JPH1011142A - 自動走行機械の制御装置 - Google Patents

自動走行機械の制御装置

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JPH1011142A
JPH1011142A JP8158369A JP15836996A JPH1011142A JP H1011142 A JPH1011142 A JP H1011142A JP 8158369 A JP8158369 A JP 8158369A JP 15836996 A JP15836996 A JP 15836996A JP H1011142 A JPH1011142 A JP H1011142A
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JP
Japan
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control device
automatic traveling
traveling machine
engine unit
vehicle body
Prior art date
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Pending
Application number
JP8158369A
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English (en)
Inventor
Noriyuki Kamiya
敬之 神谷
Kenjiro Fujii
健二郎 藤井
Shintarou Hatsumoto
慎太郎 初本
Yuji Matsuda
有司 松田
Toshihiro Aono
俊宏 青野
Masami Otobo
正美 乙母
Kenji Kiyono
憲二 清野
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hitachi Ltd
Hitachi Keiyo Engineering Co Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
Hitachi Keiyo Engineering Co Ltd
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 自律航法装置およびGPS航法装置を備えた
芝刈り機等の自動走行機械の制御装置の電源制御および
制御系の接続切断システムを提供する。 【解決手段】 自動走行機械である芝刈り機1は、制御
装置内に各種のセンサをそなえて、自律走行する機能を
有する。自律走行制御装置200は、エンジンユニット
30の始動を検出して制御装置200自身の主電源をい
れる。また、障害物接触および異常要因によりエンジン
ユニット30の停止処理をした後、制御装置自身の電源
を切断する。また、障害物接触および異常要因が取り除
かれない場合、制御系を切断する処理により有人にて作
業を継続することができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は各種のセンサを有す
る自律航法装置を備えた自動走行機械の制御装置に関す
る。
【0002】
【従来の技術】自動清掃ロボット等の有人にても無人に
ても作業できる自動走行機械においては、制御装置に電
源スイッチをいれることにより制御系を介して無人作業
および有人作業を実現している。自動走行機械本体およ
び制御装置に異常が発生した場合は、制御装置を介して
自動走行機械の動作を停止させる。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】芝刈り機等の自動走行
作業機械では、エンジンユニットを動作させ発電機を回
転させる事により作業機械本体の電源の供給を実現して
いる。このため、エンジンユニットの始動スイッチとは
別に制御装置の電源スイッチを配設した場合、エンジン
ユニットが動作していない状態にて制御装置の電源スイ
ッチを入れた場合、バッテリーが過放電状態となる場合
が発生する。また、自動走行機械が障害物と接触した
り、異常要因が発生した場合、動力源であるエンジンユ
ニットを停止させることにより移動走行を停止させる。
この状態で制御装置通電状態のまま放置された場合も、
バッテリーが過放電の状態となる場合が発生する。ま
た、障害物および異常要因が取り除かれない場合、自動
走行機械を有人にても動作させることが不可能となる。
【0004】本発明は、これらを解決するために、エン
ジンユニットと制御装置自身の電源を制御し、かつ制御
系を切り離すことのできる自動走行機械の制御装置を提
供するものである。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明が適用される自動
走行機械は、動力源であるエンジンユニットと操舵輪と
駆動輪を有する車体と、車体に装備される作業ユニット
と、車体の姿勢を検知するセンサと、車体の進行速度を
検知するセンサと、予め与えられる地図情報に基づいて
車体の移動経路をプログラム制御する自律航法装置と、
GPSアンテナを有するGPS航法装置とを備える。そ
して、動力源であるエンジンユニットの動作を検出する
ことにより自動走行機械の制御装置の電源をいれること
ができる。また、移動経路上に障害物が発生し接触した
場合、エンジンユニットを切断し動作プログラムを停止
させた後、制御装置自身の電源を切断することができ
る。また、障害物および異常要因が取り除けない場合、
制御系を切り離す回路を使用することにより、有人にて
作業を続けることもできる。
【0006】
【発明の実施の形態】図1は本発明を適用する自動走行
機械である移動作業機械の平面図、図2は側面図であ
る。自動走行機械である移動作業機械1は、例えば芝刈
り機であって、車体を構成するメインフレーム10と、
メインフレーム10を支持する2個の前輪24と2個の
後輪22を有する。フレーム10の下部には、芝のカッ
テイングユニット70、72が配設され、フレーム10
の上部にはエンジン30が配設される。エンジンは油圧
ポンプ100を駆動し、油圧ポンプ100が発生する圧
油によって車輪の駆動および操舵、芝刈りユニットの昇
降およびカッターの駆動等が実行される。
【0007】フレーム10の両側には燃料タンク32、
油圧ポンプの作動油のタンク34等が配設される。フレ
ーム10上にはオペレータ用の座席50とステアリング
60が配設され、有人運転時には、オペレータが乗車
し、運転を行う。座席50の周囲には、有人運転時の操
作レバー80やアクセルペダル、ブレーキペダルが配設
される。芝刈りユニット70は、カッターブレードを有
し、油圧モータ71により回転駆動される。
【0008】フレーム10の前部には、前部バンパー8
2がとりつけてあって、バンパースイッチ320と障害
物センサ340が設けてある。フレーム10の後部には
後部バンパー84が取り付けてあって、図示しないバン
パースイッチと障害物センサ340が設けてある。車輪
24には車速センサ430がとりつけてあって、左右の
前輪の回転数に基づいて車速と距離を検出する。
【0009】エンジン30は油圧ポンプ100を駆動
し、油圧ポンプ100は、角車輪にとりつけた油圧モー
タをくどうする。また、芝刈りユニット70、72の上
下動も油圧シリンダにより操作され、芝刈りユニットに
とりつけたカッターも油圧モータで駆動される。ステア
リング60やアクセル操作も、有人運転と自動運転が選
択でき、自動運転時には、油圧アクチュエータによって
ステアリングとアクセルワークが操作される。
【0010】図3は、本自動走行機械のシステム構成を
示すブロック図である。自動走行機械を駆動、操作する
機構としては、エンジン30により駆動される油圧ポン
プ100を備え、油圧ポンプから送られる圧油は操作用
シリンダ110を介して操舵輪24の操舵角を制御す
る。操舵制御装置120は、操舵制御アクチュエータに
より駆動される操舵制御機構124を有し、制御量は操
舵角センサ126で検知される。
【0011】圧油は油圧モータ130へ送られ、全ての
車輪22,24を駆動する。走行制御装置140は、走
行制御アクチュエータ142により駆動される駆動制御
機構144を有し、制御量は走行制御角度センサ146
で検出される。具体的には、アクセル開度の角度が制御
される。圧油により駆動される油圧モータ150はカッ
タユニット70,72のカッタを駆動する。カッタ駆動
制御装置160は、カッタ駆動アクチュエータ162に
よって駆動される駆動制御機構164を有し、制御量は
動作確認センサ186で検知される。圧油により駆動さ
れる油圧シリンダ170は、芝刈りユニット70を上下
動させるカッタ上下制御装置180はカッタ駆動アクチ
ュエータ182によって駆動される駆動制御機構184
を有し、制御量は動作確認センサ186で検出される。
【0012】本自動走行機械は、無人運転と有人運転が
選択できる。コントローラ200は、地図情報手段21
0、作業パス生成手段220、軌道目標値手段230、
位置推定手段240、角度補正手段242、誤差補正手
段250、目標速度・方向演算手段260を備える。目
標速度・方向演算手段260の出力は運転指令手段を介
して各機器の制御装置へ送られる。スイッチボックス3
30のメインスイッチによりエンジン制御装置310を
介してエンジンが始動される。車体フレーム20のバン
パーに設けたバンパースイッチ320は、車体が障害物
に接したことを検出してエンジンを止めて、非常停止を
実行する。
【0013】図4は、本発明による自動走行機械用制御
装置200の正面図である。ハウジング500内に配設
されるジャイロセンサ550は自動走行機械の進行角を
検出するセンサである。ジャイロセンサを設置している
制御装置内は、CPUプリント基板540からの発熱な
どにより制御装置内の温度は上昇する。このジャイロセ
ンサは使用環境の温度条件によって性能が変化するた
め、この温度条件を安定に保つため排熱用のファンモー
タ570を設置している。
【0014】制御装置に対する空気の吸入排出口は雨な
どの水の吸入を防ぐためのルーバ560,562を設置
している。また、外部からの塵埃ごみの吸入を防ぐため
に防塵フィルタ572を設置している。自動走行機械に
搭載されているエンジンからの振動を遮断するために本
制御装置は防振ゴム510を介して自動走行機械に装架
している。
【0015】図5は、本発明による自動走行機械用制御
装置200のハウジング500の側面図である。
【0016】図7〜図9は、この移動作業機械の制御装
置の電源およびエンジン接続切断制御、制御系の切断を
示すためのインターロック回路図である。エンジン始動
スイッチであるイグニッションキー85をいれると図示
しないセルモータが回転しエンジンが動作する。エンジ
ンが動作するとオルタネータが回転し、オルタネータの
発電電圧が発生される。これを702の電圧比較器で比
較し規定値を越えた時点でオルタネータ用リレー701
が励磁される。このため、接点703が接続され、制御
装置の電源入力用リレー720が励磁され制御装置が通
電される。これにより、制御プログラムが起動し自動走
行制御の準備が行われる。
【0017】本移動作業機械1が、自動運転中にバンパ
ー82または84に障害物が接触すると、バンパースイ
ッチ320が入力される。これにより、バンパー非常停
止リレー730が励磁し、接点731が切断され、非常
停止リレー740が消磁され接点742が接続され、エ
ンジン停止リレー761が励磁される。これにより接点
762が接続され、点火プラグ38切断用リレー780
が励磁されることにより、接点781が切断され、点火
プラグ38への電流が切断され、エンジンは停止され
る。移動作業機械1の制御装置内や、各種のセンサから
異常が検出され自動運転が実行できない状態となった場
合、制御装置はエンジン停止信号760を出力し、エン
ジン停止リレー761が励磁され、点火プラグの電流が
切断され、エンジンは停止される。
【0018】また、以上のような場合において、エンジ
ンが停止された場合、制御プログラムの停止処理を実施
した後、電源OFF信号790を出力しタイマーリレー
791を励磁し、一定時間後接点792を切断し、制御
装置への通電を切断する。
【0019】図6に示したように、外部コネクタ接続プ
レート600は、外部の各種センサ、自動走行制御用ア
クチュエータおよびエンジン駆動用のイグニッション回
路との接続のために配設される。障害物との接触による
エンジン停止および、各種の異常情報によるエンジン停
止が実施された場合、異常要因を取り除き復帰信号が入
力されると、本制御装置は有人走行のモードに復帰され
るが、異常要因が復帰されない場合、制御装置内のイン
ターロック回路により、走行不能な状態を保持すること
となる。このような場合、自動化コネクタ610からコ
ネクタを取り外し、手動化コネクタ611にコネクタを
接続することにより、図7の手動化コネクタの回路に示
されるようにイグニッション系の電源と点火プラグが直
接接続され、制御装置に無関係に移動作業機械を有人に
て作業させることができる。
【0020】
【発明の効果】本発明の自動走行機械は以上のような制
御装置を備え、自動作業中の障害物の発生および自動走
行機械本体の異常および制御装置の異常により自動走行
が停止した場合、その異常要因が取り除かれるまで自動
走行機械本体を放置しておく事なく、回路の切り替えに
より制御系を切り離すことにより、有人にて作業を継続
する事ができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の適用する芝刈り機の平面図。
【図2】本発明の適用する芝刈り機の側面図。
【図3】芝刈り機のシステム構成を示すブロック図。
【図4】制御装置の正面図。
【図5】制御装置の側面図。
【図6】制御装置から外部機器への接続のためのコネク
タ配置説明図。
【図7】制御装置内のインターロック回路図。
【図8】制御装置内のインターロック回路図。
【図9】制御装置内のインターロック回路図。
【符号の説明】
1 芝刈り機 10 車体 22 後輪 24 前輪 30 エンジン 38 エンジン点火プラグ 70,72 芝刈りユニット 200 制御装置 203 光ファイバージャイロセンサ 205 外部コネクタ接続プレート 210 自動走行用コネクタ(自動化コネクタ) 211 有人走行用コネクタ(手動化コネクタ) 430 車速センサ 500 GPSアンテナ 702 オルタネータ電圧比較器 780 点火プラグ切断用リレー 790 制御装置電源スイッチ切断用信号入力
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 初本 慎太郎 千葉県習志野市東習志野7丁目1番1号 株式会社日立製作所産業機器事業部内 (72)発明者 松田 有司 千葉県習志野市東習志野7丁目1番1号 株式会社日立製作所産業機器事業部内 (72)発明者 青野 俊宏 茨城県土浦市神立町502番地 株式会社日 立製作所機械研究所内 (72)発明者 乙母 正美 千葉県習志野市東習志野7丁目1番1号 日立京葉エンジニアリング株式会社内 (72)発明者 清野 憲二 千葉県習志野市東習志野7丁目1番1号 日立京葉エンジニアリング株式会社内

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 動力源であるエンジンユニットと操舵輪
    と駆動輪を有する車体と、車体に装備される作業ユニッ
    トと、車体の姿勢を検知するセンサと、車体の進行速度
    を検知するセンサと、予め与えられる地図情報に基づい
    て車体の移動経路をプログラム制御する自律航法装置
    と、GPSアンテナを有するGPS航法装置とを備えた
    自動走行機械の制御装置において、エンジンユニットの
    始動を検知して制御装置の電源を投入する手段を備える
    自動走行機械の制御装置。
  2. 【請求項2】 作業対象エリア内で障害物に接触したこ
    とを検知したとき、また自動走行機械本体および制御装
    置に異常が発生したことを検知したときに、自動走行機
    械のエンジンユニットを停止させる手段を備え、請求項
    1記載の自動走行機械の制御装置。
  3. 【請求項3】 障害物接触および異常要因により、自動
    走行機械のエンジンユニットが停止されたときに、自動
    走行制御プログラムを停止させて、制御装置の電源を切
    断する手段を備える請求項1記載の自動走行機械の制御
    装置。
  4. 【請求項4】 障害物接触および異常要因により、自動
    走行機械のエンジンユニットが停止されたときに、制御
    系を切り離すことにより自動走行機械本体単体を有人に
    て動作させることができる請求項1記載の自動走行機械
    の制御装置
JP8158369A 1996-06-19 1996-06-19 自動走行機械の制御装置 Pending JPH1011142A (ja)

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