JPH04173004A - 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、前輪と後輪とが操向自在であるとともに、埋
設又は敷設により作業地域に配設された誘導体にそって
自動走行する自動走行作業車の操向制御装置に関する。

従来の技術 現在、自律走行車の制御技術を応用してゴルフ場のコー
ス内を作業者が操縦することなく無人で芝刈作業等を行
うことを目的とした不整地用の自動走行作業車の開発、
実用化が進められている。

このような自動走行作業車の操向制御装置としては、磁
性体や誘導ケーブル等の誘導体を作業地域に埋設し、こ
れらの誘導体を検出するセンサを自動走行作業車に固定
的に設け、センサがらの検出結果に基づいて誘導体が自
動走行作業車の中央に位置するように操向制御するとい
うものが一般的である。

発明が解決しようとする課題 従って、操向制御に際しては、ます、センサがらの検出
結果に基づいてセンサと誘導体との偏り量を判断し、つ
いで、その偏り量をなくすために必要な操向輪のステア
リング角度を判断し、判断したステアリング角度で操向
輪を操向制御している。このため、偏り量の判断と、ス
テアリング角度の判断との二つの判断処理が必要であり
、機構が複雑になっている。

また、自動走行作業車が走行する作業地域の表面には凹
凸や傾斜が多いために横滑り等を起こし易く、判断した
ステアリング角度で操向させても誘導体を自動走行作業
車の中央に位置させるということが容易ではない。

さらに、前輪と後輪とが操向自在である作業車を旋回さ
せる場合には、前輪と後輪との操向方向を逆方向とする
逆位相モードによる操向制御が広く行われているが、自
動走行作業車においては、実開平２−３１４０５号公報
に記載されているように旋回状態に入ったか否かを判断
する判断手段や、その判断結果に基づいて逆位相モード
へ切換えるモード切換手段等が必要であり、機構かより
一層複雑になっている。そして、旋回状態に入ったこと
の判断ができなかったり遅れたりした場合には、旋回性
能を充分に発揮することができない。

課題を解決するための手段 前輪ステアリング装置に連結されたｍ１輪と後輪ステア
リング装置に連結された後輪とが操向自在であるととも
に作業地域に配設された誘導体にそって自動走行する自
動走行作業車において、左右方向へ移動自在な前部移動
部材と後部移動部材とを前記自動走行作業車の前後に設
けるとともにこれらの移動部材を移動させる駆動部を設
け、前記誘導体を検出する前部センサを前記前輪より前
方に位置させて前記前部移動部材に取付けるとともに前
記誘導体を検出する後部センサを前記後輪より前方に位
置させて前記後部移動部材に取付け、前記前部センサの
移動方向へ向けて前記前輪が操向されるように前記前輪
ステアリング装置と前記前部移動部材とを連結するとと
もに前記後部センサの移動方向へ向けて前記後輪が操向
されるように前記後輪ステアリング装置と前記後部移動
部材とを連結し、前記センサからの検出結果に基づいて
前記センサと前記誘導体との偏り量を判断するとともに
判断した偏り量をパ０′″とする方向へ前記移動部材を
移動させる信号を前記駆動部へ出力する制御部を設け、
前記自動走行作業車が最小曲率で旋回する場合における
前記前部センサのセンサ中心を前記誘導体の曲率軌跡の
外側に位置させるとともに前記後部センサのセンサ中心
を前記誘導体の曲率軌跡の内側に位置させるように前記
誘導体を配設するとともに前記移動部材を取付けた。

作用 前部センサからの検出結果に基づいて前部センサと誘導
体との偏り量が制御部において判断されるとともに後部
センサからの検出結果に基づいて後部センサと誘導体と
の偏り量が制御部において判断され、それらの偏り量を
“０°′とする方向へに１部移動部材と後部移動部材と
を移動させる信号が制御部から駆動部へ出力され、これ
らの移動部材の移動に伴って移動部材に取付けられてい
る前部センサ及び後部センサは誘導体に近接する方向へ
移動する。そして、移動部材の移動に伴って前輪ステア
リング装置と後輪ステアリング装置とが駆動され、前部
センサの移動方向へ向けて前輪が操向されるとともに後
部センサの移動方向へ向けて後輪が操向される。さらに
、自動走行作業車が最小曲率で旋回する場合において、
前部センサのセンサ中心が誘導体の曲率軌跡の外側に位
置するとともに後部センサのセンサ中心が誘導体の曲率
軌跡の内側に位置するため、前輪と後輪とが最大操向角
で逆向きに操向され、自動走行作業車の旋回性能が最大
限に発揮される。

実施例 本発明の一実施例を図面に基づいて説明する。

自動走行作業車である自動走行芝刈機１の腹部には、前
輪２と後輪３との間に位置してモア４が昇降自在に取付
けられている。一方、前記自動走行芝刈機１を走行させ
る作業地域の地下には、前記自動走行芝刈機１を走行さ
せる走行コースにそって誘導体である誘導ケーブル５が
埋設されており、この誘導ケーブル５の両端部は信号発
振器６に接続されている。なお、前記前輪２は前輪ステ
アリング装置７に連結されるとともに前記後輪３は後輪
ステアリング装Ｍ８に連結されている。

前記自動走行芝刈機１の前部には、前後方向へ延出する
とともに支軸９の回りに水平面内で回動自在な前部移動
部材１０が取付けられ、この前部移動部材１０の先端部
には前記誘導ケーブル５からの信号を検出する前部セン
サである左右一対の前部ピックアップコイル１１が前記
前輪２の車軸より前方に位置して固定されている。なお
、前記前部ピックアップコイル１１の回動方向へ向けて
前記前輪２が操向されるように前記前輪ステアリング装
置７と前記前部移動部材ｌＯとが連結されている。

また、前記自動走行芝刈機ｌの後部には、前後方向へ延
出するとともに支軸１２の回りに水平面内で回動自在な
後部移動部材１３が取付けられ、この後部移動部材１３
の先端部には前記誘導ケーブル５からの信号を検出する
後部センサである左右一対の後部ビッグアップコイル１
４が前記後輪３の車軸より前方に位置して固定されてい
る。なお、前記後部ピックアップコイル１４の回動力向
へ向けて前記後輪３が操向されるように前記後輪ステア
リング装置８と前記後部移動部材１３とが連結されてい
る。

つぎに、前記自動走行芝刈機１には、前記ピックアップ
コイル１１．１４が接続された制御部である制御ユニッ
ト１５と、この制御ユニット１５に接続されるとともに
前記前部移動部材１０に連結された駆動部である前輪ス
テアリング駆動装置１６と、前記制御ユニット１５に接
続されるとともに前記後部移動部材Ｉ３に連結された駆
動部である後輪ステアリング駆動装置１７とが設けられ
ている。なお、前記制御ユニット１５においては、前記
前部ピックアップコイル１１からの検出結果に基づいて
前記前部ピックアップコイル１１と前記誘導ケーブル５
との偏り量が判断され、さらに、判断した偏り量を０”
とする方向へ前記前部移動部材１０を回動させるための
信号が演算されるとともにこの信号が前記前輪ステアリ
ング駆動装置１６へ出力される。また、前記制御ユニッ
ト１５においては、前記後部ピックアップコイル】４か
らの検出結果に基づいて前記後部ピックアップコイル１
４と前記誘導ケーブル５との偏り量が判断され、さらに
、判断した偏り量を１１　Ｏｎとする方向へ前記後部移
動部材１３を回動させるための信号が演算されるととも
にこの信号が前記後輪ステアリング駆動装置１７へ出力
される。

ここで、第５図において示すように、ｍＩ記自動走行芝
刈機１を最小曲率で旋回させる場合における前記前部ピ
ックアップコイル１１のセンサ中心１８が前記誘導ケー
ブル５の曲率軌跡の外側に位置し、前記後部ピックアッ
プコイル１４のセンサ中心１９が前記誘導ケーブル５の
曲率軌跡の内側に位置するように、前記誘導ケーブル５
が埋設されるとともに、前記移動部材１０．１３の寸法
や取付状態が設定されている。

このよ・うな構成において、第３図は自動走行芝刈機１
の走行位置が誘導ケーブル５から外れた状態を示すもの
で、前部ピックアップコイル１１からの検出結果に基づ
いて前部ピックアップコイル１１と誘導ケーブル５との
偏り量がＩＩ　Ｘ　ＩＩであること、及び、後部ピック
アップコイル１４からの検出結果に基づいて後部ピック
アップコイル１４と誘導ケーブル５との偏り量が′Ｘ″
″であることが制御ユニット１５において判断される。

さらに、前部ピックアップコイル１１と誘導ケーブル５
との偏り量を“′Ｏ″とする方向へｉイｊ部移動部材１
０を回動させるための信号、及び、後部ピックアップコ
イル１４と誘導ケーブル５との偏り量を′Ｏ′″とする
方向へ後部移動部材１３を回動させるための信号が制御
ユニット１５において演算される。

そして、これらの信号が前輪ステアリング駆動装［１６
と後輪ステアリング駆動装置１７とへ出力され、第５図
に示すように、移動部材１０，１３がそれぞれの信号に
応じて独立して回動するとともにピックアップコイル１
１，１．４のセンサ中心１８．１９が誘導ケーブル５上
に移動し、移動部材１０．１３の回動に伴ってステアリ
ング装置７．８が駆動されるとともに前輪２と後輪３と
が操向される。

ここで、自動走行芝刈機１を最小曲率で旋回させる場合
においては、前部ピックアップコイルｌｌのセンサ中心
１８が誘導ケーブル５の曲率軌跡の外側に位置するため
、前輪２は誘導ケーブル５の曲率軌跡の内側へ向けて最
大操向角で操向される。一方、後部ピックアップコイル
１４のセンサ中心１９が誘導ケーブル５の曲率軌跡の外
側に位置するため、後輪３は誘導ケーブル５の曲率軌跡
の外側へ向けて最大操向角で操向される。従って、前輪
２と後輪３とは逆位相モードで操向された状態になると
ともに最大操向角で操向され、自動走行芝刈機ｌの旋回
性能が最大限に発揮される。

発明の効果 本発明は、上述のように前部センサと誘導体との偏り量
及び後部センサと誘導体との偏り量を判断してそれらの
偏り量をｌ　Ｏｎとする方向へ前部移動部材と後部移動
部材とを移動させる制御部を設け、前部移動部材の移動
に伴って前部センサが移動する方向へ前輪が操向される
ように前輪ステアリング装置と前部移動部材とを連結す
るとともに後部移動部材の移動に伴って後部センサが移
動する方向へ後輪が操向されるように後輪ステアリング
装置と後部移動部材とを連結したことにより、前輪及び
後輪の操向角度を判断する手段が不要となるために制御
機構の簡単化を図ることができ、しかも、前輪と後輪と
が独立して操向されるために自動走行作業車を誘導体に
そって走行させる精度を大幅に高めることができ、さら
に、自動走行作業車を最小曲率で旋回する場合において
、前部センサのセンサ中心が誘導体の曲率軌跡の外側に
位置するとともに後部センサのセンサ中心が誘導体の曲
率軌跡の内側に位置するように誘導体を配設するととも
に移動部材を取付けることにより、前輪が旋回方向内側
に向けて最大操向角で操向されるとともに後輪が旋回方
向外側に向けて最大操向角で操向され、従って、自動走
行作業車の旋回性能を最大限に発揮することができる等
の効果を有する。

【図面の簡単な説明】

図ｍｌは本発明の一実施例を示すもので、第１図は操向
制御のシステムを示すブロック図、第２図は自動走行芝
刈機の全体を示す側面図、第３図及び第４図は操向制御
動作を示す説明図、第５図は最小曲率で旋回する場合の
操向制御状態を示す説明図である。 ｌ・・・自動走行作業車、２・・・前輪、３・・・後輪
、５・・・誘導体、７・・・前輪ステアリング装置、８
・・・後輪ステアリング装置、１０・・・前部移動部材
、１】・・・前部センサ、１３・・後部移動部材、１４
・・・後部センサ、１５・・制御部、１６．１７・・・
駆動部、１８゜１９・・センサ中心 −，、−”　−”　；’ｉ −一＝づ　町 Ｊ、３　図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 前輪ステアリング装置に連結された前輪と後輪ステアリ
   ング装置に連結された後輪とが操向自在であるとともに
   作業地域に配設された誘導体にそって自動走行する自動
   走行作業車において、左右方向へ移動自在な前部移動部
   材と後部移動部材とを前記自動走行作業車の前後に設け
   るとともにこれらの移動部材を移動させる駆動部を設け
   、前記誘導体を検出する前部センサを前記前輪より前方
   に位置させて前記前部移動部材に取付けるとともに前記
   誘導体を検出する後部センサを前記後輪より前方に位置
   させて前記後部移動部材に取付け、前記前部センサの移
   動方向へ向けて前記前輪が操向されるように前記前輪ス
   テアリング装置と前記前部移動部材とを連結するととも
   に前記後部センサの移動方向へ向けて前記後輪が操向さ
   れるように前記後輪ステアリング装置と前記後部移動部
   材とを連結し、前記センサからの検出結果に基づいて前
   記センサと前記誘導体との偏り量を判断するとともに判
   断した偏り量を“０”とする方向へ前記移動部材を移動
   させる信号を前記駆動部へ出力する制御部を設け、前記
   自動走行作業車が最小曲率で旋回する場合における前記
   前部センサのセンサ中心を前記誘導体の曲率軌跡の外側
   に位置させるとともに前記後部センサのセンサ中心を前
   記誘導体の曲率軌跡の内側に位置させるように前記誘導
   体を配設するとともに前記移動部材を取付けたことを特
   徴とする自動走行作業車の操向制御装置。