JPS61111605A - 自動走行作業車 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、倣いセンサによる未処理作業地と処理済作業
地との境界検出結果に基づいて、前記境界に沿って自動
的に走行するステアリング制御手段を備えた自動走行作
業車に関する。

〔従来の技術〕

上記この種の自動走行作業車が境界に沿って走行するた
めのステアリング制御は、倣いセンサによる境界からの
ずれを検出して、そのずれ方向に基づいて予め設定しで
ある所定の操作量で境界方向へステアリング操作した後
、直ちに中立状態へ復帰させるというＯＮ・ＯＦＦ的な
ステアリング操作を境界へ沿うまで繰り返すことにより
行われていた。

〔発明が解決しようとする問題点〕

上記制御手段を用いて、傾斜地での作業を行う場合にお
いて、その傾斜地の傾斜による影響のため車体がスリッ
プして、前記所定の操作量によるＯＮ・ＯＦＦ的なステ
アリング操作のみでは、境界への追従性が悪くなり、未
処理部分を発生したり、車体の蛇行による作業跡の美観
が悪くなる不都合があった。

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、傾斜地での車輪スリップ等によって谷側へ車
体が流れることを防止し、境界への追従性を高める点に
ある。

〔問題点を解決するための手段〕

上記目的を達成すべく、本発明による自動走行作業車は
、車体の左右方向の傾きを検出する傾き検出センサ、お
よびこの傾き検出センサによる車体の傾き検出結果に基
づいて、前記境界に沿うためのステアリング操作が山側
方向へ行われた場合はその操作量を谷側にステアリング
操作する場合よりも所定量増加させて行うステアリング
量補正手段を設けである点にあり、そ　。

の作用及び効果は次の通りである。

〔作　用〕

すなわち、傾き検出センサによる車体左右方向の傾き検
出結果に基づいて、山側方向へのステアリング操作量を
谷側へ６ステアリング操作量より増加させてステアリン
グ操作することによって、車輪のスリップ等による境界
からのずれを見越したステアリング制御を行うのである
。

〔発明の効果〕

したがって、車体の傾きに対応して、山側あるいは谷側
へのステアリング操作における操作量を適正に補正する
ので、傾斜地における実際のステアリング移動量が平地
においてステアリング操作した場合の移動量と等しくな
り、境界への追従性を一層高めることができるのであり
、もって、傾斜地での作業を能率よく行うことができる
自動走行作業車を得るに至った。

〔実施例〕

第４図および第５図に示すように、前・後輪（２）　、
　（３）のいずれをもステアリング操作可能に構成され
た車体（１）の中間部にディスク型刈刃を内装した芝刈
装置（４）を上下動自在に懸架すると共に、作業地（八
）の境界である未処理作業地としての未刈地（Ｂ）　と
処理済作業地としての既刈地（Ｃ）の境界（Ｌ）を検出
するための倣いセンサ（５）　、　（５）を、車体（１
）前方左右に夫々配置されるように、その基端部を前記
芝刈装置（４）に固定されたフレーム（９）の先端部に
設け、この倣いセンサ（５）　、　（５）による前記境
界（Ｌ）検出結果に基づいてステアリング制御されて所
定走行コースを自動走行可能な自動走行作業車としての
芝刈作業車を構成しである。

また、前記車体（１）には、移動距離（Ｎ）を連続的に
検出するために、単位走行距離当たり所定個数のパルス
信号を発生する距離センサ（６）としての従動輪（６Ａ
）と、車体（１）の走行方向（方位）を検出するために
、地磁気の強度変化を感知することによって方位を検出
する地磁気センサを方位センサ（７）として設けである
。　また、前記車体（１）には、その車体（１）の左右
方向の傾きを検出する傾き検出センサ（８）を設けであ
る。

前記傾き検出センサ（８）は、車体（１）前後方向軸芯
周りに回動自在に軸支したおもりの回動角変化をポテン
ショメータ（Ｒ１）によって検出することによって、車
体（１）の傾きを検出すべく構成しである。

尚、前記前輪（２）　、　（２）および後輪（３）　、
　（３）はそのいずれをもステアリング操作可能に構成
しであることから、前・後輪（２）　、　（３）を同一
方向にステアリング操作することによって車体（１）の
向きを変えることなく平行移動すると共に、前・後輪（
２）　、　（３）を相対的に逆方向にステアリング操作
することによって非常に小さい旋回半径で旋回するよう
に、そのステアリング形式を変更可能に構成しである。

前記倣いセンサ（５）を構成するに、発光素子（Ｐ、）
と受光素子（Ｒ２）とを一対としてスリットを介して対
抗する位置に配置した、いわゆるフォトインクラブタ式
の二つの光センサ（Ｓｌ）、　　（ｓ、）を、車体（１
）に対して左右方向に並ぶように前記フレーム（９）先
端部に固定しである。　そして、前記発光素子（ｐ＋）
と受光素子（Ｒ２）との間を通過する芝の有無を感知す
ることによって、前記光センサ（Ｓｌ）、（Ｓｔ）が未
刈地（Ｂ）、既刈地（Ｃ）のいずれの上にをるかを判別
し、その検出結果の組合せ、つまり、境界側でかつ車体
（１）の外側にある光センサ（Ｓｌ）が既刈地（Ｃ）を
検出すると共に車体（１）の内側にあるセンサ（Ｓ２）
が未刈地（Ｂ）を検出している状態を境界（Ｌ）に沿っ
ている状態として境界（Ｌ）と車体（１）との位置関係
を判別するように構成しである。　なお、前記倣いセン
サ（５）　、　（５）としては、前記光センサ（ｓ　Ｉ
）　。

（Ｓ２）を用いるものに限らず、接触式・非接触式を問
わず、どのような形式のセンサから構成してもよい。

ところで、前記光センサ（Ｓｌ）、（Ｓりから得られる
未刈地（Ｂ）・既刈地（Ｃ）の判別信号は芝が断続的に
通過するために、非連続なパルス状の信号となる。　従
って、連続した判別信号となるように、積分処理を行っ
た後に後記制御装置（１０）に入力すべく構成しである
。

前記光センサ（Ｓｌ）、（Ｓｔ）からの信号を積分処、
理するに、第１図に示すように、前記距離センサ（６）
の出力パルス数をカウントして予め設定された力ろント
値毎にキャリー信号（Ｒ４）を出力するプログラマブル
カウンタ（１１）と、このカウンタ（１１）のキャリー
信号（Ｒ４）によってリセ・７トされるフリップフロッ
プ（１２）を設け、前記受光素子（Ｒ２）の出力信号（
Ｐ、）によって前記カウンタ（１１）をリセットすると
共にフリップフロ・ノブ（１２）をセットすべく構成し
てあり、このカウンタ（１１）とフリップフロップ（１
２）によってデジタルフィルタ（１３）に構成して、前
記未刈地（Ｂ）と既刈地（Ｃ）夫々の状態に対応する連
続した境界（Ｌ）の判別信号（Ｃ０）を得るようにしで
ある。

以下、このデジタルフィルタ（１３）の動作を簡単に説
明する。

前記カウンタ（１１）は、そのカウント値に拘らず前記
受光素子（Ｐｇ）の出力パルス信号（Ｐ、）によって操
り返しリセットされると共に、フリップフロップ（１２
）はセットされる。　そして、芝が無くなってこのパル
ス信号（Ｐ、）が”Ｌ”レベルになり、かつ、単位走行
距離走行して、前記カウンタ（１１）がこの単位走行距
離に対応するカウント値まで前記距離センサ（６）の出
力信号（Ｒ５）をカウントした場合にのみ、前記カウン
タ（１１）はキャリー信号（Ｒ４）を出力してフリップ
フロップ（１２）をリセットする。

従って、このフリップフロップ（１２）の出力には芝感
知状態すなわち未刈地（Ｂ）検出に対応する”Ｈ”レベ
ルまたは２無状態すなわち既刈地（Ｃ）検出に対応する
Ｌ”レベルを連続的に繰り返す境界判別信号（Ｐｏ）が
得られるのである。

以下、前記前記構成になる倣いセンサ（５）。

（５）、距離センサ（６）、方位センサ（７）、および
傾き検出センサ（８）による各検出パラメータに基づい
て、芝刈作業車の走行を制御する制御システムについて
説明する。

第１図に示すように、制御システムは、主要部をマイク
ロコンピュータによって構成された制御装置（１０）に
、前記各センサ（５）　、　（６）　、　（７）からの
信号を入力してあり、これら各センサ（５）。

（６）　、　（７）による検出パラメータを演算処理す
ることによって、車体（１）の走行方向や走行速度を自
動的に制御すべく、前・後輪（２）　、　（３）夫々の
ステアリング操作を行う油圧シリンダ（１４）　。

（１５）を作動させる電磁バルブ（１６）　、　（１７
）および油圧式無段変速装置（１８）の変速位置を操作
するモータ（１９）等の各アクチュエータを駆動為る制
御信号を生成すべく構成しである。

尚、第１図中、（Ｒｔ）、（ｌは前・後輪（２）。

（３）の実際のステアリング量を検出して制御装置（１
０）にフィードバックするためのポテンショメータであ
り、（Ｒ３）は同様にして変速装置（１８）の変速位置
を検出して制御装置（１０）にフィードバックするため
のポテンショメータである。

そして、予め外周ティーチング等によって、その大きさ
く四辺の長さ）を設定され、外周の外側を既刈地（Ｃ）
とした所定範囲の作業地（Ａ）内部の未刈地（Ｂ）を、
前記作業地（Ａ）の大きさと芝刈装置（４）の作業幅（
Ｄ）とに基づいて算出した工程数とその基準方位Ｃ′Ｐ
Ｏ）とに基づいて、各工程間を走行するための走行順序
シーケンスと一つの工程を終了後次工程へ移動するため
の方向転換シーケンスとを繰り返しながら対地作業とし
ての芝刈作業を行うのである。

そして、前記走行順序シーケンスを実行中は、第２図に
示すように、前記基準方位（甲。）と方位センサ（７）
による検出方位（甲）との比較結果に基づいて、左側あ
るいは右側の夫々の方向に前記前・後輪（２）　、　（
３）を逆方向にステアリング操作する旋回ステアリング
により方位制御を行うと共に、未刈地（Ｂ）と既刈地（
Ｃ）との境界側にある倣いセンサ（５）による前記境界
（Ｌ）からのずれ検出結果に基づいて前記前・後輪（２
）　、　（３）を同一方向にステアリング操作する平行
ステアリングを行い、境界（Ｌ）に対する車体（１）の
位置を修正して、各工程での直進性を維持しながら境界
（Ｌ）に沿って自動走行するように制御するのであるが
、作業地（Ａ）が傾斜地の場合での走行ステアリング制
御中に、車輪のスリップ等により前記倣いセンサ（５）
が境界（Ｌ）からずれると、傾き検出センサ（８）によ
る車体（１）の傾き検出結果に基づいて、前記境界（Ｌ
）に沿うためのステアリング操作、すなわち、未刈側あ
るいは既刈側へのステアリング操作が山側方向へ行われ
た場合はその操作量（Ｈ）を谷側にステアリング操作す
る場合よりも所定量（ａ）増加させて平行ステアリング
して、車輪のスリップ等により谷側へ車体が流れること
を防止している。

尚、傾斜地での平行ステアリングは、前記前後輪の切り
角が同一なので、車体（１）の方向を一定に保ちながら
車体（１）の移動が行われることになり、前記境界（Ｌ
）への追従により有利である。

一方、前記方向転換シーケンスは、前記側倣いセンサ（
５）、、　（５）が既刈地（Ｃ）を検出し、距離センサ
（６）による検出距離（１）が各工程の走行予定距離に
達したことを検出して、車体（１）が工程端部に至った
ことを検出した場合車体（１）が工程端部に至ったこと
を検出した場合に起動されるように制御するのである。

〔別実施例〕

前記実施例では、ステアリング操作量（Ｈ）を定性的に
切換えたが、その操作量（）ｌ）を車体（１）の傾斜に
対して比例的に変更するようにしてもよい。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明に係る自動走行作業車の実施例を示し、第
１図は制御システムのブロック図、第２図はステアリン
グ制御を示すフローチャート、第３図は傾斜地での走行
状態の説明図、第４図は芝刈作業車の全体平面図、第５
図はその正面図である。 （１）・・・・・・車体、（５）・・・・・・倣いセン
サ、（８）・・・・・・傾き検出センサ、（３）・・・
・・・未処理作業地、（Ｃ）・・・・・・処理済作業地
、（Ｈ）・・・・・・ステアリング操作量、（Ｌ）・・
・・・・境界、（ａ）・・・・・・所定量。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 倣いセンサ（５）、（５）による未処理作業地（Ｂ）と
   処理済作業地（Ｃ）との境界（Ｌ）検出結果に基づいて
   、前記境界（Ｌ）に沿って自動的に走行するステアリン
   グ制御手段を備えた自動走行作業車であって、車体（１
   ）の左右方向の傾きを検出する傾き検出センサ（８）、
   およびこの傾き検出センサ（８）による車体（１）の傾
   き検出結果に基づいて、前記境界（Ｌ）に沿うためのス
   テアリング操作が山側方向へ行われた場合はその操作量
   （Ｈ）を谷側にステアリング操作する場合よりも所定量
   （ａ）増加させて行うステアリング量補正手段を設けて
   あることを特徴とする自動走行作業車。