| 【発明の名称】 |
クローラ式移動農機の自動方向制御装置 |
| 【発明者】 |
【氏名】二宮 伸治
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| 【要約】 |
【課題】北海道のような短稈地区ではコンバインの方向制御のブレーキ力を弱め、機体のショックを少なくして乗り心地をよくする。
【解決手段】左右の穀稈センサ１４Ｌ、１４Ｒと左右の短稈センサ１５Ｌ、１５Ｒからのオン・オフ信号を解析して自動方向制御スイッチ５１がオンのとき、マイクロコンピュータ５３の方向制御プログラムは左側のスイッチ１４Ｌａがオンになったら、右側のソレノイドバルブ５５Ｒを作動して方向制御用切換弁を右側に切換えて右側のクローラを制動する。反対に右側のスイッチ１４Ｒａがオンになったら、左側のソレノイドバルブ５５Ｌを作動して方向制御用切換弁を左側に切換えて左側のクローラを制動する。このとき、刈取部１で刈取った穀稈が短稈であると判定したときは、ブレーキ操作量を補正して旋回内側のクローラのブレーキ力を弱くしたり、あるいはブレーキ時間を短くする。 |
【特許請求の範囲】
【請求項１】 左右のクローラを別々に制動して方向を制御する方向制御ブレーキに、穀稈列の有無を検出する穀稈センサを接続し、このセンサ信号にもとづいて前記方向制御ブレーキを作動し、右左いずれかのクローラを制動して機体の進行方向を自動的に穀稈列に沿わせるクローラ式移動農機において、刈取部で刈取った穀稈が長稈か短稈かを識別する穀稈識別手段と、前記方向制御ブレーキの操作量を補正する補正手段と、を備え、前記刈取部で刈取った穀稈が短稈のときは前記方向制御ブレーキの操作量を小さくすることを特徴とする自動方向制御装置。
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【発明の詳細な説明】【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、クローラにより走行するコンバインやハーベスタのような移動農機に関し、特にその自動方向制御装置に関する。
【０００２】
【発明が解決しようとする課題】自動方向制御は、分草杆の左右に取り付けた穀稈センサの一方が穀稈列に触れると信号を出力し、この信号にもとづいて片側のクローラにブレーキを掛けて、機体の進行方向を穀稈列より離れる方向に変更することにより、機体を穀稈列に自動的に沿わせるという公知の制御である。この自動方向制御は、あまり強くブレーキを効かせて急激に方向修正すると、機体がハンチングして乗り心地が悪くなる。
【０００３】一方、短稈センサは、刈取部で刈取った穀稈が長稈か短稈かを識別し、短稈のときは穀稈供給チェーンの可動スプロケットの軸位置を移動して短稈を補助フィードチェーンに供給し、扱胴に全稈投入して扱ぎ残しを防ぐ。
【０００４】北海道は短稈が多く、一般に短稈地区は条株間（植付幅）が広く、約３３ｃｍあり、条株間が３０ｃｍ未満の内地と比べ、同じ強さのブレーキで方向修正すると、機体の揺れを大きく感じてフィーリングが悪くなる。また、条株間が広いと、方向修正のブレーキを弱めにしても、方向制御の精度は低下しない。
【０００５】そこで本発明は、穀稈センサを備えて自動方向制御を行うと共に、短稈センサを備えて扱ぎ残しを防ぐコンバインにおいて、これら既存のセンサを流用して短稈を検出する頻度が高ければ、北海道のような短稈地区と判断して方向修正のブレーキ出力を弱めに制御することにより、機体のショックを少なくして乗り心地を良くすることを目的になされたものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】かかる目的を達成するために、本発明は以下のように構成した。
【０００７】すなわち、左右のクローラを別々に制動して方向を制御する方向制御ブレーキに、穀稈列の有無を検出する穀稈センサを接続し、このセンサ信号にもとづいて前記方向制御ブレーキを作動し、右左いずれかのクローラを制動して機体の進行方向を自動的に穀稈列に沿わせるクローラ式移動農機において、刈取部で刈取った穀稈が長稈か短稈かを識別する穀稈識別手段と、前記方向制御ブレーキの操作量を補正する補正手段と、を備え、前記刈取部で刈取った穀稈が短稈のときは前記方向制御ブレーキの操作量を小さくすることを特徴とする自動方向制御装置である。
【０００８】
【発明の実施の形態】以下に図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。
【０００９】図１に、本発明を実施したコンバインの側面図を示す。コンバインは、穀物を刈取る刈取部１と、刈取った穀稈を搬送する搬送部２と、搬送した穀稈を脱穀機に供給する供給部３と、左右一対のクローラを有する走行部４で構成する。
【００１０】刈取部１は、先端で穀稈を分草する分草体１１と、分草した穀稈を引起す引起部１２と、引起した穀稈を刈取る刈刃部１３から成る。
【００１１】搬送部２は、刈取った穀稈を途中で横に倒しながら後方へ搬送する掻込搬送部２１と供給搬送部２２から成る。
【００１２】供給部３は、供給搬送部２２から受取った穀稈をフィードチェーン３１に対向する挟扼杆３２で株元を挟持して脱穀機（図示しない）に供給する。そして、脱穀した穀粒は選別して穀粒タンク（図示しない）に貯留する。
【００１３】本発明を実施したコンバインは、刈取部１の左端と右端において穀稈の有無を検出すると共にコンバインの走行方向を検知する穀稈センサ１４Ｌ、１４Ｒと、同じく、刈取部１の左端と右端において穀稈が長稈か短稈かを識別する穀稈識別手段としての短稈センサ１５Ｌ、１５Ｒをそれぞれ備える。
【００１４】左右の穀稈センサ１４Ｌ、１４Ｒは、刈取部１の左端と右端にある分草体１１の先端にそれぞれ取付ける。左右の短稈センサ１５Ｌ、１５Ｒは、通常、搬送部２の穀稈搬送経路中に取付けるが本発明を実施したコンバインでは刈取部１の左端と右端にある引起部１２の中部に取付ける。
【００１５】図２に、穀稈センサ１４と短稈センサ１５の概略図を示す。穀稈センサ１４と短稈センサ１５は、基部に設けた左右のスイッチ１４Ｌａ、１４Ｒａあるいは１５Ｌａ、１５Ｒａと、髭状の触角１４Ｌｂ、１４Ｒｂあるいは１５Ｌｂ、１５Ｒｂから成る。
【００１６】穀稈センサ１４と短稈センサ１５は以上のような構成で、左側の触角１４Ｌｂあるいは１５Ｌｂが穀稈に触れると、左側のスイッチ１４Ｌａあるいは１５Ｌａがオンになり、反対に右側の触角１４Ｒｂあるいは１５Ｒｂが穀稈に触れると、右側のスイッ０チ１４Ｒａあるいは１５Ｒａがオンになる。左側のスイッチ１４Ｌａあるいは１５Ｌａがオンのときは、左側に穀稈があることが判り、反対に右側のスイッチ１４Ｒａあるいは１５Ｒａがオンのときは、右側に穀稈があることが判る。
【００１７】図３に、本発明のコンバインの方向制御装置のブロック図を示す。方向制御装置は、左右の穀稈センサ１４Ｌ、１４Ｒと、左右の短稈センサ１５Ｌ、１５Ｒと、方向制御プログラムの作動をオン・オフする自動方向制御スイッチ５１と、これらセンサおよびスイッチの出力をコンピュータの入力信号に変換する入力インタフェース５２と、方向制御プログラムを実行するマイクロコンピュータ５３と、プログラムの実行結果を制御信号に変換する出力インタフェース５４と、左右いずれかのクローラを制動する方向制御用切換弁を左側あるいは右側に切換える左右のソレノイドバルブ５５Ｌ、５５Ｒで構成する。
【００１８】本発明のコンバインの方向制御装置は以上のような構成で、左右の穀稈センサ１４Ｌ、１４Ｒと左右の短稈センサ１５Ｌ、１５Ｒからのオン・オフ信号を解析して自動方向制御スイッチ５１がオンのとき、マイクロコンピュータ５３の方向制御プログラムは左側のスイッチ１４Ｌａがオンになったら、右側のソレノイドバルブ５５Ｒを作動して方向制御用切換弁を右側に切換えて右側のクローラを制動する。反対に右側のスイッチ１４Ｒａがオンになったら、左側のソレノイドバルブ５５Ｌを作動して方向制御用切換弁を左側に切換えて左側のクローラを制動する。
【００１９】このとき、刈取部１で刈取った穀稈が短稈であると判定したときは、ブレーキ操作量を補正して旋回内側のクローラのブレーキ力を弱くしたり、あるいはブレーキ時間を短くする。ブレーキ力を弱くする場合は、油圧回路の弁のデューティ比を調整して旋回内側のクローラの動力の伝達を断つクラッチ時間を短くする。ブレーキ時間を短くする場合は、例えば、ブレーキ出力のオンタイムを１００ｍｓｅｃから２０％ダウンの８０ｍｓｅｃにする。また、長稈か短稈かの判定は分草体１１の先端に取付けた穀稈センサ１４Ｌ、１４Ｒが穀稈を検出しているにもかかわらず引起部１２の中部に取付けた短稈センサ１５Ｌ、１５Ｒが穀稈を検出しないとき、これらの穀稈が短稈であると判定する。
【００２０】図４に示すフローチャートを参照して、この方向制御装置の処理について説明する。処理を開始すると、左右いずれかの穀稈センサ１４Ｌ、１４Ｒがオンかどうかを判定し（ステップ１０１）、オンでなければ、そのまま処理を終了し、オンであれば、左右いずれかの短稈センサ１５Ｌ、１５Ｒがオフかどうかを判定する。（ステップ１０２）
そして、左右いずれかの短稈センサ１５Ｌ、１５Ｒがオフであれば、ブレーキ操作量を補正して方向修正出力を弱め（ステップ１０３）、オフでなければ、通常の方向制御を行う（ステップ１０４）。
【００２１】次に、方向修正出力の頻度が高ければ、車速を一定速度まで下げるコンバインの方向制御装置について説明する。このコンバインは、刈取りや脱穀のためにエンジン負荷が増すと穀稈の刈取量を減らすため車速を自動的に落とす車速制御と、機体を穀稈列に自動的に沿わせる方向制御を行う。そして、左右交互方向修正出力頻度の実際値と基準値を対比して頻度が基準値を越えると車速を落とす。例えば、方向修正出力頻度が高い場合は車速を５割減に、中程度の場合は３割減に、低い場合は標準車速に設定する。
【００２２】図５に、この方向制御装置のブロック図を示す。方向制御装置は、左右一対の株元検出センサ１４Ｌ、１４Ｒと、方向制御プログラムの作動をオン・オフする自動方向制御スイッチ５１と、車速センサ５６と、これらセンサおよびスイッチの出力をコンピュータの入力信号に変換する入力インタフェース５２と、方向制御プログラムを実行するマイクロコンピュータ５３と、プログラムの実行結果を制御信号に変換する出力インタフェース５４と、左右いずれかのクローラを制動する方向制御用切換弁を左側あるいは右側に切換える左右のソレノイドバルブ５５Ｌ、５５ＲとＨＳＴ（静油圧式無段変速装置）の変速を制御するＨＳＴリレー５７で構成する。
【００２３】図６に示すフローチャートを参照して、この方向制御装置の処理について説明する。処理を開始すると、まず、左右一対の株元検出センサ１４Ｌ、１４Ｒのデータを読み込み（ステップ２０１）、次に、車速センサ５６のデータを読み込む（ステップ２０２）。そして、自動方向制御スイッチ５１がオンかどうかを判定して（ステップ２０３）、オンでなければ、そのまま処理を終了し、オンであれば、株元検出センサ１４Ｌ、１４Ｒのデータにより左右のソレノイドバルブ５５Ｌ、５５Ｒを作動して方向修正を行い（ステップ２０４）、次に、左右の方向修正頻度によりＨＳＴリレー５７を作動して車速調整を行う（ステップ２０５）。
【００２４】方向制御装置の方向修正出力頻度が高く、基準値を越える場合は圃場状態が荒れていることが多いので、車速を落とさないと方向修正が間に合わずに株に突っ込んでしまう。また、方向修正出力の頻度が高ければ、機体が揺れて乗り心地が悪くなり、車速が速いと条はずれなどによる方向制御の精度が低下する。従来、方向制御と車速制御を連動させる装置はなかったが、この方向制御装置は方向制御に車速制御を付加する。従って、方向制御の精度が向上して乗り心地やフィーリングを良くすることができる。
【００２５】次に、株元に接近しているときは方向旋回を操作するパワステレバーの手動優先を解除するコンバインの方向制御装置について説明する。この方向制御装置は、方向制御中に株元への接近度合いをポテンショメータで検出し、右接近度合いが大きいと右方向へのパワステレバー操作を、左接近度合いが大きいと左方向へのパワステレバー操作をそれぞれ規制する。
【００２６】図７に、この方向制御装置のブロック図を示す。方向制御装置は、左右一対の方向センサ１４Ｌ、１４Ｒと、方向制御プログラムの作動をオン・オフする自動方向制御スイッチ５１と、左右のパワステレバースイッチ５８Ｌ、５８Ｒと、これらセンサおよびスイッチの出力をコンピュータの入力信号に変換する入力インタフェース５２と、方向制御プログラムを実行するマイクロコンピュータ５３と、プログラムの実行結果を制御信号に変換する出力インタフェース５４と、左右いずれかのクローラを制動する方向制御用切換弁を左側あるいは右側に切換える左右のソレノイドバルブ５５Ｌ、５５Ｒで構成する。
【００２７】図８に示すフローチャートを参照して、この方向制御装置の処理について説明する。処理を開始すると、まず、左右一対の方向センサ１４Ｌ、１４Ｒの値を読み込み（ステップ３０１）、次に、左右のパワステレバースイッチ５８Ｌ、５８Ｒの値を読み込む（ステップ３０２）。そして、自動方向制御スイッチ５１がオンかどうかを判定して（ステップ３０３）、オンでなければ、そのまま処理を終了し、オンであれば、左方向センサ１４Ｌが一定値以上オンで（ステップ３０４）、左パワステレバースイッチ５８Ｌがオンであれば（ステップ３０５）、パワステレバーによる左方向修正出力を抑制する（ステップ３０６）。また、右方向センサ１４Ｒが一定値以上オンで（ステップ３０７）、右パワステレバースイッチ５８Ｒがオンであれば（ステップ３０８）、パワステレバーによる右方向修正出力を抑制する（ステップ３０９）。
【００２８】機体が株元に接近しているときに、接近側へのパワステレバー操作を不用意に行うと、自動方向制御より手動優先のため条はずれや刈り残しの原因となる。また、誤操作による接近側へのパワステレバー操作が考えられる。この方向制御装置は、機体が株元に接近しているときはパワステレバーの手動優先を解除する。従って、パワステレバーの誤操作による条はずれや刈り残しを未然に防止し、条刈り制御の精度を高めて作業性が向上する。
【００２９】次に、左右の条刈用方向センサのピーク値の差が小さくなるにつれて段階的に方向修正出力を弱め、機体の進行方向が穀稈列の中央に戻るちょっと手前で修正出力を止めて行き過ぎを防止するコンバインの方向制御装置について説明する。
【００３０】図９に、この方向制御装置のブロック図を示す。方向制御装置は、左右一対の方向センサ１４Ｌ、１４Ｒと、方向制御プログラムの作動をオン・オフする自動方向制御スイッチ５１と、これらセンサおよびスイッチの出力をコンピュータの入力信号に変換する入力インタフェース５２と、方向制御プログラムを実行するマイクロコンピュータ５３と、プログラムの実行結果を制御信号に変換する出力インタフェース５４と、左右いずれかのクローラを制動する方向制御用切換弁を左側あるいは右側に切換える左右のソレノイドバルブ５５Ｌ、５５Ｒで構成する。
【００３１】図１０に示すフローチャートを参照して、この方向制御装置の処理について説明する。処理を開始すると、まず、左右一対の方向センサ１４Ｌ、１４Ｒの値を読み込み（ステップ４０１）、次に、自動方向制御スイッチ５１がオンかどうかを判定して（ステップ４０２）、オンでなければ、そのまま処理を終了し、オンであれば、左右の方向センサ１４Ｌ、１４Ｒのポテンショメータの値をデジタル化してカウントした値の差を求める（ステップ４０３）。そして、左右の差が±１０カウント以内かどうかを判定し（ステップ４０４）、左右の差が±１０カウント以内であれば、穀稈列の中央に戻る少し手前で左右の方向修正出力を停止し、後は慣性で機体の進行方向を穀稈列の中央に戻す（ステップ４０５）。左右の差が±１０カウント以内でなければ、次に、左の差の方が大きいかどうかを判定し（ステップ４０６）、左の差の方が大きければ、次に、左の差が１１〜２９カウントの範囲かどうかを判定する（ステップ４０７）。そして、左の差が１１〜２９カウントの範囲であれば、右ソレノイドバルブ５５Ｒのオンタイムを５０ｍｓｅｃ程度にして弱めに方向修正を行う（ステップ４０８）。左の差が１１〜２９カウントの範囲でなければ、右ソレノイドバルブ５５Ｒのオンタイムを８０ｍｓｅｃ程度にして強めに方向修正を行う（ステップ４０９）。一方、左の差の方が大きくなければ、次に、右の差が１１〜２９カウントの範囲かどうかを判定する（ステップ４１０）。そして、右の差が１１〜２９カウントの範囲であれば、左ソレノイドバルブ５５Ｌのオンタイムを５０ｍｓｅｃ程度にして弱めに方向修正を行う（ステップ４１１）。右の差が１１〜２９カウントの範囲でなければ、左ソレノイドバルブ５５Ｌのオンタイムを８０ｍｓｅｃ程度にして強めに方向修正を行う（ステップ４１２）。
【００３２】従来の方向制御は、機体の株元への接近度合いによって方向修正出力を行っていたので、機体が株元から離れる傾向にあるにもかかわらず余分に方向修正出力を行っていた。この方向制御装置は、左右の方向センサの検出値の差によって株への接近度合いと株からの離れ度合いを見ながら適正な方向修正出力を行うので、方向制御の精度が向上してフィーリングも良くなる。
【００３３】次に、左右の条刈用方向センサのピーク値の差が小さい範囲は方向修正出力を停止するニュートラル幅を方向修正出力中は通常より大きくするコンバインの方向制御装置について説明する。
【００３４】この方向制御装置の構成は、既に図９に示したものと同じである。図１１に示すフローチャートを参照して、この方向制御装置の処理について説明する。処理を開始すると、まず、左右一対の方向センサ１４Ｌ、１４Ｒの値を読み込み（ステップ５０１）、次に、自動方向制御スイッチ５１がオンかどうかを判定して（ステップ５０２）、オンでなければ、そのまま処理を終了し、オンであれば、左右の方向センサ１４Ｌ、１４Ｒの値の差を求める（ステップ５０３）。そして、方向修正出力中かどうかを判定し（ステップ５０４）、方向修正出力中であれば、左右の差が±２０カウント以内かどうかを判定し（ステップ５０５）、±２０カウント以内であれば左右の方向修正出力を停止する（ステップ５０６）。方向修正出力中でなければ、左右の差が±１０カウント以内かどうかを判定し（ステップ５０７）、±１０カウント以内であれば左右の方向修正出力を停止する（ステップ５０８）。±１０カウント以内でなければ、次に、左の差の方が大きいかどうかを判定し（ステップ５０９）、左の差の方が大きければ、右方向修正出力を行い（ステップ５１０）、左の差の方が大きくなければ、左方向修正出力を行う（ステップ５１１）。
【００３５】この方向制御装置は、方向修正出力中のニュートラル幅を通常より大きくし、早めに方向修正出力を停止して過剰な方向修正出力を抑えるので、方向制御の精度が向上してフィーリングも良くなる。
【００３６】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の自動方向制御装置は、刈取部で刈取った穀稈が長稈か短稈かを識別する穀稈識別手段と方向制御ブレーキの操作量を補正する補正手段を備えて刈取部で刈取った穀稈が短稈のときは方向制御ブレーキの操作量を小さくする。北海道のような短稈地区は一般に条間が広く、余裕があるので慌てて方向修正する必要がなく、ブレーキ力も弱くてよい。従って、本発明によれば、北海道のような短稈地区では方向制御のブレーキ力が弱く制御されるので、機体のショックが少なくて乗り心地のよい走行感覚が得られる。
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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１０年（１９９８）３月３１日 |
| 【代理人】 |
【弁理士】
【氏名又は名称】牧 哲郎 （外２名）
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| 【公開番号】 |
特開平１１−２７５９１３ |
| 【公開日】 |
平成１１年（１９９９）１０月１２日 |
| 【出願番号】 |
特願平１０−１０３４３０ |
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