JP6247835B2 - 走行式液体散布機の散布量制御装置 - Google Patents

Description

本発明は、トラクタ等の走行機体によって走行しながら液体を散布する走行式液体散布機の散布量制御装置に関するものである。

走行式液体散布機は、圃場面を走行しながら薬剤などの液体を散布するものであり、トラクタ直装式のブームスプレーヤなどが知られている。このような走行式液体散布機は、移動速度（散布作業速度）が単位面積当たりの散布量に影響することから、走行機体の車速を検知して、検知した車速信号に基づいて散布量などを制御することが行われている。

下記特許文献１に記載された従来技術では、流量センサと散布幅センサと移動速度（車速）センサを備え、これらセンサの検知結果に基づいて、散布幅と移動速度のいずれかが変化しても単位面積当たりの目標散布量通りの散布がなされるように、散布条件を制御する散布制御装置が示されている。

また、下記特許文献２には、農作業機用制御装置が記載されている。この農作業機用制御装置の制御ユニットは、走行機体の種類に応じて異なる車速信号を入力し、この入力した車速信号を予め決められた１種類の共通車速信号に変換して出力する車速信号変換部と、この車速信号変換部と電気的に接続され、車速信号変換部からの共通車速信号を入力し、この入力した共通車速信号に応じて作業部の駆動手段を制御する制御部とを有するものである。

特開２００６−２３０３３７号公報 特開２００８−１６１０９８号公報

特許文献１に記載された従来技術によると、散布制御装置の移動速度センサとして、走行機体の車軸の回転速度を検知するセンサなどが用いられており、走行機体に液体散布機を装着する際に移動速度センサの設置が煩雑になる問題がある。これに対して、近年、トラクタなどの走行機体は、自身の車速を車速信号として出力するものが普及しつつあり、これに装着される作業機側でこの車速信号を用いて車速連動作業部の制御を行うことが検討されている。

しかしながら、トラクタなどの走行機体から出力される車速信号は、通常パルス信号が出力されているが、このパルス信号はＩＳＯで規格化されているものがあれば、トラクタメーカ毎に異なる形態で出力されるものもあり、単純にこの車速信号を利用して制御を行うことができない問題がある。

これに対して、特許文献２に記載された従来技術は、種類の異なる車速信号を予め決められた１種類の共通車速信号に変換して出力するものであるため、一定のアナログ電圧値や一定のパルス値のような共通車速信号を改めて発信する発信手段を要すると共に、車速信号変換部と制御部とを電気的に接続して共通車速信号を伝送させる回線が必要になり、制御ユニット内の構成が複雑になる問題があった。また、制御ユニット内で共通車速信号を伝送するのでノイズの影響を受けやすく、共通車速信号がノイズによって乱れて制御部の誤動作を招き易い問題があった。

また、このような従来技術のように入力された車速信号を共通車速信号に変換して制御部に伝送する方式では、トラクタが車速信号を発生してから制御部に入力されるまでに伝送遅れが生じることになり、制御部では伝送遅れを含んだ車速信号に基づく散布量制御を行うことになるので、適正な散布量制御を行うことができない問題があった。

本発明は、このような問題に対処することを課題の一例とするものである。すなわち、異なる形態の車速信号を出力するトラクタ等の走行機体に対して、これらの車速信号を利用した散布制御を行うことができること、この際、新たな発信手段や回線を追加しない簡易な構成で、ノイズによる誤動作や車速信号の伝送遅れによる散布量の誤制御を招き難い制御ユニットを構築することができること、等が本発明の目的である。

このような目的を達成するために、本発明による走行式液体散布機の散布制御装置は、以下の構成を少なくとも具備するものである。

走行機体によって走行しながら液体を散布する走行式液体散布機の散布制御装置であって、散布状態を検出する散布状態検出手段と、散布状態を調整する調整部と、走行機体から出力された車速信号が入力されると共に、前記散布状態検出手段からの検出信号が入力され、前記車速信号と前記検出信号を演算処理することによって求められる実散布条件を、設定された目標散布条件と比較して、前記調整部に制御信号を出力する制御部を備え、前記制御部は、前記車速信号の複数の種類毎にそれぞれ対応した車速換算係数を備え、入力された前記車速信号に対応した前記車速換算係数を選択して、前記車速信号から実車速値を求め、該実車速値を用いて前記実散布条件を求めることを特徴とする。

このような特徴を有する走行式液体散布機の散布制御装置によると、異なる形態の車速信号を出力するトラクタ等の走行機体に対して、これらの車速信号を利用した散布制御を行うことができる。この際、新たな発信手段や回線を追加しない簡易な構成で、ノイズによる誤動作や車速信号の伝送遅れによる散布量の誤制御を招き難い制御ユニットを構築することができる。

本発明の一実施形態における走行式液体散布機の全体構成例を示した説明図である。 本発明の実施形態に係る走行式液体散布機の散布制御装置を示した説明図である。 本発明の実施形態における散布制御装置の制御部の構成及び機能を示した説明図である。 本発明の実施形態における車速換算係数設定部による車速換算係数の設定フローである。

以下、図面を参照しながら本発明の実施形態を説明する。図１は本発明の一実施形態における走行式液体散布機の全体構成例を示した説明図である。走行式液体散布機１は、トラクタなどの走行機体Ｔによって走行しながら液体を散布するものである。ここでの走行式液体散布機１は、走行機体Ｔが車速信号を出力するものであればよく、図示のようなトラクタ装着式だけでなく、所謂自走式であってもよい。走行式液体散布機１は、散布する液体を貯留するタンク２と散布ノズル部３と後述する散布制御装置を備えている。

図２は、本発明の実施形態に係る走行式液体散布機の散布制御装置を示した説明図である。散布制御装置４は、散布条件を制御しながらタンク２に貯留された液体を散布ノズル部３に供給するものである。タンク２と散布ノズル部３は、配管４１（４１Ａ，４１Ｂ）と分流器４２を介して分岐される配管４３（４３Ａ，４３Ｂ）によって連結されている。散布ノズル部３は、配管４３（４３Ａ，４３Ｂ）に接続され、複数のノズル３０が装着された散布管（散布ホース）３１（３１Ａ，３１Ｂ）とこの散布管３１を支持するブーム３２（３２Ａ，３２Ｂ）を備えている。タンク２内の液体は、配管４１に設けたポンプ４０の駆動圧によって、配管４１，分流器４２，配管４３を経由して散布ノズル部３に供給される。

散布制御装置４は、散布状態検出手段１０、調整部２０、制御部５を備えている。散布状態検出手段１０は、散布状態（散布流量Ｑ、散布圧力Ｐ、散布幅Ｗなど）を検知する各種センサ（散布流量センサ１１、散布圧力センサ１２、散布幅センサ１３など）のいずれか又は全てを備えている。調整部２０は、散布流量などの散布状態を調整するものであり、電動調圧弁２１及びこの電動調圧弁２１を調整する調整モータ２１Ａなどによって構成することができる。

制御部５は、走行機体Ｔから出力された車速信号（信号Ａ，信号Ｂ，信号Ｃ，…）が入力されると共に、散布状態検出手段１０からの検出信号が入力され、車速信号と検出信号を演算処理することによって求められる実散布条件を、設定された目標散布条件と比較して調整部２０に制御信号を出力する。ここでの実散布条件及び目標散布条件は、単位面積当たりの散布量（ｌ／ｍ²）などを含むものである。制御部５には、表示操作入力部６が接続されている。表示操作入力部６は、制御部５において設定される設定値（目標散布条件や設定車速など）を入力すると共に、制御部５の演算処理結果を表示する機能を有する。

図３は、本発明の実施形態における散布制御装置の制御部の構成及び機能を示した説明図である。制御部５には、トラクタなどの走行機体Ｔから出力される車速信号が入力される。車速信号は、一般にパルス信号であるが、走行機体Ｔの機種などによって異なる信号が出力される。異なる車速信号は、例えば、信号Ａでは１ｍ／ｓの車速に相当する単位時間当たりのパルス数がｎ１パルス数／ｓ、信号Ｂでは１ｍ／ｓの車速に相当する単位時間当たりのパルス数がｎ２パルス数／ｓ、信号Ｃでは１ｍ／ｓの車速に相当する単位時間当たりのパルス数がｎ３パルス数／ｓとなるように、機種毎に異なる信号が出力される。

制御部５は、車速信号の単位時間当たりパルス数を計測するためのパルスカウンタ５０とタイマ５１、更には車速信号（信号Ａ，信号Ｂ，信号Ｃ，…）に対応した車速換算計数（Ｋ１，Ｋ２，Ｋ３，…）を記憶するためのメモリ５２を備えている。ここでの車速換算係数は、様々な車速信号から実車速値を算出するために用いられる係数であり、計測された車速信号の単位時間当たりパル数ｎにその車速信号に対応した車速換算係数Ｋを乗ずることで実車速値Ｖを求めることができる。すなわち、Ｋ＝Ｖ／ｎ［ｍ／パルス］の関係がある。

制御部５の機能としては、車速換算係数選択部５Ａ、車速換算係数設定部５Ｂ、目標散布条件設定部５Ｃ、実車速値算出部５Ｄ、実散布条件算出部５Ｅ、比較部５Ｆなどを備えている。車速換算係数選択部５Ａは、走行式液体散布機１が装着される走行機体Ｔから出力される車速信号を確認して、その車速信号が予め登録されている場合には、表示操作入力部６から入力される選択信号によって、メモリ５２からその車速信号に対応した車速換算係数Ｋ（Ｋ１，Ｋ２，Ｋ３，…）を選択する。車速換算係数設定部５Ｂは、走行式液体散布機１が装着される走行機体Ｔから出力される車速信号が予め登録されていない場合に、後述するように、走行機体Ｔの事前走行によって新たに車速換算係数Ｋを設定する機能を有する。

目標散布条件設定部５Ｃは、散布する際の目標とする散布条件（例えば、単位面積当たりの散布量Ｑｃなど）を設定する機能を有し、表示操作入力部６から入力される設定信号によって目標散布条件が設定される。

実車速値算出部５Ｄは、散布作業中に入力される車速信号から実車速値Ｖを算出する機能を有する。実車速値Ｖは、入力される車速信号の単位時間当たりのパルス数ｎ（パルス／ｓ）に選択又は設定された車速換算係数Ｋを乗ずる（Ｖ＝Ｋ・ｎ）ことによって求める。

実散布条件算出部５Ｅは、実車速値算出部５Ｄが求めた実車速値Ｖと散布状態検出手段１０（散布流量センサ１１，散布圧力センサ１２，散布幅センサ１３）から入力される検出値（散布流量Ｑ，散布圧力Ｐ，散布幅Ｗ）によって実散布条件（例えば、単位面積当たりの散布量Ｑｓ）を算出する。

比較部５Ｆは、目標散布条件設定部５Ｃによって設定された目標散布条件（単位面積当たりの散布量Ｑｃ）と実散布条件算出部５Ｅが算出した実散布条件（単位面積当たりの散布量Ｑｓ）とを比較して、実散布条件が目標散布条件に一致するように制御信号を出力する。制御信号は調整部２０に入力され、調整部２０の調整動作が行われる。

図４は、前述した車速換算係数設定部５Ｂによる車速換算係数の設定フローである。車速信号が予め登録されていない場合は、調整部２０の制御に先立って、車速換算係数設定モードを開始し、表示操作入力部６から設定車速Ｖｃ（ｍ／ｓ）を入力する（Ｓ１）。これによって表示操作入力部６には、「設定車速○○ｍ／ｓで定速走行して下さい」というメッセージが表示され、設定車速Ｖｃでの定速走行指示がなされる（Ｓ２）。作業者はこのメッセージに従って、走行機体Ｔを一定の設定車速Ｖｃで走行させ、走行機体Ｔから出力される車速信号を制御部５に入力する。

制御部５では、入力された車速信号の単位時間当たりのパルス数ｎ（パルス／ｓ）がカウントされ（Ｓ３）、Ｋ＝Ｖｃ／ｎの演算によって車速換算係数Ｋが算出され（Ｓ４）、算出された車速換算係数Ｋが実車速値を求めるための値として設定される（Ｓ５）。そして、調整部２０の制御時には、設定された車速換算係数Ｋによる制御がなされる。このように設定された車速換算係数Ｋは、車速信号の種類に対応してメモリ５２に登録され、次回の散布制御時には登録された車速換算係数Ｋを用いた制御を行うことができる。

このように、本発明の実施形態に係る走行式液体散布機１の散布制御装置４は、機種の異なる走行機体Ｔから出力される各種の車速信号を入力して、走行機体Ｔの実車速値を求めることができるので、パルス信号として車速信号を出力するものであれば、どのような走行機体Ｔに装着しても適切な散布制御を行うことができる。この際、制御部５に入力された車速信号は演算処理によって実車速値が求められるので、従来技術のような共通車速信号への変換や伝送が不要になり、新たな発信手段や回線を追加しない簡易な構成で、ノイズによる誤動作や車速信号の伝送遅れによる散布量の誤制御を招き難い制御ユニットを構築することができる。

以上、本発明の実施の形態について図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成はこれらの実施の形態に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計の変更等があっても本発明に含まれる。

１：走行式液体散布機，２：タンク，３：散布ノズル部，４：散布制御装置，
５：制御部，６：表示操作入力部，
１０：散布状態検出手段，
１１：散布流量センサ，１２：散布圧力センサ，１３：散布幅センサ，
２０：調整部，２１：電動調圧弁，２１Ａ：調整モータ，
５０：パルスカウンタ，５１：タイマ，５２：メモリ，
５Ａ：車速換算係数選択部，５Ｂ：車速換算係数設定部，
５Ｃ：目標散布条件設定部，５Ｄ：実車速値算出部，
５Ｅ：実散布条件算出部，５Ｆ：比較部

Claims (3)

1. 走行機体によって走行しながら液体を散布する走行式液体散布機の散布制御装置であって、
   散布状態を検出する散布状態検出手段と、
   散布状態を調整する調整部と、
   走行機体から出力された車速信号が入力されると共に、前記散布状態検出手段からの検出信号が入力され、前記車速信号と前記検出信号を演算処理することによって求められる実散布条件を、設定された目標散布条件と比較して、前記調整部に制御信号を出力する制御部を備え、
   前記制御部は、前記車速信号の複数の種類毎にそれぞれ対応した車速換算係数を備え、入力された前記車速信号に対応した前記車速換算係数を選択して、前記車速信号から実車速値を求め、該実車速値を用いて前記実散布条件を求めることを特徴とする走行式液体散布機の散布制御装置。
2. 前記散布状態検出手段は、散布流量センサ，散布圧力センサ，散布幅センサのいずれか又は全てを備えることを特徴とする請求項１記載の走行式液体散布機の散布制御装置。
3. 前記実散布条件及び前記目標散布条件は、単位面積当たりの散布量を含むことを特徴とする請求項１又は２のいずれか１項に記載された走行式液体散布機の散布制御装置。

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