農用作業車の制御装置

【課題】枕地での作業精度を向上させる。
【解決手段】旋回走行しうる走行機体に対して昇降可能な作業装置を設け、走行機体には作業装置の非作業位置への上昇及び作業位置への下降の各動作を旋回走行過程における所定のタイミングで行なう自動旋回制御装置を備える。作業装置にはフロートを備えて、フロートの接地により圃場面を均平整地可能に構成し、フロートの接地走行時には作業装置を所定の対地高さとなるように昇降制御可能に構成する。この昇降制御装置の制御感度が所定値より鈍感側に設定されると、前記自動旋回制御装置の実行を停止する。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、機体の走行と共に自動的に田植作業等の圃場植付作業をする農用作業車の制御装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
苗の植付作業をする移植機において、進行方向左右に配置される車輪を備え、更に操向手段の操作によって操向される車輪への伝動を各別に入切する左右のサイドクラッチを設け、旋回内側の車輪の回転数の検出に基づいて、旋回時の苗植付作業等を自動的に行なわせる旋回連動制御装置を設けたものは公知である（特許文献１）。
【特許文献１】特開２００４−３４４０２０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
前述のような構成では、通常の往復植付作業が終了し畔に沿った枕地を回りながらの植付作業になると、苗植付部が不適切に制御されることがあり、枕地での苗植付作業が乱れるという不具合が発生していた。そこで、本発明はこのような不具合を解消しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
請求項１の発明は、旋回走行しうる走行機体（１）に対して昇降可能な作業装置（７）を設け、走行機体（１）には作業装置（７）の非作業位置への上昇及び作業位置への下降の各動作を旋回走行過程における所定のタイミングで行なう自動旋回制御装置を備え、前記作業装置（７）にはフロート（１２）を備えてフロート（１２）の接地により圃場面を均平整地するように構成し、フロート（１２）の接地走行時には前記作業装置（７）を所定の対地高さとなるように昇降制御可能に構成し、該昇降制御装置の制御感度が所定値より鈍感側に設定されているときには前記自動旋回制御装置の実行を停止することを特徴とする農作業車の制御装置とする。
【０００５】
前記構成によると、走行機体（１）の直進走行時には作業装置（７）のフロート（１２）は圃場面を均平整地し、作業装置（７）は所定の対地高さとなるように昇降制御されながら作業をし、また、走行機体（１）の旋回走行過程では作業装置（７）は所定のタイミングで非作業位置への上昇及び作業位置への下降の各動作が自動的に実行され、また、作業装置（７）の昇降制御装置における制御感度が所定値より鈍感側に設定されると、自動旋回制御装置の実行が停止される。
【発明の効果】
【０００６】
請求項１の発明は、昇降制御装置の制御感度が所定値より鈍感側に設定される枕地では、走行機体（１）の旋回時の不必要な作業装置（７）の自動旋回制御を防止し枕地での作業を円滑にすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
本発明の実施形態について以下図面に基づき説明する。
図１には本発明を具備する田植機全体の側面図が図示されている。田植機１の前後部には四輪駆動可能の左右前輪２，２及び左右後輪３，３を設け、操舵ハンドル４、座席５、エンジン６、苗植付部７及び各種機器を制御する制御部（図示省略）を備えている。
【０００８】
苗植付部７は農作業装置の一実施例を示すもので、この苗植付部７を機体後部に昇降リンク機構８を介して昇降可能に連結している。この苗植付部７は苗送り出し部９、複数条の苗植付装置１０，…、肥料や薬剤を散布する施肥部１１、圃場を均平整地するフロート部１２等を備え、植付クラッチ（図示省略）を介して作業動力を伝達し、機体の走行に合わせて多条の苗を植え付けるものである。フロート部１２のセンターフロート１５は、苗植付部７に対して傾斜検出可能に設けられた平板状の浮き体であり、圃場面を均平整地すると共に植付面の高さを検出するものである。
【０００９】
図２に示すように、制御部１６の入力側には、各種のスイッチ類及びセンサ類が接続され、出力側には機体の走行用及び苗植付部７用の各種機器のアクチュエータが接続されている。具体的には、入力側には、エンジン６始動用のキースイッチ２４、全制御モードの入切をするメイン制御スイッチ２５、フィンガーレバー１３による苗植付部７の昇降操作位置を検出するフィンガーレバースイッチ２０、苗植付部７の自動／手動上昇選択用の苗植付部上昇モードスイッチ１７、ＨＳＴレバー１４の変速操作位置検出用のＨＳＴレバーセンサ１８、操舵検出用のハンドル切れ角センサ１９、苗植付部７の下降タイミングを設定するｎ１の設定ダイヤル２１、苗植付部７の下降タイミングを設定するｎ５の設定ダイヤル２２、機体の後進時に苗植付部７を上昇させるバックリフトスイッチ２３、後輪伝動軸回転数センサ２６、センターフロートセンサ２７、昇降リンクセンサ２８、植付クラッチセンサ３０、感度調節レバー４０の操作位置を検出する感度調節レバーセンサ４１、ローリングセンサ４２等がそれぞれ接続されていて、各種信号が入力される。
【００１０】
また、出力側には、ＨＳＴレバー１４作動用のＨＳＴ用モータ３１、昇降リンク機構８作動用の昇降制御弁作動ソレノイド３２、植付クラッチ作動ソレノイド３３、モニタ３４、施肥クラッチ作動ソレノイド３６、ローリングシリンダ作動用のローリング制御弁ソレノイド３７等が接続されていて、各種機器に制御指令が出力される。
【００１１】
ｎ１の設定ダイヤル２１は、「標準」を中心に「早い」から「遅い」までの所定範囲内で調節可能なダイヤルであり、その指示に対応するドライブシャフトの回転数ｎ１が苗植付部７の下降タイミングとして設定される。
【００１２】
次ぎに、制御部１６の制御内容を図３のフローチャートに基づき説明する。
本制御が開始すると、まず、メイン制御スイッチ２５はＯＮか否かの判定をし（ステップＳ１）、メイン制御スイッチ２５がＯＦＦのときにリターンし、メイン制御スイッチ２５がＯＮのときには、各種センサの検出値を読み込み（ステップＳ２）、機体走行速度が植付速度になると（Ｓ３）、複数の植付クラッチの何れかが切りか否かの判定をする（ステップＳ４）。植付クラッチ切りの場合には、警報を出力し（ステップＳ５）、線引きマーカを非作動位置に移動し（ステップＳ６）、ドライブシャフトの回転数カウントをクリアし（ステップＳ７）、リターンする（ステップＳ８）。
【００１３】
しかして、複数条の苗植付装置１０，…の内の何れかが植付クラッチ切りとなり空植状態となると、畔際の直進植付作業と判定し、後述の自動旋回制御を自動的に停止するので、枕地植付時の苗植付部７の昇降の誤作動を防止し円滑に植付作業をすることができる。
【００１４】
また、複数条の苗植付装置１０，…の内の何れも植付クラッチ切りでなく全条植付の場合には、圃場中央での通常植付作業と判定し、次いで、ドライブシャフト回転数が所定値ｎ３になるまで待機する（ステップＳ９）。この所定値ｎ３は、圃場の直線植付距離に対応する回転数であり、予め設定することにより圃場の畔際への接近を判定することができる。
【００１５】
回転数がｎ３になると、操舵ハンドル４の操作速度（あるいは、ハンドルの操舵角度の変化量）が基準値より大か否かの判定をし（ステップＳ１０）、操舵ハンドルの操作速度が大でないときは通常の直進植付作業と判定しリターンする。また、操舵ハンドルの操作速度が大のときには、次いで、操舵ハンドルの操作が所定時間以上同じ方向に操作したか否かを判定し（ステップＳ１１）、所定時間以上同じ方向に操作していないときには、通常の直進植付作業と判定しリターンする。（ステップＳ１２）。
【００１６】
また、ハンドル操作を所定時間以上同じ方向に操作したときには畔際に到達したと判定し、次いで、その操作方向は前回の旋回制御時の旋回方向と逆か否かの判定をし（ステップＳ１３）、前回の旋回制御時の旋回方向と同じ方向の場合にはリターンする。また、前回の旋回制御時の旋回方向と逆方向の場合には、旋回制御を継続し、次いで、苗植付部７の昇降制御の感度を調節設定する感度調節レバー４０の感度調節状態が枕地状態か否かの判定をし（ステップＳ１４）、枕地状態のときにはリターンし旋回制御を停止する。
【００１７】
また、感度調節状態が所定硬度以下の枕地状態でないときには、通常植付作業と判定する。次いで、ハンドル操作の方向を判定し（ステップＳ１５）、左旋回の場合には、次いで、ドライブシャフトの回転数のカウントを開始し（ステップＳ１６）、ハンドル旋回方向のメモリを左側に更新し（ステップＳ１７）、左旋回制御を実行する（ステップＳ１８）。
【００１８】
また、ハンドル操作が右旋回の場合には（ステップＳ１５）、次いで、ドライブシャフトの回転数のカウントを開始し（ステップＳ１９）、ハンドル旋回方向のメモリを右側に更新し（ステップＳ２０）、右旋回制御を実行する（ステップＳ２１）。
【００１９】
しかして、旋回制御時に前回の旋回方向と反対のときには旋回制御を継続し、前回と同方向のときには旋回制御を停止するので、旋回制御の操作性を向上しながら誤操作を防止することができる。
【００２０】
また、旋回制御時に感度調節レバー４０が整地作用を得るべく所定以上鈍感側（硬い側）の枕地状態に操作されている枕地植付作業時には、旋回制御を自動的に停止するので、旋回制御の切り操作を忘れても、枕地で旋回制御をするようなこともなく、操作性を向上させながら誤操作を防止することができる。
【００２１】
次に、サブルーチン処理による左または右の旋回制御内容を図４及び図５により説明する。
図４に示すように、制御が開始すると、苗植付部上昇モードスイッチ１７の検出情報により苗植付部上昇モードか選択されているか否かを判断し（ステップＳ３１）、上昇モード選択時には苗植付部７を上昇し（ステップＳ３１ａ）、次いで、後述のステップ３４Ｓに移行する。また、上昇モードの非選択時には、ドライブシャフトの回転数が所定距離ｎ１になる（ステップＳ３２）と、苗植付部７を下げ（ステップＳ３３）、次いで、ドライブシャフトの回転数が「ｎ２−ｎ５」（但しｎ２＞ｎ５）に相当する旋回距離になる（ステップＳ３４）と、施肥クラッチ入りにし（ステップＳ３５）施肥部１１の施肥を開始する。また、ドライブシャフトの回転数が「ｎ２−ｎ５」にならなとリターンする。
【００２２】
次いで、ドライブシャフトの回転数がｎ２になる（ステップＳ３６）と、次いで、センターフロート１５のセンサ値が接地状態か否かを判定し（ステップＳ３７）、接地状態でない場合には警報を出力する（ステップＳ３７ａ）。また、接地状態であると、苗植付部７のクラッチを入りにし（ステップＳ３８）、ドライブシャフトの回転数カウントをクリアし制御を終了する。
【００２３】
しかして、旋回走行が速すぎて旋回走行後の苗植付部７の植付開始が間に合わないような不具合が発生したときには、センターフロート１５の未接地検出により確認し異常報知をするので、オペレータは不適正作業状態を早く知り植直しをすることができる。
【００２４】
また、苗植付部７のクラッチ入りに先行して施肥部１１のクラッチを入りにして施肥を開始するので、施肥繰り出しから圃場への施肥までに時間がかかっても苗の植付位置に適確に施肥することができる。
【００２５】
なお、ｎ５の設定ダイヤル２２で施肥タイミング「ｎ５」を設定するにあたり、車速が速いときには大に補正し、車速が遅いときには小に補正するようにすると、旋回制御時の走行速度が変化しても施肥タイミングを苗の植付位置に合わせることができて適確な施肥をすることができる。
【００２６】
また、これらの一連の作動パターンに必要な制御値、例えば、直進走行距離、直進走行方位、旋回時操舵量、旋回時変速値は、エンジンキーを切っても記憶が維持され、また、その一方で全制御値をリセットするスイッチを設けることにより、圃場が変わった場合に新たな制御値を設定可能に構成している。
【００２７】
前記のように構成することにより、左または右の旋回制御処理により、機体の旋回作動と連動して苗植付部７が関連的に作動し、旋回終了後の直進走行により苗植付作業が再開される。
【００２８】
次に、旋回制御の他の実施例について図６のフローに基づき説明する。
制御が開始すると、エンジン６始動用のキースイッチ２４のＯＮ／ＯＦＦの判定をし（ステップＳ１）、キースイッチ２４がＯＦＦのときには、メイン制御である例えば自動旋回制御モードをＯＦＦに設定し（ステップＳ２）リターンする。また、キースイッチ２４がＯＮの時には、旋回制御入切用のメイン制御スイッチ２５を操作したか否かの判定をし（ステップＳ３）、メイン制御スイッチ２５の操作なしのときにはリターンし、また、メイン制御スイッチ２５の操作をしたときには、次いで、メイン制御スイッチ２５はＯＮか否かの判定をし（ステップＳ４）、メイン制御スイッチ２５がＯＮのときには、前記ステップＳ２に移行する。また、メイン制御スイッチ２５がＯＮでないときには、メイン制御スイッチ２５をＯＮに設定し（ステップＳ５）、リターンする。
【００２９】
前記のように、キースイッチ２４をＯＦＦにすると、旋回制御モードを切りにすることにより、旋回制御の誤作動を防止することができる。
次に、図７に基づき旋回制御の他の実施例について説明する。
【００３０】
機体後部に昇降リンク機構８を介して苗植付部７を昇降可能に連結し、均平整地用のフロート部１２の前方に枕地整地装置４６を設け、昇降シリンダ４７により整地位置に下降したり、非整地位置に上昇可能に構成している。そして、枕地整地装置４６の整地位置への移動を検出手段が検出する（あるいは、枕地整地装置４６への動力伝動を検出手段が検出する）と、メイン制御スイッチ２５を切り、前記旋回制御モードを切るように関連構成している。
【００３１】
しかして、枕地整地装置４６が整地位置に下降すると、旋回制御モードが自動的に切りになり、操作を容易化しながら旋回制御の誤操作を防止することができる。
次に、図８に基づき苗植付部７の昇降制御における感度補正について説明する。
【００３２】
この実施例は、苗植付部７の苗植付深さを適正にするように昇降制御するものにおいて、左右後輪３，３の回転数差により圃場の硬軟を検出してフロートセンサ２７の制御基準値を補正し、苗植付部７の昇降制御を適正にしようとするものである。
【００３３】
制御が開始されると、感度調節レバー４０の操作位置に基づき苗植付部の昇降制御におけるフロートセンサ２７の制御基準値が所定の計算式により算出設定される（ステップＳ１）。次いで、左右の後輪３，３への動力伝達用の左右後輪伝動軸の回転数が後輪伝動軸回転数センサ２６，２６により検出され、左右の検出回転数の差が規定値以上か否かの判定がなされる（ステップＳ２）。左右の回転数差が規定値以上の場合には、車輪のスリップ状態により軟弱圃場と判定し、フロートセンサ２７の制御基準値を所定量敏感側に補正し（ステップＳ３）、また、左右の回転数差が規定値以上でない場合には、通常の圃場硬度と判定し、フロートセンサ２７の制御基準値をそのまま維持する制御がなされる。
【００３４】
しかして、苗植付部７の旋回制御用の左右の後輪伝動軸回転数センサ２６，２６を有効活用して圃場の硬軟を判定し、苗植付部７の昇降制御の精度向上を図ることができる。また、前記旋回制御においてもフロート１２の昇降タイミングを適正化しフロート１２の破損を防止することができる。
【００３５】
次に、図９及び図１０により苗植付部７のローリング制御について説明する。
苗植付部７は例えば６条植えに構成されていて、フレームを兼ねる伝動ケース５１と、苗を載せて左右に往復移動し所定の苗取出口に苗を供給する苗載せ台５２と、苗取出口に供給される苗を圃場に植え付ける苗植付装置（図示省略）と、苗載せ台５２に載置されている苗を苗取出口に向けて繰り出す苗送り装置（図示省略）と、機体の進行に伴って泥面を整地するセンターフロート５６及び左右サイドフロート５７，５７等により構成されている。
【００３６】
また、前記昇降リンク８の取付部５８下部にはローリング軸５９を介して苗植付部７の伝動ケース５１が左右ローリング自在に支持されていて、取付部５８に固着して丈夫に取り付けたローリングシリンダ６１により苗植付部７を左右にローリング可能に構成している。なお、ローリングシリンダ６１の左右の伸縮部６１ａ，６１ｂと苗植付部７の左右連結部６３，６３との間を、ローリングスプリング６４，６４を介してゆとりを持たせて連結している。また、伝動ケース５１にはローリングセンサ６２が設けられていて、ローリングセンサ６２の検出情報に基づき制御部（図示省略）から制御指令をローリングシリンダ６１に出力し、左右のサイドフロート５７，５７及び複数条の苗植付装置（図示省略）が圃場面に沿うようにローリング制御する構成である。
【００３７】
また、苗植付部７の旋回制御には、センターフロート５６及び左右のサイドフロート５７，５７を圃場面から上昇させて旋回する第一旋回制御モードと、これらのフロート５６，５７，５７を圃場面に接地させた状態で旋回する第二旋回制御モードとが選択できる構成とし、第二旋回制御モードの選択時には、ローリングシリンダ６１を作動して苗植付部７の旋回外側部を所定量引き上げるようにして、これらのフロート５６，５７，５７により圃場面を均等に整地するように構成している。
【００３８】
なお、図１０は苗植付部７をローリング制御する際の制御基準値の補正状態を示すもので、左右の旋回走行速度と、ローリングシリンダ６１による苗植付部７における旋回外側部の引き上げ補正量との関係を示すものである。
【００３９】
そして、旋回走行速度が速くなるほど、制御部（図示省略）から旋回外側部の引上げ量を多くするような制御指令が出され、ローリングシリンダ６１がローリング作動するように構成されている。従って、旋回制御時に走行速度が高低に変速してもフロート５６，５７，５７の均平精度を高め、苗植付部７の植付精度を高めることができる。
【００４０】
また、図９に示すように取付部５８と苗植付部７との間に抜き差しできるロックピン６６を設けて、ロック作動手段（図示省略）によりロックピン６６を挿入あるいは離脱し、苗植付部７を取付部５８にロック可能に構成する。そして、第二旋回制御モードの選択時には、制御部（図示省略）の制御指令によりロックピン６６を挿入作動して取付部５８に苗植付部７を固定し旋回走行するように構成している。しかして、旋回時の苗植付部７及び左右のサイドフロート５７，５７のふらつきを防止し、フロートによる泥押しを抑制し均平精度を高めることができる。
【００４１】
また、図１１に示すように、左右の後輪３，３の外側近傍、あるいは、左右の後輪３，３の中央部に、車輪回転面に平行状の整地板６７を上下調節自在に設け、前記第二旋回制御モードによりセンターフロート５６，サイドフロート５７，５７を接地させて均平しながら走行する際に、整地板６７の下端縁部を地表面に接する位置まで下動調節し、整地板６７の下端縁が地表面に接しながら旋回するようにする。すると、後輪３，３により掘り起こされた泥土を整地板６７により均すことができ、フロート５６，５７，５７の整地作用と相まって旋回圃場をきれいに均平整地することができる。
【００４２】
次に、図１２に基づき旋回制御の他の実施例について説明する。
ハンドルポスト６８の上端部には操舵ハンドル４を操作自在に設け、ハンドルポスト６８における操舵ハンドル４の左右下方部位に、例えば左右の赤外線センサ６９，６９を設けて、平面視で略４５度斜め上方の操舵ハンドル４の外周部に向けて照射するように構成している。そして、オペレータの旋回操作時における操舵ハンドル４の持ち替え動作を左右の赤外線センサ６９，６９により検出し、苗植付部７の旋回制御の開始指令を制御部から出力するように構成している。
【００４３】
前輪２，２の操舵角度の検出に基づき旋回制御を開始する構成であると、変形圃場の場合のように１８０度旋回しないときには誤作動の怖れがあるが、前記構成とすることにより、このような不具合を解消し旋回制御の精度向上を図ることができる。
【００４４】
なお、図１３に示すように、ハンドルポスト６８における操舵ハンドル４の左右方向中心部位に中央赤外線センサ７０を設けて、中央赤外線センサ７０を後側略４５度斜め上方の操舵ハンドル４の外周部近傍に照射するように構成しても、同様の効果が期待できる。
【００４５】
また、図１４に示すように、左右の赤外線センサ６９，６９及び中央赤外線センサ７０の検出情報により旋回制御を開始するように構成してもよい。
また、図１５に示すように、左赤外線センサ６９ａ，６９ｂ、及び、右赤外線センサ６９ａ，６９ｂを所定間隔を隔てて複数個設け、中央赤外線センサ７０を設け、これらセンサの検出情報により旋回制御を開始するように構成してもよい。
【図面の簡単な説明】
【００４６】
【図１】田植機の全体側面図。
【図２】制御ブロック図。
【図３】フローチャート。
【図４】フローチャート。
【図５】フローチャート。
【図６】フローチャート。
【図７】苗植付部の側面図。
【図８】フローチャート。
【図９】苗植付部の背面図。
【図１０】苗植付部７をローリング制御する際の制御基準値の補正状態を示す図面。
【図１１】（Ａ）後輪の背面図。（Ｂ）後輪の側面図。（Ｃ）後輪の背面図。
【図１２】（Ａ）操舵ハンドルの平面図。（Ｂ）操舵ハンドルの背面図。
【図１３】（Ａ）操舵ハンドルの平面図。（Ｂ）操舵ハンドルの背面図。
【図１４】（Ａ）操舵ハンドルの平面図。（Ｂ）操舵ハンドルの背面図。
【図１５】（Ａ）操舵ハンドルの平面図。（Ｂ）操舵ハンドルの背面図。
【符号の説明】
【００４７】
１走行機体（田植機）
７作業装置（苗植付部）
１２フロート
１６制御部
１９ハンドル切れ角センサ
２８昇降リンクセンサ

【特許請求の範囲】
【請求項１】
旋回走行しうる走行機体（１）に対して昇降可能な作業装置（７）を設け、走行機体（１）には作業装置（７）の非作業位置への上昇及び作業位置への下降の各動作を旋回走行過程における所定のタイミングで行なう自動旋回制御装置を備え、前記作業装置（７）にはフロート（１２）を備えてフロート（１２）の接地により圃場面を均平整地するように構成し、フロート（１２）の接地走行時には前記作業装置（７）を所定の対地高さとなるように昇降制御可能に構成し、該昇降制御装置の制御感度が所定値より鈍感側に設定されているときには前記自動旋回制御装置の実行を停止することを特徴とする農作業車の制御装置。

【図１】