JP2021192595A - Control system of work vehicle and work vehicle equipped with the control system - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、自動走行時にスリップにより走行不能になった状態から脱出するよう作業車両を制御する制御システムとその制御システムを備えた作業車両に関するものである。 The present invention relates to a control system for controlling a work vehicle so as to escape from a state in which the vehicle cannot travel due to slip during automatic traveling, and a work vehicle provided with the control system.
従来、測位ユニットからの測定情報に基づいて求める作業車両の作業経路での実走行量と作業経路から得られる推測走行量とからスリップ率を算出し、そのスリップ率に基づいて旋回経路を補正する作業車両の自動走行システムが知られている(特許文献1)。 Conventionally, the slip ratio is calculated from the actual travel amount of the work vehicle on the work path obtained based on the measurement information from the positioning unit and the estimated travel amount obtained from the work route, and the turning path is corrected based on the slip ratio. An automatic traveling system for a work vehicle is known (Patent Document 1).
上記自動走行システムでは、スリップ率に基づいて旋回経路が常に補正されて変更されるので、その変更される分に応じて作業効率が低下するおそれがある。特にスリップ率が大きくなると旋回経路の旋回半径が大きくなるよう補正されるので、作業効率の低下もさらに大きくなるおそれがある。
また、この自動走行システムでは、旋回経路が補正されるだけでは、その補正された旋回経路においても走行再開時に空転が同様に発生するおそれがあり、しかも、その空転した状態を継続させると圃場を荒らしてしまうおそれもある。
In the above-mentioned automatic traveling system, the turning path is constantly corrected and changed based on the slip ratio, so that the work efficiency may decrease according to the changed amount. In particular, when the slip ratio becomes large, the turning radius of the turning path is corrected to be large, so that the decrease in work efficiency may be further increased.
Further, in this automatic traveling system, if the turning path is only corrected, there is a possibility that idling may occur at the time of restarting traveling even in the corrected turning path, and if the idling state is continued, the field is moved. There is also a risk of vandalism.
そこで、本発明は、自動走行時にスリップにより走行不能になった状態からその場の状況に適合させて効率よく脱出することができる作業車両の制御システムとその制御システムを備えた作業車両を提供することを目的とする。 Therefore, the present invention provides a work vehicle control system capable of efficiently escaping from a state in which the vehicle cannot travel due to slipping during automatic driving according to the situation at the site, and a work vehicle provided with the control system. The purpose is.
本発明の上記課題は、以下の手段により解決される。 The above-mentioned problems of the present invention are solved by the following means.
すなわち、請求項1に記載の発明は、
自動走行可能な作業車両(1)の位置を測位する測位装置(61)と、
前記作業車両の駆動輪(12)又はその伝動軸(17)の回転数を計測する計測装置(51)と、
前記作業車両(1)の変速装置(16)の変速段数を変更する変更装置(42)と、
前記作業車両(1)の操舵装置(19)の操舵方向を検出する検出装置(52)と、
前記計測装置(51)で計測される前記回転数から求める理論上の車速と前記測位装置(61)で測位される位置の移動量から求める実際の車速との差を求め、前記差が所定の値以上になるとスリップが発生したと判定するスリップ判定部(35)と、
前記スリップ判定部(35)でスリップが発生したと判定した後に前記スリップによる走行不能状態から脱出する制御を行う制御装置(37)と、
を備え、
前記制御装置(37)は、前記検出装置(52)で検出される操舵方向が直進方向であるときに、前記変更装置(42)により前記変速段数を低い段数に変更する制御を行うことを特徴とする作業車両の制御システムである。
That is, the invention according to
A positioning device (61) that positions the position of a work vehicle (1) that can run automatically, and
A measuring device (51) that measures the number of rotations of the drive wheel (12) of the work vehicle or its transmission shaft (17), and
A changing device (42) for changing the number of shifting stages of the shifting device (16) of the work vehicle (1), and
A detection device (52) that detects the steering direction of the steering device (19) of the work vehicle (1), and
The difference between the theoretical vehicle speed obtained from the rotation speed measured by the measuring device (51) and the actual vehicle speed obtained from the movement amount of the position measured by the positioning device (61) is obtained, and the difference is predetermined. A slip determination unit (35) that determines that slip has occurred when the value exceeds the value, and
A control device (37) that controls to escape from the inoperable state due to the slip after the slip determination unit (35) determines that the slip has occurred.
Equipped with
The control device (37) is characterized in that when the steering direction detected by the detection device (52) is a straight-ahead direction, the change device (42) controls to change the number of shift gears to a lower number of gears. It is a control system for work vehicles.
請求項2に記載の発明は、請求項1に記載の作業車両の制御システムにおいて、前記制御装置(37)は、前記変速段数を徐々に低い段数に変更する場合に前記回転数がゼロになったとき、前記変更装置(42)により前記変速段数を徐々に高い段数に変更する制御を行うことを特徴とするものである。 According to the second aspect of the present invention, in the control system of the work vehicle according to the first aspect, when the control device (37) gradually changes the number of gears to a lower number of gears, the number of revolutions becomes zero. At that time, the changing device (42) is characterized in that the number of gears is gradually changed to a higher number of gears.
請求項3に記載の発明は、請求項2に記載の作業車両の制御システムにおいて、前記制御装置(37)は、前記変更装置(42)により前記変速段数を徐々に低い段数に変更して前記回転数がゼロになった後に前記変速段数を徐々に高い段数に変更する一連の制御を複数回繰り返しても前記位置の移動量がないとき、前記変更装置(42)により前記変速装置(16)の走行伝達方向を前進方向から後進方向に切り替えて前記一連の制御を複数回繰り返して行うことを特徴とするものである。
The invention according to
また、請求項4に記載の発明は、
自動走行可能な作業車両(1)の位置を測位する測位装置(61)と、
前記作業車両の駆動輪(12)又はその伝動軸(17)の回転数を計測する計測装置(51)と、
前記作業車両(1)の変速装置(16)の変速段数を変更する変更装置(42)と、
前記作業車両(1)の操舵装置(19)の操舵方向を検出する検出装置(52)と、
前記作業車両(1)の操舵装置(19)を自動操縦する操縦装置(43)と、
前記計測装置(51)で計測される前記回転数から求める理論上の車速と前記測位装置(61)で測位される位置の移動量から求める実際の車速との差を求め、前記差が所定の値以上になるとスリップが発生したと判定するスリップ判定部(35)と、
前記スリップ判定部(35)でスリップが発生したと判定した後に前記スリップによる走行不能状態から脱出する制御を行う制御装置(37)と、
を備え、
前記制御装置(37)は、前記検出装置(52)で検出される操舵方向が右方向又は左方向であるときに、前記操縦装置(43)により前記操舵方向を直進方向に戻すよう徐々に変更する制御を行うことを特徴とする作業車両の制御システムである。
Further, the invention according to
A positioning device (61) that positions the position of a work vehicle (1) that can run automatically, and
A measuring device (51) that measures the number of rotations of the drive wheel (12) of the work vehicle or its transmission shaft (17), and
A changing device (42) for changing the number of shifting stages of the shifting device (16) of the work vehicle (1), and
A detection device (52) that detects the steering direction of the steering device (19) of the work vehicle (1), and
A control device (43) that automatically steers the steering device (19) of the work vehicle (1), and
The difference between the theoretical vehicle speed obtained from the rotation speed measured by the measuring device (51) and the actual vehicle speed obtained from the movement amount of the position measured by the positioning device (61) is obtained, and the difference is predetermined. A slip determination unit (35) that determines that slip has occurred when the value exceeds the value, and
A control device (37) that controls to escape from the inoperable state due to the slip after the slip determination unit (35) determines that the slip has occurred.
Equipped with
The control device (37) is gradually changed so that the steering direction is returned to the straight direction by the control device (43) when the steering direction detected by the detection device (52) is the right direction or the left direction. It is a control system for a work vehicle, which is characterized by performing control.
請求項5に記載の発明は、請求項4に記載の作業車両の制御システムにおいて、前記制御装置(37)は、前記操縦装置(43)により前記操舵方向を直進方向に戻した場合に前記位置の移動量がないとき、前記操縦装置(43)により前記操舵方向を反対の方向に少し変更する制御を行うことを特徴とするものである。
The invention according to
請求項6に記載の発明は、請求項5に記載の作業車両の制御システムおいて、前記制御装置(37)は、前記操縦装置(43)により前記操舵方向を反対の方向に少し変更する制御を行っても前記位置の移動量がないとき、前記操縦装置(43)により前記操舵方向を直進方向に戻した後に前記変速装置により前記変速段数を低い段数に変更する制御を行うことを特徴とするものである。
The invention according to
請求項7に記載の発明は、自動走行が可能であり、請求項1乃至6のいずれか1項に記載の作業車両の制御システムが装備されていることを特徴とする作業車両である。
The invention according to claim 7 is a work vehicle capable of automatic traveling and equipped with the work vehicle control system according to any one of
請求項1に記載の発明では、スリップが発生したと判定した後にそのスリップに起因した走行不能な状態から脱出する制御として、操舵装置(19)の操舵方向が直進方向であるときに、変速装置(16)の変速段数を低い段数に変更する制御が行われるので、駆動輪(12)が圃場等における地面(土壌)に対して低速回転で接して静止摩擦力が増えて空転しにくくなる。
このため、請求項1に記載の発明によれば、自動走行時にスリップにより走行不能になった状態からその場の状況に適合させて効率よく脱出することができる。
According to the first aspect of the present invention, as a control for escaping from the inoperable state caused by the slip after determining that the slip has occurred, when the steering direction of the steering device (19) is a straight direction, the transmission device Since the control is performed to change the number of gears in (16) to a lower number of gears, the drive wheels (12) come into contact with the ground (soil) in a field or the like at low speed, and the static friction force increases, making it difficult to slip.
Therefore, according to the first aspect of the present invention, it is possible to efficiently escape from the state in which the vehicle cannot travel due to slipping during automatic driving according to the situation at that time.
請求項2に記載の発明では、スリップによる走行不能状態から脱出する制御として、変速段数を徐々に低い段数に変更する場合に駆動輪又はその伝動軸の回転数がゼロになったとき、変速装置(16)の変速段数を徐々に高い段数に変更する制御が行われるので、その回転数がゼロに停止した状態になって駆動輪が地面に対して静止摩擦が支配的に作用してから駆動輪が増速回転して接することで更に空転しにくくなる。このため、請求項2に記載の発明によれば、走行不能状態からより確実に脱出することができる。
In the invention according to
請求項3に記載の発明では、スリップによる走行不能状態から脱出する制御として、変速段数を徐々に低い段数に変更して回転数がゼロになった後に変速段数を徐々に高い段数に変更する一連の制御を複数回繰り返しても位置の移動量がないとき、変速装置の走行伝達方向を前進方向から後進方向に切り替えて一連の制御を複数回繰り返す制御が行われるので、駆動輪が前進方向側の地面部分とは異なる後進方向側の地面部分に減速回転、停止、および増速回転の流れで変化しながら接することでより一層空転しにくくなる。このため、請求項3に記載の発明によれば、走行不能状態からより一層確実に脱出することができる。
In the invention according to
請求項4に記載の発明では、スリップが発生したと判定した後にスリップに起因した走行不能な状態から脱出する制御として、操舵装置(19)の操舵方向が右方向又は左方向であるときに、操縦装置(43)により操舵方向を直進方向に戻すよう徐々に変更する制御が行われるので、戻す前の右方向又は左方向とは反対側の駆動輪が地面(土壌)に対して空転する状態から脱して推進力を発揮しやすくなる。
このため、請求項4に記載の発明によれば、自動走行時にスリップにより走行不能になった状態からその場の状況に適合させて効率よく脱出することができる。
In the invention according to
Therefore, according to the fourth aspect of the present invention, it is possible to efficiently escape from the state in which the vehicle cannot travel due to slipping during automatic driving according to the situation at that time.
請求項5に記載の発明では、スリップによる走行不能状態から脱出する制御として、操舵方向を直進方向に戻した場合に位置の移動量がないとき、操舵方向を反対の方向に少し変更する制御を行うので、左右の駆動輪の少なくとも一方が空転しにくくなる。このため、請求項5に記載の発明によれば、走行不能状態からより確実に脱出することができる。
In the invention according to
請求項6に記載の発明では、スリップによる走行不能状態から脱出する制御として、操舵方向を反対の方向に少し変更する制御を行っても位置の移動量がないとき、操舵方向を直進方向に戻した後に変速段数を低い段数に変更する制御を行うので、駆動輪が地面に対して低速回転で接して静止摩擦力が増えて空転しにくくなる。このため、請求項6に記載の発明によれば、走行不能状態からより一層確実に脱出することができる。
In the invention according to
請求項7に記載の発明では、自ら備える制御システムにより脱出用の制御がなされる。このため、請求項7に記載の発明によれば、自動走行時にスリップにより走行不能になった状態からその場の状況に適合させて効率よく自動で脱出することができる。 In the invention according to claim 7, the control for escape is performed by the control system provided by the invention. Therefore, according to the invention of claim 7, it is possible to efficiently and automatically escape from the state where the vehicle cannot travel due to slipping during automatic driving according to the situation at that time.
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
図1および図2には、本発明の実施形態に係る作業車両の制御システムが示されている。
本実施形態に係る制御システムは、図1や図3に示されるように、自動走行可能な作業車両1が圃場91等の作業地9においてスリップしていることを検知し、そのスリップに起因して起こる走行不能な状態から脱出するための制御を行うものである。スリップは、作業地9におけるぬかるみ等において発生しやすく、そのぬかるみ等の状態やその対処法が適切でないと走行不能になることがある。
この制御システムは、後に詳述するように、作業車両1の自動走行に必要な機器の一部と、スリップを検出して走行不能な状態から脱出する制御を行う制御装置の一例である脱出用の制御部37とを備えている。
1 and 2 show a work vehicle control system according to an embodiment of the present invention.
As shown in FIGS. 1 and 3, the control system according to the present embodiment detects that the automatically traveling
As will be described in detail later, this control system is an example of a part of the equipment necessary for the automatic traveling of the
作業車両1は、その一例として、自動走行機能を備えたトラクタ10である。トラクタ10は、自動走行機能(モード)に加えて運転者による手動走行機能(モード)も備えており、そのいずれかのモードに切り替える図示しないモード切替手段を有している。
トラクタ10は、図1に示されるように、その走行車体の後部に所要の作業を行う作業機27が装着されている。作業機27は、作業地9において行う作業に適合した作業機であればよく、例えば、作業地9が圃場91であればロータリ耕うん機、播種機等の作業機が適用される。図1には、作業機27として、3点リンク機構28等により昇降可能に取り付けられるロータリ耕うん機が例示されている。
The
As shown in FIG. 1, the
トラクタ10は、図1に示されるように、走行車体の前部に操舵輪として機能する前輪11が、走行車体の後部に駆動輪として機能する後輪12が配置されており、また走行車体の前部にボンネット13で覆われるエンジンルーム(空間)内にエンジン14が搭載されている。また、トラクタ10は、エンジン14の回転動力を主にトランスミションケース15内の変速装置16により適宜減速させた後に伝動軸(駆動車軸)17を介して駆動輪の一例である後輪12に少なくとも伝える一方で、その回転動力の一部をトランスミションケース15の後端部から突出するPTO軸18を介して作業機27に伝えるよう構成されている。
As shown in FIG. 1, the
また、トラクタ10は、走行車体の上部にキャビン20が設けられている。キャビン20は、その内部に、運転座席21が配置され、運転座席21の前方にステアリングホイール22が配置されている。運転座席21やステアリングホイール22の近傍には、各種の前進後進切替レバー23等の操作レバーや、図示しないスイッチ、必要な情報を表示する表示パネル等が配置されている。またキャビン20は、その内部の下部に、クラッチペダル24a、ブレーキペダル24b、図示しないアクセルペダル等が配置されている。
Further, the
さらに、トラクタ10は、図2に示されるように、トラクタ10の動作と作業機27の動作について総合的に制御する制御装置30の他、測位装置61、通信装置63、カメラ65、表示装置66、ブザー67等も備えている。
Further, as shown in FIG. 2, the
制御装置30は、CPU(Central Processing Unit)等の処理装置、ROM(Read only Memory),RAM(Random Access Memory)、HDD(Hard Disk Drive)等の記憶装置、入力装置等からなるコンピュータ等で構成されており、その処理装置がROM又はHDDの記憶部31に格納されている制御用のプログラム、データおよび検出情報に基づいて情報処理することで必要な制御対象に制御情報を送信するようになっている。
また、制御装置30は、より具体的には、トラクタ10の車両本体における動作を制御する車両制御部32と、そのトラクタ10における作業機27の動作を制御する作業機制御部33と、自動走行作業制御部34、スリップ判定部35と、脱出用制御部37を有している。
The
More specifically, the
車両制御部32は、例えば、エンジン14の動作と走行動作を制御する車両ECU(Electronic Control Unit)等で構成されている。車両ECUは、エンジン14の動作を専用に制御するエンジンECUと、走行動作を専用に制御する走行ECUとに分けて構成されていてもよい。
また、車両制御部32は、図1又は図2に示されるように、その制御対象となる車両制御駆動部40が制御装置30に接続されている。車両制御駆動部40としては、例えば、エンジン14の操作駆動部、変速装置16の変速段数や前進後進を変更する変更装置42、前輪11の操舵方向(切れ角)を変更する操舵装置19を自動操縦する操縦装置43、操舵装置43の操舵方向を自動操縦する操縦装置43、図示しないクラッチ装置の作動部やブレーキ装置の作動部等である。
The
Further, as shown in FIG. 1 or 2, the
車両制御部32は、車両制御駆動部40の動作について、その制御に必要な状態を検出する各種センサ50により検出された検出情報を取得しながら必要に応じて制御する。
このような制御に使用される各種センサ50は、例えば、エンジン14の回転数、走行速度、ステアリングホイール22の切れ角、操縦装置43の操舵方向、操作レバー、操作ペダル、走行車体の傾き、障害物の有無等の各状態をそれぞれ検出する複数のセンサである。このうち走行速度の状態を検出するセンサとしては、例えば、後輪12の伝動軸17の回転数を計測する計測装置51の一例である軸回転数センサ等が使用される。また、操舵装置19の操舵方向を検出するセンサとしては、その操舵方向を検出する検出装置52の一例である切れ角センサ等が使用される。
The
The
作業機制御部33は、例えば、作業機ECU等で構成されている。作業機ECUは、農業機用の通信規格であるISOBUSに適用可能な作業機27に搭載されている。また、作業機制御部33は、図2に示されるように、その制御対象になる作業機制御駆動部48が制御装置30に接続されている。作業機制御駆動部48としては、例えば、PTO軸18の切替装置やその変速装置、作業機27の昇降用装置49、電動モータ等である。
作業機制御部33は、作業機制御駆動部48の動作について、その制御に必要な状態を検出する各種センサ57にて検出された検出情報を取得しながら必要に応じて制御する。このような制御に使用される各種センサ57は、例えば、PTO軸18の回転速度、作業機27の昇降位置、駆動速度等の各状態をそれぞれ検出する複数のセンサである。
The work machine control unit 33 is composed of, for example, a work machine ECU or the like. The working machine ECU is mounted on the working
The work machine control unit 33 controls the operation of the work machine
測位装置61は、作業車両1であるトラクタ10の自己位置等を示す位置情報として取得する装置である。
この測位装置61は、例えば、GNSS(Global Navigation Satellite System)を利用した装置で構成されており、受信アンテナ62により航法衛星からの電波をそれぞれ受信して所定時間ごとにGNSS座標を個別に取得して地球上での位置情報を取得するようになっている。受信アンテナ62は、作業車両1の所定の部位に設けられるものであり、本実施の形態におけるトラクタ10では例えば各キャビン20の上面に設けられている。
また、測位装置61は、作業地9付近等の所要の場所に基地局を設置して、より精度の高い位置情報を入手するよう構成してもよい。
The
The
Further, the
通信装置63は、管理装置7、携帯通信端末70等の機器とデータ通信が可能な装置である。通信方式としては、例えば、インターネット等の通信ネットワークや、ブルートゥース(Bluetooth)(登録商標)等の近距離の無線通信技術が適用される。管理装置7は、遠隔管理センター、圃場管理舎等の場所に設置されるコンピュータ(サーバ)等である。携帯通信端末70は、例えば作業車両1のトラクタ10における運転座席21に乗車して自動又は手動で操縦する操縦者やトラクタ10を自動走行させて使用する使用者が用いる、設置形式や携帯形式のタブレット型等の情報端末である。
また、この通信装置63は、作業地9付近等の所要の場所に基地局を設置して通信の中継を行うよう構成してもよい。
The
Further, the
カメラ65は、動画撮影が可能なものであり、走行車体の1か所のみに限らず、撮影が必要な複数の個所に配置される。表示装置66は、運転座席21に座る操縦者に伝えるべき必要な情報を表示させるものであり、例えば液晶表示パネル等で構成されている。ブザー67は、操縦者やトラクタ10の近傍にいる者に注意喚起を促すための警報音を発するものである。
The
自動走行作業制御部34は、予め設定される圃場91等の作業地9の位置情報、作業情報、経路情報等の必要な情報に応じて作業車両1であるトラクタ10の自動走行時や自動作業時の各動作を、プログラム、各種データ等に基づいて制御対象を制御する機能を有する部分である。
The automatic traveling
この自動走行作業制御部34は、上記車両制御部32と作業機制御部33と連携して制御を行うよう構成されている。
この自動走行作業制御部34の制御に際しては、各種センサ50,57等の検出情報や、測位装置61の位置情報や、通信装置63から得られる通信情報等が使用される。また、自動走行作業制御部34の制御に際しては、トラクタ10の前方を初めとする周囲の状況を撮像するカメラ65からの映像情報や、図示しない超音波、赤外線等を使用した障害物検知装置からの検知情報等も利用される。
そして、この自動走行作業制御部34は、トラクタ10の上記モード切替手段から送られる自動走行モードへの切り替え情報や、上記管理装置7、携帯通信端末70等の機器から送信される自動走行モードの選択情報に基づいて作動する。
The automatic traveling
In controlling the automatic traveling
Then, the automatic driving
スリップ判定部35は、自動走行が開始されると、計測装置51で計測される後輪12の伝動軸17の回転数から理論上の車速(Vt)と測位装置61で測位される位置の移動量から実際の車速(Vp)を求めた後に両者の差(Vt−Vp)を求め、その差が所定の値(Vs)以上になるとトラクタ10にスリップが発生したと判定する機能を有する部分である。
このような機能を有するスリップ判定部35は、例えば、プログラムとデータを含むソフトウェアで構成される。
When the automatic traveling is started, the
The
理論上の車速(Vt)は、伝動軸17の回転数をN(rpm)、後輪12の直径をD(m)とした場合、Vt(m/秒)=(N/60)・π・Dとして求められる。
実際の車速(Vp)は、位置の移動量pnを伝動軸17の回転数Nの計測時刻t1における位置情報p1から速度算出時刻t2における位置情報p2との差(pn=p2−p1)を経過時間(t2−t1)で除算することでVp(m/秒)={(p2−p1)/(t2−t1)}として求められる。
The theoretical vehicle speed (Vt) is Vt (m / sec) = (N / 60) · π · when the rotation speed of the
The actual vehicle speed (Vp) elapses from the difference (pn = p2-p1) between the position information p1 at the measurement time t1 of the rotation speed N of the
またスリップ判定部35は、後述するように、スリップが発生したと判定してから、そのスリップに起因して走行不能の状態になることも判定する。
Further, as will be described later, the
脱出用制御部37は、スリップ判定部35で後にそのスリップによる走行不能状態から脱出する制御を行う機能を有する部分である。また、脱出用制御部37は、本制御システムにおける制御装置に相当するものでもある。
このような機能を有する脱出用制御部37は、例えば、プログラムとデータを含むソフトウェアで構成される。
The
The
脱出用制御部37による脱出する制御は、厳密には、スリップが発生したと判定したときではなく、後述するようにスリップが発生したと判定した後にそのスリップによる走行不能状態になったことを判定したときに開始される(図4参照)。
脱出する制御の詳細については後述するが、検出装置52で検出される操舵方向が直進方向であるときに行われる制御と右方向又は左方向であるときに行われる制御に大別される(図5参照)。
Strictly speaking, the escape control by the
The details of the escape control will be described later, but the control is roughly divided into the control performed when the steering direction detected by the
本実施形態では、制御システムにおけるスリップ判定部35と脱出用制御部37をトラクタ10の制御装置30の一部として構成した場合を示している。
しかし、本発明の制御システムにおけるスリップ判定部35と脱出用制御部37は、トラクタ10の制御装置30ではなく、例えば図2に二点鎖線で示されるように、上記における管理制御装置71の一部として構成することも可能である。この場合、管理制御装置71は脱出用の制御を行う制御装置の他の例になる。
In the present embodiment, the case where the
However, the
管理装置7と携帯通信端末70は、図2に示されるように、主にトラクタ10の自動走行と自動作業における動作条件、動作状態等について管理して必要なときに制御する管理制御装置71をはじめとして、トラクタ10における通信装置63に対する通信が可能な通信装置75や、キーボード、タッチパネル等の入力装置76や、液晶パネル、ランプ等の表示装置78を有している。
As shown in FIG. 2, the management device 7 and the mobile communication terminal 70 mainly manage the operation conditions, operating states, and the like in the automatic running and automatic work of the
管理制御装置71は、上記コンピュータにおける処理装置がROM又はHDDの記憶部72に格納されているプログラム、制御データと通信で得られる検知情報に基づいて情報処理をするとともに、制御対象である作業車両1のトラクタ10に必要な制御情報を通信装置75から送信するようになっている。また、管理制御装置71では、それを操作する操作者により、トラクタ10にて行う作業に関する種々の条件について必要に応じて設定、変更等を行うことができるようになっている。
また、管理制御装置71は、作業車両1のトラクタ10との間で、作業地情報、作業情報、位置情報、検出情報等の必要な情報を通信により受信して取得する情報取得部73を有している。
The
Further, the
記憶部72には、作業地9に関する作業地情報、作業機27の作業に関する作業情報、自動走行や自動作業における各経路Rに関する経路情報等が格納されている。
作業地情報は、作業対象になる作業地9(圃場91等)の場所を示す地図情報に関連付けて、作業地9の形状や、その入口91a、出口91bの位置に関する情報が含まれている。作業情報は、作業地9ごとに行う作業の内容、条件、作業の開始、作業の完了等の情報である。経路情報は、予め定める管理制御エリア内で自動走行や自動作業で移動するときの経路に関する情報である。
また記憶部72には、管理制御する作業車両の作業経路を生成する経路生成プログラム等も格納されている。
The
The work area information includes information on the shape of the work area 9 and the positions of the
Further, the
そして、本実施形態に係る作業車両1であるトラクタ10の制御システムは、次のように作動する。
Then, the control system of the
はじめに、作業車両1であるトラクタ10は、図3に示されるように作業地9としての圃場91において自動走行および自動作業(この2つは自動運転ともいえる。)を行うことが可能なものである。自動走行は、操縦者が乗る有人走行と操縦者が乗らない無人走行のいずれでもよい。自動作業は、作業機27による作業になる。
First, the
図3において符号91aは車両進入の入口、符号91bは車両退出の出口、符号Paは圃場91ごとに予め設定されている外周記憶点、符号Pbは入口91aに相当する位置にあると指定する外周記憶点、符号Pcは出口91bに相当する位置にあると指定する外周記憶点を、それぞれ示す。また、図3において符号Rs1〜Rs6が付された二点鎖線は自動作業時の作業走行経路、符号Rt1〜Rt5が付された二点鎖線は作業走行経路間における旋回走行経路をそれぞれ示す。また、図3における矢印と前、後、右、左の文字は、図中におけるトラクタ10の各方向を示している。
In FIG. 3,
続いて、トラクタ10は、作業先の圃場91に到着した後、例えばトラクタ10の操縦者が自動走行モードに切り替える操作をするか、トラクタ10の管理装置7又は携帯通信端末70の操作者が自動走行モードの開始の操作をすると、制御装置30における自動走行作業制御部34が始動して、自動走行作業が開始される。
Subsequently, after the
また、このとき制御システムでは、図4に示されるように、トラクタ10の自動走行が開始されたことを判断すると(ステップ10:S10)、制御装置30におけるスリップ判定部35が起動する。
Further, at this time, as shown in FIG. 4, when the control system determines that the automatic traveling of the
スリップ判定部35では、計測装置51で計測される後輪12の伝動軸17の回転数の検出情報を取得してトラクタ10の理論上の車速Vtを前述したように算出するとともに、測位装置61で測位される位置の移動量等の検出情報を取得して実際の車速Vpを前述したように算出する(S11)。
また、スリップ判定部35では、理論上の車速Vtと実際の車速Vpの差(Vt−Vp)を求め、その差が所定の値Vs以上になるか否かが判断される(S12)。所定の値Vsは、例えば0.83(m/秒)のような値(正の数値)に設定される。
The
Further, the
そして、スリップ判定部35においては、ステップ12において理論上の車速Vtと実際の車速Vpの差が所定の値Vs以上になったと判断されると、圃場91で自動走行するトラクタ10においてスリップが発生したと判定する(S13)。
このときスリップ判定部35では、スリップが発生したと判定してからの経過時間が所定の時間Ts以上になるか否かが判断される(S14)。経過時間が所定の時間Tsに達しない場合は、ステップ11〜13の動作が繰り返される。所定の時間Tsは、例えば3(秒)のような値に設定される。
Then, when the
At this time, the
また、スリップ判定部35では、ステップ14においてスリップ発生の判定からの経過時間が所定の時間Ts以上になったことが判断されると、トラクタ10がスリップに起因して走行不能な状態になったと判定する(S15)。
これにより、自動走行するトラクタ10が圃場91において例えばぬかるみにはまって駆動輪である後輪12等が空転してスリップして動けなくなるスタック状態になり始めたことを検知することができる。ちなみに、このようなスタック状態になった場合は、そのときの自動走行の条件のままで走行を続けようとしても、脱出することが難しく、また駆動輪の空転が続行されることにより圃場91に穴を掘って脱出がさらに困難になる。
Further, when the
As a result, it is possible to detect that the automatically traveling
そして、制御システムでは、ステップ13においてスリップが発生したと判定した後にステップ15において走行不能状態であると判定すると、脱出用制御部37が始動して、その走行不能状態から脱出するための脱出用の制御を実行する(S16)。
次に、この制御システムによる脱出用の制御について図5を参照しながら説明する。
Then, in the control system, if it is determined in
Next, the control for escape by this control system will be described with reference to FIG.
制御システムによる脱出用の制御は、図5に示されるように、脱出用制御部37が検出装置52から操縦装置43の操舵方向の情報を取得して、その操舵方向が直進方向であるか否かが判断される(S20)。直進方向は、換言すれば左右の操舵可能な方向に対しては中立の方向になるが、また実質的に直進といえる僅かな左右の操舵方向を含めるようにしてもよい。
In the control for escape by the control system, as shown in FIG. 5, the
脱出用制御部37では、ステップ20において操舵方向が直進方向であると判断されると、脱出用の制御として、変速装置16における変速段数を低い段数に変更する制御を行う(S21)。
このときの制御は、車両制御駆動部40における変更装置42により変速装置16の変速段数を1段下げる動作を実行させる。このときの変速段数の低い段数への変更は、1段に限らず、複数段下げるようにしても構わない。
このような制御を行うことにより、駆動輪(左右の後輪12L,12R)が圃場91における地面(土壌)に対して低速回転で接して静止摩擦力が増えて空転しにくくなる。
When the
In the control at this time, the
By performing such control, the drive wheels (left and right
また、このとき脱出用制御部37では、変速段数を1段下げた後に、脱出の効果の有無を確認するため、トラクタ10の位置の変化量が所定の値Psよりも小さいか否かを判断する(S22)。
位置の変化量は、測位装置61で測位される位置の移動量等の検出情報に基づいて判断される。また所定の値Psは、脱出の可能性を判断するための目安になり、例えば位置の変化の誤差レベルを除く程度の距離(長さ)であればよい。この位置の変化量の判断については、これ以後の過程でも必要に応じて同様に実行される。
Further, at this time, the
The amount of change in position is determined based on detection information such as the amount of movement of the position determined by the
このステップ22において位置の変化量が所定の値Ps以上であると判断された場合は、脱出が可能な状態になるとみなし、変速段数を変更する制御を中止して、その時点における最後の変速段数で走行を続ける(S33)。
これにより、上記スリップ発生と走行不能状態のとき(前提条件)における1つの脱出可能な条件を得ることができる。
If it is determined in this
As a result, one escape-possible condition can be obtained when the slip occurs and the vehicle cannot run (precondition).
ステップ33に進んだ場合は、最後の変速段数で走行した距離(位置の移動量)が所定の距離Ds以上になったか否かを判断する(S34)。所定の距離Dsは、例えば、スリップがなくなり走行可能な状態になると予測される距離に設定すればよい。
この制御システムでは、ステップ34において走行距離が所定の距離Ds以上になったと判断されたときは、スリップに起因した走行不能状態から脱出することができたものとみなし、それまでの脱出用の制御が終了する。
When the process proceeds to step 33, it is determined whether or not the distance traveled in the last number of gears (movement amount of the position) is equal to or greater than the predetermined distance Ds (S34). The predetermined distance Ds may be set to, for example, a distance that is predicted to be in a state where the vehicle can travel without slipping.
In this control system, when it is determined in
ちなみに、この制御システムにおいては、これ以後においてもステップ33に進んだ場合は、脱出用制御部37により上記ステップ34の判断が同様に行われ、走行距離が所定の距離Ds以上になった段階でそれまでに行われていた脱出用の制御が同様に終了するようになっている。
By the way, in this control system, if the process proceeds to step 33 even after this, the
その一方で、制御システムでは、ステップ22において位置の変化量が所定の値Psよりも小さいと判断されると、脱出用制御部37により駆動輪である後輪12等が停止したか否かを判断する(S23)。後輪12の停止は、その伝動軸17の回転数の計測装置51による検出情報がゼロになることで確認される。
On the other hand, in the control system, when it is determined in
この際、脱出用制御部37は、駆動輪が停止しないと判断した場合には、ステップ21に戻って変速段数を1段下げる制御を行った後、ステップ22、23の各動作を同様に行う。このときは駆動輪が空転していて未だ脱出し始める状態にないとみなし、変速段数をさらに低い段数に変更することになる。
At this time, if it is determined that the drive wheels do not stop, the
一方、脱出用制御部37は、駆動輪が停止したと判断した場合には、脱出用の制御として、変速装置16における変速段数を高い段数に変更する制御を行う(S24)。
このときの制御は、車両制御駆動部40における変更装置42により変速装置16の変速段数を1段上げる動作を実行させる。このときの変速段数の高い段数への変更は、1段に限らず、複数段上げるようにしても構わない。また、この制御を行うことにより、駆動輪が停止したことにより圃場91における地面に対する駆動輪の静止摩擦力が支配的になるので、変速段数を上げて加速していくことで駆動輪の空転を少なくして前進する力を生みやすくなる。
On the other hand, when it is determined that the drive wheels have stopped, the
In the control at this time, the
また、このとき脱出用制御部37では、変速段数を1段上げた後に、脱出の効果の有無を確認するため、トラクタ10の位置の変化量が所定の値Psよりも小さいか否かを判断する(S25)。
Further, at this time, the
このステップ25において位置の変化量が所定の値Ps以上であると判断された場合は、変速段数等を変更する制御を中止して、その時点における最後の変速段数で走行を続ける制御が行われる(S33)。
反対に、ステップ25において位置の変化量が所定の値Psよりも小さいと判断された場合は、1段ずつ上げている変速段数が規定の上限段数に達したか否かを判断し(S26)、変速段数が規定の上限段数に達していないときには、ステップ24に戻って変速段数をさらに1段上げる制御を継続する。
If it is determined in
On the contrary, when it is determined in
続いて、制御システムでは、ステップ26において変速段数が規定の上限段数に達したと判断した場合、ステップ21からステップ26までの一連の制御が繰り返された回数が所定の回数Ns以上になったか否かを判断し(S27)、所定の回数Ns未満のときには所定の回数Ns以上になるまで一連の制御を継続して行う。
このときの一連の制御は、変速段数を低い段数に変更する制御から始まり駆動輪が停止した後に変速段数を高い段数に変更する制御が終了するまでの制御である。所定の回数Nsは、試験結果や作業者の要望内容等の観点から設定すればよく、例えば3回に設定される。
Subsequently, when the control system determines that the number of gears has reached the specified upper limit in
The series of controls at this time is control starting from the control of changing the number of gears to a lower number of gears and ending after the drive wheels are stopped and the control of changing the number of gears to a higher number of gears is completed. The predetermined number of times Ns may be set from the viewpoint of the test result, the content requested by the operator, and the like, and is set to, for example, three times.
ステップ27で一連の制御の繰り返し回数が所定の回数Ns以上になったと判断した場合は、トラクタ10の位置の変化量が所定の値Psよりも小さいか否かを判断する(S28)。ステップ28において位置の変化量が所定の値Ps以上であると判断された場合は、変速段数等を変更する制御を中止して、その時点における最後の変速段数で走行を続ける(S33)。
When it is determined in
反対に、ステップ28において位置の変化量が所定の値Psよりも小さいと判断された場合は、脱出用制御部37が変速装置16における走行伝達方向を前進方向から後進方向に切り替えた後(S29)、その後進走行において上記ステップ21からステップ26までの一連の制御を同様に行う(S30)。このときの後進走行における一連の制御は、所定の回数Ns以上になるまで判断されながら繰り替えされる(S31)。
On the contrary, when it is determined in
また、脱出用制御部37は、一連の制御が所定の回数Ns以上になった段階でトラクタ10の位置の変化量が所定の値Ps以上になったか否かを判断し(S31)、位置の変化量が所定の値Psより小さいときにはステップ30まで戻って後進走行における一連の制御を同様に実行するようになっている。
Further, the
そして、このステップ31において位置の変化量が所定の値Ps以上であると判断された場合は、変速段数等を変更する制御を中止して、その時点における最後の変速段数で走行を続ける制御が行われる(S33)。 When it is determined in this step 31 that the amount of change in position is equal to or greater than a predetermined value Ps, the control for changing the number of gears or the like is stopped, and the control for continuing traveling at the last number of gears at that time is performed. It is done (S33).
また、制御システムは、図5に示されるように、上記ステップ20において操舵方向が直進方向でないと判断された場合、その蛇行方向が右方向であるか否かを判断する(S40)。
ここで、蛇行方向が右方向又は左方向とは、トラクタ10が左右の一方に旋回走行するときの操舵状態である場合に限らず、作業走行における作業経路Rsが右方向に曲がる経路のときや左方向に曲がる経路のときの操舵状態である場合を含むものとする。
Further, as shown in FIG. 5, when it is determined in
Here, the meandering direction to the right or left is not limited to the steering state when the
ステップ40で操舵方向が右方向であると判断されると、脱出用に制御として、脱出用制御部37が操舵方向を右方向から中央に少し戻す制御を行う(S41)。
このときの制御は、操縦装置43により操舵方向を変更するよう制御することで行われる。少し戻す量は、例えば、旋回時であれば予め定められた旋回経路Rtを大きく逸脱しない程度の量にし、また、作業走行中であれば予め定められた作業経路Rsを大きく逸脱しない程度の量に設定される。
When it is determined in
The control at this time is performed by controlling the
またこのときのトラクタ10においては、左側の駆動輪(後輪12L)が空転してスリップしていて、右側の駆動輪(後輪12R)がロックしている状態(片輪ロック状態)になることが多い。しかし、上記操舵方向を右方向から中央に少し戻すという制御を行うことにより、そのトラクタ10における右側の駆動輪による片輪ロック状態になることを避けながら右側の駆動輪による前進させる力が得られやすくなる。また、このときスリップしている左側の後輪12Lが地面(土壌)に対して空転する状態から脱して推進力(駆動力)を発揮しやすくなる。さらに、このときの制御は操舵方向を少し中央側に戻す程度であるため、旋回経路Rtや作業経路Rsを大きく逸脱するおそれがない。
Further, in the
ステップ41において操舵方向を中央に少し戻す制御を行うたびにトラクタ10の位置の変化量が所定の値Ps以上になったか否かを判断する(S42)。
この際、位置の変化量が所定の値Psより小さいと判断された場合には、操舵方向が直進方向に戻ったか否かを判断し(S43)、直進方向に戻っていないときにステップ41まで戻って操舵方向を中央に少し戻す制御を同様に行い、ステップ41から42までの制御動作を操舵方向が直進方向に戻るまで繰り返す。
It is determined whether or not the amount of change in the position of the
At this time, if it is determined that the amount of change in position is smaller than the predetermined value Ps, it is determined whether or not the steering direction has returned to the straight-ahead direction (S43), and when the steering direction has not returned to the straight-ahead direction, up to step 41. The control of returning and slightly returning the steering direction to the center is performed in the same manner, and the control operations from steps 41 to 42 are repeated until the steering direction returns to the straight direction.
一方、脱出用制御部37では、ステップ42において位置の変化量が所定の値Ps以上になったと判断された場合は、脱出が可能な状態になるとみなし、操舵方向を変更する制御を中止して、その時点における変速段数(自動方向で設定されている段数)のままで走行を続ける制御が行われる(S33)。
On the other hand, when the
続いて、脱出用制御部37では、ステップ43において操舵方向が直進方向に戻ったと判断した場合は、脱出用に制御として、操舵方向を逆の左方向に少し変更する制御を行う(S44)。この制御を行うことにより、スリップしていないと推測される右側の駆動輪(後輪12R)の駆動力を大きくすることができる。
Subsequently, when the
ステップ44における操舵方向を左方向に少し変更する制御を行った後にトラクタ10の位置の変化量が所定の値Ps未満であるか否かを判断する(S45)。
このステップ45において位置の変化量が所定の値Ps以上になっていた場合は、脱出が可能な状態になるとみなし、操舵方向を変更する制御を中止して、その時点における変速段数のままで走行を続ける制御が行われる(S33)。
After performing control to slightly change the steering direction to the left in step 44, it is determined whether or not the amount of change in the position of the
If the amount of change in position is equal to or greater than the predetermined value Ps in this step 45, it is considered that escape is possible, the control for changing the steering direction is stopped, and the vehicle travels with the number of gears at that time. Control is performed to continue (S33).
一方、ステップ45において位置の変化量が所定の値Ps未満であった場合は、操舵方向を再び直進方向に戻す制御を行う(S46)。
この場合は、トラクタ10は全駆動輪がスリップしているとみなして、次善の脱出用制御として、図5に示されるように、ステップ21からステップ33までの制御を同様に行うようになる。すなわち、この場合は、ステップ21からステップ33に示されるような変速装置16の変速段数を変更する制御を前進方向と後進方向において必要により実行することになる。
On the other hand, if the amount of change in position is less than the predetermined value Ps in step 45, control is performed to return the steering direction to the straight direction again (S46).
In this case, the
さらに、制御システムでは、図5に示されるように、上記ステップ40において操舵方向が右方向でない(左方向である)と判断されると、脱出用に制御として、脱出用制御部37が操舵方向を左方向から中央に少し戻す制御を行う(S47)。
このときの制御は、上記ステップ41の制御の場合と方向が異なる点で相違するが、その制御による作用効果はステップ41の制御による前述した作業効果と左右を逆にして捉えればほぼ同じである。
Further, in the control system, as shown in FIG. 5, when it is determined in the
The control at this time is different from the case of the control in step 41 in that the direction is different, but the action effect by the control is almost the same as the above-mentioned work effect by the control in step 41 if the left and right are reversed. ..
ステップ47において操舵方向を中央に少し戻す制御を行うたびにトラクタ10の位置の変化量が所定の値Ps以上になったか否かを判断する(S48)。
この際、位置の変化量が所定の値Psより小さいと判断された場合には、操舵方向が直進方向に戻ったか否かを判断し(S49)、直進方向に戻っていないときにステップ47まで戻って操舵方向を中央に少し戻す制御を同様に行い、ステップ47から48までの制御動作を操舵方向が直進方向に戻るまで繰り返す。
Every time the control for slightly returning the steering direction to the center is performed in step 47, it is determined whether or not the amount of change in the position of the
At this time, if it is determined that the amount of change in position is smaller than the predetermined value Ps, it is determined whether or not the steering direction has returned to the straight-ahead direction (S49), and when the steering direction has not returned to the straight-ahead direction, up to step 47. The control of returning and slightly returning the steering direction to the center is performed in the same manner, and the control operations from steps 47 to 48 are repeated until the steering direction returns to the straight direction.
一方、脱出用制御部37では、ステップ48において位置の変化量が所定の値Ps以上になったと判断された場合は、脱出が可能な状態になるとみなし、操舵方向を変更する制御を中止して、その時点における変速段数(自動方向で設定されている段数)のままで走行を続ける制御が行われる(S33)。
On the other hand, when the
続いて、脱出用制御部37では、ステップ49において操舵方向が直進方向に戻ったと判断した場合は、脱出用に制御として、操舵方向を逆の右方向に少し変更する制御を行う(S50)。この制御を行うことにより、スリップしていないと推測される左側の駆動輪(後輪12L)の駆動力を大きくすることができる。
Subsequently, when the
ステップ50における操舵方向を右方向に少し変更する制御を行った後にトラクタ10の位置の変化量が所定の値Ps未満であるか否かを判断する(S51)。
このステップ51において位置の変化量が所定の値Ps以上になっていた場合は、脱出が可能な状態になるとみなし、操舵方向を変更する制御を中止して、その時点における変速段数のままで走行を続ける制御が行われる(S33)。
After performing control to slightly change the steering direction in
If the amount of change in position is equal to or greater than the predetermined value Ps in this
一方、ステップ51において位置の変化量が所定の値Ps未満であった場合は、操舵方向を再び直進方向に戻す制御を行う(S52)。
この場合は、トラクタ10は全駆動輪がスリップしているとみなして、次善の脱出用制御として、図5に示されるように、ステップ21からステップ33までの制御を同様に行うようになる。すなわち、この場合は、ステップ21からステップ33に示されるような変速装置16の変速段数を変更する制御を前進方向と後進方向において必要により実行することになる。
On the other hand, if the amount of change in position is less than the predetermined value Ps in
In this case, the
そして、制御システムは、図5に示されるように、上記した脱出用の制御がすべてステップ33とステップ34を満たして進むと、それまでの脱出用の制御が終了する。
また、この制御システムは、図4に示されるように、脱出用の制御が終了したか否かを判断し(S17)、終了したと判断すると、その時点における位置情報に基づく自動走行を再開する(S18)。
Then, as shown in FIG. 5, when all the above-mentioned escape controls satisfy
Further, as shown in FIG. 4, this control system determines whether or not the control for escape has been completed (S17), and if it is determined that the control has been completed, the automatic traveling based on the position information at that time is restarted. (S18).
以上説明したように、本実施形態に係る制御システムでは、スリップが発生したと判定した後にそのスリップに起因した走行不能な状態から脱出する制御を操舵方向の違いに応じて適合する内容で行うようにしているので、圃場91の地面(土壌)に対する駆動輪の摩擦力が適宜引き出されて駆動輪が空転しにくくなる。
したがって、この制御システムは、自動走行時にスリップにより走行不能になった状態からその場の状況に適合させて効率よく脱出することができる。
As described above, in the control system according to the present embodiment, after it is determined that a slip has occurred, the control for escaping from the inoperable state caused by the slip is performed with the content suitable for the difference in the steering direction. Therefore, the frictional force of the drive wheels with respect to the ground (soil) of the field 91 is appropriately drawn out, and the drive wheels are less likely to slip.
Therefore, this control system can efficiently escape from the state where the vehicle cannot travel due to slipping during automatic driving according to the situation at that time.
ちなみに、スリップに起因して走行不能になるときの状態は走行車両や圃場等の条件によって異なるが、この制御システムでは脱出する制御を走行不能になったときの操作状態に対応させて段階的に変化させながら行うようにしているので、種々の異なる走行不能な状態からの脱出が可能になる。
またこの制御システムでは、脱出の制御を行うことで、圃場91等の作業地9におけるスリップの発生頻度や程度等の情報や、それら各スリップで走行不能になった状態から脱出できる場合の有効な制御内容の情報を得ることができる。このため、これらの情報に基づいて、作業を行う圃場91等の乾田や湿田ごとのスリップの発生等を予測した管理情報を作成して活用することが可能になり有益である。
By the way, the state when it becomes impossible to drive due to slip differs depending on the conditions such as the traveling vehicle and the field, but in this control system, the control to escape is gradually made to correspond to the operation state when it becomes impossible to drive. Since it is performed while changing it, it is possible to escape from various different inoperable states.
Further, in this control system, by controlling the escape, information such as the frequency and degree of slip occurrence in the work area 9 such as the field 91 and information on the state where the slip cannot be run are effective. Information on the control content can be obtained. Therefore, based on this information, it is possible to create and utilize management information that predicts the occurrence of slips in dry fields such as fields 91 and wet fields where work is performed, which is useful.
なお、上記実施形態に係る制御システムにおいては、脱出用の制御が実行された場合、その制御が行われていることを知らせるため、例えば「脱出用制御中」等の表示や所定のスイッチ等の点滅を行うようにするとよい。
これにより、脱出用の制御が行われることによりそれまでの自動走行の動作と異なる動作が発生しても、トラクタ10に乗る操縦者やトラクタ10の自動走行をトラクタ10に乗らずに操作する操作者に注意喚起することができ、利便性も向上する。この場合の表示は、例えば、トラクタ10における表示装置66(図2)や、上記携帯通信端末70の表示装置78(図2)において行えばよい。また、スイッチ等の点滅は、例えば自動走行モードを切り替えるランプ内蔵のスイッチ等において行えばよい。
In the control system according to the above embodiment, when the control for escape is executed, for example, a display such as "control for escape" or a predetermined switch is used to notify that the control is being performed. It is good to make it blink.
As a result, even if an operation different from the operation of the automatic driving up to that point occurs due to the control for escape, the operator who rides on the
また、上記実施形態に係る制御システムにおいては、脱出用の制御が実行されているときに自動走行中のトラクタ10に対して手動操作が行われて脱出が試みられた場合、その脱出が完了した後に自動走行が再開された際、トラクタ10の操舵方向を直進方向に戻す制御を行うよう構成するとよい。
例えば、トラクタ10が圃場91内における直線状の作業経路Rsを自動走行中にスリップの発生により走行不能な状態になって脱出用の制御が行われているとき、トラクタ10の操縦者や携帯通信端末70の操作者が手動操作により脱出を試みることがある。上記のように構成すれば、このような途中で手動操作が入っても、その手動操作による脱出が完了したときには、トラクタ10を自動走行に自動でスムーズに復帰させることができる。このときの自動走行の復帰は、制御システムの方でスリップの発生がなくなったことをきっかけにして自動で移行するようにするか、あるいは、操縦者や操作者が所定のスイッチやボタン等を操作することで行えるようにすればよい。
Further, in the control system according to the above embodiment, when the
For example, when the
さらに、上記実施形態に係る制御システムにおいては、自動走行中の旋回経路Rtとして図3に示されるような半円弧状の経路でなく、図6に示されるように次の作業経路Rsを少し行き過ぎて大回りして旋回する、例えばRターンと称される旋回RRtを行う場合、そのRターンの旋回RRt中に脱出用の制御が実行されている中で手動操作が入り、そのRターンの旋回RRtの途中で脱出が完了して自動走行が再開されるときに、例えば「次の作業経路(Rs2)の開始位置(Sp)に車体を移動させてください。」等の表示を行うよう構成するとよい。 Further, in the control system according to the above embodiment, the turning path Rt during automatic traveling is not a semicircular path as shown in FIG. 3, but a little overshoots the next working path Rs as shown in FIG. When making a large turn, for example, a turning RRt called an R turn, a manual operation is performed while the control for escape is being executed during the turning RRt of the R turn, and the turning RRt of the R turn is performed. When the escape is completed and the automatic driving is restarted in the middle of, for example, "Please move the vehicle body to the start position (Sp) of the next work route (Rs2)." ..
これは、Rターンの旋回RRtの途中で脱出が完了して自動走行が再開された場合、その次の作業経路Rs2への残りの旋回経路Rtの予測が不安定になりやすいため、そのときのトラクタ10を次の作業経路Rs2の開始位置Spまで手動操作で移動させてもらい、次の作業経路Rs2からの自動走行をスムーズに開始させるために有効である。またこの手動操作による移動を行ってもらうことにより、そのRターンの旋回RRt中に再度ぬかるみ等にはまってスリップに起因した走行不能な状態に陥ることを回避することも可能になる。このときの表示についても、例えば、トラクタ10における表示装置66や、上記携帯通信端末70の表示装置78において行えばよい。
図6における符号Rs1は第1の作業経路、符号Epは第1の作業経路Rs1の終了位置、符号Rs2は第2の作業経路、符号Rt1は第1の作業経路Rs1から第2の作業経路Rs2に移行するときの第1の旋回経路を、それぞれ示す。
This is because if the escape is completed in the middle of the turning RRt of the R turn and the automatic driving is restarted, the prediction of the remaining turning path Rt to the next work path Rs2 tends to be unstable. It is effective for the
In FIG. 6, reference numeral Rs1 is a first work path, reference numeral Ep is an end position of the first work path Rs1, reference numeral Rs2 is a second work path, and reference numeral Rt1 is a first work path Rs1 to a second work path Rs2. The first turning path at the time of transition to is shown respectively.
また、上記実施形態に係る制御システムでは、上記Rターンの旋回RRt中に脱出用の制御が実行されている中で手動操作によりそのRターンの旋回RRtの途中で脱出が完了して自動走行が再開される時期に、トラクタ10が次の作業経路Rs2の開始位置Sp等の適切な位置に移動するまでは自動走行を再開させない制御を行うよう構成するとよい。
これにより、脱出後のトラクタ10を安全かつ確実に自動走行させることができる。ちなみに、Rターンの旋回RRtの途中で手動操作による脱出が完了しても、次の作業経路Rs2の開始位置Spからずれた位置で脱出した場合、すぐに自動走行を再開させると、トラクタ10が自動走行の開始と同時に急旋回して再びぬかるみにはまってスリップに起因した走行不能な状態に陥ってしまうおそれがある。しかし、このようなことは、上記したように適切な位置に移動するまでは自動走行を再開させないという制御を行えば回避することができる。
Further, in the control system according to the above embodiment, while the control for escape is being executed during the turning RRt of the R turn, the escape is completed in the middle of the turning RRt of the R turn by manual operation, and the automatic traveling is performed. It is preferable to configure the control so that the automatic traveling is not restarted until the
As a result, the
この他、本発明の制御システムは、作業車両1と管理装置7又は携帯通信端末70との双方に構成部分を適宜配分して構成することが好ましいが、作業車両1のみに構成部分をすべて装備して構成するようにしてもよい。
また、作業車両1のトラクタ10における駆動輪は、前輪11と後輪12の双方であってもよい。この場合、スリップ判定部35は、前輪11の伝動軸の回転数も含めて理論上の車速Vtを算出するようにしてもよい。計測装置51については、駆動輪の伝動軸の回転数に代えて駆動輪の回転数を計測してもよい。
In addition, the control system of the present invention is preferably configured by appropriately allocating the constituent parts to both the
Further, the drive wheels in the
本発明は、トラクタ10等の農作業用の作業車両に限られず、それ以外の各種作業を行う作業車両にも適用することができる。
The present invention is not limited to a work vehicle for agricultural work such as a
1 …作業車両
12…後輪(駆動輪の一例)
16…変速装置
17…伝動軸
19…操舵装置
35…スリップ判定部
37…脱出用の制御部(制御装置の一例)
42…変更装置
43…操縦装置
51…計測装置
52…検出装置
61…測位装置
Vt…理論上の車速
Vp…実際の車速
1 ... Work vehicle 12 ... Rear wheels (an example of drive wheels)
16 ...
42 ...
Claims (7)
前記作業車両の駆動輪(12)又はその伝動軸(17)の回転数を計測する計測装置(51)と、
前記作業車両(1)の変速装置(16)の変速段数を変更する変更装置(42)と、
前記作業車両(1)の操舵装置(19)の操舵方向を検出する検出装置(52)と、
前記計測装置(51)で計測される前記回転数から求める理論上の車速と前記測位装置(61)で測位される位置の移動量から求める実際の車速との差を求め、前記差が所定の値以上になるとスリップが発生したと判定するスリップ判定部(35)と、
前記スリップ判定部(35)でスリップが発生したと判定した後に前記スリップによる走行不能状態から脱出する制御を行う制御装置(37)と、
を備え、
前記制御装置(37)は、前記検出装置(52)で検出される操舵方向が直進方向であるときに、前記変更装置(42)により前記変速段数を低い段数に変更する制御を行うことを特徴とする作業車両の制御システム。 A positioning device (61) that positions the position of a work vehicle (1) that can run automatically, and
A measuring device (51) that measures the number of rotations of the drive wheel (12) of the work vehicle or its transmission shaft (17), and
A changing device (42) for changing the number of shifting stages of the shifting device (16) of the work vehicle (1), and
A detection device (52) that detects the steering direction of the steering device (19) of the work vehicle (1), and
The difference between the theoretical vehicle speed obtained from the rotation speed measured by the measuring device (51) and the actual vehicle speed obtained from the movement amount of the position measured by the positioning device (61) is obtained, and the difference is predetermined. A slip determination unit (35) that determines that slip has occurred when the value exceeds the value, and
A control device (37) that controls to escape from the inoperable state due to the slip after the slip determination unit (35) determines that the slip has occurred.
Equipped with
The control device (37) is characterized in that when the steering direction detected by the detection device (52) is a straight-ahead direction, the change device (42) controls to change the number of shift gears to a lower number of gears. Work vehicle control system.
前記作業車両の駆動輪(12)又はその伝動軸(17)の回転数を計測する計測装置(51)と、
前記作業車両(1)の変速装置(16)の変速段数を変更する変更装置(42)と、
前記作業車両(1)の操舵装置(19)の操舵方向を検出する検出装置(52)と、
前記作業車両(1)の操舵装置(19)を自動操縦する操縦装置(43)と、
前記計測装置(51)で計測される前記回転数から求める理論上の車速と前記測位装置(61)で測位される位置の移動量から求める実際の車速との差を求め、前記差が所定の値以上になるとスリップが発生したと判定するスリップ判定部(35)と、
前記スリップ判定部(35)でスリップが発生したと判定した後に前記スリップによる走行不能状態から脱出する制御を行う制御装置(37)と、
を備え、
前記制御装置(37)は、前記検出装置(52)で検出される操舵方向が右方向又は左方向であるときに、前記操縦装置(43)により前記操舵方向を直進方向に戻すよう徐々に変更する制御を行うことを特徴とする作業車両の制御システム。 A positioning device (61) that positions the position of a work vehicle (1) that can run automatically, and
A measuring device (51) that measures the number of rotations of the drive wheel (12) of the work vehicle or its transmission shaft (17), and
A changing device (42) for changing the number of shifting stages of the shifting device (16) of the work vehicle (1), and
A detection device (52) that detects the steering direction of the steering device (19) of the work vehicle (1), and
A control device (43) that automatically steers the steering device (19) of the work vehicle (1), and
The difference between the theoretical vehicle speed obtained from the rotation speed measured by the measuring device (51) and the actual vehicle speed obtained from the movement amount of the position measured by the positioning device (61) is obtained, and the difference is predetermined. A slip determination unit (35) that determines that slip has occurred when the value exceeds the value, and
A control device (37) that controls to escape from the inoperable state due to the slip after the slip determination unit (35) determines that the slip has occurred.
Equipped with
The control device (37) is gradually changed so that the steering direction is returned to the straight direction by the control device (43) when the steering direction detected by the detection device (52) is the right direction or the left direction. A work vehicle control system characterized by performing control.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2020099404A JP2021192595A (en) | 2020-06-08 | 2020-06-08 | Control system of work vehicle and work vehicle equipped with the control system |
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Country Status (1)
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JP (1) | JP2021192595A (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP4293462A1 (en) * | 2022-06-07 | 2023-12-20 | Kubota Corporation | Management system |
-
2020
- 2020-06-08 JP JP2020099404A patent/JP2021192595A/en active Pending
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EP4293462A1 (en) * | 2022-06-07 | 2023-12-20 | Kubota Corporation | Management system |
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