JP7098542B2 - 圃場作業機 - Google Patents

Description

本発明は、圃場に農用資材を供給する供給部を備える圃場作業機に関する。

従来から、肥料等の農用資材を圃場に供給する供給部を備え、この供給部を、圃場作業機の車体の走行とは独立して駆動可能な構成が知られている。この種の圃場作業機は、例えば特許文献１に記載されている。

特許文献１において、田植機に取り付けられる施肥機は、粒状の肥料を繰り出す繰出部と、繰出部を駆動する電動モータと、を備える。この電動モータは、作業車両の動力の起動／停止によらずに単独で制御可能に構成されている。

特許文献１の田植機は、植付駆動伝動軸を備える。植付駆動伝動軸には、ミッションケースからの動力が伝達されており、植付部は車体の走行速度に応じた速度で駆動される。特許文献１では、植付駆動伝動軸の回転速度を回転センサによって検出し、この検出結果から得られた回転速度が速くなるのに応じて、電動モータが施肥機を駆動する速度が速くなるように電動モータの回転速度を制御する。特許文献１は、これにより、車体の走行速度にかかわらず肥料を均一に撒くことができるとする。

特許第６２３９４６４号公報

しかし、上記特許文献１の構成では、実際に車体の走行速度が変化しないと、施肥量を調整する電動モータに対して回転速度の変更制御を行うことが出来ない。

電動モータに対して回転速度の変更を指示してから当該回転速度が実現されるまでは、ある程度の時間を要することが避けられない（電動モータによる応答遅れ）。また、繰出部から繰り出された肥料は、施肥機のホースを経由してから撒かれるため、地面に肥料が撒かれる単位時間当たりの量が意図したものとなるまでは、更に時間を要することになる（ホースによる応答遅れ）。

電動モータによる応答遅れ及びホースによる応答遅れにより、田植機の発進時には、車体が発進しているにもかかわらず肥料の散布がすぐには開始されず、発進場所から車体が少し進んでから肥料が撒かれることとなっていた。また、田植機の停止時には、機体が停止しているにもかかわらず肥料の散布がすぐには停止されず、停止場所に肥料が大量に撒かれることとなっていた。特に、急発進、急停止時には、そのような撒きムラが目立つことが多かった。

よって、苗の植付作業と同時に施肥作業をするような場合には、発進時にわずかなタイミングで施肥機の駆動が間に合わず、苗が植えられているのに施肥が実質的に行われない場所が生じ、改善が望まれていた。

本発明は以上の事情に鑑みてされたものであり、その目的は、車体の発進時において、農用資材の供給開始のタイムラグを抑制することにある。

課題を解決するための手段及び効果

本発明の解決しようとする課題は以上の如くであり、次にこの課題を解決するための手段とその効果を説明する。

本発明の観点によれば、以下の構成の圃場作業機が提供される。即ち、この圃場作業機は、車体部と、走行操作部材と、作業部と、供給部と、を備える。前記車体部は、圃場を走行可能である。前記走行操作部材は、前記車体部の走行速度を指示するために操作される。前記作業部は、圃場に対して作業を行う。前記供給部は、圃場に農用資材を供給する。前記作業部は、前記車体部の走行開始に連動して駆動を開始する。前記供給部は、前記車体部の走行開始を指示する前記走行操作部材の操作に連動して駆動を開始する。駆動開始後の前記供給部の駆動速度は、前記走行操作部材の操作位置に応じた速度となる。前記作業部は、前記車体部の走行停止に連動して駆動を停止する。前記供給部は、前記車体部の走行停止を指示する前記走行操作部材の操作に連動して駆動を停止する。前記供給部は、操作部材連動モードと、車速連動モードと、を切替可能である。前記操作部材連動モードは、前記走行操作部材の操作位置に連動して駆動速度を変更する。前記車速連動モードは、前記車体部の走行速度に連動して駆動速度を変更する。前記供給部は、前記車速連動モードから前記操作部材連動モードに、農用資材を供給しながら切替可能である。

これにより、走行操作部材によって車体部の走行開始が指示されてから車体部が走行を実際に開始するまでのタイムラグを利用して、車体部の走行開始（作業部の作業開始）から農用資材の供給開始までの実質的なタイムラグを減らすことができる。また、走行操作部材によって車体部の走行停止が指示されてから車体部が走行を実際に停止するまでのタイムラグを利用して、車体部の走行停止（作業部の作業停止）から農用資材の供給停止までの実質的なタイムラグを減らすことができる。そして、走行停止の直前では走行操作部材の操作に連動して農用資材の供給速度を制御することで、農用資材の供給停止のタイムラグを実質的に抑制することができる。一方、車体部の走行が停止するよりも十分に前のタイミングでは、車速に連動して農用資材の供給速度を制御することで、安定した農用資材の供給を実現することができる。

前記の圃場作業機においては、以下の構成とすることが好ましい。即ち、前記供給部は、操作部材連動モードと、車速連動モードと、を切替可能である。前記操作部材連動モードは、前記走行操作部材の操作位置に連動して駆動速度を変更する。前記車速連動モードは、前記車体部の走行速度に連動して駆動速度を変更する。前記供給部は、前記操作部材連動モードから前記車速連動モードに、農用資材を供給しながら切替可能である。

これにより、走行開始の当初は走行操作部材の操作に連動して農用資材の供給速度を制御することで、農用資材の供給開始のタイムラグを実質的に抑制することができる。一方、車体部の走行開始の時点から十分に時間が経過したタイミングでは、車速に連動して農用資材の供給速度を制御することで、安定した農用資材の供給を実現することができる。

前記の圃場作業機においては、前記供給部は、前記走行操作部材の操作により前記車体部の走行開始が指示されてからの前記車体部の走行距離が閾値以上になった場合に、前記操作部材連動モードから前記車速連動モードに切り替えられることが好ましい。

これにより、制御を自然に切り替えることができる。

前記の圃場作業機においては、前記供給部は、前記走行操作部材が走行停止側へ単位時間当たり所定以上の操作量で操作された場合に、前記車速連動モードから前記操作部材連動モードに切り替えられることが好ましい。

これにより、急停止操作がされた場合の施肥の停止の遅れを確実に抑制することができる。

本発明の一実施形態に係る田植機の全体的な構成を示す側面図。 田植機における動力伝達を示すスケルトン図。 植付部及び施肥機における動力伝達を示すスケルトン図。 田植機及び施肥機の機能ブロック図。 植付タイミングと施肥タイミングの関係を、従来技術と本実施形態とで比較して示す図。 施肥機の電動モータの回転速度制御を説明するフローチャート。 変速ペダルの踏込量と車体部の速度の関係を測定した実験結果を示すグラフ。

次に、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。図１は、本発明の一実施形態に係る田植機１の全体的な構成を示す側面図である。

図１に示すように、本実施形態の田植機（圃場作業機）１は、車体部５と、前輪１２と、後輪１３と、エンジン１０と、ミッションケース２３と、運転座席２５と、操舵ハンドル２６と、変速ペダル（走行操作部材）２７と、植付部（作業部）１４と、施肥機（供給部）８と、を備える。

車体部５は、田植機１の走行機体として構成されている。車体部５は、エンジン１０の動力によって圃場を走行可能である。

前輪１２及び後輪１３は、車体部５を支持する。前輪１２及び後輪１３は、それぞれ車体部５に対して左右１対で設けられている。

エンジン１０は、田植機１の動力源として機能する。エンジン１０は、車体部５の前部に支持されている。

ミッションケース２３は、エンジン１０の動力を変速する。ミッションケース２３は、車体部５の下部に取り付けられている。

エンジン１０の動力は、ミッションケース２３により変速されて、前輪１２及び後輪１３に伝達される。また、エンジン１０の動力は、ミッションケース２３と、車体部５の後部に配置されたＰＴＯ軸２４と、を介して、植付部１４に伝達される。

運転座席２５には、オペレータが座ることができる。運転座席２５は、車体部５の前後方向において前輪１２と後輪１３の間に配置されている。

操舵ハンドル２６は、運転座席２５の前方に配置されたステアリングコラムに取り付けられている。オペレータが操舵ハンドル２６を手で握って回すことで、車体部５の直進／旋回を指示することができる。

変速ペダル２７は、運転座席２５の前側の床から上方に突出するように配置されている。変速ペダル２７は、車体部５の適宜の箇所に回転可能に支持されている。オペレータが変速ペダル２７を踏むことで、変速ペダル２７を操作することができる。変速ペダル２７には、オペレータが踏込みを解除したときに当該変速ペダル２７を戻すための図略の戻しバネが取り付けられている。

オペレータが変速ペダル２７を足で踏み込むことで、車体部５の走行を指示することができる。オペレータが変速ペダル２７を足で踏み込む深さを変更することで、車体部５の加速／減速を指示することができる。一方、オペレータが変速ペダル２７から足を離すことで、田植機１の走行停止を指示することができる。

変速ペダル２７の適宜の場所には、変速ペダル２７の操作位置を検出可能なペダルセンサ（操作位置検出センサ）２８が取り付けられている。ペダルセンサ２８は、例えばポテンショメータとして構成することができる。

植付部１４は、車体部５の後方に配置されている。植付部１４は、苗を圃場に対して植え付ける作業を行う。植付部１４は、昇降リンク機構３１を介して車体部５に連結されている。

車体部５には、昇降シリンダ１７が配置されている。昇降シリンダ１７が伸縮駆動することにより、植付部１４を車体部５に対して上下に昇降させることができる。ただし、シリンダ以外のアクチュエータにより植付部１４を昇降させてもよい。植付部１４を下降させると、後述の植付爪４５が苗を圃場に植え付けることができる状態になる。

植付部１４は、植付入力ケース部４０と、複数の植付ユニット３４と、苗載台３５と、複数のフロート３６と、を備えている。植付部１４は、各植付ユニット３４に対して苗を苗載台３５から順次供給し、苗の植付けを連続的に行うことができる。

各植付ユニット３４は、植付伝動ケース部４１と、回転ケース部４２と、を備える。植付伝動ケース部４１には、ＰＴＯ軸２４及び植付入力ケース部４０を介して動力が伝達される。

回転ケース部４２は、植付伝動ケース部４１に回転可能に取り付けられている。回転ケース部４２は、植付伝動ケース部４１の車幅方向の両側に配置されている。各回転ケース部４２の一側には、２つの植付爪４５が取り付けられている。

２つの植付爪４５は、回転ケース部４２の回転に伴い変位する。２つの植付爪４５が変位することにより、１条分の苗の植付が行われる。

苗載台３５は、複数の植付ユニット３４の前上方に配置されている。苗載台３５には、苗マットを載置することができる。苗載台３５は、当該苗載台３５に載置された苗マットの苗を各植付ユニット３４に対して供給することができる。

具体的には、苗載台３５は、車幅方向に往復するように横送り移動可能（横方向にスライド可能）に構成されている。また、苗載台３５は、当該苗載台３５の往復移動端で苗マットを間欠的に下方に縦送り搬送可能に構成されている。

フロート３６は、植付部１４の下部に揺動可能に設けられている。フロート３６は、植付部１４の植付姿勢を圃場表面に対して安定させるために、当該フロート３６の下面を圃場表面に接触させることができる。

フロート３６には、フロート３６の姿勢を検出するフロートセンサ３７が設けられている。フロートセンサ３７は、例えばポテンショメータとして構成することができる。フロートセンサ３７の検出結果は、植付部１４が上昇しているか下降しているかを判定するために用いることもできる。

続いて、本実施形態の田植機１における駆動伝達経路について、図２を参照して説明する。図２は、田植機１の動力伝達構成を示すスケルトン図である。

図２に示すように、エンジン１０の駆動力は、駆動伝達ベルト７０を介して、ミッションケース２３に入力される。ミッションケース２３の内部には油圧機械式無段変速機（ＨＭＴ）３が設けられており、この油圧機械式無段変速機３によってエンジン１０の駆動力が無段変速される。詳細は後述するが、油圧機械式無段変速機３の変速比は、オペレータが変速ペダル２７を操作することにより変更することができる。

油圧機械式無段変速機３の出力は、ミッションケース２３から取り出されて前輪１２及び後輪１３に伝達される。これにより、前輪１２及び後輪１３が駆動される。

油圧機械式無段変速機３の出力は、ミッションケース２３から取り出されて、植付駆動伝動軸８１、植付変速部８２を介してＰＴＯ軸２４に伝達される。このＰＴＯ軸２４の駆動力によって、図１及び図３に示す植付部１４が駆動される。

ＰＴＯ軸２４の動力は、図３に示すように、植付部１４の植付入力ケース部４０に入力される。植付入力ケース部４０に入力された駆動力は、複数の伝動シャフト及び複数の伝動ギア等を介して、回転ケース部４２の駆動軸まで伝達される。

以上の構成により、回転ケース部４２を回転駆動することができるので、ロータリ式植付装置として構成された植付ユニット３４による苗の植付けを行うことができる。

上述したように、回転ケース部４２の駆動軸に入力される駆動力は、ミッションケース２３内の油圧機械式無段変速機３によって、変速ペダル２７の操作量に応じて変速される。一方、車体部５の走行速度も、油圧機械式無段変速機３によって、変速ペダル２７の操作量に応じて変速される。従って、回転ケース部４２の回転速度（ひいては、植付部１４の植付速度）は、車体部５の走行速度に応じて変化する。詳細にいえば、車体部５を高速で走行させると回転ケース部４２の回転周期は短くなり、低速で走行させると回転ケース部４２の回転周期は長くなる。これにより、車体部５の走行速度にかかわらず、苗が植え付けられる場所の間隔を一定にすることができる。

図２に示すように、植付変速部８２には、複数のギアからなる変速装置が設けられている。この変速装置により、植付部１４の回転ケース部４２を回転駆動する速度を変速することができる。これにより、植付部１４が圃場に苗を植え付ける間隔（苗と苗との間の距離）を変更することができる。

植付変速部８２には、植付クラッチ８３が配置されている。この植付クラッチ８３を切断することにより、植付部１４の駆動を停止することができる。植付クラッチ８３の接続／切断は、オペレータが図略の植付クラッチ操作レバーを操作することによって切り換えることができる。また、植付クラッチ８３は、田植機１の車体部５や植付部１４の動作を制御する図示しないコントローラによっても切換可能になっている。

前輪１２の車軸には、車速センサ１９が設けられている。車速センサ１９は、車軸の回転を検出することで、田植機１の車速を検出することができる。ただし、車速センサ１９は、田植機１の他の適宜の位置に設けることもできる。

植付クラッチ８３には、植付クラッチ８３の接続／切断を検出可能な植付クラッチセンサ８５が設けられる。

次に、本実施形態の田植機１が備える施肥機８について、詳細に説明する。

図１に示すように、施肥機８は、ホッパ７１と、繰出部７２と、電動モータ７５と、搬送ホース７６と、ブロア７７と、作溝器７８と、を備える。

ホッパ７１は、図１に示すように、車体部５の前後方向において運転座席２５と苗載台３５の間の位置に配置されている。ホッパ７１には、適宜の量の粒状の肥料（農用資材）を貯留することができる。

繰出部７２は、ホッパ７１の下部に接続されている。繰出部７２は、ホッパ７１から供給された肥料を少量ずつ下方に繰り出すことができる。

繰出部７２の内部には、肥料が通過可能な図略の経路が形成されている。この経路には、円板状の繰出板７３が配置されている。この繰出板７３には、少量の肥料を収容可能な図略の繰出凹部が複数形成されている。繰出板７３を回転させることで、繰出凹部に収容された肥料を経路の下流に繰り出すことができる。

電動モータ７５は、施肥機８の適宜の位置に取り付けられている。電動モータ７５は、繰出部７２の繰出板７３を回転させる駆動源として機能する。

搬送ホース７６は、繰出部７２に形成される肥料の経路の下流側に接続されている。搬送ホース７６は、可撓性を有する細長いチューブ状の部材である。搬送ホース７６において、繰出部７２と接続される側と反対側の端部には、後述の作溝器７８が接続される。搬送ホース７６の内部空間を介して、繰出部７２の肥料を作溝器７８へ送ることができる。

ブロア７７は、繰出部７２に近接した適宜の位置に配置されている。ブロア７７は、空気流を生成して、繰出部７２における肥料の経路の適宜の位置から吹き込む。この空気流は、繰出部７２の下流部の肥料を、搬送ホース７６を通じて作溝器７８へ搬送するために用いられる。

作溝器７８は、植付部１４の下部に配置されている。作溝器７８は地面に近接させて配置されており、圃場に溝を形成することができる。図示しないが、作溝器７８には肥料の散布口が形成されている。搬送ホース７６を通って搬送された肥料は、散布口を介して、作溝器７８が形成した溝に落下する。

以上のように構成された施肥機８により、ホッパ７１内の肥料を繰出部７２によって所定量ずつ繰り出して、地面まで搬送して作溝器７８から散布することができる。

本実施形態の田植機１では、施肥機８を駆動するための専用の駆動源として、電動モータ７５を設けている。電動モータ７５はエンジン１０とは独立して制御可能であるから、施肥機８を停止するためには、電動モータ７５を停止すれば良い。従って、本実施形態では、施肥機８をエンジンから切り離して停止させるためのクラッチは不要である。

なお、本実施形態の田植機は４条植えであるから、本実施形態の施肥機８は、４条分の肥料を同時に散布できるように、４つの繰出部７２を、それぞれ車体部５の左右方向に並べて設けている（図３を参照）。４つの繰出部７２には、１つの電動モータ７５の駆動力が分配されて伝達される。

次に、施肥機８の繰出部７２（即ち、繰出板７３）を駆動する電動モータ７５の制御について、図４を主に参照して説明する。図４は、田植機１及び施肥機８の制御ブロック図である。

図４に示すように、田植機１は、走行制御部１００を備える。走行制御部１００は、例えばＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ等からなるコンピュータとして構成されている。走行制御部１００は、車体部５の走行車速等を制御することができる。

田植機１は、電動モータ７５を制御する繰出制御部６０を備える。この繰出制御部６０は、田植機１の車体部５や植付部１４等と連動して電動モータ７５を制御することができる。

変速ペダル２７の操作位置を検出するペダルセンサ２８は、走行制御部１００に電気的に接続されるとともに、繰出制御部６０にも電気的に接続される。

運転座席２５の近傍には、最高車速ダイアル９６が設けられている。最高車速ダイアル９６では、オペレータが変速ペダル２７を最も踏み込んだ際の車速、即ち変速ペダルの最大位置での車速を設定する。最高車速ダイアル９６は、走行制御部１００に電気的に接続されるとともに、繰出制御部６０にも電気的に接続される。

ミッションケース２３には、図略の変速入力レバーが回転可能に設けられている。変速入力レバーを回転させることで、ミッションケース２３が備える油圧機械式無段変速機３の変速比を指示することができる。

車体部５には、サーボモータ１０５が設けられている。このサーボモータ１０５は、ミッションケース２３が備える変速入力レバーを回転させることができる。サーボモータ１０５は、走行制御部１００に電気的に接続されている。

運転座席２５の近傍には、例えばレバー等からなる車速固定手段９７が設けられる。車速固定手段９７は、オペレータが変速ペダル２７を踏み込まない場合の走行速度の固定あるいは解除を設定することができる。これにより、オペレータが変速ペダル２７を操作しない場合であっても、所定の走行速度を得ることができる。ここで、所定の走行速度とは、例えば、圃場作業に適した速度である。車速固定手段９７によって走行速度が固定されている状態で、オペレータによって変速ペダル２７が操作された場合は、車速固定手段９７は強制的に解除される。

車速固定手段９７には、当該車速固定手段９７の操作を検出する車速固定手段センサ９８が取り付けられている。車速固定手段センサ９８は、走行制御部１００に電気的に接続されるとともに、繰出制御部６０にも電気的に接続される。

走行制御部１００は、ペダルセンサ２８により検出される変速ペダル２７の操作位置、及び、最高車速ダイアル９６の操作位置に基づいて、サーボモータ１０５に制御信号を送信し、ミッションケース２３の変速入力レバーを操作する。また、車速固定手段９７の操作により走行速度の固定が指示された場合は、そのときの変速入力レバーの操作位置を維持するようにサーボモータ１０５を制御する。これにより、オペレータが意図した走行速度を得ることができる。

繰出制御部６０には、車速センサ１９、フロートセンサ３７、及び植付クラッチセンサ８５が電気的に接続される。

田植機１は、施肥機８を操作するための操作パネル（操作部）９０を備えている。この操作パネル９０は、例えば操舵ハンドル２６の近傍に配置することができるが、他の適宜の場所、例えば、ホッパ７１の近傍に配置することもできる。操作パネル９０は、繰出制御部６０に電気的に接続される。

操作パネル９０は、施肥量調整ダイアル９４を備える。オペレータは、施肥量調整ダイアル９４を回転操作することで、施肥機８が散布する肥料の量を調整することができる。

繰出制御部６０は、田植機１が走行しながら苗の植付けを行うのに伴い、電動モータ７５を介して繰出部７２を駆動することで肥料を散布する。

繰出制御部６０は、原則的には、電動モータ７５の回転速度を、車体部５の走行速度（言い換えれば、植付部１４の植付速度）と、施肥量調整ダイアル９４の操作位置と、の双方に連動するように制御する。

上述したように、施肥機８は、ホッパ７１内の肥料を繰出部７２によって所定量ずつ繰り出して、作溝器７８から散布する。そして、繰出部７２が備える繰出板７３が１周回転する毎に繰り出される肥料の量は、上述の繰出凹部の容積と数により定まる。従って、単位時間内に繰出板７３が回転する回数（回転速度）を増加させれば、単位時間内に繰り出される肥料の量を増やすことができる。

一方で、植付部１４にはミッションケース２３からの動力が伝達されるため、その回転速度は、車体部５の走行速度に対応して変化する。植付部１４は、車体部５の走行速度に応じた速度で駆動される。

繰出制御部６０は、植付作業時（ただし、車体部５の発進直後及び停止直前を除く。）においては、車速センサ１９から入力された回転信号に基づいて回転速度を計算して取得し、この回転速度が速くなるのに応じて施肥機８における繰出板７３の回転速度が速くなるように電動モータ７５の回転速度を制御する。これにより、車体部５の走行速度にかかわらず肥料を均一に撒くことができる。

また、繰出制御部６０は、施肥量調整ダイアル９４が施肥量を大きくする側に操作されるのに伴って、施肥機８における繰出板７３の回転速度が速くなるように、電動モータ７５の回転速度を制御する。従って、オペレータは、当該施肥量調整ダイアル９４を回すことで、施肥量の大小を調整することができる。

繰出制御部６０には、植付クラッチセンサ８５の検出結果が入力される。繰出制御部６０は、植付クラッチ８３が切断されている場合には、電動モータ７５を停止させるように制御する。これにより、植付部１４による苗の植付けが行われるときだけ繰出部７２が駆動され、施肥が行われることになる。

そして、繰出制御部６０は、田植機１の発進時及び停止時には、車体部５の走行速度そのものではなく、変速ペダル２７の操作位置に基づいて、施肥機８の電動モータ７５の回転速度を求め、当該回転速度で回転するように電動モータ７５に指示する。

即ち、変速ペダル２７の操作位置と、それによって実現されるべき車体部５の走行速度と、の関係は、予め求めて繰出制御部６０の記憶部に記憶させておくことができる。繰出制御部６０は、上記の関係を参照して、変速ペダル２７から車体部５において実現されるべき走行速度を求め（車体部５の実際の走行速度は問わない）、その走行速度に応じた回転速度を電動モータ７５に指示する。

上述したとおり、電動モータ７５に対して回転数の変更を指示してから、地面に肥料が撒かれる単位時間当たりの量が意図したものとなるまでは、電動モータ７５による応答遅れ、及び、搬送ホース７６による応答遅れにより、ある程度のタイムラグが生じる。

一方で、オペレータが変速ペダル２７の操作位置を変更してから、車体部５の走行速度が意図したものとなるまでは、サーボモータ１０５による応答遅れ、ミッションケース２３（油圧機械式無段変速機３）における油圧の応答遅れ等により、同様にタイムラグが生じる。なお、サーボモータ１０５による応答遅れは、変速ペダル２７の操作によって車体部５が急加速／急減速することを防ぐなど、乗り心地の観点から意図的に設定している。

これを利用して、本実施形態の繰出制御部６０は、田植機１の発進時及び停止時においては、ペダルセンサ２８が検出した変速ペダル２７の操作位置に直接連動するように、電動モータ７５に対して回転速度を指示する。これにより、車体部５の実質的な発進／停止に対する施肥量制御のタイムラグを小さくすることができる。

図５のグラフは、従来技術と本実施形態とで、田植機１の発進時における施肥開始タイミングの違いを模式的に表している。

従来は、施肥のタイムラグΔｔ１は、車体部５の走行開始タイミングを起点として現れていた。従って、車体部５の発進開始（植付け開始）から施肥の開始までに、比較的な大きなタイムラグ（Δｔ１）が生じていた。

一方、本実施形態では、施肥のタイムラグΔｔ１は、車体部５の走行開始のタイムラグΔｔ０と同様に、変速ペダル２７の踏込み開始タイミングを起点として現れる。従って、車体部５の発進開始（植付け開始）と、施肥の開始と、の間のタイムラグを小さくすることができる。

本実施形態では、オペレータが変速ペダル２７を踏み込んで田植機１が発進するのに伴い、変速ペダル２７の操作位置に連動して電動モータ７５の回転速度を制御するモードとなる（ペダル連動モード）。これにより、電動モータ７５が回転を直ちに開始することができる。

車体部５の走行速度及び施肥機８による肥料の供給速度が十分に上昇したタイミングで、繰出制御部６０は、車速センサ１９が検出した車体部５の車速に連動するように、電動モータ７５に対して回転速度を指示するモードとなる（車速連動モード）。このモードでは、変速ペダル２７の操作量の小さな変化によって施肥量が敏感に変動するのを防止できるので、安定した施肥を実現することができる。

田植機１を停止するためにオペレータが変速ペダル２７の踏込みを勢い良く解除した場合（例えば、足を一気に離した場合）、繰出制御部６０は、再びペダル連動モードとなる。これにより、車体部５の停止から施肥停止までの時間を短くすることができる。

上記の制御を実現するために、繰出制御部６０は図４に示すように、作業距離計算部６１と、モード判定部６２と、モータ制御部６３と、を備える。

具体的に説明すると、繰出制御部６０は、例えばＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ等からなるコンピュータとして構成されている。ＲＯＭには、電動モータ７５を制御するためのプログラムが記憶されている。上記のハードウェアとソフトウェアの協働により、繰出制御部６０を、作業距離計算部６１、モード判定部６２及びモータ制御部６３として機能させることができる。

作業距離計算部６１は、植付部１４による苗の植付けが行われながら車体部５が走行した距離を、車速センサ１９、フロートセンサ３７、及び植付クラッチセンサ８５の検出結果に基づいて計算する。

モード判定部６２は、ペダルセンサ２８及び車速センサ１９の検出結果等に基づいて、現在のモードを、ペダル連動モードとするか、車速連動モードとするかを判定する。

モータ制御部６３は、繰出制御部６０の現在のモードに応じて、電動モータ７５の回転速度を制御する。

次に、図６を参照して、繰出制御部６０が行う処理を詳細に説明する。図６は、施肥機８の電動モータ７５の回転速度制御を説明するフローチャートである。

図６の処理がスタートすると、繰出制御部６０のモード判定部６２は先ず、変速ペダル２７がゼロから踏み込まれ始めたか否かを判定する（ステップＳ１０１）。この判定は、現在のペダルセンサ２８の検出値と、所定時間前のタイミングでのペダルセンサ２８の検出値と、を用いて行うことができる。

ステップＳ１０１の判断で、変速ペダル２７がゼロから踏み込まれ始めたと判定した場合、繰出制御部６０のモード判定部６２は、踏み込まれ始めてからの作業距離が所定以内か否かを判定する（ステップＳ１０２）。作業距離は、植付部１４による苗の植付けが行われながら車体部５が走行した距離を意味する。この作業距離は、作業距離計算部６１によって計算される。具体的には、作業距離は、植付けが行われていることを示す所定の条件下で車速センサ１９から得られた走行速度を積分することにより得ることができる。植付けが行われている条件とは、植付クラッチセンサ８５によって植付クラッチ８３の接続状態が検出されていること、かつ、フロートセンサ３７によって植付部１４の下降が検出されていることである。作業距離の判定閾値は任意であるが、例えば２メートルとすることが考えられる。

ステップＳ１０２の判断で、作業距離が所定距離以内であった場合、モード判定部６２は、繰出制御部６０をペダル連動モードにすると判定する。この結果、ペダル連動モードとなった繰出制御部６０のモータ制御部６３は、変速ペダル２７の操作位置をペダルセンサ２８により検出する（ステップＳ１０３）。そして、モータ制御部６３は、検出された踏込量に応じて、施肥機８の電動モータ７５の回転速度を計算し、得られた回転速度を指示する電気信号を電動モータ７５に出力する（ステップＳ１０４）。その後、処理はステップＳ１０１に戻る。

ステップＳ１０１の判断で、変速ペダル２７がゼロから踏み込まれ始めてないと判定した場合、及び、ステップＳ１０２の判断で、作業距離が所定距離を上回っている場合は、モード判定部６２は、変速ペダル２７の踏込みが解除される勢いが所定以上か否かを判定する（ステップＳ１０５）。踏込みが解除される勢いは、変速ペダル２７の操作位置が走行停止側に変化する単位時間当たりの変化量と言い換えることもできる。この判定は、現在のペダルセンサ２８の検出値と、少し前のタイミングでのペダルセンサ２８の検出値と、を用いて行うことができる。

ステップＳ１０５の判断で、変速ペダル２７の踏込みが解除される勢いが所定の勢い以上であると判定された場合は、モード判定部６２は、車速センサ１９の検出結果に基づいて、車速がゼロになったか否かを判定する（ステップＳ１０６）。

ステップＳ１０６の判断で、車速がゼロになっていなかった場合、モード判定部６２は、繰出制御部６０をペダル連動モードにすると判定する。この結果、繰出制御部６０はペダル連動モードとなる。モータ制御部６３は、上記のステップＳ１０３、ステップＳ１０４の処理を行う。その後、処理はステップＳ１０１に戻る。

ステップＳ１０５の判断で、変速ペダル２７の踏込みが解除される勢いが所定の勢いを下回ると判定された場合、及び、ステップＳ１０６の判断で、車速がゼロになっていると判定された場合は、モード判定部６２は、繰出制御部６０を車速連動モードにすると判定する。この結果、繰出制御部６０は車速連動モードとなる。繰出制御部６０のモータ制御部６３は、車体部５の走行速度を車速センサ１９により検出する（ステップＳ１０７）。そして、モータ制御部６３は、検出された走行速度に応じて、施肥機８の電動モータ７５の回転速度を計算し、得られた回転速度を指示する電気信号を電動モータ７５に出力する（ステップＳ１０８）。その後、処理はステップＳ１０１に戻る。

以上により、車体部５の発進時又は停止時にペダル連動モードとなり、それ以外の時には車速連動モードとなるように繰出制御部６０が切り替わって、状況に応じた電動モータ７５の速度制御を行うことができる。

図７には、田植機の発進時での変速ペダルの踏込量と車速の関係を発明者が実験で計測した結果が示されている。このグラフでは、変速ペダルを踏み込み始めてから田植機が走行を開始するまでに、０．９秒のタイムラグが生じていることがわかる。従って、本実施形態のペダル連動モードの制御をすることにより、田植機が走行を開始してから施肥が実際に開始されるまでのタイムラグを０．９秒短縮できるものと期待できる。言い換えれば、発進時の車速を０．３メートル毎秒とした場合には、距離にして０．２７メートル分、苗を植え付けているにもかかわらず肥料を散布できない区間をなくすことができる。

停止時のグラフは省略するが、発明者は田植機の停止に関しても実験を行った。この結果、変速ペダルの踏込みを解除してから田植機が走行を停止するまでに、０．６秒のタイムラグが生じていることがわかった。従って、本実施形態のペダル連動モードの制御をすることにより、田植機が走行を停止してから施肥が実際に停止するまでのタイムラグを０．６秒短縮できるものと期待できる。言い換えれば、０．６秒分の施肥量だけ、停止場所に集中して散布される肥料の量を減らすことができる。

以上に説明したように、本実施形態の田植機１は、車体部５と、変速ペダル２７と、植付部１４と、施肥機８と、を備える。車体部５は、圃場を走行可能である。変速ペダル２７は、車体部５の走行速度を指示するために操作される。植付部１４は、圃場に対して作業を行う。施肥機８は、圃場に肥料を供給する。植付部１４は、車体部５の走行開始に連動して駆動を開始する。施肥機８は、車体部５の走行開始を指示する変速ペダル２７の操作に連動して駆動を開始する。

これにより、変速ペダル２７が踏み込まれ始めてから車体部５が走行を実際に開始するまでのタイムラグを利用して、車体部５の走行開始（植付部１４の作業開始）から施肥の開始までの実質的なタイムラグを減らすことができる。

また、本実施形態の田植機１において、施肥機８は、操作部材連動モードと、車速連動モードと、を切替可能である。操作部材連動モードは、変速ペダル２７の操作位置に連動して駆動速度を変更する。車速連動モードは、車体部５の走行速度に連動して駆動速度を変更する。施肥機８は、操作部材連動モードから車速連動モードに、肥料を供給しながら切替可能である。

これにより、走行開始の当初は変速ペダル２７の操作に連動して施肥速度を制御することで、施肥開始のタイムラグを実質的に抑制することができる。一方、車体部５の走行開始の時点から十分に時間が経過したタイミングでは、車速に連動して施肥速度を制御することで、安定した施肥を実現することができる。

また、本実施形態の田植機１において、施肥機８は、変速ペダル２７の操作により車体部５の走行開始が指示されてからの車体部５の走行距離である作業距離が閾値以上になった場合に、操作部材連動モードから車速連動モードに切り替えられる。

これにより、制御を自然に切り替えることができる。

また、本実施形態の田植機１において、植付部１４は、車体部５の走行停止に連動して駆動を停止する。施肥機８は、車体部５の走行停止を指示する変速ペダル２７の操作に連動して駆動を停止する。

これにより、変速ペダル２７の踏込みが解除され始めてから車体部５が走行を停止するまでのタイムラグを利用して、車体部５の走行停止（植付部１４の作業停止）から施肥の停止までの実質的なタイムラグを減らすことができる。

また、本実施形態の田植機１において、施肥機８は、操作部材連動モードと、車速連動モードと、を切替可能である。操作部材連動モードは、変速ペダル２７の操作位置に連動して駆動速度を変更する。車速連動モードは、車体部５の走行速度に連動して駆動速度を変更する。施肥機８は、車速連動モードから操作部材連動モードに、肥料を供給しながら切替可能である。

これにより、走行停止の直前では変速ペダル２７の操作に連動して施肥速度を制御することで、施肥停止のタイムラグを実質的に抑制することができる。一方、車体部５が停止するよりも十分に前のタイミングでは、車速に連動して施肥速度を制御することで、安定した施肥を実現することができる。

また、本実施形態の田植機１において、施肥機８は、変速ペダル２７が走行停止側へ所定以上の勢いで操作された場合に、車速連動モードから操作部材連動モードに切り替えられる。

これにより、急停止操作がされた場合の施肥の停止の遅れを確実に抑制することができる。

以上に本発明の好適な実施の形態を説明したが、上記の構成は例えば以下のように変更することができる。

車体部５の発進時において、操作部材連動モードから車速連動モードへの切替は、作業距離に限らず、例えば変速ペダル２７の踏込み開始から所定時間が経過したこと、又は、車体部５の走行速度が所定速度以上になったこと等を条件として行うこともできる。

車体部５の停止時において、車速連動モードから操作部材連動モードへの切替は、変速ペダル２７の操作の勢いに限らず、変速ペダル２７の操作位置が所定の位置よりも走行停止側に操作されたこと等を条件として行うことができる。

電動モータ７５の回転速度を変速ペダル２７の操作位置に連動させる制御は、車体部５の発進時にだけ行い、停止時には行わないこともできる。

車体部５の走行速度を指示する走行操作部材は、ペダルに限定されず、例えばレバー等とすることもできる。

農用資材は、肥料以外の適宜の粒状体又は粉体等とすることもできる。

１ 田植機
５ 車体部
８ 施肥機（供給部）
１０ エンジン
１４ 植付部（作業部）
２７ 変速ペダル（走行操作部材）
２８ ペダルセンサ

Claims (4)

1. 圃場を走行可能な車体部と、
   前記車体部の走行速度を指示するために操作される走行操作部材と、
   圃場に対して作業を行う作業部と、
   圃場に農用資材を供給する供給部と、
   を備え、
   前記作業部は、前記車体部の走行開始に連動して駆動を開始し、
   前記供給部は、前記車体部の走行開始を指示する前記走行操作部材の操作に連動して駆動を開始し、
   駆動開始後の前記供給部の駆動速度は、前記走行操作部材の操作位置に応じた速度となり、
   前記作業部は、前記車体部の走行停止に連動して駆動を停止し、
   前記供給部は、前記車体部の走行停止を指示する前記走行操作部材の操作に連動して駆動を停止し、
   前記供給部は、
   前記走行操作部材の操作位置に連動して駆動速度を変更する操作部材連動モードと、
   前記車体部の走行速度に連動して駆動速度を変更する車速連動モードと、
   を切替可能であり、
   前記供給部は、前記車速連動モードから前記操作部材連動モードに、農用資材を供給しながら切替可能であることを特徴とする圃場作業機。
2. 請求項１に記載の圃場作業機であって、
   前記供給部は、
   前記走行操作部材の操作位置に連動して駆動速度を変更する操作部材連動モードと、
   前記車体部の走行速度に連動して駆動速度を変更する車速連動モードと、
   を切替可能であり、
   前記供給部は、前記操作部材連動モードから前記車速連動モードに、農用資材を供給しながら切替可能であることを特徴とする圃場作業機。
3. 請求項２に記載の圃場作業機であって、
   前記供給部は、前記走行操作部材の操作により前記車体部の走行開始が指示されてからの前記車体部の走行距離が閾値以上になった場合に、前記操作部材連動モードから前記車速連動モードに切り替えられることを特徴とする圃場作業機。
4. 請求項１に記載の圃場作業機であって、
   前記供給部は、前記走行操作部材が走行停止側へ単位時間当たり所定以上の操作量で操作された場合に、前記車速連動モードから前記操作部材連動モードに切り替えられることを特徴とする圃場作業機。

Images