WO2020137810A1 - 作業車両及び作業車両を備えた作業機 - Google Patents

作業車両及び作業車両を備えた作業機 Download PDF

Info

Publication number
WO2020137810A1
WO2020137810A1 PCT/JP2019/049845 JP2019049845W WO2020137810A1 WO 2020137810 A1 WO2020137810 A1 WO 2020137810A1 JP 2019049845 W JP2019049845 W JP 2019049845W WO 2020137810 A1 WO2020137810 A1 WO 2020137810A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
traveling
vehicle
turning
steering
work
Prior art date
Application number
PCT/JP2019/049845
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
俊明 黒木
Original Assignee
株式会社クボタ
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 株式会社クボタ filed Critical 株式会社クボタ
Priority to EP19901805.2A priority Critical patent/EP3903551A4/en
Publication of WO2020137810A1 publication Critical patent/WO2020137810A1/ja
Priority to US17/350,629 priority patent/US11968917B2/en

Links

Images

Classifications

    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A01—AGRICULTURE; FORESTRY; ANIMAL HUSBANDRY; HUNTING; TRAPPING; FISHING
    • A01B—SOIL WORKING IN AGRICULTURE OR FORESTRY; PARTS, DETAILS, OR ACCESSORIES OF AGRICULTURAL MACHINES OR IMPLEMENTS, IN GENERAL
    • A01B69/00—Steering of agricultural machines or implements; Guiding agricultural machines or implements on a desired track
    • A01B69/003—Steering or guiding of machines or implements pushed or pulled by or mounted on agricultural vehicles such as tractors, e.g. by lateral shifting of the towing connection
    • A01B69/004—Steering or guiding of machines or implements pushed or pulled by or mounted on agricultural vehicles such as tractors, e.g. by lateral shifting of the towing connection automatic
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A01—AGRICULTURE; FORESTRY; ANIMAL HUSBANDRY; HUNTING; TRAPPING; FISHING
    • A01B—SOIL WORKING IN AGRICULTURE OR FORESTRY; PARTS, DETAILS, OR ACCESSORIES OF AGRICULTURAL MACHINES OR IMPLEMENTS, IN GENERAL
    • A01B69/00—Steering of agricultural machines or implements; Guiding agricultural machines or implements on a desired track
    • A01B69/003—Steering or guiding of machines or implements pushed or pulled by or mounted on agricultural vehicles such as tractors, e.g. by lateral shifting of the towing connection
    • A01B69/006—Steering or guiding of machines or implements pushed or pulled by or mounted on agricultural vehicles such as tractors, e.g. by lateral shifting of the towing connection derived from the steering of the tractor
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A01—AGRICULTURE; FORESTRY; ANIMAL HUSBANDRY; HUNTING; TRAPPING; FISHING
    • A01B—SOIL WORKING IN AGRICULTURE OR FORESTRY; PARTS, DETAILS, OR ACCESSORIES OF AGRICULTURAL MACHINES OR IMPLEMENTS, IN GENERAL
    • A01B69/00—Steering of agricultural machines or implements; Guiding agricultural machines or implements on a desired track
    • A01B69/007—Steering or guiding of agricultural vehicles, e.g. steering of the tractor to keep the plough in the furrow
    • A01B69/008—Steering or guiding of agricultural vehicles, e.g. steering of the tractor to keep the plough in the furrow automatic

Definitions

  • the present invention relates to a work vehicle such as a tractor and a work machine including the work vehicle, for example.
  • Patent Document 1 is known as a technique for creating a traveling route (scheduled traveling route) for automatically traveling a work vehicle such as a tractor.
  • the traveling route generation unit generates an inner traveling route including a straight traveling route and a U-turn route connecting the respective straight traveling routes, and a traveling traveling route for traveling around the outer peripheral region of the field.
  • the traveling vehicle can be automatically traveled along the travel route (scheduled travel route) created by the travel route generation unit.
  • the travel route generation unit in a working machine in which a towing vehicle connected to a traveling vehicle bends with respect to the traveling vehicle, it is difficult to perform automatic traveling. Therefore, in view of the above problems, the present invention provides a work vehicle that can easily perform automatic traveling even when automatically traveling a traveling vehicle and a towing vehicle connected to the traveling vehicle along a planned traveling route.
  • An object is to provide a work machine equipped with a work vehicle.
  • the technical means of the present invention for solving this technical problem is characterized by the following points.
  • the work vehicle has a connecting portion that connects the towing vehicle and is capable of traveling along a planned travel route, and a relative angle between the connecting portion of the traveling vehicle and the towing vehicle connected to the connecting portion.
  • an automatic traveling control unit that controls automatic traveling in the traveling vehicle based on the planned traveling route.
  • the automatic traveling control unit controls steering of the traveling vehicle such that the planned traveling route and the vehicle body position of the traveling vehicle match.
  • the automatic travel control unit sets at least one of a steering angle and a steering direction based on the relative angle.
  • the automatic traveling control unit determines that the vehicle body position of the traveling vehicle is The turning control that sets the steering angle and the steering direction to match the turning portion is executed, and the turning control is stopped when the relative angle becomes equal to or more than the turning determination value during the turning control.
  • the automatic traveling control unit includes a straight traveling unit that causes the traveling vehicle to travel straight on the planned traveling route, and after the turning control is stopped, the traveling vehicle enters the straight traveling unit that follows the turning unit. As possible, by changing either the steering angle or the steering direction, the control returns to the turning-back control for turning-back the traveling vehicle.
  • the automatic travel control unit sets the steering angle and the steering direction after the turning control or after the turning-back control so that the towing vehicle is located in the straight traveling unit.
  • the work machine includes a work vehicle, a towing vehicle connected to the work vehicle, and an angle detection device that detects the relative angle.
  • the automatic traveling can be easily performed.
  • FIG. 8A It is a figure which shows an example of the route setting screen M3. It is the figure which created unit work section A3 in work area A2. It is a figure which shows the unit work division A3 different from FIG. 8A. It is an explanatory view explaining creation of a planned running route. It is the figure which is running in the state where the extension body and the connecting bar are aligned in the front-rear direction. It is a figure which is running in the state where the connecting bar was bent to the extended body. It is a figure which shows the situation which is making the working machine turn to the left, and the switching situation. It is a figure which shows the state which is making the working machine turn to the right, and the switching state.
  • FIG. 1 shows a block diagram of a working machine.
  • the work machine includes a work vehicle 1 and a towing vehicle 2.
  • the work vehicle 1 is a tractor capable of towing the towing vehicle 2.
  • a tractor which is one of the work vehicles will be described.
  • the tractor 1 includes a traveling vehicle 3 having a traveling device 7, a prime mover 4, and a transmission 5.
  • the traveling device 7 is a device having front wheels 7F and rear wheels 7R.
  • the front wheel 7F may be a tire type or a crawler type.
  • the rear wheel 7R may also be a tire type or a crawler type.
  • the prime mover 4 is a diesel engine, an electric motor, or the like.
  • the speed change device 5 can switch the propulsive force of the traveling device 7 by speed change, and can also switch the traveling device 7 between forward and reverse.
  • a cabin 9 is provided in the traveling vehicle 3, and a driver's seat 10 is provided in the cabin 9.
  • a connecting portion 8 that connects the towing vehicle 2 is provided at the rear of the traveling vehicle 3. By connecting the towing vehicle 2 to the connecting portion 8, the towing vehicle 2 can be towed by the traveling vehicle 3.
  • the towing vehicle 2 is a trailer or the like.
  • the towing vehicle 2 has a connecting bar 2a, and the connecting bar 2a is fixed to the frame of the towing vehicle 2 by fasteners such as bolts and is not swingable in the width direction.
  • the connecting bar 2a may be fixed to the frame of the towing vehicle 2 by welding.
  • An insertion hole 2c is formed at the front end of the connecting bar 2a.
  • the connecting portion 8 is, for example, a tow hitch, and includes an extension body 8a extending rearward from the traveling vehicle 3 and a pivot pin provided at a rear end of the extension body 8a. 8b and.
  • the front portion of the extension body 8a is fixed to a transmission case, a differential case, and the like of the transmission 5 with fasteners such as bolts and is not swingable in the width direction.
  • An upper wall 8a1 and a lower wall 8a2 separated from the upper wall 8a1 are formed at a rear portion of the extension body 8a, and a pivot pin 8b penetrates the upper wall 8a1 and the lower wall 8a2. Connecting the towing vehicle 2 to the connecting portion 8 by positioning the connecting bar 2a of the towing vehicle 2 between the upper wall 8a1 and the lower wall 8a2 and inserting the pivot pin 8b into the insertion hole of the connecting bar 2a. You can
  • the tractor 1 includes a steering device 11.
  • the steering device 11 includes a steering wheel (steering wheel) 11a, a rotating shaft (steering shaft) 11b that rotates with the rotation of the steering wheel 11a, and an auxiliary mechanism (power steering mechanism) 11c that assists steering of the steering wheel 11a.
  • the auxiliary mechanism 11c includes a hydraulic pump 21, a control valve 22 to which hydraulic oil discharged from the hydraulic pump 21 is supplied, and a steering cylinder 23 operated by the control valve 22.
  • the control valve 22 is a solenoid valve that operates based on a control signal.
  • the control valve 22 is, for example, a three-position switching valve that can be switched by moving a spool or the like.
  • the control valve 22 can also be switched by steering the steering shaft 11b.
  • the steering cylinder 23 is connected to an arm (knuckle arm) 24 that changes the direction of the front wheels 7F.
  • the tractor 1 includes a positioning device 40.
  • the positioning device 40 can detect its own position (positioning information including latitude and longitude) by a satellite positioning system (positioning satellite) such as D-GPS, GPS, GLONASS, Hokuto, Galileo, and Michibiki.
  • the positioning device 40 receives the satellite signal (position of the positioning satellite, transmission time, correction information, etc.) transmitted from the positioning satellite, and based on the satellite signal, the position of the tractor 1 (for example, latitude, longitude), That is, the vehicle body position is detected.
  • the positioning device 40 includes a reception device 41 and an inertial measurement unit (IMU: Inertial Measurement Unit) 42.
  • the receiving device 41 is a device that has an antenna or the like and receives a satellite signal transmitted from a positioning satellite, and is attached to the traveling vehicle 3 separately from the inertial measurement device 42. In this embodiment, the receiving device 41 is attached to the traveling vehicle 3, that is, the cabin 9. Note that the mounting location of the receiving device 41 is not limited to the embodiment.
  • the inertial measurement device 42 has an acceleration sensor that detects acceleration, a gyro sensor that detects angular velocity, and the like.
  • the roll angle, pitch angle, yaw angle, etc. of the traveling vehicle 3 can be detected by the inertial measurement device 42 provided below the driver's seat 10.
  • the tractor 1 includes a control device 60.
  • the control device 60 is a device that controls a traveling system, a work system, and the like in the tractor 1.
  • the control device 60 has an automatic travel control unit 61 that controls the automatic travel of the tractor 1.
  • the automatic travel control unit 61 is composed of an electric/electronic circuit provided in the control device 60, a program stored in a CPU, and the like.
  • the automatic traveling control unit 61 controls the control valve 22 of the steering device 11 so that the traveling vehicle 3 travels along the planned traveling route L1. Further, when the automatic traveling is started, the automatic traveling control unit 61 controls the vehicle speed (speed) of the tractor 1 by automatically changing the gear position of the transmission, the rotation speed of the prime mover, and the like.
  • the automatic travel control unit 61 causes the steering shaft (rotating shaft) to rotate.
  • the rotation angle of 11b is maintained.
  • the automatic traveling control unit 61 determines that the steering direction of the tractor 1 is right.
  • the steering shaft 11b is rotated so as to be oriented.
  • the automatic traveling control unit 61 determines that the steering direction of the tractor 1 is left.
  • the steering shaft 11b is rotated so as to be oriented.
  • the steering angle of the steering device 11 is changed based on the deviation between the vehicle body position and the planned traveling route L1, but the azimuth of the planned traveling route L1 and the traveling of the tractor 1 (traveling vehicle 3).
  • the automatic traveling control unit 61 determines that the angle ⁇ g is zero (the vehicle body azimuth).
  • the steering angle may be set such that the azimuth F1 matches the azimuth of the planned travel route L1. Further, the automatic travel control unit 61 sets the final steering angle in the automatic steering based on the steering angle obtained based on the deviation (positional deviation) and the steering angle obtained based on the azimuth (azimuth deviation). May be.
  • the setting of the steering angle in the automatic steering in the above-described embodiment is an example, and the setting is not limited.
  • the control device 60 allows the tractor 1 (traveling vehicle 3) to automatically travel.
  • the tractor 1 includes a travel support device 100.
  • the travel support device 100 is a display device provided near the driver's seat 10.
  • description will be given assuming that the driving support device 100 is a display device.
  • the display device is a display device having a display unit 50 configured by any one of a liquid crystal panel, a touch panel, and other panels, and includes various information related to the tractor 1 in addition to information for supporting the traveling of the tractor 1. Information can be displayed.
  • the display device includes a map registration unit 101 and a map storage unit 102.
  • the map registration unit 101 is composed of electric/electronic components provided in the display device, programs installed in the display device, and the like.
  • the map storage unit 102 is composed of a non-volatile memory or the like.
  • the map registration unit 101 registers a contour of a predetermined field, for example, a position corresponding to the contour of the predetermined field.
  • the map registration unit 101 displays the map registration screen M1 on the display unit 50 of the display device.
  • the map registration screen M1 displays a map MP1 including a field, vehicle body position VP1 of the tractor 1, field identification information such as a field name and a field management number.
  • the map MP1 is associated with position information such as latitude and longitude in addition to image data showing a field.
  • the tractor 1 enters the field and goes around the field
  • the current vehicle body position VP1 detected by the positioning device 40 when the tractor 1 goes around is displayed on the map registration screen M1.
  • the registration button 51 displayed on the map registration screen M1 is selected, as shown in FIG.
  • the traveling locus K1 obtained from the vehicle body position is set as the contour (outer shape) H1 of the field, and the field map MP2 represented by the contour H1 is registered together with the field identification information.
  • the map registration unit 101 calculates an inflection point from the traveling locus indicated by the vehicle body position VP1 and registers the contour K2 connecting the inflection points as the field contour H1 (field map MP2).
  • the driver or the like designates the end of the field by a switch or the like provided on the tractor 1, and a contour K3 connecting the designated ends. May be registered as the contour H1 (field map MP2).
  • the field registration method described above is an example, and is not limited.
  • the contour of the field that is, the field map MP2 may be expressed by other expressions, whether it is the data indicated by the position (latitude, longitude) or the coordinate (X axis, Y axis) system. It may be the data shown.
  • the map storage unit 102 stores the field map MP2 indicating the contour (outer shape) registered by the map registration unit 101. That is, the map storage unit 102 stores the farm field map MP2 and data indicating the contour of the farm field (data for representing a predetermined farm field).
  • the display device can create a planned travel route L1 used when the tractor 1 is automatically traveled in a predetermined field.
  • the travel support device 100 includes a route creation unit 105 that creates a planned travel route L1 and a width acquisition unit 107.
  • the route creation unit 105 and the width acquisition unit 107 are composed of electric/electronic circuits provided in the display device, programs stored in the display device, and the like.
  • the route creation unit 105 displays the work setting screen M2.
  • the work setting screen M2 has a farm field input unit 80 and a farm field display unit 81.
  • the farm field input unit 80 can input farm field identification information such as a farm field name and a farm field management number.
  • the farm field display unit 81 displays a farm field map MP2 indicating a predetermined farm field corresponding to the farm field identification information input to the farm field input unit 80. That is, the route creation unit 105 requests the map storage unit 102 for the field map MP2 corresponding to the field identification information input to the field input unit 80, and displays the field map MP2 transmitted from the map storage unit 102 in the field display. It is displayed on the section 81.
  • the route creation unit 105 causes the field map MP2 displayed on the field display unit 81 to display the field map MP2.
  • the work area A2 excluding the headland area A1 is displayed.
  • the route creation unit 105 sets the area surrounded by the contour H2 formed by offsetting the contour H1 of the farm field map MP2 inside by the headland width W1 as the work area A2.
  • the work area A2 is set in the farm field map MP2 by designating the position of the contour of the work area A2 on the farm field map MP2 displayed on the farm field display unit 81 using a pointer or the like. May be.
  • the route creation unit 105 switches the display of the display device (driving support device 100) from the work setting screen M2 to the route setting screen M3.
  • the planned travel route L1 can be set in an area including the work area A2 in the field.
  • the route setting screen M3 includes a route display section 85 for displaying the planned traveling route L1 and a width input section 88.
  • the width acquisition unit 107 acquires the pulling width W2 input to the width input unit 88.
  • the towing width W2 of the towing vehicle 2 is the width of the towing vehicle 2.
  • the route creation unit 105 When the width acquisition unit 107 acquires the tow width W2, the route creation unit 105 performs work on the tow vehicle 2 by dividing the work area A2 in the vertical or horizontal direction by the tow width W2 as shown in FIG. 8A. A plurality of unit work sections A3 are created in the work area A2. That is, the route creation unit 105 creates a plurality of unit work sections A3 having the same width as the towing width W2 in the work area A2. As shown in FIG. 8B, the route creating unit 105 may create a plurality of unit work sections A3 having a width W4 obtained by dividing the pulling width W2 by the overlap width W3 in the work area A2. The overlap width W3 can be input on the route setting screen M3. That is, the route creation unit 105 sets, as the unit work section A3, the minimum unit area in which the towing vehicle 2 works on the field when the towing vehicle 2 is run. ..
  • the route creation unit 105 includes a straight travel creation unit 105A and a turn creation unit 105B.
  • the straight travel preparation unit 105A creates a straight travel unit (straight travel route) L1a through which the traveling vehicle 3 travels straight for each unit work section A3 of the work area A2. That is, the straight-movement creating unit 105A, for example, creates a linear straight-moving portion L1a that connects both ends in the longitudinal direction of the unit work section A3 at the center in the width direction of the unit work section A3.
  • the turning creating unit 105B creates a turning unit (turning route) L1b where the traveling vehicle 3 turns by connecting the adjacent straight-ahead portions L1a outside the work area A2.
  • the automatic travel control unit 61 controls the automatic travel based on the relative angle ⁇ A between the connecting portion 8 of the traveling vehicle 3 and the towing vehicle 2 connected to the connecting portion 8.
  • the work machine includes an angle detection device 90 that detects the relative angle ⁇ A by light, magnetism, or the like.
  • the angle detection device 90 is attached to the swing side (the front end of the connecting bar 2a of the towing vehicle 2) and the fixed side (the upper wall 8a1 or the lower wall 8a2 of the extension body 8a).
  • a magnetic sensor In such an angle detection device 90, the relative angle ⁇ A is detected by detecting the change of the magnetic field in the magnet by the magnetic sensor. As shown in FIG.
  • the angle detection device 90 detects that the relative angle ⁇ A is zero.
  • FIG. 10B when the extension body 8a intersects (folds) the connecting bar 2a, the angle detection device 90 detects the relative angle ⁇ A according to the degree of intersection.
  • the above-described angle detection device 90 is not limited to an example, and is not limited to an infrared sensor, a rotary encoder, a device that captures an image and detects the angle from the captured image, a device that detects the angle based on expansion and contraction of a cylinder or the like. Etc. or other structures.
  • the automatic traveling control unit 61 sets at least one of the steering angle and the steering direction based on the relative angle ⁇ A. For example, in a situation where automatic traveling is performed along the straight traveling portion L1a and the turning portion L1b, the relative angle ⁇ A is larger than a predetermined determination value, and the traveling vehicle 3 and the towing vehicle 2 are close to the coupling portion 8. When the distance between the vehicle and the traveling vehicle 3 is short, the automatic traveling control unit 61 reduces the steering angle of the steering device 11 to be smaller than the current steering angle to reduce the relative angle ⁇ A or the steering direction with respect to the traveling vehicle 3. The relative angle ⁇ A is reduced by changing the direction in which the vehicle 2 is farther away.
  • 11A and 11B show a situation in which the traveling vehicle 3 and the towing vehicle 2 are turning in the headland area A1.
  • the automatic travel control unit 61 monitors the relative angle ⁇ A when the traveling vehicle 3 turns while traveling forward along the turning portion L1b.
  • the automatic running control unit 61 sets the steering angles ⁇ L1 and ⁇ R1 based on the turning portion L1b and the vehicle body position to run the vehicle. The turning control is executed so that the vehicle body position of the vehicle 3 coincides with the turning portion L1b.
  • the automatic running control unit 61 continues the turning control for turning with the steering angles ⁇ L1 and ⁇ R1 set based on the turning portion L1b and the vehicle body position. ..
  • the automatic traveling control unit 61 stops the turning control. Even when the traveling vehicle 3 is turning to the right by the steering device 11, the automatic travel control unit 61 stops the turning control when the relative angle ⁇ A becomes equal to or greater than the turning determination value ⁇ T.
  • the shift control is performed.
  • the turning-back control turns the traveling vehicle 3 by changing the steering angles ⁇ L1 and ⁇ R1 so that the traveling vehicle 3 can enter the straight-ahead portion L1a following the turning portion L1b.
  • the automatic running control unit 61 determines that The turning control is switched to the turning-back control.
  • the steering direction is changed from the left side to the right side of the steering device 11 and the traveling vehicle 3 is moved forward as shown by FG1.
  • the steering direction is changed from the left side to the right side to move forward, so that the relative angle ⁇ A becomes gradually smaller.
  • the traveling vehicle 3 After the traveling vehicle 3 and the towing vehicle 2 are integrally moved backward, the traveling vehicle 3 is advanced to the straight traveling portion L1a while the traveling vehicle 3 is moved forward as shown by FG3.
  • the automatic traveling control section 61 ends the turning-back control and shifts to the straight-ahead control.
  • the automatic traveling control unit 61 controls the traveling vehicle 3 and the towing vehicle 2 so that the traveling vehicle 3 and the towing vehicle 2 are located in the straight traveling portion L1a, that is, in a state where the relative angle ⁇ A is maintained at zero.
  • the steering angle of the steering device 11 is set so as to go straight. As shown in FIG.
  • the vehicle travels straight.
  • the traveling vehicle 3 and the towing vehicle 2 are steered along the straight traveling portion L1a while reducing the relative angle ⁇ A by setting the steering direction of the traveling vehicle 3 to the other side (left side).
  • the steering angle of the steering device 11 is the magnitude of the relative angle ⁇ A.
  • It may be set based on, or may be set based on the deviation between the straight traveling portion L1a and the vehicle body position. In this way, since the steering angle and the steering direction are controlled by the relative angle ⁇ A, it is possible to improve the straightness of the straight traveling portion L1a.
  • FIG. 13 is a diagram showing automatic traveling in the automatic traveling control unit 61.
  • the automatic travel control unit 61 determines whether or not the vehicle body position of the traveling vehicle 3 has reached the straight line portion L1a to the turning portion L1b (S100).
  • the automatic driving control unit 61 determines whether the relative angle ⁇ A is less than the turning determination value ⁇ T (S101).
  • the automatic traveling control unit 61 executes the turning control (S102).
  • the automatic traveling control unit 61 stops the turning control and switches to the turning-back control (S105), and when the turning-back control is completed, shifts to straight ahead control. (S104).
  • the automatic traveling control unit 61 controls the steering angle and the steering direction such that the traveling vehicle 3 and the towing vehicle 2 coincide with the straight traveling portion L1a and the relative angle ⁇ A becomes zero.
  • the automatic traveling is controlled based on the relative angle ⁇ A between the traveling vehicle 3 and the towing vehicle 2, the traveling vehicle 3 and the traveling vehicle along the planned traveling route L1. Even when the towing vehicle 2 connected to the vehicle 3 is automatically driven, the automatic driving can be easily performed.
  • the relative angle ⁇ A By grasping the relative angle ⁇ A during automatic traveling and controlling at least one of the steering angle and the steering direction by the relative angle ⁇ A, for example, contact between the traveling vehicle 3 and the towing vehicle 2 (vehicle contact), or The jack knife phenomenon can be prevented.
  • the traveling vehicle 3 and the towing vehicle 2 can be caused to travel so that the positions of both the traveling vehicle 3 and the towing vehicle 2 coincide with the straight traveling portion L1a, and straightness can be improved. it can.

Landscapes

  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Soil Sciences (AREA)
  • Environmental Sciences (AREA)
  • Guiding Agricultural Machines (AREA)
  • Control Of Position, Course, Altitude, Or Attitude Of Moving Bodies (AREA)

Abstract

走行予定ルートに沿って走行車両（３）及び走行車両（３）に連結される牽引車両（２）を自動走行させる場合であっても、簡単に自動走行を行うことができる。　作業車両（１）は、牽引車両（２）を連結する連結部を有し且つ走行予定ルート（Ｌ１）に沿って走行可能な走行車両（３）と、走行車両（３）の連結部と連結部に連結される牽引車両（２）との相対角度と、走行予定ルート（Ｌ１）とに基づいて、走行車両（３）における自動走行を制御する自動走行制御部（６１）とを備えている。

Description

作業車両及び作業車両を備えた作業機
　本発明は、例えば、トラクタ等の作業車両及び作業車両を備えた作業機に関する。
　従来、トラクタ等の作業車両を自動走行させるための走行経路（走行予定ルート）を作成する技術として特許文献１に示す技術が知られている。特許文献１では、走行経路生成部が、直進経路と各直進経路同士をつなぐＵターン経路とからなる内側走行経路と、圃場の外周領域を周回走行するための周回走行経路とを生成する。
日本国特許公開公報「特開２０１８－１１６６０８号公報」
　特許文献１では、走行経路生成部によって作成された走行経路（走行予定ルート）に沿って走行車両を自動走行することができる。しかしながら、走行車両に連結される牽引車両が、走行車両に対して折れ曲がるような作業機においては、自動走行を行うことが難しいのが実情である。
　そこで、本発明は上記問題点に鑑み、走行予定ルートに沿って走行車両及び走行車両に連結される牽引車両を自動走行させる場合であっても、簡単に自動走行を行うことができる作業車両及び作業車両を備えた作業機を提供することを目的とする。
　この技術的課題を解決するための本発明の技術的手段は、以下に示す点を特徴とする。
　作業車両は、牽引車両を連結する連結部を有し且つ走行予定ルートに沿って走行可能な走行車両と、前記走行車両の前記連結部と前記連結部に連結される牽引車両との相対角度と、前記走行予定ルートとに基づいて、前記走行車両における自動走行を制御する自動走行制御部と、を備えている。
　前記自動走行制御部は、前記走行予定ルートと前記走行車両の車体位置とが一致するように前記走行車両の操舵を制御する。
　前記自動走行制御部は、前記相対角度に基づいて少なくとも操舵角及び操舵方向のいずれか一方を設定する。
　前記自動走行制御部は、前記走行予定ルートに前記走行車両を旋回させる旋回部が含まれている場合であって前記相対角度が旋回判定値未満である場合には、前記走行車両の車体位置が前記旋回部に一致するように操舵角及び操舵方向を設定する旋回制御を実行し、且つ、前記旋回制御時に前記相対角度が旋回判定値以上になった場合に前記旋回制御を停止する。
　前記自動走行制御部は、前記走行予定ルートに前記走行車両を直進させる直進部が含まれている場合であって前記旋回制御の停止後は、前記旋回部に続く直進部に前記走行車両が進入可能となるように、前記操舵角及び操舵方向のいずれかを変更することで前記走行車両を切り返しする切り返し制御に移行する。
　前記自動走行制御部は、前記直進部に前記牽引車両が位置するように、前記旋回制御後又は、切り返し制御後に、前記操舵角及び操舵方向を設定する。
　作業機は、作業車両と、前記作業車両に連結された牽引車両と、前記相対角度を検出する角度検出装置とを備えている。
　本発明によれば、走行予定ルートに沿って走行車両及び走行車両に連結される牽引車両を自動走行させる場合であっても、簡単に自動走行を行うことができる。
走行支援装置を備えた作業車両のブロック図を示す図である。 連結部を示す図である。 自動走行を説明する図である。 マップ登録画面Ｍ１の一例を示す図である。 走行軌跡Ｋ１から圃場の輪郭Ｈ１（圃場マップＭＰ２）を求める図である。 走行軌跡Ｋ１の変曲点から圃場の輪郭Ｈ１（圃場マップＭＰ２）を求める図である。 走行時のスイッチ操作から輪郭Ｈ１（圃場マップＭＰ２）を求める図である。 作業設定画面Ｍ２の一例を示す図である。 ルート設定画面Ｍ３の一例を示す図である。 作業エリアＡ２に単位作業区画Ａ３を作成した図である。 図８Ａとは異なる単位作業区画Ａ３を示す図である。 走行予定ルートの作成を説明する説明図である。 延設体と連結バーとが前後方向に一直線上になった状態で走行している図である。 延設体に対して連結バーが折れ曲がった状態で走行している図である。 作業機を左に旋回にさせている状況及び切換し状況を示す図である。 作業機を右に旋回にさせている状況及び切換し状況を示す図である。 走行車両と牽引車両とが他方側に折れ曲がって直進している状態を示す図である。 走行車両と牽引車両とが一方側に折れ曲がって直進している状態を示す図である。 自動走行の流れを示す図である。 トラクタの側面全体図である。
　以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
　図１は、作業機のブロック図を示している。本実施形態の場合、作業機は、作業車両１と、牽引車両２とを備えている。作業車両１は、牽引車両２を牽引可能なトラクタである。
　まず、作業車両の１つであるトラクタをについて説明する。
　図１４に示すように、トラクタ１は、走行装置７を有する走行車両３と、原動機４と、変速装置５とを備えている。走行装置７は、前輪７Ｆ及び後輪７Ｒを有する装置である。前輪７Ｆは、タイヤ型であってもクローラ型であってもよい。また、後輪７Ｒも、タイヤ型であってもクローラ型であってもよい。原動機４は、ディーゼルエンジン、電動モータ等である。変速装置５は、変速によって走行装置７の推進力を切換可能であると共に、走行装置７の前進、後進の切換が可能である。走行車両３にはキャビン９が設けられ、当該キャビン９内には運転席１０が設けられている。
　また、走行車両３の後部には、牽引車両２を連結する連結部８が設けられている。牽引車両２を連結部８に連結することによって、走行車両３によって牽引車両２を牽引することができる。牽引車両２は、トレーラ等である。牽引車両２は、連結バー２ａを有していて、当該連結バー２ａは、牽引車両２のフレームにボルト等の締結具により固定されていて、幅方向に揺動不能となっている。なお、連結バー２ａは、牽引車両２のフレームに溶接により固着されていてもよい。連結バー２ａの前端には、挿入孔２ｃが形成されている。
　図２に示すように、連結部８は、例えば、牽引ヒッチであって、走行車両３から後方に延設された延設体８ａと、延設体８ａの後端に設けられた枢支ピン８ｂとを含んでいる。延設体８ａの前部は、変速装置５のミッションケール、デフケース等にボルト等の締結具より固定されていて、幅方向に揺動不能となっている。延設体８ａの後部は、上壁８ａ１と、上壁８ａ１から離間した下壁８ａ２とが形成されていて、上壁８ａ１と下壁８ａ２とに枢支ピン８ｂが貫通している。牽引車両２の連結バー２ａを上壁８ａ１と下壁８ａ２との間に位置させ、枢支ピン８ｂを連結バー２ａの挿入孔に挿入することによって、牽引車両２を連結部８に連結することができる。
　図１に示すように、トラクタ１は、操舵装置１１を備えている。操舵装置１１は、ハンドル（ステアリングホイール）１１ａと、ハンドル１１ａの回転に伴って回転する回転軸（操舵軸）１１ｂと、ハンドル１１ａの操舵を補助する補助機構（パワーステアリング機構）１１ｃと、を有している。補助機構１１ｃは、油圧ポンプ２１と、油圧ポンプ２１から吐出した作動油が供給される制御弁２２と、制御弁２２により作動するステアリングシリンダ２３とを含んでいる。制御弁２２は、制御信号に基づいて作動する電磁弁である。制御弁２２は、例えば、スプール等の移動によって切り換え可能な３位置切換弁である。また、制御弁２２は、操舵軸１１ｂの操舵によっても切換可能である。ステアリングシリンダ２３は、前輪７Ｆの向きを変えるアーム（ナックルアーム）２４に接続されている。
　したがって、ハンドル１１ａを操作すれば、当該ハンドル１１ａに応じて制御弁２２の切換位置及び開度が切り換わり、当該制御弁２２の切換位置及び開度に応じてステアリングシリンダ２３が左又は右に伸縮することによって、前輪７Ｆの操舵方向を変更することができる。なお、上述した操舵装置１１は一例であり、上述した構成に限定されない。
　トラクタ１は、測位装置４０を備えている。測位装置４０は、Ｄ－ＧＰＳ、ＧＰＳ、ＧＬＯＮＡＳＳ、北斗、ガリレオ、みちびき等の衛星測位システム（測位衛星）により、自己の位置（緯度、経度を含む測位情報）を検出可能である。即ち、測位装置４０は、測位衛星から送信された衛星信号（測位衛星の位置、送信時刻、補正情報等）を受信し、衛星信号に基づいて、トラクタ１の位置（例えば、緯度、経度）、即ち、車体位置を検出する。測位装置４０は、受信装置４１と、慣性計測装置（ＩＭＵ：Inertial Measurement Unit）４２とを有している。受信装置４１は、アンテナ等を有していて測位衛星から送信された衛星信号を受信する装置であり、慣性計測装置４２とは別に走行車両３に取付けられている。この実施形態では、受信装置４１は、走行車両３、即ち、キャビン９に取付けられている。なお、受信装置４１の取付箇所は、実施形態に限定されない。
　慣性計測装置４２は、加速度を検出する加速度センサ、角速度を検出するジャイロセンサ等を有している。走行車両３、例えば、運転席１０の下方に設けられ、慣性計測装置４２によって、走行車両３のロール角、ピッチ角、ヨー角等を検出することができる。
　図１に示すように、トラクタ１は、制御装置６０を備えている。制御装置６０は、トラクタ１における走行系の制御、作業系の制御等を行う装置である。
　制御装置６０は、トラクタ１の自動走行を制御する自動走行制御部６１を有している。自動走行制御部６１は、制御装置６０に設けられた電気・電子回路、ＣＰＵ等に格納されたプログラム等から構成されている。自動走行制御部６１は、自動走行を開始すると、走行車両３が走行予定ルートＬ１に沿って走行するように操舵装置１１の制御弁２２を制御する。また、自動走行制御部６１は、自動走行を開始すると、変速装置の変速段、原動機の回転数等を自動的に変更することによって、トラクタ１の車速（速度）を制御する。
　図３に示すように、トラクタ１が自動走行を行っている状況下において、車体位置と走行予定ルートＬ１との偏差が閾値未満である場合、自動走行制御部６１は、操舵軸（回転軸）１１ｂの回転角を維持する。車体位置と走行予定ルートＬ１との偏差が閾値以上であって、トラクタ１が走行予定ルートＬ１に対して左側に位置している場合は、自動走行制御部６１は、トラクタ１の操舵方向が右方向となるように操舵軸１１ｂを回転する。車体位置と走行予定ルートＬ１との偏差が閾値以上であって、トラクタ１が走行予定ルートＬ１に対して右側に位置している場合は、自動走行制御部６１は、トラクタ１の操舵方向が左方向となるように操舵軸１１ｂを回転する。なお、上述した実施形態では、車体位置と走行予定ルートＬ１との偏差に基づいて操舵装置１１の操舵角を変更していたが、走行予定ルートＬ１の方位とトラクタ１（走行車両３）の進行方向（走行方向）の方位（車体方位）Ｆ１とが異なる場合、即ち、走行予定ルートＬ１に対する車体方位Ｆ１の角度θｇが閾値以上である場合、自動走行制御部６１は、角度θｇが零（車体方位Ｆ１が走行予定ルートＬ１の方位に一致）するように操舵角を設定してもよい。また、自動走行制御部６１は、偏差（位置偏差）に基づいて求めた操舵角と、方位（方位偏差）に基づいて求めた操舵角とに基づいて、自動操舵における最終の操舵角を設定してもよい。上述した実施形態における自動操舵における操舵角の設定は一例であり、限定されない。
　以上のように、制御装置６０によって、トラクタ１（走行車両３）を自動走行させることができる。
　トラクタ１は、走行支援装置１００を備えている。走行支援装置１００は、運転席１０の近傍に設けられた表示装置である。以下、走行支援装置１００が表示装置であるとして説明を進める。
　表示装置は、液晶パネル、タッチパネル、その他のパネルのいずれかで構成された表示部５０を有する表示装置であり、トラクタ１の走行を、支援をするための情報の他に、トラクタ１に関する様々な情報を表示可能である。
　表示装置は、マップ登録部１０１と、マップ記憶部１０２とを備えている。マップ登録部１０１は、表示装置に設けられた電気・電子部品、表示装置に組み込まれたプログラム等から構成されている。マップ記憶部１０２は、不揮発性のメモリ等から構成されている。マップ登録部１０１は、所定の圃場の輪郭、例えば、所定の圃場の輪郭に対応した位置を登録する。
　図４に示すように、作業者（運転者）が表示装置に対して所定の操作を行うと、マップ登録部１０１は、表示装置の表示部５０にマップ登録画面Ｍ１を表示する。マップ登録画面Ｍ１には、圃場を含むマップＭＰ１、トラクタ１の車体位置ＶＰ１、圃場名及び圃場管理番号等の圃場識別情報が表示される。マップＭＰ１には、圃場を示す画像データの他に緯度、経度等の位置情報が対応付けられている。トラクタ１が圃場内に入り、圃場内を周回すると、マップ登録画面Ｍ１には、トラクタ１が周回したときに測位装置４０が検出した現在の車体位置ＶＰ１が表示される。トラクタ１による圃場内の周回が終了し、マップ登録画面Ｍ１に表示された登録ボタン５１が選択されると、図５Ａに示すように、マップ登録部１０１は、トラクタ１が周回したときの複数の車体位置によって得られた走行軌跡Ｋ１を圃場の輪郭（外形）Ｈ１とし、当該輪郭Ｈ１で表される圃場マップＭＰ２を圃場識別情報と共に登録する。
　なお、図５Ｂに示すように、マップ登録部１０１は、車体位置ＶＰ１で示される走行軌跡から変曲点を演算して変曲点を結ぶ輪郭Ｋ２を圃場の輪郭Ｈ１（圃場マップＭＰ２）として登録してもよいし、図５Ｃに示すように、トラクタ１が周回する際に運転者等がトラクタ１に設けられたスイッチ等によって圃場の端部を指定し指定された端部を結んだ輪郭Ｋ３を輪郭Ｈ１（圃場マップＭＰ２）として登録してもよい。上述した圃場の登録方法は、一例であり、限定されない。圃場の輪郭、即ち、圃場マップＭＰ２は、位置（緯度、経度）で示されたデータであっても、座標（Ｘ軸、Ｙ軸）系で示されたデータであっても、その他の表現で示されたデータであってもよい。
　マップ記憶部１０２は、マップ登録部１０１によって登録した輪郭（外形）を示す圃場マップＭＰ２を記憶する。即ち、マップ記憶部１０２は、圃場マップＭＰ２、圃場の輪郭を示すデータ（所定の圃場を表すためのデータ）を記憶する。
　表示装置（走行支援装置１００）は、所定の圃場に対してトラクタ１を自動走行する際に用いる走行予定ルートＬ１の作成を行うことができる。走行支援装置１００は、走行予定ルートＬ１の作成を行うルート作成部１０５と、幅取得部１０７とを備えている。ルート作成部１０５及び幅取得部１０７は、表示装置に設けられた電気・電子回路、表示装置に格納されたプログラム等から構成されている。
　図６に示すように、作業者（運転者）が表示装置に対して所定の操作を行うと、ルート作成部１０５は、作業設定画面Ｍ２を表示する。作業設定画面Ｍ２は、圃場入力部８０と、圃場表示部８１とを有している。圃場入力部８０は、圃場名、圃場の管理番号等の圃場識別情報を入力可能である。圃場表示部８１は、圃場入力部８０に入力された圃場識別情報に対応する所定の圃場を示す圃場マップＭＰ２を表示する。即ち、ルート作成部１０５は、圃場入力部８０に入力された圃場識別情報に対応する圃場マップＭＰ２を、マップ記憶部１０２に要求し、当該マップ記憶部１０２から送信された圃場マップＭＰ２を圃場表示部８１に表示させる。
　作業設定画面Ｍ２において、枕地幅入力部８２に枕地幅Ｗ１を入力した後、枕地設定ボタン８３を選択すると、ルート作成部１０５は、圃場表示部８１に表示された圃場マップＭＰ２に、枕地エリアＡ１を除く作業エリアＡ２を表示する。例えば、ルート作成部１０５は、圃場マップＭＰ２の輪郭Ｈ１を内側に、枕地幅Ｗ１だけオフセットすることで形成される輪郭Ｈ２で囲まれるエリアを、作業エリアＡ２に設定する。なお、作業設定画面Ｍ２において、圃場表示部８１に表示された圃場マップＭＰ２上に、ポインタ等を用いて作業エリアＡ２の輪郭の位置を指定することによって、圃場マップＭＰ２に作業エリアＡ２を設定してもよい。
　図７に示すように、作業エリアＡ２の設定が完了すると、ルート作成部１０５は、表示装置（走行支援装置１００）の表示を作業設定画面Ｍ２からルート設定画面Ｍ３に切り換える。ルート設定画面Ｍ３では、圃場において、作業エリアＡ２を含むエリアに走行予定ルートＬ１を設定することが可能である。ルート設定画面Ｍ３は、走行予定ルートＬ１を表示するルート表示部８５と、幅入力部８８とを備えている。幅取得部１０７は、幅入力部８８に入力された牽引幅Ｗ２を取得する。牽引車両２の牽引幅Ｗ２は、牽引車両２の幅である。
　ルート作成部１０５は、幅取得部１０７が牽引幅Ｗ２を取得すると、図８Ａに示すように、作業エリアＡ２を牽引幅Ｗ２で縦方向又は横方向に区切ることによって、牽引車両２で作業を行う複数の単位作業区画Ａ３を作業エリアＡ２内に作成する。即ち、ルート作成部１０５は、牽引幅Ｗ２と同一の幅の単位作業区画Ａ３を作業エリアＡ２内に複数作成する。なお、図８Ｂに示すように、ルート作成部１０５は、牽引幅Ｗ２からオーバラップ幅Ｗ３を除した幅Ｗ４の単位作業区画Ａ３を作業エリアＡ２内に複数作成してもよい。オーバラップ幅Ｗ３は、ルート設定画面Ｍ３で入力することが可能である。即ち、ルート作成部１０５は、牽引車両２を連結した走行車両３を走行させた場合に、当該牽引車両２によって圃場に対して作業が行われる最小単位の領域を、単位作業区画Ａ３として設定する。
　ルート作成部１０５は、直進作成部１０５Ａと、旋回作成部１０５Ｂとを含んでいる。図９に示すように、直進作成部１０５Ａは、作業エリアＡ２の単位作業区画Ａ３毎に、走行車両３が直進する直進部（直進ルート）Ｌ１ａの作成を行う。即ち、直進作成部１０５Ａは、例えば、単位作業区画Ａ３の幅方向中央部に、当該単位作業区画Ａ３の長手方向の両端部を結ぶ直線状の直進部Ｌ１ａを作成する。また、旋回作成部１０５Ｂは、作業エリアＡ２外において、隣接する直進部Ｌ１ａを結ぶことで走行車両３が旋回する旋回部（旋回ルート）Ｌ１ｂを作成する。
　さて、自動走行制御部６１は、走行車両３の連結部８と連結部８に連結された牽引車両２との相対角度θＡに基づいて自動走行を制御する。作業機は、光、磁気等により相対角度θＡを検出する角度検出装置９０を備えている。角度検出装置９０は、揺動側（牽引車両２の連結バー２ａの前端）に取付けられた磁石（マグネット）と、固定側（延設体８ａの上壁８ａ１又は下壁８ａ２）に取付けられた磁気センサとを有している。このような角度検出装置９０では、磁気センサによってマグネットにおける磁界の変化を検出することにより、相対角度θＡを検出する。図１０Ａに示すように、連結バー２ａと延設体８ａとが前後方向に一直線上に並んだ場合は、角度検出装置９０は、相対角度θＡが零であると検出する。図１０Ｂに示すように、連結バー２ａに対して延設体８ａが交差した場合（折れた場合）は、角度検出装置９０は、交差の度合に応じた相対角度θＡを検出する。なお、上述した角度検出装置９０は、一例であり限定されず、赤外線センサ、ロータリエンコーダ、画像を撮像して撮像した画像から角度を検出する装置、シリンダ等の伸縮に基づいて角度を検出する装置等であってもその他の構造であってもよい。
　自動走行制御部６１は、相対角度θＡに基づいて少なくとも操舵角及び操舵方向のいずれか一方を設定する。例えば、直進部Ｌ１ａ及び旋回部Ｌ１ｂに沿って、自動走行を行っている状況下において、相対角度θＡが予め定められた判定値よりも大きく、連結部８付近において、走行車両３と牽引車両２との距離が短い場合には、自動走行制御部６１は、操舵装置１１の操舵角を現在の操舵角よりも小さくすることで、相対角度θＡを小さくしたり、操舵方向を走行車両３と牽引車両２とが遠くなる方向に変更することで、相対角度θＡが小さくする。
　図１１Ａ及び図１１Ｂは、枕地エリアＡ１において、走行車両３及び牽引車両２が旋回をしている状況を示している。
　図１１ａＡ及び図１１Ｂに示すように、自動走行制御部６１は、走行車両３が旋回部Ｌ１ｂに沿うように前進しながら旋回を行う際、相対角度θＡを監視する。自動走行制御部６１は、角度検出装置９０が検出した相対角度θＡが旋回判定値θＴ未満である場合には、旋回部Ｌ１ｂと車体位置とに基づいて操舵角θＬ１、θＲ１に設定して、走行車両３の車体位置が旋回部Ｌ１ｂに一致するように旋回制御を実行する。即ち、自動走行制御部６１は、相対角度θＡが旋回判定値θＴ未満である場合には、旋回部Ｌ１ｂと車体位置とに基づいて設定された操舵角θＬ１、θＲ１によって旋回を行う旋回制御を続ける。
　一方で、自動走行制御部６１は、走行車両３が旋回部Ｌ１ｂに沿うように前進しながら旋回を行う際、相対角度θＡが旋回判定値θＴ以上となった場合は、旋回制御を中止する。走行車両３が操舵装置１１によって右側へ旋回している場合も、自動走行制御部６１は、相対角度θＡが旋回判定値θＴ以上になった時点で、旋回制御を中止する。
　自動走行制御部６１が旋回制御を中止した場合、切り返し制御に移行する。切り返し制御は、旋回部Ｌ１ｂに続く直進部Ｌ１ａに走行車両３が進入可能となるように、操舵角θＬ１、θＲ１を変更することによって走行車両３の切り返しを行う。
　図１１Ａに示すように、走行車両３が操舵装置１１によって左側へ旋回している状況下において、時点Ｐ６０において、相対角度θＡが旋回判定値θＴ以上になった場合、自動走行制御部６１は、旋回制御から切り返し制御に移行する。切り返し制御では、切換しＦＧ１に示すように、操舵装置１１より操舵方向を左側から右側に変更すると共に、走行車両３を前進させる。切換しＦＧ１では、操舵方向を左側から右側に変更して前進をするため、相対角度θＡは徐々に小さくなる。走行車両３と牽引車両２とが直線上、即ち、相対角度θＡが略零となった時点で、切換しＦＧ２に示すように、操舵装置１１の操舵角θＬ１を略零にし、走行車両３を後進する。切換しＦＧ２では、走行車両３と牽引車両２とは折れることなく同一方向へ移動することになる。
　走行車両３と牽引車両２とを一体的に後進させた後は、切換しＦＧ３に示すように、走行車両３を前進させながら、当該走行車両３を直進部Ｌ１ａに進入させる。走行車両３が直進部Ｌ１ａに進入すると、自動走行制御部６１は、切り返し制御を終了して、直進制御に移行する。
　自動走行制御部６１は、直進制御においては、走行車両３及び牽引車両２が直進部Ｌ１ａに位置するように、即ち、相対角度θＡが零を維持した状態で、走行車両３及び牽引車両２が直進するように、操舵装置１１の操舵角を設定する。図１２Ａに示すように、直進部Ｌ１ａに対して、枢支ピン８ｂが一方側（右側）に位置していて、走行車両３と牽引車両２とが逆Ｌ字状に折れ曲がっている場合は、直進制御では、走行車両３の操舵方向を一方側（右側）にすることで、相対角度θＡを小さくしつつ、走行車両３及び牽引車両２が直進部Ｌ１ａに沿うように操舵する。
　図１２Ｂに示すように、直進部Ｌ１ａに対して、枢支ピン８ｂが他方側（左側）に位置していて、走行車両３と牽引車両２とがＬ字状に折れ曲がっている場合は、直進制御では、走行車両３の操舵方向を他方側（左側）にすることで、相対角度θＡを小さくしつつ、走行車両３及び牽引車両２が直進部Ｌ１ａに沿うように操舵する。なお、図１２Ａ及び図１２Ｂに示すように、直進制御において、走行車両３と牽引車両２とが逆Ｌ字状に折れ曲がっている場合は、操舵装置１１の操舵角は、相対角度θＡの大きさに基づいて設定してもよいし、直進部Ｌ１ａと車体位置との偏差に基づいて設定してよい。このように、相対角度θＡによって、操舵角及び操舵方向を制御しているため、直進部Ｌ１ａにおける直進性を向上させることができる。
　図１３は、自動走行制御部６１における自動走行を示す図である。図１３に示すように、自動走行を行うにあたって、自動走行制御部６１は、走行車両３の車体位置が直進部Ｌ１ａから旋回部Ｌ１ｂに達しているか否かを判断する（Ｓ１００）。走行車両３の車体位置が旋回部Ｌ１ｂに達している場合（Ｓ１００、Ｙｅｓ）、自動走行制御部６１は、相対角度θＡが旋回判定値θＴ未満であるか否かを判断する（Ｓ１０１）。相対角度θＡが旋回判定値θＴ未満である場合（Ｓ１０１、Ｙｅｓ）、自動走行制御部６１は、旋回制御を実行する（Ｓ１０２）。走行車両３の車体位置が旋回部Ｌ１ｂから直進部Ｌ１ａに達しているか否かを判断する（Ｓ１０３）。走行車両３の車体位置が旋回部Ｌ１ｂから直進部Ｌ１ａに達していない場合（Ｓ１０３、Ｎｏ）、自動走行制御部６１は、Ｓ１０１に戻る。一方、走行車両３の車体位置が旋回部Ｌ１ｂから直進部Ｌ１ａに達した場合（Ｓ１０３、Ｙｅｓ）、自動走行制御部６１は、直進制御に切り換わる（Ｓ１０４）。相対角度θＡが旋回判定値θＴ以上である場合（Ｓ１０１、Ｎｏ）、自動走行制御部６１は、旋回制御を停止して、切り返し制御に切り換え（Ｓ１０５）、切り返し制御が完了すると、直進制御に移行する（Ｓ１０４）。自動走行制御部６１は、直進制御において、走行車両３及び牽引車両２が直進部Ｌ１ａに一致し且つ相対角度θＡが零になるように、操舵角及び操舵方向を制御する。
　以上、作業車両及び作業機によれば、走行車両３と牽引車両２との相対角度θＡに基づいて、自動走行の制御を行っているため、走行予定ルートＬ１に沿って走行車両３及び走行車両３に連結される牽引車両２を自動走行させる場合であっても、簡単に自動走行を行うことができる。自動走行時の相対角度θＡを把握して、相対角度θＡによって少なくとも操舵角及び操舵方向のいずれかを制御することによって、例えば、走行車両３と牽引車両２との接触（車両接触）、或いは、ジャックナイフ現象を防止することができる。走行車両３が直進部Ｌ１ａに沿って移動させる場合には、走行車両３と牽引車両２との両方の位置が直進部Ｌ１ａに一致するように走行させることができ、直進性を向上させることができる。
　また、走行車両３が旋回部Ｌ１ｂに沿って、左又は右に旋回する場合には、車両接触及びジャックナイフ現象を防止することができる。また、走行車両３と牽引車両２との相対角度θＡが大きく、旋回が難しい場合には、旋回から切り返しに自動的に移行することができ、切り返しによってスムーズに直進部Ｌ１ａに戻ることができる。
　今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて請求の範囲によって示され、請求の範囲と均等の意味及び範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
１　　　　：作業車両（トラクタ）
２　　　　：牽引車両
３　　　　：走行車両
６１　　　：自動走行制御部
９０　　　：角度検出装置
Ｌ１　　　：走行予定ルート
Ｌ１ａ　　：直進部
Ｌ１ｂ　　：旋回部

Claims (7)

  1. 　牽引車両を連結する連結部を有し且つ走行予定ルートに沿って走行可能な走行車両と、
    　前記走行車両の前記連結部と前記連結部に連結される牽引車両との相対角度と、前記走行予定ルートとに基づいて、前記走行車両における自動走行を制御する自動走行制御部と、
    　を備えている作業車両。
  2. 　前記自動走行制御部は、前記走行予定ルートと前記走行車両の車体位置とが一致するように前記走行車両の操舵を制御する請求項１に記載の作業車両。
  3. 　前記自動走行制御部は、前記相対角度に基づいて少なくとも操舵角及び操舵方向のいずれか一方を設定する請求項２に記載の作業車両。
  4. 　前記自動走行制御部は、前記走行予定ルートに前記走行車両を旋回させる旋回部が含まれている場合であって前記相対角度が旋回判定値未満である場合には、前記走行車両の車体位置が前記旋回部に一致するように操舵角及び操舵方向を設定する旋回制御を実行し、且つ、前記旋回制御時に前記相対角度が旋回判定値以上になった場合に前記旋回制御を停止する請求項３に記載の作業車両。
  5. 　前記自動走行制御部は、前記走行予定ルートに前記走行車両を直進させる直進部が含まれている場合であって前記旋回制御の停止後は、前記旋回部に続く直進部に前記走行車両が進入可能となるように、前記操舵角及び操舵方向のいずれかを変更することで前記走行車両を切り返しする切り返し制御に移行する請求項４に記載の作業車両。
  6. 　前記自動走行制御部は、前記直進部に前記牽引車両が位置するように、前記旋回制御後又は、切り返し制御後に、前記操舵角及び操舵方向を設定する請求項５に記載の作業車両。
  7. 　請求項１～６のいずかの作業車両と、
    　前記作業車両に連結された牽引車両と、
    　前記相対角度を検出する角度検出装置と、
    　を備えている作業機。
PCT/JP2019/049845 2018-12-26 2019-12-19 作業車両及び作業車両を備えた作業機 WO2020137810A1 (ja)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EP19901805.2A EP3903551A4 (en) 2018-12-26 2019-12-19 WORK VEHICLE AND WORK MACHINE WITH ONE WORK VEHICLE
US17/350,629 US11968917B2 (en) 2018-12-26 2021-06-17 Working vehicle and working machine having the working vehicle

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2018243531A JP7130549B2 (ja) 2018-12-26 2018-12-26 作業車両及び作業車両を備えた作業機
JP2018-243531 2018-12-26

Related Child Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
US17/350,629 Continuation US11968917B2 (en) 2018-12-26 2021-06-17 Working vehicle and working machine having the working vehicle

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2020137810A1 true WO2020137810A1 (ja) 2020-07-02

Family

ID=71126207

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/JP2019/049845 WO2020137810A1 (ja) 2018-12-26 2019-12-19 作業車両及び作業車両を備えた作業機

Country Status (4)

Country Link
US (1) US11968917B2 (ja)
EP (1) EP3903551A4 (ja)
JP (1) JP7130549B2 (ja)
WO (1) WO2020137810A1 (ja)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
NL2022619B1 (en) * 2019-02-21 2020-08-31 Exel Ind Agriculture device for dispensing a liquid

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5856606A (ja) * 1981-09-26 1983-04-04 佐々木農機株式会社 トラクタ後部に連結する農用作業装置
JPS62289472A (ja) * 1986-06-09 1987-12-16 Nippon Spindle Mfg Co Ltd トラクタに牽引されるトレ−ラのステアリング制御方法およびその装置
JPH01223084A (ja) * 1988-03-02 1989-09-06 Seibutsukei Tokutei Sangyo Gijutsu Kenkyu Suishin Kiko 農用牽引式作業機の操向操作方法
JP2006180702A (ja) * 2003-02-17 2006-07-13 Institute Of Tsukuba Liaison Co Ltd トラクタおよび被牽引車両の操向操作装置とその制御方法
JP2018116608A (ja) 2017-01-20 2018-07-26 株式会社クボタ 走行経路生成装置及び走行経路生成プログラム
JP2018180919A (ja) * 2017-04-12 2018-11-15 井関農機株式会社 自動操舵制御装置

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7580783B2 (en) * 2004-12-29 2009-08-25 Cnh America Llc Correction in position with hitch position sensor
JP5173183B2 (ja) * 2005-12-19 2013-03-27 東洋農機株式会社 作業機の操舵装置および操舵装置用プログラム
US9248858B2 (en) * 2011-04-19 2016-02-02 Ford Global Technologies Trailer backup assist system
US9238483B2 (en) * 2011-04-19 2016-01-19 Ford Global Technologies, Llc Trailer backup assist system with trajectory planner for multiple waypoints
US10349573B2 (en) * 2014-06-02 2019-07-16 Trimble Inc. Implement guidance
US9522699B2 (en) * 2015-02-05 2016-12-20 Ford Global Technologies, Llc Trailer backup assist system with adaptive steering angle limits
FR3042943B1 (fr) * 2015-11-03 2017-11-10 Kuhn Sa Attelage agricole avec un systeme de gestion et de guidage de manœuvres et procede mis en œuvre par cet attelage
US10173722B2 (en) * 2016-11-04 2019-01-08 GM Global Technology Operations LLC System and method for determining a hitch angle based on an input from a sensor and a kinematic model of a vehicle and a trailer, and for controlling the vehicle based on the hitch angle
US10730553B2 (en) * 2017-09-27 2020-08-04 Ford Global Technologies, Llc Adaptive steering control for robustness to errors in estimated or user-supplied trailer parameters

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5856606A (ja) * 1981-09-26 1983-04-04 佐々木農機株式会社 トラクタ後部に連結する農用作業装置
JPS62289472A (ja) * 1986-06-09 1987-12-16 Nippon Spindle Mfg Co Ltd トラクタに牽引されるトレ−ラのステアリング制御方法およびその装置
JPH01223084A (ja) * 1988-03-02 1989-09-06 Seibutsukei Tokutei Sangyo Gijutsu Kenkyu Suishin Kiko 農用牽引式作業機の操向操作方法
JP2006180702A (ja) * 2003-02-17 2006-07-13 Institute Of Tsukuba Liaison Co Ltd トラクタおよび被牽引車両の操向操作装置とその制御方法
JP2018116608A (ja) 2017-01-20 2018-07-26 株式会社クボタ 走行経路生成装置及び走行経路生成プログラム
JP2018180919A (ja) * 2017-04-12 2018-11-15 井関農機株式会社 自動操舵制御装置

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
See also references of EP3903551A4

Also Published As

Publication number Publication date
EP3903551A1 (en) 2021-11-03
JP2020103090A (ja) 2020-07-09
EP3903551A4 (en) 2022-09-28
US11968917B2 (en) 2024-04-30
JP7130549B2 (ja) 2022-09-05
US20210307231A1 (en) 2021-10-07

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6766006B2 (ja) 自動操舵システム
JP7072496B2 (ja) 自動走行作業車のための制御装置
JP7479425B2 (ja) 走行作業機
JP7102333B2 (ja) 作業車両の制御装置及び制御装置を備えた作業車両
WO2020235470A1 (ja) 自動走行システム
WO2020137810A1 (ja) 作業車両及び作業車両を備えた作業機
JP2024053067A (ja) 自動走行システム及び自動走行方法
JP6871831B2 (ja) 作業車両用の自律走行システム
JP2021007334A (ja) 作業車両及び作業車両の支援システム
JP2020106975A (ja) 走行支援装置、走行支援装置を備えた作業車両及び走行支援方法
JP6743260B1 (ja) 作業車両
CN112312760B (zh) 作业车辆
JP2021040498A (ja) 作業車両
JP2020099225A (ja) 走行作業機
JP6964735B2 (ja) 自動操舵システム
JP2020006872A (ja) 作業車両
WO2020129704A1 (ja) 走行作業機
JP7102332B2 (ja) 走行支援装置、走行支援装置を備えた作業車両
JP7122956B2 (ja) 走行作業機
WO2022149389A1 (ja) 自動走行システム及び自動走行方法
JP2020106973A (ja) 走行支援装置、走行支援装置を備えた作業車両及び走行支援方法
JP7336002B2 (ja) 走行支援装置、走行支援装置を備えた作業車両及び走行支援方法
JP7094833B2 (ja) 走行経路表示装置
JP7060208B2 (ja) 走行支援装置、走行支援装置を備えた作業車両及び走行支援方法
JP2019004792A (ja) 作業場の走行管理システム

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 19901805

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

ENP Entry into the national phase

Ref document number: 2019901805

Country of ref document: EP

Effective date: 20210726