作业车辆的制作方法

文档序号:19061664发布日期:2019-11-06 01:50阅读:194来源:国知局
作业车辆的制作方法

本发明涉及一种作业车辆,其能够一边使装配的作业机在作业状态与非作业状态之间切换,一边行驶并进行作业。



背景技术:

例如,专利文献1中公开了这种作业车辆。专利文献1的农业用作业车辆构成为:基于方位传感器和gps接收装置而使车体进行自主行驶,设置有对装配于车体的作业机的下降动作进行存储的作业机升降位置传感器,使得作业机的目标耕耘开始位置和下降动作的结束位置一致。在专利文献1中,通过该结构,能够容易地实现不产生耕耘遗漏等的良好的耕耘作业。

专利文献1:日本特开2002-354905号公报



技术实现要素:

然而,上述专利文献1的结构虽然考虑了作业机的下降动作,但并未充分考虑作业机的上升动作。

因此,在以往的结构中,当设定有一边在某区域中沿规定的方向往返移动一边利用作业机进行作业的路径时,在作业车辆沿某方向行驶的行程、与作业车辆沿该方向的反向行驶的行程之间,有时在以规定的深度进行耕耘作业的区间的端部产生偏差,从实现外观更美观的精细作业的观点看,存有改善的余地。

本发明是鉴于以上情形而完成的,其目的在于,对于作业车辆,考虑作业机中作业体实际进行作业的位置而对作业体进行作业的状态和作业体不进行作业的状态良好地进行切换控制。

本发明所欲解决的课题如上,接下来对用于解决该课题的方法及其效果进行说明。

根据本发明的观点,提供以下结构的作业车辆。即,该作业车辆具备车体部、指令输出部、作业机控制部、车速控制部、设定部以及距离获取部。所述车体部能够装配作业机。所述指令输出部输出将所述作业机控制为作业状态的作业指令以及将所述作业机控制为非作业状态的非作业指令。所述作业机控制部根据所述作业指令或所述非作业指令而对所述作业机的作业状态进行控制。所述车速控制部能够对作业车辆的车速进行切换控制。所述设定部设定通过所述作业机控制部的控制而对所述作业机的作业状态进行切换的基准位置。所述距离获取部获取从所述作业机的作业中心位置至所述基准位置的距离。所述车速控制部根据所述非作业指令而将所述作业车辆的车速从第1车速切换为第2车速,并且根据所述作业指令而将所述作业车辆的车速从所述第2车速切换为所述第1车速。所述指令输出部基于所述第1车速和所述距离而对非作业指令的输出定时进行控制。所述指令输出部基于所述第2车速、从所述第2车速向所述第1车速的速度变化率以及所述距离而对所述作业指令的输出定时进行控制。

由此,在将作业机从作业状态切换为非作业状态的情况下、以及从非作业状态切换为作业状态的情况下,指令输出部能够在适当的定时输出非作业指令以及作业指令。由此,能够减小利用作业机进行作业的部分和不进行作业的部分之间的边界的误差。

对于所述作业车辆而言,优选构成为以下结构。即,在所述作业机控制部根据所述非作业指令而将所述作业机从所述作业状态切换为所述非作业状态之后,所述车速控制部开始执行从所述第1车速向所述第2车速的切换控制。在所述作业机控制部根据所述作业指令而将所述作业机从所述非作业状态切换为所述作业状态之前,所述车速控制部开始执行从所述第2车速向所述第1车速的切换控制。

由此,在作业机处于作业状态的期间,能够保持第1车速。

对于所述作业车辆而言,优选构成为以下结构。即,该作业车辆具备测量部以及所需时间存储部。所述测量部对将所述作业机从所述非作业状态切换为所述作业状态所需的所需时间进行测量。所述所需时间存储部对由所述测量部测量出的所需时间进行存储。所述指令输出部基于所述所需时间存储部的存储内容而对所述作业指令的输出定时进行控制。在未由所述测量部测量出所述所需时间的情况下,所述所需时间存储部对初始设定的时间进行存储。在由所述测量部测量出所述所需时间的情况下,将所述所需时间存储部的存储内容更新为测量值。

由此,通过对用于将作业机从非作业状态切换为作业状态的所需时间进行测量存储,并以此为依据而对输出作业指令的定时进行控制,从而能够在适当的定时输出作业指令。另外,例如,在初次从非作业状态切换为作业状态时,并未预先获得测量值,但是,由于预先初始设定了适当的时间,所以指令输出部能够在大致良好的定时输出作业指令。

对于所述作业车辆而言,优选构成为以下结构。即,能够通过针对车速设定部的操作而对所述第1车速以及所述第2车速的设定进行变更。在对所述第1车速以及/或者所述第2车速的设定进行了变更的情况下,所述指令输出部基于变更后的所述第1车速以及/或者所述第2车速而对所述作业指令或所述非作业指令的输出定时进行控制。

由此,能够根据用户需求而对车速进行变更,并且指令输出部能够在适当的定时输出作业指令以及非作业指令。

对于所述作业车辆而言,优选构成为以下结构。即,该作业车辆具备自主行驶控制部,该自主行驶控制部能够使所述作业车辆在第1模式与第2模式之间切换而进行自主行驶。所述第1模式是伴随着针对变速操作件的操作不使该作业车辆停止就能够结束自主行驶的模式。所述第2模式是伴随着针对所述变速操作件的操作使该作业车辆停止而结束自主行驶的模式。当所述作业车辆处于所述第1模式时,能够根据针对设置于所述作业车辆的所述车速设定部的操作而对所述第1车速以及所述第2车速的设定进行变更。当所述作业车辆处于所述第2模式时,能够根据针对与所述作业车辆进行无线通信的无线通信装置所具备的所述车速设定部的操作而对所述第1车速以及所述第2车速的设定进行变更。

由此,在第1模式下,由搭乘于作业车辆的用户对作业车辆侧的车速设定部进行操作,在第2模式下,由作业车辆外部的用户对无线通信装置的车速设定部进行操作,由此能够对车速进行变更。

对于所述作业车辆而言,优选构成为以下结构。即,该作业车辆具备位置信息获取部、操作部以及自主行驶控制部。所述位置信息获取部获取所述车体部的位置信息。所述操作部配置于所述车体部。所述自主行驶控制部使所述车体部沿预先规定的路径进行自主行驶。当所述自主行驶控制部使所述车体部进行自主行驶时,所述作业机控制部基于所述指令输出部输出的所述作业指令或所述非作业指令、或者伴随着针对所述操作部的操作而输出的操作部指令来对所述作业机的作业状态进行控制。与所述作业指令或所述非作业指令相比,所述作业机控制部优先根据所述操作部指令而对所述作业机的作业状态进行控制。

由此,关于作业机的作业状态和非作业状态之间的切换,能够实现优先考虑用户意愿的控制。

对于所述作业车辆而言,优选为:在基于所述操作部指令对所述作业机的作业状态进行控制时被输入所述作业指令或所述非作业指令的情况下,所述作业机控制部不基于该作业指令或非作业指令对所述作业机的作业状态进行控制。

由此,能够实现不妨碍符合用户意愿的控制。

对于所述作业车辆而言,优选为:在基于所述作业指令或所述非作业指令对所述作业机的作业状态进行控制时被输入所述操作部指令的情况下,所述作业机控制部基于该操作部指令而对所述作业机的作业状态进行控制。

由此,在先进行基于自主行驶的控制的情况下,能够以中止该控制的方式进行符合用户意愿的控制。

附图说明

图1是示出装配于本发明的一实施方式所涉及的拖拉机的作业机处于非作业状态的情形的侧视图。

图2是拖拉机的俯视图。

图3是示出配置于座席周围的各种操作装置的俯视图。

图4是示出拖拉机的主要的电气结构的框图。

图5是示出拖拉机进行自主行驶、自主作业的情况下的自主行驶路径的例子的示意图。

图6是示出作业机从图1的状态下降而转变为作业状态的情形的侧视图。

图7是对自主行驶、自主作业时将作业机从非作业状态切换为作业状态的情况下的控制定时的关系进行说明的图。

图8是对自主行驶、自主作业时将作业机从作业状态切换为非作业状态的情况下的控制定时的关系进行说明的图。

图9是对由作业机控制部进行的处理进行说明的流程图。

图10是示出在用户未搭乘于拖拉机的状态下进行自主行驶、自主作业的情况下所使用的无线通信终端的图。

图11是示出无线通信终端的显示器中的自主行驶监视画面的显示例的图。

具体实施方式

接下来,参照附图对本发明的实施方式进行说明。以下,有时在各附图中对相同的部件标注相同的附图标记并省略了重复的说明。另外,关于与相同的附图标记对应的部件等的名称,有时以简称的方式说明、或者用上位概念或下位概念的名称来说明。

本发明涉及如下作业车辆:1台或多台所述作业车辆能够在预先规定的田地内行驶而进行田地内的所有农作业或一部分农作业。在本实施方式中,作为作业车辆而以拖拉机为例进行说明,但是,作为作业车辆,除了拖拉机以外,还包括插秧机、联合收割机、土木·建筑作业装置、除雪车等乘用式作业机以及步行式作业机。在本说明书中,自主行驶意味着由拖拉机具备的控制部(ecu)对拖拉机具备的与行驶相关的结构进行控制,而使得拖拉机沿预先规定的路径行驶,自主作业意味着由拖拉机具备的控制部对拖拉机具备的与作业相关的结构进行控制,而使得拖拉机沿预先规定的路径进行作业。与此相对,手动行驶、手动作业意味着由用户对拖拉机具备的各结构进行操作而进行行驶、作业。

在以下说明中,有时将进行自主行驶、自主作业的拖拉机称为“自主行驶拖拉机”,而将进行手动行驶、手动作业的拖拉机称为“手动行驶拖拉机”。自主行驶、自主作业包括用户搭乘于拖拉机而进行自主行驶、自主作业的情况以及用户未搭乘于拖拉机而进行自主行驶、自主作业的情况。另一方面,在进行手动行驶、手动作业的情况下,用户搭乘于拖拉机。

接下来,参照附图对本发明的实施方式进行说明。图1是示出装配于本发明的一实施方式所涉及的拖拉机1的作业机3处于非作业状态的情形的侧视图。图2是拖拉机1的俯视图。图3是示出配置于座席13的周围的各种操作装置的俯视图。图4是示出拖拉机1的主要的电气结构的框图。

本发明的一实施方式所涉及的拖拉机1构成为:虽然可以作为手动行驶拖拉机而使用,但其具有作为自主行驶拖拉机的功能,在用户搭乘的状态下,根据路径生成系统生成的自主行驶路径(路径)而进行自主行驶、自主作业。但是,该拖拉机1还能够在用户未搭乘的状态下进行自主行驶、自主作业。首先,主要参照图1及图2对该拖拉机1进行说明。

拖拉机1具有在田地内自主行驶的作为车体部的行驶机体2。例如,可以选择耕耘机(管理机)、犁地机、施肥机、割草机、播种机等各种作业机而将其装配于行驶机体2,在本实施方式中,作为作业机3而装配有旋耕机。

以下,对拖拉机1的结构进行更详细的说明。如图1所示,拖拉机1的行驶机体2的前部由左右1对前轮7、7支承,其后部由左右1对后轮8、8支承。

在行驶机体2的前部配置有发动机罩9。在本实施方式中,作为拖拉机1的驱动源的发动机10等收纳于该发动机罩9内。该发动机10例如可以由柴油发动机构成,但并不局限于此,例如也可以由汽油发动机构成。另外,作为驱动源,也可以采用发动机10+电动机、或者取代发动机10而采用电动机。并且,所述燃料箱也可以配置于发动机罩9的外部。

在发动机罩9的后方配置有用于供用户搭乘的驾驶室11。在该驾驶室11的内部主要设置有:转向方向盘12,其用于供用户进行转向操作;座席13,其能够供用户就坐;以及用于进行各种操作的各种操作装置。但是,作业车辆并不局限于具备驾驶室11的结构,也可以是不具备驾驶室11的结构。

作为上述操作装置,作为例子,能够举出图3所示的监视装置70、节气杆15、换向杆(reverserlever)26、主变速杆(变速操作件)27、速度转速选择切换开关29、速度转速设定变更刻度盘(车速设定部)14、刻度盘设定切换开关16、副变速杆19、pto开关17、pto变速杆18、作业机升降开关(操作部)28以及作业机下降速度调整旋钮75等。上述操作装置配置于座席13的附近或者转向方向盘12的附近。

监视装置70构成为能够对拖拉机1的各种信息进行显示。另外,监视装置70配备有按钮以及刻度盘等输入部件,用户对该输入部件进行操作而能够将各种指示输入至拖拉机1。

节气杆15是用于设定发动机10的输出转速的操作件。

换向杆26是用于对拖拉机1的前进、后退以及停止进行切换的操作件。主变速杆27是用于对拖拉机1在利用换向杆26指示的方向上行驶的速度进行无级变更的操作件。

速度转速选择切换开关29是如下操作件:在进行手动行驶、手动作业的拖拉机1处于从预先设定的拖拉机1的车速和发动机10的转速的2种组合中选择而行驶的模式(以下,称为设定选择行驶模式。)的情况下,用于交替地对该选择进行切换。速度转速设定变更刻度盘14是用于针对在所述设定选择行驶模式下选择的2种设定而分别调整拖拉机1的车速以及发动机10的转速的设定值的操作件。刻度盘设定切换开关16是用于在速度转速设定变更刻度盘14是对拖拉机1的车速的设定值进行变更、还是对发动机10的转速的设定值进行变更之间进行切换的操作件。

但是,当在用户搭乘于拖拉机1的状态下进行自主行驶、自主作业时,速度转速设定变更刻度盘14以及刻度盘设定切换开关16还用于对后述的作业时以及非作业时的车速以及发动机转速的设定进行指示。

副变速杆19是用于对变速器22内的行驶副变速齿轮机构的变速比进行切换的操作件。

pto开关17是用于对向从变速器22的后端突出的省略图示的pto轴(动力传递轴)的动力的传递/断开进行切换操作的操作件。pto变速杆18是用于进行pto轴的旋转速度的变速操作的操作件。

作业机升降开关28是用于对装配于行驶机体2的作业机3的高度在规定范围内进行升降操作的操作件。作业机下降速度调整旋钮75是用于对作业机3下降时的速度进行调整的操作件。

如图3所示,在座席13设置有检测用户是否就坐于座席的就坐传感器(检测部)13a。该就坐传感器13a例如可以设为利用膜开关的结构。

如图1所示,在行驶机体2的下部设置有拖拉机1的底盘20。该底盘20构成为包括机体框架21、变速器22、前桥23以及后桥24等。

机体框架21是拖拉机1的前部的支承部件,直接或隔着防振部件等而对发动机10进行支承。变速器22使来自发动机10的动力变化并向前桥23及后桥24传递该动力。前桥23构成为将从变速器22输入的动力向前轮7传递。后桥24构成为将从变速器22输入的动力向后轮8传递。

如图4所示,拖拉机1具备用于对行驶机体2的动作(前进、后退、停止以及回旋等)以及作业机3的动作(升降、驱动以及停止等)进行控制的控制部4。控制部4构成为具备未图示的cpu、rom、ram、i/o等,cpu能够从rom读取各种程序等并执行。rom中存储有操作程序、应用程序、各种数据。通过上述硬件和软件的协作而能够使得控制部4作为存储部38、路径生成部(路径生成系统)39以及自主行驶控制部32等执行动作。通过还一并将定位天线6等各种结构设置于拖拉机而能够使该拖拉机进行自主行驶、自主作业。

用于对拖拉机1所具备的各结构(例如,发动机10等)进行控制的控制器等分别与控制部4电连接。

作为上述控制器,拖拉机1至少具备省略图示的发动机控制器、车速控制器、转向控制器、升降控制器以及pto控制器。各控制器能够分别根据来自控制部4的电信号而对拖拉机1的各结构进行控制。

发动机控制器对发动机10的转速等进行控制。发动机控制器与作为设置于发动机10的燃料喷射装置的共轨装置41电连接。共轨装置41向发动机10的各气缸喷射燃料。在该情况下,对针对发动机10的各气缸的喷射器的燃料喷射阀进行开闭控制,由此将利用燃料供给泵从燃料箱压送至共轨装置41的高压燃料从各喷射器向发动机10的各气缸喷射,从而高精度地对从各喷射器供给的燃料的喷射压力、喷射时间、喷射期间(喷射量)进行控制。发动机控制器对共轨装置41进行控制,由此例如能够使向发动机10的燃料供给停止而使得发动机10的驱动停止。

车速控制器对拖拉机1的车速进行控制。具体而言,变速器22设置有例如作为可动斜板式的液压式无级变速装置的变速装置42。车速控制器利用省略图示的致动器对变速装置42的斜板的角度进行变更,由此能够对变速器22的变速比进行变更而实现想要的车速。

转向控制器对转向方向盘12的转动角度进行控制。具体而言,在转向方向盘12的旋转轴(转向轴)的中途部设置有转向致动器43。根据该结构,在拖拉机1(作为自主行驶拖拉机)沿预先规定的路径行驶的情况下,控制部4对使得拖拉机1沿该路径行驶的转向方向盘12的适当的转动角度进行计算,并将控制信号发送至转向控制器以便达到获得的转动角度。转向控制器基于从控制部4输入的控制信号而对转向致动器43进行驱动,并对转向方向盘12的转动角度进行控制。此外,转向控制器也可以不对转向方向盘12的转动角度进行调整而对拖拉机1的前轮7的转向角进行调整。在该情况下,即使进行回旋行驶,转向方向盘12也不转动。

升降控制器对作业机3的升降进行控制。具体而言,拖拉机1在用于将作业机3与行驶机体2连结起来的3点连杆机构的附近具备由公知的液压式的升降缸构成的升降致动器44。根据该结构,升降控制器基于从控制部4输入的控制信号对省略图示的电磁阀进行开闭而驱动升降缸,由此适当地对作业机3进行升降驱动。升降缸设为单动式的结构,并构成为:将工作油供给至缸体而使得作业机3上升,将工作油从缸体排出而使得作业机3借助自重而下降。虽未图示,但在来自缸体的工作油的排出路径上配置有公知的下降速度调整阀,用户利用图3的作业机下降速度调整旋钮75对该下降速度调整阀的开度进行操作,由此,能够调整作业机3下降时的速度。

利用上述结构的升降控制器,能够以不进行作业的非作业高度、以及进行作业的作业高度等所需的高度对作业机3进行支承。此外,在本实施方式中,装配于行驶机体2的作业机3构成为旋耕机,因此,通过作业机3进行的作业意味着耕耘作业。

pto控制器对所述pto轴的旋转进行控制。具体而言,拖拉机1具备用于对动力向pto轴(动力传递轴)的传递/切断进行切换的pto离合器45。根据该结构,pto控制器能够基于从控制部4输入的控制信号而对pto离合器45进行切换,并借助pto轴而驱动作业机3旋转或使其停止旋转。

此外,上述的省略图示的多个控制器基于从控制部4输入的信号而对发动机10等各部分进行控制,因此,能够掌握控制部4实质上对各部分进行控制的情况。

具备如上所述的控制部4的拖拉机1构成为:具有作为手动行驶拖拉机的功能,通过用户搭乘于驾驶室11内并进行各种操作,从而能够利用该控制部4对拖拉机1的各部分(行驶机体2、作业机3等)进行控制,能够一边在田地内行驶一边进行农作业。

进而,如图4等所示,本实施方式1的拖拉机具备用于作为自主行驶拖拉机而发挥功能的各种结构。例如,拖拉机1具备为了基于定位系统获取自身(行驶机体2)的位置信息而需要的定位天线6等。根据这种结构,拖拉机1能够基于定位系统获取自身的位置信息而在田地上(特定区域内)自主地行驶。

接下来,对为了使拖拉机1能够实现自主行驶、自主作业而具备的结构进行说明。具体而言,如图4所示,除了前述的控制部4以外,本实施方式的拖拉机1还具备定位天线6。

定位天线6接收来自构成卫星定位系统(gnss)的定位卫星的信号。如图1所示,定位天线6安装于拖拉机1的驾驶室11所具备的车顶5的上表面。利用定位天线6接收到的定位信号被输入至图4所示的位置信息计算部(位置信息获取部)49。位置信息计算部49例如以纬度、经度信息的形式而计算出拖拉机1的行驶机体2(严格而言,为定位天线6)的位置信息。利用该位置信息计算部49获取到的位置信息用于由控制部4执行的自主行驶。

此外,在本实施方式中采用了利用gnss-rtk法的高精度的卫星定位系统,但并不局限于此,也可以采用其他定位系统。例如,可以考虑使用相对定位方式(dgps)、或静止卫星型卫星导航加强系统(sbas)。

并且,拖拉机1具备未图示的惯性测量装置。该惯性测量装置是具备角速度传感器以及加速度传感器的公知结构,并构成为:即使在上述gnss定位中无法接收电波等的情况下也能够获取拖拉机1的位置。

在拖拉机1的驾驶室11的外侧的适当的位置设置有无线通信用天线48。该无线通信用天线48电连接于拖拉机1所具有的无线通信部40。当在用户未搭乘于拖拉机1的状态下进行自主行驶、自主作业时,无线通信用天线48用于与用户所具有的远程操作装置之间进行指示以及信息的交互。此外,后文中对该远程操作装置进行详细叙述。

接下来,对拖拉机1在进行自主行驶、自主作业的情况下所行驶的路径亦即自主行驶路径进行说明。图5是示出拖拉机1进行自主行驶、自主作业的情况下的自主行驶路径p的例子的示意图。

当用户欲在搭乘于拖拉机1的状态下使拖拉机1进行自主行驶、自主作业时,对图3所示的监视装置70进行操作而进行各种设定,由此能够生成图5所示的自主行驶路径p。

将预先指定的作业开始位置s和作业结束位置e连结而生成自主行驶路径p。交替地将直线或折线状的自主作业路(进行自主作业的线状的路径)p1、和将该自主作业路p1的端部彼此连结的u字状的连接路(包含进行回旋、折回操作的圆弧状部分的回旋路)p2连结而构成该自主行驶路径p。

如图5所示,当生成自主行驶路径p时,在作为对象的田地中,作为不由作业机3进行作业的非作业区域62而设定地头以及非耕作地(侧部边缘),除了该非作业区域62以外的区域成为作业区域61。上述自主作业路(路径)p1、p1、…在该作业区域61中排列配置有多条,连接路p2、p2、…以配置于非作业区域62(地头)的方式生成。此外,在本实施方式中,有时将非作业区域62和作业区域61合并后的区域称为特定区域60。

在图5的例子中,自主作业路p1、p1、…生成为直线状,连接路p2、p2、…生成为u字状。另外,各自主作业路p1、p1、…配置为通过作业区域61,连接路p2配置为在作为非作业区域62的地头将相邻的p1、p1的端部彼此连接。在这样制作出的自主行驶路径p中,在各连接路p2中进行180°的方向转换,因此,在某自主作业路p1和与其相邻的自主作业路p1之间,拖拉机1的行驶方向朝向彼此相反的方向。

关于上述自主行驶路径p的信息,也可以不利用路径生成部39来生成,而是通过通信等适当的手段将利用外部的计算机(可以是后述的无线通信终端81。)生成的数据输入至控制部4来生成。然后,用户对拖拉机1进行规定的操作,从而能够利用控制部4(自主行驶控制部32)对拖拉机1进行控制,能够使该拖拉机1一边沿自主行驶路径p自主地行驶,一边利用作业机3沿自主作业路p1进行农作业。

接下来,参照图1及图6等对作业机3的升降进行说明。图6是示出作业机3从图1的状态下降而转变为作业状态的情形的侧视图。

如图1所示,在拖拉机1的行驶机体2的后部装配有作业机3。如前所述,经由所述pto轴而将发动机10的驱动力的一部分向作业机3传递,由此能够对作业机3进行驱动而进行耕耘作业。在作业机3的下部设置有多个耕耘爪(作业体)25,该耕耘爪25被驱动为以水平配置的轴为中心而旋转。

图1及图2等中示出了耕耘爪25的旋转轴线25c。使该作业机3下降至图6所示的作业高度,由此能够使得旋转的耕耘爪25与土壤接触,从而能够以与该作业高度对应的规定深度进行田地的耕耘作业。另外,使耕耘爪25的旋转停止、或者使作业机3上升至图1所示的非作业高度,由此能够使得耕耘作业停止。用户对所述作业机升降开关28进行操作而能够进行作业机3的升降,另外,作业机控制部34还能够进行自动控制。

此处,在本实施方式中,作业机3的“作业状态”意味着作业机3下降至作业高度、且耕耘爪25旋转的状态。另外,“非作业状态”意味着上述作业状态以外的状态,例如,作业机3上升至非作业高度、且耕耘爪25停止旋转的状态。

而且,在进行自主行驶、自主作业的情况下,对于作业机3的作业状态和非作业状态,本实施方式的拖拉机1能够分别预先设定拖拉机1的车速和发动机10的转速。利用速度转速设定变更刻度盘14以及刻度盘设定切换开关16进行该设定。而且,控制为:若在拖拉机1进行自主行驶、自主作业时对作业机3在作业状态与非作业状态之间进行切换,则与此联动地,对拖拉机1的车速和发动机10的转速也在上述设定之间切换。

此外,不仅在拖拉机1的停止过程中能够变更作业状态以及非作业状态下的拖拉机1的车速和发动机10的转速的设定,在拖拉机1进行自主行驶、自主作业的中途,也能够通过用户对速度转速设定变更刻度盘14等进行操作而变更上述设定。

接下来,参照图4而对控制部4进行说明。如上所述,控制部4具备存储部38、路径生成部39以及自主行驶控制部32。

存储部38对为了使拖拉机1进行自主行驶、自主作业而需要的各种信息进行存储。此外,后文中对该存储部38所存储的内容进行详细叙述。

路径生成部39基于存储部38中存储的各种信息而生成拖拉机1进行自主行驶、自主作业的自主行驶路径p。利用路径生成部39生成的自主行驶路径p的信息存储于存储部38。

自主行驶控制部32进行与自主行驶、自主作业相关的统一控制。该自主行驶控制部32构成为:能够在有人自主行驶模式(第1模式)与无人自主行驶模式(第2模式)之间进行切换而使得拖拉机1沿存储部38中存储的自主行驶路径p进行自主行驶,其中,有人自主行驶模式是在用户搭乘的状态下进行自主行驶、自主作业的模式,无人自主行驶模式是在用户未搭乘的状态下进行自主行驶、自主作业的模式。

自主行驶控制部32具备指令输出部33、作业机控制部34、车速控制部35、转向控制部36以及剩余距离获取部(距离获取部)37。

在拖拉机1在图5所示的田地(特定区域60)中沿自主行驶路径p行驶的过程中,为了利用作业机3对相当于作业区域61的部分进行作业,指令输出部33在适当的定时输出将作业机3控制为作业状态的作业指令、以及将作业机3控制为非作业状态的非作业指令。

图4所示的作业机控制部34,根据指令输出部33输出的作业指令而控制为将作业机3从非作业状态切换为作业状态,或根据指令输出部33输出的非作业指令而控制为将作业机3从作业状态切换为非作业状态。具体而言,作业机控制部34将信号发送至pto离合器45而对动力向pto轴的传递/切断进行切换控制,另外,还将信号发送至升降致动器44而对作业机3进行升降控制。

车速控制部35将控制信号发送至变速装置42等而对行驶机体2的车速进行控制。车速控制部35根据指令输出部33输出的作业指令而控制为将行驶机体2的车速从非作业时的车速切换为作业时的车速,或根据指令输出部33输出的非作业指令而控制为将行驶机体2的车速从作业时的车速切换为非作业时的车速。此外,作业时的车速(第1车速)是指作业机3处于作业状态时的车速,非作业时的车速(第2车速)是指作业机3处于非作业状态时的车速。如上所述,利用速度转速设定变更刻度盘14来设定作业时的车速以及非作业时的车速。

转向控制部36将控制信号发送至转向致动器43,由此使得行驶机体2以沿自主行驶路径p行驶的方式进行自动转向。

剩余距离获取部37获取作业机3所具有的耕耘爪25的旋转轴线25c与后述的切换目标位置之间的距离,并将获取到的距离输出至指令输出部33。此外,后文将对剩余距离获取部37进行详细叙述。

接下来,对自主行驶、自主作业时的作业机3的作业状态/非作业状态的切换定时进行说明。

关于在使拖拉机1自主行驶并利用作业机3进行作业的情况下将作业机3从作业状态或非作业状态切换为非作业状态或作业状态的切换定时,例如,可以考虑在沿图5的自主行驶路径p行驶的拖拉机1从非作业区域62进入作业区域61的定时使耕耘爪25旋转、且使作业机3下降至作业高度。另外,可以考虑在拖拉机1从作业区域61来到非作业区域62的定时使耕耘爪25停止旋转、且使作业机3从作业高度上升。

但是,如上所述,在拖拉机1自主行驶的情况下,利用卫星定位系统(从图4的位置信息计算部49)获取自身的位置信息。然而,例如,如图1所示,在拖拉机1中,作业机3的耕耘爪25的位置(旋转轴线25c的位置)配置为比安装定位天线6的位置靠后方。因此,在定位天线6进出作业区域61的定时、与实际作用于土壤而进行作业的耕耘爪25进出作业区域61的定时之间可能产生偏差。而且,如上所述,在彼此相邻的2条自主作业路p1、p1之间,拖拉机1行驶的方向相反。因此,假设若简单地进行如下控制:在定位天线6的位置进入作业区域61的定时由作业机3开始进行耕耘作业,并在定位天线6的位置从作业区域61离开的定时使耕耘作业停止,则由作业机3实际进行耕耘作业的区域的端部有可能在相邻的自主作业路p1、p1之间并未对齐。在该情况下,外观美观性较差,对于后续的精细作业工序会耗费劳力。

另外,还可以考虑不以定位天线6进出作业区域的为基准而以作业机3的后端进出作业区域61的定时为基准,对耕耘作业的开始/停止的定时进行控制。然而,在该情况下,当利用前后长度较长的作业机(例如犁地机)时,有时实际进行作业的区域在相邻的自主作业路p1、p1之间也产生大幅偏差。

因此,本实施方式的拖拉机1所具备的控制部4如下所述地,以进行耕耘作业的耕耘爪25的旋转轴线25c的位置为基准而对耕耘作业的开始/停止的定时进行控制。由于爪轴位置将耕耘爪25实际对土壤发挥作用而进行耕耘作业的机体前后方向上的区域两等分,因此,可以将该爪轴位置称为作业机3的作业中心位置。

首先,对存储部38存储的信息进行详细说明。如图4所示,存储部38具备:作业机距离存储部(作业机距离获取部)51、区域存储部52、路径存储部53、作业边缘距离存储部54、车速设定存储部55以及下降所需时间存储部(所需时间存储部)56。

作业机距离存储部51对图1及图2等中示出的作业机水平距离l(即,从耕耘爪25的旋转轴线25c的位置至定位天线6的位置的水平距离)进行存储。此外,在以下说明中,有时将耕耘爪25的旋转轴线25c的位置称为爪轴位置,并将定位天线6的位置称为天线位置。由用户在拖拉机1开始自主行驶之前输入作业机水平距离l。具体而言,若用户例如利用监视装置70而输入了耕耘爪25的旋转轴线25c与定位天线6之间的距离,则作业机距离存储部51将该距离的值作为作业机水平距离l而存储。

但是,若以如下方式构成则能够提高便利性:预先使能够装配于行驶机体2的作业机和该作业机的作业中心位置建立关联地存储于控制部4等,用户例如仅在监视装置70中选择作业机的机型名称等就自动地设定了作业机水平距离l。

图4所示的区域存储部52对由用户预先设定的作业区域61的信息(具体而言,为与作业区域61的位置及形状等相关的信息)、以及剩余区域亦即非作业区域62的信息进行存储。例如,可以由用户在开始自主行驶、自主作业之前对监视装置70适当地进行操作而设定作业区域61的信息。

路径存储部53对拖拉机1进行自主行驶、自主作业的路径亦即自主行驶路径p的信息进行存储。

作业边缘距离存储部54对如下边缘距离m进行存储,该边缘距离m是:在拖拉机1进行自主行驶、自主作业的情况下,在自主作业路p1的作业之前以及作业之后沿连接路p2对非作业区域62进行多余的作业的边缘距离,以使得即使作业机3的升降等产生误差也不会在作业区域61的端缘部分(与非作业区域62之间的边界附近)产生作业遗漏。如图5所示,对于在作业区域61中排列配置的自主作业路p1的每条路径,将从其上游侧的端部以及下游侧的端部(换言之,作业区域61和非作业区域62的边界)沿着连接路p2向非作业区域62侧离开边缘距离m的点,设定为应当在作业状态与非作业状态之间对作业机3进行切换的点亦即切换目标位置(基准位置)。因此,可以将作业边缘距离存储部54称为用于设定切换目标位置的设定部。

可以由用户对拖拉机1的例如监视装置70进行操作而变更作业边缘距离存储部54所存储的边缘距离m的设定值。另外,边缘距离m可以构成为例如无法变更出厂时的设定值。

关于边缘距离m,在从非作业区域62进入作业区域61之前设定的切换目标位置、以及从作业区域61来到非作业区域62之后设定的切换目标位置之间,是相同的。进而,虽然在自主行驶路径p上设定有多个切换目标位置,但该边缘距离m在所有的自主行驶路径p上是恒定的。因此,例如,如图5所示,当作业区域61设定为矩形形状时,在使拖拉机1沿某方向行驶的行程、与使拖拉机1沿该方向的相反方向行驶的行程之间,能够控制为使实际进行作业的部分的端部对齐,从而能够实现良好的外观美观性。

车速设定存储部55针对前述的作业时的车速和非作业时的车速而存储由速度转速设定变更刻度盘14设定的值。

下降所需时间存储部56对从处于非作业高度的作业机3开始下降起直至到达作业高度时为止的时间进行存储。

在该结构中,为了使作业机控制部34在适当的定时对作业机3进行升降控制,指令输出部33基于由位置信息计算部49计算出的定位天线6的位置、和作业机距离存储部51中存储的作业机水平距离l而对爪轴位置进行计算。

而且,当拖拉机1从非作业区域62进入作业区域61时,指令输出部33借助作业机控制部34对升降致动器44等进行控制,以使得在获得的爪轴位置到达进入作业区域61之前的所述切换目标位置的定时转变为作业机3下降至作业高度、且耕耘爪25旋转的状态(作业机3转变为前述的作业状态)。另外,当拖拉机1从作业区域61来到非作业区域62时,指令输出部33借助作业机控制部34对升降致动器44等进行控制,以使得在获得的爪轴位置到达来到非作业区域62之后的切换目标位置的定时耕耘爪25停止旋转、且作业机3开始从作业高度上升(作业机3转变为前述的非作业状态)。

此外,可以根据区域存储部52存储的作业区域61的信息、路径存储部53存储的自主行驶路径p的信息、以及作业边缘距离存储部54存储的边缘距离m进行计算而获得切换目标位置。

接下来,说明行驶机体2以及作业机3从非作业区域向作业区域移动的情况下的由自主行驶控制部32以及作业机控制部34进行的控制。图7是对自主行驶、自主作业时将作业机3从非作业状态向作业状态切换的情况下的控制定时的关系进行说明的图。

如上所述,当拖拉机1进行自主行驶、自主作业且行驶机体2以及作业机3在非作业区域62(连接路p2)中行驶时,如图1所示,作业机3上升至非作业高度(具体而言,为最高的高度),并且由于pto离合器45被切断而处于耕耘爪25不旋转的状态(非作业状态)。另外,此时,作业机控制部34为维持上述非作业高度的模式(升降模式)。因此,耕耘爪25在未与地面接触的状态下静止而不进行耕耘作业。

在行驶机体2大致结束了沿着连接路p2的行驶、且作业机3接近切换目标位置的定时,如图7(a)所示,将指示作业机3向作业状态切换的控制信号(作业指令)从指令输出部33输出至作业机控制部34以及车速控制部35。此外,后文将对指令输出部33输出作业指令的定时进行详细叙述。

若被输入了作业指令,则如图7(b)所示,作业机控制部34向pto离合器45发送用于指示表示解除pto的停止的意思的信号。但是,此时,作业机控制部34构成为:基于要确保控制的准备时间等理由,在从被输入作业指令时起等待一定时间之后发送pto停止解除的指示。可以考虑将该等待时间tw1例如设为50毫秒~500毫秒之间的规定时间。若pto离合器45接收到pto停止解除的指示则转变为接合状态,与此相伴,耕耘爪25开始旋转。

在pto停止解除的指示的同时,作业机控制部34进行控制以使作业机3下降。具体而言,通过将未图示的电磁阀打开而将升降致动器44(升降缸)的压力油排出,从而,如图7(d)所示,作业机3借助自重而开始下降。由于耕耘爪25已经开始旋转,因此,在作业机3下降并到达作业高度的时刻,作业机3转变为作业状态。为了使处于非作业高度的作业机3下降并到达作业高度,需要相应的时间。作业机3的下降速度根据前述的下降速度调整阀的开度以及作业机3的重量等而变化,因此,直至作业机3下降而到达作业高度为止的时间(下降所需时间tr1)根据实际状况而多种多样。

作业机3的重量因土的附着等而变动,本实施方式的拖拉机1不具备直接对作业机3的重量进行检测的传感器,因此,下降所需时间tr1的推测精度未必很高。另一方面,虽未图示,但拖拉机1具备对作业机3的支承高度进行检测的作业机高度传感器(例如,电位计),因此,能够利用省略图示的计时电路(测量部)对从作业机3开始下降起直至实际到达作业高度为止的时间进行测量。因此,指令输出部33预先对使作业机3下降时的下降所需时间tr1进行实际测定并将其存储于下降所需时间存储部56,在下一次使作业机3下降时的下降所需时间tr1的推测中,利用下降所需时间存储部56的存储内容,从而实现了精度的提高。但是,例如,在新的作业机3装配于行驶机体2的情况下,下降所需时间不明确,因此,在该情况下,将规定的初始值(初始设定的时间)存储于下降所需时间存储部56并用于初次的推测。只要对平均的下降所需时间进行调查等并适当地进行该时间的初始设定即可。一旦测定出下降所需时间tr1,则将下降所需时间存储部56的存储内容从初始值更新为测定值。然后,利用最新的测定值随时对下降所需时间存储部56的存储内容进行更新。

另一方面,如图7(f)所示,若从指令输出部33输入了作业指令,则车速控制部35立即开始增速/减速,以使得拖拉机1的车速从当前的车速(通常与非作业时的车速的设定值大致一致。)开始接近作业时的车速的设定值。这样,几乎在指令输出部33输出作业指令的同时开始对车速的变更控制,因此,在作业机3到达作业高度之前的适当的时刻,拖拉机1的车速与作业时的车速的设定值相等。此外,可以适当地规定在从非作业时的车速转变为作业时的车速的过程中使车速如何变化,例如,可以使其呈直线状地变化,也可以使其呈折线或曲线状地变化。

但是,当拖拉机1在连接路p2上行驶时,能够基于从当前的爪轴位置至切换目标位置的距离(以下,有时称为剩余距离。)以及行驶机体2的车速而对作业机3的爪轴位置到达切换目标位置的定时进行推测。剩余距离获取部37能够基于行驶机体2(严格而言,为定位天线6)的位置信息、上述的作业机水平距离l、以及切换目标位置进行计算而获得上述的剩余距离。

另外,在作业机3的爪轴位置到达切换目标位置之前的期间,行驶机体2(拖拉机1)的车速从拖拉机1的非作业时的车速的设定值变化至作业时的车速的设定值。因此,指令输出部33考虑剩余距离、非作业时的车速的设定值、从非作业时的车速的设定值变化为作业时的车速的设定值的速度变化率、所述等待时间tw1以及下降所需时间tr1并通过计算而求出输出作业指令的定时,以使得在作业机3的爪轴位置到达切换目标位置的定时作业机3转变为作业状态。由此,即便假设非作业时的车速相同,在作业时的车速大于非作业时的车速的情况下,作业指令的输出定时也会提前,而在作业时的车速小于非作业时的车速的情况下,作业指令的输出定时将滞后。另外,例如,在从非作业时的车速至作业时的车速以恒定的变化率增减的情况下、以及从非作业时的车速起最初以较大的变化率增减而在接近作业时的车速之后以较小的变化率增减的情况下,作业指令的输出定时是不同的。指令输出部33在这样的定时输出作业指令,从而能够由作业机3(耕耘爪25)从切换目标位置开始进行作业。另外,在本实施方式中,以作业机3的爪轴位置为基准而进行控制,因此,能够使耕耘爪25以想要的深度发挥作用的区域的端部与切换目标位置高精度地一致。因此,作业的外观美观性变得良好。

另外,当从在连接路p2上行驶的拖拉机1观察时,切换目标位置设定为相对于非作业区域62与作业区域61之间的边界略靠近前侧的位置。由于该边缘的存在,即使在作业机3的下降定时等滞后了的情况下,也能够防止在作业区域61产生未作业部分。

若作业机3到达作业高度,则如图7(c)所示,作业机控制部34从升降模式切换为自动旋转模式,进行用于维持该作业高度的控制。然后,作业机3的爪轴位置进入作业区域61。拖拉机1一边利用作业机3的耕耘爪25进行作业,一边以设定为作业时的车速的速度沿自主作业路p1在作业区域61中行驶。

接下来,对行驶机体2以及作业机3与上述动作相反地从作业区域61向非作业区域62移动时的控制进行说明。图8是对自主行驶、自主作业时使作业机3从作业状态向非作业状态切换的情况下的控制定时的关系进行说明的图。

当拖拉机1进行自主行驶、自主作业且行驶机体2以及作业机3在作业区域61(自主作业路p1)行驶时,作业机3以作业高度进行作业,并且,pto离合器接合,因此,处于耕耘爪25进行旋转的状态(作业状态)。另外,此时,作业机控制部34处于进行维持上述作业高度的控制的模式(自动旋转模式)。由此,利用旋转的耕耘爪25以与作业高度对应的深度进行耕耘作业。

在行驶机体2结束了沿自主作业路p1的行驶、且作业机3接近切换目标位置的适当的定时,如图8(a)所示,从指令输出部33向作业机控制部34以及车速控制部35输出用于指示作业机3向非作业状态切换的控制信号(非作业指令)。此外,后文将对发送非作业指令的定时进行详细叙述。

若被输入了非作业指令,则如图8(b)所示,作业机控制部34向pto离合器45发送用于指示使pto停止的意思的信号。但是,与前述的输入作业指令的情况相同,作业机控制部34构成为:在从被输入非作业指令时起等待规定时间之后发送pto停止的指示。可以考虑将该等待时间tw2例如设为50毫秒~500毫秒之间的恒定时间。另外,非作业指令时的等待时间tw2可以与前述的作业指令时的等待时间tw1相同,也可以不同,但优选等待时间tw1是比等待时间tw2长的时间。若接收到pto停止的指示,则pto离合器45转变为切断状态,使得耕耘爪25的旋转逐渐停止。

在向pto离合器45发送pto停止的指示的同时,如图8(c)所示,作业机控制部34从自动旋转模式切换为升降模式。另外,作业机控制部34进行控制,以使得在从pto停止的指示时起等待了后述的滞后时间td后,将工作油供给至液压缸体而使作业机3上升。

该滞后时间td用于防止土随着作业机3的上升而堆积。即,假设若在耕耘爪25停止旋转的同时使作业机3开始上升,则由于停止的耕耘爪25带起土而使得土壤的土堆积在局部。因此,在本实施方式中,在使耕耘爪25停止旋转之后并不立即使作业机3上升,从而避免了形成这种土的堆积,能够实现外观美观性的提高。

在经过了该滞后时间td之后,作业机3开始上升。因此,作业机3在该时刻转变为非作业状态。为了使作业机3从作业高度上升并到达非作业高度需要相应的时间,但由于工作油向液压缸体的供给速度恒定,因此,作业机3的上升速度与下降时不同,且是恒定的。因此,作业机3上升而到达非作业高度之前的时间(上升所需时间tr2)为恒定值。

另一方面,如图8(f)所示,在从指令输出部33输入非作业指令的时刻,车速控制部35不进行车速的切换。在从作业机控制部34将pto停止的指示发送至pto离合器45起经过了规定时间tc的定时,车速控制部35开始增速/减速,以使得拖拉机1的车速从当前的车速(通常大致与作业时的车速的设定值一致。)开始接近非作业时的车速的设定值。该规定时间tc是比滞后时间td长的时间。此外,可以适当地规定在从作业时的车速至非作业时的车速的过程中使车速如何变化,例如,可以呈直线状地变化,也可以呈折线或曲线状地变化。

但是,如上所述,可以基于从当前的爪轴位置至切换目标位置的距离(上述剩余距离)、以及行驶机体2的车速而对作业机3的爪轴位置到达切换目标位置的定时进行推测。

另外,在直至作业机3的爪轴位置到达切换目标位置为止的期间,行驶机体2(拖拉机1)的车速值与拖拉机1的作业时的车速的设定值相等、且大致恒定。因此,指令输出部33考虑剩余距离、作业时的车速的设定值、所述等待时间tw2以及滞后时间td并通过计算而求出用于输出非作业指令的定时,以使得在作业机3的爪轴位置到达切换目标位置的定时作业机3从作业状态转变为非作业状态。指令输出部33在这样获得的定时输出非作业指令,由此能够在切换目标位置结束作业机3(耕耘爪25)的作业,从而作业的外观美观性变得良好。

另外,当从在自主作业路p1行驶的拖拉机1观察时,切换目标位置设定为相对于作业区域61与非作业区域62之间的边界略靠近对面侧的位置。由于该边缘的存在,即使在作业机3的上升定时等提前了的情况下,也能够防止在作业区域61中产生未作业部分。

由于作业机控制部34转变为升降模式,因此,若作业机3到达非作业高度,则作业机控制部34进行用于维持该非作业高度的控制。另外,在作业机3到达非作业高度的前后,拖拉机1的车速与非作业时的车速的设定值大致相等。拖拉机1在未由作业机3进行作业的状态下以设定为非作业时的车速的速度沿连接路p2在非作业区域62行驶。

这样,在本实施方式中,指令输出部33基于爪轴位置而对作业机控制部34使作业机3升降的定时进行控制,由此能够使由作业机3(以规定的耕耘深度)在各条自主作业路p1实际耕耘的区间的端部在多条自主作业路p1之间对齐。其结果,能够实现外观美观性良好的精细作业。

接下来,对从非作业区域向作业区域移动的过程中变更车速的设定值时的作业机3的升降控制进行说明。

图7(a)中示出了输出作业指令的定时,但如前所述,由指令输出部33在此前的适当的时刻(例如,附图标记tx所示的时刻)基于该时刻tx的非作业时以及作业时的车速的设定值而计算该定时。

然而,设想在tx的时刻计算出用于输出作业指令的定时之后,在该定时到来之前,用户对速度转速设定变更刻度盘14进行操作,发出对非作业时的车速以及作业时的车速中的至少任一方的设定进行变更的指示。在此,在拖拉机1从非作业区域向作业区域移动的情况下,如图7(f)所示,拖拉机1进行控制,以使得从爪轴位置到达切换目标位置前就开始从非作业时的车速向作业时的车速变化,并在爪轴位置到达切换目标位置之前拖拉机1的车速转变为作业时的车速。因此,假设若按照用户的指示对非作业时的车速或作业时的车速进行了变更,则爪轴位置到达图7(e)所示的切换目标位置的定时将不同于在tx的时刻推测出的定时。

爪轴位置到达切换目标位置的定时是提前、还是滞后将根据用户的车速变更的指示内容而不同。若增大非作业时的车速以及作业时的车速中的至少任一方,则上述定时提前的可能性较高。

在爪轴位置到达切换目标位置的定时发生滞后变化的情况下,相应地使作业指令滞后即可。即使在上述定时发生提前变化的情况下,若能够通过时间上的富余将其吸收,则相应地提前作业指令即可。

然而,还能想到上述定时提前、且时间上的富裕不足的情况。在该情况下,可以考虑2种控制。第1种控制如下:允许作业机3转变为作业状态的定时滞后,但尽量减小滞后量,因此,立即输出作业指令。在该情况下,能够确保车速变更操作的响应性,并且能够抑制外观美观性下降。第2种控制如下:无论用户的操作如何都保留非作业时的车速或作业时的车速的设定值的变更,关于此次进行的向作业状态的切换,以变更前的设定值对车速进行控制,不变更定时地输出作业指令,在爪轴位置到达切换目标位置之后对车速的设定值进行实际变更。在该情况下,能够使得作业的外观美观性变得良好。另外,也可以在暂时控制为与用户的指示不同的暂定车速后,变更作业指令的定时,以使得作业机3转变为作业状态的定时能够赶得上。

接下来,说明在从作业区域向非作业区域移动的过程中通过用户的操作而对车速的设定值进行变更的情况下的控制。

图8(a)中示出了输出非作业指令的定时,但如前所述,由指令输出部33在此前的适当的时刻(例如,附图标记tx所示的时刻)基于该时刻tx的作业时的车速的设定值而计算出该定时。

然而,设想在tx的时刻计算出用于输出非作业指令的定时之后,在该定时到来之前,用户对速度转速设定变更刻度盘14进行操作,由此发出对作业时的车速以及非作业时的车速中的至少任一方的设定进行变更的指示。在此,在拖拉机1从作业区域向非作业区域移动的情况下,如图8(f)所示,在爪轴位置到达切换目标位置之前,拖拉机1以作业时的车速进行行驶,在爪轴位置到达切换目标位置稍后的定时,拖拉机1的车速切换为非作业时的车速。因此,在非作业时的车速的设定发生变更的情况下,爪轴位置到达图8(e)所示的切换目标位置的定时不发生变化,但在作业时的车速的设定发生变更的情况下,假设若按照用户的指示进行变更,则爪轴位置到达切换目标位置的定时将不同于在tx的时刻推测出的定时。

爪轴位置到达切换目标位置的定时是提前、还是滞后将根据用户的车速变更的指示内容而不同。若作业时的车速增大,则上述定时提前,若作业时的车速减小,则定时滞后。

在爪轴位置到达切换目标位置的定时发生滞后变化的情况下,相应地使非作业指令滞后即可。即使在上述定时发生提前变化的情况下,若能够通过时间上的富余将其吸收,则相应地使非作业指令提前即可。

然而,还能想到上述定时提前、且时间上的富裕不足的情况。作为该情况下的控制,与上述作业指令的情况同样地考虑2种控制。第1种控制如下:允许作业机3转变为非作业状态的定时的滞后,但尽量减少滞后量,因此,立即输出非作业指令。在该情况下,能够确保车速变更操作的响应性,并且能够抑制外观美观性下降。第2种控制如下:无论用户的操作如何都保留作业时的车速的设定值的变更,关于此次进行的向非作业状态的切换,以变更前的设定值对车速进行控制,不变更定时地输出非作业指令,在爪轴位置到达切换目标位置之后对车速的设定值进行实际变更。在该情况下,能够使得作业的外观美观性变得良好。另外,可以在暂时控制为与用户的指示不同的暂定车速后,对非作业指令的定时进行变更,以使得作业机3转变为非作业状态的定时能够赶得上。

此外,图7及图8所示的控制应用于如本实施方式中使用的旋耕机那样需要借助pto轴的耕耘爪25的旋转驱动、且需要作业机3的升降控制的情况。作业机中还存在不需要作业体的驱动或者不需要升降控制的结构,因此,在本实施方式的拖拉机1中构成为:在开始自主行驶、自主作业之前使用户输入作业机的种类(例如,输入到监视装置70或后述的无线通信终端81),仅在必要的情况下进行图7及图8所示的pto控制以及升降控制。

亦即,在规定的作业机中,将从不利用该作业机具备的作业体进行作业的非作业状态向利用作业体进行作业的作业状态切换的定时(输出上述作业指令的定时)控制为:使得作业体的作业中心位置到达切换目标位置之前的时间与从输出该作业指令起直至实际开始向作业状态切换为止的切换准备时间(相当于上述等待时间tw1的时间)和从开始向作业状态切换起直至切换完毕(即,转变为作业状态)为止的切换所需时间(上述下降所需时间tr1)的合计时间大致相等的定时。另一方面,将从利用作业体进行作业的作业状态向不利用作业体进行作业的非作业状态切换的定时(输出上述非作业指令的定时)控制为:使得作业体的作业中心位置到达切换目标位置之前的时间与从输出该作业指令起直至实际开始向非作业状态切换为止的切换准备时间(相当于上述等待时间tw2和滞后时间td的合计时间的时间)大致相等的定时。

接下来,对在以用户搭乘于拖拉机1的状态进行自主行驶、自主作业的中途,由用户对图3中的作业机升降开关28进行了操作的情况下的控制进行说明。图9是说明利用作业机控制部34进行的处理的流程图。

作业机控制部34在监视从前述的指令输出部33输入作业指令或非作业指令的同时,还监视随着对作业机升降开关28的操作而输入至作业机控制部34的控制信号(作为操作部指令的升降指令)。而且,在来自指令输出部33的作业指令或非作业指令、和基于对作业机升降开关28的操作的升降指令发生竞争的情况下,为了防止违背操作者的意愿的控制,作业机控制部34始终以升降指令优先而对升降致动器44等进行控制。

根据图9的流程图进行说明,作业机控制部34最初判定是否输入有由指令输出部33输出的作业指令或非作业指令(步骤s101)。

在步骤s101中判断为输入有作业指令或非作业指令的情况下,作业机控制部34进一步判定是否输入有伴随着对作业机升降开关28的操作的升降指令(步骤s102)。

在步骤s102中判断为输入有升降指令的情况下,作业机控制部34不根据作业指令或非作业指令而根据升降指令进行使作业机3升降的控制(步骤s103)。即,与作业指令或非作业指令相比,作业机控制部34优先考虑升降指令,并基于升降指令而进行对作业机3的升降控制。然后,使处理返回至步骤s101。

在步骤s102中判断为未输入升降指令的情况下,作业机控制部34根据输入的作业指令或非作业指令而进行使作业机3升降的控制(步骤s104)。然后,使处理返回至步骤s101。

在步骤s101中判断为未输入作业指令或非作业指令的情况下,作业机控制部34判定是否输入有基于对作业机升降开关28的操作的升降指令(步骤s105)。

在步骤s105中判断为输入有升降指令的情况下,作业机控制部34根据该升降指令而进行使作业机3升降的控制(步骤s103)。然后,使处理返回至步骤s101。在未输入升降指令的情况下,不进行步骤s103的处理而使处理返回至步骤s101。

通过进行以上处理,例如,即使在从指令输出部33向作业机控制部34输入作业指令的情况下,当用户在该时刻将作业机升降开关28向上升侧进行了操作时,不会如图7(d)那样进行使作业机3下降的控制,作业机3维持非作业高度。

另外,例如,即使从指令输出部33向作业机控制部34输入了非作业指令并与此相应地如图8(d)那样使作业机3开始上升,但当在其上升的中途由用户将作业机升降开关28向下降侧进行了操作时,上升控制中止,作业机控制部34立即进行作业机3的下降控制。

根据这种结构,本实施方式的拖拉机1原则上能够进行自主行驶、自主作业、且能够以符合用户意愿的方式进行作业机3的作业状态以及非作业状态的切换。

此外,如步骤s103中说明的那样,在不基于指令输出部33输出的作业指令或非作业指令而基于对作业机升降开关28的操作的升降指令对作业机3进行升降控制的情况下,例如,可以在监视装置70具备的显示器(显示部)中对该意思的消息进行显示,或者利用灯或蜂鸣器等向用户通报该意思。

接下来,对在用户未搭乘于拖拉机1的状态下进行自主行驶、自主作业的情况进行说明。图10是示出在用户未搭乘于拖拉机1的状态下进行自主行驶、自主作业时使用的无线通信终端81的图。图11是示出无线通信终端81的显示器83中的自主行驶监视画面100的显示例的图。

如上所述,拖拉机1具备的自主行驶控制部32能够在有人自主行驶模式与无人自主行驶模式之间切换而进行自主行驶,其中,有人自主行驶模式是在用户搭乘的状态下进行自主行驶、自主作业的模式,无人自主行驶模式是在用户未搭乘的状态下进行自主行驶、自主作业的模式。用户例如通过对监视装置70进行操作而能够进行该模式的切换。

若图3所示的就坐传感器13a未检测出用户就坐,则无法开始有人自主行驶模式下的拖拉机1的自主行驶、自主作业。另一方面,在就坐传感器13a检测出用户就坐的情况下,无法开始无人自主行驶模式下的拖拉机1的自主行驶、自主作业。但是,也可以构成为:在无人自主行驶模式下,即使在就坐传感器13a检测出用户就坐的状态下也能够开始自主行驶、自主作业。

此外,当拖拉机1在有人自主行驶模式下进行自主行驶、自主作业时,在搭乘的用户对图3的主变速杆27进行了操作的情况下,可以结束由自主行驶控制部32执行的控制,但不使行驶机体2停止而保持原样地转换为手动行驶、手动作业。

另一方面,当拖拉机1在无人自主行驶模式下进行自主行驶、自主作业时,并未设想使用拖拉机1具备的上述操作装置。因此,在无人自主行驶模式下,对图3所示的速度转速设定变更刻度盘14等的操作被无效化。另外,当拖拉机1在无人自主行驶模式下进行自主行驶、自主作业时,在对主变速杆27进行了操作的情况下,结束由自主行驶控制部32执行的控制,与此相伴,拖拉机1立即停止。用户从行驶机体2停止的状态转换为手动行驶、手动作业。

另外,当拖拉机1在无人自主行驶模式下进行自主行驶、自主作业时,在由用户对作业机升降开关28进行了操作的情况下,也结束由自主行驶控制部32执行的控制,并与此相伴,拖拉机1立即停止。此时,在后述的无线通信终端81中,通过消息的显示等来通报停止了自主行驶的意思。进而,在拖拉机1中,例如,也可以利用监视装置70进行通报。然后,用户需要从行驶机体2停止的状态进行规定的操作而转换为手动行驶、手动作业。

当使得拖拉机1在无人自主行驶模式下进行自主行驶、自主作业时,用户将图10所示的无线通信终端(无线通信装置)81用作远程操作装置,从外部对拖拉机1发出指示。

如图10所示,无线通信终端81构成为具备触摸面板82的平板型的计算机。用户能够参照并确认在无线通信终端81的显示器(显示部)83中显示的信息。另外,用户能够对上述触摸面板82或配置于显示器83的附近的硬件按键84等进行操作,而将用于控制拖拉机1的控制信号发送至拖拉机1的控制部4。此处,作为由无线通信终端81输入至控制部4的控制信号,可以考虑与自主行驶、自主作业的路径相关的信号以及自主行驶、自主作业的开始信号、停止信号,但并不限定于此。

此外,无线通信终端81并不局限于平板型的计算机,例如,可以取而代之地由笔记本型的计算机构成。另外,还可以构成为:并非拖拉机1而是无线通信终端81具有自主行驶路径p的生成功能。

接下来,参照图11说明拖拉机1进行自主行驶、自主作业时在无线通信终端81中显示的画面。

若在自主行驶控制部32转变为无人自主行驶模式的状态下开始拖拉机1的自主行驶、自主作业,则显示器83的显示画面切换为图11所示的自主行驶监视画面100。

在自主行驶监视画面100的右侧配置有行驶状态显示部103,该行驶状态显示部103用于对包含拖拉机1行驶的自主行驶路径在内的图像数据进行显示。对于在行驶状态显示部103中显示的图像数据,例如,如图11所示,可以使田地的形状、作业区域的形状与地图数据重叠而进行显示,并可以在其上用剖面线示出拖拉机1的行驶轨迹。

在自主行驶监视画面100的上侧的最左侧,显示有用于使自主行驶开始或暂停的开始/暂停按钮105。用户以手动方式使拖拉机1移动至自主行驶的开始位置并触摸开始/暂停按钮105,由此能够从无线通信终端81将指示开始自主行驶的意思的控制信号发送至拖拉机1的控制部4而使拖拉机1开始自主行驶。另外,在拖拉机1进行自主行驶的状态下触摸开始/暂停按钮105,由此能够使拖拉机1的自主行驶暂停、或者恢复自主行驶。

在自主行驶监视画面100中,在开始/暂停按钮105的右侧以上下排列的方式配置有车速显示部106、发动机转速显示部107以及间距高度调整部(操作部)108。

在车速显示部106中,对基于从省略图示的车速传感器发送来的数据而获取到的拖拉机1的当前车速进行显示。

在发动机转速显示部107中,对基于从省略图示的发动机转速传感器发送来的数据而获取到的发动机10的当前转速进行显示。

在间距高度调整部108中,以数值的形式对基于从上述作业机高度传感器发送来的数据而获取到的作业机3的高度进行显示。在所显示的数值的右侧配置有上下的按钮,通过对该按钮进行操作而能够发出使作业机3升降的指示。通过针对间距高度调整部108的操作,无线通信终端81对拖拉机1输出升降指令。

在车速显示部106以及发动机转速显示部107的右侧配置有设定调整部,该设定调整部能够针对上述的作业状态和非作业状态而分别调整拖拉机1的车速以及发动机转速的设定。

具体而言,在车速显示部106以及发动机转速显示部107的右侧配置有作业时车速调整部(车速设定部)111、作业时发动机转速调整部112、非作业时车速调整部(车速设定部)113以及非作业时发动机转速调整部114。

在作业时车速调整部111中,以数字的形式对作业机3处于作业状态时的拖拉机1的车速(作业时的车速)的设定值进行显示。在作业时发动机转速调整部112中,以数字的形式对作业机3处于作业状态时的发动机10的转速的设定值进行显示。对于作业时车速调整部111以及作业时发动机转速调整部112均在所显示的设定值的右侧配置有上下的按钮,通过对该按钮进行操作而能够增减设定值。

在非作业时车速调整部113中,以数字的形式对作业机3处于非作业状态时的拖拉机1的车速(非作业时的车速)的设定值进行显示。在非作业时发动机转速调整部114中,以数字的形式对作业机3处于非作业状态时的发动机10的转速的设定值进行显示。对于非作业时车速调整部113以及非作业时发动机转速调整部114,也与作业时车速调整部111以及作业时发动机转速调整部112同样地,能够通过对数值旁边的上下的按钮进行操作而增减设定值。

在该无人自主行驶模式下,作业时车速调整部111以及非作业时车速调整部113具有与设置于拖拉机1的速度转速设定变更刻度盘14相同的功能,间距高度调整部108具有与设置于拖拉机1的作业机升降开关28相同的功能。

在无人自主行驶模式下,也实质上与上述有人自主行驶模式同样地对作业指令或非作业指令的输出定时进行控制。另外,在无人自主行驶模式下,当指令输出部33输出的作业指令或非作业指令、和基于对间距高度调整部108的操作而输出的升降指令发生竞争时,与有人自主行驶模式同样地优先考虑升降指令。但是,由于用户未搭乘于拖拉机1,因此,原则上不是在监视装置70而是在无线通信终端81的显示器中对上述说明的各种消息进行显示。

如以上说明,本实施方式的拖拉机1具备行驶机体2、指令输出部33、作业机控制部34、车速控制部35、作业边缘距离存储部54以及剩余距离获取部37。行驶机体2能够装配作业机3。指令输出部33输出将作业机3控制为作业状态的作业指令以及将作业机3控制为非作业状态的非作业指令。作业机控制部34根据作业指令或所述非作业指令而对作业机3的作业状态进行控制。车速控制部35能够对拖拉机1的车速进行切换控制。作业边缘距离存储部54通过设定边缘距离m而设定由作业机控制部34执行作业机3的作业状态的切换控制的切换目标位置。剩余距离获取部37获取从作业机3的爪轴位置至切换目标位置的距离亦即剩余距离。车速控制部35根据非作业指令而将拖拉机1的车速从作业时的车速切换为非作业时的车速,并且根据作业指令而将拖拉机1的车速从非作业时的车速切换为作业时的车速。指令输出部33在如图8所示那样输出非作业指令的情况下,基于作业时的车速和剩余距离而对该非作业指令的输出定时进行控制。指令输出部33在如图7所示那样输出作业指令的情况下,基于非作业时的车速、从该非作业时的车速向作业时的车速的速度变化率、以及剩余距离而对作业指令的输出定时进行控制。

由此,在将作业机3从作业状态切换为非作业状态的情况下、以及从非作业状态切换为作业状态的情况下,指令输出部33能够在适当的定时输出非作业指令以及作业指令。由此,能够减小利用作业机3进行作业的部分与不进行作业的部分之间的边界的误差。

另外,在本实施方式的拖拉机1中,如图8(f)所示,在根据非作业指令而使得作业机控制部34将作业机3从作业状态切换为非作业状态之后,车速控制部35开始从作业时的车速向非作业时的车速的切换控制。另外,如图7(f)所示,在根据作业指令而使得作业机控制部34将作业机3从非作业状态切换为作业状态之前,车速控制部35开始从非作业时的车速向作业时的车速的切换控制。

由此,在作业机3处于作业状态的期间,能够保持作业时的车速。

另外,本实施方式的拖拉机1具备省略图示的计时电路、以及下降所需时间存储部56。计时电路对将作业机3从非作业状态切换为作业状态所需的所需时间(下降所需时间tr1)进行测量。下降所需时间存储部56对利用计时电路测量出的所需时间进行存储。指令输出部33基于下降所需时间存储部56的存储内容而对作业指令的输出定时进行控制。在未利用计时电路测量出所需时间的情况下,下降所需时间存储部56对初始设定的时间进行存储。在利用计时电路测量出所需时间的情况下,下降所需时间存储部56的存储内容更新为测量值。

由此,对用于将作业机3从非作业状态切换为作业状态的所需时间进行测量存储,并以此为基础而对输出作业指令的定时进行控制,由此能够在适当的定时输出作业指令。另外,例如,在初次从非作业状态切换为作业状态时,并未预先获得测量值,但通过预先初始设定适当的时间,指令输出部33能够在大致良好的定时输出作业指令。

另外,在本实施方式的拖拉机1中,通过对速度转速设定变更刻度盘14、或者作业时车速调整部111以及非作业时车速调整部113的操作而能够变更作业时的车速以及非作业时的车速的设定。在变更了作业时的车速以及/或者非作业时的车速的设定的情况下,指令输出部33基于变更后的作业时的车速/非作业时的车速而对作业指令或非作业指令的输出定时进行控制。

由此,能够根据用户的需求对车速进行变更、且使得指令输出部33在适当的定时输出作业指令以及非作业指令。

另外,本实施方式的拖拉机1具备自主行驶控制部32,该自主行驶控制部32能够使该拖拉机1在有人自主行驶模式与无人自主行驶模式之间切换而进行自主行驶。有人自主行驶模式是伴随着针对主变速杆27的操作不使拖拉机1停止就能够结束自主行驶的模式。无人自主行驶模式是伴随着针对主变速杆27的操作使拖拉机1停止才结束自主行驶的模式。当自主行驶控制部32处于有人自主行驶模式时,能够根据针对设置于拖拉机1的速度转速设定变更刻度盘14的操作而对作业时的车速以及非作业时的车速的设定进行变更。当自主行驶控制部32处于无人自主行驶模式时,能够根据针对与拖拉机1进行无线通信的无线通信终端81所具备的作业时车速调整部111以及非作业时车速调整部113的操作而对作业时的车速以及非作业时的车速的设定进行变更。

由此,在有人自主行驶模式下,搭乘于拖拉机1的用户对速度转速设定变更刻度盘14进行操作,由此能够对车速进行变更;在无人自主行驶模式下,拖拉机1的外部的用户对无线通信终端81的作业时车速调整部111以及非作业时车速调整部113进行操作,由此能够对车速进行变更。

另外,本实施方式的拖拉机1还具备位置信息计算部49、作业机升降开关28、以及自主行驶控制部32。位置信息计算部49获取行驶机体2的位置信息。作业机升降开关28配置于行驶机体2。自主行驶控制部32使行驶机体2沿预先规定的自主行驶路径p进行自主行驶。当自主行驶控制部32使行驶机体2自主行驶时,作业机控制部34基于指令输出部33输出的作业指令或非作业指令、以及伴随着对作业机升降开关28的操作而输出的升降指令,对作业机3的作业状态进行控制。与作业指令或非作业指令相比,作业机控制部34优选根据升降指令而对作业机3的作业状态进行控制。

由此,关于作业机3的作业状态和非作业状态的切换,能够实现优先考虑用户意愿的控制。

另外,在本实施方式的拖拉机1中,当在基于升降指令对作业机3的作业状态进行控制时被输入作业指令或非作业指令的情况下,作业机控制部34不基于该作业指令或非作业指令来控制作业机3的作业状态。

由此,能够实现不妨碍符合用户意愿的控制。

另外,在本实施方式的拖拉机1中,当在基于作业指令或非作业指令对作业机3的作业状态进行控制时被输入升降指令的情况下,作业机控制部34基于该升降指令而对作业机3的作业状态进行控制。

由此,在先进行基于自主行驶的控制的情况下,能够以中止该控制的方式进行符合用户意愿的控制。

另外,本实施方式的拖拉机1具备检测行驶机体2中是否存在用户的就坐传感器13a。自主行驶控制部32能够在有人自主行驶模式和无人自主行驶模式之间进行切换而使得行驶机体2沿自主行驶路径p进行自主行驶。在有人自主行驶模式下,作业机控制部34既基于指令输出部33输出的作业指令或非作业指令对作业机3的作业状态进行切换,还基于通过对作业机升降开关28的操作而输出的升降指令对作业机3的作业状态进行切换。在无人自主行驶模式下,作业机控制部34基于指令输出部33输出的作业指令或非作业指令而对作业机3的作业状态进行切换,另一方面,不基于伴随着对作业机升降开关28的操作而输出的升降指令对作业机3的作业状态进行切换。

由此,在并未设想用户搭乘的无人自主行驶模式下,忽略对作业机升降开关28的操作而能够实现符合实际状况的控制。

另外,在本实施方式的拖拉机1中,当在使行驶机体2以有人自主行驶模式进行自主行驶时对作业机升降开关28进行了操作的情况下,自主行驶控制部32不使行驶机体2的自主行驶停止。另一方面,当在使行驶机体2以无人自主行驶模式进行自主行驶时对作业机升降开关28进行了操作的情况下,停止行驶机体2的自主行驶。

由此,在未设想用户搭乘的无人自主行驶模式下,通过根据对作业机升降开关28的操作而使自主行驶停止,从而能够妥当地应对意料之外的状况。

另外,在本实施方式的拖拉机1中,在有人自主行驶模式下,当与作业指令或非作业指令相比作业机控制部34优先根据升降指令对作业机3的作业状态进行控制的优先控制时,在监视装置70中对该意思进行显示。在无人自主行驶模式下,当作业机控制部34进行优先控制时,在无线通信终端81中对该意思进行显示。并且,当在无人自主行驶模式下基于对作业机升降开关28进行的操作而使行驶机体2的自主行驶停止时,在无线通信终端81中对该意思进行显示。

由此,在有人自主行驶模式以及无人自主行驶模式中的任意模式下均能够适当地向用户通报状况。

以上对本发明的优选实施方式进行了说明,但例如可以以如下方式对上述结构进行变更。

可以构成为:利用无线通信终端81、或者利用拖拉机1的监视装置70和无线通信终端81进行作业机水平距离l的设定以及边缘距离m的设定等。

可以构成为:具备2个速度转速设定变更刻度盘14,并能够同时对作业时的车速和非作业时的车速进行变更。

在显示器83中显示的自主行驶监视画面100并不限定于图11所示的画面,可以对画面的配置等任意地进行变更。

预先规定作业时的车速以及非作业时的车速需要满足的范围,在设定为偏离了该范围的作业时的车速或非作业时的车速的情况下,可以进行特殊的升降控制。例如,可以考虑与通常相比提前开始或者滞后开始作业机3的上升控制/下降控制。或者,可以考虑进行特殊的车速控制、或同时进行上述的与通常相比提前开始或者滞后开始作业机3的上升控制/下降控制和特殊的车速控制。例如,可以考虑与通常相比提前开始或滞后开始非作业时的速度与作业时的速度的切换。

在将犁地机、耙地机、割草机、搂草机、或者灭茬耕耘机(stubblecultivator)等用作作业机的情况下,与上述实施方式中说明的旋耕机相同,进行根据作业指令使其下降、根据非作业指令使其上升的控制。但是,作业状态和非作业状态的切换也可以不伴随升降。例如,在将撒播机或者喷雾器等用作作业机的情况下,作业机控制部34进行撒布/撒布停止控制而不进行升降控制。另外,在该情况下,用户不是利用作业机升降开关28而是利用设置于驾驶室11的未图示的适当的操作部对作业机的作业状态的切换发出指示。因此,伴随着对该操作部的操作而输出操作部指令。

附图标记的说明

1拖拉机(作业车辆)

2行驶机体(车体部)

3作业机

33指令输出部

34作业机控制部

35车速控制部

37剩余距离获取部

54作业边缘距离存储部(设定部)

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