JPH10164909A - 作業機 - Google Patents
作業機Info
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- JPH10164909A JPH10164909A JP33172896A JP33172896A JPH10164909A JP H10164909 A JPH10164909 A JP H10164909A JP 33172896 A JP33172896 A JP 33172896A JP 33172896 A JP33172896 A JP 33172896A JP H10164909 A JPH10164909 A JP H10164909A
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- Japan
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- steering
- traveling
- frequency
- steering operation
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- Guiding Agricultural Machines (AREA)
- Transplanting Machines (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 センサを用いて機体を直進走行させる際に操
向操作の頻度を低下させる。 【解決手段】 姿勢センサ38の計測結果に基づいて機
体を直進操向させる制御系を備えると共に、操向操作の
頻度に基づいて操向車輪の切れ角を頻度の高い側に予め
設定する。
向操作の頻度を低下させる。 【解決手段】 姿勢センサ38の計測結果に基づいて機
体を直進操向させる制御系を備えると共に、操向操作の
頻度に基づいて操向車輪の切れ角を頻度の高い側に予め
設定する。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、操向操作具の操作
に対応して操向車輪をアクチュエータの駆動力で操向操
作するパワーステアリング装置を備えると共に、操向操
作具が非操作状態での走行時に走行機体の走行方向を判
別するセンサの計測結果に基づき前記アクチュエータの
駆動力で操向方向を予め設定された目標方向に維持する
自動操向制御手段を備えた作業機の改良に関する。
に対応して操向車輪をアクチュエータの駆動力で操向操
作するパワーステアリング装置を備えると共に、操向操
作具が非操作状態での走行時に走行機体の走行方向を判
別するセンサの計測結果に基づき前記アクチュエータの
駆動力で操向方向を予め設定された目標方向に維持する
自動操向制御手段を備えた作業機の改良に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、上記のように構成された作業機と
して乗用型の田植機を例に挙げると、苗の移植作業時に
は直進走行を行う必要から作業者が比較的微妙な操向操
作を行うものとなっており、この作業時に苗植付装置に
対して予備苗を人為的に補給する際には作業者が操向操
作具から手を離した状態で走行機体を直進走行させるよ
うに、比較的短い時間だけ自動的に操向制御を行うもの
も考えられていた。
して乗用型の田植機を例に挙げると、苗の移植作業時に
は直進走行を行う必要から作業者が比較的微妙な操向操
作を行うものとなっており、この作業時に苗植付装置に
対して予備苗を人為的に補給する際には作業者が操向操
作具から手を離した状態で走行機体を直進走行させるよ
うに、比較的短い時間だけ自動的に操向制御を行うもの
も考えられていた。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】前述のように、走行機
体を直進走行させる自動制御を考えるに、例えば、耕盤
が左右何れかの側に傾斜している場合には操向車輪を直
進姿勢に設定していても走行方向が自然と耕盤の低い側
に向かうことも多く、このように走行方向が変化すると
走行機体の走行方向を復元操作するための操向操作が自
動的に行われるものとなる。しかし、自動的な操向操作
であっても耕盤の傾斜が大きい場合には頻繁に操向制御
が行われることとなり圃場面に移植された苗列が乱れる
ばかりでなく、電力や燃料を無駄に消費するものとなり
改善の余地がある。
体を直進走行させる自動制御を考えるに、例えば、耕盤
が左右何れかの側に傾斜している場合には操向車輪を直
進姿勢に設定していても走行方向が自然と耕盤の低い側
に向かうことも多く、このように走行方向が変化すると
走行機体の走行方向を復元操作するための操向操作が自
動的に行われるものとなる。しかし、自動的な操向操作
であっても耕盤の傾斜が大きい場合には頻繁に操向制御
が行われることとなり圃場面に移植された苗列が乱れる
ばかりでなく、電力や燃料を無駄に消費するものとなり
改善の余地がある。
【0004】本発明の目的は、自動操向制御時における
制御頻度を低下させ得る作業機を合理的に構成する点に
ある。
制御頻度を低下させ得る作業機を合理的に構成する点に
ある。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明の第1の特徴(請
求項1)は冒頭に記したように、操向操作具の操作に基
づき操向車輪をアクチュエータで操向操作するパワース
テアリング装置を備えると共に、操向操作具が非操作状
態での走行時にセンサの計測結果に基づき前記アクチュ
エータの駆動力で操向方向を予め設定された目標方向に
維持する自動操向制御手段を備えた作業機において、前
記走行操作具による走行時、あるいは、前記自動操向制
御手段による走行時に機体走行時の左右方向への変位傾
向を判別する判別手段を備え、この判別手段の判別結果
に基づいて前記自動操向制御手段による前記目標方向へ
の走行を維持するための操向操作の頻度を低下させるよ
う前記パワーステアリング装置を制御する補正手段を備
えている点にあり、その作用は次の通りである。
求項1)は冒頭に記したように、操向操作具の操作に基
づき操向車輪をアクチュエータで操向操作するパワース
テアリング装置を備えると共に、操向操作具が非操作状
態での走行時にセンサの計測結果に基づき前記アクチュ
エータの駆動力で操向方向を予め設定された目標方向に
維持する自動操向制御手段を備えた作業機において、前
記走行操作具による走行時、あるいは、前記自動操向制
御手段による走行時に機体走行時の左右方向への変位傾
向を判別する判別手段を備え、この判別手段の判別結果
に基づいて前記自動操向制御手段による前記目標方向へ
の走行を維持するための操向操作の頻度を低下させるよ
う前記パワーステアリング装置を制御する補正手段を備
えている点にあり、その作用は次の通りである。
【0006】本発明の第2の特徴(請求項2)は請求項
1において、前記判別手段が、単位時間内において左右
何れの側への操向操作時間が長いか、あるいは、操舵角
が大きいかの傾向を判別することで機体走行時の左右方
向への変位傾向を判別する処理系で構成されている点に
あり、その作用は次の通りである。
1において、前記判別手段が、単位時間内において左右
何れの側への操向操作時間が長いか、あるいは、操舵角
が大きいかの傾向を判別することで機体走行時の左右方
向への変位傾向を判別する処理系で構成されている点に
あり、その作用は次の通りである。
【0007】本発明の第3の特徴(請求項3)は請求項
1において、前記判別手段が、機体に対して前後向き姿
勢の軸芯周りにローリング自在に支持され、かつ、対地
ローリング姿勢を維持するよう構成された対地作業装置
の単位時間内のローリングの頻度に基づいて機体走行時
の左右方向への変位傾向を判別する処理系で構成されて
いる点にあり、その作用は次の通りである。
1において、前記判別手段が、機体に対して前後向き姿
勢の軸芯周りにローリング自在に支持され、かつ、対地
ローリング姿勢を維持するよう構成された対地作業装置
の単位時間内のローリングの頻度に基づいて機体走行時
の左右方向への変位傾向を判別する処理系で構成されて
いる点にあり、その作用は次の通りである。
【0008】本発明の第4の特徴(請求項4)は請求項
1において、前記補正手段が、前記判別手段からの判別
結果に基づいて操向車輪の操舵方向を前記目標方向を基
準に操作頻度が高い側へ向ける処理系で構成されている
点にあり、その作用は次の通りである。
1において、前記補正手段が、前記判別手段からの判別
結果に基づいて操向車輪の操舵方向を前記目標方向を基
準に操作頻度が高い側へ向ける処理系で構成されている
点にあり、その作用は次の通りである。
【0009】本発明の第5の特徴(請求項5)は請求項
1において点にあり、前記補正手段が、前記判別手段か
らの判別結果に基づいて操作頻度が高い側への操向操作
力を逆側への操向操作力より大きくするようアクチュエ
ータの駆動力を調節する処理系で構成されているその作
用は次の通りである。
1において点にあり、前記補正手段が、前記判別手段か
らの判別結果に基づいて操作頻度が高い側への操向操作
力を逆側への操向操作力より大きくするようアクチュエ
ータの駆動力を調節する処理系で構成されているその作
用は次の通りである。
【0010】〔作用〕上記第1の特徴によると、判別手
段が走行機体の左右方向への変位傾向を判別するので、
自動操向制御手段による操向時には、この判別結果に基
づいて補正手段が操向操作の頻度を低下させて走行機体
の目標方向への走行を行わせるものとなる。
段が走行機体の左右方向への変位傾向を判別するので、
自動操向制御手段による操向時には、この判別結果に基
づいて補正手段が操向操作の頻度を低下させて走行機体
の目標方向への走行を行わせるものとなる。
【0011】上記第2の特徴によると、操向操作系の操
作時間、あるいは、操舵角に基づいて機体走行時の左右
方向への変位傾向を判別するので、特別なセンサ類を用
いずとも現実の操向制御に基づいた正確な傾向を判別し
得るものとなる。
作時間、あるいは、操舵角に基づいて機体走行時の左右
方向への変位傾向を判別するので、特別なセンサ類を用
いずとも現実の操向制御に基づいた正確な傾向を判別し
得るものとなる。
【0012】上記第3の特徴によると、対地作業装置の
対地ローリング姿勢を維持する制御の頻度に基づいて機
体走行時の左右方向への変位傾向を判別するので、例え
ば、対地作業装置の右側を上昇させる制御の頻度が高い
場合には機体が右側に傾斜する傾向が高いので走行方向
が目標方向を基準に右側に変位しやく、これを修正する
目的で左側への操向制御の頻度が高くなると判別できる
ものであり、特別なセンサ類を用いずに済むものとな
る。
対地ローリング姿勢を維持する制御の頻度に基づいて機
体走行時の左右方向への変位傾向を判別するので、例え
ば、対地作業装置の右側を上昇させる制御の頻度が高い
場合には機体が右側に傾斜する傾向が高いので走行方向
が目標方向を基準に右側に変位しやく、これを修正する
目的で左側への操向制御の頻度が高くなると判別できる
ものであり、特別なセンサ類を用いずに済むものとな
る。
【0013】上記第4の特徴によると、判別手段の判別
結果に基づいて補正手段が操向車輪の操舵方向を目標方
向を基準に変位の頻度の高い方向に向けるので、機体が
目標方向から外れる方向への変位を予め修正して自動操
向制御手段による操向作動の頻度を低減し得るものとな
る。
結果に基づいて補正手段が操向車輪の操舵方向を目標方
向を基準に変位の頻度の高い方向に向けるので、機体が
目標方向から外れる方向への変位を予め修正して自動操
向制御手段による操向作動の頻度を低減し得るものとな
る。
【0014】上記第5の特徴によると、判別手段の判別
結果に基づいて補正手段が操向車輪の操向操作力を目標
方向を基準に変位の頻度の高い側を高めるので、機体が
目標方向から外れた場合にも強力な力で戻し操作する結
果、自動操向制御手段による操向作動の頻度を低減し得
るものとなる。
結果に基づいて補正手段が操向車輪の操向操作力を目標
方向を基準に変位の頻度の高い側を高めるので、機体が
目標方向から外れた場合にも強力な力で戻し操作する結
果、自動操向制御手段による操向作動の頻度を低減し得
るものとなる。
【0015】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に基づいて説明する。図1に示すように、ステアリング
操作される駆動型の前車輪1、及び、駆動型の後車輪2
を備えた走行機体3の前部にエンジン4を搭載すると共
に、この走行機体3の前部にエンジン4からの動力が伝
えられるベルト式の無段変速装置V、ミッションケース
5夫々を配置し、又、走行機体3の中央部に運転座席6
と操向操作具としてのステアリングハンドル7とを配置
し、走行機体3の後端部に対しリフトシリンダ8で駆動
昇降するリンク機構9を介し対地作業装置としての苗植
付装置Aを前後向き姿勢のローリング軸芯X周りでロー
リング作動自在に連結して作業機としての乗用型の田植
機を構成する。
に基づいて説明する。図1に示すように、ステアリング
操作される駆動型の前車輪1、及び、駆動型の後車輪2
を備えた走行機体3の前部にエンジン4を搭載すると共
に、この走行機体3の前部にエンジン4からの動力が伝
えられるベルト式の無段変速装置V、ミッションケース
5夫々を配置し、又、走行機体3の中央部に運転座席6
と操向操作具としてのステアリングハンドル7とを配置
し、走行機体3の後端部に対しリフトシリンダ8で駆動
昇降するリンク機構9を介し対地作業装置としての苗植
付装置Aを前後向き姿勢のローリング軸芯X周りでロー
リング作動自在に連結して作業機としての乗用型の田植
機を構成する。
【0016】苗植付装置Aは、苗載せ台10に載置した
マット状苗Wを、走行速度と連動して作動する植付機構
11で切出して圃場面に植付ける作動を行うと共に、複
数の整地フロート12が接地する状態で苗植付作業を行
うよう構成され、無段変速装置Vはエンジン4の出力
軸、ミッションケース5の入力軸夫々に備えた割りプー
リ型のプーリに無端ベルトを巻回すると共に、夫々のプ
ーリに対する無端ベルトの巻回半径の調節で変速を行う
よう構成(具体構造は詳述せず)されている。
マット状苗Wを、走行速度と連動して作動する植付機構
11で切出して圃場面に植付ける作動を行うと共に、複
数の整地フロート12が接地する状態で苗植付作業を行
うよう構成され、無段変速装置Vはエンジン4の出力
軸、ミッションケース5の入力軸夫々に備えた割りプー
リ型のプーリに無端ベルトを巻回すると共に、夫々のプ
ーリに対する無端ベルトの巻回半径の調節で変速を行う
よう構成(具体構造は詳述せず)されている。
【0017】図2に示すように、前記リンク機構9は左
右一対のトップリンク9Tと左右一対のロアーリンク9
Lと、これらのリンク9T,9Lの後端に連結する縦リ
ンク9Vとを備えて成り、苗植付装置Aは縦リンク9V
の下端部に対して前記ローリング軸芯X周りで揺動自在
に支持されている。又、縦リンク9Vの上面に固設した
フレーム15に対して横向き姿勢のネジ軸16を回動自
在に支持すると共に、このネジ軸16を正逆回転駆動す
るよう電動型のローリングモータ17を備え、ネジ軸1
6に螺合するナット部材18と一体移動するシフト部材
19と苗植付装置側の左右の縦フレーム20との間に操
作バネ21を介装することでローリングモータ17の駆
動によって苗植付装置Aのローリング姿勢を変更自在に
構成してある。又、苗載せ台10の反苗載せ面の側に重
錘式のローリングセンサ22を備え、このローリングセ
ンサ22は重錘の垂下姿勢をポテンショメータ型のセン
サで苗植付装置Aのローリング姿勢を計測するよう構成
されている。
右一対のトップリンク9Tと左右一対のロアーリンク9
Lと、これらのリンク9T,9Lの後端に連結する縦リ
ンク9Vとを備えて成り、苗植付装置Aは縦リンク9V
の下端部に対して前記ローリング軸芯X周りで揺動自在
に支持されている。又、縦リンク9Vの上面に固設した
フレーム15に対して横向き姿勢のネジ軸16を回動自
在に支持すると共に、このネジ軸16を正逆回転駆動す
るよう電動型のローリングモータ17を備え、ネジ軸1
6に螺合するナット部材18と一体移動するシフト部材
19と苗植付装置側の左右の縦フレーム20との間に操
作バネ21を介装することでローリングモータ17の駆
動によって苗植付装置Aのローリング姿勢を変更自在に
構成してある。又、苗載せ台10の反苗載せ面の側に重
錘式のローリングセンサ22を備え、このローリングセ
ンサ22は重錘の垂下姿勢をポテンショメータ型のセン
サで苗植付装置Aのローリング姿勢を計測するよう構成
されている。
【0018】図3に示すように、前記エンジン4の右側
面にオルタネータ25を備え、このエンジン25の左側
方位置にバッテリー26が配置され、ステアリングハン
ドル7の下方でミッションケース5の上方位置にマイク
ロプロセッサを内蔵した制御装置27が配置され、この
制御装置27に対してエンジン4の点火プラグ4Pから
の電磁波ノイズが作用し難いようにエンジン4の点火プ
ラグ4Pの位置をエンジン全面側に配置し、エンジン4
と制御装置27との間に金属板製のシールド28を配置
してある。又、バッテリー26から制御装置27に対す
る電力線29を介して点火プラグ4Pやオルタネータ2
5からの電磁波ノイズが作用し難いように該電力線29
をエンジン4の反オルタネータ側に配置してある。
面にオルタネータ25を備え、このエンジン25の左側
方位置にバッテリー26が配置され、ステアリングハン
ドル7の下方でミッションケース5の上方位置にマイク
ロプロセッサを内蔵した制御装置27が配置され、この
制御装置27に対してエンジン4の点火プラグ4Pから
の電磁波ノイズが作用し難いようにエンジン4の点火プ
ラグ4Pの位置をエンジン全面側に配置し、エンジン4
と制御装置27との間に金属板製のシールド28を配置
してある。又、バッテリー26から制御装置27に対す
る電力線29を介して点火プラグ4Pやオルタネータ2
5からの電磁波ノイズが作用し難いように該電力線29
をエンジン4の反オルタネータ側に配置してある。
【0019】図4に示すように、前車輪1の左右のナッ
クルアーム31を連結するタイロッド32と、前記ステ
アリングハンドル7の基端部のギヤケース33のピット
マンアーム34とを機械的に連係してステアリング操作
系が構成されると共に、ステアリング操作時(操舵時)
のトルクと操作方向を計測するトルクセンサ35をステ
アリングハンドル7の操作軸に備え、このトルクセンサ
35の計測結果に基づきステアリング操作系に対してア
シスト力を作用させるアクチュエータとして電動式のア
シストモータ36を備え、又、一方のナックルアーム3
1の基端部に前車輪1のステアリング角(操舵角)を計
測するポテンショメータ型の切れ角センサ37を備えて
パワーステアリング装置が構成されている。
クルアーム31を連結するタイロッド32と、前記ステ
アリングハンドル7の基端部のギヤケース33のピット
マンアーム34とを機械的に連係してステアリング操作
系が構成されると共に、ステアリング操作時(操舵時)
のトルクと操作方向を計測するトルクセンサ35をステ
アリングハンドル7の操作軸に備え、このトルクセンサ
35の計測結果に基づきステアリング操作系に対してア
シスト力を作用させるアクチュエータとして電動式のア
シストモータ36を備え、又、一方のナックルアーム3
1の基端部に前車輪1のステアリング角(操舵角)を計
測するポテンショメータ型の切れ角センサ37を備えて
パワーステアリング装置が構成されている。
【0020】この田植機では走行機体3の走行方向の変
化を判別するための感磁型、あるいは、レーザジャイロ
型の姿勢センサ38(図3を参照)を備えると共に、こ
の姿勢センサ38からの信号に基づいて走行機体3を直
進走行させるよう前記制御装置27の制御動作を設定す
ることで、例えば、苗植付装置Aに対して予備苗を補給
する際のように作業者がステアリングハンドル7から手
を離した状態でも前記パワーステアリング装置を自動的
に制御して、このパワーステアリング装置からの操作力
によって走行機体3を直進走行姿勢に維持するようにな
っている。
化を判別するための感磁型、あるいは、レーザジャイロ
型の姿勢センサ38(図3を参照)を備えると共に、こ
の姿勢センサ38からの信号に基づいて走行機体3を直
進走行させるよう前記制御装置27の制御動作を設定す
ることで、例えば、苗植付装置Aに対して予備苗を補給
する際のように作業者がステアリングハンドル7から手
を離した状態でも前記パワーステアリング装置を自動的
に制御して、このパワーステアリング装置からの操作力
によって走行機体3を直進走行姿勢に維持するようにな
っている。
【0021】図5に示すように、前記制御装置27に対
して前記トルクセンサ35と、前記切れ角センサ37
と、前記姿勢センサ38と、走行機体3を自動的に直進
走行させる自動操向制御を選択する選択スイッチ39
と、前記ローリングセンサ22、苗植付装置Aのローリ
ング角を任意に設定するローリング角設定器40とから
の入力系が形成されると共に、前記ローリングモータ1
7と、前記アシストモータ36とに対する出力系が形成
され、次のように制御動作が設定されている。
して前記トルクセンサ35と、前記切れ角センサ37
と、前記姿勢センサ38と、走行機体3を自動的に直進
走行させる自動操向制御を選択する選択スイッチ39
と、前記ローリングセンサ22、苗植付装置Aのローリ
ング角を任意に設定するローリング角設定器40とから
の入力系が形成されると共に、前記ローリングモータ1
7と、前記アシストモータ36とに対する出力系が形成
され、次のように制御動作が設定されている。
【0022】図6にはメインの制御動作が表され、この
制御では制御が開始されると判別値に初期値を設定する
と共に、選択スイッチ39がONの場合にのみ自動操向
ルーチンを実行し(#101、#102、#200ステ
ップ)、次に判別ルーチンを実行する制御をリセットさ
れるまで繰り返すものとなっている(#300、#10
3ステップ)。尚、苗植付装置Aをローリング角設定器
40の設定値に維持する制御については本発明と直接関
係ないので説明していない。又、判別ルーチンを構成す
るプログラムで判別手段Fが構成されている。
制御では制御が開始されると判別値に初期値を設定する
と共に、選択スイッチ39がONの場合にのみ自動操向
ルーチンを実行し(#101、#102、#200ステ
ップ)、次に判別ルーチンを実行する制御をリセットさ
れるまで繰り返すものとなっている(#300、#10
3ステップ)。尚、苗植付装置Aをローリング角設定器
40の設定値に維持する制御については本発明と直接関
係ないので説明していない。又、判別ルーチンを構成す
るプログラムで判別手段Fが構成されている。
【0023】自動操向ルーチン、判別ルーチン(#20
0、#300ステップ)はサブルーチンの形でセットさ
れ自動操向ルーチン(#200ステップ)は図7のフロ
ーチャートに示すように、後述する判別ルーチンで設定
された判別値に基づいて操向基準目標を設定し、前記切
れ角センサ37からの信号を入力し、この切れ角センサ
37からの信号値が操向基準目標の値に基づいて設定さ
れる不感帯内に存在するかを判別し、存在しない場合に
のみ操向基準目標に向けて前記アシストモータ36を制
御する(#201〜#204ステップ)。
0、#300ステップ)はサブルーチンの形でセットさ
れ自動操向ルーチン(#200ステップ)は図7のフロ
ーチャートに示すように、後述する判別ルーチンで設定
された判別値に基づいて操向基準目標を設定し、前記切
れ角センサ37からの信号を入力し、この切れ角センサ
37からの信号値が操向基準目標の値に基づいて設定さ
れる不感帯内に存在するかを判別し、存在しない場合に
のみ操向基準目標に向けて前記アシストモータ36を制
御する(#201〜#204ステップ)。
【0024】この操向基準目標はステアリングハンドル
7の非操作時における前車輪1の切れ角を設定するもの
であり、判別値が初期値の場合には直進方向に向けら
れ、後述するように判別値が設定された場合には、その
判別値に基づいて前車輪1の切れ角を直進方向を基準に
した左右いずれかの方向に設定するものとなる。又、こ
のように操向基準目標が設定された後には作業者がステ
アリングハンドル7を操作しなくともアシストモータ3
6の駆動力で自動的にステアリング操作され、その切れ
角が維持されるものとなっている。
7の非操作時における前車輪1の切れ角を設定するもの
であり、判別値が初期値の場合には直進方向に向けら
れ、後述するように判別値が設定された場合には、その
判別値に基づいて前車輪1の切れ角を直進方向を基準に
した左右いずれかの方向に設定するものとなる。又、こ
のように操向基準目標が設定された後には作業者がステ
アリングハンドル7を操作しなくともアシストモータ3
6の駆動力で自動的にステアリング操作され、その切れ
角が維持されるものとなっている。
【0025】次に、判別値に基づいて操向トルクを設定
すると共に、姿勢センサ38からの信号を入力し、この
姿勢センサ38からの計測値が予め設定された直進方向
に対応する目標姿勢を基準にして設定した不感帯内に存
在するかを判別し、存在しない場合には目標姿勢に向け
て前記アシストモータ36を駆動し、この駆動時には設
定された操向トルクでアシストモータ36を駆動する
(#205〜#208ステップ)。尚、操向トルクは操
向操作の頻度の高い側へのトルクを他方側へのトルクよ
り高くするものであり、この操向トルクは、アシストモ
ータ36に供給される電力を間歇電力のデューティ比の
調節のようにPWM式に増大させることでトルクの値を
大きくし、電力を低下させることでトルクの値を小さく
するものとなっている。
すると共に、姿勢センサ38からの信号を入力し、この
姿勢センサ38からの計測値が予め設定された直進方向
に対応する目標姿勢を基準にして設定した不感帯内に存
在するかを判別し、存在しない場合には目標姿勢に向け
て前記アシストモータ36を駆動し、この駆動時には設
定された操向トルクでアシストモータ36を駆動する
(#205〜#208ステップ)。尚、操向トルクは操
向操作の頻度の高い側へのトルクを他方側へのトルクよ
り高くするものであり、この操向トルクは、アシストモ
ータ36に供給される電力を間歇電力のデューティ比の
調節のようにPWM式に増大させることでトルクの値を
大きくし、電力を低下させることでトルクの値を小さく
するものとなっている。
【0026】つまり、目標姿勢は作業開始時、あるい
は、枕地で機体3の旋回を終了した際に機体3を走行さ
せるべき方向に向けた際に姿勢センサ38の信号をメモ
リに保持する制御によって設定されるものであり、この
制御では、作業時に選択スイッチ39の操作で自動走行
制御が選択されることにより目標姿勢から機体3の姿勢
が外れた場合には作業者がステアリング操作を行わずと
もアシストモータ36の駆動力で自動的に目標姿勢に復
元させるものとなっている。尚、#201〜#204ス
テップで補正手段Gが構成され、#206〜#208ス
テップで自動制御手段Eが構成されている。
は、枕地で機体3の旋回を終了した際に機体3を走行さ
せるべき方向に向けた際に姿勢センサ38の信号をメモ
リに保持する制御によって設定されるものであり、この
制御では、作業時に選択スイッチ39の操作で自動走行
制御が選択されることにより目標姿勢から機体3の姿勢
が外れた場合には作業者がステアリング操作を行わずと
もアシストモータ36の駆動力で自動的に目標姿勢に復
元させるものとなっている。尚、#201〜#204ス
テップで補正手段Gが構成され、#206〜#208ス
テップで自動制御手段Eが構成されている。
【0027】判別ルーチン(#300ステップ)は、ス
テアリングハンドル7を人為操作した場合であっても、
前述した自動操向ルーチンによる操向制御であっても、
前車輪1の直進方向への姿勢を基準にした前車輪1の左
右方向への操向操作に基づいて左右いずれの操向操作の
頻度が高いかを判別するものであり、ステアリングハン
ドル7の人為操作によるステアリング操作時には前記ト
ルクセンサ35からの信号に基づいて直進状態であるか
を判別し(アシストモータ36の制御状態から直進状態
であるかを判別しても良い)、又、自動操向ルーチンに
よる操向制御時にはアシストモータ36の制御状態から
直進状態であるかを判別し、直進状態である場合には左
右のカウンタ(後述する)の作動を停止させ、左右いず
れかの方向に操向操作されていることが判別された場合
には、操向方向に対応して設定された左カウンタ、若し
くは、右カウンタのカウント値を所定値だけ増加させる
処理を行う(#301〜#305ステップ)。
テアリングハンドル7を人為操作した場合であっても、
前述した自動操向ルーチンによる操向制御であっても、
前車輪1の直進方向への姿勢を基準にした前車輪1の左
右方向への操向操作に基づいて左右いずれの操向操作の
頻度が高いかを判別するものであり、ステアリングハン
ドル7の人為操作によるステアリング操作時には前記ト
ルクセンサ35からの信号に基づいて直進状態であるか
を判別し(アシストモータ36の制御状態から直進状態
であるかを判別しても良い)、又、自動操向ルーチンに
よる操向制御時にはアシストモータ36の制御状態から
直進状態であるかを判別し、直進状態である場合には左
右のカウンタ(後述する)の作動を停止させ、左右いず
れかの方向に操向操作されていることが判別された場合
には、操向方向に対応して設定された左カウンタ、若し
くは、右カウンタのカウント値を所定値だけ増加させる
処理を行う(#301〜#305ステップ)。
【0028】前記左カウンタ、及び、右カウンタは夫々
ともマイクロプロセッサ内の特定のレジスタあるいはメ
モリの特定のアドレスにカウント値を保存するソフトウ
エアで構成され、左右への操向操作状態が継続する限り
はカウント値を増大させるように処理形態が設定されて
いる。
ともマイクロプロセッサ内の特定のレジスタあるいはメ
モリの特定のアドレスにカウント値を保存するソフトウ
エアで構成され、左右への操向操作状態が継続する限り
はカウント値を増大させるように処理形態が設定されて
いる。
【0029】次に、設定時間間隔でタイムアップするイ
ンターバルタイマーがタイムアップする毎に左カウンタ
の値と右カウンタの値との割り算(演算)を行って左側
と右側との操向操作の頻度を求め、この演算結果から判
別値を設定する(#306〜#308ステップ)処理を
行う。
ンターバルタイマーがタイムアップする毎に左カウンタ
の値と右カウンタの値との割り算(演算)を行って左側
と右側との操向操作の頻度を求め、この演算結果から判
別値を設定する(#306〜#308ステップ)処理を
行う。
【0030】前記インターバルタイマも前述と同様にマ
イクロプロセッサ内の特定のレジスタあるいはメモリの
特定のアドレスにカウント値を保存するソフトウエアで
構成されると共に、時間経過に伴ってそのカウント値を
インクリメントし(1ずつ加算し)し、このカウント値
が予め設定された数値に達するとタイムアップして前述
の処理を行わせると同時に、カウント値をクリヤして
「0」の初期値となるよう処理形態が設定されている。
又、左右カウンタのカウント値によって求められる頻度
は単なる数値であるが、この数値に対応して判別値を設
定するように制御装置27のメモリにはテーブル等のデ
ータが予め設定され、このデータに基づいて設定された
判別値は操向基準目標と対応する値となっている。
イクロプロセッサ内の特定のレジスタあるいはメモリの
特定のアドレスにカウント値を保存するソフトウエアで
構成されると共に、時間経過に伴ってそのカウント値を
インクリメントし(1ずつ加算し)し、このカウント値
が予め設定された数値に達するとタイムアップして前述
の処理を行わせると同時に、カウント値をクリヤして
「0」の初期値となるよう処理形態が設定されている。
又、左右カウンタのカウント値によって求められる頻度
は単なる数値であるが、この数値に対応して判別値を設
定するように制御装置27のメモリにはテーブル等のデ
ータが予め設定され、このデータに基づいて設定された
判別値は操向基準目標と対応する値となっている。
【0031】具体的には切れ角センサ37からの入力系
には8ビット程度の性能のA/D変換器(図示せず)が
備えられ、前車輪1の切れ角を直進に設定する場合に、
例えば、A/D変換器が8ビットの性能の場合には操向
基準目標の値が「128」(10進法)の数値として表
され、仮に、直進を基準に左側となる操向基準目標の値
を「128」の数値から小さいものとした場合には、直
進を基準に右側となる操向基準目標の値が「128」の
数値から大きいものとなる。そして、左側への操向操作
の頻度が高い場合には、頻度が高いほど判別値を「12
8」の数値より小さくるように処理形態を設定し、右側
への操向操作の頻度が高い場合には、頻度が高いほど判
別値を「128」の数値より大きくするように処理形態
を設定することで判別値をそのまま基準目標の値に設定
し得るものとなっている。
には8ビット程度の性能のA/D変換器(図示せず)が
備えられ、前車輪1の切れ角を直進に設定する場合に、
例えば、A/D変換器が8ビットの性能の場合には操向
基準目標の値が「128」(10進法)の数値として表
され、仮に、直進を基準に左側となる操向基準目標の値
を「128」の数値から小さいものとした場合には、直
進を基準に右側となる操向基準目標の値が「128」の
数値から大きいものとなる。そして、左側への操向操作
の頻度が高い場合には、頻度が高いほど判別値を「12
8」の数値より小さくるように処理形態を設定し、右側
への操向操作の頻度が高い場合には、頻度が高いほど判
別値を「128」の数値より大きくするように処理形態
を設定することで判別値をそのまま基準目標の値に設定
し得るものとなっている。
【0032】このように本発明では、例えば、耕盤が左
右の何れかの方向に傾斜した圃場のようにステアリング
ハンドル7を直進方向に設定していても耕盤の傾斜の低
い側に向けて機体3の姿勢(走行方向)が自然に変化す
る状態の圃場での作業では、機体姿勢の自然な変化を修
正する方向にステアリングハンドル7を操作する頻度が
高くなることから、制御装置27がこの頻度を予め求め
ておき(前記処理では自動走行制御時の操向方向の頻度
も求めている)、作業途中に自動操向制御で機体3を自
動的に直進走行させる際には選択スイッチ39をON操
作するだけで、前述のように求めた頻度に基づいて制御
装置27が前車輪1の走行方向を修正する側に操向操作
が行われるものとなり、この結果、走行方向のの自然な
変位を修正された操向制御で相殺して自動操向時の操向
制御の頻度を低下させるものとなり、更に、姿勢センサ
38からの信号に基づく操向制御時にはステアリング操
作を、前記頻度の高い側への操作を強力な操作力(トル
ク)で行うことで操向方向の修正も迅速に行えるものと
なっている。
右の何れかの方向に傾斜した圃場のようにステアリング
ハンドル7を直進方向に設定していても耕盤の傾斜の低
い側に向けて機体3の姿勢(走行方向)が自然に変化す
る状態の圃場での作業では、機体姿勢の自然な変化を修
正する方向にステアリングハンドル7を操作する頻度が
高くなることから、制御装置27がこの頻度を予め求め
ておき(前記処理では自動走行制御時の操向方向の頻度
も求めている)、作業途中に自動操向制御で機体3を自
動的に直進走行させる際には選択スイッチ39をON操
作するだけで、前述のように求めた頻度に基づいて制御
装置27が前車輪1の走行方向を修正する側に操向操作
が行われるものとなり、この結果、走行方向のの自然な
変位を修正された操向制御で相殺して自動操向時の操向
制御の頻度を低下させるものとなり、更に、姿勢センサ
38からの信号に基づく操向制御時にはステアリング操
作を、前記頻度の高い側への操作を強力な操作力(トル
ク)で行うことで操向方向の修正も迅速に行えるものと
なっている。
【0033】〔別実施の形態〕本発明は上記実施の形態
以外に、例えば、苗植付装置Aのローリング制御の頻度
から耕盤の左右方向への傾斜の程度を想定することで、
前述と同様の自動操向ルーチンを実行するよう構成する
ことも可能であり、この別実施の形態では判別ルーチン
を図9のフローチャートに示すよう構成することも可能
である。尚、この別実施の形態では前記実施の形態と同
じ機能を有するものには前記実施の形態と共通の番号、
符号を附する。
以外に、例えば、苗植付装置Aのローリング制御の頻度
から耕盤の左右方向への傾斜の程度を想定することで、
前述と同様の自動操向ルーチンを実行するよう構成する
ことも可能であり、この別実施の形態では判別ルーチン
を図9のフローチャートに示すよう構成することも可能
である。尚、この別実施の形態では前記実施の形態と同
じ機能を有するものには前記実施の形態と共通の番号、
符号を附する。
【0034】つまり、判別ルーチン(#400ステッ
プ)は、ローリングモータ17が左右の何れの側に駆動
されたかのデータに基づいてステアリングハンドル7が
操向操作されるであろう方向と頻度を判別するルーチン
であり、この処理では、ローリングモータ17への制御
信号に基づいて走行機体3に対する苗植付装置Aの姿勢
が水平(平行)状態であるかを判別し、又、水平状態で
ある場合には左右のカウンタ(後述する)の作動を停止
させ、ローリングモータ17が「左上げ」方向、あるい
は、「右上げ方向のの方向に駆動されていることが判別
された場合には、駆動方向に対応して設定された左カウ
ンタ、若しくは、右カウンタのカウント値を所定値だけ
増加させる処理を行う(#401〜#405ステッ
プ)。
プ)は、ローリングモータ17が左右の何れの側に駆動
されたかのデータに基づいてステアリングハンドル7が
操向操作されるであろう方向と頻度を判別するルーチン
であり、この処理では、ローリングモータ17への制御
信号に基づいて走行機体3に対する苗植付装置Aの姿勢
が水平(平行)状態であるかを判別し、又、水平状態で
ある場合には左右のカウンタ(後述する)の作動を停止
させ、ローリングモータ17が「左上げ」方向、あるい
は、「右上げ方向のの方向に駆動されていることが判別
された場合には、駆動方向に対応して設定された左カウ
ンタ、若しくは、右カウンタのカウント値を所定値だけ
増加させる処理を行う(#401〜#405ステッ
プ)。
【0035】前記左カウンタ、及び、右カウンタは夫々
ともマイクロプロセッサ内の特定のレジスタあるいはメ
モリの特定のアドレスにカウント値を保存するようソフ
トウエアで構成され、操向操作状態が継続する限りはカ
ウント値を増大させるように処理形態が設定されてい
る。
ともマイクロプロセッサ内の特定のレジスタあるいはメ
モリの特定のアドレスにカウント値を保存するようソフ
トウエアで構成され、操向操作状態が継続する限りはカ
ウント値を増大させるように処理形態が設定されてい
る。
【0036】次に、設定時間間隔でタイムアップするイ
ンターバルタイマーがカウントアップする毎に左カウン
タの値と右カウンタの値との割り算(演算)を行って左
側と右側とのうち操向操作の頻度を求め、この演算結果
から判別値を設定する(#406〜#408ステップ)
処理を行う。
ンターバルタイマーがカウントアップする毎に左カウン
タの値と右カウンタの値との割り算(演算)を行って左
側と右側とのうち操向操作の頻度を求め、この演算結果
から判別値を設定する(#406〜#408ステップ)
処理を行う。
【0037】前記インターバルタイマも前述と同様にマ
イクロプロセッサ内の特定のレジスタあるいはメモリの
特定のアドレスにカウント値を保存するようソフトウエ
アで構成されると共に、時間経過に伴ってそのカウント
値をインクリメントし(1ずつ加算し)し、このカウン
ト値が予め設定された数値に達するとタイムアップして
前述の処理を行わせ、カウント値がクリヤされ「0」の
初期値となるよう処理形態が設定されている。
イクロプロセッサ内の特定のレジスタあるいはメモリの
特定のアドレスにカウント値を保存するようソフトウエ
アで構成されると共に、時間経過に伴ってそのカウント
値をインクリメントし(1ずつ加算し)し、このカウン
ト値が予め設定された数値に達するとタイムアップして
前述の処理を行わせ、カウント値がクリヤされ「0」の
初期値となるよう処理形態が設定されている。
【0038】本発明では操向車輪の切れ角が大きいほど
補正値の値を大きくするよう実施することが可能であ
る。
補正値の値を大きくするよう実施することが可能であ
る。
【0039】
【発明の効果】従って、自動操向制御時には操向車輪を
操向操作の頻度を低下させる方向に予め向けることで操
向操作の頻度を低下させて目標方向への直進走行を精度
高く行い得る作業機が合理的に構成されたのである(請
求項1)。特に判別手段が操向車輪の操作頻度に基づく
処理を行うものでは、特別なセンサ類を備えずとも現実
の変位傾向を判別して精度の高い直進走行を可能にする
ものとなり(請求項2)、判別手段が対地作業装置のロ
ーリングの頻度に基づく処理を行うものでは、特別なセ
ンサ類を備えずとも地面の傾斜に起因する走行方向の変
位を正確に判別して精度の高い直進走行を可能にするも
のとなり(請求項3)、判別結果に基づいて操向車輪の
操舵方向を向けるものでは機体の走行方向が目標方向か
ら自然に変位する現象を事前に相殺して直進走行を可能
にするものとなり(請求項4)、判別結果に基づいてア
クチュエータの操向操作力を変更するものでは機体が目
標方向から外れた場合でも強力な復元操作で直進走行へ
の復元が円滑に行われるものとなる(請求項5)。
操向操作の頻度を低下させる方向に予め向けることで操
向操作の頻度を低下させて目標方向への直進走行を精度
高く行い得る作業機が合理的に構成されたのである(請
求項1)。特に判別手段が操向車輪の操作頻度に基づく
処理を行うものでは、特別なセンサ類を備えずとも現実
の変位傾向を判別して精度の高い直進走行を可能にする
ものとなり(請求項2)、判別手段が対地作業装置のロ
ーリングの頻度に基づく処理を行うものでは、特別なセ
ンサ類を備えずとも地面の傾斜に起因する走行方向の変
位を正確に判別して精度の高い直進走行を可能にするも
のとなり(請求項3)、判別結果に基づいて操向車輪の
操舵方向を向けるものでは機体の走行方向が目標方向か
ら自然に変位する現象を事前に相殺して直進走行を可能
にするものとなり(請求項4)、判別結果に基づいてア
クチュエータの操向操作力を変更するものでは機体が目
標方向から外れた場合でも強力な復元操作で直進走行へ
の復元が円滑に行われるものとなる(請求項5)。
【図1】田植機の全体側面図
【図2】苗植付装置の正面図
【図3】機体前部の概略側面図
【図4】操向制御系の模式図
【図5】制御系のブロック回路図
【図6】主の制御動作のフローチャート
【図7】自動操向ルーチンのフローチャート
【図8】判別ルーチンのフローチャート
【図9】別実施の形態の判別ルーチンのフローチャート
1 操向車輪 7 操向操作具 36 アクチュエータ 38 センサ A 対地作業装置 E 自動操向制御手段 F 判別手段 G 補正手段 X 軸芯
Claims (5)
- 【請求項1】 操向操作具の操作に対応して操向車輪を
アクチュエータの駆動力で操向操作するパワーステアリ
ング装置を備えると共に、操向操作具が非操作状態での
走行時に走行機体の走行方向を判別するセンサの計測結
果に基づき前記アクチュエータの駆動力で操向方向を予
め設定された目標方向に維持する自動操向制御手段を備
えた作業機であって、 前記操向操作具による走行時、あるいは、前記自動操向
制御手段による走行時に機体走行時の左右方向への変位
傾向を判別する判別手段を備え、この判別手段の判別結
果に基づいて前記自動操向制御手段による前記目標方向
への走行を維持するための操向操作の頻度を低下させる
よう前記パワーステアリング装置を制御する補正手段を
備えている作業機。 - 【請求項2】 前記判別手段が、単位時間内において左
右何れの側への操向操作時間が長いか、あるいは、操舵
角が大きいかの傾向を判別することで機体走行時の左右
方向への変位傾向を判別する処理系で構成されている請
求項1記載の作業機。 - 【請求項3】 前記判別手段が、機体に対して前後向き
姿勢の軸芯周りにローリング自在に支持され、かつ、対
地ローリング姿勢を維持するよう構成された対地作業装
置の単位時間内のローリングの頻度に基づいて機体走行
時の左右方向への変位傾向を判別する処理系で構成され
ている請求項1記載の作業機。 - 【請求項4】 前記補正手段が、前記判別手段からの判
別結果に基づいて操向車輪の操舵方向を前記目標方向を
基準に操作頻度が高い側へ向ける処理系で構成されてい
る請求項1記載の作業機。 - 【請求項5】 前記補正手段が、前記判別手段からの判
別結果に基づいて操作頻度が高い側への操向操作力を逆
側への操向操作力より大きくするようアクチュエータの
駆動力を調節する処理系で構成されている請求項1記載
の作業機。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP33172896A JPH10164909A (ja) | 1996-12-12 | 1996-12-12 | 作業機 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP33172896A JPH10164909A (ja) | 1996-12-12 | 1996-12-12 | 作業機 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10164909A true JPH10164909A (ja) | 1998-06-23 |
Family
ID=18246941
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP33172896A Pending JPH10164909A (ja) | 1996-12-12 | 1996-12-12 | 作業機 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH10164909A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2016029912A (ja) * | 2014-07-29 | 2016-03-07 | 井関農機株式会社 | 作業車両 |
| JP2025502624A (ja) * | 2021-12-06 | 2025-01-28 | 上海▲華▼▲測▼▲導▼航技▲術▼股▲ふん▼有限公司 | 車両制御方法、コントローラ、システム、装置及び記憶媒体 |
-
1996
- 1996-12-12 JP JP33172896A patent/JPH10164909A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2016029912A (ja) * | 2014-07-29 | 2016-03-07 | 井関農機株式会社 | 作業車両 |
| JP2025502624A (ja) * | 2021-12-06 | 2025-01-28 | 上海▲華▼▲測▼▲導▼航技▲術▼股▲ふん▼有限公司 | 車両制御方法、コントローラ、システム、装置及び記憶媒体 |
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