JP2020054320A - 作業車両 - Google Patents
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Abstract
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いて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、車体位置を検出可能な測位装置と、設定開始及び設定終了を指令する指令スイッチと、前記手動操舵中において設定開始から設定終了までに前記測位装置によって検出した複数の車体位置に基づいて前記走行基準ラインを設定する走行ライン設定部と、を備えている。
前記走行ライン設定部は、複数の車体位置の中から所定の操舵角の範囲内の車体位置に基づいて走行基準ラインを設定する。
前記走行ライン設定部は、前記所定の偏差の範囲内の車体位置及び所定の操舵角の範囲内の車体位置のいずれかを平均化することにより前記車体の設定走行ラインを演算し、前記設定走行ラインを前記走行基準ラインとして設定する。
図13は作業車両1の一実施形態を示す側面図であり、図13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13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。
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。
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。
車体位置)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、車体位置に基づいて、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、車体位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、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。
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。
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。
、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の車体位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、車体位置の補正後、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。
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。
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。
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1に示すように、第1制御装置60Aは、トラクタ1(車体3)を手動操舵中に測位装置40で検出した複数の車体位置(演算車体位置W1)を取得する車体位置取得部211と、車体位置取得部211が取得した複数の車体位置(演算車体位置W1)より走行基準ラインL1を設定する走行ライン設定部212とを有している。車体位置取得部211
及び走行ライン設定部212は、第1制御装置60A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。
定開始及び設定終了を指令する指令スイッチと、手動操舵中において設定開始から設定終了までに測位装置40によって検出した複数の車体位置に基づいて走行基準ラインL1を設定する走行ライン設定部212と、を備えている。これによれば、走行基準ラインL1の設定開始から設定終了までに測位装置40によって検出した複数の車体位置、3つ以上の車体位置によって走行基準ラインL1を適正に設定することができる。例えば、走行基準ラインL1を設定するためにトラクタ1を走行させているときに、当該トラクタ1が走行する圃場の近くに存在する木々(高い木)の影響によって測位装置40の測位が一時的に大きな誤差を生じたとしても、高い木等の影響によって誤差が生じた部分を除いた位置に基づいて、走行基準ラインL1の設定を行うことができる。
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
52 操舵切換スイッチ(指令スイッチ)
60 制御装置
60A 第1制御装置
60B 第2制御装置
211 車体位置取得部
212 走行ライン設定部
L1 走行基準ライン
P20 設定開始位置
P21 設定終了位置
W1、W1n 演算測位位置
Claims (5)
- 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いて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、
車体位置を検出可能な測位装置と、
設定開始及び設定終了を指令する指令スイッチと、
前記手動操舵中において設定開始から設定終了までに前記測位装置によって検出した複数の車体位置に基づいて前記走行基準ラインを設定する走行ライン設定部と、
を備えている作業車両。 - 前記走行ライン設定部は、複数の車体位置の中から所定の偏差の範囲内の車体位置に基づいて走行基準ラインを設定する請求項1に記載の作業車両。
- 前記走行ライン設定部は、複数の車体位置の中から所定の操舵角の範囲内の車体位置に基づいて走行基準ラインを設定する請求項1に記載の作業車両。
- 前記走行ライン設定部は、前記所定の偏差の範囲内の車体位置及び所定の操舵角の範囲内の車体位置のいずれかを平均化することにより前記車体の設定走行ラインを演算し、前記設定走行ラインを前記走行基準ラインとして設定する請求項2に記載の作業車両。
- 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、
前記操舵切換スイッチの操作により自動操舵が開始されると、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、
を備えている請求項1〜3のいずれかに記載の作業車両。
Priority Applications (1)
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JP2018189203A JP7106419B2 (ja) | 2018-10-04 | 2018-10-04 | 作業車両 |
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