JP2020000022A - 作業車両 - Google Patents
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Abstract
Description
そこで、本発明は上記問題点に鑑み、何らかの事情で車体が傾いた場合でも安定的に走行することができる作業車両を提供することを目的とする。
作業車両は、車体を操舵する操舵装置と、前記車体の傾きを検出する傾き検出装置と、走行基準ラインに基づいて前記操舵装置の自動操舵を行う制御装置と、を備え、前記制御装置は、前記自動操舵中に前記傾き検出装置で検出した車体の傾きが所定以上となった場合に、前記自動操舵で設定された第1操舵角とは異なる第2操舵角に変更する。
前記制御装置は、前記第2操舵角を、前記車体が安定する方向に設定する。
前記制御装置は、前記車体の幅方向の傾きが変化したときに、前記車体が幅方向の一方側に傾いたときには他方側に操舵角を設定し、幅方向の他方側に傾いたときには一方側に操舵角を設定する。
前記操舵装置は、前記第2操舵角に変更後、当該第2操舵角に操舵した操舵方向と反対側に操舵を行う。
前記操舵装置は、前記第2操舵角に変更後、当該前記操舵装置の操舵角を、前記自動操舵で設定された第1操舵角にする。
作業車両は、前記車体の位置を検出可能な測位装置と、前記測位装置で検出された車体の位置を前記走行基準ライン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と、を備えている。
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。
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。
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体位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。
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。
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体位置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)と演算車体位置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で検出した車体位置(演算車体位置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、演算車体位置W1と、補正量で補正した補正後の車体位置(補正車体位置)W3とは同じ値である。補正車体位置W3は、補正車体位置W3=演算車体位置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。
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。
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体位置を求める。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による車体位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体位置W1に対して補正を行わず、演算車体位置W1を自動操舵時に用いる車体位置に決定する。一方、第1制御装置60Aは、補正スイッチ53による車体位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体位置の補正量を設定し、演算車体位置W1を補正量で補正した補正車体位置W3を自動操舵時に用いる車体位置に決定する。
図8は、自動操舵中のトラクタ1の後輪7Rが凸状の障害物240に乗り上げた状態を示している。このとき、トラクタ1(車体3)は幅方向・左方にΔα傾斜しており、それによりトラクタ1には左向きの力LFが発生する。
図10は、自動操舵中のトラクタ1の後輪7Rが凹状の障害物241に落ち込んだ状態を示している。
図11に示すように、カウンタ制御が行えないトラクタTR1である場合、前輪7Fの舵角は0°のままであるため、当該トラクタTR1は、走行装置7より発生する推進力TF1にて前進しようとする一方、トラクタTR1(車体3)には傾斜による右向きの力RFが作用するため、トラクタTR1の進行方向は、推進力TF1と右向きの力RFの合成力F1方向となる。
制御装置60Bは、第2操舵角θ2を、車体3が安定する方向に設定する。これによれば、車体3を安定化することができる。
制御装置60Bは、傾き検出装置が検出した傾きの変化の大きさ及び変化の継続時間に応じて操舵角を算出する。これによれば、障害物240、241によって車体3の傾きが変化した度合(変化の大きさ、継続時間)に応じた操舵角を設定しているため、車体3の挙動が変化してから当該車体3を安定化するまでの過程での車体3の揺れ等を抑えることが可能である。
操舵装置11は、第2操舵角θ2に変更後、当該前記操舵装置11の操舵角を、自動操舵で設定された第1操舵角θ1にする。これによれば、カウンタ制御によって少なくとも第1操舵角θ1から第2操舵角θ2に変更した後に、自動操舵の第1操舵角θ1にすることにより、より車体3の挙動を安定化させることができる。
作業車両1は、車体3の位置を検出可能な測位装置40と、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と、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。
3 車体
11 操舵装置
30 ステアリングハンドル
40 測位装置
60 制御装置
240、241 障害物
θ1 第1操舵角
θ2 第2操舵角
Claims (9)
- 車体を操舵する操舵装置と、
前記車体の傾きを検出する傾き検出装置と、
走行基準ラインに基づいて前記操舵装置の自動操舵を行う制御装置と、
を備え、
前記制御装置は、前記自動操舵中に前記傾き検出装置で検出した車体の傾きが所定以上となった場合に、前記自動操舵で設定された第1操舵角とは異なる第2操舵角に変更する作業車両。 - 前記制御装置は、前記傾き検出装置で検出した前記車体の幅方向の傾きが所定以上となった場合に、前記第2操舵角に設定する請求項1に記載の作業車両。
- 前記制御装置は、前記第2操舵角を、前記車体が安定する方向に設定する請求項1又は2に記載の作業車両。
- 前記制御装置は、前記車体の幅方向の傾きが変化したときに、前記車体が幅方向の一方側に傾いたときには他方側に操舵角を設定し、幅方向の他方側に傾いたときには一方側に操舵角を設定する請求項1〜3のいずれかに記載の作業車両。
- 前記制御装置は、前記傾き検出装置が検出した傾きの変化の大きさ及び変化の継続時間に応じて操舵角を算出する請求項1〜4のいずれかに記載の作業車両。
- 前記操舵装置は、前記第2操舵角に変更後、当該第2操舵角に操舵した操舵方向と反対側に操舵を行う請求項1〜5のいずれかに記載の作業車両。
- 前記操舵装置は、前記第2操舵角に変更後、当該前記操舵装置の操舵角を、前記自動操舵で設定された第1操舵角にする請求項6に記載の作業車両。
- 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1〜7のいずれかに記載の作業車両。 - 前記車体の位置を検出可能な測位装置と、
前記測位装置で検出された車体の位置を前記走行基準ライン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と、
を備えている請求項1〜8のいずれかに記載の作業車両。
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-
2018
- 2018-06-25 JP JP2018120245A patent/JP7013335B2/ja active Active
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