JP7191002B2 - コンバイン - Google Patents

Description

本発明は、自動走行可能なコンバインに関する。

特許文献１には、自動走行可能なコンバインの発明が記載されている。このコンバインは、刈取部と、脱穀装置（特許文献１では「脱穀部」）と、穀粒タンク（特許文献１では「グレンタンク」）と、を備えている。

刈取部は、圃場の植立穀稈を刈り取る。脱穀装置は、刈取部により刈り取られた刈取穀稈を脱穀処理する。穀粒タンクは、脱穀装置によって脱穀された穀粒を貯留する。

このコンバインを利用した収穫作業において、オペレータは、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、コンバイン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。

実開平２－１０７９１１号公報

特許文献１に記載のコンバインでは、刈取走行に伴って、穀粒タンクに貯留されている穀粒の重量が増加していく。そして、穀粒タンクに貯留されている穀粒の重量の増加により、最小旋回半径が大きくなる事態が想定される。尚、最小旋回半径とは、機体の旋回半径の最小値である。

ここで、特許文献１に記載のコンバインにおいて、穀粒タンクに穀粒が貯留されていない状態（言い換えれば、穀粒タンクが空の状態）でのコンバインの旋回性能を基準とした走行制御が行われるように構成することが考えられる。しかしながら、この構成では、最小旋回半径が大きくなった場合に、実際の旋回性能と、走行制御の基準となっている旋回性能と、が大きく乖離することとなる。その結果、自動走行の制御の精度が悪くなりがちである。

本発明の目的は、自動走行の制御の精度が悪くなりにくいコンバインを提供することである。

本発明の特徴は、自動走行可能なコンバインであって、圃場の植立穀稈を刈り取る刈取部と、前記刈取部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、前記脱穀装置によって脱穀された穀粒を貯留する穀粒タンクと、前記穀粒タンクに貯留されている穀粒の重量を示す値である貯留重量を検知する重量検知部と、前記貯留重量に基づいて機体の旋回半径の最小値である最小旋回半径を算出する半径算出部と、前記最小旋回半径に基づいて前記機体の自動走行を制御する走行制御部と、を備えることにある。

本発明であれば、算出された最小旋回半径に基づいて自動走行が制御される。そのため、穀粒タンクに穀粒が貯留されていない状態でのコンバインの旋回性能を基準とした走行制御が行われる構成に比べて、自動走行の制御の精度が悪くなりにくい。

従って、本発明であれば、自動走行の制御の精度が悪くなりにくいコンバインを実現できる。

さらに、本発明において、前記走行制御部は、前記最小旋回半径に基づいて、複数種類の方向転換方法から１種類の前記方向転換方法を選択すると好適である。

この構成によれば、最小旋回半径に応じた、適切な方向転換方法が選択されるコンバインを実現できる。

さらに、本発明において、圃場の未刈領域を通る目標走行経路を算出する経路算出部を備え、前記走行制御部は、前記機体が前記目標走行経路に沿って走行するように前記機体の自動走行を制御するように構成されており、前記目標走行経路は、平行に並ぶ複数の走行ラインを含んでおり、前記複数種類の方向転換方法は、Ｕターンと、スイッチバックターンと、を含んでおり、前記機体が走行中の前記走行ラインである現走行ラインと、前記機体が次に走行する予定の前記走行ラインである次走行ラインと、の間の距離が所定距離であり、且つ、前記最小旋回半径が所定の基準半径以下である場合、前記走行制御部は、前記Ｕターンを選択し、前記現走行ラインと、前記次走行ラインと、の間の距離が前記所定距離であり、且つ、前記最小旋回半径が前記基準半径より大きい場合、前記走行制御部は、前記スイッチバックターンを選択すると好適である。

一般に、Ｕターンによる方向転換は、スイッチバックターンによる方向転換よりも短い時間で行うことができる。しかしながら、次走行ラインが既に決定されている状況において、最小旋回半径が比較的大きい場合に、Ｕターンを行うと、次走行ラインへの進入に失敗する事態が想定される。その場合、後進と前進とを繰り返しながら、次走行ラインへの進入を再度試みる必要が生じる。その結果、走行の効率が低下しがちである。

ここで、上記の構成によれば、最小旋回半径が所定の基準半径以下である場合、走行制御部は、Ｕターンを選択する。これにより、最小旋回半径が所定の基準半径以下である場合にスイッチバックターンが選択される構成に比べて、短い時間で方向転換を行うことが可能となる。

また、上記の構成によれば、最小旋回半径が基準半径より大きい場合、走行制御部は、スイッチバックターンを選択する。これにより、次走行ラインへの進入に失敗する事態を回避しやすい。従って、走行の効率が低下しにくい。

さらに、本発明において、圃場の未刈領域を通る目標走行経路を算出する経路算出部を備え、前記走行制御部は、前記機体が前記目標走行経路に沿って走行するように前記機体の自動走行を制御するように構成されており、前記目標走行経路は、平行に並ぶ複数の走行ラインを含んでおり、前記走行制御部は、前記最小旋回半径に基づいて、前記機体が次に走行する予定の前記走行ラインである次走行ラインを選択すると好適である。

最小旋回半径が比較的大きい場合に、機体が走行中の走行ラインに比較的近い走行ラインが次走行ラインとして選択されると、次走行ラインへの進入に失敗する事態が想定される。その場合、後進と前進とを繰り返しながら、次走行ラインへの進入を再度試みる必要が生じる。その結果、走行の効率が低下しがちである。

ここで、上記の構成によれば、走行制御部は、最小旋回半径に基づいて次走行ラインを選択する。そのため、最小旋回半径が比較的大きい場合には機体が走行中の走行ラインから比較的遠い走行ラインが次走行ラインとして選択される構成を実現しやすい。これにより、次走行ラインへの進入に失敗する事態を回避しやすい。従って、走行の効率が低下しにくい。

さらに、本発明において、前記穀粒タンクは、前記機体の左右方向一方側に偏倚した位置に配置されており、前記半径算出部は、左旋回時の前記機体の旋回半径の最小値である最小左旋回半径と、右旋回時の前記機体の旋回半径の最小値である最小右旋回半径と、を算出するように構成されていると好適である。

穀粒タンクが機体の左右方向一方側に偏倚した位置に配置されており、且つ、穀粒タンクに穀粒が貯留されている場合、左旋回時の機体の旋回半径の最小値と、右旋回時の機体の旋回半径の最小値と、は互いに異なりがちである。

そのため、最小左旋回半径と最小右旋回半径とのうち、最小左旋回半径のみが算出される構成においては、走行制御部は、算出された最小左旋回半径に基づいて、右旋回を制御することとなる。このとき、算出された最小左旋回半径と、実際の最小右旋回半径と、は互いに異なりがちである。そのため、自動走行の制御の精度が悪くなりがちである。

また、最小左旋回半径と最小右旋回半径とのうち、最小右旋回半径のみが算出される構成においても、同様に、自動走行の制御の精度が悪くなりがちである。

ここで、上記の構成によれば、半径算出部は、最小左旋回半径と、最小右旋回半径と、を算出する。そのため、自動走行の制御の精度が悪くなりにくい。

さらに、本発明において、前記半径算出部は、前進旋回時の前記機体の旋回半径の最小値である最小前進旋回半径と、後進旋回時の前記機体の旋回半径の最小値である最小後進旋回半径と、を算出するように構成されていると好適である。

前進旋回時の機体の旋回半径の最小値と、後進旋回時の機体の旋回半径の最小値と、は互いに異なりがちである。

そのため、最小前進旋回半径と最小後進旋回半径とのうち、最小前進旋回半径のみが算出される構成においては、走行制御部は、算出された最小前進旋回半径に基づいて、後進旋回を制御することとなる。このとき、算出された最小前進旋回半径と、実際の最小後進旋回半径と、は互いに異なりがちである。そのため、自動走行の制御の精度が悪くなりがちである。

また、最小前進旋回半径と最小後進旋回半径とのうち、最小後進旋回半径のみが算出される構成においても、同様に、自動走行の制御の精度が悪くなりがちである。

ここで、上記の構成によれば、半径算出部は、最小前進旋回半径と、最小後進旋回半径と、を算出する。そのため、自動走行の制御の精度が悪くなりにくい。

さらに、本発明において、前記穀粒タンクは、前記機体の左右方向一方側に偏倚した位置に配置されており、前記半径算出部は、左右方向他方側前進旋回時の前記機体の旋回半径の最小値である第１旋回半径と、左右方向他方側後進旋回時の前記機体の旋回半径の最小値である第２旋回半径と、左右方向一方側前進旋回時の前記機体の旋回半径の最小値である第３旋回半径と、左右方向一方側後進旋回時の前記機体の旋回半径の最小値である第４旋回半径と、を算出するように構成されていると好適である。

この構成によれば、左右方向他方側前進旋回時には第１旋回半径に基づいて旋回が制御され、左右方向他方側後進旋回時には第２旋回半径に基づいて旋回が制御され、左右方向一方側前進旋回時には第３旋回半径に基づいて旋回が制御され、左右方向一方側後進旋回時には第４旋回半径に基づいて旋回が制御される構成を実現できる。

これにより、各方向への旋回時における自動走行の制御の精度が良好となりやすい。

さらに、本発明において、前記半径算出部は、前記第１旋回半径が前記第２旋回半径以上であり、且つ、前記第２旋回半径が前記第３旋回半径以上であり、且つ、前記第３旋回半径が前記第４旋回半径以上であるように、前記最小旋回半径を算出すると好適である。

穀粒タンクが機体の左右方向一方側に偏倚した位置に配置されている場合、穀粒タンクに貯留されている穀粒の重量による左右方向他方側前進旋回への影響は、穀粒タンクに貯留されている穀粒の重量による左右方向他方側後進旋回への影響より大きくなりがちである。

また、穀粒タンクに貯留されている穀粒の重量による左右方向他方側後進旋回への影響は、穀粒タンクに貯留されている穀粒の重量による左右方向一方側前進旋回への影響より大きくなりがちである。

また、穀粒タンクに貯留されている穀粒の重量による左右方向一方側前進旋回への影響は、穀粒タンクに貯留されている穀粒の重量による左右方向一方側後進旋回への影響より大きくなりがちである。

ここで、上記の構成によれば、半径算出部により算出される第１旋回半径、第２旋回半径、第３旋回半径、第４旋回半径の大小関係は、穀粒タンクに貯留されている穀粒の重量による影響の大きさに応じた大小関係となりやすい。従って、半径算出部により算出される第１旋回半径、第２旋回半径、第３旋回半径、第４旋回半径の大小関係が、実態に応じた大小関係となりやすい。

コンバインの平面図である。 コンバインの左側面図である。 圃場における周回走行を示す図である。 目標走行経路に沿った渦巻き走行を示す図である。 目標走行経路に沿った往復走行を示す図である。 制御部に関する構成を示すブロック図である。 最小旋回半径を示す図である。 最小旋回半径に基づく自動走行の制御の例を示す図である。 最小旋回半径に基づく自動走行の制御の例を示す図である。

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、特に断りがない限り、図１及び図２に示す矢印Ｆの方向を「前」、矢印Ｂの方向を「後」として、図１に示す矢印Ｌの方向を「左」、矢印Ｒの方向を「右」とする。

また、図４、図５、図８、図９に示す矢印Ｎの方向を「北」、矢印Ｓの方向を「南」として、矢印Ｅの方向を「東」、矢印Ｗの方向を「西」とする。

〔コンバインの全体構成〕
図１及び図２に示すように、自脱型のコンバイン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、刈取部Ｈ、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。また、走行装置１１は、エンジン（図示せず）からの動力によって駆動する。そして、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の作業を監視するオペレータが搭乗可能である。尚、オペレータは、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に接続している。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。

刈取部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、刈取部Ｈは、バリカン型の切断装置１５、及び、搬送装置１６を有している。

切断装置１５は、圃場の植立穀稈の株元を切断する。そして、搬送装置１６は、切断装置１５により切断された穀稈を後側へ搬送する。

この構成により、刈取部Ｈは、圃場の植立穀稈を刈り取る。コンバイン１は、刈取部Ｈ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。

搬送装置１６により搬送された穀稈は、脱穀装置１３において脱穀処理される。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、刈取部Ｈ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を備えている。また、コンバイン１は、脱穀装置１３によって脱穀された穀粒を貯留する穀粒タンク１４を備えている。

また、運転部１２には、通信端末（図示せず）が配置されている。通信端末は、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、通信端末は、コンバイン１の機外に位置していても良い。

また、図１に示すように、穀粒タンク１４は、機体右側に偏倚した位置に配置されている。尚、本発明はこれに限定されず、穀粒タンク１４は、機体左側に偏倚した位置に配置されていても良い。

即ち、穀粒タンク１４は、機体の左右方向一方側に偏倚した位置に配置されている。

ここで、コンバイン１は、図３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４及び図５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。

本実施形態においては、図３に示す周回走行は手動走行により行われる。また、図４及び図５に示す内側の領域での刈取走行は、自動走行により行われる。即ち、コンバイン１は、自動走行可能である。

尚、本発明はこれに限定されず、図３に示す周回走行は自動走行により行われても良い。

また、オペレータは、通信端末を操作することにより、エンジンの回転速度を変更することができる。

作物の状態によって、適切な作業速度は異なる。オペレータが通信端末を操作し、エンジンの回転速度を適切な回転速度に設定すれば、作物の状態に適した作業速度で作業を行うことができる。

〔制御部に関する構成〕
図６に示すように、コンバイン１は、制御部２０を備えている。制御部２０は、自車位置算出部２１、領域算出部２２、経路算出部２３、走行制御部２４を有している。

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からのＧＰＳ信号を受信する。そして、図６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、領域算出部２２及び走行制御部２４へ送られる。

領域算出部２２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２２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２２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２２は、算出された外周領域ＳＡよりも圃場内側の領域を、作業対象領域ＣＡとして算出する。

例えば、図３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３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４に示す状態となる。

図４に示すように、領域算出部２２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２２は、算出された外周領域ＳＡよりも圃場内側の領域を、作業対象領域ＣＡとして算出する。

そして、図６に示すように、領域算出部２２による算出結果は、経路算出部２３へ送られる。

経路算出部２３は、領域算出部２２から受け取った算出結果に基づいて、図４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目標走行経路ＬＮを算出する。尚、図４に示すように、本実施形態においては、目標走行経路ＬＮは、縦横方向に延びる複数のメッシュ線である。また、複数のメッシュ線は直線でなくても良く、湾曲していても良い。

また、圃場が図４に示す状態であるとき、作業対象領域ＣＡの全体が未刈領域である。そして、目標走行経路ＬＮは、圃場の未刈領域を通っている。

即ち、コンバイン１は、圃場の未刈領域を通る目標走行経路ＬＮを算出する経路算出部２３を備えている。

図６に示すように、経路算出部２３により算出された目標走行経路ＬＮは、走行制御部２４へ送られる。

走行制御部２４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２４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、経路算出部２３から受け取った目標走行経路ＬＮ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２４は、図４及び図５に示すように、目標走行経路ＬＮ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。

即ち、走行制御部２４は、機体が目標走行経路ＬＮに沿って走行するように機体の自動走行を制御するように構成されている。

〔コンバインによる収穫作業の流れ〕
以下では、コンバイン１による収穫作業の例として、コンバイン１が、図３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、オペレータは、コンバイン１を手動で操作し、図３に示すように、圃場内の外周部分において、圃場の境界線ＢＤに沿って周回するように刈取走行を行う。図３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４に示す状態となる。

領域算出部２２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３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４に示すように、領域算出部２２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２２は、算出された外周領域ＳＡよりも圃場内側の領域を、作業対象領域ＣＡとして算出する。

次に、経路算出部２３は、領域算出部２２から受け取った算出結果に基づいて、図４に示すように、作業対象領域ＣＡにおける目標走行経路ＬＮを設定する。

そして、オペレータが自動走行開始ボタン（図示せず）を押すことにより、図４に示すように、目標走行経路ＬＮに沿った自動走行が開始される。このとき、走行制御部２４は、目標走行経路ＬＮ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。

作業対象領域ＣＡにおける自動走行が開始されると、図４に示すように、まず、コンバイン１は、作業対象領域ＣＡにおける外周部分において、作業対象領域ＣＡの外形に沿って周回するように刈取走行を行う。このとき、コンバイン１は、目標走行経路ＬＮに沿った走行と、αターンによる方向転換と、を繰り返す。これにより、コンバイン１は、作業対象領域ＣＡにおける外周部分を渦巻き状に刈取走行する。

尚、以下では、この渦巻き状の刈取走行を、「渦巻き走行」と称する。

図４においては、αターンによる方向転換が３回しか行われていないが、αターンによる方向転換は、４回以上行われても良い。即ち、渦巻き走行は、図４に示すケースよりも長い走行距離に亘って行われても良い。例えば、渦巻き走行は、コンバイン１が２周するまで行われても良い。

渦巻き走行が完了すると、コンバイン１は、目標走行経路ＬＮに沿って前進しながら行われる刈取走行と、Ｕターンによる方向転換と、を繰り返すことにより、作業対象領域ＣＡの全体を網羅するように刈取走行を行う。尚、本実施形態においては、コンバイン１の方向転換の際、Ｕターンに代えて、スイッチバックターンが行われる場合もある。

尚、以下では、前進しながらの刈取走行と、Ｕターンまたはスイッチバックターンによる方向転換と、を繰り返す走行を、「往復走行」と称する。

即ち、走行制御部２４は、渦巻き走行の後に往復走行に移行するように、コンバイン１の走行を制御する。

そして、作業対象領域ＣＡの全体の刈取走行が完了すると、圃場の全体が収穫済みとなる。

〔最小旋回半径の算出に関する構成〕
図６に示すように、制御部２０は、半径算出部２５を有している。また、コンバイン１は、重量検知部３３を備えている。重量検知部３３は、穀粒タンク１４の重量を検知する。本実施形態において、重量検知部３３は、ロードセルにより構成されている。

尚、穀粒タンク１４の重量は、穀粒タンク１４に貯留されている穀粒の重量を示す値である。従って、穀粒タンク１４の重量は、本発明に係る「貯留重量」に相当する。

このように、コンバイン１は、穀粒タンク１４に貯留されている穀粒の重量を示す値である貯留重量を検知する重量検知部３３を備えている。

重量検知部３３により検知された穀粒タンク１４の重量は、半径算出部２５へ送られる。半径算出部２５は、穀粒タンク１４の重量に基づいて、図７に示すように、第１旋回半径Ｒ１と、第２旋回半径Ｒ２と、第３旋回半径Ｒ３と、第４旋回半径Ｒ４と、を算出する。

尚、第１旋回半径Ｒ１とは、左前進旋回時の機体の旋回半径の最小値である。また、第２旋回半径Ｒ２とは、左後進旋回時の機体の旋回半径の最小値である。また、第３旋回半径Ｒ３とは、右前進旋回時の機体の旋回半径の最小値である。また、第４旋回半径Ｒ４とは、右後進旋回時の機体の旋回半径の最小値である。

このように、半径算出部２５は、左右方向他方側前進旋回時の機体の旋回半径の最小値である第１旋回半径Ｒ１と、左右方向他方側後進旋回時の機体の旋回半径の最小値である第２旋回半径Ｒ２と、左右方向一方側前進旋回時の機体の旋回半径の最小値である第３旋回半径Ｒ３と、左右方向一方側後進旋回時の機体の旋回半径の最小値である第４旋回半径Ｒ４と、を算出するように構成されている。

尚、本実施形態において、旋回半径の最小値とは、制御可能な範囲で旋回半径が最も小さくなるように走行装置１１が制御されたときの旋回半径を意味する。例えば、走行装置１１における左のクローラの駆動速度と、右のクローラの駆動速度と、の差が、制御可能な範囲で最も大きくなるように走行装置１１が制御されたときの旋回半径は、旋回半径の最小値である。

ここで、第１旋回半径Ｒ１、第２旋回半径Ｒ２、第３旋回半径Ｒ３、第４旋回半径Ｒ４は、何れも、機体の旋回半径の最小値である。即ち、第１旋回半径Ｒ１、第２旋回半径Ｒ２、第３旋回半径Ｒ３、第４旋回半径Ｒ４は、何れも、本発明に係る「最小旋回半径」に相当する。

即ち、コンバイン１は、貯留重量に基づいて機体の旋回半径の最小値である最小旋回半径を算出する半径算出部２５を備えている。

また、半径算出部２５は、第１旋回半径Ｒ１が第２旋回半径Ｒ２以上であるように、第１旋回半径Ｒ１及び第２旋回半径Ｒ２を算出する。また、半径算出部２５は、第２旋回半径Ｒ２が第３旋回半径Ｒ３以上であるように、第２旋回半径Ｒ２及び第３旋回半径Ｒ３を算出する。また、半径算出部２５は、第３旋回半径Ｒ３が第４旋回半径Ｒ４以上であるように、第３旋回半径Ｒ３及び第４旋回半径Ｒ４を算出する。

即ち、半径算出部２５は、第１旋回半径Ｒ１が第２旋回半径Ｒ２以上であり、且つ、第２旋回半径Ｒ２が第３旋回半径Ｒ３以上であり、且つ、第３旋回半径Ｒ３が第４旋回半径Ｒ４以上であるように、最小旋回半径を算出する。

また、第１旋回半径Ｒ１及び第２旋回半径Ｒ２は、何れも、左旋回時の機体の旋回半径の最小値である。即ち、第１旋回半径Ｒ１及び第２旋回半径Ｒ２は、何れも、本発明に係る「最小左旋回半径」に相当する。

また、第３旋回半径Ｒ３及び第４旋回半径Ｒ４は、何れも、右旋回時の機体の旋回半径の最小値である。即ち、第３旋回半径Ｒ３及び第４旋回半径Ｒ４は、何れも、本発明に係る「最小右旋回半径」に相当する。

即ち、半径算出部２５は、左旋回時の機体の旋回半径の最小値である最小左旋回半径と、右旋回時の機体の旋回半径の最小値である最小右旋回半径と、を算出するように構成されている。

また、第１旋回半径Ｒ１及び第３旋回半径Ｒ３は、何れも、前進旋回時の機体の旋回半径の最小値である。即ち、第１旋回半径Ｒ１及び第３旋回半径Ｒ３は、何れも、本発明に係る「最小前進旋回半径」に相当する。

また、第２旋回半径Ｒ２及び第４旋回半径Ｒ４は、何れも、後進旋回時の機体の旋回半径の最小値である。即ち、第２旋回半径Ｒ２及び第４旋回半径Ｒ４は、何れも、本発明に係る「最小後進旋回半径」に相当する。

即ち、半径算出部２５は、前進旋回時の機体の旋回半径の最小値である最小前進旋回半径と、後進旋回時の機体の旋回半径の最小値である最小後進旋回半径と、を算出するように構成されている。

ここで、図７においては、穀粒タンク１４に穀粒が貯留されていない状態での最小旋回半径が、実線の矢印にて示されている。また、穀粒タンク１４に、穀粒タンク１４の容量のうちの５０％に相当する穀粒が貯留されている状態での最小旋回半径が、破線の矢印にて示されている。

図７に示すように、穀粒タンク１４に穀粒が貯留されていない状態での第１旋回半径Ｒ１、第２旋回半径Ｒ２、第３旋回半径Ｒ３、第４旋回半径Ｒ４の大きさは、それぞれ、半径Ｒ１１、Ｒ２１、Ｒ３１、Ｒ４１である。尚、半径Ｒ１１、Ｒ２１、Ｒ３１、Ｒ４１は、互いに等しい。

穀粒タンク１４に、穀粒タンク１４の容量のうちの５０％に相当する穀粒が貯留されている状態での第１旋回半径Ｒ１、第２旋回半径Ｒ２、第３旋回半径Ｒ３、第４旋回半径Ｒ４の大きさは、それぞれ、半径Ｒ１２、Ｒ２２、Ｒ３２、Ｒ４２である。

尚、半径Ｒ１２は、半径Ｒ２２よりも大きい。また、半径Ｒ２２は、半径Ｒ３２よりも大きい。また、半径Ｒ３２は、半径Ｒ４２よりも大きい。また、半径Ｒ４２は、半径Ｒ１１、Ｒ２１、Ｒ３１、Ｒ４１よりも大きい。

図７に示すように、穀粒タンク１４に、穀粒タンク１４の容量のうちの５０％に相当する穀粒が貯留されている状態での最小旋回半径は、穀粒タンク１４に穀粒が貯留されていない状態での最小旋回半径よりも大きい。

このように、穀粒タンク１４に貯留されている穀粒の重量が大きいほど、最小旋回半径は大きくなる。

〔走行制御に関する構成〕
図６に示すように、半径算出部２５により算出された最小旋回半径は、走行制御部２４へ送られる。そして、走行制御部２４は、半径算出部２５から受け取った最小旋回半径に基づいて、機体の自動走行を制御する。

このように、コンバイン１は、最小旋回半径に基づいて機体の自動走行を制御する走行制御部２４を備えている。

以下では、最小旋回半径に基づく走行制御について説明する。

図６に示すように、走行制御部２４は、方法選択部２４ａを有している。方法選択部２４ａは、半径算出部２５から受け取った最小旋回半径に基づいて、複数種類の方向転換方法から１種類の方向転換方法を選択する。

本実施形態において、方向転換方法の候補は、Ｕターンと、スイッチバックターンと、である。即ち、複数種類の方向転換方法は、Ｕターンと、スイッチバックターンと、を含んでいる。

そして、方法選択部２４ａは、半径算出部２５から受け取った最小旋回半径に基づいて、Ｕターンと、スイッチバックターンと、のうちの何れか一方を選択する。

即ち、走行制御部２４は、最小旋回半径に基づいて、複数種類の方向転換方法から１種類の方向転換方法を選択する。

以下では、最小旋回半径に基づく走行制御の例として、コンバイン１が図８に示す圃場を自動走行する場合について説明する。

この例では、図８に示すように、目標走行経路ＬＮは、平行に並ぶ複数の走行ラインＬＳを含んでいる。各走行ラインＬＳは、東西方向に延びている。尚、図８においては、南北方向に延びる各走行ラインＬＳの図示を省略している。

図８には、第１ラインＬＳ１、第２ラインＬＳ２、第３ラインＬＳ３、第４ラインＬＳ４が示されている。第１ラインＬＳ１、第２ラインＬＳ２、第３ラインＬＳ３、第４ラインＬＳ４は、それぞれ、走行ラインＬＳである。そして、北側から、第１ラインＬＳ１、第２ラインＬＳ２、第３ラインＬＳ３、第４ラインＬＳ４の順に並んでいる。

コンバイン１は、第１ラインＬＳ１に沿って、西へ向かって走行中である。そして、コンバイン１が次に走行する予定の走行ラインＬＳは、第４ラインＬＳ４である。

即ち、第１ラインＬＳ１は、現走行ラインである。現走行ラインとは、機体が走行中の走行ラインＬＳである。また、第４ラインＬＳ４は、次走行ラインである。次走行ラインとは、機体が次に走行する予定の走行ラインＬＳである。

また、図８に示すように、第１ラインＬＳ１と、第４ラインＬＳ４と、の間の距離は、所定距離ＤＰである。即ち、現走行ラインと次走行ラインとの間の距離は、所定距離ＤＰである。

尚、この例では、所定距離ＤＰは、コンバイン１の刈幅の３倍に相当する。しかしながら、本発明はこれに限定されず、所定距離ＤＰは、いかなる長さであっても良い。

また、図８には、穀粒タンク１４に穀粒が貯留されていない状態でのコンバイン１の走行軌跡が、実線の矢印にて示されている。また、穀粒タンク１４に、穀粒タンク１４の容量のうちの５０％に相当する穀粒が貯留されている状態でのコンバイン１の走行軌跡が、破線の矢印にて示されている。

ここで、方法選択部２４ａは、現走行ラインと次走行ラインとの間の距離が所定距離ＤＰであり、且つ、最小旋回半径が所定の基準半径以下である場合、Ｕターンを選択するように構成されている。

また、方法選択部２４ａは、現走行ラインと次走行ラインとの間の距離が所定距離ＤＰであり、且つ、最小旋回半径が基準半径より大きい場合、スイッチバックターンを選択するように構成されている。

この例では、図８に示すように、コンバイン１は、第１ラインＬＳ１の終端から、左前進旋回する。そのため、この例において、方法選択部２４ａは、第１旋回半径Ｒ１に基づいて、Ｕターンと、スイッチバックターンと、のうちの何れか一方を選択する。

即ち、この例において、方法選択部２４ａは、現走行ラインと次走行ラインとの間の距離が所定距離ＤＰであり、且つ、第１旋回半径Ｒ１が所定の基準半径以下である場合、Ｕターンを選択する。

また、方法選択部２４ａは、現走行ラインと次走行ラインとの間の距離が所定距離ＤＰであり、且つ、第１旋回半径Ｒ１が基準半径より大きい場合、スイッチバックターンを選択する。

そして、本実施形態において、図７に示した半径Ｒ１１は、基準半径以下であるとする。また、半径Ｒ１２は、基準半径より大きいものとする。

従って、穀粒タンク１４に穀粒が貯留されていない状態での第１旋回半径Ｒ１は、基準半径以下である。また、穀粒タンク１４に、穀粒タンク１４の容量のうちの５０％に相当する穀粒が貯留されている状態での第１旋回半径Ｒ１は、基準半径より大きい。

そのため、図８に実線の矢印にて示すように、穀粒タンク１４に穀粒が貯留されていない状態では、方法選択部２４ａによってＵターンが選択される。これにより、コンバイン１は、第１ラインＬＳ１の終端から、Ｕターンによって方向転換し、第４ラインＬＳ４へ進入する。尚、このときの旋回半径は、半径ＴＲ１である。半径ＴＲ１は、図７に示した半径Ｒ１１に等しくても良いし、半径Ｒ１１より大きくても良い。

また、図８に破線の矢印にて示すように、穀粒タンク１４に、穀粒タンク１４の容量のうちの５０％に相当する穀粒が貯留されている状態では、方法選択部２４ａによってスイッチバックターンが選択される。これにより、コンバイン１は、第１ラインＬＳ１の終端から、スイッチバックターンによって方向転換し、第４ラインＬＳ４へ進入する。尚、このときの旋回半径は、半径ＴＲ２である。半径ＴＲ２は、図７に示した半径Ｒ１２に等しくても良いし、半径Ｒ１２より大きくても良い。

このように、機体が走行中の走行ラインＬＳである現走行ラインと、機体が次に走行する予定の走行ラインＬＳである次走行ラインと、の間の距離が所定距離ＤＰであり、且つ、最小旋回半径が所定の基準半径以下である場合、走行制御部２４は、Ｕターンを選択する。

また、現走行ラインと、次走行ラインと、の間の距離が所定距離ＤＰであり、且つ、最小旋回半径が基準半径より大きい場合、走行制御部２４は、スイッチバックターンを選択する。

尚、図８に示すように、半径ＴＲ２は、半径ＴＲ１よりも大きい。即ち、走行制御部２４は、穀粒タンク１４に貯留されている穀粒の重量が大きいほど、旋回半径が大きくなるように、コンバイン１の自動走行を制御する。

また、図６に示すように、走行制御部２４は、ライン選択部２４ｂを有している。ライン選択部２４ｂは、半径算出部２５から受け取った最小旋回半径に基づいて、次走行ラインを選択する。

即ち、走行制御部２４は、最小旋回半径に基づいて、機体が次に走行する予定の走行ラインＬＳである次走行ラインを選択する。

以下では、最小旋回半径に基づく走行制御の例として、コンバイン１が図９に示す圃場を自動走行する場合について説明する。

この例では、図９に示すように、目標走行経路ＬＮは、平行に並ぶ複数の走行ラインＬＳを含んでいる。各走行ラインＬＳは、東西方向に延びている。尚、図９においては、南北方向に延びる各走行ラインＬＳの図示を省略している。

図９には、第５ラインＬＳ５、第６ラインＬＳ６、第７ラインＬＳ７、第８ラインＬＳ８が示されている。第５ラインＬＳ５、第６ラインＬＳ６、第７ラインＬＳ７、第８ラインＬＳ８は、それぞれ、走行ラインＬＳである。そして、北側から、第５ラインＬＳ５、第６ラインＬＳ６、第７ラインＬＳ７、第８ラインＬＳ８の順に並んでいる。

コンバイン１は、第５ラインＬＳ５に沿って、西へ向かって走行中である。即ち、第５ラインＬＳ５は、現走行ラインである。

また、図９には、穀粒タンク１４に穀粒が貯留されていない状態でのコンバイン１の走行軌跡が、実線の矢印にて示されている。また、穀粒タンク１４に、穀粒タンク１４の容量のうちの５０％に相当する穀粒が貯留されている状態でのコンバイン１の走行軌跡が、破線の矢印にて示されている。

ここで、ライン選択部２４ｂは、最小旋回半径が大きいほど、現走行ラインと次走行ラインとの間の距離が長くなるように、次走行ラインを選択するように構成されている。

この例では、図９に示すように、コンバイン１は、第５ラインＬＳ５の終端から、左前進旋回する。そのため、この例において、ライン選択部２４ｂは、第１旋回半径Ｒ１に基づいて、次走行ラインを選択する。

即ち、この例において、ライン選択部２４ｂは、第１旋回半径Ｒ１が大きいほど、現走行ラインと次走行ラインとの間の距離が長くなるように、次走行ラインを選択する。

そのため、図９に実線の矢印にて示すように、穀粒タンク１４に穀粒が貯留されていない状態では、ライン選択部２４ｂによって、第７ラインＬＳ７が次走行ラインとして選択される。これにより、コンバイン１は、第５ラインＬＳ５の終端から、Ｕターンによって方向転換し、第７ラインＬＳ７へ進入する。尚、このときの旋回半径は、半径ＴＲ３である。半径ＴＲ３は、図７に示した半径Ｒ１１に等しくても良いし、半径Ｒ１１より大きくても良い。

また、図９に破線の矢印にて示すように、穀粒タンク１４に、穀粒タンク１４の容量のうちの５０％に相当する穀粒が貯留されている状態では、ライン選択部２４ｂによって、第８ラインＬＳ８が次走行ラインとして選択される。尚、第５ラインＬＳ５と第８ラインＬＳ８との間の距離は、第５ラインＬＳ５と第７ラインＬＳ７との間の距離よりも長い。

これにより、コンバイン１は、第５ラインＬＳ５の終端から、Ｕターンによって方向転換し、第８ラインＬＳ８へ進入する。尚、このときの旋回半径は、半径ＴＲ４である。半径ＴＲ４は、図７に示した半径Ｒ１２に等しくても良いし、半径Ｒ１２より大きくても良い。また、半径ＴＲ４は、半径ＴＲ３よりも大きい。

尚、方法選択部２４ａは、コンバイン１が左後進旋回する場合には、第２旋回半径Ｒ２に基づいて、Ｕターンと、スイッチバックターンと、のうちの何れか一方を選択する。また、方法選択部２４ａは、コンバイン１が右前進旋回する場合には、第３旋回半径Ｒ３に基づいて、Ｕターンと、スイッチバックターンと、のうちの何れか一方を選択する。また、方法選択部２４ａは、コンバイン１が右後進旋回する場合には、第４旋回半径Ｒ４に基づいて、Ｕターンと、スイッチバックターンと、のうちの何れか一方を選択する。

また、ライン選択部２４ｂは、コンバイン１が左後進旋回する場合には、第２旋回半径Ｒ２に基づいて、次走行ラインを選択する。また、ライン選択部２４ｂは、コンバイン１が右前進旋回する場合には、第３旋回半径Ｒ３に基づいて、次走行ラインを選択する。また、ライン選択部２４ｂは、コンバイン１が右後進旋回する場合には、第４旋回半径Ｒ４に基づいて、次走行ラインを選択する。

以上で説明した構成であれば、算出された最小旋回半径に基づいて自動走行が制御される。そのため、穀粒タンク１４に穀粒が貯留されていない状態でのコンバイン１の旋回性能を基準とした走行制御が行われる構成に比べて、自動走行の制御の精度が悪くなりにくい。

従って、以上で説明した構成であれば、自動走行の制御の精度が悪くなりにくいコンバイン１を実現できる。

尚、以上に記載した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、経路算出部２３により算出される目標走行経路ＬＮは、縦横方向に延びる複数のメッシュ線である。しかしながら、本発明はこれに限定されず、経路算出部２３により算出される目標走行経路ＬＮは、縦横方向に延びる複数のメッシュ線でなくても良い。例えば、経路算出部２３により算出される目標走行経路ＬＮは、渦巻き状の走行経路であっても良い。また、目標走行経路ＬＮにおける走行ラインＬＳは、別の走行ラインＬＳと直交していても良いし、直交していなくても良い。また、経路算出部２３により算出される目標走行経路ＬＮは、互いに平行な複数の平行線であっても良い。

（３）上記実施形態においては、オペレータは、コンバイン１を手動で操作し、図３に示すように、圃場内の外周部分において、圃場の境界線ＢＤ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ＢＤ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。また、このときの周回数は、３周以外の数であっても良い。例えば、このときの周回数は２周であっても良い。

（４）自車位置算出部２１、領域算出部２２、経路算出部２３、走行制御部２４、半径算出部２５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。

（５）第１旋回半径Ｒ１は、右前進旋回時の機体の旋回半径の最小値であっても良い。

（６）第２旋回半径Ｒ２は、右後進旋回時の機体の旋回半径の最小値であっても良い。

（７）第３旋回半径Ｒ３は、左前進旋回時の機体の旋回半径の最小値であっても良い。

（８）第４旋回半径Ｒ４は、左後進旋回時の機体の旋回半径の最小値であっても良い。

（９）ライン選択部２４ｂは、コンバイン１がまだ走行していない複数の走行ラインＬＳの中から、半径算出部２５により算出された最小旋回半径に基づいて、現走行ラインの次に進入可能な一つまたは複数の走行ラインＬＳを抽出しても良い。さらに、ライン選択部２４ｂは、抽出された走行ラインＬＳの中から、一つの走行ラインＬＳを次走行ラインとして選択しても良い。このとき、ライン選択部２４ｂは、抽出された各走行ラインＬＳを、走行効率等の評価基準に従って評価することによって、次走行ラインを選択しても良い。さらに、ライン選択部２４ｂによって次走行ラインが選択された後で、方法選択部２４ａが、最小旋回半径に基づいて、Ｕターンと、スイッチバックターンと、のうちの何れか一方を選択しても良い。さらに、この場合、コンバイン１が普通型であっても良い。

（１０）走行制御部２４は、複数種類の方向転換方法から１種類の方向転換方法を選択できないように構成されていても良い。例えば、走行制御部２４は、最小旋回半径がいかなる値であってもコンバイン１がＵターンによって方向転換するように、コンバイン１の自動走行を制御しても良い。

（１１）複数種類の方向転換方法には、Ｕターンとスイッチバックターンとに加えて、さらに別の方向転換方法が含まれていても良い。また、複数種類の方向転換方法には、Ｕターンが含まれていなくても良い。また、複数種類の方向転換方法には、スイッチバックターンが含まれていなくても良い。

（１２）走行制御部２４は、最小旋回半径とは無関係に次走行ラインを選択するように構成されていても良い。

本発明は、自脱型のコンバインだけではなく、普通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
１４ 穀粒タンク
２３ 経路算出部
２４ 走行制御部
２５ 半径算出部
３３ 重量検知部
ＤＰ 所定距離
Ｈ 刈取部
ＬＮ 目標走行経路
ＬＳ 走行ライン
Ｒ１ 第１旋回半径（最小旋回半径、最小左旋回半径、最小前進旋回半径）
Ｒ２ 第２旋回半径（最小旋回半径、最小左旋回半径、最小後進旋回半径）
Ｒ３ 第３旋回半径（最小旋回半径、最小右旋回半径、最小前進旋回半径）
Ｒ４ 第４旋回半径（最小旋回半径、最小右旋回半径、最小後進旋回半径）

Claims (8)

1. 自動走行可能なコンバインであって、
   圃場の植立穀稈を刈り取る刈取部と、
   前記刈取部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、
   前記脱穀装置によって脱穀された穀粒を貯留する穀粒タンクと、
   前記穀粒タンクに貯留されている穀粒の重量を示す値である貯留重量を検知する重量検知部と、
   前記貯留重量に基づいて機体の旋回半径の最小値である最小旋回半径を算出する半径算出部と、
   前記最小旋回半径に基づいて前記機体の自動走行を制御する走行制御部と、を備えるコンバイン。
2. 前記走行制御部は、前記最小旋回半径に基づいて、複数種類の方向転換方法から１種類の前記方向転換方法を選択する請求項１に記載のコンバイン。
3. 圃場の未刈領域を通る目標走行経路を算出する経路算出部を備え、
   前記走行制御部は、前記機体が前記目標走行経路に沿って走行するように前記機体の自動走行を制御するように構成されており、
   前記目標走行経路は、平行に並ぶ複数の走行ラインを含んでおり、
   前記複数種類の方向転換方法は、Ｕターンと、スイッチバックターンと、を含んでおり、
   前記機体が走行中の前記走行ラインである現走行ラインと、前記機体が次に走行する予定の前記走行ラインである次走行ラインと、の間の距離が所定距離であり、且つ、前記最小旋回半径が所定の基準半径以下である場合、前記走行制御部は、前記Ｕターンを選択し、
   前記現走行ラインと、前記次走行ラインと、の間の距離が前記所定距離であり、且つ、前記最小旋回半径が前記基準半径より大きい場合、前記走行制御部は、前記スイッチバックターンを選択する請求項２に記載のコンバイン。
4. 圃場の未刈領域を通る目標走行経路を算出する経路算出部を備え、
   前記走行制御部は、前記機体が前記目標走行経路に沿って走行するように前記機体の自動走行を制御するように構成されており、
   前記目標走行経路は、平行に並ぶ複数の走行ラインを含んでおり、
   前記走行制御部は、前記最小旋回半径に基づいて、前記機体が次に走行する予定の前記走行ラインである次走行ラインを選択する請求項１から３の何れか一項に記載のコンバイン。
5. 前記穀粒タンクは、前記機体の左右方向一方側に偏倚した位置に配置されており、
   前記半径算出部は、左旋回時の前記機体の旋回半径の最小値である最小左旋回半径と、右旋回時の前記機体の旋回半径の最小値である最小右旋回半径と、を算出するように構成されている請求項１から４の何れか一項に記載のコンバイン。
6. 前記半径算出部は、前進旋回時の前記機体の旋回半径の最小値である最小前進旋回半径と、後進旋回時の前記機体の旋回半径の最小値である最小後進旋回半径と、を算出するように構成されている請求項１から５の何れか一項に記載のコンバイン。
7. 前記穀粒タンクは、前記機体の左右方向一方側に偏倚した位置に配置されており、
   前記半径算出部は、左右方向他方側前進旋回時の前記機体の旋回半径の最小値である第１旋回半径と、左右方向他方側後進旋回時の前記機体の旋回半径の最小値である第２旋回半径と、左右方向一方側前進旋回時の前記機体の旋回半径の最小値である第３旋回半径と、左右方向一方側後進旋回時の前記機体の旋回半径の最小値である第４旋回半径と、を算出するように構成されている請求項１から６の何れか一項に記載のコンバイン。
8. 前記半径算出部は、前記第１旋回半径が前記第２旋回半径以上であり、且つ、前記第２旋回半径が前記第３旋回半径以上であり、且つ、前記第３旋回半径が前記第４旋回半径以上であるように、前記最小旋回半径を算出する請求項７に記載のコンバイン。

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