特許 7167865 作業車両

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2022-10-31

(45)【発行日】2022-11-09

(54)【発明の名称】作業車両

(51)【国際特許分類】

   A01B 69/00 20060101AFI20221101BHJP

   B60K 17/28 20060101ALI20221101BHJP

【ＦＩ】

A01B69/00 303M

B60K17/28 C

【請求項の数】 5

(21)【出願番号】P 2019120554

(22)【出願日】2019-06-27

(65)【公開番号】P2021006013

(43)【公開日】2021-01-21

【審査請求日】2021-09-27

(73)【特許権者】

【識別番号】000000125

【氏名又は名称】井関農機株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110002147

【氏名又は名称】弁理士法人酒井国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】楫野 豊

(72)【発明者】

【氏名】町田 章紘

(72)【発明者】

【氏名】藤家 久定

(72)【発明者】

【氏名】小野 弘喜

(72)【発明者】

【氏名】佐久間 大輔

(72)【発明者】

【氏名】加茂田 浩史

(72)【発明者】

【氏名】澤木 拓人

【審査官】中村 圭伸

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１８－１１４９２７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１７－０７６２３１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１０－２３４８６２（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０００－０６６７２５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１８－０５５１８０（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１９－０４１５９３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平０９－０２３７０２（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１９－０４５９７５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１４－１８７９５３（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許出願公開第２０１７／０１１８９１５（ＵＳ，Ａ１）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ａ０１Ｂ ６３／００ － ６３／１２

Ａ０１Ｂ ６９／００

Ｂ６０Ｋ １７／２８

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

走行用の車輪を備え、後部に所定の動作を行う作業機を連結可能な走行車体と、
前記走行車体に搭載され、前記車輪および前記作業機の駆動源となるエンジンと、
自車両の位置を示す自車位置情報を取得する位置情報取得装置と、
前記作業機を昇降させる昇降装置と、
前記エンジンからの動力を前記走行車体の外部へ出力するＰＴＯ軸へ伝達される動力の接続および接続解除を切り替えるＰＴＯクラッチと、
前記自車位置情報を含む所定情報に基づき前記走行車体を所定の経路に沿って走行させる自動走行制御と、前記作業機の昇降を含む動作制御を実行する制御部と、
を備え、
前記作業機は、対地作業機であって、
前記制御部は、
前記走行車体の実速度が理論速度よりも一定値以上高速になる速度差を検出した場合にダッシングが発生したと判定するとともにダッシング検出位置を記憶し、前記ＰＴＯクラッチを切断するとともに、前記対地作業機を上昇させ、前記走行車体を停止し、
前記走行車体を停止させた後に作業を再開する場合、記憶した前記ダッシング検出位置に基づいて導出した距離だけ後進した位置から走行を開始する
ことを特徴とする作業車両。

【請求項2】

前記車輪として前輪および後輪を備えるとともに、当該前輪および後輪を制動する制動装置を備えており、
前記制御部は、
前記制動装置を駆動して前記走行車体を停止する
ことを特徴とする請求項１に記載の作業車両。

【請求項3】

前記制御部は、
前記速度差を、前記車輪の車軸の回転に基づく理論速度と、前記位置情報取得装置により取得した自車位置情報により導出された実速度とから検出する
ことを特徴とする請求項１または２に記載の作業車両。

【請求項4】

ＰＴＯ軸の回転を検出するＰＴＯセンサを備え、
前記制御部は、
前記ＰＴＯクラッチを切断したにもかかわらず、前記ＰＴＯ軸の回転が検出された場合、前記自動走行制御を禁止する
ことを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載の作業車両。

【請求項5】

前記作業機の上昇量は、予め複数位置に設定された上昇位置における最低高さまでに規定されている
ことを特徴とする請求項１から４のいずれか一項に記載の作業車両。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、作業車両に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、エンジンからの動力を走行車体の外部へ出力するＰＴＯ軸を備え、かかるＰＴＯ軸により走行車体の後部に連結した作業機を駆動して所定の作業を行う作業車両がある。また、かかる作業車両において、機体に測位装置と制御装置とを搭載し、機体の位置を測定しつつ自律走行するものが知られている（例えば、特許文献１参照）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】２０１７－１１７２５７号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

しかしながら、上記従来の作業車両は、作業しながら自動走行している際に、なんらかの事情により走行が停止された場合、制御装置は、作業機に関してはＰＴＯ軸の回転を停止する指示信号を出力するだけにとどまっていた。

【0005】

これでは、たとえばＰＴＯクラッチの入り切りを行うバルブがスティックした場合（弁の固着現象が生じた場合）、ＰＴＯ軸は停止せずに回転し続け、所謂ダッシングをしてしまうおそれがある。

【0006】

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、自動走行中における作業機の動作に関する安全性をより向上させた作業車両を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0007】

上述した課題を解決し、目的を達成するために、請求項１に記載の作業車両（１）は、走行用の車輪（４），（５）を備え、後部に所定の動作を行う作業機（６０）を連結可能な走行車体（２）と、前記走行車体（２）に搭載され、前記車輪（４），（５）および前記作業機（６０）の駆動源となるエンジン（Ｅ）と、自車両の位置を示す自車位置情報を取得する位置情報取得装置（３０）と、前記作業機（６０）を昇降させる昇降装置（１２）と、前記エンジン（Ｅ）からの動力を前記走行車体（２）の外部へ出力するＰＴＯ軸（１１）へ伝達される動力の接続および接続解除を切り替えるＰＴＯクラッチ（５５）と、前記自車位置情報を含む所定情報に基づき前記走行車体（２）を所定の経路に沿って走行させる自動走行制御と、前記作業機（６０）の昇降を含む動作制御を実行する制御部（４０）とを備え、前記作業機（６０）は、対地作業機であって、前記制御部（４０）は、前記走行車体（２）の実速度が理論速度よりも一定値以上高速になる速度差を検出した場合にダッシングが発生したと判定するとともにダッシング検出位置を記憶し、前記ＰＴＯクラッチ（５５）を切断するとともに、前記対地作業機を上昇させ、前記走行車体（２）を停止し、前記走行車体（２）を停止させた後に作業を再開する場合、記憶した前記ダッシング検出位置に基づいて導出した距離だけ後進した位置から走行を開始することを特徴とする。

【発明の効果】

【0008】

請求項１に記載の作業車両によれば、ＰＴＯクラッチの入り切りを行うバルブがたとえスティックし、ＰＴＯ軸の回転が停止していなくても所謂ダッシングなどが生じるおそれがなくなり、無人走行中の安全性を高めることができる。

【0009】

請求項２に記載の作業車両によれば、走行車体の車速が０になったこと、すなわち走行車体が停止した場合に、ＰＴＯクラッチを切断して作業機を上昇させるため、請求項１の効果に加え、停止しているのにも拘わらずダッシングにより前進するようなおそれがなくなる。

【0010】

請求項３に記載の作業車両によれば、請求項１の効果に加え、たとえば耕耘作業中のダッシングを防止することができ、安全性をより高めることができる。

【0011】

請求項４に記載の作業車両によれば、走行車体が停止することで、請求項３の効果をより高めることができる。

【0012】

請求項５に記載の作業車両によれば、前輪、後輪をブレーキにより制動することで走行車体を停止するため、ダッシングによる移動距離が抑えられて請求項４の効果をより高めることができる。

【0013】

請求項６に記載の作業車両によれば、請求項２、４または５に記載の効果に加えて、作業再開時に、作業機を用いた所定の作業がなされない領域の発生を確実に防止することが可能となる。

【0014】

請求項７に記載の作業車両によれば、より精度良くダッシングを防止することができ、請求項３から５のいずれか一項に記載の効果をより高めることが可能となる。

【0015】

請求項８に記載の作業車両によれば、請求項１から７のいずれか一項に記載の効果に加えて、ＰＴＯクラッチやＰＴＯクラッチを駆動する機構に故障などのおそれがあっても、ダッシングを防止することができ、安全性をより高めることが可能となる。

【0016】

請求項９に記載の作業車両によれば、請求項１から８のいずれか一項に記載の効果に加えて、次回の作業のための作業機の下降に時間を要することがなく、整地性も向上する。

【図面の簡単な説明】

【0017】

【図1】実施形態に係る作業車両であるトラクタの概略側面図である。

【図2】同上のトラクタの制御装置（制御部）を中心とするブロック図である。

【図3】同上のトラクタの自動走行制御処理の一例を示す説明図である。

【図4】同上のトラクタにおける自動走行制御処理の一例を示すフローチャートである。

【図5】同上のトラクタにおける自動走行制御処理の一例を示すフローチャートである。

【図6】同上のトラクタにおけるＰＴＯクラッチ切断確認処理を示すフローチャートである。

【発明を実施するための形態】

【0018】

以下、添付図面を参照して本願の開示する作業車両の実施形態を詳細に説明する。なお、以下に示す実施形態によりこの発明が限定されるものではない。

【0019】

まず、図１を参照して実施形態に係る作業車両であるトラクタ１の全体構成について説明する。図１は、トラクタ１の説明図であり、トラクタ１の概略側面図である。

【0020】

トラクタ１は、自走しながら圃場などで作業を行う農業用トラクタである。また、トラクタ１は、操縦者（作業者ともいう）が搭乗して圃場内を走行しながら所定の作業を実行することができる他、制御部である後述する制御装置４０（図２参照）を中心とする制御系による各部の制御により、圃場内を自動走行しながら所定の作業を実行することができる。

【0021】

すなわち、本実施形態に係るトラクタ１は、作業者がマニュアル操作で走行しつつ作業を行う「マニュアルモード」と、自動走行しながら作業を行う「自動運転モード（自動走行モード）」と、後述する情報処理端末１００を用いて作業者によりトラクタ１を遠隔操作する「半自動運転モード」とを備えている。

【0022】

また、以下において、トラクタ１の前後方向とは、トラクタ１の直進方向を指す。そして、トラクタ１の前進方向とは、トラクタ１の直進方向において、操縦席からステアリングホイール９へ向かう方向へ進むことであり、その反対を後進（後退）方向とする。また、トラクタ１の前後は、前進方向を基準とする。

【0023】

また、左右方向とは、前後方向に対して水平に直交する方向である。ここでは、前後方向の「前」側へ向けて左右を規定する。すなわち、オペレータが操縦席に着いて前方を向いた状態で、左手側が「左」、右手側が「右」である。さらに、上下方向とは、前後方向および左右方向に対して直交する方向である。したがって、前後方向、左右方向および上下方向は、互いに３次元で直交する。

【0024】

図１に示すように、トラクタ１は、走行車体２と、作業機６０とを備える。走行車体２は、車体フレーム３と、前輪４と、後輪５と、ボンネット６と、エンジンＥと、操縦部７と、ミッションケース１０とを備える。車体フレーム３は、走行車体２のメインフレームである。

【0025】

前輪４は、左右一対であり、前車軸４ａに回転自在に連結されて主に操舵用の車輪（操舵輪）となる。後輪５は、左右一対であり、後車軸５ａに回転自在に連結されて主に駆動用の車輪（駆動輪）となる。なお、トラクタ１は、後輪５が駆動する二輪駆動（２ＷＤ）と、前輪４および後輪５が共に駆動する四輪駆動（４ＷＤ）とを切り替え可能に構成されてもよい。この場合、駆動輪は、前輪４および後輪５の両方である。なお、走行車体２は、車輪（前輪４および後輪５）に代えてクローラ装置を備えてもよい。この場合、走行クローラが駆動輪である。

【0026】

ボンネット６は、走行車体２の前部において開閉自在に設けられる。ボンネット６は、後部を回動中心として上下方向に回動（開閉）可能である。ボンネット６は、閉じた状態で、車体フレーム３上に搭載されたエンジンＥを覆う。エンジンＥは、トラクタ１の駆動源であり、ディーゼル機関やガソリン機関などの熱機関である。

【0027】

操縦部７は、走行車体２の上部に設けられ、操縦席８やステアリングホイール９などを備える。本実施形態に係るトラクタ１の操縦部７は、走行車体２の上部に設けられたキャビン７ａに覆われているが、トラクタ１は、キャビン７ａの無い解放状態の操縦部７を有する構成であってもよい。

【0028】

操縦席８は、操縦者の座席である。ステアリングホイール９は、操縦者により操作されることで、操舵輪である前輪４を操舵することができる。なお、操縦部７は、ステアリングホイール９の前方に、各種情報を表示する表示部（メータパネル）を備える。

【0029】

また、操縦部７は、ブレーキペダル７０、アクセルペダル、クラッチペダルなどの各種操作ペダルや、前後進レバー、アクセルレバー、主変速レバー、副変速レバーなどの各種操作レバーを備える。有人走行の場合、操縦者がブレーキペダル７０を踏み込むことで、制動装置５３（図２参照）が作動して、前輪４および後輪５の回転を停止するブレーキ操作が可能となっている。他方、自動運転モードで無人走行している場合、所定の条件を検出すると、制御装置４０が制動装置５３の動作を制御して前輪４および後輪５の回転を停止する。自動運転による走行中であっても、マニュアル走行時のブレーキペダル７０の操作と同様にブレーキがかかるため、ダッシングによる移動距離が抑えられて安全性が向上する。

【0030】

ミッションケース１０は、トランスミッション（変速機構）を収容している。トランスミッションは、エンジンＥから伝達される動力（回転動力）を適宜減速して駆動輪（ここでは後輪５）や、後述するＰＴＯ（Power Take-off）軸１１へ伝達する。

【0031】

走行車体２の後部には、圃場内で作業を行う作業機６０が連結され、作業機６０を駆動する動力を伝達するＰＴＯ軸１１がミッションケース１０から後方へ突出している。ＰＴＯ軸１１は、トランスミッションによって適宜減速された回転動力を、走行車体２の少なくとも後部に装着された作業機６０へ伝達する。本実施形態における作業機６０は、対地作業機であって、後述するロータリ耕耘機としている。

【0032】

また、走行車体２の後部には、作業機６０を昇降させる昇降装置１２が設けられる。昇降装置１２は、作業機６０を上昇させることで、作業機６０を非作業位置に移動させる。また、昇降装置１２は、作業機６０を下降させることで、作業機６０を対地作業位置に移動させる。昇降装置１２は、油圧式の昇降シリンダ１２１と、リフトアーム１２２と、リフトロッド１２３と、ロアリンク１２４と、トップリンク１２５とを備える。

【0033】

リフトアーム１２２は、昇降シリンダ１２１に作動油が供給されると、回動支点となる軸ＡＸまわりに作業機６０を上昇させるように回動し、昇降シリンダ１２１から作動油が排出されると、軸ＡＸまわりに作業機６０を下降させるように回動する。なお、リフトアーム１２２の基部（軸ＡＸ付近）には、リフトアーム１２２の回動角度を検知するリフトアームセンサ２６が設けられる。作業機６０の高さは、リフトアームセンサ２６の検知結果に基づいて算出される。

【0034】

また、リフトアーム１２２は、リフトロッド１２３を介してロアリンク１２４に連結される。このように、昇降装置１２は、ロアリンク１２４とトップリンク１２５とで、走行車体２に対して作業機６０を昇降可能に連結する。

【0035】

作業機６０は、圃場内で作業を行う対地作業機であって、図１に示す例では、圃場において耕耘作業を行うロータリ耕耘機としている。ロータリ耕耘機である作業機６０は、ＰＴＯ軸１１から伝達された動力によって耕耘爪６１が回転することで、圃場面（土壌）を耕耘する。

【0036】

かかる耕耘時に、たとえば土壌が固い場合には、耕耘爪６１の回転により走行車体２を前方に押す現象、所謂ダッシングが生じる場合がある。このダッシングは、安全上においては好ましくないため、無人走行可能は本実施形態に係るトラクタ１における制御装置４０（図２参照）では、後述するように、ダッシングを防止できる自動走行制御処理を行うようにしている。なお、制御装置４０は、走行車体２の走行制御に加え、エンジンＥおよび作業機６０についても制御可能となっている。

【0037】

また、トラクタ１は、自車位置を測定する測位装置として機能する位置情報取得装置３０（図２参照）を備えている。位置情報取得装置３０は、たとえば、ＧＮＳＳ（Global Navigation Satellite System）とすることができる。図１に示すように、走行車体２のキャビン７ａの前部には、位置情報取得装置３０の一部を構成する受信アンテナ３３が設けられている。

【0038】

この受信アンテナ３３が、上空を周回している航法衛星３００から電波を受信して自車位置情報を取得し、制御装置４０と協働して測位および計時を行う。また、制御装置４０は、取得した自車位置情報に基づいて走行車体２を自動走行させる走行処理を実行する。

【0039】

また、トラクタ１は、作業者による情報処理端末（タブレット端末などの携帯端末）１００の操作によって、特定の圃場における走行設定や各種作業の設定や、トラクタ１の遠隔操作などを行うことができる。情報処理端末１００は、たとえば、ハードディスク、ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＲＡＭ（Random Access Memory）などで構成される記憶部と、タッチパネルにより構成される表示部および操作部とを備える。なお、操作部として、各種キーやボタンなどが別に設けられてもよい。

【0040】

また、トラクタ１は、障害物センサ２０を備える。障害物センサ２０は、前方センサ２１と、後方センサ２２とを備える。前方センサ２１は、たとえば、ボンネット６の前方に設けられたセンサ取付ステー１３に取り付けられるなど、走行車体２の前部に配置され、走行車体２の前方に存在する物体（障害物）を検知する。後方センサ２２は、たとえば、キャビン７ａの後端部に取り付けられ、走行車体２の後方に存在する物体（障害物）を検知する。

【0041】

なお、本実施形態における前方センサ２１および後方センサ２２は共に、中距離センサであり、好ましくは赤外線センサとする。赤外線センサは、赤外線ビームを放射し、障害物からの反射光を検知する。そして、赤外線ビームを放射した後、障害物からの反射光を検知するまでの時間を測定することで、障害物までの距離を検知することができる。なお、障害物センサ２０として、赤外線センサ以外の他の中距離センサを用いることも可能であるし、さらにカメラなどのイメージセンサを用いることもできる。

【0042】

次に、図２を参照して制御装置４０を中心とするトラクタ１の制御系について説明する。図２は、トラクタ１の制御装置４０を中心とするブロック図である。図２に示すように、制御装置４０は、エンジンＥＣＵ（Electronic Control Unit）４１と、走行系ＥＣＵ４２と、作業機系ＥＣＵ４３とを備える。

【0043】

エンジンＥＣＵ４１は、エンジンＥの回転数などを制御する。走行系ＥＣＵ４２は、操舵装置５１、変速装置５２、制動装置５３を制御することで、走行車体２（図１参照）の走行全般を制御する。作業機系ＥＣＵ４３は、昇降装置１２を制御して作業機６０の昇降制御を行う他、ＰＴＯクラッチ５５を入り切りするソレノイドバルブ５４を制御して、作業機６０の駆動全般を制御する。

【0044】

制御装置４０は、電子制御によって各部を制御することが可能であり、ＣＰＵ（Central Processing Unit）などを有する処理部をはじめ、自動運転モードなどのモード毎の運転プログラムを含む各種プログラムや圃場ごとに予め設定された走行車体２の予定走行経路などの必要なデータ類が記憶される記憶部などを備える。

【0045】

図２に示すように、制御装置４０には、上述した位置情報取得装置３０や情報処理端末１００が接続されている。さらに、制御装置４０には、エンジン回転センサ２３、車速センサ２４、切れ角センサ２５、障害物センサ２０（前方センサ２１および後方センサ２２）、リフトアームセンサ２６、ＰＴＯセンサ２７などの各種センサ類が接続される。

【0046】

エンジン回転センサ２３は、エンジンＥの回転数を検知する。車速センサ２４は、走行車体２の走行速度（車速）を算出するためのもので、ここでは、前車軸４ａや後車軸５ａ（図１参照）の回転数を検出し、制御装置４０によって車速を算出するようにしている。切れ角センサ２５は、操舵輪である前輪４の切れ角を検知する。すなわち、切れ角センサ２５は走行車体２の旋回状態を検知することができる。また、ＰＴＯセンサ２７は、ＰＴＯ軸１１の回転を検出することができる。

【0047】

こうして、制御装置４０には、位置情報取得装置３０から圃場などにおける走行車体２の位置情報、エンジン回転センサ２３からエンジンＥの回転数、車速センサ２４から走行車体２の走行速度、切れ角センサ２５から前輪４の切れ角がそれぞれ入力される。

【0048】

制御装置４０は、トラクタ１を自動走行（自律走行）させる場合、切れ角センサ２５の検知結果を用いて、前輪４の切れ角をフィードバックしながら、ステアリングホイール９に連結されたステアリングシリンダを制御することで、ステアリングホイール９を自動操舵する。つまり、ここでは、ステアリングホイール９、ステアリングシリンダなどにより操舵装置５１が構成される。

【0049】

すなわち、トラクタ１に設定された運転モードの中から「自動運転モード」が選択された場合、制御装置４０は、作業機６０による作業内容に応じて圃場ごとに予め定められた予定走行経路に沿って走行するように、エンジンＥ、操舵装置５１、変速装置５２、制動装置５３および昇降装置１２などの各部を制御する。なお、予定走行経路は、圃場の形状、大きさ、圃場内に形成された畝の幅、長さおよび本数、さらには作物の種類などに応じて設定される。

【0050】

前述したように、制御装置４０には、エンジンＥＣＵ４１がエンジンＥに接続されるが、走行系ＥＣＵ４２が、操舵装置５１、変速装置５２および制動装置５３に接続され、作業機系ＥＣＵ４３が昇降装置１２およびソレノイドバルブ５４に接続される。作業機系ＥＣＵ４３は、昇降装置１２に向けて作業機昇降信号を出力し、この作業機昇降信号に基づいて、昇降装置１２は作業機６０を昇降駆動する。

【0051】

また、制御装置４０は、作業者が携行可能な情報処理端末（携帯端末）１００と無線接続されている。制御装置４０は、作業者の操作による情報処理端末１００からの指示信号に基づいてトラクタ１の各部を制御する。また、制御装置４０は、トラクタ１の機体情報データベースを保持し、型式などの情報の受け渡しを情報処理端末１００などからも行うことができるように構成してもよい。

【0052】

上述してきた構成において、トラクタ１は、たとえば自動運転モードで作業をしている際に、制御装置４０は、走行状態の所定の変化に基づいて、ソレノイドバルブ５４を制御してＰＴＯクラッチを切断するとともに、昇降装置１２を制御して作業機６０を上昇させるようにしている。

【0053】

ここで、走行状態の所定の変化とは、走行車体２が停止した場合、または走行車体２の実速度が理論速度よりも一定値以上高速になる速度差を検出した場合である。

【0054】

走行車体２の停止についていえば、たとえば自動運転モード中に、障害物センサ２０が走行車体２の前方に障害物を検出した場合、制御装置４０は走行を停止させる。このとき、走行車体２が停止したことの判断は、走行車体２の車速が０になったことを検出した場合としている。具体的には、車速センサ２４の検出結果から制御装置４０が算出した速度が０である場合に走行車体２が停止したものとする。なお、車速０の導出は、位置情報取得装置３０により取得した自車位置情報に基づいて制御装置４０で算出することもできる。

【0055】

また、走行車体２の停止についてさらにいえば、たとえば半自動運転モードの場合、制御装置４０は、情報処理端末１００から走行車体２の停車を指示する停車信号を受信した場合も制御装置４０は走行を停止させる。

【0056】

ところで、走行車体２の実速度とは、位置情報取得装置３０（ＧＮＳＳ）により導出された速度であり、理論速度とは、車速センサ２４の検出結果に基づいて制御装置４０が算出した速度である。したがって、本実施形態において、走行車体２の実速度が理論速度よりも一定値以上高速になる速度差というのは、走行車輪４（５）の車軸４ａ（５ａ）の回転に基づく理論速度と、位置情報取得装置３０により取得した自車位置情報により導出された実速度とから検出される。そして、走行車体２の実速度が理論速度よりも一定値以上高速になると、制御装置４０は、制動装置５３を制御して、走行車体２の走行を停止させる。

【0057】

また、本実施形態に係るトラクタ１は、走行車体２を停止させた後に作業を再開する場合、制御装置４０は、走行車体２を所定距離だけ後進させ、後進した位置から改めて走行を開始するようにしている。

【0058】

図３は、トラクタ１の自動走行制御処理の一例を示す説明図である。図３（ａ）に示すように、たとえばトラクタ１が自動運転モードにおいて所定の予定走行経路を走行している際に、障害物センサ２０が走行車体２の前方に障害物を検出したとする。障害物の存在を検出した制御装置４０は、即座に走行車体２を停止させる。図３において、走行車体２の停止位置を符号Ｓで示した。なお、制御装置４０による走行車体２の停止処理は、走行車体２の実速度が理論速度よりも一定値以上高速になる速度差を検出した場合にも実行される。

【0059】

その後、障害物などが取り除かれたりして、自動走行による作業の再開が行われる場合、制御装置４０は、図３（ｂ）に示すように、先ず走行車体２を後進させ、図３（ｃ）に示すように、所定位置Ｓから所定距離Ｋだけ後進した位置から前進走行を開始するように制御する。なお、この所定距離Ｋについては、適宜設定することができる。たとえば、車速ごとに後進距離を変えることで、作業開始（耕耘開始）時の位置を一定に保ち、整地性を損なわせることがないようにすることができる。

【0060】

かかる制御により、所定位置Ｓから直ちに走行を開始して作業機６０による耕耘を開始する場合に比べ、耕耘されない領域の発生を確実に防止することができる。

【0061】

ここで、図４～図６を参照しながら、トラクタ１における自動走行制御処理の流れについて説明する。図４及び図５は、それぞれ、トラクタ１における自動走行制御処理の一例を示すフローチャートである。なお、図４は、障害物の発生や外部からの遠隔操作により、トラクタ１を強制的に停止させる処理が含まれる自動走行制御処理であり、図５は、走行中にダッシングが発生したと想定された場合にトラクタ１を停止させる処理が含まれる自動走行制御処理である。また、図６は、自動走行制御処理に含まれるＰＴＯクラッチ切断確認処理を示すフローチャートである。なお、図４および図５に示す自動走行制御処理は、走行中、所定間隔で常に繰り返し実行される。

【0062】

トラクタ１における自動走行制御処理では、図４に示すように、先ず、制御装置４０が走行車体２が停止状態であるか否かを判定する（ステップＳ１１０）。そして、走行車体２が停止状態であると判定した場合（ステップＳ１１０：Ｙｅｓ）、制御装置４０はＰＴＯクラッチ５５を切断する（ステップＳ１２０）。すなわち、制御装置４０は、ＰＴＯクラッチ５５が切り状態となるようにソレノイドバルブ５４を駆動する。一方、走行車体２が停止状態ではないと判定した場合（ステップＳ１１０：Ｎｏ）、制御装置４０は、自動走行制御処理を終了する。

【0063】

ＰＴＯクラッチ５５の切断処理を実行した後、制御装置４０は、ＰＴＯクラッチ５５が実際に切断されたか否かを判定し（ステップＳ１３０）、切断されていると判定した場合は処理をステップＳ１４０に移して作業機６０を上昇させる。

【0064】

ＰＴＯクラッチ５５が切断されているかの確認について、制御装置４０は、図６に示すように、ＰＴＯセンサ２７の検出結果からＰＴＯ軸１１が実際に停止しているか否かを判定する（ステップＳ２１０）。そして、ＰＴＯ軸１１が実際に停止している、すなわちＰＴＯクラッチ５５は切断されていると判定すると（ステップＳ２１０：Ｙｅｓ）、制御装置４０は処理を図４のステップＳ１４０に移し、ＰＴＯクラッチ５５は切断されていないと判定した場合は（ステップＳ２１０：Ｎｏ）、制御装置４０は、現在の自動走行モード（自動運転モード）を取り消す（ステップＳ２２０）。

【0065】

このように、制御装置４０は、ＰＴＯクラッチ５５の切断処理をするだけではなく、実際にＰＴＯ軸１１の状態を確認するため、たとえば、ソレノイドバルブ５４がスタックしてしまい、実際にはＰＴＯ軸１１の回転が継続しており、走行車体２は停止しているはずなのにダッシングしてしまうなどの不都合が生じることがない。そして、その後に作業機６０を上昇させるため、より安全性が高まる。

【0066】

また、ＰＴＯクラッチ５５が実際には切断されておらず、ＰＴＯ軸１１が回転している場合は、ソレノイドバルブ５４のスタックなどが発生したと考えられるため、制御装置４０が自動走行モード（自動運転モード）を取り消すことで、その後の作業の安全を確保することができる。

【0067】

図４に戻り、ＰＴＯクラッチ切断確認処理を終えた後、制御装置４０は、作業機６０を上昇させる（ステップＳ１４０）。このときの作業機６０の上昇量は、たとえばロータリ耕耘機の爪軸の高さが１０～１５ｃｍ程度とすることが好ましい。高く上げすぎると、次回の作業のための下降に時間を要するからである。また、本実施形態のように、自動運転モードで作業を行っている場合、作業機６０の上昇位置は、予め複数位置に設定されている。その場合、上昇量としては、最低高さに設定された位置までとするとよい。

【0068】

また、作業機６０の上昇量の目安としては、リヤカバー６２が宙に浮かない位置とすることが好ましい。浅耕している際にダッシングが生じてリヤカバー６２が宙に浮いてしまうと、圃場に凹凸を生じさせて整地性が低下につながるからである。

【0069】

作業機６０を上昇させた後、制御装置４０は、作業機６０を駆動するための信号（作業機駆動信号）が出力されたか否かを判定する（ステップＳ１５０）。すなわち、自動運転モードにおいては、走行を停止させる必要のある要因（たとえば障害物の検出）が取り除かれた場合、走行および作業の再開指示がなされるように、たとえば作業機駆動信号などが出力されるようにプログラムされている。

【0070】

作業機駆動信号が有る場合(ステップＳ１５０:Ｙｅｓ）、制御装置４０は、ロータリ耕耘機の爪軸を回転させる前に、先に図２を用いて説明したように、走行車体２を所定距離だけ後進させる（ステップＳ１６０）。一方、作業機駆動信号が無いと判定した場合は（ステップＳ１５０：Ｎｏ）、制御装置４０は、自動走行制御処理を終了する。

【0071】

次いで、制御装置４０は、走行車体２を前進させ（ステップＳ１７０）、同時にロータリ耕耘機の爪軸を回転させて作業機駆動を開始する（ステップＳ１８０）。なお、作業機駆動を開始するために、制御装置４０は、作業機６０を降下させるが、効果速度が速すぎるとダッシングしてしまうおそれがあるため、ここでの作業機６０の効果速度は、通常の作業のときの効果速度よりも遅くすることが好ましい。ところで、ステップＳ１７０とステップＳ１８０とは、順序が入れ替わっても構わない。

【0072】

こうして、トラクタ１は、自動走行しながら耕耘作業を行っている際に、なんらかの理由で停止し、その後に作業を再開する場合、停止した場所の近傍エリアでの耕耘もれなどを生じることがなく、整地性を向上させることができる。

【0073】

次に、自動運転で作業をしているトラクタ１の走行速度の実速度が理論速度よりも一定値以上高速になった場合の処理について、図５を参照しながら説明する。なお、図５においては、ステップＳ１２０から以降の流れは図４で説明した処理の流れと同じなので、ここでの説明は省略する。

【0074】

自動運転モードにおいて、トラクタ１が自動走行しながら耕耘作業を行っているとき、制御装置４０は、図５に示すように、走行車体２の理論速度を導出している（ステップＳ１１１）。この理論速度の導出は、所定間隔をあけて繰り返されているものとする。

【0075】

次いで、制御装置４０は、位置情報取得装置３０（ＧＮＳＳ）を利用して走行車体２の実速度を検出する（ステップＳ１１２）。なお、この実速度の導出も所定間隔をあけて繰り返されており、好ましくは理論速度の導出処理とセットで行うものとする。また、ステップＳ１１１とステップＳ１１２との処理は、順序が逆であっても構わない。

【0076】

制御装置４０は、理論速度と実速度とを比較し、実速度が理論速度よりも速いか否かを判定する。この判定では、実速度が理論速度よりも一定値以上高速になる速度差が検出されたか否かを判定することになる（ステップＳ１１３）。これにより、制御装置４０は、トラクタ１の走行中にダッシングが発生したか否かを判定することができる。なお、ダッシングが発生したと判定した場合、制御装置４０は、たとえばホーンを鳴らすなどして、周辺へ異常を報知することができる。なお、ホーンの鳴動時間は、トラクタ１が完全に停止するまでとするなど、適宜設定して構わない。

【0077】

ところで、実速度が理論速度よりも一定値以上高速になるというのは、たとえば、位置情報取得装置３０を用いて導出した実速度が、走行車輪４（５）の車軸４ａ（５ａ）の回転に基づく理論速度の１２０％程度高速である場合とすることができる。これにより、ダッシングの判断精度を向上させることができる。

【0078】

そして、実速度が理論速度よりも一定値以上高速になる速度差が検出された場合（ステップＳ１１３：Ｙｅｓ）、制御装置４０は、ダッシングが生じたと判断し、走行車体２を停止する。すなわち、制動装置５３（図２参照）を駆動して前輪４および後輪５を制動する（ステップＳ１１４）。一方、実速度が理論速度よりも一定値以上高速になる速度差が検出されない場合（ステップＳ１１３：Ｎｏ）、制御装置４０は、この処理を終了する。

【0079】

なお、ダッシングが発生したと判定した場合、制御装置４０は、ダッシング検出位置を記憶しておくことが好ましい。ダッシング位置を記憶しておくことで、作業を再開する場合に、停止位置からどの程度の距離（図２における所定距離Ｋを参照）を後進すればよいかを導出することができ、未耕耘エリアの発生を防止することができる。ダッシングが生じる圃場は硬いことが多いため、後進する所定距離Ｋとしては、十分な距離をダッシング検出位置から後方に設定することが好ましい。

【0080】

トラクタ１が停止した後の、ステップＳ１２０～ステップＳ１８０までの処理は、図４と同様である。

【0081】

上述してきたトラクタ１によれば、自動運転モードや半自動運転モード時の安全性を向上させることができる。特に、ダッシングなどの発生に伴うリスクを回避することができる。

【0082】

上述してきた実施形態により、以下のトラクタ１が実現する。

【0083】

（１）走行車輪４，５を備え、後部に所定の動作を行う作業機６０を連結可能な走行車体２と、走行車体２に搭載され、走行車輪４，５および作業機６０の駆動源となるエンジンＥと、自車両の位置を示す自車位置情報を取得する位置情報取得装置３０と、作業機６０を昇降させる昇降装置１２と、エンジンＥからの動力を走行車体２の外部へ出力するＰＴＯ軸１１へ伝達される動力の接続および接続解除を切り替えるＰＴＯクラッチ５５と、自車位置情報を含む所定情報に基づき走行車体２を所定の経路に沿って走行車体２を走行させる自動走行制御と、作業機６０の昇降を含む動作制御を実行する制御装置４０とを備え、制御装置４０は、走行状態の所定の変化に基づき、ＰＴＯクラッチ５５を切断するとともに、作業機６０を上昇させるトラクタ１。

【0084】

かかるトラクタ１によれば、ＰＴＯクラッチ５５の入り切りを行うソレノイドバルブ５４がたとえスタック（スティック）し、ＰＴＯ軸１１の回転が停止していなくても所謂ダッシングなどが生じるおそれがなくなり、自動運転モードや半自動運転モードにおける無人走行中の安全性を高めることができる。

【0085】

（２）上記（１）において、走行状態の所定の変化として、走行車体２の車速が０（ゼロ）になったことを検出した場合にＰＴＯクラッチ５５を切断するとともに、作業機６０を上昇させるトラクタ１。

【0086】

かかるトラクタ１によれば、走行車体２が停止した場合にＰＴＯクラッチ５５を切断して作業機６０を上昇させるため、上記（１）の効果に加え、停止しているのも拘わらずダッシングにより前進するようなおそれがなくなる。

【0087】

（３）上記（１）において、作業機６０は対地作業機であって、制御装置４０は、走行状態の所定の変化として走行車体２の実速度が理論速度よりも一定値以上高速になる速度差を検出した場合にＰＴＯクラッチ５５を切断するとともに、対地作業機６０を上昇させるトラクタ１。

【0088】

かかるトラクタ１によれば、上記（１）の効果に加え、たとえば耕耘作業中のダッシングを防止することができ、安全性をより高めることができる。

【0089】

（４）上記（３）において、制御装置４０は、上記の速度差を検出した場合、走行車体２を停止するトラクタ１。

【0090】

かかるトラクタ１によれば、走行車体２が停止することで、上記（３）の効果をより高めることができる。

【0091】

（５）上記（４）において、前輪４および後輪５を備えるとともに、当該前輪４および後輪５を制動する制動装置５３を備えており、制御装置４０は、制動装置５３を駆動して走行車体２を停止するトラクタ１。

【0092】

かかるトラクタ１によれば、前輪４、後輪５をブレーキにより制動することで走行車体２を停止することができるため、ダッシングによる移動距離が抑えられて上記（４）の効果をより高めることができる。

【0093】

（６）上記（２）、（４）または（５）において、制御装置４０は、走行車体２を停止させた後に作業を再開する場合、所定距離Ｋだけ後進した位置から走行を開始するトラクタ１。

【0094】

かかるトラクタ１によれば、上記（２）、（４）または（５）の効果に加え、作業再開時に、耕耘作業がなされない領域の発生を確実に防止することが可能となる。

【0095】

（７）上記（３）から（５）のいずれかにおいて、制御装置４０は、速度差を、走行車輪４（５）の車軸４ａ（５ａ）の回転に基づく理論速度と、位置情報取得装置３０により取得した自車位置情報により導出された実速度とから検出するトラクタ１。

【0096】

かかるトラクタ１によれば、より精度良くダッシングを防止することができ、上記（３）から（５）のいずれかの効果をより高めることができる。

【0097】

（８）上記（１）から（７）のいずれかにおいて、ＰＴＯ軸１１の回転を検出するＰＴＯセンサ２７を備え、制御装置４０は、ＰＴＯクラッチ５５を切断したにもかかわらず、ＰＴＯ軸１１の回転が検出された場合、自動走行制御を禁止するトラクタ１。

【0098】

かかるトラクタ１によれば、上記（１）から（７）のいずれかの効果に加え、ＰＴＯクラッチ５５やＰＴＯクラッチ５５を駆動するソレノイドバルブ５４が故障していたとしても、ダッシングを防止することができ、安全性をより高めることが可能となる。

【0099】

（９）上記（１）から（８）のいずれかにおいて、作業機６０の上昇量は、予め複数位置に設定された上昇位置における最低高さまでに規定されているトラクタ１。

【0100】

かかるトラクタ１によれば、（１）から（８）のいずれかの効果に加えて、走行車体２が停止した後の次回の作業のために作業機６０を下降させる際の時間を短縮することができ、整地性も向上する。

【0101】

さらなる効果や変形例は、当業者によって容易に導き出すことができる。このため、本発明のより広範な態様は、以上のように表しかつ記述した特定の詳細および代表的な実施形態に限定されるものではない。したがって、添付の特許請求の範囲およびその均等物によって定義される総括的な発明の概念の精神または範囲から逸脱することなく、様々な変更が可能である。

【符号の説明】

【0102】

１ トラクタ（作業車両）
２ 走行車体
４ 前輪（車輪）
５ 後輪（車輪）
１１ ＰＴＯ軸
１２ 昇降装置
２７ ＰＴＯセンサ
３０ 位置情報取得装置
４０ 制御装置（制御部）
５３ 制動装置
５４ ソレノイドバルブ
５５ ＰＴＯクラッチ
６０ 作業機
Ｅ エンジン

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】