JP5802026B2 - 作業車両 - Google Patents

Description

本発明は圃場に溝を形成する溝堀作業機を連結可能な作業車両に係り、詳しくは、溝掘作業時の制御に関する。

一般に圃場の地表面の余剰水や、土中の横浸透水の排水、又は水田から畑へと転換させるために、圃場内に水を排水するための溝が掘られることが知られており、また、実際の溝を掘る作業は溝掘作業機を用いて行われることも知られている。溝堀作業機は圃場の土を排出する排土機構を備えた作業機であり、この溝堀作業機をトラクタなどの作業車両で牽引しつつ、溝堀作業機の深さ位置を変えながら溝掘作業が行われる。

従前の溝掘り作業においては、作業者が溝掘作業機の深さ位置を目測で変化させて溝掘作業を行っていたため、作業自体が作業者の経験や感覚に依存するものであった。よって、掘ろうとする溝に対して溝掘作業機を正しい深さ位置にすることが困難であり、所望する勾配の溝を掘ることが難しかった。

そこで、近年、溝掘作業機の制御を、トラクタに設けられた昇降設定部１６の目盛板２３に記されている落差（溝の勾配）と、走行距離（溝の長さ）と、を作業者が設定回転ダイヤル２２により設定することで、設定された勾配と長さの溝を掘るための最適な位置へと自動的に溝掘作業機の深さ位置を変更する溝掘作業機の制御装置が案出されている（特許文献１参照）。

特開昭６１−２０４４２６号公報

確かに、上記特許文献１に記載の溝掘作業機の制御装置にあっては、設定された勾配と長さの溝を掘るために、溝堀作業機を最適な深さ位置へと自動的に変更するので、わざわざ目測しながら溝掘作業機の深さ位置を調節して作業者が作業する必要がない。そのため、作業者の経験や感覚に依存することもなく、従前のような作業者が溝掘作業機の深さ位置を調節しながらの溝掘作業と比べれば、作業者の所望する溝を高い精度で掘ることができる。

しかしながら、上記特許文献１に記載の溝掘作業機の制御装置は、作業者が設定した溝の勾配と溝の長さのみに基づいて溝掘作業機を制御するため、特に、溝の始端位置から所定の深さ（溝の初期深さ）を有する溝を掘る際には、溝の初期深さ自体は作業者自身で掘らなければならなく、その作業自体は作業者の感覚に依存するものであった。その結果、始端位置に実際に掘られた溝の深さが作業者の意図する初期深さと異なってしまい、設定した溝の勾配と長さに対して、適当ではなかった場合には溝掘作業機が溝掘作業途中で圃場面から抜け出てしまうなど、所望の溝を掘ることができない虞があった。

そこで本発明は、圃場面と溝掘作業機とが接地する位置を検出し、その検出した接地位置を、溝を掘るための基準位置として記憶して溝堀作業の制御を行うことで、上記課題を解決した作業車両を提供することを目的とするものである。

本発明は、圃場面に溝を形成する溝掘作業機（１５）が昇降装置（１２）を介して走行機体の後部に連結される作業車両（１）において、
前記溝掘作業機（１５）の上下位置を検知する昇降検知手段（４７）と、
前記走行機体の走行距離を検知する走行距離検知手段（４９）と、
溝掘作業を開始する位置における溝の深さである初期深さと、溝掘作業を終了する位置における溝の深さである終端深さと、溝の長さに対応する前記走行機体の予定走行距離と、をそれぞれ設定可能に設けられる制御装置（４２）と、を備え、
前記制御装置（４２）は、前記昇降検知手段（４７）からの検知信号に基づいて、圃場面に接地した状態にある前記溝掘作業機（１５）の上下位置を溝の深さの基準となる基準位置として取得した後、前記基準位置を基準にして前記初期深さまで前記溝掘作業機（１５）を降下させ、さらに前記走行距離検知手段（４９）が検知した前記走行機体の実走行距離に応じて前記初期深さから前記終端深さまで一定の勾配で変化するように算出した深さを目標位置として、前記溝掘作業機（１５）を昇降させる、ことを特徴とする。

また、前記走行機体のピッチ方向における姿勢を検知可能な姿勢検知手段（４５）を備え、
前記制御装置（４２）は、前記姿勢検知手段（４５）からの検知信号に基づいて前記基準位置を取得した際の前記走行機体の姿勢を記憶すると共に、前記走行機体の走行中に前記走行機体の姿勢が変化したことを検知した場合に、前記溝掘作業機（１５）の上下位置を前記目標位置に近付けるように補正すると好適である。

更に、前記制御装置（４２）は、前記溝掘作業機（１５）の作業工程を記録可能であると共に、前記基準位置を再設定する処理と、前記基準位置を基準として記録した前記作業工程を再現する処理と、を実行可能に構成されていると好適である。

なお、上記カッコ内の符号は、図面と対照するためのものであるが、これは、発明の理解を容易にするための便宜的なものであり、特許請求の範囲の構成に何等影響を及ぼすものではない。

請求項１に係る発明によると、溝掘作業を開始する際に、溝掘作業機が圃場面に接地した位置を検知して、これら溝掘作業機の接地位置を、溝の深さを算出する際の基準位置（原点位置）として記憶することによって、この基準位置を基準として、初期深さ、終端深さ、及び予定走行距離を含む溝形状の設定に沿った所望の溝を溝掘作業機に掘らせることができる。特に、勾配を有した溝を形成する際には、溝形状の設定値に基づく勾配から算出された深さを目標値として溝掘作業機が制御されるため、所望の勾配の溝を正確に圃場面に形成することができる。

請求項２に係る発明によると、走行機体のピッチ方向の姿勢変化に応じて溝掘作業機の上下位置を適宜補正させる構成としたため、圃場面の荒れ等によって走行機体がピッチングを起こす場合であっても、設定された形状の溝を溝掘作業機に掘らせることができる。

請求項３に係る発明によると、以前に行った作業工程を基準位置を基準にして再現可能な構成としたため、例えば複雑な形状の溝を複数条形成する作業を容易に行うことができる。また、基準位置を再設定可能に構成したため、土壌の硬さ等に合わせて適宜基準位置を再設定することで、形状の揃った複数条の溝を容易に形成することができる。

溝掘作業機連結時のトラクタの側面図。 （Ａ）は運転席前方に配置された運転操作表示部を示す正面図、（Ｂ）は運転席側方に配置されたサイドパネルを示す斜視図。 液晶パネルから構成される多機能表示部の表示方法を示す図。 制御部の入出力を示すブロック図。 溝掘作業機制御のフローチャート図。 溝掘作業機制御のフローチャート図。 溝掘作業機制御での基準位置設定のフローチャート図。 溝掘作業機制御での自動・手動切替えのフローチャート図。 液晶パネルから構成される多機能表示部の表示方法を示す図。

[第１実施形態]
以下、本発明の実施形態に係る作業車両としてのトラクタについて図面に基づいて説明をする。図１に示すようにトラクタ１は、前輪２と後輪３とに支えられた車体フレーム５の前方にボンネット６で覆われた状態でエンジンが搭載されており、このエンジンの後方側には作業者が運転操作を行うキャビン７が設けられている。そして、キャビン７にはダッシュボード９、ステアリングハンドル１０、及び運転席などから構成される運転操作部１１が設けられている。

また、トラクタ１の後部には溝堀作業機１５を昇降自在に連結する昇降装置としての三点支持装置１２が装備されており、この三点支持装置１２へ平行リンク１３を介して溝掘作業機１５が連結されていると共に、溝掘作業機１５の高さ位置は、三点支持装置１２のリフトアーム（不図示）によって上下に変化させるように構成されている。

そして、三点支持装置１２に連結された溝掘作業機１５は、略円筒状の軸保持部１６に回転自在に保持された回転軸１７から構成されている。そして、その回転軸１７の下端部から中段部までは、土壌を掘り上げるための螺旋オーガ１９が回転軸１７を中心に螺旋状に形成されており、中段部から上端部には、堀り上げられた土を押し出して機外へと排出するための土飛ばし板２０が左右対称に設けられている。また、土飛ばし板２０は円筒形状のカバー２１に覆われており、そのカバー２１には掘り上げられた土を排出するための排出口（不図示）が開口されている。

軸保持部１６の外周には回動支持フレーム２２が設けられており、回動支持フレーム２２に形成された孔（不図示）と、軸保持部１６から立設されたピン受部の孔２３とを固定ピン２５で貫通させることで溝掘作業機本体１５に固定されている。回動支持フレーム２２は、掘り上げられて排出された土を、掘られた溝の中に入ることを防ぐための排土板２６と、掘られた溝の両壁面を押し固めるための押し固め板２７とが設けられて構成されている。

図２（Ａ）に示すように、トラクタの運転操作部１１のダッシュボード９には、トラクタの計器類を表示するための表示部２９が設けられている。表示部２９の中央部には、エンジンの回転数を表示するための回転速度計３０が設けられている。回転速度計３０の上側にはトラクタの制御状態を運転者へ知らせるための表示ランプ３１が設けられており、また、その右側には作業者（以下、運転者も含む）がパラメータ・データの設定、作業状態の確認などを行うための液晶パネルから構成される多機能表示部３２（以下ＭＡＣ・ＶＩＳＯＮ（ＬＣＤ）という）が設けられている。表示部２９の下側中央には、トラクタのステアリングハンドル（不図示）を取付けるためのステアリングシャフトの端部３３が、ステアリングコラムカバー３４から突出して形成されている。その右側には、作業者がＭＡＣ・ＶＩＳＯＮ（ＬＣＤ）を見ながら、様々なパラメータ・データを入力設定するためのＭＡＣ・ＶＩＳＯＮ（ＬＣＤ）用操作部３５が、設定（決定）ボタンスイッチを中心にして各選択ボタンスイッチがそれぞれ上下左右に設けられている。

また、図２（Ｂ）に示すように、トラクタの運転操作部１１に設けられたアームレスト３６には、矩形の形状をした蓋３９が開閉自在で設けられている。その蓋３９の中にはトラクタの操作具が設けられており、溝掘作業機制御（以下、溝掘機モードという）のＯＮ・ＯＦＦを切替えるためのボタンスイッチ４０が、点滅によってスイッチのＯＮ・ＯＦＦ状態を作業者に知らせるＬＥＤランプ４１と共に設けられている。また、テーパー形状に形成されたアームレスト３６の先端部側には、掘る溝の深さを調整するための調節部材である、深さ設定エンコーダ３７のダイヤルが左右に回転自在で設けられている。そして、その後方には溝堀機モードにおいて手動モードから自動モードへ切替えるためのスイッチ３８が設けられている。

なお、手動モードとは、溝掘作業機１５が圃場面に接地した基準位置から深さ設定エンコーダ３７を操作して指令深さまで溝掘作業機１５を下降させて溝を形成するモードであり、自動モードとは、基準位置から溝の始端位置の深さである初期深さまで溝掘作業機１５を下降させ、その後、溝の終端位置まで溝を形成するモードである。また、実際には、基準位置は、設置時のリフトアームセンサ値、初期深さは、自動モード開始時の基準位置からのオフセット量、深さ変化は、走行予定距離に対する深さ変化量によって示される。

図３に示すように各種パラメータ・データはＭＡＣ・ＶＩＳＯＮ（ＬＣＤ）３２で表示される。そして、ＭＡＣ・ＶＩＳＯＮ（ＬＣＤ）３２の画面中央の下部３２ａには数字が表示されており、表示される内容によって下部３２ａの数字が変わるように構成されている。溝の初期深さを決定するための画面３２Ｂでは、数字の１が表示され、深さ変化を決定するための画面３２Ｃでは数字の２が表示され、走行距離を決定するための画面３２Ｄでは数字３が表示され、基準位置を決定するための画面３２Ａでは数字が表示されない構成になっている。また、溝掘機モードにおける溝掘作業機１５の下限位置である深い側の限界、及び溝掘機モードにおける溝掘作業機１５の上限位値である浅い側の限界の各パラメータ・データも表示される（不図示）。

表示画面の切替えは、ＭＡＣ・ＶＩＳＯＮ用操作部３５の左右の選択ボタンを押すことでできる。また、各パラメータの設定値３２ｂは上下の選択ボタンを押すことで変更ができ、更に、中央の設定（決定）ボタンを押すことで設定することができる。

なお、初期深さ、及び深さ変化のパラメータ・データは、溝掘機モードで溝を掘るために必須であるため必ず設定が必要となる。しかし、深い側の限界、浅い側の限界、及び予定走行距離のパラメータ・データについては、設定がされなくても溝掘機モードができるため、有効又は無効化の設定ができる構成となっている。つまり、深い側の限界、浅い側の限界、及び予定走行距離のパラメータ・データについては設定するかしないかを作業者自身で決めることができる。

ただし、それらのパラメータ・データを無効化（設定入力を不必要）とした場合には、深い側の限界のパラメータ・データは最深位置の設定状態のデータとして、また、浅い側の限界のパラメータ・データは作業に影響しない位の上昇状態のデータとして処理されて溝堀機モードが行われる。更に、走行距離が未設定の場合には勾配が決まらないため、走行距離のパラメータ・データは０ｍとして処理される。つまり、初期深さでの深さまで溝堀作業が行われることになる。また、有効化（設定を必要）とした場合には、１．深い側の限界 ２．浅い側の限界 ３．初期深さ ４．深さの変化の順で優先付けられて処理されるように構成されている。

また、上述の浅い側の限界、深い側の限界、初期深さの各種パラメータ・データを作業者が設定をした後、溝掘作業中にＭＡＣ・ＶＩＳＯＮ用操作部３５を操作して各種パラメータ・データの再設定をすることができる。また、走行距離の設定についても設定後、実際の作業中に車速用ピックアップセンサ４９から取得した車速から演算された距離を再設定することもできる。ただし、深さの変化について変更されると、溝の勾配が変わり溝の形状自体が大きく変わるので、設定変更による再演算が必要となるが、本実施形態では再演算は行わないため、溝掘作業中での深さ変化の設定変更が制限される構成となっている。

また、溝掘機モードの自動モードでの溝掘作業中には、作業者が深さ設定エンコーダ３７のダイヤルにより、既に設定された各種パラメータ・データに反映させることなく溝の深さの微調整をすることができるようにも構成されている。

ＭＡＣ・ＶＩＳＯＮ（ＬＣＤ）３２に表示される基準位置の表示は、リフトアーム（不図示）の角度が全可動範囲におけるパーセントで表示され、他の各パラメータの単位は作業者が理解しやすいようにメートル（ｍ）、センチメートル（ｃｍ）、及びミリメートル（ｍｍ）で表示されるように構成されている。

また、基準位置の記憶時に異常が発生した時など、記憶のクリア処理、及びマイクロコンピュータ設定による記憶の禁止機能の組み込みが可能とするため、作業者がＭＡＣ・ＶＩＳＯＮ（ＬＣＤ）用操作部３５による操作処理をすることにより、意図的にマイクロコンピュータに記憶されている基準位置をクリア処理することができるように構成されている。

実際の作業中においては、作業者が作業の状況を把握しつつ作業を行うことを可能とするため、図３の表示内容ではなく作業状況を示す自動モード開始後の作業走行距離、作業時点の溝の深さ等が表示される構成となっている（不図示）。

また、例えば、Ｖの字勾配等の複雑な勾配を有する溝を掘ることを可能とするため、ＭＡＣ・ＶＩＳＯＮ用操作部３５の操作を行うことで、制御部４２のマイクロコンピュータに、手動又は自動モードで行った一連の溝掘作業の工程を記憶（ＲＥＣ）させることができて、また、その記憶した作業工程を再現する（ＲＥＰＬＡＹ）ことができる構成となっている。

トラクタ１には角速度センサ４３、ピッチングセンサ４５などの各種センサが設けられ、接地位置（基準位置）の取得時にこれらセンサによって検知したトラクタ１の状態を記憶する構成となっている。そして、例えば、溝掘機モードで作業中にトラクタ１がローリングやピッチングを起して、トラクタ１の走行輪２，３が急に沈み込んだとしても、各種センサで感知して記憶したデータを演算して溝掘機の位置を補正することで、設定した溝が掘れるように溝掘作業機本体１５を適正な位置に配置することができる構成となっている。

図４はトラクタ１の制御部（制御装置）４２のブロック図を示している。トラクタ１の制御部４２は、マイクロコンピュータを用いて構成される。入力側にはポジションレバーの位置より深さの下限を規制するためのポジションセンサ４６、リフトアームの位置（角度）を検出するリフトアームセンサ４７、車速を検知するためのピックアップセンサ４９、トラクタ１の車体の状態を検知するための角速度センサ４３、及びピッチングセンサ４５、掘る溝の深さ調節を行うための深さ設定エンコーダ３７の他、各種スイッチ４８が接続されており、これらセンサやスイッチの信号に基づいて溝掘機モードが実行されることになる。出力側にはその制御状態を表示する各種表示ランプ５０、作業者に自動モードが切替わったことを報知するためのブザー５１や、リフトアームを昇降動作させるための比例制御バルブ５２などが接続されている。またＭＡＣ・ＶＩＳＯＮ用操作部３５の各ボタンスイッチのスイッチユニット５３も接続されて構成されている。

また、制御部４２はリフトアームセンサによって検出されたリフトアームの高さ位置を記憶するためのリフトアーム位置記憶手段５５、溝堀機モードでの手動モードと自動モードとを切替えるための切替え手段５６、溝堀機モードで溝を掘るための目標値を算出するための算出手段５７、及び角速度センサ４３、ピッチングセンサ４５から検知されたトラクタ１の車体の状態を記憶するための車体状態記憶手段５９を有している。即ち、制御部４２は、基準位置から溝の始端位置の深さである初期深さまで溝堀作業機１５を下降させ、その後、溝の終端位置まで溝を形成する自動モードと、深さ設定エンコーダ（溝深さ調節部材）３７からの指令に基づいて、基準位置からの深さ設定エンコーダ３７の指令深さまで溝堀作業機１５を下降させて溝を形成する手動モードと、に切替え可能に構成されている。

次にトラクタ１の溝掘機モードの作用について図５乃至図９に基づいて説明する。圃場で溝堀作業を行うため作業者が、トラクタのイグニッションスイッチをＯＮにすると、各種制御を行うことができる状態となる。そして、トラクタ１を運転して圃場に移動した後に、溝堀作業開始位置へ溝堀作業機１５を合わせ、各種制御の中から溝掘機作業専用制御である溝掘機モードのボタンスイッチ４０をＯＮにして通常のモードから、溝堀機モードへ切替える（図のステップＳ１。以下、単にＳ○という）。

上述のように作業者が溝堀機モードのボタンスイッチ４０をＯＮにすると（図６のＳ１０１）、制御部４２であるマイクロコンピュータ内で通常のモードから溝掘機モードに切替わると共に、自動フラグが強制的にＯＦＦとなる（Ｓ１０２，Ｓ１０３）。そして、作業者が自動モードのスイッチ３８をＯＮにすると（Ｓ１０４）、自動フラグがＯＮになり自動モードに切替わる（Ｓ１０５）。自動モードに切替えた後、トラクタ１の走行を開始させ、その走行が検知されると、溝堀機モードによって設定された初期深さの位置まで溝堀作業機の位置を変化させてから溝堀作業が開始される構成となっている。

そして、その後、溝堀作業機１５が予定走行距離まで到達したことによる溝堀作業の終了や、作業途中でポジションレバーなどによる溝掘作業機の上昇または停止がされると自動モードが解除される（Ｓ１０６，Ｓ１０７）。

作業者はトラクタ１の制御を溝堀機モードに変更した後に（Ｓ２）ポジションレバーで、溝堀作業機１５を昇降操作して基準位置の設定を行う（Ｓ３）。溝掘作業機１５の昇降動作は、三点支持装置のリフトアームによって行われる構成となっているため、溝掘作業機１５が圃場面と接地するとリフトアーム自体の昇降動作も停止することになる。このため溝堀作業機１５と圃場面との接地位置はリフトアームの高さ位置を検知することで行う構成となっている。

そして、作業者がトラクタ１のエンジンを切ることなく（図７のＳ３０１）、溝掘作業開始位置へトラクタ１を停止させた後に（Ｓ３０２）、ポジションレバーを操作して圃場面に溝掘作業機１５を下降させる（Ｓ３０３）。そして、リフトアームセンサがリフトアームの下降動作開始後に所定時間以上の停止状態を検知した場合には、そのリフトアームの停止位置が、溝掘作業機１５と圃場面との接地位置である基準位置として制御部４２であるマイクロコンピュータに記憶され（Ｓ３０４）、この記憶された基準位置を用いて形成するべき溝の深さが算出され溝掘作業が行われる。

一方でトラクタのエンジンが停止していたり、走行中であったり、また溝掘作業機が最上昇状態からの下降を停止させられていない場合には（Ｓ３０１，Ｓ３０２，Ｓ３０３のＮＯ）基準位置がマイコンに記憶されない構成となっている。

また、図７のフローチャートに示すように基準位置が設定（更新）されなかった場合、作業者が敢えて基準位置の設定しなかった場合、及び作業者が設定することを忘れた場合には、以前に基準位置として設定されて制御部４２のマイクロコンピュータのメモリ内に記憶されたデータを用いて溝掘機モードの制御が行われる。更に、購入後に初めてトラクタ１を使用する場合などの、以前の基準位置がメモリ内のデータとして無い場合には、トラクタ１の製造時に制御部４２のマイクロコンピュータ内に記録されたデータであって、変更不可能な基準位置を用いて溝掘機モードが行われる。

また、基準位置が設定される条件を満たしたとしても作業者が意図的に基準位置を設定（更新）しないとする基準位置の設定（更新）の許可、及び禁止の手段を有する構成となっている。

更に、上述のように基準位置が更新されずに設定されても、その設定された基準位置に対し、ＭＡＣ・ＶＩＳＯＮ（ＬＣＤ）３２、及び深さ設定エンコーダ３７によって、設定変更をすることができる微調整手段を有する構成となっている。

そして、図８に示すように、作業者が基準位置を設定した後は自動モードか手動モードかで溝堀機モードが行われる（Ｓ４）。作業者が、ＭＡＣ・ＶＩＳＯＮ３２見ながらＭＡＣ・ＶＩＳＯＮ用操作部３５で各種パラメータ・データを設定入力した後に、自動モードのスイッチ３８をＯＮにしてから（Ｓ４０１）、トラクタ１を走行させると（Ｓ４０２）、記憶された基準位置、作業者によって入力された初期深さ、溝の終端位置と初期深さとの深さ変化、及び予定走行距離の情報から算出した勾配係数と、実際の走行距離との積による値を溝の深さの目標位置として（Ｓ４０３）、基準位置から溝の初期深さまで溝堀作業機１５を下降させてから、溝の終端位置まで溝掘作業機の位置を変化させる自動モードで溝堀作業が行われることになる（Ｓ４０４）。

また、作業者が自動モードのスイッチを入れることなく、深さ設定エンコーダ３７で溝の深さを調節すると（Ｓ４０５）、基準位置、及び深さ設定エンコーダにより設定された指令深さに基づく溝の深さを目標位置として（Ｓ４０６）、手動モードで溝堀作業が行われることになる（Ｓ４０４）。

一方、作業者が溝堀機モードでなくその他の昇降制御を選択してその制御の切替えスイッチを入れれば（Ｓ２のＮＯ）、その選択された制御により作業が行われることになる（Ｓ５）。

溝堀作業機１５が終点部まで到達したことによる溝堀作業の終了や、作業途中でポジションレバーなどによる溝掘作業機の上昇または停止がされると自動モードが解除される。また、溝堀機モードで作業中であっても溝堀機モードのスイッチがＯＦＦにされると溝堀機モード自体が解除され通常のモードへと移行する（Ｓ１０６，Ｓ１０７）。

また、作業者によって自動スイッチがＯＦＦからＯＮにされない場合には自動モードに移行せず、溝掘機モードの自動モード中に自動モードがＯＦＦにされた場合は自動モードが解除され手動モードへ移行する（Ｓ１０４）。

更に、作業者によってクイックアップ上昇スイッチが入れられた場合、バックアップ制御による上昇、旋回アップ制御により溝掘作業機が上昇し、非作業状態となった時にもそれに連動して自動モードが解除されて手動モードに移行する。

溝掘機モードのスイッチが押されて制御モードの移行が行われた場合（Ｓ１０２）や、手動モードから自動モードへと変更された場合（Ｓ１０４）には、ＬＥＤランプの点灯などによりモード移行が行われたことが作業に報知される構成となっている。また、ポジションレバーなどによる溝掘機の昇降作業がされて基準位置が記憶等されると、そのことが作業者に報知される構成にもなっている。

また、溝堀機モードの自動モードにおいて、作業開始後、車速ピックアップセンサにより取得された車速から演算された距離が、設定された予定走行距離に達した場合には、ランプ、ＭＡＣ・ＶＩＳＯＮ、ブザー等により作業者に報知される構成になっている。

上述したように、本発明の１つの実施形態である溝掘作業機１５の制御装置を備えたトラクタ１では、溝掘作業開始時に、溝掘作業機と圃場面とが接地した位置を検知して、この接地位置を、溝の深さを算出する際の基準位置（原点位置）として記憶するため、この基準位置に対して溝の深さを正確に設定することができる。また、溝の始端位置に所定の深さを有する勾配の溝を形成する際において、基準位置からその深さを正確に掘ることができるため、所望の勾配の溝を正確に圃場面に形成することができる。

また、作業者が自動モードにすることによって、形成したい溝のデータを入力するだけで容易に圃場面に溝を形成することができるため、作業者の負担が軽減され、また、手動モードに切替えて、溝深さ調節部材を操作することで、複雑な形状の溝を圃場面に形成することができる。

また、自動モードでは、基準位置、初期深さ、深さ変化及び予定走行距離の情報から勾配係数を算出して、この勾配係数に実走行距離を掛けた値を、目標値として溝掘作業機の深さ位置を制御することによって、入力したデータ通りに正確に溝を形成することができる。

また、溝を掘るための専用のモードを設けることによって、溝掘機専用の制御が可能となり、溝掘機を用いて圃場などに溝を掘る際の作業者への負担が軽減することができると共に、溝掘作業の効率化も図ることもできる。

また、溝掘機モードにおける自動モードの解除機構や、手動モードへ移行するための手段を設けたため、作業者の操作回数が軽減されることにより作業負担が軽減される。

また、溝掘機モードを必要最低限のパラメータ・データを設定することで制御を行えるように構成した一方で、作業者自身が、有効・無効化を決めることができるパラメータ・データを設けることで、作業者の作業に対する理解度に応じた幅広い設定を可能とし、より作業者の所望する溝を高い精度で掘ることができる。

また、各種パラメータ・データの設定後に再設定を可能とする構成としたことで、作業者が実際の作業を通じて理解した各種パラメータの設定方法で再設定することができ、また、作業者の作業についての理解度に応じた弾力的な溝掘作業を可能とすることで、作業者が所望する溝を高い精度で掘ることができる。

また、自動モードで溝掘作業中に、深さ設定エンコーダ３７のダイヤルで、既に設定した各種パラメータ・データに反映させることなく溝の深さの微調整をすることができる構成としたことから、溝全体の構成は作業開始当初に設定したままで、溝の一部について微調整が可能となる。これより、高い精度で作業者の所望する溝を掘ることができる。

トラクタ１に角速度センサ４３、ピッチングセンサ４５などの各種センサを設けてトラクタ１機体の状態を検知し、記憶して、それら記憶したデータから溝掘機の位置を補正する構成としたことで、設定した溝が掘れるように溝掘作業機本体１５を適正な位置に配置することができる。これにより、圃場の状態によってトラクタ１がローリング、ピッチングなどによって予想外の動きをしたとしても、設定した通りの溝を掘ることができる。

また、基準位置の未設定（更新）の場合は、以前に設定されたデータを基準位置とし、基準位置データが無い場合は、トラクタ１の製造時に制御部４２のマイクロコンピュータ内に記録された基準位置データを用いて溝掘機モードを行う構成にしたので、基準位置が設定されていない場合であっても溝掘機モード制御を行うことができる。

また、作業者が意図的に基準位置を設定（更新）しないとする、基準位置の設定（更新）の許可、及び禁止をすることができる構成としたので、圃場基準ではなく、基準位置を固定する本機基準の半自動制御が可能となり、圃場の硬さや枕地の状態等により状態が安定しない圃場であったとしても溝堀モードで溝堀作業を行うことができる。

更に、設定された基準位置に対し、設定変更をすることができる微調整手段を有する構成としたことにより、設定された基準点と実際の圃場との差が大きい場合でも、その圃場に合わせて基準位置の補正が可能となり、圃場の状態の違いに対しても安定した深さ、勾配制御をすることができる。

また、溝堀機モードの自動モードで、設定された予定走行距離に達した場合には、ランプ、ＭＡＣ・ＶＩＳＯＮ、ブザー等によってそのことが作業者に報知される構成としたので、作業者は視覚以外に聴覚によっても作業の終了を認識することができる。これにより、作業の終了又は設定を変更しての作業の継続など、作業を適切なタイミングで行うことができて、且つ作業者が、溝堀作業機１５を見ながらの作業終了を監視する負担が軽減されることになる。

また、それぞれのパラメータ・データごとに切替えてＭＡＣ・ＶＩＳＯＮで表示する構成としたことで、僅かな面積の表示部でも、様々なパラメータ設定の画面を表示し、設定することができる。なお、定幅が大きいパラメータについてはＭＡＣ・ＶＩＳＯＮ（ＬＣＤ）用操作部３５の選択ボタンの長押しによる連続変化、スキップ等の変更ができる構成となっている。

なお、本実施形態では、溝堀作業機１５を作業車両であるトラクタ１で牽引する構成としたが、これに限らず、例えば、溝堀作業機１５をトラクタ１で押して溝堀作業を行う構成であってもよい。

また、本実施形態では、溝堀作業機１５と圃場面との接地位置の検出を、リフトアームの停止位置から検出する構成としたが、溝堀作業機１５と圃場面との接地位置の検出をできる手段であればこれに限らず、例えば、リフトロッドや上部リンクの位置から溝掘作業機１５と圃場面との接地位置を検出するという構成にしてよく、また、溝堀作業機にセンサを取付けて該センサから検出する構成であってもよい。

また、本実施形態では、溝掘作業中においては深さ変化のパラメータ・データを変更することはできないとする構成としたが、深さ変化も含めた各パラメータ・データの設定変更が溝掘作業中に行われた場合、手動モードにおいては、即時その設定変更を作業に反映するものとし、自動モードにおいては設定変更が行われた時点を基準として、再演算を行い制御に反映させるという構成にしてもよい。これにより、作業者による設定変更が適切に作業に反映させることができる。

但し、上述のように各パラメータ・データの設定変更後、その情報が即時、制御に反映されるように構成する場合にあっては、浅い側の限界、及び深い側の限界についてのパラメータ・データの設定変更が行われると、深さ位置が変わるため、変更と同時に溝掘作業機が昇降する可能性がある。すると、溝掘作業が中断される場合や、溝掘作業自体が失敗する可能性もある。そもそも、溝掘作業は何度もやり直しができないことから、これらパラメータ・データの設定変更が行われる場合には、作業者へ設定変更がされること、及び溝堀作業機がパラメータ・データ変更に基づく動作をすることが事前に報知される構成とする。これにより、作業者に変更が適切なのかを事前に考える機会を与え、また作業者の溝掘機の昇降に対する準備が可能となる。

[第２実施形態]
ＭＡＣ・ＶＩＳＯＮ（ＬＣＤ）の表示方法については第１実施形態の限りではなく、図９に示すように上から、設定された制御の種類３２Ｅ、基準位置３２Ｆ、溝の初期深さ３２Ｇ、溝の深さの変化３２Ｈ、予定している走行距離３２Ｉ、及び基準位置更新の可否状態３２Ｊなどの各種パラメータ・データを一つの画面で表示するように構成しても好適に実施することができる。

また、表示されたパラメータ・データ数値を挟み込むように表示されている２つの長方形のカーソル３２Ｋは設定変更可能なパラメータ・データを表示するものである。

更に、図９に示すように、「基準位置」の文字とパラメータ・データの値との間で正方形のカーソル内３２Ｌに表示されたアルファベットは、ＭＡＣ・ＶＩＳＯＮ（ＬＣＤ）３２に表示されている基準位置がいつの時点に記憶されたものであるか表示するものである。そして、カーソル内のアルファベットがＭである場合は、現状設定されている基準位置が前回記憶した基準位置であることを示し、アルファベットがＳであれば、基準位置が今回の作業で記憶されたものであることを示し、アルファベットがＣであれば、作業者により基準位置の記憶がクリア処理されたことを示す。そして、それらの表示が無ければ基準位置がトラクタのマイクロコンピュータなどの記憶媒体に初めから記憶されていた基準位置であることを示す構成となっている。

上述のように１つの画面で各種のパラメータ・データを表示する構成とすることによって、作業者（運転者）は各種パラメータ・データを瞬時に見ることができる。これにより、的確に各種パラメータ・データを理解することができ、作業効率の向上を図ることができる。

また、ＭＡＣ・ＶＩＳＯＮ（ＬＣＤ）３２にマイクロコンピュータに記憶されている基準位置を表示する構成としたことで、作業者が作業での基準位置を正確に把握することができるため、その記憶状態に対して適切な操作、作業状態に応じた適切な設定の切替えが可能となる。

なお、上述した実施の形態は、作業車両としてトラクタに適用して説明したがこれに限らず、例えばコンバインや、田植機などの他の作業車にも当然に適用可能である。

１ 作業車両（トラクタ）
１２ 昇降装置（三点支持装置）
１５ 溝掘作業機
３２ 多機能表示部（ＭＡＣ・ＶＩＳＯＮ（ＬＣＤ））
３５ ＭＡＣ・ＶＩＳＯＮ用操作部
３７ 深さ設定エンコーダ
４２ 制御装置（制御部）
４５ 姿勢検知手段（ピッチングセンサ）
４７ 昇降検知手段（リフトアームセンサ）
４９ 走行距離検知手段（ピックアップセンサ）

Claims (3)

1. 圃場面に溝を形成する溝掘作業機が昇降装置を介して走行機体の後部に連結される作業車両において、
   前記溝掘作業機の上下位置を検知する昇降検知手段と、
   前記走行機体の走行距離を検知する走行距離検知手段と、
   溝掘作業を開始する位置における溝の深さである初期深さと、溝掘作業を終了する位置における溝の深さである終端深さと、溝の長さに対応する前記走行機体の予定走行距離と、をそれぞれ設定可能に設けられる制御装置と、を備え、
   前記制御装置は、前記昇降検知手段からの検知信号に基づいて、圃場面に接地した状態にある前記溝掘作業機の上下位置を溝の深さの基準となる基準位置として取得した後、前記基準位置を基準にして前記初期深さまで前記溝掘作業機を降下させ、さらに前記走行距離検知手段が検知した前記走行機体の実走行距離に応じて前記初期深さから前記終端深さまで一定の勾配で変化するように算出した深さを目標位置として、前記溝掘作業機を昇降させる、
   ことを特徴とする作業車両。
2. 前記走行機体のピッチ方向における姿勢を検知可能な姿勢検知手段を備え、
   前記制御装置は、前記姿勢検知手段からの検知信号に基づいて前記基準位置を取得した際の前記走行機体の姿勢を記憶すると共に、前記走行機体の走行中に前記走行機体の姿勢が変化したことを検知した場合に、前記溝掘作業機の上下位置を前記目標位置に近付けるように補正する、
   請求項１記載の作業車両。
3. 前記制御装置は、前記溝掘作業機の作業工程を記録可能であると共に、前記基準位置を再設定する処理と、前記基準位置を基準として記録した前記作業工程を再現する処理と、を実行可能に構成されている、
   請求項１又は２記載の作業車両。

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