JP7137970B2 - 作業車両 - Google Patents
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Description
作業車両は、ステアリングハンドルを有する操舵装置と、前記ステアリングハンドルによる手動操舵と、走行基準ラインに基づく前記ステアリングハンドルの自動操舵とのいずれかで走行可能な車体と、前記車体の方位を検出可能な測位装置と、前記走行基準ラインの方位を示すライン方位表示部と、前記車体の方位を示す車体方位表示部と、前記走行基準ラインの方位を基準点とし且つ前記基準点からの距離に応じて方位を示す値が増減する方位目盛部とを有する表示装置と、前記測位装置で検出された前記車体の方位と前記走行基準ラインの方位との差である方位差が判定範囲内である場合は前記自動操舵の許可を行い且つ許可である場合に前記操舵装置による自動操舵を行う制御装置と、前記車体の幅方向の傾きを検出する傾き検出装置と、を備え、前記表示装置は、前記自動操舵を許可する方位の範囲を示す判定範囲を、前記方位目盛部に対して表示し、前記制御装置は、前記傾き検出装置で検出された前記車体の幅方向の傾きに応じて前記判定範囲を変更し、前記表示装置は、前記車体の幅方向の傾きに応じて前記判定範囲が変更された場合には、変更後の判定範囲を表示し、前記制御装置は、前記車体の方位と前記走行基準ラインの方位とが一致する基準線を中心として、一方側の下限値と他方側の上限値との絶対値を同値とし、且つ、前記基準線を中心として前記下限値から前記上限値までの範囲を標準範囲として設
定し、前記車体の幅方向の傾きが零である場合、前記判定範囲を前記標準範囲に設定し、前記標準範囲に基づいて前記自動操舵を許可するか否かの判定を行い、前記表示装置は前記標準範囲に設定された前記判定範囲を表示し、前記車体の幅方向の一方側が幅方向の他方側よりも高い第1傾斜状態にある場合、前記判定範囲の下限値の絶対値を前記標準範囲の下限値の絶対値よりも増加させた変更後の判定範囲とし、前記変更後の判定範囲に基づいて自動操舵を許可するか否かを判定し、前記表示装置は前記変更後の判定範囲を表示し、前記車体の幅方向の一方側が幅方向の他方側よりも低い第2傾斜状態にある場合、前記判定範囲の上限値の絶対値を前記標準範囲の上限値の絶対値よりも増加させた変更後の判定範囲とし、前記変更後の判定範囲に基づいて自動操舵を許可するか否かを判定し、前記表示装置は前記変更後の判定範囲を表示する。
前記ライン方位表示部は、前記走行基準ラインを示すライン表示部と、前記基準点に前記走行基準ラインの方位であることを示すマーク部とを含んでいる。
前記車体方位表示部は、前記車体の方位を指し示す方位指針部と、前記車体の方位に応じて表示位置が変更される車体を示す車体表示部を含んでいる。
前記車体方位表示部は、前記走行基準ラインの方位と前記車体の方位との方位差が判定範囲内である場合と、前記方位差が判定範囲から外れている場合とで表示形態が異なる。
図16は作業車両1の一実施形態を示す側面図であり、図16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。
図16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。
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。
シャトル部5dは、シャトル軸12と、前後進切替部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。
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。
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。
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、変速装置の変速段を変更することにより変更することができる。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
31の左方に配置してもよい。
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。
さて、走行基準ラインL1の設定後において、自動操舵を行うためには、自動操舵の条件を整える必要がある。例えば、図8に示すように、トラクタ1を旋回後であって、自動操舵前において当該トラクタ1の進行方向の方位(車体方位)F1と走行基準ラインL1の方位(ライン方位)F2とが大きく異なる場合は、自動操舵を開始したとしても走行基準ラインL1に平行な走行予定ラインL2に沿ってトラクタ1を操舵することが難しく、このような場合は、第2制御装置60Bは、自動操舵の条件は整っていないと判断する。
動操舵の許可を行うか否かの判定(判断)を行う。図1に示すように、第2制御装置60Bは、方位判定部207を備えている。方位判定部207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。方位判定部207は、車体方位F1とライン方位F2との方位差ΔFが判定範囲G1内であれば、自動操舵の許可を行い、判定範囲G1外であれば自動操舵の許可を行わない。
したがって、トラクタ1が幅方向に傾かずに水平状態を保ったまま走行している状態、即ち、傾斜をしていない圃場を走行している状態において、車体方位F1とライン方位F2との方位差ΔFが判定範囲G1に入っていれば、方位判定部207は、自動操舵を許可し、方位差ΔFが判定範囲G1から外れれば、自動操舵を許可しない。
図10Aに示すように、トラクタ1(車体3)の幅方向の一方側(左側)が幅方向の他方側(右側)よりも高くなるようにトラクタ1(車体3)が傾いている場合、第2制御装置60Bは、判定範囲G1の下限値Gminを標準範囲ST1で示された下限値Gminよりも大きくする。即ち、トラクタ1から走行基準ラインL1を見たとき、当該走行基準ラインL1が高くトラクタ1側が低く右下がりの場合は、判定範囲G1の下限値Gminを増加させる。この場合、方位判定部207は、下限値Gminが増加した判定範囲G1に基づいて自動操舵を許可するか否かの判定をする。
定部207は、上限値Gmaxが増加した判定範囲G1に基づいて自動操舵を許可するか否かの判定をする。
表示装置45は、方位判定部207によって自動操舵の開始が許可と判定されていることを表示可能である。図11に示すように、表示装置45に対して所定の動作を行うと、当該表示装置45は、運転画面M1を表示する。
運転画面M1は、複数のアイコン部66を表示するアイコン表示部67を有している。アイコン表示部67は、様々な情報をアイコン部66で示す部分である。即ち、自動操舵等の走行に関する設定、例えば、設定モードで設定された設定状態をアイコン部66で表示する。アイコン表示部67は、運転表示部61とは異なる位置であって、例えば、運転画面M1の上部に配置されている。
第4アイコン部66Dは、自動操舵の許可がなされている場合に表示される。例えば、第4アイコン部66Dは、設定モードが有効及び走行基準ラインL1の設定の完了であり、第2制御装置60Bの方位判定部207が自動操舵の許可を行った場合に表示される。第4アイコン部66Dを見ることによって、作業者は自動操舵が許可になっていると把握することができる。そして、作業者が、操舵切換スイッチ52を操作することにより自動操舵の開始を行うことができる。
なお、上述した実施形態では、自動操舵を許可の条件として、方位差ΔFが所定範囲であることを条件にしているが、操舵装置11の操舵角が所定範囲内であることを条件に加えてもよい。即ち、トラクタ1(車体3)が手動操舵で操舵されている状況において、第2制御装置60Bは、方位差ΔFが所定範囲である場合には方位に関する自動操舵を許可(第1許可)し、操舵装置11の操舵角θが所定範囲である場合には操舵に関する自動操舵を許可(第2許可)する。そして、第2制御装置60Bは、第1許可と第2許可とが揃い、自動操舵の開始の切換が作業者によって行われたときに、自動操舵を開始する。
ように、当該トラクタ1が傾斜する場合は、制御装置60Bは、一方側(左側)に対応する下限値Gminを、予め定められた標準範囲ST1よりも小さくする。
作業車両1は、測位装置40で検出された車体3の位置を走行基準ラインL1の開始位置及び終了位置に設定する基準ライン設定スイッチを備えている。これによれば、簡単に走行基準ラインL1の設定を行うことができる。
ライン方位表示部130は、走行基準ラインL1のライン方位F2を示す部分であり、ライン表示部130aと、マーク部130bとを含んでいる。ライン表示部130aは、走行基準ラインL1自体を線図等で示した部分であって、方位画面M2に設定されたフィールド133上を下側から上側に延びている。マーク部130bは、走行基準ラインL1の方位であることを示す部分であって、例えば、フィールド133において、ライン表示部130aの端部131の上部に配置されている。マーク部130bにおいて、三角形の頂点132は、ライン表示部130aの端部131を指し示している。
方位指針部141は、例えば、矢印等の図形によって構成されており、方位指針部141は、ライン表示部130aの線上に設定された原点O1を中心に、ライン表示部130aの一方側又は他方側に移動する。
なお、図12に示すように、方位画面M2には、方位目盛部145を表示してもよい。方位目盛部145は、走行基準ラインL1のライン方位F2を基準点O2とし、基準点O2からの距離に応じて方位差ΔF(方位を示す値)が増減する目盛である。即ち、方位目盛部145は、半円形であって、当該半円形の円周上に沿って所定間隔で方位差ΔFに対応する目盛線145aが割り当てられることで構成されている。方位目盛部145の基準点O2には、マーク部130bの端部131が指し示されている。また、図15に示すように、方位目盛部145には、判定範囲G1が示されている。即ち、方位目盛部145の複数の目盛線145aには少なくとも2つの色が別々に着色されていて、基準点O2寄りの複数の目盛線145aには、判定範囲G1内の値であることを示す色(範囲内色)が着色され、基準点O2から離れた位置の複数の目盛線145aには判定範囲G1外の値であることを示す色(範囲外色)が着色されている。また、上述したように、車体3の傾きに応じて判定範囲G1が変更された場合には、複数の目盛線145aは、変更後の判定範囲G1に対応するように、範囲内色及び範囲外色が変更される。
作業車両1は、ステアリングハンドル30と、ステアリングハンドル30による手動操舵と、走行基準ラインL1に基づくステアリングハンドル30の自動操舵とのいずれかで走行可能な車体3と、走行基準ラインL1の方位F2を示すライン方位表示部130と、車体3の方位F1を示す車体方位表示部140とを有する表示装置45と、を備えている。これによれば、走行基準ラインL1の方位F2に対して作業車両1(車体3)の方位がどの方向に向いているかを表示装置45によって簡単に把握することができる。
車体方位表示部140は、走行基準ラインL1の方位F2と車体3の方位F1との方位差ΔFが所定範囲内である場合と、方位差ΔFが所定範囲から外れている場合とで表示形態が異なる。これによれば、作業者が方位差ΔFが所定範囲内であるか否かを簡単に把握することができる。
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。
3 車体
11 操舵装置
30 ステアリングハンドル
40 測位装置
45 表示装置
52 操舵切換スイッチ
60B 制御装置(第2制御装置)
L1 走行基準ライン
Claims (6)
- ステアリングハンドルを有する操舵装置と、
前記ステアリングハンドルによる手動操舵と、走行基準ラインに基づく前記ステアリングハンドルの自動操舵とのいずれかで走行可能な車体と、
前記車体の方位を検出可能な測位装置と、
前記走行基準ラインの方位を示すライン方位表示部と、前記車体の方位を示す車体方位表示部と、前記走行基準ラインの方位を基準点とし且つ前記基準点からの距離に応じて方位を示す値が増減する方位目盛部とを有する表示装置と、
前記測位装置で検出された前記車体の方位と前記走行基準ラインの方位との差である方位差が判定範囲内である場合は前記自動操舵の許可を行い且つ許可である場合に前記操舵装置による自動操舵を行う制御装置と、
前記車体の幅方向の傾きを検出する傾き検出装置と、
を備え、
前記表示装置は、前記自動操舵を許可する方位の範囲を示す判定範囲を、前記方位目盛部に対して表示し、
前記制御装置は、前記傾き検出装置で検出された前記車体の幅方向の傾きに応じて前記判定範囲を変更し、
前記表示装置は、前記車体の幅方向の傾きに応じて前記判定範囲が変更された場合には、変更後の判定範囲を表示し、
前記制御装置は、前記車体の方位と前記走行基準ラインの方位とが一致する基準線を中心として、一方側の下限値と他方側の上限値との絶対値を同値とし、且つ、前記基準線を中心として前記下限値から前記上限値までの範囲を標準範囲として設定し、前記車体の幅方向の傾きが零である場合、前記判定範囲を前記標準範囲に設定し、前記標準範囲に基づいて前記自動操舵を許可するか否かの判定を行い、前記表示装置は前記標準範囲に設定された前記判定範囲を表示し、
前記車体の幅方向の一方側が幅方向の他方側よりも高い第1傾斜状態にある場合、前記判定範囲の下限値の絶対値を前記標準範囲の下限値の絶対値よりも増加させた変更後の判定範囲とし、前記変更後の判定範囲に基づいて自動操舵を許可するか否かを判定し、前記表示装置は前記変更後の判定範囲を表示し、
前記車体の幅方向の一方側が幅方向の他方側よりも低い第2傾斜状態にある場合、前記
判定範囲の上限値の絶対値を前記標準範囲の上限値の絶対値よりも増加させた変更後の判定範囲とし、前記変更後の判定範囲に基づいて自動操舵を許可するか否かを判定し、前記表示装置は前記変更後の判定範囲を表示する作業車両。 - 前記制御装置は、
前記第1傾斜状態にある場合、前記判定範囲の上限値の絶対値を前記標準範囲の上限値の絶対値よりも減少させた変更後の判定範囲とし、前記変更後の判定範囲に基づいて自動操舵を許可するか否かを判定し、前記表示装置は前記変更後の判定範囲を表示し、
前記第2傾斜状態にある場合、前記判定範囲の下限値の絶対値を前記標準範囲の下限値の絶対値よりも減少させた変更後の判定範囲とし、前記変更後の判定範囲に基づいて自動操舵を許可するか否かを判定し、前記表示装置は前記変更後の判定範囲を表示する請求項1に記載の作業車両。 - 前記ライン方位表示部は、前記走行基準ラインを示すライン表示部と、前記基準点に前記走行基準ラインの方位であることを示すマーク部とを含んでいる請求項1又は2に記載の作業車両。
- 前記車体方位表示部は、前記車体の方位を指し示す方位指針部と、前記車体の方位に応じて表示位置が変更される車体を示す車体表示部を含んでいる請求項1~3のいずれか1項に記載の作業車両。
- 前記車体方位表示部は、前記車体の方位を指し示す方位指針部を含み、
前記方位指針部は、前記方位目盛部に前記車体の方位を指し示す請求項1~4のいずれか1項に記載の作業車両。 - 前記車体方位表示部は、前記走行基準ラインの方位と前記車体の方位との方位差が判定範囲内である場合と、前記方位差が判定範囲から外れている場合とで表示形態が異なる請求項1~5のいずれか1項に記載の作業車両。
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