JP2759670B2 - 走行作業車の操向制御装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （イ）産業上の利用分野 本発明は、走行作業車を人為的に操縦し、この操縦制
御情報をマイコンに記憶させ、この操縦制御情報により
自動制御操縦するティーチング・プレーバック方式の走
行作業車の操向制御装置に関する。

（ロ）従来技術 従来、走行作業車の操向制御装置として人為操縦によ
って得られる操向制御情報を制御装置に記憶させ、以後
上記記憶された操向制御情報により自動制御操縦するよ
うにすることは既に知られている。

（ハ）発明が解決しようと問題点 前記既知の走行車の操向制御装置は無人で操向操縦す
ることができが、運転者が搭乗することもあり、このよ
うな場合において機体が回向する時、機体が運転者及び
近くで働く作業者の予測と反対方向に回向すると運転者
等は驚くと共に危険であった。

また、機体の回向方向が意図する方向と異なるような
場合、自動制御操縦から手動操縦に切り換える操作が面
倒であった。

（ニ）問題点を解決するための手段 請求項１の発明は、機体に回向方向表示手段を装着す
ると共に、人為的に操縦した操縦制御情報に基づき自動
操縦するティーチング・プレーバック方式の操向自動制
御装置を備えた走行作業車において、機体の回向域を検
出するセンサーを備え、該センサーが機体の回向域を検
出すると、制御装置は前回の回向方向に基づき今回の回
向方向を設定し、回向方向側の回向方向表示手段を事前
に作動させると共に、予め記憶した人為的操縦制御情報
に基づき機体の回向自動制御を実行し、その後、回向方
向表示手段を停止させるように構成することにより、機
体の回向自動時に機体の回向方向を事前に表示して運転
者及び回りで作業している作業者が安全にかつ安心して
作業することができるようにし、請求項２の発明におい
ては、機体が所期の方向と異なる方向に回向せんとする
ような場合に、手動操縦すると回向自動制御が中断さ
れ、手動操縦が優先されるようにして前述の問題点を解
決した。

（ホ）作用 直進作業行程においては既知の制御手段、例えば走行
方向検出器の検出データーにより走行方向制御し、枕地
における第１回目の回向工程では手動により機体回向を
行なう。

この回向行程における各種の検出器の検出データーを
第１操向制御情報として制御装置に記憶させ、この第１
操向制御情報を逆向きの回向情報に処理して第１′操向
制御情報として制御装置に記憶させ、以後、これらの操
向制御情報を交互に読出して機体回向を自動制御する。
上記第１′操向制御情報に代えて、第２回目も人為的な
回向操縦を行ない、その際、検出データーを逆向きの第
２操向制御情報として記憶させ、第１と第２の操向制御
情報を交互に読出してもよい。

このような機体回向行程に移行する際、制御装置は事
前に左右いずれか一方の回向方向表示手段に出力して回
向方向を表示するから運転者及びその回りで作業してい
る者は不安感がなくかつ安全である。

（ヘ）実施例 本発明の一実施例を図面に示すトラクタについて説明
すると、第１図においてハンドル２を回動すると、前輪
1a,1aがキングピンを中心として左右に旋回し、後輪1b,
1bがエンジンｅの動力により駆動され、バンパーの中間
下部には畦畔４を検出するべく斜め下方へ向かった超音
波センサーからなる距離センサー３を取付け、左右の前
輪支持部には第２図に示すように前輪1a,1aの切れ角を
検出するタイヤ切れ角ポテンションメータ5,5′を取付
けてあり、この切れ角ポテンションメータ5,5′を説明
の便宜上２個としたが機幅の中間にある操舵リンク等に
１個付設するか、又はパワステアリングに対してはスト
ロークセンサーとしても良い。機台の前部に搭載したエ
ンジンｅには走行速度の１つのデーターを得るエンジン
回転計６を、ハンドル２のステアリング伝動部にはステ
アリング切れ角ポテンションメータ７を、運転席の側部
に設けた作業機昇降用のポジションレバー15には第４図
に示すようにポジションレバーポテンションメータ８
を、無段変速レバーには変速位置センサー９をそれぞれ
付設し、マイクロコンピュータからなる制御装置10の記
憶形式を選択する記憶必要性スイッチ11と、回向記憶２
必要性スイッチ12と、左右一対の回向方向表示用のウイ
ンカー18,18とを操作盤に取り付け、変速切換レバー16
・・には第５図に示す用に切換状態を検出するスイッチ
17・・を対設し、これらの検出器の検出データーは第２
図に示す如くそれぞれ制御装置10のメモリーに書き込ま
れる。

第３図は油圧制御回路を示すもので、13は操向用の電
磁バルブ、14は作業機昇降用シリンダ14a用の電磁バル
ブである。

次に作用について説明すると、一般に圃場作業は圃場
の畦畔沿いで180度方向変換する往復作業と、圃場の角
部に対応する部位で90度方向変換する回り作業とがあ
り、いずれにしても直進行程と、回向行程を交互に反復
し、上記直進行程においては従来方式と同様に、走行方
向検出器の検出結果により電磁パルブ13を作動させて走
行方向を自動的に修正する。

そして、作業始めから、又は作業途中で回向自動に切
換えようとする時、機体回向域に入る前に操作盤の記憶
必要性スイッチ11をオンにすると、第７図において、回
向記憶１のサブルーチンに進む。

即ち、機体が圃場周縁部の機体回向域（畦畔４までの
距離をＡとする）に達する手前側αで手動により減速操
作するとし、それに続いてポジションレバー15をリフト
アップ位置へ操作すると、その立上がりを第９図のタイ
ミングチャートで示すようにポジションレバーポテンシ
ョンメータ８にて判断し、同図及び第８図に示すように
距離センサー３が検出した畦畔４までの距離Ａを制御装
置10に読み込み、回向を開始すべく減速操作した状態に
おけるエンジン回転計６及び変速位置センサー９の検出
結果も読み込んでそれらを演算することにより車速Ｂが
記憶され、ハンドル２を回動してオービットロール33及
びそれに連動するバルブ34を作動させると前輪1aが水平
旋回して機体が（ア）の軌跡で回向する。このリフトア
ップからリフトダウンに亙る回向軌跡のデーターである
切れ角ポテンションメータ５が検出したタイヤ角度Ｃ、
ステアリング切れ角ポテンションメータ７が検出したハ
ンドル切れ角Ｄ、回向中の車速（エンジン回転数と変速
位置から）Ｅを時間ごとにサンプリングして記憶し、最
後にリフトアップからダウンまでの時間をT1をも記憶す
る。これらのデーターを（Ｆ＝）回り（左回り）とし、
これにてサブルーチンを終る。

次いで第２直進行程が終って逆回りの機体回向を行な
う場合、実際に運転操作を行なってその動作データーを
制御装置10に記憶させる時は、回向記憶２必要性スイッ
チ12を押してオンとし、回向方向を逆にするだけで他は
前述同様な回向操作を行なって各動作データーＡ′,
B′,C′,D′,E′を制御装置10に記憶させ、これを（Ｆ
＝０）回り（右回り）のものとし、回向記憶２のサブル
ーチンが完了する。なお回向記憶ルーチンは回向記憶１
のそれと同様であるので説明を省略する。

この回向記憶２のサブルーチンを行なわず、前記デー
タC,Dの値を180度ずらした値に記憶させれば良い作業条
件と判断した場合は、前記回向記憶２必要性スイッチ12
を押さなければ、回向方向により前記データC,DがＣ′,
D′に変換されてA,B,C′,D′,Eのデータにより（Ｆ＝
０）回り（右回り）で実行される。

第７図のメインルーチンにおいて、回向自動の実行状
態に入るか否かの判断は、畦畔までの距離Ａ＋αの内外
いずれであるかによりなされ、距離センサー３がＡ＋α
を検出すると回向自動制御状態になる。その際、回向方
向側のウインカー18を作動すると共に車速はＢに減速さ
れる。しかし直進作業時に車速を変更し、この車速がＢ
と異なる場合は（第10図（ｂ）参照）、運転席の近傍に
設けたブザーが作動し、運転者はそれを聞いてエンジン
回転数を下げて減速するか及び／又は変速操作により減
速する（前記αは例えば車速及び減速操作時間を考慮し
て適宜設定するが、この例では数ｍ程度とした、また、
エンジン回転数及び変速操作位置を記憶したデータと同
じになるように自動変更するようにしても良い）。次い
で畦畔４までの距離がＡであることを距離センサー３が
検出すると、回向自動のサブルーチンに入り、作業機が
自動的にリフトアップされ、前回の回向方向が（Ｆ＝
０）であるか（Ｆ＝１）であるかにより回向方向側のウ
インカー18が点滅して回向方向が表示されると共に、左
右交互に［A,B,C,D,E］又は［A,B,C′,D′,E若しくは
Ａ′,B′,C′,D′,E′］のデーターに基ずいて、タイヤ
角Ｃが時間毎に記憶したデーターと同じになるように電
磁バルブ13に信号を送って操向用のパワーシリンダ13a
に圧油を圧送し、車速がＥに制御されて第10図に示すよ
うにティーチングした回向軌跡と同じ軌跡で自動制御回
向を行い、T1時間後に作業機は下降し、車速はＥから直
進走行速度に復帰し、前記ウインカー18は停止する。

前述の機体回向時に、前記ウインカー18の作動によ
り、運転車は回向方向を予知することができるので、そ
れに応じた態勢をとるとなって不意に機体回向する場合
のように振り落とされることがなく、かつ、近くで作業
している者もウインカー18の表示作動により機体の回向
方向を知ることができるので安全である。

また、回向自動実行中に、圃場条件が変化した場合、
例えばティーチングした圃場より軟弱でタイヤがスリッ
プし易い部分で機体回向するような場合、又は他の作業
者が機体回向圏に接近したり、侵入したりした場合、又
は障害物がある場合等において、ハンドル２を手動によ
り回動するとオービットロール33が作動して複動シリン
ダからなるパワーシリンダ13aのいずれか一方に圧油が
送られ、ハンドル２の回動量が不感帯以上になると、第
７図に示すように回向自動実行が中断され、人為的ステ
アリング操作が優先される。

（ト）発明の効果 請求項１の発明は、機体に回向方向表示手段を装着す
ると共に、人為的に操縦した操縦制御情報に基づき自動
操縦するティーチング・プレーバック方式の操向自動制
御装置を備えた走行作業車において、機体の回向域を検
出するセンサーを備え、該センサーが機体の回向域を検
出すると、制御装置は前回の回向方向に基づき今回の回
向方向を設定し、回向方向側の回向方向表示手段を事前
に作動させると共に、予め記憶した人為的操縦制御情報
に基づき機体の回向自動制御を実行し、その後、回向方
向表示手段を停止させるように構成したので、機体の回
向の際に、制御装置が設定した機体の回向方向を事前に
回向方向表示手段によって運転者は知ることができ、そ
れ故、運転者は体勢を整えて不意に機体が回向する場合
のように機体から振り落とされる危険性がない。また、
回りで作業している者も前記回向方向表示により機体が
どの方向に進むのか事前に知ることができ、不慮の事故
を起こすことを未然に防止することができる。さらに、
回向方向表示手段は回向自動制御が実行された後、自動
的に停止するので、回向を終えた途端に次の回向を想定
して回向方向表示手段を作動させるもののように、機体
の直進行程においても回向方向表示手段が作動し続ける
といった煩わしがなく、実際に機体が回向する前にタイ
ミング良く回向方向を表示させることができる。

また、請求項２の発明は、請求項１の発明に加えて前
記制御装置は手動操縦が行われると、上記機体の回向自
動制御を中断し、手動操縦を優先させるように構成した
ので、枕地等で作業している者が機体の回向圏に接近し
たり、それに侵入したり、又は障害物がある等の緊急な
場合に運転者が手動操縦すると、回向自動制御は中断さ
れて、手動操縦を優先させることができ、回向自動制御
中に発生する緊急事態に容易に対処し得て、事故が発生
するのを確実に回避することができる。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の１実施例を示すものであって、第１図ト
ラクタの側面図、第２図は制御装置のブロック図、第３
図は油圧回路図、第４図（ａ）はポジションレバー部の
側面図、（ｂ）は同上横断面図、第５図は各変速レバー
部の側面図、第６図は運転操作部の斜視図、第７図はメ
インフローチャート、第８図は回向記憶１のサブルーチ
ン、第９図は回向記憶データのタイミングチャート、第
10図（ａ）は回向自動のサブルーチン、（ｂ）は同上他
のサブルーチンである。 ２…ハンドル、３…距離センサー、４…畦畔、５…切れ
角ポテンションメータ、６…エンジン回転計、７…ステ
アリング切れ角ポテンションメータ、９…変速位置セン
サー、10…制御装置、13…電磁バルブ、18…ウインカー

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) B62D 1/24 - 1/28 B62D 15/02 G05D 1/02

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】機体に回向方向表示手段を装着すると共
   に、人為的に操縦した操縦制御情報に基づき自動操縦す
   るティーチング・プレーバック方式の操向自動制御装置
   を備えた走行作業車において、機体の回向域を検出する
   センサーを備え、該センサーが機体の回向域を検出する
   と、制御装置は前回の回向方向に基づき今回の回向方向
   を設定し、回向方向側の回向方向表示手段を事前に作動
   させると共に、予め記憶した人為的操縦制御情報に基づ
   き機体の回向自動制御を実行し、その後、回向方向表示
   手段を停止させるように構成したことを特徴とする走行
   作業車の操向制御装置。
2. 【請求項２】機体に回向方向表示手段を装着すると共
   に、人為的に操縦した操縦制御情報に基づき自動操縦す
   るティーチング・プレーバック方式の操向自動制御装置
   を備えた走行作業車において、機体の回向域を検出する
   センサーを備え、該センサーが機体の回向域を検出する
   と、制御装置は前回の回向方向に基づき今回の回向方向
   を設定し、回向方向側の回向方向表示手段を事前に作動
   させると共に、予め記憶した人為的操縦制御情報に基づ
   き機体の回向自動制御を実行し、その後、回向方向表示
   手段を停止させるように構成する一方、前記制御装置は
   手動操縦が行われると、上記機体の回向自動制御を中断
   し、手動操縦を優先させるように構成したことを特徴と
   する走行作業車の操向制御装置。