JPH064129A

JPH064129A - 芝刈作業車の走行制御装置

Info

Publication number: JPH064129A
Application number: JP4157123A
Authority: JP
Inventors: Yoshihiro Ueda; 上田　　吉弘
Original assignee: Kubota Corp
Current assignee: Kubota Corp
Priority date: 1992-06-17
Filing date: 1992-06-17
Publication date: 1994-01-14

Abstract

(57)【要約】【目的】芝有無検出手段の移動が異常になった場合
に、芝有無検出手段の破損防止とともに作業を続行して
作業能率の確保を図る。【構成】芝有無検出手段２２と、芝有無検出手段２２
を車体横幅方向に沿って繰返し往復移動操作する操作手
段２３と、芝有無検出手段２２の車体横幅方向での移動
位置を検出する位置検出手段Ｇと、芝有無検出手段２２
及び位置検出手段Ｇの情報に基づいて、位置検出手段Ｇ
の検出値が予め設定された複数の設定値になる毎に芝有
無検出手段２２によって検出される芝有無情報に基づい
て未処理作業地Ａと処理済作業地Ｂとの境界Ｌを判別す
る境界検出手段１００と、境界検出手段１００によって
検出された境界Ｌに沿って走行させるように操向制御す
る制御手段１０１とが設けられ、芝有無検出手段２２の
移動の異常を判別して作動する安全手段Ｚが設けられて
いる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、芝の有無を検出する芝
有無検出手段と、その芝有無検出手段を車体横幅方向に
沿って繰返し往復移動操作する操作手段と、前記芝有無
検出手段の車体横幅方向での移動位置を検出する位置検
出手段と、前記芝有無検出手段及び前記位置検出手段の
情報に基づいて、前記位置検出手段の検出値が予め設定
された複数の設定値になる毎に前記芝有無検出手段によ
って検出される芝有無情報に基づいて未処理作業地と処
理済作業地との境界を判別する境界検出手段と、その境
界検出手段によって検出された前記境界に沿って走行さ
せるように操向制御する制御手段とが設けられた芝刈作
業車の走行制御装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】この種の芝刈作業車の走行制御装置は、
芝刈り作業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、例えばフォトインタラプト式
のセンサからなる芝有無検出手段を例えば操作手段とし
ての揺動機構等によって車体横幅方向に沿って移動させ
ながら、上記センサの車体横幅方向での移動位置を例え
ば上記揺動機構の揺動軸に取り付けた位置検出手段とし
てのポテンショメータによって検出し、そのポテンショ
メータの検出値（出力電圧）が予め設定された複数（例
えば４個）の設定値になる夫々の移動位置において上記
センサによって芝の有無を検出し、設定走行距離ごとに
更新される前記センサの検出情報から、例えば未処理作
業地側に最も接近した芝無し情報の位置とこれに隣接す
る未処理作業地側の芝有り情報の位置との中間の位置を
未処理作業地と処理済作業地との境界として判別し、こ
の判別された境界に対する車体の位置偏差情報に基づい
て車体を未処理作業地と処理済作業地との境界に対して
適正な位置に維持して自動走行させるものである。

【０００３】但し、上記センサが植立状態が異常に密な
芝や水分を多量に含む芝に接触した場合、あるいは地面
上に存在する障害物に接触した場合等には、前記センサ
が車体横幅方向に沿って移動する際の移動負荷が過大に
なり、この場合に前記操作手段の操作力を強くして無理
にセンサを移動させるとセンサを破損させるおそれがあ
る。そのために、従来では、電動モータ等にて駆動され
る操作手段の操作力を必要以上には強くしていなかっ
た。そして、センサが移動しにくくなって芝有無データ
の更新処理が正常になされなくなった場合には、前記境
界の判別ができなくなるので、作業車を停止させて作業
を中断させる等の非常処置をとっていた。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来手段では、芝有無データの更新処理が正常になされな
くなると作業が直ちに中断されるので、センサの移動負
荷が一時的に増加しただけでしばらくすると正常な状態
に復帰するような場合においても非常処置がとられるこ
とになり、必要以上に作業効率を低下させる結果になっ
ていた。

【０００５】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、芝有無検出手段の移動の異常が
判別された場合において、芝有無検出手段の破損を回避
しながらも極力作業を続行させて必要以上に作業能率を
低下させることがないようにすることにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明による芝刈作業車
の走行制御装置の第１の特徴構成は、前記芝有無検出手
段の移動の異常を判別して作動する安全手段が設けられ
ている点にある。

【０００７】又、第２の特徴構成は、前記芝有無検出手
段は、車体横幅方向に沿って並べられた複数の検出部を
備えるように構成され、前記安全手段は、設定距離走行
するごと又は設定時間経過ごとの前記複数の検出部の検
出情報に基づいて前記境界を判別するように構成されて
いる点にある。

【０００８】又、第３の特徴構成は、前記安全手段は、
車速を変速させる車速変速手段を減速操作するように構
成されている点にある。

【０００９】又、第４の特徴構成は、前記安全手段は、
前記車速変速手段を減速操作させたあと所定時間内にお
いて前記異常が解消しないときには、前記車速変速手段
を停止操作するように構成されている点にある。

【００１０】又、第５の特徴構成は、前記安全手段は、
前記芝有無検出手段を上昇操作するように構成されてい
る点にある。

【００１１】

【作用】本発明による芝刈作業車の走行制御装置の第１
の特徴構成によれば、芝有無検出手段の移動の異常が判
別されると、安全手段が作動して、例えば芝有無検出手
段及びその他の装置の損傷を回避する処置がとられると
ともに、作業を続行させるための処置等がとられる。

【００１２】又、第２の特徴構成によれば、芝有無検出
手段の移動の異常が判別されると、複数（例えば４個）
の設定値になる毎に車体横幅方向に沿って並べられた複
数（例えば４個）の検出部によって検出される複数（合
計１６個）の芝有無情報が、設定距離走行するごと又は
設定時間経過ごとの上記複数（例えば４個）の検出部の
検出情報によって代用される。つまり、各１個の検出部
の検出情報がこれに対応する４個の芝有無情報として使
われることになる。そして、この代用された芝有無情報
に基づいて前記境界が判別され、この境界にそって操向
しながら作業が続行されることになる。

【００１３】又、第３の特徴構成によれば、芝有無検出
手段の移動の異常が判別されると車速が減速操作され、
これによって、芝有無検出手段の移動負荷が小さくな
る。

【００１４】又、第４の特徴構成によれば、芝有無検出
手段の移動の異常が判別されて車速が減速操作されたあ
と所定時間内において前記異常が解消しないときには停
止操作される。

【００１５】又、第５の特徴構成によれば、芝有無検出
手段の移動の異常が判別されると芝有無検出手段が上昇
操作される。

【００１６】

【発明の効果】従って、本発明による芝刈作業車の走行
制御装置の第１の特徴構成によれば、芝有無検出手段の
破損を有効に回避しながら、同時に、作業を中断するこ
となく極力続行させて作業能率を確保し、もって、信頼
性と操作性のいずれにも優れた芝刈作業車の走行制御装
置を得ることができる。

【００１７】又、第２の特徴構成によれば、芝有無検出
手段の移動の異常が判別された場合であっても、車体横
幅方向に沿っての所定個数の芝有無検出情報が確保され
るので、従来のように芝有無情報が正常に検出されない
場合には作業を中断していたのに較べて、境界検出の精
度を一定以上に確保しながら作業を続行させることがで
き、必要以上に作業能率が低下するのを防止することが
できる。

【００１８】又、第３の特徴構成によれば、芝有無検出
手段の移動の異常が判別されると車速が減速されて芝有
無検出手段の移動負荷が実効的に小さくなるので、例え
ば、芝の部分的に密な場所を走行した場合等において
は、上記のように移動負荷を軽くした状態で走行すると
芝有無検出手段の移動が正常に復帰することになり、芝
有無検出手段及びその他の装置の損傷を有効に回避しな
がら作業を継続させ必要以上に作業能率が低下するのを
防止することができる。

【００１９】又、第４の特徴構成によれば、例えば、芝
が異常に密な場所を走行した場合や、あるいは芝有無検
出手段が重量のある障害物に接触している等によって、
車速の減速操作だけでは異常が解消しないときには、直
ちに停止操作がなされるので、上記状態で作業を続行す
ることによって芝有無検出手段及びその他の装置の損傷
が発生するのを防止することができる

【００２０】又、第５の特徴構成によれば、芝有無検出
手段の移動の異常が判別されると芝有無検出手段が上昇
操作されるので、これによって、芝有無検出手段の移動
負荷が小さくなって芝有無検出手段の移動の異常が解消
する可能性があるとともに、作業を継続したとしても芝
有無検出手段及びその他の装置の損傷のおそれがより小
さくなる。

【００２１】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明
する。

【００２２】図４乃至図５に示すように、エンジンＥを
搭載した車体Ｖの前後部に、操向用の遊転前輪１Ｆと、
高速又は低速の二段階に車速を変速させる車速変速手段
としての駆動ケース３及びこれに併設された前後進切換
クラッチ１６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とを取付けて芝刈り作業
車を構成してある。前輪１Ｆは、これを直接操向するス
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の駆動力をステアリ
ングギア１Ａに伝達するモータギア１Ｂとからなる操向
機構を介して車体Ｖに取付けてあり、前輪１Ｆの回転軸
部には、その回転数を検出する第１エンコーダ１４が設
けられている。又、車体Ｖには、走行時の現在方位を検
出するために、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が設置されている。

【００２３】又、前記車体Ｖの略中央下部に芝刈り用の
回転刃体２が取付けられ、この回転刃体２は、その回転
軸２ａを電磁操作式のモアクラッチ１５（図１参照）を
介してエンジンＥに連結させた状態で、エンジンＥと一
体となってベース部２ｂによって支持されている。そし
て、回転刃体２を地面に対して上下昇降させて刈高さを
調整するリンク式の刈高さ調整機構１７が、そのリンク
基端部が水平軸芯回りに揺動自在な状態で車体Ｖに保持
され、且つ、そのリンク遊端部がベース部２ｂに枢支さ
れた状態で車体Ｖの前後方向に一対配置されている。
尚、上記刈高さ調整機構１７を駆動する機構について
は、詳述はしないが、図示しない電動モータからの回転
駆動力がギア機構を介して減速された後刈高さ調整機構
１７のリンク基端部を水平軸芯回りに揺動させる揺動軸
に伝動されており、前記電動モータを正逆に回転させる
ことによって回転刃体２を上下昇降させることができる
ようになっている。

【００２４】図２にも示すように、車体Ｖの前側には、
車体横幅方向に沿って並べられた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複数の検出部とし
ての４個の芝高さ検出センサＳ１，Ｓ２，Ｓ３，Ｓ４
を、左側の２個のセンサＳ１，Ｓ２及び右側の２個のセ
ンサＳ３，Ｓ４を各１組として左右一対となるように構
成し、この左右一対の芝高さ検出センサＳ１，Ｓ２或い
はＳ３，Ｓ４を夫々車体Ｖの車幅方向に往復揺動させる
揺動機構２３を左右一対設けてある。前記各芝高さ検出
センサＳ１，Ｓ２，Ｓ３，Ｓ４は、芝高さが大であれば
芝が刈取られていない芝有り状態を検出し、又、芝高さ
が小であれば芝が刈り取られている芝無し状態を検出す
る。従って、芝の有無を検出する芝有無検出手段２２が
上記複数の検出部としての４個の芝高さ検出センサＳ
１，Ｓ２，Ｓ３，Ｓ４を備えるように構成される。

【００２５】前記揺動機構２３は、車体Ｖの前側端部に
その基端部を縦軸芯周りに回転自在に枢着された先端二
股状のアーム２４がバネ３０で機体進行方向に位置する
ように付勢されて設けられるとともに、アーム２４の基
端部に取付けた補助アーム２４Ａに偏心カム２５Ａが接
当するようにカム機構２５を配置して構成している。ア
ーム２４の二股状の各先端部には、車幅方向に距離Ｗだ
け隔てて配置された前記芝高さ検出センサＳ１，Ｓ２或
いは芝高さ検出センサＳ３，Ｓ４が、取付部材２６を介
して取り付けられている。尚、前記取付部材２６は、各
芝高さ検出センサＳ１，Ｓ２，Ｓ３，Ｓ４の対地高さを
調節するために、その途中箇所に設けた上下調整機構に
よって上下位置を調整してから先端側部分２６Ｂが固定
されるようになっている（図６参照）。以上の構成によ
り、偏心カム２５Ａがセンサ揺動用モータｍ（図１参
照）にて回転されると、アーム２４が車幅方向に揺動し
て、左右一対の芝高さ検出センサＳ１，Ｓ２或いは芝高
さ検出センサＳ３，Ｓ４の夫々が車体横幅方向に往復移
動走査される。

【００２６】尚、上記左右一対の揺動機構２３を夫々格
納する格納ボックス２０ａ，２０ｂが左右一対設けら
れ、更に、減速機構付の昇降用モータ１９ａ，１９ｂに
直結されて垂直軸芯回りに回転駆動されるシャフト２１
ａ，２１ｂからの回転駆動力がこれに係合するギア機構
（図示しない）を介して減速された後、前記格納ボック
ス２０ａ，２０ｂを上下方向に移動させるように変換さ
れ、これにより、前記昇降用モータ１９ａ，１９ｂを正
逆に回転させることによって前記左右一対の芝高さ検出
センサＳ１，Ｓ２或いは芝高さ検出センサＳ３，Ｓ４の
夫々を上下方向に昇降させることができる。

【００２７】従って、前記左右一対の揺動機構２３によ
り夫々揺動走査される左右一対の芝高さ検出センサＳ
１，Ｓ２或いは芝高さ検出センサＳ３，Ｓ４の各センサ
によって、所定対地高さにおける芝の有無が、後述のよ
うに（図１２参照）前記距離Ｗを４分割した検出間隔で
検出され、これにより左右一対のセンサＳ１，Ｓ２或い
はＳ３，Ｓ４の揺動走査により夫々８個の芝有無データ
Ｄ０〜Ｄ７及びＤ８〜Ｄ１５が得られる。各データＤ０
〜Ｄ１５は、芝有り時に“１”、芝無し時に“０”を示
すデジタルデータである。尚、上記検出間隔は、前記偏
心カム２５Ａの回転軸に設けられたポテンショメータＧ
により移動位置を検出することで定める。以上より、前
記揺動機構２３によって、前記芝有無検出手段２２を車
体横幅方向に沿って繰返し往復移動操作する操作手段２
３が構成され、又、前記ポテンショメータＧによって、
前記芝有無検出手段２２の車体横幅方向での移動位置を
検出する位置検出手段Ｇが構成されることになる。

【００２８】又、前記取付部材２６は、図６に示すよう
に、その上方基端部を支点として進行方向前後に揺動可
能となるように前記アーム２４に枢支され、又、その途
中箇所には機体前方に突出する突出部２６Ａが設けら
れ、この突出部２６Ａとアーム２４の先端部との間に
は、取付部材２６を機体前方側に付勢するためのバネ２
８が設けられるとともに、取付部材２６の角度調整用の
調整ネジ２９が、その先端をバネ２８の付勢力によって
アーム２４に突き当てた状態で突出部２６Ａに螺合内嵌
支持されている。これにより、前記各芝高さ検出センサ
Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３，Ｓ４が異物等に突き当たった場合に
は後方に倒れることで芝高さ検出センサの破損を極力回
避するとともに、その後方への倒れが異物等に突き当た
ったその芝高さ検出センサだけに限られるので、他の芝
高さ検出センサの検出動作は継続して行うことができ
る。

【００２９】前記駆動ケース３は、図７に示すように、
ボール式のクラッチ機構で構成されている。即ち、前記
エンジンＥの出力部に連結された伝動軸２７の後方側に
は、その軸芯方向に並設された状態で低速側一次ギア３
１Ｌ及び高速側一次ギア３１Ｈが空回り自在に外嵌され
ている。尚、低速側一次ギア３１Ｌは低速側二次ギア３
４Ｌと咬合し、高速側一次ギア３１Ｈは高速側二次ギア
３４Ｈと咬合するようになっている。両一次ギア３１
Ｌ，３１Ｈは夫々、対向配置されるボス部３２Ｌ，３２
Ｈを備えており、それら両ボス部３２Ｌ，３２Ｈの適宜
位置には、夫々、複数のボール３３Ｌ，３３Ｈが内外両
方向へ突出可能に保持されている。伝動軸２７の前記ボ
ス部対応位置には、ボール３３Ｌ，３３Ｈを内方向へ突
出させた状態で夫々落とし込ませて係合させる環状凹部
２７ａ，２７ｂが形成されている。両ボス部３２Ｌ，３
２Ｈの周囲には、軸芯方向への移動が自在であり且つ両
端部にて夫々ボール３３Ｌ，３３Ｈの一方を外から内方
向へ押圧し得るクラッチスリーブ３５が配置されてい
る。尚、前記伝動軸２７の後端部にはその回転数を検出
する第２エンコーダ１８が取付けられている。

【００３０】前記クラッチスリーブ３５を軸芯方向へ移
動させるための変速用モータ３６と、この変速用モータ
３６の回転駆動力がウォーム減速機構３７を経由した後
伝達される第１ギア３８及びこれに咬合する第２ギア３
９が設けられている。さらに第２ギア３９の軸芯位置に
その軸芯方向に平行で且つ空回り自在な状態で内嵌され
た旋回軸４２が配置され、この旋回軸４２の基端部に偏
心カム４３が取付られると共に先端部にその軸芯方向と
直交する状態で棒状の係止片４１が取付られ、コイルバ
ネ４０が、その一端部を第２ギア３９に固定されて保持
され、他端部を係止片４１に接当させて配置されてい
る。そして、変速用モータ３６を回転駆動すると第２ギ
ア３９が低速回転してコイルバネ４０の弾性力を介して
係止片４１が所定方向に押圧されることによって旋回軸
４２すなわち偏心カム４３が旋回し、この偏心カム４３
の旋回に応じてクラッチスリーブ３５の軸芯方向への往
復移動が行われるようになる。

【００３１】そして、クラッチスリーブ３５が図９
（イ）に示す如く高速側ギアの方向へ移動すると、低速
側一次ギア３１Ｌ側のボール３３Ｌがクラッチスリーブ
３５の端部にて押圧されて環状凹部２７ａに入って係合
し、伝動軸２７の回転駆動力が低速側一次ギア３１Ｌへ
伝えられる（その駆動力は更に低速側二次ギア３４Ｌへ
伝えられる）ようになる一方、クラッチスリーブ３５が
図９（ロ）に示す如く低速側ギアの方向へ移動すると、
高速側一次ギア３１Ｈ側のボール３３Ｈがクラッチスリ
ーブ３５の端部にて押圧されて環状凹部２７ｂに入って
係合し、伝動軸２７の回転駆動力が高速側一次ギア３１
Ｈへ伝えられる（その駆動力は更に高速側二次ギア３４
Ｈへ伝えられる）ようになり、もって、変速操作が行わ
れることとなる。尚、低速側二次ギア３４Ｌ及び高速側
二次ギア３４Ｈを共に支持する回転軸４４には、前記前
後進切換クラッチ１６の一部を構成する一次ベベルギア
６１が取付られている。

【００３２】前記変速操作のための偏心カム４３の旋回
位置決めは、図８に示すような構成にて行われる。第１
ギア３８の回転軸３８ｂには、その第１ギア３８に沿う
姿勢で従動するように被検知片３８ａが装着されてお
り、ウォーム減速機構３７の第１ギア３８側の表面に
は、その出力部の周りに、被検知片３８ａを近接状態で
検知する４個の近接センサ３７ａが９０°ずつ位相をず
らせた状態に取り付けられている。尚、４個の近接セン
サ３７ａのうちの１８０°位相がずれた一対の近接セン
サ３７ａは、その一方が高速状態確認の位置に配置され
ると共に、他方が低速状態確認の位置に配置されてい
る。尚、他の二つの近接センサ３７ａはニュートラル状
態に対応する。かかる近接センサ３７ａを用いると、第
１ギア３８の回転状態が上述の各状態の何れに対応して
いるかを正確に把握することができ、その把握に基づい
て第１ギア３８に前述のように機械的に連係する偏心カ
ム４３を低速状態及び高速状態に正確に旋回位置決めす
ることができる。

【００３３】尚、前記前後進切換クラッチ１６は、詳述
はしないが、上記したような変速のための機構と同様に
ボール式のクラッチ機構を利用して構成されている。

【００３４】図１０及び図１１に示すように、前記左右
一対の駆動後輪１Ｌ，１Ｒの内側部分には、旋回時に旋
回中心側に位置する駆動後輪１Ｌ，１Ｒを地面から浮上
させるように下降する下降状態と、旋回が完了した後に
旋回中心側に位置する駆動後輪１Ｌ，１Ｒを接地させる
ように上昇する上昇状態とに昇降自在で、且つ、上記下
降状態において旋回中心を形成する左右一対の昇降式接
地体９を接地機構を介して車体Ｖに取付けてあり、又、
上記昇降式接地体９の地面に接地する接地部９Ａは、縦
軸芯周りに回転自在な状態で昇降式接地体９の基端側に
よって支持されている。前記接地機構は、左右一対のく
の字型のリンク４の屈曲部を夫々の支点Ｐ１，Ｐ２周り
に揺動自在に前記駆動ケース３に取付け、リンク４の一
端部に昇降式接地体９を、他端部に昇降式接地体９を上
方に付勢するスプリング５を取り付けると共に、そのス
プリング５の付勢力に抗してリンク４の他端部を昇降式
接地体９を接地させるように揺動操作するカム機構６と
で構成してある。

【００３５】前記カム機構６は、カム６Ａと、カム６Ａ
を回転するための１組のギア７と、このギア７に連結さ
れた接地用モータ８とで構成してあり、カム６Ａが９０
°回転するたびに、左右一対の昇降式接地体９の夫々
が、上記昇降式接地体９側の前記左右一対の駆動後輪１
Ｌ，１Ｒを浮上させるように下降する下降状態と、その
浮上した駆動後輪１Ｌ，１Ｒを接地させるように上昇す
る上昇状態とを、交互に繰り返すようになっている。

【００３６】図１に示すように、マイクロコンピュータ
利用の制御装置Ｈが設けられており、この制御装置Ｈ
に、前記芝高さ検出センサＳ１，Ｓ２，Ｓ３，Ｓ４、前
記ポテンショメータＧ、前記地磁気センサＳ０、前記第
１エンコーダ１４、前記第２エンコーダ１８、及び前記
４個の近接センサ３７ａからの各信号が入力されてい
る。又、制御装置Ｈからは、前記ステアリングモータＭ
１、前記モアクラッチ１５、前記変速用モータ３６、前
記センサ揺動用モータｍ、前記昇降用モータ１９ａ，１
９ｂ及び前記接地用モータ８に対して駆動信号が出力さ
れる。尚、前記刈高さ調整機構１７及び前記前後進切換
クラッチ１６を駆動するための電動モータ（図示しな
い）夫々に対する駆動信号が制御装置Ｈから出力されて
いる。又、制御装置Ｈは情報記憶用のメモリＭＥＭに接
続されている。

【００３７】前記メモリＭＥＭ及び前記地磁気センサＳ
０を利用して、作業開始時に作業者により車体Ｖが向け
られる第１作業行程Ｋ１の方向、すなわち、未処理作業
地Ａと処理済作業地Ｂとの境界Ｌが示す方向（図３参
照）と地磁気センサＳ０が検出する地磁気の向きＪとの
なす角度θを基準方位θ₀として前記メモリＭＥＭに記
憶することにより、未処理作業地Ａと処理済作業地Ｂと
の境界Ｌが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が構成される。

【００３８】又、前記制御装置Ｈを利用して、前記芝有
無検出手段２２及び前記ポテンショメータＧの情報に基
づいて、前記ポテンショメータＧの検出値（以後、出力
電圧と呼ぶこともある）が予め設定された複数の設定値
になる毎に前記芝有無検出手段２２によって検出される
芝有無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Ｌを判別する境界検出手段１００が構成され、
そして、その境界検出手段１００は、前記芝有無検出手
段２２が未処理作業地Ａ側へ最も移動したときの前記ポ
テンショメータＧの出力電圧と、前記芝有無検出手段２
２が処理済作業地Ｂ側へ最も移動したときの前記ポテン
ショメータＧの出力電圧との間を分割して前記複数の設
定値を設定するように構成されている。

【００３９】以下、図１２に示すように、進行方向左側
の芝有無検出手段２２すなわち一対の芝高さ検出センサ
Ｓ１，Ｓ２を使って前記境界Ｌを検出している場合につ
いて前記境界検出手段１００の構成を具体的に説明す
る。上記一対の芝高さ検出センサＳ１，Ｓ２が未処理作
業地Ａ側へ最も移動したとき（Ｐｙの位置）のポテンシ
ョメータＧの出力電圧が４．０Ｖに、逆に処理済作業地
Ｂ側へ最も移動したとき（Ｐｘの位置）のポテンショメ
ータＧの出力電圧が１．０Ｖに夫々なるように標準条件
が設定されている。そして、Ｐｘの位置とＰｙの位置と
の間を１０等分したときの単位の幅をαとして両端の幅
αの部分を除いた中央部に幅２αの４つの区間を設定
し、その各区間の中央位置を複数の設定値Ｐ１，Ｐ２，
Ｐ３，Ｐ４に対応させる。従って、その設定値Ｐ１，Ｐ
２，Ｐ３，Ｐ４の標準条件での出力電圧は、小さい方か
ら夫々１．６、２．２、２．８、３．４、Ｖになる。但
し、実際には、装置組立て時における前記ポテンショメ
ータＧの揺動軸への取付け誤差や前記揺動機構２３の機
械的誤差等によって上記各出力電圧の値は標準条件の値
からずれている。

【００４０】そして、車体Ｖが設定距離（約３００ｍ
ｍ）走行する毎に、芝有無検出手段２２がその移動範囲
の一方の端Ｐｘ或いはＰｙから出発して前記４つの設定
値Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３，Ｐ４の位置を通過して他方の端Ｐ
ｙ或いはＰｘに達するまで片道移動操作される。その
間、前記４つの設定値Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３，Ｐ４のうちの
１番目の設定値Ｐ１の位置に移動したときに右側の芝高
さ検出センサＳ２によってデータＤ７がサンプリングさ
れるとともに、左側の芝高さ検出センサＳ１によってデ
ータＤ３がサンプリングされる（図２参照）。以後、２
番目の設定値Ｐ２の位置でＤ６及びＤ２が、３番目の設
定値Ｐ３の位置でＤ５及びＤ１が、４番目の設定値Ｐ４
の位置でＤ４及びＤ０が夫々サンプリングされ、さらに
移動方向下手側の幅αの区間にまで移動したときに上記
サンプリングされた８個のデータＤ０〜Ｄ７が新しい芝
有無データＤ０〜Ｄ７の値として更新される。尚、この
とき同時に、境界検出用に使用していない進行方向右側
の一対の芝高さ検出センサＳ３，Ｓ４によって８個の芝
有無データＤ８〜Ｄ１５がサンプリングされてデータ更
新される（図１５参照）。

【００４１】そして、上記のようにして得られた８個の
芝有無データＤ０〜Ｄ７において、処理済作業地Ｂ側に
最も近い未処理作業地Ａのデータ“１”のビット位置と
これに隣接する未処理作業地Ａ側に最も近い処理済作業
地Ｂのデータ“０”のビット位置との中間の位置を、前
記境界Ｌの位置として判別するのである。

【００４２】又、前記制御装置Ｈを利用して、前記境界
検出手段１００によって検出された前記境界Ｌに沿って
走行させるように操向制御する制御手段１０１が構成さ
れている。具体的に説明すると、車体横幅方向での適正
操向位置として決められている前記一対の芝高さ検出セ
ンサＳ１，Ｓ２の中央位置、すなわち、８個の芝有無デ
ータＤ０〜Ｄ７のうちのビットＤ３とビットＤ４との中
間位置が、上記判別された境界Ｌの位置に対して偏位し
ている偏位量が操向位置の位置偏差Ｘになるので、この
位置偏差Ｘが零になるように前記ステアリングモータＭ
１を制御して上記適正操向位置が境界Ｌに沿って走行す
るように操向制御する。尚、車体Ｖが未処理作業地Ａ側
にずれている場合に上記位置偏差Ｘが負になるようにず
れの方向を定義するので、上記位置偏差Ｘが負であれ
ば、車体Ｖを処理済作業地Ｂ側（図３では進行方向左
側）に修正操向させ、位置偏差Ｘが正であれば、車体Ｖ
を未処理作業地Ａ側（図３では進行方向右側）に修正操
向させる。

【００４３】又、前記制御装置Ｈを利用して、前記芝有
無検出手段２２の移動の異常を判別して作動する安全手
段Ｚが構成されている。上記芝有無検出手段２２の移動
の異常について具体的に説明すれば、正常な状態では、
前記のように設定距離（約３００ｍｍ）走行する毎に芝
有無検出手段２２が移動範囲の一方の端Ｐｘ或いはＰｙ
から他方の端Ｐｙ或いはＰｘまで片道移動操作され、そ
の間に４つの設定値Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３，Ｐ４の位置での
検出情報より新しい芝有無データＤ０〜Ｄ１５に更新さ
れる。従って、上記設定距離（約３００ｍｍ）走行する
毎に芝有無データＤ０〜Ｄ１５の更新処理が行われない
場合は、芝有無検出手段２２の移動が正常に行われず異
常な状態になっていることを示す。因みに、このような
異常な状態になる原因としては、例えば、芝の植立状態
が過密であるために芝有無検出手段２２の移動時の負荷
が大きくなり過ぎて移動しにくくなっている場合等が考
えられる。

【００４４】以下、図１３〜図１６に示すフローチャー
トに基づいて、前記制御装置Ｈの制御動作並びに前記安
全手段Ｚの構成について説明する。

【００４５】先ず、制御がスタートすると、芝有無検出
の検出位置である複数の設定値Ｐ１〜Ｐ４の設定処理を
行う。次に、走行開始時に車体Ｖが向いた方向を基準方
位θ ₀に初期設定して記憶するとともに前輪１Ｆのステ
アリング方向をこの基準方位θ₀に合わせ、又、走行開
始時の現在走行距離を０にリセットする。そして、変速
操作を高速状態にして走行を開始すると、別の処理ルー
チン（図１５）にて実行されている芝有無データの更新
処理がされたか否かを判断し、更新処理がされていれば
現在走行距離を基準距離として設定する。さらに、車速
を高速走行に変速操作（高速走行になっている場合は実
際には不要）し、所定時間タイマーをリセットする。
尚、上記基準距離の設定によって芝高さ検出センサＳ
１，Ｓ２，Ｓ３，Ｓ４の車体横幅方向での１つの片道移
動操作が開始されるように構成され、又、上記所定時間
タイマーは例えば数秒から１０秒程度のタイマー時間に
設定され、その動作については後述する。

【００４６】ここで、前記芝有無データの更新処理につ
いて図１５に示すフローチャートによって説明する。
尚、この処理は、前記ポテンショメータＧの出力電圧が
その変化範囲（標準条件では１〜４Ｖ）の間の前記複数
の設定値Ｐ１〜Ｐ４を含む所定の電圧値になったとき
に、割り込み処理として実行される。先ず、前述のよう
に基準距離の設定によって芝高さ検出センサＳ１，Ｓ
２，Ｓ３，Ｓ４の移動操作が開始されているかどうかを
判断する。移動操作中でなければ新たに基準距離が設定
されたか否かを判断し、基準距離が設定されたことが確
認されれば芝高さ検出センサＳ１，Ｓ２，Ｓ３，Ｓ４の
移動操作を開始させる。そして、センサが既に移動操作
中であるか或いは上記のように移動操作が開始されたあ
とは、各設定値Ｐ１〜Ｐ４の位置で対応する１６個のデ
ータＤ０〜Ｄ１５を順次サンプリングするとともに、次
の基準距離の設定がされる前にセンサの移動方向下手側
の端部区間αに到達したか否かを判断する。次の基準距
離の設定がされる前に上記端部区間αに到達した場合に
は、そこでセンサの移動操作を停止させるとともに、前
記サンプリングしたデータＤ０〜Ｄ１５で芝有無データ
Ｄ０〜Ｄ１５を置換してデータ更新を行う。一方、移動
方向下手側の端部区間αに到達する前に次の基準距離の
設定がされた場合には、データ更新は行わない。尚、上
記データ更新処理に要する標準的な時間は約４００ｍｓ
ｅｃである。

【００４７】一方、更新処理がされていない場合は、更
に現在走行距離が前記設定された基準距離に前記設定距
離（３００ｍｍ）を加えた距離を越えたか否かを判断す
る。そして、上記距離を越えている場合には、前記所定
時間タイマーによって前記所定時間（数秒から１０秒程
度）の経過を判断し、経過していない場合には、現在走
行距離を基準距離として設定してから低速走行に変速操
作し、前記所定時間タイマーをスタートさせ、後述の芝
有無データの異常処理ルーチン（図１６）を実行する。
従って、上記所定時間タイマーは、芝有無検出手段２２
つまり芝高さ検出センサＳ１，Ｓ２，Ｓ３，Ｓ４の移動
の異常が判別されて車速が減速操作されて低速走行し始
めたときにスタートすることになる。更に、このタイマ
ーによって前記所定時間の経過が確認される場合は、こ
の所定時間内には芝有無検出手段２２の移動の異常が解
消していないことを示すので、装置の破損防止等のため
に車体を停止操作させる。従って、前記安全手段Ｚが、
車速を変速させる車速変速手段としての前記駆動ケース
３を減速操作するように構成され、更に、減速操作させ
たあと所定時間（数秒から１０秒程度）内において前記
芝有無検出手段２２の移動の異常が解消しないときに
は、前記駆動ケース３を停止操作するように構成される
ことになる。

【００４８】ここで、前記芝有無データの異常処理につ
いて図１６に示すフローチャートによって説明する。先
ず、芝有無検出手段２２つまり芝高さ検出センサＳ１，
Ｓ２，Ｓ３，Ｓ４の移動の異常が判別されたときの芝高
さ検出センサＳ１，Ｓ２，Ｓ３，Ｓ４の各検出データを
保持し、この保持された各センサのデータを対応する芝
有無データＤ０〜Ｄ１５の値とする。具体的には、Ｓ１
センサのデータはＤ０〜Ｄ３の４個のデータとして、Ｓ
２センサのデータはＤ４〜Ｄ７の４個のデータとして、
Ｓ３センサのデータはＤ８〜Ｄ１１の４個のデータとし
て、Ｓ４センサのデータはＤ１２〜Ｄ１５の４個のデー
タとして夫々使用されることになる。

【００４９】次に、上記のように芝有無データの更新処
理あるいは芝有無データの異常処理によって得られた１
６個の芝有無データＤ０〜Ｄ１５のうちの境界検出用に
使っている芝高さ検出センサＳ１，Ｓ２（あるいはＳ
３，Ｓ４）に対応する８個の芝有無データＤ０〜Ｄ７
（あるいはＤ８〜Ｄ１５）に基づいて前述のようにして
境界Ｌの位置を検出し、車体Ｖの適正操向位置に対する
位置偏差Ｘを検出する。従って、前記安全手段Ｚが、前
記設定距離（３００ｍｍ）走行するごとの前記複数の検
出部としての芝高さ検出センサＳ１，Ｓ２（あるいはＳ
３，Ｓ４）の検出情報に基づいて前記境界Ｌを判別する
ように構成されることになる。

【００５０】次に、現在の検出方位θと基準方位θ₀と
の差より方位偏差Δθ＝θ−θ₀を算出する。そして、
上記位置偏差Ｘ及び方位偏差Δθ夫々に所定のゲイン係
数ｐ及びｑを掛け、下式にてステアリング角θ_STを求
め、このステアリング角θ_STでステアリング操作を行
う。

【００５１】

【数１】θ_ST＝ｐ・Ｘ＋ｑ・Δθ

【００５２】そして、上記芝有無データの更新処理がさ
れたか否かの判断からステアリング角θ_STでのステアリ
ング操作までのフローを、車体Ｖが枕地を検出するまで
繰り返す。尚、上記枕地の検出について述べると、前記
のようにして得られた１６個の芝有無データＤ０〜Ｄ１
５のうちで“１”つまり芝有りデータの個数がある値
（例えば４個）以下であれば枕地に走行したと判断され
る。

【００５３】そして、枕地に達したことが検出されれ
ば、さらに、今まで走行してきた行程が最終行程か否か
を判断して最終行程であればそこで作業を終了する一
方、最終行程でなければ、前記のように駆動後輪１Ｌ，
１Ｒの一方側の昇降式接地体９を旋回中心とし、さら
に、旋回方向にステアリング操作しながら、旋回中心で
ない側の駆動後輪１Ｌ，１Ｒを駆動させて車体Ｖを未処
理作業地Ａ側に旋回させ、次の作業行程において、再
び、芝有無データの更新処理がされか否かの判断からス
テアリング角θ_STでのステアリング操作までのフロー
を、車体Ｖが枕地を検出するまで繰り返すことになる。
尚、上記旋回操作の際、前記地磁気センサＳ０で車体Ｖ
の向きを確認して１８０°旋回したかどうかの情報と、
前記第１エンコーダ１４にて検出される上記旋回中心で
ない側の駆動後輪１Ｌ，１Ｒの走行量とから次の作業行
程に向いたことの判別を行う。

【００５４】次に、前記最終行程の検出について説明す
る。各作業行程を走行中に得られる１６個の芝有無デー
タＤ０〜Ｄ１５において、進行方向に向かって左右両側
の芝高さ検出センサＳ１，Ｓ２およびＳ３，Ｓ４に夫々
対応するデータＤ０〜Ｄ７およびＤ８〜Ｄ１５を比較し
たときに、芝有りデータの検出率の小さい方が処理済作
業値Ｂ側であり、反対側が未処理作業地Ａ側であると判
別される。そして、隣接する作業行程を進行方向を反転
しながら順番に走行するときには、例えば未処理作業値
Ａ側は、図１７（イ）及び（ロ）に示すように、通常、
右側、左側、右側というようにその位置が左右交互に現
れるが、最終行程の１つ前の行程（ハ）と最終行程
（ニ）では、上記の関係がくずれる。すなわち、最終行
程の１つ前の行程では未処理作業地Ａ側は右側であるの
に対して、最終行程では未処理作業地Ａ側は同じく右側
となるからであり、以上より、未処理作業地Ａ側の判別
が左右いずれかの同じ側が続く場合には、最終行程を走
行していると判断される。

【００５５】〔別実施例〕上記実施例では、芝有無検出
手段２２の移動の異常を、設定距離（３００ｍｍ）する
間に芝有無データの更新処理がなされた否かによって判
別するようにしたが、これ以外の判別も可能であり、例
えば、前記位置検出手段Ｇによって検出される芝有無検
出手段２２の移動位置の検出値によって、その検出値の
所定時間内での変化量が設定量以下であるときには、芝
有無検出手段２２の移動が異常な状態になったと判断す
ることも可能である。

【００５６】又、上記実施例では、前記安全手段Ｚを、
設定距離（３００ｍｍ）走行するごとの前記芝高さ検出
センサＳ１，Ｓ２（あるいはＳ３，Ｓ４）の検出情報に
基づいて前記境界Ｌを判別するように構成したが、設定
距離走行するごとではなく、設定時間経過ごとの上記検
出情報に基づいて前記境界Ｌを判別するように構成する
こともできる。この設定時間としては、例えば、高速走
行で前記設定距離（３００ｍｍ）を走行するのに要する
時間に設定することが適当である。

【００５７】又、上記実施例では、前記安全手段Ｚを、
車速を変速させる車速変速手段としての駆動ケース３を
減速操作するように構成したが、車速を減速させるので
はなく、前記昇降用モータ１９ａ，１９ｂを作動させて
芝有無検出手段２２つまり芝高さ検出センサＳ１，Ｓ
２，Ｓ３，Ｓ４を所定高さ上昇操作するように構成する
こともできる。これによって、例えば、芝の植立状態が
過密であるために芝有無検出手段２２の移動時の負荷が
大きくなり過ぎて移動しにくくなっている場合等に対処
できるものとなる。尚、上記のように芝有無検出手段２
２を所定高さ上昇させてもその移動の異常が解消しない
場合には、更に所定高さ上昇させるようにするか、ある
いは、車体を停止させるようにしてもよい。

【００５８】又、その他の安全手段Ｚとして、例えば、
前記刈高さ調整機構１７を操作して芝刈り用の回転刃体
２を地面に対して上昇させるようにすることも可能であ
り、安全手段Ｚとしては、上述した各種手段に限らず、
これ以外の各種の手段を適宜選択して使用することがで
きる。

【００５９】又、上記実施例では、芝有無検出手段２２
を左右一対計４個の芝高さ検出センサＳ１，Ｓ２，Ｓ
３，Ｓ４によって構成したが、４個以外の複数個に適宜
変更可能である。又、操作手段２３も、上記実施例のよ
うに縦軸芯周りに揺動する揺動機構に限らず、その移動
も直線的に移動させるものでもよい。又、位置検出手段
Ｇも、ポテンショメータに限らない。

【００６０】又、上記実施例では、位置検出手段Ｇの検
出値が予め設定された設定値になる検出位置として４点
の検出位置を設定したが、この設定値の数は要求される
検出精度等の状況に応じて多くしたり少なくしたり適宜
変更できる。そして、上記設定値の数の変更に伴って、
芝有無検出手段２２によって得られる車体横幅方向での
芝有無データの個数が変更されことになる。

【００６１】又、上記実施例では、本発明を芝刈り作業
車に適用したものを例示したが、これ以外の草刈り作業
車等にも適用することができる。

【００６２】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
付図面の構成に限定されるものではない。

【００６３】

【図面の簡単な説明】

【図１】制御構成のブロック図

【図２】芝有無検出手段および操作手段の平面図

【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】芝有無検出手段の側面図

【図７】車速変速手段の縦断側面図

【図８】変速位置検出センサの平面図

【図９】車速変速手段の動作説明図

【図１０】旋回機構の背面図

【図１１】旋回機構の動作説明図

【図１２】境界検出手段の動作説明図

【図１３】制御作動のフローチャート

【図１４】制御作動のフローチャート

【図１５】制御作動のフローチャート

【図１６】制御作動のフローチャート

【図１７】最終行程検出の説明図

【符号の説明】

２２芝有無検出手段２３操作手段Ｇ位置検出手段Ａ未処理作業地Ｂ処理済作業地Ｌ境界１００境界検出手段１０１制御手段Ｚ安全手段Ｓ１検出部Ｓ２検出部Ｓ３検出部Ｓ４検出部３車速変速手段

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】芝の有無を検出する芝有無検出手段（２
２）と、その芝有無検出手段（２２）を車体横幅方向に
沿って繰返し往復移動操作する操作手段（２３）と、前
記芝有無検出手段（２２）の車体横幅方向での移動位置
を検出する位置検出手段（Ｇ）と、前記芝有無検出手段
（２２）及び前記位置検出手段（Ｇ）の情報に基づい
て、前記位置検出手段（Ｇ）の検出値が予め設定された
複数の設定値になる毎に前記芝有無検出手段（２２）に
よって検出される芝有無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（Ｌ）を判別する
境界検出手段（１００）と、その境界検出手段（１０
０）によって検出された前記境界（Ｌ）に沿って走行さ
せるように操向制御する制御手段（１０１）とが設けら
れた芝刈作業車の走行制御装置であって、前記芝有無検出手段（２２）の移動の異常を判別して作
動する安全手段（Ｚ）が設けられている芝刈作業車の走
行制御装置。
【請求項２】請求項１記載の芝刈作業車の走行制御装
置であって、前記芝有無検出手段（２２）は、車体横幅方向に沿って
並べられた複数の検出部（Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３，Ｓ４）を
備えるように構成され、前記安全手段（Ｚ）は、設定距離走行するごと又は設定
時間経過ごとの前記複数の検出部（Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３，
Ｓ４）の検出情報に基づいて前記境界（Ｌ）を判別する
ように構成されている芝刈作業車の走行制御装置。
【請求項３】請求項１又は請求項２記載の芝刈作業車
の走行制御装置であって、前記安全手段（Ｚ）は、車速を変速させる車速変速手段
（３）を減速操作するように構成されている芝刈作業車
の走行制御装置。
【請求項４】請求項３記載の芝刈作業車の走行制御装
置であって、前記安全手段（Ｚ）は、前記車速変速手段（３）を減速
操作させたあと所定時間内において前記異常が解消しな
いときには、前記車速変速手段（３）を停止操作するよ
うに構成されている芝刈作業車の走行制御装置。
【請求項５】請求項１又は請求項２記載の芝刈作業車
の走行制御装置であって、前記安全手段（Ｚ）は、前記芝有無検出手段（２２）を
上昇操作するように構成されている芝刈作業車の走行制
御装置。