JP5828776B2 - 無人走行作業車の制御装置 - Google Patents

Description

この発明は無人走行作業車の制御装置に関し、より詳しくは作業エリアを無人走行して搭載作業機に作業させるようにした無人走行作業車の制御装置に関する。

作業エリアを無人走行して芝刈り作業用ブレードなどの搭載作業機に作業させるようにした無人走行作業車の制御装置は種々提案されており、その例として下記の特許文献１記載の技術を挙げることができる。

特許文献１記載の技術においては作業車の前端に取り付けた磁気センサで作業エリアの周縁に配置されたエリアワイヤの磁界強度を検出して作業エリアを認識し、認識された作業エリア内において電動モータを搭載された芝刈り作業用ブレードからなる作業機を駆動して作業させている。

特許文献１記載の技術に係る作業車の電動モータは搭載されたバッテリから通電されて動作するが、バッテリの充電のためにエリアワイヤ上に充電器を設置し、作業車は、バッテリの残量が低下したとき、磁気センサでエリアワイヤを辿って充電器まで帰還するように制御される。

国際公開公報ＷＯ２００５／０７４３６２号公報

ところで、作業エリアは種々であり、場合によって面積の異なる複数の主、副エリアに別れ、その間が隘路で接続されるような作業エリアも存在し、作業は主エリアでは定期的に行う一方、副エリアでは不定期で足るような場合もある。これは作業エリアが一つのエリアの場合でも同様であり、その一部のみでの作業が意図される場合もある。

他方、特許文献１記載の技術に提案されるようにバッテリの残量が低下したときは、作業車は磁気センサでエリアワイヤを辿って充電器まで帰還するように構成されることから、エリアワイヤを別々にして作業エリアを区分すると、作業エリアごとに充電器を設置する必要がある。

従って、この発明の目的は上記した課題を解決し、車体に搭載されてバッテリから通電される電動モータで作業機を駆動して作業させるようにした無人走行作業車の制御装置において、簡易な構成でありながら、作業エリアの一部で作業させないようにした無人走行作業車の制御装置を提供することにある。

上記の目的を達成するために、請求項１にあっては、車体に搭載されてバッテリから通電される電動モータと前記車体に搭載される原動機とを備え、前記原動機で車輪を駆動してエリアワイヤで規定される作業エリアを走行しつつ前記電動モータで前記車体に搭載される作業機を駆動して作業すると共に、前記エリアワイヤの磁界強度を検出して前記バッテリ充電のために前記エリアワイヤ上に配置された充電器に帰還するようにした無人走行作業車において、前記エリアワイヤを任意の位置で所定の離間間隔で折り返すことで折り返し部位を形成して前記作業エリアを複数に切り分け可能とすると共に、前記無人走行作業車が前記作業のために走行するときは前記折り返し部位の通過を禁止するように前記無人走行作業車の走行を制御する走行制御手段を備える如く構成した。

請求項２に係る無人走行作業車の制御装置にあっては、前記充電器の配置位置検出のための充電器検出エリアを設定すると共に、前記走行制御手段は、前記無人走行作業車が前記エリアワイヤの磁界強度を検出して前記充電器に帰還するとき、前記充電器検出エリアに到達したら円弧走行させ、次いで前記エリアワイヤに向けて走行させて前記充電器に案内するように制御する如く構成した。

請求項３に係る無人走行作業車の制御装置にあっては、前記走行制御手段は、前記無人走行作業車が前記充電器に帰還走行するとき、帰還の度に前記充電器に進入する方向を相違させる如く構成した。

請求項４に係る無人走行作業車の制御装置にあっては、前記折り返し部位の所定の離間間隔が前記エリアワイヤの磁界強度に基づいて決定される如く構成した。

請求項５に係る無人走行作業車の制御装置にあっては、前記原動機が前記車体に搭載されるバッテリから通電される第２の電動モータからなる如く構成した。

請求項６に係る無人走行作業車の制御装置にあっては、前記作業機が芝刈り機からなる如く構成した。

請求項１にあっては、車体に搭載されてバッテリから通電される電動モータを備え、エリアワイヤで規定される作業エリアを走行しつつ作業機を駆動して作業すると共に、エリアワイヤの磁界強度を検出してバッテリ充電のためにエリアワイヤ上に配置された充電器に帰還するようにした無人走行作業車において、エリアワイヤを任意の位置で所定の離間間隔で折り返すことで折り返し部位を形成して作業エリアを複数に切り分け可能とすると共に、無人走行作業車が作業のために走行するときは折り返し部位の通過を禁止するように走行を制御する如く構成したので、折り返し部位を形成することで無人走行作業車が作業エリアの一部において作業しないようにすることができる。また、エリアワイヤを局部的に折り返すだけで足り、充電器や他のデバイスを追加する必要がないため、構成においても簡易である。

請求項２に係る無人走行作業車の制御装置にあっては、充電器の配置位置検出のための充電器検出エリアを設定すると共に、無人走行作業車がエリアワイヤの磁界強度を検出して充電器に帰還するとき、前記充電器検出エリアに到達したら円弧走行させ、次いで前記エリアワイヤに向けて走行させて充電器に案内するように制御する如く構成したので、上記した効果に加え、バッテリ充電のために充電器に帰還するときの走行距離を短縮させることができる。

請求項３に係る無人走行作業車の制御装置にあっては、無人走行作業車が充電器に帰還走行するとき、帰還の度に充電器に進入する方向を相違させる如く構成したので、上記した効果に加え、エリアワイヤ上に作業車の車輪によって轍が形成されるのを減少させることができる。

請求項４に係る無人走行作業車の制御装置にあっては、折り返し部位の所定の離間間隔がエリアワイヤの磁界強度に基づいて決定される如く構成したので、上記した効果に加え、エリアワイヤの磁界強度を検出してエリアワイヤに沿って走行するときも、ワイヤ同士の磁界が相殺されて磁界強度が検出できなくなることがないので、走行に支障を来たすことがない。

請求項５に係る無人走行作業車の制御装置にあっては、原動機が車体に搭載されるバッテリから通電される第２の電動モータからなる如く構成したので、上記した効果に加え、エンジンからなる場合に比して騒音を低減することができる。

請求項６に係る無人走行作業車の制御装置にあっては、前記作業機が芝刈り機からなる如く構成したので、上記した効果に加え、作業終了後の作業エリアの美観を一層求められる芝刈り作業においてエリアワイヤ上に作業車の車輪によって轍が形成されるのを減少させることができると共に、芝地を必要以上に傷めることがない。

この発明の実施例に係る無人走行作業車の制御装置を全体的に示す無人走行作業車の側面図である。 図１に示す無人走行作業車の平面図である。 図１に示す無人走行作業車に搭載される機器の入出力関係を示すブロック図である。 図１に示す無人走行作業車が作業を予定する作業エリアの平面図である。 図１に示す充電ＳＴ（ステーション）の構成を示すブロック図である。 図５に示す充電ＳＴでの充電を示す説明図である。 図４に示す作業エリアに埋設されるエリアワイヤの磁界を示す説明図である。 図１に示す無人走行作業車の制御装置の動作、より具体的には図４の走行軌跡（１）のときの制御を示すフロー・チャートである。 図１に示す無人走行作業車の制御装置の動作、より具体的には図４の走行軌跡（２）のときの制御を示すフロー・チャートである。 図１に示す無人走行作業車の制御装置の動作、より具体的には図４の走行軌跡（３）のときの制御を示すフロー・チャートである。

以下、添付図面に即してこの発明に係る無人走行作業車の制御装置を実施するための形態について説明する。

図１はこの発明の実施例に係る無人走行作業車の制御装置を全体的に示す無人走行作業車の側面図、図２はその無人走行作業車の平面図、図３はその無人走行作業車に搭載される機器の入出力関係を示すブロック図、図４はその無人走行作業車が作業を予定する作業エリアの平面図である。

図１と図２に示す如く、符号１０は無人走行作業車（以下「作業車」という）を示す。作業車１０は車体１２と車輪１４を備える。車体１２はシャシ１２ａとそれに取り付けられるフレーム１２ｂからなる。車輪１４はシャシ１２ａの前端側にステー１２ａ１を介して固定される比較的小径の左右の前輪１４ａとシャシ１２ａに直接取り付けられる比較的大径の左右の後輪１４ｂとからなる。

作業車１０のシャシ１２ａの中央位置付近には芝刈り作業用のブレード（ロータリブレード。作業機）１６が取り付けられると共に、その上部には電動モータ２０が配置される。ブレード１６は電動モータ２０に接続され、電動モータ（以下「作業モータ」という）２０によって回転駆動される。

ブレード１６にはユーザの手動操作自在なブレード高さ調整機構２２が接続される。ブレード高さ調整機構２２はネジ（図示せず）を備え、そのネジをユーザが手で廻すことでブレード１６の接地面ＧＲからの高さが調整可能に構成される。

また作業車１０のシャシ１２ａには、ブレード１６の後端側で２個の電動モータ（原動機。以下「走行モータ」という）２４が取り付けられる。走行モータ２４は左右の後輪１４ｂに接続され、前輪１４ａを従動輪、後輪１４ｂを駆動輪として左右独立に正転（前進方向への回転）あるいは逆転（後進方向への回転）させる。ブレード１６、作業モータ２０、走行モータ２４などはフレーム１２ｂで被覆される。

作業車１０の後部には充電ユニット（ＡＣ／ＤＣ変換器を含む）２６とバッテリ３０が格納されると共に、フレーム１２ｂには充電端子３２が２個、前方に突出するように取り付けられる。充電端子３２は内側に接点３２ａを備える。

充電端子３２は充電ユニット２６に配線を介して接続されると共に、充電ユニット２６はバッテリ３０に配線を介して接続される。作業モータ２０と走行モータ２４はバッテリ３０に配線を介して接続され、バッテリ３０から通電されるように構成される。図１，２では配線の図示を省略する。

このように作業車１０は４輪の電動式の無人の走行作業車（芝刈り作業車）として構成され、例えば全長６００ｍｍ、全幅３００ｍｍ、高さ３００ｍｍ程度の大きさを備える。

作業車１０の前端には左右２個の磁気センサ（磁気検出手段）３４が配置される。またフレーム１２ｂには接触センサ３６が取り付けられる。接触センサ３６は、障害物や異物との接触によってフレーム１２ｂがシャシ１２ａから外れるとき、オン信号を出力する。

作業車１０の中央位置付近には収納ボックスが設けられ、その内部に収納された基板４０上にはＣＰＵ，ＲＯＭ，ＲＡＭなどを備えるマイクロコンピュータからなる電子制御ユニット（Electronic Control Unit。制御装置。以下「ＥＣＵ」という）４２が配置されると共に、それに近接して作業車１０の重心位置のｚ軸回りに生じる角速度（ヨーレート）を示す出力を生じるＹａｗセンサ（角速度センサ）４４と、作業車１０に作用するｘ，ｙ，ｚ（３軸）方向の加速度Ｇを示す出力を生じるＧセンサ（加速度センサ）４６が配置される。

後輪（駆動輪）１４ｂの付近には後輪１４ｂの車輪速を示す出力を生じる車輪速センサ５０が配置されると共に、シャシ１２ａとフレーム１２ｂの間にはリフトセンサ５２が配置され、ユーザなどによってフレーム１２ｂがシャシ１２ａからリフトされた（持ち上げられた）とき、オン信号を出力する。

またバッテリ３０には電流・電圧センサ５４が配置され、バッテリ３０の残量（State of Charge）を示す出力を生じる。作業車１０にはメインスイッチ５６と非常停止スイッチ６０がユーザの操作自在に設けられる。

上記した磁気センサ３４、接触センサ３６、Ｙａｗセンサ４４、Ｇセンサ４６、車輪速センサ５０、リフトセンサ５２、電流・電圧センサ５４、メインスイッチ５６、および非常停止スイッチ６０の出力は、ＥＣＵ４２に送られる。

作業車１０のフレーム１２ｂは上面で大きく切り欠かれ、そこにディスプレイ６２が設けられる。ディスプレイ６２はＥＣＵ４２に接続され、ＥＣＵ４２の指令に応じて作業モードなどを表示する。

次いで、作業車１０が走行する作業エリア７０を説明すると、作業エリア７０は図４に示すように大略矩形状を呈すると共に、図において下方で大きく内側に後退し、図において左側のゾーン１（主エリア）と右のゾーン２（副エリア）からなり、両者は隘路で接続される形状を呈する。

作業エリア７０は土地Ｌの周縁（境界）にエリアワイヤ（電線）７２が埋設（配置）されて画成されると共に、エリアワイヤ７２上には充電ＳＴ（ステーション）７４が配置される。また充電ＳＴ７４にはＳＴコイル７６が配置される。ＳＴコイル７６から発せられる磁界によって充電ＳＴ７４を中心として半径１ｍ程度の円内に充電器検出エリア７６ａが形成される。

充電ＳＴ７４は、図５に示す如く、商用電源８０にコンセント８２を介して接続される充電器８４と、充電器８４に接続されると共に、作業車１０の充電端子３２の接点３２ａと接点を介して接続自在な充電端子８６を備える。図６に充電端子８６を示す（接点の図示省略）。

充電器８４は、ＡＣ／ＡＣ変換器８４ａと、ＡＣ／ＡＣ変換器８４ａの動作を制御する、ＥＣＵ４２と同様にマイクロコンピュータからなる、ＥＣＵ（電子制御ユニット）８４ｂと、エリアワイヤ７２とＳＴコイル７６に交流を通電して信号を発生させる信号発生器８４ｃを備える。

充電ＳＴ７４において商用電源８０からコンセント８２を通じて送られる交流は充電器８４のＡＣ／ＡＣ変換器８４ａで適宜な電圧に降圧され、帰還した作業車１０が充電端子３２，８６を介して充電ＳＴ７４に接続されたとき、作業車１０に送られて充電ユニット２６を介してバッテリ３０を充電するように構成される。

図４に示す如く、エリアワイヤ７０は任意の位置、より具体的にはゾーン１とゾーン２を接続する隘路の位置で所定の離間間隔ｗで折り返されることで折り返し部位７２ａが形成され、よって作業エリア７０を複数、図示例の場合は左右の２つのゾーンに切り分け可能に構成される。また、後述するように、作業車１０が作業のために走行するときは折り返し部位７２ａの通過を禁止するように作業車１０の走行が制御し、作業エリア７０の一部（ゾーン２）で作業させないよう構成した。

作業エリア７０の検出について説明すると、信号発生器８４ｃによる通電によってエリアワイヤ７２には磁界が生じる。磁界強度はエリアワイヤ７２の全長によって相違すると共に、図７に示す如く、エリアワイヤ７２からの離間距離によって相違する。

エリアワイヤ７２の磁界強度は、作業車１０に取り付けられた磁気センサ３４によって検出されてＥＣＵ４２に送られる。ＥＣＵ４２は検出値から自車（作業車１０）のエリアワイヤ７２に対する位置（即ち、自車が作業エリア７０の内と外のいずれにいるか）とエリアワイヤ７２（作業エリア７０の境界）からの離間距離を検出する。

より具体的には、図７に示す如く、自車が作業エリア７０を内側から外側に向けて矢印ａで示す方向に移動するとき、エリアワイヤ７２への離間距離が減少（接近）するにつれ、磁界強度は正側で徐々に増加した後に反転して低下し、エリアワイヤ７２の上で零となり、次いでエリアワイヤ７２からの離間距離が増加するにつれ、負側で同様の特性を示す。自車が作業エリア７０を内側から外側に向けて矢印ｂで示す方向に移動するときも、同様の特性を示す。

尚、図４においてエリアワイヤ７２の折り返し部位７２ａの所定の離間間隔ｗはエリアワイヤ７２の磁界強度に基づいて決定される。即ち、折り返し部位７２ａにおいてエリアワイヤ７２の磁界が相殺し合って検出不可とならないように適宜な離間間隔、例えば２００ｍｍに設定される。

作業車１０の作業について説明すると、作業エリア７０の芝の生育状況に応じてユーザによってブレード１６の高さがブレード高さ調整機構２２を介して手動で調整されてメインスイッチ５６がオンされてオン信号が出力されたとき、ＥＣＵ４２は動作を開始して作業モードに入り、芝刈り作業を行う。

ＥＣＵ４２は作業モードにおいて、車輪速センサ５０から検出される車速が所定の値となるように通電制御値を算出してドライバ２４ａを介して走行モータ２４に供給して作業車１０を走行させると共に、ブレード１６の回転数が所定の値となる通電制御値を算出してドライバ２０ａを介して作業モータ２０に供給してブレード１６で作業させる。

より具体的には、ＥＣＵ４２は作業モードにおいて、作業エリア７０の内側で作業車１０をランダム（あるいは作業パターンに従って）走行させて作業させると共に、作業車１０が磁気センサ３４の出力から作業エリア７０の外に出たと判断されるとき、Ｙａｗセンサ４４の出力から検出される進行方向を所定角度変更して作業エリア７０の内側に復帰させる。

尚、左右の後輪（駆動輪）１４ｂは左右の走行モータ２４で独立して正逆両方向に駆動可能に構成されることから、左右の走行モータ２４を同一回転数で正転させると、作業車１０は直進し、異なる回転数で正転させると、作業車１０は回転数が少ない方向に旋回する。左右の走行モータ２４の一方を正転、他方を逆転させると、左右の後輪１４ｂもその方向に回転するため、作業車１０はその場旋回（いわゆる超信地旋回）する。

このようにしてＥＣＵ４２は作業モードにおいて走行（作業）して領域に到達する度にランダムな方向に自車の進行を変更しながら、作業エリア７０内を走行させ、ブレード１６を駆動して作業させる。

また、ＥＣＵ４２は作業モードにおいて電流・電圧センサ５４の出力からバッテリ３０の残量を監視し、残量が所定値まで低下すると、充電ＳＴ７４に帰還走行しての充電器８４でバッテリ３０を充電する帰還モードに移行する。図４に作業モードと帰還モードの走行軌跡の例を（１）から（３）に示す。尚、（１）から（３）はあくまでも例であり、これ以外にも状況に応じて種々の軌跡があることはいうまでもない。

さらに、ＥＣＵ４２は、帰還の度に充電ＳＴ７４への進入方向を、（図４に示す）作業エリア７０の上面視においてＣＷ（Clockwise。右回り）とＣＣＷ（Counterclockwise。左回り）の間で交互に変更する。これは具体的にはＥＣＵ４２のＲＡＭに適宜なフラグを設けることで行う。

尚、ＥＣＵ４２は作業モードあるいは帰還モードにおいて接触センサ３６とリフトセンサ５２と非常停止スイッチ６０のいずれかからオン信号が出力されたとき、作業モータ２０と走行モータ２４を停止させて走行と作業を停止する。

図８から図１０はＥＣＵ４２の動作、より具体的には図４の走行軌跡（１）から（３）に対応する動作（制御）を示すフロー・チャートである。

図８はそのうちの走行軌跡（１）に対応するフロー・チャートである。尚、図示の処理は作業をゾーン１に限定する場合の処理である。

以下説明すると、充電ＳＴ７４で作業車１０が充電器８４とドッキングしてバッテリ充電する状態から開始し（Ｓ１０）、その充電が終了すると、作業車１０を後進させてから旋回させ（Ｓ１２，Ｓ１４）、作業モードに移行して作業エリア７０をランダムに走行させて芝刈り作業に入り（Ｓ１６）、バッテリ３０の残量が（所定のしきい値以下となって）低下したと判断されるまで作業を継続させる（Ｓ１６，Ｓ１８）。

尚、ＥＣＵ４２は、作業において作業車１０を電動モータ２４で車輪１４を駆動して作業エリア７０を走行しつつ電動モータ２０でブレード１６を駆動して作業させるが、磁気センサ３４の出力からエリアワイヤ７２の折り返し部位７２ａは作業エリア７０の内、外、内と判断されることになる。

その場合、ＥＣＵ４２は、作業モードにあっては作業エリア７０が外と判断される時間を適宜なしきい値と比較することで、折り返し部位７２ａの通過（横断）を禁止するように作業車１０の走行を制御し、ゾーン２で作業させないようにする。

Ｓ１８においてバッテリ３０の残量が低下したと判断されるときは作業を停止し、走行モータ２４で直進走行させ（Ｓ２０）、左右の磁気センサ３４の出力からエリアワイヤ７２を検出し、作業エリア７０の外に一旦出て停止するように制御する（Ｓ２２）。

軌跡（１）の場合、充電ＳＴ７４に帰還するときの進入方向がＣＣＷに設定されていることから、走行を再開しつつＣＣＷ方向に旋回させ（Ｓ２４）、磁気センサ３４の出力からエリアワイヤ７２を検出して作業エリア７０の内側に入ったと確認されるまで（Ｓ２６）上記の処理を繰り返す。

次いで検出されたエリアワイヤ７２の磁界強度に基づいて走行モータ２４の動作を制御してエリアワイヤ７２上を走行させる（Ｓ２８）。具体的には、ＥＣＵ４２は、左右の磁気センサ３２の出力から自車の前部が作業エリア７０の内、外、内、外・・・と位置することで微小に首振り運動するように、Ｐ項などのフィードバック制御則を用いて走行モータ２４への通電量を制御して自車をエリアワイヤ７２に沿って走行させるように制御する。

次いで、ＳＴコイル７６から出力される微弱な磁界強度を磁気センサ３４で検出して適宜なしきい値を比較することで充電ＳＴ７４、即ち、前記した充電器検出エリアが検出されたか否か判断し（Ｓ３０）、否定される限り、Ｓ２８に戻って上記の処理を繰り返す。

他方、Ｓ３０で肯定されるときは走行速度を低下させてそのままＣＣＷ方向から充電ＳＴ７４に進入させ、作業車１０の充電端子３２を充電端子８６に接続（ドッキング）させて作業車１０のバッテリ３０を充電する（Ｓ３２）。

図９は図４の走行軌跡（２）に対応するフロー・チャートである。

以下説明すると、充電ＳＴ７４でバッテリ充電する状態から開始し（Ｓ１００）、次いで作業車１０を後進させてから円弧走行させ（Ｓ１０２，Ｓ１０４）、軌跡ａに従ってエリアワイヤ７２上を走行してゾーン２に移動する（Ｓ１０６）。

次いでゾーン２は目標位置に到達したか否か判断する（Ｓ１０８）。目標位置は例えばＳ１０２の後進を介してから所定距離を走行した位置などと車輪速センサ５０の出力から認識可能な位置とする。

次いで旋回して作業モードに移行して作業エリア７０をランダムに走行させて芝刈り作業に入り、バッテリ３０の残量が低下したと判断されるまで作業を継続させる（Ｓ１１０からＳ１１４）。尚、ＥＣＵ４２は、Ｓ１１２の作業モードにあっては折り返し部位７２ａの通過（横断）を禁止するように作業車１０の走行を制御し、ゾーン１では作業させないようにする。

Ｓ１１４においてバッテリ３０の残量が低下したと判断されるときは作業を停止し、走行モータ２４で直進走行させ（Ｓ１１６）、左右の磁気センサ３４の出力からエリアワイヤ７２を検出し、作業エリア７０の外に一旦出て停止するように制御する（Ｓ１１８）。

軌跡（２）の場合、充電ＳＴ７４に帰還するときの進入方向がＣＷに設定されていることから、走行を再開しつつＣＷ方向に旋回させ（Ｓ１２０）、磁気センサ３４の出力からエリアワイヤ７２を検出して作業エリア７０の内側に入ったと確認されるまで（Ｓ１２２）上記の処理を繰り返す。

次いで検出されたエリアワイヤ７２の磁界強度に基づいて走行モータ２４の動作を制御して軌跡ｂに従ってエリアワイヤ７２上を充電ＳＴ７４が検出されるまで走行させる（Ｓ１２４）。ここで、留意されるべきことは、図示の制御にあっては、帰路の軌跡ｂが往路の軌跡ａと同様に設定されることである。

即ち、充電ＳＴ７４に帰還するには図４においてエリアワイヤの上側（折り返し部位７２ａが形成される側）を通ることも可能であるが、遠回りとなって走行距離が長くなる。従って、離れたエリア（ゾーン１）に移動する場合ときは往路と同じ軌跡を再度辿らせるようにした。

充電ＳＴ７４が検出されると、図示の如く、円弧走行し（Ｓ１２８）、次いでエリアワイヤ７２を検出して作業エリア７０の外に出て停止し（Ｓ１３０）、エリアワイヤ７２が検出されるまで充電ＳＴ７４の方向にＣＣＷ旋回し（Ｓ１３２，Ｓ１３４）、ＣＣＷ方向から充電ＳＴ７４に進入させ、作業車１０の充電端子３２を充電端子８６に接続（ドッキング）させて作業車１０のバッテリ３０を充電する（Ｓ１３６）。即ち、充電器検出エリア７６ａに到達したら円弧走行させ、次いでエリアワイヤ７２に向けて走行させて充電器７４に案内する。

図１０は図４の走行軌跡（３）に対応するフロー・チャートである。

以下説明すると、Ｓ２００からＳ２２０まで、図８フロー・チャートのＳ１０からＳ３０と同様（旋回方向を除く）の処理を行い、充電ＳＴ７４が検出されると、図９フロー・チャートのＳ１２８からＳ１３６と同様、円弧走行し（Ｓ２２２）、次いで作業エリア７０の外に出て停止し（Ｓ２２４）、エリアワイヤ７２が検出されるまで充電ＳＴ７４の方向にＣＣＷ旋回し（Ｓ２２６，Ｓ２２８）、ＣＣＷ方向から充電ＳＴ７４に進入させ、作業車１０の充電端子３２を充電端子８６に接続させてバッテリ３０を充電する（Ｓ２３０）。

尚、図８から図１０に示す処理は、例えばその順で繰り返されるものとする。これにより、ゾーン２の作業をゾーン１のそれの半分の回数に低減することができる。

上記した如く、この実施例に係る無人走行作業車１０の制御装置（ＥＣＵ４２）にあっては、車体１２に搭載されてバッテリ３０から通電される電動モータ２０と前記車体に搭載される原動機（電動モータ）２４とを備え、前記原動機で車輪１４を駆動してエリアワイヤ７２で規定される作業エリア７０を走行しつつ前記電動モータで前記車体に搭載される作業機（ブレード）１６を駆動して作業すると共に、前記エリアワイヤの磁界強度を検出して前記バッテリ充電のために前記エリアワイヤ上に配置された充電器（充電ＳＴ７４（充電器８４））に帰還するようにした無人走行作業車１０において、前記エリアワイヤ７２を任意の位置で所定の離間間隔で折り返すことで折り返し部位７２ａを形成して前記作業エリアを複数（ゾーン１、ゾーン２）に切り分け可能とすると共に、前記無人走行作業車が前記作業のために走行するときは前記折り返し部位の通過を禁止するように前記無人走行作業車の走行を制御する走行制御手段（Ｓ１６，Ｓ１１２，Ｓ２０６）を備える如く構成したので、折り返し部位７２ａを形成することで作業車１０が作業エリア７０の一部において作業しないようにすることができる。また、エリアワイヤ７２を局部的に折り返すだけで足り、充電器８４や他のデバイスを追加する必要がないため、構成においても簡易である。

また、前記充電器の配置位置検出のための充電器検出エリア７６ａを設定すると共に、前記走行制御手段は、前記無人走行作業車が前記エリアワイヤの磁界強度を検出して前記充電器に帰還するとき、前記充電器検出エリアに到達したら円弧走行させ、次いで前記エリアワイヤに向けて走行させて前記充電器に案内するように制御する（Ｓ１２４からＳ１３６，Ｓ２１８からＳ２３０）如く構成したので、上記した効果に加え、バッテリ充電のために充電器８４に帰還するときの走行距離を短縮させることができる。

また、前記走行制御手段は、前記無人走行作業車が前記充電器（充電ＳＴ７４（充電器８４））に帰還走行するとき、帰還の度に前記充電器に進入する方向を相違させる如く構成したので、上記した効果に加え、エリアワイヤ７２上に作業車１０の車輪によって轍が形成されるのを減少させることができる。

また、前記折り返し部位７２ａの所定の離間間隔ｗが前記エリアワイヤ７２の磁界強度に基づいて決定される如く構成したので、上記した効果に加え、エリアワイヤ７２の磁界強度を検出してエリアワイヤ７２に沿って走行するときも、ワイヤ同士の磁界が相殺されて磁界強度が検出できなくなることがないので、走行に支障を来たすことがない。

また、前記原動機が前記車体に搭載されるバッテリから通電される第２の電動モータ２４からなる如く構成したので、上記した効果に加え、エンジンからなる場合に比して騒音を低減することができる。

また、前記作業機が芝刈り機からなる如く構成したので、上記した効果に加え、作業終了後の作業エリア７０の美観を一層求められる芝刈り作業においてエリアワイヤ７２上に作業車１０の車輪１４によって轍が形成されるのを減少させることができると共に、芝地を必要以上に傷めることがない。

尚、上記において原動機として電動モータを開示したが、それに限られるものではなく、エンジン（内燃機関）あるいはエンジンと電動モータのハイブリッドであっても良い。

作業機として芝刈り作業用のブレードを示したが、それに限られるものではなく、作業エリアの美観が要求されるものであれば、どのようなものであっても良い。

１０ 無人走行作業車（作業車）、１２ 車体、１２ａ シャシ、１４ 車輪、 １４ａ 前輪（従動輪）、１４ｂ 後輪（駆動輪）、１６ ブレード（作業機）、２０ 電動モータ（作業モータ）、２２ ブレード高さ調整機構、２４ 電動モータ（走行モータ。原動機）、２６ 充電ユニット、３０ バッテリ、３２ 充電端子、３４ 磁気センサ（磁気検出手段）、４２ ＥＣＵ（電子制御ユニット）、４４ Ｙａｗセンサ、４６ Ｇセンサ、５０ 車輪速センサ、５４ 電流・電圧センサ、７０ 作業エリア、７２ エリアワイヤ、７２ａ 折り返し部位、７４ 充電ＳＴ（ステーション）、７６ ＳＴコイル、７６ａ 充電器検出エリア、８４ 充電器、８６ 充電端子

Claims (6)

1. 車体に搭載されてバッテリから通電される電動モータと前記車体に搭載される原動機とを備え、前記原動機で車輪を駆動してエリアワイヤで規定される作業エリアを走行しつつ前記電動モータで前記車体に搭載される作業機を駆動して作業すると共に、前記エリアワイヤの磁界強度を検出して前記バッテリ充電のために前記エリアワイヤ上に配置された充電器に帰還するようにした無人走行作業車において、前記エリアワイヤを任意の位置で所定の離間間隔で折り返すことで折り返し部位を形成して前記作業エリアを複数に切り分け可能とすると共に、前記無人走行作業車が前記作業のために走行するときは前記折り返し部位の通過を禁止するように前記無人走行作業車の走行を制御する走行制御手段を備えたことを特徴とする無人走行作業車の制御装置。
2. 前記充電器の配置位置検出のための充電器検出エリアを設定すると共に、前記走行制御手段は、前記無人走行作業車が前記エリアワイヤの磁界強度を検出して前記充電器に帰還するとき、前記充電器検出エリアに到達したら円弧走行させ、次いで前記エリアワイヤに向けて走行させて前記充電器に案内するように制御することを特徴とする請求項１記載の無人走行作業車の制御装置。
3. 前記走行制御手段は、前記無人走行作業車が前記充電器に帰還走行するとき、帰還の度に前記充電器に進入する方向を相違させることを特徴とする請求項１または２記載の無人走行作業車の制御装置。
4. 前記折り返し部位の所定の離間間隔が前記エリアワイヤの磁界強度に基づいて決定されることを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の無人走行作業車の制御装置。
5. 前記原動機が前記車体に搭載されるバッテリから通電される第２の電動モータからなることを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載の無人走行作業車の制御装置。
6. 前記作業機が芝刈り機からなることを特徴とする請求項１から５のいずれかに記載の無人走行作業車の制御装置。

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