JP4231945B2

JP4231945B2 - 農作業機の操向装置

Info

Publication number: JP4231945B2
Application number: JP2000128330A
Authority: JP
Inventors: 修行本; 陽介松尾; 則昭一杉; 満男田中; 清明水津; 文雄重松
Original assignee: Iseki and Co Ltd; Yanma Agricultural Equipment Co Ltd; Japan Aviation Electronics Industry Ltd; National Agriculture and Food Research Organization
Current assignee: Iseki and Co Ltd; Yanma Agricultural Equipment Co Ltd; Japan Aviation Electronics Industry Ltd; National Agriculture and Food Research Organization
Priority date: 2000-04-27
Filing date: 2000-04-27
Publication date: 2009-03-04
Anticipated expiration: 2020-04-27
Also published as: JP2001310748A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、土壌面を走行しながら所定の作業を行う農作業機の操向装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
乗用田植機等の農作業機において、方位センサ等を利用し圃場内の所定の走行経路に沿って走行部を自動的に走行させる自動操向手段を備えたものがある。この種の農作業機は、自動操向手段による操向時に、オペレータによって操向ハンドル操作や左右片ブレーキ操作等の手動操向手段による操向出力がなされると、前記自動操向手段による操向を中止して前記手動操向手段による操向に自動的に切り替わり、障害物を回避する等の緊急措置をとれるようになっていた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、手動操向手段による操向出力がなされる度に自動操向手段による操向を中止していると、操向の形態が頻繁に切り替わることによって操向が不安定になり、作業の精度や能率に悪影響が出るおそれがある。そこで、本発明は、危険が予測されるときを除き、なるべく操向の形態が切り替わらないようにして、作業の精度や能率に悪影響が出るのを防止することを課題としている。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本発明は次のように構成した。すなわち、第一の発明にかかる農作業機の操向装置は、土壌面を走行しながら所定の作業を行う農作業機の操向装置であって、前記農作業機の走行部を自動的に操向する自動操向手段と、前記走行部をオペレータの操作により操向する手動操向手段とを設け、前記自動操向手段による走行中に、前記手動操向手段によって前記自動操向手段における操向方向と反対側に操向出力がなされたときは、前記自動操向手段による操向を中止して手動操向手段による操向に切り替え、それ以外は前記自動操向手段による操向を継続させるように制御することを特徴としている。
【０００５】
また、第二の発明にかかる農作業機の操向装置は、土壌面を走行しながら所定の作業を行う農作業機の操向装置であって、前記農作業機の走行部を自動的に操向する自動操向手段と、前記走行部をオペレータの操作により操向する手動操向手段とを設け、前記自動操向手段による走行中に、前記手動操向手段によって前記自動操向手段における操向方向と反対側に操向出力がなされたとき、及び前記手動操作手段によって前記自動操向手段における操向方向と同じ側で前記自動操向手段における操向出力よりも大きい操向出力がなされたときは、前記自動操向手段による操向を中止して手動操向手段による操向に切り替え、それ以外は前記自動操向手段による操向を継続させるように制御することを特徴としている。
【０００６】
自動操向手段による走行中に、手動操向手段によって自動操向手段における操向方向と反対側に操向出力がなされるときや、手動操作手段によって自動操向手段における操向方向と同じ側で自動操向手段における操向出力よりも大きい操向出力がなされるときは、障害物を回避する等のためにオペレータが意図的に手動操作手段を操作した場合であると考えられる。したがって、このような状況のときには、自動操向手段による操向を中止して手動操向手段による操向に切り替えることにより、作業の安全を確保するのである。上記状況以外のときは自動操向手段による操向を継続させることにより、操向の形態が切り替わることをなるべく少なくし、操向が不安定になることを防止する。
【０００７】
【発明の実施の形態】
以下、図１及び図２に示す農作業機の操向装置について説明する。図示の農作業機１は乗用施肥田植機であって、走行部である走行車体２の後側に昇降リンク装置３を介して苗植付部４が昇降可能に装着され、また走行車体２の後部上側に施肥装置５の肥料タンク５０等が設けられている。
【０００８】
走行車体２は、駆動輪である各左右一対の前輪１０，１０及び後輪１１，１１を備えた四輪駆動車両で、機体の前部にミッションケース１２、その後方にエンジン１３が設けられている。エンジン１３の回転動力は、油圧式無段変速装置１４を介してミッションケース１２へ伝達される。そして、ミッションケース１２内のトランスミッションで変速された後、前輪１０，１０及び後輪１１，１１と、苗植付部４及び施肥装置５の各駆動部とに伝達される。また、エンジン１３の回転動力の一部は、発電機１５に伝動される。発電機１５で発電された電気はバッテリ１６に蓄電される。
【０００９】
エンジン１３の上側にはオペレータが座る座席２０が設置され、その前方に操向車輪である前輪１０，１０を操向操作する操向ハンドル２１が設けられている。操向ハンドル２１に加えられた操作力は、パワーステアリング装置を介して前輪１０，１０に伝えられる。また、座席２０の右足下部には、左右の後輪１１，１１を個別に制動することのできる後輪ブレーキペダル２２Ｌ，２２Ｒが設けられている。これら操向ハンドル２１及び後輪ブレーキペダル２２Ｌ，２２Ｒは、走行車体２をオペレータの操作により操向させる手動操向手段である。
【００１０】
昇降リンク装置３は、前端側で回動自在に支持された互いに平行な１本の上リンク３０と左右一対の下リンク３１，３１の後端部に連結枠３２が連結されており、該連結枠に苗植付部４がローリング自在に装着されている。昇降シリンダ３３を伸縮作動させることにより、各リンクが上下に回動し、苗植付部４がほぼ一定姿勢のまま昇降する。
【００１１】
苗植付部４は６条植の構成で、フレームを兼ねる伝動ケース４０、苗を載せて左右往復動し苗を一株づつ各条の苗取出口４１ａ，…に供給する苗載台４１、苗取出口４１ａ，…に供給された苗を圃場に植付ける苗植付装置４２，…等を備えている。苗植付部４の下部には中央にセンターフロート４５、その左右両側にサイドフロート４６，４６がそれぞれ設けられており、植付作業時には、各フロートが泥面を整地しつつ滑走し、その整地跡に苗植付装置４２，…により苗が植付けられる。
【００１２】
施肥装置５は、肥料ホッパ５０に貯えられている粒状の肥料を肥料繰出部５１，…によって一定量づつ繰り出し、それをブロア５２から吹き出されるエアによって施肥ホース５３，…を通って施肥ガイド５４，…まで移送し、施肥ガイド５４，…の前側に設けた作溝体５５，…によって苗植付条の側部近傍に形成される施肥溝内に落とし込むようになっている。ブロア５２を駆動するモータ５６は、前記バッテリ１６に蓄電されている電力で作動する。
【００１３】
図３はこの農作業機の油圧装置の油圧回路図である。油圧ポンプ６０にて昇降シリンダ３３を作動させる昇降油圧回路部Ａに圧油が供給され、油圧ポンプ６１にてパワーステアリング装置のパワステシリンダ６２を作動させる操向油圧回路部Ｂに圧油が供給される。操向油圧回路部Ｂには、油圧操向機構６３、自動操向制御弁６４、手動自動切替弁６５、その他の弁等が設けられている。また、パワステシリンダ６２の左右両シリンダポートにはそれぞれ圧力センサ６６Ｌ，６６Ｒが設けられている。
【００１４】
油圧操向機構６３は、操向ハンドル２１の操作に連動するポンプと方向制御弁とを組み合わせて構成したもので、操向ハンドル２１が中立位置にあるときは、手動自動切替弁６５を介して供給される油を油圧式無段変速装置１４を経由して油タンク６７に戻し、操向ハンドル２１を中立位置よりも右に回すと、操向ハンドル２１の回動量に相当する流量の油をパワステシリンダ６２の右操向側のシリンダ室に供給し、操向ハンドル２１を中立位置よりも左に回すと、操向ハンドル２１の回動量に相当する流量の油をパワステシリンダ６２の左操向側のシリンダ室に供給するようになっている。
【００１５】
自動操向制御弁６４は、手動自動切替弁６５を介して供給される油をパワステシリンダ６２の右操向側のシリンダ室に供給する状態と、左操向側のシリンダ室に供給する状態と、いずれにも供給しない状態とに切り替える方向制御弁で、後述する操向制御装置７０により制御される。
【００１６】
手動自動切替弁６５は、図示しない自動スイッチの操作により、油圧ポンプ６１からの圧油を油圧操向機構６３側に供給する状態と、自動操向制御弁６４側に供給する状態とに切り替わる。前者は手動操向状態、後者は自動操向状態である。
【００１７】
操向制御装置７０は図４に示す構成となっている。すなわち、前記自動スイッチや自動操向時における走行方位を設定する方位設定器等が設けられた操作パネル７１、前記圧力センサ６６Ｌ，６６Ｒ、走行車体２の走行方位を検出する磁気方位センサ７２、走行車体２の進行速度を検出する車速センサ７３、操向ハンドル２１の角度を検出する操向角センサ７４、前記発電機１５から前記バッテリ１６に流れる電流量を検出するバッテリ電流センサ７５、前記ブロアモータ５６のＯＮ・ＯＦＦを切り替えるブロアスイッチ７６、及び後輪ブレーキペダル２２Ｌ，２２Ｒが踏圧されているか否かによってＯＮ・ＯＦＦ切り替わる左右のブレーキスイッチ７７Ｌ，７７Ｒからの入力信号が入力インターフェース７８を介してＣＰＵ７９に送信され、これらの情報に基づき、ＣＰＵ７９から出力インターフェース８０を介して左右の自動操向制御弁用ソレノイド８１Ｌ，８１Ｒ、手動自動切替弁用ソレノイド８２、及び自動スイッチの状態等を表示する表示装置８３に出力信号が送信される。
【００１８】
上記操向制御装置７０による制御全般の流れを図５のフローチャートに示す。自動スイッチがＯＦＦである場合は、手動自動切替弁用ソレノイド８２への出力が停止状態で、油圧ポンプ６１からの油が油圧操向機構６３へ供給される。このときは、操向ハンドル２１の操作に基づく手動操向となる。自動スイッチがＯＮである場合は、手動自動切替弁用ソレノイド８２へ出力がなされ、油圧ポンプ６１からの油が自動操向制御弁６４に供給される。このときは自動操向となり、下記の制御を行う。
【００１９】
自動操向時においては、磁気方位センサ７２で検出される実際の走行方位と前記方位設定器で設定された目標方位との偏差を計算し、その偏差に応じて自動操向制御弁６４の切替を制御する。このとき、圧力センサ６６Ｌ，６６Ｒの値より地面から受けるステアリングの外力の大きさを感知し、その外力の大きさと前記偏差の大きさに応じて、自動操向制御弁６４を流れる油の流量を調節する。具体的には、外力が大きいほど流量を多く、かつ偏差が大きいほど流量を多くする。これにより、走行方位を迅速に修正することができ、直進性が向上する。なお、油流量の調節は、自動操向制御弁用ソレノイド８１Ｌ，８Ｒへの出力信号のパルスＯＮタイムを変更することで行う。
【００２０】
上記自動操向中に手動操向操作（操向ハンドル２１の操作もしくは片方の後輪ブレーキペダル２２Ｌ，２２Ｒの操作）があったなら、その手動操向操作の方向及び操作量によって操向の形態を決定する。すなわち、手動操向による操向方向が自動操向による操向方向と同じで、かつ手動操向による操向量が自動操向による操向量よりも小さい場合は、自動操向を継続する。手動操向による操向方向が自動操向による操向方向と同じであっても、手動操向による操向量が自動操向による操向量よりも大きい場合は、自動操向を停止し、手動操向に切り替える。このため、緊急時に手動操向で危険回避することが可能である。また、手動操向による操向方向が自動操向による操向方向と逆である場合は、手動操向による操向量の大きさにかかわらず、自動操向を停止し、手動操向に切り替える。このように、手動操向操作の操向方向と操向量を判断材料とすることにより、不必要な操向形態の切り替わりをなくすことができる。
【００２１】
また、手動操向による操向出力の方向や大きさにかかわらず、手動操向による操向出力が一定時間内に急激になされた場合は、危険回避のための操作であるとみなし、自動操向を停止し、手動操向に切り替えるようになっている。
【００２２】
本実施の形態では、走行車体２の走行方位を検出するために磁気方位センサ７２が用いられている。そして、この磁気方位センサ７２の設置箇所は、諸々の制約や都合によりバッテリ１６と比較的近い位置となっている。そこで、磁気方位センサ７２の近傍を流れるバッテリ１６への充電電流やバッテリ１６からの出力電流の影響を受けて磁気方位センサ７２の検出結果に誤差が生じるのを防ぐため、次のような補正のための制御を行う。
【００２３】
図６のフローチャートに示す補正制御は、バッテリ１６の充電電流の大きさに応じて補正値が定められた補正テーブルを予め作成しておき、バッテリ電流センサ値をこの補正テーブルに対照させて補正値を決定し、これにより磁気方位センサ値を補正する。
【００２４】
また、図７のフローチャートに示す補正制御は、ブロアスイッチ７６がＯＮの場合は磁気方位センサ７２値を予め定められた補正値で補正し、ブロアスイッチ７６がＯＦＦの場合は、ブロアモータ５６への出力電流の影響が無いので磁気方位センサ値をそのまま採用する。
【００２５】
走行車体２の走行方位を検出する方法としては、磁気方位センサ７２を使用する以外に、ＧＰＳ受信機を搭載し、それから検出される現在位置の変化から走行車体２の走行方位を推定するようにしてもよい。
【００２６】
【発明の効果】
以上に説明したように、本発明にかかる農作業機の操向装置は、自動操向中における手動操向による操向出力の方向や大きさに基づき操向の形態を切り替えることにより、操向の形態が頻繁に切り替わって操向が不安定になることなく、危険回避のために手動操向が可能で、作業を安全を行える。
【図面の簡単な説明】
【図１】乗用施肥田植機の平面図である。
【図２】乗用施肥田植機の側面図である。
【図３】油圧装置の油圧回路図である。
【図４】操向制御装置のブロック図である。
【図５】操向制御のフローチャートその１である。
【図６】操向制御のフローチャートその２である。
【図７】操向制御のフローチャートその３である。
【符号の説明】
１乗用施肥田植機（農作業機）
２走行車体（走行部）
３昇降リンク装置
４苗植付部
５施肥装置
１５発電機
１６バッテリ
２１操向ハンドル（手動操向手段）
２２Ｌ，２２Ｒ後輪ブレーキペダル（手動操向手段）
６２パワステシリンダ
６３油圧操向機構
６４自動操向制御弁
６５手動自動切替弁
７０操向制御装置（自動操向手段）
７２磁気方位センサ

Claims

土壌面を走行しながら所定の作業を行う農作業機の操向装置であって、前記農作業機の走行部を自動的に操向する自動操向手段と、前記走行部をオペレータの操作により操向する手動操向手段とを設け、前記自動操向手段による走行中に、前記手動操向手段によって前記自動操向手段における操向方向と反対側に操向出力がなされたときは、前記自動操向手段による操向を中止して手動操向手段による操向に切り替え、それ以外は前記自動操向手段による操向を継続させるように制御することを特徴とする農作業機の操向装置。
土壌面を走行しながら所定の作業を行う農作業機の操向装置であって、前記農作業機の走行部を自動的に操向する自動操向手段と、前記走行部をオペレータの操作により操向する手動操向手段とを設け、前記自動操向手段による走行中に、前記手動操向手段によって前記自動操向手段における操向方向と反対側に操向出力がなされたとき、及び前記手動操作手段によって前記自動操向手段における操向方向と同じ側で前記自動操向手段における操向出力よりも大きい操向出力がなされたときは、前記自動操向手段による操向を中止して手動操向手段による操向に切り替え、それ以外は前記自動操向手段による操向を継続させるように制御することを特徴とする農作業機の操向装置。