JP2002051607A - 農作業機の前後進切り換え制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 枕地でのトラクタの旋回操作を簡単に行いつ
つ、前後進切り換え制御を実行するタイミングを最適に
して枕地をできる限り狭くする。 【解決手段】 前後進切り換え制御スイッチが「入」で
あって、車速が規定値以下且つ作業状態のときに、車体
前方の畦を感知したときは、ブザーを作動して畦の感知
を告知する。然るときは、車体の前進走行停止、作業機
の上昇、車体の所定距離後進等の前後進切り換え制御が
実行される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はトラクタや田植機と
いった農作業機の前後進切り換え制御装置に関するもの
であり、特に、圃場の端部で畦を感知して車体を後進さ
せる農作業機の前後進切り換え制御装置に関するもので
ある。

【０００２】

【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】トラク
タや田植機等といった農作業機の車体後部に作業機を連
結して農作業を行う場合、圃場端部で旋回する際に該作
業機の引き摺りを防止するために、該作業機を所定高さ
の非作業位置まで上昇させている。例えばトラクタで耕
耘作業を行うときに、トラクタが旋回する部分は枕地と
称されて未耕耘部分が残り、最終段階でトラクタが枕地
を往復して未耕耘部分をなくしている。枕地が広い場合
はトラクタが２工程（即ち１往復）以内で未耕耘部分を
解消することができず、作業工程が増えて効率が悪化す
る。枕地作業を効率的に行うために、作業機の耕耘幅を
広く設定したり、或いは、車体のホイールベースを短く
することが試みられているが、一つの圃場で数十回以上
繰り返される旋回動作について、枕地をすべて２工程以
内に抑えるにはかなりの熟練と集中力が要求される。

【０００３】このため、車体前方の畦を感知する畦感知
手段を設け、該畦感知手段にて畦を感知したときは、車
体後部の作業機を上昇させるとともに、トラクタが畦に
接触せずに旋回できる最小限のスペースを得るために、
車体を所定距離若しくは所定時間だけ後進させるような
前後進切り換え制御装置が考えられる。しかし、畦を感
知して前後進切り換え制御を実行するタイミングが適切
でない場合は、オペレータの操作に違和感が生じたり、
却って圃場を荒らす虞もある。

【０００４】そこで、枕地での農作業機の旋回操作を簡
単に行いつつ、前後進切り換え制御を実行するタイミン
グを最適にして枕地をできる限り狭くするために解決す
べき技術的課題が生じてくるのであり、本発明はこの課
題を解決することを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明は上記目的を達成
するために提案されたものであり、車体前方の畦を感知
する畦感知手段４２を設け、該畦感知手段４２にて畦４
９を感知したときは、車体後部の作業機１６を上昇させ
るとともに、車体を所定距離Ｌ若しくは所定時間だけ後
進させるように構成した農作業機の前後進切り換え制御
装置に於いて、車速を検出する手段３９と、作業状態を
検出する手段４５，４６とを備え、前後進切り換え制御
が開始されてから、規定値以上高速の車速であるとき、
または、非作業状態であるときは、作業機１６の上昇及
び車体の後進を牽制するように構成した農作業機の前後
進切り換え制御装置、及び、車体前方の畦を感知する畦
感知手段４２を設け、該畦感知手段４２にて畦４９を感
知したときは、車体後部の作業機１６を上昇させるとと
もに、車体を所定距離Ｌ若しくは所定時間だけ後進させ
るように構成した農作業機の前後進切り換え制御装置に
於いて、ブレーキ操作を検出する手段４３を備え、前後
進切り換え制御が開始されてから、ブレーキ操作を検出
したときは車体の後進を停止するように構成した農作業
機の前後進切り換え制御装置、及び、車体前方の畦を感
知する畦感知手段４２を設け、該畦感知手段４２にて畦
４９を感知したときは、車体後部の作業機１６を上昇さ
せるとともに、車体を所定距離Ｌ若しくは所定時間だけ
後進させるように構成した農作業機の前後進切り換え制
御装置に於いて、前進直進走行にて農作業を施した距離
を演算する手段６０を備え、この演算結果が所定距離未
満であるときは、作業機１６の上昇及び車体の後進を牽
制するように構成した農作業機の前後進切り換え制御装
置、及び、車体前方の畦を感知する畦感知手段４２を設
け、該畦感知手段４２にて畦４９を感知したときは、車
体後部の作業機１６を上昇させるとともに、車体を所定
距離Ｌ若しくは所定時間だけ後進させるように構成した
農作業機の前後進切り換え制御装置に於いて、作業機１
６を非作業位置まで任意に上昇させる操作手段３６を設
け、畦４９を感知している間に作業機上昇操作を行った
ときには、該操作に連動して、車体を所定距離Ｌ若しく
は所定時間だけ後進させるように構成した農作業機の前
後進切り換え制御装置を提供するものである。

【０００６】

【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施の形態を図
面に従って詳述する。図１は農作業機の一例としてトラ
クタ１０を示し、該トラクタ１０は左右一対の前輪１
１，１１と後輪１２，１２を有し、車体前部にエンジン
１３を搭載するとともに車体中央部から後部にかけてミ
ッションケース１４を設け、車体の後部にはリンク装置
１５によりロータリ等の作業機１６が連結される。ミッ
ションケース１４の上方に運転席１７を設け、運転席１
７の前方にステアリングハンドル１８を設けて前輪１
１，１１を操向する。

【０００７】前記エンジン１３の回転動力はミッション
ケース１４内に設けられた変速装置により減速され、後
輪１２または前後輪１１，１２に伝達されるとともに、
ＰＴＯ軸１９に伝達されて作業機１６が駆動される。前
記エンジン１３にはエンジン回転数センサ２０が設けら
れている。ミッションケース１４の上部にリフトシリン
ダ２１を設けてあり、該リフトシリンダ２１の伸縮にて
リフトアーム２２を回動すれば、前記リンク機構１５が
上下動して作業機１６が昇降する。リフトアーム２２の
回動角はリフトアーム角センサ２３にて検出し、この検
出値に基づきコントローラ６０が作業機１６の高さを演
算する。また、作業機１６のメインカバー２４の後端に
リヤカバー２５を回動自在に取り付け、リヤカバーセン
サ２６にてリヤカバー２５の回動角を検出し、この検出
値に基づきコントローラ６０が作業機１６の耕深量を演
算する。

【０００８】運転席１７の近傍には作業機１６の高さを
変更するポジションレバー３０、作業機１６の耕耘深さ
を設定する耕深設定ダイヤル３１、前後進切り換え制御
スイッチ３２、変速レバー３３等が設けられている。変
速レバー３３には変速位置をアップ若しくはダウン指令
する一対のスイッチ２８，２９を設けてあり、該スイッ
チ２８または２９の押圧操作により、変速装置のギヤ組
合わせが高速側または低速側に１段ずつ変速される。運
転席１７の前方にはハンドルポスト３４を設け、このハ
ンドルポスト３４に前記ステアリングハンドル１８をは
じめとして、車体の前後進を選択するための前後進切り
換えレバー３５、作業機を作業位置から非作業位置へ連
続的に上昇または非作業位置から作業位置へ連続的に下
降させる操作手段としての作業機昇降レバー３６を装着
してある。前記ステアリングハンドル１８の回転操作は
操向装置３７へ伝達され、操向量に応じて前輪１１が回
向する。前輪１１の操向量はステアリング切れ角センサ
３８によって検出される。尚、３９は車体の走行速度を
検出するための車速センサであり、４０は左右のブレー
キペダルである。

【０００９】ここで、車体の前部には、前方の畦を感知
する畦感知手段として赤外線センサ４２が設けられてい
る。該赤外線センサ４２は車体の左右に１個ずつ設置さ
れており、夫々の赤外線の照射方向は車体の進行方向に
対してやや外側へオフセットさせ、且つ、夫々の赤外線
の波長を異にして左右どちらの赤外線センサ４２が感知
したかを判別できるようにしてある。

【００１０】例えば、図２（ａ）に示すように、車体前
方に畦４９が存在するときは、左右の赤外線センサ４
２，４２の双方が感知信号を出力し、図２（ｂ）に示す
ように、枕地荒れ等の凸部５０が存在するときは、片側
の赤外線センサ４２のみが感知信号を出力する。このこ
とから、左右の赤外線センサ４２，４２が双方ともに感
知信号を出力したときは、車体前方に畦４９が存在する
ことが判別でき、後述するコントローラ６０の指令によ
って前後進切り換え制御が実行され、車体後部の作業機
１６を非作業位置まで上昇させるとともに、車体を所定
距離Ｌ（若しくは所定時間）だけ後進させて、トラクタ
１０及び作業機１６が畦４９に接触せずに旋回できる最
小限のスペースを確保する。

【００１１】図３は前後進切り換え制御系のブロック図
であり、各センサやスイッチ、レバー等の検出信号がコ
ントローラ６０へ入力され、各バルブやブザー等へ指令
信号が出力される。例えば、前後進切り換えレバー３５
の操作により、前後進切り換えバルブ６２が駆動されて
前後進クラッチが前進側または後進側に接続され、或い
は中立位置に保持される。また、リフトシリンダ切り換
えバルブ６３が駆動されると作業機１６が昇降し、車体
旋回時には旋回内側のブレーキバルブ６４を駆動して片
ブレーキをかけるとともに、前輪増速バルブ６５を駆動
して前輪１１の回転速度を増速させる。尚、４３はブレ
ーキ操作を検出する手段として、左右のブレーキペダル
４０に設けられたポテンショメータ式のブレーキペダル
センサ、４４は主クラッチ入り切り用クラッチペダルの
踏み込み操作を検出するクラッチペダルセンサ、４５は
四駆二駆を切換えるための４ＷＤスイッチ、４６は作業
機１６への動力伝達を入り切りするためのＰＴＯスイッ
チである。また、６６は畦４９を感知したことを告知す
る手段としてのブザーである。

【００１２】図４は前後進切り換え制御スイッチ３２を
示し、「旋回」位置では、ステアリング切れ角から旋回
動作を検出し、旋回時には作業機１６を非作業位置へ上
昇するとともに、旋回内側の後輪に片ブレーキをかける
旋回制御を実行する。このときに、前輪の回転速度を後
輪よりも増速する前輪増速動作を併用してもよい。また
「枕地旋回」位置では、後述するように畦４９を検出し
たときに、車体が自動停止して作業機１６を自動上昇さ
せた後、所定距離Ｌだけ車体を自動的に後進させる前後
進切り換え制御を実行する。

【００１３】図５は前後進切り換え制御の一例を示すフ
ローチャートであり、いま、前後進切り換え制御スイッ
チ３２が「枕地旋回」位置に「入」の状態でトラクタ１
０が圃場を前進走行中に（ステップ102）、車速センサ
３９が検出したトラクタ１０の車速が規定値以下の低速
であり（ステップ103）、且つ、４ＷＤスイッチ４５が
「入」またはＰＴＯスイッチ４６が「入」で作業状態と
見做されており（ステップ104）、セフティーモードが
解除でポジションレバー３０が耕深制御可能領域にセッ
トされた状態で（ステップ105）、赤外線センサ４２に
より車体前方の畦４９を感知したときは（ステップ10
6）、ブザー６６を作動して畦４９を感知したことをオ
ペレータに告知し（ステップ107）、続いて枕地前後進
制御を実行する（ステップ108）。即ち、車速が規定値
を超える高速走行のとき（副変速装置が「高速」である
ときを含む）、４ＷＤスイッチ４５またはＰＴＯスイッ
チ４６の何れかが「切」のとき、エンジン始動直後等の
セフティモードにあるときの何れか一つでも該当すると
きは、畦感知に基づく枕地前後進制御を実行しない。

【００１４】図６は枕地前後進制御の一例を示すフロー
チャートであり、前述したように、畦４９を感知したこ
とをブザー６６が告知したときに、オペレータが意図的
に作業機昇降レバー３６を操作して、作業機上昇スイッ
チを「入」にすれば（ステップ201）、コントローラ６
０から前後進切り換えバルブ６２に中立指令が出力され
て走行系クラッチである前後進クラッチが「切」になる
と同時に（ステップ202）、コントローラ６０からリフ
トシリンダ切り換えバルブ６３に指令が出力されて作業
機１６が非作業位置へ上昇する（ステップ203）。

【００１５】このとき、前後傾斜センサ４７により車体
の前後傾斜量が一定値以上の場合は（ステップ204）、
作業機上昇開始指令に続いて、コントローラ６０からブ
レーキバルブ６４に指令が出力され（ステップ205）、
左右のブレーキを作動させて車体に制動をかける。この
ように、走行系クラッチ「切」と作業機上昇とを略同時
に行うことにより、ダッシング等による車体のオーバー
ランを防止でき、更に、ブレーキ圧設定ダイヤルに応じ
た左右ブレーキ出力することにより、圃場の硬さに適し
た制動力にてショックの発生を抑止しつつ、車体を確実
に停止できる。また、作業機上昇後の車体停止時にバッ
クブザー出力し（ステップ206）、次の後進動作に移行
することをオペレータに告知する。そして、一定時間が
経過したら（ステップ207）、コントローラ６０から前
後進切り換えバルブ６２に後進指令が出力され、車体が
後進を開始する（ステップ208）。バックブザー作動後
に直ちに後進開始するのではなく、一定時間ウエイトを
かけることにより、オペレータは車体の後進動作に対し
て身構えることが可能となる。

【００１６】後進出力中はブレーキ操作の有無を監視し
（ステップ209）、ブレーキ操作がなければ、予め設定
された所定距離Ｌだけ後進して停止する（ステップ210
→212）。一方、後進出力中にブレーキペダルセンサ４
３がブレーキ操作を検出したときは、そのブレーキ力の
大きさに応じてエンジン回転を自動減速し（ステップ20
9→211）、更に強くブレーキペダル４０が踏まれたとき
には、前後進切り換えクラッチを中立に切換えて後進出
力を停止する（ステップ211→212）。このように、ブレ
ーキ操作を検出して後進出力を停止することにより、オ
ペレータの操作感に合わせて後進距離を調整することが
できる。

【００１７】尚、上記後進出力の停止判断は、ポテンシ
ョメータ式のブレーキペダルセンサ４３にてブレーキペ
ダル４０の踏み込み量を検出して行うほか、エンジン回
転数センサ２０によってエンジン回転数が一定値以下に
低下したときに行ってもよい。或いは、ステップ209に
於いて、ブレーキ操作に代えてクラッチペダル操作の有
無を監視し、クラッチペダル操作があったときはオペレ
ータが危険回避のために走行停止の意思があると判断し
て、後進出力を停止するようにしてもよい。また、前後
進切り換えレバー３５の操作があったときも同様に、オ
ペレータの危険回避動作があったと判断して、後進出力
を停止してもよい。

【００１８】更に、前進直進走行にて農作業を施した距
離を車速に基づいて演算する手段を前記コントローラ６
０に設けておき、この演算結果が所定距離（例えば２ｍ
程度）未満であるときは、作業機自動上昇と車体の自動
後進を牽制する。これは、圃場の端から耕耘を開始した
直後に、誤って枕地前後進制御が実行された場合は、オ
ペレータの意に反して車体が後進し、圃場から脱輪する
虞があるからである。

【００１９】一方、ステップ201に於いて、オペレータ
が意図的に作業機昇降レバー３６を操作することによ
り、作業機自動上昇と車体の自動後進が行われるように
制御されるが、これに代えて、前後進切り換えレバー３
５の先端部に枕地前後進制御スイッチ（図示せず）を設
けておき、畦４９を感知したことをブザー６６が告知し
たときに、オペレータが意図的にこの枕地前後進制御ス
イッチを操作することにより、ステップ202以降の制御
を実行するように構成してもよい。

【００２０】そして、ステップ202以降の制御を実行し
ているときは、図７に示すように、メータパネル５３の
中央部等オペレータが視認し易い位置にモニタ５４を設
け、該モニタ５４に自動前後進制御中であることを表示
する。このモニタ５４は、制御実行中または制御停止中
を常に明確に表示するものであり、制御の有無によって
表示文字を変更するほか、点灯または点滅、或いは表示
色を変える等適宜方法で表示することができる。

【００２１】ここで、車体の後進が停止した後に、車体
を前進させて旋回する手順について説明する。フローチ
ャートは省略するが、オペレータの操作によって前後進
切り換えレバー３５を前進側へ操作することにより、前
後進切り換えバルブ６２に指令が出力されて前後進クラ
ッチが前進側に接続されて車体が前進する。また、ステ
アリングハンドル１８を回転して車体の旋回操作を開始
することにより、旋回内側のブレーキバルブ６４が駆動
されて片ブレーキがかけられるとともに、前輪増速バル
ブ６５が駆動されて前輪１１の回転速度が増速され、ト
ラクタ１０及び作業機１６が畦４９に接触せずに小回り
旋回でき、枕地をできる限り狭くすることができる。

【００２２】尚、車体の後進停止後に車体を前進させる
際には、ステアリング切れ角センサ３８の検出値が一定
値以内のとき、即ち、ステアリングハンドル１８が略直
進状態にあるときに前進を開始し、ステアリングハンド
ル１８が左右何れかに操舵されている場合には前進出力
を牽制する。また、オペレータがステアリングハンドル
１８を直進状態に把持する位置にスイッチ（図示せず）
を設け、ステアリングハンドル１８が直進位置に操作さ
れたときにオペレータが該スイッチを一定時間以上操作
して、自動的に前進操作できるように構成することもで
きる。

【００２３】而して、本発明は、本発明の精神を逸脱し
ない限り種々の改変を為すことができ、そして、本発明
が該改変されたものに及ぶことは当然である。

【００２４】

【発明の効果】本発明は上記一実施の形態に詳述したよ
うに、請求項１記載の発明は畦感知手段にて畦を感知し
たときに車体を所定距離若しくは所定時間だけ後進させ
る場合に、規定値以上高速の車速であるとき、または、
非作業状態であるときは、作業機の上昇及び車体の後進
を牽制するため、高速走行中や非作業走行中では前後進
切り換え制御が行われず、制御の実施を作業中のみに限
定できる。

【００２５】請求項２記載の発明は、ブレーキ操作を検
出したときは車体の後進を牽制するため、オペレータの
操作感にあわせて後進距離を調整することができる。

【００２６】請求項３記載の発明は前進直進走行にて農
作業を施した距離が所定距離未満であるときは、作業機
の上昇及び車体の後進を牽制するため、確実な前後進切
り換え制御を実行することができ、脱輪などの危険を回
避することができる。

【００２７】請求項４記載の発明は、畦を感知したとき
にオペレータが作業機を非作業位置まで上昇操作を行っ
たときは、該操作に連動して車体が自動的に所定距離若
しくは所定時間だけ後進するので、オペレータの確実な
意図にて前後進切り換え制御を実行できるとともに、既
存の操作手段を利用するため新たな部品を追加する必要
がない。

【図面の簡単な説明】

図は本発明の一実施の形態を示すものである。

【図１】トラクタの側面図。

【図２】（ａ）前方の畦に対する赤外線センサの作動状
態を示す平面図図。 （ｂ）前方の凸部に対する赤外線センサの作動状態を示
す平面図図。

【図３】前後進切り換え制御系のブロック図。

【図４】前後進切り換え制御スイッチの正面図。

【図５】前後進切り換え制御の一例を示すフローチャー
ト。

【図６】枕地前後進制御の一例を示すフローチャート。

【図７】メータパネルの正面図。

【符号の説明】

１０ トラクタ １６ 作業機 ３２ 前後進切り換え制御スイッチ ３５ 前後進切り換えレバー ３６ 作業機昇降レバー ３９ 車速センサ ４２ 赤外線センサ ４３ ブレーキペダルセンサ ４９ 畦 ４５ ４ＷＤスイッチ ４６ ＰＴＯスイッチ ６０ コントローラ Ｌ 所定距離

フロントページの続き (72)発明者 楫野 豊 愛媛県伊予郡砥部町八倉１番地 井関農機 株式会社技術部内 Ｆターム(参考） 2B043 AA04 AB19 BA02 BB03 BB06 EA02 EA13 EA35 EB09 EB14 EB16 EB23 EB29 EC13 EC14 EC15 EC19 ED12 ED14 EE05 2B304 KA08 KA16 LA02 LA06 LB05 LC03 MA01 MA02 MB03 MC13 MD02 QA05 QA11 QA17 QB13 QB17 QC03 QC08 QC14 RA01 RA27

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 車体前方の畦を感知する畦感知手段４２
   を設け、該畦感知手段４２にて畦４９を感知したとき
   は、車体後部の作業機１６を上昇させるとともに、車体
   を所定距離Ｌ若しくは所定時間だけ後進させるように構
   成した農作業機の前後進切り換え制御装置に於いて、車
   速を検出する手段３９と、作業状態を検出する手段４
   ５，４６とを備え、前後進切り換え制御が開始されてか
   ら、規定値以上高速の車速であるとき、または、非作業
   状態であるときは、作業機１６の上昇及び車体の後進を
   牽制するように構成したことを特徴とする農作業機の前
   後進切り換え制御装置。
2. 【請求項２】 車体前方の畦を感知する畦感知手段４２
   を設け、該畦感知手段４２にて畦４９を感知したとき
   は、車体後部の作業機１６を上昇させるとともに、車体
   を所定距離Ｌ若しくは所定時間だけ後進させるように構
   成した農作業機の前後進切り換え制御装置に於いて、ブ
   レーキ操作を検出する手段４３を備え、前後進切り換え
   制御が開始されてから、ブレーキ操作を検出したときは
   車体の後進を停止するように構成したことを特徴とする
   農作業機の前後進切り換え制御装置。
3. 【請求項３】 車体前方の畦を感知する畦感知手段４２
   を設け、該畦感知手段４２にて畦４９を感知したとき
   は、車体後部の作業機１６を上昇させるとともに、車体
   を所定距離Ｌ若しくは所定時間だけ後進させるように構
   成した農作業機の前後進切り換え制御装置に於いて、前
   進直進走行にて農作業を施した距離を演算する手段６０
   を備え、この演算結果が所定距離未満であるときは、作
   業機１６の上昇及び車体の後進を牽制するように構成し
   たことを特徴とする農作業機の前後進切り換え制御装
   置。
4. 【請求項４】 車体前方の畦を感知する畦感知手段４２
   を設け、該畦感知手段４２にて畦４９を感知したとき
   は、車体後部の作業機１６を上昇させるとともに、車体
   を所定距離Ｌ若しくは所定時間だけ後進させるように構
   成した農作業機の前後進切り換え制御装置に於いて、作
   業機１６を非作業位置まで任意に上昇させる操作手段３
   ６を設け、畦４９を感知している間に作業機上昇操作を
   行ったときには、該操作に連動して、車体を所定距離Ｌ
   若しくは所定時間だけ後進させるように構成したことを
   特徴とする農作業機の前後進切り換え制御装置。