JP2022165450A

JP2022165450A - 作業車両

Info

Publication number: JP2022165450A
Application number: JP2021070767A
Authority: JP
Inventors: 聡太山根; Sota Yamane; 周一足立; Shuichi Adachi
Original assignee: Mitsubishi Mahindra Agricultural Machinery Co Ltd
Current assignee: Mitsubishi Mahindra Agricultural Machinery Co Ltd
Priority date: 2021-04-20
Filing date: 2021-04-20
Publication date: 2022-11-01

Abstract

【課題】走行機体の側方近傍の障害物も確実に検出できる作業車両を提供する。【解決手段】走行機体１と、走行機体１の後部に連結される作業機６と、障害物を検出する作業機障害物センサ１８、１９と、を備え、作業機障害物センサ１８、１９は、作業機６の車幅方向両端部に設けられ、作業機６の前方、且つ走行機体１の側方を検出領域として障害物を検出する。これにより、走行機体１の側方近傍の障害物も確実に検出することが可能となる。【選択図】図４

Description

本発明は、トラクタなどの作業車両に関する。

特許文献１には、自動走行を行うにあたり、機体前方などの障害物を検出する障害物センサを備える作業車両が記載されている。

特開２０２０－１２９９９５号公報

しかしながら、特許文献１の作業車両では、走行機体の側方（特に、後輪の側方）に存在する障害物を検出できない。なお、走行機体のリヤフェンダに斜め下方に向けて障害物センサを設ければ、機体側方の障害物を検出することが可能となるが、トラクタのように大型の後輪を備える作業車両では、走行機体の側方近傍を検出領域とすることが難しい。

本発明は、上記の如き実情に鑑みこれらの課題を解決することを目的として創作されたものであって、請求項１の発明は、走行機体と、前記走行機体の後部に連結される作業機と、障害物を検出する障害物センサと、を備え、前記障害物センサは、前記作業機の車幅方向両端部に設けられ、前記作業機の前方、且つ前記走行機体の側方を検出領域として障害物を検出することを特徴とする。
また、請求項２の発明は、請求項１に記載の作業車両であって、前記障害物センサは、前記作業機の車幅方向両端部に、上下方向に並んで複数設けられることを特徴とする。
また、請求項３の発明は、請求項２に記載の作業車両であって、前記障害物センサの検出信号に基づいて障害物の有無を判定する制御部を更に備え、前記作業機は、前記走行機体の後部に昇降可能に連結され、前記制御部は、前記作業機の昇降位置に応じて使用する前記障害物センサを切り換えることを特徴とする。
また、請求項４の発明は、請求項２又は３に記載の作業車両であって、前記障害物センサは、前記作業機の車幅方向両端部に設けられるセンサブラケットに取り付けられ、前記センサブラケットは、上下方向に並ぶ複数のセンサ取付位置を備え、下側のセンサ取付位置には、前記障害物センサを覆うカバーが設けられることを特徴とする。

請求項１の発明によれば、障害物センサは、作業機の車幅方向両端部に設けられ、作業機の前方、且つ走行機体の側方を検出領域として障害物を検出するので、走行機体の側方近傍の障害物も確実に検出できる。
また、請求項２の発明によれば、障害物センサは、作業機の車幅方向両端部に、上下方向に並んで複数設けられるので、障害物センサの検出領域を上下方向に拡張できる。
また、請求項３の発明によれば、障害物センサの検出信号に基づいて障害物の有無を判定する制御部は、作業機の昇降位置に応じて使用する障害物センサを切り換えるので、障害物の判定精度が向上するとともに、雑草や畦を障害物と判定する可能性を低減できる。
また、請求項４の発明によれば、障害物センサは、作業機の車幅方向両端部に設けられるセンサブラケットに取り付けられ、センサブラケットは、上下方向に並ぶ複数のセンサ取付位置を備え、下側のセンサ取付位置には、障害物センサを覆うカバーが設けられるので、１つのセンサブラケットに複数の障害物センサを取り付けられるだけでなく、下側のセンサ取付位置に取り付けられる障害物センサをカバーによって泥などから保護できる。

本発明の一実施形態に係るトラクタの全体側面図である。障害物センサの取付位置を示すトラクタの要部斜視図である。（ａ）はフェンダ障害物センサの検出範囲を示すトラクタの平面図、（ｂ）はフェンダ障害物センサの検出範囲を示すトラクタの側面図である。（ａ）は作業機障害物センサの検出範囲を示すトラクタの平面図、（ｂ）は作業機上昇時における下側作業機障害物センサの検出範囲を示すトラクタの側面図、（ｃ）は作業機下降時における上側作業機障害物センサの検出範囲を示すトラクタの側面図である。（ａ）は作業機障害物センサの取付部を前方から視た要部分解斜視図、（ｂ）は作業機障害物センサの取付部を後方から視た要部分解斜視図である。トラクタの制御構成を示すブロック図である。障害物検出制御の処理手順を示すフローチャートである。

以下、本発明の実施の形態について、図面に基づいて説明する。図１において、１はトラクタＴ（作業車両）の走行機体であって、該走行機体１は、エンジン（図示せず）が搭載されるエンジン搭載部２と、エンジン動力を変速するミッションケース３と、ミッションケース３から出力される動力で回転駆動する前輪４及び後輪５と、走行機体１の後部に昇降可能に連結される作業機６と、エンジン搭載部２の後方に設けられ、運転部（図示せず）を覆うキャビン７と、キャビン７の左右両側方に設けられ、後輪５の上方を覆うフェンダ８と、を備える。

図１及び図２に示すように、本実施形態の作業機６は、ロータリ耕耘作業機であり、走行機体１の後部に昇降リンク機構９を介して連結される作業機フレーム１０と、作業機フレーム１０に回転可能に支持され、複数の耕耘爪１１ａを備えるロータリ耕耘軸１１と、ロータリ耕耘軸１１の上方を覆うメインカバー１２と、メインカバー１２の後端部に上下揺動可能に取り付けられるリヤカバー１３と、走行機体１から伝動される作業動力でロータリ耕耘軸１１を回転駆動させる作業動力伝達機構（図示せず）と、を備える。

図３の（ａ）及び図４の（ａ）に示すように、作業機６の車幅方向の寸法は、走行機体１の車幅方向の寸法よりも大きくなっている。換言すると、作業機６の車幅方向両端部は、正面視において、走行機体１の左右両側部よりも外側方に突出している。

図２及び図５の（ａ）に示すように、作業機６の車幅方向両端部の前面側には、キャスタスタンド（図示せず）が着脱可能に装着されるスタンドブラケット１４が設けられている。スタンドブラケット１４は、作業機フレーム１０に対し、複数のボルト１５を介して締結されている。キャスタスタンドは、走行機体１から分離された作業機６を移動可能に支持するキャスタ付きのスタンド装置であり、パイプ状の連結部をスタンドブラケット１４の係合溝１４ａに係合させた状態で、ピン１４ｂを挿通することによって、スタンドブラケット１４に装着される。

トラクタＴは、自動走行や遠隔操作を行うために、機体周囲の障害物を検出する複数の障害物センサ１６～１９を備える。複数の障害物センサ１６～１９には、走行機体１の前端部に設けられるフロント障害物センサ１６と、左右のフェンダ８に設けられるフェンダ障害物センサ１７と、作業機６に設けられる作業機障害物センサ１８、１９と、が含まれる。なお、本実施形態の障害物センサ１６～１９には、超音波を検出媒体とする超音波センサが用いられるが、電波や光を検出媒体とするセンサを用いてもよい。

フロント障害物センサ１６は、フロントセンサブラケット２０を介して走行機体１の前端部に取り付けられる。フロント障害物センサ１６は、走行機体１の前端部から機体前方に向けて超音波を発信するとともに、その反射波を受信し、該受信波に基づいて、機体前方に存在する障害物の有無や障害物までの距離を検出する。

フェンダ障害物センサ１７は、フェンダセンサブラケット２１を介して左右のフェンダ８に取り付けられる。図３に示すように、フェンダ障害物センサ１７は、フェンダ８の前端部から斜め下方に向けて超音波を発信するとともに、その反射波を受信し、該受信波に基づいて、機体中間部側方に存在する障害物の有無や障害物までの距離を検出する。

作業機障害物センサ１８、１９は、作業機センサブラケット２２を介して作業機６の車幅方向両端部に取り付けられる。図４に示すように、作業機障害物センサ１８、１９は、作業機６の前方、且つ走行機体１の側方に向けて超音波を発信するとともに、その反射波を受信し、該受信波に基づいて、機体後部側方に存在する障害物の有無や障害物までの距離を検出する。

このような作業機障害物センサ１８、１９によれば、作業機６の車幅方向両端部に設けられ、作業機６の前方、且つ走行機体１の側方を検出領域として障害物を検出するので、走行機体１の側方近傍の障害物、特に、後輪５の側方近傍の障害物を確実に検出することが可能になる。

作業機障害物センサ１８、１９には、作業機６の車幅方向両端部に、上下方向に並んで設けられる上側作業機障害物センサ１８及び下側作業機障害物センサ１９が含まれる。このような作業機障害物センサ１８、１９によれば、単一のセンサ構成に比べて検出領域を拡張でき、特に、検出領域を上下方向に拡張することが可能になる。

図５に示すように、作業機センサブラケット２２は、作業機フレーム１０に固定される固定部２２ａと、上下方向に並ぶ上側センサ取付部２２ｂ及び下側センサ取付部２２ｃと、を備える。固定部２２ａは、前述したスタンドブラケット１４を作業機フレーム１０に固定する複数のボルト１５を介して作業機フレーム１０に固定される。つまり、固定部２２ａは、作業機フレーム１０に対し、複数のボルト１５を介してスタンドブラケット１４と共締めされるので、部品点数の増加や構造の複雑化を回避できるだけでなく、必要に応じて作業機センサブラケット２２を容易に着脱することができる。

上側センサ取付部２２ｂは、上下方向に並ぶ複数のセンサ取付孔２２ｄを備えており、作業機６の作業高さと障害物検出高さとの関係に基づいて、いずれかのセンサ取付孔２２ｄを選択して上側作業機障害物センサ１８が取り付けられる。

下側センサ取付部２２ｃは、一つのセンサ取付溝２２ｅを備えており、ここに下側作業機障害物センサ１９が取り付けられる。作業機センサブラケット２２の下部には、下側センサ取付部２２ｃに取り付けられた下側作業機障害物センサ１９を覆うカバー２２ｆが設けられる。このような作業機センサブラケット２２によれば、１つの作業機センサブラケット２２に複数の作業機障害物センサ１８、１９を取り付けられるだけでなく、下側センサ取付部２２ｃに取り付けられる下側作業機障害物センサ１９をカバー２２ｆによって泥などから保護できる。

本実施形態では、上側作業機障害物センサ１８及び下側作業機障害物センサ１９を同時に使用することなく、作業機６の昇降位置に応じていずれかの作業機障害物センサ１８、１９を使用する。具体的に説明すると、図４の（ｂ）のように、作業機６を上昇させた非作業走行時には、下側作業機障害物センサ１９を使用して機体後部側方の障害物検出を行い、作業機６を下降させた作業走行時には、上側作業機障害物センサ１８を使用して機体後部側方の障害物検出を行う。このような構成によれば、作業機障害物センサ１８、１９の位置及び向きを作業機６の昇降位置に対して最適化できるので、作業機６の昇降位置に拘らず適切な高さの検出領域を実現できるだけでなく、検出領域が低くなり過ぎて雑草や畦を障害物と判定する可能性も低減できる。

図６に示すように、走行機体１は、各種の制御を行う制御部５０を備える。制御部５０の入力側には、前述した障害物センサ１６～１９の他に、ＧＰＳ信号に基づいて走行機体１の位置を検出するＧＰＳ５１と、リモコン５２からの遠隔操作信号を受信するリモコン受信部５３と、車速を検出する車速センサ５４と、自動走行制御を入切する自動操作入切スイッチ５５と、作業機６の昇降高さを検出する昇降高さセンサ５６と、が接続されている。

また、制御部５０の出力側には、自動走行制御や遠隔操作制御においてメインクラッチを操作するためのクラッチバルブ５７と、自動走行制御や遠隔操作制御において作業動力を入切するためのＰＴＯクラッチバルブ５８と、警報音を出力するホーン５９と、走行機体１の状態を外部に示す表示灯６０と、自動走行制御や遠隔操作制御において変速スイッチを操作するための変速油圧バルブ６１と、自動走行制御や遠隔操作制御においてエンジン回転数を変更するためのインジェクションポンプ６２と、自動走行制御や遠隔操作制御においてエンジンを緊急停止させるためのエンジン停止リレー６３と、が接続されている。

制御部５０は、自動走行制御や遠隔操作制御を行うにあたり、障害物センサ１６～１９の検出信号に基づいて障害物の有無などを判定し、警報や機体停止などの対応動作を行わせる障害物検出制御を実行する。以下、図７を参照して障害物検出制御の処理手順を説明する。

図７に示すように、制御部５０は、自動走行制御がＯＮであるか否かを判断し（Ｓ１）、この判断結果がＮＯの場合は、上位ルーチンに復帰する一方、判断結果がＹＥＳの場合は、作業機６が所定高さ以上であるか否かを判断する（Ｓ２）。制御部５０は、ステップＳ２の判断結果がＹＥＳの場合は、下側作業機障害物センサ１９の検出信号を取得し（Ｓ３）、判断結果がＮＯの場合は、上側作業機障害物センサ１８の検出信号を取得する（Ｓ４）。

つぎに、制御部５０は、障害物検知時間（障害物有りと判定した継続時間）を第１所定時間及び第２所定時間（第１所定時間＜第２所定時間）と比較し（Ｓ５、Ｓ６）、障害物検知時間が第１所定時間未満の場合は（Ｓ５：ＮＯ）、上位ルーチンに復帰し、また、障害物検知時間が第１所定時間以上で、且つ第２所定時間未満の場合は（Ｓ５：ＹＥＳ、Ｓ６：ＮＯ）、ホーン５９や表示灯６０で警報を行い（Ｓ７）、また、障害物検知時間が第１所定時間以上で、且つ第２所定時間以上の場合は（Ｓ５：ＹＥＳ、Ｓ６：ＹＥＳ）、エンジン停止リレー６３をＯＮにして走行機体１を停止させる（Ｓ８）。

叙述の如く構成された本実施形態によれば、走行機体１と、走行機体１の後部に連結される作業機６と、障害物を検出する作業機障害物センサ１８、１９と、を備え、作業機障害物センサ１８、１９は、作業機６の車幅方向両端部に設けられ、作業機６の前方、且つ走行機体１の側方を検出領域として障害物を検出するので、走行機体１の側方近傍の障害物も確実に検出できる。

また、作業機障害物センサ１８、１９は、作業機６の車幅方向両端部に、上下方向に並んで複数設けられるので、作業機障害物センサ１８、１９の検出領域を上下方向に拡張できる。

また、作業機障害物センサ１８、１９の検出信号に基づいて障害物の有無を判定する制御部５０を更に備え、作業機６は、走行機体１の後部に昇降可能に連結され、制御部５０は、作業機６の昇降位置に応じて使用する作業機障害物センサ１８、１９を切り換えるので、障害物の判定精度が向上するとともに、雑草や畦を障害物と判定する可能性を低減できる。

また、作業機障害物センサ１８、１９は、作業機６の車幅方向両端部に設けられる作業機センサブラケット２２に取り付けられ、作業機センサブラケット２２は、上下方向に並ぶ複数のセンサ取付位置を備え、下側のセンサ取付位置には、下側作業機障害物センサ１９を覆うカバー２２ｆが設けられるので、１つの作業機センサブラケット２２に複数の作業機障害物センサ１８。１９を取り付けられるだけでなく、下側のセンサ取付位置に取り付けられる下側作業機障害物センサ１９をカバー２２ｆによって泥などから保護できる。

１走行機体
６作業機
１８上側作業機障害物センサ
１９下側作業機障害物センサ
２２作業機センサブラケット
２２ａ固定部
２２ｂ上側センサ取付部
２２ｃ下側センサ取付部
２２ｄセンサ取付孔
２２ｅセンサ取付溝
２２ｆカバー
５０制御部
５５自動操作入切スイッチ
５６作業機高さセンサ

Claims

走行機体と、
前記走行機体の後部に連結される作業機と、
障害物を検出する障害物センサと、を備え、
前記障害物センサは、前記作業機の車幅方向両端部に設けられ、前記作業機の前方、且つ前記走行機体の側方を検出領域として障害物を検出することを特徴とする作業車両。
前記障害物センサは、前記作業機の車幅方向両端部に、上下方向に並んで複数設けられることを特徴とする請求項１に記載の作業車両。
前記障害物センサの検出信号に基づいて障害物の有無を判定する制御部を更に備え、
前記作業機は、前記走行機体の後部に昇降可能に連結され、
前記制御部は、前記作業機の昇降位置に応じて使用する前記障害物センサを切り換えることを特徴とする請求項２に記載の作業車両。
前記障害物センサは、前記作業機の車幅方向両端部に設けられるセンサブラケットに取り付けられ、
前記センサブラケットは、上下方向に並ぶ複数のセンサ取付位置を備え、下側のセンサ取付位置には、前記障害物センサを覆うカバーが設けられることを特徴とする請求項２又は３に記載の作業車両。