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、特に断りがない限り、図1及び図6に示す矢印Fの方向を「前」、矢印Bの方向を「後」とする。また、図1に示す矢印Uの方向を「上」、矢印Dの方向を「下」とする。
〔コンバインの全体構成〕
図1に示すように、普通型のコンバイン1(本発明に係る「農作業機」に相当)は、クローラ式の走行装置11、運転部12、脱穀装置13、穀粒タンク14、収穫装置H、搬送装置16、穀粒排出装置18、衛星測位モジュール80、エンジンEを備えている。
走行装置11は、コンバイン1における下部に備えられている。また、走行装置11は、エンジンEからの動力によって駆動する。そして、コンバイン1は、走行装置11によって自走可能である。
また、運転部12、脱穀装置13、穀粒タンク14は、走行装置11の上側に備えられている。運転部12には、コンバイン1の作業を監視するオペレータが搭乗可能である。尚、オペレータは、コンバイン1の機外からコンバイン1の作業を監視していても良い。
穀粒排出装置18は、穀粒タンク14の上側に設けられている。また、衛星測位モジュール80は、運転部12の上面に取り付けられている。
収穫装置Hは、コンバイン1における前部に備えられている。そして、搬送装置16は、収穫装置Hの後側に設けられている。また、収穫装置Hは、刈取装置15及びリール17を有している。
刈取装置15は、圃場の植立穀稈を刈り取る。また、リール17は、回転駆動しながら収穫対象の植立穀稈を掻き込む。この構成により、収穫装置Hは、圃場の穀物を収穫する。そして、コンバイン1は、刈取装置15によって圃場の植立穀稈を刈り取りながら走行装置11によって走行する刈取走行が可能である。
刈取装置15により刈り取られた刈取穀稈は、搬送装置16によって脱穀装置13へ搬送される。脱穀装置13において、刈取穀稈は脱穀処理される。脱穀処理により得られた穀粒は、穀粒タンク14に貯留される。穀粒タンク14に貯留された穀粒は、必要に応じて、穀粒排出装置18によって機外に排出される。
また、図1に示すように、運転部12には、通信端末4が配置されている。通信端末4は、種々の情報を表示可能に構成されている。本実施形態において、通信端末4は、運転部12に固定されている。しかしながら、本発明はこれに限定されず、通信端末4は、運転部12に対して着脱可能に構成されていても良いし、通信端末4は、コンバイン1の機外に位置していても良い。
ここで、コンバイン1は、図2に示すように圃場における外周側の領域で穀物を収穫しながら周回走行を行った後、図3及び図4に示すように圃場における内側の領域で刈取走行を行うことにより、圃場の穀物を収穫するように構成されている。
本実施形態においては、図2に示す周回走行は手動走行により行われる。また、図3及び図4に示す内側の領域での刈取走行は、自動走行により行われる。
尚、本発明はこれに限定されず、図2に示す周回走行は自動走行により行われても良い。
また、図1に示すように、運転部12には、主変速レバー19が設けられている。主変速レバー19は、人為操作される。コンバイン1が手動走行しているとき、オペレータが主変速レバー19を操作すると、コンバイン1の車速が変化する。即ち、コンバイン1が手動運転しているとき、オペレータは、主変速レバー19を操作することにより、コンバイン1の車速を変更することができる。
尚、オペレータは、通信端末4を操作することにより、エンジンEの回転速度を変更することができる。
作物の種類によって、脱粒しやすさや倒伏しやすさ等の生育特性は異なる。従って、作物の種類によって、適切な作業速度は異なる。オペレータが通信端末4を操作し、エンジンEの回転速度を適切な回転速度に設定すれば、作物の種類に適した作業速度で作業を行うことができる。
〔制御部に関する構成〕
図5に示すように、コンバイン1は、静油圧式無段変速機3と、制御部20と、を備えている。また、静油圧式無段変速機3は、油圧ポンプ31及び油圧モータ32を有している。
エンジンEから出力された動力は、静油圧式無段変速機3に入力される。そして、静油圧式無段変速機3において、動力は油圧ポンプ31から油圧モータ32へ伝達される。このとき、油圧ポンプ31と油圧モータ32との間で、動力は変速される。そして、変速された動力は走行装置11へ伝達される。これにより、走行装置11が駆動する。
また、制御部20は、自車位置算出部21、領域算出部22、経路算出部23、走行制御部24を備えている。
図1に示すように、衛星測位モジュール80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GSからのGPS信号を受信する。そして、図5に示すように、衛星測位モジュール80は、受信したGPS信号に基づいて、コンバイン1の自車位置を示す測位データを自車位置算出部21へ送る。
自車位置算出部21は、衛星測位モジュール80により出力された測位データに基づいて、コンバイン1の位置座標を経時的に算出する。算出されたコンバイン1の経時的な位置座標は、領域算出部22及び走行制御部24へ送られる。
領域算出部22は、自車位置算出部21から受け取ったコンバイン1の経時的な位置座標に基づいて、図3に示すように、外周領域SA及び作業対象領域CAを算出する。
より具体的には、領域算出部22は、自車位置算出部21から受け取ったコンバイン1の経時的な位置座標に基づいて、圃場の外周側における周回走行でのコンバイン1の走行軌跡を算出する。そして、領域算出部22は、算出されたコンバイン1の走行軌跡に基づいて、コンバイン1が穀物を収穫しながら周回走行した圃場の外周側の領域を外周領域SAとして算出する。また、領域算出部22は、算出された外周領域SAよりも圃場内側の領域を、作業対象領域CAとして算出する。
例えば、図2においては、圃場の外周側における周回走行のためのコンバイン1の走行経路が矢印で示されている。図2に示す例では、コンバイン1は、3周の周回走行を行う。そして、この走行経路に沿った刈取走行が完了すると、圃場は、図3に示す状態となる。
図3に示すように、領域算出部22は、コンバイン1が穀物を収穫しながら周回走行した圃場の外周側の領域を外周領域SAとして算出する。また、領域算出部22は、算出された外周領域SAよりも圃場内側の領域を、作業対象領域CAとして算出する。
さらに、領域算出部22は、自車位置算出部21から受け取ったコンバイン1の経時的な位置座標に基づいて、図4に示すように、作業対象領域CAにおける未刈部分CA1及び既刈部分CA2を算出する。
より具体的には、領域算出部22は、自車位置算出部21から受け取ったコンバイン1の経時的な位置座標に基づいて、作業対象領域CAにおける刈取走行でのコンバイン1の走行軌跡を算出する。そして、領域算出部22は、算出されたコンバイン1の走行軌跡に基づいて、コンバイン1が刈取走行した領域を既刈部分CA2として算出する。また、領域算出部22は、作業対象領域CAにおける既刈部分CA2以外の部分を、未刈部分CA1として算出する。
そして、図5に示すように、領域算出部22による算出結果は、経路算出部23へ送られる。
経路算出部23は、領域算出部22から受け取った算出結果に基づいて、図3及び図4に示すように、作業対象領域CAにおける刈取走行のための走行経路である刈取走行経路LIを算出する。尚、図3及び図4に示すように、本実施形態においては、刈取走行経路LIは、縦横方向に延びる複数のメッシュ線である。また、複数のメッシュ線は直線でなくても良く、湾曲していても良い。
図5に示すように、経路算出部23により算出された刈取走行経路LIは、走行制御部24へ送られる。
走行制御部24は、走行装置11を制御可能に構成されている。そして、走行制御部24は、自車位置算出部21から受け取ったコンバイン1の位置座標と、経路算出部23から受け取った刈取走行経路LIと、に基づいて、コンバイン1の自動走行を制御する。より具体的には、走行制御部24は、図3及び図4に示すように、刈取走行経路LIに沿った自動走行によって刈取走行が行われるように、コンバイン1の走行を制御する。
また、経路算出部23は、領域算出部22から受け取った算出結果に基づいて、図3及び図4に示すように、外周領域SAにおける非刈取走行のための走行経路である離脱復帰経路LWを算出する。尚、図3及び図4に示すように、本実施形態においては、離脱復帰経路LWは、圃場の外形に沿う形状の線である。
図5に示すように、経路算出部23により算出された離脱復帰経路LWは、走行制御部24へ送られる。
走行制御部24は、自車位置算出部21から受け取ったコンバイン1の位置座標と、経路算出部23から受け取った離脱復帰経路LWと、に基づいて、コンバイン1の自動走行を制御する。より具体的には、走行制御部24は、図4に示すように、コンバイン1が刈取走行経路LIから離脱した場合に、離脱復帰経路LWに沿った自動走行によって非刈取走行が行われるように、コンバイン1の走行を制御する。
〔コンバインによる収穫作業の流れ〕
以下では、コンバイン1による収穫作業の例として、コンバイン1が、図2に示す圃場で収穫作業を行う場合の流れについて説明する。
最初に、オペレータは、コンバイン1を手動で操作し、図2に示すように、圃場内の外周部分において、圃場の境界線に沿って周回するように刈取走行を行う。図2に示す例では、コンバイン1は、3周の周回走行を行う。この周回走行が完了すると、圃場は、図3に示す状態となる。
領域算出部22は、自車位置算出部21から受け取ったコンバイン1の経時的な位置座標に基づいて、図2に示す周回走行でのコンバイン1の走行軌跡を算出する。そして、図3に示すように、領域算出部22は、算出されたコンバイン1の走行軌跡に基づいて、コンバイン1が植立穀稈を刈り取りながら周回走行した圃場の外周側の領域を外周領域SAとして算出する。また、領域算出部22は、算出された外周領域SAよりも圃場内側の領域を、作業対象領域CAとして算出する。
次に、経路算出部23は、領域算出部22から受け取った算出結果に基づいて、図3に示すように、作業対象領域CAにおける刈取走行経路LIを設定する。また、このとき、経路算出部23は、領域算出部22から受け取った算出結果に基づいて、外周領域SAにおける離脱復帰経路LWを算出する。
そして、オペレータが自動走行開始ボタン(図示せず)を押すことにより、図3に示すように、刈取走行経路LIに沿った自動走行が開始される。このとき、走行制御部24は、刈取走行経路LIに沿った自動走行によって刈取走行が行われるように、コンバイン1の走行を制御する。
作業対象領域CAにおける自動走行が開始されると、図3に示すように、コンバイン1は、作業対象領域CAにおける外周部分において、作業対象領域CAの外形に沿って周回するように刈取走行を行う。図3に示す例では、コンバイン1は、1周の周回走行を行う。このとき、コンバイン1は、刈取走行経路LIに沿った走行と、αターンによる方向転換と、を繰り返す。
この周回走行が完了すると、圃場は、図4に示す状態となる。そして、コンバイン1は、刈取走行経路LIに沿った走行と、Uターンによる旋回と、を繰り返すことにより、作業対象領域CAの全体を網羅するように刈取走行を行う。
ここで、コンバイン1により刈取走行が行われている間、上述の通り、刈取装置15により刈り取られた刈取穀稈は、搬送装置16によって脱穀装置13へ搬送される。そして、脱穀装置13において、刈取穀稈は脱穀処理される。
尚、本実施形態においては、図2から図4に示すように、圃場外に運搬車CVが駐車している。そして、外周領域SAにおいて、運搬車CVの近傍位置には、停車位置PPが設定されている。図3及び図4に示すように、停車位置PPは、離脱復帰経路LWに重複する位置に設定されている。
運搬車CVは、コンバイン1が穀粒排出装置18から排出した穀粒を収集し、運搬することができる。穀粒排出の際、コンバイン1は停車位置PPに停車し、穀粒排出装置18によって穀粒を運搬車CVへ排出する。
コンバイン1が刈取走行を続け、穀粒タンク14内の穀粒の量が所定量に達すると、図4に示すように、走行制御部24は、刈取走行経路LIから離脱するようにコンバイン1の走行を制御する。
コンバイン1が刈取走行経路LIから離脱した後、走行制御部24は、離脱復帰経路LWへ向かって走行するようにコンバイン1を制御する。そして、コンバイン1が離脱復帰経路LWの近傍に到達すると、走行制御部24は、離脱復帰経路LWに沿った自動走行によって非刈取走行が行われるように、コンバイン1の走行を制御する。
そして、コンバイン1は停車位置PPに停車し、穀粒排出装置18によって穀粒を運搬車CVへ排出する。
〔車速制御に関する構成〕
図5に示すように、走行制御部24は、車速設定部24a及び車速制御部24bを有している。車速設定部24aは、自動走行中における機体の状態毎に個別の目標車速を設定可能である。
ここで、「機体の状態」とは、例えば、作業前進状態、旋回状態、後進状態、非作業状態である。本実施形態において、作業前進状態とは、コンバイン1が作業をしながら直前進している状態である。より具体的には、作業前進状態とは、コンバイン1が圃場の植立穀稈を刈り取りながら直前進している状態である。
また、本実施形態において、旋回状態とは、コンバイン1が前側に旋回走行している状態である。
また、本実施形態において、後進状態とは、コンバイン1が後側に走行している状態である。
また、本実施形態において、非作業状態とは、コンバイン1が作業をせずに直前進している状態である。より具体的には、非作業状態とは、コンバイン1が刈取作業を行わずに直前進している状態である。例えば、コンバイン1が穀粒排出場所へ向かうために直前進している状態、及び、コンバイン1が燃料補給場所へ向かうために直前進している状態は、何れも、非作業状態である。
尚、本発明はこれに限定されない。例えば、コンバイン1が作業をしながら前側に旋回走行している状態は、旋回状態に含まれず、作業前進状態に含まれても良い。また、コンバイン1が後側に旋回走行している状態は、後進状態に含まれず、旋回状態に含まれても良い。また、コンバイン1が作業をせずに前側に旋回走行している状態は、旋回状態に含まれず、非作業状態に含まれても良い。また、コンバイン1が作業をせずに後側に走行している状態は、後進状態に含まれず、非作業状態に含まれても良い。
コンバイン1の自動走行中に、オペレータが主変速レバー19を操作すると、図5に示すように、操作に応じた信号が主変速レバー19から車速設定部24aへ送られる。そして、車速設定部24aは、この信号に基づいて、作業前進車速を設定する。尚、作業前進車速とは、自動走行中における作業前進状態の目標車速である。
即ち、車速設定部24aは、自動走行中における作業前進状態の目標車速である作業前進車速を設定可能である。また、自動走行中において、車速設定部24aは、主変速レバー19の人為操作に応じて作業前進車速を設定する。
詳述すると、図6に示すように、主変速レバー19は、中立位置QNから前方限界位置Q1に亘って、無段階に揺動操作可能に構成されている。そして、図7に示すように、車速設定部24aは、主変速レバー19の操作位置に応じて、作業前進車速を無段階に設定する。
図7に示すように、主変速レバー19の操作位置が中立位置QNである場合、車速設定部24aにより設定される作業前進車速は0(ゼロ)である。また、主変速レバー19の操作位置が第1操作位置Q10である場合、車速設定部24aにより設定される作業前進車速はV10である。また、主変速レバー19の操作位置が第2操作位置Q11である場合、車速設定部24aにより設定される作業前進車速はV11である。また、主変速レバー19の操作位置が前方限界位置Q1である場合、車速設定部24aにより設定される作業前進車速はV1である。
図7に示すように、主変速レバー19の操作位置が前側であるほど、車速設定部24aにより設定される作業前進車速は高くなる。
尚、図6に示すように、第1操作位置Q10は、中立位置QNよりも前側の操作位置である。また、第2操作位置Q11は、第1操作位置Q10よりも前側の操作位置である。
また、図7に示すように、V10は、V11より低い。また、V11は、V1より低い。
また、図8に示すように、通信端末4は、人為操作されるタッチパネル4aを有している。タッチパネル4aは、図8に示す目標車速設定画面を表示可能である。
目標車速設定画面では、旋回設定部5、後進設定部6、非作業設定部7が表示される。
旋回設定部5は、第1左ボタンL1及び第1右ボタンR1を含んでいる。後進設定部6は、第2左ボタンL2及び第2右ボタンR2を含んでいる。非作業設定部7は、第3左ボタンL3及び第3右ボタンR3を含んでいる。
オペレータが第1左ボタンL1または第1右ボタンR1を押すことにより、旋回設定部5は、第1左ボタンL1が押された状態と、第1右ボタンR1が押された状態と、の間で2段階に操作される。同様に、後進設定部6及び非作業設定部7も、それぞれ、2段階に操作される。
このように、目標車速設定画面が表示されているとき、通信端末4におけるタッチパネル4aは、複数段階に操作可能である。
そして、コンバイン1の停車中に、オペレータがタッチパネル4aを操作すると、図5に示すように、操作に応じた信号が、通信端末4から車速設定部24aへ送られる。そして、車速設定部24aは、この信号に基づいて、自動走行中における旋回状態、後進状態、非作業状態の目標車速を設定する。
即ち、車速設定部24aは、停車中における通信端末4の人為操作に応じて、自動走行中における作業前進状態以外の状態の目標車速を設定する。より具体的には、車速設定部24aは、停車中における通信端末4の人為操作に応じて、自動走行中における旋回状態、後進状態、非作業状態の目標車速を設定する。
尚、以下では、自動走行中における旋回状態の目標車速を、「旋回車速」と称する。また、自動走行中における後進状態の目標車速を、「後進車速」と称する。また、自動走行中における非作業状態の目標車速を、「非作業車速」と称する。
図8に示すように、オペレータが第1左ボタンL1を押すと、車速設定部24aは、旋回車速をV2に設定する。このとき、目標車速設定画面では、V2が強調表示される。
また、オペレータが第1右ボタンR1を押すと、車速設定部24aは、旋回車速をV3に設定する。このとき、目標車速設定画面では、V3が強調表示される。
また、オペレータが第2左ボタンL2を押すと、車速設定部24aは、後進車速をV4に設定する。このとき、目標車速設定画面では、V4が強調表示される。
また、オペレータが第2右ボタンR2を押すと、車速設定部24aは、後進車速をV5に設定する。このとき、目標車速設定画面では、V5が強調表示される。
また、オペレータが第3左ボタンL3を押すと、車速設定部24aは、非作業車速をV6に設定する。このとき、目標車速設定画面では、V6が強調表示される。
また、オペレータが第3右ボタンR3を押すと、車速設定部24aは、非作業車速をV7に設定する。このとき、目標車速設定画面では、V7が強調表示される。
即ち、車速設定部24aは、第1左ボタンL1及び第1右ボタンR1の人為操作に応じて、旋回車速をV2とV3との間で切り替える。
また、車速設定部24aは、第2左ボタンL2及び第2右ボタンR2の人為操作に応じて、後進車速をV4とV5との間で切り替える。
また、車速設定部24aは、第3左ボタンL3及び第3右ボタンR3の人為操作に応じて、非作業車速をV6とV7との間で切り替える。
このように、車速設定部24aは、自動走行中における作業前進状態以外の状態の目標車速を複数段階に設定する。
尚、本実施形態において、V2はV3よりも低い。また、V4はV5よりも低い。また、V6はV7よりも低い。また、V2、V5、V6は互いに同一であり、何れも、V11より高く、V1より低い。また、V1、V3、V7は互いに同一である。
そして、図5に示すように、車速設定部24aにより設定された作業前進車速、旋回車速、後進車速、非作業車速は、車速制御部24bへ送られる。
ここで、静油圧式無段変速機3における油圧ポンプ31は、ポンプ斜板31aを有している。ポンプ斜板31aの斜板角に応じて、油圧ポンプ31と油圧モータ32との間の変速比が変化する。そして、油圧ポンプ31と油圧モータ32との間の変速比が変化すると、車速が変化することとなる。
車速制御部24bは、車速設定部24aから受け取った作業前進車速、旋回車速、後進車速、非作業車速に基づいて、ポンプ斜板31aの斜板角を制御する。これにより、車速制御部24bは、車速を制御する。
即ち、車速制御部24bは、車速設定部24aにより設定された目標車速に基づいて、自動走行中における車速を制御する。
以下では、車速制御部24bによる車速制御について、図3及び図4で示した自動走行を例に挙げ、図9及び図10を参照して説明する。
図3に示す例では、コンバイン1は、圃場における位置P1から作業対象領域CAに進入する。このときの時刻を、時刻t1とする。そして、コンバイン1は、刈取走行経路LIに沿って刈取走行を行い、位置P2、P3、P4を通過し、位置P5に到達する。位置P5は、外周領域SAに位置している。
そして、コンバイン1は、位置P5から後進走行を行い、位置P6、P7を通過し、位置P8に到達する。さらに、コンバイン1は、位置P8から前進走行を行い、位置P9から再び作業対象領域CAに進入する。
図9では、図3に示す例における時刻t1以降のコンバイン1の車速の推移が示されている。尚、コンバイン1が位置P2、P3、P4、P5、P6、P7、P8、P9に到達したときの時刻を、それぞれ、時刻t2、t3、t4、t5、t6、t7、t8、t9とする。
即ち、図3及び図9に示す例において、コンバイン1は、時刻t1から時刻t4の間、及び、時刻t9以降は作業前進状態である。また、コンバイン1は、時刻t5から時刻t8の間は後進状態である。
ここで、図3及び図9に示す例では、時刻t1において、主変速レバー19の操作位置は第1操作位置Q10であるものとする。そして、時刻t2において、オペレータが主変速レバー19を第2操作位置Q11へ操作する。その後、主変速レバー19の操作位置は第2操作位置Q11のままで維持される。また、図8に示すように、旋回車速、後進車速、非作業車速は、それぞれ、V2、V5、V7に設定されている。
図9に示すように、時刻t1において、コンバイン1の車速はV10である。そして、時刻t2において、オペレータが主変速レバー19を第2操作位置Q11へ操作すると、作業前進車速はV10からV11に変化する。これと同時に、コンバイン1の車速は、車速制御部24bによる制御によって、V10からV11へ漸近し始める。このときの車速変化率は、第1車速変化率g1である。
時刻t3に、コンバイン1の車速はV11に達する。その後、時刻t4まで、コンバイン1の車速はV11のままで維持される。
時刻t4に、コンバイン1は位置P4に到達する。位置P4は、作業対象領域CAの端に位置している。そのため、コンバイン1による刈取は、時刻t4で一旦終了する。そして、位置P5から後進するために、コンバイン1の車速は、車速制御部24bによる制御によって、V11から0(ゼロ)へ漸近し始める。このときの車速変化率は、第2車速変化率g2である。
ここで、第2車速変化率g2は、第1車速変化率g1とは異なる値である。より具体的には、第2車速変化率g2は、第1車速変化率g1よりも大きい。
尚、本実施形態における車速変化率は、単位時間当たりの車速の変化量の絶対値である。即ち、本実施形態における車速変化率は、正の値である。
時刻t5に、コンバイン1の車速は0(ゼロ)に達すると共に、コンバイン1は後進を開始する。コンバイン1の車速は、車速制御部24bによる制御によって、0(ゼロ)からV5へ漸近し始める。このときの車速変化率は、第1車速変化率g1である。
時刻t6に、コンバイン1の車速はV5に達する。その後、時刻t7まで、コンバイン1の車速はV5のままで維持される。
時刻t7に、コンバイン1は位置P7に到達する。そして、位置P8から前進するために、コンバイン1の車速は、車速制御部24bによる制御によって、V5から0(ゼロ)へ漸近し始める。このときの車速変化率は、第2車速変化率g2である。
時刻t8に、コンバイン1の車速は0(ゼロ)に達すると共に、コンバイン1は前進を開始する。コンバイン1の車速は、車速制御部24bによる制御によって、0(ゼロ)からV11へ漸近し始める。このときの車速変化率は、第1車速変化率g1である。
時刻t9に、コンバイン1は位置P9に到達すると共に、コンバイン1の車速はV11に達する。位置P9は、作業対象領域CAの端に位置している。即ち、コンバイン1による刈取は、時刻t9に再開する。その後、コンバイン1の車速はV11に維持され、刈取走行が引き続き行われる。
ここで、時刻t1から時刻t4までの間、コンバイン1は作業前進状態である。また、時刻t5から時刻t8までの間、コンバイン1は後進状態である。また、時刻t9に、コンバイン1は作業前進状態に戻る。即ち、時刻t4から時刻t5の間に、コンバイン1の機体の状態は変化している。また、時刻t8から時刻t9の間にも、コンバイン1の機体の状態は変化している。
時刻t4から時刻t6までの間、車速制御部24bは、後進車速に車速を漸近させている。そして、このときの後進車速は、変化後の機体の状態である後進状態に対応する目標車速である。
また、時刻t7から時刻t9までの間、車速制御部24bは、作業前進車速に車速を漸近させている。そして、このときの作業前進車速は、変化後の機体の状態である作業前進状態に対応する目標車速である。
このように、車速制御部24bは、自動走行中における機体の状態の変化時に、変化後の機体の状態に対応する目標車速である変化後車速に車速を漸近させる。尚、以下では、変化後の機体の状態に対応する目標車速を、「変化後車速」と称する。
また、図4に示す例では、コンバイン1は、圃場における位置P10から作業対象領域CAにおける未刈部分CA1に進入する。このときの時刻を、時刻t10とする。そして、コンバイン1は、刈取走行経路LIに沿って刈取走行を行い、位置P11に到達する。
コンバイン1は、位置P11から未刈部分CA1の外部へ出ると共に、Uターンによる旋回を行う。そして、コンバイン1は、位置P12、P13を通過し、位置P14から未刈部分CA1に再び進入する。コンバイン1は、位置P14から刈取走行経路LIに沿って刈取走行を行い、位置P15に到達する。
コンバイン1は、位置P15から未刈部分CA1の外部へ出ると共に、穀粒排出のために、停車位置PPへ向かう走行を開始する。そして、コンバイン1は、位置P16、P17、P18を通過し、位置P19に到達する。
コンバイン1は、位置P19から離脱復帰経路LWに沿った非刈取走行を行う。そして、コンバイン1は、位置P20、P21、P22、P23、P24を通過し、停車位置PPに到達する。
図10では、図4に示す例における時刻t10以降のコンバイン1の車速の推移が示されている。尚、コンバイン1が位置P11、P12、P13、P14、P15、P16、P17、P18、P19、P20、P21、P22、P23、P24に到達したときの時刻を、それぞれ、時刻t11、t12、t13、t14、t15、t16、t17、t18、t19、t20、t21、t22、t23、t24とする。
即ち、図4及び図10に示す例において、コンバイン1は、時刻t10から時刻t11の間、及び、時刻t14から時刻t15の間は作業前進状態である。
また、コンバイン1は、時刻t11から時刻t14の間、及び、時刻t18から時刻t19の間、及び、時刻t22から時刻t23の間は旋回状態である。
また、コンバイン1は、時刻t15から時刻t18の間、及び、時刻t19から時刻t22の間、及び、時刻t23以降は非作業状態である。
ここで、図4及び図10に示す例では、主変速レバー19の操作位置は第2操作位置Q11のままで維持されるものとする。また、図8に示すように、旋回車速、後進車速、非作業車速は、それぞれ、V2、V5、V7に設定されている。
図10に示すように、時刻t10において、コンバイン1の車速はV11である。時刻t11まで、コンバイン1の車速はV11のままで維持される。
時刻t11に、コンバイン1は位置P11に到達する。位置P11は、未刈部分CA1の端に位置している。そのため、コンバイン1による刈取は、時刻t11で一旦終了する。そして、コンバイン1はUターンによる旋回を開始する。コンバイン1の車速は、車速制御部24bによる制御によって、V11からV2へ漸近し始める。このときの車速変化率は、第1車速変化率g1である。
時刻t12に、コンバイン1の車速はV2に達する。その後、時刻t13まで、コンバイン1の車速はV2のままで維持される。
時刻t13に、コンバイン1は位置P13に到達する。そして、位置P14から刈取走行を再開するために、コンバイン1の車速は、車速制御部24bによる制御によって、V2からV11へ漸近し始める。このときの車速変化率は、第2車速変化率g2である。
時刻t14に、コンバイン1の車速はV11に達すると共に、コンバイン1は刈取走行を再開する。そして、時刻t15まで、コンバイン1の車速はV11のままで維持される。
時刻t15に、コンバイン1は位置P15に到達する。位置P15は、未刈部分CA1の端に位置している。そのため、コンバイン1による刈取は、時刻t15で一旦終了する。そして、コンバイン1は非刈取走行を開始する。コンバイン1の車速は、車速制御部24bによる制御によって、V11からV7へ漸近し始める。このときの車速変化率は、第3車速変化率g3である。
時刻t16に、コンバイン1の車速はV7に達する。その後、時刻t17まで、コンバイン1の車速はV7のままで維持される。
時刻t17に、コンバイン1は位置P17に到達する。そして、位置P18から旋回を開始するために、コンバイン1の車速は、車速制御部24bによる制御によって、V7からV2へ漸近し始める。このときの車速変化率は、第4車速変化率g4である。
時刻t18に、コンバイン1の車速はV2に達すると共に、コンバイン1は旋回を開始する。そして、時刻t19まで、コンバイン1の車速はV2のままで維持される。
時刻t19に、コンバイン1は位置P19に到達し、旋回を終了する。そして、コンバイン1は、離脱復帰経路LWに沿った走行を開始する。コンバイン1の車速は、車速制御部24bによる制御によって、V2からV7へ漸近し始める。このときの車速変化率は、第5車速変化率g5である。
時刻t20に、コンバイン1の車速はV7に達する。その後、時刻t21まで、コンバイン1の車速はV7のままで維持される。
時刻t21に、コンバイン1は位置P21に到達する。そして、位置P22から旋回を開始するために、コンバイン1の車速は、車速制御部24bによる制御によって、V7からV2へ漸近し始める。このときの車速変化率は、第4車速変化率g4である。
時刻t22に、コンバイン1の車速はV2に達すると共に、コンバイン1は旋回を開始する。そして、時刻t23まで、コンバイン1の車速はV2のままで維持される。
時刻t23に、コンバイン1は位置P23に到達し、旋回を終了する。コンバイン1の車速は、車速制御部24bによる制御によって、V2からV7へ漸近し始める。このときの車速変化率は、第5車速変化率g5である。
時刻t24に、コンバイン1の車速はV7に達する。その後、コンバイン1の車速はV7に維持され、停車位置PPへ向かう走行を続ける。
尚、第4車速変化率g4は、第2車速変化率g2よりも大きい。また、第2車速変化率g2は、第3車速変化率g3よりも大きい。また、第3車速変化率g3は、第5車速変化率g5よりも大きい。また、第5車速変化率g5は、第1車速変化率g1よりも大きい。
ここで、時刻t10から時刻t11までの間、コンバイン1は作業前進状態である。また、時刻t11から時刻t14までの間、コンバイン1は旋回状態である。即ち、時刻t11に、コンバイン1は、作業前進状態から旋回状態に変化している。
そして、車速制御部24bは、時刻t11において、旋回車速に車速を漸近させ始めている。このときの旋回車速は、変化後の機体の状態である旋回状態に対応する目標車速である。
このように、車速制御部24bは、自動走行中における機体の状態の変化後に、変化後車速に車速を漸近させ始めることが可能である。尚、「機体の状態の変化後」とは、機体の状態が変化した時点以降のことである。即ち、「機体の状態の変化後」には、機体の状態が変化した時点が含まれる。
また、時刻t14から時刻t15までの間、コンバイン1は作業前進状態である。即ち、時刻t14に、コンバイン1は、旋回状態から作業前進状態に変化している。
そして、車速制御部24bは、時刻t14よりも前の時点である時刻t13において、作業前進車速に車速を漸近させ始めている。このときの作業前進車速は、変化後の機体の状態である作業前進状態に対応する目標車速である。
このように、車速制御部24bは、自動走行中における機体の状態の変化前に、変化後車速に車速を漸近させ始めることが可能である。
〔車速変化率について〕
図10に示すように、車速制御部24bは、車速をV11からV2へ漸近させる場合、車速を第1車速変化率g1で変化させる。また、車速制御部24bは、車速をV11からV7へ漸近させる場合、車速を第3車速変化率g3で変化させる。また、車速制御部24bは、車速をV2からV7へ漸近させる場合、車速を第5車速変化率g5で変化させる。
このように、車速制御部24bは、車速が変化後車速よりも低い場合に、車速を第1車速変化率g1または第3車速変化率g3または第5車速変化率g5で変化させることにより変化後車速に車速を漸近させるように構成されている。尚、第1車速変化率g1、第3車速変化率g3、第5車速変化率g5は、何れも、本発明に係る「第1変化率」に相当する。
また、図10に示すように、車速制御部24bは、車速をV2からV11へ漸近させる場合、車速を第2車速変化率g2で変化させる。また、車速制御部24bは、車速をV7からV2へ漸近させる場合、車速を第4車速変化率g4で変化させる。
このように、車速制御部24bは、車速が変化後車速よりも高い場合に、車速を第2車速変化率g2または第4車速変化率g4で変化させることにより変化後車速に車速を漸近させるように構成されている。尚、上述の通り、第2車速変化率g2は、第1車速変化率g1、第3車速変化率g3、第5車速変化率g5の何れとも異なる。また、第4車速変化率g4は、第1車速変化率g1、第3車速変化率g3、第5車速変化率g5の何れとも異なる。また、第2車速変化率g2及び第4車速変化率g4は、何れも、本発明に係る「第2変化率」に相当する。
尚、上述の通り、第1車速変化率g1、第3車速変化率g3、第5車速変化率g5は、何れも、第2車速変化率g2よりも小さく、且つ、第4車速変化率g4よりも小さい。そのため、自動走行中にコンバイン1が増速する場合には、比較的緩やかに車速が変化する。これにより、急加速することによりオペレータに不安感を与えることを回避できる。
また、自動走行中にコンバイン1が減速する場合には、比較的速やかに車速が変化する。これにより、減速時には、車速の変更を短時間で完了させることが可能となる。
また、図4及び図10に示すように、車速制御部24bが変化後車速に車速を漸近させる際の車速変化率は、機体の状態の変化パターンによって異なる。
より具体的には、車速制御部24bは、機体の状態が作業前進状態から旋回状態に変化する場合、車速を第1車速変化率g1で変化させるように構成されている。
また、車速制御部24bは、機体の状態が旋回状態から作業前進状態に変化する場合、車速を第2車速変化率g2で変化させるように構成されている。
また、車速制御部24bは、機体の状態が作業前進状態から非作業状態に変化する場合、車速を第3車速変化率g3で変化させるように構成されている。
また、車速制御部24bは、機体の状態が非作業状態から旋回状態に変化する場合、車速を第4車速変化率g4で変化させるように構成されている。
また、車速制御部24bは、機体の状態が旋回状態から非作業状態に変化する場合、車速を第5車速変化率g5で変化させるように構成されている。
そして、上述の通り、第1車速変化率g1、第2車速変化率g2、第3車速変化率g3、第4車速変化率g4、第5車速変化率g5は、それぞれ異なっている。
〔第1状態及び第2状態について〕
図4に示す例において、位置P10から刈取走行を開始する前の時点では、未刈部分CA1は、刈取作業がまだ行われていない。即ち、未刈部分CA1は、未作業領域AR1である。また、既刈部分CA2及び外周領域SAは、刈取作業が完了している。即ち、既刈部分CA2及び外周領域SAは、既作業領域AR2である。
そして、図4に示した例では、作業前進状態は、未作業領域AR1を走行する状態である。また、旋回状態及び非作業状態は、既作業領域AR2を走行する状態である。
以下では、未作業領域AR1を走行する状態を、「第1状態」と称する。また、既作業領域AR2を走行する状態を、「第2状態」と称する。即ち、本実施形態において、作業前進状態は、第1状態である。また、旋回状態、後進状態、非作業状態は、第2状態である。
ここで、車速制御部24bは、第1状態から第2状態へ機体の状態が変化する場合、第1状態から第2状態への変化後に、第2状態に対応する目標車速に車速を漸近させ始めるように構成されている。尚、「第1状態から第2状態への変化後」とは、機体の状態が第1状態から第2状態へ変化した時点以降のことである。即ち、「第1状態から第2状態への変化後」には、機体の状態が第1状態から第2状態へ変化した時点が含まれる。
図4及び図10に示した例では、時刻t11において、機体の状態が第1状態から第2状態へ変化している。そのため、このときは、第1状態から第2状態への変化後の時点である時刻t11に、第2状態に対応する目標車速に車速が漸近し始めている。尚、この場合における「第2状態に対応する目標車速」は、旋回車速である。
また、時刻t15においても、機体の状態が第1状態から第2状態へ変化している。そのため、このときは、第1状態から第2状態への変化後の時点である時刻t15に、第2状態に対応する目標車速に車速が漸近し始めている。尚、この場合における「第2状態に対応する目標車速」は、非作業車速である。
また、車速制御部24bは、第2状態から第1状態へ機体の状態が変化する場合、第2状態から第1状態への変化前に、第1状態に対応する目標車速に車速を漸近させ始めるように構成されている。
図4及び図10に示した例では、時刻t14において、機体の状態が第2状態から第1状態へ変化している。そのため、このときは、第2状態から第1状態への変化前の時点である時刻t13に、第1状態に対応する目標車速に車速が漸近し始めている。尚、この場合における「第1状態に対応する目標車速」は、作業前進車速である。
以上で説明した構成であれば、機体の状態の変化時に、車速は変化後車速に漸近する。従って、機体の状態が変化する際、変化前の機体の状態に対応する目標車速と、変化後の機体の状態に対応する目標車速と、が比較的大きく異なる場合であっても、車速が急変することはない。
これにより、コンバイン1に搭乗しているオペレータやコンバイン1の外部の監視者に不安感を与えることを回避できるコンバイン1を実現できる。
尚、以上に記載した実施形態は一例に過ぎないのであり、本発明はこれに限定されるものではなく、適宜変更が可能である。
〔その他の実施形態〕
(1)走行装置11は、ホイール式であっても良いし、セミクローラ式であっても良い。
(2)上記実施形態においては、経路算出部23により算出される刈取走行経路LIは、縦横方向に延びる複数のメッシュ線である。しかしながら、本発明はこれに限定されず、経路算出部23により算出される刈取走行経路LIは、縦横方向に延びる複数のメッシュ線でなくても良い。例えば、経路算出部23により算出される刈取走行経路LIは、渦巻き状の走行経路であっても良い。また、刈取走行経路LIは、別の刈取走行経路LIと直交していなくても良い。また、経路算出部23により算出される刈取走行経路LIは、互いに平行な複数の平行線であっても良い。
(3)上記実施形態においては、オペレータは、コンバイン1を手動で操作し、図2に示すように、圃場内の外周部分において、圃場の境界線に沿って周回するように刈取走行を行う。しかしながら、本発明はこれに限定されず、コンバイン1が自動で走行し、圃場内の外周部分において、圃場の境界線に沿って周回するように刈取走行を行うように構成されていても良い。また、このときの周回数は、3周以外の数であっても良い。例えば、このときの周回数は2周であっても良い。
(4)自車位置算出部21、領域算出部22、経路算出部23、走行制御部24のうち、一部または全てがコンバイン1の外部に備えられていても良いのであって、例えば、コンバイン1の外部に設けられた管理サーバに備えられていても良い。
(5)車速設定部24aは、主変速レバー19の人為操作に応じて非作業車速を設定するように構成されていても良い。
(6)車速設定部24aは、主変速レバー19の人為操作に応じて後進車速を設定するように構成されていても良い。
(7)車速設定部24aは、主変速レバー19の人為操作に応じて旋回車速を設定するように構成されていても良い。
(8)通信端末4は設けられていなくても良い。
(9)主変速レバー19は、複数段階に操作可能に構成されていても良い。この場合、車速設定部24aは、作業前進車速を複数段階に設定するように構成されていても良い。
(10)車速制御部24bが変化後車速に車速を漸近させる際の車速変化率は、機体の状態の変化パターンによって異ならなくても良い。例えば、車速制御部24bは、機体の状態が作業前進状態から旋回状態に変化する場合、旋回状態から作業前進状態に変化する場合、作業前進状態から非作業状態に変化する場合、非作業状態から旋回状態に変化する場合、旋回状態から非作業状態に変化する場合、の何れにおいても、車速を第1車速変化率g1で変化させるように構成されていても良い。
(11)車速制御部24bは、車速が変化後車速よりも低い場合、及び、車速が変化後車速よりも高い場合の何れにおいても、車速を第1車速変化率g1で変化させることにより変化後車速に車速を漸近させるように構成されていても良い。
(12)車速制御部24bは、第1状態から第2状態へ機体の状態が変化する場合、第1状態から第2状態への変化前に、第2状態に対応する目標車速に車速を漸近させ始めるように構成されていても良い。
(13)車速制御部24bは、第2状態から第1状態へ機体の状態が変化する場合、第2状態から第1状態への変化後に、第1状態に対応する目標車速に車速を漸近させ始めるように構成されていても良い。
(14)車速制御部24bは、自動走行中における機体の状態の変化前に変化後車速に車速を漸近させ始めることが不可能であるように構成されていても良い。
(15)車速制御部24bは、自動走行中における機体の状態の変化後に変化後車速に車速を漸近させ始めることが不可能であるように構成されていても良い。
(16)上記実施形態において、車速制御部24bは、変化後車速に車速を漸近させる際、車速が変化後車速に達するまで一定の車速変化率で車速を変化させる。しかしながら、本発明はこれに限定されず、車速制御部24bは、車速変化率を変化させながら、変化後車速に車速を漸近させるように構成されていても良い。例えば、車速制御部24bは、変化後車速に車速を漸近させる際、車速変化率を、0(ゼロ)から所定値まで連続的に増加させた後、その所定値から0(ゼロ)まで連続的に減少させるように構成されていても良い。