(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
トラクタ（１０）側のメータパネル（１４）に液晶画面（２）を設け、前記メータパネル（１４）の下部に設ける液晶画面（２）の表示モード切替スイッチ（１９）とメータパネル（１４）の上部に設けるＧＰＳ受信器（１）とホスト受信器（４Ｂ）とからの信号を通信制御用コントローラ（１７）に入力するように構成すると共に該通信制御用コントローラ（１７）の出力側に前記液晶画面（２）とホスト送信器（４Ａ）とを接続し、トラクタ（１０）側の本機制御用コントローラ（２７）の入力側にＰＴＯ入切スイッチ（２５）とポジションレバー（２２）のポテンショメータ（２６）とリフトアーム（２９）のポテンショメータ（３０）とエンジン回転センサと燃料センサとを接続すると共に、該本機制御用コントローラ（２７）の出力側にＰＴＯ軸（２４）の回転を入切する比例圧力制御弁のソレノイド（３７）とリフトアーム（２９）の上昇用及び下降用の切替制御弁のソレノイド（３５，３６）とを接続して、前記通信制御用コントローラ（１７）と本機制御用コントローラ（２７）とを通信ライン（１８）によって接続し、複数台のトラクタ（１０）を管理するホスト制御部（５）に各トラクタ（１０）との通信手段である送信器（４６Ａ）と受信器（４６Ｂ）とを設けると共に、該ホスト制御部（５）に、圃場の番号と所有者と住所と生育作物と面積とマップデータ呼び出し用のアドレスとを記憶した書式データ及び圃場内を区画して該区画ごとに植え付け作物と該植え付け作物の生育状態とを記憶したマップデータから成る圃場データ及び各トラクタ（１０）ごとに車両番号と型式と管理者とエンジン馬力数と装着している作業機の種類と各作業機ごとの単位時間あたりの作業面積から成る作業能力とを記憶したトラクタ性能データを格納して、トラクタ（１０）の電源をＯＮにするとモニタ制御プログラムを実行し、前記表示モード切替スイッチ（１９）による設定が本機情報モードである場合には本機制御用コントローラ（２７）からエンジン回転数と燃料残量とを入手して液晶画面（２）に表示し、前記表示モード切替スイッチ（１９）による設定が地図情報モードであり且つ圃場ナビゲーションモードが指定されている場合には前記ホスト制御部（５）からの圃場の指定によって作業予定の圃場の住所を特定すると共にトラクタ（１０）の位置を算出して現在位置から作業予定圃場までのルートを液晶画面（２）に地図情報として表示し、前記表示モード切替スイッチ（１９）による設定が圃場マップモードである場合には、前記ホスト制御部（５）からの圃場の指定によって圃場番号を特定して該ホスト制御部（５）に格納されている書式データに記憶されたアドレスから該当する圃場のマップデータを検索してこのマップデータを液晶画面（２）に表示するように構成し、前記ホスト制御部（５）からの圃場の指定にあたっては、前記各トラクタ（１０）におけるＰＴＯ軸（２４）の回転の入切状態又はリフトアーム（２９）の角度から該トラクタ（１０）の作業終了を判別してこれを前記ホスト制御部（５）が受信すると、この作業終了したトラクタ（１０）に装着されている作業機によって作業が可能な圃場を予め設定されている圃場のなかから検索して抽出してこの圃場の番号に応じた地図情報を前記作業終了したトラクタ（１０）側に返信するように構成すると共に、複数のトラクタ（１０）から同時に作業終了の情報が入力された場合には前記ホスト制御部（５）に格納されたトラクタ性能データのうちの作業能力の大きい方のトラクタ（１０）へ優先して前記地図情報を送信するように構成したことを特徴とするトラクタの管理システム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、複数のトラクタを一括して管理するトラクタの管理システムに関する。
【０００２】
【従来の技術、及び発明が解決しようとする課題】
近年、農業分野では圃場の大規模化に伴い、個人または法人が複数の農業機械を所有し、地域の圃場を一括して管理委託されるいわゆる委託農業が増加している。このような委託農業は、決められた期間内に各種作業を完了する必要があり、これを怠ると作物の生育に支障を来たしたり、作物の売価が落ちるという課題があった。
【０００３】
また、従来の作業では、複数の作業者が夫れ夫れ作業場へ赴くときに紙に書かれた地図や管理台帳を携帯し、作業が終了すると再度管理者の所へ戻り次の作業場の情報を入手して、そこへ赴くものであった。よってこのような管理には、移動時間を無駄にしたり、未作業の作業場へ赴いても既に作業が完了していたり、車両の能力では作業ができなかったり、効率が悪いという課題があった。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
この発明は、以上のような課題を解消するために、次のような技術的手段を講じた。即ち、トラクタ（１０）側のメータパネル（１４）に液晶画面（２）を設け、前記メータパネル（１４）の下部に設ける液晶画面（２）の表示モード切替スイッチ（１９）とメータパネル（１４）の上部に設けるＧＰＳ受信器（１）とホスト受信器（４Ｂ）とからの信号を通信制御用コントローラ（１７）に入力するように構成すると共に該通信制御用コントローラ（１７）の出力側に前記液晶画面（２）とホスト送信器（４Ａ）とを接続し、トラクタ（１０）側の本機制御用コントローラ（２７）の入力側にＰＴＯ入切スイッチ（２５）とポジションレバー（２２）のポテンショメータ（２６）とリフトアーム（２９）のポテンショメータ（３０）とエンジン回転センサと燃料センサとを接続すると共に、該本機制御用コントローラ（２７）の出力側にＰＴＯ軸（２４）の回転を入切する比例圧力制御弁のソレノイド（３７）とリフトアーム（２９）の上昇用及び下降用の切替制御弁のソレノイド（３５，３６）とを接続して、前記通信制御用コントローラ（１７）と本機制御用コントローラ（２７）とを通信ライン（１８）によって接続し、複数台のトラクタ（１０）を管理するホスト制御部（５）に各トラクタ（１０）との通信手段である送信器（４６Ａ）と受信器（４６Ｂ）とを設けると共に、該ホスト制御部（５）に、圃場の番号と所有者と住所と生育作物と面積とマップデータ呼び出し用のアドレスとを記憶した書式データ及び圃場内を区画して該区画ごとに植え付け作物と該植え付け作物の生育状態とを記憶したマップデータから成る圃場データ及び各トラクタ（１０）ごとに車両番号と型式と管理者とエンジン馬力数と装着している作業機の種類と各作業機ごとの単位時間あたりの作業面積から成る作業能力とを記憶したトラクタ性能データを格納して、トラクタ（１０）の電源をＯＮにするとモニタ制御プログラムを実行し、前記表示モード切替スイッチ（１９）による設定が本機情報モードである場合には本機制御用コントローラ（２７）からエンジン回転数と燃料残量とを入手して液晶画面（２）に表示し、前記表示モード切替スイッチ（１９）による設定が地図情報モードであり且つ圃場ナビゲーションモードが指定されている場合には前記ホスト制御部（５）からの圃場の指定によって作業予定の圃場の住所を特定すると共にトラクタ（１０）の位置を算出して現在位置から作業予定圃場までのルートを液晶画面（２）に地図情報として表示し、前記表示モード切替スイッチ（１９）による設定が圃場マップモードである場合には、前記ホスト制御部（５）からの圃場の指定によって圃場番号を特定して該ホスト制御部（５）に格納されている書式データに記憶されたアドレスから該当する圃場のマップデータを検索してこのマップデータを液晶画面（２）に表示するように構成し、前記ホスト制御部（５）からの圃場の指定にあたっては、前記各トラクタ（１０）におけるＰＴＯ軸（２４）の回転の入切状態又はリフトアーム（２９）の角度から該トラクタ（１０）の作業終了を判別してこれを前記ホスト制御部（５）が受信すると、この作業終了したトラクタ（１０）に装着されている作業機によって作業が可能な圃場を予め設定されている圃場のなかから検索して抽出してこの圃場の番号に応じた地図情報を前記作業終了したトラクタ（１０）側に返信するように構成すると共に、複数のトラクタ（１０）から同時に作業終了の情報が入力された場合には前記ホスト制御部（５）に格納されたトラクタ性能データのうちの作業能力の大きい方のトラクタ（１０）へ優先して前記地図情報を送信するように構成したことを特徴とするトラクタの管理システムとした。
【０００５】
【発明の効果】
以上のように構成したトラクタの管理システムは、ホスト制御部５に予め複数の作業候補地と各トラクタ１０の作業能力を記憶しているので、トラクタ１０から作業予定地の情報取得要求があった時には、このトラクタ１０の能力に応じた作業場の位置情報を送信する。よって、作業能力の異なる複数のトラクタをリアルタイムで適宜配車して、移動時間を短縮したり、全体的な作業時間を短縮して、作業効率を向上することができる。
【０００６】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施の形態を農業用トラクタの管理システムについて説明する。
最初に、トラクタ１０の構成について説明する。
トラクタ１０は、車体前部にエンジン１１を設け、このエンジン１１の回転動力を複数の変速装置を介して後輪１２、または前後輪１２，１３へ伝達して走行する構成となっている。
【０００７】
また、前記エンジン１１の後方にはメータパネル１４を設け、このメータパネル１４は、後述する地図情報に基づく位置表示手段である液晶画面２を略全面に設け、この下方にフロッピィーディスク装着ユニット１５、及びＣＤ−ＲＯＭ装着ユニット１６とを設けている。そして、前記ＣＤ−ＲＯＭ装着ユニット１６に、地図情報を格納したＣＤ−ＲＯＭをセットして、前記画面２に任意の地域の地図を表示する構成となっている。また、トラクタ１０のメータパネル１４の上部には、車両の位置検出手段として、複数のＧＰＳ衛星８…からの電波を受信するＧＰＳ受信器１とジャイロセンサを設け、この受信情報により後述する通信用制御コントローラ１７がトラクタ１０の位置を演算し、前記地図上にトラクタ１０の位置を表示する構成となっている。また、後述するホスト制御部５との通信を行う手段であるホスト送信器４Ａ、及びホスト受信器４Ｂを設けている。
【０００８】
メータパネル１４の下部には、液晶画面２のモードを切り替える表示モード切替スイッチ１９と、トラクタ１０の作業状態を設定する手段である作業開始スイッチ３Ａ、作業終了スイッチ３Ｂ、作業中断（中継）スイッチ３Ｃ、作業中断（トラブル）スイッチ３Ｄとを設けている。そして前記送受信器４Ａ，４Ｂやスイッチ３…の検出、設定信号は、メータパネル１４裏側の通信制御用コントローラ１７に入力する構成となっている。
【０００９】
トラクタ１０のステアリングハンドル２０の後方には、操縦席２１を設け、この操縦席２１の側方には、作業機の高さを変更するポジションレバー２２や、走行用の変速レバー２３、車体後部のＰＴＯ軸２４の回転を入り切りするＰＴＯ入切スイッチ２５等を設けている。前記ポジションレバー２２の回動基部には、レバー操作位置を検出するポテンショメータ２６を設け、この検出値を操縦席２１下方の本機制御手段である本機制御用コントローラ２７へ送信している。
【００１０】
次にトラクタ１０の作業部に付いて説明する。トラクタ１０の後部には、作業機昇降用の油圧シリンダ２８を設け、この油圧シリンダ２８のピストン伸縮により、左右リフトアーム２９，２９を上下回動する構成となっている。また、このリフトアーム２９の片側には、ポテンショメータ３０を設け、前記ポジションレバー２２の操作角度と、リフトアーム２９の検出設定角度が一致するように、油圧シリンダ２８を駆動してポジション制御装置を構成している。
【００１１】
そして、トラクタ１０後部には、トップリンク３１と左右ロアリンク３２，３２とからなる三点リンク機構を設け、これに各種作業機、例えば散布作業機や代掻きハローを連結する構成となっている。尚、図例では、ロータリ作業機３３を連結した構成となっている。
次に、前記トラクタ１０の本機制御用コントローラ２７に付いて図２に基づいて説明する。
【００１２】
本機制御用コントローラ２７は、内部に各種情報を処理するＣＰＵや、検出値などを一時記憶するＲＡＭ、ポジション制御などの各種制御プログラムを格納するＲＯＭ等を備え、入力側には、ＰＴＯ入切スイッチ２５、ポジションレバー２２のポテンショメータ２６、リフトアーム２９のポテンショメータ３０等を接続して設け、更にトラクタ１０の状態を検出する各種センサ、例えばエンジン回転センサ、燃料センサ等を接続して設けている。
【００１３】
また、出力側には、前記ＰＴＯ軸２４の回転を入切する比例圧力制御弁のソレノイド３７、リフトアーム２９の上昇用、及び下降用の切替制御弁のソレノイド３５，３６等を接続して設けている。
前記通信制御用コントローラ１７は、内部に各種情報を処理するＣＰＵや、検出値などを一時記憶するＲＡＭ、通信制御、画面制御などの各種制御プログラムを格納するＲＯＭ等を備え、前記作業開始スイッチ３Ａ、作業終了スイッチ３Ｂ、作業中断（休憩）スイッチ３Ｃ、作業中断（トラブル）スイッチ３、表示モード切替スイッチ１９等の設定器と、フロッピィーディスク装着ユニット１５、ＣＤ−ＲＯＭ装着ユニット１６からの接続ケーブル、更にＧＰＳ衛星８…からの電波を受信するＧＰＳ受信器１と、後述するホスト制御部５から情報を入力するホスト受信器４Ｂとを接続して設けている。
【００１４】
出力側には前記液晶画面２、ホスト通信用の送信器４Ａを接続して設けている。
そして、前記トラクタ１０に備えた２つのコントローラ１７，２７は、通信ライン１８で接続され、それぞれの情報を送受信可能に構成している。
次に、前記トラクタ１０を複数台管理するホスト制御部５に付いて説明する。ホスト制御部５は、汎用型のパソコン本体４０、この周辺機器（画面４１、キーボード４２、マウス４３、フロピィーディスク装着ユニット４４、ＣＤ−ＲＯＭ装着ユニット４５等）、トラクタ１０との通信手段である送信器４６Ａ、および受信器４６Ｂ等から構成されている。
【００１５】
そして、前記ホスト制御部５には、この記憶装置に書式データ４８とマップデータ４９とからなる圃場データ５０と、各トラクタ１０の作業能力情報であるトラクタ性能データ５１とを格納している。
前記圃場データ５０の書式データ４８は、図６に示すように、データファイルに、圃場番号、所有者、住所、生育作物、面積等を記憶するものであり、さらに、マップデータ４９呼び出し用のアドレス等を格納している。また、マップデータ４９は、図７に示すように圃場内を１平方メートルの区画に区切り、その区画毎に地上高と、植え付け作物、この生育状態を記憶する構成としている。
【００１６】
そして、これらの圃場データ５０は、パソコン４０の入力機器（キーボード４２やマウス４３）によって、またはトラクタ１０からの通信情報によって最新情報に書き替え可能に構成している。
前記トラクタ１０の性能データのファイル構成は、図８に示すように、各車両毎に車両番号や型式、管理者（運転者）、エンジン馬力数、現在装着している作業機の種類等の情報を記憶する構成となっている。
【００１７】
また、各種作業機を装着可能な車両については、この作業機毎に作業能力を格納している。図例では、各作業機毎に単位時間あたりの作業面積を数値によって記憶する構成としている。
以上のように構成した複数のトラクタ１０とホスト制御部５とからなる管理システムは、図９に示した制御フローチャートのように作業情報の通信を行う。尚、この制御フローチャートは、トラクタ１０の通信制御用コントローラ１７の実行に関するものである。
【００１８】
最初に、トラクタ１０の電源をＯＮにすると、モニタ制御プログラムが実行される。ここでは、最初に前記表示モード切替スイッチ１９の設定信号を読み込み、表示モードの設定状態を判定する（ＳＴＥＰ１，２）。そして、この設定が「本機情報モード」であれば、本機制御用コントローラ２７から各種情報を入手して、図４のように、エンジン回転数、燃料残量、エンジン水温等の各種情報を液晶画面２に表示する（ＳＴＥＰ３，ＳＴＥＰ４，ＳＴＥＰ５）。また、前記判定で「地図情報モード」では、さらにこの入力指定が「圃場ナビゲーションモード」か「圃場マップモード」かを判定し（ＳＴＥＰ６）、これが「圃場ナビゲーションモード」であれば、オペレータの作業予定の圃場番号入力か、或いはホスト制御部５からの指定かで、圃場の住所を特定する。そして、前記ＧＰＳによりトラクタ１０の位置を算出し、現在位置から作業予定圃場までのルートを作成し、これを前記液晶画面２に地図情報として表示する（ＳＴＥＰ６〜ＳＴＥＰ１０）。
【００１９】
また、前記判定で「圃場マップモード」であれば、前述同様オペレータの作業予定圃場の番号入力か、或いはホスト制御部５からの指定かで圃場番号を特定し、前記書式情報に記憶されたアドレスから、該当の圃場マップ情報を検索して、これを液晶画面２に表示する（ＳＴＥＰ１１〜ＳＴＥＰ１３）。
また、前記ＳＴＥＰ２での判定が「複合表示モード」であれば、液晶画面２の画面を二分割して、本機情報と地図情報を並ベて表示する構成となっている。前記ホスト制御部５からの圃場指定について詳細に説明する。オペレータは、１つの圃場で作業が終了すると前記作業終了スイッチ３Ｂを押す。ホスト制御部５ではこの受信とともに、予め設定された圃場の中で、このトラクタ１０に装着した作業機で作業が可能な圃場を検索する。例えば、これが散布作業機を装着していれば、図６のサンプル（Ｃ）の圃場を抽出する。そして、この圃場番号に応じた地図情報をトラクタ１０に返信する。
【００２０】
尚、前記トラクタ１０では、作業状態をスイッチにより指定する構成としたが、これを作業部、例えばＰＴＯ軸２４の入切状態や、リフトアーム角度により間接的に検出してこれを作業状態の判別を行っても良い。また、前記抽出した圃場が複数ある時には、前記ルート作成から移動距離の少ない順で複数抽出したり、他のトラクタ１０の作業進行状況とこの作業性能を加味して、管理時間（就業時間）内で最大限に作業を完了するパターンを演算し、この結果を送信する構成としても良い。
【００２１】
また、ホスト制御部５の検索後は、前述のように双方のコントローラ２７，５が全自動で情報を通信する構成に替えて、一度ホスト制御部５側の管理者が検索結果を確認後、これを任意に指定してトラクタ１０へ送信する構成としても良い。また、耕耘作業が残っていて同時に複数のトラクタ１０から作業終了の情報を入力した時には、作業能力が大きい方の車両を優先して地図情報を送信する構成としても良い。図８中の例ではサンプルＢのトラクタへ送信する。
【００２２】
これにより、トラクタ１０のメータパネル１４には、次に行う圃場の案内が表示される。
一方、ホスト制御部５は、管理中にすべてのトラクタ１０と一定時間毎に通信を行ない作業状態を一時記憶する構成としているが、このとき作業中断（トラブル）スイッチ３Ｄの信号がある時には、割り込み処理として、最も近くで作業を行っている車両、若しくは予め待機するサポートチームへ連絡する構成となっている。これにより、作業計画の遅れをなるべく最小限に抑えることができる。
【００２３】
このように、複数のトラクタ１０…を所有して委託された圃場を作業するときにでも、各トラクタ１０の作業状況をリアルタイムで管理し、また、管理側には各トラクタ１０の作業能力を記憶する構成としたので、状況に合ったトラクタ１０の配車が可能となる。従って、移動時間を短縮したり、作業全体の短期化を図ることができ、夫れ夫れ作業能力の異なるトラクタ１０を効率的に管理することができる。
【００２４】
特許請求の範囲に実施の形態の構成に対応する部材の符号を付すが、この符号により、この発明をこの実施の形態に限るものではない。
【図面の簡単な説明】
【図１】システム概要図。
【図２】コントローラの接続状態を示すブロック図。
【図３】トラクタ全体側面図。
【図４】「本機情報モード」時のメータパネルの上面図。
【図５】ホスト制御部のコントローラの接続状態を示す図。
【図６】圃場データを格納したファイル構成。
【図７】マップデータに格納した各圃場の区画情報を示す図。
【図８】トラクタの作業能力情報を格納したファイル構成。
【図９】トラクタの通信制御の概要を示す制御フローチャート。
【図１０】「圃場ナビゲーションモード」時のメータパネルの上面図。
【符号の説明】
１    ＧＰＳ受信器
２    液晶画面
３Ａ  作業開始スイッチ
３Ｂ  作業終了スイッチ
３Ｃ  作業中断（休憩）スイッチ
３Ｄ  作業中断（トラブル）スイッチ
４Ａ  ホスト送信器
４Ｂ  ホスト受信器
１０    トラクタ
１４ メータパネル
１７ 通信制御用コントローラ
１８ 通信ライン
１９ 表示モード切替スイッチ
２２ ポジションレバー
２４ ＰＴＯ軸
２５ ＰＴＯ入切スイッチ
２６ ポテンショメータ
２７ 本機制御用コントローラ
２９ リフトアーム
３０ ポテンショメータ
３５ 上昇用の切替制御弁のソレノイド
３６ 下降用の切替制御弁のソレノイド
３７ ソレノイド
４６Ａ 送信器
４６Ｂ 受信器
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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