特開2024-142696作業車両の制御方法、作業車両用制御プログラム、作業車両用制御システム及び作業システム
(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2024142696
(43)【公開日】2024-10-11
(54)【発明の名称】作業車両の制御方法、作業車両用制御プログラム、作業車両用制御システム及び作業システム
(51)【国際特許分類】
B62D 6/00 20060101AFI20241003BHJP
A01B 69/00 20060101ALI20241003BHJP
G05D 1/43 20240101ALI20241003BHJP
B62D 113/00 20060101ALN20241003BHJP
【ＦＩ】
B62D6/00
A01B69/00 303M
G05D1/02 R
B62D113:00
【審査請求】未請求
【請求項の数】15
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2023054947
(22)【出願日】2023-03-30
(71)【出願人】
【識別番号】720001060
【氏名又は名称】ヤンマーホールディングス株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100167302
【弁理士】
【氏名又は名称】種村 一幸
(74)【代理人】
【識別番号】100135817
【弁理士】
【氏名又は名称】華山 浩伸
(74)【代理人】
【識別番号】100167830
【弁理士】
【氏名又は名称】仲石 晴樹
(72)【発明者】
【氏名】齋藤 雅史
(72)【発明者】
【氏名】岩村 圭将
【テーマコード（参考）】
2B043
3D232
5H301
【Ｆターム（参考）】
2B043AA04
2B043AB06
2B043BA02
2B043BA09
2B043BB01
2B043DA15
2B043DA17
2B043DB21
2B043EA01
2B043EB12
2B043EC02
2B043EC12
2B043EC14
2B043ED02
2B043ED22
3D232CC20
3D232CC26
3D232DA04
3D232DA36
3D232DA37
3D232DA62
3D232DA63
3D232DA84
3D232DA87
3D232DA90
3D232DC09
3D232DC10
3D232DC33
3D232DC34
3D232DC36
3D232DE01
3D232EB04
3D232EC23
3D232EC34
3D232FF01
3D232GG12
5H301AA03
5H301AA10
5H301BB01
5H301CC03
5H301CC06
5H301CC10
5H301DD06
5H301DD17
5H301GG07
5H301MM04
5H301MM09
(57)【要約】
【課題】適切なオーバライド状態の判定を可能とする作業車両の制御方法、作業車両用制御プログラム、作業車両用制御システム及び作業システムを提供する。
【解決手段】作業車両１０の制御方法は、モータ４２１を用いて操舵輪を自動操舵する自動操舵モードを有する作業車両１０の制御方法である。この制御方法は、自動操舵モードにおいて、モータ４２１を制御することと、モータ４２１に生じるトルクに関する判定条件に基づいてオーバライド状態であるか否かを判定することと、判定条件を変更することと、を有する。
【選択図】図４
【解決手段】作業車両１０の制御方法は、モータ４２１を用いて操舵輪を自動操舵する自動操舵モードを有する作業車両１０の制御方法である。この制御方法は、自動操舵モードにおいて、モータ４２１を制御することと、モータ４２１に生じるトルクに関する判定条件に基づいてオーバライド状態であるか否かを判定することと、判定条件を変更することと、を有する。
【選択図】図４
【特許請求の範囲】
【請求項1】
モータを用いて操舵輪を自動操舵する自動操舵モードを有する作業車両の制御方法であって、
前記自動操舵モードにおいて、
前記モータを制御することと、
前記モータに生じるトルクに関する判定条件に基づいてオーバライド状態であるか否かを判定することと、
前記判定条件を変更することと、を有する、
作業車両の制御方法。
前記自動操舵モードにおいて、
前記モータを制御することと、
前記モータに生じるトルクに関する判定条件に基づいてオーバライド状態であるか否かを判定することと、
前記判定条件を変更することと、を有する、
作業車両の制御方法。
【請求項2】
前記判定条件は、前記モータを制御するための指令値に応じて変更される、
請求項１に記載の作業車両の制御方法。
請求項１に記載の作業車両の制御方法。
【請求項3】
前記判定条件は、前記作業車両のピッチ角とロール角との少なくとも一方に応じて変更される、
請求項１又は２に記載の作業車両の制御方法。
請求項１又は２に記載の作業車両の制御方法。
【請求項4】
前記判定条件は、前記作業車両による作業状況に応じて変更される、
請求項１又は２に記載の作業車両の制御方法。
請求項１又は２に記載の作業車両の制御方法。
【請求項5】
前記操舵輪の操舵角の角度範囲を複数の小領域に区分した場合、前記操舵角が前記複数の小領域のいずれにあるかによって、前記判定条件が変更される、
請求項１又は２に記載の作業車両の制御方法。
請求項１又は２に記載の作業車両の制御方法。
【請求項6】
前記判定条件は、時間に関する条件を含む、
請求項１又は２に記載の作業車両の制御方法。
請求項１又は２に記載の作業車両の制御方法。
【請求項7】
前記判定条件は、それぞれ異なる閾値に対する前記トルクの大小関係に係る複数の個別条件を含み、
前記複数の個別条件のうちの１つでも満たせば前記オーバライド状態であると判定する、
請求項１又は２に記載の作業車両の制御方法。
前記複数の個別条件のうちの１つでも満たせば前記オーバライド状態であると判定する、
請求項１又は２に記載の作業車両の制御方法。
【請求項8】
前記オーバライド状態であると判定されると、前記作業車両の動作モードを前記自動操舵モードからオペレータが手動で操舵する手動操舵モードに切り替えること、を更に有する、
請求項１又は２に記載の作業車両の制御方法。
請求項１又は２に記載の作業車両の制御方法。
【請求項9】
前記オーバライド状態であると判定されると、前記作業車両の走行速度の減速又は停止を行うこと、を更に有する、
請求項１又は２に記載の作業車両の制御方法。
請求項１又は２に記載の作業車両の制御方法。
【請求項10】
前記自動操舵モードにおいて、前記操舵輪が最大切れ角まで操舵されているか否かを判定する切れ角判定処理を実行すること、を更に有する、
請求項１又は２に記載の作業車両の制御方法。
請求項１又は２に記載の作業車両の制御方法。
【請求項11】
前記判定条件は、前記切れ角判定処理の判定結果に応じて変更される、
請求項１０に記載の作業車両の制御方法。
請求項１０に記載の作業車両の制御方法。
【請求項12】
前記切れ角判定処理により前記操舵輪が最大切れ角まで操舵されていると判定された時点から、遅延時間遅れて前記判定条件を変更する、
請求項１１に記載の作業車両の制御方法。
請求項１１に記載の作業車両の制御方法。
【請求項13】
請求項１又は２に記載の作業車両の制御方法を、
１以上のプロセッサに実行させるための作業車両用制御プログラム。
１以上のプロセッサに実行させるための作業車両用制御プログラム。
【請求項14】
モータを用いて操舵輪を自動操舵する自動操舵モードを有する作業車両に用いられ、
前記自動操舵モードにおいて前記モータを制御する自動操舵処理部と、
前記モータに生じるトルクに関する判定条件に基づいてオーバライド状態であるか否かを判定するオーバライド判定処理部と、
前記判定条件を変更する条件変更処理部と、を備える、
作業車両用制御システム。
前記自動操舵モードにおいて前記モータを制御する自動操舵処理部と、
前記モータに生じるトルクに関する判定条件に基づいてオーバライド状態であるか否かを判定するオーバライド判定処理部と、
前記判定条件を変更する条件変更処理部と、を備える、
作業車両用制御システム。
【請求項15】
請求項１４に記載の作業車両用制御システムと、
前記作業車両の機体と、を備える、
作業システム。
前記作業車両の機体と、を備える、
作業システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、操舵輪を自動操舵する自動操舵モードを有する作業車両の制御方法、作業車両用制御プログラム、作業車両用制御システム及び作業システムに関する。
【背景技術】
【0002】
関連技術として、作業車両（トラクタ）を自律走行させる作業車両用の自律走行システムが知られている（例えば、特許文献１参照）。関連技術において、自律走行制御には、操舵輪（左右の前輪）を自動操舵する自動操舵制御が含まれている。この作業車両には、例えば（電動）モータを備える電動式のパワーステアリング機構を介した操舵輪の手動操舵を可能にするステアリングホイールが設けられている。
【0003】
自動操舵制御においては、操舵角設定部が、目標経路と測位ユニットの出力とに基づいて操舵輪の目標操舵角を求めて設定し、設定した目標操舵角をパワーステアリング機構に出力する。すると、パワーステアリング機構が、目標操舵角と舵角センサの出力とに基づいて、目標操舵角が操舵輪の操舵角として得られるように操舵輪を自動操舵する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【特許文献1】特開２０１９－５３４７１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
上記関連技術の構成では、自動操舵中に、一例として、旋回経路に沿って作業車両を９０度旋回させる場合、急操舵のためにパワーステアリング機構のモータに過大なトルクが生じて、オーバライド状態と判定されて自動操舵が解除される可能性がある。オーバライド状態と判定するためのトルクの閾値を大きく設定すれば、このような不具合を回避しやすくなるが、その場合、モータに過大なトルクが生じる状況が長引いてモータにダメージを与える可能性がある。さらに、手動操舵に切り替えるためのステアリングホイールの操作に比較的大きな力が必要となり、オペレータの操作性が低下する可能性もある。
【0006】
本発明の目的は、適切なオーバライド状態の判定を可能とする作業車両の制御方法、作業車両用制御プログラム、作業車両用制御システム及び作業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】
【0007】
本発明の一の局面に係る作業車両の制御方法は、モータを用いて操舵輪を自動操舵する自動操舵モードを有する作業車両の制御方法であって、前記自動操舵モードにおいて、前記モータを制御することと、前記モータに生じるトルクに関する判定条件に基づいてオーバライド状態であるか否かを判定することと、前記判定条件を変更することと、を有する。
【0008】
本発明の一の局面に係る作業車両用制御プログラムは、前記作業車両の制御方法を、１以上のプロセッサに実行させるためのプログラムである。
【0009】
本発明の一の局面に係る作業車両用制御システムは、モータを用いて操舵輪を自動操舵する自動操舵モードを有する作業車両に用いられ、自動操舵処理部と、オーバライド判定処理部と、条件変更処理部と、を備える。前記自動操舵処理部は、前記自動操舵モードにおいて前記モータを制御する。前記オーバライド判定処理部は、前記モータに生じるトルクに関する判定条件に基づいてオーバライド状態であるか否かを判定する。前記条件変更処理部は、前記判定条件を変更する。
【0010】
本発明の一の局面に係る作業システムは、前記作業車両用制御システムと、前記作業車両の機体と、を備える。
【発明の効果】
【0011】
本発明によれば、適切なオーバライド状態の判定を可能とする作業車両の制御方法、作業車両用制御プログラム、作業車両用制御システム及び作業システムを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【0012】
【発明を実施するための形態】
【0013】
以下、添付図面を参照しながら、本発明の実施形態について説明する。以下の実施形態は、本発明を具体化した一例であって、本発明の技術的範囲を限定する趣旨ではない。
【0014】
（実施形態１）
［１］全体構成
まず、本実施形態に係る作業システム１００の全体構成について、図１及び図２を参照して説明する。本実施形態に係る作業車両用制御システム１（以下、単に「制御システム１」ともいう）は、作業車両１０の機体１１と共に作業システム１００を構成する。機体１１には作業機１２が装着される。すなわち、作業システム１００は、作業車両用制御システム１と、（作業機１２が装着される）作業車両１０の機体１１と、を備えている。
［１］全体構成
まず、本実施形態に係る作業システム１００の全体構成について、図１及び図２を参照して説明する。本実施形態に係る作業車両用制御システム１（以下、単に「制御システム１」ともいう）は、作業車両１０の機体１１と共に作業システム１００を構成する。機体１１には作業機１２が装着される。すなわち、作業システム１００は、作業車両用制御システム１と、（作業機１２が装着される）作業車両１０の機体１１と、を備えている。
【0015】
本実施形態では、制御システム１は、作業車両１０の機体１１に搭載されている制御装置２（図２参照）と、端末装置３と、を含んでいる。作業車両１０と端末装置３とは、互いに通信可能である。本開示でいう「通信可能」とは、有線通信又は無線通信（電波又は光を媒体とする通信）の適宜の通信方式により、直接的、又は通信網（ネットワーク）若しくは中継器等を介して間接的に、情報を授受できることを意味する。通信網は、例えば、インターネット、ＬＡＮ（Local Area Network）、ＷＡＮ（Wide Area Network）、公衆電話回線、携帯電話回線網、パケット回線網又は無線ＬＡＮ等を含む。作業車両１０及び端末装置３が互いに通信可能であることは、制御システム１において必須の構成ではない。
【0016】
作業車両１０は、対象領域Ｆ１（図１参照）を移動しつつ、作業機１２によって対象領域Ｆ１内で何らかの作業を行う。本開示でいう「作業」は、作業機１２が対象領域Ｆ１に対して実施する仕事であって、例えば、耕耘、均平、播種、施肥、農薬散布、植付け（田植え）又は収穫等の各種の農作業、及び建設作業等の種々の作業を含む。本実施形態では一例として、作業車両１０が行う作業は、耕耘作業であることとする。
【0017】
作業機１２は、作業車両１０の機体１１が対象領域Ｆ１を移動する際に、対象領域Ｆ１内で作業を実施する。本実施形態では一例として、作業機１２は、耕耘作業を行うロータリ耕耘機又はプラウ等の耕耘機であることとする。
【0018】
この種の作業機１２には、三点リンクに直接的に取り付けられる直装式の作業機と、機体１１に牽引される牽引式の作業機と、がある。本実施形態では一例として、作業機１２は、作業車両１０の機体１１に対して取り外し可能に取り付けられる、直装式のロータリ耕耘機である。ここで、作業機１２は機体１１の後方側（機体１１の前進方向とは反対側）に取り付けられる。つまり、（直装式）作業機１２は、機体１１の後方側に連結され、機体１１の前進時に機体１１と共に前進しつつ、作業を行う。本実施形態では、作業機１２は作業車両１０の構成要素に含まれることとするが、作業機１２は、機体１１から取り外し可能であるため、作業車両１０の構成要素に含まれなくてもよい。
【0019】
本開示でいう「作業車両」は、例えば圃場等の対象領域Ｆ１において各種の作業を行う車両を意味し、一例として、トラクタ、播種機、田植機、散布機、噴霧機、移植機及び収穫機等の農業機械（農機）である。作業車両１０は、例えば、建設機械（建機）等であってもよい。本実施形態では、特に断りが無い限り、作業車両１０が作業機１２としてのロータリ耕耘機を装備したトラクタである場合を例に挙げて説明する。つまり、機体１１としてのトラクタに、作業機１２としての（直装式）ロータリ耕耘機が連結されることにより、作業車両１０が構成される。この作業車両１０では、圃場等の対象領域Ｆ１を機体１１が走行することで、対象領域Ｆ１における耕耘作業が可能となる。
【0020】
このように、本実施形態では、機体１１は、対象領域Ｆ１を走行することによって移動する車両の一種である。ここで、機体１１は、図１及び図３に示すように、左右一対の前輪からなる操舵輪１１１、及び左右一対の後輪からなる駆動輪１１２を備え、これら４つの車輪（一対の操舵輪１１１及び一対の駆動輪１１２）にて対象領域Ｆ１を走行する。
【0021】
また、本実施形態では一例として、作業車両１０は、人（オペレータ）が搭乗可能でありながらも、自動走行（自律走行等）により動作可能な自動機であることとする。ただし、これに限らず、作業車両１０は、自動走行する無人機であってもよいし、人（オペレータ）の操作（遠隔操作を含む）により動作してもよい。
【0022】
本開示でいう「対象領域」は、作業車両１０が移動しながら、例えば、耕耘、均平、播種、施肥、農薬散布、植付け（田植え）又は収穫等の各種の作業を行う領域であって、水田、畑、果樹園及び牧草地等を含む。例えば、稲、麦、大豆又はそば等の作物（農産物）を生育する水田又は畑が対象領域Ｆ１である場合、対象領域Ｆ１で育成される作物は農産物である。さらに、植木畑で植木を生育している場合には植木畑が対象領域Ｆ１となり、林業のように森林にて木材となる樹木を生育する場合には森林が対象領域Ｆ１となる。この場合、対象領域Ｆ１で生育される作物は植木又は樹木等である。本実施形態では、特に断りが無い限り、作業車両１０は圃場（対象領域Ｆ１）の耕耘作業に用いられ、対象領域Ｆ１が稲の生育用の水田である場合を例に挙げて説明する。また、対象領域Ｆ１は圃場に限らず、例えば作業車両１０が建設機械であれば、建設機械が作業を行う現場が対象領域Ｆ１となる。
【0023】
また、作業車両１０は、対象領域Ｆ１（ここでは圃場）だけでなく、例えば、対象領域Ｆ１外の圃場外経路等の道路においても自動走行により移動可能である。作業車両１０は、測位装置１５（図２参照）により測位される作業車両１０の現在位置の位置情報に基づいて、対象領域Ｆ１内及び対象領域Ｆ１外に予め設定された目標経路（圃場外経路を含む）に沿って自動走行（移動）可能に構成されている。圃場外経路は、例えば、複数の対象領域Ｆ１（圃場）間を接続する圃場間接続路である。圃場間接続路は、農道、林道、公道、私道又は自動車道等であって、作業車両１０専用の道路であってもよいし、一般車両（乗用車等）が通行可能な道路であってもよい。
【0024】
また、本開示でいう「自動走行」には、オペレータの操作によらずに作業車両１０が自律的に走行する「自律走行」と、例えば直進アシストのように操舵のみが自動化される「半自動走行」と、が含まれる。
【0025】
「自律走行」は、例えば、目標経路に沿って作業車両１０が走行するように、操舵輪１１１の自動操舵に加えて、車速等の制御も自動的に行われる走行態様である。「直進アシスト」は、例えば、基準となる直線（基準線）に平行な直線経路に沿って作業車両１０が走行するように、操舵輪１１１の自動操舵のみが行われ、車速等はオペレータの操作によって制御される走行態様である。つまり、「半自動走行」は、オペレータの操作なしでは作業車両１０は走行できないものの、オペレータにとっては操舵にかかる負担が軽減され、かつ直線経路等の目標経路に沿って走行できるため作業効率の向上につながる。そして、自律走行と半自動走行とのいずれにおいても、操舵輪１１１は自動操舵されるので、「自動操舵モード」の一態様であると言える。
【0026】
自動操舵モードにおいては、操舵輪１１１はモータ４２１（図４参照）によって自動操舵される。つまり、オペレータがステアリングハンドル４１（図１参照）を操作する代わりに、モータ４２１の出力によって操舵輪１１１の向きを変更することによって自動操舵が実現される。要するに、本実施形態に係る作業車両１０は、モータ４２１を用いて操舵輪を自動操舵する自動操舵モードを有している。
【0027】
【0028】
本実施形態では、説明の便宜上、作業車両１０が使用可能な状態での鉛直方向を上下方向Ｄ１（図１参照）と定義する。作業車両１０の機体１１（の運転部１１３）に乗っている人（オペレータ）から見た方向を基準として、前後方向Ｄ２及び左右方向Ｄ３（図３参照）を定義する。左右方向Ｄ３の左側は、機体１１を前方に走行（前進）させる場合の左側を指し、左右方向Ｄ３の右側は、機体１１を前方に走行（前進）させる場合の右側を指す。ただし、これらの方向は、作業車両１０の使用方向（使用時の方向）を限定する趣旨ではない。
【0029】
作業車両１０は、図２に示すように、機体１１及び作業機１２に加えて、制御装置２、走行装置１３、操舵装置１４、測位装置１５、検出装置１６、通信装置１７、動力源１８及び操作装置１９等を備えている。制御装置２、走行装置１３、操舵装置１４、測位装置１５、検出装置１６、通信装置１７、動力源１８及び操作装置１９は、いずれも機体１１に搭載されている。
【0030】
機体１１は、人（オペレータ）が搭乗可能な運転部１１３（図１参照）を有している。運転部１１３には、操舵装置１４に含まれるステアリングハンドル４１（図３参照）、変速レバー及び操作装置１９等が配置されている。ステアリングハンドル４１、変速レバー及び操作装置１９等は、オペレータによって操作される操作部である。したがって、作業車両１０は、自動走行だけでなく、オペレータの手動操作による手動走行も可能に構成されている。また、上述したように、機体１１の後方側には作業機１２が取り外し可能に連結されている。作業機１２とは別の装置を機体１１に連結することも可能である。
【0031】
本実施形態では、作業機１２は、直装式のロータリ耕耘機であるので、機体１１の前進時に、対象領域Ｆ１としての圃場に対して耕耘作業を実施可能である。作業機１２は、機体１１に対する上下方向Ｄ１の相対位置（相対高さ）が可変である。これにより、対象領域Ｆ１の地表面である圃場面を基準とするときの作業機１２の高さが可変となり、例えば、作業機１２を対象領域Ｆ１の地表面から離れる高さまで上げることによって、作業車両１０は、作業機１２による作業を行わない非作業状態での走行も可能である。
【0032】
走行装置１３は、図１に示すように、（左右一対の）後輪からなる駆動輪１１２を駆動することによって、作業車両１０を走行させる装置である。走行装置１３は、変速装置を含み、動力源１８で発生する動力を、変速装置を介して駆動輪１１２に伝達することによって、機体１１を前進又は後進させる。さらに、走行装置１３は、ブレーキ装置を含み、機体１１を減速又は停止させることも可能である。本実施形態では、駆動輪１１２は通常の車輪であるが、これに限らず、例えば、駆動輪１１２にはクローラ（履帯）を採用したハーフクローラ式の機体１１であってもよい。
【0033】
操舵装置１４は、図１に示すように、（左右一対の）前輪からなる操舵輪１１１を操舵する装置である。操舵装置１４は、ステアリングハンドル４１を含み、ステアリングハンドル４１に対するオペレータの操作に応じて操舵輪１１１を操舵する。一対の操舵輪１１１は、図３に示すように、平面視において、前後方向Ｄ２を向いた姿勢、つまり回転軸が左右方向Ｄ３に沿った姿勢を基準姿勢とし、操舵装置１４により、基準姿勢から左方又は右方に傾くように操舵される。つまり、操舵装置１４は、一対の操舵輪１１１の向きを変更することで、操舵輪１１１の操舵を行う。
【0034】
図３は、ステアリングハンドル４１の操作に応じた操舵輪１１１の動作を模式的に表している。すなわち、図３に示すように、一対の操舵輪１１１が基準姿勢にある状態からステアリングハンドル４１が時計回りに操作されると、操舵装置１４は一対の操舵輪１１１（の前端）を右方へ傾けるように操舵し、機体１１の前進時においては機体１１を右旋回させる。一方、一対の操舵輪１１１が基準姿勢にある状態からステアリングハンドル４１が反時計回りに操作されると、操舵装置１４は一対の操舵輪１１１（の前端）を左方へ傾けるように操舵し、機体１１の前進時においては機体１１を左旋回させる。本実施形態では、手動操舵時にオペレータが操作するのはステアリングハンドル４１であるが、これに限らず、例えば、操作レバー等をオペレータが操作することで手動操舵を行ってもよい。
【0035】
このような走行装置１３及び操舵装置１４により、機体１１は、対象領域Ｆ１内を前後方向Ｄ２及び左右方向Ｄ３に移動するよう走行可能となる。例えば、走行装置１３により駆動輪１１２が駆動されて機体１１が前進している状態で、操舵装置１４により操舵輪１１１の角度が変更されると、機体１１が左右方向Ｄ３に旋回して機体１１の進行方向が変更される。
【0036】
測位装置１５は、機体１１の現在位置（緯度、経度及び高度等）を求める。具体的に、測位装置１５は、例えば、運転部１１３のルーフ上に配置されており、ＧＮＳＳ（Global Navigation Satellite System）等の衛星測位システムを用いて機体１１の現在位置（緯度及び経度）を算出する。つまり、測位装置１５は、複数の衛星２０２（図１参照）からの測位信号を受信する測位用アンテナを有し、測位信号に基づいて現在位置を算出する。さらに、測位装置１５は、慣性センサを含み、機体１１の現在方位等の姿勢も検出可能である。
【0037】
また、測位装置１５は、作業車両１０に近い基地局２０１（基準局）に対応する補正情報を利用して、作業車両１０の現在位置を算出する、ＲＴＫ（Real Time Kinematic）測位のように、比較的高精度な測位方式を採用する。機体１１の現在位置は、測位位置（測位用アンテナの位置）と同一位置であってもよいし、平面視における機体１１の中心位置等のように測位位置からずれた位置であってもよい。測位装置１５として、例えば、携帯電話端末、スマートフォン又はタブレット端末等が代用されてもよい。
【0038】
検出装置１６は、検出エリアの障害物を検出する。検出装置１６は、障害物センサと、検出処理部と、を含んでいる。障害物センサは、カメラ（イメージセンサ）、ソナーセンサ、人感センサ、レーダ又はＬｉＤＡＲ（Light Detection and Ranging）等の種々のセンサを含み得る。障害物センサは、光又は音が測距点に到達して戻るまでの往復時間に基づいて測距点までの距離を測定するＴＯＦ（Time Of Flight）方式により、物体（障害物）までの距離を測定する３次元センサであってもよい。検出処理部は、障害物センサから取得する測定情報に基づいて障害物を検出する。ここで、検出処理部は、障害物の存否のみを検出してもよいし、障害物の位置、形状、数又は属性（種別等を含む）等を検出してもよい。
【0039】
検出装置１６の検出結果は、制御装置２に出力されている。制御装置２は、少なくとも作業車両１０の自動走行中に検出装置１６が障害物を検出した場合、警報（音及び／又は光による報知を含む）の出力、並びに走行装置１３及び操舵装置１４を制御することによる障害物の回避処理（迂回、減速又は停止等を含む）等を実行する。さらに、制御装置２は、障害物の位置情報、及び回避処理の実行履歴等を端末装置３に出力して端末装置３に表示等させてもよい。
【0040】
通信装置１７は、作業車両１０（制御装置２及び測位装置１５等）を、有線又は無線で外部機器に接続し、外部機器との間で所定の通信プロトコルに従ったデータ通信を実行するための通信インタフェースである。本実施形態では、通信装置１７は、少なくとも外部機器である端末装置３との間で、相互に通信可能である。通信装置１７として、例えば、携帯電話端末、スマートフォン又はタブレット端末等が代用されてもよい。
【0041】
動力源１８は、少なくとも走行装置１３に動力を供給する駆動源である。動力源１８は、例えばディーゼルエンジン等のエンジンを有する。さらに、動力源１８は、油圧ポンプを駆動し、操舵装置１４のパワーステアリング機構４３（図４参照）の油圧シリンダ等に油圧ポンプから作動油を供給させる。つまり、動力源１８は、パワーステアリング機構４３にも動力を供給可能に構成されている。
【0042】
操作装置１９は、オペレータの操作を受け付ける装置である。操作装置１９は、例えば、操舵輪１１１を自動操舵する自動操舵モードと、操舵輪１１１を手動操舵する手動操舵モードと、の切替操作を受け付け可能である。操作装置１９は、受け付けた操作に応じた信号を制御装置２に出力する。
【0043】
制御装置２は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）等の１以上のプロセッサと、ＲＯＭ（Read Only Memory）及びＲＡＭ（Random Access Memory）等の１以上のメモリとを有するコンピュータシステムを主構成とし、種々の処理（情報処理）を実行する。本実施形態では、制御装置２は１以上のプロセッサを有するコンピュータシステムを主構成とするので、１以上のプロセッサが作業車両用制御プログラムを実行することにより、制御装置２が実現される。本実施形態では、制御装置２は、作業車両１０全体の制御を行う統合コントローラであって、例えば、電子制御ユニット（ＥＣＵ：Electronic Control Unit）からなる。ただし、制御装置２は、統合コントローラと別に設けられていてもよい。
【0044】
制御装置２は、機体１１の各部に設けられたデバイスと通信可能に構成されている。つまり、制御装置２には、作業機１２、走行装置１３、操舵装置１４、測位装置１５、検出装置１６、通信装置１７、動力源１８及び操作装置１９等が電気的に接続されている。これにより、制御装置２は、作業機１２、走行装置１３及び操舵装置１４等を制御したり、測位装置１５、検出装置１６及び操作装置１９等の出力を取得したりすることが可能である。ここで、制御装置２は、各種の情報（データ）の授受を、各デバイスと直接的に行ってもよいし、中継器等を介して間接的に行ってもよい。
【0045】
本実施形態では、制御装置２は、図２に示すように、走行制御部２１と、操舵制御部２２と、作業制御部２３と、記憶部２４と、を備えている。
【0046】
走行制御部２１は、走行装置１３及び動力源１８を制御する。走行制御部２１は、少なくとも自律走行に際して、オペレータに代えて、車速及びエンジン回転数等を目標値に近づけるように走行装置１３及び動力源１８を制御する。また、走行制御部２１は、走行装置１３のブレーキ装置を制御して、機体１１を減速又は停止させることも可能である。
【0047】
操舵制御部２２は、操舵装置１４を制御する。操舵制御部２２は、動作モードとして自動操舵モードと手動操舵モードとを有し、自動操舵モードと手動操舵モードとを切り替え可能に構成されている。手動操舵モードは、オペレータがステアリングハンドル４１を操作することで操舵を行うモードである。操舵制御部２２は、少なくとも自律走行又は半自動走行に際して、自動操舵モードで動作し、オペレータに代えて、操舵輪１１１の操舵角を目標操舵角に近づけるように操舵装置１４を制御する。
【0048】
特に、自律走行に際しては、操舵制御部２２は走行制御部２１と共に、機体１１が目標経路に沿って走行するように、機体１１の現在位置に基づいて、作業車両１０の制御を実行する。作業車両１０を自律走行させるための目標経路は、例えば、端末装置３において生成される。すなわち、作業車両１０は、端末装置３から目標経路に対応する経路データを取得し、目標経路に従って自律走行を行う。操舵制御部２２についてより詳しくは、「［４］操舵装置関連の構成」の欄で説明する。
【0049】
作業制御部２３は、作業機１２を制御する。走行制御部２１は、少なくとも自律走行に際して、目標経路上での機体１１の現在位置に基づいて、作業機１２の制御を実行する。具体的に、目標経路のうち、作業機１２による作業を実施する作業経路を作業車両１０が走行中であれば、作業制御部２３は作業機１２を作業位置にセットし、作業機１２による作業を実施する。一方、目標経路のうち、作業機１２による作業を実施しない非作業経路を作業車両１０が走行中であれば、作業制御部２３は作業機１２を上昇させて非作業位置とし、作業機１２による作業を中止する。
【0050】
記憶部２４は、作業車両用制御プログラム、及び目標経路に関する目標経路情報等の種々のデータを記憶する不揮発性メモリ等である。つまり、走行制御部２１及び操舵制御部２２は、例えば、記憶部２４に記憶されている目標経路情報に基づいて、目標経路に沿った自律走行を実行させること等が可能である。
【0051】
また、作業車両１０は、上述した構成に加えて、バッテリ、燃料タンク、表示装置及び各種センサ等を更に備えている。バッテリは、例えば、制御装置２等、作業車両１０の各部に動作用の電力を供給する。特に制御装置２、操舵装置１４、測位装置１５、検出装置１６及び通信装置１７等の電子機器は、バッテリからの電力供給により動作することで、動力源１８の停止中も動作可能である。表示装置は、各種の情報を表示する液晶ディスプレイ又は有機ＥＬディスプレイのような、ユーザ（オペレータ）に情報を提示するためのユーザインタフェースである。
【0052】
【0053】
本実施形態では、端末装置３は、上述したように作業車両１０と通信可能であって、作業車両１０の制御装置２と共に制御システム１を構成する。つまり、制御システム１の構成要素は、少なくとも作業車両１０と端末装置３とに分散して設けられている。ただし、この構成に限らず、例えば、端末装置３の機能が制御装置２に設けられていてもよく、この場合には、制御システム１の構成要素は、制御装置２のみで実現されることになる。
【0054】
本実施形態では一例として、端末装置３は、タブレット端末、スマートフォン又はラップトップコンピュータ等の汎用端末で構成されている。端末装置３は、図１に示すように、機体１１の運転部１１３に配置される。汎用端末からなる端末装置３には、専用のアプリケーションソフト（プログラム）がインストールされており、このアプリケーションソフトを起動することにより、端末装置３は、制御システム１の端末装置３として機能する。
【0055】
端末装置３は、表示部３１と、操作部３２と、を備えている。表示部３１は、例えば、液晶ディスプレイ又は有機ＥＬディスプレイ等を含む。操作部３２は、例えば、タッチパネル、物理スイッチ、マウス又はキーボード等を含む。本実施形態では一例として、液晶ディスプレイからなる表示部３１とタッチパネルからなる操作部３２とが一体化されて、タッチパネルディスプレイを構成する。そのため、表示部３１に表示画面が表示されている状態で操作部３２が操作されることにより、端末装置３は、表示画面においてユーザ操作を受け付けることが可能となる。
【0056】
端末装置３は、作業車両１０の動作に係る各種設定の入力と、作業車両１０の制御に係る制御信号を出力するために用いられる。具体的に、端末装置３は、作業車両１０の自動走行のための目標経路等、作業車両１０の制御に関する種々の情報を設定（登録）する機能を有している。つまり、オペレータは、表示部３１に表示される表示画面において操作部３２を操作することで、目標経路等を設定可能である。ここで設定される目標経路等の情報は、作業車両１０に対して、直接的に又は間接的に送信され、作業車両１０の自動走行に使用される。さらに、端末装置３は、オペレータの操作に応じて、少なくとも作業車両１０の自動走行を停止させるための制御信号を作業車両１０に出力（送信）することで、作業車両１０の操作が可能に構成されている。
【0057】
また、端末装置３は、作業車両１０の自動走行中において、作業車両１０の現在位置、現在方位及び（散布）作業状況等の、作業車両１０の動作に係る種々の情報を表示部３１に表示可能である。一例として、端末装置３は、対象領域Ｆ１を模したマップ上に、目標経路と共に、作業車両１０の現在位置等を表示する監視画面を表示部３１に表示することで、オペレータにおいては、視覚的に作業車両１０の状況を把握しやすくなる。
【0058】
［４］操舵装置関連の構成
次に、操舵装置１４に関連する構成について、図３及び図４を参照して詳しく説明する。図４は、操舵装置１４に関連する構成（操舵装置１４、操舵制御部２２及び記憶部２４）によって、操舵輪１１１が操舵されることを模式的に表している。
次に、操舵装置１４に関連する構成について、図３及び図４を参照して詳しく説明する。図４は、操舵装置１４に関連する構成（操舵装置１４、操舵制御部２２及び記憶部２４）によって、操舵輪１１１が操舵されることを模式的に表している。
【0059】
操舵装置１４は、上述したように、左右一対の前輪からなる操舵輪１１１を操舵する装置であって、少なくともステアリングハンドル４１に対するオペレータの操作に応じて操舵輪１１１の向き、つまり操舵角θ１を変化させる。操舵角θ１は、図３に示すように、基準姿勢に対する操舵輪１１１の傾き角度である。つまり、操舵輪１１１が前後方向Ｄ２を沿った基準姿勢にある場合（図３の中央に示す状態）、操舵角θ１は０度となる。
【0060】
この状態で、ステアリングハンドル４１が操作されると、操舵装置１４は、ステアリングハンドル４１の操作方向に、ステアリングハンドル４１の操作量に応じた操舵角θ１だけ操舵輪１１１を傾ける。要するに、手動操舵モードにおいては、ステアリングハンドル４１の操作に従って操舵角θ１が変化することになる。本実施形態では一例として、基準姿勢から操舵輪１１１が右方に傾くとき（図３の右側に示す状態）の操舵角θ１を「正」とし、基準姿勢から操舵輪１１１が左方に傾くとき（図３の左側に示す状態）の操舵角θ１を「負」とする。さらに、本実施形態では一例として、一対の操舵輪１１１である左前輪及び右前輪の操舵角θ１は同一であることとする仮定する。
【0061】
本実施形態では、操舵装置１４は、図４に示すように、ステアリングハンドル４１に加えて、ステアリング操作ユニット４２、パワーステアリング機構４３、舵角センサ４４及びストッパ機構４５を更に有している。
【0062】
パワーステアリング機構４３は、少なくとも手動操舵モードにおいて、ステアリングハンドル４１の操作に連動して一対の操舵輪１１１を操舵させる機構である。つまり、オペレータがステアリングハンドル４１を操作すると、この操作力をパワーステアリング機構４３が増幅することによって、一対の操舵輪１１１を実際に操舵する。本実施形態では一例として、パワーステアリング機構４３は油圧式であって、油圧シリンダ等の油圧アクチュエータによって一対の操舵輪１１１を駆動する。そのため、パワーステアリング機構４３による操作力の増幅率は、動力源１８のエンジン回転数に応じて変化する。よって、例えば、エンジン回転数が低下すると、パワーステアリング機構４３による操作力の増幅率も低下し、ステアリングハンドル４１の操作に必要な力は大きくなって、ステアリングハンドル４１（の操作感）が重くなる。
【0063】
ステアリング操作ユニット４２は、自動操舵モードにおいて、ステアリングハンドル４１の操作に代えて、一対の操舵輪１１１を操舵するための装置である。ステアリング操作ユニット４２は、モータ４２１及びモータドライバ４２２を含む。
【0064】
モータ４２１は、モータドライバ４２２からの駆動信号（電気信号）を受けて駆動される電動機である。モータ４２１の出力は、パワーステアリング機構４３に与えられる。そのため、ステアリング操作ユニット４２は、ステアリングハンドル４１の操作に代えて、モータ４２１によってパワーステアリング機構４３を作動させ、一対の操舵輪１１１を操舵することが可能である。
【0065】
モータドライバ４２２は、モータ４２１に駆動信号を出力することでモータ４２１を駆動する。モータドライバ４２２は、操舵制御部２２（の自動操舵処理部５３）から指令値を受けて、当該指令値に従ってモータ４２１を駆動する。ここで「指令値」としては、例えば、モータ４２１の回転数（回転速度）に関する速度指令値、モータ４２１の駆動電流に関する電流指令値、モータ４２１のトルクに関するトルク指令値、及びモータ４２１の回転位置に関する位置指令値等がある。モータドライバ４２２は、例えば、速度指令値を受けて、モータ４２１の回転数（回転速度）を速度指令値に近づけるようにモータ４２１を速度制御する。
【0066】
ここで、モータドライバ４２２は、モータ４２１を双方向に回転させることが可能であって、かつモータ４２１を任意の回転数（回転速度）で駆動することが可能である。本実施形態では一例として、モータ４２１が正回転することで操舵輪１１１の操舵角θ１は正の向き（つまり右方）に変化し、モータ４２１が逆回転することで操舵輪１１１の操舵角θ１は負の向き（つまり左方）に変化する。したがって、ステアリング操作ユニット４２は、オペレータによるステアリングハンドル４１の操作と同様に、パワーステアリング機構４３を介して一対の操舵輪１１１を任意の操舵角θ１に操舵することが可能である。
【0067】
舵角センサ４４は、一対の操舵輪１１１の現在の操舵角θ１を検出するセンサである。舵角センサ４４は、例えば、ポテンショメータ等を用いて構成され、操舵角θ１に応じた舵角信号を、制御装置２の操舵制御部２２に、定期的又は不定期に出力する。本実施形態では、上述のように、一対の操舵輪１１１である左前輪及び右前輪の操舵角θ１は同一であるので、舵角センサ４４は、一対の操舵輪１１１のうちのいずれか一方の操舵角θ１を検出する。
【0068】
ストッパ機構４５は、一対の操舵輪１１１の可動範囲を制限する機構である。つまり、一対の操舵輪１１１の操舵角θ１は無限に変化させることはできず、一対の操舵輪１１１は最大切れ角までしか操舵することしかできない。本開示でいう「最大切れ角」は、前後方向Ｄ２に対してどれぐらい操舵輪１１１の角度をつけられるかを意味する。（一対の）操舵輪１１１が基準姿勢から最大切れ角まで切られる（傾けられる）と、物理的にそれ以上は切る（傾ける）ことができないのであって、最大切れ角は、操舵角θ１の物理的な上限値である。本開示では、操舵輪１１１が最大切れ角まで操舵された状態を「末切り状態」という。
【0069】
操舵輪１１１は、基準姿勢から操舵角θ１の正の向き（つまり右方）と、基準姿勢から操舵角θ１の負の向き（つまり左方）との両方に操舵可能であるため、最大切れ角についても、正と負とのそれぞれがある。よって、一対の操舵輪１１１の操舵角θ１は、左の末切り状態にある左方の最大切れ角（負の操舵角θ１）から、右の末切り状態にある右方の最大切れ角（正の操舵角θ１）までの範囲内で変化し得る。
【0070】
一例として、ストッパ機構４５は、操舵輪１１１の軸付近に装着された調整用ボルトを有し、調整用ボルトの長さによって最大切れ角を調整可能である。このストッパ機構４５によれば、人が調整用ボルトを回して調整用ボルトの長さを調整することにより、所望の最大切れ角に調整することができる。ここで、ストッパ機構４５は、左方の最大切れ角を調整する調整用ボルトと、右方の最大切れ角を調整する調整用ボルトとを有し、これらの調整用ボルトを個別に調整可能である。そのため、最大切れ角は、左方と右方とで個別に規定可能である。
【0071】
このように、本実施形態では、最大切れ角は、操舵輪１１１の可動範囲を制限するストッパ機構４５により規定される。そのため、操舵輪１１１が可動範囲を超えて操舵されることを、ストッパ機構４５によって物理的に制限でき、操舵装置１４にかかる負荷を小さく抑えることができる。特に、本実施形態のように、人がストッパ機構４５を操作して最大切れ角を調整可能であることで、作業車両１０の用途、対象領域Ｆ１等に応じて所望の最大切れ角を設定することができる。
【0072】
また、操舵装置１４を制御する操舵制御部２２は、本実施形態では、図４に示すように、取得処理部５１と、モード切替処理部５２と、自動操舵処理部５３と、オーバライド判定処理部５４と、条件変更処理部５５と、切れ角判定処理部５６と、最大角設定処理部５７と、を有している。
【0073】
取得処理部５１は、各デバイスから電気信号（データを含む）を取得する取得処理を実行する。本実施形態では、取得処理部５１は、少なくとも舵角センサ４４からの舵角信号を取得する。さらに、取得処理部５１は、ステアリング操作ユニット４２から、例えば、トルク、回転数（回転速度）及び電流等の、モータ４２１の駆動状態に係る情報を取得する。
【0074】
モード切替処理部５２は、（作業車両１０の）動作モードを手動操舵モードと自動操舵モードとで切り替えるモード切替処理を実行する。モード切替処理部５２は、基本的に、自動走行（自律走行及び半自動走行を含む）の開始時に、動作モードを手動操舵モードから自動操舵モードに切り替え、自動走行の終了時に、動作モードを自動操舵モードから手動操舵モードに切り替える。
【0075】
さらに、モード切替処理部５２は、後述するオーバライド状態であると判定されると、作業車両１０の動作モードを自動操舵モードからオペレータが手動で操舵する手動操舵モードに切り替える。オーバライド状態は、自動操舵モードで動作中に、例えば、ステアリングハンドル４１が操作されることにより、パワーステアリング機構４３に対してステアリング操作ユニット４２とステアリングハンドル４１との両方から入力が与えられる状態である。このようなオーバライド状態になると、たとえ自動走行が継続中であっても、モード切替処理部５２は、自動操舵モードから手動操舵モードに強制的に切り替える。したがって、オペレータにおいては、自動操舵モードで動作中にステアリングハンドル４１を操作するだけで、自動操舵モードを強制的に終了させることができ、操作性が向上する。
【0076】
自動操舵処理部５３は、自動操舵モードにおいて、モータ４２１を制御する自動操舵処理を実行する。自動操舵処理部５３は、操舵輪１１１の操舵角θ１を目標操舵角に近づけるように操舵装置１４（のモータ４２１）を制御する。本実施形態では一例として、自動操舵処理部５３は、ステアリング操作ユニット４２のモータドライバ４２２に、速度指令値等の指令値を出力し、当該指令値に従って、モータドライバ４２２にモータ４２１を駆動させることでモータ４２１を制御する。ここで、自動操舵処理部５３は、自動操舵モードにおいて、目標経路に沿って作業車両１０が走行するように、一対の操舵輪１１１を随時操舵し、操舵角θ１を随時調節する。
【0077】
オーバライド判定処理部５４は、自動操舵モードにおいて、オーバライド状態であるか否かを判定するオーバライド判定処理を実行する。ここで、オーバライド判定処理部５４は、モータ４２１に生じるトルクに関する判定条件に基づいて、オーバライド状態であるか否かを判定する。一例として、モータ４２１で閾値を超えるトルクを一定時間生じている場合には、オペレータによりステアリングハンドル４１が操作されていることが推測されるので、このような場合に、オーバライド判定処理部５４は、判定条件を満たすと判断し、オーバライド状態であると判定する。
【0078】
条件変更処理部５５は、判定条件を変更する条件変更処理を実行する。ここでいう「判定条件」は、オーバライド判定処理部５４においてオーバライド状態であるか否かの判定に用いられる条件である。つまり、本実施形態では、オーバライド状態の判定に用いられる「判定条件」は固定的ではなく、条件変更処理部５５により変更可能である。
【0079】
切れ角判定処理部５６は、自動操舵モードにおいて、末切り状態にあるか否かを判定する切れ角判定処理を実行する。ここで、切れ角判定処理部５６は、切れ角判定条件に基づいて、操舵輪１１１が最大切れ角まで操舵された末切り状態にあるか否かを判定する。一例として、操舵角θ１が所定角度（ストッパ機構４５が作用し得る角度）以上で、操舵角θ１が殆ど変化せず、モータ４２１に所定値以上のトルクが生じ、かつトルクの向きが指令値と一致している状態が、一定時間継続している場合には、操舵輪１１１が最大切れ角まで操舵されていることが推測されるので、このような場合に、切れ角判定処理部５６は、切れ角判定条件を満たすと判断し、末切り状態にあると判定する。「切れ角判定条件」は、オーバライド状態であるか否かの判定に用いられる「判定条件」とは別の条件であって、本実施形態では、予め固定的に規定された条件である。
【0080】
最大角設定処理部５７は、自動操舵における最大操舵角を設定する最大角設定処理を実行する。ここで、最大角設定処理部５７は、切れ角判定処理により末切り状態にあると判定されたときの操舵輪１１１の操舵角θ１に基づいて、最大操舵角を設定する。本開示でいう「最大操舵角」は、自動操舵モードにおいて、自動操舵処理部５３が操舵装置１４（のモータ４２１）を制御する自動操舵処理に際し、目標操舵角の最大値となる角度である。つまり、自動操舵に際しては、最大操舵角以下の範囲内で操舵角θ１が制御されることになる。
【0081】
最大角設定処理部５７は、制御装置２の記憶部２４に最大操舵角の値を記憶する（書き込む）ことをもって、最大操舵角を設定する。記憶部２４は、最大角設定処理部５７にて設定される最大操舵角を記憶する左最大角記憶領域２４１及び右最大角記憶領域２４２を有している。左最大角記憶領域２４１には、最大角設定処理部５７にて設定される負の向き、つまり左方の最大操舵角が記憶される。右最大角記憶領域２４２には、最大角設定処理部５７にて設定される正の向き、つまり右方の最大操舵角が記憶される。
【0082】
このように、本実施形態では、最大操舵角は操舵輪１１１の操舵方向（左方及び右方）ごとに個別に設定される。これにより、操舵方向によらずに一括りで最大操舵角が設定される場合に比べて、末切り状態にあるときの操舵角θ１に基づく適切な最大操舵角が設定される。
【0083】
【0084】
本実施形態に係る制御方法は、コンピュータシステムを主構成とする制御システム１にて実行されるので、言い換えれば、作業車両用制御プログラム（以下、単に「制御プログラム」という）にて具現化される。つまり、本実施形態に係る制御プログラムは、制御方法に係る各処理を１以上のプロセッサに実行させるためのコンピュータプログラムである。
【0085】
ここで、制御システム１は、制御プログラムを実行させるための予め設定された特定の開始操作が行われた場合に、制御方法に係る下記の各種処理を実行する。開始操作は、例えば、エンジン（動力源１８）を始動するキースイッチのオン操作、及び／又は、端末装置３でのアプリケーションプログラム（作業車両用制御プログラム）の起動操作等である。一方、制御システム１は、予め設定された特定の終了操作が行われた場合に、制御方法に係る下記の各種処理を終了する。終了操作は、例えば、キースイッチのオフ操作、及び／又は、端末装置３でのアプリケーションプログラム（作業車両用制御プログラム）の終了操作等である。
【0086】
［５．１］自動走行方法
まず、本実施形態に係る制御システム１にて、作業車両１０を自動走行（自律走行及び半自動走行を含む）させる方法について、図５を参照して説明する。図５は、平面視において対象領域Ｆ１について生成される目標経路Ｒ１及び作業車両１０を模式的に表している。図５において、作業車両１０が作業を行う経路（作業経路ｒ１１）を実線で示し、作業車両１０が作業を行わない経路（非作業経路ｒ１２）を点線で示す。
まず、本実施形態に係る制御システム１にて、作業車両１０を自動走行（自律走行及び半自動走行を含む）させる方法について、図５を参照して説明する。図５は、平面視において対象領域Ｆ１について生成される目標経路Ｒ１及び作業車両１０を模式的に表している。図５において、作業車両１０が作業を行う経路（作業経路ｒ１１）を実線で示し、作業車両１０が作業を行わない経路（非作業経路ｒ１２）を点線で示す。
【0087】
図５の左側には、オペレータの操作によらずに作業車両１０が自律的に走行する自律走行の例を示す。自律走行においては、制御システム１は、圃場からなる対象領域Ｆ１に対して生成される目標経路Ｒ１に沿って、作業車両１０を自動的に走行させる。図５の例では、目標経路Ｒ１は、直線状の複数の作業経路ｒ１１と、隣接する作業経路ｒ１１同士を接続する旋回経路からなる非作業経路ｒ１２と、を含む。この場合、制御システム１は、走行制御部２１及び操舵制御部２２にて、走行装置１３、操舵装置１４及び動力源１８を制御し、目標経路Ｒ１に沿って作業車両１０を走行させる。さらに、制御システム１は、作業制御部２３にて作業機１２を制御し、目標経路Ｒ１のうち作業経路ｒ１１でのみ作業機１２による作業を行う。
【0088】
この例では、少なくとも旋回経路からなる非作業経路ｒ１２を作業車両１０が走行する際には、非作業経路ｒ１２に沿って作業車両１０を旋回走行させるべく、操舵制御部２２は、操舵装置１４を制御して操舵輪１１１の操舵角θ１を変化させる。
【0089】
図５の右側には、操舵のみが自動化される直進アシスト（半自動走行）の例を示す。直進アシストにおいては、制御システム１は、圃場からなる対象領域Ｆ１において、基準線に平行な直線経路ｒ１３からなる目標経路Ｒ１に沿って、作業車両１０を走行させる。この場合、制御システム１は、操舵制御部２２にて操舵装置１４を制御し、直線経路ｒ１３上を維持させる。
【0090】
この例では、少なくとも作業車両１０が直線経路ｒ１３から逸脱した場合には作業車両１０を直線経路ｒ１３上に復帰させるべく、操舵制御部２２は、操舵装置１４を制御して操舵輪１１１の操舵角θ１を変化させる。
【0091】
【0092】
上述したように、切れ角判定処理部５６は、自動操舵モードにおいて、切れ角判定条件に基づいて、末切り状態にあるか否かを判定する切れ角判定処理を実行する。本実施形態では、ストッパ機構４５によって左方の最大切れ角と右方の最大切れ角とが個別に調整されており、切れ角判定処理では、左方の末切り状態（「左末切り状態」という）と、右方の末切り状態（「右末切り状態」という）と、をそれぞれ判定する。
【0093】
本実施形態では一例として、切れ角判定条件は、第１要件、第２要件、第３要件、第４要件及び第５要件を含み、切れ角判定処理部５６は、これら第１要件～第５要件を全て満たす場合にのみ末切り状態にあると判定する。つまり、第１要件～第５要件のうちの１つでも満たさない場合には、切れ角判定処理部５６は末切り状態にないと判定する。
【0094】
第１要件は、舵角センサ４４で検出される操舵角θ１の絶対値が閾値角度以上であることである。具体的に、第１要件における閾値角度は、ストッパ機構４５が作用し得る角度であって、一例として「２５度」である。第２要件は、操舵角θ１が所定時間殆ど変化していないことである。具体的に、第２要件は、取得処理部５１で取得される舵角センサ４４の出力の変化量が、所定回数のサンプリングタイミング（舵角信号の取得タイミング）において、一定角度（一例として０．５度）以下であることである。
【0095】
第３要件は、モータ４２１に所定値以上のトルクが生じていることである。具体的に、第３要件における所定値は、一般的な自動操舵においては生じないトルク値であって、一例として「８Ｎｍ」である。第４要件は、モータ４２１に生じているトルクの向きが指令値と一致していることである。具体的に、第４要件は、モータ４２１に生じているトルクの符号（＋／－）と、指令値（速度指令値等）におけるモータ４２１の正回転／逆回転と、が一致していることである。
【0096】
第５要件は、第１要件、第２要件、第３要件及び第４要件が、一定時間継続していることである。第５要件における一定角度は、一例として「０．１ｓｅｃ」である。要するに、切れ角判定処理部５６は、上記第１要件～第４要件を全て満たす状態が、一定時間継続すること（第５要件）をもって、末切り状態にあると判定する。
【0097】
【0098】
すなわち、自動走行（自律走行及び半自動走行を含む）の開始時に、モード切替処理部５２が、動作モードを手動操舵モードから自動操舵モードに切り替える。自動操舵モードが開始すると、自動操舵処理部５３は、自動操舵処理を開始する（Ｓ１）。そして、最大角設定処理部５７は、設定済み（記憶部２４に記憶済み）の最大操舵角をリセットする（Ｓ２）。
【0099】
次のステップＳ３では、切れ角判定処理部５６は、左方の最大操舵角（「左最大操舵角」という）が設定済みであるか否かを判断する。このとき、左最大角記憶領域２４１に左最大操舵角が記憶されていれば、切れ角判定処理部５６は、左最大操舵角が設定済みと判断し（Ｓ３：Ｙｅｓ）、左末切り状態の判定に係る処理（Ｓ４～Ｓ６）をスキップして、処理をステップＳ７に移行させる。一方、左最大角記憶領域２４１に左最大操舵角が記憶されていなければ、切れ角判定処理部５６は、左最大操舵角が設定済みでないと判断し（Ｓ３：Ｎｏ）、処理をステップＳ４に移行させる。
【0100】
ステップＳ４では、切れ角判定処理部５６は、切れ角判定条件に基づいて、左末切り状態にあるか否かを判定する。ここで、左末切り状態の判定に際しては、切れ角判定条件のうちの例えば第１要件において、負の操舵角θ１に限定して判定される。つまり、第１要件における所定角度を「－２５度」とし、操舵角θ１が「－２５度」以下である場合に、第１要件を満たすこととする。このとき、切れ角判定条件を満たしていれば、切れ角判定処理部５６は、左末切り状態にあると判定し（Ｓ４：Ｙｅｓ）、処理をステップＳ５に移行させる。切れ角判定条件を満たさなければ、切れ角判定処理部５６は、左末切り状態にないと判定し（Ｓ４：Ｎｏ）、処理をステップＳ７に移行させる。
【0101】
ステップＳ５では、自動操舵処理部５３が、制限期間にかけてモータ４２１のトルクを制限する処理を実行する。具体的に、自動操舵処理部５３は、基本的には速度指令値によってモータ４２１を速度制御しているところ、制限期間にかけては電流指令値を「０Ａ」とする電流制御によりモータ４２１を駆動させる。制限期間は、末切り状態にあると判定された直後の一定時間長さ（一例として０．００６ｓｅｃ）の期間である。これにより、左末切り状態にあると判定された直後の一定時間においては、電流指令値を「０Ａ」とする電流制御によってモータ４２１が駆動されるので、モータ４２１に生じるトルクが制限される。
【0102】
次のステップＳ６では、最大角設定処理部５７が、ステップＳ４の時点で舵角センサ４４にて検出される操舵角θ１に基づいて、左最大操舵角を設定する。つまり、最大角設定処理部５７は、左末切り状態にあると判定されたときの操舵輪１１１の操舵角θ１に基づいて、左最大操舵角を求め、記憶部２４の左最大角記憶領域２４１に記憶することをもって左最大操舵角を設定する。
【0103】
次のステップＳ７では、切れ角判定処理部５６は、右方の最大操舵角（「右最大操舵角」という）が設定済みであるか否かを判断する。このとき、右最大角記憶領域２４２に右最大操舵角が記憶されていれば、切れ角判定処理部５６は、右最大操舵角が設定済みと判断し（Ｓ７：Ｙｅｓ）、右末切り状態の判定に係る処理（Ｓ８～Ｓ１０）をスキップして、処理をステップＳ１１に移行させる。一方、右最大角記憶領域２４２に右最大操舵角が記憶されていなければ、切れ角判定処理部５６は、右最大操舵角が設定済みでないと判断し（Ｓ７：Ｎｏ）、処理をステップＳ８に移行させる。
【0104】
ステップＳ８～Ｓ１０では、ステップＳ４～Ｓ６で「左末切り状態」及び「左最大操舵角」について行ったのと同様の処理を、「右末切り状態」及び「右最大操舵角」について行う。すなわち、例えばステップＳ８では、第１要件における所定角度を「２５度」とし、操舵角θ１が「２５度」以上である場合に、第１要件を満たすこととする。このとき、切れ角判定条件を満たしていれば、切れ角判定処理部５６は、右末切り状態にあると判定し（Ｓ８：Ｙｅｓ）、処理をステップＳ９に移行させる。切れ角判定条件を満たさなければ、切れ角判定処理部５６は、右末切り状態にないと判定し（Ｓ８：Ｎｏ）、処理をステップＳ１１に移行させる。
【0105】
ステップＳ１１では、切れ角判定処理部５６は、左最大操舵角及び右最大操舵角の両方が設定済みであるか否かを判断する。つまり、左最大角記憶領域２４１に左最大操舵角が記憶され（Ｓ３：Ｙｅｓ）、かつ右最大角記憶領域２４２に右最大操舵角が記憶されていれば（Ｓ７：Ｙｅｓ）、切れ角判定処理部５６は、最大操舵角は設定済みと判断し（Ｓ１１：Ｙｅｓ）、切れ角判定処理に関連する一連の処理を終了する。一方、左最大操舵角及び右最大操舵角のいずれか一方でも未設定であれば（Ｓ１１：Ｎｏ）、切れ角判定処理部５６は、処理をステップＳ３に戻す。
【0106】
制御システム１は、自動操舵モードが開始するごとに、上記ステップＳ１～Ｓ１１の処理を実行する。ただし、図６に示すフローチャートは一例に過ぎず、処理が適宜追加又は省略されてもよいし、処理の順番が適宜入れ替わってもよい。
【0107】
以上説明したように、本実施形態に係る制御方法は、自動操舵モードにおいて、切れ角判定条件に基づいて、操舵輪１１１が最大切れ角まで操舵された末切り状態にあるか否かを判定する切れ角判定処理を実行することを有する。したがって、例えば、末切り状態にあると判定される場合に、それ以上に操舵角θ１を大きくするような自動操舵を行わないようにすれば、操舵輪１１１が末切り状態を超えて自動操舵されることを抑制できる。よって、操舵輪が末切り状態を超えて自動操舵されることにより、モータ４２１に過大なトルクが生じて、オーバライド状態と判定されて自動操舵が解除される等の不具合が生じにくい。さらに、当該不具合を回避するためにオーバライド状態と判定するためのトルクの閾値を大きく設定する必要もないので、モータ４２１に過大なトルクが生じる状況が長引いてモータ４２１にダメージを与えたり、手動操舵に切り替えるためのステアリングハンドル４１の操作に比較的大きな力が必要となったりする問題も解消できる。
【0108】
ここで、切れ角判定条件は、モータ４２１のトルクに関するトルク条件（第３要件及び第４要件）を含む。したがって、例えば、操舵角θ１に関する第１要件及び第２要件のみで操舵輪１１１が末切り状態にあるか否かを判定する場合に比べて、操舵輪１１１が末切り状態にあるとの誤判定が生じにくくなる。
【0109】
また、切れ角判定条件は、操舵輪１１１の操舵角θ１の変化率に関する変化率条件（第２要件）を含む。したがって、例えば、モータ４２１のトルクに関する第３要件及び第４要件のみで操舵輪１１１が末切り状態にあるか否かを判定する場合に比べて、操舵輪１１１が末切り状態にあるとの誤判定が生じにくくなる。
【0110】
また、切れ角判定条件は、操舵輪１１１の操舵角θ１の絶対値が閾値角度以上であること（第１要件）を含む。したがって、例えば、操舵角θ１の変化率に関する第２要件のみで操舵輪１１１が末切り状態にあるか否かを判定する場合に比べて、操舵輪１１１が末切り状態にあるとの誤判定が生じにくくなる。
【0111】
また、切れ角判定処理は、最大操舵角が設定されることをもって終了する（ステップＳ１１）。特に、本実施形態では、最大操舵角は操舵輪１１１の操舵方向（左方及び右方）ごとに個別に設定されるので、両方の最大操舵角（左最大操舵角及び右最大操舵角）が設定されることで、切れ角判定条件が終了する。これにより、最大操舵角の設定後においては、切れ角判定処理が行われないので、切れ角判定処理に係る処理負荷が軽減されることになる。
【0112】
さらに、切れ角判定処理は、自動操舵モードが開始するごとに実行される。したがって、例えば、最大操舵角が設定されて切れ角判定処理が終了しても、自動操舵モードが一旦終了して、再度、自動操舵モードが開始すると、切れ角判定処理も改めて実行されることになる。そのため、自動走行の終了後に、人がストッパ機構４５を調整し直すことがあっても、次の自動走行に際しては、切れ角判定処理が改めて行われる。
【0113】
また、本実施形態に係る制御方法では、ステップＳ５，Ｓ９のように、末切り状態にあると判定された場合に、切れ角判定処理により末切り状態にあると判定された場合、制限期間においてモータ４２１のトルクを制限する。すなわち、図７に例示するように、時点ｔ１において、切れ角判定処理により末切り状態にあると判定されると、その直後の制限期間Ｔ１に、モータ４２１のトルクが制限されることになる。図７は、横軸を時間軸とし、モータ４２１のトルクの変化を表すグラフである。図７において、二点鎖線は、制限期間Ｔ１を設けず末切り状態との判定後も速度制御を継続した場合の比較例を示す。
【0114】
要するに、比較例においては、末切り状態と判定された後、最大操舵角まで操舵輪１１１を戻すようにモータ４２１が制御されるところ、速度制御のため、モータ４２１の回転数（速度）の実測値と指令値との乖離が大きく、モータ４２１のトルクが低下するのに時間がかかる。そのため、末切り状態と判定された後も比較的長い時間、モータ４２１に大きなトルクがかかる状態が継続し、これにより誤ってオーバライド状態と判定されたり、モータ４２１等に負荷がかかったりする問題が生じ得る。
【0115】
これに対して、本実施形態では、自動操舵処理部５３は、基本的には速度指令値によってモータ４２１を速度制御しているところ、時点ｔ１の直後の時点ｔ２から時点ｔ３にかけての制限期間Ｔ１には、電流指令値を「０Ａ」とする電流制御に切り替える。その結果、制限期間Ｔ１の起点となる時点ｔ２からモータ４２１のトルクが急峻に低下する。したがって、モータ４２１のトルクがある値Ｘ１を下回るまでに要する時間を、比較例に比べて短縮可能である。結果的に、末切り状態と判定された後、モータ４２１に大きなトルクがかかる時間が短縮され、これにより誤ってオーバライド状態と判定されたり、モータ４２１等に負荷がかかったりする問題を解決し得る。
【0116】
ところで、本実施形態では、自動操舵における最大操舵角は、切れ角判定処理により末切り状態にあると判定されたときの操舵輪１１１の操舵角θ１からマージンを差し引いた値に設定される。つまり、左最大操舵角を設定するステップＳ６においては、最大角設定処理部５７は、ステップＳ４の時点で舵角センサ４４にて検出される操舵角θ１から、所定のマージンを差し引いた値を、左最大操舵角として求める。一例として、マージンは「０．５度」である。例えば、左末切り状態にあると判定されたときの操舵輪１１１の操舵角θ１が「－５１度」であるとすれば、そこからマージンを差し引いた「－５０．５度」が左最大操舵角となる。
【0117】
同様に、右最大操舵角を設定するステップＳ１０においては、最大角設定処理部５７は、ステップＳ８の時点で舵角センサ４４にて検出される操舵角θ１から、所定のマージンを差し引いた値を、右最大操舵角として求める。例えば、右末切り状態にあると判定されたときの操舵輪１１１の操舵角θ１が「５５度」であるとすれば、そこからマージンを差し引いた「５４．５度」が右最大操舵角となる。
【0118】
このように、マージンを差し引いた値が最大操舵角として設定されることで、自動操舵によって末切り状態まで操舵輪１１１が操舵されることを回避できる。これにより、自動操舵モードにおいて、ストッパ機構４５が作用してモータ４２１に過大なトルクが生じることを回避でき、ストッパ機構４５によって誤ってオーバライド状態と判定されることを回避でき、かつモータ４２１等にかかる負荷を小さく抑えることができる。
【0119】
ただし、このようなマージンをとることは必須ではなく、例えば、切れ角判定処理により末切り状態にあると判定されたときの操舵輪１１１の操舵角θ１を、最大操舵角としてもよい。この場合においては、自動操舵処理により最大操舵角の付近（一例として５度以内）に操舵角θ１を制御する際、モータ４２１の駆動トルクを制限することが好ましい。これにより、自動操舵モードにおいて、ストッパ機構４５が作用してモータ４２１に過大なトルクが生じることを回避でき、ストッパ機構４５によって誤ってオーバライド状態と判定されることを回避でき、かつモータ４２１等にかかる負荷を小さく抑えることができる。
【0120】
【0121】
上述したように、オーバライド判定処理部５４は、自動操舵モードにおいて、判定条件に基づいて、オーバライド状態であるか否かを判定するオーバライド判定処理を実行する。ここで、判定条件としては、モータ４２１に生じるトルクに関する条件が設定される。
【0122】
本実施形態では、判定条件は、第１個別条件及び第２個別条件等、それぞれ異なる閾値に対するトルクの大小関係に係る複数の個別条件を含む。オーバライド判定処理部５４は、これら複数の個別条件のうちの１つでも満たせばオーバライド状態であると判定する。つまり、オーバライド判定処理部５４は、少なくとも１つの個別条件を満たす場合に、オーバライド状態であると判定し、複数の個別条件の全てを満たさない場合にのみ、オーバライド状態でないと判定する。
【0123】
図８に例示するように、判定条件が、モータ４２１のトルクが第１閾値Ｔｈ１以上であることを条件とする第１個別条件と、モータ４２１のトルクが第２閾値Ｔｈ２（＞Ｔｈ１）以上であることを条件とする第２個別条件と、モータ４２１のトルクが第３閾値Ｔｈ３（＞Ｔｈ２）以上であることを条件とする第３個別条件と、を含む場合を想定する。ここで、第１個別条件は、トルクが第１閾値Ｔｈ１以上の状態が第１時間継続することであって、第２個別条件は、トルクが第２閾値Ｔｈ２以上の状態が第２時間（＜第１時間）継続することである。第３個別条件は、トルクが第３閾値Ｔｈ３以上の状態が第３時間（＜第２時間）継続することである。図８は、横軸を時間軸とし、モータ４２１のトルクの変化を表すグラフである。
【0124】
図８の例では、モータ４２１のトルクが第１閾値Ｔｈ１以上である期間Ｔ１１は、第１時間未満であるのに対し、モータ４２１のトルクが第２閾値Ｔｈ２以上である期間Ｔ１２は、第２時間以上である。つまり、第１個別条件及び第３個別条件は満たさないものの、第２個別条件を満たすため、オーバライド判定処理部５４は、判定条件を満たすと判断し、オーバライド状態であると判定する。
【0125】
このように、オーバライド判定処理部５４は、複数の個別条件のうちの１つでも満たせばオーバライド状態と判定することで、多様なオーバライド状態の判定が可能となる。結果的に、オーバライド状態の判定精度の向上につながる。
【0126】
さらに、判定条件は、時間に関する条件を含む。要するに、例えば、モータ４２１のトルクの大きさだけでなく、モータ４２１のトルクが閾値以上の状態が一定時間継続することを条件とするように、判定条件には時間に関する条件が含まれている。したがって、例えば、操舵輪１１１が段差を乗り越える際等、操舵輪１１１に一瞬だけ外力が加わるような状況で、モータ４２１のトルクが一瞬だけ増加することがあっても、誤ってオーバライド状態であると判定されにくくなる。結果的に、オーバライド状態の判定精度の向上につながる。
【0127】
ところで、本実施形態においては、上述したように、オーバライド状態の判定に用いられる「判定条件」は固定的ではなく、条件変更処理部５５により変更可能である。本実施形態では、判定条件が複数の個別条件を含むので、条件変更処理部５５は、これら複数の個別条件の少なくとも一つについて変更することとする。
【0128】
具体的に、判定条件は、モータ４２１を制御するための指令値に応じて変更される。ここでいう指令値には、速度指令値、電流指令値、トルク指令値及び位置指令値等があるところ、本実施形態では一例として、モータ４２１の回転数（回転速度）に関する速度指令値に応じて、判定条件が変更されることとする。
【0129】
例えば、図９に例示するように、判定条件における閾値（ここでは第１閾値Ｔｈ１）が、一定ではなく速度指令値に応じて変化する。図９は、横軸を速度指令値、縦軸をトルクとし、（速度）指令値と閾値との関係を表すグラフである。すなわち、図９の例では、判定条件に含まれる第１個別条件、第２個別条件及び第３個別条件のうち、第１個別条件で使用される第１閾値Ｔｈ１が、モータ４２１の回転数（回転速度）を規定する速度指令値に比例する。つまり、（速度）指令値が大きくなるほど、トルクについての閾値（第１閾値Ｔｈ１）が大きくなって、判定条件（第１個別条件）はきつくなる。さらに、図９の例では、速度指令値の中間領域でのみ、速度指令値に比例する第４閾値Ｔｈ４も設定されている。つまり、判定条件は、トルクが第４閾値Ｔｈ４以上の状態が第４時間継続することを第４個別条件として含んでいる。第４閾値Ｔｈ４は、速度指令値の中間領域の上下の領域では、一定値である。
【0130】
図９に示す閾値を使用した場合、図１０に例示するように、速度指令値が変化すれば第１閾値Ｔｈ１も変化する。図１０は、横軸を時間軸とし、上段にモータ４２１のトルクの変化を示し、下段に速度指令値の変化を示すグラフである。
【0131】
図１０の例では、モータ４２１のトルクが第１閾値Ｔｈ１以上である期間Ｔ１１は、第１時間以上である。つまり、第１個別条件を満たすので、オーバライド判定処理部５４は、判定条件を満たすと判断し、オーバライド状態であると判定する。
【0132】
このように、判定条件が、モータ４２１を制御するための指令値に応じて変更されることで、例えば、速度指令値が大きくなるほど判定条件をきつくすることができる。したがって、一例として、自動操舵中に、旋回経路に沿って作業車両を９０度旋回させる場合、急操舵のためにモータ４２１に過大なトルクが生じることがあっても、オーバライド状態と判定されにくくなる。反対に、直進アシスト時のように、操舵輪１１１の急操舵が生じにくい状態では、オーバライド状態と判定されやすいため、オペレータが手動操舵に切り替えるためのステアリングハンドル４１の操作に必要な力が比較的小さくなり、操作性が向上する。
【0133】
ところで、本実施形態では、判定条件は、操舵輪１１１の操舵角θ１によっても変更される。ただし、操舵角θ１に関しては、判定条件を連続的に変更するのではなく、例えば、図１１に示すように、操舵角θ１の角度範囲を複数の小領域Ａ１，Ａ２，Ａ３に区分し、小領域Ａ１，Ａ２，Ａ３ごとに適用する判定条件を決定する。
【0134】
図１１では一例として、操舵角θ１について、「－２５度」より大きく「２５度」未満の範囲を小領域Ａ１、「－６０度」以上「－２５度」以上の範囲を小領域Ａ２、「２５度」以上「６０度」以下の範囲を小領域Ａ３とする。そして、小領域Ａ１には判定条件として「第１判定条件」が割り当てられ、小領域Ａ２，Ａ３には判定条件として「第２判定条件」が割り当てられている。つまり、操舵輪１１１の現在の操舵角θ１が小領域Ａ１にあれば（－２５°＜θ１＜２５°）、オーバライド判定処理部５４は、第１判定条件を用いて、オーバライド状態か否かを判定する。一方、操舵輪１１１の現在の操舵角θ１が小領域Ａ２又は小領域Ａ３にあれば（－６０°≦θ１≦－２５°、又は、２５°≦θ１≦６０°）、オーバライド判定処理部５４は、第２判定条件を用いて、オーバライド状態か否かを判定する。
【0135】
ここで、第１判定条件は、第２判定条件に比較すると、緩めの条件、つまりオーバライド状態と判定しやすい条件である。具体的に、第１判定条件は、図１１に示すように、図１０と同様の第１閾値Ｔｈ１～第４閾値Ｔｈ４を用いた第１個別条件～第４個別条件を含んでいる。一方、第２判定条件は、第５閾値Ｔｈ５を用いた第５個別条件、及び第６閾値Ｔｈ６を用いた第６個別条件を含んでいる。第５個別条件は、トルクが第５閾値Ｔｈ５以上の状態が第５時間継続することであって、第６個別条件は、トルクが第６閾値Ｔｈ６以上の状態が第６時間（＜第５時間）継続することである。第５閾値Ｔｈ５及び第６閾値Ｔｈ６は、速度指令値によらずに一定である。
【0136】
そして、第１判定条件は第２判定条件に比べて相対的に、トルクについての閾値が小さい、及び／又は、判定時間が短く設定されている。つまり、第１判定条件の閾値（第１閾値Ｔｈ１～第４閾値Ｔｈ４）は、第２判定条件の閾値（第５閾値Ｔｈ５及び第６閾値Ｔｈ６）よりも小さく設定されている。あるいは、第１判定条件の判定時間（第１時間～第４時間）は、第２判定条件の閾値（第５時間及び第６時間）よりも短く設定されている。
【0137】
したがって、操舵角θ１が小領域Ａ１にあるときには、操舵角θ１が小領域Ａ２又は小領域Ａ３にあるときに比べて、判定条件が緩くなり、オーバライド判定処理部５４は、オーバライド状態と判定しやすくなる。
【0138】
以上説明したように、本実施形態では、操舵輪１１１の操舵角θ１の角度範囲を複数の小領域Ａ１，Ａ２，Ａ３に区分した場合、操舵角θ１が複数の小領域Ａ１，Ａ２，Ａ３のいずれにあるかによって、判定条件が変更される。したがって、操舵角θ１に応じて、適切な判定条件を適用することができ、オーバライド状態の判定制度の向上を図ることが可能である。
【0139】
本実施形態では特に、最大切れ角が含まれる小領域Ａ２，Ａ３について、相対的にきつめの判定条件（第２判定条件）が割り当てられるので、末切り状態によるオーバライド状態との誤判定が生じにくくなる。一方で、小領域Ａ１については、相対的に緩めの判定条件（第１判定条件）が割り当てられるので、オペレータが手動操舵に切り替えるためのステアリングハンドル４１の操作に必要な力が比較的小さくなり、操作性が向上する。
【0140】
さらに、上述したような各小領域Ａ１，Ａ２，Ａ３に対する判定条件の割り当ては、固定的でなく、例えば、切れ角判定処理の判定結果に応じて変更される。本実施形態では特に、左末切り状態と右末切り状態とが個別に判定されるので、左末切り状態にあると判定された場合、及び右末切り状態にあると判定された場合のそれぞれにおいて、各小領域Ａ１，Ａ２，Ａ３に対する判定条件の割り当てが変更される。
【0141】
一例として、右末切り状態にあると判定された場合、各小領域Ａ１，Ａ２，Ａ３に対する判定条件の割り当ては、図１１に示す状態から図１２に示す状態へと変更される。すなわち、右末切り状態にあると判定された以降は、右最大操舵角が設定されることにより、自動操舵モードにおいて右末切り状態まで操舵されることがない。そこで、図１２に示すように、右方の最大切れ角を含む小領域Ａ３に割り当てられる判定条件が、「第２判定条件」から、小領域Ａ１と同じ「第１判定条件」に切り替えられる。同様に、左末切り状態にあると判定された場合、左方の最大切れ角を含む小領域Ａ２に割り当てられる判定条件が、「第２判定条件」から、小領域Ａ１と同じ「第１判定条件」に切り替えられる。
【0142】
このように、本実施形態では、判定条件は、切れ角判定処理の判定結果に応じて変更される。したがって、例えば、末切り状態にあると判定された以降、自動操舵モードにおいて末切り状態まで操舵されることがない場合には、最大切れ角を含む小領域Ａ２，Ａ３の判定条件を緩く変更することで、オーバライド状態と判定されやすくなる。そのため、オペレータが手動操舵に切り替えるためのステアリングハンドル４１の操作に必要な力が比較的小さくなり、操作性が向上する。
【0143】
本実施形態に係る制御方法は、切れ角判定処理とオーバライド判定処理とを並行して実行する。そのため、基本的には、切れ角判定処理とオーバライド判定処理とは互いに干渉しておらず、末切り状態とオーバライド状態とは個別に判定されることになる。ただし、上述の通り、切れ角判定処理の判定結果だけは、オーバライド判定処理の判定条件の変更に使用される。
【0144】
また、本実施形態では、切れ角判定処理により操舵輪１１１が最大切れ角まで操舵されていると判定された時点から、遅延時間遅れて判定条件を変更する。すなわち、上述したような末切り状態にあると判定された結果、小領域Ａ１，Ａ２，Ａ３に対する判定条件の割り当てを変更する処理は、末切り状態との判定自転から、遅延時間だけ遅れて実行される。遅延時間は、一例として「０．１ｓｅｃ」である。
【0145】
この構成によれば、末切り状態にあると判定されてから判定条件が変更されるまでに、遅延時間分の猶予が設けられる。したがって、例えば、モータ４２１に過大なトルクが生じる末切り状態から、トルクが落ちきる前に判定条件が緩和され、誤ってオーバライド状態と判定されることを回避しやすい。
【0146】
【0147】
すなわち、自動走行（自律走行及び半自動走行を含む）の開始時に、モード切替処理部５２が、動作モードを手動操舵モードから自動操舵モードに切り替える。自動操舵モードが開始すると、自動操舵処理部５３は、自動操舵処理を開始する（Ｓ２１）。そして、条件変更処理部５５は、オーバライド判定処理に用いられる判定条件を変更する（Ｓ２２）。このとき、条件変更処理部５５は、モータ４２１を制御するための指令値（速度指令値）、操舵輪１１１の操舵角θ１、及び切れ角判定処理の判定結果に基づいて、判定条件を変更する。
【0148】
次のステップＳ２３では、オーバライド判定処理部５４は、オーバライド状態にあるか否かを判定する。このとき、オーバライド判定処理部５４は、判定条件に含まれる複数の個別条件のうちの１つでも満たしていれば、オーバライド状態にあると判定し（Ｓ２３：Ｙｅｓ）、処理をステップＳ２４に移行させる。一方、いずれの個別条件も満たさなければ、オーバライド判定処理部５４は、オーバライド状態にないと判定し（Ｓ２３：Ｎｏ）、処理をステップＳ２２に戻す。
【0149】
ステップＳ２４では、走行制御部２１が、作業車両１０を減速又は停止させる。作業車両１０を減速させるだけであれば、作業車両１０は走行し続けることになる。次のステップＳ２５では、モード切替処理部５２が、動作モードを自動操舵モードから手動操舵モードに切り替える。これにより、自動操舵処理部５３は自動操舵処理を終了し（Ｓ２６）、一連の処理が終了する。
【0150】
制御システム１は、自動操舵モードが開始するごとに、上記ステップＳ２１～Ｓ２６の処理を実行する。ただし、図１３に示すフローチャートは一例に過ぎず、処理が適宜追加又は省略されてもよいし、処理の順番が適宜入れ替わってもよい。
【0151】
以上説明したように、本実施形態に係る制御方法は、自動操舵モードにおいて、モータ４２１に生じるトルクに関する判定条件に基づいて、オーバライド状態であるか否かを判定するオーバライド判定処理を実行することを有する。ここで、制御方法は、判定条件を変更することを更に有する。したがって、その時々で適切な判定条件を用いてオーバライド状態の判定を行うことができ、適切なオーバライド状態の判定を可能とする。これにより、一例として、自動操舵中に、旋回経路に沿って作業車両を９０度旋回させる場合、急操舵のためにパワーステアリング機構のモータに過大なトルクが生じて、オーバライド状態と判定されて自動操舵が解除されるような不具合を回避しやすい。さらに、当該不具合を回避するためにオーバライド状態と判定するためのトルクの閾値を常時大きく設定する必要もないので、モータ４２１に過大なトルクが生じる状況が長引いてモータ４２１にダメージを与えたり、手動操舵に切り替えるためのステアリングハンドル４１の操作に比較的大きな力が必要となったりする問題も解消できる。
【0152】
また、本実施形態に係る制御方法は、オーバライド状態であると判定されると、作業車両１０の動作モードを自動操舵モードからオペレータが手動で操舵する手動操舵モードに切り替えること（Ｓ２５）、を更に有する。したがって、オーバライド状態と判定されれば、操舵輪１１１の操舵を自動的にオペレータに引き継ぐことができ、オペレータにとっての操作性が向上する。
【0153】
また、本実施形態に係る制御方法は、オーバライド状態であると判定されると、作業車両１０の走行速度の減速又は停止を行うこと（Ｓ２４）、を更に有する。したがって、オーバライド状態と判定された後に、例えば、オペレータが作業車両１０の周囲の状況を確認した上で、作業車両１０の加速又は発信を行うことが可能となる。
【0154】
ところで、上述した判定条件の変更態様は一例に過ぎず、その他の多様な変更態様を適用し得る。例えば、図１４に示すように、操舵角θ１の角度範囲をより多くの小領域Ａ１１～Ａ１７に区分し、小領域Ａ１１～Ａ１７ごとに適用する判定条件が決定されてもよい。これにより、例えば、作業車両１０の特性等に応じて、より適切な判定条件を適用することが可能である。
【0155】
また、切れ角判定処理において末切り状態にあると判定された場合、図１５に示すように、小領域Ａ１，Ａ２，Ａ３に対する判定条件の割り当てだけでなく、例えば、小領域の区分から変更してもよい。図１５の例では、末切り状態にあると判定される前には、操舵角θ１の角度範囲が３つの小領域Ａ１，Ａ２，Ａ３に区分されているのに対し、末切り状態にあると判定される前は、６つの小領域Ａ２１～Ａ２６に区分される。さらに、各小領域に割り当てられる判定条件を全く異なる判定条件に変更してもよい。これにより、例えば、作業車両１０の特性等に応じて、より適切な判定条件を適用することが可能である。
【0156】
ここで、判定条件が、指令値（速度指令値）、操舵角θ１及び切れ角判定処理の判定結果に基づいて変更されることは必須ではなく、その他のパラメータに基づいて判定条件が変更されてもよい。例えば、本実施形態では、パワーステアリング機構４３は油圧式であって、パワーステアリング機構４３による操作力の増幅率は、動力源１８のエンジン回転数に応じて変化する。そこで、判定条件は、エンジン回転数に応じて変更されてもよい。この場合、エンジン回転数が低くなるほど、トルクについての閾値が小さくなる等、判定条件が緩和されることが好ましい。
【0157】
判定条件は、上述したような複数のパラメータ（指令値、操舵角θ１、切れ角判定処理の判定結果、及びエンジン回転数等）のうちの少なくとも１つに基づいて変更されればよい。
【0158】
［６］変形例
以下、実施形態１の変形例を列挙する。以下に説明する変形例は、適宜組み合わせて適用可能である。
以下、実施形態１の変形例を列挙する。以下に説明する変形例は、適宜組み合わせて適用可能である。
【0159】
本開示における制御システム１は、コンピュータシステムを含んでいる。コンピュータシステムは、ハードウェアとしての１以上のプロセッサ及び１以上のメモリを主構成とする。コンピュータシステムのメモリに記録されたプログラム（作業車両用制御プログラム）をプロセッサが実行することによって、本開示における制御システム１としての機能が実現される。プログラムは、コンピュータシステムのメモリに予め記録されてもよく、電気通信回線を通じて提供されてもよく、コンピュータシステムで読み取り可能なメモリカード、光学ディスク、ハードディスクドライブ等の非一時的記録媒体に記録されて提供されてもよい。また、制御システム１に含まれる一部又は全部の機能部は電子回路で構成されていてもよい。
【0160】
また、制御システム１の少なくとも一部の機能が、１つの筐体内に集約されていることは制御システム１に必須の構成ではなく、制御システム１の構成要素は、複数の装置（例えば制御装置２及び端末装置３）に分散して設けられていてもよい。反対に、実施形態１において、複数の装置に分散されている機能が、１つの筐体内に集約されていてもよい。さらに、制御システム１の少なくとも一部の機能がクラウド（クラウドコンピューティング）等によって実現されてもよい。
【0161】
また、端末装置３は、タブレット端末、スマートフォン又はラップトップコンピュータ等の汎用端末に限らず、専用端末で構成されていてもよい。さらに、１台の作業車両１０に対して複数台の端末装置３が対応付けられていてもよい、この場合、複数台の端末装置３にて１台の作業車両１０を制御可能である。反対に、複数台の作業車両１０に対して１台の端末装置３が対応付けられていてもよく、この場合、１台の端末装置３にて複数台の作業車両１０を制御可能である。
【0162】
また、実施形態１では、操舵輪１１１は、左右一対の前輪であるが、これに限らない。例えば、左右一対の前輪に加えて又は代えて、左右一対の後輪が操舵輪を構成してもよい。この場合、操舵輪としての後輪についても、操舵装置１４にて操舵されることになる。また、駆動輪１１２は、左右一対の後輪に限らず、例えば、左右一対の後輪に加えて又は代えて、左右一対の前輪が駆動輪を構成してもよい。さらに、操舵輪１１１は、１輪だけであってもよいし、３輪以上であってもよい。同様に、駆動輪１１２は、１輪だけであってもよいし、３輪以上であってもよい。同一の車輪が操舵輪１１１及び駆動輪１１２として兼用されてもよい。
【0163】
また、実施形態１では、一対の操舵輪１１１である左前輪及び右前輪の操舵角θ１は同一であるが、この例に限らず、左前輪と右前輪とで操舵角が異なってもよい。この場合、例えば、左前輪の操舵角と右前輪の操舵角との平均値が、一対の操舵輪１１１の操舵角θ１となる。
【0164】
また、パワーステアリング機構４３は、油圧式に限らず、例えば、電動式であってもよい。電動式のパワーステアリング機構４３においては、ステアリング操作ユニット４２のモータ４２１が兼用され、モータ４２１の出力によって直接的に操舵輪１１１を操舵させてもよい。この場合、判定条件は、エンジン回転数によっては変更されないことが好ましい。
【0165】
また、自動操舵モードが開始するごとに最大操舵角がリセットされることは必須ではなく、一度設定された最大操舵角は、次回の自動操舵モードにおいて継続して使用されてもよい。
【0166】
（実施形態２）
本実施形態に係る作業車両１０の制御方法は、オーバライド判定処理に用いる判定条件を変更するためのパラメータが、実施形態１と相違する。以下、実施形態１と同様の構成については、共通の符号を付して適宜説明を省略する。
本実施形態に係る作業車両１０の制御方法は、オーバライド判定処理に用いる判定条件を変更するためのパラメータが、実施形態１と相違する。以下、実施形態１と同様の構成については、共通の符号を付して適宜説明を省略する。
【0167】
本実施形態では、判定条件は、作業車両１０のピッチ角α１とロール角との少なくとも一方に応じて変更される。すなわち、図１６に示すように、作業車両１０の機体１１の中心を通り左右方向Ｄ３に延びる第１軸Ａｘ１周りの機体１１の回転（傾き）であるピッチ角α１、及び機体１１の中心を通り前後方向Ｄ２に延びる第２軸Ａｘ２周りの機体１１の回転（傾き）であるロール角の少なくとも一方に応じて、判定条件が変更される。
【0168】
ここでは一例として、ピッチ角α１及びロール角のうちの、ピッチ角α１のみに応じて、判定条件が変更されることとする。具体的に、図１６に例示するように、機体１１が前傾姿勢となってピッチ角α１が大きくなるほど、トルクについての閾値（第１閾値Ｔｈ１）が大きくなって、判定条件（第１個別条件）はきつくなる。すなわち、前輪が操舵輪１１１である場合、機体１１の前部に荷重が偏ると、ステアリングハンドル４１の操作に必要な力は大きくなって、ステアリングハンドル４１（の操作感）が重くなる。そのため、機体１１の前傾姿勢においてピッチ角α１が大きくなるほど、自動操舵に際しては、操舵装置１４のモータ４２１に生じるトルクも大きくなる。
【0169】
ピッチ角α１が大きくなるほど判定条件がきつくなるように、ピッチ角α１に応じて判定条件が変更されることで、このような荷重の偏りによりモータ４２１に生じるトルクが増大しても、誤ってオーバライド状態と判定されにくくなる。同様に、ロール角に応じて判定条件が変更される場合には、ロール角が大きくなるほど判定条件がきつくなるように、判定条件が変更されることが好ましい。
【0170】
また、判定条件は、作業車両１０による作業状況に応じて変更されてもよい。例えば、作業車両１０が作業機１２による作業を行う作業状態で走行中には、作業機１２による作業を行わない非作業状態での走行中に比べて、操舵輪１１１の操舵にかかる負荷は大きくなる。そのため、例えば、自動操舵に際して、作業車両１０が非作業状態にある場合には、作業車両１０が作業状態にある場合に比べて判定条件が緩くなるように、作業状態／非作業状態のいずれかによって判定条件が変更されることが好ましい。これにより、作業車両１０の作業状況の変化によりモータ４２１に生じるトルクが増大しても、誤ってオーバライド状態と判定されにくくなる。
【0171】
実施形態２の変形例として、作業車両１０のピッチ角α１とロール角と作業状況とのうちの任意の１つ以上のパラメータに基づいて、判定条件が変更されてもよい。実施形態２の構成（変形例を含む）は、実施形態１で説明した種々の構成（変形例を含む）と適宜組み合わせて採用可能である。
【0172】
〔発明の付記〕
以下、上述の実施形態から抽出される発明の概要について付記する。なお、以下の付記で説明する各構成及び各処理機能は取捨選択して任意に組み合わせることが可能である。
以下、上述の実施形態から抽出される発明の概要について付記する。なお、以下の付記で説明する各構成及び各処理機能は取捨選択して任意に組み合わせることが可能である。
【0173】
＜付記１＞
モータを用いて操舵輪を自動操舵する自動操舵モードを有する作業車両の制御方法であって、
前記自動操舵モードにおいて、
前記モータを制御することと、
前記モータに生じるトルクに関する判定条件に基づいてオーバライド状態であるか否かを判定することと、
前記判定条件を変更することと、を有する、
作業車両の制御方法。
モータを用いて操舵輪を自動操舵する自動操舵モードを有する作業車両の制御方法であって、
前記自動操舵モードにおいて、
前記モータを制御することと、
前記モータに生じるトルクに関する判定条件に基づいてオーバライド状態であるか否かを判定することと、
前記判定条件を変更することと、を有する、
作業車両の制御方法。
【0174】
＜付記２＞
前記判定条件は、前記モータを制御するための指令値に応じて変更される、
付記１に記載の作業車両の制御方法。
前記判定条件は、前記モータを制御するための指令値に応じて変更される、
付記１に記載の作業車両の制御方法。
【0175】
＜付記３＞
前記判定条件は、前記作業車両のピッチ角とロール角との少なくとも一方に応じて変更される、
付記１又は２に記載の作業車両の制御方法。
前記判定条件は、前記作業車両のピッチ角とロール角との少なくとも一方に応じて変更される、
付記１又は２に記載の作業車両の制御方法。
【0176】
＜付記４＞
前記判定条件は、前記作業車両による作業状況に応じて変更される、
付記１～３のいずれかに記載の作業車両の制御方法。
前記判定条件は、前記作業車両による作業状況に応じて変更される、
付記１～３のいずれかに記載の作業車両の制御方法。
【0177】
＜付記５＞
前記操舵輪の操舵角の角度範囲を複数の小領域に区分した場合、前記操舵角が前記複数の小領域のいずれにあるかによって、前記判定条件が変更される、
付記１～４のいずれかに記載の作業車両の制御方法。
前記操舵輪の操舵角の角度範囲を複数の小領域に区分した場合、前記操舵角が前記複数の小領域のいずれにあるかによって、前記判定条件が変更される、
付記１～４のいずれかに記載の作業車両の制御方法。
【0178】
＜付記６＞
前記判定条件は、時間に関する条件を含む、
付記１～５のいずれかに記載の作業車両の制御方法。
前記判定条件は、時間に関する条件を含む、
付記１～５のいずれかに記載の作業車両の制御方法。
【0179】
＜付記７＞
前記判定条件は、それぞれ異なる閾値に対する前記トルクの大小関係に係る複数の個別条件を含み、
前記複数の個別条件のうちの１つでも満たせば前記オーバライド状態であると判定する、
付記１～６のいずれかに記載の作業車両の制御方法。
前記判定条件は、それぞれ異なる閾値に対する前記トルクの大小関係に係る複数の個別条件を含み、
前記複数の個別条件のうちの１つでも満たせば前記オーバライド状態であると判定する、
付記１～６のいずれかに記載の作業車両の制御方法。
【0180】
＜付記８＞
前記オーバライド状態であると判定されると、前記作業車両の動作モードを前記自動操舵モードからオペレータが手動で操舵する手動操舵モードに切り替えること、を更に有する、
付記１～７のいずれかに記載の作業車両の制御方法。
前記オーバライド状態であると判定されると、前記作業車両の動作モードを前記自動操舵モードからオペレータが手動で操舵する手動操舵モードに切り替えること、を更に有する、
付記１～７のいずれかに記載の作業車両の制御方法。
【0181】
＜付記９＞
前記オーバライド状態であると判定されると、前記作業車両の走行速度の減速又は停止を行うこと、を更に有する、
付記１～８のいずれかに記載の作業車両の制御方法。
前記オーバライド状態であると判定されると、前記作業車両の走行速度の減速又は停止を行うこと、を更に有する、
付記１～８のいずれかに記載の作業車両の制御方法。
【0182】
＜付記１０＞
前記自動操舵モードにおいて、前記操舵輪が最大切れ角まで操舵されているか否かを判定する切れ角判定処理を実行すること、を更に有する、
付記１～９のいずれかに記載の作業車両の制御方法。
前記自動操舵モードにおいて、前記操舵輪が最大切れ角まで操舵されているか否かを判定する切れ角判定処理を実行すること、を更に有する、
付記１～９のいずれかに記載の作業車両の制御方法。
【0183】
＜付記１１＞
前記判定条件は、前記切れ角判定処理の判定結果に応じて変更される、
付記１０のいずれかに記載の作業車両の制御方法。
前記判定条件は、前記切れ角判定処理の判定結果に応じて変更される、
付記１０のいずれかに記載の作業車両の制御方法。
【0184】
＜付記１２＞
前記切れ角判定処理により前記操舵輪が最大切れ角まで操舵されていると判定された時点から、遅延時間遅れて前記判定条件を変更する、
付記１１に記載の作業車両の制御方法。
前記切れ角判定処理により前記操舵輪が最大切れ角まで操舵されていると判定された時点から、遅延時間遅れて前記判定条件を変更する、
付記１１に記載の作業車両の制御方法。
【0185】
＜付記１３＞
付記１～１２のいずれかに記載の作業車両の制御方法を、
１以上のプロセッサに実行させるための作業車両用制御プログラム。
付記１～１２のいずれかに記載の作業車両の制御方法を、
１以上のプロセッサに実行させるための作業車両用制御プログラム。
【符号の説明】
【0186】
１ 作業車両用制御システム
１０ 作業車両
１１ 機体
５３ 自動操舵処理部
５４ オーバライド判定処理部
５５ 条件変更処理部
１００ 作業システム
１１１ 操舵輪
４２１ モータ
Ａ１～Ａ３，Ａ１１～Ａ１７，Ａ２１～Ａ２６ 小領域
α１ ピッチ角
θ１ 操舵角
１０ 作業車両
１１ 機体
５３ 自動操舵処理部
５４ オーバライド判定処理部
５５ 条件変更処理部
１００ 作業システム
１１１ 操舵輪
４２１ モータ
Ａ１～Ａ３，Ａ１１～Ａ１７，Ａ２１～Ａ２６ 小領域
α１ ピッチ角
θ１ 操舵角
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
【図14】
【図15】
【図16】