JPS607230Y2 - 作業用車輛 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案はトラクタ等の作業用車輛の改良に関し、更に詳
述すれば運転者が運転席から離れた場合には警報を発せ
しめるか又はエンジンを停止せしめるべく構威し、安全
性を高めた作業用車輛を提案じたものである。

以下本考案を自動操向機能を備えたトラクタにおける実
施例を示す図面に基いて詳述する。

第１図は本考案に係るトラクタの一部破断左側面図、第
２図は自動操向制御システムの模式的ブロック図である
。

このトラクタは既耕地ＣＴＤと未耕地ＵＣＴとの境界Ｉ
ＮＴを自動操向の倣いガイドとして自動操向を行うよう
にしである。

図中１はこの境界ＩＮＴを捉える操向センサであって、
機体左右に各１組設けられており、ボンネットの側面上
前部から横方向へ水平に突出させたアームにて支持され
、検知面が前輪２の着地点の数１０ｃｍ前方の地点を臨
むようにしである。

この操向センサ１は赤外線発光素子、同受光素子を内蔵
し、前者から発せられた赤外線を被検物に投射し、該被
検物からの反射赤外線を後者にて捉え、これを電気信号
に変換出力する光学センサを３個、機体の横方向に並設
してなるものであって、ここでは前記電気信号を２値化
して処理することとはせず、被検物（圃面）での反射状
態をこの電気信号のレベルで代表させるべくアナログの
信号処理回路３へ入力するようにしである。

第２図では自動操向が理想的に行われている状態下にお
ける操向センサ１の３つの光学センサｌａ、ｌｂ、ｌｃ
と圃面の相対的位置関係を示しているが、最外側（既耕
地側）の光学センサ１ｃは既耕地ＣＴＤのみを、中間の
光学センサ１ｂは既耕地ＣＴＤと未耕地ＵＣＴとを半分
ずつ、また最内側の光学センサ１ａは未耕地ＵＣＴのみ
を夫々検知対象とする状態となっている。

而して未耕地の草の生育状態、凹凸、濡れ具合等により
差異はあるものの、一般に未耕地は既耕地よりも反射率
が高いから光学センサ１ａｉｂｉｃ夫々の受光量、換言
すれば、夫々の出力電気信号のレベルは１ａが最も高く
、１ｂがこれに次ぎ、１ｃが最も低くなる。

光学センサｌａ、ｌｂ、ｌｃの各出力電気信号Ａ、 Ｂ
、 Ｃは信号処理回路３にてＡ−Ｂ、Ｂ−Ｃの各減算処
理を行い、更にこれらの差、相互間の減算処理を行って
Ｐ＝ （Ａ−Ｂ） −（Ｂ−Ｃ）を求める。

さて第２図に示す如く、中間の光学センサ１ｂの検知域
が既耕地ＣＴＤと未耕地ＵＣＴとの半分ずつに亘ってい
る場合はＢ＝ （Ａ十Ｃ）／２となるのでＰ＝０となる
が、機体が未耕地〔又は既耕地〕寄りの位置を移動して
いる状態では未耕地〔又は既耕地〕が光学センサ１ｂの
検知域のより多くの部分を占めるので、Ｂ＞ （Ａ十Ｃ
）／２（Ｂ＜ （Ａ十Ｃ）／２）となる。

従ってｐ＜。〔又はＰ＞０）となり、しかもＰの絶対値
は第２図の状態からの偏りの大きさに応じて定まるので
、要するにＰは操向センサ１と自動操向の倣いガイドと
なる境界線ＩＮＴとの偏位量を表す信号となっている。

４は舵取角センサであって、機体の左右方向の中心線に
対する左右の前輪２の水平回動角度、即ち舵取角を検出
すべく、左右の前輪２を連動させて水平回動させ得るべ
く支持しているナックルアーム等の部材に付設されたも
のであり、具体的にはポテンシオメータを利用し、舵取
角に応じた出力信号を得るようにしである。

而して舵取角センサ４の出力信号Ｄ（但し、既耕側への
舵取角を負、未耕側への舵取角を正とする）は信号処理
回路３へ入力され、前述の偏位量検出侵号Ｐと共に信号
処理回路３内の差動アンプへ入力され、両者の差Ｅ＝Ｐ
−Ｄに相当する信号を得るようにしである。

この差信号Ｅは操向センサと境界線との偏位量から、実
舵取角を差引いたものであるから、要するに所要の舵取
角（現状状態よりも更に必要。

３とされる舵取量）を表わす信号となっている。

例えば機体が直進している（Ｄ＝０）にも拘らずＰ〉０
（又はＰ〈０）となった場合はＥ〉０（又はＥ＜０）と
なり、その絶対値に応じた量だけ機体を未耕側（又は既
耕側）へ寄せることを要することを意味することになる
。

またＰ〉０（又はＰくＯ）であってもそれまでの自動操
向制御その他によりＤ＝Ｐとなった場合にはそれ以上の
舵取を要しないことを意味することになる。

そして理想的な操向状態が継続されている場合はＥ＝Ｐ
＝Ｄ＝０となることは勿論である。

６はディジタルのデータ処理装置であって、ｃｐｕ （
例えは田水電気■製マイクロプロセッサμＰＤ ５５６
Ｄ）、Ａ／Ｄ変換器、メモリ、入出力インターフェース
等を備えた所謂マイクロコンピュータである。

前記信号処理回路３の出力信号Ｅはデータ処理装置６の
入力インターフェースにて所定の変換処理を施され適宜
のサンプリング周期で、そのレベルに応じたディジタル
データとしてＣＰＵに取込まれる。

例えばＥのレベルを７段階に分離識別する処理を行って
、ＣＰＵへ取込むこととしている。

データ処理装置６のＣＰＵは主として前記信号Ｅに基く
操作制御を行うように操向用油圧回路７の駆動、切換制
御を行い、油圧駆動によって前輪２を水平回動させ舵取
を行わせる。

データ処理装置６への入力信号Ｅのレベルと舵取との関
係は表１のとおりである。

但し、Ｅ３＞Ｅ２＞Ｅｌ＞。

なお表１はＤ＝０とした場合についての機体進行状況を
表わしているが、前述した如＜Ｅ＝Ｐ−Ｄであり、Ｐは
未耕側への偏位が負、既耕側への偏位が正、またＤは既
耕側への舵取角が負、未耕側への舵取角が正となるよう
に定めているので、機体進行域が既耕側へ大きく偏位し
ている（Ｐが大きい）場合においても、舵取が未耕側へ
大きく行われている（Ｄが大きい）ときは必ずしもＥ≧
Ｅ３とはならずＥｌ＞Ｅ＞ Ｅ工のような状態となり
得、それ以上の舵取を行わせず、現状のままを維持させ
ることとする。

けだし、既に未耕側への舵取が十分に行われた状態にあ
り、そのままの状態を継続しても既耕側への偏位を解消
する方向へ機体が旋回進行していくからである。

油圧回路７はデータ処理装置６によって電磁切換弁を作
動させ、油路を切換えることにより複動シリンダのロッ
ドを進出、退入せしめる。

このロッドは左右の前輪２の支持部材に連動連結されて
おり、ロッドの進出、退入に応じて左右の前輪は左、右
方向へ連動して水平回動する。

而して舵取量の大小制御は複動シリンダへの圧油供給を
断続的に行わせることとし、この断続的圧油供給サイク
ルのデユーティ比を大小に異らせることによって実現し
ている。

即ち例えばＥ≧Ｅ３である場合はロッドの進出方向への
圧油供給を大きなデユーティ比で行い、−Ｅｌ＞Ｅ≧−
Ｅ２である場合はロッドの退入方向への圧油供給を小さ
なデユーティ比で行うようにしである。

８は入力操作部であって、データ処理装置６への電源投
入、自動−主動操向の切換、その他自動操向に必要とさ
れる各種データ、信号の入力を行うために運転者用の座
席９の前方にあるフロントパネル１０に設けられている
。

この入力操作部８の操作によって手動操向モードが選択
された場合はデータ処理装置６による油圧回路７の制御
は行われず、フロントパネル１０から突出させたステア
リングコラムの上端に固定された操舵軸５の回動操作に
より操向が行えるようにしである。

即ちこの操舵軸５の回動により油圧回路７中の前記電磁
切換弁を機械的に切換作動させて、複動シリンダの進出
、退入を行わせ、データ処理装置６による場合と同様に
、油圧力によって旋回を行わせることとしている。

さて本考案に係るトラクタにおいては座席９に運転者の
着席、離席を検出するためのスイッチを、またフロント
パネル１０には座席９周りの運転者作業域における運転
者の存否を検知するためのセンサを設けている。

座席９は第１図に示すようにシート前部の下面をブラケ
ット９ａに枢支したパケットタイプとなっており、運転
者が着席するとシートはクッションゴム９ｂに抗して前
部の枢支点を回動支点として若干量下方へ回動するが、
シートの後部下方に臨む適宜位置にはリミットスイッチ
１１を取付け、上述したシートの下方への回動により常
開開接点が閉路動作するようにしである。

このリミットスイッチ１１の開閉状態は適宜のインター
フェースを介してデータ処理装置６のＣＰＵへ読込まれ
るようにしである。

フロントパネル１０の座席９に対面する垂直面の連込に
は操向センサ１を構成するものと同様の光学センサ１２
が検知面を座席９の背もたれの中央上縁よりも上方に向
けて取付けられている。

この光学センサ１２は前述したように運転者が座席９周
りの作業域に居るか、否かを検知するためのものであり
、また座席９に着座している運転者はリミットスイッチ
１１により検出されるので、着席することなく座席９と
フロントパネル１０との間の作業域に位置する作業者の
存在を確実に検知し得る反面、座席９の背もたれ、その
他の物体の存在は検知することがないように、その検知
距離及び検知域（発光素子の投光域の拡がり角度又は受
光素子の受光域の拡がり角度）が適切なものが選択され
る。

そしてこの光学センサ１２の出力も適宜のインターフェ
ースを介してデータ処理装置６のＣＰＵへ読み込まれる
ようにしである。

而してリミットスイッチ１１が運転者の座席９への着席
により作動して閉路している場合及び／又は光学センサ
１２が前記作業域に居る運転者の存在を検知して、これ
に対応する信号を発している場合には、前記入力操作部
８にて所要操作を行うことによりデータ処理装置６その
他が動作して自動操向が行われるようにしである。

一方、リミットスイッチ１１が運転者の座席９よりの離
席により非作動状態となって開路し、且つ光学センサ１
２も作業域における運転者の不在を検知した場合は、そ
れを認識したＣＰＵは警報ブザ１３を鳴動させ、またエ
ンジン１４を停止させ更に自動操向のための諸動作も停
止せしめるようにしである。

警報ブザ１３の鳴動はデータ処理装置６から警報ブザ１
３の駆動回路（図示せず）へ所要の信号を発することと
し、またエンジン１４の停止はエンジン１４への燃料又
は空気供給系路中に電磁開閉弁を設け、データ処理装置
６から該電磁開閉弁のソレノイドの駆動回路へ所要の信
号を発して電磁開閉弁を閉塞してエンジンへの燃料又は
空気の供給を断つようにしている。

更に自動操向の停止はデータ処理装置６による自動操向
のための演算処理ルーチンを中断させることとしている
。

さて叙上の如く構成された本考案のトラクタは１行程に
限り手動操向を行って耕耘作業を行った後に所要の操作
を行うことにより、既耕地ＣＴＤと未耕地ＯＣＴとの境
界ＩＮＴを倣いガイドとして自動操向を行う。

然るところ運転者は時として座席９より腰を浮かせたり
、立上ったり、更には上半身を左右側方へ乗り出すよう
な姿勢をとり、変速等の運転操作以外の補助的作業を行
うが、いずれにしても運転者が座席９に着席しているか
、又はその周りに居る限り、リミットスイッチ１１が作
動状態にあるか又は光学センサ１２が運転者の存在を検
知している状態にあり、警報ブザ１３の鳴動、エンジン
１４の停止又は自動操向の停止は行われない。

しかしながら運転者がトラクタを走行状態にしたまま機
体から下車したような場合にはリミットスイッチ１１は
非作動状態となり、且つ光学センサ１２は運転者不在を
検知した状態となるから、警報ブザ１３が鳴動し、エン
ジン１４が停止し、また自動操向が停止する。

従って運転者が不用意にトラクタから下車したような場
合には、警報ブザ１３が鳴動腰運転者に注意を喚起し、
またエンジン１４の停止により機体の走行を停止させて
不測の事故の招来を防止させ、更に自動操向が停止して
機体走行が減速し、停止に至る間における無用の操向の
ための駆動を行わせず操向の伝動系に無理な力を加える
ことがなくなる効果が奏される反面、運転者が座席９の
周りで通常想定される如き動作をしている場合は着席し
ていると否とに拘らず機体が停止したり、警報ブザが鳴
動したりする等の無用の安全、保護動作が行われず運転
者を煩わせることがなく、要するに本考案による場合は
安全性に優れ、且つ操作の便宜性に優れた自動操向トラ
クタを提供することができる。

なお上述の実施例では運転者が下車した場合には警報ブ
ジの鳴動、エンジン停止、自動操向停止を同時的に行わ
せるように構成したが、警報ブザの鳴動又はエンジン停
止のみを行わせるように構成してもよい。

またリミットスイッチ１１は座席下面に取付けて、その
触杆が座席下方の車体カバ等に接触し得るようにしても
よく、また座席のクッション内に収納するようにしても
よいことは勿論である。

更に光学スイッチ１２の取付も前述の位置に限らず、操
舵軸５の上面中央等、運転者作業域に臨む適宜位置とす
ればよい。

そして本考案は上述した如き自動操向機能を備えたトラ
クタに限らず作業用車輛一般に適用し得ることは言うま
でもない。

【図面の簡単な説明】

図面は本考案の実施例を示すものであって、第１図は本
考案のトラクタの一部破断左側面図、第２図はその自動
操向システムの模式的ブロック図である。 １・・・・・・操向センサ、６・・・・・・データ処理
装置、９・・・・・・座席、１０・・・・・・フロント
パネル、１１・・・・・・リミットスイッチ、１２・・
・・・・光学センサ、１３・・・・・・警報ブザ、１４
・・・・・・エンジン。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 運転者用座席又はその近傍に設けられ、運転者の着席に
   より作動するスイッチと、前記座席側りに臨ませて配設
   され、運転者作業域における運転者の存否を検知する光
   学センサとを具備し、前記スイッチが運転者の離席によ
   り非作動状態にあり、且つ前記センサが運転者不在を検
   知した場合には警報を発せしめるか又はエンジンを停止
   せしめるべく構威したことを特徴とする作業用車輛。