自動植付作業車用制御装置

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【発明の名称】	自動植付作業車用制御装置
【発明者】	【氏名】玉井利男【住所又は居所】愛媛県伊予郡砥部町八倉１番地井関農機株式会社技術部内【氏名】加藤哲【住所又は居所】愛媛県伊予郡砥部町八倉１番地井関農機株式会社技術部内【氏名】和泉満孝【住所又は居所】愛媛県伊予郡砥部町八倉１番地井関農機株式会社技術部内【氏名】草本英之【住所又は居所】愛媛県伊予郡砥部町八倉１番地井関農機株式会社技術部内
【要約】	【課題】三角形等の変形圃場を往復作業走行する場合に、機体旋回後の農作業装置の植付稼動を可能な範囲で旋回動作と連動して自動処理することができる自動植付作業車用制御装置を提供する。【解決手段】自動植付作業車用制御装置は、機体の旋回動作の検出によりその旋回開始のタイミングと対応して農作業装置の停止を指令し、旋回動作の終了が判定されると上記農作業装置の稼動を指令する旋回連動制御を行う制御処理部を備えて構成され、この制御処理部は、旋回形態が所定の適用条件に適合するか否かを判定し、適合する場合について旋回連動制御を適用し、また、不適合の場合について別途設定の条件外処理に切替えるように制御する。

【特許請求の範囲】
【請求項１】
機体の旋回動作の検出によりその旋回開始のタイミングと対応して農作業装置の停止を指令し、旋回動作の終了が判定されると上記農作業装置の稼動を指令する旋回連動制御を行う制御処理部を備える自動植付作業車用制御装置において、
上記制御処理部は、旋回形態が所定の適用条件に適合するか否かを判定し、適合する場合について旋回連動制御を適用し、また、不適合の場合について別途設定した所定の処理に切替えることを特徴とする自動植付作業車用制御装置。
【請求項２】
前記適用条件は、車速、舵角、農作業装置高さ、別途特定された旋回方向のいずれかが別途定めた範囲であることを特徴とする請求項１記載の自動植付作業車用制御装置。

【発明の詳細な説明】【技術分野】
【０００１】
本発明は、機体走行とともに自動的に田植作業等の圃場植付け作業をする自動植付作業車用制御装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
旋回走行可能な機体に備えた農作業装置により、機体走行とともに田植作業を行う水田作業車において、特許文献１に示すように、機体の旋回走行動作と連動して農作業装置の動作を制御するようにしたものが知られている。この水田作業車は、昇降動作可能に田植え等の水田植生作業を行う農作業装置と、この農作業装置と一体構成のフロート等を備えて構成される。このフロートは、前後方向傾斜を検出可能に取付けられた平板状浮体であり、水田の植生盤面を均平整地するとともに、植生盤面の高さ位置を検出する。
【０００３】
田植え等の圃場の往復作業走行においては、フロートで植生盤面を均平整地しつつ農作業装置が植付作業を行う。このとき、フロートの傾斜角度等に基づいて農作業装置の高さを昇降調節して植付け深さを調節する。往行から復行への折り返し地点でＵターン旋回する旋回行程においては、農作業装置の植付動作を停止するとともに上昇動作により農作業装置とフロートとを植生盤面の上方の非作業高さ位置に保持して旋回走行に入り、機体が復行方向まで旋回すると農作業装置とフロートを下降するとともに同農作業装置を稼動することにより植付けを再開する。この一連の旋回操作を制御装置により機体の旋回動作と連動して自動処理することにより、オペレータの操作負担を軽減することができる。
【０００４】
しかし、機体旋回後の農作業装置の植付稼動処理は標準の旋回動作による往復作業走行が可能な矩形の圃場に適用が限定され、三角形等の変形圃場を往復作業走行する場合は、植え付け開始位置が旋回動作ごとに変動するという特殊な条件による旋回動作が混在することから適用することができなかった。その結果、変形圃場では、通常条件の旋回を含め、すべての旋回後の農作業装置の植付稼動についてオペレータが手動で農作業装置を操作せざるを得ず、大きな作業負担となっていた。
【特許文献１】特開２００２－３３５７２０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
解決しようとする問題点は、三角形等の変形圃場を往復作業走行する場合に、機体旋回後の農作業装置の取扱いを可能な範囲で旋回動作と連動して自動処理することにより、オペレータの負荷を最小限度に抑えることができる自動植付作業車用制御装置を提供する点にある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
請求項１に係る発明は、機体の旋回動作の検出によりその旋回開始のタイミングと対応して農作業装置の停止を指令し、旋回動作の終了が判定されると上記農作業装置の稼動を指令する旋回連動制御を行う制御処理部を備える自動植付作業車用制御装置において、上記制御処理部は、旋回形態が所定の適用条件に適合するか否かを判定し、適合する場合について旋回連動制御を適用し、また、不適合の場合について別途設定した所定の処理に切替えることを特徴とする。
【０００７】
上記制御装置により、機体の旋回動作と対応して農作業装置が稼動制御され、このとき、農作業装置は、適用条件に適合する場合に連動制御され、不適合の場合には自動的に別処理で制御される。
【０００８】
請求項２に係る発明は、請求項１の構成において、前記適用条件は、車速、舵角、農作業装置高さ、別途特定された旋回方向のいずれかが別途定めた範囲であることを特徴とする。車速等により、適用条件の適否が判定される。
【発明の効果】
【０００９】
本発明の自動植付作業車用制御装置は以下の効果を奏する。
請求項１の発明に係る制御装置は、旋回形態が所定の適用条件に適合するか否かの判定に応じて制御を切替えることから、この制御装置により、機体の旋回動作と対応して農作業装置が稼動制御され、このとき、農作業装置は、適用条件に適合する場合に連動制御され、不適合の場合には自動的に別処理で制御される。したがって、三角形等の変形圃場を往復作業走行する場合に、オペレータの負荷を最小限度に抑えることができる
【００１０】
請求項２の発明に係る制御装置は、車速等により、適用条件の適否が判定されることから、簡易な構成によって確実な動作制御が可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
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。
本発明の制御装置を適用した水田作業機の一例を図１の側面図に示す田植機について説明する。田植機１は、転向車輪２、２と後輪３、３とによって４輪駆動可能に機体を支持し、操舵ハンドル４、オペレータシート５、エンジン６、植付部（作業部）７のほか、各種機器を制御する不図示の制御装置を備える。
【００１２】
植付部７は、機体後部に昇降部１１を介して昇降可能に取付けた農作業装置であり、図示せぬ植付クラッチを介して機体の走行に合わせて多条植え動作するほか、植付け動作と連動して苗を順次送り出す送出部１３、薬肥を吐出する施肥部１４、均平用のフロート部１５…等を備える。フロート部１５は、作業部に対して傾斜検出可能に取付けられた平板状浮体であり、水田の植生盤面を均平整地するとともに、植生盤面の高さ位置を検出する。
【００１３】
制御装置２１の入出力構成は、図２の系統図に示すように、機体旋回時の制御パターンを選択するための制御選択スイッチ２２の操作信号のほか、各種のスイッチ、センサの信号を受け、また、機体走行と植付部作動用の各種機器のアクチュエータ類を制御する。制御選択スイッチ２２は、図３に示すように、植付部７の動作を機体旋回と連動制御する「連続」のほかに、左右の機体旋回方向について「右旋回のみ」「左旋回のみ」に限定指示するダイヤルスイッチである。
【００１４】
その他に、入力側には、植付け動作指令用のフィンガーレバースイッチ２３ａ、植付部７の自動上昇選択用の植付部上昇モードスイッチ２４、変速操作検知用のＨＳＴレバー位置センサ２５、操舵操作検知用のハンドル切れ角センサ２６、時間調節用のタイムラグ調節ダイヤル２７、ブレーキ操作検知用のブレーキペダルセンサ２８、作業部の下降タイミングを決めるｎ１設定ダイヤル２９ａ、作業部稼動のクラッチタイミングを決めるｎ２設定ダイヤル２９ｂ等を接続して信号を入力する。
【００１５】
出力側には、昇降部１１の油圧シリンダ１１ａを介して植付部７を昇降する電磁油圧バルブ１１ｂ、植付部７の植付け稼動用の植付クラッチ作動ソレノイド３１、施肥機動作用の施肥クラッチ作動ソレノイド３２、ＨＳＴレバー傾動用のＨＳＴ用モータ３３等を接続して各機器を制御する。
【００１６】
ｎ１設定ダイヤル２９ａは、「標準」を中心に「早」から「遅」までの所定範囲内で調節可能なダイヤルであり、その指示と対応するドライブシャフトの回転量による下降位置ｎ１が作業部の下降タイミングとして設定される。ｎ２設定ダイヤル２９ｂは、ｎ１設定ダイヤル２９ａと同様に、「標準」を中心に「早」から「遅」までの所定範囲内で調節可能なダイヤルであり、その指示と対応するドライブシャフトの回転量によるクラッチオン位置ｎ２が作業部の下降タイミングとして設定される。
【００１７】
上記制御装置２１による制御処理は、図４のフローチャートに示すように、各センサ値読込（Ｓ１）の後に、変速位置が植付速（Ｓ２）になるまで待機した後、制御選択スイッチ２２に応じて旋回連動処理を「左旋回」「右旋回」に限定し、または、限定なしの「連続」に切替える（Ｓ３）。
【００１８】
制御選択スイッチ２２が「左旋回」の場合は、ハンドル操作（Ｓ２１ａ）を待った後、左旋回であればドライブシャフト回転開始（Ｓ２２）と左右共通のサブルーチン処理による左ターン制御（Ｓ２３）による通常の連動処理を行い、右旋回であればサブルーチン処理によるリフト制御（Ｓ２４）により異形対応を行う。制御選択スイッチ２２が「右旋回」の場合は、上記と逆に、ハンドル操作（Ｓ２１ｂ）が右旋回であればドライブシャフト回転開始（Ｓ２２）と左ターン制御（Ｓ２３）による通常の連動処理を行い、左旋回であればリフト制御（Ｓ２４）により異形対応を行う。また、制御選択スイッチ２２が「連続」の場合は、ハンドル操作（Ｓ２１）を待った後、左右それぞれ、ドライブシャフト回転開始（Ｓ２２）と対応するターン制御（Ｓ２３）による通常の連動処理を行う。
【００１９】
サブルーチン処理による左または右のターン制御処理の詳細は、図５のフローチャートに示すように、植付部７の上昇モードスイッチ２４をチェック（Ｓ４１）し、上昇モードでない場合にドライブシャフト回転数チェック（Ｓ４２）によって所定の下降位置ｎ１になるまで待ち、旋回操作の判定のためにハンドル角度が規定値ａ（例えば９０°）以上であることを条件に植付部「下げ」を指令（Ｓ４４）する。逆に上昇モードの場合は、植付部「上げ」を指令（Ｓ４１ａ）する。ハンドル角度が規定値ａ以上でない場合は、警報出力（Ｓ４３ａ）の上で処理を終了する。
【００２０】
次いで、ドライブシャフト回転数チェック（Ｓ４５）によって所定の旋回距離ｎ２’になるまで待機し、異常操作の判定のためにハンドル角度が規定値ｂ（例えば１８０°）以上でないことを条件に施肥クラッチ「入」を指令（Ｓ４７）する。ハンドル角度が規定値ｂ以上であれば、上記同様に、警報出力（Ｓ４３ａ）の上で処理を終了する。
【００２１】
続いて、ドライブシャフト回転数チェック（Ｓ４９）によって所定のクラッチオン位置ｎ２になるまで待機し、植付「入」を指令（Ｓ５０）するとともにドライブシャフト回転カウントクリア（Ｓ５１）による通常の連動処理を終了する。この左または右のターン制御処理により、機体の旋回動作と連動して植付部７が対応動作することにより、旋回過程の整地を行うとともに、旋回終了後の直進によって植付けが再開される。
【００２２】
また、サブルーチン処理によるリフト制御の詳細は、図６のフローチャートに示すように、植付部「上げ」を指令（Ｓ６１）した後、ハンドル切れ角が所定範囲となるまで待った（Ｓ６２）後に植付部「下げ」を指令する（Ｓ６３）。この処理により、植付部の昇降に限定して機体旋回と連動制御することができる。この処理手順により、選択されなかった旋回方向について、植付部の昇降制御に連動内容が切替えられる。したがって、ドライブシャフトの回転量とハンドル操作とにより、選択された旋回方向に限定して植付部７が連動動作し、他の旋回方向については、植付部７の昇降制御に限定され、オペレータがクラッチ指令を手動介入することにより、変形圃場の異形側の対応を可能とする。
【００２３】
例えば、図７のような変形圃場の往復作業工程における植付け作業例のように、制御選択スイッチ２２を「左旋回のみ」に合わせることにより、左旋回Ｌでは、植付部７の昇降およびクラッチ断接が機体旋回と連動して制御され、右旋回Ｒでは、異形対応処理として植付部７の昇降動作のみが機体旋回と連動して制御されるとともに、植始め位置調節のためにクラッチ断接指令がオペレータ介入によりなされる。したがって、上記構成の制御部により、変形圃場におけるオペレータ操作を最小限度に抑えて異形対応が可能となる。
【００２４】
上記のほかに、機体の走行速度が基準速度より遅い場合、ハンドル操作が逆切りなしに旋回方向操作の場合、旋回時の作業機の昇降位置が非作業位置の場合等を異状旋回として判定し、この判定に基づいて植付部の連動制御を規制するように制御部を構成することによっても、変形圃場の異形対応を可能に構成することができる。
【００２５】
すなわち、走行速度による場合は、変速レバーセンサ多孔輪回転数センサ当でハンドル旋回操作時の機体の走行速度を検出し、その走行速度が所定値以上であれば、通常のターン制御を行い、走行速度が所定値以下であればリフト制御とし、または、植付クラッチ［入］タイミングを遅らせる。
【００２６】
ハンドル操作による場合は、直前のハンドル切れ角センサの検出角を常に更新しながら記憶し、ハンドル旋回操作直前のハンドル切れ角センサが直進状態か旋回方向とは左右同じ側の操舵を検出したときは通常のターン制御を行い、ハンドル旋回操作直前のハンドル切れ角センサが直進状態か旋回方向とは左右逆側の操舵を検出したときはリフト制御等を行う。
【００２７】
作業機の昇降位置による場合は、植付部の昇降指令は手動操作し、後輪回転数センサに基づいて植付クラッチ「入」タイミングのみを制御する構成を前提とし、ハンドル旋回操作時の植付部の昇降位置を昇降リンクセンサで検出し、所定位置より上位にあるときは植付けクラッチ「入」タイミングの制御を行い、所定位置より下位にあるときは植付けクラッチ「入」タイミングの制御をせず、または、植付けクラッチ「入」タイミングを遅らせる。
【００２８】
このように、機体の走行速度等に基づいて旋回形態を判断して旋回制御の内容を変更することにより、操作性が向上し、また、手動による誤操作で不適正な旋回制御を排除するすることができる。
【００２９】
次に、バック旋回に限定して植付部を連動制御する例を説明する。
この場合は、図８のフローチャートに示すように、各センサ値読込（Ｓ１）の後に、変速位置が植付速（Ｓ２）になるまで待機した後、ＨＳＴレバーの後進側操作をチェック（Ｓ７１）し、該当すれば植付部「上げ」を指令（Ｓ７２）し、ドライブシャフト回転開始（Ｓ７３）する。ドライブシャフト回転が所定以上マイナス（Ｓ７４ａ）の場合のみ警報出力（Ｓ７４ｂ）し、これらをＨＳＴレバーの後進側操作の範囲（Ｓ７４ｃ）で繰り返した後、ハンドル操作（Ｓ７５）を待って対応する左または右のターン制御（Ｓ７５ａ，Ｓ７５ｂ）を行う。また、ＨＳＴレバーの後進側操作に非該当であれば、ハンドル旋回操作と対応（Ｓ７６）して後述のリフト制御（Ｓ７７）をする。
【００３０】
上記手順の制御処理により、畦まで前進し、所定距離を後退して旋回するバック旋回に限定して植付部を連動制御とし、その他は植付部の指令を手動操作として変形圃場に対応することができる。この場合において、過大に後退すると警報等によりオペレータに知らせ、または、植付部の連動制御を解除することにより、植え付けた苗を倒す事態を防止し、また、次の植え始め位置の不揃いを防止することができる。また、後退動作は累積距離とすることにより、後退のやり直しにも対応することができる。
【００３１】
次に、別途設定のタイミングによる連動制御により変形対応する例を説明する。処理手順は、図９のフローチャートに要部を示すように、ドライブシャフト回転のカウントを開始（Ｓ８１）し、植付部の下降位置に調整分αを加え、クラッチオン位置に調整分βを加え、これを新たな下降位置ｎ１、クラッチオン位置ｎ２として異形対応側のターン制御（Ｓ８３）をし、調整分α、βを減じ（Ｓ８４）て下降位置ｎ１、クラッチオン位置ｎ２を元に戻す。調整分α、βは、オペレータが、変形圃場の異形対応用に別途、設定する。これを、例えば、前出の図４におけるリフト制御（Ｓ２３）に代えてサブルーチン処理することにより、変形圃場の異形側について、タイミング調整された旋回連動制御が可能となる。
【００３２】
以上に述べたように、機体旋回時の植付部の取扱いの態様として、（Ａ）タイミング変更、（Ｂ）オートリフト、（Ｃ）バックリフト、（Ｄ）切の４つのモードがあり、これらの切替のために、図１０のダイヤルスイッチを設ける。（Ａ）の「タイミング変更」は、標準設定を中心に複数段の「早い」～「遅い」の範囲でダイヤル指示したタイミングが前記制御選択スイッチ２２の指示による残余の旋回方向に異形対応として適用される。（Ｂ）の「オートリフト」は、後退を含む所定条件に応じて植付部の昇降動作が連動制御され、クラッチ指令のみをオペレータが手動介入する。（Ｃ）の「バックリフト」は、後退旋回に限って植付部の昇降動作が連動制御され、その他についてはオペレータが手動介入する。（Ｄ）の「切」は、植付部の連動制御を停止してオペレータが全て手動介入する。これらのモードにより、標準の矩形圃場から特殊な圃場まで、変形の程度に応じた対応が可能となることから、異形対応を要する場合のオペレータの負荷を最小限度に抑えて効率よく植付け作業を進めることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】本発明の制御装置を適用した田植機の側面図である。
【図２】制御装置の入出力系統図である。
【図３】制御選択スイッチである。
【図４】制御処理のフローチャートである。
【図５】ターン制御の詳細フローチャートである。
【図６】リフト制御の詳細フローチャートである。
【図７】変形圃場の往復作業工程における植付け作業例である。
【図８】バック旋回のフローチャートである。
【図９】別途設定のタイミングによる連動制御のフローチャートである。
【図１０】４つのモードの切替のためのダイヤルスイッチである。
【符号の説明】
【００３４】
１田植機
４操舵ハンドル
７植付部（作業装置）
２１制御装置
２２制御選択スイッチ
ａ規定値
ｂ規定値
ｎ１下降位置
ｎ２クラッチオン位置
α 下降位置調整分
β 植始め位置調整分

【出願人】	【識別番号】００００００１２５【氏名又は名称】井関農機株式会社【住所又は居所】愛媛県松山市馬木町７００番地
【出願日】	平成１６年９月１５日（２００４．９．１５）
【代理人】	【識別番号】１０００７７７７９【弁理士】【氏名又は名称】牧哲郎【識別番号】１０００７８２６０【弁理士】【氏名又は名称】牧レイ子【識別番号】１０００８６４５０【弁理士】【氏名又は名称】菊谷公男
【公開番号】	特開２００６－８１４４４（Ｐ２００６－８１４４４Ａ）
【公開日】	平成１８年３月３０日（２００６．３．３０）
【出願番号】	特願２００４－２６８４５５（Ｐ２００４－２６８４５５）