JP2024018527A - 作業車両 - Google Patents

Abstract

【課題】作業者が一人のときでも、作業機を走行車体に取付ける作業負担を軽減することができる作業車両を提供する。【解決手段】農業用の作業車両は、走行車体と、走行車体に取外し可能に取付けられた作業機と、走行車体の位置を測定する車体測位装置と、作業機の位置を測定し、位置情報を取得する作業機測位装置と、走行車体を自動走行させる制御装置と、走行車体を作業機の位置へ近付けるための指示信号を作業者が制御装置に入力するのに用いられる第１入力操作手段とを備え、制御装置は、車体測位装置により測定される走行車体の位置と、作業機測位装置により測定される作業機の位置とが予め設定された設定距離よりも離れたことを条件に、現在の作業機の位置情報を、作業機の取外し位置を示す位置情報として記録し、第１入力操作手段を用いて指示信号が入力されると、取外し位置を目標として走行車体を自動走行させる。【選択図】 図１１

Description

本発明は、農作業を行う作業機を備えた作業車両に関するものである。

従来、圃場を走行する走行車体に、農作業を行う作業機が取付けられた作業車両が知られている。本明細書においては、作業車両を単に「車両」ともいい、走行車体を単に「車体」ともいう。

例えば特許文献１には、走行車体の後部に設けられた３点リンク機構に、ヒッチを介して作業機を取付け可能に構成された作業車両が開示されている。

作業機を走行車体に取付けるには、これらを互いに位置合わせする必要がある。一般に、作業機の重量は大変重く、走行車体に対して適切な位置まで作業機を作業者が一人で移動させることは困難である。このため、取付け作業を行う作業者が一人である場合、作業者は走行車体を運転して、作業機に対して適切な位置まで走行車体を移動させた後に、作業機を走行車体に取付ける必要がある。

特開２０１６－０２９９２４号公報

しかしながら、作業機の取付けには厳密な位置合わせが要求される。このため、作業者が走行車体の運転に長けていない場合、作業機に対して適切な位置まで走行車体を移動させるのに車体を何度も切り返すなど、取付け作業が作業者にとって多大な負担となる場合があった。

このような状況に照らして、本発明は、作業者が一人のときでも、作業機を走行車体に取付ける作業負担を軽減することができる作業車両を提供することを目的とするものである。

本発明のかかる目的は、
農業用の作業車両であって、
車速を変更する変速装置と車体の進行方向を変更する操舵機構とを有する走行車体と、
前記走行車体に取外し可能に取付けられた作業機と、
前記走行車体の位置を測定する車体測位装置と、
前記作業機の位置を測定し、位置情報を取得する作業機測位装置と、
前記変速装置及び前記操舵機構を制御することにより前記走行車体を自動走行させる制御装置と、
前記走行車体を前記作業機の位置へ近付けるための指示信号を作業者が前記制御装置に入力するのに用いられる第１入力操作手段とを備え、
前記制御装置は、前記車体測位装置により測定される前記走行車体の位置と、前記作業機測位装置により測定される前記作業機の位置とが予め設定された設定距離よりも離れたことを条件として、現在の前記作業機の位置情報を、前記作業機の取外し位置を示す位置情報として記録し、その後、
前記第１入力操作手段を用いて指示信号が入力されると、前記取外し位置を示す位置情報を参照し、前記取外し位置を目標として前記走行車体を自動走行させることを特徴とする作業車両によって達成される。

本発明によれば、第１入力操作手段を用いて制御装置に指示信号が入力されると、制御装置が、取外し位置を目標として前記走行車体を自動走行させるよう構成されているから、走行車体を作業機に容易に近づけることができ、作業機を走行車体に取付ける作業負担を軽減することができる。

さらに、本発明によれば、走行車体と作業機とが予め設定された設定距離よりも離れたことを条件として、制御装置が現在の作業機の位置情報を、作業機の取外し位置を示す位置情報として記録するよう構成されているから、作業者が何らかの操作により、作業機の取外し位置を記録させておく必要がなく、作業者の負担を軽減できる。

本発明の好ましい実施形態においては、
前記走行車体が向く方位を取得する方位取得手段と、
前記走行車体の進行方向を取得する進行方向取得手段とを備え、
前記制御装置は、前記取外し位置の位置情報の記録後、前記車体測位装置により測定される前記走行車体の位置が、前記作業機測位装置により測定される前記作業機の位置から離れたことを条件として、前記方位取得手段により取得される前記走行車体の方位と、前記進行方向取得手段により取得される進行方向とを記録し、その後、
前記制御装置は、前記走行車体を、前記取外し位置を目標として自動走行させる際に、前記取外し位置を通過し前記進行方向と平行に設定される走行基準線上まで自動走行させた後に、記録された方位と略同一の方位に向けた状態で、前記進行方向に対して反対方向に自動走行させるよう構成されている。

本発明のこの好ましい実施形態によれば、走行車体が作業機から離れるときの車体の方位と進行方向を記録し、取外し位置を目標として走行車体を自動走行させる際に、走行車体を、記録された方位と略同一の方位に向けた状態で、記録された進行方向と反対方向に走行させるよう構成されているから、走行車体を、作業機の位置から離れたときの車体の左右位置に移動させることができる。

さらに、本発明のこの好ましい実施形態によれば、走行車体が作業機の位置から離れたことを条件として、進行方向と逆方向に走行車体を自動走行させるから、走行車体が何らかの障害物と接触してしまうリスクを軽減できる。

本発明のさらに好ましい実施形態においては、
前記走行車体が、前記取外し位置から所定距離だけ離間した地点まで到達すると、前記制御装置が前記走行車体の走行を停止させるよう構成されている。

本発明のこの好ましい実施形態によれば、作業機の取外し位置から所定距離だけ離間した地点まで到達すると走行が停止されるから、作業者が走行車体と作業機との距離感を確認することができ、安全性が向上する。

本発明のさらに好ましい実施形態においては、
前記走行車体の走行を停止させた後、前記走行車体を前記進行方向に対して反対方向にさらに自動走行させるための指示信号を作業者が前記制御装置に入力するのに用いられる第２入力操作手段を備え、
前記制御装置は、前記走行車体を前記所定距離だけ離間した地点まで自動走行させたときの車速を記録するよう構成され、
前記第２入力操作手段を用いて指示信号が入力されると、前記制御装置は、前記走行車体を、前記所定距離だけ離間した地点まで自動走行させたときの車速よりも低い車速で自動走行させる。

本発明のこの好ましい実施形態によれば、走行車体の走行を停止後に、作業機の取外し位置までさらに近づけるときには、走行停止前までの車速よりも低い車速で自動走行させるよう構成されているから、作業者が走行車体の走行を安心して監視できる。

本発明によれば、作業者が一人のときでも、作業機を走行車体に取付ける作業負担を軽減することができる作業車両を提供することが可能になる。

図１は、本発明の好ましい実施形態に係る作業車両の略左側面図である。 図２は、図１に示された作業車両の略平面図である。 図３は、操舵機構の下部の近傍を示す模式的平面図である。 図４は、ステアリングホイールの近傍に配置された操作部の一部を示す略斜視図である。 図５は、図１に示された作業車両の制御ブロック図である。 図６は、走行車体から作業機が取り外された状態を示す取付ヒッチの近傍の略左側面図である。 図７は、作業車両の後部の分解斜視図である。 図８は、制御装置が作動している間に行われる取外し検知部による作業機の取外し検知に係るフローチャートである。 図９は、作業機の取外し後に走行車体が作業機から離れる様子を示す模式的平面図である。 図１０は、操作端末に表示される走行指示画面を示す図面である。 図１１は、走行車体を作業機の取外し位置へ近付ける制御に係るフローチャートである。 図１２は、走行車体を作業機の取外し位置に近付けるときの位置関係を示す模式的平面図である。 図１３は、走行車体が中間地点で停止されたときの車体と作業機との位置関係を示す模式的平面図である。 図１４は、走行車体が中間地点で停止されたときの車体と作業機との位置関係を示す略左側面図である。 図１５は、走行停止制御が行われた後に操作端末に表示される再走行指示画面を示す図面である。 図１６は、取付位置にある走行車体に対し、作業機が取付けられる様子を示す略左側面図である。

以下、添付図面に基づいて、本発明の好ましい実施形態につき、詳細に説明を加える。
図１は、本発明の好ましい実施形態に係る作業車両１の略左側面図であり、図２は、図１に示された作業車両１の略平面図である。

本明細書においては、特に断りがない限り、作業車両１の進行方向前方側を「前」、その反対側を「後」とし、作業車両１の進行方向前方側に向かって左側を「左」といい、その反対側を「右」という。なお、作業車両１の進行方向前方側とは、操縦席１８からステアリングホイール１５ａへ向かう水平な方向である。

作業車両１は、走行車輪１３，１４を有する走行車体２と、３点リンク機構７及び取付ヒッチ５３を介して走行車体２の後部に取付けられ、農作業を行う作業機３と、作業車両１を制御する制御装置５と、走行車体２に取付けられた車体測位装置１１と、作業機３に取付けられた作業機測位装置１２と、制御装置５と無線通信により種々の情報を送受信可能な操作端末６０（図１０参照）を備えている。

走行車体２は、転舵輪である左右一対の前輪１３と、左右一対の後輪１４と、操縦者が着座する操縦席１８と、一対の前輪１３を操舵して車体２の進行方向を変更する操舵機構１５と、操縦席１８が設けられたキャビン５１と、作業車両１の動力源としてのエンジン４と、エンジン４を覆うボンネット１０と、エンジン４から出力される回転動力を変速するミッションケース１９と、車両１の種々の装置を操作する操作具が配置された操作部１６（図５参照）と、車体２の後部に作業機３を取付け可能とする３点リンク機構７を備えている。本実施形態に係る走行車体２は、トラクタにより構成されており、制御装置５による自動走行と、作業者Ｗの運転による手動走行の両方を行うことができる。

操舵機構１５は、キャビン５１内に配置されたステアリングホイール１５ａ（以下、「ＳＷ」という。）及びＳＷ１５ａに連結されたステアリングシャフト１５ｂ（以下、「ＳＳ」という。）を含んでいる。後に詳述するように、操舵機構１５により一対の前輪１３の向きが変更されることで、車体２の進行方向が変更される。ＳＷ１５ａとＳＳ１５ｂは一体的に回転される。

ミッションケース１９は、エンジン４から回転動力を受けて変速する静油圧式無段変速機（以下、「ＨＳＴ」という。）と、ＨＳＴから回転動力を受けて、操作部１６の副変速レバー１６ｅの操作位置に応じた速度に変速する副変速機構（不図示）を内部に備えている。

ＨＳＴは、図５に示されるＨＳＴサーボモータ４３の駆動によりトラニオン開度が調整されることで、副変速機構への回転出力が開始され、停止され、増減され、又は逆転される。その結果、自動走行時又は作業者Ｗによる手動走行時に、走行車体２の走行が開始され、停止され、車速が変更され、又は車体２の前後進が切り換えられる。車体２の前後進は、操作部１６の一部であるリニアシフトレバー１６ｄの揺動操作により切換え可能に構成されている。ミッションケース１９及びＨＳＴサーボモータ４３は本発明の「変速装置」の一例である。ミッションケース１９内で変速された回転動力は、前輪車軸２３と後輪車軸２４を通じて前輪１３、後輪１４に伝達されるとともに、ＰＴＯ軸２５を介して作業機３に伝達される。

また、操縦席１８の近傍に配置された切替レバーの操作により、一対の後輪１４のみが駆動される二輪駆動の状態と、前輪１３及び後輪１４が駆動される四輪駆動の状態との間で切り換え可能に構成されている。

走行車体２の後部には様々な作業機が取付けられるが、本実施形態においては、ロータリー耕耘機として構成された作業機３を例に説明を進める。作業機３は、ＰＴＯ軸２５から伝達される動力により耕耘爪３ａが回転されることで、圃場を耕すことができる。

３点リンク機構７は、トップリンク８と、走行車体２の後部から延びるリフトアーム２７（図１参照）が取付けられた左右一対のロアリンク９を備えており、走行車体２の後部に設けられた左右一対の昇降シリンダ２６の伸縮により回動される。

詳細には、昇降シリンダ２６への作動油の供給と排出を行う昇降バルブ２６ｃ（図５参照）の制御により左右一対の昇降シリンダ２６に作動油が供給されると、左右一対のリフトアーム２７が左右に延びる軸ＡＸまわりに後ろ上がりに回動される。各リフトアーム２７の後端部は、下端部がロアリンク９に連結された左右一対のリフトロッド５２の上端部に接続されており、一対のリフトアーム２７が後ろ上がりに回動されるのに伴い、一対のロアリンク９が後ろ上がりに回動され、作業機３が上昇される。

これに対して、昇降バルブ２６ｃの制御により昇降シリンダ２６から作動油が排出されると、リフトアーム２７が軸ＡＸまわりに後ろ下がりに回動されるのに伴って一対のロアリンク９が後ろ下がりに回動され、作業機３が下降される。３点リンク機構７はミッションケース１９の後部に固定されている。

車体測位装置１１は、図１及び図２に示されるように、走行車体２のキャビンルーフ５１ａに取付けられている。車体測位装置１１はＧＮＳＳ衛星からのＧＮＳＳ信号を増幅し、ＧＮＳＳ信号の送信時刻の情報を取得した後、三角測量法を用いて自己の位置、すなわち、走行車体２の位置を測定（＝測位）することができる。

作業機測位装置１２は、作業機３の上部に位置するブラケット３ｂに取付けられており、車体測位装置１１と同様にして、作業機測位装置１２の自己の位置、すなわち、作業機３の位置を測定（＝測位）し、作業機３の位置情報を取得することができる。

作業機測位装置１２には、作業機３が車体２に取付けられた状態で図示しないコネクタを通じて車体２から供給される電力が蓄電されるバッテリーと、後に詳述する制御装置５の自動運転ＥＣＵ３０（図５参照）と無線通信可能な通信部とが設けられている。作業機測位装置１２及び通信部は、当該バッテリーから供給される電力で駆動される。このため、作業機３が車体２から取外され、車体２からの電力の供給が途絶えた後でも、作業機測位装置１２は、当該通信部を通じて自動運転ＥＣＵ３０に作業機３の位置情報を送信し続けることができる。なお、車体測位装置１１及び作業機測位装置１２により取得された情報に基づく車体２、作業機３の位置の演算は、制御装置５において行われるよう構成してもよい。

操作端末６０は、タッチパネルが搭載されたディスプレイ６３（図１０参照）を備えている。操作端末６０は制御装置５から送信される表示指示信号に基づき、種々の操作画面をディスプレイ６３に表示可能であるとともに、タッチパネル操作に基づき、制御装置５に指示信号を送信することができる。
図３は、操舵機構１５の下部の近傍を示す模式的平面図である。

図１に示されたＳＷ１５ａ及びＳＳ１５ｂが一体的に回転されると、ＳＳ１５ｂの回転量がステアリングセンサ２１により検知され、ＳＳ１５ｂの回転量に応じて図示しない油圧分配器により、図３に示されるパワーシリンダー１５ｃが伸縮される。パワーシリンダー１５ｃの左右両端部には各々タイロッド１５ｄが連結されており、パワーシリンダー１５ｃが伸縮すると、左右のタイロッド１５ｄが左右にスライドされる。各タイロッド１５ｄは、前輪車軸２３を回転可能に支持するフロントファイナルケース１５ｆに連結されたナックルアーム１５ｅに連結されている。このため、左右のタイロッド１５ｄが左右にスライドされることで、左右のナックルアーム１５ｅ及びフロントファイナルケース１５ｆが回動されて、一対の前輪１３の向きが変更される。ＳＳ１５ｂは図５に示されるステアリングモータ１５ｇの駆動により回転可能に構成されており、自動走行時には制御装置５によりステアリングモータ１５ｇが駆動されることでＳＳ１５ｂが回転され、車体２の進行方向が自動的に変更される。操舵機構１５は、これらのＳＷ１５ａ、ＳＳ１５ｂ、パワーシリンダー１５ｃ、左右一対のタイロッド１５ｄ、フロントファイナルケース１５ｆ、及びステアリングモータ１５ｇ等を含んで構成されている。

図４は、ＳＷ１５ａの近傍に配置された操作部１６の一部を示す略斜視図である。ＳＷ１５ａの略下方には、作業機３を昇降するフィンガップレバー１６ａと、車両１の進行方向を表示させるウィンカレバー１６ｂと、エンジン４の回転数を調整するスロットルレバー１６ｃが配置されている。また、キャビン５１内には、ポジションレバーが設けられており、当該ポジションレバーの操作によっても作業機３を昇降することができる。フィンガップレバー１６ａは、作業機３を下降させ、又はポジションレバーの操作位置まで上昇させるのに用いられる。フィンガップレバー１６ａ又はポジションレバーの操作による作業機３の昇降は、制御装置５による昇降バルブ２６ｃの開閉制御により行われる。

図５は、図１に示された作業車両１の制御ブロック図である。
制御装置５は、作業車両１の走行を制御する車両ＥＣＵ４０と、自動走行時に車両ＥＣＵ４０に制御信号を送信する自動運転ＥＣＵ３０と、作業機３に配置された作業機ＥＣＵ６を備えている。

自動運転ＥＣＵ３０は、種々の情報が記録された記録部３３と、予定走行経路を算定する経路算出部３１と、走行車体２を自動走行させる自動走行部３２と、走行車体２からの作業機３の取外しを検知する取外し検知部３４を備えている。

記録部３３には、予定走行経路や圃場形状情報、車体２及び作業機３の位置情報、後に詳述する取付最大距離Ｄｐ、取付位置、取外し位置Ｒから中間地点Ｉまでの距離等の情報が記録されている。

経路算出部３１は、いわゆるティーチングにおいて、操縦者の操縦に基づき、車両１が圃場を１周することにより取得された圃場形状情報と、作業機３の作業幅の情報に基づき、予定走行経路を算出する。なお、予定走行経路は、経路算出部３１により算出され、設定される他、制御装置５が別途設けられるサーバーから取得し、設定することも可能である。

自動走行部３２は、自動走行時に、操舵機構１５を制御して車体の進行方向を調整する操舵制御と、ＨＳＴ等を制御して車速を調整する車速制御と、車体２の走行を停止させる走行停止制御を行う。

操舵制御において、自動走行部３２は、ＳＷ１５ａの目標舵角の情報である操舵情報を車両ＥＣＵ４０に送信する。操舵情報を受信すると、車両ＥＣＵ４０は、ＳＷ１５ａの舵角を検出するエンコーダ４４の検出信号と上記操舵情報に基づき、ステアリングモータ１５ｇの駆動を制御し、ＳＷ１５ａの舵角を目標舵角に調整する。

車速制御において、自動走行部３２は、目標車速の情報である車速情報を車両ＥＣＵ４０に送信する。車速情報を受信すると、車両ＥＣＵ４０は、走行車体２の実際の走行速度を検出する車速センサ４１の検出信号に基づき、エンジン４の吸気量を調節するスロットルモータ４２と、ＨＳＴのトラニオン開度を調整するＨＳＴサーボモータ４３を駆動させて、実車速を目標車速に制御する。

走行停止制御において、自動走行部３２は、車両ＥＣＵ４０に走行停止信号を出力する。走行停止信号を受信すると、車両ＥＣＵ４０は、ＨＳＴサーボモータ４３を駆動させてＨＳＴの走行出力を切ると同時に、ブレーキを操作するブレーキシリンダ（不図示）への作動油の供給と排出を制御するブレーキ制御機構４７に制御信号を送信し、走行車体２の走行を停止させる。

一方、車両ＥＣＵ４０は、図１に示されるロアリンク９の回動角度を検出するロアリンクセンサ２８の検出信号に基づき、昇降シリンダ２６への作動油の供給と排出を制御する昇降バルブ４６に制御信号を送信し、取付ヒッチ５３及び作業機３を目標高さ位置まで昇降する。

ここで、車両ＥＣＵ４０は、作業機３が走行車体２に取付けられた状態で、はじめてロアリンク９が略水平に延びる角度をとったとき、すなわち、水平方向において作業機３が走行車体２から最も離れる姿勢を初めてとったときに、その旨を示す最大距離信号を自動運転ＥＣＵ３０に送信するよう構成されている。車両ＥＣＵ４０から最大距離信号を受信すると、自動運転ＥＣＵ３０は、測位装置１１，１２から出力される位置情報に基づき、そのときの車体２の位置と作業機３の位置との間の距離である取付最大距離Ｄｐを算出する。そして、当該取付最大距離Ｄｐの情報を、作業機３のＩＤに紐付けして記録部３３に記録・設定する。取付最大距離Ｄｐは、本発明の「設定距離」の一例である。作業機３のＩＤは、作業機３が走行車体２に取付けられ、作業機ＥＣＵ６が自動運転ＥＣＵ３０に接続される度に、作業機ＥＣＵ６から自動運転ＥＣＵ３０へ送信される。なお、取付最大距離Ｄｐを、ロアリンク９の回動時に設定するよう構成することは必ずしも必要でなく、工場出荷時に記録部３３又は作業機ＥＣＵ６に記録されている構成であってもよく、別途のサーバー上からダウンロードされ、設定される構成であってもよい。また、作業機３が車体２から取外されたものと見做して作業機３の位置情報を取外し位置Ｒとして記録する、走行車体２と作業機３との間の距離の閾値である「設定距離」として、取付最大距離Ｄｐを上回る距離を設定してもよい。

以上のように構成された本実施形態の作業車両１においては、走行車体２に取付けられる作業機の種類を変更するときなどに、以下のようにして走行車体２から作業機３を取外すことができる。

図６は、走行車体２から作業機３が取り外された状態を示す取付ヒッチ５３の近傍の略左側面図であり、図７は、作業車両１の後部の分解斜視図である。図７においては作業機測位装置１２が便宜上省略されている。

取付ヒッチ５３は、３点リンク機構７のトップリンク８が固定される第１固定部５３ｂと、ロアリンク９が固定される第２固定部５３ｃと、作業機３のブラケット３ｂに設けられた左右に延びる第１バー３ｃと係合する第１係合凹部５３ｄと、作業機３に設けられた左右に延びる左右一対の第２バー３ｄと係合する第２係合凹部５３ｅを備えている。

作業機３の載置場所において、作業機３が走行車体２から取り外される際には、まず、作業者Ｗにより、取付ヒッチ５３のロック解除レバー５３ａが前上方に引き操作される。これにより、第２係合凹部５３ｅと第２バー３ｄとの係合が解除される。

次いで、作業者Ｗによるフィンガップレバー１６ａ又はポジションレバーを用いた作業機３の下げ操作により、一対のロアリンク９が後ろ下がりに回動されるのに伴って、取付ヒッチ５３が下降する。その結果、第１係合凹部５３ｄと第１バー３ｃとの係合が解除される。

こうして２箇所の係合が解除され、作業機３が走行車体２から取り外されると、走行車体２は、作業者Ｗの運転に基づく手動走行により前進して作業機３から離れ、他の作業機が置かれている場所などへ移動する。
このとき、自動運転ＥＣＵ３０の取外し検知部３４によって、以下のようにして、車体２からの作業機３の取外しが検知される。

図８は、制御装置５が作動している間に行われる取外し検知部３４による作業機３の取外し検知に係るフローチャートであり、図９は、作業機３の取外し後に走行車体２が作業機３から離れる様子を示す模式的平面図である。

取外し検知部３４は、まず、車体測位装置１１により測定される車体２の位置情報と、作業機測位装置１２により測定される作業機３の位置情報とを取得する（ステップｓ１）。

次いで、取外し検知部３４は、取得したこれらの位置情報に基づき、車体２の位置と、作業機３の位置との間の距離（以下、「離間距離」という。）Ｄを算出する。そして、当該離間距離Ｄが、上述のようにして予め設定された取付最大距離Ｄｐを上回るか否かを判定する（ステップｓ２）。

判定の結果、離間距離Ｄが取付最大距離Ｄｐ以下である場合、取外し検知部３４は、離間距離Ｄが取付最大距離Ｄｐを上回るまで、ステップｓ１及びｓ２を繰り返す。

これに対して、判定の結果、離間距離Ｄが取付最大距離Ｄｐを上回る場合、作業機３が走行車体２から取外されたことが認められるので、取外し検知部３４は、現在の作業機３の位置情報を、作業機３の取外し位置Ｒを示す位置情報として、作業機３のＩＤに紐付けして記録部３３に格納（＝記録）する（ステップｓ３）。

次いで、取外し検知部３４は、作業機３の取外し直後に、走行車体２が手動走行により所定の距離だけ移動する間（換言すれば、走行車体２が作業機３から離れるとき）の走行車体２の向く方位Ｖの情報と、走行車体２の進行方向Ｍの情報を取得し、記録部３３に記録する（ステップｓ４）。以下において、作業機３の取外し直後に記録される走行車体２の方位Ｖを「取外後車体方位」といい、作業機３の取外し直後に走行車体２が進行する方向Ｍを「取外後進行方向」という。本実施形態においては、方位取得手段として、方位センサ４５が走行車体２の向く方位の情報を取得し、進行方向取得手段として、取外し検知部３４が、車体２が所定の距離だけ移動する間に車体測位装置１１により測定される複数の位置情報を結ぶことにより車体２の取外後進行方向Ｍの情報を取得するよう構成されているが、方位取得手段及び進行方向取得手段はこれらに限定されるものではない。例えば、進行方向取得手段として、ＩＭＵ等の加速度センサを用いることも可能である。

一方、本実施形態においては、以下の手順で、走行車体２を、作業機３があることが推定される取外し位置Ｒに近付ける（＝近づける）ことにより、作業機３を容易に車体２に取付けることができる。

図１０は、操作端末６０に表示される走行指示画面を示す図面であり、図１１は、走行車体２を作業機３の取外し位置Ｒへ近付ける制御に係るフローチャートである。

操作端末６０には、これまでに走行車体２に取付けられ、作業機ＥＣＵから制御装置５にＩＤが送信された作業機の一覧が表示される走行指示画面が用意されている。走行指示画面においては、ロータリー耕耘機として構成された作業機３を含む各作業機のアイコンｉ１、ｉ２の下方に、走行車体２を各作業機の取外し位置へ近付けるための指示信号を作業者Ｗが制御装置５に入力するのに用いる走行指示スイッチ６１，６２が表示される。以下において、走行車体２を作業機の取外し位置に近付けるための指示信号を「走行指示信号」という。

作業機３の取付けのため、作業者Ｗにより走行指示スイッチ６１が押圧操作されると、作業機３のＩＤととともに、操作端末６０から走行指示信号が送信され、制御装置５へ入力される。このとき、作業者Ｗは、キャビン５１内にいてもよく、車体２の外にいてもよい。

本実施形態においては、本発明の「第１入力操作手段」の一例である走行指示スイッチ６１，６２が操作端末６０に表示されるよう構成されているが、走行指示信号を制御装置５に入力するための操作手段は、走行車体２に配置されてもよく、作業機３を含む各作業機に配置されてもよく、別途設けられるリモートコントローラに配置されてもよい。また、当該操作手段はディスプレイに表示されるスイッチとして構成される他、機械式のスイッチとして配置することも可能である。機械式のスイッチとして走行車体２に配置する場合には、走行指示スイッチが操作されたときに、走行指示信号が制御装置５に入力されるよう構成する。この場合には走行車体２の右側のレバーガイド（不図示）に配置することが好ましい。作業機３に走行指示スイッチを配置する場合には、走行指示信号が、作業機３の通信部を通して、制御装置５へ送信（＝入力）されることが好ましい。なお、後に詳述する再走行指示スイッチ６４の構成・配置についても同様のことが言える。

図１２は、走行車体２を作業機３の取外し位置Ｒに近付けるときの位置関係を示す模式的平面図である。図１２においては、図１１に示されるステップＳ５，Ｓ６での車体２の移動が矢印により示されており、ステップＳ５の矢印の図面左側の端部と、ステップＳ６の矢印全体は走行基準線Ｌと区別するため、走行基準線Ｌからやや離して描かれている。しかしながら、実態としてはこれらが走行基準線Ｌと重なるのが正しい。

走行指示スイッチ６１の押圧操作により送信された走行指示信号を受信すると（ステップＳ１）、自動運転ＥＣＵ３０は、方位センサ４５により取得される現在の走行車体２の方位と、取外後車体方位Ｖ（図９、図８のステップｓ４参照）との差分の角度を算出する。そして、当該差分角度が所定の許容角度以下であるか否かを判定する（ステップＳ２）。

判定の結果、差分角度が許容角度を上回る場合、自動運転ＥＣＵ３０は、差分角度の値から許容角度の値を差し引いた角度である車体方位変更角度の値を算出する（ステップＳ３）。すなわち、車体方位変更角度は、走行車体２の現在の方位と取外後車体方位Ｖとの差分角度が、後に行われる走行基準線Ｌまでの自動走行を開始可能な許容角度以下となるために、走行車体２の方位を変更する必要がある最低角度である。

車体方位変更角度を算出すると、自動運転ＥＣＵ３０は、当該車体方位変更角度の情報とともに表示指示信号を送信し、操作端末６０のディスプレイ６３に、走行車体２の向きを、どちら側に、何度（＝車体方位変更角度）以上方向転換させるよう求めるメッセージを表示させる（ステップＳ４）。例えば、走行車体２の現在の方位が取外後車体方位Ｖに対し、右側（＝平面視で時計回り）に４０度ズレており（＝差分角度が４０度）、許容角度が３０度である場合、機体方位変更角度は１０度であるので、操作端末６０のディスプレイに、「車体の向きを左側に１０度以上方向転換させて下さい」というメッセージを表示させる。以後、差分角度が許容角度以下となるまで、差分角度の算出、許容角度以下か否かの判定、車体方位変更角度の算出と、操作端末６０への表示とが繰り返し行われる。

一方、ステップＳ２の判定の結果、差分角度が許容角度以下である場合、自動運転ＥＣＵ３０の自動走行部３２は、図８のステップｓ４で記録された取外し位置Ｒを通過し且つ取外後進行方向Ｍと平行に設定される仮想の走行基準線Ｌ上まで自動走行により走行車体２を後進させる（ステップＳ５）。

このとき、自動走行部３２は、まず、走行基準線Ｌと車体測位装置１１により測位される車体２の位置との距離が短くなるよう、都度操舵情報を生成し、車両ＥＣＵ４０に送信する。その後、車体２の位置が走行基準線Ｌに対して所定の距離まで近づけると、自動走行部３２は、走行車体２の位置が走行基準線Ｌ上に載ると同時に、走行車体２の方位が、取外後車体方位Ｖと一致するよう操舵情報を生成し、ＳＷ１５ａの舵角を調整する。なお、本実施形態に係る作業車両１においては、作業機３が走行車体２の後部に取付けられるため、ステップＳ４にて走行車体２を後進させるが、作業機が走行車体の前部に取付けられる構成の場合には、ステップＳ４にて走行車体を前進させることとなる。

次いで、自動走行部３２は、記録部３３に記録された取外し位置Ｒの位置情報を参照し、取外し位置Ｒを目標として、走行車体２を、取外後車体方位Ｖと略同一の方位に向けた状態で、取外後進行方向Ｍと反対の方向への自動走行を開始させる（ステップＳ６）。このとき、自動走行部３２は、車体測位装置１１により取得される車体２の位置と走行基準線Ｌとの距離が短くなるよう都度操舵情報を生成し車両ＥＣＵ４０に送信することにより、走行基準線Ｌに沿って車体２を走行させる。同時に、自動走行部３２は、車両ＥＣＵ４０に指示信号を出力し、車速センサ４１により自動走行中の車速情報を取得させ、自動運転ＥＣＵ３０に送信させる。そして、得られた車速情報を、記録部３３に記録する。

次いで、自動走行部３２は、車体測位装置１１の測位結果に基づき、車体２が、走行基準線Ｌ上に位置し且つ取外し位置Ｒから所定距離Ｄｓだけ離間した中間地点Ｉに到達したか否かを判定する（ステップＳ７）。
判定の結果、車体２が中間地点Ｉに到達していない場合、自動走行部３２は、車体２が中間地点Ｉに到達するまで判定を繰り返す。

これに対して、判定の結果、車体２が中間地点Ｉに到達している場合、自動走行部３２は、走行停止制御を行い、車体２を中間地点Ｉで停止させる（ステップＳ８）。同時に、車両ＥＣＵ４０は、昇降バルブ４６に制御信号を送信し、取付ヒッチ５３の位置を下げる。このときの取付ヒッチ５３の目標下げ位置は、取付ヒッチ５３の第１係合凹部５３ｄが、車体２から取外された作業機３の第１バー３ｃよりも下方に位置する位置である。車体２が停止されたとき、走行車体２は、作業機３に対して、図１３及び図１４に示される位置関係にある。なお、ステップＳ６において、取外し位置Ｒを目標として走行車体２を取外後進行方向Ｍと反対の方向へ自動走行させることは必ずしも必要でなく、中間地点Ｉを目標として、走行車体２を、取外後進行方向Ｍと反対の方向へ自動走行させるよう構成してもよい。

図１３は、走行車体２が中間地点Ｉで停止されたときの車体２と作業機３との位置関係を示す模式的平面図であり、図１４は、走行車体２が中間地点Ｉで停止されたときの車体２と作業機３との位置関係を示す略左側面図である。

走行車体２が停止したとき、図１３及び図１４に示されるように、車体２は作業機３に近い位置にあるが、取付ヒッチ５３と、作業機３との間に水平方向にまだ距離がある。作業者Ｗは、車体２から降りて、走行車体２と作業機３との位置関係を確認することができる。

車体２が停止すると、自動運転ＥＣＵ３０は、操作端末６０に表示指示信号を送信し、図１５に示される再走行指示画面を表示させる（ステップＳ９）。図１５は、走行停止制御が行われた後に操作端末６０に表示される再走行指示画面を示す図面である。

図１５に示されるように、再走行指示画面には、走行停止された走行車体２を自動走行により取外後進行方向と反対の方向にさらに自動走行させるための指示信号を制御装置５に入力するのに用いる再走行指示スイッチ６４と、処理終了スイッチ６５とが設けられている。再走行指示スイッチ６４は本発明の「第２入力操作手段」の一例である。処理終了スイッチ６５が押圧操作されると、操作端末６０から制御装置５に、図１１に示される処理を終了させるための終了指示信号が送信され、制御装置５による処理が終了する。この場合、作業者Ｗは、手動走行により、取付位置まで車体２を後進させる。

取付位置とは、作業機３の第１バー３ｃの下方に、取付ヒッチ５３の第１係合凹部５３ｄが位置するときの走行車体２の位置を指す。走行車体２が取付位置にあるとき、後に詳述するように、取付ヒッチ５３を上昇させるだけで、走行車体２に作業機３を取付けることができる。処理終了スイッチ６５が押圧操作された場合でも、上述のように、車体２が取外し位置Ｒに近い中間地点Ｉまで自動で移動されているから、作業者Ｗは、後方を確認しつつ、容易に車体２を取付位置まで後進させることができる。

一方、再走行指示スイッチ６４が押圧操作されると、操作端末６０から制御装置５に、走行車体２を取付位置まで自動走行させるための再走行指示信号が制御装置５に送信される。制御装置５に再走行指示信号が入力されると（ステップＳ１０）、自動走行部３２は、車体２を取外後車体方位Ｖと略同一の方位に向けた状態で、取外後進行方向Ｍと反対の方向に、走行基準線Ｌに沿って取付位置まで自動走行により車体２を後進させる（ステップＳ１１）。

ここで、走行車体２の取付位置の情報は、作業機３の位置からの所定の長さの距離情報として予め記録部３３に記録されており、自動走行部３２は、再走行指示信号が制御装置５に入力されたときに、記録部３３から当該所定の長さの距離情報を読み出す。そして、取外し位置Ｒから取外後進行方向Ｍの方向に当該所定の距離だけ離れた位置を取付位置として設定し、取付位置まで車体２を自動走行させるよう構成されている。

走行車体２が取付位置まで自動走行する間、自動走行部３２は、ステップＳ６にて中間地点Ｉまで車体２を自動走行させたときの車速よりも遥かに低い車速で（平たく言えば、微速で）車体２を取付位置まで後進させる。同時に、自動運転ＥＣＵ３０は、表示指示信号を送信して操作端末６０のディスプレイに、走行停止制御の実行を指示するための走行停止スイッチ（不図示）を表示させる。これにより、作業者Ｗは車体２の自動走行を安全に監視することができるとともに、万一の場合に、走行停止スイッチを押圧操作することで、車体２の走行を停止させることができる。なお、走行停止制御の実行を指示する走行停止スイッチを操作端末６０上に表示させることは必ずしも必要でなく、別途制御装置５に指示信号を送信するためのリモートコントローラを設け、当該リモートコントローラに機械式の走行停止スイッチを配置してもよい。なお、作業機が走行車体の前部に取付けられる構成の場合には、ステップＳ６にて走行車体を取付位置まで前進させることとなる。
走行車体２が取付位置に到達すると、自動走行部３２は、走行停止制御を行い、車体２を取付位置で停止させる（ステップＳ１２）。

図１６は、取付位置にある走行車体２に対し、作業機３が取付けられる様子を示す略左側面図である。より詳細には、図１６（ａ）は、取付ヒッチ５３が上昇される前の状態を示す略左側面図であり、図１６（ｂ）は、取付ヒッチ５３が上昇される途中の状態を示す略左側面図である。

図１１に示された制御により、走行車体２が取付位置まで移動されると、作業者Ｗにより、フィンガップレバー１６ａ又はポジションレバーの操作が行われることで、ロアリンク９後ろ上がりに回動され、取付ヒッチ５３が上昇される。その結果、図１６（ｂ）に示されるように、取付ヒッチ５３の第１係合凹部５３ｄが、作業機３の第１バー３ｃに係合される。

こうして上部が係合された後、さらに、取付ヒッチ５３が上昇されることで、作業機３が持ち上げられ、図１６（ｂ）に示されるように、重心の移動により作業機３が第１バー３ｃを中心に左側面視で時計回りに回動される。その結果、作業機３の左右一対の第２バー３ｄが、取付ヒッチ５３の第２係合凹部５３ｅに差し込まれて係合し、作業機３の取付けが完了する。

以上のように、本実施形態に係る作業車両１においては、走行指示スイッチ６１が押圧操作された後に、再走行指示スイッチ６４が押圧操作され、さらにその後に、フィンガップレバー１６ａ又はポジションレバーの操作が行われるだけで作業機３を車体２に取付けることができる。
＜本実施形態の技術的意義＞

図１ないし図１６に示された本実施形態によれば、本発明の「第１入力操作手段」の一例である走行指示スイッチ６１（図１０参照）が押圧操作されることにより制御装置５に走行指示信号が入力されると、制御装置５が、取外し位置Ｒ（図１２参照）を目標として走行車体２を自動走行させるよう構成されているから、作業機３を走行車体２に取付ける作業負担を軽減することができる。

さらに、本実施形態によれば、走行車体２と作業機３とが予め設定された取付最大距離Ｄｐよりも離れたことを条件として、制御装置５が現在の作業機３の位置情報を、作業機３の取外し位置Ｒを示す位置情報として記録するよう構成されているから、作業者Ｗが何らかの操作により、作業機３の取外し位置を記録させておく必要がなく、作業者Ｗの負担を軽減できる。

加えて、本実施形態によれば、走行車体２が作業機３から離れるときの車体２の方位と進行方向である取外後車体方位Ｖ及び取外後進行方向Ｍ（図９参照）を記録し、走行車体２を作業機３の取外し位置Ｒまで自動走行させる際に、車体２を記録された取外後車体方位Ｖと略同一の方位に向けた状態で、記録された取外後進行方向Ｍと反対方向に走行させるよう構成されているから、走行車体２を、作業機３の位置から離れたときの車体２の左右位置に移動させることができる。

また、本実施形態によれば、作業機３から離れたときの進行方向である取外後進行方向Ｍと逆方向に走行車体２を自動走行させるから、走行車体２が何らかの障害物と接触してしまうリスクを軽減できる。

さらに、本実施形態によれば、走行車体２が作業機３の取外し位置Ｒから所定距離だけ離間した中間地点Ｉに到達すると走行が停止されるから、作業者Ｗが走行車体２と作業機３との距離感を確認することができ、安全性が向上する。

加えて、本実施形態によれば、中間地点Ｉで走行車体２の走行を停止後に、作業機３の方向へさらに自動走行させるときには、走行停止前までの車速よりも低い車速で自動走行させるよう構成されているから、作業者Ｗが、走行車体２の走行を安心して監視できる。

本発明は、以上の実施形態に限定されることなく、特許請求の範囲に記載された発明の範囲内で種々の変更が可能であり、それらも本発明の範囲内に包含されるものであることはいうまでもない。

例えば、前記実施形態においては、走行車体２はトラクタにより構成されているが、走行車体２をトラクタにより構成することは必ずしも必要でなく、農作業を行う作業機３が着脱可能に装着されるものであれば、その種類は限定されない。

さらに、前記実施形態においては、作業機３がロータリー耕耘機により構成されているが、本発明に係る作業機の種類はこれに限定されるものではなく、草刈機、レーザーレベラー、カルチベータ、畝立て機、ブロードキャスタ、移植機等であってもよい。

加えて、前記実施形態においては、作業機３が走行車体２の後ろ側に装着可能に構成されているが、作業機３は走行車体２の前側に装着可能としてもよい。この場合には、作業機の装着時に、作業機が取り外されたときの進行方向に対して反対方向に走行車体を自動走行により前進させることで、走行車体を容易に作業機に近付けることができる。

また、前記実施形態においては、作業機３に、無線通信が可能な通信部と、バッテリーにより構成された電源とが設けられているが、作業機に無線通信手段と電源とを備えることは必ずしも必要でない。例えば、作業機が取り外されて制御部との通信が途絶えた際に、作業機３側から最後に受信した作業機３の位置情報を取外し位置として記録し、当該取外し位置まで走行車体を自動走行により近付けるよう構成することが可能である。

さらに、前記実施形態においては、車両ＥＣＵ４０は、ロアリンクセンサ２８の回動角度を検出するロアリンクセンサ２８の検出信号に基づき、昇降バルブ４６に制御信号を送信することで、ロアリンク９を回動させ、取付ヒッチ５３及び作業機３を昇降するよう構成されているが、ロアリンクセンサ２８に代えて、リフトアーム２７の回動角度を検出するセンサを設け、当該センサの検出信号に基づき、昇降バルブ４６に制御信号を送信することで、ロアリンク９を回動させ、取付ヒッチ５３及び作業機３を昇降する作業機３を昇降するよう構成してもよい。この場合には、当該センサの検出信号に基づき、作業機３が走行車体２から水平方向に最も離れる角度をとったときに、車両ＥＣＵ４０が、最大距離信号を自動運転ＥＣＵ３０に送信するよう構成することができる。

加えて、前記実施形態において、制御装置５は、走行指示信号が入力されると、まず、現在の走行車体２の方位と、取外後車体方位Ｖとの間の差分角度を算出し、当該差分角度が所定の許容角度以下であることを条件として、走行車体２の自動走行を開始するよう構成されているが、上記条件に代えて、又は上記条件とともに、リニアシフトレバー１６ｄの操作により車体２が後進する状態に設定されていることを条件として、自動走行を開始するよう構成してもよく、さらに、副変速レバー１６ｅが高速以外の操作位置に操作されていることを条件として自動走行を開始するよう構成してもよい。これにより、意図せず車体２の自動走行が開始されてしまうことを防止できるとともに、自動走行時の安全性を高めることができる。また、走行指示信号を受信した際に、車体２の方位と取外後車体方位との差分角度が許容角度以下であることを条件として自動走行を開始することは必ずしも必要でなく、走行指示信号が入力された場合に、無条件で自動走行を開始するよう構成してもよい。さらに、走行指示信号が入力されたときに、現在の走行車体２の位置と、走行基準線Ｌとの間の距離を算出し、当該距離が所定の許容距離以下であることを条件として、走行車体２の自動走行を開始するよう構成してもよい。

また、前記実施形態において、制御装置５は、再走行指示信号が入力されたときに、作業機３の第１バー３ｃの下方に、取付ヒッチ５３の第１係合凹部５３ｄが位置する取付位置まで走行車体２を自動走行により後進させるよう構成されているが、作業機３の取外し位置Ｒを記録するときに、併せて走行車体２の位置も記録し、再走行指示信号が入力されたときに、当該記録された走行車体２の位置まで、走行車体２を自動走行により後進させるよう構成してもよい。

さらに、前記実施形態においては、取付ヒッチ５３を介して作業機３が走行車体２に取付けられるよう構成されているが、取付ヒッチ５３なしに、走行車体２に直接作業機３を取付け可能に構成してもよい。

加えて、前記実施形態においては、制御装置５の制御に基づく自動走行により走行車体２が取付位置まで移動された後に、作業者Ｗの操作により、取付ヒッチ５３が上昇されることで、作業機３が車体２に取付けられるよう構成されているが、走行車体２が取付位置で停止すると、制御装置５が自動的に取付ヒッチ５３を上昇させるよう構成してもよい。これにより、作業者Ｗの作業負担をより一層軽減できる。

また、前記実施形態においては、作業車両１は、変速装置の一例として、ミッションケース１９及びＨＳＴサーボモータ４３を備えているが、変速装置の他の一例として、電動モータ等を設けてもよい。電動モータにより車速を変更する場合には、電動モータの駆動により前後の車軸２３，２４を回転させる、いわゆるＥＶ車の構成とすることができ、電動モータの回転速度を変更することにより、車速を変更できる。

１ 作業車両
２ 走行車体
３ 作業機
４ エンジン
５ 制御装置
６ 作業機ＥＣＵ
７ ３点リンク機構
８ トップリンク
９ ロアリンク
１０ ボンネット
１１ 車体測位装置
１２ 作業機測位装置
１３ 前輪
１４ 後輪
１５ 操舵機構
１６ 操作部
１８ 操縦席
２１ ステアリングセンサ
２３ 前輪車軸
２４ 後輪車軸
２５ ＰＴＯ軸
２６ 昇降シリンダ
２７ リフトアーム
３０ 自動運転ＥＣＵ
３２ 自動走行部
３３ 記録部
３４ 取外し検知部
４０ 車両ＥＣＵ
４１ 車速センサ
４２ スロットルモータ
４３ ＨＳＴサーボモータ
４４ エンコーダ
４５ 方位センサ
４６ 昇降バルブ
４７ ブレーキ制御機構
５１ キャビン
５２ リフトロッド
５３ 取付ヒッチ
６０ 操作端末
Ｄ 離間距離
Ｄｐ 取付最大距離
Ｉ 中間地点
Ｌ 走行基準線
Ｍ 取外後進行方向
Ｒ 取外し位置
Ｖ 取外後車体方位

Claims (4)

1. 農業用の作業車両であって、
   車速を変更する変速装置と車体の進行方向を変更する操舵機構とを有する走行車体と、
   前記走行車体に取外し可能に取付けられた作業機と、
   前記走行車体の位置を測定する車体測位装置と、
   前記作業機の位置を測定し、位置情報を取得する作業機測位装置と、
   前記変速装置及び前記操舵機構を制御することにより前記走行車体を自動走行させる制御装置と、
   前記走行車体を前記作業機の位置へ近付けるための指示信号を作業者が前記制御装置に入力するのに用いられる第１入力操作手段とを備え、
   前記制御装置は、前記車体測位装置により測定される前記走行車体の位置と、前記作業機測位装置により測定される前記作業機の位置とが予め設定された設定距離よりも離れたことを条件として、現在の前記作業機の位置情報を、前記作業機の取外し位置を示す位置情報として記録し、その後、
   前記第１入力操作手段を用いて指示信号が入力されると、前記取外し位置を示す位置情報を参照し、前記取外し位置を目標として前記走行車体を自動走行させることを特徴とする作業車両。
2. 前記走行車体が向く方位を取得する方位取得手段と、
   前記走行車体の進行方向を取得する進行方向取得手段とを備え、
   前記制御装置は、前記取外し位置の位置情報の記録後、前記車体測位装置により測定される前記走行車体の位置が、前記作業機測位装置により測定される前記作業機の位置から離れたことを条件として、前記方位取得手段により取得される前記走行車体の方位と、前記進行方向取得手段により取得される進行方向とを記録し、その後、
   前記制御装置は、前記走行車体を、前記取外し位置を目標として自動走行させる際に、前記取外し位置を通過し前記進行方向と平行に設定される走行基準線上まで自動走行させた後に、記録された方位と略同一の方位に向けた状態で、前記進行方向に対して反対方向に自動走行させるよう構成されたことを特徴とする請求項１に記載の作業車両。
3. 前記走行車体が、前記取外し位置から所定距離だけ離間した地点まで到達すると、前記制御装置が前記走行車体の走行を停止させるよう構成されたことを特徴とする請求項１又は２に記載の作業車両。
4. 前記走行車体の走行を停止させた後、前記走行車体を前記進行方向に対して反対方向にさらに自動走行させるための指示信号を作業者が前記制御装置に入力するのに用いられる第２入力操作手段を備え、
   前記制御装置は、前記走行車体を前記所定距離だけ離間した地点まで自動走行させたときの車速を記録するよう構成され、
   前記第２入力操作手段を用いて指示信号が入力されると、前記制御装置は、前記走行車体を、前記所定距離だけ離間した地点まで自動走行させたときの車速よりも低い車速で自動走行させることを特徴とする請求項３に記載の作業車両。