JPS6222503A - 作業車のタ−ン制御装置 - 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、一つの作業行程終了後においてその行程と交
差する方向に向かう次の作業行程へ、機体を自動走行さ
せる作業車のターン制御装置、詳しくは、ターン制御パ
ターン記憶手段に記憶された、 作業行程終了に伴って次行程側へ所定角度旋回させる一
次旋回パターン、 次に次行程の手前箇所に向かって所定距離後進させる後
進パターン、 さらに次行程に沿う方向に所定角度旋回させるとともに
前進させる二次旋回パターン、の各ターン制御パターン
に基づいて、機体の走行を制御する作業車のターン制御
装置に関する。

〔従来の技術〕

上記この種のターン制御装置においては、一つの作業行
程の走行終了後、その行程と交差する方向に向かう次の
作業行程へ機体を自動的に走行させるために、上記一次
旋回、後進、二次旋回、夫々のターン制御パターンを、
予め定形化して記憶装置等に記憶させ、一つの作業行程
の走行を終了すると、上記各ターン制御パターンを順次
実行することにより、次の作業行程へ機体が自動走行す
るように制御することとなる。

つまり、制御装置の制御負荷を軽くするために、上記タ
ーン制御の制御アルゴリズムを単純化して定形化する必
要があることから、予め人為的に作業予定範囲の作業地
形状が、長方形となるようにして、一つの作業行程とそ
の次の作業行程とが略９０度交差する方向となるように
設定し、上記定形化されたターン制御パターンに基づい
て機体の走行を制御して、ターン終了後には、機体向き
が自動的に次の作業行程方向に向くようにしていた。ち
なみに、上記一つの作業行程とその次の作業行程との交
差する角度が略９０度として設定しであることから、上
記一次旋回では、その旋回角度を、９０度より小さい所
定角度とし、二次旋回では、９０度より上記所定角度を
減算した角度分を旋回するようにして、全体として機体
が９０度旋回するようにしていた。

〔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、一つの作業行程とそ
の次の作業行程とが略９０度交差する方向であるものと
して、機体をターンさせることから、一つの作業行程と
その次の作業行程との交差角度が９０度以外の角度とな
るような場合には、ターン後の機体向きが次の作業行程
方向とは異なる方向を向き、次の作業行程に対して機体
横幅方向での位置が適正位置からずれた状態で次の作業
行程に突入させることとなる。従って、このターン制御
装置を、例えば、作業車の一例であるコンバイン等の刈
取収穫機に適用した場合は、作業地としての圃場に植立
された茎稈を機体に備える分草具で押し倒してしまうこ
ととなる。同様に、芝刈作業車等の対地作業車に適用し
た場合には、新たな未処理部を発生したり、作業跡の美
観が悪くなる不都合が発生する。

又、作業地形状が長方形に設定できないような場合には
、一つの作業行程とその次の作業行程との交差角度を略
９０度に設定することは不可能であり、このような場合
には上記定形化されたターン制御のみではターン後の機
体向きを次の作業行程方向に適正状態で向けることはで
きないものであった。

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、定形的なターン制御を行いながらも、作業地
形状に拘らず、ターン後の機体向きが次の作業行程方向
に適正状態で向くようにさせることにある。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明による作業車のターン制御装置の特徴は、 機体の向きを検出する方位検出手段、 機体の走行距離を検出する走行距離検出手段、 機体が作業行程端部に達したことを検出する行程端部検
出手段、 各作業行程に沿う方向の基準方位を設定する基準方位設
定手段、 前記方位検出手段による検出方位と基準方位との比較結
果に基づいて、 前記二次旋回角度を、次の作業行程の蔭準方位よりター
ン前の基準方位と前記一次旋回角度とを減算した角度と
して、 二次旋回パターンにおける旋回角度を自動的に設定する
旋回角度設定手段、 の夫々を備えさせてある点にあり、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、第１図に示すように、基準方位設定手段によ
り一つの行程に対して設定された基準方位（α）と次の
行程の基準方位（β）との差、および、方位検出手段に
よる検出方位（θ）とに基づいて、ターン制御パターン
記憶手段に記憶された二次旋回角度（θ２）を、旋回角
度設定手段により補正演算して実際の旋回角度を設定し
、その補正された旋回角度を制御パラメータとして走行
制御手段に与えることにより、走行装置の操向制御量が
各行程の交差角度（α−β）に対応するようにして、一
つの行程とその行程の次の行程との交差角度の値に拘ら
ず、次の行程に対して機体向きが適正状態となるように
するための旋回角度を実際の交差角度に対応して定量的
に設定するのである。尚、後進距離は、走行距離検出手
段による検出距離とターン制御パターン記憶手段に記憶
された後進距離とが一致するように制御することとなる
。又、ターン制御の開始・終了は、行程端部検出手段に
よる行程端部検出情報に基づいて行われることとなる。

〔発明の効果〕

従って、一次旋回、後進、二次旋回の各ターン制御パタ
ーン夫々において、その制御形態が定形化されたもので
あるにも拘らず、各行程の実際の交差角度に対応して、
機体旋回および後進における走行装置の制御量を的確に
制御できるのであり、一つの行程°と次の行程との交差
角度がどのように設定されていても、ターン後の次の行
程に対する機体向きおよび機体横幅方向での位置が適正
状態となるように走行制御できるに至った。

〔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６図に示すように、圃場の稲、麦等の植立茎稈を引き
起こして刈り取るとともに、刈取茎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
は渡す刈取部（２）と、前記フィードチェーン（１）で
挟持搬送される茎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（４Ｌ）
　、　（４１？）を装備した機体（ν）に搭載して、作
業車としての自走式コンバインを構成しである。

又、機体（Ｖ）の旋回中心位置すなわち前記左右両クロ
ーラ走行装置（４Ｌ）　、　（４Ｒ）の前後両端を結ぶ
対角線の交点に相当する機体（Ｖ）上部に、地磁気変化
を感知することにより絶対方位を検出する地磁気センサ
とその検出信号を処理する信号処理部とを一体的にユニ
ット化した方位センサ（８）を設け、もって、方位検出
手段を構成しである。

前記刈取部（２）は、油圧シリンダ（ＬＣ）により、昇
降自在に構成してあり、一つの行程を終了後、次の作業
行程へ移動するターン時等には、大きく上昇させて、茎
稈（Ｈ）を押し倒したりすることがないようにしである
。

第２図および第６図に示すように、前記刈取部（２）の
下方には、前方より刈取部（２）に導入される茎稈（■
）の株元に接当することによって０Ｎ１０ＦＦ信号を出
力する接触式スイッチにて構成された株元センサ（Ｓｏ
）を設けてあり、刈取作業中であるか否かを判別するこ
とにより行程端部に達したか否かを検出する行程端部検
出手段を構成しである。

前記刈取部（２）先端部に設けられた左右両端の分草具
（５Ｌ）　、　（５Ｒ）の取り付はフレーム（６）　、
　（６）夫々には、機体（Ｖ）前方側へ付勢され、前記
刈取部（２）に導入される茎稈（］■）の株元に接当し
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（７）と、そのセンサバー（７）
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（Ｓｌ）、　（ｓｚ）を設けてあり、茎稈（
ＩＩ）に対する機体（Ｖ）横方向の偏位量を検出・する
ようにしてあり、その検出偏位量に基づいて、刈取作業
中に、機体（Ｖ）が茎稈（Ｈ）に沿って自動的に走行す
るように制御するための制御パラメータを検出する手段
に構成しである。尚、圃場に植立された茎稈（１１）が
、前記センサバー（７）に対して断続的に接当すること
から、前記ポテンショメータ（Ｒ）の出力信号は、断続
して変化することとなる。従って、前記横方向の偏位置
を検出するためには、前記ポテンショメータ（Ｒ）の出
力信号を平均化したり、単位時間当たりの最大値を検出
する等の信号処理を行うこととなる。

エンジン（Ｅ）からの出力を、油圧式無段変速装置（９
）を介して走行用ミッション部（１０）に伝達するよう
に構成しである。そして、前記ミッション部（１０）へ
の入力軸（１０ａ）の回転数を検出することにより走行
速度（Ｖｘ）や走行距離（Ｌｘ）を検出する車速センサ
（１１）を設けてあり、もって、走行距離検出手段を構
成しである。

又、前記ミッション部（１０）から左右クローラ走行装
置（４Ｌ）　、　（４Ｒ）への動力伝達を各別に断続す
る操向クラッチ（１２Ｌ）　、　（１２Ｒ）、作動時の
前記操向クラッチ（１２Ｌ）　、　（１２Ｒ）を切り操
作する油圧シリンダ（１３Ｌ）　、　（１３Ｒ）、およ
び、この油圧シリンダ（１３Ｌ）　、　（１３Ｒ）を各
別に作動させる電磁バルブ（１４）を設けである。尚、
第２図中、（１６）は前記刈取部（２）を昇降操作する
油圧シリンダ（ＬＣ）を作動させるための電磁パルプで
ある。

以下、機体（Ｖ）の走行を制御する制御装置（１５）の
動作を説明しながら詳述する。

先ず、走行制御の概略を説明すると、予め刈取作業範囲
の最外周部を人為的に操縦しながら操向して刈取作業を
行う際に、前記株元センサ（Ｓｏ）がＯＮしてからＯＦ
Ｆするまでの間における前記方位センサ（８）による検
出方位（θ）を繰り返しサンプリングし、その平均方位
を、各作業行程となる各辺の基準方位として外周ティー
チングし、制御装置（１５）内に記憶させるようにしで
ある。もって、この基準方位の記憶のための刈取作業に
より基準方位設定手段を構成してあり、以下において外
周ティーチングと呼称する。

そして、第２図および第３図に示すように、前記外周テ
ィーチングを行うか、自動走行を行うかを設定する作業
モード選択スイッチ（鉢。）の操作状態がチェックされ
、このスイッチ（Ｓ−０）がＯＮ状態であると、前記外
周ティーチングのための処理が実行される。作業モード
選択スイッチ（Ｓ−０）が０ＦＦ−状態の時に操向制御
スタートスイッチ（ｓＷ１）がＯＮ操作されると、前記
株・　　元センサ（Ｓｏ）の状態がチェックされる。

そして、機体（Ｖ）を人為的に操作して刈取作業を開始
すると、株元センサ（Ｓｏ）がＯＮ状態となって、刈取
制御が開始される。

すなわち、前記株元センサ（ＳＯ）がＯＮすると、前記
方位センサ（８）による現在の検出方位（θ）が前記記
憶された基準方位に対して許容差内に維持されるように
、かつ、前記倣いセンサ（Ｓ＋）。

（ＳＺ）による検出機体偏位量が適正状態に維持される
ように操向制御することとなる。

一つの作業行程の終了に伴い、前記株元センサ（Ｓｏ）
がＯＦＦすると、前記左右両倣いセンサ（Ｓｏ、　（Ｓ
Ｚ）がＯＦＦ状態になっているか否かをチェックし、株
元センサ（Ｓｏ）および倣いセンサ（Ｓ＋）、（ＳＺ）
全部が０ＦＦＬ、かつ、その状態が所定時間（本実施例
では約１．５秒）以上経過していると、一つの作業行程
が終了したものと判別し、刈取制御を終了して次の行程
へ機体（Ｖ）を移動させるためのターン制御を起動する
。尚、一つの作業行程の終了を判別するに、株元センサ
（Ｓｏ）および倣いセンサ（Ｓ＋）、（ＳＺ）の両方の
センサの状態をチェックするのは、前記株元センサ（Ｓ
ｏ）は導入される茎稈（ＩＩ）に接当して０Ｎ１０ＦＦ
する構成であることから、この株元センサ（Ｓｏ）のみ
では茎稈（Ｈ）が一時的に途切れている場合と完全には
区別できないこと、および、株元センサ（Ｓｏ）がＯＦ
Ｆしても前記フィードチェーン（１）による脱穀装置（
３）への茎稈０１）供給が終了していないことがあるた
め、その状態で刈取制御を停止させると搬送詰まりを発
生する・ことがあり、株元センサ（Ｓｏ）がＯＦＦした
後ある程度時間が経過してから刈取制御を停止させる必
要があり、機体（Ｖ）前方より導入される茎稈（１１）
に接当する全センサ（Ｓ６）、　（ｓ＋）、　（Ｓｌ）
が全てＯＦＦ状態となった場合に、一つの作業行程が終
了したと判別するほうが作業行程終了判別の時間遅れが
少なくかつ誤動作が少なくなるためである。

次に、前記ターン制御における制御装置（１５）の動作
を詳述する。

第４図および第５図に示すように、前記株元センサ（Ｓ
ｏ）および倣いセンサ（Ｓｌ）、　（Ｓｌ）がＯＦＦし
て所定時間以上経過すると、前記刈取部（２）を上昇さ
せて刈取作業を中断し、走行距離（Ｌｘ）のカウントを
開始するとともに、走行速度（ｖ×）が所定速度（Ｖａ
）となるように、前記車速センサ（１１）による検出車
速（Ｖｘ）に基づいて変速装置（９）の変速位置を操作
する。そして、走行距離（Ｌｘ）が、機体（Ｖ）の旋回
により次の行程端部の茎稈（ＩＩ）を押し倒すことがな
いように機体（Ｖ）幅に基づいて予め設定しである所定
距離（Ｌａ）に達すると、次の行程方向である左方向に
機体（Ｖ）が設定一次旋回角度（θυ（本実施例では約
６０度）となるまで旋回するように、前記方位センサ（
８）による検出方位（θ）変化に基づいて左側クローラ
走行装置（４Ｌ）の駆動を停止すべく前記電磁パルプ（
１４）をＯＮ作動させる。前記検出方位（θ）が終了し
た行程の基準方位（α）に前記一次旋回角度（θ１）を
加算した方位（α＋θＩ）に達すると前記電磁パルプ（
１４）を０ＦＦＬ、、走行速度（Ｖｘ）が零となり走行
を停止するまで減速操作して、その間の走行距離（Ｌｂ
）をカウントする。（以下において一次旋回パターンと
呼称する） 走行停止後、所定時間（本実施例では約２．０秒）経過
するまで待ち機体（Ｖ）が完全停止すると、前記変速袋
Ｎ（９）を後退側へ操作して所定速度（Ｖｂ）に達する
まで増速しながら後進を開始して、その間の走行距離（
Ｌｘ）をカウントする。

（以下において後進パターンと呼称する）前記後進によ
る走行距離（Ｌｘ）が、予め設定しである所定路！　（
Ｌｄ）に前記一次旋回時に前進した距離（Ｌｂ）を加算
した距離に相当する所定距離（Ｌｃ）に達すると、機体
（Ｖ）向きを次の行程開始地点方向に向けるために、右
側クローラ走行装置（４Ｒ）の駆動を停止すべく、前記
方位センサ（８）による検出方位（θ）に基づいて、そ
の変化が所定の二次旋回角度（θ２）となるまで前記電
磁パルプ（１４）をＯＮ作動させ、走行速度（Ｖｘ）が
零となり機体（Ｖ）が停止するまで減速操作する。そし
て、機体（ｖ）が停止すると、前記株元センサ（Ｓｏ）
がＯＮするまで、前記刈取部（２）を下降させ、所定速
度（Ｖｃ）となるまで増速しながら前進させ、次の作業
行程端部に突入させるのである。

（以下において二次旋回パターンと呼称する）尚、上記
二次旋回パターンにおいて、前進中に株元センサ（Ｓｏ
）がＯＮすると、以後は前述した刈取制御により次の作
業行程を茎稈（Ｈ）に沿って機体（Ｖ）が自動走行しな
から刈取作業を行うように刈取制御が開始させることと
なる。

ところで、以上説明したターン制御においては、走行を
終了した行程の基準方位（α）と、次の行程の基準方位
（β）の差である各行程の交差角度が標準的な９０度以
外の角度であっても、ターン終了後の機体（Ｖ）向きが
次の行程の基準方位（β）方向に一致するように、下記
（ｉ）、（ｉｉ）式に示すように、一次旋回、二次旋回
夫々の旋回角度（θＩ）、（θ２）を、交差した二つの
行程の基準方位（α）、（β）に基づいて、自動的に設
定するようにしてあり、もって、旋回角度設定手段を構
成しである。

θ＋＝Ｔ　　　　　　　　　・・・・・・　（ｉ）θ２
＝β−γ＝β−θ１　・・・・・・　（ｉｉ）ただし、 γ＝基準旋回角度°（本実施例では６０度）である。

つまり、一次旋回においては検出方位（θ）がその行程
の基準方位（α）に対して基準旋回角度（６０度）を加
算した角度（α＋６０）に一致するまで旋回させること
となり、二次旋回においては検出方位（θ）が次の行程
の基準方位（β）に一致す・るまで旋回させることとな
るのであり、もって、各行程の交差角度がどのようにな
っていても、ターン後の機体（Ｖ）向きが次の行程の向
きに一致するようにターンできるのである。また、後進
距離（Ｌｃ）を、一次旋回時の前進距離（Ｌｂ）に基づ
いて設定するので、旋回時のスリップや処理茎稈（１り
の重量等の影響により一次旋回時の前進距離（Ｌｂ）が
変動しても、二次旋回後火の行程へ突入する機体（ν）
横幅方向での位置は、次の行程に対して適正状態から大
幅にずれることはないのである。

〔別実施例〕

上記実施例においては、基準方位設定手段を構成するに
外周ティーチングにより自動設定する例を示したが、予
め人為的に設定してもよい。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の実施例を示し、第１図は本発明の構成を
示す機能ブロック図、第２図は制御システムの構成を示
すブロック図、第３図は制御装置の全体的な動作を示す
フローチャート、第４図はターン制御における制御装置
の動作を示すフローチャート、第５図はターン時の機体
の動きを示す説明図、第６図はコンバインの概略側面図
である。 （Ｖ）・・・・・・機体、（８）・・・・・・方位セン
サ、（１１）・・・・・・走行距離検出手段、（Ｓｏ）
・・・・・・行程端部検出手段、（θＩ）・・・・・・
一次旋回角度、（θ２）・・・・・・二次旋回角度、（
α）、（β）・・・・・・基準方位、（θ）・・・・・
・検出方位、（Ｌｘ）・・・・・・走行距離、（Ｌｃ）
・・・・・・所定距離。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 一つの作業行程終了後においてその行程と交差する方向
   に向かう次の作業行程へ機体（Ｖ）を自動走行させるに
   、ターン制御パターン記憶手段に記憶された、 一つの作業行程終了に伴って次行程側へ設 定一次旋回角度（θ＿１）を旋回させる一次旋回パター
   ン、 次に次行程の手前箇所に向かって所定距離 （Ｌｃ）後進させる後進パターン、 さらに次行程に沿う方向に設定二次旋回角 度（θ＿２）を旋回させるとともに前進させる二次旋回
   パターン、 の各ターン制御パターンに基づいて、機体（Ｖ）の走行
   を制御する作業車のターン制御装置であって、 機体（Ｖ）の走行距離（Ｌ＿ｘ）を検出する走行距離検
   出手段（１１）、 機体（Ｖ）が作業行程端部に達したことを検出する行程
   端部検出手段（Ｓ＿０）、 各作業行程に沿う方向の基準方位（α）、（β）を設定
   する基準方位設定手段、 前記方位検出手段（８）による検出方位（θ）と基準方
   位（α）、（β）との比較結果に基づいて、 前記二次旋回角度（θ＿２）を、次の作業行程の基準方
   位（β）よりターン前の基準方位（α）と前記一次旋回
   角度（θ＿１）とを減算した角度として、 二次旋回パターンにおける旋回角度（θ＿２）を自動的
   に設定する旋回角度設定手段、 の夫々を備えさせてある作業車のターン制御装置。