JP2021048827A - 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、後進時における自働操舵を簡単に行う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、ステアリングハンドルによる手動操舵と、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、前記手動操舵により走行させた車体の位置に基づいて走行基準ラインを登録する基準登録部と、前記走行基準ラインに基づいて設定された走行予定ラインの前記自動操舵の制御を行う自動操舵制御部と、前記自動操舵が前進であるときに前記自動操舵に関する情報を表示する表示装置と、前記自動操舵が後進であるときに前記表示装置とは別に前記自動操舵に関する情報を報知する報知装置と、を備えている。
前記表示装置は、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に応じて、前記ガイダンス画面に自動操舵の開始の条件が整う状態を表示する。
前記表示装置は、前記自動操舵が後進であるときに少なくともガイダンス画面とは異なる画面を表示する。
図18は作業車両1の一実施形態を示す側面図であり、図18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。
原動機4は、ディーゼルエンジン、電動モータ等であって、この実施形態ではディーゼルエンジンで構成されている。変速装置5は、変速によって走行装置7の推進力を切換可能であると共に、走行装置7の前進、後進の切換が可能である。車体3には運転席10が設けられている。
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。
設定スイッチ51は、ON又はOFFに切換可能であり、ONである場合には設定モードが有効である信号を出力し、OFFである場合には設定モードが無効である信号を出力する。また、設定スイッチ51は、ONである場合には設定モードが有効である信号を後述する表示装置45に出力し、OFFである場合には設定モードが無効である信号を表示装置45に出力する。
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。
図3に示すように、操舵切換スイッチ52を自動操舵の開始側に操作すると、自動操舵制御部200は、走行基準ラインL1に平行な走行予定ラインL2に基づいて、トラクタ1(車体3)の自動操舵を行う。自動操舵制御部200は、車体位置と走行予定ラインL2との偏差が閾値未満である場合、自動操舵制御部200は、ステアリングモータ38の回転軸の回転角を維持する。車体位置と走行予定ラインL2との偏差(位置偏差)が閾値以上であって、トラクタ1が走行予定ラインL2に対して左側に位置している場合は、自動操舵制御部200は、トラクタ1の操舵方向が右方向となるようにステアリングモータ38の回転軸を回転する。即ち、自動操舵制御部200は、位置偏差が零となるように、右方向の操舵角を設定する。車体位置と走行予定ラインL2との偏差が閾値以上であって、トラクタ1が走行予定ラインL2に対して右側に位置している場合は、自動操舵制御部200は、トラクタ1の操舵方向が左方向となるようにステアリングモータ38の回転軸を回転する。即ち、自動操舵制御部200は、位置偏差が零となるように、左方向の操舵角を設定する。
表示装置45は、制御部(表示制御部)46と、表示部47とを備えている。制御部46は、表示装置45の画面の表示等について様々な制御を行う。制御部46は、表示装置45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。表示部47は、液晶パネル等で構成されていて、制御部46の制御に応じて様々な情報を表示する。なお、以降、制御部46が表示装置45の画面等の制御を行うものとして説明を進める。
運転画面M1は、原動機4の回転数(原動機回転数)を表示する回転表示部62を含んでいる。回転表示部62は、原動機回転数をバー等により表示するレベル表示部62aと、原動機回転数を数字で表示する数字表示部62bとを含んでいる。走行基準ラインL1の設定が完了している場合、運転画面M1は、走行基準ラインL1の始点P10の設定が完了していることを示すシンボルマーク63aと、走行基準ラインL1の終点P11の設定が完了していることを示すシンボルマーク63bとを表示する。
図7A〜図7Cを用いて、旋回ガイダンス画面M2aを説明する。以下の説明において、トラクタ1(車体3)が走行している現在の走行予定ラインL2又はトラクタ1(車体3)が自動操舵を終了した直前の走行予定ラインL2のことを「走行予定ラインL2b」と表し、次の自動操舵の終了後、次の走行予定ラインL2のことを「走行予定ラインL2c」と表すことがある。
車体方位表示部64は、車体方位F1を示す部分であって、旋回ガイダンス画面M2aにおいて直線(旋回ガイダンス画面M2aにおいて上下に延びる直線)で示されている。車体方位表示部64の表示位置は、旋回ガイダンス画面M2aにおいて固定であり位置が変化しない。車体表示部65は、車体3を図形で表した部分であり且つ車体方位表示部64に重ねられている。車体表示部65は、多角形の図形であって、先端が尖った先端部65aを含んでいて、先端部65aがトラクタ1(車体3)の前部を示している。
図8に示すように、ホーム設定画面M3aは、設定情報として、設定項目70a〜70hと設定値71a〜70hとのは表示を行う。
設定項目70eは、作業種類を示す項目であり、設定値71eは、耕耘、代かき、あぜぬり、播種等の農作業が設定値である。設定項目70fは、基準隣接幅L11を示す項目であり、設定値71fは、基準隣接幅L11の数値が設定値である。設定項目70gは、変更隣接幅(隣接延長幅)L12を示す項目であり、設定値71gは、変更隣接幅L12の数値が設定値である。設定項目70hは、位置補正(GPS位置補正)を示す項目であり、設定値71hは、位置補正の数値が設定値である。
なお、入力ボタン80は、例えば、運転席10の前方に設けられたフロントカバー(操縦台カバー)151に装着されている。表示装置45、設定スイッチ51、操舵切換スイッチ52、補正スイッチ53及びシャトルレバー91等も操縦台カバー151に装着されている。
また、図9において、カーソルK10を、基準隣接幅L11を示す設定項目70fに位置させた状態で入力ボタン80を長押操作すれば、基準隣接幅L11を示す設定項目70fが決定され、図10Bに示すように、詳細設定画面M3bから感度を設定する詳細設定画面M3b2に推移する。
図10Aに示すように、表示装置45は、設定値を設定する設定画面(詳細設定画面M3b1)において、短押操作を行った場合には複数の設定値(敏感、普通、鈍感)のいずれかに、カーソルK10を移動させ、カーソルK10が所定の設定値に位置する場合に長押操作を行った場合は所定の設定値の決定を実行する。例えば、短押操作によってカーソルK10を敏感に移動させた状態で、長押操作を行った場合には、設定値を敏感に設定することができる。
図11において、運転画面M1、ガイダンス画面M2、ホーム設定画面M3aのいずれかにおいて(S1)、短押操作の場合(S2、Yes)は、順番に、運転画面M1、ガイダンス画面M2、ホーム設定画面M3aを切り換える(S3)。短押操作の場合ではなく、長押操作の場合(S2、No)、長押操作されたときの画面がホーム設定画面M3aであるか否かを判断する(S4)。ホーム設定画面M3aである場合(S4、Yes)、詳細設定画面M3bに推移する(S5)。詳細設定画面M3bにおいて、短押操作をすれば(S6、Yes)、カーソルK10を移動、即ち、複数の設定項目70a〜70hの中から所定の設定項目に移動する(S7)。短押操作の場合ではなく、長押操作の場合(S6、No)、所定の設定項目を決定して、所定の設定項目に応じた詳細設定画面M3b1〜M3b3に推移する(S8)。詳細設定画面M3b2、M3b3の場合(S9、Yes)、短押操作であるか否かを判断する(S10)。短押操作である場合(S10、Yes)、カーソルK10を複数の桁数のうち所定の桁に移動する(S11)。短押操作の場合ではなく、長押操作の場合(S10、No)、所定の桁を決定し(S12)、短押操作である場合(S13、Yes)、所定の桁の数値をカウントアップする(S14)。短押操作の場合ではなく、長押操作の場合(S13、No)、所定の桁の数値を決定する(S15)。カーソルK10を決定部75d又は決定部76cに移動した状態で長押操作を行うと、基準隣接幅L11又は変更隣接幅L12を設定することができる(S16)。なお、S11〜S15は、繰り返し行うことができる。
さて、圃場H1において作業(対地作業)を行う場合、トラクタ1に作業に対応した作業装置2を連結して、作業装置2を連結したトラクタ1を圃場H1で走行させる。図12に示すように、例えば、圃場H1において、対地作業を行う場合は、走行予定ラインL2に示すように、直進と旋回とを繰り返しながら作業を行う。即ち、トラクタ1が畦際に近づいた場合に旋回をした後、直進し、反対側の畔際に近づくと再び旋回をした後、直進をすることになる。なお、旋回の際は、作業姿勢である作業装置2を上昇させ、旋回の部分は作業を行わない。
走行予定ラインL2の設定は、走行ライン設定部201で行う。走行ライン設定部201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。なお、走行ライン設定部201は、第1制御装置60A、第3制御装置60Cに設けられていてもよく限定されない。走行ライン設定部201は、走行基準ラインL1に基づいて走行予定ラインL2の設定を行う。即ち、走行ライン設定部201は、自動操舵が開始される毎に、走行基準ラインL1に平行な直進部分SLnの設定を行う。走行ライン設定部201は、例えば、1回目の自動操舵が開始される際(n=1の場合)、走行基準ラインL1から所定距離離れた位置に直進部分SL1を設定する。走行基準ラインL1と直進部分SL1との隣接幅L10は、基準隣接幅L11に設定する。また、走行ライン設定部201は、例えば、2回目以降の自動操舵が開始される際(n=2以上の場合)、走行基準ラインL1から所定距離離れた位置に直進部分SLn(n=2以上)を設定する。
走行ライン設定部201は、変更操作部材81によって変更が指令された場合、変更指令があった場合には、隣接幅L10を変更する。例えば、自動操舵中において、変更指令があった場合には、走行ライン設定部201は、現在の自動操舵を行っている直進部分SLn−1(n=2以上)と、次の直進部分SLn(n=2以上)との隣接幅L10を変更する。より詳しくは、走行ライン設定部201は、基準隣接幅L11に変更隣接幅L12を加算した値を隣接幅L10に設定する(L10=L11+L12)。例えば、3本目の直進部分SL3を自動走行している状況において、変更操作部材81をONにすることにより変更指令があった場合、走行ライン設定部201は、現在の自動操舵中の3本目の直進部分SL3と、次の4本目の直進部分SL4との隣接幅L10を、L10=L11ではなく、L10=L11+L12に設定する。次の4本目の直進部分SL4において、変更指令がない場合は、5本目の直進部分SL5の隣接幅L10は、基準隣接幅L11に戻る。
図13において、自動操舵中及び自動操舵の終了後のいずれにおいても、変更指令があったか否かを判定する(S20)。変更指令があった場合(S20、Yes)、走行ライン設定部201は、次の走行予定ラインL2cにおいて、隣接幅L10を基準隣接幅L11に変更隣接幅L12を加算した値を隣接幅L10に変更する(S21)。変更指令がなかった場合(S20、Yes)、走行ライン設定部201は、次の走行予定ラインL2cにおいて、隣接幅L10を基準隣接幅L11に固定して変更を行わない(S22)。走行ライン設定部201は、作業終了した場合(S23、Yes)、処理を終了し、作業終了しなかった場合は、S20に戻る。図13に示すように、変更指令がある場合は次の走行予定ラインL2cの隣接幅L10を変更し、変更指令の変更がない場合は、次の走行予定ラインL2cの隣接幅L10の変更を行わないようにすることができる。
さて、上述した実施形態では、変更操作部材81を手動操作することによって隣接幅L10の変更を行っていたが、自動的に隣接幅L10を変更してもよい。
或いは、演算部202は、手動操舵によって車体3を旋回させた回数(終了切換回数)を、作業本数WTiとしてもよい。例えば、演算部202は、走行基準ラインL1の設定後、手動操舵であるか否かを判断する。演算部202は、手動操舵であると判断した場合、手動操舵における操舵装置11の操舵角を監視する。そして、手動操舵における操舵装置11の操舵角が旋回閾値(旋回であると判断できる値)以上となった時点で、車体3が旋回したと判断して旋回回数をカウントする。言い換えれば、演算部202は、走行予定ラインL2における旋回部分RLnのn数を作業本数WTiにする。
走行ライン設定部201は、演算部202が演算した作業本数WTiが予め定められた所定本数に達した場合には、隣接幅L10を変更する。具体的には、走行ライン設定部201は、作業本数WTiが所定本数に達した場合には、基準隣接幅L11に変更隣接幅L12を加算した値を隣接幅L10に変更し、作業本数WTiが所定本数に達しなかった場合には、基準隣接幅L11を隣接幅L10に変更する。例えば、現在の自動操舵を行っている直進部分SLn−1(n=2以上)における作業本数WTiが10本で、所定本数が10本である場合、直進部分SLn−1(n=2以上)と次の直進部分SLn(n=2以上)の隣接幅L10をL10=L11ではなく、L10=L11+L12に設定する。
図14において、演算部202によって作業本数WTiの演算を行う(S30)。作業本数WTiが予め定められた所定本数に達したか否かを判断する(S31)。作業本数WTiが所定本数に達した場合(S31、Yes)は、走行ライン設定部201は、次の走行予定ラインL2cにおいて、隣接幅L10を基準隣接幅L11に変更隣接幅L12を加算した値を隣接幅L10に変更する(S32)。走行ライン設定部201は、隣接幅L10を変更後、作業本数WTiをリセットする(S33)。作業本数WTiが所定本数に達しなかった場合(S31、No)、走行ライン設定部201は、次の走行予定ラインL2cにおいて、隣接幅L10を基準隣接幅L11に固定して変更を行わない(S34)。走行ライン設定部201は、作業終了した場合(S35、Yes)、処理を終了し、作業終了しなかった場合は、S30に戻る。図14に示すように、作業本数毎に次の走行予定ラインL2cの隣接幅L10を変更することができる。なお、所定本数の設定は、表示装置45の設定画面で行うことができる。
表示装置45は、自動操舵の前進を行う場合、例えば、走行基準ラインL1を登録後にシャトルレバー91が前進側に切り換えられた場合などには、自動操舵の開始の条件を整えるための旋回ガイダンス画面M2aを表示する。一方、自動操舵の後進を行う場合、例えば、走行基準ラインL1を登録後にシャトルレバー91が後進側に切り換えられた場合などには、表示装置45は、少なくとも旋回ガイダンス画面M2aとは異なる画面、例えば、運転画面M1、後方を見ることを促す画面M5を表示する。画面M5では、例えば、後進の自動操舵ですので後方を見て下さいなどの表示を行う。このように、自動操舵の後進においては、運転者の意識を、表示装置45ではなく報知装置95に向けるようにすることによって、自動操舵の後進の操作性を向上させる。
作業車両1は、対地作業を行った作業本数WTiを演算する演算部202を備え、走行ライン設定部201は、演算部202が演算した作業本数WTiが予め定められた所定本数に基づいて、隣接幅L10を変更する。これによれば、作業本数WTiが所定本数になる毎に自動的に隣接幅L10を変更することができる。
表示装置45は、設定値を設定する設定画面(詳細設定画面M3b2、詳細設定画面M3b3)において、短押操作を行った場合には設定値の複数の桁数のうち所定の桁に移動するカーソルK10の移動を実行し、カーソルK10が所定の桁に位置する場合に長押操作を行った場合は所定の桁の決定を実行し、さらに、所定の桁の決定後、短押操作を行った場合には、所定の桁の数値を変更する。これによれば、複数の桁数がある設定値を設定する場合に、長押操作によって複数の桁のうち所定の桁の決定ができ、短押操作で所定の桁及び数値の変更を行うことができる。即ち、1つのボタンでありながら、複数の桁から構成される設定値の設定を長押操作と短押操作とで行うことができる。
表示装置45は、設定画面M3において、複数の走行予定ラインL2のうち隣接する走行予定ラインL2同士の隣接幅L10を設定値として設定する設定画面M3を表示する。これによれば、設定画面M3と入力ボタン80との組み合わせによって、簡単に隣接幅L10の設定値の表示及び設定を行うことができる。
表示装置45は、自動操舵が後進であるときに少なくともガイダンス画面(旋回ガイダンス画面M2a)とは異なる画面を表示する。これによれば、運転者が後進の自動操舵の開始の条件を整える場合に、前進用のガイダンス画面(旋回ガイダンス画面M2a)を見ることを防止することができる。
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
30 :ステアリングハンドル
45 :表示装置
46 :制御部
52 :操舵切換スイッチ
95 :報知装置
96 :報知装置
150 :基準登録部
200 :自動操舵制御部
L1 :走行基準ライン
L2 :走行予定ライン
M2 :ガイダンス画面
ΔF3 :方位差
Claims (6)
- ステアリングハンドルによる手動操舵と、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、
前記手動操舵により走行させた車体の位置に基づいて走行基準ラインを登録する基準登録部と、
前記走行基準ラインに基づいて設定された走行予定ラインの前記自動操舵の制御を行う自動操舵制御部と、
前記自動操舵が前進であるときに前記自動操舵に関する情報を表示する表示装置と、
前記自動操舵が後進であるときに前記表示装置とは別に前記自動操舵に関する情報を報知する報知装置と、
を備えている作業車両。 - 前記自動操舵の開始又は終了を切り換える操舵切換スイッチを備え、
前記表示装置は、前記自動操舵の終了後、前記自動操舵が前進であるときに前記自動操舵の開始の条件を整えるためのガイダンス画面を表示し、
前記報知装置は、前記自動操舵が後進であるときに前記自動操舵の開始の条件が整っているか否かを音又は光で知らせる請求項1に記載の作業車両。 - 前記表示装置は、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に応じて、前記ガイダンス画面に自動操舵の開始の条件が整う状態を表示する請求項2に記載の作業車両。
- 前記報知装置は、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に応じて、前記音又は前記光の形態を変更することで前記自動操舵の開始の条件が整っているかを知らせる請求項2に記載の作業車両。
- 前記表示装置は、前記自動操舵が後進であるときに少なくともガイダンス画面とは異なる画面を表示する請求項2に記載の作業車両。
- 前記表示装置は、前記自動操舵が後進であるときに後方を見ることを促す画面を表示する請求項2〜5のいずれかに記載の作業車両。
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