JP2009106193A - 作業車 - Google Patents

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Abstract

【課題】 作業車において、被操作部の位置を検出するセンサーを備え、センサーの検出値に基づいて制御を行うように構成した場合、センサーの基準値が消失したり、センサーの基準値が別の値に変化したりしても、センサーの検出値に基づいて制御が適切に行われるように構成する。
【解決手段】 標準基準値K11〜K16を記憶する第2記憶手段39を備え、基準値K1〜K6が第1記憶手段38に記憶されていないエラー状態、又は第1記憶手段38に記憶されている基準値K1〜K6が標準基準値K11〜K16を含む所定範囲H11〜H16から外れているエラー状態であると、センサーの検出値及び標準検出値K11〜K16に基づいて制御を行う。
【選択図】 図4

Description

本発明は作業車において、機体に備えられた被操作部(例えば作業装置や操作レバー等)の位置を検出するセンサーを備え、センサーの検出値に基づいて制御を行うように構成した場合、センサーの検出値の調整に関する。
作業車の一例である乗用型田植機では、特許文献1に開示されているように、機体の後部に苗植付装置(被操作部に相当)(特許文献1の図1及び図2の3)を、前後軸芯(特許文献1の図1及び図2のX)周りにローリング自在に支持し、苗植付装置を前後軸芯周りにローリング駆動する電動モータ(特許文献1の図2及び図3の22)を備えているものがある。
この場合、水平面に対する苗植付装置の左右方向の傾斜角度を検出する角度センサー(特許文献1の図2及び図4の27)(センサーに相当)を備えており、角度センサーの検出値に基づいて電動モータが作動し、機体に対して苗植付装置がローリング駆動されて、苗植付装置が水平に維持される。
特許文献1の角度センサー等のセンサーは、一般に電気的信号を検出値として出力するものなので、センサーの基準値を事前に設定しておく必要があり、センサーの特性や作業状態に応じて、センサーの基準値を事前に調整する必要がある。例えば、特許文献1の角度センサーであれば、角度センサーの基準値を水平面に対応するものとして設定しておくと、角度センサーの検出値及び基準値を比較することにより、苗植付装置が水平面に対してどれだけ傾斜しているかを判断することができる。
特開2006−262800号公報
しかしながら、センサーの基準値を事前に設定したり調整しておいても、その後の使用により例えば雨水の侵入や断線等が発生して、センサーの基準値が消失したり、センサーの基準値が別の値に変化したりすることが考えられる。このような状態になると、センサーの検出値及び基準値の比較が適切に行われなくなり、センサーの検出値に基づいて制御が適切に行われなくなる。
本発明は、作業車において、機体に備えられた被操作部の位置を検出するセンサーを備え、センサーの検出値に基づいて制御を行うように構成した場合、センサーの基準値が消失したり、センサーの基準値が別の値に変化したりしても、センサーの検出値に基づいて制御が適切に行われるように構成することを目的としている。
[I]
(構成)
本発明の第1特徴は、作業車において次のように構成することにある。
被操作部の位置を検出するセンサーと、センサーの基準値を記憶する第1記憶手段と、センサーの検出値及び基準値に基づいて制御を行う制御手段とを備える。センサーの標準基準値を記憶する第2記憶手段を備える。センサーの基準値が第1記憶手段に記憶されていないエラー状態、又は第1記憶手段に記憶されているセンサーの基準値が標準基準値を含む所定範囲から外れているエラー状態を検出する検出手段を備える。検出手段のエラー状態の検出により、センサーの検出値及び標準検出値に基づいて制御を行うように、制御手段を構成する。
(作用)
本発明の第1特徴によると、被操作部の位置を検出するセンサー、センサーの基準値を記憶する第1記憶手段を備えているので、センサーの基準値を事前に第1記憶手段に記憶させておき、センサーの特性や作業状態に応じて、センサーの基準値を事前に調整しておく。これによって、制御手段によりセンサーの検出値及び基準値に基づいて制御が行われる。
前述の状態において、例えば雨水の侵入や断線等が発生して、センサーの基準値が消失したり、センサーの基準値が別の値に変化したりすると、制御手段によりセンサーの検出値及び基準値に基づいて制御が適切に行われなくなることがある。
本発明の第1特徴によれば、センサーの基準値が消失したり(センサーの基準値が第1記憶手段に記憶されていないエラー状態)、センサーの基準値が別の値に変化したりすると(第1記憶手段に記憶されているセンサーの基準値が標準基準値を含む所定範囲から外れているエラー状態)、第2記憶手段に記憶されている標準基準値が使用されて、制御手段によりセンサーの検出値及び標準基準値に基づいて制御が行われる。
この場合、本発明の第1特徴によると、第1記憶手段に記憶されるセンサーの基準値を事前に予想し、センサーの基準値の調整範囲を事前に予想しておき、予想されるセンサーの基準値及び調整範囲に合わせて、センサーの標準基準値及び所定範囲を設定しておけばよい。これにより前述のように、制御手段によりセンサーの検出値及び標準基準値に基づいて制御が行われても、センサーの検出値及び基準値に基づいて行われる制御に近い制御が行われるのであり、制御手段によりセンサーの検出値及び標準基準値に基づいて制御が適切に行われる。
(発明の効果)
本発明の第1特徴によると、センサーの基準値が消失したり、センサーの基準値が別の値に変化したりすると、基準値に代えて標準基準値を使用することによって、制御手段によりセンサーの検出値及び標準基準値に基づいて制御が適切に行われるようになり、制御が適切に行われないことによる作業の中断を避けることができるようになって、作業能率の向上を図ることができた。
[II]
(構成)
本発明の第2特徴は、本発明の第1特徴の作業車において次のように構成することにある。
第1センサーの検出値に基づいて制御を行う第1制御モードと、第2センサーの検出値に基づいて制御を行う第2制御モードとを、制御手段に備える。センサーの存否状態を検出する存否手段を備える。存否手段の検出により、第1センサーが存在すると第1制御モードを作動させ、第2センサーが存在すると第2制御モードを作動させるように、制御手段を構成する。
(作用)
本発明の第2特徴によると、本発明の第1特徴と同様に前項[I]に記載の「作用」を備えており、これに加えて以下のような「作用」を備えている。
作業車では機体に各種の作動装置を装備及び交換することができるように構成されているものがあり、各種の作業装置には複数のセンサーが備えられている。これにより、例えば第1作業装置に第1,2,3センサーが備えられ、第2作業装置に第1,2センサーが備えられた状態で、機体に第1及び第2作業装置を装備及び交換するように構成すると、制御装置は第1,2,3センサーの検出値に対応できるように構成する必要がある。
従って、例えば第2作業装置が装備された場合、第1,2センサーの検出値しか存在しないのに、制御装置が第1,2,3センサーの検出値及び基準値に基づいて制御を行おうとすることになり、センサーと制御装置とが不一致の状態になる。
本発明の第2特徴によると、前述のように例えば第1作業装置に第1,2,3センサーが備えられ、第2作業装置に第1,2センサーが備えられた状態で、機体に第1及び第2作業装置を装備及び交換するように構成した場合、制御装置において、第1,2,3センサーの検出値及び基準値(又は標準基準値)に基づいて制御を行う第1制御モードが設定され、第1,2センサーの検出値及び基準値(又は標準基準値)に基づいて制御を行う第2制御モードが設定される。これにより、第1作業装置が装備されると、第1,2,3センサーが存在することが検出されて第1制御モードが作動し、第2作業装置が装備されると、第1,2センサーが存在することが検出されて第2制御モードが作動する。
これによって、本発明の第2特徴によると、作動装置を装備及び交換することにより、制御装置に入力されるセンサーの検出値が異なっても(センサーの検出値の数が変化しても)、センサーと制御装置とが合致する第1又は第2制御モードが選択されて作動するので、センサーと制御装置とが不一致の状態で制御装置が制御を行う状態を避けることができる。
(発明の効果)
本発明の第2特徴によると、本発明の第1特徴と同様に前項[I]に記載の「発明の効果」を備えており、これに加えて以下のような「発明の効果」を備えている。
本発明の第2特徴によると、作動装置を装備及び交換することにより、制御装置に入力されるセンサーの検出値が異なっても(センサーの検出値の数が変化しても)、センサーと制御装置とが不一致の状態で制御装置が制御を行う状態を避けることができて、センサーと制御装置とが不一致の状態での制御不良を防止することができた。
[III]
(構成)
本発明の第3特徴は、本発明の第1又は第2特徴の作業車において次のように構成することにある。
検出手段のエラー状態の検出により、報知機構を作動させる報知手段を備える。
(作用)
本発明の第3特徴によると、本発明の第1又は第2特徴と同様に前項[I][II]に記載の「作用」を備えており、これに加えて以下のような「作用」を備えている。
本発明の第3特徴によると、前項[I]に記載のように、センサーの基準値が消失したり(センサーの基準値が第1記憶手段に記憶されていないエラー状態)、センサーの基準値が別の値に変化したりすると(第1記憶手段に記憶されているセンサーの基準値が標準基準値を含む所定範囲から外れているエラー状態)、報知機構(例えばブザーやランプ)が作動するので、このエラー状態を運転者や他の作業者が認識することができる。
(発明の効果)
本発明の第3特徴によると、本発明の第1又は第2特徴と同様に前項[I][II]に記載の「発明の効果」を備えており、これに加えて以下のような「発明の効果」を備えている。
本発明の第3特徴によると、エラー状態を運転者や他の作業者が認識することができるので、エラー状態をそのまま放置してしまうような状態が少なくなった。
[IV]
(構成)
本発明の第4特徴は、本発明の第3特徴の作業車において次のように構成することにある。
センサーの存否状態を検出する存否手段の検出により、存在しないセンサーに対する報知機構の作動を停止するように、報知手段を構成する。
(作用)
本発明の第4特徴によると、本発明の第3特徴と同様に前項[I]〜[III]に記載の「作用」を備えており、これに加えて以下のような「作用」を備えている。
前項[II]に記載のように、例えば第1作業装置に第1,2,3センサーが備えられて、第2作業装置に第1,2センサーが備えられた状態で、機体に第1及び第2作業装置を装備及び交換するように構成する場合、第1,2,3センサーの各々に対して報知機構(例えばランプ)を備えることがある。
本発明の第4特徴によると、前述の状態において、第2作業装置が装備された場合、第1,2センサーが存在し、第3センサーは存在しないので、第3センサーに対する報知機構は作動しないようになる。これにより、報知機構が複数存在しても、存在しないセンサーに対する報知機構を不必要に作動させてしまうようなことがない。
(発明の効果)
本発明の第4特徴によると、本発明の第3特徴と同様に、前項[I]〜[III]に記載の「発明の効果」を備えており、これに加えて以下のような「発明の効果」を備えている。
本発明の第4特徴によると、報知機構が複数存在しても、存在しないセンサーに対する報知機構を不必要に作動させてしまうようなことがないので、報知機構の不必要な作動に基づく運転者や他の作業者の誤解が少なくなった。
[1]
図1に示すように、右及び左の前輪1、右及び左の後輪2で支持された機体の後部に、リンク機構3が昇降自在に支持されて、リンク機構3を昇降駆動する単動型の油圧シリンダ4が備えられており、リンク機構3の後部下部の前後軸芯P1周りに苗植付装置5(被操作部に相当)がローリング自在に連結されて、作業車の一例である乗用型田植機が構成されている。
図1に示すように、苗植付装置5は、4個の植付伝動ケース6、植付伝動ケース6の後部の左右に回転駆動自在に支持された回転ケース7、回転ケース7の両端に備えられた一対の植付アーム8、複数の接地フロート9、苗のせ台10等を備えて、8条植型式に構成されている。これにより、苗のせ台10が左右に往復横送り駆動されるのに伴って、回転ケース7が回転駆動され、苗のせ台10の下部から植付アーム8が交互に苗を取り出して田面Gに植え付ける。
図1に示すように、運転座席13の後側に、肥料を貯留するホッパー14及び2条単位の4個の繰り出し部15が備えられて、運転座席13の下側にブロア16が備えられている。接地フロート9に作溝器17が備えられて、繰り出し部15と作溝器17とに亘ってホース18が接続されている。これにより、ホッパー14の肥料が繰り出し部15により所定量ずつ繰り出されホース18を介して搬送され、作溝器17によって田面Gに形成された溝に供給される。
[2]
次に、苗植付装置5の昇降制御手段について説明する。
図4に示すように、油圧シリンダ4に作動油を供給する電磁操作式の上昇制御弁24、及び油圧シリンダ4から作動油を排出する電磁操作式の下降制御弁25が備えられて、制御装置23(制御手段に相当)により上昇及び下降制御弁24,25がデューティ制御により操作される。上昇制御弁24により油圧シリンダ4に作動油が供給されると、油圧シリンダ4が収縮作動して苗植付装置5が上昇し、下降制御弁25により油圧シリンダ4から作動油が排出されると、油圧シリンダ4が伸長作動して苗植付装置5が下降するのであり、デューティ比を変更することにより、油圧シリンダ4の収縮及び伸長速度を変更することができる。
図4に示すように、苗植付装置5の横軸芯P2周りに中央の接地フロート9(被操作部に相当)の後部が上下に揺動自在に支持され、中央の接地フロート9の上方の苗植付装置5の固定部にポテンショメータ22(センサーに相当)が固定されており、ポテンショメータ22の検出アーム22aと中央の接地フロート9の前部とに亘ってロッド26が接続され、ポテンショメータ22の検出値が制御装置23に入力されている。機体の進行に伴って中央の接地フロート9が田面Gに接地追従するのであり、ポテンショメータ22の検出値により、田面G(中央の接地フロート9)からポテンショメータ22までの高さを検出することができ、田面G(中央の接地フロート9)から苗植付装置5までの高さを検出することができる。
図4に示す状態において、中央の接地フロート9が田面Gに接地追従するのに対して、走行により機体が上下動するのに伴って苗植付装置5が上下動すると、これに伴って田面G(中央の接地フロート9)から苗植付装置5までの高さ(苗の植付深さ)が変化しようとする。この場合、下記の式A1により、昇降方向(上昇及び下降制御弁24,25)及びデューティ比を示す操作信号Y1が演算される。
A1:Y1=G11・X11+G12・X12
X11:ポテンショメータ22の検出値と設定検出値A1(植付設定高さA0(設定深さ))との偏差
X12:中央の接地フロート9の昇降速度(ポテンショメータ22の検出値を微分処理した値)
G11:第1制御ゲイン
G12:第2制御ゲイン
これにより、操作信号Y1に基づいて、上昇及び下降制御弁24,25が操作されて、油圧シリンダ4により苗植付装置5が昇降駆動され、苗植付装置5が田面Gから植付設定高さA0(設定深さ)に維持されるのであり、苗植付装置5による苗の植付深さが設定深さに維持される(昇降制御手段)。
図4に示すように、機体の走行速度を検出する走行速度センサー12が備えられ、走行速度センサー12の検出値が制御装置23に入力されており、走行速度センサー12の検出値に基づいて、機体の走行速度が高速になるほど、第2制御ゲインG12が小側に変更される。機体の走行速度が高速になるほど、中央の接地フロート9が田面Gの凹凸に過敏に応答する状態となるので、第2制御ゲインG12を小側に変更することにより、中央の接地フロート9が過敏に応答する影響が抑えられる。
この場合、走行速度センサー12に代えて、エンジン(図示せず)の回転数を検出する回転数センサー(図示せず)を備え、回転数センサーの検出値が大きくなるほど、第2制御ゲインG12が小側に変更されるように構成してもよい。
[3]
次に、感度ダイヤル27(被操作部に相当)について説明する。
図4に示すように、人為的に操作可能な感度ダイヤル27が備えられており、感度ダイヤル27の操作位置を検出するポテンショメータ11(センサーに相当)が備えられ、ポテンショメータ11の検出値が制御装置23に入力されている。図4に示す状態は、感度ダイヤル27が中立位置Nに操作された状態であり、中央の接地フロート9の底面が水平となるポテンショメータ22の検出値が、植付設定高さA0(設定深さ)に対応する設定検出値A1として設定された状態である。
図4に示すように、田面Gの泥が柔らかく(田面Gの水が多く)、田面Gの凹凸が少ない場合、一般に感度ダイヤル27を中立位置Nから敏感側に操作する。感度ダイヤル27を中立位置Nから敏感側に操作すると、設定検出値A1が感度ダイヤル27の操作位置に対応して少し低側に変更される。これによって、設定検出値A1での中央の接地フロート9の底面が少し下向きとなり、中央の接地フロート9の田面Gへの接地面積が大きくなって、中央の接地フロート9が田面Gに敏感に追従するようになる。
図4に示すように、田面Gの泥が固く(田面Gの水が少なく)、田面Gの凹凸が多い場合、一般に感度ダイヤル27を中立位置Nから鈍感側に操作する。感度ダイヤル27を中立位置Nから鈍感側に操作すると、設定検出値A1が感度ダイヤル27の操作位置に対応して少し高側に変更される。これによって、設定検出値A1での中央の接地フロート9の底面が少し上向きとなり、中央の接地フロート9の田面Gへの接地面積が小さくなって、中央の接地フロート9が田面Gに鈍感に追従するようになる。
[4]
次に、苗植付装置5のローリング制御の構造について説明する。
図2及び図3に示すように、リンク機構3の後部上部に支持ブラケット19が固定されて、支持ブラケット19に支持部材20が固定されており、支持部材20のボス部20aに操作軸21が回転自在に支持され、操作軸21にプーリー28が固定されている。操作軸21に駆動ギヤ29が外嵌され、プーリー28の凸部28aが駆動ギヤ29の開口部に挿入されて、操作軸21、プーリー28及び駆動ギヤ29が一体で回転するように構成されている。
図2及び図3に示すように、制御装置23により操作される電動モータ30が支持部材20に固定され、電動モータ30のピニオンギヤ30aが駆動ギヤ29に咬合しており、操作軸21、プーリー28及び駆動ギヤ29、電動モータ30のピニオンギヤ30aを覆うカバー31が支持部材20に取り付けられている。これによって、電動モータ30により操作軸21、プーリー28及び駆動ギヤ29が回転駆動される。
図2及び図3に示すように、プーリー28にワイヤ32が巻回されており、苗のせ台10を左右に往復横送り駆動自在に支持する固定の支持フレーム(図示せず)と、ワイヤ32の右及び左端部とが、融通用の右及び左のバネ33を介して接続されている。支持部材20に固定された支持アーム20bと苗のせ台10の右及び左側部とに亘って、右及び左のバネ34が接続されている。
これにより、図2及び図3に示すように、苗のせ台10が左右に往復横送り駆動される際、例えば苗のせ台10が右に横送り駆動されると、右のバネ34が伸長して、苗植付装置5が前後軸芯P1周りに右に傾斜しようとする状態が抑えられる。電動モータ30により操作軸21、プーリー28及び駆動ギヤ29が回転駆動されると、ワイヤ32が押し引き操作されて、苗植付装置5が前後軸芯P1周りにローリング駆動される。
図4に示すように、水平面に対する苗植付装置5の左右方向の傾斜角度を検出する重垂式の角度センサー35(センサー及び第1センサーに相当)が、苗植付装置5に固定されて、苗植付装置5の左右方向の傾斜速度を検出する角速度センサー36(センサー、第1及び第2センサーに相当)が、苗植付装置5に固定されており、角度センサー35及び角速度センサー36の検出値が制御装置23に入力されている。図3に示すように、支持部材20のボス部20aにポテンショメータ37が固定され、操作軸21のギヤ21aとポテンショメータ37の検出ギヤ37aとが咬合して、ポテンショメータ37の検出値が制御装置23に入力されており、ポテンショメータ37によって操作軸21、プーリー28及び駆動ギヤ29の位置が検出される。
操作軸21、プーリー28及び駆動ギヤ29の作動範囲(機械的な作動限界)を設定する調整モードが、制御装置23に備えられている。
調整モードを作動させると図2及び図3に示すように、電動モータ30が左方向に回転作動して、操作軸21、プーリー28及び駆動ギヤ29が回転駆動され、ポテンショメータ37の検出値の変化率が設定値以下になると、電動モータ30、操作軸21、プーリー28及び駆動ギヤ29が左の機械的な作動限界に達して停止したと判断されて、このときのポテンショメータ37の検出値が左の作動限界として、制御装置23に記憶される。
次に電動モータ30が右方向に回転作動して、操作軸21、プーリー28及び駆動ギヤ29が回転駆動され、ポテンショメータ37の検出値の変化率が設定値以下になると、電動モータ30、操作軸21、プーリー28及び駆動ギヤ29が右の機械的な作動限界に達して停止したと判断されて、このときのポテンショメータ37の検出値が右の作動限界として、制御装置23に記憶される。
これにより、ポテンショメータ37の検出値に基づいて、前述の右及び左の作動限界よりも少し内側の範囲(電動モータ30、操作軸21、プーリー28及び駆動ギヤ29が右及び左の作動限界に達しない範囲)で、後述する[5]に記載のローリング制御手段(第1及び第2制御モード)が作動する。
後述する[5]に記載のローリング制御手段(第1及び第2制御モード)の作動中において、制御装置23から電動モータ30に操作信号が発信されているのに、ポテンショメータ37の検出値の変化率が設定値以下であると、制御装置23から電動モータ30に操作信号が発信されているのに電動モータ30が作動していない状態であると判断され(電動モータ30等の故障)、異常状態であると判断される。
[5]
次に、苗植付装置5のローリング制御手段(第1及び第2制御モード)について説明する。
制御装置23において、ローリング制御手段(第1制御モード)と、ローリング制御手段(第2制御モード)とが備えられている。ローリング制御手段(第1制御モード)では角度センサー35の検出値及び角速度センサー36の検出値が使用され、ローリング制御手段(第2制御モード)では、角度センサー35の検出値が使用されて、角速度センサー36の検出値は使用されない。
乗用型田植機では、ポテンショメータ11,22、角度センサー35及び角速度センサー36を備えた苗植付装置5をリンク機構3に連結する第1状態、並びに、ポテンショメータ11,22、角度センサー35を備え、角速度センサー36を備えない苗植付装置5や他の作業装置を連結する第2状態がある。これにより、第1及び第2状態の両方に対応できるように、ローリング制御手段(第1及び第2制御モード)が備えられており、後述する[7]に記載のようにして、ローリング制御手段(第1及び第2制御モード)が設定される。
先ず、ローリング制御手段(第1制御モード)について説明する。
図1に示す状態(接地フロート9が田面Gに接地した状態)において、走行により機体が左右に傾斜するのに伴って、苗植付装置5が水平面に対して左右方向に傾斜すると、下記の式A2により、ローリング駆動方向(右及び左ローリング駆動)及びローリング駆動速度を示す操作信号Y2が演算される。
A2:Y2=G21・X21+G22・X22+G23・X23
X21:角度センサー35の検出値と水平面との偏差角度
X22:苗植付装置5の角速度(角速度センサー36の検出値)
X23:苗植付装置5の角加速度(角速度センサー36の検出値を微分処理した値)
G21:第1制御ゲイン
G22:第2制御ゲイン
G23:第3制御ゲイン
これにより、操作信号Y2に基づいて、電動モータ30が操作されて、苗植付装置5がローリング駆動され、苗植付装置5が水平に維持される(ローリング制御手段(第1制御モード))。
次にローリング制御手段(第2制御モード)について説明する。
図1に示す状態(接地フロート9が田面Gに接地した状態)において、走行により機体が左右に傾斜するのに伴って、苗植付装置5が水平面に対して左右方向に傾斜すると、下記の式A3により、ローリング駆動方向(右及び左ローリング駆動)及びローリング駆動速度を示す操作信号Y3が演算される。
A3:Y3=G31・X31+G32・X32
X31:角度センサー35の検出値と水平面との偏差角度
X32:苗植付装置5の角速度(角度センサー35の検出値を微分処理した値)
G31:第1制御ゲイン
G32:第2制御ゲイン
これにより、操作信号Y3に基づいて、電動モータ30が操作されて、苗植付装置5がローリング駆動され、苗植付装置5が水平に維持される(ローリング制御手段(第2制御モード))。
ローリング制御手段(第1及び第2制御モード)において、接地フロート9が田面Gに接地している場合、接地フロート9の接地作用によって苗植付装置5の左右方向への傾斜が抑えられるので、第1,2,3制御ゲインG21,G31,G22,G32,G23は比較的小さな値に設定される。これにより、電動モータ30があまり頻繁に高速で作動されることがなく、電動モータ30の発熱が抑えられて、電動モータ30の信頼性及び耐久性が高められている。
接地フロート9が田面Gに接地した状態に対して、接地フロート9が田面Gから上方に離れるまで苗植付装置5が上昇駆動されると(例えば畦際での旋回時等)、第1,2,3制御ゲインG21,G31,G22,G32,G23が比較的大きな値に設定される。接地フロート9の接地作用によって苗植付装置5の左右方向への傾斜が抑えられる状態が消えるので、1,2,3制御ゲインG21,G31,G22,G32,G23を比較的大きな値に設定することにより、電動モータ30が頻繁に高速で作動するようにして、苗植付装置5が水平に維持されるようにする。
この場合に、図4に示すように、苗植付装置5の横軸芯P2周りに中央の接地フロート9の後部が上下に揺動自在に支持されており、接地フロート9が田面Gから上方に離れると、中央の接地フロート9が上下揺動の下限に達するので、この状態をポテンショメータ22によって検出することにより、接地フロート9が田面Gから上方に離れたと判断される。
[6]
次に、ポテンショメータ11,22、角度センサー35及び角速度センサー36の基準値K1,K2,K3,K4,K5,K6について説明する。
前項[2]に記載のように、昇降制御手段において、ポテンショメータ22の検出値と設定検出値A1(植付設定高さA0(設定深さ))との偏差(X11)を算出する場合、植付設定高さA0(設定深さ)(設定検出値A1)に対応するポテンショメータ22の検出値が基準値K2として事前に設定されており、ポテンショメータ22の検出値及び基準値K2を比較することにより、ポテンショメータ22の検出値と設定検出値A1(植付設定高さA0(設定深さ))との偏差(X11)が算出される。
前項[2]に記載のように、昇降制御手段において、中央の接地フロート9の昇降速度(ポテンショメータ22の検出値を微分処理した値)(X12)を算出する場合、中央の接地フロート9の所定の昇降速度が基準値K3として事前に設定されており、ポテンショメータ22の検出値を微分処理した値及び基準値K3を比較することにより、中央の接地フロート9の昇降速度(ポテンショメータ22の検出値を微分処理した値)(X12)が算出される。
前項[3]に記載のように、感度ダイヤル27により植付設定高さA0(設定深さ)に対応する設定検出値A1が設定される場合、中央の接地フロート9の底面が水平となる状態に対応するポテンショメータ11の検出値が基準値K1として事前に設定されており、ポテンショメータ11の検出値及び基準値K1を比較することにより、感度ダイヤル27により植付設定高さA0(設定深さ)に対応する設定検出値A1が設定される。
感度ダイヤル27により植付設定高さA0(設定深さ)に対応する設定検出値A1が設定されることによって、前項[2]に記載のように、設定検出値A1が少し低側に変更されたり、少し高側に変更されたりする。
前項[5]に記載のように、ローリング制御手段(第1及び第2制御モード)において角度センサー35の検出値と水平面との偏差角度(X21,X31)を算出する場合、水平面に対応する角度センサー35の検出値が基準値K4として事前に設定されており、角度センサー35の検出値及び基準値K4を比較することにより、角度センサー35の検出値と水平面との偏差角度(X21,X31)が算出される。
前項[5]に記載のように、ローリング制御手段(第1制御モード)において、苗植付装置5の角速度(角速度センサー36の検出値)(X22)を算出する場合、苗植付装置5の所定の角速度が基準値K5として事前に設定されており、角速度センサー36の検出値及び基準値K5を比較することにより、苗植付装置5の角速度(角速度センサー36の検出値)(X22)が算出される。
前項[5]に記載のように、ローリング制御手段(第1制御モード)において、苗植付装置5の角加速度(角速度センサー36の検出値を微分処理した値)(X23)を算出する場合、苗植付装置5の所定の角加速度が基準値K6として事前に設定されており、角速度センサー36の検出値を微分処理した値及び基準値K6を比較することにより、苗植付装置5の角加速度(角速度センサー36の検出値を微分処理した値)(X23)が算出される。
前項[5]に記載のように、ローリング制御手段(第2制御モード)において、苗植付装置5の角速度(角度センサー35の検出値を微分処理した値)(X32)を算出する場合、苗植付装置5の所定の角速度が基準値K5として事前に設定されており、角度センサー35の検出値を微分処理した値及び基準値K5を比較することにより、苗植付装置5の角速度(角度センサー35の検出値を微分処理した値)(X32)が算出される。
[7]
次に、ポテンショメータ11,22、角度センサー35及び角速度センサー36の基準値K1〜K6の設定の前半について、図5に基づいて説明する。
乗用型田植機において、工場出荷時や制御装置23の交換等のメンテナンス作業時に、基準値K1〜K6が設定され、ポテンショメータ11,22、角度センサー35及び角速度センサー36の特性や作業状態に応じて、基準値K1〜K6が調整されるのであり(ステップS1)、図4に示すように、制御装置23に備えられた第1記憶装置38(第1記憶手段に相当)に基準値K1〜K6が記憶される(ステップS2)。
図4に示すように、装備されるポテンショメータ11,22、角度センサー35及び角速度センサー36の種類や、想定される作用状態により、基準値K1〜K6が事前に予想され、基準値K1〜K6の調整範囲が事前に予想される。
これにより、製造工程や工場出荷時において、基準値K1〜K6に対応した標準基準値K11,K12,K13,K14,K15,K16が設定され、調整範囲に対応した所定範囲H11,H12,H13,H14,H15,H16が設定されて、標準基準値K11〜K16及び所定範囲H11〜H16が、制御装置23とは別の位置に備えられた第2記憶装置39(第2記憶手段に相当)に記憶される。
この場合、第2記憶装置39は十分な保護を受けており、その後の使用により標準基準値K11〜K16や所定範囲H11〜H16が消失したり、別の値に変化したりすることがない。例えば予想される基準値K1〜K6のうち標準的な値が標準基準値K11〜K16として設定され、予想される調整範囲の標準的な範囲が所定範囲H11〜H16として設定されるのであり、所定範囲H11〜H16の中央付近の値に標準基準値K11〜K16が設定される。
以上の状態において、エンジン(図示せず)の始動操作が行われると(キースイッチがON操作されると)(ステップS3)、ポテンショメータ11,22の存否(ポテンショメータ11,22の検出値が制御装置23に入力されるか)が検査されて(ステップS4)、ポテンショメータ11又はポテンショメータ22の一方でも存在しないと、ブザーが作動して(ステップS5)、これ以上の作業ができなくなる。これはポテンショメータ11,22の両方ともに存在しないと、昇降制御手段が正常に作動しないからである。
角度センサー35及び角速度センサー36の存否(角度センサー35及び角速度センサー36の検出値が制御装置23に入力されるか)が検査される(ステップS6)(存否手段に相当)。角度センサー35及び角速度センサー36の両方が存在すると、ローリング制御手段(第1制御モード)(前項[5]参照)が設定され(ステップS7)、角度センサー35が存在し、角速度センサー36が存在しないと、ローリング制御手段(第2制御モード)(前項[5]参照)が設定される(ステップS8)(存否手段の検出により、第1センサーが存在すると第1制御モードを作動させ、第2センサーが存在すると第2制御モードを作動させる状態に相当)。角度センサー35が存在しないと、ローリング制御手段(第1及び第2制御モード)が正常に作動しないので、ブザーが作動して(ステップS5)、これ以上の作業ができなくなる。
[8]
次に、ポテンショメータ11,22、角度センサー35及び角速度センサー36の基準値K1〜K6の設定の後半について、図5及び図6に基づいて説明する。
前項[7]に記載のように第1記憶装置38に基準値K1〜K6が記憶されていても、その後の使用により例えば雨水の侵入や断線等が発生して、基準値K1〜K6が消失したり、基準値K1〜K6が別の値に変化したりすることが考えられる。
基準値K1及び所定範囲H11が比較されて、基準値K1が所定範囲H11に存在していると、基準値K1に異常は生じていないと判断され(ステップS9)、基準値K1がそのまま使用されて、基準値K1により昇降制御手段が作動する。
基準値K1が所定範囲H11に存在していないと(ステップS9)、基準値K1が第1記憶装置38に記憶されていないエラー状態、又は基準値K1が所定範囲H11から外れているエラー状態と判断されて(検出手段に相当)、基準値K11が標準基準値K11に置き換えられ(ステップS10)、基準値K1に対応するランプ40(報知機構に相当)が点燈する(報知手段に相当)(ステップS11)。これにより、基準値K1(標準基準値K11)により、昇降制御手段が作動する(検出手段のエラー状態の検出により、センサーの検出値及び標準検出値に基づいて制御を行う状態に相当)。
前述の基準値K1と同様に、基準値K2(K3,K4,K5)及び所定範囲H12(H13,H14,H15)が比較されて、基準値K2(K3,K4,K5)が所定範囲H12(H13,H14,H15)に存在していると、基準値K2(K3,K4,K5)に異常は生じていないと判断され(ステップS12,S15,S18,S21)、基準値K2(K3,K4,K5)がそのまま使用されて、基準値K2(K3,K4,K5)により昇降制御手段(ローリング制御手段(第1及び第2制御モード))が作動する。
基準値K2(K3,K4,K5)が所定範囲H12(H13,H14,H15)に存在いていないと(ステップS12,S15,S18,S21)、基準値K2(K3,K4,K5)が第1記憶装置38に記憶されていないエラー状態、又は基準値K2(K3,K4,K5)が所定範囲H12(H13,H14,H15)から外れているエラー状態と判断されて(検出手段に相当)、基準値K2(K3,K4,K5)が標準基準値K12(K13,K14,K15)に置き換えられ(ステップS13,S16,S19,S22)、基準値K2(K3,K4,K5)に対応するランプ40(報知機構に相当)が点燈する(報知手段に相当)(ステップS14,S17,S20,S23)。これにより、基準値K2(K3,K4,K5)(標準基準値K12(K13,K14,K15))により、昇降制御手段(ローリング制御手段(第1及び第2制御モード))が作動する(検出手段のエラー状態の検出により、センサーの検出値及び標準検出値に基づいて制御を行う状態に相当)。
ステップS6において、ローリング制御手段(第1制御モード)が設定されていると(ステップS24)、基準値K6及び所定範囲H16が比較されて、基準値K6が所定範囲H16に存在していると、基準値K6に異常は生じていないと判断され(ステップS25)、基準値K6がそのまま使用されて、基準値K6によりローリング制御手段(第1制御モード)が作動する。
基準値K6が所定範囲H16に存在していないと(ステップS25)、基準値K6が第1記憶装置38に記憶されていないエラー状態、又は基準値K6が所定範囲H16から外れているエラー状態と判断されて(検出手段に相当)、基準値K16が標準基準値K16に置き換えられ(ステップS26)、基準値K6に対応するランプ40(報知機構に相当)が点燈する(報知手段に相当)(ステップS27)。これにより、基準値K6(標準基準値K16)により、ローリング制御手段(第1制御モード)が作動する(検出手段のエラー状態の検出により、センサーの検出値及び標準検出値に基づいて制御を行う状態に相当)。
ステップS6において、ローリング制御手段(第2制御モード)が設定されていると(ステップS24)、ローリング制御手段(第2制御モード)では角速度センサー36の検出値は使用されないので、基準値K6及び所定範囲H16の比較は行われず、基準値K16の標準基準値K16への置き換え、及び基準値K6に対応するランプ40の点燈は行われない(ステップS24)。
[発明の実施の別形態]
前述の[発明を実施するための最良の形態]の[5]のローリング制御手段(第1制御モード)において、接地フロート9が田面Gに接地した状態に対して、接地フロート9が田面Gから上方に離れるまで苗植付装置5が上昇駆動されると(例えば畦際での旋回時等)、第3制御ゲインG23のみが比較的大きな値に設定されるように構成してもよい。
本発明は乗用型田植機ばかりではなく、被操作部として直播装置や薬剤散布装置を機体に連結した水田作業機や、農用トラクタやコンバインにも適用でき、被操作部のローリング制御ばかりではなく、被操作部の昇降制御にも適用できる。
乗用型田植機の全体側面図 ローリング制御の電動モータの付近の正面図 ローリング制御の電動モータの付近の横断平面図 制御装置、ポテンショメータ、角度センサー及び角速度センサー等との連係状態を示す図 ポテンショメータ、角度センサー及び角速度センサーの基準値の設定の流れの前半を示す図 ポテンショメータ、角度センサー及び角速度センサーの基準値の設定の流れの後半を示す図
符号の説明
5,9,27 被操作部
11,22,35,36 センサー
23 制御手段
38 第1記憶手段
39 第2記憶手段
40 報知機構
K1,K2,K3,K4,K5,K6 基準値
K11,K12,K13,K14,K15,K16 標準基準値
H11,H12,H13,H14,H15,H16 所定範囲

Claims (4)

  1. 被操作部の位置を検出するセンサーと、前記センサーの基準値を記憶する第1記憶手段と、前記センサーの検出値及び基準値に基づいて制御を行う制御手段とを備え、
    前記センサーの標準基準値を記憶する第2記憶手段と、
    前記センサーの基準値が第1記憶手段に記憶されていないエラー状態、又は前記第1記憶手段に記憶されているセンサーの基準値が標準基準値を含む所定範囲から外れているエラー状態を検出する検出手段とを備えて、
    前記検出手段のエラー状態の検出により、前記センサーの検出値及び標準検出値に基づいて制御を行うように、前記制御手段を構成してある作業車。
  2. 第1センサーの検出値に基づいて制御を行う第1制御モードと、第2センサーの検出値に基づいて制御を行う第2制御モードとを、前記制御手段に備えて、
    センサーの存否状態を検出する存否手段を備え、
    前記存否手段の検出により、前記第1センサーが存在すると第1制御モードを作動させ、前記第2センサーが存在すると第2制御モードを作動させるように、前記制御手段を構成してある請求項1に記載の作業車。
  3. 前記検出手段のエラー状態の検出により、報知機構を作動させる報知手段を備えてある請求項1又は2に記載の作業車。
  4. センサーの存否状態を検出する存否手段の検出により、存在しないセンサーに対する前記報知機構の作動を停止するように、前記報知手段を構成してある請求項3に記載の作業車。
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