JP7206119B2 - 車速制御システム - Google Patents

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Description

本発明は、走行しながら作業を行う農作業車の車速制御システムに関する。
コンバイン等の農作業車は、走行装置で走行しながら、刈取装置等の作業装置で農作業を行う。走行装置および作業装置は、いずれも、エンジンが回転することによって生じる駆動力が分配され、変速されて駆動される。作業装置は、圃場の状態等により作業負荷が変化する。そのため、作業装置に十分な駆動力が伝達されるように、作業状況に応じて走行装置への駆動力の伝達が調整され、車速が調整される。例えば、作業状態と非作業状態とで車速が変化されたり、旋回状態から非旋回状態に変化することを契機として車速が変化されたりする。
特開平６－３４３３３１号公報
しかしながら、作業装置は様々な状況によって負荷が変化し、必要となる駆動力が変化する。例えば、作業装置の一例である刈取装置は、刈り取る穀稈の量が増加すると刈取装置にかかる負荷が増大し、適切に刈り取りが行われない場合があった。このように、作業装置にかかる負荷が増大することにより、エンジンの負荷が増加してエンジンが停止する場合があると共に、適切にエンジンの駆動力が作業装置に伝達されず、作業装置による作業に支障を来す場合がある。
本発明は、作業装置に十分な駆動力を伝達することを目的とする。
上記目的を達成するために、本発明の一実施形態に係る車速制御システムは、走行装置により走行しながら作業装置により作業を行う農作業車の車速を制御する車速制御システムであって、前記農作業車が非作業走行を挟んで前記作業走行を行い、前記走行装置および前記作業装置を駆動する動力源の負荷に応じて車速を設定する作業走行制御を行う制御部と、前記作業走行の際に設定された車速を最適車速として記憶する記憶部とを備え、前記制御部は、前記非作業走行前の前記作業走行で記憶された前記最適車速を用いて、前記非作業走行後の前記作業走行開始時の車速を設定する作業走行初期制御を行い、前記作業走行初期制御は、前記非作業走行後に前記作業走行が開始されてから、所定の作業走行距離の間、または、所定の時間の間行われ、前記作業走行初期制御後に前記作業走行制御が行われる。
このような構成により、動力源の負荷を検出して、作業装置に伝達される駆動力が不足する可能性を検出することができる。そして、この負荷を用いて、負荷が所定の値以下となるように車速を制御することにより、走行装置に伝達される動力源の駆動力を制限して、作業装置に伝達される駆動力が確保される。その結果、作業状況に対応して、作業装置に十分な駆動力が伝達され、適切な作業を行うことができる。
また、作業走行制御は、その初期段階においては精度が安定せず、制御を継続することにより作業走行中に最適な車速が定まっていく傾向にある。また、非作業走行を挟んでも、最適な車速に大きな差異はないことが多い。そのため、非作業走行後の作業走行の初期段階においては、非作業走行前の作業走行において設定された車速を考慮して車速が設定されることにより、初期段階においても精度良く車速の制御が行われる。その結果、作業走行の初期段階においても、作業装置に十分な駆動力が伝達され、適切な作業を行うことができる。
また、適切な期間において作業走行初期制御が行われ、作業走行の初期段階から継続して、作業装置に十分な駆動力が伝達され、適切な作業を行うことができる。
また、前記最適車速は、前記非作業走行前の前記作業走行において設定された車速の内、最後に設定された車速から所定の範囲前までに設定された車速を平均して求められることが好ましい。
このように、非作業走行後の作業走行における作業走行初期制御が、非作業走行前の作業走行で行われた作業走行制御の後半部分において求められた最適車速の平均値を用いて行われる。これにより、より適切な最適車速を用いて作業走行初期制御が行われる。その結果、作業走行の初期段階においても、作業装置に十分な駆動力が伝達され、適切な作業を行うことができる。
また、走行装置により走行しながら作業装置により作業を行う農作業車の車速を制御する車速制御システムであって、前記農作業車が非作業走行を挟んで作業走行を行い、前記走行装置および前記作業装置を駆動する動力源の負荷に応じて車速を設定する作業走行制御を行う制御部と、前記作業走行の際に設定された車速を最適車速として記憶する記憶部と、人為的な車速の操作に用いられる変速操作具とを備え、前記制御部は、前記非作業走行前の前記作業走行で記憶された前記最適車速を用いて、前記非作業走行後の前記作業走行開始時の車速を設定する作業走行初期制御を行い、前記作業走行初期制御では、車速の基準値が設定車速として設けられ、前記作業走行初期制御において、前記変速操作具の操作に応じた車速が前記設定車速より大きく、かつ、前記最適車速が前記設定車速より大きい場合には、車速が前記設定車速に設定され、その後前記最適車速まで加速され、前記変速操作具の操作に応じた車速が前記設定車速より大きく、かつ、前記最適車速が前記設定車速以下の場合には、車速が前記最適車速に設定されることが好ましい。
このように、作業者が操作・要求した車速が設定車速より大きい場合に、最適車速と設定車速とに応じて、作業走行初期制御における車速と車速の初期値が定められる。そのため、作業走行初期制御において、より適切な車速が設定される。その結果、作業走行の初期段階においても、作業装置に十分な駆動力が伝達され、適切な作業を行うことができる。
また、前記加速が、前記負荷の大きさに基づいて決定される加速度で行われ、前記負荷が大きいほど前記加速度が小さいことが好ましい。
このように、設定車速から最適車速への加速が、負荷の大きさに応じてランプ処理されることにより、負荷が小さい場合には負荷が大きい場合より早期に車速が最適車速に加速される。そのため、作業走行初期制御において、負荷に応じた速さで車速が最適車速まで加速され、より適切な車速の制御が行われる。その結果、作業走行の初期段階においても、作業装置に十分な駆動力が伝達され、適切な作業を行うことができる。
また、走行装置により走行しながら作業装置により作業を行う農作業車の車速を制御する車速制御システムであって、前記農作業車が非作業走行を挟んで作業走行を行い、前記走行装置および前記作業装置を駆動する動力源の負荷に応じて車速を設定する作業走行制御を行う制御部と、前記作業走行の際に設定された車速を最適車速として記憶する記憶部と、人為的な車速の操作に用いられる変速操作具とを備え、前記制御部は、前記非作業走行前の前記作業走行で記憶された前記最適車速を用いて、前記非作業走行後の前記作業走行開始時の車速を設定する作業走行初期制御を行い、前記作業走行初期制御では、車速の基準値が設定車速として設けられ、前記作業走行初期制御において、前記変速操作具の操作に応じた車速が前記設定車速以下であり、かつ、前記最適車速が前記変速操作具の操作に応じた車速より小さい場合には、車速が前記最適車速に設定され、前記変速操作具の操作に応じた車速が前記設定車速以下であり、かつ、前記最適車速が前記変速操作具の操作に応じた車速以上の場合には、車速が前記変速操作具の操作に応じた車速に設定されることが好ましい。
作業者が操作・要求した車速が設定車速以下である場合に、作業者が操作・要求した車速と最適車速とに応じて、作業走行初期制御における車速が定められる。そのため、作業走行初期制御において、より適切な車速が設定される。その結果、作業走行の初期段階においても、作業装置に十分な駆動力が伝達され、適切な作業を行うことができる。
また、走行装置により走行しながら作業装置により作業を行う農作業車の車速を制御する車速制御システムであって、前記農作業車が非作業走行を挟んで作業走行を行い、前記走行装置および前記作業装置を駆動する動力源の負荷に応じて車速を設定する作業走行制御を行う制御部と、前記作業走行の際に設定された車速を最適車速として記憶する記憶部とを備え、前記制御部は、前記非作業走行前の前記作業走行で記憶された前記最適車速を用いて、前記非作業走行後の前記作業走行開始時の車速を設定する作業走行初期制御を行い、前記制御部は、前記非作業走行前の前記作業走行で作業された作業幅を第１作業幅として前記記憶部に記憶し、前記非作業走行後の前記作業走行での作業における作業幅である第２作業幅と前記第１作業幅との比率に応じて、前記最適車速を補正することが好ましい。
異なる作業幅で作業走行が行われる場合がある。作業装置が必要とする駆動力は一般的に作業幅に依存する。そのため、最適車速も作業幅に応じて異なることとなる。作業幅に応じて最適車速を補正することにより、作業走行初期制御において、より適切な車速が設定される。その結果、作業走行の初期段階においても、作業装置に十分な駆動力が伝達され、適切な作業を行うことができる。
また、前記負荷として、前記動力源の回転数の変化量が検出されても良い。
これにより、容易に負荷を検出することができる。
また、前記農作業車が自動走行を行っても良い。
これにより、自動走行の際にも、作業走行を適切な車速で行うことができ、作業装置に十分な駆動力が伝達され、適切な作業を行うことができる。
コンバインの左側面図である。 収穫走行における走行経路を例示する図である。 動力伝達構成と車速制御構成とを併せて例示する図である。 エンジン負荷に対応した車速の制御を例示する図である。 作業走行制御のフローを示す図である。 作業走行初期制御のフローを示す図である。 作業走行初期制御を例示する図である。
本発明の農作業車の一例であるコンバインについて、図面に基づき説明する。なお、以下の説明においては、図１に示す矢印Ｆの方向を「前」、矢印Ｂの方向を「後」とし、図１の紙面の手前方向を「左」、奥向き方向を「右」とする。また、図１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、コンバインは、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を備える。搬送装置１６、脱穀装置１３および収穫装置Ｈは作業装置の一例である。
図１に示すように、走行装置１１は、走行車体１０の下部に備えられている。コンバインは、走行装置１１によって自走可能に構成される。
また、運転部１２、脱穀装置１３、穀粒タンク１４は、走行装置１１の上側に備えられる。運転部１２には、コンバインの作業を監視する監視者が搭乗可能である。なお、監視者は、コンバインの機外からコンバイン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る。
収穫装置Ｈは、コンバインにおける前部に備えられる。そして、搬送装置１６は、収穫装置Ｈの後側に設けられる。また、収穫装置Ｈは、切断機構１５及びリール１７を有する。
切断機構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（以下、「作物」とも称す）を収穫する作業を行う。そして、コンバインは、走行装置１１によって走行しながら、収穫装置Ｈによって圃場の穀物を収穫する収穫走行（作業走行）が可能である。
このように、コンバインは、圃場の穀物を収穫する収穫装置Ｈと走行装置１１とを備える。
切断機構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。収穫装置Ｈ、走行装置１１、搬送装置１６および脱穀装置１３は、動力源の一例であるエンジン８により駆動される。
このように、コンバインは、収穫装置Ｈによって収穫された穀粒を貯留する穀粒タンク１４を備える。
運転部１２には、通信端末２と操作パネル１９が配置されている。図１において、通信端末２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２は、運転部１２に対して着脱可能に構成されていても良い。また、コンバインの機外に持ち出されても良い。操作パネル１９は、無段変速装置９（図４参照）の変速操作用（油圧ポンプ９Ａ（図４参照）の斜板の角度操作用）の揺動操作式の変速レバー１９ａ、無段変速装置９の変速操作用（油圧モータ９Ｂ（図４参照）の斜板の角度操作用）の押圧操作式の副変速スイッチ（図示せず）、変速レバー１９ａの操作位置と無段変速装置９（図４参照）の油圧ポンプ９Ａ（図４参照）の斜板との対応関係を設定する速度設定ダイヤル１９ｂ、その他の各種の手動操作具（図示せず）等を備える。なお、変速レバー１９ａ、副変速スイッチおよび速度設定ダイヤル１９ｂ等の速度の操作に用いる操作具を「変速操作具」と総称する。また、変速操作具として、変速レバー１９ａのみが設けられても良く、変速レバー１９ａに加えて、副変速スイッチ、速度設定ダイヤル１９ｂまたは他の操作具が組み合わせられて設けられても良い。
〔収穫走行〕
コンバインによって圃場での収穫作業を行う場合の手順は、以下に説明する通りである。
まず、運転者兼監視者は、コンバインを手動で操作し、図２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収穫走行を行う（以下、周囲刈りとも称す）。これにより既刈地（既作業地）となった領域は、外周領域ＳＡとなる。そして、外周領域ＳＡの内側に未刈地（未作業地）のまま残された領域は、作業対象領域ＣＡとなる。図２は、外周領域ＳＡと作業対象領域ＣＡの一例を示している。なお、周囲刈りは手動走行により行われるが、この際の周囲刈りは、運転者がコンバインに搭乗してコンバインを操縦する走行であっても良いが、遠隔操作により監視者等がコンバインを走行させても良い。
また、このとき、外周領域ＳＡの幅をある程度広く確保するために、運転者は、コンバインを２～３周走行させる。この走行においては、コンバインが１周する毎に、コンバインの作業幅分だけ外周領域ＳＡの幅が拡大する。最初の２～３周の走行が終わると、外周領域ＳＡの幅は、コンバインの作業幅の２～３倍程度の幅となる。
外周領域ＳＡは、作業対象領域ＣＡの収穫走行を行うときに、コンバインが方向転換するためのスペースとして利用される。また、外周領域ＳＡは、収穫走行を一旦終えて、穀粒の排出場所へ移動する際や、燃料の補給場所へ移動する際等の移動用のスペースとしても利用される。
周囲刈りが行われると、作業対象領域ＣＡの収穫走行が行われる。収穫走行が自動走行により行われる場合は、図２に示すように、作業対象領域ＣＡにおける走行経路が算定される。算定された走行経路は、収穫走行のパターンに基づいて順次生成され、生成された走行経路に沿ってコンバインが自動走行する経路となる。手動で収穫走行が行われる場合は、任意に定めた走行経路を順次走行する。収穫走行は、収穫作業を行う収穫走行（作業走行）と、作業走行を行う経路要素をつなぐ旋回走行（非作業走行）とからなる。なお、コンバインは、旋回走行のための旋回パターンとして、図２に示すようなＵ字状の旋回走行経路に沿って方向転換するＵ旋回パターンの他にも、前後進を繰り返しながら方向転換するα旋回パターンや、後進走行をともなってＵ旋回パターンよりも狭い領域でＵ旋回パターンと同様の方向転換をするスイッチバック旋回パターンを有する。
〔車速制御の装置構成〕
上述のように、エンジン８は、走行装置１１の他に、脱穀装置１３や収穫装置Ｈ等の様々な作業装置を駆動する。作業走行中に、処理の必要な作物の量が増大する等して作業装置の負荷が大きくなった場合、作業装置に必要な駆動力が不足する場合がある。そのため、走行中にかかるエンジン８の負荷を測定し、負荷の大きさが所定の負荷以下になるように車速を制御することにより、作業装置に必要な駆動力が確保される。以下、エンジン負荷としてエンジンの回転数の低下度（以下、エンジンダウン量と称す）を計測し、作業装置として収穫装置Ｈが用いられる場合を例として、図３～図７を用いて収穫走行（作業走行）において車速の制御を行う構成例について説明する。
図３に示すように、人為的な車速の変速操作具である変速レバー１９ａおよび速度設定ダイヤル１９ｂの操作値は制御部２０に入力される。同様に、エンジン８のエンジンダウン量は制御部２０に入力される。この際、エンジンダウン量はメインＥＣＵ７にて負荷レベルに変換され、変換された負荷レベルを含めて制御部２０に入力されても良い。以下の説明では、変換された負荷レベルが制御部２０に入力される構成を例として説明する。制御部２０は、アクチュエータ５を介して静油圧式無段変速装置であるＨＳＴで構成される無段変速装置９を制御し、エンジン８の駆動力をトランスミッション６に伝える。走行装置１１は、トランスミッション６からエンジン８の駆動力が伝達されることにより動作する。なお、収穫装置Ｈは、図示しない変速装置を介してエンジン８の駆動力が伝達されることにより動作する。
具体的には、図３、図４に示すように、センサ２４は、エンジン８の回転数を経時的に測定し、メインＥＣＵ７に送信する。メインＥＣＵ７は、受信したエンジン８の回転数から、所定の時間に低下した回転数であるエンジンダウン量３２を算出し、エンジンダウン量３２を、エンジンダウン量３２に対応してあらかじめ定められたエンジン負荷レベル（以下、負荷レベル３３と称す）に変換する。例えば、負荷レベル３３はレベル１からレベル５の５段階に分けられる。メインＥＣＵ７は、エンジンダウン量３２が０［ｒｐｍ］以上４１［ｒｐｍ］以下である場合にはレベル１に変換する。レベル２はエンジンダウン量３２が４１［ｒｐｍ］より大きく６７［ｒｐｍ］以下である場合に相当し、レベル３はエンジンダウン量３２が６７［ｒｐｍ］より大きく１１８［ｒｐｍ］以下である場合に相当し、レベル４はエンジンダウン量３２が１１８［ｒｐｍ］より大きく２２２［ｒｐｍ］以下である場合に相当し、レベル５はエンジンダウン量３２が２２２［ｒｐｍ］より大きい場合に相当する。メインＥＣＵ７は、変換された負荷レベル３３およびエンジンダウン量３２を制御部２０に送信する。なお、変換された負荷レベル３３は、運転部１２の表示部（図示せず）等に表示されても良く、作業者が作業中のエンジン負荷を確認できる構成とすることができる。
作業者は、変速操作具により車速を操作することができる。変速操作具は、例えば、変速レバー１９ａや速度設定ダイヤル１９ｂが用いられる。変速レバー１９ａの操作量は、レバー検出値２５として制御部２０に送信される。速度設定ダイヤル１９ｂの操作量は、ダイヤル検出値２６として制御部２０に送信される。
制御部２０は、１または複数のＥＣＵ等の電子制御ユニットからなる。制御部２０は、ゲートウェイ２１、トランスミッションＥＣＵ２２、自動走行ＥＣＵ２３を備える。トランスミッションＥＣＵ２２は無段変速装置９およびトランスミッション６からなる変速装置を直接制御し、自動走行ＥＣＵ２３はトランスミッションＥＣＵ２２を介して車速を制御する。レバー検出値２５およびダイヤル検出値２６は、トランスミッションＥＣＵ２２に入力され、トランスミッションＥＣＵ２２で第１車速操作値２７に変換されてゲートウェイ２１に送信される。
ゲートウェイ２１は、メインＥＣＵ７から送信された負荷レベル３３および第１車速操作値２７を受信する。ゲートウェイ２１は、第１車速操作値２７を第２車速操作値２８に変換し、自動走行ＥＣＵ２３に送信する。また、ゲートウェイ２１は、負荷レベル３３が所定の値以上である場合、例えば、負荷レベル３３がレベル３以上である場合、負荷レベル３３がレベル３より小さい状態を維持するように、エンジンダウン量３２から減速率３０を算出し、自動走行ＥＣＵ２３に送信する。より具体的には、ゲートウェイ２１は、旋回後にいずれかの走行経路（図２のＲＬ１～ＲＬ３）での作業走行を開始してから、負荷レベル３３としてレベル３が入力されるまで、減速率３０として１０００［‰］を出力する。ゲートウェイ２１は、負荷レベル３３としてレベル３が入力されると、それ以降はエンジンダウン量３２から減速率３０を算出する。減速率３０の算出は、エンジンダウン量３２を変数としてあらかじめ設けた関数を用いて算出されても良いし、エンジンダウン量３２に応じた減速率３０が格納されたテーブルを用いて算出しても良い。
自動走行ＥＣＵ２３は、入力された第２車速操作値２８および減速率３０から、第１車速指示２９を算出し、ゲートウェイ２１に返信する。ゲートウェイ２１は、受信した第１車速指示２９を第２車速指示３１に変換して、トランスミッションＥＣＵ２２に送信する。また、ゲートウェイ２１は記憶部２１Ａを備え、受信した第１車速指示２９の平均値を最適車速指示２９ａとして記憶部２１Ａに記憶する。第１車速指示２９は、１０ｍｓｅｃ毎に最大１００個が記憶部２１Ａに記憶され、１００個を超えると古い順に削除されて、常に最新の１００個の第１車速指示２９が記憶部２１Ａに記憶される。ゲートウェイ２１は、１００個の第１車速指示２９の平均を最適車速指示２９ａとして記憶する。そのため、旋回中には、前の作業走行時の最新の最適車速指示２９ａが記憶部２１Ａに記憶されている。記憶される最適車速指示２９ａは、後述の作業走行初期制御を行う場合に用いられ、作業走行初期制御を行わない場合は、ゲートウェイ２１は記憶部２１Ａを備えない構成とすることもできる。
トランスミッションＥＣＵ２２は、受信した第２車速指示３１に基づいてアクチュエータ５を制御し、アクチュエータ５は無段変速装置９を制御する。無段変速装置９は、エンジン８から動力が入力され、可変容量型の油圧ポンプ９Ａ（主変速装置）と、油圧ポンプ９Ａからの圧油によって駆動される可変容量型の油圧モータ９Ｂ（副変速装置）とを備える。油圧ポンプ９Ａの斜板は、サーボシリンダ等で構成されるアクチュエータ５の駆動により角度が変更される。油圧モータ９Ｂの斜板は、他のアクチュエータ（図示せず）の駆動により角度が変更される。油圧ポンプ９Ａの斜板の角度が変更されることにより、無段変速装置９は変速比を無段階に変更されることが可能である。また、油圧モータ９Ｂの斜板の角度が変更されることにより、無段変速装置９から出力される動力は、作業走行用の低速変速状態と、通常走行用の高速変速状態とに切り換え操作されることが可能となる。
トランスミッション６は、無段変速装置９から入力される動力を変速して、走行装置１１に伝達する。特に、走行装置１１に入力される動力は第２車速指示３１により決定され、その結果、車速３４は第２車速指示３１により制御される。
このように、エンジンダウン量３２をエンジン負荷として検出し、エンジンダウン量３２により、エンジン負荷が所定の負荷レベル３３より小さくなるように車速を制御する。これにより、刈取作業中（刈取走行中・作業走行中）に収穫装置Ｈにかかる負荷が大きくなったとしても、エンジン負荷から収穫装置Ｈにかかる負荷を推定し、車速を低減することによって収穫装置Ｈに伝達される駆動力を増強することができる。その結果、収穫装置Ｈに十分な駆動力を伝達することが可能となる。
〔作業走行制御〕
図３、図４を参照しながら図５を用いて、刈取走行中（作業走行中）にエンジンの負荷に応じて車速制御を行う作業走行制御について説明する。なお、以下の制御工程は、図３で示した装置構成にて実施する場合を例に説明するが、装置構成は任意である。また、制御部２０の装置構成も任意であり、１または複数のＥＣＵやＣＰＵ等のプロセッサ、その他のハードウェアから構成されればよい。また、メインＥＣＵ７および制御部２０の動作はハードウェアで行うことに限らず、ソフトウェアを図示しないプロセッサが実行することにより実現することもできる。
まず、作業走行中であるか否かが判定される（ステップ＃１）。作業走行中でない場合（ステップ＃１＝Ｎｏ）、旋回走行中であると判定されて、所定の旋回走行制御が行われる（ステップ＃２）。
作業走行中であると判定された場合（ステップ＃１＝Ｙｅｓ）、作業走行初期領域であるか否かが判定される（ステップ＃３）。作業走行初期領域は、旋回走行が終了し、作業走行を行う走行経路（図２のＲＬ１，ＲＬ２，ＲＬ３）の走行が開始されてから所定の長さの領域であり、例えば、走行経路の走行が開始されてから１０ｍの領域である。
作業走行初期領域であると判定された場合（ステップ＃３＝Ｙｅｓ）、後述の作業走行初期制御が行われる（ステップ＃４）。なお、作業走行初期制御は必ずしも行う必要はなく、作業走行中には以下の作業走行制御のみが行われても良い。
作業走行初期領域でないと判定された場合（ステップ＃３＝Ｎｏ）、具体的な作業走行制御が行われる。作業走行制御中にも、通常、変速レバー１９ａおよび速度設定ダイヤル１９ｂ等により車速が操作される。そのため、ゲートウェイ２１は、トランスミッションＥＣＵ２２を介して、変速レバー１９ａおよび速度設定ダイヤル１９ｂの操作に伴う第１車速操作値２７を受信し、第１車速操作値２７を第２車速操作値２８に変換して出力する（ステップ＃５）。
ここで、作業走行中には、センサ２４によって経時的にエンジン８の回転数が計測される。メインＥＣＵ７は、測定された回転数の変化量に基づいてエンジンダウン量３２を算出する。さらに、メインＥＣＵ７は、エンジンダウン量３２から負荷レベル３３を求める。ゲートウェイ２１は、エンジンにかかる負荷として、エンジンダウン量３２および負荷レベル３３を継続的に受信する（ステップ＃６）。
また、ゲートウェイ２１は、負荷レベル３３がレベル３となると、エンジンダウン量３２に応じて減速率３０を算出し、自動走行ＥＣＵ２３に出力する。なお、ゲートウェイ２１は、負荷レベル３３がレベル３となるまでは、減速率３０として１０００［‰］を出力する（ステップ＃７）。
自動走行ＥＣＵ２３は、ゲートウェイ２１から減速率３０を受信すると共に（ステップ＃８）、第２車速操作値２８を受信する（ステップ＃９）。自動走行ＥＣＵ２３は、第２車速操作値２８から求められる変速レバー１９ａおよび速度設定ダイヤル１９ｂに応じた車速に、減速率３０を乗算した車速３４に対応する車速指示を第１車速指示２９として出力する。これにより、エンジン８にかかる負荷が小さい間は、減速率３０が１０００［‰］であるので変速レバー１９ａおよび速度設定ダイヤル１９ｂに応じた車速３４で走行が行われる。そして、負荷レベル３３がレベル３となり、エンジン８にかかる負荷が大きくなることが検出された以降は、エンジンダウン量３２に応じた減速率３０が算出され、変速レバー１９ａおよび速度設定ダイヤル１９ｂに応じた車速に減速率３０が乗算された車速３４に減速されて走行が行われる。これにより、エンジン８にかかる負荷に対応する負荷レベル３３を所定のレベル３より低く抑えるように車速３４が制御される。その結果、エンジン８の駆動力が、収穫装置Ｈにより多く伝達されることになるため、十分に収穫装置Ｈにエンジン８の駆動力が伝達されることとなる。
次に、ゲートウェイ２１は、第１車速指示２９を受信し、第１車速指示２９を、トランスミッションＥＣＵ２２に対応した第２車速指示３１に変換して出力する（ステップ＃１０）。同時に、作業走行初期制御を行う場合は、第１車速指示２９の平均値が最適車速指示２９ａとして記憶部２１Ａに記憶される。そして、作業走行中であるか否かの判定を行う工程（ステップ＃１）に処理が戻される。
最後に、トランスミッションＥＣＵ２２は、第２車速指示３１を受信して、第２車速指示３１に基づいてアクチュエータ５を制御する（ステップ＃１１）。そして、作業走行中であるか否かの判定を行う工程（ステップ＃１）に処理が戻される。
アクチュエータ５は、無段変速装置９を制御し、第２車速指示３１に応じたエンジン８の駆動力を、トランスミッション６を介して走行装置１１に伝達して、走行（車速）を制御する。
〔作業走行初期制御〕
図３、図４を参照しながら図６、図７を用いて、図５のステップ＃４に対応する作業走行初期制御について説明する。作業走行初期制御は、作業走行初期領域である、旋回走行後に作業走行を開始してから１０ｍの間、あらかじめ標準的な作業走行車速として設定された設定車速ＶＳと最適車速指示２９ａに対応する最適車速ＶＲとに基づいて、変速レバー１９ａおよび速度設定ダイヤル１９ｂに応じた操作車速ＶＭとの比較結果に応じて車速３４を制御する。以下の説明では、設定車速ＶＳが１．０［ｍ／ｓｅｃ］である場合を例に説明する。また、以下の作業走行初期制御は、図２に示す走行経路ＲＬ２の作業走行初期領域において行われるものとし、最適車速ＶＲは、走行経路ＲＬ１において最後に記憶部２１Ａに記憶された最適車速指示２９ａに対応する車速であるとする。
まず、操作車速ＶＭが設定車速ＶＳより大きいか否かが判定される（ステップ＃４１）。操作車速ＶＭが設定車速ＶＳより大きい場合（ステップ＃４１＝Ｙｅｓ）、平均された最適車速ＶＲが設定車速ＶＳより大きいか否かが判定される（ステップ＃４２）。
ここで、走行経路ＲＬ２の刈取幅（作業幅）は、走行経路ＲＬ１の刈取幅と異なる場合がある。この場合、刈取幅に比例して収穫装置Ｈにかかる負荷は増大する。そのため、刈取幅に応じて最適車速ＶＲも変化する。そこで、走行経路ＲＬ１の刈取幅を記憶部２１Ａに記憶しておき、走行経路ＲＬ１の刈取幅と走行経路ＲＬ２の刈取幅との比率に応じて最適車速ＶＲを補正しても良い。具体的には、走行経路ＲＬ２で用いる最適車速をＶＲ、走行経路ＲＬ１における最適車速をＶＲ－、走行経路ＲＬ１の刈取幅をＷ１、走行経路ＲＬ２の刈取幅をＷ２として、次の関係式により算出することが好ましい。
ＶＲ＝ＶＲ－×（Ｗ１／Ｗ２）
また、旋回走行を挟んだ作業走行が複数回行われている場合、旋回走行が行われる度に、刈取幅と平均された最適車速をＶＲとから、最大の刈取幅に対する最適車速ＶＲを更新していき、対象となる作業走行における刈取幅に対応した最適車速ＶＲを求めても良い。これにより、作業走行を繰り返す毎に、最大の刈取幅に対する最適車速ＶＲの算出精度が向上し、より適切かつ迅速に車速の制御が行われる。
最適車速ＶＲが設定車速ＶＳより大きい場合（ステップ＃４２＝Ｙｅｓ）、車速３４は、車速遷移３５に示すように、設定車速ＶＳである１．０［ｍ／ｓｅｃ］で走行を開始し（ステップ＃４３）、その後、第２車速指示３１は最適車速ＶＲに対応する値とされ、徐々に最適車速ＶＲまで加速される。最適車速ＶＲに到達してから作業走行初期領域の間は、車速３４は最適車速ＶＲに維持される。
ここで、最適車速ＶＲまで加速される際に、その間の負荷レベル３３に応じてランプ処理が行われても良い（ステップ＃４４）。例えば、負荷レベル３３が低いほど、最適車速ＶＲまで加速される加速度が大きくなる。具体的には、車速３４は、負荷レベル３３がレベル１の場合には車速遷移３５ａで最適車速ＶＲまで加速され、負荷レベル３３がレベル２の場合には車速遷移３５ｂで最適車速ＶＲまで加速され、負荷レベル３３がレベル３の場合には車速遷移３５ｃで最適車速ＶＲまで加速され、順に加速度が小さくなる。
その後、作業走行初期領域を超えているか否かが判定され（ステップ＃４９）、作業走行初期領域を超えていないと判定されると（ステップ＃４９＝Ｙｅｓ）、この車速３４が維持され、作業走行初期領域を超えたと判定されると（ステップ＃４９＝Ｎｏ）、作業走行制御（ステップ＃５０）が行われる。
最適車速ＶＲが設定車速ＶＳ以下である場合（ステップ＃４２＝Ｎｏ）、第２車速指示３１は最適車速ＶＲに対応する値となり、車速３４は、車速遷移３６に示すように、最適車速ＶＲで一定に維持される（ステップ＃４５）。その後、作業走行初期領域を超えているか否かが判定され（ステップ＃４９）、作業走行初期領域を超えていないと判定されると（ステップ＃４９＝Ｙｅｓ）、この車速３４が維持され、作業走行初期領域を超えたと判定されると（ステップ＃４９＝Ｎｏ）、作業走行制御（ステップ＃５０）が行われる。
操作車速ＶＭが設定車速ＶＳ以下であると判定された場合（ステップ＃４１＝Ｎｏ）、最適車速ＶＲが操作車速ＶＭより小さいか否かが判定される（ステップ＃４６）。最適車速ＶＲが操作車速ＶＭより小さい場合（ステップ＃４６＝Ｙｅｓ）、第２車速指示３１は最適車速ＶＲに対応する値となり、車速３４は、車速遷移３７に示すように、最適車速ＶＲで一定に維持される（ステップ＃４７）。その後、作業走行初期領域を超えているか否かが判定され（ステップ＃４９）、作業走行初期領域を超えていないと判定されると（ステップ＃４９＝Ｙｅｓ）、この車速３４が維持され、作業走行初期領域を超えたと判定されると（ステップ＃４９＝Ｎｏ）、作業走行制御（ステップ＃５０）が行われる。
最適車速ＶＲが操作車速ＶＭ以上である場合（ステップ＃４６＝Ｎｏ）、第２車速指示３１は操作車速ＶＭに対応する値となり、車速３４は、車速遷移３８に示すように、操作車速ＶＭで一定に維持される（ステップ＃４８）。その後、作業走行初期領域を超えているか否かが判定され（ステップ＃４９）、作業走行初期領域を超えていないと判定されると（ステップ＃４９＝Ｙｅｓ）、この車速３４が維持され、作業走行初期領域を超えたと判定されると（ステップ＃４９＝Ｎｏ）、作業走行制御（ステップ＃５０）が行われる。
以上のように、設定車速ＶＳと最適車速指示２９ａに対応する最適車速ＶＲとに基づいて、変速レバー１９ａおよび速度設定ダイヤル１９ｂに応じた操作車速ＶＭとの比較結果に応じて車速３４が制御される。これにより、走行経路ＲＬ２の作業走行初期領域の当初から、走行経路ＲＬ１での制御結果を踏まえた車速３４の制御を行うことができ、作業走行初期領域での車速３４の制御が安定かつ適切に行われやすくなる。
〔別実施形態〕
（１）上記実施形態では、作業走行初期領域は、旋回走行が終了して作業走行が開始されてからの距離として説明されたが、これに限らない。例えば、作業走行初期領域は、旋回走行が終了して作業走行が開始されてからの時間によって定めても良い。
（２）上記実施形態では、非作業走行として旋回走行を例に説明したが、非作業走行は旋回走行に限定されない。例えば、圃場を中割りした場合に、中割りされた圃場の作業走行を行った後、別の中割りされた圃場に移動して作業走行を行うまでの走行等を非作業走行とすることができる。圃場を中割りした場合、それぞれの中割りされた圃場は、作物の状態が類似していることが多い。そのため、それぞれの中割りされた圃場において、最適車速ＶＲは近似している場合が多く、このような場合においても、作業走行初期制御を適切に行うことが期待できる。
（３）上記各実施形態において、車速の制御は、自動走行を行う場合にも適用できるし、手動走行を行う場合にも適用できる。また、旋回走行は任意の旋回パターンで行われ、Ｕ旋回パターンの他に、α旋回パターンであっても、スイッチバック旋回パターンであっても良い。
（４）上記各実施形態において、走行装置１１はクローラ式に限らず、車輪式の走行装置１１であっても良い。
（５）上記各実施形態において、作業装置は、収穫装置Ｈや脱穀装置１３に限らず、田植装置等の様々な農作業装置であっても良い。同様に、作業走行は、刈取作業に限らず、収穫作業、田植え作業等の様々な農作業が対象となる。
本発明は、普通型コンバインに限らず、自脱型コンバイン等の様々な農作業車の車速制御システムに好適である。
８ エンジン（動力源）
１３ 脱穀装置（作業装置）
１９ａ 変速レバー
１９ｂ 速度設定ダイヤル
２０ 制御部
２１Ａ 記憶部
２４ センサ
３４ 車速
Ｈ 収穫装置（作業装置）
ＲＬ１ 走行経路
ＲＬ２ 走行経路

Claims (9)

  1. 走行装置により走行しながら作業装置により作業を行う農作業車の車速を制御する車速制御システムであって、
    前記農作業車が非作業走行を挟んで作業走行を行い、
    前記走行装置および前記作業装置を駆動する動力源の負荷に応じて車速を設定する作業走行制御を行う制御部と、
    前記作業走行の際に設定された車速を最適車速として記憶する記憶部とを備え、
    前記制御部は、前記非作業走行前の前記作業走行で記憶された前記最適車速を用いて、前記非作業走行後の前記作業走行開始時の車速を設定する作業走行初期制御を行い、
    前記作業走行初期制御は、前記非作業走行後に前記作業走行が開始されてから、所定の作業走行距離の間、または、所定の時間の間行われ、前記作業走行初期制御後に前記作業走行制御が行われる車速制御システム。
  2. 走行装置により走行しながら作業装置により作業を行う農作業車の車速を制御する車速制御システムであって、
    前記農作業車が非作業走行を挟んで作業走行を行い、
    前記走行装置および前記作業装置を駆動する動力源の負荷に応じて車速を設定する作業走行制御を行う制御部と、
    前記作業走行の際に設定された車速を最適車速として記憶する記憶部と、
    人為的な車速の操作に用いられる変速操作具とを備え、
    前記制御部は、前記非作業走行前の前記作業走行で記憶された前記最適車速を用いて、前記非作業走行後の前記作業走行開始時の車速を設定する作業走行初期制御を行い、
    前記作業走行初期制御では、車速の基準値が設定車速として設けられ、
    前記作業走行初期制御において、
    前記変速操作具の操作に応じた車速が前記設定車速より大きく、かつ、前記最適車速が前記設定車速より大きい場合には、車速が前記設定車速に設定され、その後前記最適車速まで加速され、
    前記変速操作具の操作に応じた車速が前記設定車速より大きく、かつ、前記最適車速が前記設定車速以下の場合には、車速が前記最適車速に設定される車速制御システム。
  3. 前記加速が、前記負荷の大きさに基づいて決定される加速度で行われ、前記負荷が大きいほど前記加速度が小さい請求項２に記載の車速制御システム。
  4. 走行装置により走行しながら作業装置により作業を行う農作業車の車速を制御する車速制御システムであって、
    前記農作業車が非作業走行を挟んで作業走行を行い、
    前記走行装置および前記作業装置を駆動する動力源の負荷に応じて車速を設定する作業走行制御を行う制御部と、
    前記作業走行の際に設定された車速を最適車速として記憶する記憶部と、
    人為的な車速の操作に用いられる変速操作具とを備え、
    前記制御部は、前記非作業走行前の前記作業走行で記憶された前記最適車速を用いて、前記非作業走行後の前記作業走行開始時の車速を設定する作業走行初期制御を行い、
    前記作業走行初期制御では、車速の基準値が設定車速として設けられ、
    前記作業走行初期制御において、
    前記変速操作具の操作に応じた車速が前記設定車速以下であり、かつ、前記最適車速が前記変速操作具の操作に応じた車速より小さい場合には、車速が前記最適車速に設定され、
    前記変速操作具の操作に応じた車速が前記設定車速以下であり、かつ、前記最適車速が前記変速操作具の操作に応じた車速以上の場合には、車速が前記変速操作具の操作に応じた車速に設定される車速制御システム。
  5. 走行装置により走行しながら作業装置により作業を行う農作業車の車速を制御する車速制御システムであって、
    前記農作業車が非作業走行を挟んで作業走行を行い、
    前記走行装置および前記作業装置を駆動する動力源の負荷に応じて車速を設定する作業走行制御を行う制御部と、
    前記作業走行の際に設定された車速を最適車速として記憶する記憶部とを備え、
    前記制御部は、前記非作業走行前の前記作業走行で記憶された前記最適車速を用いて、前記非作業走行後の前記作業走行開始時の車速を設定する作業走行初期制御を行い、
    前記制御部は、前記非作業走行前の前記作業走行で作業された作業幅を第１作業幅として前記記憶部に記憶し、前記非作業走行後の前記作業走行での作業における作業幅である第２作業幅と前記第１作業幅との比率に応じて、前記最適車速を補正する車速制御システム。
  6. 前記作業走行初期制御は、前記作業走行が開始されてから、所定の作業走行距離の間、または、所定の時間の間行われ、前記作業走行初期制御後に前記作業走行制御が行われる請求項２から５のいずれか一項に記載の車速制御システム。
  7. 前記最適車速は、前記非作業走行前の前記作業走行において設定された車速の内、最後に設定された車速から所定の範囲前までに設定された車速を平均して求められる請求項１から６のいずれか一項に記載の車速制御システム。
  8. 前記負荷として、前記動力源の回転数の変化量が検出される請求項１から７のいずれか一項に記載の車速制御システム。
  9. 前記農作業車が自動走行を行う請求項１から８のいずれか一項に記載の車速制御システム。
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