JP2021108578A - 作業車両及び田植機 - Google Patents

Abstract

【課題】比較的簡単な旋回制御を実行可能な作業車両及び田植機を提供する。【解決手段】制御部は、基準方位を設定する基準方位設定処理と、基準方位と平行な複数の直進経路を設定する直進経路設定処理と、複数の直進経路のうちいずれか１つの直進経路に沿って前記走行機体が走行するように操向部を制御する直進制御と、基準走行中に旋回を開始した点を通り基準方位と直交する仮想線に走行機体が達したことを契機として操向部を一定の操舵角に維持することにより走行機体を第２直進経路に向けて旋回走行させる旋回制御と、を実行する。第１直進経路と第２直進経路との間の旋回走行中における所定の契機に基づいて旋回制御を終了して、第２直進経路に沿った直進制御の開始を許容する。【選択図】図５

Description

本発明は、圃場を直進状態で作業し、畦際の枕地において旋回して往復状に作業する作業車両に係り、特に田植機に適用して好適な制御装置に関する。

従来、ＧＰＳ装置を備え、該ＧＰＳ装置により田植機の位置を検出し、直線状に自律走行して一行程の植付等の作業をし、枕地において、自動旋回走行して次の作業開始位置に導く制御装置が提案されている（特許文献１）。植付作業のための基準線を設定するため、ティーチング作業が行われ、ティーチングＳＷを押下するように操作した時のＧＰＳ位置が開始点となり、ティーチング終了時のティーチングＳＷの押下により終了点が記憶され、植付開始点と終了点とを結ぶ線を基準線とし、該基準線と直交する交点を植付開始位置又は植付終了位置として、上記基準線と平行な線が目標経路として設定される。

田植機が終了地点に到達すると、オペレータは、自律運転ＳＷを旋回方向と対応する方向に操作し、田植機は、所望する方向に自動旋回し、次の植付開始位置に到達すると停止する。オペレータにより植付部を下降した後、引き続き目標経路を自律的に走行する（特許文献１）。

また、走行機体の位置を検出し、複数の作業走行ラインの端部同士を接続して旋回ラインを取得し、該旋回ラインに沿った自動旋回制御を行う作業車が提案されている（特許文献２）。

特開２００８−９２８１８号公報 特開２０１８−１１７５５８号公報

上記特許文献１の旋回制御は、オペレータが専用の自律運転ＳＷを操作することにより、各行程毎に左右方向を選択し、又は１度の選択によりその後は左右交互に変更しながら行われる。このため、オペレータの誤操作又は作業遅れにより、自動旋回開始点の精度がよくなく、またオペレータは、ステアリングハンドルから手を離しているため、畦に追突してしまう虞がある。また、自動旋回専用の自律運転スイッチを操作するため、操作が面倒である。

また、上記特許文献２の旋回制御は、旋回ラインを生成・取得し、さらに旋回ラインに沿った機体走行を行わせる旋回制御が存在し、全体的に複雑な制御となっている。

そこで、本発明は、比較的簡単な旋回制御をもって上述した課題を解決した作業車両及び田植機を提供することを目的とする。

本発明は、走行装置に支持される走行機体と、
前記走行機体を操向する操向部と、
前記操向部を制御する制御部と、を備え、
前記制御部は、
前記走行機体が一方向に走行する基準走行を行うことにより基準方位を設定する基準方位設定処理と、
前記基準方位と平行な複数の直進経路を設定する直進経路設定処理と、
前記複数の直進経路のうちいずれか１つの直進経路に沿って前記走行機体が走行するように前記操向部を制御する直進制御と、
前記複数の直進経路のうちの第１直進経路に沿った直進制御の実行中において、前記基準走行中に旋回を開始した点を通り前記基準方位と直交する仮想線に前記走行機体が達したことを契機に開始され、前記操向部を一定の操舵角に維持することにより前記走行機体を前記第１直進経路に隣接する第２直進経路に向けて旋回走行させる旋回制御と、を実行可能であり、
前記第１直進経路と前記第２直進経路との間の旋回走行中における所定の契機に基づいて前記第２直進経路に沿った前記直進制御の開始を許容する、ことを特徴とする作業車両にある。

また、本発明は、走行装置に支持される走行機体と、
前記走行機体を操向する操向部と、
圃場に苗を植え付ける植付作業機と、
前記植付作業機への動力を断接する植付クラッチと、
前記操向部を制御する制御部と、を備え、
前記制御部は、
前記走行機体が一方向に走行する基準走行を行うことにより基準方位を設定する基準方位設定処理と、
前記基準方位と平行な複数の直進経路を設定する直進経路設定処理と、
前記複数の直進経路のうちいずれか１つの直進経路に沿って前記走行機体が走行するように前記操向部を制御する直進制御と、
前記複数の直進経路のうちの第１直進経路に沿った直進制御の実行中において、前記基準走行中及び前記複数の直進経路のうちいずれか１つの直進経路に沿った走行中の最初に前記植付クラッチが接続された点又は最初に植付クラッチが切断された点を通り前記基準方位と直交する仮想線に前記走行機体が達したことを契機に開始され、前記操向部を一定の操舵角に維持することにより前記走行機体を前記第１直進経路に隣接する第２直進経路に向けて旋回走行させる旋回制御と、を実行可能である、ことを特徴とする田植機にある。

また、本発明は、走行装置に支持される走行機体と、
前記走行機体を操向する操向部と、
圃場に苗を植え付ける植付作業機と、
前記植付作業機を昇降する昇降装置と、
前記操向部を制御する制御部と、を備え、
前記制御部は、
前記走行機体が一方向に走行する基準走行を行うことにより基準方位を設定する基準方位設定処理と、
前記基準方位と平行な複数の直進経路を設定する直進経路設定処理と、
前記複数の直進経路のうちいずれか１つの直進経路に沿って前記走行機体が走行するように前記操向部を制御する直進制御と、
前記複数の直進経路のうちの第１直進経路に沿った直進制御の実行中において、前記基準走行中及び前記複数の直進経路のうちいずれか１つの直進経路に沿った走行中の最初に前記植付作業機が接地した点または前記植付作業機が接地した状態から最初に前記植付作業機が上昇を開始した点を通り前記基準方位と直交する仮想線に前記走行機体が達したことを契機に開始され、前記操向部を一定の操舵角に維持することにより前記走行機体を前記第１直進経路に隣接する第２直進経路に向けて旋回走行させる旋回制御と、を実行可能である、ことを特徴とする田植機にある。

請求項１に係る本発明によると、直進制御の実行中において、基準走行中に旋回を開始した点を通り基準方位と直交する仮想線に走行機体が達したことを契機に旋回制御を開始するので、圃場マップ情報や外周ティーチング走行（畦位置情報の取得）等を必要としない簡単で手間のかからない操作により旋回制御を高い精度で行うことができる。

さらに、操舵角を所定角度に維持する簡単で処理負担が小さい制御で旋回制御を行い、旋回制御終盤の次行程の直進経路との機体位置合わせを直進制御のルーチンで行うため、複雑で処理負担の大きな旋回制御を用いることなく自動走行の制御を行うことができる。

また、旋回走行中の所定の契機に基づいて次工程の直進経路に沿って直進制御の再開を許容するので、旋回走行の終了後の走行機体のふらつきを抑制し、誤作動なくスムーズに一連の自動運転制御を行うことができる。

請求項２に係る本発明によると、直進制御の実行中において、基準走行中及び複数の直進経路のうちいずれか１つの直進経路に沿った走行中の最初に植付クラッチが接続された点又は最初に植付クラッチが切断された点を通り基準方位と直交する仮想線に走行機体が達したことを契機に旋回制御を開始するので、圃場マップ情報や外周ティーチング走行（畦位置情報の取得）等を必要としない簡単で手間のかからない操作により旋回制御を高い精度で行うことができる。

さらに、操舵角を所定角度に維持する簡単で処理負担が小さい制御で旋回制御を行い、旋回制御終盤の次行程の直進経路との機体位置合わせを直進制御のルーチンで行うため、複雑で処理負担の大きな旋回制御を用いることなく自動走行の制御を行うことができる。

請求項３に係る本発明によると、直進制御の実行中において、基準走行中及び複数の直進経路のうちいずれか１つの直進経路に沿った走行中の最初に植付作業機が接地した点又は最初に植付作業機が上昇を開始した点を通り基準方位と直交する仮想線に走行機体が達したことを契機に旋回制御を開始するので、圃場マップ情報や外周ティーチング走行（畦位置情報の取得）等を必要としない簡単で手間のかからない操作により旋回制御を高い精度で行うことができる。

さらに、操舵角を所定角度に維持する簡単で処理負担が小さい制御で旋回制御を行い、旋回制御終盤の次行程の直進経路との機体位置合わせを直進制御のルーチンで行うため、複雑で処理負担の大きな旋回制御を用いることなく自動走行の制御を行うことができる。

本発明を適用し得る田植機を示す平面図。 その側面図。 その制御部分を示すブロック図。 ティーチング走行制御を示すフロー図。 自動旋回制御を示すフロー図。 自動旋回制御を示すフロー図。 自動旋回制御を示すフロー図。 自動旋回制御を示すフロー図。 自動旋回制御を示すフロー図。 自動旋回制御を示すフロー図。 （Ａ）は、圃場外形データ演算フロー、（Ｂ）は、自動旋回制御を示すフロー図。 自動旋回報知制御を示すフロー図で、（Ａ），（Ｂ）は、異なる実施の形態を示す。 自動操舵制御を示すフロー図。 操作パネルを示し、（Ａ）は、正体斜視図、（Ｂ）は、一部を拡大した正面図。 一部変更した操作パネルを示し、（Ａ）は、正体斜視図、（Ｂ）は、一部を拡大した正面図。 自動操舵の圃場面を示す平面図。 その枕地での拡大図。 圃場面での警告報知を示す図で、（Ａ），（Ｂ），（Ｃ）は、異なる状況を示す。

以下、図面に沿って、本発明の実施の形態について説明する。作業車両としての乗用型の田植機１は、図１及び図２に示すように、走行装置としての前輪２及び後輪３により支持される走行機体５を有し、走行機体５の後部には昇降リンク機構６を介して植付作業機７が昇降自在に支持されている。走行機体５の前部にはボンネット９で覆われているエンジンが搭載されており、該エンジンの左右両側には予備苗台１０が配置されている。エンジンの動力は、後輪３の間に配置されたリヤアクスルケース（不図示）を介して後輪３に伝達され、植付クラッチ（不図示）を介して植付作業機７に伝達される。植付クラッチが作動することにより、植付作業機７へ伝達されるエンジンからの動力が断接される。上記走行機体５の後部は、運転席１１になっており、該運転席にはオペレータが座れるシート１２が配置され、その前方にはステアリングハンドル１３及び主変速レバー１５、副変速レバー１６及び作業機操作レバー１７及び各種スイッチ、表示用パネル等が配置されている。ステアリングハンドル１３は、走行機体５の下部に配置されている操向装置４によって前輪２と連結されている。前輪２は、オペレータによるステアリングハンドル１３の操向操作により、ステアリングハンドル１３の操舵角に応じて操舵される。なお、ステアリングハンドル１３及び操向装置４によって、本実施の形態において、走行機体５を操向する操向部Ｓが構成される。

上記走行機体５には運転席１１の前方の左右において上方に延びた２本のステー１９が立設されており、該ステーの上方を幅方向に連結する横バー２０に２個のＧＰＳ受信機２１，２１が機体中心から等間隔隔てて配置されており、これら２個のＧＰＳ受信機２１は、田植機１の位置を検出し得ると共に、２個の受信機を結んだ直線に直交する直線方向を前後方向として、この前後方向に対して左右の受信機が左右何れにあるかにより、走行機体５の現在の前進方向を特定し得る。

運転席１１前方には、図１４に示すように、操作パネル２３が配置されており、該操作パネルには始点Ａ点登録スイッチ２５ａ及び終点Ｂ点登録スイッチ２５ｂを有するＡ−Ｂ地点入力部２５と、自動直進及び自動旋回の両方のＯＮ状態とＯＦＦ状態とを切り替える自動操舵スイッチ２６ｄを有する自動操舵モード選択部２６と、上記スイッチの作動状態や、速度超過、速度アップＯＫ、目標ライン上等、自動直進走行及び自動旋回走行中の走行機体５の状態を表示する各ランプと、が配置されており、各ランプは、各スイッチのオン状態等で点灯表示する。

また、一部変更した実施の形態として、図１５に示すように、操作パネル２３には、Ａ−Ｂ地点入力部２５、速度超過、速度アップＯＫ、目標ライン上の各ランプの外、自動直進のＯＮ状態とＯＦＦ状態を切り替える自動直進スイッチ２６ａと、自動直進及び自動旋回の両方のＯＮ状態とＯＦＦ状態とを切り替えるフル操舵スイッチ２６ｂと、を有する自動操舵モード選択部２６と、自動直進、左自動旋回及び右自動旋回を選択し得るＯＮ／ＯＦＦスイッチ２７とを有する。

上記走行機体５には、図３に示すように、ＧＮＳＳ（全地球測位システム）ユニット３０及び制御部としての制御ユニット３１が配置されており、これらＧＮＳＳユニット３０及び制御ユニット３１がＣＡＮ通信されている。ＧＮＳＳユニット３０は、前記ＧＰＳ受信機２１から基準（位置）情報（２１ａ）と方位（前進方向）情報（２１ｂ）が入力され、タブレット（携帯端末、ナビゲーションソフト）３２からの各情報が入力され、またＲＩＫ基地局（補正情報出力装置）３３からの情報が補正信号受信装置３５を介して入力されて、上記ＧＰＳ受信機２１からの情報が補正される。なお、タブレット３２が本実施の形態における制御部を構成してもよいし、ＧＮＳＳユニット３０、制御ユニット３１及びタブレット３２によって本実施の形態における制御部が構成されていてもよいし、制御部の構成としては、多様な構成が考えられる。

制御ユニット３１は、ＣＰＵ３１ａ、記憶部としてのＲＯＭ３１ｂやＲＡＭ３１ｃを有しており、ＣＰＵ３１ａは、必要に応じてＲＯＭ３１ｂやＲＡＭ３１ｃに記憶された情報、タブレット３２やＧＮＳＳユニット３０から入力された情報を用いて各種演算を行う。制御ユニット３１には前記操作パネル２３の始点Ａ点登録スイッチ２５ａ、終点Ｂ点登録スイッチ２５ｂ、自動直進スイッチ２６ａ、フル操舵スイッチ（自動直進、自動旋回）２６ｂ、入力操作を受け付けて入力操作に応じて信号を出力する操作手段（自動旋回操作手段）としての自動左旋回開始スイッチ２２ａ及び自動右旋回開始スイッチ２２ｂ、作業機操作カムポテンショ２４、リフト角ポテンショ２８、植付クラッチ接続センサー２９からの信号が入力され、更に主変速レバー１５から変速信号、副変速レバー１６からの副変速、前後進信号が入力され、ステアリングハンドル１３による操舵角センサー３８の旋回角信号が入力され、車速センサー３６からの車速信号、及び走行距離を計測する計測手段としての回転センサー３７からの走行機体５の走行距離信号が入力される。

作業機操作カムポテンショ２４は、回動して油圧コントロールバルブ（不図示）を開閉する作業機操作カム（不図示）の回動位置を検出する。作業機操作カムは、上昇位置、固定位置、下降位置及び植付位置の各回動位置を有しており、それぞれの回動位置は作業機操作カムポテンショ２４により検出される。作業機操作カムの各回動位置に従い油圧コントロールバルブが開閉されると、植付作業機７（図２参照）が昇降する。

作業機操作カムが上昇位置に位置しているときは、植付作業機７は上限高さまで上昇動作する上昇状態となり、作業機操作カムが固定位置に位置しているときは、植付作業機７は昇降動作が停止して任意の高さが維持される固定状態となり、作業機操作カムが下降位置に位置しているときは、植付作業機７はフロート８（図２参照）が接地するまで下降動作する下降状態となる。また、フロート８が接地している状態においては、植付作業機７は、圃場面への追従に伴うフロート８の姿勢及び高さの変化に基づいて油圧コントロールバルブが開閉されて自動的に昇降され、植付深さが一定に保たれる自動昇降状態となる。また、植付作業機７の昇降高さは、昇降リンク機構６（図２参照）の角度に基づいて図３に示すリフト角ポテンショ２８により検出される。植付クラッチ接続センサー２９は、植付クラッチの入切（接続、切断）を検出する。

また、制御ユニット３１から、ステアリングハンドル１３を自動操舵（自動制御）する自動操舵信号がステアリングモータ３９に出力され、かつ報知ブザー４０及び報知表示部４１に出力される。なお、ステアリングモータは、ステアリングハンドルを直接回動するように構成されていてもよいし、操向部における他の部位を操作するように構成されていてもよい。

図４及び図１６に沿って、制御ユニット３１が実行するティーチング走行制御について説明する。田植機１が圃場の所定箇所から侵入し、予め圃場面に標付けられているＡ点に田植機１の植付中央位置を合せる。又は、田植機１を後退してその後面を畦に当接した位置から前進して、植付２回り（又は１回り）分の距離を進行した時点をＡ点と設定する。田植機１は、上記Ａ点に植付中央位置を合せ、かつ予め標付けられているＢ点に向くように、横方向の畔と平行になるように進行方向を合せる。この状態で、オペレータは、始点Ａ点登録スイッチ２５ａを押圧して、Ａ点を登録し（Ｓ１）、植付作業を行いながら一方向（図１６のＹ方向）に向けて走行するティーチング走行（基準走行）を開始する。田植機１の植付中央位置がＢ点に到ると、オペレータは、それをみて終点Ｂ点登録スイッチ２５ｂを押圧してＢ点を登録する（Ｓ２）。また、予め植付距離Ｄｗを制御ユニット３１内に格納し、回転センサー３７により田植機１の植付走行距離を測定し、該植付走行距離が上記植付距離Ｄｗに達した位置を終点Ｂ点として、オペレータがＢ点登録スイッチ２５ｂを押すようにしてもよい。

そして、上記登録された上記Ａ点をＢ点から植付作業を行う際の基準の方位（方向）となる基準方位（Ｙ方向）としての基準ライン（仮想線）Ｌｋ０を演算（設定）する（Ｓ３）。更に、該基準ラインＬｋ０に平行に、植付幅を演算して次工程以降の複数の直進経路としての走行目標ライン（仮想線）Ｌｋ１（第１直進経路），Ｌｋ２（第２直進経路），Ｌｋ３，・・・，Ｌｋｎを演算（設定）する（Ｓ４）。なお、基準方位を設定するステップＳ３の処理が、本実施の形態における基準方位設定処理を構成し、複数の直進経路を設定するステップＳ４の処理が、本実施の形態における直進経路設定処理を構成する。

ついで、図５、図１６〜図１８に沿って、自動旋回制御について説明する。田植機１は、自動直進と自動旋回の両方がＯＮ状態にある。即ち、図１４に示す操作パネル２３では、自動直進スイッチ２６ａを操作し、図１５に示す操作パネルでは、モード選択のフル操舵スイッチ２６ｂを操作して、自動直進及び自動旋回を共にＯＮ状態とする（自動操舵モードがフル）。従って、自動直進はＯＮ状態にあり（Ｓ７；ＹＥＳ）、自動旋回報知制御に入る（Ｓ９）。自動直進のＯＮ状態では、制御ユニット３１によるステアリングモータ３９の制御によって、走行目標ライン（直進経路、Ｌｋ１，Ｌｋ２，・・・，Ｌｋｎ）に沿って走行機体５が直進走行するように、ステアリングハンドル１３を制御する直進制御が実行される。

走行機体５が直進制御によって直進走行しながら植付作業が進行し、田植機１がＢ位置に対応する自動旋回位置に所定距離まで近づくと、自動旋回報知制御が作動する。該自動旋回報知制御は、例えば図１８（Ａ）に示すように、「まもなく旋回開始点に到達します。」と報知する。該自動旋回報知により、オペレータは、自動旋回開始を事前に知り、利便性を高めることができる。自動旋回報知制御では、走行機体５の位置が、自動旋回開始位置としての、ティーチング走行において記憶したＡ点又はＢ点、前回までの作業で植付クラッチが入切された地点（苗の植え付けを開始した点、苗の植え付けを終了した点）、又は旋回前に作業機が上昇開始した地点、旋回後に作業機が接地した地点を通り、基準ラインＬｋ０と直交する仮想線Ｘ１に所定距離まで近づいたか（達したか）判断される。

そして、オペレータは、該報知により田植機１の旋回開始点を注視し、前記基準ラインＬｋ０のＢ点に対応する前工程での植付開始点に合せて、又は植付距離Ｄｗに基づき制御ユニット３１からの指令により、ステアリングハンドル１３を旋回方向に操舵する。操舵角センサー３８が、隣接する次工程の直進経路に向けたステアリングハンドル１３の所定角θ０以上の操舵を検出すると（Ｓ１０；ＹＥＳ）、旋回開始位置（自動旋回ＯＮ）として設定され、旋回フラグがセットされ、報知発動される（Ｓ１１）。この状態では、フル操舵スイッチ２６ｂにより自動操舵モードがフルになっているので（Ｓ１２；ＹＥＳ）、自動直進ＯＮ規制状態となる。自動直進ＯＮ規制状態は、自動直進ＯＮ状態であっても直進制御が実行されない状態である。

なお、制御ユニット３１は、ステップＳ１０において、ステアリングハンドル１３の所定角θ０以上の操舵を検出する代わりに、ジャイロセンサー等によって走行機体５の所定角θｋ０以上の旋回を検出してもよいし、ＧＮＳＳユニット３０により算出した走行機体５の進行方向と基準ラインＬｋ０との所定以上の角度差を検出してもよいし、オペレータによる自動左旋回開始スイッチ２２ａや自動右旋回開始スイッチ２２ｂの操作を検出してもよいし、オペレータによるタッチパネル（不図示）等の操作手段に対する操作を検出してもよい。ステアリングハンドル１３は、自動左旋回開始スイッチ２２ａが押圧操作（入力操作）されると左に操舵され、自動右旋回開始スイッチ２２ｂが押圧操作（入力操作）されると右に操舵される。これにより、オペレータがステアリングハンドル１３を直接操作しなくても、確実な旋回方向を設定することができる。また、自動左旋回開始スイッチ及び自動右旋回開始スイッチは押圧操作されるボタン式のスイッチに限らず、トグルスイッチ、ロッカースイッチ、ロータリースイッチ等でもよく、オペレータによる入力操作によって制御部に信号を出力可能であればよい。

自動旋回のＯＮ状態かつ自動直進ＯＮ規制状態では、制御ユニット３１によるステアリングモータ３９の制御によって、ステアリングハンドル１３の操舵角が一定の操舵角（所定旋回角度）に固定維持される旋回制御が実行される（Ｓ１３）。制御ユニット３１による旋回制御の実行中において、走行機体５は、次工程の直進経路に向けて旋回走行をする。なお、制御ユニットは、旋回制御において、前輪２の操舵角が固定維持されるように操向装置４を制御してもよい。また、本実施の形態において、走行機体５は、走行装置としての前輪２及び後輪３によって支持されているが、これに限定されない。例えば、走行装置は、フルクローラやハーフクローラであってもよい。また、操向装置は、クローラを操作するレバー等の操作部や差動装置であってもよく、このような場合、本願の操舵角とは、左右のクローラの回転差や操作部の操作量を指す。

枕地Ｍ１（枕地領域、図１６参照）において、田植機１が旋回走行の途中（半ば）では、ステアリングハンドル１３は、所定旋回角度にあり、所定角θ０以上の操舵はないので（Ｓ１０；ＮＯ）、旋回フラグが判断され、該旋回フラグはセットされているので（Ｓ１４；セット）、旋回開始位置からの直進方向（基準ラインＬｋ０）に対する機体角度が所定角度θ１（例えば９０度、図１７参照）以上旋回したか判断される（Ｓ１５）。該機体が旋回の半ばで所定角度θ１未満の場合（Ｓ１５；ＮＯ）、自動直進ＯＮ規制状態が継続され、走行機体５は、ステアリングハンドル１３の所定旋回角度（本実施形態では最小旋回半径を得る旋回角度）で旋回走行が続行される（Ｓ１６）。

上記機体の直進方向に対する旋回角度が所定角θ１（例えば９０°）以上となって、走行機体５の位置が前工程の直進経路よりも次工程の直進経路に近い位置になると（Ｓ１５；ＹＥＳ）、自動直進ＯＮ許容状態となり、報知発動される（Ｓ１７）。田植機１の旋回が半ばを超えると、直進制御における直進経路の認識が次行程の直進経路に移行したものとみなし、旋回制御から直進制御への切り替えを許容する自動直進ＯＮ許容状態となる。このように、旋回走行中における所定の契機に基づいて次工程の直進経路に沿った直進制御の開始を許容するので、制御ユニット３１が前工程の直進経路に沿って直進制御を開始してしまうことの防止を図ることが可能となる。

旋回開始位置からの直進方向に対する機体角度が所定角度θ２（例えば１６０度、図１７参照）以上旋回すると、言い換えると、基準ラインＬｋ０（又は走行目標ラインＬｋ２）と走行機体５の進行方位との角度（方位差）が所定角度θ２以上に達すると（Ｓ１９；ＹＥＳ）、旋回フラグがリセットされ、低速で条合わせするため、速いとの警告が報知発動される（Ｓ２０）。例えば図１８（Ｂ）に示すように、「速度超過、速度を落として下さい。」と報知され、旋回制御が終了される（Ｓ２１）。なお、制御部は、ステップＳ１９及びＳ２０の処理を実行する代わりに、次工程の直進経路である走行目標ラインＬｋ３と走行機体の進行方位との角度（方位差）が所定角度以下となったかを判定し、所定角度以下となった場合に、旋回フラグをリセットして報知発動を行ってもよい。このように、走行機体５の１８０°旋回が終了する前の旋回走行中に旋回制御から直進制御に切り替えられる。

尚、前記ステップＳ１５で自動直進ＯＮ許容状態で図１５のＯＮ／ＯＦＦスイッチ２７中の自動直進スイッチを押し操作すると、上述の自動的な直進制御へ切り替えに先立って人為的に旋回制御から直進制御に切り替えることができる。

ついで、一部変更した自動旋回制御について説明する。図６に示す自動旋回制御は、先に説明した図５に示す自動旋回制御に対し、ステップＳ１５，Ｓ１９で一部相違し、他のステップは同じであるので、該変更されたステップを中心に説明する。ステップＳ１３で旋回が開始されているので、ステップＳ１４の旋回フラグはセット状態にある。田植機１が、旋回開始位置から、旋回走行の半ばに相当する所定距離、例えば、走行機体５の位置が前工程の直進経路よりも次工程の直進経路に近い位置となる所定距離Ｌｍ１（図１７参照）以上走行すると（Ｓ１５−２；ＹＥＳ）、自動直進ＯＮ許容状態になると共に報知発動し（Ｓ１７）、旋回開始位置から所定距離Ｌｍ２（図１７参照）以上走行されたか判断される（Ｓ１９−２）。該所定距離Ｌｍ２は、走行機体５が略９０°転向する状態となる距離であり、該ステップＳ１９−２でＹＥＳの場合、旋回フラグがリセットされ（Ｓ２０）、旋回制御が終了される（Ｓ２１）。

図７に示す自動旋回制御も同様に、ステップＳ１５，Ｓ１９が相違し、他のステップは同様なので、変更部分を中心に説明する。ステップＳ１４において、旋回フラグがセット状態にあると、走行機体５の進行方向（進行方位）が第１の所定方向、例えば、走行機体５の進行方向と基準ラインＬｋ０との方位差（角度差）が所定の角度であるか否かが判断される。具体的には、走行機体５の進行方向の基準ラインＬｋ０（植付仮想線）に対する角度が９０度に達して、走行機体５の位置が前工程の直進経路よりも次工程の直進経路に近い位置になったか否かが判断される（Ｓ１５−３）。該ステップＳ１５−３でＹＥＳの場合、即ち機体が第１の所定方向である場合、自動直進のＯＮが許容され（Ｓ１７）、更に機体の旋回が進行して、機体の進行方向が第２の所定方向、即ち１８０度に近い角度か判断される（Ｓ１９−３）。そして、機体の進行方向が第２の角度になると（Ｓ１９−３；ＹＥＳ）、旋回フラグがリセットされて（Ｓ２０）、旋回制御が終了される（ステップＳ２１）。

図８に示す自動旋回制御は、ステップＳ１５のみが相違し、他のステップは、図５に示す自動旋回制御と同じである。旋回フラグがセット状態にあると（Ｓ１４；セット）、目標ラインが既に植付作業が終了したラインにあるか次に植付けるラインかを判断する（Ｓ１５−４）。即ち、走行機体５と次工程の直進経路（例えば、図１７に示すＬｋ３）との基準ラインＬｋ０と直交する直交方向Ｘの距離が、走行機体５と前工程の直進経路（例えば、図１７に示すＬｋ２）との直交方向の距離以下となって、走行機体５の位置が前工程の直進経路よりも次工程の直進経路に近い位置である場合、自動直進ＯＮ許容状態となるステップＳ１７に進む。このように、制御ユニット３１は、走行機体５と次工程の直進経路（例えば、Ｌｋ３）との直交方向の距離が、走行機体と前工程の直進経路（例えば、Ｌｋ２）との直交方向の距離以下であることに基づいて、旋回制御を終了し、直進制御を開始してもよい。なお、制御部は、走行機体と次工程の直進経路との直交方向の距離が、走行機体と前工程の直進経路との直交方向の距離によらない所定距離以下であることに基づいて、旋回制御を終了し、直進制御を開始してもよい。

また、上述した自動旋回制御において、ステップＳ１０でステアリングハンドルの所定角θ０以上の操作があるかを判断したが、該ステップＳ１０を、不図示のジャイロセンサーからの信号やＧＮＳＳユニット３０により算出した走行機体５の速度に基づいて走行機体の旋回角度を検出し、該旋回角度が所定角度以上操作されているかを判断するようにしてもよい。

図９に示す自動旋回制御は、ステップＳ１０のみが相違し、他のステップは、図５に示す自動旋回制御と同じである。自動旋回報知制御（Ｓ９）により報知が行われ、田植機１がＲＯＭ３１ｂやＲＡＭ３１ｃに記憶した作業イベント地点、例えばティーチング走行で記憶した旋回の始点Ａ、旋回の終点Ｂ、ティーチング走行若しくは自動直進経路に沿った自動直進走行における最初の作業走行時に植付クラッチが入切された地点（苗の植え付けを開始若しくは終了した地点）、ティーチング走行若しくは自動直進経路に沿った自動直進走行における最初の作業走行時に植付作業機７が接地した地点、又はティーチング走行若しくは自動直進経路に沿った自動直進走行における最初の作業走行時に植付作業機７が上昇を開始した地点を通り、基準ラインＬｋ０と直交する仮想線Ｘ１（Ｘ２、図１６参照）に到達したか判断される（Ｓ１０−５）。

なお、田植機１が作業イベント地点に到達したか否かを判断する際の田植機１の位置は、植付作業機の植え付け位置（植え付けが行われる位置）を基準としてもよいし、リヤアクスルケースの位置を基準にしてもよいし、走行機体や作業機の他の部位を基準にしてもよい。また、植付作業機７の接地や上昇の開始は、作業機操作カムポテンショ２４（図３参照）によって検出してもよいし、リフト角ポテンショ２８（図３参照）によって検出してもよい。田植機１が作業イベント地点に到達すると（Ｓ１０−５；ＹＥＳ）、旋回開始位置（自動旋回ＯＮ）として設定され、旋回フラグがセットされ、報知発動される（Ｓ１１）。

図１０に示す自動旋回制御は、ステップＳ１０のみが相違し、他のステップは、図５に示す自動旋回制御と同じである。自動旋回報知制御（Ｓ９）により報知が行われ、植付クラッチが接続されてからの田植機１の走行距離が所定距離に達したか判断される（Ｓ１０−６）。植付クラッチが接続されてからの田植機１の走行距離が所定距離に達すると（Ｓ１０−６；ＹＥＳ）、旋回開始位置（自動旋回ＯＮ）として設定され、旋回フラグがセットされ、報知発動される（Ｓ１１）。

また、圃場の外周走行や圃場マップデータの取得に基づいて圃場外形データを演算し、この圃場外形データに基づいて自動旋回を行うように構成してもよい。図１１（Ａ）は、圃場外形データを演算する圃場外形データ演算フローであり、図１１（Ｂ）は、圃場外形データに基づいて自動旋回を行うための自動旋回制御のフローである。図１１（Ｂ）に示す自動旋回制御は、ステップＳ１０のみが相違し、他のステップは、図５に示す自動旋回制御と同じである。

オペレータは、外周走行により圃場外形データを演算する場合、まず、圃場の外周に沿って田植機１を走行させるティーチング走行を行う。このとき、オペレータは、Ａ点及びＢ点を登録するＹ方向（第１の方向、図１６参照）に向けた走行に加え、Ｙ方向と交差するＸ方向（第２の方向、図１６参照）に向けた走行を行う。制御ユニット３１は、田植機１がＸ方向に向けて走行した際にＧＮＳＳユニット３０により算出した走行機体５の位置を取得し（Ｓ５１）、この際の走行機体５の位置と、予め制御ユニット３１に記憶されている植付作業機７の左右方向の幅と、から枕地Ｍ１及び作業エリアＷ１を演算する（Ｓ５２）。具体的には、Ｓ５２の処理において、制御ユニット３１は、田植機１が外周に沿ってＸ方向に走行した際（制御ユニット３１がＳ５１の処理を実行した際）の植付作業機７の側端部（走行機体５の側端部近傍）を通りＸ方向に平行な線であり、枕地Ｍ１と作業エリアＷ１との境界線である、仮想線Ｘ１，Ｘ２を演算して記憶する。なお、田植機１（走行機体５）がＸ方向に走行することにより実行されるステップＳ５１の処理が、本実施形態における枕地設定処理を構成する。枕地Ｍ１及び作業エリアＷ１の演算を行うと、制御ユニット３１は、予定作業経路を演算し（Ｓ５３）、作業イベント地点（作業開始点、作業終了点、旋回開始点、旋回終了点等）を演算する（Ｓ５４）。

また、制御ユニット３１は、例えばタブレット３２から入力された圃場マップデータ（地図データ）に基づいて枕地Ｍ１及び作業エリアＷ１の演算を行ってもよい。この場合、圃場の外周に沿って田植機１をＸ方向に走行させる工程を省くことが可能となる。なお、田植機１は、圃場外形データ演算フローにおける演算結果が制御ユニット３１に記憶されるものに限らず、タブレット３２等の外部装置に記憶されるように構成されていてもよい。

図１１（Ｂ）に示す自動旋回制御では、自動旋回報知制御（Ｓ９）により報知が行われ、田植機１がステップＳ５４で演算された旋回開始点に達したか、即ち、植付作業機７の植え付け位置が仮想線Ｘ１又は仮想線Ｘ２に達したか判断される（Ｓ１０−７）。田植機１が旋回開始点に達すると（Ｓ１０−７；ＹＥＳ）、旋回開始位置（自動旋回ＯＮ）として設定され、旋回フラグがセットされ、報知発動される（Ｓ１１）。

ついで、ステップＳ９に示す自動旋回報知制御について図９に沿って説明する。図１２（Ａ）において、ＲＯＭ３１ｂやＲＡＭ３１ｃに記憶した作業イベント地点、例えばティーチング走行で記憶した旋回の始点Ａ、旋回の終点Ｂ、自動直進経路に沿った最初の作業走行時に植付クラッチが入切された地点、自動直進経路に沿った最初の作業走行時に作業機が接地した地点、作業機が上昇を開始した地点を通り、基準ラインＬｋ０と直交する仮想線Ｘ１（Ｘ２、図１６参照）に所定距離まで接近したか判断される（Ｓ２５）。該ステップＳ２５がＹＥＳの場合、表示、音等の報知がなされる（Ｓ２６）。

図１２（Ｂ）において、植付クラッチ入りから所定距離走行したか判断され（Ｓ２７）、該ステップＳ２７がＹＥＳの場合、報知がなされる（Ｓ２６）。

ついで、図１３に沿って自動操舵制御について説明する。自動操舵（直進）制御は、ティーチング走行制御で演算された走行目標ライン（仮想線）から、現在の田植機１に最も近いラインを目標ラインとして検出して設定する（Ｓ３０）。前述した自動旋回制御を実行し（Ｓ３１）、自動直進ＯＮ許容状態か判断する（Ｓ３２）。ここで、自動直進ＯＮ規制状態である場合（Ｓ３２；ＮＯ）、例えば、走行機体５の位置が次工程の直進経路よりも前工程の直進経路に近い場合、仮に自動操舵スイッチ２６ｄやフル操舵スイッチ２６ｂが操作されても自動直進走行は開始されないため、前工程の直進経路に沿って自動直進走行が開始されることを防止している。自動直進ＯＮ許容状態である場合（Ｓ３２；ＹＥＳ）、実際に自動直進がＯＮ状態であるか判断される（Ｓ３３）。自動直進がＯＮ状態でない場合、即ち、自動直進がＯＦＦ状態である場合（Ｓ３３；ＮＯ）、走行目標ラインとの横ずれが所定値Ｄａｕｔｏ以内か（Ｓ３５）、走行目標ラインとの方向ずれが所定値θａｕｔｏ以内か（Ｓ３６）、現行速度Ｖが所定値Ｖａｕｔｏ以内か（Ｓ３７）判断される。これらステップＳ３５，Ｓ３６，Ｓ３７がいずれも所定値以内の場合、自動旋回がＯＦＦ状態となり旋回制御が終了されると共に自動直進がＯＮ状態となり、それに基づく報知が発動される（Ｓ３９）。走行目標ラインとの横ずれが所定値Ｄｔｏｌｅ以内で（Ｓ４０；ＹＥＳ）、かつ走行目標ラインとの方向ずれが所定値θｔｏｌｅ以内の場合（Ｓ４１；ＹＥＳ）、図１８（Ｃ）に示すように、速度アップＯＫを報知する（Ｓ４６）。これにより、オペレータは、速度アップを操作して田植機１を増速する。

ステップＳ４０又はＳ４１でＮＯの場合、即ち走行機体５が横ずれ又は方向ずれしている場合、それに応じて修正操舵角θｓが演算され、ステアリングモータ３９へ該修正操舵角θｓを出力して、機体ずれを修正する（Ｓ４２）。このように、ステップＳ４０、ステップＳ４１及びステップＳ４２の処理により、本実施の形態において、複数の直進経路のうちいずれか１つの直進経路に沿って走行機体５が走行するように操向部Ｓを制御する直進制御が構成される。更に、現行速度Ｖが所定値Ｖｔｏｌｅ以上の場合（Ｓ４３；ＹＥＳ）、速度超過を警告報知する（Ｓ４５）。

以上説明したように、本実施の形態における田植機１は、オペレータの操作に基づいて処理負担の小さい簡易な制御である旋回制御を開始し、旋回制御の実行中の所定の契機に基づいて旋回制御を終了して、次工程の直進経路に沿った直進制御を開始する。これにより、畦との接触を防ぎつつ、処理負担の小さい簡易な制御により枕地での田植機１の自律旋回を行うと共に、旋回終了前に次工程の直進経路に向けた走行機体５の走行経路の調整を行うことが可能となる。これにより、植付の開始後の直進制御によるふらつき（オーバーシュート）を抑制し、植付けの作業性を向上することが可能となる。また、機体に最も近い直進経路の認識が、次行程の直進経路に確実に移ったであろう機体状態の検出により直進制御への移行が許容されるので、従来の直進制御のルーチンに対して大きな修正を加えることなく、旋回制御のルーチンを追加することも容易となる。

なお、上述した実施の形態は、ステアリングハンドル１３の操作角、直進方向（基準ラインＬｋ０）に対するステアリングハンドル角を検出したが、これに限らず、ステアリングハンドルにより操作された機体の旋回を検出してもよい。

また、制御ユニット３１は、上述した実施の形態において、旋回走行中において、走行機体５の進行方位と次工程の直進経路との方位差、走行機体５と次工程の直進経路との直交方向の距離、旋回制御の開始時における走行機体５の進行方位と旋回走行中の走行機体５の進行方位との方位差、旋回制御の開始時からの走行機体５の走行距離等の条件に応じた所定の契機に基づいて、旋回制御を終了して次工程の直進経路に沿った直進制御を開始するが、これに限定されない。制御部は、上述した他の契機、例えば、オペレータのスイッチ操作や旋回終了位置との距離等に基づいて旋回制御を終了して次工程の直進経路に沿った直進制御を開始してもよいし、上述した条件のうち複数の条件を共に満たす場合に、旋回制御を終了して次工程の直進経路に沿った直進制御を開始してもよいし、上述した条件のうち複数の条件のうち少なくとも１つを満たす場合に、旋回制御を終了して次工程の直進経路に沿った直進制御を開始してもよい。例えば、制御部は、走行機体の進行方位と次工程の直進経路との方位差が所定角度以下である、及び走行機体と次工程の直進経路との直交方向の距離が所定距離以下である、の少なくとも一方である場合に、旋回制御を終了して次工程の直進経路に沿った直進制御を開始してもよい。また、制御部は、上記所定の契機に基づいて、直進制御の開始後に旋回制御を終了してもよいし、旋回制御の終了後に直進制御を開始してもよい。

また、上述したいずれの実施の形態においても、作業車両として乗用型の田植機１について説明をしたが、これに限定されない。作業車両は、例えば、トラクタやコンバイン等、他の作業車両であってもよい。

１ 作業車両（田植機）
２ 走行装置（前輪）
３ 走行装置（後輪）
５ 走行機体
７ 植付作業機
３１ 制御部（制御ユニット）
Ｌｋ１〜Ｌｋｎ 直進経路
Ｓ 操向部
Ｓ３ 基準方位設定処理
Ｓ４ 直進経路設定処理
Ｓ４０〜Ｓ４１ 直進制御
Ｘ１，Ｘ２ 仮想線
Ｙ 基準方位

Claims (3)

1. 走行装置に支持される走行機体と、
   前記走行機体を操向する操向部と、
   前記操向部を制御する制御部と、を備え、
   前記制御部は、
   前記走行機体が一方向に走行する基準走行を行うことにより基準方位を設定する基準方位設定処理と、
   前記基準方位と平行な複数の直進経路を設定する直進経路設定処理と、
   前記複数の直進経路のうちいずれか１つの直進経路に沿って前記走行機体が走行するように前記操向部を制御する直進制御と、
   前記複数の直進経路のうちの第１直進経路に沿った直進制御の実行中において、前記基準走行中に旋回を開始した点を通り前記基準方位と直交する仮想線に前記走行機体が達したことを契機に開始され、前記操向部を一定の操舵角に維持することにより前記走行機体を前記第１直進経路に隣接する第２直進経路に向けて旋回走行させる旋回制御と、を実行可能であり、
   前記第１直進経路と前記第２直進経路との間の旋回走行中における所定の契機に基づいて前記第２直進経路に沿った前記直進制御の開始を許容する、
   ことを特徴とする作業車両。
2. 走行装置に支持される走行機体と、
   前記走行機体を操向する操向部と、
   圃場に苗を植え付ける植付作業機と、
   前記植付作業機への動力を断接する植付クラッチと、
   前記操向部を制御する制御部と、を備え、
   前記制御部は、
   前記走行機体が一方向に走行する基準走行を行うことにより基準方位を設定する基準方位設定処理と、
   前記基準方位と平行な複数の直進経路を設定する直進経路設定処理と、
   前記複数の直進経路のうちいずれか１つの直進経路に沿って前記走行機体が走行するように前記操向部を制御する直進制御と、
   前記複数の直進経路のうちの第１直進経路に沿った直進制御の実行中において、前記基準走行中及び前記複数の直進経路のうちいずれか１つの直進経路に沿った走行中の最初に前記植付クラッチが接続された点又は最初に植付クラッチが切断された点を通り前記基準方位と直交する仮想線に前記走行機体が達したことを契機に開始され、前記操向部を一定の操舵角に維持することにより前記走行機体を前記第１直進経路に隣接する第２直進経路に向けて旋回走行させる旋回制御と、を実行可能である、
   ことを特徴とする田植機。
3. 走行装置に支持される走行機体と、
   前記走行機体を操向する操向部と、
   圃場に苗を植え付ける植付作業機と、
   前記植付作業機を昇降する昇降装置と、
   前記操向部を制御する制御部と、を備え、
   前記制御部は、
   前記走行機体が一方向に走行する基準走行を行うことにより基準方位を設定する基準方位設定処理と、
   前記基準方位と平行な複数の直進経路を設定する直進経路設定処理と、
   前記複数の直進経路のうちいずれか１つの直進経路に沿って前記走行機体が走行するように前記操向部を制御する直進制御と、
   前記複数の直進経路のうちの第１直進経路に沿った直進制御の実行中において、前記基準走行中及び前記複数の直進経路のうちいずれか１つの直進経路に沿った走行中の最初に前記植付作業機が接地した点または前記植付作業機が接地した状態から最初に前記植付作業機が上昇を開始した点を通り前記基準方位と直交する仮想線に前記走行機体が達したことを契機に開始され、前記操向部を一定の操舵角に維持することにより前記走行機体を前記第１直進経路に隣接する第２直進経路に向けて旋回走行させる旋回制御と、を実行可能である、
   ことを特徴とする田植機。

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