JPH05150828A

JPH05150828A - 移動農機の自動直進制御装置

Info

Publication number: JPH05150828A
Application number: JP3336132A
Authority: JP
Inventors: Hachiro Nakamura; 八郎中村; Masahiko Matsukawa; 雅彦松川
Original assignee: Mitsubishi Agricultural Machinery Co Ltd
Current assignee: Mitsubishi Agricultural Machinery Co Ltd
Priority date: 1991-11-26
Filing date: 1991-11-26
Publication date: 1993-06-18

Abstract

(57)【要約】【目的】移動農機の偏位角及び偏位量を検出・演算し
て、直進制御するものにおいて、ステアリングのガタを
とって、直進性能を向上する。【構成】ステアリング１１を操作するモータ１９の駆動
回路２１に、電流センサ１２を接続し、該センサに基づ
くモータ負荷電流にて、ステアリングの遊び範囲を検出
する。そして、直進制御状態において、ガタとり制御手
段２０が、モータ１９を、ステアリング１１の遊び範囲
内で一方向に駆動し、該遊び範囲の限界点において停止
し、ついで逆方向に駆動するパターンを繰返す。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、乗用田植機等の移動農
機に係り、詳しくは機体の走行方向を制御する直進自動
制御装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、移動農機の自動直進制御装置は、
既に作業を終えた行程の後、即ち、例えば田植機では既
植苗を、トラクタでは耕運跡を検出して、この既植苗又
は耕運跡に沿うように自動追従させている。

【０００３】また、別な方法として、特別なターゲット
を準備し、そのターゲットを基準として自動的に追従さ
せる発明が提案されている。例えば、機体の作業進行方
向に向けて、所定の位置からビーム光線を照射し、機体
側のセンサで受光して偏位量を検出し、追従制御する方
法がある。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、既植苗
又は耕運跡を検出してこの耕運跡等に沿うように自動追
従させる方法では、前行程との位置関係が容易に把握で
きて簡便ではあるが、前行程の偏位に対して、小さく修
正することはなく、逆に偏位を徐々に拡大させる問題を
持っている。

【０００５】従って、この方法では繰り返し数行程で偏
位が極端に大きくなり、その作業軌跡は大きく蛇行する
ので、ついには制御不能に陥り、前行程の作業跡に対し
て損傷を与えてしまうという重大な欠陥があった。

【０００６】また、ターゲットを基準に自動追従させる
方法は、前行程作業軌跡追従方式の問題点を解決するた
めになされたものであるが、ターゲット自体が田面に見
合う大がかりな装置になってしまうことにより、コスト
がかかる上、ターゲットそのものの準備作業に多大な労
力を要する等、実用上問題があった。

【０００７】また、本出願人により、移動農機の進行方
向基準線に対し、移動農機の偏位角及び偏位量を検出・
演算し、ステアリングを駆動するモータを制御して移動
農機本体を直進制御する自動直線制御装置が提案されて
いるが、このものでは、ステアリングのガタに起因する
直進性能の低下及び制御遅れが発生する等の問題が生ず
る虞れがある。

【０００８】そこで、本発明は、上述の蛇行を解消し、
簡易な装置で直進状態を高精度に制御できる移動農機の
自動直進制御装置を提供することを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明は、上述の事情に
鑑みてなされたもので、移動農機の進行方向基準線に対
し、該移動農機の偏位角及び偏位量を検出・演算し、ス
テアリング（１１）を駆動するモータ（１９）を制御し
て移動農機を直進制御する、移動農機の自動直進制御装
置において、前記モータ（１９）の駆動負荷を検出し得
るセンサ（１２）を設け、前記ステアリング（１１）が
直進制御状態にある場合、前記センサ（１２）からの信
号に基づき、前記モータ（１９）を前記ステアリング
（１１）の遊び範囲内で一方向に駆動し、該遊び範囲の
限界点において停止し、そして逆方向に駆動するパター
ンで制御するガタとり制御手段（２０）を備えてなるこ
とを特徴とする。

【００１０】

【作用】上述の構成に基づき、本発明の移動農機は、進
行方向基準線に対し、偏位角・偏位量を検出・演算し、
センサ（１２）で、ステアリング（１１）の遊び範囲を
検出し、ステアリング（１１）が直進制御状態にある場
合、この遊びの範囲内で限界点まで一方向に駆動し、限
界点で動作を停め、ついで遊び範囲内で逆方向に駆動す
るパターンで直進制御する。

【００１１】従って、既に終えた行程跡に対し、相対的
に制御するのでなく、絶対的偏位に対して直進制御し、
この際、ステアリングのガタ（遊び）の影響を減じて、
直進精度が向上する。

【００１２】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によると、
ステアリング駆動モータ（１９）の駆動負荷を検出し得
るセンサ（１２）にて、ステアリング駆動モータ（１
９）を遊び範囲内で一方向に駆動し、限界点で停止し、
逆方向に駆動する制御パターンによるので、各作業行程
ごとに移動農機偏位量が増幅されることがなく、かつ直
進制御状態においてステアリングのガタを吸収して、機
体の直進性を向上すると共に、ステアリングの操舵を素
早く行って応答性をも向上することができる。

【００１３】特に、ガタとり制御手段の作動時、ステア
リングの操作方向と同方向の偏位を検出・演算した場
合、又はモータ（１９）の停止時において直前のステア
リング操作方向と同方向の偏位を検出・演算した場合、
直ちに偏位方向と逆方向へのステアリング操作を行うよ
うに、モータ（１９）を出力すると、操舵応答性を向上
して、高精度の直進制御を行うことができる。

【００１４】また、機体に設置したセンサのみで制御が
行われるので、非常に簡易な装置で上述の制御を行うこ
とができる。

【００１５】なお、カッコ内の符号は、図面を参照する
ためのものであるが、何等本発明の構成を限定するもの
ではない。

【００１６】

【実施例】以下、図面に沿って、本発明の実施例を説明
する。

【００１７】図１及び図２において、移動農機、例えば
乗用田植機は、エンジンＥ、運転席１、前輪２及び後輪
３からなる走行部Ａと、昇降シリンダ５によって昇降し
て苗を植え付ける植付部Ｂとから構成される。走行部Ａ
には機体の偏位角を検出する方位センサ６、対地走行速
度を機体上から検出する進行方向前後方向の加速度を検
出する加速度センサ７、機体の進行基準線に対する偏位
角を検出するジャイロ及び操舵角を検出するポテンショ
メータ９等が各々装着されている。更に、左右の傾斜時
の安定性を良くするために、傾斜を検知する傾斜センサ
１０と、自動モードへの入・断を自動的に行わしめるた
めにステアリングホイール１１に手等の接触でスイッチ
ングするタッチスイッチ１１ａを設置している。

【００１８】そして、図３に示すように、ステアリング
ホイール１１の軸１１ｂには歯車１６，１７を介してス
テアリング駆動モータ１９が連結されており、該モータ
１９には直進制御装置１５からの電流が供給されてい
る。更に、該モータ駆動回路２１には通電電流即ちモー
タに作用する負荷を検出する電流センサ１２が連結され
ており、該電流センサ１２はステアリングの遊び（ガ
タ）範囲を検出し得る。また、直進制御装置１５は、ス
テアリングが直進制御状態にある場合、該電流センサ１
２からの出力に基づき、モータ１９をステアリングの遊
び範囲内で一方向に駆動し、該遊び範囲の限界点におい
て停止し、そして逆方向に駆動するパターンで制御する
ガタとり制御手段２０を備えている。更に、直進制御装
置１５には、前記方位センサ６、ジャイロ１３、加速度
センサ７、ポテンショメータ９、傾斜センサ１０及びタ
ッチスイッチ１１ａ等の各種センサからの出力が入力さ
れている。

【００１９】次に、本発明の実施例の作用を説明する。
乗用田植機は、直進走行時においても、前輪２による操
舵輪は、田面の状態から様々な力を受け続け、微小では
あるが、ステアリングの伝動系の許容ガタの範囲内で操
舵輪偏位角ズレを生ずる。

【００２０】このとき、偏位角を０にする回転方向に通
電すると、モータ電流は、図４に示すＰ点で始めに突入
電流が流れた後、ｇ部に示すようにガタの範囲内では無
負荷電流に近い少ない電流が流れ、図のｒに示すように
ガタがなくなった時点で急に大きな電流値となる。

【００２１】そして、図６に示すように、ガタとり制御
手段２０は、モータ通電電流が大きな電流値となった時
点、即ちステアリングのガタがなくなった時点でステア
リング駆動モータを停止し、所定時間ｔ_D 後にモータ停
止前のガタをなくす回転制御方向と逆方向に同様なパタ
ーンでステアリング駆動モータへの通電、停止を繰り返
す。これにより、前輪２はステアリング駆動モータの正
逆回転に対応して直進状態を中心に左右に極くわずか微
振動するために、わずかに偏向した行跡を直進と検知
し、これを基準にまた同一方向にわずかに制御してしま
うことの繰り返しを避け、機体は大きな偏位を生じるこ
となく直進することができる。

【００２２】図５において、方位センサ６からの出力は
信号線６ａを介してＣＰＵ１５に偏位角αに対応する情
報を入力し、ジャイロ１３からの検出力信号は、積分回
路１３Ｂで積分されて信号線１３ｃを通って、機体進行
方向に対する横偏位角を積算した情報としてＣＰＵ１５
に入力し、操舵制御出力１９に反映される。また、加速
度センサ７からの出力信号は信号線７ａを介して機体前
後方向加速度として、また積分回路７Ｂによって積分し
て速度信号として信号線７ｃを経由して、更に積分回路
７Ｃによって積分して機体の進行距離として信号線７ｄ
を経由して、ＣＰＵ１５に入力される。更に、ポテンシ
ョメータ９の出力は、信号線９ａを経由してステアリン
グ角情報として、また増幅回路９Ｂによりステアリング
の変位角情報として信号線９ｃを通じて、ＣＰＵ１５に
入力する。傾斜センサ１０からの出力は、機体の左右方
向傾斜角として信号線１０ａを経由してＣＰＵ１５に入
力する。これらＣＰＵ１５に入力された各種情報に基づ
き、ＣＰＵは、直進方向に対する走行機体の偏位量を演
算して、ステアリング駆動モータ１９に出力し、走行機
体が直進するように自動制御がなされる。

【００２３】また、図７のＳに示すように、前述したガ
タとり制御手段２０に基づくステアリング駆動モータ１
９のガタとり制御時、上記直進制御装置１５が該駆動モ
ータによるステアリング操作と同方の偏位を検出・演算
したとき、速やかに操作輪２の偏位方向と逆方向へのス
テアリング操作をするようＣＰＵ１５からモータに信号
を出力し、これによって、素早い応答にて操舵輪２の直
進制御状態を維持する。また、図７のＴに示すように、
ステアリング駆動モータの出力休止時間ｔ_D 中に、直前
のステアリング駆動モータのステアリング操作と同方向
への操舵輪２の偏位を検知・演算したとき、同様に操舵
輪２の偏位方向と逆方向へのステアリング操作をすべく
ＣＰＵ１５から信号出力し、素早い応答にて操舵輪２の
直進制御を維持することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例の乗用田植機を説明する左側面
図。

【図２】図１の実施例の平面図。

【図３】本発明の実施例の直進制御装置示すブロック
図。

【図４】ステアリングのガタ範囲及び操舵領域における
モータ電流の変化を示す図。

【図５】本発明の実施例を説明するブロック図。

【図６】本発明の実施例のステアリングモータ出力を示
すタイミングチャート。

【図７】本発明の実施例の制御状態を説明するタイミン
グチャートと特性図。

【符号の説明】

１１ステアリング１２電流センサ１９ステアリング駆動モータ２０ガタとり制御手段

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】移動農機の進行方向基準線に対し、該移
動農機の偏位角及び偏位量を検出・演算し、ステアリン
グを駆動するモータを制御して移動農機を直進制御す
る、移動農機の自動直進制御装置において、前記モータの駆動負荷を検出し得るセンサを設け、前記
ステアリングが直進制御状態にある場合、前記センサか
らの信号に基づき、前記モータを前記ステアリングの遊
び範囲内で一方向に駆動し、該遊び範囲の限界点におい
て停止し、そして逆方向に駆動するパターンで制御する
ガタとり制御手段を備えてなる、移動農機の自動直進制御装置。