| 【発明の名称】 |
コンバインにおける刈高さ制御装置 |
| 【発明者】 |
【氏名】山田 隆史
【氏名】中川 渉
【氏名】戸波 照喜
【氏名】水倉 泰治
【氏名】梶岡 律子
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| 【要約】 |
【課題】超音波センサ２０にて対地高さを検出して刈取前処理装置を昇降制御する場合、超音波センサ２０による検出結果の不安定性を無くする。
【解決手段】刈取前処理装置４における穀稈引起装置の裏面側に略垂直状に立設したネジ軸に支持ブラケットを螺合させ、制御モータの作動にて超音波センサ２０を昇降可能に構成し、刈高さ設定器にて設定した目標刈高さ設定値が大（Ｈsm1 ）、小（Ｈsm2 ）のいずれの場合も、超音波制御２０の不感帯Ｆ１をずらすことなく、制御装置にて制御モータを作動させて、超音波センサ２０と地面１０３との距離Ｈx1＝Ｈx2を一定にするようにセットする制御を実行する。 |
【特許請求の範囲】
【請求項１】 刈取前処理装置を走行機体の前部に対して昇降駆動手段により昇降可能に構成し、前記刈取前処理装置の対地高さを検知する非接触式刈高さセンサの検出信号により、前記昇降駆動手段を作動するように構成したコンバインにおける刈高さ制御装置において、前記非接触式刈高さセンサの配置高さを前記刈取前処理装置に対して昇降調節するためのセンサ昇降手段を備え、刈高さ設定器による目標刈高さ設定値の変更に応じて前記センサ昇降手段を作動させて前記非接触式刈高さセンサの対地高さを略一定となるように昇降制御する制御手段を備えたことを特徴とするコンバインにおける刈高さ制御装置。
【請求項２】 前記制御手段は、前記非接触式刈高さセンサの検出信号を、非作動高さ領域とそれを挟んでその両側の作動高さ領域とに峻別すると共に、刈高さ設定器による目標刈高さ設定値により、前記非作動高さ領域の位置を変更することなく非接触式刈高さセンサの対地高さを略一定となるように刈取前処理装置を昇降制御するように構成されていることを特徴とする請求項１に記載のコンバインにおける刈高さ制御装置。
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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、コンバインの走行機体の前部に刈取前処理装置を昇降可能に装着し、非接触式刈高さセンサの検出信号に応じて刈取前処理装置を昇降制御し、圃場面（地面）からの刈取高さを自動調節する技術に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来、この種のコンバインにおける刈高さ制御装置として、特開平６−３００８３３号公報等には、非接触式刈高さセンサとしての超音波センサを刈取前処理装置の所定位置に固定し、マイクロコンピュータ型等の刈高さ制御装置に、反射式超音波センサと可変抵抗式等の刈高さ設定器とを接続し、図９（ａ）に示すように、反射式超音波センサにおける発信器（送波器）から発射された超音波が被検出部（地面）にて反射されたのち受信器（受波器）にて受信するまでの所要時間Ｔ１の長さが長い程、反射式超音波センサから被検出部（地面）までの距離Ｌが長い、即ち、刈高さが大きいと制御装置が判断する一方、刈高さ設定器にて可変設定された目標刈高さ設定値Ｈsmに近づくように、前記刈取前処理装置を昇降調節して、刈取高さを自動調節する構成が開示されている。
【０００３】この場合、従来の刈高さ制御によれば、図９（ａ）に示すように、例えば、刈高さ設定器にて目標刈高さ設定値Ｈsm1 に設定したとき、超音波センサでの目標所要時間Ｔm1に対して±ΔＴの間を不感帯Ｆ１とし、検出時間Ｔx ＞Ｔm1＋ΔＴの場合には、刈取前処理装置を下降させ、逆に検出時間Ｔx ＜Ｔm1−ΔＴの場合には、刈取前処理装置を上昇させる。そして、検出時間Ｔx ≦｜Ｔm1±ΔＴ｜の（不感帯Ｆ１）状態では、刈高さが目標刈高さ設定値Ｈsm1 であるとして刈取前処理装置を昇降させない制御を実行する。
【０００４】さらに、オペレータが刈高さ設定器にて目標刈高さ設定値Ｈsm2 に変更したときには、超音波センサでの目標所要時間Ｔm2に対して±ΔＴの間を不感帯Ｆ２とするように不感帯の位置を変更し、検出時間Ｔx ＞Ｔm2＋ΔＴの場合には、刈取前処理装置を下降させ、逆に検出時間Ｔx ＜Ｔm2−ΔＴの場合には、刈取前処理装置を上昇させる。そして、検出時間Ｔx ≦｜Ｔm2±ΔＴ｜の状態（不感帯Ｆ２）では、刈高さが目標刈高さ設定値Ｈsm2 であるとして刈取前処理装置を昇降させない制御を実行する。
【０００５】このように、刈取前処理装置に対する超音波センサの設置高さを固定状態とし、刈高さ設定器にて目標刈高さ設定値を変更すると、不感帯（非作動領域）の位置をずらせることにより、刈取前処理装置が昇降し、または高さ保持する制御を実行するものである。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】ところで、反射式超音波センサから地面迄の高さ（距離）が大きいと、音波の伝搬媒質（空気）により、発射された超音波のエネルギーが（吸収される）減衰する比率が高くなり、受信器で検出される検出信号のエネルギーが低くなり易い。特に、コンバインによる刈取脱穀作業に使用するとき、圃場面にある藁屑等や圃場の土面の凹凸等により、前記発射された超音波が乱反射され易いから、受信器で検出される検出信号のエネルギーが低くなり易く、従って、超音波センサから地面までの高さ（刈高さに比例する距離）が大きすぎるときには、検出信号値（通常電圧値）が小さくなって、検出結果に不安定性が増大する。
【０００７】従って、従来のように、刈取前処理装置に対する超音波センサの設置高さを固定にしたまま、刈高さ設定器により、目標刈高さ設定値を大きくしたときには、超音波センサから地面迄の高さが大きくなり過ぎて、前記検出信号が不安定になり易いという問題があった。そこで、本発明は、前記問題を解決すべく、非接触式センサ装置による検出結果の安定性を向上させたコンバインにおける刈高さ制御装置を提供することを目的とするものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため、請求項１に記載の発明のコンバインにおける刈高さ制御装置は、刈取前処理装置を走行機体の前部に対して昇降駆動手段により昇降可能に構成し、前記刈取前処理装置の対地高さを検知する非接触式刈高さセンサの検出信号により、前記昇降駆動手段を作動するように構成したコンバインにおける刈高さ制御装置において、前記非接触式刈高さセンサの配置高さを前記刈取前処理装置に対して昇降調節するためのセンサ昇降手段を備え、刈高さ設定器による目標刈高さ設定値の変更に応じて前記センサ昇降手段を作動させて前記非接触式刈高さセンサの対地高さを略一定となるように昇降制御する制御手段を備えたものである。
【０００９】また、請求項２に記載の発明は、請求項１に記載のコンバインにおける刈高さ制御装置において、前記制御手段は、前記非接触式刈高さセンサの検出信号を、非作動高さ領域とそれを挟んでその両側の作動高さ領域とに峻別すると共に、刈高さ設定器による目標刈高さ設定値により、前記非作動高さ領域の位置を変更することなく非接触式刈高さセンサの対地高さを略一定となるように刈取前処理装置を昇降制御するように構成されているものである。
【００１０】
【発明の実施の形態】次に本発明を具体化した実施形態について説明すると、図１は走行クローラ２ａが備えられた左右一対の走行装置２を有するコンバインの走行機体１の側面図であり、図２は走行機体の正面図、図３は走行機体１の平面図、図４は刈取前処理装置と走行機体との対機体昇降位置を検出するための昇降ポジションセンサの側面図、図５は昇降ポジションセンサの正面図、図６は動力伝達のスケルトン図、図６は油圧回路と制御装置の機能ブロック図、図８は超音波センサの昇降手段の側面図、図９（ｂ）は本発明の刈高さ制御の作用説明図である。
【００１１】図１〜図３に示すように、走行機体１の進行方向に向かって左側には従来から公知の構成の脱穀装置３を搭載し、走行機体１の前部には単動式の油圧シリンダ９により昇降動可能な刈取前処理装置４を配置する。刈取前処理装置４の下部フレームの下部側にはバリカン式の刈刃装置５を、前方には６条分の穀稈引起装置６が配置され、穀稈引起装置６と脱穀装置３における扱胴に穀稈を供給するためのフイードチェン７の前端との間には穀稈搬送装置８が配置され、穀稈引起装置６の下部前方には６条分の分草体１０が突出している。走行機体１の右側前部に運転室１１が配置され、その後側に穀粒タンク１２が配置されている。前記穀稈搬送装置８では、穀稈引起装置６にて引き起こされた穀稈の株元部を挟持しながら搬送してフィードチェン７の前端部に株元部を受け継がせる。
【００１２】図４及び図５に示すように、刈取前処理装置４に先端を装着した前方下向き傾斜状の昇降筒フレーム１４の基端を水平筒１５に固着し、該水平筒１５を走行機体１の前部に設けた複数の軸受ブラケット１６（一方を図示省略）に回動自在に軸支し、走行機体１上のエンジン３５からの動力を前記水平筒１５及び昇降筒フレーム１４の各々の内径部に配置した伝動軸１７と１９、傘歯車対１８等を介して刈取前処理装置４の各部に動力伝達される。そして、昇降筒フレーム１４の中途部と走行機体１との間に装架した昇降油圧シリンダ９（図１参照）にて刈取前処理装置８を昇降駆動させるものである。
【００１３】コンバインの動力伝達系を示すスケルトン図（図６）に示すように、エンジン３５からの出力の一方は、クラッチ３６を介して穀粒タンク１２内の底コンベヤ３７及び縦コンベヤ３８に動力伝達し、次いで排出オーガ２８内のスクリューコンベヤ（図示せず）に伝達される。エンジン３５からの他の出力は、動力分岐用ミッション３９を介して扱胴駆動軸４０、選別駆動軸４１、走行用の油圧ポンプ油圧モータ式（ＨＳＴ式）走行駆動部４２への駆動軸４３及び刈取前処理装置４への定速回転駆動軸４４に動力伝達される。そして、エンジン３５からの他の出力は、動力分岐用ミッション３９内の脱穀クラッチ４８ａを介して動力伝達のＯＮ・ＯＦＦを実行し、扱胴駆動軸４０または選別駆動軸４１を介して扱胴１３及び処理胴２９、一番受樋のスクリューコンベヤ２６ａ、唐箕フアン、二番受け樋のスクリューコンベヤ２６ｂ及び二番還元コンベヤ２５、排藁チェン３１、吸引フアン３０及び排藁カッタ３３に伝達される。
【００１４】他方、前記（ＨＳＴ式）走行駆動部４２より出力する刈取同調駆動軸４５から、（走行駆動部の正回転時のみ伝達可能な）ワンウエイクラッチ４５ａ及び同調クラッチ４６を介して刈取軸４７に動力伝達させ、フイードチェン７に直接伝達する。また、刈取軸４７に設けた刈取クラッチ４９を介して刈取前処理装置４への動力伝達をＯＮ・ＯＦＦするように構成されている。脱穀クラッチ４８ａ，同調クラッチ４６，流込みクラッチ４８，刈取クラッチ４９をそれぞれＯＮ・ＯＦＦ操作するには、それぞれのクラッチに対応する電磁ソレノイド等のクラッチアクチュエータをＯＮ・ＯＦＦ動作するように構成されている。なお、同調クラッチ４６はベルトのテンションを緊張・緩和することにより動力継断するテンションクラッチであっても良い。従って、後述するように、車速同調制御を禁止（中止）する場合等で、動力分岐用ミッション３９の定速回転駆動軸４４を介して刈取軸４７に動力伝達し、ＨＳＴ式走行駆動部４２より出力する刈取同調駆動軸４５の回転数が前記定速回転駆動軸４４からの回転数より低い場合や、刈取同調駆動軸４５がコンバインの後退方向に回転する場合には、ワンウエイクラッチ４５ａが空回りする。
【００１５】なお、前記ＨＳＴ式（２油圧モータ２油圧ポンプによる無段階変速機構内に機械的変速機構を組み込んだもの）走行駆動部４２の各油圧ポンプ等の斜板を調節して車速を無段階変速するための主変速レバー８５は、図８に示すように、前記運転室１１内の座席１１ａの側方操作部にて前後回動し、ほぼ垂直姿勢の中立位置（停止位置）に対して前に倒すと前進位置であり、垂直に対する傾斜角度が大きいほど車速が速くなる。後方に傾斜させると後退となり、その傾斜角度が大きいほど車速が速くなる。
【００１６】同じく座席１１ａの側方操作部に配置した副変速レバー８６は、ＨＳＴ式走行駆動部４２内に設けた機械的変速機構（図示せず）を操作する伝動モータ等のアクチュエータを制御するためのものであり、副変速レバー８６を路上走行モード、標準作業モード、低速作業モードの各位置に切換えると、コンバインに搭載したマイクロコンピュータ式の制御装置（コントローラユニット）７０の指令により、前記各作業モード時に適応する走行駆動部４２の出力（馬力）及び回転数を所定のレンジに設定保持することができる。
【００１７】なお、走行機体１を前進走行させながら通常の刈取脱穀作業を実行するとき（低速作業モード時及び標準作業モード時）には、動力分岐用ミッション３９における流込みクラッチ４８をＯＦＦ（動力遮断）し、脱穀クラッチ４８ａ，同調クラッチ４６及び刈取クラッチ４９はＯＮ（動力接続）の状態にし、燃料噴射量センサ及び車速センサの検出値を監視しながら、走行駆動部４２の出力に同調させた回転数の刈取同調駆動軸４５を介して刈取軸４７を駆動させて刈取前処理装置４及びフイードチェン７を同調駆動する一方、扱胴駆動軸４０及び選別駆動軸４１を駆動させて、扱胴１１、処理胴２９、送風フアン２０、唐箕フアン１９、揺動選別機構１５等を駆動させるのである。
【００１８】また、圃場内での刈取脱穀作業途中において走行機体を方向転換等を実行するに際して、走行機体１を停止または後退させるとき、刈取前処理装置４とフイードチェン７との駆動を停止する時には、同調クラッチ４６及び流込みクラッチ４８をＯＦＦにする。フイードチェン７のみ駆動するには、刈取クラッチ４９をＯＦＦにする。この場合、刈取前処理装置４への動力伝達はなく、動力分岐用ミッション３９から刈取軸４７を介してフイードチェン７にのみ動力伝達される。
【００１９】昇降ポジションセンサ２２は、走行機体１と刈取前処理装置４との相対高さを検出するためのものであり、本実施例では、図３及び図４に示すように、前記軸受ブラケット１６に固定した回動ポテンショメータ式の昇降ポジションセンサ２２の感知回動アーム２３を、水平筒１５の外面に固着したセンサ軸２４に当接させ、水平筒１５の回動角度θを検出することにより、昇降筒フレーム１４の回動角度、ひいては走行機体１に対する刈取前処理装置４の昇降位置（対機体昇降位置）を検出できる構成である。
【００２０】刈取前処理装置４と圃場面との対地高さを検出して刈高さを検出するための非接触式の刈高さセンサとしての反射式の超音波センサ２０は、本実施形態では、前記刈取前処理装置４における下部の前端に突出させて配置した複数の分草体１０のうち前進方向に向かって最右端に配置された分草体１０の裏面に位置する前記穀稈引き起こし装置６の裏面側に設けた上下のブラケット１００，１０１間に設けたセンサ昇降手段１０２を介して昇降調節可能に装着されている。即ち、前記下部ブラケット１０１が地面１０３と略平行状となる刈取前処理装置４の最下降姿勢において、ネジ軸１０４がほぼ垂直となるように上下ブラケット１００，１０１間にて回動のみ可能に立設し、該ネジ軸１０４の上端には、正逆回転可能なステップモータ等の制御モータ１０５が取りつけられている。また、ネジ軸１０４に螺合したナットから突出する支持ブラケット１０７には、前記ネジ軸１０４と平行な案内軸１０６に対する上下移動距離を検知するためのリニア距離センサ１０８を設ける。そして前記支持ブラケット１０７には、図８に示すように、超音波センサ２０における発信器２０ａの発信部（ホーン部）と受信器２０ｂの受信部（ホーン部）との各軸線が地面１０３に対してほぼ垂直となるように配置する。なお、刈取前処理装置４の昇降に応じて前記ネジ軸１０４は地面１０３に対して垂直線から傾斜するので、この傾斜に拘らず、前記ホーン部の軸線が常時地面１０３に対して垂直となるように、傾斜センサ及び姿勢制御モータ（共に図示せず）を超音波センサ２０と支持ブラケット１０７との間に介挿しても良い。
【００２１】図７は、刈高さ制御やオートクラッチ制御を実行するための制御装置７０の機能ブロック図を示し、該制御装置７０は、マイクロコンピュータ等の電子式制御装置であり、図示しないが各種演算処理や制御を実行するための中央処理装置（ＣＰＵ）や、制御プログラムを記憶させた読み出し専用メモリ（ＲＯＭ）、各種の検出値、データ等を一時的に記憶させる随時読み書き可能メモリ（ＲＡＭ）、制御装置の電源をＯＦＦとしても記憶データを保持するための不揮発性メモリ（フラッシュメモリ）、タイマ機能としてのクロック、インターフェイス、バスなどを備える。
【００２２】超音波センサ２０における発信器２０ａには制御装置７０からの指令により発信駆動回路７１を介して適宜時間間隔Ｔ１にて超音波を発信し、被検出物等にて反射された反射波は受信器２０ｂで受信し、その検出信号は受信増幅回路７２を介して制御装置７０に入力する。前記昇降ポジションセンサ２２の検出信号もＡ／Ｄ変換器を介して前記時間間隔Ｔ１ごとに制御装置７０に入力する。
【００２３】また、可変抵抗式（ボリューム式）の刈高さ設定器７３、刈取脱穀作業を手動モードで行うときの３位置検出型の手動スイッチ７６、同じ作業を自動制御モードにするときの自動スイッチ７５、さらに前記手動で実行するとき刈取前処理装置４の昇降量及び又は昇降速度を小さい側に変更するため、オペレータが足で踏み込んでＯＮ・ＯＦＦ操作するフットスイッチ７４の各信号もそれぞれ制御装置７０に入力される。前記超音波センサ２０の刈高さ検出値は数値として表示できるように制御装置７０からの出力にて作動する液晶パネル等の表示部を運転室１１内の座席に座るオペレータから見える操作パネル部に設置されている。
【００２４】また、前記制御装置７０では、所定の演算結果に応じて所定の昇降指令信号を第１駆動回路７７と第２駆動回路７８とに出力し、第１駆動回路７７からの出力に応じて油圧回路７９における油圧切換弁８０の電磁ソレノイド８０ａ，８０ｂを作動させる一方、第２駆動回路７８からの出力に応じて高速応答電磁弁の一例である電磁比例減圧弁５０の電磁ソレノイド５０ａを作動させて、刈取前処理装置４の昇降のための単動油圧シリンダ９を作動させるのである。
【００２５】図７に示す油圧回路７９では、前記単動式の昇降油圧シリンダ９及び左右の走行装置３と走行機体１との左右相対車高を制御するための左右一対のローリング制御用油圧シリンダ（図示せず）に対する油圧制御弁５１等にも圧油を供給する。この場合、図７に示すように、油圧回路７９の油圧ポンプ５２から油圧切換弁４９への給油路５３中に、リリーフ弁５４を介挿する。４ポート３位置切換電磁式の油圧切換弁８０の出力ポートから単動油圧シリンダ９への油圧管途中には、逆止弁５５、及びスローリターンチェック弁５６を接続する。なお、油圧切換弁８０の他の出力ポートからは他の油圧制御弁５１に同時に給油するように構成されている。
【００２６】前記油圧管の逆止弁５５とスローリターンチェック弁５６との間に接続した戻油管５７には、前記単動油圧シリンダ９のピストンロッド下降用の可変絞り弁５８と緊急下降弁５９とを並列接続する。この可変絞り弁５８は、２ポート２位置切換型のバルブであって、そのパイロットポートには、前記の高速応答電磁弁の１例としての、電磁比例減圧弁５０の出力ポートを接続する。
【００２７】次に、刈高さ制御について説明する。自動モードに設定するための自動スイッチ７５をＯＮさせている場合には、非接触式センサとしての超音波センサ２０の検出値が制御装置７０に入力され、刈高さ設定器７３にて予め設定された目標刈高さ設定値と比較演算され、超音波センサ２０の検出値のほうが高い場合には、前記油圧切換弁８０及び電磁比例減圧弁５０を介して刈取前処理装置４を下降動し、超音波センサ２０の検出値のほうが低い場合には、刈取前処理装置４を上昇駆動し、いずれも目標設定刈高さとなるように、自動調節される。
【００２８】本発明においては、図９（ａ）及び図９（ｂ）に示すように、前記刈高さ設定器７３による目標設定刈高さ値Ｈsmを大( Ｈsm1 ）と小（Ｈsm2 ）とに変更設定しても、前記超音波センサ２０の不感帯の位置( 非作動高さ領域) を変更しない。換言すると、超音波センサ２０の設置高さをＨx1＝Ｈx2となるように、前記制御モータ１０５を作動させるのである。
【００２９】例えば、刈高さ設定器７３にて目標刈高さ設定値を小（Ｈsm2 ）に設定した状態においては、図９（ｂ）の左のように、刈刃５の対地高さを低い位置となるように刈取前処理装置４を下降させた状態にセットするのであって、刈取前処理装置４に対する超音波センサ２０の設置高さをＨx2、刈高さ（刈刃５の対地高さ）をＨsn2 、刈刃５と超音波センサ２０の高さの偏差Ｈα2 とする。この状態では、図９（ａ）において、不感帯領域（非作動領域）Ｆ１では刈取前処理装置４は昇降せず、これより距離大きい側（時間長い側）に外れると、刈高さが目標刈高さ設定値より高いと判断して刈取前処理装置４を下降させ、逆に不感帯領域（非作動領域）Ｆ１より距離短い側（時間短い側）に外れると、刈高さが目標刈高さ設定値より低いと判断して刈取前処理装置４を上昇させる制御を実行する。
【００３０】そして、オペレータが刈高さ設定器７３にて目標刈高さ設定値を大( Ｈsm1 ）に設定変更した場合、図９（ｂ）の左のように、刈刃５の対地高さを高い位置となるように刈取前処理装置４を上昇させた状態にセットするのであって、刈取前処理装置４に対する超音波センサ２０の配置高さ位置を低くし、且つ、超音波センサ２０の対地高さをＨx1＝Ｈx2となるように制御モータ１０５を作動させる。このときの刈高さ（刈刃５の対地高さ）をＨsn1 、刈刃５と超音波センサ２０の高さの偏差値Ｈα1 とすると、Ｈsn1 ＋Ｈα1 ＝Ｈx1＝Ｈx2＝Ｈsn2 ＋Ｈα2 となる。
【００３１】例えば、図９（ａ）の左側の図は、目標設定刈高さ値Ｈsmが基準値Ｈxoより小さい場合である。この場合には図９（ｂ）の左側、つまり図８の実線状態の位置（高い位置）に超音波センサ２０を設置する。ここで、刈高さ（刈刃５の対地高さ）をＨsn1 、超音波センサ２０の対地高さをＨx1、刈刃５と超音波センサ２０の高さの偏差値Ｈα1 とすると、Ｈsn1 ＝Ｈx1−Ｈα1 となる。このとき、Ｈsn1 とＨsn2 とを比較して理解できるよう、超音波センサ２０を下降した変更量Ｈd ＝Ｈsn2 −Ｈsn1 となる。
【００３２】なお、前記前記不感帯（非作動領域）Ｆ１を同じとして、目標設定刈高さ値Ｈsmの変更量と、超音波センサ２０の対地高さを一定とするような刈取前処理装置４の昇降量との関係は予め制御装置７０におけるＲＯＭや不揮発性メモリに、マップもしくは関数として記憶させておけば良い。前記可変抵抗式（ボリューム式）の刈高さ設定器７３における摘みの回りに、目標設定刈高さ値Ｈsmの目盛りが付されており、この目盛りはＶＲ値（抵抗値）と比例するように設定されている。また、図９（ｂ）に示すように、超音波センサ２０の設置高さと刈刃５の設置高さとは一般に異なるので、超音波センサ２０の検出値から所定の換算により、刈高さ検出値を求めるようにしている。
【００３３】そして、刈取前処理装置４の昇降用の油圧シリンダ９の作動制御は次のように実行する。即ち、電磁式の油圧切換弁８０を切り換えて油圧シリンダ９を伸長させる場合（刈取前処理装置４を上昇駆動する場合）には、電磁ソレノイド８０ａをパルス幅変調制御（ＰＷＭ）にて作動させると、電磁比例減圧弁５０によって適宜油圧に調整されたパイロット圧が可変絞り弁５８に作用し、可変絞り弁５８の絞り度合いが任意に変化し、戻油管５７から油タンク６０にドレンされる。その場合、可変絞り弁５８の絞り度合いに応じて油圧シリンダ９の作動速度が調節される。
【００３４】また、油圧シリンダ９を縮小させる場合（刈取前処理装置４を下降駆動する場合）には、油圧切換弁８０を中立にし、電磁比例減圧弁５０を前記と同様にパルス幅変調制御（ＰＷＭ）方式にて作動させ、そのパイロット圧の調節にて可変絞り弁５８の絞り開度を調節し、これにより油圧シリンダ９の作動速度を調節する。これらの場合、目標刈高さ設定値と超音波センサ２０の検出値との偏差が大きいときには、連続駆動信号により油圧シリンダ９を速く駆動させ、刈取前処理装置４の昇降速度を大きくし、前記偏差が小さくなれば、パルス幅変調制御（ＰＷＭ）方式にて油圧シリンダ９の駆動速度を小さくし、刈取前処理装置４の昇降速度を遅くして刈高さの微調整を可能としている。
【００３５】いずれにしても、上記のように、目標刈高さ設定値Ｈsmを大きくすると、超音波センサ２０の対地設置高さが大きくなりすぎて、検出信号（反射波の受信信号）が不安定になるので、超音波センサ２０の設置高さを低い位置に変更調節し、超音波センサ２０による検出結果を安定して、確実な刈高さ制御を実行することができるのである。
【００３６】図１０（ａ）及び図１０（ｂ）は、刈取前処理装置４を昇降させた場合に、超音波センサ２０の向きが地面１０３とほぼ垂直になるように姿勢制御する姿勢補正手段と、前記センサ昇降手段とを一体化した１実施例を示し、刈取前処理装置４に基端を昇降用モータ１１４を介して上下回動可能に枢着された支持アーム１１０には、姿勢制御用の駆動モータ１１１を介して超音波センサ２０を装着すると共に、傾斜角度センサ１１２及びコントローラ１１３を搭載する。
【００３７】目標設定刈高さ値Ｈsmを低く設定するときには、図１０（ａ）に示すように、支持アーム１１０を水平または超音波センサ２０の設置位置を高くするように昇降駆動モータ１１４を作動させると共に、傾斜角度センサ１１２の検出結果から姿勢制御用の駆動モータ１１１を作動させて超音波センサ２０の向きを地面１０３とほぼ垂直となるように保持する。
【００３８】目標設定刈高さ値Ｈsmを高く設定するときには、図１０（ｂ）に示すように、支持アーム１１０の自由端側を下げるように昇降駆動モータ１１４を作動させると共に、傾斜角度センサ１１２の検出結果から姿勢制御用の駆動モータ１１１を作動させて超音波センサ２０の向きを地面１０３とほぼ垂直となるように保持すれば良い。
【００３９】なお、昇降用モータ１１４にロータリエンコーダを装着することにより、支持アーム１１０に装着された超音波センサ２０の昇降変動量を検出する制御を実行しても良いのである。前記各実施例では、非接触式刈高さセンサの例として超音波センサについて説明したが、赤外線を地面に向けて照射し、その反射量を検出することにより、刈高さを計測する赤外線センサであっても本発明と同じ問題を解決し、所定の同じ効果を奏することができる。
【００４０】
【発明の効果】以上に詳述したように、請求項１に記載の発明のコンバインにおける刈高さ制御装置は、刈取前処理装置を走行機体の前部に対して昇降駆動手段により昇降可能に構成し、前記刈取前処理装置の対地高さを検知する非接触式刈高さセンサの検出信号により、前記昇降駆動手段を作動するように構成したコンバインにおける刈高さ制御装置において、前記非接触式刈高さセンサの配置高さを前記刈取前処理装置に対して昇降調節するためのセンサ昇降手段を備え、刈高さ設定器による目標刈高さ設定値の変更に応じて前記センサ昇降手段を作動させて前記非接触式刈高さセンサの対地高さを略一定となるように昇降制御する制御手段を備えたものである。
【００４１】非接触式刈高さセンサの配置高さが高くなると、反射波の乱れが大きくなって、検出結果が不安定になるので、刈高さ設定器による目標刈高さ設定値を変更した場合には、刈取前処理装置引いては刈刃の対地高さを変更しても、センサ昇降手段を作動させて非接触式刈高さセンサの配置高さを略一定にして、前記不安定性を解消させるのである。
【００４２】また、請求項２に記載の発明は、請求項１に記載のコンバインにおける刈高さ制御装置において、前記制御手段は、前記非接触式刈高さセンサの検出信号を、非作動高さ領域とそれを挟んでその両側の作動高さ領域とに峻別すると共に、刈高さ設定器による目標刈高さ設定値により、前記非作動高さ領域の位置を変更することなく非接触式刈高さセンサの対地高さを略一定となるように昇降制御するように構成されているものである。
【００４３】この構成によれば、制御手段により、非接地式刈高さセンサ検出信号を、刈取前処理装置を昇降させない非作動高さ領域と、昇降させる作動高さ領域とに峻別する一方、目標刈高さ設定値を変更しても、前記非作動高さ領域をずらさず、非接触式刈高さセンサの対地高さを略一定となるように刈取前処理装置を昇降制御することで、非接触式刈高さセンサの検出の不安定性を確実に防止でき、常時正確な刈高さを検出することができるという効果を奏するのである。
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| 【出願人】 |
【識別番号】０００００６８５１
【氏名又は名称】ヤンマー農機株式会社
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| 【出願日】 |
平成９年（１９９７）１１月１７日 |
| 【代理人】 |
【弁理士】
【氏名又は名称】石井 暁夫 （外２名）
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| 【公開番号】 |
特開平１１−１４６７１８ |
| 【公開日】 |
平成１１年（１９９９）６月２日 |
| 【出願番号】 |
特願平９−３１５４３０ |
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