JP2023150734A - 作業車両 - Google Patents

Abstract

【課題】適切な作業設定を容易に実行できる作業車両を提供する。【解決策】走行車体２と走行車体２の後部に作業機２００を装着し作業走行に関する各種設定を行うモニタ５０をキャビン２５内に備え、前記モニタ５０で設定された設定値は走行車体２を制御する制御部１５２に送信されて車両が制御されるとともに前記設定値は、前記制御部１５２に送信したときの位置情報と共に前記モニタ５０内の記憶装置に記憶され、以降設定操作を行うときに、位置情報に基づいて過去の前記設定値を表示する。【選択図】図６

Description

本発明は、農業用トラクタ等の作業車両に関する。

機体に関する各種制御機能の入切を操作する入切操作画面を表示するサブモニタをキャビン内部に有する農業用トラクタ等の作業車両が公知である（例えば、特許文献１参照）。

特開２０１７－１７７８９６号公報

上記の技術では、サブモニタで各種設定を行うことができるが、細かく設定を変えることで、圃場毎に栽培する作物の種類に合わせて適切な設定に調整できる反面、設定項目は多岐にわたり、毎回設定変更することは煩わしい作業であった。

本発明は適切な作業設定を容易に実行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。

第１の発明は、走行車体と走行車体の位置情報を測定する測位装置と走行車体の後部に作業機を装着し作業走行に関する各種設定を行うボタンを備えるモニタをキャビン内に備え、前記モニタで設定された設定値は走行車体を制御する制御部に送信されて車両が制御されるとともに前記設定値は、前記制御部に送信したときの位置情報と共に前記モニタ内の記憶装置に記憶され、以降設定操作を行うときに、位置情報に基づいて過去の前記設定値を表示する作業車両である。

第１の発明によると、設定値を位置情報にひもづけて記憶し、次回設定する場合は位置情報に応じて設定値を表示してくれるので、圃場の場所に応じて適切な作業設定を容易に行うことができる。

実施形態に係るトラクタの側面図である。 実施形態に係るセンサの検出範囲を表すトラクタ側面の簡略図である。 実施形態に係るセンサの検出範囲を表すトラクタ平面の簡略図である。 実施形態に係るトラクタの制御システムを示すブロック図である。 実施形態に係るトラクタのキャビン内部の斜視図である。 実施形態に係るトラクタに搭載されたモニタに表示される各種制御設定画面の一例の図である。

本発明の作業車両についての実施例を図面に基づき説明する。

図１は、作業車両の一例として示す走行車体２に作業機２００を装着した実施形態に係るトラクタ１の全体側面図で、トラクタ１の前部のボンネット１８内に搭載したエンジンＥの動力をミッションケース３で適宜に変速して前輪軸４と後輪軸５に伝動して前輪６と後輪７の両方或は後輪７のみを駆動し、前輪６を操向して進行方向を制御しながら走行する。機体の後方へ突出するロワリンク９には、ロータリ耕うん機などの作業機２００を装着し、ミッションケース３から後方へ向かって突出するＰＴＯ軸を介して作業機２００を駆動する。

キャビンルーフ２７の上面には測位装置（ＧＮＳＳアンテナユニット）１７４が設けられており、この測位装置１７４が複数のＧＮＳＳ衛星から送信される測位信号を受信することにより自己位置を測定することができる。測位装置１７４は、キャビンルーフ２７の左右にわたって設けられた桁部１７３ａとキャビンルーフ２７の後端からルーフ形状に沿って上面まで前方に伸びるアンテナ固定部１７３ｂとで構成される測位装置ステー１７３によりキャビンルーフ２７に取り付けられる。また、桁部１７３ａには積層灯ステー１８１が設けられており、積層灯１８０がどこからでも確認できる位置に取付けられている。さらに積層灯ステー１８１の下面には側方カメラ１８２が取り付けられている。

前方カメラ１０２はキャビンルーフ２７の前方中央部に取り付けられてトラクタ１の前方を撮影する。後方カメラ１０３は測位装置ステー１７３のアンテナ固定部１７３ｂの後部に取り付けられ、キャビンルーフ２７の後方中央部からトラクタ１の後方を撮影する。アンテナ固定部１７３ｂの後部には後方障害物センサ１０７が、後方カメラ１０３よりも後方かつ上方に位置するように取り付けられており、後方に向けて赤外線を照射し、その反射を受信して、トラクタ１の後方に障害物が存在すれば、障害物までの距離と形状を検出する。

ボンネット１８の下方には前輪軸４を取り付ける車体フレーム１２を備え、車体フレーム１２の前端には車両の重量バランスを保つためのウェイト１４を取り付けるウェイトブラケット１３が取り付けられている。ウェイトブラケット１３から上方かつ前方に向けて障害物センサステー１０８が取り付けられ、前方障害物センサ１０５がウェイト１４の後端よりも前方かつウェイト１４の上方に取り付けられている。これにより前方障害物センサ１０５の検知範囲を、ウェイト１４を避けて上下の広範囲に設定することが可能となる。

前方障害物センサ１０５は前方に向けて赤外線を照射し、その反射を受信して、トラクタ１の前方に障害物が存在すれば、障害物までの距離と形状を検出する前方第一障害物センサ１０５ａと、音波を発信し、その反射を受信して、トラクタ１の前方に障害物が存在すれば、障害物までの距離を検出する前方第二障害物センサ１０５ｂとが備えられている。前方第一障害物センサ１０５ａは障害物センサステー１０８のセンサ取付部１０８ａの下部中央に取り付けられ、前方第二障害物センサ１０５ｂは側方に向けて上方にあがる形状のセンサ取付部１０８ａの左右の側部に前方第一障害物センサ１０５ａよりも左右外側かつ上方に左右一対で取り付けられる。

障害物センサステー１０８は支持フレーム１０８ｂでウェイトブラケット１３の外側面に着脱自在に固定されている。支持フレーム１０８ｂは下部で左右方向に延び、車両中央で上下方向に延びて、正面視でボンネット１８の下部に設けられた前照灯と重ならないような形状になっている。また、障害物センサステー１０８はボンネット１８の上部に設けられた作業灯１６に対しては、正面視および側面視にて重ならない位置に固定される。

トラクタ１の側部には側方障害物センサ１０９が設けられる。前部側方障害物センサ１０９ａを取り付ける側方ステー１１０は燃料タンクの下面と、下部ステップ２２に着脱自在に取り付けられ、下部で前方に伸び、上方に曲げられた側方ステー１１０により燃料タンク２１の前方かつ上方で、前輪６と後輪７の間に、人が搭乗する搭乗部２６の床部を構成するフロア面２８や前輪６の上端よりも下方に設けられる。これにより、前部側方障害物センサ１０９ａが搭乗部２６内部から見る前方下部の視界を妨げないように構成しつつ、ステップ２２近傍の障害物を検知できる。また、前部側方障害物センサ１０９ａは下部ステップ２２や燃料タンク２１のステップ部２１ａ、給油口２１ｂに対して、側面視で干渉しない位置に設けられる。これにより、側方から乗降、給油等を円滑に行うことができる。

後部側方第一障害物センサ１０９ｂと後部側方第二障害物センサ１０９ｃは、後輪７の前方および上方を覆う後輪フェンダ１７に固定された後部ステー１１１の前側凸部１１１ａと後側凸部１１１ｂにほぼ９０°異なる向きに取り付けている。前側凸部１１１ａと後側凸部１１１ｂの間は中間凹部１１１ｃを設けることにより、後輪７の着脱等メンテナンスを容易にできるよう構成している。後部側方第一障害物センサ１０９ｂと後部側方第二障害物センサ１０９ｃは側面視で後輪軸５を挟んで、後輪フェンダ１７よりも外側で前後に取り付けられ、後部側方第二障害物センサ１０９ｃは後部側方第一障害物センサ１０９ｂよりも後方かつ上方に取り付けられる。

後部ステー１１１は上部の形状が後輪フェンダ１７の形状に略沿うような曲線形状をしており、取付部１１１ｄの両端部で後輪フェンダ１７の下面に固定されるが、取付部１１１ｄは後輪フェンダ１７の側方で上方に曲げられており、後部側方ステー１１１の上部は後輪フェンダ１７の外側端面の対向する部分と比較して上方に位置する。これにより、後輪７を避けて後輪７の上方に後部側方第一障害物センサ１０９ｂと後部側方第二障害物センサ１０９ｃを配置することができる。

図２は実施形態に係る障害物センサの検知範囲を示す側面図である。図３は実施形態に係る障害物センサの検知範囲を示す平面図である。前方第二障害物センサ１０５ｂの障害物検知範囲１１５ｂ、前部側方障害物センサ１０９ａの障害物検知範囲１１９ａ、後部側方第一障害物センサ１０９ｂの障害物検知範囲１１９ｂ、後部側方第二障害物センサ１０９ｃの障害物検知範囲１１９ｃ、はそれぞれ扁平なボリュームのある形状をしており、前方第二障害物センサ１０５ｂの障害物検知範囲１１５ｂ、前部側方障害物センサ１０９ａの障害物検知範囲１１９ａ、後部側方第一障害物センサ１０９ｂの障害物検知範囲１１９ｂの長径はほぼ水平に設定されているのに対し、後部側方第二障害物センサ１０９ｃの障害物検知範囲１１９ｃの長径はほぼ上下に垂直になるよう、他のセンサと取り付ける向きを変更している。これにより検知範囲の後方への飛び出しを抑制して、トラクタ１の後方に装着した作業機２００を障害物と誤検知することを防止できる。

前部側方障害物センサ１０９ａは平面視で前輪６が少なくとも直進姿勢のときに内側端部よりも外側に設けられる。これにより、操向される前輪６を障害物として誤検知するのを回避しつつ、広範囲に障害物を検知することができる。また、ボンネット１８内部のエンジンＥから側方に距離をとることにより、エンジンＥからの熱風の影響を抑制できる。

なお、本実施例では側方ステー１１０をステップ部２１ａを有する燃料タンク２１の下面に取り付ける構成を示したが、通常の乗降ステップに取り付ける構成としてもよい。また、前方障害物センサ１０５や側方障害物センサ１０９は障害物センサステー１０８、側方ステー１１０、後部ステー１１１ごと着脱自在に構成されており、既存の作業車両に後付することができる。

図4は、実施形態に係る作業車両の制御システム１００を示すブロック図である。図４に示すように、制御部１５０は、エンジンＥＣＵ（Electronic Control Unit）１５１と、走行系ＥＣＵ１５２と、作業機昇降系ＥＣＵ１５３と、自動運転ＥＣＵ１５４と、通信部１５５を備える。

エンジンＥＣＵ１５１は、エンジンＥの回転数を制御する。走行系ＥＣＵ１５２は、駆動輪（後輪４）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ＥＣＵ１５３は、昇降装置１３を制御して作業機２００を昇降駆動する。自動運転ＥＣＵ１５４は、自動運転モードにおいて、自己位置と予定走行経路Ｒ１を比較し、エンジンＥＣＵ１５１、走行系ＥＣＵ１５２、作業機昇降系ＥＣＵ１５３と通信して各装置を制御する。

制御部１５０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Ｒ１などの必要なデータ類が記憶される、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などを備える。

図４に示すように、制御部１５０には、測位装置１７４、方位角センサ１７０、エンジン回転センサ１１０、車速センサ１１１、変速センサ１１２、切れ角センサ１１３などが接続される。また、制御部１５０には、エンジンＥ、変速装置１２１、ステアリング装置１２２、昇降装置１３などが接続される。

エンジン回転センサ１１０は、エンジンＥの回転数を検出する。車速センサ１１１は、走行車体２（図１参照）の走行速度（車速）を検出する。変速センサ１１２は、変速装置１２１において複数の変速段のうちいずれの変速段であるかを検出する。切れ角センサ１１３は、操舵輪である前輪６（図１参照）の切れ角を検出する。

制御部１５０には、測位装置１５０から圃場などにおける走行車体２の位置（自己位置）情報、エンジン回転センサ１１０からエンジンＥの回転数、車速センサ１１１から走行車体２の車速、変速センサ１１２から現在の変速段、切れ角センサ１１３から前輪６の切れ角がそれぞれ入力される。なお、制御部１５０は、走行車体２を自律走行させる場合、上記したように、切れ角センサ１１３の検出値を用いて、前輪６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８（図１参照）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８を操舵する。

また、制御部１５０においては、エンジンＥＣＵ１０１がエンジンＥに接続され、走行系ＥＣＵ１０２が変速装置１２１やステアリング装置１２２に接続され、作業機昇降系ＥＣＵ１０３が昇降装置１３に接続される。なお、作業機昇降系ＥＣＵ１０３は、昇降装置１３を介して作業機を昇降させる。

また、制御部１５０においては、走行車体２を自律走行させる場合には、作業機６による作業内容に応じた予定走行経路Ｒ１（図３参照）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る。制御部１５０は、測位装置１５０の測定結果に基づいて、記憶部に記憶された予定走行経路Ｒ１に沿って走行しながら作業を行うように、エンジンＥ、変速装置１２１、ステアリング装置１２２、昇降装置１３などを制御する。予定走行経路Ｒ１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、制御部１５０は、トラクタ１（走行車体２）の圃場内における移動時の旋回半径を予め設定する。

また、上記したように、制御部１５０は、たとえば、作業者が携行可能な携帯端末装置１６０と通信部１５５により無線接続される。制御部１５０は、作業者の操作による携帯端末装置１６０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。なお、制御部１５０は、トラクタ１の機体情報データベースを有し、型式などの情報の受け渡しを携帯端末装置１６０などから行えるように構成されてもよい。

図５は実施形態に係るトラクタのキャビン内部の斜視図である。なお、内部を見やすくするためキャビン２５の上部を切り取った図である。キャビン２５は側面にセンターピラー４２を備え、センターピラー４２の前後にフロントガラス４４とリアガラス４５を有しており側面を形成している。

キャビン２５の後部にはリアピラー４３が立設されており、センターピラー４２とリアピラー４３に亘ってモニタ５０を固定するモニタブラケット５１が取り付けられている。モニタブラケット５１は鉛直方向の軸周りに回転する鉛直回転軸５２と水平方向の軸周りに回転する水平回転軸５３を有しており、鉛直回転軸５２周りにモニタブラケット５１を回動させると、センターピラー４２を挟んでリアサイドガラス４５側からフロントサイドガラス４４側までモニタ５０を回動できる。

これにより、実施形態にかかるトラクタは作業車両の情報を表示するモニタ５０について、角度を調整して表示方向を変更できる。このため運転者の体格に合わせて見やすい角度に調整できる。また、後方の作業状況を確認しながら作業する場合は、モニタ５０をリアサイドガラス４５に面する位置まで鉛直回転軸５２周りに回し、水平回転軸５３周りにひっくり返すことにより後方の作業状況確認と車両情報の確認を両方行うにあたって、視線の移動量を抑制できる。

また、モニタ５０は走行系ＥＣＵ１５２に制御される。モニタ５０はダイヤル５４など入力装置を備えており、入力された情報を走行系ＥＣＵ１５２が受け、設定値が一定時間変化なしになると、走行系ＥＣＵ１５２が制御設定を確定して記憶し、モニタ５０に送信する。モニタ５０は各種制御設定を初期値に戻す機能を有しており、初期値に戻す指示は走行車体２のメインスイッチ（図示しない）を切りにしないと初期値が有効にならない構成となっている。

また、モニタ５０は旋回時に前輪６が所定の角度以上切られたことを切れ角センサ１１３が検知すると、自動で片ブレーキを行う自動ブレーキについて作動の有無と自動ブレーキ強度をダイヤル５４で調整できる。なお、走行系ＥＣＵ１５２がモニタ５０から自動ブレーキ強度の設定値を受信できない場合は最も弱い値に設定される。

これにより、自動ブレーキ強度に関して設定の変更が不可能になった場合に作業への影響度を抑制できる。

また、モニタ５０はエンジン回転数を設定して記憶し、設定したエンジン回転数をワンタッチで再現できる機能を有している。設定エンジン回転数の値はダイヤル５４で調整できるが、ダイヤルを押し込むか、確定ボタンを操作するなどの確定操作をしなければ設定することはできない。

これによりダイヤル５４を不意に触ってしまった場合など、意図しない変更が起こった場合でも確定操作を要することで、設定値の変更を防止できる。また、間違えて操作した場合や、ダイヤル５４を操作したが、元に戻したい場合で、元の値を覚えていなくても、簡単に元に戻すことができる。

図６はモニタ５０の各種制御設定を行う画面の一例である。負荷対応変速感度６１はエンジン負荷が所定値に達すると主変速を低速側に変速する自動シフト機能の感度を調整する項目である。作業機下降速度６２は昇降装置１３を下降させる速度を調整する項目である。ブレーキ調整６３は自動ブレーキ強度の強さを調整する項目である。バックアップ６４は後進時に昇降装置１３を自動で上昇させる機能の有無を切り替える項目である。オートリフト６５は旋回時に旋回時に前輪６が所定の角度以上切られたことを切れ角センサ１１３が検知すると、昇降装置１３を自動で上昇させる機能の有無を切り替える項目である。自動ブレーキ６６は旋回時に前輪６が所定の角度以上切られたことを切れ角センサ１１３が検知すると、自動で片ブレーキを行う自動ブレーキについて作動の有無を切り替える項目である。水平切替６７は車体の傾斜に合わせて作業機を自動で水平にする水平モード、手動で角度を切り替える手動モード、水平に対して設定した角度を自動で保持する傾斜モードを切り替える項目である。水平感度６８は水平モードなどで傾斜センサの入力に対する作業機姿勢の変化速度を切り替える項目である。

モニタ５０は各種制御設定を確定し、制御部１５０に送信すると、その時の測位装置１７４の測位結果と共に各種制御設定の設定値を記憶する。確定後にモニタ５０の各種制御設定画面が再度呼び出されると、その時の測位情報と近い測位情報にひもづけれた設定値がモニタ５０に表示される。この時、表示された設定どおりに設定を変更するか否か確認する案内を表示しても良い。これにより、過去の設定を踏襲して各種制御設定を切り替えることができるため、場所に応じた適切な制御設定を容易に行うことができる。

また、モニタ５０は圃場領域の情報有し、過去の設定を呼び出す際に現在の位置情報が属する圃場領域と同じ圃場領域に属する位置情報にひもづけられた設定値を呼び出す。単純に一番近い位置情報にひもづけられた設定値を呼び出す構成であれば、隣接する圃場に合わせた設定値を呼び出してしまう可能性があったため、圃場領域の情報を照会することで、現在進入している圃場に合わせて適切な制御設定を容易に行うことができる。

１ トラクタ（作業車両）
２ 走行車体
２５ キャビン
２７ キャビンルーフ
５０ モニタ
５４ ダイヤル

Claims (2)

1. 走行車体と
   走行車体の位置情報を測定する測位装置と
   走行車体の後部に作業機を装着し
   作業走行に関する各種設定を行うボタンを備えるモニタをキャビン内に備え、
   前記モニタで設定された設定値は走行車体を制御する制御部に送信されて車両が制御されるとともに
   前記設定値は、前記制御部に送信したときの位置情報と共に前記モニタ内の記憶装置に記憶され、
   以降設定操作を行うときに、位置情報に基づいて過去の前記設定値を表示する
   作業車両。
2. 前記モニタは圃場領域の情報を備え、
   設定操作を行うときに、過去同じ圃場内で設定された前記設定値がある場合に前記設定値を表示する
   請求項１に記載の作業車両。