JP2001169605A - 農用作業車 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 従来、機体の実車速を検出する技術として、
超音波ドップラ式センサを用いたものが知られている。
即ち、超音波信号を地表面に向けて放射し、地表面から
反射して戻ってきた反射信号を受信し、ドップラ−効果
によって超音波信号に生じた周波数変化から対地速度
（対地車速）を演算するものである。特に、水田を走行
する農用作業車にあっては、従来の超音波ドップラ−式
センサでは、水の影響を受け易く、誤検出が多くて正確
性を欠き、実用化し難い問題があった。本発明は、かか
る問題点を解消することを目的としている。 【解決手段】 本発明は、機体と地表面との距離変化を
検出する複数の対地速度センサを前後に配設し、この前
後の対地速度センサにおける検出値の位相のずれに基づ
いて対地速度を検出するよう構成してあることを特徴と
する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、田植機やトラク
タ−等の農用作業車に関し、農業機械の技術分野に属す
る。

【０００２】

【従来の技術】従来、機体の実車速を検出する技術とし
て、超音波ドップラ式センサを用いたものが知られてい
る。即ち、超音波信号を地表面に向けて放射し、地表面
から反射して戻ってきた反射信号を受信し、ドップラ−
効果によって超音波信号に生じた周波数変化から対地速
度（対地車速）を演算するものである。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】特に、水田を走行する
農用作業車、例えば、田植機にあっては、従来の超音波
ドップラ−式センサでは、水の影響を受け易く、誤検出
が多くて正確性を欠き、実用化し難い問題があった。

【０００４】本発明は、かかる問題点を解消することを
目的とし、次のような技術的手段を講じた。

【０００５】

【課題を解決するための手段】すなわち、本発明におけ
る課題解決のための第１の具体的手段は、機体と地表面
との距離変化を検出する複数の対地速度センサを前後に
配設し、この前後の対地速度センサにおける検出値の位
相のずれに基づいて対地速度を検出するよう構成してあ
ることを特徴とする。これによって、従来の超音波ドッ
プラ−式センサと比較して、誤検出を防止することがで
きる。

【０００６】本発明における課題解決のための第２の具
体的手段は、前記第１の具体的手段において、かかる対
地速度センサは地表面に接して検出する接地型センサで
あることを特徴とする。従って、接地式センサによるこ
とで、より正確に検出することができる。

【０００７】本発明における課題解決のための第３の具
体的手段は、前記第１の具体的手段又は第２の具体的手
段において、対地速度センサは機体の左右横幅方向の中
心軸線上若しくはその中心軸線近くに設定してあること
を特徴とする。これによって、該センサによる検出機能
が機体の操向や左右傾斜に影響されにくく、安定した対
地速度の検出を行なうことができる。

【０００８】本発明における課題解決のための第４の具
体的手段は、前記第２の具体的手段において、地表面に
対する接地抵抗に起因して前後の対地速度センサが一体
で左右方向に回動変位するよう構成してあることを特徴
とする。これによれば、機体の方向修正時や地表面の凹
凸によってセンサの検出部に左右方向の接地抵抗が加わ
っても、センサ自体がその方向に回動変位するので、セ
ンサの破損等を防止することができる。

【０００９】本発明における課題解決のための第５の具
体的手段は、前記第１乃至第４のいずれかの具体的手段
において、前記対地速度センサを所定の対地高さに昇降
制御される対地作業装置に装備して設け、該対地作業装
置の昇降作動時には対地速度センサによる対地速度を検
出しない構成としてあることを特徴とする。これによっ
て、対地作業装置が大きく変化する状況下では、対地速
度の算出を行なわないため、対地速度の誤検出を防止す
ることができる。

【００１０】

【発明の効果】以上要するに、本発明によれば、機体と
地表面との距離変化を検出する複数の対地速度センサを
前後に配設し、この前後の対地速度センサにおける検出
値の位相のずれに基づいて対地速度を検出するように構
成してあるので、従来の超音波ドップラ−式センサと比
較して誤検出を防止することができ、安定した制御を可
能にすることができる。

【００１１】

【発明の実施の形態】この発明の実施例を図面に基づき
説明する。図１及び図２は、６条植田植機を示すもので
あり、車体１の前後には走行車輪としての左右一対の前
輪２，２及び後輪３，３が架設されている。車体上前部
に操作ボックス４及びステアリングハンドル５等を有す
る操縦装置６が設置され、車体後方部には苗植付部７に
よって構成される対地作業装置が昇降リンク機構８を介
して昇降可能に装備されている。操縦装置６の後側に運
転席９が設置され、運転席の下側に田植機の各部に動力
を伝達するエンジン１０が搭載されている。

【００１２】苗植付部７（対地作業装置）は、左右に往
復動する苗載タンク１１、１株分の苗を切取って土中に
植込む植込杆１２を有する植付装置１３、苗植付面を整
地するフロ−ト１４等からなる。フロ−ト１４には、図
３に示す如く、機体と地表面との対地距離（又は凹凸）
変化を検出する複数の地表面接地型の対地速度センサＳ
１，Ｓ２が所定間隔Ｌをおいて前後に配設されている。
かかるセンサは、横軸１５周りに回動し、検出部が地表
面に接して凹凸変化に順応する構成であり、そして、例
えばポテンションメ−タ１６等の低コストなセンサを使
用している。

【００１３】対地速度センサＳ１，Ｓ２は、図４のブロ
ック図で示すように、フイルタ−回路１７を介してＣＰ
Ｕからなる制御部１８に接続されている。この制御部１
８には各センサより発する信号から対地速度（実車速）
を算出する制御プログラムが内蔵されている。なお、前
記フイルタ−回路ではデジタルフイルタ−等のソフト処
理も可能である。

【００１４】要するに、田植機１の実車速の測定にあた
っては、センサＳ１，Ｓ２それぞれの信号間の波形の類
似性が最も高い時のずれ時間を求め、ずれ時間とセンサ
間隔から対地速度を算出する。つまり、センサＳ１又は
センサＳ２の任意の値（サンプリング時間ｔｓ）をシフ
トし、両者の相関係数が最も強い（高い）時のシフト数
ｎからずれ時間Ｔを求め（Ｔ＝ｔｓ×ｎ）る。そして、
このずれ時間Ｔとセンサ間隔Ｌから対地速度Ｖを算出
（Ｖ〓Ｌ／Ｔ）する。

【００１５】なお、前後のセンサＳ１，Ｓ２は左右方向
に若干位置をずらせてもよい。同じ位置をセンサが通過
しないので、前後のセンサ検出値の誤差を抑制すること
ができる。図７に示す実施例では、対地速度センサＳ
１，Ｓ２を機体１の左右横幅方向の中心軸線Ｃ上に設定
した構成を示している。かかる配置構成によれば、ロ−
リング制御時の姿勢の変化や方向修正時に表面形状検出
部が異なる場所を検出するなどしてセンサ信号間の波形
の類似性が低下する等の問題を軽減でき、安定した対地
速度の検出を行なうことができる。

【００１６】図８〜図１０は対地速度センサの構成例を
示し、特に、図１０においては、センサ保持枠１９が進
行方向に対して左右方向に回動変位するよう縦軸２０周
りに回動自在に枢着されている。地表面に接触しながら
対地速度を検出する場合、機体の方向修正時や地表面の
凹凸によってセンサＳ１，Ｓ２の検出部に左右方向の力
が加わる。この時、センサ部が加わる力によって回動変
位するので、センサの破損を防止でき、センサの長寿命
化、高信頼性を図れる。

【００１７】対地速度センサＳ１，Ｓ２を所定の対地高
さに昇降制御される対地作業装置（実施例では苗植付部
７）に装備した場合は、苗植付部７の昇降制御時や、作
業者による植付部の人為的昇降操作時には、地表面とセ
ンサとの位置関係が変化するため、該センサによる対地
速度の検出を行なわない構成としている。

【００１８】例えば、苗植付部７が所定以上に上昇操作
されると、昇降リンク機構８と機体との間に設けたリン
クセンサ（ポテンションメ−タ）２１（図１参照）が該
昇降リンク機構８の所定以上の動きを感知し、センサＳ
１，Ｓ２を非検出状態に切り替えるように連動構成す
る。つまり、苗植付部の位置が変化した場合、対地速度
の算出を行なわない（例えば図１１のフロ−チャ−ト参
照）か、又は算出してもその算出値を使わない構成とす
る。

【００１９】従って、上術のように対地速度センサと地
表面との位置関係が変化すると、各センサ信号の類似性
が異なり、算出速度の精度が低下するが、本案では、こ
のような過渡的な状況下での対地速度の算出を行なわな
いため、誤った制御を防止することができる。

【００２０】別実施例１（図１２）について説明する。
地表面形状を検出する複数の対地速度センサＳ１，Ｓ２
を具備し、各センサ信号間の波形の類似性から対地速度
を検出する農用作業車において、車速調節部（スロット
ル、アクセル等）の位置を検出するポジションセンサを
設け、そして、この車速が所定値より変化した時は、対
地速度を算出しない（又は算出しても使用しない。）構
成とする。

【００２１】機体の走行状態などが大きく変化すると、
スリップ率などが変動し、各センサ信号間の波形の類似
性が大きく異なる場合があり、対地速度の算出精度が低
下する。本案による別実施例１では検出値の信頼性の低
いデ−タを用いないため、安定した車速、株間（苗植付
間隔）制御を行なうこたができる。

【００２２】別実施例２（図１３、図１４）につき説明
する。対地速度センサからの検出結果に基づき対地速度
を算出すると共に、エンジン回転センサ（車軸センサ）
からの検出結果に基づき理論車速を算出する。そして、
両者の関係からスリップ率を算出して、予め設定したス
リップ率になるよう車速を制御する。つまり、スリップ
率が設定値以上の場合には理論車速を下げることによっ
て所定のスリップ率になるまで制御されることになり、
常に安定した走行速度で推進される。

【００２３】スリップ率が高い状態で走行すると、圃場
を荒らしたり、泥跳ねによって植付苗の植付姿勢を乱し
たりする。本案の別実施例２ではこれらの問題点を解消
しながら、最高能率で作業を行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】田植機の側面図

【図２】田植機の平面図

【図３】同上要部の側面図

【図４】ブロック回路図

【図５】検出値の関係説明図

【図６】フロ−チャ−トを示す。

【図７】農用作業車の平面図

【図８】対地速度センサの側面図

【図９】対地速度センサの背面図

【図１０】対地速度センサの斜視図

【図１１】フロ−チャ−ト

【図１２】フロ−チャ−ト

【図１３】ブロック回路図

【図１４】フロ−チャ−ト

【符号の説明】

１ 車体 、 ２ 前輪 ３ 後輪 ４ 操作ボッ
クス ５ ステアリングハンドル ６ 操縦装置 ７ 苗植付部 ８ 昇降リン
ク機構 ９ 運転部 １０ エンジン １１ 苗載タンク １２ 植込杆 １３ 植付装置 １４ フロ−
ト Ｓ１ 対地高さセンサ Ｓ２ 対地高
さセンサ １５ 横軸 １６ ポテン
ションメ−タ １７ フイルタ−回路 １８ 制御部 １９ センサ保持枠 ２０ 縦軸 ２１ リンクセンサ

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 機体と地表面との距離変化を検出する複
   数の対地速度センサを前後に配設し、この前後の対地速
   度センサにおける検出値の位相のずれに基づいて対地速
   度を検出するよう構成してあることを特徴とする農用作
   業車。
2. 【請求項２】 前記対地速度センサは地表面に接して検
   出する接地型センサであることを特徴とする請求項１記
   載の農用作業車。
3. 【請求項３】 前記対地速度センサは機体の左右横幅方
   向の中心軸線上若しくは中心軸線近くに設定してあるこ
   とを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の農用作業
   車。
4. 【請求項４】 地表面に対する接地抵抗に起因して前後
   の対地速度センサが一体で左右方向に回動変位するよう
   構成してあることを特徴とする請求項２記載の農用作業
   車。
5. 【請求項５】 前記対地速度センサを所定の対地高さに
   昇降制御される対地作業装置に装備して設け、該対地作
   業装置の昇降作動時には対地速度センサによる対地速度
   を検出しない構成としてあることを特徴とする請求項１
   乃至請求項４のいずれかに記載の農用作業車。