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1. WO2020158296 - SYSTÈME DE DÉPLACEMENT AUTONOME POUR VÉHICULE DE TRAVAIL

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明 細 書

発明の名称 作業車両の自動走行システム

技術分野

0001  

背景技術

0002   0003  

先行技術文献

特許文献

0004  

課題を解決するための手段及び効果

発明が解決しようとする課題

0005   0006   0007   0008   0009   0010   0011   0012   0013   0014   0015   0016   0017   0018   0019   0020   0021   0022  

図面の簡単な説明

0023  

発明を実施するための形態

0024   0025   0026   0027   0028   0029   0030   0031   0032   0033   0034   0035   0036   0037   0038   0039   0040   0041   0042   0043   0044   0045   0046   0047   0048   0049   0050   0051   0052   0053   0054   0055   0056   0057   0058   0059   0060   0061   0062   0063   0064   0065   0066   0067   0068   0069   0070   0071   0072   0073   0074   0075   0076   0077   0078   0079   0080   0081   0082   0083   0084   0085   0086   0087   0088   0089   0090   0091   0092   0093   0094   0095   0096   0097   0098   0099   0100   0101   0102   0103   0104   0105   0106   0107   0108   0109   0110   0111   0112   0113   0114   0115   0116   0117   0118   0119   0120   0121   0122   0123   0124   0125   0126   0127   0128   0129   0130   0131   0132   0133   0134   0135   0136   0137   0138   0139   0140   0141   0142   0143   0144   0145   0146   0147   0148   0149   0150   0151   0152   0153   0154   0155   0156   0157   0158   0159   0160   0161   0162   0163   0164   0165   0166   0167   0168   0169   0170   0171   0172   0173   0174   0175   0176   0177   0178   0179   0180   0181   0182   0183   0184   0185   0186   0187   0188   0189   0190   0191  

符号の説明

0192  

請求の範囲

1   2   3   4   5   6   7  

図面

1   2   3   4   5   6   7   8   9   10  

明 細 書

発明の名称 : 作業車両の自動走行システム

技術分野

[0001]
 本発明は、作業車両の自動走行システムに関する。

背景技術

[0002]
 従来から、作業車両の車速を所定の車速に維持する車速維持制御(オートクルーズ制御)を実行可能な構成が知られている。特許文献1は、この種の構成として速度保持機構を開示する。
[0003]
 特許文献1の速度保持機構は、変速操作具により駆動操作される無段変速装置のモータを当該走行速度保持機構の作動時には駆動停止させるとともに、速度保持操作具により任意の速度での速度保持及び速度保持の解除を操作することができるように構成されている。

先行技術文献

特許文献

[0004]
特許文献1 : 特開2004-262417号公報

発明の概要

発明が解決しようとする課題

[0005]
 ところで、近年、目標経路に沿って自動走行を行うことができる作業車両が開発されている。このような作業車両の中には、自動走行時には、前記目標経路に沿ったステアリング操作は自動的に行われるものの、走行車速はユーザの操作に従うように構成されたものがある。このような作業車両において、特許文献1に示すような車速維持制御を適用することも考えられる。
[0006]
 しかし、目標経路に沿って自動走行を行うことができる作業車両において、自動走行中の車速維持制御の使用を制限なく認めることは、ユーザが自らステアリング操作を行って走行する場合と比較して、必ずしも好ましくない。
[0007]
 本発明は以上の事情に鑑みてされたものであり、その目的は、ユーザの安心感等を考慮した車速維持制御が可能な作業車両の自動走行システムを提供することにある。

課題を解決するための手段及び効果

[0008]
 本発明の解決しようとする課題は以上の如くであり、次にこの課題を解決するための手段とその効果を説明する。
[0009]
 本発明の観点によれば、以下の構成の作業車両の自動走行システムが提供される。即ち、この作業車両の自動走行システムは、自動走行制御部を備える。前記自動走行制御部は、測位システムを利用して、作業部により作業が行われる複数の作業経路と、前記複数の作業経路のうち隣り合う作業経路を接続する旋回経路と、を有する走行経路に沿って作業車両を自動走行させることが可能である。前記作業車両は、当該作業車両の車速を制御する車速制御部と、当該作業車両の車速を操作する車速操作部と、を備える。前記車速制御部は、前記車速操作部への操作力を解除しても、解除前の前記車速操作部の操作位置に対応する前記作業車両の車速を維持する車速維持制御を実行可能である。前記自動走行制御部は、前記作業経路に沿って前記作業車両を自動走行させている場合に、前記車速制御部による車速維持制御を許可する一方、前記旋回経路に沿って前記作業車両を自動走行させている場合に、前記車速制御部による車速維持制御を禁止する。
[0010]
 これにより、作業車両が旋回経路で自動走行する場合は車速維持制御の実行が禁止されるので、作業車両の旋回時にはユーザ自身が車速を決定することとなる。従って、旋回の慎重さを確保することができる。また、一般的に旋回経路に沿って走行する際に作業車両は作業部により作業を行わないので、作業性の低下を防止することができる。
[0011]
 前記の作業車両の自動走行システムにおいては、以下の構成とすることが好ましい。即ち、前記自動走行制御部は、前記作業経路に沿って前記作業車両を自動走行させている場合であっても、前記作業経路の終点よりも所定距離手前の所定地点から前記終点までの区間において、前記車速制御部による車速維持制御を禁止する。
[0012]
 作業車両が作業経路に沿って走行している場合に、旋回経路までの残り距離が短くなった所定地点から車速維持制御が禁止されることで、旋回経路に至る前の段階からユーザが手動にて車速を決定することになる。従って、作業車両が旋回経路で旋回するときのユーザの安心感が向上する。
[0013]
 前記の作業車両の自動走行システムにおいては、以下の構成とすることが好ましい。即ち、前記自動走行制御部は、前記車速制御部による車速維持制御が実行されている状態で、前記作業経路に沿って前記作業車両を自動走行させている場合に、前記作業車両の位置が前記所定地点に至ったときは、前記車速制御部を制御して前記作業車両を減速させた後、停止させる。
[0014]
 自動走行する作業車両が所定地点に到達した場合に、車速維持制御が解除される。このときの作業車両の減速を制御することにより、例えば急停止を回避して乗り心地を向上させることができる。
[0015]
 前記の作業車両の自動走行システムにおいては、以下の構成とすることが好ましい。即ち、前記自動走行制御部は、自動走行開始条件が成立している場合に、前記作業経路に沿った自動走行を前記作業車両に開始させることが可能である。前記自動走行開始条件には、前記車速制御部により前記車速維持制御が実行されていないことが含まれる。
[0016]
 仮に、車速維持制御の実行中の自動走行開始を許可すると、走行経路に沿った自動走行を開始する予定の地点と作業車両の現在位置との位置関係によっては、作業車両が高速で進路変更を行う可能性がある。車速維持制御の実行中の自動走行開始を禁止することで、上記の予定地点への作業車両の移動を、ユーザによる車速の指示に確実に従いながら行うことができる。
[0017]
 前記の作業車両の自動走行システムにおいては、以下の構成とすることが好ましい。即ち、この作業車両の自動走行システムは、自動走行操作部を備える。前記自動走行操作部は、前記自動走行制御部に対して前記作業車両の自動走行の開始指令及び終了指令を行うことができる。前記自動走行制御部は、前記車速制御部による車速維持制御が実行されている状態で、前記作業経路に沿って前記作業車両を自動走行させているときに、前記自動走行操作部が操作されて前記自動走行制御部に対して自動走行の終了指令が行われた場合は、前記車速制御部を制御して前記作業車両を減速させた後、停止させる。
[0018]
 車速維持制御を実行しながら作業経路での自動走行が行われているときに、ユーザが自動走行の終了を指示した場合に、仮に車速維持制御が維持されると、ユーザが意図しない地点まで作業車両が進行してしまう可能性がある。この点、上記の構成によれば、ユーザが自動走行の終了を指示した時点での位置から近い位置で作業車両を停止させることができる。
[0019]
 前記の作業車両の自動走行システムにおいては、以下の構成とすることが好ましい。即ち、前記自動走行制御部は、前記旋回経路に沿って前記作業車両を自動走行させているときに、前記車速操作部の操作量を問わず、前記車速制御部を制御して前記作業車両の車速を所定の上限車速以下に制限する。
[0020]
 これにより、旋回経路では作業車両の車速に上限を設けることになるので、乗り心地を向上させることができる。
[0021]
 前記の作業車両の自動走行システムにおいては、以下の構成とすることが好ましい。即ち、前記自動走行制御部は、自動走行する前記作業車両が前記旋回経路から前記作業経路に移行した場合に、所定条件が成立するまで、前記車速制御部による前記作業車両の加速を阻止する。前記所定条件は、前記車速操作部を減速側に操作することである。
[0022]
 自動走行する作業車両が旋回経路から作業経路に移行した場合、旋回経路で適用されていた車速の上限が仮に解除されると、ユーザの意思に反して作業車両が加速する可能性がある。この点、上記の構成によれば、作業経路に移行した作業車両が加速するには、車速操作部をいったん減速側へ操作してから増速側へ操作するという明示的な操作が必要になる。従って、加速に関するユーザの安心感を高めることができる。

図面の簡単な説明

[0023]
[図1] 本発明の一実施形態に係る作業車両の自動走行システムに使用される田植機の側面図。
[図2] 田植機の平面図。
[図3] 田植機の動力伝達構成を示すスケルトン図。
[図4] 田植機及び無線通信端末の機能ブロック図。
[図5] 無線通信端末の経路生成部により生成される自動走行経路の一例を示す図。
[図6] 作業部自動制御の実行の有無を決定する処理を示すフローチャート。
[図7] 作業部自動制御のフローチャート。
[図8] 自動走行経路の一部を示す図。
[図9] オートクルーズ制御の実行の有無を決定する処理を示すフローチャート。
[図10] オートクルーズ制御を含む車速制御のフローチャート。

発明を実施するための形態

[0024]
 次に、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。図1は、田植機1の側面図である。図2は、田植機1の平面図である。
[0025]
 本発明の一実施形態に係る作業車両の自動走行システムは、自動走行可能な作業車両として、図1に示す田植機1を備える。なお、本実施形態では作業車両として田植機が用いられているが、これに限られるものではなく、例えばトラクタ、コンバインを用いることができる。
[0026]
 自動走行システムは、田植機1を遠隔操作可能な無線通信端末3を備える。本実施形態において、無線通信端末3は、ユーザが田植機1に乗った状態で操作できるように、田植機1の適宜の位置に取り付けられている。ただし、無線通信端末3は、田植機1から取り外してユーザが携帯することもできる。
[0027]
 田植機1は、圃場において苗の植付作業を行うことができる。図1及び2に示すように、田植機1は、車体部11と、前輪12と、後輪13と、植付部(作業部)14と、を備えている。前輪12及び後輪13は、それぞれ、車体部11に対して左右1対で設けられている。
[0028]
 車体部11は、田植機1の走行機体として構成されている。車体部11には、エンジン22と、ミッションケース23と、が設けられている。エンジン22は、車体部11の前部に支持されている。ミッションケース23は、車体部11の下部に取り付けられている。
[0029]
 エンジン22の駆動力は、ミッションケース23により変速されて、前輪12及び後輪13に伝達される。また、エンジン22の駆動力は、ミッションケース23と、車体部11の後部に配置されたPTO軸24と、を介して、植付部14に伝達される。
[0030]
 車体部11は、エンジン22の駆動力が前輪12及び後輪13に伝達されることによって、圃場等を走行することができる。植付部14は、エンジン22の駆動が伝達されることによって、苗を圃場に植え付ける作業を行うことができる。
[0031]
 車体部11には、運転座席25と、複数の操作部材と、が設けられている。運転座席25は、車体部11の前後方向において前輪12と後輪13の間に配置されている。運転座席25には、ユーザが座ることができる。
[0032]
 複数の操作部材は、ステアリングハンドル26と、変速ペダル(車速操作部)27と、植付昇降レバー28と、後述の作業部自動制御入切スイッチ(操作部)69と、オートクルーズレバー(車速維持操作部)68と、を有している。
[0033]
 ステアリングハンドル26は、運転座席25の前方に配置されたステアリングコラムに取り付けられている。田植機1のユーザがステアリングハンドル26を手で握って回すことで、車体部11(田植機1)の直進/旋回を指示することができる。
[0034]
 変速ペダル27は、運転座席25の前側の床から上方に突出するように設けられている。変速ペダル27は、車体部11の適宜の箇所に回転可能に支持されている。ユーザは、変速ペダル27を足で踏み込んで操作することができる。変速ペダル27には、ユーザが踏込みを解除したときに当該変速ペダル27を戻すための図略の戻しバネが取り付けられている。
[0035]
 ユーザが変速ペダル27を踏み込むことで、車体部11(田植機1)の走行を指示することができる。ユーザが変速ペダル27を足で踏み込む深さを変更することで、車体部11の加速/減速を指示する(車速を指示する)ことができる。一方、ユーザが変速ペダル27から足を離すことで、田植機1の走行停止を指示することができる。
[0036]
 車体部11においては、変速ペダル27に対する適宜の場所に、変速ペダル27の操作位置を検出可能なペダルセンサ29が設けられている。ペダルセンサ29は、例えばポテンショメータとして構成することができる。
[0037]
 植付部14は、図1等に示すように、車体部11の後方に配置されている。植付部14は、苗を圃場に植え付けることができる。植付部14は、昇降リンク機構31を介して車体部11に連結されている。
[0038]
 車体部11と植付部14との間には、昇降シリンダ32が設けられている。昇降シリンダ32が伸縮駆動することにより、植付部14を車体部11に対して上下に昇降させることができる。なお、シリンダ以外のアクチュエータにより植付部14を昇降させてもよい。
[0039]
 植付部14は、植付作業を行うための下降位置と、植付作業を行わない上昇位置と、の間で昇降することができる。下降位置とは、後述の植付爪43が苗を圃場に植え付けることができる状態になる位置である。上昇位置とは、昇降シリンダ32が植付部14を車体部11に対して十分に上昇させた位置である。
[0040]
 植付部14は、植付入力ケース部33と、複数の植付ユニット34と、苗載台35と、複数のフロート36と、を備える。植付部14は、各植付ユニット34に対して苗を苗載台35から順次供給し、苗の植付けを連続的に行うことができる。
[0041]
 各植付ユニット34は、植付伝動ケース部41と、回転ケース部42と、を有している。植付伝動ケース部41には、PTO軸24及び植付入力ケース部33を介して動力が伝達される。
[0042]
 回転ケース部42は、植付伝動ケース部41に回転可能に取り付けられている。回転ケース部42は、植付伝動ケース部41の車幅方向の両側に配置されている。各回転ケース部42の一側には、2つの植付爪43が取り付けられている。
[0043]
 2つの植付爪43は、回転ケース部42の回転に伴い変位する。2つの植付爪43が変位することにより、1条分の苗の植付が行われる。
[0044]
 苗載台35は、複数の植付ユニット34の前上方に配置されている。苗載台35には、苗マットを載置することができる。苗載台35は、当該苗載台35に載置された苗マットの苗を各植付ユニット34に対して供給することができる。
[0045]
 具体的には、苗載台35は、車幅方向に往復するように横送り移動可能(横方向にスライド可能)に構成されている。また、苗載台35は、当該苗載台35の往復移動端で苗マットを間欠的に下方に縦送り搬送することができるように構成されている。
[0046]
 フロート36は、植付部14の下部に揺動可能に設けられている。フロート36は、植付部14の植付姿勢を圃場表面に対して安定させるために、当該フロート36の下面を圃場表面に接触させることができる。
[0047]
 フロート36には、フロート36の姿勢を検出するフロートセンサ37が設けられている。フロートセンサ37は、例えばポテンショメータとして構成することができる。
[0048]
 予備苗台38は、車体部11に対して左右1対で設けられている。予備苗台38は、ボンネット21の車幅方向外側に配置されている。予備苗台38は、予備のマット苗を収容した苗箱を搭載することができる。
[0049]
 左右の予備苗台38の上部同士は、上下方向及び車幅方向に延びる連結フレーム48によって連結されている。連結フレーム48の車幅方向の中央に、通信筐体49が設けられている。通信筐体49の内部には、後述の測位用アンテナ91と、無線通信用アンテナ92と、が設けられている。
[0050]
 続いて、田植機1における駆動伝達経路について、図3を参照して説明する。図3は、田植機1の動力伝達構成を示すスケルトン図である。
[0051]
 図3に示すように、エンジン22の駆動力は、駆動伝達ベルト50を介して、ミッションケース23に入力される。ミッションケース23の内部には油圧機械式無段変速機(HMT)51が設けられており、この油圧機械式無段変速機51によってエンジン22の駆動力が無段変速される。油圧機械式無段変速機51の変速比は、ユーザが変速ペダル27を操作することにより変更することができる。
[0052]
 油圧機械式無段変速機51の出力は、メインクラッチ52を介してミッションケース23から取り出される。油圧機械式無段変速機51の出力は、前輪12に伝達される。また、油圧機械式無段変速機51の出力は、プロペラシャフト53を介して後輪13に伝達される。これにより、前輪12及び後輪13が駆動される。
[0053]
 プロペラシャフト53から左の後車軸54Lまでの駆動伝達経路には、左のサイドクラッチ55Lが設けられている。また、プロペラシャフト53から右の後車軸54Rまでの駆動伝達経路には、右のサイドクラッチ55Rが設けられている。
[0054]
 左右のサイドクラッチ55L,55Rは、それぞれ制御部30によって独立して接続/切断を切り換えることができるように構成されている。即ち、本実施形態において、田植機1は、左右の後輪13,13に対する駆動力の伝達の有無を、個別に切り換えることができる。
[0055]
 左右のサイドクラッチ55L,55Rには、それぞれ、左右のサイドクラッチセンサが設けられている。左右のサイドクラッチセンサの検出結果は左右のサイドクラッチ55L,55Rの接続/切断を検出するために用いることができる。
[0056]
 油圧機械式無段変速機51の出力は、ミッションケース23から取り出され、植付駆動伝動軸61、植付変速部62を介して、PTO軸24に伝達される。このPTO軸24の駆動力によって、植付部14が駆動される。
[0057]
 PTO軸24の動力は、植付部14の植付入力ケース部33に入力される。植付入力ケース部33に入力された駆動力は、複数の伝動シャフト及び複数の伝動ギア等を介して、回転ケース部42の駆動軸まで伝達される。
[0058]
 以上により、エンジン22の動力によって回転ケース部42を回転駆動することができる。そのため、ロータリ式植付装置として構成された植付ユニット34による苗の植付けを行うことができる。
[0059]
 図3に示すように、植付変速部62には、複数のギアからなる変速装置が設けられている。この変速装置により、植付部14の回転ケース部42が回転駆動する速度を変速することができる。これにより、植付部14が圃場に苗を植え付ける間隔(苗と苗との間の距離)を変更することができる。
[0060]
 植付変速部62には、植付クラッチ(作業クラッチ)63が設けられている。植付クラッチ63を接続することにより、植付部14を駆動させることができる。植付クラッチ63を切断することにより、植付部14を駆動停止させることができる。
[0061]
 植付クラッチ63は、制御部30によって接続/切断を切り換えることができる。また、植付クラッチ63は、ユーザが図略の操作部材(植付クラッチ操作レバー)を操作することによって、接続/切断を切り換えることもできる。
[0062]
 植付クラッチ63には、植付クラッチセンサ64が設けられている。植付クラッチセンサ64の検出結果は、植付クラッチ63の接続/切断を検出するために用いることができる。
[0063]
 次に、本実施形態の田植機1が備える制御部30について、図4を参照して説明する。図4は、田植機1及び無線通信端末3の機能ブロック図である。
[0064]
 制御部30は、公知のコンピュータとして構成されており、図略のCPU、ROM、RAM、入出力部等を備えている。CPUは、各種プログラム等をROMから読み出して実行することができる。ROMには、各種のプログラムやデータが記憶されている。制御部30は、図4に示すように、自動走行制御部71を含んでおり、前記のハードウェアとソフトウェアの協働により、自動走行制御部71として動作することができる。
[0065]
 制御部30は、センサ群72と電気的に接続されている。センサ群72には、ペダルセンサ29、フロートセンサ37、左右のサイドクラッチセンサ及び植付クラッチセンサ64が含まれる。また、センサ群72には、後述の車速センサ73、作業部自動制御入切スイッチ69、オートクルーズレバー68の操作検出スイッチ等が含まれる。
[0066]
 制御部30は、ペダルセンサ29の検出結果により、変速ペダル27の操作位置(踏込量)を検出することができる。制御部30は、変速ペダル27の操作位置に応じて油圧機械式無段変速機51の変速比を設定することができる。
[0067]
 制御部30は、フロートセンサ37の検出結果により、植付部14の昇降位置を検出することができる。例えば、制御部30は、植付部14の前記下降位置から前記上昇位置への変更、及び、前記上昇位置から前記下降位置への変更を検出することができる。
[0068]
 制御部30は、左右のサイドクラッチセンサの検出結果により、左右のサイドクラッチ55L,55Rの接続状態/切断状態を取得することができる。これにより、制御部30は、車体部11(田植機1)の旋回開始/終了を検出することができる。
[0069]
 制御部30は、植付クラッチセンサ64の検出結果により、植付クラッチ63の接続状態/切断状態を取得することができる。これにより、制御部30は、駆動状態/駆動停止状態を検出することができる。
[0070]
 制御部30は、車速センサ73の検出結果により、田植機1の車速及び走行距離を取得することができる。車速センサ73は、車軸の回転を検出することができるように、前輪12の車軸に設けられている。なお、車速センサ73は、田植機1の他の適宜の位置に設けることもできる。
[0071]
 制御部30は、田植機1が備える各構成(例えば、エンジン22等)を制御するための複数のコントローラと電気的に接続されている。本実施形態において、複数のコントローラは、エンジンコントローラ81と、車速コントローラ(車速制御部)82と、作業部コントローラ83と、ステアリングコントローラ84と、を有している。
[0072]
 エンジンコントローラ81は、エンジン22の回転数を制御する。エンジン22には、当該エンジン22の回転数を変更させる図略のアクチュエータを備えたガバナ装置86が設けられている。エンジンコントローラ81は、制御部30から入力された制御信号に基づいてガバナ装置86を制御して、エンジン22の回転数を制御することができる。
[0073]
 車速コントローラ82は、田植機1の車速を制御する。車速コントローラ82は、制御部30から入力された制御信号に基づいて油圧機械式無段変速機51の可動斜板の角度を図略のアクチュエータにより変更して、油圧機械式無段変速機51の変速比を変更し、ユーザが所望する車速を実現することができる。
[0074]
 車速コントローラ82による車速の制御には、オートクルーズ制御(車速維持制御)が含まれる。オートクルーズ制御は、変速ペダル27から足を離しても、所定の車速で田植機1を走行させる制御である。
[0075]
 オートクルーズ制御は、田植機1の走行中に、図2に示すオートクルーズレバー68が操作されることで開始される。オートクルーズレバー68は、ON側と、OFF側と、に操作することができる。オートクルーズレバー68には図略の戻しバネが設けられており、オートクルーズレバー68に操作力が加えられていないときは、オートクルーズレバー68はON側でもOFF側でもない中間位置となっている。
[0076]
 オートクルーズ制御時の車速は、オートクルーズレバー68をON側に操作した時点での変速ペダル27の操作位置に基づいて設定される。オートクルーズ制御は、オートクルーズレバー68をOFF側に操作することで終了することができる。また、オートクルーズ制御は、変速ペダル27を踏み込むことにより自動的に終了する。
[0077]
 作業部コントローラ83は、植付部14の昇降を制御する。作業部コントローラ83は、制御部30から入力された制御信号に基づいて昇降シリンダ32を伸縮駆動させて、植付部14を適宜に昇降動作させる。作業部コントローラ83は、植付部14の昇降位置(高さ位置)を、前記下降位置又は前記上昇位置等に変更することができる。
[0078]
 また、作業部コントローラ83は、植付部14の左右傾斜姿勢を制御する。作業部コントローラ83は、制御部30から入力された制御信号に基づいて傾斜アクチュエータ88を動作させて、植付部14を水平に制御することができる。
[0079]
 ステアリングコントローラ84は、前輪12のステアリング角度を制御することができる。本実施形態において、ステアリングコントローラ84は、制御部30から入力された制御信号に基づいてステアリングアクチュエータ87を駆動させて、ステアリングハンドル26の回動角度、ひいては前輪12のステアリング角度を制御する。
[0080]
 詳しくは、ステアリングハンドル26のステアリングシャフトの中途部に、ステアリングアクチュエータ87が設けられている。この構成で、予め定められた経路を田植機1が走行する場合、制御部30が、当該経路に沿って田植機1が走行するようにステアリングハンドル26の適切な回動角度を計算し、ステアリングコントローラ84に制御信号を出力する。そして、ステアリングコントローラ84が、ステアリングハンドル26の回動角度をステアリングアクチュエータ87により変更して、前輪12のステアリング角度を制御する。
[0081]
 また、ステアリングコントローラ84は、PTO軸24の回転を制御することができるように構成されている。ステアリングコントローラ84は、制御部30から入力された制御信号に基づいて植付変速部62の植付クラッチ63の接続状態/切断状態を切り換える。この結果、PTO軸24への動力の伝達/遮断を制御し、植付部14を駆動させたり停止させたりすることができる。
[0082]
 なお、前述したエンジンコントローラ81等の複数のコントローラは、制御部30から入力される信号に基づいてエンジン22等の各部を制御している。従って、制御部30が、実質的に、田植機1が備える各構成を制御しているということができる。
[0083]
 制御部30は、作業部自動制御入切スイッチ69の操作により、植付部14に関する作業部自動制御を実行するか否かを選択することができるように構成されている。作業部自動制御とは、田植機1の旋回開始(左右のサイドクラッチ55L又は55Rの切断状態)を検出して、植付部14の上昇及び植付クラッチ63の切断を自動的に行うとともに、田植機1の旋回終了(切断状態であったサイドクラッチ55L又は55Rの接続状態への移行)を検出して、植付部14の下降及び植付クラッチ63の接続を自動的に行うものである。これにより、作業と作業の間に車両を旋回させるときの一連の操作を省略できるので、ユーザの利便性が高められている。
[0084]
 作業部自動制御入切スイッチ69は、ユーザが指で押す操作により、ON状態とOFF状態との間で交互に切り換えることができる。本実施形態において、作業部自動制御入切スイッチ69は、図2に示すように、ステアリングハンドル26付近に設けられている。
[0085]
 制御部30は、作業部自動制御入切スイッチ69がON状態となっている場合は、作業部自動制御を実行する。制御部30は、作業部自動制御入切スイッチ69がOFF状態となっている場合には、作業部自動制御を実行しない。
[0086]
 こうして、前述のような制御部30を備える田植機1は、ユーザが車体部11に搭乗して各種操作をすることにより、制御部30により田植機1の各部(植付部14等)を制御して、圃場内を走行しながら植付部14を用いて植付作業を行うことができる。加えて、田植機1は、無線通信端末3により出力される所定の制御信号に基づいて自動走行及び自動作業することができる。
[0087]
 具体的には、図4に示すように、田植機1は、自動走行を可能とするための各種の構成を備えている。例えば、田植機1は、制御部30の自動走行制御部71のほか、測位システムに基づいて自らの位置情報を取得するために必要なアンテナ等の構成を備えている。このような構成により、田植機1は、測位システムを利用して自らの位置情報を取得しつつ、圃場を自動走行することが可能となっている。
[0088]
 次に、田植機1の自動走行を可能とするための構成について詳細に説明する。図2及び図4に示すように、田植機1は、測位用アンテナ91、無線通信用アンテナ92、及び記憶部93を備えている。なお、これらに加えて、田植機1は、車体部11の姿勢(ロール角、ピッチ角、ヨー角)を取得することが可能な慣性計測ユニット(IMU)を備えてもよい。
[0089]
 測位用アンテナ91は、例えば衛星測位システム(GNSS)等の測位システムを構成する測位衛星からの信号を受信することができる。測位用アンテナ91で受信された測位信号は、図4に示す位置情報算出部95に入力される。位置情報算出部95は、田植機1の位置情報を、例えば緯度・経度情報として算出する。位置情報算出部95で算出された位置情報は、制御部30に入力されて、自動走行制御部71による田植機1の自動走行に利用される。
[0090]
 なお、本実施形態では測位システムとしてGNSS-RTK法を利用した高精度の衛星測位システムが用いられているが、これに限られるものではなく、高精度の位置座標が得られる限りにおいて他の測位システムを用いてもよい。例えば、測位システムとして相対測位方式(DGPS)、又は静止衛星型衛星航法補強システム(SBAS)を使用することが考えられる。
[0091]
 無線通信用アンテナ92は、ユーザが操作する無線通信端末3からの信号を受信したり、無線通信端末3への信号を送信したりすることができる。無線通信用アンテナ92で受信した無線通信端末3からの信号は、図4に示す無線通信部96で信号処理された後、制御部30に入力される。また、制御部30から無線通信端末3に送信される信号は、無線通信部96で信号処理された後、無線通信用アンテナ92から送信されて無線通信端末3で受信される。
[0092]
 記憶部93は、田植機1が走行する経路のうち、当該田植機1の自動走行が行われる走行経路(パス)を記憶したり、走行中の田植機1の位置の推移(走行軌跡)を記憶したりすることができる。その他にも、記憶部93は、田植機1を自動走行及び自動作業させるために必要な様々な情報を記憶している。記憶部93は、例えば、フラッシュメモリ又はハードディスク等の不揮発性メモリからなる。
[0093]
 無線通信端末3は、ユーザが携帯可能なコンピュータ、例えばタブレット型のパーソナルコンピュータとして構成されている。ユーザは、無線通信端末3の表示部(ディスプレイ)101に表示された情報を参照して、田植機1に関する情報等を確認することができる。また、ユーザは、無線通信端末3の操作部(例えば、表示部101に設けられたタッチパネル)を操作して、田植機1の制御部30に、田植機1を制御するための制御信号を送信することができる。この制御信号としては、例えば、田植機1の自動走行の開始又は終了を指示する信号等が考えられる。
[0094]
 このように構成された田植機1は、無線通信端末3を使用するユーザの指示に基づいて制御され、圃場の走行経路に沿って自動的に走行しつつ植付部14を用いた植付作業を行うことができる。
[0095]
 次に、無線通信端末3の構成について、図4を参照して説明する。
[0096]
 図4に示すように、無線通信端末3は、前述の表示部101のほか、通信部122と、自動走行操作部123と、制御部124と、経路生成部125と、を備えている。
[0097]
 通信部122は、例えば無線通信モジュールとして構成されている。通信部122は、通信用アンテナ127と電気的に接続されている。通信用アンテナ127は、田植機1と無線通信を行うための近距離通信用のアンテナと、携帯電話回線及びインターネットを利用した通信を行うための携帯通信用アンテナと、を有している。通信部122は、適宜の方式で変調処理又は復調処理を行って、田植機1又は他の機器との間でデータの送受信を行うことができる。
[0098]
 自動走行操作部123は、例えばタッチパネルとして構成されており、前述の無線通信端末3の操作部に含まれている。自動走行操作部123は、田植機1における自動走行制御部71(制御部30)に対して自動走行の開始及び終了を指示することができる。
[0099]
 無線通信端末3は、公知のコンピュータとして構成されており、図略のCPU、ROM、RAM、入出力部等を備えている。CPUは、各種プログラム等をROMから読み出して実行することができる。また、前記ROMには、各種のプログラムやデータが記憶されている。そして、前記したソフトウェアとハードウェアの協働により、無線通信端末3を、制御部124及び経路生成部125等として動作させることができる。
[0100]
 制御部124は、通信部122により田植機1の制御部30と通信することで、経路生成部125が生成した自動走行経路の情報を田植機1に送信することができる。また、制御部124は、自動走行操作部123からの指令を、通信部122を介して、田植機1における自動走行制御部71に送信することができる。更に、田植機1が自動走行している場合、制御部124は、当該田植機1の状態(位置、車速等)を田植機1から受信して表示部101に表示することができる。
[0101]
 経路生成部125は、田植機1が自動走行を行う走行経路(自動走行経路)を、圃場情報、機体情報等に基づいて生成することができる。圃場情報には圃場の形状の情報、自動走行開始位置の情報、自動走行方位の情報が含まれる。圃場の形状の情報は、例えば田植機1が自動走行を開始する前に、ユーザが手動で田植機1を操作して圃場の外周に沿って走行し、そのときの移動軌跡に基づいて特定される。以下では、上記の走行を圃場形状特定走行と呼ぶことがある。自動走行開始位置の情報及び自動走行方位の情報は、無線通信端末3を用いて自動走行経路が生成される際に、ユーザにより指定される。指定の方法は特に限られないが、自動走行開始位置としては、例えば、表示部101に圃場形状特定走行の移動軌跡を表示させた状態で、当該軌跡における任意の位置をユーザが指定することができる。また、自動走行方位としては、表示部101に表示された圃場形状特定走行の移動軌跡における任意の2点をユーザが指定することで、2点を結ぶ直線の方位として指定することができる。
[0102]
 機体情報には、例えば、車体部11及び植付部14を含む田植機1全体の前後車長や左右車幅、測位システムにおける測位用アンテナ91から植付部14の作業中心までの距離、田植機1の旋回半径等の情報、植付部14による最大植付条数を示す情報が含まれる。そして、無線通信端末3の経路生成部125により生成された自動走行経路が、田植機1の記憶部93に入力(転送)される。このとき、測位用アンテナ91と植付部14の作業中心との位置関係の情報も、無線通信端末3から田植機1へ送信される。これにより、田植機1の制御部30(自動走行制御部71)は、植付部14の作業中心位置を把握することができる。
[0103]
 図5には、経路生成部125により生成される自動走行経路の一例が示されている。図5に示すように、圃場130は、中心領域131と、中心領域131の周囲を囲む外周領域132と、に分けて考えることができる。外周領域132の幅は、上述の圃場情報及び機体情報に基づいて定められる。
[0104]
 圃場130の中心領域131には、植付部14により植付作業が行われる往復経路が生成される。往復経路は、複数の作業経路136を有している。それぞれの作業経路136は、田植機1が直進走行を行うように直線状に延びている。
[0105]
 圃場130の外周領域132には、複数の作業経路136のうち隣り合う作業経路136の一方の終点(終端部)E1と、他方の始点(始端部)S1と、を接続する旋回経路137が生成される。
[0106]
 このように、経路生成部125により生成される自動走行経路は、複数の作業経路136と複数の旋回経路137とを有し、適宜の作業経路136と旋回経路137とを交互に接続したものとなっている。
[0107]
 次に、田植機1が自動走行を行うときの処理について、図6から図10を参照して説明する。図6は、作業部自動制御の実行の有無を決定する処理を示すフローチャートである。図7は、作業部自動制御のフローチャートである。図8は、自動走行経路の一部を示す図である。図9は、オートクルーズ制御の実行の有無を決定する処理を示すフローチャートである。図10は、オートクルーズ制御を含む車速制御のフローチャートである。
[0108]
 本実施形態では、無線通信端末3により田植機1に対して自動走行の開始が指示されることによって、田植機1が自動走行を開始する。
[0109]
 ただし、自動走行制御部71は、自動走行を実際に開始する前に、所定の自動走行開始条件が成立しているか否を判定する。この自動走行開始条件は、以下の条件が全て成り立つ場合に満たされる。
(1)パスサーチが完了していること
(2)ステアリング角度が田植機1の作業方向に対して所定範囲内であること
(3)田植機1の走行部が中立(ニュートラル)であること
(4)田植機1のパーキングブレーキがOFFであること
(5)ステアリング操作フラグがOFFであること
(6)速度固定フラグがOFFであること
(7)自動植付に関する異常が発生していないこと
 ただし、これは例示であり、一部の条件が省略されたり、他の条件が付加されたりしてもよい。
[0110]
 ここで、「パスサーチが完了していること」とは、田植機1が、複数の作業経路136のうち何れかの作業経路136を自動走行開始対象経路として特定していることを意味する。例えば、田植機1は、各作業経路136の始点S1のうち、当該田植機1の位置から最も近い始点S1が属する作業経路136を、自動走行開始対象経路として特定する。
[0111]
 「田植機1の走行部が中立(ニュートラル)であること」とは、図3に示すメインクラッチ52が切断されていることを意味する。例えば、田植機1においては、図略の主変速レバーがユーザにより中立位置に操作されることによって、メインクラッチ52が切断され、田植機1の走行部が中立となる。
[0112]
 「ステアリング操作フラグがOFFであること」とは、ステアリングハンドル26がユーザの手動により操作されていないことを意味する。ステアリング操作フラグは、制御部30に記憶されるデータであり、ステアリングハンドル26が人為操作されているか否かを表す。ステアリング操作フラグがONのときは、ステアリングハンドル26が人為操作されていることを意味し、ステアリング操作フラグがOFFのときは、人為操作されていないことを意味する。ステアリング操作フラグの状態は随時更新される。
[0113]
 「速度固定フラグがOFFであること」とは、前述のオートクルーズ制御が実行されていないことを意味する。速度固定フラグは、制御部30に記憶されるデータであり、オートクルーズ制御の実行の有無を表す。速度固定フラグがONのときは、オートクルーズ制御が実行されていることを意味し、速度固定フラグがOFFのときは、オートクルーズ制御が実行されていないことを意味する。速度固定フラグの状態は、後述するように随時変更される。
[0114]
 「自動植付に関する異常が発生していないこと」とは、植付部14の昇降や植付変速部62の植付クラッチ63の接続/切断を行うのに支障となる異常が発生していないことを意味する。昇降シリンダ32の故障や、植付クラッチ63の故障等が発生している場合、田植機1の自動走行は許可されない。なお、作業部コントローラ83による植付部14の水平制御関連の異常が発生していても、田植機1に設けられたバネ機構により植付部14の水平をとることができるため、この場合は、田植機1の自動走行は許可される(自動植付に関する異常が発生していないものとして取り扱われる)。
[0115]
 自動走行制御部71は、以上の自動走行開始条件が成立していると判断した場合には、田植機1に自動走行を開始させる。自動走行制御部71は、田植機1の自動走行の開始後、経路生成部125により生成された走行経路に沿って田植機1に自動走行を行わせる。
[0116]
 自動走行制御部71は、田植機1に自動走行を開始させるとき、自動走行フラグをONにする。自動走行フラグは、制御部30に記憶されるデータであり、田植機1が自動走行中であるか否かを表す。自動走行フラグがONの場合は、田植機1が自動走行中であることを意味し、OFFの場合は、自動走行中でないことを意味する。
[0117]
 自動走行制御部71による自動走行制御は、田植機1が自動走行経路135に沿って走行するように自動走行制御部71がステアリングコントローラ84に制御信号を出力し、ステアリングコントローラ84が当該制御信号に基づいてステアリング角度を制御することで実行される。
[0118]
 自動走行制御が実行されている間、田植機1の車速は、原則として、ユーザの手動操作によって指示される。具体的には、田植機1の自動走行中の車速は、変速ペダル27の操作に基づいて車速コントローラ82が制御する。
[0119]
 自動走行制御部71は、自動走行中において、所定の自動走行終了条件が成立しているか否かを監視する。自動走行終了条件は様々に考えられるが、例えば、無線通信端末3により田植機1に対して自動走行の終了が指示されたことが考えられる。また、ステアリング操作フラグがONになった場合、田植機1が自動走行経路135から所定偏差以上逸脱した場合等、自動走行を継続させることが望ましくない状況になった場合も、自動走行終了条件が成立する。
[0120]
 自動走行制御部71は、上述の自動走行終了条件が成立していると判断した場合には、田植機1の自動走行を終了させる。自動走行を終了させる方法は、状況に応じて異なる。例えば、無線通信端末3の通信遮断、図略の障害物センサによる障害物の検出等、田植機1の走行を即時に停止させるべき場合は、自動走行制御部71は、エンジン22を直ちに停止させるように制御した上で、自動走行を終了する。一方、ユーザによる自動走行の終了の指示等があった場合は、自動走行制御部71は、車速がゼロとなるように滑らかに減速させる減速制御を車速コントローラ82により行った後、自動走行を終了する。自動走行制御部71は、田植機1の自動走行を終了させた後、自動走行フラグをOFFにする。
[0121]
 次に、作業部自動制御について説明する。
[0122]
 作業部自動制御は、上述のとおり、作業と作業の間で田植機1を旋回走行させるときの、植付部14に関する一連の制御である。この作業部自動制御を行うか否かは、制御部30に記憶されるデータである作業部自動制御フラグの状態に応じて定められる。作業部自動制御フラグがONであれば作業部自動制御が行われ、OFFであれば作業部自動制御は行われない。
[0123]
 作業部自動制御フラグの状態は、原則として、作業部自動制御入切スイッチ69をユーザが操作してON状態又はOFF状態とすることにより切り換えることができる。ただし、自動走行制御部71は、作業部自動制御入切スイッチ69がOFF状態であっても、田植機1の自動走行中には、作業部自動制御フラグを強制的にONに変更する。即ち、田植機1の自動走行中には、作業部自動制御入切スイッチ69がON状態及びOFF状態の何れとなっているかにかかわらず、作業部自動制御が実行されるようになっている。
[0124]
 また、作業部自動制御入切スイッチ69がON状態になっており、田植機1の自動走行が開始された後に、作業部自動制御入切スイッチ69がOFF状態に切り換えられても、作業部自動制御フラグはONのままに維持される。
[0125]
 具体的な処理について、図6のフローチャートを参照して説明する。図6の処理が開始されると、自動走行制御部71は、田植機1が現在自動走行中であるか否かを判定する(ステップS101)。この判定は、前述の自動走行フラグに基づいて行うことができる。田植機1が自動走行中である場合は、自動走行制御部71は、作業部自動制御フラグをONに設定する(ステップS102)。その後、処理はステップS101に戻る。
[0126]
 ステップS101の判断で、自動走行中でない場合は、自動走行制御部71は、作業部自動制御入切スイッチがON状態か否かを判定する(ステップS103)。ON状態であれば、自動走行制御部71は、作業部自動制御フラグをONに設定する(ステップS102)。そうでなければ、自動走行制御部71は、作業部自動制御フラグをOFFに設定する(ステップS104)。何れの場合も、処理はステップS101に戻る。
[0127]
 次に、実際の作業部自動制御について、図7のフローチャートを参照して説明する。
[0128]
 図7の処理は、図6の処理と並行して実行される。図7の処理が開始されると、制御部30は、作業部自動制御フラグがONであるか否かを判定する(ステップS201)。作業部自動制御フラグがOFFである場合は、ステップS201に戻る(従って、ステップS202~S205の処理は行われない)。
[0129]
 ステップS201の判断で、作業部自動制御フラグがONである場合、制御部30は、田植機1が旋回を開始したか否かを判定する(ステップS202)。この判定方法としては様々であるが、例えば、左右の後輪13,13に備えられたサイドクラッチ55L,55Rのうち一方が切断された場合に、旋回を開始したと判定することが考えられる。この判定手法によれば、旋回開始が検出される地点は、概ね、図8の地点Q1となる。
[0130]
 ステップS202の判断で、田植機1が旋回を開始した場合は、制御部30は、作業部コントローラ83により植付部14を前記上昇位置まで上昇させるとともに、ステアリングコントローラ84により植付クラッチ63を切断状態にする(ステップS203)。植付部14の上昇と植付クラッチ63の切断とのタイミングの先後は、適宜変更することができる。ステップS202の判断で、田植機1が旋回を開始していない場合は、ステップS203の処理はスキップされる。
[0131]
 続いて、制御部30は、田植機1が旋回を終了したか否かを判定する(ステップS204)。この判定方法としては様々であるが、例えば、旋回中の走行距離が所定距離を超え、かつ、サイドクラッチ55L,55Rのうち切断されていた一方が再び接続されたときに、旋回を終了したと判定することが考えられる。この判定手法によれば、旋回終了が検出される地点は、概ね、図8の地点Q2となる。
[0132]
 ステップS204の判断で、田植機1が旋回を終了した場合は、制御部30は、作業部コントローラ83により植付部14を前記下降位置まで下降させるとともに、ステアリングコントローラ84により植付クラッチ63を接続状態にする(ステップS204)。植付部14の下降と植付クラッチ63の接続とのタイミングの先後は、適宜変更することができる。ステップS204の判断で、田植機1が旋回を終了していない場合は、ステップS205の処理はスキップされる。その後、処理はステップS201に戻る。
[0133]
 次に、オートクルーズ制御を含む車速制御について説明する。
[0134]
 オートクルーズ制御は、上述のとおり、変速ペダル27に操作力が加えられていなくても、過去にオートクルーズレバー68をON側に操作したときの変速ペダル27の操作位置に対応する速度で、車速コントローラ82が田植機1の走行を維持する制御である。このオートクルーズ制御を行うか否かは、制御部30の記憶内容である速度固定フラグの状態に応じて定められる。速度固定フラグがONであればオートクルーズ制御が行われ、OFFであればオートクルーズ制御は行われない。
[0135]
 速度固定フラグのON/OFFは、原則として、ユーザがオートクルーズレバー68をON側又はOFF側に操作することにより切り換えることができる。ただし、自動走行制御部71は、速度固定フラグがONであっても、田植機1の自動走行中には、例えば旋回経路137を走行している場合等の所定の条件で、速度固定フラグを強制的にOFFに変更する。従って、図8に示す旋回経路137を田植機1が自動走行している場合には、オートクルーズ制御が禁止される。田植機1が自動走行している場合において、オートクルーズ制御が許可されるのは、実質的に、作業経路136を走行している場合だけとなる。
[0136]
 厳密に言えば、図8の左側の作業経路136を田植機1が自動走行している場合を考えると、自動走行制御部71がオートクルーズ制御の実行を許可する区間は、当該作業経路136の始点S1から終点E1までの全区間ではない。オートクルーズ制御が許可される区間は、作業経路136の始点S1から、終点E1に近い途中の地点(終点E1よりも所定距離手前の所定地点)P1までの間となる。この途中の地点P1と、終点E1と、の間は、所定の距離(第1所定距離L1)だけ離れている。
[0137]
 作業経路136において、途中の地点P1から終点E1までの区間では、オートクルーズ制御の実行が禁止される。また、旋回経路137の全区間でも、オートクルーズ制御の実行が禁止される。このように、旋回直前の区間、及び、旋回が行われる区間では、変速ペダル27の操作位置に応じて車速が制御されることになる。従って、ユーザの判断による機動的かつ慎重な変速操作が可能になる。
[0138]
 ただし、自動走行経路135を構成する作業経路136と旋回経路137のうち、旋回経路137での自動走行時には、自動走行中の変速ペダル27の操作量に基づく車速に関して所定の上限値が設定されている。従って、田植機1は、変速ペダル27の操作量にかかわらず、当該上限車速を超える車速にて旋回経路137を自動走行することはできない。この結果、田植機1の車速は上限車速以下に制限されるので、旋回時の安定した乗り心地を実現できる。
[0139]
 また、自動走行中に田植機1が旋回経路137から作業経路136へ移行したときの車速に関し、本実施形態においては牽制制御を行っている。
[0140]
 例えば、旋回経路137を田植機1が走行している状態で、ユーザが変速ペダル27を最大限まで踏み込んだ場合を考える。上述の制御により、旋回経路137を走行する田植機1の車速は、所定の上限値となる。その後、ユーザが変速ペダル27の操作位置を維持したまま田植機1が作業経路136に移行した場合を考える。このとき、車速の上限が仮に解除されると、ユーザの意図に反して田植機1が加速するおそれがある。
[0141]
 上記を考慮して、本実施形態では、自動走行中の田植機1が旋回経路137の走行を終えて作業経路136の走行を開始しても、ユーザが変速ペダル27の操作量を所定量減速側に操作しない限り、旋回経路137で行われた車速の上限の制御を維持している(牽制制御)。これにより、ユーザが変速ペダル27の踏込みを解除して再度踏み込むという明示的な操作に基づいて加速が行われるので、ユーザの安心感を高めることができる。
[0142]
 具体的な処理について、図9のフローチャートを参照して説明する。図9の処理が開始されると、制御部30は、田植機1が現在自動走行中であるか否かを判定する(ステップS301)。
[0143]
 田植機1が自動走行中でない場合は、制御部30は、オートクルーズレバー68がOFF側に操作されたか否かを判定する(ステップS302)。オートクルーズレバー68がOFF側に操作された場合は、制御部30は、速度固定フラグがONの場合はOFFに変更する(ステップS303)。その後、処理はステップS301に戻る。
[0144]
 上記のステップS302では、実際には、オートクルーズレバー68のOFF側への操作だけでなく、オートクルーズ制御を自動的に終了すべき他の操作(具体的には、変速ペダル27の踏込み)がされたか否かも判定される。オートクルーズレバー68がOFF側へ操作されなくても、変速ペダル27が踏み込まれた場合には、ステップS303で速度固定フラグがONからOFFに変更される。
[0145]
 ステップS302の判断で、オートクルーズレバー68がOFF側に操作されていない場合は、制御部30は、オートクルーズレバー68が逆にON側に操作されたか否かを判定する(ステップS304)。オートクルーズレバー68がON側に操作された場合は、制御部30は、速度固定フラグがOFFの場合はONに変更する(ステップS305)。オートクルーズレバー68がON側に操作されていない場合は、ステップS305の処理はスキップされる。その後、処理はステップS301に戻る。
[0146]
 ステップS301の判断で、田植機1が自動走行中である場合は、自動走行制御部71は、田植機1が作業経路136にあるか否かを判定する(ステップS306)。この判定は、田植機1の現在位置から計算される植付部14の作業中心位置に基づいて行うことができる。田植機1が作業経路136にない(即ち、旋回経路137にある)場合は、自動走行制御部71は、速度固定フラグがONであればOFFにする(ステップS303)。その後、処理はステップS301に戻る。
[0147]
 ステップS306の判断で、田植機1が作業経路136にある場合には、自動走行制御部71は、田植機1が、作業経路136における上述の途中の地点P1より手前にあるか否かを判定する(ステップS307)。この判定は、上記と同様に、植付部14の作業中心位置に基づいて行うことができる。田植機1が途中の地点P1より手前にない(即ち、当該地点P1を超えて走行している)場合は、自動走行制御部71は、速度固定フラグがONであればOFFにする(ステップS303)。その後、処理はステップS301に戻る。
[0148]
 図9のフローチャートで示すように、田植機1が旋回経路137を自動走行中である場合、又は、作業経路136の途中の地点P1よりも終点に近い側を自動走行中である場合は、速度固定フラグがOFFとなる。また、上記の場合は、オートクルーズレバー68のON側への操作が無効化される。これにより、オートクルーズ制御の禁止が実現されている。
[0149]
 なお、図9では省略されているが、ユーザが無線通信端末3を操作して自動走行の終了を指示した場合も、速度固定フラグがONである場合にはOFFに変更される。これにより、オートクルーズ制御が自動的に解除されることになる。
[0150]
 次に、実際の車速制御について、図10のフローチャートを参照して説明する。
[0151]
 図10の処理は、図9の処理と並行して実行される。図10の処理が開始されると、制御部30は、速度固定フラグがONであるか否かを判定する(ステップS401)。
[0152]
 速度固定フラグがONである場合は、制御部30は、オートクルーズレバー68がON側に操作された時点での変速ペダル27の操作量に基づいて、目標車速を設定する(ステップS402)。続いて、制御部30(車速コントローラ82)は、目標車速に近づくように田植機1の車速を制御する(ステップS403)。その後、処理はステップS401に戻る。
[0153]
 ステップS401の判断で、速度固定フラグがOFFである場合は、制御部30は、現在の変速ペダル27の操作量に基づいて、目標車速を設定する(ステップS404)。
[0154]
 その後、制御部30は、田植機1が現在自動走行中であるか否かを判定する(ステップS405)。自動走行中である場合は、自動走行制御部71は、田植機1が旋回経路137にあり、かつ、ステップS404で設定した目標車速が上限値を超えているときは、目標車速が上限値となるように変更する(ステップS406)。これにより、自動走行中の過大な速度での旋回を防止できる。また、自動走行制御部71は、田植機1が旋回経路137から作業経路136に移行した後、変速ペダル27の踏込みの解除を行っておらず、かつ、ステップS404で設定した目標車速が上限値を超えているときは、目標車速が上限値となるように変更する(ステップS407)。これにより、上述の牽制制御が実現される。ステップS405の判断で、田植機1が現在自動走行中でない場合には、上記のステップS406及びステップS407の処理はスキップされる。
[0155]
 続いて、制御部30は、目標車速に近づくように田植機1の車速を制御する(ステップS403)。その後、処理はステップS401に戻る。
[0156]
 次に、報知制御について説明する。
[0157]
 本実施形態では、自動走行時において、田植機1の位置(植付部14の作業中心位置)が、作業経路136の終点E1よりも少し手前の地点R1に到達したとき、旋回経路137での走行への移行直前である旨を予告する報知が行われる。報知は、例えば、ランプでの表示又は音等により行うことができる。ユーザへの報知は、田植機1側で行っても良いし、無線通信端末3側で行っても良い。これにより、ユーザは、田植機1の進行方向が間もなく変更されることを知ることができるので、田植機1の旋回に伴う揺れ等に対して、運転座席25に深く座る等して準備しておくことができる。この報知制御は、田植機1の現在位置を監視する簡単な処理で実現できるため、フローチャートは省略する。
[0158]
 次に、上記の制御によって、自動走行時に田植機1がどのように動作するかについて、例を示して説明する。
[0159]
 ユーザは、停止している田植機1に乗った後、無線通信端末3を操作して自動走行の開始を指示する。今回の説明では、自動走行の開始が指示された時点で、田植機1の作業部自動制御入切スイッチ69がOFF状態となっている。また、変速ペダル27の踏込みは解除されており、オートクルーズレバー68によるオートクルーズ制御のON操作も行われていない。
[0160]
 上記の指示に基づいて、田植機1の自動走行が開始される。最初は速度固定フラグがOFFになっているので、田植機1の実質的な移動は、ユーザが変速ペダル27を踏み込むことで開始される。
[0161]
 ところで、自動走行の開始をユーザが指示したときの田植機1の位置(厳密には、植付部14の作業中心の位置)と、上述の自動走行開始対象経路の始点の位置と、が一致しているとは限らない。従って、上述の自動走行経路135に沿った走行が行われる前に、自動走行制御部71は、植付部14の作業中心の位置が、自動走行経路135に沿って自動走行を開始する予定の地点と一致するように、自動操舵により田植機1を走行させる(事前走行)。
[0162]
 ここで、仮にオートクルーズ制御で走行している状態で自動走行を開始できるとすると、例えば、ユーザが自動走行の開始を指示した瞬間に、田植機1が高速で旋回して進路を変更するおそれがある。しかし、本実施形態では、上述したように、車速コントローラ82によるオートクルーズ制御が解除されていなければ自動走行制御部71による自動走行は開始されない。従って、上述の事前走行における田植機1の車速は、必ず、ユーザの変速ペダル27の操作に従うことになる。この結果、ユーザは、安心して自動走行の開始を指示することができる。
[0163]
 事前走行により田植機1が所定の位置まで移動した後、田植機1は、図5に示す自動走行経路135に従って走行する。具体的には、自動走行経路135に沿った走行を実現するように、自動走行制御部71が自動操舵を行う。このときの田植機1の車速は、ユーザが変速ペダル27を踏み込んでいる量に応じた車速となるように制御される。田植機1が作業経路136を走行しているときは、植付部14が下降位置にあり、植付クラッチ63が接続されるので、苗の植付作業が行われる。
[0164]
 田植機1が例えば図8に示す位置にあるときに、ユーザが変速ペダル27を所望の量だけ踏み込んだ状態で、オートクルーズレバー68をON側に操作した場合を考える。この場合、速度固定フラグがOFFからONに変更される。その後は、ユーザが変速ペダル27に対する操作力を解除しても、車速コントローラ82は、オートクルーズレバー68をON側に操作した時点での車速を維持するように、田植機1の走行速度を制御する(オートクルーズ制御)。
[0165]
 その後、作業経路136を走行する田植機1が所定の途中の地点P1に差し掛かると、オートクルーズ制御が禁止されるため、速度固定フラグがONからOFFに自動的に変更される。これにより、田植機1の車速は、現在の変速ペダル27の踏込量に応じた車速となるように制御される。オートクルーズ制御中は、ユーザは変速ペダル27を踏み込んでいない。従って、速度固定フラグがONからOFFに変更されることで、車速コントローラ82は、田植機1が上記の地点P1から減速を開始するように制御する。変速ペダル27が踏み込まれていない状態が維持される場合は、田植機1は、地点P1から少し進んだ地点(例えば、地点R1)で停止する。停止する地点の位置はオートクルーズ制御時の車速に応じて変化するが、最高車速でオートクルーズ制御が行われていても停止地点が作業経路136の終点E1より手前となるように、オートクルーズ制御が禁止される地点P1の位置が設定されている。
[0166]
 その後、ユーザが変速ペダル27を所望の量だけ踏み込む。これにより、田植機1は、再び走行を開始する。直ちに、田植機1は、作業経路136から旋回経路137へ移行する。
[0167]
 作業部自動制御入切スイッチ69は上述のとおりOFF状態になっているが、自動走行中は、作業部自動制御フラグが強制的にONになっている。従って、旋回経路137においては、作業部自動制御が行われる。具体的には、旋回内側のサイドクラッチ55Rが切断状態になる地点Q1に田植機1が至ると、植付部14が前記上昇位置まで上昇するとともに植付クラッチ63が切断状態になる。その後、旋回内側のサイドクラッチ(図8の場合は、サイドクラッチ55R)が接続状態になる地点Q2に田植機1が至ると、植付部14が前記下降位置まで下降するとともに植付クラッチ63が接続状態になる。
[0168]
 自動走行経路135に沿った田植機1の自動走行をユーザが希望する場合、通常は、作業と作業の間の旋回時における植付部14の昇降制御、及び、植付クラッチ63の断接制御を併せて希望していると考えられる。従って、作業部自動制御入切スイッチ69がOFF状態であっても作業部自動制御を行うことで、ユーザの手間を軽減することができる。
[0169]
 ただし、何らかの理由で、途中で自動走行から手動走行へ切り換えたいとユーザが希望することも考えられる。この場合は、例えばユーザがステアリングハンドル26を手で操作することで、自動走行が自動的に解除される。これに伴って作業部自動制御フラグのONの強制が解除されるので、その後は、作業部自動制御フラグの状態は、ユーザが操作した作業部自動制御入切スイッチ69の状態に従う。従って、自動走行が解除された後は、作業部自動制御を実行するか否かに関して、ユーザの意思を確実に反映させることができる。
[0170]
 田植機1が旋回経路137を走行しているときは、オートクルーズ制御が禁止されている。従って、仮にユーザがオートクルーズレバー68をON側に操作しても、旋回経路137においてオートクルーズ制御が行われることはない。この結果、旋回経路137での自動走行中、田植機1の車速は、ユーザが変速ペダル27を実際に踏み込んでいる量に基づいて制御される。また、ユーザが変速ペダル27を大きく踏み込んでも、上述の車速の上限制御により、田植機1が過大な速度で旋回走行することはない。
[0171]
 その後、田植機1は、作業経路136に移行する。田植機1が所定以上の速度で旋回経路137から作業経路136に進入した場合は、ユーザが変速ペダル27の踏込みを少なくともある程度戻さないと、作業経路136においても車速の上限制御が解除されない(上述の牽制制御)。牽制制御を解除するために、ユーザは、変速ペダル27の踏込みをいったん緩めた後、再び踏み込む。これにより、作業経路136において、上述の上限速度より大きな速度で田植機1を走行させることができる。作業経路136ではオートクルーズ制御が再び許可されるので、ユーザは、上述の説明と同様に、オートクルーズレバー68によってオートクルーズ制御を開始させることができる。
[0172]
 なお、上述の途中の地点P1でオートクルーズ制御を終了するよりも前の地点P2において、オートクルーズ制御が終了されることを予告する報知制御が行われてもよい。オートクルーズ制御が終了する地点P1と、その予告が行われる地点P2と、の間は、適宜の距離(第2所定距離L2)だけ離れている。この予告を受けてユーザが素早くオートクルーズ制御を終了させる(具体的には、変速ペダル27を踏み込む)ことにより、田植機1を停止させることなく作業経路136から旋回経路137に移行させることができる。この結果、自動走行による作業を円滑に行うことができる。田植機1が停止せず作業経路136から旋回経路137に進入する場合は、旋回経路137への移行直前にその旨を予告する前述の報知制御がより好適である。
[0173]
 以上に説明したように、本実施形態の田植機1の自動走行システムは、自動走行制御部71を備える。自動走行制御部71は、測位システムを利用して、植付部14により植付作業が行われる複数の作業経路136と、複数の作業経路のうち隣り合う作業経路136を接続する旋回経路137と、を有する自動走行経路135に沿って田植機1を自動走行させることが可能である。田植機1は、田植機1の車速を制御する車速コントローラ82と、田植機1の車速を操作する変速ペダル27と、を備える。車速コントローラ82は、変速ペダル27への操作力を解除しても、解除前の変速ペダル27の操作位置に対応する田植機1の車速を維持するオートクルーズ制御を実行可能である。自動走行制御部71は、作業経路136に沿って田植機1を自動走行させている場合に、車速コントローラ82によるオートクルーズ制御を許可する一方、旋回経路137に沿って田植機1を自動走行させている場合に、車速コントローラ82によるオートクルーズ制御を禁止する。
[0174]
 これにより、田植機1が旋回経路137で自動走行する場合はオートクルーズ制御の実行が禁止されるので、田植機1の旋回時にはユーザ自身が適宜車速を決定することとなる。従って、旋回の慎重さを確保することができる。また、一般的に旋回経路に沿って走行する際に田植機1は植付作業を行わないので、作業性の低下を防止することができる。
[0175]
 また、本実施形態の田植機1の自動走行システムにおいて、自動走行制御部71は、作業経路136に沿って田植機1を自動走行させている場合であっても、作業経路136の終点E1よりも第1所定距離L1手前の地点P1から前記終点E1までの区間において、車速コントローラ82によるオートクルーズ制御を禁止する。
[0176]
 田植機1が作業経路136に沿って走行している場合に、旋回経路137までの残り距離が短くなった地点P1からオートクルーズ制御が禁止されることで、旋回経路137に至る前の段階からユーザが手動にて車速を決定することになる。従って、田植機1が旋回経路137で旋回するときのユーザの安心感が向上する。
[0177]
 また、本実施形態の田植機1の自動走行システムにおいて、自動走行制御部71は、車速コントローラ82によるオートクルーズ制御が実行されている状態で、作業経路136に沿って田植機1を自動走行させている場合に、田植機1の位置が前記の地点P1に至ったときは、車速コントローラ82を制御して田植機1を減速させた後、停止させる。
[0178]
 自動走行する田植機1が所定の地点P1に到達した場合に、オートクルーズ制御が解除される。このときの田植機1の減速を制御することにより、例えば急停止を回避して乗り心地を向上させることができる。
[0179]
 また、本実施形態の田植機1の自動走行システムにおいて、自動走行制御部71は、自動走行開始条件が成立している場合に、作業経路136に沿った自動走行を田植機1に開始させることが可能である。前記自動走行開始条件には、車速コントローラ82によりオートクルーズ制御が実行されていないことが含まれる。
[0180]
 仮に、オートクルーズ制御の実行中の自動走行開始を許可すると、自動走行経路135に沿った自動走行を開始する予定の地点と、田植機1の現在位置と、の位置関係によっては、田植機1が高速で進路変更を行う可能性がある。オートクルーズ制御の実行中の自動走行開始を禁止することで、上記の予定地点への田植機1の移動を、ユーザによる車速の指示に確実に従いながら行うことができる。
[0181]
 また、本実施形態の田植機1の自動走行システムは、自動走行操作部123を備えている。自動走行操作部123は、自動走行制御部71に対して田植機1の自動走行の開始指令及び終了指令を行う。自動走行制御部71は、車速コントローラ82によるオートクルーズ制御が実行されている状態で、作業経路136に沿って田植機1を自動走行させているときに、自動走行操作部123が操作されて自動走行制御部71に対して自動走行の終了指令がなされた場合は、車速コントローラ82を制御して田植機1を減速させた後、停止させる。
[0182]
 オートクルーズ制御を実行しながら作業経路136での自動走行が行われているときに、ユーザが自動走行の終了を指示した場合に、仮にオートクルーズ制御が維持されると、ユーザが意図しない地点まで田植機1が進行してしまう可能性がある。この点、本実施形態の構成によれば、ユーザが自動走行の終了を指示した時点での位置から近い位置で田植機1を停止させることができる。
[0183]
 また、本実施形態の田植機1の自動走行システムにおいて、自動走行制御部71は、旋回経路137に沿って田植機1が自動走行するときに、変速ペダル27の操作量を問わず、車速コントローラ82を制御して田植機1の車速を所定の上限車速以下に制限する。
[0184]
 これにより、自動走行において旋回経路137では田植機1の車速に上限を設けることになるので、乗り心地を向上させることができる。
[0185]
 また、本実施形態の田植機1の自動走行システムにおいて、自動走行制御部71は、田植機1を自動走行させる経路が旋回経路137から作業経路136に移行した場合に、所定条件が成立するまで、車速コントローラ82による田植機1の加速を阻止する。この所定条件は、変速ペダル27を減速側に操作することである。
[0186]
 自動走行する田植機1が旋回経路137から作業経路136に移行した場合に、旋回経路137で適用されていた車速の上限が仮に解除されると、ユーザの意思に反して田植機1が加速する可能性がある。この点、本実施形態の構成によれば、作業経路136に移行した田植機1が加速するには、変速ペダル27をいったん減速側へ操作してから増速側へ操作する(足を少し離してから踏み込む)という明示的な操作が必要になる。従って、加速に関するユーザの安心感を高めることができる。
[0187]
 以上に本発明の好適な実施の形態を説明したが、前記の構成は例えば以下のように変更することができる。
[0188]
 本実施形態では、田植機1の旋回のために左のサイドクラッチ55L又は右のサイドクラッチ55Rの接続状態/切断状態が切り換えられるが、このような切換は、ステアリングハンドル26の操作に連動して行われても良いし、田植機1に設けられるステアリング角度センサの検出結果に基づいて行われても良い。
[0189]
 田植機1から無線通信端末3を取り外し、オペレータが田植機1に乗らない状態で無線通信端末3を操作して、無人の田植機1に自動走行を行わせても良い。
[0190]
 無線通信端末3に相当する機能を、田植機1が有しても良い。この場合、無線通信端末3がなくても、作業車両の自動走行システムを田植機1によって実現できることになる。
[0191]
 前述の教示を考慮すれば、本発明が多くの変更形態及び変形形態をとり得ることは明らかである。従って、本発明が、添付の特許請求の範囲内において、本明細書に記載された以外の方法で実施され得ることを理解されたい。

符号の説明

[0192]
 1 田植機(作業車両)
 14 植付部(作業部)
 27 変速ペダル(車速操作部)
 82 車速コントローラ(車速制御部)
 71 自動走行制御部
 123 自動走行操作部
 135 走行経路
 136 作業経路
 137 旋回経路
 E1 終点

請求の範囲

[請求項1]
 測位システムを利用して、作業部により作業が行われる複数の作業経路と、前記複数の作業経路のうち隣り合う作業経路を接続する旋回経路と、を有する走行経路に沿って作業車両を自動走行させることが可能な自動走行制御部を備える作業車両の自動走行システムであって、
 前記作業車両は、当該作業車両の車速を制御する車速制御部と、当該作業車両の車速を操作する車速操作部と、を備え、
 前記車速制御部は、前記車速操作部への操作力を解除しても、解除前の前記車速操作部の操作位置に対応する前記作業車両の車速を維持する車速維持制御を実行可能であり、
 前記自動走行制御部は、前記作業経路に沿って前記作業車両を自動走行させている場合に、前記車速制御部による車速維持制御を許可する一方、前記旋回経路に沿って前記作業車両を自動走行させている場合に、前記車速制御部による車速維持制御を禁止することを特徴とする作業車両の自動走行システム。
[請求項2]
 請求項1に記載の作業車両の自動走行システムであって、
 前記自動走行制御部は、前記作業経路に沿って前記作業車両を自動走行させている場合であっても、前記作業経路の終点よりも所定距離手前の所定地点から前記終点までの区間において、前記車速制御部による車速維持制御を禁止することを特徴とする作業車両の自動走行システム。
[請求項3]
 請求項2に記載の作業車両の自動走行システムであって、
 前記自動走行制御部は、前記車速制御部による車速維持制御が実行されている状態で、前記作業経路に沿って前記作業車両を自動走行させている場合に、前記作業車両の位置が前記所定地点に至ったときは、前記車速制御部を制御して前記作業車両を減速させた後、停止させることを特徴とする作業車両の自動走行システム。
[請求項4]
 請求項1から3までの何れか一項に記載の作業車両の自動走行システムであって、
 前記自動走行制御部は、自動走行開始条件が成立している場合に、前記作業経路に沿った自動走行を前記作業車両に開始させることが可能であり、
 前記自動走行開始条件には、前記車速制御部により前記車速維持制御が実行されていないことが含まれることを特徴とする作業車両の自動走行システム。
[請求項5]
 請求項1から4までの何れか一項に記載の作業車両の自動走行システムであって、
 前記自動走行制御部に対して前記作業車両の自動走行の開始指令及び終了指令を行うことができる自動走行操作部を備え、
 前記自動走行制御部は、前記車速制御部による車速維持制御が実行されている状態で、前記作業経路に沿って前記作業車両を自動走行させているときに、前記自動走行操作部が操作されて前記自動走行制御部に対して自動走行の終了指令が行われた場合は、前記車速制御部を制御して前記作業車両を減速させた後、停止させることを特徴とする作業車両の自動走行システム。
[請求項6]
 請求項1から5までの何れか一項に記載の作業車両の自動走行システムであって、
 前記自動走行制御部は、前記旋回経路に沿って前記作業車両を自動走行させているときに、前記車速操作部の操作量を問わず、前記車速制御部を制御して前記作業車両の車速を所定の上限車速以下に制限することを特徴とする作業車両の自動走行システム。
[請求項7]
 請求項6に記載の作業車両の自動走行システムであって、
 前記自動走行制御部は、自動走行する前記作業車両が前記旋回経路から前記作業経路に移行した場合に、所定条件が成立するまで、前記車速制御部による前記作業車両の加速を阻止し、
 前記所定条件は、前記車速操作部を減速側に操作することであることを特徴とする作業車両の自動走行システム。

図面

[ 図 1]

[ 図 2]

[ 図 3]

[ 図 4]

[ 図 5]

[ 図 6]

[ 図 7]

[ 図 8]

[ 図 9]

[ 図 10]