JP2015174479A

JP2015174479A - 作業車両

Info

Publication number: JP2015174479A
Application number: JP2014050259A
Authority: JP
Inventors: 淳一林田; Junichi Hayashida; 由理加穂積; Yurika Hozumi
Original assignee: Mitsubishi Agricultural Machinery Co Ltd
Current assignee: Mitsubishi Agricultural Machinery Co Ltd
Priority date: 2014-03-13
Filing date: 2014-03-13
Publication date: 2015-10-05
Anticipated expiration: 2034-03-13
Also published as: JP6307313B2

Abstract

【課題】車体側制御ユニットと、作業機側制御ユニットと、操作側制御ユニットとを備えた作業車両において、何れかの制御ユニットの通信回線が断線した場合においても、他の制御ユニットに影響が及ぶことを防止できる作業車両を提供することを課題としている。【解決手段】エンジン及び走行系の制御を行う車体側制御ユニット１８，１９と、作業機の作動を制御する作業機側制御ユニット２５と、操縦部９側の操作系を制御する操作側制御ユニット３０とを備え、各制御ユニット１８，１９，２５，３０間で通信可能に接続した作業車両において、前記車体側制御ユニット１８，１９からの通信回線と、作業機側制御ユニット２５からの通信回線と、操作側制御ユニット３０からの通信回線とが接続される集線装置１６を設け、該集線装置１６を介して車体側制御ユニット１８，１９と作業機側制御ユニット２５と操作側制御ユニット３０とを互いに通信可能とした。【選択図】図３

Description

この本発明は、通信可能に接続された複数の制御ユニットを備えた作業車両に関する。

走行機体のエンジン及び走行系の制御を行う車体側制御ユニットと、作業機の作動を制御する作業機側制御ユニットと、走行機体の操縦部側の操作系を制御する操作側制御ユニットとを備え、車体側制御ユニットと作業機側制御ユニットと操作側制御ユニットとを通信可能に接続した特許文献１に示す作業車両が従来公知である。

特開２０１３−１２６８２９号公報

上記文献では、車体側制御ユニットと、作業機側制御ユニットと、操作側制御ユニットとの間を通信回線で接続することにより相互に通信可能となるが、この場合、各ユニット間を接続する通信回線のいずれかが断線してしまうと、相互に連結された車体側制御ユニットと、作業機側制御ユニットと、操作側制御ユニットのすべてにその影響が及ぶことにより、走行機体の作業走行が停止してしまうおそれがあった。

本発明は、車体側制御ユニットと、作業機側制御ユニットと、操作側制御ユニットとを備えた作業車両において、何れかの制御ユニットの通信回線が断線した場合においても、他の制御ユニットに影響が及ぶことを防止できる作業車両を提供することを課題としている。

上記課題を解決するため、第１に、走行機体６のエンジン及び走行系の制御を行う車体側制御ユニット１８，１９と、作業機の作動を制御する作業機側制御ユニット２５と、走行機体６の操縦部９側の操作系を制御する操作側制御ユニット３０とを備え、車体側制御ユニット１８，１９と作業機側制御ユニット２５と操作側制御ユニット３０とを通信可能に接続した作業車両において、前記車体側制御ユニット１８，１９からの通信回線と、作業機側制御ユニット２５からの通信回線と、操作側制御ユニット３０からの通信回線とが接続される集線装置１６を設け、該集線装置１６を介して車体側制御ユニット１８，１９と作業機側制御ユニット２５と操作側制御ユニット３０とを互いに通信可能としたことを特徴としている。

第２に、前記車体側制御ユニットは、エンジンの駆動制御を行うエンジン制御部１８と、その他の走行機体側の制御を行う車体制御部１９とから構成され、該エンジン制御部１８と車体制御部１９とは、それぞれ集線装置１６を介して通信可能としたことを特徴としている。

車体側制御ユニットからの通信回線と、作業機側制御ユニットからの通信回線と、操作側制御ユニットからの通信回線とを集線装置を介して互いに通信可能に構成したことにより、例えば作業機側制御ユニットからの通信回線が切断された場合であっても、走行機体側の車体制御ユニットに影響することを防止できるため、安全性が向上する。また、各制御ユニットをそれぞれ集線装置に接続することにより相互通信するため、各制御ユニット間で通信回線を接続する必要がないため、制御ユニットの追加も容易にできる。

また、前記車体側制御ユニットは、エンジンの駆動制御を行うエンジン制御部と、その他の走行機体側の制御を行う車体制御部とから構成され、該エンジン制御部と車体とは、それぞれ集線装置を介して通信可能としたものによれば、何れかの通信回線が断線した際のリスクをより低くすることができる。

本発明の作業車両を適用したトラクタの側面図である。（Ａ）は制御装置の接続態様を示したモデル図であり、（Ｂ）は集線装置の概要を示した図である。制御装置の通信経路を示したブロック図である。

図１は、本発明の作業車両を適用したトラクタの側面図である。本トラクタは、左右一対の前輪１，１及び後輪２，２で支持される機体フレーム３と、機体フレーム３の後半部に配置されたキャビン４とを備えることにより走行機体６が構成されており、該走行機体６の後方には、昇降リンク７を介してロータリ耕耘機、施肥作業機等の作業機（図示しない）が昇降可能に連結されている。

前記キャビン４の前方側にはエンジンの上方側を開閉自在にカバーするボンネット８が設けられ、エンジンで発生させた動力は、キャビン６下方に配されたミッションケース内のトランスミッションによって、前後輪１，１，２，２及び作業機側に変速伝動される。

該キャビン６内には、オペレータが乗込む操縦部９が設置され、この操縦部９には、オペレータが着座する座席１１と、座席１１の前方に配置されたステアリングハンドル１２とが設けられ、ステアリングハンドル１２と座席１１の間には、床面となるフロアステップ１３が形成され、このフロアステップ１３の前部且つステアリングハンドル１２の真下側には、ブレーキペダル１４が設けられている。

また、座席１１の側方側には、前後揺動操作によって走行変速操作を行う走行変速レバーと、変速操作を行う副変速レバーと、作業機の昇降操作を行う昇降レバーと、作業機の調整操作を行う調整操作パネルとが設けられており、後述する制御装置によって、それぞれ制御されている。

次に、図２及び図３に基づき、本トラクタの制御装置について説明する。図２は（Ａ）は、制御装置の接続態様を示したモデル図であり、図２（Ｂ）は、集線装置の概要を示した図であり、図３は、制御装置の通信経路を示したブロック図である。図示する例より、制御装置は、エンジン出力等による走行系統を制御する車体側制御系１０と、作業機側の出力等を制御する作業機側制御系１５と、操縦部側の操作系統を制御する操縦側制御系２０とを備えている。

前記車体側制御系１０は、特に、エンジンの駆動力を制御するエンジン制御部１８と、エンジン以外の走行系や車体系を制御する車体制御部１９とから構成されており、該車体制御部１９は、走行機体６の走行変速や、作業機側への駆動力の出力、該駆動力による車体内に配置された油圧系の制御を行うもので、車体内に配置されるものである。具体的な構成例については後述する。

前記操作側制御系２０は、キャビン４内の操縦部９に追加・配置された操作パネルによる操作や無線モジュール等によって取得した外部情報に基づいて、走行系や作業系を制御する操作側制御部３０により構成されている。詳細は後述する。

前記作業機側制御系１５は、走行機体６の後部に連結される施肥作業機やロータリ耕耘機等の作業機を、作業機側に設けられる作業機側制御部２５により制御し、図２に示すように、並列に接続されるマイコン群によって構成されている。入出力される通信データは、操縦側制御部３０が配置されたキャビン４内に向けてＣＡＮで接続されている。

上記車体側制御系１０と、作業機側制御系１５と、操縦側制御系２０とは、それぞれコントロールエリアネットワーク（ＣＡＮ）等の通信回線を介して、キャビン４内の後部側に設けた集線装置１６に通信可能に接続されている。すなわち、車体側制御系１０と、作業機側制御系１５と、操縦側制御系２０とは、通信経路を切換えるハブとして機能する集線装置（ＣＡＮＢＵＳ用ハブ）１６を介した状態で相互通信可能に構成することにより、通信させる機器間同士のすべてをＣＡＮで接続する必要がない。

上記集線装置１６は、図示されるように車体側制御系１０、作業機側制御系１５、操縦側制御系２０から接続されるＣＡＮは、該集線装置１６内に設けたＣＡＮトランシーバー１８を介してマイコン等からなる制御部１７に接続されている。該制御部１７により通信する情報を適宜切換えることによって、各制御部１８，１９，２５，３０間で相互に通信可能となる。

すなわち、集線装置１６を介して各制御部１８，１９，２５，３０を接続することにより、キャビン４外に設置されていることで比較的断線し易い作業機側制御系１５からの通信回線が切断された場合であっても、車体側制御系１０及び操作側制御系１５に影響しないため、安全性が向上するとともに、作業機側制御系１５からの通信回線に異常があることも効率的に察知できる。車体側のＣＡＮの異常に対しても同様の効果が発揮される。

また、該集線装置１６は、キャビン４内の後部側に取付けられているため、外的要因で各制御部１８，１９，２５，３０間のＣＡＮがショートする事態を効率的に防止できる。

なお、該集線装置１６内に、無線通信モジュールを内蔵させる構成としても良い。該無線通信モジュールと、オペレータの有する携帯端末との間にリンクを形成し、該携帯端末を通じてデータセンサーから発信される車体情報や作業機情報、具体的には、施肥作業機における施肥量や、ロータリ耕耘機における耕耘深さ等のデータを取得できる。該構成によれば、オペレータがリアルタイムで作業に必要な情報を取得できるため、農作業の効率化を図ることできる。

次に、図３に基づき、各制御系のブロック図について説明する。前記エンジン制御部１８と車体制御部１９とはそれぞれＣＡＮで集線装置１６に接続されており、集線装置１６を介して互いが相互通信可能に構成されている。エンジン制御部１８及び車体制御部１９で制御される構成例について後述する。なお、エンジン制御部１８と車体制御部１９とは、集線装置１６を介さず直接ＣＡＮで接続される構成であっても良い。

前記エンジン制御部１８の入力側には、エンジンの回転数を検出するエンジン回転センサ２１と、高圧燃料を蓄えるコモンレール内の圧力を検出するコモンレール圧力センサ２２と、サプライポンプからコモンレールへの燃料の吐出量を決めるサクションコントロールバルブの開度検出手段（ＳＣＶ）２３と、排気再循環（ＥＧＲ）バルブの開度を検出するＥＧＲセンサ２４と、吸気圧を検出する吸気圧検出センサ２６と、ガソリン等の燃料の温度を検出する燃料温度センサ２７と、エンジン冷却水の温度を検出する水温センサ２８とが接続されている。

該エンジン制御部１８の出力側には、排気を再循環させ、燃焼後の排気ガスの一部を取り出し、再び吸気側へ送るＥＧＲ出力を行うＥＧＲバルブ３１と、コモンレール内に高圧燃料に最適化された噴射時期・噴射量で各気筒内に噴射できるインジェクションポンプ（出力）３２とが接続されている。

前記車体制御部１９の入力側には、主変速レバーの操作位置を検出する主変速レバー操作位置検出手段（主変速グリップスイッチ）３６と、副変速レバーの操作位置を検出する副変速スイッチ３７と、前記ブレーキペダル（ブレーキ）１４と、作業機側へ動力の断続操作を検出するＰＴＯスイッチ３８と、作業機の高さ位置の上げ調整操作を検出する上げ操作検出手段（上げ位置調整ダイヤル）３９と、作業位置にある作業機の高さ位置の下げ調整操作を検出する下げ操作検出手段（下げ位置調整ダイヤル）４１と、作業機の昇降高さを検出するリフトアームセンサ４２と、が接続されている。

該車体制御部１９の出力側には、前後輪１，２にブレーキ力を作動させるブレーキ作動手段（ブレーキ出力）４３と、作業機側への動力を断続する作業クラッチを断続操作するＰＴＯ出力手段（ＰＴＯ出力）４４と、作業機を昇降させるリフトシリンダ（リフトアーム出力）４６と、作業機を左右傾斜作動させるリフトロッドシリンダ（リフトロッド出力）４７と、主変速レバーの操作位置に応じて変速させる主変速手段（主変速出力）４８と、副変速レバーの操作位置に応じて変速させる副変速手段（副変速出力）４９とが接続されている。

作業機が例えば施肥作業機の場合における前記作業機制御部２５の入力側には、施肥作業機による施肥作業における施肥量や、施肥作業をする施肥幅等を設定する設定操作手段（操作入力）５１と、施肥作業機における肥料の残量や、肥料の散布量等の各種値を測定する測定センサ５２とが接続されており、作業機制御部２５の出力側には、施肥作業機による肥料の散布を実行する駆動モータ等の散布手段（モータ出力）５３が接続されている。

作業機は、ドーザや、ロータリ耕耘作業機であっても良く、上記と同様に作業機側の作業機制御部がＣＡＮによって前記集線装置に接続されている。

前記操作側制御部３０の入力側には、作業機の外部から取得した外部情報、例えばＧＰＳによる位置情報や、圃場の状態や、土壌の状態、さらには天気等の情報を取得する無線通信モジュール等からなる外部情報センサ５６と、キャビン４内に配置された操作パネル等であって特に走行機体６の後部に連結した作業機側への操作を検出する操作検出手段（スイッチ操作入力）５７と、操縦部９側に接続された電池類の残量や、記憶装置の容量などからなるセンサ類（センサ関係）５８とが接続されている。

該操作側制御部３０の出力側には、作業機の操作状態や外部情報センサ５６から取得された情報等を表示するキャビン４内に配置された表示パネル（表示出力）５９と、操作検出手段によって検出された操作に応じた操作を実行する操作実行手段（操作出力）６１と、外部情報センサ５６からの情報や直接取得されたセンサからの情報に基づいて自動的に操作する自動制御手段（自動制御出力）６２とが接続されている。

上記自動制御手段は例えば、ＧＰＳから取得された位置情報や、キャビン内にセットされたカメラ等によって取得された画像データに基づいて、ステアリングハンドル１２を操向操作する駆動モータを駆動（操作出力）させることで、自動的に操向操作する自動操縦制御や、作業をする圃場の状態や天候条件から施肥作業機による施肥量を自動的に切換える施肥量自動制御などに適用することができる。

すなわち、上記の操作側制御部３０は、エンジン制御１８や車体制御部１９によって制御される走行機体６の変速操作や操向操作、昇降リンク７の昇降作動以外の機能をトラクタに追加するためのユニットを制御するものである。このため、該構成によれば、トラクタに新たな制御構成を追加する場合であっても、操作側制御部３０によって制御し、集線装置１６を介して、走行系若しくは作業機系に接続することによって、機能の追加を容易にできるとともに、配線も簡素化することができる。

６走行機体
１６集線装置
１８エンジン制御部（車体側制御ユニット）
１９走行制御部（車体側制御ユニット）
２５作業機側制御部（作業機側制御ユニット）
３０操作側制御部（操作側制御ユニット）

Claims

走行機体（６）のエンジン及び走行系の制御を行う車体側制御ユニット（１８，１９）と、作業機の作動を制御する作業機側制御ユニット（２５）と、走行機体（６）の操縦部（９）側の操作系を制御する操作側制御ユニット（３０）とを備え、車体側制御ユニット（１８，１９）と作業機側制御ユニット（２５）と操作側制御ユニット（３０）とを通信可能に接続した作業車両において、前記車体側制御ユニット（１８，１９）からの通信回線と、作業機側制御ユニット（２５）からの通信回線と、操作側制御ユニット（３０）からの通信回線とが接続される集線装置（１６）を設け、該集線装置（１６）を介して車体側制御ユニット（１８，１９）と作業機側制御ユニット（２５）と操作側制御ユニット（３０）とを互いに通信可能とした作業車両。
前記車体側制御ユニットは、エンジンの駆動制御を行うエンジン制御部（１８）と、その他の走行機体側の制御を行う車体制御部（１９）とから構成され、該エンジン制御部（１８）と車体制御部（１９）とは、それぞれ集線装置（１６）を介して通信可能とした請求項１に記載の作業車両。