JP2016071426A

JP2016071426A - 走行作業車の操縦補助装置

Info

Publication number: JP2016071426A
Application number: JP2014196946A
Authority: JP
Inventors: 高橋　恒; Hisashi Takahashi; 恒高橋; 潤川崎; Jun Kawasaki; 金並　清二; Seiji Kanenami; 清二金並
Original assignee: Iseki and Co Ltd; Iseki Agricultural Machinery Mfg Co Ltd
Current assignee: Iseki and Co Ltd; Iseki Agricultural Machinery Mfg Co Ltd
Priority date: 2014-09-26
Filing date: 2014-09-26
Publication date: 2016-05-09

Abstract

【課題】本発明は、走行作業車で圃場内の作業を行う際に、油断して圃場外に踏み出して転倒等の事故を起こさないように、操縦者の操縦を補助することを課題とする。【解決手段】機体１にＧＰＳ受信機５０を備え、機体位置をモニタ５１に地図表示し、この機体の地図表示を使って操縦者が作業圃場範囲Ｈをコントローラ１００に入力し、その作業圃場範囲Ｈから機体１が逸脱しようとすると、コントローラ１００が逸脱阻止動作をすべく制御したことを特徴とする走行作業車の操縦補助装置とする。また、作業圃場範囲Ｈに出入り口Ａを入力し、この出入り口Ａを通過する場合には、逸脱阻止動作を行わないことを特徴とする走行作業車の操縦補助装置とする。【選択図】図４

Description

本発明は、トラクタ等の走行作業車における操縦補助装置に関する。

トラクタにおいて、ＧＰＳ受信機の位置データに基づいて走行軌跡を記憶し、既作業域と未作業域を識別して、効率良く未作業域を作業出来るようにした技術が下記の特許文献１に記載している。

特開２００３−３０８１２１号公報

トラクタは、畦で囲まれた圃場を周回或いは往復移動しながら耕耘や畝立等の作業を行うが、操縦を油断していると畦を乗り越えて畦の外側に在る溝や急斜面に転落する等の危険性がある。

本発明は、走行作業車で圃場内の作業を行う際に、油断して圃場外に踏み出して転倒等の事故を起こさないように、操縦者の操縦を補助することを課題とする。

上記本発明の課題は、次の技術手段により解決される。
請求項１に記載の発明は、機体（１）にＧＰＳ受信機（５０）を備え、機体位置をモニタ（５１）に地図表示し、この機体の地図表示を使って操縦者が作業圃場範囲（Ｈ）をコントローラ（１００）に入力し、その作業圃場範囲（Ｈ）から機体（１）が逸脱しようとすると、コントローラ（１００）が逸脱阻止動作をすべく制御したことを特徴とする走行作業車の操縦補助装置とする。

請求項２に記載の発明は、作業圃場範囲（Ｈ）に出入り口（Ａ）を入力し、この出入り口（Ａ）を通過する場合には、逸脱阻止動作を行わないことを特徴とする請求項１に記載の走行作業車の操縦補助装置とする。

請求項３に記載の発明は、逸脱阻止動作が機体（１）の走行停止であることを特徴とする請求項１に記載の走行作業車の操縦補助装置とする。
請求項４に記載の発明は、走行モードに通常の路上走行モード（Ｎ）と異なる作業走行モード（Ｐ）を設け、機体（１）が作業圃場範囲（Ｈ）に入るとコントローラ（１００）で走行モードを作業走行モード（Ｐ）に切り換えることを特徴とする走行作業車の操縦補助装置とする。

請求項５に記載の発明は、走行モードの自動切換に伴い切換えた走行モードを知らせるモード報知手段（Ｓ）を設けたことを特徴とする請求項４に記載の走行作業車の操縦補助装置とする。

請求項１に記載の発明で、コントローラ１００は、ＧＰＳ受信機５０で得られる機体１の地図情報で走行位置を認識し、作業圃場範囲Ｈから逸脱しようとすると警報で報知したり走行を停止したりの逸脱阻止動作を行って、操縦者に知らせるので、操縦者の不注意で汗を乗り越える危険状態を防止できる。

請求項２に記載の発明で、作業圃場範囲Ｈに出入りする場合には、逸脱阻止動作が無く、スムースに移動できる。
請求項３に記載の発明で、機体１が作業圃場範囲Ｈの畦を乗り越えようとすると。走行停止するので、安全である。

請求項４に記載の発明で、機体１の操縦者は、路上走行モードＮで路上を走行していても作業圃場範囲Ｈに入ると、作業走行モードＰになるので、モード切換操作が不要で直ちに作業を開始出来る。

請求項５に記載の発明で、機体１の操縦者は、走行モードが自動で切換ってもモード報知手段Ｓで現在の走行モードが何であるかを知って、機体１の走行変動に対応出来る。

トラクタの全体側面図である。動力伝動線図である。操縦部の一部斜視図である。モニタ画面の正面図である。

以下、本発明の実施形態を図面に示す実施例を参照しながら説明する。本実施例では走行作業車の典型例であるトラクタについて説明する。
なお、本明細書において走行作業車の前進方向に向かって左右方向をそれぞれ左、右といい、前進方向を前、後進方向を後という。

トラクタは、主変速８段、副変速３段、併せて２４段の変速が可能なトラクタであり、図１にトラクタの側面図、図２に動力伝動機構を示す。
副変速レバー３４によって副変速装置の切換えを行い、副変速レバー３４のノブに設けた増減速スイッチ３７，３８を操作することによって主変速の増減速切換えを１段ずつ行い、アクセルペダル５８の操作によっても主変速１０，１１の切換えが行えるようにしたトラクタである。

このトラクタの機体１は操舵用の左右前輪２，２と推進車輪としての左右後輪３，３を有し、ボンネット４内に搭載したエンジン５の回転動力をミッションケース６内の変速装置によって適宜減速し、その回転動力を後輪３，３或いは前輪２，２と後輪３，３に伝達するように構成している。

また、ミッションケース６内には機体の進行方向を切り換える前後進切換装置９と８段の変速が可能な主変速装置１０，１１と３段の変速が可能な副変速装置１２が直列に接続されている。なお、これら伝動系については図２に基づいて後から説明する。

図１において、ミッションケース６の上部には油圧シリンダケース１４が設けられ、この油圧シリンダケース１４の左右両側にはリフトアーム１５，１５が回動自在に枢着されている。リフトアーム１５，１５とロワーリンク１６，１６との間にはリフトロッド１７，１７が介装連結され、ロワーリンク１６，１６の後部には作業機であるロータリ耕耘装置１８が連結されている。

油圧操作レバー２８を操作して油圧シリンダケース１４内に収容されている油圧シリンダ１４ａに作動油を供給するとリフトアーム１５，１５が上昇側に回動され、リフトロッド１７、ロワーリンク１６等を介して作業機（ロータリ耕耘装置）１８が上昇する。反対にこの油圧操作レバー２８を下降側に操作すると油圧シリンダ１４ａ内の作動油は油圧タンクを兼ねるミッションケース６内に排出され、リフトアーム１５，１５を下降させる。

トラクタ１の機体の後方にはロータリ耕耘装置１８が連結されており、該ロータリ耕耘装置１８は耕耘部１９と耕耘部１９上方を覆う主カバー２０と主カバー２０の後部に枢着されたリヤカバー２２等を有する。

また、ステアリングハンドル２４を支えるハンドルポスト２５の左側上部には前記前後進切換装置９を操作する前後進切換レバー２７が設けられ、この前後進切換レバー２７を中立位置から前側に倒すと機体は前進し、反対に後側に引くと機体は後進するようになっている。

ハンドルポスト２５の前側にはコントローラ１００を内装したフロントケース４９が設けられ、このフロントケース４９の上面にＧＰＳ受信機５０を取り付け、ステアリングハンドル２４の前下方側にスピードメータ等の情報を表示するモニタ５１を設けている。

図３に示す如く、ハンドルポスト２５の右側には、アクセルレバー７とフィンガップレバー８とサイドコンビスイッチ２３を設け、フロントケース４９の右サイド平面部にサイドビューライトスイッチ５３とモード切換スイッチ５２を設け、後側にメインスイッチ２６を設けている。

サイドビューライトスイッチ５３は、ヘッドライト２１の左右側部に設けて機体１の前左右側部を照らすサイドビューライト５４をオン・オフするスイッチで、サイドビューライト５４は圃場内或いは駐車場で使用するもので、コントローラ１００で路上走行時にはモニタ５１に消灯することを表示して自動的に消灯する。また、サイドビューライト５４を強制的に点灯するスイッチを設けて路上走行中でも必要に応じて点灯するようにしても良いが、一旦消灯すると自動消灯に戻るようにする。

サイドコンビスイッチ２３は、サイドビューライト５４と後部作業灯５５の照度を調整する。
後部作業灯５５はロブスタ５７の側部と後部に設けて、機体１の後側部とロータリ耕耘装置１８を照射する。この後部作業灯５５もサイドビューライト５４と同様にオン・オフを自動制御する。

モード切換スイッチ５２は、走行モードの切換を行い、自動とこだわりの切換位置を設け、自動では機体１の位置によって走行モードを最適のモードに切り換え、こだわりでは、操縦者が任意の走行モードに設定出来る。

トラクタの機体１の後部には、低速走行車マーク５６を路上走行時に取り付けるようになっている。そのために、低速走行車マーク５６の取付部に取付を検出するセンサを設け、コントローラ１００が路上走行中を認識すると、モニタ５１に取付を促すメッセージを表示し、警報を鳴らしたり、警告灯を点滅したり、音声で取付を促したりする。

また、路上を走行する場合には、左右のブレーキペダルを連結するので、この左右ブレーキペダルの連結を感知するセンサが連結を検出すると、上記の低速走行車マーク５６の取り付けを促す動作をするようにしても良い。

次に図２に示す動力線図に基づいて動力伝達系について説明する。
エンジン５の後部には主クラッチ３０が設けられ、この主クラッチ３０の伝動後位に前後進切換装置９が設けられている。前後進切換装置９は多板摩擦式の油圧クラッチ９ａ，９ｂからなり、常態では中立位置に保たれ、前後進切換レバー２７を前後方向に操作することにより、前進側油圧クラッチ９ａが接続され、あるいは後進側油圧クラッチ９ｂが接続される。

前進側油圧クラッチ９ａが接続されるときには入力ギヤ６０からカウンタギヤ６２とリバーサギヤ６５を経由して、前進側油圧クラッチ９ａに動力が伝達され、リバーサ軸６４が正回転する。

また後進側油圧クラッチ９ｂが接続されるときには、入力ギヤ６０からカウンタギヤ６２とカウンタ第一ギヤ６６とカウンタ第二ギヤ６９を経由して、リバーサ軸６４の後進用ギヤ７３を経由して、後進側油圧クラッチ９ｂに動力が伝達され、リバーサ軸６４が逆回転する。

この前後進切換装置９の後位には４段変速可能なシンクロメッシュ式の第１主変速装置１０が設けられ、後述するコントローラ１００からの指令を受けてアクチュエータ３１，３１が伸縮するとシフター３２，３２が前後に移動させられて変速を行う。図２において前側のシフター３２が前後に移動すると４速と３速が得られ、後側のシフター３２が前後に動くと２速と１速が得られる。なお、この場合において、主変速が切り換えられるときには、最初に油圧式の前後進切換装置９の油圧クラッチが中立に戻され、変速後に再びこの前後進切換装置９の油圧クラッチが接続されるように構成している。

そして、この第１主変速装置１０の後部には高低２段に切換可能な油圧式の第２主変速装置１１が設けられている。前側の油圧クラッチ１１ａが高速用のクラッチであり、後側の油圧クラッチ１１ｂが低速用の油圧クラッチである。従って、この実施例における主変速装置１０，１１では４×２の併せて８段の変速が可能である。

更に、この第２主変速装置１１の後部には３段の変速が可能で減速比が主変速装置１０，１１よりも比較的大きな副変速装置１２が設けられている。図２に示すように、副変速レバー３４を操作して前側のシフター３５を前後に移動させると高速（Ｈ）と中速（Ｍ）が得られ、後側のシフター３５を後側に移動させると低速（Ｌ）が得られる。

副変速装置１２を操作するときには主クラッチ３０の入切操作を要す。即ち、主クラッチペダル２９を踏み込んで副変速操作レバー３４を前後方向あるいは左右方向に操作し、変速操作後には主クラッチペダル２９を離してエンジン回転動力を変速装置側に伝える。

なお、主変速装置１０，１１については副変速レバー３４のノブに設けた増速スイッチ３７と減速スイッチ３８を押し込んで変速を行う（図２参照）。増速スイッチ３７を押しても減速スイッチ３８を押しても１段ずつしか変速は行われない。速度が遅い１速から速度が速い８速までの範囲で主変速装置１０，１１の変速がなされる。そして、この副変速装置１２によって減速された動力をドライブピニオン軸４０に伝え、後輪デフ装置４１、最終減速装置４２を順次介して後輪３，３を駆動する。

後輪デフ装置４１の手前で後輪駆動系より分岐した動力は前輪駆動系として利用され、前輪駆動系の中には前輪２，２を後輪３，３と等速で駆動させたり、前輪２，２を後輪３，３よりも増速させて回転させたりする前輪増速装置４４が設けられている。この前輪増速装置４４の前側の油圧クラッチ４４ａが接続されると前輪増速状態となり、後側の油圧クラッチ４４ｂが接続されると等速四輪駆動状態になり、両方の油圧クラッチ４４ａ，４４ｂがＯＦＦになると後輪３，３のみ駆動される二輪駆動の状態になる。前輪駆動軸には前輪デフ装置４６と前輪最終減速装置４７が設けられている。

なお、図２の動力伝達線図において、副変速装置１２が高速（Ｈ）速になっているときに限り、副変速レバー３４をそのまま横に移動させると、路上走行速に適した路上速位置（ＨＨ）に切り換わる。この場合、主変速は１速から８速までのうち、高速側の５速、６速、７速、８速が選択できるが、１速から４速までの低速側４段はいくら増減速スイッチ３７，３８を操作してもプログラム上選択できないようになっている。道路を走行する場合は高速走行を前提としているので高速側のみを優先し、低速側を自動的にカットさせ変速操作が行われても１〜４速には入らないようにして操作性を向上させている。

また、この実施例では選択可能な高速側の変速パターンを５速、６速、７速、８速の４段としたが、６速、７速、８速の３段としたり、あるいは７速、８速の２段だけとしたりして変速段数を減らしても良い。

ＰＴＯ出力軸８３の駆動は次のようにして行われる。
入力ギヤ６０からカウンタ軸６１のギヤ６２を介してＰＴＯクラッチ７０の駆動用ギヤ７５に動力が伝達され、ＰＴＯクラッチ７０に動力伝達される。ＰＴＯクラッチ７０が入り状態になると、２つの油圧シリンダ７６と７７によりスライド制御される４段変速ギヤ機構（３段目のギヤ８１ａと１段目のギヤ８１ｂと４段目のギヤ８１ｃと２段目のギヤ８１ｄからなる）で選択されている変速段でＰＴＯ駆動軸７１が駆動される。

例えば、油圧シリンダ７６によりスライドされる従動軸７９上のギヤ８０ａがＰＴＯ変速軸７２のギヤ８１ａと噛合すると、ＰＴＯ変速軸７２から従動軸７９の出力ギヤ８２を経由してＰＴＯ出力軸８３の出力ギヤ８５に動力伝達されてＰＴＯ駆動軸７１が駆動する（ＰＴＯ２速）。同様に油圧シリンダ７６によりギヤ８０ｂがギヤ８１ｂに噛合するとＰＴＯ４速になる。

油圧シリンダ７７によりギヤ８０ｃがギヤ８１ｃに噛合するとＰＴＯ１速になる。油圧シリンダ７７によりギヤ８０ｄがギヤ８１ｄに噛合するとＰＴＯ３速になる。
また、前記ギヤ８０ａがギヤ８１ａに噛んでいない状態であって、逆転軸８６上の逆転ギヤ８７をスライドさせて前記ギヤ８１ａに噛み合わせるとともにギヤ８０ａにも噛んでいる状態になると、ＰＴＯ駆動軸７１は逆転駆動する。逆転の場合はこの１速のみである。

次に、コントローラ１００による制御を説明する。
複数の衛星から電波を受信するＧＰＳ受信機５０で認識される機体１の地図上位置が図４の如くモニタ５１に表示される。

トラクタの操縦者は、作業圃場範囲Ｈをコントローラ１００に認識させるために、画面上で作業圃場範囲Ｈのコーナーポイントｋ１〜ｋ８をポイントし、ｋ１とｋ２の間を出入り口Ａとして入力する。

図示の機体１の位置では、走行モードを路上走行モードＮとして走行しているが、出入り口Ａを通過して作業圃場範囲Ｈに入ると、モード切換スイッチ５２を自動にしていると、コントローラ１００がミッションケース６を制御して走行モードを作業走行モードＰに切り換える。また、機体１が出入り口Ａを通過して路上に移動すると、走行モードを路上走行モードＮに切り換える。走行モードの切換を行うと、モード報知手段Ｓであるモニタ５１の画面に切り換えた走行モードを表示して操縦者に注意を促す。

路上走行モードＮは、前輪２の操向で後輪３の駆動で走行する状態で、作業走行モードＰは前輪２と後輪３の駆動で前輪２を増速して操向する走行状態で、旋回時にロータリ耕耘装置１８を上昇させるオートリフト制御も行う。

機体１が作業圃場範囲Ｈ内を移動していて前輪２が畝にかかるか乗り越える逸脱状態になると主クラッチ３０を切って走行を停止して逸脱阻止動作を行うが、逸脱阻止動作はモニタ５１に注意表示を行ったり音声で警告したりする方法でも良い。なお、機体１が出入り口Ａを通過する際には、逸脱阻止動作を行うことが無い。

逸脱阻止動作後は、機体１を後進させて作業圃場範囲Ｈに戻って、作業を再開する。

Ａ出入り口
Ｈ作業圃場範囲
Ｎ路上走行モード
Ｐ作業走行モード
Ｓモード報知手段
１機体
５０ＧＰＳ受信機
５１モニタ
１００コントローラ

Claims

機体（１）にＧＰＳ受信機（５０）を備え、機体位置をモニタ（５１）に地図表示し、この機体の地図表示を使って操縦者が作業圃場範囲（Ｈ）をコントローラ（１００）に入力し、その作業圃場範囲（Ｈ）から機体（１）が逸脱しようとすると、コントローラ（１００）が逸脱阻止動作をすべく制御したことを特徴とする走行作業車の操縦補助装置。
作業圃場範囲（Ｈ）に出入り口（Ａ）を入力し、この出入り口（Ａ）を通過する場合には、逸脱阻止動作を行わないことを特徴とする請求項１に記載の走行作業車の操縦補助装置。
逸脱阻止動作が機体（１）の走行停止であることを特徴とする請求項１に記載の走行作業車の操縦補助装置。
走行モードに通常の路上走行モード（Ｎ）と異なる作業走行モード（Ｐ）を設け、機体（１）が作業圃場範囲（Ｈ）に入るとコントローラ（１００）で走行モードを作業走行モード（Ｐ）に切り換えることを特徴とする走行作業車の操縦補助装置。
走行モードの自動切換に伴い切換えた走行モードを知らせるモード報知手段（Ｓ）を設けたことを特徴とする請求項４に記載の走行作業車の操縦補助装置。