JPS63153608A - 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、走行用ガイドに対する車体横幅方向の位置ず
れを検出する操向制御用センサの２組を、車体の前後方
向に間隔を隔てて設けると共に、前後輪の何れをも操向
操作自在に構成し、前記前後２１Ｊｌの操向制御用セン
サによる検出情報に基づいて、前記車体が前記走行用ガ
イドに沿って自動走行するように前記前後輪を操向操作
する操向制御手段を設けてある作業車の操向制御装置に
関する。

〔従来の技術〕

上記この種の作業車の操向制御装置において、従来では
、前後２組の操向制御用センサが、前後で異なる方向へ
の位置ずれを検出した場合、及び、１組の操向制御用セ
ンサが位置ずれを検出した場合に、前後輪の一方のみを
向き変更するステアリング形式で操向操作するように構
成してあった（特願昭５７−１３１７７８号参照）。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかしながら、上記従来構成では、２組の操向制御用セ
ンサが前後で逆方向への位置ずれを検出した場合におい
ても、前後輪の一方のみを向き変更するステアリング形
式で操向操作するように構成してあったので、スリップ
等によって車体の向きが急激に変わって走行用ガイドに
対して車体が大きく傾いた状態で位置ずれを発生したよ
うな場合は、その修正が遅れる虞れがあった。

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２組の操向制御用センサの検出情報に基
づいて、走行用ガイドに対する車体の位置ずれ状態を判
別し、その判別した位置ずれ状態に対応してステアリン
グ形式を切り換えて操向操作することにより、車体が走
行用ガイドに沿った状態への復帰を迅速に行えるように
することにある。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明による作業車の操向制御装置の特徴構成は、前記
操向制御手段を、前記前後２組の操向制御用センサが同
一方向の位置ずれを検出した場合には、前記前後輪を同
一方向に向き変更する平行ステアリング形式にて操向操
作し、前記前後２組の操向制御用センサが逆方向の位置
ずれを検出した場合には、前記前後輪を逆方向に向き変
更する４輪ステアリング形式にて操向操作し、そして、
前記前後２組の操向制御用センサのＩＭｉのみが位置ず
れを検出した場合には、前記前後輪の何れか一方のみを
向き変更する２輪ステアリング形式にて操向操作するよ
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〕

すなわち、前後２組の操向制御用センサが前後で同一方
向の位置ずれを検出した場合は、車体が走行用ガイドに
対して平行にずれていると判別して、車体の向きを変え
ることなく平行移動させてその位置ずれを修正し、前後
で逆方向にずれている場合は、車体が走行用ガイドに対
して前後で逆方向に傾いた状態でずれていると判別して
、車体を象、旋回させることにより車体横幅方向の位置
ずれが少なくなるようにしながら車体の向きを迅速に修
正し、そして、前後１組のみが位置ずれを検出した場合
は、車体の前後方向の一方の位置が走行用ガイドからず
れたものと判別して、前後輪の一方のみを操向操作する
ことにより緩旋回させて車体の走行方向を修正するので
ある。

〔発明の効果〕

従って、前後２組の操向制御用センサの検出情報に基づ
いて、走行用ガイドに対する車体のずれ状態を判別し、
そして、そのずれ状態に対応してステアリング形式を切
り換えながら前後輪を操向操作するので、走行用ガイド
に沿った状態への復帰を迅速に行えるものにできた。

（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５図及び第６図に示すように、車体（ｖ）の後方側に
、外装カバー（２ａ）を備えた薬剤タンク（２）を搭載
すると共に、前記車体（いの下部に設けたポンプ（４）
によって前記薬剤タンク（２）から供給される薬剤を多
数のノズルで５）から噴出させ、且つ、ブロア（６）に
よる送風によって飛散させる薬剤散布装置のを、前記薬
剤タンク（２）の後方側に付設してあり、もって、果樹
園等において樹木間を、樹木（Ａ）に沿って自動走行さ
せながら薬剤散布を行うための作業車を構成してある。

尚、第５図中、（１）は搭乗操紺部、（Ｅ）はエンジン
、（１１）は搭乗操縦用のステアリングハンドルである
。

前記車体（ν）の走行系の構成について説明すれば、第
１図及び第５図に示すように、左右−対の前輪（３Ｆ）
及び左右一対の後輪（３Ｒ）を設けると共に、それら一
対の前後輪（３Ｆ）　、　（３Ｒ）を各別に操作するス
テアリング用油圧シリンダ（８Ｆ）。

（８Ｒ）、及び、それに対する電磁操作式の制御弁（９
Ｆ）　、　（９Ｒ）を設けてある。

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（１０）を、前記エンジン（Ｅ）
に連動連結すると共に、前記変速装置（１０）の出力に
て、前記前後輪（３Ｆ）　、　（３Ｒ）を同時に駆動す
るように構成してある。そして、搭乗操縦用の変速ペダ
ル（１１）及び自動走行用の変速モータ（１２）を、そ
の何れによっても変速操作可能に、前記変速装置（１０
）の変速アーム（１３）に連動連結してある。

前記一対の前後輪（３Ｆ）　、　（３Ｒ）を向き変更し
て操向させるに、前後輪（３Ｆ）　、　（３Ｒ）を同一
方向に向き変更して車体（Ｖ）を平行移動させる平行ス
テアリング形式、前後輪（３Ｆ）　、　（３Ｒ）を逆方
向に向き変更して車体（Ｖ）を急旋回させる４輪ステア
リング形式、前輪（３Ｆ）のみを向き変更する２輪ステ
アリング形式を選択使用できるように構成してある。

そして、自動走行時には、前記３種類のステアリング形
式を自動的に切り換えると共に、搭乗操縦時には、前記
３種類のステアリング形式を選択できるようにしてある
。

又、搭乗操縦時の目標ステアリング角度を検出する目標
ステアリング角度検出用ポテンショメータ（Ｒｏ）を、
前記ステアリングハンドル０１）にて回動操作するよう
に設けると共に、前記前後輪（３Ｆ）　、　（３Ｒ）夫
々のステアリング角度を検出するステアリング角度検出
用ポテンショメータ（Ｒｏ、　（Ｒ１）を設けてある。

又、変速位置検出用ポテンショメータ（Ｒ１）を、前記
変速アーム（１３）の回動操作に連動するように設けて
ある。

そして、前記各ポテンショメータ（Ｒｏ）〜（Ｒ３）の
検出信号を、自動走行用の操向制御手段（１００）並び
に搭乗操縦用の操向制御手段を構成する制御装置（１４
）に入力してある。但し、この制御装置（１４）は、自
動走行時には、操向制御に対する処理の他、変速モータ
（１２）を作動させる速度制御に対する処理等、各種の
処理を行うことになる。

尚、第１図中、（１５）は自動走行と搭乗操縦を選択す
るための操縦モード選択用スイッチ、（１６）は搭乗操
縦時におけるステアリング形式選択用スイッチ、（Ｓ２
）は単位走行距離毎に所定個数のパルス信号（ＣＰ）を
出力する距離センサであって、第５図に示すように、前
記車体（Ｖ）の後部に設けられた従動輪（１７）によっ
て回転駆動されるようにしてある。

第４図〜第６図に示すように、前記樹木（Ａ）の間に形
成された走行用ガイドとしてのワイ化草生地（Ｂ）に対
する車体横幅方向の位置ずれを検出する操向制御用セン
サ（ＳＦ）　、　（ＳＲ）の２組を、前記車体（Ｖ）の
前後に設けてある。

前記操向制御用センサ（ＳＦ）　、　（ＳＲ）について
説明すれば、夫々を、車体（Ｖ）の左右両端部に設けた
左右一対の光センサ（Ｓ＋）、（Ｓ＋）にて構成してあ
り、後述の如く、その先センサ（Ｓｌ）の検出情報に基
づいて前記ワイ化草生地（Ｂ）つまり走行用ガイドに対
する車体横幅方向の位置ずれ有無を前後で各別に検出で
きるように構成してある。

前記各光センサ（Ｓ＋）、（Ｓ＋）は、夫々同一構成に
なるものであって、車体前部左側に設けた光センサ（Ｓ
υの構成について説明すれば、第３図及び第４図に示す
ように、一対の光ファイバ（１８ａ）　、　（１８ｂ）
を、それらの一端部側同士が車体横幅方向に向けて互い
に対向する状態となるように取り付けである。そして、
一方の光ファイバ（１８ａ）の他端部に接続された投光
器（１９）から投光される光を、他方の光ファイバ（１
８ｂ）の他端部に接続された受光器（２０）にて常時受
光する状態となるようにしてある。

そして、前記受光器（２０）を、前記投光器（１９）か
ら投光される光が前記ワイ化草生地（Ｂ）に生えている
草によって遮断される状態にある場合に°“Ｈ“レベル
となり、且つ、光が遮断されない状態にある場合に“Ｌ
　”レベルとなる受光信号（Ｐｏ）を出力するように構
成してある。つまり、前記受光信号（Ｐｏ）が“Ｈ”レ
ベルにある場合を、前記車体（Ｖ）が走行用ガイドに沿
っている状態として検出し、且つ、“Ｌ”レベルにある
場合を、前記車体（Ｖ）が走行用ガイドからずれた状態
として検出するようにしてある。

但し、前記受光器（２０）は、前記ワイ化草生地（Ｂ）
に生えている草によって断続的に光を遮断されることと
なるために、その受光信号（Ｐｏ）を波形整形回路（２
１）に入力して、前記機体（Ｖ）が走行用ガイド（Ｌ）
に対して横幅方向にずれた状態（“Ｌ”レベル）にある
か位置ずれかない状態（“Ｈ゛レベルにあるかの何れか
一方の状態を連続的に示す位置ずれ検出信号（Ｐ、）に
変換するようにしてある。

前記波形整形回路（２１）について説明を加えれば、第
３図に示すように、前記受光器（２０）からの受光信号
（Ｐｏ）が“Ｈ”レベルにある場合にリセットされ且つ
“Ｌ”レベルにある場合に前記距離センサ（Ｓ２）から
出力されるパルス信号（ＣＰ）を基準クロック信号とし
て駆動されるカウンタ（２２）を設けると共に、前記カ
ウンタ（２２）を、設定走行距離に相当する値まで前記
パルス信号（ＣＰ）をカウントした場合にキャリー信号
（Ｃ）を出力するように構成し、そして、前記受光信号
（Ｐｏ）が“Ｌ”レベルから“Ｈ”レベルに変化するに
伴ってセットされ且つ前記キャリー信号（Ｃ）が出力さ
れるに伴ってリセットされるフリップフロップ（２３）
を設けてある。

つまり、前記光センサ（Ｓ）がワイ化草生地（Ｂ）上に
ある場合は、前記フリップフロップ（２３）が前記断続
的に°“Ｈ”レベルとなる受光信号（ＰＧ）によってセ
ットされて、その出力（Ｑ）が連続して′°Ｈ゛レベル
となる状態を維持することとなり、もって、前記車体（
ｖ）が走行用ガイドとしてのワイ化草生地（Ｂ）上に位
置する状態を連続的に示す信号に変換されるのである。

一方、前記光センサ（Ｓ）がワイ化草生地（Ｂ）上から
左右つまり前記樹木（Ａ）側にずれると、前記受光信号
（Ｐｏ）が連続して“Ｌ”ルベルになる。

そして、その状態が設定距離走行する間継続すると、前
記カウンタ（２２）から前記キャリー信号（Ｃ）が出力
されることとなり、それに伴って前記フリップフロップ
（２３）がリセットされ、その出力が“Ｈ′”レベルか
ら“′Ｌ”レベルに変化して、前記車体（ｖ）が走行用
ガイドとしてのワイ化草生地（Ｂ）から前記樹木（Ａ）
側にずれた状態を連続的に示す信号に変換されるのであ
る。

尚、第３図中、（２４）は前記カウンタ（２２）がキャ
リー信号（Ｃ）を出力するカウント値を設定する設定器
である。

自動走行用の操向制御手段（１００）の構成について説
明すれば、前後２組の操向制御用センサ（ＳＦ）　、　
（ＳＲ）の検出情報、ステアリング角度検出用のポテン
ショメータ（Ｒ＋）、（Ｒｚ）の検出情報、及び、予め
設定された情報に基づいて、前記ステアリング用油圧シ
リンダ（８Ｆ）　、　（８Ｒ）の制御弁（９Ｆ）　、　
（９Ｒ）の作動を制御することにより、前記車体（ｖ）
が前記ワイ化草生地（Ｂ）を走行用ガイドとして前記樹
木（Ａ）に沿って自動走行するように構成してある。

但し、搭乗操縦用の操向制御手段は、前記ステアリング
形式選択用スイッチ（１６）の情報、ステアリング角度
検出用ポテンショメータ（Ｒ＋）。

（Ｒ２）の検出情報、及び、前記目標ステアリング角度
検出用ポテンショメータ（Ｒｏ）の情報に基づいて、前
記ステアリング用油圧シリンダ（８Ｆ）。

（８Ｒ）の制御弁（９Ｆ）　、　（９Ｒ）の作動を制御
して、前記前後輪（３Ｆ）　、　（３Ｒ）を指示された
ステアリング形式で、且つ、前記ステアリングハンドル
（）Ｉ）による目標ステアリング角度に操作することと
なる。

次に、前記制′４１■装置（１４）の動作を説明しなが
ら、自動走行用の操向制’＋ＩＰ、手段（１００）につ
いて詳述する。

先ず、自動走行の概略を説明すれば、車体（ｖ）に対し
て左右両側に前記樹木（八）が位置する状態で、樹木間
を一端側から他端側に向けて直進させると共に、その端
部に達するに伴って、瞬接する次の樹木間の始端部に向
けて直線行程の端部に位置する樹木の外側を回向させる
ことにより、各直線状の作業行程を往復走行させて所定
範囲の薬剤散布作業を自動的に行うこととなる。

従って、作業が開始される前に、前記車体（Ｖ）が走行
する予定行程数を、前記直線行程の個数として入力する
と共に、その直線行程の長さを基準走行距離として設定
する初期化の処理を行うこととなる。

初期化の処理が完了して走行が開始されるに伴って、前
記距離センサ（Ｓ２）の検出情報に基づいて直線行程に
おける実際の走行距離をカウントすると共に、前記前後
２組の操向制御用センサ（ＳＦ）　、　（ＳＲ）の検出
情報に基づいて、前記車体（Ｖ）と前記ワイ化草生地（
Ｂ）との位置関係を判別し、その判別結果に基づいて、
操向制御する。

次に、前記距離センサ（Ｓｚ）による検出情報に基づい
て検出された走行距離が、前記初期設定された基準走行
距離に達したか否かを判別することにより、前記機体（
Ｖ）が直線行程の端部に達したか否かを判別する。そし
て、検出走行距離が基準走行距離に達するに伴って、次
の直線行程の始端部に向けて１８０度方向転換させるべ
く予め設定されたターンパターンに基づいてターンを開
始するようにしてある。

ターンが終了するに伴って、前記距離センサ（Ｓ２）に
よる走行距離の計測を再開すると共に、行程数を“１゛
加算し、そして、その加算された行程数と前記予定行程
数とを比較することにより、全作業行程が終了したか否
かを判別する。

全行程を終了している場合は、走行を停止して作業を終
了することとなる。

前記加算された行程数が、予定行程数に達していない場
合は、前記初期化の処理以降の走行距離の計測、並びに
、前記前後２ｍの操向制御用センサ（ＳＦ）　、　（Ｓ
Ｒ）の検出情報による操向制御を繰り返すことにより、
前記車体（Ｖ）が走行用ガイドとしてのワイ化草生地（
Ｂ）上を樹木（Ａ）に沿って直進するように操向制御す
ることとなる。

次に、第２図に示すフローチャートを参照しながら、前
記前後２組の操向制御用センサ（ＳＦ）　。

（ＳＲ）の検出情報による走行用ガイドとしての前記ワ
イ化草生地（Ｂ）に対する位置ずれの判別、並びに、そ
の判別結果に基づいて行う操向制御について説明を加え
る。

すなわち、前記２ｍの操向制御用センサ（ＳＦ）　。

（ＳＲ）が前後で同一方向への位置ずれを検出した場合
には、前記平行ステアリング形式にて車体（Ｖ）を位置
ズレを無くす方向に向けて平行移動させることにより、
車体横幅方向における位置を修正する。一方、前記２組
の操向制御用センサ（ＳＦ）　、　（ＳＲ）が前後で逆
方向の位置ずれを検出した場合には、前記４輪ステアリ
ング形式にて車体（Ｖ）を急旋回させることにより、車
体向きを迅速に修正する。つまり、前輪（３Ｆ）及び後
輪（３Ｒ）の夫々を位置ズレを無くす方向に向き変更さ
せて、車体（Ｖ）の前部及び後部夫々の位置ズレを無く
す方向に向けて旋回させる。又、前記２組の操向制御用
センサ（ＳＦ）　、　（ＳＲ）の前方側のみが位置ずれ
を検出した場合には、前記前輪（３Ｆ）のみを向き変更
する２輪ステアリング形式にて緩旋回させることにより
、車体（ｖ）前部の横幅方向の位置を修正する。

但し、前記各ステアリング形式にて操向操作する際に、
設定角度を操向操作した後は直ちに操向中立状態に復帰
させる操作を一回行うようにしてあり、その−回の操向
操作で前記車体（ν）の向きや横幅方向の位置が修正で
きなかった場合は、制御ループが一巡して、次回の前記
前後２組の操向制御用センサ（ＳＦ）　、　（ＳＲ）の
検出情報に基づいて、現在のずれ状態を判別すると共に
、その判別結果に対応したステアリング形式を自動的に
選択して再度操向操作することとなる。

〔別実施例〕

上記実施例では、前記２組の操向制御用センサ（ＳＦ）
　、　（ＳＲ）のうちの前方側の操向制？’ＪＩＩ用セ
ンサ（ＳＦ）のみが位置ずれを検出した場合に、前輪（
３Ｆ）のみを向き変更する２輪ステアリング形式にて操
向操作するように構成した場合を例示したが、後方の操
向側（ＩＩＩ用センサ（ＳＲ）のみが位置ずれを検出し
た場合は、後輪（３Ｒ）のみを操向操作するように構成
して、前後２組の操向制御用センサ（ＳＦ）　、　（Ｓ
Ｒ）の一方のみが位置ずれを検出した場合、その位置ず
れを検出した操向制御用センサ（ＳＦ）　、　（ＳＲ）
が前後何れの側であるかに応じて前後輪（３Ｆ）　、　
（３Ｒ）の何れを操向操作するかを選択するようにして
もよい。

又、上記実施例では、前記２組の操向制御用センサ（Ｓ
Ｆ）　、　（ＳＲ）が前後で逆方向への位置ずれを検出
した場合に、４輪ステアリング形式にて操向操作するに
、前後輪（３Ｆ）　、　（３１？）を同一角度で逆方向
に向き変更するようにした場合を例示したが、前後輪（
３Ｆ）　、　（３Ｒ）の操向量に差を付ける状態で操向
操作するようにしてもよい。

又、上記実施例では、作業車を薬剤散布作業車に構成し
、そして、走行用ガイドとして、樹木列の間に形成され
たワイ化草生地（Ｂ）を利用した場合を例示したが、車
体（Ｖ）の横側方に列状に位置する樹木（＾）を走行用
ガイドとして用いる等、本発明は各種の作業車に適用で
きるものであって、走行用ガイドの具体構成、それに対
する車体横幅方向の位置ずれを検出する操向制御用セン
サ並びに操向制御手段の具体構成は、作業車の構成に応
じて各種変更できる。

向、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作業車の操向制御装置の実施例を示
し、第１図は制御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図は操向制御用
センサの構成を示すブロック図、第４図は操向制御用セ
ンサと走行用ガイドの位置関係を示す作業車の正面図、
第５図は作業車の側面図、第６図は同平面図である。 （Ｂ）・・・・・・走行用ガイド、（Ｖ）・・・・・・
車体、（ＳＦ）　、　（ＳＲ）・・・・・・操向制御用
センサ、（３Ｆ）　、　（３Ｒ，）・・・・・・前後輪
、（１００）・・・・・・操向制御手段。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 走行用ガイド（Ｂ）に対する車体横幅方向の位置ずれを
   検出する操向制御用センサ（ＳＦ）、（ＳＲ）の２組を
   、車体（Ｖ）の前後方向に間隔を隔てて設けると共に、
   前後輪（３Ｆ）、（３Ｒ）の何れをも操向操作自在に構
   成し、前記前後２組の操向制御用センサ（ＳＦ）、（Ｓ
   Ｒ）による検出情報に基づいて、前記車体（Ｖ）が前記
   走行用ガイド（Ｂ）に沿って自動走行するように前記前
   後輪（３Ｆ）、（３Ｒ）を操向操作する操向制御手段（
   １００）を設けてある作業車の操向制御装置であって、
   前記操向制御手段（１００）を、前記前後２組の操向制
   御用センサ（ＳＦ）、（ＳＲ）が同一方向の位置ずれを
   検出した場合には、前記前後輪（３Ｆ）、（３Ｒ）を同
   一方向に向き変更する平行ステアリング形式にて操向操
   作し、前記前後２組の操向制御用センサ（ＳＦ）、（Ｓ
   Ｒ）が逆方向の位置ずれを検出した場合には、前記前後
   輪（３Ｆ）、（３Ｒ）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操作し、そして、前記前後２組の
   操向制御用センサ（ＳＦ）、（ＳＲ）の１組のみが位置
   ずれを検出した場合には、前記前後輪（３Ｆ）、（３Ｒ
   ）の何れか一方のみを向き変更する２輪ステアリング形
   式にて操向操作するように構成してある作業車の操向制
   御装置。