JPH01120207A - 自動走行式芝刈り作業車の操向制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、車体の横幅方向の位置が未刈地と既刈地との
境界に対してずれているが否かを検出する操向制御用セ
ンサと、その操向制御用センサの検出情報に基づいて、
操向輪を前記境界に対するずれを修正する方向に向けて
操向する操向制御手段とが設けられ、前記操向制御手段
は、前記操向制御用センサによる検出ずれ方向が同方向
に続く間は、前記車体が設定距離を走行する毎に又は設
定時間毎に、前記操向輪の目標操向角を設定量づつ増加
させ、且つ、前記境界に対するずれがない状態に復帰し
たことを検出するに伴って、前記車体が設定距離を走行
する毎に又は設定時間毎に、前記目標操向角を設定量づ
つ減少させて直進状態に対応する位置に復帰させるよう
に構成されている自動走行式芝刈り作業車の操向制御装
置に関する。

〔従来の技術〕

上記この種の自動走行式芝刈り作業車の操向制御装置は
、車体の横幅方向の位置が未刈地と既刈地との境界に対
してずれているか否かを検出する簡易な構成の操向制御
用センサを用いながらも、境界に対するずれ量に応じた
操向角となるように、境界に対するずれが同方向に続く
間は目標操向角を段階的に増大させ、且つ、ずれがない
状態に復帰するに伴って段階的に直進状態に復帰させる
ように操向して、車体が未刈地と既刈地との境界に沿っ
て自動走行するようにしたものである。

ところで、芝が粗な状態で生えている場合には、未刈地
と既刈地との境界が不明確になり易く、上記操向制御用
センサが境界の検出をミスし易い状態となり、境界への
追従が遅れて刈り残しを発生する虞れがある。

そこで、従来では、刈り残しを発生しないようにするた
めに、上記目標操向角を増減する設定距離又は設定時間
の値を小さい一定の値に設定して、短距離の間に目標操
向角を大きく増減させて、短距離の間に車体位置を大き
く変えることができるようにしていた。

〔発明が解決しようとする問題点〕

上記従来構成では、境界に対する車体位置が短距離の間
に大きく変化することになり、芝が密な場合には、境界
の凹凸が大きくなって、刈り跡の仕上げ状態が悪（なる
不利がある。

つまり、芝が粗な状態では、未刈地と既刈地の境界が不
明確になり易く、刈り残しを発生しないように境界に対
する追従性を良（することが望まれ、一方、芝が密な状
態では、未刈地と既刈地との境界が明確な状態となるこ
とから、境界に対するずれの検出をミスする虞れは少な
いので、境界への追従を遅らせても刈り残しを発生する
虞れはなく、むしろ、境界に対する車体位置の急激な変
化を抑制して、刈り跡の仕上げ状態が悪くならないよう
にすることが望まれるものである。

本発明は、上記実情に鑑みてなされたものであって、そ
の目的は、芝が粗な場合には刈り残しを発生しないよう
にしながら、芝が密な場合には刈り跡の仕上げ状態が悪
くならないようにすることにある。

〔問題点を解決するための手段］ 本発明による自動走行式芝刈り作業車の操向制御装置の
特徴構成は、前記車体の走行に伴って前記未刈地の芝密
度を検出する２密度検出手段と、その２密度検出手段の
検出情報に基づいて、芝密度が大なるほど前記設定距離
又は設定時間の値が大となるように変更設定する変更設
定手段とが設けられている点にあり、その作用並びに効
果は以下の通りである。

〔作　用］ つまり、芝密度を検出して、その検出した芝密度が大な
るほど目標操向角を増減する設定距離又は設定時間の値
を大に変更設定させることにより、芝が密な場合には、
目標操向角を増減する間隔を長くして、刈り跡の仕上げ
状態が悪くならないように、境界に対する車体の急激な
位置変化を抑制するのである。

尚、芝が粗な状態では、設定距離又は設定時間の値が小
に変更設定されることになり、短距離の間に目標操向角
を大きく増減できるので、境界に対する追従性が悪くな
ることはない。

〔発明の効果〕

従って、芝密度に応じて目標操向角の増減間隔が自動的
に変更されるので、芝の粗密に応じた境界に対する追従
性となるように操向制御が行えるものとなり、もって、
芝が粗な場合における刈り残しを発生することがないよ
うにしながら、芝が密な場合における刈り跡の仕上げ状
態が悪くならないようにできるに至った。

〔実施例〕

以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。

第３図及び第４図に示すように、左右一対の前輪（１Ｆ
）及び左右一対の後輪（１Ｒ）を備える車体（Ｖ）の下
腹部に、芝刈り装置（２）が上下動自在に且つ駆動停止
自在に縣架され、芝や雑草等の刈取作業に用いられる作
業車が構成されている。

尚、第３図中、（３）は前記芝刈り装置（２）を上下動
するための具陳用油圧シリンダである。

そして、第５図に示すように、四角状の未刈地（Ｂ）の
−辺から対辺に至る区間を一つの作業行程として、車体
横幅方向に並ぶ複数個の作業行程が設定され、そして、
各作業行程では未刈地（Ｂ）と既刈地（Ｃ）との境界（
Ｌ）に沿って自動走行し、一つの作業行程の終端部に達
するに伴って、その作業行程に隣接する次の作業行程の
始端部に移動させるターンを繰り返しながら、各作業行
程を往復走行することにより、所定範囲の芝刈り作業を
自動的に行うことになる。

但し、本実施例では、詳しくは後述するが、作業予定範
囲の周囲を既刈地（Ｃ）で囲まれた四角状の未刈地（Ｂ
）に区画することなく、最初の作業行程から直ちに自動
走行を開始させることができるようにしてあり、最初の
作業行程における走行距離に基づいて作業行程の基準距
離を自動的に設定して、前記作業車が設定された基準距
離を走行する毎に、次の作業行程に向けて自動的にター
ンするようにしている。

そして、前記作業車が１行程毎に前後進を切り換えなが
ら複数個の作業行程を往復走行させるようにしてあり、
従って、次の作業行程へ移動させるターンは、前記基準
距離を走行するに伴って、前進状態又は後進状態で、車
体向きを変えることなく次の作業行程の始端部側に向け
て幅寄せ移動させた後、前後進を切り換える形態で行わ
れることになる。

尚、前記作業車は、自動走行の他、作業者が搭乗して人
為的に運転する搭乗操縦や遠隔操縦によっても走行させ
ることができるように構成されている。そして、後述の
如（、遠隔操縫の構成を利用して、自動走行における各
種情報を車体外部から指示できるようにしである。

前記作業車の制御構成について説明すれば、第１図に示
すように、前記前後輪（１Ｆ）　、　（１Ｒ）の夫々を
各別に操作するステアリング用油圧シリンダ（４Ｆ）　
、　（４Ｒ）、それらの制御弁（５Ｆ）　、　（５Ｒ）
、前記芝刈り装置（２）の昇降用油圧シリンダ（３）に
対する制御弁（６）、前記芝刈り装置（２）の駆動を断
続する電磁操作式のクラッチ（７）、前後進切り換え並
びに前後進ともに変速自在な油圧式無段変速装置（８）
、それの変速用モータ（９）、及び、予め設定記憶され
た各種走行制御情報や後述の各種センサによる検出情報
に基づいて、前記各制御弁（５Ｆ）　、　（５Ｒ）　、
　（６）、前記クララチク７）、及び、前記変速モータ
（９）を制御するマイクロコンピュータ利用の制御装置
（１０）の夫々が設けられている。

但し、前記制御装置（１０）を利用して、後述の各種セ
ンサの検出情報に基づいて、操向輪としての前記前後輪
（ＬＦ）　、　（１Ｒ）の夫々を操向する操向制御手段
（１００）、未刈地（Ｂ）の芝密度を検出する芝密度検
出手段（１０１）、及び、その芝密度検出手段（１０１
）の検出情報に基づいて前記前後輪（１Ｆ）　、　（１
Ｒ）の目標操向角（θｎ）を増減する設定距離（ｄ）、
（ｄ、ｌ）を変更設定する変更設定手段（１０２）の夫
々が構成されることになる。

尚、第１図中、（Ｅ）は前記前後輪（１Ｆ）　、　（１
Ｒ）及び前記芝刈り装置（２）の駆動用エンジンであっ
て、前記変速装置（８）に連動連結されている。

又、（１１）は、搭乗操縦時において前記変速装置（８
）を人為的に操作するための変速ペダル、（１２）は前
記変速装置（８）の変速アームであって、前記変速モー
タ（９）及び前記変速ペダル（１１）の何れによっても
前記変速装置（８）を操作できるように、前記変速モー
タ（９）及び前記変速ペダル（１１）に連動連結されて
いる。

但し、前記変速モータ（９）は、手動操作式のクラッチ
機構（１３）にて、前記変速アーム（１２）に対する連
係を断続自在に構成されている。

前記クラッチ機構（１３）は、手動操作式のクラッチレ
バ−（１４）　（第３図参照）にて入り切り操作される
ように構成されている。つまり、搭乗操縦時には、前記
クラッチレバ−（１４）にて前記変速モータ（９）と前
記変速アーム（１２）との連係を断ち、遠隔操縦時や自
動走行時には、入り操作して前記変速モータ（９）と前
記変速アーム（１２）とを連係させることになる。

そして、前記クラッチレバ−（１４）の操作状態を検出
するクラッチスイッチ（Ｓ６）が設けられ、前記制御装
置（１０）は、このクラッチスイッチ（ＳＷｉ）の検出
情報に基づいて、人が搭乗して操縦する走行状態（搭乗
操縦）であるか人が搭乗しない走行状態（自動走行又は
遠隔操縦）であるかを判別することになる。

尚、自動走行と遠隔操縦との切り換えについては後述す
る。

ところで、前記前後輪（１Ｆ）　、　（１Ｒ）は、第１
図にも示すように、駆動輪の他、操向輪としても機能す
るように各別に操向操作自在に構成されていることから
、前後輪（１Ｆ）　、　（１Ｒ）を同位相で操向する平
行ステアリング形式、逆位相で操向する４輪ステアリン
グ形式、前輪（１Ｆ）又は後輪（１Ｒ）のみを操向する
２輪ステアリング形式の３種類のステアリング形式を選
択使用できるようになっている。そして、遠隔操縦時に
は、前記平行ステアリング形式と４輪ステアリング形式
とを遠隔操作で切り換え使用できるように構成され、搭
乗操縦時には、説明を省略するが、前記３種類のステア
リング形式の何れか一つを選択使用できるようになって
いる。

但し、搭乗操縦時において２輪ステアリング形式を用い
る場合には、前記前輪（１Ｆ）のみを操向することにな
り、自動走行時において２輪ステアリング形式を用いる
場合には、前記車体（Ｖ）が前進状態にあるときには前
輪（１Ｆ）を操向し、且つ、後進状態にあるときには後
輪（１Ｒ）を操向することになる。そして、自動走行時
には、前記平行ステアリング形式と２輪ステアリング形
式とが自動的に切り換え使用されることになる。

次に、前記作業車に装備される各種センサについて説明
する。

第３図及び第４図に示すように、前記未刈地（Ｂ）と既
刈地（Ｃ）との境界（Ｌ）に対する車体横幅方向でのず
れの有無を検出する操向制御用センサとしての左右一対
の倣いセンサ（Ｓｌ）　、　（ＳＺ）が、前記芝刈り装
置（２）の作業範囲の両端部から車体前後両方向に延出
された４本のセンサ支持アーム（１５）の先端部夫々に
設けられている。

前記倣いセンサ（Ｓｌ）、（ＳＺ）の夫々は、車体横幅
方向に向かって対向する状態で、一対の投光部と受光部
とを備え、前記投光部から受光部へ向かう光が未刈芝に
て遮断されるか否かに基づいて、前記未刈地（Ｂ）と既
刈地（Ｃ）の何れであるかを判別するように構成されて
いる。

但し、車体（Ｖ）の進行に伴って、未刈芝が前記投光部
と受光部との間を断続的に通過する状態となるために、
受光部からは芝有りと無しに対応する信号が断続して出
力されることになる。

従って、詳しくは後述するが、−旦、未刈状態を検出す
ると、その後、設定距離を走行する間は、その未刈検出
状態を保持するようにしである。

そして、自動走行時には、車体前後両端部に設けられた
４組みの倣いセンサ（Ｓｌ）　、　（ｈ）のうちの車体
進行方向に対して前方側で、且つ、前記境界（Ｌ）側に
位置する１組みを用いて、前記境界（Ｌ）に対する車体
横幅方向でのずれの有無を判別させるようにしである。

前記境界（Ｌ）に対するずれの有無の判別について説明
を加えれば、前記一対の倣いセンサ（Ｓｌ）、（ｈ）の
うちの車体外方側の倣いセンサ（Ｓｌ）が前記既刈地（
Ｃ）を検出し、且つ、車体内方側の倣いセンサ（ＳＺ）
が前記未刈地（Ｂ）を検出する状態を、前記車体（Ｖ）
が前記境界（Ｌ）に対して適正位置範囲内に位置してい
るずれ無しの状態にあると判別し、前記一対の倣いセン
サ（Ｓｌ）、（ｈ）の両方が前記未刈地（Ｂ）を検出す
る状態を、前記車体（Ｖ）が前記境界（Ｌ）に対して未
刈地（Ｂ）側にずれていると判別し、前記一対の倣いセ
ンサｃｓ＋）、　（ｓｚ）の両方が前記既刈地（Ｃ）を
検出する状態を、既刈地（Ｃ）側にずれていると判別す
ることになる。

第１図及び第３図に示すように、作業行程の長さ方向つ
まり前記境界（Ｌ）の長さ方向に基づいて設定された基
準方位に対する前記車体（Ｖ）の傾きを検出するために
、地磁気センサ利用の方位センサ（Ｓ３）が、車体後端
部に取り付けられている。

第１図に示すように、前記変速装置（８）の出力にて回
転駆動されて、単位回転数光たり設定個数のパルス信号
を出力する回転数センサ（Ｓ４）が設けられ、その検出
回転数に基づいて、前記車体（Ｖ）の走行距離を検出す
るように構成されている。

又、搭乗操縦用のステアリングハンドル（１１）による
目標ステアリング角度の検出用ポテンショメータ（Ｒｏ
）、前記前後輪（１Ｆ）　、　（１Ｒ）夫々のステアリ
ング角度の検出用ポテンショメータ（Ｒ＋）。

（Ｒ２）、前記変速装置（８）の操作状態を検出するこ
とにより前後進の切り換え状態並びに前後進夫々での車
速を間接的に検出する車速検出用のポテンショメータ（
Ｒ１）の夫々が設けられている。

尚、第１図中、（１６）は遠隔操縦用の送信機、（１７
）はその指示情報を受信する受信機であって、その受信
情報を前記制御装置（１０）に入力するように構成され
ている。

前記送信機（１６）について説明すれば、第２図に示す
ように、左右動にて遠隔操縦時の目標ステアリング角度
を指示し、且つ、前後動にて用いるステアリング形式を
切り換える指示を行うステアリングレバー（１８）、前
後動にて前後進切り換え並びに前後進夫々での車速を指
示する変速レバー（１９）、前記芝刈り装置（２）の昇
降操作用スイッチ（２０）、前記芝刈り装置（２）の駆
動断続つまり作業装置を作動状態と停止状態とに切り換
えるための指示を行うクラッチスイッチ（２１）、自動
走行の開始を指示するスタートスイッチ（２２）、ター
ン開始を指示するターンスイッチ（２３）、前記車体（
Ｖ）を停止させて作業終了させる指示を行う作業終了ス
イッチ（２４）の夫々が設けられている。

尚、第２図中、（２５）は前記作業車を前記送信機（１
６）にて人為的に遠隔操縦する第１モード（”　Ｏ”　
）と、自動走行時において前記作業車の走行開始や停止
の指示等の補助的な指示を遠隔操作で行うための第２モ
ード（“１”）とを切り換えるためのラジコンモード切
り換え用スイッチである。

つまり、このラジコンモード切り換え用スイッチ（２５
）にて、遠隔操縦と自動走行との切り換えを、前記送信
ｍ（１６）から指示できるように構成されているのであ
る。

そして、図示を省略するが、前記各レバーや各スイッチ
の操作状態を検出する各種センサや、その検出情報を変
調して前記受信機（１７）に向けて送信する送信用の各
種機器が設けられることになる。

以下、第６図に示すフローチャートに基づいて、前記作
業車を自動走行させるための制御作動について詳述する
。

先ず、前記クラッチレバ−（１４）を入り操作して、前
記変速装置（８）と変速モータ（９）とを連係させると
共に、前記送信機（１６）の前記ラジコンモード切り換
え用スイッチ（２５）を第２モード選択状態に切り換え
た後、前記送信機（１６）のスタートスイッチ（２２）
にて自動走行の開始を指示することになる。

そして、最初の作業行程におけるターン開始は、前記送
信機（１６）のターンスイッチ（２３）にて指示し、且
つ、作業終了つまり走行停止は、前記作業終了スイッチ
（２４）にて指示することになる。

前記制御装置（１０）は、前記受信機（１７）が走行開
始の指示を受信するに伴って、前記方位センサ（Ｓ、）
による検出方位つまり走行開始時点における車体向きを
、最初の作業行程における基準方位として設定記憶させ
た後、走行速度が設定速度となるように前記変速装置（
８）を操作して前進状態又は後進状態で走行開始させ、
そして、前記方位センサ（Ｓ３）による検出方位が前記
基準方位に対して設定適正範囲内となるように操向制御
して、作業行程の長さ方向に沿って自動走行させること
になる。

つまり、前述の如く、作業予定範囲を四角状の未刈地（
Ｂ）に区画しないで作業開始した場合には、最初の作業
行程においては、前記未刈地（Ｂ）と既刈地（Ｃ）との
境界（Ｌ）が形成されていないために、前記倣いセンサ
（Ｓｌ）、　（ＳＺ）の検出情報を用いて前記境界（Ｌ
）に対する車体横幅方向でのずれを判別させることがで
きないので、前記方位センサ（Ｓ、）による検出情報の
みを用いて車体走行方向を制御することによって、自動
走行させるのである。

但し、第５図にも示すように、この最初の作業行程以降
の各作業行程では、前記芝刈り装置（２）による刈取作
業の進行に伴って、前記未刈地（Ｂ）と既刈地（Ｃ）と
の境界（Ｌ）が形成される。ので、刈り残しを発生しな
いようにしながら、各作業行程の方向に向かって自動走
行するように、前記方位センサ（Ｓ、）の検出情報と前
記倣いセンサ（Ｓｌ）、　（ＳＺ）の検出情報の両方を
用いて、操向制御するようにしである。

走行開始後は、最初の作業行程（第１行程）における前
記受信機（１７）の受信情報に基づいて、ターン開始の
指示を受信したか否かを判別し、ターン開始の指示を受
信するに伴って、前記回転数センサ（Ｓ４）にて検出さ
れる走行開始したスタート地点からターン開始を受信し
た時点までの走行距離を、最初の作業行程以降の各作業
行程の基準距離として設定記憶させた後、次の作業行程
に移動させるターン制御を開始する。

次の作業行程に向けてターンさせた後は、前記回転数セ
ンサ（Ｓ４）にて検出される走行距離が前記設定記憶さ
れた基準距離に達するか、又は、前記送信機（１６）か
らの作業終了の指示を受信するまで、各作業行程に沿っ
て自動走行するように、前述の如く、前記倣いセンサ（
Ｓｌ）　、（ＳＺ）と方位センサ（Ｓ、）の両方の検出
情報に基づいて操向制御することになる。

そして、作業車の走行距離が前記基準距離に達するに伴
って、次の作業行程に向けてターンさせることになり、
作業終了の指示を受信するに伴って、作業を終了させて
走行停止させることになる。

前記操向制御について説明すれば、基本的には、前記方
位センサ（Ｓ、）の検出方位が前記基準方位からずれた
場合には、前記２輪ステアリング形弐で進行方向に対し
て前方側となる前記前輪（１Ｆ）又は後輪（１Ｒ）を操
向して、前記基準方位に対する前記車体（Ｖ）の向きを
修正し、前記倣いセンサ（Ｓυ、（Ｓｚ）が前記境界（
Ｌ）からずれたことを検出した場合には、前記平行ステ
アリング形式で前記前後輪（１Ｆ）　、　（１Ｒ）を同
位相で操向して、前記境界（Ｌ）に対する車体横幅方向
の位置を修正させることになる。

但し、前記基準方位に対する車体（Ｖ）向きのずれと前
記境界（Ｌ）に対する横幅方向の位置ずれの両方がある
場合には、傾きと位置の両方を同時に修正できるように
、前記前後輪（１Ｆ）　、　（１Ｒ）の目標操向角（θ
ｆ）、（θｆ）に差を付けた状態で操向するようにしで
ある。

説明を加えれば、第７図（イ）乃至（ニ）に示すように
、先ず、前記方位センサ（Ｓ３）よる検出方位のデータ
が読み込まれて、現在方位が算出され、その現在方位と
前記基準方位との偏差（Δψ）を算出する。

そして、前記偏差（Δψ）と予め設定された適正設定範
囲としての不感帯（±２度）との比較結果に基づいて、
車体向き修正の要否及び修正方向が判別され、前記偏差
（Δψ）が不感帯外にある場合には、その算出された偏
差（Δψ）の大きさと判別された車体向きの修正方向と
に基づいて、車体向き修正用の第１目標操向角（θｈ）
を算出する。

但し、前記第１目標操向角（θｈ）の絶対値が３度以下
の小さい値である場合には、前記前輪（１Ｆ）又は後輪
（１Ｒ）を実際に操向操作できる制御の不感帯以下とな
るために、前記第１目標操向角（θｈ）を修正方向に応
じて最小値（±３度）に設定するようにしである。

又、前記第１目標操向角（θｈ）の絶対値が１０度以上
である場合には、予め設定された最大値（±１０度）に
制限するようにしである。

尚、前記偏差（Δψ）が不感帯内にある場合には、前記
第１目標操向角（θｈ）は、直進に対応する位置である
０度に設定することになる。

前記第１目標操向角（θｈ）を設定した後は、前記車速
検出用ポテンショメータ（Ｒ３）’の検出情報に基づい
て、前記車体（Ｖ）が前進状態にあるか後進状態にある
かを判別することにより、進行方向を検出して、車体進
行方向に対して前方側となる前記前後輪（１Ｆ）　、　
（１Ｒ）の何れか一方のみを操向するように、前記前輪
（１Ｆ）に対する第１操向角度（θｈｆ）と前記後輪（
１Ｒ）に対する第１操向角度（θｈｒ）の夫々を求める
。

つまり、車体進行方向に対して前方側となる車輪の第１
操向角度を前記第１目標操向（θｈ）に設定し、且つ、
車体進行方向に対して後方側となる車輪の第１操向角度
を直進状態に対応する０度に設定するのである。

次に、前記境界（Ｌ）側に位置する前記一対の倣いセン
サ（Ｓ＋）、（Ｓ２）による前記境界（Ｌ）に対するず
れの検出データが読み込まれて、前記境界（Ｌ）に対す
る車体横幅方向の位置修正の要否、及び、修正方向を判
別する。

修正方向が未刈側である場合（ＩＮ）には、前記境界（
シ）が車体（Ｖ）に対して左右何れの側にあるかの判別
情報と、前記車体（Ｖ）が前後進何れの状態で走行して
いるかの進行方向の判別情報とに基づいて、前記前後輪
（１Ｆ）　、　（１Ｒ）を平行ステアリング形式で操向
するための第２目標操向角（θｎ）の上限値（θｎｏ）
を、未刈側修正用の設定角（±θｎ＋ｓ）に設定すると
共に、前記第２目標操向角（θｎ）を設定角づつ増大さ
せる設定距離としての走行距離（ｄ）の値を、未刈修正
用の設定距離（ｄｏｓ）に設定する。

修正方向が既刈側である場合（ＯＵＴ）には、修正方向
が前記未刈側である場合（ＩＮ）と同様にして、前記第
２目標操向角（θｎ）の上限値（θｎｏ）を、既刈側修
正用の設定角（±θｎ０ＵＴ）に設定し、且つ、前記走
行距離（ｄ）の値を既刈側修正用の設定距離（ｄｏｕＴ
）に設定する。

但し、前記最初の作業行程（第１行程）を走行させる場
合には、前記倣いセンサ（Ｓ’ｌ　）　、　（Ｓりの検
出情報による操向制御は行えないので、前記第２目標操
向角（θｎ）の値を、直進状態に対応する０度に設定し
てお（ことになる。

前記走行距離（ｄ）の値を設定した後は、車体位置の左
右各方向での修正方向の夫々に対応して、前記第２目標
操向角（θｎ）が、直進に対応する０度と前記上限値（
θｎｏ）との間にあるか否かを判別することにより、前
記境界（Ｌ）に対する車体（Ｖ）の位置が左右反対方向
にずれたか否かを判断して、０度と前記上限値（θｎｏ
）との間にある場合、つまり、位置ずれが同方向に続く
状態にある場合には、車体向きを速く修正できるように
、前記走行距離（ｄ）を走行する毎に、前記第２目標操
向角（θｎ）を設定角度（１度）増大させだ後、走行距
離の検出値をクリアする。

尚、前記境界（Ｌ）に対する横幅方向の修正が不要な場
合には、前記第２目標操向角（θｎ）が０度に設定され
ているか否かに基づいて操向操作中であるか否かを判別
し、０度でない場合には、前記回転数センサ（Ｓ４）の
検出情報に基づいて、設定距離（ｄＮ）を走行したか否
かを判別し、設定距離（ａＮ）を走行する毎に、前記前
後輪（１Ｆ）。

（１Ｒ）を直進状態に対応する０度まで徐々に戻すため
に、前記第２目標操向角（θｎ）から設定角度（１度）
を減少させた後、走行距離の検出値をクリアすることに
なる。

但し、前記境界（Ｌ）に対する車体（Ｖ）の位置が左右
反対方向にずれて、前記第２目標操向角（θｎ）の符号
が前回の設定状態に対して反転した場合には、前記車体
（Ｖ）が前記境界（Ｌ）に対して逆方向にオーバーシュ
ートしないようにするために、前記第２目標操向角（θ
ｎ）を０度に復帰させるようにしである。

つまり、前記境界（Ｌ）に対する横幅方向の位置がずれ
た場合には、そのずれを修正するための前記第２目標操
向角（θｎ）を、最初は小さい値に設定し、その小さい
値で修正できない場合には、設定された走行距離（ｄ）
を走行する毎に設定角度を増加させ、ずれの修正が完了
した場合には、前記第２目標操向角（θｎ）を設定距離
（ｄＮ）を走行する毎に設定角度を減少させて、車体移
動が急激にならないようにしながら、大きなずれがある
場合には、そのずれの修正が遅れないようにすると共に
、ずれが小さい場合には、刈り跡の蛇行が極力小さくな
るようにしているのである。

尚、前記第２目標操向角（θｎ）を段階的に増加させる
ための走行距離（ｄ）の値として設定される前記各設定
距離（ｄ＋、ｌ）、（ｄｏｔｌア）、段階的に直進状態
に復帰させるための設定距離（ｄＮ）の値、及び、前記
第２目標操向角（θｎ）の上限値（θｎｏ）として設定
される設定角（θｎ工）、（θｎｅａｔ）の値の夫々は
、後述の割り込み処理において計算される芝密度（Ｄ□
）に基づいて、後述の倣い制御パラメータ設定処理によ
って自動的に変更設定されるようにしである。

そして、前記方位センサ（Ｓ、）の検出情報に基づいて
算出された前記前後輪（１Ｆ）　、　（１Ｒ）夫々に対
する第１目標操向角（θｈｆ）、（θｈｒ）と前記倣い
センサ（Ｓ＋）、（ＳＺ）の検出情報に基づいて算出さ
れた第２目標操向角（θｎ）とを加算した値を、前記前
後輪（１Ｆ）　、　（１Ｒ）夫々の目標操向角（θｆ）
。

（θｆ）として算出する。

前記前後輪（１Ｆ）　、　（１Ｒ）夫々の目標操向角（
θ「）。

（θｆ）が算出された後は、前記前後輪（１Ｆ）　、　
（１Ｒ）夫々のステアリング角度検出用ポテンショメー
タ（Ｒ＋）、（Ｒｚ）の検出情報に基づいて、前記前後
輪（１Ｆ）　、　（１Ｒ）夫々の実際の切れ角を検出し
、その検出切れ角と前記目標操向角（θｆ）、（θｆ）
との偏差（Δθｆ）、（Δθｒ）が予め設定された不感
帯（±２度）内となるように、ステアリングバルブとし
ての前記ステアリング用制御弁（５Ｆ）　。

（５Ｒ）の夫々を、判別された修正方向に対応した左右
方向に駆動、又は、停止させて、基準方位に対する傾き
と前記境界（Ｌ）に対する横幅方向の位置の両方を同時
に修正することになる。

つまり、前記前後輪（１Ｆ）　、　（１Ｒ）の夫々は、
車体向きが基準方位に設定適正範囲から外れている場合
にそのずれを修正するための２輪ステアリング形式と、
車体（Ｖ）の横幅方向の位置が前記境界（Ｌ）に対して
外れている場合にそのずれを修正するための平行ステア
リング形式とを合成した状態で操向されることになる。

尚、傾きと横幅方向の位置の何れか一方のみが設定適正
範囲内にある場合には、それを修正するための第１操向
角度（θｈｆ）、（θｈｒ）又は第２操向角度（θｎ）
が直進状態に対応する０度に設定されるので、自動的に
修正すべきずれ状態に対応した２輪ステアリング形式又
は平行ステアリング形式の何れか一方のステアリング形
式で操向する状態となる。

もって、この操向制御の処理が、操向制御用センサの検
出情報に基づいて、艮向輪を前記境界（Ｌ）に対するず
れを修正する方向に向けて操向する操向制御手段（１０
０）に対応することになる。

前記ターン制御について説明すれば、前述の如く、前記
作業車は前後進を繰り返して、各作業行程を往復走行さ
せるために、前記平行ステアリング形式を用いて、最大
切れ角で設定距離を走行させることにより、次の作業行
程側に幅寄せ移動させた後、前後進を切り換えることに
なる。

前記倣いセンサ（Ｓ＋）、（ＳＺ）の検出情報に基づい
て行われる芝密度の検出、前記境界（Ｌ）に対するずれ
の判別、及び、前記前後輪（１Ｆ）　、　（１Ｒ）の目
標操向角（θｎ）を増減する設定距離（ｄ　＋　ｓ）　
。

（ｄｏｏｙ）　、（ｄｓ）や設定値（θｎ１Ｎ）＋（θ
ｎ０ＵＴ）の変更設定について説明すれば、第８図に示
すように、これらの処理は、前記回転数センサ（Ｓ４）
の検出情報に基づいて、前記車体（Ｖ）が設定距離（５
ｃｍ）を走行する毎に起動される割り込み処理として実
行されるようにしである。

つまり、割り込み処理が起動される毎に、前記進行方向
前方側に位置する２組みの一対の倣いセンサ（Ｓｌ）　
、（Ｓｚ）による２有無検出状態の検出データが読み込
まれた後、作業行程始端部からの積算走行距離の情報に
基づいて、前記車体（Ｖ）が作業行程内を走行している
状態にあるか否かが判別され、そして、作業行程内にあ
る場合にのみ、前記未刈地（Ｂ）側の１組みの倣いセン
サ（Ｓｌ）、（Ｓｔ）の検出データによる芝密度（Ｄ）
Ｉ）の判定用の粗密データが更新されることになる。

そして、その粗密データが１００個分つまり前記車体（
Ｖ）が５ｍを走行する間の粗密データを用いて芝密度（
ＤＨ）を計算する。

但し、前記粗密データが１００個分に達するまでは、そ
の粗密データの更新のみを繰り返すと共に、前記芝密度
（ｎｏ）を平均的な芝密度に対応する４０％に設定する
ようにしてあり、前記粗密データが１００個分に達した
後は、最も古い粗毒データを捨てて新たな粗密データを
記憶させることを繰り返して、常時１００個分の粗密デ
ータを用いて芝密度（ＤＨ）を計算するようにしである
。

芝密度（ＤＨ）を計算した後は、その計算結果に基づい
て、前記境界（Ｌ）側の倣いセンサ（ｓＩ）。

（Ｓ２）が−旦未刈検出状態（以下、“°Ｈ°”と呼称
する）になるとその状態を保持する距離の値を前記芝密
度（Ｄ、ｌ）に対応した値に変更設定する倣いセンサ“
Ｈ”保持距離設定の処理を行うと共に、その設定された
距離を走行する間における芝検出状態が未刈検出状態（
°“Ｈ”）であるか既刈検出状態（以下、“Ｌ”と呼称
する）であるかを設定する倣いセンサデータ設定処理、
及び、前記倣い制御パラメータ設定処理が実行されるこ
とになる。

次に、各処理について詳述する。

前記芝密度計算処理について説明すれば、前記１００個
の粗密データのうちの何％が゛′Ｈパであるかを求める
ことになる。

つまり、芝が密であるほど求めた芝密度（ＤＨ）の値が
大になる。

もって、前述の割り込み処理において、前記１００個の
粗密データのうちの何％が“Ｈ”であるかを求める芝密
度計算の処理が、２密度検出手段（１０１）に対応する
ことになる。

前記倣いセンサ“Ｈ”保持距離設定の処理について説明
すれば、第９図に示すように、前記芝密度計算処理にて
求められた芝密度（Ｄ□）の値に基づいて、前記芝密度
（ＤＨ）が大なるほど前記“Ｈ゛を保持する距離が短く
なるように、“Ｈ”′保持距離数が１０ａｍ乃至３０ｃ
＋＋＋の間で５ｃｍ毎に増減する６段階に設定されるよ
うにしである。

つまり、芝が密な場合には、前記倣いセンサ（Ｓｌ）、
　（ＳＺ）の受光部に向かう光が遮断される間隔が短く
なるので、その密な状態にある芝の有無変化に追従でき
るように、前記゛Ｈ１１保持距離数を短い距離に対応す
る小さい値に設定し、芝が粗な場合には、前記倣いセン
サ（Ｓｔ）、　（Ｓｚ）の受光部に向かう光が遮断され
る間隔が長くなるので、その光が遮断される未刈芝の間
を車体（Ｖ）が通過する間はＨ”を保持できるように、
前記“Ｈ１１保持距離数を長い距離に対応する大きい値
に設定するのである。

前記倣いセンサデータ設定処理について説明すれば、第
１θ図に示すように、前記境界（Ｌ）側の倣いセンサ（
Ｓｌ）、（ｈ）の現時点における芝検出状態が判別され
、“°Ｈ′′検出状態にある場合には、その“Ｈ”検出
状態を保持するためのセンサ“Ｈ”保持カウント数を零
に設定してセンサデータを°゛Ｈ”に設定する。

前記芝検出状態が、“Ｌ”である場合には、前記センサ
“Ｈ”保持カウント数を増加させた後、そのカウント数
が前記倣いセンサ“Ｈ“保持距離設定の処理にて設定さ
れたＨ＋１保持距離数以下であるか否かを判別する。

前記カウント数が“Ｈ”保持距離数以下である場合には
、前記芝検出状態が“Ｌ　１１であっても、“Ｈ”検出
状態を保持させることになる。

但し、前記カウント数が°°Ｈ”保持距離数を越えた場
合には、前記カウント数を前記“Ｈ１１保持距離数より
も大なる適当な値（１００に設定しである）に設定した
後、前記センサデータを“Ｌ”に設定することになる。

尚、以上説明した倣いセンサデータ設定の処理は、各倣
いセンサの夫々について行われるものであり、各倣いセ
ンサが未刈地（Ｂ）を検出しているか既刈地（Ｃ）を検
出しているかの判別は、この倣いセンサデータ設定の処
理にて設定されたセンサデータが’Ｈ°”であるか“Ｌ
”であるかに基づいて行われることになる。

前記倣い制御パラメータ設定の処理について説明すれば
、第１１図に示すように、前記第２目標操向角（θｎ）
の上限値（θｎｏ）として設定される設定角（θｎＩＮ
）、（θｎ０ＬＩ？）の値は、前記芝密度（ｏＨ）が大
なるほど小なる値となるように、且つ、前記各設定距離
（ｄｌＮ）、（ｄｏｕＴ）、　（ｄｓ）夫々の値は、前
記芝密度（Ｄ□）が大なるほど大なる値となるように、
前記芝密度（ＤＩ）の大きさに応じて、７段階に変更設
定されるようにしである。

つまり、前記芝密度（Ｄ、ｌ）が大なるほど前記第２目
標操向角（θｎ）は小さな上限値（θｎｏ）に制限され
、且つ、前記第２目標操向角（θｎ）を設定角づつ増減
する距離（ｄ）　、　（ｄＭ）が長くなるように設定さ
れることになり、前記第２目標操向角（θｎ）による操
向操作によって生じる蛇行が、芝密度（ＤＨ）が大なる
ほど幅が小さく且つその変化の間隔が長くなるようにし
て、刈り跡の蛇行が目立たないようにするのである。

尚、前記芝密度（ＤＨ）が小さい場合には、前記第２目
標操向角（θｎ）の上限値（θｎｏ）は、芝密度（０８
）が大なる場合よりも大なる値に、且つ、前記第２目標
操向角（θｎ）を設定角づつ増減する距離（ｄ）　、　
（ｄＳ）は小さい値に、夫々変更設定されることになり
、従って、短距離の間に大きく位置変更できるので、芝
が粗な場合に境界（Ｌ）への追従が遅れることはない。

但し、車体横幅方向の位置が未刈側にずれて既刈側に車
体位置を修正する場合には、刈り残しの発生を抑制する
ために、既刈側修正用の設定角（θｒ１０１＋ｔ）の値
を、前記未刈側修正用の設定角（θｎ＋Ｎ）の値よりも
大にすると共に、前記既刈側修正用の設定距離（ｄｏｕ
ｒ）の値を、前記未刈側修正用の設定距離（ｄｌＮ）の
値よりも小にして、車体（Ｖ）を速く既刈側に移動させ
ることができるようにしである。

もって、この倣い制御パラメータ設定の処理が、前記２
密度検出手段（１０１）の検出情報に基づいて、芝密度
が大なるほど目標操向角を増減する各設定距離の値が大
となるように変更設定する変更設定手段（１０２）に対
応することになる。

〔別実施例〕

上記実施例では、操向輪の目標操向角の増減を設定距離
（ｄ）　、　（ａＳ）を走行する毎に行うようにした場
合を例示したが、設定時間毎に増減するようにしてもよ
い。

又、上記実施例では、車体（Ｖ）の傾きの修正を２輪ス
テアリング形式で行うようにした場合を例示したが、４
輪ステアリング形式で行うようにしてもよい。そして、
４輪ステアリング形式で行う場合には、前記後輪（１Ｒ
）に対する第１操向角度（θｈｒ）の値を、前記前輪（
１Ｆ）に対する第１操向角度（θｈｆ）の符号を反転さ
せた値に設定すればよい。

又、上記実施例では、最初の作業行程では、走行開始時
点における車体向きに基づいて設定された基準方位に向
かって走行するように方位制御のみで操向制御し、そし
て、その後の作業行程では、走行方向が基準方位となり
、且つ、未刈地（Ｂ）と既刈地（Ｃ）との境界（Ｌ）に
沿って自動走行するように操向制御させるようにした場
合を例示したが、例えば、未刈地（Ｂ）の周囲を予め既
刈地（Ｃ）にして、作業行程の横幅方向の位置の基準と
しての境界（Ｌ）を形成すると共に、その長さ方向に対
応する基準方位を設定して、最初の作業行程から境界（
Ｌ）の長さ方向に対する傾きと横幅方向の位置の両方を
修正するように操向制御させるようにしてもよい。

又、上記実施例では、操向制御手段（１００）を、境界
（Ｌ）の長さ方向に対する傾きと横幅方向の位置の両方
を修正して、車体（Ｖ）が境界（Ｌ）に追従するように
した場合を例示したが、境界（Ｌ）に対する横幅方向の
位置のみを修正するようにしてもよく、操向制御手段（
１００）の具体構成は各種変更できる。

又、上記実施例では、操向制御用センサを、先代の一対
の倣いセンサ（Ｓ＋）、（ＳＺ）として構成した場合を
例示したが、接触式に構成する等、操向制御用センサの
具体構成は各種変更できる。

又、上記実施例では、１行程毎に前後進を繰り返して、
複数個の作業行程を往復走行させるようにした場合を例
示したが、例えば、設定された基準距離を走行する毎に
、車体向きを１８０度反転させながら、次の作業行程へ
移動させるようにしたり、各作業行程の端部で９０度タ
ーンさせながら未刈地（Ｂ）の周囲を周回させていわゆ
る回り刈り形式で走行させてもよく、走行形態並びに次
の作業行程へ移動させるための制御手段の具体構成等、
各部の具体構成は各種変更できる。

尚、特許請求の範囲の項に図面との対照を便利にする為
に符号を記すが、該記入により本発明は添付図面の構造
に限定されるものではない。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明に係る自動走行式芝刈り作業車の操向制御
装置の実施例を示し、第１図は制御構成を示すブロック
図、第２図は送信機の正面図、第３図は作業車の全体側
面図、第４図は同平面図、第５図は作業地の説明図、第
６図は自動走行の制御フローチャート、第７図（イ）乃
至（ニ）は操向制御のフローチャート、第８図は割り込
み処理のフローチャート、第９図は倣いセンサ“Ｈｎ保
持距離設定のフローチャート、第１０図は倣いセンサデ
ータ設定処理のフローチャート、第１１図は倣い制御パ
ラメータ設定処理のフローチャツトである。 （Ｖ）・・・・・・車体、（Ｂ）・・・・・・未刈地、
（Ｃ）・・・・・・既刈地、（Ｌ）・・・・・・境界、
（Ｓ＋）、　（ＳＺ）・・・・・・操向制御用センサ、
（θｎ）・・・・・・目標操向角、（ｄ）、（ｄＮ）・
・・・・・設定距離、（１Ｆ）　、　（１Ｒ）・・・・
・・操向輪、（１００）・・・・・・操向制御手段、（
１０１）・・・・・・２密度検出手段、（１０２）・・
・・・・設定変更手段。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 車体（Ｖ）の横幅方向の位置が未刈地（Ｂ）と既刈地（
   Ｃ）との境界（Ｌ）に対してずれているか否かを検出す
   る操向制御用センサ（Ｓ＿１）、（Ｓ＿２）と、その操
   向制御用センサ（Ｓ＿１）、（Ｓ＿２）の検出情報に基
   づいて、操向輪（１Ｆ）、（１Ｒ）を前記境界（Ｌ）に
   対するずれを修正する方向に向けて操向する操向制御手
   段（１００）とが設けられ、前記操向制御手段（１００
   ）は、前記操向制御用センサ（Ｓ＿１）、（Ｓ＿２）に
   よる検出ずれ方向が同方向に続く間は、前記車体（Ｖ）
   が設定距離（ｄ）を走行する毎に又は設定時間毎に、前
   記操向輪（１Ｆ）、（１Ｒ）の目標操向角（θｎ）を設
   定量づつ増加させ、且つ、前記境界（Ｌ）に対するずれ
   がない状態に復帰したことを検出するに伴って、前記車
   体（Ｖ）が設定距離（ｄ＿Ｎ）を走行する毎に又は設定
   時間毎に、前記目標操向角（θｎ）を設定量づつ減少さ
   せて直進状態に対応する位置に復帰させるように構成さ
   れている自動走行式芝刈り作業車の操向制御装置であっ
   て、前記車体（Ｖ）の走行に伴って前記未刈地（Ｂ）の
   芝密度を検出する芝密度検出手段（１０１）と、その芝
   密度検出手段（１０１）の検出情報に基づいて、芝密度
   が大なるほど前記設定距離（ｄ）、（ｄ＿Ｎ）又は設定
   時間の値が大となるように変更設定する変更設定手段（
   １０２）とが設けられている自動走行式芝刈り作業車の
   操向制御装置。