(57)【要約】【課題】修正動作が必要な場合に俊敏に対応するとともに、機体旋回時や圃場特有の窪み等に対する過大な反応を抑えることにより、適切な自動水平制御を可能とするコンバインの機体水平制御装置を提供することにある。【解決手段】コンバインの機体水平制御装置は、機体支持機構Ｅを備えて機体姿勢の修正が可能なコンバインの機体傾斜度を検出する傾斜センサ１３の信号を受け、水平姿勢まで機体支持機構Ｅを駆動制御する制御部１１を備えて構成され、上記制御部１１は、上記傾斜度信号を受けてから機体支持機構Ｅによる姿勢修正動作の駆動制御の開始までの間にディレー時間を設け、このディレー時間は、機体傾斜時の水平基準偏角の大きさに応じて長く設定したものである。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
機体支持機構を備えて機体姿勢の修正が可能なコンバインの機体傾斜度を検出する傾斜センサの信号を受け、水平姿勢まで機体支持機構を駆動制御する制御部を備えるコンバインの機体水平制御装置において、上記制御部は、上記傾斜度信号を受けてから機体支持機構による姿勢修正動作の駆動制御の開始までの間にディレー時間を設け、このディレー時間は、機体傾斜時の水平基準偏角の大きさに応じて長く設定してなることを特徴とするコンバインの機体傾斜自動制御装置。
【請求項２】
機体支持機構により機体姿勢の修正が可能なコンバインの機体傾斜度を検出する傾斜センサの信号を受け、水平姿勢まで機体支持機構を駆動制御する制御部を備えるコンバインの機体水平制御装置において、上記制御部は、上記傾斜度信号を受けてから機体支持機構による姿勢修正動作の駆動制御の開始までの間にディレー時間を設け、このディレー時間は、機体傾斜時の水平基準偏角について、複数に区分した角度範囲別に個々に設定してなることを特徴とするコンバインの機体傾斜自動制御装置。
【請求項３】
機体支持機構により機体姿勢の修正が可能なコンバインの機体傾斜度を検出する傾斜センサの信号を受け、水平姿勢まで機体支持機構を駆動制御する制御部を備えるコンバインの機体水平制御装置において、上記制御部は、上記傾斜度信号を受けてから機体支持機構による姿勢修正動作の駆動制御の開始までの間にディレー時間を設け、このディレー時間は、機体傾斜時の水平基準偏角について、俊敏な修正動作を抑えるべき抑制角度範囲を設けて他の角度範囲より長く設定してなることを特徴とするコンバインの機体傾斜自動制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、コンバインの機体姿勢を修正するための機体支持機構を駆動制御するコンバインの機体水平制御装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、特許文献１に示すように、機体姿勢の修正が可能なコンバインが知られている。このコンバインは、機体姿勢を修正可能に支持する機体支持機構を備え、また、機体傾斜度を検出する傾斜センサを機体に備えて傾斜信号を制御部に受けることにより水平姿勢まで機体支持機構を自動的に駆動制御することができる。
【０００３】
しかし、上記制御部は、機体旋回時や圃場特有の窪み等に反応する傾斜センサによって自動的に水平姿勢に復帰するべく機体支持機構を駆動制御することから、機体が水平復帰した後に逆に機体が傾斜し、これを更に修正して水平復帰させるのに時間を要することがあり、自動水平制御として問題であった。
【特許文献１】特開平４−９４６１５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
解決しようとする問題点は、修正動作が必要な場合に俊敏に対応するとともに、機体旋回時や圃場特有の窪み等に対する過大な反応を抑えることにより、適切な自動水平制御を可能とするコンバインの機体水平制御装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
請求項１に係る発明は、機体支持機構を備えて機体姿勢の修正が可能なコンバインの機体傾斜度を検出する傾斜センサの信号を受け、水平姿勢まで機体支持機構を駆動制御する制御部を備えるコンバインの機体水平制御装置において、上記制御部は、上記傾斜度信号を受けてから機体支持機構による姿勢修正動作の駆動制御の開始までの間にディレー時間を設け、このディレー時間は、機体傾斜時の水平基準偏角の大きさに応じて長く設定してなることを特徴とする。
【０００６】
上記制御部により、コンバインの機体傾斜に際して、水平基準偏角が小さい場合は、機体支持機構が短いディレー時間で駆動制御され、また、水平基準偏角が大きい場合は、機体支持機構が長いディレー時間で駆動制御される。
【０００７】
請求項２に係る発明は、機体支持機構により機体姿勢の修正が可能なコンバインの機体傾斜度を検出する傾斜センサの信号を受け、水平姿勢まで機体支持機構を駆動制御する制御部を備えるコンバインの機体水平制御装置において、上記制御部は、上記傾斜度信号を受けてから機体支持機構による姿勢修正動作の駆動制御の開始までの間にディレー時間を設け、このディレー時間は、機体傾斜時の水平基準偏角について、複数の区分別に個々に設定してなることを特徴とする。
【０００８】
上記制御部により、コンバインの機体傾斜に際して、水平基準偏角が複数の区分別に個々に設定したディレー時間で機体支持機構が駆動制御される。
【０００９】
請求項３に係る発明は、機体支持機構により機体姿勢の修正が可能なコンバインの機体傾斜度を検出する傾斜センサの信号を受け、水平姿勢まで機体支持機構を駆動制御する制御部を備えるコンバインの機体水平制御装置において、上記制御部は、上記傾斜度信号を受けてから機体支持機構による姿勢修正動作の駆動制御の開始までの間にディレー時間を設け、このディレー時間は、機体傾斜時の水平基準偏角について、俊敏な修正動作を抑えるべき抑制角度範囲を設けて他の角度範囲より長く設定してなることを特徴とする。
【００１０】
上記制御部により、コンバインの機体傾斜に際して、水平基準偏角が抑制角度範囲を外れている場合は、機体支持機構が短いディレー時間で駆動制御され、また、水平基準偏角が抑制角度範囲内の場合は、機体支持機構が長いディレー時間で駆動制御される。
【発明の効果】
【００１１】
請求項１の制御部により、コンバインの機体傾斜に際して、水平基準偏角が小さい場合は、機体支持機構が短いディレー時間で俊敏に駆動制御され、また、水平基準偏角が大きい場合は、機体支持機構が長いディレー時間で緩慢に駆動制御される。したがって、傾斜度が小さい間に俊敏な水平修正によって大きな修正出力を極力抑え、かつ、突発的な大きい傾斜は制御出力を極力抑えることにより無用な水平化出力を回避して適切な自動水平制御を確保することができる。
【００１２】
請求項２の制御部により、コンバインの機体傾斜に際して、水平基準偏角が複数の区分別に個々に設定したディレー時間で機体支持機構が駆動制御される。したがって、傾斜区分別の傾斜対応が可能となることから、圃場作業の機体傾斜の状況に応じた修正動作に対応した自動水平制御が可能となる。
【００１３】
請求項３の制御部により、コンバインの機体傾斜に際して、水平基準偏角が抑制角度範囲を外れている場合は、機体支持機構が短いディレー時間で俊敏に駆動制御され、また、水平基準偏角が抑制角度範囲内の場合は、機体支持機構が長いディレー時間で緩慢に駆動制御される。したがって、機体旋回時や圃場特有の窪み等の傾斜角度範囲を抑制角度範囲として設定することにより、この抑制角度範囲を除く傾斜について俊敏に水平修正し、また、抑制角度範囲内においては制御出力が極力抑えられることにより無用な水平化出力を回避して適切な自動水平制御を確保することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
本発明の実施の形態について、以下に図面に基づいて詳細に説明する。
本発明の農作業車の旋回制御装置を適用するコンバインは、例えば、図１に示すように、圃場から穀稈を刈取る刈取部Ａ、刈取った穀稈を受けて脱穀選別する脱穀部Ｂ、脱穀選別された籾を貯留する収納部Ｃ、貯留された籾を機外に排出する搬出部Ｄ等の作業部と、走行手段である左右のクローラＥ，Ｅと、作業部稼動および機体走行を操作するための操縦部Ｆ等を備える。この機体内には、図示せぬ原動機とその動力を受けて左右のクローラＥ，Ｅ等を駆動制御する走行伝動装置、旋回制御装置等を備える。
【００１５】
上記コンバインは、走行伝動装置により左右のクローラＥ，Ｅの回転速度を調節して前後進切替を含む速度調節を行い、また、旋回内側の回転を調節することにより、旋回走行によって機体の進行方向を変える。機体は、上記左右のクローラＥ，Ｅによる走行支持部によって機体幅方向に水平調節可能に支持され、機体水平制御装置により姿勢制御される。
【００１６】
コンバインの機体水平制御装置は、その制御入出力系統図を図２に示すように、制御部１１についてその入力側に車体水平自動処理の機能選択スイッチ１２、傾斜センサ１３等を接続し、また、出力側に左右の機体側部をアクチュエータによって昇降可能に支持する機体支持機構の油圧制御弁群１４を接続して構成する。
【００１７】
制御部１１は、サンプリング部１１ａ、制御判定手段１１ｂ、水平制御手段１１ｃ等から構成される。サンプリング部１１ａは、入力信号を周期的に取込み、制御判定手段１１ｂは、傾斜センサ１３のデータにより機体支持機構に対する傾斜修正の駆動制御を判定する。水平制御手段１１ｃは、機能選択スイッチ１２の信号に応じ、駆動制御の判定により、機体支持機構により姿勢修正するべく、油圧制御弁群１４を制御する。
【００１８】
制御部１１による制御動作は、傾斜センサ１３の傾斜度信号を受けてから機体支持機構による姿勢修正動作の駆動制御の開始までの間にディレー時間を設け、例えば、傾斜区分の一例を図３に示すように、機体の左右傾斜時の水平角度位置を基準とする偏角（水平基準偏角度）の区分別に個々の長さのディレー時間を設定する。具体的には、水平基準偏角が、左右それぞれ、小傾斜Ａ、中傾斜Ｂ、大傾斜Ｃの３区分とし、中傾斜Ｂの区分については修正動作の抑制角度範囲として他よりディレー時間を長く設定する。左右の小傾斜Ａの間は不感帯Ｎである。
【００１９】
その制御処理手順は、フローチャートを図４に示すように、車体水平自動処理の機能選択スイッチ１２がＯＮの場合は、傾斜センサ１３の傾斜度信号についての判定（Ｓ１，Ｓ２）により、傾斜が「中立より左」の場合については、右傾出力ディレータイムアップの判定（Ｓ３）がＮＯのときに「右傾出力中」をセット（Ｓ３ａ）し、「右傾出力中」についての判定（Ｓ４）がＹＥＳのときに右傾出力（Ｓ４ａ）し、傾斜値が「中」でないときについての判定（Ｓ５，Ｓ６）がＹＥＳの時に「右傾出力ディレー短」をセット（Ｓ５ａ）し、ＮＯなら「ディレー長」をセット（Ｓ７）する。
このように制御することによって傾斜区分が左傾「中」のときに比較的な緩慢な、他は俊敏な修正動作を行うことができる。
【００２０】
また、傾斜が「中立より左」の上記判定（Ｓ２）がＮＯの場合は「右傾出力中」をリセットし、かつ、右傾出力を停止し（Ｓ２ａ）、次いで、傾斜中立より右の場合について上記と逆向きに同様の手順にて水平制御することにより、右傾「中」のときに比較的な緩慢な、他は俊敏な修正動作を行うことができる。
【００２１】
上記水平制御により、コンバインの機体傾斜に際して、水平基準偏角が小傾斜Ａまたは大傾斜Ｃの場合は、機体支持機構が短いディレー時間で駆動制御され、また、中傾斜Ｂの場合は、機体支持機構が長いディレー時間で駆動制御される。したがって、機体旋回時や圃場特有の窪み等の傾斜角度範囲を抑制角度範囲とすることにより、この抑制角度範囲を除く傾斜について俊敏に水平修正し、また、抑制角度範囲においては制御出力が極力抑えられることにより無用な水平化出力を回避して適切な自動水平制御を確保することができる。
【００２２】
また、他の水平制御例として、機体傾斜時の水平基準偏角の大きさに応じてディレー時間を長く設定することにより、傾斜度が小さい間に俊敏に水平修正することによって大きな修正出力を極力抑え、かつ、突発的な大きい傾斜は制御出力を極力抑えることにより無用な水平化出力を回避して適切な自動水平制御を確保することができる。
【００２３】
この場合において、機体傾斜の角度の水平基準偏角が複数の区分別に、例えば、２区分として個々にディレー時間を設定することにより、コンバインの機体傾斜に際して、複数の区分別に個々に設定したディレー時間で機体支持機構が駆動制御される。したがって、傾斜区分別の傾斜対応が可能となることから、圃場作業の機体傾斜の状況に応じた修正動作による自動水平制御が可能となる。
【００２４】
次に、傾斜不感帯による修正制御について説明する。
傾斜不感帯Ｎの範囲を傾斜状況に応じて変更する方法である。詳細には、傾斜不感帯による修正制御のフローチャートを図５に示すように、車体水平自動処理の機能選択スイッチ１２がＯＮの場合は、傾斜センサ１３の傾斜度信号についての判定（Ｓ１１，Ｓ１２）により、傾斜が「中立より左」の場合については、傾斜値が「中」より小なら中立幅Ｎを広く、そうでないなら中立幅Ｎを狭くセット（Ｓ１３，Ｓ１３ａ，１３ｂ）して右傾出力（Ｓ１４）する。また、傾斜が「中立より左」でない場合は「右傾出力中」をリセットし、かつ、右傾出力を停止し（Ｓ１２ａ）、次いで、傾斜中立より右の場合について上記と同様の手順にて水平制御する。
【００２５】
このように、水平復帰出力開始時の傾斜量に応じて水平復帰目標とする水平範囲（不感帯）幅Ｎを変更することにより復帰精度を向上することができる。この場合において、上記のように大傾斜の時に不感帯Ｎを狭く変更すれば、制御出力を減少できるほか、水平精度を向上でき、逆に、小傾斜の時に不感帯Ｎを狭く変更すれば、傾斜の大小に関わらずに水平復帰に対する時間が均一化されるので、傾斜の程度によることなく修正動作が常に一定したフィーリングとすることができる。そして、水平復帰出力中に傾斜センサからの値が出力開始前の傾斜と逆方向を検出した時に制御出力を所定時間停止することにより、機体のハンチングを防止することができる。
【００２６】
次に、傾斜データのサンプリングについて説明する。
逐次入力されるセンサデータを一定周期ごとにサンプリングし、それを平均処理した上で修正制御する方法である。
詳細には、上記平均値は予め定めた水平値と比較し、水平許容範囲に対して左傾側に超えた値の場合を左傾（Ｌ）、右傾側に越えた値の場合を右傾（Ｒ）、水平許容範囲であれば水平（Ｃ）として傾斜認識が可能な傾斜状態判断データとする。
【００２７】
上記処理に対し、一定周期間のデータを移動平均してサンプリングする従来のデータ入力においては、制御出力に際し、機械の振動や走行中の衝撃等により、取得されるセンサ値が必ずしも本来の傾きを示す値になっておらず、正規の傾き値とそれらのノイズ値との平均で実際の機体の傾きが失われ、不用な制御出力に反映されたり、また、必要な制御出力を得られない等の問題があった。
【００２８】
しかし、上記の如くの処理、すなわち、ＬＣＲの３区分による傾斜認識を目的として記号化した傾斜状態判断データにより、機体の傾斜傾向の判定が容易となるので、従来のような問題を解消することができることから、条件判断のためのセンサ入力の追加や複雑な制御プログラム処理が不要となり、後の制御への展開を簡潔にすることができる。
【００２９】
上記傾斜状態判断データによる水平制御処理の方法は、得られた傾斜状態判断データを更に一定周期分を記憶させ、当記憶情報を記憶順に判定した際、「左」または「右」が連続している場合に限り水平化の修正出力を行う。水平情報（Ｃ）のみ、または、傾斜と水平の組み合わせの場合は、修正出力を行わない。
例えば、記憶データが、「Ｌ，Ｌ・・・」の場合に右傾処理にて水平に復帰する。記憶データが、「Ｒ，Ｒ・・・」の場合に左傾処理にて水平に復帰する。記憶データが、「Ｃ，Ｃ，Ｌ，Ｃ，Ｒ・・・」の場合は制御出力しない。
このように制御処理することにより、センサ値から傾斜傾向を判断して制御に反映させるので、振動によって本来の傾きの誤判定をより減少することができる。
【００３０】
また、別の制御例として、得られた傾斜状態判断データを更に一定周期分を記憶させ、当記憶情報を記憶順に判定した際、「左」と「右」が続いている場合は修正出力を行わない。
例えば、記憶データが、「Ｌ，Ｒ・・・」の場合、および、「Ｒ，Ｌ・・・」の場合は制御出力しない。
このように制御処理することにより、センサ値から傾斜傾向を判断する際に、急激な変化であることを検出して本来の傾き情報でないとして不用な制御出力を防止することができる。
【００３１】
更に別の制御例として、所定の周期で制御判定後に最も古い記憶値を消去し、記憶データを各順に一つ前の記憶位置に移動させ、最新の判定データを最終記憶位置に保存させて順次制御判定に当データを活用させる。
上記処理に対し、サンプリングを一定周期で全クリアする一般的な処理においては、改めてデータ検出しなおしたり、或いは、記憶情報の上書きをした情報で処理することから、データの連続性が失われて正しい制御データとならないので、前述のように、古いデータとの関わりを監視しながら制御判定させることにより、そのような問題を解消することができる。
【００３２】
また、図６の傾斜センサの検出例に示すように、左傾（Ｌ）、水平（Ｃ）、右傾（Ｒ）の３区分の傾斜状態判断データの中の「Ｌ」「Ｒ」について傾斜程度を導入し、やや傾き（Ｓ）、通常の傾き（Ｎ）、大きい傾き（Ｈ）として取扱う方法がある。この場合は、水平（Ｃ）を含めて片側４区分判定となる。
【００３３】
傾斜程度の判定のための具体的な処理手順は、図７のフローチャートに示すように、所定の初期化処理後に自動水平処理において、傾斜センサが有効範囲内で読み込まれた場合（Ｓ２２）において、データカウンタに基づいてセンサ加算値を平均処理（Ｓ２３）し、この平均値について傾斜判定（Ｓ２４）する。
左傾範囲であれば、大きい左傾をＨＬ（Ｓ２５，Ｓ２５ａ）、通常左傾をＮＬ（Ｓ２６，Ｓ２６ａ）、その他をＳＬとして記憶領域にセットする。また、右傾範囲であれば、同様にしてＨＲ，ＮＲ，ＳＲをセットし、左傾でも右傾でもないときはＣを記憶領域にセット（Ｓ２８）してデータカウンタをクリア（Ｓ２９）する。
【００３４】
このようにして、やや左傾＝ＳＬ，大きく右傾＝ＨＲの如くに、傾斜方向と程度を簡易に判断ができるので、傾向判定精度の向上とともに、制御出力のタイミングや処理量の調節に反映することができる。
【００３５】
上記傾斜状態判断データによる水平制御処理例としては、図８の傾斜検出データ記憶領域のデータロケーション図に示すように、所定の周期で制御判定後に順送りを繰り返しつつ、図９のフローチャートのようにして修正処理を行う。
同方向の「やや傾き」が２回以上連続記憶されているか、同方向で「やや傾き」と「通常傾き」の検出が続けて記憶されている場合（Ｓ３１，Ｓ３１ａ，Ｓ３５，Ｓ３５ａ）は、即制御出力（Ｓ３４，Ｓ３８）を行い、水平復帰する。
例えば、記憶データが、「ＳＬ，ＳＬ・・・」の場合は即右傾出力を行って水平復帰する。記憶データが、「ＳＲ，ＮＲ・・・」の場合は即左傾出力を行って水平復帰する。
このように制御処理することにより、傾き状態が小さいうちに水平復帰させることができるので、機体を大きな動作なしに水平状態に保持することにより、違和感なく作業することができる。
【００３６】
また、水平状態検出後、次検出データが同方向の「通常傾き」を連続検出または同方向で「通常の傾き」と「大きく傾き」とが続く場合（Ｓ３２，Ｓ３２ａ，Ｓ３６，Ｓ３６ａ）に、更に次の検出データが傾きの大きさの判定に関わらず、同方向の傾きを検出時（Ｓ３２ｂ，Ｓ３６ｂ）に水平復帰の制御出力（Ｓ３４，Ｓ３８）を行う。
例えば、記憶データが、「ＮＬ，ＮＬ，ＳＬ・・・」の場合は即右傾出力を行って水平復帰する。記憶データが、「ＮＲ，ＨＲ，Ｈｒ・・・」の場合は即左傾出力を行って水平復帰する。また、記憶データが、「ＮＬ，ＮＬ，Ｃ・・・」の場合は制御出力しない。記憶データが、「ＨＬ，ＮＬ，ＳＲ・・・」の場合も制御出力しない。
このように制御処理することにより、水平状態から急激に傾斜した場合、本機操作上の衝撃によるセンサ判定と考えられるので、傾斜傾向を監視した後に制御を行うことによって誤動作を防ぐことができる。
【００３７】
更に、水平状態検出後、次の検出データが同方向の「大きい傾き」を検出時（Ｓ３３，Ｓ３３ａ，Ｓ３７，Ｓ３７ａ）に、更に次の検出データが所定サンプル数分の同方向の傾きを検出時（Ｓ３３ｂ，Ｓ３７ｂ）に、水平復帰の制御出力（Ｓ３４，Ｓ３８）を開始する。
例えば、記憶データが、「Ｃ，ＨＲ，ＨＲ，ＮＲ，ＨＲ，ＳＲ・・・」の場合は制御出力を開始する。記憶データが、「Ｃ，ＨＲ，ＨＲ，Ｃ，ＨＲ，ＳＲ・・・」の場合は制御出力しない。
このように制御処理することにより、水平状態から急激に傾斜した場合、本機操作上の衝撃によるセンサ判定と考えられるので、傾斜傾向を監視した後に制御を行うことによって誤動作を防ぐことができる。
【００３８】
次に、ＣＡＮコントローラによる制御部の情報処理について説明する。
図１０は、ＣＡＮコントローラによる制御部の構成例である。ＣＡＮバスによってネットワークが組まれた複数のＣＡＮコントローラ２１〜２３について、それぞれ外部装置２１ａ，２２ａ，２３ａを接続した場合において、図１１のフローチャートに示すように、何れかのコントローラ２１〜２３につき外部装置２１ａ，２２ａ，２３ａからの接続信号の受信を判定し（Ｓ４１）、受信時のみ全コントローラ２１〜２３が他のコントローラ情報を受信（Ｓ４２）できるように構成し、外部装置接続信号の受信が無いときは、それぞれ必要情報のみ受信（Ｓ４３）するように構成する。
【００３９】
上記構成により、外部装置２１ａ，２２ａ，２３ａの接続時は、どのコントローラ２１〜２３からもデータ取得できる機能を実現し、通常時は不要なデータの送受信を控えて通信レスポンスを向上することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】水平制御の適用対象となるコンバインの側面図である。
【図２】機体水平制御装置の制御入出力系統図である。
【図３】傾斜区分の一例である。
【図４】車体水平自動処理のフローチャートである。
【図５】傾斜不感帯による修正制御のフローチャートである。
【図６】傾斜センサの検出例である。
【図７】傾斜程度の判定のためのフローチャートである。
【図８】傾斜検出データ記憶領域のデータロケーション図である。
【図９】傾斜状態判断データによる水平制御処理例のフローチャートである。
【図１０】ＣＡＮコントローラによる制御部の接続構成例である。
【図１１】図１０のＣＡＮコントローラの通信フローチャートである。
【符号の説明】
【００４１】
１１    制御部
１１ａ    サンプリング部
１１ｂ    制御判定手段
１１ｃ    水平制御手段
１２    機能選択スイッチ
１３    傾斜センサ
１４    油圧制御弁群
Ｅ    クローラ（機体支持機構）
【図１】
2006288222.tif 000003
【図２】
2006288222.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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