JP3763323B2 - 自動走行車両における走行制御装置 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、果樹園等における自動走行型の薬剤散布機(スピードスプレヤ)等の自動走行車両における走行制御装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
従来から、果樹園等における自動走行型の薬剤散布機(スピードスプレヤ)等においては、作業者が走行車両に乗ったまま薬剤散布作業を実行すると、作業者が薬剤を被ることがあり、健康上の害を伴うことがあることを考慮して、走行車両を無人状態で走行させながら薬剤散布を行うことが行われている。
【0003】
この場合、作業経路(誘導経路)に沿って地中に埋設した誘導ケーブルに交流電流を流し、この誘導ケーブルから発生する交流磁界の強度の変化を走行車両の前部等に装着した左右一対のピックアップコイル等の磁気センサーにて検出し、この誘導ケーブルに対する走行車両の横ずれの大きさに対応して発生する左右一対の磁気センサーでの出力値(電圧値)の差を取って、横ずれの大きさ(偏位量)と横ずれの方向(右か左かの判別)とを求め、これらの検出結果から走行車両を誘導ケーブルに沿って走行するように、走行車両における操舵車輪の向きを変えて操舵制御することが行われている(実開平2−84909号公報参照)。
【0004】
一方、走行装置が四輪式等の車輪の走行車両の場合には、操舵装置(ステアリング装置)と、エンジンからの動力を継断する走行クラッチ装置と、走行車両の前進(後退)を停止させるブレーキ装置とを備えているのが通常である。
【0005】
そこで、本出願人は先に、実開平7−5307号公報や特開平7−33041号公報等において、自動走行車両の操作を手動(マニアル)操作する手動モードと無人で自動走行する自動モードとに切替え可能に構成し、手動モード時には、走行クラッチペタルとブレーキペタルとの両者をそれぞれ作業者のフットワークにて操作して、走行クラッチ作動アームのON・OFF操作、及びブレーキ作動アームの制動操作を可能に構成する一方、自動モード時には、1つのアクチュエータと連動機構とを介して前記走行クラッチ作動アーム及びブレーキ作動アームを、一斉に作動可能となるように構成したものを提案した。
【0006】
このように、自動モード時において、1つのアクチュエータと連動機構とを介して前記走行クラッチ作動アーム及びブレーキ作動アームを、一斉に作動できるように構成すれば、無人による自動走行中に減速したい場合とか、万一誘導経路から走行機体が外れたことを感知して非常停止する場合に、走行クラッチをOFF(動力切)にし、エンジンを停止させることなく、ブレーキをかけることができ、自動走行モードを中断させることがないというメリットがある。
【0007】
そして、この種の無人走行の作業機では、車輪と一体的に回転可能な車軸に被検出体を設け、固定側に被検出体の接近を感知する感知センサにて、所定の間隔のパルス信号を検出し、このパルス信号の時間間隔の大小で、車速を検出するという車速センサを設けているのが通常であった。
【0008】
しかして、前述のように、無人走行の作業機では、ブレーキ作動を指令した状態で、走行車両が停止しているか否かは、通常、車速センサのパルス信号の有無により判断するものであった。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前記薬剤散布機のように、大きい容量の薬液タンクを走行車両に搭載している場合に、ブレーキをかけて走行車両を停止した直後では、薬液タンク内の薬液が慣性により揺れ動いている。そして、この薬液量が多い場合には、前記揺れ動く慣性力が相当大きいから、ブレーキをかけているにも拘らず、車輪は一回転未満であるが転がるという現象が発生する。
【0010】
このように走行車両が車輪の部分的転動(1回転未満の転がりをいう)にて揺れ動く時にも、前記車速センサからパルス信号が発生することになり、走行車両が不用意に動きださないようにするため、従来の技術では、走行クラッチを再度動力接続状態にセットし直した後、エンジンを停止させて、いわゆるエンジンブレーキが作用するようにして確実な停止を確保していた。この状態では自動モードが解除されてしまうから、再度無人の自動走行作業を実行するには、オペレータが走行車両のある箇所まで行って、エンジンの始動等の作業を初めからやり直す面倒さがあった。
【0011】
本発明は、この技術的問題を解決して、単なる揺れであって自動走行車両が移動していない状態を感知できるようにして、安全に自動走行作業を実行できる自動走行車両を提供することを目的とするものである。
【0012】
【課題を解決するための手段】
この目的を達成するため、請求項1に記載の発明の自動走行車両における走行制御装置は、走行車両に搭載したエンジンからの動力を継断するための走行クラッチ装置と、前記走行車両の各車輪を制動させるためのブレーキ装置と、オペレータが走行車両から降りて無線遠隔操作装置により自動走行制御を実行するための自動走行モード設定スイッチとを備え、前記走行車両における車軸の外周に設けた一つの被検出体を検出するための2つの感知センサを、前記車軸の中心角度で180度未満の適宜角度だけ隔てて配置し、前記2つの感知センサからの検出信号の演算にて車速を求める車速検出手段を設け、当該車速検出手段により、中心角度が180度未満離れた側での前記2つの感知センサの間を被検出体が通過する第1通過時間と、前記走行車両を停止させる直前における中心角度が180度以上離れた側での前記2つの感知センサの間を被検出体が通過する第2通過時間とを演算する一方、前記自動走行モードの設定中において、前記走行クラッチ装置及び前記ブレーキ装置の作動状態を検出するための安全スイッチの検出信号により、前記走行クラッチ装置が動力伝達を遮断し且つ前記ブレーキ装置が制動作動したと判断した場合において、前記車速検出手段からのパルス信号が有ると判断されたときであって、前記いずれか一方の感知センサにて被検出体を検出した後、前記第2通過時間以内に、前記一方の感知センサ、もしくは他方の感知センサにて被検出体を感知したときは、走行車両が単に揺れていると判断し、走行車両が単なる揺れではなく移動していると判断されたときには、前記走行クラッチ装置の接続にて動力伝達し且つ前記ブレーキ装置の制動を解除し、その後エンジンを停止するように制御する制御手段を設けたものである。
【0013】
また、請求項2に記載の発明の自動走行車両における走行制御装置は、走行車両に搭載したエンジンからの動力を継断するための走行クラッチ装置と、前記走行車両の各車輪を制動させるためのブレーキ装置と、オペレータが走行車両から降りて無線遠隔操作装置により自動走行制御を実行するための自動走行モード設定スイッチとを備え、前記走行車両における車軸の外周に、その中心角度で180度未満の適宜角度だけ隔てて2つの被検出体を設け、1つの感知センサにて前記2つの被検出体を感知して車速を検出するように車速検出手段を構成し、当該車速検出手段により、中心角度が180度未満離れた側での前記2つの被検出体が前記1つの感知センサの箇所を通過する第1通過時間と、前記走行車両を停止させる直前における中心角度が180度以上離れた側での前記2つの被検出体が1つの感知センサの箇所を通過する第2通過時間とを演算する一方、前記自動走行モードの設定中において、前記走行クラッチ装置及び前記ブレーキ装置の作動状態を検出するための安全スイッチの検出信号により、前記走行クラッチ装置が動力伝達を遮断し且つ前記ブレーキ装置が制動作動したと判断した場合において、前記車速検出手段からのパルス信号が有ると判断されたときであって、前記感知センサにて前記いずれか一方の被検出体を感知した後、前記第2通過時間以内に、前記一方の被検出体もしくは他方の被検出体を感知したときは、走行車両が単に揺れていると判断し、走行車両が単なる揺れではなく移動していると判断されたときには、前記走行クラッチ装置の接続にて動力伝達し且つ前記ブレーキ装置の制動を解除し、その後エンジンを停止するように制御する制御手段を設けたものである。
【0014】
【発明の実施の形態】
次に、本発明を自動走行型の薬剤散布機(スピードスプレヤ)に適用した実施形態について説明する。スピードスプレヤの走行車両1の前部側にハンドル3を備えた運転操作部2を有し、走行車両1には薬液タンク4とその後部に噴霧部5とを備えている。
【0015】
噴霧部5は、走行車両1の下面を除く外周面に適宜間隔で半径外向きに臨ませた多数の噴霧ノズル6と、その半径外向きに風を送る送風機7が装着され、前記噴霧ノズル6は走行車両1の左右及び上面との3区画若しくは左右2区画ごとに噴霧の作業を実行するように散布制御できるものである。
【0016】
符号8,8は左右前輪、符号9,9は左右後輪であり、これらの4輪はエンジン10からの動力が走行変速機構11、プロペラシャフト、車軸を介して各々伝達されて駆動できるいわゆる4輪駆動型であり、エンジン10からの動力をPTO出力変速伝達機構12を介して送風機7を回転させ、また噴霧ノズル6に対する動噴ポンプ13を駆動させる。
【0017】
ハンドル3付き操舵装置14は、図3に示すような機械的または油圧系統を含むパワーステアリング機構15であり、このパワーステアリング機構15は油圧回路16における複動式の油圧シリンダ17にて作動し、油圧シリンダ17が伸長するとき、平面視W字状のベルクランク18を介して後輪9,9を左向きに変更すると共に、連結ロッド19及び平面視V字状のベルクランク20を介して前輪8,8を右向きに変更する(油圧シリンダ17が縮小するときには前輪は左向き後輪は右向きに変更される)というように、前後4輪ともに向きを変えて左右に回動変更できるいわゆる4輪操舵型である。
【0018】
その油圧回路16を図4に示し、符号28は、自動操舵用の油圧シリンダ17に対する電磁ソレノイド式の制御弁であり、符号29は走行クラッチ及びブレーキ作動のためのアクチュエータとしての油圧シリンダ30を制御する電磁ソレノイド式の制御弁、符号23は手動操舵操作の場合に使用する制御弁である。
【0019】
制御弁29、28は、油圧ポンプ22からの作動油送りの場合に前記手動操舵用の制御弁23よりも上流から分岐した油圧管31に接続し、しかも、走行クラッチ及びブレーキ作動用の制御弁29は、自動操舵用の制御弁28よりも上流側になるよう直列状に連結する。
【0020】
従って、走行クラッチ及びブレーキを作動させるべく、制御弁29を中立位置以外の位置に作動させるときには、その油圧シリンダ30が優先的に作動し、操舵用の油圧シリンダ17の作動は二次的となる。
【0021】
なお、手動操舵のときには、油圧ポンプ22から送られてきた油が制御弁23を介して油圧モータ21に送られ、この油圧モータ21からの油送り量をハンドル3の回動角度に比例するように作動させ、この油を前記ステアリング機構15に取付く複動式の油圧シリンダ17に送る。自動操舵制御のときには油圧ポンプ22から制御弁29の中立位置及び電磁ソレノイド式制御弁28を介して油圧シリンダ17に作動油を送る。
【0022】
符号25は前輪8の操舵角度を検出できるポテンショメータ等の操舵角度センサであり、この場合、左右車輪の向き角度の平均値を求めて検出しても良い。なお、前輪と後輪とを別々の油圧シリンダ式パワーステアリング機構を介して連結して、前輪と後輪とを個別的に操舵制御するようにしても良い。
【0023】
走行車両1の下面には、その前部に左右一対の磁気センサ26a,26bを設ける。この磁気センサ26a,26bは、導体をコイル状に巻いたピックアップコイルであっても良いし、ホール素子、ホールIC、磁気抵抗素子、磁気トランジスタであっても良く、交流電流発生装置にて誘導ケーブル27に印加された適宜周波数の交流電流により、当該誘導ケーブル27の周囲に発生する交流磁界の強度を検出することができるものである。誘導ケーブル27は果樹園の作業経路である誘導経路に沿って形成した溝内に敷設するか、または地中に埋設する。
【0024】
また、誘導経路に沿うように感知する手段の他の実施例としては、誘導経路に沿って設けた標識や木立を超音波センサ、赤外線センサ等のセンサにより感知するようなものであっても良い。
【0025】
次に、図5〜図8を参照しながら、走行クラッチ装置とブレーキ装置との連動機構について説明すると、符号60は、前記走行変速機構11に関連して設けた従来から公知の構造の走行クラッチ装置(図示せず)のためのクラッチペタル、符号61は、従来から公知の油圧式などのブレーキ機構(ブレーキ装置)に対するブレーキペタルを示し、これらペタル60,61は操縦部に設ける。
【0026】
運転席のカバー板62の裏面にブラケット64を介して支持させた軸受け筒65には支軸63が回動自在に軸支され、この支軸63の一端には、前記ブレーキペタル61の基部に固着したボス61aを回動自在に被嵌すると共に、このブレーキペタル61に隣接して配置する作動アーム67の筒状基部(ボス)67aはピン66を介して支軸63に固着して一体的に回動するように構成する。
【0027】
前記軸受け筒65の他端から延びる支軸63には、前記クラッチペタル60の筒状基部60aとクラッチ装置に対する作動アーム68の筒状基部68aとを相隣接させて各々回動自在に被嵌させる。前記作動アーム67,68の各筒状の基部67a,68aにはブレーキ装置及びクラッチ装置(図示せず)に対する作動杆69,70が固着されている。
【0028】
前記両作動アーム67,68の間には、カバー板62から運転席方向に突出する横断面略矩形中空状のケース71を突設する。両作動アーム67,68の先端には各々ローラ状の押圧部72,73を各々前記ケース71の側面方向に突出させ、各押圧部72,73の先端をケース71の左右両側面に穿設した溝孔71a,71bから内部に臨ませる。また、クラッチペタル60のアーム部60bの長手中途部下面を前記作動アーム67の押圧部72の上面に当接するように臨ませ、ブレーキペタル61のアーム部61bの長手中途部下面を前記作動アーム68の押圧部73の上面に当接するように臨ませる(図5及び図7参照)。
【0029】
前記ケース71には、アクチュエータとしての油圧シリンダ30と、該油圧シリンダ30のピストンロッド30aに連結した天秤アーム74と、該天秤アーム74に連結して揺動回動する左右一対の揺動リンク機構75とを内蔵する。揺動リンク機構75は次のような構成である。即ち、補強板76からケース71の内面に固着したブラケット77に取付く支持軸78には左右一対の揺動アーム79,80の各筒状ボス79a,80aを回動自在に被嵌し、各揺動アーム79,80の各先端を前記作動アーム67,68のローラ状の押圧部72,73の上面に当接するように臨ませる。
【0030】
一方の揺動アーム80の筒状ボス80aに固着した連結アーム81の先端を前記天秤アーム74に取付く一方のピン82に回動自在に枢着し、天秤アーム74に取付く他方のピン83に連結したリンク84の他端を連結ピン85を介して他方の揺動アーム79の長手中途部に連結する。符号86は油圧シリンダ30のピストンロッド30aと天秤アーム74とを連結する中心ピンであり、符号87は油圧シリンダ30の基端(上端)を補強板76に取りついて支持するブラケットである。なお、クラッチペタル60のアーム部60b及びブレーキペタル61のアーム部61bの長手方向中途部にはそれぞれ上向き付勢ばね88を装架し、各ペタルに足の力を作用させない状態では各々のアーム部60b,61bが作動アーム68,67の押圧部73,72に当接しないようになっている(図8参照)。
【0031】
そして、図5及び図8に示すように、符号90は前記走行クラッチ用の作動アーム68における筒状基部68aから突出させた突起片であり、安全スイッチとしてのリミットスイッチ91は、走行クラッチ装置がOFF(動力遮断)となるように作動アーム68が回動するとき、前記突起片90が当接するなどして、油圧シリンダ30による連動機構が作動したことを感知するように構成するものである。
【0032】
なお、油圧シリンダ30による連動機構が作動したことを感知するため、前記リミットスイッチ91等の安全スイッチを、油圧シリンダ30におけるピストンロッド30aの突出側先端に配置したり、連結アーム79または80の回動を感知する箇所に配置しても良いし、安全スイッチとして、リミットスイッチのような接触型の他、フォトインタラプタ等の非接触型のセンサを用いても良い。
【0033】
前記の構成において、手動(人力作動)で走行クラッチ装置を作動させるときには、クラッチペタル60を足で踏み込むと、そのアーム部60bの長手方向の中途部下面にて走行クラッチ用の作動アーム68の押圧部73を下向きに押圧することになり、作動アーム68は支軸63を中心に下向きに回動する。この動きに連動して作動杆70が回動して図示しない走行クラッチ装置をOFF(動力遮断)する(図8参照)。同様にブレーキ装置を人力作動させるときにはブレーキペタル61を踏み込むことにより、作動アーム67の押圧部72を下向きに押圧して回動させることにより実行することができる。
【0034】
次いで、自動モードにおいては、前記走行クラッチ装置及びブレーキ装置を一体的に略同時に作動させるための油圧シリンダ30のピストンロッド30aが下向きに突出し、これにより天秤アーム74を下降動させると、この天秤アーム74の一端のピン82を介して走行クラッチ用の連結アーム81を回動させ、これと一体的に回動する揺動アーム80の先端で作動アーム68の押圧部73を下向きに押圧し、走行クラッチ用の作動アーム68を下向き回動させてクラッチOFF作動させる。このとき、天秤アーム74の他方の端部のピン83とリンク84及び連結ピン85を介して他方のブレーキ用の揺動アーム79を下向き回動させ、該揺動アーム79の先端部にてブレーキ用の作動アーム67の押圧部72を下押し、作動アーム67の下向き回動にてブレーキ動作を実行させるのである。
【0035】
この場合、ピストンロッド30aに取付く中心ピン86を介して回動可能に揺動する天秤アーム74の動きにより、走行クラッチ用の揺動アーム80の回動量(及び回動速度)とブレーキ用の揺動アーム79の回動量(及び回動速度)とが異なるから、走行車両を停止させる場合に走行クラッチOFFが先に動作し、次いでブレーキが効き始めるという作動を可能にでき、急制動時(緊急停止時)のエンジンストップを防止することができる。
【0036】
これらの自動モードにおいては、作動アーム67,68が下向き回動してもクラッチペタル60やブレーキペタル61は回動しないから、操縦席における作業者の足元の安全性を確保できるのである。
【0037】
なお、ブレーキ装置の連動部(図示せず)と前記作動杆69との間で、ブレーキシューの摩耗に応じてストローク調整することにより、油圧シリンダ30の動きに関連させた揺動アーム79等の箇所の調節は行う必要がない。以上の構成は、薬剤散布機に限らず、その他の作業用の自動走行車両に適用できることはいうまでもない。
【0038】
図9は噴霧部5の実施例を示し、薬液タンク4からの液状薬剤は、タンクドレイン弁32、フィルタ33を介して動噴ポンプ13に入り、主弁34、パイプ35を介して薬液分配器36から左右及び中央(上)の切換弁37,38,39を介して各方向の噴霧ノズル6に噴出させるものであり、各切換弁37,38,39には切換操作用モータ37a,38a,39aが設けられ、走行車両の走行方向と被散布物(樹木)との位置関係により、所定の向きにのみ薬液を噴霧することを選択することができる。なお、符号40は調圧弁、符号41は補正噴霧用吐出パイプ42に接続した停止弁であり、パイプ42の先端にホース(図示せず)を繋ぎ、薬液がかからなかった樹木に手作業で噴霧する。
【0039】
次に、図10に示す制御手段の機能ブロック図を参照しながら、走行制御の動作について説明する。図10において、制御手段としての中央処理装置(CPU)100は、マイクロコンピュータのソフトにより走行車両の制御を実行するものであって、図示しないが読み書き可能メモリ(RAM)及び読み出し専用メモリ(ROM)等を備える。
【0040】
そして、CPU100の入力ポートには、誘導ケーブル27からの磁気を検出する磁気センサ26a,26bの端子と、前記安全スイッチとしてのリミットスイッチ91の端子と、自動モード設定スイッチ94の端子と、車速センサ92の端子とを、それぞれ接続して信号入力する。
【0041】
また、CPU100の出力ポートには、操舵用の油圧シリンダ17を作動させる電磁制御弁28の駆動回路95と、エンジン10の出力を調節すべく燃料噴射量を調節する電子ガバナー93と、前記走行クラッチ装置及びブレーキ装置の連動機構を作動させる油圧シリンダ30の電磁制御弁28のための駆動回路96とを接続する。なお、薬液噴霧のための各種センサや駆動回路もCPU100の入出力インターフェイスに接続されているが、ここでは図示及び説明を省略する。
【0042】
ここで、車速センサ92は、前記前輪8または後輪9の車軸99もしくはプロペラシャフトに関連させたものであり、第1実施形態では、図11(a)に示すごとく、車軸99の外周に突設した金属製ボルト等の1つの被検出体Hと、該被検出体Hが接近したことを感知する磁気センサまたは静電容量型センサ等の2つの感知センサSA,SBとからなり、2つの感知センサSA,SBは車軸99の中心角度で、180度未満の適宜角度θoだけ隔てて、前記被検出体Hと対峙するように固定配置されている。この角度θoは、走行車両1がブレーキを掛けられて停止した場合に、薬液タンク4内の薬液が走行車両1の前後方向に揺れ動いて、その慣性力にて車軸99が前後回動する中心角度より若干小さい角度に設定するものであり、80度≦θo<180度程度である。
【0043】
また、第2実施形態では図12(a)に示すように、車軸99の外周に突設した金属製ボルト等の2つの被検出体HA,HBと、該各被検出体が接近したことを感知する磁気センサまたは静電容量型センサ等の1つの感知センサSとからなり、2つの被検出体HA,HBは車軸99の中心角度で、180度未満の適宜角度θoだけ隔てて、前記1つの感知センサSと対峙するように固定配置されている。この角度θoも前記第1実施形態と同様である。
【0044】
そして、この第1実施形態において、走行車両1が一定速で移動しているとき(車軸99が一定角速度にて一定方向に回転しているとき)には、車速検出手段としてのCPU100では、中心角度θo側での前記2つの感知センサSA,SBの間を被検出体Hが通過する第1通過時間Tabと、中心角度が180度以上離れた側(360−θo側)での前記2つの感知センサSB,SAの間を被検出体Hが通過する第2通過時間Tbaとを演算しながら、第1通過時間と第2通過時間との和(To=Tab+Tba)は車軸99が一回転するのに要する時間とし、車輪8,9の直径との関係式等から車速を演算する。
【0045】
同様に、第2実施形態において、走行車両1が一定速で移動しているとき(車軸99が一定角速度にて一定方向に回転しているとき)には、車速検出手段としてのCPU100では、中心角度θo(180度未満)側での前記2つの被検出体HA,HBが前記1つの感知センサSの箇所を通過する第1通過時間Tabと、中心角度が180度以上離れた側(360−θo側)での前記2つの被検出体HB,HAが1つの感知センサSの箇所を通過する第2通過時間Tbaとを演算しながら、第1通過時間と第2通過時間との和(To=Tab+Tba)は車軸99が一回転するのに要する時間とし、車輪8,9の直径との関係式等から車速を演算する。
【0046】
後述する走行車両1の揺れを判断するためには、走行車両の減速時、特に停止する直前の短い時間における前記第2通過時間Tbaを判断基準とするのが好ましい。なぜなら、走行車両1の車速が遅い時の第2通過時間Tba等は長いものであり、一旦停止した走行車両が前記のようにタンク4内の薬液の揺れ慣性にて揺れ動くときの車軸99の揺動回動の周期も一般に長いと考えられるからである。
【0047】
そして、前記第1実施形態における車速センサ92とCPU100にて、走行車両1が移動しているか、単に揺れているかの判別を実行するには、安全スイッチとしてのリミットスイッチ91にて油圧シリンダ30による連動機構が作動したことを感知した場合において、前記いずれか一方の感知センサにて被検出体を検出した後、前記第2通過時間Tba以内に、前記一方の感知センサ、もしくは他方の感知センサにて被検出体を感知したときには、走行車両が単に揺れていると判断するものである。
即ち、図13(a)(b)の実施例では、実際に車軸99が揺れ回動する中心角度θxとし、車軸99が最初に左方向に回動すると、先ず最初に感知センサSAにて被検出体Hを感知し、次いで車軸99が右方向に回動すると、再度感知センサSAにて被検出体Hを感知した後(所要時間Taa)、感知センサSBにて被検出体Hを感知し(所要時間Tab′)、次いで車軸99が左方向に回動すると、感知センサSBにて被検出体Hを感知したのち(所要時間Tbb)、車軸9が停止する。この場合の前記各所要時間(Taa,Tab′,Tbb)は明らかに、前記第2通過時間Tbaより短い。
【0048】
同様に、図14(a)(b)の実施例では、実際に車軸99が揺れ回動する中心角度θxとし、車軸99が最初に右方向に回動すると、先ず最初に感知センサSAにて被検出体Hを感知し、次いで感知センサSBにて被検出体Hを感知し(所要時間Tab″)、次いで車軸99が左方向に回動すると、感知センサSBにて被検出体Hを感知したのち(所要時間Tbb)、車軸9が停止する。この場合の前記各所要時間(Tab″,Tbb)は明らかに、前記第2通過時間Tbaより短くなる。
【0049】
なお、図13(a)及び図14(a)において、一方の感知センサに接近した位置で停止した後、θoより遙かに狭い中心角度θxで被検出体Hが揺れる場合には、所要時間(Taa)または(Tbb)のみが演算できる。
【0050】
前記第2実施形態において、車速センサ92とCPU100にて、走行車両1が移動しているか、単に揺れているかの判別を実行するには、安全スイッチとしてのリミットスイッチ91にて油圧シリンダ30による連動機構が作動したことを感知した場合において、前記1つの感知センサSにて前記いずれか一方の被検出体HA(HB)を感知した後、前記第2通過時間(Tba)以内に、前記一方の被検出体もしくは他方の被検出体を感知したときは、走行車両が単に揺れていると判断する。
【0051】
その具体的な実施例として、図15(a)の場合を図15(c)で示し、図15(b)の場合を図15(d)で示す。これらの場合も、各所要時間(Tba′,Tbb)は明らかに、前記第2通過時間Tbaより短くなる。
【0052】
いずれにしても、走行車両が揺れているときには、車速センサ92より所定の時間間隔でパルス信号が出力される。そして、揺れの振動が収まるまで、2往復以上掛かることもあることを考慮する必要がある。逆に走行車両が完全に停止しているときには、車速センサ92のパルス信号はない。
【0053】
次に、図16に示すフローチャートを参照しながら、走行制御の動作につて説明すると、オペレータ(作業者)が走行車両1の運転席2に搭乗して、運転席におけるキースイッチを電源ON側に回動して(S1)、制御装置100を待機状態にする(S2)。
【0054】
電源投入時からエンジン作動までは、安全確保のため、作業者の意思で種々の作業を手作業にて実行する必要があるので、手動にてエンジンを作動させる(S3)。次に、自動モード設定スイッチ94がON(自動モード設定状態)であるか否かを判別する(S4)。自動モード設定スイッチ94がOFFの場合には(S4:no)、オペレータは手動操作を実行する(S5)。
【0055】
オペレータが自動モード設定スイッチ94をONにすれば(S4:yes )、その後はオペレータは走行車両から下りて、無線遠隔操作装置97にて操作の指示信号を出して、上述のように誘導ケーブル27に沿って走行車両を走行させながら薬液の噴霧を実行するという自動走行を実行する(S6)。
【0056】
この自動操向中に、走行車両が誘導ケーブルから外れたり、オペレータの希望により走行車両を停止させたい場合、前記無線遠隔操作装置97から停止信号を送ると、油圧シリンダ30のピストンロッド30aが突出作動し、前述のように、突起片90にてリミットスイッチ91がONの検出信号を出す。
【0057】
リミットスイッチ91がONか否かを判断し(S7)、リミットスイッチ91がONであれば(S7:yes )、次に車速センサ92からのパルス信号が出ているか否かを判別する(S8)。
【0058】
前記安全スイッチとしてのリミットスイッチ91がONであり(S7:yes )、且つパルス信号有りと判定されたときには(S8:yes )、次に前記の判断基準により走行車両が揺れているか否かを判別する(S9)。
【0059】
そして、前記リミットスイッチ91がOFFの場合(S7:no)、または、パルス信号無しと判定されたとき(S8:no)、及び走行車両が単に揺れていると判断されるときには(S9:yes )、S6に戻って自動走行モードを継続すれば良い。
【0060】
リミットスイッチ91がONであり(S7:yes )、且つパルス信号有りと判定されたときには(S8:yes )、さらに、走行車両が単なる揺れではなく移動していると判別されたときには(S9:no)、走行クラッチ用の作動アーム68が回動しているにもかかわらず、現実には走行クラッチ装置による動力遮断が実現されておらず、エンジンからの動力が車軸に伝達されており、ブレーキ装置より制動をかけているにも拘らず、走行車両が移動しているものと解釈する。従って、このような状態を放置しておくと、ブレーキがかかったまま、走行車両が移動するから、走行車両の停止が実現できず、且つブレーキ装置の焼損となる。
【0061】
そこで、CPU100からの指令信号にて、まず油圧シリンダ30のピストンロッド30aを後退させて、走行クラッチ接続とブレーキ解除を実行し(S10)、その後、電子ガバナー93に指令信号を送ってエンジン停止させ(S11)、その後S1に戻るのである。この制御により、停止したエンジンに対する走行クラッチ接続にて、いわゆるエンジンブレーキがかかり、走行車両の停止が確実になると共に、ブレーキ装置の焼損も防止できるのである。
【0062】
なお、車速センサ92は、車軸と一体的に回転するスリット円盤と、そのスリットの移動を感知するフォトインタラプタにより、単位時間当たりの車軸の回転数を検出できるものであっても良い。
【0063】
【発明の作用・効果】
以上、要するに請求項1に記載の発明の自動走行車両における走行制御装置は、走行車両に搭載したエンジンからの動力を継断するための走行クラッチ装置と、前記走行車両の各車輪を制動させるためのブレーキ装置と、オペレータが走行車両から降りて無線遠隔操作装置により自動走行制御を実行するための自動走行モード設定スイッチとを備え、前記走行車両における車軸の外周に設けた一つの被検出体を検出するための2つの感知センサを、前記車軸の中心角度で180度未満の適宜角度だけ隔てて配置し、前記2つの感知センサからの検出信号の演算にて車速を求める車速検出手段を設け、当該車速検出手段により、中心角度が180度未満離れた側での前記2つの感知センサの間を被検出体が通過する第1通過時間と、前記走行車両を停止させる直前における中心角度が180度以上離れた側での前記2つの感知センサの間を被検出体が通過する第2通過時間とを演算する一方、前記自動走行モードの設定中において、前記走行クラッチ装置及び前記ブレーキ装置の作動状態を検出するための安全スイッチの検出信号により、前記走行クラッチ装置が動力伝達を遮断し且つ前記ブレーキ装置が制動作動したと判断した場合において、前記車速検出手段からのパルス信号が有ると判断されたときであって、前記いずれか一方の感知センサにて被検出体を検出した後、前記第2通過時間以内に、前記一方の感知センサ、もしくは他方の感知センサにて被検出体を感知したときは、走行車両が単に揺れていると判断し、走行車両が単なる揺れではなく移動していると判断されたときには、前記走行クラッチ装置の接続にて動力伝達し且つ前記ブレーキ装置の制動を解除し、その後エンジンを停止するように制御する制御手段を設けたものである。
【0064】
また、請求項2に記載の発明の自動走行車両における走行制御装置は、走行車両に搭載したエンジンからの動力を継断するための走行クラッチ装置と、前記走行車両の各車輪を制動させるためのブレーキ装置と、オペレータが走行車両から降りて無線遠隔操作装置により自動走行制御を実行するための自動走行モード設定スイッチとを備え、前記走行車両における車軸の外周に、その中心角度で180度未満の適宜角度だけ隔てて2つの被検出体を設け、1つの感知センサにて前記2つの被検出体を感知して車速を検出するように車速検出手段を構成し、当該車速検出手段により、中心角度が180度未満離れた側での前記2つの被検出体が前記1つの感知センサの箇所を通過する第1通過時間と、前記走行車両を停止させる直前における中心角度が180度以上離れた側での前記2つの被検出体が1つの感知センサの箇所を通過する第2通過時間とを演算する一方、前記自動走行モードの設定中において、前記走行クラッチ装置及び前記ブレーキ装置の作動状態を検出するための安全スイッチの検出信号により、前記走行クラッチ装置が動力伝達を遮断し且つ前記ブレーキ装置が制動作動したと判断した場合において、前記車速検出手段からのパルス信号が有ると判断されたときであって、前記感知センサにて前記いずれか一方の被検出体を感知した後、前記第2通過時間以内に、前記一方の被検出体もしくは他方の被検出体を感知したときは、走行車両が単に揺れていると判断し、走行車両が単なる揺れではなく移動していると判断されたときには、前記走行クラッチ装置の接続にて動力伝達し且つ前記ブレーキ装置の制動を解除し、その後エンジンを停止するように制御する制御手段を設けたものである。
【0065】
前記いずれの場合も、前記安全スイッチの検出信号により、前記走行クラッチ装置が動力伝達を遮断し且つ前記ブレーキ装置が制動作動したと判断した場合において、前記車速検出手段からのパルス信号が有ると判断されたときであって、
(1).請求項1のように、前記感知センサにて前記いずれか一方の被検出体を感知した後、前記第2通過時間以内に、前記一方の被検出体もしくは他方の被検出体を感知したときは、
(2).もしくは、請求項2のように、前記感知センサにて前記いずれか一方の被検出体を感知した後、前記第2通過時間以内に、前記一方の被検出体もしくは他方の被検出体を感知したときは、走行車両が単に揺れていると判断し、走行車両が単なる揺れではなく移動していると判断されたときには、
現実には走行クラッチ装置による動力遮断が実現されておらず、エンジンからの動力が車軸に伝達されており、ブレーキ装置より制動をかけているにも拘らず、走行車両が移動しているものと解釈する。
【0066】
従って、走行車両が単なる揺れではなく移動していると判断された場合には、前記走行クラッチ装置の接続にて動力伝達し且つ前記ブレーキ装置の制動を解除し、その後エンジンを停止するように制御することにより、停止したエンジンに対する走行クラッチ接続にて、いわゆるエンジンブレーキがかかり、走行車両の停止が確実になると共に、ブレーキ装置の焼損も防止できるのである。
【図面の簡単な説明】
【図1】 薬剤散布機の側面図である。
【図2】 薬剤散布機の平面図である。
【図3】 操舵装置の概略平面図である。
【図4】 操舵装置等の制御油圧回路図である。
【図5】 走行クラッチおよびブレーキ操作部の平断面図である。
【図6】 図5のVI−VI線矢視側断面図である。
【図7】 図6のVII −VII 矢視側面図である。
【図8】 図5の VIII −VIII矢視側面図である。
【図9】 噴霧部の機構ブロック図である。
【図10】 制御手段の機能ブロック図である。
【図11】 第1実施形態における一定速度時の車速センサの検出状態を示し、(a)は1つの被検出体と2つの感知センサとの位置関係を示し、(b)はタイムチャートの説明図である。
【図12】 第2実施形態における一定速度時の車速センサの検出状態を示し、(a)は1つの感知センサと2つの被検出体との位置関係を示し、(b)はタイムチャートの説明図である。
【図13】 第1実施形態における揺れ状態の車速センサの検出状態を示し、(a)は1つの被検出体と2つの感知センサとの位置関係を示し、(b)はタイムチャートの説明図である。
【図14】 第1実施形態における他の揺れ状態の車速センサの検出状態を示し、(a)は1つの被検出体と2つの感知センサとの位置関係を示し、(b)はタイムチャートの説明図である。
【図15】 (a)は第2実施形態における揺れ状態の1つの感知センサと2つの被検出体との位置関係を示し、(b)は他の揺れ状態の1つの感知センサと2つの被検出体との位置関係を示し、(c)は(a)に対応するタイムチャートの説明図、(d)は(b)に対応するタイムチャートの説明図である。
【図16】 走行制御のフローチャートである。
【符号の説明】
1 走行車両
8,8 前輪
9,9 後輪
10 エンジン
11 走行変速機構
12 動力伝達機構
13 動噴ポンプ
91 リミットスイッチ
92 車速センサ
93 電子ガバナー
94 自動モード設定スイッチ
95,96 駆動回路
99 車軸
100 制御装置
SA,SB 感知センサ
H 被検出体
Claims (2)
- 走行車両に搭載したエンジンからの動力を継断するための走行クラッチ装置と、前記走行車両の各車輪を制動させるためのブレーキ装置と、オペレータが走行車両から降りて無線遠隔操作装置により自動走行制御を実行するための自動走行モード設定スイッチとを備え、
前記走行車両における車軸の外周に設けた一つの被検出体を検出するための2つの感知センサを、前記車軸の中心角度で180度未満の適宜角度だけ隔てて配置し、
前記2つの感知センサからの検出信号の演算にて車速を求める車速検出手段を設け、当該車速検出手段により、中心角度が180度未満離れた側での前記2つの感知センサの間を被検出体が通過する第1通過時間と、前記走行車両を停止させる直前における中心角度が180度以上離れた側での前記2つの感知センサの間を被検出体が通過する第2通過時間とを演算する一方、
前記自動走行モードの設定中において、
前記走行クラッチ装置及び前記ブレーキ装置の作動状態を検出するための安全スイッチの検出信号により、前記走行クラッチ装置が動力伝達を遮断し且つ前記ブレーキ装置が制動作動したと判断した場合において、前記車速検出手段からのパルス信号が有ると判断されたときであって、前記いずれか一方の感知センサにて被検出体を検出した後、前記第2通過時間以内に、前記一方の感知センサ、もしくは他方の感知センサにて被検出体を感知したときは、走行車両が単に揺れていると判断し、走行車両が単なる揺れではなく移動していると判断されたときには、前記走行クラッチ装置の接続にて動力伝達し且つ前記ブレーキ装置の制動を解除し、その後エンジンを停止するように制御する制御手段を設けたことを特徴とする自動走行車両における走行制御装置。 - 走行車両に搭載したエンジンからの動力を継断するための走行クラッチ装置と、前記走行車両の各車輪を制動させるためのブレーキ装置と、オペレータが走行車両から降りて無線遠隔操作装置により自動走行制御を実行するための自動走行モード設定スイッチとを備え、
前記走行車両における車軸の外周に、その中心角度で180度未満の適宜角度だけ隔てて2つの被検出体を設け、
1つの感知センサにて前記2つの被検出体を感知して車速を検出するように車速検出手段を構成し、当該車速検出手段により、中心角度が180度未満離れた側での前記2つの被検出体が前記1つの感知センサの箇所を通過する第1通過時間と、前記走行車両を停止させる直前における中心角度が180度以上離れた側での前記2つの被検出体が1つの感知センサの箇所を通過する第2通過時間とを演算する一方、
前記自動走行モードの設定中において、
前記走行クラッチ装置及び前記ブレーキ装置の作動状態を検出するための安全スイッチの検出信号により、前記走行クラッチ装置が動力伝達を遮断し且つ前記ブレーキ装置が制動作動したと判断した場合において、前記車速検出手段からのパルス信号が有ると判断されたときであって、前記感知センサにて前記いずれか一方の被検出体を感知した後、前記第2通過時間以内に、前記一方の被検出体もしくは他方の被検出体を感知したときは、走行車両が単に揺れていると判断し、走行車両が単なる揺れではなく移動していると判断されたときには、前記走行クラッチ装置の接続にて動力伝達し且つ前記ブレーキ装置の制動を解除し、その後エンジンを停止するように制御する制御手段を設けたことを特徴とする自動走行車両における走行制御装置。
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