JPH0818A - 移動農機の直進制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 偏位角算出手段が検出した操舵制御方向と想
定直進方向とを一致させるように補正して高精度の直進
制御を可能とする。 【構成】 偏位角速度検出手段３によって検出された走
行機体１０の偏位角速度を、積分して得た走行機体１０
の想定直進方向からの偏位角に基づく操舵制御方向と想
定直進方向とが異なる場合に発生する横変位を、操舵に
より修正した場合に、この横変位に基づいて補正量算出
手段１１によりずれ角を算出し、このずれ角によって偏
位角速度検出手段３によって認識される操舵制御方向を
補正して、以後の操舵制御方向を想定直進方向に一致さ
せるようにする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、乗用田植機，トラク
タなどの移動農機に係り、詳しくは走行機体を指定方向
へ直進するように自動操舵する直進制御装置に関するも
のである。

【０００２】

【従来の技術】従来より、乗用田植機、トラクタなどの
移動農機においては、直進走行して各種の作業を行う際
にその進行方向を自動制御するための直進制御装置が提
案されている。

【０００３】この種の自動直進制御装置として、本出願
人は、走行機体の進行方向に対する偏位角速度を検出
し、その検出した偏位角速度を積分して得た前記走行機
体の進行に対する偏位角と、オペレータが設定した前記
走行機体の操舵輪の直進基準操舵角とに基づいてその走
行機体の操舵輪の操舵角を修正することにより自動直進
制御を行うものを提案している。

【０００４】すなわち、上述の直進制御装置では、図４
（ａ），（ｂ）の説明図に示すように、走行機体２０に
搭載したジャイロセンサ２１により偏位角速度を検出
し、そのジャイロセンサ２１の検出値を時間積分するこ
とにより、走行機体２０の進行方向（機体中心線のｃ方
向）に対する偏位角θを算出する。またオペレータが自
動制御スイッチをオンすることによって、その自動制御
スイッチオン時点での操舵輪２２の機体進行方向に対す
る操舵角αが、直進基準操舵角として設定される。そし
て前記算出偏位角θと、オペレータが設定した直進基準
操舵角とに基づいて操舵輪２２の操舵角αを修正するこ
とにより走行機体２０が真の進行方向、つまり自動制御
時点での進行方向へ直進するように制御している。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】上述のように、従来の
直進制御装置では、ジャイロセンサ２１によって検出さ
れた偏位角速度のみの情報により方位を検出するように
していたので、直進制御開始直前の機体方向が走行機体
２０の直進方向となり、オペレータの想定する直進方向
とずれが生じる。このずれが、横変位の許容値を超える
と、オペレータは方位を修正し、ジャイロセンサ２１が
検出設定した制御方位を想定方位に一致させている。し
かし、オペレータによる制御方位の修正を行うことによ
って角度および横変位の積算値がクリアされてしまうの
で、次の直進制御では再度オペレータの想定する方位と
ジャイロセンサ２１が検出設定した制御方位とにずれが
生じるという問題があった。

【０００６】この発明は、上記のような課題を解消する
ためになされたもので、オペレータによって方位修正を
行うことによって偏位角算出手段が検出した操舵制御方
向と想定直進方向とを一致させるように補正して高精度
の直進制御を可能とするようにした移動農機の直進制御
装置を提供することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】そこで、目的を達成する
ため、この発明に係る移動農機の直進制御装置では、走
行機体（１０）の想定直進方向と、偏位角速度検出手段
（３）によって認識される操舵制御方向とが異なること
により発生する横変位を操舵により修正した場合に、こ
の横変位に対する前記走行機体（１０）の前進距離から
前記想定直進方向と操舵制御方向とのずれ角を算出する
補正量算出手段（１１）と、この補正量算出手段（１
１）により算出した補正量により操舵制御方向を補正し
て前記走行機体（１０）の想定直進方向に操舵制御方向
を一致させる制御を行う制御手段（２）とを備えたこと
を特徴とする。

【０００８】

【作用】以上の構成に基づき、偏位角速度検出手段
（３）によって検出された走行機体（１０）の偏位角速
度を、積分して得た走行機体（１０）の想定直進方向か
らの偏位角に基づく操舵制御方向と想定直進方向とが異
なる場合に発生する横変位を、操舵により修正した場合
に、この横変位に基づいて補正量算出手段（１１）によ
りずれ角を算出し、このずれ角によって偏位角速度検出
手段（３）によって認識される操舵制御方向を補正し
て、以後の操舵制御方向を想定直進方向に一致させるよ
うにする。

【０００９】なお、上述の括弧内の符号は、図面を対照
するためのものであって、この発明の構成を何ら限定す
るものではない。

【００１０】

【実施例】以下、この発明の実施例を図面に基づいて詳
細に説明する。

【００１１】図１は、乗用田植機，トラクタなどの移動
農機に設けられた直進制御装置の構成を示すブロック図
である。

【００１２】図のようにこの直進制御装置１は、ＣＰＵ
（制御手段）２が、ジャイロセンサ（偏位角速度検出手
段）３によって検出された走行機体の偏位角速度を、偏
位角算出部５により時間積分して偏位角を算出し、その
偏位角に従い、操舵装置６を介して操舵輪７を制御する
ことにより、走行機体の進行方向を自動制御するように
構成されている。この直進制御装置１には、予め設定さ
れた偏位角の不感帯（許容範囲）を記憶する偏位角不感
帯メモリ（許容偏位角記憶手段）９が設けられている。

【００１３】また、ＣＰＵ２には、走行機体１０の想定
直進方向と、前記偏位角速度検出手段３によって認識さ
れる操舵制御方向とのずれにより発生する横変位ｙを操
舵輪７により修正した時に、その操舵操作からずれ角θ
を算出する補正量算出手段１１が設けられている。この
補正量算出手段１１は、走行機体１０の前進距離ｘ₁の
地点において、オペレータの想定する方向に対して許容
以上の横変位ｙ₁ が発生した時、オペレータによる修正
操舵、すなわちオペレータによる操舵開始から操舵終了
までの時間より距離（横変位ｙ₁ ）を積算してずれ角θ
を求めることができるように構成されている。すなわ
ち、前記補正量算出手段１１は、例えば操舵輪７を回転
させることによって発生するトルクを検出することがで
きるようにした構成で、トルクが発生した時の時間から
距離（横変位）を計算することによって検知する。な
お、メインルーチンでの積算はこの間、継続して行うよ
うに構成されている。

【００１４】そして直進制御装置１には、オペレータが
操作する自動直進スイッチ１２からの直進制御開始指令
と、ポテンショメータ１３によって検出された操舵輪７
の操舵角と、増幅回路１５からの微小操舵角、および傾
斜センサ１６によって検出された走行機体１０の左右の
傾斜角などと、走行機体の速度を検出する速度センサ１
７によって検出した速度信号とが入力されるようになっ
ていると共にモニターランプ１９が設けられている。

【００１５】次に、上述の構成の直進制御装置１の制御
動作を、図２のフローチャートおよび図３の動作説明図
を用いて説明する。

【００１６】オペレータが、走行機体１０を手動で運転
中に自動直進スイッチ１２をオンして直進制御装置１を
起動させると、この時点での操舵輪７の操舵角が直進基
準操舵角としてＣＰＵ２に設定される。また、ジャイロ
センサ３が走行機体１０の偏位角速度を検出し、偏位角
算出部５によって偏位角速度を時間積分して走行機体１
０の進行方向に対する偏位角を算出してＣＰＵ２に入力
する。さらにポテンショメータ１３および増幅回路１５
が操舵輪７の機体進行方向に対する操舵角を検出してＣ
ＰＵ２に入力する。これによりＣＰＵ２は、偏位角算出
部５からの偏位角と、設定された直進基準操舵角とに基
づいて操舵輪７の操舵角をわずかずつ修正することによ
り自動直進制御を開始する。

【００１７】このようにして自動直進制御を行いながら
走行機体１０を前進させるが、走行機体１０がある距離
前進した位置においてオペレータが想定した走行機体１
０の想定直進方向と偏位角速度検出手段３によって認識
される操舵制御方向とにずれ（横変位ｙ₁ ）が発生し、
しかもこの横変位ｙ₁ がオペレータの許容できる範囲を
超えた場合には、オペレータは操舵輪７を操作してずれ
を修正するようにする。すなわち、オペレータが操舵輪
７を回転させることによって（ＳＴ１）、補正量算出手
段１１は操舵が開始されたことを検知して横変位ｙ₁ を
積算し始め（ＳＴ２）、操舵輪７の回転を終了させるこ
とによって横変位ｙ₁ の積算を終了する（ＳＴ３）。こ
れにより補正量算出手段１１は補正量（ずれ角θ₀ ）を
算出する。そしてこの算出された補正量に基づいて偏位
角速度検出手段３によって認識される操舵制御方向を補
正し（ＳＴ４）、操舵制御方向を想定直進方向に一致さ
せる。

【００１８】このように、走行機体１０を操舵制御する
うちに想定直進方向に対して生じた操舵制御方向のずれ
をオペレータが操舵輪７を操舵して修正する時に、メイ
ンルーチンとは異なるルーチンにより横変位を積算して
求めているので、従来のようにオペレータが横変位を補
正するために操舵輪７を操舵した後、角度および横変位
の積算値をクリアしてしまうことがなくなり、走行機体
１０の直進制御の都度、オペレータの想定直進方向とジ
ャイロセンサ３の認識する操舵制御方向のずれ角が発生
するが、角度について補正しながら継続積算することに
なり精度の良い直進制御が可能となる。すなわち、従来
は、ジャイロセンサ３のみで直進制御しているので、シ
ステムの特性上、相対方位の制御となり、オペレータの
想定した方位とジャイロセンサ３の認識する操舵制御方
位にずれ角が必ず発生する。これによって横変位が許容
値を超えた時に、オペレータが方位修正し、積算した角
度または横変位となる制御方位をリセットしてしまうの
で、同じことの繰り返しとなる。このことから本発明で
は、オペレータの横変位修正量からずれ角を算出し、制
御方位を継続的に修正することでオペレータの想定直進
方位に近づけるものである。

【００１９】さらに、操舵輪７が、予め設定した、走行
機体の向きと正確に一致する位置にある時に、モニター
ランプ１９を点灯させるようにし、オペレータが、序走
の際、そのモニターランプ１９の点灯中に自動直進スイ
ッチ１２を投入するようにすれば、走行機体１０の初期
設定方向と操舵輪７の０度位置の方向とのずれに起因す
る偏位を、未然に防止することができる。

【００２０】

【発明の効果】以上の説明から明らかなようにこの発明
によれば、偏位角速度検出手段によって検出された走行
機体の偏位角速度を、積分して得た走行機体の想定直進
方向からの偏位角に基づく操舵制御方向と想定直進方向
とのずれが許容を越えて発生する横変位を、操舵により
修正する際に、この横変位に基づいて補正量算出手段に
よりずれ角を算出し、このずれ角によって偏位角速度検
出手段によって認識される操舵制御方向を補正するよう
にしたので、以後の操舵制御において操舵制御方向を想
定直進方向に一致させることができ、高精度の直進制御
が可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明に係る直進制御装置の一実施例を示す
ブロック図である。

【図２】同じ直進制御装置の制御動作を説明するフロー
チャートである。

【図３】オペレータが想定する走行機体の直進方向と、
ジャイロセンサの認識する操舵制御方向とのずれについ
て説明する動作説明図である。

【図４】（ａ）は走行機体の偏位角を説明する図、
（ｂ）はその走行機体の操舵輪の操舵角を説明する図で
ある。

【符号の説明】

１ 直進制御装置 ２ ＣＰＵ（制御手段） ３ ジャイロセンサ（偏位角速度検出手段） ７ 操舵輪 １０ 走行機体 １１ 補正量算出手段

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 偏位角速度検出手段によって検出された
   走行機体の偏位角速度を、偏位角算出部により積分して
   得た走行機体の想定直進方向からの偏位角に基づいて、
   前記走行機体の操舵制御を行う移動農機の直進制御装置
   において、 前記走行機体の想定直進方向と、前記偏位角速度検出手
   段によって認識される操舵制御方向とが異なることによ
   り発生する横変位を操舵により修正した時、その想定直
   進方向と操舵制御方向とのずれ角を算出する補正量算出
   手段と、 この補正量算出手段により算出した補正量により前記操
   舵制御方向を補正し、走行機体の想定直進方向に操舵制
   御方向を一致させる制御を行う制御手段と、 を備えたことを特徴とする移動農機の直進制御装置。