JP2023021180A - 制御システム及び制御方法 - Google Patents

Abstract

【課題】非作業領域を狭くすることができ、かつ非作業領域をスムーズに旋回できる圃場作業機を提供する。【解決手段】制御システムは、予め設定された直線状経路を自動操舵又は手動操舵により走行する作業機の走行機体２の制御システムである。制御システムは、走行機体２が自動操舵されている状態で、直線状経路の終端Ｅよりも走行方向上流側における直線状経路上の指令位置ＯＰに達すると、走行機体２を減速させる減速制御を行う。【選択図】図３

Description

本発明は、制御システム及び制御方法に関する。

下記特許文献１に記載の圃場作業機は、走行機体と、圃場に対する農作業を行う圃場作業装置とを含む。圃場作業機は、直線状の作業走行経路を自動走行した後、枕地領域（非作業領域）に進入する。そして、圃場作業機は、運転者の操縦により非作業領域内で旋回し、再び直線状の作業走行経路を自動走行する。

特開２０１５－１１２０６９号公報

特許文献１に記載の圃場作業機では、圃場作業機が非作業領域を走行中であると非作業走行判別部が判別した場合、自動走行禁止部が自動走行を中断させて走行機体の操縦を運転者に委ねる。そのため、圃場作業機が非作業領域に進入してから運転者が走行機体を操縦できるようになるまでにタイムラグが生じるおそれがある。したがって、圃場作業機は、非作業領域に進入してからしばらく走行した後に、旋回し始める。非作業領域の広さが充分でない場合、非作業領域内で圃場作業機を後進させてから旋回させる必要がある。これでは、圃場作業機がスムーズに旋回できないので、非作業領域を充分に広くする必要がある。

しかし、圃場作業機をスムーズに走行させるために非作業領域を広くした場合、その代わりに作業領域が狭くなる。つまり、圃場において圃場作業機が作業する領域が狭くなる。これでは、圃場作業機の作業効率が低下するおそれがある。
そこで、この発明の主たる目的は、非作業領域を狭めることができ、かつ非作業領域をスムーズに旋回できる圃場作業機を提供することである。

一態様に係る制御システムは、予め設定された直線状経路を自動操舵又は手動操舵により走行する作業機の走行機体の制御システムであって、前記走行機体が自動操舵されている状態で、前記直線状経路の終端よりも走行方向上流側における前記直線状経路上の指令位置に達すると、前記走行機体を減速させる減速制御を行う。

一態様に係る制御方法は、予め設定された直線状経路を自動操舵又は手動操舵により走行する作業機の走行機体の制御方法であって、前記走行機体が自動操舵されている状態で、前記直線状経路の終端よりも走行方向上流側における前記直線状経路上の指令位置に達すると、前記走行機体を減速させる減速制御を行う。

図１は、本発明の一実施形態に係る田植機の側面図である。 図２は、図１の田植機の平面図である。 図３は、図１の田植機が前記圃場内を走行する様子を説明するための模式図である。 図４は、図１の田植機の電気的構成を示すブロック図である。 図５は、図４の制御部に備えられた操舵モード切換制御部によるモード切換処理の一例を説明するためのフローチャートである。 図６は、図４の制御部に備えられた切換タイミング認知促進部による切換タイミング認知促進処理の一例を説明するためのフローチャートである。 図７は、第１変形例に係る制御部の構成を示すブロック図である。 図８は、第１変形例に係る制御部の切換タイミング認知促進部による切換タイミング認知促進処理の一例を説明するためのフローチャートである。 図９は、第２変形例に係る制御部の構成を示すブロック図である。 図１０は、第２変形例に係る制御部の切換タイミング認知促進部による切換タイミング認知促進処理の一例を説明するためのフローチャートである。 図１１は、操舵モード切換制御部によるモード切換処理の別の例を説明するためのフローチャートである。

以下では、この発明の実施の形態を添付図面を参照して詳細に説明する。
以下の実施形態では、田植機を圃場作業機の一例として説明する。圃場作業機は、田植機の他、耕耘機等が取り付けられたトラクタ、コンバイン、土木・建設作業車両、除雪車等であってもよい。
図１は、本発明の第１実施形態に係る田植機１の側面図である。図２は、田植機１の平面図である。

図１および図２を参照して、田植機１は、圃場Ｆ内を走行しながら、圃場Ｆの地面に苗を植え付ける植付作業を行う。田植機１は、走行機体２と、走行機体２の後方に配置された植付部３とを備える。走行機体２は、左右一対の前輪５および左右一対の後輪６を備えており、エンジン１０の駆動力によって走行可能である。
走行機体２は、トランスミッション２７、フロントアクスル２８およびリアアクスル２９を含んでいる。トランスミッション２７は、エンジン１０からの動力を変化させてフロントアクスル２８およびリアアクスル２９に伝達する。フロントアクスル２８は、トランスミッション２７から入力された動力を前輪５に伝達する。リアアクスル２９は、トランスミッション２７から入力された動力を後輪６に伝達する。

走行機体２は、ユーザが搭乗するための運転座席７と、走行機体２の操舵を行うためのステアリングハンドル８と、走行機体２の走行速度を調節するための変速ペダル９とを含む。
ステアリングハンドル８の近傍には、ユーザが各種操作を行うための操作部１１（後述する図４参照）や、ユーザに田植機１の状態を報知する報知部１２（後述する図４参照）が設けられている。

報知部１２は、警告音を発する警告ブザー等を含む。報知部１２は、点灯または点滅する警告ランプを含んでいてもよい。報知部１２は、警告ブザーおよび警告ランプの両方を含んでいてもよい。
操作部１１としては、切換スイッチや、速度設定ボリュームなどが挙げられる。切換スイッチは、ユーザの操作に応じて、走行機体２の操舵モードを自動操舵モードと手動操舵モードとの間で切り換えるためにユーザが操作するスイッチである。自動操舵モードから手動操舵モードに切り換えるためのユーザの操作を、自動操舵解除操作という。手動操舵モードから自動操舵モードに切り換えるためのユーザの操作を自動操舵開始操作という。

自動操舵モードとは、走行機体２が自動で（後述する制御部４によって）操舵される操舵モードである。手動操舵モードとは、ユーザによるステアリングハンドル８の手動操作に応じて、走行機体２が操舵される操舵モードである。
速度設定ダイアルは、走行速度の上限を調節するために操作されるダイアルである。田植機１の走行速度は、変速ペダル９の踏み込み量によって、走行速度の上限を超えない範囲で調整される。

植付部３は、昇降リンク機構１３を介して走行機体２の後方に連結されている。走行機体２の後部には、エンジン１０の駆動力を植付部３に出力するためのＰＴＯ軸１４と、植付部３を昇降駆動するための昇降シリンダ１５とが配置されている。ＰＴＯ軸１４には、トランスミッション２７を介して、エンジン１０の駆動力が伝達される。
昇降リンク機構１３は、トップリンク１８およびロアリンク１９からなる平行リンク構造により構成されている。ロアリンク１９には、昇降シリンダ１５が連結されている。昇降シリンダ１５を伸縮動作させることによって、植付部３全体を上下に昇降させることができる。

植付部３は、地面に苗を植え付ける複数（本実施形態では３つ）の植付ユニット２１と、植付ユニット２１を駆動する植付入力ケース２０と、苗マット（図示せず）が載置される苗載台２２と、苗を植え付ける前の地面を整地する複数のフロート２３とを主に備えている。
植付入力ケース２０には、昇降リンク機構１３が連結されており、複数の植付ユニット２１が取り付けられている。

各植付ユニット２１は、植付伝動ケース２４と、一対の回転ケース２５と、二対の植付アーム２６とを有するロータリ式植付装置である。各植付ユニット２１の植付伝動ケース２４には、回転ケース２５が２つずつ取り付けられており、それぞれの回転ケース２５には、植付アーム２６が２つずつ取り付けられている。
植付入力ケース２０は、ＰＴＯ軸１４からの駆動力が入力されることによって、植付ユニット２１を駆動する。植付伝動ケース２４には、植付入力ケース２０から動力が伝動される。回転ケース２５は、植付伝動ケース２４からの動力で回転駆動される。これにより、二対の植付アーム２６の先端部は、ループ状の回転軌跡を描いて作動する。植付アーム２６の先端部は、上から下へ向かって動くときに、苗載台２２に載せられた苗マット（図示せず）から苗を掻き取って、苗を圃場Ｆの地面に植え込む。

フロート２３は、植付部３の下部に設けられている。フロート２３は、下面が圃場Ｆの地面に接触することができるように配置されている。フロート２３が地面に接触することにより、苗を植え付ける前の地面が整地される。
図３は、田植機１が圃場Ｆ内を走行する様子を説明するための模式図である。圃場Ｆは、植付作業が行われる作業領域Ｗと、植付作業が行われない非作業領域Ｎとに分けられる。作業領域Ｗは、たとえば、平面視で矩形状である。作業領域Ｗには、作業領域Ｗの長手方向に互いに間隔を空けて並ぶ複数の直線状経路Ｐが予め設定されている。直線状経路Ｐは、作業領域Ｗの短手方向に直線状に延びている。各直線状経路Ｐの始端Ｓおよび終端Ｅは、作業領域Ｗと非作業領域Ｎとの境界に位置する。

走行機体２は、圃場Ｆをつづら折り状に走行する。走行機体２は、直線状経路Ｐを、長手方向における作業領域Ｗの一端側（図３の紙面の左側）から順番に走行する。長手方向において最も他端側（図３の紙面の最も右側）に設定された直線状経路Ｐを走行機体２が走行し終えることで、作業領域Ｗにおける走行機体２の走行が終了する。
ある直線状経路Ｐから隣の直線状経路Ｐに移動するときの走行機体２の走行の様子について説明する。走行機体２は、ある直線状経路Ｐの始端Ｓから終端Ｅへ向けて走行する。走行機体２は、当該直線状経路Ｐの終端Ｅを越えると、非作業領域Ｎに進入する。その後、走行機体２は、非作業領域Ｎで旋回して１８０°の方向転換を行い、先ほどの直線状経路Ｐの隣の直線状経路Ｐを、始端Ｓから終端Ｅへ向けて走行する。

走行機体２の走行方向は、ある直線状経路Ｐと、その直線状経路Ｐの隣の直線状経路Ｐとの間で、互いに逆を向くことになる。以下では、走行機体２の走行方向の前方を「走行方向下流側」ともいい、走行機体２の走行方向の後方を「走行方向上流側」ともいう。
また、以下では、走行機体２が現在走行している直線状経路Ｐのことを第１直線状経路Ｐ１といい、走行機体２が次に走行する直線状経路Ｐのことを第２直線状経路Ｐ２ということもある。走行機体２は、第１直線状経路Ｐ１、非作業領域Ｎおよび第２直線状経路Ｐ２をこの順番で走行する。

この実施形態では、走行機体２が直線状経路Ｐを走行するときには、走行機体２が直線状経路Ｐから外れないように操舵制御する必要があるため、操舵モードが自動操舵モードに設定される。走行機体２が非作業領域Ｎを走行するときには、ユーザの操舵操作によって走行機体２を旋回させる必要があるため、操舵モードが手動操舵モードに設定される。
図４は、田植機１の電気的構成を示すブロック図である。

図４に示すように、田植機１は、走行機体２の動作（前進、後進、停止および旋回等）、および、走行機体２に装着された植付部３の動作（昇降、駆動および停止等）を制御するための制御部４を備える。制御部４には、田植機１の各部を制御するための複数のコントローラがそれぞれ電気的に接続されている。
複数のコントローラは、エンジンコントローラ３１、車速コントローラ３２、操向コントローラ３３、昇降コントローラ３４およびＰＴＯコントローラ３５を含む。

エンジンコントローラ３１は、エンジン１０の回転数等を制御するものである。エンジンコントローラ３１は、エンジン１０に設けられる燃料噴射装置としてのコモンレール装置４１と電気的に接続されている。コモンレール装置４１は、エンジン１０の各気筒に燃料を噴射するものである。この場合、エンジン１０の各気筒に対するインジェクタの燃料噴射バルブが開閉制御されることによって、燃料供給ポンプによって燃料タンクからコモンレール装置４１に圧送された高圧の燃料が各インジェクタからエンジン１０の各気筒に噴射され、各インジェクタから供給される燃料の噴射圧力、噴射時期、噴射期間（噴射量）が高精度にコントロールされる。エンジンコントローラ３１は、コモンレール装置４１を制御することで、エンジン１０の回転数等を制御する。エンジンコントローラ３１は、コモンレール装置４１を制御することで、エンジン１０への燃料の供給を停止させ、エンジン１０の駆動を停止させることもできる。

車速コントローラ３２は、走行機体２の車速（田植機１の車速でもある）を制御するものである。具体的には、トランスミッション２７（図１参照）には、例えば可動斜板式の油圧式無段変速装置である変速装置４２が設けられている。
車速コントローラ３２は、変速装置４２の斜板の角度をアクチュエータ（図示せず）によって変更することで、トランスミッション２７の変速比を変更する。これにより、所望の車速になるまで走行機体２を減速（加速）させたり、走行機体２を停止させたりできる。変速装置４２の斜板の角度の変更速度を調整することによって、走行機体２の減速度合を調整することができる。走行機体２の減速度合を調整することによって、走行機体２が減速し始めてから停止するまでの距離を調整することができる。

操向コントローラ３３は、操舵モードが自動操舵モードであるときに、前輪５の転舵角を制御するものである。具体的には、ステアリングハンドル８の回転軸（ステアリングシャフト）の中途部には、操向アクチュエータ４３が設けられている。操向コントローラ３３は、ステアリングハンドル８の回転角が目標転舵角となるように操向アクチュエータ４３を制御する。これにより、走行機体２の前輪５の転舵角が制御される。

昇降コントローラ３４は、植付部３の昇降を制御するものである。昇降コントローラ３４は、制御部４から入力された制御信号に基づいて図略の電磁弁を開閉することにより昇降シリンダ１５を駆動し、植付部３を適宜に昇降駆動させる。昇降コントローラ３４により、植付部３を、植付作業を行わない非作業高さ、および、植付作業を行う作業高さ等の所望の高さで支持することができる。

ＰＴＯコントローラ３５は、ＰＴＯ軸１４の回転を制御するものである。具体的には、田植機１は、ＰＴＯ軸１４への動力の伝達／遮断を切り換えるためのＰＴＯクラッチ４５を備えている。この構成で、ＰＴＯコントローラ３５は、制御部４から入力された制御信号に基づいてＰＴＯクラッチ４５を切り換えて、ＰＴＯ軸１４を介して植付部３の植付入力ケース２０を回転駆動したり、この回転駆動を停止させたりできる。

制御部４には、位置情報算出部４９（測位部）が電気的に接続されている。位置情報算出部４９には、衛星信号受信用アンテナ４６で受信された測位信号が入力される。衛星信号受信用アンテナ４６は、衛星測位システム（ＧＮＳＳ： Global Navigation Satellite System）を構成する測位衛星からの信号を受信するものである。位置情報算出部４９は、走行機体２または植付部３（厳密には、衛星信号受信用アンテナ４６）の位置情報を、たとえば緯度・経度情報として算出する。

制御部４は、マイクロコンピュータを含んでいる。マイクロコンピュータは、ＣＰＵ、記憶部（ＲＯＭ、ＲＡＭ、不揮発性メモリ、ハードディスク等）６０を備えている。記憶部６０には、プログラムおよび各種データが記憶される。マイクロコンピュータは、記憶部６０に記憶されている所定のプログラムを実行することによって、複数の機能処理部として機能する。

複数の機能処理部は、操舵モード切換制御部５０、切換タイミング認知促進部５１等を含む。操舵モード切換制御部５０は、自動操舵モードと手動操舵モードとの間で、ユーザの操作（自動操舵開始操作および自動操舵解除操作）に応じて、走行機体２の操舵モードを切り換えるものである。
切換タイミング認知促進部５１は、走行機体２の操舵モードが自動操舵モードである状態で田植機１（少なくとも植付部３）が非作業領域Ｎに進入しないように、操舵モードを自動操舵モードから手動操舵モードに切り換えるタイミングをユーザに認知させるものである。切換タイミング認知促進部５１は、報知制御部５２によって構成されている。

各直線状経路Ｐにおいて終端Ｅ側の部分には、所定の基準位置ＣＰが設定されている（図３参照）。基準位置ＣＰは、終端Ｅよりもたとえば１０ｍ走行方向上流側の位置である。基準位置ＣＰから終端Ｅまでの間の領域を終端側領域ＥＡという。
報知制御部５２は、走行機体２の操舵モードが自動操舵モードである場合に、走行機体２が終端側領域ＥＡに進入すると、走行機体２が終端側領域ＥＡに進入したことを、報知部１２を介してユーザに報知する。「走行機体２が終端側領域ＥＡに進入する」とは、たとえば、走行機体２の先端が基準位置ＣＰよりも走行方向下流側に達することを意味してもよいし、衛星信号受信用アンテナ４６が基準位置ＣＰよりも走行方向下流側に達することを意味してもよい。

記憶部６０は、領域記憶部６１、直線状経路記憶部６２、および基準位置記憶部６３を含む。領域記憶部６１には、予め設定された作業領域Ｗの情報（具体的には、作業領域Ｗの位置および形状等に関する情報）と、残りの領域である非作業領域Ｎの情報とが記憶される。直線状経路記憶部６２には、作業領域Ｗに設定される複数の直線状経路Ｐの位置と、各直線状経路Ｐの始端Ｓおよび終端Ｅの位置とが記憶される。基準位置記憶部６３には、各直線状経路Ｐ上に設定される基準位置ＣＰを記憶される。

以下では、操舵モード切換制御部５０および切換タイミング認知促進部５１について詳しく説明する。
図５は、制御部４の操舵モード切換制御部５０によるモード切換処理の一例を説明するためのフローチャートである。操舵モード切換制御部５０が起動されることで、モード切換処理が開始される。ユーザがステアリングハンドル８を操作して、長手方向における作業領域Ｗの最も一端側（図３の紙面の最も左側）の直線状経路Ｐの始端Ｓに走行機体２を位置させることで、操作部１１の切換スイッチが点灯し、ユーザの操作による操舵モードの切り換えが可能となる。

図５を参照して、操舵モード切換制御部５０は、ユーザによる自動操舵開始操作があったか否か（ステップＳ１）、およびユーザによる自動操舵解除操作があったか否か（ステップＳ２）を監視する。自動操舵開始操作があった場合には（ステップＳ１：ＹＥＳ）、操舵モード切換制御部５０は、走行機体２の現在の操舵モードを判別する（ステップＳ３）。現在の操舵モードが手動操舵モードである場合には（ステップＳ３：ＹＥＳ）、操舵モード切換制御部５０は、操舵モードを自動操舵モードに切り換える（ステップＳ４）。そして、操舵モード切換制御部５０は、ステップＳ１に戻る。現在の操舵モードが自動操舵モードである場合には（ステップＳ３：ＮＯ）、操舵モード切換制御部５０は、ステップＳ１に戻る。

ステップＳ２において、自動操舵解除操作があった場合には（ステップＳ２：ＹＥＳ）、操舵モード切換制御部５０は、走行機体２の現在の操舵モードを判別する（ステップＳ５）。現在の操舵モードが自動操舵モードである場合には（ステップＳ５：ＹＥＳ）、操舵モード切換制御部５０は、操舵モードを手動操舵モードに切り換える（ステップＳ６）。そして、操舵モード切換制御部５０は、ステップＳ１に戻る。ステップＳ５において、現在の操舵モードが手動操舵モードである場合には（ステップＳ５：ＮＯ）、操舵モード切換制御部５０は、ステップＳ１に戻る。

モード切換処理は、長手方向における作業領域Ｗの最も他端側（図３の紙面の最も右側）の直線状経路Ｐを走行し終えるまで継続される。
図６は、制御部４の切換タイミング認知促進部５１による切換タイミング認知促進処理の手順を示すフローチャートである。切換タイミング認知促進部５１が起動されることで切換タイミング認知促進処理が開始される。

図６を参照して、切換タイミング認知促進部５１の報知制御部５２は、走行機体２が直線状経路Ｐ（第１直線状経路Ｐ１）の始端Ｓに達したか否かを判定する（ステップＳ１１）。走行機体２が直線状経路Ｐの始端Ｓに達した場合には（ステップＳ１１：ＹＥＳ）、報知制御部５２は、走行機体２が終端側領域ＥＡに進入しているか否かを判定する（ステップＳ１２）。走行機体２が直線状経路Ｐの始端Ｓに達していない場合には（ステップＳ１１：ＮＯ）、報知制御部５２は、ステップＳ１１に戻る。

走行機体２が終端側領域ＥＡに進入している場合には（ステップＳ１２：ＹＥＳ）、報知制御部５２は、走行機体２の操舵モードを判別する（ステップＳ１３）。走行機体２が終端側領域ＥＡに進入していない場合には（ステップＳ１２：ＮＯ）、報知制御部５２は、ステップＳ１２に戻る。
走行機体２の操舵モードが自動操舵モードである場合には（ステップＳ１３：ＹＥＳ）、報知制御部５２は、走行機体２が終端側領域ＥＡに進入したことを、報知部１２を介してユーザに報知する（ステップＳ１４）。具体的には、報知部１２が警告ブザーである場合、報知制御部５２は、走行機体２が終端側領域ＥＡに進入したときに、報知部１２に警告音を発させる。報知部１２が警告ランプである場合、報知制御部５２は、走行機体２が終端側領域ＥＡに進入したときに、報知部１２を点灯または点滅させる。そして、報知制御部５２は、ステップＳ１１に戻り、走行機体２が次の直線状経路Ｐ（第２直線状経路Ｐ２）の始端Ｓに達したか否かを判定する。

ステップＳ１３で走行機体２の操舵モードが手動操舵モードである場合には（ステップＳ１３：ＮＯ）、報知制御部５２は、走行機体２が終端側領域ＥＡに進入したことをユーザに報知することなく、ステップＳ１１に戻り、走行機体２が次の直線状経路Ｐ（第２直線状経路Ｐ２）の始端Ｓに達したか否かを判定する。
切換タイミング認知促進処理は、長手方向における作業領域Ｗの最も他端側（図３の紙面の最も右側）の直線状経路Ｐを走行し終えるまで継続される。

以上のように、田植機１は、走行機体２と、位置情報算出部４９（測位部）と、操舵モード切換制御部５０と、報知制御部５２とを含む。この構成によれば、直線状経路Ｐ（第１直線状経路Ｐ１）を走行中の走行機体２の操舵モードが自動操舵モードである場合に、報知制御部５２は、走行機体２が終端側領域ＥＡに進入したことをユーザに報知する。これにより、ユーザは、操舵モードを手動操舵モードに切り換えるべきタイミングであることを知ることができる。そのため、走行機体２が非作業領域Ｎに進入する前に、ユーザは、操舵モードを手動操舵モードに切り換える操作（自動操舵解除操作）を行いやすい。したがって、ユーザは、走行機体２が非作業領域Ｎに進入した直後に走行機体２を旋回させることができる。走行機体２が非作業領域Ｎに進入した直後とは、たとえば植付部３の後端が終端Ｅに達したときである。よって、旋回に必要なだけの幅の非作業領域Ｎが設定されていれば、走行機体２が非作業領域Ｎでスムーズに旋回できる。その結果、非作業領域Ｎを狭めることができる。

次に、第１変形例に係る制御部４Ｐの切換タイミング認知促進部５１Ｐについて説明する。図７は、制御部４Ｐの構成を示すブロック図である。
図７を参照して、制御部４Ｐは、操舵モード切換制御部５０と、切換タイミング認知促進部５１Ｐとを含む。第１変形例の切換タイミング認知促進部５１Ｐは、図４に示す切換タイミング認知促進部５１と異なり、報知制御部５２の他に、第１停止指令出力部５３をさらに含む。

第１停止指令出力部５３は、報知制御部５２による報知後、終端側領域ＥＡ内に設定された所定の指令位置ＯＰ（図３の二点鎖線参照）に走行機体２が達したときの走行機体２の操舵モードが自動操舵モードである場合に、走行機体２の走行を停止させるための第１停止指令を出力する。
指令位置ＯＰは、終端Ｅよりも、たとえば４ｍ走行方向上流側の位置である。指令位置ＯＰは、終端側領域ＥＡ内に設定されているため、当然、基準位置ＣＰよりも走行方向下流側に位置する。第１停止指令が出力されることによって、走行機体２が非作業領域Ｎに進入する前に走行機体２の走行が停止される。「走行機体２が指令位置ＯＰに達する」とは、たとえば、走行機体２の先端が指令位置ＯＰに達することを意味してもよいし、衛星信号受信用アンテナ４６が指令位置ＯＰに達することを意味してもよい。

第１停止指令が出力されると、車速コントローラ３２は、変速装置４２の斜板の角度を変更することによって、走行機体２が非作業領域Ｎに進入する前に走行機体２の走行が停止するように走行機体２の走行を減速させる。第１停止指令によって停止した後、自動操舵解除操作が行われるまでの間、走行機体２は、停止した状態で維持される。そして、自動操舵解除操作が行われると、走行機体２は、再び走行を開始する。走行機体２の減速中に自動操舵解除操作が行われた場合には、走行機体２は、停止することなく手動操舵モードで走行する。

各直線状経路Ｐに設定される指令位置ＯＰは、記憶部６０の指令位置記憶部６４に記憶されている（図４の二点鎖線参照）。
図８は、第１変形例の切換タイミング認知促進部５１Ｐによる切換タイミング認知促進処理の手順を示すフローチャートである。切換タイミング認知促進部５１Ｐが起動されることで切換タイミング認知促進処理が開始される。

図８を参照して、切換タイミング認知促進部５１Ｐの報知制御部５２は、走行機体２が直線状経路Ｐ（第１直線状経路Ｐ１）の始端Ｓに達したか否かを判定する（ステップＳ２１）。走行機体２が直線状経路Ｐの始端Ｓに達した場合には（ステップＳ２１：ＹＥＳ）、報知制御部５２は、走行機体２が終端側領域ＥＡに進入しているか否かを判定する（ステップＳ２２）。走行機体２が直線状経路Ｐの始端Ｓに達していない場合には（ステップＳ２１：ＮＯ）、報知制御部５２は、ステップＳ２１に戻る。

走行機体２が終端側領域ＥＡに進入している場合には（ステップＳ２２：ＹＥＳ）、報知制御部５２は、走行機体２の操舵モードを判別する（ステップＳ２３）。走行機体２が終端側領域ＥＡに進入していない場合には（ステップＳ２２：ＮＯ）、ステップＳ２２に戻る。
走行機体２の操舵モードが自動操舵モードである場合には（ステップＳ２３：ＹＥＳ）、報知制御部５２は、走行機体２が終端側領域ＥＡに進入したことを、報知部１２を介してユーザに報知する（ステップＳ２４）。具体的には、報知部１２が警告ブザーである場合、報知制御部５２は、走行機体２が終端側領域ＥＡに進入したときに、報知部１２に警告音を発させる。報知部１２が警告ランプである場合、報知制御部５２は、走行機体２が終端側領域ＥＡに進入したときに、警告ランプの点灯または点滅させる。そして、切換タイミング認知促進部５１Ｐは、ステップＳ２５に移行する。

ステップＳ２３で走行機体２の操舵モードが手動操舵モードである場合には（ステップＳ２３：ＮＯ）、走行機体２が終端側領域ＥＡに進入したことを報知制御部５２がユーザに報知することなく、切換タイミング認知促進部５１Ｐは、ステップＳ２５に移行する。
ステップＳ２５では、切換タイミング認知促進部５１Ｐの第１停止指令出力部５３は、走行機体２の位置が指令位置ＯＰに位置するか否かを判定する。走行機体２の位置が指令位置ＯＰに達すると（ステップＳ２５：ＹＥＳ）、第１停止指令出力部５３は、走行機体２の現在の操舵モードを判別する（ステップＳ２６）。

走行機体２の現在の操舵モードが自動操舵モードである場合には（ステップＳ２６：ＹＥＳ）、第１停止指令出力部５３は、第１停止指令を出力する（ステップＳ２７）。そして、ステップＳ２６で走行機体２の現在の操舵モードが手動操舵モードである場合には（ステップＳ２６：ＮＯ）、第１停止指令出力部５３は、第１停止指令が出力せずに、ステップＳ２１に戻る。ステップＳ２１に戻ると、報知制御部５２は、走行機体２が次の直線状経路Ｐ（第２直線状経路Ｐ２）の始端Ｓに達したか否かを判定する。

切換タイミング認知促進部５１Ｐによる切換タイミング認知促進処理は、長手方向における作業領域Ｗの最も他端側（図３の紙面の最も右側）の直線状経路Ｐを走行し終えるまで継続される。
第１変形例によれば、報知制御部５２による報知後、指令位置ＯＰに走行機体２が到達したときの走行機体２の操舵モードが自動操舵モードである場合に、第１停止指令出力部５３が第１停止指令を出力する。

そのため、仮に、報知制御部５２による報知にユーザが気付かなかった場合や、報知制御部５２による報知をユーザが無視した場合であっても、走行機体２が非作業領域Ｎに進入する前に、終端側領域ＥＡ内で走行機体２が停止する。これにより、ユーザは、操舵モードを手動操舵モードに切り換えることを余儀なくされる。したがって、ユーザは、少なくとも直線状経路Ｐ（第１直線状経路Ｐ１）の終端Ｅ付近において手動で走行機体２を操舵できる。よって、ユーザは、走行機体２が非作業領域Ｎに進入した直後に、走行機体２を旋回させることができる。

次に、第２変形例に係る制御部４Ｑの切換タイミング認知促進部５１Ｑについて説明する。図９は、切換タイミング認知促進部５１Ｑの構成を示すブロック図である。図９を参照して、制御部４Ｑは、操舵モード切換制御部５０と、切換タイミング認知促進部５１Ｑとを含む。第２変形例の切換タイミング認知促進部５１Ｑは、図４に示す切換タイミング認知促進部５１と異なり、報知制御部５２を含んでおらず、第２停止指令出力部５４を含む。

第２停止指令出力部５４は、走行機体２が終端側領域ＥＡに進入したときの走行機体２の操舵モードが自動操舵モードである場合に、走行機体２の車速を漸減させて終端側領域ＥＡ内で走行機体２を停止させるための第２停止指令を出力する。
第２停止指令が出力されると、車速コントローラ３２は、変速装置４２の斜板の角度を変更することによって、走行機体２が非作業領域Ｎに進入する前に走行機体２の走行が停止するように走行機体２の車速を漸減させる。図３に示すように、基準位置ＣＰは、指令位置ＯＰよりも走行方向上流側に設定されている。そのため、第２停止指令出力部５４から出力される第２停止指令は、第１停止指令出力部５３（図７参照）から出力される第１停止指令よりも、走行機体２の車速を緩やかに漸減させる。

第２停止指令によって停止した後、自動操舵解除操作が行われるまでの間、走行機体２は、停止した状態で維持される。そして、自動操舵解除操作が行われると、走行機体２は、再び走行を開始する。走行機体２の減速中に自動操舵解除操作が行われた場合には、走行機体２は、停止することなく手動操舵モードで走行する。
図１０は、第２変形例の切換タイミング認知促進部５１Ｑによる切換タイミング認知促進処理の手順を示すフローチャートである。切換タイミング認知促進部５１Ｑが起動されることで切換タイミング認知促進処理が開始される。

図１０を参照して、切換タイミング認知促進部５１の第２停止指令出力部５４は、走行機体２が直線状経路Ｐ（第１直線状経路Ｐ１）の始端Ｓに達したか否かを判定する（ステップＳ３１）。走行機体２が直線状経路Ｐの始端Ｓに達した場合には（ステップＳ３１：ＹＥＳ）、第２停止指令出力部５４は、走行機体２が終端側領域ＥＡに進入しているか否かを判定する（ステップＳ３２）。走行機体２が直線状経路Ｐの始端Ｓに達していない場合には（ステップＳ３１：ＮＯ）、第２停止指令出力部５４は、ステップＳ３１に戻る。

走行機体２が終端側領域ＥＡに進入している場合には（ステップＳ３２：ＹＥＳ）、第２停止指令出力部５４は、走行機体２の操舵モードを判別する（ステップＳ３３）。
走行機体２の操舵モードが自動操舵モードである場合には（ステップＳ３３：ＹＥＳ）、第２停止指令出力部５４は、第２停止指令を出力する（ステップＳ３４）。そして、第２停止指令出力部５４は、ステップＳ３１に戻り、走行機体２が次の直線状経路Ｐ（第２直線状経路Ｐ２）の始端Ｓに達したか否かを判定する。走行機体２の現在の操舵モードが手動操舵モードである場合には（ステップＳ３３：ＮＯ）、第２停止指令が出力されることなく、ステップＳ３１に戻り、走行機体２が次の直線状経路Ｐ（第２直線状経路Ｐ２）の始端Ｓに達したか否かを判定する。

切換タイミング認知促進部５１Ｑによる切換タイミング認知促進処理は、長手方向における作業領域Ｗの最も他端側（図３の紙面の最も右側）の直線状経路Ｐを走行し終えるまで継続される。
第２変形例によれば、直線状経路Ｐ（第１直線状経路Ｐ１）を走行中の走行機体２の操舵モードが自動操舵モードである場合に、第２停止指令出力部５４は、終端側領域ＥＡ内で走行機体２を停止させるための第２停止指令を出力する。ユーザは、車速の変化（漸減）によって、操舵モードを手動操舵モードに切り換えるべきタイミングであることを知ることができる。そのため、走行機体２が非作業領域Ｎに進入する前に、ユーザは、操舵モードを手動操舵モードに切り換える操作を行いやすい。したがって、ユーザは、走行機体２が非作業領域Ｎに進入した直後に走行機体２を旋回させることができる。よって、旋回に必要なだけの幅の非作業領域Ｎが設定されていれば、走行機体２が非作業領域Ｎでスムーズに旋回できる。その結果、非作業領域Ｎを狭めることができる。

仮に、車速の変化にユーザが気付かなかった場合や、車速の変化をユーザが無視した場合であっても、走行機体２が非作業領域Ｎに進入する前に、終端側領域ＥＡ内で走行機体２が停止する。これにより、ユーザは、操舵モードを手動操舵モードに切り換えることを余儀なくされる。
次に、制御部４の操舵モード切換制御部５０によるモード切換処理の別の例について説明する。図１１は、操舵モード切換制御部５０によるモード切換処理の別の例を説明するためのフローチャートである。図１１のモード切換処理は、図５のモード切換処理と同様に、操舵モード切換制御部５０が起動されることで開始される。そして、長手方向における作業領域Ｗの最も一端側（図３の紙面の最も左側）の直線状経路Ｐの始端Ｓに走行機体２を位置させることで、操作部１１の切換スイッチが点灯し、ユーザの操作による操舵モードの切り換えが可能となる。

図１１を参照して、このモード切換処理では、操舵モード切換制御部５０が、ユーザによる自動操舵開始操作があったか否か（ステップＳ４１）、およびユーザによる自動操舵解除操作があったか否か（ステップＳ４２）を監視する。自動操舵開始操作があった場合には（ステップＳ４１：ＹＥＳ）、操舵モード切換制御部５０は、走行機体２の現在の操舵モードを判別する（ステップＳ４３）。

現在の操舵モードが手動操舵モードである場合には（ステップＳ４３：ＹＥＳ）、操舵モード切換制御部５０は、ステップＳ４４に移行する。現在の操舵モードが自動操舵モードである場合には（ステップＳ４３：ＮＯ）、操舵モード切換制御部５０は、ステップＳ４１に戻る。
ステップＳ４４では、操舵モード切換制御部５０は、走行機体２の位置を判別する。走行機体２が終端側領域ＥＡ内または非作業領域Ｎ内に位置する場合には（ステップＳ４４：ＹＥＳ）、操舵モード切換制御部５０は、自動操舵開始操作を無効化する（ステップＳ４５）。そして、操舵モード切換制御部５０は、ステップＳ４１に戻る。

終端側領域ＥＡ内とは、たとえば、走行機体２の先端が直線状経路Ｐにおいて基準位置ＣＰよりも走行方向下流側に達していることを意味してもよいし、衛星信号受信用アンテナ４６が直線状経路Ｐにおいて基準位置ＣＰよりも走行方向下流側に達していることを意味してもよい。
走行機体２が終端側領域ＥＡ内および非作業領域Ｎ内のいずれにも位置しない場合、すなわち、走行機体２が直線状経路Ｐにおいて終端側領域ＥＡよりも走行方向上流側に位置する場合には（ステップＳ４４：ＮＯ）、操舵モード切換制御部５０は、操舵モードを自動操舵モードに切り換える（ステップＳ４６）。そして、操舵モード切換制御部５０は、ステップＳ４１に戻る。

ステップＳ４２において、自動操舵解除操作があった場合には（ステップＳ４２：ＹＥＳ）、操舵モード切換制御部５０は、走行機体２の現在の操舵モードを判別する（ステップＳ４７）。
現在の操舵モードが自動操舵モードである場合には（ステップＳ４７：ＹＥＳ）、操舵モード切換制御部５０は、操舵モードを手動操舵モードに切り換える（ステップＳ４８）。そして、操舵モード切換制御部５０は、ステップＳ４１に戻る。現在の操舵モードが手動操舵モードである場合には（ステップＳ４７：ＮＯ）、操舵モード切換制御部５０は、ステップＳ４１に戻る。

このように、操舵モード切換制御部５０は、走行機体２が終端側領域ＥＡに進入した後、次の直線状経路Ｐ（第２直線状経路Ｐ２）の始端Ｓに達するまでの間、走行機体２の操舵モードを自動操舵モードから手動操舵モードに切り換えるためのユーザの操作入力（自動操舵開始操作）を無効にするように構成されていてもよい。この構成によれば、走行機体２が終端側領域ＥＡに進入した後は、誤って操舵モードが自動操舵モードに切り換えられることを防止することができる。したがって、操舵モードが自動操舵モードの状態で走行機体２が非作業領域Ｎに進入することが確実に防止される。

この発明は、以上に説明した実施形態に限定されるものではなく、さらに他の形態で実施することができる。
たとえば、図１１に示す操舵モード切換制御部５０によるモード切換制御は、図４に示す制御部４の操舵モード切換制御部５０だけでなく、第１変形例に係る制御部４Ｐの操舵モード切換制御部５０や第２変形例に係る制御部４Ｑの操舵モード切換制御部５０によっても行うことができる。

また、上述の実施形態では、図６のステップＳ１１および図８のステップＳ２１において、切換タイミング認知促進部５１の報知制御部５２は、走行機体２が直線状経路Ｐ（第１直線状経路Ｐ１）の始端Ｓに達したか否かを判定するとした。しかしながら、上述の実施形態とは異なり、図６のステップＳ１１および図８のステップＳ２１において、切換タイミング認知促進部５１の報知制御部５２が、走行機体２が直線状経路Ｐにおいて始端Ｓと基準位置ＣＰとの間の領域（主直線状領域）に位置するか否かを判定するとしてもよい。そうであるならば、たとえば、走行機体２が直線状経路Ｐの途中に位置するときに図６や図８に示す切換タイミング認知促進処理が開始された場合や、直線状経路Ｐの途中位置から走行機体２が直線状経路に進入した場合であっても、切換タイミング認知促進処理が正常に実行される。

なお、主直線状領域には、始端Ｓと基準位置ＣＰとの間の位置に加えて、始端Ｓと基準位置ＣＰとが含まれていてもよい。
また、図１０のステップＳ３１においても、上述の実施形態とは異なり、切換タイミング認知促進部５１の第２停止指令出力部５４が、主直線状領域に位置するか否かを判定するとしてもよい。

その他、特許請求の範囲に記載した範囲で種々の変更を行うことができる。

＜発明の付記＞
この発明は、作業領域と非作業領域とを有する圃場の前記作業領域において所定の作業を行う圃場作業機であって、前記作業領域と前記非作業領域との境界に終端を有する第１直線状経路、前記非作業領域、および前記作業領域と前記非作業領域との境界に始端を有する第２直線状経路をこの順番で走行する走行機体と、測位衛星からの測位信号に基づいて、前記圃場作業機の位置を測位情報として出力する測位部と、前記走行機体が自動で操舵される自動操舵モードと、ユーザが前記走行機体を手動で操舵する手動操舵モードとの間で、ユーザの操作に応じて前記走行機体の操舵モードを切り換える操舵モード切換制御部と、前記第１直線状経路の終端よりも上流側における前記第１直線状経路上の所定位置に前記走行機体が位置するときの前記走行機体の走行モードが前記自動操舵モードである場合には、前記走行機体の走行を減速させて前記第１直線状経路の終端で前記走行機体を停止させるための停止指令を出力する停止指令出力部とを含み、前記停止指令の出力によって前記走行機体の走行が減速している間に自動操舵解除操作が行われた場合には、前記走行機体は、停止することなく前記手動操舵モードで走行する、圃場作業機を提供する。

この構成によれば、終端側領域に進入したときの走行機体の操舵モードが自動操舵モードである場合に、停止指令出力部は、走行機体の車速が漸減させて終端側領域内で走行機体を停止させるための停止指令を出力する。ユーザは、車速の変化（減速）によって、操舵モードを手動操舵モードに切り換えるべきタイミングであることを知ることができる。そのため、走行機体が非作業領域に進入する前に、ユーザは、操舵モードを手動操舵モードに切り換える操作を行いやすい。したがって、ユーザは、走行機体が非作業領域に進入した直後に走行機体を旋回させることができる。よって、旋回に必要なだけの幅の非作業領域が設定されていれば、走行機体が非作業領域でスムーズに旋回できる。その結果、非作業領域を狭めることができる。

また、仮に、車速の変化にユーザが気付かなかった場合や、車速の変化をユーザが無視した場合であっても、走行機体が非作業領域に進入する前に、終端側領域内で走行機体が停止する。これにより、ユーザは、操舵モードを手動操舵モードに切り換えることを余儀なくされる。したがって、ユーザは、少なくとも直線状経路の終端付近において手動で走行機体を操舵できる。よって、ユーザは、走行機体が非作業領域に進入した直後に、走行機体を旋回させることができる。

この発明の一実施形態では、前記第１直線状経路上で前記停止指令の出力よりも前に前記第１直線状経路の終端に前記走行機体が接近したことをユーザに報知する報知制御部をさらに含む。
この構成によれば、第１直線状経路を走行中の走行機体の操舵モードが自動操舵モードである場合に、報知制御部は、走行機体が終端側領域に進入したことをユーザに報知する。これにより、ユーザは、操舵モードを手動操舵モードに切り換えるべきタイミングであることを知ることができる。

１ ：田植機（圃場作業機）
２ ：走行機体
４９ ：位置情報算出部（測位部）
５０ ：操舵モード切換制御部
５２ ：報知制御部
５３ ：第１停止指令出力部
５４ ：第２停止指令出力部
ＣＰ ：基準位置
Ｅ ：終端
ＥＡ ：終端側領域
Ｆ ：圃場
Ｎ ：非作業領域
ＯＰ ：指令位置
Ｐ１ ：第１直線状経路
Ｐ２ ：第２直線状経路
Ｓ ：始端
Ｗ ：作業領域

Claims (5)

1. 予め設定された直線状経路を自動操舵又は手動操舵により走行する作業機の走行機体の制御システムであって、
   前記走行機体が自動操舵されている状態で、前記直線状経路の終端よりも走行方向上流側における前記直線状経路上の指令位置に達すると、前記走行機体を減速させる減速制御を行う、
   制御システム。
2. 前記減速制御による前記走行機体の減速中に自動操舵解除操作が行われた場合には、前記走行機体を停止させることなく手動操舵で走行させる、
   請求項１に記載の制御システム。
3. 前記減速制御による前記走行機体の減速中に自動操舵解除操作が行われない場合には、前記走行機体が前記直線状経路の終端を通過するより前に前記走行機体を停止させる、
   請求項１又は２に記載の制御システム。
4. 前記走行機体が自動操舵されている状態で、前記指令位置よりも走行方向上流側における前記直線状経路上の基準位置に達すると、報知を行う、
   請求項１～３のいずれか１項に記載の制御システム。
5. 予め設定された直線状経路を自動操舵又は手動操舵により走行する作業機の走行機体の制御方法であって、
   前記走行機体が自動操舵されている状態で、前記直線状経路の終端よりも走行方向上流側における前記直線状経路上の指令位置に達すると、前記走行機体を減速させる減速制御を行う、
   制御方法。

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