JPH06178603A

JPH06178603A - 移動農機の自動直進制御装置

Info

Publication number: JPH06178603A
Application number: JP35400692A
Authority: JP
Inventors: Masahiko Matsukawa; 雅彦松川
Original assignee: Mitsubishi Agricultural Machinery Co Ltd
Current assignee: Mitsubishi Agricultural Machinery Co Ltd
Priority date: 1992-12-14
Filing date: 1992-12-14
Publication date: 1994-06-28

Abstract

(57)【要約】【目的】走行速度の変化にかかわらず常に適正な直進制
御を行う。【構成】いま、直進走行させながら作業を行う乗用田植
機の進行方向がスリップ等により変化した場合には、ジ
ャイロ１３がそのスリップに伴う角速度ωを検知する。
この角速度ωは積分回路Ｃ１，Ｃ２によって時間積分さ
れて、∫θｄｔなる値が演算される。この∫θｄｔの値
はＣＰＵ２１に入力される。一方、ＣＰＵ２１には、し
きい値信号±ａ，±ｂがしきい値発生回路Ｃ４から入力
され、また速度センサ２２からは速度信号が入力され
る。そして、しきい値±ａ，±ｂは速度信号に応じて変
更されて前記∫θｄｔの値と比較される。この∫θｄｔ
の値がしきい値±ｂによって形成される大不感帯（−ｂ
〜＋ｂ）を超えた場合にはモータ１７が起動されて直進
制御がなされ、∫θｄｔの値がしきい値±ａによって形
成される小不感帯（−ａ〜＋ａ）に入った場合には該直
進制御が休止される。

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、トラクタ
等の移動農機に係り、詳しくは、走行機体の進行方向を
制御する自動直進制御装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、乗用田植機、トラクタ等の移
動農機においては、直進走行して各種作業を行う場合に
その進行方向を自動制御する装置が提案されている。

【０００３】その一例として、本出願人により出願され
た特願平４−１６０２４１号に記載の装置がある。この
装置は角速度センサを備えており、走行機体の進行方向
の変化に伴って発生する角速度ωを検知するようになっ
ている。そして、角速度センサは角速度ωの信号を制御
装置に送信し、該制御装置ではこの角速度ωに対して２
回の時間積分を行うようになっている。

【０００４】ここで、角速度ωに対して２回の時間積分
を行う理由について、図１６に沿って詳細に説明する。
なお、図１６には、移動農機を走行基準線Ｏに沿って直
進させようとしたにもかかわらず、圃場の耕盤のでこぼ
こや傾斜及び車輪のスリップ等の影響を受けてその進行
方向が角度θ（以下、「変位角θ」とする）だけ変化
し、その方向に微小時間Δｔだけ直進し、その結果走行
基準線ＯからはΔＸだけ変位した状態を示している。

【０００５】このような変位時に生じる角速度ωは、上
述のように角速度センサによって検知されるが、この角
速度ωを１回だけ時間積分すると、 θ＝∫ωｄｔとなり、移動農機の変位角θが求まる。

【０００６】一方、その微小時間Δｔ内における移動農
機の走行距離ΔＬは、走行速度をｖとすると、 ΔＬ＝ｖ＊Δｔとなる。また、ズレが生じた後の微小時間Δｔ内におい
ては、移動農機は変位角θが一定のままでその変位角θ
だけずれた方向に直進したものと考えることができる。
したがって、微小時間Δｔ内における変位量ΔＸは、 ΔＸ＝ΔＬ＊ｓｉｎθ ＝ｖ＊ｋ＊θ＊Δｔ（ｋ；比例定数）で求められる。

【０００７】ところで、図１６においては、移動農機が
走行基準線Ｏ上を走行中にずれた場合の、微小時間Δｔ
内における変位量ΔＸについて考えたが、所定時間ｔが
経過したときに移動農機が走行基準線Ｏよりもどれだけ
ズレているか、そのズレの総和（総変位量Ｘ）について
の一般式を求めるには、上式を時間積分すれば良く、Ｘ＝ｋ＊∫（ｖ・θ）ｄｔとなる。そして、移動農機の走行速度ｖを一定とした場
合には、Ｘ＝ｖ＊ｋ＊∫θｄｔとなる。この式においては、ｖ，ｋの値は一定であり変
数は∫θｄｔだけであるため、∫θｄｔの値だけで総変
位量Ｘの大小を判別できることとなる。この∫θｄｔの
値は角速度ωに対して２回の時間積分を行えば求められ
るため、このような時間積分を行う上述の制御装置にお
いては、走行機体の変位量を判別できることとなる。

【０００８】なお、移動農機のステアリングには駆動装
置が取り付けられており、該駆動装置は制御装置によっ
て駆動されるようになっている。そして、該制御装置
は、∫θｄｔの値の大小に応じて駆動装置を起動し、車
輪をその走行機体がずれた方向とは逆の方向に操舵する
ようになっている。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】ところで、作業時にお
ける走行速度ｖが全く変化せず常に一定である移動農機
においては、上述した∫θｄｔの値は常に総変位量Ｘと
１対１の関係にあるため、該総変位量Ｘの変化を∫θｄ
ｔの値の変化に置き換えて直進制御しても何ら問題はな
い。

【００１０】しかしながら、作業時における走行速度ｖ
を可変にできる移動農機においては、∫θｄｔの値と総
変位量Ｘとが１対１の関係とならず、したがって総変位
量Ｘの変化を∫θｄｔの値の変化に置き換えて直進制御
することができない。

【００１１】例えば、いま移動農機の走行速度がｖ₀ で
一定の場合には、Ｘ＝ｖ₀ ＊ｋ＊∫θｄｔとなるのに対して、走行速度が２ｖ₀ で一定の場合に
は、Ｘ＝２ｖ₀ ＊ｋ＊∫θｄｔとなる。このように∫θｄｔの値が同じであっても、実
際の移動農機の総変位量Ｘは走行速度によって異なる。
したがって、作業時の走行速度を変更し得る移動農機に
おいては、走行速度を無視して∫θｄｔの値のみによっ
て直進制御することはできないという問題がある。

【００１２】このような問題は、走行速度の変化が作業
走行途中において起こった場合には、さらに複雑とな
る。すなわち、速度変化前における∫θｄｔの値を“∫
θ_a ｄｔ”とし変化後の値を“∫θ_b ｄｔ”とすると、
実際の変位量は、Ｘ＝ｖ₀ ＊ｋ＊∫θ_a ｄｔ＋２ｖ₀ ＊ｋ＊∫θ_b ｄｔ＝ｖ₀ ＊ｋ＊（∫θ_a ｄｔ＋２∫θ_b ｄｔ）となる。この場合には、∫θｄｔの値（＝∫θ_a ｄｔ＋
∫θ_b ｄｔ）は実際の変位量とは全く無関係となり、し
たがって、∫θｄｔの値により実際の変位量を判断する
ことはできない。

【００１３】そこで、本発明は、走行速度の変化にかか
わらず直進制御が可能な、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。

【００１４】

【課題を解決するための手段】本発明は、上述事情に鑑
みなされたものであって、第１の発明は、走行機体
（７）の進行方向を操舵輪（１１）により制御してなる
移動農機（１）であって、前記走行機体（７）の進行方
向に対する移動偏位角速度（ω）を検出する移動偏位角
速度検出手段（１３）と、前記操舵輪（１１）を操舵す
る操舵出力手段（１７）と、前記走行機体（７）の移動
変位量が直進制御を開始すべきでない不感帯（Ｂｖ）を
前記走行機体（７）の走行速度に応じて変更し、前記移
動偏位角速度検出手段（１３）からの信号に対して２回
の時間積分を行い、該２回の時間積分を行った値（ｙ）
が前記不感帯（Ｂｖ）の範囲内にあるか否かを判断し、
前記２回の時間積分を行った値（ｙ）が前記不感帯（Ｂ
ｖ）の範囲外にある場合に前記操舵出力手段（１７）を
制御する制御手段（Ｃ）と、を備えてなる。

【００１５】また、第２の発明は、走行機体（７）の進
行方向を操舵輪（１１）により制御してなる移動農機
（１）であって、前記走行機体（７）の進行方向に対す
る移動偏位角速度（ω）を検出する移動偏位角速度検出
手段（１３）と、前記操舵輪（１１）を操舵する操舵出
力手段（１７）と、前記走行機体（７）の移動変位量が
直進制御を開始すべきでない不感帯（Ｂｖ）を前記走行
機体（７）の走行速度に応じて変更し、前記移動偏位角
速度検出手段（１３）からの信号に対して２回の時間積
分を行い、該２回の時間積分を行った値（ｙ）を前記走
行速度に応じて変更し、該変更した値が前記不感帯（Ｂ
ｖ）の範囲内にあるか否かを判断し、前記不感帯（Ｂ
ｖ）の範囲外にある場合に前記操舵出力手段（１７）を
制御する制御手段（Ｃ）と、を備えてなる。

【００１６】

【作用】以上構成に基づき、走行機体（７）を走行基準
線に沿って直進させて作業をしている場合に、その進行
方向が圃場のでこぼこや傾斜及び車輪のスリップ等によ
り変化すると、前記走行機体（７）は走行基準線からず
れる。一方、該走行機体（７）のズレから生じる移動偏
位角速度（ω）は移動偏位角速度検出手段（１３）によ
って検知されており、また該移動偏位角速度検出手段
（１３）は制御手段（Ｃ）に対して信号を出力してい
る。そして、該制御手段（Ｃ）は、前記移動偏位角速度
検出手段（１３）からの信号に対して２回の時間積分を
行い、該２回の時間積分を行った値（ｙ）が不感帯（Ｂ
ｖ）の範囲内にあるか否かを判断する。前記２回の時間
積分を行った値（ｙ）が前記不感帯（Ｂｖ）の範囲外に
ある場合には、前記走行機体（７）の走行基準線からの
ズレ量が大きく直進制御を開始すべきであるとし、前記
制御手段（Ｃ）は、操舵出力手段（１７）を駆動して操
舵輪（１１）を操舵する。これにより、前記走行機体
（７）は走行基準線に近付く方向にその進行方向が修正
される。この不感帯（Ｂｖ）は走行機体（７）の走行速
度によって変更され、該走行速度にかかわらず適正な直
進制御が行われる。

【００１７】

【発明の効果】以上説明したように、第１の発明によれ
ば、不感帯（Ｂｖ）の範囲は走行機体（７）の走行速度
によって変更されるため、走行速度の如何にかかわらず
常に適正な直進制御を行うことができる。

【００１８】一方、第２の発明によれば、移動偏位角速
度検出手段（１３）からの信号に基づく値（ｙ）、及び
不感帯（Ｂｖ）が走行速度に応じて変更されるため、走
行速度が走行中に変化しても、該変化にかかわらず常に
適正な制御を行うことができる。

【００１９】なお、上述カッコ内の符号は、図面と対照
するためのものであり、何等本発明の構成を限定するも
のではない。

【００２０】

【実施例】以下、図面に沿って第１の発明に係る実施例
について説明する。

【００２１】まず、乗用田植機、及び乗用田植機に搭載
した自動直進制御装置の構造について、図１乃至図７に
沿って、簡単に説明する。

【００２２】乗用田植機１は、図２及び図３に示すよう
に、その前部が走行車両２になっており、その後方には
植付部３が装着されている。該植付部３は走行車両２か
ら動力を伝達されると共に、昇降リンク２７を介して昇
降自在に支持されている。

【００２３】走行車両２は、前輪５，５及び後輪６，６
により支持されている走行機体７を有しており、この走
行機体７には運転席９が取り付けられている。運転席９
の前方にはステアリング１１が立設されており、ステア
リング１１には左右にオペレータのステアリングの掌握
を検知するタッチスイッチ１０ａ，１０ｂが設けられて
いる（図３参照）。また、図１に示すように、該ステア
リング１１の軸１１ａにはギア１６が固定されており、
該ギア１６はステアリング１１の軸１１ａと一体的に回
転するようになっている。さらに、ステアリング１１の
軸１１ａを覆っているケース１１ｂにはステアリング駆
動用モータ（操舵出力手段）１７が固定されており、こ
のステアリング駆動用モータ１７の出力軸１７ａにはギ
ア１８が固定されている。そして、このギア１８と、ス
テアリング１１の軸１１ａに固定されたギア１６とは噛
合されており、ステアリング駆動用モータ１７の駆動に
伴ってステアリング１１が回転するように構成されてい
る。したがって、前輪５，５は、ステアリング１１を手
で回しても、またモータ１７の駆動によっても操舵され
るように構成されており、その操舵によって走行機体７
の進行方向が規定されるようになっている。

【００２４】一方、ステアリング１１の下方の、走行機
体７の床部には、図３に示すように、走行機体７の幅方
向の傾きを検知する傾斜センサ１２が設けられており、
その近傍には、乗用田植機１の移動偏位角速度ωを検知
することにより走行機体７の直進状態を検出するジャイ
ロ（移動偏位角速度検出手段）１３が配設されている。
また、右前輪５と走行機体７の右前側部との間には、前
輪５の実操舵角を検出するポテンショメータ１４が配設
されている。さらに、運転席９の下方には制御装置Ｃが
取り付けられており、この制御装置Ｃには、傾斜センサ
１２、ジャイロ１３、及びポテンショメータ１４等が接
続されて自動直進制御装置２０が構成されている（詳細
は後述）。

【００２５】また一方、植付部３にはヒッチ２６が設け
られており、該ヒッチ２６は、走行車両２の機体後部に
昇降リンク２７を介して取り付けられている。そして、
この昇降リンク２７は、トップリンク２７ａ及びロアリ
ンク２７ｂを有しており、走行車両２から動力を伝達さ
れることによりヒッチ２６を昇降可能としている。ま
た、植付部３下方には、圃場面を均平にするフロート２
９，２９，２９が複数配設されており、該フロート２
９，…には多数の施肥ノズル（不図示）が側面視におい
て後方斜め下方に向けて傾斜して突設されている。さら
に、植付部３後方でフロート２９，…上方には、機体幅
方向に亘って多数の植付装置３３，３３，３３が等間隔
で配置されており、苗を多数条植付けるように構成され
ている（図４参照）。これらのフロート２９，…の近傍
で、植付部３の両側方には超音波センサ１５が一対設け
られており、超音波の反射時間で畦畔までの距離を検出
するようになっている。またさらに、該植付装置３３，
３３，３３の上方にはエプロン３４が機体幅方向に亘っ
て横設されており（図３参照）、エプロン３４の上方に
は苗載せ台３５が斜め前方に向けて傾斜して配設されて
いる。この苗載せ台３５はエプロン３４に対して機体幅
方向に移動可能に構成されている。

【００２６】次に、制御装置Ｃの構造等について、図１
に沿って説明する。

【００２７】制御装置Ｃは積分回路Ｃ１を有しており、
ジャイロ１３が検出した角速度ωを時間積分して乗用田
植機１の変位角θを出力するようになっている。また、
この変位角θはＣＰＵ２１及び他の積分回路Ｃ２に入力
されるようになっており、該積分回路Ｃ２では変位角θ
がさらに時間積分されて∫θｄｔ（以下、「センサ検出
値」とする）が演算されるようになっている。このセン
サ検出値∫θｄｔもＣＰＵ２１に入力されるようになっ
ている。一方、該ＣＰＵ２１にはしきい値発生回路Ｃ４
が接続されており、しきい値±ａ，±ｂが入力されるよ
うになっている。そして、ＣＰＵ２１は、センサ検出値
∫θｄｔとしきい値±ａ，±ｂ（但し、ｂ＞ａ）とを比
較するようになっており、センサ検出値∫θｄｔが−ｂ〜＋ｂの範囲（以下、
この範囲を「大不感帯Ｂｖ」とする）内にあるときはス
テアリング駆動用モータ１７を駆動せず、センサ検出値∫θｄｔが大不感帯Ｂｖから出たとき
は、モータ１７を駆動して乗用田植機１の総変位量Ｘが
小さくなるように前輪５を操舵し、所定角度のまま操舵
状態を維持し、操舵状態を維持し続けたことによって総変位量Ｘが
小さくなり、センサ検出値∫θｄｔが−ａ〜＋ａの範囲
（以下、この範囲を「小不感帯Ａｖ」とする）内になっ
たときには、モータ１７を再度駆動して前輪５を直進方
向に戻す、ようになっている。

【００２８】また一方、ＣＰＵ２１には速度センサ２２
が接続されており、走行機体７の走行速度ｖが入力され
るようになっている。そして、上述した不感帯Ａｖ，Ｂ
ｖの幅は、走行機体７の走行速度ｖに応じて変更される
ようになっている。この不感帯Ａｖ，Ｂｖの幅変更の様
子を、図５乃至図７に沿って説明すると、以下のように
なる。

【００２９】すなわち、まず速度センサ２２からは走行
速度ｖが読み込まれる（図５、Ｓ２２）。この読み込ま
れた走行速度ｖが変更されているかどうかが判断され
（Ｓ２３）、車速の変更がなければ不感帯Ａｖ，Ｂｖの
変更は行われず、走行速度ｖの書き換えのみが行われる
（Ｓ２５）。これに対し、走行速度ｖが変更されている
ときは（Ｓ２３）、図６に示すような不感帯計算が行わ
れる。この計算においては、しきい値ａ，ｂを、走行速
度ｖに応じて変更するようになっている（Ｓ３２，Ｓ３
３）。例えば、走行速度ｖが２倍，３倍，…に増加する
と、しきい値ａ，ｂは１／２，１／３，…に減少するよ
うになっている。図７は、時間経過に伴って走行速度ｖ
がｖ₀ ，２ｖ₀ ，３ｖ₀ と変更された場合における、不
感帯Ａｖ，Ｂｖの変化の様子を示している。なお、この
不感帯計算においては、走行速度ｖが０．２ｍ／ｓより
も低速の場合には、該走行速度ｖを一律に０．２ｍ／ｓ
とし（図６中Ｓ３０，Ｓ３１）、しきい値ａ，ｂを計算
するようになっている。

【００３０】一方、図１に示すように、ＣＰＵ２１には
ポテンショメータ１４が接続されており、前輪５の実操
舵角が入力されるようになっている。また、車輪５，
５，６，６のいずれかが圃場の凹凸に入るか、石等に乗
り上げて走行機体７が傾斜した場合には、傾斜センサ１
２がその状態を検知し、ジャイロ１３の検知信号に基づ
いて演算された結果を修正するようになっている。さら
に、この制御装置Ｃには自動直進スイッチ１９が取り付
けられており、このスイッチ１９によってＯＮ／ＯＦＦ
するように構成されている。

【００３１】ついで、本実施例の作用について、図８及
び図９に沿って説明する。

【００３２】まず、乗用田植機１を直進走行させて各種
作業を行うに際して、走行速度が選択される。

【００３３】本直進自動制御を行う場合には、オペレー
タが自動直進スイッチ１９をオンにして制御装置Ｃを起
動する。すると、ジャイロ１３が出力した信号（角速度
ω）は積分回路Ｃ１によって時間積分され、乗用田植機
１の変位角θが求められる。この変位角θはさらに積分
回路Ｃ２によって時間積分され、センサ検出値∫θｄｔ
が求められてＣＰＵ２１に入力される。また、大不感帯
Ｂｖ及び小不感帯Ａｖの幅は乗用田植機１の走行速度に
応じて上述のように決定される。

【００３４】一方、ＣＰＵ２１内においては、図８に示
すように、状態フラグの判別を行っており（Ｓ１，Ｓ
２，Ｓ３）、状態フラグが「停止」の場合にはセンサ検
出値∫θｄｔが大不感帯Ｂｖを出たか否かを判断する
（Ｓ４）。出ていない場合にはそのまま状態フラグが
「停止」とされて（Ｓ５）、同様の判断が繰り返される
（Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３，Ｓ４）。

【００３５】いま、乗用田植機１の進行方向が圃場の耕
盤のでこぼこ等により変化して、センサ検出値∫θｄｔ
が図９に示すように＋側に増加したとする。そして、図
９のに示すように、センサ検出値∫θｄｔが大不感帯
Ｂｖを出ると、状態フラグは「操舵」に切り変わる（Ｓ
６）。このとき、ＣＰＵ２１はステアリング駆動用モー
タ１７を所定方向に駆動し（Ｓ８）、ギア１８及びギア
１６を介してステアリング１１を回転させる。これによ
り、前輪５，５は、圃場の耕盤のでこぼこ等による前記
進行方向の変化を相殺する方向に操舵される。一方、ポ
テンショメータ１４は、前輪５，５の実操舵角を検知
し、その信号をＣＰＵ２１に送っている。したがって、
前輪５，５の実操舵角が所定値になったときには（Ｓ
７）、状態フラグが「維持」に変更されて（Ｓ９）、モ
ータ１７の駆動は止められて前輪５がその操舵角のまま
維持される（Ｓ１１）。

【００３６】このように前記進行方向の変化を相殺する
方向に前輪５が操舵されると、乗用田植機１は走行基準
線Ｏ側に近づいて行き、ジャイロ１３から検出されるセ
ンサ検出値∫θｄｔも次第に小さくなる（図９〜参
照）。ＣＰＵ２１においては、該センサ検出値∫θｄｔ
がさらに小不感帯Ａｖ内になったか否かを判別し（Ｓ１
０）、小不感帯Ａｖ内になった場合には状態フラグが
「戻し」とされる（Ｓ１２、図９参照）。そして、モ
ータ１７を逆方向に駆動して前輪５を戻し（Ｓ１３）、
ポテンショメータ１４にて直進位置まで戻ったことを確
認した場合には（Ｓ１４）、状態フラグを「停止」とす
る（Ｓ１５）。同時に、モータ１７の駆動を止める（Ｓ
１６）。なお、このような制御は、センサ検出値∫θｄ
ｔがマイナス側である場合（図９参照）においても
同様に行われる。

【００３７】次に、本実施例による効果について、図１
０に沿って説明する。

【００３８】いま、速度ｖ₀ で乗用田植機１が走行基準
線Ｏに沿って走行しているときに、図１０（ａ）上図に
示すように、その走行経路が走行基準線Ｏからずれたと
する。そして、かかる場合のセンサ検出値ｙは（ａ）下
図の如く変化したとする。なお、この図において乗用田
植機１は小さく描かれているため、該乗用田植機１は走
行基準線Ｏから大きくずれたように思われるが、説明の
便宜上そのようにしたに過ぎず、実際のズレ量（例え
ば、所定時間ｔ経過後のずれ量をＸ₀ とする）は数十ｍ
ｍ程度である。かかる場合に、大不感帯Ｂ１（小不感帯
は不図示）を設定して直進制御を行うと、図に示す点
で制御が開始され、乗用田植機１は走行基準線Ｏから距
離ａ₀ 以上離れないこととなる。

【００３９】次に、速度２ｖ₀ で走行中の乗用田植機１
が、（ａ）下図と全く同じセンサ検出値ｙの変化を示し
ながら走行した場合を考える（図１０（ｂ）参照）。こ
の場合の走行速度は前述の２倍であるため、乗用田植機
１の変位量は２倍となる（上図参照）。したがって、仮
に不感帯の幅を走行速度にかかわらず一定（Ｂ１）とし
て直進制御すると点で制御が開始されることとなり、
乗用田植機１は走行基準線Ｏから距離ａ₀ 以上離れてし
まうこととなる。しかし、本実施例において不感帯の幅
は作業時の走行速度に応じて変更し、例えば大不感帯を
Ｂ１からＢ２（＝Ｂ１÷２）に変更する。したがって、
直進制御は点で開始され、その結果乗用田植機１は走
行基準線Ｏから距離ａ₀ 以上離れないこととなる。小不
感帯Ａｖの幅も同様に変更される。このように乗用田植
機１の走行速度に応じて大不感帯Ｂｖ及び小不感帯Ａｖ
の幅が変更されるため、走行速度にかかわらず走行基準
線Ｏから大きく外れないようにして乗用田植機１を走行
させることができる。

【００４０】次に、第２の発明に係る実施例について、
図１１乃至図１４に沿って説明する。

【００４１】本実施例における直進制御は、乗用田植機
１の走行速度の変更が作業前になされた場合だけでな
く、該速度の変化が作業走行中に起こった場合において
も有効なものである。以下、上述実施例との重複説明を
なるべく省略して本実施例について説明する。

【００４２】図１６において説明したように、微小時間
Δｔ内における変位量ΔＸは、 ΔＸ＝ΔＬ＊ｓｉｎθ ＝ｖ＊ｋ＊θ＊Δｔ（ｋ；比例定数）で求められる。そして、総変位量Ｘは、Ｘ＝ｋ＊∫（ｖ・θ）ｄｔで求められる。

【００４３】ところで、いま、乗用田植機１の速度が走
行中にｖ₀ から２ｖ₀ に変更され、かつ変更前の変位角
をθ_a とし、速度変更後の変位角をθ_b とすると、総変
位量Ｘは、Ｘ＝ｋ＊∫（ｖ₀ ・θ_a ）ｄｔ＋ｋ＊∫（２ｖ₀ ・θ_b ）ｄｔ＝ｖ₀ ＊ｋ＊∫θ_a ｄｔ＋２ｖ₀ ＊ｋ＊∫θ_b ｄｔ＝ｖ₀ ＊ｋ＊（∫θ_a ｄｔ＋２∫θ_b ｄｔ）となる。この式から理解できるように、センサ検出値∫
θ_a ｄｔ，∫θ_b ｄｔから変位量を求める場合には、速
度変更後のセンサ検出値∫θ_b ｄｔにだけ速度比（この
場合は“２”）を掛ける必要がある。したがって、上述
した実施例のようにセンサ検出値∫θｄｔを単に積算し
ただけでは、 ∫θｄｔ＝∫θ_a ｄｔ＋∫θ_b ｄｔが求まるだけであり、乗用田植機１の総変位量Ｘに対応
するものとはならない。

【００４４】このことを、さらに図１１に沿って説明す
ると以下のようになる。図中、（ａ）には実際の乗用田
植機１の走行経路の一例を示しており、（ｂ）の“イ”
及び“ロ”はその間に検出されるセンサ検出値を示して
いる。また、Ｂ３は不感帯を示している。このように不
感帯Ｂ３を速度にかかわらず一定とした場合には、該不
感帯Ｂ３と比較するセンサ検出値を、走行速度がｖ₀ の場合は、∫θ_a ｄｔ（図中、
“イ”で示す曲線）とし、走行速度が２ｖ₀ の場合は、∫θ_a ｄｔ＋２∫θ_b
ｄｔ（図中、“ハ”で示す曲線）とする必要がある。

【００４５】また一方、（ｃ）に示すように、速度変更
に応じて不感帯をＢ３からＢ４へ変更しても良い。な
お、この不感帯幅の変更は、上述実施例にて説明したよ
うに、速度比（本例においては“１／２”）を掛けて行
う。そして、このように不感帯の幅を変更した場合に
は、該不感帯Ｂ４と比較するセンサ検出値を、走行速度がｖ₀ の場合は、∫θ_a ｄｔ（図中、
“イ”で示す曲線）とし、走行速度が２ｖ₀ の場合は、（１／２）∫θ_a ｄｔ
＋∫θ_b ｄｔ（図中、“ニ”で示す曲線）とする必要が
ある。

【００４６】さらに、本実施例のＣＰＵ２１における演
算について、図１２に沿って説明する。

【００４７】本実施例においては、基準の走行速度（以
下、「基準車速」とする）を記憶しておき、走行速度に
変化があった場合には、変化する前の走行速度（「前回
速度」とする）をその基準車速で割って速度比を求める
（Ｓ５３）。そして、この速度比を、速度変化直前まで
に積算されたセンサ検出値の積算データ（「現積算デー
タ」とする）に掛けて、該積算データを基準車速での積
算データに変換する（Ｓ５４）。さらに、この基準車速
を変化後の走行速度（「今回速度」とする）で割って、
別の速度比を求める（Ｓ５５）。そして、この速度比を
前記積算データに掛けて、該積算データを今回車速での
積算データに変換する（Ｓ５６）。これにより、速度変
化直前までに積算されたデータは、前回車速と今回車速
との比によって変換されることとなる。したがって、こ
のように変換修正された積算データに対して、速度変化
後の積算データを加算していっても乗用田植機１の総変
位量Ｘに対して１対１の関係は阻害されず、その結果適
正な直進制御を行える。なお、本実施例においても、上
述実施例と同様に不感帯幅の変更を行っており（Ｓ５
７，Ｓ５８）、また車速が０．２ｍ／ｓより小さい場合
には該車速を０．２ｍ／ｓとして演算を行っている（Ｓ
５１，Ｓ５２）。

【００４８】次に、本実施例による効果について、図１
３に沿って説明する。

【００４９】いま、図１３（ａ）の曲線で示すような
走行経路で乗用田植機１が走行し、またその変位量は２
０ｍｍであるため直進制御の必要がないとする。この走
行中に検知された角速度ωは２回積分されて積算データ
（図１３（ｂ）のに示すもの）となる。一方、走行中
の速度変化は図１３（ｃ）の如くであるとし、その結果
不感帯は図１３（ｂ）ので示すように変更される。こ
の場合、積算データを走行速度に応じて変換しないと、
図１３（ｂ）の（ホ）において積算データが不感帯より
も出てしまい、その結果、本来は必要でない直進制御が
行われてしまうこととなる。これは、図１３（ｃ）の
（イ）点前後において走行速度が変化しているにもかか
わらず、速度を含まない積算データを単に加算している
からであり、また不感帯の幅を速度変更に応じて変化さ
せているからである。すなわち、このように加算したデ
ータ（上述の∫θ_a ｄｔ＋∫θ_b ｄｔに相当）は、走行
速度が変化する条件の下では実変位量に何ら関係のない
ものとなるからである。

【００５０】しかし、本実施例においては、走行中に速
度変化があった場合にはセンサ検出値の積算データも変
更されて乗用田植機１の実際の変位量に対応した値に変
換される（図中の曲線）。したがって、この場合は変
換された積算データは不感帯よりも小さいため、直進制
御は行われない。このように本実施例においては、変換
された積算データと不感帯との比較により直進制御が行
われるため、走行中の速度変化にかかわらず走行基準線
Ｏから大きく外れないようにして乗用田植機１を走行さ
せることができる。

【００５１】なお、上述実施例においては基準車速を用
いて演算を行っているが、もちろんこれに限るものでは
なく、基準車速を用いずに演算を行っても良い。例え
ば、図１４に示すように、前回車速を今回車速で割って
直接速度比を求め（Ｓ６３）、この速度比を現積算デー
タに掛けるようにしても良い（Ｓ６４）。

【００５２】次に、さらに他の実施例について、図１５
に沿って説明する。

【００５３】本実施例においては、直進制御のための大
不感帯及び小不感帯幅を走行速度にかかわらず一定と
し、その代わりに速度成分を含んだセンサ検出値を用い
て制御を行っている。

【００５４】すなわち、本実施例においては、図１５に
示すように、まず走行速度ｖを読み込み（Ｓ７１）、角
速度ωを１回積分した変位角θを読み込んでいる（Ｓ７
２）。次に、これらの走行速度ｖ及び変位角θを掛け合
わせて、微小時間Δｔにおける変位量（すなわち、ｖ・
θの値）を求めている（Ｓ７３）。さらに、各微小時間
Δｔにおける変位量を積算して「∫（ｖ・θ）ｄｔ」の
値を求めている（Ｓ７４）。

【００５５】このようにして求められる「∫（ｖ・θ）
ｄｔ」の値は乗用田植機１の実変位量に相当するもので
ある。換言すれば、該値には速度成分が加味されている
ため、したがって該値は乗用田植機１の速度如何にかか
わらず実変位量とは１対１の関係となる。本実施例にお
いてはこのような値を用いて直進制御を行うため、車速
変更に応じて大不感帯及び小不感帯の幅を変更する必要
もない。

【００５６】なお、上述した実施例においてモータ１７
によってステアリング１１を駆動し前輪５の方向を制御
するものとしたが、もちろんこれに限るものではなく、
前輪５に直接モータを取り付けて操舵を行うようにして
も良い。ただし、いずれの場合でもモータの駆動に伴っ
て前輪５及びステアリング１１が操舵されることに変わ
りはない。

【図面の簡単な説明】

【図１】自動直進制御装置の構成を示す模式図。

【図２】乗用田植機の構造を示す側面図。

【図３】乗用田植機の構造を示す平面図。

【図４】乗用田植機を後方から見た図。

【図５】不感帯設定時の作用を示すフローチャート図。

【図６】不感帯計算時の作用を示すフローチャート図。

【図７】不感帯を変更する様子を示す図。

【図８】自動直進制御装置の作用を説明するためのフロ
ーチャート図。

【図９】自動直進制御装置の作用を説明するための図。

【図１０】（ａ）は速度ｖ₀ における乗用田植機の走行
経路とセンサ検出値の変化とを示した図、（ｂ）は速度
２ｖ₀ における走行経路とセンサ検出値の変化とを示し
た図。

【図１１】（ａ）は走行途中に速度変更をした場合にお
ける走行経路を示した図、（ｂ）は該速度変更がある場
合におけるセンサ検出値の変化と速度変更を加味したセ
ンサ検出値とを示した図、（ｃ）は速度変更を加味した
センサ検出値の他の例を示した図。

【図１２】第２の発明に係る実施例の制御の様子を示す
フローチャート図。

【図１３】上記実施例における効果を説明するための
図。

【図１４】他の直進制御方法を説明するためのフローチ
ャート図。

【図１５】他の実施例における直進制御を説明するため
のフローチャート図。

【図１６】変位角θと変位量ΔＸとの関係を説明する
図。

【符号の説明】

１移動農機（乗用田植機）２走行車両３植付部５前輪６後輪７走行機体９運転席１１ステアリング１０ａ，１０ｂタッチスイッチ１２傾斜センサ１３移動偏位角速度検出手段（ジャイロ）１４ポテンショメータ１５超音波センサ１７操舵出力手段（ステアリング駆動用モータ）２９フロート３３植付装置 ±ａ第２のしきい値 ±ｂ第１のしきい値Ｃ制御手段（制御装置）Ｃ１積分回路Ｃ２積分回路ｙ検出値

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【手続補正書】

【提出日】平成５年８月９日

【手続補正１】

【補正対象書類名】図面

【補正対象項目名】全図

【補正方法】変更

【補正内容】

【図１】

【図１６】

【図２】

【図３】

【図５】

【図４】

【図６】

【図１１】

【図７】

【図９】

【図１５】

【図８】

【図１０】

【図１３】

【図１２】

【図１４】

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】走行機体の進行方向を操舵輪により制御
してなる移動農機であって、前記走行機体の進行方向に対する移動偏位角速度を検出
する移動偏位角速度検出手段と、前記操舵輪を操舵する操舵出力手段と、前記走行機体の移動変位量が直進制御を開始すべきでな
い不感帯を前記走行機体の走行速度に応じて変更し、前
記移動偏位角速度検出手段からの信号に対して２回の時
間積分を行い、該２回の時間積分を行った値が前記不感
帯の範囲内にあるか否かを判断し、前記２回の時間積分
を行った値が前記不感帯の範囲外にある場合に前記操舵
出力手段を制御する制御手段と、を備えてなる、移動農機の自動直進制御装置。
【請求項２】走行機体の進行方向を操舵輪により制御
してなる移動農機であって、前記走行機体の進行方向に対する移動偏位角速度を検出
する移動偏位角速度検出手段と、前記操舵輪を操舵する操舵出力手段と、前記走行機体の移動変位量が直進制御を開始すべきでな
い不感帯を前記走行機体の走行速度に応じて変更し、前
記移動偏位角速度検出手段からの信号に対して２回の時
間積分を行い、該２回の時間積分を行った値を前記走行
速度に応じて変更し、該変更した値が前記不感帯の範囲
内にあるか否かを判断し、前記不感帯の範囲外にある場
合に前記操舵出力手段を制御する制御手段と、を備えて
なる、移動農機の自動直進制御装置。