JPH0363085B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、前後輪のいずれをもステアリング操
作可能に構成された作業車をステアリング操作す
るに、前記前後輪を同一方向にステアリング操作
する平行ステアリング形式と、相対的に逆方向に
ステアリング操作する旋回ステアリング形式と
に、ステアリング形式を切換え自在に構成してあ
るとともに、遠隔操縦手段を備えている自動走行
作業車の操向制御装置に関する。

〔従来の技術〕

上記この種の作業車、例えば芝刈作業車におい
て、遠隔操縦によつて芝刈作業を行う場合には、
刈り残しを発生しないようにするため、車体外方
側に処理済作業地が隣接する状態で順次未処理作
業地上を直線的に走行するように、ステアリング
操作することとなる。そして、車体外方側に処理
済作業地が隣接する状態で走行するように操縦す
るために行う幅寄せ等のステアリング操作では、
前後輪を同一方向にステアリング操作して車体向
きを変えることなく走行方向の修正ができる平行
ステアリング形式で行うほうが、車体位置修正を
効率良く行えるとともに、作業者の操縦感覚にも
一致して操縦し易いので、平行ステアリング形式
で操向制御していた。

そして、傾斜地や不整道などの走行地面状態が
悪い作業地では、車輪のスリツプ等によつて、不
測に車体向きが変わることがあり、上記平行ステ
アリング形式のみでは車体向きを修正できなくな
るとともに、方向転換も行えないという不都合が
あつた。そこで、車体向きを修正したり、方向転
換するような場合には、前後輪を相対的に逆方向
にステアリング操作することにより、小さい旋回
半径で車体向きを変更可能な旋回ステアリング形
式を併用することが考えられている。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかしながら、上記平行ステアリング形式と旋
回ステアリング形式とを併用しながら遠隔操縦に
よつて細かく車体向きを修正するためには、上記
二つのステアリング形式を煩雑に切り換え操作し
ながら遠隔操縦する必要が生じる。また、作業者
と作業車との距離が離れていたり、作業者と作業
車との位置関係が悪いような場合には、車体向き
を確認しにくく、従つて、ステアリング操作しに
くいという不都合があつた。

本発明は、上記実情に鑑みてなされたものであ
つて、その目的は、平行ステアリング形式による
ステアリング操作時の直進走行性維持を自動化す
ることによつて、遠隔操縦によるステアリング操
作の操作性を改善することにある。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明にかかる自動走行作業車の操向制御装置
は、冒記構造のものにおいて、 前記作業車向きを検出する方位検出手段と、車
体向きを自動修正する方位制御手段とを設けると
ともに、 前記方位制御手段は、前記平行ステアリング形
式での遠隔操縦中に、前記方位検出手段による検
出方位が基準方位から一定以上ずれると、一時的
にステアリング操作を旋回ステアリング形式に自
動的に切り換えて、作業車の向きを基準方位に沿
わせる方向に、車体向きを自動修正するように構
成してあることを特徴構成とする。

かかる特徴構成による作用ならびに効果は以下
の通りである。

〔作用〕

すなわち、前後輪が同一方向にステアリング操
作される平行ステアリング状態にあるときには、
例えば、平行ステアリング形式による操縦を開始
した時点の車体向きを基準方位として、車体向き
を基準方位に維持するように、つまり、車輪スリ
ツプ等が発生しても自動的にスリツプ発生前の方
向に向かつて直進するように、車体向きを自動的
に修正させるのである。尚、旋回ステアリング形
式や２輪ステアリング形式等の車体向きを変更す
るためのステアリング形式では、上記車体向きの
自動修正は行わないこととなる。

〔発明の効果〕

従つて、遠隔操縦時では、所定操向コースに車
体を素早く沿わせることができ、しかも、蛇行の
少ない状態で操向し易い平行ステアリングで走行
することができながらも、途中で走行方向が基準
方向からずれたとしても、一時的に平行ステアリ
ング形式を解除して旋回ステアリング形式で車体
向きを基準方位に維持するように自動修正する。
これにより、車輪のスリツプ等によつて不測に車
体向きが変わつたとしても、作業者はそのことに
よる車体向き修正のためのステアリング操作を行
うことなく、作業に必要なステアリング操作だけ
を行えば良いことになり、操作性が大幅に良くな
つた。

〔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図および第６図に示すように、車体Ｖ下部
の機体フレーム１後方側にシート２、ハンドル
Ｈ、およびミツシヨンケースＭを、前方側にはエ
ンジンＥを、夫々設け、前記機体フレーム１下部
に車輪３としての前後駆動車輪３Ｆ，３Ｒを設
け、前記前後輪３Ｆ，３Ｒの中間部にデイスク型
刈刃を内装した芝刈装置４を上下動自在に懸架し
て、もつて、４輪駆動式作業車としての芝刈作業
車を構成してある。

そして、第３図および第４図に示すように、前
記エンジンＥの出力は、ミツシヨンケースＭ部に
設けた油圧式無段変速装置（HST）に伝達され、
変速用ペダル９あるいは自動変速用アクチユエー
タとしての減速機付モータ１０によつて変速操作
され、前記前後輪３Ｆ，３Ｒの各差動装置３ａ，
３ｂに伝達されるとともに、芝刈装置４にも伝達
され、前記前後輪３Ｆ，３Ｒおよび芝刈装置４を
同時に駆動自在に構成してある。

前記変速装置HSTの変速操作を行うに、第８
図に示すように、変速用ペダル９と一体揺動型の
変速アーム１１に押引ロツド１２を介して連動連
結して前記変速用ペダル９を変速中立位置Ｎから
前方前進側Ｆに踏み込み操作するほど高速前進状
態に、かつ、後方後進側Ｒに踏み込み操作するほ
ど高速後進状態に操作できるようにしてある。そ
して、自動変速制御用アクチユエータとしての前
記モータ１０を、前記変速アーム１１に押引ロツ
ド１２を介して連係させた中継揺動アーム１３
に、前記変速用ペダル９による操作を許容する多
板型の摩擦式伝導機構Ｄを用いて接続してあり、
もつて、自動的に変速操作できながらも、変速用
ペダル９によつて人為的に変速操作できるように
してある。尚、前記変速用ペダル９あるいはモー
タ１０による変速操作位置は、前記変速装置
（HST）の変速操作軸１４の回動に連動するポテ
ンシヨンメータR₃によつて検出し、制御装置Ｉ
にフイードバツクするようにしてある。

前記前後輪３Ｆ，３Ｒは、駆動車輪のみならず
操向車輪としてもステアリング操作可能に構成さ
れているものであつて、前記ハンドルＨによる手
動操作、無線誘導等による遠隔操縦、あるいは、
予め設定された制御パラメータによる自動操向制
御、いずれによつてもパワーステアリング操作可
能にしてある。

前記ハンドルＨは、車体Ｖに対して上下方向に
出退自在に構成してあり、遠隔操縦や自動操向制
御時等の不要時には車体Ｖ側へ下降させて、走行
中にじやまにならないようにしてある。そして、
その操作量は、このハンドルＨの回動操作に連動
するポテンシヨメータR₀によつて検出するよう
にしてある。

又、走行方向を検出する手段として、地磁気変
化を感知することによつて現走行地点の方位を検
出する地磁気センサを用いた方位センサ５を搭載
してある。

尚、前記前輪３Ｆおよび後輪３Ｒは、そのいず
れをもステアリング操作可能に構成してあること
から、前後輪３Ｆ，３Ｒを同一方向にステアリン
グ操作することによつて車体Ｖの向きを変えるこ
となく平行移動させる平行ステアリング形式、前
後輪３Ｆ，３Ｒを相対的に逆方向にステアリング
操作することによつて小さい旋回半径で旋回可能
な旋回ステアリング形式、および、自動車同様に
前輪３Ｆのみをステアリング操作する通常の２輪
ステアリング形式、を選択可能に構成してある。

以下、前記前後輪３Ｆ，３Ｒのパワーステアリ
ング操作について説明する。

第３図に示すように、往復動型の油圧シリンダ
１５Ｆ，１５Ｒを、車体Ｖ左右方向に駆動移動自
在に設けるとともに、ステアリング用タイロツド
１６…を介して前記前後輪３Ｆ，３Ｒに連結し、
前記油圧シリンダ１５Ｆ，１５Ｒを作動させる電
磁バルブ１７Ｆ，１７ＲのON／OFFを制御する
ことによつて行うべく構成してある。そして、前
記ハンドルＨによつて操作されるステアリング
量、あるいは遠隔操縦によるステアリング量と、
前記前後輪３Ｆ，３Ｒのそれぞれに設けてあるス
テアリング角検出手段としてのポテンシヨメータ
R₁，R₂による検出値とが、一致するように、前
記電磁バルブ１７Ｆ，１７Ｒを駆動するフイード
バツク制御を行うように構成してある。

又、前記後輪３Ｒの差動装置３ｂは、デフロツ
ク機構Ｆによつて、その差動回転の停止解除を制
御可能に構成してある。

前記デフロツク機構Ｆを構成するに、第９図に
示すように、前記ミツシヨンケースＭ内にベアリ
ング１８，１８を介して支承された差動装置３ｂ
の一端側に、シフタ１９の係合部１９ａと噛み合
つてデフロツク作用を行う被係合部１９ｂを形成
するとともに、デフギア軸２０に摺動するシフト
フオークとして機構するピストン２１が前記ミツ
シヨンケースＭと一体に形成されたベアリング支
持ケース２２にスプリング２３によつて切付勢状
態に支持してある。さらに、前記ベアリング支持
ケース２２の前記ピストン２１の摺動端相当部分
に油圧ポート２４が形成され、この油圧ポート２
４の入口端２４ａの前記ベアリング支持ケース２
２の上端面にデフロツク作動用電磁弁２５が取り
付けてあり、この電磁弁２５の作用によつて、前
記作動装置３ｂのデフロツク作用の維持・解除を
制御するように構成してある。

前記方位センサ５の出力信号は、帯域フイルタ
２９およびバツフアA₀を介して、前記各ポテン
シヨメータR₀〜R₃からの信号とともにマルチプ
レクサ３０に入力され、Ａ／Ｄ変換器３１によつ
てデジダル化されて、前記CPU２７に入力され
る。

又、手動モード時に、前記平行ステアリング、
旋回ステアリング、および、２輪ステアリングの
いずれのステアリング形式でステアリング操作す
るかを選択するステアリング形式選択スイツチ
SW₁、および受信器６ｂによる受信誘導信号に基
づいて、図外の送信器６ａにより遠隔操縦をおこ
なう動作モードを指示する遠隔操縦スイツチSW₂
を設けてある。

前記送信器６ａは、第７図に示すように、前後
左右に操作可能なステアリング操作レバー７と前
後進および停止を制御するための変速操作レバー
８とを備え、前記ステアリング操作レバー７の前
後方向の操作で前記平行ステアリング形式と旋回
ステアリング形式の切り換えを行いながら、その
左右方向の操作でステアリング量を制御するよう
に構成してある。

そして、第１図に示すように、前記受信器６ｂ
より出力されるステアリング形式選択用第１チヤ
ネルCH₁、ステアリング操作用第２チヤネル
CH₂、変速操作用第３チヤネルCH₃、の各信号
は、Ｆ／Ｖコンバータ３２によつて、夫々電圧信
号に変換され、前記遠隔操縦スイツチSW₂がON
された場合にのみ、アナログスイツチG₀を介し
て制御装置Ｉ内に接続されるようにしてある。

そして、前記手動操作時のポテンシヨメータ
R₀によるステアリング操作量、または、遠隔操
縦による前記第２チヤネルCH₂からのステアリン
グ操作量は、前記前後輪３Ｆ，３Ｒの電磁バルブ
１７Ｆ，１７Ｒの駆動回路３３Ｆ，３３Ｒに入力
され、前後輪３Ｆ，３Ｒ夫々のステアリング角を
検出するポテンシヨメータR₁，R₂の検出値とが
等しくなる位置まで、前記電磁バルブ１７Ｆ，１
７Ｒを駆動するようにしてある。

ところで、前記旋回ステアリング形式の場合
は、前後輪３Ｆ，３Ｒのステアリング方位が互い
に逆方向となるため、ステアリング形式選択スイ
ツチSW₁によつて旋回ステアリング形式を選択し
た場合、またはコンパレータA₁，A₁による前記
第１チヤネルCH₁の信号レベル判別結果に基づい
て、前記ハンドルＨの操作量を検出するポテンシ
ヨメータR₀の出力、あるいは前記第２チヤネル
CH₂からのステアリング操作量を、反転増幅器
A₂によつて極性を反転させて、前記後輪３Ｒ側
の電磁バルブ駆動回路３３Ｒに入力するようにし
てある。

前記変速操作用第３チヤネルCH₃の信号は、前
記遠隔操縦スイツチSW₂がONしているときの
み、アナログスイツチG₀を介して自動変速用モ
ータ１０の駆動回路３４に入力されて、変速位置
検出用ポテンシヨメータR₃の検出値が前記第３
チヤネルCH₃の信号と一致する位置まで前記変速
装置（HST）を駆動するようにしてある。

又、前記デフロツク機構Ｆの電磁弁２５は、前
記ステアリング形式選択スイツチSW₁によつて平
行ステアリング形式を選択した場合、および、遠
隔操縦モード時に前記第１チヤネルCH₁の信号に
よつて平行ステアリング形式を選択した場合に
は、自動的に後輪３Ｒの差動回転を停止させてデ
フロツクすべく、前記電磁弁２５をON状態に維
持させる。尚、前記平行ステアリング形式以外の
ステアリング形式であつても、そのステアリング
操作量が少ない場合には、自動的にデフロツク状
態となるように、前輪３Ｆのステアリング角検出
用ポテンシヨメータR₁の出力を、前記同様の構
成になるコンパレータA₁，A₁によつてチエツク
し、所定電圧範囲内である場合には前記電磁弁２
５をONさせる信号を出力するようにしてある。

そして、前記遠隔操縦による自動走行制御で
は、車体Ｖ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によつて行う方が、車体Ｖ
の蛇行が少なくなつて刈り残し発生が生じにくい
ことから、通常、平行ステアリング形式によつて
ステアリング操作するようにしてある。ところ
が、平行ステアリングのみによる操向制御では、
不測に車体Ｖ向きが変わつた場合には、車体Ｖ向
きを修正することができないので、前記方位セン
サ５による検出方位変化を制御パラメータとする
前記旋回ステアリング形式によつて、車体Ｖ向き
の修正を行い、直進性を自動的に維持しながら自
動走行するように、そのステアリング形式を自動
的に選択してステアリング操作するようにしてあ
る。

すなわち、第２図のフローチヤートに示すよう
に、遠隔操縦スイツチSW₂がON操作され、遠隔
操縦モードになつた場合は、前記第１チヤネル
CH₁の信号変化をチエツクすることによつて、ス
テアリング形式が平行ステアリング形式に変更さ
れたことを感知し、その時点の前記方位センサ５
による検出方位Ψを基準方位Ψ₀として記憶し、
その後不測に車体Ｖ向きが変わつた場合には、自
動的にステアリング形式を平行ステアリング形式
から旋回ステアリング形式に切り換えて、前記検
出方位Ψが基準方位Ψ₀に一致するように、車体
Ｖ向きを修正するのである。そして、この車体Ｖ
向き修正が終了すると、自動的に前記平行ステア
リング形式に復帰させることによつて、作業者は
平行ステアリングによる操縦を行うだけで、自動
的に直進性は維持されるように制御するのであ
る。つまり、前記制御装置Ｉは、作業車の向きを
基準方位Ψ₀に維持するように車体Ｖの向きを自
動修正する方位制御手段を設けているとともに、
前記方位制御手段は、前記平行ステアリング形式
に切り換えられて遠隔操縦しているとき、一時的
に平行ステアリング形式を解除して旋回ステアリ
ング形式で車体Ｖの向きを自動修正するように構
成してあるものである。

尚、第１図中、A₃は差動増幅器、G₁は手動モ
ードおよび遠隔操縦モードにおける前記デフロツ
ク用電磁弁２５、前後輪用電磁バルブ駆動回路３
３Ｆ，３３Ｒ、および、変速操作用モータ１０の
駆動回路３４の各制御信号を、手動操作あるいは
遠隔操縦によるものから、前記CPU２７に切り
換えるための３ステートバツフアである。

〔別実施例〕

以下、別実施例について説明する。

前記方位制御により、車体Ｖ向きを自動修正す
るに、前後輪３Ｆ，３Ｒを逆方向にステアリング
操作する旋回ステアリング形式を用いる構成に変
えて、前輪３Ｆまたは後輪３Ｒのいずれか一方の
車輪のみステアリング操作するようにしてもよ
い。

あるいは、全体としては平行ステアリング形式
となるように、前記第２チヤネルCH₂からのステ
アリング操作量に基づいて、前後輪３Ｆ，３Ｒを
同一方向にステアリング操作しながら、修正すべ
き方位差に基づいて、前後輪３Ｆ，３Ｒいずれか
一方または両方の操作量に差をつけてステアリン
グ操作して、車体Ｖ向きを修正してもよい。

又、前記基準方位Ψ₀を設定するに、ステアリ
ング形式が平行ステアリング形式に切り換えられ
た時点の検出方位Ψに変えて、予め設定した方
位、例えば作業地の基準走行方向等、としてもよ
い。

又、前記デフロツク機構Ｆは、後輪３Ｒのみな
らず、前輪３Ｆ側にも設けてもよい。

【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図は制御装置の構成を
示す回路図、第２図は自動方位修正制御のフロー
チヤート、第３図は制御システムの全体構成を示
すブロツク図、第４図はエンジンからの動力伝達
系統の説明図、第５図は芝刈作業車の全体平面
図、第６図はその全体側面図、第７図は遠隔操縦
用送信器の概略図、第８図は変速操作用ペダルと
自動変速用アクチユエータの関係を示す要部拡大
側面図、第９図はデフロツク機構の構成を示す一
部切欠断面図である。 ３Ｆ……前輪、３Ｒ……後輪、Ｖ……作業車、
５……方位検出手段、Ψ……検出方位、Ψ₀……
基準方位。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 前後輪３Ｆ，３Ｒのいずれをもステアリング
   操作可能に構成された作業車Ｖをステアリング操
   作するに、前記前後輪３Ｆ，３Ｒを同一方向にス
   テアリング操作する平行ステアリング形式と、相
   対的に逆方向にステアリング操作する旋回ステア
   リング形式とに、ステアリング形式を切換え自在
   に構成してあるとともに、遠隔操縦手段を備えて
   いる自動走行作業車の操向制御装置であつて、 前記作業車Ｖ向きを検出する方位検出手段５
   と、車体向きを自動修正する方位制御手段とを設
   けるとともに、 前記方位制御手段は、前記平行ステアリング形
   式での遠隔操縦中に、前記方位検出手段５による
   検出方位Ψが基準方位Ψ₀から一定以上ずれると、
   一時的にステアリング操作を旋回ステアリング形
   式に自動的に切り換えて、作業車Ｖの向きを基準
   方位Ψ₀に沿わせる方向に、車体向きを自動修正
   するように構成してあることを特徴とする自動走
   行作業車の操向制御装置。