JPS61115405A - 自動走行作業車の方向転換制御装置 - 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、前後進いずれにおいても作業自在な作業車に
、走行箇所が未処理作業地であるか否かを検出する作業
地状況検出手段、および走行距離を検出する距離検出手
段を夫々備えさせ、前記両検出手段の検出情報に基づい
て、前記作業地状況検出手段が処理済作業地検出状態で
、かつ、検出走行距離が、車体進行方向側端部の外方側
に作業範囲設定用処理済作業地が形°成された作業地の
一行程長さに基づいて設定された基準距離以上になると
、次行程側へのステアリング状態で走行させた後進行方
向を逆転させて走行させる幅寄せ走行手段を設けた自動
走行作業車の方向転換制御装置に関する。

〔従来の技術〕

上記この種の方向転換制御装置では、作業地状況検出手
段による検出作業地状況が処理済作業地であり、かつ、
各行程での検出走行距離が予め設定された基準距離以上
となった場合に進行方向を逆転させるように制御してい
た。

また、作業地状態が悪く、行程端で前記作業地状況検出
手段が処理済作業地を検出できなかった場合に対応する
ために、前記検出走行距離が基準距離に所定距離を加え
た値以上走行した箇所で強制的に進行方向を逆転させる
ように制御していた。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかしながら、上記従来手段では、正常に方向転換した
場合も、強制的に方向転換した場合も、次行程側へのス
テアリング状態で走行させた後進行方向を逆転させると
いう同一制御パターンで幅寄せ走行させるものであった
。　従って、上記のように強制的に方向転換させると、
進行方向を逆転させる時期が遅れるために、作業範囲外
での空走距離が長くなり、その結果、作業範囲設定用処
理済作業地をはみ出してしまい、例えば作業地外にある
障害物に衝突する虞がある。　また、前記作業地状況検
出手段か次行程の未処理作業地を検出するまでの時間が
多くかかるため、次行程に対する車体の向きが大きくず
れたりして、作業効率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、所定の方向転換エリア内で効率良く進行方向
を逆転させることができるようにする点にある。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明による自動走行作業車の方向転換制御装置の特徴
構成は、前記作業地状況検出手段が未処理作業地検出状
態であっても検出走行距離が前記基準距離に所定距離を
加えた値以上になると、次行程側へのステアリング状態
で進行方向を逆転させて走行させる強制幅寄せ走行手段
を設けた点にあり、その作用ならびに効果は次の通りで
ある。

〔作　用〕

すなわら、作業地状況検出手段が未処理作業地検出状態
であっても、検出走行距離が一行程の設定基準距離に対
して所定距離以上になるとその時点で次行程側へのステ
アリング状態で進行方向を逆転させるのである。　ただ
し、作業地状況検出手段が処理済作業地検出状態にあり
、かつ、検出走行距離が基準距離以上となった場合は、
従来同様に次行程側へのステアリング状態で走行した後
進行方向を逆転させることとなる。

〔発明の効果〕

したがって、作業地状況検出手段が、誤って、処理済作
業地を検出できなかった場合であっても、基準距離を所
定距離オーバーした箇所で進行方向を逆転させるので、
上記所定距離以上に作業範囲をはみ出して走行すること
がないので、作業地外にある障害物等に作業車が衝突し
たりすることを防止でき、又、不必要に空走しないので
方向転換に要する時間が短くなって作業効率が低下しな
いものにできたのである。

〔実施例〕

以下、本発明の実施例を図面に２Ｓづいて説明する。　
。

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ともに、作業地（
Ａ）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）を、車体（１）前方および
後方の左右に夫々配置されるように、その其端部を前記
芝刈装置（４）に固定された前後各フレーム（９）の先
端部に設け、進行方向に対して前方側の倣いセンサ（５
）による前記境界（Ｌ）結果に基づいて、操向制御され
て所定範囲の作業地（Ａ）を、前進、後進いずれも差の
ない状態で前記未刈地（Ｂ）と既刈地（Ｃ）の境界（Ｌ
）に沿って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、走行距離（Ｊ）を連続的に
検出するために、走行距離検出手段を構成する屯位走行
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。

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平行ステアリング形
式と、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
径で旋回する旋回ステアリング形式との、異なるステア
リング形式によって、操向制御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（Ｐ２）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（Ｓｔ）、（Ｓｚ）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（Ｐｌ）と受
光素子（Ｐ２）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（Ｓｔ）、（ＳＺ）が未刈地
（Ｂ）、既刈地（Ｃ）のいずれの上に有るかを判別し、
その検出結果の組み合わせ、つまり、境界側でかつ車体
（１）の外側−ある光センサ（Ｓｌ）が既刈地（Ｃ）を
検出するとともに車体（１）の内側にある光センサ（Ｓ
Ｚ）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
関係を判別するとともに、走行箇所が、未刈地（Ｂ）で
あるか既刈地（Ｃ）であるかを検出するための作業地状
況検出手段に兼用構成してあり、左右両倣いセンサ（５
）　、　（５）が既刈地（Ｃ）を検出した状態を一行程
が終了したものとして、次行程に移動させるための方向
転換制御を起動するようにしである。　ところで、前記
光センサ（Ｓ　＋　）。

（ＳＺ）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′Ａ置（１０）に
入力すべく構成しである。

前記光センサ（Ｓｔ）、（ＳＺ）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カウント値
毎にキャリー信号（Ｐ４）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（Ｐ４）によってリセットされるフリップフロップ（
１２）を設け、前記受光素子（ＳＺ）の出力信号（Ｐ３
）によって前記カウンタ（１１）をリセットするととも
にフリップフロップ（１２）を七ン卜すべく構成してあ
り、このカウンタ（１１）とフリップフロップ（１２）
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（Ｐｏ）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、そのカウント値に向らず前記
受光素子（Ｐ２）の出力パルス信号（Ｐ□）によって繰
り返しリセットされるとともに、フリップフロップ（１
２）はセットされる。　そして、芝が無くなってこのパ
ルス信号（Ｐ３）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（Ｐ、）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（Ｐ４）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）の出力には芝惑
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作業地状況検出信号（
Ｐｏ）が得られるのである。

なお、前記倣いセンサ（５）　、　（５）　としては、
前記光センサ（Ｓｔ）、（ｓｚ）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。　そして、その検出信号から作業
地状況検出信号（Ｐｏ）を得るための信号処理は、夫々
センサの形式に対応して適宜行えばよい。

以下、前記構成になる倣いセンサ（５）、距離センサ（
６）、および方位センサ（７）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する制
御信号を生成すべく構成しである。

尚、第１図中、（Ｒ１）、　（ＲＺ）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（１０）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
く各辺の長さ）を設定され、外周の外側を作業範囲設定
用既刈地（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行程数とその
基準方位（甲。）とに基づいて、各行程間を走行するた
めの操向制御と一つの行程を終了後進行方向を逆転させ
て次行程へ移動するための方向転換制御とを繰り返しな
がら対地作業としての芝刈作業を行うのである。

そして、前記操向制御中は、未刈地（Ｂ）と既刈地（Ｃ
）との境界側にある倣いセンサ（５）にょる前記境界（
Ｌ）に対する車体（１）のずれ方向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によって境界（Ｌ）に対
する車体（１）の位置修正を行う倣い制御と、前記基準
方位（′ｆ′。）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、前記前・後輪（２）　、
　（３）を逆方向にステアリング歴作する旋回ステアリ
ングによって車体（１）の向き修正を行う方位制御とを
併用して、各行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。

一方、前記方向転換制御は、前記両倣いセンサ（５）　
、　（５）が既刈地（Ｃ）を検出し、距離センサ（６）
による検出距離（Ｎ）が各行程の距離に基づいて設定さ
れた基準路！（ｊ！ｎ）に達したことを検出した場合に
、車体（１）が行程端部に至ったものと判断して、起動
されるように制御するのである。　尚、前記検出距離（
１）が基準距離（ｊ！ｎ）に対して所定距離（ｌｌ’）
以上となると前記両倣いセンサ（５）　、　（５）が既
刈地（Ｃ）を検出しない場合であっても、強制的に方向
転換が開始されるようにしである。

また、前記方向転換制御には、第一の幅寄せ走行パター
ンと第二の強制幅寄せ走行パターンとがあり、第２図及
び第３図に示すように、前記第一のパターンは、倣いセ
ンサ（５）が行程端部を検出し、検出走行距離（１）が
各行程の基準距離（２ｎ）に達すると、所定距離（１１
）を直進した後、同進行方向に対して斜め方向に平行ス
テアリングターンして隣接した次行程側に車体（１）を
移動させて停止し、前記進行方向とは逆方向に発進し、
方位制御しながら所定距離（１２）空走して、前記第一
の転換パターンを終了し、倣いセンサ（５）が未刈地゛
（Ｂ）を検出すると、倣いセンサ（５）及び方位センサ
（７）により境界（Ｌ）に沿って自動走行するように操
向制御するのである。

又、前記第二のパターンは、倣いセンサ（５）が行程端
部を検出せず、前記走行距離（Ｉりが各行程の基準距離
（ｊｌ！ｎ）を所定距離（／Ｉ’）オーバーした後は、
車体（１）を停止し、逆進行方向に対して斜め方向に平
行ステアリングターンして次行程に車体（１）を移動さ
せて、以下上記と同様に境界に沿って自動走行するよう
に操向制御を行う。

尚、車体（１）が前記所定距離（ｌ□）を空走後、未刈
地を検出しない場合は、方位制御をしながらさらに所定
距離（１３）を空走させた後、次行程の層操向制御を開
始することになる。

【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方向転換制御装置
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図は制御装置の動作を示すフローチャート、第３図
（（）　、　（Ｉ？）は方向転換の説明図、第４図は芝
刈作業車の全体平面図、そして、第５図は倣いセンサの
要部正面図である。・ （１）・・・・・・作業車、（５）・・・・・・作業地
状況検出手段、（６）・・・・・・距離検出手段、（八
）・・・・・・作業地、（Ｂ）・・・・・・未処理作業
地、（Ｃ）・・・・・・処理済作業地、（Ｌ）・・・・
・・境界、（７２）・・・・・・走行距離、（１ｎ）・
・・・・・基準距離、（７！１”）・・・・・・所定距
離。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 前後進いずれにおいても作業自在な作業車 （１）に、走行箇所が未処理作業地（Ｂ）であるか否か
   を検出する作業地状況検出手段（５）、および走行距離
   を検出する距離検出手段（６）を夫々備えさせ、前記両
   検出手段（５）、（６）の検出情報に基づいて、前記作
   業地状況検出手段（５）が処理済作業地（Ｃ）検出状態
   で、かつ、検出走行距離（ｌ）が、車体進行方向側端部
   の外方側に作業範囲設定用処理済作業地（Ｃ）が形成さ
   れた作業地（Ａ）の一行程長さに基づいて設定された基
   準距離（１ｎ）以上になると、次行程側へのステアリン
   グ状態で走行させた後進行方向を逆転させて走行させる
   幅寄せ走行手段を設けた自動走行作業車の方向転換制御
   装置であって、前記作業地状況検出手段（５）が未処理
   作業地（Ｂ）検出状態であっても検出走行距離（ｌ）が
   前記基準距離（１ｎ）に所定距離（ｌ＿１′）を加えた
   値以上になると、次行程側へのステアリング状態で進行
   方向を逆転させて走行させる強制幅寄せ走行手段を設け
   た自動走行作業車の方向転換制御装置。