JPH1030220A - 除雪車の自動投雪シュート姿勢制御装置及び投雪シュート姿勢の教示方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 本発明は、除雪車の自動投雪シュート姿勢制
御装置及び投雪シュート姿勢の教示方法に関し、正確に
投雪シュート姿勢を自動制御できる除雪車の自動投雪シ
ュート姿勢制御装置及び投雪シュート姿勢の教示方法を
提供すること目的とする。 【解決手段】 制御装置は、ＧＰＳ受信機から出力され
た除雪車の位置と一致する除雪車の位置データを、位置
・姿勢データから探し、除雪車の除雪作業経路の各投雪
地点における投雪シュートの姿勢の目標値を決定する投
雪シュート姿勢目標値決定手段と、偏差量に応じた操作
量をフィードバック制御してアクチュエータに出力する
投雪シュート姿勢変更手段とを備えている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、例えばロータリ除
雪車の如き除雪車の投雪シュートの動作を自動化するた
めの除雪車の自動投雪シュート姿勢制御装置及び投雪シ
ュート姿勢の教示方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、ロータリ除雪車による除雪作業
においては、投雪シュートにより道路脇等に投雪される
が、特に、市街地では道路脇の標識や建物等の障害物が
多いため、オペレータは投雪シュートの操作を頻繁に行
なって投雪地点を移動させる必要がある。

【０００３】しかし、オペレータは、除雪作業時にはそ
の付近を走行する他の車両，歩行者，ガードレール等と
の接触を起こさぬよう舵取り操作に専念するため、一人
で投雪シュートの操作を行なう事は困難である。このた
め、ロータリ除雪車では、投雪シュートの操作を専門に
行なう助手が乗務するのが一般的であるが、操作を分担
して行なうため、オペレータと助手がタイミングを合わ
せて操作を行わなければならず、助手には高度な投雪シ
ュート操作技術が必要とされ、また作業時の負担も大き
かった。

【０００４】そこで、この投雪シュート操作と走行操作
を一人で行うなうため、例えば、実開平５−２６０８９
号公報に示すように、ロータリ除雪車の通過地点に応じ
た投雪地点データを予め与え、除雪作業時にロータリ除
雪車の走行距離から除雪車の位置を算出し、与えられて
いる投雪地点で自動的に投雪が行なわれるように投雪シ
ュートを制御する方式が考案されている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、この方
式は、車両の走行位置，経過時間，走行距離等からロー
タリ除雪車の位置を求める相対位置検出方式であるた
め、走行距離が長くなると、雪による車輪のスリップ等
の要因により、計算で求められたロータリ除雪車の位置
と実際のロータリ除雪車の位置との間の累積誤差が増大
し、正確な投雪シュート制御が困難であるという問題が
ある。即ち、ロータリ除雪車の車輪のスリップが発生す
ると、走行距離検出器にロータリ除雪車が移動した距離
より大きな距離を出力する。このため、ロータリ除雪車
が実際には投雪シュートの投雪姿勢の変更地点に到達し
ていないにもかかわらず、その投雪シュートの投雪姿勢
の変更地点に到達したと判断され、計算上の投雪シュー
トの投雪姿勢の変更地点より手前で投雪シュートの投雪
姿勢が変更されることになる。

【０００６】また、ロータリ除雪車がスタートする時
に、ロータリ除雪車の位置がずれていると、すべての投
雪シュートの投雪姿勢の変更地点がずれてしまうことに
なる。本発明は、上述の問題点を解決するためになされ
たもので、その目的は、車輪のスリップ等の影響を受け
ず、安定かつ正確な除雪車の位置検出を可能にし、除雪
車の通過位置に応じて正確に投雪シュート姿勢を自動制
御できる除雪車の自動投雪シュート姿勢制御装置及び投
雪シュート姿勢の教示方法を提供することである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】請求項１記載の発明は、
除雪車に装着された投雪シュートと、投雪シュートの姿
勢を変更するアクチュエータと、投雪シュートの姿勢を
検出する姿勢検出センサと、ＧＰＳ衛星から発信してい
る電波とＤＧＰＳ補正情報を用いて除雪車の位置データ
を所定の時間間隔で出力するＧＰＳ受信機と、入力側に
姿勢検出センサ，ＧＰＳ受信機が接続され、出力側にア
クチュエータが接続された制御装置とを備え、前記制御
装置は、ＧＰＳ受信機から出力された除雪車の位置と一
致する除雪車の位置データを、除雪車の除雪作業経路に
おける除雪車の位置と投雪シュートの姿勢を対応させた
位置・姿勢データから探し、除雪車の除雪作業経路の各
投雪地点における投雪シュートの姿勢の目標値を決定す
る投雪シュート姿勢目標値決定手段と、投雪シュート姿
勢の目標値と投雪シュート姿勢の現在の値を比較して偏
差量を演算し、偏差量に応じた操作量をフィードバック
制御してアクチュエータに出力する投雪シュート姿勢変
更手段とを備えていることを特徴とする。

【０００８】請求項２記載の発明は、操作レバーで作動
されるアクチュエータにより制御される除雪車の投雪シ
ュートの姿勢の変化を、姿勢検出センサにより検出し
て、投雪シュートの姿勢データを作成し、投雪シュート
の姿勢データと、除雪車に搭載したＧＰＳ受信機から出
力される除雪車の位置データとを制御装置に入力し、Ｇ
ＰＳ受信機から所定の時間間隔で出力された除雪車の位
置データと投雪シュートの姿勢データを対応させること
により除雪作業経路における各投雪ポイントでの位置・
姿勢データを記録することを特徴とする。

【０００９】（作用）請求項１記載の発明においては、
ＧＰＳ衛星から発信している電波とＤＧＰＳ補正情報を
用いて除雪車の位置がＧＰＳ受信機で検出され、ＧＰＳ
受信機から所定の時間間隔で出力され、制御装置の投雪
シュート姿勢目標値決定手段に入力される。

【００１０】制御装置の投雪シュート姿勢目標値決定手
段において、ＧＰＳ受信機から出力された除雪車の位置
と一致する除雪車の位置データが、除雪車の除雪作業経
路における除雪車の位置と投雪シュートの姿勢を対応さ
せた位置・姿勢データから探され、除雪車の除雪作業経
路の各投雪地点における投雪シュートの姿勢の目標値が
決定される。

【００１１】除雪車の進行に対して、投雪シュートの姿
勢の目標値が決定され、除雪作業経路の各投雪ポイント
における投雪シュートの姿勢の目標値を結ぶと、投雪シ
ュートの姿勢の目標軌跡が生成される。この投雪シュー
トの姿勢の目標軌跡に沿って姿勢検出センサにより検出
された現在の投雪シュートの姿勢が以下のように追従制
御される。

【００１２】除雪車に搭載された投雪シュートにより、
雪が所定の方向に投雪される。この投雪シュートの姿勢
はアクチュエータにより変更され、投雪シュートの現在
の姿勢は姿勢検出センサにより検出され、制御装置の投
雪シュート姿勢変更手段に入力される。制御装置の投雪
シュート姿勢変更手段において、投雪シュート姿勢の目
標値と投雪シュート姿勢の現在の値が比較されて偏差量
が演算され、偏差量から操作量がフィードバック制御さ
れてアクチュエータに出力される。

【００１３】アクチュエータの出力により投雪シュート
の姿勢が変更される。以上のように、除雪車の自動投雪
シュート姿勢制御装置における制御は、除雪作業経路の
全体から見ると、除雪車の位置に従って、投雪シュート
の姿勢の目標軌跡を決めるプログラム制御であり、微視
的には、姿勢検出センサにより検出された現在の投雪シ
ュートの姿勢が投雪シュートの姿勢の目標軌跡に追従制
御されるフィードバック制御である。

【００１４】請求項２記載の発明においては、アクチュ
エータにより姿勢が調整された状態で投雪シュートを有
する除雪車が除雪作業経路に沿って運転される。オペレ
ータにより除雪車が運転されながら、操作レバーが操作
され、投雪シュートが作動される。これにより、除雪作
業経路に沿って投雪シュートの姿勢が変化される。

【００１５】姿勢検出センサにより検出された投雪シュ
ートの姿勢データと、除雪車に搭載したＧＰＳ受信機か
ら出力される除雪車の位置データとが制御装置に入力さ
れる。 そして、ＧＰＳ受信機から所定の時間間隔で出
力された除雪車の位置データと投雪シュートの姿勢デー
タが制御装置で対応される。これにより、除雪作業経路
における各投雪ポイントでの除雪車の位置・姿勢データ
が記録される。

【００１６】

【発明の実施の形態】以下、図面により本発明の実施の
形態について説明する。図１ないし図９により請求項
１，２記載の発明の実施の形態に係わる除雪車の自動投
雪シュート姿勢制御装置及び除雪車の投雪シュート姿勢
の教示方法を説明する。ここで、除雪車の例としてロー
タリ除雪車を挙げて説明する。

【００１７】図１ないし図３，図５において、符号１は
ロータリ除雪車で、このロータリ除雪車１は除雪装置２
を有し、除雪装置２は、雪を掻き込むオーガ３と、図示
しないブロアの回転により雪を投雪する投雪シュート４
とを備えている。投雪シュート４はフレーム５に支持さ
れ、フレーム５には油圧モータからなる第１アクチュエ
ータ６が設けられ、第１アクチュエータ６には、その旋
回位置を検出するためのポテンションメータからなる第
１姿勢検出センサ６Ａが取り付けられている。投雪シュ
ート４は胴体部７と、キャップ８とを有している。

【００１８】胴体部７には、これを伸縮するための油圧
シリンダからなる第２アクチュエータ９が装着され、該
胴体部７の長さを検出するためのポテンションメータか
らなる第２姿勢検出センサ９Ａが取り付けられている。
キャップ８には、これを開閉するための油圧シリンダか
らなる第３アクチュエータ１０が取り付けられ、その開
閉位置を検出するためにポテンションメータからなる第
３姿勢検出センサ１０Ａが取り付けられている。

【００１９】図５に示すように、第１アクチュエータ６
は第１比例電磁弁１１を介して油圧ポンプ２６及び油圧
タンク２７に接続されている。第１比例電磁弁１１によ
り第１アクチュエータ６が作動されて投雪シュート４が
右旋回または左旋回され、シュート旋回角度が変化す
る。第２アクチュエータ９は第２比例電磁弁１２を介し
て油圧ポンプ２６及び油圧タンク２７に接続されてい
る。第２比例電磁弁１２により第２アクチュエータ９が
作動され、投雪シュート４が伸縮され、シュート伸縮位
置が変化する。

【００２０】第３アクチュエータ１０は第３比例電磁弁
１３を介して油圧ポンプ２６及び油圧タンク２７に接続
されている。第３比例電磁弁１３により第３アクチュエ
ータ１０が作動され、投雪シュート４のキャップ８が開
閉され、シュートキャップ角度が変化する。投雪シュー
ト４の旋回角で投雪方向が決定され、キャップ８のシュ
ートキャップ角度及び投雪シュート４の伸縮量で投雪の
距離が調整される。

【００２１】図１において、１４はマイクロコンピュー
タからなる制御装置で、この制御装置１４の入力側には
ＧＰＳ受信機１５，ジョイスティックレバーからなる操
作レバー１６が接続されている。なお、１７は無線電話
機，１８はモデム，１９は入力装置、１９Ａは表示装
置、１９Ｂは外部記憶装置、２０はＧＰＳ衛星、２１は
ＤＧＰＳ補正情報発信基地である。

【００２２】外部記憶装置１９Ｂとして、例えばＩＣカ
ード（図示せず）が用いられ、このＩＣカードに記憶さ
れる教示ファイルには、各投雪地点におけるロータリ除
雪車１の位置座標にそれぞれ対応して、シュート旋回角
度，シュートキャップ角度，シュート伸縮位置が書き込
まれている。モデム１８は無線電話機１７とＧＰＳ受信
機１５との間で信号の変調，復調を行なう。

【００２３】無線電話機１７はＤＧＰＳ補正情報発信基
地２１より発信されているＤＧＰＳ補正情報を受信し、
これをモデム１８を介してＧＰＳ受信機１５に与えるも
のである。ＧＰＳ受信機１５では、ＤＧＰＳが用いられ
る。即ち、ＤＧＰＳとはディファレンシャルＧＰＳの略
で、ＧＰＳ（Global Positioning System）で得られる
移動体（ロータリ除雪車１）の位置座標の測定誤差を補
正することにより高精度測位を可能にするものである。
即ち、位置が正確に判明している基準局（本実施の形態
ではＤＧＰＳ補正情報発信基地２１）で航法電波を受信
して基準局の位置座標を決定し、その決定した位置座標
と既知の正確な位置座標とを比較して航法電波に含まれ
る誤差を計算し、その誤差をデータ伝送することにより
移動体側の測位誤差の補正に供するものである。

【００２４】上述のように、ＧＰＳ受信機１５におい
て、ＧＰＳ衛星２０から発信している電波と該ＤＧＰＳ
補正情報発信基地２１から転送されるＤＧＰＳ補正情報
を用いてロータリ除雪車１の正確な位置座標が計算さ
れ、ＧＰＳ受信機１５からロータリ除雪車１の現在の位
置データが例えば１秒毎に出力される。ＧＰＳ受信機１
５のＧＰＳは例えば４つのＧＰＳ衛星２０から地上に送
信される航法電波をＧＰＳアンテナ１５Ａを介して受信
し、自己車両であるロータリ除雪車１の現在位置を経
度，緯度でリアルタイムで検出する。即ち、ＧＰＳ受信
機１５と各ＧＰＳ衛星２０はその内部にセシウム等の原
子発信部等高精度な時計を内蔵し、ＧＰＳ衛星２０から
電波送信時刻とＧＰＳ衛星の軌道情報とを航法電波とし
て送信すれば、ＧＰＳ受信機１５でその電波の到達時間
を測定することにより、ＧＰＳ衛星２０とＧＰＳ受信機
１５との距離を検出することができる。少なくとも４個
のＧＰＳ衛星２０から同様の情報を受信することによ
り、それぞれの球面の交点を受信位置即ち自車位置と
し、三次元座標で自己車両であるロータリ除雪車１の現
在位置を検出することができる。

【００２５】制御装置１４は、記憶手段２２と、投雪シ
ュート姿勢目標値決定手段２４と、投雪シュート姿勢変
更手段２５とを備え、図６のフローチャートに従って、
一連の手順で記憶手段２２からデータを取り出して演算
を行い、第１比例電磁弁１１，第２比例電磁弁１２，第
３比例電磁弁１３へ出力するものである。記憶手段２２
にはロータリ除雪車１の除雪作業経路の各投雪地点にお
けるロータリ除雪車１の位置と投雪シュート４の姿勢を
対応させた位置・姿勢データが書き込まれる。記憶手段
２２には、制御装置１４の初期設定時例えば外部記憶装
置１９Ｂを介して教示ファイルの内容である投雪シュー
ト４の姿勢データ（シュート旋回角度，シュートキャッ
プ角度，シュート伸縮位置）及びロータリ除雪車１の位
置データが転送される。

【００２６】投雪シュート姿勢目標値決定手段２４は、
ＧＰＳ受信機１５から出力されたロータリ除雪車１の位
置と一致する位置データを、ロータリ除雪車１の除雪作
業経路における除雪車の位置と投雪シュートの姿勢を対
応させた位置・姿勢データから探し、ロータリ除雪車１
の除雪作業経路の各投雪地点における投雪シュート４の
姿勢の目標値を決定するものである。

【００２７】投雪シュート姿勢変更手段２５は、投雪シ
ュート姿勢の目標値と投雪シュート姿勢の現在の値を比
較して偏差量を演算し、偏差量から操作量をフィードバ
ック制御してアクチュエータに出力するものである。そ
して、図３に示すように、第１姿勢検出センサ６Ａ，第
２姿勢検出センサ９Ａ，第３姿勢検出センサ１０Ａは、
制御装置１４の投雪シュート姿勢変更手段２５または記
憶手段２２に切換自在に接続されている。

【００２８】第１比例電磁弁１１、第２比例電磁弁１
２，第３比例電磁弁１３は、制御装置１４の投雪シュー
ト姿勢変更手段２５または操作レバー１６に切換自在に
接続されている。以下、本実施の形態における作用を説
明する。先ず、記憶手段２２に格納されるべき位置・姿
勢データは、オペレータが所定のルートの除雪作業経路
に沿ってロータリ除雪車１を運転して制御装置１４に教
示することにより次のように得られる。以下、図４によ
り説明する。

【００２９】最初に、オペレータにより所定のルートの
除雪作業経路に沿ってロータリ除雪車１が運転され、除
雪作業が開始される。この場合、ロータリ除雪車１は例
えば５ｋｍ／ｈ程度の低速で走行される。ロータリ除雪
車１に同乗している助手により、操作レバー１６が操作
される。操作レバー１６の操作状態は、電気信号に変換
されて制御装置１４に入力される。

【００３０】操作レバー１６の操作状態に対応する電気
信号が制御装置１４から出力され、第１アクチュエータ
６が第１比例電磁弁１１を介して、第２アクチュエータ
９が第２比例電磁弁１２を介して、第３アクチュエータ
１０が第３比例電磁弁１３を介してそれぞれ同時に作動
される。これにより、投雪シュート４の姿勢が変化す
る。投雪シュート４の姿勢（シュート旋回角度，シュー
トキャップ角度，シュート伸縮位置）が変化されること
により、投雪方向，位置が調整される。

【００３１】この変化した投雪シュート４の姿勢データ
は、第１姿勢検出センサ６Ａ，第２姿勢検出センサ９
Ａ，第３姿勢検出センサ１０Ａにより検出される。一
方、ＧＰＳ受信機１５からロータリ除雪車１の位置デー
タが例えば１秒毎に出力され、制御装置１４の記憶手段
２２に入力される。このように、投雪シュート４の姿勢
データとロータリ除雪車１の位置データが制御装置１４
の記憶手段２２に入力される。

【００３２】制御装置１４においてＧＰＳ受信機１５か
ら１秒毎に出力されたロータリ除雪車１の位置データと
その時の投雪シュート４の姿勢データが記憶手段２２か
らそれぞれ取り出されて対応され、その対応データは外
部記憶装置１９Ｂに送られ、位置・姿勢データとして格
納される。このようにして、除雪作業の開始点から終了
点までの、ロータリ除雪車１の除雪作業経路の各投雪地
点での投雪シュート４の姿勢データがロータリ除雪車１
の位置と対応して記憶され、所定のルートの除雪作業経
路の位置・姿勢データが得られる。

【００３３】ここで、投雪シュート４の姿勢（シュート
旋回角度，シュートキャップ角度，シュート伸縮位置）
は、それぞれ対応するポテンションメータの出力電圧を
正規化した値が記録される。「正規化」とは、ポテンシ
ョンメータの変位と出力電圧が正比例関係にあり、ポテ
ンションメータが投雪シュート４に組み付けられた状態
での最小出力が０，最大出力が例えば１０００となるよ
うに出力電圧を換算した値である。投雪シュート４に例
に取ると、投雪シュート４を反時計方向に一杯に旋回さ
せた時のポテンションメータの出力がＶ１、投雪シュー
ト４を時計方向に一杯に旋回させた時のポテンションメ
ータの出力がＶ２であるとし、投雪シュート４の旋回角
度がこの間にある時のポテンションメータの出力をＶｘ
とすれば、投雪シュート４の旋回角度の正規化した値と
して、以下の式により算出した値Ａが記録される。

【００３４】 Ａ＝（Ｖｘ−Ｖ１）×１０００／（Ｖ２−Ｖ１） かかる正規化した値で記録されることにより、ポテンシ
ョンメータの交換等でポテンションメータの出力範囲
（Ｖ２，Ｖ１）が変化しても、教示ファイルの内容を変
更しなくて済む。また、各ポテンションメータが投雪シ
ュート４に組み付けられた状態での最小出力Ｖ１，最大
出力Ｖ２は別途保管され、シュート操作の教示時及びシ
ュート自動制御時に参照される。

【００３５】このようにして、ロータリ除雪車１の種々
のルートに対応してその除雪作業経路の位置・姿勢デー
タが得られる。図６のフローチャートの手順に従って以
下のように投雪シュート４の姿勢が１秒毎に制御され
る。これを図３，図６により説明する。図３において、
オペレータにより各種初期設定がされ、入力装置１９に
選択すべきルートが打ち込まれる（ステップＳ１）。

【００３６】そして、外部記憶装置１９Ｂに格納されて
いる種々のルートに対応する除雪作業経路の位置・姿勢
データの中から、これから除雪するルートの除雪作業経
路の位置・姿勢データが選択され、記憶手段２２に読み
込まれる（ステップＳ２）。そして、オペレータにより
所定のルートの除雪作業経路に沿ってロータリ除雪車１
が運転され、除雪作業が開始される。この場合、ロータ
リ除雪車１は例えば５ｋｍ／ｈ程度の低速で走行され
る。

【００３７】作業の開始命令により、ロータリ除雪車１
に搭載された投雪シュート４により、雪が所定の方向に
投雪される。ＧＰＳ衛星２０から発信している電波とＤ
ＧＰＳ補正情報を用いてロータリ除雪車１の位置がＧＰ
Ｓ受信機１５で検出され、ＧＰＳ受信機１５から１秒毎
に出力され、制御装置１４の投雪シュート姿勢目標値決
定手段２４に読み込まれるステップＳ３においては、Ｇ
ＰＳ受信機１５からロータリ除雪車１の新たな位置デー
タが出力されたか否かが判断される。ＹＥＳと判断され
ると、ステップＳ４に進む。

【００３８】ステップＳ４においては、制御装置１４の
投雪シュート姿勢目標値決定手段２４により、ＧＰＳ受
信機１５から出力されたロータリ除雪車１の位置と一致
するロータリ除雪車１の位置データが、記憶手段２２の
位置・姿勢データから探される。ステップＳ５におい
て、一致したものがあれば、ＹＥＳと判断され、１つの
位置・姿勢データが確定する。これにより、ロータリ除
雪車１が除雪作業経路のどの位置を走行しているか否か
が判断される。即ち、ロータリ除雪車１の現在位置と、
記憶手段２２の位置・姿勢データに格納されている一連
のロータリ除雪車１の位置データとの距離が計算され、
距離が最小で、かつ距離が許容値（１ｍ程度）以下のデ
ータが、一致するデータとされる。「一致判定」は、ロ
ータリ除雪車１の現在の位置が教示ファイル中の隣接す
る位置座標の２点の中間にある場合は、現在の位置に近
い方の位置座標が選択される。従って、ある地点Ｘで投
雪シュート４の姿勢を変更することが教示ファイル中に
書き込まれていても、投雪シュート４の姿勢の自動制御
時には、ある地点Ｘの少し手前で投雪シュート４の姿勢
の変更が開始される場合もある。

【００３９】ステップＳ５において、一致したものがな
ければ、ＮＯと判断され、終了する。即ち、距離が最小
でも、許容値を超えている場合には、除雪作業経路から
逸脱していると判定され、投雪シュート４の自動制御が
中止される。ステップＳ６において、制御装置１４の投
雪シュート姿勢目標値決定手段２４により、確定された
位置・姿勢データにより現在位置における投雪シュート
４の姿勢の目標値が決定され、更新される。

【００４０】一方、投雪シュート４の姿勢は第１アクチ
ュエータ６，第２アクチュエータ９，第３アクチュエー
タ１０により作動され、投雪シュート４の姿勢は第１姿
勢検出センサ６Ａ，第２姿勢検出センサ９Ａ，第３姿勢
検出センサ１０Ａにより検出され、制御装置１４の投雪
シュート姿勢変更手段２５に読み込まれる（ステップＳ
７）。

【００４１】そして、ロータリ除雪車１の進行に対し
て、投雪シュート４の姿勢の目標値が決定され、除雪作
業経路の各投雪ポイントにおける投雪シュート４の姿勢
の目標値を結ぶと、図７に示す投雪シュート４の目標姿
勢が生成される。この投雪シュート４の目標姿勢に沿っ
て第１姿勢検出センサ６Ａ，第２姿勢検出センサ９Ａ，
第３姿勢検出センサ１０Ａにより検出された現在の投雪
シュート４の姿勢が以下のように追従制御される。即
ち、図８，図９において、投雪シュート４の目標姿勢が
投雪シュート姿勢目標値決定手段２４により例えば図７
に示すように階段状に与えられ、図７の投雪シュート４
の目標姿勢に現在の姿勢が追従する。

【００４２】ステップＳ８において、制御装置１４の投
雪シュート姿勢変更手段２５により、投雪シュート４の
姿勢の目標値と投雪シュート４の姿勢の現在の値が比較
され、一致しているか否かが判断される。ステップＳ８
において、ＹＥＳと判断されると、ステップＳ１０に進
む。ステップＳ８において、ＮＯと判断されると、ステ
ップＳ９に進む。

【００４３】ステップＳ９において、投雪シュート４の
姿勢の目標値と投雪シュート４の姿勢の現在の値の偏差
量が演算され、この偏差量から第１比例電磁弁１１，第
２比例電磁弁１２，第３比例電磁弁１３の流量（第１ア
クチュエータ６，第２アクチュエータ９，第３アクチュ
エータ１０の操作量）が計算され、第１アクチュエータ
６，第２アクチュエータ９，第３アクチュエータ１０に
出力される。

【００４４】かかる制御により、図９に示すように、ロ
ータリ除雪車１が（ｉ）番目の投雪位置に来たときに、
区間Ｋ（ｉ）において、投雪シュート４の目標姿勢はＭ
（ｉ）になっており、フィードバック制御により、投雪
シュート４の姿勢の変更動作が開始され、除雪シュート
の現在の姿勢は（ｉ）番目の目標姿勢Ｍ（ｉ）に近づ
く。ロータリ除雪車１が（ｉ＋１）番目の投雪位置に来
たときに、投雪シュート４の目標姿勢はＭ（ｉ＋１）に
変更される。

【００４５】区間Ｋ（ｉ＋１）において、投雪シュート
４の目標姿勢はＭ（ｉ＋１）になっており、図７のフィ
ードバック制御により、投雪シュート４の姿勢の変更動
作が開始され、除雪シュートの現在の姿勢は（ｉ＋１）
番目の目標姿勢Ｍ（ｉ＋１）に近づく。そして、第１ア
クチュエータ６，第２アクチュエータ９，第３アクチュ
エータ１０の出力により投雪シュート４の姿勢が作動さ
れ、ステップＳ１０に進む。

【００４６】ステップＳ１０において、終点到達または
終了指示ある場合、ＹＥＳと判断され、すべての動作が
終了する。ステップＳ１０において、ＮＯと判断される
と、ステップＳ３に戻り、上記と同様の動作が繰り返さ
れ、フィードバック制御となる。以上のように、ロータ
リ除雪車１の自動投雪シュート姿勢制御装置における制
御は、除雪作業経路の全体から見ると、記憶手段２２に
格納したロータリ除雪車１の位置に従って、投雪シュー
ト４の姿勢の目標軌跡を決めるブログラム制御であり、
微視的には、第１姿勢検出センサ６Ａ，第２姿勢検出セ
ンサ９Ａ，第３姿勢検出センサ１０Ａにより検出された
現在の投雪シュート４の姿勢が投雪シュート４の姿勢の
目標軌跡に追従制御されるフィードバック制御となる。

【００４７】以上の如き構成によれば、ＧＰＳを利用し
てロータリ除雪車１の位置検出を行ない、このロータリ
除雪車１の位置に対応して記憶手段２２に予め与えられ
た位置・姿勢データにより除雪作業経路における投雪シ
ュート４の姿勢の目標軌跡を決め、この投雪シュート４
の姿勢の目標軌跡に沿って姿勢検出センサ６Ａ．９Ａ，
１０Ａにより検出された現在の投雪シュート４の姿勢を
フィードバック制御するので、オペレータが除雪作業経
路に沿ってロータリ除雪車１を運転すれば、操作レバー
１６でアクチュエータ６，９，１０を操作して投雪シュ
ート４の姿勢を調整しなくても、自動的に投雪シュート
４の姿勢を除雪作業経路に沿って調整し、除雪作業経路
の各投雪位置で予め与えられた投雪地点に投雪を行なう
ことができる。

【００４８】そして、ロータリ除雪車１はそれ自体の車
輪の回転で走行距離を積算するものではなく、ＧＰＳ受
信機１５によりロータリ除雪車１の自己の位置を正確に
検出するので、走行距離の誤差の累積の問題が無い。長
距離の除雪作業であっても、車輪のスリップ等の影響を
受けず、安定かつ正確なロータリ除雪車１の位置検出が
可能であり、ロータリ除雪車１の通過位置に応じて正確
に投雪シュート姿勢を自動制御して投雪地点を調整し、
これにより、通常の除雪作業中は投雪シュート姿勢の調
整を不要とし、除雪作業の作業負担の軽減，作業効率の
向上を図ることができる。

【００４９】さらに、ＧＰＳ受信機１５によりロータリ
除雪車１の現在の位置データを認識するので、最初に何
らかの原点を必要とすることなく、ロータリ除雪車１を
任意の場所からスタートさせても、ロータリ除雪車１の
運用に支障を来すことはない。また、ロータリ除雪車１
を作業経路に沿って運転しながら、操作レバー１６を操
作して投雪シュート４の姿勢を変化させることにより、
ＧＰＳを利用してロータリ除雪車１の位置データと投雪
シュートの姿勢データを対応させてなる位置・姿勢デー
タを得ることができるので、安定且つ正確なロータリ除
雪車１の投雪シュート姿勢の教示を可能にする。

【００５０】なお、本実施の形態においては、除雪車の
例としてロータリ除雪車を挙げているが、ロータリ除雪
車以外の除雪車に適用することもできる。また、本実施
の形態においては、ＤＧＰＳ補正情報発信基地２１より
発信されているＤＧＰＳ補正情報は無線電話機１７で受
信され、無線電話機１７からモデム１８を介してＧＰＳ
受信機１５に送られているが、この機能として無線電話
機１７に限定されることはない。例えば、ＦＭ多重放
送，ＰＨＳ，ＩＴＳ（Inteligent Transport Syste
m），ＶＩＣＳ(道路交通情報通信システムでＶehicle I
nformation and Communication Systemの略)，電波ビー
コン，光ビーコン等の手段を用いることもできる。

【００５１】また、本実施の形態においては、投雪シュ
ート４の目標姿勢は図７に示すように階段状に与えられ
ているが、これに限定されず、除雪作業経路に沿った種
々の線でも良い。さらに、本実施の形態においては、１
秒毎に１回ＧＰＳ受信機１５からロータリ除雪車１の位
置データが出力されるようになっているが、かかる時間
間隔に限定されることなく、例えば０．５秒の時間間隔
毎でも良く、一定時間間隔でなくても良い。

【００５２】そして、本実施の形態においては、記憶手
段２２には、位置・姿勢データが書き込まれているが、
制御装置１４以外の記憶装置に位置・姿勢データを格納
し、その記憶装置から適当な通信手段を介して制御装置
１４に位置・姿勢データを送って演算をすることもでき
る。そして、また、本実施の形態においては、アクチュ
エータとして油圧シリンダ，油圧モータが用いられてい
るが、これに限定されず、例えばサーボモータを用いる
こともできる。

【００５３】

【発明の効果】請求項１記載の発明によれば、ＧＰＳを
利用して除雪車の位置検出を行ない、この除雪車の位置
に対応して記憶手段に予め与えられた位置・姿勢データ
により除雪作業経路における投雪シュートの姿勢の目標
軌跡を決め、この投雪シュートの姿勢の目標軌跡に沿っ
て姿勢検出センサにより検出された現在の投雪シュート
の姿勢をフィードバック制御するので、オペレータが除
雪作業経路に沿って除雪車を運転すれば、操作レバーで
アクチュエータを操作して投雪シュートの姿勢を調整し
なくても、自動的に投雪シュートの姿勢を除雪作業経路
に沿って調整し、予定の投雪ポイントに投雪することが
できる。

【００５４】そして、除雪車はそれ自体の車輪の回転で
走行距離を積算するものではなく、ＧＰＳ受信機により
除雪車の自己の位置を正確に検出するので、走行距離の
誤差の累積の問題が無い。長距離の除雪作業であって
も、車輪のスリップ等の影響を受けず、安定かつ正確な
除雪車の位置検出が可能であり、除雪車の通過位置に応
じて正確に投雪シュート姿勢を自動制御して投雪地点を
調整し、これにより、通常の除雪作業中は投雪シュート
姿勢の調整を不要とし、除雪作業の作業負担の軽減，作
業効率の向上を図ることができる。

【００５５】さらに、ＧＰＳ受信機により除雪車の現在
の位置を認識するので、最初に何らかの原点を必要とす
ることなく、除雪車を任意の場所からスタートさせて
も、除雪車の運用に支障を来すことは無い。請求項２記
載の発明によれば、除雪車を作業経路に沿って運転しな
がら、操作レバーを操作して投雪シュートの姿勢を変化
させることにより、ＧＰＳを利用して除雪車の位置デー
タと投雪シュートの姿勢データを対応させてなる位置・
姿勢データを得ることができるので、安定且つ正確な投
雪シュートの姿勢の教示を可能にする。

【図面の簡単な説明】

【図１】請求項１，２記載の発明の実施の形態に係わる
除雪車の自動投雪シュート姿勢制御装置を示すクレーム
対応図である。

【図２】ロータリ除雪車の側面図である。

【図３】同自動投雪シュート姿勢制御装置の除雪作業時
における信号の流れを示すブロック図である。

【図４】同自動投雪シュート姿勢制御装置の位置教示時
における信号の流れを示すブロック図である。

【図５】アクチュエータの油圧系統図である。

【図６】同自動投雪シュート姿勢制御装置の動作を示フ
ローチャートである。

【図７】ロータリ除雪車の位置に対応する投雪シュート
の目標姿勢を示す説明図である。

【図８】投雪シュートの姿勢の目標値の変化に追従する
現在の投雪シュート姿勢を示す説明図である。

【図９】投雪シュートの姿勢のフィードバック制御の説
明図である。

【符号の説明】

１ ロータリ除雪車 ６ 第１アクチュエータ ６Ａ 第１姿勢検出センサ ９ 第２アクチュエータ ９Ａ 第２姿勢検出センサ １０ 第３アクチュエータ １０Ａ 第３姿勢検出センサ １４ 制御装置 １５ ＧＰＳ受信機 １６ 操作レバー ２２ 記憶手段 ２４ 投雪シュート姿勢目標値決定手段 ２５ 投雪シュート姿勢変更手段

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 小浦方 一彦 福島県会津若松市門田町大字年貢町字大道 東50 (72)発明者 石黒 和明 新潟県新潟市秋葉１−２−１ 株式会社新 潟鐵工所大山工場内 (72)発明者 鈴木 正喜 新潟県新潟市秋葉１−２−１ 株式会社新 潟鐵工所大山工場内 (72)発明者 伝川 淑 新潟県新潟市秋葉１−２−１ 株式会社新 潟鐵工所大山工場内

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 除雪車に装着された投雪シュートと、 投雪シュートの姿勢を変更するアクチュエータと、 投雪シュートの姿勢を検出する姿勢検出センサと、 ＧＰＳ衛星から発信している電波とＤＧＰＳ補正情報を
   用いて除雪車の位置データを所定の時間間隔で出力する
   ＧＰＳ受信機と、 入力側に姿勢検出センサ，ＧＰＳ受信機が接続され、出
   力側にアクチュエータが接続された制御装置とを備え、 前記制御装置は、 ＧＰＳ受信機から出力された除雪車の位置と一致する除
   雪車の位置データを、除雪車の除雪作業経路における除
   雪車の位置と投雪シュートの姿勢を対応させた位置・姿
   勢データから探し、除雪車の除雪作業経路の各投雪地点
   における投雪シュートの姿勢の目標値を決定する投雪シ
   ュート姿勢目標値決定手段と、 投雪シュート姿勢の目標値と投雪シュート姿勢の現在の
   値を比較して偏差量を演算し、偏差量に応じた操作量を
   フィードバック制御してアクチュエータに出力する投雪
   シュート姿勢変更手段とを備えていることを特徴とする
   除雪車の自動投雪シュート姿勢制御装置。
2. 【請求項２】 操作レバーで作動されるアクチュエータ
   により制御される除雪車の投雪シュートの姿勢の変化
   を、姿勢検出センサにより検出して、投雪シュートの姿
   勢データを作成し、 投雪シュートの姿勢データと、除雪車に搭載したＧＰＳ
   受信機から出力される除雪車の位置データとを制御装置
   に入力し、 ＧＰＳ受信機から所定の時間間隔で出力された除雪車の
   位置データと投雪シュートの姿勢データを対応させるこ
   とにより除雪作業経路における各投雪ポイントでの位置
   ・姿勢データを記録することを特徴とする除雪車の投雪
   シュート姿勢の教示方法。