JP2013188180A

JP2013188180A - 田植機

Info

Publication number: JP2013188180A
Application number: JP2012057390A
Authority: JP
Inventors: Masahiko Matsukawa; 雅彦松川; Yoji Ishida; 洋司石田; Masaki Uyama; 昌樹宇山
Original assignee: Mitsubishi Agricultural Machinery Co Ltd
Current assignee: Mitsubishi Agricultural Machinery Co Ltd
Priority date: 2012-03-14
Filing date: 2012-03-14
Publication date: 2013-09-26
Anticipated expiration: 2032-03-14
Also published as: JP5809085B2

Abstract

【課題】ブレーキペダルを踏んで電動モータを停止させた後にブレーキを解除すると、動力伝達が急に伝わり、急発進の虞がある。
【解決手段】変速レバーが走行位置にある状態で、ブレーキが入状態から切状態に操作され、かつ植付作業を許容する状態にある場合、電動モータ３７の出力を変速レバーで設定した所定走行速度まで徐々に増速させる自動増速手段７２を備える。変速レバーが非走行位置にある状態で、ブレーキが入状態から切状態に操作され、かつ植付作業を許容しない状態にある場合、モータ停止手段７１による電動モータ３７の停止を解除して、電動モータ３７の駆動を可能にするモータ停止解除手段７３を備える。
【選択図】図５

Description

本発明は、電動モータによって駆動する田植機に係り、詳しくは、電動モータの出力制御に関する。

一般に、走行機体の後方に、油圧シリンダの伸縮動作によって植付作業機を昇降可能に連結した田植機が知られている。この種の田植機は、従来、エンジンを駆動源として走行及び植付作業を行なっていたが、環境負荷及び騒音の軽減等の要請からエンジンを使用せず、電動モータを駆動源とするものが案出されている（特許文献１参照）。

特開２００７−１８９９１２号公報

上記特許文献１記載のものは、走行速度を変速レバーによって設定し、ブレーキペダルを踏むことによって制動する構成であって、ブレーキによって走行機体を制動した後ブレーキを解除する際、電動モータからの動力伝達が急に伝わり、急発進してしまうという問題があった。これにより、オペレータがケガをする虞があると共に、苗の植付姿勢の乱れや施肥にムラを生じる虞があった。

そこで、本発明は、ブレーキを解除した際に急発進しないようにモータ出力を制御して、もって上述の課題を解決した田植機を提供することを目的とする。

本発明は、走行車輪（１１，１２）に支持される走行機体（１３）と、前記走行車輪（１１，１２）を駆動させる電動モータ（３７）と、前記走行機体（１３）に昇降自在に支持される植付作業機（１７）と、を備えた田植機（１０）において、
変速レバー（３０）のレバー位置を検出する変速レバー検出手段（５５）と、
ブレーキ（６５）の入切を検出するブレーキ検出手段（６６）と、
前記植付作業機（１７）による植付作業を許容する植付許可手段（７５）と、
前記変速レバー検出手段（５５）の検出位置に拘らず、前記ブレーキ検出手段（６６）が入状態の際に、前記電動モータ（３７）を停止させるモータ停止手段（７１）と、
前記変速レバー検出手段（５５）が走行位置を検出した状態で、前記ブレーキ検出手段（６６）が入状態から切状態になり、かつ植付許可手段（７５）が植付作業を許容する状態にある場合、前記電動モータ（３７）の出力を前記変速レバー検出手段（５５）が検出した所定走行速度まで徐々に増速させる自動増速手段（７２）と、を備えてなる、
ことを特徴とする。

なお、植付作業を許容する状態とは、例えば、作業機準備スイッチ（６９）が入状態、かつ副変速検出スイッチ（７０）が、副変速レバー（３１）が作業速側（入状態とする）にあることを検出した状態であって、植付作業状態並びに植付作業を行いうる状態を意味し、上記作業機準備スイッチ（６９）又は上記副変速検出スイッチ（７０）の少なくとも一方が入状態にある状態や、別途設けた植付作業を許可する状態の入切操作を行う切替操作具を入状態にした状態であっても良い。

例えば図３，図５を参照して、前記変速レバー検出手段（５５）が非走行位置（Ｎ）を検出した状態で、前記ブレーキ検出手段（６６）が入状態から切状態になり、かつ前記植付許可手段（７５）が植付作業を許容しない状態にある場合、前記モータ停止手段（７１）による前記電動モータ（３７）の停止を解除して、前記変速レバー（３０）の操作により前記電動モータ（３７）を操作可能にするモータ停止解除手段（７３）を備えてなる。

なお、上述カッコ内の符号は、図面と対照するものであるが、何ら本発明の構成を限定するものではない。

請求項１に係る本発明によると、自動増速手段は、変速レバー検出手段が走行位置を検出した状態で、ブレーキ検出手段が入状態から切状態になり、かつ植付許可手段が植付作業を許容する状態にある場合、電動モータの出力を変速レバー検出手段が検出した所定走行速度まで徐々に増速させるので、ブレーキが入状態から切状態に操作された際に、走行車輪に急に電動モータのトルクが伝わらず、走行機体が急発進することを防止すると共に、苗の植付けや施肥に作業ムラが出来るのを防止することが出来る。また、走行中に変速レバーを操作する必要が無いので、田植機の運転操作に不慣れなオペレータであっても、植付作業や枕地における旋回に専念することができる。

請求項２に係る本発明によると、モータ停止解除手段は、変速レバー検出手段が非走行位置を検出した状態で、ブレーキ検出手段が入状態から切状態になり、かつ植付許可手段が植付作業を許容しない状態にある場合、電動モータの停止制御を解除するので、モータ停止手段による電動モータの停止制御がなされた後に加速するためには、一度変速レバーを非走行位置に設定してから変速しなければならず、特に路上走行においてブレーキが入状態から切状態に操作される際に、変速レバーが高速となる位置に設定されたままで急発進することを防止することが出来る。

本発明の実施の形態に係る田植機を示す側面図。本発明の実施の形態に係る田植機の駆動系等の概略を示す斜視図。本発明の実施の形態に係る田植機の変速レバーを示す側面図。本発明の実施の形態に係る田植機のブレーキを示す側面図。本発明の実施の形態に係る田植機の制御部のブロック図。本発明の実施の形態に係る田植機の制御部のフロー図。本発明の実施の形態に係る電動モータの出力推移の一例を示すグラフ。

以下、図面に沿って、本発明の実施の形態について説明する。田植機１０は、図１に示すように、それぞれ左右一対の前輪１１及び後輪１２に支持された走行機体１３と、該走行機体１３の後方に、油圧シリンダ１５及びリンク機構１６を介して昇降自在に連結される植付作業機１７と、を有している。

上記植付作業機１７は、上記走行機体１３の進行方向である前後方向の軸回りに回動自在（ローリング自在）に上記リンク機構１６に支持された左右方向の横フレーム１９と、該横フレーム１９から上方に突設された上下方向の左右一対の縦フレーム２０等によってフレーム部を構成している。上記植付作業機１７は、不図示の水平制御モータ及び傾斜センサによって、左右傾斜がある圃場においても、水平姿勢を保持することが可能となっている。

上記縦フレーム２０は、前高後低状の傾斜姿勢で左右往復動可能に苗載台２１を支持しており、該苗載台２１には、その載置面２１ａに載置されるマット苗を下方搬送する縦送り機構２２が設置されている。上記横フレーム１９の後方には、植付部２３が一体的に延設されており、該植付部２３の移植杆２５が回転することで、上記載置面２１ａに載置されて下端に搬送されたマット苗から一株分の苗を掻きとって、圃場に連続的に移植できるようになっている。

上記走行機体１３は、前部に駆動源である電動モータ等が格納されたボンネット２６を有し、後部にオペレータが着座する運転席２７，該運転席２７の前方に配置されて走行操作を行うステアリングハンドル２９，該ステアリングハンドル２９の左右両側にそれぞれ配置される主変速レバー３０及び副変速レバー３１，及び床面を構成するステップ３２の前方に配置されるブレーキペダル３３等からなる運転操作部３５を備えている。上記運転席２７の後方には、電力源となるバッテリー３６を備えている。

上記ボンネット２６の内部には、図２に示すように、走行車輪（前輪１１，後輪１２）及び上記植付作業機１７を駆動する主動力モータ（電動モータ）３７と、該主動力モータ３７より外形が小さく、上記油圧シリンダ１５に圧油を供給する油圧ポンプ駆動用モータ３９と、を有しており、それぞれ制御ユニット４０，４１によってコントロールされている。上記主動力モータ３７，油圧ポンプ駆動用モータ３９，制御ユニット４０，４１，及びＤＣコンバーター４２や電源スイッチ４３等の各装置は、支持ブラケット４５によって支持・固定されて、上記ボンネット２６内に収まるようにユニット化されている。

上記ボンネット２６内の各装置は、上記バッテリー３６からワイヤーハーネス４６で繋がれて電源供給され、上記主動力モータ３７の動力は、上記主動力モータ３７の出力軸３７ａの先端に取付けられるモータプーリ４７と、上記ステアリングハンドル２９の下方に配置されるミッションケース４９のミッションプーリ５０と、に巻き掛けられるＶベルト５１によって、上記ミッションケース４９内の変速機構において走行伝動系と植付伝動系に分岐される。上記走行伝動系にて上記走行車輪（前輪１１，後輪１２）が駆動され、上記植付伝動系にて上記植付作業機１７が駆動される。上記油圧ポンプ駆動用モータ３９も同様にして、Ｖベルト５２で上記ミッションケース４９と連結されて、上記油圧ポンプ駆動用モータ３９の動力は、不図示の油圧ポンプに伝達される。上記主動力モータ３７及び上記油圧ポンプ駆動用モータ３９は、これらモータ自体の信号や電圧等により回転数を算出し制御する構成としており、回転センサ等を使用しないため安価に構成することができる。

上記運転操作部３５の上記主変速レバー３０は、図３に示すように、レバーガイド５３に挿通して設けられると共に、その基端部に上記主変速レバー３０の前進側〜後進側のレバー位置を検出するための変速レバーポテンショ（変速レバー検出手段）５５が設置されている。上記主変速レバー３０は、上記レバーガイド５３に形成したガイド溝に沿って前後及び左右に揺動操作できるようになっており、前後方向に揺動することで無段に変速することが出来る。

上記ガイド溝は、上記主変速レバー３０による上記田植機１０の前進操作と後進操作とが連続した操作とならないように、走行位置である前進操作域と後進操作域との間を、非走行位置である中立位置（ニュートラル）Ｎとして左右にオフセットして設けている。上記走行位置では、上記中立位置Ｎに対して上記変速レバー３０を傾けるほど高速となるように上記主動力モータの出力は上がり、上記中立位置Ｎでは、上記主動力モータ３７は、停止状態となる。上記主変速レバー３０の前後位置、及び上記副変速レバー３１の路上速又は作業速の切替えによって上記田植機１０の走行速度が決定する。

上記運転操作部３５の上記ブレーキペダル３３は、図４に示すように、ペダルアーム５６の先端に取付けられて、ペダル支点軸５７を中心に上下揺動自在となっている。上記ペダル支点軸５７は、プレート５９を介して連結ロッド６０の一端と連結されており、該連結ロッド６０の他端は、機体フレーム側に軸支されている軸６１に連結されている。該軸６１には、アーム６２が設けられて、該アーム６２と連結されるロッド６３によってブレーキ６５が操作される。上記プレート５９の上記連結ロッド６０と反対側には、上記ブレーキペダル３３の入切を検出するブレーキペダルスイッチ（ブレーキ検出手段）６６が配設されている。上記ブレーキペダル３３を踏み込み操作すると、ブレーキ６５が操作されて上記前輪１１及び後輪１２を制動すると共に、上記プレート５９が上記ブレーキペダルスイッチ６６を押圧して、上記ブレーキペダルスイッチ６６が入状態を検出する。

上記田植機１０は、図５に示すように、ＣＰＵ，ＲＯＭ，ＲＡＭ等からなるマイコンから構成される制御部６７を備えており、該制御部６７の入力側には、上記運転操作部３５に配置されて、上記植付作業機１７への動力を断接及び上述の上記植付作業機１７の水平制御や苗切れの警報等を入切する作業機準備スイッチ６９と、上記副変速レバー３１の路上速又は作業速位置を検出する副変速検出スイッチ７０と、上記変速レバーポテンショ５５と、上記ブレーキペダルスイッチ６６と、等が接続されている。上記制御部６７の出力側には、上記主動力モータ３７と、上記油圧ポンプ駆動用モータ３９と、等が接続されている。

上記制御部６７は、それぞれ後述の条件（フロー）のもとで、上記変速レバーポテンショ５５の検出位置に拘らず上記主動力モータ３７を停止させるモータ停止手段７１と、上記主動力モータ３７を上記変速レバーで設定した所定速度まで徐々に増速させる自動増速手段７２と、上記モータ停止手段７１による上記主動力モータ３７の停止を解除するモータ停止解除手段７３と、上記植付作業機１７による植付作業を許容する植付許可手段７５と、を有している。該植付許可手段７５は、上記作業機準備スイッチ６９が入状態、かつ上記副変速検出スイッチ７０が、上記副変速レバー３１が作業速側（入状態とする）にあることを検出した時、上記植付作業機１７による植付作業を許容する。

なお、上記植付許可手段７５は、上記作業機準備スイッチ６９又は上記副変速検出スイッチ７０の少なくとも一方が入状態にあれば、上記植付作業機１７による植付作業を許容しても良く、別途、専用の切替操作具を設けて、該切替操作具が入状態であれば上記植付作業機１７による植付作業を許容するようにしてもよい。

次に、本実施の形態における田植機１０の主動力モータ３７の出力制御を、図６のフローチャートに基づいて説明する。なお、以下の制御は、後述するステップＳ３，Ｓ１１及びステップＳ１２以外においては、上記変速レバー３０が上記走行位置にある場合における制御である。

まず、ステップＳ１では、上記変速レバーポテンショ５５によって上記主変速レバー３０の位置を検出して読み込む。次いで、ステップＳ２では、上記ブレーキペダル３３が踏み込み操作されて上記ブレーキペダルスイッチ６６が入状態（ＯＮ）に入力されたかを判断し、入状態に入力されればステップＳ３へ進む。なお、上記ステップＳ２においては、上記ブレーキペダルスイッチ６６が入状態に入力操作された瞬間を判断し、上記ブレーキペダルスイッチ６６が入状態にあることを判断するわけではない。ステップＳ３では、上記モータ停止手段７１によって、上記主動力モータ３７の停止制御が行われると共に、モータ駆動規制フラグがセットされる。そしてステップＳ１に戻る（復帰）。すなわち、上記ステップＳ２で上記ブレーキ６５が入状態となることで、上記主動力モータ３７は停止する。

ステップＳ２で上記ブレーキペダルスイッチ６６が入状態に入力されなかった場合には、ステップＳ４へ進む。ステップＳ４では、上記ブレーキペダルスイッチ６６が入状態（ＯＮ）から切状態（ＯＦＦ）に入力されたかを判断し、上記ブレーキペダルスイッチ６６が入状態から切状態に入力されればステップＳ５に進む。なお、ステップＳ５に進んだ場合、上記ブレーキペダルスイッチ６６は必ず一度入状態となるので、ステップＳ１，ステップＳ２，ステップＳ３の順路を通ってきたことを意味する。ステップＳ５では、上記植付許可手段７５が、上記植付作業機１７による植付作業を許容する状態（植付作業モードとする）にあるか否かを判断し、植付作業モードでなければ、ステップＳ１へ戻る。また、ステップＳ５において植付作業モードであればステップＳ６へと進み、ステップＳ６では、自動増速フラグがセットされると共に、上記自動増速手段７２によって、上記主動力モータ３７の出力が徐々に上昇して上記田植機１０の走行速度が漸増する自動増速制御が開始される。そしてステップＳ１へと戻る。

ステップＳ４において上記ブレーキペダルスイッチ６６を入状態から切状態に入力しない場合には、ステップＳ７へと進む。ステップＳ７では、自動増速フラグがセットされているか否かを判断し、自動増速フラグがセットされている場合には、ステップＳ８へと進む。上記ステップＳ８では、上述したように上記主動力モータ３７の信号や電圧から該主動力モータ３７の現在の回転数・走行速度を算出し、該走行速度がステップＳ１において読み込んだ主変速レバー３０の位置で設定された所定走行速度に達したか否かを判断する。上記所定走行速度に達した場合にはステップＳ９へと進む。上記所定走行速度に達しない場合には、ステップＳ８からステップＳ１へ戻り、上記自動増速制御によって徐々に上がっていく速度が、設定した速度に達するまで、ステップＳ１，ステップＳ２，ステップＳ４，ステップＳ７，ステップＳ８，そしてステップＳ１という経路を繰り返す。ステップＳ８で現在の走行速度が上記主変速レバー３０で設定した所定走行速度に達すると、ステップＳ９に進み、ステップＳ９で自動増速制御が終了すると共に、自動増速フラグがリセットされる。そしてステップＳ１へ戻る。

すなわち、上記植付作業モードの場合には、一度上記ブレーキペダル３３を踏み込んで（Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３）、その後上記ブレーキペダル３３を解除する（Ｓ１、Ｓ２、Ｓ４、Ｓ５）と、主動力モータ３７の出力を徐々に増速していく自動増速制御（Ｓ６）となる。該自動増速制御は、上記主変速レバー３０及び副変速レバー３１で予め設定した所定走行速度になるまで続き（Ｓ１、Ｓ２、Ｓ４、Ｓ７、Ｓ８、Ｓ１、…）、該所定走行速度になる（Ｓ１、Ｓ２、Ｓ４、Ｓ７、Ｓ８、Ｓ９）と、上記自動増速制御が解除される。このように制御された主動力モータ３７の出力は、図７で模式的に示され、上記変速レバー３０を操作せずに上記主変速レバー３０で設定した所定走行速度まで自動増速制御を行うので、急発進を防止すると共に、オペレータは植付作業に専念することができ、植付作業中の圃場走行に好適である。

ステップＳ５で上記植付作業モードではなく、ステップＳ６を通過せずにステップＳ７まで進むと、自動増速フラグがセットされてないため、ステップＳ７からステップＳ１０へと進む。ステップＳ１０では、ステップＳ３におけるモータ駆動規制フラグがセットされているか否かが判断され、セットされている場合にはステップＳ１１へと進む。ステップＳ１１では、上記主変速レバー３０の位置が中立位置Ｎにあるか否かが判断され、中立位置Ｎにある場合には、ステップＳ１２へ進み、上記モータ停止解除手段７３によってモータ駆動規制フラグがリセットされ、ステップＳ１へ戻る。ステップＳ１１において主変速レバー３０が中立位置Ｎにない場合には、ステップＳ１へと戻る。

ステップＳ１２からステップＳ１へ戻るルートへ進んだ場合には、モータ駆動規制フラグがリセットされたため、ステップＳ１０からステップＳ１３へと進み、上記主変速レバー３０の位置に合わせて上記主動力モータ３７を出力制御する。

すなわち、上記植付作業モードではない場合には、一度上記ブレーキペダル３３を踏み込むと（Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３）、上記主変速レバー３０を中立位置に設定しない（Ｓ１、Ｓ２、Ｓ４、Ｓ７、Ｓ１０、Ｓ１１、Ｓ１、…）限り、上記モータ停止解除手段７３によって上記主動力モータ３７の停止を解除して（Ｓ１２）、再度、上記変速レバー３０の操作により上記主動力モータ３７を操作可能にして加速する（Ｓ１、Ｓ２、Ｓ４、Ｓ７、Ｓ１０、Ｓ１１、Ｓ１２）ことはできない。このようなモータ駆動制御は、上記植付作業モード以外の、特に路上走行において好適である。

なお、上記植付作業モード以外の場合には、上述したモータ停止解除手段７３による制御に限らず、どのような制御を行なっても良い。

また、本発明は、上記実施の形態の田植機以外に、野菜移植機やイ草移植機等の様々な移植機に適用できる。

１０田植機
１１，１２走行車輪
１３走行機体
１７植付作業機
３０変速レバー（主変速レバー）
３３ブレーキペダル
３７電動モータ（主動力モータ）
５５変速レバー検出手段（変速レバーポテンショ）
６５ブレーキ
６６ブレーキ検出手段（ブレーキペダルスイッチ）
６７制御部
７０副変速検出スイッチ
７１モータ停止手段
７２自動増速手段
７３モータ停止解除手段

Claims

走行車輪に支持される走行機体と、前記走行車輪を駆動させる電動モータと、前記走行機体に昇降自在に支持される植付作業機と、を備えた田植機において、
変速レバーのレバー位置を検出する変速レバー検出手段と、
ブレーキの入切を検出するブレーキ検出手段と、
前記植付作業機による植付作業を許容する植付許可手段と、
前記変速レバー検出手段の検出位置に拘らず、前記ブレーキ検出手段が入状態の際に、前記電動モータを停止させるモータ停止手段と、
前記変速レバー検出手段が走行位置を検出した状態で、前記ブレーキ検出手段が入状態から切状態になり、かつ植付許可手段が植付作業を許容する状態にある場合、前記電動モータの出力を前記変速レバー検出手段が検出した所定走行速度まで徐々に増速させる自動増速手段と、を備えてなる、
ことを特徴とする田植機。
前記変速レバー検出手段が非走行位置を検出した状態で、前記ブレーキ検出手段が入状態から切状態になり、かつ前記植付許可手段が植付作業を許容しない状態にある場合、前記モータ停止手段による前記電動モータの停止を解除して、前記変速レバーの操作により前記電動モータを操作可能にするモータ停止解除手段を備えてなる、
請求項１記載の田植機。