JP2021164411A - 作業車両 - Google Patents

Abstract

【課題】測位装置を利用して耕耘作業等対地作業を行う場合の作業機の基準高さを簡単に設定できる作業車両を提供する。【解決手段】走行車体に昇降可能に作業機を装着し、ポジションレバーによって作業機を昇降操作する作業車両において、作業機の高さ位置を測定する作業機測位装置を備え、制御装置には作業機測位装置で得られる検出高さＨｎを基準高さＨｓ，Ｈｓ´に保持すべく作業機を昇降制御する測位制御モードを備え、測位制御モードにおいてポジションレバーで昇降した作業機高さを基準高さＨｓ，Ｈｓ´として設定する。測位制御モードにおいて、基準高さＨｓを設定後、ポジションレバー操作によって更新された基準高さＨｓ´とする【選択図】図７

Description

本発明は、作業車両に関する。

従来、走行車両に均平作業機を昇降可能に連結し、均平作業機と共に上下する３次元測位装置により、圃場などの区画内の高低と位置を測定して基準高さを演算し記憶し、この基準高さに均平作業機を保持して、目標均平高さよりも高い位置から目標均平高さよりも低い位置に運土する構成がある（特許文献１）。

特開２０１７−１６９４９６号公報

特許文献１の構成によると、区画内の高低と位置を測定して基準高さを演算するものであるから、基準高さを演算するため圃場などの区画内をくまなく走行して高低を測定しなければならない。

この発明は、測位装置を利用して耕耘作業を行う場合の基準高さを簡単に設定できる作業車両を提供することを目的とする。

この発明は、上記課題を解決すべく次のような技術的手段を講じた。

請求項１に記載の発明は、走行車体２に昇降可能に作業機Ｗを装着し、ポジションレバー１５２によって作業機Ｗを昇降操作する作業車両において、作業機Ｗの高さ位置を測定する作業機測位装置３１を備え、制御装置４０には作業機測位装置３１で得られる検出高さＨｎを基準高さＨｓ，Ｈｓ´に保持すべく作業機Ｗを昇降制御する測位制御モードを備え、測位制御モードにおいてポジションレバー１５２で昇降した作業機Ｗ高さを基準高さＨｓ，Ｈｓ´として設定することを特徴とする。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、測位制御モードにおいて、基準高さＨｓを設定後、ポジションレバー１５２操作によって更新された基準高さＨｓ´とする構成とした。

請求項３に記載の発明は、請求項１又は請求項２に記載の発明において、作業機Ｗをポジションレバー１５２設定位置から上げ位置に上昇し、又は上げ位置からポジションレバー１５２設定位置に下降するワンタッチ昇降レバー３５３を備え、ワンタッチ昇降レバー３５３を下降側に操作すると基準高さＨｓ,Ｈｓ´に復帰する構成とした。

請求項１に記載の発明によると、作業機Ｗに取り付けた作業機測位装置３１の検出高さと予めポジションレバー１５２に基づく基準高さＨｓ，Ｈｓ´を比較しながら基準高さを保持すべく作業機昇降制御を行うものであるから、圃場の高さを測定することなく昇降制御を実行することができる。

請求項２に記載の発明によると、請求項１に記載の効果に加え、測位制御モードにおいて、ポジションレバー１５２の設定更新によって、基準高さＨｓを適宜に更新（Ｈｓ→Ｈｓ´）でき、圃場条件等に応じて設定高さを変更できて便利である。

請求項３に記載の発明は、請求項１又は請求項２に記載の効果に加え、ワンタッチ昇降レバー３５３を操作して一時的に作業機Ｗを非作業姿勢に上昇した後、再度のワンタッチ昇降レバー３５３操作によって作業機Ｗを下降するが、前記基準高さＨｓに復帰するものであるから、旋回時や後進時に一時的に作業機Ｗを上昇させる際にも操作が簡単である。

本発明における実施の形態の作業車両の概略左側面図である。 本発明における実施の形態の作業機を規定の高さまで上昇させた場合を示す図である。 本発明における実施の形態の動力伝達模式説明図である。 本発明における実施の形態の操縦席右側方の概略斜視図である。 本発明における実施の形態の操縦席の前方にある操作機器の説明図である。 図５におけるＡ部の拡大図である。 本発明における実施の形態の測位制御モードに係るフロー図である。 本発明における実施の形態の制御ブロック図である。

以下、添付図面を参照して本願の開示する作業車両の実施形態を詳細に説明する。なお、以下に示す実施形態によりこの発明が限定されるものではない。

まず、図１を参照して実施形態に係る作業車両１の全体構成について説明する。図１は、実施形態に係る作業車両１の説明図であり、作業車両１の概略左側面図である。なお、以下では、作業車両１としてトラクタを例に説明する。

作業車両であるトラクタ１は、自走しながら圃場などで作業を行う農業用トラクタである。また、トラクタ１は、作業者が搭乗して圃場内を走行しながら所定の作業を実行する他、後述する制御装置４０（図３参照）を中心とする制御系による各部の制御により、圃場内を自動走行しながら所定の作業を実行する。

また、以下において、前後方向とは、トラクタ１の直進時における進行方向であり、進行方向の前方側を「前」、後方側を「後」と規定する。

左右方向とは、前後方向に対して水平に直交する方向である。以下では、「前」側へ向けて左右を規定する。すなわち、トラクタ１の操縦者が操縦席８に着座して前方を向いた状態で、左手側が「左」、右手側が「右」である。

上下方向とは、鉛直方向に平行する方向である。

図１に示すように、トラクタ１は、走行車体２と、作業機Ｗとを備える。走行車体２は、車体フレーム３と、前輪４と、後輪５と、ボンネット６と、エンジンＥと、操縦部７と、ミッションケース１０とを備える。車体フレーム３とミッションケース１０は、走行車体２のメインフレームである。

前輪４は、左右一対であり、主に操舵用の車輪（操舵輪）となる。後輪５は、左右一対であり、主に駆動用の車輪（駆動輪）となる。トラクタ１は、後輪５が駆動する二輪駆動（２ＷＤ）と、前輪４および後輪５が共に駆動する四輪駆動（４ＷＤ）とを切り替え可能に構成されてもよい。この場合、駆動輪は、前輪４および後輪５の両方である。なお、走行車体２は、車輪（前輪４および後輪５）に代えてクローラ装置を備えてもよい。この場合、走行クローラが駆動輪である。

ボンネット６は、走行車体２の前部において開閉自在に設けられる。ボンネット６は、後部を回動中心として上下方向に回動（開閉）可能である。ボンネット６は、閉じた状態で、車体フレーム３上に搭載されたエンジンＥを覆う。エンジンＥは、トラクタ１の駆動源であり、ディーゼル機関やガソリン機関などの熱機関である。

操縦部７は、走行車体２の上部に設けられ、操縦席８やステアリングホイール９などを備える。操縦部７は、走行車体２の上部に設けられたキャビン７ａに覆われることで形成されてもよい。操縦席８は、操縦者の座席である。ステアリングホイール９は、操舵輪である前輪４を操舵する場合に操縦者により操作される。なお、操縦部７は、ステアリングホイール９の前方に、各種情報を表示するメータパネル１１（表示部）を備える。

また、操縦部７は、前後進レバー２０１、アクセルレバー、主変速操作部１７、副変速レバー１４などの各種操作レバーや、クラッチペダル１８、ブレーキペダル１５、アクセルペダル１９などの各種操作ペダルを備える。

ミッションケース１０は、トランスミッション（変速機構）を収容している。トランスミッションは、エンジンＥから伝達される動力（回転動力）を適宜減速して駆動輪である後輪５や、ＰＴＯ（Power Take-off）軸１６へ伝達する。

走行車体２の後部には、圃場内で作業を行う作業機Ｗが連結され、作業機Ｗを駆動する動力を伝達するＰＴＯ軸１６がミッションケース１０から後方へ突出している。ＰＴＯ軸１６は、トランスミッションによって適宜減速された回転動力を、走行車体２の少なくとも後部に装着された作業機Ｗへ伝達する。

また、走行車体２の後部には、作業機Ｗを昇降させる昇降装置１２が設けられる。昇降装置１２は、作業機Ｗを上昇させることで、作業機Ｗを非作業位置に移動させる。非作業位置は、例えば、走行車体２が後退する場合や、走行車体２が旋回する場合に、作業機Ｗを上昇させる位置である。また、昇降装置１２は、作業機Ｗを下降させることで、作業機Ｗを対地作業位置に移動させる。昇降装置１２は、油圧式の昇降シリンダ１２１と、リフトアーム１２２と、リフトロッド１２３と、ロワリンク１２４と、トップリンク１２５とを備える。

リフトアーム１２２は、昇降シリンダ１２１に作動油が供給されると、回動支点となる軸ＡＸまわりに作業機Ｗを上昇させるように回動し、昇降シリンダ１２１から作動油が排出されると、軸ＡＸまわりに作業機Ｗを下降させるように回動する。なお、リフトアーム１２２の基部（軸ＡＸ付近）には、リフトアーム１２２の回動角度を検知するリフトアームセンサ２６が設けられる。作業機Ｗの高さは、リフトアームセンサ２６の検知結果や、作業機Ｗに取り付けられた作業機測位装置３１により得られる作業機Ｗの高さと走行車体２に取り付けられた車体測位装置３０により得られる走行車体２の高さの比較に基づいて算出される。車体測位装置３０および作業機測位装置３１は、たとえば、ＧＮＳＳ（Global Navigation Satellite System）アンテナであり、上空を周回している航法衛星Ｓからの電波を受信して測位および計時を行うことができる。また、測位結果の履歴や電波のドップラー効果などから移動速度を算出することもできる。

また、リフトアーム１２２は、リフトロッド１２３を介してロワリンク１２４に連結される。このように、昇降装置１２は、ロワリンク１２４とトップリンク１２５とで、走行車体２に対して作業機Ｗを昇降可能に連結する。ロワリンク１２４はミッションケース１０の後部に取り付けられると共にドラフトセンサ２７によりロワリンク１２４に係る荷重が検出される。この荷重の検出によりプラウ作業機等装着時の抗力制御を行うことができる。

図１に示す例では、作業機Ｗは、圃場において耕耘作業を行うロータリ耕耘機である。ロータリ耕耘機は、ＰＴＯ軸１６から伝達された動力によって耕耘爪６１が回転することで、圃場面（土壌）を耕耘する。

また、トラクタ１は、制御装置４０（図３参照）を備える。制御装置４０は、エンジンＥを制御するとともに、走行車体２の走行速度を制御する。また、制御装置４０は、作業機Ｗを昇降制御する。

また、トラクタ１は、作業者による情報処理端末（タブレット端末などの携帯端末）１００の操作によって、特定の圃場における各種作業の設定などを行うことができる。情報処理端末１００は、たとえば、ハードディスク、ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＲＡＭ（Random Access Memory）などで構成される記憶部と、タッチパネルにより構成される表示部および操作部とを備える。なお、操作部として、各種キーやボタンなどが別に設けられてもよい。

また、トラクタ１は、障害物センサ２０を備える。障害物センサ２０は、前方センサ２１と、後方センサ２２とを備える。前方センサ２１は、たとえば、ボンネット６の前方に設けられたセンサ取付ステー１３に取り付けられるなど、走行車体２の前部に配置され、走行車体２の前方に存在する障害物（人や、物体）を検知する。

後方センサ２２は、たとえば、キャビン７ａの上部に取り付けられるなど、走行車体２の後部上側に配置され、走行車体２の後方に存在する障害物を検知する。なお、後方センサ２２は、図示しないモータによってキャビン７ａ、すなわち走行車体２に対する角度を変更することができる。

また、前方センサ２１および後方センサ２２は共に、中距離センサであり、好ましくは赤外線センサである。前方センサ２１および後方センサ２２は、赤外線ビームを放射し、障害物からの反射光を検知する。前方センサ２１は、前方に延びる検知領域を有する。また、後方センサ２２は、後方へ延びる検知領域を有する。

前方センサ２１および後方センサ２２は、たとえば、赤外線ビームを放射した後、障害物からの反射光を検知するまでの時間を測定することで、障害物までの距離を検知することができる。赤外線センサである前方センサ２１および後方センサ２２は、障害物を２次元的に検知し、たとえば、数メートルから数１０メートル程度の検知領域である。なお、障害物センサ２０として、赤外線センサ以外のソナーやミリ波レーダーなど他の中距離センサを用いることやその併用も可能である。

図２は、実施形態に係る作業機を規定の高さまで上昇させた場合を示す図である。本実施形態では、トラクタ１は、車体測位装置３０により得られる走行車体２の位置（高さ）ＨＴと作業機測位装置３１により得られる作業機Ｗの位置（高さ）ＨＷから、走行車体２に対する作業機Ｗの位置ΔＨが算出される。図２に示す例では、作業機測位装置３１が、車体測位装置３０に対して所定の位置ΔＨに配置されるように昇降されている。所定の位置ΔＨは例えば、作業機Ｗの下端位置が地面から２０センチ程度の位置に存在する昇降位置に相当するように設定される。また、リフトアーム１２２の角度Ｄを検出するリフトアームセンサ２６の検出値が所定の値となるように昇降して作業機Ｗの下端位置が地面から２０センチ程度の高さになるように調整することも可能である。

次に、図３を参照してトラクタ１の動力伝達について説明する。図３は、作業車両（トラクタ）１の動力伝達模式説明図である。図３に示すように、トラクタ１は、ミッションケース１０内に、変速装置（トランスミッション）７０を備えている。変速装置７０は、エンジンＥから後輪５などへ回転動力を伝達する動力伝達装置７１を備えている。動力伝達装置７１は、エンジンＥから出力される回転動力を、前輪４、後輪５および、走行車体２に連結された作業機Ｗ（図１参照）へ伝達し、前輪４、後輪５および作業機Ｗを駆動する。

動力伝達装置７１は、前後進切換部７２と、主変速部７３と、副変速部７４と、前輪変速部７５とを備えている。動力伝達装置７１は、エンジンＥからの回転動力を、たとえば、入力軸７６、前後進切換部７２、主変速部７３、副変速部７４を順に介して後輪５，５へ伝達する。

また、動力伝達装置７１は、エンジンＥからの回転動力を、たとえば、入力軸７６、前後進切換部７２、主変速部７３、副変速部７４、前輪変速部７５を順に介して前輪４，４へ伝達する。また、動力伝達装置７１は、エンジンＥからの回転動力を、たとえば、入力軸７６、ＰＴＯ駆動部９３を順に介して作業機Ｗへ伝達する。

図３に示すように、入力軸７６は、エンジンＥの出力軸に設けられ、エンジンＥからの回転動力が伝達（入力）される。なお、以下では、動力伝達の方向について、エンジンＥ側を動力伝達上流側と規定し、最終的な出力先である前輪４，４、後輪５，５および作業機Ｗ側をそれぞれ動力伝達下流側と規定する。

前後進切換部（以下、前後進クラッチ部という）７２は、エンジンＥから伝達される回転動力を、メイン軸７７の正逆転によって、前進方向の回転または後進方向の回転に切り換える。前後進クラッチ７２部は、たとえば、操縦席８において前後進レバー２０１（図１参照）が操作されることで、前後進バルブｖ１を介する油圧制御によって、前進と後進とを切り換える。

主変速部７３は、主変速装置９２と、高低（Ｈｉ−Ｌｏ）変速装置９４とを備えている。主変速装置９２は、エンジンＥからの回転動力を、複数の変速段のいずれかで変速する。主変速装置９２は、第１主変速クラッチ９２ａと、第２主変速クラッチ９２ｂとを備え、複数の変速段として、たとえば１速ギヤ〜４速ギヤを備えている。

第１主変速クラッチ９２ａは、主変速操作部１７の操作により制御される主変速第１バルブｖ２により油圧制御され、第２主変速クラッチ９２ｂは、主変速操作部１７の操作により制御される主変速第２バルブｖ３により油圧制御される。

主変速装置９２は、第１主変速クラッチ９２ａおよび第２主変速クラッチ９２ｂの接続状態に応じて、エンジンＥからの回転動力を１速ギヤ〜４速ギヤのいずれかの変速比で変速して後段、すなわち動力伝達下流側へ伝達する。主変速装置９２は、たとえば、操縦席８において主変速操作部１７（図４参照）が操作されることで、１速ギヤ〜４速ギヤのうちの１つを選択する。

高低（Ｈｉ−Ｌｏ）変速装置９４は、エンジンＥからの回転動力を、高速段または低速段で変速する。高低（Ｈｉ−Ｌｏ）変速装置９４は、高速（Ｈｉ）側油圧多板クラッチ（Ｈｉクラッチ）と、低速（Ｌｏ）側油圧多板クラッチ（Ｌｏクラッチ）と、高速（Ｈｉ）ギヤと、低速（Ｌｏ）ギヤとを備えている。なお、ＨｉクラッチとＬｏクラッチとは、「Ｈｉ−Ｌｏクラッチ」を形成する。

Ｈｉ−Ｌｏクラッチは、主変速装置９２によって変速された回転動力を、高速（Ｈｉ）ギヤの変速比または低速（Ｌｏ）ギヤの変速比で変速して後段、すなわち動力伝達下流側へ伝達する。Ｈｉ−Ｌｏクラッチは、たとえば、操縦席８において主変速操作部１７が４速〜５速の間で操作されることで、高低バルブｖ４を介する油圧制御によって、自動的に高速（Ｈｉ）側または低速（Ｌｏ）側に切り換える。Ｈｉ−Ｌｏクラッチは、たとえば、高速（Ｈｉ）側４段、低速（Ｌｏ）側４段の８段変速となる。

副変速部７４は、エンジンＥから、たとえば、前後進クラッチ部７２、主変速部７３（主変速装置、高低変速装置）を順に介して伝達される回転動力を複数の変速段のいずれかに変速可能である。副変速部７４は、第１副変速クラッチ７４ａと、第２副変速クラッチ７４ｂとを備え、複数の変速段として、たとえば１速ギヤ〜４速ギヤを備えている。

副変速部７４は、変速軸７８に伝達された回転動力を、第１副変速クラッチ７４ａ、第２副変速クラッチ７４ｂ、複数のギヤを介して変速して出力軸７９へ伝達する。副変速部７４は、エンジンＥから伝達されさらに主変速部７３などで変速された回転動力を、たとえば４段変速して後輪５，５側へ伝達する。副変速部７４の変速段は、副変速レバー１４の操作により制御される副変速第１バルブｖ５と、副変速第２バルブｖ６により油圧制御される。

すなわち、メイン軸７７の回転は、たとえば４段変速する主変速装置９２と、高低２段に変速する高低（Ｈｉ−Ｌｏ）変速装置９４と、機械式にたとえば４段変速する副変速機とによって変速され、最終的に出力軸７９へ伝達される。副変速の最も高速な変速段は主に路上走行する場合に使用され、所定の速度以上（例えば、１５ｋｍ／ｈ以上）で走行できる。公道走行ボタン９１を押すと、所定の速度以上で走行可能な変速段への変速を規制するため、作業機をつけた状態で走行しても安全に路上走行できる。規制はバルブｖ５などへの信号の出力を規制することにより実行される。

動力伝達装置７１は、出力軸７９に伝達される回転動力を、後輪差動ギヤ（後輪デフ）８０、車軸（ドライブシャフト）８１、遊星ギヤ機構などを介して後輪５，５へ伝達される。この結果、トラクタ１は、エンジンＥからの回転動力によって、後輪５，５が駆動輪として回転駆動する。

前輪変速部（４ＷＤクラッチ部）７５は、前輪変速装置を備え、入力軸７６に伝達される回転動力を前輪４，４側へ伝達する。前輪変速装置は、前輪増速クラッチと、前輪等速クラッチとを備えている。なお、前輪増速クラッチと前輪等速クラッチとは、「前輪変速クラッチ（４ＷＤクラッチ）」を形成する。

４ＷＤクラッチは、第１前輪駆動軸８２に設けられ、前輪等速クラッチが接続されている場合に、第１前輪駆動軸８２の回転を等速で第２前輪駆動軸８３へ伝達する。また、４ＷＤクラッチは、前輪増速クラッチが接続されている場合に、複数のギヤを介して、第１前輪駆動軸８２の回転を増速して第２前輪駆動軸８３へ伝達する。

４ＷＤクラッチは、第２前輪駆動軸８３に伝達された回転動力を、前輪差動ギヤ（前輪デフ）８４、車軸（ドライブシャフト）８５、遊星ギヤ機構などを介して前輪４，４へ伝達する。この結果、トラクタ１は、左右の前輪４，４および左右の後輪５，５の四輪駆動（４ＷＤ）で走行可能となる。

トラクタ１は、前輪４，４側に、パワーステアリング装置を構成するステアリングシリンダ５５を備えている。また、トラクタ１は、後輪５，５側に、制動装置を構成する左右のブレーキ５６Ｌ，５６Ｒを備えている。また、トラクタ１は、走行車体２の走行に関する制御を行う制御装置４０を備えている。

また、図示しないが、動力伝達装置７１は、ＰＴＯ駆動装置をさらに備えている。ＰＴＯ駆動装置は、エンジンＥからの回転動力を変速して走行車体２後部のＰＴＯ軸１６（図１参照）から作業機Ｗ（図１参照）に出力することで、エンジンＥからの動力によって作業機Ｗを駆動する。

ＰＴＯ駆動装置は、ＰＴＯクラッチ装置と、ＰＴＯ変速装置と、ＰＴＯ軸１６とを備えている。ＰＴＯ駆動装置は、走行車体２後部の作業機Ｗを駆動する駆動状態と、作業機Ｗの駆動を停止した非駆動状態とを切り換える。

図４を参照して、操縦席８の周りに設けられた各種操作機器について説明する。図４は、操縦席８右側方の概略斜視図である。なお、各図に示す各種操作機器は一例であり、操作機器の種類や配置など、これに限定されるものではない。

図４に示すように、操縦席８の右側方には、主変速操作部１７（主変速増速ボタン１７ａ、主変速減速ボタン１７ｂ）、副変速レバー１４、アクセルレバー１５１、ポジションレバー１５２、昇降位置設定手段（上げ高さダイヤル）９０、公道走行ボタン９１、操作パネル収納部６２などが設けられている。このうち、ポジションレバー１５２は、リフトアーム１２２を昇降する場合に操作される。

また、操縦席８の右側方には、ＰＴＯ自動／手動切換スイッチ、ＰＴＯ入切スイッチ、エンジン回転指示部、回転数増加調節スイッチ、回転数減少調節スイッチなどの各種操作スイッチ類が設けられている。なお、操作パネル収納部６２には、上記以外の他の操作スイッチ類が設けられた操作パネルが収納される。

昇降位置設定手段（上げ高さダイヤル）９０は、油圧シリンダである昇降シリンダ１２１を調節して公道走行ボタン９１が押された時や制御装置４０が路上走行中と判定した時の走行車体２に対する作業機Ｗの所定の位置ΔＨ、またはリフトアームセンサ２６が検出するリフトアーム１２２の所定の角度Ｄの値を調整するダイヤルである。走行車体２に対する作業機Ｗの所定の位置ΔＨと、リフトアームセンサ２６が検出するリフトアーム１２２の角度Ｄのいずれを利用するかはメータパネル１１や情報処理端末１００を用いて予め設定される。

次に、図５および図６を参照してステアリングホイール９の周りに設けられた各種操作機器について説明する。図５は、操縦席８の前方にある操作機器の説明図である。図６は、図５におけるＡ部の拡大図である。なお、図６では、図５のＡ部を右から左へ見た場合を示している。また、各図に示す操作機器の種類や配置などは一例であり、これに限定されるものではない。

図５に示すように、操縦席８（図１参照）の前方には、上述したように、ステアリングホイール９が設けられている。また、ステアリングホイール９が取り付けられたハンドルポスト３５０の下部左方にはクラッチペダル１８が設けられ、ハンドルポスト３５０の下部右方にアクセルペダル１９およびブレーキペダル１５が設けられている。なお、ブレーキペダル１５は、左右それぞれのブレーキペダル１５Ｌ，１５Ｒを備えている。左右のブレーキペダル１５Ｌ，１５Ｒの構成については、図８を用いて後述する。

ハンドルポスト３５０の上部左方には前後進レバー２０１が設けられている。また、図５および図６に示すように、ハンドルポスト３５０の上部右方にはアクセルレバー３５１、ウィンカレバー３５２およびワンタッチ昇降レバー３５３が設けられている。なお、ワンタッチ昇降レバー３５３は、車体に作業機を連結するリフトアームをポジションレバー１５２（図６参照）の操作位置または最上位置へワンタッチで操作するものであり、即ち無負荷の姿勢から先端部を上方にワンタッチ操作すると作業機Ｗを最上位置に上昇でき、先端部を下方にワンタッチ操作すると作業機Ｗをポジションレバー１５２の操作位置に下降できる。また、ハンドルポスト３５０の中央にはＰＴＯ変速レバー３５４が設けられている。

図５に示すように、ステアリングホイール９の前方にはダッシュボードカバー３５５が設けられている。また、ダッシュボードカバー３５５には、操縦席８のオペレータから見えるようにメータパネル１１が設けられている。また、メータパネル１１には表示部（液晶モニタ）３５６やエンジン回転計（タコメータ）３５７などが設けられている。なお、液晶モニタ３５６では、たとえば、現在の変速段を表示する変速段表示、燃料消費率表示および走行速度表示などの各種表示がなされ、燃料消費率表示と走行速度表示とは一定時間ごとに切り替わるように表示されてもよい。

図６に示すように、ダッシュボードカバー３５５の右部には走行モード選択スイッチ２２３およびエンジンモード選択スイッチ１９２が設けられている。なお、エンジンモード選択スイッチ１９２が押されると、エンジンＥ（図１参照）が低燃費のエンジン出力カーブで制御される。

また、本実施形態では、トラクタ１は、圃場を走行する圃場モードと、路上を走行する路上モードとをモード選択スイッチ２２３によって手動で切り替え可能に構成されている。圃場モードとは、圃場で作業を行う際に選択される制御モードであり、例えば、車速が低速（１〜１０ｋｍ／ｈ）でのみ走行するように制御される。また、路上モードとは、例えば、圃場までの路上を走行する際に選択される制御モードであり、例えば、車速が高速（１５ｋｍ／ｈ以上）で走行できるように制御される。

そして、実施形態に係る制御装置４０は、路上モードが選択され、副変速レバー１４が高速に操作された場合、またはロック操作検出スイッチ１３８がロック状態を検出している場合において、作業機Ｗの昇降位置が規定の高さ（路上走行可能な高さ）に位置しない場合に、作業者へ所定の通知（音声あるいは画面表示）を行い、作業機Ｗの昇降位置が規定の高さに位置しない旨を作業者へ知らせる。

そして、制御装置４０は、かかる通知が行われている期間中に、自動で作業機Ｗを規定の高さまで昇降させる。これにより、作業機Ｗが規定の高さに位置しないまま路上走行してしまうことを低減できる。

また、実施形態に係る制御装置４０（図８参照）は、作業機Ｗを規定の高さまで自動昇降させる際には、リフトアームセンサ２６または車体測位装置３０と作業機測位装置３１の検知状況を用いる。具体的には、制御装置４０は、リフトアームセンサ２６または車体測位装置３０と作業機測位装置３１の検知状況が特定の状況である場合に、作業機Ｗの昇降位置が規定の高さであると判定する。かかる点について、図２を用いて説明する。

図２は、実施形態に係る作業機Ｗを規定の高さまで上昇させた場合を示す図である。図２では、走行車体２の高さが高さＨＴ、作業機（ロータリ耕耘機）Ｗの昇降位置が高さＨＷである場合を示している。制御装置４０は、作業機Ｗがロータリ耕耘機の場合、図２に示す状況を特定の状況とし検出し、作業機Ｗが規定の上昇高さであると判定する。例えば、車体測位装置３０から得られる走行車体２の高さＨＴと作業機測位装置３１から得られる作業機Ｗの高さＨＷの差から走行車体２に対する作業機Ｗの位置ΔＨが所定の範囲内である場合、またはリフトアーム１２２の角度が所定の範囲内である場合を特定の状況とし、作業機Ｗが規定の上昇高さであると判定する。

そして、制御装置４０は、作業機Ｗが規定の上昇高さであると判定した場合、作業者に対して、作業機Ｗの昇降を停止すべき旨の通知を行ったり、作業機Ｗの昇降を自動で停止したりする。これにより、作業者は、作業機Ｗを規定の高さ位置に停止させることができる。

すなわち、実施形態に係る制御装置４０は、走行車体２に対する作業機Ｗの位置ΔＨ、またはリフトアーム１２２の角度Ｄが特定の状況である場合に、作業機Ｗの昇降位置が規定の高さであると判定することで、作業機Ｗを適切な位置に昇降させることができる。

なお、上記した規定の上昇高さとは、例えば、路上走行可能な高さである。つまり、制御装置４０は、走行車体２に対する作業機Ｗの位置ΔＨ、またはリフトアーム１２２の角度Ｄが特定の状況である場合に、作業機Ｗの昇降位置が路上走行可能な高さであると判定する。これにより、作業機Ｗを路上走行可能な高さに精度良く昇降させることができる。

一方、制御装置４０は、モード選択スイッチ２２３によって圃場モードが選択された場合において、図７のように、作業機（ロータリ耕耘機）Ｗの耕深制御が実行される。圃場モード実行中（Ｓ１０１）、制御装置４０にトラクタ車体１各部の操作レバーやセンサ等からの情報が読み込まれる（Ｓ１０２）。作業者はポジションレバー１５２を操作して作業機（ロータリ耕耘機）Ｗの耕耘深さ（耕深）を設定する（Ｓ１０３，Ｓ１０４）。制御装置４０は作業機測位装置３１による検出高さＨ０を基準高さＨｓとして設定記憶する（Ｓ１０５，Ｓ１０６）。なお、ポジションレバー１５２操作に基づく耕深の設定完了を認識する手段を適宜に設ける（例えば、設定完了スイッチ）とよい。

以下、耕耘作業は上記の基準高さＨｓに基づいて作業機Ｗ昇降制御が実行される。すなわち、制御装置４０は、定期的に入力される作業機測位装置３１の検出高さＨｎと前記基準高さＨｓを比較し、リフトアーム１２２に圧油を給排して作業機Ｗを昇降制御することによって作業機Ｗの高さがＨｓになるよう制御する（Ｓ１０７〜Ｓ１１０）。

耕耘作業中、旋回操作のため作業機Ｗを上昇させる場合には、ワンタッチ昇降レバー３５３を上方操作して作業機Ｗを上昇し（Ｓ１１１，Ｓ１１２）、旋回操作後ただちにワンタッチ昇降レバー３５３を下方操作して作業機Ｗを下降する（Ｓ１１３，Ｓ１１４）。この動作の間、前記基準高さＨｓは記憶されて作業機Ｗの下降復帰後基準高さＨｓは復帰し（Ｓ１１５）、耕深制御を継続できる。

耕深制御中、設定耕深を変更したい場合、ポジションレバー１５２操作し、基準高さＨｓをＨｓ´に更新する（Ｓ１１６，Ｓ１１７）。以後Ｓ１０７に戻って作業機測位装置３１の検出結果に基づく耕深制御を作業終了まで実行する（Ｓ１１８）。

このように、作業機Ｗに取り付けた作業機測位装置３１の検出高さと予めポジションレバー１５２に基づく基準高さＨｓ，Ｈｓ´を比較しながらその差をなくする作業機昇降制御をもって耕深制御を行うものであるから（測位制御モード）、圃場の高さを測定することなく耕深制御を実行することができる。

前記モード選択スイッチ２２３は、圃場モードと走行モードを選択できる構成としているが、圃場モードには、耕耘作業モードを選択できる構成とし、さらに、耕耘作業モードには、上記構成の測位制御モードを選択できる構成としておくとよい。

測位制御モードにおいて、ポジションレバー１５２の設定更新によって、基準高さＨｓを適宜に更新（Ｈｓ→Ｈｓ´）でき、圃場条件に応じて部分的に設定耕深を変更できて便利である。

さらに、ワンタッチ昇降レバー３５３を操作して一時的に作業機Ｗを非作業姿勢に上昇した後、再度のワンタッチ昇降レバー３５３操作によって作業機Ｗを下降するが、前記基準高さＨｓに復帰するものであるから、旋回時や後進時に一時的に作業機Ｗを上昇させる際にも操作が簡単である。

図７の測位制御モードによる耕耘制御は、一区画の圃場の表面の凹凸に関わらず実行するものである。圃場面の凹凸に関わらず基準高さＨｓ又はＨｓ´を保持するものであるから、極端に凹凸の激しい箇所では所望の耕深を得難い場合もある。

そこで、事前に圃場表面を略均一にしておくと所望の耕深となる。一区画の圃場で作業者は任意の条件（例えばＰＴＯ回転数、車速）を変更せず一定とし、一度圃場全体を通して耕し、作業機測位装置３１の測位データの収集を行い、この測位データに基づいて、高所の土を低所側に移動させて圃場を均一化でき、測位制御モードによる耕深制御は作業者の熟練度に関わらず一定仕上がりとなる。

上記の圃場均一化を行う圃場平均化モードとこれを伴わない任意高さモードとを選択できる構成とするとよい。なお、圃場平均化モードにおいて、測位データに基づいてＰＴＯ回転数制御と作業機Ｗの昇降制御の複合制御を実行して土寄せ精度を向上できる。また、さらに、耕耘リヤカバー６３の開度（上部回動支点回りの角度）データにより土寄せ量を判定し、作業機Ｗの昇降微調整を補正することで一層精度を向上できる。また、エンジン負荷と車速からスリップ率を演算し、このスリップ率から土の硬度を判定して予め設定した基準土壌硬度との対比によって作業機昇降微調整を行うことによって精度を向上できる。なお、スリップ率から演算した土壌硬度が基準土壌硬度より高い場合は作業機Ｗを下げ側に補正し、基準土壌硬度より低い場合は作業機Ｗを上げ側に補正するものである。

次に、図８を参照して制御装置４０を中心とする作業車両（トラクタ）１の制御系について説明する。図８は、作業車両１の制御系の一例を示すブロック図である。図８に示すように、制御装置４０は、エンジンＥＣＵ（Electronic Control Unit）４１と、走行系ＥＣＵ４２と、作業機昇降系ＥＣＵ４３とを備える。エンジンＥＣＵ４１は、エンジンＥの回転数を制御する。走行系ＥＣＵ４２は、駆動輪の回転を制御することで、走行車体２（図１参照）の走行速度を制御する。作業機昇降系ＥＣＵ４３は、昇降装置１２を制御して作業機Ｗを昇降制御する。

制御装置４０は、電子制御によって各部を制御することが可能であり、ＣＰＵ（Central Processing Unit）などを有する処理部をはじめ、各種プログラムや圃場ごとに予め設定された走行車体２の予定走行経路などの必要なデータ類が記憶される記憶部などを備える。

図８に示すように、制御装置４０には、車体測位装置３０、作業機測位装置３１、エンジン回転センサ２３、車速センサ２４、切れ角センサ２５、障害物センサ２０（前方センサ２１および後方センサ２２）、リフトアームセンサ２６、レバーセンサ３５などの各種センサ類やロック操作検出スイッチ１３８、モード選択スイッチ２２３、公道走行ボタン９１、上げ高さダイヤル９０などの各種スイッチ類が接続される。なお、エンジン回転センサ２３は、エンジンＥの回転数を検知する。車速センサ２４は、走行車体２（図１参照）の走行速度（車速）を検知する。切れ角センサ２５は、操舵輪である前輪４（図１参照）の切れ角を検知する。切れ角センサ２５は、車体の旋回を検知する。レバーセンサ３５は副変速レバー１４が少なくとも高速位置に操作されていることを検出する。

制御装置４０には、車体測位装置３０から走行車体２の位置情報、作業機測位装置３１から作業機Ｗの位置情報、エンジン回転センサ２３からエンジンＥの回転数、車速センサ２４から走行車体２の走行速度、切れ角センサ２５から前輪４の切れ角、障害物センサ２０から障害物の検知結果、リフトアームセンサ２６から作業機Ｗの高さ、レバーセンサ３５から副変速レバー１４の高速位置操作の有無がそれぞれ入力される。制御装置４０は、トラクタ１を自律走行させる場合、切れ角センサ２５の検知結果を用いて、前輪４の切れ角をフィードバックしながらステアリングホイール９に連結されたステアリングシリンダを制御することで、ステアリングホイール９を自動操舵する。

また、制御装置４０には、エンジンＥＣＵ４１がエンジンＥに接続され、走行系ＥＣＵ４２が、操舵装置５１、変速装置５２および制動装置５３などに接続され、作業機昇降系ＥＣＵ４３が昇降装置１２に接続される。

このうち、作業機昇降系ＥＣＵ４３は、昇降装置１２に向けて作業機昇降信号を出力する。昇降装置１２は、作業機昇降系ＥＣＵ４３から出力された作業機昇降信号に基づいて作業機Ｗを昇降駆動する。また、作業機Ｗの走行車体２に対するローリング角度を調整する水平シリンダ３３を制御する。水平シリンダ３３は右側のリフトロッド１２３に設けられ、伸縮して長さを変更することにより、ローリング角度が調整される。

また、制御装置４０は、たとえば、作業者が携行可能な情報処理端末１００と無線接続される。制御装置４０は、作業者の操作による情報処理端末１００からの指示信号に基づいてトラクタ１の各部を制御する。また、制御装置４０は、トラクタ１の車体情報データベースを保持し、型式などの情報の受け渡しを情報処理端末１００などからも行うことができるように構成してもよい。

また、制御装置４０は、前方センサ２１、または後方センサ２２によって障害物が検知された場合には、走行車体２を停止させる。また、制御装置４０は、前方センサ２１、または後方センサ２２によって障害物が検知された場合には、エンジンＥを停止させたり、ＰＴＯ軸１６への回転動力の伝達を中止させたりする。また、制御装置４０は、制御装置４０は、前方センサ２１、または後方センサ２２によって障害物が検知された場合には、警報器（不図示）を作動させて、障害物が検知されたことを報知してもよい。

また、制御装置４０は、トラクタ１が自律走行しつつ作業を行うモードである「自動運転モード」を有する。制御装置４０は、自動運転モードにおいては、作業機Ｗによる作業内容に応じた予定走行経路が予め圃場ごとに定められ、データ化されて記憶部に記憶され、車体測位装置３０の測定結果に基づいて、記憶された予定走行経路に沿って走行するように、エンジンＥ、操舵装置５１、変速装置５２、制動装置５３および昇降装置１２などの各部を制御する。なお、予定走行経路は、圃場の形状、大きさ、圃場内に形成された畝の幅、長さおよび本数、さらには作物の種類などに応じて設定される。

また、制御装置４０は、上述した通り、ロック操作検出スイッチ１３８ロック状態を検出している場合、副変速レバー１４高速に操作されていて、モード選択スイッチ２２３が路上モードに設定されている場合、または制御装置４０に予め登録されている圃場の位置情報および形状情報と作業機測位装置３１により、走行車体２に取り付けられた作業機Ｗが圃場外にいることを検知した場合に、作業機Ｗを予め定められた位置になるように昇降する。この時、作業機Ｗのローリング角度が走行車体２に対して略水平になるよう水平シリンダ３３により自動的に調整されることで、より路上走行に適した姿勢にすることができる。

また、予め登録されている圃場の位置と範囲の情報と作業機測位装置３１により、走行車体２に取り付けられた作業機Ｗが圃場外から圃場内に入ったことを検知した場合、作業機Ｗを予め定められた位置から最上げ位置に上昇させるとよい。これにより圃場内では小回りが利くようになり、畔などとの接触も抑制できる。また作業機測位装置３１により判定することにより、走行車両が作業機をつけずに圃場内に入った場合に、不要な上昇制御を実行しないような構成とすることができる。

さらに、作業機測位装置３１から作業機Ｗの移動速度を算出して、これが所定の速度（例えば、１５ｋｍ／ｈ）以上となる場合、運転者に警告を報知する。これにより作業機Ｗを取り付けた状態で高速走行することを抑制し、転倒しやすい状態での走行を抑制できる。作業機測位装置３１から作業機Ｗの移動速度を算出して判定することで、作業機Ｗをつけない状態など、問題なく走行できる状態での不要な報知を防止できる。

２ 走行車体
３１ 作業機測位装置
４０ 制御装置
１５２ ポジションレバー
３５３ ワンタッチ昇降レバー
Ｈｎ 検出高さ
Ｈｓ 基準高さ
Ｈｓ´（更新された）基準高さ
Ｗ 作業機

Claims (3)

1. 走行車体（２）に昇降可能に作業機（Ｗ）を装着し、ポジションレバー（１５２）によって作業機（Ｗ）を昇降操作する作業車両において、作業機（Ｗ）の高さ位置を測定する作業機測位装置（３１）を備え、制御装置（４０）には作業機測位装置（３１）で得られる検出高さ（Ｈｎ）を基準高さ（Ｈｓ，Ｈｓ´）に保持すべく作業機（Ｗ）を昇降制御する測位制御モードを備え、測位制御モードにおいてポジションレバー（１５２）で昇降した作業機（Ｗ）高さを基準高さ（Ｈｓ，Ｈｓ´）として設定することを特徴とする作業車両。
2. 測位制御モードにおいて、基準高さ（Ｈｓ）を設定後、ポジションレバー（１５２）操作によって更新された基準高さ（Ｈｓ´）とする構成とした請求項１に記載の作業車両。
3. 作業機（Ｗ）をポジションレバー（１５２）設定位置から上げ位置に上昇し、又は上げ位置からポジションレバー（１５２）設定位置に下降するワンタッチ昇降レバー（３５３）を備え、ワンタッチ昇降レバー（３５３）を下降側に操作すると基準高さ（Ｈｓ,Ｈｓ´）に復帰する構成とした請求項１又は請求項２に記載の作業車両。
   

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