作業車両
【課題】オペレータが作業中に昇降制御や姿勢制御が確実に行われていることを確認できるようにすると共に、昇降制御や姿勢制御における感度調節のための参考情報を容易に得られるようにする。
【解決手段】昇降制御、或いは姿勢制御を行うアクチュエータ２４，３２に対して伸張指令が出されているか、縮小指令が出されているか、又は制御不能な状態にあるか否か等を、座席に座ったオペレータが目視可能なセンターピラー９ｂに設ける表示ユニット５７を介してオペレータに表示する。
【解決手段】昇降制御、或いは姿勢制御を行うアクチュエータ２４，３２に対して伸張指令が出されているか、縮小指令が出されているか、又は制御不能な状態にあるか否か等を、座席に座ったオペレータが目視可能なセンターピラー９ｂに設ける表示ユニット５７を介してオペレータに表示する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、トラクタ、コンバイン、田植機のように機体に連結する作業機（ロータリ耕耘装置、刈取部、植付部）を油圧シリンダ等で構成するアクチュエータを介して昇降制御、或いは姿勢制御する作業車両に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、機体に連結する作業機の高さや作業機の耕深等を表示器に表示して、作業機の位置をオペレータに報知することが知られている。また、油圧ソレノイドバルブの作動状態を表示ユニットに表示して、油圧ソレノイドバルブの異常の有無を確認できるようにすることが知られている（例えば、特許文献１又は特許文献２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００２−１２５４１０号公報
【特許文献２】実開昭６３−８２６４４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、作業高さ等を表示する特許文献１に記載されたものでは、現在の作業機の位置をオペレータが知ることができるものの、この位置情報を元にして作業機を昇降させる制御装置の出力状態を知ることができないので、オペレータとしては確実に昇降制御が行われているのか不安があると共に、係る位置情報をもって昇降制御における感度調節等を行う場合の参考情報にすることができないという問題がある。
また、油圧ソレノイドバルブの作動状態を表示する特許文献２に記載されたものでは、表示ユニットを座席フレームカバー内に設置するため、走行を停止した状態で制御装置の出力状態を確認して異常の有無を確認することができたとしても、オペレータが座席に座って作業を行っている状態では表示ユニットを見ることができないため、上述した特許文献１に記載されたものと同様に、オペレータとしては作業中に昇降制御が確実に行われているのか分からず、依然として不安を解消することができないという問題がある。
そこで、本発明は、係る問題点に鑑みて、制御装置が昇降制御や姿勢制御を行う際にアクチュエータに対して出力した内容を同時に表示できるようになし、オペレータに作業中、昇降制御や姿勢制御が確実に行われていることを報知してオペレータの不安を解消すると共に、その出力状態の表示から昇降制御における感度調節等のための参考情報を容易に得られるようにすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記課題を解決するため、請求項１に記載の発明は、機体に連結する作業機をアクチュエータを介して昇降制御、或いは姿勢制御する制御装置を備える作業車両において、前記制御装置は昇降制御、或いは姿勢制御を行うアクチュエータに対して指令する出力内容、乃至は制御状態を、座席に座ったオペレータが目視可能な位置に設ける表示ユニットを介して表示することを特徴とする。
そして、請求項２に記載の発明は、表示ユニットをキャビンのセンターピラーに取り付けて、座席に座ったオペレータが側方を向いた際に目視可能に設けることを特徴とする。
また、請求項３に記載の発明は、アクチュエータに対して指令する出力内容を、表示ユニットに設けた表示素子の光度を変更して表示することを特徴とする。
さらに、請求項４に記載の発明は、前照灯、又は作業灯の点灯の有無によって表示ユニットに設けた表示素子の光度を変更することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００６】
本発明の作業車両によれば、制御装置が昇降制御、或いは姿勢制御を行うアクチュエータに対して指令する出力内容、乃至は制御状態を、座席に座ったオペレータが目視可能な位置に設ける表示ユニットを介して表示するから、オペレータは作業中に表示ユニットの表示内容を確認することによって、昇降制御が確実に行われているか否かを確認することができ、オペレータは制御装置に対する不安を解消して運転作業に専念することができる。
また、表示ユニットをキャビンのセンターピラーに取り付けて、座席に座ったオペレータが側方を向いた際に目視可能に設けることによって、表示ユニットと共に機体後部に連結する作業機を同時に視野に入れながら、或いは僅かに視線を移動させることによって実際の作業機の昇降状態と制御装置の出力内容の異同、或いは昇降状態と出力内容の対応関係を確認することができ、これに基づいて作業機の深さ設定、或いは感度調節等を行う場合の参考情報として活用することができる。しかも、オペレータが前方を向いて機体の操向操作を行う場合は、表示ユニットが視界から外れることによって、表示に惑わされることなく操向操作に専念することができる。
そして、例えば昇降速度の遅速等のアクチュエータに対して指令する出力内容を表示ユニットに設けた表示素子の光度を変更して表示することによって、オペレータは昇降速度等を表示素子の明暗からアナログ的に把握することができるようになり、表示素子の数を徒に増大させて情報取得の困難性を招くことなく、精緻な情報を表示素子の数を必要最低限に押さえて提供することができる。
さらに、前照灯、又は作業灯の点灯の有無によって表示ユニットに設けた表示素子の光度を変更することによって、昼間の作業であれば表示素子の光度を増やして周囲の明るさに負けないように明るくし、また、夜間作業に及んで前照灯を点灯すれば表示素子の光度を減らして眩しく感じさせないように暗くして、昼夜間を問わず常に適切な光度の元に出力状態をオペレータに見易く表示することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】トラクタの斜視図である。
【図２】操縦部の平面図である。
【図３】メーターパネルの正面図である。
【図４】表示ユニットの取付け状態を示す正面図である。
【図５】油圧回路図である。
【図６】制御装置のブロック図である。
【図７】ＬＥＤ表示のフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
図１に示すように作業車両としてのトラクタ１は、機体フレーム２の前部にエンジンを搭載して、これをボンネット３で覆っている。また、トラクタ１は機体フレーム２の下方に左右の走行レーム４を備え、走行フレーム４に軸支される駆動スプロケット５、アイドラ６、及び転輪７にはクローラ８が巻き掛けられている。そして、機体フレーム２の中央部にはキャビン９が搭載されており、キャビン９のルーフには作業灯１０が、また、ボンネット３のフロントグリルには前照灯１１が設けてある。
【０００９】
また、キャビン９内には図２に示すように座席１２、メーターパネル１３、ステアリングハンドル１４の他に、ＰＴＯ変速レバー１５、緊急停止ブレーキペダル１６、エンジンコントロールレバー１７、主変速レバー１８、ポジションコントロールレバー１９等のペダル・レバー類が設けてある。さらに、座席１２の右側のサイドパネル２０には、後述する制御装置の各種設定スイッチやダイヤルが設けてある。
【００１０】
そして、図３に示すようにメーターパネル１３には、燃料計、エンジン回転計、各種の警告灯の他に、ライティングスイッチ２１や液晶パネル２２が組み込まれており、制御装置の細部の設定はこの液晶パネル２２に設定項目が表示されると共に、下方に設けた決定スイッチ等２３の選択手段によって行うことができる。
【００１１】
一方、トラクタ１は機体フレーム２の後部に図示しないトップリンク、ロワーリンク等からなる周知の３点リンク機構が設けてあり、３点リンク機構にはロータリ耕耘装置やハロー等の作業機が連結され、トラクタ１はこれらの作業機を用いて耕耘・代掻き作業等を行うことができる。また、３点リンク機構は機体フレーム２の後部に設けた図示しない左右のリフトアームにリフトロッドを介して連結され、リフトアームの回動によって３点リンク機構は昇降して作業機の高さが制御される。
【００１２】
図５は、リフトアームを回動させるアクチュエータとしてのリフトシリンダ２４に対する油圧回路図を示す。リフトシリンダ２４は、エンジンの動力によって駆動される油圧ポンプ２５からプライオリティバルブ２６を介して作動油が供給され、回路中には上昇バルブ２７、下降バルブ２８、降下防止バルブ２９が介挿されている。ここで、上昇バルブ２７と下降バルブ２８は電磁比例上昇バルブ３０と電磁比例下降バルブ３１から供給されるパイロット圧によってバルブ開度がコントロールされ、リフトシリンダ２４の伸縮時の作動速度をこのバルブ開度によって変更することができる。また、降下防止バルブ２９はリフトシリンダ２４の伸縮作動を阻止するシャット弁の役割を果たし、非作業時における作業機の自然落下を防止する。
【００１３】
一方、プライオリティバルブ２６から同じく作動油が供給されるリフトロッドシリンダ３２は、３位置切換バルブ３３を備えており、左右のリフトアームの一方に連結するリフトロッドをこのリフトロッドシリンダ３２によって構成することにより、３点リンク機構に連結する作業機を左右方向に傾斜させることができ、従って、リフトロッドシリンダ３２は姿勢制御用のアクチュエータとしての役割を果たす。なお、３４はリリーフバルブ、３５はチェックバルブである。
【００１４】
次に、前述のリフトシリンダ２４並びにリフトロッドシリンダ３２を伸縮制御する制御装置について図６に示すブロック図に基づいて説明する。制御装置は、マイクロコンピュータから構成するメインコントロールユニット３６とフロントコントロールユニット３７とエンジンコントロールユニット３８がシリアル通信、或いはコントロールエリアネットワークによって接続されると共に、フロントコントロールユニット３７とメーターユニット３９、並びに液晶コントロールユニット４０がそれぞれコントロールエリアネットワークによって接続されている。また、前述した液晶パネル２２が液晶コントロールユニット４０に接続され、液晶コントロールユニット４０によって液晶表示がコントロールされる。
【００１５】
そして、エンジンコントロールユニット３８は、エンジンコントロールレバー１７に付設したアクセルセンサ４１の指令信号に基づいてエンジンの燃料噴射量を制御してエンジン回転を制御すると共に、エンジン回転の変化割合や出力特性を切替信号（ドループ切替、エコモード）に基づいて変更する他、冷却水温やエンジン回転数をメータユニット３９に出力する。
【００１６】
フロントコントロールユニット３７は、液晶コントロールユニット４０によつてコントロールされる液晶パネル２２にエンジン回転数、車速、燃料の残量等を表示指令する他、エンジンの出力特性の変更（ドループ切替、エコモード）、及び昇降制御や姿勢制御の細部にわたる設定（深さ感度切替、傾き感度切替、ＬＥＤ表示切替）を決定スイッチ等２３の指令信号に基づいて変更する。
【００１７】
メインコントロールユニット３６は、主に前述した作業機の昇降制御や姿勢制御を行うものであり、エンジンコントロールユニット３８に接続されるアクセルセンサ４１が配線を分岐して接続される他、リフトアームの回動角度を検出するリフトアーム角センサ４２、ロータリ耕耘装置のリヤカバーの回動角度を検出する深さセンサ４３、耕深を設定する深さ設定ボリューム４４、ＰＴＯクラッチを入り切りするＰＴＯスイッチ４５、ポジションコントロールレバー１９の回動位置を検出するポジションセンサ４６、深さ自動制御を入り切りする深さ自動スイッチ４７、作業機をワンタッチ操作で設定した上昇位置と下降位置に昇降指令するクイックアップスイッチ４８、作業機の傾斜自動制御を入り切りする傾斜自動スイッチ４９、機体の左右傾斜角度を検出する傾斜センサ５０等がその入力側に接続されている。
【００１８】
メインコントロールユニット３６の出力側には、電磁比例上昇バルブ３０と電磁比例下降バルブ３１を制御する油圧上昇比例ソレノイド５１及び油圧下降比例ソレノイド５２、ＰＴＯクラッチを入り切り制御するＰＴＯ比例ソレノイド５３、３位置切換バルブ３３を切り換える傾斜ソレノイド（伸）５４及び傾斜ソレノイド（縮）５５、降下防止バルブ２９を切り換える降下防止ソレノイド５６が接続されていると共に、複数個の発光ダイオードを整列配置して全体としてＶ状に発光させるＬＥＤ（Ｖ）、同じく−状に発光させるＬＥＤ（−）、及びΛ状に発光させるＬＥＤ（Λ）が接続されている。
【００１９】
上記発光ダイオード群からなるＬＥＤ（Ｖ），ＬＥＤ（−），及びＬＥＤ（Λ）は、図４に示すように表示ユニット５７の基盤に一体的に組み込まれており、図２にも示すようにこの表示ユニット５７は、キャビン９のルーフを支える右側のセンターピラー（中間支柱）９ｂの機体内側に内装材と共に固定され、座席１２に座ったオペレータが側方を向いた際に目視することができる位置に取り付けてある。なお、図２に示す符号９ａ、9ｃはフロントピラー（前部支柱）及びリヤピラー（後部支柱）である。
【００２０】
次に、メインコントロールユニット３６が実行する昇降制御の概要について説明すると、メインコントロールユニット３６は、その入力側に接続されたスイッチ、センサ、及びボリューム等の入力信号に基づいてポジションコントロール制御や深さ自動制御等を行う。
【００２１】
この内、ポジションコントロール制御は、ポジションコントロールレバー１９の操作でリフトアームを上昇、下降させて任意の高さに作業機を位置させることができるものであり、そのポジションセンサ４６の値とリフトアーム角センサ４２の値をメインコントロールユニット３６が比較して、両者の値が一致するまで油圧上昇比例ソレノイド５１と油圧下降比例ソレノイド５２に出力する。またクイックアップスイッチ４８を操作すると、メインコントロールユニット３６は同じく油圧上昇比例ソレノイド５１又は油圧下降比例ソレノイド５２に出力して、作業機を設定された上限位置、或いはボジションコントロールレバー１９で設定された下降位置に昇降させる。
【００２２】
一方、深さ自動制御は、深さ自動スイッチ４７が入りとなっている場合に、深さ設定ボリューム４４によって設定した耕深を作業機（ロータリ耕耘装置）が保つようにリフトアームを上昇、下降させるものであり、作業機側に設けた深さセンサ４３の値と深さ設定ボリューム４４によって設定された耕深値とを比較し、両者の値が一致するように油圧上昇比例ソレノイド５１と油圧下降比例ソレノイド５２に出力する。また、深さ自動制御中にエンジン回転数がアクセルセンサ４１で設定される設定値より下がった時には、作業機を一旦上昇させてエンストを防止する負荷制御機能も追加することができる。
【００２３】
なお、メインコントロールユニット３６は油圧上昇比例ソレノイド５１及び油圧下降比例ソレノイド５２に対してパルス幅を変調した間欠的な出力指令を出すことによって、上昇バルブ２７と下降バルブ２８のバルブ開度をコントロールしてリフトシリンダ２４の伸縮時の作動速度を制御する。そして、この場合のデューティ比は制御目標に対する偏差の大小等によって決定され、偏差が大きければリフトシリンダ２４はその速度が速くなる。
【００２４】
また、メインコントロールユニット３６は、前述の昇降制御の他に姿勢制御を行い、姿勢制御は作業機の左右方向の傾きをリフトロッドシリンダ３２の伸縮によって制御するものである。そして、姿勢制御の内の一つである傾斜自動制御は、傾斜自動スイッチ４９が入りとなっている場合に機体の傾きに関係なく作業機の傾きを設定した傾斜角度に保つ制御を行い、機体の傾きを検出する傾斜センサ５０の値と作業機の設定角度の値とを比較し、両者の値が一致するように傾斜ソレノイド（伸）５４と傾斜ソレノイド（縮）５５に出力する。
【００２５】
さらに、メインコントロールユニット３６は、前述した昇降制御を行う際に自らがコントロールするアクチュエータ、即ちリフトシリンダ２４に対して指令する出力内容、乃至は制御状態を表示ユニット５７を介して表示するＬＥＤ表示機能（プログラム）を備える。
【００２６】
ＬＥＤ表示機能は、図７に示すフローチャートのように液晶画面において切替可能になされたＬＥＤ表示切替の入切に基づいて、ＬＥＤ表示を切りにした場合には、発光ダイオード群からなるＬＥＤ（Ｖ），ＬＥＤ（−），及びＬＥＤ（Λ）に対する全ての出力を停止して、これらを消灯させる。また、ＬＥＤ表示を入りにした場合には、先ず油圧リフト異常の有無を判断し、例えば深さ自動制御に必要な深さセンサ４３がメインコントロールユニット３６に接続されておらず、その入力信号がメインコントロールユニット３６に入ってこない場合や、油圧上昇比例ソレノイド５１が焼損していて、リフトシリンダ２４を伸長させることができないといった場合は、異常と判定してＬＥＤ（Ｖ）及びＬＥＤ（Λ）に対して間欠的に出力し、これを点滅させる。また、ＬＥＤ（−）に対しては出力を停止して消灯させる。
【００２７】
次に、リフトシリンダ２４を縮小側（作業機下降側）に比較的速く作動させているか否かを、メインコントロールユニット３６が油圧下降比例ソレノイド５２に対してデューティ比を高くして出力指令を出しているか否かで判断し、これに該当する場合はＬＥＤ（Ｖ）に対して出力して、これを点灯させる。また、ＬＥＤ（Λ）及びＬＥＤ（−）に対しては出力を停止して消灯させる。そして、リフトシリンダ２４を縮小側（作業機下降側）にゆっくりと作動させているか否かを、油圧下降比例ソレノイド５２に対してデューティ比を低くして出力指令を出しているか否かで判断し、これに該当する場合はＬＥＤ（Ｖ）に対して間欠的に出力して点滅させる。
【００２８】
同様に、リフトシリンダ２４を伸長側（作業機上昇側）に比較的速く作動させているか否かを、メインコントロールユニット３６が油圧上昇比例ソレノイド５１に対してデューティ比を高くして出力指令を出しているか否かで判断し、これに該当する場合はＬＥＤ（Λ）に対して出力して、これを点灯させる。また、ＬＥＤ（Ｖ）及びＬＥＤ（−）に対しては出力を停止して消灯させる。そして、リフトシリンダ２４を伸長側（作業機上昇側）にゆっくりと作動させているか否かを、油圧上昇比例ソレノイド５１に対してデューティ比を低くして出力指令を出しているか否かで判断し、これに該当する場合はＬＥＤ（Λ）に対して間欠的に出力して点滅させる。
さらに、リフトシリンダ２４を伸縮作動させていない時（作業機停止）には、ＬＥＤ（−）に対して間欠的に出力して点滅させる。また、ＬＥＤ（Ｖ）及びＬＥＤ（Λ）に対しては出力を停止して消灯させる。
【００２９】
以上のようにＬＥＤ表示は、制御装置がリフトシリンダ２４に対して作動指令を出す自らの信号に基づいて、その出力内容をリフトシリンダ２４の作動方向（上昇側／下降側／停止）と作動速度（遅速）に仕分け整理して、表示ユニット５７に対して出力指令を出す。また、表示ユニット５７は３つの発光ダイオード群ＬＥＤ（Ｖ），ＬＥＤ（Λ），ＬＥＤ（−）によってリフトシリンダ２４に対する制御装置の出力内容を直感的に分かる方向指示形態で表示する。そして、制御装置はリフトシリンダ２４を昇降制御するうえで障害となる異常の有無を検出又は判断して、制御不能な制御状態であればこれを表示ユニット５７において表示する。
【００３０】
従って、オペレータは深さ自動制御を選択して、例えば耕耘作業を行っている際に、側方に設けた表示ユニット５７に視線を移動させるだけで自動制御の出力状態を発光ダイオード群ＬＥＤ（Ｖ），ＬＥＤ（Λ），ＬＥＤ（−）の点灯状態によって逐一確認することができる。また、制御不能な状態であればＬＥＤ（Ｖ）とＬＥＤ（Λ）が同時に点滅して異常状態であることが表示されるので、その場合は作業を中断して異常個所の点検に回ることができる。
そして、オペレータは視線をさらに後方に移動してロータリ耕耘装置の耕耘状態（仕上がり状態）を確認し、例えば圃場の凹凸によって耕深を深くした方が仕上がりが奇麗になると判断すれば、深さ設定ボリューム４４によって深耕に調節する。また、作業機の昇降制御が頻繁に行われていることを発光ダイオード群の点灯状態から確認し、さらに仕上がりが悪くて均平性に問題があれば、深さ感度切替を行って昇降制御におけるデューティ比を低く設定しなおして昇降速度を遅くした適正な制御状態に調節することができる。
【００３１】
ところで、以上説明した実施例は、昇降制御を行うリフトシリンダ２４に対する出力内容、乃至は制御状態を表示ユニット５７に表示することを主体とするものであるが、昇降制御に拘らず姿勢制御を行うリフトロッドシリンダ３２に対する出力内容、乃至は制御状態を表示ユニット５７に表示してもよく、その場合、表示切替によって両者を選択して表示できるようにしてもよいことは勿論である。
【００３２】
また、発光ダイオード群ＬＥＤ（Ｖ），ＬＥＤ（Λ），ＬＥＤ（−）に対する出力信号は、点灯と点滅によって作動速度の遅速を判別できるようにしたが、発光ダイオードに流す電流を変更することによって光度（明るさ）を変更し、その明暗によって作動速度の遅速を判別できるようにしてもよい。そして、光度の変更手段として、発光ダイオードの点滅を人が認識できない短い周期で繰り返す事（デューティー比を変える事）により、見かけ上の光度を変更することができる。
そして、これによって昇降速度をより多段階に区分けしたうえで表示素子の明暗もこれに対応させて多種なものに変更すれば、昇降速度をアナログ的に把握することができるようになり、より精緻な情報を提供することができる。
【００３３】
さらに、制御装置は前照灯１１や作業灯１０の点灯の有無によって表示ユニット５７に設けた発光ダイオード群ＬＥＤ（Ｖ），ＬＥＤ（Λ），ＬＥＤ（−）の光度を一括して変更することもできる。その場合は、メインコントロールユニット３６の入力側に、例えば前照灯１１を入り切りするライティングスイッチ２１を接続し、制御装置は前照灯１１が点灯されていない時には昼間の作業と判断して、表示素子の光度を増やして周囲の明るさに負けないように明るくし、また、夜間作業に及んで前照灯１１が点灯されれば、表示素子の光度を減らして眩しく感じさせないように暗くし、昼夜間を問わず常に適切な光度の元に出力状態をオペレータに見易く表示することができる。
【００３４】
なお、特許文献１に記載されているように、レーザー光を受光する受光器を作業機に備え、これに基づいて作業機の高さ制御を行おうとする場合には、レーザー光の受光状態を発光ダイオード群ＬＥＤ（Ｖ），ＬＥＤ（Λ），ＬＥＤ（−）を用いて簡単に表示させることができ、この場合には表示ユニット５７の利用範囲を拡大させて、相対的に表示装置に係るコストを押さえることができる。
【符号の説明】
【００３５】
２４ リフトシリンダ（アクチュエータ）
３２ リフトロッドシリンダ（アクチュエータ）
３６ メインコントロールユニット（制御装置）
５７ 表示ユニット
【技術分野】
【０００１】
本発明は、トラクタ、コンバイン、田植機のように機体に連結する作業機（ロータリ耕耘装置、刈取部、植付部）を油圧シリンダ等で構成するアクチュエータを介して昇降制御、或いは姿勢制御する作業車両に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、機体に連結する作業機の高さや作業機の耕深等を表示器に表示して、作業機の位置をオペレータに報知することが知られている。また、油圧ソレノイドバルブの作動状態を表示ユニットに表示して、油圧ソレノイドバルブの異常の有無を確認できるようにすることが知られている（例えば、特許文献１又は特許文献２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００２−１２５４１０号公報
【特許文献２】実開昭６３−８２６４４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、作業高さ等を表示する特許文献１に記載されたものでは、現在の作業機の位置をオペレータが知ることができるものの、この位置情報を元にして作業機を昇降させる制御装置の出力状態を知ることができないので、オペレータとしては確実に昇降制御が行われているのか不安があると共に、係る位置情報をもって昇降制御における感度調節等を行う場合の参考情報にすることができないという問題がある。
また、油圧ソレノイドバルブの作動状態を表示する特許文献２に記載されたものでは、表示ユニットを座席フレームカバー内に設置するため、走行を停止した状態で制御装置の出力状態を確認して異常の有無を確認することができたとしても、オペレータが座席に座って作業を行っている状態では表示ユニットを見ることができないため、上述した特許文献１に記載されたものと同様に、オペレータとしては作業中に昇降制御が確実に行われているのか分からず、依然として不安を解消することができないという問題がある。
そこで、本発明は、係る問題点に鑑みて、制御装置が昇降制御や姿勢制御を行う際にアクチュエータに対して出力した内容を同時に表示できるようになし、オペレータに作業中、昇降制御や姿勢制御が確実に行われていることを報知してオペレータの不安を解消すると共に、その出力状態の表示から昇降制御における感度調節等のための参考情報を容易に得られるようにすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記課題を解決するため、請求項１に記載の発明は、機体に連結する作業機をアクチュエータを介して昇降制御、或いは姿勢制御する制御装置を備える作業車両において、前記制御装置は昇降制御、或いは姿勢制御を行うアクチュエータに対して指令する出力内容、乃至は制御状態を、座席に座ったオペレータが目視可能な位置に設ける表示ユニットを介して表示することを特徴とする。
そして、請求項２に記載の発明は、表示ユニットをキャビンのセンターピラーに取り付けて、座席に座ったオペレータが側方を向いた際に目視可能に設けることを特徴とする。
また、請求項３に記載の発明は、アクチュエータに対して指令する出力内容を、表示ユニットに設けた表示素子の光度を変更して表示することを特徴とする。
さらに、請求項４に記載の発明は、前照灯、又は作業灯の点灯の有無によって表示ユニットに設けた表示素子の光度を変更することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００６】
本発明の作業車両によれば、制御装置が昇降制御、或いは姿勢制御を行うアクチュエータに対して指令する出力内容、乃至は制御状態を、座席に座ったオペレータが目視可能な位置に設ける表示ユニットを介して表示するから、オペレータは作業中に表示ユニットの表示内容を確認することによって、昇降制御が確実に行われているか否かを確認することができ、オペレータは制御装置に対する不安を解消して運転作業に専念することができる。
また、表示ユニットをキャビンのセンターピラーに取り付けて、座席に座ったオペレータが側方を向いた際に目視可能に設けることによって、表示ユニットと共に機体後部に連結する作業機を同時に視野に入れながら、或いは僅かに視線を移動させることによって実際の作業機の昇降状態と制御装置の出力内容の異同、或いは昇降状態と出力内容の対応関係を確認することができ、これに基づいて作業機の深さ設定、或いは感度調節等を行う場合の参考情報として活用することができる。しかも、オペレータが前方を向いて機体の操向操作を行う場合は、表示ユニットが視界から外れることによって、表示に惑わされることなく操向操作に専念することができる。
そして、例えば昇降速度の遅速等のアクチュエータに対して指令する出力内容を表示ユニットに設けた表示素子の光度を変更して表示することによって、オペレータは昇降速度等を表示素子の明暗からアナログ的に把握することができるようになり、表示素子の数を徒に増大させて情報取得の困難性を招くことなく、精緻な情報を表示素子の数を必要最低限に押さえて提供することができる。
さらに、前照灯、又は作業灯の点灯の有無によって表示ユニットに設けた表示素子の光度を変更することによって、昼間の作業であれば表示素子の光度を増やして周囲の明るさに負けないように明るくし、また、夜間作業に及んで前照灯を点灯すれば表示素子の光度を減らして眩しく感じさせないように暗くして、昼夜間を問わず常に適切な光度の元に出力状態をオペレータに見易く表示することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】トラクタの斜視図である。
【図２】操縦部の平面図である。
【図３】メーターパネルの正面図である。
【図４】表示ユニットの取付け状態を示す正面図である。
【図５】油圧回路図である。
【図６】制御装置のブロック図である。
【図７】ＬＥＤ表示のフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
図１に示すように作業車両としてのトラクタ１は、機体フレーム２の前部にエンジンを搭載して、これをボンネット３で覆っている。また、トラクタ１は機体フレーム２の下方に左右の走行レーム４を備え、走行フレーム４に軸支される駆動スプロケット５、アイドラ６、及び転輪７にはクローラ８が巻き掛けられている。そして、機体フレーム２の中央部にはキャビン９が搭載されており、キャビン９のルーフには作業灯１０が、また、ボンネット３のフロントグリルには前照灯１１が設けてある。
【０００９】
また、キャビン９内には図２に示すように座席１２、メーターパネル１３、ステアリングハンドル１４の他に、ＰＴＯ変速レバー１５、緊急停止ブレーキペダル１６、エンジンコントロールレバー１７、主変速レバー１８、ポジションコントロールレバー１９等のペダル・レバー類が設けてある。さらに、座席１２の右側のサイドパネル２０には、後述する制御装置の各種設定スイッチやダイヤルが設けてある。
【００１０】
そして、図３に示すようにメーターパネル１３には、燃料計、エンジン回転計、各種の警告灯の他に、ライティングスイッチ２１や液晶パネル２２が組み込まれており、制御装置の細部の設定はこの液晶パネル２２に設定項目が表示されると共に、下方に設けた決定スイッチ等２３の選択手段によって行うことができる。
【００１１】
一方、トラクタ１は機体フレーム２の後部に図示しないトップリンク、ロワーリンク等からなる周知の３点リンク機構が設けてあり、３点リンク機構にはロータリ耕耘装置やハロー等の作業機が連結され、トラクタ１はこれらの作業機を用いて耕耘・代掻き作業等を行うことができる。また、３点リンク機構は機体フレーム２の後部に設けた図示しない左右のリフトアームにリフトロッドを介して連結され、リフトアームの回動によって３点リンク機構は昇降して作業機の高さが制御される。
【００１２】
図５は、リフトアームを回動させるアクチュエータとしてのリフトシリンダ２４に対する油圧回路図を示す。リフトシリンダ２４は、エンジンの動力によって駆動される油圧ポンプ２５からプライオリティバルブ２６を介して作動油が供給され、回路中には上昇バルブ２７、下降バルブ２８、降下防止バルブ２９が介挿されている。ここで、上昇バルブ２７と下降バルブ２８は電磁比例上昇バルブ３０と電磁比例下降バルブ３１から供給されるパイロット圧によってバルブ開度がコントロールされ、リフトシリンダ２４の伸縮時の作動速度をこのバルブ開度によって変更することができる。また、降下防止バルブ２９はリフトシリンダ２４の伸縮作動を阻止するシャット弁の役割を果たし、非作業時における作業機の自然落下を防止する。
【００１３】
一方、プライオリティバルブ２６から同じく作動油が供給されるリフトロッドシリンダ３２は、３位置切換バルブ３３を備えており、左右のリフトアームの一方に連結するリフトロッドをこのリフトロッドシリンダ３２によって構成することにより、３点リンク機構に連結する作業機を左右方向に傾斜させることができ、従って、リフトロッドシリンダ３２は姿勢制御用のアクチュエータとしての役割を果たす。なお、３４はリリーフバルブ、３５はチェックバルブである。
【００１４】
次に、前述のリフトシリンダ２４並びにリフトロッドシリンダ３２を伸縮制御する制御装置について図６に示すブロック図に基づいて説明する。制御装置は、マイクロコンピュータから構成するメインコントロールユニット３６とフロントコントロールユニット３７とエンジンコントロールユニット３８がシリアル通信、或いはコントロールエリアネットワークによって接続されると共に、フロントコントロールユニット３７とメーターユニット３９、並びに液晶コントロールユニット４０がそれぞれコントロールエリアネットワークによって接続されている。また、前述した液晶パネル２２が液晶コントロールユニット４０に接続され、液晶コントロールユニット４０によって液晶表示がコントロールされる。
【００１５】
そして、エンジンコントロールユニット３８は、エンジンコントロールレバー１７に付設したアクセルセンサ４１の指令信号に基づいてエンジンの燃料噴射量を制御してエンジン回転を制御すると共に、エンジン回転の変化割合や出力特性を切替信号（ドループ切替、エコモード）に基づいて変更する他、冷却水温やエンジン回転数をメータユニット３９に出力する。
【００１６】
フロントコントロールユニット３７は、液晶コントロールユニット４０によつてコントロールされる液晶パネル２２にエンジン回転数、車速、燃料の残量等を表示指令する他、エンジンの出力特性の変更（ドループ切替、エコモード）、及び昇降制御や姿勢制御の細部にわたる設定（深さ感度切替、傾き感度切替、ＬＥＤ表示切替）を決定スイッチ等２３の指令信号に基づいて変更する。
【００１７】
メインコントロールユニット３６は、主に前述した作業機の昇降制御や姿勢制御を行うものであり、エンジンコントロールユニット３８に接続されるアクセルセンサ４１が配線を分岐して接続される他、リフトアームの回動角度を検出するリフトアーム角センサ４２、ロータリ耕耘装置のリヤカバーの回動角度を検出する深さセンサ４３、耕深を設定する深さ設定ボリューム４４、ＰＴＯクラッチを入り切りするＰＴＯスイッチ４５、ポジションコントロールレバー１９の回動位置を検出するポジションセンサ４６、深さ自動制御を入り切りする深さ自動スイッチ４７、作業機をワンタッチ操作で設定した上昇位置と下降位置に昇降指令するクイックアップスイッチ４８、作業機の傾斜自動制御を入り切りする傾斜自動スイッチ４９、機体の左右傾斜角度を検出する傾斜センサ５０等がその入力側に接続されている。
【００１８】
メインコントロールユニット３６の出力側には、電磁比例上昇バルブ３０と電磁比例下降バルブ３１を制御する油圧上昇比例ソレノイド５１及び油圧下降比例ソレノイド５２、ＰＴＯクラッチを入り切り制御するＰＴＯ比例ソレノイド５３、３位置切換バルブ３３を切り換える傾斜ソレノイド（伸）５４及び傾斜ソレノイド（縮）５５、降下防止バルブ２９を切り換える降下防止ソレノイド５６が接続されていると共に、複数個の発光ダイオードを整列配置して全体としてＶ状に発光させるＬＥＤ（Ｖ）、同じく−状に発光させるＬＥＤ（−）、及びΛ状に発光させるＬＥＤ（Λ）が接続されている。
【００１９】
上記発光ダイオード群からなるＬＥＤ（Ｖ），ＬＥＤ（−），及びＬＥＤ（Λ）は、図４に示すように表示ユニット５７の基盤に一体的に組み込まれており、図２にも示すようにこの表示ユニット５７は、キャビン９のルーフを支える右側のセンターピラー（中間支柱）９ｂの機体内側に内装材と共に固定され、座席１２に座ったオペレータが側方を向いた際に目視することができる位置に取り付けてある。なお、図２に示す符号９ａ、9ｃはフロントピラー（前部支柱）及びリヤピラー（後部支柱）である。
【００２０】
次に、メインコントロールユニット３６が実行する昇降制御の概要について説明すると、メインコントロールユニット３６は、その入力側に接続されたスイッチ、センサ、及びボリューム等の入力信号に基づいてポジションコントロール制御や深さ自動制御等を行う。
【００２１】
この内、ポジションコントロール制御は、ポジションコントロールレバー１９の操作でリフトアームを上昇、下降させて任意の高さに作業機を位置させることができるものであり、そのポジションセンサ４６の値とリフトアーム角センサ４２の値をメインコントロールユニット３６が比較して、両者の値が一致するまで油圧上昇比例ソレノイド５１と油圧下降比例ソレノイド５２に出力する。またクイックアップスイッチ４８を操作すると、メインコントロールユニット３６は同じく油圧上昇比例ソレノイド５１又は油圧下降比例ソレノイド５２に出力して、作業機を設定された上限位置、或いはボジションコントロールレバー１９で設定された下降位置に昇降させる。
【００２２】
一方、深さ自動制御は、深さ自動スイッチ４７が入りとなっている場合に、深さ設定ボリューム４４によって設定した耕深を作業機（ロータリ耕耘装置）が保つようにリフトアームを上昇、下降させるものであり、作業機側に設けた深さセンサ４３の値と深さ設定ボリューム４４によって設定された耕深値とを比較し、両者の値が一致するように油圧上昇比例ソレノイド５１と油圧下降比例ソレノイド５２に出力する。また、深さ自動制御中にエンジン回転数がアクセルセンサ４１で設定される設定値より下がった時には、作業機を一旦上昇させてエンストを防止する負荷制御機能も追加することができる。
【００２３】
なお、メインコントロールユニット３６は油圧上昇比例ソレノイド５１及び油圧下降比例ソレノイド５２に対してパルス幅を変調した間欠的な出力指令を出すことによって、上昇バルブ２７と下降バルブ２８のバルブ開度をコントロールしてリフトシリンダ２４の伸縮時の作動速度を制御する。そして、この場合のデューティ比は制御目標に対する偏差の大小等によって決定され、偏差が大きければリフトシリンダ２４はその速度が速くなる。
【００２４】
また、メインコントロールユニット３６は、前述の昇降制御の他に姿勢制御を行い、姿勢制御は作業機の左右方向の傾きをリフトロッドシリンダ３２の伸縮によって制御するものである。そして、姿勢制御の内の一つである傾斜自動制御は、傾斜自動スイッチ４９が入りとなっている場合に機体の傾きに関係なく作業機の傾きを設定した傾斜角度に保つ制御を行い、機体の傾きを検出する傾斜センサ５０の値と作業機の設定角度の値とを比較し、両者の値が一致するように傾斜ソレノイド（伸）５４と傾斜ソレノイド（縮）５５に出力する。
【００２５】
さらに、メインコントロールユニット３６は、前述した昇降制御を行う際に自らがコントロールするアクチュエータ、即ちリフトシリンダ２４に対して指令する出力内容、乃至は制御状態を表示ユニット５７を介して表示するＬＥＤ表示機能（プログラム）を備える。
【００２６】
ＬＥＤ表示機能は、図７に示すフローチャートのように液晶画面において切替可能になされたＬＥＤ表示切替の入切に基づいて、ＬＥＤ表示を切りにした場合には、発光ダイオード群からなるＬＥＤ（Ｖ），ＬＥＤ（−），及びＬＥＤ（Λ）に対する全ての出力を停止して、これらを消灯させる。また、ＬＥＤ表示を入りにした場合には、先ず油圧リフト異常の有無を判断し、例えば深さ自動制御に必要な深さセンサ４３がメインコントロールユニット３６に接続されておらず、その入力信号がメインコントロールユニット３６に入ってこない場合や、油圧上昇比例ソレノイド５１が焼損していて、リフトシリンダ２４を伸長させることができないといった場合は、異常と判定してＬＥＤ（Ｖ）及びＬＥＤ（Λ）に対して間欠的に出力し、これを点滅させる。また、ＬＥＤ（−）に対しては出力を停止して消灯させる。
【００２７】
次に、リフトシリンダ２４を縮小側（作業機下降側）に比較的速く作動させているか否かを、メインコントロールユニット３６が油圧下降比例ソレノイド５２に対してデューティ比を高くして出力指令を出しているか否かで判断し、これに該当する場合はＬＥＤ（Ｖ）に対して出力して、これを点灯させる。また、ＬＥＤ（Λ）及びＬＥＤ（−）に対しては出力を停止して消灯させる。そして、リフトシリンダ２４を縮小側（作業機下降側）にゆっくりと作動させているか否かを、油圧下降比例ソレノイド５２に対してデューティ比を低くして出力指令を出しているか否かで判断し、これに該当する場合はＬＥＤ（Ｖ）に対して間欠的に出力して点滅させる。
【００２８】
同様に、リフトシリンダ２４を伸長側（作業機上昇側）に比較的速く作動させているか否かを、メインコントロールユニット３６が油圧上昇比例ソレノイド５１に対してデューティ比を高くして出力指令を出しているか否かで判断し、これに該当する場合はＬＥＤ（Λ）に対して出力して、これを点灯させる。また、ＬＥＤ（Ｖ）及びＬＥＤ（−）に対しては出力を停止して消灯させる。そして、リフトシリンダ２４を伸長側（作業機上昇側）にゆっくりと作動させているか否かを、油圧上昇比例ソレノイド５１に対してデューティ比を低くして出力指令を出しているか否かで判断し、これに該当する場合はＬＥＤ（Λ）に対して間欠的に出力して点滅させる。
さらに、リフトシリンダ２４を伸縮作動させていない時（作業機停止）には、ＬＥＤ（−）に対して間欠的に出力して点滅させる。また、ＬＥＤ（Ｖ）及びＬＥＤ（Λ）に対しては出力を停止して消灯させる。
【００２９】
以上のようにＬＥＤ表示は、制御装置がリフトシリンダ２４に対して作動指令を出す自らの信号に基づいて、その出力内容をリフトシリンダ２４の作動方向（上昇側／下降側／停止）と作動速度（遅速）に仕分け整理して、表示ユニット５７に対して出力指令を出す。また、表示ユニット５７は３つの発光ダイオード群ＬＥＤ（Ｖ），ＬＥＤ（Λ），ＬＥＤ（−）によってリフトシリンダ２４に対する制御装置の出力内容を直感的に分かる方向指示形態で表示する。そして、制御装置はリフトシリンダ２４を昇降制御するうえで障害となる異常の有無を検出又は判断して、制御不能な制御状態であればこれを表示ユニット５７において表示する。
【００３０】
従って、オペレータは深さ自動制御を選択して、例えば耕耘作業を行っている際に、側方に設けた表示ユニット５７に視線を移動させるだけで自動制御の出力状態を発光ダイオード群ＬＥＤ（Ｖ），ＬＥＤ（Λ），ＬＥＤ（−）の点灯状態によって逐一確認することができる。また、制御不能な状態であればＬＥＤ（Ｖ）とＬＥＤ（Λ）が同時に点滅して異常状態であることが表示されるので、その場合は作業を中断して異常個所の点検に回ることができる。
そして、オペレータは視線をさらに後方に移動してロータリ耕耘装置の耕耘状態（仕上がり状態）を確認し、例えば圃場の凹凸によって耕深を深くした方が仕上がりが奇麗になると判断すれば、深さ設定ボリューム４４によって深耕に調節する。また、作業機の昇降制御が頻繁に行われていることを発光ダイオード群の点灯状態から確認し、さらに仕上がりが悪くて均平性に問題があれば、深さ感度切替を行って昇降制御におけるデューティ比を低く設定しなおして昇降速度を遅くした適正な制御状態に調節することができる。
【００３１】
ところで、以上説明した実施例は、昇降制御を行うリフトシリンダ２４に対する出力内容、乃至は制御状態を表示ユニット５７に表示することを主体とするものであるが、昇降制御に拘らず姿勢制御を行うリフトロッドシリンダ３２に対する出力内容、乃至は制御状態を表示ユニット５７に表示してもよく、その場合、表示切替によって両者を選択して表示できるようにしてもよいことは勿論である。
【００３２】
また、発光ダイオード群ＬＥＤ（Ｖ），ＬＥＤ（Λ），ＬＥＤ（−）に対する出力信号は、点灯と点滅によって作動速度の遅速を判別できるようにしたが、発光ダイオードに流す電流を変更することによって光度（明るさ）を変更し、その明暗によって作動速度の遅速を判別できるようにしてもよい。そして、光度の変更手段として、発光ダイオードの点滅を人が認識できない短い周期で繰り返す事（デューティー比を変える事）により、見かけ上の光度を変更することができる。
そして、これによって昇降速度をより多段階に区分けしたうえで表示素子の明暗もこれに対応させて多種なものに変更すれば、昇降速度をアナログ的に把握することができるようになり、より精緻な情報を提供することができる。
【００３３】
さらに、制御装置は前照灯１１や作業灯１０の点灯の有無によって表示ユニット５７に設けた発光ダイオード群ＬＥＤ（Ｖ），ＬＥＤ（Λ），ＬＥＤ（−）の光度を一括して変更することもできる。その場合は、メインコントロールユニット３６の入力側に、例えば前照灯１１を入り切りするライティングスイッチ２１を接続し、制御装置は前照灯１１が点灯されていない時には昼間の作業と判断して、表示素子の光度を増やして周囲の明るさに負けないように明るくし、また、夜間作業に及んで前照灯１１が点灯されれば、表示素子の光度を減らして眩しく感じさせないように暗くし、昼夜間を問わず常に適切な光度の元に出力状態をオペレータに見易く表示することができる。
【００３４】
なお、特許文献１に記載されているように、レーザー光を受光する受光器を作業機に備え、これに基づいて作業機の高さ制御を行おうとする場合には、レーザー光の受光状態を発光ダイオード群ＬＥＤ（Ｖ），ＬＥＤ（Λ），ＬＥＤ（−）を用いて簡単に表示させることができ、この場合には表示ユニット５７の利用範囲を拡大させて、相対的に表示装置に係るコストを押さえることができる。
【符号の説明】
【００３５】
２４ リフトシリンダ（アクチュエータ）
３２ リフトロッドシリンダ（アクチュエータ）
３６ メインコントロールユニット（制御装置）
５７ 表示ユニット
【特許請求の範囲】
【請求項１】
機体に連結する作業機をアクチュエータを介して昇降制御、或いは姿勢制御する制御装置を備える作業車両において、前記制御装置は昇降制御、或いは姿勢制御を行うアクチュエータに対して指令する出力内容、乃至は制御状態を、座席に座ったオペレータが目視可能な位置に設ける表示ユニットを介して表示することを特徴とする作業車両。
【請求項２】
前記表示ユニットをキャビンのセンターピラーに取り付けて、座席に座ったオペレータが側方を向いた際に目視可能に設けることを特徴とする請求項１に記載の作業車両。
【請求項３】
前記制御装置はアクチュエータに対して指令する出力内容を、表示ユニットに設けた表示素子の光度を変更して表示することを特徴とする請求項１、又は請求項２に記載の作業車両。
【請求項４】
前記制御装置は前照灯、又は作業灯の点灯の有無によって表示ユニットに設けた表示素子の光度を変更することを特徴とする請求項１、乃至は請求項３に記載の作業車両。
【請求項１】
機体に連結する作業機をアクチュエータを介して昇降制御、或いは姿勢制御する制御装置を備える作業車両において、前記制御装置は昇降制御、或いは姿勢制御を行うアクチュエータに対して指令する出力内容、乃至は制御状態を、座席に座ったオペレータが目視可能な位置に設ける表示ユニットを介して表示することを特徴とする作業車両。
【請求項２】
前記表示ユニットをキャビンのセンターピラーに取り付けて、座席に座ったオペレータが側方を向いた際に目視可能に設けることを特徴とする請求項１に記載の作業車両。
【請求項３】
前記制御装置はアクチュエータに対して指令する出力内容を、表示ユニットに設けた表示素子の光度を変更して表示することを特徴とする請求項１、又は請求項２に記載の作業車両。
【請求項４】
前記制御装置は前照灯、又は作業灯の点灯の有無によって表示ユニットに設けた表示素子の光度を変更することを特徴とする請求項１、乃至は請求項３に記載の作業車両。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【公開番号】特開２０１１−１５５９２８（Ｐ２０１１−１５５９２８Ａ）
【公開日】平成２３年８月１８日（２０１１．８．１８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−２１２１０（Ｐ２０１０−２１２１０）
【出願日】平成２２年２月２日（２０１０．２．２）
【出願人】（０００００１８７８）三菱農機株式会社 (1,502)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年８月１８日（２０１１．８．１８）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年２月２日（２０１０．２．２）
【出願人】（０００００１８７８）三菱農機株式会社 (1,502)
【Ｆターム（参考）】
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