CN117043413A - 作业机械的方向操纵控制系统以及作业机械的方向操纵控制方法 - Google Patents

Abstract

方向操纵机构(66)操作机动平地机(100)的行进方向。方向修正输入部(36)由操作员操作。控制器(40)在正在自动控制由方向操纵机构(66)进行的方向操纵的状态下，以基于方向修正输入部(36)的输入操作指令将行进方向向左右的任一方调整一定角度调整的方式来控制方向操纵机构(66)。

Description

作业机械的方向操纵控制系统以及作业机械的方向操纵控制 方法

技术领域

本公开涉及作业机械的方向操纵控制系统以及作业机械的方向操纵控制方法。

背景技术

机动平地机是具有多个操作杆、且操作需要相当的熟练的作业机械。在作业时，由于推土铲负载的偏差而车身向左右流动，因此为了维持直行而需要频繁地进行掌舵操作。

另一方面，利用了GNSS(Global Navigation Satellite System)等卫星定位系统的自动方向操纵系统也以农业机械等为中心被实用化。例如在美国专利第8060299号说明书(专利文献1)中公开了搭载有上述那样的系统的机动平地机。

在先技术文献

专利文献

专利文献1：美国专利第8060299号说明书

发明内容

发明要解决的课题

在上述那样的自动方向操纵系统中，存在因各种传感器的检知误差而产生行进路线的偏离的情况、或者由于操作员的喜好而想要微调整机动平地机100的行进路线的情况。在上述那样的情况下，期望能够容易地微调整行进路线。

本公开的目的在于，提供行进路线的微调整容易的作业机械的方向操纵控制系统以及作业机械的方向操纵控制方法。

用于解决课题的手段

本公开的作业机械的方向操纵控制系统具备方向操纵机构、方向修正输入部、以及控制器。方向操纵机构操作作业机械的行进方向。方向修正输入部由操作员操作。控制器在正在自动控制由方向操纵机构进行的方向操纵的状态下，以基于方向修正输入部的输入操作指令将行进方向向左右的任一方调整一定角度的方式来控制方向操纵机构。

本公开的作业机械的方向操纵控制方法是具备操作作业机械的行进方向的方向操纵机构、以及由操作员操作的方向修正输入部的作业机械的方向操纵控制方法，具有以下的步骤。

执行由方向操纵机构进行的方向操纵的自动控制。在自动控制的执行中，以基于方向修正输入部的输入操作指令将行进方向向左右的任一方调整一定角度的方式来控制方向操纵机构。

发明效果

根据本公开，能够实现行进路线的微调整容易的作业机械的方向操纵控制系统以及作业机械的方向操纵控制方法。

附图说明

图1是概要性地示出本公开的一实施方式中的作业机械的结构的立体图。

图2是示出图1所示的作业机械的结构的侧视图。

图3是示出图1所示的作业机械中的方向操纵控制系统的结构的一例的图。

图4是示出图1所示的作业机械的方向操纵控制系统中的功能模块的一例的图。

图5是示出本公开的一实施方式中的第一模式(转向稳定模式)下的作业机械的方向操纵控制方法的一例的流程图。

图6是示出以维持行进方向的方式进行第一模式的方向操纵控制的情形的图。

图7是示出基于方向修正输入部的输入操作指令将行进方向向左右的任一方调整一定角度的情形的图。

图8是示出在第一模式的方向操纵控制中模拟地偏移行驶路线的情形的图。

图9是示出本公开的一实施方式中的第二模式(自动转向模式)下的作业机械的方向操纵控制方法的一例的流程图。

具体实施方式

以下，参照附图对本公开的实施方式进行详细说明。需要说明的是，在说明书以及附图中，对相同的构成要素或者对应的构成要素标注相同的附图标记，并省略重复的说明。另外，在附图中，为了便于说明，也有时省略或者简化结构。

本公开除了机动平地机以外，也可以应用于液压挖掘机、轮式装载机、推土机、叉车等其他作业机械。在以下的说明中，“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”是以就坐于图1所示的驾驶室11内的驾驶席11S的操作员为基准的方向。

<作业机械的结构>

首先，使用图1以及图2对作为本实施方式的作业机械的一例的机动平地机的结构进行说明。

图1以及图2分别是概要性地示出本公开的一实施方式中的作业机械的结构的立体图以及侧视图。如图1所示，机动平地机100是一边行驶、一边进行整地作业或进行除雪作业的作业机械。

机动平地机100具有前框架14、后框架15、一对铰接缸28、驾驶室(cab)11、发动机罩13、前轮16及后轮17、以及工作装置12。

前框架14以及后框架15构成机动平地机100的车身框架18。前框架14配置于后框架15的前方。

前框架14通过设置在转动中心的轴线121上的中心销(未图示)以能够转动的方式与后框架15连结。转动中心的轴线121是沿着上下方向延伸的轴。

一对铰接缸28夹着前框架14设置于左右两侧。铰接缸28是通过液压进行伸缩驱动的液压缸。通过铰接缸28的伸缩驱动，前框架14相对于后框架15以转动中心的轴线121为中心转动。

发动机罩13覆盖发动机室，由后框架15支承。在发动机室中配置有变速器、变矩器、发动机、排气处理构造体等。

前轮16以及后轮17是行驶轮。前轮16以能够旋转的方式安装于前框架14。前轮16是方向操纵轮，以能够方向操纵的方式安装于前框架14。后轮17以能够旋转的方式安装于后框架15。后轮17被传递来自发动机的驱动力。

工作装置12在前后方向上配置于前轮16和后轮17之间。工作装置12由前框架14支承。工作装置12具有推土铲21、牵引杆22、回转盘23、以及一对提升缸25。

牵引杆22设置于前框架14的下方。牵引杆22的前端部以能够摆动的方式与前框架14的前端部连结。一对提升缸25设置于夹着前框架14的左右两侧。牵引杆22的后端部经由一对提升缸25由前框架14支承。

通过一对提升缸25的伸缩，牵引杆22的后端部能够相对于前框架14上下升降。通过一对提升缸25一起进行收缩驱动，推土铲21相对于前框架14以及前轮16的高度被向上方调整。通过一对提升缸25一起进行伸长驱动，推土铲21相对于前框架14以及前轮16的高度被向下方调整。

通过一对提升缸25的相互不同的伸缩，牵引杆22能够以沿着前后方向的轴为中心上下摆动。

回转盘23配置于牵引杆22的下方。回转盘23以能够回转的方式与牵引杆22连结。回转盘23能够以沿着上下方向的轴为中心向顺时针方向以及逆时针方向回转。

推土铲21配置于回转盘23的下方。推土铲21以与地面对置的方式设置。推土铲21由回转盘23支承。推土铲21伴随回转盘23的回转运动，以在俯视下推土铲21相对于前后方向所成的角度(推土铲推进角)变化的方式回转。推土铲21的回转轴是沿着上下方向延伸的轴。

如图2所示，机动平地机100还具有方向盘传感器31、杆传感器32、自动控制操作部33、方向检知传感器34、方向修正输入部36、以及FNR·车速检知传感器37。

方向盘传感器31检知操作员对转向方向盘41(图3)的操作。方向盘传感器31例如是检知由于转向方向盘41的旋转而产生的转向方向盘轴的角度位移的轴位移传感器。

杆传感器32检知操作员对转向杆42(图3)的操作。杆传感器32是检知例如转向杆42的角度位置的位置传感器。

自动控制操作部33例如配置于驾驶室11的内部。自动控制操作部33是由操作员操作的装置，例如是开关。自动控制操作部33通过被操作员操作，产生开始机动平地机100的方向操纵的自动控制的信号(以下，称作“开始信号”)或者停止自动控制的信号(以下，称作“停止信号”)。关于方向操纵的自动控制，在后文进行叙述。

方向检知传感器34检知机动平地机100的车身框架18所朝向的方向。方向检知传感器34例如可以是IMU(Inertial Measurement Unit)34a、转向角度传感器34b、铰接角度传感器34c以及拍摄装置34d中的任一个或者它们的任意组合。

IMU34a例如安装于前框架14。IMU34a例如是6轴IMU，但也可以是9轴IMU。6轴IMU是搭载有3轴加速度以及3轴陀螺仪(角度、角速度或者角加速度)的复合传感器。该3轴能够以沿着作业机械的前后方向、左右方向、上下方向的方式安装于前框架14。在该情况下，6轴IMU能够检测沿着前后方向、左右方向、上下方向的各轴的位置变化、以及绕各轴的角度变化(即，作业机械的侧倾、俯仰、横摆)。另外，9轴IMU是搭载有3轴加速度、3轴陀螺仪以及3轴磁力计的复合传感器。9轴IMU通过利用3轴磁力计计测地磁，从而相比于6轴IMU能够抑制陀螺仪的漂移。

基于由IMU34a检知到的加速度以及陀螺仪，能够知晓机动平地机100的当前方向的变化。需要说明的是，IMU34a也可以安装于后框架15或者驾驶室11。

转向角度传感器34b例如安装于转向缸74。转向角度传感器34b检知前轮16的转向角度(前轮16相对于前框架14的前后方向所成的角度)。

铰接角度传感器34c例如安装于铰接缸28。铰接角度传感器34c检知前框架14与后框架15的铰接角度(连结角度)。

拍摄装置34d例如配置于驾驶室11的外部或者内部。拍摄装置34d例如拍摄机动平地机100的一部分及其周围。根据由拍摄装置34d拍摄到的图像，也能够知晓机动平地机100的当前方向的变化。

方向修正输入部36例如配置于驾驶室11的内部。方向修正输入部36是由操作员操作的开关，例如时具有右按钮和左按钮这1对按钮的按钮式的开关。方向修正输入部36在后述的第一模式(转向稳定模式)中，在每次被操作员操作(按压)时，将机动平地机100的行进方向向左右的任一方调整一定角度。另外，方向修正输入部36在后述的第二模式(自动转向模式)中，使预先设定的行驶路线相对于机动平地机100的行进方向向左右的任一方偏移规定量。

FNR·车速检知传感器37例如安装于变速器(未图示)。FNR·车速检知传感器37检知前进(F)、后退(R)、空挡(N)的状态，另外检知机动平地机100的行驶中的车速。

机动平地机100也可以利用卫星定位系统。卫星定位系统例如可以使用GNSS。在作为卫星定位系统而利用GNSS的情况下，机动平地机100也可以还具有GNSS接收器35、以及模式切换部38。

GNSS接收器35例如是GPS(Global Positioning System)用的接收机。GNSS接收器35的天线例如配置于驾驶室11的顶部。GNSS接收器35从卫星接收定位信号，根据定位信号运算GNSS接收器35的天线的位置并生成车身位置数据。即，通过利用卫星定位系统，不仅能够知晓机动平地机100的当前方向的变化，还能够知晓以地球为基准的全局坐标系中的当前位置、当前方向(当前的方位)本身。

模式切换部38例如配置于驾驶室11的内部。模式切换部38构成为，通过由操作员操作，能够切换方向操纵的自动控制(自动操舵)中的第一模式(转向稳定模式)和第二模式(自动转向模式)。

第一模式是以将机动平地机100的行进方向维持为直行的方式自动控制(自动操舵)方向操纵的模式，且是不利用卫星定位系统的模式。第二模式是利用卫星定位系统沿着预先设定的行驶路线自动控制(自动操舵)机动平地机100的方向操纵的模式。第一模式是可以说与第二模式相比更简易的模式，但即使在由于推土铲负载的偏差而车身向左右流动的情况下，无需进行掌舵操作而能够维持直行，大幅减轻作业时的操作员的负担。

在选择了第一模式的情况下，在操作员按压操作方向修正输入部36的右按钮时，机动平地机100的行进方向被向右方向调整一定角度。另外，在操作员按压操作方向修正输入部36的左按钮时，机动平地机100的行进方向被向左方向调整一定角度。

另外，在选择了第二模式的情况下，方向修正输入部36作为偏移开关发挥功能。具体而言，在按压操作方向修正输入部36的右按钮时，预先设定的行驶路线向右侧偏移规定量。另外，在按压操作方向修正输入部36的左按钮时，预先设定的行驶路线向左侧偏移规定量。

<方向操纵控制系统的结构>

接下来，使用图3对本实施方式中的方向操纵控制系统的结构进行说明。

图3是示出图1所示的作业机械中的方向操纵控制系统的结构的一例的图。如图3所示，方向操纵控制系统具有控制器40、方向操纵机构66、方向操纵操作部67、以及电流体压控制阀73。

方向操纵操作部67为了使方向操纵机构66进行动作而由操作员操作。方向操纵操作部67具有方向盘传感器31、杆传感器32、转向方向盘41、转向杆42、以及操舵用先导阀71。

转向方向盘41例如是轮形状的方向盘，由操作员进行旋转操作。方向盘传感器31检知操作员对转向方向盘41的操作。方向盘传感器31例如是检知通过转向方向盘41的旋转而产生的转向方向盘轴的角度位移的轴位移传感器。方向盘传感器31的检知信号作为电信号向控制器40输出。

转向杆42例如是操纵杆，由操作员进行倾倒操作。杆传感器32检知操作员对转向杆42的操作。杆传感器32例如是检知转向杆42的角度位置的位置传感器。杆传感器32的检知信号作为电信号向控制器40输出。

操舵用先导阀71根据转向方向盘41中的旋转操作，向转向阀72供给压力油。

方向操纵机构66是操作机动平地机100的行进方向的机构。方向操纵机构66具有转向阀72、转向缸74、以及转向角度传感器34b。

转向阀72由从电流体压控制阀73以及操舵用先导阀71分别供给的压力油控制。由此，转向阀72控制向转向缸74供给的压力油。

转向缸74通过来自转向阀72的压力油而伸缩。通过转向缸74的伸缩，前轮16相对于前后方向所成的角度变化。

控制器40基于方向盘传感器31的检知信号或者杆传感器32的检知信号，对电流体压控制阀73进行控制。由此，根据操作员对转向方向盘41或者转向杆42的操作，转向缸74伸缩，前轮16相对于前后方向所成的角度变化。

在前轮16相对于前后方向向右侧倾斜时，机动平地机100的行进方向向右前方变化。另外，在前轮16相对于前后方向向左侧倾斜时，机动平地机100的行进方向向左前方变化。

通过以上，方向操纵机构66根据操作员对方向操纵操作部67的操作进行动作，进行所谓的手动操作。在手动操作下，机动平地机100按照操作员的操作行驶。

另外，控制器40基于各种电信号，自动地控制电流体压控制阀73。从自动控制操作部33、方向检知传感器34、GNSS接收器35、方向修正输入部36、FNR·车速检知传感器37以及模式切换部38分别向控制器40输入电信号。控制器40基于这些电信号对电流体压控制阀73进行控制，由此执行机动平地机100的自动操舵。

<方向操纵控制系统中的功能模块的结构>

接下来，使用图4对作业机械的方向操纵控制系统中的功能模块的结构进行说明。

图4是示出图1所示的作业机械的方向操纵控制系统中的功能模块的一例的图。如图4所示，控制器40具有杆传感器计测值取得部40a、方向盘传感器计测值取得部40b、以及转向指令信号生成部40d。

杆传感器计测值取得部40a将从杆传感器32取得的检知信号向转向指令信号生成部40d输出。方向盘传感器计测值取得部40b将从方向盘传感器31取得的检知信号向转向指令信号生成部40d输出。

转向指令信号生成部40d基于从杆传感器计测值取得部40a以及方向盘传感器计测值取得部40b分别取得的检知信号来对电流体压控制阀73进行控制。

由此，方向操纵机构66根据操作员对方向操纵操作部67的操作进行动作，进行所谓的手动操作。

控制器40还具有方向信号取得部40c、开始·停止信号取得部40e、开始·停止判断部40f、以及当前方向确定部40g。方向信号取得部40c将从方向检知传感器34取得的表示方向的信号(以下，称作“方向信号”)向当前方向确定部40g输出。需要说明的是，方向信号取得部40c从方向检知传感器34(34a、34d)取得的“方向信号”是表示当前的方向相对于某一时间点的方向(作为基准的方向)的变化(即，相对的方向的变化)的信号，与由GNSS接收器35取得的全局坐标系中的方位(即，由东西南北等表示的绝对的方向)不同。

开始·停止信号取得部40e从自动控制操作部33取得开始第一模式或第二模式下的自动操舵的开始信号或者停止自动操舵的停止信号，并向开始·停止判断部40f输出。杆传感器计测值取得部40a以及方向盘传感器计测值取得部40b分别将检知信号向开始·停止判断部40f输出。

开始·停止判断部40f基于所取得的开始信号、停止信号或者检知信号，执行是否开始或者是否停止机动平地机100的自动操舵的判断。

具体而言，开始·停止判断部40f在从开始·停止信号取得部40e取得了开始信号的情况下，进行开始机动平地机100的自动操舵的判断。另外，开始·停止判断部40f在自动操舵的执行中从开始·停止信号取得部40e取得了停止信号的情况下，进行停止机动平地机100的自动操舵的判断。

另外，开始·停止判断部40f在基于来自杆传感器32的检知信号而检知到转向杆42的由操作员进行的操作停止的状态持续了规定期间的情况下，进行开始自动操舵的判断。另外，开始·停止判断部40f在自动操舵的执行中取得了表示杆传感器32被操作员进行了操作的检知信号的情况下，进行停止自动操舵的判断。

另外，开始·停止判断部40f在基于来自方向盘传感器31的检知信号而检知到转向方向盘41的由操作员进行的操作停止的状态持续了规定期间的情况下，进行开始自动操舵的判断。另外，开始·停止判断部40f在自动操舵的执行中取得了表示方向盘传感器31被操作员进行了操作的检知信号的情况下，进行停止自动操舵的判断。

在选择了第一模式的情况下，开始·停止判断部40f将表示开始或者停止自动操舵的判断结果的信号向当前方向确定部40g输出。当前方向确定部40g在从开始·停止判断部40f取得开始自动操舵的判断结果时，基于从方向信号取得部40c取得的方向信号来确定机动平地机100的当前方向。

当前方向确定部40g在取得了来自作为方向检知传感器34的IMU34a的信号的情况下，基于由IMU34a检知到的加速度以及陀螺仪信息来确定机动平地机100的当前方向。

另外，当前方向确定部40g在取得了来自作为方向检知传感器34的拍摄装置34d的信号的情况下，基于由拍摄装置34d拍摄到的图像来确定机动平地机100的当前方向。

当前方向确定部40g将表示确定出的当前方向的信号向转向指令信号生成部40d输出。另外，当前方向确定部40g在从开始·停止判断部40f取得停止自动操舵的判断结果时，将表示所取得的判断结果的信号向转向指令信号生成部40d输出。

转向指令信号生成部40d基于从当前方向确定部40g取得的表示当前方向的信号，以使机动平地机100以该当前方向作为目标方向行驶的方式来控制电流体压控制阀73。

由此，以进行了操作员对自动控制操作部33的操作、或者操作员对转向杆42或转向方向盘41的操作持续规定期间未进行为契机，开始行驶中的第一模式(转向稳定模式)的自动操舵。在第一模式的自动操舵下，以将自动操舵开始时的机动平地机100的方向维持为目标方向的方式执行自动操舵。由此，即使在例如由于推土铲负载的偏差而车身向左右流动的情况下，也以机动平地机100朝向目标方向直行的方式进行自动操舵。

另外，转向指令信号生成部40d在从当前方向确定部40g取得了表示停止自动操舵的判断结果的信号的情况下，基于该信号，停止自动操舵。在该情况下，转向指令信号生成部40d基于杆传感器32或者方向盘传感器31的检知信号来控制电流体压控制阀73。这样，转向指令信号生成部40d停止自动操舵。在停止了自动操舵的情况下，机动平地机100如上述那样被手动操作。

控制器40也可以为了执行第二模式的自动操舵而具有GNSS信号取得部40j、以及位置·方位取得部40k。GNSS信号取得部40j将从GNSS接收器35取得的机动平地机100的位置数据以及方位数据向位置·方位取得部40k输出。

由位置·方位取得部40k取得的机动平地机100的位置数据是在全局坐标系中规定的机动平地机100的位置。由位置·方位取得部40k取得的机动平地机100的方位数据例如是对应于机动平地机100的前方的方位。

在选择了第二模式的情况下，开始·停止判断部40f将表示开始或者停止自动操舵的判断结果的信号向位置·方位取得部40k输出。位置·方位取得部40k在从开始·停止判断部40f取得开始自动操舵的判断结果时，将从GNSS信号取得部40j取得的机动平地机100的位置数据以及方位数据向转向指令信号生成部40d输出。

转向指令信号生成部40d基于从位置·方位取得部40k取得的位置数据及方位数据、以及预先设定且存储于存储部40n的行驶路线(目标路线)，以使机动平地机100沿着该行驶路线行驶的方式来控制电流体压控制阀73。

由此，以进行了操作员对自动控制操作部33的操作、或者持续规定期间未由操作员对转向杆42或转向方向盘41进行操作为契机，开始行驶中的第二模式(自动转向模式)的自动操舵。在第二模式的自动操舵中，以使机动平地机100沿着利用卫星定位系统生成的行驶路线行驶的方式执行自动操舵。

执行第一模式以及第二模式中的哪个自动操舵例如由模式切换部38切换。在由模式切换部38选择了第一模式的情况下，转向指令信号生成部40d从当前方向确定部40g取得表示当前方向的信号。在该情况下，转向指令信号生成部40d基于从当前方向确定部40g取得的表示当前方向的信号，以执行第一模式的自动操舵的方式来控制电流体压控制阀73。

另外，在由模式切换部38选择了第二模式的情况下，转向指令信号生成部40d从位置·方位取得部40k取得表示位置数据以及方位数据的信号，并且从存储部40n取得表示行驶路线的信号。在该情况下，转向指令信号生成部40d以使机动平地机100沿着该行驶路线行驶而执行第二模式的自动操舵的方式来控制电流体压控制阀73。

控制器40还具有方向修正部40h、方向修正指令取得部40i、以及存储部40n。方向修正指令取得部40i将从方向修正输入部36以及FNR·车速检知传感器37取得的信号分别向当前方向确定部40g以及方向修正部40h输出。

当前方向确定部40g基于从方向修正指令取得部40i取得的信号，确定当前方向是前进方向以及后退方向中的那一个。

方向修正部40h在第一模式下，基于从方向修正指令取得部40i取得的信号，计算将机动平地机100的行进方向(目标方向)向左右的任一方修正一定角度后的修正方向。方向修正部40h在计算修正方向时，也可以参照存储于存储部40n的角度信息(例如角度的数值)。存储于存储部40n的角度信息例如包含表示前进的情况以及后退的情况的各情况下的对应于车速的修正角度的一览的表格。方向修正部40h将表示计算出的修正方向的信号向转向指令信号生成部40d输出。

另外，方向修正部40h在第二模式下，基于从方向修正指令取得部40i取得的信号，使行驶路线相对于机动平地机100的行进方向向左右的任一方偏移。方向修正部40h在使行驶路线偏移时，参照存储于存储部40n的预先设定的行驶路线的信息。方向修正部40h在方向修正输入部36中取得了表示进行右按钮的按压操作的信号的情况下，使行驶路线相对于机动平地机100的行进方向向右侧偏移。另外，方向修正部40h在方向修正输入部36中取得了表示进行了左按钮的按压操作的信号的情况下，使行驶路线相对于机动平地机100的行进方向向左侧偏移。方向修正部40h将表示偏移后的行驶路线的信号向转向指令信号生成部40d输出。

需要说明的是，方向修正输入部36通过同一按钮在第一模式和第二模式下兼用两种不同的功能。换句话说，方向修正输入部36在第一模式下具有修正机动平地机100的行进方向的功能，在第二模式下具有偏移行驶路线的功能。

转向指令信号生成部40d在第一模式下，基于从方向修正部40h取得的表示修正方向的信号，以使机动平地机100从目标方向向修正方向修正行进方向行驶的方式来控制电流体压控制阀73。

具体而言，在第一模式的自动操舵中，转向指令信号生成部40d计算从方向修正部40h取得的修正方向与从当前方向确定部40g取得的目标方向(当前方向)的差量，并基于该差量来控制电流体压控制阀73。

另外，转向指令信号生成部40d在第二模式下，基于从方向修正部40h取得的表示偏移后的行驶路线的信号，以使机动平地机100沿着偏移后的行驶路线行驶的方式来控制电流体压控制阀73。

具体而言，在第二模式的自动操舵中，转向指令信号生成部40d计算从方向修正部40h取得的偏移后的行驶路线与从存储部40n取得的预先设定的行驶路线的差量，并基于该差量来决定电流体压控制阀73的控制量。

由此，通过在正执行第一模式以及第二模式各自的自动操舵的状态下由操作员操作方向修正输入部36，从而基于该方向修正输入部36的输入操作指令，控制器40以将行进方向向左右的任一方调整一定角度、或者将目标路线偏移一定量的方式来控制方向操纵机构66。通过该控制，在第一模式或者第二模式的自动操舵中，操作员能够微调整机动平地机100的行进路线。

控制器40也可以被划分为车身整体的系统用的控制器C1、转向稳定模式用的控制器C2、以及自动转向模式用的控制器C3。在控制器C1中例如可以具有杆传感器计测值取得部40a、方向盘传感器计测值取得部40b、方向信号取得部40c、以及转向指令信号生成部40d。控制器C2例如可以具有开始·停止信号取得部40e、开始·停止判断部40f、以及当前方向确定部40g。控制器C3例如可以具有GNSS信号取得部40j、以及位置·方位取得部40k。

另外，方向修正部40h、方向修正指令取得部40i以及存储部40n也可以包含于与控制器C1～C3不同的控制器，另外还可以包含于控制器C1～C3中的任一方。

<作业机械的方向操纵控制方法>

接下来，使用图4～图9对本实施方式中的作业机械的方向操纵控制方法进行说明。另外，关于作业机械的方向操纵控制方法，分开为第一模式(转向稳定模式)和第二模式(自动转向模式)来进行说明。

(第一模式)

首先，对第一模式的方向操纵控制方法进行说明。

图5是示出本公开的一实施方式中的第一模式下的作业机械的方向操纵控制方法的一例的流程图。图6是示出以维持行进方向的方式进行第一模式的方向操纵控制的情形的图。图7是示出基于方向修正输入部的输入操作指令将行进方向向左右的任一方调整一定角度的情形的图。

在该方向操纵控制方法的说明中，如图6所示，列举机动平地机100依次移动至图的100A、100B、100C以及100D所示的位置(以下，分别称作“位置100A”、“位置100B”、“位置100C”以及“位置100D”)的情况为例进行说明。

如图4以及图5所示，首先，模式切换部38切换至第一模式(转向稳定模式)。由此，设定第一模式(步骤S1)。

在设定为第一模式的状态下，在由操作员进行转向方向盘41或者转向杆42的操作的情况下，机动平地机100通过手动操作按照操作员的操作行驶。例如从位置100A到位置100B为止，机动平地机100通过手动操作按照操作员的操作行驶。换句话说，从位置100A到位置100B为止，机动平地机100按照操作员对转向方向盘41或者转向杆42的操作行驶。

如图6所示，在设定为第一模式的状态下的手动操作中，在方向操纵操作部67(图3)的操作停止持续了规定期间的情况或者通过自动控制操作部33进行了自动操舵的开始操作的情况下，以此为契机开始第一模式的自动操舵。第一模式下的自动操舵例如从位置100B开始。

如图4以及图5所示，通过开始·停止判断部40f判断方向操纵操作部67(图3)的操作停止是否持续了规定期间(步骤S2)。具体而言，开始·停止判断部40f基于来自杆传感器32以及方向盘传感器31的检知信号，判断是否持续规定时间未由操作员操作转向杆42以及转向方向盘41。

在该判断中，在开始·停止判断部40f判断为方向操纵操作部67的操作停止持续了规定期间的情况下，开始第一模式下的自动操舵(步骤S3)。

需要说明的是，在步骤S2中，也可以是，开始·停止判断部40f根据是否从自动控制操作部33取得了开始自动操舵的开始信号，来判断是否由操作员进行了控制开始的操作。

在该情况下，在开始·停止判断部40f判断为自动控制操作部33被操作员进行了控制开始的操作的情况下，开始第一模式下的自动操舵(步骤S3)。

第一模式下的自动操舵的开始通过开始·停止判断部40f将表示第一模式的自动操舵开始的开始信号向当前方向确定部40g输出来进行。当前方向确定部40g在从开始·停止判断部40f取得开始信号时，基于从方向信号取得部40c取得的方向信号，确定机动平地机100的当前方向(步骤S4)。

当前方向确定部40g将表示所确定的当前方向的信号向转向指令信号生成部40d输出。转向指令信号生成部40d基于从当前方向确定部40g取得的表示当前方向的信号，以使机动平地机100将该当前方向维持为目标方向行驶的方式来控制电流体压控制阀73。由此，方向操纵机构66被进行控制(步骤S5)。

以像这样操作员对方向操纵操作部67的操作停止持续了规定期间的情况、或者由操作员进行了自动控制操作部33中的控制开始的操作的情况为契机，开始第一模式的自动操舵。

如图6所示，在第一模式的自动操舵中，以维持机动平地机100的行进方向(目标方向)的方式来执行自动操舵。因此，机动平地机100从位置100B起，以第一模式中的自动操舵开始时的行进方向作为目标方向基本上直行。

然而，存在由于IMU34a的漂移等方向检知传感器34的检知误差而机动平地机100的行进路线从目标方向偏离的情况。另外，也存在由于操作员的喜好而想要微调整机动平地机100的行进路线的情况。为此，在本实施方式中，如以下那样，在第一模式的自动操舵中，操作员能够微调整机动平地机100的行进路线。

如图7所示，操作员在想要微调整行进路线的情况下，操作方向修正输入部36。方向修正输入部36例如是具有右按钮36a和左按钮36b这一对按钮的按钮式的开关。通过操作员对右按钮36a以及左按钮36b中的任一方进行按压操作，由方向修正输入部36产生表示方向修正的信号。

如图4以及图5所示，方向修正输入部36将表示方向修正的信号向方向修正指令取得部40i输出。方向修正指令取得部40i根据是否从方向修正输入部36取得了表示方向修正的信号，判断是否具有行进方向修正的输入操作(步骤S6)。

在方向修正指令取得部40i判断为没有方向修正的输入操作的情况下，方向修正部40h维持当前方向(目标方向)(步骤S7b)。在该情况下，以使机动平地机100维持当前方向行驶的方式，通过转向指令信号生成部40d对方向操纵机构66进行控制(步骤S8)。

另一方面，在方向修正指令取得部40i判断为具有方向修正的输入操作的情况下，方向修正部40h基于从方向修正指令取得部40i取得的表示方向修正的信号，计算机动平地机100的修正方向(步骤S7a)。方向修正部40h在计算修正方向时，也可以参照存储于存储部40n的角度信息。方向修正部40h将表示计算出的修正方向的信号向转向指令信号生成部40d输出。在该情况下，以使机动平地机100朝向修正方向行驶的方式，通过转向指令信号生成部40d对方向操纵机构66进行控制(步骤S8)。

如图7所示，在具有方向修正输入部36的输入操作的情况下，机动平地机100将行进路线从进行了方向修正的输入操作的位置100E处的行进方向(目标方向)变更为偏离了规定角度后的修正方向。在图7中，通过按压操作方向修正输入部36的例如右按钮36a，机动平地机100将行进路线从行进方向变更为向右侧偏离了规定角度后的修正方向。

如图4以及图5所示，之后，进行是否具有方向操纵操作部67的操作的判断(步骤S9)。

是否具有方向操纵操作部67的操作的判断(步骤S9)具体地通过判断是否由操作员操作了转向杆42以及转向方向盘41中的任一方来进行。该判断由开始·停止判断部40f基于来自杆传感器32以及方向盘传感器31的检知信号进行。

在该判断中，在开始·停止判断部40f判断为具有方向操纵操作部67的操作的情况下，第一模式的自动操舵结束(步骤S10)。

另外，在步骤S9中，是否进行了自动操舵停止的操作的判断也可以根据是否开始·停止判断部40f从自动控制操作部33取得了停止自动操舵的停止信号来进行。

在该情况下，在开始·停止判断部40f判断为从自动控制操作部33取得了停止自动操舵的停止信号的情况下，第一模式的自动操舵结束(步骤S10)。

如图6所示，在第一模式的自动操舵在位置100C结束了的情况下，根据操作员对转向杆42以及转向方向盘41中的任一方的操作，机动平地机100按照操作员的操作来行驶。换句话说，在第一模式的自动操舵在位置100C结束了的情况下，从位置100C起，机动平地机100根据由操作员进行的手动操作来行驶。之后，也可以从位置100D起再次以第一模式开始自动操舵。

另外，在第一模式的自动操舵中，能够通过方向修正输入部36的输入操作模拟地偏移行驶方向。以下，使用图8对该模拟的偏移进行说明。

图8是示出在第一模式的方向操纵控制中模拟地偏移行驶路线的情形的图。如图8所示，例如在位置100F，方向修正输入部36的右按钮36a被进行按压操作。由此，如上所述，机动平地机100将行进方向变更为向右侧偏离了规定角度后的方向。

之后，在位置100G，方向修正输入部36的左按钮36b被进行按压操作。由此，机动平地机100将行进方向变更为向左侧偏离了规定角度后的方向。由此，在位置100G之后，机动平地机100能够在从原始的行驶路线模拟地偏移后的路线上行驶。

(第二模式)

接下来，对第二模式的方向操纵控制方法进行说明。

图9是示出本公开的一实施方式中的第二模式下的作业机械的方向操纵控制方法的一例的流程图。

如图4以及图9所示，通过模式切换部38切换为第二模式(自动转向模式)。由此，设定第二模式(步骤S11)。

在设定为第二模式的状态下的手动操作中，在方向操纵操作部67(图3)的操作停止持续了规定期间情况或者通过自动控制操作部33进行了自动操舵的开始操作的情况下，以此为契机开始第二模式的自动操舵。

通过开始·停止判断部40f判断方向操纵操作部67的操作停止是否持续了规定期间(步骤S12)。具体而言，开始·停止判断部40f基于来自杆传感器32以及方向盘传感器31的检知信号，判断是否持续规定期间未由操作员操作转向杆42以及转向方向盘41。

在该判断中，在开始·停止判断部40f判断为方向操纵操作部67的操作停止持续了规定期间的情况下，开始第二模式下的自动操舵(步骤S13)。

需要说明的是，在步骤S12中，是否由操作员进行了控制开始的操作也可以根据开始·停止判断部40f是否从自动控制操作部33取得了开始自动操舵的开始信号来判断。

在该情况下，在开始·停止判断部40f判断为自动控制操作部33被操作员进行了控制开始的操作的情况下，开始第二模式下的自动操舵(步骤S13)。

第二模式下的自动操舵的开始通过开始·停止判断部40f将表示第二模式下的自动操舵的开始的开始信号向位置·方位取得部40k输出来进行。

另一方面，GNSS信号取得部40j将从GNSS接收器35取得的机动平地机100的位置数据以及方位数据向位置·方位取得部40k输出。位置·方位取得部40k基于所取得的机动平地机100的位置数据以及方位数据，确定机动平地机100的位置以及方位(步骤S14)。位置·方位取得部40k将表示所确定的位置以及方位的信号向转向指令信号生成部40d输出。

转向指令信号生成部40d基于从位置·方位取得部40k取得的位置数据及方位数据、以及预先设定且存储于存储部40n的行驶路线(目标路线)，以使机动平地机100沿着该行驶路线行驶的方式对电流体压控制阀73进行控制。由此，方向操纵机构66被进行控制(步骤S15)。

由此，以操作员对方向操纵操作部67的操作停止持续了规定期间的情况、或者由操作员进行了自动控制操作部33中的控制开始的操作的情况为契机，开始第二模式的自动操舵。

如上所述，在第二模式的自动操舵中，以使机动平地机100沿着预先设定的行驶路线行驶的方式来执行自动操舵。因此，机动平地机100基本上沿着预先设定的行驶路线行驶。

然而，存在由于检知误差而机动平地机100的行驶路线从预先设定的行驶路线偏离的情况。另外，也存在由于操作员的喜好而想要微调整机动平地机100的行驶路线的情况。为此，在本实施方式中，如以下那样，在第二模式的自动操舵中，操作员能够微调整机动平地机100的行驶路线。

操作员在第二模式的自动操舵中想要微调整行驶路线的情况下，对方向修正输入部36进行操作。通过操作员按压操作方向修正输入部36的右按钮36a以及左按钮36b中的任一方，由方向修正输入部36产生表示行驶路线的偏移的信号。

方向修正输入部36将表示偏移的信号向方向修正指令取得部40i输出。方向修正指令取得部40i根据是否从方向修正输入部36取得了表示偏移的信号，来判断是否具有偏移的输入操作(步骤S16)。

在方向修正指令取得部40i判断为没有偏移的输入操作的情况下，方向修正部40h维持预先设定的行驶路线(步骤S17b)。在该情况下，以使机动平地机100维持预先设定的行驶路线行驶的方式，通过转向指令信号生成部40d对方向操纵机构66进行控制(步骤S18)。

另一方面，在方向修正指令取得部40i判断为具有偏移的输入操作的情况下，方向修正部40h基于从方向修正指令取得部40i取得的表示偏移的信号，偏移机动平地机100的行驶路线(步骤S17a)。

方向修正部40h在偏移行驶路线时，参照存储于存储部40n的预先设定的行驶路线的信息。方向修正部40h在取得了表示在方向修正输入部36中进行了右按钮的按压操作的信号的情况下，使存储于存储部40n的行驶路线相对于机动平地机100的行进方向向右侧偏移。另外，方向修正部40h在取得了表示在方向修正输入部36中进行了左按钮的按压操作的信号的情况下，使存储于存储部40n的行驶路线相对于机动平地机100的行进方向向左侧偏移。方向修正部40h将表示偏移后的行驶路线的信号向转向指令信号生成部40d输出。在该情况下，以使机动平地机100沿着偏移后的行驶路线行驶的方式，通过转向指令信号生成部40d对方向操纵机构66进行控制(步骤S18)。

由此，例如如图8所示，在选择了第二模式的情况下，行驶路线偏移，以从偏移前的行驶路线沿着偏移后的行驶路线的方式，机动平地机100的行进方向从偏移前的行驶路线中的行进方向向左右任一方的方向调整一定角度。

之后，本实施方式的方向操纵控制方法经过与图5所示的步骤S9～S10同样的步骤S9～S10。以上，第二模式的自动操舵结束(步骤S10)。

<作用效果>

接下来，对本实施方式的作用效果进行说明。

在本实施方式中，在第一模式或者第二模式中正执行机动平地机100的自动操舵的状态下，基于方向修正输入部36的输入操作指令而行进方向向左右的任一方调整一定角度。由此，操作员能够微调整机动平地机100的行进路线的偏移。因此，在由于方向检知传感器34等的检知误差而从自动操舵的路线产生了行进路线的偏移的情况、或者由于操作员的喜好而想要微调整机动平地机100的行进路线的情况下，能够容易地微调整行进路线。

另外，在进行上述行进方向的微调整时，无需利用卫星定位系统。因此系统能够廉价，也不需要预先设定目标路线。另外，即使在隧道内等卫星的定位状态恶劣的环境下也能够使用。因此，能够廉价且容易地微调整行进路线。

另外，根据本实施方式，如图4以及图6所示，控制器40将自动操舵的控制开始时间点的机动平地机100的行进方向作为目标方向来控制方向操纵机构66，由此执行第一模式或者第二模式的自动操舵。由此，目标方向的设定变得容易。

另外，根据本实施方式，如图4以及图6所示，控制器40基于方向操纵操作部67的操作停止的状态持续了规定期间的情况而开始自动操舵。由此，能够节省由操作员进行的自动操舵开始的工夫。

另外，根据本实施方式，如图4以及图6所示，控制器40基于来自自动操舵开始操作部的开始指令而开始自动操舵。由此，能够根据操作员的明确的意思来开始自动操舵。

另外，根据本实施方式，如图4以及图6所示，控制器40利用卫星定位系统来控制方向操纵机构66，由此执行第二模式的自动操舵。由此，在第二模式的自动操舵中，不仅能够进行直线路线的行驶还能够进行曲线路线的行驶，并且能够得到高的行驶精度。

另外，根据本实施方式，如图4所示，设置有切换第一模式和第二模式的模式切换部38。由此，操作员能够切换第一模式和第二模式。

另外，根据本实施方式，在通过模式切换部38切换为第二模式的情况下，方向修正输入部36作为使机动平地机100偏移行驶时的接口发挥功能。由此，通过模式切换部38的操作能够进行偏移行驶。

需要说明的是，图3所示的控制器40既可以搭载于作业机械100，也可以在作业机械100的外部分开地配置。在控制器40在作业机械100的外部分开地配置的情况下，控制器40也可以通过无线等与传感器31、32、34、37、GNSS接收器35、操作部33、36、38等连接。控制器例如是处理器，也可以是CPU(Central Processing Unit)。

应当理解，此次公开的实施方式的所有方面均是例示性的而非限制性的。本发明的范围由技术方案而非上述的说明示出，且包含与技术方案等同的意义及范围内的全部变更。

附图标记说明：

11...驾驶室；11S...驾驶席；12...工作装置；13...发动机罩；14...前框架；15...后框架；16...前轮；17...后轮；18...车身框架；21...推土铲；22...牵引杆；23...回转盘；25...提升缸；28...铰接缸；31...方向盘传感器；32...杆传感器；33...自动控制操作部；34...方向检知传感器；34a...IMU；34b...转向角度传感器；34c...铰接角度传感器；34d...拍摄装置；35...GNSS接收器；36...方向修正输入部；36a...右按钮；36b...左按钮；37...FNR·车速检知传感器；38...模式切换部；40、C1、C2、C3...控制器；40a...杆传感器计测值取得部；40b...方向盘传感器计测值取得部；40c...方向信号取得部；40d...转向指令信号生成部；40e...停止信号取得部；40f...停止判断部；40g...当前方向确定部；40h...方向修正部；40i...方向修正指令取得部；40j...GNSS信号取得部；40k...位置·方位取得部；40n...存储部；41...转向方向盘；42...转向杆；66...方向操纵机构；67...方向操纵操作部；71...操舵用先导阀；72...转向阀；73...电流体压控制阀；74...转向缸；100...作业机械(机动平地机)；121...轴线。

Claims (8)

1.一种作业机械的方向操纵控制系统，其中，

所述作业机械的方向操纵控制系统具备：

方向操纵机构，其操作所述作业机械的行进方向；

方向修正输入部，其由操作员操作；以及

控制器，其在正在自动控制由所述方向操纵机构进行的方向操纵的状态下，以基于所述方向修正输入部的输入操作指令将行进方向向左右的任一方调整一定角度的方式来控制所述方向操纵机构。

2.根据权利要求1所述的作业机械的方向操纵控制系统，其中，

所述控制器以将所述自动控制的控制开始时间点的所述作业机械的行进方向维持为目标方向的方式来控制所述方向操纵机构，由此执行所述自动控制。

3.根据权利要求2所述的作业机械的方向操纵控制系统，其中，

所述作业机械的方向操纵控制系统还具备根据操作员的操作使所述方向操纵机构进行动作的方向操纵操作部，

所述控制器基于所述方向操纵操作部的操作停止的状态持续了规定期间的情况，开始所述自动控制。

4.根据权利要求2所述的作业机械的方向操纵控制系统，其中，

所述作业机械的方向操纵控制系统还具备由操作员操作的自动控制操作部，

所述控制器基于来自所述自动控制操作部的开始指令，开始所述自动控制。

5.根据权利要求1所述的作业机械的方向操纵控制系统，其中，

所述控制器利用卫星定位系统来控制所述方向操纵机构，由此执行所述自动控制。

6.根据权利要求1所述的作业机械的方向操纵控制系统，其中，

所述控制器通过以将所述自动控制的控制开始时间点的所述作业机械的行进方向维持为目标方向的方式来控制所述方向操纵机构的第一模式以及利用卫星定位系统来控制所述方向操纵机构的第二模式中的任一模式，来执行所述自动控制，

所述作业机械的方向操纵控制系统还具备切换所述第一模式和所述第二模式的模式切换部。

7.根据权利要求6所述的作业机械的方向操纵控制系统，其中，

在通过所述模式切换部切换为所述第二模式的情况下，所述方向修正输入部作为使所述作业机械偏移行驶时的接口发挥功能。

8.一种作业机械的方向操纵控制方法，所述作业机械具备操作作业机械的行进方向的方向操纵机构以及由操作员操作的方向修正输入部，其中，

所述作业机械的方向操纵控制方法包括如下步骤：

执行由所述方向操纵机构进行的方向操纵的自动控制；以及

在所述自动控制的执行中，以基于所述方向修正输入部的输入操作指令将行进方向向左右的任一方调整一定角度的方式来控制所述方向操纵机构。