WO2020149106A1 - 車速制御システム - Google Patents

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WO2020149106A1
WO2020149106A1 PCT/JP2019/050282 JP2019050282W WO2020149106A1 WO 2020149106 A1 WO2020149106 A1 WO 2020149106A1 JP 2019050282 W JP2019050282 W JP 2019050282W WO 2020149106 A1 WO2020149106 A1 WO 2020149106A1
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vehicle speed
work
traveling
optimum
control
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PCT/JP2019/050282
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Inventor
中林隆志
佐野友彦
吉田脩
川畑翔太郎
堀内真幸
Original Assignee
株式会社クボタ
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Publication date
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Priority to EP19910300.3A priority patent/EP3912445A4/en
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    • F02D29/02Controlling engines, such controlling being peculiar to the devices driven thereby, the devices being other than parts or accessories essential to engine operation, e.g. controlling of engines by signals external thereto peculiar to engines driving vehicles; peculiar to engines driving variable pitch propellers

Definitions

  • the present invention relates to a vehicle speed control system for agricultural work vehicles that perform work while traveling.
  • Agricultural work vehicles such as combine harvesters perform agricultural work with work devices such as reaping devices while traveling with traveling devices.
  • the driving force generated by the rotation of the engine is distributed and the gears are driven at a changed speed.
  • the work load of the work device changes depending on the condition of the field. Therefore, the transmission of the driving force to the traveling device is adjusted and the vehicle speed is adjusted according to the work situation so that the sufficient driving force is transmitted to the working device.
  • the vehicle speed may be adjusted to be different between the working state and the non-working state, or the vehicle speed may be adjusted when the turning state is changed to the non-turning state.
  • the load on the work device changes according to various situations, and the required driving force changes.
  • a mowing device which is an example of a working device
  • the load on the mowing device increases, and mowing may not be performed appropriately.
  • the engine load may increase and the engine may stop, and the driving force of the engine is not properly transmitted to the work device, which interferes with the work performed by the work device. May come.
  • the present invention aims to transmit a sufficient driving force to a work device.
  • a vehicle speed control system for controlling a vehicle speed of an agricultural work vehicle that is operated by a work device while traveling by a traveling device. Performs a work traveling with a non-work traveling interposed, and a control unit that performs work traveling control that sets a vehicle speed according to the load of the traveling device and a power source that drives the working device; A storage unit that stores the determined vehicle speed as an optimum vehicle speed, and the control unit uses the optimum vehicle speed stored in the work traveling before the non-work traveling to start the work traveling after the non-work traveling. Performs initial control for work traveling to set the vehicle speed at the time.
  • the accuracy of work traveling control is not stable in the initial stage, and there is a tendency that the optimum vehicle speed is determined during the work traveling by continuing the control.
  • the vehicle speed is set in consideration of the vehicle speed set in the work traveling before non-work traveling, so that the vehicle speed can be accurately controlled even in the initial stage. Be seen.
  • sufficient driving force is transmitted to the work device, and proper work can be performed.
  • the work traveling initial control is performed for a predetermined work traveling distance or for a predetermined time after the work traveling is started, and the work traveling control is performed after the work traveling initial control. Is preferred.
  • the work traveling initial control is performed in an appropriate period, and a sufficient driving force is transmitted to the working device continuously from the initial stage of the work traveling to perform an appropriate work.
  • the optimum vehicle speed is obtained by averaging vehicle speeds set up to a predetermined range before the last set vehicle speed among the vehicle speeds set in the work traveling before the non-working traveling. ..
  • the work traveling initial control in the work traveling after the non-work traveling is performed using the average value of the optimum vehicle speed obtained in the latter half of the work traveling control performed in the work traveling before the non-work traveling.
  • the work traveling initial control is performed using a more appropriate optimum vehicle speed.
  • sufficient driving force is transmitted to the work device, and proper work can be performed.
  • a gear shift operation tool used for artificially manipulating the vehicle speed is provided, and in the work traveling initial control, a reference value of the vehicle speed is provided as a set vehicle speed, and in the work traveling initial control, in accordance with the operation of the gear shift operating tool.
  • the vehicle speed is higher than the set vehicle speed and the optimum vehicle speed is higher than the set vehicle speed
  • the vehicle speed is set to the set vehicle speed, and then the vehicle speed is accelerated to the optimum vehicle speed, which corresponds to the operation of the shift operation tool.
  • the vehicle speed is higher than the set vehicle speed and the optimum vehicle speed is equal to or lower than the set vehicle speed, it is preferable that the vehicle speed is set to the optimum vehicle speed.
  • the vehicle speed and the initial value of the vehicle speed in the work traveling initial control are determined according to the optimum vehicle speed and the set vehicle speed. Therefore, a more appropriate vehicle speed is set in the work traveling initial control. As a result, even in the initial stage of work traveling, sufficient driving force is transmitted to the work device, and proper work can be performed.
  • the acceleration is performed at an acceleration determined based on the magnitude of the load, and the larger the load, the smaller the acceleration.
  • the acceleration from the set vehicle speed to the optimum vehicle speed is ramp-processed according to the magnitude of the load, so that when the load is small, the vehicle speed is accelerated to the optimum vehicle speed earlier than when the load is large. Therefore, in the work traveling initial control, the vehicle speed is accelerated to the optimum vehicle speed at a speed according to the load, and more appropriate vehicle speed control is performed. As a result, even in the initial stage of work traveling, sufficient driving force is transmitted to the work device, and proper work can be performed.
  • a gear shift operation tool used for artificially manipulating the vehicle speed is provided, and in the work traveling initial control, a reference value of the vehicle speed is provided as a set vehicle speed, and in the work traveling initial control, in accordance with the operation of the gear shift operating tool.
  • the vehicle speed is set to the optimum vehicle speed and the speed change operation tool is operated.
  • the vehicle speed is set to the vehicle speed corresponding to the operation of the gear shift operation tool.
  • the vehicle speed in the work traveling initial control is determined according to the vehicle speed that the operator has operated/requested and the optimum vehicle speed. Therefore, a more appropriate vehicle speed is set in the work traveling initial control. As a result, even in the initial stage of work traveling, sufficient driving force is transmitted to the work device, and proper work can be performed.
  • control unit stores a work width worked in the work traveling before the non-work traveling as a first work width in the storage unit, and a work width in a work in the work traveling after the non-work traveling. It is preferable to correct the optimum vehicle speed according to the ratio of the second working width to the first working width.
  • the amount of change in the rotation speed of the power source may be detected as the load.
  • the farm work vehicle may be automatically driven.
  • FIG. 1 A combine, which is an example of the agricultural work vehicle of the present invention, will be described with reference to the drawings.
  • the direction of arrow F shown in FIG. 1 is “front”
  • the direction of arrow B is “rear”
  • the front direction of the paper surface of FIG. 1 is “left”
  • the backward direction is “right”.
  • the direction of arrow U shown in FIG. 1 is “up” and the direction of arrow D is “down”.
  • the combine includes a crawler-type traveling device 11, a driving unit 12, a threshing device 13, a grain tank 14, a harvesting device H, a conveying device 16, a grain discharging device 18, and a satellite positioning module 80. ..
  • the transport device 16, the threshing device 13, and the harvesting device H are examples of working devices.
  • the traveling device 11 is provided below the traveling vehicle body 10.
  • the combine is configured to be self-propelled by the traveling device 11.
  • the operating unit 12, the threshing device 13, and the grain tank 14 are provided above the traveling device 11.
  • a supervisor who monitors the operation of the combine can be boarded in the driving unit 12. The supervisor may monitor the combine work from outside the combine.
  • the grain discharging device 18 is provided above the grain tank 14.
  • the satellite positioning module 80 is attached to the upper surface of the driver 12.
  • the harvesting device H is provided in the front part of the combine.
  • the transport device 16 is provided on the rear side of the harvesting device H. Further, the harvesting device H has a cutting mechanism 15 and a reel 17.
  • the cutting mechanism 15 cuts the planted grain culms in the field. Further, the reel 17 scrapes the planted grain culm to be harvested while being rotationally driven. With this configuration, the harvesting device H performs the work of harvesting the grain in the field (hereinafter, also referred to as “crop”). Then, the combine can travel while being traveled by the travel device 11 and can perform harvesting (working) in which the harvesting device H harvests the grain in the field.
  • the combine includes the harvesting device H and the traveling device 11 that harvest the grain in the field.
  • the cut culm cut by the cutting mechanism 15 is transferred to the threshing device 13 by the transfer device 16.
  • the cut culms are threshed.
  • the grain obtained by the threshing process is stored in the grain tank 14.
  • the grain stored in the grain tank 14 is discharged to the outside of the machine by the grain discharging device 18 as necessary.
  • the harvesting device H, the traveling device 11, the transfer device 16 and the threshing device 13 are driven by an engine 8 which is an example of a power source.
  • the combine is equipped with the grain tank 14 for storing the grains harvested by the harvesting device H.
  • the communication unit 2 and the operation panel 19 are arranged in the operation unit 12.
  • the communication terminal 2 is fixed to the driving unit 12.
  • the present invention is not limited to this, and the communication terminal 2 may be configured to be detachable from the driving unit 12. Also, it may be taken out of the combine.
  • the operation panel 19 includes a rocking operation type shift lever 19 a for shifting operation of the continuously variable transmission 9 (for operating the angle of the swash plate of the hydraulic pump 9 A) and a gear shift of the continuously variable transmission 9.
  • auxiliary shift switch for operation (for operating the angle of the swash plate of the hydraulic motor 9B), the operating position of the speed change lever 19a, and the swash plate of the hydraulic pump 9A of the continuously variable transmission 9.
  • a speed setting dial 19b for setting a relationship, various other manual operation tools (not shown), and the like are provided.
  • the operating tools such as the speed change lever 19a, the auxiliary speed change switch, and the speed setting dial 19b used for operating the speed are collectively referred to as "shift operation tools".
  • gear shift operation tool only the gear shift lever 19a may be provided, or in addition to the gear shift lever 19a, a sub gear shift switch, a speed setting dial 19b, or another operation tool may be provided in combination.
  • the driver/monitor manually operates the combine, and as shown in FIG. 2, in the outer peripheral portion of the field, performs harvesting so as to circulate along the boundary line of the field (hereinafter, surrounding cutting). Also called).
  • surrounding cutting also called.
  • the area that has become the already-cut land (already-used land) becomes the outer peripheral area SA.
  • the area left inside the outer peripheral area SA as uncut land (unworked area) becomes the work target area CA.
  • FIG. 2 shows an example of the outer peripheral area SA and the work target area CA.
  • the peripheral cutting is performed by manual driving, but the peripheral cutting at this time may be the driving in which the driver rides on the combine and steers the combine, but the observer or the like drives the combine by remote control. May be.
  • the driver runs the combine for two or three laps in order to secure the width of the outer peripheral area SA to some extent.
  • the width of the outer peripheral area SA is expanded by the working width of the combine each time the combine makes one turn.
  • the width of the outer peripheral area SA becomes about two to three times the working width of the combine.
  • the outer peripheral area SA is used as a space for the combine to change the direction when carrying out the harvesting traveling of the work target area CA.
  • the outer peripheral area SA is also used as a moving space when the harvesting run is finished and the grain is discharged to a discharge place, or to a fuel supply place.
  • the harvesting traveling of the work target area CA is performed.
  • the traveling route in the work target area CA is calculated as shown in FIG.
  • the calculated travel route is sequentially generated based on the harvesting travel pattern, and the combine automatically travels along the generated travel route.
  • the harvesting route is sequentially traveled along an arbitrarily determined traveling route.
  • the harvesting run includes a harvesting run (working run) for performing a harvesting work and a turning run (non-working run) for connecting route elements for performing the work running.
  • a turning pattern for turning the combine is not only a U-turning pattern that changes its direction along a U-shaped turning path as shown in FIG. It has a turning pattern and a switchback turning pattern that makes the same direction change as the U turning pattern in an area narrower than the U turning pattern when traveling backward.
  • the engine 8 drives various working devices such as the threshing device 13 and the harvesting device H in addition to the traveling device 11.
  • the driving force required for the work device may be insufficient. Therefore, by measuring the load of the engine 8 applied during traveling and controlling the vehicle speed so that the magnitude of the load becomes equal to or less than a predetermined load, the driving force required for the work device is secured.
  • the degree of decrease in the engine speed (hereinafter referred to as the engine down amount) is measured as the engine load, and the harvesting operation is performed using FIGS. A configuration example for controlling the vehicle speed during work traveling) will be described.
  • the operation values of the speed change lever 19a and the speed setting dial 19b which are artificial speed change operation tools, are input to the control unit 20.
  • the engine down amount of the engine 8 is input to the control unit 20.
  • the engine down amount may be converted into a load level by the main ECU 7, and may be input to the control unit 20 including the converted load level.
  • the control unit 20 controls the continuously variable transmission 9, which is an HST, which is a hydrostatic continuously variable transmission, via the actuator 5, and transmits the driving force of the engine 8 to the transmission 6.
  • the traveling device 11 operates when the driving force of the engine 8 is transmitted from the transmission 6.
  • the harvesting device H operates by transmitting the driving force of the engine 8 via a transmission device (not shown).
  • the sensor 24 measures the rotational speed of the engine 8 with time and transmits it to the main ECU 7.
  • the main ECU 7 calculates the engine down amount 32, which is the number of revolutions reduced in a predetermined time, from the received number of revolutions of the engine 8, and sets the engine down amount 32 to a predetermined engine corresponding to the engine down amount 32.
  • the load level (hereinafter referred to as load level 33) is converted.
  • the load level 33 is divided into five levels from level 1 to level 5.
  • the main ECU 7 converts it to level 1.
  • Level 2 corresponds to the case where the engine down amount 32 is larger than 41 [rpm] and 67 [rpm] or less
  • level 3 corresponds to the case where the engine down amount 32 is larger than 67 [rpm] and 118 [rpm] or less
  • level 4 corresponds to the case where the engine down amount 32 is larger than 118 [rpm] and is 222 [rpm] or less
  • level 5 corresponds to the case where the engine down amount 32 is larger than 222 [rpm].
  • the main ECU 7 transmits the converted load level 33 and engine down amount 32 to the control unit 20.
  • the converted load level 33 may be displayed on a display unit (not shown) or the like of the operating unit 12 so that a worker can confirm the engine load during work.
  • gear shifting operation tool for example, a gear shift lever 19a or a speed setting dial 19b is used.
  • the operation amount of the shift lever 19a is transmitted to the control unit 20 as a lever detection value 25.
  • the operation amount of the speed setting dial 19b is transmitted to the control unit 20 as the dial detection value 26.
  • the control unit 20 includes an electronic control unit such as one or more ECUs.
  • the control unit 20 includes a gateway 21, a transmission ECU 22, and an automatic traveling ECU 23.
  • the transmission ECU 22 directly controls the transmission including the continuously variable transmission 9 and the transmission 6, and the automatic traveling ECU 23 controls the vehicle speed via the transmission ECU 22.
  • the lever detection value 25 and the dial detection value 26 are input to the transmission ECU 22, converted into the first vehicle speed operation value 27 by the transmission ECU 22, and transmitted to the gateway 21.
  • the gateway 21 receives the load level 33 and the first vehicle speed operation value 27 transmitted from the main ECU 7.
  • the gateway 21 converts the first vehicle speed operation value 27 into a second vehicle speed operation value 28 and transmits the second vehicle speed operation value 28 to the automatic traveling ECU 23.
  • the load level 33 is equal to or higher than a predetermined value, for example, when the load level 33 is level 3 or higher, the gateway 21 keeps the load level 33 lower than the level 3 so that the engine down amount 32 is maintained.
  • the deceleration rate 30 is calculated from the calculated deceleration rate and transmitted to the automatic travel ECU 23. More specifically, the gateway 21 starts the work traveling on one of the traveling routes (RL1 to RL3 in FIG.
  • the gateway 21 calculates the deceleration rate 30 from the engine down amount 32 after that.
  • the deceleration rate 30 may be calculated using a function provided in advance with the engine down amount 32 as a variable, or may be calculated using a table in which the deceleration rate 30 corresponding to the engine down amount 32 is stored. good.
  • the automatic traveling ECU 23 calculates a first vehicle speed instruction 29 from the input second vehicle speed operation value 28 and deceleration rate 30 and sends it back to the gateway 21.
  • the gateway 21 converts the received first vehicle speed instruction 29 into a second vehicle speed instruction 31 and transmits the second vehicle speed instruction 31 to the transmission ECU 22.
  • the gateway 21 also includes a storage unit 21A, and stores the average value of the received first vehicle speed instructions 29 in the storage unit 21A as an optimum vehicle speed instruction 29a.
  • a maximum of 100 first vehicle speed instructions 29 is stored in the storage unit 21A every 10 msec, and when the number of the first vehicle speed instructions 29 exceeds 100, the first 100 vehicle speed instructions 29 are always stored in the storage unit 21A.
  • the gateway 21 stores the average of the 100 first vehicle speed instructions 29 as the optimum vehicle speed instruction 29a. Therefore, during turning, the latest optimum vehicle speed instruction 29a for the previous work traveling is stored in the storage unit 21A.
  • the stored optimum vehicle speed instruction 29a is used when performing the work traveling initial control, which will be described later, and when the work traveling initial control is not performed, the gateway 21 may be configured without the storage unit 21A.
  • the transmission ECU 22 controls the actuator 5 based on the received second vehicle speed instruction 31, and the actuator 5 controls the continuously variable transmission 9.
  • the continuously variable transmission 9 receives power from the engine 8 and has a variable displacement hydraulic pump 9A (main transmission) and a variable displacement hydraulic motor 9B (sub-transmission) driven by pressure oil from the hydraulic pump 9A. Device).
  • the angle of the swash plate of the hydraulic pump 9A is changed by driving the actuator 5 composed of a servo cylinder or the like.
  • the angle of the swash plate of the hydraulic motor 9B is changed by driving another actuator (not shown).
  • the continuously variable transmission 9 can change the speed ratio continuously.
  • the power output from the continuously variable transmission 9 is switched between a low speed shift state for work traveling and a high speed shift state for normal traveling. It becomes possible.
  • the transmission 6 shifts the power input from the continuously variable transmission 9 and transmits it to the traveling device 11.
  • the power input to the traveling device 11 is determined by the second vehicle speed instruction 31, and as a result, the vehicle speed 34 is controlled by the second vehicle speed instruction 31.
  • the engine down amount 32 is detected as the engine load, and the vehicle speed is controlled by the engine down amount 32 so that the engine load becomes smaller than a predetermined load level 33.
  • the load on the harvesting device H becomes large during the mowing work (during cutting/working)
  • the load on the harvesting device H is estimated from the engine load and the vehicle speed is reduced to reduce the harvesting device.
  • the driving force transmitted to H can be increased. As a result, it becomes possible to transmit a sufficient driving force to the harvesting device H.
  • step #1 it is judged whether or not work is in progress (step #1).
  • the work traveling initial region is a region of a predetermined length after the turning traveling is completed and the traveling of the traveling route (RL1, RL2, RL3 in FIG. 2) for starting the work traveling is started, and for example, traveling of the traveling route. It is an area of 10 m from the start of.
  • step #4 the work traveling initial control described later is performed (step #4). Note that the work traveling initial control does not necessarily have to be performed, and only the following work traveling control may be performed during the work traveling.
  • the rotational speed of the engine 8 is sequentially measured by the sensor 24 during work traveling.
  • the main ECU 7 calculates the engine down amount 32 based on the measured change amount of the rotation speed. Further, the main ECU 7 determines the load level 33 from the engine down amount 32.
  • the gateway 21 continuously receives the engine down amount 32 and the load level 33 as the load on the engine (step #6).
  • the gateway 21 calculates the deceleration rate 30 according to the engine down amount 32 and outputs it to the automatic travel ECU 23.
  • the gateway 21 outputs 1000 [ ⁇ ] as the deceleration rate 30 until the load level 33 reaches the level 3 (step #7).
  • the autonomous driving ECU 23 receives the deceleration rate 30 from the gateway 21 (step #8) and the second vehicle speed operation value 28 (step #9).
  • the automatic traveling ECU 23 outputs, as the first vehicle speed instruction 29, a vehicle speed instruction corresponding to a vehicle speed 34 obtained by multiplying the vehicle speed corresponding to the speed change lever 19a and the speed setting dial 19b obtained from the second vehicle speed operation value 28 by the deceleration rate 30. ..
  • the deceleration rate 30 is 1000 [ ⁇ ], so the vehicle travels at the vehicle speed 34 according to the speed change lever 19a and the speed setting dial 19b.
  • the deceleration rate 30 corresponding to the engine down amount 32 is calculated, and the deceleration ratio 19a and the speed setting dial 19b are set.
  • the vehicle speed is reduced to a vehicle speed 34 obtained by multiplying the vehicle speed by the deceleration rate 30 and the vehicle travels.
  • the vehicle speed 34 is controlled so that the load level 33 corresponding to the load on the engine 8 is kept lower than the predetermined level 3.
  • the driving force of the engine 8 is more transmitted to the harvesting device H, so that the driving force of the engine 8 is sufficiently transmitted to the harvesting device H.
  • the gateway 21 receives the first vehicle speed instruction 29, converts the first vehicle speed instruction 29 into a second vehicle speed instruction 31 corresponding to the transmission ECU 22, and outputs it (step #10).
  • the average value of the first vehicle speed instructions 29 is stored in the storage unit 21A as the optimum vehicle speed instruction 29a. Then, the process is returned to the step (step #1) of determining whether or not the vehicle is running.
  • the transmission ECU 22 receives the second vehicle speed instruction 31 and controls the actuator 5 based on the second vehicle speed instruction 31 (step #11). Then, the process is returned to the step (step #1) of determining whether or not the vehicle is running.
  • the actuator 5 controls the continuously variable transmission 9 and transmits the driving force of the engine 8 according to the second vehicle speed instruction 31 to the traveling device 11 via the transmission 6 to control traveling (vehicle speed).
  • the work traveling initial control corresponding to step #4 of FIG. 5 will be described with reference to FIGS. 6 and 7 with reference to FIGS. 3 and 4.
  • the work traveling initial control corresponds to the set vehicle speed V S and the optimum vehicle speed instruction 29a which are set in advance as the standard work traveling vehicle speed during 10 m from the start of the work traveling after the turning traveling, which is the work traveling initial area. based on the optimum vehicle speed V R, and controls the vehicle speed 34 in accordance with the comparison result of the operation speed V M corresponding to the transmission lever 19a and a speed setting dial 19b.
  • the set vehicle speed V S is 1.0 [m/sec] will be described as an example.
  • the following tasks running initial control is intended to take place in the working travel the initial region of the travel path RL2 shown in FIG. 2, the optimum vehicle speed V R, the optimal speed instruction in the running route RL1 stored last in the memory unit 21A It is assumed that the vehicle speed corresponds to 29a.
  • Step # 41 whether or not the operation speed V M is greater than the set vehicle speed V S is determined.
  • the cutting width (working width) of the traveling route RL2 may be different from the cutting width of the traveling route RL1.
  • the load on the harvesting device H increases in proportion to the cutting width. Therefore, also changes the optimum vehicle speed V R in accordance with the cutting width. Therefore, stores the cutting width of the travel path RL1 in the storage unit 21A, may be corrected optimum vehicle speed V R in accordance with the ratio of the cutting width of the cutting width and the travel path RL2 travel route RL1.
  • V R V R- ⁇ (W1 / W2)
  • step #42 Yes
  • the vehicle speed 34 starts traveling at the set vehicle speed V S of 1.0 [m/sec] as shown in the vehicle speed transition 35.
  • step # 43 a second speed indication 31 is set to a value corresponding to the optimum vehicle speed V R, it is accelerated gradually to the optimum vehicle speed V R.
  • Optimum vehicle speed V R during the working travel initial region after reaching the vehicle speed 34 is maintained at the optimum vehicle speed V R.
  • step # 44 when it is accelerated to the optimum vehicle speed V R, which may ramp process is performed in accordance with the intervening load level 33 (step # 44).
  • the acceleration to be accelerated to the optimum vehicle speed V R is increased.
  • the vehicle speed 34 is accelerated to the optimum vehicle speed V R in the vehicle speed transitions 35a when load level 33 is a level 1
  • the load level 33 is level 2 until the optimum vehicle speed V R in the vehicle speed transitions 35b is accelerated
  • the load level 33 is accelerated until the optimum vehicle speed V R in the vehicle speed transitions 35c in the case of level 3, sequentially acceleration decreases.
  • the second vehicle speed instruction 31 becomes a value corresponding to the optimum speed V R, the vehicle speed 34, as shown in the vehicle speed transitions 37, optimum speed It is maintained constant at V R (step # 47).
  • the work traveling initial region is described as the distance after the turning traveling is finished and the work traveling is started, but the present invention is not limited to this.
  • the work traveling initial region may be determined by the time after the turning traveling is finished and the work traveling is started.
  • turning traveling is described as an example of non-working traveling, but non-working traveling is not limited to turning traveling.
  • non-working travel such as running the middle-divided field for work and then moving to another middle-divided field for work travel. it can.
  • the field is divided in half, the crops are often similar in each divided field. Therefore, in the field, which is divided in each, often the optimum vehicle speed V R is approximated, even in such a case, it can be expected that appropriately perform tasks running initial control.
  • the control of the vehicle speed can be applied to the case where the automatic traveling is performed and the case where the manual traveling is performed. Further, the turning traveling is performed in an arbitrary turning pattern, and in addition to the U turning pattern, an ⁇ turning pattern or a switchback turning pattern may be used.
  • the traveling device 11 is not limited to the crawler type, but may be a wheel type traveling device 11.
  • the working device is not limited to the harvesting device H and the threshing device 13, but may be various agricultural working devices such as rice planting devices.
  • the work traveling is not limited to the mowing work, but is applicable to various agricultural works such as harvesting work and rice planting work.
  • the present invention is not limited to ordinary combine harvesters, and is suitable for vehicle speed control systems for various agricultural work vehicles such as self-removing combine harvesters.

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Abstract

走行装置11により走行しながら作業装置Hにより作業を行う農作業車の車速を制御する車速制御システムであって、農作業車が非作業走行を挟んで作業走行を行い、走行装置11および作業装置Hを駆動する動力源8の負荷に応じて車速を設定する作業走行制御を行う制御部20と、作業走行の際に設定された車速を最適車速VRとして記憶する記憶部21Aとを備え、制御部20は、非作業走行前の作業走行で記憶された最適車速VRを用いて、非作業走行後の作業走行開始時の車速を設定する作業走行初期制御を行う。

Description

車速制御システム
 本発明は、走行しながら作業を行う農作業車の車速制御システムに関する。
 コンバイン等の農作業車は、走行装置で走行しながら、刈取装置等の作業装置で農作業を行う。走行装置および作業装置は、いずれも、エンジンが回転することによって生じる駆動力が分配され、変速されて駆動される。作業装置の作業負荷は、圃場の状態等により変化する。そのため、作業装置に十分な駆動力が伝達されるように、作業状況に応じて走行装置への駆動力の伝達が調整され、車速が調整される。例えば、作業状態と非作業状態とで車速が異なるように調整されたり、旋回状態から非旋回状態に変化することを契機として車速が調整されたりする。
日本国特開平6-343331号公報
 しかしながら、作業装置は様々な状況によって負荷が変化し、必要となる駆動力が変化する。例えば、作業装置の一例である刈取装置は、刈り取る穀稈の量が増加すると刈取装置にかかる負荷が増大し、適切に刈り取りが行われない場合があった。このように、作業装置にかかる負荷が増大すると、エンジンの負荷が増加してエンジンが停止する場合があると共に、適切にエンジンの駆動力が作業装置に伝達されず、作業装置による作業に支障を来す場合がある。
 本発明は、作業装置に十分な駆動力を伝達することを目的とする。
 上記目的を達成するために、本発明の一実施形態に係る車速制御システムは、走行装置により走行しながら作業装置により作業を行う農作業車の車速を制御する車速制御システムであって、前記農作業車が非作業走行を挟んで前記作業走行を行い、前記走行装置および前記作業装置を駆動する動力源の負荷に応じて車速を設定する作業走行制御を行う制御部と、前記作業走行の際に設定された車速を最適車速として記憶する記憶部とを備え、前記制御部は、前記非作業走行前の前記作業走行で記憶された前記最適車速を用いて、前記非作業走行後の前記作業走行開始時の車速を設定する作業走行初期制御を行う。
 このような構成により、動力源の負荷を検出して、作業装置に伝達される駆動力が不足する可能性を検出することができる。そして、この負荷を用いて、負荷が所定の値以下となるように車速を制御することにより、走行装置に伝達される動力源の駆動力を制限して、作業装置に伝達される駆動力が確保される。その結果、作業状況に対応して、作業装置に十分な駆動力が伝達され、適切な作業を行うことができる。
 また、作業走行制御は、その初期段階においては精度が安定せず、制御を継続することにより作業走行中に最適な車速が定まっていく傾向にある。また、非作業走行を挟んでも、最適な車速に大きな差異はないことが多い。そのため、非作業走行後の作業走行の初期段階においては、非作業走行前の作業走行において設定された車速を考慮して車速が設定されることにより、初期段階においても精度良く車速の制御が行われる。その結果、作業走行の初期段階においても、作業装置に十分な駆動力が伝達され、適切な作業を行うことができる。
 また、前記作業走行初期制御は、前記作業走行が開始されてから、所定の作業走行距離の間、または、所定の時間の間行われ、前記作業走行初期制御後に前記作業走行制御が行われることが好ましい。
 このような構成により、適切な期間において作業走行初期制御が行われ、作業走行の初期段階から継続して、作業装置に十分な駆動力が伝達され、適切な作業を行うことができる。
 また、前記最適車速は、前記非作業走行前の前記作業走行において設定された車速の内、最後に設定された車速から所定の範囲前までに設定された車速を平均して求められることが好ましい。
 このように、非作業走行後の作業走行における作業走行初期制御が、非作業走行前の作業走行で行われた作業走行制御の後半部分において求められた最適車速の平均値を用いて行われる。これにより、より適切な最適車速を用いて作業走行初期制御が行われる。その結果、作業走行の初期段階においても、作業装置に十分な駆動力が伝達され、適切な作業を行うことができる。
 また、人為的な車速の操作に用いられる変速操作具を備え、前記作業走行初期制御では、車速の基準値が設定車速として設けられ、前記作業走行初期制御において、前記変速操作具の操作に応じた車速が前記設定車速より大きく、かつ、前記最適車速が前記設定車速より大きい場合には、車速が前記設定車速に設定され、その後前記最適車速まで加速され、前記変速操作具の操作に応じた車速が前記設定車速より大きく、かつ、前記最適車速が前記設定車速以下の場合には、車速が前記最適車速に設定されることが好ましい。
 このように、作業者が操作・要求した車速が設定車速より大きい場合に、最適車速と設定車速とに応じて、作業走行初期制御における車速と車速の初期値が定められる。そのため、作業走行初期制御において、より適切な車速が設定される。その結果、作業走行の初期段階においても、作業装置に十分な駆動力が伝達され、適切な作業を行うことができる。
 また、前記加速が、前記負荷の大きさに基づいて決定される加速度で行われ、前記負荷が大きいほど前記加速度が小さいことが好ましい。
 このように、設定車速から最適車速への加速が、負荷の大きさに応じてランプ処理されることにより、負荷が小さい場合には負荷が大きい場合より早期に車速が最適車速に加速される。そのため、作業走行初期制御において、負荷に応じた速さで車速が最適車速まで加速され、より適切な車速の制御が行われる。その結果、作業走行の初期段階においても、作業装置に十分な駆動力が伝達され、適切な作業を行うことができる。
 また、人為的な車速の操作に用いられる変速操作具を備え、前記作業走行初期制御では、車速の基準値が設定車速として設けられ、前記作業走行初期制御において、前記変速操作具の操作に応じた車速が前記設定車速以下であり、かつ、前記最適車速が前記変速操作具の操作に応じた車速より小さい場合には、車速が前記最適車速に設定され、前記変速操作具の操作に応じた車速が前記設定車速以下であり、かつ、前記最適車速が前記変速操作具の操作に応じた車速以上の場合には、車速が前記変速操作具の操作に応じた車速に設定されることが好ましい。
 作業者が操作・要求した車速が設定車速以下である場合に、作業者が操作・要求した車速と最適車速とに応じて、作業走行初期制御における車速が定められる。そのため、作業走行初期制御において、より適切な車速が設定される。その結果、作業走行の初期段階においても、作業装置に十分な駆動力が伝達され、適切な作業を行うことができる。
 また、前記制御部は、前記非作業走行前の前記作業走行で作業された作業幅を第1作業幅として前記記憶部に記憶し、前記非作業走行後の前記作業走行での作業における作業幅である第2作業幅と前記第1作業幅との比率に応じて、前記最適車速を補正することが好ましい。
 異なる作業幅で作業走行が行われる場合がある。作業装置が必要とする駆動力は一般的に作業幅に依存する。そのため、最適車速も作業幅に応じて異なることとなる。作業幅に応じて最適車速を補正することにより、作業走行初期制御において、より適切な車速が設定される。その結果、作業走行の初期段階においても、作業装置に十分な駆動力が伝達され、適切な作業を行うことができる。
 また、前記負荷として、前記動力源の回転数の変化量が検出されても良い。
 これにより、容易に負荷を検出することができる。
 また、前記農作業車が自動走行を行っても良い。
 これにより、自動走行の際にも、作業走行を適切な車速で行うことができ、作業装置に十分な駆動力が伝達され、適切な作業を行うことができる。
コンバインの左側面図である。 収穫走行における走行経路を例示する図である。 動力伝達構成と車速制御構成とを併せて例示する図である。 エンジン負荷に対応した車速の制御を例示する図である。 作業走行制御のフローを示す図である。 作業走行初期制御のフローを示す図である。 作業走行初期制御を例示する図である。
 本発明の農作業車の一例であるコンバインについて、図面に基づき説明する。なお、以下の説明においては、図1に示す矢印Fの方向を「前」、矢印Bの方向を「後」とし、図1の紙面の手前方向を「左」、奥向き方向を「右」とする。また、図1に示す矢印Uの方向を「上」、矢印Dの方向を「下」とする。
 〔コンバインの全体構成〕
 図1に示すように、コンバインは、クローラ式の走行装置11、運転部12、脱穀装置13、穀粒タンク14、収穫装置H、搬送装置16、穀粒排出装置18、衛星測位モジュール80を備える。搬送装置16、脱穀装置13および収穫装置Hは作業装置の一例である。
 図1に示すように、走行装置11は、走行車体10の下部に備えられている。コンバインは、走行装置11によって自走可能に構成される。
 また、運転部12、脱穀装置13、穀粒タンク14は、走行装置11の上側に備えられる。運転部12には、コンバインの作業を監視する監視者が搭乗可能である。なお、監視者は、コンバインの機外からコンバインの作業を監視していても良い。
 穀粒排出装置18は、穀粒タンク14の上側に設けられる。また、衛星測位モジュール80は、運転部12の上面に取り付けられる。
 収穫装置Hは、コンバインにおける前部に備えられる。そして、搬送装置16は、収穫装置Hの後側に設けられる。また、収穫装置Hは、切断機構15及びリール17を有する。
 切断機構15は、圃場の植立穀稈を刈り取る。また、リール17は、回転駆動しながら収穫対象の植立穀稈を掻き込む。この構成により、収穫装置Hは、圃場の穀物(以下、「作物」とも称す)を収穫する作業を行う。そして、コンバインは、走行装置11によって走行しながら、収穫装置Hによって圃場の穀物を収穫する収穫走行(作業走行)が可能である。
 このように、コンバインは、圃場の穀物を収穫する収穫装置Hと走行装置11とを備える。
 切断機構15により刈り取られた刈取穀稈は、搬送装置16によって脱穀装置13へ搬送される。脱穀装置13において、刈取穀稈は脱穀処理される。脱穀処理により得られた穀粒は、穀粒タンク14に貯留される。穀粒タンク14に貯留された穀粒は、必要に応じて、穀粒排出装置18によって機外に排出される。収穫装置H、走行装置11、搬送装置16および脱穀装置13は、動力源の一例であるエンジン8により駆動される。
 このように、コンバインは、収穫装置Hによって収穫された穀粒を貯留する穀粒タンク14を備える。
 運転部12には、通信端末2と操作パネル19が配置されている。図1において、通信端末2は、運転部12に固定されている。しかしながら、本発明はこれに限定されず、通信端末2は、運転部12に対して着脱可能に構成されていても良い。また、コンバインの機外に持ち出されても良い。操作パネル19は、図3に示すように、無段変速装置9の変速操作用(油圧ポンプ9Aの斜板の角度操作用)の揺動操作式の変速レバー19a、無段変速装置9の変速操作用(油圧モータ9Bの斜板の角度操作用)の押圧操作式の副変速スイッチ(図示せず)、変速レバー19aの操作位置と無段変速装置9の油圧ポンプ9Aの斜板との対応関係を設定する速度設定ダイヤル19b、その他の各種の手動操作具(図示せず)等を備える。なお、変速レバー19a、副変速スイッチおよび速度設定ダイヤル19b等の速度の操作に用いる操作具を「変速操作具」と総称する。また、変速操作具として、変速レバー19aのみが設けられても良く、変速レバー19aに加えて、副変速スイッチ、速度設定ダイヤル19bまたは他の操作具が組み合わせられて設けられても良い。
 〔収穫走行〕
 コンバインによって圃場での収穫作業を行う場合の手順は、以下に説明する通りである。
 まず、運転者兼監視者は、コンバインを手動で操作し、図2に示すように、圃場内の外周部分において、圃場の境界線に沿って周回するように収穫走行を行う(以下、周囲刈りとも称す)。これにより既刈地(既作業地)となった領域は、外周領域SAとなる。そして、外周領域SAの内側に未刈地(未作業地)のまま残された領域は、作業対象領域CAとなる。図2は、外周領域SAと作業対象領域CAの一例を示している。なお、周囲刈りは手動走行により行われるが、この際の周囲刈りは、運転者がコンバインに搭乗してコンバインを操縦する走行であっても良いが、遠隔操作により監視者等がコンバインを走行させても良い。
 また、このとき、外周領域SAの幅をある程度広く確保するために、運転者は、コンバインを2~3周走行させる。この走行においては、コンバインが1周する毎に、コンバインの作業幅分だけ外周領域SAの幅が拡大する。最初の2~3周の走行が終わると、外周領域SAの幅は、コンバインの作業幅の2~3倍程度の幅となる。
 外周領域SAは、作業対象領域CAの収穫走行を行うときに、コンバインが方向転換するためのスペースとして利用される。また、外周領域SAは、収穫走行を一旦終えて、穀粒の排出場所へ移動する際や、燃料の補給場所へ移動する際等の移動用のスペースとしても利用される。
 周囲刈りが行われると、作業対象領域CAの収穫走行が行われる。収穫走行が自動走行により行われる場合は、図2に示すように、作業対象領域CAにおける走行経路が算定される。算定された走行経路は、収穫走行のパターンに基づいて順次生成され、生成された走行経路に沿ってコンバインが自動走行する経路となる。手動で収穫走行が行われる場合は、任意に定めた走行経路を順次走行する。収穫走行は、収穫作業を行う収穫走行(作業走行)と、作業走行を行う経路要素をつなぐ旋回走行(非作業走行)とからなる。なお、コンバインは、旋回走行のための旋回パターンとして、図2に示すようなU字状の旋回走行経路に沿って方向転換するU旋回パターンの他にも、前後進を繰り返しながら方向転換するα旋回パターンや、後進走行をともなってU旋回パターンよりも狭い領域でU旋回パターンと同様の方向転換をするスイッチバック旋回パターンを有する。
〔車速制御の装置構成〕
 上述のように、エンジン8は、走行装置11の他に、脱穀装置13や収穫装置H等の様々な作業装置を駆動する。作業走行中に、処理の必要な作物の量が増大する等して作業装置の負荷が大きくなった場合、作業装置に必要な駆動力が不足する場合がある。そのため、走行中にかかるエンジン8の負荷を測定し、負荷の大きさが所定の負荷以下になるように車速を制御することにより、作業装置に必要な駆動力が確保される。以下、エンジン負荷としてエンジンの回転数の低下度(以下、エンジンダウン量と称す)を計測し、作業装置として収穫装置Hが用いられる場合を例として、図3~図7を用いて収穫走行(作業走行)において車速の制御を行う構成例について説明する。
 図3に示すように、人為的な車速の変速操作具である変速レバー19aおよび速度設定ダイヤル19bの操作値は制御部20に入力される。同様に、エンジン8のエンジンダウン量は制御部20に入力される。この際、エンジンダウン量はメインECU7にて負荷レベルに変換され、変換された負荷レベルを含めて制御部20に入力されても良い。以下の説明では、変換された負荷レベルが制御部20に入力される構成を例として説明する。制御部20は、アクチュエータ5を介して静油圧式無段変速装置であるHSTで構成される無段変速装置9を制御し、エンジン8の駆動力をトランスミッション6に伝える。走行装置11は、トランスミッション6からエンジン8の駆動力が伝達されることにより動作する。なお、収穫装置Hは、図示しない変速装置を介してエンジン8の駆動力が伝達されることにより動作する。
 具体的には、図3、図4に示すように、センサ24は、エンジン8の回転数を経時的に測定し、メインECU7に送信する。メインECU7は、受信したエンジン8の回転数から、所定の時間に低下した回転数であるエンジンダウン量32を算出し、エンジンダウン量32を、エンジンダウン量32に対応してあらかじめ定められたエンジン負荷レベル(以下、負荷レベル33と称す)に変換する。例えば、負荷レベル33はレベル1からレベル5の5段階に分けられる。メインECU7は、エンジンダウン量32が0[rpm]以上41[rpm]以下である場合にはレベル1に変換する。レベル2はエンジンダウン量32が41[rpm]より大きく67[rpm]以下である場合に相当し、レベル3はエンジンダウン量32が67[rpm]より大きく118[rpm]以下である場合に相当し、レベル4はエンジンダウン量32が118[rpm]より大きく222[rpm]以下である場合に相当し、レベル5はエンジンダウン量32が222[rpm]より大きい場合に相当する。メインECU7は、変換された負荷レベル33およびエンジンダウン量32を制御部20に送信する。なお、変換された負荷レベル33は、運転部12の表示部(図示せず)等に表示されても良く、作業者が作業中のエンジン負荷を確認できる構成とすることができる。
 作業者は、変速操作具により車速を操作することができる。変速操作具は、例えば、変速レバー19aや速度設定ダイヤル19bが用いられる。変速レバー19aの操作量は、レバー検出値25として制御部20に送信される。速度設定ダイヤル19bの操作量は、ダイヤル検出値26として制御部20に送信される。
 制御部20は、1または複数のECU等の電子制御ユニットからなる。制御部20は、ゲートウェイ21、トランスミッションECU22、自動走行ECU23を備える。トランスミッションECU22は無段変速装置9およびトランスミッション6からなる変速装置を直接制御し、自動走行ECU23はトランスミッションECU22を介して車速を制御する。レバー検出値25およびダイヤル検出値26は、トランスミッションECU22に入力され、トランスミッションECU22で第1車速操作値27に変換されてゲートウェイ21に送信される。
 ゲートウェイ21は、メインECU7から送信された負荷レベル33および第1車速操作値27を受信する。ゲートウェイ21は、第1車速操作値27を第2車速操作値28に変換し、自動走行ECU23に送信する。また、ゲートウェイ21は、負荷レベル33が所定の値以上である場合、例えば、負荷レベル33がレベル3以上である場合、負荷レベル33がレベル3より小さい状態を維持するように、エンジンダウン量32から減速率30を算出し、自動走行ECU23に送信する。より具体的には、ゲートウェイ21は、旋回後にいずれかの走行経路(図2のRL1~RL3)での作業走行を開始してから、負荷レベル33としてレベル3が入力されるまで、減速率30として1000[‰]を出力する。ゲートウェイ21は、負荷レベル33としてレベル3が入力されると、それ以降はエンジンダウン量32から減速率30を算出する。減速率30の算出は、エンジンダウン量32を変数としてあらかじめ設けた関数を用いて算出されても良いし、エンジンダウン量32に応じた減速率30が格納されたテーブルを用いて算出しても良い。
 自動走行ECU23は、入力された第2車速操作値28および減速率30から、第1車速指示29を算出し、ゲートウェイ21に返信する。ゲートウェイ21は、受信した第1車速指示29を第2車速指示31に変換して、トランスミッションECU22に送信する。また、ゲートウェイ21は記憶部21Aを備え、受信した第1車速指示29の平均値を最適車速指示29aとして記憶部21Aに記憶する。第1車速指示29は、10msec毎に最大100個が記憶部21Aに記憶され、100個を超えると古い順に削除されて、常に最新の100個の第1車速指示29が記憶部21Aに記憶される。ゲートウェイ21は、100個の第1車速指示29の平均を最適車速指示29aとして記憶する。そのため、旋回中には、前の作業走行時の最新の最適車速指示29aが記憶部21Aに記憶されている。記憶される最適車速指示29aは、後述の作業走行初期制御を行う場合に用いられ、作業走行初期制御を行わない場合は、ゲートウェイ21は記憶部21Aを備えない構成とすることもできる。
 トランスミッションECU22は、受信した第2車速指示31に基づいてアクチュエータ5を制御し、アクチュエータ5は無段変速装置9を制御する。無段変速装置9は、エンジン8から動力が入力され、可変容量型の油圧ポンプ9A(主変速装置)と、油圧ポンプ9Aからの圧油によって駆動される可変容量型の油圧モータ9B(副変速装置)とを備える。油圧ポンプ9Aの斜板は、サーボシリンダ等で構成されるアクチュエータ5の駆動により角度が変更される。油圧モータ9Bの斜板は、他のアクチュエータ(図示せず)の駆動により角度が変更される。油圧ポンプ9Aの斜板の角度が変更されることにより、無段変速装置9は変速比を無段階に変更されることが可能である。また、油圧モータ9Bの斜板の角度が変更されることにより、無段変速装置9から出力される動力は、作業走行用の低速変速状態と、通常走行用の高速変速状態とに切り換え操作されることが可能となる。
 トランスミッション6は、無段変速装置9から入力される動力を変速して、走行装置11に伝達する。特に、走行装置11に入力される動力は第2車速指示31により決定され、その結果、車速34は第2車速指示31により制御される。
 このように、エンジンダウン量32をエンジン負荷として検出し、エンジンダウン量32により、エンジン負荷が所定の負荷レベル33より小さくなるように車速を制御する。これにより、刈取作業中(刈取走行中・作業走行中)に収穫装置Hにかかる負荷が大きくなったとしても、エンジン負荷から収穫装置Hにかかる負荷を推定し、車速を低減することによって収穫装置Hに伝達される駆動力を増強することができる。その結果、収穫装置Hに十分な駆動力を伝達することが可能となる。
〔作業走行制御〕
 図3、図4を参照しながら図5を用いて、刈取走行中(作業走行中)にエンジンの負荷に応じて車速制御を行う作業走行制御について説明する。なお、以下の制御工程は、図3で示した装置構成にて実施する場合を例に説明するが、装置構成は任意である。また、制御部20の装置構成も任意であり、1または複数のECUやCPU等のプロセッサ、その他のハードウェアから構成されればよい。また、メインECU7および制御部20の動作はハードウェアで行うことに限らず、ソフトウェアを図示しないプロセッサが実行することにより実現することもできる。
 まず、作業走行中であるか否かが判定される(ステップ#1)。作業走行中でない場合(ステップ#1=No)、旋回走行中であると判定されて、所定の旋回走行制御が行われる(ステップ#2)。
 作業走行中であると判定された場合(ステップ#1=Yes)、作業走行初期領域であるか否かが判定される(ステップ#3)。作業走行初期領域は、旋回走行が終了し、作業走行を行う走行経路(図2のRL1,RL2,RL3)の走行が開始されてから所定の長さの領域であり、例えば、走行経路の走行が開始されてから10mの領域である。
 作業走行初期領域であると判定された場合(ステップ#3=Yes)、後述の作業走行初期制御が行われる(ステップ#4)。なお、作業走行初期制御は必ずしも行う必要はなく、作業走行中には以下の作業走行制御のみが行われても良い。
 作業走行初期領域でないと判定された場合(ステップ#3=No)、具体的な作業走行制御が行われる。作業走行制御中にも、通常、変速レバー19aおよび速度設定ダイヤル19b等により車速が操作される。そのため、ゲートウェイ21は、トランスミッションECU22を介して、変速レバー19aおよび速度設定ダイヤル19bの操作に伴う第1車速操作値27を受信し、第1車速操作値27を第2車速操作値28に変換して出力する(ステップ#5)。
 ここで、作業走行中には、センサ24によって経時的にエンジン8の回転数が計測される。メインECU7は、測定された回転数の変化量に基づいてエンジンダウン量32を算出する。さらに、メインECU7は、エンジンダウン量32から負荷レベル33を求める。ゲートウェイ21は、エンジンにかかる負荷として、エンジンダウン量32および負荷レベル33を継続的に受信する(ステップ#6)。
 また、ゲートウェイ21は、負荷レベル33がレベル3となると、エンジンダウン量32に応じて減速率30を算出し、自動走行ECU23に出力する。なお、ゲートウェイ21は、負荷レベル33がレベル3となるまでは、減速率30として1000[‰]を出力する(ステップ#7)。
 自動走行ECU23は、ゲートウェイ21から減速率30を受信すると共に(ステップ#8)、第2車速操作値28を受信する(ステップ#9)。自動走行ECU23は、第2車速操作値28から求められる変速レバー19aおよび速度設定ダイヤル19bに応じた車速に、減速率30を乗算した車速34に対応する車速指示を第1車速指示29として出力する。これにより、エンジン8にかかる負荷が小さい間は、減速率30が1000[‰]であるので変速レバー19aおよび速度設定ダイヤル19bに応じた車速34で走行が行われる。そして、負荷レベル33がレベル3となり、エンジン8にかかる負荷が大きくなることが検出された以降は、エンジンダウン量32に応じた減速率30が算出され、変速レバー19aおよび速度設定ダイヤル19bに応じた車速に減速率30が乗算された車速34に減速されて走行が行われる。これにより、エンジン8にかかる負荷に対応する負荷レベル33を所定のレベル3より低く抑えるように車速34が制御される。その結果、エンジン8の駆動力が、収穫装置Hにより多く伝達されることになるため、十分に収穫装置Hにエンジン8の駆動力が伝達されることとなる。
 次に、ゲートウェイ21は、第1車速指示29を受信し、第1車速指示29を、トランスミッションECU22に対応した第2車速指示31に変換して出力する(ステップ#10)。同時に、作業走行初期制御を行う場合は、第1車速指示29の平均値が最適車速指示29aとして記憶部21Aに記憶される。そして、作業走行中であるか否かの判定を行う工程(ステップ#1)に処理が戻される。
 最後に、トランスミッションECU22は、第2車速指示31を受信して、第2車速指示31に基づいてアクチュエータ5を制御する(ステップ#11)。そして、作業走行中であるか否かの判定を行う工程(ステップ#1)に処理が戻される。
 アクチュエータ5は、無段変速装置9を制御し、第2車速指示31に応じたエンジン8の駆動力を、トランスミッション6を介して走行装置11に伝達して、走行(車速)を制御する。
〔作業走行初期制御〕
 図3、図4を参照しながら図6、図7を用いて、図5のステップ#4に対応する作業走行初期制御について説明する。作業走行初期制御は、作業走行初期領域である、旋回走行後に作業走行を開始してから10mの間、あらかじめ標準的な作業走行車速として設定された設定車速Vと最適車速指示29aに対応する最適車速Vとに基づいて、変速レバー19aおよび速度設定ダイヤル19bに応じた操作車速Vとの比較結果に応じて車速34を制御する。以下の説明では、設定車速Vが1.0[m/sec]である場合を例に説明する。また、以下の作業走行初期制御は、図2に示す走行経路RL2の作業走行初期領域において行われるものとし、最適車速Vは、走行経路RL1において最後に記憶部21Aに記憶された最適車速指示29aに対応する車速であるとする。
 まず、操作車速Vが設定車速Vより大きいか否かが判定される(ステップ#41)。操作車速Vが設定車速Vより大きい場合(ステップ#41=Yes)、平均された最適車速Vが設定車速Vより大きいか否かが判定される(ステップ#42)。
 ここで、走行経路RL2の刈取幅(作業幅)は、走行経路RL1の刈取幅と異なる場合がある。この場合、刈取幅に比例して収穫装置Hにかかる負荷は増大する。そのため、刈取幅に応じて最適車速Vも変化する。そこで、走行経路RL1の刈取幅を記憶部21Aに記憶しておき、走行経路RL1の刈取幅と走行経路RL2の刈取幅との比率に応じて最適車速Vを補正しても良い。具体的には、走行経路RL2で用いる最適車速をV、走行経路RL1における最適車速をVR-、走行経路RL1の刈取幅をW1、走行経路RL2の刈取幅をW2として、次の関係式により算出することが好ましい。
    V=VR-×(W1/W2)
 また、旋回走行を挟んだ作業走行が複数回行われている場合、旋回走行が行われる度に、刈取幅と平均された最適車速をVとから、最大の刈取幅に対する最適車速Vを更新していき、対象となる作業走行における刈取幅に対応した最適車速Vを求めても良い。これにより、作業走行を繰り返す毎に、最大の刈取幅に対する最適車速Vの算出精度が向上し、より適切かつ迅速に車速の制御が行われる。
 最適車速Vが設定車速Vより大きい場合(ステップ#42=Yes)、車速34は、車速遷移35に示すように、設定車速Vである1.0[m/sec]で走行を開始し(ステップ#43)、その後、第2車速指示31は最適車速Vに対応する値とされ、徐々に最適車速Vまで加速される。最適車速Vに到達してから作業走行初期領域の間は、車速34は最適車速Vに維持される。
 ここで、最適車速Vまで加速される際に、その間の負荷レベル33に応じてランプ処理が行われても良い(ステップ#44)。例えば、負荷レベル33が低いほど、最適車速Vまで加速される加速度が大きくなる。具体的には、車速34は、負荷レベル33がレベル1の場合には車速遷移35aで最適車速Vまで加速され、負荷レベル33がレベル2の場合には車速遷移35bで最適車速Vまで加速され、負荷レベル33がレベル3の場合には車速遷移35cで最適車速Vまで加速され、順に加速度が小さくなる。
 その後、作業走行初期領域を超えているか否かが判定され(ステップ#49)、作業走行初期領域を超えていないと判定されると(ステップ#49=Yes)、この車速34が維持され、作業走行初期領域を超えたと判定されると(ステップ#49=No)、作業走行制御(ステップ#50)が行われる。
 最適車速Vが設定車速V以下である場合(ステップ#42=No)、第2車速指示31は最適車速Vに対応する値となり、車速34は、車速遷移36に示すように、最適車速Vで一定に維持される(ステップ#45)。その後、作業走行初期領域を超えているか否かが判定され(ステップ#49)、作業走行初期領域を超えていないと判定されると(ステップ#49=Yes)、この車速34が維持され、作業走行初期領域を超えたと判定されると(ステップ#49=No)、作業走行制御(ステップ#50)が行われる。
 操作車速Vが設定車速V以下であると判定された場合(ステップ#41=No)、最適車速Vが操作車速Vより小さいか否かが判定される(ステップ#46)。最適車速Vが操作車速Vより小さい場合(ステップ#46=Yes)、第2車速指示31は最適車速Vに対応する値となり、車速34は、車速遷移37に示すように、最適車速Vで一定に維持される(ステップ#47)。その後、作業走行初期領域を超えているか否かが判定され(ステップ#49)、作業走行初期領域を超えていないと判定されると(ステップ#49=Yes)、この車速34が維持され、作業走行初期領域を超えたと判定されると(ステップ#49=No)、作業走行制御(ステップ#50)が行われる。
 最適車速Vが操作車速V以上である場合(ステップ#46=No)、第2車速指示31は操作車速Vに対応する値となり、車速34は、車速遷移38に示すように、操作車速Vで一定に維持される(ステップ#48)。その後、作業走行初期領域を超えているか否かが判定され(ステップ#49)、作業走行初期領域を超えていないと判定されると(ステップ#49=Yes)、この車速34が維持され、作業走行初期領域を超えたと判定されると(ステップ#49=No)、作業走行制御(ステップ#50)が行われる。
 以上のように、設定車速Vと最適車速指示29aに対応する最適車速Vとに基づいて、変速レバー19aおよび速度設定ダイヤル19bに応じた操作車速Vとの比較結果に応じて車速34が制御される。これにより、走行経路RL2の作業走行初期領域の当初から、走行経路RL1での制御結果を踏まえた車速34の制御を行うことができ、作業走行初期領域での車速34の制御が安定かつ適切に行われやすくなる。
〔別実施形態〕
 (1)上記実施形態では、作業走行初期領域は、旋回走行が終了して作業走行が開始されてからの距離として説明されたが、これに限らない。例えば、作業走行初期領域は、旋回走行が終了して作業走行が開始されてからの時間によって定めても良い。
 (2)上記実施形態では、非作業走行として旋回走行を例に説明したが、非作業走行は旋回走行に限定されない。例えば、圃場を中割りした場合に、中割りされた圃場の作業走行を行った後、別の中割りされた圃場に移動して作業走行を行うまでの走行等を非作業走行とすることができる。圃場を中割りした場合、それぞれの中割りされた圃場は、作物の状態が類似していることが多い。そのため、それぞれの中割りされた圃場において、最適車速Vは近似している場合が多く、このような場合においても、作業走行初期制御を適切に行うことが期待できる。
 (3)上記各実施形態において、車速の制御は、自動走行を行う場合にも適用できるし、手動走行を行う場合にも適用できる。また、旋回走行は任意の旋回パターンで行われ、U旋回パターンの他に、α旋回パターンであっても、スイッチバック旋回パターンであっても良い。
 (4)上記各実施形態において、走行装置11はクローラ式に限らず、車輪式の走行装置11であっても良い。
 (5)上記各実施形態において、作業装置は、収穫装置Hや脱穀装置13に限らず、田植装置等の様々な農作業装置であっても良い。同様に、作業走行は、刈取作業に限らず、収穫作業、田植え作業等の様々な農作業が対象となる。
 本発明は、普通型コンバインに限らず、自脱型コンバイン等の様々な農作業車の車速制御システムに好適である。
  8  エンジン(動力源)
 13  脱穀装置(作業装置)
19a  変速レバー
19b  速度設定ダイヤル
 20  制御部
21A  記憶部
 24  センサ
 34  車速
  H  収穫装置(作業装置)
RL1  走行経路
RL2  走行経路

Claims (9)

  1.  走行装置により走行しながら作業装置により作業を行う農作業車の車速を制御する車速制御システムであって、
     前記農作業車が非作業走行を挟んで作業走行を行い、
     前記走行装置および前記作業装置を駆動する動力源の負荷に応じて車速を設定する作業走行制御を行う制御部と、
     前記作業走行の際に設定された車速を最適車速として記憶する記憶部とを備え、
     前記制御部は、前記非作業走行前の前記作業走行で記憶された前記最適車速を用いて、前記非作業走行後の前記作業走行開始時の車速を設定する作業走行初期制御を行う車速制御システム。
  2.  前記作業走行初期制御は、前記作業走行が開始されてから、所定の作業走行距離の間、または、所定の時間の間行われ、前記作業走行初期制御後に前記作業走行制御が行われる請求項1に記載の車速制御システム。
  3.  前記最適車速は、前記非作業走行前の前記作業走行において設定された車速の内、最後に設定された車速から所定の範囲前までに設定された車速を平均して求められる請求項1または2に記載の車速制御システム。
  4.  人為的な車速の操作に用いられる変速操作具を備え、
     前記作業走行初期制御では、車速の基準値が設定車速として設けられ、
     前記作業走行初期制御において、
     前記変速操作具の操作に応じた車速が前記設定車速より大きく、かつ、前記最適車速が前記設定車速より大きい場合には、車速が前記設定車速に設定され、その後前記最適車速まで加速され、
     前記変速操作具の操作に応じた車速が前記設定車速より大きく、かつ、前記最適車速が前記設定車速以下の場合には、車速が前記最適車速に設定される請求項1から3のいずれか一項に記載の車速制御システム。
  5.  前記加速が、前記負荷の大きさに基づいて決定される加速度で行われ、前記負荷が大きいほど前記加速度が小さい請求項4に記載の車速制御システム。
  6.  人為的な車速の操作に用いられる変速操作具を備え、
     前記作業走行初期制御では、車速の基準値が設定車速として設けられ、
     前記作業走行初期制御において、
     前記変速操作具の操作に応じた車速が前記設定車速以下であり、かつ、前記最適車速が前記変速操作具の操作に応じた車速より小さい場合には、車速が前記最適車速に設定され、
     前記変速操作具の操作に応じた車速が前記設定車速以下であり、かつ、前記最適車速が前記変速操作具の操作に応じた車速以上の場合には、車速が前記変速操作具の操作に応じた車速に設定される請求項1から5のいずれか一項に記載の車速制御システム。
  7.  前記制御部は、前記非作業走行前の前記作業走行で作業された作業幅を第1作業幅として前記記憶部に記憶し、前記非作業走行後の前記作業走行での作業における作業幅である第2作業幅と前記第1作業幅との比率に応じて、前記最適車速を補正する請求項1から6のいずれか一項に記載の車速制御システム。
  8.  前記負荷として、前記動力源の回転数の変化量が検出される請求項1から7のいずれか一項に記載の車速制御システム。
  9.  前記農作業車が自動走行を行う請求項1から8のいずれか一項に記載の車速制御システム。
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