JPH07104722B2 - 操向制御装置付き作業車 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、車体の横幅方向の位置が未処理作業地と処理
済作業地との境界に対して左右何れの方向にずれている
かを検出する操向制御用センサと、その操向制御用セン
サの検出情報に基づいて、操向輪を前記境界に対するず
れを修正する方向に向けて操向する操向制御手段とが設
けられ、前記操向制御手段は、前記操向制御用センサに
よる検出ずれ方向が同方向に続く間は、前記車体が設定
距離を走行する毎に又は設定時間毎に、前記操向輪の操
向角を設定量づつ増加して操向するように構成されてい
る操向制御装置付き作業車に関する。

〔従来の技術〕

上記この種の操向制御装置付き作業車は、所定範囲の作
業地内における作業を自動的に行えるように、未処理作
業地と処理済作業地との境界に沿って自動走行させる形
態で使用されるものである。

例えば、芝刈り用の作業車を自動走行させる場合につい
て説明を加えれば、一つの作業行程が終了する毎に、そ
の作業行程に交差する方向の次の作業行程の始端部に移
動させる形態のいわゆる回り走行形式と、一つの作業行
程が終了する毎に、その作業行程に平行する状態で隣接
する次の作業行程に移動させる形態のいわゆる往復走行
形式とがある。尚、一つの作業行程の終了に伴う次の作
業行程の始端部への移動は、例えば、予め設定記憶させ
たターンパターンに基づいて自動的に行わせることにな
る。

ところで、作業車を境界に沿って自動走行させる場合、
境界に対して精度良く追従させれば、例えば、芝刈り用
の作業車の場合には、その刈取作業幅を有効に活用でき
る等、作業能率を向上できる。

このため、従来では、操向制御手段を、操向制御用セン
サによる検出ずれ方向が同方向に続く間は、前記車体が
設定距離を走行する毎に又は設定時間毎に、前記操向輪
の操向角を設定量づつ増加して操向するように構成する
ことで、境界に対するずれが大きくなった場合にも、適
正状態への復帰を迅速に行えるようにして、境界に対し
て精度良く追従できるようにしている。

〔発明が解決しようとする課題〕

ところで、操向制御用センサが境界に対するずれを検出
して、そのずれを修正する方向に向けて操向輪を操向す
る場合、一般的に、その制御応答には遅れが生じること
から、作業車が境界に対して適正に沿う状態に収束する
までには時間遅れが生じることは避けられないものであ
る。

従って、境界にうねりがあるような場合には、作業の進
行に伴って、その境界のうねりが増大する、つまりうね
りの左右幅が大きくなる虞れがある。ちなみに、芝刈り
作業においては、局所的に、未処理作業地としての芝が
無い箇所が存在することがあり、そして、その箇所は処
理済作業地と見做されるものとなる結果、境界にうねり
が生じるものとなる。

うねりのある境界に対して精度良く追従させるようにす
ると、操向制御における制御遅れに起因して、境界のう
ねりが増大する傾向となり、適正通りに境界に追従させ
ることが困難になる虞れがある。又、境界のうねりが増
大すると、作業跡の美観が悪くなる不利もある。

ところで、境界のうねりが増大すると、そのうねってい
る境界に追従させるために、操向輪が直進状態に対応す
る操向中立状態から左右に操向操作される頻度が高くな
る状態となる。

従って、一つの作業行程を走行する間において、操向中
立状態で走行した距離と操向操作しながら走行した距離
との比率に着目すると、うねりが大きい場合には、操向
中立状態で走行した距離よりも操向操作しながら走行し
た距離のほうが長くなる状態となる。

そこで、操向中立状態で走行した距離と操向操作しなが
ら走行した距離との比率に基づいて、境界のうねりの大
小を判別させることが考えられるが、その場合、単に操
向操作しながら走行した距離と操向中立状態で走行した
距離との比率を判別させることから、第11図に示すよう
に、未処理作業地（Ｂ）と処理済作業地（Ｃ）との境界
（Ｌ）のうねりの幅が大きい場合（図中、破線で示す）
でも小さい場合（図中、実線で示す）でも同様の比率と
なって、うねりの大きさを定量的に判別することは困難
であり、改善が望まれている。

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、境界のうねりが増大した場合には、そのうね
りを修正することができるように、境界のうねり状態を
的確に検出できるようにすることにある。

〔課題を解決するための手段〕

本発明にかかる操向制御装置付き作業車の特徴構成は、
上記目的を達成するために、車体の横幅方向の位置が未
処理作業地と処理済作業地との境界に対して左右何れの
方向にずれているかを検出する操向制御用センサと、そ
の操向制御用センサの検出情報に基づいて、操向輪を前
記境界に対するずれを修正する方向に向けて操向する操
向制御手段とが設けられ、前記操向制御手段は、前記操
向制御用センサによる検出ずれ方向が同方向に続く間
は、前記車体が設定距離を走行する毎に又は設定時間毎
に、前記操向輪の操向角を設定量づつ増加して操向する
ように構成されている操向制御装置付き作業車におい
て、前記車体が第１設定距離を走行する間において、前
記車体が前記第１設定距離よりも短距離に設定された第
２設定距離を走行する毎の又は設定時間毎の前記操向角
に対応する値を記憶する記憶手段と、その記憶手段の記
憶情報に基づいて、前記第１設定距離の走行における前
記操向輪の操向角の大きさと操向の持続の有無を判断
し、その操向角の大きさと持続長さが大きいほど前記境
界のうねりの大きさが大であると判別するうねり判別手
段とが設けられている点にあり、その作用並びに効果は
以下の通りである。

〔作 用〕

操向制御手段が、操向制御用センサによる境界に対する
検出ずれ方向が同方向に続く間は、操向輪の操向角を設
定量づつ増大して操向するように構成されていることか
ら、境界のうねりが大きくなると、そのうねりの大きい
境界に追従するために、操向輪が大きな操向角で操向さ
れる。

そこで、車体が第１設定距離を走行する間において、第
１設定距離よりも短距離に設定された第２設定距離を走
行する毎の又は設定時間毎の操向角に対応する値を記憶
させることにより、その記憶情報に基づいて、第１設定
距離を走行する間における境界のうねりの大きさを、第
２設定距離を走行する毎の又は設定時間毎の操向角に対
応する値から定量的に判別することができる。

〔発明の効果〕

従って、境界に対するずれ状態に応じて操向角を増大さ
せながら操向制御するという本来的に備える構成を有効
利用して、境界のうねりの大きさを定量的に判別するこ
とができるので、境界のうねりが大きくなったときその
境界のうねりの解消のための修正を的確に行わせること
ができる。

〔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８図及び第９図に示すように、左右一対の前輪（1F）
及び左右一対の前輪（1R）を備える車体（Ｖ）の下腹部
に、モーア（２）が装備され、もって、雑草や芝等の刈
取作業に用いられる芝刈り用の作業車が構成されてい
る。

尚、図中、（３）は搭乗操縦用のステアリングハンドル
である。

但し、前記前輪（1F）及び後輪（1R）の夫々は、操向輪
としても、駆動輪としても機能するように、いわゆる４
輪ステアリング式で且つ４輪駆動式に構成されている。

そして、第10図に示すように、四角状の未処理作業地と
しての未刈地（Ｂ）の一辺から対辺に至る区間を一つの
作業行程として、車体横幅方向に並ぶ複数個の作業行程
が設定され、各作業行程では未刈地（Ｂ）と処理済作業
地としての既刈地（Ｃ）との境界（Ｌ）に沿って自動走
行し、一つの作業行程の終端部に達するに伴って、その
作業行程に隣接する次の作業行程の始端部に移動させる
ターンを繰り返しながら、各作業行程を往復走行させ
て、所定範囲の芝刈り作業を自動的に行わせるようにし
てある。

但し、本実施例では、後述のように、作業予定範囲の周
囲を既刈地（Ｃ）で囲まれた四角状の未刈地（Ｂ）に区
画することなく、最初の作業行程から直ちに自動走行を
開始させることができるようにしてあり、最初の作業行
程における走行距離に基づいて作業行程の基準距離を自
動的に設定して、作業車が設定された基準距離を走行す
る毎に、次の作業行程に向けて自動的にターンするよう
にしている。

又、前記作業車が１行程毎に前後進を切り換えながら複
数個の作業行程を往復走行するようにしてある。従っ
て、次の作業行程へ移動させるターンは、前記基準距離
を走行するに伴って、前進状態又は後進状態で車体向き
を変えることなく、次の作業行程側に向けて幅寄せ移動
させた後、前後進を切り換える形態で行われることにな
る。

尚、詳しくは後述するが、各作業行程を走行する毎に、
各作業行程を走行する間における操向輪の操向角の値に
対応した値の積算値に基づいて、前記境界（Ｌ）のうね
りの大きさを判別して、うねりが大きい場合には、次の
作業行程において前記境界（Ｌ）の直線性を修正しなが
ら自動走行させるようにしてある。

又、前記作業車は、自動走行の他、作業車が搭乗して人
為的に運転する搭乗操縦によっても走行させることがで
きるように構成されている。

そして、後述のように、自動走行の開始や停止並びに最
初の作業行程におけるターン開始を車体外部から遠隔操
作で指示できるようにしてある。

前記作業車の制御構成について説明すれば、第１図に示
すように、前記前後輪（1F），（1R）の夫々を各別に操
作する操向用油圧シリンダ（4F），（4R）、それらの制
御弁（5F），（5R）、前後進切り換え並びに前後進とも
に変速自在な油圧式無段変速装置（６）、その変速操作
用の変速モータ（７）、予め設定記憶された各種走行制
御情報や後述の各種センサの検出情報に基づいて、前記
制御弁（5F），（5R）及び前記変速モータ（７）を操作
するマイクロコンピュータ利用の制御装置（８）、自動
走行の開始や停止を指示する送信機（９）、その送信機
（９）からの指示情報を受信して前記制御装置（８）に
入力する受信機（10）の夫々が設けられている。

そして、前記制御装置（８）を利用して、操向輪として
の前記前後輪（1F），（1R）を操向する操向制御手段
（100）、車体（Ｖ）が第１設定距離としての前記作業
行程の基準距離を走行する間において、前記車体（Ｖ）
が前記基準距離よりも短距離に設定された第２設定距離
を走行する毎の前記前後輪（1F），（1R）の操向角に対
応する値を記憶する記憶手段（101）、及び、その記憶
手段（101）の記憶情報に基づいて、前記境界（Ｌ）の
うねりの大きさを判別するうねり判別手段（102）の夫
々が構成されることになる。

尚、図中、（Ｅ）は前記前後輪（1F），（1R）及び前記
モーア（２）の駆動用エンジンであって、前記変速装置
（６）に連動連結されている。（11）は搭乗操縦時にお
いて前記変速装置（６）を人為的に操作するための変速
ペダル、（12）は前記変速装置（６）の変速アームであ
って、前記変速モータ（７）及び前記変速ペダル（11）
の何れによっても前記変速操作できるように、前記変速
モータ（７）及び前記変速ペダル（11）に連動連結され
ている。

（13）は、前記変速アーム（12）に対する前記変速モー
タ（７）の連係を断続するクラッチ機構であって、手動
操作式のクラッチレバー（14）（第８図参照）にて入り
切り操作されるようになっている。つまり、搭乗操縦時
には前記クラッチレバー（14）を切り操作して、前記変
速モータ（７）と前記変速装置（６）との連係を断ち、
自動走行時には入り操作して前記変速モータ（７）と前
記変速装置（６）とを連係させることになる。

又、（SW）は、前記クラッチレバー（14）の操作状態を
検出するクラッチスイッチである。つまり、前記制御装
置（８）はこのクラッチスイッチ（SW）の検出情報に基
づいて、搭乗操縦であるか自動走行であるかを判別する
ことになる。

ところで、前記前後輪（1F），（1R）は、第１図にも示
すように、駆動輪の他、操向輪としても機能するように
構成されていることから、前記前後輪（1F），（1R）を
同位相で操向する平行ステアリング形式、逆位相で操向
する４輪ステアリング形式、前輪（1F）のみを操向する
２輪ステアリング形式の３種類のステアリング形式を選
択使用できるようになっている。そして、図示を省略す
るが、搭乗操縦時には、使用するステアリング形式を人
為的に選択することになり、自動走行時には、後述の各
種センサの検出情報に基づいて自動的に切り換えること
になる。

次に、前記作業車に装備される各種センサについて説明
する。

第８図及び第９図に示すように、前記未刈地（Ｂ）と既
刈地（Ｃ）との境界（Ｌ）に対する車体（Ｖ）の横幅方
向の位置が左右何れの側にずれているかを検出する操向
制御用センサとしての左右一対の倣いセンサ（S₁），
（S₂）が、前記モーア（２）の作業範囲の両端部から車
体前後の両方向に向けて延出された４本のセンサ支持ア
ーム（15）の先端部夫々に設けられている。

前記倣いセンサ（S₁），（S₂）の夫々は、車体横幅方向
に向かって対向する状態で配置された一対の投光部と受
光部とを備え、その投光部から受光部へ向かう光が未芝
刈で遮断されるか否かに基づいて、前記未刈地（Ｂ）と
前記既刈地（Ｃ）の何れであるかを判別するように構成
されている。

但し、車体（Ｖ）の進行に伴って、未刈芝が前記投光部
と受光部との間を断続的に通過する状態となるために、
受光部からは芝有りと芝無に対応する信号が断続して出
力されることになる。

従って、一旦、芝有りの未刈状態を検出すると、その
後、設定距離を走行する間は、その未刈検出状態を保持
するようにしてあり、以下の説明において、その未刈検
出状態を保持する処理を、倣いセンサソフト“H"保持処
理と記載する。

そして、自動走行時には、車体前後両端部に設けられた
４組の倣いセンサ（S₁），（S₂）のうちの車体進行方向
に対して前方側で、且つ、前記境界（Ｌ）側に位置する
１組を用いて、前記境界（Ｌ）に対する車体（Ｖ）の横
幅方向の位置が左右何れの側にずれているかを判別する
ようにしてある。

但し、詳しくは後述するが、前記境界（Ｌ）のうねりが
大きいことが判別されて、その修正を行うための処理を
実行する場合には、刈り残しを防止するために、前記４
組の倣いセンサ（S₁），（S₂）のうちの車体進行方向に
対して前方側の２組全部を用いて、車体を前進走行させ
ながら、車体左右幅方向での左右両側にそれぞれ配設さ
れたそれら２組の倣いセンサ（S₁），（S₂）での芝検出
の有無に基づいて前記境界（Ｌ）に対する車体（Ｖ）の
横幅方向の位置を判別して、その前進走行時に前記境界
（Ｌ）が前記モーア（２）の刈取幅内に位置する状態を
維持するようにしてある。

そして、以下の説明において、前記境界（Ｌ）のうねり
を修正する処理を、大不感帯倣い修正と記載する。

前記境界（Ｌ）に対するずれの判別について説明を加え
れば、前記大不感帯倣い修正ではない通常の走行状態で
は、前記境界（Ｌ）側に位置する前記一対の倣いセンサ
（S₁），（S₂）のうちの車体外方側の倣いセンサ（S₁）
が前記既刈地（Ｃ）を検出し、且つ、車体内方側の倣い
センサ（S₂）が前記未刈地（Ｂ）を検出する状態を、前
記車体（Ｖ）が前記境界（Ｌ）に対して適正状態に沿っ
ている状態にあると判別し、前記一対の倣いセンサ
（S₁），（S₂）の両方が前記未刈地（Ｂ）を検出する状
態を、前記車体（Ｖ）が前記境界（Ｌ）に対して未刈地
（Ｂ）側にずれている状態（以下においてIN側へのずれ
と記載する）にあると判別し、前記一対の倣いセンサ
（S₁），（S₂）の両方が前記既刈地（Ｃ）を検出する状
態を、前記車体（Ｖ）が前記境界（Ｌ）に対して既刈地
（Ｃ）側にずれている状態（以下においてOUT側へのず
れと記載する）にあると判別することになる。

但し、前述のように、大不感帯倣い修正の処理を行う場
合には、車体進行方向前方側の４個の倣いセンサ全部が
未刈地（Ｂ）を検出する状態を、IN側へずれていると判
別し、センサ全部が既刈地（Ｃ）を検出する状態を、OU
T側へずれていると判別させることになる。

尚、以下の説明において、前記倣いセンサ（S₁），
（S₂）が前記未刈地（Ｂ）を検出している状態を“H"と
記載し、前記既刈地（Ｃ）を検出している状態を“L"と
記載する。

第１図及び第８図に示すように、作業行程の長さ方向つ
まり前記境界（Ｌ）の長さ方向に基づいて設定された基
準方位に対する前記車体（Ｖ）の傾きを検出するため
に、地磁気センサ利用の方位センサ（S₃）が、車体後端
部に取り付けられている。

第１図に示すように、前記変速装置（６）の出力にて回
転駆動されて、単位回転数当たり設定個数のパルス信号
を出力する回転数センサ（S₄）が設けられ、その検出回
転数に基づいて、前記車体（Ｖ）の走行距離を検出する
ように構成されている。

又、前記ステアリングハンドル（３）による目標ステア
リング角度の検出用ポテンショメータ（R₀）、前記前後
輪（1F），（1R）夫々の操向角の検出用ポテンショメー
タ（R₁），（R₂）、及び、前記変速装置（６）の操作状
態を検出することにより、前後進の切り換え状態並びに
前後進夫々での車速を間接的に検出する車速検出用ポテ
ンショメータ（R₃）の夫々が設けられている。

次に、第２図に示すフローチャートに基づいて、前記作
業車を自動走行させるための制御作動について詳述す
る。

先ず、前記クラッチレバー（13）を入り操作して、前記
変速装置（６）と変速モータ（７）とを連係させると共
に、前記送信機（９）にて自動走行の開始を指示するこ
とになる。

前記制御装置（８）は、前記受信機（10）が走行開始の
指示を受信するに伴って、前記方位センサ（S₃）による
検出方位つまり走行開始時点における車体向きを、最初
の作業行程における基準方位として設定記憶させる。

次に、前記前後輪（1F），（1R）夫々の目標操向角（θ
ｆ），（θｒ）を設定する目標操向角設定の処理を行っ
た後、前記前後輪（1F），（1R）の操向角が設定された
目標操向角（θｆ），（θｒ）となるように、前記両制
御弁（5F），（5R）を駆動する操向操作を行って、前記
方位センサ（S₃）による検出方位が前記基準方位に対し
て設定不感帯内に維持されるようにした後、車速が設定
車速となるように前記車速モータ（７）を操作する車速
操作を行って、前進状態又は後進状態で走行開始させる
ことになる。

尚、前記目標操向角（θｆ），（θｒ）の夫々は、前記
前後輪（1F），（1R）を車体直進状態に対応する操向中
立位置に対応する値を基準として、右方向に操向する場
合を正の値として設定し、且つ、左方向に操向する場合
を負の値として設定するようにしてある。

つまり、前述のように、作業予定範囲を四角状の未刈地
（Ｂ）に区画しないで作業開始した場合には、最初の作
業行程（第１行程）においては、前記未刈地（Ｂ）と既
刈地（Ｃ）との境界（Ｌ）が形成されていないために、
前記倣いセンサ（S₁），（S₂）の検出情報を用いて前記
境界（Ｌ）に対する車体横幅方向のずれを判別させるこ
とができないので、第１行程では、前記方位センサ
（S₃）の検出情報のみを用いて自動走行させるのであ
る。

但し、第10図にも示すように、第１行程以降の各作業行
程では、前記モーア（２）による刈取作業の進行に伴っ
て、前記未刈地（Ｂ）と既刈地（Ｃ）との境界（Ｌ）が
形成されるので、刈り残しを生じないようにしながら、
各作業行程の方向に向かって自動走行するように、前記
方位センサ（S₃）と前記倣いセンサ（S₁），（S₂）の検
出情報の両方を用いて操向制御することになる。

従って、前記境界（Ｌ）のうねりの大きさの判別やその
判別結果に基づいて行われる大不感帯倣い修正の処理
は、第１行程では行わないことになる。

走行開始後は、第１行程における前記受信機（10）の受
信情報に基づいて、ターン開始の指示を受信したか否か
を判別し、ターン開始の指示を受信するに伴って、前記
回転数センサ（S₄）にて検出される走行開始地点からタ
ーン開始の指示を受信した時点までの走行距離を、以降
の各作業行程の基準距離として設定記憶させた後に、次
の作業行程に移動させるターン制御を開始させることに
なる。

次の作業行程に向けてターンさせた後は、前記回転数セ
ンサ（S₄）にて検出される走行距離が前記設定記憶され
た基準距離に達するか、又は、前記受信機（10）が作業
終了の指示を受信するまで、各作業行程に沿って自動走
行するように、前述の如く、前記倣いセンサ（S₁），
（S₂）と前記方位センサ（S₃）の両方の検出情報に基づ
いて操向制御することになる。

走行距離が前記基準距離に達した場合には、前記境界
（Ｌ）のうねり状態を判別するうねり判別の処理を行っ
た後に、次の作業行程に向けてターンさせることにな
り、作業終了の指示を受信した場合には、走行停止させ
て作業を終了することになる。

操向制御について説明すれば、基本的には、前記方位セ
ンサ（S₃）による検出方位が前記基準方位からずれた場
合には、前記４輪ステアリング形式で操向して、前記車
体（Ｖ）の向きを修正し、且つ、前記倣いセンサ
（S₁），（S₂）の検出情報に基づいて前記境界（Ｌ）に
対してずれたことを判別した場合には、前記平行ステア
リング形式で前記前後輪（1F），（1R）を同位相で操向
して、前記境界（Ｌ）に対する横幅方向の位置を修正さ
せることになる。

尚、この平行ステアリング形式で前記境界（Ｌ）に対す
る車体（Ｖ）の位置を修正させる場合には、検出された
ずれ方向が同方向に続く間は、操向角を設定量づつ増大
させて操向するようにしてある。

但し、前記基準方位に対する車体（Ｖ）の向きと前記境
界（Ｌ）に対する横幅方向の位置の両方がずれている場
合には、傾きと位置の両方を同時に修正できるようにす
るために、目標操向角設定処理において、自動的に前記
前後輪（1F），（1R）の目標操向角（θｆ），（θｒ）
に差が付く状態となるようにしてある。

又、前記うねり判別処理にて、前記境界（Ｌ）のうねり
が大きいことが判別された場合には、前記第１行程にお
いて前記方位センサ（S₃）のみの検出情報に基づいて自
動走行させた場合と同様にして、前記倣いセンサ
（S₁），（S₂）による前記境界（Ｌ）に対するずれの判
別情報を用いないで自動走行させて、前記境界（Ｌ）の
うねりを修正することになる。尚、このうねりの修正を
行う場合には、前記前後輪（1F），（1R）の操向角に差
を付けた状態で同方向に操向するようにしてある。

但し、このうねり修正のための処理を行う場合にも、刈
り残し防止のために、前述のように、走行前方側の１対
づつ２組に構成される４個の倣いセンサを用いて、その
４個の倣いセンサ全部が、前記未刈地（Ｂ）又は既刈地
（Ｃ）を検出した場合には、その検出方向とは逆方向に
向けて、平行ステアリング形式で設定操向角で操向して
強制的に平行移動させるようにしてある。

又、前記回転数センサ（S₄）による走行距離の検出や前
記倣いセンサ（S₁），（S₂）の検出情報の判別等の処理
は、設定距離（5cm）走行する毎に自動的に起動される
割り込み処理として実行されるようになっている。

前記ターン制御について説明を加えれば、前述のよう
に、前記車体（Ｖ）は前後進を繰り返して各作業行程を
往復走行させるようにしているために、前記平行ステア
リング形式を用いて、例えば、最大切れ角で設定距離を
走行させることにより、次の作業行程側に幅寄せ移動さ
せた後、前後進を切り換えることになる。

以下、各処理について詳述する。

先ず、第３図に示すフローチャートに基づいて、前記割
り込み処理について説明する。

すなわち、前述のように、この割り込み処理は設定距離
（5cm）走行する毎に起動されることになり、そして、
前記回転数センサ（S₄）の検出情報に基づいて、各作業
行程での走行開始後の積算走行距離をカウントした後、
第１行程を走行しているか否かを判別する。

第１行程でない場合には、車体進行方向に対して前方側
となる２組の前記倣いセンサ（S₁），（S₂）夫々の検出
データを読み込んで、前述のように、前記倣いセンサ
（S₁），（S₂）が、一旦、未刈地（Ｂ）を検出するとそ
の後の設定距離を走行する間は、未刈検出状態に対応す
る“H"を保持する倣いセンサソフト“H"保持処理を行っ
た後、その処理データに基づいて、前記境界（Ｌ）にう
ねりがある場合にその修正を行うための倣いセンサ処理
データ判別処理を行う。

次に、後述の目標操向角設定処理において設定される倣
い用の目標操向角（θｎ）に対応する値を、前記設定距
離（5cm）走行する毎に積算する操向角積算処理を行
う。

説明を加えれば、前記目標操向角（θｎ）が直進状態に
対応する０でない場合には、その値の絶対値から１を減
算した値を、操向角に対応する値として積算するように
している。

つまり、前記倣いセンサ（S₁），（S₂）の検出で前記境
界（Ｌ）に対して車体（Ｖ）が位置ずれしたことを判断
した後、車体（Ｖ）の境界（Ｌ）に対する位置ずれの修
正を行うよう走行しながら操向する際に、ずれが大きい
ほどずれ修正されるまでの走行距離が長いものとなり、
かつずれ修正されるまで設定距離毎に操向角を順次大き
な角度にして操向し続けることになるので、境界（Ｌ）
のうねりが大で位置ずれ修正に大きな操向角を要するも
のほど前記積算値の値が大となるのである。

もって、この操向角積算処理が、前記車体（Ｖ）が第１
設定距離としての前記基準距離を走行する間において、
前記車体（Ｖ）が前記第１設定距離よりも短距離に設定
された第２設定距離すなわち前記設定距離（5cm）を走
行する毎の操向角としての前記倣い用の目標操向角（θ
ｎ）に対応する値を記憶する記憶手段（101）に対応す
ることになる。

従って、第４図にも示すように、前記走行距離が前記基
準距離に達する毎に実行される前記うねり判別処理にお
いては、前記割り込み処理において実行される操向角積
算値を、その積算回数つまり前記割り込み処理が起動さ
れた回数で除算して、単位走行距離当たりの操向角の大
きさを求めることになる。

そして、その除算値が予め設定されたうねりが大の状態
に対応する設定値以上あるか否かを判別して、前記除算
値が前記設定値以上ある場合には、前記境界（Ｌ）のう
ねりが大であると判断して、そのうねりを修正するため
に前記大不感帯修正処理を実行させるためのフラグをセ
ットすることになり、前記除算値が前記設定値未満であ
る場合には、前記境界（Ｌ）のうねりが小であると判断
して、前記フラグをリセットすることになる。

つまり、このうねり判別の処理が、前記記憶手段（10
1）としての操向角積算処理にて記憶された前記情報に
基づいて、前記境界（Ｌ）のうねりを判別するうねり判
別手段（102）に対応することになる。

尚、前記大不感帯倣い修正処理を実行させるためのフラ
グは、前記割り込み処理において実行される倣いセンサ
処理データ判別、及び、後述の目標操向角設定の各処理
において通常の作業行程であるか前記境界（Ｌ）のうね
りを修正する大不感帯修正用の作業行程であるか否かを
判別するための情報として用いられることになる。

前記倣いセンサ処理データ判別処理について説明すれ
ば、第５図に示すように、前記うねり判別処理にて設定
されたフラグの状態に基づいて、前記大不感帯倣い修正
を行うか否かを判断して、大不感帯倣い修正を行う場合
には、その修正中であるか否かを判別する。

そして、修正中である場合には、その修正処理の進行を
監視する修正中カウンタの値をデクリメントした後、そ
の値が０に達したか否かを判別する。

前記修正中カウンタの値が０に達している場合には、前
記大不感帯倣い修正において、前記車体（Ｖ）を未刈地
（Ｂ）側に操向するためのINフラグ及び既刈地（Ｃ）側
に操向するためのOUTフラグの夫々をセットする。

そして、前記INフラグ及びOUTフラグの夫々をリセット
した後、前記進行方向前方側の４個の倣いセンサ全部が
前記未刈地（Ｂ）又は既刈地（Ｃ）の検出状態にあるか
否かを判別する。そして、前記大不感帯倣い修正中でな
いことを判別した場合にも、前記進行方向前方側の４個
の倣いセンサ全部が前記未刈地（Ｂ）又は既刈地（Ｃ）
の検出状態にあるか否かを判別する。

前記４個の倣いセンサ全部が前記既刈地（Ｃ）を検出し
ている場合には、車体（Ｖ）の進行方向を前記未刈地
（Ｂ）側に修正させるために、前記INフラグをセット
し、且つ、前記OUTフラグをリセットした後、前記修正
中カウンタの値を設定距離（5m）に対応する100に設定
する。

つまり、この倣いセンサ処理データ判別処理は、5cm走
行する毎に起動される割り込み処理において実行される
ことから、前記修正中カウンタの値を、5mに対応する10
0に設定するのである。

一方、前記４個の倣いセンサ全部が前記未刈値（Ｂ）を
検出している場合には、車体（Ｖ）の進行方向を前記既
刈地（Ｃ）側に修正させるために、前記INフラグをリセ
ットし、且つ、前記OUTフラグをセットした後、前記修
正中カウンタ値を100にセットする。

尚、前記４個の倣いセンサ全部が前記未刈地（Ｂ）又は
既刈地（Ｃ）を検出している状態にない場合には、前記
INフラグやOUTフラグの設定や修正中カウンタの設定は
行わないようにしてある。

そして、前記INフラグやOUTフラグの設定や修正中カウ
ンタの設定を行った後は、前記境界（Ｌ）に対するずれ
状態を判別するための、前記倣いセンサデータを設定す
る倣いセンサデータ設定の処理を行って、割り込み処理
を終了することになる。

次に、第６図（イ），（ロ）に示すフローチャートに基
づいて、前記目標操向角設定の処理について説明する。

第６図（イ）に示すように、先ず、前記方位センサ
（S₃）による検出方位が読み込まれて、現在方位を算出
し、その現在方位と前記基準方位との偏差（Δθ）を算
出する。

次に、前記偏差（Δθ）が予め設定された不感帯（±２
度）内にあるか否かに基づいて、前記車体（Ｖ）の向き
を修正する方位修正の要否及び修正方向が判別され、修
正を行う場合には、その修正方向に応じて、前記前後輪
（1F），（1R）夫々に対する方位修正用の目標操向角
（θhf），（θhr）を互いに符号が逆で値が同値となる
ように予め設定された設定値（±５度）に設定して、前
記前後輪（1F），（1R）が４輪ステアリング形式で操向
されるようにする。

但し、前記大不感帯倣い修正用のINフラグ又はOUTフラ
グがセットされているか否かに基づいて大不感帯倣い修
正であるか否かを判別して、大不感帯倣い修正である場
合には、前述のように、その修正方向に応じて前記前後
輪（1F），（1R）の目標操向角（θhf），（θhr）に５
度の差を付けるようにしてある。

又、方位修正が不要な場合にも、前記大不感帯倣い修正
である場合には、その修正方向に応じて、前記方位修正
用の目標操向角（θhf），（θhr）を同符号で且つ同値
（５度）に設定して、前記車体（Ｖ）が修正方向に向け
て平行移動するようにする。

つまり、前記方位修正用の目標操向角（θhf），（θh
r）を同符号で且つ同値（５度）に設定することによ
り、前記車体（Ｖ）が前記設定距離（5m）を走行する間
に、前記モーア（２）の刈り幅の半分を平行移動するよ
うにしているのである。

一方、前記方位修正もなく且つ前記大不感帯修正でもな
い場合には、前記方位修正用の目標操向角（θhf），
（θhr）を０に設定した後、第１行程での走行であるか
否か、及び、前記大不感帯倣い修正を行う行程であるか
否かを判別する。

第１行程での走行である場合、又は、大不感帯倣い修正
を行う行程である場合には、前記境界（Ｌ）側の倣いセ
ンサ（S₁），（S₂）を用いる倣い制御を行わないよう
に、倣い用の目標操向角（θｎ）の値を０に設定した
後、前記方位修正用の目標操向角（θhf），（θhr）
と、前記倣い用の目標操向角（θｎ）とを加算して、前
記前後輪（1F），（1R）夫々の目標操向角（θｆ），
（θｒ）を設定することになる（第６図（イ），（ロ）
参照）。

一方、第１行程での走行でもなく、大不感帯倣い修正を
行う行程でもない場合には、第６図（イ）に示すよう
に、前記割り込み処理として実行される前記倣いセンサ
データ設定処理にて設定された境界側の倣いセンサデー
タを読み込んで、倣い修正方向を判別する。

倣い修正を行う場合には、前記車体（Ｖ）に対して前記
境界（Ｌ）が左右何れの側に位置しているか、及び、前
後進何れの状態で走行しているかによる進行方向に基づ
いて、前記倣い修正用の目標操向角（θｎ）の上限値
（θn₀）を、IN側及びOUT側夫々に対応して予め設定さ
れた設定値（±θn_IN），（±θn_OUT）の夫々に設定し
た後、前記倣い修正用の目標操向角（θｎ）を設定量づ
つ増大させるポイントを示す設定距離（ｄ）の値を、前
記IN側及びOUT側夫々に対応して予め設定された設定値
（d_IN），（d_OUT）の夫々に設定する。

次に、第６図（ロ）に示すように、前記倣い修正用の目
標操向角（θｎ）の上限値（θn₀）の符号に基づいて倣
い修正方向が車体（Ｖ）に対して左右何れの方向である
かを判別して、その判別された方向に応じて、前記目標
操向角（θｎ）が直進に対応する０度と前記上限値（θ
n₀）との間にあるか否かを判別することにより、前記境
界（Ｌ）に対する車体（Ｖ）の位置が左右反対方向にず
れたか否かを判断する。

前記目標操向角（θｎ）が０度と前記上限値（θn₀）と
の間にある場合、つまり、前記境界（Ｌ）に対する車体
横幅方向の位置ずれが同方向に続く状態にある場合に
は、車体位置を迅速に修正できるように、前記設定処理
（ｄ）を走行する毎に、前記目標操向角（θｎ）を設定
量（１度）増大させて、前記設定距離（ｄ）を走行した
か否かを判別するための走行距離のカウントをクリアし
た後、前記方位用の目標操向角（θhf），（θhr）と前
記倣い用の目標操向角（θｎ）とを加算して、前記前後
輪（1F），（1R）夫々の目標操向角（θｆ），（θｒ）
を設定することになる。

但し、前記境界（Ｌ）に対する車体（Ｖ）の位置が左右
反対方向にずれて、前記目標操向角（θｎ）の符号が前
回の設定状態に対して反転した場合には、前記車体
（Ｖ）が前記境界（Ｌ）に対して逆方向にオーバーシュ
ートしないようにするために、前記目標操向角（θｎ）
を０度に復帰させるようにしてある。

尚、前記倣い修正が不要な場合には、前記倣い用の目標
操向角（θｎ）が０度に設定されているか否かを判別
し、０度でない場合には、設定距離（d_N）を走行する毎
に、前記前後輪（1F），（1R）を直進状態に対応する０
度まで徐々に戻すために、前記目標操向角（θｎ）から
設定角（１度）を減少させた後に、走行距離のカウント
をクリアすることになる（第６図（イ）参照）。

つまり、前記境界（Ｌ）に対する横幅方向の位置がずれ
た場合には、そのずれを修正するための前記倣い用の目
標操向角（θｎ）を、最初は小さい値に設定し、その小
さい値で修正できない場合には、設定距離（ｄ）毎に設
定量づつ増大させ、ずれの修正が完了した場合には、前
記目標操向角（θｎ）を設定距離（d_N）毎に設定量づつ
減少させて、車体移動が急激にならないようにしなが
ら、大きなずれがある場合にはそのずれの修正が遅れな
いようにするとともに、ずれが小さい場合には刈り跡の
蛇行つまり前記境界（Ｌ）のうねりが極力小さくなるよ
うにしているのである。

前記操向操作について説明すれば、第７図に示すよう
に、前記操向角検出用ポテンショメータ（R₁），（R₂）
による前後輪夫々の切れ角を検出して、その検出切れ角
と前記目標操向角（θｆ），（θｒ）との偏差（Δθ
ｆ），（Δθｒ）の夫々が設定不感帯（±２度）内に維
持されるように、前記操向用の制御弁（5F），（5R）の
夫々を駆動又は停止操作することになる。

もって、前記前後輪（1F），（1R）の目標操向角（θ
ｆ），（θｒ）を設定する前記目標操向角設定処理と、
前記前後輪（1F），（1R）の切れ角が設定された目標操
向角（θｆ），（θｒ）となるように、前記操向用の制
御弁（5F），（5R）を操作する操向操作処理とが、操向
制御手段（100）に対応することになる。

〔別実施例〕

上記実施例では、操向制御用センサとしての倣いセンサ
（S₁），（S₂）による検出ずれ方向が同方向に続く間
は、前記車体（Ｖ）が設定距離（ｄ）を走行する毎に倣
い修正用の目標操向角（θｎ）を設定量づつ増大させる
ようにした場合を例示したが、設定時間毎に設定量づつ
増大させるようにしてもよい。

又、上記実施例では、方位修正を行う場合には、その目
標操向角（θhf），（θhr）を一定の設定角に設定する
ようにした場合を例示したが、基準方位に対する検出方
位の偏差（Δθ）の大きさに応じて設定するようにして
もよい。

又、上記実施例では、方位修正を４輪ステアリング形式
で行わせるようにした場合を例示したが、２輪ステアリ
ング形式で実施してもよい。

又、上記実施例では、方位修正をも行いながら、操向制
御を行わせるようにした場合を例示したが、方位修正な
しで実施してもよい。但し、その場合には、前記倣い修
正を、例えば、車体進行方向に対して前方側となる前輪
（1F）又は後輪（1R）のみを操向するようにするとよ
い。

又、上記実施例では、倣い修正用の目標操向角（θｎ）
の値に対応する値の積算値に基づいて、うねりの大小を
判別させるようにした場合を例示したが、前記前後輪
（1F），（1R）の切れ角に基づいて、大きな切れ角にな
ると、大きなうねりがあるものと判別させたり、あるい
は、基準距離を操向する間における設定距離毎又は設定
時間毎の目標操向角又は切れ角の値のヒストグラムに基
づいて、標準偏差等を求めさせて、その求めた結果に基
づいてうねりの大小を判別させるようにしてもよい。こ
れらは第１設定距離を走行する間における操向角の大き
さと持続の有無を定量的に判別する値のとり方の例であ
る。

又、上記実施例では、境界（Ｌ）のうねりが大なること
を判別した場合には、その修正を自動的に行わせるよう
にした場合を例示したが、例えば、境界（Ｌ）のうねり
が大なることを判別した場合には警報を発するようにし
て、うねりの修正を搭乗操縦によって修正させるように
してもよく、うねり判別手段（102）の具体構成、並び
にその判別情報の利用形態は、各種変更できる。

又、上記実施例では、本発明を芝刈り用の作業車に適用
して自動走行の開始停止を遠隔操作で指示するととも
に、前後進を繰り返して往復走行させるようにした場合
を例示したが、作業地の周囲を予め既刈地（Ｃ）に形成
して、基準方位や基準距離及び作業行程数等を予め設定
して自動走行させたり、又、180度走行方向を反転させ
る往復走行や、いわゆる回り走行形式で走行させてもよ
く、 自動走行の形態や自動走行させるための各部の具体構成
は各種変更できる。

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造
に限定されるものではない。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明にかかる操向制御装置付き作業車の実施例
を示し、第１図は制御構成のブロック図、第２図は自動
走行のフローチャート、第３図は割り込み処理のフロー
チャート、第４図はうねり判別処理のフローチャート、
第５図は倣いセンサ処理データ判別処理のフローチャー
ト、第６図（イ），（ロ）は目標走行角設定処理のフロ
ーチャート、第７図は操向操作処理のフローチャート、
第８図は作業車の全体側面図、第９図は同平面図、第10
図は作業地の説明図、第11図は境界のうねりの説明図で
ある。 （Ｖ）……車体、（Ｂ）……未処理作業地、（Ｃ）……
処理済作業地、（Ｌ）……境界、（S₁），（S₂）……操
向制御用センサ、（θｎ）……操向角、（1F），（1R）
……操向輪、（100）……操向制御手段、（101）……記
憶手段、（102）……うねり判別手段。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】車体（Ｖ）の横幅方向の位置が未処理作業
   地（Ｂ）と処理済作業地（Ｃ）との境界（Ｌ）に対して
   左右何れの方向にずれているかを検出する操向制御用セ
   ンサ（S₁），（S₂）と、その操向制御用センサ（S₁），
   （S₂）の検出情報に基づいて、操向輪（1F），（1R）を
   前記境界（Ｌ）に対するずれを修正する方向に向けて操
   向する操向制御手段（100）とが設けられ、前記操向制
   御手段（100）は、前記操向制御用センサ（S₁），
   （S₂）による検出ずれ方向が同方向に続く間は、前記車
   体（Ｖ）が設定距離を走行する毎に又は設定時間毎に、
   前記操向輪（1F），（1R）の操向角（θｎ）を設定量づ
   つ増加して操向するように構成されている操向制御装置
   付き作業車であって、前記車体（Ｖ）が第１設定距離を
   走行する間において、前記車体（Ｖ）が前記第１設定距
   離よりも短距離に設定された第２設定距離を走行する毎
   の又は設定時間毎の前記操向角（θｎ）に対応する値を
   記憶する記憶手段（101）と、その記憶手段（101）の記
   憶情報に基づいて、前記第１設定距離の走行における前
   記操向輪（1F），（1R）の操向角（θｎ）の大きさと操
   向の持続の有無を判断し、その操向角（θｎ）の大きさ
   と持続長さが大きいほど前記境界（Ｌ）のうねりの大き
   さが大であると判別するうねり判別手段（102）とが設
   けられている操向制御装置付き作業車。
2. 【請求項２】前記記憶手段（101）は、前記操向角（θ
   ｎ）が大なるほど大となるように設定された値の積算値
   を記憶するように構成されている請求項１記載の操向制
   御装置付き作業車。