JPH01314310A - 作業車の走行制御装置 - 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、多角形状の作業地内に、その作業地の外周に
沿う各辺に平行な複数個の作業行程が設定され、機体の
向きを検出する方位検出手段と、前記機体の走行距離を
検出する走行距離検出手段と、各作業行程では前記機体
が前記作業地の各辺の向きに対応して設定された基準方
位の方向に自動走行するように操向制御し、且つ、前記
機体が一つの作業行程の終端部に達するに伴って次の作
業行程の始端部に自動的に移動するように、前記方位検
出手段及び前記走行距離検出手段夫々の検出情報に基づ
いて、前記機体を自動走行させる走行制御手段とが設け
られた作業車の走行制御装置に関する。

〔従来の技術〕

上記この種の作業車の走行制御装置において、従来では
、例えば、作業開始前に、作業地の外周囲に沿って人為
的に操縦しながら走行させ、各辺を走行する間に方位検
出手段によって検出される方位情報に基づいて各辺の基
準方位をティーチングすると共に、走行距離検出手段の
検出情報に基づいて各辺の長さをティーチングして、そ
れらティーチングされた各辺の基準方位と各辺の長さ情
報とに基づいて、作業地内を自動走行させるようにして
いた。

〔発明が解決しようとする課題〕

上記従来構成では、予め作業地の外周囲を人為的に走行
させて、作業地の形態をティーチングする必要があり、
自動走行のための準備作業が面倒であった。

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、ティーチング作業を行うことなく、所定範囲
の作業地を全自動で走行させることができるようにする
ことにある。

〔課題を解決するための手段〕

本発明による作業車の走行制御装置は、′多角形状の作
業地内に、その作業地の外周に沿う各辺に平行な複数個
の作業行程が設定され、機体の向きを検出する方位検出
手段と、前記機体の走行距離を検出する走行距離検出手
段と、各作業行程では前記機体が前記作業地の各辺の向
きに対応して設定された基準方位の方向に自動走行する
ように操向制御し、且つ、前記機体が一つの作業行程の
終端部に達するに伴って次の作業行程の始端部に自動的
に移動するように、前記方位検出手段及び前記走行距離
検出手段夫々の検出情報に基づいて、前記機体を自動走
行させる走行制御手段とが設けられたものであって、そ
の特徴構成は、前記作業地の各週末々の基準方位と前記
各週末々の長さとを関連させて記憶する記憶手段が設け
られ、前記記憶手段は、記憶情報を書き換え自在で、且
つ、前記機体に対して着脱自在に構成されている点にあ
る。

〔作　用〕

作業地は、通常、他の作業地と区別するために、設定さ
れた大きさの多角形状に区画され、且つ、−旦区画され
ると、その形状が変更される頻度は低いものである。

そこで、予め、多角形状の作業地の各辺の基準方位と各
辺の長さとを関連させて記憶手段に記憶させておき、そ
の記憶情報に基づいて、作業車を自動走行させるのであ
る。

そして、記憶手段に記憶させた作業地の形状に対応する
記憶情報を、繰り返し利用すると共に、他の作業車にお
いても利用できるように、機体に対して着脱自在に構成
すると共に、記憶手段の再利用や作業地・形状の変更に
対応するために、書き込み自在に構成しているのである
。

〔発明の効果〕

従って、簡単な装置改造に拘わらず、作業地の形状を予
めティーチングすることなく、最初の作業行程から自動
走行させることができるに至った。

〔実施例〕

以下、本発明をコンバインの走行制御装置に適用した場
合における実施例を図面に基づいて説明する。

第５図に示すように、コンバインは、機体（Ｖ）の前部
に、作業地としての圃場の稲や麦等の植立茎稈を引き起
こして刈り取ると共に、刈り取り茎稈を機体後方に搬送
しながら横倒れ姿勢に姿勢変更して、機体側のフィード
チェーン（１）に受は渡す刈取部（２）が設けられ、そ
の刈取部（２）の後方側に、前記フィードチェーン（１
）で挟持搬送される茎稈を脱′穀して穀粒を選別回収す
る脱穀装置（３）、及び、左右一対のクローラ走行装置
（４Ｌ）、　（４Ｒ）が装備されている。

そして、前記機体（Ｖ）の上部には、地磁気変化を感知
することにより絶対方位を検出する方位検出手段として
の方位センサ（Ｓ３）が設けられている。

又、前記刈取部（２）の刈り取り茎稈搬送経路中には、
茎稈の株元に接当することによりＯＮ作動する接触式ス
イッチを利用した株元センサ（ＳＯ）が設けられている
。

第２図及び第６図に示すように、前記刈取部（２）の先
端部に設けられた左右一対の分草具（５Ｌ）、　（５Ｒ
）夫々の取り付はフレーム（６）には、機体前方側へ付
勢され、且つ、前記機体（Ｖ）の走行に伴って前記刈取
部（２）に導入される茎稈（Ｈ）の株元に接当して、そ
の接当位置に対応した角度分を機体後方側に回動するセ
ンサバー（７）と、そのセンサバー（７）の回動角を検
出するポテンショメータ（Ｒ）　とからなる左右一対の
倣いセンサ（Ｓｌ）、　（Ｓｌ）が設けられている。

つまり、前記左右一対の倣いセンサ（Ｓ４）、　（Ｓｌ
）の検出情報に基づいて、茎稈（Ｈ）に対する機体横幅
方向での偏位量を検出して、その偏位量が設定適正範囲
内に維持されるように操向制御することにより、前記機
体（Ｖ）が前記茎稈（１１）に沿って自動走行するよう
にしである。但し、後述の如く、操向制御は、この左右
一対の倣いセンサ（Ｓｌ）、　（Ｓｌ）の検出情報の他
、前記方位センサ（Ｓ３）の検出情報をも併用して行わ
れるようになっている。

尚、茎稈（Ｈ）は株単位で間隔を隔てて圃場に植立され
ているので、茎稈（Ｈ）は前記センサバー（７）に対し
て断続的に接当することになる。

そこで、詳述はしないが、前記ポテンショメーク（Ｒ）
の出力信号は、平均化したり単位時間当たりの最大値を
検出する等の信号処理を行って、前記偏位量に換算され
ることになる。

但し、前記左右一対の倣いセンサ（Ｓｌ）、　（Ｓｌ）
夫々によって検出される機体横幅方向での偏位量は、３
段階の大きさ範囲として検出されるようになっている。

説明を加えれば、第６図に示すように、前記センサバー
（７）が最も機体前方側に復帰している状態から設定角
度を機体後方側に回動した状態までを、茎稈（Ｈ）に対
して機体が離れる側にずれている状態とする浅倣いゾー
ン（ａ）　　とし、この浅倣いゾーン（ａ）より更に設
定角度を機体後方側に回動した状態までを、茎稈（Ｈ）
に対する偏位量が適正範囲内にある状態とする不感帯ゾ
ーン（ｂ）とし、この不感帯ゾーン（ｂ）よりも更に機
体後方側に回動する状態を、茎稈（）りに対して機体が
接近しすぎている状態とする深倣いゾーン（ｃ）としで
ある。

前記機体（Ｖ）の構成について説明すれば、第２図に示
すように、エンジン（Ｂ）の出力を、油圧式無段変速装
置（８）を介して走行用ミッション部（９）に伝達する
ように構成されている。そして、前記ミッション部（９
）への入力軸（１０）の回転数を検出する回転数センサ
（Ｓ４）が設けられ、この回転数センサ（Ｓ４）の検出
情報に基づいて走行速度や走行距離を検出できるように
なっている。つまり、前記回転数センサ（Ｓ４）が、走
行距離検出手段に対応することになる。

前記ミッション部（９）から前記左右各クローラ走行装
置（４Ｌ）、　（４Ｒ）への動力伝達を各別に断続する
操向クラッチブレーキ（１１い、　（１１Ｒ）　　と、
その操向クラッチブレーキ（１１い、　（ＩＩＲ）の夫
々を各別に切り操作する油圧シリンダ（１２Ｌ）、　（
１２Ｒ）と、それらに対する電磁操作式の制御弁（１３
Ｌ）。

（１３Ｒ）とが設けられている。

尚、詳述はしないが、前記操向クラッチブレーキ（ＩＩ
Ｌ）、　（ＩＩＲ）の夫々は、操作用レバー（１４）を
前記油圧シリンダ（１２Ｌ）、　（１２Ｒ）の伸縮作用
によって押し引き操作することにより入り切り操作され
るようになっている。そして、切り操作方向に設定量を
操作された場合に、クラッチ切り状態となり、そのクラ
ッチ切り状態から更に切り方向に操作するに伴って、ブ
レーキ作動状態となるように構成されている。つまり、
操向制御を行う場合には、前記操向クラッチブレーキ（
ＩＩＬ）、　（ＩＩＲ）をクラッチ切り状態で且つブレ
ーキ非作動状態となる範囲で操作し、一方、次の作業行
程へ移動するために急旋回させる場合等には、前記操向
クラッチブレーキ（ＩＩＬ）、　（ＩＩＲ）をブレーキ
作動状態となる範囲まで操作させるようにしである。

次に、前記機体（Ｖ）を自動走行させるだめの制御構成
について説明する。

第２図に示すように、マイクロコンビニータ利用の制御
装置（１５）が設けられ、この制御装置（１５）が、そ
れに付設されたメモ’Ｊ　（１６）に記憶された情報、
及び、前記各種センサの検出情報に基づいて、前記変速
装置（８〉　及び前記操向クラッチブレーキ（ＩＩＬ）
、　（ＩＩＲ）の禰作用制御弁（１３Ｌ）。

（１３Ｒ）を自動的に操作するようになっている。

但し、前記メモ！Ｊ　（１６）には、記憶情報を書き込
み自在で、且つ、前記機体（Ｖ）に対して着脱自在な記
憶手段としてのＩＣカードや磁気カード等を利用した記
憶媒体（１７）の記憶情報を読み取るためのカードリー
グ（１８）が接続され、そのカードリーグ（１８）によ
る読み取り情報を、前記メモＩＪ（１６）に転送して自
動走行のための制御情報として用いるようになっている
。

尚、図中、（１９）は前記記憶媒体（１７）に対する記
憶情報を書き込むためのカードライタであって、前記機
体（Ｖ）とは別体に構成されている。

前記記憶媒体（１７）に記憶させる情報について説明す
れば、第１図に示すように、作業範囲となる多角形状の
作業地としての四角状の圃場の複数個がある場合には、
それら複数個の圃場の夫々に予め異なる識別番号（Ｋ）
を付与しておくと共に、その識別番号（Ｋ）　と、各圃
場の各辺（ｎ＝１〜４）夫々の向きの平均方位に基づい
て設定した各辺の基準方位（θｎ）と、各辺の長さ（ｉ
ｎ）と、各辺に沿う方向における茎稈植え付は形態（Ｃ
ｎ）とを、夫々関連づけた状態で記憶させるようになっ
ている。

前記茎稈植え付は形態（Ｃｎ）について説明を加えれば
、−船釣に、圃場の一辺の方向に沿って茎稈が条を形成
するように植立されることから、実際の刈り取り作業に
おいては、圃場の各辺の夫々に平行な方向に、複数個の
作業行程が設定されて、茎稈の条方向に走行させる条刈
り形式と、条に交差する方向に走行させる横刈り形式の
二種類の作業形態を一行程毎に交互に切り換えながら、
機体（Ｖ）を未刈り部分と既刈り部分との境界に沿って
走行させる、いわゆる回り刈り形式で自動走行させるこ
とになる。

そこで、効率良く刈り取り作業を行わせるために、前記
記憶媒体（１７）に記憶させた茎稈植え付は形態（Ｃｎ
）の情報に基づいて、圃場の各辺に沿う方向の作業行程
が、条刈り形式と横刈り形式の何れの作業形態であるか
を識別して、それらに対応する操向制御の形態を自動的
に切り換えさせることができるようにしているのである
。

尚、前記条刈り形式及び横刈り形式の夫々における操向
制御の形態については、後述する。

但し、前記記憶媒体（１７）に対する記憶情報の書き込
みは、第３図にも示すように、前記カードライタ（１９
）を利用して、前記圃場の識別番号（Ｋ）を入力し、引
き続いて、各辺（ｎ）毎の基準方位（θｎ）、長さ（ｉ
ｎ）、及び、茎稈植え付は形態（Ｃｎ＞の夫々を、前記
各辺の番号に対応して、予め人為的な操作で数値として
入力しておくことになる。

つまり、前記制御装置（１５）を利用して、前記記憶媒
体（１７）の記憶情報に基づいて前記機体（Ｖ）を自動
走行させるための走行制御手段（１００）が構成される
ことになる。

次に、第４図に示すフローチャートに基づいて、前記制
御装置（１５）の動作を説明する。

前述の如く、キーボードやスイッチ（図示せず）を利用
して、作業を行う圃場に対応した識別番号（に）を前記
制御装置（１５）に入力して、前記記憶媒体（１７）に
記憶された情報を、前記メモ’Ｉ　（１６）に転送して
、作業を行う作業地に対応する走行制御情報を設定する
ことになる。

走行制御情報を設定した後は、前記機体（Ｖ）を、走行
開始させる辺に沿った圃場の一つの角部に位置させた状
態で、前記方位検出手段（Ｓ３）の検出方位に対して最
も近い値となる前記基準方位（θｎ）の値に基づいて、
現作業行程における基準方位（θｎ）、その基準方位（
θｎ）に対応する辺の長さ（ｊ：ｎ）、及び、茎稈植え
付は形態（Ｃｎ）の夫々を読み出して、現作業行程の基
準長さと、使用する操向制御の形態とを自動的に設定し
て、走行開始させることになる。

走行開始後は、前記倣いセンサ（ｓ＋）、　（Ｓ２）及
び前記方位センサ（Ｓ３）夫々の検出情報に基づいて、
前記機体（Ｖ）が茎稈（Ｈ）に沿って且つ前記各辺の基
準方位（θｎ）の方向に向かって自動走行するように操
向制御しながら、前記各辺の長さ（ｌｎ）に基づいて設
定された現作業行程の基準長さと前記回転数センサ（Ｓ
４）の検出情報とに基づいて、一つの作業行程の終端部
に達したか否かを判別し、一つの作業行程の終端部に達
するに伴って、次の作業行程の始端部に自動的に移動さ
せるためのターン制御を実行することになる。

ターン後は、前記メモ’Ｊ　（１６）に転送された記憶
情報に基づいて、次の作業行程の基準方位（θ。。１）
、次の作業行程の基準長さ、及び、対応する操向制御の
形態の夫々を自動的に切り換えることになる。

尚、各作業行程での走行開始に当たって、前記株元セン
サ（Ｓｏ）がＯＮ作動するに伴って、次の作業行程での
操向制御を開始すると共に、前記回転数センサ（Ｓ４）
による走行距離の計測を開始させることになる。

但し、各作業行程の実際の長さは、一つの作業行程を走
行する毎に、未刈り部分の長さが、前記刈取部（２）の
刈り幅分に相当する距離だけ短くなるので、前記ターン
制御の間に、作業行程の終端部に達したか否かを判別す
るための基準長さの値を、前記各辺の長さ（ｆｎ）の値
と、前記刈取部（２）の刈り幅の値とに基づいて算出し
ておくことになる。尚、前記各辺の長さ（ｌｎ）に基づ
いて算出された作業予定行程数に達したか否かの情報等
に基づいて、作業終了か否かを判別させ、作業終了を判
別するに伴って、走行停止させることになる。

前記条刈り用の操向制御について説明を加えれば、条刈
り形式においては、刈り残しを防止するために、前記倣
いセンサ（Ｓ４）、　（Ｓ２）　　による検出情報を、
前記方位センサ（Ｓ４）による検出情報に優先させて、
前記倣いセンサ（Ｓ４）、　（Ｓ２）にて検出される茎
稈に対する機体（Ｖ）の懺幅方向の偏位量が前記不感帯
ゾーン（ｂ）内にある時のみ、前記方位センサ（Ｓ４）
による検出方位が前記基準方位（θｎ）に対して設定不
感帯内に維持されるように操向操作させるようにしであ
る。

前記横刈り用の操向制御について説明を加えれば、横刈
り形式では、機体（Ｖ）が追従すべき条が不明確になる
ので、前記条刈り形式の場合とは逆に、前記方位センサ
（Ｓ４）による検出情報を前記倣いセンサ（Ｓｌ）、　
（Ｓ２）　による検出情報に優先させて、前記方位セン
サ（Ｓ３）による検出方位が前記基準方位（θｎ）に対
して設定不感帯内にある場合にのみ、前記前記倣いセン
サ（Ｓｏ。

（Ｓ２）による検出偏位量が前記不感帯ゾーン（ｔｌ）
内に維持されるように操向操作させるようにしである。

前記ターン制御について説明すれば、第１図にも示すよ
うに、作業行程の終端部に達するに伴って、設定距離を
直進状態で走行させた後、設定角度を次の作業行程側に
向き変更させて、−旦停止させ、次に、直進状態で設定
距離を後進させた後、前記方位センサ（Ｓ３）による検
出方位が、次の作業行程に対応する基準方位（θｎ）と
なるまで、次の作業行程側に向き変更させて停止させ、
そして、前記株元センサ（Ｓｏ）がＯＮ作動するまで直
進状態で前進させるようにして、前記機体（Ｖ）の走行
軌跡がα字状となるように設定パターンでターンさせる
ようにしである。

〔別実施例〕

上記実施例では、本発明をコンバインの走行制御装置に
適用した場合を例示したが、本発明は各種の作業車の走
行制御装置に適用できるものであって、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作業車の走行制御装置の実施例を示
し、第１図は作業地の説明図、第２図は制御構成のブロ
ック図、第３図は記憶処理のフローチャート、第４図は
走行制御のフローチャート、第５図は作業車の概略側面
図、第６図は倣いセンサの説明図である。 （Ｖ）・・・・・・機体、（Ｓ３）・・・・・・方位検
出手段、（Ｓ４）・・・・・・走行距離検出手段、（ｎ
）・・・・・・作業地の各辺、（θｎ）・・・・・・各
辺の基準方位、（ｊ’ｎ）・・・・・・各辺の長さ、（
１７）・・・・・・記憶手段、（１００）・・・・・・
走行制御手段。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 多角形状の作業地内に、その作業地の外周に沿う各辺（
   ｎ）に平行な複数個の作業行程が設定され、機体（Ｖ）
   の向きを検出する方位検出手段（Ｓ＿３）と、前記機体
   （Ｖ）の走行距離を検出する走行距離検出手段（Ｓ＿４
   ）と、各作業行程では前記機体（Ｖ）が前記作業地の各
   辺（ｎ）の向きに対応して設定された基準方位（θｎ）
   の方向に自動走行するように操向制御し、且つ、前記機
   体（Ｖ）が一つの作業行程の終端部に達するに伴って次
   の作業行程の始端部に自動的に移動するように、前記方
   位検出手段（Ｓ＿３）及び前記走行距離検出手段（Ｓ＿
   ４）夫々の検出情報に基づいて、前記機体（Ｖ）を自動
   走行させる走行制御手段（１００）とが設けられた作業
   車の走行制御装置であって、前記作業地の各辺（ｎ）夫
   々の基準方位（θｎ）と前記各辺（ｎ）夫々の長さ（ｌ
   ｎ）とを関連させて記憶する記憶手段（１７）が設けら
   れ、前記記憶手段（１７）は、記憶情報を書き換え自在
   で、且つ、前記機体（Ｖ）に対して着脱自在に構成され
   ている作業車の走行制御装置。