JP4507427B2 - 乗用管理機の薬液散布制御装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、乗用管理機の薬液散布制御装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
乗用管理機は、後部に作業機を取り付けたり、防除専用機として広く使用されている。
この防除専用機として使用される乗用管理機の場合、機体の前方に薬液散布用のブームを取り付けている。このブームは通常、左側方、中央及び右側方の３つのブームからなり、各ブームには等間隔で薬液を吐出するノズルが設けられており、３つのブームを幅方向に一直線に伸ばして例えば８ｍ、１０ｍといった範囲を一度に薬液散布できるようになっている。また、この３つのブームのうち、中央のブームは機体の前方に固定されているが、左側方と右側方のブームは非作業時に機体の横方向に伸びたままだと邪魔になり、また隣接する他人の畑等に薬液を散布しないようにするため、それぞれ機体の側方に折り畳んで収納できるようにしている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
従来の乗用管理機による薬液散布は、散布密度を一定にするため、車速が速くなると散布量を多くし、車速が遅くなると散布量を少なくする散布流量制御を行っている。
しかし、傾斜地等での作業の場合、機体が傾くことによって左右の側方ブームのうち一方のブームは地面に接近し、他方のブームは地面から離れるような事態が発生する。したがって、各ブームからの散布量を一定にしておくと、一方のブームからは作物により多くの薬液が散布されるが、他方のブームからは作物に少なめの薬液が散布されることになり、散布むらが生じてしまう。
【０００４】
本発明は、このような従来の種々の問題点に鑑みなされたものであって、その目的とするところは、傾斜地等での作業にも対応できる乗用管理機の薬液散布制御装置を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
かかる目的は、請求項１の発明によれば、前後輪が略同径で、前後輪が独立駆動で、且つ前後４輪操舵を可能とし、機体の前方に薬液散布用の左側方、中央及び右側方の３つのブームから成り且つ左側方及び右側方のブームは夫々機体の側方に収納可能に構成してなるブームを備えた乗用管理機の薬液散布制御装置であって、前記ブームの角度に応じて散布圧力設定値を複数設定して設け、左右側方ブームの傾きに基づき散布圧力を変更設定することによって達成される。
前記ブームの角度は、地面に対する平行からのずれの大きさ或いは正面視に対する上下の角度である。
【０００６】
【発明の実施の形態】
以下に、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。
図１は本発明に係わる乗用管理機の全体側面図、図２はその平面図である。
図１及び図２に示すように、本発明に係わる乗用管理機１は、前後輪２、３が略同径で、前後輪２、３が独立駆動で、且つ前後４輪操舵を可能としている。また、運転席には操舵ハンドル５、計器盤６、シート８等を備え、運転席の右側方には防除機用の操作部７を備えている。また、シート８の回りをコ字状に取り囲むようにしてフロア上に防除タンク９を配置し、シート８下方のフロア面上に防除ポンプ１０を設置している。また、機体前部のボンネット４内にエンジンを搭載し、デッキ下部にはミッション部等を配設している。さらに、本乗用管理機１は防除専用機として構成され、機体の前部には、前リンク１４、左右の側方リンク１５及び後リンク１６より構成されたリンク枠を介して中央ブーム１１と左側方及び右側方の各ブーム１２ａ，１２ｂを取り付けている。このうち、中央のブーム１１は上記リンク枠を介して上下位置のみ変更可能になっているが、左側方及び右側方の各ブーム１２ａ，１２ｂは上下位置だけでなく、一直線状に伸ばした状態（開いた状態）と機体の側方にやや斜め上方へ向けて折り畳んで収納した状態（閉じた状態）とに切換え可能に構成されている。そして、このブームの開閉はアクチュエータ１７の作動によって行われる。
また、各ブームの下面には薬液を吐出するノズル１３が等間隔で設けられており、散布量の切換えに対応して孔径の異なる２種類のノズルが左右に隣接して配置されている。
【０００７】
図３は運転席の右側方に設けた上記操作部７近傍の配置構成を示したものである。
上記操作部７には、ブーム上下スイッチ１９、ブーム開閉スイッチ２０ａ，２０ｂ、防除ポンプ作動スイッチ２１、及び散布コック開閉レバースイッチ２２ａ，２２ｂ，２２ｃの各スイッチが配置されている。
ブーム上下スイッチ１９は、前方に倒すと前記リンク枠を介して中央ブーム１１が上がり、後方に倒すと中央ブーム１１が下がる。左右の側方ブーム１２ａ，１２ｂは中央ブーム１１と一緒に上下動する。
ブーム開閉スイッチ２０ａ，２０ｂは、前方に倒すと側方ブームが開き、後方に倒すと側方ブームが閉じる。なお、左のブーム開閉スイッチ２０ａは左側方ブーム１２ａの開閉を、右のブーム開閉スイッチ２０ｂは右側方ブーム１２ｂの開閉をそれぞれ行う。
【０００８】
防除ポンプ作動スイッチ２１は、手動スイッチであって、押すと防除ポンプ１０の作動がオンになり、もう一度押すとオフになる。
また、散布コック開閉レバースイッチ２２ａ，２２ｂ，２２ｃはそれぞれ左側方、中央及び右側方の各ブームの散布コックの開閉を行うもので、各レバーを前方に倒すと散布コックが開き、後方に倒すと散布コックが閉じる。なお、この散布コックは、左側方、中央及び右側方の各ブームの配管に設けられており、散布コックを開くと薬液が防除ポンプ１０側から各ブームへ流出し、散布コックを閉じると薬液の流出は阻止される。
また、上記操作部７と隣接する傾斜面に操作パネル１８を備えている。この操作パネル１８には、表示部２３、表示切替スイッチ２４、流量、圧力及び累計流量の表示ランプ２５、散布幅スイッチ２６、慣行少量スイッチ２７、自動手動スイッチ２８、流量／圧力増減スイッチ２９，３０、及びリセットスイッチ３１を配置している。
【０００９】
表示切換スイッチ２４は押すと表示ランプ２５のいずれかが点灯し、押す毎に流量、圧力及び累計流量（トータル）をそれぞれ表示する表示ランプ２５が順次繰り返し点灯するとともに、表示部２３にも数値で表示する。散布幅スイッチ２６は、散布幅を例えば８ｍにするのか１０ｍにするのかを選択し、選択した散布幅をその上のランプで表示する。慣行少量スイッチ２７は、散布量を慣行（例えば１００リットル／１０アール）とするのか少量（例えば２５リットル／１０アール）とするのかを選択し、選択した散布量をその上のランプで表示すると共に、表示部２３にも数値で表示する。そして、この数値は次に述べる増減スイッチ２９、３０を操作して変更可能としている。
自動手動スイッチ２８は、自動散布（流量制御）で行うのか手動散布（固定散布量）で行うのかを選択し、自動の場合はその上の自動ランプが点灯する。流量／圧力増減スイッチ２９，３０は、手動及び自動で散布する場合の固定散布量からの増減微調整用である。リセットスイッチ３１は、それまでの累計流量をリセットし、表示部２３での表示を０とし、次にリセットするまで積算して表示する。
【００１０】
図４は本乗用管理機１の制御ブロック図である。
ここで、３２ａは防除制御用のＣＰＵであり、３２ｂは機体制御用のＣＰＵである。防除制御用のＣＰＵ３２ａの入力側には散布選択スイッチ３３、散布量設定スイッチ（上述の慣行少量スイッチのこと）２７、表示切替スイッチ２４、散布幅設定スイッチ２６、表示リセットスイッチ３１、散布量増減スイッチ２９，３０、自動手動スイッチ２８、補正スイッチ３４、ピッチング角センサ３５、薬剤流量センサ３６、及び車速センサ３７を接続し、出力側にはモータ駆動回路３８を介して防除ポンプ１０、流量制御モータリレー３９を介して中央ブーム１１、同じく流量制御モータ３９を介して左側方ブーム１２ａと右側方ブーム１２ｂを接続している。
また、機体制御用のＣＰＵ３２ｂの入力側には前輪操舵角検出センサ４２、後輪操舵角検出センサ４３、前輪操舵モードスイッチ４４、後輪操舵モードスイッチ４５、前後四輪操舵モードスイッチ４６及び自動操舵モードスイッチ４７が接続され、出力側にはソレノイド４１，４８が接続されている。
【００１１】
図５は薬液の流れを示したもので、内部に薬液を収容した防除タンク９から、防除ポンプ１０により、フィルタ５４を通って送り出された薬液は、配管５０と配管４９を通り、途中で三方の配管５１Ｌ，５１Ｃ，５１Ｒに分岐され、それぞれ左側方、中央及び右側方の各ブーム１２ａ，１１，１２ｂに供給される。各配管５１Ｌ，５１Ｃ，５１Ｒには前述の散布コック５６Ｌ，５６Ｃ，５６Ｒと、各ブームの実散布量を測定するセンサ５７Ｌ，５７Ｃ，５７Ｒとを設けている。また、各ブームへ供給する薬液流量は流量調整アクチュエータ５５によって行う。なお、上記防除ポンプ１０から出た薬液の一部は、攪拌ノズル６０より攪拌水として防除タンク９底部へ還元され、水溶液底部に沈下する薬剤を攪拌し混合する。５８はエアチャンバ、５９は安全弁であり配管５０内の圧力が例えば３５ｋｇ／ｃｍ２以上になると、オーバーした圧力分の液量を配管５２を経て防除タンク９へ逃がして、配管５０内を所定圧に保つ。
【００１２】
乗用管理機１による薬液散布は、通常は前記慣行少量スイッチ２７によって設定された散布量において散布密度を一定にするため、車速が速くなると散布量を多くし、車速が遅くなると散布量を少なくする散布流量制御を行っている。車速は前記車速センサ３７によって検出され、その検出値に応じて前記流量制御モータリレー３９による流量調整アクチュエータ５５の作動により散布流量を制御する。
しかるに、車速センサ３７の破損等の故障が発生したときは、一定散布圧力で散布を行う制御に切り換える。すなわち、図６のフローチャートに示すように、車速センサ値を読み込み、車速センサの異常が認められないときは通常の車速センサ値に基づく流量制御を行うが（ステップ１〜３）、車速センサの異常が認められたときは一定散布圧力で散布を行う（ステップ４）。例えば、前述の散布量設定スイッチ２７によって散布量を慣行（１００リットル／１０アール）に設定してある場合は、２５ｋｇ／平方センチメートルの一定圧力で散布を行い、少量（２５リットル／１０アール）に設定してある場合は、１０ｋｇ／平方センチメートルの一定圧力で散布を行う。
このように、車速センサが故障しても一定散布圧力で散布を行う制御に切り換えることによって散布作業を継続することが出来る。
【００１３】
また、傾斜地等でブームが傾いた時、そのときのブームの角度（地面に対する平行からのずれの大きさ或いは正面視に対する上下の角度）に応じて、つまり対地間隙の大小によって散布圧力を変更制御することにより、散布むらを防止することが出来る。
図７は乗用管理機１の正面視で、ブームが傾いた様子を示している。ここでは、左側方のブーム１２ａが下がり、対地間隙が小さくなることでブーム１２ａと作物との間隔が近づく一方で、右側方のブーム１２ｂが上がり、対地間隙が大きくなることでブーム１２ｂと作物との間隔も遠くなる状態を現している。左右の側方ブーム１２ａと１２ｂの散布圧力が同じであれば散布むらを生じるため、ブームの角度に応じて数段の散布圧力設定値を設定しておき、例えば遠くなると圧力を高くし、近くなると圧力を低くする等して、ブーム角度に応じて散布圧力設定を変更することにより上記不具合を防止する。
【００１４】
また、図８は前述の操作パネル１８を拡大して具体的に示している。
ここで、表示ランプについて少し説明を補足すると、前述したように表示切換スイッチ２４を押す毎に流量、圧力及び累計流量（トータル）をそれぞれ表示する表示ランプ２５ａ，２５ｂ，２５ｃが順次繰り返し点灯する。散布幅スイッチ２６で選択した散布幅をその上のランプ２６ａで表示する。慣行少量スイッチ２７で選択した散布量をその上のランプ２７ａで表示する。自動手動スイッチ２８で自動を選択した場合はその上の自動ランプ２８ａが点灯する。
【００１５】
また、リセットスイッチ３１は、すでに述べたように押すとそれまでの累計流量をリセットし、表示部２３での表示を０とし、次にリセットするまで積算して表示する。このように、オペレータがいつでも散布量をチェックできるようにしている。ところで、この散布量は前述の防除制御用ＣＰＵ３２ａに接続した不揮発メモリに記憶させているが、不揮発メモリのデータの書替え可能回数は一般に１０万回程度といわれており、例えば１０秒毎に累計流量の書替えを行っていると、すぐにこの耐用限界を超えてしまって不揮発メモリが使用できなくなってしまう。
そこで、不揮発メモリへのデータ書替えを走行中は行わず、機体の旋回時など車速が規定値（例えば０．２ｍ／秒）以下に減速したときに行うことにより、不揮発メモリの耐用限界を著しく向上させることが可能となる上に、オペレータにとっても何ら不都合は生じない。
【００１６】
また、前述のごとく散布流量制御を行う場合、所定時間の散布量を測定後、設定値と比較し、設定値と測定値との偏差に応じて流量調整アクチュエータ５５による流量調整弁５５ａ（図５参照）の開閉制御を行う。しかるに、この流量調整アクチュエータ５５駆動後に流量変化の応答遅れがあるため、その応答遅れを考慮せずに流量制御を行うと、制御精度の向上が図れない。
そこで、上記流量調整アクチュエータ５５駆動終了後所定時間を経過してから次の散布量測定を行うようにする。すなわち、図９のフローチャートに示すように、所定時間、例えば１秒間の散布量を測定後、設定値と比較する（ステップ５、６）。散布量の測定は、前述の各ブームの配管５１Ｌ，５１Ｃ，５１Ｒに設けた各ブームの実散布量を測定するセンサ５７Ｌ，５７Ｃ，５７Ｒによって行う。次いで、設定値と測定値との偏差に応じて流量調整アクチュエータ５５による流量調整弁５５ａの開閉制御を行う（ステップ７）。そして、流量調整アクチュエータ５５のモータ駆動終了後、所定時間、例えば０．１秒経過後から次の散布量測定を同様にして繰り返す（ステップ８、９）。
このように、流量調整用モータ駆動後の流量変化の応答遅れを考慮した制御を行うことにより流量制御精度の向上を図ることができる。
【００１７】
ところで、上述の流量制御を行う場合、実測散布量が設定値より多いときは、上記流量調整弁５５ａを閉じて防除タンク９への逃がし量を増やして各ブームへの流量を減量するようにするが、流量調整弁５５ａを一旦閉めすぎると、その後開けるときに開動作がスムースに動作しなくなる場合がある。
そこで、上記流量調整弁５５ａの閉位置のリミット量を決め、それを不揮発メモリに記憶させ、そのリミット量を超えない範囲で流量調整弁５５ａを閉じる様な制御を行う。すなわち、図１０のフローチャートに示すように、流量調整弁５５ａの閉位置のリミット量を不揮発メモリから読み出し、流量調整弁５５ａの閉動作を行う場合において、リミットの閉位置にないときは閉動作を行うが、リミット位置にあるときは閉動作を停止しそれ以上閉じないようにする（ステップ１０〜１２、１４、１５）。もちろん、流量調整弁５５ａの閉動作を行わないときは開動作を行うことができる（ステップ１３）。
【００１８】
なお、上記流量調整弁５５ａの手動操作による開閉は次のようにして行う。すなわち、主駆動キー（図示せず）をオンにする前の状態で前記散布幅設定スイッチ２６を押しながら、主駆動キーをオンにしてから散布幅設定スイッチ２６を離す。次いで、前記増スイッチ２９を押して流量調整弁５５ａの閉動作を、減スイッチ３０を押して開動作を行う。もちろん、自動操作で流量調整弁５５ａの開閉も可能である。
このように、流量調整弁５５ａの閉鎖を全閉にはしないように制限することにより、一旦閉めてからその後開けるときの開動作がスムースに動作しなくなるような不具合を防止することが出来る。
【００１９】
【発明の効果】
以上詳細に説明したように、本発明に係る乗用管理機の薬液散布制御装置によれば、散布圧力設定値を複数設定して設け、左右側方ブーム（１２ａ，１２ｂ）の傾きに基づき散布圧力を変更設定することにより、散布むらを解消できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係わる乗用管理機の全体側面図である。
【図２】その平面図である。
【図３】操作部近傍の配置構成図である。
【図４】制御のブロック図である。
【図５】薬液の流れ配置図である。
【図６】本発明に係る制御のフローチャートである。
【図７】機体の正面図である。
【図８】操作パネルの配置図である。
【図９】本発明に係る制御のフローチャートである。
【図１０】本発明に係る制御のフローチャートである。
【符号の説明】
１ 乗用管理機
前後輪
７ 操作部
９ 防除タンク
１０ 防除ポンプ
１１ 中央ブーム
１２ａ，１２ｂ 左右の側方ブーム
１８ 操作パネル

Claims (1)

1. 前後輪（２，３）が略同径で、前後輪（２，３）が独立駆動で、且つ前後４輪操舵を可能とし、機体の前方に薬液散布用の左側方、中央及び右側方の３つのブーム（１１，１２ａ，１２ｂ）から成り且つ左側方及び右側方のブーム（１２ａ，１２ｂ）は夫々機体の側方に収納可能に構成してなるブームを備えた乗用管理機の薬液散布制御装置であって、
   ブーム（１１，１２ａ，１２ｂ）の角度に応じ散布圧力設定値を複数設定して設け、左右側方ブーム（１２ａ，１２ｂ）の傾きに基づき散布圧力を変更設定することを特徴とする乗用管理機における薬液散布制御装置。

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