(57)【要約】【課題】農業用車両は、従来内燃機関を動力源としてきたが、騒音が大きい、CO2排出量が大きい、廃油による環境汚染、燃料の高騰による運用費の増大などの問題があり、この対策として電動化が求められていたが、航続距離が短いという課題とともに、作業場は水、泥、薬品などがあるために、充電設備を安全に設置することが難しいという課題があった。【解決手段】非接触方式の採用により、防水、防泥、防薬品性を高めた給電アンテナ３と受電アンテナ８とにより、農作業場において安全に車両駆動用電池１１を充電できるようにし、作業中に電池１１の残量が少ないことを検知すると、充電基地１に戻って充電し、作業を継続することで、長時間の連続的作業を行うように構成した。またGPS装置を搭載することで、設定経路による自動運転を行い、また非接触充電時に正確な位置で自動停止させるよう構成した。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
主として農作業で使用する作業用車両において、防水、防泥、防薬品性を有する給電アンテナ３、受電アンテナ８により構成される非接触式の充電システムによって充電される駆動用充電池１１と、電動モーター１４により動力源を構成することを特徴とする電動車両であって、充電電池量の充電レベルが低下したことを検出すると、組み込まれたGPS受信器１２により正確な位置を検出することで、自動的に充電基地まで戻り、充電レベルが回復するまで充電を行い、さらに続けて作業継続できるように構成した農業用電動車両。
【請求項２】
農業用電動車両４において、駆動用充電池１１の充電レベルの低下を検出すると、組み込まれたGPS受信器により求められる正確な位置情報を用いて自動的に充電基地１まで戻り、駆動用充電池を充電済みのものと自動交換することで、作業時間の中断なく作業継続を行えるよう構成した農業用電動車両管理システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、非接触充電方式の充電池システムを用いてモーター駆動する農業用電動車両システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
農業用車両において駆動力を得る手段として、現状では内燃機関が多く使用されているが、騒音や排気ガスによる大気汚染などの問題や燃料費の高騰などによる運用コスト増大などの問題が起こってきている。世界的にCO2削減と環境保護が強く求められるなか、普通自動車などでは電池を搭載し電動モーターで駆動するハイブリッド自動車や電気自動車などがすでに実用化されているが、農業用車両においても、同様にCO2削減と環境保護、運用コスト削減のため、内燃機関ではなく、電池と電動モーターを駆動力とする電動化を推進することが求められている。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００３】
【非特許文献１】特願2000-384715
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
農業用途に電動車を用いることを考えた場合、作業する環境において、泥、水、薬品などが機械にかかる可能性が極めて高く、充電のために金属的接点を有するケーブルを引きまわすことは、危険であるだけでなく、たいへん神経を使うわずらわしい作業であり、車両の電動化において大きな課題となっていた。
【０００５】
また、内燃機関を用いた車両と同等の性能を得ようとした場合、電動モーターを用いたシステムでは搭載電池の大型化・高性能化などが必要となり、コストが膨らんでしまうという課題があった。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、以上のような課題を解決するため、農業用電動車両において、防泥性能、防水性能、耐薬品性能を高めた樹脂などで給電側、受電側を覆い、コンセント状の金属接触部をまったく持たない非接触充電システムを構成することにより、農作業の現場においても安全かつ簡単な作業により充電することを可能としたものである。
【０００７】
また、農作業の現場での充電作業を可能としたことにより、充電基地を作業場の近くに設置することが可能となるため、電動車両に搭載する電池量を少なくして電動車両のコストを抑えたとしても、頻繁に現場で充電を行わせることで、ロスタイムのない連続運転を可能とし、作業効率を落とすことのない運用が可能となる。特にGPSを利用して自動運転ができるように構成し、充電池の残量が少なくなったことを検出したら自動的に充電基地に戻って充電作業を行うようにすることにより、長時間の連続稼働を可能とし、総合的には内燃機関を利用した車両以上の作業効率を実現できるようにするものである。
【０００８】
さらにまた、充電基地において、交換用の充電池をストックしておき、自動的に電動車両搭載の電池と交換できるように構成することで、充電池の交換に要する時間だけがロスタイムとなる、きわめて作業効率の高い電動車両運用システムを構成することができる。
【０００９】
また、交換された使用済みの充電池は、農業用電動車両が作業を行っている間に、次の使用に備えて充電を行なわせることで、実質的に無限の運行時間を実現することができるように構成するものである。
【発明の効果】
【００１０】
以上のように構成した農業用電動車両システムでは、農作業を行う場所の近くに、防水、防泥、防薬品特性を持つ非接触方式の充電基地を設け、充電作業が安全容易にかつ頻繁に行えるようにすることで、この電動車両にて保持する充電池容量を小さくしてコストを抑えつつも実作業効率のよい農業用電動車両を実現することができる。
【００１１】
さらに、この農業用電動車両にGPSシステムを搭載し、あわせて充電池の充電状態を監視するユニットを搭載し、作業中に充電量が少なくなった場合に、作物を傷つけないように通路を通って充電基地に戻り、充電池の交換または充電を行い、再び元の位置に自動的に戻って作業を継続することで、作業を連続して集中的に効率よく行うことができる。
【００１２】
さらにまた、充電池を複数用意して交換して作業の継続を行わせる場合には、あらかじめ充電する交換用の充電池については、夜間の電力を利用して充電することが可能であり、これによりトータルの運行コストを安くして、全体の効率を上げることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】システム概要図
【図２】非接触充電システムの実装例
【図３】電動車両の機能構成図その１
【図４】電動車両の機能構成図その２
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明の実施例を図面に基づいて詳述する。
図１は全体のシステム運用の概念図であり、耕作やタネまきなどを行う農場において、電動農業車が作業を行う様子を示している。
この図においては、農場に隣接して給電装置２、給電アンテナ３を設置した充電基地１があり、ここから農業用電動車両４が農場に移動する作業用道路5a、5bが設けられている。
【００１５】
充電基地１において、農業用電動車両４が作業を行うに十分な電力を給電装置２に連結された給電アンテナから、電動車両４に設置されている受電アンテナを経由して、非接触状態で充電したことを確認し、農作業を開始する。移動通行路5aを通り、あらかじめ計画された農地内の作業経路6a、6bなどを経て、予定された農作業を連続して行う。
【００１６】
充電基地１において、給電装置２には給電アンテナ３の位置を固定する、前後左右上下方向にその給電アンテナ３の位置を容易に調整可能な可動式の梁７が取り付けられており、所定の位置に停車している電動車両４の上部に取り付けられた受電アンテナ８と相対する位置に給電アンテナ３の位置を固定して、電動車両４の内部に設置されている電動モーター駆動用の充電池を充電する。
【００１７】
電動車両４の本体に受電アンテナ８と充電制御回路９を組み込み、GPS受信器１２によって判別する現在位置情報と、運転制御システム13にてあらかじめ設定した運行経路とを比較判定することで、モーター制御回路14および車輪制御機構１５に対する指示信号を出力し、速度と方向制御を行なう。また駆動用充電池11の充電量を充電状態監視モニター10により定期的に監視し、一定レベルよりも低くなったことを検出することにより、作業をいったん中断して充電基地１に戻る。充電基地１では電動車両４は所定の位置に停車し、非接触給電を行うことで、所定レベルの充電量を回復した後、作業の中断位置まで戻り、作業を継続するように構成する。
【００１８】
また、充電によって作業の中断をすることが好ましくないような作業を行う場合には、図４に示すように車両本体から受電アンテナ８、充電制御回路９を取り外し、充電基地１に電動車両４が戻ってきたときに駆動用充電池１１ｂをあらかじめ充電しておいた駆動用充電池11aと交換するだけで作業を続行できるように構成している。
【符号の説明】
【００１９】
１    充電基地
２    給電制御回路
３    給電アンテナ
４    農業用電動車両
８    受電アンテナ
９    充電制御回路
１０    充電状態監視モニター
１１    駆動用充電池
１２    GPS受信器
１３    運転制御システム
１４    モーター制御回路
１５    車輪制御機構
１６    電動モーター
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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