(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
制御開始時点の走行機体の方向を初期設定方向、同時点の操舵輪の操舵角を０とし、前記初期設定方向から前記走行機体が所定量ずれた場合、前記操舵輪を所定修正角に制御し、そして前記走行機体の方向のずれが修正された状態で前記操舵角を０に戻してなる、移動農機の直進制御装置において、
偏位角速度検出手段によって検出された走行機体の偏位角速度を積分して偏位角を算出する偏位角算出手段と、
上記偏位角の許容範囲を記憶する許容偏位角記憶手段と、
前記操舵輪が操舵角０で停止している状態にあって、前記偏位角と前記偏位角の許容範囲とを比較して、上記偏位角が、上記許容偏位角記憶手段に記憶された許容範囲を超えた場合に、上記偏位角を減少させるように操舵制御を行う制御手段と、
を備えたことを特徴とする移動農機の直進制御装置。
【請求項２】
上記走行機体の偏位角と検出速度とを用いて演算することにより、上記走行機体の前記初期設定方向からの変位量を算出する変位量算出手段と、
上記変位量の許容範囲を記憶する許容変位量記憶手段と、を更に備え、
前記制御手段は、上記偏位角が、上記許容偏位角記憶手段に記憶された許容範囲を超えた場合に、上記偏位角を減少させるように操舵制御を行うとともに、上記偏位角が許容範囲内にあっても、上記変位量が、上記許容変位量記憶手段に記憶された許容範囲を超えた場合には、上記偏位角を減少させるように操舵制御を行う、
請求項１記載の移動農機の直進制御装置。
【請求項３】
上記制御手段は、上記偏位角を減少させるように操舵制御を行って、該偏位角が０度から反対側へ振れた時点で、操舵輪を操舵角０に戻すように操舵制御することを特徴とする、
請求項１または２記載の移動農機の直進制御装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、乗用田植機，トラクタ等の移動農機に係り、詳しくは、走行機体が指定方向へ直進するように自動操舵する直進制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、乗用田植機，トラクタ等の移動農機においては、直進走行して各種の作業を行う際にその進行方向を自動制御するための直進制御装置が提案されている。
【０００３】
従来のこの種の直進制御装置では、ジャイロ（偏位角速度検出手段）によって検出された走行機体の偏位角速度を時間積分して、その走行機体の偏位角を算出する。さらに、その算出した偏位角θと、速度検出による走行距離ΔＬとから、微小時間（走行速度一定）における走行機体の変位量ΔＸ＝ΔＬ＊ｓｉｎθを算出するとともに、その微小時間の変位量ΔＸを時間積分することにより、走行機体の初期設定方向、つまりオペレータのスイッチ操作による直進制御開始時点の機体方向からの変位量を算出する。そしてその変位量が、予め設定された不感帯（許容範囲）を超えた場合に、操舵輪の操舵角を修正することによって、走行機体を初期設定方向へ走らせるように制御していた。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上述のように、従来の直進制御装置では、検出された偏位角速度を時間積分して得た偏位角を用い、しかもその偏位角をさらにもう１回時間積分して得た変位量に従って制御していたため、演算に時間がかかり、その結果、操舵制御が遅れて高精度の直進制御ができないという問題があった。
【０００５】
本発明は、この問題を解決するために提案されたもので、偏位角速度を一回積分して得られる偏位角に従って操舵制御することにより、操舵制御の遅れを小さくして、高精度の直進制御を可能とした直進制御装置を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明は、制御開始時点の走行機体の方向を初期設定方向、同時点の操舵輪の操舵角を０とし、前記初期設定方向から前記走行機体が所定量ずれた場合、前記操舵輪を所定修正角に制御し、そして前記走行機体の方向のずれが修正された状態で前記操舵角を０に戻してなる、移動農機の直進制御装置において、
偏位角速度検出手段（３）によって検出された走行機体の偏位角速度を積分して偏位角を算出する偏位角算出手段（２ａ）と、
上記偏位角の許容範囲を記憶する許容偏位角記憶手段（７）と、
前記操舵輪が操舵角０で停止している状態にあって、前記偏位角と前記偏位角の許容範囲とを比較して、上記偏位角が、上記許容偏位角記憶手段に記憶された許容範囲を超えた場合に、上記偏位角を減少させるように操舵制御を行う制御手段（２）と、
を備えたことを特徴とする移動農機の直進制御装置にある。
【０００７】
また、他の直進制御装置（１）では、上記構成のほかに、走行機体の偏位角と検出速度とを用いて演算することにより、上記走行機体の初期設定方向からの変位量を算出する変位量算出手段（２ｂ）と、変位量の許容範囲を記憶する許容変位量記憶手段（１０）と、を備え、偏位角が、上記許容偏位角記憶手段（７）に記憶された許容範囲を超えた場合に、偏位角を減少させるように操舵制御を行うとともに、偏位角が許容範囲内であっても、変位量が、上記許容変位量記憶手段（１０）に記憶された許容範囲を超えた場合には、偏位角を減少させるように、制御装置（２）によって操舵制御を行う。
【０００８】
【作用】
上記各構成の直進制御装置（１）では、偏位角速度を１回時間積分して得られる偏位角に従って操舵制御することにより、操舵制御に要する演算時間が短くなり、よって操舵制御の遅れが小さくなって、直進制御の精度が向上する。
【０００９】
また、上記他の直進制御装置（１）では、この制御に変位量を加え、偏位角が許容範囲内にあっても、変位量が許容範囲を超えた場合には、偏位角を減少させるように操舵制御を行うことにより、走行機体の初期設定方向からの変位量が小さく抑えられて、直進制御の精度がさらに向上する。
【００１０】
なお、上記括弧内の符号は、図面と対照するためのものであり、何等本発明の構成を限定するものではない。
【００１１】
【実施例】
以下、図面に基づいて本発明の実施例を説明する。
【００１２】
図１は、乗用田植機，トラクタ等の移動農機に設けられた本発明に係る直進制御装置の構成を示すブロック図である。
【００１３】
図のようにこの直進制御装置１は、ＣＰＵ（制御手段）２が、ジャイロ（偏位角速度検出手段）３によって検出された走行機体の偏位角速度を、偏位角算出部２ａにより時間積分して偏位角を算出し、その偏位角に従い、操舵装置５を介して操舵輪６を制御することにより、走行機体の進行方向を自動制御するように構成されている。またこの直進制御装置１には、予め設定された偏位角の不感帯（許容範囲）を記憶する偏位角不感帯メモリ（許容偏位角記憶手段）７が設けられている。
【００１４】
さらに本実施例では、上記偏位角算出部２ａが算出した偏位角と、速度センサ９によって検出された走行機体の速度とを用いて、従来例で説明したような演算を行うことにより、走行機体の初期設定方向からの変位量を算出する変位量算出部（変位量算出手段）２ｂがＣＰＵ２内に設けられるとともに、予め設定された変位量の不感帯（許容範囲）を記憶する変位量不感帯メモリ（許容変位量記憶手段）１０が設けられている。
【００１５】
そして上記直進制御装置１には、オペレータが操作する自動直進スイッチ１１からの直進制御開始指令と、ポテンショメータ１２によって検出された操舵輪６の操舵角と、増幅回路１３からの微小操舵角、および傾斜センサ１５によって検出された走行機体の左右の傾斜角などが入力されるようになっている。
【００１６】
次に、上記構成の直進制御装置１の制御動作を、図２のフローチャートを用いて説明する。
【００１７】
直進制御装置１のＣＰＵ２は、オペレータが、走行機体を手動で運転して序走を行い、機体と操舵輪６とを所望の方向に向けた状態で自動直進スイッチ１１を投入することにより、制御を開始する。また、このスイッチ投入による制御開始時点の機体方向を初期設定方向、同時点の操舵輪６の操舵角を０度と認識する。
【００１８】
ＣＰＵ２は先ず、操舵輪６が停止中で、しかもその停止が、操舵角を所定の修正角度の修正を行った後でない場合には（ステップＳ１，２）、続いて、偏位角算出部２ａが算出した偏位角が、偏位角不感帯メモリ７に記憶された不感帯を超えているかどうかを判定する（Ｓ３）。その判定の結果、偏位角が不感帯を超えている場合には、偏位が右向きであれば所定修正角度だけ左に操舵制御し（Ｓ４，５）、右向きでなければ所定修正角度だけ右に操舵制御する（Ｓ４，６）。
【００１９】
さらに本実施例では、上記ステップＳ３の判定において偏位角が不感帯内にある場合、変位量算出部２ｂが算出した、走行機体の初期設定方向からの変位量が、変位量不感帯メモリ１０に記憶された不感帯を超えているかどうかを判定する（Ｓ７）。その判定の結果、変位量が不感帯を超えていれば、上記ステップＳ４〜６の操舵制御を行い、変位量が不感帯内にあれば操舵輪６を停止させる（Ｓ８）。
【００２０】
一方、操舵輪６が停止中でない場合には、操舵輪６が所定修正角度に達した時点で操舵輪６を停止させる（Ｓ１，９，８）。
【００２１】
このように、偏位角速度を１回時間積分して得られる偏位角に従って操舵制御することにより、操舵制御に要する演算時間が短くてすみ、よって操舵制御の遅れを小さくして、高精度の直進制御を行うことができる。さらにこの制御に変位量を加え、偏位角が不感帯内（許容範囲内）にあっても、変位量が不感帯を超えた場合には、偏位角を減少させるように操舵制御を行うことにより、走行機体の初期設定方向からの変位量を小さく抑えて、直進制御の精度をさらに高めることができる。
【００２２】
また、上記ステップＳ２の判定において、操舵輪６が、所定修正角度の修正を行った後に停止している場合には、続いて、偏位角算出部２ａが算出した偏位角が０度から反対側へ振れてその符号が反転したかどうかを判定する（Ｓ１０）。その判定の結果、偏位角の符号が反転していれば、操舵輪６の操舵角を、制御開始時点の状態である０度に戻す（Ｓ１１）。即ち、初期設定方向から一方の側へ偏向していた走行機体の方向が、操舵制御によって初期設定方向から反対側へ偏向する、いわゆるゼロクロスした時点で、操舵輪６の操舵角を初期状態に戻す。これにより、走行機体の初期設定方向に対する振れを小さく抑えることができる。
【００２３】
上記ステップＳ１０の判定の結果、偏位角の符号が反転していなくても、本実施例では、変位量が不感帯内にあれば（Ｓ１２）、操舵輪６の操舵角を初期状態に戻すようにしている。これにより、操舵制御によって生じる走行機体の初期設定方向に対する振れをより小さく抑えることができる。
【００２４】
なお、操舵輪６の操舵角を０度に戻すタイミングを、偏位角が修正前と反対側の不感帯の最大値に達した時点としてもよい。この場合には、ゼロクロスした時点で戻す場合に比べて、走行機体の初期設定方向に対する振れは多少大きくなるものの、操舵制御の回数が減って、安定度が向上する。
【００２５】
また、上述の直進制御では、オペレータのスイッチ投入による制御開始時点の機体方向を初期設定方向、同時点の操舵輪６の操舵角を０度と認識して制御するようにしているが、図３の説明図に示すように、走行機体の初期設定方向Ａと、操舵輪６の０度位置（中立位置）の方向Ｂとは、わずかにずれることが多い。そこで、上記ステップ１１において操舵輪６の操舵角を修正後の方向Ｃから０度に戻す際、その操舵輪６を、予め設定した、走行機体の向きと正確に一致する位置に戻し、しかもその位置を新たに操舵角０度と認識させるようにすれば、走行機体の初期設定方向Ａと操舵輪６の０度位置の方向Ｂとのずれに起因する偏位を防止することができる。
【００２６】
さらに、操舵輪６が、上記予め設定した、走行機体の向きと正確に一致する位置にある時に、モニターランプ１６を点灯させるようにし、オペレータが、序走の際、そのモニターランプ１６の点灯中に自動直進スイッチ１１を投入するようにすれば、上記走行機体の初期設定方向Ａと操舵輪６の０度位置の方向Ｂとのずれに起因する偏位を、未然に防止することができる。
【００２７】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明に係る直進制御装置によれば、偏位角速度を１回積分して得られる偏位角に従って操舵制御するため、操舵制御に要する演算時間が短くてすみ、よって操舵制御の遅れを小さくして、高精度の直進制御を行うことができる。
また、偏位角が許容範囲を超えるまでは、操舵角を０にした状態で走行し、偏位角が許容範囲を超えると、操舵輪を所定修正角で修正し、修正後操舵角を０に戻し、そして再び偏位角が許容範囲を超えるまでは、操舵角は０のままで走行するものであって、操舵回数は、フィードバック制御により細かく操舵されるものに比して大幅に少ない。従って、操舵回数が少ない上に、上記偏位角に基づく操舵制御の遅れを小さくすることが相俟って、高精度の直進制御を行うことができる。
【００２８】
また、偏位角と共に変位量を加えて操舵制御するようにすれば、直進制御の精度をさらに高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例における直進制御装置の構成を示すブロック図。
【図２】同じ直進制御装置の制御動作を説明するフローチャート。
【図３】走行機体の初期設定方向と、操舵輪の０度位置（中立位置）の方向とのずれについて説明する図。
【符号の説明】
１    直進制御装置
２    ＣＰＵ（制御手段）
２ａ  変位角算出部
２ｂ  変位量算出部（変位量算出手段）
３    ジャイロ（偏位角速度検出手段）
６    操舵輪
７    偏位角不感帯メモリ（許容偏位角記憶手段）
１０    変位量不感帯メモリ（許容変位量記憶手段）
【図１】
0003597883.tif 000002
【図２】
0003597883.tif 000003
【図３】
0003597883.tif 000004