JPH03189463A - 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、旋回状態であるか否かを判別する旋回判別手
段と、車体走行速度を増速並びに減速する変速手段とが
設けられ、前記旋回判別手段にて非旋回状態から旋回状
態に変化したことが判別されたときは前記変速手段を減
速制御し、且つ、前記旋回判別手段にて旋回状態から非
旋回状態に変化したことが判別されたときは前記変速手
段を増速制御する車速制御手段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にあっては、旋回操作による転倒防
止等の安全性を確保するために、旋回状態であるか否か
を判別して、非旋回状態から旋回状態に変化した場合に
は車速を減速制御するようにし、旋回状態から非旋回状
態に変化した場合には車速を増速制御するようにして、
旋回時の速度を安全な低速になるようにしたものである
。

そして、従来では、旋回状態から非旋回状態に変化する
と、直ちに増速制御するように構成されていた。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかしながら、上記した従来構成によれば、旋回状態か
ら非旋回状態に変化した場合に、直ちに増速制御するよ
うに構成されていたので、例えば、第８図に示すように
、直線走行から障害物（Ａ）の周囲を旋回するような場
合に不都合が生じていた。すなわち、直線走行の終点■
から円軌道に沿って移行させる時に、走行方向に向って
右に操向操作した場合には、前記操向車輪の切れ角が一
定角度以上になる旋回状態になった０点において減速制
御されて円軌道を低速で走行することになるが、引き続
き円軌道を描くためには途中の■から■の区間において
前記操向車輪を走行方向に向って右から左に切り返し操
作を行う必要があり、右から左への移行時に、■から■
の区間において前記操向車輪の切れ角が零となる非旋回
状態を横切ることになる。

この場合、非旋回状態と判別されるため、円軌道を走行
中であるにもかかわらず車速は直ちに増速制御され、上
記した旋回時の転倒防止等の安全性を維持することがで
きな（なるという問題点があった。

ちなみに、第８図においては、旋回操作指令によって操
向車輪等が実際に操向操作された操向角を検出し、この
検出角に基づいて旋回状態であるか非旋回状態であるか
を判別させている場合を例示している。このため、旋回
操作指令が発っせられた時点■から旋回状態となる時点
■となるまでに遅れがある。又、増速される■から■の
区間は、例示図においては、障害物（Ａ）に沿って理想
的に走行させる場合において予測される増速区間を示す
ものであり、上記遅れ等に起因してズレることかある。

また、旋回状態にあると判別された場合には、旋回角度
に関係な（、−律に減速制御されるので、旋回半径の大
きい、いわゆる緩やかな旋回時にも必要以上に減速制御
され、作業能率が低下する問題点があった。

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、例えば直線走行から障害物の周囲を旋回する
場合などのように、旋回中における前記操向車輪の切り
返し操作によって、車速を直ちに増速制御しないように
して、旋回中における操縦性の向上、転倒防止等の車輌
走行の安全性を向上することにある。

また、旋回角度に応じた適正な減速制御を行うことによ
り、作業能率を向上する点にある。

〔課題を解決するための手段〕

かかる目的を達成するため、本発明による作業車の走行
制御装置の第１の特徴構成は、前記車速変速手段は、前
記旋回判別手段にて旋回状態から非旋回状態へ変化した
ことが判別されたときは、前記変速手段を設定時間経過
後に増速制御するように構成されている点にある。

また、第２の特徴構成は、上記第１の特徴構成を実施す
る際の好ましい構成を特定するもであって、旋回角度を
検出する旋回角度検出手段を設け、前記車速制御手段は
、前記旋回角度検出手段の情報に基づいて前記変速手段
を前記旋回角度が大きくなるほど大きく減速制御するよ
うに構成されている点にある。

次に、第１及び第２特徴構成の作用並びに効果を述べる
。

〔作　用〕

すなわち、上記第１の特徴構成によれば車速変速手段が
旋回状態から非旋回状態へ変化した場合に、直ちに増速
制御されるのではなく、設定時間経過後に増速制御され
るように構成しであるから、例えば、旋回中に右から左
あるいは左から右への前記操向車輪の切り返しが行われ
、非旋回状態と判別されたとじても、前記設定時間を旋
回半径に応じて適宜設定しておけば直線走行に移行した
後に増速制御されることになる。

上記した障害物（Ａ）の周りを走行させる例で説明すれ
ば、第４図に示すように、直線走行から障害物（Ａ）の
周囲を旋回する場合において、旋回途中で右から左に切
り返し操作が行われたとしても前記設定時間内であれば
そのまま減速されたままで走行を続け、円軌道から直線
走行への移行時０点において非旋回状態と判別され、そ
の後前記設定時間経過後の０点において増速されること
になる。尚、第４図においては、旋回操作指令に基づい
て旋回状態であるか否かを判別する場合を例示する。従
って、第８図で示したように、旋回操作指令後において
減速されるまでの遅れが無いようになっている。

ちなみに、例えば、芝刈機等の作業車においては、前記
障害物（Ａ）として樹木等が該当し、樹木の周囲の旋回
半径はほぼ一定しているものであり、作業目的によって
前記設定時間は予め設定することができるのである。

次に、第２の特徴構成によれば、上記したものにおいて
旋回角度を検出して、この旋回角度検出情報に基づいて
、旋回角度が大きくなるほど大きく減速制御するように
構成しであるから、旋回角度に応じて適正な速度が選択
され、作業条件に適した旋回速度で旋回作業が行えるも
のである。例えば、上記した芝刈機の例で説明すれば、
樹木等の周囲の廻り刈り時には比較的旋回半径が小さい
ので、前記旋回角度は大きく低速走行されるのに対して
、ゴルフ場内のグリーンの周囲の廻り刈り時においては
旋回半径が大きいので、前記旋回角度は小さく比較的高
速で走行され、作業時間も短縮されるのである。

〔発明の効果〕

従って、第１の特徴構成によれば、直線走行から障害物
の周囲を旋回するような場合に生じる旋回中の操向車輪
の切り返し操作に伴う車速の増速制御を抑制し、もって
、旋回中の車輌転倒などを防止でき、安全性を向上する
ことができるに至った。

また、第２特徴構成によれば、旋回角度に応じた減速制
御を行うことにより、旋回半径の小さい、いわゆる、急
旋回時には、大きく減速制御して安全性を確保しながら
も、旋回半径の大きい、いわゆる緩やかな旋回時には、
必要以上に減速制御しないから、作業能率を向上するこ
とができるに至った。

〔実施例〕

以下、本発明を小型の遠隔操縦式の芝刈機に適用した場
合における実施例を図面に基づいて説明する。

第７図に示すように、車体（ｖ）の前後に、左右一対の
前輪（ＩＦ）及び左右一対の後輪（ＩＲ）が設けられ、
エンジン（Ｅ）が、前記前輪（ＩＦ）と前記後輪（ＩＲ
）との中間部に位置する状態で、機体フレーム（２）の
上部に搭載されている。

前記エンジン（Ｅ）の直下となる前記機体フレーム（２
）の下側部には、前記エンジン（Ｅ）にて駆動される回
転刃体（３）が、その上部及び側方全周部を前記機体フ
レーム（２）にて覆われる状態で設けられ、もって、車
体走行に伴って芝や雑草等刈り取る自走式の小型モーア
が構成されている。

尚、詳述はしないが、前記回転刃体（３）は、遠心力を
利用したクラッチ機構（図示せず）を介して、前記エン
ジン（Ｅ）に直結されている。

つまり、前記エンジン（Ｅ）の回転数が設定値以上にな
るに伴って、自動的に回転駆動されるようになっている
。

前記前後輪（ＩＦ）、　（ＩＲ）は、その何れをもステ
アリング操作自在に構成され、前後輪（ＩＦ）、　（Ｉ
Ｒ）を同位相で向き変更して車体（■）を平行移動させ
る平行ステアリング形式と、前後輪（ＩＦ）、　（ＩＲ
）を逆位相で向き変更して車体（ｖ）を急旋回させる４
輪ステアリング形式とを選択使用できるように構成され
ている。

又、前後進切り換え並びに前後進の夫々において変速自
在な変速装置（４）が、前記エンジン（Ｅ）から車体後
方に向けて延出された駆動軸（５）に連動連結されてい
る。

但し、用いるステアリング形式の選択、前記前後輪（Ｉ
Ｆ）、　（ＩＲ）のステアリング操作、並びに、前記変
速装置（４）による前後進切り換え並びに変速操作は、
後述の送信機（６）を用いて遠隔操作にて行うように構
成されている。

前記送信機（６）について説明すれば、第１図に示すよ
うに、前後動にて前後進の切り換えを指示し、且つ、中
立位置からの前後夫々での操作角度が太き（なるほど高
速走行状態となるように、前記変速装置（４）の目標操
作位置を指示する変速レバー（７）と、左右動にて目標
ステアリング角度を指示し、且つ、前後動にて用いるス
テアリング形式を指示するステアリングレバー（８）と
、前記エンジン（Ｅ）を非常停止させるエンジン停止ス
イッチ（９）とが設けられている。

尚、詳述はしないが、前記送信機（６）には、前記各レ
バー（７）、（８）及び前記スイッチ（９）夫々の操作
状態を検出する各種センサ、並びに、それらセンサの検
出情報に基づいて、前記各レバー（７）、（８）及び前
記スイッチ（９）に対応して設けられたチャネル毎に設
定周期で操り返されるパルス信号を、それらの操作状態
に対応するパルス幅に変調すると共に、そのパルス幅変
調された各信号を電波に変調して、車体側に設けられる
受信機（１０）に向けて送信するための各種送信用機器
が設けられることになる。

但し、前記各レバー（７）、（８）は、その操作を止め
ると自動的に中立状態に復帰するように、中立復帰付勢
されている。

つまり、前記変速レバー（７）の操作を止めると、自動
的に走行停止することになり、前記ステアリングレバー
（８）の操作を止めると、自動的に直進状態を維持する
ことになる。

次に、前記送信機（６）の指示情報に基づいて、前記車
体（ｖ）を遠隔操縦するための制御構成について説明す
る。

第１図に示すように、前記受信機（ｌＯ）の受信情報、
前記旋回角度検出手段（１０２）として設けられた前記
ステアリング角度検出用ポテンショメータ（Ｒ１）、（
Ｒ２）の検出情報、及び、変速操作位置検出用ポテンシ
ョメータ（Ｒ３）の検出情報に基づいて、前記前後両ス
テアリングモータ（Ｍｌ）。

（Ｍ２）、及び、前記変速用モータ（Ｍ３）を制御する
マイクロコンピュータ利用の制御装置（１１）が設けら
れている。

尚、第１図中、（１２）は前記各モータ（Ｍｌ　）、　
（Ｍ２）。

（Ｍ３）を駆動するためのモータドライバ、（１３）は
前記送信機（６）のエンジン停止用スイッチ（９）がＯ
Ｎ操作された場合に、前記エンジン（Ｅ）の点火プラグ
（図示せず）に対する通電を遮断して前記エンジン（Ｅ
）を停止させるためのエンジン停止用リレー、（１４）
は異常発生を報知するための警報ランプ、（１５）はそ
のドライバである。

次に、第２図に示すフローチャートに基づいて、前記制
御装置（１１）の動作を説明しながら、各手段の構成に
ついて詳述する。

すなわち、電源が投入されるに伴って、前記前後輪（Ｉ
Ｆ）、　（ＩＲ）の操向角を直進状態に対応する操向ニ
ュートラル位置に復帰させると共に、前記変速装置（４
）を操向停止状態に対応するニュートラル位置に復帰さ
せるニュートラル復帰処理を行った後に、前記エンジン
（Ｅ）が始動されて、制御作動が開始されることになる
。

制御作動が開始されるに伴って、前記受信機（１０）の
受信情報を読み込んで、前記送信機（６）の各レバー（
７）、（８）及び前記エンジン停止スイッチ（９）の各
操作状態を判別する受信処理が行われ、その受信情報に
基づいて、以後の前記ステアリング形式の切り換え処理
、操向操作処理並びに、変速操作処理の夫々が行われる
ことになる。

前記ステアリング形式の切り換え処理において、平行ス
テアリング形式が選択されたことを、判別した場合には
、前記前輪（ＩＦ）の目標操向角（θｆ）と前記後輪（
ＩＲ）の目標操向角（θｆ）とを夫々同じ値に設定し、
４輪ステアリング形式が選択されたことを判別した場合
には、前記前輪（ＩＦ）の目標操向角（θｆ）を指示さ
れた値に設定すると共に、前記後輪（ｌＲ）の目標操向
角（θ「）を、前記前輪用の目標操向角（θｒ）の操向
ニュートラル位置に対して符号を反転させた値に設定す
ることになる。

前記操向操作処理においては、前記ステアリング角度検
出用ポテンショメータ（Ｒ１）、（Ｒ２）の夫々にて検
出される検出操向角（θｌ）、（θ２）の夫々が、前記
ステアリング形式の切り換え処理において設定された目
標操向角（θｒ）、（θｒ）に対して設定不感帯（±Δ
）内になるまで、前記操向用モータ（Ｍｌ）、（Ｍ２）
の夫々を、正逆転駆動することになる。

そして、操向操作の処理を行った後は、前記ステアリン
グモータ（Ｍｌ）、（Ｍ２）が異常であるか否かが判別
され、異常であると判別された場合には、安全処理とし
て前記ステアリングモータ（Ｍｌ）、（Ｌ）及び変速用
モータ（Ｍ３）を停止すると共に、エンジン（Ｅ）を非
常停止させ、警報ランプを点灯させた後、全処理を終了
することになる。前記ステアリングモータ（Ｍｌ）、（
Ｍ２）が異常でないと判別された場合には以後の変速操
作処理を行うことになる。

この変速操作処理では、前記送信機（６）の変速レバー
位置（ＰＧ）の値を変速目標位置（Ｐ□）に置き換えた
後、後述する車速制御処理を行った後に、前記変速目標
位置（Ｐｍ）が、変速操作位置検出用ポテンショメータ
（Ｒ３）にて検出される検出操作位置（Ｐ、）に対して
一定の設定不感帯（±Δ）内に在るか否かが判別され、
設定不感帯（±Δ）内になるまで前記変速用モータ（Ｍ
３）を正逆転駆動されることになる。

そして、前記変速用モータ（Ｍ３）が異常であるか否か
が判別され、異常であると判別された場合には、前述し
たように、安全処理としての全モータ停止、エンジン非
常停止並びに警報ランプ点灯をした後、全処理を終了す
ることになる。

変速用モータ（Ｍ３）が異常でないと判別された場合に
は、前記エンジン停止スイッチ（９）によりエンジン停
止操作があるか否かが判別され、エンジン停止操作がな
い場合には、前記受信処理以降の処理を繰返し、エンジ
ン停止操作があった場合には、前記した、安全処理を行
うことになる。

前記した車速制御処理について、第３図のフローチャー
トに基づいて以下説明する。

前記旋回角度として前記ステアリングレバー位置（θ。

）を読込んだ後（ステップ＃ｌ）、このステアリングレ
バー位置がニュートラル状態から変化したか否か、すな
わち操向操作がされたか否かが判別され（ステップ＃２
）、変化したと判別された場合には、前記車速目標位置
（Ｐｍ）を、前記車速目標位置（Ｐｍ）から前記ステア
リングレバー位置（θ。）に基づいて設定関数により予
め演算された値［ｆ（θ。））を減算した値［Ｐｍｒ（
θ。））として置き換え、且つ、その値を増速遅延用の
目標値（Ｑ）として記憶する（ステップ＃３）。すなわ
ち、ステアリングレバー位置（θ、）がニュートラル状
態から変化した場合には、前記変速目標位置（Ｐｍ）を
ステアリングレバー位置（θ。）の値に応じて、（θ。

）が大きくなるほど、車速が減速側になるようにする。

前記設定関数（ｆ）は、車輌の重量バランスや走行路面
の条件などにより定まり、旋回時の転倒防止の観点より
、適宜設定することができるものである。

次に、前記ステアリングレバー位置（θ。）がニュート
ラル状態から変化していないと判別された場合には（ス
テップ＃２）、前記ステアリングレバー位置（θ。）が
、ニュートラルから変化した状態からニュートラル状態
に変化したか否かが判別され（ステップ＃４）、変化し
ないと判別された場合には前記車速目標位置（Ｐｍ）を
ステアリングレバー位置（θ。）に基づいて減速制御す
る処理（ステップ＃３）を行った後、この車速制御処理
を終了することになる。

前記ステアリングレバー位置（θ。）が変化状態からニ
ュートラル状態に変化したと判別された場合には、設定
時間（Ｔ）経過したか否かが判別され（ステップ＃５）
、設定時間を経過していないと判別された場合には、前
述した増速遅延用の目標値（Ｑ）を車速目標値（Ｐｍ）
とする。設定時間経過した場合、前記変速目標位置（Ｐ
ｍ）を当初設定した値に置き換える処理を行った後（ス
テップ＃６）、この車速制御処理を終了することになる
。

尚、以上の説明の如く、前記制御装置（１１）によって
、旋回判別手段（１００）、車速制御手段（ｌｏｔ）、
及び旋回角度検出手段（１０２）の夫々が構成される。

以上のように、前記車速制御処理では、ステアリング操
作位置（θ。）がニュートラル状態から変化したか否か
が前記旋回判別手段（１００）によって判別され、変化
した場合、すなわち旋回状態であると判別された場合に
は、前記車速目標位置（Ｐｍ）をステアリングレバー位
置（θ。）の値に基づいて、（θ０）が大きくなるほど
、車速か減速側になるように前記車速制御手段（ｌｏｔ
）によって前記変速手段（４）が制御され、次に、前記
ステアリング操作位置（θ。）が変化した状態からニュ
ートラル状態になった場合、すなわち、旋回状態から非
旋回状態に変化した場合には、設定時間（Ｔ）経過後に
前記車速制御手段（１０１）によって前記変速手段（４
）を増速側に制御されることになる。

例えば、第４図に示すように直線走行から、助力の障害
物（Ａ）を中心に旋回してもとの直線走行にもどる場合
について説明すれば、直線走行から円軌道への移行時０
点において、前記ステアリングレバー（８）を大きく右
側に操作すると前記旋回判別手段（１００）によって旋
回状態と判別され、前記車速制御手段（１０１）によっ
て前記変速手段（４）を減速側に制御され、旋回中にお
いては前記ステアリング操作位置（θ。）の変化量に応
じて減速走行することになる。そして、■点においてス
テアリング操作位置（θ。）が変化した状態からニュー
トラル状態になった場合、前記設定時間（Ｔ）経過する
まで、すなわち、図中０点から０点までは減速走行を行
ない、前記設定時間（Ｔ）経過後の０点において増速側
に制御され、その後の直線走行を行うことになる。

〔別実施例〕

上記実施例では、前記車速制御手段（１０１）によるス
テアリングレバー位置（θ。）の値に応じた車速の減速
制御を設定関数（ｆ）によって連続的に制御する場合を
例示したが、変速装置の構造によって、段階的に行って
もよい。例えば、第５図に示すように、変速クラッチが
前進３段（Ｆｌ−Ｆ３）、後進３段（Ｂｌ〜Ｂ３）の場
合について説明する。

いま、変速クラッチがＦ３で走行中、左側または右側に
ステアリング操作され、ステアリング角が３０°までは
Ｆｌのままで走行し、ステアリング角か３０°になった
時点で前記変速クラッチを１段低速側であるＦ２に切り
換え、前記ステアリング角が３０°から６０°まではＦ
２のままで走行し、ステアリング角が６０°になった時
点で、さらに１段低速側であるＦｌに切り換え、以降ス
テアリング角が６０°以上においてはＦｌのままで走行
する。前記変速クラッチがＦ２で走行中の場合も同様に
ステアリング角に応じて１段低速側になるように切り換
えるのであるが、前記変速クラッチがＦｌで走行中の場
合には減速域がないので、ステアリング角にかかわらず
Ｆｌのままである。

以上については前進側のみならず後進側においても同様
である。

上記実施例では、旋回角度検出手段（１０２）として、
前記送信機（６）のステアリングレバー（８）の指示情
報を前記受信機（ｌＯ）によって受信されたステアリン
グ操作位置（θ。）によって検出する場合を例示したが
、前記ステアリング角度検出用ポテンショメータ（Ｒ１
）、（Ｒ２）の夫々にて検出される検出操向角（θ１）
、（θ２）のいずれかを用いても良（、具体的構成は各
種変更できる。

また、前述した、第３図のフローチャートに示す車速制
御処理におけるステップ＃５の設定時間（Ｔ）経過後に
増速制御するようにした構成において、前記設定時間（
Ｔ）をスイッチ操作によって零（Ｔ・０）に変更できる
ように構成しても良い。この場合、第６図の示すような
軌道走行において、旋回状態から非旋回状態に変化した
直線部分において直ちに増速制御されることになるから
、全体としてスムーズな走行を行うことができることに
なる。

又、上記実施例では、前後輪（ＩＦ）、　（ＩＲ）の夫
々を左右一対備える４輪形式で、且つ、前後輪（ＩＦ）
、（ＩＲ）の両方をステアリング操作自在に構成した場
合を例示したが、例えば、前輪（ＩＦ）を−個備える３
輪式に構成したり、前輪（ＩＦ）のみをステアリング操
作する形式に構成してもよく、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図は制御構成のブロック図、第２図は制御作動
のフローチャート、第３図は車速制御処理のフローチャ
ート、第４図、第５図、第６図は車速制御の説明図、第
７図は作業車の概略側面図、第８図は従来の車速制御の
説明図である。 （４）・・・・・・変速手段、（１００）・・・・・・
旋回判別手段、（１０１）・・・・・・車速制御手段、
（１０２）・・・・・・旋回角度検出手段。 第 ３ 図 第 図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、旋回状態であるか否かを判別する旋回判別手段（１
   ００）と、車体走行速度を増速並びに減速する変速手段
   （４）とが設けられ、 前記旋回判別手段（１００）にて非旋回状態から旋回状
   態に変化したことが判別されたときは前記変速手段（４
   ）を減速制御し、且つ、前記旋回判別手段（１００）に
   て旋回状態から非旋回状態に変化したことが判別された
   ときは前記変速手段（４）を増速制御する車速制御手段
   （１０１）が設けられた作業車の走行制御装置であって
   、 前記車速変速手段（４）は、前記旋回判別手段（１００
   ）にて旋回状態から非旋回状態へ変化したことが判別さ
   れたときは、前記変速手段（４）を設定時間経過後に増
   速制御するように構成されている作業車の走行制御装置
   。 ２、請求項１記載の作業車の走行制御装置であって、 旋回角度を検出する旋回角度検出手段（１０２）を設け
   、前記車速制御手段（１０１）は、前記旋回角度検出手
   段（１０２）の情報に基づいて前記変速手段（４）を前
   記旋回角度が大きくなるほど大きく減速制御するように
   構成されている作業車の走行制御装置。