JP2021087384A - 作業車両 - Google Patents

Abstract

【課題】圃場間の移動であっても安全に自動走行可能な作業車両を提供する。【解決手段】作業車両１は、昇降自在に連結された作業装置６０を備える走行車体２と、走行装置５，６に動力源４からの動力を伝達する動力伝達装置７と、自車両の位置を測位する測位装置３１０と、走行装置５，６を操舵する操舵装置５１と、自車両の移動先となる目標地点の登録を受け付ける目標地点登録部４４を有するとともに、操舵装置５１および作業装置６０を制御する制御装置４０とを備え、制御装置４０は、手動走行モードおよび自動走行モードのいずれかを選択可能であり、作業装置６０が上昇しており、かつ非作業状態であることを条件に、目標地点登録部４４に登録された目標地点まで走行車体２を自動走行モードで走行させる。【選択図】図２

Description

本発明は、作業車両に関する。

従来、測位装置と、操舵装置を制御する制御装置とを備え、設定された経路に沿って圃場内を自動走行する作業車両が知られている（特許文献１を参照）。

特開２０１６−２４５４１号公報

しかしながら、上記従来技術に係る自動走行は、あくまでも圃場内作業のアシスト機能に過ぎず、圃場外では機能しない。そのため、たとえば複数の圃場にまたが作業を行う場合、圃場間を移動する場合は、手動により走行するしかなかった。

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、圃場間の移動であっても安全に自動走行可能な作業車両を提供することを目的とする。

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、昇降自在に連結された作業装置（６０）を備える走行車体（２）と、前記走行車体（２）が備える走行装置（５，６）に動力源（４）からの動力を伝達する動力伝達装置（７）と、自車両の位置を測位する測位装置（３１０）と、前記走行装置（５，６）を操舵する操舵装置（５１）と、自車両の移動先となる目標地点の登録を受け付ける目標地点登録部（４４）を有するとともに、前記操舵装置（５１）および前記作業装置（６０）を制御する制御装置（４０）と、を備え、前記制御装置（４０）は、オペレータによるマニュアル操作により前記走行車体（２）を走行させる手動走行モードおよび前記動力伝達装置（７）および前記操舵装置（５１）を制御して前記走行車体（２）を走行させる自動走行モードのいずれかを選択可能であり、前記作業装置（６０）が上昇しており、かつ非作業状態であることを条件に、前記目標地点登録部（４４）に登録された目標地点まで前記走行車体（２）を前記自動走行モードで走行させることを特徴とする。

実施形態の一態様に係る作業車両によれば、圃場間の移動であっても安全に自動走行することができるとともに、作業効率の向上を図ることができる。

図１は、実施形態に係る作業車両である苗移植機の側面図である。 図２は、圃場および農道の位置を示す地図情報の一例を示す説明図である。 図３は、同上の苗移植機の制御装置を中心とするブロック図である。 図４は、同上の苗移植機の自動走行モード時における走行制御処理の一例を示すフローチャートである。 図５は、同上の苗移植機が備える入力表示装置に表示される地図情報の一例を示す説明図である。 図６は、同上の入力表示装置に表示される農道となる経路の種類を示す説明図である。 図７は、同上の入力表示装置に表示される地図情報の一例を示す説明図である。 図８は、同上の入力表示装置に表示される地図情報の一例を示す説明図である。

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。

まず、図１を参照して実施形態に係る作業車両である苗移植機１の全体構成について説明する。図１は、苗移植機１の側面図である。

なお、以下において、苗移植機１の前後方向とは、苗移植機１の直進方向を指す。そして、苗移植機１の前進方向とは、苗移植機１の直進方向において、操縦席８０からステアリングホイール８１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、苗移植機１の前後は、前進方向を基準とする。

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。

走行しながら圃場に苗移植作業を行うことができる本実施形態における苗移植機１は、操縦者（オペレータまたは作業者ともいう）が搭乗するマニュアル操作により、圃場内を走行しながら作業を実行することができる他、後述する制御装置４０（図３参照）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。

そして、本実施形態に係る苗移植機１は、さらに、所定の条件を満たせば、圃場外であっても、自動走行により所望する目標地点まで移動することが可能となっている。

すなわち、本実施形態に係る苗移植機１は、作業者がマニュアル操作で走行する「手動走行モード」と、後述する動力伝達装置７および操舵装置５１を制御して走行させる「自動走行モード」とのいずれかを選択して走行することができる。

図１に示すように、苗移植機１は、走行車体２と、作業装置６０とを備える。走行車体２は、車体フレーム３と、エンジン４と、走行装置である前輪５および後輪６と、動力伝達装置７と、操縦部８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。

前輪５は、左右一対であり、前車軸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６は、左右一対であり、後車軸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、苗移植機１としては、後輪６が駆動する二輪駆動（２ＷＤ）と、前輪５および後輪６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たものもある。この場合、駆動輪は、前輪５および後輪６の両方である。なお、走行車体２の走行装置としては、車輪（前輪５および後輪６）に代えてクローラ装置を備えていてもよい。この場合、走行クローラが駆動輪である。

動力伝達装置７は、ミッションケース１０を含んで構成される。ミッションケース１０は、動力源となるエンジン４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６）や、後述するＰＴＯ（Power Take-off）軸１１へ伝達するトランスミッション（変速装置５２）を収容している。

操縦部８は、走行車体２の上部に設けられ、操縦席８０やステアリングホイール８１などを備える。本実施形態に係る苗移植機１の操縦部８は、走行車体２に立設されたサンバイザ９によって覆われている。かかるサンバイザ９の縦フレーム９０の基端部は、機体前部に設けられたバンパ７１から立設されている。したがって、従来のような図示しない補助苗枠のステーとメインフレームとの間に挟持された構成と比べ、様々な機種に対しても設置することが可能になるなど、利用幅を広げることができる。また、従来のような特殊なステーを設ける必要もなく、コストダウンを図ることができるとともに、操縦部８への乗降の邪魔になることがない。

ところで、苗移植機１としては、サンバイザ９を備えない構成であっても構わない。また、サンバイザ９に代えてキャビンを設け、このキャビン内部に操縦部８を設けた構成であってもよい。

また、サンバイザ９は、片持ち支持の構造で扱いやすく、なおかつバイザ部分の回動支点９１がオペレータの顔位置と必要以上に接近していないため、軋み音などが聞こえにくく、操縦部８の居住性を損なうことがない。

操縦席８０は、後部を回動中心として上下方向に回動（開閉）可能に設けられたボンネット８２の上に設けられている。かかるボンネット８２は、閉じた状態では車体フレーム３上に搭載されたエンジン４を覆っている。エンジン４は、苗移植機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。

操縦席８０は、操縦者（オペレータ）の座席である。ステアリングホイール８１は、操縦者により操作されることで、操舵輪である前輪５を操舵することができる。また、ステアリングホイール８１の前方に、各種情報を表示することができる表示パネルが設けられる。この表示パネルは、圃場を含む所定のエリアの地図情報に、後述する測位装置３１０（図３参照）から取得した自車両の位置情報が重畳表示されるとともに、所望する目標地点を入力可能な入力表示装置５６として機能する。すなわち、入力表示装置５６は、農地に特化したナビゲーションシステムとして機能するデバイスの一例である。

また、操縦部８は、ブレーキペダル、アクセルペダル、クラッチペダル、停車ペダルなどの各種操作ペダル８３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８４を備える。たとえば、ブレーキペダルが操縦者により踏み込まれると、制動装置５３（図３参照）が作動して、前輪５および後輪６の回転を停止する。このブレーキペダルは、後述する自動運転モードにおいても制御装置４０の制御により作動する。すなわち、制御装置４０は、所定の条件を検出すると制動装置５３を制御して前輪５および後輪６の回転を停止する。

走行車体２の後部には、圃場内で作業を行う作業装置６０が昇降自在に連結され、作業装置６０を駆動する動力を伝達するＰＴＯ軸（不図示）がミッションケース１０に連動連結されている。ＰＴＯ軸は、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の後部に装着された作業装置６０へ伝達する。本実施形態における作業装置６０は、対地作業装置の一例である苗移植装置６００であり、植付装置６２によって圃場に苗を植え付けることができる。

また、走行車体２の後部には、苗移植装置６００を昇降させる昇降装置６１が設けられる。昇降装置６１は、作業装置６０を上昇させることで、作業装置６０が非作業状態となる位置まで移動させることができる。また、昇降装置６１は、作業装置６０を下降させることで、作業装置６０を対地作業（苗移植作業）位置に移動させる。昇降装置６１は、油圧式の昇降シリンダ６３を備えている。

また、苗移植機１は、作業装置６０の一つとして、苗移植装置６００と操縦席８０との間に施肥装置７０が設けられている。符号７３は肥料を収納するホッパを示し、符号７２は肥料をホッパ７３から圃場へ供給するためのブロワ装置を示す。

さらに、苗移植機１は、自車位置を測定し、自車位置情報を取得可能な測位装置３１０（図３参照）を備えている。測位装置３１０は、たとえば、ＧＮＳＳ（Global Navigation Satellite System）であり、図１に示すように、走行車体２のサンバイザ９の前部に、アンテナなどを備える受信機３２０が設けられている。

この受信機３２０のアンテナが、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、後述する自動走行モードにおいては走行車体２を自動走行させる処理を実行することができる。

前述したように、本実施形態に係る苗移植機１は、オペレータがマニュアル操作で走行する「手動走行モード」と、制御装置４０により動力伝達装置７および操舵装置５１を制御して走行させる「自動走行モード」とのいずれかを選択可能である。

本実施形態では、操縦部８に設けられた入力表示装置５６に設けられたスイッチを操作して、「手動走行モード」と「自動走行モード」とのいずれかを選択可能としている。たとえば、自動走行モードを選択して走行車体２を走行させるスタートスイッチが操作されると「自動走行モード」が選択され、所望する目標地点が圃場外であっても、その目標地点まで自動走行して移動することが可能となっている。

すなわち、苗移植機１は、作業装置６０が上昇しており、かつ非作業状態であることを条件に、図２に示すように、所定の目標地点まで自動走行モードで走行させることができる。図２は、圃場および農道の位置を示す地図情報の一例を示す説明図である。なお、図２に示す地図情報における位置関係は、上側を北、下側を南、右側を東、左側を西とする方位を基準とする。

図２に示す地図情報は、入力表示装置５６に画像表示されるもので、図示するように、所定の縮尺によって、複数の圃場が一定のエリア内に農道と共に表示されている。ここでは、複数の圃場を、便宜上、第１圃場１０１、第２圃場１０２および第３圃場１０３としており、第１圃場１０１には第１出入口２０１が、第２圃場１０２には第２出入口２０２が、第３圃場１０３には第３出入口２０３が設けられている。

また、農道としては、南北に走る第１農道４０１および第２農道４０２と、東西に走る第３農道４０３と、第２農道４０２と第３農道４０３との交差点である第１交差点５０１から北東へ走る第４農道４０４とがある。なお、南北に走る第１農道４０１と東西に走る第３農道４０３とは、第２交差点５０２において交差している。また、図２の地図情報に示されているように、第１交差点５０１から第２農道４０２に沿って北側に向かう中途には、苗移植機１などが格納される納屋３０１が存在している。

図２に示された苗移植機１の走行経路６０１は、自動走行モードによって納屋３０１から目標地点である第２圃場１０２まで移動する経路を示している。すなわち、納屋３０１から苗移植機１に搭乗して第２農道４０２に移動したオペレータが、その地点において、入力表示装置５６を用いて目標地点として第２圃場１０２を入力したとする。

制御装置４０は、目標地点が入力されたとき、作業装置６０が上昇しており、かつ非作業状態であって、さらに各種操作レバー８４のうち、副変速レバーの位置が、路上走行に適した高速段が選択されていることを条件として、自動走行モードに切替え、走行経路６０１に沿って第２圃場１０２の第２出入口２０２の直近位置まで自動走行する。

ところで、副変速レバーは、動力伝達装置７に含まれるミッションケース１０に収納されたトランスミッションに含まれる副変速装置の一部を構成し、副変速装置において噛合するギヤの組合せを変更する操作を行うレバーである。副変速装置は、噛合するギヤの組合せにより、低速から高速まで変速可能な複数の変速段に切替えることができる。

ところで、目標地点の登録は、制御装置４０が備える目標地点登録部として機能する登録部４４（図３参照）により受付けられ、設定される。すなわち、登録部４４は、自車両の移動先となる目標地点（たとえば第２圃場１０２など）の登録を受け付ける。

このとき、制御装置４０は、目標地点が圃場外であることを条件に、当該目標地点の登録を許可するようにしている。すなわち、作業装置６０が作業することのない、農道などの圃場外である地点が目標地点とされることを条件に目標地点の登録は許可される。

ここで、図３を参照して制御装置４０を中心とする苗移植機１の制御系について説明する。図３は、苗移植機１の制御装置４０を中心とするブロック図である。本実施形態における制御装置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）などを有し、エンジンＥＣＵ（Electronic Control Unit）４１、走行系ＥＣＵ４２、作業機系ＥＣＵ４３などの処理部をはじめ、登録部４４および記憶部４５を備える。

エンジンＥＣＵ４１は、エンジン４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６１を制御して作業装置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、作業装置６０の駆動全般を制御する。

登録部４４は、受付部、設定部および表示部を有し、受付部によって自車両の移動先となる目標地点の登録が受け付けられる。ここでは、複数の登録地点を受け付け可能としている。そして、受付部で受け付けられた目標地点は、設定部により登録設定される。ただし、登録設定されるのは、いずれの目標地点も圃場外であることが条件となる。そして、登録設定された目標地点が、表示部によって操縦部８に設けられた入力表示装置５６の表示パネル上の地図情報内に表示される。なお、登録部４４は、記憶部４５に格納された地図情報に基づいて、目標地点に至るまでの走行経路６０１（図２参照）を生成することができ、目標地点はかかる走行経路６０１とともに表示される。

また、たとえば、登録部４４に第１〜第３の目標地点が登録された時点で、制御装置４０は、現在地から第１の目標地点までの走行経路、第１の目標地点から第２の目標地点までの走行経路、そして、第２の目標地点から第３の目標地点までの走行経路をそれぞれ生成を生成しておくこともできる。

記憶部４５は、地図情報と、測位装置３１０から入力される自車位置情報などの位置情報と、オペレータによるマニュアル操作により走行車体２を走行させる手動走行モードや走行経路に沿って走行車体２を走行させる自動走行モードが登録された走行モードテーブルと、登録部４４により生成された、登録された目標地点までの走行経路が記憶される。また、記憶部４５には、自動走行モードを実行するための自動運転プログラムをはじめとする各種プログラムや、その他、走行制御および作業装置６０の動作制御に必要な各種データ類が記憶される。

図３に示すように、制御装置４０には、前輪５の回転数を検出する前輪センサ２１０、後輪６の回転数を検出する後輪センサ２２０、エンジン４の回転数を検知するエンジン回転センサ２３０が接続される。

さらに、制御装置４０には、車速センサ２４０、切れ角センサ２５０、ＰＴＯセンサ２６０、リフトアームセンサ２７０、前方センサ２８０、後方センサ２８１、側方センサ２８２の他、各種センサ２９０が接続される。

車速センサ２４０は、機体の走行速度（車速）を算出するためのもので、ここでは、前輪センサ２１０および後輪センサ２２０の検出結果から車速の実測値を算出するようにしている。切れ角センサ２５０は、操舵輪である前輪５の切れ角を検知する。すなわち、切れ角センサ２５０は走行車体の旋回状態を検知することができる。また、ＰＴＯセンサ２６０は、ＰＴＯ軸の回転を検出することができる。

こうして、制御装置４０には、測位装置３１０から走行車体２の位置情報、エンジン回転センサ２３０からエンジン４の回転数、車速センサ２４０から走行車体２の走行速度、切れ角センサ２５０から前輪５の切れ角がそれぞれ入力される。

制御装置４０は、苗移植機１を自動走行モードでさせる場合、切れ角センサ２５０の検知結果を用いて、前輪５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８１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８１を自動操舵する。ステアリングホイール８１やステアリングシリンダなどは操舵装置５１を構成する。すなわち、「自動走行モード」が選択された場合、制御装置４０は、作業装置６０が上昇して非作業状態にあり、副変速レバーが高速段に位置している場合、登録された目標地点までの走行経路６０１（図２参照）を導出し、この走行経路６０１に沿って走行するように、エンジン４、操舵装置５１、変速装置５２、制動装置５３および昇降装置６１（図１参照）などの各部を制御する。なお、現在地点と目標地点とを結ぶ経路が複数ある場合、本実施形態では、現在地点と目標地点とを最短距離で結ぶ経路を優先する走行経路６０１に設定するようにしているが、農道幅や障害物の有無などを基準にして走行経路６０１を設定することもできる。

また、前方センサ２８０、後方センサ２８１、および側方センサ２８２は、走行車体２の周囲の状況を検知する障害物センサとして機能し、ここでは、自動走行モードが選択されている場合に起動するようにしているが、常時起動していても構わない。

図１に示すように、前方センサ２８０および側方センサ２８２は、たとえば、走行車体２の前部のバンパ７１に取り付けられ、後方センサ２８１は、操縦席８０の後部に取付けられる。なお、各センサ２８１〜２８３の取付位置は、何ら限定されることはなく、適宜設定することができる。

かかる前方センサ２８０、後方センサ２８１、および側方センサ２８２により、制御装置４０は、走行車体２の前方、側方および後方に存在する物体（障害物）を認識することができる。特に、圃場マーカ（不図示）を張り出した状態で走行していた場合、畦などが検知されると、制御装置４０は、圃場マーカを即座に格納することにより、マーカが畔などに衝突することを未然に防止することができる。なお、誤動作を防止するために、障害物センサの起動は、たとえば植付装置６２（図１参照）の植付クラッチが「入り」になっており、かつ圃場マーカが張り出されている場合のみに限定することもできる。

ところで、本実施形態における前方センサ２８０、後方センサ２８１、および側方センサ２８２は、超音波センサで構成され、障害物からの反射波を検知する。すなわち、超音波を放射した後、障害物からの反射波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、障害物センサとしては、超音波センサにかえて赤外線センサを用いたり、カメラなどのイメージセンサを用いることもできる。

また、リフトアームセンサ２７０は、走行車体２と作業装置６０とを連結するアームの昇降状態を検出する。

また、制御装置４０には、エンジンＥＣＵ４１がエンジン４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が作業装置６０への動力伝達を入り切りするＰＴＯクラッチ５５を駆動するソレノイドバルブ５４に接続される。また、省略されているが、作業機系ＥＣＵ４３は、作業装置６０を昇降させる昇降装置にも接続している。

上述してきた構成において、前述したように、作業装置６０が上昇して非作業状態であって、副変速レバーが高速位置にあるときに、たとえばオペレータにより、入力表示装置５６を介して圃場外の走行を伴う目標地点が入力されると、自動走行モードに切り替え、目標地点まで自動走行して移動する。

図４は、苗移植機１の自動走行モード時における走行制御処理の一例を示すフローチャートである。なお、この走行制御処理は、エンジン４が起動している間は所定の間隔で繰り返し実行される。

図示するように、本実施形態に係る苗移植機１の走行制御処理では、制御装置４０は、先ず、目標地点を受け付けたか否かを判定する（ステップＳ１１）。すなわち、入力表示装置５６が操作されて、目標地点（たとえば、図２における第２圃場１０２）が入力されたか否かを判定する。目標地点の入力がない場合は（ステップＳ１１：Ｎｏ）、走行制御処理を終了する。

目標地点が入力されたと判定すると（ステップＳ１１：Ｙｅｓ）、制御装置４０は、自動走行モードスイッチがＯＮされているか否かを判定する（ステップＳ１２）。そして、自動走行モードスイッチがＯＮされていない場合は（ステップＳ１２：Ｎｏ）、走行制御処理を終了し、自動走行モードスイッチがＯＮされたと判定すると（ステップＳ１２：Ｙｅｓ）、制御装置４０は、作業装置６０が上昇状態にあるか否かを判定する（ステップＳ１３）。

なお、ステップＳ１１とステップＳ１２の処理は、いずれが先であっても構わない。制御装置４０は、自動走行モードスイッチがＯＮされているか否かを先に判定しても構わない。

作業装置６０が上昇状態にあるか否かの判定で、作業装置６０が上昇状態にない場合は（ステップＳ１３：Ｎｏ）、走行制御処理を終了し、作業装置６０が上昇状態にある場合は（ステップＳ１３：Ｙｅｓ）、制御装置４０は、作業装置６０が非作動状態にあるか否かを判定する（ステップＳ１４）。なお、ステップＳ１３とステップＳ１４の処理は、いずれが先であっても構わない。

そして、作業装置６０が非作動状態にない場合（ステップＳ１４：Ｎｏ）、制御装置４０は、走行制御処理を終了し、作業装置６０が非作動状態にある場合（ステップＳ１４：Ｙｅｓ）、制御装置４０は、登録されている目標地点まで、自動走行により移動する移動走行処理を実行し（ステップＳ１５）、目標地点に到達すると、本走行制御処理を終了する。

かかる走行制御処理において、制御装置４０は、入力表示装置５６に設けられたスイッチがオンになると目標地点に向けて走行車体２を自動走行モードで走行させるが、目標地点に到達すると、走行車体２を停止するようにしている。

したがって、苗移植機１は、圃場外の農道を自動走行によって通行し、目標地点において自動停止するため、圃場間の移動がきわめて楽に行え、作業効率を向上することができる。

たとえば、図２において、納屋３０１の近くで苗移植機１に搭乗したオペレータが、入力表示装置５６を用いて、第２圃場１０２を目標地点として入力する。そのとき、作業装置６０が上昇しており、かつ非作業状態であって、さらに副変速レバーの位置が高速段になっていれば、制御装置４０は、走行経路６０１を生成するとともに、操舵装置５１、変速装置５２および制動装置５３を制御して、走行経路６０１に沿って自動走行させることができる。すなわち、第２農道４０２を南下して第１交差点５０１を右折し、第３農道４０３を西に進んで第２交差点５０２を左折し、第１農道４０１を南下して第２圃場１０２の第２出入口２０２の手前で停止する。オペレータは、その後、手動走行モードに切替え、マニュアル操作により走行車体２を操縦して第２出入口２０２から第２圃場１０２内に侵入する。なお、目標地点で停止すると、制御装置４０が、自動的に自動走行モードから手動走行モードに切り替えるようにすることもできる。

苗移植機１は、制御装置４０は、前方センサ２８０、後方センサ２８１、および側方センサ２８２を備えているため、各センサ２８０〜２８２が検知した物体が、走行に支障したり安全性を脅かす障害物であると認識した場合、走行車体２を停止させるようにしている。そして、かかる障害物が認識されなくなると自動走行を再開する。たとえば、走行中に、走行車体２の近傍に人がいることを検知すると停止し、人が遠ざかると走行を再開するのである。このように、自動走行であっても、安全性を損なうことがない。なお、障害物と認識した場合、急ブレーキをかけて停止するのではなく、一旦速度を大きく減速して停止することが好ましい。また、減速中には、入力表示装置５６に確認ボタンを表示して、確認ボタンが操作されるまでは減速状態を維持することもできる。

また、自動走行中、上述したように、交差点（たとえば第１交差点５０１や第２交差点５０２）に侵入する場合がある。この場合、制御装置４０は、交差点の手前では走行速度を落として徐行させるようにしている。

しかも、本実施形態においては、制御装置４０は、交差点の手前では走行車体２を一旦停止させ、その後、交差点へ進入させるようにしている。こうして、危険な場合が多い交差点においても自動走行の安全性が損なわれないようにしている。

また、制御装置４０は、上述したように、作業装置６０が上昇しており、かつ非作業状態であるとともに、変速レバーが高速位置にあって、副変速装置が高速段に切り替えられていることを条件として、自動走行モードで走行車体２の走行を開始させるようにしている。通常、苗移植機１が圃場内にいる場合、変速レバーは低速に位置しているため、通常では自動走行モードには切り替わらない。したがって、作業装置６０の作動・非作動や、作業装置６０が上昇状態か下降状態かを誤検知した場合でも、意に反して自動走行モードになるおそれはない。

ここで、図５〜図８を参照しながら、入力表示装置５６に表示される地図情報についてより具体的に説明する。図５、７および８は、苗移植機１が備える入力表示装置５６に表示される地図情報の一例を示す説明図、図６は、入力表示装置５６に表示される農道となる経路の種類を示す説明図である。

図５に示すように、入力表示装置５６の表示パネルには、図６（ａ）に示す経路パターン４１０が組み合わされて農道４０５〜４０８が表示される。また、圃場入口２０５，２０６や交差点５０３，５０４、そして納屋などの建造物３０２なども表示される。

経路パターン４１０の両端部は、認識しやすいようにボタン状に表示されている。また、図６（ａ）において、複数の農道の端部が突き合わされた位置が交差点５０３（たとえば図２における第１交差点５０１および第２交差点５０２）となって表示される。

経路パターン４１０は、図６（ｂ）、図６（ｃ）および図（ｄ）に示されるように、その端部が封鎖状態にあるか否かに区分されている。ここで、封鎖状態とは、当該経路に相当する農道部分に、一般道からの一般車両の侵入可能性がない状態を指す。たとえば、当該経路の一端部が行き止まりになっている場合、当該経路の一端部が他の圃場にしかつながっていない場合などである。したがって、交差点に位置する端部は、同じ交差点に端部を有する経路のすべての一端部が封鎖状態にある場合を除き、自動走行モードで走行することは許されない。そのため、制御装置４０は、走行経路６０１（図２参照）を生成する際には、経路パターンの端部が封鎖状態にあるか否かの情報を参照するようにしている。

このように、入力表示装置５６は、経路パターン４１０を用いて、農道と交差点とを表示することができ、しかも、同じ交差点であっても、一般車両が進入する可能性のある交差点と、一般車両は進入しない交差点とを区分して表示することができる。たとえば、図２においては、第１交差点５０１も第２交差点５０２も一般車両は進入しない交差点として走行経路６０１が表示されているが、第１交差点５０１は一般車両が進入する可能性のある交差点、第２交差点５０２は一般車両は進入しない交差点として表示することもできる。

図６（ｂ）では、経路パターン４１０の前端（紙面左方向の端）は封鎖状態にあるが、後端（紙面右方向の端）は、封鎖状態にないことを示す。よって、自由な通行は不可である。また、図６（ｃ）では、経路パターン４１０の後端は封鎖状態にあるが、前端は、封鎖状態にないことを示す。よって、この場合も自由な通行は不可である。他方、図６（ｄ）では、経路パターン４１０の前端および後端のいずれも封鎖状態になっている。したがって、この場合は、自動走行モードで自由な通行が可能である。

図７に示す、入力表示装置５６に表示される地図情報では、苗移植機１の作業装置６０の横幅寸法と、農道の道幅が記されている。道幅は農道に沿って表示される。他方、作業装置６０の横幅寸法は、寸法表示領域７１０に表示される。ここでは、入力表示装置５６には、図２同様に第１農道４０１〜第４農道４０４が表示されており、第１農道４０１の第２交差点５０２の北側は道幅２ｍであり、作業装置６０の横幅寸法よりも小さいため、通行できないことが分かる。

図７において、通行不可の農道についてはハッチング領域７００として示しているが、実際の入力表示装置５６における表示パネル上では、たとえば赤色で表示するなど、適宜、視認しやすい表示形態に設定することができる。すなわち、通行不可の道であることを警告可能な表示とすることが好ましい。

このように、本実施形態における制御装置４０は、入力表示装置５６に表示される地図情報中に、走行禁止区域を設定することができる。

また、図８に示す、入力表示装置５６に表示される地図情報では、通行可能な農道が含まれる領域と、通行不可の農道とを、容易に識別可能な表示形態となっている。たとえば、入力表示装置５６に表示される地図情報に圃場Ａ〜圃場Ｃが表示されており、苗移植機１が、第１の農道４１００または第２の農道４２００における、交差点５１００や交差点５２００の北側にいる場合とする。

たとえばオペレータが、圃場Ａ〜圃場Ｃのうちのいずれかに自動走行モードで移動したいと思って入力表示装置５６を用いて目標地点を入力しようとしたとすると、制御装置３０は、自車位置情報や、農道における経路パターンの端部が封鎖状態にあるか否かの情報などを参照して走行経路６０１（図２参照）を生成する際に、移動先として設定できない圃場については、他と異なる形態で表示するのである。

図８においては、圃場Ｃが暗転表示（ハッチング）され、オペレータに対し、圃場Ｃが走行禁止区域であり、当該圃場Ｃへは自動走行モードでの移動が不可であることが示される。なお、暗転表示に限らず、通行可能な農道が含まれる走行可能区域と、通行不可の農道が含まれる走行禁止区域とを、容易に識別可能な表示形態であればよい。なお、表示形態としては、必ずしも目標地点として選択される圃場が含まれる必要はなく、たとえば、現在地点から自動走行モードでの移動が可能な農道と、自動走行モードでの移動が不可の農道とを識別可能な表示とするだけでもよい。

このように、従来、自動走行が許されない農道においても、所定条件を満たせば自動走行可能とすることで、圃場間移動が効率化され、作業効率も向上する。また、自動走行する際に、入力表示装置５６の表示パネルに、自車位置を中心とした所定エリアを表示して、かかるエリア内に様々な情報を表示可能とすることで、圃場外の農道であっても安全な自動走行を実現させることができる。

上述してきた本実施形態に係る苗移植機１のその他の構成について、以下に説明する。苗移植機１は、変速機構として、制御装置４０による制御が可能な図示しない油圧式無段変速装置（ＨＳＴ：Hydro Static Transmission）を備えている。かかるＨＳＴに対し、制御装置４０は、中立状態になるとトラニオンを前後方向に複数回（５回程度）揺動させて圧抜きをしているが、各種操作ペダル８３のうちの停車ペダルを踏み込み、ＨＳＴを中立に維持させた状態の後、停車ペダルの踏み込みを解除した場合、制御装置４０は、トラニオンを中立位置から先ず後進側に振って圧抜きを行うようにしている。

また、各種センサ２９０の一例として、走行車体２の前後の傾きを検出する傾きセンサを備えている場合があり、走行車体２が前上がりの状態である場合は、前述したようにトラニオンを後進側に振って圧抜きするが、前上がりの状態であることを検知した場合は、トラニオンを後進側に振って圧抜きすることを禁じている。そして、この場合、制御装置４０は、トラニオンを前進側に振って圧抜きする。

また、各種センサ２９０として、ＨＳＴのモータ側のアームセンサと、トラニオン軸側のアームセンサとを備えている場合、停車ペダルを踏んでいる間は、ＨＳＴの中立近傍で圧抜きを行う際に、圧抜き１回目として前進から中立に動作させる場合、１回目のみは、ガタ寄せのためにオリフィスがある後進側に大きく振る制御は禁じ、通常の振り幅で圧抜き制御を行うとよい。停車ペダルを踏んでいる状態では、トラニオンアームがケーブルで拘束されているからである。

また、本実施形態に係る入力表示装置５６は、所謂ナビゲーションシステムとして機能するばかりではなく、様々な装置のオンスイッチ、オフスイッチとして機能する操作入力部を備えている。しかも、この操作入力部は、装置に応じて複数個設けられているのではなく、たとえば、所定のスイッチボタンを設けておき、これを長押し操作することで対応装置を選択し、選択した装置に対してオン、オフ操作を行えるようにしている。かかる構成により、表示サイズに制限のある入力表示装置５６であっても多機能性を付与することができる。また、部品点数などの削減も図ることができる。

また、入力表示装置５６の表示パネルは、たとえば液晶パネルを用い、燃料計やアワメータなどもデフォルトで表示可能な構成とするとよい。また、これらの他にも、たとえば設定入力した数値などが表示されるインジケータ部を設けることもできる。さらに、作業内容は装置などをアイコンで視覚的に分かり易く表示することもできる。

上述してきた実施形態により、以下の苗移植機１が実現する。

（１）昇降自在に連結された作業装置６０を備える走行車体２と、走行車体２が備える走行装置としての前輪５および後輪６のいずれか一方又は両方に動力源であるエンジン４からの動力を伝達する動力伝達装置７と、自車両の位置を測位する測位装置３１０と、前輪５を操舵する操舵装置５１と、自車両の移動先となる目標地点の登録を受け付ける登録部４４を有するとともに、操舵装置５１および作業装置６０を制御する制御装置４０と、を備え、制御装置４０は、オペレータによるマニュアル操作により走行車体２を走行させる手動走行モードおよび動力伝達装置７および操舵装置５１を制御して走行車体２を走行させる自動走行モードのいずれかを選択可能であり、作業装置６０が上昇しており、かつ非作業状態であることを条件に、登録部４４に登録された目標地点まで走行車体２を自動走行モードで走行させる苗移植機１。

かかる苗移植機１によれば、圃場間の移動であっても安全に自動走行することができるとともに、作業効率の向上を図ることができる。

（２）上記（１）において、制御装置４０は、目標地点が圃場外であることを条件に、当該目標地点の登録部４４への登録を許可し、登録部４４は、複数の目標地点を登録可能である苗移植機１。

かかる苗移植機１によれば、たとえば圃場の出入口を目標地点に登録することで、圃場間の移動を自動で行うことができ、上記（１）の効果をより高めることができる。

（３）上記（１）または（２）において、動力伝達装置７は、低速から高速まで変速可能な複数の変速段に切替可能な副変速装置を含む変速装置５２を備え、制御装置４０は、副変速装置の変速レバーが、路上走行に適する高速段に切り替えられていること条件に、自動走行モードを選択する苗移植機１。

かかる苗移植機１によれば、圃場内で自動走行モードに切り替えられることを可及的に防止でき、安全性が向上する。

（４）上記（３）において、制御装置４０は、作業装置６０が上昇しており、かつ非作業状態であるとともに、変速装置５２の副変速装置が高速段に切り替えられていることを条件として、自動走行モードで走行車体２の走行を開始させる苗移植機１。

かかる苗移植機１によれば、上記（３）の効果をより高めることができる。

（５）上記（１）〜（４）のいずれかにおいて、圃場を含む所定のエリアの地図情報に、測位装置３１０から取得した自車両の位置情報が重畳表示されるとともに、所望する目標地点を入力可能な入力表示装置５６と、入力表示装置５６に入力された目標地点に向けて走行車体２を走行させるスタートスイッチと、を備え、制御装置４０は、スタートスイッチがオンになると目標地点に向けて走行車体２を自動走行モードで走行させ、目標地点に到達すると当該走行車体２を停止する苗移植機１。

かかる苗移植機１によれば、上記（１）〜（４）の効果をより高めることができる。

（６）上記（５）において、制御装置４０は、入力表示装置５６に表示される地図情報中に、走行禁止区域を設定可能である苗移植機１。

かかる苗移植機１によれば、走行できない領域をオペレータが容易に認識でき、上記（５）の効果をより高めることができる。

（７）上記（５）または（６）において、入力表示装置５６は、自動走行モードで走行可能な走行経路６０１と、複数の農道同士が交わる交差点とを表示可能であって、交差点は、一般車両が進入する可能性のある第１交差点５０１と、一般車両は進入しない第２交差点５０２とに区別して表示される苗移植機１。

かかる苗移植機１によれば、安全性がより向上し、上記（５または（６）の効果をより高めることができる。

（８）上記（７）において、制御装置４０は、走行車体２を自動走行モードで走行させている場合、交差点の手前では徐行させる苗移植機１。

かかる苗移植機１によれば、安全性がさらに向上し、上記（７）の効果をより高めることができる。

（９）上記（８）において、制御装置４０は、少なくとも第１交差点５０１の手前では走行車体２を一旦停止させ、その後、交差点へ進入させる苗移植機１。

かかる苗移植機１によれば、記（８）の効果をより高めることができる。

（１０）上記（１）〜（９）のいずれかにおいて、走行車体２の周囲の状況を検知する障害物センサ（前方センサ２８０、後方センサ２８１、および側方センサ２８２）を備え、障害物センサは、自動走行モードが選択されている場合に起動し、制御装置４０は、所外物センサが検知した物体が所定の障害物であると認識した場合、走行車体２を停止させるとともに、障害物が認識されなくなると自動走行を再開する苗移植機１。

かかる苗移植機１によれば、危機回避能力が向上するため、上記（１）〜（６）の効果に加え、安全性をより高めることができる。

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。

１ 苗移植機（作業車両）
２ 走行車体
４ エンジン
５ 前輪（走行装置）
６ 後輪（走行装置）
７ 動力伝達装置
４０ 制御装置
４４ 登録部（目標地点登録部）
５１ 操舵装置
５２ 変速装置
５６ 入力表示装置
６０ 作業装置
２８０ 前方センサ
２８１ 後方センサ
２８２ 側方センサ
３１０ 測位装置
５０１ 第１交差点
５０２ 第２交差点
６０１ 走行経路

Claims (10)

1. 昇降自在に連結された作業装置を備える走行車体と、
   前記走行車体が備える走行装置に動力源からの動力を伝達する動力伝達装置と、
   自車両の位置を測位する測位装置と、
   前記走行装置を操舵する操舵装置と、
   自車両の移動先となる目標地点の登録を受け付ける目標地点登録部を有するとともに、前記操舵装置および前記作業装置を制御する制御装置と、
   を備え、
   前記制御装置は、
   オペレータによるマニュアル操作により前記走行車体を走行させる手動走行モードおよび前記動力伝達装置および前記操舵装置を制御して前記走行車体を走行させる自動走行モードのいずれかを選択可能であり、
   前記作業装置が上昇しており、かつ非作業状態であることを条件に、前記目標地点登録部に登録された目標地点まで前記走行車体を前記自動走行モードで走行させる
   ことを特徴とする作業車両。
2. 前記制御装置は、
   前記目標地点が圃場外であることを条件に、当該目標地点の前記目標地点登録部への登録を許可し、
   前記目標地点登録部は、複数の目標地点を登録可能である
   ことを特徴とする請求項１に記載の作業車両。
3. 前記動力伝達装置は、
   低速から高速まで変速可能な複数の変速段に切替可能な変速装置を備え、
   前記制御装置は、
   前記変速装置が、路上走行に適する高速段に切り替えられていること条件に、前記自動走行モードを選択する
   ことを特徴とする請求項１または２に記載の作業車両。
4. 前記制御装置は、
   前記作業装置が上昇しており、かつ非作業状態であるとともに、前記変速装置が高速段に切り替えられていることを条件として、前記自動走行モードで前記走行車体の走行を開始させる
   ことを特徴とする請求項３に記載の作業車両。
5. 圃場を含む所定のエリアの地図情報に、前記測位装置から取得した自車両の位置情報が重畳表示されるとともに、所望する目標地点を入力可能な入力表示装置と、
   前記入力表示装置に入力された前記目標地点に向けて前記走行車体を走行させるスタートスイッチと、
   を備え、
   前記制御装置は、
   前記スタートスイッチがオンになると前記目標地点に向けて前記走行車体を前記自動走行モードで走行させ、前記目標地点に到達すると当該走行車体を停止する
   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。
6. 前記制御装置は、
   前記入力表示装置に表示される前記地図情報中に、走行禁止区域を設定可能である
   ことを特徴とする請求項５に記載の作業車両。
7. 前記入力表示装置は、前記自動走行モードで走行可能な走行経路と、複数の経路同士が交わる交差点とを表示可能であって、
   前記交差点は、一般車両が進入する可能性のある第１の交差点と、一般車両は進入しない第２の交差点とに区別して表示される
   ことを特徴とする請求項５または６に記載の作業車両。
8. 前記制御装置は、
   前記走行車体を前記自動走行モードで走行させている場合、前記交差点の手前では徐行させる
   ことを特徴とする請求項７に記載の作業車両。
9. 前記制御装置は、
   少なくとも前記第１の交差点の手前では前記走行車体を一旦停止させ、その後、前記交差点へ進入させる
   ことを特徴とする請求項８に記載の作業車両。
10. 前記走行車体の周囲の状況を検知するセンサを備え、
    前記センサは、
    前記自動走行モードが選択されている場合に起動し、
    前記制御装置は、
    前記センサが検知した物体が所定の障害物であると認識した場合、前記走行車体を停止させるとともに、前記障害物が認識されなくなると自動走行を再開する
    ことを特徴とする請求項１から９のいずれか一項に記載の作業車両。

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