JP2022157027A - 制御装置 - Google Patents

制御装置 Download PDF

Info

Publication number
JP2022157027A
JP2022157027A JP2021061028A JP2021061028A JP2022157027A JP 2022157027 A JP2022157027 A JP 2022157027A JP 2021061028 A JP2021061028 A JP 2021061028A JP 2021061028 A JP2021061028 A JP 2021061028A JP 2022157027 A JP2022157027 A JP 2022157027A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
wheels
idling
driving
mode
idling state
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2021061028A
Other languages
English (en)
Inventor
学 高橋
Manabu Takahashi
修平 川上
Shuhei Kawakami
光 小佐野
Hikari Osano
満夫 根田
Mitsuo Konda
仁志 野村
Hitoshi Nomura
直岐 堀田
Naoki Hotta
秀平 飛田
Shuhei Hida
俊彦 水本
Toshihiko Mizumoto
靖之 東
Yasuyuki Azuma
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Iseki and Co Ltd
Iseki Agricultural Machinery Mfg Co Ltd
Original Assignee
Iseki and Co Ltd
Iseki Agricultural Machinery Mfg Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Iseki and Co Ltd, Iseki Agricultural Machinery Mfg Co Ltd filed Critical Iseki and Co Ltd
Priority to JP2021061028A priority Critical patent/JP2022157027A/ja
Publication of JP2022157027A publication Critical patent/JP2022157027A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Landscapes

  • Control Of Position, Course, Altitude, Or Attitude Of Moving Bodies (AREA)
  • Guiding Agricultural Machines (AREA)
  • Arrangement And Driving Of Transmission Devices (AREA)

Abstract

Figure 2022157027000001
【課題】低コストで作業車両の空転状態を検出し、状況に応じた駆動のモードに切り替えることができる制御装置を提供する。
【解決手段】空転検出部によって空転状態が検出された場合に、デファレンシャル制御をロックするデフロック機構を作動させる駆動制御部を備え、前記空転検出部は、前記駆動制御部によって前輪の前記デフロック機構が作動した後に、前輪の前記空転状態が解消されない場合には、後輪を従動輪から駆動輪に切り替え、前記空転検出部により、前記駆動制御部によって前輪の前記デフロック機構が作動した後に、前記前輪の前記空転状態が解消されない場合には、後輪を従動輪から駆動輪に切り替える駆動に関する第一のモードを備え、駆動に関する前記第一のモードを実行する遠隔操作可能なリモートコントローラを備えた。
【選択図】図3

Description

本発明は、制御装置に関する。
従来、圃場での作業車両の位置情報に基づいて操作装置を制御することで、作業車両を自律的に走行させる制御装置が知られている(例えば、特許文献1参照)。
特開2016-24541号公報
しかしながら、従来技術では、コストをかけずに作業車両における車輪の空転状態を検出する点で改善の余地があった。
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、低コストで作業車両の空転状態を検出し、状況に応じた駆動のモードに切り替えることができる制御装置を提供することを目的とする。
上記した課題を解決し、目的を達成するために、実施形態の一態様に係る制御装置(100)は、圃場で作業する作業車両(1)の左右方向に設けられる車輪であって、旋回時に左右それぞれを異なる回転数で回転させるデファレンシャル制御が可能な車輪それぞれの回転数を検出する検出部(101)と、
左右の前記車輪における前記回転数の左右差に基づいて、前記車輪の空転状態を検出する空転検出部(102)と
を備え、
前記空転検出部(102)によって前記空転状態(102)が検出された場合に、前記デファレンシャル制御をロックするデフロック機構を作動させる駆動制御部(103)を備え、
前記空転検出部(102)は、前記駆動制御部(103)によって前輪(10)の前記デフロック機構が作動した後に、前記前輪(10)の前記空転状態が解消されない場合には、後輪(11)を従動輪から駆動輪に切り替え、
前記空転検出部(102)により、前記駆動制御部(103)によって前輪(10)の前記デフロック機構が作動した後に、前記前輪(10)の前記空転状態が解消されない場合には、後輪(11)を従動輪から駆動輪に切り替える駆動に関する第一のモードを備え、駆動に関する前記第一のモードを実行する遠隔操作可能なリモートコントローラ(RC)を備えたことを特徴とする。
実施形態の一態様によれば、低コストで作業車両の空転状態の検出及び空転状態の解消が検出することができ、リモートコントローラにより走破性を向上させる駆動のモードを実行することができる。
図1は、作業車両を示す側面図である。 図2は、作業車両を示す平面図である。 図3は、苗移植機の制御装置を中心とした制御系を示すブロック図である。 図4は、コントローラの機能構成を示すブロック図である 図5は、苗移植機の圃場における自律走行の説明図である。 図6は、走行制御部の処理を示す図である。 図7は、空転時に実施される処理を説明するフローチャートである。 図8は、モード遷移に係る処理を説明するフローチャートである。 図9は、モード遷移に係る処理を説明するフローチャートである。
(作業車両の概要)
まず、図1および図2を参照して第1実施形態に係る作業車両1の概要について説明する。図1は、作業車両1を示す側面図である。図2は、作業車両1を示す平面図である。
なお、以下の説明では、前後方向とは、作業車両1の直進時における進行方向であり、進行方向の前方側を「前」、後方側を「後」と規定する。作業車両1の進行方向とは、直進時において、操縦席41からハンドル35(ステアリング装置)に向かう方向である(図1および図2参照)。
左右方向とは、前後方向に対して水平に直交する方向であり、「前」側へ向けて左右を規定する。すなわち、操縦者(作業者ともいう)が操縦席41に着席して前方を向いた状態で、左手側が「左」、右手側が「右」である。
上下方向とは、鉛直方向である。前後方向、左右方向および上下方向は互いに直交する。各方向は説明の便宜上定義したものであり、これらの方向によって本発明が限定されるものではない。
実施形態では、作業車両1を、圃場作業装置として苗植付部4を備え、圃場に苗を受け付ける乗用型の苗移植機1として説明する。図1および図2に示すように、苗移植機1は、走行車体2の後側に昇降リンク機構3を介して、圃場に苗を植え付ける昇降可能な苗植付部4を備える。
走行車体2の後部上側には施肥装置5の本体部分が配置される。なお、作業車両1が苗移植機1ではない場合、種子を供給する播種装置などを作業装置として備える場合がある。
走行車体2は、車輪であり駆動輪である、左右の前輪10および後輪11を備える四輪駆動車両である。走行車体2の車体骨格を構成するメインフレーム15の前側には、苗植付部4などに駆動力を伝達するミッションケース13と、エンジン30から供給される駆動力、すなわち、エンジン30で発生した回転をミッションケース13に出力する油圧式の無段変速装置14とが設けられる。
無段変速装置14は、いわゆるHST(Hydro Static Transmission)と呼ばれる静油圧式の無段変速機である。以下では、無段変速装置がHST14である場合を説明する。
ミッションケース13内には、高速モードでの路上走行時や、低速モードでの苗の植え付け時などにおける走行車体2の走行モードを切り替える副変速機構16が設けられる。ミッションケース13の左右側方には、前輪ファイナルケース10aが設けられ、左右の前輪ファイナルケース10aの操向方向を変更可能な前輪支持部からそれぞれ外向きに突出する左右の前車軸10bに前輪10が取り付けられる。
また、メインフレーム15の後部側には、横方向に設けられた後部フレーム22(図2参照)の左右両側に後輪ギヤケース11aが取付けられ、後輪ギヤケース11aからそれぞれ外向きに突出する左右の後車軸11bに後輪11がそれぞれ取り付けられる。
また、後部フレーム22の上部には、昇降リンク機構3を支持する左右のリンク支持フレーム23が上方に向けて突設される。左右のリンク支持フレーム23の下部側で、かつ、左右の間には、左右一対のロワリンクアーム24が設けられる。左右のロワリンクアーム24の左右の間に、油圧により作動する昇降シリンダ25が設けられる。
昇降シリンダ25の上方には、アッパリンクアーム26が設けられ、平行リンク機構である昇降リンク機構3が構成される。なお、それぞれ一端が走行車体2側に連結された、左右のロワリンクアーム24と、昇降シリンダ25と、アッパリンクアーム26の他端側とは、苗植付部4の前部に装着される。
また、メインフレーム15上には、エンジン30が搭載される。エンジン30の回転動力が、ベルト伝動装置21およびHST14を介してミッションケース13に伝達される。ミッションケース13に伝達された回転動力は、ミッションケース13内の副変速機構16により変速された後、走行動力と外部取り出し動力に分けられる。
また、エンジン30の回転動力は、図示しない油圧ポンプに伝達される。油圧ポンプで発生した油圧は、HST14や、ハンドル35のパワーステアリング機構88(図3参照)や、昇降シリンダ25などに供給される。
ミッションケース13に伝達された回転動力から取り出される外部取り出し動力は、走行車体2の後部に設けられた植付クラッチケース27に伝達され、植付クラッチケース27から植付伝動軸67によって苗植付部4に伝達される。
一方、ミッションケース13の後部には、左右のドライブシャフト42が設けられる。エンジン30からの回転動力は、ミッションケース13およびドライブシャフト42を介して左右の後輪ギヤケース11aに伝動される。
なお、左右のドライブシャフト42よりも伝動方向上手側には、左右のドライブシャフト42に対する動力伝達を入切するサイドクラッチ44(図3参照)が配置される。図1に示すように、操縦席41の前側下部であり、かつ、左右一側には、左右のサイドクラッチ44を入切操作するサイドクラッチペダル43aが設けられる。
左右のサイドクラッチペダル43aのうち、旋回内側のサイドクラッチペダル43aを踏み込んでサイドクラッチ44を切状態にしてからハンドル35を操作して旋回走行すると、旋回内側の後輪11の駆動回転を完全に遮断することができる。
走行車体2の前側上部には、各部の操作を行う操縦パネル38を上部に配置されたボンネット39が設けられる。操縦パネル38には、モニタ86(図3参照)などが設けられる。
また、ボンネット39には、走行車体2を操舵するハンドル35、HST14や苗植付部4を操作する変速操作レバー36、副変速機構16を操作する副変速操作レバー37などが設けられる。
また、ボンネット39の前側には、開閉可能なフロントカバー40が設けられる。フロントカバー40の内部には、燃料タンクやバッテリ、ハンドル35の操舵に左右の前輪10および左右の前輪ファイナルケース10aの下部側を回動させる連動機構が設けられる。前輪10は、例えば、ハンドル35の操舵に応じて転舵する操舵輪である。
ボンネット39よりも後側で、かつ、エンジン30の上方位置には、エンジン30の上部および側部を覆うエンジンカバー30aが設けられ、エンジンカバー30aの上部には操縦者が着席する操縦席41が設けられる。
操縦席41の後側であって、メインフレーム15の後端側には、施肥装置5が設けられる。施肥装置5の駆動力は、左右の後輪ギヤケース11aの左右一側から施肥装置5に臨むように設けられる、施肥伝動機構によって伝達される。
エンジンカバー30aおよびボンネット39の下部における左右両側は、略水平なフロアステップ33が形成される。フロアステップ33は、図2に示すように、一部格子状であり、たとえば、フロアステップ33を歩く操縦者の靴などについた泥が落ちても、落ちた泥などが圃場に落下する。
また、フロアステップ33の後方には、図2に示すように、リヤステップ330が連接される。リヤステップ330の表面には、作業時に足が滑りにくくなるように、たとえば、複数の突起パターンが形成された滑り止め加工が施されることが好ましい。
また、走行車体2の前側であり、かつ、左右両側には、苗枠支柱51に複数の予備苗載せ台52を上下方向に間隔を空けて配置する予備苗枠50がそれぞれ設けられ、苗植付部4に補充される苗や肥料袋などの作業資材が載置可能となっている。
また、昇降リンク機構3の後端部には、圃場に植え付ける苗を積載する苗タンク53が、左右方向に摺動させる摺動機構と共に装着されている。苗タンク53には、上下方向に長い苗仕切フェンス54を左右方向に所定間隔を空けてそれぞれ配置される。苗タンク53の下方には、積載された苗を掻き取って圃場に植え付ける苗植付装置55が配置される。
苗植付装置55は、苗仕切フェンス54により区切られた植付作業条数と同数、すなわち、8条同時に植え付けるものであり、植付伝動ケース56が苗タンク53の下方に間隔を空けて4つ配置され、植付伝動ケース56の左右両側に回転しながら植込杆58により苗を取って圃場に植え付ける植付ロータリ57がそれぞれ装着される。
施肥装置5は、肥料が貯留される施肥ホッパ70が、苗植付部4の作業条数と同数(図2に示す例では、8条分)に仕切られている。なお、8条分の施肥ホッパ70は、左右方向に長いため肥料の投入や着脱の利便性が低下するので、4条ずつに仕切られたものを左右にそれぞれ並べる、いわゆるサイド施肥構造であってもよい。
施肥ホッパ70の下部には、肥料を設定量ずつ供給する繰出装置71が1条ごとに設けられる。繰出装置71の下方には、肥料を移動させる搬送風が通過する通風ダクト72が左右方向に設けられる。繰出装置71の下方には、苗植付部4の苗植付位置の近傍に肥料を案内する施肥ホース73が設けられる。また、通風ダクト72の一側端部には、ブロア用電動モータ76により作動して搬送風を発生するブロア74が設けられる。
図1および図2に示すように、苗植付部4の下方には、圃場面に接地して滑走するセンターフロート62Cと、左右2つずつのサイドフロート62L、62Rとが、軸まわりに回動自在に設けられる。なお、センターフロート62Cおよび左右のサイドフロート62L、62Rを総称してフロート62という場合がある。
また、苗植付部4の下方において、フロート62よりも前側には、圃場面の凹凸を整地する整地ロータ63が設けられる。など、整地ロータ63には、左右他側の後輪ギヤケース11aからロータ伝動シャフト63aを介して駆動力が伝達される。
また、図1に示すように、苗植付部4の左右両側には、左右いずれか一方が圃場面に接地して、次の作業条(次工程)における走行の目安とする溝を形成する線引きマーカ65がそれぞれ設けられる。左右の線引きマーカ65は、左右一側が接地すると他側が上方に離間し、旋回時に苗植付部4を上昇させたときには左右両側共に上方に離間し、旋回後に苗植付部4が下降すると、左右一側が上方に離間して他側が接地する。
また、図1および図2に示すように、走行車体2の左右中央部であり、かつ、ボンネット39の前方には、上下方向に長いセンターマスコット66が設けられる。センターマスコット66を左右の線引きマーカ65により圃場に形成された溝に合わせることにより、直前の作業条の作業位置に合わせた走行が可能になり、作業精度の向上や、非作業の発生防止を図ることができる。
なお、圃場の土質によっては、左右の線引きマーカ65により形成されたガイド線がすぐに埋もれてしまい、直進の目安が消えてしまうことがある。このような場合には、左右の線引きマーカ65よりも前側に設けられた左右のサイドマーカ19を用いるとよい。すなわち、左右のサイドマーカ19を外側方向に移動させ、植え付けられた苗の上方にサイドマーカ19を位置させることで、前の作業条の苗の植え付けに合わせた植付作業が可能になる。
また、図1に示すように、苗移植機1は、位置取得装置150を備える。位置取得装置150は、苗移植機1の現在の位置、および方位を取得する。位置取得装置150は、例えば、方位センサや、GPS(Global Positioning System)やGNSS(Global Navigation Satellite System)などの測位手段を含む。位置取得装置150は、複数の装置によって構成されてもよい。位置取得装置150は、カメラや、超音波センサを含んでもよく、圃場における旋回位置を取得し、旋回位置までの距離を検出してもよい。
例えば、位置取得装置150は、測位手段から測位情報を受け取り、受け取った測位情報に基づいて走行車体2の現在の位置情報、および方位情報を作成し、現在の位置、および方位を取得する。位置取得装置150は、たとえば、取付ステー59に取り付けられ、走行車体2の上方に配置される。
位置取得装置150による位置情報に基づいて作成される、直進制御用プログラムと、旋回制御用プログラムとは、互いに別の場所に格納される。直進制御用プログラムは、たとえば、位置取得装置150内の直進制御用ECU(Electronic Control Unit)100aに格納され、旋回制御用プログラムは、たとえば、ボンネット39に収容された旋回制御用ECU100bに格納される。なお、直進制御用ECU100aおよび旋回制御用ECU100bは、後述する制御装置100(図3参照)に含まれる。直進制御用ECU100aおよび旋回制御用ECU100bは、同一のECUに格納されてもよい。
(苗移植機の制御系)
次に、図3を参照して苗移植機1の制御系について説明する。図3は、苗移植機1の制御装置100を中心とした制御系を示すブロック図である。苗移植機1は、電子制御によって各部を制御することが可能なものであり、各部を制御する制御装置(以下、コントローラという。)100を備える。
コントローラ100は、CPU(Central Processing Unit)などを有する処理部や、ROM(Read Only Memory)、RAM(Random Access Memory)などの記憶部、さらには入出力部が設けられ、これらは、互いに接続されて互いに信号の受け渡しが可能である。記憶部には、苗移植機1を制御するコンピュータプログラムなどが格納される。コントローラ100は、記憶部に格納されたコンピュータプログラムなどを読み出すことで、各機能を発揮させる。
コントローラ100には、たとえば、アクチュエータ類として、スロットルモータ80、油圧制御弁81,82、植付クラッチ作動ソレノイド83、サイドクラッチ作動ソレノイド84、HST14モータ85、線引きマーカ昇降モータ87、ステアリングモータ95(モータ)、デフロック切替モータ96などが接続される。
スロットルモータ80は、エンジン30の吸気量を調節するスロットルを作動させることにより、エンジン30の出力軸の回転数を増減させる。油圧制御弁81は、昇降シリンダ25の伸縮動作を制御する。油圧制御弁82は、パワーステアリング機構88を制御する。植付クラッチ作動ソレノイド83は、植付クラッチ27aを作動させる。
サイドクラッチ作動ソレノイド84は、後輪11(図1参照)への動力伝達状態を切り替えるサイドクラッチ44を作動させる。なお、サイドクラッチ44は、左右の後輪11にそれぞれ設けられ、サイドクラッチ作動ソレノイド84は、各サイドクラッチ44に対応して2つ設けられる。
HST14モータ85は、HST14のトラニオンの回動角度を変更することで、HST14の斜板の傾斜角を変更する。ステアリングモータ95は、自動旋回制御が行われる場合に、前輪10(図1参照)の操舵量(舵角)を調整するステアリング装置であるハンドル35を駆動するモータである。ステアリングモータ95は、ハンドル35を回動させる。線引きマーカ昇降モータ87は、線引きマーカ65を昇降させる。
デフロック切替モータ96は、デファレンシャルロック機構97(以下、デフロック機構(同速回転機構)と称する。)の作動、および作動停止を切り替えるモータである。デフロック機構97は、旋回時に左右の前輪10(または後輪11)それぞれを異なる回転数で回転させるデファレンシャル制御をロックする。つまり、デフロック機構97入り状態となることで、デファレンシャル制御がロックされ、左右の車輪が同じ回転速度で回転する。
コントローラ100には、検出装置である、回転数センサ90、操舵量センサ91(舵角センサ)、傾斜センサ92などが接続される。回転数センサ90は、左右の前輪10および後輪11それぞれに対応して4つ設けられ、左右の前輪10および後輪11の回転数をそれぞれ検出する。
操舵量センサ91は、ステアリング装置であるハンドル35の操作量、すなわち、前輪10の操舵量(舵角)を検出する。操舵量センサ91は、例えば、ピットマンアームに連結する軸上に設けられる。なお、操舵量は、ハンドル35が予め設定された直進位置になった場合の値を基準値として、左右方向それぞれに検出される。傾斜センサ92は、走行車体2の傾きである傾斜角を検出する。
また、コントローラ100には、操作信号として、変速操作レバー36、副変速操作レバー37、自律走行切替スイッチ46、植付部昇降スイッチ47、自動旋回切替スイッチ48、線引きマーカ自動昇降スイッチ49などから信号が入力される。
自律走行切替スイッチ46は、自律走行を実行するか否かを切り替えるスイッチである。具体的には、自律走行切替スイッチ46は、走行モードを自律走行モード、または手動走行モードに切り替えるスイッチである。
植付部昇降スイッチ47は、苗植付部4を昇降させるか否かを切り替えるスイッチである。植付部昇降スイッチ47は、「上昇」、および「降下」位置に変更される。
植付部昇降スイッチ47が「上昇」位置にある場合には、苗植付部4は、所定の非作業位置まで上昇し、苗植付装置55が停止する非作業状態となる。植付部昇降スイッチ47が「降下」位置にある場合には、苗植付部4は、所定の作業位置まで降下し、苗植付装置55が作動する作業状態となる。すなわち、植付部昇降スイッチ47は、苗植付部4の作業状態を検知するスイッチである。なお、苗植付部4の作業状態を検知するスイッチが別途設けられてもよい。
線引きマーカ自動昇降スイッチ49は、ハンドル35の操作量、すなわち、前輪10の操舵量に連動して線引きマーカ65を自動的に昇降させるか否かを切り替えるスイッチである。線引きマーカ自動昇降スイッチ49が「ON」の場合には、操舵量に連動して線引きマーカ65を自動的に昇降させる制御が実行される。一方、線引きマーカ自動昇降スイッチ49が「OFF」の場合には、操舵量に連動して線引きマーカ65を自動的に昇降させる制御は、実行されない。
自動旋回切替スイッチ48は、自動旋回の実行を可能とするか否かを切り替えるスイッチである。自動旋回切替スイッチ48が「ON」にされている場合には、自動旋回を実行可能となる。自動旋回切替スイッチ48が「OFF」にされている場合には、自動旋回を実行不能となる。自動旋回切替スイッチ48が「OFF」にされている場合には、自動旋回を実行する条件が成立している場合であっても、自動旋回は実行されない。
ここで、図4を用いて、コントローラ100の機能構成について説明する。図4は、コントローラ100の機能構成を示すブロック図である。
図4に示すように、コントローラ100は、検出部101と、空転検出部102と、駆動制御部103と、走行制御部104とを備える。
検出部101は、回転数センサ90の検出結果に基づいて、旋回時における前輪10および後輪11の回転数を検出する。具体的には、検出部101は、前輪10の舵角が所定角度以上となった場合に、左側の前輪10、右側の前輪10、左側の後輪11および右側の後輪11それぞれの回転数を検出する。換言すれば、検出部101は、デファレンシャル制御が開始された場合に、前輪10および後輪10それぞれの回転数を検出する。
空転検出部102は、左右の前輪10における回転数の差である左右差に基づいて、前輪10の空転状態を検出する。具体的には、空転検出部102は、左右差として、左側の前輪10の回転数に対する右側の前輪10の回転数の比率を算出する。あるいは、空転検出部102は、左右差として、右側の前輪10の回転数に対する左側の前輪10の回転数の比率を算出する。なお、空転検出部102は、左側の前輪10の回転数と、右側の前輪10の回転数との差分を左右差として算出してもよい。
そして、空転検出部102は、左右差である回転数の比率が基準値から所定値以上乖離した場合に、空転状態を検出する。基準値は、前輪10の舵角に応じた値が設定される。つまり、空転検出部102は、回転数の比率が基準値から所定値未満である場合には、デファレンシャル制御により正常に旋回していることを検出し、回転数の比率が基準値から所定値以上乖離した場合には、左右の前輪10どちらかが空転状態であることを検出する。なお、空転検出部102は、後輪11がデファレンシャル制御される場合には、後輪11の空転状態を検出する。
このように、実施形態に係るコントローラ100によれば、左右の車輪(前輪10または後輪11)の回転数により空転状態を検出することで、位置取得装置150の位置情報を取得することなく空転状態を検出することができる。すなわち、実施形態に係るコントローラ100によれば、低コストで空転状態を検出することができる。
なお、空転検出部102は、左右の前輪10ともに空転状態している場合、位置検出装置150により検出される位置が変化していないことから左右の前輪10ともに空転状態であることを検出する。
駆動制御部103は、空転検出部102によって空転状態が検出された場合に、デフロック切替モータ96を駆動してデフロック機構97を作動して入り状態にする。
そして、空転検出部102は、駆動制御部103によって前輪10のデフロック機構97が作動した場合に、旋回時に従動輪(クラッチがドライブシャフトから外れた状態)である後輪11の回転数に基づいて、前輪10の空転状態が解消したか否かを検出する。具体的には、空転検出部102は、従動輪である後輪11が回転していることが検出された場合には、空転状態が解消したことを検出し、後輪11が停止していることが検出された場合には、空転状態が継続していることを検出する。
このように、前輪10が空転状態である場合にデフロック機構97を作動させることで、左右の前輪10が同じ回転数で回転するため、空転状態の解消を高精度に行うことができる。
なお、空転検出部102は、駆動制御部103によって前輪10のデフロック機構97が作動した後に、前輪10の空転状態が解消されない場合には、後輪11を従動輪から駆動輪に切り替える。具体的には、空転検出部102は、後輪11のドライブシャフトにクラッチを繋ぐことで、駆動輪に切り替える。すなわち、デフロック機構97が作動したにも関わらず前輪10の空転状態が解消されない場合には、強制的に4輪駆動することで、空転状態の解消を高精度に行うことができる。
そして、強制的に4輪駆動後は、GPS150により空転状態が解消されているかを検出する。強制的に4輪駆動の状態では、回転数の比率や従動輪がないため、車輪側では検出できないため、GPS150により検出することで、把握することができる。また、上記の空転検出をGPS150で行っても良い。
なお、上述したように、空転状態を検出し空転状態を解消する駆動に関する第一のモードと、空転状態に関係なく4輪駆動する第二のモードと、旋回内側の車輪を従動輪とする(通常の旋回駆動)第三のモードを備え、これらの3つのモードを切り替え可能にするリモートコントローラRCを備えても良い。もちろん機体から操作可能な構成でも良い。
なお、上述した検出部101、空転検出部102および駆動制御部103の機能のオンおよびオフを不図示の切替スイッチに切り替え可能に構成されてもよい。かかる切替スイッチは、例えば、走行車体2の操縦席41付近に設けられる。
また、切替スイッチは、苗移植機1が自動走行中に苗移植機1を遠隔で操作(作業機の各種調節を遠隔操作)するリモコンにより切り替え可能に構成されてもよい。なお、かかるリモコンは、植付部4における苗取り量や、植付深さ、苗レールの切り替え制御を行う際に用いられる。
また、かかるリモコンにより空転状態の有無に関わらず常時4輪駆動する制御が行われてもよい。あるいは、空転時等に強制的に4輪駆動となった場合に、かかる4輪駆動制御を解除(後輪11を駆動輪から従動輪へ切り替え)してもよい。
また、コントローラ100は、空転状態であるか否かを含め、苗移植機1が移動している否かを位置取得装置150で検出される位置情報に基づいて判定してもよい。
走行制御部104は、位置取得装置150から取得した走行車体2の現在の位置情報などに基づいて走行車体2が自動で走行(自律走行)しながら作業を行う自律走行モードを実行する。
(自律走行モード)
ここで、図5を参照して、苗移植機1による、圃場における自動旋回を含む自律走行(自動走行)について説明する。図5は、苗移植機1の圃場における自律走行の説明図である。走行制御部104は、前輪10(図1参照)の操舵量をフィードバックしながらステアリングモータ95(図3参照)を制御してハンドル35(図3参照)を操作する自律走行モードを有する。自律走行モードは、自動直進モードと、自動旋回モードとを含む。
図5に示すように、自律走行モードにおいては、苗移植機1は、圃場において、予定走行経路に沿って直進および旋回を繰り返しながら苗の植え付け作業を自動で行う。なお、走行制御部104は、上記したように、走行車体2の上方に配置された位置取得装置150によって苗移植機1の現在の位置情報や、旋回位置に関する情報を取得する。
苗移植機1は、圃場における所定の作業エリア内を往復しながら、苗の植付を行う。この場合、直進走行については、走行制御部104が自動直進モードを実行することにより、設定された直進走行経路L1に沿って自動走行を行う。また、旋回走行については、走行制御部104が自動旋回モードを実行することにより、旋回走行経路L2に沿った自動旋回が実行される。
直進走行経路L1は、走行基準となる基準線L0に対して平行である。基準線L0は、苗の植え付け方向にあわせて、圃場において設定される。走行制御部104は、直進走行の開始位置および終了位置をそれぞれ基準始点(A点)および基準終点(B点)として取得し、A点およびB点を結ぶ線分を基準線L0として記憶する。
走行制御部104は、苗移植機1の旋回中において、ハンドル35の操舵量が所定の操舵量になるようにステアリングモータ95を制御する。この場合、走行制御部104は、位置取得装置150が取得した位置情報に関わらず処理を実行する。所定の操舵量は、予め設定された値である。所定の操舵量は、苗移植機1の種類などによって設定される。所定の操舵量は、自動旋回から自動直進への受け渡しがスムーズに行われるように設定される。
自動旋回後の苗移植機1の位置が、次工程の自動直進の直進走行経路L1からずれている場合には、自動旋回後に、次工程の自動直進の直進走行経路L1に合うように調整が行われ、走行車体2のぶれが大きくなる。また、例えば、次工程の自動直進の直進走行経路L1に合うように、作業者がハンドル35を操作し、条合わせを行わなければならず、作業者の負荷が大きくなる。また、苗移植機1の走行姿勢が崩れずおそれがある。このような点に鑑み、所定の操舵量は、自動旋回から自動直進への受け渡しがスムーズに行われるように設定される。
なお、走行制御部104は、苗移植機1の旋回中において、位置取得装置150が取得した位置情報に基づいて、設定された旋回走行経路L2上のいずれか所望の位置に苗移植機1が到達するようステアリングモータ95を制御してもよい。また、コントローラ100は、上記した2つの自動旋回モードを組み合わせて自動旋回を行ってもよい。
走行制御部104は、自動旋回によって旋回した後に、次工程の自動直進による植え付け開始位置に苗移植機1が到達するようにステアリングモータ95を制御する。
走行制御部104は、自律走行を実行する場合に、操舵量センサ91によって検出されたハンドル35の操舵量に基づいてステアリングモータ95を制御する。具体的には、走行制御部104は、操舵量センサ91によって検出されたハンドル35の操舵量に基づく進行方向が基準線L0の方向である基準方向に沿うように自律走行する。
ここで、苗移植機1が直進走行経路L1に位置した状態で自律走行モードへ遷移する場合について説明する。走行制御部104は、直進走行経路L1に位置している場合に、苗移植機1が所定の条件を満たすことで自律走行モード(自動直進モード)に遷移する。
具体的には、走行制御部104は、下記(1)~(4)の条件を満たす場合に、手動走行モードから自律走行モードへ遷移する。
(1)位置取得装置150により位置情報が正常に検出されている
(2)機体姿勢が所定角(例えば、8度)未満である
(3)副変速が高速モードではない
(4)進行方向が後行方向ではない
なお、走行制御部104は、基準方向に対して苗移植機1の進行方向がずれた状態で自律走行モードに遷移した場合には、所定の第1時間が経過した後に自律走行モードを解除して手動走行モードに遷移させる。かかる点について、図6を用いて説明する。
図6は、走行制御部104の処理を示す図である。図6では、苗移植機1の進行方向(実線矢印)が基準方向(基準線L0の方向)に対して所定の乖離角度αだけ乖離している場合を示している。
図6に示すように、走行制御部104は、基準方向に対する苗移植機1の進行方向の乖離角度αが所定角度以上の状態で自律走行モードに遷移した場合、所定の第1時間が経過した後に自律走行モードを解除する。なお、第1時間は、乖離角度αに応じて設定される。具体的には、第1時間は、乖離角度αが大きい程、短く設定され、乖離角度αが小さい程、長く設定される。
つまり、走行制御部104は、苗移植機1の進行方向が基準方向に復帰途中であることを考慮して、第1時間だけ待機することで乖離角度αが所定角度未満に復帰することを待つこととした。より具体的には、乖離角度αが小さい程、所定角度未満に復帰する可能性が高いため、第1時間を長く、乖離角度αが大きい程、所定角度未満に復帰する可能性が低いため、第1時間を短くする。
これにより、例えば、自動旋回直後に進行方向が基準方向まで戻る際に、誤って早めに自律走行モードに切り替えた場合であっても、第1時間だけマージンを確保したモード遷移が可能となる。
なお、図6では、乖離角度αの例を挙げたモード遷移について説明したが、作業機である植付部4でも同様の処理を行うことができる。具体的には、走行制御部104は、圃場に対する植付部4の高さ位置が所定高さ以上の状態で自律走行モードに遷移した場合、所定の第2時間が経過した後に自律走行モードを解除する。なお、第2時間は、高さ位置に応じて設定される。具体的には、第2時間は、高さ位置が高い程(所定の高さ位置から遠い程)、短く設定され、高さ位置が低い程(所定の高さ位置に近い程)、長く設定される。なお、所定の高さ位置とは、植付部4の作業位置の高さに相当する。
つまり、走行制御部104は、植付部4の高さ位置が所定の高さ未満に復帰途中であることを考慮して、第2時間だけ待機することで高さ位置が所定の高さ未満に復帰することを待つこととした。より具体的には、高さ位置が低い程、所定の高さ未満に復帰する可能性が高いため、第2時間を長く、高さ位置が高い程、所定の高さ未満に復帰する可能性が低いため、第2時間を短くする。
これにより、例えば、植付部4の高さ位置が所定の高さ未満まで戻る際に、誤って早めに自律走行モードに切り替えた場合であっても、第2時間だけマージンを確保したモード遷移が可能となる。
次に、実施形態に係るコントローラ100が実行する処理について、図7~図9のフローチャートを用いて説明する。図7は、空転時に実施される処理を説明するフローチャートである。図8および図9は、モード遷移に係る処理を説明するフローチャートである。
図7に示すように、コントローラ100は、左右の前輪10それぞれの回転数を検出する(ステップS101)。
つづいて、コントローラ100は、回転数の左右差に基づいて前輪10が空転状態であるか否かを判定する(ステップS102)。
コントローラ100は、空転状態である場合(ステップS102:Yes)、前輪10のデフロック機構97を作動させる(ステップS103)。なお、コントローラ100は、空転状態ではない場合(ステップS102:No)、ステップS101に移行する。
つづいて、コントローラ100は、従動輪である後輪11の回転を検出する(ステップS104)。
コントローラ100は、後輪11の回転検出の結果に基づいて、空転状態が解消したか否かを判定する(ステップS105)。
コントローラ100は、空転状態が解消した場合(ステップS105:Yes)、処理を終了し、空転状態が解消していない場合(ステップS105:No)、ステップS104に戻る。
次に、図8に示すように、コントローラ100は、苗移植機1の自動直進する基準方向を取得する(ステップS201)。
つづいて、コントローラ100は、所定条件満たすこと自律走行モードに遷移したとする(ステップS202)。
つづいて、コントローラ100は、基準方向に対する進行方向の乖離角度αを算出する(ステップS203)。
つづいて、コントローラ100は、乖離角度αが所定角度以上であるか否かを判定する(ステップS204)。
コントローラ100は、乖離角度αが所定角度以上である場合(ステップS204:Yes)、第1時間以内に乖離が解消したか否かを判定する(ステップS205)。
コントローラ100は、第1時間以内に乖離が解消した場合(ステップS205:Yes)、自律走行モードを継続し(ステップS206)、処理を終了する。
また、コントローラ100は、乖離角度αが所定角度未満である場合(ステップS204:No)、処理を終了する。
また、コントローラ100は、第1時間以内に乖離が解消しなかった場合(ステップS205:No)、自律走行モードを解除し(ステップS207)、処理を終了する。
次に、図9に示すように、コントローラ100は、苗移植機1の自動直進する基準方向を取得する(ステップS301)。
つづいて、コントローラ100は、所定条件満たすこと自律走行モードに遷移したとする(ステップ3202)。
つづいて、コントローラ100は、作業機である植付部4の高さ位置を検出する(ステップS303)。
つづいて、コントローラ100は、高さ位置が所定の高さ以上であるか否かを判定する(ステップS304)。
コントローラ100は、高さ位置が所定の高さ以上である場合(ステップS304:Yes)、第2時間以内に高さ位置が所定の高さ未満になったか否かを判定する(ステップS305)。
コントローラ100は、第2時間以内に所定の高さ未満になった場合(ステップS305:Yes)、自律走行モードを継続し(ステップS306)、処理を終了する。
また、コントローラ100は、高さ位置が所定の高さ未満である場合(ステップS304:No)、処理を終了する。
また、コントローラ100は、第2時間以内に所定の高さ未満にならなかった場合(ステップS305:No)、自律走行モードを解除し(ステップS307)、処理を終了する。
上述したように、実施形態に係るコントローラ100は、検出部101と、空転検出部102とを備える。検出部101は、圃場で作業する作業車両の左右方向に設けられる車輪であって、旋回時に左右それぞれを異なる回転数で回転させるデファレンシャル制御が可能な車輪それぞれの回転数を検出する。空転検出部102は、左右の車輪における回転数の左右差に基づいて、車輪の空転状態を検出する。これにより、低コストで空転状態を検出することができる。
さらなる効果や変形例は、当業者によって容易に導き出すことができる。このため、本発明のより広範な態様は、以上のように表しかつ記述した特定の詳細および代表的な実施形態に限定されるものではない。したがって、添付の特許請求の範囲およびその均等物によって定義される総括的な発明の概念の精神または範囲から逸脱することなく、様々な変更が可能である。
1 苗移植機(作業車両)
2 走行車体
4 苗植付部
10 前輪
11 後輪
35 ハンドル(ステアリング装置)
38 操縦パネル
91 操舵量センサ(舵角センサ)
95 ステアリングモータ(モータ)
100 コントローラ(制御装置)
101 検出部
102 空転検出部
103 駆動制御部
104 走行制御部
RC リモートコントローラ

Claims (3)

  1. 圃場で作業する作業車両の左右方向に設けられる車輪であって、旋回時に左右それぞれを異なる回転数で回転させるデファレンシャル制御が可能な車輪それぞれの回転数を検出する検出部と、
    左右の前記車輪における前記回転数の左右差に基づいて、前記車輪の空転状態を検出する空転検出部と
    を備え、
    前記空転検出部によって前記空転状態が検出された場合に、前記デファレンシャル制御をロックするデフロック機構を作動させる駆動制御部を備え、
    前記空転検出部は、前記駆動制御部によって前輪の前記デフロック機構が作動した後に、前記前輪の前記空転状態が解消されない場合には、後輪を従動輪から駆動輪に切り替え、
    前記空転検出部により、前記駆動制御部によって前輪の前記デフロック機構が作動した後に、前記前輪の前記空転状態が解消されない場合には、後輪を従動輪から駆動輪に切り替える駆動に関する第一のモードを備え、
    駆動に関する前記第一のモードを実行する遠隔操作可能なリモートコントローラを備えたことを特徴とする制御装置。
  2. 前記作業車両に現在の位置および方位を取得する。測位手段を備え、
    前記後輪を従動輪から駆動輪に切り替えた後に、測位手段により前記車輪の空転状態を検知することを特徴とする請求項1に記載の制御装置。
  3. すべての車輪を駆動輪とする第二のモードと、
    旋回時において、旋回内側の車輪を従動輪とする第三のモードを備え、前記第一のモードを含む3つのモードを切り替え可能な前記リモートコントローラを備えた請求項1と2に記載の制御装置。
JP2021061028A 2021-03-31 2021-03-31 制御装置 Pending JP2022157027A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2021061028A JP2022157027A (ja) 2021-03-31 2021-03-31 制御装置

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2021061028A JP2022157027A (ja) 2021-03-31 2021-03-31 制御装置

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2022157027A true JP2022157027A (ja) 2022-10-14

Family

ID=83559814

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2021061028A Pending JP2022157027A (ja) 2021-03-31 2021-03-31 制御装置

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2022157027A (ja)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP7044025B2 (ja) 作業車両
JP7151669B2 (ja) 作業車両
JP7184123B2 (ja) 作業車両
JP2023115391A (ja) 作業車両
JP6835130B2 (ja) 作業車両
JP2020080686A5 (ja)
JP2020080686A (ja) 作業車両
JP6904409B2 (ja) 作業車両
JP2022157027A (ja) 制御装置
JP7088346B1 (ja) 制御装置
JP2022170313A (ja) 制御装置
JP7494878B2 (ja) 制御装置
JP7287520B2 (ja) 作業車両
JP7447881B2 (ja) 作業車両
JP7371667B2 (ja) 作業車両
JP7494864B2 (ja) 作業車両
JP7392689B2 (ja) 作業車両
JP7386403B2 (ja) 作業車両
JP7151659B2 (ja) 走行作業機
JP7136255B1 (ja) 作業車両
JP7259814B2 (ja) 作業車両
JP7160072B2 (ja) 作業車両
JP2023100315A (ja) 作業車両
JP2022118848A (ja) 作業車両
JP2023176884A (ja) 作業車両