JP2018068181A

JP2018068181A - 作業車両

Info

Publication number: JP2018068181A
Application number: JP2016210479A
Authority: JP
Inventors: 周一足立; Shuichi Adachi
Original assignee: Mitsubishi Mahindra Agricultural Machinery Co Ltd
Current assignee: Mitsubishi Mahindra Agricultural Machinery Co Ltd
Priority date: 2016-10-27
Filing date: 2016-10-27
Publication date: 2018-05-10
Anticipated expiration: 2036-10-27
Also published as: JP6777499B2

Abstract

【課題】走行機体が自動で走行する自動モードに切換えられている場合に、走行機体に設けたセンサに基づいて走行機体の安全を確保する安全制御を実行する制御部を備えた作業車両において、走行機体の安全性を低コストでより向上させることの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】周辺環境又は走行状態をセンシングする少なくとも１つのセンサ１３と、自動で機体を走行させる自動モードを実行可能に有する制御部５０とを備え、該制御部５０は上記自動モードに移行している最中に前記センサ１３によって異常を検出した場合には走行又は作業を規制するか、或は該異常を報知する安全制御を実行する作業車両において、前記制御部５０は、手動操作によって走行している最中に上記センサ１３によって異常を検出した場合にも上記安全制御を実行する手動時作動モードを実行可能に有する。【選択図】図５

Description

本発明は、自動で機体を走行させる自動モードが実行可能に構成された作業車両に関する。

走行装置を支持された走行機体と、走行機体の進行方向にある障害物を検出する検出センサと、走行機体に搭乗したオペレータが手動で操向操作を行う手動モードと、走行機体の操向操作をオペレータが搭乗することなく遠隔操作できる自動モードとに切換可能に構成された制御部とを備え、該制御部により自動モードに切換えられると有効に作動して、前記検出センサに基づいて走行中の走行機体の安全を確保する安全装置を設けた特許文献１及び２に記載の作業車両が従来公知である。

特開平０９−１６０６４２号公報特開２０１５−１９１５９２号公報

上記文献の作業車両は、前記制御部による安全制御によって、オペレータが離れた場所から走行機体を自動で走行させた際に、センサによって走行機体の進行方向に障害物が検出された場合には、走行機体を自動的に停止させることができるものであるが、該安全制御は、走行機体が自動走行を行う自動モードに切換えられている場合にしか実行されないため、安全制御を実行するにあたり搭載したセンサ類が十分に活用されておらず、コストが高くなるという課題があった。

本発明は、走行機体が自動で走行する自動モードに切換えられている場合に、走行機体に設けたセンサに基づいて走行機体の安全を確保する安全制御を実行する制御部を備えた作業車両において、走行機体の安全性を低コストでより向上させることの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、周辺環境又は走行状態をセンシングする少なくとも１つのセンサ１３と、自動で機体を走行させる自動モードを実行可能に有する制御部５０とを備え、該制御部５０は上記自動モードに移行している最中に前記センサ１３によって異常を検出した場合には走行又は作業を規制するか、或は該異常を報知する安全制御を実行する作業車両において、前記制御部５０は、手動操作によって走行している最中に上記センサ１３によって異常を検出した場合にも上記安全制御を実行する手動時作動モードを実行可能に有することを特徴としている。

第２に、前記制御部５０は、安全制御の実行時における規制内容若しくは報知内容、安全制御を実行する前記センサ１３の検出範囲その他の実行条件を変更設定可能としたことを特徴としている。

第３に、前記センサ１３として機体の進行方向の障害物の有無を検出する障害物センサを設け、前記制御部５０は、手動時作動モード時に安全制御を実行する障害物センサ１３の検出範囲を、自動モード時に安全制御を実行する障害物センサ１３の検出範囲よりも狭く設定したことを特徴としている。

第４に、前記制御部５０は、手動時作動モードに移行している最中に安全制御を実行する場合、走行規制は行わずに音による報知のみを行うことを特徴としている。

第５に、前記制御部５０は、自動モードへの切換操作を行う切換操作具４２により手動時作動モードへの切換操作ができるように構成されたことを特徴としている。

前記制御部は、走行機体を自動で走行させる自動モード時に実行する安全制御を、オペレータが走行機体に搭乗して手動で操向操作をする場合においても作動させることができる手動時作動モードが設定されているため、新たなセンサや装置を追加することなく、コストを抑えてより安全性を向上させることができる。

また、前記制御部は、安全制御の実行時における規制内容若しくは報知内容、安全制御を実行する前記センサの検出範囲その他の実行条件を変更設定可能としたものによれば、安全制御の実行内容を作業車両の用途やオペレータの好みに応じてカスタマイズできるため、汎用性・作業性が高い。

また、前記センサとして機体の進行方向の障害物の有無を検出する障害物センサを設け、前記制御部は、手動時作動モード時に安全制御を実行する障害物センサの検出範囲を、自動モード時に安全制御を実行する障害物センサの検出範囲よりも狭く設定したものによれば、オペレータが手動で操縦する場合に、頻繁に安全制御が実行されなくなるため、オペレータの操縦の邪魔になり難い。

また、前記制御部は、手動時作動モードに移行している最中に安全制御を実行する場合、走行規制は行わずに音による報知のみを行うものによれば、オペレータが手動で操縦する場合には、走行機体がオペレータの操作によらず自動停止することがないため、作業性が向上する。

なお、前記制御部は、自動モードへの切換操作を行う切換操作具により手動時作動モードへの切換操作ができるように構成されたものによれば、制御部による自動モードへの切換操作と、手動時作動モードへの切換操作とを、単一の切換操作具によって行うことができるため、操作性が向上するとともに、コストも低く抑えることができる。

本発明を適用した作業車両の全体側面図である。作業車両の前方側を示した斜視図である。キャビンの天井面側を示した斜視図である。キャビン内の操作パネルを示した要部斜視図である。制御部のブロック図である。（Ａ）乃至（Ｃ）は、リモコンを示した平面図、側面図及び正面図である。

以下、図示する例に基づき、本発明の実施形態について説明する。
図１は、本発明を適用した作業車両の全体側面図であり、図２は、作業車両の前方側を示した斜視図であり、図３は、キャビンの天井面側を示した斜視図であり、図４は、キャビン内の操作パネルを示した要部斜視図である。本トラクタは、左右一対の前輪１，１及び後輪２，２と、前後輪１，２によって支持された走行機体３と、走行機体３の後部にロータリ耕耘機（図示しない）等の作業機が昇降自在に連結される昇降リンク４とを備え、ロータリ耕耘機を駆動させた状態で走行機体３を前進走行させることにより、圃場の耕耘作業を行う。

前記走行機体３の前側半部には、前端側に取付けられたフロントウェイト６と、エンジン（図示しない）と、該エンジンを上下開閉自在にカバーするボンネット７とが設けられ、該ボンネット７の後方には、キャビン８が立設されている。エンジンで発生した動力は、キャビン８下方に配置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、前後輪及びロータリ耕耘機側に変速伝動される。

前記フロントウェイト６は、方形板状に形成された複数のウェイト１１と、該ウェイト１１が着脱可能に取付けられて走行機体の前端から前方に向って延設された板状のブラケット１２とから構成されている。該構成により、ブラケット１２の下面側に着脱されるウェイト１１の数を、走行機体３の後端側に取付けた作業機の種類（重さ）に応じて変更することにより、機体の重心バランスを調整することができる。

なお、該ブラケット１２の上面側には、障害物センサ（センサ）１３が設けられている。該障害物センサ１３は、走行機体３の進行方向に電磁波、音波又は光による検知波を出射するとともに、その反射波を検知し、検知波を出射してから反射波を検知するまでの時間を計算することによって、障害物までの距離を算出できる。

前記キャビン８は、一対のフロントフレーム１４ａ，１４ａと、一対のリアフレーム１４ｂ，１４ｂと、天井１４ｃとからなるキャビンフレーム１４と、一対のフロントフレーム１４ａ，１４ａ間に設けたフロントガラスと、一対のリアフレーム１４ｂ，１４ｂ間に設けたリアガラス１７と、左右に設けたドア１８とから構成されており、その内側にオペレータが乗込む操縦部１９が形成されている。

該キャビン８の天井１４ｃ上面側には、中央側に配置されてリモコンによる操作内容を受信するリモコン受信部２１と、該リモコン受信部２１の後方に取付けられたＧＰＳ（ＧＰＳ受信機）２２とが設けられており、前記リアフレーム１４ｂの左右一方側には、表示ランプ２３と、報知ブザー２４とからなる報知ユニット２５が設けられている（図３参照）。

該表示ランプ２３は、棒状部材の先端側に複数のランプが上下に並べて設けられており、各ランプに異なる色（図示する例では３色）を常時点灯させたり、点滅させたりすることができる。該構成により、前記報知ユニット２５は、表示ランプ２３の色や点灯状態を変更したり、報知ブザー２４によって警告音を発したりすることにより、走行機体３の外に様々な情報を発信することができる。

前記キャビン８内部の操縦部１９には、オペレータが着座する座席２６と、座席２６の前方側に配置されたステアリングハンドル（図示しない）と、座席２６の左右側方（図示する例では進行方向右）側に配置されたサイド操作パネル２７と、制御部５０とが設けられている。

前記サイド操作パネル２７の前部側には、前後揺動操作によって走行変速操作を行う変速レバー２８と、該変速レバー２８の左右内側に並列して設けたポジションコントロールレバー２９と、該ポジションコントロールレバー２９の後方に配置されて作業機の昇降位置を調整する昇降調整スイッチ３１と、変速レバー２８の後方側に配置されて作業機による耕す深さを設定する耕深調整ダイヤル３２とが設けられている（図４参照）。

また、前記サイド操作パネル２７の後部側には、作業機の各種調整を行うスイッチ操作具、ダイヤル操作具が並べて設けられている。具体的には、作業機側への動力の断続を操作するＰＴＯスイッチ３３と、作業機の下降速度を調整する下げ速度調整ボリューム３４と、作業機の上昇位置を調整する上げ高さ調整ボリューム３６と、作業機の左右傾斜を調整する傾き調整ボリューム３７と、ＰＴＯ軸の駆動状態を切換えるＰＴＯ切換スイッチ３８と、深さ自動スイッチ３９と、作業機の作業状態の切換を行う作業モード切換スイッチ４１と、走行機体の操作モードの切換えを行う操作モード切換スイッチ（切換操作具）４２とが配置されている（図４参照）。

前記操作モード切換スイッチ４２は、前記制御部５０を、後述するリモコン５５を用いて走行機体３に搭乗することなくオペレータが走行機体３を遠隔操作する自動走行制御を実行できる自動モードと、リモコン５５による走行機体３の操作が規制され、オペレータが操縦部１９に搭乗して手動操作によって走行機体３を操縦する手動モードと、後述する手動時安全作動モード（手動時作動モード）とに切換えることができる。

このとき、前記制御部５０は、前記自動モード又は手動時安全作動モードに切換えられると、前記障害物センサ１３によって、走行機体３の進行方向の所定範囲内に障害物があることが検出された場合に、走行機体３を自動的に停止させたり、前記報知手段２５によって該状態を報知したりする安全制御が実行されるように構成されている。以下、上記自動走行制御と安全制御について説明する。

次に、図５に基づいて、制御部の構成について説明する。図５は、制御部のブロック図である。前記制御部５０の入力側は、前記ＧＰＳ２２と、前記障害物センサ１３と、前記リモコン受信部２１と、走行機体の車速を検出する車速センサ４６と、前記操作モード切換スイッチ４２とが接続されている。その一方で、前記制御部５０の出力側は、主クラッチの断続を操作するクラッチバルブ４７と、ＰＴＯクラッチの断続を操作するＰＴＯクラッチバルブ４８と、前記ブザー（ホーン）２４と、前記表示ランプ（表示灯）２３と、図示しない無段階変速装置を変速操作する変速油圧バルブ４９と、エンジンの燃焼室へ燃料の高圧供給するインジェクションポンプ５１と、エンジン停止リレー５２と、走行機体３（後輪２）を制動作動するブレーキ５３と、前記作業機を昇降作動させる昇降バルブ５４とが接続されている。

該制御部５０は、前記操作モード切換スイッチ４２により自動モードに切換えられている場合には、リモコン受信部２１を介して前記リモコン５５の操作に応じて発信される操作信号を検出し、リモコン５５の操作に応じて走行機体及び作業機を遠隔操作することができる。以下、リモコンの具体的な構成について説明する。

次に、図５及び図６に基づき、リモコンの構成について説明する。図６（Ａ）乃至（Ｃ）は、リモコンを示した平面図、側面図及び正面図である。前記リモコン５５は、その上面側に、遠隔操作信号を前記リモコン受信部２１に送信する送信アンテナ６１と、電源ＯＮ・ＯＦＦを操作するシーソースイッチである電源スイッチ６２とが設けられており、その正面側に走行機体及び作業機側を遠隔操作するための各種遠隔操作スイッチが配置されている。

該遠隔操作スイッチは、具体的には、前記ＰＴＯクラッチバルブ４８により作業機側への動力の断続を操作するＰＴＯスイッチ６３と、前記クラッチバルブ４７により主クラッチの断続を操作するクラッチスイッチ６４と、前記エンジン停止リレー５２によりエンジンを停止するエンジン停止スイッチ６６と、前記ブザー２４による警告音を発する報知スイッチ６７と、前記変速油圧バルブを介して走行機体３の変速操作を行う変速スイッチ６８と、前記インジェクションポンプ５１を制御してエンジンの回転数の増減速を操作するエンジン回転スイッチ６９と、作業機を上昇作動させる上昇スイッチ７１と、作業機を下降作動させる下降スイッチ７２とが配置されている。

該構成により、前記制御部５０は、自動モードに切換られている状態が検出された場合には、前記リモコン５５の各遠隔操作スイッチの操作情報が、前記送信アンテナ６１からキャビン８側の前記リモコン受信部２１を介して、前記制御部５０へと送信され、走行機体及び作業機側をこれに応じて遠隔操作することができる。

これにより、オペレータは操縦部１９に乗込むことなく、前記リモコン５５によって走行機体３を遠隔操作することができるとともに、走行機体３を圃場で自動走行させて、前記ＧＰＳ２２や障害物センサ１３を用いて圃場の終端側で自動的に停止させる自動走行制御を実行することができる。

次に、制御部による前記安全制御について説明する。前記安全制御は、前記自動モード又は手動時安全作動モードに切換えられている場合には、前記車速センサ４６によって走行しているか否かが検出されるとともに、前記障害物センサ１３によって走行機体３前方の予め定めた所定の警報範囲に障害物が検出された場合には、前記報知ユニット２５により、警報を発するように構成されている。具体的には、前記報知ブザー２４によって警告音を発したり、表示ランプ２３の点灯・点滅したりすることによって走行機体３の進行方向に障害物が接近していることを走行機体３の周囲（オペレータ等）に報知する。

さらに、前記障害物センサ１３によって、前記警報範囲よりも狭い範囲に設定された停止範囲に障害物があることが検出された場合には、前記エンジン停止リレー５２を介して、エンジンの駆動を停止させるとともに、前記ブレーキ５３を作動させて走行機体３を自動的に停止させる。このとき、該走行機体３を自動停止させるにあたり、クラッチバルブ４８及びＰＴＯクラッチバルブ４７によって前後輪及び作業機に伝動される動力も切断するように構成しても良い。

すなわち、該安全制御によれば、前記障害物センサ１３によって進行方向に障害物が検出された場合には、走行機体３と障害物との距離に応じて、報知ユニット２５による警告と、走行機体３の自動停止とが段階的に行われるように構成されているため、走行機体３が進行方向の障害物と衝突する事態をより確実に防止できる。

また、上述の構成によれば、操作モード切換スイッチ４２により、走行機体３の遠隔操作（自動走行）を行う自動モード時だけでなく、オペレータによって手動で操向操作をする手動時安全作動モードに切換えられている場合にも前記安全制御が実行可能に構成されているため、別途にセンサ類を設けることなく、手動操作時の安全性も向上させることができる。

ちなみに、前記制御部５０は、前記手動通常モードに切換えられている場合には、上述の安全制御の実行が規制されるように構成されている。該構成によれば、手動通常モードに切換えることにより、オペレータが操縦部１９により手動で操向操作している場合に、オペレータの意図しないタイミングで自動的に走行機体３が停止したり、報知ブザー２４が鳴ったりする事態を確実に防止することができる。

前記安全制御は、特に、前記手動時安全作動モードに切換えられた場合には、前記障害物センサ１３によって障害物を検出する距離（警報範囲や停止範囲による検出範囲）や、警報範囲や停止範囲に障害物が検出された場合に走行機体が実行する動作等を、個別に設定変更することができるように構成されている。また、安全制御を実行する条件として、前記障害物センサ１３の他、前記車速センサ４６や、エンジン回転数センサにより検出された周辺環境や走行状態に基づいて、前記報知手段２５による報知や、走行機体３の自動停止等を実行するように構成しても良い。

該構成によれば、手動時安全作動モード時に安全制御が実行される動作条件や、実行項目を、作業時の環境やオペレータの好みによって変更することができるため、より汎用性・作業性が高い。以下、条件設定を変更した安全制御の別実施例にについて具体的に説明する。

前記制御部５０は、手動時安全作動モードに切換えられた場合における、前記障害物センサ１３により障害物を検出する警告範囲と停止範囲を、自動モードに切換えられた場合における障害物センサ１３により障害物を検出する警告範囲と停止範囲よりもそれぞれ狭くなるように構成しても良い。

言い換えると、手動時安全作動モードでは、自動モードの時よりも、走行機体と障害物との距離がより近い位置で、前記報知ブザー２４による警告や、走行機体３の自動停止の実行が行われる。

該構成によれば、手動時安全作動モードに切換えられた状態でオペレータが手動で走行機体を操作するにあたり、オペレータが意図しないタイミングで、走行機体３が自動的に停止したり、報知ブザー２４が鳴ったりする事態を効率的に減らすことができるため、操作性が向上するとともに、安全性も向上する。

また、前記制御部５０は、手動時安全作動モード時には、前記警報範囲内に障害物が検出された場合に、前記報知ブザー２４による警告音を鳴らすのみで、走行機体３の自動停止は実行されないように構成しても良い。

該構成によれば、オペレータによる手動操作時に障害物の接近を知らせる報知ブザー２４による警告は行われるため、安全性が向上する一方で、走行機体３の自動停止は実行されないため、意図しないタイミングで走行機体３が自動停止されることは確実に防止することができるため、操作性も高くなる。

また、前記制御部５０は、走行機体３が作業走行する環境や目的に応じて、オペレータによる手動操作時に安全制御を実行するための障害物センサ１３による検出範囲や、走行機体の安全確保のために実行する項目を予め定めた複数のパターンを記憶しても良い。

具体的には、前記作業モード切換スイッチ４１によって作業機の作業状態が切換えられることにより、手動時安全作動モードに切換えられた場合に実行される安全制御のパターンが、予め記憶された作業状態に適したパターンに自動的に切換えられた上で安全制御が実行される。

該構成によれば、各オペレータが走行機体３の作業環境に応じて、走行機体３を手動操作する際に実行される安全制御の内容を適したものにスムーズに変更することができるため、利便性が向上する。

１３障害物センサ（センサ）
４２操作モード切換スイッチ（切換操作具）
５０制御部

Claims

周辺環境又は走行状態をセンシングする少なくとも１つのセンサ（１３）と、
自動で機体を走行させる自動モードを実行可能に有する制御部（５０）とを備え、
該制御部（５０）は上記自動モードに移行している最中に前記センサ（１３）によって異常を検出した場合には走行又は作業を規制するか、或は該異常を報知する安全制御を実行する作業車両において、
前記制御部（５０）は、手動操作によって走行している最中に上記センサ（１３）によって異常を検出した場合にも上記安全制御を実行する手動時作動モードを実行可能に有する
ことを特徴とする作業車両。
前記制御部（５０）は、安全制御の実行時における規制内容若しくは報知内容、安全制御を実行する前記センサ（１３）の検出範囲その他の実行条件を変更設定可能とした
請求項１に記載の作業車両。
前記センサ（１３）として機体の進行方向の障害物の有無を検出する障害物センサを設け、
前記制御部（５０）は、手動時作動モード時に安全制御を実行する障害物センサ（１３）の検出範囲を、自動モード時に安全制御を実行する障害物センサ（１３）の検出範囲よりも狭く設定した
請求項１又は２の何れかに記載の作業車両。
前記制御部（５０）は、手動時作動モードに移行している最中に安全制御を実行する場合、走行規制は行わずに音による報知のみを行う
請求項１乃至３の何れかに記載の作業車両。
前記制御部（５０）は、自動モードへの切換操作を行う切換操作具（４２）により手動時作動モードへの切換操作ができるように構成された
請求項１乃至４の何れかに記載の作業車両。