JP2994950B2 - 移植機における植付部のローリング制御装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、乗用型田植機等の移植
機における植付部のローリング制御装置に関するもので
ある。

【０００２】

【従来技術及び発明が解決しようとする課題】一般に、
この種移植機のなかには、走行機体に対してローリング
（左右傾斜）自在に支持される植付部を、ローリング検
知センサに連繋されるアクチュエータの駆動に基づいて
ローリング制御するものがあり、そしてこのものでは、
前記ローリング検知センサのローリング検知値と予め設
定されるローリング設定値との偏差を無くすべく、前記
偏差に対応する駆動指令をアクチュエータに対して出力
するようになっている。しかるに従来では、前記偏差に
対応する分の駆動指令を一度に出力するようにしていた
ため、センサ出力の遅れ（時定数）やアクチュエータ駆
動中の機体ローリングに基づいてオーバーシュート（目
標位置を越えるアクチュエータ駆動）が発生し、その結
果、前記オーバーシュートを繰り返す所謂ハンチングに
よってローリング制御の精度が著しく低下するという不
具合があった。また、前記植付部に、植付タイミングに
合わせて横送りされる苗載台を具備するものでは、苗載
台の横送りに伴って発生する加速度やローリング（組立
ガタ、ギヤバックラッシュ等によって許容される僅かな
ローリング）に基づいてローリング検知値が変化するこ
とになるが、従来のものでは、この検知値変化に基づい
て駆動指令を出力していたため、植付部が適正姿勢であ
るにも拘らずアクチュエータが無駄に駆動して制御精度
を低下させる不都合があった。

【０００３】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記の如き実
情に鑑みこれらの欠点を一掃することができる移植機に
おける植付部のローリング制御装置を提供することを目
的として創案されたものであって、走行機体に対してロ
ーリング自在に支持される植付部を、ローリング検知セ
ンサに連繋されるアクチュエータの駆動に基づいてロー
リング制御する作業用走行車において、前記ローリング
検知センサのローリング検知値と予め設定されるローリ
ング設定値との偏差に基づいてアクチュエータに駆動指
令を出力するローリング制御部に、前記偏差に対応する
駆動指令を分割出力する駆動指令分割出力手段と、駆動
指令を出力する毎に前記偏差に基づいて駆動指令を再評
価する駆動指令再評価手段とを設けたことを特徴とする
ものである。また、植付タイミングに合わせて横送りさ
れる苗載台を具備し、かつ走行機体に対してローリング
自在に支持される植付部を、ローリング検知センサに連
繋されるアクチュエータの駆動に基づいてローリング制
御する作業用走行車において、前記ローリング検知セン
サのローリング検知値と予め設定されるローリング設定
値との偏差に基づいてアクチュエータに駆動指令を出力
するローリング制御部に、ローリング検知値の変化量を
演算する変化量演算手段と、該演算した検知値変化量が
予め設定される設定変化量よりも小さい場合、前記苗載
台の横送りに基づいて発生した検知値変化であると判断
して駆動指令の出力を規制する駆動指令出力規制手段と
を設けたことを特徴とするものである。そして本発明
は、この構成によって、ハンチングの発生を確実に防止
してローリング制御の精度を著しく向上させると共に、
苗載台の横送りに基づく誤作動も確実に防止できるよう
にしたものである。

【０００４】

【実施例】次に、本発明の一実施例を図面に基づいて説
明する。図面において、１は乗用田植機の走行機体であ
って、該走行機体１の後部には、油圧昇降作動する昇降
リンク機構２を介して植付部３が連結されている。この
植付部３は、前記昇降リンク機構２の後端部に着脱自在
に連結され、かつ下端部に前後を向くボス部４ａが一体
的に設けられるホルダフレーム４、該ホルダフレーム４
のボス部４ａに前後一対の軸受５ａを介して回動自在に
軸支されるローリング支軸５、該ローリング支軸５の後
端部に一体的に連結され、かつ左右両端部に苗載台支持
ステー６ａが立設される作業部フレーム６、該作業部フ
レーム６に一体的に固設されるプランタケース７、該プ
ランタケース７に並設されるプランタアーム８、前記苗
載台支持ステー６ａの上端部およびプランタケース７の
上端部にスライドピースＳを介して左右往復移動自在に
支持され、かつプランタアーム８の掻取タイミングに合
わせて強制的に横送りされる前傾姿勢の苗載台９、プラ
ンタケース７の底部中央および左右両側部に上下揺動自
在に設けられるセンターおよびサイドフロート１０、１
１等で構成されている。即ち、植付部３は、昇降リンク
機構２を介して走行機体１に連結されるホルダフレーム
４に対し、ローリング支軸５を介してローリング自在に
支持されているが、以上の基本構成は何れも従来通りで
ある。

【０００５】１２は前記ホルダフレーム４と植付部３
（苗載台９）との間に介設される中間フレーム（中間部
材）であって、該中間フレーム１２の下端部に一体的に
形成されるボス部１２ａは、ホルダフレーム４のボス部
４ａに回動自在に外嵌支持されている。即ち、中間フレ
ーム４は、ホルダフレーム４および植付部３に対して相
対的にローリング自在となり、しかも、そのローリング
支点は植付部３のローリング支点に一致するようになっ
ている。尚、本実施例の中間フレーム４は、直立姿勢の
フレーム本体１２ｂと、該フレーム本体１２ｂの上端部
から苗載台９の裏側面に沿って前傾状に突出するＴ字フ
レーム部１２ｃとで構成されると共に、側面視におい
て、前記苗載台支持ステー６ａと苗載台９との間に位置
するように配設されている。

【０００６】１４は左右一対のコイル弾機等で構成され
る第一ローリング弾機であって、該第一ローリング弾機
１４は、中間フレーム１２のフレーム本体１２ｂと作業
部フレーム６との間にハの字状に介設されている。つま
り、第一ローリング弾機１４の弾持作用に基づいて植付
部３の全体荷重をバランスさせるが、植付作業時には、
ジヨイント軸Ｊ（機体側ＰＴＯ軸と作業部側入力軸を連
結するもの）の回転力に基づいて植付部３が所定方向に
ローリングしようとするため、該方向のローリング時に
伸長する側のコイル弾機に他側のコイル弾機よりも大き
い付勢力を設定しておくことにより、植付作業時の作業
部姿勢を平行に維持するようになっている。

【０００７】１５は左右一対のコイル弾機等で構成され
る第二ローリング弾機であって、該第二ローリング弾機
１５は、中間フレーム１２のＴ字フレーム部１２ｃと苗
載台９の両端部との間にハ字状に介設されて、苗載台９
の横送りに伴う偏荷重をバランスするようになってい
る。つまり、ローリング自在な植付部３を、第一および
第二のローリング弾機１４、１５によって弾持して、前
記センターフロート１０およびサイドフロート１１の浮
力に基づく植付部３の従動的な田面追随作用を許容する
所謂従動ローリング制御を行うように構成されている。

【０００８】一方、１６は前記ホルダフレーム４の側方
位置にブラケット１７を介して設けられる減速機構付の
モータ（アクチュエータ）であって、該モータ１６の駆
動力を出力するピニオンギヤ１６ａには、ブラケット１
７に回動自在に設けられる中間ギヤ１８が噛合している
が、さらに中間ギヤ１８は、中間フレーム１２から側方
に突出するラック１９に噛合している。そして、前記モ
ータ１６が駆動した場合には、中間ギヤ１９の回動に伴
ってラック１９が左右移動し、該左右移動に基づいて中
間フレーム１２が強制的にローリングせしめられるよう
になっている。

【０００９】さらに、２０は前記中間フレーム１２の後
面部にセンサブラケット２０ａを介して組付けられる振
り子式等のローリング検知センサであって、該ローリン
グ検知センサ２０のローリング検知値は後述する制御部
２１に入力されるようになっている。そして、制御部２
１においては、ローリング検知センサ２０のローリング
検知値と予め設定されるローリング設定値（水平設定値
もしくは傾斜設定値）とを一致させるべくモータ１６を
駆動制御し、該駆動制御に基づいて中間フレーム１２を
一定姿勢に強制ローリング制御（水平制御もしくは傾斜
制御）するようになっている。即ち、前記ローリング弾
機１４、１５の基準点となる中間フレーム１２を機体ロ
ーリングに拘らず一定姿勢に強制制御することによっ
て、ローリング弾機１４、１５による従動ローリング制
御の制御範囲を拡大すると共に、ローリング弾機１４、
１５の左右バランスを均等化して従動ローリング制御の
精度を向上させるようになっている。尚、２２Ｌ、２２
Ｒは中間フレーム１２の左右ローリング限度位置を検知
するリミットスイッチである。

【００１０】次に、前記制御部２１が実行する植付部制
御（強制ローリング制御）の処理手順を、基本処理部
分、再評価処理部分および変化量処理部分に分けて説明
する。さて、前記基本処理では、ローリング設定値に対
するローリング検知値の偏差（絶対値）が不感帯を越え
ているか否かを判断し、該判断がＮＯの場合にはモータ
１６の駆動指令出力を停止する。一方、ＹＥＳと判断し
た場合には、ローリング方向を判断すると共に、ローリ
ング方向に対応する駆動指令を出力するが、モータ駆動
中に何れかのリミットスイッチ２２Ｌ、２２ＲがＯＮし
た場合には、駆動指令の出力を直ちに停止するようにな
っている。ところで、本実施例の基本処理においては、
モータ停止時には不感幅が小さい第一不感帯Ａ（モータ
駆動条件値）を用いる一方、モータ駆動時には不感幅が
大きい第二不感帯Ｂ（モータ停止条件値）を用いるよう
になっている。即ち、モータ駆動を停止するに際し、前
記偏差と不感帯との比較に基づいて駆動指令の出力を停
止したとしても、センサ出力の遅れに基づいて中間フレ
ーム１２が目標位置を越えてローリングする惧れがある
が、センサ出力の遅れに基づくオーバーシュート分だけ
予め不感帯を大きく設定することにより、不感帯の略中
央、つまり目標位置近傍で中間フレーム１２を正確に停
止させることができるようになっている。

【００１１】また、再評価処理では、前記偏差の判断が
ＹＥＳであった場合、その直後に出力時間を算出する
が、偏差に対応する駆動時間に所定の係数Ｋ（Ｋ＜１）
を掛けて出力時間を算出すると共に、該算出した出力時
間を減算タイマにセットするようになっている。さらに
タイマセット後は、前記基本処理に基づいて駆動指令を
出力することになるが、駆動指令出力中は、減算タイマ
が０であるか否かを判断すると共に、偏差が不感帯Ｂよ
りも大きいか否かを判断するようになっている。そし
て、何れかの判断が変化した場合（タイマ判断がＹＥＳ
もしくは偏差判断がＮＯ）、駆動指令の出力を停止する
ことになるが、タイマ判断に基づいて停止した場合に
は、中間フレーム１２が目標位置に到達していないた
め、再度偏差に基づいて出力時間を算出する再評価を実
行すると共に、算出した出力時間を減算タイマにセット
して前述の処理を繰返し、該繰返し処理に基づいて中間
フレーム姿勢を段階的に修正するようになっている。即
ち、中間フレーム１２のローリング姿勢を、順次変化す
る偏差に基づいて再評価しつつ段階的に修正するため、
センサ出力の遅れやモータ駆動中の機体ローリングに基
づく中間フレーム１２のオーバーシュートを確実に防止
するようになっている。

【００１２】ところで、前記再評価処理においては、タ
イマ判断に基づいて駆動指令の出力を停止した場合、直
ちに再評価を実行して駆動指令を出力することになる
が、センサ出力には遅れがあるため、停止直後では修正
されたローリング角度が未だ制御部２１に入力されてい
ないことになり、従って、停止直後に再評価した場合に
は、過剰な出力時間を算出してオーバーシュートを招来
する惧れがある。そこで本実施例では、駆動指令の出力
停止時に、センサ出力の遅れ時間に相当する再評価タイ
マをセットし、該再評価タイマの終了まで再評価の実行
を規制するようになっている。

【００１３】また、変化量処理においては、ローリング
検知値を所定時間ｔ毎にメモリ領域（０番〜１１番）に
格納すると共に、０番に格納されたデータを基準として
以降の格納データ（１番〜１１番）との差分を求め、さ
らに所定時間Ｔ（ｔ×１０）毎に各差分を合計して差分
和（Ｔ時間内の検知値変化量）を算出するようになって
いる。そして、差分和を算出した後は、予め設定される
設定変化量との比較を行うが、差分和が設定変化量より
も小さい場合には駆動指令の出力を規制するようになっ
ている。即ち、前記設定変化量は、苗載台９の横送りに
伴って発生する検知値変化に基づいて設定されるため、
差分和が設定変化量よりも小さい場合には、苗載台９の
横送りに基づいて発生した検知値変化であると判断して
無駄なモータ駆動を防止することができるようになって
いる。しかも、本実施例では、前記差分和算出時間Ｔを
センサ出力の時定数に略一致させるべく、検知値格納時
間ｔをセンサ時定数の１／１０に設定しており、このた
めセンサ出力特性との調和がとれた誤差の少ない変化量
検出を行うことができるようになっている。

【００１４】叙述の如く構成された本発明の実施例にお
いて、制御部２１は、ローリング検知センサ２０の検知
に基づいてモータ１６に駆動指令を出力して中間フレー
ム１２を一定姿勢に強制ローリング制御することになる
が、ローリング検知値とローリング設定値との偏差に対
応する駆動指令を一度に出力することなく、所定の割合
の駆動指令を段階的に出力すると共に、駆動指令出力毎
に前記偏差に基づいて駆動指令を再評価することにな
る。従って、中間フレーム１２のローリング姿勢は、順
次変化する前記偏差を監視しながら段階的に修正するこ
とになり、このため、センサ出力の遅れやモータ駆動中
の機体ローリングが生じたとしても、目標位置を越えて
駆動するオーバーシュートの発生を確実に防止でき、こ
の結果、オーバーシュートを繰り返すハンチング現象の
発生を回避してローリング制御の精度等を著しく向上さ
せることができる。

【００１５】しかも、前記再評価を行う場合には、セン
サ出力の遅れ時間に相当する再評価タイマをセットし、
該再評価タイマの終了まで再評価の実行を規制するよう
にしたため、仮令センサ出力に遅れがあったとしても、
過剰な出力時間を算出してオーバーシュートを発生させ
る不都合がない。

【００１６】また、ローリング検知値の変化量が設定変
化量よりも小さい場合には、苗載台９の横送りに基づい
て発生した検知値変化であると判断して駆動指令の出力
を規制するため、仮令苗載台９の横送りに伴って発生す
る加速度やローリングに基づいてローリング検知値が変
化したとしても、駆動指令が出力されることがなく、こ
の結果、中間フレーム１２が適正姿勢であるにも拘らず
モータ１６を無駄に駆動させて制御精度の低下を招来す
るような不都合を悉皆解消することができる。

【００１７】またさらに、モータ停止時には、不感幅が
小さい第一不感帯Ａを用いる一方、モータ駆動時にはセ
ンサ出力の遅れを考慮して予め不感幅が大きく設定され
る第二不感帯Ｂを用いるため、モータ駆動を停止する際
に仮令センサ出力に遅れが生じても、中間フレーム１２
は、目標位置を越えてローリングすることなく、不感帯
の略中央、つまり目標位置近傍で正確に停止することに
なり、この結果、オーバーシュートやハンチングの発生
をさらに確実に防止できることになる。

【００１８】尚、本発明は、前記実施例に限定されない
ものであることは勿論であって、例えば中間フレームを
用いることなく、アクチュエータ駆動で直接植付部を強
制ローリング制御するものにおいても実施できることは
言うまでもない。

【００１９】

【作用効果】以上要するに、本発明は叙述の如く構成さ
れたものであるから、植付部をローリング制御するアク
チュエータは、ローリング検知センサのローリング検知
値と予め設定されるローリング設定値との偏差に対応す
る駆動指令を受けて駆動することになるが、前記駆動指
令は一度に出力されることなく、分割して出力されるこ
とになり、しかも、駆動指令を出力する毎に前記偏差に
基づいて駆動指令が再評価されることになる。つまり、
植付部のローリング姿勢を、順次変化する前記偏差を監
視しつつ段階的に修正することになるため、仮令センサ
出力の遅れやアクチュエータ駆動中の機体ローリングが
生じたとしても、目標位置を越えてアクチュエータが駆
動してしまうオーバーシュートの発生を有効に防止でき
ることになり、この結果、オーバーシュートを繰り返す
ハンチング現象の発生を回避してローリング制御の精度
等を著しく向上させることができる。

【００２０】また、ローリング検知値の変化量が予め設
定される設定変化量よりも小さい場合に、苗載台の横送
りに基づいて発生した検知値変化であると判断して駆動
指令の出力を規制するようにしたものでは、仮令苗載台
の横送りに伴って発生する加速度やローリングに基づい
てローリング検知値が変化したとしても、これを機体ロ
ーリングに伴う検知値変化であると誤認してアクチュエ
ータに駆動指令を出力してしまうことがなく、従って、
植付部が適正姿勢であるにも拘らずアクチュエータが駆
動するような不都合を解消して制御精度をさらに向上さ
せることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】乗用型田植機の側面図である。

【図２】植付部の側面図である。

【図３】同上要部正面図である。

【図４】同上要部平面図である。

【図５】制御部の入出力を示すブロック図である。

【図６】植付部制御を示すフローチャートである。

【図７】変化量の演算手順を示す説明図である。

【符号の説明】

１ 走行機体 ２ 昇降リンク機構 ３ 植付部 ４ ホルダフレーム ５ ローリング支軸 ６ 作業部フレーム １２ 中間フレーム １４ 第一ローリング弾機 １５ 第二ローリング弾機 １６ モータ １９ ラック ２０ ローリング検知センサ ２１ 制御部

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 走行機体に対してローリング自在に支持
   される植付部を、ローリング検知センサに連繋されるア
   クチュエータの駆動に基づいてローリング制御する作業
   用走行車において、前記ローリング検知センサのローリ
   ング検知値と予め設定されるローリング設定値との偏差
   に基づいてアクチュエータに駆動指令を出力するローリ
   ング制御部に、前記偏差に対応する駆動指令を分割出力
   する駆動指令分割出力手段と、駆動指令を出力する毎に
   前記偏差に基づいて駆動指令を再評価する駆動指令再評
   価手段とを設けたことを特徴とする移植機における植付
   部のローリング制御装置。
2. 【請求項２】 植付タイミングに合わせて横送りされる
   苗載台を具備し、かつ走行機体に対してローリング自在
   に支持される植付部を、ローリング検知センサに連繋さ
   れるアクチュエータの駆動に基づいてローリング制御す
   る作業用走行車において、前記ローリング検知センサの
   ローリング検知値と予め設定されるローリング設定値と
   の偏差に基づいてアクチュエータに駆動指令を出力する
   ローリング制御部に、ローリング検知値の変化量を演算
   する変化量演算手段と、該演算した検知値変化量が予め
   設定される設定変化量よりも小さい場合、前記苗載台の
   横送りに基づいて発生した検知値変化であると判断して
   駆動指令の出力を規制する駆動指令出力規制手段とを設
   けたことを特徴とする移植機における植付部のローリン
   グ制御装置。