特許 7528039 走行制御システム

(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】2024-07-26

(45)【発行日】2024-08-05

(54)【発明の名称】走行制御システム

(51)【国際特許分類】

   A01B 69/00 20060101AFI20240729BHJP

【ＦＩ】

A01B69/00 303A

【請求項の数】 6

(21)【出願番号】P 2021139301

(22)【出願日】2021-08-27

(65)【公開番号】P2023032924

(43)【公開日】2023-03-09

【審査請求日】2023-12-20

(73)【特許権者】

【識別番号】000001052

【氏名又は名称】株式会社クボタ

(74)【代理人】

【識別番号】110001818

【氏名又は名称】弁理士法人Ｒ＆Ｃ

(72)【発明者】

【氏名】森本 孝紀

(72)【発明者】

【氏名】山口 幸太郎

(72)【発明者】

【氏名】菊地 良太

(72)【発明者】

【氏名】作田 建

(72)【発明者】

【氏名】吉村 史也

【審査官】大澤 元成

(56)【参考文献】

【文献】特開２０２１－１０８５９７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１９－１２１２６６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０２０－０２２３９７（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許出願公開第２０２１／０３０２９６２（ＵＳ，Ａ１）

【文献】特開２０２０－０２８２４３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００１－１６３２４７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１８－１１６６０６（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許出願公開第２０２０／０２９６８７８（ＵＳ，Ａ１）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ａ０１Ｂ ６９／００－６９／０８

Ｇ０５Ｄ １／００－ １／８７

Ｂ６２Ｄ ６／００－ ６／１０

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

作業装置を有する作業車の自動走行を制御する走行制御システムであって、
前記作業車は、圃場の最外周領域において前記圃場の外形に沿って行われる作業走行である最外周走行を、自動走行によって行うことができるように構成されており、
前記最外周走行は、前記作業装置を駆動しながら第１方向へ走行する第１走行と、前記作業装置を駆動しながら第２方向へ走行する第２走行と、前記第１走行と前記第２走行との間で行われ、前記作業車の向きが前記第１方向から前記第２方向へ変化する動作である方向転換動作と、を含んでおり、
自動走行によって行われる前記最外周走行である最外周自動走行を、所定の許可条件が満たされている場合に許可する許可部と、
前記許可部が前記最外周自動走行を許可しない場合に前記最外周自動走行を禁止する禁止部と、を備え、
前記許可条件は、第１条件及び第２条件を含んでおり、
前記第１条件は、前記作業装置の作業幅に対応する値である基準値が前記作業装置の横幅よりも大きいことであり、
前記第２条件は、前記基準値が、閾値決定部により決定された閾値よりも大きいことであり、
前記閾値決定部は、前記作業車の前端位置と、前記作業装置を作業状態から非作業状態へと切り替える際の基準位置と、の間の距離である基準距離に基づいて、前記閾値を決定する走行制御システム。

【請求項2】

前記作業車は、機体前方の障害物を検知可能なセンサを備え、
前記閾値決定部は、前記センサによる検知範囲にも基づいて前記閾値を決定する請求項１に記載の走行制御システム。

【請求項3】

前記センサは、有効な状態と無効な状態との間で切り替え可能に構成されており、
前記閾値決定部は、前記センサが有効な状態である場合、前記センサによる検知範囲にも基づいて前記閾値を決定し、
前記閾値決定部は、前記センサが無効な状態である場合、前記センサによる検知範囲に基づくことなく前記閾値を決定する請求項２に記載の走行制御システム。

【請求項4】

前記閾値決定部は、前記作業車の旋回半径にも基づいて前記閾値を決定する請求項１から３の何れか一項に記載の走行制御システム。

【請求項5】

前記作業車は、旋回時の走行装置の駆動方式を変更可能に構成されており、
前記閾値決定部は、前記駆動方式にも基づいて前記閾値を決定する請求項１から４の何れか一項に記載の走行制御システム。

【請求項6】

前記最外周自動走行において前記第１走行により作業が行われる領域と、前記第２走行により作業が行われる領域と、の重複部分の幅である重複幅を決定する重複幅決定部と、
前記基準値を決定する基準値決定部と、を備え、
前記基準値決定部は、前記作業装置の作業幅から前記重複幅を減じた値を前記基準値として決定する請求項１から５の何れか一項に記載の走行制御システム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、作業装置を有する作業車の自動走行を制御する走行制御システムに関する。

【背景技術】

【0002】

上記のような走行制御システムとして、例えば、特許文献１に記載のものが既に知られている。この走行制御システムは、トラクタの自動走行を制御するように構成されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特開２０１８－１１６６０６号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

圃場が畦畔で囲まれている場合、圃場における最外周に位置する領域である最外周領域では、作業車が畦畔に干渉しないように、作業車を走行させる必要がある。そのため、圃場の最外周領域では、最外周領域よりも内側の領域に比べて、自動走行によって適切に作業走行を行うことが困難である。

【0005】

このことから、従来の走行制御システムでは、多くの場合、最外周領域における自動走行が実行されないように構成されていた。

【0006】

本発明の目的は、最外周領域における自動走行を適切に行いやすい条件下においては、最外周領域における自動走行を実行することができる走行制御システムを提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0007】

本発明の特徴は、作業装置を有する作業車の自動走行を制御する走行制御システムであって、前記作業車は、圃場の最外周領域において前記圃場の外形に沿って行われる作業走行である最外周走行を、自動走行によって行うことができるように構成されており、前記最外周走行は、前記作業装置を駆動しながら第１方向へ走行する第１走行と、前記作業装置を駆動しながら第２方向へ走行する第２走行と、前記第１走行と前記第２走行との間で行われ、前記作業車の向きが前記第１方向から前記第２方向へ変化する動作である方向転換動作と、を含んでおり、自動走行によって行われる前記最外周走行である最外周自動走行を、所定の許可条件が満たされている場合に許可する許可部と、前記許可部が前記最外周自動走行を許可しない場合に前記最外周自動走行を禁止する禁止部と、を備え、前記許可条件は、第１条件及び第２条件を含んでおり、前記第１条件は、前記作業装置の作業幅に対応する値である基準値が前記作業装置の横幅よりも大きいことであり、前記第２条件は、前記基準値が、閾値決定部により決定された閾値よりも大きいことであり、前記閾値決定部は、前記作業車の前端位置と、前記作業装置を作業状態から非作業状態へと切り替える際の基準位置と、の間の距離である基準距離に基づいて、前記閾値を決定することにある。

【0008】

本構成によれば、基準値が作業装置の横幅よりも大きく、且つ、基準値が閾値よりも大きい場合、最外周自動走行が許可される。

【0009】

基準値が作業装置の横幅よりも大きい場合、圃場の隅部での旋回時に作業装置が圃場外に出てしまい畦畔に干渉する事態が起こりにくい。また、基準値が閾値よりも大きい場合、第１走行で作業が行われる領域と、第２走行で作業が行われる領域と、の間に作業が行われない領域が生じてしまう事態が起こりにくい。

【0010】

従って、第１条件及び第２条件が満たされている場合、圃場の隅部での旋回時に作業装置が圃場外に出てしまい畦畔に干渉することなく、且つ、第１走行で作業が行われる領域と、第２走行で作業が行われる領域と、の間に作業が行われない領域が生じてしまうことなく、最外周領域における自動走行を行いやすい。即ち、第１条件及び第２条件が満たされている場合、最外周領域における自動走行を適切に行いやすい。

【0011】

以上のことから、本構成によれば、最外周領域における自動走行を適切に行いやすい条件下においては、最外周自動走行が許可される。即ち、本構成によれば、最外周領域における自動走行を適切に行いやすい条件下においては、最外周領域における自動走行を実行することができる走行制御システムを実現できる。

【0012】

さらに、本発明において、前記作業車は、機体前方の障害物を検知可能なセンサを備え、前記閾値決定部は、前記センサによる検知範囲にも基づいて前記閾値を決定すると好適である。

【0013】

本構成によれば、センサによる検知範囲に基づくことなく閾値を決定する場合に比べて、閾値が適切に決定されやすい。その結果、許可条件が適切になりやすい。

【0014】

さらに、本発明において、前記センサは、有効な状態と無効な状態との間で切り替え可能に構成されており、前記閾値決定部は、前記センサが有効な状態である場合、前記センサによる検知範囲にも基づいて前記閾値を決定し、前記閾値決定部は、前記センサが無効な状態である場合、前記センサによる検知範囲に基づくことなく前記閾値を決定すると好適である。

【0015】

本構成によれば、センサが有効であるか否かに応じて閾値が変化する構成を実現できる。これにより、センサが有効である場合、及び、センサが無効である場合の何れにおいても、許可条件が適切になりやすい。

【0016】

さらに、本発明において、前記閾値決定部は、前記作業車の旋回半径にも基づいて前記閾値を決定すると好適である。

【0017】

本構成によれば、例えば、基準距離と、旋回半径を考慮して決定した値と、の和を閾値として決定することができる。このように、旋回半径にも基づいて閾値を決定すれば、第２条件が満たされている場合に、第１走行の終了時点における機体前方に、スムーズに方向転換動作（旋回）を行えるスペースが確保される構成を実現できる。これにより、許可条件が満たされた場合にスムーズに方向転換動作（旋回）を行える構成を実現できる。

【0018】

さらに、本発明において、前記作業車は、旋回時の走行装置の駆動方式を変更可能に構成されており、前記閾値決定部は、前記駆動方式にも基づいて前記閾値を決定すると好適である。

【0019】

一般に、旋回時の走行装置の駆動方式が変化すると、旋回半径が変化することとなる。

【0020】

ここで、上記の構成によれば、例えば、基準距離と、旋回時の走行装置の駆動方式を考慮して決定した値と、の和を閾値として決定することができる。このように、旋回時の走行装置の駆動方式にも基づいて閾値を決定すれば、旋回半径が大きいほど閾値が大きくなる構成を実現できる。その結果、第２条件が満たされている場合に、第１走行の終了時点における機体前方に、スムーズに方向転換動作（旋回）を行えるスペースが確保される構成を実現できる。これにより、許可条件が満たされた場合にスムーズに方向転換動作（旋回）を行える構成を実現できる。

【0021】

さらに、本発明において、前記最外周自動走行において前記第１走行により作業が行われる領域と、前記第２走行により作業が行われる領域と、の重複部分の幅である重複幅を決定する重複幅決定部と、前記基準値を決定する基準値決定部と、を備え、前記基準値決定部は、前記作業装置の作業幅から前記重複幅を減じた値を前記基準値として決定すると好適である。

【0022】

本構成によれば、作業装置の作業幅を基準値として決定する場合に比べて、基準値が適切に決定されやすい。その結果、許可条件が適切になりやすい。

【図面の簡単な説明】

【0023】

【図1】トラクタの左側面図である。

【図2】圃場における作業走行を示す図である。

【図3】基準距離等を示す図である。

【図4】制御部等の構成を示すブロック図である。

【図5】判定フローのフローチャートである。

【図6】閾値決定フローのフローチャートである。

【図7】その他の実施形態（１）における閾値決定フローのフローチャートである。

【発明を実施するための形態】

【0024】

本発明を実施するための形態について、図面に基づき説明する。尚、以下の説明においては、図２及び図３に示す矢印Ｎの方向を「北」、矢印Ｓの方向を「南」、矢印Ｅの方向を「東」、矢印Ｗの方向を「西」とする。

【0025】

〔トラクタの構成〕
図１に示すように、トラクタ１（本発明に係る「作業車」に相当）は、走行装置１０、原動機１３、変速装置１５を備えている。走行装置１０は、左右の前輪１１及び左右の後輪１２を含んでいる。

【0026】

原動機１３は、ディーゼルエンジンや電動モータ等によって構成される。変速装置１５は、変速によって走行装置１０の推進力を調節するとともに、走行装置１０の前進と後進との切替が可能である。

【0027】

また、トラクタ１は、キャビン２１を備えている。キャビン２１内には運転室が形成されている。

【0028】

トラクタ１の後部には、３点リンク機構等で構成された昇降装置１６が設けられている。昇降装置１６には、肥料を散布する肥料散布装置３０（本発明に係る「作業装置」に相当）が装備される。

【0029】

この肥料散布装置３０は、肥料を収容可能な容器３１と、容器３１内の肥料を圃場に供給する供給機構３２とを備えている。

【0030】

前輪１１は操向輪として機能する。前輪１１の操舵角を変更することにより、トラクタ１の走行方向が変更される。ここで、トラクタ１は、自動走行可能に構成されている。自動走行における前輪１１の操舵角は、図示されていない電動操舵機構を介して制御可能である。手動走行における前輪１１の操舵は、運転室に配置されているステアリングホイール２２の操作によって行われる。

【0031】

〔圃場における作業について〕
図２に示すように、トラクタ１は、圃場における中央領域５１では往復走行によって作業走行を行うように構成されている。また、トラクタ１は、圃場における外周領域５２では周回走行によって作業走行を行うように構成されている。尚、作業走行とは、作業装置によって作業を行いながら走行することである。本実施形態における作業走行は、肥料散布装置３０により肥料散布を行いながら走行することである。

【0032】

また、中央領域５１とは、圃場における中央部に位置する領域である。外周領域５２とは、圃場における外周部に位置する領域である。

【0033】

図２に示す例において、中央領域５１での作業走行を行う場合、トラクタ１は、中央領域５１の西端部における北端位置から南へ向かって作業走行を開始する。その後、トラクタ１は、南北方向に沿った直線走行と、Ｕターン走行と、を交互に繰り返す。そして、中央領域５１の東端部における作業走行が完了すると、中央領域５１の全体が作業済となる。

【0034】

尚、南北方向に沿った直線走行は、肥料散布装置３０を駆動しながら行われる。言い換えれば、南北方向に沿った直線走行において、肥料散布装置３０は作業状態である。また、本明細書における「直線走行」は、走行軌跡が厳密に直線となるように走行することのみを意味するものではなく、多少の蛇行や旋回を含んでいても実質的に直線的な走行であれば、「直線走行」に該当する。また、本実施形態における「直線走行」に代えて、実質的に曲線的な走行やジグザグ状の走行等が行われても良い。

【0035】

また、Ｕターン走行は、肥料散布装置３０を駆動停止した状態で行われる。言い換えれば、Ｕターン走行において、肥料散布装置３０は非作業状態である。

【0036】

図２に示す例において、外周領域５２での作業走行を行う場合、トラクタ１は、外周領域５２の内側から外側へ、３周の周回走行を行う。尚、本発明はこれに限定されず、外周領域５２での周回走行は、２周以下であっても良いし、４周以上であっても良い。

【0037】

図２に示すように、外周領域５２は、最外周領域５３を含んでいる。最外周領域５３は、外周領域５２における最外周に位置する領域である。トラクタ１は、最外周走行を行うことができるように構成されている。最外周走行とは、圃場の最外周領域５３において圃場の外形に沿って行われる作業走行である。

【0038】

図２に示す例において、最外周走行は、第１地点Ｐ１から、圃場の外形に沿って反時計回りに走行しながら、第２地点Ｐ２、第３地点Ｐ３、第４地点Ｐ４、第５地点Ｐ５、第６地点Ｐ６、第７地点Ｐ７を通過して、第８地点Ｐ８に到達するまでの作業走行である。

【0039】

第１地点Ｐ１から第２地点Ｐ２までの走行、第３地点Ｐ３から第４地点Ｐ４までの走行、第５地点Ｐ５から第６地点Ｐ６までの走行、第７地点Ｐ７から第８地点Ｐ８までの走行は、直線走行であり、肥料散布装置３０を駆動しながら行われる。即ち、これらの走行において、肥料散布装置３０は作業状態である。

【0040】

第２地点Ｐ２から第３地点Ｐ３までの走行、第４地点Ｐ４から第５地点Ｐ５までの走行、第６地点Ｐ６から第７地点Ｐ７までの走行は、方向転換走行（旋回走行）であり、肥料散布装置３０を駆動停止した状態で行われる。即ち、これらの走行において、肥料散布装置３０は非作業状態である。

【0041】

最外周走行は、第１走行と、第２走行と、方向転換動作と、を含んでいる。第１走行とは、作業装置を駆動しながら第１方向へ走行することである。第２走行とは、作業装置を駆動しながら第２方向へ走行することである。方向転換動作とは、第１走行と第２走行との間で行われ、トラクタ１の向きが第１方向から第２方向へ変化する動作である。尚、本実施形態における作業装置は、具体的には肥料散布装置３０である。

【0042】

即ち、最外周走行は、肥料散布装置３０を駆動しながら第１方向へ走行する第１走行と、肥料散布装置３０を駆動しながら第２方向へ走行する第２走行と、第１走行と第２走行との間で行われ、トラクタ１の向きが第１方向から第２方向へ変化する動作である方向転換動作と、を含んでいる。

【0043】

以下の説明では、第１地点Ｐ１から第２地点Ｐ２までの走行が「第１走行」であり、第３地点Ｐ３から第４地点Ｐ４までの走行が「第２走行」であり、第２地点Ｐ２から第３地点Ｐ３までの走行が「方向転換動作」であるとして説明する。この場合、西の方角が「第１方向」となり、南の方角が「第２方向」となる。

【0044】

ただし、本発明はこれに限定されない。「第１走行」に相当する走行は、例えば、第３地点Ｐ３から第４地点Ｐ４までの走行であっても良いし、第５地点Ｐ５から第６地点Ｐ６までの走行であっても良い。「第２走行」、「方向転換動作」、「第１方向」、「第２方向」についても同様であって、以下の説明に限定されるものではない。

【0045】

図３には、図２に示す圃場の北西部の拡大図が示されている。尚、図３では、第２地点Ｐ２及び第３地点Ｐ３の図示を省略している。

【0046】

また、図３には、第１作業領域６１と、第２作業領域６２と、が示されている。第１作業領域６１は、第１走行により作業が行われる領域である。第２作業領域６２は、第２走行により作業が行われる領域である。図３に示すように、第１作業領域６１と第２作業領域６２とは一部重複している。

【0047】

また、図２及び図３に示すように、肥料散布装置３０は、機体後側へ向けて肥料を散布する。肥料散布装置３０による肥料の散布範囲は、平面視において扇形である。図３に示すように、肥料散布装置３０による肥料の散布範囲の横幅が、肥料散布装置３０の作業幅Ｗ１である。

【0048】

〔自動走行について〕
図４に示すように、トラクタ１は、制御部４０（本発明に係る「走行制御システム」に相当）を備えている。トラクタ１の自動走行は、制御部４０によって制御される。そして、トラクタ１は、制御部４０の制御により、中央領域５１における作業走行、及び、外周領域５２における作業走行を、自動走行によって行うことができるように構成されている。特に、トラクタ１は、最外周走行を自動走行によって行うことができるように構成されている。

【0049】

即ち、制御部４０は、肥料散布装置３０を有するトラクタ１の自動走行を制御する。また、トラクタ１は、圃場の最外周領域５３において圃場の外形に沿って行われる作業走行である最外周走行を、自動走行によって行うことができるように構成されている。

【0050】

図４に示すように、制御部４０は、自車位置算出部２５を有している。また、図１及び図４に示すように、トラクタ１は、衛星測位モジュール７を備えている。衛星測位モジュール７は、キャビン２１の上部に取り付けられている。衛星測位モジュール７は、ＧＰＳ（グローバル・ポジショニング・システム）で用いられる人工衛星からのＧＰＳ信号を受信する。そして、図４に示すように、衛星測位モジュール７は、受信したＧＰＳ信号に基づいて、トラクタ１の自車位置を示す測位データを自車位置算出部２５へ送る。

【0051】

尚、本発明はこれに限定されない。衛星測位モジュール７は、ＧＰＳを利用するものでなくても良い。例えば、衛星測位モジュール７は、ＧＰＳ以外のＧＮＳＳ（ＧＬＯＮＡＳＳ、Ｇａｌｉｌｅｏ、みちびき、ＢｅｉＤｏｕ等）を利用するものであっても良い。

【0052】

自車位置算出部２５は、衛星測位モジュール７により出力された測位データに基づいて、トラクタ１の位置座標を経時的に算出する。これにより、自車位置算出部２５は、トラクタ１の位置座標を取得する。

【0053】

また、図４に示すように、トラクタ１は、慣性計測装置８を備えている。また、制御部４０は、自車方位算出部２９を有している。

【0054】

慣性計測装置８は、トラクタ１の機体のヨー角度の角速度、及び、互いに直交する３軸方向の加速度を経時的に検知する。慣性計測装置８による検知結果は、自車方位算出部２９へ送られる。

【0055】

自車方位算出部２９は、自車位置算出部２５から、トラクタ１の位置座標を受け取る。そして、自車方位算出部２９は、慣性計測装置８による検知結果と、トラクタ１の位置座標と、に基づいて、トラクタ１の姿勢方位を算出する。

【0056】

より具体的には、まず、トラクタ１の走行中に、現在のトラクタ１の位置座標、及び、直前に走行していた地点におけるトラクタ１の位置座標に基づいて、自車方位算出部２９は、初期姿勢方位を算出する。次に、初期姿勢方位が算出されてからトラクタ１が一定時間走行すると、自車方位算出部２９は、その一定時間の走行の間に慣性計測装置８により検知された角速度を積分処理することにより、姿勢方位の変化量を算出する。

【0057】

そして、このように算出された姿勢方位の変化量を初期姿勢方位に足し合わせることによって、自車方位算出部２９は、姿勢方位の算出結果を更新する。その後、一定時間毎に、姿勢方位の変化量が同様に算出されると共に、順次、姿勢方位の算出結果が更新されていく。

【0058】

以上の構成により、自車方位算出部２９は、トラクタ１の姿勢方位を算出する。

【0059】

図４に示すように、制御部４０は、マップ生成部２６を有している。マップ生成部２６は、自車位置算出部２５から、トラクタ１の経時的な位置座標を受け取る。そして、マップ生成部２６は、トラクタ１の経時的な位置座標に基づいて、中央領域５１の外形を示すデータ、及び、外周領域５２の外形を示すデータを生成する。

【0060】

詳述すると、圃場における自動走行を行う前に、作業者は、トラクタ１を手動走行させて、最外周領域５３における周回走行を行う。この周回走行におけるトラクタ１の経時的な位置座標に基づいて、マップ生成部２６は、圃場の外形を示すデータ、及び、中央領域５１の外形を示すデータを生成する。そして、マップ生成部２６は、圃場の外形を示すデータ、及び、中央領域５１の外形を示すデータに基づいて、外周領域５２の外形を示すデータを生成する。

【0061】

図４に示すように、制御部４０は、経路生成部２７を有している。経路生成部２７は、マップ生成部２６から、中央領域５１の外形を示すデータ、及び、外周領域５２の外形を示すデータを受け取る。経路生成部２７は、これらのデータに基づいて、自動走行のための目標経路を生成する。図２に示す例では、経路生成部２７により生成された目標経路が矢印で示されている。

【0062】

図２に示す例では、中央領域５１における作業走行を行うための目標経路と、外周領域５２における作業走行を行うための目標経路と、が示されている。中央領域５１における作業走行を行うための目標経路は、トラクタ１が往復走行を行うように生成される。外周領域５２における作業走行を行うための目標経路は、トラクタ１が周回走行を行うように生成される。

【0063】

図４に示すように、制御部４０は、走行制御部２８を有している。トラクタ１が自動走行を行っているとき、走行制御部２８は、自車位置算出部２５から受け取ったトラクタ１の位置座標と、自車方位算出部２９から受け取ったトラクタ１の姿勢方位と、経路生成部２７から受け取った目標経路を示す情報と、に基づいて、トラクタ１の走行を制御する。より具体的には、走行制御部２８は、目標経路に沿った自動走行によって作業走行が行われるように、走行装置１０及び肥料散布装置３０を制御する。このとき、走行制御部２８は、例えば、衛星測位モジュール７が目標経路上に位置するように、トラクタ１の走行を制御する。

【0064】

本実施形態では、トラクタ１の運転室に、自動走行開始ボタン（図示せず）が設けられている。トラクタ１は、作業者が自動走行開始ボタンを操作すると、自動走行を開始するように構成されている。

【0065】

尚、制御部４０、及び、制御部４０に含まれる走行制御部２８等の各要素は、マイクロコンピュータ等の物理的な装置であっても良いし、ソフトウェアにおける機能部であっても良い。

【0066】

〔駆動方式について〕
図４に示すように、制御部４０は、駆動方式設定部２４を有している。また、本実施形態では、トラクタ１の運転室に、駆動方式選択ボタン（図示せず）が設けられている。作業者が駆動方式選択ボタンを操作すると、その操作に応じて、駆動方式設定部２４が、旋回時の走行装置１０の駆動方式を設定する。駆動方式が設定されると、駆動方式設定部２４から所定の信号が走行制御部２８へ送られる。旋回時に、走行制御部２８は、この信号に応じて、設定された駆動方式で走行装置１０を制御する。

【0067】

本実施形態においては、第１駆動方式、第２駆動方式、第３駆動方式の３種類の駆動方式が存在する。第１駆動方式は、前輪１１が後輪１２よりも高速で回転する制御である高速回転制御、及び、旋回内側の後輪１２にブレーキが作動する制御である内側ブレーキ制御が実行される駆動方式である。第２駆動方式は、高速回転制御が実行され、且つ、内側ブレーキ制御が実行されない駆動方式である。第３駆動方式は、高速回転制御及び内側ブレーキ制御の何れも実行されない駆動方式である。

【0068】

第２駆動方式でのトラクタ１の旋回半径は、第１駆動方式でのトラクタ１の旋回半径よりも大きい。第３駆動方式でのトラクタ１の旋回半径は、第２駆動方式でのトラクタ１の旋回半径よりも大きい。

【0069】

このように、トラクタ１は、旋回時の走行装置１０の駆動方式を変更可能に構成されている。

【0070】

〔判定部について〕
図４に示すように、制御部４０は、判定部４７を有している。判定部４７は、最外周自動走行を許可するか、または禁止するかを判定するように構成されている。尚、最外周自動走行とは、自動走行によって行われる最外周走行である。

【0071】

判定部４７による判定結果は、走行制御部２８へ送られる。走行制御部２８は、受け取った判定結果が最外周自動走行を許可するものである場合、最外周自動走行が行われるように、走行装置１０及び肥料散布装置３０を制御する。また、走行制御部２８は、受け取った判定結果が最外周自動走行を禁止するものである場合、最外周自動走行が行われないように、走行装置１０及び肥料散布装置３０を制御する。

【0072】

判定部４７によって最外周自動走行が許可された場合、例えば、中央領域５１及び外周領域５２の全体にわたって、自動走行による作業走行が行われても良い。

【0073】

判定部４７によって最外周自動走行が禁止された場合、例えば、中央領域５１及び外周領域５２のうち、中央領域５１のみにおいて、自動走行による作業走行が行われても良い。あるいは、圃場のうち最外周領域５３以外の部分の全体にわたって、自動走行による作業走行が行われても良い。

【0074】

以下では、判定部４７に関する構成について説明する。

【0075】

図４に示すように、制御部４０は、重複幅決定部４１及び基準値決定部４２を有している。重複幅決定部４１は、重複幅Ｄ３（図３参照）を決定する。重複幅Ｄ３は、最外周自動走行が行われる場合に、第１作業領域６１と第２作業領域６２との重複部分となることが予定される領域の、第１走行における前後方向での幅である。

【0076】

即ち、制御部４０は、最外周自動走行において第１走行により作業が行われる領域と、第２走行により作業が行われる領域と、の重複部分の幅である重複幅Ｄ３を決定する重複幅決定部４１を備えている。

【0077】

重複幅決定部４１は、例えば、経路生成部２７により生成された目標経路と、肥料散布装置３０の作業幅Ｗ１と、後述する基準位置ＳＰと、に基づいて重複幅Ｄ３を算出することにより、重複幅Ｄ３を決定するように構成されていても良い。

【0078】

重複幅決定部４１は、重複幅Ｄ３を示す情報を、基準値決定部４２へ送る。基準値決定部４２は、当該情報に基づいて、基準値を決定する。基準値とは、作業装置（本実施形態では肥料散布装置３０）の作業幅Ｗ１に対応する値である。

【0079】

即ち、制御部４０は、基準値を決定する基準値決定部４２を備えている。

【0080】

本実施形態において、基準値決定部４２は、肥料散布装置３０の作業幅Ｗ１から重複幅Ｄ３を減じた値を基準値として決定する。ただし、本発明はこれに限定されない。例えば、基準値決定部４２は、肥料散布装置３０の作業幅Ｗ１を基準値として決定しても良い。

【0081】

図４に示すように、制御部４０は、基準位置設定部４３及び基準距離算出部４４を有している。また、本実施形態では、トラクタ１の運転室に、操作パネル（図示せず）が設けられている。作業者が操作パネルを操作すると、その操作に応じて、基準位置設定部４３が、基準位置ＳＰ（図３参照）を設定する。即ち、基準位置ＳＰは、人為操作によって変更可能である。

【0082】

基準位置ＳＰとは、自動走行において、肥料散布装置３０を作業状態から非作業状態へと切り替える際の位置である。

【0083】

設定された基準位置ＳＰを示す情報は、基準位置設定部４３から基準距離算出部４４へ送られる。基準距離算出部４４は、当該情報に基づいて、基準距離Ｄ１（図３参照）を算出する。

【0084】

基準距離Ｄ１とは、トラクタ１の前端位置と、基準位置ＳＰと、の間の距離である。図３に示す例では、最外周自動走行が行われる場合に、第１走行終了時点でトラクタ１の前端部が位置することが予定される位置と、第１走行における基準位置ＳＰと、の間の距離が、基準距離Ｄ１となる。

【0085】

図４に示すように、トラクタ１は、センサ９を備えている。センサ９は、機体前方の障害物を検知可能である。尚、センサ９は、機体前方だけでなく、機体側方や機体後方の障害物も検知可能であっても良い。

【0086】

即ち、トラクタ１は、機体前方の障害物を検知可能なセンサ９を備えている。

【0087】

図３には、センサ９の検知範囲ＤＥ、及び、センサ９の前後方向の検知距離Ｄ２が示されている。検知距離Ｄ２は、検知範囲ＤＥの前後長さである。

【0088】

図４に示すように、制御部４０は、センサ制御部４６を有している。また、本実施形態では、トラクタ１の運転室に、操作パネル（図示せず）が設けられている。作業者が操作パネルを操作すると、その操作に応じて、センサ制御部４６が、センサ９の状態を有効と無効との間で切り替える。即ち、センサ９は、有効な状態と無効な状態との間で切り替え可能に構成されている。

【0089】

図４に示すように、制御部４０は、閾値決定部４５を有している。閾値決定部４５は、基準距離算出部４４から、基準距離Ｄ１を示す情報を受け取る。また、閾値決定部４５は、センサ制御部４６から、センサ９の状態を示す情報を受け取る。そして、閾値決定部４５は、基準距離Ｄ１と、センサ９の状態と、に基づいて、閾値を決定する。尚、閾値の決定についての詳細は後述する。

【0090】

このように、閾値決定部４５は、トラクタ１の前端位置と、肥料散布装置３０を作業状態から非作業状態へと切り替える際の基準位置ＳＰと、の間の距離である基準距離Ｄ１に基づいて、閾値を決定する。

【0091】

判定部４７は、基準値決定部４２から基準値を示す情報を受け取る。また、判定部４７は、閾値決定部４５から閾値を示す情報を受け取る。そして、判定部４７における許可部４８は、基準値と、閾値と、肥料散布装置３０の横幅Ｗ２（図３参照）と、に基づいて、第１条件及び第２条件が満たされているか否かを判定する。尚、肥料散布装置３０の横幅Ｗ２は、例えば許可部４８に記憶されていても良い。

【0092】

第１条件は、肥料散布装置３０の作業幅Ｗ１に対応する値である基準値が肥料散布装置３０の横幅Ｗ２よりも大きいことである。また、第２条件は、上述の基準値が、閾値決定部４５により決定された閾値よりも大きいことである。

【0093】

そして、少なくとも第１条件及び第２条件が両方満たされた場合、許可部４８は、最外周自動走行を許可するように構成されている。即ち、第１条件及び第２条件は、最外周自動走行の許可条件である。そして、許可部４８は、所定の許可条件の全てが満たされている場合に、最外周自動走行を許可する。

【0094】

このように、制御部４０は、自動走行によって行われる最外周走行である最外周自動走行を、所定の許可条件が満たされている場合に許可する許可部４８を備えている。また、許可条件は、第１条件及び第２条件を含んでいる。

【0095】

図４に示すように、判定部４７は、禁止部４９を含んでいる。禁止部４９は、許可部４８が最外周自動走行を許可しない場合に最外周自動走行を禁止する。

【0096】

以上で説明した構成により、判定部４７は、最外周自動走行を許可するか、または禁止するかを判定する。

【0097】

〔判定フロー及び閾値決定フローについて〕
制御部４０は、図５に示す判定フローに従って、最外周自動走行を許可するか、または禁止するかを判定するように構成されている。この判定フローは、特に限定されないが、例えば、トラクタ１が圃場における作業走行を開始する前に実行されても良い。

【0098】

この判定フローが開始されると、まず、ステップＳ０１の処理が実行される。ステップＳ０１では、基準値決定部４２により、基準値が決定される。

【0099】

次に、ステップＳ０２の処理が実行される。ステップＳ０２では、図６に示す閾値決定フローに従って、閾値決定部４５により閾値が決定される。

【0100】

閾値決定フローが開始されると、まず、ステップＳ１１の処理が実行される。ステップＳ１１では、閾値決定部４５が、センサ制御部４６から受け取った情報に基づいて、センサ９が有効な状態であるか否かを判定する。センサ９が有効な状態であると判定された場合、処理はステップＳ１２へ移行する。センサ９が有効な状態でないと判定された場合、処理はステップＳ１３へ移行する。

【0101】

ステップＳ１２では、閾値決定部４５が、基準距離Ｄ１と、センサ９による検知範囲ＤＥと、に基づいて閾値を決定する。より具体的には、閾値決定部４５は、基準距離Ｄ１と、センサ９の前後方向の検知距離Ｄ２と、の和を、閾値として決定する。その後、閾値決定フローは終了する。

【0102】

即ち、閾値決定部４５は、センサ９による検知範囲ＤＥにも基づいて閾値を決定する。より具体的には、閾値決定部４５は、センサ９が有効な状態である場合、センサ９による検知範囲ＤＥにも基づいて閾値を決定する。

【0103】

ステップＳ１３では、閾値決定部４５が、基準距離Ｄ１に基づいて閾値を決定する。このとき、閾値決定部４５は、センサ９による検知範囲ＤＥに基づくことなく閾値を決定する。より具体的には、閾値決定部４５は、基準距離Ｄ１を、閾値として決定する。その後、閾値決定フローは終了する。

【0104】

即ち、閾値決定部４５は、センサ９が無効な状態である場合、センサ９による検知範囲ＤＥに基づくことなく閾値を決定する。

【0105】

閾値決定部４５により閾値が決定されると、図５に示す判定フローのステップＳ０３の処理が実行される。ステップＳ０３では、第１条件が満たされているか否かが許可部４８により判定される。第１条件が満たされていると判定された場合、処理はステップＳ０４へ移行する。第１条件が満たされていないと判定された場合、処理はステップＳ０６へ移行する。

【0106】

ステップＳ０４では、第２条件が満たされているか否かが許可部４８により判定される。第２条件が満たされていると判定された場合、処理はステップＳ０５へ移行する。第２条件が満たされていないと判定された場合、処理はステップＳ０６へ移行する。

【0107】

ステップＳ０５では、許可部４８が、最外周自動走行を許可する。その後、判定フローは終了する。

【0108】

ステップＳ０６では、禁止部４９が、最外周自動走行を禁止する。その後、判定フローは終了する。

【0109】

以上で説明した構成であれば、基準値が肥料散布装置３０の横幅Ｗ２よりも大きく、且つ、基準値が閾値よりも大きい場合、最外周自動走行が許可される。

【0110】

基準値が肥料散布装置３０の横幅Ｗ２よりも大きい場合、圃場の隅部での旋回時に肥料散布装置３０が圃場外に出てしまい畦畔に干渉する事態が起こりにくい。また、基準値が閾値よりも大きい場合、第１走行で作業が行われる領域と、第２走行で作業が行われる領域と、の間に作業が行われない領域が生じてしまう事態が起こりにくい。

【0111】

従って、第１条件及び第２条件が満たされている場合、圃場の隅部での旋回時に肥料散布装置３０が圃場外に出てしまい畦畔に干渉することなく、且つ、第１走行で作業が行われる領域と、第２走行で作業が行われる領域と、の間に作業が行われない領域が生じてしまうことなく、最外周領域５３における自動走行を行いやすい。即ち、第１条件及び第２条件が満たされている場合、最外周領域５３における自動走行を適切に行いやすい。

【0112】

即ち、以上で説明した構成によれば、最外周領域５３における自動走行を適切に行いやすい条件下においては、最外周自動走行が許可される。即ち、以上で説明した構成によれば、最外周領域５３における自動走行を適切に行いやすい条件下においては、最外周領域５３における自動走行を実行することができる制御部４０を実現できる。

【0113】

〔その他の実施形態〕
（１）図６に示す閾値決定フローに代えて、図７に示す閾値決定フローが採用されても良い。図７に示す閾値決定フローが開始されると、まず、ステップＳ２１の処理が実行される。ステップＳ２１では、駆動方式設定部２４により設定されている駆動方式が、旋回半径の大きな駆動方式であるか否かが閾値決定部４５により判定される。

【0114】

より具体的には、駆動方式設定部２４により設定されている駆動方式が第１駆動方式であればステップＳ２１にてＮｏと判定され、駆動方式設定部２４により設定されている駆動方式が第２駆動方式または第３駆動方式であればステップＳ２１にてＹｅｓと判定される。

【0115】

ステップＳ２１にてＹｅｓと判定された場合、処理はステップＳ２２へ移行する。ステップＳ２１にてＮｏと判定された場合、処理はステップＳ２３へ移行する。

【0116】

ステップＳ２２では、閾値決定部４５が、設定されている駆動方式に基づいて、旋回半径増加分を算出する。旋回半径増加分とは、設定されている駆動方式での旋回半径と、第１駆動方式での旋回半径と、の差分である。例えば、設定されている駆動方式が第２駆動方式である場合、旋回半径増加分は、第２駆動方式での旋回半径から第１駆動方式での旋回半径を差し引いた値となる。

【0117】

旋回半径増加分が算出されると、閾値決定部４５は、基準距離Ｄ１と、旋回半径増加分と、の和を、閾値として決定する。その後、閾値決定フローは終了する。

【0118】

ステップＳ２３では、閾値決定部４５が、基準距離Ｄ１を、閾値として決定する。その後、閾値決定フローは終了する。

【0119】

このように、図７に示す閾値決定フローでは、駆動方式設定部２４により設定されている駆動方式、及び、旋回半径に基づいて、閾値が決定される。即ち、この構成においては、閾値決定部４５は、トラクタ１の旋回半径にも基づいて閾値を決定する。また、閾値決定部４５は、駆動方式にも基づいて閾値を決定する。

【0120】

（２）走行装置１０は、クローラ式であっても良いし、セミクローラ式であっても良い。

【0121】

（３）肥料散布装置３０に代えて、農薬を散布する農薬散布装置や、種を散布する播種装置等が備えられていても良い。これらの装置は、何れも、本発明に係る「作業装置」に相当する。

【0122】

（４）トラクタ１はセンサ９を備えていなくても良い。

【0123】

（５）センサ９は、無効な状態に切り替えることができなくても良い。

【0124】

（６）許可部４８及び禁止部４９は、単一の部材または機能部により構成されていても良い。即ち、単一の部材または機能部が、許可部４８の機能と、禁止部４９の機能と、を兼ね備えていても良い。

【0125】

尚、上述の実施形態（別実施形態を含む、以下同じ）で開示される構成は、矛盾が生じない限り、他の実施形態で開示される構成と組み合わせて適用することが可能である。また、本明細書において開示された実施形態は例示であって、本発明の実施形態はこれに限定されず、本発明の目的を逸脱しない範囲内で適宜改変することが可能である。

【産業上の利用可能性】

【0126】

本発明は、トラクタだけではなく、コンバイン、田植機等の種々の作業車に利用可能である。

【符号の説明】

【0127】

１ トラクタ（作業車）
９ センサ
１０ 走行装置
３０ 肥料散布装置（作業装置）
４０ 制御部（走行制御システム）
４１ 重複幅決定部
４２ 基準値決定部
４５ 閾値決定部
４８ 許可部
４９ 禁止部
５３ 最外周領域
Ｄ１ 基準距離
Ｄ３ 重複幅
ＤＥ 検知範囲
ＳＰ 基準位置
Ｗ１ 作業幅
Ｗ２ 横幅

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】