JPH05113821A - 作業車の走行制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 作業車の操作のためのきめ細かい方向センシ
ングを行いうる走行制御装置を提供する。 【構成】 未処理作業地と処理済作業地とを識別する識
別手段２１と、前記識別手段２１によって検出される未
処理作業地と処理済作業地との境界線に沿って未処理作
業地を走行する走行装置２０とを備えて構成してある作
業車の走行制御装置であって、前記識別手段２１を、未
処理作業地であるか処理済作業地で有るかを検出する検
出手段２２と、その検出手段２２を車幅方向に揺動する
揺動機構２３とで構成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、未処理作業地と処理済
作業地との境界を識別する識別手段の検出情報に基づい
て、未処理作業地と処理済作業地との境界線に沿って走
行させるように構成してある作業車の走行制御装置に関
する。

【０００２】

【従来の技術】この種の作業車の走行制御装置は、例え
ば、芝刈り作業、農作業等を人手を介さずに行うための
自走式の作業車に用いられるものであり、従来では、車
体前部中央及び両端部に合計三つのフォトインタラプタ
式の検出手段を固定設置して、未処理作業地と処理済作
業地との境界を検出する識別手段を構成していた。例え
ば、芝刈り作業車の場合、前記各検出手段は芝の有無を
検出するもので、処理済作業地では芝が刈り取られて芝
を検出できないが、芝が未だ刈り取られていない未処理
作業地では芝が検出できることを利用したものである。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上述の従来技
術では、複数の検出手段が車幅方向に固定設置されたも
のであったので、それら検出手段間のどの位置に境界が
位置しているのかを正確に把握することが困難であっ
た。さらに、芝刈り作業車の場合、芝の生息密度が小な
るときには、未処理作業地であるにも係わらず検出手段
により処理済作業地であると検出される虞もある。その
結果、境界線から大きく離れて未処理作業地を走行した
り、或いは処理済作業地を再度走行するように走行制御
が行われることとなり、作業効率が著しく低下するとい
う欠点がある。本発明の目的は上述した従来欠点を解消
する点にある。

【０００４】

【課題を解決するための手段】この目的を達成するた
め、本発明による作業車の走行制御装置の特徴構成は、
前記識別手段を、未処理作業地であるか処理済作業地で
有るかを検出する検出手段と、その検出手段を車幅方向
に往復移動する移動機構と、前記検出情報に基づいて前
記境界を判別する手段とから構成してある。

【０００５】

【作用】検出手段を移動機構により車幅方向に往復移動
して、移動中における検出手段の検出情報に基づいて、
つまり、各移動位置と各移動位置に対する検出値とから
判別手段が未処理作業地と処理済作業地との境界を判別
する。

【０００６】

【発明の効果】従って、本発明によれば、未処理作業地
であるか処理済作業地で有るかを検出する検出手段の数
を増すことなく、未処理作業地と処理済作業地との境界
を正確に識別することができ、作業効率を向上すること
ができるようになった。

【０００７】

【実施例】以下、実施例を説明する。図４及び図５に示
すように、エンジンＥを搭載した車体Ｖの下部に芝刈り
用の回転刃体２を取り付けるとともに、操向用の遊転前
輪１Ｆと駆動ケース３を介してエンジンＥの駆動力が伝
達される左右一対の駆動後輪１Ｌ，１Ｒとからなる走行
車輪と、それら走行車輪による走行を制御するマイクロ
コンピュータ等でなる走行制御装置等を取り付けて芝刈
り用の作業車を構成してある。前記前輪１Ｆは、前記前
輪１Ｆを直接操向するステアリングギア１Ａと、自動操
向用のステアリングモータＭ１と、ステアリングモータ
Ｍ１の駆動をステアリングギア１Ａに伝達するモータギ
ア１Ｂとからなる操向機構を介して前記車体Ｖに取り付
けてある。図２及び図４に示すように、車体Ｖの前端部
には、未刈り芝の有無を検出する反射式フォトインタラ
プタでなる四つの芝高さ検出センサＳ１，Ｓ２，Ｓ３，
Ｓ４を、車体Ｖの車幅方向に往復移動する移動機構とし
ての揺動機構２３を介して分散配置してある。即ち、前
記芝高さ検出センサＳ１，Ｓ２，Ｓ３，Ｓ４が芝高さが
大で刈り取られていない未処理作業地Ａであるか芝が刈
り取られて芝高さが小なる処理済作業地Ｂであるかを検
出する検出手段２２を構成して、検出手段２２と揺動機
構２３と後述する判別手段Ｈとが、未処理作業地Ａと処
理済作業地Ｂとを識別する識別手段２１を構成する。前
記走行制御装置は、図１乃至図３に示すように、周囲が
刈り込まれた処理済作業地Ｂと未処理作業地Ａとの境界
線Ｌの示す方向を基準方位として設定する基準方位設定
手段１０と、前記基準方位に向かう第一作業行程に車体
Ｖを往動走行させて芝を刈る往動走行制御手段１１と、
前記第一作業行程に隣接する未処理作業地Ｂであって、
前記基準方位に対して反転した方位に向かう第二作業行
程に車体Ｖを復動走行させて芝を刈る復動走行制御手段
１２と、前記第一作業行程から前記第二作業行程に車体
を自動旋回する旋回手段１３と、前記旋回手段１３によ
る車体の旋回角度を前記走行車輪１Ｆの回転数を用いて
検出する旋回角度検出手段１４と、その旋回角度検出手
段１４による検出旋回角度が設定旋回角度となるまで前
記旋回手段１３を作動させる旋回制御手段１５とを備え
て構成してある。

【０００８】以下に詳述する。前記基準方位設定手段１
０は、トロイダルコアを用いたフラックスゲート方式の
地磁気センサＳ０と、初期に作業者により車体Ｖが第一
作業行程に操向されたときに、地磁気センサＳ０により
検出された地磁気の向きＪと前記境界線Ｌとのなす角度
θを基準方位として記憶するメモリＭＥＭとで構成して
ある。前記揺動機構２３は、一端が車体両端側に各別に
枢着された“く”の字型のアーム２４をバネ２７で車体
Ｖの中央部に付勢するとともに、前記アーム２４間に偏
心カム機構２５を配して構成してある。前記アーム２４
の他端には両端部に芝高さ検出センサＳ１，Ｓ２，或い
はＳ３，Ｓ４を車幅方向に間隔Ｗだけ隔てて配置した取
り付け部材２６を対地高さを調節自在に前記アーム２４
に取り付けてある。前記偏心カム２５Ａがモータｍにて
回転すると、左右のアーム２４が車幅方向に揺動して、
芝高さ検出センサＳ１，Ｓ２，或いはＳ３，Ｓ４が走査
距離Ｗ／２だけ往復走査する。図２に示すように、前記
揺動機構２３により揺動走査される芝高さ検出センサＳ
１，Ｓ２或いはＳ３，Ｓ４により、取り付け部材２６が
取り付けられた対地高さにおける芝の有無が、走査距離
Ｗ／２を８分割した間隔でサンプリングされ、１往復の
走査によりセンサ間隔Ｗ間で１６個のデータＤ₀ からＤ
₁₅が得られる。サンプリング間隔は前記偏心カム２５Ａ
に取り付けられたポテンショメータＰにより走査位置を
検出することで定める。各データは、芝検出時に
“１”、未検出時に“０”を示すデジタルデータであ
り、未処理作業地Ａと処理済作業地Ｂの境界が、“０”
と“１”との境界に対応する。そして、前記マイクロコ
ンピュータを利用して構成される判別手段Ｈが、下記式
に基づいて境界に対する位置偏差Ｘを求める。

【数１】Ｘ＝８−（Ｄ₀ ＋Ｄ₁ ＋……Ｄ₁₅） 前記往動走行制御手段１１及び前記復動走行制御手段１
２は、車体Ｖを前記基準方位或いは反転方位に向けるべ
く前記ステアリングモータＭ１を制御するとともに、前
記識別手段２１により検出される未処理作業地Ｂと処理
済作業地Ａとの境界線Ｌと芝高さ検出センサＳ１，Ｓ２
或いはＳ３，Ｓ４の中央位置が合致するように走行させ
る。図６及び図７に示すように、前記駆動後輪１Ｌ，１
Ｒの内側部分には、車体Ｖの旋回時に旋回中心側の車輪
を地面から浮上させるとともに、旋回中心を形成する一
対の接地体９を接地機構により昇降自在に取り付けてあ
る。前記接地機構は、左右一対のクの字型のリンク４の
屈曲部を支点Ｐ１，Ｐ２周りに揺動自在に前記駆動ケー
ス３に取り付け、リンク４の一端部に接地体９を、他端
部に接地体９を上方に付勢するスプリング５を取り付け
るとともに、そのスプリング５の付勢力に抗して一方の
接地体９を接地させるカム機構６とで構成してある。前
記カム機構６は、カム６Ａと、カム６Ａを回転するギア
７連結されたモータ８とで構成してあり、カム６Ａが９
０°回転するたびに一対の接地体９の双方が前記駆動後
輪１Ｌ，１Ｒより上昇する上昇姿勢と、一方が下降して
その方向の車輪を地面から浮上させるとともに旋回中心
を形成する下降姿勢とを繰り返す。即ち、前記遊転前輪
１Ｆと前記駆動後輪１Ｌ，１Ｒと前記接地機構とで、そ
の駆動後輪１Ｌ，１Ｒのうち旋回中心とは反対側の走行
装置の駆動により前記第一作業行程から前記第二作業行
程に車体Ｖを自動旋回する旋回手段１３を構成する。前
記前輪１Ｆには、その回転数を検出するエンコーダを設
けて旋回角度検出手段１４を構成してある。前記旋回制
御手段１５は、前記旋回角度検出手段１４による検出旋
回角度が予めスリップ率を考慮して設定され前記メモリ
ＭＥＭに格納された設定旋回角度となるまで前記旋回手
段１３により車体Ｖを旋回する。前記復動走行制御手段
１２は、さらに、前記旋回制御手段１５による旋回作動
の終了の度に車体の向く方位を前記地磁気センサＳ０で
検出し、その検出旋回方位を前記メモリＭＥＭに記憶す
るとともに、過去の検出旋回方位の移動平均を演算導出
して、その値を反転方位として前記第二作業行程を復動
走行させる。即ち、前記地磁気センサＳ０が旋回方位検
出手段１６となる。

【０００９】以上まとめると、図３に示すように、前記
芝刈り用作業車は、前記走行制御装置により周囲が既に
刈り取られた処理済作業地Ｂで囲まれた未刈りの未処理
作業地Ａを作業領域として、未処理作業地Ａと処理済作
業地Ｂとの境界Ｌに沿って、作業地の一端側から他端側
に向かって自律走行し、端部に達すると未処理作業地Ａ
側に旋回するという往復走行を繰り返して芝刈り作業を
自動的に行う。即ち、初期設定された基準向きと地磁気
センサＳ０で確認される地磁気の向きＪとの成す角度
と、識別手段２１の情報に基づいて前輪１Ｆを操作して
往動走行し、識別手段２１によるサンプリングデータの
全てが既刈り地Ｂである旨を検出すると端部に達したと
判断して車体を旋回させて、地磁気センサＳ０で確認さ
れた地磁気の向きＪとの成す角度が往動時に対して約１
８０°異なる方向に復動走行する。

【００１０】以下、本発明の別実施例を説明する。先の
実施例では、旋回中心側の車輪を上昇させて自ら旋回中
心を形成する接地体を備えて旋回手段を構成する例を説
明したが、接地体を設けることなく旋回中心側の車輪の
回転をブレーキにより阻止して、ロックされた車輪自体
を回転中心として旋回するように旋回手段を構成しても
よい。先の実施例では、一対の芝高さ検出手段の中央で
揺動機構による揺動中心に作業地の境界線Ｌがくるよう
に走行制御する例を示したが、芝刈り用の回転刃体２と
の相対的な位置に基づき刈り残しが発生しないように、
回転刃体２の幅内であれば任意である。先の実施例で
は、最新のサンプリングデータに基づきその都度走行制
御するものを説明したが、複数の過去のデータの移動平
均に基づき走行制御してもよく、さらには、走行制御を
複数回のサンプリングに対して１回だけその移動平均に
基づき走行制御を行うことで、頻繁なる操向制御を回避
することができる。先の実施例では芝刈り用作業車につ
いて説明したが、作業車としてはこの他にコンバイン等
の農用作業車に用いることができる。

【００１１】尚、特許請求の範囲の項に図面との対照を
便利にするために符号を記すが、該記入により本発明は
添付図面の構成に限定されるものではない。

【図面の簡単な説明】

【図１】走行制御装置のブロック構成図

【図２】要部の説明図

【図３】作業形態の説明図

【図４】車体の概略平面図

【図５】車体の概略側面図

【図６】接地体の背面図

【図７】接地体の背面図

【符号の説明】

Ａ 未処理作業地 Ｂ 処理済作業地 ２０ 走行装置 ２１ 識別手段 ２２ 検出手段 ２３ 移動機構

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 未処理作業地（Ａ）と処理済作業地
   （Ｂ）との境界を識別する識別手段（２１）の検出情報
   に基づいて、未処理作業地（Ａ）と処理済作業地（Ｂ）
   との境界線（Ｌ）に沿って走行させるように構成してあ
   る作業車の走行制御装置であって、 前記識別手段（２１）を、未処理作業地（Ａ）であるか
   処理済作業地（Ｂ）で有るかを検出する検出手段（２
   ２）と、その検出手段（２２）を車幅方向に往復移動す
   る往復移動機構（２３）と、前記検出手段（２２）の検
   出情報に基づいて前記境界を判別する判別手段（Ｈ）と
   から構成してある作業車の走行制御装置。