(57)【要約】【課題】  次数の高いフィルタを採用することによる演算速度の低下を招くことなく、傾斜角度検出手段の特性を考慮した精度の高い移動体の傾斜角度の演算を可能にする。【解決手段】  傾斜角度検出手段４５の特性と等価な特性を有する第１ローパスフィルタ５４と、傾斜角度検出手段４５の出力から高周波数成分を除去する第２ローパスフィルタ５０とを備え、それらの特性から、各ローパスフィルタ５０，５４に対するゲインＧ１，Ｇ２を設定し、第１ローパスフィルタ５４には、角速度検出手段４６の出力に第１ゲインＧ１を乗算した演算結果を入力し、第２ローパスフィルタ５０には、角速度検出手段４６の出力に第２ゲインＧ２を乗算した演算結果と傾斜角度検出手段４５の出力とを合成して得た演算結果を入力し、第１ローパスフィルタ５４の出力と第２ローパスフィルタ５０の出力とを合成して、移動体Ａの傾斜角度を演算するように構成してある。【選択図】        図７
2006220490.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
移動体の傾斜角度を検出する傾斜角度検出手段の出力と、その傾斜方向での前記移動体の角速度を検出する角速度検出手段の出力とに基づいて、前記移動体の傾斜角度を演算するように構成した傾斜角度計測装置であって、
前記傾斜角度検出手段の特性と等価な特性を有する第１ローパスフィルタと、前記傾斜角度検出手段の出力から高周波数成分を除去する第２ローパスフィルタとを備え、
それらのローパスフィルタの特性から、前記第１ローパスフィルタに対する第１ゲインと、前記第２ローパスフィルタに対する第２ゲインとを設定し、
前記第１ローパスフィルタには、前記角速度検出手段の出力に前記第１ゲインを乗算した演算結果を入力し、
前記第２ローパスフィルタには、前記角速度検出手段の出力に前記第２ゲインを乗算した演算結果と前記傾斜角度検出手段の出力とを合成して得た演算結果を入力し、
前記第１ローパスフィルタの出力と前記第２ローパスフィルタの出力とを合成して、前記移動体の傾斜角度を演算するように構成してある傾斜角度計測装置。
【請求項２】
移動体の傾斜角度を検出する傾斜角度検出手段の出力と、その傾斜方向での前記移動体の角速度を検出する角速度検出手段の出力とに基づいて、前記移動体の傾斜角度を演算するように構成した傾斜角度計測装置であって、
前記傾斜角度検出手段の出力から高周波数成分を除去するローパスフィルタを備え、
前記傾斜角度検出手段の特性と前記ローパスフィルタの特性から、前記ローパスフィルタに対するゲインを設定し、
前記ローパスフィルタに、前記角速度検出手段の出力にゲインを乗算した演算結果と前記傾斜角度検出手段の出力とを合成して得た演算結果を入力して、前記移動体の傾斜角度を演算するように構成してある傾斜角度計測装置。
【請求項３】
移動体の傾斜角度を検出する傾斜角度検出手段の出力と、その傾斜方向での前記移動体の角速度を検出する角速度検出手段の出力とに基づいて、前記移動体の傾斜角度を演算するように構成した傾斜角度計測装置であって、
複数段のローパスフィルタを備え、
前記傾斜角度検出手段の特性とそれぞれの前記ローパスフィルタの特性から、それぞれの前記ローパスフィルタに対するゲインを設定し、
最前段のローパスフィルタには、それに対するゲインを前記角速度検出手段の出力に乗算した演算結果と前記傾斜角度検出手段の出力とを合成して得た演算結果を入力し、
以後のそれぞれのローパスフィルタには、それぞれに対応するゲインを前記角速度検出手段の出力に乗算した演算結果と直前のローパスフィルタの出力とを合成して得た演算結果を入力して、前記移動体の傾斜角度を演算するように構成してある傾斜角度計測装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、移動体の傾斜角度を検出する傾斜角度検出手段の出力と、その傾斜方向での前記移動体の角速度を検出する角速度検出手段の出力とに基づいて、前記移動体の傾斜角度を演算するように構成した傾斜角度計測装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
上記のような傾斜角度検出手段としては、移動体に固定される容器に封入した粘度の高いシリコンオイルなどの液面に対する容器の傾斜角度を移動体の傾斜角度として電気的に検出する液面基準式の傾斜角センサや、移動体に固定される容器の内部に装備した振子に対する容器の傾斜角度を移動体の傾斜角度として電気的に検出する振子基準式の傾斜角センサなどがある。これらの傾斜角度検出手段は、その構造上、その出力から移動体の絶対角度を得ることができる反面、振動に起因したノイズの発生を抑制するために応答性が悪く、又、移動体が激しく傾動する場合には、そのときの慣性の影響による誤差を出力の高周波数成分に含むことが知られている。
【０００３】
一方、上記のような角速度検出手段としては振動式や光学式のジャイロセンサなどがある。これらの角速度検出手段は、その出力を積分処理すれば、移動体の変化角度を高い応答性で精度良く得られる反面、その出力からは移動体の絶対角度が得られないことが知られている。
【０００４】
そこで、従来では、傾斜角度計測装置を、例えば、図５に示すように、傾斜角度検出手段の出力から慣性の影響による誤差が含まれる高周波数成分を除去するローパスフィルタ、その除去成分を補う高周波数成分を角速度検出手段の出力から得るための積分器とハイパスフィルタ、及び、その角速度検出手段の出力から得た高周波数成分とローパスフィルタから出力される低周波数成分とを合成する加算器、などから構成することで、移動体の傾斜角度を、その変化に対して優れた応答性で精度良く演算するようにしたものがある（例えば特許文献１〜３参照）。
【特許文献１】特許２６９６４２７号公報
【特許文献２】特許２９２６１４０号公報
【特許文献３】特許３４７９３６６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、傾斜角度検出手段である液面基準式の傾斜角センサや振子基準式の傾斜角センサなどは、本来よりノイズ対策用のローパスフィルタなどを備える構造上、その特性として時間遅れ要素を有するのであるが、上記の従来技術に基づく傾斜角度計測装置では、その傾斜角度検出手段の特性を考慮した演算を行うようには構成されていないために、移動体の傾斜角度が急激に変化する場合には移動体の傾斜角度を正しく演算することができない、などの不都合が生じるようになっていた。
【０００６】
そこで、上記従来構成の傾斜角度計測装置において、傾斜角度検出手段の特性を考慮した演算を行うように構成することが考えられるが、単純に傾斜角度検出手段の特性を考慮した演算を行うようにすると、例えば、図６に示すように、傾斜角度検出手段の特性を示す伝達関数が１／（Ｔ１ｓ＋１）であり、又、傾斜角度検出手段の出力から高周波数成分を除去するローパスフィルタの特性を示す伝達関数が１／（Ｔ２ｓ＋１）である場合、これらの特性による除去成分を補うのに必要な高周波数成分を角速度検出手段の出力から得るためには、１／ｓの伝達関数で示される特性を備えた積分器と、１−１／（Ｔ１ｓ＋１）×１／（Ｔ２ｓ＋１）の伝達関数で示される特性を備えた２次のハイパスフィルタを要することになる。
【０００７】
つまり、上記従来構成の傾斜角度計測装置において、単純に傾斜角度検出手段の特性を考慮した演算を行うようにすると、ハイパスフィルタの次数が高くなるために、傾斜角度計測装置での演算量が増大して演算速度が低下することになる。
【０００８】
本発明の目的は、次数の高いフィルタを採用することによる演算速度の低下を招くことなく、傾斜角度検出手段の特性を考慮した精度の高い移動体の傾斜角度の演算を行えるようにすることにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明のうちの請求項１に記載の発明では、移動体の傾斜角度を検出する傾斜角度検出手段の出力と、その傾斜方向での前記移動体の角速度を検出する角速度検出手段の出力とに基づいて、前記移動体の傾斜角度を演算するように構成した傾斜角度計測装置において、前記傾斜角度検出手段の特性と等価な特性を有する第１ローパスフィルタと、前記傾斜角度検出手段の出力から高周波数成分を除去する第２ローパスフィルタとを備え、それらのローパスフィルタの特性から、前記第１ローパスフィルタに対する第１ゲインと、前記第２ローパスフィルタに対する第２ゲインとを設定し、前記第１ローパスフィルタには、前記角速度検出手段の出力に前記第１ゲインを乗算した演算結果を入力し、前記第２ローパスフィルタには、前記角速度検出手段の出力に前記第２ゲインを乗算した演算結果と前記傾斜角度検出手段の出力とを合成して得た演算結果を入力し、前記第１ローパスフィルタの出力と前記第２ローパスフィルタの出力とを合成して、前記移動体の傾斜角度を演算するように構成してある。
【００１０】
単純に、傾斜角度検出手段の特性を考慮した演算を行う場合、例えば、その特性を示す伝達関数が１／（Ｔ１ｓ＋１）であり、又、傾斜角度検出手段の出力から高周波数成分を除去するローパスフィルタ（第２ローパスフィルタ）の特性を示す伝達関数が１／（Ｔ２ｓ＋１）であると、これらの特性による除去成分を補うのに必要な高周波数成分を角速度検出手段の出力から得るためには、１／ｓの伝達関数で示される特性を備えた積分器と、１−１／（Ｔ１ｓ＋１）×１／（Ｔ２ｓ＋１）の伝達関数で示される特性を備えた２次のハイパスフィルタとを要することになる。
【００１１】
つまり、角速度検出手段の出力から必要な高周波数成分を得るための伝達関数は、１／ｓ×｛１−１／〔（Ｔ１ｓ＋１）×（Ｔ２ｓ＋１）〕｝となる。これは、その時定数から適切に設定したゲインＧ１，Ｇ２を用いると、Ｇ１×１／（Ｔ１ｓ＋１）＋Ｇ２×１／（Ｔ２ｓ＋１）という式に展開することができる。
【００１２】
ちなみに、このときの第１ゲインＧ１はＴ１^２／（Ｔ１−Ｔ２）、第２ゲインＧ２はＴ２^２／（Ｔ２−Ｔ１）である。
【００１３】
要するに、傾斜角度検出手段の出力から高周波数成分を除去するローパスフィルタ（第２ローパスフィルタ）とは別に、傾斜角度検出手段の特性と等価な特性を有するローパスフィルタ（第１ローパスフィルタ）を備え、この第１ローパスフィルタには、角速度検出手段の出力に第１ゲインＧ１を乗算した演算結果を入力し、第２ローパスフィルタには、角速度検出手段の出力に第２ゲインＧ２を乗算した演算結果と傾斜角度検出手段の出力とを合成して得た演算結果を入力し、第１ローパスフィルタの出力と第２ローパスフィルタの出力とを合成するようにすれば、次数の低いフィルタを採用しながらも、傾斜角度検出手段の特性と第２ローパスフィルタの特性による除去成分を補うのに必要な高周波数成分を角速度検出手段の出力から得ることができ、もって、移動体の傾斜角度を速い処理速度で精度良く演算できる。
【００１４】
従って、次数の低減が図られたフィルタ構成を採用して演算速度の低下を回避しながら、傾斜角度検出手段の特性を考慮した精度の高い移動体の傾斜角度の演算を行える。
【００１５】
本発明のうちの請求項２に記載の発明では、移動体の傾斜角度を検出する傾斜角度検出手段の出力と、その傾斜方向での前記移動体の角速度を検出する角速度検出手段の出力とに基づいて、前記移動体の傾斜角度を演算するように構成した傾斜角度計測装置において、前記傾斜角度検出手段の出力から高周波数成分を除去するローパスフィルタを備え、前記傾斜角度検出手段の特性と前記ローパスフィルタの特性から、前記ローパスフィルタに対するゲインを設定し、前記ローパスフィルタに、前記角速度検出手段の出力にゲインを乗算した演算結果と前記傾斜角度検出手段の出力とを合成して得た演算結果を入力して、前記移動体の傾斜角度を演算するように構成してある。
【００１６】
単純に、傾斜角度検出手段の特性を考慮した演算を行う場合、例えば、その特性を示す伝達関数が１／（Ｔ１ｓ＋１）であり、又、傾斜角度検出手段の出力から高周波数成分を除去するローパスフィルタ（第２ローパスフィルタ）の特性を示す伝達関数が１／（Ｔ２ｓ＋１）であると、これらの特性による除去成分を補うのに必要な高周波数成分を角速度検出手段の出力から得るためには、１／ｓの伝達関数で示される特性を備えた積分器と、１−１／（Ｔ１ｓ＋１）×１／（Ｔ２ｓ＋１）の伝達関数で示される特性を備えた２次のハイパスフィルタとを要することになる。
【００１７】
つまり、角速度検出手段の出力から必要な高周波数成分を得るための伝達関数は、１／ｓ×｛１−１／〔（Ｔ１ｓ＋１）×（Ｔ２ｓ＋１）〕｝となる。これは、その時定数から適切に設定したゲインＧ１，Ｇ２を用いると、Ｇ１×１／（Ｔ１ｓ＋１）＋Ｇ２×１／（Ｔ２ｓ＋１）という式に展開することができる。
【００１８】
ちなみに、このときの第１ゲインＧ１はＴ１^２／（Ｔ１−Ｔ２）、第２ゲインＧ２はＴ２^２／（Ｔ２−Ｔ１）である。
【００１９】
そして、このときの第１ゲインＧ１と第２ゲインＧ２とを比較すると、第１ゲインＧ１は第２ゲインＧ２に比べて無視できる程度のかなり小さい値であることが判明する。その結果、ローパスフィルタに、角速度検出手段の出力にゲインＧ２を乗算した演算結果と傾斜角度検出手段の出力とを構成して得た演算結果を入力するようにすれば、次数の低いフィルタを採用し、かつ、フィルタの使用数を削減したフィルタ構成でありながら、傾斜角度検出手段の特性と、傾斜角度検出手段の出力から高周波数成分を除去するローパスフィルタの特性による除去成分を補うのに必要な高周波数成分を角速度検出手段の出力から得ることができ、もって、移動体の傾斜角度をより速い処理速度で精度良く演算できる。
【００２０】
従って、次数の低減及び使用数の削減が図られたフィルタ構成を採用して演算速度の低下をより効果的に回避しながら、傾斜角度検出手段の特性を考慮した精度の高い移動体の傾斜角度の演算を行える。
【００２１】
本発明のうちの請求項３に記載の発明では、移動体の傾斜角度を検出する傾斜角度検出手段の出力と、その傾斜方向での前記移動体の角速度を検出する角速度検出手段の出力とに基づいて、前記移動体の傾斜角度を演算するように構成した傾斜角度計測装置において、複数段のローパスフィルタを備え、前記傾斜角度検出手段の特性とそれぞれの前記ローパスフィルタの特性から、それぞれの前記ローパスフィルタに対するゲインを設定し、最前段のローパスフィルタには、それに対するゲインを前記角速度検出手段の出力に乗算した演算結果と前記傾斜角度検出手段の出力とを合成して得た演算結果を入力し、以後のそれぞれのローパスフィルタには、それぞれに対応するゲインを前記角速度検出手段の出力に乗算した演算結果と直前のローパスフィルタの出力とを合成して得た演算結果を入力して、前記移動体の傾斜角度を演算するように構成してある。
【００２２】
単純に、傾斜角度検出手段の特性を考慮した演算を行う場合において、例えば、その特性、又は、傾斜角度検出手段の出力から高周波数成分を除去するローパスフィルタの特性が２次であると、それらの特性を示す伝達関数は１／（Ｔ１ｓ＋１）×（Ｔ２ｓ＋１）×（Ｔ３ｓ＋１）となり、それらの特性による除去成分を補うのに必要な高周波数成分を角速度検出手段の出力から得るためには、１／ｓの伝達関数で示される特性を備えた積分器と、１−１／（Ｔ１ｓ＋１）×１／（Ｔ２ｓ＋１）×１／（Ｔ３ｓ＋１）の伝達関数で示される特性を備えた３次のハイパスフィルタとを要することになる。
【００２３】
つまり、角速度検出手段の出力から必要な高周波数成分を得るための伝達関数は、１／ｓ×｛１−１／〔（Ｔ１ｓ＋１）×（Ｔ２ｓ＋１）×（Ｔ３ｓ＋１）〕｝となる。これは、その時定数から適切に設定したゲインＧ１，Ｇ２，Ｇ３を用いると、Ｇ１×１／（Ｔ１ｓ＋１）＋Ｇ２×１／〔（Ｔ２ｓ＋１）×（Ｔ３ｓ＋１）〕＋Ｇ３×１／（Ｔ３ｓ＋１）という式に展開することができる。
【００２４】
そして、このときの各ゲインＧ１〜Ｇ３を比較すると、第１ゲインＧ１は第２ゲインＧ２及び第３ゲインＧ３に比べて無視できる程度のかなり小さい値であることが判明する。その結果、前段のローパスフィルタに、角速度検出手段の出力に第２ゲインＧ２を乗算した演算結果と傾斜角度検出手段の出力とを合成して得た演算結果を入力し、そのローパスフィルタの出力に、角速度検出手段の出力に第３ゲインＧ３を乗算した演算結果を合成した後、次段のローパスフィルタに入力するようにすれば、次数の低いフィルタを採用し、かつ、フィルタの使用数を削減したフィルタ構成でありながら、傾斜角度検出手段の特性と、傾斜角度検出手段の出力から高周波数成分を除去するローパスフィルタの特性による除去成分を補う高周波数成分を角速度検出手段の出力から得ることができ、もって、移動体の傾斜角度をより速い処理速度で精度良く演算できる。
【００２５】
要するに、傾斜角度検出手段の特性や、傾斜角度検出手段の出力から高周波数成分を除去するローパスフィルタの特性が、より次数の高いものであっても、その次数に応じた複数段のローパスフィルタと、そのローパスフィルタに対応するゲインとを備えて適切な演算処理を行うようにすれば、次数の低いフィルタを採用し、かつ、フィルタの使用数を削減したフィルタ構成でありながら、傾斜角度検出手段の特性と、傾斜角度検出手段の出力から高周波数成分を除去するローパスフィルタの特性による除去成分を補う高周波数成分を角速度検出手段の出力から得ることができて、移動体の傾斜角度をより速い処理速度で精度良く演算することができるようになる。
【００２６】
従って、次数の低減が効果的に図られたフィルタ構成を採用して演算速度の低下をより効果的に回避しながら、傾斜角度検出手段の特性を考慮した精度の高い移動体の傾斜角度の演算を行える。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２７】
図１には乗用形田植機の全体側面が、図２にはその全体平面が示されており、この田植機は、走行機体１の後部に、油圧式のリフトシリンダ２の作動で昇降揺動する平行リンク式のリンク機構３と、このリンク機構３の後端部に備えた縦リンク４に着脱可能に連結される連結フレーム５とを介して、苗植付装置（移動体Ａの一例）６を駆動昇降可能に連結し、かつ、走行機体１の後部から苗植付装置６にわたる状態に施肥装置７を装備して構成されている。
【００２８】
走行機体１は、その前部に搭載したエンジン８からの動力を、主変速装置として備えた静油圧式無段変速装置９や、ミッションケース１０に内蔵したギヤ式の副変速装置（図示せず）などを介して、左右一対の前輪１１及び後輪１２に伝達する４輪駆動型に構成され、その前後中央に、左右の前輪１１を操向するステアリングホイール１３や運転座席１４などを備えて搭乗運転部１５が形成されている。
【００２９】
搭乗運転部１５において、ステアリングホイール１３の左方には、静油圧式無段変速装置９の前後進切り換え操作や無段変速操作を可能にする主変速レバー１６が配備され、運転座席１４の左方には、副変速装置の変速操作を可能にする副変速レバー１７が配備され、運転座席１４の右方には、苗植付装置６の昇降操作や苗植付装置６及び施肥装置７の作動切り換え操作を可能にする第１操作レバー１８が配備され、ステアリングホイール１３の右下方には、第１操作レバー１８を「自動」位置に操作した状態において、苗植付装置６の昇降操作や苗植付装置６及び施肥装置７の作動切り換え操作を可能にする第２操作レバー１９が配備されている。
【００３０】
図１〜３に示すように、苗植付装置６は、連結フレーム５の下部に前後向きの軸心Ｐ１周りにローリング可能に軸支され、その下部に左右方向に所定間隔を隔てる状態で左右向きの軸心Ｐ２周りにピッチング自在に並設した複数の整地フロート２０が、機体の走行に伴って圃場泥面を整地する一方で、ミッションケース１０に内蔵した植付クラッチ（図示せず）を介して伝達される静油圧式無段変速装置９などによる変速後の作業用動力が動力分配機構２１に伝達され、この動力分配機構２１からの分配動力で、所定条数分のマット状苗を載置する苗載台２２が所定ストロークで左右方向に往復移動し、又、左右方向に一定間隔を隔てる状態に並設した回転式の複数の植付機構２３が、対応するマット状苗から所定量の苗を切り出して各整地フロート２０による整地後の圃場泥土部に植え付け、更に、苗載台２２が左右の各ストローク端に到達するごとに、左右方向に所定間隔を隔てる状態に並設した複数の縦送りベルト２４が、対応するマット状苗を所定量だけ下方に向けて縦送りするように構成されている。
【００３１】
連結フレーム５の上部には、対応する左右の操作ワイヤ２５や緩衝用の引きバネ２６などを介して、苗載台２２の左右に連係される回転体２７と、この回転体２７を正逆転駆動して、回転体２７による左右の操作ワイヤ２５の巻き取り量を調節することで、苗植付装置６を前後向きの軸心Ｐ１周りにローリング操作する電動式のローリングモータ２８とが装備されている。そして、左右の引きバネ２６の作用で、苗載台２２の左右方向への往復移動にかかわらず、苗植付装置６の左右バランスの均衡を保つようになっている。
【００３２】
図１に示すように、施肥装置７は、施肥クラッチ（図示せず）を介して伝達される静油圧式無段変速装置９などによる変速後の走行用動力で、走行機体１の後部に左右方向に並設した複数の繰出機構２９が、それらの上部に連設したホッパー３０に貯留した肥料を所定量ずつ繰り出し、その繰り出された肥料を、電動式の送風機３１で生起される搬送風で、各繰出機構２９から対応する案内ホース３２を介して各整地フロート２０に装備した作溝器３３に搬送することで、苗植え付け箇所に隣接する圃場泥土内に所定量の肥料を供給するように構成されている。
【００３３】
図４に示すように、第１操作レバー１８は、「植付」「下降」「中立」「上昇」「自動」の各操作位置に揺動操作可能な揺動式で、それらの各操作位置への操作が、回転式のポテンショメータからなる第１レバーセンサ３４によって検出される。第２操作レバー１９は、中立位置から上下前後に操作可能な十字揺動式の中立復帰型で、その中立位置から上下前後への各操作が、複数のスイッチ又は多接点スイッチからなる第２レバーセンサ３５によって検出される。第１レバーセンサ３４及び第２レバーセンサ３５は、それらの検出情報を、走行機体１に搭載されたマイクロコンピュータからなる制御装置３６に出力する。
【００３４】
制御装置３６には、第１レバーセンサ３４及び第２レバーセンサ３５の出力以外に、リンク機構３の上下揺動角度を苗植付装置６の対機体高さとして検出する回転式のポテンショメータからなるリンクセンサ３７や、左右中央に配置された整地フロート２０のピッチング角度を苗植付装置６の接地高さとして検出する回転式のポテンショメータからなるフロートセンサ３８、などの出力が入力され、制御装置３６は、これらの入力情報に基づいて、リフトシリンダ３に対する作動油の流動状態を切り換える電磁式の昇降用制御弁３９の作動、又は、植付クラッチ及び施肥クラッチの伝動状態を切り換える電動式のクラッチモータ４０の作動を制御することで、苗植付装置６の昇降操作や苗植付装置６及び施肥装置７の作動切り換え操作を行う。
【００３５】
詳述すると、制御装置３６は、第１レバーセンサ３４によって第１操作レバー１８の「下降」位置への操作が検出されると、その検出が継続されている間は苗植付装置６の下降操作が行われるように昇降用制御弁３９の作動を制御し、第１操作レバー１８の「上昇」位置への操作が検出されると、その検出が継続されている間は苗植付装置６の上昇操作が行われるように昇降用制御弁３９の作動を制御し、第１操作レバー１８の「中立」位置への操作が検出されると、その検出が継続されている間は苗植付装置６の昇降操作が停止されるように昇降用制御弁３９の作動を制御する。
【００３６】
この第１レバーセンサ３４の出力に基づく昇降用制御弁３９の作動制御においては、リンクセンサ３７の出力と、その出力に対応させて予め設定した上限値及び下限値とを比較して、苗植付装置６の走行機体１に対する上限位置又は下限位置への到達を判別し、苗植付装置６の上昇操作時にリンクセンサ３７の出力が上限値に達した場合には、苗植付装置６が走行機体１に対する上限位置に到達した判断して、苗植付装置６の上昇操作が停止されるように昇降用制御弁３９の作動を制御する。又、苗植付装置６の下降操作時にリンクセンサ３７の出力が下限値に達した場合には、苗植付装置６が走行機体１に対する下限位置に到達した判断して、苗植付装置６の下降操作が停止されるように昇降用制御弁３９の作動を制御する。
【００３７】
第１レバーセンサ３４によって第１操作レバー１８の「植付」位置への操作が検出されると、その検出が継続されている間は苗植付装置６及び施肥装置７が作動し、第１操作レバー１８の「植付」位置への操作が検出されなくなると、その非検出状態が継続されている間は苗植付装置６及び施肥装置７が作動を停止するように、クラッチモータ４０の作動を制御する。
【００３８】
第１レバーセンサ３４によって第１操作レバー１８の「自動」位置への操作が検出されると、その検出が継続されている間は、第２レバーセンサ３５の出力に基づいて昇降用制御弁３９及びクラッチモータ４０の作動を制御する。
【００３９】
第１操作レバー１８を「自動」位置に操作した状態において、第２レバーセンサ３５によって第２操作レバー１９の上方への操作が検出されると、リンクセンサ３７の出力が上限値に達するまで苗植付装置６の上昇操作が行われ、リンクセンサ３７の出力が上限値に達するのに伴って苗植付装置６の上昇操作が停止されるように、昇降用制御弁３９の作動を制御する。
【００４０】
逆に、第２レバーセンサ３５によって第２操作レバー１９の下方への操作が検出されると、フロートセンサ３８の出力が、その出力に対応させて予め設定される目標値に達するまで、苗植付装置６の下降操作が行われ、フロートセンサ３８の出力が目標値に達するのに伴って苗植付装置６の下降操作が停止されるように、昇降用制御弁３９の作動を制御する。
【００４１】
フロートセンサ３８の出力が目標値に達した苗植付装置６の接地状態において、第２レバーセンサ３５によって第２操作レバー１９の下方への操作が検出されると、苗植付装置６及び施肥装置７が作動するようにクラッチモータ４０の作動を制御し、又、フロートセンサ３８の出力が目標値に維持されるように昇降用制御弁３９の作動を制御する。
【００４２】
この苗植付装置６及び施肥装置７の作動状態において、第２レバーセンサ３５によって第２操作レバー１９の上方への操作が検出されると、苗植付装置６及び施肥装置７が作動を停止するようにクラッチモータ４０の作動を制御し、又、リンクセンサ３７の出力が上限値に達するまで苗植付装置６の上昇操作が行われ、リンクセンサ３７の出力が上限値に達するのに伴って苗植付装置６の上昇操作が停止されるように、昇降用制御弁３９の作動を制御する。
【００４３】
尚、フロートセンサ３８の目標値は、搭乗運転部１５に備えた回転式のポテンショメータからなる第１設定器４１の操作で変更できる。
【００４４】
つまり、制御装置３６には、第１操作レバー１８の操作による任意の高さ位置への苗植付装置６の昇降操作を可能にし、かつ、第２操作レバー１９の操作による予め設定された上限位置及び接地高さ位置への苗植付装置６の昇降操作を可能にする手動昇降制御手段４２、苗植付装置６の高さ位置が予め設定された接地高さ位置に維持されるように苗植付装置６を昇降操作する自動昇降制御手段４３、及び、第１操作レバー１８又は第２操作レバー１９の操作による苗植付装置６及び施肥装置７の作動切り換え操作を可能にする作動切換制御手段４４、などが備えられている。
【００４５】
そして、作業走行時には、自動昇降制御手段４３の制御作動によって、走行機体１のピッチングに関係なく、苗植付装置６の高さ位置を予め設定した接地高さに維持できる。
【００４６】
図３及び図４に示すように、苗植付装置６には、その前後向きの軸心Ｐ１周りでのローリング角度を検出する傾斜角センサ（傾斜角度検出手段の一例）４５と、その前後向きの軸心Ｐ１周りでの角速度を検出する角速度センサ（角速度検出手段の一例）４６とが装備され、これらの各センサ４５，４６は、その検出値を制御装置３６に出力する。
【００４７】
制御装置３６には、それらの各センサ４５，４６の出力以外に、苗植付装置６の目標ローリング角度設定用として搭乗運転部１５に備えた回転式のポテンショメータからなる第２設定器４７の出力などが入力され、又、傾斜角センサ４５の出力と角速度センサ４６の出力とに基づいて苗植付装置６のローリング角度を演算する演算手段４８、及び、第２設定器４７の出力（設定値）と演算手段４８の出力（演算値）とに基づいて、第２設定器４７の出力に演算手段４８の出力が一致するようにローリングモータ２８の作動を制御することで、苗植付装置６のローリング角度が予め設定した目標ローリング角度に維持されるように苗植付装置６をローリング操作するローリング制御手段４９が備えられている。つまり、制御装置３６には傾斜角度計測装置としての機能が備えられている。
【００４８】
尚、図示は省略するが、傾斜角センサ４５には、苗植付装置６に固定される容器に封入した粘度の高いシリコンオイルなどの液面に対する容器の傾斜角度を苗植付装置６のローリング角度として電気的に検出する液面基準式のものが採用されている。一方、角速度センサ４６には振動式のジャイロセンサが採用されている。
【００４９】
液面基準式の傾斜角センサ４５は、その構造上、苗植付装置６のローリング方向での絶対角度を検出できる反面、粘性の高い液体を使用するために応答性に劣り、又、苗植付装置６が激しくローリングする場合には、その影響を受けて液面が左右に横揺れすることがあり、この横揺れが生じると、その影響による誤差が出力の高周波数成分に含まれることになる。
【００５０】
一方、角速度センサ４６は、苗植付装置６が前後向きの軸心Ｐ１周りにローリングした際の角速度を検出するものであることから、その出力を積分処理すれば、そのローリングによる苗植付装置６のローリング角度の変化を高い応答性で精度良く得ることができる反面、苗植付装置６のローリング方向での絶対角度を検出することができない。
【００５１】
そこで、図５に示すように、演算手段４８に、傾斜角センサ４５の出力から液面の横揺れの影響による誤差が含まれる高周波数成分を除去するローパスフィルタ５０、角速度センサ４６の出力を積分処理する積分器５１、ローパスフィルタ５０による除去成分を補う高周波数成分を積分器５１の出力（積分値）から通過させるハイパスフィルタ５２、及び、ローパスフィルタ５０の出力とハイパスフィルタ５２の出力とを合成する加算器５３を備えて、傾斜角センサ４５の出力と角速度センサ４６の出力とに基づいて、苗植付装置６のローリング角度を、その変化に対して優れた応答性で精度良く演算することが考えられる。
【００５２】
ところで、傾斜角センサ４５には、１／（Ｔ１ｓ＋１）の伝達関数で示される特性を備えたノイズ対策用のローパスフィルタ（図示せず）が備えられている。
【００５３】
そのため、上記構成の演算手段４８において、傾斜角センサ４５の特性を考慮したより精度の高い演算を行う場合、図６に示すように、ローパスフィルタ５０の特性を示す伝達関数を１／（Ｔ２ｓ＋１）とすると、これらの特性による除去成分を補うのに必要な高周波数成分を角速度センサ４６の出力から得るためには、ハイパスフィルタ５２として、１−１／（Ｔ１ｓ＋１）×１／（Ｔ２ｓ＋１）の伝達関数で示す特性を備えた２次のものを要することになり、演算手段４８での演算量が増大して演算速度が低下することになる。
【００５４】
ここで、除去成分を補う高周波数成分を得るための伝達関数について考察すると、その伝達関数は、１／ｓ×｛１−１／〔（Ｔ１ｓ＋１）×（Ｔ２ｓ＋１）〕｝となるが、これは、その時定数から適切に設定したゲインＧ１，Ｇ２を用いると、Ｇ１×１／（Ｔ１ｓ＋１）＋Ｇ２×１／（Ｔ２ｓ＋１）という式に展開することができる。
【００５５】
つまり、図７に示すように、傾斜角センサ４５の出力から高周波数成分を除去する第２ローパスフィルタ（前出のローパスフィルタ）５０とは別に、傾斜角センサ４５の特性と等価な特性を有する第１ローパスフィルタ５４を備え、この第１ローパスフィルタ５４には、角速度センサ４６の出力に第１ゲインＧ１を乗算した演算結果を入力し、又、第２ローパスフィルタ５０には、角速度センサ４６の出力に第２ゲインＧ２を乗算した演算結果と傾斜角センサ４５の出力とを加算器５５で合成して得た演算結果を入力し、そして、第１ローパスフィルタ５４の出力と第２ローパスフィルタ５０の出力とを加算器５３で合成するように構成すれば、１次のフィルタ５０，５４を採用しながらも、傾斜角センサ４５の特性と第２ローパスフィルタ５０の特性による除去成分を補うのに必要な高周波数成分を角速度センサ４６の出力から得ることができ、結果、苗植付装置６の傾斜角度を、速い処理速度でより精度良く演算できるようになる。
【００５６】
ちなみに、このときの第１ゲインＧ１はＴ１^２／（Ｔ１−Ｔ２）、第２ゲインＧ２はＴ２^２／（Ｔ２−Ｔ１）である。
【００５７】
ところで、このときの第１ゲインＧ１と第２ゲインＧ２とを比較すると、第１ゲインＧ１は第２ゲインＧ２に比べて無視できる程度のかなり小さい値であることが判明する。つまり、図８に示すように、第２ローパスフィルタ５０に、角速度センサ４６の出力にゲインＧ２を乗算した演算結果と傾斜角センサ４５の出力とを加算器５５で合成して得た演算結果を入力するだけの構成に簡略化することができ、これによって、１次のフィルタ５０を採用する上にフィルタの使用数を削減しながらも、傾斜角センサ４５の特性と第２ローパスフィルタ５０の特性による除去成分を補うのに必要な高周波数成分を角速度センサ４６の出力から得ることができ、結果、コストの削減を図りながら、苗植付装置６の傾斜角度を、より速い処理速度で精度良く演算できることになる。
【００５８】
そして、この演算手段４８の出力と第２設定器４７の出力とに基づいて、ローリング制御手段４９が、演算手段４８の出力が第２設定器４７の出力に一致するようにローリングモータ２８の作動を制御することから、走行機体１のローリングや、そのローリングに起因した傾斜角センサ４５における液面の横揺れにかかわらず、苗植付装置６のローリング角度を予め設定した目標ローリング角度に、より高い精度で応答性良く維持できる。
【００５９】
角速度センサ４６には、その零点（基準電圧）が温度の変動などでドリフトする欠点があり、このドリフトが生じた場合には、角速度センサ４６の検出精度が低下することになる。
【００６０】
そこで、図４及び図７に示すように、制御装置３６には、温度などの影響でドリフトする角速度センサ４６の零点を補正する零点補正手段５６が備えられている。
【００６１】
零点補正手段５６は、ドリフトによる変動が角速度センサ４６の本来の出力成分に比較して非常に低周波であることから、時定数の大きいローパスフィルタ５７と、このローパスフィルタ５７を通過した低周波数成分を角速度センサ４６の出力から減算する減算器５８とを備えて構成されている。
【００６２】
つまり、制御装置３６に上記構成の零点補正手段５６を備えることで、角速度センサ４６におけるドリフトに起因した検出精度の低下を防止してある。
【００６３】
しかしながら、零点補正手段５６において時定数の大きいローパスフィルタ５７を採用すると、圃場耕盤の急激な変化や石などへの乗り上げなどによってローリング方向に非常に大きな角速度が生じた場合、その影響を零点補正手段５６も受けることになって、その後の演算手段４８によるローリング角度の演算に多少の誤差を生じさせることになり、その誤差は、ローパスフィルタ５７の時定数が大きいために長時間にわたって生じることになる。
【００６４】
その点を考慮して、零点補正手段５６は、角速度センサ４６の出力に基づいて、その値が予め設定した適正範囲内（角速度センサ４６の仕様上において零点となり得る範囲内、又は、角速度センサ４６の仕様上において零点となり得る範囲内で予め設定した範囲内）であるか否かを判別し、その出力が適正範囲内である場合には、角速度センサ４６の出力をローパスフィルタ５７に通過させて零点補正処理を行うことで零点の値を更新し、その出力が適正範囲外である場合には、角速度センサ４６の出力をローパスフィルタ５７に通過させないようにして零点補正処理を一時停止することで零点の値を固定するように構成されており、これによって、零点補正手段５６に影響を与える大きな角速度が生じた場合であっても、その影響による誤差が、演算手段４８によるローリング角度の演算において長時間にわたって生じる不都合の発生を軽減できる。
【００６５】
ところで、角速度センサ４６において上述したドリフトが無かったとしても、角速度センサ４６の出力を制御装置３６に備えたＡＤ変換器（図示せず）で変換する際の誤差や角速度センサ４６の直進性により、ＡＤ変換後の値には一定値以下の誤差が含まれることになり、その値に基づいて零点補正処理を行うと、その誤差の分だけ零点が不適切になる。
【００６６】
そこで、制御装置３６には、角速度センサ４６の出力をＡＤ変換した後に含まれる一定値以下の誤差を取り除くために、その誤差が含まれるＡＤ変換後の値における下位の値（例えば下位の３つ分）を無視する不感帯処理を行う不感帯処理手段５９が備えられており、これによって、全ての角速度におけるＡＤ変換の誤差やセンサの非直線性誤差を取り除くことができ、零点補正手段５６による零点補正をより適切に行えるようになり、結果、演算手段４８によるローリング角度の演算をより精度良く行える。
【００６７】
尚、不感帯処理手段５９で不感帯処理される下位の値は、ＡＤ変換器の補償などに応じて設定されるものであることから種々の変更が可能である。
【００６８】
角速度センサ４６には、苗植付装置６のローリングだけでなくヨーイングやピッチングにも感応する他軸感度があり、特にこの他軸感度を顕著にする要因は旋回時に発生するヨーイング方向の角速度であることから、旋回時には、その他軸感度の影響による誤差が角速度センサ４６の出力に含まれることになる。
【００６９】
又、その旋回時には、走行機体１がピッチングやローリングしながら旋回（ヨーイング）するため、そのときのヨーイング方向での角速度の分力がローリング方向の角速度として角速度センサ４６の出力に含まれることになる。
【００７０】
つまり、旋回時には、そのときに発生するローリング方向以外での角速度の影響による誤差で角速度センサ４６の出力がオフセットすることになる。
【００７１】
そのため、旋回時に零点補正手段５６が上述した零点補正処理（低周波数成分を零点とする処理）を行うと、零点補正手段５６が真値からずれた値を零点とすることになり、結果、演算手段４８によるローリング角度の演算精度が低下することになる。又、その旋回終了後にも、その影響が残ることで、苗植付装置６のローリング角度を予め設定した目標ローリング角度に維持することが難しくなる。
【００７２】
そこで、制御装置３６には、機体を直進又は略直進させる第１走行状態か機体を旋回させる第２走行状態かを判別する判別手段６０が備えられており、零点補正手段５６は、判別手段６０によって第１走行状態であると判別された場合には零点補正処理を行って零点の値を更新し、第２走行状態であると判別された場合には零点補正処理を一時停止して零点の値を固定するように構成されている。
【００７３】
つまり、零点補正手段５６が、ローリング方向以外の角速度の影響が少ない第１走行状態においてのみ零点補正処理を行うことから、その影響が大きい第２走行状態においても零点補正処理を行うことに起因して発生する、零点補正手段５６が真値からずれた値を零点とする不都合の発生を効果的に抑制することができ、その結果、直進時や旋回時にかかわらず、演算手段４８によるローリング角度の演算を精度良く行えるとともに、苗植付装置６のローリング角度を予め設定した目標ローリング角度に精度良く維持することができる。
【００７４】
尚、判別手段６０は、ステアリングホイール１３から左右の前輪１１にわたるステアリング操作系におけるピットマンアーム（図示せず）の揺動操作量などを前輪１１の切れ角として検出する回転式のポテンショメータからなる切角センサ６１の出力に基づいて、前輪１１の所定角度（例えば３５度）未満の操向操作を検知している状態を第１走行状態と判別し、又、前輪１１の所定角度（例えば３５度）以上の操向操作を検知している状態を第２走行状態と判別するように構成されている。
【００７５】
又、第１走行状態か第２走行状態かの判別を、例えば、判別手段６０が、フロートセンサ３８の出力と切角センサ６１の出力とに基づいて、整地フロート２０の接地と前輪１１の所定角度（例えば３５度）未満の操向操作を検知している状態を第１走行状態と判別し、又、それ以外の例えば整地フロート２０の浮上と前輪１１の所定角度（例えば３５度）以上の操向操作を検知している状態や、整地フロート２０の接地と前輪１１の所定角度（例えば３５度）以上の操向操作を検知している状態、あるいは、整地フロート２０の浮上と前輪１１の所定角度（例えば３５度）未満の操向操作を検知している状態、などを第２走行状態と判別するように構成してもよい。
【００７６】
〔別実施形態〕
以下、本発明の別実施形態を列記する。
〔１〕移動体Ａとしては、苗植付装置６以外の例えば耕耘装置などの対地作業装置であってもよく、又、それらの対地作業装置が連結される走行機体１、あるいは、コンバインなどの収穫作業車やバックホーなどの建設作業車、などであってもよい。
【００７７】
〔２〕傾斜角度検出手段４５として、振子基準式の傾斜角センサや加速度センサなどを採用してもよい。
【００７８】
〔３〕角速度検出手段４６として、機械式のジャイロセンサや光学式のジャイロセンサなどを採用してもよい。
【００７９】
〔４〕演算手段４８としては、移動体Ａのピッチング角度やヨーイング角度を演算するものであってもよい。
【００８０】
〔５〕演算手段４８の構成としては、傾斜角度検出手段４５の特性や、演算手段４８で採用するローパスフィルタ５０の特性に応じて種々の変更が可能であり、例えば、図９に示すように、それらの特性を示す伝達関数が１／（Ｔ１ｓ＋１）×（Ｔ２ｓ＋１）×（Ｔ３ｓ＋１）で示される３次のものとなる場合には、これらの特性による除去成分を補うのに必要な高周波数成分を角速度検出手段４６の出力から得るための伝達関数が、１／ｓ×｛１−１／〔（Ｔ１ｓ＋１）×（Ｔ２ｓ＋１）×（Ｔ３ｓ＋１）〕｝となり、この伝達関数を、その時定数から適切に設定したゲインＧ１，Ｇ２，Ｇ３を用いると、Ｇ１×１／（Ｔ１ｓ＋１）＋Ｇ２×１／〔（Ｔ２ｓ＋１）×（Ｔ３ｓ＋１）〕＋Ｇ３×１／（Ｔ３ｓ＋１）という式に展開することができ、このときのゲインＧ１〜Ｇ３を比較すると、第１ゲインＧ１は第２ゲインＧ２及び第３ゲインＧ３に比べて無視できる程度のかなり小さい値であることが判明し、これによって、１／（Ｔ２ｓ＋１）の伝達関数で示される特性を有するローパスフィルタ６２に、角速度検出手段４６の出力に第２ゲインＧ２を乗算した演算結果と傾斜角度検出手段４５の出力とを加算器５５で合成して得た演算結果を入力し、そのローパスフィルタ６２の出力に、角速度検出手段４６の出力に第３ゲインＧ３を乗算した演算結果を加算器６３で合成した後、１／（Ｔ３ｓ＋１）の伝達関数で示される特性を有するローパスフィルタ６４に入力するように構成すれば、１次のフィルタ６２，６４を採用し、かつ、フィルタの使用数を削減したフィルタ構成でありながら、傾斜角度検出手段４５の特性とローパスフィルタの特性による除去成分を補うのに必要な高周波数成分を角速度検出手段の出力から得ることができ、結果、移動体Ａの傾斜角度を精度良く演算できるようになる。
【図面の簡単な説明】
【００８１】
【図１】乗用形田植機の全体側面図
【図２】乗用形田植機の全体平面図
【図３】苗植付装置の正面図
【図４】制御構成を示すブロック図
【図５】傾斜角度計測装置の概略構成を示すブロック図
【図６】傾斜角度検出手段の特性を考慮した演算手段の概略構成を示すブロック図
【図７】傾斜角度検出手段の特性を考慮しながら高速化を図れる演算手段の概略構成を示すブロック図
【図８】傾斜角度検出手段の特性を考慮しながら高速化を更に図れる演算手段の構成を示すブロック図
【図９】高次の特性に対応する演算手段の構成を示すブロック図
【符号の説明】
【００８２】
４５  傾斜角度検出手段
４６  角速度検出手段
５０  ローパスフィルタ
５４  ローパスフィルタ
６２  ローパスフィルタ
６４  ローパスフィルタ
Ａ    移動体
Ｇ１  ゲイン
Ｇ２  ゲイン
Ｇ３  ゲイン
【図１】
2006220490.tif 000003
【図２】
2006220490.tif 000004
【図３】
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【図４】
2006220490.tif 000006
【図５】
2006220490.tif 000007
【図６】
2006220490.tif 000008
【図７】
2006220490.tif 000009
【図８】
2006220490.tif 000010
【図９】
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