JPH0517804B2 - - Google Patents

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JPH0517804B2
JPH0517804B2 JP59251079A JP25107984A JPH0517804B2 JP H0517804 B2 JPH0517804 B2 JP H0517804B2 JP 59251079 A JP59251079 A JP 59251079A JP 25107984 A JP25107984 A JP 25107984A JP H0517804 B2 JPH0517804 B2 JP H0517804B2
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Japan
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aircraft
steering control
steering
detected
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Katsuya Usui
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Kubota Corp
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Publication date
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  • Guiding Agricultural Machines (AREA)
  • Control Of Position, Course, Altitude, Or Attitude Of Moving Bodies (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、走行用ガイドラインに対する機体の
横方向偏位量を検出する倣いセンサを備えて、こ
の倣いセンサによる検出偏位量に基づき、機体を
操向操作して自動走行させる操向制御手段を備え
た作業車の操向制御装置に関する。
〔従来の技術〕
前述のように操向制御装置を、例えば自走式の
コンバインに適用した場合には、圃場に植え付け
られている殻稈列(走行用ガイドラインに相当)
に沿つて機体が走行するように、左右のクローラ
式の走行装置のクラツチを所定時間だけ切操作し
て、操向操作することになる。
又、例えば芝刈作業車等の対地作業車に前述の
操向制御装置を適用した場合には、処理済作業地
と未処理作業地との境界を走行用ガイドラインと
して、所定角度のステアリング操作を行い、機体
が境界に沿つて走行するように操向操作すること
になる。
以上のような操向制御装置においては制御を簡
単にする為に、同一の操向制御量(所定時間の間
だけのクラツチの切り操作や、所定角度のステア
リング操作)で操向操作を行つてから、直進状態
のニユートラルに復帰させるシーケンスを、機体
が走行用ガイドラインに沿うまで繰り返してい
く。
〔発明が解決しようとする問題点〕
しかしながら、作業車が走行する地面の状態は
一定ではなく、湿地や不整地である場合が多いの
で、走行場所によつては走行装置が大きくスリツ
プしたり、あまりスリツプしないような場合があ
る。従つて、同一の操向制御量で操向操作を行つ
ても、実際に機体が向きを変える度合いが走行場
所によつて異なつてくる。
これにより、スリツプし易い作業地では同一の
操向制御量で操向操作を行つても、実際に機体が
向きを変える度合いが小さいので、機体が走行用
ガイドラインに沿うまで、一定量の操向操作を繰
り返し行わねばならない。逆に、実際に機体が向
きを変える度合いが大きければ、同一の操向制御
量で操向操作を行つた場合に、機体が走行用ガイ
ドラインから反対側にオーバーランし易い。
本発明は、作業車が走行する地面の状態に関係
なく、常に安定した操向制御が行えるように操向
制御装置を構成することを目的としている。
〔問題点を解決するための手段〕
本発明の特徴は、以上のような作業車の操向制
御装置を、次のように構成することにある。つま
り、 走行用ガイドラインに対する機体の横方向偏位
量を検出する倣いセンサと、機体が走行用ガイド
ラインに沿うように、倣いセンサによる検出偏位
量に基づいて、機体を操向制御量で操向操作する
操向制御手段とを備えると共に、機体の実際の方
位を検出する方位センサを備え、操向制御量で操
向操作された際の方位センサの検出方位の変化量
と、操向制御量に対応する目標操向量とを比較し
て、検出方位の変化量と目標操向量との差が小さ
くなるように、操向制御量に補正量を増減する操
向制御量補正手段を備えてある。
〔作用〕
前述のように構成した場合、この操向制御装置
にとつて、一回の操向操作で機体が実際にどれだ
け向きを変えれば、適性な操向操作となるかを求
めておき、この機体の実際の適性な操向量を目標
操向量として設定しておく。そして、所定の地面
の条件で操向操作を行つた場合、どれだけの操向
制御量で操向操作を行えば、機体が前述の目標操
向量で実際に向きを変えるかを求めておく。
以上のように設定した状態で、倣いセンサの検
出偏位量に基づき、操向制御手段が前述の操向制
御量で機体の操向操作を行つたとする。
この場合、方位センサにより機体の検出方位の
変化、つまり、実際の機体の向きの変化量を検出
して、目標操向量と実際の機体の向きの変化量が
比較される。そして、目標操向量と実際の機体の
向きの変化量に差があれば、この差が小さくなる
ように、次に行う操向操作用の操向制御量に適量
の補正量を増減操作する。
従つて、例えばスリツプし易い地面等のよう
に、操向制御量に比べて実際の機体の向きの変化
量が小さければ、次の操向操作用の操向制御量が
増大側に操作される。逆に、操向制御量に比べ
て、実際の機体の向きの変化量が大きければ、次
の操向操作用の操向制御量が減少側に操作される
のである。
以上のようにして、操向制御手段による操向制
御量を増減操作して補正していけば、地面の条件
の変化等に関係なく、実際の機体の向きの変化量
と目標操向量の差が小さくなつていき、この両者
が等しいものに近づいていく。
〔発明の効果〕
以上のように、地面の条件の変化等に関係な
く、機体の向きを常に目標操向量に近い量で変え
て行くことができる。これにより、走行装置がス
リツプして、機体が走行用ガイドラインに沿うま
で時間が掛かるとか、機体が走行用ガイドライン
からすぐに反対側にオーバーランしてしまうとか
等の不具当なしに、常に安定した操向制御が行え
るようになる。
〔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1図及び第6図に示すように、圃場の植立殻
稈を引き起こして刈取り、殻稈を搬送しながら横
倒れ姿勢に姿勢変更してフイードチエーン1に受
渡す刈取部2と、フイードチエーン1で挟持搬送
される殻稈を脱穀して穀粒を選別回収する脱穀装
置3とを、左右一対のクローラ式の走行装置4を
装備した機体Vに搭載して、作業車としてのコン
バインを構成してある。
刈取部2の下方には、前方より刈取部2に導入
される殻稈の株元に接当することによつて、
ON/OFF信号を出力する接触式スイツチに構成
された株元センサS0を設けてあり、刈取作業の開
始・停止を検出するようにしてある。
又、刈取部2の先端部に設けられた分草具6
の、左右両端の分草具6a,6bの取付フレーム
7に、機体Vの前方側へ付勢され刈取部2に導入
される殻稈に接当して、その接当位置に対応した
角度分で機体Vの後方側に回動するセンサバー8
と、そのセンサバー8の回動角を検出するポテン
シヨメータRとからなる倣いセンサS1,S2を夫々
設けて、ポテンシヨメータRの出力信号変化に基
づき、走行用ガイドラインとしての殻稈列Hに対
する機体Vの横方向の偏位を検出偏位量βとして
出力するようにしてある。
次に、左右の倣いセンサS1,S2の検出偏位量β
について説明する。第7図に示すように、センサ
バー8の回動角変化に対応して、検出偏位量βを
三つのゾーンa,b,cに分割して検出するよう
にしてある。つまり、センサバー8が最も機体V
の前方側に復帰している状態から、所定角度後方
側へ回動している状態までを、殻稈列Hに対して
離れる方向へ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より更に所定角度後
方側へ回動している状態までを、殻稈列Hに沿つ
ている状態とする不感帯ゾーンbとしている。そ
して、不感帯ゾーンbより更に後方側へ回動して
いる状態を、殻稈列Hに対して入り込みすぎてい
る状態とする深倣いゾーンcとしてある。
倣いセンサS1,S2のポテンシヨメータRの出力
(検出偏位量β)が、三つのゾーンa,b,cの
いずれのゾーンにあるかに基づいて、左右の走行
装置4のクラツチ9を切操作して、検出偏位量β
が不感帯ゾーンb内となるように操向して倣い制
御を行うのである。
又、機体Vには、地磁気変化を感知することに
よつて絶対方位を検出する地磁気センサを用いた
方位センサTを搭載してあり、この方位センサT
による検出方位θに基づいて走行方向の変化を検
出するようにしてある。
方位センサTは第10図に示すように、トロイ
ダルコア10に巻付けたコイルC0にバイアス用
交流電流を通電し、このトロイダルコア10に直
交する方向に45度毎の角度差を付けて、4つのピ
ツクアツプコイルCx,Cg,Cz,Cwをいわゆるた
すきかけに巻付けてある。これにより、ピツクア
ツプコイルCx,Cg,Cz,Cwを横切る地磁気の影
響によつて変動するコイルC0の超電力変動を取
り出し、4つのピツクアツプコイルCx,Cg,Cz
Cwより出力される信号の位相差と、その出力レ
ベルに基づいて絶対方位を検出するように構成し
てある。
尚、基本的には二つのピツクアツプコイルCx
Cgのみによつて方位は検出できるのであるが、
機体Vが傾斜した場合の検出誤差を除去するため
に、他の二つのピツクアツプコイルCz,Cwによ
る検出信号を利用して、四つの検出信号から検出
方位θを、以下に示す関係式(i)、(ii)によつて補正
している。
f(x、g、θ)−f′(z、w、θ)=g(θ)
……(i) f(x、g、0)−f′(z、w、0)=π/4……(ii
) 以下、第2図〜第5図に示すフローチヤートに
基づいて制御装置Gの動作について説明する。
株元センサS0がON状態にあるときに、制御装
置Gに設けた刈取モードの設定スイツチSWの
ON/OFFに対応して、条刈りモードと横刈りモ
ードとの各刈取りモードを選択し、夫々のモード
に対応して倣いセンサS1,S2による検出偏位量β
と、方位センサTによる検出方位θの両検出情報
に基づいて、走行装置4の左右のクラツチ9の一
方を切操作して、機体Vが殻稈列Hに沿つた状態
で、且つ予め設定された基準方位θ0の方向に自動
走行するように操向制御を行うのである。
以下、第3図に示すフローチヤートおよび第8
図に示す説明図に基づいて、殻稈列Hの条方向に
自動走行させる条刈りモードにおける操向制御に
ついて説明する。
この条刈りモードでは、先ず左右の倣いセンサ
S1,S2のうちの既刈側の倣いセンサS1の検出偏位
量βが、第7図のいずれのゾーンa,b,cにあ
るかを判別した後に、反対側の倣いセンサS2の検
出偏位量βのゾーンa,b,cを判別して、各倣
いセンサS1,S2の検出偏位量βが不感帯ゾーンb
にある場合にのみ、方位センサTによる検出方位
θに基づいて、機体Vの向きが基準方位θ0となる
ように操向する方位制御を行うように、倣いセン
サS1,S2による倣い制御を優先するようにしてあ
る。
そして、各倣いセンサS1,S2による検出偏位量
βが深倣いゾーンcにある場合は、直ちに殻稈列
Hの方向に機体Vの向きが復帰するように、機体
Vを所定角度旋回させるべく、対応する側のクラ
ツチ9を所定時間切操作する。
検出偏位量θが浅倣いゾーンaにある場合は、
方位センサTによる検出方位θの変化をチエツク
しながら、目標操向量αだけ機体Vを殻稈列Hの
方向に旋回させる一定角度旋回制御を行う。
第5図に示すように倣いセンサS2の検出偏位量
βに基づいて、クラツチ9を所定時間の間だけ切
操作して、ある操向制御量θ′による機体Vの操向
操作を行つたとする。この場合、方位センサTに
より機体Vの検出方位θの変化量、つまり、実際
の機体Vの向きの変化量を検出して、目標操向量
αと実際の機体Vの向きの変化量を比較する。
そして、目標操向量αと実際の機体Vの向きの
変化量が同じでなければ、この次に行う一定角度
旋回制御の操向制御量θ′を、補正量Δθ分だけ増
減操作する(操向制御量補正手段に相当)。この
ように一定角度旋回制御を行う毎に、操向制御量
θ′を補正していけば、目標操向量αと実際の機体
Vの向きの変化量との差が小さくなつていき、こ
の両者が等しいものに近づいていく。
尚、第8図の破線で示す機体Vの軌跡は、倣い
センサS1,S2のみによる従来の操向制御を行つた
場合を示し、実線の軌跡は方位制御を併用した場
合を示すものである。
次に、第4図に示すフローチヤート及び第9図
に示す説明図に基づいて、条刈りモードによる走
行方向に対して、直交する方向に走行させる横刈
りモードにおける操向制御について説明する。
この横刈りモードでは、まず方位センサTによ
る検出方位θが基準方位θ0に対して不感帯B内に
あるかどうかを判別して、この不感帯B内に機体
Vの向きがある場合にのみ、倣いセンサS1による
検出偏位量βのゾーンa,b,cの判別結果に基
づいて、第5図に示す一定角度旋回による操向制
御をするように、方位制御を優先させてある。
尚、検出方位θが不感帯B外にあるときは、検出
方位θが不感帯B内となるまで大きな旋回半径で
操向させることとなる。
このように横刈りモードでは、条刈りモードに
おける操向制御の場合とは逆に、倣いセンサS1
S2による検出情報と方位センサTによる検出情報
の優先関係が逆になるのであるが、いずれの場合
でも、倣い制御と方位制御とを併用して、刈残し
が発生しないように殻稈列Hに沿つて、且つ基準
方位θ0方向に直線的に自動走行させるのである。
尚、以上説明した横刈りモードで方位制御を優
先させるのは、殻稈列Hの植立方向である条に対
して直交する横方向から殻稈列Hを見ると、殻稈
列Hが条間隔で断続して倣うべき殻稈列Hの直線
性が悪くなる状態となるため、横方向の殻稈列H
にそのまま追従するとかえつて機体Vの蛇行が多
くなり、直進走行性が低下して、刈残しを発生さ
せることがあるからである。
又、殻稈が条を形式するように植立されていな
い、いわゆるバラ播き状態の圃場では、倣うべき
殻稈列Hの条が無いために、条刈りモードによる
操向制御は行えないのであるが、横刈りモードに
よる方位制御を優先した操向制御を行うことによ
つて対応可能となり、圃場状況に拘らず自動的に
刈取り作業を行うことが可能となる。
又、倣いセンサS1,S2による倣い制御と方位セ
ンサTによる方位制御とを併用するものであるか
ら、従来では刈取作業の繰り返しによつて発生し
ていた刈跡の蛇行が累積することが無い。そし
て、繰り返し刈取作業を行うと走行軌跡が逆に直
線的になり、機体Vの向き修正回数が少なくなつ
て作業能率が向上するとともに、作業跡の美観も
良いものとなる。
尚、横刈りモードでは、二つの倣いセンサのう
ち既刈側の倣いセンサS1のみを使用しているが、
残りの倣いセンサS2を補助的に用いるようにして
もよい。
又、基準方位θ0を設定するに、刈取作業開始時
の機体Vの向き、あるいは一行程を走行する間に
サンプリングした検出方位θ、等に基づいて行つ
てもよい。
【図面の簡単な説明】
図面は本発明に係る作業車の操向制御装置の実
施例を示し、第1図は制御システムのブロツク
図、第2図は操向制御の全体的な動作を示すフロ
ーチヤート、第3図は条刈りモードの操向制御の
フローチヤート、第4図は横刈りモードの操向制
御のフローチヤート、第5図は一定角度旋回制御
のフローチヤート、第6図はコンバインの全体側
面図、第7図は倣いセンサの検出ゾーン説明図、
第8図は条刈りモードの操向制御の説明図、第9
図は横刈りモードの操向制御の説明図、第10図
は方位センサの構成を示す略示平面図である。 H……走行用ガイドライン、V……機体、S1
S2……倣いセンサ、T……方位センサ、β……検
出偏位量、θ……検出方位、θ′……操向制御量、
α……目標制御量、Δθ……補正量。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1 走行用ガイドラインHに対する機体Vの横方
    向偏位量を検出する倣いセンサS1,S2と、機体V
    が前記走行用ガイドラインHに沿うように、前記
    倣いセンサS1,S2による検出偏位量βに基づい
    て、機体Vを操向制御量θ′で操向操作する操向制
    御手段とを備えると共に、機体Vの実際の方位を
    検出する方位センサTを備え、前記操向制御量
    θ′で操向操作された際の前記方位センサTの検出
    方位θの変化量と、前記操向制御量θ′に対応する
    目標操向量αとを比較して、前記検出方位θの変
    化量と目標操向量αとの差が小さくなるように、
    前記操向制御量θ′に補正量Δθを増減する操向制
    御量補正手段を備えてある作業車の操向制御装
    置。
JP59251079A 1984-11-27 1984-11-27 作業車の操向制御装置 Granted JPS61128807A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP59251079A JPS61128807A (ja) 1984-11-27 1984-11-27 作業車の操向制御装置

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JP59251079A JPS61128807A (ja) 1984-11-27 1984-11-27 作業車の操向制御装置

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Publication Number Publication Date
JPS61128807A JPS61128807A (ja) 1986-06-16
JPH0517804B2 true JPH0517804B2 (ja) 1993-03-10

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS64417U (ja) * 1987-06-23 1989-01-05

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5558019A (en) * 1978-10-20 1980-04-30 Kubota Ltd Automatic steering control mechanism of travelling farm machine
JPS59173003A (ja) * 1983-03-23 1984-09-29 株式会社クボタ 自動走行作業車

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