角旋回制御を行
う。　そして、第５図に示すように、この旋回角、すな
わち操向制御量（θ”）に対する実際の旋回角が前記制
御量（θ゛）と一致しない場合には、前記方位センサ（
Ｔ）による検出方位（θ）の変化に基づいて、茨回以降
の一定角旋回制御における操向制御量（θ゛）を、順次
単位補正量（△θ）分増減させて、実際の旋回角が目標
操向量（α）となるようにする。もって、圃場条件の違
い、例えば乾田と湿田等、によるスリップ率変化に起因
する操向制御性の低下や過制御を自動的に補正する操向
制御量補正手段を構成しである。

尚、第８図中、破線で示す機体（Ｖ）の軌跡は倣いセン
サ（Ｓｌ）、（ＳＺ）のみによる従来の操向制御を行っ
た場合を示し、実線の軌跡は方位制御を併用した場合を
示すものである。

次に、第４図に示すフローチャートおよび第９図に示す
説明図に基づいて、前記条刈りモードによる走行方向に
対して直交する方向に走行させる横刈りモードにおける
操向制御について説明する。

この横刈りモードでは、まず方位センサ（Ｔ）による検
出方位（θ）が基準方位（θ０）に対して不感帯（Ｒ）
内にあるかどうかを判別して、この不感帯（Ｂ）旨に機
体（Ｖ）向きがある場合にのみ、前記同様に既刈側倣い
センサ（Ｓ、）による検出偏位量（β）のゾーン（ａ）
　、　（ｂ）　、　（ｃ’）判別結果に基づいて第４図
に示す一定角度旋回による操向制御をするように、方位
制御を優先させである。

尚、前記検出方位（θ）が不感帯（Ｂ）外にあるときは
、検出方位（θ）が前記不感帯（８）内となるまで大き
な旋回半径で操向させることとなる。

このように横刈りモードでは、前記条刈りモードにおけ
る操向制御ｆｆｌの場合とは倣いセンサ（Ｓ、’）　、
　（’Ｓ２）による検出情報と方位センサ（Ｔ）による
検出情報の優先関係が逆になるのであるが、いずれの場
合でも、倣い制御と方位制御とを併用して、刈残しを発
生しないように穀稈列（Ｈ）に沿って、かつ、基準方位
（θ０）方向に直線的に自動走行させるのである。

尚、以上説明した横刈りモードで方位制御を優先させる
のは、穀稈列（＋（）の植立方向である条に対し・て直
交する方向から穀稈列（Ｈ）を見ると、穀稈列（Ｈ）が
条間隔で断続するとともに、倣うべき穀稈列の直線性が
悪くなる状態となるため、横方向の穀稈列（旧に倣い制
御するとカミえって機体（Ｖ）の蛇行が多くなり、直進
走行性が低下して、刈残しを発生することがあるからで
ある。

又、殻稈が条を形式するように植立されていない、いわ
ゆるハラ播き状態のｌ１ｌｉＩ場では、倣うべき穀稈列
（１（）の条が無いために、十記条刈りモードによる操
向制御は行えないのであるが、上記横刈りモードによる
方位制御を優先した操向制御卸を行うことによって、対
応可能となり、もって圃場状況に拘らず自動的に刈取り
作業を行うことが可能となった。

又、倣いセンサ（Ｓｌ）、　（Ｓ２）による倣い制御と
方位センサ（Ｔ）による方位制御とを併用するものであ
るから、従来では、刈取作業の繰り返しによって発生し
ていた別路の蛇行が累積することが無い。　そして、繰
り返し刈取作業を行うと走行軌跡が逆に直線的になり、
機体（Ｖ）の向き修正回数が少なくなって作業効率が向
上するとともに作業跡の美観も良いものとなる。

尚、前記横刈りモードでは、二つの倣いセンサのうち既
刈側のセンサ（Ｓ、）のみを使用しているが、残りの倣
いセンサ（Ｓ２）を補助的に用いるようにしてもよい。

又、基準方位（θ０）を設定するに、刈取作業開始時の
機体（Ｖ）向き、あるいは−行程を走行する間にサンプ
リングした検出方位（θ）、等に基づいて行ってもよい
。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明に係る刈取収穫機の操向制御装置の実施例
を示し、第１図は制御システムのブロック図、第２図は
操向制御の全体的な動作を示すフローチャート、第３図
は条刈りモードの操向制御のフローチャート、第４図は
横刈りモードの操向制御のフローチャート、第５図は一
定角度旋回制御のフローチャート、第６図はコンバイン
の全体側面図、第７図は倣いセンサの検出ゾーン説明図
、第８図は条苅りモードの操向制御の説明図、第９図は
横刈りモードの操向制御の説明図、第１Ｏ図は方位セン
サの構成を示す略示平面図である。 （Ｈ）・・・・・・穀稈列、ｍ・・・・・・機体、（Ｓ
ｌ）（Ｓｔ）・・・・・・倣いセレサ、（Ｔ）・・・・
・・方位センサ、（β）・・・・・・検出偏位量、（θ
）・・・・・・検出方位、（θ、）・・・・・・基準方
位。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）穀稈列（Ｈ）に対する機体（Ｖ）の横偏位量を検
   出する倣いセンサ（Ｓ＿１），（Ｓ＿２）による検出偏
   位量（Ｂ）に基づいて、前記穀稈列（Ｈ）に沿って自動
   的に走行するように操向制御する手段を備えた刈取収穫
   機の操向制御装置であって、前記機体（Ｖ）の走行方向
   を検出する方位センサ（Ｔ）を設け、この方位センサ（
   Ｔ）による検出方位（θ）に基づいて、機体（Ｖ）が穀
   稈列（Ｈ）に沿うとともに、予め設定された基準方位（
   θ＿０）方向に、走行するように操向制御する方位制御
   手段を備えさせた刈取収穫機の操向制御装置。
2. （２）前記方位センサ（Ｔ）と倣いセンサ（Ｓ＿１），
   （Ｓ＿２）による検出情報に基づいて行う操向制御は、
   前記倣いセンサ（Ｓ＿１），（Ｓ＿２）による検出偏位
   量（β）が所定偏位量（ｂ）に内にある場合に、前方位
   センサ（Ｔ）による検出方位（θ）に基づいて方位制御
   を行うものである特許請求の範囲第１項に記載の刈取収
   穫機の操向制御装置。
3. （３）前記方位センサ（Ｔ）と倣いセンサ（Ｓ＿１），
   （Ｓ＿２）による検出情報に基づいて行う操向制御は、
   前記方位センサ（Ｔ）による検出方位（θ）が基準方位
   （θ＿０）に対して所定方位（Ｂ）内にある場合に、前
   記倣いセンサ（Ｓ＿１），（Ｓ＿２）による検出偏位量
   （β）に基づいて操向制御するものである特許請求の範
   囲第１項に記載の刈取収穫機の操向制御装置。