JPH04117219A - 作業車の自動制御装置及び被処理物体の移動速度検出装置 - 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） 本発明は作業車の作業負荷の状態を検出し、この負荷状
態検出結果に基いて作業車の走行速度を自動的に変更す
る手段を備えた作業車の自動制御装置及び作業負荷状態
として検出される被処理物体の移動速度の検出装置に関
する。

（従来の技術） 従来より、この種の自動走行作業車にあっては、作業跡
の美観を良好に保つためあるいは作業装置を過負荷状態
で作動させないようにするため等の理由によって、作業
車の作業負荷状態に対応して作業速度すなわち走行速度
を自動的に変えるべく変速装置の変速位置を自動的に操
作する制御が行なわれている。

例えば、特開昭５７−６９１４８号公報に示されるよう
に作業負荷のトルクを検出して作業車の走行速度を変速
する手法や、特開昭６０−１１６００８号公報に示され
るようにエンジンにより駆動される交流発電機の回転数
によって作業負荷状態を検出して作業車の走行速度を変
速する手法、更には特開昭６２−６９９２５号公報に示
されるように作業車の前部に刈取草の粗密度を検出する
センサを設け、このセンサの出力によって作業負荷状態
を検出（予測）して作業車の走行速度を変更する手法等
が提案されている。

（発明が解決しようとする課題） しかしながら、例えば芝刈機、すなわちカッタデツキ内
で刈り取った刈芝をダクト状のシュータ内をカンタブレ
ード等による送風によって強制的に移送してグラスバッ
グ内に収容処理するように構成された作業車においては
、刈り取り自体については負荷が多少大きくなってもエ
ンジンパワーの余力の範囲内でかかる負荷に対して十分
対応可能であり、上述のような各手法は極く特殊な用途
や使用条件に限って大きな効果を発揮するにすぎない。

一方、刈芝がシュータ内を流れる空気によって移送され
る速度は、刈屑片が大きい場合や湿っている場合、或は
、刈屑片がカッタデツキ内の空気乱流等に起因して団子
状にまとまりつつ移送される場合等のように単位時間あ
たりの移送密度が高くなると低下して刈芝の移送能力が
落ちシュータ内に詰まってしまうという問題が発生する
。

更にこの問題は、芝刈負荷が大きい場合に発生するとは
限らず軽負荷の場合にも発生する場合があり得る。

本発明は、かかる従来の問題点を解決するために為され
たもので、被処理物体の移送量に対する最適な風量を確
保して空気通風路内に被処理物体が詰まることを防止す
ると共に走行速度を低下させる必要が生じた場合もこれ
を最小に抑えて作業効率の向上を図った作業車の自動制
御装置及び空気通風路内における種々の被処理物体の移
動状態をその大小等に拘りなく正確に検出することがで
きる移動速度検出装置を提供する。

（課題を解決するための手段） 本発明は上記目的を達成するために、 請求項１の発明は、走行中に被処理物体を回収し、該回
収した被処理物体をダクト状に形成された空気通風路内
を強制通風により移送し排出処理するように構成すると
共に、前記空気通風路内を移動する被処理物体の移動速
度を検出する検出手段と、該検出した移動速度が所定の
範囲内に維持されるように作業車の走行速度を制御する
手段とを備えることを特徴とする作業車の自動制御装置
を提供する。

また、請求項２の発明は、被処理物体を回収し、該回収
した被処理物体をダクト状に形成された空気通風路内を
強制通風により移送し排出処理するように構成すると共
に、前記空気通風路内に通風の方向に沿って且つ互いに
近接して配された、前記被処理物体の通過を検出する２
個の光センサと、前記空気通風路上流側の光センサによ
る被処理物体の検出出力信号の受信タイミングと、下流
側の光センサによる当該被処理物体の検出出力信号の受
信タイミングとによって被処理物体の移動速度を演算す
る演算回路とを備え、該演算回路は、前記上流側の光セ
ンサの受信タイミングから前記下流側の光センサの受信
タイミングまでの両横出出力信号の受信タイミングの間
に出力された上流側の光センサの検出出力信号の計数を
禁止する手段を有することを特徴とする被処理物体の移
動速度検出装置を提供する。

（作用） 空気通風路内の被処理物体の移動速度を検出手段により
検出し、該検出した移動速度が所定の範囲内となるよう
に作業車の走行速度を増減する。

更に、２個の光センサによって通過する被処理物体を順
次検出し、これらの光センサの検出出力信号の受信タイ
ミングの差に基づいて演算回路により被処理物体の移動
速度を演算する。

この際、計数を禁止する手段は、２個の光センサのうち
上流側の光センサの受信タイミングから下流側の光セン
サの受信タイミングまでの前記両横出出力信号の受信タ
イミングの間に出力された上流側の光センサの検出出力
信号の計数を禁止する。この禁止期間中における光セン
サからの検出出力信号はノイズ出力信号とみなして前記
移動速度の演算から排除する。

（実施例） 以下、本発明の実施例を添付図面を参照して説明する。

第１図乃至第３図は、本発明の一実施例に係る被処理物
体の移動速度検出装置を備えた作業車の自動制御装置を
示し、本装置は作業車として乗用芝刈機に適用したもの
である。

第１図において、乗用芝刈機１は車体２の前部に左右二
輪の操向輪をなす前輪３を、又後部に左右二輪の駆動輪
をなす後輪４を備え、車体２の前部上にはハンドル５を
、中間部にはシート６を備え、該シート６の下方にある
エンジンをミドルカバー７で覆い、車体２の前後方向中
間部の下方にはカッタを内装したカッタハウジング８が
配設されている。

車体２の後部には支持ステイ９を起設し、該ステイ９に
平面視横長の支持枠１０を取付支持しく第３図）、かか
る支持枠１０にグラスバッグ１１゜１１の上端口金部１
１ａを着脱自在に係着し、グラスバッグ１１．１１上は
開閉自在な蓋体１２で覆う。

前記グラスバッグ１１とカッタハウジング８の一側に設
けられた刈芝排出用ディスチャージ部８ａとをシュータ
１３で接続する。

第３図に示すようにシュータ１３は平面視略し型のエル
ボ状をなす筒体で構成されたアッパシュータメンバ１４
と、前記ディスチャージ部８ａに上流端１６１を結合し
、カッタハウジング８側に固定されたロアシュータメン
バ１６と、両メンバ１４．１６間をつなぐ中間のミドル
シュータメンバ１５とからなり、これらメンバ１５，１
６も筒体で構成されている。

一方、アッパシュータメンバ１４はＬ型の彎曲中間部＋
４１の先の下流部１４２を蓋体１２の側壁＋２ａに設け
た通し孔１２ｂに嵌合し、該嵌合下流部１４２を支点と
して上下方向に摺動自在に取付けられ、その下流端＋４
３は蓋体１２の内部に挿入されている。

第４図に示すように、前記ミドルシュータ１５の周壁に
は例えば、各々、発光部と受光部とから成る透過型光セ
ンサである第１センサ４１、及び該センサ４１に接近し
て（例えばＬ＝１０（ｍ）、第４図ではセンサの部分は
実際より大きく描かれている）第２センサ４２が設けら
れ検出手段５１を構成する。

第１センサ４１と第２七ンサ４２は、第１センサ４１の
発光部４１ａと受光部４１ｂとを結ぶ直線及び第２七ン
サ４２の発光部４２ａと受光部４２ｂとを結ぶ直線が共
に、前記カッタハウジング８内に装備されたカッタブレ
ードによって発生される空気の流れを示す直線Ｑと垂直
であり、且つ、これらの素子４１　ａ、４　ｌ　ｂ、４
２　ａ、４２　ｂとで作る平面ｍが前記直線Ｑと平行に
なるように配設されている。上述のように第１七ンサ４
１と第２−１？ンサ４２とは可能な限り互いに接近して
配され、上流側の第１ヤンサ４１で検出された物体の状
態が変わらないまま下流側の第２ヤンサ４２を通過する
ようにされる。但し、両センサの相互干渉を避けるため
各発光部４１ａ、４２ａは光軸を十分に絞った光線を発
生するようにされる。

前記シュータ１３内で刈芝等の物体の移動がないときは
第１、第２七ンサ４１，４２の発光部４１ａ、４２ａか
らの光線は何ら遮られない状態で夫々受光部４１ｂ、４
２ｂにより受光され、該受光部は高レベル出力Ｈを発生
する。一方、物体の移動時には前記光線が遮られ受光部
４１ｂ。

４２ｂは受光量が少なくなり低レベル出力りを発生する
。

前記第１、第２センサ４１，４２から成る検出手段５１
は、演算回路５５に接続される（第５図）。

該演算回路５５は移動時間出力回路５２と、平均値出力
回路５３と、速度変換回路５４とから成る。

前記移動時間出力回路５２は、シュータ１３内を移動す
る物体が第１センサ４１と第２センサ４２との間の距離
を移動するのに要する時間を求める。又、平均値出力回
路５３は、前記移動物体の移動時間の平均値を求める回
路であり、移動時間出力回路５２から所定時間内に入力
のあった回数、移動時間の累積和より平均値を求める。

これにより移動時間のバラツキに影響されずに安定した
移動時間の算出を行うことができる。速度変換回路５４
は、物体の移動時間の平均値に基いてその速度を求める
。

前記移動時間出力回路５２は、例えば、第６図に示すよ
うに構成される。前記第１及び第２センサ４１，４２は
夫々微分回路６４．６５を介して無安定発振回路６１．
６２の入力側に夫々接続されると共に、該回路６１．６
２の出力側には、抵抗Ｒ、コンデンサＣにより設定され
る時定数を有するタイマ定数部６６．６７が接続される
。

前記タイマ定数部６６．６７は夫々所定の時間（抵抗Ｒ
、コンデンサＣで設定される）、前記無安定発振回路６
１．６２の出力が「Ｈ」状態になるように維持する。又
、前記タイマ定数部６６の所定時間内に第２センサ４２
の検出出力信号が受信されない場合は前記タイマ定数部
６６がオフとなり無安定発振回路６１が作動状態に復帰
し平均値出力回路５３に通常の測定時より大きな所定の
パルス幅のパルス出力を送出する。前記平均値出力回路
５３はこの出力を計測エラーとして平均値の計算から排
除するようになっている。

上記のように構成された本発明の乗用芝刈機の作動を以
下第７図のタイムチャートを参照しつつ説明する。

カッタハウジング８内に装備されているカッタブレード
によって刈り取られた刈芝は前記カッタブレードによっ
て発生する風によってシュータ１３のロアシュータメン
バ１６内へ送り込まれ、次いでミドルシュータメンバ１
５及びアッパシュータメンバ１４を順次弁して移送され
、グラスバッグ１１内へ排出し収納処理される。

ガバナ付エンジンで駆動される前記カンタブレードの回
転数は通常は略一定に維持されており、従って、芝刈負
荷がない場合には、前記ブレードによって発生した風は
前記ミドルシュータメンバ１５内を略一定の風量と風速
とでグラスバッグ１１に向って流れる。

乗用芝刈機１を運転し、その走行速度を増加すると、速
度の増加に応じて単位時間当りに刈り取られた芝草の量
も増加することから、同量の刈芝を移送する場合に必要
な移送用の風量が不足し、前記ブレードからの送風によ
ってシュータ１３内を移送される刈芝、塵埃等の物体の
移動速度は低下する。

そこで、詳細は後述するように、物体の移動速度検出装
置はミドルシュータメンバ１５内を移動する物体の移動
速度を検出し、自動制御装置は、この移動速度が所定の
速度範囲内の速度に維持されるように、図示しない変速
装置の変速位置を切換えて乗用芝刈機１の走行速度を低
下させる。

一方、乗用芝刈機１の車速か減少し、刈り取られる芝草
の量が減少すると、風量は同量の刈芝を移送する場合に
必要な移送用の風量以上となり前記送風によるシュータ
１３内の物体の移動速度は上昇するので走行速度を高め
ても物体の移動速度は十分確保できることから、前述と
は逆に、移動速度検出装置により検出した移動速度が所
定の速度範囲内の速度に維持されるように変速装置の変
速位置を切換えて、乗用芝刈機１の走行速度を増加させ
て、作業能率を向上させる。

更に、上記の車速の制御は芝刈負荷の軽重に依存しない
。例えば、軽負荷であっても、芝草が大きく、且つ、湿
っている場合、あるいは、刈屑片がカッタデツキ８内の
空気乱流等に起因して団子状にまとまって移送される場
合等のように物体の移動速度が低下する場合には、その
移動速度に応じて芝刈機１の走行速度を低下させる。

このように、シュータ１３内を移動する刈芝、塵埃等の
物体の移動速度が、常に、所定範囲内の速度となる最適
の風量が確保できるように、芝刈機１の走行速度を制御
してシュータ１３内の刈芝の詰まりを防止することによ
り作業効率が向上する。

尚、上述の作動において、走行速度を自動的に低下させ
ているにも拘らず、物体の移動速度が所定値以下に低下
したことが継続して検出されたときには、前記グラスバ
ッグ１１が刈芝で満杯になったことを示す。

次に、物体の移動速度検出装置の作動について説明する
。

カッタブレードで刈り取られシュータ１３内を移動する
刈芝あるいは塵埃等の物体は前記ミドルシュータメンバ
１５内に設けた第１七ンサ４１（第４図）を通過すると
きに検出され、第１センサ４１の検出信号であるパルス
の立上り時（第７図中のｔ１時点）の電圧を微分回路６
４で微分して無安定発振回路６１をトリガする。

該トリガにより無安定発振回路６１は出力信号であるパ
ルス信号を後段の平均値出力回路５３に入力する（第７
図中のｔ１時点）。また、タイマ定数部６６はこの無安
定発振回路６１の出力ｒＨ」状態を、リセット信号が入
力されないことを条件に、所定時間維持して第１センサ
４１で検出される後続の他の物体の検出信号を無視する
（第７図中のパルス信号Ｐ１）。

前記第１センサ４１で検出された物体は、次いで下流側
の第２センサ４２で検出され、上述と同じ作動で無安定
発振回路６２がトリガされ、この無安定発振回路６２の
出力はインバータ回路６３で反転されて前記無安定発振
回路６１のυセット端子に入力され、無安定発振回路６
１は前記平均値出力回路５３への出力信号をＯＦＦにす
る（第７図中のｔ２時点）。

そして、この無安定発振回路６１のリセット状態はタイ
マ定数部６７によって設定される無安定発振回路６２の
出力が「Ｈ」状態の間継続する。

尚、この間は第１センサ４１、あるいは第２センサ４２
で検出される後続の他の物体の検出信号を無視する（第
７図中のパルス信号Ｐ２．　Ｐ３）。

タイマ定数部６６で設定される出力の「Ｈｊ状態が継続
する所定時間は第２センサ４２から検出信号が入力され
るはずであると予想される遅れ時間に対しである程度の
余裕を持たせて設定されている。

このように、前記タイマ定数部６６．６７によって、第
１センサ４１で物体を検出した後は、所定時間が経過す
るまでは他の物体による第１センサ４１からの検出信号
を無視し、この信号無視の状態は当該物体を第２センサ
４２が検出することによるリセット動作が行なわれるま
で継続されることから、同じ物体が第１七ンサ４１、第
２センサ４２を通過したことによる検出信号以外のいわ
ゆるノイズ信号の無視を効果的に行って、物体の移動速
度を精度よく検出することができる。

前記移動時間出力回路５２の出力パルスが平均値出力回
路５３に入力されると、該平均値出力回路５３はそのパ
ルス幅（第７図中のＴｗ）により物体の移動時間を計算
する。更に、平均値出力回路５３は所定時間内に入力さ
れる前記出力パルスの回数及び移動時間の累積和より移
動時間の平均値を計算する。

続いて、後段の速度変換回路５４により物体の移動時間
の平均値に基いて物体の移動速度を計算する。このとき
、第１センサ４１で検出された物体が、第１センサ４１
及び第２センサ４２の両センサ間のミドルシュータメン
バ１５の内壁に付着したり、両センサ間で物体が極端に
その移動方向を変えたりしたために第２センサ４２によ
って検出されない場合は、タイマ定数部６６はその所定
時間経過後オフとなり、無安定発振回路６１が作動状態
に復帰するので前記出力パルスは立下り（第７図中のｔ
３時点）、設定されたパルス幅（第７図中のＴｇ）を有
する出力パルスを発生する。

平均値出力回路５３は移動時間出力回路５２からの出力
パルスが上記パルス幅Ｔｇを有するときは計測エラーと
判断して前述の物体の移動時間の計算には取入れない。

尚、上述の実施例においては、乗用芝刈機について述べ
たが、清掃機（スィーパ）、除雪機等への適用も可能で
ある。

又、作業車の走行速度の変更は上述したように変速装置
の変速位置の変更によるものに限られず、例えばエンジ
ン回転数の変更により行うようにしてもよい。

（発明の効果） 以上詳述したように本発明に依れば、走行中に被処理物
体を回収し、該回収した被処理物体をダクト状に形成さ
れた空気通風路内を強制通風により移送し排出処理する
ように構成すると共に、前記空気通風路内を移動する被
処理物体の移動速度を検出する検出手段と、該検出した
移動速度が所定の範囲内に維持されるように作業車の走
行速度を制御する手段とを備えることを特徴とするので
、被処理物体の移送量に対する最適な風量を確保して被
処理物体が空気通風路内に詰まることがないようにする
と共に、走行速度を低下させる必要が生じた場合に、こ
れを最小に抑えて作業効率を向上させることが可能であ
る。

更に、被処理物体を回収し、該回収した被処理物体をダ
クト状に形成された空気通風路内を強制通風により移送
し排出処理するように構成すると共に、前記空気通風路
内に通風の方向に沿って且つ互いに近接して配された、
前記被処理物体の通過を検出する２個の光センサと、前
記空気通風路上流側の光センサによる被処理物体の検出
出力信号の受信タイミングと、下流側の光センサによる
当該被処理物体の検出出力信号の受信タイミングとによ
って被処理物体の移動速度を演算する演算回路とを備え
、該演算回路は、前記上流側の光センサの受信タイミン
グから前記下流側の光センサの受信タイミングまでの両
検出出力信号の受信タイミングの間に出力された上流側
の光センサの検出出力信号の計数を禁止する手段を有す
るので、同じ物体が第１七ンサ、第２センサを通過した
ことによる検出信号以外のいわゆるノイズ信号の無視を
効果的に行って不要な信号を排除し、被処理物体の移動
速度を精度よく検出できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例に係る乗用芝刈機の側面図、
第２図は第１図のグラスバッグ部の縦断側面図、第３図
は第１図のグラスバッグ部の平面図、第４図は物体の移
動速度検出手段が配設されたミドルシュータメンバの斜
視図、第５図は物体の移動速度を演算するための演算回
路のブロック図、第６図は移動時間出力回路の回路図、
第７図は第６図の回路の動作を示すタイミングチャート
である。 １・・・乗用芝刈機（作業車）、１３・シュータ（空気
通風路）、４１．４２・光センサ、５１検出手段、５５
・・・演算回路。 ８２日

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、走行中に被処理物体を回収し、該回収した被処理物
   体をダクト状に形成された空気通風路内を強制通風によ
   り移送し排出処理するように構成すると共に、前記空気
   通風路内を移動する被処理物体の移動速度を検出する検
   出手段と、該検出した移動速度が所定の範囲内に維持さ
   れるように作業車の走行速度を制御する手段とを備える
   ことを特徴とする作業車の自動制御装置。 ２、被処理物体を回収し、該回収した被処理物体をダク
   ト状に形成された空気通風路内を強制通風により移送し
   排出処理するように構成すると共に、前記空気通風路内
   に通風の方向に沿って且つ互いに近接して配された、前
   記被処理物体の通過を検出する２個の光センサと、前記
   空気通風路上流側の光センサによる被処理物体の検出出
   力信号の受信タイミングと、下流側の光センサによる当
   該被処理物体の検出出力信号の受信タイミングとによっ
   て被処理物体の移動速度を演算する演算回路とを備え、
   該演算回路は、前記上流側の光センサの受信タイミング
   から前記下流側の光センサの受信タイミングまでの両検
   出出力信号の受信タイミングの間に出力された上流側の
   光センサの検出出力信号の計数を禁止する手段を有する
   ことを特徴とする被処理物体の移動速度検出装置。