JP7424002B2 - 作業車両 - Google Patents

Description

本発明は、トラクタ等の作業車両に関するものである。

従来、車体部の走行領域と予め設定された旋回半径を記憶することが可能な記憶部と、その走行領域における車体部の走行経路と車体部に装着される作業機による作業経路を生成可能な制御部を備え、前記制御部は、複数生成される作業経路間の移動で旋回が必要な場合、作業経路間の離間距離および旋回半径に基づいて、直進および後進を伴わない第１の旋回経路と、直進を伴い後進を伴わない第２の旋回経路と、後進を伴う第３の旋回経路とのいずれかの旋回経路を含む走行経路を生成することが可能であるよう構成された経路生成装置や、その経路生成装置を用いて自律走行が可能なトラクタ等の作業車両が知られている（特許文献１）。

特開２０１７－１７４２２９号公報

上記作業車両は、経路生成装置の制御部において作業経路間の離間距離や旋回半径を考慮して適切な旋回経路を含む走行経路を生成することが可能であるものの、実際に自律走行した場合、圃場の状態などの不確定要素が走行に想定外の影響を与えることがあり、生成した走行経路のうち特に旋回経路に沿って走行できないこともある。

そこで、本発明は、実際に走行する場所の状態などの不確定要素により走行に影響がでる場合であっても、自律走行経路のうち旋回経路を適切に自律走行することができる作業車両を提供することを目的とする。

本発明の上記課題は、以下の手段により解決される。

すなわち、請求項１に記載の発明は、左右一対の前輪（５）および後輪（６）と、予め設定された旋回経路を含む自律走行経路に沿って自律走行することを制御する制御装置（７）と、旋回半径が異なる複数の駆動方式を切り替える駆動切替え装置（８）と、前記旋回経路に沿って旋回したときの旋回軌跡を記録する記録手段（１０３）と、を備え、
前記駆動方式として四輪駆動、前輪増速駆動および後輪二輪駆動を有しており、
前記制御装置（７）は、自律走行して作業する予定の圃場の情報を登録する登録手段（９８）を有し、
前記旋回経路と前記旋回軌跡を比較し、当該旋回経路に対して当該旋回軌跡が所定の距離（α１，β１）以上に逸脱して旋回したことを判別した場合、前記複数の駆動方式のうちから前記逸脱の低減に適した別の駆動方式に切り替える処理を行い、
前記登録手段（９８）に圃場の情報として圃場の種類が畑であるとの情報が登録されていて前記畑を自律走行する場合、前記旋回経路に対して前記旋回軌跡が所定の距離（β１）以上に内側に逸脱して旋回したことを判別したとき、前記駆動方式を四輪駆動又は前輪増速駆動から後輪二輪駆動に切り替える処理を行い、
前記登録手段（９８）に圃場の情報として圃場の種類が水田であるとの情報が登録されていて前記水田を自律走行する場合、前記旋回経路に対して前記旋回軌跡が所定の距離（β１）以上に内側に逸脱して旋回したことを判別したとき、前記駆動方式を前輪増速駆動又は後輪二輪駆動から四輪駆動に切り替える処理を行い、
前記所定の距離（β１）として、圃場の種類に応じて異なる値が設定されていることを特徴とする作業車両である。

請求項２に記載の発明は、旋回時に左右のブレーキ（１７Ｌ，１７Ｒ）のうち旋回内側になる片方のブレーキを作動させることが可能なブレーキ作動装置（８８）を備え、
前記制御装置（７）は、前記旋回経路に対して前記旋回軌跡が所定の距離（α１）以上に外側に逸脱して旋回したことを判別した場合に旋回半径が相対的に小さい方の駆動方式に切り替える処理を行い、
前記旋回半径が相対的に小さい方の駆動方式に切り替えた後に旋回したときの旋回軌跡が前記旋回経路に対して所定の距離（α２）以上に外側に逸脱して旋回したことを判別した場合、旋回内側になるブレーキの制動力を増大させる処理を行うことを特徴とする請求項１に記載の作業車両である。

請求項３に記載の発明は、前記制御装置（７）は、旋回半径が前記四輪駆動、後輪二輪駆動、前輪増速駆動の順に小さい関係にあるとして扱うことを特徴とする請求項１又は２に記載の作業車両である。

請求項１に記載の発明によれば、制御装置において、旋回経路と旋回軌跡を比較したときに旋回経路に対して旋回軌跡が所定の距離以上に逸脱している判別されると、当該逸脱の低減に適した別の旋回半径の駆動方式に切り替えられる処理が行われるので、実際に走行する場所の状態などの不確定要素により走行に影響がでる場合であっても自律走行経路のうち旋回経路を適切に自律走行することができる。
また、請求項１に記載の発明によれば、実際に走行する畑の状態などの不確定要素により旋回経路に対して内側に逸脱して旋回するような走行に影響がでる場合であっても、駆動方式が後輪二輪駆動に切り換えられて畑を旋回することになるので、四輪駆動又は前輪増速駆動で旋回する場合に比べると畑の地面を荒らすことを抑制して旋回することができる。
また、請求項１に記載の発明によれば、実際に走行する水田の状態などの不確定要素により旋回経路に対して内側に逸脱して旋回するような走行に影響がでる場合であっても、駆動方式が四輪駆動に切り換えられて水田を旋回することになるので、水田での旋回が行われやすくなり、後輪二輪駆動に比べると水田の地面を旋回時に荒らすことを抑制することもできる。
さらに、請求項１に記載の発明によれば、所定の距離β１の値について圃場の種類に対応した値を選択して適用することが可能になり、例えば、畑と水田では旋回のしやすさが異なるため上記所定の距離β１として同じ値のものを適用した場合には、旋回経路に沿って適切に自律走行することが難しくなるおそれがあるが、これを回避することができる。

請求項２に記載の発明によれば、旋回経路に対して旋回軌跡が所定の距離以上に外側に逸脱していると判別されると、旋回半径が相対的に小さい方の駆動方式に切り替えられる処理が行われるので、旋回経路の外側に逸脱するような場所であっても旋回経路を適切に自律走行することができる。
また、請求項２に記載の発明によれば、旋回半径が相対的に小さい方の駆動形式に切り替えて旋回したときに旋回経路に対して旋回軌跡が所定の距離以上に外側に逸脱していると判別されると、旋回内側のブレーキの制動力を増大させる処理が行われるので、旋回経路の外側に逸脱するような場所であっても旋回性能が増大して旋回半径を小さくすることが可能になってより確実に自律走行することができる。

請求項３に記載の発明によれば、旋回経路と旋回軌跡を比較したとき旋回経路に対して旋回軌跡が所定の距離以上に逸脱していると判別されると、当該逸脱の低減に適した四輪駆動、前輪増速駆動又は後輪二輪駆動のいずれかに切り替えられる処理が行われるので、実際に走行する場所の状態などの不確定要素により走行に影響がでる場合であっても自律走行経路のうち旋回経路を適切に自律走行することができる。

本発明の実施形態に係るトラクタの左側面図である。 操縦席の前方側の構成を示す概略斜視図である。 図１のトラクタの動力伝達線図である。 図１のトラクタの制御系の構成を示すブロック図である。 自律走行経路等に関する構成を示す概念図である。 旋回経路に対して旋回軌跡が逸脱する場合の例を示す概念図である。 図１のトラクタが旋回経路に沿って自律走行するときの主な制御処理を示すフローチャート図である。 （Ａ）は予備的な前進と後進を伴う旋回の変形例を示す概念図、（Ｂ）は後進のみを伴う旋回の変形例を示す概念図である。

以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。

本実施形態に係る作業車両の一例であるトラクタ１は、図１に示されるように、車体フレーム２にエンジン３、動力伝達装置４、左右一対の前輪５および後輪６、操縦席９等の機器が搭載されている。
このうちエンジン３は、車体フレーム２に対して開閉可能に設けられたボンネットカバー１１で覆われて形成されるエンジンルーム内に配置されている。動力伝達装置４は、ミションケース４０内に配置される油圧無段変速装置４１、副変速装置５１等により構成されている。操縦席９は、座席部９ａ、床面部９ｂ、キャビン部９ｃ等を有している。キャビン部９ｃは、屋根部、窓部、ドア部、囲い壁部等を組み合わせて操縦席９の空間を形成している。

トラクタ１は、エンジン３の動力を左右の前輪５と後輪６の双方とに伝達して駆動させる四輪駆動（４ＷＤ）と左右の後輪６のみに伝達して駆動させる二輪駆動（２ＷＤ）とに切り替え可能になっている。四輪駆動には、前輪を後輪と等速で駆動する等速四輪駆動の他に、前輪を後輪よりも増速して駆動する後述の前輪増速駆動が含まれている。
またトラクタ１は、車体フレーム２や動力伝達装置４の後部に、各種の作業機１５０を着脱可能に装着して昇降動させる昇降装置４９や、作業機１５０で利用される回転動力を出力するＰＴＯ軸５９が設けられている。図１に例示される作業機１５０は、ロータリ耕うん装置である。

操縦席９の前方には、図１、図２等に示されるように、操縦席９の床面部９ｂから立設されたステアリングコラム（ハンドルポスト）２１の上端にステアリングホイール（ハンドル）１２がシャフトを介して設けられている。ステアリングホイール１２は、左右に回転操作することにより図示しないパワーステアリング機構における操舵駆動装置６１（図４）を介して前輪５の向きを所望の方向に調整する。ステアリングホイール１２により操舵される前輪５は、その切れ角が切れ角検知センサ７１（図４）で検知され、その検知情報が制御装置７に送信される。

また、ステアリングホイール１２の前方には、ダッシュボードの一部を占めるようにメータパネル１３が設けられている。メータパネル１３は、トラクタ１の走行速度、設定内容、現在の状態、警告内容等の各種の情報を表示する表示手段等で構成されている。トラクタ１では、その走行速度（車速）が車速センサ７２（図４）で検知され、その検知情報が制御装置７に送信される。

ステアリングコラム２１の上部でステアリングホイール１２の下方側の周辺部分には、図２等に示されるように、前後進切替えレバー１４、スロットルレバー１５等が設けられている。前後進切替えレバー１４は、前進走行と後進走行との切り替えを行うように操作されるレバーである。前後進切替えレバー１４は、その操作位置が前後進切替センサ７３（図４）で検知され、その検知情報が制御装置７に送信される。スロットルレバー１５は、エンジン３の回転数を所定の範囲（例えば、所定の低速回転数と高速回転数の２種類）内で選択するレバーであり、作業走行時に使用される。

また、操縦席９の床面部９ｂやステアリングコラム２１の下部の周辺部分には、図２等に示されるように、アクセルペダル１６、左右のブレーキペダル１７Ｌ，１７Ｒ、クラッチペダル１８、ＰＴＯ変速レバー１９、キースイッチ４８等が設けられている。
アクセルペダル１６は、エンジン３の回転数を任意に変更するときに踏み込んで操作される。左右のブレーキペダル１７Ｌ，１７Ｒは、左右の後輪６Ｌ，６Ｒにおけるブレーキをそれぞれ作動させるときに踏み込んで操作される。ブレーキペダル１７Ｌ，１７Ｒは、その踏み込み量がブレーキ操作センサ７６（図４）で検知され、その検知情報が制御装置７に送信される。クラッチペダル１８は、動力伝達装置４に組み込まれるメインクラッチ３１（図３）を作動させるときに踏み込んで操作される。ＰＴＯ変速レバー１９は、ＰＴＯ軸５９の回転の速度や方向の切り替えが行われるＰＴＯ変速装置５８（図３）を作動させるときに操作される。

操縦席９の前進方向に対する左側には、副変速レバー２２、ＰＴＯクラッチレバー等が設けられている。
副変速レバー２２は、副変速装置５１を例えば低速、中速、高速のいずれかを選択して変速する操作レバーである。副変速レバー２２は、その選択した操作位置が副変速操作センサ７５（図４）により検知され、その検知情報が制御装置７に送信される。ＰＴＯクラッチレバーは、ＰＴＯ軸５９への駆動伝達の有無を切り替える操作レバーである。

次に、動力伝達装置４の概要について説明する。

動力伝達装置４は、まず、図３に示されるように、エンジン３の出力軸の回転が、メインクラッチ３１を介してミッションケース４０への入力軸３２へ伝達された後、入力軸３２の回転が増速ギア３３，３４で増速されて油圧無段変速装置４１の入力軸４２に伝達されるよう構成されている。メインクラッチ３１は、クラッチペダル１８の踏み込み操作の有無によって切れた状態又はつながった状態になるよう作動する。

油圧無段変速装置４１は、例えば静油圧式の無段変速機（ＨＳＴ）が適用される。このＨＳＴからなる油圧無段変速装置４１は、可変容量型の油圧ポンプ４３と固定容量型の油圧モータ４４で構成されており、油圧ポンプ４３における可動斜板４５の傾きを変えることで油圧モータ４４の回転が変更されるようになっている。
可動斜板４５の傾きは、図３に示されるように、前後進切換えレバー１４、アクセルペダル１６等の動きを検出して作動する図示しない油圧シリンダ機構によって変更される。油圧モータ４４のモータ出力軸４４ａの回転は、この可動斜板４５の傾きによって変速される。

動力伝達装置４では、油圧無段変速装置４１における油圧モータ４４のモータ出力軸４４ａの回転が、副変速装置５１を経て駆動出力軸３５から後輪デフギア装置３６を介して左右の後輪６に伝達される。また動力伝達装置４では、上記モータ出力軸４４ａの回転が、副変速装置５１を経て接続ギア５２と前輪中継軸５３から駆動切替え装置８と前輪デフギア装置５５を介して左右の前輪５にも伝達可能になっている。
一方、動力伝達装置４では、油圧無段変速装置４１における油圧ポンプ４３のポンプ出力軸４３ａの回転が入力軸４２の回転と同じものになるが、この回転がＰＴＯ正逆クラッチ５６を経てＰＴＯ中継軸５７へ伝達された後、ＰＴＯ変速装置５８を経てＰＴＯ軸５９に伝達される。

駆動切替え装置８は、四輪駆動と二輪駆動のいずれかの駆動方式に切り替えるものであるが、四輪駆動として前輪５を後輪６よりも増速させて駆動する前輪増速駆動に切り替えることが可能な前輪増速機構も備えている。

駆動切替え装置８は、駆動方式を切り替える際に作動させる前方の油圧クラッチ８１と後方の油圧クラッチ８２を備えている。この駆動切替え装置８では、前方の油圧クラッチ８１を接続すると増速ギア列等の増速伝達部に接続されて前輪増速駆動に切り替えられ、後方の油圧クラッチ８２を接続すると等速ギア列等の等速伝達部に接続されて等速四輪駆動に切り替えられるようになっている。また、駆動切替え装置８では、その油圧クラッチ８１と油圧クラッチ８２の双方を切断すると、前輪５への駆動伝達が遮断されて後輪６のみが駆動される二輪駆動に切り替えられるようになっている。
駆動切替え装置８は、例えば、操縦席９の所定の場所に配置される図示しない駆動方式切替えスイッチの操作に応じて作動し、任意の駆動方式への切り替えを可能にしている。駆動方式切替えスイッチは、その切り替え位置が駆動切替えセンサ７７で検知され、その検知情報が制御装置７に送信される。

また、トラクタ１は、予め設定された旋回経路を含む自律走行経路に沿って自律走行する機能を有している。

本実施形態における自律走行経路は、トラクタ１が主に作業等を行う圃場内で自律走行するときに使用される経路である。自律走行は、後述する測位装置（１００）で得られる測位情報を利用してトラクタ１の位置を確認しながらトラクタ１がほぼ自動で走行することである。

自律走行経路は、例えば、図５に二点鎖線Ｋで示されるように、作業を行う予定の圃場２０１において作業を行うべき作業領域２２０を作業しながら走行するための作業経路Ｋ１と、隣接する作業領域２２０又は１列等の必要な数だけ飛ばした作業領域２２０まで旋回して移動する旋回領域２３０を走行するための旋回経路Ｋ２とを有している。
図５では、隣接する複数例の作業領域１～４等を順次走行するよう、１列の作業領域２２０の作業走行（耕うん等）が終了した後に旋回して隣の列の作業領域２２０に入り込んで作業走行を再開するという自律走行パターンを例示している。また図５において矢付きの実線Ｔは、自律走行経路に沿って自律走行したときの走行軌跡（詳しくは作業軌跡Ｔ１と旋回軌跡Ｔ２）を示している。さらに図５における符合ｒ０１は旋回経路Ｋ２における旋回半径を、符合ｒ０２は旋回軌跡Ｔ２における旋回半径をそれぞれ示している。
旋回経路Ｋ２における旋回半径ｒ０１については、隣り合う作業領域２２０における作業経路Ｋ１どうしの間隔Ｗ（図５）を算出し、その算出値（１／２の値）から求めてもよい。

このような自律走行経路は、作業を行う予定の圃場２０１の位置情報に基づいて作業領域２２０の位置情報を特定する作業や、作業領域２２０間の移動に要する旋回の仕方（例えば旋回開始位置、旋回半径）を特定する作業等によって作成される。
この自律走行経路の情報は、トラクタ１のユーザがトラクタ１に装備又は付属された経路作成手段を用いて作成するものであってもよいが、この他にも例えば、その情報をトラクタの販売店やメーカ等において作成し、その作成された情報をトラクタ１のユーザが利用できるようにするものであってもよい。
また自律走行経路の情報は、具体的には、例えば、制御装置７のメモリ部７０に予め格納した状態で使用されるか、あるいは、トラクタの販売店やメーカ等が提供する自律走行経路に関する情報を情報通信装置９１（図４）で受信しながら制御装置７において利用可能な状態にして使用される。

トラクタ１は、自律走行の制御を行うために、図４に示されるように、トラクタ１（自己）の位置を測定する測位装置１００、自律走行の実行の有無を選択する自律走行スイッチ９２、トラクタ１の左右傾斜や前後傾斜を検知するジャイロセンサ９３、トラクタ１の向きを検知する方位センサ９４、トラクタ１の前方における障害物の有無を検知する障害物検知センサ９５等の機器も備えている。これらの機器は、そのいずれも制御装置７に接続されている。

測位装置１００は、ＧＰＳ（Global Positioning System）等の衛星測位システムを使用した装置である。測位装置１００は、例えば、測位衛星から送信される測位信号を受信するアンテナ等の受信部１０１と、受信部１０１で受信した測位信号から座標位置を算出する計測部１０２と、自律走行経路に沿って自律走行したときの走行軌跡を記録する軌跡記録部１０３とを有している。
障害物検知センサ９５は、例えば、障害物との距離を検知する超音波センサ等の距離センサや、障害物の存否を画像処理にて検知する撮像カメラ等を用いて構成される。

トラクタ１は、図４に示されるように、少なくとも自律走行するときの走行を制御するための制御装置７を備えている。

制御装置７は、例えばマイクロコンピュータ等で構成されるものであり、メモリ部７０に格納されている制御用のプログラムやデータに基づいて必要な制御を行うようになっている。この制御装置７は、自律走行することを制御する専用の制御装置として構成されたものであっても、あるいは、トラクタ１の全体の各種動作を制御する制御装置の一部として構成されたものであってもよい。

制御装置７は、自律走行の制御のうち以下の制御も行うよう構成されている。
すなわち、制御装置７は、自律走行経路における旋回経路とその旋回経路を実際に旋回したときの旋回軌跡とを比較して、旋回経路に対して旋回軌跡が所定の距離（α１、β１）以上に逸脱して旋回したか否かを判別し、逸脱して旋回したと判別した場合には、その逸脱を低減するのに適した別の駆動方式に切り替える処理を行う。

ここで、制御装置７が行う上記別の駆動方式に切り替える処理とは、最終的には、当該別の駆動方式に切り替えるよう駆動切替え装置８を作動させる制御動作になる。
また、上記旋回軌跡が逸脱するのは、図６に示されるように、旋回軌跡Ｔ２が旋回経路Ｋ２に対して外側に逸脱する場合（旋回軌跡Ｔ２ａ）とその内側に逸脱する場合（旋回軌跡Ｔ２ｂ）がある。
逸脱の判断基準になる所定の距離α１は旋回経路Ｋ２の外側に逸脱するときのずれる距離（α１）であり、同じく所定の距離β１は旋回経路Ｋ２の内側に逸脱するときのずれる距離（β１）になる。この所定の距離α１、β１は、例えば、旋回半径ｒの差や、旋回途中での各旋回軌跡Ｔ２ａ，Ｔ２ｂの旋回経路Ｋ２と離間する距離等からなる距離情報を用いて任意の値に設定される。

図６では、所定の距離α１、β１が旋回半径ｒの差からなる距離情報を用いて設定される場合を概念的に示している。所定の距離α１、β１は、互いに同じ値（例えばα１＝＋α、β１＝－α）であっても、あるいは、異なる値であってもよい。また、所定の距離α１、β１は、通常、右旋回のときと左旋回のときと互いに同じ値に設定されるが、必要であれば異なる値に設定しても構わない。

また、トラクタ１では、上記したように駆動方式として四輪駆動、前輪増速駆動および二輪駆動を有しているとともに、その各駆動方式が駆動切替え装置８により切り替え可能になっている。
また、制御装置７においては、この四輪駆動、二輪駆動、前輪増速駆動の旋回半径（特性）が四輪駆動、二輪駆動、前輪増速駆動の順に小さい関係にあるとして扱う制御用データとしてメモリ部７０に格納されている。

ちなみに、このトラクタ１では、旋回経路Ｋ２に沿った旋回は、ステアリングホイール１２による切れ角が旋回経路Ｋ２の旋回半径ｒ０１に適合する一定の角度に保たれた状態で行われるようになっている。また、旋回経路Ｋ２に沿った旋回時の駆動方式については、例えば、トラクタ１のユーザが予め設定するようになっている。

そして、制御装置７では、自律走行スイッチ９２が入り操作されて自律走行経路に沿う自律走行が開始されると、図７に示されるように、旋回経路と旋回軌跡を比較してずれ量を算出する（ステップＳ１０）。

旋回軌跡は、測位装置１００における軌跡記録部１０３から情報が入手される。旋回軌跡Ｔ２の旋回半径ｒ０２（図５）は、例えば、切れ角検知センサ７１からの切れ角の検知情報と測位装置１００の計測部１０２からの位置情報とから算出される。
自律走行時に逸脱してずれるときのずれ量については、自律走行経路の情報と測位装置１００における軌跡記録部１０３から軌跡情報を利用しながらずれ量を算出する自律走行ずれ量算出手段９６（図４）で算出される。自律走行ずれ量算出手段９６は、旋回時に逸脱してずれるときのずれ量についても算出される。このような自律走行ずれ量算出手段９６は、演算処理回路ユニットとして構成されたものであっても、あるいは、ソフトウェアで構成されたものであってもよい。

続いて、制御装置７では、旋回経路Ｋ２に対して旋回軌跡Ｔ２が所定の距離（α１、β１）以上に逸脱したか否かが判別される（ステップＳ１１）。
このステップＳ１１においては、所定の距離以上に逸脱したと判断されると、旋回経路Ｋ２の外側に逸脱したのか又はその内側に逸脱したのかが判断される（ステップＳ１２）。しかし、逸脱しないと判断された場合はステップＳ１０に戻る。

なお、制御装置７がステップＳ１１において所定の距離以上に逸脱したと判断した時点でトラクタ１の旋回動作を一時停止させる制御を行うよう構成されている場合は、その一時停止される制御処理（図７の二点鎖線で示すステップＳ２１）が例えばステップＳ１２に移行する前に行われる。

ステップＳ１２において外側に逸脱したと判断されると、制御装置７は、旋回半径が相対的に小さい方の駆動方式に切り替えられるよう駆動切替え装置８を作動させる（ステップＳ１３）。
このように外側に逸脱するケースとしては、例えば、隣接する作業領域２２０をその隣接している順番通り走行して作業する場合（図５）に、その旋回領域２３０における地面の状況、前輪増速駆動以外の駆動方式で旋回していること等の要因で大回りしすぎるというケースが挙げられる。

実際、外側に逸脱したときの駆動方式が（等速）四輪駆動であった場合は、旋回半径が次に小さい二輪駆動に切り替えられる。この場合、駆動切替え装置８では、前方の油圧クラッチ８１と後方の油圧クラッチ８２の双方を切断する動作が実行される。
また、外側に逸脱したときの駆動方式が二輪駆動であった場合は、旋回半径が次に小さい前輪増速駆動に切り替えられる。この場合、駆動切替え装置８では、前方の油圧クラッチ８１を接続する動作が実行される。

一方、ステップＳ１２において内側に逸脱したと判断されると、制御装置７は、旋回半径が相対的に大きい方の駆動方式に切り替えられるよう駆動切替え装置８を作動させる（ステップＳ１４）。
このように内側に逸脱するケースとしては、例えば、隣接する作業領域２２０を１列飛ばして走行して作業する場合に、その旋回領域２３０における地面の状況、前輪増速駆動で旋回していること等の要因で小回りしすぎるというケースが挙げられる。

実際、内側に逸脱したときの駆動方式が例えば前輪増速駆動であった場合は、旋回半径が次に小さい二輪駆動に切り替えられる。この場合、駆動切替え装置８では、前方の油圧クラッチ８１と後方の油圧クラッチ８２の双方を切断する動作が実行される。
また、内側に逸脱したときの駆動方式が例えば二輪駆動であった場合は、旋回半径が次に小さい（等速）四輪駆動に切り替えられる。この場合、駆動切替え装置８では、後方の油圧クラッチ８２を接続する動作が実行される。

駆動方式を切り替える時期については、逸脱して旋回したか否かの判断時期や逸脱して旋回したときの停止制御の有無等によって異なる場合があるので、適宜設定される。
例えば、所定の距離（α１、β１）以上に逸脱して旋回したと判別した時点で実行中の旋回を途中で停止（中断）させる場合（図７に示すステップＳ２１）は、その停止した旋回を再開するとき（図７に示すステップＳ２２）に切り替える。また、逸脱したときの旋回を駆動方式の切り替え以外の対処法（例えば、ステアリングホイール１２による切り角の調整や、後進動作を含む切り返し旋回など）で処理して終了させた場合は、次回の旋回をするときに切り替えるようにしてもよい。

このように切り替えられた駆動方式は、制御装置７のメモリ部７０等に記憶保持（学習）され、次回の旋回時に（その次回の旋回のときの新たな切り替えがなされる前まで）適用される。

制御装置７では、逸脱した旋回が終了するか否かが判別されており（ステップＳ１５）、その旋回が終了したと判別されると、上記一連の制御が終了する。

以上のように、トラクタ１では、制御装置７において、旋回経路Ｋ２と旋回軌跡Ｔ２を比較したときに旋回経路Ｋ２に対して旋回軌跡Ｔ２が所定の距離（α１、β１）以上に逸脱していると判別すると、駆動方式がその逸脱の低減に適した旋回半径が異なる別の駆動方式に切り替えられる処理が行われる。
したがって、トラクタ１によれば、実際に走行する圃場等の場所の状態（凹凸の有無、地面の硬軟や滑りやすさの違い）などの不確定要素により走行に影響がでる場合であって自律走行経路のうち旋回経路を適切に自律走行することができる。

＜変形例＞
なお、上記実施形態に係るトラクタ１は、制御装置７において旋回半径が相対的に小さい方の駆動方式に切り替えた後に旋回したときの旋回軌跡Ｔ２が旋回経路Ｋ２に対して所定の距離α２以上に外側に逸脱して旋回したことを判別した場合、左右のブレーキペダル１７Ｌ，１７Ｒで作動する左右のブレーキのうち旋回内側になるブレーキの制動力を増大させる処理を行うよう構成してもよい。

この場合、制御装置７は、最終的に、旋回内側になる片方のブレーキを作動させること（所謂、片ブレーキ）が可能なブレーキ作動装置８８（図４）を旋回内側になるブレーキの制動力を通常（又は前回の旋回時）の制動力よりも増大させる制御動作を行うことになる。制動力は、設定可能な最大値でよいが、増大する範囲であれば最大値よりも小さい値でも構わない。
またこの場合、所定の距離α２は、外側に逸脱したときに用いる上記所定の距離α１と同じ値でよいが、その距離α１と異なった値（例えば小さい値）に設定してもよい。

このように構成した場合のトラクタ１では、旋回半径が相対的に小さい方の駆動方式に切り替えた後の旋回時でも旋回経路Ｋ２の外側に逸脱することがあっても、旋回内側のブレーキの制動力を増大させる処理が行われるので、そのブレーキの制動力を増大させた後の旋回時には片ブレーキにより旋回性能が増大して旋回半径ｒ０２を小さくすることが可能になり、この結果、旋回経路の外側に逸脱するような場所であってもより確実に自律走行することができる。

また、このトラクタ１では、特に旋回半径が最も小さい駆動方式（上記実施形態では前輪増速駆動）に切り替えた後の旋回のときの旋回軌跡Ｔ２が旋回経路Ｋ２の外側に逸脱して大回りをしてしまう場合でも、片ブレーキによる旋回性能が増大して旋回半径ｒ０２を小さくすることが可能になるので、その旋回経路Ｋ２を適切に自律走行することができる。
ちなみに、旋回時に片ブレーキを作動させる設定になっていない駆動方式がある場合、制御装置７によりその片ブレーキが作動するようＯＮ動作の処理を行うよう構成してもよい。

また、上記実施形態に係るトラクタ１は、自律走行して作業する予定の圃場の情報を登録する登録手段９８（図４）を設けた場合、その登録手段９８に圃場が畑であるとの情報が登録されていて畑を自律走行する際、制御装置７において旋回経路Ｋ２に対して旋回軌跡Ｔ２が所定の距離β１以上に内側に逸脱して旋回したことを判別したとき、駆動方式を四輪駆動又は前輪増速駆動から二輪駆動に切り替える処理を行うよう構成してもよい。

この場合、登録手段９８は、例えば、メータパネル１３の一部機能として組み込んで構成することができる。その場合のメータパネル１３は、登録作業を行うための画面が表示される液晶パネル画面等からなる表示部１３ａと、その表示部１３ａ内か又はその周辺部において登録作業に必要な情報を入力するための入力キー等の入力部１３ｂとを備えたものであればよい。
作業する予定の圃場の情報としては、例えば、圃場の種類（水田、畑等）、土壌の硬軟、設定ブレーキ圧等の情報が挙げられる。

このように構成した場合のトラクタ１では、実際に走行する畑の状態などの不確定要素により走行に影響がでる場合であっても、二輪駆動で畑を旋回することになるので、旋回経路Ｋ２を適切に自律走行することができ、しかも、四輪駆動又は前輪増速駆動で旋回する場合に比べると畑の地面を荒らすことを抑制して旋回することができる。

また、上記実施形態に係るトラクタ１においては、旋回半径が相対的に小さい方の駆動方式に切り替えた後の旋回時でも、図８に示されるように、出だしの旋回軌跡Ｔ２acが旋回経路Ｋ２の外側に逸脱すると判別する場合、制御装置７が、その旋回の途中で後進Ｔ４を伴う切り返しを入れた後に同じ駆動方式等の設定のままで旋回を再開する処理を行うよう構成してもよい。
図８における符合Ｔ２adは切り返し後に再開したときの旋回軌跡を示し、符合Ｔ３は後進Ｔ４を伴う切り返しの前の予備的な前進を示している。また、図８中の丸で囲む数値は旋回時の走行の順番を示す。

この場合、後進Ｔ４を伴う切り返しとしては、図８（Ａ）に例示されるように予備的な前進Ｔ３を含める切り返しの他、図８（Ｂ）に例示されるように予備的な前進Ｔ３を含めない後進Ｔ４のみの切り返しを採用することも可能である。また、切り返しのときの予備的な前進Ｔ３や後進Ｔ４は、直線状の走行でなく曲線状の走行であっても構わない。

このように構成した場合のトラクタ１では、隣接する作業領域２２０に旋回して入る際に確実に隣の作業領域２２０に入って進むことができる。また、このようなトラクタ１では、特に旋回半径が最も小さい駆動方式（上記実施形態では前輪増速駆動）に切り替えた後に増大した片ブレーキにして旋回するときでも外側に逸脱して大回りしてしまうような場合に、確実に隣の作業領域２２０に入って進むことが可能になるので有効になる。

さらに、上記実施形態に係るトラクタ１においては、旋回時における加速度や方位を計測する加速度センサを設けたうえで、制御装置７において、実際に走行したときに加速度センサから得られる計測情報も参考にしながら上記所定の距離α１（α２も含む），β１や、駆動方式の切り替える順番又は種類等の制御条件について自動で設定変更するように構成してもよい。
このように構成した場合は、制御装置７の制御条件の設定作業をトラクタ１のユーザが行う必要がなくなって利便性が向上し、例えば、その設定作業に不慣れなユーザにも適切な制御条件が自動で設定変更されることで、旋回経路に沿って適切かつ確実に自律走行することができる。

この他、上記実施形態や上記変形例に係るトラクタ１においては、自律走行する圃場が畑又は水田のいずれの場合でも、駆動方式を旋回半径がより小さい方向に切り替えた後の旋回時においても旋回経路Ｋ２に対して旋回軌跡Ｔ２が所定の距離α１以上に逸脱して大回りするときには、制御装置７が前輪増速駆動に切り替える処理を行うように構成することも可能である。
このように構成した場合は、例えば、作業幅が比較的狭い作業機１５０を装着して隣接する作業領域２２０を順次移動して作業するときに旋回経路に沿って適切かつ確実に自律走行することができる。

また、上記実施形態に係るトラクタ１においては、制御装置７の判断時に用いる上記所定の距離α１（α２も含む），β１の値について、例えば作業する圃場の種類（畑、水田等）別に独自の値を用意しておき、圃場の種類に対応した値を選択して適用するよう構成してもよい。
このように構成した場合は、種類の異なる圃場を自律走行して作業するときには、旋回経路に沿ってより適切に自律走行することが可能になる。つまり、例えば、畑と水田では旋回のしやすさが異なるため、制御装置７において上記所定の距離α１（α２も含む），β１として同じ値のものを適用した場合には、旋回経路に沿って適切に自律走行することが難しくなるおそれがあるが、上記のように構成した場合にはこれを回避することができる。

また、上記実施形態等に係るトラクタ１においては、隣り合う作業領域２２０における作業経路Ｋ１どうしの間隔が各駆動方式の旋回半径の２倍の値よりも大きい関係になる場合、制御装置７においてジャイロセンサ９３等から旋回時の方位変化（トラクタ１の傾き）の検知情報を入手して、所定時間当たりの方位変化量が比較的小さいと判別したときに、旋回内側になるブレーキを作動させる片ブレーキが作動するようＯＮ動作の処理を行うよう構成してもよい。
このように構成した場合は、旋回経路Ｋ２に沿って旋回する途中でトラクタ１の傾きが足りないときに片ブレーキが自動で作動するので、その旋回経路Ｋ２に沿って適切に自律走行することができる。これにより、圃場の状態によってはステアリングホイール１２を操作してもトラクタ１が思う通りに旋回しない場合でも、その旋回が自動で支援されるようになる。

また、上記実施形態等に係るトラクタ１においては、制御装置７が、例えば水田での作業のときに駆動方式として四輪駆動を優先的に採用する処理を行うよう構成してもよい。この場合は、水田での旋回が四輪駆動であれば行われやすくなり、例えば二輪駆動に比べると、水田の地面を旋回時に荒らすことを抑制することもできる。

さらに、本発明が適用されるトラクタ１等の作業車両は、駆動方式として四輪駆動および前輪増速駆動のみを備えているものであっても、あるいは、四輪駆動、二輪駆動および前輪増速駆動に加えて他の駆動方式を更に備えているものであってもよい。

この発明は、トラクタなどの農作業用の車両に限られず、それ以外の各種作業用の車両にも適用することができる。

１ …トラクタ（作業車両）
７ …制御装置
８ …駆動切替え装置
８８…ブレーキ作動装置
９８…メータパネル（登録手段）
１０３…軌跡記録部（記録手段）
Ｋ …自律走行経路
Ｋ２…旋回経路
Ｔ２…旋回軌跡
α１，α２，β１…所定の距離

Claims (3)

1. 左右一対の前輪（５）および後輪（６）と、
   予め設定された旋回経路を含む自律走行経路に沿って自律走行することを制御する制御装置（７）と、
   旋回半径が異なる複数の駆動方式を切り替える駆動切替え装置（８）と、
   前記旋回経路に沿って旋回したときの旋回軌跡を記録する記録手段（１０３）と、
   を備え、
   前記駆動方式として四輪駆動、前輪増速駆動および後輪二輪駆動を有しており、
   前記制御装置（７）は、自律走行して作業する予定の圃場の情報を登録する登録手段（９８）を有し、
   前記旋回経路と前記旋回軌跡を比較し、当該旋回経路に対して当該旋回軌跡が所定の距離（α１，β１）以上に逸脱して旋回したことを判別した場合、前記複数の駆動方式のうちから前記逸脱の低減に適した別の駆動方式に切り替える処理を行い、
   前記登録手段（９８）に圃場の情報として圃場の種類が畑であるとの情報が登録されていて前記畑を自律走行する場合、前記旋回経路に対して前記旋回軌跡が所定の距離（β１）以上に内側に逸脱して旋回したことを判別したとき、前記駆動方式を四輪駆動又は前輪増速駆動から後輪二輪駆動に切り替える処理を行い、
   前記登録手段（９８）に圃場の情報として圃場の種類が水田であるとの情報が登録されていて前記水田を自律走行する場合、前記旋回経路に対して前記旋回軌跡が所定の距離（β１）以上に内側に逸脱して旋回したことを判別したとき、前記駆動方式を前輪増速駆動又は後輪二輪駆動から四輪駆動に切り替える処理を行い、
   前記所定の距離（β１）として、圃場の種類に応じて異なる値が設定されていることを特徴とする作業車両。
2. 旋回時に左右のブレーキ（１７Ｌ，１７Ｒ）のうち旋回内側になる片方のブレーキを作動させることが可能なブレーキ作動装置（８８）を備え、
   前記制御装置（７）は、前記旋回経路に対して前記旋回軌跡が所定の距離（α１）以上に外側に逸脱して旋回したことを判別した場合に旋回半径が相対的に小さい方の駆動方式に切り替える処理を行い、
   前記旋回半径が相対的に小さい方の駆動方式に切り替えた後に旋回したときの旋回軌跡が前記旋回経路に対して所定の距離（α２）以上に外側に逸脱して旋回したことを判別した場合、旋回内側になるブレーキの制動力を増大させる処理を行うことを特徴とする請求項１に記載の作業車両。
3. 前記制御装置（７）は、旋回半径が前記四輪駆動、後輪二輪駆動、前輪増速駆動の順に小さい関係にあるとして扱うことを特徴とする請求項１又は２に記載の作業車両。

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