JPS63145509A - 自動走行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、作業車の前輪及び後輪を、各別に操向操作自
在に構成すると共に、地上側に、誘導用のビーム光を投
射するビーム光投射手段を設け、前記ビーム光に対する
車体横幅方向での受光位置のずれを検出する光センサを
、作業車側に設け、前記光センサの受光位置情報に基づ
いて、作業車が前記ビーム光の投射方向に沿って自動的
に走行するように操向制御する操向制御手段、を設けて
ある自動走行作業車の操向制御装置に関する。　− 〔従来の技術〕 上記この種の自動走行作業車の操向制御装置は、作業車
が誘導用ビーム光の投射方向に沿って自動的に直進する
ように操向制御するようにしたものである。

従来では、例えば、光センサの２個を、車体前後方向に
間隔を隔てて設け、それら前後２個の光センサ夫々の受
光位置に基づいて、誘導用ビーム光の投射方向に対する
車体向きのずれと車体横幅方向の位置のずれを検出した
り、あるいは、一つの光センサの他に誘導用ビーム光の
投射方向に対する車体向きのずれを検出する方位センサ
等を設け、誘導用ビーム光の投射方向に対する車体向き
のずれと車体横幅方向の位置のずれを検出するように構
成し、そして、操向制御手段を、向きのずれがある場合
は、前輪又は後輪のみを操向操作する２輪ステアリング
形式や前後輪を逆方向に操向操作する４輪ステアリング
形式等の車体向きを変更するステアリング形式にて車体
向きを修正し、又、車体横幅方向の位置のずれがある場
合には、前後輪を同じ方向に操向操作する平行ステアリ
ング形式等の車体向きを変更することなく横幅方向の位
置を変更できるステアリング形式にて位置ずれを修正し
て、向きのずれと位置のずれ夫々に応じてステアリング
形式を切り換えるようにしてあった。

ちなみに、向きのずれと位置のずれの両方が同時に検出
された場合には、車体向きを変更できるステアリング形
式と車体横幅方向の位置を変更するステアリング形式の
何れか一方にて先に操向した後、他方のステアリング形
式にて操向することとなる。

〔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、複数個の光セ
ンサによる受光位置や、別に設けられた方位センサ等に
よる車体向きの基準方向に対するずれの検出情報に基づ
いて、車体の向き及び横幅方向大々のずれを検出し、そ
れら向きと位置夫々のずれに応じてステアリング形式を
切り換えるようにしてあったので、操向制御手段の構成
が複雑になる不利があった。

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、前後輪が各別に操向操作自在に構成されてい
ることを有効利用して、操向制御手段の構成の簡素化を
図ることにある。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明による自動走行作業車の操向制御装置の特徴構成
は、前記光センサを、前後方向に間隔を隔てて配置した
前後一対の光センサにて構成し、前記操向制御手段を、
前記前後一対の光センサの一方の受光位置情報にて前記
前輪を操向し、且つ、他方の受光位置情報にて前記後輪
を操向するように構成してある点にあり、その作用並び
に効果は以下の通りである。

［作　用］ 例えば、前方側の光センサ（Ｓ、）の受光位置情報にて
前輪（１Ｆ）を操向し、且つ、後方側の光センサ（Ｓ２
）の受光位置情報にて後輪（１Ｒ）を操向するように構
成した場合を例に説明すれば、第１図（イ）に示すよう
に、作業車（Ｖ）の後方側から投射される誘導用ビーム
光（Ａ）の投射方向に対して、前後一対の各光センサ（
Ｓυ、　（Ｓｇ）の車体横幅方向の中心を基準位置とし
て、前方側の光センサ（Ｓｌ）の受光位置が前記基準位
置に対して右にずれ、後方側の光センサ（Ｓｇ）の受光
位置が前記基準位置に対して左側にずれたような状態に
ある場合、つまり、誘導用ビーム光（Ａ）の投射方向に
対して作業車（Ｖ）の向きが左方向にずれている場合に
は、前後輪（１Ｆ）　、　（１Ｒ）夫々を、それに対応
する光センサ（Ｓｌ）、（Ｓｔ）の基準位置に対するず
れた受光位置の方向に操向することにより、結果として
、自動的に車体向きを変更するステアリング形式にて操
向することとなり、作業車（Ｖ）の向きが修正される。

一方、第１図（［Ｉ）に示すように、前後一対の光セン
サ（Ｓｌ）、　（ｓｘ）の受光位置が、基準位置に対し
て同一方向となる右にずれている場合は、そのずれ方向
に応じて前後輪（１Ｆ）　、　（１Ｒ）が同一方向に向
けて向き変更され、結果として、自動的に車体を平行移
動させるステアリング形式にて操向することとなり、作
業車（Ｖ）の横幅方向の位置が修正される。

つまり、前後一対の光センサの一方の受光位置情報にて
前記前輪を操向し、且つ、他方の受光位置情報にて前記
後輪を操向するだけで、誘導用ビーム光の投射方向に対
して作業車の向きがずれている場合と横幅方向の位置が
ずれている場合との夫々において、自動的にそれらのず
れの修正に対応したステアリング形式にて操向できるの
である。

〔発明の効果〕

従って、前後一対の光センサの一方の受光位置情報にて
前記前輪を操向し、且つ、他方の受光位置情報にて前記
後輪を操向するという簡単な構成で、誘導用ビーム光の
投射方向に対する向きのずれと車体横幅方向の位置ずれ
の何れのずれがある場合においても、それに対応したス
テアリング形式にて操向できるものとなり、もって、操
向制御手段の構成を簡素化できるに至った。

〔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４図及び第５図に示すように、左右一対の前輪（１Ｆ
）及び左右一対の後輪（１Ｒ）の何れをも操向操作自在
に構成された車体の後部に、植え付は装置（２）を上下
動自在に取り付けて、田植え用の作業車（Ｖ）を構成す
ると共に、車体上部に、後述するビーム光投射手段（Ｂ
）から投射されるビーム光（Ａ）を受光する光センサ（
Ｓ）の２個を、車体前後方向に間隔を隔てて位置する状
態で、且つ、その２個の光センサ（Ｓｌ）、　（ＳＺ）
が前記ビーム光（Ａ）を同時に受光できるように、前方
側の光センサ（Ｓｌ）が後方側の光センサ（Ｓりより上
方に位置する状態で取り付けである。

前記一対の光センサ（Ｓｌ）、　（ｓｚ）は、夫々同一
構成になるものであって、車体前方側の光センサ（Ｓｌ
）について説明すれば、複数個の受光素子（Ｄ）を、車
体横幅方向に向けて並べて設けると共に、その車体横幅
方向の中心に位置する受光素子（Ｄｏ）の位置を基準位
置として、この車体中心の受光素子（Ｄｏ）が前記ビー
ム光（Ａ）を受光する状態を車体横幅方向のずれが無い
状態として判別し、且つ、前記中心に位置する受光素子
（Ｄ、）に対して左右何れの受光素子がビーム光（Ａ）
を受、光するかに基づいて、前記ビーム光（Ａ）の投射
方向に対する車体の向き及び横幅方向大々のずれを定量
的に検出できるようにしてある。

前記作業車（Ｖ）の構成について説明すれば、第３図〜
第５図に示すように、前記前輪（１Ｆ）及び後輪（１Ｒ
）の夫々を各別に操向するステアリン′　　グ用油圧シ
リンダ（３Ｆ）　、　（３Ｒ）、及び、それに対する電
磁操作式の制御弁（４Ｆ＞　、　（４Ｒ）を設けてある
。そして、前後進切り換え自在で且つ前進変速並びに後
進変速自在な油圧式無段変速装置（５）を、前記エンジ
ン（Ｅ）に連動連結すると共に、搭乗操縦用の変速ペダ
ル（６）及び自動走行用の変速モータ（７）を、その何
れによっても変速操作自在に、前記変速装置（５）の変
速アーム（８）に連動連結してある。又、搭乗操縦用の
ステアリングハンドル（Ｈ）を設けてある。

前記一対の前輪（１Ｆ）のステアリング位置を検出する
前輪用のステアリング位置検出用ポテンシッメータ（Ｒ
１）、前記一対の後輪（１Ｒ）のステアリング位置を検
出する後輪用のステアリング位置検出用ポテンシッメー
タ（Ｒ１）、及び、前記変速アーム（８）の位置つまり
変速位置を検出する変速位置検出用用ポテンショメータ
（Ｒ１）を設け、それらポテンシヨメータ（Ｒυ〜（Ｒ
３）による検出信号、及び、前記前後一対の光センサ（
ｓ＋）、（ｓｚ）の受光位置情報の夫々を、操向制御手
段（１００）を構成する制御装置（９）に入力してある
。尚、第３図中、（Ｒｏ）は前記ステアリングハンドル
（Ｈ）の操作位置つまり搭乗操縦時における目標ステア
リング位置を検出するポテンシヨメータ、（ｌＯ）は、
搭乗操縦時におけるステアリング形式を、前記制御装置
（９）に指示するためのステアリング形式選択用スイッ
チである。又、（１１）は前記変速装置（５）の出力回
転数を検出する回転数検出用センサであって、検出回転
数に基づいて、走行距離を検出するようにしてある。

そして、自動走行時には、前記前方側の光センサ（Ｓｌ
）の受光位置情報に基づいて、前記前輪（１Ｆ）を操向
し、且つ、前記後方側の光センサ（Ｓ２）の受光位置情
報に基づいて前記後輪（１Ｒ）を操向すると共に、予め
設定された走行制御情報及び前記回転数検出用センサ（
１１）の検出情報に基づいて前記変速モータ（７）の作
動を制御して、作業車（Ｖ）が設定速度で、且つ、前記
誘導用ビーム光（Ａ）に沿って設定距離を自動走行する
ように制御することとなる。

但し、詳しくは後述するが、車体移動時や方向転換時等
において搭乗操縦する場合には、前記ステアリングハン
ドル（Ｈ）にて操向操作すると共に、前記変速ペダル（
６）にて変速操作することとなる。

次に、前記誘導用のビーム光（Ａ）を、前記一対の光セ
ンサ（Ｓｌ）、（Ｓりに向けて投射するビーム光投射手
段（Ｂ）の構成について説明する。

第４図及び第６図に示すように、前記作業車（Ｖ）を自
動走行させる作業行程の始端部側に、レーザ光を上下方
向に所定角度で走査することにより前記誘導用ビーム光
（Ａ）を、前記作業車（Ｖ）に対して後方側から投射す
るレーザ発光器（１２）を移動自在な状態で設置してあ
る。但し、本実施例では、前記作業車（Ｖ）を前記走行
区間の両端部において１８０度方向転換させながら往復
走行させるために、前記レーザ発光器（１２）の２個を
、それらのビーム光（Ａ）の投射方向が作業幅を隔てて
対向するように設置してある。

そして、前記２個のレーザ発光器（１２）を設置した間
の各作業行程の終端部に前記作業車（Ｖ）が達するに伴
って、一旦停止させ、その後、人為操作にて１８０度方
向転換させると共に、前記レーザ発光器（１２）を、順
次作業幅分を車体横幅方向に人為的に移動させることに
より、所定範囲の圃場における植え付は作業を自動的に
行いながら自動走行させるようにしてある。

次に、前記前後一対の光センサ（ｓ＋）、　（ｓｚ）の
夫々の受光位置検出情報に基づいて、前記前後輪（１Ｆ
）　、　（１Ｒ）の夫々を、前後各別に操向する操向制
御手段（１００）の構成について詳述する。

但し、前記前輪（１Ｆ）を操向するための構成と、前記
後輪（１Ｒ）を操向するための構成とは、夫々同一であ
り、前記前輪（１Ｆ）を操向する構成についてのみ説明
する。

すなわち、第２図に示すように、前記光センサ（Ｓ、）
の受光位置に対応してＯＮ作動する複数個のリレー（Ｒ
Ｌ）にて出力電圧が変化するように直列接続された複数
個の抵抗（ＲＳｎ）を備えた受光位置検出回路（１３）
、その受光位置検出回路（１３）の信号と前記前輪用の
ステアリング位置検出用ポテンショメータ（Ｒυの検出
信号とを比較してその偏差を検出する差動増幅器（１４
）、前記前方側の光センサ（Ｓ、）を構成する複数個の
受光素子（Ｄ）の夫々の受光信号を増幅すると共に、設
定受光量以上の光を受光するに伴って受光位置に対応す
る位置のリレー（ＲＬ）をＯＮ作動させる増幅器（１５
）、及び、前記差動増幅器（１４）の出力が許容差内に
あるか否かを判別し、そして、許容差外にある場合に前
記前輪用の油圧シリンダ（３Ｆ）の制御弁（４Ｆ）を駆
動する一対のコンパレータ（１６）　、　（１７）を設
けてある。

つまり、前記前輪用のステアリング位置検出用ポテンシ
ョメータ（Ｒυの検出信号と前記リレー　（ＲＬ）を介
して出力される受光位置検出回路（１３）からの出力電
圧とが許容差内に一致している場合に、前記両コンパレ
ータ（１６）　、　（１７）の出力が“Ｌ”レベルとな
って、前記前輪（１Ｆ）の操向操作が停止され、前記ビ
ーム光（Ａ）の受光位置が左右にずれるに伴って、その
ずれ方向に対応して前記両コンパレータ（１６）　、　
（１７）の−吉例の出力が“Ｈ”レベルに変化して、ず
れ量に対応した位置まで前記前輪（１Ｆ）が自動的に操
向操作されるように構成してある。従って、前記車体中
央に位置する受光素子（Ｄｏ）がビーム光（八）を受光
している場合に、前記前輪（１Ｆ）が直進状態に対応す
る操向中立位置に操作されることとなる。

尚、前述したように、前記後輪（１Ｒ）における操向制
御手段も、前記前輪（１Ｆ）における操向制御手段と同
一の回路構成としてあり、説明を省略する。

次に、第１図を参照しながら、前記構成になる操向制御
手段（１００）の動作について説明する。

第１図（イ）に示すように、前記作業車（Ｖ）の向きが
前記誘導用ビーム光（Ａ）の投射方向に対して左方向に
ずれている場合は、前記前輪用の光センサ（Ｓｌ）の受
光位置が前記車体中央の受光素子（Ｄｏ）よりも右側に
ずれ、且つ、後輪用の光センサ（Ｓｔ）の受光位置が前
記車体中央の受光素子（Ｄｏ）よりも左側にずれた状態
となる。

その結果、前記前輪（１Ｆ）が右方向に操向され、一方
、後輪（１Ｒ）が左方向に操向されて、自動的に車体向
きを前記誘導用ビーム光（Ａ）の投射方向に修正すべく
前後輪（１Ｆ）　、　（１Ｒ）を逆方向に向き変更する
４輪ステアリング形式にて操向する状態となる。

一方、第１図（ｏ）に示すように、前記作業車（Ｖ）の
向きが前記誘導用ビーム光（Ａ）の投射方向に一致して
いるが、車体横幅方向の位置が左側にずれている場合は
、前記前後一対の光センサ（Ｓｌ）、（ＳＺ）の受光位
置が共に同じ位置となり、前記前後輪（１Ｆ）　、　（
１Ｒ）が共に同一方向に向けて同一ステアリング位置ま
で向き変更されることとなり、車体の向きを変更するこ
となく平行移動させる平行ステアリング形式にて操向す
る状態となる。

又、第１図（ハ）に示すように、後輪用の光センサ（Ｓ
２）の受光位置が車体中央の受光素子（Ｄｏ）の位置で
あり、前輪用の光センサ（Ｓｌ）の受光位置が車体中央
の受光素子（Ｄｏ）に対して右側にずれている場合は、
前記前輪（１Ｆ）のみが操向される２輪ステアリング形
式となる。同様に、前輪用の光センサ（Ｓｌ）の受光位
置が車体中央の受光素子（Ｄｏ）の位置であり、後輪用
の光センサ（ｓ２）の受光位置が車体中央の受光素子（
Ｄｏ）に対して左右にずれている場合は、後輪（１Ｒ）
のみが操向される２輪ステアリング形式となる。

尚、第１図（ニ）に示すように、前記作業車（Ｖ）の横
幅方向の位置が前記誘導用ビーム光（Ａ）の投射方向に
対して左側にずれ、且つ、同時に向きもずれている場合
は、前記一対の光センサ（Ｓｌ）、　（ＳＺ）の受光位
置が車体中央の受光素子（Ｄｏ）よりも右側となり、且
つ、両光センサ（Ｓｌ）、　（ｓｚ）の受光位置が異な
る状態となる。その結果、前述した平行ステアリング形
式において、前後輪（１Ｆ）　、　（１Ｒ）を同じ方向
に向き変更しながらそのステアリング位置が異なる状態
となり、車体を平行移動させながら同時に向きをも変更
するように操向することとなり、誘導用ビーム光（Ａ）
の投射方向に対する車体横幅方向の位置と向きとを同時
に修正することができる。

つまり、前方側の光センサ（Ｓｌ）の受光位置情報にて
前輪（１Ｆ）を操向し、且つ、後方側の光センサ（Ｓ２
）の受光位置情報にて後輪（１Ｒ）を操向するように構
成することで、前後両光センサ（Ｓｌ）。

（ＳＺ）の受光位置の関連を判別しなくとも、車体の向
きと横幅方向の位置とを、そのずれ方向並びにそのずれ
量に応じて自動的に修正できるのである。

従って、作業車（Ｖ）を誘導用ビーム光（Ａ）に沿って
自動的に直進させることができるので、搭乗する作業者
は、植え付は用の苗の補給のみに専念できるので、高速
走行させることが可能となり、作業効率を向上させるこ
とができる。

〔別実施例］ 上記実施例では、操向制御手段（１００）を、車体前方
側の光センサ（Ｓ、）の受光位置情報にて前輪（１Ｆ）
を操向し、且つ、後方側の光センサ（Ｓ２）の受光位置
情報にて後輪（１Ｒ）を操向するように構成した場合を
例示したが、前後を入れ換えてもよい。但し、その場合
、一対の光センサ（Ｓ　ｌ　）　。

（Ｓ２）の受光位置のずれ方向に対する前後輪（１Ｆ）
。

（１Ｒ）の操向方向を、上記実施例の場合とは反対にす
る必要がある。そして、第７図に示すように、作業車（
Ｖ）の向きは誘導用ビーム光（Ａ）の投射方向に一致し
ているが、横幅方向の位置が左側にずれている場合は、
前後輪（１Ｆ）　、　（１Ｒ）の操向方向を反転して右
方向に向き変更することにより、上記実施例同様に平行
ステアリング形式にて横幅方向の位置を修正できる。尚
、右方向にずれている場合は、左方向に平行移動させる
こととなる。

又、上記実施例では、誘導用ビーム光（Ａ）を車体後方
側から投射するように構成した場合を例示したが、車体
前方側から投射すると共に、一対の光センサ（Ｓ１）、
（Ｓ２）の受光面が車体前方側を向くように取り付けて
もよく、ビーム光投射手段（Ｂ）の具体構成並びにその
投射方向や光センサ（Ｓ＋）、　（Ｓりの具体構成は、
各種変更できる。

又、上記実施例では、一つの作業行程を終了すると人為
的に方向転換させるようにした場合を例示したが、自動
的に方向転換させるようにしてもよい。

又、上記実施例では、作業車を田植え用の作業車に構成
した場合を例示したが、本発明は、各種の作業車に適用
できるものであって、各部の具体構成は各種変更できる
。

尚、特許請求の範囲の項に図面との対照を便利にするた
めに符号を記すが、該記入により本発明は添付図面の構
造に限定されるものではない。

【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操向制御装置の実
施例を示し、第１図（イ）〜（ニ）は誘導用ビーム光に
対する光センサの受光位置の説明図、第２図は操向制御
手段の構成を示す回路図、第３図は車体の制御構成を示
すブロック図、第４図は作業車の全体側面図、第５図は
同正面図、第６図は制御システムの概略構成を示す平面
図、第７図は別実施例の説明図である。 （Ｖ）・・・・・・作業車、（Ａ）・・・・・・誘導用
ビーム光、（Ｂ）・・・・・・ビーム光投射手段、（ｓ
）、（ｓ＋）、（ｓｚ）・・・・・・光センサ、（１Ｆ
）・・・・・・前輪、（１Ｒ）・・・・・・後輪、（１
００）・・・・・・操向制御手段。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 作業車（Ｖ）の前輪（１Ｆ）及び後輪（１Ｒ）を、各別
   に操向操作自在に構成すると共に、地上側に、誘導用の
   ビーム光（Ａ）を投射するビーム光投射手段（Ｂ）を設
   け、前記ビーム光（Ａ）に対する車体横幅方向での受光
   位置のずれを検出する光センサ（Ｓ）を、作業車側に設
   け、前記光センサ（Ｓ）の受光位置情報に基づいて、作
   業車（Ｖ）が前記ビーム光（Ａ）の投射方向に沿って自
   動的に走行するように操向制御する操向制御手段（１０
   ０）を設けてある自動走行作業車の操向制御装置であっ
   て、前記光センサ（Ｓ）を、前後方向に間隔を隔てて配
   置した前後一対の光センサ（Ｓ＿１）、（Ｓ＿２）にて
   構成し、前記操向制御手段（１００）を、前記前後一対
   の光センサ（Ｓ＿１）、（Ｓ＿２）の一方の受光位置情
   報にて前記前輪（１Ｆ）を操向し、且つ、他方の受光位
   置情報にて前記後輪（１Ｒ）を操向するように構成して
   ある自動走行作業車の操向制御装置。