JPS61128807A - 作業車の操向制御装置 - 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、走行用ガイドラインに対する機体の横方向偏
位量を検出する倣いセンサによる検出偏位置、および、
機体走行方向を検出する方位センサによる検出方位の両
方に基づいて、予め設定された基準方位方向に、かつ、
前記ガイドラインに沿って、機体を自動走行さ廿る操向
制御手段を備えた作業車の操向制御装置に関する。

（従来の技術〕 上記この種の操向制御装置を、例えば自走式コンバイン
に適用した場合は、圃場に植立した殻稈列を走行用ガン
トラインとして、この殻稈列に沿って、かつ、所定方向
に直進するように、左右のクローラ走行装置のクラッチ
を所定時間人・切操作して操向制御することとなる。　
また、例えば芝刈作業車等の対地作業車に適用した場合
は、処理済作業地と未処理作業地との境界゛を走行用ガ
イドラインとして、所定角度のステアリング操作をして
、この境界に沿って、かつ、所定方向（基準方位方向）
に走行するように操向制御することとなる。

そして、上記操向制御においては、制御を籠　　。

単にするために一定の操向量で操向操作した後ニュート
ラルに復帰させるシーケンスを、走行用ガイドラインに
沿うまで繰り返すことによって操向するようにしてあっ
た。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかしながら、−上記作業車が走行する地面状態は一定
ではなく、湿地や不整地である場合が多く、走行場所に
よってクローラや車輪等の走行装置のスリップ率が異な
ることとなり、同一操向制御量に対する実際の機体旋回
量は゛」−記入リップ率変化の影響を受けて、一定しな
いこととなる。　従って、スリップしやすい作業地では
、スリップ発生の少ない作業地において操向制御する場
合に比較して、走行用ガイドラインに対する機体向き修
正回数が多くなり、制御性能が低下しやすいものであっ
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、走行地面状態に応じた制御量で操向操作するこ
とによって、走行地面状態、に拘らず、所定の操向制御
性能を維持できるようにすることにある。

Ｃ問題点を解決するための手段〕 上記目的を達成すべく、本発明による作業車の操向制？
１１装置は、前記倣いセンサによる検出偏位置に基づい
て操向制御するに、その操向制御量と、前記方位センサ
による検出方位変化との比較結果に基づいて、前記検出
方位の変化が目標操向量となるように前記操向制御量を
自動補正する操向制御量補正手段を備えさせた点に特徴
を有し、その作用ならびに効果は以下の通りである。

〔作　用〕

すなわち、方位センサを用いて、出力操向制御量に対す
る実際の操向量（機体旋回角度）を検出し、この検出操
向量が予め設定された目標操向量、例えばスリップを全
く発生しない状態での操向制御量、となるように、制御
装置からアクチュエータに出力する制御量を補正するの
である。

Ｃ発明の効果〕 従って、地面状態の変化に起因するスリップ率がどのよ
うに変化しても、実際の操向量をスリップを発生しない
場合の操向量と同一にすることができるのである。　つ
まり、走行地面状態に対応して自動的に操向制御量を補
正するので、地面状態に拘らず少ない操向操作回数で、
機体走行方向の修正が可能となったのである。

もって、制御効率の良い操向制御を行えるに至った。

〔実施例〕

以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。

第１図および第６図に示すように、圃場の植立穀稈を引
き起こして刈取るとともに刈取り殻稈を搬送しながら横
倒れ姿勢に姿勢変更してフィードチェーン（１）に受渡
す刈取部（２）と、前記記フィードチェーン（１）で挟
持搬送される殻稈を脱穀して穀粒を選別回収する脱穀装
置（３）とを、左右一対のクローラ走行装置！　（４）
　、　（４）を装備した機体Ｈに搭載して、作業車とし
てのコンバインを構成しである。

前記刈取部（２）の下方には、前方より刈取部（２）に
導入される殻稈の株元に接当することによって０Ｎ１０
ＦＦ信号を出力する接触式スイッチに構成された株元セ
ンサ（ＳＯ）を設けてあり、刈取作業の開始・停止を検
出するようにしである。

又、前記刈取部（２）先端部に設けられた分草具（６）
の左右両端の分草具（６ａ）　、　（６ｂ）の取付フレ
ーム（７）、、　（７）には、機体（Ｖ）前方側へ付勢
され、刈取部（２）に導入される穀稈に接当して、その
接当位置に対応した角度分を機体（Ｖ）後方側に回動す
るセンサバー（８）と、そのセンサバー（８）の回動角
を検出するポテンショメータ（Ｒ）とからなる倣いセン
サ（Ｓ＋）　、（Ｓ２）を、夫々設け、前記ポテンショ
メータ（ｌ？）の出力信号変化に基づいて走行用ガイド
ラインとしての殻稈列（Ｈ）に対する機体（Ｖ）の横方
向偏位量（β）を検出するようにしである。

前記左右の倣いセンサ（Ｓｌ）、（Ｓ２）の検出偏位置
（β）について説明すると、第７図に示すように、前記
センサバー（８）の回動角変化に対応して、偏位置（β
）を三つのゾーン（ａ）　＋’　（ｈ）　、　（ｃ）に
分割して検出するようにしである。　すなわち、センサ
バー（８）が最も機体（ｖ）前方側に復帰している状態
から所定角度後方側へ回動している状態までを殻稈列（
）ｌ）に対して離れる方向へすれている状態とする浅倣
いゾーン（ａ）とし、この浅倣いゾーン（ａ）より更に
所定角度後方側へ回動している状態までを穀稈列（Ｈ）
に沿っている状態とする不感帯ゾーン（ｈ）とし、この
不感帯ゾーン（ｂ）より更に後方側へ回動している状態
を殻稈列（Ｈ）に対して入り込みすぎている状態とする
深倣いゾーン（Ｃ）としである。　そして、倣いセンサ
（Ｓｌ）、　（ｓｚ）夫々のポテンショメータ（Ｒ）　
、　（Ｒ）の出力すなわち検出偏位量（β）が前記三つ
のゾーン（ａ）　、　（ｂ）　、　（ｃ）のいずれのゾ
ーンにあるかに基づいて、前記左右クローラ走行（４）
。

（４）のクラッチ（９）　、　（９）を切操作して、検
出偏位量（β）が不感帯ゾーン（ｂ）内となるように操
向して倣い制御を行うのである。

又、前記機体（Ｖ）には、地磁気変化を感知することに
よって絶対方位を検出する地磁気センサを用いた方位セ
ンサ（Ｔ）を搭載してあり、この方位センサ（Ｔ）によ
る検出方位（θ）に基づいて走行方向の変化を検出する
ようにしである。

前記方位センサ（Ｔ）は、第１０図に示すように、トロ
イダルコア（１０）に巻付けたコイル（Ｃ＋）にバイア
ス用交流電流を通電するとともに、このトロイダルコア
（９）に直交する方向に４５度毎の角度差を付けて４つ
のピックアップコイル（Ｃｘ）　。

（Ｃｙ）　、　（Ｃｚ）　、　（Ｃｗ）をいわゆるたす
きかけに巻付けてあり、このビックアンプコイル（Ｃｘ
）　、　（Ｃｙ）　。

（Ｃｚ）　、　（Ｃｗ）を横切る地磁気の影響によって
変動する前記バイアス用コイル（−）による起電力変動
を取り出し、前記４つのピンクアップコイル（ＣＸ）　
、　（Ｃｙ）　、　（Ｃｚ）　、　（Ｃｗ）より出力さ
れる信号の位相差とその出力レベルに基づいて絶対方位
を検出するように構成しである。　尚、基本的には二つ
のピックアップコイル（Ｃｘ）　、　（Ｃｙ）のみによ
って方位は検出できるのであるが、機体（Ｖ）が傾斜し
た場合の検出誤差を除去するために他の二つのコイル（
Ｃｚ）　、　（Ｃｗ）による検出信号を利用して四つの
検出信号から検出方位（θ）を補佐するようにしである
。

即ち、以下に示す関係式（ｉＬ（ｉｔ）によって検出方
位（θ）を補正するのである。

ｆ（＊、、ｙ、θ）−１（ｚ、讐、θ）−ｇ（θ）川（
ｉ）ｆ　（ｘ＋ｙ＋ｏ　）　−ｆ　’（ｚ、ｗ、Ｏ）＝
　π／　４−（ｉｉ）以下、第２図〜第５図に示すフロ
ーチャートに基づいて制御袋ｆｆ（Ｇ）の動作について
説明する。

即ち、前記株元センサ（Ｓｏ）がＯＮ状態にあるときに
、制御装置（Ｇ）に設けた刈取モード設定スイッチ（Ｓ
Ｗ）の０Ｎ１０Ｆ、Ｆに対応して、条刈りモードと横刈
りモードの各刈取りモードを選択し、夫々のモードに対
応して、倣いセンサ（Ｓｌ）、　（５２）による検出偏
位置（β）、（β）と、方位センサ（Ｔ）による検出方
位（θ）の雨検出情報に基づいて、前記クローラ走行袋
Ｗ　（４）　、　（４）の左右クラッチ（９）　、　（
９）の一方を切操作して、機体ｍが、殻稈列（Ｈ）に沿
った状態でかつ予め設定された基準方位（θ０）の方向
に自動走行するように操向制御を行うのである。

以下、第３図に示すフローチャートおよび第８図に示す
説明図に基づいて、殻稈列（ｌ（）の条方向に自動走行
させる条刈りモードにおける操向制御について説明する
。

この条刈りモードでは、まず前記左右側倣いセンサ（Ｓ
ｌ）、（Ｓ２）のうちの既刈側倣いセンサ（Ｓ、）の検
出偏位量（β）が前記いずれのゾーン（ａ）　、　（ｂ
）（ｃ）にあるかを判別した後に反対側の倣いセンサ（
Ｓ２）の検出偏位量（β）のゾーン（ａ）　、　（ｂ）
　、　（ｃ）を判別して、各倣いセンサ（Ｓ１）、（Ｓ
２）の検出偏位置（β）が不感帯ゾーン（ｂ）にある場
合にのみ、前記方位センサ（Ｔ）による検出方位（θ）
に基づいて、機体に（Ｖ）向きが基準方位（θ０）とな
るよ・うに操向する方位制御を行うように、倣いセンサ
（Ｓｌ）、（Ｓ２）による倣い制御を優先するようにし
である。

そして、前記各機いセンサ（Ｓｌ）、　（３２）による
検出偏位量（β）、（β）が夫々深倣いゾーン（Ｃ）に
ある場合は直ちに殻稈列（Ｈ）方向に機体（Ｖ）向きが
復帰するように、所定角度機体（Ｖ）を旋回させるべく
、対応する側のクラッチ（９）を所定時間切操作する。

一方、前記検出偏位量（β）が浅倣いゾーン（ａ）にあ
る場合は、前記方位センサ（Ｔ）による検出方位（θ）
の変化をチェックしながら、所定角度（θ）機体（Ｖ）
を殻稈列（Ｈ）方向に旋回させる一定角旋回制御を行う
。　そして、第５図に示すように、この旋回角、すなわ
ち操向制御量（θ°）に対する実際の旋回角が前記制御
量（θ′）と一致しない場合には、前記方位センサ（Ｔ
）による検出方位（θ）の変化に基づいて、次回以降の
一定角旋回制御における操向制御量（θ”）を、順次単
位補正量（△θ）分増減させて、実際の旋回角が目標操
向量（α）となるようにする。もって、圃場条件の違い
、例えば乾田と、湿田等、によるスリップ率変化に起因
する操向制御性の低下や過制御を自動的に補正する操向
制御量補正手段を構成しである。

尚、第８図中、破線で示す機体ｍの軌跡は倣いセンサ（
Ｓ、）、　（ｓｚ）のみによる従来の操向制御を行った
場合を示し、実線の軌跡は方位制御を併用した場合を示
すものである。

次に、第４図に示すフローチャートおよび第９図に示す
説明図に基づいて、前記条刈りモードによる走行方向に
対して直交する方向に走行させる横刈りモードにおける
操向制御について説明する。

この横刈りモードでは１．まず方位センサ（Ｔ）による
検出方位（θ）が基準方位（θ０）に対して不感帯（Ｂ
）内にあるかどうかを判別して、この不感帯（Ｂ）内に
機体（Ｖ）向きがある場合にのみ、前記同様に既倣いセ
ンサ（Ｓｔ）による検出偏位量（β）のゾーン（ａ）　
、　（ｂ）　、　（ｃ）判別結果に基づいて】　１ 第５図に示す一定角度旋回による操向量ｊｌｌｌをする
よう１に、方位制御を優先させである。　尚、前記検出
方位（θ）が不感帯（Ｂ）外にあるときは、検出方位（
θ）が前記不感帯（Ｂ）内となるまで大きな旋回半径で
操向させることとなる。

このように横刈りモードでは、前記条刈りモードにおけ
る操向制御の場合とは倣いセンサ（ｓ＋）、（ｓｚ）に
よる検出情報と方位センサ（Ｔ）による検出情報の優先
関係が逆になるのであるが、いずれの場合でも、倣い制
御と方位制御とを併用して、刈残しを発生しないように
殻稈列（Ｈ）に沿ってかつ基準方位（θ０）方向に直線
的に自動走行させるのである。

尚、以上説明した横刈りモードで方位制御を優先させる
のは、殻稈列（）Ｉ）の植立方向である条に対して直交
する横方向から殻稈列（Ｈ）を見ると、殻稈列（Ｈ）が
条間隔で断続するとともに、倣うべき殻稈列の直線性が
悪くなる状態となるため、横方向の殻稈列（Ｈ）にその
まま追従するとかえって機体（ｖ）の蛇行が多くなり、
直進走行性が低下して、刈残しを発生することがあるか
らである。

又、殻稈が条を形式するように植立されていない、いわ
ゆるバラ播き状態の圃場では、倣うべき殻稈列（Ｅｌ）
の条が無いために、上記条刈りモードによる操向制御は
行えないのであるが、上記横刈りモードによる方位制御
を優先した操向制御を行うことによって、対応可能とな
り、もって、圃場状況に拘らず自動的に刈取り作業を行
うことが可能となった。

又、倣いセンサ（Ｓ、）　、　（、ｓｇ）による倣い制
御と方位センサ（Ｔ）による方位制御とを併用するもの
であるから、従来では刈取作業の繰り返しによって発生
していた副路の蛇行が累積することが無い。　そして、
繰り返し刈取作業を行うと走行軌跡が逆に直線的になり
、機体（Ｖ・）の向き修正回数が少なくなって作業効率
が向上するとともに作業跡の美観も良いものとなる。

尚、前記横刈りモードでは、二つの倣いセンサのうち既
刈側センサ（Ｓｌ）のみを使用しているが、残りの倣い
センサ（Ｓ２）を補助的に用いるようにしてもよい。

又、基準方位（θ０）を設定するに、刈取作業開始時の
機体（Ｖ）向き、あるいは−行程を走行する間にサンプ
リングした検出方位（θ）、等に基づいて行ってもよい
。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明に係る作業車の操向側ａ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図は操向
制御の全体的な動作を示すフローチャート、第３図は条
刈りモードの操向制御のフローチャート、第４図は横刈
りモードの操向制御のフローチャート、第５図は一定角
度施回制御のフローチャート、第６図はコンバインの全
体側面図、第７図は倣いセンサの検出ゾーン説明図、第
８図は条刈りモードの操向側　　　。 御の説明図、第９、図は横刈りモードの操向制御の説明
図、第１０図は方位センサの構成を示す略示平面図であ
る。 （Ｈ）・・・・・・走行用ガイドライン、　（Ｖ）・・
・・・・機体、（Ｓ＋）、（Ｓ２）・・・・・・倣いセ
ンサ、（Ｔ）・・・・・・方位センサ、（β）・：・・
・・検出偏位量、（θ）・・・・・・検出方位、（θ０
）・・・・・・基準方位、（θ”）・・・・・・操向制
御量、（α）・・・・・・目標制御量。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 走行用ガイドライン（Ｈ）に対する機体（Ｖ）の横方向
   偏位量を検出する倣いセンサ（Ｓ＿１）、（Ｓ＿２）に
   よる検出偏位量（β）、および、機体（Ｖ）走行方向を
   検出する方位センサ（Ｔ）による検出方位（θ）の両方
   に基づいて、予め設定された基準方位（θ＿０）方向に
   、かつ、前記ガイドライン（Ｈ）に沿って、機体（Ｖ）
   を自動走行させる操向制御手段を備えた作業車の操向制
   御装置であって、前記倣いセンサ（Ｓ＿１）、（Ｓ＿２
   ）による検出偏位量（β）に基づいて操向制御するに、
   その操向制御量（θ′）と、前記方位センサ（Ｔ）によ
   る検出方位（θ）変化との比較結果に基づいて、前記検
   出方位（θ）の変化が目標操向量（α）となるように前
   記操向制御量（θ′）を自動補正する操向制御量補正手
   段を備えさせた作業車の操向制御装置。