JP6639835B2 - 走行作業機 - Google Patents
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Description
前記手動走行制御ユニット及び機体状態検知ユニットは第1車載ネットワークに接続されており、前記自動走行制御ユニットは第2車載ネットワークに接続されており、前記第1車載ネットワークと前記第2車載ネットワークとの間のブリッジとして機能する中継ユニットが備えられており、前記中継ユニットは前記第1車載ネットワークと前記第2車載ネットワークとの間で伝送されるべきデータを選択するフィルタ機能を有する。これにより、手動走行制御でのみ取り扱われる制御データが第2車載ネットワークを流れる無駄、及び自動走行制御でのみ取り扱われる制御データが第1車載ネットワークを流れる無駄を抑制することができる。つまり、車載ネットワークの役割が第1車載ネットワークと第2車載ネットワークとに分業されるため、それぞれの車載ネットワークの負担を軽くすることができる。さらには、完全に自律走行する自動走行作業機はまだ開発途上にあり、手動走行制御ユニットによる手動走行が既に構築されている走行作業機に自動走行制御ユニットが組み込まれる形態が少なくないことから、第2車載ネットワークを第1車載ネットワークに付加的に接続することには利点がある。
この制御データには、予め設定されている目標走行経路に自車位置を合わせるための操向制御や車速制御に関する情報などの走行機器制御情報、及び当該目標走行経路の走行中に行うべき作業を実行するための作業機器に対する作業制御に関する情報である作業機器制御情報が含まれている。機器制御ユニット53は、この制御データを利用して走行機器や作業機器に出力する制御信号を生成する。エンジンの制御はエンジン制御ユニット54からの制御信号を通じて制御される。
(1)緊急停止スイッチがONされた場合;
(2)機体操縦のための操縦レバーが手動操作された場合;
(3)変速レバーが所定時間を超えて中立位置に維持された場合;
(4)エンストや手動切り操作を通じてエンジンが停止した場合;
(5)走行作業機がコンバインであり、その穀粒タンクが満了と判定された場合;
(6)自動走行を実行するためのスイッチがOFFされた場合;
(7)自車位置が目標走行経路から所定値以上にずれることが所定時間継続した場合;
(8)走行機器や作業機器の制御目標と実測との不一致が所定時間継続した場合;
(9)CPUを中核要素とする各種制御ユニット(自動走行制御ユニット61や手動走行制御ユニット52など)の異常が検出された場合;
(10)設定された目標走行経路の走行が完了した場合;
(11)燃料残量がゼロ近い状態で、単位作業走行(例えば、1ライン分の作業走行経路)が終了した場合;
(12)穀粒タンクが満杯レベル(3/4以上)で、単位作業走行が終了した場合。
例えば、「エンジンの停止」は、上述した機体状態(1)や(7)などに対応させることができる。「機体走行の停止」は、上述した機体状態(5)、(6)、(8)〜(10)などに対応させることができる。「手動走行制御による手動走行への移行」は、(2)や(3)などに対応させることができる。もちろん、自動禁止時制御指令の内容と自動走行の禁止の原因となる機体状態との対応付けはこれらに限定されるわけではない。また、選択された特定の機体状態を自動走行の禁止の決定の要因から除外する構成を採用することも可能である。
図2は、走行作業機の一例であるコンバインの側面図であり、図3は平面図である。このコンバインは自脱型コンバインであり、クローラ式の走行装置1と、走行装置1によって支持される機体フレーム2とを備えている。機体フレーム2の前部には、植立穀稈を刈り取る上下昇降可能な刈取部3が備えられている。機体フレーム2の後部には、刈取穀稈を脱穀する脱穀装置11と穀粒を貯留する穀粒タンク12とが、左右方向に並べて配置されている。機体フレーム2の前部であって穀粒タンク12の前方には、運転者が搭乗するキャビン13が備えられている。キャビン13は天井パネル14を備えている。キャビン13の下方には、エンジン10が配置されている。穀粒タンク12には、穀粒タンク12内の穀粒を排出するアンローダ15が備えられている。
(1)運転者が目標走行経路上に存在する障害物を見つけた場合(#1)、回避方向転換点:P1で操縦レバー91を操作して左旋回を行う(#2)。この時点で、走行制御は、自動走行から手動走行に移行する。
(2)この左旋回で機体が障害物を回避する姿勢となり、その走行前方には障害物は存在しなくなる(#3)。この時点:P2での走行制御は予め次の3つ(a)(b)(c)から選択しておくことができる;
(a)機体の停止。自動走行から手動走行への緊急避難的な移行であるので、一旦機体を自動停止させ(走行停止指令の出力)、次の走行制御(自動走行または手動走行)を運転者に委ねる(#a)。
(b)とりあえず手動走行を続行する。障害物を通り過ぎる走行と、目標走行経路への復帰走行を運転者によって手動で行う(#b)。
(c)運転者が手動操作を止めた時、例えば、操縦レバー91に対する操作を止めた時、あるいは操縦レバー91が中立位置に戻された時に、手動走行から自動走行に移行する。これにより、自動走行制御ユニット61が、自車位置検出モジュール62によって取得される自車位置が目標走行経路に一致するように操向指令を生成し、機器制御ユニット53を通じて走行装置1を駆動する(#c)。
なお、この3つの走行制御の選択を予め設定しておく代わりに、機体が障害物を回避する姿勢となった段階での運転者の手動走行操作ユニット9に対する何らかの操作によって決定するような構成を採用してもよい。
(1)上述した実施形態では、自動走行管理部7は第1自動走行管理部71と第2自動走行管理部72とに機能分割され、第1自動走行管理部71は手動走行制御ユニット52が含まれている第1車載ネットワーク5A内に構築されており、第2自動走行管理部72は自動走行制御ユニット61が含まれている第2車載ネットワーク5B内に構築されている。しかしながら、自動走行管理部7は必ずしも、機能分割しなくてもよい。また、第1自動走行管理部71を手動走行制御ユニット52に組み込んでもよいし、第2自動走行管理部72を自動走行制御ユニット61に組み込んでもよい。
(2)上述した実施形態では、コンバインの制御系は、中継ユニット5Cでブリッジされた第1車載ネットワーク5Aと第2車載ネットワーク5Bとを備えていたが、3つ以上の車載ネットワークを備えてもよいし、単一の車載ネットワークで構成してもよい。第1車載ネットワーク5Aを従来の手動走行車両の車載ネットワークとすれば、従来の手動走行車両に自動走行機能を付加する場合、中継ユニット5Cでブリッジされ第2車載ネットワーク5Bに自動走行に関する機能ブロックを構築することで、従来の手動走行車両の車載ネットワークを実質的にそのまま流用することができるという利点が得られる。
5B :第2車載ネットワーク
5C :中継ユニット
50 :入力信号処理ユニット
51 :機体状態検知ユニット
52 :手動走行制御ユニット
53 :機器制御ユニット
531 :走行機器制御部
532 :作業機器制御部
54 :エンジン制御ユニット
55 :報知ユニット
61 :自動走行制御ユニット
62 :自車位置検出モジュール
620 :自車位置検出ボックス
621 :衛星航法用モジュール
622 :慣性航法用モジュール
63 :外形マップ算定部
64 :経路算定部
7 :自動走行管理部
71 :第1自動走行管理部
72 :第2自動走行管理部
9 :手動走行操作ユニット
90 :オートパイロットON・OFFスイッチ
Claims (12)
- 自動走行に必要な自動走行情報に基づいて自動走行を実行する自動走行制御ユニットと、
手動走行操作ユニットからの操作信号に基づいて手動走行を実行する手動走行制御ユニットと、
前記操作信号及び状態検出機器から受け取った検出信号に基づいて機体状態を示す機体状態情報を出力する機体状態検知ユニットと、
前記機体状態情報に基づいて前記自動走行制御ユニットによる自動走行の禁止と当該自動走行の許可とを判定し、かつ前記機体状態情報に基づいて前記自動走行の禁止が指令された後の機体の制御を決定する複数の自動禁止時制御指令から選択された制御指令を出力する自動走行管理部と、を備えた走行作業機。 - 前記自動禁止時制御指令には、機体走行が停止される機体走行停止指令と機体走行が続行される機体走行続行指令とが含まれており、
自動走行管理部は、前記機体状態情報に基づいて、前記機体走行停止指令または前記機体走行続行指令を出力する請求項1に記載の走行作業機。 - 自動走行に必要な自動走行情報に基づいて自動走行を実行する自動走行制御ユニットと、
手動走行操作ユニットからの操作信号に基づいて手動走行を実行する手動走行制御ユニットと、
前記操作信号及び状態検出機器から受け取った検出信号に基づいて機体状態を示す機体状態情報を出力する機体状態検知ユニットと、
前記機体状態情報に基づいて前記自動走行制御ユニットによる自動走行の禁止と当該自動走行の許可とを判定し、かつ前記機体状態情報に基づいて前記自動走行の禁止が指令された後の機体の制御を決定する自動禁止時制御指令を出力する自動走行管理部と、を備え、
前記手動走行制御ユニット及び機体状態検知ユニットは第1車載ネットワークに接続されており、前記自動走行制御ユニットは第2車載ネットワークに接続されており、前記第1車載ネットワークと前記第2車載ネットワークとの間のブリッジとして機能する中継ユニットが備えられており、前記中継ユニットは前記第1車載ネットワークと前記第2車載ネットワークとの間で伝送されるべきデータを選択するフィルタ機能を有する走行作業機。 - 前記自動走行管理部は、前記第1車載ネットワーク内で前記手動走行制御ユニットと連係する第1自動走行管理部と、前記第2車載ネットワーク内で前記自動走行制御ユニットと連係する第2自動走行管理部とを備え、かつ
前記機体状態情報は、前記中継ユニットを介して前記機体状態検知ユニットから前記第2自動走行管理部に伝送される請求項3に記載の走行作業機。 - 自車位置情報を取得する自車位置検出モジュールが前記第2車載ネットワークに接続されている請求項3または4に記載の走行作業機。
- 前記機体状態情報には、前記機体の現在の状態を示す情報が含まれている請求項1から5のいずれか一項に記載の走行作業機。
- 前記機体状態情報には、目標値と実績値との間の相違を示す情報が含まれている請求項1から6のいずれか一項に記載の走行作業機。
- 前記自動走行管理部は、前記自動走行制御ユニットの異常が検知された場合、前記自動走行制御ユニットによる自動走行を禁止する請求項1から7のいずれか一項に記載の走行作業機。
- 前記自動走行制御ユニットによる自動走行が禁止された場合、エンジン停止指令が出力される請求項1から8のいずれか一項に記載の走行作業機。
- 前記自動走行制御ユニットによる自動走行が禁止された場合、走行停止指令が出力される請求項1から8のいずれか一項に記載の走行作業機。
- 前記自動走行制御ユニットによる自動走行が禁止された場合、前記手動走行制御ユニットによる手動走行が許可される請求項1から8のいずれか一項に記載の走行作業機。
- 前記機体状態情報の出力に用いられる前記検出信号が選択可能である請求項1から11のいずれか一項に記載の走行作業機。
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