JPH0439286B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、前後進いずれにおいても作業自在な
作業車に、走行箇所が未処理作業地であるか否か
を検出する作業地状況検出手段、および走行距離
を検出する距離検出手段を夫々備えさせ、前記両
検出手段の検出情報に基づいて、前記作業地状況
検出手段が処理済作業地検出状態で、かつ、検出
走行距離が、車体進行方向側端部の外方側に作業
範囲設定用処理済作業地が形成された作業地の一
行程長さに基づいて設定された基準距離以上にな
ると、次行程側へのステアリング状態で走行させ
た後進行方向を逆転させて走行させる幅寄せ走行
手段を設けた自動走行作業車の方向転換制御装置
に関する。

〔従来の技術〕

上記この種の方向転換制御装置では、作業地
状況検出手段による検出作業地状況が処理済作業
地であり、かつ、各行程での検出走行距離が予め
設定された基準距離以上となつた場合に進行方向
を逆転させるように制御していた。

また、作業地状態が悪く、行程端で前記作業地
状況検出手段が処理済作業地を検出できなかつた
場合に対応するために、前記検出走行距離が基準
距離に所定距離を加えた値以上走行した箇所で強
制的に進行方向を逆転させるように制御してい
た。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかしながら、上記従来手段では、正常に方向
転換した場合も、強制的に方向転換した場合も、
次行程側へのステアリング状態で走行させた後進
行方向を逆転させるという同一制御パターンで幅
寄せ走行させるものであつた。従つて、上記のよ
うに強制的に方向転換させると、進行方向を逆転
させる時期が遅れるために、作業範囲外での空走
距離が長くなり、その結果、作業範囲設定用処理
済作業地をはみ出してしまい、例えば作業地外に
ある障害物に衝突する虞がある。また、前記作業
地状況検出手段が次行程の未処理作業地を検出す
るまでの時間が多くかかるため、次行程に対する
車体の向きが大きくずれたりして、作業効率が悪
くなる不都合があつた。

本発明は、上記実情に鑑みてなされたものであ
つて、その目的は、所定の方向転換エリア内で効
率良く進行方向を逆転させることができるように
する点にある。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明による自動走行作業車の方向転換制御装
置の特徴構成は、前記作業地状況検出手段が未処
理作業地検出状態であつても検出走行距離が前記
基準距離に所定距離を加えた値以上になると、次
行程側へのステアリング状態で進行方向を逆転さ
せて走行させる強制幅寄せ走行手段を設けた点に
あり、その作用ならびに効果は次の通りである。

〔作用〕

すなわち、作業地状況検出手段が未処理作業地
検出状態であつても、検出走行距離が一行程の設
定基準距離に対して所定距離以上になるとその時
点で次行程側へのステアリング状態で進行方向を
逆転させるのである。ただし、作業地状況検出手
段が処理済作業地検出状態にあり、かつ、検出走
行距離が基準距離以上となつた場合は、従来同様
に次行程側へのステアリング状態で走行した後進
行方向を逆転させることとなる。

〔発明の効果〕

したがつて、作業地状況検出手段が、誤つて、
処理済作業地を検出できなかつた場合であつて
も、基準距離を所定距離オーバーした箇所で進行
方向を逆転させるので、上記所定距離以上に作業
範囲をはみ出して走行することがないので、作業
地外にある障害物等に作業車が衝突したりするこ
とを防止でき、又、不必要に空走しないので方向
転換に要する時間が短くなつて作業効率が低下し
ないものにできたのである。

〔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４図および第５図に示すように、前・後輪
２，３のいずれをもステアリング操作可能に構成
された車体１の中間部にデイスク型刈刃を内装し
た芝刈装置４を上下動自在に懸架するとともに、
作業地Ａの境界である未処理作業地としての未刈
地Ｂと処理済作業地としての既刈地Ｃの境界Ｌを
検出するための倣いセンサ５を、車体１前方およ
び後方の左右に夫々配置されるように、その其端
部を前記芝刈装置４に固定された前後各フレーム
９の先端部に設け、進行方向に対して前方側の倣
いセンサ５による前記境界Ｌ結果に基づいて、操
向制御されて所定範囲の作業地Ａを、前進、後進
いずれも差のない状態で前記未刈地Ｂと既刈地Ｃ
の境界Ｌに沿つて自動走行可能な自動走行作業車
としての芝刈作業車を構成してある。

また、前記車体１には、走行距離ｌを連続的に
検出するために、走行距離検出手段を構成する単
位走行距離当たり所定個数のパルス信号を発生す
る距離センサ６としての従動輪６Ａと、車体１の
走行方向（方位）を検出するために、地磁気の強
度変化を感知することによつて方位を検出する地
磁気センサを方位センサ７として設けてある。

尚、前記前輪２，２および後輪３，３はそのい
ずれをもステアリング操作可能に構成してあるこ
とから、前・後輪２，３を同一方向にステアリン
グ操作することによつて車体１の向きを変えるこ
となく平行移動する平行ステアリング形式と、
前・後輪２，３を相対的に逆方向にステアリング
操作することによつて非常に小さい旋回半径で旋
回する旋回ステアリング形式との、異なるステア
リング形式によつて、操向制御可能に構成してあ
る。

前記倣いセンサ５を構成するに、発光素子P₁
と受光素子P₂とを一対としてスリツトを介して
対抗する位置に配置した、いわゆるフオトインタ
ラプタ式の二つの光センサS₁，S₂を、車体１に対
して左右方向に並ぶように前記フレーム９先端部
に固定してある。そして、前記発光素子P₁と受
光素子P₂との間を通過する芝の有無を感知する
ことによつて、前記光センサS₁，S₂が未刈地Ｂ、
既刈地Ｃのいずれの上に有るかを判別し、その検
出結果の組み合わせ、つまり、境界側でかつ車体
１の外側にある光センサS₁が既刈地Ｃを検出する
とともに車体１の内側にある光センサS₂が未刈地
Ｂを検出している状態を境界Ｌに沿つている状態
として境界Ｌと車体１との位置関係を判別すると
ともに、走行箇所が、未刈地Ｂであるか既刈地Ｃ
であるかを検出するための作業地状況検出手段に
兼用構成してあり、左右両倣いセンサ５，５が既
刈地Ｃを検出した状態を一行程が終了したものと
して、次行程に移動させるための方向転換制御を
起動するようにしてある。ところで、前記光セン
サS₁，S₂から得られる未刈地Ｂ・既刈地Ｃの判別
信号は芝が断続的に通過するために、非連続なパ
ルス状の信号となる。従つて、連続した判別信号
となるように、積分処理を行つた後に後記制御装
置１０に入力すべく構成してある。

前記光センサS₁，S₂からの信号を積分処理する
に、第１図に示すように、前記距離センサ６の出
力パルス数をカウントして予め設定されたカウン
ト値毎にキヤリー信号P₄を出力するプログラマ
ブルカウンタ１１と、このカウンタ１１のキヤリ
ー信号P₄によつてリセツトされるフリツプフロ
ツプ１２を設け、前記受光素子S₂の出力信号P₃
によつて前記カウンタ１１をリセツトするととも
にフリツプフロツプ１２をセツトすべく構成して
あり、このカウンタ１１とフリツプフロツプ１２
によつてデジタルフイルタ１３に構成して、前記
未刈地Ｂと既刈地Ｃ夫々の状態に対応する連続し
た境界Ｌの判別信号P₀を得るようにしてある。

以下、このデジタルフイルタ１３の動作を簡単
に説明する。

前記カウンタ１１は、そのカウント値に拘らず
前記受光素子P₂の出力パルス信号P₃によつて繰
り返しリセツトされるとともに、フリツプフロツ
プ１２はセツトされる。そして、芝が無くなつて
このパルス信号P₃が“Ｌ”レベルになり、かつ、
単位走行距離走行して、前記カウンタ１１がこの
単位走行距離に対応するカウント値まで前記距離
センサ６の出力信号P₅をカウントした場合にの
み、前記カウンタ１１はキャリー信号P₄を出力
してフリツプフロツプ１２をリセツトする。

従つて、このフリツプフロツプ１２の出力には
芝感知状態すなわち未刈地Ｂ検出に対応する
“Ｈ”レベルまたは芝無状態すなわち既刈地Ｃ検
出に対応する“Ｌ”レベルを連続的に繰り返す作
業地状況検出信号P₀が得られるのである。

なお、前記倣いセンサ５，５としては、前記光
センサS₁，S₂を用いるものに限らず、接触式・非
接触式を問わず、どのような形式のセンサから構
成してもよい。そして、その検出信号から作業地
状況検出信号P₀を得るための信号処理は、夫々
センサの形式に対応して適宜行えばよい。

以下、前記構成になる倣いセンサ５、距離セン
サ６、および方位センサ７による各検出パラメー
タに基づいて、芝刈作業車の走行を制御する制御
システムについて説明する。

第１図に示すように、制御システムは、主要部
をマイクロコンピユータによつて構成された制御
装置１０に、前記各センサ５，６，７からの信号
を入力してあり、これら各センサ５，６，７によ
る検出パラメータを演算処理することによつて、
車体１の走行方向や走行速度を自動的に制御すべ
く、前・後輪２，３夫々のステアリング操作を行
う油圧シリンダ１４，１５を作動させる電磁バル
ブ１６，１７および油圧式無段変速装置１８の変
速位置を操作するモータ１９等の各アクチユエー
タを駆動する制御信号を生成すべく構成してあ
る。

尚、第１図中、R₁，R₂は前・後輪２，３の実
際のステアリング量を検出して制御装置１０にフ
イードバツクするためのポテンシヨメータであ
り、R₃は同様にして変速装置１８の変速位置を
検出して制御装置１０にフイードバツクするため
のポテンシヨメータである。

そして、予め外周テイーチング等によつて、そ
の大きさ（各辺の長さ）を設定され、外周の外側
を作業範囲設定用既刈地Ｃとした所定範囲の作業
地Ａ内部の未刈地Ｂを、前記作業地Ａの大きさと
芝刈装置４の作業幅Ｄとに基づいて算出した行程
数とその基準方位Ψ₀とに基づいて、各行程間を
走行するための操向制御と一つの行程を終了後進
行方向を逆転させて次行程へ移動するための方向
転換制御とを繰り返しながら対地作業としての芝
刈作業を行うのである。

そして、前記操向制御中は、未刈地Ｂと既刈地
Ｃとの境界側にある倣いセンサ５による前記境界
Ｌに対する車体１のずれ方向検出結果に基づいて
前記前・後輪２，３を同一方向にステアリング操
作する平行ステアリングによつて境界Ｌに対する
車体１の位置修正を行う倣い制御と、前記基準方
位Ψ₀と方位センサ７による検出方位Ψとの比較
結果に基づいて、前記前・後輪２，３を逆方向に
ステアリング操作する旋回ステアリングによつて
車体１の向き修正を行う方位制御とを併用して、
各行程での直進性を維持しながら境界Ｌに沿つて
自動走行するように制御するのである。

一方、前記方向転換制御は、前記両倣いセンサ
５，５が既刈地Ｃを検出し、距離センサ６による
検出距離ｌが各行程の距離に基づいて設定された
基準距離lnに達したことを検出した場合に、車体
１が行程端部に至つたものと判断して、起動され
るように制御するのである。尚、前記検出距離ｌ
が基準距離lnに対して所定距離l₁′以上となると
前記両倣いセンサ５，５が既刈地Ｃを検出しない
場合であつても、強制的に方向転換が開始される
ようにしてある。

また、前記方向転換制御には、第一の幅寄せ走
行パターンと第二の強制幅寄せ走行パターンとが
あり、第２図及び第３図に示すように、前記第一
のパターンは、倣いセンサ５が行程端部を検出
し、検出走行距離ｌが各行程の基準距離lnに達す
ると、所定距離l₁を直進した後、同進行方向に対
して斜め方向に平行ステアリングターンして隣接
した次行程側に車体１を移動させて停止し、前記
進行方向とは逆方向に発進し、方位制御しながら
所定距離l₂空走して、前記第一の転換パターンを
終了し、倣いセンサ５が未刈地Ｂを検出すると、
倣いセンサ５及び方位センサ７により境界Ｌに沿
つて自動走行するように操向制御するのである。
又、前記第二のパターンは、倣いセンサ５が行程
端部を検出せず、前記走行距離ｌが各行程の基準
距離lnを所定距離l₁′オーバーした後は、車体１
を停止し、逆進行方向に対して斜め方向に平行ス
テアリングターンして次行程に車体１を移動させ
て、以下上記と同様に境界に沿つて自動走行する
ように操向制御を行う。

尚、車体１が前記所定距離l₂を空走後、未刈地
を検出しない場合は、方位制御をしながらさらに
所定距離l₃を空走させた後、次行程の層操向制御
を開始することになる。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明に係る自動走行作業車の方向転換
制御装置の実施例を示し、第１図は制御システム
のブロツク図、第２図は制御装置の動作を示すフ
ローチヤート、第３図イ，ロは方向転換の説明
図、第４図は芝刈作業車の全体平面図、そして、
第５図は倣いセンサの要部正面図である。 １……作業車、５……作業地状況検出手段、６
……距離検出手段、Ａ……作業地、Ｂ……未処理
作業地、Ｃ……処理済作業地、Ｌ……境界、ｌ…
…走行距離、ln……基準距離、l₁′……所定距離。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 前後進いずれにおいても作業自在な作業車１
   に、走行箇所が未処理作業地Ｂであるか否かを検
   出する作業地状況検出手段５、および走行距離を
   検出する距離検出手段６を夫々備えさせ、前記両
   検出手段５，６の検出情報に基づいて、前記作業
   地状況検出手段５が処理済作業地Ｃ検出状態で、
   かつ、検出走行距離ｌが、車体進行方向側端部の
   外方側に作業範囲設定用処理済作業地Ｃが形成さ
   れた作業地Ａの一行程長さに基づいて設定された
   基準距離ln以上になると、次行程側へのステアリ
   ング状態で走行させた後進行方向を逆転させて走
   行させる幅寄せ走行手段を設けた自動走行作業車
   の方向転換制御装置であつて、前記作業地状況検
   出手段５が未処理作業地Ｂ検出状態であつても検
   出走行距離ｌが前記基準距離lnに所定距離l₁′を
   加えた値以上になると、次行程側へのステアリン
   グ状態で進行方向を逆転させて走行させる強制幅
   寄せ走行手段を設けた自動走行作業車の方向転換
   制御装置。