(57)【要約】  作業機械（１０）を使用可能または使用不能にするために、作業機械（１０）にオペレータ存在検出方法が用いられる。複数のセンサが、オペレータ存在の独立した指示を提供する。これらのセンサはシートセンサ（３０）とインチングペダルセンサ（３４）とトランスミッション出力速度センサ（３６）と伝達ギヤセンサ（３８）とを含み得る。少なくとも１つのセンサが操作者の存在を示した場合、作業機械（１０）は使用可能にされるが、センサのいずれもが操作者の存在を示さなかった場合には、作業機械（１０）は使用不能になる。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
作業機械（１０）を操作する方法であって、
シートセンサ（３０）とトランスミッション出力速度センサ（３６）と伝達ギヤセンサ（３８）とを検知することを含む、作業機械（１０）のオペレータ存在インジケータを検知するステップと、
操作者が作業機械（１０）に存在していることをインジケータの少なくとも１つが示した場合、作業機械（１０）を使用可能にするステップと、
操作者が作業機械（１０）に存在していることをインジケータのいずれもが示さなかった場合、作業機械（１０）を使用不能にするステップと、
を含む方法。
【請求項２】
検知ステップが、インチングペダルセンサ（３４）を検知することを含む請求項１に記載の方法。
【請求項３】
検知されたトランスミッション出力速度がゼロでなかった場合、操作者の存在を指示するステップと、
検知された伝達ギヤがニュートラルでなかった場合、操作者の存在を指示するステップと、
シートセンサ（３０）が、「操作者着座」位置である場合、操作者の存在を指示するステップと、
検知されたインチングペダル（２４）の位置が所定のしきい値よりも大きかった場合、操作者の存在を指示するステップと、
を含む請求項２に記載の方法。
【請求項４】
所定のしきい値が９０パーセントの位置である請求項３に記載の方法。
【請求項５】
使用不能にするステップが、
作業機械（１０）の器具（１６）をロックアウトするステップと、
作業機械（１０）のパーキングブレーキ（２２）を作動させるステップと、
を含む請求項４に記載の方法。
【請求項６】
作業機械（１０）の器具がグレーダ（１６）を含む請求項５に記載の方法。
【請求項７】
オペレータステーション（１４）を含む作業機械本体（１２）と、
作業機械本体（１２）に接続された電子制御装置（１８）と、
電子制御装置（１８）と通信するトランスミッション出力速度センサ（３６）と、
電子制御装置（１８）と通信する伝達ギヤセンサ（３８）と、
電子制御装置（１８）と通信するシートセンサ（３０）と、
を備える作業機械（１０）であって、
電子制御装置（１８）が、シートセンサ（３０）の指示、トランスミッション出力速度センサ（３６）の指示および伝達ギヤセンサ（３８）の指示のいずれか１つに基づいて、作業機械（１０）を使用可能にするように動作可能であり、かつシートセンサ（３０）の指示、トランスミッション出力速度センサ（３６）の指示および伝達ギヤセンサ（３８）の指示の全ての組み合わせに基づいて、作業機械（１０）を使用不能にするように動作可能であるオペレータ存在アルゴリズム（５０）を含む作業機械（１０）。
【請求項８】
電子制御装置（１８）と通信するインチングペダルセンサ（３４）を含み、
オペレータ存在アルゴリズム（５０）が、インチングペダルセンサ（３４）の指示のみに基づき作業機械（１０）を使用可能にするように動作可能であり、またシートセンサ（３０）の指示、トランスミッション出力速度センサ（３６）の指示および伝達ギヤセンサ（３８）の指示と組み合わせたインチングペダルセンサ（３４）の指示に基づき作業機械（１０）を使用不能にするように動作可能である請求項７に記載の作業機械（１０）。
【請求項９】
作業機械（１０）の本体がモータグレーダ本体である請求項８に記載の作業機械（１０）であって、
少なくとも１つの器具がグレーダ（１６）を含み、
パーキングブレーキ（２２）が電子制御装置（１８）と通信し、
オペレータ存在アルゴリズム（５０）が、作業機械（１０）を使用不能にするステップの一部としてパーキングブレーキ（２２）を作動させるように動作可能である作業機械（１０）。
【請求項１０】
シートセンサ（３０）の指示が、「操作者着座」を示した場合、またはトランスミッション出力速度センサ（３６）の指示がゼロでなかった場合、または伝達ギヤセンサ（３８）の指示がニュートラルでなかった場合、またはインチングペダルセンサ（３４）の指示が反応した場合、オペレータ存在アルゴリズム（５０）が作業機械（１０）を使用可能にするように動作可能であり、
シートセンサ（３０）の指示が、「操作者非着座」を示し、トランスミッション出力速度センサ（３６）の指示がゼロであり、伝達ギヤセンサ（３８）の指示がニュートラルであり、そしてインチングペダルセンサ（３４）の指示が反応しなかった場合、オペレータ存在センサアルゴリズムが作業機械（１０）を使用不能にするように動作可能である請求項９に記載の作業機械（１０）。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、一般に、操作者の存在の検知に基づいて作業機械を使用可能および使用不能にすることに関し、より詳しくは、作業機械を使用可能または使用不能にするかどうかを決定する際に、複数の独立したオペレータ存在インジケータを評価するオペレータ存在検出方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
作業機械には、一般に、ジョイスティック、操舵ホイール、ボタン等のような作業機械および器具の制御部への容易なアクセスを維持しつつ、作業機械の周囲の領域を良く見渡せるように配置されたシートを有するオペレータステーションが設けられる。アームレストおよびシートスイッチは、ローントラクタ、スキッドステアローダ、一体化ツールキャリア、材料取扱い機、バックホーローダ等のような作業機械用の操作状態センサとして一般に使用される。したがって、これらのスイッチは、典型的に、機械の動作を許容し、および／または作業機械に関連する種々の器具システムを使用可能または使用不能にする前に、機械操作者が機械内に適切に位置したときを検知および検出するために使用される。この種の典型的なスイッチ／センサ装置は、例えば（特許文献１）に開示されている。農業に関連する他の作業機械では、作業中に地面を走行しつつ、より優れた視認性を得るために、操作者がオペレータステーションで時々立ち上がる可能性があることが認識される。（特許文献２）は、変速機がニュートラルギヤ以外であるような運転モードであった場合、シートスイッチが開いたときに、例えば操作者が立ったときに作業機械を使用可能にし続ける木綿収穫機用のオペレータ存在回路を教示している。
【０００３】
これらのオペレータ存在方法は、操作者の不在を誤検出することによる不快な中断を多くの場合回避することができるが、種々の作業機械は、操作者の存在を検出するさらにより複雑な手段を必要とする種々の操作モードを含む。作業機械が適切に操作されており、操作者が存在しているにもかかわらず、インターロック制御システムが作業機械を使用不能にした場合、費用がかさみまた不快な遅延が生じることがある。例えば、モータグレーダ等のいくつかの作業機械は、操作者が存在しているが、立った状態にあり、一方、変速機がゼロ出力速度を有して、ニュートラルギヤにある操作モードを有する。このような状態は、例えば、操作者が、精密な傾斜操作中の運動モードへの滑らかな移行のためにインチングペダルを利用した場合に生じる可能性がある。
【０００４】
【特許文献１】米国特許第５，７１１，３９１号明細書
【特許文献２】米国特許第５，０４８，２７３号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本開示は、上述の課題の１つ以上に向けられる。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
一形態では、作業機械を操作する方法は、シートセンサとトランスミッション出力速度センサと伝達ギヤセンサとを検知することを含む、作業機械のオペレータ存在インジケータを検知するステップを含む。操作者が作業機械に存在していることをインジケータの少なくとも１つが示した場合、作業機械が使用可能にされる。しかし、操作者が作業機械に存在していることをインジケータのいずれもが示さなかった場合には、作業機械が使用不能になる。
【０００７】
他の形態では、作業機械は、オペレータステーションを有する作業機械本体を含む。電子制御装置が作業機械本体に接続される。トランスミッション出力速度センサ、伝達ギヤセンサおよびシートセンサの全てが電子制御装置と通信する。少なくとも１つの器具も電子制御装置と通信する。電子制御装置は、シートセンサの指示、トランスミッション出力速度センサの指示および伝達ギヤセンサの指示のいずれか１つに基づいて、作業機械を使用可能にするように動作可能であるオペレータ存在アルゴリズムを含む。また、オペレータ存在アルゴリズムは、シートセンサの指示、トランスミッション出力速度センサの指示および伝達ギヤセンサの指示の全ての組み合わせに基づいて、作業機械を使用不能にするように動作可能である。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
図１を参照するに、モータグレーダとして示されている作業機械１０は、作業機械本体１２と、オペレータステーション１４と、グレーダのブレードとして示されている器具１６とを含む。現在の多くの作業機械のように、オペレータコマンドが１つ以上の電子制御装置１８によって解釈され、次に、この１つ以上の電子制御装置が作業機械の種々の制御サブシステムと通信するように、モータグレーダ１０が電子的に制御される。それにもかかわらず、本開示は、より低いレベルの電子制御を行う作業機械の可能な用途を見出し、おそらくは、操作者が命令する電子制御は、公知の油圧リンケージおよび／または機械的リンケージを介してアクチュエータに直接供給されない。このようにして、当業者は、部分的な電子制御を行う作業機械用の電子回路において、図示したような電子制御装置のソフトウェアによって、本開示のオペレータ存在検出論理を用いる機械的装置および／または油圧装置を介して、あるいはこれらのソフトウェア／ハードウェア手段の任意の組み合わせによって、本開示に教示される概念を実施できることを理解するであろう。
【０００９】
モータグレーダ１０は、オペレータステーション１４に配置されたシート２０と、通信ライン３１を介して電子制御装置１８と通信するシートセンサ３０とを含む。このようにして、十分な重量の操作者がシート２０に着座した場合、「オペレータ存在」信号が電子制御装置１８に供給される。他方、操作者が立っているか、または体重が極めて軽い操作者がシート２０に着座していた場合、シートセンサ２０は、「オペレータ不在」信号を記録し、また通信ライン３１を介してこの「オペレータ不在」信号を電子制御装置１８に伝達する。さらに、インチングペダル２４がオペレータステーション１４に配置され、このインチングペダルの位置が、通信ライン３５を介して電子制御装置１８と通信するインチングペダルセンサ３４によって検知される。したがって、インチングペダルセンサ３４は、インチングペダルの押し下げの割合を検知し、通信ライン３５を介して当該情報を電子制御装置１８に中継し得るセンサ等の任意の従来のセンサであり得る。他方、インチングペダルセンサ３４は、あるしきい値割合を超えてペダルが押し下げられた場合に情報の１ビットを提供するに過ぎないそれほど複雑でない代替手段であり得る。オペレータステーション１４に配置された、番号が付されていない種々の作業機械および器具の制御部は、従来の方法で通信ライン（図示せず）を介して電子制御装置１８と通信する。それらの制御入力は、当技術分野でよく知られているように、電子制御装置１８によって解釈され、種々の伝達アクチュエータおよび器具のアクチュエータに伝達されて、移動および／または器具操作を制御する（グレーダのブレード１６の位置の調整等）。例えば、オペレータステーション１４からの適切なコマンドは、電子制御装置１８に送信され、通信ライン１７を介して、より大きいブレード１６に関連する種々のアクチュエータに伝達されて、オペレータコマンドに対応するある調整を行う。さらに、電子制御装置１８は、当技術分野でよく知られているように、通信ライン２３を介して伝達された適切な信号によりパーキングブレーキ２２の作動を命令することもできる。
【００１０】
さらに、モータグレーダ１０は、通信ライン３７を介して、トランスミッション出力速度を示す信号を電子制御装置１８に伝達するトランスミッション出力速度センサ３６を含む。その上、モータグレーダ１０は、通信ライン３９を介して現在のギヤを電子制御装置１８に通信する伝達ギヤセンサ３８を含む。
【００１１】
電子制御装置１８は、操作者が作業機械のオペレータステーション１４に存在していることを複数のインジケータの少なくとも１つが示した場合に作業機械を使用可能にするオペレータ存在アルゴリズムを含むことが好ましい。他方、オペレータ存在アルゴリズムは、操作者が作業機械のオペレータステーション１４に存在していないことをインジケータの全てが示した場合に作業機械を使用不能にするように動作可能であることが好ましい。本開示では、これらのオペレータ指示センサはシートセンサ３０とインチングペダルセンサ３４とトランスミッション出力速度センサ２２と伝達ギヤセンサ３６とを含む。本開示において使用される際、作業機械が、オペレータステーション１４から制御されて作業機械自体の動力で移動でき、作業機械の１つ以上の器具を利用して、ある作業タスクを少なくとも部分的または完全に行うことができる場合に、作業機械が使用可能にされる。作業機械が移動できなかった場合に、および／または作業機械の器具が、オペレータステーション１４で発生されたコマンドからの運動または動作からロックされた場合に、本開示に関連して作業機械が使用不能になることが考えられる。
【産業上の利用可能性】
【００１２】
本開示は、一般に、任意の作業機械、特に、受け入れられた種々の異なる操作モードを有する任意の作業機械に用途を見出す。本開示は、具体的には、モータグレーダに関連して説明されているが、操作者がオペレータステーションで異なる位置または姿勢をとり得る種々の操作モードを有する農業機械を含む他の作業機械にも適用でき得る。このようにして、最初に、作業機械の異なる操作モードのそれぞれを認識することによって、本開示を作業機械で実施することが可能であり、おそらく、作業機械の制御入力は、当該の個々のモードの最小制御入力形態でオペレータステーションから制御装置に送信されている。
【００１３】
モータグレーダの場合、操作者は、従来の運転モードにおいてシート２０に着座することができ、この結果、シートセンサ３０は「オペレータ存在」信号を電子制御装置１８に伝達し、このことにより、作業機械が使用可能にされるか、または既に使用可能であった場合には作業機械が使用可能にされ続ける。さらに、このような例においては、トランスミッション出力速度センサがゼロではなく、および／または伝達ギヤがニュートラル以外のギヤを示すことによって、操作者が存在していることが示されるであろう。伝達ギヤがニュートラルであったとしても、操作者が立っており、トランスミッション出力速度がゼロでなかった場合には、操作者が存在していることを示すことも可能である。さらに他の可能性のある操作モードでは、機械は移動せず、操作者は、インチングペダル２４を押し下げることによる運動への滑らかな移行における準備状態にある。このような例では、インチングペダルが伝達ギヤをニュートラルに位置させ、機械が移動しないので、トランスミッション出力速度はゼロであり、そして操作者が立っているので、シートセンサ３０は存在を検出しない。しかし、インチングペダルセンサ３４は、インチングペダル２４の押し下げを検知し、通信ライン３５を介して当該情報を電子制御装置１８に伝達するので、操作者が存在していることが示され、このようにして、作業機械１０が使用可能にされ続ける。
【００１４】
ここで、図２を参照するに、オペレータ存在アルゴリズム５０用のソフトウェアフローチャートの一例が示されている。楕円枠５１において、論理が開始する。長方形枠５２において、作業機械が使用可能にされる。このことは、操作者が存在していないことを全てのオペレータ存在インジケータの組み合わせが示さない限り、操作者が存在していることが推定されるかまたはデフォルトである本開示の一形態を反映する。長方形枠５３において、センサ入力が読み取られる。言い換えれば、電子制御装置１８はシートセンサの指示とインチングペダルの指示とトランスミッション出力速度センサの指示と伝達ギヤセンサの指示とを読み取る。菱形枠５４において、論理は、シートセンサが「オペレータ存在」信号を示しているかどうかを決定する。そうである場合、論理は、全てのシステムが使用可能にされ続けるか、さもなければ作業機械を使用可能にする長方形枠６０に進行する。楕円枠５９において、論理は、長方形枠５３でセンサ入力を再び読み取るためにループバックする。シートセンサの指示が否定的であった場合、操作者がシート２０にいないことを示しており、次の菱形枠において、トランスミッション出力速度がゼロであるかどうかが決定される。トランスミッション出力速度がゼロでなかった場合、論理は再び長方形枠６０に進行して、作業機械を維持するかまたは使用可能にし、次に、長方形枠５３でセンサを再び読み取るためにループバックする。トランスミッション出力速度がゼロであった場合、論理は、伝達ギヤがニュートラルであるかどうかを決定する。そうでない場合、再び、操作者が存在しており、作業機械が使用可能にされることが示される。伝達ギヤがニュートラルであった場合、論理は、インチングペダルが押し下げられているかが決定される菱形枠５７に進行する。例えば、インチングペダルが、ある所定の割合、例えば９０％を超えて押し下げられているかどうかを決定することが望ましいかもしれない。そうである場合、当該論理は、作業機械が使用可能にされるかまたは作業機械が既に使用可能にされている状態が維持される長方形枠６０に再び進行する。次に、論理は、センサ入力を再び読み取るために、楕円枠「戻る」５９を介して長方形枠５３にループバックする。操作者が存在していないことを４つのセンサの指示の全ての組み合わせが示した場合、論理は、作業機械が使用不能になる長方形枠５８に進行する。特定の実施形態では、器具のグレーダ１６の制御はオペレータステーションからロックアウトされ、またパーキングブレーキ２２は、通信ライン２３を介して電子制御装置１８から伝達された適切な信号により作動される。次に、論理は再びループバックしてセンサ入力を再び読み取り、ここで、操作者が存在していることをセンサ入力の少なくとも１つが示した場合、システムは再び使用可能にされる。
【００１５】
当業者は、操作者が操作者自身のシート位置を調整しており、ｂｕｍｂｙ状態で走行しており、機械が移動しており、また操作者が立っていることから、操作時に望ましくない中断を生じさせることなく、操作者が最大の可能性でオペレータステーション１４にいるときを本開示が検出できるか、あるいは操作者が依然として存在しており、作業機械の使用不能が望ましくない他の任意の種々の状況を本開示が検出できることを理解するであろう。
【００１６】
シートスイッチ３０が故障している可能性がない場合には、電子制御装置は、器具の制御装置とオペレータステーション１４と電子制御装置１８との間の通信からシートスイッチ状態の操作者が決定されるバックアップ論理を含み得る。さらに、本開示は、シート検出センサ３０が故障した場合を説明したような状況における部分的な使用可能を意図する。例えば、シートセンサ３０が故障し、またオペレータステーション１４の器具の制御装置と電子制御装置１８との間のデータリンクの通信状態が有効でなかった場合、電子制御装置１８は、上述したように、他の全ての不在条件が満たされた場合に使用不能になる作業機械の状態をリセットし得る。
【００１７】
上述の説明は、例示の目的のみのために意図され、決して本発明の範囲を限定することを意図するものではないことを理解されたい。したがって、当業者は、図面、開示、および添付の特許請求の範囲を検討すれば、本発明の他の形態、目的および利点を達成できることを理解するであろう。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本開示の一形態による作業機械の概略側面立面図である。
【図２】本開示によるオペレータ存在アルゴリズムのソフトウェアフローチャートである。
【図１】
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【図２】
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【国際調査報告】
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