CN111356358A - 收割机以及行驶模式切换方法 - Google Patents

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Abstract

具备：行驶操作单元(90)，所述行驶操作单元(90)包括对自动驾驶和所述手动驾驶进行切换的模式操作件(93)，被手动操作；手动行驶控制部(511)，所述手动行驶控制部(511)具有基于来自行驶操作单元(90)的操作信号进行手动驾驶的手动行驶模式；以及自动行驶控制部(512)，所述自动行驶控制部(512)具有进行自动驾驶的自动行驶模式、为了从自动行驶模式向手动行驶模式转移而在自动驾驶中进行机体(10)的临时停止的临时停止模式、及在从临时停止模式向手动行驶模式转移时对行驶操作单元(90)的状态满足为了开始手动驾驶而要求的手动转移条件的情况进行确认的牵制模式。

Description

收割机以及行驶模式切换方法
技术领域
本发明涉及能够进行自动驾驶和手动驾驶的收割机以及行驶模式切换方法。
背景技术
在专利文献1中，公开了如下的行驶车辆，该行驶车辆具备：沿着设定路径使车辆自动行驶的自动行驶模式、根据人为的操作使车辆行驶的手动行驶模式、从自动行驶模式向手动行驶模式的转变模式即手动行驶准备模式、以及从手动行驶模式向自动行驶模式的转变模式即自动行驶准备模式。在自动行驶准备模式中，发动机成为怠速转速，并且成为行驶停止，进行待机直至发出自动行驶作业开始指令为止。在手动行驶准备模式中，发动机成为怠速转速，并且成为行驶停止，进行待机直至发出手动行驶作业开始指令。
在专利文献2中，公开了如下的作业车辆，该作业车辆具备：基于本车位置和目标行驶路径来执行自动行驶的自动行驶控制部、基于来自被手动操作的行驶操作单元的操作信号来执行手动行驶的手动行驶控制部、将车辆的手动停止作为条件来执行从手动行驶向自动行驶的转移的第一控制部、以及在从自动行驶向手动行驶转移时执行车辆的强制停止的第二控制部。在该结构中，在从手动行驶向自动行驶转移时，成为通过搭乘者的操作而使车辆停止的状态，在从自动行驶向手动行驶转移时，成为自动使车辆强制停止的状态，因此，在从自动行驶向手动行驶或从手动行驶向自动行驶转移时，车辆的难以预料的动作被抑制。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2014-180894号公报
专利文献2：日本特开2016-168883号公报
发明内容
发明要解决的课题
在专利文献1以及专利文献2所公开的、能够进行自动行驶和手动行驶的作业车辆中，在从手动行驶向自动行驶转移时或从自动行驶向手动行驶转移时，仅在该转移过程之间设定有一个转变模式。因此，在需要进行构成收获作业装置的各种作业设备的控制的收割机中，从自动行驶模式向手动行驶模式的转移条件、以及从手动行驶模式向自动行驶模式的转移条件变得复杂，因此，在一个转变模式中，难以进行与收割机固有的多种作业设备相适应的转移。
这样，在根据实际情形从进行自动驾驶的自动行驶模式向进行手动驾驶的手动行驶模式的转移中，期待能够进行使用了具有划分出的多个转移条件的转变模式的阶段性的转移的收割机。
同样地，在从进行手动驾驶的手动行驶模式向进行自动驾驶的自动行驶模式的转移中，期待能够进行使用了具有划分出的多个转移条件的转变模式的阶段性的转移的收割机。
用于解决课题的方案
本发明的一实施方式的收割机具有收获作业装置，能够进行自动驾驶和手动驾驶，其中，所述收割机具备：行驶操作单元，所述行驶操作单元包括对所述自动驾驶和所述手动驾驶进行切换的模式操作件，被手动操作；以及手动行驶控制部，所述手动行驶控制部具有基于来自所述行驶操作单元的操作信号进行所述手动驾驶的手动行驶模式，所述收割机进而具备自动行驶控制部，所述自动行驶控制部具有自动行驶模式、临时停止模式以及牵制模式，在所述自动行驶模式中，基于本车位置和目标行驶路径进行所述自动驾驶，在所述临时停止模式中，为了从所述自动行驶模式向所述手动行驶模式转移而在所述自动驾驶中进行机体的临时停止，在所述牵制模式中，在从所述临时停止模式向所述手动行驶模式转移时，对所述行驶操作单元的状态满足为了开始所述手动驾驶而要求的手动转移条件的情况进行确认。
另外，本发明的一实施方式的行驶模式切换方法是收割机的行驶模式切换方法，所述收割机具有收获作业装置，能够在进行自动驾驶的自动行驶模式与进行手动驾驶的手动行驶模式之间进行切换，其中，在从所述自动行驶模式切换为手动行驶模式时具备：通过满足第一转移条件，从而从所述自动行驶模式转移到在所述自动驾驶中进行机体的临时停止的临时停止模式的工序；通过满足为了开始所述手动驾驶而要求的第二转移条件，从而从所述临时停止模式转移到牵制模式的工序；以及通过满足手动转移条件，从而从所述牵制模式转移到所述手动行驶模式的工序。
在这些结构中，作为从在田地中执行自动驾驶的自动行驶模式向执行手动驾驶的手动行驶模式转移时经由的模式，准备了伴随着机体的临时停止的两个转变模式、即临时停止模式和牵制模式。临时停止模式是从自动驾驶向手动驾驶的转移的准备模式，牵制模式成为从临时停止状态向手动驾驶的转移的最终模式。由此，可以一边以有序划分的顺序设定收割机的各种功能，一边适当地进行从自动驾驶向手动驾驶的切换。
自动驾驶与手动驾驶之间的较大差异是转向以及车速的调整从自动控制变为手动操作。例如，若在中立以外的变速状态且中立以外的转向状态(转弯状态)下从自动驾驶切换为手动驾驶，则机体处于转弯行驶状态，因此，承担手动驾驶的驾驶员有可能感到困惑。并且，如果收获作业装置也处于驱动状态，则有可能在手动行驶开始时无法进行适当的收获作业。反过来说，如果变速状态以及转向状态处于中立且收获作业装置也处于停止状态，则进行手动驾驶的驾驶员也能够沉着地开始作业行驶。根据上述情况，在本发明的一个优选实施方式中，所述行驶操作单元包括主变速操作件和转向操作件，所述手动转移条件是由所述模式操作件进行的自动驾驶中止要求的输出、所述主变速操作件的中立位置、所述转向操作件的中立位置、所述收获作业装置的驱动停止。
在作为进行用于从自动行驶模式向手动行驶模式转移的准备的转变模式的临时停止模式中，为了开始实际的手动驾驶而进一步转移到牵制模式。这样，由于从自动行驶模式经由临时停止模式以及牵制模式转移到手动行驶模式，因此，可以对各模式分配各种条件。从自动驾驶向手动驾驶的切换也是从监视者向驾驶员的作用的切换，因此，作为其转移条件，监视者的意思很重要。根据上述情况，在本发明的一个优选实施方式中，所述行驶操作单元包括主变速操作件和转向操作件，从所述自动行驶模式向所述临时停止模式的转移条件(第一转移条件)是所述主变速操作件的中立位置和所述转向操作件的中立位置。
牵制模式是向手动驾驶切换前的最终模式，因此，在产生了成为无法继续进行自动驾驶的紧急事态的动作的情况下，优选从自动行驶模式立刻转移到牵制模式。但是，在不是紧急事态的通常状态下，为了确认驾驶员的意思，优选确认由驾驶员操作的操作件的状态这种情况作为向牵制模式转移的条件。根据上述情况，在本发明的一个优选实施方式中，从所述临时停止模式向所述牵制模式的转移条件(第二转移条件)包括由所述模式操作件进行的自动驾驶中止要求的输出、车速异常、定位不适当、本车位置偏移、收获作业装置的故障(异常)中的至少一个。
在本发明的一个优选实施方式中，所述临时停止模式包括能够相互转移的临时停止第一模式和临时停止第二模式，从所述自动行驶模式向所述临时停止模式的转移中的转移目的地是所述临时停止第一模式，从所述临时停止模式向所述自动行驶模式的转移中的转移源是所述临时停止第二模式。在该结构中，由于临时停止模式进一步被划分为临时停止第一模式和临时停止第二模式，因此，一边以有序划分的顺序来设定收割机的各种功能，一边进行从自动驾驶向手动驾驶的切换。同样地，从临时停止模式向自动行驶模式的返回也以有序划分的顺序进行。即，根据该结构，即便在自动驾驶与手动驾驶之间的相互转移中，也可以适当地进行设备的控制。
在上述的临时停止模式的结构中，为了使自动行驶模式向临时停止模式转移而经由临时停止第一模式，为了从临时停止模式向自动行驶模式转移而经由临时停止第二模式。在该临时停止第一模式与临时停止第二模式之间的转移条件的具体例之一中，所述行驶操作单元包括主变速操作件和转向操作件，从所述临时停止第一模式向所述临时停止第二模式的转移条件(第三转移条件)是所述主变速操作件的中立脱离和所述转向操作件的中立脱离，从所述临时停止第二模式向所述临时停止第一模式的转移条件(第四转移条件)是所述主变速操作件的中立位置和所述转向操作件的中立位置。由此，可以防止或抑制从自动驾驶向手动驾驶切换时的未预期的收割机的动作。
本发明的一实施方式的收割机能够进行自动驾驶和手动驾驶，其中，具备：行驶操作单元，所述行驶操作单元包括对所述自动驾驶和所述手动驾驶进行切换的模式操作件及自动开始操作件，被手动操作；自动行驶控制部，所述自动行驶控制部具有基于本车位置和目标行驶路径进行所述自动驾驶的自动行驶模式；以及手动行驶控制部，所述手动行驶控制部具有基于来自所述行驶操作单元的操作信号进行所述手动驾驶的手动行驶模式和用于从所述手动行驶模式向所述自动行驶模式转移的自动待机模式，所述自动待机模式包括能够相互转移的自动待机第一模式和自动待机第二模式，从所述手动行驶模式向所述自动待机模式的转移中的转移目的地是所述自动待机第一模式，从所述自动待机模式向所述自动行驶模式的转移中的转移源是所述自动待机第二模式，在从所述手动行驶模式向所述自动待机第一模式的转移条件中，包括由所述模式操作件作出的向所述自动驾驶的模式切换要求，在从所述自动待机第二模式向所述自动行驶模式的转移条件中，包括由所述自动开始操作件作出的自动开始要求。
另外，本发明的一实施方式的行驶模式切换方法是能够在进行自动驾驶的自动行驶模式与进行手动驾驶的手动行驶模式之间进行切换的收割机的行驶模式切换方法，其中，在从所述手动行驶模式切换为所述自动行驶模式时，经由包括自动待机第一模式和自动待机第二模式在内的自动待机模式，所述行驶模式切换方法具备：通过满足第五转移条件，从而从所述手动行驶模式转移到所述自动待机第一模式的工序；通过满足第六转移条件，从而从所述自动待机第一模式转移到所述自动待机第二模式的工序；以及通过满足第七转移条件，从而从所述自动待机第二模式转移到所述自动行驶模式的工序，在所述第五转移条件中包括向所述自动驾驶的模式切换要求，在所述第七转移条件中包括自动开始要求。
根据这些结构，为了从手动行驶模式转移到自动行驶模式而经由具有使自动行驶的开始待命的作用的自动待机模式。而且，自动待机模式包括能够相互转移的自动待机第一模式和自动待机第二模式，在从手动行驶模式首先转移到自动待机第一模式后，从自动待机第一模式转移到自动待机第二模式，从而首次实现向自动行驶模式的转移。即，为了从手动行驶模式转移到自动行驶模式，需要两个阶段的模式转移。由此，对从手动驾驶向自动驾驶的切换而言，一边以有序划分的顺序设定收割机的各种功能，一边适当地进行从手动驾驶向自动驾驶的切换。此时，在从手动行驶模式向自动待机第一模式的转移中，需要对模式操作件的操作，进而，在从自动待机第二模式向所述自动行驶模式的转移中，需要对自动开始操作件的操作。为了从手动行驶模式转移到自动行驶模式，需要两个阶段的手动操作，因此，更可靠地且适当地开始自动行驶。
在本发明的一个优选实施方式中，所述自动开始操作件具备多个操作器，通过对所述多个操作器的操作来输出所述自动开始要求。在该结构中，用于开始自动行驶的最后的要件是自动开始要求的输出，在该自动开始要求的输出中，需要对构成自动开始操作件的多个操作器的操作。由此，可以抑制由无意识的操作引起的未预期的自动行驶的开始。
在本发明的一个优选实施方式中，所述行驶操作单元包括主变速操作件和转向操作件，从所述自动待机第一模式向所述自动待机第二模式的转移条件(第六转移条件)是包括所述目标行驶路径的设定、所述主变速操作件的中立位置、所述转向操作件的中立位置以及本车位置的确定在内的自动驾驶预备条件的成立，在所述自动待机第二模式时在所述自动驾驶预备条件所包括的条件要素中的至少一个不成立的情况下，进行从所述自动待机第二模式向所述自动待机第一模式的转移。在该结构中，在未转向的状态下停车以及设定有自动行驶所需的目标行驶路径、即收割机的设备状态与自动行驶相适合是自动驾驶开始的预备条件，成为从自动待机第一模式向自动待机第二模式的转移条件。因此，模式转移的意思作为准备阶段在一定程度上被汲取，可以防止难以预料的模式变更。若该转移条件成立，则收割机的设备成为进行自动行驶的状态，因此，之后向自动待机第二模式转移，等待搭乘员进行的人的判断。通过这样的两个阶段的模式转移，能够更可靠地实现适当的自动行驶的开始。另外，在自动待机第二模式中，若根据自动驾驶预备条件一个条件要素也不成立，则立刻成为自动待机第一模式，因此，可以避免意外的自动行驶的开始。
附图说明
图1是作为收割机的一例的全喂入联合收割机的侧视图。
图2是表示全喂入联合收割机的自动行驶的概要的图。
图3是表示自动行驶中的行驶路径的图。
图4是表示联合收割机的控制系统的结构的功能模块图。
图5是表示自动驾驶与手动驾驶之间的切换中的各模式的转移的示意图。
图6是说明从手动驾驶向自动驾驶转移的模式转移中的各转移条件的示意图。
图7是说明从自动驾驶向手动驾驶转移的模式转移中的各转移条件的示意图。
具体实施方式
接着，作为本发明的能够进行自动驾驶和手动驾驶的收割机的一例，列举全喂入联合收割机进行说明。需要说明的是，在本说明书中，只要未特别说明，“前”(图1所示的箭头F的方向)是指机体前后方向(行驶方向)的前方，“后”(图1所示的箭头B的方向)是指机体前后方向(行驶方向)的后方。另外，左右方向或横向是指与机体前后方向正交的机体横向(机体宽度方向)。
“上”(图1所示的箭头U的方向)以及“下”(图1所示的箭头D的方向)是机体的铅垂方向(垂直方向)上的位置关系，表示地上高度的关系。
如图1所示，该联合收割机具备机体10、履带式的行驶装置11、驾驶部12、脱粒装置13、谷粒箱14、收获部H、输送装置16、谷粒排出装置18、本车位置检测模块80。
行驶装置11设置于机体10的下部。联合收割机构成为能够通过行驶装置11自行行驶。驾驶部12、脱粒装置13、谷粒箱14设置在行驶装置11的上侧，构成机体10的上部。驾驶联合收割机的驾驶员以及监视联合收割机的作业的监视者能够搭乘于驾驶部12。需要说明的是，监视者也可以从联合收割机的机外监视联合收割机的作业。
谷粒排出装置18设置在谷粒箱14的上侧。另外，本车位置检测模块80安装于驾驶部12的上表面。
收获部H设置于联合收割机中的前部。而且，输送装置16设置在收获部H的后侧。另外，收获部H具有切断机构15以及拨禾轮17。切断机构15收割田地的直立谷秆。另外，拨禾轮17一边旋转驱动一边扒拢收获对象的直立谷秆。根据该结构，收获部H收获田地的谷物(农作物的一种)。而且，联合收割机可以进行一边通过收获部H收获田地的谷物一边通过行驶装置11行驶的作业行驶。
由切断机构15收割的收割谷秆通过输送装置16向脱粒装置13输送。在脱粒装置13中，对收割谷秆进行脱粒处理。通过脱粒处理而得到的谷粒储存于谷粒箱14。谷粒箱14中储存的谷粒根据需要通过谷粒排出装置18向机外排出。
另外，在驾驶部12配置有通信终端4。在本实施方式中，通信终端4固定于驾驶部12。但是，本发明并不限于此，通信终端4也可以构成为能够相对于驾驶部12装卸，通信终端4也可以位于联合收割机的机外。
如图2所示，该联合收割机沿着在田地中设定的行驶路径自动行驶。因此，需要本车位置。本车位置检测模块80包括卫星导航模块81和惯性导航模块82。卫星导航模块81接收从人造卫星GS发送的GNSS(global navigation satellite system：全球导航卫星系统)信号(包含GPS信号)，输出用于计算本车位置的定位数据。惯性导航模块82装配有陀螺仪加速度传感器以及磁方位传感器，输出表示瞬时的行驶方向的位置矢量。惯性导航模块82用于补充基于卫星导航模块81的本车位置计算。惯性导航模块82也可以配置在与卫星导航模块81不同的场所。
通过该联合收割机进行田地中的收获作业的情况下的顺序如以下说明的那样。
首先，驾驶员兼监视者手动操作联合收割机，如图2所示，在田地内的外周部分，以沿着田地的边界线环绕的方式进行收获行驶。由此，成为已收割地(已作业地)的区域被设定为外周区域SA。而且，在外周区域SA的内侧以未收割地(未作业地)原样保留的区域被设定为作业对象区域CA。
另外，此时，为了在一定程度上较宽地确保外周区域SA的宽度，驾驶员使联合收割机行驶2～3周。在该行驶中，每当联合收割机旋转一周时，外周区域SA的宽度扩大联合收割机的作业宽度量。若最初的3～4周的行驶结束，则外周区域SA的宽度成为联合收割机的作业宽度的2～3倍左右的宽度。
外周区域SA在作业对象区域CA中进行收获行驶时，被用作用于联合收割机进行方向转换的空间。另外，外周区域SA也被用作暂时结束收获行驶而向谷粒的排出场所移动时、向燃料的补给场所移动时等的移动用的空间。
需要说明的是，图2所示的搬运车CV可以收集并搬运联合收割机从谷粒排出装置18排出的谷粒。在谷粒排出时，联合收割机向搬运车CV的附近移动后，通过谷粒排出装置18将谷粒向搬运车CV排出。
若设定外周区域SA以及作业对象区域CA，则如图3所示，计算作业对象区域CA中的行驶路径。算出的行驶路径基于作业行驶的模式依次设定，以沿着所设定的行驶路径行驶的方式对联合收割机进行自动行驶控制。
图4表示利用本发明的行驶路径生成系统的联合收割机的控制系统。联合收割机的控制系统由控制单元5以及在与该控制单元5之间通过车载LAN等布线网进行信号通信(数据通信)的各种输入输出设备构成，该控制单元5由多个被称为ECU的电子控制单元构成。
障碍物检测部61使用激光雷达及超声波传感器、以及照相机来检测存在于联合收割机周围的障碍物。当检测到障碍物时，表示该检测物与机体10(以下均参照图1)之间的位置关系的障碍物检测信息被输出到控制单元5。
告知设备62是用于向驾驶员等告知作业行驶状态、各种警告的设备，是蜂鸣器、灯、扬声器、显示器等。通信部66用于该联合收割机的控制系统在与设置于远处的管理计算机以及通信终端4之间进行数据交换。通信终端4包括站在田地的监视者、或乘上联合收割机的监视者(也包括驾驶员)操作的平板电脑、设置于自家或管理事务所的计算机。控制单元5是该控制系统的核心要素，表示为多个ECU的集合体。来自本车位置检测模块80的信号通过车载LAN输入到控制单元5。
控制单元5具备输出处理部58和输入处理部57作为输入输出接口。输出处理部58经由设备驱动器65与各种动作设备70连接。作为动作设备70，有作为行驶关系的设备的行驶设备组71和作为作业关系的设备的作业设备组72。行驶设备组71例如包括发动机控制设备、变速控制设备、制动控制设备、转向控制设备等。作业设备组72包括使用图1已说明的收获部H、脱粒装置13、输送装置16、谷粒排出装置18中的动力控制设备等。
行驶状态传感器组63、作业状态传感器组64、行驶操作单元90等与输入处理部57连接。行驶状态传感器组63包括车速传感器、发动机转速传感器、过热检测传感器、制动踏板位置检测传感器、驻车制动器检测传感器、变速位置检测传感器、转向位置检测传感器等。作业状态传感器组64有检测收获作业装置(使用图1已说明的收获部H、脱粒装置13、输送装置16、谷粒排出装置18)的驱动状态的传感器、以及检测谷秆、谷粒的状态的传感器，例如，可以列举收割脱粒传感器、谷粒容量传感器等。
行驶操作单元90是由驾驶员手动操作并将该操作信号输入到控制单元5的操作件的总称。行驶操作单元90包括主变速操作件91、转向操作件92、模式操作件93、自动开始操作件94等。模式操作件93具有将用于切换自动驾驶和手动驾驶的指令送出到控制单元5的功能。自动开始操作件94具有将用于开始自动行驶的最终的自动开始指令发送到控制单元5的功能。在本实施方式中，自动开始操作件94为两按钮式，若不同时操作第一按钮(第一操作器)和第二按钮(第二操作器)，则不送出自动开始指令。
控制单元5具备本车位置计算部50、行驶控制部51、作业控制部52、行驶模式管理部53、路径计算部54、作业行驶管理部55。本车位置计算部50基于从本车位置检测模块80依次送来的定位数据，以地图坐标(或田地坐标)的形式计算本车位置。此时，作为本车位置，可以设定机体10的特定部位(例如机体中心、收获部H的中心等)的位置。告知部56基于来自控制单元5的各功能部的指令等生成告知数据，并提供给告知设备62。
行驶控制部51具有发动机控制功能、转向控制功能、车速控制功能等，向行驶设备组71提供行驶控制信号。作业控制部52为了对收获作业装置(使用图1已说明的收获部H、脱粒装置13、输送装置16、谷粒排出装置18等)的动作进行控制而向作业设备组72提供作业控制信号。
该联合收割机能够以通过自动行驶进行收获作业的自动驾驶和通过手动行驶进行收获作业的手动驾驶这两方进行行驶。因此，行驶控制部51包括手动行驶控制部511、自动行驶控制部512以及行驶路径设定部513。需要说明的是，为了进行自动驾驶而设定自动行驶模式，为了进行手动驾驶而设定手动行驶模式。这样的行驶模式由行驶模式管理部53管理。
在设定了自动行驶模式的情况下，自动行驶控制部512生成包括自动转向以及停止在内的车速变更的控制信号，对行驶设备组71进行控制。与自动转向相关的控制信号以消除由行驶路径设定部513设定的作为目标的行驶路径与由本车位置计算部50算出的本车位置之间的方位偏移以及位置偏移的方式生成。与车速变更相关的控制信号基于预先设定的车速值而生成。由行驶路径设定部513设定的行驶路径通过在路径计算部54中登记的路径计算算法来计算。
在选择了手动行驶模式的情况下，基于驾驶员的操作，手动行驶控制部511生成控制信号，对行驶设备组71进行控制，从而实现手动驾驶。需要说明的是，即便是手动驾驶，由路径计算部54算出的行驶路径也能够用于供联合收割机沿着该行驶路径行驶用的向导。
如图5示意性地示出那样，进行自动驾驶的自动行驶模式与进行手动驾驶的手动行驶模式之间的转移并非直接进行，而是在它们之间存在转变模式。
作为从手动行驶模式向自动行驶模式转移时的转变模式，准备了自动待机模式。自动待机模式包括能够相互转移的自动待机第一模式和自动待机第二模式。从手动行驶模式向自动待机模式的转移中的转移目的地是自动待机第一模式。从自动待机模式向自动行驶模式的转移中的转移源是自动待机第二模式。
作为从自动行驶模式向手动行驶模式转移时的转变模式，准备了在自动驾驶中进行机体10的临时停止的临时停止模式和从该临时停止模式向手动行驶模式转移的作为最终关口的牵制模式。临时停止模式包括能够相互转移的临时停止第一模式和临时停止第二模式。从自动行驶模式向临时停止模式的转移中的转移目的地是临时停止第一模式，从临时停止模式向自动行驶模式的转移中的转移源是临时停止第二模式。
在自动行驶模式、手动行驶模式以及将它们相连的转变模式之间的转移中分别设定有转移条件。对该转移条件的成立进行判定并对向各模式的转移进行管理的是行驶模式管理部53(以下均参照图4)。以下，使用图6和图7，对由行驶模式管理部53管理的转移条件进行说明。
首先，参照图4和图5，使用图6对从手动驾驶向自动驾驶切换时的行驶模式的转移、以及该转移时所需的自动转移条件进行说明。
[条件11]
从手动行驶模式向自动待机第一模式的转移条件(设为条件11)是通过由驾驶员对模式操作件93进行接通(ON)操作而输出向自动行驶模式切换的模式切换要求。在手动行驶模式中，若条件11(模式操作件93的接通)成立，则转移到自动待机第一模式。
[条件12]
从自动待机第一模式向自动待机第二模式的转移条件(设为条件12)是从以下的(12-1)至(12-8)的成立。
(12-1)：行驶路径的捕捉(自动行驶控制部512可以确定本车位置附近的目标行驶路径，并计算与本车位置之间的位置偏移)(12-2)：主变速操作件91的中立(调节为车速调节范围内的车速为零的中立位置)(12-3)：转向操作件92的中立(调整为转向角为零的中立位置)(12-4)：收割/脱粒SW(收割脱粒开关(未图示))的断开(OFF)(使用图1已说明的收获部H、脱粒装置13的驱动停止)(12-5)：以本车位置检测模块80的正常动作进行本车位置确定(从卫星导航模块81输出适当的定位数据，从惯性导航模块82输出适当的位置矢量数据)(12-6)：谷粒箱14有富余(12-7)：燃料有富余(12-8)：有未收割地(剩余作为未收割地的作业对象区域CA)
即，条件12是自动驾驶预备条件组，通过该条件成立，完成自动驾驶所需的行驶设备组71以及作业设备组72的准备。因此，若联合收割机的规格等变化，则构成条件12的条件要素也有可能变化。
在自动待机第一模式中，当这些条件全部成立时，行驶模式从自动待机第一模式转移到自动待机第二模式。
[条件13]
从自动待机第二模式向自动行驶模式的转移条件(设为条件13)是自动开始操作件94被接通操作而输出自动开始要求。在自动待机第二模式中，若条件13(自动开始操作件94的接通)成立，则转移到自动行驶模式，开始自动行驶。
[条件14]
从自动待机第二模式返回到自动待机第一模式的返回转移条件(条件14)是构成作为上述自动驾驶预备条件的条件12的条件要素中的至少一个不成立。即，若在自动待机第二模式中自动驾驶预备条件不成立，则返回到自动待机第一模式。
[条件15]
即便暂时意图自动驾驶而从手动行驶模式转移到自动待机第一模式，在想要再次返回到手动驾驶的情况下，也需要从自动待机第一模式转移到手动行驶模式。其转移条件(条件15)是通过由驾驶员对模式操作件93进行断开操作而输出向手动行驶模式切换的模式切换要求。在自动待机第一模式中，若模式操作件93被断开操作而发出自动驾驶中止要求的指令，则条件15(模式操作件93的断开)成立。由此，行驶模式转移到手动行驶模式。
接着，参照图4和图5，使用图7对从自动驾驶向手动驾驶切换时的行驶模式的转移、以及该转移时所需的自动转移条件进行说明。
[条件1]
从自动行驶模式向临时停止第一模式的转移条件(设为条件1)是主变速操作件91的中立(调节为车速调节范围内的车速为零的中立位置)、以及转向操作件92的中立(调整为转向角为零的中立位置)。在自动行驶模式中，若条件1成立，则转移到临时停止第一模式，机体10临时停止。该条件1通常通过在自动驾驶中想要使机体10临时停止时进行的监视者的操作而成立。
[条件2]
从临时停止第一模式向临时停止第二模式的转移条件(设为条件2)是主变速操作件91从中立脱离、以及转向操作件92从中立脱离。
在此，即便主变速操作件91从中立脱离，制动器也工作，机体10处于停止状态。在临时停止第一模式中，若条件2成立，则转移到临时停止第二模式。
[条件3]
从临时停止第二模式向临时停止第一模式的转移条件(设为条件3)是主变速操作件91返回到中立、以及转向操作件92返回到中立。在临时停止第二模式中，若条件3成立，则转移到临时停止第一模式。即，根据主变速操作件91和转向操作件92的操作位置，成为临时停止第一模式和临时停止第二模式中的任一模式。但是，无论哪种情况都是临时停止模式，因此，机体10处于停止状态。
[条件4]
从临时停止模式再次向自动行驶模式的返回以临时停止第二模式为起点而进行。从临时停止第二模式向自动行驶模式的转移条件(设为条件4)是通过对自动开始操作件94进行接通操作来输出自动开始要求。在手动行驶模式中，若条件4(自动开始操作件94的接通)成立，则转移到自动行驶模式，再次开始自动行驶。
[条件5]
在临时停止模式中，如果特定的条件成立，则转移到牵制模式，转移到即将手动驾驶之前的状态。从临时停止模式向牵制模式的转移条件(设为条件5)是以下的(5-1)至(5-10)的条件要素中的至少一个成立。需要说明的是，条件要素(5-1)的成立是指从正常的自动驾驶，根据监视者的意思而切换为手动驾驶。与此相对，从条件要素(5-2)至条件要素(5-10)是不能进行自动驾驶的现象的产生，当产生这些现象时，通常经过牵制模式返回到手动驾驶。
(5-1)：模式操作件93的断开(输出从手动行驶模式向切换的模式切换要求)(5-2)：机体10伸出到田地外(允许外位置偏移之一)(5-3)：本车位置相对于目标行驶路径的位置偏移处于允许范围外(允许外位置偏移之一)(5-4)：车速异常(5-5)：发动机过热(5-6)：谷粒箱14的满箱检测(谷粒箱满箱)(5-7)：输送装置16中的堵塞检测(输送堵塞)(5-8)：作业设备组72的异常(5-9)：车载LAN的通信不良(5-10)：在本车位置检测模块80的异常中本车位置检测不良(未从卫星导航模块81输出适当的定位数据或未从惯性导航模块82输出适当的位置矢量数据)
[条件6]
也能够从自动行驶模式直接转移到牵制模式，其转移条件(设为条件6)与上述条件5相同。作为以监视者的意思从自动驾驶向手动驾驶切换的例子，是为了将谷粒箱14所收纳的谷粒排出而向搬运车CV停车的位置移动时进行的从自动驾驶向手动驾驶的切换。
[条件7]
从牵制模式向手动行驶模式的转移条件(条件7)是以下的(7-1)至(7-3)的成立。
(7-1)：模式操作件93的接通(输出向自动行驶模式切换的模式切换要求)(7-2)：主变速操作件91的中立(调节为车速调节范围内的车速为零的中立位置)(7-3)：收割/脱粒SW(收割脱粒开关(未图示))的断开(使用图1已说明的收获部H、脱粒装置13的驱动停止)
即，通过条件7的成立，即便转移到自动行驶模式，也不会突然开始作业行驶。
这样，在通过由监视者进行的模式操作件93、自动开始操作件94等操作件而要求从自动行驶模式向手动行驶模式的转移或从手动行驶模式向自动行驶模式的转移时，在因条件不成立而不进行转移的情况下，该信息的告知由告知部56和告知设备62进行。
如图4所示，作业行驶管理部55具备行驶轨迹计算部551和作业区域确定部552。行驶轨迹计算部551基于由本车位置计算部50算出的本车位置来计算行驶轨迹。作业区域确定部552根据沿着行驶轨迹以规定的作业宽度进行的收获作业来确定田地形状、已收割地(外周区域SA)、未收割地(作业对象区域CA)等。
以下列举由作业行驶管理部55管理的项目。
(1)如图2所示，通过使联合收割机在田地中手动行驶几周，从而设定为外周区域SA和作业对象区域CA。通过外周区域SA的最外侧线来计算田地的外形(田地形状)，通过外周区域SA的最内侧线来计算进行自动行驶的作业对象区域CA的形状。接着，将外周区域SA设为方向转换区域，将作业对象区域CA设为作业行驶区域，计算用于进行自动行驶的行驶路径。因此，驾驶员通过向控制单元5指示外周区域SA的手动行驶已结束，来进行路径计算。
(2)在最初的手动行驶中，用于计算行驶路径的行驶轨迹的取得开始和取得结束的指示通过驾驶员对按钮等的操作来进行。基于在取得开始指示与取得结束指示之间取得的行驶轨迹，确定外周区域SA以及作业对象区域CA。由此，由作业行驶管理部55掌握联合收割机的行驶是用于计算行驶路径的行驶。需要说明的是，也可以仅为了取得行驶路径的计算所需的行驶轨迹而使联合收割机行驶。另外，即便是不进行作业的非作业行驶中的行驶轨迹，也能够通过赋予该行驶轨迹的取得开始和取得结束的指示来确定田地的外形以及计算行驶路径。另外，即便在驾驶员忘记了取得结束的指示的情况下，也可以适时地计算行驶轨迹，在确定了作业对象区域CA的阶段，将计算作业路径的功能设置于作业行驶管理部55。并且，也可以采用如下结构：即便没有取得开始指示以及取得结束指示，也可以基于来自行驶状态传感器组63、作业状态传感器组64的信号，自动进行行驶轨迹的计算或行驶路径的计算或这两方的计算。在外周区域SA、作业对象区域CA、行驶路径的计算所需的行驶轨迹产生了缺失的情况下，也可以进行错误告知并促使驾驶员进行追加行驶。同样地，也可以具备如下功能：直至联合收割机的转弯所需的外周区域SA被确保为止，告知进行用于计算行驶路径的行驶轨迹的取得那样的引导。
(3)为了计算自动行驶用的行驶路径，外周区域SA需要具有用于进行方向转换的宽度。因此，在控制单元5中，也可以具备如下的向导功能：核对是否确保了能够计算行驶路径的外周区域SA，并告知该核对结果。检测不具有方向转换所需的宽度的部位，进行促进该部位的收获作业的告知。
(4)对外周区域SA的形成而言，由于难以进行角部的方向转换的转向，因此，原则上通过手动行驶来进行外周区域SA的形成。但是，在外周区域SA的行驶中，有时也包含较长的直线路径，在上述那样的路径中，自动行驶比较合适。因此，在用于形成外周区域SA的行驶中，也可以组合手动行驶和自动行驶，根据两者的行驶轨迹来计算田地形状以及作业对象区域CA的形状。
(5)在沿着直线状的行驶路径的自动行驶的反复进行中，当在长方形的作业对象区域CA进行作业行驶的情况下，通过从一条行驶路径的一端行驶到另一端，对该行驶路径赋予收获完成标记，将作业宽度下的该行驶轨迹追加为作业完成区域。但是，在沿着直线状的行驶路径的自动行驶的中途，在切换为手动行驶的情况下，自动行驶中的行驶轨迹中断，因此，会产生未被赋予收获完成标记的问题。因此，也具备如下功能：即便在自动行驶的中途切换为手动行驶的情况下，也视为正常地继续进行作业行驶，在到达该行驶路径的终端的阶段被赋予收获完成标记，并将沿着该行驶路径的作业宽度下的行驶轨迹追加为作业完成区域。
以下，列举对进行自动驾驶的收割机而言优选的结构。
(a)在自动驾驶中，监视者(驾驶员)有可能引起误动作，因此，避免过度地握住操作件等。因此，监视者的手成为自由的状态，当在有凹凸的行驶面行驶的情况下，产生身体不稳定的问题。因此，可以在座位的附近设置监视者能够一边就座一边握住的把手等。监视者通过握住把手，从而可以使自动驾驶中的姿势稳定。
出于相同的目的，也可以代替把手或与把手一起设置扶手。
(b)在自动驾驶中，通过自动行驶控制部512的控制，产生机体10的动作的变化、即机体10的加速、减速、停止、起步、转弯等。此时，通过告知部56以及告知设备62来预先告知机体10的动作的变化，以使管理者不会感到意外(例如，“马上转弯”)。告知设备62也可以设置于驾驶部12的内部或驾驶部12的外部、或驾驶部12的内外部。
(c)在自动驾驶中，即便转向由自动行驶控制部512承担，有时也需要根据收获物的状态等来手动调整车速。为了顺畅地进行这样的自动驾驶中的车速调整，提出了使用主变速操作件91。根据自动驾驶中的主变速操作件91的操作量来调整车速。在收割机中，通常，主变速操作件91是前后摆动式，通过从中立位置向前方的摆动来调整前进车速，通过从中立位置向后方的摆动来调整后退车速。在该情况下，通过构成为通过向前方的摆动使车速比设定值快，通过向后方的摆动使车速比设定值慢，从而实现与人体工程学相适应的车速调整。需要说明的是，摆动角与速度变化量之间的关系不仅可以是线性的，也可以是非线性的。另外，在通信终端4具备触摸屏的情况下，也可以采用如下结构：在触摸屏上显示增速用的向上三角形和减速用的向下三角形的软件开关，可以通过触摸屏操作进行车速调整。关于触摸屏的利用，也可以采用以数值输入车速的变化量的方法。车速的调整范围优选为2.0m/秒左右。
(d)在自动驾驶中，与手动驾驶相比，监视者坐在座位上的时间变长。因此，为了使乘坐环境舒适，优选在座位具备加热器、冷气释放器。尤其是为了抵御冬季的寒冷，将来自发动机的热气送入座位下的管道结构是有效的。
〔其他实施方式〕
以下，说明其他实施方式。在以下的说明中，使用在上述说明中使用的图1至图4中标注的附图标记。
(1)上述控制单元5进行的控制动作、例如模式变更控制不限于由硬件实施的情况，也可以由软件实施。另外，也可以通过执行规定了控制动作的程序来实施。在该情况下，程序被存储在未图示的存储装置中，由未图示的CPU、ECU执行。
(2)在自动驾驶中，在以搭乘于驾驶部12的监视者监视自动驾驶状态为前提的情况下，必须避免驾驶部12在无人状态下自动驾驶。因此，设置在驾驶部12内的主开关被操作后对门打开的情况进行检测的门开关，在该门开关检测到门的打开的时刻，进行自动行驶的停止或机体10的停止或这两者即可。也可以代替由该门开关进行的监视者的不在位检测，而在监视者用座位(驾驶座位)设置乘坐开关，通过该乘坐开关对监视者的不在位进行检测。并且，也可以采用如下结构：在监视者用座位具备座椅安全带和检测座椅安全带被使用的情况的座椅安全带开关，当基于来自座椅安全带开关的信号检测到监视者不在位时，中止自动行驶，机体10停止。当然，也可以同时采用检测上述监视者不在位的全部结构或几个结构。
(3)作为上述实施方式中的构成转移条件的条件要素，还可以加上驻车制动器的接通/断开(ON/OFF)、系统异常、发动机状态、脱粒量等。或者，也可以从上述条件要素中删除一部分。
(4)图4所示的各功能部主要出于说明目的而被划分。实际上，各功能部也可以与其他功能部集成，或者也可以分为多个功能部。并且，在控制单元5中构建的功能部中的、行驶模式管理部53、路径计算部54、作业行驶管理部55也可以采用如下结构：在能够移动的便携式通信终端4(平板电脑等)中构建，带入收割机并经由无线或车载LAN与控制单元5进行数据交换。
(5)在上述实施方式中，监视者手动驾驶联合收割机，如图2所示，在田地内的外周部分，以沿着田地的边界线环绕的方式进行收获行驶，此后，计算行驶路径并切换为自动驾驶。但是，本发明并不限于此，也可以是如下的驾驶方法：从最初起，联合收割机自动驾驶，在产生了特别的事态时切换为手动驾驶。另外，也可以是如下的驾驶方法：在直线状或大致直线状的行驶路径自动驾驶，在伴随着方向转换等急转弯那样的行驶路径手动驾驶。
需要说明的是，在上述实施方式(包括其他实施方式在内，以下相同)中公开的结构，只要不产生矛盾，就能够与在其他实施方式中公开的结构组合而应用，另外，在本说明书中公开的实施方式是例示，本发明的实施方式并不限于此，可以在不脱离本发明的目的的范围内适当改变。
工业实用性
本发明不仅可以用于全喂入联合收割机，而且也可以用于半喂入联合收割机。
另外，也能够用于玉米收割机、马铃薯收割机、胡萝卜收割机、甘蔗收割机等各种收割机。
附图标记说明
4：通信终端
10：机体
5：控制单元
50：本车位置计算部
51：行驶控制部
511：手动行驶控制部
512：自动行驶控制部
513：行驶路径设定部
52：作业控制部
53：行驶模式管理部
54：路径计算部
55：作业行驶管理部
551：行驶轨迹计算部
552：作业区域确定部
80：本车位置检测模块
81：卫星导航模块
82：惯性导航模块
90：行驶操作单元
91：主变速操作件
92：转向操作件
93：模式操作件
94：自动开始操作件
H：收获部
SA：外周区域

Claims (17)

1.一种收割机，具有收获作业装置，能够进行自动驾驶和手动驾驶，其中，所述收割机具备：
行驶操作单元，所述行驶操作单元包括对所述自动驾驶和所述手动驾驶进行切换的模式操作件，被手动操作；
手动行驶控制部，所述手动行驶控制部具有基于来自所述行驶操作单元的操作信号进行所述手动驾驶的手动行驶模式；以及
自动行驶控制部，所述自动行驶控制部具有自动行驶模式、临时停止模式以及牵制模式，在所述自动行驶模式中，基于本车位置和目标行驶路径进行所述自动驾驶，在所述临时停止模式中，为了从所述自动行驶模式向所述手动行驶模式转移而在所述自动驾驶中进行机体的临时停止，在所述牵制模式中，在从所述临时停止模式向所述手动行驶模式转移时，对所述行驶操作单元的状态满足为了开始所述手动驾驶而要求的手动转移条件的情况进行确认。
2.如权利要求1所述的收割机，其中，
所述行驶操作单元包括主变速操作件和转向操作件，
所述手动转移条件是由所述模式操作件进行的自动驾驶中止要求的输出、所述主变速操作件的中立位置、所述转向操作件的中立位置、所述收获作业装置的驱动停止。
3.如权利要求1或2所述的收割机，其中，
所述行驶操作单元包括主变速操作件和转向操作件，
从所述自动行驶模式向所述临时停止模式的转移条件是所述主变速操作件的中立位置和所述转向操作件的中立位置。
4.如权利要求1～3中任一项所述的收割机，其中，
从所述临时停止模式向所述牵制模式的转移条件包括由所述模式操作件进行的自动驾驶中止要求的输出、车速异常、定位不适当、本车位置偏移以及收获作业装置的故障中的至少一个。
5.如权利要求1～4中任一项所述的收割机，其中，
所述临时停止模式包括能够相互转移的临时停止第一模式和临时停止第二模式，
从所述自动行驶模式向所述临时停止模式的转移中的转移目的地是所述临时停止第一模式，从所述临时停止模式向所述自动行驶模式的转移中的转移源是所述临时停止第二模式。
6.如权利要求5所述的收割机，其中，
所述行驶操作单元包括主变速操作件和转向操作件，
从所述临时停止第一模式向所述临时停止第二模式的转移条件是所述主变速操作件的中立脱离和所述转向操作件的中立脱离，
从所述临时停止第二模式向所述临时停止第一模式的转移条件是所述主变速操作件的中立位置和所述转向操作件的中立位置。
7.一种收割机，能够进行自动驾驶和手动驾驶，其中，所述收割机具备：
行驶操作单元，所述行驶操作单元包括对所述自动驾驶和所述手动驾驶进行切换的模式操作件及自动开始操作件，被手动操作；
自动行驶控制部，所述自动行驶控制部具有基于本车位置和目标行驶路径进行所述自动驾驶的自动行驶模式；以及
手动行驶控制部，所述手动行驶控制部具有基于来自所述行驶操作单元的操作信号进行所述手动驾驶的手动行驶模式和用于从所述手动行驶模式向所述自动行驶模式转移的自动待机模式，
所述自动待机模式包括能够相互转移的自动待机第一模式和自动待机第二模式，
从所述手动行驶模式向所述自动待机模式的转移中的转移目的地是所述自动待机第一模式，从所述自动待机模式向所述自动行驶模式的转移中的转移源是所述自动待机第二模式，
在从所述手动行驶模式向所述自动待机第一模式的转移条件中，包括由所述模式操作件作出的向所述自动驾驶的模式切换要求，在从所述自动待机第二模式向所述自动行驶模式的转移条件中，包括由所述自动开始操作件作出的自动开始要求。
8.如权利要求7所述的收割机，其中，
所述自动开始操作件具备多个操作器，通过对所述多个操作器的操作来输出所述自动开始要求。
9.如权利要求7或8所述的收割机，其中，
所述行驶操作单元包括主变速操作件和转向操作件，
从所述自动待机第一模式向所述自动待机第二模式的转移条件是包括所述目标行驶路径的设定、所述主变速操作件的中立位置、所述转向操作件的中立位置以及本车位置的确定在内的自动驾驶预备条件的成立，
在所述自动待机第二模式时在所述自动驾驶预备条件所包括的条件要素中的至少一个不成立的情况下，进行从所述自动待机第二模式向所述自动待机第一模式的转移。
10.一种行驶模式切换方法，是能够在进行自动驾驶的自动行驶模式与进行手动驾驶的手动行驶模式之间进行切换的收割机的行驶模式切换方法，其中，
在从所述自动行驶模式切换为所述手动行驶模式时具备：
通过满足第一转移条件，从而从所述自动行驶模式转移到在所述自动驾驶中进行机体的临时停止的临时停止模式的工序；
通过满足为了开始所述手动驾驶而要求的第二转移条件，从而从所述临时停止模式转移到牵制模式的工序；以及
通过满足手动转移条件，从而从所述牵制模式转移到所述手动行驶模式的工序。
11.如权利要求10所述的行驶模式切换方法，其中，
所述收割机包括主变速操作件和转向操作件，
所述手动转移条件是自动驾驶中止要求的输出、所述主变速操作件的中立位置、所述转向操作件的中立位置、所述收获作业装置的驱动停止。
12.如权利要求10或11所述的行驶模式切换方法，其中，
所述收割机包括主变速操作件和转向操作件，
所述第一转移条件是所述主变速操作件的中立位置和所述转向操作件的中立位置。
13.如权利要求10～12中任一项所述的行驶模式切换方法，其中，
所述第二转移条件包括自动驾驶中止要求的输出、车速异常、定位不适当、本车位置偏移以及收获作业装置的故障中的至少一个。
14.如权利要求10～13中任一项所述的行驶模式切换方法，其中，
所述临时停止模式包括能够相互转移的临时停止第一模式和临时停止第二模式，
从所述自动行驶模式向所述临时停止模式的转移中的转移目的地是所述临时停止第一模式，从所述临时停止模式向所述自动行驶模式的转移中的转移源是所述临时停止第二模式。
15.如权利要求14所述的行驶模式切换方法，其中，
所述收割机包括主变速操作件和转向操作件，
所述行驶模式切换方法具备：
通过满足第三转移条件，从而从所述临时停止第一模式转移到所述临时停止第二模式的工序；以及
通过满足第四转移条件，从而从所述临时停止第二模式转移到所述临时停止第一模式的工序，
所述第三转移条件是所述主变速操作件的中立脱离和所述转向操作件的中立脱离，所述第四转移条件是所述主变速操作件的中立位置和所述转向操作件的中立位置。
16.一种行驶模式切换方法，是能够在进行自动驾驶的自动行驶模式与进行手动驾驶的手动行驶模式之间进行切换的收割机的行驶模式切换方法，其中，
在从所述手动行驶模式切换为所述自动行驶模式时，经由包括自动待机第一模式和自动待机第二模式在内的自动待机模式，
所述行驶模式切换方法具备：
通过满足第五转移条件，从而从所述手动行驶模式转移到所述自动待机第一模式的工序；
通过满足第六转移条件，从而从所述自动待机第一模式转移到所述自动待机第二模式的工序；以及
通过满足第七转移条件，从而从所述自动待机第二模式转移到所述自动行驶模式的工序，
在所述第五转移条件中包括向所述自动驾驶的模式切换要求，在所述第七转移条件中包括自动开始要求。
17.如权利要求16所述的行驶模式切换方法，其中，
所述收割机包括主变速操作件和转向操作件，
所述第六转移条件是包括目标行驶路径的设定、所述主变速操作件的中立位置、所述转向操作件的中立位置以及本车位置的确定在内的自动驾驶预备条件的成立，
在所述自动待机第二模式时在所述自动驾驶预备条件所包括的条件要素中的至少一个不成立的情况下，进行从所述自动待机第二模式向所述自动待机第一模式的转移。
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