JP2021107199A - 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、一部の操作を手動にて操作することを許容しながら自動運転を続け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、走行車体と、作業装置を前記走行車体に連結可能な連結装置と、前記走行車体に関する複数の操作を自動的に行う第1自動運転と、前記複数の操作のうち少なくとも1つの操作を手動に設定し且つ手動に設定した操作を除く他の操作を自動運転として継続する第2自動運転とを行う自動運転制御部と、を備えている。
作業車両は、前記走行車体の位置である車体位置を測位可能な測位装置を備え、前記自動運転制御部は、前記第1自動運転中に前記測位装置が測位した車体位置が予め定められた所定位置であり且つ前記ステアリングハンドルの手動による操作が行われた場合に、前記第1自動運転から第2自動運転に切り換える。
前記自動運転制御部は、前記ステアリングハンドルの手動による操作が行われた場合の操舵角が閾値以上である場合には、前記自動運転を停止する。
前記連結装置は、前記作業装置を昇降する昇降装置であり、前記自動運転制御部は、前記第1自動運転及び第2自動運転の前記異なる操作として前記昇降装置による作業装置の昇降の操作を行う。
作業車両は、前記走行車体に設けられ且つ制動を行う制動装置を備え、前記自動運転制御部は、前記第1自動運転及び第2自動運転の前記異なる操作として前記制動装置による前記制動の操作を行う。
図8は、作業車両の一例であるトラクタ1を示している。作業車両について、トラクタ1を例にあげ説明するが、作業車両は、トラクタに限定されず、田植機、コンバインであってもよい。
図8に示すように、トラクタ1は、走行装置7を有する走行車体3と、原動機4と、変速装置5とを備えている。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。原動機4は、ディーゼルエンジン、電動モータ等である。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。走行車体3にはキャビン9が設けられ、当該キャビン9内には運転席10が設けられている。
シャトル部5bは、シャトル軸5b1と、前後進切換部5b2とを有している。シャトル軸5b1には、推進軸5aからの動力が伝達される。前後進切換部5b2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5b1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。
副変速部5dは、動力を変速する有段の複数のギア(歯車)を有する変速機構であって、複数のギアの接続(噛合)を適宜変更することによって、遊星歯車機構5c3の出力軸15から当該副変速部5dに入力された動力を変更して出力する(変速する)。副変速部5dは、入力軸5d1と、第1変速クラッチ5d2と、第2変速クラッチ5d3と、出力軸5d4とを含んでいる。入力軸5d1は、遊星歯車機構5c3の出力軸15の動力が入力される軸であり、入力された動力を、ギア等を介して第1変速クラッチ5d2及び第2変速クラッチ5d3に入力する。第1変速クラッチ5d2及び第2変速クラッチ5d3のそれぞれの接合及び切断を切り換えることにより、入力された動力は変更され、出力軸5d4に出力される。出力軸5d4に出力された動力は、後輪デフ装置20Rに伝達される。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、制動装置を備えている。制動装置は、左制動装置46aと、右制動装置46bとを有している。左制動装置46a及び右制動装置46bは、ディスク型の制動装置であり、制動する制動状態と、制動を解除する解除状態に切換可能である。左制動装置46aは、後車軸21Rの左側に設けられ、右制動装置46bは、後車軸21Rの右側に設けられている。例えば、運転席10の近傍には、左ブレーキペダルと、右ブレーキペダルとが設けられている。トラクタ1を操作する運転者が左ブレーキペダルを操作する(踏み込む)ことによって、左ブレーキペダルに連結された左連結部材47aが制動方向へ動き、左制動装置46aを制動状態にすることができる。運転者が右ブレーキペダルを操作する(踏み込む)ことによって、右ブレーキペダルに連結された右連結部材47bが制動方向へ動き、右制動装置46bを制動状態にすることができる。
図1に示すように、トラクタ1は、監視装置121を備えている。監視装置121は、トラクタ1の周囲に存在する物体を検出可能な装置である。監視装置121は、例えば、トラクタ1のキャビン9の側方、トラクタ1のキャビン9の前部等に装着されている。監視装置121は、カメラ(撮像装置)、レーザスキャナ、ソナー等である。カメラ(撮像装置)は、CCD、CMOS等のイメージセンサによって、作業装置2の周囲の画像を撮像することで、撮像された撮像画像に物体が映っている場合に物体を検出する。レーザスキャナは、レーザを照射し且つ、照射したレーザが物体に当たって反射した反射光を受光ことで、物体を検出する。ソナーは、音波を照射し且つ当該照射した音波が障害物に当たって反射した反射音を受けることで、物体を検出する。
図1に示すように、トラクタ1は、制御装置60を備えている。制御装置60は、トラクタ1における走行系の制御、作業系の制御等を行う装置である。制御装置60には、運転切換スイッチ65が接続されている。運転切換スイッチ65は、ON/OFFに切り換え可能なスイッチであって、ONである場合に制御装置60を自動運転モードに設定することができ、OFFである場合に制御装置60を手動運転モードに設定することができる。
自動運転制御部63は、走行車体3の自動運転を行う。自動運転制御部63は、自動運転において、走行車体3に関する複数の操作を自動的に行う。自動運転制御部63は、例えば、操舵装置29の操作(第1操作)、変速装置5の操作(第2操作)、制動装置の操作(第3操作)、昇降装置8の操作(第4操作)等を自動的に行う。
図4に示すように、例えば、トラクタの車体位置と走行予定ルートL1との偏差が閾値未満である場合、自動運転制御部63は、操舵装置29の操舵軸(回転軸)31の回転角を維持する。車体位置と走行予定ルートL1との偏差が閾値以上であって、トラクタ1が走行予定ルートL1に対して左側に位置している場合は、自動運転制御部63は、トラクタ1の操舵方向が右方向となるように操舵装置29の制御弁34に制御信号を出力することで操舵軸31を回転する。車体位置と走行予定ルートL1との偏差が閾値以上であって、トラクタ1が走行予定ルートL1に対して右側に位置している場合は、自動運転制御部63は、トラクタ1の操舵方向が左方向となるように操舵装置29の制御弁34に制御信号を出力することで操舵装置29の操舵軸31を回転する。
自動運転制御部63は、自動運転として、第1自動運転と、第2自動運転とを行うことが可能である。第1自動運転とは、自動運転において予め設定されている複数の操作の全てを自動的に行う運転であり、第2自動運転とは、自動運転において予め設定されている複数の操作のうち、一部の操作を手動運転として設定(許容)し、手動に設定された操作を除く他の操作は自動運転として継続する運転である。
図6に示すように、自動運転の開始時は、自動運転制御部63は、第1自動運転を実行する。即ち、自動運転の開始時は、第1操作、第2操作、第3操作、第4操作の全てを自動的に行う。図6の時点P1に示すように、第1自動運転中において、運転者がステアリングハンドル30を手動で操作すると、自動運転制御部63は、第1自動運転から第2自動運転に切り換えて第2自動運転を実行する。即ち、自動運転制御部63は、時点P1において、第2自動運転として、ステアリングハンドル30(操舵装置29)の操作(第1操作)を手動に設定し、他の操作(第2操作、第3操作、第4操作)は自動運転として継続をする。言い換えれば、自動運転制御部63は、複数の操作(第1操作、第2操作、第3操作、第4操作)のうち、ステアリングハンドル30(操舵装置29)の操作(第1操作)について、運転者による操作の介入が行われた場合、第1操作は自動から手動に切り換え、他の操作は自動を継続する。
具体的には、図4に示すように、圃場H1において、枕地エリアA1と、作業エリアA2とに走行予定ルートL1が設定されている状況下において、第1自動運転中に測位装置40が測位した車体位置が枕地エリアA1内であり且つステアリングハンドル30の手動による操作が行われた場合に、自動運転制御部63は、第1自動運転から第2自動運転に切り換える。一方、第1自動運転中に測位装置40が測位した車体位置が作業エリアA2内であって所定位置でなく且つステアリングハンドル30の手動による操作が行われた場合に、自動運転制御部63は、第1自動運転に保持し、第2自動運転に切り換えない。即ち、自動運転制御部63は、枕地エリアA1である場合には、運転者による操作の介入が行われた場合、第2自動運転を行い、作業エリアA2である場合には、運転者による操作の介入が行われた場合、第2自動運転は行わず、第1自動運転で全ての操作を自動で行う。
上述した実施形態では、ステアリングハンドル30の手動による操作が行われた場合において、第1自動運転と第2自動運転とを自動的に切り換えていたが、当該切換を手動で行えるようにしてもよい。トラクタ1は、切換装置131を備えている。切換装置131は、2つの位置に切り換え可能なスイッチであって、運転席10の周囲に設置されていて、運転者が操作可能である。切換装置131を一方側に切り換えた場合には、第1自動運転に切り換わり、他方側に切り換えた場合には、第2自動運転に切り換わる。切換装置131によって第2自動運転に切り換える場合は、当該第2自動運転において手動の操作に設定される項目(手動操作項目)は、表示装置45によって設定することができる。例えば、図5Cに示すように、表示装置45には、自動運転の設定画面M3が表示可能である。設定画面M3には、複数の操作項目J1、J2、J3、J4・・・が表示され、当該複数の操作項目の中から第1自動運転の操作項目と、第2自動運転の操作項目とを選択することができる。
自動運転制御部63は、ステアリングハンドル30の手動による操作が行われた場合の操舵角が閾値以上である場合には、自動運転を停止する。これによれば、ステアリングハンドル30の手動による操作が急に行われた場合などは、自動運転を停止することで、手動運転等に切り換えることが可能である。
走行車体3に設けられ且つ変速を行う変速装置5を備え、自動運転制御部63は、第1自動運転及び第2自動運転の異なる操作として変速装置5による変速の操作を行う。これによれば、自動運転として変速装置5の変速を行うことができる。例えば、走行車体3が圃場内において上っているとき或いは下っているときに自動的に変速を行うことができる。
作業車両1は、第1自動運転と、第2自動運転とのいずれかに手動で切り換える切換装置131を備えている。これによれば、一部の操作の介入を行いながら自動運転を行う第2自動運転に簡単に切り換えることができ、様々な作業に応じて、第2自動運転に切り換えたり、第1自動運転に切り換えることができる。
2 :作業装置
3 :走行車体
5 :変速装置
8 :昇降装置
29 :操舵装置
30 :ステアリングハンドル
40 :測位装置
63 :自動運転制御部
131 :切換装置
θ1 :操舵角
Claims (9)
- 走行車体と、
作業装置を前記走行車体に連結可能な連結装置と、
前記走行車体に関する複数の操作を自動的に行う第1自動運転と、前記複数の操作のうち少なくとも1つの操作を手動に設定し且つ手動に設定した操作を除く他の操作を自動運転として継続する第2自動運転とを行う自動運転制御部と、
を備えている作業車両。 - 前記走行車体の操舵を行うステアリングハンドルを有する操舵装置を備え、
前記自動運転制御部は、前記第1自動運転として前記操舵装置の操作及び前記操舵装置の操作とは異なる操作とを自動的に行い、前記第2自動運転として、前記操舵装置の操作は手動に設定し且つ前記操舵装置の操作とは異なる操作は前記自動運転として継続する請求項1に記載の作業車両。 - 前記走行車体の位置である車体位置を測位可能な測位装置を備え、
前記自動運転制御部は、前記第1自動運転中に前記測位装置が測位した車体位置が予め定められた所定位置であり且つ前記ステアリングハンドルの手動による操作が行われた場合に、前記第1自動運転から第2自動運転に切り換える請求項2に記載の作業車両。 - 前記自動運転制御部は、前記第1自動運転中に前記車体位置が前記所定位置でない場合には前記第1自動運転から第2自動運転に切り換えない請求項3に記載の作業車両。
- 前記自動運転制御部は、前記ステアリングハンドルの手動による操作が行われた場合の操舵角が閾値以上である場合には、前記自動運転を停止する請求項1〜4のいずれかに記載の作業車両。
- 前記連結装置は、前記作業装置を昇降する昇降装置であり、
前記自動運転制御部は、前記第1自動運転及び第2自動運転の前記異なる操作として前記昇降装置による作業装置の昇降の操作を行う請求項2〜5のいずれかに記載の作業車両。 - 前記走行車体に設けられ且つ変速を行う変速装置を備え、
前記自動運転制御部は、前記第1自動運転及び第2自動運転の前記異なる操作として前記変速装置による前記変速の操作を行う請求項2〜6のいずれかに記載の作業車両。 - 前記走行車体に設けられ且つ制動を行う制動装置を備え、
前記自動運転制御部は、前記第1自動運転及び第2自動運転の前記異なる操作として前記制動装置による前記制動の操作を行う請求項2〜7のいずれかに記載の作業車両。 - 前記第1自動運転と、前記第2自動運転とのいずれかに手動で切り換える切換装置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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