JP7192667B2 - Autonomous working vehicle - Google Patents

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Description

本発明は、圃場を自律で走行して農作業を行う自律走行作業車に関する。 BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an autonomous working vehicle that autonomously travels through fields to perform agricultural work.

圃場の自律走行作業車として、耕耘作業を行うトラクタや苗の移植作業を行う苗移植機や米や麦等の穀粒を収穫するコンバイン等がある。 Autonomous working vehicles in farm fields include tractors for plowing, seedling transplanters for transplanting seedlings, and combine harvesters for harvesting grains such as rice and wheat.

特許文献1には、自律走行作業車として耕耘作業機を連結したトラクタで、自律走行時に走行予定経路から逸脱すると走行車体の走行速度を減速させて進路修正が行えるようにした技術が記載されている。 Patent Literature 1 describes a technology in which a tractor as an autonomous working vehicle, to which a tillage machine is connected, decelerates the traveling speed of the traveling vehicle body to correct the course when it deviates from the planned traveling route during autonomous traveling. there is

特開2019-41619号公報JP 2019-41619 A

圃場を走行して農作業を行う自律走行作業車は、走行予定経路からの逸脱だけでなく、泥地走行のために走行輪がスリップして、耕耘が過度に行われたり苗の移植間隔が短くなったり等で均一な農作業が行われないことがある。 Autonomous mobile work vehicles that run in fields to perform agricultural work not only deviate from the planned travel route, but also run on muddy terrain, causing the wheels to slip, resulting in excessive plowing and short intervals between seedling transplants. Uniform farming may not be carried out due to unevenness, etc.

本発明は、圃場を自律走行する作業車で、走行装置のスリップ状態が生じて走行速度が遅くなっても均一な農作業が行えるようにすることを課題とする。 SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to enable a work vehicle that autonomously travels in a field to perform uniform farm work even if the travel device slips and the traveling speed slows down.

上記本発明の課題は、次の技術手段により解決される。 The above problems of the present invention are solved by the following technical means.

本発明は、走行車体(10)に搭載したエンジン(321)の出力で駆動するPTO軸(392)で作業機を駆動する自律走行作業車において、前記走行車体(10)に設けるナビシステム(290)で算出する実走行速度と走行駆動装置(220)に設ける車速センサ(296)で算出する駆動走行速度を比較し、実走行速度が駆動走行速度より所定以上遅いスリップ走行状態の場合に、前記作業機を駆動する前記PTO軸(392)の駆動を停止することを特徴とする自律走行作業車である。
本発明に関連する第1の発明は、走行車体10に搭載したエンジン321の出力で駆動するPTO軸392で作業機を駆動する自律走行作業車において、走行車体10に設けるナビシステム290で算出する実走行速度と走行駆動装置220に設ける車速センサ296で算出する駆動走行速度を比較し、実走行速度が駆動走行速度より所定以上遅いスリップ走行状態の場合に走行負荷低減制御を行うことを特徴とする自律走行作業車とする。
The present invention relates to an autonomous traveling working vehicle in which a working machine is driven by a PTO shaft (392) driven by the output of an engine (321) mounted on a traveling vehicle body (10), and a navigation system (290) provided on the traveling vehicle body (10). ) is compared with the driving speed calculated by the vehicle speed sensor (296) provided in the driving device (220). The autonomous traveling working vehicle is characterized in that the driving of the PTO shaft (392) that drives the working machine is stopped.
A first invention related to the present invention is an autonomous traveling working vehicle in which a working machine is driven by a PTO shaft 392 driven by the output of an engine 321 mounted on the traveling vehicle body 10, and a navigation system 290 provided on the traveling vehicle body 10 calculates The actual traveling speed is compared with the driving traveling speed calculated by the vehicle speed sensor 296 provided in the traveling drive device 220, and when the actual traveling speed is slower than the driving traveling speed by a predetermined amount or more, the traveling load reduction control is performed. Autonomous working vehicle.

本発明に関連する第2の発明は、走行負荷低減制御として、作業機を浮上させることを特徴とする本発明に関連する第1の発明の自律走行作業車とする。 A second invention related to the present invention is the autonomous traveling work vehicle according to the first invention related to the present invention, characterized in that the work implement is floated as the running load reduction control.

本発明に関連する第3の発明は、走行負荷低減制御として、作業機を駆動するPTO軸392の駆動を停止することを特徴とする本発明に関連する第1の発明の自律走行作業車とする。 A third invention related to the present invention is an autonomous traveling work vehicle according to the first invention related to the present invention, characterized in that driving of the PTO shaft 392 that drives the work machine is stopped as running load reduction control. do.

本発明に関連する第4の発明は、走行負荷低減制御として、エンジン321の回転を低下することを特徴とする本発明に関連する第1の発明の自律走行作業車とする。 A fourth invention related to the present invention is the autonomous traveling work vehicle according to the first invention related to the present invention, characterized in that the rotation of the engine 321 is reduced as the running load reduction control.

本発明に関連する第5の発明は、スリップ走行状態が解消されない場合は、走行駆動装置220を停止することを特徴とする本発明に関連する第1の発明の自律走行作業車とする。 A fifth invention related to the present invention is the autonomous traveling work vehicle according to the first invention related to the present invention, characterized in that the traveling drive device 220 is stopped when the slip traveling state is not resolved.

本発明に関連する第6の発明は、走行駆動装置220の停止後に、作業機を上昇させ、エンジン321の駆動を停止することを特徴とする本発明に関連する第5の発明の自律走行作業車とする。 A sixth invention related to the present invention is the autonomous traveling work according to the fifth invention related to the present invention, characterized in that after the traveling drive device 220 is stopped, the working machine is raised and the drive of the engine 321 is stopped. car.

本発明によると、PTO軸392の駆動を停止することで作業機の駆動負荷がなくなりエンジン321の全駆動力が走行駆動装置220に伝わり前進推進力が回復してスリップ走行状態を解消できる。
本発明に関連する第1の発明で、作業車は走行駆動装置220に設ける車速センサ296で算出する駆動走行速度で走行する筈であるが、走行車体10の経緯度を測るナビシステム290で算出する実走行速度が駆動走行速度に達していないと車輪やクローラ等の走行装置がスリップしているスリップ走行状態と判定出来るので、走行負荷低減制御が行われて前進推進力が回復して走行駆動装置220の駆動走行速度が実走行速度に近づいて均一な農作業になる。
According to the present invention, by stopping the driving of the PTO shaft 392, the driving load of the working machine is eliminated, and the entire driving force of the engine 321 is transmitted to the traveling drive device 220, thereby recovering the forward driving force and eliminating the slip traveling state.
In the first invention related to the present invention , the work vehicle is supposed to run at the drive travel speed calculated by the vehicle speed sensor 296 provided in the travel drive device 220. If the actual running speed does not reach the drive running speed, it can be determined that the running device such as the wheels and crawlers is slipping, so the running load reduction control is performed and the forward propulsion is restored to drive the vehicle. The drive travel speed of the device 220 approaches the actual travel speed, resulting in uniform agricultural work.

本発明に関連する第2の発明で、本発明に関連する第1の発明の効果に加えて、農作業が耕耘作業である場合に、耕耘作業機を浮上させることで耕耘抵抗が少なくなって前進推進力が回復してスリップ走行状態を解消できて、均一な耕耘作業になる。 In the second invention related to the present invention, in addition to the effects of the first invention related to the present invention, when the farm work is tillage work, the tillage machine is floated to reduce the tillage resistance and move forward. The propulsive force is recovered and the slip running state can be eliminated, resulting in uniform plowing work.

本発明に関連する第3の発明で、本発明に関連する第1の発明の効果に加えて、PTO軸392の駆動を停止することで作業機の駆動負荷がなくなりエンジン321の全駆動力が走行駆動装置220に伝わり前進推進力が回復してスリップ走行状態を解消できる。 In the third invention related to the present invention, in addition to the effects of the first invention related to the present invention, stopping the driving of the PTO shaft 392 eliminates the driving load of the work machine and eliminates the total driving force of the engine 321. The forward propulsion force is transmitted to the travel drive device 220 and recovered to eliminate the slip travel state.

本発明に関連する第4の発明で、本発明に関連する第1の発明の効果に加えて、エンジン321の回転を低下して走行駆動装置220の前進推進力を弱くすることで走行装置のスリップを無くしてスリップ走行状態を解消できる。 In the fourth invention related to the present invention, in addition to the effects of the first invention related to the present invention, the rotation of the engine 321 is reduced to weaken the forward propulsion force of the travel drive device 220. The slip running state can be eliminated by eliminating the slip.

本発明に関連する第5の発明で、本発明に関連する第1の発明の効果に加えて、スリップ走行状態を解消できない場合に走行を停止させて部分的に過度な農作業を中断できる。 In the fifth invention related to the present invention, in addition to the effects of the first invention related to the present invention, when the slip running state cannot be eliminated, the running can be stopped and the excessive agricultural work can be partially interrupted.

本発明に関連する第6の発明で、本発明に関連する第5の発明の効果に加えて、スリップ走行状態を解消できない場合にエンジン321を停止させて自律走行を中断して待機状態にして、作業者の処置を待つことが出来る。 In a sixth invention related to the present invention, in addition to the effects of the fifth invention related to the present invention, the engine 321 is stopped to interrupt the autonomous running and enter the standby state when the slip running state cannot be eliminated. , can wait for the action of the operator.

本実施形態に係るトラクタの概略側面図である。1 is a schematic side view of a tractor according to this embodiment; FIG. 走行車体の説明図である。FIG. 2 is an explanatory diagram of a traveling vehicle body; 走行車体の動力伝達経路を示す図である。FIG. 4 is a diagram showing a power transmission path of a traveling vehicle body; トラクタの制御系を示すブロック図である。It is a block diagram showing a control system of a tractor. 本実施形態に係るトラクタの自動走行制御を説明するフローチャートである。It is a flow chart explaining automatic travel control of a tractor concerning this embodiment.

以下、本発明の実施形態を図面に示す実施例を参照しながら説明する。なお、実施例の説明においては、機体の前進方向に向かって左右方向をそれぞれ左、右といい、前進方向を前、後進方向を後というが、本発明の構成を限定するものでは無い。 BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to examples shown in the drawings. In the description of the embodiments, the left and right directions are referred to as left and right, respectively, the forward direction is referred to as forward, and the backward direction is referred to as rear, but this does not limit the configuration of the present invention.

本実施形態に係る圃場作業車であるトラクタ1の構成について図1を参照して説明する。図1は、本実施形態に係るトラクタ1の概略側面図である。 A configuration of a tractor 1, which is a field work vehicle according to the present embodiment, will be described with reference to FIG. FIG. 1 is a schematic side view of a tractor 1 according to this embodiment.

トラクタ1は、走行車体10と、車両制御部100と、通信ユニット110とを備える。トラクタ1は、作業者が有する端末装置2、例えば、リモコンや、携帯通信端末から通信ユニット110によって信号を受信し、自動走行し、作業可能なトラクタである。すなわち、トラクタ1は、遠隔操作可能なトラクタである。 The tractor 1 includes a traveling vehicle body 10 , a vehicle control section 100 and a communication unit 110 . The tractor 1 is a tractor capable of automatically traveling and working by receiving a signal from a terminal device 2 possessed by a worker, such as a remote controller or a mobile communication terminal, through a communication unit 110 . That is, the tractor 1 is a remotely controllable tractor.

走行車体10は、図示しないステアリングハンドルや操作ペダルおよび各種計器類が設けられた操縦部を備えるとともに、図示しない耕耘作業機を後部に連結可能に構成される。走行車体10の天井部には、複数の航法衛星60から送信される電波を受信するDGPS(Differential Global Positioning System)アンテナ6が設けられる。なお、走行車体10には、耕耘作業機以外の作業装置を連結することができる。 The traveling vehicle body 10 includes a steering handle, operation pedals, and various gauges (not shown), and is configured so that a tillage machine (not shown) can be connected to its rear portion. A DGPS (Differential Global Positioning System) antenna 6 for receiving radio waves transmitted from a plurality of navigation satellites 60 is provided on the ceiling of the traveling vehicle body 10 . It should be noted that a working device other than a tilling machine can be connected to the traveling vehicle body 10 .

走行車体10について図2および図3を参照して説明する。図2は、走行車体10の説明図である。図3は、走行車体10の動力伝達経路を示す図である。 The traveling vehicle body 10 will be described with reference to FIGS. 2 and 3. FIG. FIG. 2 is an explanatory diagram of the traveling vehicle body 10. As shown in FIG. FIG. 3 is a diagram showing a power transmission path of the traveling vehicle body 10. As shown in FIG.

走行車体10は、図2および図3に示すような動力伝達機構をはじめとする各種機構を備える。すなわち、図2に示すように、走行車体10は、左右側それぞれに、左右の前車軸406L,406Rに取付けられた前輪301L,301Rと、左右の後車軸405L,405Rに取付られた左右の後輪302L,302Rとを備える。なお、以下では、符号にLを付して左側を、Rを付して右側を示すことにするが、左右を区別する必要が無い場合は、例えば、前輪301、後輪302などのように記す場合がある。 The traveling vehicle body 10 includes various mechanisms including a power transmission mechanism as shown in FIGS. 2 and 3 . That is, as shown in FIG. 2, the traveling vehicle body 10 has front wheels 301L and 301R attached to left and right front axles 406L and 406R, and left and right rear wheels attached to left and right rear axles 405L and 405R. It has wheels 302L and 302R. In the following description, L is attached to the left side and R is attached to the right side to indicate the right side. may be noted.

走行車体10の前部には、動力源となるエンジン321が搭載されており、エンジン321から動力伝達機構を介して前輪301や後輪302へ動力が伝達される。なお、本実施形態に係るトラクタ1は、4WDクラッチ324を備えており、この4WDクラッチ324の切換えによって、後輪302のみ駆動する2WD方式と、前輪301および後輪302が共に駆動する4WD方式とに切換え自在に構成されている。 An engine 321 serving as a power source is mounted on the front portion of the traveling vehicle body 10, and power is transmitted from the engine 321 to the front wheels 301 and the rear wheels 302 via a power transmission mechanism. The tractor 1 according to the present embodiment is provided with a 4WD clutch 324. By switching the 4WD clutch 324, a 2WD system in which only the rear wheels 302 are driven and a 4WD system in which both the front wheels 301 and the rear wheels 302 are driven. can be switched freely.

後輪302への動力伝達機構は、エンジン321の後段に、前後進クラッチ322を介して主変速部323が配設され、さらにその後段に副変速部325が配設され、その後段には後輪差動歯車装置326が配設される。そして、この後輪差動歯車装置326と後輪302とを連結する後車軸405の基部には、それぞれブレーキ装置312を設けている。 A power transmission mechanism to the rear wheels 302 includes a main transmission section 323 arranged via a forward/reverse clutch 322 in the rear stage of the engine 321, and an auxiliary transmission section 325 arranged in the subsequent stage. A wheel differential gearing 326 is provided. A brake device 312 is provided at the base of the rear axle 405 that connects the rear wheel differential gear device 326 and the rear wheel 302 .

また、副変速部325の後段に設けられたアイドルギヤを介して変速軸404へ入力され、4WDクラッチ324、前輪差動歯車装置320を介して前輪301への動力伝達がなされる。 Also, power is input to transmission shaft 404 via an idle gear provided at the rear stage of auxiliary transmission section 325 , and power is transmitted to front wheels 301 via 4WD clutch 324 and front wheel differential gear device 320 .

本実施形態に係るトラクタ1は、自動走行ができるように、車両制御部100により制御される自動走行ユニット160(図4参照)を備えている。そして、車両制御部100には、前輪301の操舵角を検出する操舵角検出センサ304が接続されており、自動走行時は、検出された実際の前輪301の操舵角をフィードバックしながら車両制御部100がステアリングシリンダ303を制御して操舵するようにしている。 The tractor 1 according to the present embodiment includes an automatic traveling unit 160 (see FIG. 4) controlled by the vehicle control section 100 so as to enable automatic traveling. A steering angle detection sensor 304 that detects the steering angle of the front wheels 301 is connected to the vehicle control unit 100. During automatic driving, the vehicle control unit 100 feeds back the actual detected steering angle of the front wheels 301. 100 controls the steering cylinder 303 for steering.

後輪302に設けたブレーキ装置312は、機体に設けたブレーキペダル310を操縦者が踏み込むことで、ブレーキシリンダ311が油圧により作用して機能する。すなわち、左後車軸405Lの基部に設けた左ブレーキ装置312Lを左ブレーキシリンダ311Lに接続するとともに、右後車軸405Rの基部に設けた右ブレーキ装置312Rを右ブレーキシリンダ311Rに接続する。 The brake device 312 provided on the rear wheel 302 functions by hydraulically acting on the brake cylinder 311 when the driver steps on the brake pedal 310 provided on the machine body. That is, the left brake device 312L provided at the base of the left rear axle 405L is connected to the left brake cylinder 311L, and the right brake device 312R provided at the base of the right rear axle 405R is connected to the right brake cylinder 311R.

図示するように、左右のブレーキシリンダ311L,311Rは、車両制御部100に接続した左右のブレーキソレノイド330L,330Rと接続している。そのため、車両制御部100に所定のブレーキ信号が入力されると、車両制御部100は、ブレーキソレノイド330を駆動して、左右のブレーキ装置312L,312Rのいずれか一方または両方を作動させることができる。なお、ブレーキソレノイド330は、例えば、油圧ポンプ341、リリーフバルブ340などとともに油圧回路を構成する。 As shown, the left and right brake cylinders 311L and 311R are connected to left and right brake solenoids 330L and 330R connected to the vehicle control unit 100, respectively. Therefore, when a predetermined brake signal is input to vehicle control unit 100, vehicle control unit 100 can drive brake solenoid 330 to operate either one or both of left and right brake devices 312L and 312R. . The brake solenoid 330 forms a hydraulic circuit together with, for example, a hydraulic pump 341, a relief valve 340, and the like.

次に、図3を参照しながら、トラクタ1のエンジン321から前輪301、後輪302までの動力の伝達経路について説明する。図示するように、エンジン321の出力軸は、前・後進を切り換える前後進クラッチ322を介して動力伝達軸401と連結している。したがって、トラクタ1は、前後進クラッチ322を切換えることによって、動力伝達軸401を選択的に正逆転することができる。 Next, power transmission paths from the engine 321 of the tractor 1 to the front wheels 301 and the rear wheels 302 will be described with reference to FIG. As illustrated, the output shaft of the engine 321 is connected to the power transmission shaft 401 via a forward/reverse clutch 322 that switches between forward and reverse. Therefore, the tractor 1 can selectively rotate the power transmission shaft 401 forward and backward by switching the forward/reverse clutch 322 .

また、動力伝達軸401は、主変速部323、副変速部325に連結されている。すなわち、主変速部323および副変速部325は、エンジン321から後輪302(前輪301および後輪302)へ動力を伝達する動力伝達経路上に配置される。 Also, the power transmission shaft 401 is connected to the main transmission portion 323 and the sub transmission portion 325 . That is, main transmission portion 323 and sub-transmission portion 325 are arranged on a power transmission path for transmitting power from engine 321 to rear wheels 302 (front wheels 301 and rear wheels 302).

主変速部323には、第1クラッチギヤ361と第3クラッチギヤ363とを有する一速/三速切換用クラッチ402と、第2クラッチギヤ362と第4クラッチギヤ364とを有する二速/四速切換用クラッチ403とが装着され、エンジン321からの動力を1速~4速に変速して出力可能としている。 The main transmission portion 323 includes a first speed/third speed switching clutch 402 having a first clutch gear 361 and a third clutch gear 363, and a second speed/fourth speed clutch having a second clutch gear 362 and a fourth clutch gear 364. A speed switching clutch 403 is mounted, and the power from the engine 321 can be shifted to 1st to 4th speeds and output.

さらに、主変速部323は、高低クラッチ365を装着しており、1速~4速を、それぞれさらに高速あるいは低速に切換え可能としている。 Further, the main transmission section 323 is equipped with a high/low clutch 365, which enables the 1st to 4th speeds to be switched to a higher speed or a lower speed.

主変速部323の動力が入力される副変速部325には、図示しない副変速レバーで操作される二連の副変速クラッチの第1のシフター381と第2のシフター382と複数の伝達ギヤとを備える。第1のシフター381と第2のシフター382とがいずれの伝達ギヤと係合するかにより、超低速、低速、中速および高速とに変速することができる。そして、副変速部325の出力軸の回転が、後輪差動歯車装置326から車軸および後輪遊星歯車機構391を介して後輪302へ伝動される。 The sub-transmission portion 325 to which the power of the main transmission portion 323 is input includes a first shifter 381 and a second shifter 382 of a double sub-transmission clutch operated by an unillustrated sub-transmission lever, and a plurality of transmission gears. Prepare. Depending on which transmission gear the first shifter 381 and the second shifter 382 are engaged with, the speed can be changed to super low speed, low speed, medium speed and high speed. Then, the rotation of the output shaft of the auxiliary transmission portion 325 is transmitted from the rear wheel differential gear device 326 to the rear wheels 302 via the axle and the rear wheel planetary gear mechanism 391 .

また、主変速部323から副変速部325へ入力される動力が、アイドルギヤを介して4WDクラッチ324を装備した変速軸404へ入力されることにより、前輪301への駆動力伝動がなされる。4WDクラッチ324の作用により、通常の前輪駆動から加速された前輪駆動への切り換えも可能となっている。なお、4WDクラッチ324を中立にすると、前輪301の駆動が断たれて後輪302のみの駆動、すなわち2WDとなる。 Further, the power input from the main transmission portion 323 to the auxiliary transmission portion 325 is input to the transmission shaft 404 equipped with the 4WD clutch 324 via the idle gear, thereby transmitting the driving force to the front wheels 301 . The action of the 4WD clutch 324 also makes it possible to switch from normal front wheel drive to accelerated front wheel drive. When the 4WD clutch 324 is set to neutral, the drive of the front wheels 301 is cut off and only the rear wheels 302 are driven, that is, 2WD.

こうして、4WDクラッチ324の後段部に伝達された動力は、前輪差動歯車装置320と前輪遊星歯車機構390とを介して前輪301へと伝達される。 Thus, the power transmitted to the rear stage of the 4WD clutch 324 is transmitted to the front wheels 301 via the front wheel differential gear device 320 and the front wheel planetary gear mechanism 390 .

また、走行車体10は、主変速部323や副変速部325などの変速機構を介さずに、エンジン321から耕耘作業機に動力を伝達する作業用動力伝達機構360を備える。具体的には、走行車体10は、PTO(Power Take Off)クラッチ366を備えており、PTOクラッチ366を繋ぐことで、主変速部323などを介さずに、エンジン321からPTO軸392へ動力を伝達することができる。 The traveling vehicle body 10 also includes a work power transmission mechanism 360 that transmits power from the engine 321 to the tilling machine without passing through a transmission mechanism such as the main transmission section 323 or the auxiliary transmission section 325 . Specifically, the traveling vehicle body 10 is provided with a PTO (Power Take Off) clutch 366, and by engaging the PTO clutch 366, power is transferred from the engine 321 to the PTO shaft 392 without passing through the main transmission section 323 or the like. can be transmitted.

PTO軸392は、前段側にPTO変速第1シフター371およびPTO変速第2シフター372が設けられており、これらが操作されることにより、低速から高速でPTO軸392を順回転させることができるとともに、逆転させることも可能となっている。 The PTO shaft 392 is provided with a PTO speed first shifter 371 and a PTO speed second shifter 372 on the front side, and by operating these, the PTO shaft 392 can be rotated forward from low speed to high speed. , can also be reversed.

次に、本実施形態に係るトラクタ1の制御系について図4を参照し説明する。図4は、トラクタの制御系を示すブロック図である。 Next, the control system of the tractor 1 according to this embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 4 is a block diagram showing the control system of the tractor.

本実施形態に係るトラクタ1は、電子制御によって各部を制御することが可能であり、制御系の中核をなす車両制御部100を備える。車両制御部100は、端末装置2からの指令信号を通信ユニット110を介して受信することにより、自動走行ユニット160を制御して自動走行することができる。 The tractor 1 according to this embodiment can control each part by electronic control, and includes a vehicle control part 100 that forms the core of the control system. By receiving a command signal from the terminal device 2 via the communication unit 110, the vehicle control unit 100 can control the automatic traveling unit 160 to automatically travel.

トラクタ1が備える車両制御部100は、各種プログラムや各種の必要データ類が格納された、ハードディスクやROM(Read Only Memory)、RAM(Random Access Memory)などで構成される記憶装置140と、CPU(Central Processing Unit)等を有する処理部をはじめROM,RAMなどで構成される複数のコントローラ120,130,150を備える。 A vehicle control unit 100 provided in the tractor 1 includes a storage device 140 configured by a hard disk, a ROM (Read Only Memory), a RAM (Random Access Memory), etc., in which various programs and various necessary data are stored, and a CPU ( It includes a plurality of controllers 120, 130, 150 composed of ROM, RAM, etc., as well as a processing unit having a central processing unit.

コントローラ120,130,150としては、例えば、走行系を制御する走行系コントローラ120、エンジン321を制御するエンジンコントローラ130、機体後部に連結する耕耘作業機を制御する作業機系コントローラ150などがある。 Examples of the controllers 120, 130, 150 include a travel system controller 120 that controls the travel system, an engine controller 130 that controls the engine 321, and a work machine system controller 150 that controls a tillage work machine connected to the rear part of the machine body.

走行系コントローラ120、エンジンコントローラ130、および作業機系コントローラ150は、これらについても、いずれもCPUなどを有する処理部や、制御プログラムが格納されるROM、作業領域用のRAMなどのストレージ部、さらには入出力部が設けられており、互いに接続されて互いに信号の受け渡しが可能となっている。なお、ストレージ部のROMには、各コントローラ120,130,150の制御対象に応じた制御プログラムなどがそれぞれ格納される。 Each of the travel system controller 120, the engine controller 130, and the work machine system controller 150 has a processing unit including a CPU, a ROM in which control programs are stored, a storage unit such as a RAM for a work area, and further. are provided with input/output units, and are connected to each other so that signals can be exchanged with each other. Note that the ROM of the storage unit stores control programs and the like corresponding to control targets of the respective controllers 120, 130, and 150, respectively.

また、車両制御部100には、非常停止スイッチ210、ステアリング駆動用モータ(不図示)や図2および図3に示した伝動機構を含む走行駆動装置220と、例えば第1障害物検出センサ231aや第2障害物検出センサ231bや、操舵角検出センサ304などを含む走行系各種センサ230が接続される。さらに、車両制御部100には、DGPSアンテナ6(図1参照)を含むナビシステム290や方位センサ295、車速センサ296などが接続される。 In addition, the vehicle control unit 100 includes an emergency stop switch 210, a steering drive motor (not shown), a traveling drive device 220 including the transmission mechanism shown in FIGS. Various travel system sensors 230 including the second obstacle detection sensor 231b and the steering angle detection sensor 304 are connected. Further, the vehicle control unit 100 is connected with a navigation system 290 including the DGPS antenna 6 (see FIG. 1), a direction sensor 295, a vehicle speed sensor 296, and the like.

第1障害物検出センサ231aは、例えば、超音波センサであり、走行車体10の進行方向、例えば、走行車体10の前方または側方の第1所定範囲内にある障害物を検出するセンサである。第2障害物検出センサ231bは、例えば、赤外線センサであり、走行車体10の進行方向、例えば、走行車体10の前方または側方の第2所定範囲内にある障害物を検出するセンサである。第1所定範囲および第2所定範囲は、予め設定された範囲であり、第2所定範囲は、第1所定範囲よりも狭い範囲である。なお、第1障害物検出センサ231aおよび第2障害物検出センサ231bは、障害物検出のための画像処理判定プログラム用の映像を撮影するカメラやその他のセンサであってもよい。 The first obstacle detection sensor 231a is, for example, an ultrasonic sensor, and is a sensor that detects an obstacle within a first predetermined range in the traveling direction of the traveling vehicle body 10, for example, in front of or on the side of the traveling vehicle body 10. . The second obstacle detection sensor 231b is, for example, an infrared sensor, and is a sensor that detects an obstacle within a second predetermined range in the traveling direction of the traveling vehicle body 10, for example, in front of or on the side of the traveling vehicle body 10. The first predetermined range and the second predetermined range are ranges set in advance, and the second predetermined range is a range narrower than the first predetermined range. Note that the first obstacle detection sensor 231a and the second obstacle detection sensor 231b may be cameras or other sensors that capture images for an image processing determination program for obstacle detection.

ナビシステム290は、DGPSアンテナ6が受信する電波で走行車体10の経緯度を測定して圃場における位置を圃場地図上に表示すると共に、走行車体10の走行に伴う実走行速度を算出する。 The navigation system 290 measures the latitude and longitude of the vehicle body 10 using radio waves received by the DGPS antenna 6, displays the position in the field on the field map, and calculates the actual traveling speed of the vehicle body 10 as it travels.

方位センサ295は、走行車体10の進行方向の方位を検出し、車速センサ296は、後輪302の動力伝動機構に組み込まれて後輪302の回転数から駆動走行速度を算出する。従って、前記ナビシステム290が算出する実走行速度と車速センサ296の表示する駆動走行速度は一致するのであるが、後輪302に滑りが生じると実走行速度が駆動走行速度より遅くなるスリップ走行状態となる。
スリップ走行状態になると作業機が同じ場所で耕耘を繰り返す等の過度な農作業となるので、これを防ぐために、作業機系コントローラ150がPTOクラッチ366を切って作業機の駆動を停止させたり、エンジンコントローラ130がエンジン321の回転を低下させたり、作業機系コントローラ150が作業機を浮かせたりする走行負荷低減制御を実行する。
それでもスリップ走行状態が解消されないと、走行駆動装置220を停止させ、作業機を大きく上昇させてエンジン321の駆動を停止して、通信ユニット110から作業者が持っている端末装置2に通報して作業者が対処するのを待つ。
A direction sensor 295 detects the direction of travel of the traveling vehicle body 10 , and a vehicle speed sensor 296 is incorporated in the power transmission mechanism of the rear wheels 302 to calculate the driving speed from the number of revolutions of the rear wheels 302 . Therefore, the actual running speed calculated by the navigation system 290 and the driving running speed displayed by the vehicle speed sensor 296 match, but when the rear wheels 302 slip, the actual running speed becomes slower than the driving running speed. becomes.
When the slip traveling state occurs, the work machine repeats plowing in the same place, resulting in excessive agricultural work. The controller 130 reduces the rotation of the engine 321, and the work implement system controller 150 executes travel load reduction control such as lifting the work implement.
If the slip traveling state is still not resolved, the traveling drive device 220 is stopped, the working machine is greatly raised, the driving of the engine 321 is stopped, and the communication unit 110 notifies the terminal device 2 held by the worker. Wait for workers to take action.

また、車両制御部100には、作業機昇降装置(不図示)などを含む作業機昇降駆動装置240、PTOクラッチ366を入り切り操作するPTO入・切操作スイッチ250、耕耘作業機を制御するために必要な作業機系・PTO駆動用各種センサ260、また、エンジン駆動装置270やエンジン駆動用各種センサ280などが接続される。 The vehicle control unit 100 also includes a work machine lifting drive device 240 including a work machine lifting device (not shown), a PTO on/off operation switch 250 for turning on and off the PTO clutch 366, and a plowing machine for controlling the tillage machine. Necessary work machine system/PTO drive sensors 260, an engine drive device 270, engine drive sensors 280, and the like are connected.

こうして、トラクタ1は、作業者が機体に搭乗して走行しながら所定の作業を実行するほか、端末装置2を操作して自動走行ユニット160の駆動を車両制御部100により制御することで、自動走行させながら所定の作業を実行させることができる。 In this way, the tractor 1 performs a predetermined work while a worker rides on the body and travels. Predetermined work can be executed while traveling.

トラクタ1を自動走行させる場合、例えば、作業内容に応じた走行予定経路を予め圃場毎に定めておき、これをデータ化して記憶装置140に格納しておく。走行予定経路は、圃場の形状、大きさ、圃場内に形成された畝の幅、長さおよび本数、そして作物の種類などに応じて設定される。 When the tractor 1 is caused to travel automatically, for example, a planned travel route corresponding to the content of work is determined in advance for each field, converted into data, and stored in the storage device 140 . The planned travel route is set according to the shape and size of the field, the width, length and number of ridges formed in the field, the type of crop, and the like.

車両制御部100は、ナビシステム290で走行車体10の圃場地図上の位置を検出し、検出した現在位置に基づいて実際の走行経路を算出する。そして、車両制御部100は、実際の走行経路が走行予定経路に一致するようにステアリングシリンダ303およびエンジン321を制御する。 The vehicle control unit 100 detects the position of the traveling vehicle body 10 on the field map using the navigation system 290, and calculates the actual traveling route based on the detected current position. Vehicle control unit 100 then controls steering cylinder 303 and engine 321 so that the actual travel route coincides with the planned travel route.

なお、トラクタ1の自動走行については、本実施形態のように端末装置2を介して車両制御部100により実行させる他、適宜設定することができる。 Note that the automatic traveling of the tractor 1 can be set as appropriate, in addition to being executed by the vehicle control unit 100 via the terminal device 2 as in the present embodiment.

次に、トラクタ1を遠隔操作可能な端末装置2の構成について説明する。図4に示すように、端末装置2は、トラクタ1の通信ユニット110と無線通信が可能である。また、端末装置2は、操作部として、トラクタ1を走行させるための前進「入・切」スイッチ21および後進「入・切」スイッチ22と、エンジン321の回転数を切換えるENG回転数スイッチ24と、トラクタ1を緊急停止させることが可能な車両停止スイッチ26とを備える。 Next, the configuration of the terminal device 2 capable of remotely controlling the tractor 1 will be described. As shown in FIG. 4 , the terminal device 2 is capable of wireless communication with the communication unit 110 of the tractor 1 . The terminal device 2 also includes, as operation units, a forward "on/off" switch 21 and a reverse "on/off" switch 22 for causing the tractor 1 to travel, and an ENG rotation speed switch 24 for switching the rotation speed of the engine 321. , and a vehicle stop switch 26 capable of stopping the tractor 1 in an emergency.

また、端末装置2は、耕耘作業機を操作するためのPTO「入・切」スイッチ23と、作業機「上・下」スイッチ25とを備える。 The terminal device 2 also includes a PTO "on/off" switch 23 and a work machine "up/down" switch 25 for operating the tillage machine.

作業者は、端末装置2を操作することにより、トラクタ1を所定の速度で前進・後進させるとともに、停止させたりすることができるほか、耕耘作業機を上昇、下降させて所定の動力で作業させることができる。 By operating the terminal device 2, the operator can move the tractor 1 forward and backward at a predetermined speed, stop it, and raise and lower the tillage machine to work with a predetermined power. be able to.

次に、本実施形態に係るトラクタ1の自動走行制御について図5のフローチャートを参照し説明する。ここでは、トラクタ1が自動走行を行っているものとする。 Next, automatic travel control of the tractor 1 according to this embodiment will be described with reference to the flowchart of FIG. Here, it is assumed that the tractor 1 is automatically traveling.

車両制御部100は、ナビシステム290からの信号に基づいて走行車体10の現在位置を検出する(S100)。車両制御部100は、現在位置と走行予定経路との位置を比較し、現在位置と走行予定経路との距離を算出する(S101)。具体的には、車両制御部100は、走行予定経路と、走行車体10(DGPSアンテナ6)の現在位置との距離を現在位置と走行予定経路との距離として算出する。 The vehicle control unit 100 detects the current position of the traveling vehicle body 10 based on the signal from the navigation system 290 (S100). The vehicle control unit 100 compares the current position and the planned travel route, and calculates the distance between the current position and the planned travel route (S101). Specifically, the vehicle control unit 100 calculates the distance between the planned travel route and the current position of the traveling vehicle body 10 (DGPS antenna 6) as the distance between the current position and the planned travel route.

また、車両制御部100は、現在位置と走行予定経路との距離と、予め設定された第1所定値とを比較する(S102)。第1所定値は、走行車体10が走行予定経路に対して逸脱していると判定可能な、走行予定経路と走行車体10(DGPSアンテナ6)との距離である。すなわち、車両制御部100は、自動走行時に、走行車体10が走行予定経路から逸脱したか否かを判定する。 In addition, the vehicle control unit 100 compares the distance between the current position and the planned travel route with a preset first predetermined value (S102). The first predetermined value is the distance between the planned travel route and the traveling vehicle body 10 (DGPS antenna 6) that allows it to be determined that the traveling vehicle body 10 deviates from the planned traveling route. That is, the vehicle control unit 100 determines whether or not the traveling vehicle body 10 has deviated from the planned travel route during automatic travel.

車両制御部100は、現在位置と走行予定経路との距離が第1所定値以上の場合には(S102:Yes)、走行車体10が走行予定経路から逸脱したと判定し、走行車体10を減速させる(S103)。具体的には、車両制御部100は、主変速部323または副変速部325をダウンシフトすることで、走行車体10を減速させる。なお、ここでの減速は、走行車体10を停止させることを前提とするものではない。 When the distance between the current position and the planned travel route is equal to or greater than the first predetermined value (S102: Yes), the vehicle control unit 100 determines that the traveling vehicle body 10 has deviated from the planned travel route, and decelerates the traveling vehicle body 10. (S103). Specifically, the vehicle control unit 100 decelerates the traveling vehicle body 10 by downshifting the main transmission unit 323 or the sub transmission unit 325 . Note that the deceleration here does not presuppose that the traveling vehicle body 10 is stopped.

車両制御部100は、現在位置と走行予定経路との距離が第1所定値よりも小さい場合には(S102:No)、走行車体10が走行予定経路から逸脱していないと判定し、今回の処理を終了する。 When the distance between the current position and the planned travel route is smaller than the first predetermined value (S102: No), the vehicle control unit 100 determines that the traveling vehicle body 10 has not deviated from the planned travel route. End the process.

車両制御部100は、ナビシステム290からの信号に基づいて走行車体10の現在位置を検出する(S104)。 The vehicle control unit 100 detects the current position of the traveling vehicle body 10 based on the signal from the navigation system 290 (S104).

車両制御部100は、現在位置と走行予定経路との位置を比較し、現在位置と走行予定経路との距離を算出する(S105)。 The vehicle control unit 100 compares the current position and the planned travel route, and calculates the distance between the current position and the planned travel route (S105).

車両制御部100は、現在位置と走行予定経路との距離と、予め設定された第2所定値とを比較する(S106)。第2所定値は、第1所定値よりも小さい値であり、現在位置が走行予定経路に略一致していると判定できる値である。すなわち、車両制御部100は、自動走行により、走行車体10の走行経路が修正され、走行予定経路に略一致したか否かを判定する。 The vehicle control unit 100 compares the distance between the current position and the planned travel route with a preset second predetermined value (S106). The second predetermined value is a value smaller than the first predetermined value, and is a value with which it can be determined that the current position substantially matches the planned travel route. That is, the vehicle control unit 100 determines whether or not the travel route of the traveling vehicle body 10 has been corrected by automatic travel and substantially matches the planned travel route.

車両制御部100は、現在位置と走行予定経路との距離が第2所定値以下の場合には(S106:Yes)、走行車体10を加速させる(S107)。具体的には、車両制御部100は、主変速部323または副変速部325をアップシフトすることで、走行車体10を加速させる。車両制御部100は、走行車体10の車速が、減速させる前の車速となるように加速させる。 When the distance between the current position and the planned travel route is equal to or less than the second predetermined value (S106: Yes), the vehicle control unit 100 accelerates the traveling vehicle body 10 (S107). Specifically, the vehicle control unit 100 accelerates the traveling vehicle body 10 by upshifting the main transmission unit 323 or the sub transmission unit 325 . The vehicle control unit 100 accelerates the vehicle speed of the traveling vehicle body 10 to the vehicle speed before deceleration.

なお、車両制御部100は、現在位置と走行予定経路との距離が第2所定値以下となる状態が予め設定された所定時間継続した場合、または現在位置と走行予定経路との距離が第2所定値以下となる状態が予め設定された所定走行距離継続した場合に、走行車体10を加速させてもよい。 Note that the vehicle control unit 100 is controlled when a state in which the distance between the current position and the planned travel route is equal to or less than a second predetermined value continues for a preset predetermined time, or when the distance between the current position and the planned travel route becomes the second predetermined value. The traveling vehicle body 10 may be accelerated when the state of being equal to or less than the predetermined value continues for a predetermined traveling distance.

車両制御部100は、現在位置と走行予定経路との距離が第2所定値よりも大きい場合には(S106:No)、減速を継続し、現在位置を検出する(S104)。 When the distance between the current position and the planned travel route is greater than the second predetermined value (S106: No), the vehicle control unit 100 continues deceleration and detects the current position (S104).

10 走行車体
220 走行駆動装置
290 ナビシステム(測位装置)
296 車速センサ
321 エンジン
392 PTO軸
10 traveling vehicle body 220 traveling drive device 290 navigation system (positioning device)
296 vehicle speed sensor 321 engine 392 PTO shaft

Claims (1)

走行車体(10)に搭載したエンジン(321)の出力で駆動するPTO軸(392)で作業機を駆動する自律走行作業車において、前記走行車体(10)に設けるナビシステム(290)で算出する実走行速度と走行駆動装置(220)に設ける車速センサ(296)で算出する駆動走行速度を比較し、実走行速度が駆動走行速度より所定以上遅いスリップ走行状態の場合に、前記作業機を駆動する前記PTO軸(392)の駆動を停止することを特徴とする自律走行作業車。 Calculated by a navigation system (290) provided on the traveling vehicle body (10) in an autonomous traveling working vehicle in which a working machine is driven by a PTO shaft (392) driven by the output of an engine (321) mounted on the traveling vehicle body (10) The actual travel speed is compared with the drive travel speed calculated by the vehicle speed sensor (296) provided in the travel drive device (220), and if the actual travel speed is in a slip travel state slower than the drive travel speed by a predetermined amount or more, the work machine is driven. An autonomous working vehicle characterized by stopping the driving of the PTO shaft (392) .
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Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP7286230B2 (en) * 2019-11-26 2023-06-05 ヤンマーパワーテクノロジー株式会社 Autonomous driving control system

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20080257569A1 (en) 2007-04-17 2008-10-23 Chris Foster Electronic draft control for trailed implements
JP2012191857A (en) 2011-03-15 2012-10-11 Kubota Corp Tractor
JP2016093127A (en) 2014-11-13 2016-05-26 ヤンマー株式会社 Agricultural work vehicle
JP2017209069A (en) 2016-05-26 2017-11-30 株式会社クボタ Work vehicle
JP2017209070A (en) 2016-05-26 2017-11-30 株式会社クボタ Work vehicle and time based management system applied to the work vehicle

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0947110A (en) * 1995-08-09 1997-02-18 Iseki & Co Ltd Orientation control unit for combine harvester
JPH09168308A (en) * 1995-12-20 1997-06-30 Ishikawajima Shibaura Mach Co Ltd Farming work control unit for tractor
JP3565379B2 (en) * 1995-12-20 2004-09-15 ヤンマー農機株式会社 Tractor drive control device

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20080257569A1 (en) 2007-04-17 2008-10-23 Chris Foster Electronic draft control for trailed implements
JP2012191857A (en) 2011-03-15 2012-10-11 Kubota Corp Tractor
JP2016093127A (en) 2014-11-13 2016-05-26 ヤンマー株式会社 Agricultural work vehicle
JP2017209069A (en) 2016-05-26 2017-11-30 株式会社クボタ Work vehicle
JP2017209070A (en) 2016-05-26 2017-11-30 株式会社クボタ Work vehicle and time based management system applied to the work vehicle

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