JPH0533001B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、機体の向きを検出する方位検出手
段、作業行程に対する機体の横幅方向の位置ずれ
を検出する位置ずれ検出手段、及び、作業行程の
長さ方向に沿う基準方位と前記方位検出手段の検
出情報とにより求められる機体の前記基準方位に
対する傾きと、前記位置ずれ検出手段による検出
情報とに基づいて、前記機体を作業行程に沿つて
自動走行させる走行制御手段を設けてある自動走
行作業車の走行制御装置に関する。

〔従来の技術〕

上記この種の自動走行作業車の走行制御装置お
いては、機体が作業行程の長さ方向に向かつて直
進しながら、その作業行程に対する横幅方向のず
れが少ない状態で自動走行するように、機体の向
きを検出する方位検出手段と、作業行程に対する
機体の横幅方向の位置ずれを検出する位置ずれ検
出手段とを設け、それら各検出手段による検出情
報に基づいて、走行制御するようにしたものであ
る。

例えば、自走式コンバインにおいて、所定の作
業範囲の外周部に位置する各辺の作業行程に沿つ
て順次内側方向に走行させるいわゆる回り走行形
態にて刈取作業を行わせる場合を例に説明を加え
れば、作業範囲の最外周部に位置する４辺夫々の
第１作業行程の長さ方向に沿う基準方位を作業開
始前に予め設定し、そして、これら第１作業行程
より内側に位置する各作業行程では、刈り残しを
生じないようにするために、作業行程に対する位
置ずれ検出手段による検出情報に基づいて、圃場
に植立された未刈り茎稈に対して機体の横幅方向
の位置つまり刈取位置が適正位置に維持されるよ
うにしながら、作業範囲の外周部に沿つて一周す
る毎に作業幅分を減じながら、上記第１作業行程
に平行する方向に向かつて走行させるように走行
制御することとなる。

そして、従来では、基準方位の設定を簡素化す
るために、上記作業範囲の最外周部に位置する４
辺の第１作業行程夫々の基準方位を、作業が終了
するまで、第２作業行程以降の各作業行程に対す
る基準方位としてそのまま用いるようにしてあつ
た。

ちなみに、上記基準方位を設定する場合、予め
作業範囲の外周部に沿つて走行させて、設定距離
走行する毎に方位検出手段による検出方位をサン
プリングし、そのサンプリングした検出方位を平
均して、一辺の作業行程の長さ方向全体の向きを
平均方位として検出し、その平均方位を、４辺の
互いに平行する作業行程夫々における基準方位と
してテイーチングしたり、あるいは、作業前に予
め人為的に設定したりすることとなる。

尚、作業行程を、互いに平行する作業行程のみ
に設定して、各作業行程を往復走行させるいわゆ
る往復走行形態とする場合もあり、その場合は、
基準方位として一つの基準方位のみを用いたり、
走行方向が互いに略180度反転する一対の基準方
位を設定することとなる。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかしながら、上記従来構成においては、作業
行程の長さ方向を示す基準方位を、一度設定する
と、作業が終了するまで、その設定された基準方
位をそのまま用いるようにしてあつたので、以下
に示すような不都合があつた。

すなわち、作業前に設定した基準方位が、その
設定誤差や、あるいは、位置ずれ検出手段による
作業行程に対する横幅方向の位置修正により生じ
る作業幅の変動や圃場に植立された茎稈列の実際
の幅やその方向のずれ等に起因して、作業が進行
するに伴つて、初期設定された基準方位に対して
実際の作業行程の方位がずれることがある。

そして、実際の作業行程の方位のずれが大きく
なると、実際の作業行程の方位とは異なる基準方
位の方向に機体が向けられるように走行制御され
ることとなり、その結果、作業行程に対する横幅
方向の位置ずれが多くなつて、刈り残しを生じる
虞れがあつた。

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、実際の作業行程の方位が最初
に設定された基準方位からずれても、機体を実際
の作業行程の方向に向けて自動走行させることが
できるようにすることにある。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明による自動走行作業車の走行制御装置の
特徴構成は、第１図に示すように、前記方位検出
手段S₃による検出方位θを設定距離又は設定時間
毎にサンプリングして、一つの作業行程の長さ方
向における平均方位θmnを検出する平均方位検出
手段１０１、及び、その平均方位θmnを、現作業
行程に平行する次の作業行程における基準方位
Xmnとして更新する基準方位更新手段１０２を
設けてある点にあり、その作用並びに効果は以下
の通りである。

〔作用〕

すなわち、一つの作業行程を走行する間に、そ
の作業行程の実際の向きを検出し、この作業行程
に平行する次の作業行程においては、実際に検出
した作業行程の向きつまり平均方位を、新たな基
準方位として用いることにより、各作業行程にお
ける基準方位の誤差が集積しないようにできる。
つまり、作業行程夫々において、基準方位を自動
的にテイーチングして更新するのである。

〔発明の効果〕

従つて、作業行程夫々において、実際の作業行
程の向きに対応した基準方位を自動的に設定する
ことができる。もつて、作業行程に対する基準方
位のずれの誤差が累積しない状態で的確に走行制
御できるに至つた。

〔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６図に示すように、圃場の稲や麦等の植立茎
稈を引き起こして刈り取ると共に、刈取茎稈を搬
送しながら横倒れ姿勢に姿勢変更して、フイード
チエーン１に受け渡す刈取部２と、前記フイード
チエーン１で挟持搬送される茎稈を脱穀して穀粒
を選別回収する脱穀装置３とを、左右一対のクロ
ーラ走行装置４，４を装備した機体Ｖに搭載し
て、作業車としての自走式コンバインを構成して
ある。

前記刈取部２の下方には、前方より前記刈取部
２に導入される茎稈の株元に接当することによつ
てON／OFF信号を出力する接触式スイツチにて
構成された株元センサS₀を設けてあり、刈取作業
中であるか否かを検出するようにしてある。

前記刈取部２の先端部に設けられた左右両端の
分草具５ａ，５ｂの取り付けフレーム６，６の
夫々には、機体Ｖの前方側へ向かつて付勢され、
前記刈取部２に導入される茎稈の株元に接当し
て、その接当位置に対応した角度分を機体Ｖの後
方側に回動するセンサバー７と、そのセンサバー
７の回動角を検出するポテンシヨメータＲとから
なる位置ずれ検出手段としての倣いセンサS₁，S₂
を設けてあり、作業行程に対する機体Ｖの横幅方
向の位置ずれを検出する位置ずれ検出手段を構成
してある。

尚、圃場に植立された茎稈が、前記センサバー
７に対して断続的に接当することから、前記ポテ
ンシヨメータＲの出力信号は、断続して変化する
こととなる。従つて、前記位置ずれを検出するた
めには、前記ポテンシヨメータＲの出力信号を平
均化したり、単位時間当たりの最大値を検出する
等の信号処理を行うこととなる。

又、機体Ｖの向きを検出する方位検出手段とし
て、地磁気変化を感知することにより絶対方位を
検出する地磁気センサを用いた方位センサS₃を、
機体Ｖの上部に設けてある。

機体Ｖの構成について説明すれば、第２図に示
すように、エンジンＥからの出力を、油圧式無段
変速装置８を介して走行用ミツシヨン部９に伝達
するように構成してあり、前記ミツシヨン部９へ
の入力軸１０の回転数を検出することにより走行
速度や走行距離を検出するための回転数センサS₄
を設けてある。

又、前記ミツシヨン部９から左右クローラ走行
装置４，４への動力伝達を断続する左右一対の操
向クラツチブレーキ１１Ｌ，１１Ｒ、この操向ク
ラツチブレーキ１１Ｌ，１１Ｒを入り切り操作す
る油圧シリンダ１２Ｌ，１２Ｒ、及び、この油圧
シリンダ１２Ｌ，１２Ｒに対する電磁弁１３Ｌ，
１３Ｒを設けてあり、前記電磁弁１３Ｌ，１３Ｒ
の作動を制御することにより操向操作するように
構成してある。

以下、機体Ｖを茎稈に追従させながら作業行程
に沿つて自動走行させる走行制御手段１００の構
成について詳述する。

先ず、走行制御の概略を説明すると、第５図に
示すように、予め刈取作業範囲の最外周部を人為
的に操縦しながら走行して刈取作業を行う際に、
前記株元センサS₀がONしてからOFFするまでの
間における前記方位センサS₃による検出方位θを
設定時間毎に繰り返しサンプリングし、その平均
方位（θmn）ｎ＝₀を、最外周部に位置する４辺
（ｍ＝_1,2,3,4）夫々の第１作業行程ｎ＝₁の基準方位
Xm₁としてテイーチングすると共に、その各辺
における茎稈植え付け形態が、機体進行方向に沿
つて茎稈が列条に並ぶ形態であるか、機体進行方
向に沿つて茎稈が不規則に並ぶ形態であるかを、
前記４辺の基準方位Xmnに関連させて、走行制
御手段１００を構成する制御装置１４に接続した
メモリ１５内に記憶させるようにしてある。尚、
植え付け形態を記憶させるに、列条に並ぶ形態
を、それに対する刈取形式である条刈りとして、
又、不規則に並ぶ形態を、それに対する刈取形式
である横刈りとして記憶させるようにしてある。

ちなみに、茎稈がバラ播きされている場合に
は、機体進行方向に沿つて茎稈が不規則に並ぶ形
態となるために、全作業行程に亘つて横刈り形式
にて刈取作業を行うこととなる。

そして、この基準方位Xmn及び植え付け形態
の記憶のための作業を、以下において外周テイー
チングと呼称する。又、前記株元センサS₀がON
してからOFFするまでの間における前記方位セ
ンサS₃による検出方位θを設定時間毎に繰り返し
サンプリングし、その平均方位θmnを求める処理
にて、一つの作業行程の長さ方向における平均方
位θmnを検出する平均方位検出手段１０１を構成
してある。

その後、操向制御が起動されると、条刈りを行
うための第１操向制御手段と横刈りを行うための
第２操向制御手段とを、各辺に沿う作業行程夫々
の茎稈植え付け形態に合わせて自動的に選択し
て、機体Ｖ横幅方向の位置が作業行程に対して適
正位置に維持されるように、前記倣いセンサS₁，
S₂による検出情報に基づいて操向制御すると共
に、機体Ｖが前記基準方位Xmnの方向に向かう
ように、前記方位センサS₃による検出情報つまり
検出方位θと前記基準方位Xmnとの差である機
体の傾きに基づいて操向制御し、且つ、一つの作
業行程が終了する毎に順次略90度方向転換させる
ターン制御を行いながら、自動走行させることに
なる。

但し、作業範囲の最外周部に位置する第１作業
行程ｎ＝₁以降の行程においては、前記外周テイ
ーチングと同様にして、前記方位センサS₃による
検出方位θを、設定時間毎にサンプリングし、一
つの作業行程が終了するに伴つて、そのサンプリ
ングした検出方位θを平均した平均方位θmnを求
めて、現作業行程ｎに平行する次の作業行程ｎ＋
１に対する基準方位Xmnを、自動的に更新する
基準方位更新手段１０２を設けてある。

次に、前記制御装置１４の動作を説明しなが
ら、前記基準方位更新手段１０２について詳述す
る。

第３図に示すように、外周テイーチングを行う
か、自動走行を行うかを指示する作業モード選択
用のスイツチSW₀を操作状態が判別され、このス
イツチSW₀がON状態であると、外周テイーチン
グのための処理が開始される。前記作業モード選
択用のスイツチSW₀がOFF状態の時に操向制御
スタートスイツチSW₁がON操作されると、前記
株元センサS₀の状態が判別される。

そして、機体Ｖを人為的に操作して刈取作業を
開始すると、前記株元センサS₀がON状態となつ
て、自動走行のための走行制御が開始される。

すなわち、前記株元センサS₀がONするに伴つ
て、前記方位センサS₃の検出方位θと前記基準方
位Xmnとを比較し、検出方位θに最も近い基準
方位に対応して記憶された刈取形式が選択され、
その選択された刈取形式に応じた第１又は第２の
操向制御手段による操向制御が開始されると共
に、前記平均方位検出手段１０１の作動が開始さ
れて、前記方位センサS₃による検出方位θのサン
プリングが開始される。

一つの作業行程の終了に伴つて前記株元センサ
S₀がOFFすると、前記サンプリングされた検出
方位θに基づいて、現作業行程ｎの平均方位θmn
を求めると共に、その値を、４辺（ｍ＝_1,2,3,4）
夫々に対応させて、前記基準方位Xmnに置き換
えた後、前記メモリ１５に予め記憶させてあるタ
ーンパターンに基づいて、ターン制御することに
より、次の作業行程の方向に略90度方向転換させ
る。

もつて、上述した一つの作業行程の終了に伴つ
て、現作業行程ｎの平均方位θmnを、次の作業行
程ｎ＋₁に対する基準方位Xmnに置き換える処理
にて、基準方位更新手段１０２を構成してある。

その後は、最終行程あるいは操向制御が停止さ
れるまで、上述した処理を繰り返すことにより、
所定範囲の刈取作業を自動的に行うのである。

次に、各部の制御作動について説明する。

前記ターン制御は、例えば、前記株元センサS₀
がOFFした時点より、設定距離を前進した後、
現作業行程の基準方位Xmnと次の作業行程の基
準方位（Xm＋₁，ｎ）との交差角度より小さい
所定角度を次の作業行程方向に向かつて旋回して
一旦停止し、所定距離を直進後退した後、前記交
差角度より前記所定角度を引いた残りの角度分を
次の作業行程方向に旋回するというとうに、前記
方位センサS₃による検出情報と前記回転数センサ
S₄による検出走行距離とに基づいて走行制御しな
がら、予め設定された一連のシーケンスを実行す
ることによつて、機体Ｖが次の作業行程の始端部
側に自動的に走行するようにしてある。

前記第１操向制御手段について説明すれば、こ
の第１操向制御手段が、機体進行方向に対して条
列に植立された茎稈に沿つて走行させるための操
向制御手段であることから、作業行程の横幅方向
に対する位置ずれが適正状態に維持されるよう
に、前記倣いセンサS₁，S₂による検出情報に基づ
いて行う操向制御を、前記方位センサS₃による検
出方位θと基準方位Xmnに対する機体向きのず
れを修正する方位制御よりも優先させるようにし
てある。つまり、前記倣いセンサS₁，S₂による検
出情報に基づいて判別された横幅方向の位置ずれ
が、適正位置範囲内にある場合に、機体の向きを
修正する方位制御を行うようにしてある。従つ
て、この第１操向制御手段による操向制御におい
て、基準方位Xmnが実際の作業行程の向きつま
り前記平均方位θmnに対してずれる虞れが多いの
である。

一方、前記第２操向制御手段は、機体進行方向
に対して茎稈の条列が不明確である場合の操向制
御手段であることから、前記方位制御を前記倣い
センサS₁，S₂による検出情報に基づいて行う操向
制御よりも優先して行うようにしてある。つま
り、前記方位センサS₃による検出方位θと基準方
位Xmnとの差が設定範囲内にある場合に、前記
倣いセンサS₁，S₂による検出情報に基づいて行う
操向制御を行うようにしてある。

第４図に示すフローチヤートに基づいて、前記
平均方位検出手段１０１について説明を加えば、
前記株元センサS₀がONした後OFFするまでの間
に、前記第１操向制御手段又は第２操向制御手段
にて操向制御しながら、予め設定してある設定時
間経過する毎に、前記方位センサS₃による検出方
位θをサンプリングし、そのサンプリング個数が
所定個数に達する毎に、サンプリングした値を平
均して、区間平均を求め、その区間平均の値を前
記メモリ１５に記憶する。そして、前記株元セン
サS₀がOFFするに伴つて、前記検出方位θのサ
ンプリングを停止すると共に、前記記憶した区間
平均の値全部の平均を演算することにより、一つ
の作業行程に対する平均方位θmnを求めるように
してある。

〔別実施例〕

上記実施例では、平均方位検出手段１０１を構
成するに、設定時間毎に、方位センサS₃の検出方
位θをサンプリングするようにした場合を例示し
たが、設定距離毎にサンプリングしてもよい。そ
して、その場合は、前記回転数センサS₄による検
出情報に基づいて、設定距離走行したか否かを判
別できる。

又、上記実施例では、最初の作業行程の基準方
位Xmnを、外周テイーチングにより茎稈値え付
け形態と共にテイーチングさせるようにした場合
を例示したが、外周テイーチング無に、人為的に
設定してもよい。

又、上記実施例では、所定範囲の刈取作業を行
うに、長方形の作業範囲の外周部に沿つて４辺を
略90度方向転換させながら一周させる回り走行形
式にて行うようにした場合を例示したが、長方形
以外の台形や三角形等に設定してもよく、又、平
行する作業行程を、作業幅方向に交互に180度方
向転換しながら往復走行させる形式を用いてもよ
く、作業形式の具体構成は各種変更できる。

又、上記実施例では、本発明を自走式コンバイ
ンに適用した場合を例示したが、例えば、自動走
行式の芝刈り作業車や耕耘用の作業車等、作業行
程に沿つて自動走行させる各種の作業車に適用で
きるのは勿論であり、自動走行のための各部の具
体構成は、本発明を適用する作業車の構成に応じ
て各種変更できるものであつて、本発明は上記実
施例のみに限定されるものではない。

尚、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自動走行作業車の走行制御
装置の実施例を示し、第１図は本発明の構成を示
す機能ブロツク図、第２図は制御システムの全体
構成を示すブロツク図、第３図は制御装置の動作
を示すフローチヤート、第４図は平均方位検出作
動のフローチヤート、第５図は作業行程の説明
図、第６図はコンバインの概略側面図である。 Ｖ……機体、S₁，S₂……位置ずれ検出手段、S₃
……方位検出手段、Xmn……基準方位、θmn…
…平均方位、θ……検出方位、１００……走行制
御手段、１０１……平均方位検出手段、１０２…
…基準方位更新手段。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 機体Ｖの向きを検出する方位検出手段S₃、作
   業行程に対する機体Ｖの横幅方向の位置ずれを検
   出する位置ずれ検出手段S₁，S₂、及び、作業行程
   の長さ方向に沿う基準方位Xmnと前記方位検出
   手段S₃の検出情報とにより求められる機体Ｖの前
   記基準方位Xmnに対する傾きと、前記位置ずれ
   検出手段S₁，S₂による検出情報とに基づいて、前
   記機体Ｖを作業行程に沿つて自動走行させる走行
   制御手段１００を設けてある自動走行作業車の走
   行制御装置であつて、前記方位検出手段S₃による
   検出方位θを設定距離又は設定時間毎にサンプリ
   ングして、一つの作業行程の長さ方向における平
   均方位θmnを検出する平均方位検出手段１０１、
   及び、その平均方位θmnを、現作業行程に平行す
   る次の作業行程における基準方位Xmnとして更
   新する基準方位更新手段１０２を設けてある自動
   走行作業車の走行制御装置。