JP7130549B2

JP7130549B2 - 作業車両及び作業車両を備えた作業機

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Publication number: JP7130549B2
Application number: JP2018243531A
Authority: JP
Inventors: 俊明黒木
Original assignee: Kubota Corp
Current assignee: Kubota Corp
Priority date: 2018-12-26
Filing date: 2018-12-26
Publication date: 2022-09-05
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Description

本発明は、例えば、トラクタ等の作業車両及び作業車両を備えた作業機に関する。

従来、トラクタ等の作業車両を自動走行させるための走行経路（走行予定ルート）を作成する技術として特許文献１に示す技術が知られている。特許文献１では、走行経路生成部が、直進経路と各直進経路同士をつなぐＵターン経路とからなる内側走行経路と、圃場の外周領域を周回走行するための周回走行経路とを生成する。

特開２０１８－１１６６０８号公報

特許文献１では、走行経路生成部によって作成された走行経路（走行予定ルート）に沿って走行車両を自動走行することができる。しかしながら、走行車両に連結される牽引車両が、走行車両に対して折れ曲がるような作業機においては、自動走行を行うことが難しいのが実情である。
そこで、本発明は上記問題点に鑑み、走行予定ルートに沿って走行車両及び走行車両に連結される牽引車両を自動走行させる場合であっても、簡単に自動走行を行うことができる作業車両及び作業車両を備えた作業機を提供することを目的とする。

この技術的課題を解決するための本発明の技術的手段は、以下に示す点を特徴とする。
本発明の一態様に係る作業車両は、牽引車両を連結する連結部を有し且つ走行予定ルートに沿って走行可能な走行車両と、前記走行車両の前記連結部と前記連結部に連結される牽引車両との相対角度と、前記走行予定ルートとに基づいて、前記走行車両における自動走行を制御する自動走行制御部と、を備え、前記自動走行制御部は、前記相対角度に基づいて前記走行車両の操舵角及び操舵方向の少なくともいずれか一方を設定する。

本発明の別の一態様に係る作業車両は、牽引車両を連結する連結部を有し且つ走行予定ルートに沿って走行可能な走行車両と、前記走行車両の前記連結部と前記連結部に連結される牽引車両との相対角度と、前記走行予定ルートとに基づいて、前記走行車両における自動走行を制御する自動走行制御部と、を備え、前記自動走行制御部は、前記走行予定ルートと前記走行車両の車体位置とが一致するように前記走行車両の操舵を制御し、且つ前記相対角度に基づいて前記走行車両の操舵角及び操舵方向の少なくともいずれか一方を設定する。

本発明の一態様では、前記自動走行制御部は、前記走行予定ルートに前記走行車両を旋回させる旋回部が含まれている場合であって前記相対角度が旋回判定値未満である場合には、前記走行車両の車体位置が前記旋回部に一致するように操舵角及び操舵方向を設定する旋回制御を実行し、且つ、前記旋回制御時に前記相対角度が旋回判定値以上になった場合に前記旋回制御を停止する。
また、本発明の一態様では、前記自動走行制御部は、前記走行予定ルートに前記走行車両を直進させる直進部が含まれている場合であって前記旋回制御の停止後は、前記旋回部に続く直進部に前記走行車両が進入可能となるように、前記操舵角及び操舵方向のいずれかを変更することで前記走行車両を切り返しする切り返し制御に移行する。
また、本発明の一態様では、前記自動走行制御部は、前記直進部に前記牽引車両が位置するように、前記旋回制御後又は、切り返し制御後に、前記操舵角及び操舵方向を設定する。

本発明の一態様に係る作業機は、前記作業車両と、前記作業車両に連結された牽引車両と、前記相対角度を検出する角度検出装置とを備えている。

本発明によれば、走行予定ルートに沿って走行車両及び走行車両に連結される牽引車両を自動走行させる場合であっても、簡単に自動走行を行うことができる。

走行支援装置を備えた作業車両のブロック図を示す図である。連結部を示す図である。自動走行を説明する図である。マップ登録画面Ｍ１の一例を示す図である。走行軌跡Ｋ１から圃場の輪郭Ｈ１（圃場マップＭＰ２）を求める図である。走行軌跡Ｋ１の変曲点から圃場の輪郭Ｈ１（圃場マップＭＰ２）を求める図である。走行時のスイッチ操作から輪郭Ｈ１（圃場マップＭＰ２）を求める図である。作業設定画面Ｍ２の一例を示す図である。ルート設定画面Ｍ３の一例を示す図である。作業エリアＡ２に単位作業区画Ａ３を作成した図である。図８Ａとは異なる単位作業区画Ａ３を示す図である。走行予定ルートの作成を説明する説明図である。延設体と連結バーとが前後方向に一直線上になった状態で走行している図である。延設体に対して連結バーが折れ曲がった状態で走行している図である。作業機を左に旋回にさせている状況及び切換し状況を示す図である。作業機を右に旋回にさせている状況及び切換し状況を示す図である。走行車両と牽引車両とが他方側に折れ曲がって直進している状態を示す図である。走行車両と牽引車両とが一方側に折れ曲がって直進している状態を示す図である。自動走行の流れを示す図である。トラクタの側面全体図である。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
図１は、作業機のブロック図を示している。本実施形態の場合、作業機は、作業車両１と、牽引車両２とを備えている。作業車両１は、牽引車両２を牽引可能なトラクタである。
まず、作業車両の１つであるトラクタをについて説明する。

図１４に示すように、トラクタ１は、走行装置７を有する走行車両３と、原動機４と、変速装置５とを備えている。走行装置７は、前輪７Ｆ及び後輪７Ｒを有する装置である。前輪７Ｆは、タイヤ型であってもクローラ型であってもよい。また、後輪７Ｒも、タイヤ型であってもクローラ型であってもよい。原動機４は、ディーゼルエンジン、電動モータ等である。変速装置５は、変速によって走行装置７の推進力を切換可能であると共に、走行装置７の前進、後進の切換が可能である。走行車両３にはキャビン９が設けられ、当該キャビン９内には運転席１０が設けられている。

また、走行車両３の後部には、牽引車両２を連結する連結部８が設けられている。牽引車両２を連結部８に連結することによって、走行車両３によって牽引車両２を牽引することができる。牽引車両２は、
トレーラ等である。牽引車両２は、連結バー２ａを有していて、当該連結バー２ａは、牽引車両２のフレームにボルト等の締結具により固定されていて、幅方向に揺動不能となっている。なお、連結バー２ａは、牽引車両２のフレームに溶接により固着されていてもよい。連結バー２ａの前端には、挿入孔２ｃが形成されている。

図２に示すように、連結部８は、例えば、牽引ヒッチであって、走行車両３から後方に延設された延設体８ａと、延設体８ａの後端に設けられた枢支ピン８ｂとを含んでいる。延設体８ａの前部は、変速装置５のミッションケール、デフケース等にボルト等の締結具より固定されていて、幅方向に揺動不能となっている。延設体８ａの後部は、上壁８ａ１と、上壁８ａ１から離間した下壁８ａ２とが形成されていて、上壁８ａ１と下壁８ａ２とに枢支ピン８ｂが貫通している。牽引車両２の連結バー２ａを上壁８ａ１と下壁８ａ２との間に位置させ、枢支ピン８ｂを連結バー２ａの挿入孔に挿入することによって、牽引車両２を連結部８に連結することができる。

図１に示すように、トラクタ１は、操舵装置１１を備えている。操舵装置１１は、ハンドル（ステアリングホイール）１１ａと、ハンドル１１ａの回転に伴って回転する回転軸（操舵軸）１１ｂと、ハンドル１１ａの操舵を補助する補助機構（パワーステアリング機構）１１ｃと、を有している。補助機構１１ｃは、油圧ポンプ２１と、油圧ポンプ２１から吐出した作動油が供給される制御弁２２と、制御弁２２により作動するステアリングシリンダ２３とを含んでいる。制御弁２２は、制御信号に基づいて作動する電磁弁である。制御弁２２は、例えば、スプール等の移動によって切り換え可能な３位置切換弁である。また、制御弁２２は、操舵軸１１ｂの操舵によっても切換可能である。ステアリングシリンダ２３は、前輪７Ｆの向きを変えるアーム（ナックルアーム）２４に接続されている。

したがって、ハンドル１１ａを操作すれば、当該ハンドル１１ａに応じて制御弁２２の切換位置及び開度が切り換わり、当該制御弁２２の切換位置及び開度に応じてステアリングシリンダ２３が左又は右に伸縮することによって、前輪７Ｆの操舵方向を変更することができる。なお、上述した操舵装置１１は一例であり、上述した構成に限定されない。
トラクタ１は、測位装置４０を備えている。測位装置４０は、Ｄ－ＧＰＳ、ＧＰＳ、ＧＬＯＮＡＳＳ、北斗、ガリレオ、みちびき等の衛星測位システム（測位衛星）により、自己の位置（緯度、経度を含む測位情報）を検出可能である。即ち、測位装置４０は、測位衛星から送信された衛星信号（測位衛星の位置、送信時刻、補正情報等）を受信し、衛星信号に基づいて、トラクタ１の位置（例えば、緯度、経度）、即ち、車体位置を検出する。測位装置４０は、受信装置４１と、慣性計測装置（ＩＭＵ：Inertial Measurement Unit）４２とを有している。受信装置４１は、アンテナ等を有していて測位衛星から送信された衛星信号を受信する装置であり、慣性計測装置４２とは別に走行車両３に取付けられている。この実施形態では、受信装置４１は、走行車両３、即ち、キャビン９に取付けられている。なお、受信装置４１の取付箇所は、実施形態に限定されない。

慣性計測装置４２は、加速度を検出する加速度センサ、角速度を検出するジャイロセンサ等を有している。走行車両３、例えば、運転席１０の下方に設けられ、慣性計測装置４２によって、走行車両３のロール角、ピッチ角、ヨー角等を検出することができる。
図１に示すように、トラクタ１は、制御装置６０を備えている。制御装置６０は、トラクタ１における走行系の制御、作業系の制御等を行う装置である。

制御装置６０は、トラクタ１の自動走行を制御する自動走行制御部６１を有している。自動走行制御部６１は、制御装置６０に設けられた電気・電子回路、ＣＰＵ等に格納されたプログラム等から構成されている。自動走行制御部６１は、自動走行を開始すると、走行車両３が走行予定ルートＬ１に沿って走行するように操舵装置１１の制御弁２２を制御する。また、自動走行制御部６１は、自動走行を開始すると、変速装置の変速段、原動機の回転数等を自動的に変更することによって、トラクタ１の車速（速度）を制御する。

図３に示すように、トラクタ１が自動走行を行っている状況下において、車体位置と走行予定ルートＬ１との偏差が閾値未満である場合、自動走行制御部６１は、操舵軸（回転軸）１１ｂの回転角を維持する。車体位置と走行予定ルートＬ１との偏差が閾値以上であって、トラクタ１が走行予定ルートＬ１に対して左側に位置している場合は、自動走行制御部６１は、トラクタ１の操舵方向が右方向となるように操舵軸１１ｂを回転する。車体位置と走行予定ルートＬ１との偏差が閾値以上であって、トラクタ１が走行予定ルートＬ１に対して右側に位置している場合は、自動走行制御部６１は、トラクタ１の操舵方向が左方向となるように操舵軸１１ｂを回転する。なお、上述した実施形態では、車体位置と走行予定ルートＬ１との偏差に基づいて操舵装置１１の操舵角を変更していたが、走行予定ルートＬ１の方位とトラクタ１（走行車両３）の進行方向（走行方向）の方位（車体方位）Ｆ１とが異なる場合、即ち、走行予定ルートＬ１に対する車体方位Ｆ１の角度θｇが閾値以上である場合、自動走行制御部６１は、角度θｇが零（車体方位Ｆ１が走行予定ルートＬ１の方位に一致）するように操舵角を設定してもよい。また、自動走行制御部６１は、偏差（位置偏差）に基づいて求めた操舵角と、方位（方位偏差）に基づいて求めた操舵角とに基づいて、自動操舵における最終の操舵角を設定してもよい。上述した実施形態における自動操舵における操舵角の設定は一例であり、限定されない。

以上のように、制御装置６０によって、トラクタ１（走行車両３）を自動走行させることができる。
トラクタ１は、走行支援装置１００を備えている。走行支援装置１００は、運転席１０の近傍に設けられた表示装置である。以下、走行支援装置１００が表示装置であるとして説明を進める。

表示装置は、液晶パネル、タッチパネル、その他のパネルのいずれかで構成された表示部５０を有する表示装置であり、トラクタ１の走行を、支援をするための情報の他に、トラクタ１に関する様々な情報を表示可能である。
表示装置は、マップ登録部１０１と、マップ記憶部１０２とを備えている。マップ登録部１０１は、表示装置に設けられた電気・電子部品、表示装置に組み込まれたプログラム等から構成されている。マップ記憶部１０２は、不揮発性のメモリ等から構成されている。マップ登録部１０１は、所定の圃場の輪郭、例えば、所定の圃場の輪郭に対応した位置を登録する。

図４に示すように、作業者（運転者）が表示装置に対して所定の操作を行うと、マップ登録部１０１は、表示装置の表示部５０にマップ登録画面Ｍ１を表示する。マップ登録画面Ｍ１には、圃場を含むマップＭＰ１、トラクタ１の車体位置ＶＰ１、圃場名及び圃場管理番号等の圃場識別情報が表示される。マップＭＰ１には、圃場を示す画像データの他に緯度、経度等の位置情報が対応付けられている。トラクタ１が圃場内に入り、圃場内を周回すると、マップ登録画面Ｍ１には、トラクタ１が周回したときに測位装置４０が検出した現在の車体位置ＶＰ１が表示される。トラクタ１による圃場内の周回が終了し、マップ登録画面Ｍ１に表示された登録ボタン５１が選択されると、図５Ａに示すように、マップ登録部１０１は、トラクタ１が周回したときの複数の車体位置によって得られた走行軌跡Ｋ１を圃場の輪郭（外形）Ｈ１とし、当該輪郭Ｈ１で表される圃場マップＭＰ２を圃場識別情報と共に登録する。

なお、図５Ｂに示すように、マップ登録部１０１は、車体位置ＶＰ１で示される走行軌跡から変曲点を演算して変曲点を結ぶ輪郭Ｋ２を圃場の輪郭Ｈ１（圃場マップＭＰ２）として登録してもよいし、図５Ｃに示すように、トラクタ１が周回する際に運転者等がトラクタ１に設けられたスイッチ等によって圃場の端部を指定し指定された端部を結んだ輪郭Ｋ３を輪郭Ｈ１（圃場マップＭＰ２）として登録してもよい。上述した圃場の登録方法は、一例であり、限定されない。圃場の輪郭、即ち、圃場マップＭＰ２は、位置（緯度、経度）で示されたデータであっても、座標（Ｘ軸、Ｙ軸）系で示されたデータであっても、その他の表現で示されたデータであってもよい。

マップ記憶部１０２は、マップ登録部１０１によって登録した輪郭（外形）を示す圃場マップＭＰ２を記憶する。即ち、マップ記憶部１０２は、圃場マップＭＰ２、圃場の輪郭を示すデータ（所定の圃場を表すためのデータ）を記憶する。
表示装置（走行支援装置１００）は、所定の圃場に対してトラクタ１を自動走行する際に用いる走行予定ルートＬ１の作成を行うことができる。走行支援装置１００は、走行予定ルートＬ１の作成を行うルート作成部１０５と、幅取得部１０７とを備えている。ルート作成部１０５及び幅取得部１０７は、表示装置に設けられた電気・電子回路、表示装置に格納されたプログラム等から構成されている。

図６に示すように、作業者（運転者）が表示装置に対して所定の操作を行うと、ルート作成部１０５は、作業設定画面Ｍ２を表示する。作業設定画面Ｍ２は、圃場入力部８０と、圃場表示部８１とを有している。圃場入力部８０は、圃場名、圃場の管理番号等の圃場識別情報を入力可能である。圃場表示部８１は、圃場入力部８０に入力された圃場識別情報に対応する所定の圃場を示す圃場マップＭＰ２を表示する。即ち、ルート作成部１０５は、圃場入力部８０に入力された圃場識別情報に対応する圃場マップＭＰ２を、マップ記憶部１０２に要求し、当該マップ記憶部１０２から送信された圃場マップＭＰ２を圃場表示部８１に表示させる。

作業設定画面Ｍ２において、枕地幅入力部８２に枕地幅Ｗ１を入力した後、枕地設定ボタン８３を選択すると、ルート作成部１０５は、圃場表示部８１に表示された圃場マップＭＰ２に、枕地エリアＡ１を除く作業エリアＡ２を表示する。例えば、ルート作成部１０５は、圃場マップＭＰ２の輪郭Ｈ１を内側に、枕地幅Ｗ１だけオフセットすることで形成される輪郭Ｈ２で囲まれるエリアを、作業エリアＡ２に設定する。なお、作業設定画面Ｍ２において、圃場表示部８１に表示された圃場マップＭＰ２上に、ポインタ等を用いて作業エリアＡ２の輪郭の位置を指定することによって、圃場マップＭＰ２に作業エリアＡ２を設定してもよい。

図７に示すように、作業エリアＡ２の設定が完了すると、ルート作成部１０５は、表示装置（走行支援装置１００）の表示を作業設定画面Ｍ２からルート設定画面Ｍ３に切り換える。ルート設定画面Ｍ３では、圃場において、作業エリアＡ２を含むエリアに走行予定ルートＬ１を設定することが可能である。ルート設定画面Ｍ３は、走行予定ルートＬ１を表示するルート表示部８５と、幅入力部８８とを備えている。幅取得部１０７は、幅入力部８８に入力された牽引幅Ｗ２を取得する。牽引車両２の牽引幅Ｗ２は、牽引車両２の幅である。

ルート作成部１０５は、幅取得部１０７が牽引幅Ｗ２を取得すると、図８Ａに示すように、作業エリアＡ２を牽引幅Ｗ２で縦方向又は横方向に区切ることによって、牽引車両２で作業を行う複数の単位作業区画Ａ３を作業エリアＡ２内に作成する。即ち、ルート作成部１０５は、牽引幅Ｗ２と同一の幅の単位作業区画Ａ３を作業エリアＡ２内に複数作成する。なお、図８Ｂに示すように、ルート作成部１０５は、牽引幅Ｗ２からオーバラップ幅Ｗ３を除した幅Ｗ４の単位作業区画Ａ３を作業エリアＡ２内に複数作成してもよい。オーバラップ幅Ｗ３は、ルート設定画面Ｍ３で入力することが可能である。即ち、ルート作成部１０５は、牽引車両２を連結した走行車両３を走行させた場合に、当該牽引車両２によって圃場に対して作業が行われる最小単位の領域を、単位作業区画Ａ３として設定する。

ルート作成部１０５は、直進作成部１０５Ａと、旋回作成部１０５Ｂとを含んでいる。図９に示すように、直進作成部１０５Ａは、作業エリアＡ２の単位作業区画Ａ３毎に、走行車両３が直進する直進部（直進ルート）Ｌ１ａの作成を行う。即ち、直進作成部１０５Ａは、例えば、単位作業区画Ａ３の幅方向中央部に、当該単位作業区画Ａ３の長手方向の両端部を結ぶ直線状の直進部Ｌ１ａを作成する。また、旋回作成部１０５Ｂは、作業エリアＡ２外において、隣接する直進部Ｌ１ａを結ぶことで走行車両３が旋回する旋回部（旋回ルート）Ｌ１ｂを作成する。

さて、自動走行制御部６１は、走行車両３の連結部８と連結部８に連結された牽引車両２との相対角度θＡに基づいて自動走行を制御する。作業機は、光、磁気等により相対角度θＡを検出する角度検出装置９０を備えている。角度検出装置９０は、揺動側（牽引車両２の連結バー２ａの前端）に取付けられた磁石（マグネット）と、固定側（延設体８ａの上壁８ａ１又は下壁８ａ２）に取付けられた磁気センサとを有している。このような角度検出装置９０では、磁気センサによってマグネットにおける磁界の変化を検出することにより、相対角度θＡを検出する。図１０Ａに示すように、連結バー２ａと延設体８ａとが前後方向に一直線上に並んだ場合は、角度検出装置９０は、相対角度θＡが零であると検出する。図１０Ｂに示すように、連結バー２ａに対して延設体８ａが交差した場合（折れた場合）は、角度検出装置９０は、交差の度合に応じた相対角度θＡを検出する。なお、上述した角度検出装置９０は、一例であり限定されず、赤外線センサ、ロータリエンコーダ、画像を撮像して撮像した画像から角度を検出する装置、シリンダ等の伸縮に基づいて角度を検出する装置等であってもその他の構造であってもよい。

自動走行制御部６１は、相対角度θＡに基づいて少なくとも操舵角及び操舵方向のいずれか一方を設定する。例えば、直進部Ｌ１ａ及び旋回部Ｌ１ｂに沿って、自動走行を行っている状況下において、相対角度θＡが予め定められた判定値よりも大きく、連結部８付近において、走行車両３と牽引車両２との距離が短い場合には、自動走行制御部６１は、操舵装置１１の操舵角を現在の操舵角よりも小さくすることで、相対角度θＡを小さくしたり、操舵方向を走行車両３と牽引車両２とが遠くなる方向に変更することで、相対角度θＡが小さくする。

図１１Ａ及び図１１Ｂは、枕地エリアＡ１において、走行車両３及び牽引車両２が旋回をしている状況を示している。
図１１ａＡ及び図１１Ｂに示すように、自動走行制御部６１は、走行車両３が旋回部Ｌ１ｂに沿うように前進しながら旋回を行う際、相対角度θＡを監視する。自動走行制御部６１は、角度検出装置９０が検出した相対角度θＡが旋回判定値θＴ未満である場合には、旋回部Ｌ１ｂと車体位置とに基づいて操舵角θＬ１、θＲ１に設定して、走行車両３の車体位置が旋回部Ｌ１ｂに一致するように旋回制御を実行する。即ち、自動走行制御部６１は、相対角度θＡが旋回判定値θＴ未満である場合には、旋回部Ｌ１ｂと車体位置とに基づいて設定された操舵角θＬ１、θＲ１によって旋回を行う旋回制御を続ける。

一方で、自動走行制御部６１は、走行車両３が旋回部Ｌ１ｂに沿うように前進しながら旋回を行う際、相対角度θＡが旋回判定値θＴ以上となった場合は、旋回制御を中止する。走行車両３が操舵装置１１によって右側へ旋回している場合も、自動走行制御部６１は、相対角度θＡが旋回判定値θＴ以上になった時点で、旋回制御を中止する。
自動走行制御部６１が旋回制御を中止した場合、切り返し制御に移行する。切り返し制御は、旋回部Ｌ１ｂに続く直進部Ｌ１ａに走行車両３が進入可能となるように、操舵角θＬ１、θＲ１を変更することによって走行車両３の切り返しを行う。

図１１Ａに示すように、走行車両３が操舵装置１１によって左側へ旋回している状況下において、時点Ｐ６０において、相対角度θＡが旋回判定値θＴ以上になった場合、自動走行制御部６１は、旋回制御から切り返し制御に移行する。切り返し制御では、切換しＦＧ１に示すように、操舵装置１１より操舵方向を左側から右側に変更すると共に、走行車両３を前進させる。切換しＦＧ１では、操舵方向を左側から右側に変更して前進をするため、相対角度θＡは徐々に小さくなる。走行車両３と牽引車両２とが直線上、即ち、相対角度θＡが略零となった時点で、切換しＦＧ２に示すように、操舵装置１１の操舵角θＬ１を略零にし、走行車両３を後進する。切換しＦＧ２では、走行車両３と牽引車両２とは折れることなく同一方向へ移動することになる。

走行車両３と牽引車両２とを一体的に後進させた後は、切換しＦＧ３に示すように、走行車両３を前進させながら、当該走行車両３を直進部Ｌ１ａに進入させる。走行車両３が直進部Ｌ１ａに進入すると、自動走行制御部６１は、切り返し制御を終了して、直進制御に移行する。
自動走行制御部６１は、直進制御においては、走行車両３及び牽引車両２が直進部Ｌ１ａに位置するように、即ち、相対角度θＡが零を維持した状態で、走行車両３及び牽引車両２が直進するように、操舵装置１１の操舵角を設定する。図１２Ａに示すように、直進部Ｌ１ａに対して、枢支ピン８ｂが一方側（右側）に位置していて、走行車両３と牽引車両２とが逆Ｌ字状に折れ曲がっている場合は、直進制御では、走行車両３の操舵方向を一方側（右側）にすることで、相対角度θＡを小さくしつつ、走行車両３及び牽引車両２が直進部Ｌ１ａに沿うように操舵する。

図１２Ｂに示すように、直進部Ｌ１ａに対して、枢支ピン８ｂが他方側（左側）に位置していて、走行車両３と牽引車両２とがＬ字状に折れ曲がっている場合は、直進制御では、走行車両３の操舵方向を他方側（左側）にすることで、相対角度θＡを小さくしつつ、走行車両３及び牽引車両２が直進部Ｌ１ａに沿うように操舵する。なお、図１２Ａ及び図１２Ｂに示すように、直進制御において、走行車両３と牽引車両２とが逆Ｌ字状に折れ曲がっている場合は、操舵装置１１の操舵角は、相対角度θＡの大きさに基づいて設定してもよいし、直進部Ｌ１ａと車体位置との偏差に基づいて設定してよい。このように、相対角度θＡによって、操舵角及び操舵方向を制御しているため、直進部Ｌ１ａにおける直進性を向上させることができる。

図１３は、自動走行制御部６１における自動走行を示す図である。図１３に示すように、自動走行を行うにあたって、自動走行制御部６１は、走行車両３の車体位置が直進部Ｌ１ａから旋回部Ｌ１ｂに達しているか否かを判断する（Ｓ１００）。走行車両３の車体位置が旋回部Ｌ１ｂに達している場合（Ｓ１００、Ｙｅｓ）、自動走行制御部６１は、相対角度θＡが旋回判定値θＴ未満であるか否かを判断する（Ｓ１０１）。相対角度θＡが旋回判定値θＴ未満である場合（Ｓ１０１、Ｙｅｓ）、自動走行制御部６１は、旋回制御を実行する（Ｓ１０２）。走行車両３の車体位置が旋回部Ｌ１ｂから直進部Ｌ１ａに達しているか否かを判断する（Ｓ１０３）。走行車両３の車体位置が旋回部Ｌ１ｂから直進部Ｌ１ａに達していない場合（Ｓ１０３、Ｎｏ）、自動走行制御部６１は、Ｓ１０１に戻る。一方、走行車両３の車体位置が旋回部Ｌ１ｂから直進部Ｌ１ａに達した場合（Ｓ１０３、Ｙｅｓ）、自動走行制御部６１は、直進制御に切り換わる（Ｓ１０４）。相対角度θＡが旋回判定値θＴ以上である場合（Ｓ１０１、Ｎｏ）、自動走行制御部６１は、旋回制御を停止して、切り返し制御に切り換え（Ｓ１０５）、切り返し制御が完了すると、直進制御に移行する（Ｓ１０４）。自動走行制御部６１は、直進制御において、走行車両３及び牽引車両２が直進部Ｌ１ａに一致し且つ相対角度θＡが零になるように、操舵角及び操舵方向を制御する。

以上、作業車両及び作業機によれば、走行車両３と牽引車両２との相対角度θＡに基づいて、自動走行の制御を行っているため、走行予定ルートＬ１に沿って走行車両３及び走行車両３に連結される牽引車両２を自動走行させる場合であっても、簡単に自動走行を行うことができる。自動走行時の相対角度θＡを把握して、相対角度θＡによって少なくとも操舵角及び操舵方向のいずれかを制御することによって、例えば、走行車両３と牽引車両２との接触（車両接触）、或いは、ジャックナイフ現象を防止することができる。走行車両３が直進部Ｌ１ａに沿って移動させる場合には、走行車両３と牽引車両２との両方の位置が直進部Ｌ１ａに一致するように走行させることができ、直進性を向上させることができる。

また、走行車両３が旋回部Ｌ１ｂに沿って、左又は右に旋回する場合には、車両接触及びジャックナイフ現象を防止することができる。また、走行車両３と牽引車両２との相対角度θＡが大きく、旋回が難しい場合には、旋回から切り返しに自動的に移行することができ、切り返しによってスムーズに直進部Ｌ１ａに戻ることができる。
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

１：作業車両（トラクタ）
２：牽引車両
３：走行車両
６１：自動走行制御部
９０：角度検出装置
Ｌ１：走行予定ルート
Ｌ１ａ：直進部
Ｌ１ｂ：旋回部

Claims

牽引車両を連結する連結部を有し且つ走行予定ルートに沿って走行可能な走行車両と、
前記走行車両の前記連結部と前記連結部に連結される牽引車両との相対角度と、前記走行予定ルートとに基づいて、前記走行車両における自動走行を制御する自動走行制御部と、を備え、
前記自動走行制御部は、前記相対角度に基づいて前記走行車両の操舵角及び操舵方向の少なくともいずれか一方を設定する作業車両。
牽引車両を連結する連結部を有し且つ走行予定ルートに沿って走行可能な走行車両と、
前記走行車両の前記連結部と前記連結部に連結される牽引車両との相対角度と、前記走行予定ルートとに基づいて、前記走行車両における自動走行を制御する自動走行制御部と、を備え、
前記自動走行制御部は、前記走行予定ルートと前記走行車両の車体位置とが一致するように前記走行車両の操舵を制御し、且つ前記相対角度に基づいて前記走行車両の操舵角及び操舵方向の少なくともいずれか一方を設定する作業車両。
前記自動走行制御部は、前記走行予定ルートに前記走行車両を旋回させる旋回部が含まれている場合であって前記相対角度が旋回判定値未満である場合には、前記走行車両の車体位置が前記旋回部に一致するように操舵角及び操舵方向を設定する旋回制御を実行し、且つ、前記旋回制御時に前記相対角度が旋回判定値以上になった場合に前記旋回制御を停止する請求項１又は２に記載の作業車両。
前記自動走行制御部は、前記走行予定ルートに前記走行車両を直進させる直進部が含まれている場合であって前記旋回制御の停止後は、前記旋回部に続く直進部に前記走行車両が進入可能となるように、前記操舵角及び操舵方向のいずれかを変更することで前記走行車両を切り返しする切り返し制御に移行する請求項３に記載の作業車両。
前記自動走行制御部は、前記直進部に前記牽引車両が位置するように、前記旋回制御後又は、切り返し制御後に、前記操舵角及び操舵方向を設定する請求項４に記載の作業車両。
請求項１～５のいずかの作業車両と、
前記作業車両に連結された牽引車両と、
前記相対角度を検出する角度検出装置と、
を備えている作業機。