CN110087448B - 用于越野车辆的滑移控制系统 - Google Patents

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Abstract

一种用于越野车辆的滑移控制系统，包括控制系统(26)，该控制系统(26)被配置为，如果越野车辆相对于土壤表面的滑移幅度(80)大于第一阈值(86)并且小于或等于第二阈值，那么输出指示第一动作(102、104、106、108、118、120)的信号。此外，控制系统被配置为，如果滑移幅度(80)大于第二阈值(86)，那么输出指示与第一动作不同的第二动作(102、104、106、108、118、120)的信号。

Description

用于越野车辆的滑移控制系统
对相关申请的交叉引用
本申请要求于2016年10月6日提交的标题为“SLIP CONTROL SYSTEM FOR AN OFF-ROAD VEHICLE”的美国申请序列No.15/287,059的优先权和权益，该申请通过引用整体并入本文。
技术领域
本发明总体涉及用于越野车辆的滑移控制系统。
背景技术
诸如农用拖拉机之类的越野车辆可以在各种土壤状况下操作。例如，拖拉机可以被驾驶通过具有软土的田地(例如，由于土壤的高含水量)。在某些软土状况下，拖拉机的轮子和/或履带可能会相对于土壤表面滑移。即，轮子或履带的地面接合表面可能会以比拖拉机的地面速度更高的速度移动。虽然拖拉机可以在经历低程度或中等程度的滑移的情况下成功地穿过田地，但是高程度滑移会使得拖拉机的轮子或履带下方的土壤变得压实和/或有车辙。因此，会减少位于压实的和/或有车辙的土壤内的作物的产量。此外，高程度滑移会使得拖拉机卡在土壤中(例如，由于轮子和/或履带挖入土壤表面)。遗憾的是，取出被卡住的拖拉机的过程会非常耗时，从而降低田地操作(例如，耕作操作、种植操作、收获操作，等等)的效率。
发明内容
在一个实施例中，用于越野车辆的滑移控制系统包括被配置为接收指示越野车辆相对于土壤表面的滑移幅度的第一信号和/或指示越野车辆相对于土壤表面的滑移的变化率的第二信号的控制系统。该控制系统还被配置为，如果滑移幅度大于第一阈值并且小于或等于第二阈值和/或滑移的变化率大于第三阈值并且小于或等于第四阈值，那么输出指示第一动作的第三信号，并且如果滑移幅度大于第二阈值和/或滑移的变化率大于第四阈值，那么不输出指示第一动作的第三信号，其中第二阈值大于第一阈值，并且第四阈值大于第三阈值。此外，该控制系统被配置为，如果滑移幅度大于第二阈值和/或滑移的变化率大于第四阈值，那么输出指示与第一动作不同的第二动作的第四信号。
在另一个实施例中，一种用于越野车辆的滑移控制系统包括控制系统，该控制系统被配置为接收指示越野车辆相对于土壤表面的滑移幅度的第一信号。该控制系统还被配置为，如果滑移幅度大于第一阈值并且小于或等于第二阈值超过第一阈值持续时间，那么输出指示第一动作的第二信号，其中第二阈值大于第一阈值。此外，控制系统被配置为，如果滑移幅度大于第二阈值，那么输出指示与第一动作不同的第二动作的第三信号。
在另一个实施例中，一种用于越野车辆的滑移控制系统包括被配置为接收指示确定的越野车辆相对于土壤表面的滑移幅度的第一信号的控制系统。该控制系统还被配置为，如果确定的越野车辆相对于土壤表面的滑移幅度和/或预期的滑移幅度大于第一阈值并且小于或等于第二阈值，那么输出指示第一动作的第二信号，并且如果确定的滑移幅度和/或预期的滑移幅度大于第二阈值，那么不输出指示第一动作的第二信号，其中第二阈值大于第一阈值。此外，该控制系统被配置为，如果确定的滑移幅度和/或预期的滑移幅度大于第二阈值，那么输出指示与第一动作不同的第二动作的第三信号。
附图说明
当参考附图阅读以下详细描述时，将更好地理解本发明的这些和其它特征、方面和优点，附图中相似的符号在整个附图中表示相似的部分，其中：
图1是农田内的越野车辆和农具的实施例的示意图；
图2是可以用于控制图1的越野车辆和农具的滑移控制系统的实施例的示意图；
图3是可以在图2的滑移控制系统内采用的控制系统的实施例的框图；
图4是用于控制越野车辆的滑移的方法的实施例的流程图；
图5是用于控制越野车辆的滑移的方法的另一个实施例的流程图；以及
图6是用于控制越野车辆的滑移的方法的又一个实施例的流程图。
具体实施方式
图1是农田14内的越野车辆10和农具12的实施例的示意图。越野车辆10(例如，拖拉机或其它原动机)被构造为沿着行进方向16在整个田地14中拖曳农具12。在某些实施例中，越野车辆10被指引(例如，经由操作者或自动系统)以沿着基本平行的行18横穿田地。但是，应当认识到的是，在替代实施例中，可以指引越野车辆沿着其它路线(例如，沿着螺旋路径，等等)横穿田地。如将认识到的，农具12可以是用于在整个田地14中执行农业操作的任何合适的机具。例如，在某些实施例中，农具12可以是耕作工具、肥料施用工具、播种或种植工具，或者收获工具，等等。虽然在所示实施例中农具12由越野车辆10拖曳，但应当认识到的是，在替代实施例中，农具可以集成在越野车辆中。
当越野车辆10和农具12穿过田地时，越野车辆10和农具12会遇到各种土壤状况。例如，越野车辆10和农具12会遇到其中越野车辆(例如，越野车辆的至少一个车轮或履带)经历中等程度的滑移(例如，15％至30％的滑移)的区域20。此外，越野车辆10和农具12会遇到其中越野车辆(例如，越野车辆的至少一个轮子或履带)经历高程度滑移(例如，超过30％的滑移)的区域22。除了其它因素之外，滑移的程度尤其可以取决于土壤类型、土壤含水量、田地14的坡度/等级(grade)、越野车辆10的重量、农具12施加到越野车辆10的牵引负荷，以及田地14的表面上作物残留物的类型和/或数量。虽然越野车辆10和机具12可以在经历低程度滑移(例如，小于15％的滑移)或中等程度滑移的情况下成功地穿过田地，但是高程度滑移会使得越野车辆10卡在土壤中(例如，当越野车辆的轮子和/或履带挖入土壤表面时)。因而，在某些实施例中，越野车辆10包括滑移控制系统，该滑移控制系统被配置为基本上减少或消除越野车辆卡在土壤中的可能性。因此，可以显著提高农业操作(例如，耕作操作、种植操作、收获操作，等等)的效率。
在某些实施例中，滑移控制系统包括被配置为接收指示越野车辆相对于土壤表面的滑移幅度的第一信号和/或指示越野车辆相对于土壤表面的滑移的变化率的第二信号的控制系统。控制系统还被配置为，如果滑移幅度大于第一阈值并且小于或等于第二阈值和/或滑移的变化率大于第三阈值并且小于或等于第四阈值，那么输出指示第一动作(例如，警告操作者、接合四轮驱动系统、接合差速器锁定系统，等等)的第三信号，并且如果滑移幅度大于第二阈值和/或滑移的变化率大于第四阈值，那么不输出指示第一动作的第三信号。此外，控制系统被配置为，如果滑移幅度大于第二阈值和/或滑移的变化率大于第四阈值，那么输出指示与第一动作不同的第二动作(例如，减小至少一个地面接合工具的穿透深度、停止越野车辆，等等)的第四信号。
在进一步的实施例中，滑移控制系统包括控制系统，其被配置为接收指示越野车辆相对于土壤表面的滑移幅度的第一信号。控制系统还被配置为，如果滑移幅度大于第一阈值并且小于第二阈值超过阈值持续时间，那么输出指示第一动作(例如，警告操作者、接合四轮驱动系统、接合差速器锁定系统，等等)的第二信号。此外，控制系统被配置为，如果滑移幅度大于第二阈值，那么输出指示与第一动作不同的第二动作(例如，减小至少一个地面接合工具的穿透深度、停止越野车辆，等等)的第三信号。
此外，在某些实施例中，滑移控制系统包括控制系统，其被配置为接收指示确定的越野车辆相对于土壤表面的滑移幅度的第一信号。控制系统还被配置为，如果确定的越野车辆相对于土壤表面的滑移幅度和/或预期的滑移幅度大于第一阈值并且小于或等于第二阈值，那么输出指示第一动作的第二信号，并且如果确定的滑移幅度和/或预期的滑移幅度大于第二阈值，那么不输出指示第一动作的第二信号。例如，第一动作可以包括警告操作者确定的滑移幅度和/或预期的滑移幅度大于第一阈值、接合四轮驱动系统、接合差速器锁定系统，或其组合。此外，控制系统被配置为，如果确定的滑移幅度和/或预期的滑移幅度大于第二阈值，那么输出指示与第一动作不同的第二动作(例如，减小至少一个地面接合工具的穿透深度、停止越野车辆，等等)的第三信号。
如上面所讨论的，在某些软土状况下，越野车辆的至少一个轮子和/或履带可以相对于土壤表面滑移。当轮子或履带的地面接合表面以比越野车辆的地面速度更高的速度移动时，滑移发生。如本文所公开的，“滑移幅度”是指轮子或履带的地面接合表面的速度与越野车辆的地面速度之间的百分比差。例如，如果轮子或履带的地面接合表面的速度等于越野车辆的地面速度，则滑移幅度为0％(即，没有滑移)。相反，如果轮子或履带的地面接合表面的速度大于零(例如，公里/小时)并且越野车辆的地面速度为零(例如，公里/小时)，那么滑移幅度是100％(即，完全滑移)。仅举例来说，小于15％的滑移幅度可以表示低程度滑移，在15％至30％之间的滑移幅度可以表示中等，而大于30％的滑移幅度可以表示高程度滑移。但是，应当认识到的是，滑移范围可以基于土壤状况和/或越野车辆的操作状况而变化。
在某些土壤状况下，滑移幅度可以小于零(即，负的)。即，越野车辆的地面速度可以大于轮子或履带的地面接合表面的速度。虽然滑移幅度是负的，但是越野车辆相对于田地表面滑移，从而降低了对越野车辆的控制。如下面详细讨论的，滑移控制系统可以被配置为显著减小滑移，从而增强对越野车辆的控制。
此外，如本文所使用的，“滑移的变化率”是指滑移幅度作为时间的函数的变化。举例来说，滑移的高变化率(例如，大于每分钟5％)可以指示可能发生高程度滑移的土壤状况。因而，如下面详细讨论的，滑移控制系统可以被配置为，如果检测到滑移的高变化率，那么警告操作者和/或控制越野车辆和/或农具。
在某些实施例中，越野车辆被配置为自主操作(例如，没有操作者存在于越野车辆的驾驶室中)。因而，自动系统可以在整个田地中指引越野车辆和农具，而无需操作者的直接控制。在此类实施例中，自主越野车辆被配置为与基站通信。如下面详细讨论的，滑移控制系统的控制系统可以包括越野车辆的控制器、基站的控制器或其组合。在进一步的实施例中，可以基本上手动控制越野车辆。即，操作者可以位于越野车辆的驾驶室内，并且操作者可以在整个田地中手动地使越野车辆转向。在此类实施例中，滑移控制系统可以警告操作者某些滑移状况和/或自动控制越野车辆和/或农具以减少滑移。此外，在某些实施例中，越野车辆可以被配置为半自主地操作。例如，驾驶室内的操作者可以将越野车辆指引到田地内或田地附近的起始位置，并且自动系统可以沿着选定的/计划的路线指引越野车辆穿过田地，同时操作者监视越野车辆和/或机具的操作。在此类实施例中，滑移控制系统可以警告操作者某些滑移状况和/或自动控制越野车辆和/或农具以减少滑移。
图2是滑移控制系统24的实施例的示意图，该滑移控制系统24可以被用于控制图1的越野车辆10和农具。在所示实施例中，滑移控制系统24包括控制系统26(例如，安装在越野车辆10上)，并且越野车辆10包括被配置为与基站32的第二收发器30建立无线通信链路的第一收发器28。如将认识到的，第一收发器和第二收发器可以以电磁频谱内的任何合适的频率范围操作。例如，在某些实施例中，收发器可以在大约1GHz到大约10GHz的频率范围内广播和接收无线电波。此外，第一收发器和第二收发器可以使用任何合适的通信协议，诸如标准协议(例如，Wi-Fi、蓝牙，等等)或专有协议。
在所示实施例中，越野车辆10包括空间定位设备34，该空间定位设备34安装到越野车辆10并且被配置为确定越野车辆10的位置。如将认识到的，例如，空间定位设备可以包括被配置为确定越野车辆的位置的任何合适的系统，诸如全球定位系统(GPS)。在某些实施例中，空间定位设备34可以被配置为确定越野车辆相对于田地内固定点的位置(例如，经由固定的无线电收发器)。因而，空间定位设备34可以被配置为确定越野车辆相对于固定的全局坐标系(例如，经由GPS)或固定的局部坐标系的位置。在某些实施例中，第一收发器28被配置为将指示越野车辆10的位置的信号广播到基站32的收发器30。
此外，越野车辆10包括传感器组件36。在某些实施例中，传感器组件被配置为促进越野车辆的滑移幅度和/或滑移的变化率的确定。例如，传感器组件36可以包括多个传感器(例如，红外传感器、超声传感器、磁传感器，等等)，每个传感器被配置为监视相应轮子或履带的旋转速率。如下面详细讨论的，可以至少部分地基于所确定的旋转速率来确定轮子或履带的地面接合表面的速度，并且可以通过比较轮子或履带的地面接合表面的速度与越野车辆10的地面速度来确定滑移幅度和滑移的变化率。
在所示实施例中，越野车辆10包括转向控制系统38和速度控制系统40，其中转向控制系统38被配置为控制越野车辆10的移动方向，并且速度控制系统40被配置为控制越野车辆10的速度。此外，越野车辆10包括牵引力控制系统42和机具控制系统44，其中牵引力控制系统42被配置为控制动力从越野车辆的发动机到越野车辆的轮子或履带的分配，并且机具控制系统44被配置为控制机具(例如，由越野车辆10拖曳的机具)的操作。此外，控制系统26包括控制器46，控制器46可通信地耦合到第一收发器28、空间定位设备34、传感器组件36、转向控制系统38、速度控制系统40、牵引力控制系统42，以及机具控制系统44。在某些实施例中，控制器46被配置为接收指示越野车辆10相对于土壤表面的滑移幅度的第一信号(例如，来自传感器组件36)，并接收指示越野车辆相对于土壤表面的滑移的变化率的第二信号(例如，来自传感器组件36)。在此类实施例中，控制器46被配置为，如果滑移幅度大于第一阈值并且小于或等于第二阈值和/或滑移的变化率大于第三阈值并且小于或等于第四阈值，那么输出指示第一动作(例如，警告操作者、经由牵引力控制系统42接合四轮驱动系统和/或差速器锁定系统，等等)的第三信号，并且如果滑移幅度大于第二阈值和/或滑移的变化率大于第四阈值，那么不输出指示第一动作的第三信号。控制器46还被配置为，如果滑移幅度大于第二阈值和/或滑移的变化率大于第四阈值，那么输出指示与第一动作不同的第二动作(例如，经由机具控制系统44减小至少一个地面接合工具的穿透深度、经由速度控制系统40停止越野车辆，等等)的第四信号。
在进一步的实施例中，控制器46被配置为接收指示越野车辆相对于土壤表面的滑移幅度的第一信号(例如，来自传感器组件36)。在此类实施例中，控制器46被配置为，如果滑移幅度大于第一阈值并且小于或等于第二阈值超过阈值持续时间，那么输出指示第一动作(例如，警告操作者、经由牵引力控制系统42接合四轮驱动系统和/或差速器锁定系统，等等)的第二信号。控制器46还被配置为，如果滑移幅度大于第二阈值，那么输出指示与第一动作不同的第二动作(例如，经由机具控制系统44减小至少一个地面接合工具的穿透深度、经由速度控制系统40停止越野车辆，等等)的第三信号。
此外，在某些实施例中，控制器46被配置为接收指示越野车辆相对于土壤表面的确定的滑移幅度的第一信号(例如，经由传感器组件36)。在此类实施例中，控制器46被配置为，如果越野车辆相对于土壤表面的确定的滑移幅度和/或预期的滑移幅度大于第一阈值并且小于或等于第二阈值，那么输出指示第一动作(例如，警告操作者、经由牵引力控制系统42接合四轮驱动系统和/或差速器锁定系统，等等)的第二信号，并且如果越野车辆相对于土壤表面的确定的滑移幅度和/或预期的滑移幅度大于第二阈值，那么不输出指示第一动作的第二信号。控制器46还被配置为，如果确定的滑移幅度和/或预期的滑移幅度大于第二阈值，那么输出指示与第一动作不同的第二动作(例如，经由机具控制系统44减小至少一个地面接合工具的穿透深度、经由速度控制系统40停止越野车辆，等等)的第三信号。
在某些实施例中，控制器46是具有电路系统的电子控制器，该电路系统被配置为处理来自收发器28、空间定位设备34、传感器组件36或其组合，以及来自越野车辆10的其它部件的数据。在所示实施例中，控制器46包括处理器(诸如图示的微处理器48)，以及存储器设备50。控制器46还可以包括一个或多个存储设备和/或其它合适的部件。处理器48可以被用于执行软件，诸如用于控制越野车辆10的软件等。而且，处理器48可以包括多个微处理器、一个或多个“通用”微处理器、一个或多个专用微处理器，和/或一个或多个专用集成电路(ASICS)，或其某种组合。例如，处理器48可以包括一个或多个精简指令集(RISC)处理器。
存储器设备50可以包括诸如随机存取存储器(RAM)之类的易失性存储器，和/或诸如ROM之类的非易失性存储器。存储器设备50可以存储各种信息，并且可以用于各种目的。例如，存储器设备50可以存储用于处理器48执行的处理器可执行指令(例如，固件或软件)，诸如用于控制越野车辆10的指令。(一个或多个)存储设备(例如，非易失性存储装置)可以包括只读存储器(ROM)、闪存、硬盘驱动器或者任何其它合适的光、磁或固态存储介质，或其组合。(一个或多个)存储设备可以存储数据(例如，预期的滑移幅度、土壤图，等等)、指令(例如，用于控制越野车辆的软件或固件，等等)，以及任何其它合适的数据。
在所示实施例中，转向控制系统38包括轮子角度控制系统52、差速器制动系统54和转矩向量化系统56。轮子角度控制系统52可以自动旋转越野车辆的一个或多个轮子或履带(例如，经由液压致动器)以使越野车辆沿着穿过田地的路径(例如，在具有高预期滑移幅度的区域周围)转向。举例来说，轮子角度控制系统52可以单独地或者成组地旋转越野车辆的前轮/前履带、后轮/后履带和/或中间的轮子/履带。差速器制动系统54可以独立地改变越野车辆的每个侧面上的制动力，以沿着穿过田地的路径指引越野车辆。类似地，转矩向量化系统56可以差分地将来自发动机的转矩施加到越野车辆的每个侧面上的轮子和/或履带，从而沿着穿过田地的路径指引越野车辆。虽然图示的转向控制系统38包括轮子角度控制系统52、差速器制动系统54和转矩向量化系统56，但是应当认识到的是，替代实施例可以以任何合适的组合包括这些系统中的一个或两个。进一步的实施例可以包括转向控制系统38，该转向控制系统38具有用于促进沿着穿过田地的路径指引越野车辆的其它和/或附加系统(例如，铰接的转向系统，等等)。
在所示实施例中，速度控制系统40包括发动机输出控制系统58、变速器控制系统60和制动控制系统62。发动机输出控制系统58被配置为改变发动机的输出以控制越野车辆的速度。例如，发动机输出控制系统58可以改变发动机的节气门设置、发动机的燃料/空气混合物、发动机的定时和/或其它合适的发动机参数，以控制发动机输出。此外，变速器控制系统60可以调节变速器内的档位选择，以控制越野车辆的速度。此外，制动控制系统62可以调节制动力，从而控制越野车辆10的速度。虽然图示的速度控制系统40包括发动机输出控制系统58、变速器控制系统60和制动控制系统62，但是应当认识到的是，替代实施例可以以任何合适的组合包括这些系统中的一个或两个。进一步的实施例可以包括速度控制系统40，该速度控制系统40具有用于促进调节越野车辆的速度的其它和/或附加系统。
在所示实施例中，牵引力控制系统42包括四轮驱动控制系统64和差速器锁定控制系统66。四轮驱动控制系统64被配置为选择性地接合和脱开越野车辆的四轮驱动系统。例如，在某些实施例中，越野车辆可以包括四轮驱动系统，该四轮驱动系统被配置为在脱开时将发动机输出指引至后轮/后履带，并在接合时将发动机输出指引至前轮/前履带和后轮/后履带。在此类实施例中，四轮驱动控制系统64可以选择性地指示四轮驱动系统接合和脱开，以控制越野车辆的牵引力。在某些实施例中，越野车辆可以包括位于前轮/前履带和后轮/后履带之间的中间的轮子/履带。在此类实施例中，四轮驱动控制系统还可以控制发动机动力到中间的轮子的传递。
此外，差速器锁定控制系统66被配置为选择性地接合相应的一对轮子/履带之间的至少一个锁定差速器的差速器锁定系统。例如，在某些实施例中，锁定差速器定位在后轮/后履带之间并且被配置为将发动机动力传递到后轮/后履带。当差速器锁定系统脱开时，差速器被解锁。因此，一个后轮/后履带的旋转速度可以相对于另一个后轮/后履带的旋转速度而变化。但是，当差速器锁定系统接合时，差速器被锁定。因此，后轮/后履带的旋转速度可以基本上彼此相等。在某些实施例中，锁定差速器可以定位在前轮/前履带之间和/或中间的轮子/履带之间。在某些实施例中，差速器锁定控制系统66被配置为独立地接合和脱开每个锁定差速器的差速器锁定系统。虽然图示的牵引力控制系统42包括四轮驱动控制系统64和差速器锁定控制系统66，但是应当认识到的是，替代实施例可以仅包括这些系统中的一个。进一步的实施例可以包括牵引力控制系统42，牵引力控制系统42具有用于促进越野车辆10的牵引力的控制的其它和/或附加系统。
机具控制系统44被配置为控制由越野车辆拖曳的农具的各种参数。例如，在某些实施例中，机具控制系统44可以被配置为指示机具控制器(例如，经由通信链路，诸如CAN总线或ISOBUS)来调节农具的至少一个地面接合工具的穿透深度。举例来说，机具控制系统44可以指示机具控制器减少耕作机具上的每个耕作点的穿透深度，或者机具控制系统44可以指示机具控制器使播种/种植机具的每个开沟器圆盘/叶片与土壤脱开。减小农具的至少一个地面接合工具的穿透深度可以减小越野车辆上的牵引负荷。此外，机具控制系统44可以指示机具控制器将农具在工作位置和运输部分之间转换，以调节来自农具的产品的流率，或调节农具(例如，收割机，等等)的集管的位置，以及其它操作。
在某些实施例中，越野车辆控制器46可以直接控制农具的至少一个地面接合工具的穿透深度。例如，越野车辆控制器46可以指示三点挂接装置(例如，经由三点挂接装置控制器)相对于土壤表面升高和降低农具或农具的一部分，从而调节农具的至少一个地面接合工具的穿透深度。此外，越野车辆控制器46可以指示液压控制系统调节对农具上的一个或多个致动器的液压流体压力，从而控制(一个或多个)相应地面接合工具的穿透深度。
如前面所讨论的，越野车辆10被配置为经由收发器28和30与基站32通信。在所示实施例中，基站包括通信地耦合到基站收发器30的控制器68。控制器68被配置为向越野车辆10输出命令和/或数据。例如，如下面详细讨论的，控制器68可以被配置为向越野车辆控制器46输出滑移图(例如，包括天气数据、土壤湿度数据、地形数据，等等)，从而使得越野车辆控制器能够确定越野车辆的预期滑移。此外，控制器68可以向越野车辆控制器输出起动和停止命令，和/或控制器68可以指示越野车辆遵循选定的/计划的穿过田地的路径。
在某些实施例中，控制器68是具有电路系统的电子控制器，该电路系统被配置为处理来自基站32的某些部件(例如，收发器30)的数据。在所示实施例中，控制器68包括处理器(诸如图示的微处理器70)，以及存储器设备72。处理器68可以用于执行软件，诸如用于向越野车辆控制器46提供命令和/或数据的软件，等等。而且，处理器48可以包括多个微处理器、一个或多个“通用”微处理器、一个或多个专用微处理器，和/或一个或多个专用集成电路(ASICS)，或其某种组合。例如，处理器70可以包括一个或多个精简指令集(RISC)处理器。存储器设备72可以包括诸如随机存取存储器(RAM)之类的易失性存储器，和/或诸如ROM之类的非易失性存储器。存储器设备72可以存储各种信息，并且可以用于各种目的。例如，存储器设备72可以存储用于处理器70执行的处理器可执行指令(例如，固件或软件)，诸如用于向越野车辆控制器46提供命令和/或数据的指令。
在所示实施例中，基站32包括通信地耦合到控制器68的用户接口74。用户接口74被配置为将来自越野车辆和/或农具的数据呈现给操作者(例如，与越野车辆的操作相关联的数据、与农具的操作相关联的数据，等等)。用户接口74还被配置为使操作者能够控制越野车辆的某些功能(例如，起动和停止越野车辆、指示越野车辆遵循选定的/计划的穿过田地的路线，等等)。在所示实施例中，用户接口包括显示器76，显示器76被配置为向操作者呈现信息，诸如田地内越野车辆10的位置、越野车辆的速度以及越野车辆的路径，以及其它数据。此外，用户接口74(例如，经由显示器76、经由音频系统，等等)被配置为警告操作者是否检测到滑移和/或预期滑移。例如，在某些实施例中，如果越野车辆正在经历中等程度的滑移(例如，如果滑移幅度在阈值范围内)，那么用户接口74可以警告操作者。
在所示实施例中，基站32包括通信地耦合到控制器68的存储设备78。存储设备78(例如，非易失性存储装置)可以包括只读存储器(ROM)、闪存、硬盘驱动器，或任何其它合适的光、磁或固态存储介质，或其组合。(一个或多个)存储设备可以存储数据(例如，预期的滑移幅度、土壤图，等等)、指令(例如，用于命令越野车辆的软件或固件，等等)，以及任何其它合适的数据。
虽然在所示实施例中滑移控制系统24的控制系统26包括越野车辆控制器46，但是应当认识到的是，在替代实施例中，控制系统26可以包括基站控制器68。例如，在某些实施例中，控制系统26的控制功能可以在越野车辆控制器46和基站控制器68之间分布。在进一步的实施例中，基站控制器68可以执行控制系统26的控制功能的实质性部分。例如，在某些实施例中，收发器28可以向收发器30输出指示滑移幅度和/或滑移的变化率的信号。在此类实施例中，收发器30可以将对应的信号输出到基站控制器68，并且基站控制器68可以基于滑移幅度和/或滑移的变化率来确定适当的动作，并输出指示适当行动的信号。例如，控制器68可以向用户接口输出信号，该信号指示用户接口警告操作者滑移(例如，如果检测到中等程度或高程度滑移)。此外，控制器68可以向越野车辆控制器46输出指令(例如，经由收发器28和30)，该指令指示越野车辆和/或农具执行某些操作(例如，减小农具的至少一个地面接合工具的穿透深度的指令、停止越野车辆的指令，等等)。
图3是可以在图2的滑移控制系统内采用的控制系统26的实施例的框图。在所示实施例中，控制系统26包括越野车辆控制器46。但是，如前面所讨论的，控制系统可以包括基站控制器(例如，单独地或与越野车辆控制器组合)。如图所示，控制器46接收指示滑移幅度的信号80。在某些实施例中，信号80是从传感器组件接收的，传感器组件被配置为确定越野车辆的每个轮子/履带的旋转速率。在此类实施例中，控制器46例如基于相应的旋转速率和相应轮胎的直径或相应履带的长度来确定每个轮子或履带的地面接合表面的速度。然后，控制器46通过确定相应地面接合表面的速度与越野车辆的地面速度82(例如，由空间定位设备、由雷达速度传感器提供，等等)之间的百分比差来确定每个轮子或履带的滑移幅度。在某些实施例中，控制器46可以将越野车辆的滑移幅度设置为轮子和/或履带的最大滑移幅度。
在所示实施例中，控制器46还接收指示滑移的变化率的信号84。在某些实施例中，信号84是从传感器组件接收的，传感器组件被配置为确定越野车辆的每个轮子/履带的旋转速率。在此类实施例中，控制器46确定越野车辆的滑移幅度(例如，如上所述)。然后，控制器46通过确定滑移幅度随时间的改变来确定滑移的变化率(例如，以每分钟的滑移百分比来确定)。
在所示实施例中，控制器46接收指示一个或多个滑移阈值的信号86。例如，控制器46可以从诸如基站用户接口之类的用户接口接收指示一个或多个滑移阈值的信号86。举例来说，一个或多个滑移阈值可以手动输入到基站用户接口，然后经由收发器被发送到越野车辆控制器46。在进一步的实施例中，控制器46可以基于某些操作参数确定某些滑移阈值(例如，除了从用户接口接收某些滑移阈值之外，或者作为从用户接口接收滑移阈值的替代方案)。在此类实施例中，控制器46接收指示土壤类型(例如，土壤成分、土壤密度，等等)的信号88、指示土壤含水量的信号90、指示土壤坡度的信号92、指示越野车辆的当前重量的信号94、指示越野车辆上的牵引负荷的信号96、指示土壤表面上的作物残留物的量的信号98、指示土壤表面上的作物残留物的类型的信号100，或其组合。
可以从基站控制器(例如，经由基站收发器和越野车辆收发器)接收与某些操作参数相关的信号。例如，基站存储设备可以包含与土壤类型、土壤含水量、土壤坡度、土壤表面上的作物残留物的量以及土壤表面上的作物残留物的类型相关的数据(例如，以一个或多个图的形式)。基站控制器可以指示基站收发器经由越野车辆收发器将土壤和残留物数据输出到越野车辆控制器46。因而，越野车辆控制器46可以从基站控制器接收指示土壤类型的信号88，指示土壤含水量的信号90、指示土壤坡度的信号92、指示土壤表面上的作物残留物的量的信号98、指示土壤表面上的作物残留物的类型的信号100，或其组合。
在某些实施例中，越野车辆包括被配置为输出指示越野车辆的当前重量的信号94的传感器(例如，负荷传感器、应变计，等等)。例如，传感器可以位于每个轮子或履带处，并且被配置为输出指示由越野车辆施加到相应轮子或履带的负荷的信号。控制器46可以将各个负荷彼此相加，以确定越野车辆的当前重量。此外，越野车辆可以包括耦合到越野车辆的挂接装置组件并且被配置为输出指示越野车辆上的牵引负荷的信号96的传感器(例如，负荷传感器、应变计，等等)。一旦接收到信号，然后越野车辆控制器46就可以至少部分地基于土壤类型、土壤含水量、土壤坡度、越野车辆的当前重量、越野车辆上的牵引负荷、土壤表面上的作物残留物的量、土壤表面上的作物残留物的类型或其组合来确定一个或多个阈值。
在某些实施例中，如果滑移幅度大于第一阈值并且小于或等于第二阈值，那么控制器46输出指示第一动作的信号，其中第二阈值大于第一阈值。在某些实施例中，第一阈值和第二阈值确立与中等程度的滑移对应的滑移范围。附加地或可替代地，如果滑移的变化率大于第三阈值并且小于或等于第四阈值，那么控制器46输出指示第一动作的信号，其中第四阈值大于第三阈值。但是，在滑移幅度和滑移的变化率与相应阈值进行比较的实施例中，如果滑移幅度大于第二阈值或者滑移的变化率大于第四阈值，那么控制器46不输出指示第一动作的信号。
在某些实施例中，第一动作包括警告操作者滑移幅度大于第一阈值和/或滑移的变化率大于第三阈值。在此类实施例中，控制器46输出指示警告操作者的指令的信号102(例如，输出到基站用户接口)。附加地或可替代地，第一动作包括接合四轮驱动系统和/或接合差速器锁定系统。因而，控制器46输出指示接合四轮驱动系统和/或差速器锁定系统的指令的信号104(例如，输出到四轮驱动控制系统和/或差速器锁定控制系统)。如前面所讨论的，接合四轮驱动系统和/或差速器锁定系统可以增加越野车辆的牵引力，从而减少滑移和/或越野车辆卡在土壤中的可能性。
在某些实施例中，如果滑移幅度减小到/低于第一阈值或增加到高于第二阈值和/或滑移的变化率减小到/低于第三阈值或增加到高于第四阈值，那么控制器46可以输出指示第一动作的终止的信号。在进一步的实施例中，如果滑移幅度减小到/低于第一阈值持续了阈值持续时间并且滑移的变化率减小到/低于第三阈值持续了阈值持续时间，那么控制器46可以输出指示第一动作的终止的信号。例如，控制器46可以输出指示取消操作者警报的指令和/或提供滑移幅度和/或滑移的变化率低于相应阈值(例如，滑移程度低)的指示的指令的信号(例如，输出到基站用户接口)。此外，控制器可以输出指示脱开四轮驱动系统和/或差速器锁定系统的指令的信号(例如，输出到四轮驱动控制系统和/或差速器锁定控制系统)。因而，在某些实施例中，在滑移幅度大于第一阈值并且小于或等于第二阈值和/或滑移的变化率大于第三阈值并且小于或等于第四阈值的时候，并且在滑移幅度和滑移的变化率与阈值进行比较的实施例中，滑移幅度不大于第二阈值并且滑移的变化率不大于第四阈值的时候(例如，仅在这个时候、基本上仅在这个时候，等等)，控制器可以指示第一动作。
此外，如果滑移幅度大于第二阈值，那么控制器46输出指示与第一动作不同的第二动作的信号。附加地或可替代地，如果滑移的变化率大于第四阈值，那么控制器46输出指示第二动作的信号。在某些实施例中，第二动作包括减小至少一个地面接合工具的穿透深度。在此类实施例中，控制器46输出指示减小农具的一个或多个地面接合工具的穿透深度的指令的信号106(例如，输出到机具控制系统)。举例来说，信号106可以包括减少耕作机具上的每个耕作点的穿透深度或者使播种/种植机具的每个开沟器圆盘/叶片与土壤脱开的指令。减小农具的至少一个地面接合工具的穿透深度可以减小越野车辆上的牵引负荷，从而减少越野车辆相对于土壤表面的滑移。
在某些实施例中，可以特别地调节(一个或多个)地面接合工具的穿透深度，以确立期望的滑移幅度。例如，控制器46可以输出指示调节(一个或多个)地面接合工具的穿透深度以确立在期望范围内的滑移幅度的指令的信号(例如，信号106)。如果滑移幅度增加到期望范围之上，那么控制器46可以输出指示减小(一个或多个)地面接合工具的穿透深度的指令的信号，并且如果滑移幅度减小到低于期望范围，那么控制器46可以输出指示增加(一个或多个)地面接合工具的穿透深度的指令的信号。以这种方式，可以基本上维持期望的滑移幅度。
在某些实施例中，第二动作包括停止越野车辆。在此类实施例中，控制器46输出指示停止越野车辆的指令的信号108(例如，到速度控制系统)。在越野车辆经历高程度滑移(例如，大于第二阈值的滑移幅度)的时候停止越野车辆可以大大降低越野车辆卡在土壤中的可能性。
在某些实施例中，如果滑移幅度减小到/低于第二阈值和/或滑移的变化率减小到/低于第四阈值，那么控制器46可以输出指示第二动作的终止的信号。在进一步的实施例中，如果滑移幅度减小到/低于第二阈值持续了阈值持续时间和/或滑移的变化率减小到/低于第四阈值持续了阈值持续时间，那么控制器46可以输出指示第二动作的终止的信号。例如，控制器46可以输出指示增加机具的一个或多个地面接合工具的穿透深度(例如，增加到滑移前穿透深度)的指令的信号(例如，输出到机具控制系统)。因而，在某些实施例中，在滑移幅度大于第二阈值和/或滑移的变化率大于第四阈值的时候(例如，仅在这个时候、基本上仅在这个时候，等等)，控制器可以指示第二动作。
在某些实施例中，控制器46接收指示一个或多个滑移阈值持续时间的信号110。例如，控制器46可以从诸如基站用户接口之类的用户接口接收指示一个或多个滑移阈值持续时间的信号110。举例来说，一个或多个滑移阈值持续时间可以手动输入到基站用户接口，然后经由收发器被发送到越野车辆控制器46。在某些实施例中，控制器46接收指示越野车辆相对于土壤表面的滑移幅度的信号80。控制器46还可以接收指示一个或多个滑移阈值的信号86和/或至少部分地基于土壤类型、土壤含水量、土壤坡度，越野车辆的当前重量、越野车辆的牵引负荷、土壤表面上的作物残留物的量、土壤表面上的作物残留物的类型或其组合来确定某些阈值。
如果滑移幅度大于第一阈值并且小于或等于第二阈值超过第一阈值持续时间，那么控制器46输出指示第一动作的信号。如前面所讨论的，第一动作可以包括经由信号102警告操作者滑移，和/或经由信号104接合四轮驱动系统和/或差速器锁定系统。在某些实施例中，如果滑移幅度减小到低于第一阈值，那么控制器46可以输出指示第一动作的终止的信号(例如，取消警告、使四轮驱动系统和/或差速器锁定系统脱开，等等)。在进一步的实施例中，如果滑移幅度减小到低于第一阈值持续了阈值持续时间，那么控制器46可以输出指示第一动作的终止的信号。因而，在某些实施例中，在滑移幅度大于第一阈值并且小于或等于第二阈值超过第一阈值持续时间的时候(例如，仅在这个时候、基本上仅在这个时候，等等)，控制器可以指示第一动作。
此外，如果滑移幅度大于第二阈值，那么控制器46输出指示第二动作的信号。如前面所讨论的，第二动作可以包括经由信号106减小至少一个地面接合工具的穿透深度和/或经由信号108停止越野车辆。在某些实施例中，如果滑移幅度减小到低于第二阈值或者如果滑移幅度减小到低于第二阈值持续了阈值持续时间，那么控制器46可以输出指示第二动作的终止的信号(例如，增加至少一个地面接合工具的穿透深度，等等)。因而，在某些实施例中，在滑移幅度大于第二阈值的时候(例如，仅在这个时候、基本上仅在这个时候，等等)，控制器可以指示第二动作。
在某些实施例中，控制器46被配置为接收指示滑移的变化率的信号84。在此类实施例中，如果滑移的变化率大于第三阈值并且小于或等于第四阈值，那么控制器46输出指示第一动作的信号，并且如果滑移幅度大于第二阈值，那么不输出指示第一动作的信号。附加地或可替代地，如果滑移的变化率大于第四阈值，那么控制器46输出指示第二动作的信号。此外，如果滑移的变化率大于第四阈值，那么控制器46不输出指示第一动作的信号。在进一步的实施例中，控制器46被配置为，如果滑移幅度大于第五阈值超过第二阈值持续时间，那么输出指示第二动作的信号并且不输出指示第一动作的信号，其中第五阈值大于或等于第一阈值并且小于第二阈值。
在某些实施例中，控制器46接收指示预期的滑移幅度的信号112。例如，田地内每个位置的预期的滑移幅度可以存储在基站的存储设备中。通信地耦合到存储设备的基站控制器可以将预期的幅度输出到越野车辆控制器46(例如，经由收发器)。举例来说，越野车辆控制器46可以接收指示越野车辆在田地内的位置的信号114(例如，来自空间定位设备)。然后，越野车辆控制器46可以经由收发器将越野车辆的位置输出到基站控制器。基站控制器可以确定在越野车辆的位置处预期的滑移幅度(例如，使用存储在存储设备内的数据)。然后，基站控制器可以经由收发器将预期的滑移幅度输出到越野车辆控制器46。
在进一步的实施例中，控制器46至少部分地基于滑移图来确定滑移的预期幅度。在此类实施例中，控制器46接收指示滑移图的信号116(例如，经由收发器从基站控制器接收)和/或访问存储在越野车辆控制器存储器内的滑移图。滑移图可以包括天气数据(例如，降雨数据、空气温度数据、空气湿度数据、风速数据、太阳能强度数据等)、土壤湿度数据、地形数据，或其组合，以及与滑移相关的其它数据。此外，滑移图可以包括来自一个或多个先前通过田地和/或沿着一个或多个先前遍历的行的滑移数据。滑移图包括具有基于田地内的位置而变化的值的数据。因而，当越野车辆沿着所选择的/计划的路线移动时，控制器46访问与当前位置相关联的数据(例如，基于指示越野车辆在田地内的位置的信号114)。然后，控制器确定当前位置处和/或即将到来的区域(例如，所选择的/计划的越野车辆的路线内的区域)内预期的滑移幅度。
在某些实施例中，控制器46接收指示越野车辆相对于土壤表面的滑移幅度(例如，确定的滑移幅度)的信号80。控制器46还可以接收指示一个或多个滑移阈值的信号86和/或至少部分地基于土壤类型、土壤含水量、土壤坡度、越野车辆的当前重量、越野车辆上的牵引负荷、土壤表面上的作物残留物的量、土壤表面上的作物残留物的类型或其组合来确定某些阈值。如果确定的滑移幅度大于第一阈值并且小于或等于第二阈值，那么控制器46输出指示第一动作的信号。附加地或可替代地，如果预期的滑移幅度大于第一阈值并且小于或等于第二阈值，那么控制器46输出指示第一动作的信号。但是，在确定的滑移幅度和预期的滑移幅度与阈值进行比较的实施例中，如果确定的滑移幅度或预期的滑移幅度大于第二阈值，那么控制器46不输出指示第一动作的信号。如前面所讨论的，第一动作可以包括经由信号102警告操作者滑移，和/或经由信号104接合四轮驱动系统和/或差速器锁定系统。
在某些实施例中，如果确定的滑移幅度减小至低于第一阈值或增加至高于第二阈值，和/或预期的滑移幅度减小至低于第一阈值或增加至高于第二阈值，那么控制器46可以输出指示第一动作的终止的信号(例如，取消警告、脱开四轮驱动系统和/或差速器锁定系统，等等)。在进一步的实施例中，如果确定的滑移幅度减小至低于第一阈值持续了阈值持续时间和/或预期的滑移幅度减小至低于第一阈值持续了阈值持续时间，那么控制器46可以输出指示第一动作的终止的信号。因而，在某些实施例中，在确定的滑移幅度大于第一阈值并且小于或等于第二阈值和/或预期的滑移幅度大于第一阈值并且小于或等于第二阈值的时候，并且在确定的滑移幅度和预期的滑移幅度与阈值进行比较的实施例中，确定的滑移幅度和预期的滑移幅度不大于第二阈值的时候(例如，仅在这个时候、基本上仅在这个时候，等等)，控制器可以指示第一动作。
此外，如果确定的滑移幅度大于第二阈值，那么控制器46输出指示第二动作的信号。附加地或可替代地，如果预期的滑移幅度大于第二阈值，那么控制器46输出指示第二动作的信号。如前面所讨论的，第二动作可以包括经由信号106减小至少一个地面接合工具的穿透深度和/或经由信号108停止越野车辆。在某些实施例中，如果确定的滑移幅度减小至低于第二阈值和/或预期的滑移幅度减小至低于第二阈值，那么控制器46可以输出指示第二动作(例如，增加至少一个地面接合工具的穿透深度，等等)的终止的信号。在进一步的实施例中，如果确定的滑移幅度减小至低于第二阈值持续了阈值持续时间和/或预期的滑移幅度减小至低于第二阈值持续了阈值持续时间，那么控制器46可以输出指示第二动作的终止的信号。因而，在某些实施例中，在确定的滑移幅度大于第二阈值和/或预期的滑移幅度大于第二阈值的时候(例如，仅在这个时候、基本上仅在这个时候，等等)，控制器可以指示第二动作。
在某些实施例中，控制器46至少部分地基于所确定的滑移幅度(例如，由控制器46基于来自传感器组件的输入确定的滑移幅度)来更新滑移图(例如，通过输出指示更新的信号118和/或通过更新越野车辆控制器存储器内的滑移图)。举例来说，对于滑移图的每个点(例如，与田地内的位置对应)，如果确定的滑移与该点处的预期滑移之间的差大于阈值，那么可以更新该点。由此，可以提高滑移图的准确性，从而提高后续农业操作的效率。在某些实施例中，如果即将到来的区域(例如，在越野车辆的所选择的/计划的路线内的区域)内的预期的滑移幅度大于第二阈值，那么控制器46输出指示在该即将到来的区域周围转向的指令的信号120。在越野车辆可能经历高程度滑移的区域周围转向可以大大降低越野车辆卡在土壤中的可能性，从而提高农业操作的效率。
在某些实施例中，控制器46可以在完成所选择的/计划的路线的剩余部分之后输出指示返回到被绕过的区域(例如，具有高程度预期滑移的区域)的指令的信号。一旦越野车辆到达被绕过的区域，控制器46可以输出指示警告操作者(例如，经由基站用户接口)预期高程度滑移的指令的信号。当越野车辆穿过该区域时，越野车辆的操作可以由操作者(例如，除了控制系统之外)监视和/或控制，以减少越野车辆卡在土壤中的可能性。通过在高预期滑移区域上执行农业操作(例如，耕作、种植、收获，等等)，可以增加田地的总生产力。
图4是用于控制越野车辆的滑移的方法122的实施例的流程图。首先，如方框124所表示的，从用户接口(例如，基站用户接口)接收指示第一阈值、第二阈值、第三阈值、第四阈值或其组合的信号。附加地或可替代地，接收指示(一个或多个)操作参数的信号，如方框126所表示的。如前面所讨论的，操作参数可以包括土壤类型、土壤含水量、土壤坡度，越野车辆的当前重量、越野车辆的牵引负荷、土壤表面上的作物残留物的量，以及土壤表面上的作物残留物的类型，以及其它参数。然后，基于(一个或多个)操作参数确定第一阈值、第二阈值、第三阈值、第四阈值或其组合，如方框128所表示的。
接下来，如方框130所表示的，接收指示越野车辆相对于土壤表面的滑移幅度的信号(例如，来自传感器组件)。附加地或可替代地，接收指示越野车辆相对于土壤表面的滑移的变化率的信号(例如，来自传感器组件)，如方框132所表示的。如方框133所表示的，如果滑移幅度大于第二阈值和/或滑移的变化率大于第四阈值，那么方法122前进到方框140。否则，方法122前进到方框134。如果滑移幅度大于第一阈值并且小于或等于第二阈值，如方框134所表示的，那么输出指示第一动作的信号，如方框136所表示的。此外，如果滑移的变化率大于第三阈值并且小于或等于第四阈值，如方框138所表示的，那么输出指示第一动作的信号，如方框136所表示的。如前面所讨论的，第一动作可以包括警告操作者滑移幅度大于第一阈值和/或滑移的变化率大于第三阈值。附加地或可替代地，第一动作可以包括接合四轮驱动系统和/或接合差速器锁定系统。
此外，如果滑移幅度大于第二阈值，如方框140所表示的，那么输出指示与第一动作不同的第二动作的信号，如方框142所表示的。此外，如果滑移的变化率大于第四阈值，如方框144所表示的，那么输出指示第二动作的信号，如方框142所表示的。如前面所讨论的，第二动作可以包括减小至少一个地面接合工具(例如，农具的地面接合工具)的穿透深度。附加地或可替代地，第二动作可以包括停止越野车辆(例如，经由速度控制系统)。
如果滑移幅度小于零(即，滑移幅度为负)，如方框145所表示的，那么输出指示第三动作的信号，如方框146所表示的。如前面所讨论的，负滑移幅度可以指示越野车辆相对于土壤表面滑移。在某些实施例中，第三动作可以包括增加一个或多个轮子和/或履带的旋转速度(例如，经由发动机输出控制系统和/或变速器控制系统)以从踏板之间的凹部移除污垢、调节(例如，增加或减小)施加到一个或多个轮子和/或履带的制动力(例如，经由制动控制系统)、使变速器脱开(例如，经由变速器控制系统)，或其组合。在进一步的实施例中，如果越野车辆在斜坡上，则那么第三动作可以包括使越野车辆在下坡方向上转向(例如，使得轮子和/或履带与斜坡对齐)。在某些实施例中，如果滑移幅度小于零，那么还可以输出指示第一动作和/或第二动作的终止的信号。在进一步的实施例中，如果滑移的变化率大于第四阈值，那么可以输出指示第三动作的终止的信号。
在某些实施例中，如果滑移幅度大于第六阈值，如方框147所表示的，那么输出指示停止越野车辆的信号，如方框148所表示的。举例来说，第六阈值可以是大约90％的滑移(例如，指示非常高程度的滑移)。在越野车辆经历非常高程度的滑移时停止越野车辆可以大大减少或消除越野车辆卡在土壤中的可能性。在某些实施例中，如果滑移幅度大于第六阈值，那么还可以输出指示第一动作和/或第二动作的终止的信号。
图5是用于控制越野车辆的滑移的方法150的另一个实施例的流程图。首先，如方框152所表示的，接收指示越野车辆相对于土壤表面的滑移幅度的信号(例如，来自传感器组件)。附加地或可替代地，接收指示越野车辆相对于土壤表面的滑移的变化率的信号，如方框154所表示的。如方框155所表示的，如果滑移幅度大于第二阈值和/或滑移的变化率大于第四阈值，那么方法前进到方框162。否则，方法150前进到方框156。如果滑移幅度大于第一阈值并且小于或等于第二阈值超过第一阈值持续时间，如方框156所表示的，那么输出指示第一动作的信号，如方框158所表示的。此外，如果滑移的变化率大于第三阈值并且小于或等于第四阈值，如方框160所表示的，那么输出指示第一动作的信号，如方框158所表示的。如前面所讨论的，第一动作可以包括警告操作者滑移幅度大于第一阈值和/或滑移的变化率大于第三阈值。附加地或可替代地，第一动作可以包括接合四轮驱动系统和/或接合差速器锁定系统。
此外，如果滑移幅度大于第二阈值，如方框162所表示的，那么输出指示与第一动作不同的第二动作的信号，如方框164所表示的。此外，如果滑移的变化率大于第四阈值，如方框166所表示的，那么输出指示第二动作的信号，如方框164所表示的。如前面所讨论的，第二动作可以包括减小至少一个地面接合工具(例如，农具的地面接合工具)的穿透深度。附加地或可替代地，第二动作可以包括停止越野车辆(例如，经由速度控制系统)。
此外，如果滑移幅度大于第五阈值超过第二阈值持续时间，如方框168所表示的，那么输出指示第二动作的信号，如方框164所表示的。此外，如果滑移幅度大于第五阈值超过第二阈值持续时间，那么不输出指示第一动作的信号和/或输出指示第一动作的终止的信号。在某些实施例中，第五阈值大于或等于第一阈值并且小于第二阈值。
图6是用于控制越野车辆的滑移的方法170的另一个实施例的流程图。首先，如方框172所表示的，接收指示越野车辆相对于土壤表面的预期的滑移幅度的信号。附加地或可替代地，至少部分地基于滑移图确定预期的滑移幅度，如方框174所表示的。如前面所讨论的，滑移图可以包括天气数据(例如，降雨数据、空气温度数据、空气湿度数据、风速数据、太阳能强度数据，等等)、土壤湿度数据、地形数据，或其组合。此外，滑移图可以包括来自一个或多个先前通过田地和/或沿着一个或多个先前遍历的行的滑移数据。接下来，如方框176所表示的，接收指示所确定的越野车辆相对于土壤表面的滑移幅度的信号(例如，来自传感器组件)。
如方框177所表示的，如果确定的滑移幅度和/或预期的滑移幅度不大于第二阈值，那么方法170前进到方框178。如果确定的滑移幅度大于第一阈值并且小于或等于第二阈值，如方框178所表示的，那么输出指示第一动作的信号，如方框180所表示的。附加地或可替代地，如果预期的滑移幅度大于第一阈值并且小于或等于第二阈值，如方框182所表示的，那么输出指示第一动作的信号，如方框180所表示的。如前面所讨论的，第一动作可以包括警告操作者确定的滑移幅度和/或预期的滑移幅度大于第一阈值。附加地或可替代地，第一动作可以包括接合四轮驱动系统和/或接合差速器锁定系统。
此外，如果确定的滑移幅度和/或预期的滑移幅度大于第二阈值，那么方法170前进到方框184。如果确定的滑移幅度大于第二阈值，如方框184所表示的，那么输出指示与第一动作不同的第二动作的信号，如方框186所表示的。附加地或可替代地，如果预期的滑移幅度大于第二阈值，如方框188所表示的，那么输出指示第二动作的信号，如方框186所表示的。如前面所讨论的，第二动作可以包括减小至少一个地面接合工具(例如，农具的地面接合工具)的穿透深度。附加地或可替代地，第二动作可以包括停止越野车辆(例如，经由速度控制系统)。
如果即将到来的区域内的预期的滑移幅度大于第二阈值，如方框190所表示的，那么输出指示在该即将到来的区域周围转向的指令的信号(例如，输出到转向控制系统)，如方框192所表示的。如前面所讨论的，在其中越野车辆可能经历高程度滑移的区域周围转向可以大大降低越野车辆卡在土壤中的可能性，从而提高农业操作的效率。此外，如方框194所表示的，至少部分地基于所确定的滑移幅度(例如，由越野车辆控制器基于来自传感器组件的输入确定的滑移幅度)更新滑移图(例如，在与方框180相关联的步骤之后，或者在与方框186相关联的步骤之后)。举例来说，对于滑移图的每个点(例如，与田地内的位置对应)，如果确定的滑移与该点处的预期滑移之间的差大于阈值，那么可以更新该点。因此，可以提高滑移图的准确性，从而提高后续农业操作的效率。
在某些实施例中，一个方法的步骤可以集成到另一个方法中(例如，以任何合适的方式)。例如，在上面参考图4描述的方法122中，接收指示阈值的信号和/或确定阈值，如方框124、126和128所表示的。应当认识到的是，与方框124、126和128相关联的一个或多个步骤可以集成到上面参考图5描述的方法150和/或上面参考图6描述的方法170中。此外，在上面参考图6描述的方法170中，将预期的幅度与第一阈值和第二阈值进行比较，以确定是否执行第一动作和/或第二动作，如方框182和188所表示的。应当认识到的是，与方框182和188相关联的一个或多个步骤可以集成到上面参考图4描述的方法122和/或上面参考图5描述的方法150中。
此外，虽然上面参考图4-6描述的每个方法包括用于输出指示第一动作的信号以及输出指示第二动作的信号的步骤，但是应当认识到的是，在某些实施例中，其中一个或多个方法可以省略用于输出指示一个动作的信号的步骤之一。例如，在某些实施例中，上面参考图4描述的方法122可以省略用于输出指示第一动作的信号的步骤134、136和138，或者方法122可以省略用于输出指示第二动作的信号的步骤140、142和144。在进一步的实施例中，上面参考图5描述的方法150可以省略用于输出指示第一动作的信号的步骤156、158和160，或者方法150可以省略用于输出指示第二动作的信号的步骤162、164、166和168。此外，在某些实施例中，上面参考图6描述的方法170可以省略用于输出指示第一动作的信号的步骤178、180和182，或者方法170可以省略用于输出指示第二动作的信号的步骤184、186和188。
虽然上述与第二动作相关联的操作包括减小至少一个地面接合工具的穿透深度和停止越野车辆，但是应当认识到的是，在某些实施例中，控制系统可以被配置为输出指示其它操作的指令。例如，控制系统可以输出指示警告操作者滑移幅度大于第二阈值、速率或滑移大于第四阈值、预期的滑移幅度大于第二阈值或其组合的指令的信号(例如，输出到基站用户接口)。此外，越野车辆可能进入预期中等程度滑移的区域。但是，确定的滑移幅度可能显著高于预期的滑移幅度。如果在该区域的入口附近检测到高程度滑移，那么控制系统可以指示转向控制系统将越野车辆朝着该区域的最近边界或沿着朝着该区域边界的较低滑移路径(例如，通过区域的其中预期滑移比沿着通过该区域的所选择的/计划的路线的预期滑移更低的一部分的路径)指引。因而，第二动作可以包括转向离开该区域。但是，如果在该区域的出口附近(例如，沿着该区域的所选择的/计划的路线的边界)检测到高程度的滑移，那么控制系统可以指示越野车辆继续到出口而不采取动作。例如，在收获操作期间，在后续耕作操作期间可以减轻由于在不采取动作的情况下继续到出口而造成的任何压实或轮子车辙。但是，在播种操作期间和/或如果期望“无耕作”操作，那么控制系统可以输出指示其它操作(例如，减少至少一个地面接合工具的穿透深度、停止越野车辆，等等)的指令，以减少压实或车辙的可能性。
在某些实施例中，可以基于用户输入来选择与第一动作相关联的(一个或多个)操作和/或与第二动作相关联的(一个或多个)操作。例如，在越野车辆开始穿过田地的路线之前，操作者可以将一个或多个操作与第一动作(例如，来自包括警告操作者滑移、接合四轮驱动系统、接合差速器锁系统等的操作列表)相关联。当越野车辆经历足以发起第一动作的状况时(例如，滑移幅度大于第一阈值并且小于或等于第二阈值，等等)，越野车辆控制器输出指示第一动作的信号，从而发起所选择的(一个或多个)操作的执行。此外，在越野车辆开始通过田地的路线之前，操作者可以将一个或多个操作与第二动作相关联(例如，来自包括警告操作者滑移、减小至少一个地面接合工具的穿透深度、停止越野车辆等的操作列表)。当越野车辆经历足以发起第二动作的状况时(例如，滑移幅度大于第二阈值，等等)，越野车辆控制器输出指示第二动作的信号，从而发起所选择的(一个或多个)操作的执行。
此外，如果多个操作与第一动作和/或第二动作相关联，那么操作者可以选择是顺序地执行操作(例如，以时间延迟分隔)还是并发地执行操作。例如，第一动作可以包括并发地警告操作者滑移以及接合四轮驱动系统。此外，第一动作可以包括接合四轮驱动系统，然后在阈值持续时间之后警告操作者滑移。举例来说，如果滑移幅度大于第一阈值并且小于或等于第二阈值，那么可以接合四轮驱动系统。但是，如果在四轮驱动系统接合之后滑移幅度保持大于第一阈值并且小于或等于第二阈值超过阈值持续时间，那么可以警告操作者，从而通知操作者四轮驱动系统的接合并未将滑移幅度减小至低于第一阈值。
此外，第二动作可以包括并发地警告操作者滑移以及减小至少一个地面接合工具的穿透深度。此外，第二动作可以包括减小至少一个地面接合工具的穿透深度，然后在阈值持续时间之后警告操作者滑移。举例来说，如果滑移幅度大于第二阈值，那么可以减小至少一个地面接合工具的穿透深度。但是，如果在至少一个地面接合工具的穿透深度减小之后滑移幅度保持大于第二阈值超过阈值持续时间，那么可以警告操作者，从而通知操作者减小至少一个地面接合工具的穿透深度并未将滑移幅度减小至低于第二阈值。
在某些实施例中，控制系统可以被配置为基于土壤图调节所选择的/计划的越野车辆的路径。例如，在播种和/或施用操作期间，在农具内产品的水平为低时(例如，在将产品应用于低和/或中等预期滑移区域之后)，控制系统可以确立将产品(例如，种子、肥料，等等)施用到高预期滑移区域的路线。因此，在越野车辆处于高预期滑移区域内时减小了机具的重量，从而减小了机具和越野车辆施加的地面压力(例如，通过减小由农具施加到越野车辆的舌片负荷)。因而，可以降低高预期滑移区域内的滑移幅度。此外，当越野车辆进入高预期滑移区域时，控制系统可以输出指示警告操作者(例如，经由基站用户接口)预期高程度滑移的指令的信号。当越野车辆穿过该区域时，越野车辆的操作可以由操作者监视和/或控制(例如，除了滑移控制系统之外)，以减小越野车辆卡在土壤中的可能性。
在进一步的实施例中，滑移图可以用于后续的耕作操作。例如，当越野车辆穿过高滑移区域(例如，具有软土的区域)时，越野车辆的轮子和/或履带下方的土壤可能变得压实和/或有车辙。因为控制系统可以至少部分地基于所确定的滑移幅度来更新土壤图，所以可以在土壤图上识别高滑移区域。因而，操作者或自动系统可以将耕作工具指引到高滑移区域，以减少区域内的土壤压实和/或车辙。通过仅耕作高滑移区域，与整个田地相比，可以显著减少与耕作操作相关联的持续时间和成本。
虽然本文仅说明和描述了本发明的某些特征，但本领域技术人员将想到许多修改和改变。因此，应当理解的是，所附权利要求旨在覆盖落入本发明的真正精神内的所有这些修改和改变。

Claims (20)

1.一种用于越野车辆的滑移控制系统，包括：
控制系统，被配置为接收指示越野车辆相对于土壤表面的滑移幅度的第一信号、指示越野车辆相对于土壤表面的滑移的变化率的第二信号、或其组合，其中控制系统被配置为，如果滑移幅度大于第一阈值并且小于或等于第二阈值、滑移的变化率大于第三阈值并且小于或等于第四阈值、或其组合，那么输出指示第一动作的第三信号，并且如果滑移幅度大于第二阈值、滑移的变化率大于第四阈值、或其组合，那么不输出指示第一动作的第三信号，并且控制系统被配置为，如果滑移幅度大于第二阈值、滑移的变化率大于第四阈值、或其组合，那么输出指示与第一动作不同的第二动作的第四信号；
其中第二阈值大于第一阈值，并且第四阈值大于第三阈值。
2.如权利要求1所述的滑移控制系统，其中第一动作包括警告操作者滑移幅度大于第一阈值、滑移的变化率大于第三阈值、或其组合。
3.如权利要求1所述的滑移控制系统，其中第一动作包括接合四轮驱动系统、接合差速器锁定系统、或其组合。
4.如权利要求1所述的滑移控制系统，其中第二动作包括减小至少一个地面接合工具的穿透深度。
5.如权利要求1所述的滑移控制系统，其中第二动作包括停止越野车辆。
6.如权利要求1所述的滑移控制系统，其中控制系统被配置为从用户接口接收指示第一阈值、第二阈值、第三阈值、第四阈值或其组合的第五信号。
7.如权利要求1所述的滑移控制系统，其中控制系统被配置为接收指示土壤类型、土壤含水量、土壤坡度、越野车辆的当前重量、越野车辆上的牵引负荷、土壤表面上的作物残留物的量、土壤表面上的作物残留物的类型或其组合的第六信号，并且控制系统被配置为至少部分地基于第六信号确定第一阈值、第二阈值、第三阈值、第四阈值或其组合。
8.如权利要求1所述的滑移控制系统，其中控制系统被配置为，如果滑移幅度小于零，那么输出指示第三动作的第七信号。
9.一种用于越野车辆的滑移控制系统，包括：
控制系统，被配置为接收指示越野车辆相对于土壤表面的滑移幅度的第一信号，如果其中滑移幅度大于第一阈值并且小于或等于第二阈值的持续时间超过第一阈值持续时间，那么输出指示第一动作的第二信号，并且如果滑移幅度大于第二阈值，那么输出指示与第一动作不同的第二动作的第三信号；
其中第二阈值大于第一阈值。
10.如权利要求9所述的滑移控制系统，其中控制系统被配置为接收指示越野车辆相对于土壤表面的滑移的变化率的第四信号，并且控制系统被配置为，如果滑移的变化率大于第三阈值并且小于或等于第四阈值，那么输出第二信号，并且如果滑移幅度大于第二阈值，那么不输出第二信号，如果滑移的变化率大于第四阈值，那么输出第三信号，或其组合；
其中，控制系统被配置为，如果滑移的变化率大于第四阈值，那么不输出第二信号。
11.如权利要求9所述的滑移控制系统，其中控制系统被配置为，如果其中滑移幅度大于第五阈值的持续时间超过第二阈值持续时间，那么输出第三信号并且不输出第二信号，第五阈值大于或等于第一阈值，并且第五阈值小于第二阈值。
12.如权利要求9所述的滑移控制系统，其中第一动作包括警告操作者其中滑移幅度大于第一阈值的持续时间超过第一阈值持续时间、接合四轮驱动系统、接合差速器锁定系统、或其组合。
13.如权利要求9所述的滑移控制系统，其中第二动作包括减小至少一个地面接合工具的穿透深度、停止越野车辆、或其组合。
14.一种用于越野车辆的滑移控制系统，包括：
控制系统，被配置为接收指示越野车辆相对于土壤表面的确定的滑移幅度的第一信号，其中控制系统被配置为，如果确定的滑移幅度、越野车辆相对于土壤表面的预期的滑移幅度、或其组合大于第一阈值并且小于或等于第二阈值，那么输出指示第一动作的第二信号，并且如果确定的滑移幅度、预期的滑移幅度、或其组合大于第二阈值，那么不输出指示第一动作的第二信号，并且控制系统被配置为，如果确定的滑移幅度、预期的滑移幅度、或其组合大于第二阈值，那么输出指示与第一动作不同的第二动作的第三信号；
其中第二阈值大于第一阈值。
15.如权利要求14所述的滑移控制系统，其中控制系统被配置为接收指示预期的滑移幅度的第四信号，至少部分地基于滑移图来确定预期的滑移幅度，或其组合。
16.如权利要求15所述的滑移控制系统，其中滑移图包括天气数据、土壤湿度数据、地形数据、或其组合。
17.如权利要求15所述的滑移控制系统，其中控制系统被配置为至少部分地基于确定的滑移幅度来更新滑移图。
18.如权利要求14所述的滑移控制系统，其中第一动作包括警告操作者确定的滑移幅度、预期的滑移幅度、或其组合大于第一阈值，接合四轮驱动系统，接合差速器锁定系统，或其组合。
19.如权利要求14所述的滑移控制系统，其中第二动作包括减小至少一个地面接合工具的穿透深度、停止越野车辆、或其组合。
20.如权利要求14所述的滑移控制系统，其中控制系统被配置为，如果区域内的预期的滑移幅度大于第二阈值，那么输出指示使越野车辆围绕该区域转向的指令的第五信号。
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