JPH0521243B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、機体の向きを検出する方位センサを
設け、前記機体が予め設定された基準方位の方向
に向かつて走行するように、前記方位センサによ
る検出情報に基づいて自動的に操向操作する方位
制御手段を設け、そして、優先的に操向操作自在
な手動操向手段を設けてある自動走行作業車の操
向制御装置に関する。

〔従来の技術〕 上記この種の自動走行作業車の操向制御装置
は、作業車が所定の作業行程に沿つて直進するよ
うに、予め設定した基準方位に向けて自動走行さ
せるように構成されたものである。そして、例え
ば、一時的に機体の向きを変えたり修正したりで
きるように、優先的に操向操作自在な手動操向手
段を併設してある。

ところで、従来では、上記方位制御手段による
操向操作の基準となる基準方位は、例えば、人為
的な操作にて予め作業行程に沿つて走行させるこ
とによりテイーチングしたり、作業前に人為設定
するようにしてあり、設定された後は作業が終了
するまで変更しないようにしてあつた。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかしながら、上記従来構成では、一旦設定さ
れた基準方位は、作業が終了するまで変更される
ことがないために、例えば、テイーチングした基
準方位が実際の作業行程の向きからずれていたよ
うな場合や、作業の進行に伴つて実際の作業行程
の向きが基準方位からずれてきた場合には、作業
車の走行方向が、設定された基準方位に一致して
いるにも拘らず、実際の作業行程からずれる状態
となり、手動操作による修正を繰り返す頻度が高
くなつて、自動走行させ難い状態となる虞れがあ
る。従つて、予め設定した基準方位と実際の作業
行程方向とのずれが大きくなると、作業途中で基
準方位を再設定する必要が生じる場合もあり、作
業が中断されて作業効率が低下する不利がある。

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、作業行程の方向と予め設定し
た基準方位とがずれていた場合には、そのずれ
を、実際の作業行程の方向に向けて自動的に修正
できるようにすることにある。

〔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操向制御装置の
特徴構成は、前記手動操向手段により同じ方向へ
の操向操作が繰り返し行われた場合は、前記手動
操向手段による操向操作方向に向けて前記基準方
位を所定角度変更する基準方位変更手段を設けて
ある点にあり、その作用並びに効果は以下の通り
である。

〔作 用〕

すなわち、手動操向手段により同じ方向への操
向操作が繰り返し行われた場合は、基準方位と実
際の作業行程の方向とがずれているものと判断し
て、手動にて操向操作された方向、つまり、実際
の作業行程の方向に向けて基準方位を所定角度変
更するものである。

〔発明の効果〕

従つて、手動操向手段により同じ方向への操向
操作が繰り返し行われた場合に、その操向方向に
向けて基準方位を所定角度変更するので、基準方
位が作業車が実際に走行する作業行程の向きに対
応した方位に自動修正されることとなり、作業を
中断して再設定することなく、基準方位を実際の
走行方向に対応したものにできる。

〔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５図に示すように、圃場の稲、麦等の植立茎
稈を引き起こして刈り取ると共に、刈取茎稈を搬
送しながら横倒れ姿勢に姿勢変更して、脱穀フイ
ードチエーン１に受け渡す刈取部２と、前記脱穀
フイードチエーン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とを、左右一
対のクローラ走行装置４，４を装備した機体Ｖに
搭載して、自動走行作業車としての自走式コンバ
インを構成してある。

又、機体Ｖの向きを検出する手段として、地磁
気変化を感知することにより絶対方位を検出する
地磁気センサ利用の方位センサ８を、機体Ｖの上
部に設けてある。

又、第１図及び第５図に示すように、前記刈取
部２の下方には、前方より前記刈取部２に導入さ
れる茎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て構成さ
れた株元センサS₀を設けてあり、この株元センサ
S₀による検出情報に基づいて刈取作業中であるか
否かを判別して、詳しくは後述するが、前記方位
センサ８による検出情報に基づいて、機体Ｖを予
め設定された基準方位αの方向に向けて自動走行
させるための方位制御手段１００を起動・停止す
るための制御情報として用いるようにしてある。

又、第１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両端の分草具５ａ，５ｂの取
り付けフレーム６，６夫々には、前記機体Ｖの前
方側に向けて付勢され、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Ｖの後方側に揺動するセンサバ
ー７と、そのセンサバー７の揺動角度を検出する
ポテンシヨメータＲとからなる倣いセンサS₁，S₂
を設けてあり、茎稈Ｈに対する機体Ｖの横方向の
偏位を検出するようにしてある。尚、圃場に植立
された茎稈Ｈが、前記センサバー７に対して断続
的に接当することから、前記ポテンシヨメータＲ
から得られる信号は、断続して変化することとな
る。従つて、前記茎稈Ｈに対する機体Ｖの横方向
の偏位を検出するためには、前記ポテンシヨメー
タＲの出力信号を平均化したり、単位時間当たり
の最大値を検出する等の信号処理を行うこととな
る。

又、エンジンＥからの出力を、油圧式無段変速
装置９を介して走行用ミツシヨン部１０に伝達す
るように構成してあり、前記ミツシヨン部１０へ
の入力軸１０ａの回転数を検出することにより、
走行速度や走行距離を検出する回転数センサ１１
を設けてある。

又、前記ミツシヨン部１０から前記左右一対の
クローラ走行装置４，４への動力伝達を左右各別
に断続する操向クラツチブレーキ１２Ｌ，１２
Ｒ、この操向クラツチブレーキ１２Ｌ，１２Ｒを
入り切り操作する油圧シリンダ１３Ｌ，１３Ｒ、
及び、この油圧シリンダ１３Ｌ，１３Ｒを左右各
別に作動させる制御弁１４を設けてある。

又、前記各センサS₁〜S₂，８，１１による検出
情報に基づいて、機体Ｖを前記茎稈Ｈに追従して
自動走行させると共に、予め設定した基準方位α
の方向に向けて走行させるべく制御する方位制御
手段１００兼用の制御装置１５を設けると共に、
前記基準方位αを記憶させるメモリ１６を設けて
ある。

又、前記刈取部２の後方に設けられた操縦部１
７に、前記方位制御手段１００に優先して操向操
作する手動操向手段１０１を構成する左右一対の
操向レバー１７Ｌ，１７Ｒを、それらが入り操作
されるに伴つて、前記操向クラツチブレーキ１２
Ｌ，１２Ｒを左右各別に切り操作するように設け
てある。つまり、前記左右一対の操向レバー１７
Ｌ，１７Ｒの操作を各別に検出する操向スイツチ
１８Ｌ，１８Ｒを設け、この操向スイツチ１８
Ｌ，１８Ｒの何れかがONされるに伴つて、前記
方位制御手段１００による操向操作中であつて
も、前記制御弁１４を優先して作動させることに
より、手動操作にても操向できるようにしてあ
る。

以下、前記制御装置１５の動作を説明しなが
ら、前記基準方位αを設定する手段、前記方位制
御手段１００により機体Ｖを基準方位αの方向に
向かつて自動走行させると共に、茎稈Ｈに沿つて
自動走行させる刈取制御、及び、一つの作業行程
の終了後においてその行程と交差する方向に向か
う次の作業行程へ機体Ｖを自動走行させるターン
制御について説明する。

すなわち、第４図に示すように、刈取作業のた
めに自動走行させることを、前記刈取制御とター
ン制御とを繰り返し行いながら、いわゆる回り刈
り作業形態で行わせるものであり、そして、かか
る自動的な刈取作業を開始する前に、予め刈取作
業範囲の最外周部を人為的に操縦しながら刈取作
業を行つて、自動的な刈取作業を行うに必要な情
報、つまり、前記基準方位αを検出させると共に
前記メモリ１６に記憶させておき、その記憶され
た情報及び前記ターン制御にて行わせるターンの
パターン等の設定記憶させた情報に基づいて、前
記変速装置９及び操向クラツチブレーキ１２Ｌ，
１２Ｒの作動を制御することにより、自動走行さ
せるようにしてある。

つまり、予め刈取作業範囲の最外周部を人為的
に操縦しながら走行して刈取作業を行うことによ
り、ターンに必要ないわゆる枕地を形成すると共
に、前記株元センサS₀がONしてからOFFするま
での間つまり一つの作業行程の始端部から終端部
に至る間における前記方位センサ８による検出方
位θを繰り返しサンプリングし、一つの作業行程
の全長に亘る平均方位を、作業範囲を囲む各辺毎
の作業行程における走行方向を示す基準方位αと
して、前記メモリ１６に記憶させるのである。そ
して、上述した前記基準方位αを記憶設定すべ
く、刈取作業範囲の最外周部を人為的に操縦しな
がら走行させる処理を、以下において外周テイー
チングと呼称する。

ところで、前記メモリ１６には、上記基準方位
α以外に、前記方位制御手段１００、手動操向手
段１０１、及び、詳しくは後述する基準方位変更
手段１０２等を構成する制御プログラムや、前記
センサ類の動作を判別するための制御情報等、各
種の情報も記憶させてある。

次に、前記制御装置１５の動作を説明しなが
ら、前記方位制御手段１００及び基準方位変更手
段１０２について説明する。

第３図に示すように、前記外周テイーチングを
行うか自動走行を行うかを選択する作業モード選
択スイツチSW₀の操作状態が判別され、このスイ
ツチSW₀がON状態であると、上述した外周テイ
ーチングのための処理が実行される。そして、前
記作業モード選択スイツチSW₀がOFF状態の時
に操向制御スタート用のスイツチSW₁がON操作
されると、自動走行制御が開始されて、前記株元
センサS₀及び前記左右両倣いセンサS₁，S₂の状態
が所定周期（本実施例では約50msに設定してあ
る）毎に繰り返し判別される。

そして、機体Ｖを人為的に操作して刈取作業を
開始すると、前記株元センサS₀がON状態となつ
て、刈取制御が開始される。尚、前記株元センサ
S₀がOFF状態の場合は、前記左右両倣いセンサ
S₁，S₂の状態を判別し、前記株元センサS₀がOF
状態であつても、前記左右両倣いセンサS₁，S₂が
ON状態であれば、刈取作業を開始するようにし
てある。

刈取作業が開始されると、前記方位センサ８に
よる検出方位θが前記メモリに記憶された基準方
位αに対して許容差内に維持されるように方位制
御手段１００にて操向操作すると共に、前記倣い
センサS₁，S₂による検出情報に基づいて、茎稈Ｈ
に対する機体Ｖの横方向の偏位が適正範囲内に維
持されるように、前記操向クラツチブレーキ１２
Ｌ，１２Ｒの作動を制御して、操向制御すること
となる。

次に、前記株元センサS₀及び倣いセンサS₁，S₂
が共にOFF状態になつているか否かを判別し、
前記株元センサS₀及び倣いセンサS₁，S₂が共に
OFFし、且つ、そのOFF状態が所定時間（本実
施例では約1.5秒に設定してある）以上経過して
いると、一つの作業行程が終了したものと判別し
て刈取制御を終了して、次の行程へ機体Ｖを移動
させるためのターン制御を開始することとなる。

尚、一つの作業行程の終了を判別するに、前記
株元センサS₀及び倣いセンサS₁，S₂の両方のセン
サの状態を判別するのは、前記株元センサS₀は機
体前方より導入される茎稈Ｈに接当してON／
OFFする構成であることから、この株元センサ
S₀のみでは茎稈Ｈが一時的に途切れている場合と
完全には区別できないものであるため、機体Ｖ前
方より導入される茎稈Ｈに接当する全センサS₀，
S₁，S₂が全てOFF状態となつた場合に、一つの
作業行程が終了したと判別するほうが作業行程終
了判別の誤動作が少なくなるためである。そし
て、具体的には、前記株元センサS₀及び倣いセン
サS₁，S₂の両方がOFF状態になると、前記株元
センサS₀及び倣いセンサS₁，S₂の状態を前記所定
周期（50ms）毎に繰り返し判別する回数Ｎが、
前記所定経過時間（1.5秒）に対応する設定回数
（30回）に達したか否かを判別し、設定回数つま
り1.5秒以上全センサS₀，S₁，S₂がOFF状態を継
続している場合にのみ、ターン制御を開始するよ
うにしてある。ちなみに、前記株元センサS₀又は
倣いセンサS₁，S₂の一方がON状態にある場合
は、前記株元センサS₀及び倣いセンサS₁，S₂の状
態を前記所定周期（50ms）毎に繰り返し判別す
る回数Ｎを零にリセツトして、全センサS₀，S₁，
S₂が全てOFF状態になり、且つ、その状態が所
定時間以上継続するまで、刈取制御を継続させる
こととなる。

前記方位制御について説明すれば、前記方位セ
ンサ８による検出方位θと基準方位αとを比較し
てその差が予め設定してある許容差内にあるか否
かを判別し、許容差外である場合に、そのずれの
方向とは逆方向に向けて機体Ｖの向きを変更する
ことにより、機体Ｖを基準方位αの方向に向けて
走行させるようにしてある。

前記ターン制御について説明すれば、終了した
現作業行程の基準方位とその作業行程に交差する
方向の次の作業行程の基準方位との交差角度に基
づいて、予め記憶させたターンパターンに沿つて
前後進を繰り返させることにより、機体Ｖを自動
的に次の作業行程の始端部に移動させるようにし
てある。

ところで、コンバインによる刈取作業において
は、圃場に植立された茎稈Ｈの条例に沿つて走行
させるいわゆる条刈り形態と、この条列に対して
横方向に走行させる横刈り形態とがあるが、その
何れにおいても、機体Ｖが作業行程の方向として
設定された基準方位αの方向に向かつて走行する
ように方位制御を行うと共に、刈り残しを発生し
ないように、前記倣いセンサS₁，S₂による茎稈Ｈ
に対する横方向の偏位が適正状態に維持されるよ
うに追従させる操向制御とを併用して走行させる
こととなる。

但し、前記方位センサ８による検出方位θに基
づいて行う方位制御と、前記倣いセンサS₁，S₂に
よる検出情報に基づいて行う操向制御とを、実際
には同時に行うことはできないので、前記方位制
御と操向制御とを交互に繰り返して操向操作する
こととなる。

そして、条刈り形態となる作業行程において
は、刈り残し発生を防止するために、茎稈Ｈに対
して追従させる操向制御を方位制御に優先させる
ように制御し、横刈り形態となる作業行程におい
ては、追従すべき茎稈Ｈの列が不明確となるため
に、前記方位制御を前記茎稈Ｈに対して追従させ
る操向制御よりも優先させるようにしてある。

従つて、前記横刈り形態の作業行程において
は、方位制御における基準方位αの向きが実際の
作業行程（第４図中、ａで示す）の方向に対して
ずれていると、前記方位制御が優先して作動する
ために、機体Ｖが実際の作業行程の方向からずれ
て刈り残しを発生する虞れが高くなることから、
前記基準方位αを、自動的に修正する基準方位変
更手段１０２を設けてある。

すなわち、第２図に示すように、前述した操向
制御中において、前記方位制御手段１００にて機
体の向きが修正されたか否かを判別し、修正がな
かつた場合、つまり、前記方位センサ８による検
出方位θが、前記基準方位αに対して許容差内で
ある場合は、方位修正の有無を判別するための修
正回数Ｋの値を零にリセツトして、処理を終了す
る。

一方、前記方位制御手段１００にて機体の向き
が修正された場合は、前記操向レバー１７Ｌ，１
７Ｒの操作有無を検出する操向スイツチ１８Ｌ，
１８ＲのON／OFF状態に基づいて、前記方位制
御手段１００による修正方向に対して逆方向に手
動操作されたか否かを判別し、同一方向へ操向操
作された場合又は手動操作が無い場合は、上述し
た方位修正の有無を判別するための修正回数Ｋの
値を零にリセツトして、処理を終了する。そし
て、手動による操向操作があつた場合は、その回
数Ｋを加算した後、その回数Ｋが設定回数Ｍに達
したか否かを判別し、設定回数Ｍに達していない
場合は、処理を終了する。

前記修正回数Ｋの値が設定回数Ｍに達している
場合は、前記基準方位αと実際の作業行程の方向
とがずれていると判断して、手動操作された操向
方向に対応して前記基準方位αに所定角度Δαを
加算又は減算して、前記基準方位αを、手動にて
操向した方向に向けて自動的に修正するのであ
る。

〔別実施例〕

上記実施例では、基準方位αを設定するに、予
め作業範囲の外周部を人為的に走行して、その間
に方位センサ８による検出方位θをサンプリング
してテイーチングするようにした場合を例示した
が、人為的な操作にて予め設定記憶させるように
してもよい。

又、上記実施例では、横刈り形態で走行させる
場合について、基準方向αを変更する構成につい
て説明したが、条刈り形態の場合にも、手動操作
手段１０１にて機体VVの向きを修正するに伴つ
て基準方位αを変更するようにしてもよい。

又、上記実施例では、方位制御手段１００と手
動操向手段１０１の操向方向が同一方向である場
合は、基準方位αを変更しないように構成した場
合を例示したが、変更するようにしてもよい。

又、上記実施例では、本発明をコンバインに適
用した場合を例示し、そして、手動操向手段１０
１を、機体Ｖ側に設けた場合を例示したが、例え
ば、手動操向を送信機側から行えるようにした遠
隔操縦式に構成してもよく、作業車を自動走行さ
せるための操向制御手段の具体構成、並びに、セ
ンサやアクチユエータ等の各部の具体構成は、本
発明を適用する作業車の構成に応じて、各種変更
できるものであつて、本発明は、上記実施例のみ
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自動走行作業車の操向制御
装置の実施例を示し、第１図は制御システムの構
成を示す図面、第２図は基準方位変更処理のフロ
ーチヤート、第３図は制御装置の全体的な動作を
示すフローチヤート、第４図は作業行程の説明
図、、第５図はコンバインの全体側面図である。 Ｖ……機体、８……方位センサ、α……基準方
位、Δα……所定角度、１００……方位制御手段、
１０１……手動操向手段、１０２……基準方位変
更手段。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 機体Ｖの向きを検出する方位センサ８を設
   け、前記機体Ｖが予め設定された基準方位αの方
   向に向かつて走行するように、前記方位センサ８
   による検出情報に基づいて自動的に操向操作する
   方位制御手段１００を設け、そして、優先的に操
   向操作自在な手動操向手段１０１を設けてある自
   動走行作業車の操向制御装置であつて、前記手動
   操向手段１０１により同じ方向への操向操作が繰
   り返し行われた場合は、前記手動操向手段１０１
   による操向操作方向に向けて前記基準方位αを所
   定角度Δα変更する基準方位変更手段１０２を設
   けてある自動走行作業車の操向制御装置。