JP7170610B2 - 制御システムおよび走行車両 - Google Patents

Description

本発明は、制御システムおよび走行車両に関する。

農業機械を構成する機器としては、一般的には、トラクタなどの車両、該車両に装着して農作業を実際に実施する作業機（インプリメント）、および、車両または作業機に後付けする電子機器などのように、複数種類の機器がある。一般的には、農業機械は、これらの複数種類の機器が組み合わされ、目的の農作業に応じてカスタマイズされることで利用可能になる。

このように、複数種類の機器が組み合わされて成る農業機械では、当然、異なるメーカから提供される機器を組み合わせることも多く、したがって、異なるメーカの機器同士であっても接続の互換性が保証されていることが望まれていた。

こうした事情を背景に、欧米を中心として、国際規格ＩＳＯ １１７８３が開発された。国際規格ＩＳＯ １１７８３は、ＣＡＮ（Control Area Network）ベースの規格であり、車両内に設けられた複数の機器間、あるいは、車両と作業機との間で、機器の動作（例えば、動力源の回転数または走行速度など）に係る情報をやりとりするための通信プロトコルを規定した国際標準である。

国際規格ＩＳＯ １１７８３は、業界団体ＡＥＦ（Agricultural Industry Electronics Foundation）が推進しており、ＩＳＯＢＵＳ（イソバス）と呼ばれ、グローバルスタンダードとして主に大型の農業機械に広く普及している。ＡＥＦにＩＳＯＢＵＳに準拠すると認められた機器は、異なるメーカの機器であっても、事実上問題なく接続され、動作することが保証されることになる。近年、スマート農業への関心が高まりつつあり、ＩＳＯＢＵＳ準拠の農業機械の導入は、ますます増加している。

特開２０１９－６３７２号公報（２０１９年１月１７日公開）

一方で、農業機械のように、非常に高価な機器を新規に買い替えたりすることは容易ではない。したがって、ＩＳＯＢＵＳなどの共通化技術が実装された新しい農業機械が普及する過渡期にあっては、共通化技術の規定に準拠しつつ、従来の農業機械にも比較的容易に後付けできるような機器を実現して、共通化技術の実装に対するハードルを下げることが強く求められる。

本発明の一態様は、共通化技術の実装を容易に行うことが可能な制御システムおよび走行車両を実現することを目的とする。

上記の課題を解決するために、本発明の一態様に係る制御システムは、作業機と、該作業機を取り付けて走行する走行車両とを制御する制御システムであって、該制御システムは、走行車両の動作を制御する、第１通信装置および第２通信装置を備え、前記第１通信装置および前記第２通信装置の少なくともいずれか一方は、前記作業機に搭載されている該作業機の動作を制御する第３通信装置と通信して、前記作業機を認証する認証部と、前記認証部による認証が成功したことを他方の通信装置に通知する通知部とを備え、前記第１通信装置および前記第２通信装置は、前記認証部による認証が成功しないうちは、少なくとも、前記第３通信装置から送信された情報に応じて前記走行車両の動作を制御することを禁止されている。

上述の構成によれば、一方の通信装置が、作業機の認証に係る動作を実行している間、他方の通信装置は、走行車両を制御するためのその他の処理を実行することができる。これにより、１つの通信装置に負荷が集中することを回避できる。結果として、制御蔵置に非常に高度な性能を求める必要がなくなり、低コストにて制御システムを構築することができるので、制御システムによる共通化技術の実装を容易に行うことが可能になるという効果を奏する。

ここで、上述の構成によれば、認証が成功しないうちは、少なくとも、作業機の第３通信装置から送信された情報に応じて走行車両の動作を制御することは禁止されているので、正当でない作業機によって走行車両が制御されるという事態は起こり得ず、安全性も損なわれない。

なお、前記第１通信装置および前記第２通信装置は、一例として、前記走行車両の動作を制御する１以上の走行車両制御装置と通信することにより、該走行車両制御装置を介して、前記走行車両を統括的に制御してもよい。前記第３通信装置は、一例として、前記作業機の動作を制御する１以上の作業機制御装置と通信することにより、該作業機制御装置を介して、前記作業機を統括的に制御してもよい。

また、本発明の一態様に係る制御システムでは、前記第２通信装置は、前記認証部と、前記通知部とを備え、前記第１通信装置は、前記走行車両に関する走行車両情報を前記第３通信装置に送信する情報提供部を備えていてもよい。

上述の構成によれば、認証に係る処理と、走行車両情報を送信する処理とを２つの通信装置で分担して実行することができるので、負荷の分散を図ることができる。

また、本発明の一態様に係る制御システムでは、前記第２通信装置は、さらに、前記作業機に関する作業機情報を、前記認証部によって認証された前記作業機の前記第３通信装置から取得する情報取得部と、前記作業機情報に応じて前記走行車両の動作を制御する指示部とを備えていてもよい。

上述の構成によれば、１つの通信装置に担わせる複数の機能については、同時に実施されないものとすることで、１つの通信装置に負荷が集中することを回避することができる。例えば、作業機から作業機情報を取得する処理および取得した作業機情報に応じて走行車両を制御する処理は、認証部が実行する認証処理の後でなければ実行されない。このように、１つの通信装置に課す機能を、同時に実施されないものとすることで、１つの通信装置に負荷が集中することを回避することができる。

あるいは、本発明の一態様に係る制御システムでは、前記第１通信装置は、さらに、前記走行車両の第１の動作を指定する第１指定情報を、前記認証部によって認証された前記作業機の前記第３通信装置から取得する第１情報取得部と、前記第１指定情報に応じて前記走行車両の前記第１の動作を制御する第１指示部とを備え、前記第２通信装置は、さらに、前記走行車両の第２の動作を指定する第２指定情報を、前記認証部によって認証された前記作業機の前記第３通信装置から取得する第２情報取得部と、前記第２指定情報に応じて前記走行車両の前記第２の動作を制御する第２指示部 とを備えていてもよい。

上述の構成によれば、走行車両の第１の動作に係る制御を、第１通信装置が担い、走行車両の第２の動作に係る制御を、第２通信装置が担う。このように、同時に実施され得る機能を、複数の通信装置に分担させることにより、負荷の分散を適切に行うことができる。

あるいは、本発明の一態様に係る制御システムでは、前記第１通信装置は、さらに、前記作業機に関する作業機情報を、前記認証部によって認証された前記作業機の前記第３通信装置から取得する情報取得部と、前記作業機情報に応じて前記走行車両の動作を制御する指示部とを備えていてもよい。

上述の構成によれば、作業機と双方向通信を行って、走行車両を制御する第１通信装置に加えて、第２通信装置を設けるだけで、容易に、作業機の認証機能を実装することができる。

また、本発明の一態様に係る制御システムでは、さらに、前記第１通信装置は、前記認証部と、前記通知部とを備え、前記第１通信装置および前記第２通信装置は、前記第１通信装置および前記第２通信装置の両方の前記認証部による認証が成功しないうちは、少なくとも、前記第３通信装置から送信された情報に応じて前記走行車両の動作を制御することを禁止されていてもよい。

上述の構成によれば、不当者な作業機によって走行車両が制御されるというリスクに対して、安全性をより一層高めることができる。

上述の課題を解決するために、本発明の一態様に係る走行車両は、上述の制御システムにおける前記第１通信装置と、前記第２通信装置とを備えている。これにより、制御システムにおける共通化技術の実装を容易に行うことが可能になるという効果を奏する。

本発明の一態様によれば、共通化技術の実装を容易に行うことが可能となる。

トラクタ制御部の要部構成を示すブロック図である。 農業機械（以下、農機）および該農機を制御するシステムの概略構成を示すブロック図である。 農機制御システムが実行する処理の流れを示すフローチャートである。 トラクタ制御部の要部構成について他の例を示すブロック図である。 トラクタ制御部の要部構成についてさらに他の例を示すブロック図である。

〔実施形態１〕
＜農業機械のハードウェア構成＞
図２は、農業機械（以下、農機）および該農機を制御するシステム（以下、農機制御システム）の概略構成を示すブロック図である。

農機１００は、一例として、走行車両であるトラクタ１（走行車両）と、農作業を行う作業機であるインプリメント３（作業機）とを少なくとも含んで構成される。農機１００は、図示しないその他の機器を含んでいてもよい。

一例として、トラクタ１は、車両内に、第１トラクタ通信ユニット１０（第１通信装置）、第２トラクタ通信ユニット２０（第２通信装置）、操作端末１１、計器盤１２、車両制御ユニット１３、操舵ユニット１５、エンジン制御ユニット１６、変速機制御ユニット１７、および油圧制御弁１８を有する。さらに、トラクタ１は、連結ユニット１９を有する。連結ユニット１９は、例えば、車両の進行方向を前方とした場合に、車両の後方に設けられる。なお、トラクタ１は、一般的なトラクタが備える図示しないその他のコンポーネントを備えていてもよい。

インプリメント３は、インプリメント通信ユニット３１（第３通信装置）、インプリメント制御ユニット３０（作業機制御装置、ＥＣＵ）を備える。なお、インプリメント３は、一般的なインプリメントが備える図示しないその他のコンポーネントを備えていてもよい。

操作端末１１は、農機１００の表示系と入力系とをソフトウェアとして実現する端末装置であり、例えば、タッチパネルなどで実現される。操作端末１１は、農作業に特化して、計器盤１２よりもより詳しい情報を表示することができる。操作端末１１は、例えば、トラクタ１の運転席近くに配置される。これにより、運転手は、運転席にすわりながら、操作端末１１をタッチ操作し、必要な情報（トラクタ１およびインプリメント３の現在の状態など）を表示させたり、トラクタ１およびインプリメント３に対して必要な指示を入力したりすることができる。

計器盤１２は、トラクタ１の燃料、エンジン回転数、走行速度など、車両の基本的な情報を表示する表示系である。

車両制御ユニット１３（走行車両制御装置、ＥＣＵ）は、走行車両としてのトラクタ１の各部を制御する。例えば、車両制御ユニット１３は、運転手が操作する操舵ユニット１５からの指示、または、第１トラクタ通信ユニット１０および第２トラクタ通信ユニット２０の少なくともいずれか一方からの指示にしたがって、エンジンの駆動を制御するエンジン制御ユニット１６および変速機の駆動を制御する変速機制御ユニット１７などを制御する。

操舵ユニット１５は、運転手がトラクタ１を操作するための入力系であり、トラクタを操作するための、ハンドル、シフトレバー、ブレーキ、スイッチおよびダイヤルなどで構成される。また、操舵ユニット１５は、自動運転時の操舵の制御を行うこともある。

１または複数の油圧制御弁１８は、連結ユニット１９の動力源となる油圧を制御する機構であり、第１トラクタ通信ユニット１０および第２トラクタ通信ユニット２０の少なくともいずれか一方の指示にしたがって、流体（ここでは、油）の圧力、流量、方向などを制御する。これにより、連結ユニット１９の動作および姿勢を制御する。

連結ユニット１９は、トラクタ１とインプリメント３とを物理的に連結するための機構である。本実施形態では、一例として、連結ユニット１９は、特許文献１に示すような３点リンク機構によって実現される。

第１トラクタ通信ユニット１０および第２トラクタ通信ユニット２０は、インプリメント３のインプリメント通信ユニット３１と相互通信を行う。一例として、国際標準規格ＩＳＯ１１７８３に準拠した通信が採用され得る。ＩＳＯ１１７８３は、業界団体ＡＥＦ（Agricultural Industry Electronics Foundation）により、グローバルスタンダードとして主に大型の農業機械に広く普及している。さらに、農機制御システム１００Ａには、ＴＩＭ（Tractor Implement Management）システムが実装されている。ＴＩＭとは、トラクタとインプリメントとで異なる製造者の製品間での互換性を保証し、双方向通信を実現することにより、トラクタおよびインプリメントを精密に制御する技術のことである。ＴＩＭシステムが実装されることにより、インプリメント３からの制御信号は、第１トラクタ通信ユニット１０および第２トラクタ通信ユニット２０の少なくともいずれか一方で受信され、該制御信号に基づいて、車両制御ユニット１３が、トラクタ１の速度制御、連結ユニット１９の高さ制御などを行うことができる。

インプリメント制御ユニット３０（第３制御装置）は、インプリメント３の各部を統括的に制御するものである。インプリメント制御ユニット３０は、インプリメント３の動作を制御し、インプリメント通信ユニット３１を介して必要な情報をトラクタ１へ送信する。

上述の各制御ユニットおよび各通信ユニットは、典型的には、電子制御ユニット（ＥＣＵ；Electronic Control Unit）であり、各ＥＣＵは、ＣＰＵ（Control Processing Unit）、通信専用回路、デジタル信号入力回路、デジタル信号出力回路、アナログ信号入力回路などのハードウェア、および、制御プログラムなどの各種のソフトウェアを記憶した記憶装置で構成される。また、各ＥＣＵは、一例として、ＩＳＯＢＵＳと呼ばれるＣＡＮ（Control Area Network）ベースの国際標準規格ＩＳＯ１１７８３により接続されている。

第１トラクタ通信ユニット１０および第２トラクタ通信ユニット２０は、それぞれ、ＩＳＯＢＵＳに準拠して動作する。本実施形態に係る第１トラクタ通信ユニット１０および第２トラクタ通信ユニット２０の各部の要部構成については、図１を参照して後に詳述する。

＜トラクタ通信ユニットの機能的構成＞
図１は、本開示の一側面に係る第１トラクタ通信ユニット１０および第２トラクタ通信ユニット２０の要部構成を示すブロック図である。本実施形態では、一例として、第１トラクタ通信ユニット１０（第１通信装置）は、認証成功確認部１０１、および、情報提供部１０２を有する。また、第２トラクタ通信ユニット２０（第２通信装置）は、一例として、認証部２０１、認証成功通知部２０２、情報取得部２０３、および、指示部２０４を有する。

第１トラクタ通信ユニット１０および第２トラクタ通信ユニット２０が有する上述の各部は、不図示のＣＰＵが不図示の記憶装置に記憶されているプログラムを不図示のＲＡＭ（random access memory）などに読み出して実行することで実現できる。

第１トラクタ通信ユニット１０の認証成功確認部１０１は、トラクタ１に通信可能に接続されたインプリメント３が、後述する認証部２０１によって、正当な通信相手として認証されたか否かを確認する。例えば、認証成功確認部１０１は、第２トラクタ通信ユニット２０から認証成功通知を受信した場合に、インプリメント３の認証に成功したと判断してもよい。認証成功確認部１０１は、インプリメント３の正当性が確認されない内は、情報提供部１０２に対して、インプリメント３への情報提供を、部分的にあるいは全面的に禁止してもよい。この場合、インプリメント３の正当性が確認された場合に、情報提供部１０２に対して、情報提供を許可する。

情報提供部１０２は、接続されたインプリメント３と通信して、トラクタ１に関する各種の情報を示すトラクタ情報（走行車両情報）を、インプリメント３に送信する。情報提供部１０２は、情報提供が禁止されている間は、トラクタ情報の送信を行わず、認証成功確認部１０１によって許可された場合に、トラクタ情報をインプリメント３に送信する。本実施形態では、一例として、情報提供部１０２は、ＩＳＯＢＵＳ Ｃｌａｓｓ１および２において規定された機能の少なくとも一部を実現するものであってもよい。情報提供部１０２は、トラクタ情報のうち、提供が禁止されていない一部の情報については、認証成功を待たずに、結線後ただちに、該一部の情報をインプリメント制御ユニット３０に送信してもよい。

第２トラクタ通信ユニット２０の認証部２０１は、トラクタ１に通信可能に接続されたインプリメント３の正当性を認証する。なお、認証部２０１が実行する認証方法としては、例えば、公開鍵暗号方式、秘密鍵暗号方式など、公知の認証方法を採用することができる。一例として、農機制御システム１００Ａには、ＴＩＭシステムが実装されており、ＴＩＭの標準の暗号認証方式が採用されているものとする。

認証成功通知部２０２（通知部）は、認証部２０１によって、接続されたインプリメント３が正当な通信相手として認証された場合に、認証の成功を通知する認証成功通知を、第１トラクタ通信ユニット１０の認証成功確認部１０１に送信する。この認証成功通知の信号は、例えば、第１トラクタ通信ユニット１０と第２トラクタ通信ユニット２０とを接続するＩＳＯＢＵＳ（ＣＡＮバス）を介して第１トラクタ通信ユニット１０から第２トラクタ通信ユニット２０へ送信される。

また、認証成功通知部２０２は、情報取得部２０３の動作を制御する。具体的には、認証成功通知部２０２は、インプリメント３の正当性が確認されない内は、情報取得部２０３に対して、インプリメント３からの情報の取得を禁止する。そして、インプリメント３の正当性が確認された場合に、情報取得部２０３に対して、情報の取得を許可する。

情報取得部２０３は、接続されたインプリメント３と通信して、インプリメント３に関する各種の情報を示すインプリメント情報（作業機情報）を、インプリメント３から取得する。情報取得部２０３は、情報の取得が禁止されている間は、インプリメント情報の受信を行わず、認証成功通知部２０２によって許可された場合に、インプリメント情報をインプリメント３から受信する。本実施形態では、一例として、情報取得部２０３は、ＴＩＭ機能を含むＩＳＯＢＵＳ Ｃｌａｓｓ３において規定された機能の少なくとも一部を実現するものであってもよい。

指示部２０４は、情報取得部２０３が取得したインプリメント情報にしたがって、図２に示すトラクタ１の各コンポーネントに、トラクタ１の動作を制御するよう指示を出す。例えば、指示部２０４は、車両制御ユニット１３に対して、速度を制御するように速度制御指示を出力したり、油圧制御弁１８に対して、流体の圧力、流量または方向を制御するように油圧制御指示を出力したりする。

＜処理フロー＞
図３は、農機制御システムが実行する処理の流れを示すフローチャートである。なお、以下の一連の処理は、例えば、トラクタ１の第１トラクタ通信ユニット１０および第２トラクタ通信ユニット２０と、インプリメント３のインプリメント通信ユニット３１とが結線された後、電源がオンされて、互いの存在を電気的に認識したときに開始される。本実施形態では、例えば、以下の一連の処理で行われた認証の結果は、上述の各コンポーネントの電源オフまたは離線によって、通信相手が認識されなくなるまで有効であるものとする。

Ｓ１０１では、インプリメント通信ユニット３１は、第２トラクタ通信ユニット２０に対して、認証を行うように要求する認証要求メッセージを送信する。認証方法の一例として公開鍵暗号方式が採用される場合には、例えば、インプリメント通信ユニット３１は、インプリメント３を識別する識別情報を、自身の秘密鍵で暗号化したデータを生成し、このデータを認証要求メッセージとして第２トラクタ通信ユニット２０に送信する。一例として、認証にはＴＩＭの標準の暗号認証方式が採用されてもよい。

Ｓ１０２では、第２トラクタ通信ユニット２０の認証部２０１は、認証要求に応答して、認証処理を実行する。例えば、認証部２０１は、受信した認証要求メッセージを、予め入手しておいた、正当なインプリメント３によって公開されている公開鍵で復号する。

Ｓ１０３では、認証部２０１は、認証に成功したか否かを判定する。例えば、認証要求メッセージを、上述の公開鍵で復号することができた場合には、認証部２０１は、認証成功と判断し、Ｓ１０３のＹＥＳからＳ１０４に進む。一方、認証部２０１は、認証要求メッセージを、上述の公開鍵で復号できなかった場合には、認証失敗と判断し、Ｓ１０３のＮＯからＳ１０２の前に戻り、認証要求メッセージを待機する状態に遷移する。ここで、認証部２０１は、認証失敗を通知するメッセージおよび認証要求メッセージの再送を要求するメッセージを、要求元のインプリメント通信ユニット３１に返信してもよい。

Ｓ１０４では、認証成功通知部２０２は、第１トラクタ通信ユニット１０に対して、認証に成功したことを通知する認証成功通知を送信する。認証成功通知には、正当なインプリメント３の復号された識別情報が含まれていてもよい。ここで、認証成功通知部２０２は、情報取得部２０３に対して、認証成功を通知してインプリメント情報の取得を許可する。さらに、ここで、認証成功通知部２０２は、認証成功通知を、インプリメント通信ユニット３１にも送信してよい。

Ｓ１０５では、第１トラクタ通信ユニット１０の認証成功確認部１０１が、ＣＡＮバスを介して第２トラクタ通信ユニット２０から送信された認証成功通知を受信する。認証成功通知が受信されると、処理は、Ｓ１０５のＹＥＳからＳ１０６に進む。

Ｓ１０６では、情報提供部１０２は、トラクタ情報をインプリメント通信ユニット３１に送信する。これにより、トラクタ情報は、随時、インプリメント通信ユニット３１に流され、インプリメント通信ユニット３１を介してインプリメント制御ユニット３０に供給される。

Ｓ１０７では、インプリメント通信ユニット３１は、第１トラクタ通信ユニット１０からトラクタ情報を受信する。

Ｓ１０８では、インプリメント制御ユニット３０は、インプリメント通信ユニット３１が受信したトラクタ情報の内容に基づいて、インプリメント３の各部を制御する。

Ｓ１０９では、インプリメント制御ユニット３０は、センサなどを介してインプリメント３の動作状況を監視し、インプリメント情報を取得する。インプリメント制御ユニット３０は、センサによって検出された検出値をそのままインプリメント情報として取得してもよいし、検出値に応じて行った情報処理の結果をインプリメント情報として生成してもよい。

Ｓ１１０では、インプリメント制御ユニット３０は、インプリメント通信ユニット３１を介してインプリメント情報を、第２トラクタ通信ユニット２０に送信する。インプリメント情報は、例えば、トラクタ１の走行速度を指定する要求情報（第１指定情報）を含んでいてもよい。

Ｓ１１１では、第２トラクタ通信ユニット２０の情報取得部２０３は、インプリメント情報を受信する。

Ｓ１１２では、指示部２０４はインプリメント情報の内容に基づいて、トラクタ１の制御情報を車両制御ユニット１３に送信し、車両制御ユニット１３はトラクタ１を制御する。例えば、インプリメント情報が、トラクタ１の走行速度を指定する要求情報である場合、車両制御ユニット１３は、周囲の状況を確認した上で可能であれば、指定された走行速度で走行するよう制御する。

＜効果＞
上述の構成および方法によれば、トラクタ１の各機能を、第１トラクタ通信ユニット１０と第２トラクタ通信ユニット２０とに適切に分担することにより、１つのＣＰＵにおける負荷を抑えることができる。また、各コンポーネント間でやりとりされる信号の経路を複数系統備えることにより、ＣＡＮ通信の負荷を抑えて、通信の遅延を回避することができる。

より具体的には、本実施形態では、トラクタ情報をインプリメント３に流す機能を、第１トラクタ通信ユニット１０が担い、インプリメント３からインプリメント情報を吸い上げる機能を第２トラクタ通信ユニット２０が担うことにより、下り転送時および上り転送時に１つのＣＰＵに処理負荷がかかることを回避することができる。

さらに、本実施形態では、トラクタとインプリメントとで異なる製造者の製品間での互換性を保証し、双方向通信を実現することにより、トラクタおよびインプリメントを精密に制御する技術（ＴＩＭ；Tractor Implement Management）を実現するにあたって、必要となるセキュリティ機能（例えば、認証部２０１）を第２トラクタ通信ユニット２０に持たせることにより、第１トラクタ通信ユニット１０と第２トラクタ通信ユニット２０とにおけるＣＰＵの負荷分散が実現される。

セキュリティ機能とは、主には、認証部２０１がインプリメント通信ユニット３１と通信して、インプリメント３が正当な通信相手であることを認証する機能である。この認証は、インプリメント３が、インプリメント情報をトラクタ１に送信することにより、トラクタ１を安全に制御するということを保証するために必要となる手続きである。認証手続は、非常に重い処理でありＣＰＵの負担が大きいが、このように分散して通信を行うことによりＣＰＵの負荷分散が実現される。

また、上述の構成および方法によれば、ＴＩＭに対応していない既存のシステムにＴＩＭの認証が可能な第２トラクタ通信ユニット２０を追加するだけで、既存のシステムを、容易に、ＴＩＭを実現可能な農機制御システムへと拡張できる。以上のとおり、本開示の一側面によれば、既存の農機に対して、共通化技術の実装を後付けで容易に行うことが可能になるという効果を奏する。

〔実施形態２〕
本発明の他の実施形態について、以下に説明する。なお、説明の便宜上、上記実施形態にて説明した部材と同じ機能を有する部材については、同じ符号を付記し、その説明を繰り返さない。

図４は、本開示の一側面に係る第１トラクタ通信ユニット１０および第２トラクタ通信ユニット２０の要部構成を示すブロック図である。実施形態２において、実施形態１と異なる点は、以下のとおりである。具体的には、第１トラクタ通信ユニット１０は、さらに、情報取得部１０３（第１情報取得部）、および、指示部１０４（第１指示部）を有する。

情報取得部１０３は、接続されたインプリメント３と通信して、インプリメント３に関する各種の情報を示すインプリメント情報を、インプリメント３から取得する。情報取得部１０３は、認証成功確認部１０１によって情報の取得が禁止されている間は、インプリメント情報の受信を行わず、認証成功確認部１０１によって許可された場合に、インプリメント情報をインプリメント３から受信する。本実施形態では、一例として、情報取得部１０３は、ＴＩＭの機能を含むＩＳＯＢＵＳ Ｃｌａｓｓ３において規定された機能の少なくとも一部を実現するものであってもよい。本実施形態では、インプリメント情報は、例えば、トラクタ１の走行速度を指定する要求情報である。

指示部１０４は、情報取得部１０３が取得したインプリメント情報にしたがって、図２に示すトラクタ１の各コンポーネント、例えば、車両制御ユニット１３に、トラクタ１の動作に関する制御信号を送信する。本実施形態では、例えば、指示部１０４は、車両制御ユニット１３に対して、速度を制御するように速度制御指示を出力する。

本実施形態では、第２トラクタ通信ユニット２０の情報取得部２０３（第２情報取得部）は、例えば、３点リンク機構である連結ユニット１９のトップリンクの長さを指定する情報（第２指定情報）やＰＴＯ（Power-take-off）の回転速度を指定する情報を、インプリメント情報として取得する。

本実施形態では、指示部２０４（第２指示部）は、指定されたトップリンクの長さに基づいて、油圧制御指示を出力し、油圧制御弁１８を制御して、トップリンクの長さを調節する。

＜効果＞
上述の構成によれば、トラクタ１の各機能を、第１トラクタ通信ユニット１０と第２トラクタ通信ユニット２０とに適切に分担することにより、１つのＣＰＵにおける負荷を抑えることができる。また、各コンポーネント間でやりとりされる信号の送信経路を複数系統備えることにより、ＣＡＮ通信の負荷を抑えて、通信の遅延を回避することができる。

より具体的には、本実施形態では、トラクタ情報をインプリメント３に流す機能を、第１トラクタ通信ユニット１０が担い、ＴＩＭを実現するためのセキュリティ機能を、第２トラクタ通信ユニット２０が担う。このように、同時に実行され得る動作を２つ以上のＣＰＵに適切に分担させることにより、各ＣＰＵの負荷分散を図ることができる。

さらに、本実施形態では、農機１００の走行中、速度制御に関するインプリメント３からトラクタ１への信号の流れを、第１トラクタ通信ユニット１０を経由する第１の系統に担わせる一方、油圧制御に関するインプリメント３からトラクタ１への信号の流れを、第２トラクタ通信ユニット２０を経由する第２の系統に担わせる。これにより、走行中、同時に実行され得る動作を２つ以上のＣＰＵに適切に分担させることにより、各ＣＰＵの負荷分散をより一層適切に図ることができる。

以上のとおり、１つのＣＰＵに負荷が集中することを避けることができるため、性能に関する高度な要求からトラクタ制御部を解放し、農機の分野においてＴＩＭを実現するに際して、費用面での利用者の負担を大幅に軽減するという、とりわけ顕著な効果がもたらされる。

〔実施形態３〕
本発明の他の実施形態について、以下に説明する。なお、説明の便宜上、上記実施形態にて説明した部材と同じ機能を有する部材については、同じ符号を付記し、その説明を繰り返さない。

図５は、本開示の一側面に係る第１トラクタ通信ユニット１０および第２トラクタ通信ユニット２０の要部構成を示すブロック図である。実施形態３において、実施形態２と異なる点は、以下のとおりである。具体的には、第２トラクタ通信ユニット２０は、情報取得部２０３および指示部２０４を備えておらず、実施形態２における情報取得部２０３および指示部２０４の機能は、それぞれ、第１トラクタ通信ユニット１０の情報取得部１０３および指示部１０４が担う。

＜効果＞
上述の構成によれば、ＩＳＯＢＵＳ Ｃｌａｓｓ３に対応する農機制御システムに対して、第２トラクタ通信ユニット２０を追加するだけで、ＴＩＭの実現にあたって必要となるセキュリティ機能を容易に付加することが可能となる。以上のとおり、本開示の一側面によれば、共通化技術の実装を、後付けで容易に行うことが可能になるという効果を奏する。

〔変形例〕
上述した各実施形態では第２トラクタ通信ユニット２０をトラクタ１に配置したが、インプリメント３に第２トラクタ通信ユニット２０を配置してもよい。

第２トラクタ通信ユニット２０に加えて、第１トラクタ通信ユニット１０も、認証部２０１および認証成功通知部２０２を有していてもよい。この場合、第１トラクタ通信ユニット１０および第２トラクタ通信ユニット２０のＣＰＵ間で調整し、状況に応じて、負荷が少ない方のＣＰＵが認証処理を実行してもよい。あるいは、認証処理を第１トラクタ通信ユニット１０および第２トラクタ通信ユニット２０の双方で実行し、セキュリティ機能をより強化してもよい。具体的には、第１トラクタ通信ユニット１０および第２トラクタ通信ユニット２０のそれぞれが認証部２０１を有する。そして、両方の認証部２０１がともにインプリメント３の認証に成功した場合に、情報取得部２０３および情報取得部１０３は、認証されたインプリメント３からインプリメント情報を取得するように構成されていてもよい。これにより、悪意ある不当なインプリメント３によってトラクタ１が制御されるというリスクから、トラクタ１を、より確実に守ることができ、農機１００を利用する上での安全性がより一層高まる。

〔ソフトウェアによる実現例〕
第１トラクタ通信ユニット１０および第２トラクタ通信ユニット２０の制御ブロック（特に、認証成功確認部１０１、情報提供部１０２、情報取得部１０３、指示部１０４、認証部２０１、認証成功通知部２０２、情報取得部２０３、および、指示部２０４）は、集積回路（ＩＣチップ）等に形成された論理回路（ハードウェア）によって実現してもよいし、ソフトウェアによって実現してもよい。

後者の場合、第１トラクタ通信ユニット１０および第２トラクタ通信ユニット２０は、各機能を実現するソフトウェアであるプログラムの命令を実行するコンピュータを備えている。このコンピュータは、例えば１つ以上のプロセッサを備えていると共に、上記プログラムを記憶したコンピュータ読み取り可能な記録媒体を備えている。そして、上記コンピュータにおいて、上記プロセッサが上記プログラムを上記記録媒体から読み取って実行することにより、本発明の目的が達成される。上記プロセッサとしては、例えばＣＰＵ（Central Processing Unit）を用いることができる。上記記録媒体としては、「一時的でない有形の媒体」、例えば、ＲＯＭ（Read Only Memory）等の他、テープ、ディスク、カード、半導体メモリ、プログラマブルな論理回路などを用いることができる。また、上記プログラムを展開するＲＡＭ（Random Access Memory）などをさらに備えていてもよい。また、上記プログラムは、該プログラムを伝送可能な任意の伝送媒体（通信ネットワークや放送波等）を介して上記コンピュータに供給されてもよい。なお、本発明の一態様は、上記プログラムが電子的な伝送によって具現化された、搬送波に埋め込まれたデータ信号の形態でも実現され得る。

本発明は上述した各実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、異なる実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。

１ トラクタ（走行車両）
３ インプリメント（作業機）
１０ 第１トラクタ通信ユニット（第１通信装置）
１１ 操作端末
１２ 計器盤
１３ 車両制御ユニット（走行車両制御装置、ＥＣＵ）
１５ 操舵ユニット
１６ エンジン制御ユニット
１７ 変速機制御ユニット
１８ 油圧制御弁
１９ 連結ユニット
２０ 第２トラクタ通信ユニット（第２通信装置）
３０ インプリメント制御ユニット（作業機制御装置、ＥＣＵ）
３１ インプリメント通信ユニット（第３通信装置）
１００ 農機
１００Ａ 農機制御システム（制御システム）
１０１ 認証成功確認部
１０２ 情報提供部
１０３ 情報取得部（情報取得部、第１情報取得部）
１０４ 指示部（指示部、第１指示部）
２０１ 認証部
２０２ 認証成功通知部（通知部）
２０３ 情報取得部（情報取得部、第２情報取得部）
２０４ 指示部（指示部、第２指示部）

Claims (3)

1. 作業機と、該作業機を取り付けて走行する走行車両とを制御する制御システムであって、該制御システムは、
   走行車両の動作を制御する走行車両制御装置に対しそれぞれ独立して指示を行うとともに、相互に通信可能な第１通信装置および第２通信装置を備え、
   前記第１通信装置および前記第２通信装置それぞれ、前記作業機に搭載されている該作業機の動作を制御する作業機制御装置に指示を行う第３通信装置と通信可能であり、
   前記第２通信装置は、
   前記第３通信装置と通信して、前記作業機を認証する認証部と、
   前記認証部による認証が成功したことを前記第１通信装置に通知する通知部とを備え、
   前記第１通信装置は、
   前記第２通信装置から前記認証が成功したことを通知された場合、該認証が成功したと判断する認証成功確認部と、
   前記走行車両に関する走行車両情報を前記第３通信装置に送信する情報提供部とを備え、
   前記第１通信装置および前記第２通信装置は、前記認証部による認証が成功しないうちは、前記第３通信装置から送信された情報に応じて前記走行車両の動作を制御するための前記指示を行うことを禁止されており、
   さらに、
   前記第１通信装置は、
   前記走行車両の第１の動作を指定する第１指定情報を、前記認証部によって認証された前記作業機の前記第３通信装置から取得する第１情報取得部と、
   前記第１指定情報に応じて前記走行車両の前記第１の動作を制御する指示を行う第１指示部とを備え、
   前記第２通信装置は、
   前記走行車両の第２の動作を指定する第２指定情報を、前記認証部によって認証された前記作業機の前記第３通信装置から取得する第２情報取得部と、
   前記第２指定情報に応じて前記走行車両の前記第２の動作を制御する指示を行う第２指示部とを備えている
   ことを特徴とする制御システム。
2. さらに、前記第１通信装置は、前記認証部と、前記通知部とを備え、
   前記第１通信装置および前記第２通信装置は、前記第１通信装置および前記第２通信装置の両方の前記認証部による認証が成功しないうちは、少なくとも、前記第３通信装置から送信された情報に応じて前記走行車両の動作を制御するための前記指示を行うことを禁止されている、請求項１記載の制御システム。
3. 請求項１または２に記載の制御システムにおける前記第１通信装置と、前記第２通信装置とを備えていることを特徴とする走行車両。

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