(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
作業装置を昇降操作する昇降操作手段と、
前記作業装置の対地高さを対地高さセンサにて繰り返し検出するとともに、設定距離走行する間に又は設定時間が経過する間に検出した複数の検出対地高さを平均化処理して、前記作業装置の演算対地高さを求める高さ算出処理を繰り返し実行する対地高さ検出手段と、
前記演算対地高さが目標対地高さになるように前記昇降操作手段を制御する昇降制御を実行する制御手段とが備えられている作業車の昇降制御装置であって、
前記対地高さ検出手段は、
前記演算対地高さと前記目標対地高さとの偏差が設定許容範囲内に収まっている目標収束状態のときの方が、前記偏差が前記設定許容範囲を外れて大となる非収束状態のときよりも、前記設定距離を長く、又は、前記設定時間を長くして前記高さ算出処理を実行するように構成されている作業車の昇降制御装置。
【請求項２】
前記対地高さ検出手段は、
前記設定距離を設定距離範囲内で変更設定可能に、又は、前記設定時間を設定時間範囲内で変更設定可能に構成され、
前記目標収束状態においては、その状態が継続するほど前記設定距離又は前記設定時間が長くなるように、前記設定距離を前記設定距離範囲の上限値まで漸次長くする、又は、前記設定時間を前記設定時間範囲の上限値まで漸次長くする、漸増処理を実行し、
前記非収束状態になるに伴って、前記設定距離を前記設定距離範囲の下限値に設定する、又は、前記設定時間を前記設定時間範囲の下限値に設定する急減処理を実行するように構成されている請求項１記載の作業車の昇降制御装置。
【請求項３】
前記対地高さ検出手段は、
前記作業装置が作業行程において作業を開始する前、及び、前記作業装置が前記作業行程での作業を開始してから設定時間が経過する又は設定距離走行するまでの間においては、
前記設定距離を前記設定距離範囲の下限値に設定する、又は、前記設定時間を前記設定時間範囲の下限値に設定するように構成されている請求項１又は２記載の作業車の昇降制御装置。
【請求項４】
前記対地高さ検出手段が、
前記設定距離を設定単位距離の複数個分の距離として設定し、又は、前記設定時間を設定単位時間の複数個分の時間として設定し、
前記設定単位距離を走行する毎に又は設定単位時間が経過する毎に、その設定単位距離を走行する間に又はその設定単位時間が経過する間に前記対地高さセンサにより検出された複数の検出対地高さの平均値を求める仮平均化処理を実行するとともに、
前記高さ算出処理として、
前記設定単位距離を走行する毎に又は設定単位時間が経過する毎に、
その時点よりも過去の前記設定距離走行する間に、又は、その時点よりも過去の前記設定時間が経過する間に、前記仮平均化処理にて求められた複数の平均値を平均化処理して前記演算対地高さを求めるように構成されている請求項１〜３のいずれか１項に記載の作業車の昇降制御装置。
【請求項５】
前記昇降操作手段は、前記作業装置を走行機体に対して昇降操作するように構成され、
前記作業装置の前記走行機体に対する高さを検出する対機体高さ検出手段が設けられ、
前記制御手段は、
前記対地高さ検出手段にて求められた前記演算対地高さと前記目標対地高さとの間に偏差がある場合には、前記演算対地高さを前記目標対地高さにするために前記走行機体に対して前記作業装置を昇降させる必要昇降量又は目標昇降位置を求める昇降量算出処理と、前記作業装置を現在高さから前記必要昇降量を昇降させるべく、又は、前記作業装置を前記目標昇降位置に昇降させるべく、前記対機体高さ検出手段の検出情報に基づいて前記昇降操作手段を作動させる対機体昇降処理とを繰り返し実行するように構成されている請求項１〜４のいずれか１項に記載の作業車の昇降制御装置。
【請求項６】
前記対地高さセンサが、設定サンプリング周期で繰り返し前記対地高さの検出値を出力する超音波式の対地高さセンサにて構成されている請求項１〜５のいずれか１項に記載の作業車の昇降制御装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、作業装置を昇降操作する昇降操作手段と、前記作業装置の対地高さを対地高さセンサにて繰り返し検出するとともに、設定距離走行する毎に又は設定時間が経過する毎に検出した複数の検出対地高さを平均化処理して、前記作業装置の演算対地高さを求める高さ算出処理を繰り返し実行する対地高さ検出手段と、前記演算対地高さが目標対地高さになるように前記昇降操作手段を制御する昇降制御を実行する制御手段とが備えられている作業車の昇降制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
上記構成の作業車の昇降制御装置において、従来では、例えば、特開平８−３７８６５号公報に示される構成のものがあった。
つまり、作業車の一例であるコンバインの走行機体に対して昇降自在な作業装置としての刈取処理部を、昇降操作手段としての油圧シリンダにて昇降操作自在に構成するとともに、超音波センサを備えて構成される前記対地高さ検出手段にて検出される刈取処理部の対地高さが、目標対地高さになるように油圧シリンダの作動を制御する構成となっている。そして、作業行程での作業を開始してから設定時間（４秒間）経過した後における対地高さ検出手段による検出処理としては、超音波センサにより２０ｍｓ毎に作業装置の対地高さの検出値が出力され、走行機体の走行距離が５ｃｍになる毎にその間で検出される複数の検出値の平均値を求め、さらには、その時点から過去の３０ｃｍ走行する間における前記５ｃｍ毎の平均値の複数を平均化処理して、その平均値を対地高さとして求める構成となっており、このような対地高さの検出処理は、作業状態検出手段にて作業が終了したことが検出されるまで同一の処理内容にて繰り返し実行する構成となっていた。即ち、設定距離（３０ｃｍ）走行する毎に、その間に対地高さセンサにて繰り返し検出した複数の検出対地高さを平均化処理して、前記刈取処理部（作業装置）の演算対地高さを求める構成となっていた。
【０００３】
このように、複数の検出値の平均処理に基づいて対地高さを求めるようにしているのは、この種の作業車による作業が行われる圃場においては、対地高さの検出対象となる圃場面は細かな凹凸があったり、藁屑や雑草等が存在するおそれもあるので、このような細かな凹凸又は藁屑や雑草等に起因して検出値のバラツキが大になるのを防止するようにしたものである。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記したような作業を実行する圃場等においては、例えば、前記対地高さの検出対象面である圃場面は、例えば、畦際や枕地等の作業行程での作業開始位置付近においては、機体の旋回走行等が実行されることで、圃場が荒れていることは多いが、このような作業開始位置を越えてある程度作業走行を実行した後においては、圃場面は比較的水平で且つ平坦な状態が続いているものと考えられる。このような比較的水平で且つ平坦な状態が続いている場合であれば、上記した昇降制御を実行するに伴って、前記対地高さ検出手段にて検出される作業装置の対地高さと前記目標対地高さが設定許容範囲内に収まる目標収束状態が継続する状態となりやすい。尚、圃場面には、小さな凹凸や、例えば、人間の足跡等の凹凸が存在することがあるが、このような細かな凹凸に対して、作業装置を追従させて昇降制御する必要はないものである。
【０００５】
そこで、対地高さを検出する場合に、平均処理を行うときの処理間隔（距離又は時間）をできるだけ長くすることで、上記したような凹凸による検出値のバラツキを極力少ないものとすることができる。しかしながら、このように平均処理を行うときの処理間隔（距離又は時間）を長くした場合には、上記したような凹凸に起因して対地高さに検出誤差が生じるおそれを回避することはできるけれども、圃場面の途中に、作業装置を昇降操作させる必要があるような大きな起伏が存在しているような場合、このような起伏に沿って作業装置を昇降操作させる場合、上記したような平均化処理による対地高さ検出によれば、起伏に対する対地高さの検出値が演算対地高さに反映されるまでに時間遅れが生じてしまう等の不利がある。
【０００６】
しかし、上記従来構成においては、作業開始位置を越えてある程度作業走行を実行した後において、圃場面が比較的水平で且つ平坦な状態が続いているような場合、及び、作業装置を昇降操作させる必要があるような大きな起伏が存在しているような場合のいずれの場合においても、常に一定の設定距離（３０ｃｍ）走行する毎に複数の検出対地高さを平均化処理して対地高さを求める構成となっていたので、圃場面が比較的水平で且つ平坦な状態が続いているような場合であれば、圃場面の凹凸に起因して演算対地高さにバラツキが生じるおそれがあり、又、作業装置を昇降操作させる必要があるような大きな起伏が存在しているような場合には、起伏に対する対地高さの検出値が演算対地高さに反映されるまでに応答遅れが生じるおそれがある。
【０００７】
本発明はかかる点に着目してなされたものであり、その目的は、目標収束状態が継続しているような場合には、圃場面の凹凸に起因して演算対地高さにバラツキが多くなる等の不利を回避しながら、且つ、非収束状態で作業装置を昇降操作する必要があるような場合には、極力、時間遅れの少ない状態で対地高さを検出することが可能となる作業車の昇降制御装置を提供する点にある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載の特徴構成によれば、作業装置を昇降操作する昇降操作手段と、前記作業装置の対地高さを対地高さセンサにて繰り返し検出するとともに、設定距離走行する間に又は設定時間が経過する間に検出した複数の検出対地高さを平均化処理して、前記作業装置の演算対地高さを求める高さ算出処理を繰り返し実行する対地高さ検出手段と、前記演算対地高さが目標対地高さになるように前記昇降操作手段を制御する昇降制御を実行する制御手段とが備えられている作業車の昇降制御装置において、前記対地高さ検出手段は、前記演算対地高さと前記目標対地高さとの偏差が設定許容範囲内に収まっている目標収束状態のときの方が、前記偏差が前記設定許容範囲を外れて大となる非収束状態のときよりも、前記設定距離を長く、又は、前記設定時間を長くして前記高さ算出処理を実行するように構成されている。
【０００９】
対地高さセンサにて作業装置の対地高さを繰り返し検出するとともに、設定距離を走行する間に又は設定時間が経過する間に対地高さセンサにて繰り返し検出した複数の検出対地高さを平均化処理して演算対地高さを求めることになるが、このとき、目標収束状態のときは非収束状態のときよりも前記設定距離を長く又は前記設定時間を長くして高さ算出処理を実行するのである。つまり、目標収束状態のときは非収束状態のときよりも長い走行距離する間又は長い時間経過する間に検出された複数の対地高さ検出値を平均化処理するので、例えば、機体走行方向に沿う幅が比較的大きい凹凸が存在していても、長い距離又は長い時間の間の平均化処理により、このような凹凸に起因して対地高さが急激に変化することを抑制することができる。その結果、目標収束状態のときに、部分的な凹凸に起因して対地高さの検出値が急激に変化してしまう等の不利を未然に回避することができる。
【００１０】
又、前記偏差が前記設定許容範囲を外れて大となる前記非収束状態のときは、目標収束状態のときよりも、短い設定距離毎に又は短い設定時間毎に平均化処理によって極力、短い間隔で演算対地高さを求めるので、例えば、圃場面の途中に、作業装置を昇降操作させる必要があるような大きな起伏が存在しているような場合であっても、起伏に対する対地高さの検出値が演算対地高さに反映されるまでの時間遅れを少なくすることができる。
【００１１】
その結果、目標収束状態が継続しているような場合には、圃場面の凹凸に起因して演算対地高さが急激に変化する等の不利を回避しながら、且つ、非収束状態で作業装置を昇降操作する必要があるような場合には、極力、時間遅れの少ない状態で対地高さを検出することが可能となる作業車の昇降制御装置を提供できるに至った。
【００１２】
請求項２に記載の特徴構成によれば、請求項１において、前記対地高さ検出手段は、前記設定距離を設定距離範囲内で変更設定可能に、又は、前記設定時間を設定時間範囲内で変更設定可能に構成され、前記目標収束状態においては、その状態が継続するほど前記設定距離又は前記設定時間が長くなるように、前記設定距離を前記設定距離範囲の上限値まで漸次長くする、又は、前記設定時間を前記設定時間範囲の上限値まで漸次長くする、漸増処理を実行し、前記非収束状態になるに伴って、前記設定距離を前記設定距離範囲の下限値に設定する、又は、前記設定時間を前記設定時間範囲の下限値に設定する急減処理を実行するように構成されている。
【００１３】
従って、上記したような目標収束状態が長く継続するほど、前記設定距離又は前記設定時間が漸次長くなるので、目標収束状態が長く継続する安定した制御状態であれば、圃場面に比較的大きい凹凸が存在していても、長い距離又は長い時間の間の平均化処理により、このような凹凸に起因して対地高さが急激に変化することを有効に抑制することができる。又、前記非収束状態になると、前記設定距離又は前記設定時間を下限値に急減するので、対地高さが目標対地高さから大きく外れてしまう等の不利を極力的確に回避することができる。
【００１４】
請求項３に記載の特徴構成によれば、請求項１又は２において、前記対地高さ検出手段は、前記作業装置が作業行程において作業を開始する前、及び、前記作業装置が前記作業行程での作業を開始してから設定時間が経過する又は設定距離走行するまでの間においては、前記設定距離を前記設定距離範囲の下限値に設定する、又は、前記設定時間を前記設定時間範囲の下限値に設定するように構成されている。
【００１５】
圃場の枕地等では機体を旋回走行させること等によって圃場面が荒れていることが多いが、このような枕地で旋回した後に次回の作業行程にて作業を開始する場合、即ち、作業装置が作業行程において作業を開始する前、及び、前記作業装置が前記作業行程での作業を開始してから設定時間が経過する又は設定距離走行するまでの間においては、圃場面が荒れて凹凸が多く存在するおそれがある。そこで、このような作業開始状態においては、目標収束状態か否かにかかわらず、前記設定距離又は前記設定時間を下限値に設定することで、上記したような圃場の凹凸に対する対地高さの検出値が演算対地高さに反映されるまでの時間遅れを少なくすることができる。
【００１７】
請求項４に記載の特徴構成によれば、請求項１〜３のいずれか１項において、前記対地高さ検出手段が、前記設定距離を設定単位距離の複数個分の距離として設定し、又は、前記設定時間を設定単位時間の複数個分の時間として設定し、前記設定単位距離を走行する毎に又は設定単位時間が経過する毎に、その設定単位距離を走行する間に又はその設定単位時間が経過する間に前記対地高さセンサにより検出された複数の検出対地高さの平均値を求める仮平均化処理を実行するとともに、前記高さ算出処理として、前記設定単位距離を走行する毎に又は設定単位時間が経過する毎に、その時点よりも過去の前記設定距離走行する間に、又は、その時点よりも過去の前記設定時間が経過する間に、前記仮平均化処理にて求められた複数の平均値を平均化処理して前記演算対地高さを求めるように構成されている。
従って、前記設定単位距離を走行する毎に又は設定単位時間が経過する毎に、仮平均化処理を実行するとともに、高さ算出処理を実行することになる。つまり、設定単位距離を走行する間に又はその設定単位時間が経過する間に検出された複数の検出対地高さの平均値を求める仮平均化処理を実行し、且つ、その時点よりも過去の前記設定距離走行する間に、又は、その時点よりも過去の前記設定時間が経過する間に、前記仮平均化処理にて求められた複数の平均値を平均化処理して前記演算対地高さを求めるのである。
【００１８】
要するに、検出値の平均化処理として、設定単位距離の複数個分の距離を走行する間又は設定単位時間の複数個分の時間が経過する間に検出した複数の検出対地高さを平均化処理することになるが、その平均化処理を実行するタイミングとしては、設定単位距離走行する毎に又は設定単位時間が経過する毎に実行することにより、演算対地高さの検出情報は比較的長い間隔での平均値を用いながらも、短い間隔で求めることができて、時間遅れの少ない状態で適正な昇降制御を実行することが可能となる。
【００１９】
請求項５に記載の特徴構成によれば、請求項１〜４のいずれかにおいて、前記昇降操作手段は、前記作業装置を走行機体に対して昇降操作するように構成され、前記作業装置の前記走行機体に対する高さを検出する対機体高さ検出手段が設けられ、前記制御手段は、前記対地高さ検出手段にて検出される前記演算対地高さと前記目標対地高さとの間に偏差がある場合には、前記演算対地高さを前記目標対地高さにするために前記走行機体に対して前記作業装置を昇降させる必要昇降量又は目標昇降位置を求める昇降量算出処理と、前記作業装置を現在高さから前記必要昇降量を昇降させるべく、又は、前記作業装置を前記目標昇降位置に昇降させるべく、前記対機体高さ検出手段の検出情報に基づいて前記昇降操作手段を作動させる対機体昇降処理とを繰り返し実行するように構成されている。
【００２０】
従って、制御手段は、対地高さ検出手段にて検出される作業装置の対地高さと目標対地高さとの間に偏差がある場合には、検出対地高さを目標対地高さにするために走行機体に対して作業装置を昇降させる必要昇降量、又は、検出対地高さを目標対地高さにするための走行機体に対する作業装置の目標昇降位置を求める。
次に、対機体高さ検出手段の検出情報に基づいて、作業装置を現在高さから前記必要昇降量を昇降させるべく昇降操作手段を作動させるか、又は、作業装置を前記目標昇降位置に昇降させるべく昇降操作手段を作動させる対機体昇降処理を実行する。つまり、対機体高さ検出手段の検出情報をフィードバック情報として用いて、実際の作業装置の対機体高さが必要昇降量に対応する高さ、又は、目標昇降位置になっているか否かを判断しながら、昇降操作手段を制御することになる。
そして、上記したような昇降量算出処理と対機体昇降処理とを繰り返し実行することになる。
【００２１】
その結果、設定時間経過する毎に又は設定距離走行する毎に対地高さを検出する対地高さ検出手段によって、対地高さの検出対象となる走行面の細かな凹凸又は藁屑や雑草等に起因して対地高さのバラツキが生じることを極力少なくする状態で、作業装置の実際の対地高さを適正に検出しながら、このような対地高さの情報に比べて時間遅れ等の生じにくい状態で検出し易い対機体高さの情報をフィードバック情報として用いて、昇降操作手段の制御を実行することにより、従来のように、対地高さ検出手段のように検出されるまでに時間遅れが生じることがなく、このような時間遅れ等に起因して昇降操作手段がオーバーシュートして作業装置の昇降操作が頻繁に繰り返される等のおそれの少ない安定した状態で昇降制御を行うことが可能となった。
【００２２】
請求項６に記載の特徴構成によれば、請求項１〜５のいずれかにおいて、前記対地高さセンサが、設定サンプリング周期で繰り返し前記対地高さの検出値を出力する超音波式の対地高さセンサにて構成されている。
【００２３】
前記対地高さセンサとして、例えば、接地追従しながら上下動する接触片を備えてその接触片の上下動量をポテンショメータにて検出するような構成の接地式センサを備えて構成することも考えられるが、対地高さの検出対象である圃場には藁屑や雑草等が存在するおそれがあるが、上記したような接地式センサであれば、接触片に藁屑や雑草等が引っ掛かり堆積して、短期間で使用できない状態になってしまう等の不利があるが、超音波式の対地高さセンサを用いることによって、このような不利を招くことなく長期にわたり良好に対地高さ検出を行うことができる。
【００２４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る作業車の昇降制御装置について図面に基づいて説明する。図１に作業車としてのコンバインの前部が示されている。このコンバインは、左右一対のクローラ走行装置１Ｌ、１Ｒを備えて走行可能に構成された走行機体Ｖの前部に、植立穀稈を刈り取り刈取穀稈を後方に向けて搬送する作業装置としての刈取処理部２が昇降自在に備えられ、走行機体Ｖの後部側に、刈取穀稈を脱穀処理する脱穀装置３、脱穀された穀粒を貯留するグレンタンク４、搭乗運転部５等を備えて構成される。
【００２５】
刈取処理部２は、刈取対象条の植立穀稈を振り分け分草する分草具６、植立穀稈を立姿勢に引起す引起し装置７、引起された穀稈の株元側を切断するバリカン型刈取装置８、刈取られた穀稈を徐々に横倒れ姿勢に姿勢変更させながら、後方に搬送する縦搬送装置９等で構成され、機体に対して横軸芯Ｘ周りで昇降揺動自在に枢支されている。そして、この刈取処理部２は、昇降操作手段としての油圧シリンダＣＹの伸縮操作により駆動昇降されるように構成されている。
【００２６】
前記縦搬送装置９の搬送入口部には、刈取穀稈が存在するか否かを検出することで、刈取処理部２が刈取作業状態であるか否かを判別するための株元センサＳ０が備えられている。又、分草具６の後方側箇所に、対地高さを検出する超音波センサＳ１が備えられている。この超音波センサＳ１は、図２にも示すように、分草具６や引起し装置７等を支持するために走行機体側から延設された刈取フレーム１２に装着され、下方側に向けて超音波を発信する発信器１０と、地面にて反射された超音波を受信する受信器１１とで構成され、発信してから受信するまでの時間を計測することで、対地高さを検出するように非接触式に構成されている。
説明を加えると、超音波の受信の判別には、受信強度が設定強度（閾値）よりも大であることを条件として「受信」と判別するようになっており、そして、受信器１１が発信器１０からの直接波を受信することによる誤検出を回避する等の目的のために、前記設定強度は、発信直後の所定時間が経過するまでは最大値に近い大きな値に設定されており、その後の時間経過に伴って漸減するように構成されている。従って、超音波センサＳ１においては、超音波の反射物が非常に遠方にあるときや、極端に近くにある場合には、「受信」と判別されない構成となっている。尚、この超音波センサは、設定サンプリング周期として、２０ｍｓが経過する毎に刈取処理部２の対地高さの検出値を繰り返し出力するように構成されている。
【００２７】
図２に示すように、前記油圧シリンダＣＹは単動型シリンダで構成され、油圧シリンダＣＹに対する作動油の供給状態を、圧油供給による上昇位置、中立停止位置、その他への油圧装置への供給位置の夫々に切り換える３位置切り換え式の電磁操作式の上昇制御弁Ｖ１が備えられ、又、油圧ポンプＰから油圧シリンダＣＹに対する圧油供給路１８の途中から並列状態で分岐される一対のドレン油路１９に、圧油を通過させるオリフィス２０と、圧油を排出させる排出位置及び圧油排出を停止させる停止位置に切り換える２位置切換え式の下降制御弁Ｖ２とが備えられている。そして、上昇制御弁Ｖ１及び下降制御弁Ｖ２夫々は、マイクロコンピュータを備えて構成される制御手段の一例としての制御装置１４により切り換え制御する構成となっている。
【００２８】
そして、この油圧シリンダＣＹは操作速度を変更調節することができるように構成されている。つまり、上昇制御弁Ｖ１を上昇位置に切り換えた状態で、下降制御弁Ｖ２を停止位置に切り換えると高速上昇速度になり、下降制御弁Ｖ２を排出位置に切り換えると低速上昇速度になり、下降制御弁Ｖ２の駆動状態を排出位置と停止位置との２位置の状態を短時間毎に繰り返す、所謂、デューティ制御を実行して、デューティ比を変更調節することにより中間の上昇速度にて適宜変更調節することができる。又、上昇制御弁Ｖ１を中立停止位置に切り換えた状態で、下降制御弁Ｖ２を停止位置に切り換えると昇降停止状態となり、下降制御弁Ｖ２を排出位置に切り換えると高速下降速度になり、下降制御弁Ｖ２を上記デューティ制御を実行して、デューティ比を変更調節することにより中間の下降速度にて適宜変更調節することができる。従って、油圧シリンダＣＹは、上昇操作及び下降操作夫々において操作速度を変更調節することができる。
【００２９】
搭乗運転部５には、後述するような刈取処理部の昇降制御を実行するオン状態と制御を実行しないオフ状態とに切換え自在な自動入切スイッチＳＷ３、刈取作業中における刈取処理部２の設定高さを設定する刈高さ設定器１５、手動操作に基づいて、刈取処理部２を昇降操作させるための昇降レバー１６、この昇降レバー１６を中立位置から上昇位置に操作するとオンする上昇スイッチＳＷ１、昇降レバー１６を下降位置に操作するとオンする下降スイッチＳＷ２、昇降レバー１６における握り部１６ａの上部に位置して親指にて押し操作される自動昇降スイッチＳＷ４夫々が設けられ、図２に示すように、上記各スイッチＳＷ１，ＳＷ２，ＳＷ３，ＳＷ４の検出情報、及び、刈高さ設定器１５の情報は制御装置１４に入力されるように構成されている。又、株元スイッチＳ０の検出結果も制御装置１４に入力されるようになっている。
【００３０】
刈取処理部２の機体に対する枢支部に、刈取処理部２の機体に対する高さを検出する対機体高さ検出手段としてのポテンショメータ形式の対機体高さセンサＳ３が設けられ、この対機体高さセンサＳ３の検出情報も制御装置１４に入力される構成となっている。又、クローラ走行装置１Ｌ，１Ｒへの走行駆動系に、走行出力軸の回転数を検出する回転数センサＳ２が備えられ、制御装置１４はこの回転数情報に基づいて、現在の走行車速及び走行距離を演算にて求めるように構成されている。従って、回転数センサＳ２が車体の車速検出手段を構成することになる。
【００３１】
前記制御装置１４は、自動入切スイッチＳＷ３のＯＮ操作に伴って、前述の超音波センサの検出情報に基づいて、刈取処理部２の対地高さが刈高さ設定器１５にて設定された目標対地高さになるように、油圧シリンダＣＹを制御する昇降制御を実行可能なオン状態に切り換わるように構成されている。
尚、刈取作業の開始時や終了時等において、刈取処理部２を昇降レバー１６の指令に基づいて優先して昇降させるべく昇降レバー１６の指令があれば、昇降レバー１６の指令に基づく手動昇降操作が自動昇降に優先して実行するように構成されており、さらには、前記自動昇降スイッチＳＷ４を押し操作することによって、刈取処理部２を刈取作業用の低い位置と最大上昇位置に近い高い位置とにわたって交互に昇降させることができるようになっている。つまり、刈取処理部２が対機体高さセンサＳ３の検出値により刈取作業用の低い位置にあることが検出されているときに自動昇降スイッチＳＷ４が押し操作（上昇指令が指令）されると、刈取処理部２を最大上昇位置に近い高さにまで自動で上昇操作させ、且つ、刈取処理部２が対機体高さセンサＳ３の検出値により高い位置にあることが検出されているときに自動昇降スイッチＳＷ４が押し操作（下降指令が指令）されると、刈取処理部２を刈取作業用の低い位置にまで下降操作させるようになっている。又、自動入切スイッチＳＷ３がオンに設定されている状態で前記下降指令が指令されると、超音波センサＳ１の検出情報に基づく昇降制御に移行するようになっている。
【００３２】
次に、刈取処理部２の昇降制御について説明する。
前記制御装置１４は、機体の走行距離が５ｃｍ（設定単位距離）になる毎に、その５ｃｍを走行する間に超音波センサＳ１より出力された複数の対地高さの検出値の平均値（第１平均値）を求める仮平均化処理を実行するとともに、後述するように設定される信号処理区間Ｌｉ（設定距離の一例）を走行する間に得られた複数の平均値を平均化処理して第２平均値としての区間平均値（演算対地高さ）を求める高さ算出処理を繰り返し実行するように構成されている。
そして、その区間平均値と刈高さ設定器１５にて設定された目標対地高さとの間に偏差がある場合には、演算対地高さを目標対地高さにするために走行機体Ｖに対して刈取処理部２を昇降させるための目標昇降位置を求める昇降量算出処理と、対機体高さセンサＳ３の検出情報に基づいて刈取処理部を目標昇降位置に昇降させるべく油圧シリンダＣＹを作動させる対機体昇降処理とを繰り返し実行するように構成されている。
【００３３】
しかも、前記対機体昇降処理を実行するときに、刈取処理部２の現在位置が目標昇降位置から離れているほど操作速度を大にさせる状態で、且つ、刈始め状態であるときは、刈始め状態が終了した刈取作業中に比べて、目標昇降位置からの離れ量が同じときの前記操作速度を大にさせた状態で、油圧シリンダＣＹを制御するように構成されている。
上記刈始め状態とは、刈取処理部２が一つの作業行程において作業を開始する前、及び、刈取処理部２が前記作業行程での作業を開始してから設定時間が経過する又は設定距離走行するまでの間の状態である。具体的には、対地高さの検出情報に基づいて刈取作業用の低い位置にあることが検出されているときに、株元センサＳ０がＯＦＦ状態（非作業状態）にある間、及び、ＯＦＦ状態からＯＮ状態（作業状態）に切り換わったことを検出した時点から設定時間（数秒間）が経過する間の状態である。従って、株元センサＳ０や制御装置１４による判別処理手順等によって作業開始状態判別手段１０１が構成されることになる。
【００３４】
以下、図４、図５、図６に示す制御フローチャートに基づいて、制御装置１４の昇降制御動作について詳述する。
尚、上記したように自動入切スイッチＳＷ３がＯＮされている状態で前記自動昇降スイッチＳＷ４による下降指令が指令されると、この昇降制御が実行されるようになっている。そして、制御が開始させると前記超音波センサＳ１による検出作動が開始される。この超音波センサＳ１は、２０ｍｓｅｃ毎に超音波を発信して、地面にて反射してきた反射波を受信することにより、その発信から受信までの時間を対地高さデータに換算して制御装置１４に出力する。
【００３５】
制御装置１４は、超音波センサＳ１からの信号を受信し、検出対地高さデータが２００ｍｍ以下の値であれば異常値であると判断して、エラー処理を実行し、２００ｍｍを越えていれば、メモリにデータを記憶させる（ステップ１〜３）。このとき、異常であればカウンタのカウント値αをカウントアップして、走行機体が１ｍ（異常判別用距離）走行する間にカウント値αが設定回数α０を越えると、超音波センサＳ１の検出作動が異常であるとして、搭乗運転部５に設けられる報知ランプ２１にて報知するようにしている（ステップ４〜７）。
【００３６】
このように検出対地高さデータが２００ｍｍ以下の値であれば異常値であると判断するのは、超音波センサＳ１は、図２に示すように、刈取処理部２における刈取フレーム１２に連設される分草具フレーム１７の下端位置よりも所定高さＨ（２００ｍｍよりも少し大きい値））だけ上方側に位置する状態で刈取フレーム１２に取付け支持される構成となっている。従って、分草具フレーム１７の下端位置が地面に接当する状態まで刈取処理部２が下降したときに対地高さの検出値は２００ｍｍより少し大きい値となるが、それよりも刈取処理部２が下方に下がることは無いので、検出対地高さが２００ｍｍ以下の値であれば異常値であると判断するのである。
【００３７】
その後、走行距離が５ｃｍになる毎に、検出値の平均化処理を実行してすることになるが、走行距離が５ｃｍに到達するまでの間に、後述するような油圧シリンダＣＹに対する昇降用の制御情報が出力されている状態であれば、このような平均化処理を実行せずに、油圧シリンダＣＹに対する昇降用の制御情報の出力を優先して実行する（ステップ８，９）
走行距離が５ｃｍになると、その間に検出された複数の検出値についての平均化処理を実行するが、そのとき、前記刈始め状態であることが判別されているときは、５ｃｍ走行する間に検出された複数の検出値のうち、対地高さが最大側である一部のデータを除外したその他の多い個数の検出値を用いて平均化処理し、前記刈始め状態であることが判別されていないときには、複数の検出値のうち、対地高さが最大側である一部のデータ、及び、対地高さが最小側である一部のデータ夫々を除外したその他の少ない個数の検出値を用いて平均化処理するようになっている。
【００３８】
具体的な数値を用いて説明すると、刈始め状態であれば、例えば車速が０．２５ｍ／ｓ以下であれば、５ｃｍ走行間のデータの個数が最大１０個であり、そのデータのうちの最大対地高さのデータ１個を除く９個（９０パーセント）の平均化処理を行い、刈始め状態でないとき、たとえば、車速が０．５ｍ／ｓであれば、５ｃｍ走行間のデータの個数が５個となるが、そのうち最大対地高さのデータ１個と、最小対地高さのデータ１個とを除いた後の残り３個（６０パーセント）のデータの平均化処理を行るようになっている（ステップ１０，１１，１２）。尚、刈初め状態の低速走行状態で、データ数ｎが１０個になるのは、メモリバッファ数ｎ０（１０個）により制限されるからである。
【００３９】
このような刈初め状態においては、上記したような区間平均値を求めるための信号処理区間Ｌｉを最小値（２０ｃｍ）に初期化するようにしている（ステップ１３）。刈始め状態では、圃場が荒れていることが多く、短い間隔で敏感に対地高さを検出して昇降制御するようにして、刈取処理部２が土中に突っ込む等の不利を回避するようにしている。
又、刈始め状態でないときには、後述するように目標収束状態と非収束状態とに応じて区間平均値を求めるための信号処理区間Ｌｉを変更設定するようにしている（ステップ１４）。その区間長さの変更処理については、後で詳述する。
【００４０】
次に、走行機体が信号処理区間Ｌｉを走行する間に求められた複数の平均値を平均化処理して演算対地高さとしての区間平均を求める（ステップ１５，１６）。この平均化処理は、上記５ｃｍ走行する毎に、その時点より過去の信号処理区間Ｌｉ走行する間における平均値であり、５ｃｍ走行する毎に移動平均を求める処理として実行される。つまり、演算対地高さは５ｃｍ走行する毎に求められることになる。この処理が高さ算出処理に対応する。
【００４１】
次に、演算対地高さと刈高さ設定器１５にて設定された目標対地高さとの間の偏差（高さ偏差Δｈ）を求める（ステップ１７）。次に、この高さ偏差Δｈを、刈取処理部２の対機体高さの情報としての位置偏差Δｒに換算して（ステップ１８）、検出対地高さを目標対地高さにするために、走行機体Ｖに対して刈取処理部２を昇降させるための昇降用目標位置を求める（ステップ１９）。
【００４２】
このように求められた位置偏差Δｒ（目標昇降位置の情報）に基づいて、偏差があれば、油圧シリンダＣＹを作動させる対機体昇降処理を実行することになるが、このとき、刈取処理部２の現在位置が目標昇降位置から離れているほど、操作速度を大にする状態で、且つ、目標昇降位置からの離れ量が同じときの前記操作速度を、前記刈始め状態が判別されているときの方が、刈始め状態が判別されていないときに比べて、大にする状態で、油圧シリンダＣＹを制御するように構成されている。
【００４３】
つまり、図７に示すように、前記位置偏差Δｒの大きさに対する制御出力、具体的には、油圧シリンダに対する圧油供給量の変化特性として、位置偏差Δｒの大きさに対して制御出力が直線的に変化するもので、その傾斜状態が互いに異なる２種類が予め用意されており、上記刈始め状態が判別されているときは、目標昇降位置からの離れ量が同じときの操作速度が大である特性ラインＱ１を選択し、刈始め状態が判別されていないときは、上記操作速度が小である特性ラインＱ２を選択するようになっている（ステップ２０，２１，２２）。
【００４４】
そして、対地高さセンサＳ３の検出値によって刈取処理部２の現在位置を検出しながら、位置偏差Δｒの情報と選択された制御特性（特性ライン）に基づいて制御出力を決定し、刈取処理部２が上記目標位置に到達するまで油圧シリンダＣＹによる刈取処理部２の昇降作動を行う（ステップ２３，２４，２５）。このとき、図７の特性から明らかなように、刈取処理部２の位置が目標昇降位置に近づいてくるほど油圧シリンダＣＹによる操作速度が直線的に小になるように変化するので、停止時のショックが少ないものとなる。しかも、刈取処理部２の位置が目標昇降位置に到達して対機体昇降処理が終了した後に、前記昇降量算出処理を実行するように構成され、昇降操作を実行している途中で、再度、昇降量算出処理を実行することで、頻繁な昇降作動を繰り返すことを回避している。対地高さセンサＳ３の検出値によって刈取処理部２の現在位置が前記目標位置に到達すると、昇降作動を停止させる（ステップ２６）。
【００４５】
刈取作業が継続されるに伴って上記したような昇降制御が実行される結果、刈取処理部２の検出対地高さと目標対地高さとの偏差が設定許容範囲（不感帯）内に収まる目標収束状態になるが、制御装置１４は、このような目標収束状態のときの方が、偏差が設定許容範囲を外れて大となる非収束状態のときよりも、前記信号処理区間Ｌｉを長くして前記高さ算出処理を実行するように構成されている。
具体的には、信号処理区間Ｌｉを設定距離範囲内で変更設定可能に構成し、目標収束状態においては、その状態が継続するほど信号処理区間Ｌｉが長くなるように、信号処理区間Ｌｉを設定距離範囲内の上限値まで漸次長くする漸増処理を実行し、前記非収束状態になるに伴って、信号処理区間Ｌｉを設定距離範囲の下限値に設定する急減処理を実行するように構成されている。
【００４６】
この区間変更処理は、ステップ１４にて実行されるが、具体的には図６に示すように制御を実行する。つまり、前記対機体昇降処理が終了した後に、次回の昇降量算出処理を実行する際に、偏差が設定許容範囲（不感帯）内にあれば、目標位置に収束していると判断し、信号処理区間Ｌｉを現在値よりも設定量（５ｃｍ）だけ長くさせる（ステップ１４０，１４１）。前記昇降量算出処理を実行する際に、複数回連続して偏差が設定許容範囲（不感帯）内にあれば、つまり、目標収束状態が継続していれば、設定量（５ｃｍ）だけ長くさせる処理が繰り返し実行されて信号処理区間Ｌｉが漸増することになる。従って、このような処理が漸増処理に対応する。但し、信号処理区間Ｌｉが６０ｃｍを越える場合には、信号処理区間Ｌｉを６０ｃｍに設定する（ステップ１４２，１４３）。つまり、最大値が６０ｃｍとなる。
尚、偏差が設定許容範囲（不感帯）内から外れて目標位置に収束していないことが判別されると、すぐに信号処理区間Ｌｉを２０ｃｍに設定する（ステップ１４４）。この処理が急減処理に対応する。
従って、目標収束状態が継続していれば、信号処理区間Ｌｉは、２０ｃｍ（最小値）〜６０ｃｍ（最大値）の間（設定距離範囲）で５ｃｍづつ漸増するように変更調節されることになり、偏差が発生すると、すぐに最小値（２０ｃｍ）に変更するようになっている。
【００４７】
上記構成においては、超音波センサＳ１と制御装置１４による対地高さの検出処理構成とにより、設定時間経過する毎に又は設定距離走行する毎に前記刈取処理部の対地高さの検出値を出力する対地高さ検出手段１００が構成されることになる。又、制御装置１４により、刈取処理部２（作業装置）の対地高さが目標対地高さになるように油圧シリンダＣＹ（昇降操作手段）を制御する制御手段１０２が構成されることになる。
【００４８】
〔別実施形態〕
次に別実施形態について説明する。
【００４９】
（１）上記実施形態では、前記設定単位距離（５ｃｍ）走行する毎にその設定単位距離を走行する間に対地高さセンサにより検出された複数の検出対地高さの平均値を求める仮平均化処理を実行するとともに、設定単位距離を走行する毎に、その時点よりも過去の信号処理区間Ｌｉ（設定距離）走行する間に仮平均化処理にて求められた複数の平均値を平均化処理して演算対地高さを求めるように構成したが、このような構成に代えて、次の▲１▼〜▲５▼の各形態で実施してもよい。
▲１▼  前記仮平均化処理を実行することは同じであるが、信号処理区間Ｌｉ（設定距離）走行する毎に、それまでの間に仮平均化処理にて求められた複数の平均値を平均化処理して演算対地高さを求める構成でもよい。
▲２▼  又、前記設定単位距離（５ｃｍ）に代えて、設定単位時間が経過する毎に対地高さセンサにより検出された複数の検出対地高さの平均値を求める仮平均化処理を実行するようにしてもよい。
▲３▼  設定距離（信号処理区間Ｌｉ）に代えて、設定時間が経過する間に検出した複数の検出対地高さを平均化処理するようにしてもよい。
▲４▼  前記仮平均化処理を実行することなく、単に、設定距離走行する間に又は設定時間が経過する間に検出した複数の検出対地高さをそのまま平均化処理して、演算対地高さを求める構成としてもよい。
▲５▼  上記▲１▼〜▲４▼のうちの２つ以上のものを組み合わせる構成でもよい。
【００５０】
（２）上記実施形態では、前記目標収束状態においては、その状態が継続するほど設定距離（信号処理区間Ｌｉ）が長くなるように上限値まで漸次長くする漸増処理を実行する構成としたが、前記非収束状態のときよりも長い一定値として設定距離を設定してもよい。又、上記実施形態（１）の▲３▼のように、前記非収束状態のときよりも長い一定値として設定時間を設定してもよい。
【００５１】
（３）上記実施形態では、作業装置が作業行程において作業を開始する前、及び、作業装置が作業行程での作業を開始してから設定時間が経過するまでの間においては、前記設定距離（信号処理区間Ｌｉ）を設定距離範囲の下限値に設定する構成としたが、このような構成に代えて、作業装置が作業行程において作業を開始する前、及び、作業装置が作業行程での作業を開始してから設定距離走行するまでの間においては、前記設定距離（信号処理区間Ｌｉ）を設定距離範囲の下限値に設定する構成としてもよい。
又、このような作業開始状態であるか否かにかかわらず、常に、目標収束状態のときの方が非収束状態のときよりも設定距離を長くして高さ算出処理を実行するように構成してもよい。
【００５２】
（４）上記実施形態では、作業装置（刈取処理部）の位置が前記目標昇降位置から離れているほど前記操作速度を大にするための構成として、前記位置偏差Δｒの大きさに対する昇降操作手段に対する制御出力の変化特性が直線的に変化するものを例示したが、このようなものに限らず、例えば、図８の特性ラインＱ１’，Ｑ２’に示すように、位置偏差Δｒの大きさに対して制御出力が曲線的に変化し、かつ、位置偏差Δｒの大きさが大であるほど、位置偏差Δｒの単位変化量に対する制御出力の変化量、即ち、変化特性の傾斜角度が大となるような変化特性を用いてもよい。
【００５３】
（５）上記実施形態では、前記対機体昇降処理が終了していなくても、前記平均処理タイミングになる毎に前記昇降量算出処理を実行する構成として、その新たな情報に基づいて対機体昇降処理を実行する構成したが、このような構成に限らず、前記対機体昇降処理が終了した後に、前記昇降量算出処理を実行するように構成してもよい。
つまり、図９に示すように、上記実施形態の制御フローチャートにおけるステップ１７の後に、油圧シリンダＣＹに対する昇降用の制御情報が出力されているか否かの判断処理（ステップ１７ａ）を加え、出力されている状態であれば、上記ステップ２３に移行して、このような油圧シリンダＣＹに対する昇降用の制御情報の出力（対機体昇降処理）を前記昇降量算出処理に優先して実行するようにして、前記対機体昇降処理が終了した後に、前記昇降量算出処理を実行するように構成してもよい。
【００５４】
（６）上記実施形態では、前記昇降量算出処理として、前記検出対地高さを前記目標対地高さにするために走行機体に対して刈取処理部を昇降させる目標昇降位置を求め、前記対機体昇降処理として、刈取処理部を目標昇降位置に昇降させるべく昇降操作手段を作動させるようにしたが、このような構成に代えて、前記検出対地高さを前記目標対地高さにするために走行機体に対して刈取処理部を昇降させる必要昇降量を求める構成として、前記刈取処理部を現在高さから前記必要昇降量を昇降させるべく前記昇降操作手段を作動させるようにしてもよい。
【００５５】
（７）上記実施形態では、前記対地高さ検出手段として、設定サンプリング周期（２０ｍｓ）毎に刈取処理部の対地高さの検出値を出力する超音波式の対地高さセンサを備えて構成されるものを例示したが、このような構成に限らず、設定サンプリング周期毎に刈取処理部の対地高さを検出するとともに、設定時間経過する毎に又は設定距離走行する毎に、上記検出値の平均化処理を実行して、その平均値を制御装置に出力するような対地高さセンサにて構成してもよい。
又、前記対地高さ検出手段として、このような超音波式のセンサに代えて、接地追従しながら作業装置に対して上下動自在な接触片と、この接触片の上下動量を検出する昇降量検出手段とを備えて前記上下動量に基づいて対地高さを検出する接地式センサを備える構成として、設定時間経過する毎に又は設定距離走行する毎に、その間に検出された検出値を平均化処理して対地高さの検出値を出力するように構成してもよい。
【００５６】
（８）上記実施形態では、作業車としてコンバインを例示したが、本発明はコンバインに限らず、例えば、コンバイン以外のイグサ収穫機や苗移植機、作業機付きのトラクタ等、作業装置を昇降自在に備えた各種の作業車に適用できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】コンバインの前部の側面図
【図２】超音波センサ配設部の側面図
【図３】制御ブロック図
【図４】制御フローチャート
【図５】制御フローチャート
【図６】制御フローチャート
【図７】出力特性図
【図８】別実施形態の出力特性図
【図９】別実施形態の制御フローチャート
【符号の説明】
２          作業装置
１００      対地高さ検出手段
１０２      制御手段
ＣＹ        昇降操作手段
Ｓ１        対地高さセンサ
Ｓ３        対機体高さ検出手段
Ｖ          走行機体
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
0003583038.tif 000007
【図７】
0003583038.tif 000008
【図８】
0003583038.tif 000009
【図９】
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