JP7040705B2 - 作業車両の自動走行システム - Google Patents

Description

本発明は、作業車両の自動走行システムに関する。

従来から、作業車両の車速を所定の車速に維持する車速維持制御（オートクルーズ制御）を実行可能な構成が知られている。特許文献１は、この種の構成として速度保持機構を開示する。

特許文献１の速度保持機構は、変速操作具により駆動操作される無段変速装置のモータを当該走行速度保持機構の作動時には駆動停止させるとともに、速度保持操作具により任意の速度での速度保持及び速度保持の解除を操作することができるように構成されている。

特開２００４－２６２４１７号公報

ところで、近年、目標経路に沿って自動走行を行うことができる作業車両が開発されている。このような作業車両の中には、自動走行時には、前記目標経路に沿ったステアリング操作は自動的に行われるものの、走行車速はユーザの操作に従うように構成されたものがある。このような作業車両において、特許文献１に示すような車速維持制御を適用することも考えられる。

しかし、目標経路に沿って自動走行を行うことができる作業車両において、自動走行中の車速維持制御の使用を制限なく認めることは、ユーザが自らステアリング操作を行って走行する場合と比較して、必ずしも好ましくない。

本発明は以上の事情に鑑みてされたものであり、その目的は、ユーザの安心感等を考慮した車速維持制御が可能な作業車両の自動走行システムを提供することにある。

課題を解決するための手段及び効果

本発明の解決しようとする課題は以上の如くであり、次にこの課題を解決するための手段とその効果を説明する。

本発明の観点によれば、以下の構成の作業車両の自動走行システムが提供される。即ち、この作業車両の自動走行システムは、自動走行制御部を備える。前記自動走行制御部は、測位システムを利用して、作業部により作業が行われる複数の作業経路と、前記複数の作業経路のうち隣り合う作業経路を接続する旋回経路と、を有する走行経路に沿って作業車両を自動走行させることが可能である。前記作業車両は、当該作業車両の車速を制御する車速制御部と、当該作業車両の車速を操作する車速操作部と、を備える。前記車速制御部は、前記車速操作部への操作力を解除しても、解除前の前記車速操作部の操作位置に対応する前記作業車両の車速を維持する車速維持制御を実行可能である。前記自動走行制御部は、前記作業経路に沿って前記作業車両を自動走行させている場合に、前記車速制御部による車速維持制御を許可する一方、前記旋回経路に沿って前記作業車両を自動走行させている場合に、前記車速制御部による車速維持制御を禁止する。

これにより、作業車両が旋回経路で自動走行する場合は車速維持制御の実行が禁止されるので、作業車両の旋回時にはユーザ自身が車速を決定することとなる。従って、旋回の慎重さを確保することができる。また、一般的に旋回経路に沿って走行する際に作業車両は作業部により作業を行わないので、作業性の低下を防止することができる。

前記の作業車両の自動走行システムにおいては、以下の構成とすることが好ましい。即ち、前記自動走行制御部は、前記作業経路に沿って前記作業車両を自動走行させている場合であっても、前記作業経路の終点よりも所定距離手前の所定地点から前記終点までの区間において、前記車速制御部による車速維持制御を禁止する。

作業車両が作業経路に沿って走行している場合に、旋回経路までの残り距離が短くなった所定地点から車速維持制御が禁止されることで、旋回経路に至る前の段階からユーザが手動にて車速を決定することになる。従って、作業車両が旋回経路で旋回するときのユーザの安心感が向上する。

前記の作業車両の自動走行システムにおいては、以下の構成とすることが好ましい。即ち、前記自動走行制御部は、前記車速制御部による車速維持制御が実行されている状態で、前記作業経路に沿って前記作業車両を自動走行させている場合に、前記作業車両の位置が前記所定地点に至ったときは、前記車速制御部を制御して前記作業車両を減速させた後、停止させる。

自動走行する作業車両が所定地点に到達した場合に、車速維持制御が解除される。このときの作業車両の減速を制御することにより、例えば急停止を回避して乗り心地を向上させることができる。

前記の作業車両の自動走行システムにおいては、以下の構成とすることが好ましい。即ち、前記自動走行制御部は、自動走行開始条件が成立している場合に、前記作業経路に沿った自動走行を前記作業車両に開始させることが可能である。前記自動走行開始条件には、前記車速制御部により前記車速維持制御が実行されていないことが含まれる。

仮に、車速維持制御の実行中の自動走行開始を許可すると、走行経路に沿った自動走行を開始する予定の地点と作業車両の現在位置との位置関係によっては、作業車両が高速で進路変更を行う可能性がある。車速維持制御の実行中の自動走行開始を禁止することで、上記の予定地点への作業車両の移動を、ユーザによる車速の指示に確実に従いながら行うことができる。

前記の作業車両の自動走行システムにおいては、以下の構成とすることが好ましい。即ち、この作業車両の自動走行システムは、自動走行操作部を備える。前記自動走行操作部は、前記自動走行制御部に対して前記作業車両の自動走行の開始指令及び終了指令を行うことができる。前記自動走行制御部は、前記車速制御部による車速維持制御が実行されている状態で、前記作業経路に沿って前記作業車両を自動走行させているときに、前記自動走行操作部が操作されて前記自動走行制御部に対して自動走行の終了指令が行われた場合は、前記車速制御部を制御して前記作業車両を減速させた後、停止させる。

車速維持制御を実行しながら作業経路での自動走行が行われているときに、ユーザが自動走行の終了を指示した場合に、仮に車速維持制御が維持されると、ユーザが意図しない地点まで作業車両が進行してしまう可能性がある。この点、上記の構成によれば、ユーザが自動走行の終了を指示した時点での位置から近い位置で作業車両を停止させることができる。

前記の作業車両の自動走行システムにおいては、以下の構成とすることが好ましい。即ち、前記自動走行制御部は、前記旋回経路に沿って前記作業車両を自動走行させているときに、前記車速操作部の操作量を問わず、前記車速制御部を制御して前記作業車両の車速を所定の上限車速以下に制限する。

これにより、旋回経路では作業車両の車速に上限を設けることになるので、乗り心地を向上させることができる。

前記の作業車両の自動走行システムにおいては、以下の構成とすることが好ましい。即ち、前記自動走行制御部は、自動走行する前記作業車両が前記旋回経路から前記作業経路に移行した場合に、所定条件が成立するまで、前記車速制御部による前記作業車両の加速を阻止する。前記所定条件は、前記車速操作部を減速側に操作することである。

自動走行する作業車両が旋回経路から作業経路に移行した場合、旋回経路で適用されていた車速の上限が仮に解除されると、ユーザの意思に反して作業車両が加速する可能性がある。この点、上記の構成によれば、作業経路に移行した作業車両が加速するには、車速操作部をいったん減速側へ操作してから増速側へ操作するという明示的な操作が必要になる。従って、加速に関するユーザの安心感を高めることができる。

本発明の一実施形態に係る作業車両の自動走行システムに使用される田植機の側面図。 田植機の平面図。 田植機の動力伝達構成を示すスケルトン図。 田植機及び無線通信端末の機能ブロック図。 無線通信端末の経路生成部により生成される自動走行経路の一例を示す図。 作業部自動制御の実行の有無を決定する処理を示すフローチャート。 作業部自動制御のフローチャート。 自動走行経路の一部を示す図。 オートクルーズ制御の実行の有無を決定する処理を示すフローチャート。 オートクルーズ制御を含む車速制御のフローチャート。

次に、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。図１は、田植機１の側面図である。図２は、田植機１の平面図である。

本発明の一実施形態に係る作業車両の自動走行システムは、自動走行可能な作業車両として、図１に示す田植機１を備える。なお、本実施形態では作業車両として田植機が用いられているが、これに限られるものではなく、例えばトラクタ、コンバインを用いることができる。

自動走行システムは、田植機１を遠隔操作可能な無線通信端末３を備える。本実施形態において、無線通信端末３は、ユーザが田植機１に乗った状態で操作できるように、田植機１の適宜の位置に取り付けられている。ただし、無線通信端末３は、田植機１から取り外してユーザが携帯することもできる。

田植機１は、圃場において苗の植付作業を行うことができる。図１及び２に示すように、田植機１は、車体部１１と、前輪１２と、後輪１３と、植付部（作業部）１４と、を備えている。前輪１２及び後輪１３は、それぞれ、車体部１１に対して左右１対で設けられている。

車体部１１は、田植機１の走行機体として構成されている。車体部１１には、エンジン２２と、ミッションケース２３と、が設けられている。エンジン２２は、車体部１１の前部に支持されている。ミッションケース２３は、車体部１１の下部に取り付けられている。

エンジン２２の駆動力は、ミッションケース２３により変速されて、前輪１２及び後輪１３に伝達される。また、エンジン２２の駆動力は、ミッションケース２３と、車体部１１の後部に配置されたＰＴＯ軸２４と、を介して、植付部１４に伝達される。

車体部１１は、エンジン２２の駆動力が前輪１２及び後輪１３に伝達されることによって、圃場等を走行することができる。植付部１４は、エンジン２２の駆動が伝達されることによって、苗を圃場に植え付ける作業を行うことができる。

車体部１１には、運転座席２５と、複数の操作部材と、が設けられている。運転座席２５は、車体部１１の前後方向において前輪１２と後輪１３の間に配置されている。運転座席２５には、ユーザが座ることができる。

複数の操作部材は、ステアリングハンドル２６と、変速ペダル（車速操作部）２７と、植付昇降レバー２８と、後述の作業部自動制御入切スイッチ（操作部）６９と、オートクルーズレバー（車速維持操作部）６８と、を有している。

ステアリングハンドル２６は、運転座席２５の前方に配置されたステアリングコラムに取り付けられている。田植機１のユーザがステアリングハンドル２６を手で握って回すことで、車体部１１（田植機１）の直進／旋回を指示することができる。

変速ペダル２７は、運転座席２５の前側の床から上方に突出するように設けられている。変速ペダル２７は、車体部１１の適宜の箇所に回転可能に支持されている。ユーザは、変速ペダル２７を足で踏み込んで操作することができる。変速ペダル２７には、ユーザが踏込みを解除したときに当該変速ペダル２７を戻すための図略の戻しバネが取り付けられている。

ユーザが変速ペダル２７を踏み込むことで、車体部１１（田植機１）の走行を指示することができる。ユーザが変速ペダル２７を足で踏み込む深さを変更することで、車体部１１の加速／減速を指示する（車速を指示する）ことができる。一方、ユーザが変速ペダル２７から足を離すことで、田植機１の走行停止を指示することができる。

車体部１１においては、変速ペダル２７に対する適宜の場所に、変速ペダル２７の操作位置を検出可能なペダルセンサ２９が設けられている。ペダルセンサ２９は、例えばポテンショメータとして構成することができる。

植付部１４は、図１等に示すように、車体部１１の後方に配置されている。植付部１４は、苗を圃場に植え付けることができる。植付部１４は、昇降リンク機構３１を介して車体部１１に連結されている。

車体部１１と植付部１４との間には、昇降シリンダ３２が設けられている。昇降シリンダ３２が伸縮駆動することにより、植付部１４を車体部１１に対して上下に昇降させることができる。なお、シリンダ以外のアクチュエータにより植付部１４を昇降させてもよい。

植付部１４は、植付作業を行うための下降位置と、植付作業を行わない上昇位置と、の間で昇降することができる。下降位置とは、後述の植付爪４３が苗を圃場に植え付けることができる状態になる位置である。上昇位置とは、昇降シリンダ３２が植付部１４を車体部１１に対して十分に上昇させた位置である。

植付部１４は、植付入力ケース部３３と、複数の植付ユニット３４と、苗載台３５と、複数のフロート３６と、を備える。植付部１４は、各植付ユニット３４に対して苗を苗載台３５から順次供給し、苗の植付けを連続的に行うことができる。

各植付ユニット３４は、植付伝動ケース部４１と、回転ケース部４２と、を有している。植付伝動ケース部４１には、ＰＴＯ軸２４及び植付入力ケース部３３を介して動力が伝達される。

回転ケース部４２は、植付伝動ケース部４１に回転可能に取り付けられている。回転ケース部４２は、植付伝動ケース部４１の車幅方向の両側に配置されている。各回転ケース部４２の一側には、２つの植付爪４３が取り付けられている。

２つの植付爪４３は、回転ケース部４２の回転に伴い変位する。２つの植付爪４３が変位することにより、１条分の苗の植付が行われる。

苗載台３５は、複数の植付ユニット３４の前上方に配置されている。苗載台３５には、苗マットを載置することができる。苗載台３５は、当該苗載台３５に載置された苗マットの苗を各植付ユニット３４に対して供給することができる。

具体的には、苗載台３５は、車幅方向に往復するように横送り移動可能（横方向にスライド可能）に構成されている。また、苗載台３５は、当該苗載台３５の往復移動端で苗マットを間欠的に下方に縦送り搬送することができるように構成されている。

フロート３６は、植付部１４の下部に揺動可能に設けられている。フロート３６は、植付部１４の植付姿勢を圃場表面に対して安定させるために、当該フロート３６の下面を圃場表面に接触させることができる。

フロート３６には、フロート３６の姿勢を検出するフロートセンサ３７が設けられている。フロートセンサ３７は、例えばポテンショメータとして構成することができる。

予備苗台３８は、車体部１１に対して左右１対で設けられている。予備苗台３８は、ボンネット２１の車幅方向外側に配置されている。予備苗台３８は、予備のマット苗を収容した苗箱を搭載することができる。

左右の予備苗台３８の上部同士は、上下方向及び車幅方向に延びる連結フレーム４８によって連結されている。連結フレーム４８の車幅方向の中央に、通信筐体４９が設けられている。通信筐体４９の内部には、後述の測位用アンテナ９１と、無線通信用アンテナ９２と、が設けられている。

続いて、田植機１における駆動伝達経路について、図３を参照して説明する。図３は、田植機１の動力伝達構成を示すスケルトン図である。

図３に示すように、エンジン２２の駆動力は、駆動伝達ベルト５０を介して、ミッションケース２３に入力される。ミッションケース２３の内部には油圧機械式無段変速機（ＨＭＴ）５１が設けられており、この油圧機械式無段変速機５１によってエンジン２２の駆動力が無段変速される。油圧機械式無段変速機５１の変速比は、ユーザが変速ペダル２７を操作することにより変更することができる。

油圧機械式無段変速機５１の出力は、メインクラッチ５２を介してミッションケース２３から取り出される。油圧機械式無段変速機５１の出力は、前輪１２に伝達される。また、油圧機械式無段変速機５１の出力は、プロペラシャフト５３を介して後輪１３に伝達される。これにより、前輪１２及び後輪１３が駆動される。

プロペラシャフト５３から左の後車軸５４Ｌまでの駆動伝達経路には、左のサイドクラッチ５５Ｌが設けられている。また、プロペラシャフト５３から右の後車軸５４Ｒまでの駆動伝達経路には、右のサイドクラッチ５５Ｒが設けられている。

左右のサイドクラッチ５５Ｌ，５５Ｒは、それぞれ制御部３０によって独立して接続／切断を切り換えることができるように構成されている。即ち、本実施形態において、田植機１は、左右の後輪１３，１３に対する駆動力の伝達の有無を、個別に切り換えることができる。

左右のサイドクラッチ５５Ｌ，５５Ｒには、それぞれ、左右のサイドクラッチセンサが設けられている。左右のサイドクラッチセンサの検出結果は左右のサイドクラッチ５５Ｌ，５５Ｒの接続／切断を検出するために用いることができる。

油圧機械式無段変速機５１の出力は、ミッションケース２３から取り出され、植付駆動伝動軸６１、植付変速部６２を介して、ＰＴＯ軸２４に伝達される。このＰＴＯ軸２４の駆動力によって、植付部１４が駆動される。

ＰＴＯ軸２４の動力は、植付部１４の植付入力ケース部３３に入力される。植付入力ケース部３３に入力された駆動力は、複数の伝動シャフト及び複数の伝動ギア等を介して、回転ケース部４２の駆動軸まで伝達される。

以上により、エンジン２２の動力によって回転ケース部４２を回転駆動することができる。そのため、ロータリ式植付装置として構成された植付ユニット３４による苗の植付けを行うことができる。

図３に示すように、植付変速部６２には、複数のギアからなる変速装置が設けられている。この変速装置により、植付部１４の回転ケース部４２が回転駆動する速度を変速することができる。これにより、植付部１４が圃場に苗を植え付ける間隔（苗と苗との間の距離）を変更することができる。

植付変速部６２には、植付クラッチ（作業クラッチ）６３が設けられている。植付クラッチ６３を接続することにより、植付部１４を駆動させることができる。植付クラッチ６３を切断することにより、植付部１４を駆動停止させることができる。

植付クラッチ６３は、制御部３０によって接続／切断を切り換えることができる。また、植付クラッチ６３は、ユーザが図略の操作部材（植付クラッチ操作レバー）を操作することによって、接続／切断を切り換えることもできる。

植付クラッチ６３には、植付クラッチセンサ６４が設けられている。植付クラッチセンサ６４の検出結果は、植付クラッチ６３の接続／切断を検出するために用いることができる。

次に、本実施形態の田植機１が備える制御部３０について、図４を参照して説明する。図４は、田植機１及び無線通信端末３の機能ブロック図である。

制御部３０は、公知のコンピュータとして構成されており、図略のＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、入出力部等を備えている。ＣＰＵは、各種プログラム等をＲＯＭから読み出して実行することができる。ＲＯＭには、各種のプログラムやデータが記憶されている。制御部３０は、図４に示すように、自動走行制御部７１を含んでおり、前記のハードウェアとソフトウェアの協働により、自動走行制御部７１として動作することができる。

制御部３０は、センサ群７２と電気的に接続されている。センサ群７２には、ペダルセンサ２９、フロートセンサ３７、左右のサイドクラッチセンサ及び植付クラッチセンサ６４が含まれる。また、センサ群７２には、後述の車速センサ７３、作業部自動制御入切スイッチ６９、オートクルーズレバー６８の操作検出スイッチ等が含まれる。

制御部３０は、ペダルセンサ２９の検出結果により、変速ペダル２７の操作位置（踏込量）を検出することができる。制御部３０は、変速ペダル２７の操作位置に応じて油圧機械式無段変速機５１の変速比を設定することができる。

制御部３０は、フロートセンサ３７の検出結果により、植付部１４の昇降位置を検出することができる。例えば、制御部３０は、植付部１４の前記下降位置から前記上昇位置への変更、及び、前記上昇位置から前記下降位置への変更を検出することができる。

制御部３０は、左右のサイドクラッチセンサの検出結果により、左右のサイドクラッチ５５Ｌ，５５Ｒの接続状態／切断状態を取得することができる。これにより、制御部３０は、車体部１１（田植機１）の旋回開始／終了を検出することができる。

制御部３０は、植付クラッチセンサ６４の検出結果により、植付クラッチ６３の接続状態／切断状態を取得することができる。これにより、制御部３０は、駆動状態／駆動停止状態を検出することができる。

制御部３０は、車速センサ７３の検出結果により、田植機１の車速及び走行距離を取得することができる。車速センサ７３は、車軸の回転を検出することができるように、前輪１２の車軸に設けられている。なお、車速センサ７３は、田植機１の他の適宜の位置に設けることもできる。

制御部３０は、田植機１が備える各構成（例えば、エンジン２２等）を制御するための複数のコントローラと電気的に接続されている。本実施形態において、複数のコントローラは、エンジンコントローラ８１と、車速コントローラ（車速制御部）８２と、作業部コントローラ８３と、ステアリングコントローラ８４と、を有している。

エンジンコントローラ８１は、エンジン２２の回転数を制御する。エンジン２２には、当該エンジン２２の回転数を変更させる図略のアクチュエータを備えたガバナ装置８６が設けられている。エンジンコントローラ８１は、制御部３０から入力された制御信号に基づいてガバナ装置８６を制御して、エンジン２２の回転数を制御することができる。

車速コントローラ８２は、田植機１の車速を制御する。車速コントローラ８２は、制御部３０から入力された制御信号に基づいて油圧機械式無段変速機５１の可動斜板の角度を図略のアクチュエータにより変更して、油圧機械式無段変速機５１の変速比を変更し、ユーザが所望する車速を実現することができる。

車速コントローラ８２による車速の制御には、オートクルーズ制御（車速維持制御）が含まれる。オートクルーズ制御は、変速ペダル２７から足を離しても、所定の車速で田植機１を走行させる制御である。

オートクルーズ制御は、田植機１の走行中に、図２に示すオートクルーズレバー６８が操作されることで開始される。オートクルーズレバー６８は、ＯＮ側と、ＯＦＦ側と、に操作することができる。オートクルーズレバー６８には図略の戻しバネが設けられており、オートクルーズレバー６８に操作力が加えられていないときは、オートクルーズレバー６８はＯＮ側でもＯＦＦ側でもない中間位置となっている。

オートクルーズ制御時の車速は、オートクルーズレバー６８をＯＮ側に操作した時点での変速ペダル２７の操作位置に基づいて設定される。オートクルーズ制御は、オートクルーズレバー６８をＯＦＦ側に操作することで終了することができる。また、オートクルーズ制御は、変速ペダル２７を踏み込むことにより自動的に終了する。

作業部コントローラ８３は、植付部１４の昇降を制御する。作業部コントローラ８３は、制御部３０から入力された制御信号に基づいて昇降シリンダ３２を伸縮駆動させて、植付部１４を適宜に昇降動作させる。作業部コントローラ８３は、植付部１４の昇降位置（高さ位置）を、前記下降位置又は前記上昇位置等に変更することができる。

また、作業部コントローラ８３は、植付部１４の左右傾斜姿勢を制御する。作業部コントローラ８３は、制御部３０から入力された制御信号に基づいて傾斜アクチュエータ８８を動作させて、植付部１４を水平に制御することができる。

ステアリングコントローラ８４は、前輪１２のステアリング角度を制御することができる。本実施形態において、ステアリングコントローラ８４は、制御部３０から入力された制御信号に基づいてステアリングアクチュエータ８７を駆動させて、ステアリングハンドル２６の回動角度、ひいては前輪１２のステアリング角度を制御する。

詳しくは、ステアリングハンドル２６のステアリングシャフトの中途部に、ステアリングアクチュエータ８７が設けられている。この構成で、予め定められた経路を田植機１が走行する場合、制御部３０が、当該経路に沿って田植機１が走行するようにステアリングハンドル２６の適切な回動角度を計算し、ステアリングコントローラ８４に制御信号を出力する。そして、ステアリングコントローラ８４が、ステアリングハンドル２６の回動角度をステアリングアクチュエータ８７により変更して、前輪１２のステアリング角度を制御する。

また、ステアリングコントローラ８４は、ＰＴＯ軸２４の回転を制御することができるように構成されている。ステアリングコントローラ８４は、制御部３０から入力された制御信号に基づいて植付変速部６２の植付クラッチ６３の接続状態／切断状態を切り換える。この結果、ＰＴＯ軸２４への動力の伝達／遮断を制御し、植付部１４を駆動させたり停止させたりすることができる。

なお、前述したエンジンコントローラ８１等の複数のコントローラは、制御部３０から入力される信号に基づいてエンジン２２等の各部を制御している。従って、制御部３０が、実質的に、田植機１が備える各構成を制御しているということができる。

制御部３０は、作業部自動制御入切スイッチ６９の操作により、植付部１４に関する作業部自動制御を実行するか否かを選択することができるように構成されている。作業部自動制御とは、田植機１の旋回開始（左右のサイドクラッチ５５Ｌ又は５５Ｒの切断状態）を検出して、植付部１４の上昇及び植付クラッチ６３の切断を自動的に行うとともに、田植機１の旋回終了（切断状態であったサイドクラッチ５５Ｌ又は５５Ｒの接続状態への移行）を検出して、植付部１４の下降及び植付クラッチ６３の接続を自動的に行うものである。これにより、作業と作業の間に車両を旋回させるときの一連の操作を省略できるので、ユーザの利便性が高められている。

作業部自動制御入切スイッチ６９は、ユーザが指で押す操作により、ＯＮ状態とＯＦＦ状態との間で交互に切り換えることができる。本実施形態において、作業部自動制御入切スイッチ６９は、図２に示すように、ステアリングハンドル２６付近に設けられている。

制御部３０は、作業部自動制御入切スイッチ６９がＯＮ状態となっている場合は、作業部自動制御を実行する。制御部３０は、作業部自動制御入切スイッチ６９がＯＦＦ状態となっている場合には、作業部自動制御を実行しない。

こうして、前述のような制御部３０を備える田植機１は、ユーザが車体部１１に搭乗して各種操作をすることにより、制御部３０により田植機１の各部（植付部１４等）を制御して、圃場内を走行しながら植付部１４を用いて植付作業を行うことができる。加えて、田植機１は、無線通信端末３により出力される所定の制御信号に基づいて自動走行及び自動作業することができる。

具体的には、図４に示すように、田植機１は、自動走行を可能とするための各種の構成を備えている。例えば、田植機１は、制御部３０の自動走行制御部７１のほか、測位システムに基づいて自らの位置情報を取得するために必要なアンテナ等の構成を備えている。このような構成により、田植機１は、測位システムを利用して自らの位置情報を取得しつつ、圃場を自動走行することが可能となっている。

次に、田植機１の自動走行を可能とするための構成について詳細に説明する。図２及び図４に示すように、田植機１は、測位用アンテナ９１、無線通信用アンテナ９２、及び記憶部９３を備えている。なお、これらに加えて、田植機１は、車体部１１の姿勢（ロール角、ピッチ角、ヨー角）を取得することが可能な慣性計測ユニット（ＩＭＵ）を備えてもよい。

測位用アンテナ９１は、例えば衛星測位システム（ＧＮＳＳ）等の測位システムを構成する測位衛星からの信号を受信することができる。測位用アンテナ９１で受信された測位信号は、図４に示す位置情報算出部９５に入力される。位置情報算出部９５は、田植機１の位置情報を、例えば緯度・経度情報として算出する。位置情報算出部９５で算出された位置情報は、制御部３０に入力されて、自動走行制御部７１による田植機１の自動走行に利用される。

なお、本実施形態では測位システムとしてＧＮＳＳ－ＲＴＫ法を利用した高精度の衛星測位システムが用いられているが、これに限られるものではなく、高精度の位置座標が得られる限りにおいて他の測位システムを用いてもよい。例えば、測位システムとして相対測位方式（ＤＧＰＳ）、又は静止衛星型衛星航法補強システム（ＳＢＡＳ）を使用することが考えられる。

無線通信用アンテナ９２は、ユーザが操作する無線通信端末３からの信号を受信したり、無線通信端末３への信号を送信したりすることができる。無線通信用アンテナ９２で受信した無線通信端末３からの信号は、図４に示す無線通信部９６で信号処理された後、制御部３０に入力される。また、制御部３０から無線通信端末３に送信される信号は、無線通信部９６で信号処理された後、無線通信用アンテナ９２から送信されて無線通信端末３で受信される。

記憶部９３は、田植機１が走行する経路のうち、当該田植機１の自動走行が行われる走行経路（パス）を記憶したり、走行中の田植機１の位置の推移（走行軌跡）を記憶したりすることができる。その他にも、記憶部９３は、田植機１を自動走行及び自動作業させるために必要な様々な情報を記憶している。記憶部９３は、例えば、フラッシュメモリ又はハードディスク等の不揮発性メモリからなる。

無線通信端末３は、ユーザが携帯可能なコンピュータ、例えばタブレット型のパーソナルコンピュータとして構成されている。ユーザは、無線通信端末３の表示部（ディスプレイ）１０１に表示された情報を参照して、田植機１に関する情報等を確認することができる。また、ユーザは、無線通信端末３の操作部（例えば、表示部１０１に設けられたタッチパネル）を操作して、田植機１の制御部３０に、田植機１を制御するための制御信号を送信することができる。この制御信号としては、例えば、田植機１の自動走行の開始又は終了を指示する信号等が考えられる。

このように構成された田植機１は、無線通信端末３を使用するユーザの指示に基づいて制御され、圃場の走行経路に沿って自動的に走行しつつ植付部１４を用いた植付作業を行うことができる。

次に、無線通信端末３の構成について、図４を参照して説明する。

図４に示すように、無線通信端末３は、前述の表示部１０１のほか、通信部１２２と、自動走行操作部１２３と、制御部１２４と、経路生成部１２５と、を備えている。

通信部１２２は、例えば無線通信モジュールとして構成されている。通信部１２２は、通信用アンテナ１２７と電気的に接続されている。通信用アンテナ１２７は、田植機１と無線通信を行うための近距離通信用のアンテナと、携帯電話回線及びインターネットを利用した通信を行うための携帯通信用アンテナと、を有している。通信部１２２は、適宜の方式で変調処理又は復調処理を行って、田植機１又は他の機器との間でデータの送受信を行うことができる。

自動走行操作部１２３は、例えばタッチパネルとして構成されており、前述の無線通信端末３の操作部に含まれている。自動走行操作部１２３は、田植機１における自動走行制御部７１（制御部３０）に対して自動走行の開始及び終了を指示することができる。

無線通信端末３は、公知のコンピュータとして構成されており、図略のＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、入出力部等を備えている。ＣＰＵは、各種プログラム等をＲＯＭから読み出して実行することができる。また、前記ＲＯＭには、各種のプログラムやデータが記憶されている。そして、前記したソフトウェアとハードウェアの協働により、無線通信端末３を、制御部１２４及び経路生成部１２５等として動作させることができる。

制御部１２４は、通信部１２２により田植機１の制御部３０と通信することで、経路生成部１２５が生成した自動走行経路の情報を田植機１に送信することができる。また、制御部１２４は、自動走行操作部１２３からの指令を、通信部１２２を介して、田植機１における自動走行制御部７１に送信することができる。更に、田植機１が自動走行している場合、制御部１２４は、当該田植機１の状態（位置、車速等）を田植機１から受信して表示部１０１に表示することができる。

経路生成部１２５は、田植機１が自動走行を行う走行経路（自動走行経路）を、圃場情報、機体情報等に基づいて生成することができる。圃場情報には圃場の形状の情報、自動走行開始位置の情報、自動走行方位の情報が含まれる。圃場の形状の情報は、例えば田植機１が自動走行を開始する前に、ユーザが手動で田植機１を操作して圃場の外周に沿って走行し、そのときの移動軌跡に基づいて特定される。以下では、上記の走行を圃場形状特定走行と呼ぶことがある。自動走行開始位置の情報及び自動走行方位の情報は、無線通信端末３を用いて自動走行経路が生成される際に、ユーザにより指定される。指定の方法は特に限られないが、自動走行開始位置としては、例えば、表示部１０１に圃場形状特定走行の移動軌跡を表示させた状態で、当該軌跡における任意の位置をユーザが指定することができる。また、自動走行方位としては、表示部１０１に表示された圃場形状特定走行の移動軌跡における任意の２点をユーザが指定することで、２点を結ぶ直線の方位として指定することができる。

機体情報には、例えば、車体部１１及び植付部１４を含む田植機１全体の前後車長や左右車幅、測位システムにおける測位用アンテナ９１から植付部１４の作業中心までの距離、田植機１の旋回半径等の情報、植付部１４による最大植付条数を示す情報が含まれる。そして、無線通信端末３の経路生成部１２５により生成された自動走行経路が、田植機１の記憶部９３に入力（転送）される。このとき、測位用アンテナ９１と植付部１４の作業中心との位置関係の情報も、無線通信端末３から田植機１へ送信される。これにより、田植機１の制御部３０（自動走行制御部７１）は、植付部１４の作業中心位置を把握することができる。

図５には、経路生成部１２５により生成される自動走行経路の一例が示されている。図５に示すように、圃場１３０は、中心領域１３１と、中心領域１３１の周囲を囲む外周領域１３２と、に分けて考えることができる。外周領域１３２の幅は、上述の圃場情報及び機体情報に基づいて定められる。

圃場１３０の中心領域１３１には、植付部１４により植付作業が行われる往復経路が生成される。往復経路は、複数の作業経路１３６を有している。それぞれの作業経路１３６は、田植機１が直進走行を行うように直線状に延びている。

圃場１３０の外周領域１３２には、複数の作業経路１３６のうち隣り合う作業経路１３６の一方の終点（終端部）Ｅ１と、他方の始点（始端部）Ｓ１と、を接続する旋回経路１３７が生成される。

このように、経路生成部１２５により生成される自動走行経路は、複数の作業経路１３６と複数の旋回経路１３７とを有し、適宜の作業経路１３６と旋回経路１３７とを交互に接続したものとなっている。

次に、田植機１が自動走行を行うときの処理について、図６から図１０を参照して説明する。図６は、作業部自動制御の実行の有無を決定する処理を示すフローチャートである。図７は、作業部自動制御のフローチャートである。図８は、自動走行経路の一部を示す図である。図９は、オートクルーズ制御の実行の有無を決定する処理を示すフローチャートである。図１０は、オートクルーズ制御を含む車速制御のフローチャートである。

本実施形態では、無線通信端末３により田植機１に対して自動走行の開始が指示されることによって、田植機１が自動走行を開始する。

ただし、自動走行制御部７１は、自動走行を実際に開始する前に、所定の自動走行開始条件が成立しているか否を判定する。この自動走行開始条件は、以下の条件が全て成り立つ場合に満たされる。
（１）パスサーチが完了していること
（２）ステアリング角度が田植機１の作業方向に対して所定範囲内であること
（３）田植機１の走行部が中立（ニュートラル）であること
（４）田植機１のパーキングブレーキがＯＦＦであること
（５）ステアリング操作フラグがＯＦＦであること
（６）速度固定フラグがＯＦＦであること
（７）自動植付に関する異常が発生していないこと
ただし、これは例示であり、一部の条件が省略されたり、他の条件が付加されたりしてもよい。

ここで、「パスサーチが完了していること」とは、田植機１が、複数の作業経路１３６のうち何れかの作業経路１３６を自動走行開始対象経路として特定していることを意味する。例えば、田植機１は、各作業経路１３６の始点Ｓ１のうち、当該田植機１の位置から最も近い始点Ｓ１が属する作業経路１３６を、自動走行開始対象経路として特定する。

「田植機１の走行部が中立（ニュートラル）であること」とは、図３に示すメインクラッチ５２が切断されていることを意味する。例えば、田植機１においては、図略の主変速レバーがユーザにより中立位置に操作されることによって、メインクラッチ５２が切断され、田植機１の走行部が中立となる。

「ステアリング操作フラグがＯＦＦであること」とは、ステアリングハンドル２６がユーザの手動により操作されていないことを意味する。ステアリング操作フラグは、制御部３０に記憶されるデータであり、ステアリングハンドル２６が人為操作されているか否かを表す。ステアリング操作フラグがＯＮのときは、ステアリングハンドル２６が人為操作されていることを意味し、ステアリング操作フラグがＯＦＦのときは、人為操作されていないことを意味する。ステアリング操作フラグの状態は随時更新される。

「速度固定フラグがＯＦＦであること」とは、前述のオートクルーズ制御が実行されていないことを意味する。速度固定フラグは、制御部３０に記憶されるデータであり、オートクルーズ制御の実行の有無を表す。速度固定フラグがＯＮのときは、オートクルーズ制御が実行されていることを意味し、速度固定フラグがＯＦＦのときは、オートクルーズ制御が実行されていないことを意味する。速度固定フラグの状態は、後述するように随時変更される。

「自動植付に関する異常が発生していないこと」とは、植付部１４の昇降や植付変速部６２の植付クラッチ６３の接続／切断を行うのに支障となる異常が発生していないことを意味する。昇降シリンダ３２の故障や、植付クラッチ６３の故障等が発生している場合、田植機１の自動走行は許可されない。なお、作業部コントローラ８３による植付部１４の水平制御関連の異常が発生していても、田植機１に設けられたバネ機構により植付部１４の水平をとることができるため、この場合は、田植機１の自動走行は許可される（自動植付に関する異常が発生していないものとして取り扱われる）。

自動走行制御部７１は、以上の自動走行開始条件が成立していると判断した場合には、田植機１に自動走行を開始させる。自動走行制御部７１は、田植機１の自動走行の開始後、経路生成部１２５により生成された走行経路に沿って田植機１に自動走行を行わせる。

自動走行制御部７１は、田植機１に自動走行を開始させるとき、自動走行フラグをＯＮにする。自動走行フラグは、制御部３０に記憶されるデータであり、田植機１が自動走行中であるか否かを表す。自動走行フラグがＯＮの場合は、田植機１が自動走行中であることを意味し、ＯＦＦの場合は、自動走行中でないことを意味する。

自動走行制御部７１による自動走行制御は、田植機１が自動走行経路１３５に沿って走行するように自動走行制御部７１がステアリングコントローラ８４に制御信号を出力し、ステアリングコントローラ８４が当該制御信号に基づいてステアリング角度を制御することで実行される。

自動走行制御が実行されている間、田植機１の車速は、原則として、ユーザの手動操作によって指示される。具体的には、田植機１の自動走行中の車速は、変速ペダル２７の操作に基づいて車速コントローラ８２が制御する。

自動走行制御部７１は、自動走行中において、所定の自動走行終了条件が成立しているか否かを監視する。自動走行終了条件は様々に考えられるが、例えば、無線通信端末３により田植機１に対して自動走行の終了が指示されたことが考えられる。また、ステアリング操作フラグがＯＮになった場合、田植機１が自動走行経路１３５から所定偏差以上逸脱した場合等、自動走行を継続させることが望ましくない状況になった場合も、自動走行終了条件が成立する。

自動走行制御部７１は、上述の自動走行終了条件が成立していると判断した場合には、田植機１の自動走行を終了させる。自動走行を終了させる方法は、状況に応じて異なる。例えば、無線通信端末３の通信遮断、図略の障害物センサによる障害物の検出等、田植機１の走行を即時に停止させるべき場合は、自動走行制御部７１は、エンジン２２を直ちに停止させるように制御した上で、自動走行を終了する。一方、ユーザによる自動走行の終了の指示等があった場合は、自動走行制御部７１は、車速がゼロとなるように滑らかに減速させる減速制御を車速コントローラ８２により行った後、自動走行を終了する。自動走行制御部７１は、田植機１の自動走行を終了させた後、自動走行フラグをＯＦＦにする。

次に、作業部自動制御について説明する。

作業部自動制御は、上述のとおり、作業と作業の間で田植機１を旋回走行させるときの、植付部１４に関する一連の制御である。この作業部自動制御を行うか否かは、制御部３０に記憶されるデータである作業部自動制御フラグの状態に応じて定められる。作業部自動制御フラグがＯＮであれば作業部自動制御が行われ、ＯＦＦであれば作業部自動制御は行われない。

作業部自動制御フラグの状態は、原則として、作業部自動制御入切スイッチ６９をユーザが操作してＯＮ状態又はＯＦＦ状態とすることにより切り換えることができる。ただし、自動走行制御部７１は、作業部自動制御入切スイッチ６９がＯＦＦ状態であっても、田植機１の自動走行中には、作業部自動制御フラグを強制的にＯＮに変更する。即ち、田植機１の自動走行中には、作業部自動制御入切スイッチ６９がＯＮ状態及びＯＦＦ状態の何れとなっているかにかかわらず、作業部自動制御が実行されるようになっている。

また、作業部自動制御入切スイッチ６９がＯＮ状態になっており、田植機１の自動走行が開始された後に、作業部自動制御入切スイッチ６９がＯＦＦ状態に切り換えられても、作業部自動制御フラグはＯＮのままに維持される。

具体的な処理について、図６のフローチャートを参照して説明する。図６の処理が開始されると、自動走行制御部７１は、田植機１が現在自動走行中であるか否かを判定する（ステップＳ１０１）。この判定は、前述の自動走行フラグに基づいて行うことができる。田植機１が自動走行中である場合は、自動走行制御部７１は、作業部自動制御フラグをＯＮに設定する（ステップＳ１０２）。その後、処理はステップＳ１０１に戻る。

ステップＳ１０１の判断で、自動走行中でない場合は、自動走行制御部７１は、作業部自動制御入切スイッチがＯＮ状態か否かを判定する（ステップＳ１０３）。ＯＮ状態であれば、自動走行制御部７１は、作業部自動制御フラグをＯＮに設定する（ステップＳ１０２）。そうでなければ、自動走行制御部７１は、作業部自動制御フラグをＯＦＦに設定する（ステップＳ１０４）。何れの場合も、処理はステップＳ１０１に戻る。

次に、実際の作業部自動制御について、図７のフローチャートを参照して説明する。

図７の処理は、図６の処理と並行して実行される。図７の処理が開始されると、制御部３０は、作業部自動制御フラグがＯＮであるか否かを判定する（ステップＳ２０１）。作業部自動制御フラグがＯＦＦである場合は、ステップＳ２０１に戻る（従って、ステップＳ２０２～Ｓ２０５の処理は行われない）。

ステップＳ２０１の判断で、作業部自動制御フラグがＯＮである場合、制御部３０は、田植機１が旋回を開始したか否かを判定する（ステップＳ２０２）。この判定方法としては様々であるが、例えば、左右の後輪１３，１３に備えられたサイドクラッチ５５Ｌ，５５Ｒのうち一方が切断された場合に、旋回を開始したと判定することが考えられる。この判定手法によれば、旋回開始が検出される地点は、概ね、図８の地点Ｑ１となる。

ステップＳ２０２の判断で、田植機１が旋回を開始した場合は、制御部３０は、作業部コントローラ８３により植付部１４を前記上昇位置まで上昇させるとともに、ステアリングコントローラ８４により植付クラッチ６３を切断状態にする（ステップＳ２０３）。植付部１４の上昇と植付クラッチ６３の切断とのタイミングの先後は、適宜変更することができる。ステップＳ２０２の判断で、田植機１が旋回を開始していない場合は、ステップＳ２０３の処理はスキップされる。

続いて、制御部３０は、田植機１が旋回を終了したか否かを判定する（ステップＳ２０４）。この判定方法としては様々であるが、例えば、旋回中の走行距離が所定距離を超え、かつ、サイドクラッチ５５Ｌ，５５Ｒのうち切断されていた一方が再び接続されたときに、旋回を終了したと判定することが考えられる。この判定手法によれば、旋回終了が検出される地点は、概ね、図８の地点Ｑ２となる。

ステップＳ２０４の判断で、田植機１が旋回を終了した場合は、制御部３０は、作業部コントローラ８３により植付部１４を前記下降位置まで下降させるとともに、ステアリングコントローラ８４により植付クラッチ６３を接続状態にする（ステップＳ２０４）。植付部１４の下降と植付クラッチ６３の接続とのタイミングの先後は、適宜変更することができる。ステップＳ２０４の判断で、田植機１が旋回を終了していない場合は、ステップＳ２０５の処理はスキップされる。その後、処理はステップＳ２０１に戻る。

次に、オートクルーズ制御を含む車速制御について説明する。

オートクルーズ制御は、上述のとおり、変速ペダル２７に操作力が加えられていなくても、過去にオートクルーズレバー６８をＯＮ側に操作したときの変速ペダル２７の操作位置に対応する速度で、車速コントローラ８２が田植機１の走行を維持する制御である。このオートクルーズ制御を行うか否かは、制御部３０の記憶内容である速度固定フラグの状態に応じて定められる。速度固定フラグがＯＮであればオートクルーズ制御が行われ、ＯＦＦであればオートクルーズ制御は行われない。

速度固定フラグのＯＮ／ＯＦＦは、原則として、ユーザがオートクルーズレバー６８をＯＮ側又はＯＦＦ側に操作することにより切り換えることができる。ただし、自動走行制御部７１は、速度固定フラグがＯＮであっても、田植機１の自動走行中には、例えば旋回経路１３７を走行している場合等の所定の条件で、速度固定フラグを強制的にＯＦＦに変更する。従って、図８に示す旋回経路１３７を田植機１が自動走行している場合には、オートクルーズ制御が禁止される。田植機１が自動走行している場合において、オートクルーズ制御が許可されるのは、実質的に、作業経路１３６を走行している場合だけとなる。

厳密に言えば、図８の左側の作業経路１３６を田植機１が自動走行している場合を考えると、自動走行制御部７１がオートクルーズ制御の実行を許可する区間は、当該作業経路１３６の始点Ｓ１から終点Ｅ１までの全区間ではない。オートクルーズ制御が許可される区間は、作業経路１３６の始点Ｓ１から、終点Ｅ１に近い途中の地点（終点Ｅ１よりも所定距離手前の所定地点）Ｐ１までの間となる。この途中の地点Ｐ１と、終点Ｅ１と、の間は、所定の距離（第１所定距離Ｌ１）だけ離れている。

作業経路１３６において、途中の地点Ｐ１から終点Ｅ１までの区間では、オートクルーズ制御の実行が禁止される。また、旋回経路１３７の全区間でも、オートクルーズ制御の実行が禁止される。このように、旋回直前の区間、及び、旋回が行われる区間では、変速ペダル２７の操作位置に応じて車速が制御されることになる。従って、ユーザの判断による機動的かつ慎重な変速操作が可能になる。

ただし、自動走行経路１３５を構成する作業経路１３６と旋回経路１３７のうち、旋回経路１３７での自動走行時には、自動走行中の変速ペダル２７の操作量に基づく車速に関して所定の上限値が設定されている。従って、田植機１は、変速ペダル２７の操作量にかかわらず、当該上限車速を超える車速にて旋回経路１３７を自動走行することはできない。この結果、田植機１の車速は上限車速以下に制限されるので、旋回時の安定した乗り心地を実現できる。

また、自動走行中に田植機１が旋回経路１３７から作業経路１３６へ移行したときの車速に関し、本実施形態においては牽制制御を行っている。

例えば、旋回経路１３７を田植機１が走行している状態で、ユーザが変速ペダル２７を最大限まで踏み込んだ場合を考える。上述の制御により、旋回経路１３７を走行する田植機１の車速は、所定の上限値となる。その後、ユーザが変速ペダル２７の操作位置を維持したまま田植機１が作業経路１３６に移行した場合を考える。このとき、車速の上限が仮に解除されると、ユーザの意図に反して田植機１が加速するおそれがある。

上記を考慮して、本実施形態では、自動走行中の田植機１が旋回経路１３７の走行を終えて作業経路１３６の走行を開始しても、ユーザが変速ペダル２７の操作量を所定量減速側に操作しない限り、旋回経路１３７で行われた車速の上限の制御を維持している（牽制制御）。これにより、ユーザが変速ペダル２７の踏込みを解除して再度踏み込むという明示的な操作に基づいて加速が行われるので、ユーザの安心感を高めることができる。

具体的な処理について、図９のフローチャートを参照して説明する。図９の処理が開始されると、制御部３０は、田植機１が現在自動走行中であるか否かを判定する（ステップＳ３０１）。

田植機１が自動走行中でない場合は、制御部３０は、オートクルーズレバー６８がＯＦＦ側に操作されたか否かを判定する（ステップＳ３０２）。オートクルーズレバー６８がＯＦＦ側に操作された場合は、制御部３０は、速度固定フラグがＯＮの場合はＯＦＦに変更する（ステップＳ３０３）。その後、処理はステップＳ３０１に戻る。

上記のステップＳ３０２では、実際には、オートクルーズレバー６８のＯＦＦ側への操作だけでなく、オートクルーズ制御を自動的に終了すべき他の操作（具体的には、変速ペダル２７の踏込み）がされたか否かも判定される。オートクルーズレバー６８がＯＦＦ側へ操作されなくても、変速ペダル２７が踏み込まれた場合には、ステップＳ３０３で速度固定フラグがＯＮからＯＦＦに変更される。

ステップＳ３０２の判断で、オートクルーズレバー６８がＯＦＦ側に操作されていない場合は、制御部３０は、オートクルーズレバー６８が逆にＯＮ側に操作されたか否かを判定する（ステップＳ３０４）。オートクルーズレバー６８がＯＮ側に操作された場合は、制御部３０は、速度固定フラグがＯＦＦの場合はＯＮに変更する（ステップＳ３０５）。オートクルーズレバー６８がＯＮ側に操作されていない場合は、ステップＳ３０５の処理はスキップされる。その後、処理はステップＳ３０１に戻る。

ステップＳ３０１の判断で、田植機１が自動走行中である場合は、自動走行制御部７１は、田植機１が作業経路１３６にあるか否かを判定する（ステップＳ３０６）。この判定は、田植機１の現在位置から計算される植付部１４の作業中心位置に基づいて行うことができる。田植機１が作業経路１３６にない（即ち、旋回経路１３７にある）場合は、自動走行制御部７１は、速度固定フラグがＯＮであればＯＦＦにする（ステップＳ３０３）。その後、処理はステップＳ３０１に戻る。

ステップＳ３０６の判断で、田植機１が作業経路１３６にある場合には、自動走行制御部７１は、田植機１が、作業経路１３６における上述の途中の地点Ｐ１より手前にあるか否かを判定する（ステップＳ３０７）。この判定は、上記と同様に、植付部１４の作業中心位置に基づいて行うことができる。田植機１が途中の地点Ｐ１より手前にない（即ち、当該地点Ｐ１を超えて走行している）場合は、自動走行制御部７１は、速度固定フラグがＯＮであればＯＦＦにする（ステップＳ３０３）。その後、処理はステップＳ３０１に戻る。

図９のフローチャートで示すように、田植機１が旋回経路１３７を自動走行中である場合、又は、作業経路１３６の途中の地点Ｐ１よりも終点に近い側を自動走行中である場合は、速度固定フラグがＯＦＦとなる。また、上記の場合は、オートクルーズレバー６８のＯＮ側への操作が無効化される。これにより、オートクルーズ制御の禁止が実現されている。

なお、図９では省略されているが、ユーザが無線通信端末３を操作して自動走行の終了を指示した場合も、速度固定フラグがＯＮである場合にはＯＦＦに変更される。これにより、オートクルーズ制御が自動的に解除されることになる。

次に、実際の車速制御について、図１０のフローチャートを参照して説明する。

図１０の処理は、図９の処理と並行して実行される。図１０の処理が開始されると、制御部３０は、速度固定フラグがＯＮであるか否かを判定する（ステップＳ４０１）。

速度固定フラグがＯＮである場合は、制御部３０は、オートクルーズレバー６８がＯＮ側に操作された時点での変速ペダル２７の操作量に基づいて、目標車速を設定する（ステップＳ４０２）。続いて、制御部３０（車速コントローラ８２）は、目標車速に近づくように田植機１の車速を制御する（ステップＳ４０３）。その後、処理はステップＳ４０１に戻る。

ステップＳ４０１の判断で、速度固定フラグがＯＦＦである場合は、制御部３０は、現在の変速ペダル２７の操作量に基づいて、目標車速を設定する（ステップＳ４０４）。

その後、制御部３０は、田植機１が現在自動走行中であるか否かを判定する（ステップＳ４０５）。自動走行中である場合は、自動走行制御部７１は、田植機１が旋回経路１３７にあり、かつ、ステップＳ４０４で設定した目標車速が上限値を超えているときは、目標車速が上限値となるように変更する（ステップＳ４０６）。これにより、自動走行中の過大な速度での旋回を防止できる。また、自動走行制御部７１は、田植機１が旋回経路１３７から作業経路１３６に移行した後、変速ペダル２７の踏込みの解除を行っておらず、かつ、ステップＳ４０４で設定した目標車速が上限値を超えているときは、目標車速が上限値となるように変更する（ステップＳ４０７）。これにより、上述の牽制制御が実現される。ステップＳ４０５の判断で、田植機１が現在自動走行中でない場合には、上記のステップＳ４０６及びステップＳ４０７の処理はスキップされる。

続いて、制御部３０は、目標車速に近づくように田植機１の車速を制御する（ステップＳ４０３）。その後、処理はステップＳ４０１に戻る。

次に、報知制御について説明する。

本実施形態では、自動走行時において、田植機１の位置（植付部１４の作業中心位置）が、作業経路１３６の終点Ｅ１よりも少し手前の地点Ｒ１に到達したとき、旋回経路１３７での走行への移行直前である旨を予告する報知が行われる。報知は、例えば、ランプでの表示又は音等により行うことができる。ユーザへの報知は、田植機１側で行っても良いし、無線通信端末３側で行っても良い。これにより、ユーザは、田植機１の進行方向が間もなく変更されることを知ることができるので、田植機１の旋回に伴う揺れ等に対して、運転座席２５に深く座る等して準備しておくことができる。この報知制御は、田植機１の現在位置を監視する簡単な処理で実現できるため、フローチャートは省略する。

次に、上記の制御によって、自動走行時に田植機１がどのように動作するかについて、例を示して説明する。

ユーザは、停止している田植機１に乗った後、無線通信端末３を操作して自動走行の開始を指示する。今回の説明では、自動走行の開始が指示された時点で、田植機１の作業部自動制御入切スイッチ６９がＯＦＦ状態となっている。また、変速ペダル２７の踏込みは解除されており、オートクルーズレバー６８によるオートクルーズ制御のＯＮ操作も行われていない。

上記の指示に基づいて、田植機１の自動走行が開始される。最初は速度固定フラグがＯＦＦになっているので、田植機１の実質的な移動は、ユーザが変速ペダル２７を踏み込むことで開始される。

ところで、自動走行の開始をユーザが指示したときの田植機１の位置（厳密には、植付部１４の作業中心の位置）と、上述の自動走行開始対象経路の始点の位置と、が一致しているとは限らない。従って、上述の自動走行経路１３５に沿った走行が行われる前に、自動走行制御部７１は、植付部１４の作業中心の位置が、自動走行経路１３５に沿って自動走行を開始する予定の地点と一致するように、自動操舵により田植機１を走行させる（事前走行）。

ここで、仮にオートクルーズ制御で走行している状態で自動走行を開始できるとすると、例えば、ユーザが自動走行の開始を指示した瞬間に、田植機１が高速で旋回して進路を変更するおそれがある。しかし、本実施形態では、上述したように、車速コントローラ８２によるオートクルーズ制御が解除されていなければ自動走行制御部７１による自動走行は開始されない。従って、上述の事前走行における田植機１の車速は、必ず、ユーザの変速ペダル２７の操作に従うことになる。この結果、ユーザは、安心して自動走行の開始を指示することができる。

事前走行により田植機１が所定の位置まで移動した後、田植機１は、図５に示す自動走行経路１３５に従って走行する。具体的には、自動走行経路１３５に沿った走行を実現するように、自動走行制御部７１が自動操舵を行う。このときの田植機１の車速は、ユーザが変速ペダル２７を踏み込んでいる量に応じた車速となるように制御される。田植機１が作業経路１３６を走行しているときは、植付部１４が下降位置にあり、植付クラッチ６３が接続されるので、苗の植付作業が行われる。

田植機１が例えば図８に示す位置にあるときに、ユーザが変速ペダル２７を所望の量だけ踏み込んだ状態で、オートクルーズレバー６８をＯＮ側に操作した場合を考える。この場合、速度固定フラグがＯＦＦからＯＮに変更される。その後は、ユーザが変速ペダル２７に対する操作力を解除しても、車速コントローラ８２は、オートクルーズレバー６８をＯＮ側に操作した時点での車速を維持するように、田植機１の走行速度を制御する（オートクルーズ制御）。

その後、作業経路１３６を走行する田植機１が所定の途中の地点Ｐ１に差し掛かると、オートクルーズ制御が禁止されるため、速度固定フラグがＯＮからＯＦＦに自動的に変更される。これにより、田植機１の車速は、現在の変速ペダル２７の踏込量に応じた車速となるように制御される。オートクルーズ制御中は、ユーザは変速ペダル２７を踏み込んでいない。従って、速度固定フラグがＯＮからＯＦＦに変更されることで、車速コントローラ８２は、田植機１が上記の地点Ｐ１から減速を開始するように制御する。変速ペダル２７が踏み込まれていない状態が維持される場合は、田植機１は、地点Ｐ１から少し進んだ地点（例えば、地点Ｒ１）で停止する。停止する地点の位置はオートクルーズ制御時の車速に応じて変化するが、最高車速でオートクルーズ制御が行われていても停止地点が作業経路１３６の終点Ｅ１より手前となるように、オートクルーズ制御が禁止される地点Ｐ１の位置が設定されている。

その後、ユーザが変速ペダル２７を所望の量だけ踏み込む。これにより、田植機１は、再び走行を開始する。直ちに、田植機１は、作業経路１３６から旋回経路１３７へ移行する。

作業部自動制御入切スイッチ６９は上述のとおりＯＦＦ状態になっているが、自動走行中は、作業部自動制御フラグが強制的にＯＮになっている。従って、旋回経路１３７においては、作業部自動制御が行われる。具体的には、旋回内側のサイドクラッチ５５Ｒが切断状態になる地点Ｑ１に田植機１が至ると、植付部１４が前記上昇位置まで上昇するとともに植付クラッチ６３が切断状態になる。その後、旋回内側のサイドクラッチ（図８の場合は、サイドクラッチ５５Ｒ）が接続状態になる地点Ｑ２に田植機１が至ると、植付部１４が前記下降位置まで下降するとともに植付クラッチ６３が接続状態になる。

自動走行経路１３５に沿った田植機１の自動走行をユーザが希望する場合、通常は、作業と作業の間の旋回時における植付部１４の昇降制御、及び、植付クラッチ６３の断接制御を併せて希望していると考えられる。従って、作業部自動制御入切スイッチ６９がＯＦＦ状態であっても作業部自動制御を行うことで、ユーザの手間を軽減することができる。

ただし、何らかの理由で、途中で自動走行から手動走行へ切り換えたいとユーザが希望することも考えられる。この場合は、例えばユーザがステアリングハンドル２６を手で操作することで、自動走行が自動的に解除される。これに伴って作業部自動制御フラグのＯＮの強制が解除されるので、その後は、作業部自動制御フラグの状態は、ユーザが操作した作業部自動制御入切スイッチ６９の状態に従う。従って、自動走行が解除された後は、作業部自動制御を実行するか否かに関して、ユーザの意思を確実に反映させることができる。

田植機１が旋回経路１３７を走行しているときは、オートクルーズ制御が禁止されている。従って、仮にユーザがオートクルーズレバー６８をＯＮ側に操作しても、旋回経路１３７においてオートクルーズ制御が行われることはない。この結果、旋回経路１３７での自動走行中、田植機１の車速は、ユーザが変速ペダル２７を実際に踏み込んでいる量に基づいて制御される。また、ユーザが変速ペダル２７を大きく踏み込んでも、上述の車速の上限制御により、田植機１が過大な速度で旋回走行することはない。

その後、田植機１は、作業経路１３６に移行する。田植機１が所定以上の速度で旋回経路１３７から作業経路１３６に進入した場合は、ユーザが変速ペダル２７の踏込みを少なくともある程度戻さないと、作業経路１３６においても車速の上限制御が解除されない（上述の牽制制御）。牽制制御を解除するために、ユーザは、変速ペダル２７の踏込みをいったん緩めた後、再び踏み込む。これにより、作業経路１３６において、上述の上限速度より大きな速度で田植機１を走行させることができる。作業経路１３６ではオートクルーズ制御が再び許可されるので、ユーザは、上述の説明と同様に、オートクルーズレバー６８によってオートクルーズ制御を開始させることができる。

なお、上述の途中の地点Ｐ１でオートクルーズ制御を終了するよりも前の地点Ｐ２において、オートクルーズ制御が終了されることを予告する報知制御が行われてもよい。オートクルーズ制御が終了する地点Ｐ１と、その予告が行われる地点Ｐ２と、の間は、適宜の距離（第２所定距離Ｌ２）だけ離れている。この予告を受けてユーザが素早くオートクルーズ制御を終了させる（具体的には、変速ペダル２７を踏み込む）ことにより、田植機１を停止させることなく作業経路１３６から旋回経路１３７に移行させることができる。この結果、自動走行による作業を円滑に行うことができる。田植機１が停止せず作業経路１３６から旋回経路１３７に進入する場合は、旋回経路１３７への移行直前にその旨を予告する前述の報知制御がより好適である。

以上に説明したように、本実施形態の田植機１の自動走行システムは、自動走行制御部７１を備える。自動走行制御部７１は、測位システムを利用して、植付部１４により植付作業が行われる複数の作業経路１３６と、複数の作業経路のうち隣り合う作業経路１３６を接続する旋回経路１３７と、を有する自動走行経路１３５に沿って田植機１を自動走行させることが可能である。田植機１は、田植機１の車速を制御する車速コントローラ８２と、田植機１の車速を操作する変速ペダル２７と、を備える。車速コントローラ８２は、変速ペダル２７への操作力を解除しても、解除前の変速ペダル２７の操作位置に対応する田植機１の車速を維持するオートクルーズ制御を実行可能である。自動走行制御部７１は、作業経路１３６に沿って田植機１を自動走行させている場合に、車速コントローラ８２によるオートクルーズ制御を許可する一方、旋回経路１３７に沿って田植機１を自動走行させている場合に、車速コントローラ８２によるオートクルーズ制御を禁止する。

これにより、田植機１が旋回経路１３７で自動走行する場合はオートクルーズ制御の実行が禁止されるので、田植機１の旋回時にはユーザ自身が適宜車速を決定することとなる。従って、旋回の慎重さを確保することができる。また、一般的に旋回経路に沿って走行する際に田植機１は植付作業を行わないので、作業性の低下を防止することができる。

また、本実施形態の田植機１の自動走行システムにおいて、自動走行制御部７１は、作業経路１３６に沿って田植機１を自動走行させている場合であっても、作業経路１３６の終点Ｅ１よりも第１所定距離Ｌ１手前の地点Ｐ１から前記終点Ｅ１までの区間において、車速コントローラ８２によるオートクルーズ制御を禁止する。

田植機１が作業経路１３６に沿って走行している場合に、旋回経路１３７までの残り距離が短くなった地点Ｐ１からオートクルーズ制御が禁止されることで、旋回経路１３７に至る前の段階からユーザが手動にて車速を決定することになる。従って、田植機１が旋回経路１３７で旋回するときのユーザの安心感が向上する。

また、本実施形態の田植機１の自動走行システムにおいて、自動走行制御部７１は、車速コントローラ８２によるオートクルーズ制御が実行されている状態で、作業経路１３６に沿って田植機１を自動走行させている場合に、田植機１の位置が前記の地点Ｐ１に至ったときは、車速コントローラ８２を制御して田植機１を減速させた後、停止させる。

自動走行する田植機１が所定の地点Ｐ１に到達した場合に、オートクルーズ制御が解除される。このときの田植機１の減速を制御することにより、例えば急停止を回避して乗り心地を向上させることができる。

また、本実施形態の田植機１の自動走行システムにおいて、自動走行制御部７１は、自動走行開始条件が成立している場合に、作業経路１３６に沿った自動走行を田植機１に開始させることが可能である。前記自動走行開始条件には、車速コントローラ８２によりオートクルーズ制御が実行されていないことが含まれる。

仮に、オートクルーズ制御の実行中の自動走行開始を許可すると、自動走行経路１３５に沿った自動走行を開始する予定の地点と、田植機１の現在位置と、の位置関係によっては、田植機１が高速で進路変更を行う可能性がある。オートクルーズ制御の実行中の自動走行開始を禁止することで、上記の予定地点への田植機１の移動を、ユーザによる車速の指示に確実に従いながら行うことができる。

また、本実施形態の田植機１の自動走行システムは、自動走行操作部１２３を備えている。自動走行操作部１２３は、自動走行制御部７１に対して田植機１の自動走行の開始指令及び終了指令を行う。自動走行制御部７１は、車速コントローラ８２によるオートクルーズ制御が実行されている状態で、作業経路１３６に沿って田植機１を自動走行させているときに、自動走行操作部１２３が操作されて自動走行制御部７１に対して自動走行の終了指令がなされた場合は、車速コントローラ８２を制御して田植機１を減速させた後、停止させる。

オートクルーズ制御を実行しながら作業経路１３６での自動走行が行われているときに、ユーザが自動走行の終了を指示した場合に、仮にオートクルーズ制御が維持されると、ユーザが意図しない地点まで田植機１が進行してしまう可能性がある。この点、本実施形態の構成によれば、ユーザが自動走行の終了を指示した時点での位置から近い位置で田植機１を停止させることができる。

また、本実施形態の田植機１の自動走行システムにおいて、自動走行制御部７１は、旋回経路１３７に沿って田植機１が自動走行するときに、変速ペダル２７の操作量を問わず、車速コントローラ８２を制御して田植機１の車速を所定の上限車速以下に制限する。

これにより、自動走行において旋回経路１３７では田植機１の車速に上限を設けることになるので、乗り心地を向上させることができる。

また、本実施形態の田植機１の自動走行システムにおいて、自動走行制御部７１は、田植機１を自動走行させる経路が旋回経路１３７から作業経路１３６に移行した場合に、所定条件が成立するまで、車速コントローラ８２による田植機１の加速を阻止する。この所定条件は、変速ペダル２７を減速側に操作することである。

自動走行する田植機１が旋回経路１３７から作業経路１３６に移行した場合に、旋回経路１３７で適用されていた車速の上限が仮に解除されると、ユーザの意思に反して田植機１が加速する可能性がある。この点、本実施形態の構成によれば、作業経路１３６に移行した田植機１が加速するには、変速ペダル２７をいったん減速側へ操作してから増速側へ操作する（足を少し離してから踏み込む）という明示的な操作が必要になる。従って、加速に関するユーザの安心感を高めることができる。

以上に本発明の好適な実施の形態を説明したが、前記の構成は例えば以下のように変更することができる。

本実施形態では、田植機１の旋回のために左のサイドクラッチ５５Ｌ又は右のサイドクラッチ５５Ｒの接続状態／切断状態が切り換えられるが、このような切換は、ステアリングハンドル２６の操作に連動して行われても良いし、田植機１に設けられるステアリング角度センサの検出結果に基づいて行われても良い。

田植機１から無線通信端末３を取り外し、オペレータが田植機１に乗らない状態で無線通信端末３を操作して、無人の田植機１に自動走行を行わせても良い。

無線通信端末３に相当する機能を、田植機１が有しても良い。この場合、無線通信端末３がなくても、作業車両の自動走行システムを田植機１によって実現できることになる。

前述の教示を考慮すれば、本発明が多くの変更形態及び変形形態をとり得ることは明らかである。従って、本発明が、添付の特許請求の範囲内において、本明細書に記載された以外の方法で実施され得ることを理解されたい。

１ 田植機（作業車両）
１４ 植付部（作業部）
２７ 変速ペダル（車速操作部）
８２ 車速コントローラ（車速制御部）
７１ 自動走行制御部
１２３ 自動走行操作部
１３５ 走行経路
１３６ 作業経路
１３７ 旋回経路
Ｅ１ 終点

Claims (7)

1. 測位システムを利用して、作業部により作業が行われる複数の作業経路と、前記複数の作業経路のうち隣り合う作業経路を接続する旋回経路と、を有する走行経路に沿って作業車両を自動走行させることが可能な自動走行制御部を備える作業車両の自動走行システムであって、
   前記作業車両は、当該作業車両の車速を制御する車速制御部と、当該作業車両の車速を操作する車速操作部と、を備え、
   前記車速制御部は、前記車速操作部への操作力を解除しても、解除前の前記車速操作部の操作位置に対応する前記作業車両の車速を維持する車速維持制御を実行可能であり、
   前記自動走行制御部は、前記作業経路に沿って前記作業車両を自動走行させている場合に、前記車速制御部による車速維持制御を許可する一方、前記旋回経路に沿って前記作業車両を自動走行させている場合に、前記車速制御部による車速維持制御を禁止することを特徴とする作業車両の自動走行システム。
2. 請求項１に記載の作業車両の自動走行システムであって、
   前記自動走行制御部は、前記作業経路に沿って前記作業車両を自動走行させている場合であっても、前記作業経路の終点よりも所定距離手前の所定地点から前記終点までの区間において、前記車速制御部による車速維持制御を禁止することを特徴とする作業車両の自動走行システム。
3. 請求項２に記載の作業車両の自動走行システムであって、
   前記自動走行制御部は、前記車速制御部による車速維持制御が実行されている状態で、前記作業経路に沿って前記作業車両を自動走行させている場合に、前記作業車両の位置が前記所定地点に至ったときは、前記車速制御部を制御して前記作業車両を減速させた後、停止させることを特徴とする作業車両の自動走行システム。
4. 請求項１から３までの何れか一項に記載の作業車両の自動走行システムであって、
   前記自動走行制御部は、自動走行開始条件が成立している場合に、前記作業経路に沿った自動走行を前記作業車両に開始させることが可能であり、
   前記自動走行開始条件には、前記車速制御部により前記車速維持制御が実行されていないことが含まれることを特徴とする作業車両の自動走行システム。
5. 請求項１から４までの何れか一項に記載の作業車両の自動走行システムであって、
   前記自動走行制御部に対して前記作業車両の自動走行の開始指令及び終了指令を行うことができる自動走行操作部を備え、
   前記自動走行制御部は、前記車速制御部による車速維持制御が実行されている状態で、前記作業経路に沿って前記作業車両を自動走行させているときに、前記自動走行操作部が操作されて前記自動走行制御部に対して自動走行の終了指令が行われた場合は、前記車速制御部を制御して前記作業車両を減速させた後、停止させることを特徴とする作業車両の自動走行システム。
6. 請求項１から５までの何れか一項に記載の作業車両の自動走行システムであって、
   前記自動走行制御部は、前記旋回経路に沿って前記作業車両を自動走行させているときに、前記車速操作部の操作量を問わず、前記車速制御部を制御して前記作業車両の車速を所定の上限車速以下に制限することを特徴とする作業車両の自動走行システム。
7. 請求項６に記載の作業車両の自動走行システムであって、
   前記自動走行制御部は、自動走行する前記作業車両が前記旋回経路から前記作業経路に移行した場合に、所定条件が成立するまで、前記車速制御部による前記作業車両の加速を阻止し、
   前記所定条件は、前記車速操作部を減速側に操作することであることを特徴とする作業車両の自動走行システム。

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