JPH0738134B2 - 遠隔操縦式作業車の操向制御装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、作業車を遠隔操縦により操向操作するための
操向制御装置、詳しくは、車体に、それの前後の夫々に
左右一対装備した操向車輪を向き変更操作する操向用ア
クチュエータの作動を制御する制御手段が設けられ、そ
の制御手段は、操向用操作具を備えた送信機からのステ
アリング形式選択情報及び操向情報に基づいて、前記前
後の操向車輪を同じ向きに向き変更する平行ステアリン
グ形式及び前記前後の操向車輪を異なる向きに向ける旋
回ステアリング形式のいずれかを選択して、前記操向車
輪の操作が前記操向用操作具の操作に追従するように前
記操向用アクチュエータを作動させるように構成された
遠隔操縦式作業車の操向制御装置に関する。

〔従来の技術〕

上記この種の遠隔操縦式作業車の操向制御装置において
は、操向車輪を操作するための指示情報を、送信機側に
設けられた操向操作用レバー等の操向用操作具の操作に
対応して車体側の受信機に向けて送信し、その操向情報
に基づいて、車体側の制御手段が、操向車輪を向き変更
操作する操向用アクチュエータを、操向車輪の操作が操
向用操作具の操作に追従するように制御して、作業車の
操向操作を、遠隔操縦により人為的に操作できるように
したものである。

ところで、この種の遠隔操縦式作業車では、操向車輪が
同一操作状態であっても、前進時と後進時とで操向方向
が異なるステアリング形式が用いられている。

つまり、遠隔操縦式作業車の一例としての芝刈作業車等
においては、所定の作業範囲を、順次作業幅分を減じな
がら一つの行程の走行を終了後、次行程へ移動させるこ
ととなる。そして、各行程での作業中に作業装置の移動
方向に対して横方向でのずれを修正する場合には前後輪
を夫々同一方向に操向操作して、車体向きを変えずに平
行移動させるほうが、車体を旋回させて移動するよりも
蛇行が少なくなって効率が良いことから、上記前後輪を
夫々同一方向に操向操作する平行ステアリング形式によ
る操向が可能なように前後輪の両方を操向操作可能に構
成してある。

又、車輪のスリップ等により車体向きが変わると、上記
平行ステアリング形式のみでは車体向きを変えることが
できなくなるので、平行ステアリング形式と前後輪を相
対的に逆方向に操作する旋回ステアリング形式とを選択
できるように、制御手段は、送信機からのステアリング
形式選択情報に基づいて、平行ステアリング形式と旋回
ステアリング形式とのうちのいずれかを選択して、操向
用アクチュエータを制御する。

従って、上記平行ステアリング形式が、操向車輪が同一
操作状態であっても、操縦者から車体が遠ざかる方向へ
走行させる前進時と近づく方向へ走行させる後進時とに
おいて操向方向が異なるステアリング形式であり、そし
て、前進時を基準として、車体操向方向と操向用操作具
の操作方向とが一致するように構成することになる。

尚、上述の如く、前後輪の両方を操向操作可能に構成す
ると、前後進何れも差の無い状態で走行させることがで
きることとなり、例えば、上記芝刈作業車において、一
行程毎に走行方向を反転させて前後進を繰り返しながら
隣接した各行程を走行するように操向操作すると、各行
程間の移動が効率良く行えて作業効率が良くなるので、
一行程毎に前後進を交互に繰り返す作業形式が用いられ
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においては、
操縦者の視線方向と車体走行方向とが一致する前進時、
つまり、操縦者が車体後方側に位置し、前進により操縦
者から遠ざかる方向に走行させる場合には、送信機側の
操向用操作具の操作方向と車体操向方向とが一致するの
で問題が無いのであるが、以下に示すような場合には、
送信機側の操向用操作具の操作方向と車体操向方向とが
一致しなくなり、操作性が悪くなる不都合があった。

すなわち、平行ステアリング形式においては、車体を後
進させて操縦者側に近付く方向に走行させる場合、例え
ば、車体を左方向に移動させるためには、操向車輪を右
方向に操向操作する必要があるが、送信機側の操向用操
作具の操作方向と車体操向方向とが一致する前進時の操
向方向を基準とすると、上記操向用操作具の操作方向と
車体操向方向とが逆になり、送信機側の操向用操作具の
操作感覚と車体操向方向が一致しなくなる。

本発明は、上記実情に鑑みてなされたものであって、そ
の目的は、操縦者から見て車体が遠ざかる方向へ走行さ
せる状態と車体が近づく方向へ走行させる状態との何れ
の状態においても、平行ステアリング形式において遠隔
操縦により操向操作する場合の操向用操作具の操作方向
と車体操向方向を一致させることができるようにして、
操向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〕

本発明による遠隔操縦式作業車の操向制御装置の特徴と
するところは、前記制御手段が、平行ステアリング形式
において、前進時を基準とする車体操向方向を前記操向
用操作具の操作方向に一致させる状態と逆にする状態と
に切り換え自在に構成され、前記送信機に、前記制御手
段に操向方向の切り換え情報を出力する操向方向切り換
え操作手段が設けられている点にあり、その作用並びに
効果は以下の通りである。

〔作用〕

すなわち、平行ステアリング形式において、送信機側の
操向方向切り換え操作手段による操向方向の切り換え情
報に基づいて、制御手段が、操向用アクチュエータの作
動を切り換え制御して、前進時を基準とする車体操向方
向が操作具の操作方向に一致する状態と逆になる状態と
に切り換え操作できるようにするのである。

〔発明の効果〕

従って、前進時と後進時では車体操向方向と操作具の操
作方向が逆転するような平行ステアリング形式を用いる
場合には、前後進夫々に合わせて操向方向を切り換える
ことにより、前進時及び後進時の何れにおいても、操向
用操作具の操作方向と車体移動方向とを一致させるよう
にすることができる。

つまり、本発明によれば、平行ステアリング形式にて作
業車を遠隔操縦する際において、操縦者と車体走行方向
との関係に対応して操向方向を切り換えることにより、
操向用操作具の操作方向と車体移動方向とを一致させる
ようにすることができるのである。

〔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、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
ミッションケース（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）の中間部に芝刈装置（４）を上
下動自在に懸架して、もって、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５図に示すように、前記エンジン（Ｅ）の出
力は、ミッションケース（Ｍ）部に設けた油圧式無段変
速装置（５）に伝達され、手動変速用ペダル（図示せ
ず）または自動変速用アクチュエータとしての減速機付
モータ（６）によって変速操作され、前記前後輪（3
F），（3R）に伝達されると共に、前記芝刈装置（４）
にも伝達され、前記前後輪（3F），（3R）及び芝刈装置
（４）を同時に駆動自在に構成してある。

前記変速装置（５）の変速操作位置は、その変速操作軸
（5a）の回動に連動するポテンショメータ（R₃）によっ
て検出し、制御装置（Ａ）にフィードバックするように
構成してある。

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
のであって、前記ハンドル（Ｈ）による手動操作、無線
誘導による遠隔操縦の何れによってもパワーステアリン
グ操作可能に構成してある。

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、遠隔操縦時等の不要時には車
体（Ｖ）側へ下降させて、走行中に邪魔にならないよう
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ョメータ（R₀）に
よって検出するようにしてある。

前記前輪（3F）及び後輪（3R）は、その何れをもステア
リング操作可能に構成してあることから、前後輪（3
F），（3R）を同一方向にステアリング操作することに
よって車体（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って小さい
旋回半径で旋回可能な旋回ステアリング形式、および、
通常の自動車同様に前輪（3F）のみをステアリング操作
する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５図に示すように、操向用アクチュエータとしての往
復動型油圧シリンダ（7F），（7R）を、車体（Ｖ）左右
方向に駆動移動自在に設けると共に、ステアリング用タ
イロッド（８）……を介して前記前後輪（3F），（3R）
に連結し、前記油圧シリンダ（7F），（7R）を作動させ
る電磁バルブ（9F），（9R）のON/OFFを制御することに
よって行うべく構成してある。そして、前記ハンドル
（Ｈ）によっ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）の夫々に設けてある実際のステアリング量を検出
するポテンショメータ（R₁），（R₂）による検出値とが
一致するように、前記電磁バルブ（9F），（9R）を駆動
するフィードバック制御を行うように構成してある。

次に、遠隔操縦用送信機（10a）の構成及びその動作に
ついて説明する。

第２図に示すように、前記送信機（10a）の操作パネル
上には、前後方向に揺動自在な変速操作用レバー（11）
および前後左右両方向に揺動自在な操向用操作具として
の操向操作用レバー（12）を設けてある。

そして、前記変速操作用レバー（11）の前後方向への揺
動操作が、前記変速装置（５）の変速位置を連続的に前
進、停止、後進の各状態に変化させて、前後進及びその
走行速度が連続的に変化するようにしてある。

又、前記操向操作用レバー（12）の左右方向の揺動操作
が、車体（Ｖ）移動方向及びそのステアリング量に対応
するように、かつ、前後方向への揺動操作が、前記平行
ステアリング形式と旋回ステアリング形式の選択、およ
び、前記平行ステアリング形式でそのステアリング方向
を逆転させる操作となるようにしてある。

つまり、前記操向操作用レバー（12）の前方側への揺動
でこの操向操作用レバー（12）左右方向への揺動と前後
輪（3F），（3R）のステアリング方向とが一致する前進
用平行ステアリング形式を、中立位置で旋回ステアリン
グ形式を、手前側への揺動で前記前進用平行ステアリン
グ形式とはステアリング方向が逆転する後進用平行ステ
アリング形式を、夫々選択する状態となるようにしてあ
る。

第１図に示すように、前記変速操作用レバー（11）の前
後方向の揺動操作に連動して出力電圧が変化して、前方
側すなわち前進側への揺動に対応してその出力電圧が高
くなるポテンショメータ（Rv）、前記操向操作用レバー
（12）の左右方向への揺動操作に連動して出力電圧が変
化して、右側方向へ揺動するほどその出力電圧が高くな
るポテンショメータ（Rs）、および、前記操向操作用レ
バー（12）の前後方向への揺動操作に連動して出力電圧
が変化して、前方側すなわち前進用平行ステアリング形
式の選択位置への揺動でその出力電圧が最大値となるポ
テンショメータ（Rk）の、夫々を設け、前記各ポテンシ
ョメータ（Rv），（Rs），（Rk）の出力電圧を、発振器
（13a），（13b），（13c）により夫々周波数信号に変
換し、変調器（14）より誘導電波に変換して、車体
（Ｖ）に搭載した受信機（10b）に向けて操向指示情報
として送信するようにしてある。もって、前記操向操作
用レバー（12）およびその前後方向の揺動操作により出
力電圧が変化するポテンショメータ（Rk）により、ステ
アリング形式選択情報を出力する手段と、操向方向の切
り換え情報を出力する操向方向切り換え操作手段とを兼
用構成してある。

以下、制御装置（Ａ）の遠隔操縦を制御するための部分
の構成を、第３図に示す回路図に基づいて説明する。

制御装置（Ａ）は、前記受信機（10b）より出力される
変速操作用第１チャネル（CH₁）、ステアリング操作用
第２チャネル（CH₂）、およびステアリング形式選択用
第３チャネル（CH₃）の各信号を、夫々直流電圧信号（V
v），（Vs），（Vk）に変換するD/A変換器（15）、前記
第１チャネル（CH₁）の変速操作信号（Vv）と前記変速
位置検出用ポテンショメータ（R₃）の出力電圧が一致す
るように前記変速操作用モータ（６）を正逆転駆動する
モータ駆動回路（16）、前記第３チャネル（CH₃）のス
テアリング形式選択信号（Vk）のレベルに基づいて選択
ステアリング形式を判別して一対のステアリング形式判
別信号（S₁），（S₂）を出力するステアリング形式判別
回路（Ja）、前記第２チャネル（CH₂）のステアリング
操作信号（Vs）の車体直進に対応する設定ニュートラル
電圧（Vn）に対する極性を、前記ステアリング形式判別
信号（S₁），（S₂）に基づいて反転させるステアリング
方向切り換え回路（Jb）、このステアリング方向切り換
え回路（Jb）を介して出力される前輪用ステアリング信
号（Vf）および後輪用ステアリング信号（Vr）と前記ス
テアリング量検出用ポテンショメータ（R₁），（R₂）の
出力電圧が一致するまで前記前後輪（3F），（3R）夫々
の電磁バルブ（9F），（9R）を駆動するバルブ駆動回路
（17F），（17R）、および、前記ステアリング量検出用
ポテンショメータ（R₁），（R₂）や変速位置検出用ポテ
ンショメータ（R₃）の出力信号よりノイズを除去するフ
ィルタ（18）によって構成してある。

前記ステアリング形式判別回路（Ja）は、一対のコンパ
レータ（A₁），（A₂）によって構成してあり、第４図に
示すように、前記ステアリング形式選択信号（Vk）の電
圧レベルが、後進用平行ステアリング形式選択状態に対
応する第一基準電圧（V₁）以下であるか、旋回ステアリ
ング形式選択状態に対応する前記第一基準電圧（V₁）以
上第二基準電圧（V₂）以下であるか、前進用平行ステア
リング形式選択状態に対応する前記第二基準電圧（V₂）
以上であるか、の何れの範囲にあるかを判別するように
してある。つまり、前記ステアリング形式選択信号（V
k）が、前記第一基準電圧（V₁）以下である場合に“H"
レベルとなる第一判別信号（S₁）を第一コンパレータ
（A₁）が出力すると共に、第二基準電圧（V₂）以上であ
る場合に“H"レベルとなる第二判別信号（S₂）を第二コ
ンパレータ（A₂）が出力するようにしてある。

前記ステアリング方向切り換え回路（Jb）は、車体直進
状態に対応する設定ニュートラル電圧（Vn）に対する極
性を反転させる反転増幅器（A₃）、前記一対の判別信号
（S₁），（S₂）が“H"レベルである場合にONする一対の
アナログスイッチ（SW₁）、前記判別信号（S₁），
（S₂）が“H"レベルである場合にOFFする一対のアナロ
グスイッチ（SW₂）、および前記判別信号（S₁），
（S₂）の論理を反転する一対のインバータ（G₁）により
構成してあり、もって、操向方向切り換え制御手段を構
成してある。

そして、前記一対の判別信号（S₁），（S₂）の論理の組
み合わせに対応して、前記ステアリング操作信号（Vs）
を前記バルブ駆動回路（17F），（17R）に対してそのま
ま入力するか、前記反転増幅器（A₃）により極性を反転
して入力するかを切り換えるのである。

すなわち、前進用平行ステアリング形式を選択した場合
は、前記第一判別信号（S₁）が“L"レベル、第二判別信
号（S₂）が“H"レベルとなり、前記左右両バルブ駆動回
路（17F），（17R）に対して、前記ステアリング操作信
号（Vs）をそのまま入力する。

前記旋回ステアリング形式を選択した場合は、前記両判
別信号（S₁），（S₂）が“L"レベルとなり、前後輪（3
F），（3R）のステアリング方向が互いに逆方向となる
ため、前輪（3F）側のバルブ駆動回路（17F）には、前
記ステアリング操作信号（Vs）をそのまま入力し、前記
後輪（3R）側のバルブ駆動回路（16R）には前記反転増
幅器（A₂）を介して前記ステアリング操作信号（Vs）の
ニュートラル電圧（Vn）に対する極性を反転して入力す
る。

前記後進用平行ステアリング形式を選択した場合は、前
記第一判別信号（S₁）が“H"レベル、第二判別信号
（S₂）が“L"レベルとなり、前記左右両バルブ駆動回路
（17F），（17R）に対して、前記反転増幅器（A₃）によ
りステアリング方向を反転したステアリング操作信号
（Vs）を入力して、前記操向操作用レバー（12）の左右
動と実際のステアリング操作方向とを自動的に逆転させ
て、前記操向操作用レバー（12）の左右動と車体（Ｖ）
移動方向とが一致するように制御するのである。尚、第
３図中、（A₄）は差動増幅器、（A₅）はコンパレータ、
（A₆）は電磁バルブ（9F），（9R）のドライバである。
又、前記モータ駆動回路（16）およびバルブ駆動回路
（17F），（17R）は、夫々同様の構成になるものであっ
て、前記差動増幅器（A₄）への一対の入力信号が一致す
るまでアクチュエータ（６），（9F），（9R）を駆動す
るように動作する。従って、制御装置（Ａ）は、操向用
アクチュエータ（7A），（7B）の作動を制御する制御手
段として機能する。

〔別実施例〕

上記実施例では、操向操作用レバー（12）を操向方向切
り換え手段の操作具として兼用構成した場合を例示した
が、スイッチ等の操作具を別に設けて、この操作具によ
り操向方向を切り換えるように構成してもよい。

尚、本発明では、前輪のみをステアリング操作する２輪
ステアリング形式および前後輪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とを総称して旋回ステア
リング形式と呼称するものである。

【図面の簡単な説明】

図面は、本発明に係る遠隔操縦式作業車の操向制御装置
の実施例を示し、第１図は送信機の構成を示すブロック
図、第２図は送信機の操作パネルの配置を示す斜視図、
第３図は制御装置の構成を示す回路図、第４図はステア
リング形式判別回路の動作を示す図面、第５図は制御シ
ステムの全体構成を示すブロック図、第６図は芝刈作業
車の全体側面図である。 （3F），（3R）……操向車輪、（7F），（7R）……操向
用アクチュエータ、（10a）……送信機、（12）……操
向用操作具、（Ｖ）……車体、（Jb）……操向方向切り
換え制御手段。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 古林 貢 大阪府堺市石津北町64番地 久保田鉄工株 式会社堺製造所内 (56)参考文献 特開 昭60−15716（ＪＰ，Ａ) 特開 昭49−2229（ＪＰ，Ａ) 実開 昭56−172110（ＪＰ，Ｕ) 特公 昭57−41391（ＪＰ，Ｂ２)

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】車体（Ｖ）に、それの前後の夫々に左右一
   対装備した操向車輪（3A），（3B）を向き変更操作する
   操向用アクチュエータ（7A），（7B）の作動を制御する
   制御手段が設けられ、 その制御手段は、操向用操作具（12）を備えた送信機
   （10a）からのステアリング形式選択情報及び操向情報
   に基づいて、前記前後の操向車輪（3A），（3B）を同じ
   向きに向き変更する平行ステアリング形式及び前記前後
   の操向車輪（3A），（3B）を異なる向きに向ける旋回ス
   テアリング形式のいずれかを選択して、前記操向車輪
   （3A），（3B）の操作が前記操向用操作具（12）の操作
   に追従するように前記操向用アクチュエータ（7A），
   （7B）を作動させるように構成された遠隔操縦式作業車
   の操向制御装置であって、 前記制御手段が、平行ステアリング形式において、前進
   時を基準とする車体操向方向を前記操向用操作具（12）
   の操作方向に一致させる状態と逆にする状態とに切り換
   え自在に構成され、 前記送信機（10a）に、前記制御手段に操向方向の切り
   換え情報を出力する操向方向切り換え操作手段が設けら
   れている遠隔操縦式作業車の操向制御装置。