(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
植付方向を検出する方位センサ（４６）と、走行車（１）移動方向の変化速度を検出する角速度センサ（４７）とを備え、方位センサ（４６）及び角速度センサ（４７）の検出に基づいて走行車（１）の操向制御を行う田植機の操向制御装置において、走行車（１）の前輪（６）設置側に方位センサ（４６）を配置し、走行車（１）の後輪（８）設置側に角速度センサ（４７）を設け、１行程（Ｌ１）目の植付作業は方位センサ（４６）の基準値となる方位平均値計算のため制御は行われず、往行程の植付作業が終了し植付クラッチが切となるとき、往行程の作業中に方位センサ（４６）で読み込まれた走行車（１）の方位の平均値（α０）を算出させ、この方位の平均値（α０）を次の復行程の目標植付方向（α）として記憶させると共に、走行車（１）が往行程の移動終端で旋回して機体姿勢を反転させるとき、復行程の目標植付方向（α）を、前記方位平均値（α０）の１８０度逆方向（α＝α０−１８０）に設定し、植付クラッチを再び入にする復行程の植付作業中、方位センサ（４６）で検出される方位（α１）と目標植付方向（α）との間にズレ（α２＝α−α１≠０）が発生するとき、このズレ（α２）を修正する方向修正値（α３＝−α２）を算出させる一方、前記角速度センサ（４７）で検出される角速度の変動出力（＋ω、−ω）に対し直進（ω＝０）方向に戻す直進修正値（ω１＝−ω、＋ω）を算出させ、前記方向修正値（α３）と直進修正値（ω１）の修正方向が逆方向のときには操向制御が行われず、前記方向修正値（α３）と直進修正値（ω１）の修正方向が同一方向のときに、前記方向修正値（α３）に応じて走行車（１）の操向制御を行うことを特徴とする田植機の操向制御装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は苗載台及び植付爪を備えて連続的に苗植作業を行う田植機の操向制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
田植機による田植作業にあっては、次行程の走行のために線引マーカにより田面に線を引いて、次行程の走行時にこの線を目標に機体の操向制御を行っている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかし乍らこのようなマーカ使用の場合、水深が深いところでは線が見えないため（前サイドマーカを隣接植付条に合せて進む場合でも不可）、作業者の勘に頼った作業が行われる結果、作業者が疲れる或いは条間が合わない或いは植付苗列が曲がるなどとした不都合を生じさせていた。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
請求項１に係る本発明は、植付方向を検出する方位センサと、走行車移動方向の変化速度を検出する角速度センサとを備え、方位センサ及び角速度センサの検出に基づいて走行車の操向制御を行う田植機の操向制御装置において、走行車の前輪設置側に方位センサを配置し、走行車の後輪設置側に角速度センサを設け、１行程目の植付作業は方位センサの基準値となる方位平均値計算のため制御は行われず、往行程の植付作業が終了し植付クラッチが切となるとき、往行程の作業中に方位センサで読み込まれた走行車の方位の平均値を算出させ、この方位の平均値を次の復行程の目標植付方向として記憶させると共に、走行車が往行程の移動終端で旋回して機体姿勢を反転させるとき、復行程の目標植付方向を、前記方位平均値の１８０度逆方向に設定し、植付クラッチを再び入にする復行程の植付作業中、方位センサで検出される方位と目標植付方向との間にズレが発生するとき、このズレを修正する方向修正値を算出させる一方、前記角速度センサで検出される角速度の変動出力に対し直進方向に戻す直進修正値を算出させ、前記方向修正値と直進修正値の修正方向が逆方向のときには操向制御が行われず、前記方向修正値と直進修正値の修正方向が同一方向のときに、前記方向修正値に応じて走行車の操向制御を行う。したがって、トラクタによる耕耘及び代掻き後に残耕が形成されて耕盤に凸部が形成され、田植え時に前記凸部に後輪が乗り上げるなどにより、後輪が横滑りして走行車後部が左右方向に振れても、単なるスリップで進路の修正が不要であるのか、または走行車の進路が変更されて修正が必要であるのかを、適正に判断させ得、蛇行走行によって植付け条間が不均一に変化するのを防止し得るものである。
【０００５】
【実施例】
以下、本発明の実施例を図面に基づいて詳述する。図１は制御回路図、図２は乗用田植機の側面図、図３は同平面図を示し、図中（１）は作業者が搭乗する田植本機である走行車であり、エンジン（２）を車体フレーム（３）に搭載させ、ミッションケース（４）前方にフロントアクスルケース（５）を介して水田走行用前輪（６）を支持させると共に、前記ミッションケース（４）の後部にリヤアクスルケース（７）を介して水田走行用後輪（８）を支持させる。そして前記エンジン（２）等を覆うボンネット（９）両側に予備苗載台（１０）を取付けると共に、ステップ（１１）を介して作業者が搭乗する車体カバー（１２）によって前記ミッションケース（４）等を覆い、前記車体カバー（１２）上部に運転席（１３）を取付け、その運転席（１３）の前方で前記ボンネット（９）後部に操向ハンドル（１４）を設ける。
【０００６】
また、図中（１５）は６条植え用の苗載台（１６）並びに複数の植付爪（１７）などを具備する植付部であり、前高後低の合成樹脂製の苗載台（１６）を下部レール（１８）及びガイドレール（１９）を介して植付ケース（２０）に左右往復摺動自在に支持させると共に、一方向に等速回転させるロータリケース（２１）を前記植付ケース（２０）に支持させ、該ケース（２１）の回転軸芯を中心に対称位置に配設する一対の爪ケース（２２）（２２）先端に植付爪（１７）（１７）を取付ける。
【０００７】
さらに、前記植付ケース（２０）の前側にローリング支点軸（２３）を介して支持フレーム（２４）を設け、トップリンク（２５）及びロワーリンク（２６）を含む昇降リンク機構（２７）を介して走行車（１）後側に支持フレーム（２４）を連結させ、前記リンク機構（２７）を介して植付部（１５）を昇降させる昇降シリンダ（２８）をロワーリンク（２６）に連結させ、前記前後輪（６）（８）を走行駆動して移動すると同時に、左右に往復摺動させる苗載台（１６）から一株分の苗を植付爪（１７）によって取出し、連続的に苗植え作業を行うように構成する。
【０００８】
また、図中（２９）は主変速レバー、（３０）は植付昇降兼作業走行変速用副変速レバー、（３１）は植付け感度調節レバー、（３２）は主クラッチペダル、（３３）（３３）は左右ブレーキペダル、（３４）は２条分均平用センターフロート、（３５）は２条分均平用サイドフロート、（３６）は側条施肥機である。
【０００９】
さらに、図４乃至図５にも示す如く、エンジン（２）を左右一対の車体フレーム（３）（３）を載置させ、操向ハンドル（１４）のステアリング軸（３７）を減速ケース（３８）上面に立設させ、減速ケース（３８）前側に前記車体フレーム（３）後側を固定させると共に、減速ケース（３８）下側のステアリングケース（３９）下面に設ける平面視Ｌ形の操向アーム（４０）の一端側を前輪（６）のナックルアーム（４１）に操向ロッド（４２）を介して連結させる一方、油圧操向シリンダ（４３）を操向アーム（４０）のＬ形他端側に連結させて、機体の操向制御を行うように構成している。
【００１０】
図１にも示す如く、田植機の自動操向制御を行う自動スイッチ（４４）と、前記副変速レバー（３０）操作によるミッションケース（４）内の植付クラッチ（図示せず）の入切を検出する植付スイッチ（４５）と、走行車（１）の方位を検出する磁気方位センサ（４６）と、走行車（１）の左右方向の移動変化速度を検出する角速度センサであるジャイロ（４７）と、走行車（１）の走行速度を検出する車速センサ（４８）と、前輪（６）の操舵角を検出するステアリングセンサ（４９）とを、操向制御用のコントローラ（５０）に入力接続させると共に、前記操向シリンダ（４３）を伸縮動作する電磁油圧切換弁の左及び右操向用ソレノイド（５１）（５２）と、走行車（１）の進路修正方向を運転パネル面（５３ａ）に矢印表示するパネル表示装置（５３）とに、前記コントローラ（５０）を出力接続させて、前記方位センサ（４６）の検出に基づく植付方向と、前記ジャイロ（４７）の検出に基づく走行車（１）の左右角速度とによって、走行車（１）の進路修正方向の表示と、走行車（１）の所定の植付方向に沿った走行を行わしめるように構成している。
【００１１】
本実施例は上記の如く構成するものにして、以下図７のフローチャートを参照してこの作用を説明する。
【００１２】
自動スイッチ（４４）がオンで、方位センサ（４６）及びジャイロ（４７）からの出力がコントローラ（５０）に入力され、植付クラッチが入となって、図６に示す如く圃場一端側で１行程（Ｌ１）目の植付作業が行われ、１行程（Ｌ１）目の植付作業が終了し植付クラッチが切となるとき、１行程（Ｌ１）目の作業中に方位センサ（４６）で順次読み込まれた走行車（１）の方位の平均値（α０）が算出されて、この方位の平均値（α０）が次行程以後の目標の植付方向（α）としてコントローラ（５０）に記憶設定される。つまり１行程（Ｌ１）目は方位センサ（４６）の基準値となる方位平均値計算のため制御は行わない。
【００１３】
そして、走行車（１）が１行程（Ｌ１）目の移動終端で１８０度旋回して機体姿勢を反転させるとき、この２行程（Ｌ２）目の目標植付方向（α）を、前記方位平均値（α０）の１８０度逆方向（α＝α０−１８０）に設定して、再度植付クラッチを入とさせての２行程（Ｌ２）目の植付作業中にあっては、この作業中方位センサ（４６）で検出される方位（α１）と目標の方位（α）との間にズレ（α２＝α−α１≠０）が発生するとき（角速度（ω）も変動する）、このズレ（α２）を修正する方向の修正値（α３＝−α２）を算出させると共に、前記ジャイロ（４７）で検出される角速度の変動出力（＋ω、−ω）に対し直進（ω＝０）方向に戻す直進修正値（ω１＝−ω、＋ω）を算出させ、これら修正値（α３）（ω１）の修正方向が同一方向のときにのみ、前記修正値（α３）に応じた修正方向の表示をパネル面（５３ａ）へ行うと共に、修正値（α３）分の方位の修正を行うように前記ソレノイド（５１）（５２）を励磁操作して走行車（１）の操向制御を行い、これら修正値（α３）（ω１）の修正方向が逆方向のときには操向制御は行わない。
【００１４】
上記の記載並びに図２、図３から明らかなように、植付方向を検出する方位センサ（４６）と、走行車（１）移動方向の変化速度を検出する角速度センサ（４７）とを備え、方位センサ（４６）及び角速度センサ（４７）の検出に基づいて走行車（１）の操向制御を行う田植機の操向制御装置において、前輪（６）を設ける走行車（１）の前側に方位センサ（４６）を設け、後輪（８）を設ける走行車（１）の後側に角速度センサ（４７）を設け、往行程の植付作業が終了し植付クラッチが切となるとき、往行程の作業中に方位センサ（４６）で読み込まれた走行車（１）の方位の平均値を算出させ、この方位の平均値を次の復行程の目標植付方向として記憶させると共に、走行車（１）が往行程の移動終端で旋回して機体姿勢を反転させるとき、復行程の目標植付方向を、前記方位平均値の１８０度逆方向に設定し、植付クラッチを再び入にする復行程の植付作業中、方位センサ（４６）で検出される方位と目標植付方向との間にズレが発生するとき、このズレを修正する方向修正値を算出させる一方、前記角速度センサ（４７）で検出される角速度の変動出力に対し直進方向に戻す直進修正値を算出させ、前記の方向修正値と直進修正値の修正方向が同一方向のときだけ、前記方向修正値に応じて走行車（１）の操向制御を行う。
【００１５】
上記のように、往行程作業の方位の平均値を次の復行程の目標植付方向として記憶させると共に、復行程の目標植付方向を、前記方位平均値の１８０度逆方向に設定するから、圃場形状または田植作業域などに合せて作業者が目標植付方向を手動操作によって初期設定する手間を省くことができ、田植作業を行う最初の１行程だけを手動で操向することによって次行程以後の作業の目標植付方向が自動的に設定され、例えば変形田であっても、田植作業の自動操向をスムーズに開始させる。また、方位センサで検出される方位と目標植付方向との間にズレが発生するとき、修正する方向修正値を算出させる一方、前記角速度センサで検出される角速度の変動出力に対し直進方向に戻す直進修正値を算出させ、前記の方向修正値と直進修正値の修正方向が同一方向のときだけ、前記方向修正値に応じて走行車の操向制御を行うから、スリップなどによる進路変更を適正に判断して自動操向の誤動作を低減し得、各行程間の植付け条間を一定に保ち乍ら往復走行による田植作業を行うことができる。例えばトラクタによる耕耘及び代掻き後に残耕が形成されて耕盤に凸部が形成され、田植え時に前記凸部に後輪が乗り上げるなどにより、後輪が横滑りして走行車後部が左右方向に振れても、単なるスリップで進路の修正が不要であるのが、または走行車の進路が変更されて修正が必要であるのかを、適正に判断させ得、蛇行走行によって植付け条間が不均一に変化するのを防止する。
【００１６】
斯る植付作業中（同一行程中）植付クラッチが一旦切となり再び入動作しても一時停止とみなして操向制御を続行させると共に、苗継ぎ或いは枕地などで作業停止するとき、前記ジャイロ（角速度センサ）（４７）のドリフト補正を行って、周囲温度の影響などで０点が変動するのを修正する。
【００１７】
また、２行程（Ｌ２）目以後各行程（Ｌ２〜Ｌｎ）の移動終端で機体姿勢を１８０度反転させる毎に、目標の植付方向（α４）を前行程目標の植付方向（α）より１８０度逆方向（α４＝α±１８０）に設定して、目標の植付方向（α４）に沿った操向制御を行うものである。
【００１８】
なお、各行程終了毎の目標値（α４）を１８０度逆方向に設定時にあっては、各行程中に検出する方位平均値（α０）の１８０度逆方向を更新値として用いても良い。また前記方位センサ（４６）及びジャイロ（４７）の検出による方位（α）及び角速度（ω）に対して、ファジィ手段を用いて走行車（１）の修正方向及び修正速度を出力して操向制御を行う構成でも良い。
【００１９】
【発明の効果】
以上実施例から明らかなように本発明は、植付方向を検出する方位センサ（４６）と、走行車（１）移動方向の変化速度を検出する角速度センサ（４７）とを備え、方位センサ（４６）及び角速度センサ（４７）の検出に基づいて走行車（１）の操向制御を行う田植機の操向制御装置において、走行車（１）の前輪（６）設置側に方位センサ（４６）を配置し、走行車（１）の後輪（８）設置側に角速度センサ（４７）を設け、１行程（Ｌ１）目の植付作業は方位センサ（４６）の基準値となる方位平均値計算のため制御は行われず、往行程の植付作業が終了し植付クラッチが切となるとき、往行程の作業中に方位センサ（４６）で読み込まれた走行車（１）の方位の平均値（α０）を算出させ、この方位の平均値（α０）を次の復行程の目標植付方向（α）として記憶させると共に、走行車（１）が往行程の移動終端で旋回して機体姿勢を反転させるとき、復行程の目標植付方向（α）を、前記方位平均値（α０）の１８０度逆方向（α＝α０−１８０）に設定し、植付クラッチを再び入にする復行程の植付作業中、方位センサ（４６）で検出される方位（α１）と目標植付方向（α）との間にズレ（α２＝α−α１≠０）が発生するとき、このズレ（α２）を修正する方向修正値（α３＝−α２）を算出させる一方、前記角速度センサ（４７）で検出される角速度の変動出力（＋ω、−ω）に対し直進（ω＝０）方向に戻す直進修正値（ω１＝−ω、＋ω）を算出させ、前記方向修正値（α３）と直進修正値（ω１）の修正方向が逆方向のときには操向制御が行われず、前記方向修正値（α３）と直進修正値（ω１）の修正方向が同一方向のときに、前記方向修正値（α３）に応じて走行車（１）の操向制御を行う。最初の１行程目は、方位センサ（４６）の基準値になる方位平均値（α０）が計算されて、走行車（１）の操向制御が行われない。往行程作業の方位の平均値（α０）を次の復行程の目標植付方向（α）として記憶させると共に、復行程の目標植付方向（α）を、前記方位平均値の１８０度逆方向に設定する。したがって、圃場形状または田植作業域などに合せて作業者が目標植付方向（α）を手動操作によって初期設定する手間を省くことができ、田植作業を行う最初の１行程だけを手動で操向することによって次行程以後の作業の目標植付方向（α）が自動的に設定され、例えば変形田であっても、田植作業の自動操向をスムーズに開始させることができる。
【００２０】
また、方位センサ（４６）で検出される方位と目標植付方向（α）との間にズレが発生するとき、修正する方向修正値（α３＝−α２）を算出させる。一方、前記角速度センサ（４７）で検出される角速度の変動出力に対し直進方向に戻す直進修正値（ω１＝−ω、＋ω）を算出させる。前記方向修正値（α３＝−α２）と直進修正値（ω１＝−ω、＋ω）の修正方向が逆方向のときは、操向制御が行われない。前記方向修正値（α３＝−α２）と直進修正値（ω１＝−ω、＋ω）の修正方向が同一方向のときに、前記方向修正値（α３＝−α２）に応じて走行車（１）の操向制御を行う。したがって、スリップなどによる進路変更を適正に判断して自動操向の誤動作を低減でき、各行程間の植付け条間を一定に保ち乍ら往復走行による田植作業を行うことができる。
【００２１】
特に、トラクタによる耕耘及び代掻き後に残耕が形成されて耕盤に凸部が形成され、田植え時に前記凸部に後輪が乗り上げるなどにより、後輪（８）が横滑りして走行車（１）後部が左右方向に振れても、単なるスリップで進路の修正が不要であるのか、または走行車（１）の進路が変更されて修正が必要であるのかを、適正に判断させることができ、蛇行走行によって植付け条間が不均一に変化するのを防止できるものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】操向制御回路図。
【図２】田植機の全体側面図。
【図３】田植機の全体平面図。
【図４】走行車の側面図。
【図５】走行車の平面図。
【図６】走行状態を示す説明図。
【図７】フローチャート。
【符号の説明】
（１）    走行車
（６）    前輪
（８）    後輪
（４６）  方位センサ
（４７）  ジャイロ（角速度センサ）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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