JPS6285731A

JPS6285731A - 作業車の走行制御装置

Info

Publication number: JPS6285731A
Application number: JP22721985A
Authority: JP
Inventors: Shigeru Tanaka; 滋田中
Original assignee: Kubota Corp
Current assignee: Kubota Corp
Priority date: 1985-10-11
Filing date: 1985-10-11
Publication date: 1987-04-20

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、各別に駆動及び操向自在な駆動輪を車体の前
後左右に備えた作業車の走行制御装置に関する。

〔従来の技術〕

上記この種の作業車においては、例えば、第７図に示す
ように、前後左右に配置した４つの車輪（１ａ）　、　
（１ｂ）　、　（１ｃ）　、　（１，ｄ）のうちの対角
線上に対向する一対の車輪（１ａ）　、　（１ｄ）のみ
を駆動輪に、他の車輪（１ｂ）　、　（Ｉｃ）を遊動輪
に、夫々構成し、前方側の車輪（１ａ）　、　（１ｂ）
及び後方側の車輪（１ｃ）　。

（１ｄ）夫々をリンク機構（２０）　、　（２０）　ニ
ア連結し、前後一対の車輪（１ａ、　１ｂ）　、　（１
ｃ、　１ｄ）を、夫々独立して操向操作可能に構成した
ものがある。そして、この前後輪（１ａ、　１ｂ）　、
　（１ｃ、　１ｄ）を逆方向に操向すると共に同方向に
回転駆動することにより、急旋回可能なへの字ステアリ
ング形式と、前後輪（１ａ、　Ｉｂ）　、　（１ｃ、　
１ｄ）を同一方向に操向すると共に同一方向に回転駆動
することにより、車体向きを変えることなく平行移動可
能な平行ステアリング形式とを選択できるようにしてあ
った。

尚、車体向きを変える場合は、例えば、前輪（１ａ）　
、　（Ｉｂ）のみを操向操作する２輪ステアリング形弐
にて操向操作することとなる。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかしながら、上記従来構成においては、対角線上に配
置した２輪を駆動輪とし、他の２輪を遊動輪としである
ために、走行路面状態が悪い不整地では駆動力が低下し
て走行性が悪くなるものであった。又、前後夫々の車輪
は、左右車輪が連動して操向操作されるようにしである
ので、前後夫々の車輪を車体中央部を中心にその場旋回
させるように操向させる回転ステアリング形式に切り換
えることが、機構上困難であった。又、上記平行ステア
リング形式の場合は、前後各車輪の回転速度に差が生じ
ないために問題とはならないのであるが、例えば、２輪
ステアリング形弐のように左右車輪に回転速度差が生じ
るステアリング形式の場合は、内外輪差による回転速度
に差を生して、車輪にスリップが生じやすく、大きな操
向角では操向しにくいものであった。

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、車体向きを小さい旋回半径で変更できるハの
字ステアリング形式、その場旋回可能な回転ステアリン
グ形式、車体向きを変えることなく車体を平行移動可能
な平行ステアリング形式、及び、２輪ステアリング形弐
の夫々を任意に選択可能にすると共に、何れのステアリ
ング形式においても車輪がスリップしないようにする点
にある。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明による作業車の走行制御装置の特徴構成は、各別
に駆動及び操向自在な駆動輪を、車体の前後左右に備え
、前後一方側の左右駆動輪のみを操向する２輪ステアリ
ング形式、前後各左右一対の駆動輪を相対的に逆方向に
操向するハの字ステアリング形式、前記各駆動輪を同一
方向に操向する平行ステアリング形式、全駆動輪の走行
軌跡が同一軸芯周りに旋回する状態となるように夫々異
なる方向に操向する回転ステアリング形式、の何れのス
テアリング形式で操向操作するかを選択指示するステア
リング形式指示手段、その指示されたステアリング形式
に対応して前記各駆動情夫々の操向量及び駆動速度を制
御する走行制御手段を備えさせてある点にあり、その作
用並びに効果は以下の通りである。

〔作　用〕

すなわち、前後４つの各車輪を、夫々各別に操向及び駆
動自在に構成することにより、夫々の車輪を独立して何
れの方向にも操向できるようにすると共に、何れの方向
に操向しても、その駆動力が低下しないようにできる。

そして、複数のステアリング形式を選択指示する手段を
設け、その指示されたステアリング形式に対応して、各
駆動輪の操向量及び駆動速度を制御することにより、各
車輪がスリップを発生しないようにしながら、夫々のス
テアリング形式に応じた駆動力を各車輪に発生させるこ
とができる。

〔発明の効果〕

従って、２輪ステアリング形式、ハの字ステアリング形
式、平行ステアリング形式、回転ステアリング形式、の
夫々のステアリング形式の間では車輪向きが異なると共
に、その回転数が異なるような、異なる形式の何れのス
テアリング形式においても、全車輪がスリップしない状
態で各形式に対応した操向及び駆動の切り換えができる
。

〔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５図に示すように、各別に駆動及び操向自在に構成し
た駆動輪（１）としての前後左右の４つの車輪（１ａ）
、　（１ｂ）　、　（１ｃ）　、　（１ｄ）を備えた車
体（Ｖ）の中間部に作業装置としての芝刈り装置（２）
を上下動自在に懸架して、作業車としての芝刈り作業車
を構成しである。

第６図に示すように、前記駆動輪（１）は、その支持フ
レーム（３）を、車体側の支持フレーム（４）に対して
上下軸芯（Ｙ）周りに回動自在に軸支した状態で設けて
あり、前記上下軸芯（Ｙ）を回転中心として、何れの方
向にも向き変更自在に構成しである。そして、ステアリ
ング用ギヤ機構（５）を備えた操向用モータ（Ｍｌ）に
て、前記上下軸芯（Ｙ）周りの回動角を制御することに
より、何れの方向にも操向自在にすると共に、前記駆動
輪（１）を回転駆動する走行用モータ（Ｍりを、駆動輪
（１）と共に前記上下軸芯（Ｙ）周りに一体回転自在に
設けてあり、前記操向用モータ（ＭＯにて何れの方向に
も操向自在に、且つ、走行用モータ（Ｍ２）及び走行用
ギヤ機構（６）にて各別に駆動自在に構成しである。尚
、前記操向モータ（Ｍｌ）による操向量（θ）は、前記
ステアリング用ギヤ機構（５）の回転に連動するロータ
リーエンコーダ（ｅＩ）にて検出し、走行モータ（Ｍり
による駆動速度（ω）は、駆動輪（１）と一体園転する
ロータリーエンコーダ（ｅｘ）にて検出するようにしで
ある。

そして、前記前後左右の各駆動輪（１）は、その何れを
も操向自在に構成しであることから、前輪のみを操向す
る２輪ステアリング形式（第４図（イ）参照）、前後各
一対の駆動輪（１）を相対的に逆方向に操向するハの字
ステアリング形式（第４図（０）参照）、前後各駆動輪
（１）を同一方向に操向する平行ステアリング形式（第
４図（ハ）参照）、及び、前記前後左右４つの駆動輪（
１）を結ぶ対角線の交点（Ｑ）を中心にその場旋回する
ように操向する回転ステアリング形式（第４図（ニ）参
照）、の何れかのステアリング形式を選択して操向操作
できるようにしである。

そして、第１図に示すように、前記回転ステアリング形
式を優先的に選択指示する回転ステアリング形式指示用
のスイッチ（ＳＷｔ）、この回転ステアリング形式にお
ける各駆動輪（１）の切れ角（θａ）を指示する回転角
度指示用レバー（７）及びその揺動操作に連動して目標
切れ各（θａ）に対応する電圧（Ｖａ）を出力する回転
角度指示用ポテンショメータ（Ｒｏ）、前記２輪ステア
リング形式、ハの字ステアリング形式、及び、平行ステ
アリング形式、の何れのステアリング形式で操向するか
を選択するステアリング形式選択用レバー（８）及びそ
の揺動操作に連動して選択ステアリング形式に対応した
電圧（Ｖｂ）を出力するステアリング形式選択用ポテン
ショメータ（Ｒ１）、目標ステアリング角度（θ。）を
指示する操向用レバー（９）及びその揺動操作に連動し
て目標ステアリング角度（θ。）に対応する電圧（Ｖｃ
）を出力するステアリング角設定用ポテンショメータ（
Ｒ２）、目標走行速度（ω。）を指示する走行速度設定
用レバー（１０）及びその揺動操作に連動して対応する
電圧（Ｖｄ）を出力する走行速度設定用ポテンショメー
タ（Ｒ３）、前記各ポテンショメータ（Ｒｏ）〜（Ｒ３
）の出力電圧をＡ／Ｄ変換するＡ／Ｄ変換器（１１）、
前記スイッチ（Ｓｌ及び各ポテンショメータ（Ｒ８）〜
（Ｒ３）による設定電圧値に基づいて前記４つの駆動輪
（１）夫々の操向量（θ）及び駆動速度（ω）を自動的
に設定する走行制御手段としての走行制御装置（工２）
、この走行制御装置（１２）からの各指示操向量（θ。

）及び指示駆動速度（ω０）とに基づいて前記各駆動輪
（１）夫々の操向モータ（Ｍｌ）の駆動を制御する操向
コントローラ（１３）及び走行モータ（Ｍ２）の駆動速
度を制御する走行コントローラ（１４）を備えた駆動輪
コントローラ（１５）の複数個、の夫々を設けである。

次に、第２図に示すフローチャートに基づいて、前記走
行制御装置（１２）の動作を詳述する。

すなわち、前記回転ステアリング形式選択用のスイッチ
（ＳＷｔ）がＯＮ操作されているか否かをチェックして
、回転ステアリング形式であるか、他のステアリング形
式であるかを判別する（ステップ＃１）。

そして、前記スイッチ（ＳＷｔ）がＯＮ状態にあり、回
転ステアリング形式が選択された場合は、前記切れ角設
定用ポテンショメータ（Ｒｏ）の出力電圧（Ｖａ）を、
Ａ／Ｄ変換して読み込んで目標切れ角（θａ）を設定す
ると共に（ステップ＃１０）、前記走行速度設定用ポテ
ンショメータ（Ｒ１）の出力電圧（Ｖｄ）を、同様にＡ
／Ｄ変換して読み込んで目標駆動速度（ω０）を設定す
る（ステツブ１１１．ステフブ＃１２）。

そして、前記操向用及び走行用の各コントローラ（１３
）　、　（１４）に、目標切れ角（θａ）及び目標駆動
速度（ω。）を出力する（ステツブ＃１３）。

前記操向用コントローラ（１３）は、前記目標切れ角（
θａ）とエンコーダ（ｅｌ）による検出操向量（θ）と
の比較結果に基づいて前記操向用モータ（Ｍｌ）の駆動
を制御して、各駆動輪（１）が、前記各駆動輪（１）を
結ぶ対角線の交点（Ｑ）を中心に旋回するように、夫々
、の操向量を調節する。同様に、前記走行用コントロー
ラ（１４）は、前記目標駆動速度（ω。）とエンコーダ
（ｅりによる検出速度（ω）との比較結果に基づいて走
行用モータ（Ｍりの駆動を制御して、各駆動輪（１）が
、夫々同一速度で回転するように制御することとなる。

一方、前記回転ステアリング形式選択指示用のスイッチ
（ＳＷ＋）がＯＦＦである場合は、前記その他のステア
リング形式選択層ボテンシッメータ（Ｒ，）の出力電圧
（Ｖｂ）の値をチェックして、ハの字ステアリング形式
、２輪ステアリング形式、平行ステアリング形式、の何
れのステアリング形式が選択されたかを判別する。すな
わち、前記出力電圧（Ｖｂ）が、設定下限電圧（Ｖ＋）
以下である場合は、ハの字ステアリング形式選択状態に
あると判別し、前記設定下限電圧（ｖｌ）以上設定上限
電圧（ν２）以下である場合は、２輪ステアリング形式
選択状態にあると判別し、前記設定上限電圧（ｖ２）以
上である場合は、平行ステアリング形式選択状態にある
と判別するのである（ステツブ＃２）。

以下、各ステアリング形式選択時における制御装置（１
２）の動作を説明する。

平行ステアリング形式選択時においでは、前記ステアリ
ング角設定用ポテンショメータ（Ｒ２）の出力電圧（Ｖ
ｃ）に基づいて、目標操向Ｙ（θ。）を設定しくステツ
ブ！１２０）、前記各駆動輪（１）　（′ｒ３検出１を
同量（θ）が、全て前記目標操向量（θ。）に−敗する
ように各操向用モータ（Ｍ、）の作動を制御する（ステ
フブ＃２１．ステフｆ１２２）、そして、前記回転ステ
アリング形式同様に、前記走行速度設定用ポテンショメ
ータ（Ｒ３）の出力電圧（Ｖｄ）に基づいて目標駆動速
度（ω。）を設定しくステツブ＃２３）、前記目標駆動
速度（ω。）とエンコーダ（Ｒ２）による検出速度（ω
）が一致するように各走行用モータ（Ｍ２）の駆動を制
御して、各駆動輪（１）が、夫々同一速度で回転するよ
うに制御する（ステップ＃２３．ステフ加２４）。

一方、２輪ステアリング形式選択時は、後輪側の左右駆
動輪（１ｃ）　、　（１ｄ）を、夫々直進に対応する中
立状態に固定する。そして、前記ステアリング角設定用
ポテンショメータ（Ｒ２）の出力電圧（Ｖｃ）に基づい
て、前輪側の内輪（１ｂ）の目標操向量（θｉ）を設定
する（ス’ｊｙブ＃３０）、そして、第３図に示すよう
に、前輪側（１ａ、１ｂ）と後輪側（１ｃ、　１ｄ）と
のホイール間隔（Ｗ）及び左右車輪のトレンド幅（Ｔ）
から、下記（ｉ）弐〜（ｉｖ）式に基づいて、外輪側の
駆動輪（１ａ）の操向量（θ。）を演算しくステツｉ＃
３１）、夫々の操向量（θ。）。

（θｉ）を、前輪側の左右駆動輪（１ａ）　、　（１ｂ
）を操向する各操向用コントローラ（１４）に出力する
（ステップ＃３２）。

Ｗ　＝Ｒ４・ｔａｎθｉ　　　　　＝（ｉ）Ｗ＝　（Ｒ
ｉ＋Ｔ）　・ｔａｎθｉ　　−−（ｉｉ　）但し、Ｒｉ
は旋回半径である。

上記（ｉ）、（ｉｉ）式よりＲｉを消去して、次に、前
記走行速度設定用ポテンショメータ（Ｒ３）の出力電圧
（Ｖｄ）に基づいて、前記外輪側の駆動輪（１ａ）の目
標駆動速度（ωＰｏ）を設定しくステツブ＃３３）、こ
の外輪側の目標駆動速度（ω、。）に基づいて、他の駆
動輪（１ｂ）　、　（１ｃ）　、　（１，ｄ）夫々の目
標駆動速度（ω、ｉ）、（ωＢ　Ｏ）　＋　（、”・５
．）を演算して（ステツプ＃３４）、各走行用コントロ
ーラ（１５）にその演算結果を出力する（ステツ″ｊ＃
３５）。

すなわち、前記第３図に示すように、前記前輪側の外輪
（１ａ）の目標駆動速度（ω、。）を基準として、下記
（ｖ）弐〜（ｖｉｉ）式に基づいて、前輪側の内輪（１
ｂ）の駆動速度（ωＦ＋、）、後輪側の外輪（１ｃ）の
駆動速度（ω８゜）、及び、後輪側の内輪（１ｄ）の駆
動速度（ω１ｌｉ）、の夫々を演算するのである。

＝ｓｉｎθ。・ω、。　・・・・・・（ｖ）ωＦｉ＝　
　　　　　　・０１．□ ｓｉｎθｉ次に、への字ステアリング形式選択時における各駆動輪
（Ｉａ）　、　（１ｂ）　、　（１ｃ）　、　（１ｄ）
の操向量（θ）の設定、及び、駆動速度（ω）の設定は
、基本的に前記２輪ステアリング形式選択時と同様の処
理を行うのであるが、このハの字ステアリング形式にお
いては、前記２輪ステアリング形式に対してその旋回中
心が、前記ホイール間隔（＆４）の２に相当する距離分
を車体（Ｖ）前方側に移動した状態となることから、前
記（ｉ）〜（ｖｉ）式において、ホイール間隔（−）を
Ａの距離（％Ｗ）として同一式を用いて演算することに
より設定するようにしである（ステフブ＃４０〜ステフ
ブ＃４５）。但し、前輪側の駆動輪（１ａ、１ｂ）と後
輪側の駆動輪（１ｃ、　１ｄ）とは、その向きが反対と
なるように同−操向量で操向することとなる。

【図面の簡単な説明】

第１図〜第６図は本発明に係る作業車の走行制御装置の
実施例を示し、第１図は制御システムの構成を示すブロ
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図は内外輪差による各駆動輪の回転差算出原理を
示す説明図、第４図（イ）〜（ニ）は各ステアリング形
式の説明図、第５図は芝刈り作業車の概略側面図、第６
図は駆動輪の駆動構造を示す要部正面図である。第７図
は従来例の構成を示す説明図である。（１）・・・・・・駆動輪、（θ）・・・・・・操向量
、（ω）・・・・・・駆動速度。

Claims

【特許請求の範囲】

各別に駆動及び操向自在な駆動輪（１）を、車体（Ｖ）
の前後左右に備え、前後一方側の左右駆動輪（１ａ）、
（１ｂ）のみを操向する２輪ステアリング形式、前後各
左右一対の駆動輪（１ａ、１ｂ）、（１ｃ、１ｄ）を相
対的に逆方向に操向するハの字ステアリング形式、前後
各駆動輪（１ａ、１ｂ）、（１ｃ、１ｄ）を同一方向に
操向する平行ステアリング形式、全駆動輪（１ａ）、（
１ｂ）、（１ｃ）、（１ｄ）の走行軌跡が同一軸芯（Ｑ
）周りに旋回する状態となるように夫々異なる方向に操
向する回転ステアリング形式の何れのステアリング形式
で操向操作するかを選択指示するステアリング形式指示
手段、その指示されたステアリング形式に対応して前記
各駆動輪（１ａ）、（１ｂ）、（１ｃ）、（１ｄ）夫々
の操向量（θ）及び駆動速度（ω）を制御する走行制御
手段を備えさせてある作業車の走行制御装置。