JPH0531509U - 自動走行車両における自動安全装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】非常停止等の停止制御が確実に実行可能できる
ように準備した状態でないと、自動操舵制御を作動させ
ることができないようにして、無人での走行自動操舵制
御を安全確実なものとする。 【構成】誘導経路に沿って走行車体が進行するように操
舵装置を制御する自動操舵制御装置３２を備える一方、
走行車体に搭載した動力源から走行装置への動力伝達を
継断するための走行クラッチ装置と、走行装置を停止さ
せるブレーキ装置との両操作部を連結した状態を連結セ
ンサー８３で検出する。この連結センサー８３と、自動
操舵制御を実行させる自動スイッチ９２とを直列に接続
して自動操舵制御装置３２に接続する。これにより、連
結センサー８３がオンのときのみ、前記自動操舵制御装
置の作動が可能となる。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、果樹園等における自動走行型の薬剤散布機（スピードスプレヤ）等 の自動走行車両における自動安全装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】

従来から、果樹園等における自動走行型の薬剤散布機（スピードスプレヤ）等 においては、作業経路（誘導経路）に沿って地中に埋設した誘導ケーブルに交流 電流を流し、この誘導ケーブルから発生する交流磁界の強度の変化を走行車両の 前部等に装着した左右一対のピックアップコイル等の磁気センサーにて検出し、 この誘導ケーブルに対する走行車両の横ずれの大きさに対応して発生する左右一 対の磁気センサーでの出力値（電圧値）の差を取って、横ずれの大きさ（偏位量 ）と横ずれの方向（右か左かの判別）とを求め、これらの検出結果から走行車両 を誘導ケーブルに沿って走行するように、走行車両における操舵車輪の向きを変 えて操舵制御することが行われている（実開平２−８４９０９号公報参照）。

【０００３】 また、別の先行技術としての特開昭６２−１９６７０９号公報では、自動走行 車両において、エンジンからの動力を左右一対の操向クラッチ及び操向ブレーキ を介して左右一対の走行クローラ式走行装置に伝達すると共に、前記左右一対の 操向クラッチ及び操向ブレーキを左右の操向用油圧シリンダを介して操作すると 、先ず操向クラッチが切れ、次いで操向ブレーキが作動して操向できるように構 成し、前記一対の操向用油圧シリンダを油圧回路の制御弁にて制御する構成を開 示している。

【０００４】

【考案が解決しようとする課題】

ところで、走行装置が四輪式等の車輪の場合には、操舵装置（ステアリング装 置）と、エンジンからの動力を継断する走行クラッチ装置と、走行車両の前進（ 後退）を停止させるブレーキ装置とを備えているのが通常である。そして、この 走行車両を所定の作業開始位置まで移動させるときには作業者が搭乗して、操舵 操作・走行クラッチの継断操作・ブレーキ操作等の通常のいわゆる手動操作（運 転）をする必要がある。その場合、走行クラッチ装置とブレーキ装置とは別々の 手動操作（ペタル操作）を実行する。

【０００５】 他方、自動走行制御の場合、走行速度を略一定状態のまま操舵のみ自動制御す るのが通常であり、障害物を検出する等して非常停止するとき、従来の技術では 、自動操舵装置で障害物を回避するように制御しながら、エンジンを停止させる 措置をとっていた。このような措置では、走行の惰性で進行が停止する迄の距離 が長くなり、障害物に衝突する危険性がある。また、斜面でエンジン停止させた だけでは完全に停止されず、走行車両が斜面を滑り移動するおそれがあった。

【０００６】 本考案は、簡単な構成でこれらの技術的問題を解決して安全に走行制御を実行 できる自動走行車両を提供することを目的とするものである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】

この目的を達成するため、本考案では、誘導経路に沿って走行車体が進行する ように操舵装置を制御する自動操舵制御装置を備える一方、走行車体に搭載した 動力源から走行装置への動力伝達を継断するための走行クラッチ装置と、走行装 置を停止させるブレーキ装置とを備えてなる自動走行車両において、前記クラッ チ装置及びブレーキ装置の両操作部を連結するための連結手段と、該連結手段に よる連結状態を検出する連結センサーと、自動操舵制御装置を作動させる自動ス イッチとを備え、前記連結センサーがオンのときのみ、前記自動操舵制御装置の 作動が可能となるよう構成したものである。

【０００８】

【実施例】

次に本考案を自動走行型の薬剤散布機（スピードスプレヤ）に適用した実施例 について説明する。スピードスプレヤの走行車体１の前部側にハンドル３を備え た運転操作部２を有し、走行車体１には平面視略Ｌ字状の薬液タンク４とその後 部に噴霧部５とを備えている。

【０００９】 噴霧部５は、走行車体１の下面を除く外周面に適宜間隔で半径外向きに臨ませ た多数の噴霧ノズル６と、その半径外向きに風を送る送風機７が装着され、前記 噴霧ノズル６は走行車体１の左右及び上面との３区画若しくは左右２区画ごとに 噴霧の作業を実行するように散布制御できるものである。 符号８，８は左右前輪、符号９，９は左右後輪であり、これらの４輪はエンジ ン１０からの動力が走行変速機構１１を介して各々伝達されて駆動できるいわゆ る４輪駆動型であり、エンジン１０からの動力を別の動力伝達機構１２を介して 送風機７を回転させ、また噴霧ノズル６に対する動力ポンプ１３を駆動させる。

【００１０】 ハンドル３付き操舵装置１４は、図３に示すような機械的または油圧系統を含 むパワーステアリング機構１５であり、このパワーステアリング機構１５は油圧 回路１６における複動式の油圧シリンダ１７にて作動し、油圧シリンダ１７が伸 長するとき、平面視Ｗ字状のベルクランク１８を介して後輪９，９を左向きに変 更すると共に、連結ロッド１９及び平面視Ｖ字状のベルクランク２０を介して前 輪８，８を右向きに変更する（油圧シリンダ１７が縮小するときには前輪は左向 き後輪は右向きに変更される）というように、前後４輪ともに向きを変えて左右 に回動変更できるいわゆる４輪操舵型である。

【００１１】 その油圧回路１６を図４に示し、符号２８は、自動操舵用の油圧シリンダ１７ に対する電磁ソレノイド式の制御弁であり、符号２９は走行クラッチ及びブレー キ作動のための油圧シリンダ３０を制御する電磁ソレノイド式の制御弁、符号２ ３は手動操舵操作の場合に使用する制御弁である。 制御弁２９、２８は、油圧ポンプ２２からの作動油送りの場合に前記手動操舵 用の制御弁２３よりも上流から分岐した油圧管３１に接続し、しかも、走行クラ ッチ及びブレーキ作動用の制御弁２９は、自動操舵用の制御弁２８よりも上流側 になるよう直列状に連結する。

【００１２】 従って、走行クラッチ及びブレーキを作動させるべく、制御弁２９を介して作 動させるときには、その油圧シリンダ３０が優先的に作動し、操舵用の油圧シリ ンダ１７の作動は二次的となる。 なお、手動操舵のときには、油圧ポンプ２２から送られてきた油が制御弁２３ を介して油圧モータ２１に送られ、この油圧モータ２１からの油送り量をハンド ル３の回動角度に比例するように作動させ、この油を前記ステアリング機構１５ に取付く複動式の油圧シリンダ１７に送る。自動操舵制御のときには油圧ポンプ ２２から制御弁２９の中立位置及び電磁ソレノイド式制御弁２８を介して油圧シ リンダ１７に作動油を送る。

【００１３】 符号２５は前輪８の操舵角度を検出できるポテンショメータ等の操舵角度セン サーであり、この場合、左右車輪の向き角度の平均値を求めて検出しても良い。 なお、前輪と後輪とを別々の油圧シリンダ式パワーステアリング機構を介して 連結して、前輪と後輪とを個別的に操舵制御するようにしても良い。 走行車体１の下面には、その前部に左右一対の磁気センサー２６ａ，２６ｂを 設ける。この磁気センサー２６ａ，２６ｂは、導体をコイル状に巻いたピックア ップコイルであっても良いし、ホール素子、ホールＩＣ、磁気抵抗素子、磁気ト ランジスタであっても良く、交流電流発生装置にて誘導ケーブル２７に印加され た適宜周波数の交流電流により、当該誘導ケーブル２７の周囲に発生する交流磁 界の強度を検出することができるものである。誘導ケーブル２７は果樹園の作業 経路である誘導経路に沿って形成した溝内に敷設するか、または地中に埋設する 。

【００１４】 なお、前記誘導ケーブル２７にパルス的に直流電流を流したり、直流電流にパ ルス信号を載せる等して交流磁界を発生させても良い。さらに、敷設する誘導ケ ーブル２７は、一本（単線）であっても良いし、左右に適宜隔てて平行状に敷設 する、いわゆるステレオ型であっても良い。誘導ケーブル２７の形状は通常の断 面円形のワイヤ状又は偏平な帯状であっても良い。

【００１５】 図５〜図８に示す符号６０は、前記走行変速機構１１に関連して設けた走行ク ラッチ（図示せず）のためのクラッチペタル、符号６１は、従来から公知の油圧 式などのブレーキ機構に対するブレーキペタルを示し、これらペタルは操縦部に 設ける。前記ブレーキペタル６１の基部を固着したボス６４を、位置固定的な軸 受け筒６２に回動自在に嵌挿した支軸６３の一端に被嵌したピン６５にて固着し て一体的に回動するように構成する。前記軸受け筒６２の他端から延びる支軸６ ３に回動可能に被嵌した筒体６６に前記クラッチペタル６０の基部を固着し、前 記筒体６６を挟んで軸受け筒６２と反対側において支軸６３に被嵌したボス６７ をピン６８を介して固着し、ボス６７に固着したアーム６９には緩衝ばね７０を 介してブレーキ用の作動杆７１を取り付ける。

【００１６】 また、前記クラッチペタル６０が取付く筒体６６に突出させたアーム７２には 走行クラッチ機構（図示せず）に連結する作動杆７３を連結する。符号７４は筒 体６６と支軸６３とを一体的に回動させるときに連結する結合ピンで、筒体６６ の外周面に突設した断面Ｌ字状のブラケット７６に結合ピン７４を摺動自在に装 着し、結合ピン７４の先端側に固着した鍔片７７とブラケット７６との間に介挿 した付勢ばね７５にて、結合ピン７４の先端部７４ａが筒体６６における支持孔 ７８から支軸６３に穿設した結合孔７９に向かって前進して、支軸６３と筒体６ ６、ひいてはブレーキペタル６１またはクラッチペタル６０のいずれか一方の踏 み込み動作にて、走行クラッチ及びブレーキが略同時に作動（動力遮断と制動） するように構成する。

【００１７】 前記ブラケット７６の外面に設けたボス８０には、結合ピン７４の軸部に貫通 させた係合ピン８１が嵌合する凹溝８２を形成し、結合ピン７４を後退（先端部 ７４ａが結合孔７９から抜け出す方向に移動）させて、係合ピン８１が凹溝８２ から抜け出した状態で結合ピン７４をその軸線廻りに回動させてボス８０の外面 に接当させる（図８の一点鎖線参照）と、当該結合ピン７４の先端部７４ａが結 合孔７９から外れた状態に保持できる構成である。符号８３は、前記結合ピン７ ４にて支軸６３と筒体６６とが一体的に回動するように結合されている状態を検 出するためのリミットスイッチなどの連結センサーで、鍔片７７が連結センサー ８３に接近（当接）したときを前記結合状態であると検知する。

【００１８】 前記クラッチ及びブレーキを一体的に略同時に作動させるための油圧シリンダ ３０のピストンロッド３０ａは、クラッチペタル６０の作動杆６０ａに突設した 係合軸８４にブラケット８５を介して回動可能に取付き、油圧シリンダ３０の基 端は固定枠８６に回動軸８７を介して回動可能に装着されている。これにより、 前記結合ピン７４の差し込みによる結合状態で油圧シリンダ３０を作動させると 、支軸６３及び筒体６６を一体的に、且つ強制的に回動駆動することになり、走 行クラッチにて動力遮断と制動とが略同時に実行される。なお、結合孔７９の孔 径を結合ピン７４の先端部７４ａの直径より大きく（少なくとも結合ピン７４の 軸線廻りの回動方向に大きく）形成することにより、筒体６６が適宜角度回動し たのち支軸６３がつれ廻りするので、走行クラッチのオフ（動力遮断）が制動動 作よりも若干先行することができ、急制動時（緊急停止時）のエンジンストップ を防止することができる。

【００１９】 図９は、前記の制御をマイクロコンピュータのソフトにより実行する場合の制 御装置３２の機能ブロック図を示し、マイクロコンピュータ等の中央処理装置３ ３には、読み書き可能メモリ（ＲＡＭ）３４及び読み出し専用メモリ（ＲＯＭ） ３５が接続されている。 また、中央処理装置３３には、前記磁気センサー２６ａ，２６ｂからの検出信 号をＡ／Ｄ変換器３６，３６でデジタル信号に変換した後入力し、誘導ケーブル ２７の軸線に対する走行車体１の中心線の横ずれの偏位量や、車体の横ずれ方向 が左右いずれであるかを中央処理装置３３にて演算するのである。

【００２０】 つまり、一対の磁気センサー２６ａ，２６ｂの検出信号を演算すれば、車体の 前部における誘導ケーブル２７に対する横ずれの偏位量を求めることおよび横ず れの向き（右または左）を判別することができる。 なお、走行車体１の前後に各々左右対の磁気センサーを設けて、前部対の磁気 センサーの検出・演算結果から前部操舵装置を作動する一方、後部磁気センサー の検出・演算結果から後部操舵装置を作動するように構成しても良い。

【００２１】 符号４０は薬液タンク４内の薬液レベル（水面高さ）を検出するための電気抵 抗式等のレベルセンサー、符号４１は噴霧時の薬液消費量を検出するための流量 検出センサーを示し、これらと、図示しない無線操作機器（ラジオコントローラ ）による緊急停止用信号入力部８８等は中央処理装置３３におけるインターフエ イスの入力端子に接続する。

【００２２】 前記連結センサー８３と、座席９０に設けた着座状態検出用の着座センサー９ １と、自動操舵状態にセットするための自動スイッチ９２とを図９に示すように 直列的に接続して中央処理装置３３の入力端子に接続する。 中央処理装置３３におけるインターフエイスの出力端子には次のものを接続す る。即ち、薬液タンク４から噴霧ノズル６に薬液を送る動力ポンプ１３の電磁ク ラッチ用駆動回路４３と、薬液流通管の途中に設けて液の流通量を調節し，遮断 することが可能な調節バルブ４４の駆動回路４５と、前記自動操舵用の制御弁２ ８の右操舵用電磁ソレノイド２８Ｒの電気式駆動回路４６と左操舵用電磁ソレノ イド２８Ｌの電気式駆動回路４７と、前記薬液タンク４内の薬液レベルが最低に なったとき、点灯する表示ランプ４８と、走行車体１の走行ブレーキ及びクラッ チに対する油圧シリンダ３０の制御弁２９における電磁ソレノイドを作動させる アクチェータの駆動回路５０等を接続する。

【００２３】 そして、中央処理装置３３にて、前記走行車体１に設けた左右一対の磁気セン サー２６ａ，２６ｂで検出した誘導ケーブル２７に対する横ずれ量を演算し、こ の検出横ずれ量と操舵角度センサー２５の検出値とから、前記横ずれ量が小さく なるように操舵制御するための操舵修正指令量信号を求めて、電気式駆動回路４ ６，４７に駆動パルス信号を与える。

【００２４】 この検出値に基づいて、誘導ケーブル２７に略沿うような操舵制御、いわゆる 電磁誘導操舵制御を実行するのである。 この構成において、まず、前記前記連結機構における結合ピン７４を後退（先 端部７４ａが結合孔７９から抜け出す方向に移動）させて、結合ピンに突設した 係合ピン８１がボス８０における凹溝８２から抜け出した状態で結合ピン７４を その軸線廻りに回動させてボス８０の前面に接当させる（図８の一点鎖線参照） と、当該結合ピン７４の先端部７４ａが結合孔７９から外れた状態に保持できる 。これにより、支軸６３と筒体６６との一体関係が外れ、操縦者は走行クラッチ 用のペタル６０とブレーキ装置用のペタル６１とを別々に操作でき、連結センサ ー８３はオフ状態となる。

【００２５】 しかして、運転操作部の座席９０に座った作業者は自動スイッチ９２をオフに セットし、エンジン１０を始動し、誘導ケーブル２７に沿うようにして作業開始 位置に走行車体１を位置させる。次いで走行車体１を無人走行させて薬剤散布作 業を実行するには、結合ピン７４を支軸６３における結合孔７９に差し込み、走 行クラッチとブレーキとが略同時に作動できるようにセットすると前記連結セン サー８３はオンとなる。駆動回路５０を作動させて油圧シリンダ３０のピストン ロッド３０ａを突出させ、制動が作動した状態、つまり、走行車体１の位置停止 状態を保持している。

【００２６】 次いで、自動スイッチ９２をオンにセットし、走行速度、薬剤散布方向等の初 期設定を実行した後、送風フアン７のクラッチをオンにして回転させた後、作業 者が走行車体１から下りると、着座センサー９１はオフとなり、ついで遠隔操作 または走行車体に設けたスイッチ（図示せず）のオンにて前記駆動回路５０を作 動し、走行クラッチ解除ブレーキ解除にして、走行車体１を前進させる。

【００２７】 このようにして走行車体１を誘導ケーブル２７に沿うように自動操舵制御させ つつ噴霧作業を実行する。緊急停止させたいとき、遠隔操作用の無線操作機器（ ラジオコントローラ）から停止信号を発信し、この停止信号を緊急停止用信号入 力部８８で受けると、油圧回路における操舵用制御弁２８よりも上流側に設けた 制御弁２９を作動させるので、操舵用制御弁２８が回行制御中であっても、前記 油圧シリンダ３０を作動させるべく制御弁２９を優先的に制御することができ、 操舵制御の実行・不実行のいかんにかかわらず走行車両の進行を確実に停止させ ることができると共にエンジンの停止も防止できる。

【００２８】 また走行クラッチとブレーキとを略同時に作動させるので、エンジンからの動 力を遮断した状態で、制動できて制動距離を短くすることができ、斜面に停止し た状態での制動も確実に実行できる。 なお、緊急停止用信号入力部８８に代えて、障害物検知用の光センサー、超音 波センサー８９等からの検出信号を中央処理装置３３で演算して障害物ありと判 断したとき、前記制御弁２９を作動させるようにしても良いのである。

【００２９】 図１０は別の安全装置で、この安全装置では、前記連結センサー８３と着座セ ンサー１９と自動スイッチ９２とを直列状に接続すると共に、着座センサー１９ と自動スイッチ９２を複数端子型に設計し、前記連結センサー８３がオンの状態 で、着座センサー９１がオンの状態（操縦者などが着座している状態）または自 動スイッチ９２がオフの状態（自動操舵制御しない状態）のときには警報ブザー ９３が作動（警報を出す）するように結線する。

【００３０】 これにより、走行クラッチ装置とブレーキ装置との両操作部が結合状態におい て、前記センサー９１またはスイッチ９２の位置に応じて、手動操作（操縦者に よる運転操作）する者に警告を与え、また自動操舵制御に完全に移行していない ことを操縦者に知らせるのである。 本考案は、薬剤散布機に限らず、その他の作業用の自動走行車両に適用できる ことはいうまでもない。

【００３１】

【考案の作用及び効果】

本考案では、誘導経路に沿って走行車体が進行するように操舵装置を制御する 自動操舵制御装置を備える一方、走行車体に搭載した動力源から走行装置への動 力伝達を継断するための走行クラッチ装置と、走行装置を停止させるブレーキ装 置とを備えてなる自動走行車両において、前記クラッチ装置及びブレーキ装置の 両操作部を連結するための連結手段と、該連結手段による連結状態を検出する連 結センサーと、自動操舵制御装置を作動させる自動スイッチとを備え、前記連結 センサーがオンのときのみ、前記自動操舵制御装置の作動が可能となるよう構成 したので、非常停止等の停止制御が確実に実行可能できるように準備した状態で ないと、自動操舵制御を作動させることができないから、無人での走行自動操舵 制御を安全確実なものとすることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】薬剤散布機の側面図である。

【図２】薬剤散布機の平面図である。

【図３】操舵装置１４の概略平面図である。

【図４】操舵装置の制御油圧回路図である。

【図５】走行クラッチおよびブレーキに対するペタルの
連結機構を示す斜視図である。

【図６】ペタルの連結機構の一部断面で示す平面図であ
る。

【図７】図６のVII −VII 矢視側面図である。

【図８】図５の VIII −VIII矢視拡大断面図である。

【図９】制御装置の機能ブロック図である。

【図１０】他の実施例の制御装置の機能ブロック図であ
る。

【符号の説明】

１ 走行車体 ３ ハンドル ６ 噴霧ノズル ７ 送風機 ８，８ 前輪 ９，９ 後輪 １０ エンジン １１ 走行変速機構 １２ 動力伝達機構 １３ 動力ポンプ １４ 操舵装置 １６ 油圧回路 １７ 油圧シリンダ ２２ 油圧ポンプ ２３ 制御弁 ２５ 操舵角度センサー ２６ａ，２６ｂ 磁気センサー ２７ 誘導ケーブル ２８ 自動操舵用制御弁 ２９ 制御弁 ３０ 油圧シリンダ ３２ 制御装置 ３３ 中央処理装置 ４６，４７ 駆動回路 ６０ クラッチペタル ６１ ブレーキペタル ６３ 支軸 ６６ 筒体 ７４ 結合ピン ８３ 連結センサー ９０ 座席 ９１ 着座センサー ９２ 自動スイッチ ９３ 警報ブザー

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 誘導経路に沿って走行車体が進行するよ
   うに操舵装置を制御する自動操舵制御装置を備える一
   方、走行車体に搭載した動力源から走行装置への動力伝
   達を継断するための走行クラッチ装置と、走行装置を停
   止させるブレーキ装置とを備えてなる自動走行車両にお
   いて、前記クラッチ装置及びブレーキ装置の両操作部を
   連結するための連結手段と、該連結手段による連結状態
   を検出する連結センサーと、自動操舵制御装置を作動さ
   せる自動スイッチとを備え、前記連結センサーがオンの
   ときのみ、前記自動操舵制御装置の作動が可能となるよ
   う構成したことを特徴とする自動走行車両における自動
   安全装置。