| 【発明の名称】 |
コンバイン等の条刈方向制御装置 |
| 【発明者】 |
【氏名】吉邨 文夫
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| 【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。 |
【特許請求の範囲】
【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。
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【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１８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２１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１５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１１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１０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４２ａ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２ａ，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、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。
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| 【出願人】 |
【識別番号】００００００１２５
【氏名又は名称】井関農機株式会社
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| 【出願日】 |
平成９年（１９９７）１１月１８日 |
| 【代理人】 |
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| 【公開番号】 |
特開平１１−１４６７０６ |
| 【公開日】 |
平成１１年（１９９９）６月２日 |
| 【出願番号】 |
特願平９−３１７１５９ |
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