JPH09297616A - 移動車の誘導制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 複数の走行経路の夫々において、設定精度を
維持しながら操向制御を行えるものでありながら、移動
車を安定走行させることが可能となる移動車の誘導制御
装置を提供する。 【解決手段】 地上側に設置された誘導線に供給される
電流により形成される磁界の強さを検出するための現走
行経路用の磁界検出部と、隣接する次の走行経路の磁界
の強さを検出する次走行経路用の磁界検出部とを備え、
磁界検出情報に基づいて、誘導線２の長手方向に沿う複
数の走行経路の夫々において、移動車を各走行経路に沿
って誘導走行させるべく操向用電動モータ９を制御する
操向制御手段１００とが備えられ、次走行経路用の磁界
検出部にて検出される磁界の強さの検出情報に基づい
て、次走行経路を走行する際における、現走行経路用の
磁界検出部による検出値と予め設定される目標値との偏
差に対する操向用電動モータ９の操作量を求めるときの
制御定数を、操作量が適正範囲になるように補正する制
御定数補正手段１０３が設けられている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、地上側に、電流が
供給される誘導線が設置され、移動車側に、車体の向き
を変更操作自在な操向操作手段と、前記電流により形成
される磁界の強さを検出する磁界検出手段と、前記誘導
線の長手方向に沿うと共に互いに平行な複数の走行経路
の夫々において、前記磁界検出手段による検出情報に基
づいて、移動車を前記各走行経路に沿って誘導走行させ
るべく前記操向操作手段を制御する操向制御手段とが備
えられている移動車の誘導制御装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】上記構成の移動車の誘導制御装置は、誘
導線に供給される電流により形成される磁界の強さは、
誘導線からの離間距離に応じて定まる特性を有すること
から、この磁界の強さの検出情報に基づいて、誘導線の
長手方向に沿う平行な複数の走行経路の夫々において、
移動車を誘導走行させることができるようにしたもので
ある。

【０００３】上記構成の誘導制御装置において、従来で
は、前記磁界検出手段により検出される磁界の強さの検
出値と、予め設定されている目標値との偏差に基づい
て、例えば、この偏差が小さくなるように、操向操作手
段を制御する構成となっており、このときの偏差に対す
る制御定数は常に一定の値になるように構成されてい
た。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上記構成の
誘導制御装置においては、磁界検出手段にて検出される
磁界の強さは、誘導線からの離間距離の２乗に反比例す
るので、離間距離の変化に対して磁界の強さの変化が大
きなものとなり、各走行経路のうちの誘導線に近接した
箇所にある走行経路と、誘導線から遠く離れた箇所にあ
る走行経路とにおいては、各走行経路上における磁界の
強さの変動幅が大きいものとなる。

【０００５】従って、前記各走行経路中を走行する際に
おいて、目標走行位置からの車体の実際のずれ量が同じ
であっても、磁界検出手段の検出値と前記目標値との偏
差が異なった値になる。言い換えると、車体の目標位置
に対する変動に対する磁界検出手段の出力値変化が前記
各走行経路において異なった値になる。

【０００６】その結果、上述したように、上記従来技術
においては制御定数が一定であることから、前記各走行
経路において操向操作手段の操作量が異なるものになる
が、複数の走行経路の夫々において操向制御を設定精度
に維持させるために、誘導線から遠く離れた箇所にある
走行経路において設定精度にて操向制御させることがで
きるように制御定数を設定しておくと、誘導線に近接し
た箇所にある走行経路において誘導走行する場合に、磁
界検出手段の出力値の変化量が大きくなり過ぎて、ハン
チング現象が発生して操向制御が不安定になり、移動車
の走行状態が不安定になって車体が振らついてしまう等
の不具合が発生していた。

【０００７】本発明はかかる点に着目してなされたもの
であり、その目的は、合理的な構成により、複数の走行
経路の夫々において、設定精度を維持しながら操向制御
を行えるものでありながら、各走行経路において、安定
した操向制御を行うことができて移動車を安定走行させ
ることが可能となる移動車の誘導制御装置を提供する点
にある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】請求項１に記載の特徴構
成によれば、前記磁界検出手段における現走行経路用の
磁界検出部が、複数の走行経路のうちの１つに沿って走
行するときに、その走行中の走行経路に沿う前記誘導制
御を実行するために磁界の強さを検出することになる。
又、現走行経路用の磁界検出部に対して、隣り合う走行
経路の間隔に対応させて間隔を隔てて設置する状態で備
られた、磁界検出手段における次走行経路用の磁界検出
部が、隣接する次の走行経路に沿って移動車を走行させ
た際に現走行経路用の磁界検出部にて検出されることに
なる磁界の強さを検出することになる。そして、制御定
数補正手段によって、次走行経路を走行する際におけ
る、現走行経路用の磁界検出部による検出値と予め設定
される目標値との偏差に対する操向操作手段の操作量を
求めるときの制御定数が、前記操作量が適正範囲になる
ように、次走行経路用の磁界検出部にて検出される磁界
の強さの検出情報に基づいて補正されることになる。

【０００９】従って、どの走行経路を走行する場合であ
っても、誘導線からの離間距離にかかわらず、常に適正
な操作量にて操向操作手段が操作制御されることにな
り、例えば、誘導線に近い走行経路を走行する際に、ハ
ンチング現象等に起因して操向制御が不安定になり、車
体が振らつく等の不利がなく、安定した操向制御を行え
るものとなった。

【００１０】請求項２に記載の特徴構成によれば、前記
制御定数補正手段は、前記次走行経路用の磁界検出部に
て検出される磁界の強さの最大値が設定上限値を越える
ような大きい値になると、次走行経路を走行する際の現
走行経路用の磁界検出部による検出値と予め設定される
目標値との偏差が大きくなり過ぎて、ハンチング現象を
発生するおそれがあることから、そのときの制御定数よ
り小さい制御定数に補正するのである。又、前記次走行
経路用の磁界検出部にて検出される磁界の強さの最大値
が設定下限値を下回るような小さい値になると、次走行
経路を走行する際の現走行経路用の磁界検出部による検
出値と予め設定される目標値との偏差が小さくなり過ぎ
て、操向制御における精度が低下してしまうおそれがあ
ることから、そのときの制御定数より大きい制御定数に
補正するのである。

【００１１】従って、制御定数を補正する際の基準値と
して、上限値と下限値とを設けるだけでよく、例えば、
前記次走行経路用の磁界検出部にて検出される磁界の強
さの最大値に対応して最適ば制御定数を、マップデータ
形式で備えさせる構成に較べて、それらのデータを保持
する記憶手段やデータを比較演算するための演算手段等
の構成を簡単な構成で済ませることができる。

【００１２】請求項３に記載の特徴構成によれば、前記
制御定数補正手段は、制御対象となる走行経路における
磁界の強さに対する適正な制御定数が予めマップデータ
にて設定記憶されており、前記次走行経路用の磁界検出
部にて検出される磁界の強さの最大値に基づいて、前記
マップデータより求められる前記制御定数に補正するよ
うに構成されている。

【００１３】従って、検出される磁界の強さの最大値に
基づいて、常に適切な制御定数に補正されることにな
り、単に、上限値や下限値を設定して、それらとの比較
に基づいて、制御定数を大きくさせたり、小さくさせた
りするような構成に較べて、より安定した操向制御を行
えるものとなる。

【００１４】請求項４に記載の特徴構成によれば、前記
移動車に、前記走行経路の始端部及び終端部であること
を検出する経路端部検出部が設けられ、前記制御定数補
正手段が、前記経路端部検出部の検出情報に基づいて、
前記制御定数を補正するように構成されている。

【００１５】従って、移動車が現走行経路の終端部ある
いは次走行経路の始端部において、制御定数を予め補正
するので、経路途中で補正する場合に較べて、次走行経
路を走行する際において、経路全域にわたって適正な制
御定数に設定された状態で操向制御が実行されることに
なる。

【００１６】請求項５に記載の特徴構成によれば、ある
走行経路を走行するとき、経路端部検出部により走行経
路の端部であることを検出したときから、前記次走行経
路用の磁界検出部における検出情報を、前記移動車の走
行距離を検出する距離検出手段の検出情報と対応付けて
逐次、記憶手段に記憶される。そして、次走行経路を走
行する際に、前記操向制御手段は、前記記憶手段にて記
憶される記憶情報を前記目標値として操向制御を実行す
ることになる。

【００１７】従って、次走行経路における磁界の強さを
記憶しておくことで、常に実際の走行路面の状況に応じ
て適切な目標値が設定できると共に、複数の走行経路の
夫々における前記目標値を全て予め記憶保持させておく
必要がなく、記憶手段の容量を小さいもので済ませるこ
とができて構成が簡素化できる。

【００１８】請求項６に記載の特徴構成によれば、目標
ゲイン設定手段によって、前記次走行経路用の磁界検出
部にて検出される磁界の強さの検出情報に基づいて、前
記現走行経路用の磁界検出部における出力ゲインの目標
値が設定される。前記次走行経路用の磁界検出部にて磁
界の強さが検出される走行経路においては、ゲイン調整
手段によって、当該走行経路に沿う誘導走行に先立っ
て、前記現走行経路用の磁界検出部における出力ゲイン
が前記目標値に自動調整されることになる。そして、制
御定数補正手段は、ゲイン調整手段にて出力ゲインが目
標値に調整されると、その目標値に対応させて制御定数
を補正するのである。

【００１９】その結果、各走行経路における磁界の強さ
の変動幅が大きい場合であっても、次走行経路用の磁界
検出部における検出情報に基づいて、常に、適切な出力
ゲインの目標値に自動調整されることになり、検出値が
大き過ぎて増幅器の出力歪みによる検出誤差が大きくな
ったり、検出値が小さ過ぎて適正な偏差が検出できず車
体の位置ずれに対する検出誤差が発生したりすることを
防止できると共に、このように出力ゲインが目標値に調
整されると、その目標値に対応して制御定数を補正する
ことで、常に、検出誤差を小さいものに抑制しながら、
安定した操向制御状態を維持することができるものとな
った。

【００２０】

【発明の実施の形態】以下、本発明に係る移動車の誘導
制御装置について説明する。図１に示すように、誘導エ
リアの一例としての矩形形状の圃場１内において、移動
車の一例としての作業車Ｖを圃場１の長手方向に沿って
互いに平行な複数の走行経路ｋの夫々において、無人状
態で誘導走行させることができるように構成されてい
る。

【００２１】圃場１の外周部における各辺（畦）には、
夫々、畦の長さとほぼ同じ長さの誘導線２が畦の長手方
向に沿わせる状態で設置され、各誘導線２には夫々各別
に電流供給手段としての電流供給源により所定周波数の
交流電流が供給される。つまり、圃場１の長尺方向に沿
う両側の畦に沿って設置される各誘導線２ａ，２ｃに
は、各電流供給源３により周波数ｆａ（Ｈｚ）及び周波
数ｆｃ（Ｈｚ）の交流電流が夫々供給され、短尺方向に
沿う両側の畦に設置される各誘導線２ｂ，２ｄには、各
電流供給源３により周波数ｆｂ（Ｈｚ）及び周波数ｆｄ
（Ｈｚ）の交流電流が夫々供給される。尚、周波数は、
数百Ｈｚ〜数十ＫＨｚ程度に設定されている。

【００２２】前記各誘導線２は、図２に示すように、地
中に打ち込まれた導通材料からなる複数の杭４を介して
地中を経由して前記電流が通流するように構成され、誘
導線が長い距離にわたって設置される場合であっても、
長手方向両側部で杭４を打ち込むだけで簡単に設置が行
えるように構成されている。尚、地中においては、比較
的電気抵抗の高い地表層Ｇ１でなく、比較的電気抵抗の
低い下層の粘土層Ｇ２を通して電流が流れるように、杭
４の打ち込み深さを設定している。

【００２３】上述したように設置された誘導線に電流が
流れると、その電流によって磁界が形成されるが、誘導
線からの離間距離に対する磁界の強さの理論値は演算に
て求めることができ、その磁界の強さは誘導線からの離
間距離の２乗に反比例する。従って、供給される電流値
が一定であれば、図３に示すように、誘導線からの離間
距離に対する磁界の強さの変化特性が定まることにな
り、圃場１内でのある地点での磁界の強さはほぼ一定の
大きさになる。

【００２４】前記作業車Ｖは、四輪型の走行車体５の後
部に対地作業装置としてのロータリー耕耘装置６が備え
られ、走行しながら圃場１の対地作業（耕耘作業）を行
うことができるようになっている。走行車体５にはエン
ジンが搭載され、このエンジンの動力が、前後進切換機
構７を備えた変速装置及び電磁操作式走行クラッチ８を
介して各車輪に伝えられて車体が走行するように構成さ
れ、エンジンの動力がロータリー耕耘装置６に伝えられ
るようになっている。又、左右の前輪が操向操作手段と
しての電動モータ９により操向操作可能に設けられてい
る。

【００２５】前記作業車Ｖには、車軸の回転数を検出す
ることで車体の走行距離を検出するための例えばロータ
リーエンコーダ等から成る距離検出手段としての走行距
離センサ１０、車体の方位を検出する方位検出手段とし
ての方位センサ１１、前記前後進切換機構７や操向用電
動モータ９等の動作を制御するマイクロコンピュータ利
用の制御装置１２等が備えられている。

【００２６】又、走行車体５の前部には、前記各誘導線
に供給される交流電流により形成される磁界の強さを検
出する３個の磁界センサが車体横幅方向に沿って並設さ
れる状態で設けられ、このうち、左右両側に位置する側
部磁界センサ１３Ｒ，１３Ｌは、周波数ｆａ及び周波数
ｆｃの交流電流により形成される磁界の強さを検出する
ように構成され、左右中央側に位置する中央磁界センサ
１４は、周波数ｆｂ及び周波数ｆｄの交流電流により形
成される磁界の強さを検出するように構成されている。
そして、前記制御装置１２は、各側部磁界センサ１３
Ｒ，１３Ｌによる検出情報に基づいて、複数の走行経路
ｋの夫々において、作業車Ｖを各走行経路ｋに沿って誘
導走行させる誘導走行制御を実行し、且つ、中央磁界セ
ンサ１４による検出情報に基づいて、各走行経路ｋの終
端部又は始端部に達したことを検出し、終端部に達した
ことを検出すると、作業車Ｖを回向走行させて隣接する
次回の走行経路に進入誘導させる旋回制御を実行するよ
うに構成されている。従って、この制御装置１２を利用
して走行制御手段１００が構成されることになる。

【００２７】従って、前記各側部磁界センサ１３Ｒ，１
３Ｌにより、車体誘導用の磁界検出手段ＧＫが構成さ
れ、中央磁界センサ１４により、走行経路の始端部及び
終端部であることを検出する経路端部検出部が構成され
ることになる。つまり、図４に示すように、各側部磁界
センサ１３Ｒ，１３Ｌ、中央磁界センサ１４の出力が夫
々、信号処理部１５にて処理された後に制御装置１２に
与えられ、これらの磁界検出情報に基づいて、各走行経
路ｋに沿って誘導走行されるように操向用電動モータ９
を制御すると共に、走行経路ｋの終端部においては、磁
界検出情報及び方位センサ１１並びに走行距離センサ１
０の検出情報に基づいて、旋回走行すべく操向用電動モ
ータ９、前後進切換機構７、走行クラッチ８等を制御す
るように構成されている。

【００２８】前記各磁界センサ１３Ｒ，１３Ｌ，１４
は、図５に示すように、誘導線に流れる交流電流により
形成される交番磁界によって誘導起電力が発生する検出
コイル１６と、この検出コイル１６の出力を所定のレベ
ルまで増幅する増幅器１７と、検出コイル１６の出力の
うち前記各誘導線に流れる電流の周波数に対応する出力
のみ通過させる周波数フィルターとしてのバンドパスフ
ィルターＢＰＦ、このバンドパスフィルターＢＰＦの出
力を増幅する増幅器１８等を備えて構成されている。

【００２９】従って、各側部磁界センサ１３Ｒ，１３Ｌ
による検出情報には、中央側磁界センサ１４のよる検出
情報が混入することがバンドパスフィルターＢＰＦによ
り抑制されることになり、このバンドパスフィルターＢ
ＰＦが情報混入抑制手段を構成することになる。

【００３０】このように、各側部磁界センサ１３Ｒ，１
３Ｌは、夫々、周波数ｆａ及び周波数ｆｃの夫々に対応
する検出情報が出力され、中央磁界センサ１４は、夫
々、周波数ｆｂ及び周波数ｆｄの夫々に対応する検出情
報が出力されるようになっているが、信号処理部１５に
おいて、それらのうち、検出レベルが高い方、即ち、作
業車Ｖが該当する誘導線に近い方の検出情報が選択的に
出力されるようになっている。信号処理部１５は、図６
に示すように、前記各磁界センサ１３Ｒ，１３Ｌ，１４
の出力を直流信号に変換する直流変換回路ＤＣが夫々設
けられ、その変換出力が制御装置１２に入力され、制御
装置１２は各磁界センサ１３Ｒ，１３Ｌ，１４における
異なる周波数の出力のうち、検出レベルの高い側の出力
を判別して、その出力を選択するように３個のアナログ
スイッチＡＳ_1,ＡＳ_2,ＡＳ₃ に選択信号を与えるように
構成されている。

【００３１】制御装置１２は、中央磁界センサ１４の検
出情報に基づいて、短尺方向に沿う畦に設置される誘導
線２ｂ，２ｄのうちいずれかの検出レベルの高い側の誘
導線からの離間距離を算出して、その離間距離が設定値
になると、作業車Ｖが前記各走行経路ｋの端部位置に達
したことを判別するように構成されている。尚、短尺方
向に沿う畦に設置される誘導線２ｂ，２ｄは、図７に示
すように、両側端部を圃場１内方側に向けて略Ｌ字形に
屈曲させた状態で設置されている。このように構成する
と、誘導線２ｂ，２ｄの中間部ｔからの離間距離が設定
距離にある地点で誘導線２ｂ，２ｄの全長にわたってほ
ぼ同一の磁界の強さになるので、この地点を走行経路ｋ
の端部位置として設定している。この端部位置は、端部
屈曲部の長さＬよりも設定距離だけ圃場１内方側によっ
た地点となる。因みに、本出願人の実験によれば、端部
屈曲部の長さＨが例えば３ｍであれば、端部位置は誘導
線から５ｍの離間距離の位置となる。

【００３２】このように、走行経路ｋの端部位置を圃場
１の端部よりも内方側に設定する理由は、図１に示すよ
うに、有限長の誘導線により形成される磁界において、
離間距離が同一の地点における磁界強度分布は、誘導線
の端部付近においては、離間距離に対する磁界の強さの
関係が直線的でなく、磁界の強さに基づく誘導制御が良
好に行えないおそれがあるからである。

【００３３】又、短尺方向に沿う畦に設置される誘導線
には、図８に示すように、長尺方向に沿う畦に設置され
る誘導線２ａ，２ｃに流れる電流が地中を通して流入す
ることを抑制する電流抑制手段の一例である周波数フィ
ルターとしての、当該誘導線２ａ，２ｃに供給される電
流の周波数のみの通過を許容するバンドパスフィルター
１９が設けられている。このバンドパスフィルター１９
は、コイル１９ａとコンデンサ１９ｂを直列接続した共
振回路にて構成され、その共振周波数が前記電流の周波
数に対応するように構成されている。従って、他の誘導
線から地中を通して異なる周波数の電流が流れ込んで
も、誘導線にはその流入電流が通流することが抑制さ
れ、各磁界センサが誤った情報を検出するおそれを極力
少なくさせている。

【００３４】前記各側部磁界センサ１３Ｒ，１３Ｌの検
出情報に対応する各アナログスイッチＡＳ₁,ＡＳ₃ の出
力を増幅するための増幅ゲインは、制御装置１２からの
切り換え情報に基づいて複数段階（４段階）に変更調整
するように構成されている。つまり、夫々増幅ゲインの
異なる４個の増幅器２１，２２，２３，２３の出力のう
ちのいずれかを制御装置１２に入力させるためのアナロ
グスイッチＡＳ₄,ＡＳ ₅ に対して、制御装置１２が選択
内容を指令するように構成されている。誘導線に供給さ
れる電流により形成される磁界の強さは、上述したよう
に離間距離の変化に対して大きく変化するものであり、
増幅ゲインを一定に維持した場合には、全範囲にわたっ
て適正な分解能で検出することが難しく、検出精度が低
下してしまうおそれがあるので、制御装置１２に対する
入力レベルが、例えば図９に示すように、前記誘導線か
らの離間距離が単位距離変化したときに適切な磁界の強
さの変化が識別可能となるように、言い換えると、適切
な分解能を有する適正出力範囲になるように増幅ゲイン
を自動調整するのである。

【００３５】前記各側部磁界センサ１３Ｒ，１３Ｌは、
車体横幅方向に設定間隔を隔てて設置されており、その
いずれか一方の側部磁界センサが、作業車Ｖが、複数の
走行経路ｋのうちの１つに沿って走行するときに、その
走行中の走行経路ｋに沿う誘導制御を実行するために磁
界の強さを検出するための現走行経路用の磁界検出部Ｇ
Ｋ₁ として機能し、他方の側部磁界センサが、隣接する
次の走行経路ｋに沿って作業車を走行させた際に前記現
走行経路用の磁界検出部ＧＫ₁ にて検出されることにな
る磁界の強さを検出する次走行経路用の磁界検出部ＧＫ
₂ として機能するように構成されている。つまり、他方
の側部磁界センサは、現走行経路ｋを走行しながら次走
行経路ｋの磁界を逐次検出するようになっており、この
検出情報は、前記走行距離センサ１０により検出される
距離情報と対応付けた状態で、記憶手段としてのメモリ
２５に逐次記憶されるように構成されている。

【００３６】制御装置１２は、磁界検出情報が記憶され
ている次走行経路ｋにおいて、メモリ２５に記憶されて
いる磁界検出情報と、走行距離センサ１０により検出さ
れる走行経路ｋの端部位置からの走行距離情報とに基づ
いて、当該走行経路ｋ上の各地点における磁界の強さの
目標値を求め、その目標値と、現走行経路用の磁界検出
部ＧＫ₁ として機能する側部磁界センサの検出値との偏
差に基づいて、走行用電動モータ９を駆動制御する誘導
走行制御を実行するように構成されている。

【００３７】又、制御装置１２は、メモリ２５に記憶さ
れている磁界検出情報に基づいて、次走行経路ｋにおい
て誘導走行される際における現走行経路用の磁界検出部
ＧＫ ₁ の出力ゲインの目標値を設定すると共に、次走行
経路ｋにおける誘導走行に先立って、出力ゲインを目標
値に自動調整するように構成されている。具体的には、
メモリ２５に記憶されている磁界の強さの最大値が、ゲ
イン調整用設定上限値を越えていれば、現行のゲインよ
りも１段低いゲインの増幅器が選択され、前記最大値
が、ゲイン調整用設定下限値を下回っていれば、現行の
ゲインよりも１段高いゲインの増幅器が選択されるよう
に、アナログスイッチＡＳ₄,ＡＳ₅ に対して選択信号を
指令するようになっている。尚、各アナログスイッチＡ
Ｓ₄,ＡＳ₅のゲインは常に同じ値に調整されるようにな
っている。前記ゲイン調整用の設定上限値及び設定下限
値は、アナログ値としての出力変化の直線性が保障され
る上下限範囲として設定される。従って、制御装置１２
を利用して、目標ゲイン設定手段１０１と、ゲイン調整
手段１０２が構成されることになる。

【００３８】又、制御装置１２は、現走行経路用の磁界
検出部ＧＫ₁ として機能する側部磁界センサの検出値
と、前記目標値との偏差に制御定数を乗じて操向操作
量、つまり、電動モータの目標作動量を求めるように構
成されている。そして、次走行経路用の磁界検出部ＧＫ
₂ にて検出される磁界の強さの検出情報に基づいて、次
走行経路を走行する際における、前記制御定数を、前記
操作量が適正範囲になるように補正するように構成され
ている。具体的には、前記次走行経路用の磁界検出部Ｇ
Ｋ₂ にて検出される磁界の強さの最大値が定数補正用設
定上限値を越えると、現走行経路における終端部に達し
たときに、そのときの制御定数より小さい制御定数に補
正し、次走行経路用の磁界検出部ＧＫ₂ にて検出される
磁界の強さの最大値が定数補正用設定下限値を下回る
と、現走行経路における終端部に達したときに、そのと
きの制御定数より大きい制御定数に補正するように構成
されている。尚、定数補正用設定上限値は、ゲイン調整
用設定上限値よりも小さい値であり、定数補正用設定下
限値は、ゲイン調整用設定下限値よりも大きい値に設定
されることになる。従って、制御装置１２を利用して、
制御定数補正手段１０３が構成されることになる。

【００３９】次に、制御装置１２の制御動作について説
明する。圃場１内において作業車Ｖを誘導走行させる場
合、制御装置１２による自動誘導制御に先立って、初回
の走行経路ｋにおいては、適正な走行経路ｋに沿わせる
状態で手動操縦により作業車Ｖを走行させる。そのと
き、走行経路ｋの始端位置から、走行を開始させるに伴
って、次走行経路側の側部磁界センサ（図１の場合には
右側のセンサ１３Ｒ）の検出情報並びに走行距離センサ
１０の検出情報とを対応させた状態で、メモリ２５に逐
次書き込み記憶させておく。

【００４０】そして、次の走行経路ｋより自動誘導制御
が開始され、図１０に示すように、先ず、その作業状態
に応じて前記出力ゲイン、及び、現走行経路用の磁界検
出部ＧＫ₁ として機能する側部磁界センサ（図１の場合
には左側のセンサ１３Ｌ）を初期設定する（ステップ
１）と共に、前記メモリ２５に書き込み記憶されている
次走行経路側の側部磁界センサの検出値の最大値に基づ
いて、前記制御定数を初期設定する。尚、これらの初期
設定は図示しない入力手段にて手動にて設定されるが、
設定用の判別情報を予め記憶させておいて、検出情報よ
り自動で設定させる構成としてもよい。

【００４１】そして、作業用の走行速度で作業車Ｖを走
行させながら、前記メモリ２５に記憶される磁界検出情
報と、走行距離センサ１０の検出情報とに基づいて、走
行経路ｋ上の現時点における磁界の強さの目標値を求め
て、現走行経路用の磁界検出部ＧＫ₁ として機能する側
部磁界センサ１３Ｌの検出値と前記目標値との偏差に制
御定数を乗じて操向操作量を求め、この操向操作量にな
るように、操向用電動モータ９を駆動制御する（ステッ
プ２）。この誘導走行制御が実行される際に、次走行経
路用の磁界検出部ＧＫ₂ として機能する次走行経路側の
側部磁界センサ（図１の場合には右側のセンサ１３Ｒ）
の検出情報を走行距離センサ１０の検出情報と対応させ
た状態で、メモリ２５に逐次書き込み記憶させる（ステ
ップ３）。

【００４２】中央磁界センサ１４の検出情報に基づい
て、走行経路ｋの終端部に達したことが検出されると、
走行経路数Ｎをカウントアップし（ステップ４，５）、
カウント値が圃場１内での設定経路数ＮＳに達していな
ければ（ステップ６）、前記メモリ２５に書き込み記憶
された磁界の強さの最大値Ｘｍが、ゲイン調整用設定上
限値Ｓ_GMを越えていれば、現行のゲインよりも１段低い
ゲインの増幅器が選択されるようにアナログスイッチＡ
Ｓ₄,ＡＳ₅ に対して選択信号を指令して、出力ゲインが
下げ側に変更される（ステップ７，８）。前記最大値Ｘ
ｍが、ゲイン調整用設定下限値Ｓ_GLを下回っていれば、
現行のゲインよりも１段高いゲインの増幅器が選択され
るように、アナログスイッチＡＳ₄,ＡＳ₅ に対して選択
信号を指令して、出力ゲインが上げ側に変更される（ス
テップ９，１０）。

【００４３】このとき、メモリ２５に記憶されている磁
界の強さの最大値Ｘｍが、ゲイン調整用設定上限値Ｓ_GM
を越えていず、ゲイン調整用設定下限値Ｓ_GLも下回って
いなければ、出力ゲインは変更することなく、そのまま
の値が用いられるが、このような場合であっても、メモ
リ２５に記憶されている磁界の強さの最大値Ｘｍが、定
数補正用設定上限値Ｓ_HMを越えていれば、そのときの制
御定数より小さい制御定数（例えば、３割程度低い値）
に補正し（ステップ１１，１２）、前記最大値Ｘｍが、
定数補正用設定下限値Ｓ_HLを下回っていれば、そのとき
の制御定数より大きい制御定数（例えば、３割程度高い
値）に補正する（ステップ１３，１４）。

【００４４】尚、ステップ８，１０にて出力ゲインが変
更された場合には、その後、変更状況に応じて制御定数
を適宜補正することになる。つまり、出力ゲインが下げ
られたときは、制御定数を前経路における値より大きい
値に補正し（ステップ８，１４）、出力ゲインが上げら
れたときは、前経路における値より小さい値に補正する
（ステップ１０，１２）。このようにして、磁界の強さ
の検出値や出力ゲインの変更状況に応じて、常に適切な
制御定数にて電動モータを駆動制御するようにして、制
御のハンチングや検出誤差の発生を極力、抑制するよう
にしている。

【００４５】次に、現走行経路用の磁界検出部ＧＫ₁ と
して機能する側部磁界センサを、反対側のもの（右側の
センサ１３Ｒ）に切り換える（ステップ１５）。車体の
向きの変化によりそれらの位置関係が反転するからであ
る。

【００４６】次に、車体を次走行経路ｋの始端部に位置
させるべく回向走行させる旋回制御を実行する（ステッ
プ１６）。図１２（イ）に示すように、走行経路ｋの終
端位置から設定距離だけ操向操作を中立状態に維持した
ままで直進走行させた後に、方位センサ１１をリセット
して、車体の方位が１８０度反転したことが検出される
まで、最大切れ角にて旋回走行させ、その後、中央磁界
センサ１４の検出情報に基づいて走行経路ｋの始端部に
達するまで直進走行させる。更に、図１２（ロ）に示す
ように、現走行経路ｋ用の磁界検出部として機能する側
部磁界センサの検出情報と、前記メモリ２５に記憶され
ている記憶情報とに基づいて、次走行経路に沿う状態に
なるように車体を旋回しながら前進させて幅寄せを行
う。その後、その走行経路に沿わせる状態で誘導走行制
御を実行する。

【００４７】このとき、走行経路の始端部に達した後に
おいては、次走行経路用の磁界検出部ＧＫ₂ として機能
する側部磁界センサ（図１２においては右側センサ１３
Ｒ）による上記したような記憶動作が実行されるので、
経路始端部においては、幅寄せによる検出誤差が発生す
ることになるので、このような誤差を補正して適正な基
準情報になるようにしている。

【００４８】つまり、走行経路ｋの終端部においては前
記誘導走行制御が適正に実行され、適正な基準情報とし
て記憶されることになるので、そのときの記憶値と、前
記経路始端部において走行距離情報に対応付けて逐次記
憶される情報との差異を求めることで、上述したような
誤差によるずれ量を求めることができる。但し、これら
の情報は、補正が実行される走行経路よりも以前の走行
経路における情報であり、しかも、磁界の強さは図３に
示すように、走行経路が異なる毎に非線形に変化するの
で、このような非線形特性に起因した誤差をも少なくさ
せるようにしている。尚、幅寄せによる走行距離情報の
誤差は、操向操作量に基づいて適宜補正することにな
る。即ち、走行経路ｋの終端部における記憶値と、経路
始端部において距離情報に対応して逐次記憶される記憶
値との差異Δαに対して、補正すべき走行経路における
左右の側部磁界センサ１３Ｒ，１３Ｌの検出値の差分値
Ａと、前走行経路における左右の側部磁界センサ１３
Ｒ，１３Ｌの検出値の差分値Ｂとの比を掛け合わせるこ
とで、非線形による誤差を少なくさせて、走行距離情報
に対応した基準情報の補正値Δβを求めるのである。

【００４９】このようにして、その後の誘導走行におい
て、走行経路の終端部付近での基準情報が上述したよう
な誤差が少なく、ほぼ走行経路に沿う状態で設定できる
ことになり、経路終端部にて作業車Ｖが蛇行してしまう
不利を未然に回避できるものとなる。

【００５０】以後、上述したような誘導走行制御を実行
するが、このとき、ステップ８にてゲインが変更されて
いれば、メモリ２５に記憶されている検出情報に対して
も、変化量に対応したゲインを掛けて走行用目標値を求
めることになる。そして、ステップ２〜１６を繰り返し
て、各走行経路ｋに沿わせて順次、作業車Ｖを誘導走行
させ、設定経路数ＮＳに達すると制御が終了する（ステ
ップ６）。

【００５１】現走行経路ｋにおいては、前走行経路ｋを
走行する際に記憶されている磁界の強さと現走行経路ｋ
での検出磁界とが同じになるように制御され、しかも、
前記各側部磁界センサ１３Ｒ，１３Ｌの設置間隔は、ロ
ータリー耕耘装置６の対地作業幅よりも幅狭に設定され
ているので、ロータリー耕耘装置６による作業領域が各
走行経路ｋでラップすることになり、未作業領域が発生
しないようになっている。

【００５２】又、各側部磁界センサ１３Ｒ，１３Ｌの設
置間隔を変更調整自在に構成されており、その設置間隔
を変更させることで、例えば、制御装置の目標値算出用
の演算情報等を変更させることなく、圃場の状況等に応
じて各走行経路ｋの間隔を変更させることができる。

【００５３】〔別実施形態〕 （１）上記実施形態では、次走行経路用の磁界検出部に
て検出される磁界の強さの最大値が、定数補正用設定上
限値Ｓ_HMを越えていれば、そのときの制御定数より所定
割合だけ小さい制御定数に補正し、前記最大値が、定数
補正用設定下限値Ｓ_HLを下回っていれば、そのときの制
御定数より所定割合だけ大きい制御定数に補正する構成
としたが、このような構成に代えて次のように構成して
もよい。

【００５４】次走行経路用の磁界検出部にて検出される
磁界の強さの最大値に対して、最適な制御定数が予めマ
ップデータとして記憶設定されており、そのマップデー
タに基づいて、適切な制御対数を選択して補正するよう
に構成してもよい。又、このとき、前記出力ゲインが変
更された場合には、その変更されたゲインに基づいて修
正された最大値にて、制御対数を選択するようにしても
よい。

【００５５】（２）上記実施形態では、経路端部検出部
としての中央磁界センサにて走行経路に端部位置を検出
して、その検出情報に基づいて旋回制御や誘導走行制御
を実行させる構成としたが、このような中央磁界センサ
に代えて、例えば、経路端部にて横方向にレーザー光を
照射させて、このレーザー光を検出するセンサにて経路
端部を検出するようにしてもよく、又、無線操縦にて手
動にて経路端部に至ったことを移動車側に指令する構成
等、各種の構成にて実施してもよい。

【００５６】（３）上記実施形態では、次走行経路用の
磁界検出部にて検出される磁界の強さをメモリに逐次記
憶させるようにしたが、このような構成に代えて、磁界
の強さの最大値を検出して最大値のみを記憶させる構成
としてもよい。

【００５７】（４）上記実施形態では、増幅ゲインの異
なる複数の増幅器のうちのいずれかを選択することで、
出力ゲインを調整する構成としたが、無段階に変更調整
自在な増幅器を用いて、磁界の強さの最大値に基づい
て、無段階に出力ゲインを調整させる構成としてもよ
い。

【００５８】（５）上記実施形態では、移動車が走行経
路の端部に達したことが検出されるに伴って、制御定数
の補正を行う構成としたが、車体の旋回制御が実行され
た後に行う構成としてもよい。

【００５９】（６）上記実施形態では、現走行経路用の
磁界検出部ＧＫ₁ の出力ゲインを自動調整する構成とし
たが、このような自動調整を行わない構成としてもよ
い。

【００６０】（７）上記実施形態では、前記磁界検出手
段における設置間隔を変更調整できるようにしたが、設
置間隔を固定状態で設ける構成としてもよい。

【００６１】（８）上記実施形態では、誘導対象エリア
の左右両側に誘導線が設置される場合を例示したが、片
側にのみ誘導線が設置される構成としてもよく、この場
合において、誘導走行制御は、誘導線に近い方の走行経
路から順次、遠い側の経路に誘導させてもよく、誘導線
に遠い方の走行経路から順次、近い側の経路に誘導させ
てもよい。

【００６２】（９）上記実施形態では、移動車として対
地作業装置としてロータリー耕耘装置を備える構成とし
たが、このような構成に代えて、例えば、苗植付装置や
刈取収穫機を備えた作業車であってもよく、建設機械や
清掃作業等の作業車であってもよい。又、作業を行わな
い運搬車等の移動車であってもよい。

【００６３】尚、特許請求の範囲の項に図面との対照を
容易にするために符号を記すが、該記入により本発明は
添付図面の構成に限定されるものではない。

【図面の簡単な説明】

【図１】誘導状態を示す平面図

【図２】誘導線の設置状態を示す側面図

【図３】磁界強度分布を示す図

【図４】制御ブロック図

【図５】磁界検出手段の構成図

【図６】信号処理部の構成図

【図７】誘導線の設置状態を示す平面図

【図８】誘導線の電気回路図

【図９】ゲインを切り換えた場合の出力特性を示す図

【図１０】制御動作のフローチャート

【図１１】移動車の平面図

【図１２】旋回制御状態を示す平面図

【符号の説明】

２ 誘導線 ９ 操向操作手段 １４ 経路端部検出部 １００ 走行制御手段 １０１ 目標ゲイン設定手段 １０２ ゲイン調整手段 １０３ 制御定数補正手段 ＧＫ 磁界検出手段 ＧＫ₁ 現走行経路用の磁界検出部 ＧＫ₂ 次走行経路用の磁界検出部 Ｓ_HM 設定上限値 Ｓ_HL 設定下限値 Ｖ 移動車 Ｘｍ 磁界の強さの最大値

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 横山 幸生 大阪府堺市石津北町64番地 株式会社クボ タ堺製造所内

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 地上側に、電流が供給される誘導線
   （２）が設置され、 移動車（Ｖ）側に、 車体の向きを変更操作自在な操向操作手段（９）と、 前記電流により形成される磁界の強さを検出する磁界検
   出手段（ＧＫ）と、 前記誘導線（２）の長手方向に沿うと共に互いに平行な
   複数の走行経路の夫々において、前記磁界検出手段（Ｇ
   Ｋ）による検出情報に基づいて、移動車（Ｖ）を前記各
   走行経路に沿って誘導走行させるべく前記操向操作手段
   （９）を制御する操向制御手段（１００）とが備えられ
   ている移動車の誘導制御装置であって、 前記磁界検出手段（ＧＫ）は、 前記複数の走行経路のうちの１つに沿って走行するとき
   に、 その走行中の走行経路に沿う前記誘導制御を実行するた
   めに磁界の強さを検出するための現走行経路用の磁界検
   出部（ＧＫ₁ ）と、隣接する次の走行経路に沿って前記
   移動車（Ｖ）を走行させた際に前記現走行経路用の磁界
   検出部（ＧＫ₁）にて検出されることになる磁界の強さ
   を検出する次走行経路用の磁界検出部（ＧＫ₂ ）とを、
   隣り合う走行経路の間隔に対応させて間隔を隔てて設置
   する状態で備えるものであり、 前記次走行経路用の磁界検出部（ＧＫ₂ ）にて検出され
   る磁界の強さの検出情報に基づいて、 前記次走行経路を走行する際における、前記現走行経路
   用の磁界検出部（ＧＫ ₁ ）による検出値と予め設定され
   る目標値との偏差に対する前記操向操作手段（９）の操
   作量を求めるときの制御定数を、前記操作量が適正範囲
   になるように補正する制御定数補正手段（１０３）が設
   けられている移動車の誘導制御装置。
2. 【請求項２】 前記制御定数補正手段（１０３）は、 前記次走行経路用の磁界検出部（ＧＫ₂ ）にて検出され
   る磁界の強さの最大値（Ｘｍ）が設定上限値（Ｓ_HM）を
   越えると、そのときの制御定数より小さい制御定数に補
   正し、 前記次走行経路用の磁界検出部（ＧＫ₂ ）にて検出され
   る磁界の強さの最大値（Ｘｍ）が設定下限値（Ｓ_HL）を
   下回ると、そのときの制御定数より大きい制御定数に補
   正するように構成されている請求項１記載の移動車の誘
   導制御装置。
3. 【請求項３】 前記制御定数補正手段（１０３）は、 制御対象となる走行経路における磁界の強さに対する適
   正な制御定数が予めマップデータにて設定記憶されてお
   り、 前記次走行経路用の磁界検出部（ＧＫ₂ ）にて検出され
   る磁界の強さの最大値に基づいて、前記マップデータよ
   り求められる前記制御定数に補正するように構成されて
   いる請求項１記載の移動車の誘導制御装置。
4. 【請求項４】 前記移動車（Ｖ）に、前記走行経路の始
   端部及び終端部であることを検出する経路端部検出部
   （１４）が設けられ、 前記制御定数補正手段（１０３）が、前記経路端部検出
   部（１４）の検出情報に基づいて、前記制御定数を補正
   するように構成されている請求項１、２又は３記載の移
   動車の誘導制御装置。
5. 【請求項５】 前記移動車（Ｖ）の走行距離を検出する
   距離検出手段（１０）と、 前記走行経路の端部であることを検出する経路端部検出
   部（１４）と、 この経路端部検出部（１４）により走行経路の端部であ
   ることを検出したときから、前記次走行経路用の磁界検
   出部（ＧＫ₂ ）における検出情報を、前記距離検出手段
   （１０）の検出情報と対応付けて逐次記憶する記憶手段
   （２５）とが設けられ、 前記操向制御手段（１００）は、前記記憶手段（２５）
   にて記憶される記憶情報を前記目標値として操向制御を
   実行するように構成されている請求項１、２、３又は４
   記載の移動車の誘導制御装置。
6. 【請求項６】 前記移動車（Ｖ）に、 前記次走行経路用の磁界検出部（ＧＫ₂ ）にて検出され
   る磁界の強さの検出情報に基づいて、前記現走行経路用
   の磁界検出部（ＧＫ₁ ）における出力ゲインの目標値を
   設定する目標ゲイン設定手段（１０１）と、 前記次走行経路用の磁界検出部（ＧＫ₂ ）にて磁界の強
   さが検出される走行経路においては、当該走行経路に沿
   う誘導走行に先立って、前記現走行経路用の磁界検出部
   （ＧＫ₁ ）における出力ゲインを前記目標値に自動調整
   するゲイン調整手段（１０２）とが設けられ、 前記制御定数補正手段（１０３）は、 前記ゲイン調整手段（１０２）にて前記出力ゲインが前
   記目標値に調整されると、その目標値に対応させて前記
   制御定数を補正するように構成されている請求項１、
   ２、３、４又は５記載の移動車の誘導制御装置。