JP6988972B2 - 作業車両 - Google Patents

Description

本発明は、圃場内を走行し、走行車体に走行した作業装置で対地作業を行う作業車両に関するものである。

従来の作業車両には、作業開始位置と作業終了位置の位置情報を、作業装置が入切されたときに取得し、取得した作業開始位置と作業終了位置から基準線を作成し、この基準線に沿ってハンドルを自動操舵し、機体を直進走行させる自動操舵装置を備えるものがある。（特許文献１）

特開２０１６− ２１８９０号公報

特許文献１に記載された作業車両は、作業装置が入切された位置を作業開始位置及び作業終了位置として取得することができるので、作業開始位置及び作業終了位置を取得する操作が必要なく、操作性がよいという利点がある。

しかしながら、誤操作により作業装置の入または切が行われると、本来作業開始位置、または作業終了位置を取得すべき位置とは異なる位置で作業開始位置、または作業終了位置が取得されてしまうことがある。このときは、基準線を別の作業条で取り直す必要があり、その間は自動操舵装置が使用できず、精度の高い作業走行が行えない問題がある。

また、作業装置が入切される位置を作業開始位置、または作業終了位置として取得するには、作業装置の入切を検知する検知部材が必要になるので、機体を構成する部品数が増大する問題がある。

本発明は、上記の問題を解消し、直進走行の基準位置が誤操作で取得されることを防止できると共に、部品数の増大を抑えることができる作業車両を提供することを目的とするものである。

請求項１記載の発明は、機体を操舵操作する操舵部材（３５）と、機体の位置座標を取得する位置情報取得装置（２００）と、前記操舵部材（３５）を作動させて機体を直進走行させる自動直進装置（２０５）と、機体各部の制御を行う制御装置（１００）を備える作業車両において、機体の直進走行の基準となる基準位置を取得すると共に、前記自動直進装置（２０５）を入切するレバー操作部材（２０７）を設け、前記レバー操作部材（２０７）は、単一の操作部材であって、複数の操作方向に操作可能に構成し、前記レバー操作部材（２０７）を操作すると前記基準位置を取得し、前記基準位置が取得された状態で前記レバー操作部材（２０７）を操作すると前記自動直進装置（２０５）による自動直進走行が「入」になると共に、自動直進走行が「入」であるときに前記操作部材（２０７）を操作すると前記自動直進装置（２０５）が「切」になり、前記レバー操作部材（２０７）を第１の方向に操作すると前記基準位置を取得し、前記基準位置を取得した状態で、前記レバー操作部材（２０７）を前記第１の方向に所定時間操作すると前記取得した基準位置を削除し、前記レバー操作部材（２０７）を第２の方向に操作すると自動直進走行が「入」になることを特徴とする作業車両とした。

（削除）

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請求項１の発明により、取得した基準位置に基づき機体を自動直進させることができるので、走行軌跡が直線状に揃えられ、作業精度が向上する。

また、操舵部材（３５）を操作して直進走行を維持する必要がなくなるので、作業者の労力が軽減される。

また、基準位置の取得と自動直進装置（２０５）の入切を同一の操作部材（２０７）で行えるので、誤操作防止と部品点数の削減が図られる。また、基準位置を削除する操作は、基準位置の取得と自動直進装置（２０５）の入切を行う同一の操作部材（２０７）であり、且つ簡潔に操作することができるので、自動直進走行の基準位置の変更が容易になり、作業精度が向上する。

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苗移植機の側面図 苗移植機の平面図 走行車体の要部平面図 ハンドルを含む操縦部の要部背面図 （ａ）ハンドルの自動操舵装置の構成を示す要部背面図、（ｂ）ハンドルの自動操舵装置の構成を示す要部側面図 各種制御に関連する部材を示すブロック図 取得された位置座標を機体の傾斜等に合わせて補正する制御を示すフローチャート 自動操舵装置による自動直進制御を示すフローチャート 自動直進設定部材の操作による第１及び第２基準位置の取得と、自動直進制御の入切を示すフローチャート 第１基準位置及び第２基準位置の消去操作を示すフローチャート 第１基準位置取得後のハンドル操作により第１基準位置を消去する制御を示すフローチャート 第１基準位置、第２基準位置、基準線を示すと共に、目標位置を示す作業の模式図 報知装置の作動と、報知装置の作動後に自動操舵装置の停止操作が行われないときの自動減速制御を示すフローチャート 圃場の枕地走行により第１基準位置、第２基準位置及び基準線を消去する制御を示すフローチャート

本発明の実施の形態について、図面に基づき説明する。

本件においては、平面図において、機体の進行方向に対して左側を機体左右一側、機体の進行方向に対して右側を機体左右他側と称する。以下、各部の詳細を具体的に記載する。

本発明の作業機の一実施例として図２に開示されている乗用型の田植機は、８条植えの構成であるが、本構成を異なる植付条数の田植機に用いても構わない。本件田植機は、図１及び図２で示すとおり、走行車体２の後側に昇降リンク装置３を介して、苗タンク５３から苗を取って複数の苗植付装置５５…で圃場に苗を植え付ける苗植付部や、種子を供給する播種装置等、あるいは圃場を耕耘するロータリ等の作業装置４を昇降可能に設け、該走行車体２の後部上側に施肥装置５の本体部分を配置している。

まず、走行車体２を構成するメインフレーム１５について説明する。

図３に示すとおり、該メインフレーム１５は、機体前部の前側梁フレーム１６と、機体後部の後側梁フレーム１７と、該前側梁フレーム１６と後側梁フレーム１７の前後間に中央梁フレーム１８を設け、該前側梁フレーム１６と中央梁フレーム１８を左右一対の前側連結フレーム１９，１９で連結すると共に、該中央梁フレーム１８と後側梁フレーム１７を左右一対の後側連結フレーム２０，２０で連結する。

なお、前側梁フレーム１６と中央梁フレーム１８と後側梁フレーム１７は左右方向を長手方向とし、前側連結フレーム１９と後側連結フレーム２０は前後方向を長手方向とする。

該左右の前側連結フレーム１９，１９と後側連結フレーム２０，２０の左右間隔は略同じ間隔とする。また、前記中央梁フレーム１８と後側梁フレーム１７の左右長さは前側梁フレーム１６の左右長さよりも長く構成する。なお、左右の前側連結フレーム１９，１９と後側連結フレーム２０，２０は中央梁フレーム１８の下部で溶接するものであるので、左右の前側連結フレーム１９，１９と後側連結フレーム２０，２０を一体の金属製の角材で構成してもよい。

前記前側梁フレーム１６と中央梁フレーム１８と左右の前側連結フレーム１９，１９が形成する空間部には、左右の前輪１０，１０や後輪１１，１１、作業装置４等に駆動力を伝動するミッションケース１３と、エンジン３０から供給される駆動力を該ミッションケース１３に出力する油圧式の無段変速装置（ＨＳＴ）１４を設ける。

そして、前記後側梁フレーム１８の後部に、左右の持上フレーム２１，２１を左右の後側連結フレーム２０，２０の左右間隔よりも狭い間隔で且つ後方に突出させて設け、該左右の持上フレーム２１，２１の下部に後部支持フレーム２２を装着する。該後部支持フレーム２２の左右両側には、走行車体２の左右の後輪１１，１１を各々駆動させる後輪伝動ケース１１ａ，１１ａを設け、該後部支持フレーム２２の上部には、前記昇降リンク機構３を支持する左右のリンクフレーム２３，２３を上方に向けて設ける。

前記昇降リンク機構３は、左右のリンクフレーム２３，２３の下部側で且つ左右間に左右一対のロワリンクアーム２４，２４を設け、該左右のロワリンクアーム２４，２４の左右間に昇降シリンダ２５を設けると共に、該昇降シリンダ２５の上方にアッパリンクアーム２６を設けて構成する。なお、該左右のロワリンクアーム２４，２４と昇降シリンダ２５とアッパリンクアーム２６の走行車体２とは反対側の端部は、作業装置４の機体前側に装着する。

さらに、前記中央梁フレーム１８の左右両端部の前方と左右の前側連結フレーム１９，１９の左右外側に、走行車体２の左右の前輪１０，１０に各々伝動する前側伝動ケース１０ａ，１０ａを各々設けると共に、該中央梁フレーム１８と後側梁フレーム１７の左右端部を左右の延長フレーム２７，２７で各々連結する。該左右の延長フレーム２７，２７は前後方向を長手方向とする。

また、前記中央梁フレーム１８と後側梁フレーム１７と後部支持フレーム２２の下部に前後方向の中央連結フレーム２８を設け、前記中央梁フレーム１８と後側梁フレーム１７の前後間で且つ左右の後部連結フレーム２０，２０の左右間にエンジン３０を支持する前後の支持プレート２９，２９を設ける。

該前後の支持プレート２９，２９には、中央連結フレーム２８の左右両側でエンジン３０を受ける受けプレート２９ａ…が各々設けられている。

そして、前記前後の支持プレート２９，２９の左右両側に、後側梁フレーム１７の下方を通過して後方に突出する左右の補助フレーム３１，３１を設け、該左右の補助フレーム３１，３１の後部を左右方向の後部補助フレーム３２で連結する。なお、該左右の補助フレーム３１，３１の後端部は、前記左右の後輪伝動ケース１１ａ，１１ａに連結する。

上記により、メインフレーム１５が構成される。該メインフレーム１５のうち、前側梁フレーム１６から後側梁フレーム１７までの前後幅、及び左右の前側連結フレーム１９，１９及び後側連結フレーム２０，２０の左右幅を、作業者が搭乗するフロアステップ３３で覆う。該フロアテップ３３は一体形成して強度を向上させたり部品数を減らしたりするものや、前側と後側、左側と右側で各々分割可能に構成し、着脱を容易にするものを用いる。

上記では、図３に示すとおり、前記中央梁フレーム１８と後側梁フレーム１７の左右両側端部の周辺と、左右の延長フレーム２７，２７がフロアステップ３３に覆われず、露出する。このとき、前記フロアステップ３３を拡大してメインフレーム１５の全体を覆う構成としてもよいが、大きさや植付作業条数の異なる機体間でのフロアステップ３３の共用化を図るべく、フロアステップ３３の左右両側に、左右の延長ステップ３４，３４を各々配置する構成とする。

上記構成により、メインフレーム１５は複数のフレーム構成体を連結して構成しているので、従来に比べて強度の向上が図られている。

また、エンジン３０を搭載する前後の支持プレート２９，２９の下部に中央連結フレーム２８を配置すると共に、前後の支持プレート２９，２９を左右の後部補助フレーム３２，３２と連結したことにより、重量物であるエンジン３０を強固に保持することができる。

前記走行車体２の前側には、図１、図２に示すとおり、上部に機体を操舵するハンドル３５、無段変速装置１４や作業装置４を操作する変速操作レバー３６、走行車体２の走行伝動を切り替える副変速切替装置（図示省略）を操作する副変速操作レバー３７及び機体各部の操作を行う操縦パネル３８を上部に備えるボンネット３９を設ける。該ボンネット３９の前側には開閉可能なフロントカバー４０を設け、該フロントカバー４０の内部には、燃料タンクやバッテリ、前記ハンドル３５の操舵に前記左右の前輪１０，１０、及び左右の前輪伝動ケース１０ａ，１０ａの下部側を回動させる連動機構（図示省略）を内装する。

また、前記フロントカバー４０の前方には、作業装置４の作業状態や作業時に消費される作業資材の減少、及び後述する自動操舵装置２０５の作動、非作動等の各種情報をＬＥＤ等の点灯で表示するセンターマスコット７０を設ける。該センターマスコット７０は、側面視において、機体下部側で且つ機体後側に配置される作業表示部７１と、機体上部側で且つ機体前側に配置される自動直進表示部７２で構成される。

そして、前記ボンネット３９よりも機体後側で、且つ前記エンジン３０の上方に、エンジン３０の上方及び側方を覆うエンジンカバー３０ａを設け、該エンジンカバー３０ａの上部に作業者が着座する作業座席４１を設ける。

さらに、該作業座席４１の後側で、具体的にはメインフレーム１５の後端側に前記施肥装置５を積載する。該施肥装置５の駆動力は、左右の後輪伝動ケース１１ａの左右一側から施肥装置５に向かって配置される施肥伝動機構５ａによって伝動される。

前記ミッションケース１３の前側には、前記左右の前輪伝動ケース１０ａ，１０ａに伝動する前側伝動シャフト（図示省略）と、ミッションケース１３の後部には、前記左右の後輪伝動ケース１１ａ，１１ａに伝動する左右のドライブシャフト４２，４２を設ける。該左右のドライブシャフト４２，４２よりも伝動方向上手側には、左右のドライブシャフト４２，４２への伝動を入切するサイドクラッチ機構４３，４３が配置されており、前記ハンドル３５を切操作して走行車体２を旋回操作させると、旋回内側に位置するサイドクラッチ機構４３が切状態になり、旋回内側の後輪１１への伝動を停止させる構成としている。

図３に示すとおり、前記ミッションケース１３の後側の左右中央付近に左右のクラッチ入切軸４４，４４を上下方向に設け、該左右のクラッチ入切軸４４，４４の上部に機体外側に向かうクラッチ入切アーム４５，４５を各々設ける。そして、前記操縦座席４１の前側下部で且つ左右一側には、左右のサイドクラッチ機構４３，４３を入切操作するサイドクラッチペダル４３ａ，４３ａを設ける。

また、図１、図２に示すとおり、作業装置４の下方には、圃場面に接地して滑走するセンターフロート６２Ｃと左右のサイドフロート６２Ｌ，６２Ｒを設けると共に、該センターフロート６２Ｃと左右のサイドフロート６２Ｌ，６２Ｒよりも機体前側に、圃場面の凹凸を整地する整地ロータ６３を設ける。該整地ロータ６３への駆動力は、左右一側の後輪伝動ケース１１ａに設ける整地伝動シャフト６５により伝動される。また、左右一側の後輪伝動ケース１１ａには、整地ロータ６３への伝動を入切する整地クラッチ６６を設ける。

前記センターフロート６２Ｃには、該センターフロート６２Ｃの回動角度を検知する回動ポテンショメータ６４を設け、該回動ポテンショメータ６４の回動角度が所定角度以上変化すると圃場の深さが変化したと判断し、制御装置１００が前記昇降シリンダ２５を伸縮させて昇降リンク機構３を上下回動させ、作業装置４の上下高さ、即ち作業位置を圃場の深さに対応させる構成とする。

圃場内で前記作業装置４を用いて苗の植付や種子の播種作業、あるいは苗の生育後の追肥や除草等の作業を行うときは、圃場の一側から他側に向かって走行車体２を直進走行させることが一般的である。しかしながら、走行車体２は、圃場の耕盤の凹凸や表土の粘性により車輪が直進方向からずれた方向を向くと、次第にずれた方向に移動してしまうことがある。また、作業者の操縦技術によっては、走行車体２を直進方向に合わせられず、直進からずれた方向に移動させてしまうことがある。

これにより、苗の植付や播種、除草や追肥等の作業軌跡が斜め方向になり、本来苗の植付や播種が可能な個所が空きスペースとなり、後から作業者が手作業で植付や播種を行う
必要が生じ、作業者に余分な労力を生じさせることや、苗の植付条間や播種条間が作業装置４の条間よりも狭くなり、風通しが悪くなって病虫害が発生することがある。あるいは、除草作業や追肥作業等の、植付や播種の後工程の作業を行う際、苗を踏み潰してしまい、収量の低下を招くことや、苗を踏み潰さないように操縦することにより、作業能率を低下させる問題が生じることがある。

これら問題を解決するには、作業者の手によらず、走行車体２を自動操舵させ、直進走行姿勢を維持させる、いわゆる自動直進システムを搭載することが考えられる。

まず、図１、図２に示すとおり、走行車体２に、ＧＰＳ（ＧＮＳＳ）アンテナ２００を装着するアンテナフレーム２０１を設ける。該アンテナフレーム２０１は、前記メインフレーム１５の前側に設ける左右のアンテナステー２０２，２０２に左右の基部を装着する、正面視で門型の前側フレーム２０１ａと、該前側フレーム２０１ａの左右中央部から機体後方に向かい、走行車体２の後側の左右中央部に向かう後側フレーム２０１ｂで構成する。なお、門型の該前側フレーム２０１ａの空間部の後方には、前記ボンネット３２や操縦座席４１が位置するものとする。

また、前記アンテナフレーム２０１の上下高さは、機体中最も高くする。作業者がフロアステップ３３上に立った状態で頭をぶつけることを防止しつつ、且つ受信精度を向上させるべく、アンテナフレーム２０１の上端部は、地表から２．５〜３．５ｍ程度に位置するものとする。

これにより、作業者はフロアステップ３３上を移動しやすく、作業能率が向上すると共に、ＧＰＳアンテナ２００を地表から上方に離間させることができるので、受信精度の向上が図られる。

該前側フレーム２０１ａと後側フレーム２０１ｂの接続部付近には、前記ＧＰＳアンテナ２００を装着する。なお、前側フレーム２０１ａと後側フレーム２０１ｂの接続部は、ボンネット３２と操縦座席４１の前後間附近であり、前記走行車体２の前後方向の中央部付近である。

上記により、ＧＰＳアンテナ２００の取付位置を機体の前後及び左右方向の中央部付近になるので、取得される機体の座標が実際の機体の位置から離れたものとなりにくく、自動直進システムによる直進走行位置の設定が適切になり、作業精度が向上する。

また、前側フレーム２０１ａの空間部の後方に操縦座席４１が位置することにより、アンテナフレーム２０１が作業者の視界を遮ることを防止できるので、視認性が向上し、直進走行前の位置合わせが正確になると共に、機体前方の圃場の状態や障害物を早めに見つけられるので、作業者による手動操作に切り替えて安全且つ作業位置のずれを抑えることができる。

なお、ＧＰＳアンテナ２００は、単独測位方式、ＤＧＰＳ（相対測位）方式、ＲＴＫ（干渉測位）方式等のうち、作業をする地域に適したものを用いるとよい。

しかしながら、機体の傾斜や振動の影響によりＧＰＳアンテナ２００の地上高が変動すると、実際の機体位置と異なる座標位置が測定され、受信精度が低下すると共に、直進からずれた方向に機体が走行してしまう問題が生じる。

これを防止すべく、図６に示すとおり、ＧＰＳアンテナ２００に加えて、ＩＭＵ（慣性計測装置）２０３を設ける。該ＩＭＵ２０３は、走行車体２が傾斜姿勢になるときの地表からＧＰＳアンテナ２００までの高さと、傾斜していないときの地表からＧＰＳアンテナ２００までの高さの差に基づき、ＧＰＳアンテナ２００が取得した位置座標を制御装置１００に修正させるものである。

なお、地表からＧＰＳアンテナ２００までの高さは、前記走行車体２の傾斜等の挙動を、ＩＭＵ２０３に内蔵される三軸の加速度センサと角速度センサで計測して割り出すものとする。

これに加えて、自動直進システムによる機体の走行方向が正しいかどうかをより確実に制御装置１００に判定させるべく、方位センサ２０４を設ける。

このときの位置座標の補正については、図７のＳ１からＳ５に示すとおりである。

これにより、機体の進路を計測される方位により定めることができるので、直進走行の精度がいっそう向上する。

前記ＧＰＳアンテナ２００が取得する位置情報は、ＩＭＵ２０３と方位センサ２０４が検出する情報に基づき、制御装置１００により補正される。そして、制御装置１００は、現在の位置情報と先に取得されている位置情報を比較し、位置情報の相違が許容範囲を超えていると、機体を直進走行位置に戻すべく、左右の前輪１０，１０を左右方向に操舵させる。

上記の左右の前輪１０，１０の操舵、あるいはクローラ等の信地旋回を自動化すべく、前記ハンドル３５を操舵アクチュエータ２０６で回動させる自動操舵装置２０５を設ける。該自動操舵装置２０５は、図８のＳ６〜Ｓ９に示すとおり、前記制御装置１００が算出した現在の位置情報のＸ座標と、先に取得されている基準となる位置情報のＸ座標の差異に基づき、操舵アクチュエータ２０６の作動量が変動されることで、機体を直進走行位置に向かわせるべく、ハンドル３５を左右に切ると共に、直進走行位置に来ると操舵アクチュエータ２０６を停止させてハンドル３５の自動操舵を停止させるものである。

なお、操舵アクチュエータ２０６は、電動や油圧式のモータ、あるいはシリンダで構成する。

上記構成により、算出された位置情報のＸ座標の差異に合わせてハンドル３５が自動的に操舵され、機体を直進走行位置に自動的に合わせることができるので、作業装置４による作業位置が左右方向にずれることが防止され、圃場内に作業が行われない箇所が発生しにくくなる。これにより、作業が行われなかった箇所に、後から人手で作業を行う必要が無くなり、作業者の労力が軽減される。

また、前工程の作業条と現在の作業条の作業位置が重複することを防止できるので、苗、種子や肥料等の作業資材を余分に消費することが防止され、作業コストの低減が図られると共に、作業資材の過剰供給による生育不良の発生が防止される。

なお、耕耘機を装着したトラクタや、苗移植機や播種機は、作業条の圃場端まで走行し、約１８０度旋回して次の作業条に移動する。旋回走行中に自動直進システムが作動していると、機体が直進走行すべき位置からずれていると判断して操舵アクチェータ２０６を作動させ、旋回軌跡を乱すおそれがある。したがって、自動直進システムは、機体を旋回させる際にオフにする構成とする必要がある。ハンドル３５を旋回操作すると自動直進システムがオフになる構成とすることも考えられるが、圃場の状態等によって機体の進行方向が大幅にずれたり、障害物を回避すべく作業者がハンドル３５を旋回操作と同等以上に大きく操作したりした際に自動直進システムがオフになるので、作業者が直進途中で自動操舵システムを再度オンにせねばならず、作業者の手間が増えると共に、自動直進システムがオフになったことに気付かず、作業位置がずれたまま機体が走行し、作業精度が低下する問題が生じる。

また、ハンドル３５を旋回から直進に戻す操作で自動直進システムをオンにすることが考えられるが、旋回から直進に戻る際、次の作業条における直進位置に機体を合わせるには、細かいハンドル３５の操舵操作を行う必要がある。この操作中に自動操舵システムがオンになっていると、機体が直進走行位置からずれたと制御装置１００が判断すると操舵アクチュエータ２０６が作動してしまい、機体の位置が本来直進走行すべき位置に合わせられなくなる問題がある。

この問題の発生を防止し、機体を適切な方向に直進走行させると共に、適切な区間で作動することが可能な自動直進システムについて、図６及び図８から図１１を用いて説明する。

なお、走行車体２の前後進方向の位置座標をＹ座標とすると共に、走行車体２の前後進方向と直交する方向、即ち左右方向の位置座標をＸ座標とする。

まず、走行車体２に、自動直進の開始点である圃場の一側と自動直進の終了点である圃場の他側の座標を取得させると共に、自動直進システムを入切する、自動直進設定部材２０７を設ける。該自動直進設定部材２０７は、上下方向、左右方向、押込状態と戻り状態など、少なくとも二方向に操作可能な部材を少なくとも一つ装着するか、あるいは二つ以上の操作部材を装着するものとする。

本願では、自動直進設定部材２０７として、図４に示すとおり、上下方向に操作可能なフィンガアップレバーを装着するが、トグルスイッチやプッシュスイッチ、ジョイスティック等を用いてもよい。

これにより、部品点数の削減が図られると共に、基準位置（第１基準位置Ａ、第２基準位置Ｂ）の取得操作と、自動操舵装置２０５の入切操作を、同じ側の片方の手で自動直進設定部材２０７を操作すればよいので、操作性が向上する。

図４に示すとおり、該自動直進設定部材２０７を第１の方向Ｗ１、本願では機体上方に向けて操作すると、操作された位置で前記ＧＰＳアンテナ２００が取得され、ＩＭＵ２０３と方位センサ２０４の検出結果を用いて制御装置１００が算出した位置座標が記録される。なお、自動直進設定部材２０７の第１の方向Ｗ１への操作が、基準位置取得部材の操作に該当する。

前記自動直進設定部材２０７を操作したとき、他の位置座標の記録が無いときは、算出した位置座標を第１基準点Ａとして記録し、該第１基準点Ａが記録されているときは、算出した位置座標を第２基準点Ｂとして記録する。該第１基準点Ａと第２基準点Ｂが記録されているときに前記自動直進設定部材２０７が操作された時は、位置座標を記録しない。

なお、圃場内の作業途中で、自動直進が精度よく行えなくなった時等には、第１基準点Ａ及び第２基準点Ｂを取得し直す必要があるので、図１０に示すとおり、このときは前記自動直進設定部材２０７を所定時間（例：２〜３秒）に亘って第１の方向Ｗ１に操作すると、記録されている第１基準点Ａ及び第２基準点Ｂが消去される設定とするとよい。あるいは、操作すると第１基準点Ａ及び第２基準点Ｂが削除される、記録消去用のボタン（図示省略）を設けてもよい。

自動直進システムの直進走行の基準位置となる前記第１基準点Ａ及び第２基準点Ｂは、距離が近いほどＸ座標のズレは小さいが、二点間の距離が短ければ、自動直進を用いなくてもおおよそ直進走行は可能である。また、二点間の距離が短くなるときは、作業者が意図せず自動直進設定部材２０７に触れてしまい、第２基準点Ｂを取得するという状況が考えられる。

この問題の発生を防止すべく、前記自動直進設定部材２０７を操作して第２基準点Ｂを取得する際、第１基準点Ａを取得した位置からの距離が所定距離未満、例えば８〜１２ｍ未満であるときは、制御装置１００は第２基準点Ｂを削除し、記録させないものとする。その後、再度自動直進設定部材２０７が操作され、第１基準点Ａを取得した位置からの距離が所定距離以上であれば、制御装置１００は第２基準点を記録させるものとする。

なお、図１１に示すとおり、第１基準点Ａを取得した状態で、第２基準点Ｂを取得せずにハンドル３５を所定時間内に所定量以上に操作し、走行車体２を旋回させたとき、制御装置１００は、記録した第１基準点Ａを削除する。その後、前記自動直進設定部材２０７が第１の方向Ｗ１に操作されると、制御装置１００は、ＧＰＳアンテナ２００により取得したその場所の位置座標を、第１基準点Ａとして記録し、第１基準点ＡのＹ座標と第２基準点ＢのＹ座標を結ぶ線が直線状にならなくなることを防止する構成としてもよい。

これにより、圃場の一端と他端の所定位置、例えば、直進走行を終えて走行車体２が旋回を開始する位置と、旋回終了後に作業装置４を下降させて直進走行を開始する位置に第１基準点Ａと第２基準点Ｂを設定することができ、作業装置４を下降させて直進走行する位置で自動直進システムを作動させ、作業位置が進行方向に対して左右方向にズレない、高精度な作業が可能になる。

また、作業者の誤操作により第２基準点Ｂが実際に設定すべき位置と異なることを防止できるので、次の作業条で第１基準点Ａと第２基準点Ｂを取得し直す必要が無く、自動直進を用いる作業条を増やし、圃場内の作業精度を一層向上させることができる。

なお、圃場に入ってから最初に作業を行う作業条では、所定位置で自動直進設定部材２０７を第１の方向Ｗ１に操作して、上記の第１基準点Ａと第２基準点Ｂを取得する作業が必須になるので、自動直進を用いず、作業者がハンドル３５を操作して、機体を直進走行させることになる。

上記のとおり、自動直進設定部材２０７の操作によって第１基準点Ａと第２基準点Ｂを取得していると、該第１基準点Ａと第２基準点Ｂの各Ｙ座標を結んだ基準線Ｒが、自動直進の目安となる線となり、走行中の機体の位置座標のＸ座標が、自動直進の目安となる線のＸ座標と合致しているか否かを判定し、合致していなければ自動操舵装置２０５により合致する方向にハンドル３５を自動操舵させることで、自動直進走行を実現することができる。

上記の自動直進走行は、第１基準点Ａと第２基準点Ｂが記録されている状態で、自動直進設定部材２０７を第２の方向Ｗ２、本願では機体下方に向けて操作することで開始される。自動直進設定部材２０７を第２の方向Ｗ２に操作すると、制御装置１００は、ＧＰＳアンテナ２００が取得する位置座標のＹ座標と基準線ＲのＹ座標を比較し、前記操舵アクチュエータ２０６を作動させてハンドル３５を左右方向に回転させ、走行車体２を直進走行すべき位置に移動させる制御を開始する。なお、自動直進設定部材２０７の第２の方向Ｗ２への操作が、入切部材の操作に該当する。

この自動操舵制御は、前記ハンドル３５が所定の時間内に走行車体２を旋回させる角度まで操作されるか、前記自動直進設定部材２０７が第２の方向Ｗ２に操作されると終了する。前記ハンドル３５の操舵角度は、ハンドルポテンショメータ３５ａによって検知するものとする。

なお、第１基準点Ａまたは第２基準点ＢのＹ座標と一致する場所に走行車体２が到達すると、自動直進制御が終了される構成としてもよい。

上記のとおり、自動直進制御は、ハンドル３５を旋回操作するか、圃場端における旋回走行の開始地点付近に到達することで終了される。走行車体２が旋回走行する位置は、圃場端に近い位置であるので、自動直進制御に任せて作業者が操縦以外の作業を行っていると、旋回操作が遅れると予定外の位置に苗の植付が行われると共に、走行車体２が圃場端まで移動してしまい、旋回を行う位置まで後進が必要になり、作業能率が低下する問題が生じる。

なお、図１２は、第１基準位置Ａ、第２基準位置Ｂ、基準線Ｒ、及び目標位置と現在の機体の位置を示す模式図である。

この問題を防止すべく、図６及び図１３に示すとおり、前記整地クラッチ６６の入（作動）及び切（停止）による整地ロータ６３の入切を検知する作業検知センサ２０９を設け、該作業検知センサ２０９が整地ロータ６３の入（作動）を検知したとき、制御装置１００は、走行車体２の位置座標（Ｘ座標及びＹ座標）である、目標位置座標（終了基準位置）を取得する。なお、該目標位置座標は、制御装置１００、あるいは制御装置１００に付随するメモリ領域に、少なくとも二ヵ所分を同時に保持可能とする。

なお、作業検知センサ２０９による目標位置座標（終了基準位置）の取得は、整地ロータ６３の入切の代わりに、作業装置４の上昇または下降、作業装置４への伝動の入または切、ハンドル３５の旋回開始操舵または旋回終了操舵等を条件として行う構成としてもよい。

そして、位置座標を取得した作業条の次の作業条において、前記自動操舵装置２０５を作動させて走行車体２を自動直進走行させるとき、制御装置１００は、ＧＰＳアンテナ２００が取得する現在位置座標のＹ座標から、直前の作業条（直近の作業条）で取得した目標位置座標のＹ座標までの距離を逐次算出する。このとき、制御装置１００は、目標位置座標のＸ座標を現在位置座標のＸ座標に補正する構成としてもよい。

そして、現在位置座標から目標位置座標までの距離が所定距離、例えば８〜１２ｍになる報知位置に走行車体２が到達すると、走行車体２が圃場端に接近しており、前記自動直進設定部材２０７を第２の方向Ｗ２に操作して自動直進制御を終了させる必要があることを作業者に知らせるべく、ブザーやランプ、あるいは画面上に数値や文字を表示する、報知装置２０８が作動する構成とする。

なお、該報知装置２０８に数値や文字を表示するのは、走行車体２に表示パネル（図示省略）を設ける構成や、作業者が持ち込む情報端末（スマートフォン、タブレット等）に情報を送信して表示させる構成が考えられる。

なお、目標位置座標を取得していない作業条においては、走行車体２と目標位置までの距離を算出できないので、作業者は目視で圃場端を確認し、自動直進制御が不要と判断した位置で自動直進設定部材２０７を操作する必要がある。

現在位置座標から目標位置座標までの距離については、前記左右の後輪１１，１１への左右のドライブシャフト４２，４２の回転を検知する後輪回転センサ２１０，２１０を設け、前記整地ロータ６３を入にした位置から該後輪回転センサ２１０，２１０が検知した回転数を元に、制御装置１００が移動距離を算出し、該移動距離と整地ロータ６３を入にした位置のＹ座標位置までの距離を算出し、所定距離以内であれば報知装置２０８を作動させる構成としてもよい。

しかしながら、報知装置２０８が作動しても、作業者が気付いて自動直進制御を終了させなければ、走行車体２を適切な位置で旋回させることはできない。これに対応すべく、前記報知装置２０８が作動してから所定距離（例えば、２〜５ｍ）に亘って、自動直進設定部材２０７が第２の方向Ｗ２に操作されることなく走行車体２が前進走行したとき、前記制御装置１００は、前記無段変速装置１４のトラニオン軸１４ａを回動させ、走行車体２を減速させる。

あるいは、距離でなく、前記報知装置２０８が作動してから所定時間（例えば、２〜５秒間）に亘って、自動直進設定部材２０７が第２の方向Ｗ２に操作されることなく走行車体２が前進走行したとき、前記制御装置１００は、前記無段変速装置１４の出力を低下させ、走行車体２を減速させる。

上記の走行車体２の減速は、前記無段変速装置１４のトラニオン軸１４ａをトラニオンアーム（図示省略）を介して回動させるＨＳＴサーボモータ２１１を作動させ、該トラニオン軸１４ａを減速側に回動させることによって行われる。

これにより、圃場端に接近すると走行車体２の走行速度が低下するので、作業者に圃場端の旋回位置が近付いていることを認識させることができ、適切な軌跡で旋回走行が行える。したがって、作業装置４が、圃場の外周の四辺、所謂枕地で重複して対地作業を行い、余分に作業資材（苗、肥料、薬剤等）を消費することが防止される。

また、旋回後に整地ロータ６３を入にして整地作業を開始する位置を、旋回前に整地作業を終了した位置に合わせることができるので、整地ロータ６３による整地作業が行われない箇所の発生、及び作業装置４による対地作業行われない箇所の発生が防止される。これにより、整地作業が行われなかった箇所について、苗の植付深さが乱れる、肥料の浸透具合が異なる、走行が乱れるといった問題の発生が防止されると共に、対地作業が行われなかった位置について、作業者が手作業で作業を行う必要がなく、作業者の労力が軽減される。

上記の自動減速は、時間経過により走行速度が漸減するものとし、緩やかに減速される制御構成とすると、作業装置４による対地作業精度、及び整地ロータ６３の整地精度が低下することや、作業者が揺さぶられることが防止される。

あるいは、自動減速の開始後、一回、または所定時間ごとに複数回、急激な減速を行う制御構成とすると、走行車体２の揺れにより、作業者が圃場端の接近に気付きやすくなる。

また、自動減速制御が行われている所定時間（第２所定時間）内に、前記自動直進設定部材２０７を操作して自動直進制御を解除すると、制御装置１００は、その時点の走行速度を維持する構成としてもよい。これにより、作業走行が停止しないので、圃場端での旋回走行に速やかに移行することができ、作業能率の低下が防止される。

あるいは、予め設定されている走行速度、または自動減速が開始された時点での走行速度に変速すべく、制御装置１００は、無段変速装置１４のＨＳＴサーボモータ２１１を作動させて、トラニオン軸１４ａを増速側に回動させる構成としてもよい。

走行速度が自動的に増速されることにより、作業者が変速操作レバー３６を操作して走行速度を増速する必要がなくなるので、操作性が向上する。

報知装置２０８の作動に加えて、上記の走行車体２の自動減速制御により、走行車体２が圃場端、具体的には圃場端付近の旋回位置を認識することが期待されるが、作業者が別の作業に没入している、あるいは作業者が失神する等して、走行速度の自動減速にも気付かない可能性は想定される。

したがって、前記走行車体２の自動減速制御は、前記無段変速装置１４が前進、後進のいずれの走行速度も増減させない中立状態になるまで行われる。このとき、前記エンジン３０は停止させない。これにより、その場に走行車体２を停止させることができるので、圃場端、所謂畦に機体が接触するまで前進することが防止され、機体の破損や、作業復帰するべく機体を後進させる距離が抑えられる。

圃場端への接近により走行車体２の走行が自動停止したとき、走行車体２の走行速度の増減、及び前後進を操作する変速操作レバー３６を中立位置に戻すと、制御装置１００は無段変速装置１４による走行速度の増減操作を受け付ける状態にする。その上で、前記変速操作レバー３６を前進側に操作すると、走行車体２の走行が再開される。当然のことではあるが、前記副変速操作レバー３７を中立位置に操作し、駆動力が走行系統に伝動されない状態では、副変速操作レバー３７を走行伝動が行われる位置に操作するまで、走行は開始されない。

上記の自動直進制御の基準となる、第１基準点Ａと第２基準点Ｂ、及び第１基準点Ａと第２基準点Ｂを結ぶ基準線Ｒは、圃場の一端から他端に向かう直進作業走行、及び圃場の他端から一端に直進作業走行する際に必要である。

しかしながら、圃場の四辺、所謂枕地の作業走行は、直進作業走行であるものの、上記の直進作業走行と異なる進行方向になる作業辺が一辺は存在し、その作業辺では前記基準線Ｒを用いても、自動直進制御を行うことはできない。

また、圃場の外において、機体を移送用のトラックの荷台等に移動させるときや、納屋などに収納する際に、誤って自動直進設定部材２０７を第２の方向Ｗ２に操作して自動操舵装置２０５を作動可能な状態にしていると、機体を移動させる際に基準線（Ｒ）のＸ座標と機体のＸ座標が不一致となり、直進走行位置からずれていると判断され、自動操舵装置２０５がハンドル３５を自動操舵させることが起こり得る。これにより、機体の進路が本来走行すべき進路からずれた位置になり、機体の積み込みや収納作業に余分な手間が生じることになる。

これを防止には、圃場から機体が退出する前に、第１基準点Ａと第２基準点Ｂ、及び基準線Ｒを消去する必要がある。図６及び図１４に示すとおり、走行車体２が圃場の四辺のうち、直進作業走行する進行方向に直交する進行方向を少なくとも一辺含む、三辺の走行が行われると、枕地作業が行われたと判断して、制御装置１００が第１基準点Ａと第２基準点Ｂ、及び基準線Ｒを削除させる。

枕地での走行車体２の進行方向は、ＧＰＳアンテナ２００が取得する走行車体２の位置座標のうち、Ｘ軸座標またはＹ軸座標の変化が連続することで判定される。

これにより、圃場内を機体が走行している間に第１基準点Ａと第２基準点Ｂ、及び基準線Ｒを削除することができるので、圃場外に出てから自動直進設定部材２０７を操作しても自動直進が行われることがなく、予定の進行方向からずれた方向に走行することが防止され、作業能率の低下が防止されると共に、作業の安全性が向上する。

また、機体を別の圃場に移動させたとき、第１基準点Ａと第２基準点Ｂ、及び基準線Ｒが記録されていないことにより、作業中の圃場に適さない基準線Ｒに基づき自動直進制御が行われることを防止できるので、自動直進の精度が向上する。

なお、圃場外に移動したときは、短時間で移送用のトラックに移動させる、あるいは納屋に移動させるべく、前記副変速操作レバー３７を走行ポジションに操作する。この走行ポジションへの副変速操作レバー３７の操作を検知する副変速位置検知スイッチ３７ａを設け、副変速位置検知スイッチ３７ａが走行ポジションに副変速操作レバー３７が操作されたことを検知すると、第１基準点Ａと第２基準点Ｂ、及び基準線Ｒを削除する構成としてもよい。

第１基準点Ａと第２基準点Ｂ、及び基準線Ｒの削除を、圃場内では使用しない走行ポジションへの副変速操作レバー３７の操作に基づき行うことにより、枕地走行時に第１基準点Ａと第２基準点Ｂ、及び基準線Ｒが削除されていないとき、確実に削除することができるので、走行車体２の移動や別の圃場の作業時に自動直進制御が行われることがなく、作業精度の低下が防止される。

また、副変速操作レバー３７の誤操作により、圃場内で誤って第１基準点Ａと第２基準点Ｂ、及び基準線Ｒを削除することを防止できるので、第１基準点Ａと第２基準点Ｂを取得し直す作業条で自動直進が使えなくなることが防止され、作業精度が向上する。

あるいは、前記ＩＭＵ２０３や、走行車体２の前後及び左右方向の傾斜を検知する傾斜センサ２１２を用いて、走行車体２が所定角度以上（例えば、１０〜１５度）前上がり傾斜姿勢になると、制御装置１００は、第１基準点Ａと第２基準点Ｂ、及び基準線Ｒを削除する構成としてもよい。

圃場から出る際、圃場の出入口を通過する走行車体２は作業中には略なり得ない角度の前上がり傾斜姿勢になるので、この傾斜角度が検知されたときは、圃場から出るときであると判断できる。

これにより、枕地走行時に第１基準点Ａと第２基準点Ｂ、及び基準線Ｒが削除されていないとき、確実に削除することができるので、走行車体２の移動や別の圃場の作業時に自動直進制御が行われることがなく、作業精度の低下が防止される。

なお、圃場や作業の内容によっては、走行車体２を後進させて出入口から出ることも考えられるので、前上がり傾斜角度だけでなく、後上がり傾斜角度に基づき第１基準点Ａと第２基準点Ｂ、及び基準線Ｒを削除する制御構成としてもよい。

前記自動操舵装置２０５により、走行車体２を自動直進走行させているときであっても、作業装置４等が消費する作業資材の補充作業や、機体や圃場に何らかの問題が発生したとき等には、作業者が走行を停止させる必要がある。この走行停止操作は、前記変速操作レバー３６を中立位置に操作して無段変速装置１４を中立にする、ブレーキペダルを踏んでブレーキを利かせる、サイドクラッチペダル４３ａを踏んでサイドクラッチ４３を切状態にする、という方法が考えられる。

上記の何れかの方法で走行車体２の走行を停止させたときであっても、制御装置１００は、前記自動操舵装置２０５を停止させない構成とする。

これにより、変速操作レバー３６を前進操作する、ブレーキペダルやサイドクラッチペダル４３ａの操作を解除するなどして、走行停止を解除すると、すぐに自動直進走行に復帰することが可能になり、作業能率の低下が防止される。

しかしながら、停止中にハンドル３５が手動操舵される、あるいは自動操舵装置２０５が作動してハンドル３５が自動操舵されると、自動直進走行の再開時の進行方向が停止時の進行方向からずれてしまい、走行車体２の進行方向が直線状でなくなるおそれがある。

特に、走行車体２が停止していると、ＧＰＳアンテナ２００が取得する位置座標は、地球の自転やＧＰＳ衛星の公転等の影響を受けやすく、実際の走行車体２が存在する位置とは異なる位置座標を取得することがあり、基準線Ｒから離れた位置にある、と誤認されやすくなる。

これを防止すべく、前記変速操作レバー３６の操作位置を検知するレバーポテンショメータ３６ａ、ブレーキペダルやクラッチペダルの踏込操作を検知する踏込検知スイッチ２１３を設け、自動直進走行中に走行を停止させる操作が検知されると、制御装置１００は、ハンドル３５の操舵操作を反映しない、あるいはハンドル３５を動かなくする構成とする。

ハンドル３５の操舵操作を反映しない構成とは、停車時の走行車体２の位置座標のＸ座標が基準線ＲのＸ座標から所定値以上ずれていても、操舵アクチュエータ２０６を作動させないことを意味する。

また、ハンドル３５を動かなくする構成とは、操舵アクチュエータ２０６の作動トルクを高くし、ハンドルロック状態にすることを意味する。

上記構成により、走行再開後の進行方向がずれることを防止できるので、作業走行が直線状で行われ、作業精度の向上が図られる。

前記ハンドル３５は、自動直進走行中は操舵アクチュエータ２０６により自動操舵されるが、進路上の圃場の状態が自動直進走行に適さない（荒れている、圃場深度が深い、等）、障害物が存在する等の状況では、手動操作により回避行動をとる必要がある。

前記操舵アクチュエータ２０６によるハンドル３５の操舵操作は、次の構成により行われる。該ハンドル３５の操舵操作に連動して回動するハンドル軸３５１の下部には入力ギア３５２を設け、操舵アクチュエータ２０６には出力ギア３５３を設ける。

該入力ギア３５２と出力ギア３５３は、ハンドル３５及び操舵アクチュエータ２０６の下方に配置される操舵ギアケース３５４に内装される。そして、該入力ギア３５２と出力ギア３５３の間には、伝動比を変更して駆動力を伝動する中継ギア３５５を設ける。

該入力ギア３５２、出力ギア３５３及び中継ギア３５５のギア比は、ハンドル３５の手動操作を妨げることを防止すべく、操舵アクチュエータ２０６が作動していても、手動操作によるトルクが強くなるギア比とする。

これにより、自動直進中であってもハンドル３５の手動操作に要する力が増大することを防止できるので、操作性が向上すると共に、走行に影響し得る状態の圃場や障害物を確実に回避することができるので、作業の安全性が確保される。

３５ ハンドル（操舵部材）
１００ 制御装置
２００ ＧＰＳアンテナ（位置情報取得装置）
２０５ 自動操舵装置（自動直進装置）
２０７ 自動直進設定部材（操作部材）

Claims (1)

1. 機体を操舵操作する操舵部材（３５）と、機体の位置座標を取得する位置情報取得装置（２００）と、前記操舵部材（３５）を作動させて機体を直進走行させる自動直進装置（２０５）と、機体各部の制御を行う制御装置（１００）を備える作業車両において、
   機体の直進走行の基準となる基準位置を取得すると共に、前記自動直進装置（２０５）を入切するレバー操作部材（２０７）を設け、
   前記レバー操作部材（２０７）は、単一の操作部材であって、複数の操作方向に操作可能に構成し、
   前記レバー操作部材（２０７）を操作すると前記基準位置を取得し、前記基準位置が取得された状態で前記レバー操作部材（２０７）を操作すると前記自動直進装置（２０５）による自動直進走行が「入」になると共に、自動直進走行が「入」であるときに前記操作部材（２０７）を操作すると前記自動直進装置（２０５）が「切」になり、
   前記レバー操作部材（２０７）を第１の方向に操作すると前記基準位置を取得し、
   前記基準位置を取得した状態で、前記レバー操作部材（２０７）を前記第１の方向に所定時間操作すると前記取得した基準位置を削除し、
   前記レバー操作部材（２０７）を第２の方向に操作すると自動直進走行が「入」になることを特徴とする作業車両。

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