(57)【要約】【課題】  走行車体が設定基準走行向きから外れても自動的に修正操縦される農作業車を安価に得る。【解決手段】  走行向き検出センサ２０、操向検出手段２５、操向装置１６を制御手段２１に連係させてある。走行向き検出センサ２０は、走行車体の走行向きが設定基準走行向きに対して変化した向き及び切れ角を検出する。操向検出手段２５は、走行車体の操向装置１６が人為操作されたことを検出する。制御手段２１は、走行向き検出センサ２０が検出状態になると、操向検出手段２５が検出状態になるまで、走行車体が走行向き検出センサ２０による検出変化向きとは逆の走行向きに走行向きを変更するように操向装置１６を操作し、操向検出手段２５が検出状態になると、操向装置１６の人為操作を許容する。【選択図】        図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
走行車体の走行向きが設定基準走行向きに対して変化した向きを検出する走行向き検出センサ、走行車体の操向装置が人為操作されたことを検出する操向検出手段、前記走行向き検出センサ及び前記操向検出手段による検出情報に基いて前記操向装置を操作する制御手段を備えるとともに、前記制御手段は、前記走行向き検出センサが検出状態になると、前記操向検出手段が検出状態になるまで、走行車体が走行向き検出センサによる検出変化向きとは逆の走行向きに走行向きを変更するように前記操向装置を操作し、前記操向検出手段が検出状態になると、操向装置の人為操作を許容するように構成してある農作業車の操向制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、農作業車の操向制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
農作業車にあっては、作業走行する場合、走行面に凹凸があるとともに凹凸が激しくて走行向きが変化しやすくなっている。また、作業機が振れると反動で走行向きが変化しやすくなっている。このため、直進など、所望の走行向きに走行していくように人為操縦する場合、走行向きに変化がないかどうか前方を注意して見る必要があり、かつ、操縦操作を細かく頻繁に行なう必要がある。
【０００３】
車体を楽に直進走行させることが可能なものとして、従来、たとえば特許文献１に示されるように、直進方向を制御する方向センサ５、自動直進制御装置（ＣＰＵ）を介して操縦ハンドル１７又は操向クラッチ等を操作する左右の操向出力系Ｌ，Ｒを備え、方向センサ５の検出が基準の領域内にあるように操向出力系Ｌ，Ｒを出力して、走行車体３の直進方向を制御するものがあった。
【０００４】
【特許文献１】特公平８−１１００３号公報  （  第２頁、第３、６図  ）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
従来の自動操縦を採用した場合、走行向きが設定走行向きから外れたことの他に、設定走行向きになったことも検出できる走行向き検出センサを採用し、この検出センサによる検出情報に基いて操向装置を操作する制御が実行されるように構成する必要があり、コスト面などで不利になっていた。
【０００６】
本発明の目的は、車体を設定走行向きに楽に走行させることができながらコスト面などで有利に得られる農作業車の操向制御装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明による農作業車の操向制御装置にあっては、走行車体の走行向きが設定基準走行向きに対して変化した向きを検出する走行向き検出センサ、走行車体の操向装置が人為操作されたことを検出する操向検出手段、前記走行向き検出センサ及び前記操向検出手段による検出情報に基いて前記操向装置を操作する制御手段を備えるとともに、前記制御手段は、前記走行向き検出センサが検出状態になると、前記操向検出手段が検出状態になるまで、走行車体が走行向き検出センサによる検出変化向きとは逆の走行向きに走行向きを変更するように前記操向装置を操作し、前記操向検出手段が検出状態になると、操向装置の人為操作を許容するように構成してある。
【０００８】
すなわち、車体走行向きが設定基準走行向きから変化すると、走行向き検出センサによってその変化の方向が検出されてこの検出結果に基いて制御手段が操向装置を作動操作し、すなわち自動操縦が実行され、車体が走行向き検出センサによる検出変化向きとは逆の走行向きに走行向きを変更するように走行していく。このとき、運転者が車体の走行状況から、走行装置を制御装置による自動操縦によって操作されている操向状態から、車体を設定基準走行向きに走行させるための操向状態に人為操縦によって戻すタイミングになったか否かを判断し、人為操縦のタイミングになったと判断すると、操向装置を人為的に操作する。すると、この人為操作が操向検出手段によって検出されて制御手段による操向装置の自動操作が停止されるとともに操向装置を人為的に操作することが許容され、操向装置を人為的に操作する人為操縦を行なって、走行装置を制御装置による自動操縦によって操作されている操向状態から、車体を設定基準走行向きに走行させるための操向状態に戻し操作し、車体を設定基準走行向きに走行させていくものである。
これにより、走行向き検出センサとして、走行向きが設定基準走行向きになったことも、走行向きが設定基準走行向きから変化したことも検出できるセンサを採用しなくとも、たとえばヨーイングセンサなど、車体走行向きが設定基準走行向きから変化したことのみを検出できるセンサを採用すれば、車体走行向きが設定基準走行向きから変化した車体の走行向きを設定基準走行向きに向けて修正させる自動操縦を行なわせることができる。
【０００９】
従って、本発明によれば、車体走行向きが設定基準走行向きから変化しても、この走行向き変化を修正する方向の操縦が自動的に行なわれて、蛇行の少ない仕上がり精度のよい作業を楽にすることができながら、走行向き検出センサとして、車体走行向きが設定基準走行向きから変化したことのみを検出できるセンサを採用すれば済むなど、構造面やコスト面で有利に得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。
図１に示すように、左右一対の操向自在な前車輪１及び左右一対の後車輪２を原動部のエンジン３からの駆動力によって駆動して自走し、原動部の後方に位置するステアリングハンドル４、運転座席５などが備えられた運転部を有した走行車体の後部を形成するミッションケース６の後部に、左右一対のリフトアーム７をリフトシリンダ８によって上下に揺動操作できるようにして設けるとともに動力取り出し軸９を設けて、農用トラクタを構成してある。
【００１１】
この農用トラクタは、車体の後部にリフトアーム７を介して畝立て装置や耕耘装置を昇降操作自在に連結して畝立て機や耕耘機を構成するなど、各種の作業装置を車体後部に昇降操作自在に連結するとともに作業装置に動力取り出し軸９から動力伝達するように構成して各種の農作業機を構成するものである。
【００１２】
図２に示すように、左右前輪１のナックルアーム１ａにパワーシリンダ１０を連動させ、このパワーシリンダ１０のコントロールバルブ１１に油圧回路１２で接続しているメインポンプ１３を前記エンジン３によって駆動されるように構成し、前記コントロールバルブ１１に油圧回路１４で接続しているメータリングポンプ１５を前記ステアリングハンドル４の回転自在なハンドル支軸４ａに連動させて、走行車体の操向装置１６を構成してある。
【００１３】
すなわち、この操向装置１６は、ステアリングハンドル４を回転操作することにより、ステアリングハンドル４と共に回転するハンドル支軸４ａによってメータリングポンプ１５が操作され、これにより、コントロールバルブ１１が操作されてメインポンプ１３からの圧油をパワーシリンダ１０に供給し、このパワーシリンダ１０が駆動されて左右前輪１，１をステアリングハンドル４の回転操作方向に応じた操向方向に、かつ、ステアリングハンドル４の操作量に応じた切れ角度で揺動操作し、走行車体をステアリングハンドル４の回転操作方向に対応する走行方向に、ステアリングハンドル４の操作量に応じた切れ角で走行していくように操向操作する。
【００１４】
図１に示すように、前記走行車体に走行向き検出センサ２０を設け、図２に示すように、この走行向き検出センサ２０を連係させた制御手段２１を、前記ハンドル支軸４ａにギヤ連動機構２２を介して出力軸２３ａが連動している電動式ステアリングモータ２３の駆動回路２４に連係させることによって前記操向装置１６に連係させてある。前記制御手段２１には、前記ステアリングモータ２３に連係させた操向検出手段２５も、前記パワーシリンダ１０に設けた前輪操向検出センサ２６も連係させてある。
【００１５】
前輪操向検出センサ２６は、パワーシリンダ１０に連動させたストロークセンサで成り、パワーシリンダ１０の伸縮ストロークを検出してこの検出結果を電気信号にして制御手段２１に出力し、この制御手段２１に左右前輪１，１の操向向き及び切れ角を検出ストロークに基いて検出させる。
【００１６】
走行向き検出センサ２０は、ヨーイングセンサで成り、走行車体の車体上下向き軸芯まわりでの揺れ動きを検出してこの検出結果を電気信号にして制御手段２１に出力し、制御手段２１に走行車体の走行向き変化が発生したか否かを、かつ、走行向き変化が発生した場合、左右向きいずれの向きに如何なる値の切れ角で変化したかを検出させる。
すなわち、走行車体に車体上下向き軸芯まわりでの揺れ動きが発生すると、これに伴ってセンサ２０が作動し、この場合のセンサ２０の作動方向及び角速度を検出することにより、走行車体の走行向きが左右向きいずれの向きに、如何なる値の切れ角で変化したかを検出することができる。
そして、前輪操向検出センサ２６による検出情報に基いて左右前輪１，１が直進向きの操向状態にあると検出している際、走行向き検出センサ２０からの検出情報によって走行向き変化があったことを検出すれば、これらの検出結果を基に、走行車体の走行方向が直進向きから左又は右向きに、如何なる値の切れ角で変化したかを検出することができる。
【００１７】
ステアリングモータ２３は、駆動操作されると、出力軸２３ａによってギヤ連動機構２０を介してハンドル支軸４ａを回動操作してメータリングポンプ１５を回動操作することにより、操向装置１６を操作する。
【００１８】
操向検出手段２５は、電流計で成り、ステアリングモータ２３の電流値を計測してこの計測結果を制御手段２１に出力し、ステアリングモータ２３による操向操作が行なわれている際に操向装置１６の人為操作が行なわれた否かを制御手段２１に検出させる。
すなわち、ステアリングモータ２３が操向装置１６を操作している際、操向装置１６をステアリングモータ２３による操作方向とは逆の操作方向に操作するようにステアリングハンドル４が回転操作されると、ハンドル支軸４ａの駆動力がギヤ連動機構２２を介して入力軸２３ａに伝達されてステアリングモータ２３の駆動抵抗が増大し、ステアリングモータ２３の電流値は、ステアリングハンドル４が操作されない場合に必要な電流上限値として設定した設定電流上限値を超える。これにより、操向検出手段２５による計測電流値が設定電流上限値を超えたことを検出することにより、ステアリングモータ２３による操向操作が行なわれている際に操向装置１６の人為操作が行なわれたと検出することができる。
【００１９】
制御手段２１は、マイクロコンピュータを利用して構成してあり、図３に示す如く各センサ２０，２６及び操向検出手段２５による検出情報に基いて操向装置１６を操作する。
【００２０】
すなわち、ステップ１に示すように、走行向き検出センサ２０及び前輪操向センサ２６による検出情報と、制御手段２１の記憶部で成る基準走行向き設定手段２７によって設定基準走行向きとして設定された直進走行向きとを基に、走行車体の走行方向が直進走行向きから外れたか否かを判断する。ステップ２に示すように、操向検出手段２５による検出情報に基いて操向装置１６の人為操作が行なわれているか否かを判断する。車体走行方向が直進走行向きから外れていると判断し、かつ、操向装置１６の人為操作が行なわれていないと判断した場合、ステップ３に示すように、走行向き検出センサ２０による検出情報を基に、車体走行向きの外れている方向が右向きか否かを判断し、外れ方向が右向きであると判断した場合、ステップ４に示すように、駆動回路２４に前輪1を左向きに操向させるべき信号を出力し、前輪操向検出センサ２６による検出情報に基いて前輪１の切れ角を検出しながら、操向装置１６の人為操作が行なわれるまでステアリングモータ２３を左操向側に駆動操作し、左右前輪１，１の切れ角が走行向き検出センサ２０による検出切れ角に等しい又はほぼ等しい切れ角になるように駆動操作する。ステップ３において、外れ方向が右向きでないと判断した場合、すなわち、外れ方向が左向きである場合、ステップ５に示すように、駆動回路２４に前輪１を右向きに操向させるべき信号を出力し、前輪操向検出センサ２６による検出情報に基いて前輪１の切れ角を検出しながら、操向装置１６の人為操作が行なわれるまでステアリングモータ２３を右操向側に、左右前輪１，１の切れ角が走行向き検出センサ２０による検出切れ角に等しい又はほぼ等しい切れ角になるように駆動操作する。
ステップ１において車体走行方向が直進走行向きから外れていないと判断した場合、及び、ステップ２において操向装置１６の人為操作が行なわれたと判断した場合、ステップ６に示すように、駆動回路２４にステアリングモータ２３をニュートラル状態にさせるべき信号を出力し、操向装置１６の人為操作を許容するようにステアリングモータ２３をステアリングハンドル４によって回転操作できる自由状態に操作する。
【００２１】
つまり、走行車体を直進走行させて作業するが、走行地面の凹凸などによって走行車体の走行向きが直進走行向きから変化することがあると、走行向き検出センサ２０によって検出されて制御手段２１が走行向き検出センサ２０による検出結果を基にステアリングモータ２３を操作して操向装置１４を操作することにより、左右前輪１，１を車体走行向きが変化した方向とは逆向きに、車体走行向きが変化した切れ角に等しい又はほぼ等しい切れ角で操向した状態に操向操作し、走行車体が走行向き検出センサ２０による検出変化向きとは逆の走行向きに走行向きを変更するように自動操縦されて走行していく。このとき、運転者が車体の走行状況から、左右前輪１を制御手段２１による自動操縦によって操作されている操向状態から、直進向きに戻すタイミングになったか否かを判断し、直進向きに戻すタイミングになったと判断すると、ステアリングハンドル４を人為的に操作する。すると、この人為操作が操向検出手段２７によって検出され、この検出結果を基に制御手段２１がステアリングモータ２３を自由状態に操作して走行向き検出センサ２０の検出結果に基く操向装置１６の操作、すなわち自動操縦を停止し、かつ、操向装置１６の人為操作を許容するので、ステアリングハンドル４によって操向装置１６を制御手段２１による操作方向とは逆の操作方向に操作する人為操縦により、左右前輪１，１を制御手段２１によって操作されていた操向状態から直進向きの操向状態に戻し操作して、走行車体を直進走行させていく。
【００２２】
〔別実施形態〕
本発明は、農用トラクタ、畝立て機、耕耘機の他、田植機など各種の農作業を行なう車輌に適用できる。従って、これら農用トラクタ、畝立て機、耕耘機の他、田植機などを総称して農作業車と呼称する。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】農用トラクタ全体の側面図
【図２】ブロック図
【図３】操向制御のフロー図
【符号の説明】
【００２４】
１６        操向装置
２０        走行向き検出センサ
２１        制御手段
２５        操向検出手段
【図１】
2005080578.tif 000003
【図２】
2005080578.tif 000004
【図３】
2005080578.tif 000005