JPS611302A - 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〕 本発明は自動走行作業車、詳しくは、作業地域全体の外
周をティーチングすることにより、その内部を晋う走行
コースを自動生成する手段を有すると共に、該自動生成
された走行コースに沿って自動走行すべくステアリング
制御する手段を備えた自動走行作業車に関する。

〔従来技術〕

上記この種の自動走行作業車は、作業を行なう＠域の外
周部を予め人為的に走行し、その走行中に走行方向およ
び走行距離を丈ンプリングすることによって作業地範囲
の大きさに関するデータを収集して作業地内部を覆う走
行コースを作業幅および前記収集されたデータに基いて
自動生成し、その後は、この自動生成された走行コース
情報に基いて自動走行すべく制御されるように構成され
ていた（例えば、特開昭５９−１１４０９号公報）。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかしながら、上記自動走行作業車は、作業地内を自動
生成された走行コースに沿って自動走行するので、残留
燃料が不足していると、作業地のどこで作業が中断する
かわからず、燃料補給に要する時間ロスが多く、作業効
率が良くないという不都合があった。

また、走行コースが自動生成されるものであるが故に、
どの程変ＩＦ＋が有れば全コースを自動走行できるか直
観的ＶＣはわからないというという問題もあった。

本発明は上記実情に鑑みてなされたものであつそ、その
目的は、作業地内の全走行コースを自動走行できるかど
うかを容易に知ることができる手段を備えた自動走行作
業車を提供することにある。

〔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ｎｒ
は、前記自動生成された走行コース情倖に基いて、全走
行コースを走行するに必要な燃料の総量を算出して、残
留燃料の量が不足する場合は燃料不足であることを報知
する手段を設けである点に特徴を有する。

〔作用〕

即ち、作業地の外周部を人為的に走行することによって
収集される走行コース情報である作業地の大きさから全
行程の距離を算出し、その距離と、例えば平均燃料消費
率等の単位距離当シの燃料消費量から必要な燃料の総量
を算出して残留燃料の量と比較することによって、全行
程を残留燃料が不足するかどうかを判別するのである。

〔発明の効果〕

上記特徴故に、下記の如き優れ六効果が発揮されるに至
った。

即ち、走行コースを自動生成するための走行コース情報
から全走行コースを走行するに必要な燃料が不足するか
どうかを予めｆチェックできるとともに、不足する場合
はそのことを報知する手段を設けであるので、作業途中
で燃°料切れによって作業が中断されるというような不
都合を未然に防止できるに至った。

〔実施例〕

以下、本発明の実施例を図面に基いて説明する。

第２図に示すように、車体（１）の前・後＠　１２１．
　＋３１の中間部に芝刈装置ｆ４）を上下動自在に懸架
するとともに、作業地内の境界である未刈地ＦＢＩｃ２
゜刈地（Ｃ１の境界（Ｌｌを′ｌ’ｌＪ別するための後
記構成になる倣いセンサー＋５１１　＋５１を車体（１
）削万左右夫々に設け、この倣いセンサー（５）ｅｔ５
］Ｋよる前記境界（Ｌｌ検出結果に基いてステアリング
制＃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。

更に、前記車体（１）には、この車体ｆｉ＋の移動距＃
（１）を連続的に検出すべく、単位走行距離（ｌ。）当
シ所定個数のパルス信号を発生する距離センサー（６）
としての第５輪（６Ａ）を設けるとともに、車体（］）
の向きＣ力位）を検出すべく、地磁気の強要変化を検出
することによって方位を検出する地磁気センサーを方位
センサー（７）として設けである。

又、前記＠輸ｔ２１　、　＋２１および後輪ｔ３）　＊
　＋３１はそのいずれをもステアリング操作可能ＶＣ構
成してあシ、前・後輪＋２１　、　＋３１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
を変えること無く平行移動するとともに、前・後輪＋２
１　、ｆ３）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な旋回半径でも旅回可能にしで
ある。

前記倣いセンサー（５）は、２つの光センサ−（Ｓ、）
　、　（Ｓ、）によって構成してあり、この光センサ−
（Ｓ、）、（Ｓ、）は、第８図に示すように、前記芝刈
装置＋４１ＶＣ基端部を固定された支持７レーム（８）
の先端部と夫々コの字形状をしたセンブーフレームｆ９
１　＊　［９］を車体ｉｌ＋左右方向に隣接して配置す
るとともに、このセンブーフレーム（９）の内側対向面
に夫々発光素子（Ｐｌ）と受光素子（Ｐ、）とを一対と
して設け、この発光素子（Ｐ、）＆受光素子（Ｐ、）と
の間を通過する芝の有・無を感知することによって未刈
地（Ｂ）、既刈地ｔｃｌを判別すべく構成しである。　
なお、倣いセンサー（５）としては光セン−ｒ　−（ｓ
、）＋（Ｓ＋）を用いるものに限らず、接触式・非接触
式をとわす、どのような形式のセンブーから構成しても
よい。

そして、前記光センサ−（Ｓ、）、（Ｓ、）の各受光素
子（Ｐθ、（Ｐ参から得られる未刈地ＦＢ＋と既刈地ｔ
Ｃ１のヤＪ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’ｌ！
ｌＪ別信号に５換すべく、積分処理を行なった後に後記
制御装置（ｌＯ）に入力すべく構成しである。

前記受光素子（Ｐ、）の出力値ｔ（Ｃ，）を積分処理す
るに、前記距離センサー（６）の出力パルス数をカウン
トして予め設定されたカクント値毎にキャリー信号（Ｃ
５）を出力するプログラマブルカワンタロＤと、このカ
クンタ（１１）のキ〒り一信４＋（Ｃ，）によってリセ
ットされるフリップフロン、プ（口を設け、前記受光素
子（Ｐ、）の出力値−１９（Ｃ，）によって前記カクン
タ（１１１をリセットするとともにフリップ７０ツブ（
１２１をセットすべく構成してあシ、このカクンタ０１
）と７リツプフロツプｆ１２１によってデジタルフィル
タ（］３に構成して、未刈地ＦＢＩおよび既刈地（Ｃ１
夫々の状態に対応する連続した境界（Ｌｌの判別信号（
Ｃ，）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。

前記カクンク［１）はそのカウント値Ｎに拘わらず前記
受光素子（Ｐ、）の出力パルス信号（ｃｌ）によって繰
返しリセットされるとともに、プリップ７０ツブ（１２
１ｉａセツトされる。　そして、芝が無くなってこのパ
ルス信−Ｗ（Ｃ，）が％Ｌ“レベルになり、かつ、所定
用ａ（１，）走行して、前記カクンタａυがこの所定用
＠（１，）に対応するカウント値まで前記距離センブー
（６）の出力値８（ら）をカウントした場合にのみ、前
記カンンタａｎｔ−ｒキャリー信！（Ｃ，）を出力して
７リツプ７０ンプロがリセットされる。　従って、この
７リツプ７０ツブＧｚの出力Ｋｄ芝検出状態すなわち未
刈地ＴＢ）検出に対応する′Ｈ〃レベルまたは芝無状態
すなわち既刈地＋Ｃ１検出に対応する％Ｌ／Ｆレベルを
連続的に繰返す境界’ＦＪ別信８（Ｃ，）が得られるの
である。

以下、前記構成になる倣いセンブー（ａｔ　、　（５１
、距離センブー（６）、および力位センサー（７）によ
る各検出パラメータに基いて、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、制御システムげ主要部をマイクロ
コンピユータによって構成された制御装置（ｌＯ）に、
前記各センサー（５）、（５）ｅ　（６１１＋７ｊから
の信号を入力してあシ、これら各センブー（６）、（５
）＊　＋６ｊ　ｅ　（７）の検出パラメータを演算処理
することによって、車体（１）の走行方向および走行法
要を自動的に制御すべく、前・後輪＋２１　、　（３１
夫々のヌテアリング操作用の油圧シリング［４１、（１
５）を作動させる電磁パルプ［１８１、１７ｉおよび油
圧式無段変速装置印の変速位置を操作するモータ（１９
等の各アクチェ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、（Ｒ，）、（Ｒ，）は削・後輪＋２１　
、　［３）の実際のステアリング角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、（Ｒ，）は同様にして変速装置叩の変速位置を検出
するポテンショメータで、■け燃料タンク（図示せず）
の残留燃料の量を検出する残燃料量検出センサー、Ｑｌ
）は燃料不足の警報ブザ−、■はその警告ランプである
。

そして、第４図に示すように、作業を行なう＠ｖｃ囚の
外周部を予め人為的に芝刈作業を行ないながら走行し、
その走行中に前記方位センサー（７）による検出方位ψ
）および距離センサー（６）による検出距離（ｊ）をサ
ンプリングして前記作業領域囚の外周ティーチングを行
い、前記作業予定＠Ｖ：、囚の大きさくＸ、Ｙ）を算出
し、この作業地１囚の大きさくｘ、ｙ）と作業幅すなわ
ち前記芝刈装置（４）の刈幅とに基いて前記作業地回の
走行行程数および方向転換′＃、等の走行コース情報を
自動的に生成し、その後は、この自動生成された走行コ
ース情卯に基いて一行程を終了後は次行程に移動するシ
ーケンスを繰返しながら、各行程途上では前記倣いセン
サー（５）、（５）によって未刈地ｉＢｌと既刈地ｔｃ
＋の境界（Ｌｌに沿って走行するようにステアリング制
御するのである。

以下、第５図に示すフローチャートに基いて、＠記作業
地囚内の全行程を走行するに必要な燃料量をチェックす
る手段について説明する。

即ち、前述した作業地回の外周ティーチングによって算
出し九作業地囚の２辺の大きさｆＸ）、（Ｙ）と作業幅
（Ｄ）より行程数（ｍｌおよび方向転換に必要な時間（
’ｒ、）を算出する。

次に、前記行程＆伯）と平均走行速度（ｖｌより各行程
を走行するに要する時間（Ｔ１）を算出し、この時間（
Ｔ、）と前記方向転換時間（Ｔ、〕詔よび燃料消費率（
η）から方向転換を含む全行程を走行するに必要な燃料
の総量（ＬＡ）を算出する。

そして、前記残留燃料量検出センサーのによって検出さ
れた残燃料量（ＬＢ）よシ大きい場合は前記警報ブザー
＋２１および警告ランプのを起動して、全行程を自動走
行することができないことを報知するのである。

尚、前記行程数伝）および方向転換時間（Ｔυを算出す
るに、作業地の走行パターンによって以下に示す２種類
の算出手段を使い分けるように構成しである。

即ち、前記作業地回を作業幅（Ｄ＋を減じながら順次最
外周部より内周部方向へ走行するいわゆる回り走行形式
と、前記作業地回の一辺（例えばＸ方向）を作業１ｆｆ
））で分割し、龍辺の距ＩＪ＃（Ｙ）を−行程として隣
接した各行程を順次往復走行するいわゆる往復走行形式
の、夫々の形式について行程＆Ｇ）２よび方向転換に要
する時間（Ｔ、）を算出すべく溝成し、異なる走行形式
であっても必要な燃料の総量（ＬＡ）を誤差が少ない状
態で算出できるようにしである。

〔別実流側〕

以下、別実流側について説明する。

前記作業地回内の全行程を走行するに必要な〜燃料の総
量（ＬＡ）を算出するに、各行程の全走行時間（Ｔ、）
すなわち距離と全方向転換に要する時間ｃ　Ｔｌ　）　
ｖｃ基いて行なうのではなく、作業地回の２辺の距！（
Ｘ）、（ＹＪから求められる作業地回の面積より算出す
べく、簡略化してもよく、また、その場合予め面積に対
応した必要量（ＬＡ）をテーブル化して詔いてもよい。

又、前記燃料消費率（η）は、予め設定した鎖を用いて
もよいが、前記作業地ＩＮの外周をティーチングする時
に消費燃料を検出して、実走行距離ＣＢＸ＋２Ｙ）に基
いて自動的に算出してもよい。

更に又、前記倣いセンサー（５）、（５）によって検出
される芝の疎密状Ｓらるいけ疎密状態の指示手段を設け
て自１的に燃料消費率（り）を設定すべく構成してもよ
い。

このように、実走行や、作業地回の状態に対応して燃料
消費率（η）を設定する場合は、必要な燃料量（ＬＡ）
の算出精度が極めて高くなるという効果が有る。

【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実施例を示し、第
１図は芝刈作業車の制御システムのブロック図、！＠２
図は芝刈作業車の全体平面図、第３図は倣いセンブーの
構成を示す要部正面図、第４図は外周テーチングの説明
図、そして、第５図は制御装置の動作を示すフローチャ
ートである。 （ＬＡ）・・・・・・必要な燃料量％　（Ｌ！＋）・・
・・・・残留燃料量。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 作業地域全体の外周をティーチングすることにより、そ
   の内部を覆う走行コースを自動生成する手段を有すると
   共に、該自動生成された走行コースに沿って自動走行す
   べくステアリング制御する手段を備えた自動走行作業車
   であって、前記自動生成された走行コース情報に基いて
   、全走行コースを走行するに必要な燃料の総量（Ｌ＿Ａ
   ）を算出して、残留燃料の量（Ｌ＿Ｂ）が不足する場合
   は燃料不足であることを報知する手段を設けてあること
   を特徴とする自動走行作業車。