(57)【要約】【課題】圃場の畦際や枕地等における作業機の操向旋回制御では、これら土壌面の硬軟や、深浅、耕盤の傾斜、車速、畦畔までの残り距離等の走行条件が異なり易く、又、苗植作業機や、施肥播種作業機等によって車体重量や、機体長さ等が異なり、又、苗量等の増減による車体重量等の変化が著しく、画一的な制御では正確な旋回を行なわせることができ難い。従って、自動旋回制御では、作業行程の終りと旋回後の作業開始とを一致し難いことが多く、畦際での自動旋回では危険性を伴う場合が多い。【解決手段】車体の操向旋回によって所定作動個所の連動制御を自動的に行わせる旋回連動制御装置２において、この旋回状態を検出する複数の旋回検出手段を設け、これら複数の旋回検出手段による旋回検出内容が異なるときは、異常として前記旋回連動制御装置２を出力させないことを特徴とする農作業車の旋回制御装置の構成。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
車体１の操向旋回によって所定作動個所の連動制御を自動的に行わせる旋回連動制御装置２において、この旋回状態を検出する複数の旋回検出手段を設け、これら複数の旋回検出手段による旋回検出内容が異なるときは、異常として前記旋回連動制御装置２を作動させないことを特徴とする農作業車の旋回制御装置。
【請求項２】
前記複数の旋回検出手段は、車輪駆動軸３の回転を検出する車軸回転センサ４と、ステアリングハンドル５の切れ角を検出するハンドル切れ角センサ６とを有することを特徴とする請求項１に記載の農作業車の旋回制御装置。
【請求項３】
前記旋回連動制御装置２は、旋回時の車体１に対する作業装置７の昇降位置を調節可能とすることを特徴とする請求項１、又は２に記載の農作業車の旋回制御装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、農作業車の旋回制御装置に関し、苗植機や、施肥播種機、トラクタ耕耘装置等のように四輪走行車体に作業装置を装着して、走行しながら所定の作業を行う農作業車に利用できる。
【０００２】
【従来の技術】
走行車体の後側に昇降可能の苗植装置を設け、操向旋回時に後車輪の回転センサにより、左右後車輪の回転差が検出されて、車体の旋回角度が所定値を越えたことが検出されると、制御装置により苗植装置を下降する。又、この下降状態をリフトセンサで検出して、左右の後車輪の回転差がなくなると、苗植装置の作業クラッチを入りにして、枕地旋回後の苗植付開始位置を略々一定に合わせて揃える技術が知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
【特許文献１】
特開２００２ー３３５７２０号公報（第１頁、図１）。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
圃場の畦際や枕地等における作業機の操向旋回制御では、これら土壌面の硬軟や、深浅、耕盤の傾斜、車速、畦畔までの残り距離等の走行条件が異なり易く、又、苗植作業機や、施肥播種作業機等によって車体重量や、機体長さ等が異なり、又、苗量等の増減による車体重量等の変化が著しく、画一的な制御では正確な旋回を行なわせることができ難い。従って、自動旋回制御では、作業行程の終りと旋回後の作業開始とを一致し難いことが多く、畦際での自動旋回では危険性を伴う場合が多い。この発明は、このようなとき適正な旋回状態が行なわれているかを未然に検知して、適正な旋回が行なわれていないときは、手動操作で修正して的確な旋回を行わせるものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載の発明は、車体１の操向旋回によって所定作動個所の連動制御を自動的に行わせる旋回連動制御装置２において、この旋回状態を検出する複数の旋回検出手段を設け、これら複数の旋回検出手段による旋回検出内容が異なるときは、異常として前記旋回連動制御装置２を作動させないことを特徴とする農作業車の旋回制御装置の構成とする。この旋回連動制御装置２は、車体１の操向旋回によって、苗植装置等のような所定作動個所を自動的に一定量上昇させて旋回姿勢に連動するものである。又、この車体１の操向旋回状態を検出する旋回検出手段は複数個所に配置されて、各々旋回状態を各別に検出している。そしてステアリングハンドルの操作によって車体１の旋回が行なわれると、該複数の旋回検出手段による各検出内容、乃至検出値等が比較される。この各複数の検出内容等が一致するときは、適正な旋回制御が行われているものとして、この旋回制御と共に所定作動個所の連動制御を自動的に行なわせる。又、各検出内容が一致しないときは異常として、旋回連動制御装置２の作動を行なわせない。
【０００６】
請求項２に記載の発明は、前記複数の旋回検出手段は、車輪駆動軸３の回転を検出する車軸回転センサ４と、ステアリングハンドル５の切れ角を検出するハンドル切れ角センサ６とを有することを特徴とするものである。前記複数の旋回検出手段は、車軸回転センサ４とハンドル切れ角センサ６とを有するため、ステアリングハンドル５による操向旋回状態は、このハンドル切れ角センサ６による操作角と、車軸回転センサ４による車軸の回転数とが、一定の関係にあるときは適正な旋回が行なわれるものとして、自動的に旋回連動制御装置２が作動されるが、一定の関係領域外にあるときは、旋回制御が異常として、この旋回連動制御装置２の作動は停止される。
【０００７】
請求項３に記載の発明は、前記旋回連動制御装置２は、旋回時の車体１に対する作業装置７の昇降位置を調節可能とすることを特徴とするものである。操向旋回の操作によって、従来は、車体１に装着される作業装置７が上昇されて非作業位置の姿勢となるが、このとき作業装置７の昇降位置を調節して、途中の浮上ぎみの姿勢にすることができる。これによって作業装置７の底部を枕地の土壌面に接地させた状態で旋回させて整地させて、後の枕地での作業を行ない易くする。
【０００８】
【発明の効果】
請求項１に記載の発明は、複数の旋回検出手段によって旋回状態を検出しているため、これら各旋回検出手段による検出値が略一致する場合や、又は一定条件域にある場合にのみ自動的に旋回連動制御装置２の連動を行なわせ、これらの各検出値が異なるときは異常として、警報させたり、又は旋回連動制御装置２の作動を停止させて、旋回連動制御装置２が不適正に作動するのを防止する。
【０００９】
請求項２に記載の発明は、ハンドル切れ角センサ６によるハンドル５乃至操向車輪の切れ角を検出し、車軸回転センサ４による車輪駆動軸３の回転数を検出して、これらが略一致乃至一定の関係領域内にあるかどうかを判別して、これらが不一致の場合は異常と判定することによって、ハンドル５の切れ角と車輪駆動軸３の積算回転数との関係は一定の関係に表されるから、この関係を予めコントローラにソフトとして設定しておいて、これらの各センサ４、５による検出によって設定値と比較しながら同、異を判定させて、異常判定を的確に行わせることができる。
【００１０】
請求項３に記載の発明は、旋回制御時は、作業装置７を非作業位置にまで上昇させないで、途中の位置の軽く接地するような浮上ぎみの高さに保持させることによって、ハンドル切れ角センサ６と車軸回転センサ４との検出値が変わることによって、旋回の異常判断も変わることが多く、この調節位置に応じた適正な異常判別を行わせることができる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
この発明の実施例を図面に基づいて説明する。図１〜図８を参照して、乗用四輪駆動走行形態のトラクタ車体１の後部に、リフトシリンダ１０の伸縮で昇降可能の苗植装置を作業装置７として装着する形態を例示する。車体１の前部には、ミッションケース１１、及びフロントアクスルハウジング１２を有し、後部には左右両側部にリヤアクスルハウジング１３を有する。エンジン１４が中央部の運転席１５下部のエンジンカバー１６下に搭載されて、このエンジン１４からミッションケース１１内の伝動機構をベルト１７伝動し、更に、このミッションケース１１の伝動機構からフロントアクスルハウジング１２内の車輪駆動軸（ドライブシャフト）３を介して前車軸２２の前車輪１８を伝動する。又、この伝動機構からは左右一対の後輪取出軸１９を介してリヤアクスルハウジング１３の車輪駆動軸３に連結して後車軸２３の後車輪２０を伝動すると共に、ＰＴＯ軸２１を介して後方連結の苗植装置７等を伝動する。
【００１２】
前記車体１の後側に平行リンク形態のリフトリンク２４が連結されて、前記リフトシリンダ１０で昇降される。このリフトリンク２４の後端部のヒッチリンク２５に苗植装置７の苗植フレーム２６前端中央部のローリング軸２７部で連結される。この苗植装置７は、苗植フレーム２６の下側に土壌面を滑走して均平するフロート２８を配置し、上方にはマット状に育苗された苗を収容して左右へ移動しながら繰出供給する苗タンク２９を設け、後部にはこの苗タンク２９から繰出される苗を分離保持しながらフロート２８で均平された土壌面へ植付ける苗植付装置３０を配置し、多条植形態としている。３１は補給用の苗を載せる苗受枠、３２は施肥装置で、車体１の後部に搭載されて、施肥パイプ３３を介して苗植付部近くの土壌中に施肥できる。
【００１３】
前記苗植装置７を有した車体１の走行制御及び旋回連動制御装置２は、主として図４、図５に基づいて、コントローラ３６の入力側に各種のスイッチ３７や、センサ４、６、３７〜４５、及びダイヤル４６等が配置され、出力側には各種のソレノイド５０〜５３や、ブザー５４、モータ５５、５６及びシリンダ５７等が配置される。これらのうち自動走行スイッチ３７は、スイッチのＯＦＦによって手動変速操作でき、又、ＯＮによって自動的に車速を増減速するもので、しかもこのスイッチは３段のティーチングスイッチ（１）、（２）、（３）モードに切替えて選択でき、予め設定されたティーチング回数、又は車速変速に応じたティーチング走行制御を行わせることができる。これにより、圃場やオペレ−タに応じて、適切なあるいは好みのモ−ドに設定でき、作業性が向上する。シートセンサ３８は、運転席１５の下側に設けられて、作業者の着座の有無を検出する。エンジン回転数センサ３９は、エンジン１４の回転数を常時検出するものである。変速レバーセンサ４０はミッションケース１１の伝動機構の副変速位置を検出する。磁気方位センサ４１は車体１の走行方向を検出するためのものである。ハンドル切れ角センサ６は、ステアリングハンドル５の操作切れ角又は前車輪１８の切れ角を検出するものである。車軸回転センサ４は、左右の後車輪２０を伝動回転する後車輪駆動軸３の回転を各別に検出する。植付昇降レバーセンサ４２は、このリフトシリンダ１０による苗植装置７が上昇された非植付位置にあるか、下降されて苗植装置７を伝動状態におく植付位置にあるかを検出するものである。苗センサ４３は、苗タンク２９内の苗の収容状態を検出する。側方畦検出センサ４４は、苗植機の横側に畦畔が接近しているか否かを検出する。前方畦検出センサ４５は、苗植機の前方正面の畦畔の有、無を検出する。減速調節ダイヤル４６は、車速を減速するときの減速時間を調節するもので、減速を徐々に行わせるときに調節できる。
【００１４】
又、左右の自動操向バルブのソレノイド５１、５２は、前車輪１８を操向するパワステアリング乃至後車輪２０の操向クラッチ等の油圧回路における操向バルブを切替えて、車体１の左側旋回又は右側旋回させるものである。手動自動切替バルブのソレノイド５３は、操向旋回を手動操作で行うか又は自動制御で行わせるかを切替選択するものである。ブザー５４は、前記旋回連動制御装置２の制御が異常であるとき等で警報するものである。植付昇降モータ５５は、前記植付昇降レバーに代えてモータの駆動で植付昇降レバー乃至この操作系を駆動するものである。主クラッチモータ５６は、主クラッチを入り切りするためのモータである。ベルコン操作シリンダ５７は、前記ベルト１７の一部のテンショプーリを作動させてベルト無段変速を行わせるものである。
【００１５】
このような制御装置において、ティーチング制御は、図５のようなフローに従って行われる。ティーチングスイッチ３７（１）、（２）、又は（３）をＯＮして、手動操作で所定回数の苗植作業走行行程を行うと、ティーチング処理が行われる。このティーチングにより（ステップＡ）、直線走行距離や、この走行方位、旋回時操向量や、この変速値等が演算される。そこで、側方畦までの距離が所定値以上のときは、そのティーチングデータが設定されると、直進走行距離に基づいて直進制御が行われ（ステップＢ）、旋回時操向量、変速値に基づいて旋回制御が行われる（ステップＣ）。このような制御の途中で、車体１が側方の畦に接近したときは、自動操向バルブ５１、５２の出力によって畦に追従するように走行される。又、途中でハンドル操作があると直進制御や旋回制御が一時中段されることとなる。
【００１６】
このような自動走行制御においては、前記ハンドル切れ角センサ６と、車軸回転センサ４との検出によって、車体１が畦際で旋回行程に入ったり、又この旋回を終って直進行程に入るときは、自動的に苗植装置７を昇降させたり、この伝動を入り切りする旋回連動制御装置２が作動される。即ち、車体１が直進行程の終りから旋回行程に入るときは、植付昇降モータ５５が上昇出力されて、苗植装置７が上昇されて、ＰＴＯ軸２１からの伝動も作業電磁クラッチソレノイド５０によって切りになる。又、１８０度の旋回行程が終って作業開始の直進行程度の始めに入るときは、植付昇降モータ５５が下降出力されて、苗植装置７が下降されて、伝動も作業電磁クラッチソレノイド５０により入りになる。
【００１７】
運転者が１行程のティーチングスイッチ３７（１）の選択によってティーチング制御することにより、次行程の機体の自動増減等による走行制御を行う形態において、自動走行スイッチ３７を操作して、自動モードから手動モードに切替えできるようにして、運転者が自由に手動モード操作できるものである。又、この手動モードから自動モードにも切替えできる。
【００１８】
又、前記のようにティーチング制御可能の苗植機の走行制御において、苗タンク２９や苗受枠３１に対する苗補給の警報が出ると、車速が自動的に徐々に減速するように構成し、この減速する時間の調節を減速調節ダイヤル４６によって自由に変更できるように構成して、苗補給のため徐々に減速して急停止を防止する。このような苗補給や肥料補給等は、畦際で行われることが多く、機体を正面の畦際へ直進接近させて停止することができる。この場合は、走行制御を旋回モードから苗補給モードに切替えることにより、又は手動で畦際へ直進させることによって、前方畦検出センサ４５による畦検出で、走行速を自動減速して畦際に接近できる。
【００１９】
更には、予め１行程の苗や、肥料の消費量を計算できるようにして（ステップＥ）、補給地点までの１行程の消費量と残量とを比較して、補給が必要であれば補給モードとして機体を畦際へ直進させ、補給不要のときは旋回モードとして機体を旋回させるように走行制御させるものである。このような補給モードと旋回モードとは各苗植行程毎に判別しながら、畦際での苗補給等を的確に行わせて、補給作業を効率よく行わせるものである。
【００２０】
次に、このうち旋回連動制御装置２の詳細について、主に図１〜図３に基づいて詳細に説明すると、コントローラ３６の入力側には、中立操向域の左右切れ角度θ１、θ２の設定ダイヤル５８、５９や、９０度と１８０度旋回時の旋回内側ドライブシャフト３の回転数を設定する設定ダイヤル６０、６１とを配置する。サイドクラッチを操作するサイドクラッチスイッチ６２、後進操作時に苗植装置７を上昇するバックリフトスイッチ６３、苗植装置７を自動的に上昇させるためのオートリフトスイッチ６４、手動操作で上昇させるように切替えるリフト切替スイッチ６５、及びフィンガーレバー操作で切替えられるフィンガーレバースイッチ６６等を配置する。このフィンガーレバースイッチ６６は、フィンガーレバーを中立位置から上動すると苗植装置７が上昇され、これを下動して中立位置に戻すと下降される。又、この中立位置から下側へ操作すると植付クラッチが切りの状態で苗植装置７が下降される。更にこのフィンガーレバーを下動すると植付クラッチが入りとなって苗植作業を行なうことができる。又、更にこの入力側には、前記センターフロート２８センサ６７や、苗植装置７の下降位置を調節設定する植付部下降位置設定ダイヤル６８等を設ける。
【００２１】
又、出力側には、前記油圧リフトシリンダ１０の電磁油圧バルブ６９や、苗植装置７の伝動を入り切りするＰＴＯクラッチ作動ソレノイド７０、液晶モニター７１等を配置している。
ここに、手動操作等でＰＴＯクラッチを切って植付伝動を停止して苗植装置７を上昇させる。このとき、制御部では、この植付伝動クラッチの「切り」を検出して、ドライブシャフト回転センサ４により、回転数のカウントを開始する（ステップ１）。次に、旋回のためにステアリングハンドル５を切り操作すると、この切り角をハンドル切れ角センサ６検出している。このハンドルの切れ角は左右に適宜角度θ１、θ２の中立域があり、これら中立域の切れ角θ１を越えたときは左側旋回となり、切れ角θ２を越えたときは右側旋回となる（ステップ２）。前記ハンドル角度が規定以上かを切れ角センサ６により検出して信号を出す。そしてハンドル５を切るまでのドライブシャフト３の積算回転数を車軸回転センサ４で検出して記憶する。旋回開始後、車体１が９０度旋回したところで、苗植装置７が自動的に下り始める。これは、ハンドル５の切り操作の信号から機体が９０度旋回するまでドライブシャフト３が回転（ｎ１）したところで、植付部「下げ」の信号を出す。又、このとき、ハンドル５の切れ角度θが規定植ａ（＝９０度）以上に達しているときは後続制御されるが、規定値ａに達しないときは、旋回異常として警報を出力し、植付部の自動「下げ」を連動させない。従って手動操作で適宜植付部を下降させて旋回操作する（ステップ３）。すなわち、作業者による手動操作で旋回制御を修正すると共に、手動操作に切替えて所定作動個所の操作を行うことができ、円滑で正確な安定した旋回及び連動制御を行なうことができる。次に、異常でない場合は、ハンドル５を直進状態に戻す。隣接条の植付終端部と同じ所から自動で植付開始する。このとき、前記旋回時に記憶されたドライブシャフト３の回転数と、ハンドル５の切り操作から植付を開始するまでの間のドライブ３の回転数を加算したところで、植付クラッチ「入り」の信号を出す。このとき、ハンドル５の切れ角θが規定値ｂ（＝１８０度）以上に達しているときは後続制御されるが、規定値ｂに達しないときは、旋回異常として警報を出力し、植付クラッチ「入り」の信号を出力せずに、手動操作で植付クラッチを「入り」にし、隣接条との条合せを行わせる。
【００２２】
前記のような旋回連動制御装置２において、枕地旋回時に植付部を下降させて土壌面をフロート２８によって均平にするときは、植付部下降位置設定ダイヤル６８によって、苗植装置７の下降高さを任意に設定することにより、この植付伝動クラッチは「切り」に連動されても、機体旋回しながら苗植装置７のフロート２８は適切な接地状態で軽く整地することができ、フロート２８を強く接地させないで、整地抵抗から保護することができ、作業性を向上できる。
【００２３】
次に、主として図９を参照して、上例と異なる点を説明する。苗タンク２９に供給したマット苗の使用枚数を苗センサ４３で検出させて、モニタ７１に表示させる。又、コントローラ３６には、予め１０アール当りの使用標準枚数を苗使用量設定器７２で設定している。これら設定器７２による苗標準枚数と、苗センサ４３による使用枚数とを、苗植作業の進行を車軸回転センサ４によって検出しながら常時乃至間歇的に比較して、苗の過、不足等の使用状況を算出しながらモニタ７１に表示させるものである。又、この苗タンク２９の後下部には苗を繰出す繰出ベルト７３が設けられるが、この繰出ベルト７３の苗繰出量は、苗取調節レバー７４の調節操作によって繰出ベルト７３の繰出回動量を変更することにより、調節することができる。この調節操作はモニタ７１の表示を見ながら行うことができる。又、この調節によって繰出ベルト７３によって繰出される苗量が変化されるが、苗センサ４３によって苗の使用量が検出されて、この結果がモニタ７１に表示されるために、苗使用量の状況を常時知ることができ、苗の過不足がないように植付を行わせることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】旋回連動制御装置部のブロック図。
【図２】そのハンドル切り角と、制御符号の説明図。
【図３】その制御フローチャート。
【図４】その操向制御のブロック図。
【図５】その一部ティーチング制御のフローチャート。
【図６】その苗植機の側面図。
【図７】その平面図。
【図８】その伝動装置部の平面図。
【図９】その一部の拡大側面図と、苗供給制御のブロック図。
【符号の説明】
１    車体
２    旋回連動制御装置
３    車輪駆動軸
４    車軸回転センサ
５    ステアリングハンドル
６    ハンドル切れ角センサ
７    作業装置
【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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【図８】
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【図９】
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