JP6843037B2 - コンバイン制御システム - Google Patents

Description

本発明は、圃場の植立穀稈を刈り取る刈取装置と、刈取装置により刈り取られた刈取穀稈を脱穀処理する脱穀装置と、を有するコンバインを制御するコンバイン制御システムに関する。

特許文献１には、自動走行するコンバインの発明が記載されている。このコンバインを利用した収穫作業において、作業者は、収穫作業の最初にコンバインを手動で操作し、圃場内の外周部分を一周するように刈取走行を行う。

この外周部分での走行において、収穫機の走行すべき方位が記録される。そして、記録された方位に基づく自動走行によって、圃場における未刈領域での刈取走行が行われる。

ここで、特許文献１に記載の発明においては、圃場内の外周部分に、収集タンクが配置される。この収集タンクは、コンバインの有する排出筒から排出された穀粒を受け、貯留することができるように構成されている。

そして、特許文献１に記載のコンバインは、収集タンクの近傍を通過する周回走行を繰り返すことにより、未刈領域での刈取走行を行うように構成されている。この周回走行においては、コンバインが収集タンクに近接した際、穀粒を排出する必要があれば、コンバインは収集タンクの近傍に停止する。そして、コンバインの排出筒から収集タンクへ穀粒が排出される。

実開平２−１０７９１１号公報

特許文献１に記載のコンバインにおいては、穀粒を排出する必要がない場合にも、コンバインは、収集タンクの近傍を通過するように自動走行する。このとき、コンバインは既刈領域を走行することとなる。

即ち、特許文献１に記載のコンバインの自動走行においては、既刈領域での走行の割合が比較的大きくなる。これにより、作業効率が低くなりがちである。

ここで、作業効率を向上させるべく、未刈領域において設定された刈取走行経路に沿ってコンバインを走行させ、穀粒排出等の必要が生じた場合には、その刈取走行経路から一時的に離脱させるようにコンバインを制御する構成が考えられる。

この構成においては、コンバインが刈取走行経路から離脱した後、刈取走行経路に沿った走行に復帰するまでの間、コンバインは既刈領域を走行することとなる。即ち、この間、コンバインは植立穀稈の刈り取りを行わない。そのため、コンバインが刈取走行経路から離脱した後に、脱穀装置へ供給される刈取穀稈の量は減少することとなる。

ここで、コンバインが刈取走行経路から離脱した後、刈取走行経路に沿った走行に復帰するまでの間、脱穀装置が駆動され続ける構成では、脱穀装置へ供給される刈取穀稈の量が減少するにもかかわらず、脱穀装置が駆動し続けることとなる。これにより、脱穀装置の駆動に無駄が生じ、脱穀効率が低下しやすくなる。これは、燃費の悪化に繋がる。

本発明の目的は、コンバインの燃費が良好となるコンバイン制御システムを提供することである。

本発明の特徴は、
圃場の植立穀稈を刈り取る刈取装置と、前記刈取装置により刈り取られた刈取穀稈を脱穀処理する脱穀装置と、を有するコンバインを制御するコンバイン制御システムであって、
圃場における刈取走行のための走行経路である刈取走行経路を算出する刈取走行経路算出部と、
前記刈取走行経路に沿った自動走行によって刈取走行が行われるように前記コンバインを制御する自動刈取走行制御部と、
前記コンバインが前記刈取走行経路から離脱した場合に、前記脱穀装置の脱穀効率が低下したか否かを判定する判定部と、
前記判定部により前記脱穀装置の脱穀効率が低下したと判定された場合に前記脱穀装置の駆動を停止させる脱穀装置停止部と、
前記脱穀装置停止部により前記脱穀装置の駆動が停止された後、前記刈取走行経路に沿った自動走行へ復帰するために前記コンバインが旋回するときに、前記脱穀装置の駆動を自動的に再開させる脱穀装置開始部と、を備えることにある。

本発明であれば、コンバインが刈取走行経路から離脱した後、脱穀装置の脱穀効率が低下した場合には、脱穀装置停止部により、脱穀装置の駆動が停止される。従って、脱穀装置の駆動に無駄が生じにくくなる。これにより、コンバインの燃費が良好となる。

さらに、本発明において、
前記脱穀装置は、脱穀処理により得られた処理物を選別処理する揺動選別部を有しており、
前記コンバインは、前記揺動選別部において選別処理されている処理物の量である選別処理物量を検知するシーブセンサを有しており、
前記判定部は、前記シーブセンサにより検知されている前記選別処理物量が減少した場合、前記脱穀装置の脱穀効率が低下したと判定するように構成されていると好適である。

脱穀装置へ供給される刈取穀稈の量が減少すると、揺動選別部において選別処理されている処理物の量が減少する。このとき、脱穀装置の脱穀効率は低下しがちである。

ここで、上記の構成によれば、揺動選別部において選別処理されている処理物の量が減少した場合、脱穀効率が低下したと判定される。従って、上記の構成によれば、脱穀効率が低下したことを精度良く判定できる。

さらに、本発明において、
前記判定部は、前記刈取装置が非駆動状態である期間が継続した場合、前記脱穀装置の脱穀効率が低下したと判定するように構成されていると好適である。

刈取装置が非駆動状態である期間が継続すると、脱穀装置へ供給される刈取穀稈の量が減少する。このとき、脱穀装置の脱穀効率は低下しがちである。

ここで、上記の構成によれば、刈取装置が非駆動状態である期間が継続した場合、脱穀効率が低下したと判定される。従って、上記の構成によれば、脱穀効率が低下したことを精度良く判定できる。

コンバインの左側面図である。 コンバイン制御システムの構成を示すブロック図である。 脱穀装置の構成を示す縦断側面図である。 圃場における周回走行を示す図である。 刈取走行経路及び離脱復帰経路を示す図である。 刈取走行経路に沿った刈取走行を示す図である。 コンバインが刈取走行経路から離脱する様子を示す図である。 コンバインが刈取走行経路に沿った自動走行へ復帰する様子を示す図である。 再算出復帰経路を示す図である。 第１別実施形態において走行制御部が離脱復帰経路を捕捉した場合のコンバインの走行を示す図である。 第１別実施形態において走行制御部が刈取走行経路を捕捉した場合のコンバインの走行を示す図である。

本発明を実施するための形態について、図面に基づき説明する。尚、以下の説明においては、図１及び図３に示す矢印Ｆの方向を「前」、矢印Ｂの方向を「後」とする。また、図１及び図３に示す矢印Ｕの方向を「上」、矢印Ｄの方向を「下」とする。

〔コンバインの全体構成〕
図１に示すように、普通型のコンバイン１は、クローラ式の走行装置１１、運転部１２、脱穀装置１３、穀粒タンク１４、収穫装置Ｈ、搬送装置１６、穀粒排出装置１８、衛星測位モジュール８０を備えている。

走行装置１１は、コンバイン１における下部に備えられている。コンバイン１は、走行装置１１によって自走可能である。

また、運転部１２、脱穀装置１３、穀粒タンク１４は、走行装置１１の上側に備えられている。運転部１２には、コンバイン１の作業を監視する作業者が搭乗可能である。尚、作業者は、コンバイン１の機外からコンバイン１の作業を監視していても良い。

穀粒排出装置１８は、穀粒タンク１４の上側に設けられている。また、衛星測位モジュール８０は、運転部１２の上面に取り付けられている。

収穫装置Ｈは、コンバイン１における前部に備えられている。そして、搬送装置１６は、収穫装置Ｈの後側に設けられている。また、収穫装置Ｈは、刈取装置１５及びリール１７を有している。

刈取装置１５は、圃場の植立穀稈を刈り取る。また、リール１７は、回転駆動しながら収穫対象の植立穀稈を掻き込む。この構成により、収穫装置Ｈは、圃場の穀物を収穫する。そして、コンバイン１は、刈取装置１５によって圃場の植立穀稈を刈り取りながら走行装置１１によって走行する刈取走行が可能である。

刈取装置１５により刈り取られた刈取穀稈は、搬送装置１６によって脱穀装置１３へ搬送される。脱穀装置１３において、刈取穀稈は脱穀処理される。脱穀処理により得られた穀粒は、穀粒タンク１４に貯留される。穀粒タンク１４に貯留された穀粒は、必要に応じて、穀粒排出装置１８によって機外に排出される。

このように、コンバイン１は、圃場の植立穀稈を刈り取る刈取装置１５と、刈取装置１５により刈り取られた刈取穀稈を脱穀処理する脱穀装置１３と、を有する。

また、図１に示すように、運転部１２には、通信端末４が配置されている。通信端末４は、種々の情報を表示可能に構成されている。本実施形態において、通信端末４は、運転部１２に固定されている。しかしながら、本発明はこれに限定されず、通信端末４は、運転部１２に対して着脱可能に構成されていても良いし、通信端末４は、コンバイン１の機外に位置していても良い。

また、図２に示すように、コンバイン１は、エンジン５１、刈取クラッチＣ１５、脱穀クラッチＣ１３を備えている。

エンジン５１から出力された動力は、刈取クラッチＣ１５、脱穀クラッチＣ１３、走行装置１１に分配される。走行装置１１は、エンジン５１からの動力により駆動する。

また、刈取クラッチＣ１５及び脱穀クラッチＣ１３は、何れも、動力を伝達する入状態と、動力を伝達しない切状態と、の間で状態変更可能に構成されている。

刈取クラッチＣ１５が切状態であるとき、エンジン５１から出力された動力は刈取装置１５に伝達されない。このとき、刈取装置１５は非駆動状態である。

刈取クラッチＣ１５が入状態であるとき、エンジン５１から出力された動力は刈取装置１５に伝達される。このとき、刈取装置１５は、エンジン５１からの動力により駆動する。即ち、このとき、刈取装置１５は駆動状態である。

脱穀クラッチＣ１３が切状態であるとき、エンジン５１から出力された動力は脱穀装置１３に伝達されない。このとき、脱穀装置１３は非駆動状態である。

脱穀クラッチＣ１３が入状態であるとき、エンジン５１から出力された動力は脱穀装置１３に伝達される。このとき、脱穀装置１３は、エンジン５１からの動力により駆動する。即ち、このとき、脱穀装置１３は駆動状態である。

〔脱穀装置の構成〕
図３に示すように、脱穀装置１３は、脱穀処理部１３ａと、揺動選別部１３ｂと、を有している。揺動選別部１３ｂは、脱穀処理部１３ａの下方に位置している。

脱穀処理部１３ａは、扱室３０、扱胴３１、受網３２を有している。図３に示すように、扱胴３１は扱室３０の内側に位置している。また、受網３２は、扱胴３１の下方に位置している。

刈取装置１５により刈り取られた刈取穀稈は、搬送装置１６によって扱室３０へ搬送される。そして、刈取穀稈は、扱室３０において、エンジン５１からの動力により回転する扱胴３１と、受網３２と、によって脱穀処理される。脱穀処理により得られた処理物は、受網３２から揺動選別部１３ｂへ落下する。

以上の構成により、脱穀処理部１３ａは、刈取穀稈を脱穀処理する。

揺動選別部１３ｂは、揺動フレーム３３、グレンパン３４、篩い線部３５、第１チャフシーブ３６、グレンシーブ３７、第２チャフシーブ３８、唐箕３９、１番回収部４０、２番回収部４１を有している。

揺動フレーム３３は、エンジン５１からの動力によって揺動するように構成されている。また、グレンパン３４、篩い線部３５、第１チャフシーブ３６、グレンシーブ３７、第２チャフシーブ３８は、揺動フレーム３３に支持されている。

この構成により、揺動フレーム３３の揺動に伴って、グレンパン３４、篩い線部３５、第１チャフシーブ３６、グレンシーブ３７、第２チャフシーブ３８も揺動する。

図３に示すように、グレンシーブ３７は、第１チャフシーブ３６の下方に位置している。また、第２チャフシーブ３８は、第１チャフシーブ３６の後下方に位置している。１番回収部４０及び２番回収部４１は、揺動フレーム３３の下方に位置している。

受網３２から落下した処理物は、グレンパン３４、篩い線部３５、第１チャフシーブ３６、グレンシーブ３７、第２チャフシーブ３８によって揺すられると共に、唐箕３９から送られる選別風を受ける。これにより、処理物は、穀粒と、ワラ屑などの塵埃と、に選別される。

グレンシーブ３７から落下した穀粒は、１番回収部４０によって回収され、穀粒タンク１４へ搬送される。

第２チャフシーブ３８から落下した未処理粒は、２番回収部４１によって回収され、還元装置４２によって、揺動選別部１３ｂの前部へ搬送される。揺動選別部１３ｂの前部へ搬送された未処理粒は、揺動選別部１３ｂによって再び選別処理される。

以上の構成により、揺動選別部１３ｂは、脱穀処理により得られた処理物を選別処理する。

このように、脱穀装置１３は、脱穀処理により得られた処理物を選別処理する揺動選別部１３ｂを有している。

また、図３に示すように、第１チャフシーブ３６の上側近傍に、シーブセンサＳ１が設けられている。シーブセンサＳ１は、第１チャフシーブ３６上の処理物の厚みを検出する。これにより、シーブセンサＳ１は、選別処理物量を検知する。尚、選別処理物量とは、揺動選別部１３ｂにおいて選別処理されている処理物の量である。

本実施形態においては、シーブセンサＳ１は、選別処理物量を、レベル１からレベル５の５段階で検知する。尚、レベル１が選別処理物量の最も少ない状態に相当し、レベル５が選別処理物量の最も多い状態に相当する。即ち、レベル数が大きいほど、選別処理物量は多い。

このように、コンバイン１は、揺動選別部１３ｂにおいて選別処理されている処理物の量である選別処理物量を検知するシーブセンサＳ１を有している。

尚、脱穀装置１３が駆動状態であるとき、扱胴３１はエンジン５１からの動力により回転し、揺動フレーム３３はエンジン５１からの動力により揺動する。また、脱穀装置１３が非駆動状態であるとき、扱胴３１は回転せず、揺動フレーム３３は揺動しない。

ここで、コンバイン１は、図４に示すように圃場における外周側の領域で穀物を収穫しながら周回走行を行った後、図６に示すように圃場における内側の領域で刈取走行を行うことにより、圃場の穀物を収穫するように構成されている。

そして、この収穫作業において、コンバイン１は、コンバイン制御システムＡによって制御される。以下では、コンバイン制御システムＡの構成について説明する。

〔コンバイン制御システムの構成〕
図２に示すように、コンバイン制御システムＡは、衛星測位モジュール８０と、制御部２０と、を備えている。尚、制御部２０は、コンバイン１に備えられている。また、上述の通り、衛星測位モジュール８０も、コンバイン１に備えられている。

制御部２０は、自車位置算出部２１、経路算出部２２、走行制御部２３（本発明に係る「自動刈取走行制御部」に相当）、領域算出部２４、判定部２５、脱穀装置開始部２６、脱穀装置停止部２７、走行禁止領域記憶部２８、刈取クラッチセンサＳ２を有している。また、上述のシーブセンサＳ１は、制御部２０に含まれている。

図１に示すように、衛星測位モジュール８０は、ＧＰＳ（グローバル・ポジショニング・システム）で用いられる人工衛星ＧＳからのＧＰＳ信号を受信する。そして、図２に示すように、衛星測位モジュール８０は、受信したＧＰＳ信号に基づいて、コンバイン１の自車位置を示す測位データを自車位置算出部２１へ送る。

自車位置算出部２１は、衛星測位モジュール８０により出力された測位データに基づいて、コンバイン１の位置座標を経時的に算出する。算出されたコンバイン１の経時的な位置座標は、走行制御部２３及び領域算出部２４へ送られる。

領域算出部２４は、自車位置算出部２１から受け取ったコンバイン１の経時的な位置座標に基づいて、図５に示すように、外周領域ＳＡ及び作業対象領域ＣＡを算出する。

より具体的には、領域算出部２４は、自車位置算出部２１から受け取ったコンバイン１の経時的な位置座標に基づいて、圃場の外周側における周回走行でのコンバイン１の走行軌跡を算出する。そして、領域算出部２４は、算出されたコンバイン１の走行軌跡に基づいて、コンバイン１が穀物を収穫しながら周回走行した圃場の外周側の領域を外周領域ＳＡとして算出する。また、領域算出部２４は、算出された外周領域ＳＡの内側を、作業対象領域ＣＡとして算出する。

例えば、図４においては、圃場の外周側における周回走行のためのコンバイン１の走行経路が矢印で示されている。図４に示す例では、コンバイン１は、３周の周回走行を行う。そして、この走行経路に沿った刈取走行が完了すると、圃場は、図５に示す状態となる。

図５に示すように、領域算出部２４は、コンバイン１が穀物を収穫しながら周回走行した圃場の外周側の領域を外周領域ＳＡとして算出する。また、領域算出部２４は、算出された外周領域ＳＡの内側を、作業対象領域ＣＡとして算出する。

そして、図２に示すように、領域算出部２４による算出結果は、経路算出部２２へ送られる。

図２に示すように、経路算出部２２は、刈取走行経路算出部２２ａ及び離脱復帰経路算出部２２ｂを有している。刈取走行経路算出部２２ａは、領域算出部２４から受け取った算出結果に基づいて、図５に示すように、作業対象領域ＣＡにおける刈取走行のための走行経路である刈取走行経路ＬＩを算出する。尚、図５に示すように、本実施形態においては、刈取走行経路ＬＩは、互いに平行な複数の平行線である。

このように、コンバイン制御システムＡは、圃場における刈取走行のための走行経路である刈取走行経路ＬＩを算出する刈取走行経路算出部２２ａを備えている。

図２に示すように、刈取走行経路算出部２２ａにより算出された刈取走行経路ＬＩは、走行制御部２３へ送られる。

走行制御部２３は、走行装置１１を制御可能に構成されている。そして、走行制御部２３は、自車位置算出部２１から受け取ったコンバイン１の位置座標と、刈取走行経路算出部２２ａから受け取った刈取走行経路ＬＩと、に基づいて、コンバイン１の自動走行を制御する。より具体的には、走行制御部２３は、図６に示すように、刈取走行経路ＬＩに沿った自動走行によって刈取走行が行われるように、コンバイン１の走行を制御する。

このように、コンバイン制御システムＡは、刈取走行経路ＬＩに沿った自動走行によって刈取走行が行われるようにコンバイン１を制御する走行制御部２３を備えている。

また、離脱復帰経路算出部２２ｂは、領域算出部２４から受け取った算出結果に基づいて、図５に示すように、外周領域ＳＡにおける非刈取走行のための走行経路である離脱復帰経路ＬＷを算出する。尚、図５に示すように、本実施形態においては、離脱復帰経路ＬＷは、圃場の外形に沿う形状の線である。

図２に示すように、離脱復帰経路算出部２２ｂにより算出された離脱復帰経路ＬＷは、走行制御部２３へ送られる。

走行制御部２３は、自車位置算出部２１から受け取ったコンバイン１の位置座標と、離脱復帰経路算出部２２ｂから受け取った離脱復帰経路ＬＷと、に基づいて、コンバイン１の自動走行を制御する。より具体的には、走行制御部２３は、図７に示すように、コンバイン１が刈取走行経路ＬＩから離脱した場合に、離脱復帰経路ＬＷに沿った自動走行によって非刈取走行が行われるように、コンバイン１の走行を制御する。

また、シーブセンサＳ１は、上述の通り、脱穀装置１３の揺動選別部１３ｂにおいて、選別処理物量を検知する。図２に示すように、シーブセンサＳ１による検知結果は、判定部２５へ送られる。

また、刈取クラッチセンサＳ２は、刈取クラッチＣ１５の入切状態を検知する。刈取クラッチセンサＳ２による検知結果は、判定部２５へ送られる。

判定部２５は、コンバイン１が刈取走行経路ＬＩから離脱した場合に、脱穀装置１３の脱穀効率が低下したか否かを判定する。より具体的には、図７に示すようにコンバイン１が刈取走行経路ＬＩから離脱した場合、図２に示すように、走行制御部２３から、所定の信号が判定部２５へ送られる。この信号は、コンバイン１が刈取走行経路ＬＩから離脱したことを示す信号である。判定部２５がこの信号を受け取った後、シーブセンサＳ１により検知されている選別処理物量が減少した場合、判定部２５は、脱穀装置１３の脱穀効率が低下したと判定する。

本実施形態においては、判定部２５は、選別処理物量がレベル１である状態が所定の第１期間以上継続した場合、脱穀装置１３の脱穀効率が低下したと判定する。即ち、選別処理物量がレベル１である状態が第１期間以上継続することは、シーブセンサＳ１により検知されている選別処理物量が減少することに相当する。

尚、この第１期間は、例えば１０秒間であっても良いし、それ以外の長さの期間であっても良い。

このように、コンバイン制御システムＡは、コンバイン１が刈取走行経路ＬＩから離脱した場合に、脱穀装置１３の脱穀効率が低下したか否かを判定する判定部２５を備えている。また、判定部２５は、シーブセンサＳ１により検知されている選別処理物量が減少した場合、脱穀装置１３の脱穀効率が低下したと判定するように構成されている。

また、上述の通り、コンバイン１が刈取走行経路ＬＩから離脱した場合、走行制御部２３から、所定の信号が判定部２５へ送られる。そして、判定部２５がこの信号を受け取った後、刈取装置１５が非駆動状態である期間が継続した場合、判定部２５は、脱穀装置１３の脱穀効率が低下したと判定する。

より具体的には、刈取クラッチセンサＳ２から、刈取クラッチＣ１５が切状態であることを示す検知結果が判定部２５へ送られると、判定部２５は、刈取クラッチＣ１５が連続して切状態である期間をカウントする。そして、刈取クラッチＣ１５が連続して切状態である期間が所定の第２期間に達した場合、判定部２５は、脱穀装置１３の脱穀効率が低下したと判定する。即ち、刈取クラッチＣ１５が連続して切状態である期間が第２期間に達することは、刈取装置１５が非駆動状態である期間が継続することに相当する。

尚、この第２期間は、例えば１０秒間であっても良いし、それ以外の長さの期間であっても良い。

このように、判定部２５は、刈取装置１５が非駆動状態である期間が継続した場合、脱穀装置１３の脱穀効率が低下したと判定するように構成されている。

判定部２５による判定結果は、脱穀装置停止部２７へ送られる。

脱穀装置停止部２７は、判定部２５により脱穀装置１３の脱穀効率が低下したと判定された場合に、脱穀クラッチＣ１３を入状態から切状態に切り替える。これにより、脱穀装置１３の駆動は停止する。

このように、コンバイン制御システムＡは、判定部２５により脱穀装置１３の脱穀効率が低下したと判定された場合に脱穀装置１３の駆動を停止させる脱穀装置停止部２７を備えている。

また、脱穀装置停止部２７により脱穀装置１３の駆動が停止された後、図８に示すように刈取走行経路ＬＩに沿った自動走行へ復帰するためにコンバイン１が旋回するとき、図２に示すように、走行制御部２３から、所定の信号が脱穀装置開始部２６へ送られる。この信号は、刈取走行経路ＬＩに沿った自動走行へ復帰するためにコンバイン１が旋回することを示す信号である。脱穀装置開始部２６は、この信号を受け取ると、脱穀クラッチＣ１３を切状態から入状態に切り替える。これにより、脱穀装置１３の駆動は再開する。

このように、コンバイン制御システムＡは、脱穀装置停止部２７により脱穀装置１３の駆動が停止された後、刈取走行経路ＬＩに沿った自動走行へ復帰するためにコンバイン１が旋回するときに、脱穀装置１３の駆動を再開させる脱穀装置開始部２６を備えている。

〔コンバイン制御システムを利用した収穫作業の流れ〕
以下では、コンバイン制御システムＡを利用した収穫作業の例として、コンバイン１が、図４に示す圃場で収穫作業を行う場合の流れについて説明する。

最初に、作業者は、コンバイン１を手動で操作し、図４に示すように、圃場内の外周部分において、圃場の境界線に沿って周回するように刈取走行を行う。図４に示す例では、コンバイン１は、３周の周回走行を行う。この周回走行が完了すると、圃場は、図５に示す状態となる。

領域算出部２４は、自車位置算出部２１から受け取ったコンバイン１の経時的な位置座標に基づいて、図４に示す周回走行でのコンバイン１の走行軌跡を算出する。そして、図５に示すように、領域算出部２４は、算出されたコンバイン１の走行軌跡に基づいて、コンバイン１が植立穀稈を刈り取りながら周回走行した圃場の外周側の領域を外周領域ＳＡとして算出する。また、領域算出部２４は、算出された外周領域ＳＡの内側を、作業対象領域ＣＡとして算出する。

次に、刈取走行経路算出部２２ａは、領域算出部２４から受け取った算出結果に基づいて、図５に示すように、作業対象領域ＣＡにおける刈取走行経路ＬＩを設定する。また、このとき、離脱復帰経路算出部２２ｂは、領域算出部２４から受け取った算出結果に基づいて、外周領域ＳＡにおける離脱復帰経路ＬＷを算出する。

そして、作業者が自動走行開始ボタン（図示せず）を押すことにより、図６に示すように、刈取走行経路ＬＩに沿った自動走行が開始される。このとき、走行制御部２３は、刈取走行経路ＬＩに沿った自動走行によって刈取走行が行われるように、コンバイン１の走行を制御する。

コンバイン１により刈取走行が行われている間、上述の通り、刈取装置１５により刈り取られた刈取穀稈は、搬送装置１６によって脱穀装置１３へ搬送される。そして、脱穀装置１３において、刈取穀稈は脱穀処理される。

尚、本実施形態においては、図４から図６に示すように、圃場外に運搬車ＣＶが駐車している。そして、外周領域ＳＡにおいて、運搬車ＣＶの近傍位置には、停車位置ＰＰが設定されている。図５及び図６に示すように、停車位置ＰＰは、離脱復帰経路ＬＷに重複する位置に設定されている。

運搬車ＣＶは、コンバイン１が穀粒排出装置１８から排出した穀粒を収集し、運搬することができる。穀粒排出の際、コンバイン１は停車位置ＰＰに停車し、穀粒排出装置１８によって穀粒を運搬車ＣＶへ排出する。

コンバイン１が刈取走行を続け、穀粒タンク１４内の穀粒の量が所定量に達すると、図７に示すように、走行制御部２３は、刈取走行経路ＬＩから離脱するようにコンバイン１の走行を制御する。また、コンバイン１が刈取走行経路ＬＩから離脱することに伴い、刈取クラッチＣ１５は入状態から切状態へ切り替えられる。

尚、本実施形態においては、図７に示す刈取走行経路ＬＩ上の位置Ｐ１において、コンバイン１が刈取走行経路ＬＩから離脱するものとする。

図７に示すように、コンバイン１が刈取走行経路ＬＩから離脱した後、走行制御部２３は、離脱復帰経路ＬＷへ向かって走行するようにコンバイン１を制御する。そして、コンバイン１が離脱復帰経路ＬＷの近傍に到達すると、走行制御部２３は、離脱復帰経路ＬＷに沿った自動走行によって非刈取走行が行われるように、コンバイン１の走行を制御する。

ここで、コンバイン１が刈取走行経路ＬＩから離脱した後、脱穀装置１３へ供給される刈取穀稈の量は減少する。本実施形態においては、コンバイン１が刈取走行経路ＬＩから離脱した後、選別処理物量がレベル５からレベル１へ低下したものとする。そして、選別処理物量がレベル１である状態が第１期間継続した時点で、コンバイン１は図７に示す位置Ｐ２に位置しているものとする。

この場合、コンバイン１が位置Ｐ２に到達した時点で、判定部２５は、脱穀装置１３の脱穀効率が低下したと判定することとなる。従って、位置Ｐ２において、脱穀装置停止部２７は、脱穀クラッチＣ１３を入状態から切状態に切り替える。これにより、脱穀装置１３の駆動は停止する。

図７に示すように、コンバイン１は、位置Ｐ２を通過した後、離脱復帰経路ＬＷに沿った自動走行を続け、停車位置ＰＰに停車する。そして、穀粒排出装置１８によって穀粒を運搬車ＣＶへ排出する。

穀粒を排出した後、図８に示すように、コンバイン１は離脱復帰経路ＬＷに沿った自動走行を再開する。そして、コンバイン１は、刈取走行経路ＬＩに沿った自動走行へ復帰するために、位置Ｐ３において旋回する。この旋回は走行制御部２３の制御によって自動的に行われる。

このとき、脱穀装置開始部２６は、脱穀クラッチＣ１３を切状態から入状態に切り替える。これにより、位置Ｐ３において脱穀装置１３の駆動が再開する。また、これと同時に、刈取クラッチＣ１５が切状態から入状態に切り替えられる。そして、コンバイン１は、刈取走行経路ＬＩ上の位置Ｐ４において、刈取走行経路ＬＩに沿った自動走行へ復帰する。

尚、本発明はこれに限定されず、コンバイン１が作業対象領域ＣＡにおける未刈部分に近接したタイミングで、脱穀クラッチＣ１３及び刈取クラッチＣ１５が切状態から入状態に切り替えられても良い。例えば、コンバイン１の刈取装置１５と、作業対象領域ＣＡにおける未刈部分と、の間の距離が２メートルとなった時点で、脱穀クラッチＣ１３及び刈取クラッチＣ１５が切状態から入状態に切り替えられても良い。

また、コンバイン１が刈取走行経路ＬＩに沿った自動走行へ復帰する位置は、作業対象領域ＣＡにおける未刈部分のうち、停車位置ＰＰから最も近い位置に決定される。即ち、コンバイン１が刈取走行経路ＬＩに沿った自動走行へ復帰する位置は、コンバイン１が刈取走行経路ＬＩから離脱した位置にかかわらず決定される。そのため、上述の位置Ｐ１と位置Ｐ４とは異なっている。

そして、作業対象領域ＣＡにおける全ての刈取走行経路ＬＩに沿った刈取走行が完了すると、圃場の全体が収穫済みとなる。

尚、以上で説明したように、本実施形態においては、コンバイン１が刈取走行経路ＬＩから離脱して離脱復帰経路ＬＷに沿った走行を開始するまでの間、コンバイン１の走行は、走行制御部２３の制御による自動走行によって行われる。

また、本実施形態においては、コンバイン１が離脱復帰経路ＬＷを離れて刈取走行経路ＬＩに沿った走行を再開するまでの間、コンバイン１の走行は、走行制御部２３の制御による自動走行によって行われる。

〔再算出復帰経路について〕
ところで、コンバイン１が刈取走行経路ＬＩに沿った自動走行へ復帰する際、離脱復帰経路算出部２２ｂは、離脱復帰経路ＬＷとは異なる再算出復帰経路ＬＲを算出することができる。再算出復帰経路ＬＲは、コンバイン１が刈取走行経路ＬＩに沿った自動走行へ復帰するための走行経路である。以下では、再算出復帰経路ＬＲについて説明する。

上述の通り、制御部２０は、走行禁止領域記憶部２８を有している。走行禁止領域記憶部２８は、圃場における走行禁止領域ＰＡを記憶している。図２に示すように、離脱復帰経路算出部２２ｂは、走行禁止領域記憶部２８から、走行禁止領域ＰＡを示すデータを取得する。

尚、走行禁止領域ＰＡとは、圃場において、樹木が存在する等の理由により、コンバイン１の走行が禁止されている領域である。

また、図２に示すように、自車位置算出部２１は、コンバイン１の経時的な位置座標を、離脱復帰経路算出部２２ｂへ送る。

そして、離脱復帰経路算出部２２ｂは、自車位置算出部２１から受け取ったコンバイン１の経時的な位置座標と、領域算出部２４から受け取った算出結果と、に基づいて、作業対象領域ＣＡにおける未刈領域ＣＡ１及び既刈領域ＣＡ２を算出する。

さらに、離脱復帰経路算出部２２ｂは、走行禁止領域記憶部２８から取得した走行禁止領域ＰＡを示すデータと、コンバイン１の現在の位置座標と、領域算出部２４から受け取った算出結果と、上述の通り算出された未刈領域ＣＡ１及び既刈領域ＣＡ２と、に基づいて、再算出復帰経路ＬＲを算出する。

ここで、再算出復帰経路ＬＲの算出は、次の３つの条件に従って行われる。即ち、再算出復帰経路ＬＲは、走行禁止領域ＰＡを通過する走行経路であってはならない。また、再算出復帰経路ＬＲは、圃場の外部を通過する走行経路であってはならない。また、再算出復帰経路ＬＲは、既刈領域ＣＡ２を通過する走行経路であっても良い。

以下では、再算出復帰経路ＬＲの算出の例として、図９に示す圃場において再算出復帰経路ＬＲが算出される場合の流れについて説明する。

図９には、コンバイン１が、停車位置ＰＰに停車している状態から、刈取走行経路ＬＩに沿った自動走行へ復帰する様子が示されている。

コンバイン１が停車位置ＰＰに停車している間に、離脱復帰経路算出部２２ｂによる再算出復帰経路ＬＲの算出が行われる。この算出においては、まず、作業対象領域ＣＡにおける未刈領域ＣＡ１のうち、停車位置ＰＰから最も近い位置が算出される。このとき算出された位置が、刈取走行経路ＬＩに沿った自動走行へ復帰するための位置として決定される。図９に示す例では、位置Ｐ５が、刈取走行経路ＬＩに沿った自動走行へ復帰するための位置として決定される。

次に、離脱復帰経路算出部２２ｂは、再算出復帰経路ＬＲの候補となる走行経路を算出する。このとき算出される走行経路は、停車位置ＰＰから位置Ｐ５までの走行経路である。

詳述すると、離脱復帰経路算出部２２ｂは、再算出復帰経路ＬＲの候補として、まず、第１ルートＲｔ１を算出する。第１ルートＲｔ１は、停車位置ＰＰから位置Ｐ５までの走行距離が比較的短くなるように算出されている。

しかしながら、第１ルートＲｔ１は、走行禁止領域ＰＡを横切っている。即ち、第１ルートＲｔ１は、走行禁止領域ＰＡを通過する走行経路であるため、再算出復帰経路ＬＲの候補から除外される。

次に、離脱復帰経路算出部２２ｂは、再算出復帰経路ＬＲの候補として、第２ルートＲｔ２及び第３ルートＲｔ３を算出する。第２ルートＲｔ２及び第３ルートＲｔ３は、走行禁止領域ＰＡを迂回するように算出されている。また、第２ルートＲｔ２及び第３ルートＲｔ３の長さは互いに同じである。

ここで、第２ルートＲｔ２の一部は、圃場の外部に位置している。即ち、第２ルートＲｔ２は、圃場の外部を通過する走行経路であるため、再算出復帰経路ＬＲの候補から除外される。

また、第３ルートＲｔ３の一部は、既刈領域ＣＡ２に位置している。即ち、第３ルートＲｔ３は、既刈領域ＣＡ２を通過する走行経路である。また、第３ルートＲｔ３は、走行禁止領域ＰＡを通過する走行経路ではない。また、第３ルートＲｔ３は、圃場の外部を通過する走行経路ではない。従って、第３ルートＲｔ３は、再算出復帰経路ＬＲの候補として残る。

即ち、上述の３つのルートのうち、再算出復帰経路ＬＲの候補として残るルートは第３ルートＲｔ３のみである。そのため、図９に示すように、第３ルートＲｔ３が再算出復帰経路ＬＲとして選択される。

離脱復帰経路算出部２２ｂは、以上で説明したように、再算出復帰経路ＬＲを算出する。そして、コンバイン１は、走行制御部２３の制御による自動走行によって、再算出復帰経路ＬＲに沿って走行する。これにより、コンバイン１は刈取走行経路ＬＩに沿った自動走行へ復帰する。

以上で説明した構成であれば、コンバイン１が刈取走行経路ＬＩから離脱した後、脱穀装置１３の脱穀効率が低下した場合には、脱穀装置停止部２７により、脱穀装置１３の駆動が停止される。従って、脱穀装置１３の駆動に無駄が生じにくくなる。これにより、コンバイン１の燃費が良好となる。

〔第１別実施形態〕
上記実施形態においては、コンバイン１が刈取走行経路ＬＩから離脱して離脱復帰経路ＬＷに沿った走行を開始するまでの間、コンバイン１の走行は、走行制御部２３の制御による自動走行によって行われる。

また、上記実施形態においては、コンバイン１が離脱復帰経路ＬＷを離れて刈取走行経路ＬＩに沿った走行を再開するまでの間、コンバイン１の走行は、走行制御部２３の制御による自動走行によって行われる。

しかしながら、本発明はこれに限定されない。以下では、本発明に係る第１別実施形態について、上記実施形態とは異なる点を中心に説明する。以下で説明している部分以外の構成は、上記実施形態と同様である。また、上記実施形態と同様の構成については、同じ符号を付している。

図１０及び図１１は、本発明に係る第１別実施形態におけるコンバイン１の走行を示す図である。

この第１別実施形態においては、作業者がコンバイン１を手動で操作することによって、コンバイン１が刈取走行経路ＬＩから離脱する。そして、コンバイン１が刈取走行経路ＬＩから離脱した後、走行制御部２３が離脱復帰経路ＬＷを捕捉した場合、走行制御部２３の制御による自動走行が開始され、コンバイン１は離脱復帰経路ＬＷに沿った自動走行を行う。

また、この第１別実施形態においては、作業者がコンバイン１を手動で操作することによって、コンバイン１が離脱復帰経路ＬＷを離れる。そして、コンバイン１が離脱復帰経路ＬＷを離れた後、走行制御部２３が刈取走行経路ＬＩを捕捉した場合、走行制御部２３の制御による自動走行が開始され、コンバイン１は刈取走行経路ＬＩに沿った自動走行を行う。

即ち、この第１別実施形態においては、コンバイン１が刈取走行経路ＬＩから離脱した後、走行制御部２３が離脱復帰経路ＬＷを捕捉するまでの間、作業者がコンバイン１を手動で操作する。同様に、コンバイン１が離脱復帰経路ＬＷを離れた後、走行制御部２３が刈取走行経路ＬＩを捕捉するまでの間、作業者がコンバイン１を手動で操作する。

以下では、走行制御部２３が離脱復帰経路ＬＷ及び刈取走行経路ＬＩを捕捉することについて詳述する。

図１０に示すように、コンバイン１が刈取走行経路ＬＩから離脱した後、走行制御部２３は、第１捕捉領域Ｃｔ１を設定する。第１捕捉領域Ｃｔ１は、コンバイン１の前端部における機体幅方向中央位置から、進行方向前側に広がる扇形の領域である。また、この扇形の半径及び中心角は、半径Ｘ及び中心角ｗ１である。

コンバイン１が刈取走行経路ＬＩから離脱した後、走行制御部２３は、第１捕捉領域Ｃｔ１が離脱復帰経路ＬＷに重なるか否かを監視する。また、コンバイン１が刈取走行経路ＬＩから離脱した後、走行制御部２３は、離脱復帰経路ＬＷに対するコンバイン１の前進方向の傾きである角度ｗ２が所定角度ＷＡ以下であるか否かを監視する。

そして、第１捕捉領域Ｃｔ１が離脱復帰経路ＬＷに重なり、且つ、角度ｗ２が所定角度ＷＡ以下となったとき、走行制御部２３は離脱復帰経路ＬＷを捕捉した状態となる。即ち、走行制御部２３が離脱復帰経路ＬＷを捕捉することは、第１捕捉領域Ｃｔ１が離脱復帰経路ＬＷに重なり、且つ、角度ｗ２が所定角度ＷＡ以下となることと同義である。

走行制御部２３が離脱復帰経路ＬＷを捕捉すると、走行制御部２３の制御による自動走行が開始され、コンバイン１は離脱復帰経路ＬＷに沿った自動走行を行う。

また、図１１に示すように、コンバイン１が離脱復帰経路ＬＷを離れた後、走行制御部２３は、第２捕捉領域Ｃｔ２を設定する。第２捕捉領域Ｃｔ２は、コンバイン１の前端部における機体幅方向中央位置から、進行方向前側に広がる扇形の領域である。また、この扇形の半径及び中心角は、半径Ｙ及び中心角ｒ１である。

コンバイン１が離脱復帰経路ＬＷを離れた後、走行制御部２３は、第２捕捉領域Ｃｔ２が刈取走行経路ＬＩに重なるか否かを監視する。また、コンバイン１が離脱復帰経路ＬＷを離れた後、走行制御部２３は、刈取走行経路ＬＩに対するコンバイン１の前進方向の傾きである角度ｒ２が所定角度ＲＡ以下であるか否かを監視する。

そして、第２捕捉領域Ｃｔ２が刈取走行経路ＬＩに重なり、且つ、角度ｒ２が所定角度ＲＡ以下となったとき、走行制御部２３は刈取走行経路ＬＩを捕捉した状態となる。即ち、走行制御部２３が刈取走行経路ＬＩを捕捉することは、第２捕捉領域Ｃｔ２が刈取走行経路ＬＩに重なり、且つ、角度ｒ２が所定角度ＲＡ以下となることと同義である。

走行制御部２３が刈取走行経路ＬＩを捕捉すると、走行制御部２３の制御による自動走行が開始され、コンバイン１は刈取走行経路ＬＩに沿った自動走行を行う。

尚、図１０及び図１１に示すように、第２捕捉領域Ｃｔ２の半径Ｙは、第１捕捉領域Ｃｔ１の半径Ｘよりも小さい。また、第２捕捉領域Ｃｔ２の中心角ｒ１は、第１捕捉領域Ｃｔ１の中心角ｗ１よりも小さい。即ち、第２捕捉領域Ｃｔ２は、第１捕捉領域Ｃｔ１よりも狭く設定されている。

また、所定角度ＲＡは、所定角度ＷＡよりも小さい角度に設定されている。

即ち、走行制御部２３が刈取走行経路ＬＩを捕捉するための条件は、走行制御部２３が離脱復帰経路ＬＷを捕捉するための条件よりも厳しく設定されている。これにより、圃場における複数の刈取走行経路ＬＩのうち、作業者が意図していない刈取走行経路ＬＩが走行制御部２３によって捕捉されてしまう事態を回避しやすい。また、作業者が刈取走行経路ＬＩに沿った走行を望んでいない場合に刈取走行経路ＬＩが走行制御部２３によって捕捉されてしまう事態を回避しやすい。

また、刈取走行経路ＬＩ及び離脱復帰経路ＬＷは、仮想的に設定される走行経路であって、実際の圃場において作業者が目視可能なものではない。そのため、作業者は、走行制御部２３に離脱復帰経路ＬＷまたは刈取走行経路ＬＩを捕捉させるようにコンバイン１を操作する際、離脱復帰経路ＬＷまたは刈取走行経路ＬＩの位置を想定し、その想定した離脱復帰経路ＬＷまたは刈取走行経路ＬＩに沿わせるようにコンバイン１を操作することとなる。

即ち、作業者の想定した離脱復帰経路ＬＷまたは刈取走行経路ＬＩと、実際の離脱復帰経路ＬＷまたは刈取走行経路ＬＩと、がずれている場合、走行制御部２３が離脱復帰経路ＬＷまたは刈取走行経路ＬＩを捕捉しにくくなる。

ここで、刈取走行経路ＬＩに沿った走行を開始する場合、その刈取走行経路ＬＩは、圃場の作業対象領域ＣＡにおける未刈部分の端部に位置しており、且つ、未刈部分と既刈部分との間の境界線に沿って延びていることが多い。そのため、作業者の想定した刈取走行経路ＬＩと、実際の刈取走行経路ＬＩと、のずれは比較的小さくなりやすい。

これに対し、離脱復帰経路ＬＷの近傍には、作業者が離脱復帰経路ＬＷの位置を精度良く想定するための助けとなるような目印が存在しないことが多い。そのため、作業者の想定した離脱復帰経路ＬＷと、実際の離脱復帰経路ＬＷと、のずれは比較的大きくなりやすい。これにより、走行制御部２３が離脱復帰経路ＬＷを捕捉しにくくなる。

そこで、上述の通り、走行制御部２３が離脱復帰経路ＬＷを捕捉するための条件は、走行制御部２３が刈取走行経路ＬＩを捕捉するための条件よりも緩く設定されている。これにより、走行制御部２３が離脱復帰経路ＬＷを捕捉できない事態を回避しやすい。

尚、第１捕捉領域Ｃｔ１と第２捕捉領域Ｃｔ２とは、同時に設定されていても良い。即ち、コンバイン１が離脱復帰経路ＬＷ及び刈取走行経路ＬＩの何れでもない位置を走行しているとき、走行制御部２３が離脱復帰経路ＬＷ及び刈取走行経路ＬＩを何れも捕捉可能であっても良い。この場合、離脱復帰経路ＬＷ及び刈取走行経路ＬＩのうち、走行制御部２３が先に捕捉した方の走行経路に沿った自動走行が行われるように構成されていても良い。

尚、以上に記載した各実施形態は一例に過ぎないのであり、本発明はこれに限定されるものではなく、適宜変更が可能である。

〔その他の実施形態〕
（１）走行装置１１は、ホイール式であっても良いし、セミクローラ式であっても良い。

（２）上記実施形態においては、刈取走行経路算出部２２ａにより算出される刈取走行経路ＬＩは、互いに平行な複数の平行線であるが、本発明はこれに限定されず、刈取走行経路算出部２２ａにより算出される刈取走行経路ＬＩは、互いに平行な複数の平行線でなくても良い。例えば、刈取走行経路算出部２２ａにより算出される刈取走行経路ＬＩは、渦巻き状の走行経路であっても良い。

（３）上記実施形態においては、作業者は、コンバイン１を手動で操作し、図４に示すように、圃場内の外周部分において、圃場の境界線に沿って周回するように刈取走行を行う。しかしながら、本発明はこれに限定されず、コンバイン１が自動で走行し、圃場内の外周部分において、圃場の境界線に沿って周回するように刈取走行を行うように構成されていても良い。

（４）上記実施形態においては、判定部２５は、選別処理物量がレベル１である状態が所定の第１期間以上継続した場合、脱穀装置１３の脱穀効率が低下したと判定する。しかしながら、本発明はこれに限定されない。例えば、判定部２５は、選別処理物量のレベルが低下した場合、脱穀装置１３の脱穀効率が低下したと判定するように構成されていても良い。即ち、選別処理物量のレベルが低下することは、シーブセンサＳ１により検知されている選別処理物量が減少することに相当する。

（５）自車位置算出部２１、経路算出部２２、走行制御部２３、領域算出部２４、判定部２５、脱穀装置開始部２６、脱穀装置停止部２７、走行禁止領域記憶部２８のうち、一部または全てがコンバイン１の外部に備えられていても良いのであって、例えば、コンバイン１の外部に設けられた管理サーバに備えられていても良い。

（６）離脱復帰経路算出部２２ｂは設けられていなくても良い。

（７）走行禁止領域記憶部２８は設けられていなくても良い。

（８）脱穀装置開始部２６は設けられていなくても良い。

（９）シーブセンサＳ１は設けられていなくても良い。

（１０）刈取クラッチセンサＳ２は設けられていなくても良い。

（１１）通信端末４は設けられていなくても良い。

本発明は、普通型のコンバインだけでなく、自脱型のコンバインにも利用可能である。

１ コンバイン
１３ 脱穀装置
１３ｂ 揺動選別部
１５ 刈取装置
２０ 制御部
２２ 経路算出部
２２ａ 刈取走行経路算出部
２３ 走行制御部（自動刈取走行制御部）
２５ 判定部
２６ 脱穀装置開始部
２７ 脱穀装置停止部
Ａ コンバイン制御システム
ＬＩ 刈取走行経路
Ｓ１ シーブセンサ

Claims (3)

1. 圃場の植立穀稈を刈り取る刈取装置と、前記刈取装置により刈り取られた刈取穀稈を脱穀処理する脱穀装置と、を有するコンバインを制御するコンバイン制御システムであって、
   圃場における刈取走行のための走行経路である刈取走行経路を算出する刈取走行経路算出部と、
   前記刈取走行経路に沿った自動走行によって刈取走行が行われるように前記コンバインを制御する自動刈取走行制御部と、
   前記コンバインが前記刈取走行経路から離脱した場合に、前記脱穀装置の脱穀効率が低下したか否かを判定する判定部と、
   前記判定部により前記脱穀装置の脱穀効率が低下したと判定された場合に前記脱穀装置の駆動を停止させる脱穀装置停止部と、
   前記脱穀装置停止部により前記脱穀装置の駆動が停止された後、前記刈取走行経路に沿った自動走行へ復帰するために前記コンバインが旋回するときに、前記脱穀装置の駆動を自動的に再開させる脱穀装置開始部と、を備えるコンバイン制御システム。
2. 前記脱穀装置は、脱穀処理により得られた処理物を選別処理する揺動選別部を有しており、
   前記コンバインは、前記揺動選別部において選別処理されている処理物の量である選別処理物量を検知するシーブセンサを有しており、
   前記判定部は、前記シーブセンサにより検知されている前記選別処理物量が減少した場合、前記脱穀装置の脱穀効率が低下したと判定するように構成されている請求項１に記載のコンバイン制御システム。
3. 前記判定部は、前記刈取装置が非駆動状態である期間が継続した場合、前記脱穀装置の脱穀効率が低下したと判定するように構成されている請求項１に記載のコンバイン制御システム。

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