JP7106418B2 - 作業車両 - Google Patents

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Description

本発明は、例えば、トラクタ等の作業車両に関する。
従来、農作業機として特許文献1が知られている。特許文献1の農作業機は、手動操舵による手動走行と、基準走行ラインに平行に設定される設定走行ラインに沿って自動操舵により走行する自動走行とを切替自在な走行機体と、手動走行と自動走行とを切替自在な切替スイッチとを備えている。また、農作業機は、畝に沿って走行中に右指示ボタンを押した後、基準走行ラインの始点が設定され、走行中に左指示ボタンを押すことによって基準走行ラインの終点が設定される。
特開2017-123803号公報
特許文献1の農作業機では、切替スイッチによって手動走行から自動走行に切り換えることにより、簡単に設定走行ラインに沿って自動走行を行うことができる。農作業機と設定走行ラインとの差(位置偏差)が大きい場合、農作業機が設定走行ラインに向かう時の操舵角が大きくなり過ぎて、農作業機が現在の位置から設定走行ラインへ向かうときの走行の挙動が安定しない場合がある。
そこで、本発明は上記問題点に鑑み、現在の位置から走行予定ラインまでの移動(走行)をスムーズに行うことができる作業車両を提供することを目的とする。
この技術的課題を解決するための本発明の技術的手段は、以下に示す点を特徴とする。
作業車両は、車体を操舵する操舵装置と、前記車体の位置を検出する測位装置と、前記車体と走行予定ラインとの偏差が小さくなるように前記操舵装置における自動操舵を制御する制御装置と、を備え、前記制御装置は、前記測位装置で検出された車体の位置である車***置と前記走行予定ラインとの間に、前記車***置から所定の設定距離だけ離れた位置に前記走行予定ラインと平行な目標走行ラインを設定する目標ライン設定部と、前記車体が前記走行予定ラインに到達する前に、前記車体が前記目標走行ラインに向かうように前記操舵装置の自動操舵を行う自動操舵制御部と、を有している。前記目標ライン設定部は、前記偏差が所定値以上である場合に前記目標走行ラインを設定し、前記自動操舵制御部は、設定された前記目標走行ラインに近づくように前記車体の前記自動操舵を実行し、前記目標ライン設定部は、前記目標走行ラインの設定後、前記自動操舵制御部が前記自動操舵を実行中に所定の条件が満たされるごとに前記偏差が前記所定値以上か否かの判定を行い、前記偏差が所定値以上である場合に、そのときの車***置から前記設定距離だけ離れた位置に前記目標走行ラインを再設定し、前記自動操舵制御部は再設定された前記目標走行ラインに近づくように前記車体の前記自動操舵を実行する。
作業車両は、前記車体の走行距離を算出する距離算出部を備えており、前記目標ライン設定部は、前記自動操舵制御部が前記自動操舵を実行中に前記距離算出部が算出した前記走行距離が閾値を超えた場合に、前記所定の条件が満たされたものとし、前記目標走行ラインを再設定するか否かの判断のために前記偏差が前記所定値以上か否かの判定を行う
前記目標ライン設定部は、前記自動操舵制御部が前記自動操舵を実行中に前記偏差が所定量小さくなる毎に、前記所定の条件が満たされたものとし、前記目標走行ラインを再設定するか否かの判断のために前記偏差が前記所定値以上か否かの判定を行う
作業車両は、前記目標走行ラインの設定を行ってからの経過時間を計測する計時部を備えており、前記目標ライン設定部は、前記自動操舵制御部が前記自動操舵を実行中に前記計時部が計測した経過時間が所定時間を超えた場合に、前記所定の条件が満たされたものとし、前記目標走行ラインを再設定するか否かの判断のために前記偏差が前記所定値以上か否かの判定を行う
前記目標ライン設定部は、前記偏差が前記所定未満である場合に前記目標走行ラインの設定を終了する。
作業車両は、手動操舵により車体の操舵を行うステアリングハンドルと、前記自動操舵の開始及び終了のいずれかを切り換える操舵切換スイッチと、を備えている。
本発明によれば、現在の位置から走行予定ラインまでの移動(走行)をスムーズに行うことができる。
トラクタの構成及び制御ブロック図を示す図である。 自動操舵を説明する説明図である。 プッシュスイッチにおける補正量を説明する説明図である。 スライドスイッチにおける補正量を説明する説明図である。 プッシュスイッチにおける第1補正部及び第2補正部を示す図である。 スライドスイッチにおける第1補正部及び第2補正部を示す図である。 自動操舵中で直進中に演算車***置が右にずれた場合の状態を示している。 自動操舵中で直進中に演算車***置が左にずれた場合の状態を示している。 運転席の前方のカバーを運転席側から見た図である。 自動操舵を説明する説明図である。 目標ライン設定部を備えるトラクタと備えていないトラクタの自動操舵時の走行軌跡を示す図である。 走行距離に基づいて目標走行ラインの再設定をする場合の走行軌跡を示す図である。 走行距離に基づいて目標走行ラインの再設定をする場合の処理フロー図である。 位置偏差の変化量に基づいて目標走行ラインの再設定をする場合の走行軌跡を示す図である。 位置偏差の変化量に基づいて目標走行ラインの再設定をする場合の処理フロー図である。 経過時間に基づいて目標走行ラインの再設定をする場合の走行軌跡を示す図である。 経過時間に基づいて目標走行ラインの再設定をする場合の処理フロー図である。 トラクタの全体図である。
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
図12は作業車両1の一実施形態を示す側面図であり、図12は作業車両1の一実施形態を示す平面図である。本実施形態の場合、作業車両1はトラクタである。但し、作業車両1は、トラクタに限定されず、コンバインや移植機等の農業機械(農業車両)であってもよいし、ローダ作業機等の建設機械(建設車両)等であってもよい。
以下、トラクタ(作業車両)1の運転席10に着座した運転者の前側(図12の矢印A1方向)を前方、運転者の後側(図12の矢印A2方向)を後方、運転者の左側を左方、運転者の右側を右方として説明する。また、作業車両1の前後方向に直交する方向である水平方向を車体幅方向として説明する。
図12に示すように、トラクタ1は、車体3と、原動機4と、変速装置5とを備えている。車体3は走行装置7を有していて走行可能である。走行装置7は、前輪7F及び後輪7Rを有する装置である。前輪7Fは、タイヤ型であってもクローラ型であってもよい。また、後輪7Rも、タイヤ型であってもクローラ型であってもよい。
原動機4は、ディーゼルエンジン、電動モータ等であって、この実施形態ではディーゼルエンジンで構成されている。変速装置5は、変速によって走行装置7の推進力を切換可能であると共に、走行装置7の前進、後進の切換が可能である。車体3には運転席10が設けられている。
また、車体3の後部には、3点リンク機構等で構成された連結部8が設けられている。連結部8には、作業装置を着脱可能である。作業装置を連結部8に連結することによって、車体3によって作業装置を牽引することができる。作業装置は、耕耘する耕耘装置、肥料を散布する肥料散布装置、農薬を散布する農薬散布装置、収穫を行う収穫装置、牧草等の刈取を行う刈取装置、牧草等の拡散を行う拡散装置、牧草等の集草を行う集草装置、牧
草等の成形を行う成形装置等である。
図1に示すように、変速装置5は、主軸(推進軸)5aと、主変速部5bと、副変速部5cと、シャトル部5dと、PTO動力伝達部5eと、前変速部5fと、を備えている。推進軸5aは、変速装置5のハウジングケース(ミッションケース)に回転自在に支持され、当該推進軸5aには、エンジン4のクランク軸からの動力が伝達される。主変速部5bは、複数のギア及び当該ギアの接続を変更するシフタを有している。主変速部5bは、複数のギアの接続(噛合)をシフタで適宜変更することによって、推進軸5aから入力された回転を変更して出力する(変速する)。
副変速部5cは、主変速部5bと同様に、複数のギア及び当該ギアの接続を変更するシフタを有している。副変速部5cは、複数のギアの接続(噛合)をシフタで適宜変更することによって、主変速部5bから入力された回転を変更して出力する(変速する)。
シャトル部5dは、シャトル軸12と、前後進切換部13とを有している。シャトル軸12には、副変速部5cから出力された動力がギア等を介して伝達される。前後進切換部13は、例えば、油圧クラッチ等で構成され、油圧クラッチの入切によってシャトル軸12の回転方向、即ち、トラクタ1の前進及び後進を切り換える。シャトル軸12は、後輪デフ装置20Rに接続されている。後輪デフ装置20Rは、後輪7Rが取り付けられた後車軸21Rを回転自在に支持している。
PTO動力伝達部5eは、PTO推進軸14と、PTOクラッチ15とを有している。PTO推進軸14は、回転自在に支持され、推進軸5aからの動力が伝達可能である。PTO推進軸14は、ギア等を介してPTO軸16に接続されている。PTOクラッチ15は、例えば、油圧クラッチ等で構成され、油圧クラッチの入切によって、推進軸5aの動力をPTO推進軸14に伝達する状態と、推進軸5aの動力をPTO推進軸14に伝達しない状態とに切り換わる。
前変速部5fは、第1クラッチ17と、第2クラッチ18とを有している。第1クラッチ17及び第2クラッチ18は、推進軸5aからの動力が伝達可能であって、例えば、シャトル軸12の動力が、ギア及び伝動軸を介して伝達される。第1クラッチ17及び第2クラッチ18からの動力は、前伝動軸22を介して前車軸21Fに伝達可能である。具体的には、前伝動軸22は、前輪デフ装置20Fに接続され、前輪デフ装置20Fは、前輪7Fが取り付けられた前車軸21Fを回転自在に支持している。
第1クラッチ17及び第2クラッチ18は、油圧クラッチ等で構成されている。第1クラッチ17には油路が接続され、当該油路には油圧ポンプ33から吐出した作動油が供給される第1作動弁25に接続されている。第1クラッチ17は、第1作動弁25の開度によって接続状態と切断状態とに切り換わる。第2クラッチ18には油路が接続され、当該油路には第2作動弁26に接続されている。第2クラッチ18は、第2作動弁26の開度によって接続状態と切断状態とに切り換わる。第1作動弁25及び第2作動弁26は、例えば、電磁弁付き二位置切換弁であって、電磁弁のソレノイドを励磁又は消磁することにより、接続状態又は切断状態に切り換わる。
第1クラッチ17が切断状態で且つ第2クラッチ18が接続状態である場合、第2クラッチ18を通じてシャトル軸12の動力が前輪7Fに伝達される。これにより、前輪7F及び後輪7Rが動力によって駆動する四輪駆動(4WD)で且つ前輪7Fと後輪7Rとの回転速度が略同じとなる(4WD等速状態)。一方、第1クラッチ17が接続状態で且つ第2クラッチ18が切断状態である場合、四輪駆動になり且つ前輪7Fの回転速度が後輪7Rの回転速度に比べて速くなる(4WD増速状態)。また、第1クラッチ17及び第2クラッチ18が接続状態である場合、シャトル軸12の動力が前輪7Fに伝達されないため、後輪7Rが動力によって駆動する二輪駆動(2WD)となる。
トラクタ1は、測位装置40を備えている。測位装置40は、D-GPS、GPS、GLONASS、北斗、ガリレオ、みちびき等の衛星測位システム(測位衛星)により、自己の位置(緯度、経度を含む測位情報)を検出可能である。即ち、測位装置40は、測位衛星から送信された衛星信号(測位衛星の位置、送信時刻、補正情報等)を受信し、衛星信号に基づいて位置(例えば、緯度、経度)を検出する。測位装置40は、受信装置41
と、慣性計測装置(IMU:Inertial Measurement Unit)42とを有している。受信装置41は、アンテナ等を有していて測位衛星から送信された衛星信号を受信する装置であり、慣性計測装置42とは別に車体3に取付けられている。この実施形態では、受信装置41は、車体3に設けられたロプスに取付けられている。なお、受信装置41の取付箇所は、実施形態に限定されない。
慣性計測装置42は、加速度を検出する加速度センサ、角速度を検出するジャイロセンサ等を有している。車体3、例えば、運転席10の下方に設けられ、慣性計測装置42によって、車体3のロール角、ピッチ角、ヨー角等を検出することができる。
図1に示すように、トラクタ1は、操舵装置11を備えている。操舵装置11は、運転者の操作によって車体3の操舵を行う手動操舵と、運転者の操作によらずに自動的に車体3の操舵を行う自動操舵とを行うことが可能な装置である。
操舵装置11は、ステアリングハンドル(ステアリングホイール)30と、ステアリングハンドル30を回転可能に支持するステアリングシャフト(回転軸)31とを有している。また、操舵装置11は、補助機構(パワーステアリング装置)32を有している。補助機構32は、油圧等によってステアリングシャフト31(ステアリングハンドル30)の回転を補助する。補助機構32は、油圧ポンプ33と、油圧ポンプ33から吐出した作動油が供給される制御弁34と、制御弁34により作動するステアリングシリンダ35とを含んでいる。制御弁34は、例えば、スプール等の移動によって切り換え可能な3位置切換弁であり、ステアリングシャフト31の操舵方向(回転方向)に対応して切り換わる。ステアリングシリンダ35は、前輪7Fの向きを変えるアーム(ナックルアーム)36に接続されている。
したがって、運転者がステアリングハンドル30を把持して一方向又は他方向に操作すれば、当該ステアリングハンドル30の回転方向に対応して制御弁34の切換位置及び開度が切り換わり、当該制御弁34の切換位置及び開度に応じてステアリングシリンダ35が左又は右に伸縮することによって、前輪7Fの操舵方向を変更することができる。つまり、車体3は、ステアリングハンドル30の手動操舵によって、進行方向を左又は右に変更することができる。
次に、自動操舵について説明する。
図2に示すように、自動操舵を行うに際しては、まず、自動操舵を行う前に走行基準ラインL1を設定する。走行基準ラインL1の設定後に、当該走行基準ラインL1に平行な走行予定ラインL2の設定を行うことによって自動操舵を行うことができる。自動操舵では、測位装置40によって測定された車***置と走行予定ラインをL2とが一致するように、トラクタ1(車体3)の進行方向の操舵を自動的に行う。
具体的には、自動操舵を行う前にトラクタ1(車体3)を圃場内の所定位置に移動させ(S1)、所定位置にて運転者がトラクタ1に設けられた操舵切換スイッチ52の操作を行うと(S2)、測位装置40によって測定された車***置が走行基準ラインL1の始点P10に設定される(S3)。また、トラクタ1(車体3)を走行基準ラインL1の始点P10から移動させ(S4)、所定の位置で運転者が操舵切換スイッチ52の操作を行うと(S5)、測位装置40によって測定された車***置が走行基準ラインL1の終点P11に設定される(S6)。したがって、始点P10と終点P11とを結ぶ直線が走行基準ラインL1として設定される。
走行基準ラインL1の設定後(S6後)、例えば、トラクタ1(車体3)を、走行基準ラインL1を設定した場所とは異なる場所に移動させ(S7)、運転者が操舵切換スイッチ52の操作を行うと(S8)、走行基準ラインL1に平行な直線である走行予定ラインL2が設定される(S9)。走行予定ラインL2の設定後、自動操舵が開始され、トラクタ1(車体3)の進行方向が走行予定ラインL2に沿うように変更される。例えば、現在の車***置が走行予定ラインL2に対して左側にある場合には、前輪7Fが右に操舵され、現在の車***置が走行予定ラインL2に対して右側にある場合には、前輪7Fが左に操舵される。なお、自動操舵中において、トラクタ1(車体3)の走行速度(車速)は、運転者が手動で当該トラクタ1に設けられたアクセル部材(アクセルペダル、アクセルレバ
ー)の操作量を変更したり、変速装置5の変速段を変更することにより変更することができる。
また、自動操舵の開始後、運転者が任意の箇所で操舵切換スイッチ52の操作を行うと、自動操舵を終了することができる。即ち、走行予定ラインL2の終点は、操舵切換スイッチ52の操作による自動操舵の終了によって設定することができる。つまり、走行予定ラインL2の始点から終点までの長さは、走行基準ラインL1よりも長く設定したり、短く設定することができる。言い換えれば、走行予定ラインL2は、走行基準ラインL1の長さとは関連付けされておらず、走行予定ラインL2によって、走行基準ラインL1の長さよりも長い距離を自動操舵しながら走行させることができる。
図1に示すように、操舵装置11は、自動操舵機構37を有している。自動操舵機構37は、車体3の自動操舵を行う機構であって、測位装置40で検出された車体3の位置(車***置)に基づいて車体3を自動操舵する。自動操舵機構37は、ステアリングモータ38とギア機構39とを備えている。ステアリングモータ38は、車***置に基づいて、回転方向、回転速度、回転角度等が制御可能なモータである。ギア機構39は、ステアリングシャフト31に設けられ且つ当該ステアリングシャフト31と供回りするギアと、ステアリングモータ38の回転軸に設けられ且つ当該回転軸と供回りするギアとを含んでいる。ステアリングモータ38の回転軸が回転すると、ギア機構39を介して、ステアリングシャフト31が自動的に回転(回動)し、車***置が走行予定ラインL2に一致するように、前輪7Fの操舵方向を変更することができる。
図1に示すように、トラクタ1は、表示装置45を備えている。表示装置45は、トラクタ1に関する様々な情報を表示可能な装置であって、少なくともトラクタ1の運転情報を表示可能である。表示装置45は、運転席10の前方に設けられている。
図1に示すように、トラクタ1は、設定スイッチ51を備えている。設定スイッチ51は、少なくとも自動操舵の開始前の設定を行う設定モードに切り換えるスイッチである。設定モードは、自動操舵を開始する前に当該自動操舵に関する様々な設定を行うモードであり、例えば、走行基準ラインL1の始点、終点の設定等を行うモードである。
設定スイッチ51は、ON又はOFFに切換可能であり、ONである場合には設定モードが有効である信号を出力し、OFFである場合には設定モードが無効である信号を出力する。また、設定スイッチ51は、ONである場合には設定モードが有効である信号を表示装置45に出力し、OFFである場合には設定モードが無効である信号を表示装置45に出力する。
トラクタ1は、操舵切換スイッチ52を備えている。操舵切換スイッチ52は、自動操舵の開始又は終了を切り換えるスイッチである。具体的には、操舵切換スイッチ52は、中立位置から上、下、前、後に切換可能であり、設定モードが有効である状態で中立位置から下方に切り換えられた場合には自動操舵の開始を出力し、設定モードが有効である状態で中立位置から上方に切り換えられた場合には自動操舵の終了を出力する。また、操舵切換スイッチ52は、設定モードが有効である状態で中立位置から後に切り換えられた場合には、現在の車***置を走行基準ラインL1の始点P10に設定することを出力し、操舵切換スイッチ52は、設定モードが有効である状態で中立位置から前に切り換えられた場合には、現在の車***置を走行基準ラインL1の終点P11に設定することを出力する。
トラクタ1は、補正スイッチ53を備えている。補正スイッチ53は、測位装置40によって測定された車***置(緯度、経度)を補正するスイッチである。即ち、補正スイッチ53は、衛星信号(測位衛星の位置、送信時刻、補正情報等)と、慣性計測装置42で計測した測定情報(加速度、角速度)とで演算された車***置(演算車***置という)を補正するスイッチである。
補正スイッチ53は、押圧可能なプッシュスイッチ又はスライド可能なスライドスイッチで構成されている。以下、補正スイッチ53がプッシュスイッチ、スライドスイッチのそれぞれである場合について説明する。
補正スイッチ53がプッシュスイッチである場合、当該プッシュスイッチの操作回数に
基づいて、補正量が設定される。補正量は、補正量=操作回数×1回の操作回数当たりの補正量により決定される。例えば、図3Aに示すように、プッシュスイッチを操作する毎に、補正量が数センチ或いは数十センチずつ増加する。プッシュスイッチの操作回数は、第1制御装置60Aに入力され、当該第1制御装置60Aが操作回数に基づいて補正量を設定(演算)する。
また、補正スイッチ53がスライドスイッチである場合、当該スライドスイッチの操作量(変位量)に基づいて、補正量が設定される。例えば、補正量は、補正量=所定位置からの変位量により決定される。例えば、図3Bに示すように、スライドスイッチの変位量が5mm増加する毎に、補正量が数センチ或いは数十センチずつ増加する。スライドスイッチの操作量(変位量)は、第1制御装置60Aに入力され、当該第1制御装置60Aが変位量に基づいて補正量を設定(演算)する。なお、上述した補正量の増加方法及び増加の割合は、上述した数値に限定されない。
詳しくは、図4A及び図4Bに示すように、補正スイッチ53は、第1補正部53Aと、第2補正部53Bとを有している。第1補正部53Aは、車体3の幅方向における一方側、即ち、左側に対応する車***置の補正を指令する部分である。第2補正部53Bは、車体3の幅方向における他方側、即ち、右側に対応する車***置の補正を指令する部分である。
図4Aに示すように、補正スイッチ53がプッシュスイッチである場合、第1補正部53A及び第2補正部53Bは、操作を行う毎に自動的に復帰するON又はOFFのスイッチである。第1補正部53Aを構成するスイッチと第2補正部53Bを構成するスイッチとは一体化されている。なお、第1補正部53Aを構成するスイッチと第2補正部53Bを構成するスイッチとは互いに離間して配置されていてもよい。図3Aに示すように、第1補正部53Aを押圧する毎に、車体3の左側に対応する補正量(左補正量)が増加する。また、第2補正部53Bを押圧する毎に、車体3の右側に対応する補正量(右補正量)が増加する。
図4Bに示すように、補正スイッチ53がスライドスイッチである場合、第1補正部53A及び第2補正部53Bは、長孔の長手方向に沿って左又は右に移動する摘み部55を含んでいる。補正スイッチ53がスライドスイッチである場合、第1補正部53Aと第2補正部53Bとは互いに幅方向に離間して配置されている。図3Bに示すように、摘み部55を予め定められた基準位置から徐々に左側へ変位させると、変位量に応じて左補正量が増加する。また、摘み部55を予め定められた基準位置から徐々に右側へ変位させると、変位量に応じて右補正量が増加する。なお、図4Bに示すように、スライドスイッチである場合、第1補正部53Aと第2補正部53Bとを一体化に形成し、摘み部55の基準位置を中央部に設定し、基準位置から左側に移動した場合に左補正量が設定され、摘み部55を中間位置から右側に移動した場合に右補正量が設定される構成としてもよい。
次に、補正スイッチ53による補正量(左補正量、右補正量)と、走行予定ラインL2と、トラクタ1(車体3)の挙動(走行軌跡)との関係について説明する。
図5Aは、自動操舵中で直進中に演算車***置W1が右にずれた場合の状態を示している。図5Aに示すように、自動操舵が開始された状態において、実際のトラクタ1(車体3)の位置(実際位置W2)と演算車***置W1とが一致し、且つ、実際位置W2と走行予定ラインL2とが一致している場合、トラクタ1は走行予定ラインL2に沿って走行する。即ち、測位装置40の測位に誤差がなく、測位装置40で検出した車***置(演算車***置W1)が実際位置W2と同じである区間P1では、トラクタ1は走行予定ラインL2に沿って走行する。なお、測位装置40の測位に誤差がなく補正も行われていない場合は、演算車***置W1と、補正量で補正した補正後の車***置(補正車***置)W3とは同じ値である。補正車***置W3は、補正車***置W3=演算車***置W1-補正量である。
ここで、位置P20の付近において、実際位置W2が走行予定ラインL2に対してズレていないのにも関わらず、様々な影響により、測位装置40の測位に誤差が生じ、測位装置40で検出した車***置W1が走行予定ラインL2(実際位置W2)に対して右側にズ
レてしまい、ズレ量W4が維持されているとすると、トラクタ1は、演算車***置W1と走行予定ラインL2とにズレが生じたと判断し、演算車***置W1と走行予定ラインL2とのズレ量W4を解消するように、当該トラクタ1を左に操舵する。そうすると、トラクタ1の実際位置W2は左の操舵によって走行予定ラインL2にシフトする。その後、運転者がトラクタ1が走行予定ラインL2からズレていることに気づき、位置P21にて第2補正部53Bを操舵して右補正量を零から増加させたとする。演算車***置W1に対して右補正量が加えられ、補正後の車***置(補正車***置)W3は、実際位置W2と略同じにすることができる。つまり、第2補正部53Bによって右補正量を設定することにより、位置P20の付近において発生したズレ量W4を解消する方向に、測位装置40の車***置を補正することができる。なお、図5Aの位置P21に示すように、車***置の補正後、トラクタ1の実際位置W2が走行予定ラインL2から左側に離れている場合は、トラクタ1は右に操舵され、当該トラクタ1の実際位置W2を、走行予定ラインL2に一致させることができる。
図5Bは、自動操舵中で直進中に演算車***置W1が左にずれた場合の状態を示している。図5Bに示すように、自動操舵が開始された状態において、実際位置W2と演算車***置W1とが一致し、且つ、実際位置W2と走行予定ラインL2とが一致している場合、図5Aと同様に、トラクタ1は走行予定ラインL2に沿って走行する。即ち、図5Aと同様に、測位装置40の測位に誤差がない区間P2では、トラクタ1は走行予定ラインL2に沿って走行する。また、図5Aと同様に、演算車***置W1と補正車***置W3とは同じ値である。
ここで、位置P22において、様々な影響により、測位装置40の測位に誤差が生じ、測位装置40で検出した車***置W1が実際位置W2に対して左側にズレてしまい、ズレ量W5が維持されているとすると、トラクタ1は、演算車***置W1と走行予定ラインL2とのズレ量W5を解消するように、当該トラクタ1を右に操舵する。その後、運転者がトラクタ1が走行予定ラインL2からズレていることに気づき、運転者が位置P23にて第1補正部53Aを操舵して左補正量を零から増加させたとする。そうすると、演算車***置W1に対して左補正量が加えられ、補正後の車***置(補正車***置)W3は、実際位置W2と略同じにすることができる。つまり、第1補正部53Aによって左補正量を設定することにより、位置P22の付近において発生したズレ量W5を解消する方向に、測位装置40の車***置を補正することができる。なお、図5Bの位置P23に示すように、車***置の補正後、トラクタ1の実際位置W2が走行予定ラインL2から右側に離れている場合は、トラクタ1は左に操舵され、当該トラクタ1の実際位置W2を、走行予定ラインL2に一致させることができる。
次に、設定スイッチ51、補正スイッチ53について説明する。
図6に示すように、ステアリングシャフト31の外周は、ステアリングポスト180により覆われている。ステアリングポスト180の外周は、カバー177により覆われている。カバー177は、運転席10の前方に設けられている。カバー177は、パネルカバー178とコラムカバー179とを含んでいる。
パネルカバー178は、表示装置45を支持している。パネルカバー178の上板部178aには、表示装置45を支持する支持部178eが設けられている。支持部178eは、ステアリングシャフト31の前方且つステアリングハンドル30の下方において表示装置45を支持している。また、上板部178aは、設定スイッチ51及び補正スイッチ53が取り付けられた取付面178fを有している。取付面178fは、支持部178eの後方であって且つステアリングハンドル30の下方に設けられている。支持部178eと取付面178fとは連続しており、支持部178eは上板部178aの前部に位置し、取付面178fは上板部178aの後部に位置している。設定スイッチ51、補正スイッチ53は、取付面178fに取り付けられている。これにより、設定スイッチ51、補正スイッチ53は、ステアリングシャフト31の周囲に配置されている。
パネルカバー178の左板部178bからはシャトルレバー181が突出している。シャトルレバー181は、車体3の走行方向を切り換える操作を行う部材である。より詳し
く説明すると、シャトルレバー181を前方に操作(揺動)することにより、前後進切換部13が走行装置7へ前進動力を出力する状態となり、車体3の走行方向が前進方向に切り換えられる。また、シャトルレバー181を後方に操作(揺動)することにより、前後進切換部13が走行装置7へ後進動力を出力する状態となり、車体3の走行方向が後進方向に切り換えられる。シャトルレバー181が中立位置にあるときには、走行装置7へ動力が出力されない。
コラムカバー179は、ステアリングハンドル30の下方に配置されており、ステアリングシャフト31の上部の周囲を覆っている。コラムカバー179は、略四角筒状に形成されており、パネルカバー178の取付面178fから上方に突出している。つまり、取付面178fは、コラムカバー179の周囲に設けられている。そのため、取付面178fに取り付けられた設定スイッチ51、補正スイッチ53は、コラムカバー179の周囲に配置されている。
次に、設定スイッチ51、操舵切換スイッチ52、補正スイッチ53のそれぞれの配置について詳しく説明する。図6に示すように、設定スイッチ51、操舵切換スイッチ52、補正スイッチ53は、ステアリングシャフト31の周囲に配置されている。
設定スイッチ51は、ステアリングシャフト31の一側方(左方)に配置されている。操舵切換スイッチ52は、ステアリングシャフト31の一側方(左方)に配置されている。本実施形態の場合、操舵切換スイッチ52は、揺動可能なレバーから構成されている。操舵切換スイッチ52は、ステアリングシャフト31側に設けられた基端部を支点として揺動可能である。操舵切換スイッチ52の基端部は、コラムカバー179の内部に設けられている。操舵切換スイッチ52は、コラムカバー179の一側方(左方)に突出している。
補正スイッチ53は、ステアリングシャフト31の他側方(右方)に配置されている。より詳しくは、補正スイッチ53は、ステアリングシャフト31の右方且つ後方(斜め右後方)に配置されている。補正スイッチ53は、コラムカバー179との位置関係では、コラムカバー179の右方且つ後方(斜め右後方)に配置されている。補正スイッチ53は、パネルカバー178の取付面178fとの位置関係では、取付面178fの右後部に配置されている。補正スイッチ53が傾斜した取付面178fの後部に配置されていることによって、補正スイッチ53とステアリングハンドル30との距離を長く確保することができる。これにより、意図しない補正スイッチ53の操作やステアリングハンドル30の操舵をより確実に防止できる。
上述の通り、設定スイッチ51、操舵切換スイッチ52、補正スイッチ53は、ステアリングシャフト31の周囲に配置されている。言い換えれば、設定スイッチ51、操舵切換スイッチ52、補正スイッチ53は、ステアリングシャフト31の周囲に集約して存在している。そのため、運転者は、各スイッチの位置を一目瞭然で把握することができる。加えて、運転者は、運転席10に着座したままの状態で姿勢を変えずに各スイッチを操作することができる。そのため、操作性が良好となり、且つ誤操作を防止することができる。また、各スイッチから配策されるハーネス(配線)を短くすることができる。
尚、上述したスイッチの配置について、左と右とを入れ替えて配置してもよい。つまり、一側方が左方であって他側方が右方であってもよいし、一側方が右方であって他側方が左方であってもよい。具体的には、例えば、設定スイッチ51及び操舵切換スイッチ52をステアリングシャフト31の右方に配置し、補正スイッチ53をステアリングシャフト31の左方に配置してもよい。
図1に示すように、トラクタ1は、複数の制御装置60を備えている。複数の制御装置60は、トラクタ1における走行系の制御、作業系の制御、車***置の演算等を行う装置である。複数の制御装置60は、第1制御装置60A、第2制御装置60B及び第3制御装置60Cである。
第1制御装置60Aは、受信装置41が受信した衛星信号(受信情報)と、慣性計測装置42が測定した測定情報(加速度、角速度等)を受信し、受信情報及び測定情報に基づいて車***置を求める。例えば、第1制御装置60Aは、補正スイッチ53による補正量
が零である場合、即ち、補正スイッチ53による車***置の補正が指令されていない場合、受信情報と測定情報とで演算された演算車***置W1に対して補正を行わず、演算車***置W1を自動操舵時に用いる車***置に決定する。一方、第1制御装置60Aは、補正スイッチ53による車***置の補正が指令されている場合、補正スイッチ53の操作回数及び補正スイッチ53の操作量(変位量)のいずれかに基づいて車***置の補正量を設定し、演算車***置W1を補正量で補正した補正車***置W3を自動操舵時に用いる車***置に決定する。
第1制御装置60Aは、車***置(演算車***置W1、補正車***置W3)及び走行予定ラインL2に基づいて制御信号を設定し、制御信号を第2制御装置60Bに出力する。第2制御装置60Bは、自動操舵制御部200を有している。自動操舵制御部200は、第2制御装置60Bに設けられた電気・電子回路、CPU等に格納されたプログラム等から構成されている。自動操舵制御部200は、第1制御装置60Aから出力された制御信号に基づいて車体3が走行予定ラインL2に沿って走行するように自動操舵機構37のステアリングモータ38を制御する。
図7に示すように、車***置と走行予定ラインL2との偏差が閾値未満である場合、自動操舵制御部200は、ステアリングモータ38の回転軸の回転角を維持する。車***置と走行予定ラインL2との偏差が閾値以上であって、トラクタ1が走行予定ラインL2に対して左側に位置している場合は、自動操舵制御部200は、トラクタ1の操舵方向が右方向となるようにステアリングモータ38の回転軸を回転する。車***置と走行予定ラインL2との偏差が閾値以上であって、トラクタ1が走行予定ラインL2に対して右側に位置している場合は、自動操舵制御部200は、トラクタ1の操舵方向が左方向となるようにステアリングモータ38の回転軸を回転する。なお、上述した実施形態では、車***置と走行予定ラインL2との偏差に基づいて操舵装置11の操舵角を変更していたが、走行予定ラインL2の方位とトラクタ1(車体3)の進行方向(走行方向)の方位(車体方位)F1とが異なる場合、即ち、走行予定ラインL2に対する車体方位F1の角度θgが閾値以上である場合、自動操舵制御部200は、角度θgが零(車体方位F1が走行予定ラインL2の方位に一致)するように操舵角を設定してもよい。また、自動操舵制御部200は、偏差(位置偏差)に基づいて求めた操舵角と、方位(方位偏差)に基づいて求めた操舵角とに基づいて、自動操舵における最終の操舵角を設定してもよい。上述した実施形態における自動操舵における操舵角の設定は一例であり、限定されない。
第3制御装置60Cは、運転席10の周囲に設けられた操作部材の操作に応じて、連結部8を昇降させる。なお、第1制御装置60A、第2制御装置60B及び第3制御装置60Cは一体化されていてもよい。また、上述した走行系の制御、作業系の制御、車***置の演算は限定されない。
以上のように、制御装置60によって、トラクタ1(車体3)を自動操舵することができる。
上述したように自動操舵中のトラクタ1(車体3)は、車体3と走行予定ラインL2との位置偏差及び方位偏差のいずれかを零にする(小さくする)ように自動操舵を行う。図8に示すように、制御装置60(第1制御装置60A)は、自動操舵を行う際に走行予定ラインL2よりも車体3に近い位置、即ち、車***置(演算車***置W1、補正車***置W3)と走行予定ラインL2との間に目標走行ラインALn(n=1,2,3・・・・)を設定する。目標走行ラインALnは、走行予定ラインL2と略平行な直線である。
第1制御装置60Aは、目標ライン設定部213を備えている。目標ライン設定部213は、制御装置60に設けられた電気・電子部品、当該制御装置60に組み込まれたプログラム等から構成されている。目標ライン設定部213は、位置偏差が所定以上である場合に目標走行ラインALnの設定を行う。
図8は、目標ライン設定部213を備えていないトラクタ1(以降、通常トラクタと呼ぶ)の走行軌跡K1と、目標ライン設定部213を備えているトラクタ1(以降、本トラクタと呼ぶ)の走行軌跡K2とを示している。トラクタ1(通常トラクタ、本トラクタ)は、走行予定ラインL2に対して位置偏差Δxだけ離れ且つ方位偏差がゼロ、即ち、走行
予定ラインL2より左側に位置偏差Δxだけ位置ズレした状態で地点P20上に存在しているとする。
通常トラクタが自動操舵を行った場合、操舵装置11によって車体3が走行予定ラインL2に近づくように操舵角が設定されながら進むため、通常トラクタの走行軌跡は走行軌跡K1のようになる。
一方、本トラクタが自動操舵を行う場合、目標ライン設定部213は、地点P20における位置偏差Δxが予め定められた第1設定判定値よりも大きい(所定以上)であれば、現在の車***置(地点P20)と走行予定ラインL2との間に目標走行ラインAL1(n=1)を設定する。目標ライン設定部213は、地点P20から設定距離X1だけ離れた位置に走行予定ラインL2と平行な目標走行ラインAL1を設定する。
目標ライン設定部213が目標走行ラインAL1を設定後は、第2制御装置60Bの自動操舵制御部200によって、車体3が目標走行ラインAL1に近づくように操舵装置11の操舵角及び操舵方向が設定される自動操舵を実行する。目標走行ラインAL1に基づく自動操舵後、目標ライン設定部213は、任意の地点における位置偏差Δxが第1設定判定値よりも大きいか否かを判定し、位置偏差Δxが第1設定判定値よりも大きい場合は、目標ライン設定部213は、例えば、地点P21と走行予定ラインL2との間に新しい目標走行ラインAL2(n=2)を再設定する。新しい目標走行ラインAL2を再設定後は、第2制御装置60Bの自動操舵制御部200によって、車体3が目標走行ラインAL2に近づくように操舵装置11の操舵角及び操舵方向が設定される自動操舵を実行する。目標走行ラインAL2の設定後、目標ライン設定部213は、任意の地点における位置偏差Δxが第1設定判定値よりも小さい場合は、目標走行ラインALnの再設定は停止する。目標走行ラインALnの再設定の停止は、本トラクタは、走行予定ラインL2に従って自動操舵を行う。
つまり、目標ライン設定部213は、現在の車***置と走行予定ラインL2との位置偏差Δxが第1設定判定値よりも小さくなるまで、目標走行ラインALnの再設定を繰り返し、自動操舵制御部200は、再設定された目標走行ラインALnに車体3が近づくように自動操舵を行う。
上述したように、目標走行ラインALnの再設定を行いながら自動操舵を行った場合は、自動操舵における本トラクタの走行軌跡K2は、通常トラクタの走行軌跡K1よりも比較的なだらかな軌跡を描くようになる。つまり、通常トラクタ及び本トラクタが走行予定ラインL2に向けて自動操舵を行う場合において、目標走行ラインALnへ向けて走行する本トラクタの操舵角は、通常トラクタの操舵角よりも小さくすることができるため、本トラクタを徐々に走行予定ラインL2に近づけることができる。
次に、目標ライン設定部213が、トラクタ1(車体3)の走行距離に基づいて、目標走行ラインの再設定を行う場合の説明をする。
制御装置60は、車体3の走行距離を算出する距離算出部214を備えている。距離算出部214は、制御装置60に設けられた電気・電子部品、当該制御装置60に組み込まれたプログラム等から構成されている。距離算出部214は、例えば、目標ライン設定部213が目標走行ラインALnを設定した地点から現在の車体3までの走行距離を求める。距離算出部214は、トラクタ1に設けられた走行距離計に基づいて、目標ライン設定部213が目標走行ラインALnを設定した地点から現在の車体3までの走行距離を求める。距離算出部214は、目標ライン設定部213が目標走行ラインALnを設定した地点における走行距離計の数値と、所定時間後の走行距離計の数値との差から走行距離を求める。
なお、距離算出部214は、目標ライン設定部213が目標走行ラインALnを設定した時点での測位装置40が検出した車***置と、所定時間後の測位装置40が検出した車***置との差分を演算することで、走行距離を算出してもよい。
目標ライン設定部213は、自動操舵制御部200が目標走行ラインALnに基づく自動操舵を実行中に距離算出部214が算出した走行距離が閾値を超えた場合に、目標走行ラインALnの再設定を行う。
図9Aは、走行距離Lxに基づいて目標走行ラインALnを行いながら自動操舵を行った場合のトラクタ1の走行軌跡K2を示した図である。図9Aに示すように、トラクタ1(車体3)は自動操舵による走行中であり、走行予定ラインL2から左側に位置偏差Δxの地点LP0に存在している。このとき、地点LP0における位置偏差Δxは、予め定められた第1設定判定値(判定距離Jx)以上であるため、目標ライン設定部213は、車体3(地点LP0)から走行予定ラインL2に向かって設定距離X1だけ離れた位置に目標走行ラインAL1を設定する。自動操舵制御部200は、目標走行ラインAL1が設定されると、目標走行ラインAL1に従って自動操舵を行う。
自動操舵制御部200による目標走行ラインAL1に基づく自動操舵の開始後、目標ライン設定部213は、距離算出部214が算出した走行距離Lx(目標走行ラインAL1を設定した地点LP0から現在の車体3までの走行距離Lx)を監視する。例えば、地点LP1において走行距離Lxが閾値以上で且つ車体3と走行予定ラインL2との位置偏差Δx2が第1設定判定値(判定距離Jx)以上である場合、目標ライン設定部213は目標走行ラインALnの再設定を行う。目標ライン設定部213は、車体3(地点LP1)から走行予定ラインL2に向かって設定距離X1だけ離れた位置に目標走行ラインAL2を設定する。自動操舵制御部200は、目標走行ラインAL2が設定されると、目標走行ラインAL2に従って自動操舵を行う。
自動操舵制御部200による目標走行ラインAL2に基づく自動操舵の開始後、目標ライン設定部213は、地点LP1から現在の車体3までの走行距離Lxを監視する。例えば、地点LP2において走行距離Lxが閾値以上になった場合、目標ライン設定部213は、車体3と走行予定ラインL2との位置偏差Δx3が第1設定判定値(判定距離Jx)以上であるか否かを判断する。ここで、目標ライン設定部213は位置偏差Δx3が第1設定判定値(判定距離Jx)以上でない場合、目標走行ラインALnの再設定の停止をする。自動操舵制御部200は、目標走行ラインALnの再設定の停止を行うと、走行予定ラインL2に従って自動操舵を行う。
図9Bは、走行距離Lxに基づいて目標走行ラインALnを行いながら自動操舵を行った場合のトラクタ1のフローを示している。
トラクタ1(車体3)の自動操舵を開始する(S21)と、目標ライン設定部213は、現在の車***置と走行予定ラインL2との位置偏差Δxが目標走行ライン設定の判定距離Jx以上の大きさであるか確認する(S22)。
位置偏差Δxが判定距離Jx未満の大きさであれば(S22、No)、目標ライン設定部213は、目標走行ラインALnの設定を行わない、或いは、目標走行ラインALnの再設定を停止する(S26)。自動操舵制御部200は、走行予定ラインL2に従って自動操舵を行う(S27)。一方、位置偏差Δxが判定距離Jx以上の大きさであれば(S22、Yes)、目標ライン設定部213は、車体3から走行予定ラインL2に向かって設定距離X1だけ離れた位置に目標走行ラインALnを設定する(S23)。
トラクタ1(制御装置60)は目標走行ラインALnが設定されると、目標走行ラインに従って自動操舵を行う(S24)。自動操舵中に、目標ライン設定部213は、走行距離Lxが閾値以上であるか否かを判定する(S25)。走行距離Lxが閾値未満である場合(S25、No)、目標ライン設定部213は、目標走行ラインALnの再設定の処理に移行せず、自動操舵制御部200は、目標走行ラインALnに基づく自動操舵を継続する(S24)。
走行距離Lxが閾値以上である場合(S25、Yes)において、車体3と走行予定ラインL2との位置偏差Δxが判定距離Jx以上の大きさであれば(S22、Yes)、目標ライン設定部213は、車体3から走行予定ラインL2に向かって設定距離X1だけ離れた位置に目標走行ラインALnを再設定する(S23)。位置偏差Δxが判定距離Jx未満の大きさであれば(S22、No)、目標走行ラインの設定を停止する(S26)。
次に、目標ライン設定部213が、トラクタ1(車体3)と目標走行ラインALnとの位置偏差に基づいて、目標走行ラインALnの再設定または停止を行うことについて説明する。なお、説明の便宜上、トラクタ1(車体3)と目標走行ラインALnとの位置偏差
AXのことを「第1位置偏差」、トラクタ1(車体3)と走行予定ラインL2の位置偏差のことを「第2位置偏差」という。
目標ライン設定部213は、自動操舵制御部200が自動操舵を実行中に第1位置偏差が所定量小さくなる毎に、目標走行ラインALnを設定する。
図10Aは、第1位置偏差に基づいて目標走行ラインALnを行いながら自動操舵を行った場合のトラクタ1の走行軌跡を示した図である。
トラクタ1(車体3)は自動操舵による走行中であり、走行予定ラインL2から左側に第2位置偏差Δxの地点AP0に存在している。このとき、地点LP0における第2位置偏差Δxは、予め定められた第1設定判定値(判定距離Jx)以上であるため、目標ライン設定部213は、車体3(地点AP0)から走行予定ラインL2に向かって設定距離X1だけ離れた位置に目標走行ラインAL1を設定する。自動操舵制御部200は、目標走行ラインAL1が設定されると、目標走行ラインAL1に従って自動操舵を行う。
自動操舵制御部200による目標走行ラインAL1に基づく自動操舵の開始後、目標ライン設定部213は、第1位置偏差AXを監視する。地点AP1において第1位置偏差AXが所定量小さくなり且つ車体3と走行予定ラインL2との第2位置偏差Δx4が第1設定判定値(判定距離Jx)以上である場合、目標ライン設定部213は目標走行ラインALnの再設定を行う。目標ライン設定部213は、車体3(地点AP1)から走行予定ラインL2に向かって設定距離X1だけ離れた位置に目標走行ラインAL2を設定する。自動操舵制御部200は、目標走行ラインAL2が設定されると、目標走行ラインAL2に従って自動操舵を行う。
自動操舵制御部200による目標走行ラインAL2に基づく自動操舵の開始後、目標ライン設定部213は、現在の車体3と目標走行ラインAL2との第2位置偏差AXを監視する。例えば、地点AP2において第2位置偏差AXが所定量小さくなった場合、目標ライン設定部213は、車体3と走行予定ラインL2との第2位置偏差Δx5が第1設定判定値(判定距離Jx)以上であるか否かを判断する。ここで、目標ライン設定部213は第2位置偏差Δx5が第1設定判定値(判定距離Jx)以上でない場合、目標走行ラインALnの再設定の停止をする。自動操舵制御部200は、目標走行ラインALnの再設定の停止を行うと、走行予定ラインL2に従って自動操舵を行う。
図10Bは、第2位置偏差AXに基づいて目標走行ラインALnを行いながら自動操舵を行った場合のトラクタ1のフローを示している。
トラクタ1(車体3)の自動操舵を開始する(S21)と、目標ライン設定部213は、現在の車***置と走行予定ラインL2との第2位置偏差Δxが目標走行ライン設定の判定距離Jx以上の大きさであるか確認する(S22)。
第2位置偏差Δxが判定距離Jx未満の大きさであれば(S22、No)、目標ライン設定部213は、目標走行ラインALnの設定を行わない、或いは、目標走行ラインALnの再設定を停止する(S26)。自動操舵制御部200は、走行予定ラインL2に従って自動操舵を行う(S27)。一方、第2位置偏差Δxが判定距離Jx以上の大きさであれば(S22、Yes)、目標ライン設定部213は、車体3から走行予定ラインL2に向かって設定距離X1だけ離れた位置に目標走行ラインALnを設定する(S23)。
トラクタ1(制御装置60)は目標走行ラインALnが設定されると、目標走行ラインに従って自動操舵を行う(S24)。自動操舵中に、目標ライン設定部213は、第1位置偏差AXが所定量小さくなったか否かを判定する(S30)。第1位置偏差AXが所定量小さくなっていない場合(S30、No)、目標ライン設定部213は、目標走行ラインALnの再設定の処理に移行せず、自動操舵制御部200は、目標走行ラインALnに基づく自動操舵を継続する(S24)。
第1位置偏差AXが所定量小さくなった場合(S30、Yes)において、車体3と走行予定ラインL2との第2位置偏差Δxが判定距離Jx以上の大きさであれば(S22、Yes)、目標ライン設定部213は、車体3から走行予定ラインL2に向かって設定距離X1だけ離れた位置に目標走行ラインALnを再設定する(S23)。第2位置偏差Δxが判定距離Jx未満の大きさであれば(S22、No)、目標走行ラインの設定を停止
する(S26)。
次に、目標ライン設定部213が、経過時間に基づいて、目標走行ラインの再設定または解除を行うときの説明をする。
制御装置60は、目標走行ラインの設定を行ってからの経過時間を計測する計時部215を備えている。計時部215は、制御装置60に設けられた電気・電子部品、当該制御装置60に組み込まれたプログラム等から構成されている。計時部215は、任意の時点からの経過時間を計測し、当該経過時間を目標ライン設定部213に送信する。
目標ライン設定部213は、自動操舵制御部200が自動操舵を実行中に計時部215が計測した経過時間が所定時間を超えた場合に、目標走行ラインALnを再設定する。
図11Aは、経過時間に基づいて目標走行ラインALnを行いながら自動操舵を行った場合のトラクタ1の走行軌跡を示した図である。
トラクタ1(車体3)は自動操舵による走行中であり、走行予定ラインL2から左側に第2位置偏差Δxの地点AP0に存在している。このとき、地点TP0における位置偏差(第2位置偏差)Δxは、予め定められた第1設定判定値(判定距離Jx)以上であるため、目標ライン設定部213は、車体3(地点AP0)から走行予定ラインL2に向かって設定距離X1だけ離れた位置に目標走行ラインAL1を設定する。自動操舵制御部200は、目標走行ラインAL1が設定されると、目標走行ラインAL1に従って自動操舵を行う。
自動操舵制御部200による目標走行ラインAL1に基づく自動操舵の開始後、目標ライン設定部213は、計時部215が計時した経過時間(目標走行ラインAL1の設定を行ってからの第1経過時間)を監視する。地点TP1において第1経過時間が所定以上となり且つ車体3と走行予定ラインL2との第2位置偏差Δx6が第1設定判定値(判定距離Jx)以上である場合、目標ライン設定部213は目標走行ラインALnの再設定を行う。目標ライン設定部213は、車体3(地点AP1)から走行予定ラインL2に向かって設定距離X1だけ離れた位置に目標走行ラインAL2を設定する。自動操舵制御部200は、目標走行ラインAL2が設定されると、目標走行ラインAL2に従って自動操舵を行う。
自動操舵制御部200による目標走行ラインAL2に基づく自動操舵の開始後、目標ライン設定部213は、目標走行ラインAL2の設定を行ってからの第2経過時間を監視する。例えば、地点TP2において第2経過時間が所定以上となった場合、目標ライン設定部213は、車体3と走行予定ラインL2との第2位置偏差Δx6が第1設定判定値(判定距離Jx)以上であるか否かを判断する。ここで、目標ライン設定部213は第2位置偏差Δx6が第1設定判定値(判定距離Jx)以上でない場合、目標走行ラインALnの再設定の停止をする。自動操舵制御部200は、目標走行ラインALnの再設定の停止を行うと、走行予定ラインL2に従って自動操舵を行う。
図11Bは、経過時間に基づいて目標走行ラインALnを行いながら自動操舵を行った場合のトラクタ1のフローを示している。

トラクタ1(車体3)の自動操舵を開始する(S21)と、目標ライン設定部213は、現在の車***置と走行予定ラインL2との第2位置偏差Δxが目標走行ライン設定の判定距離Jx以上の大きさであるか確認する(S22)。
第2位置偏差Δxが判定距離Jx未満の大きさであれば(S22、No)、目標ライン設定部213は、目標走行ラインALnの設定を行わない、或いは、目標走行ラインALnの再設定を停止する(S26)。自動操舵制御部200は、走行予定ラインL2に従って自動操舵を行う(S27)。一方、第2位置偏差Δxが判定距離Jx以上の大きさであれば(S22、Yes)、目標ライン設定部213は、車体3から走行予定ラインL2に向かって設定距離X1だけ離れた位置に目標走行ラインALnを設定する(S23)。
トラクタ1(制御装置60)は目標走行ラインALnが設定されると、目標走行ラインに従って自動操舵を行う(S24)。自動操舵中に、目標ライン設定部213は、目標走行ラインALnを設定してからの経過時間が所定以上であるか否かを判定する(S40)
。経過時間が所定未満である場合(S20、No)、目標ライン設定部213は、目標走行ラインALnの再設定の処理に移行せず、自動操舵制御部200は、目標走行ラインALnに基づく自動操舵を継続する(S24)。
経過時間が所定以上である場合(S20、Yes)において、車体3と走行予定ラインL2との第2位置偏差Δxが判定距離Jx以上の大きさであれば(S22、Yes)、目標ライン設定部213は、車体3から走行予定ラインL2に向かって設定距離X1だけ離れた位置に目標走行ラインALnを再設定する(S23)。第2位置偏差Δxが判定距離Jx未満の大きさであれば(S22、No)、目標走行ラインの設定を停止する(S26)。
上述した実施形態では、目標走行ラインALnを再設定するにあたっての3つの条件(走行距離、位置偏差、経過時間)を提示したが、これらを組み合わせて用いてもよい。トラクタ1(車体3)の走行距離もしくは位置偏差の変化量のどちらかが所定量となったときに目標走行ラインの再設定を行ってもよいし、トラクタ1の走行距離もしくは経過時間のどちらかが所定量となったときに目標走行ラインの再設定を行ってもよい。また、トラクタ1の位置偏差の変化量もしくは経過時間のどちらかが所定量となったときに目標走行ラインの再設定を行ってもよい。
作業車両1は、車体3を操舵する操舵装置11と、車体3の位置を検出する測位装置40と、車体3と走行予定ラインとの偏差が小さくなるように操舵装置11における自動操舵を制御する制御装置60と、を備え、制御装置60は、測位装置40で検出された車体3の位置である車***置と走行予定ラインL2との間に目標走行ラインALnを設定する目標ライン設定部213と、車体3が走行予定ラインL2に到達する前に車体3が目標走行ラインALnに向かうように操舵装置11の自動操舵を行う自動操舵制御部200と、を有している。これによれば、車体3が走行予定ラインL2に到達する前に、車***置と走行予定ラインL2との間に目標走行ラインALnが設定することができる。例えば、車体3と走行予定ラインL2とが離れている場合に、車体3は目標走行ラインALnに対して自動操舵を行うことができるため、車体3の走行の挙動を安定化させることができる。言い換えれば、目標走行ラインALnを設定しない場合と比べ、目標走行ラインALnへの操舵装置11における操舵角を緩やかにすることができるため、現在の位置から走行予定ラインL2までの移動(走行)をスムーズに行うことができる。
目標ライン設定部213は、偏差が所定以上である場合に目標走行ラインALnを設定する。これによれば、目標走行ラインALnの設定が行い易い。即ち、偏差として位置偏差が大きい場合に目標走行ラインALnの設定を行うことができる。
作業車両1は、車体3の走行距離を算出する距離算出部214を備えており、目標ライン設定部213は、自動操舵制御部200が自動操舵を実行中に距離算出部214が算出した走行距離が閾値を超えた場合に、目標走行ラインALnを再設定する。これによれば、自動操舵の走行距離に基づいて目標走行ラインALnを設定している。即ち、車体3が所定の走行距離だけ進む毎に目標走行ラインALnの設定をし直すことができ、車体3を走行距離進む毎に徐々に走行予定ラインL2に近づけることができる。
目標ライン設定部213は、自動操舵制御部200が自動操舵を実行中に偏差が所定量小さくなる毎に、目標走行ラインALnを再設定する。これによれば、自動操舵を行った場合において、車体3とライン(走行予定ラインL2、目標走行ライン)との偏差が小さくなる毎に目標走行ラインALnの設定をし直すことができ、車体3を徐々に走行予定ラインL2に近づけることができる。
作業車両1は、目標走行ラインALnの設定を行ってからの経過時間を計測する計時部215を備えており、目標ライン設定部213は、自動操舵制御部200が自動操舵を実行中に計時部215が計測した経過時間が所定時間を超えた場合に、目標走行ラインALnを再設定する。これによれば、自動操舵を行った場合において、所定時間毎に目標走行ラインALnの設定をし直すことができ、車体3を徐々に走行予定ラインL2に近づけることができる。
目標ライン設定部213は、偏差が所定未満である場合に目標走行ラインALnの設定
を終了する。これによれば、繰り返し目標走行ラインALnを設定しているような状況下において、簡単に目標走行ラインALnに基づく自動操舵から走行予定ラインL2に基づく自動操舵に切り換えることができる。
作業車両1は、手動操舵により車体3の操舵を行うステアリングハンドル30と、自動操舵の開始及び終了のいずれかを切り換える操舵切換スイッチ52と、を備えている。これによれば、操舵切換スイッチ52の切換によって簡単に自動操舵と、手動操舵とを切り換えることができる。
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
1 作業車両
3 車体
11 操舵装置
30 ステアリングハンドル
40 測位装置
52 操舵切換スイッチ(基準ライン設定スイッチ)
60、60A 制御装置(第1制御装置)
213 目標ライン設定部
214 距離算出部
215 計時部
ALn 目標走行ライン
L1 走行基準ライン
L2 走行予定ライン

Claims (6)

  1. 車体を操舵する操舵装置と、
    前記車体の位置を検出する測位装置と、
    前記車体と走行予定ラインとの偏差が小さくなるように前記操舵装置における自動操舵を制御する制御装置と、
    を備え、
    前記制御装置は、
    前記測位装置で検出された車体の位置である車***置と前記走行予定ラインとの間に、前記車***置から所定の設定距離だけ離れた位置に前記走行予定ラインと平行な目標走行ラインを設定する目標ライン設定部と、
    前記車体が前記走行予定ラインに到達する前に、前記車体が前記目標走行ラインに向かうように前記操舵装置の自動操舵を行う自動操舵制御部と、
    を有し
    前記目標ライン設定部は、前記偏差が所定値以上である場合に前記目標走行ラインを設定し、
    前記自動操舵制御部は、設定された前記目標走行ラインに近づくように前記車体の前記自動操舵を実行し、
    前記目標ライン設定部は、前記目標走行ラインの設定後、前記自動操舵制御部が前記自動操舵を実行中に所定の条件が満たされるごとに前記偏差が前記所定値以上か否かの判定を行い、前記偏差が所定値以上である場合に、そのときの車***置から前記設定距離だけ離れた位置に前記目標走行ラインを再設定し、前記自動操舵制御部は再設定された前記目標走行ラインに近づくように前記車体の前記自動操舵を実行する作業車両。
  2. 前記車体の走行距離を算出する距離算出部を備えており、
    前記目標ライン設定部は、前記自動操舵制御部が前記自動操舵を実行中に前記距離算出部が算出した前記走行距離が閾値を超えた場合に、前記所定の条件が満たされたものとし、前記目標走行ラインを再設定するか否かの判断のために前記偏差が前記所定値以上か否かの判定を行う請求項1に記載の作業車両。
  3. 前記目標ライン設定部は、前記自動操舵制御部が前記自動操舵を実行中に前記偏差が所
    定量小さくなる毎に、前記所定の条件が満たされたものとし、前記目標走行ラインを再設定するか否かの判断のために前記偏差が前記所定値以上か否かの判定を行う請求項1又は2に記載の作業車両。
  4. 前記目標走行ラインの設定を行ってからの経過時間を計測する計時部を備えており、
    前記目標ライン設定部は、前記自動操舵制御部が前記自動操舵を実行中に前記計時部が計測した経過時間が所定時間を超えた場合に、前記所定の条件が満たされたものとし、前記目標走行ラインを再設定するか否かの判断のために前記偏差が前記所定値以上か否かの判定を行う請求項1~のいずれかに記載の作業車両。
  5. 前記目標ライン設定部は、前記偏差が前記所定未満である場合に前記目標走行ラインの設定を終了する請求項1~のいずれかに記載の作業車両。
  6. 手動操舵により車体の操舵を行うステアリングハンドルと、
    前記自動操舵の開始及び終了のいずれかを切り換える操舵切換スイッチと、
    を備えている請求項1~のいずれかに記載の作業車両。
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