(57)【要約】【課題】特定作業地における作業車の資源消費がより適切に推定され、適切に資源補給のタイミングが算出されること。【解決手段】作業地で作業走行を行う作業車のための資源補給システム。資源の実単位消費量を作業内容とともに作業履歴として記録する消費量記録部６２と、作業内容を含む作業計画情報を管理する作業計画管理部５２と、作業計画情報に基づいて実施される作業車の単位作業量あたりに消費される資源の推定単位消費量を、作業履歴を参照して算出する推定消費量算出部１０１と、推定単位消費量に基づいてエネルギ源パックに資源を補給する補給タイミングを算出する補給管理部６０と、作業地における対地作業の進捗度を算出する進捗度算出部５０１と、を備える。補給管理部６０は、進捗度算出部５０１によって算出された進捗度に基づいて、補給タイミングを補正する。【選択図】図１
2020107346.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車体に搭載されたエネルギ源パックから供給される資源を消費しながら作業地で作業走行を行う作業車のための資源補給システムであって、
前記資源の実単位消費量を作業内容とともに作業履歴として記録する消費量記録部と、
前記作業地での作業内容を含む作業計画情報を管理する作業計画管理部と、
前記作業計画情報に基づいて実施される前記作業車の単位作業量あたりに消費される前記資源の推定単位消費量を、前記作業履歴を参照して算出する推定消費量算出部と、
前記推定単位消費量に基づいて、前記エネルギ源パックに前記資源を補給する補給タイミングを算出する補給管理部と、
前記作業地における対地作業の進捗度を算出する進捗度算出部と、を備え、
前記補給管理部は、前記進捗度算出部によって算出された進捗度に基づいて、前記補給タイミングを補正する資源補給システム。
【請求項２】
車体に搭載されたエネルギ源パックから供給される資源を消費しながら作業地で作業走行を行う作業車のための資源補給システムであって、
前記資源の実単位消費量を作業内容とともに作業履歴として記録する消費量記録部と、
前記作業地での作業内容を含む作業計画情報を管理する作業計画管理部と、
前記作業計画情報に基づいて実施される前記作業車の単位作業量あたりに消費される前記資源の推定単位消費量を、前記作業履歴を参照して算出する推定消費量算出部と、
前記推定単位消費量に基づいて、前記エネルギ源パックに前記資源を補給する補給タイミングを算出する補給管理部と、
前記作業地の地図情報を含む作業地情報を格納した作業地情報格納部と、
前記作業地情報に基づいて前記補給タイミングでの資源補給位置を決定する補給位置決定部と、を備える資源補給システム。
【請求項３】
前記補給タイミングまたは前記資源補給位置あるいはその両方を報知する報知部が備えられている請求項２に記載の資源補給システム。
【請求項４】
車体に搭載されたエネルギ源パックから供給される資源を消費しながら作業地で作業走行を行う作業車のための資源補給システムであって、
前記資源の実単位消費量を作業内容とともに作業履歴として記録する消費量記録部と、
前記作業地での作業内容を含む作業計画情報を管理する作業計画管理部と、
前記作業計画情報に基づいて実施される前記作業車の単位作業量あたりに消費される前記資源の推定単位消費量を、前記作業履歴を参照して算出する推定消費量算出部と、
前記推定単位消費量に基づいて、前記エネルギ源パックに前記資源を補給する補給タイミングを算出する補給管理部と、を備え、
前記補給管理部は、圃場での実作業の過程で前記補給タイミングを補正可能に構成されている資源補給システム。
【請求項５】
前記補給管理部は前記補給タイミングとともに前記資源の補給量を算出する請求項１から４の何れか一項に記載の資源補給システム。
【請求項６】
請求項１から５の何れか一項に記載の資源補給システムを用いて、資源補給が管理される作業車。
【請求項７】
作業地での作業を行う作業装置を装備した車体と、
前記車体に搭載されたエネルギ源パックと、
前記エネルギ源パックから供給される資源を用いて駆動する走行駆動装置と、
前記作業地での作業量を含む作業計画情報を管理する作業計画管理部と、
前記資源の実単位消費量を作業内容とともに作業履歴として記録する消費量記録部と、
前記作業計画情報と前記作業履歴とに基づいて算出される、前記作業地での作業のために消費される推定単位消費量を用いて、前記作業地における前記エネルギ源パックに前記資源を補給する補給タイミングを算出する補給管理部と、
前記作業地における対地作業の進捗度を算出する進捗度算出部と、を備え、
前記補給管理部は、前記進捗度算出部によって算出された進捗度に基づいて、前記補給タイミングを補正する作業車。
【請求項８】
作業地での作業を行う作業装置を装備した車体と、
前記車体に搭載されたエネルギ源パックと、
前記エネルギ源パックから供給される資源を用いて駆動する走行駆動装置と、
前記作業地での作業量を含む作業計画情報を管理する作業計画管理部と、
前記資源の実単位消費量を作業内容とともに作業履歴として記録する消費量記録部と、
前記作業計画情報と前記作業履歴とに基づいて算出される、前記作業地での作業のために消費される推定単位消費量を用いて、前記作業地における前記エネルギ源パックに前記資源を補給する補給タイミングを算出する補給管理部と、
前記作業地の地図情報を含む作業地情報を格納した作業地情報格納部と、
前記作業地情報に基づいて前記補給タイミングでの資源補給位置を決定する補給位置決定部と、を備える作業車。
【請求項９】
作業地での作業を行う作業装置を装備した車体と、
前記車体に搭載されたエネルギ源パックと、
前記エネルギ源パックから供給される資源を用いて駆動する走行駆動装置と、
前記作業地での作業量を含む作業計画情報を管理する作業計画管理部と、
前記資源の実単位消費量を作業内容とともに作業履歴として記録する消費量記録部と、
前記作業計画情報と前記作業履歴とに基づいて算出される、前記作業地での作業のために消費される推定単位消費量を用いて、前記作業地における前記エネルギ源パックに前記資源を補給する補給タイミングを算出する補給管理部と、を備え、
前記補給管理部は、圃場での実作業の過程で前記補給タイミングを補正可能に構成されている作業車。
【請求項１０】
前記補給管理部は前記補給タイミングとともに前記資源の補給量を算出する請求項７から９の何れか一項に記載の作業車。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車体に搭載されたエネルギ源パックから供給される資源を消費しながら作業地で作業走行を行う作業車のための資源補給システム、及びこの資源補給システムが組み込まれる作業車に関する。
【背景技術】
【０００２】
エネルギ源パックから供給される資源を消費しながら作業走行を行う作業車は、燃料切れやバッテリ切れが生じると、作業地での作業の途中で立ち往生してしまうので、燃料やバッテリなどのエネルギ源パックに対する補給のタイミングが重要となる。特許文献１による農業機械（コンバイン）では、作業対象圃場への到着時に、作業実績情報データベースに記憶された、当該作業対象圃場における作業データを参照し、作業データにおける当該作業対象圃場での燃料使用量と、現在の燃料残量とを比較し、燃料補給タイミングが決定される。つまり、作業対象圃場に到着したら、当該作業対象圃場で作業を行った場合の燃料使用量と、燃料計等で示される現在の燃料残量とが比較される。この比較により、当該作業対象圃場で作業を行う前に燃料を補給するか、または、当該作業対象圃場での作業後に燃料を補給するか、または、燃料は補給しないか等の、燃料の補給タイミングが決定される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１６−０４８４６１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１による農業機械では、これから作業地（圃場）での作業を行う前に、燃料を補給するかどうかを決定することができる。しかしながら、大規模な作業地(圃場)では、作業地全体の作業を完了するために必要な燃料が大きいことから、作業前には、とりあえず燃料補給を行うという無難な選択をとる可能性が高くなる。また、更に大規模な作業地では、どの程度作業が行われた段階で燃料補給の必要が生じるのか知りたいという要望がある。また、燃料消費は、作業地の地面状態や作業地の天候などによっても変化するが、できるだけ正確に燃料補給のタイミングを算出し、かつ臨機応変に燃料補給を行うことも重要である。このような要望に応えるためには、圃場での一般的な燃料使用量と現在の燃料残量とを比較するだけでは、不十分であり、よりきめの細やかな燃料消費（資源消費）の推定が必要である。なお、このような問題は、バッテリで駆動する電動作業車におけるバッテリ消費（資源消費）の推定に関しても同様である。
上述の実情に鑑み、車体に搭載されたエネルギ源パックから供給される資源を消費しながら作業地で作業走行を行う作業車の特定作業地における資源消費がより適切に推定され、適切に資源補給のタイミングが算出される技術が要望されている。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
車体に搭載されたエネルギ源パックから供給される資源を消費しながら作業地で作業走行を行う作業車のための、本発明に係る資源補給システムは、前記資源の実単位消費量を作業内容とともに作業履歴として記録する消費量記録部と、前記作業地での作業内容を含む作業計画情報を管理する作業計画管理部と、前記作業計画情報に基づいて実施される前記作業車の単位作業量あたりに消費される前記資源の推定単位消費量を、前記作業履歴を参照して算出する推定消費量算出部と、前記推定単位消費量に基づいて、前記エネルギ源パックに前記資源を補給する補給タイミングを算出する補給管理部と、前記作業地における対地作業の進捗度を算出する進捗度算出部と、を備え、前記補給管理部は、前記進捗度算出部によって算出された進捗度に基づいて、前記補給タイミングを補正するように構成されている。なお、エネルギ源パックは、作業車の作業走行に必要なエネルギ源を貯留しているものの総称であり、ガソリンなどの燃料を使用している作業車では燃料タンクであり、電気モータを用いている電動作業車ではバッテリパックである。
【０００６】
このようなシステム構成によれば、作業計画情報に基づき作業車の作業対象となった作業地における単位作業量あたりの資源（ガソリンやバッテリ電力など）の消費量、つまり推定単位消費量が、当該作業地における作業履歴としての記録されている実単位消費量を参照して、算出される。この実単位消費量は、その作業内容とともに記録されているので、推定単位消費量の算出の際に、作業内容を考慮した実単位消費量が参照することができる。これにより、同一の作業地での同一の作業種であっても、作業負荷や走行負荷が異なっていた過去の作業での実績が考慮されることができ、単位作業量あたりの資源消費量が適切に推定することができる。推定単位消費量が算出されると、作業計画情報を参照して、当該作業地における作業走行過程での資源の消費具合が算出できるので、補給管理部は、それに基づいて、エネルギ源パックに対する補給タイミングを算出することができる。
【０００７】
補給タイミングは、一般には、エネルギ源パックが空になる時点を示すのではなく、エネルギ源パックにわずかの資源が残っている時点を示すものであり、補給タイミングが過ぎても、資源補給のための短距離走行が可能となっている。したがって、本発明であれば、あと少しで１つの作業地の作業が完了するような場合には、無理して作業を行って、その作業地の作業を完了させてから資源補給することが可能となる。このため、１つの作業地において少々の作業対象領域が残った状態で資源補給が行われる構成と比較して、作業効率が向上する。また、広大な作業地で複数種の作業が実施される場合、作業の適切な切れ目で資源補給が行われるように、補給タイミングを調整すると、作業効率が向上する。
【０００８】
補給タイミングに基づいて資源補給する場合、資源補給する場所が問題となる。燃料タンク車やバッテリ車のように、資源をエネルギ源パックも供給できる資源補給車両を、作業地の周辺道路における所定位置を配車する必要がある。または、資源補給車両を作業地内の所定の位置に配車する必要がある。資源補給に適した位置は、作業地によって異なる。このため、車体に搭載されたエネルギ源パックから供給される資源を消費しながら作業地で作業走行を行う作業車のための、本発明に係る資源補給システムは、前記資源の実単位消費量を作業内容とともに作業履歴として記録する消費量記録部と、前記作業地での作業内容を含む作業計画情報を管理する作業計画管理部と、前記作業計画情報に基づいて実施される前記作業車の単位作業量あたりに消費される前記資源の推定単位消費量を、前記作業履歴を参照して算出する推定消費量算出部と、前記推定単位消費量に基づいて、前記エネルギ源パックに前記資源を補給する補給タイミングを算出する補給管理部と、前記作業地の地図情報を含む作業地情報を格納した作業地情報格納部と、前記作業地情報に基づいて前記補給タイミングでの資源補給位置を決定する補給位置決定部と、を備える。資源補給位置を作業地の地図情報を参照して決定することで、運転者が作業地の地図事情に疎い場合でも、適切な位置で補給を行うことができる。特に、作業車が衛星測位技術などを用いて自車位置を取得できる場合は、作業車を資源補給位置に案内することも可能である。
【０００９】
車体に搭載されたエネルギ源パックから供給される資源を消費しながら作業地で作業走行を行う作業車のための、本発明に係る資源補給システムは、前記資源の実単位消費量を作業内容とともに作業履歴として記録する消費量記録部と、前記作業地での作業内容を含む作業計画情報を管理する作業計画管理部と、前記作業計画情報に基づいて実施される前記作業車の単位作業量あたりに消費される前記資源の推定単位消費量を、前記作業履歴を参照して算出する推定消費量算出部と、前記推定単位消費量に基づいて、前記エネルギ源パックに前記資源を補給する補給タイミングを算出する補給管理部と、を備え、前記補給管理部は、圃場での実作業の過程で前記補給タイミングを補正可能に構成されている。
【００１０】
本発明は、上述の資源補給システムが組み込まれている作業車にも適用される。上述の資源補給システムが組み込まれている作業車は、作業地での作業を行う作業装置を装備した車体と、前記車体に搭載されたエネルギ源パックと、前記エネルギ源パックから供給される資源を用いて駆動する走行駆動装置と、前記作業地での作業量を含む作業計画情報を管理する作業計画管理部と、前記資源の実単位消費量を作業内容とともに作業履歴として記録する消費量記録部と、前記作業計画情報と前記作業履歴とに基づいて算出される、前記作業地での作業のために消費される推定単位消費量を用いて、前記作業地における前記エネルギ源パックに前記資源を補給する補給タイミングを算出する補給管理部と、前記作業地における対地作業の進捗度を算出する進捗度算出部と、を備え、前記補給管理部は、前記進捗度算出部によって算出された進捗度に基づいて、前記補給タイミングを補正することを特徴とする。この作業車においても、推定単位消費量が算出されると、作業計画情報を参照して、当該作業地での走行における資源の消費具合が算出できるので、補給管理部は、それに基づいて、エネルギ源パックに対する補給タイミングを算出することができる。算出された補給タイミングに基づいて、運転者は、作業走行計画を立てることができる。また、実際の作業走行中においてもそのような補給タイミングが算出されると、作業車は、補給忘れもなく、資源補給のために適した場所で、確実に資源補給することができる。なお、消費量記録部は、作業車側に配置される専用の消費量記録部と、多くの作業車を管理する管理コンピュータ側に配置される共用の消費量記録部とに分散することが好ましい。これにより、管理コンピュータでは、各作業地での同一作業車あるいは異なる作業車による作業で収集された実単位消費量を示す大規模なデータを統計的に処理することができ、その結果、種々の作業条件に応じてより正確に推定単位消費量が算出されることになる。
【００１１】
上述の資源補給システムが組み込まれている作業車は、作業地での作業を行う作業装置を装備した車体と、前記車体に搭載されたエネルギ源パックと、前記エネルギ源パックから供給される資源を用いて駆動する走行駆動装置と、前記作業地での作業量を含む作業計画情報を管理する作業計画管理部と、前記資源の実単位消費量を作業内容とともに作業履歴として記録する消費量記録部と、前記作業計画情報と前記作業履歴とに基づいて算出される、前記作業地での作業のために消費される推定単位消費量を用いて、前記作業地における前記エネルギ源パックに前記資源を補給する補給タイミングを算出する補給管理部と、前記作業地の地図情報を含む作業地情報を格納した作業地情報格納部と、前記作業地情報に基づいて前記補給タイミングでの資源補給位置を決定する補給位置決定部と、を備えることを特徴とする。
【００１２】
上述の資源補給システムが組み込まれている作業車は、走行にともなって作業地での作業を行う作業装置を装備した車体と、前記車体に搭載されたエネルギ源パックと、前記エネルギ源パックから供給される資源を用いて駆動する走行駆動装置と、前記作業地での作業量を含む作業計画情報を前記作業地毎に管理する作業計画管理部と、過去の作業走行で算出された実単位消費量を作業内容とともに作業履歴として記録する消費量記録部と、前記作業計画情報と前記作業履歴とに基づいて算出される、前記作業地での作業のために消費される推定単位消費量を用いて、前記作業地における前記エネルギ源パックに対する補給タイミングを算出する補給管理部と、を備え、前記補給管理部は、圃場での実作業の過程で前記補給タイミングを補正可能に構成されている。
【００１３】
本発明の好適な実施形態の１つでは、補給管理部は補給タイミングとともに資源の補給量も算出するように構成されている。この構成により、補給タイミングで資源を補給する際に必要な補給量が報知することができるので、補給場所に、適切な補給量の資源を準備することができ、資源補給作業の効率が向上する。
【００１４】
推定単位消費量は、作業履歴として記録されている過去の実績に基づいて算出されているので、当日の作業地の状態（地面状態、収穫作業では収穫物の状態など）や作業車の状態（整備状態など）によって実際の作業時に消費する資源量に対して誤差を持つ。このため、本発明の好適な実施形態の１つでは、前記作業車の実際の作業実行時における単位作業量に対する前記資源の消費量である実単位消費量を算定する実単位消費量算出部が備えられ、前記補給管理部は、前記実単位消費量に基づいて前記補給タイミングを補正するように構成されている。実際の作業途中で得られた実単位消費量は、当日の作業地の状態や作業車の状態を反映させたものであるので、この実単位消費量基づいて補正された推定単位消費量で算出された補給タイミングはより正確なものとなる。なお、実単位消費量は、作業途中までの資源消費量だけに基づいているので、作業開始領域とこれから作業対象となる領域で作業地の状態が異なることも考慮すれば、実単位消費量だけで補給タイミングを算出するよりは、推定単位消費量と実単位消費量とから重みづけ演算などを用いて補給タイミングを算出する方が好ましい。
【００１５】
エネルギ源パックの既知の容量に資源が満杯にされているという条件で、この資源補給システムの補給タイミングの算出処理を行うという運用を採用すれば、エネルギ源パックの残量を把握する必要はない。しかしながら、補給タイミングの算出処理時にエネルギ源パックが満杯であるという条件が満たされない場合、その資源残量が補給タイミングの算出に必要となる。一般的には、作業車にエネルギ源パックの残量を検出する残量検出部が備えられているので、実際の作業時における資源の補給タイミングの算出では、残量検出部で検出された残量を推定単位消費や量実単位消費量とくみ合わせて補給タイミングを算出することが好ましい。このため、本発明の好適な実施形態の１つでは、前記エネルギ源パックの残量を算出する残量検出部が備えられ、前記補給管理部は、前記残量検出部によって検出された残量に基づいて、前記補給タイミングを補正するように構成されている。
【００１６】
作業車に乗り込んでいる操作員や、作業車の周辺で作業車を監視している操作員に、補給タイミングまたは前記補給位置を報知するために、補給タイミングまたは前記補給位置あるいはその両方を報知する報知部が備えられることが重要である。この報知は、作業車に備えられたスピーカやディスプレイを通じて行ってもよいし、作業車の操作員が携帯する通信端末などのスピーカやディスプレイを通じて行ってもよい。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明による資源補給システムにおける基本的な情報の流れを示す説明図である。
【図２】作業車の実施形態の１つを示すトラクタの側面図である。
【図３】トラクタの制御系を示す機能ブロック図である。
【図４】作業車の補給タイミング算定する制御の流れをタイムチャート的に示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
本発明による資源補給システム及び作業車の具体的な実施形態を説明する前に、図１を用いて、この資源補給システムにおける基本的な情報の流れを説明する。作業地での走行にともなって作業を行う作業車は、走行駆動装置（走行機構１０、図２参照）及び作業装置３０（図２参照）の駆動に内燃機関の動力を利用する車両であり、エネルギ源パックとして燃料タンク２Ｂ（図２参照）を搭載していると仮定する。
【００１９】
作業車は、作業地での走行にともなって作業を行い、その作業走行によって燃料を消費する。作業車の作業走行距離または作業車の作業量と、その際の燃料の消費量（燃料タンク２Ｂの燃料減少量）とから、実単位所費量が得られる。実単位所費量は、作業車の単位走行距離あたりの燃料消費量でもよいし、単位作業量（耕耘面積や収穫量や苗植付量など）あたりの燃料消費量でもよい。
【００２０】
図１の例では、実単位消費量算出部６１は、走行中の燃料の消費量を、燃料タンク中の燃料残量を検出する残量検出部６３の検出結果（燃料残量）から算出する。実単位消費量算出部６１によって算出された実単位消費量は、作業車の作業走行距離や作業車の作業量、更には作業種別や作業地情報などを含む作業内容とともに作業履歴として記録される。この作業履歴のリアルタイムでの記録は、作業車に搭載されているメモリに対して行われる。このメモリに記録された作業履歴は、バッチ処理で、あるいはオンライン処理で、遠隔地の管理センタに設置されている管理コンピュータ１００（図３参照）にも記録される。したがって、実単位消費量を含む作業履歴を記録する消費量記録部６２は、作業車側に構築される消費量記録部６２Ａと、管理コンピュータ側に構築される消費量記録部６２Ｂに分けられている。もちろん、どちらか１つにだけ構築されてもよい。
【００２１】
消費量記録部６２には、登録されている作業地で作業車による作業が実施される毎に、作業履歴として実単位消費量がその作業内容とともに記録されるので、この消費量記録部６２は、作業地毎の作業履歴や作業車毎の作業履歴を格納するデータベースとして機能する。
【００２２】
各作業地における作業車による作業は、作業計画管理部５２によって管理される。作業計画管理部５２は、作業地情報格納部１０２に格納されている作業地情報から、作業対象となる作業地の場所、面積、これまでに実施された作業内容を取得し、これから実施すべき作業に関する情報である作業計画情報を生成する。更に、作業計画管理部５２は、作業地毎に作業計画情報を管理しており、作業時に作業内容を提供することができる。
【００２３】
推定消費量算出部１０１は、この作業計画情報に基づいて実施される作業車の単位作業量あたりに消費される燃料量である推定単位消費量を、消費量記録部６２に記録されている作業履歴を参照して算出する。作業計画情報で指定された作業地での作業種の作業履歴からその作業地での推定単位消費量が算出される。過去に同じ作業地での同じ作業が１回以上実施され、その作業履歴が消費量記録部６２に記録されている場合、記録されている実単位消費量をベースにして、天気予報等による環境データも考慮して、推定単位消費量が算出される。過去に同じ作業地での同じ作業種の作業履歴が消費量記録部６２に記録されていない場合、類似の作業地または類似の作業の作業履歴を消費量記録部６２から抽出して、抽出されたデータに基づいて推定単位消費量が算出される。推定単位消費量を算出するためのパラメータ（入力データ）は、作業地の走行特性、作業車の種別、実単位消費量、環境データなどであり、それぞれに適正な重みを付与することで、計画されている作業地での作業における推定単位消費量が導出される。計画されている作業地が複数ある場合は、各作業地の推定単位消費量と作業地間移動のための推定単位消費量も算出される。
【００２４】
推定単位消費量が算出されると、この推定単位消費量に基づいて、補給管理部６０が、計画された作業地の作業における燃料の補給タイミングを算出する。例えば、作業地での作業走行で、燃料タンク内の燃料が空に近くなると推定される所定の作業走行距離または所定の走行時間において、補給タイミングが与えられる。つまり、実際の作業の前に、この補給タイミングを算出することで、燃料不足が生じる場所や時間、あるいは、作業完了まで燃料不足にならないことが推定可能となる。補給タイミングは燃料タンク２Ｂの燃料残量が所定量になると推定される作業車状態において算出されるので、燃料タンク２Ｂの容量に基づいてその時に燃料補給できる最大量も算出することができる。したがって、補給管理部６０は、補給タイミングの算出とともに、その補給タイミングで補給される燃料の適量を算出することができる。そのため、事前に最適な補給量をもって補給燃料を用意することができる。補給に必要な燃料の量や補給が必要な時間帯も事前にわかるので、適正な燃料補給計画を立てることができる。
【００２５】
更に、作業地情報格納部１０２から、作業地情報として作業地の地図情報を取得できる場合、補給タイミングに基づく燃料補給に適した燃料補給位置を決定する補給位置決定部６４を構築することも可能である。燃料補給位置は、本発明の『資源補給位置』である。燃料補給位置は、作業車が待機し、燃料運搬車（燃料補給容器）が到着または待機する位置である。もちろん、燃料補給位置は、最寄りのガソリンスタンドでもよい。
【００２６】
このように、この資源補給システムでは、実際に作業地で作業が実施される前に、推定単位消費量を用いて、燃料の補給タイミングが、そして必要な場合には補給量も算出されるので、前もって燃料補給計画を立てることができ、燃料運搬車や燃料補給容器の準備を、指示することができる。
【００２７】
図１の例では、実際の作業が始まると、残量検出部６３によって、実際の燃料タンク２Ｂの燃料減少量から、実単位消費量算出部６１によって実単位所費量が算出される。この実単位所費量は、作業内容とともに作業履歴として作業車に搭載されている消費量記録部６２Ａに記録される。更に消費量記録部６２Ａに記録された作業履歴は、バッチ的にあるいはオンライン的に、管理センタの消費量記録部６２Ｂに記録され、次回の作業計画における推定消費量算出に利用される。
【００２８】
実際の作業に入れば、燃料補給を促す補給タイミングを算出するために、補給管理部６０は、作業中に算出されている実単位所費量を考慮することができる。推定単位消費量と実単位所費量が一致しない場合、前もって、算出されている補給タイミングをこの実単位所費量を用いて補正することで、より正確な補給タイミングを算出することができる。同様に、残量検出部６３によって検出された残量に基づいて、直接、補給タイミングだけでなく補給量も補正可能である。
【００２９】
また、燃料補給は作業の中断を伴うので、作業過程において中断し易いタイミングで燃料補給を行うことが好ましい。このことから、現在実施されている作業の進捗度を算出する進捗度算出部５０１が備えられている場合、算出された進捗度に基づいて、補給タイミング及び補給量が補正される。
【００３０】
図１の説明で用いられた作業車は、内燃機関を駆動源とする車両であり、エネルギ源パックとして燃料タンク２Ｂ（図２参照）を備えることになるが、作業車が電動車両なら、エネルギ源パックはバッテリパックであり、消費され補給される資源は、電力（バッテリ充電量）となるだけで、図１の全ての機能部はそのまま流用可能である。
【００３１】
次に、本発明の作業車の具体的な実施形態の１つを説明する。この実施形態では、作業車は、図２に示されているように、畦などによって境界づけられた圃場（作業地）に対して耕耘作業などの農作業を行うロータリ耕耘装置などの作業装置３０を装備したトラクタである。このトラクタは、走行機構１０（走行駆動装置）の構成要素である前輪１１と後輪１２とによって支持された車体１の中央部に操縦部２０が設けられている。走行機構１０は前輪１１や後輪１２以外に変速装置を含むトランスミッションを備えている。車体１には、駆動源としてエンジン２Ａとが搭載され、エネルギ源パックとしてエンジン２Ａに燃料を供給する燃料タンク２Ｂが搭載されている。車体１の後部には油圧式の昇降機構３１を介してロータリ耕耘装置である作業装置３０が装備されている。前輪１１は操向輪として機能し、その操舵角を変更することでトラクタの走行方向が変更される。前輪１１の操舵角は操舵機構１３の動作によって変更される。操舵機構１３には自動操舵のための操舵モータ１４が含まれている。手動走行の際には、操縦部２０に配置されているステアリングホイール２２の操作によって前輪１１の操舵が可能となる。トラクタのキャビン２１には、ＧＮＳＳモジュールなどによって構成される衛星測位モジュール８０が設けられている。図示されていないが、ＧＰＳ信号やＧＮＳＳ信号を受信するための衛星用アンテナがキャビン２１の天井領域に取り付けられている。なお、衛星測位モジュール８０には、衛星航法を補完するために、ジャイロ加速度センサや磁気方位センサを組み込んだ慣性航法モジュールを含めることができる。もちろん、慣性航法モジュールは、衛星測位モジュール８０とは別の場所に設けてもよい。
【００３２】
図３には、このトラクタに構築されている制御系が示されている。この制御系は、図１を用いて説明された基本原理を採用している。この制御系の中核要素である制御ユニット４には、入出力インタフェースとして機能する、出力処理部７、入力処理部８、通信処理部７０が備えられている。出力処理部７は、車両走行機器群７１、作業走行機器群７２、報知デバイス７３などと接続している。車両走行機器群７１には、操舵モータ１４やエンジン２Ａをはじめ、図示されていないが変速機構など車両走行のために制御される機器が含まれている。作業走行機器群７２には、作業装置３０の駆動機構や、作業装置３０を昇降させる昇降機構３１などが含まれている。通信処理部７０は、制御ユニット４で処理されたデータを遠隔地の管理センタに構築された管理コンピュータ１００に送信するとともに、管理コンピュータ１００から種々のデータを受信する機能を有する。報知デバイス７３には、フラットパネルディスプレイやランプやブザーが含まれており、走行警告や自動操舵走行での目標外れ警告など、運転者に報知したい種々の情報を視覚的または聴覚的の形態で運転者や操作者に対して報知する。報知デバイス７３と出力処理部７との間の信号伝送は、有線または無線で行われる。
【００３３】
入力処理部８は、衛星測位モジュール８０、走行系検出センサ群８１、作業系検出センサ群８２、自動／手動切替操作具８３などと接続している。走行系検出センサ群８１には、エンジン回転数や変速状態などの走行状態を検出するセンサや燃料タンク２Ｂの燃料残量センサなどが含まれている。作業系検出センサ群８２には、作業装置３０の位置や傾きを検出するセンサ、作業負荷などを検出するセンサなどが含まれている。自動／手動切替操作具８３は、自動操舵で走行する自動走行モードと手動操舵で走行する手動操舵モードとの何れかを選択するスイッチである。例えば、自動操舵モードで走行中に自動／手動切替操作具８３を操作することで、手動操舵での走行に切り替えられ、手動操舵モードで走行中に自動／手動切替操作具８３を操作することで、自動操舵での走行に切り替えられる。
【００３４】
制御ユニット４には、図１を用いて既に説明した機能部である、走行制御部４０、走行距離算出部５１、車両側の作業計画管理部５２Ａ（作業計画管理部５２の一例）、作業管理部５０が備えられている。作業装置３０を制御するために、作業制御部５４が備えられている。このトラクタは、自動走行（自動操舵）と手動走行（手動操舵）の両方で走行可能である。このため、走行制御部４０には、手動走行制御部４１とともに自動走行制御部４２が含まれる。この自動走行では、予め設定された目標走行経路に沿って走行するので、この目標走行経路を設定する経路設定部５５が備えられている。
【００３５】
目標走行経路の生成は、制御ユニット４または管理コンピュータ１００あるいはその両方で行われる。制御ユニット４で、目標走行経路の作成を行う場合には、経路生成アルゴリズムを有する経路生成部５６が制御ユニット４に備えられる。管理コンピュータ１００で目標走行経路が生成される場合は、生成された目標走行経路が管理コンピュータ１００から制御ユニット４に送られ、経路設定部５５によって設定される。自動走行制御部４２は、目標走行経路と自車位置との間の方位ずれ及び位置ずれを算出し、自動操舵指令を生成し、出力処理部７を介して操舵モータ１４に出力する。走行制御部４０を構成する手動走行制御部４１及び自動走行制御部４２の何れもが、走行機構１０を通じて車体１が一定車速で走行することを命じる定車速指令を与えることができる。これにより、自動走行と手動走行の何れであっても、自動的に一定車速（直進走行と旋回走行とで異なる車速を採用してもよい）を維持して走行する定車速走行が可能である。
【００３６】
作業管理部５０は、作業計画管理部５２Ａで管理されている作業計画と、実際の作業実績とを比較する機能を有する。例えば、リアルタイムでは作業の進捗度は、進捗度算出部５０１で算出される。作業管理部５０で管理されている各種項目、例えば、燃料消費状態、進捗度、自動走行時の方位ずれ及び位置ずれなどは、報知デバイス７３を通じて報知するために、報知部５３に与えられ、報知データが生成される。
【００３７】
補給管理部６０、実単位消費量算出部６１、残量検出部６３、補給位置決定部６４は、図１を用いて説明された、燃料補給に関する情報を取り扱う機能部群であり、制御ユニット４に構築されている。作業中に、実単位消費量算出部６１によって算出された実単位消費量及びその他の機能部群によって取り扱われた情報は、作業履歴として消費量記録部６２Ａに一時的に記録される。消費量記録部６２Ａに記録された作業履歴は、バッチ的にあるいはオンライン的に、管理センタの管理コンピュータ１００に転送され、その消費量記録部６２Ｂに記録され、次回の作業計画における推定消費量算出に利用される。なお、作業管理部５０で管理されている作業地や使用するトラクタに関する情報及び作業結果に関する情報も、必要に応じて、リアルタイム処理またはバッジ処理で、管理コンピュータ１００に転送される。
【００３８】
この実施形態では、管理コンピュータ１００には、図１を用いて説明された、推定消費量算出部１０１、作業地情報格納部１０２、作業計画管理部５２Ｂ、消費量記録部６２Ｂが構築されている。作業計画管理部５２Ｂは、管理コンピュータ１００側の作業計画管理部５２であり、営農家による営農計画を支援して、複数の圃場に対する作業（耕耘作業、植付け作業、施肥作業、収穫作業など）の計画をデータ化し、作業計画情報として出力する。推定消費量算出部１０１は、作業計画管理部５２Ｂによって出力された作業計画情報に基づいて、当該作業計画に含まれている圃場の情報（作業地情報）と消費量記録部６２Ｂに記録されている作業履歴とを読み出し、更に、これを参照して、当該作業におけるトラクタが消費する燃料を推定し、推定単位消費量として出力する。つまり、この実施形態では、管理コンピュータ１００側で作業計画情報と推定単位消費量とが生成され、管理コンピュータ１００からトラクタの制御ユニット４に構築されている補給管理部６０に送られる。なお補給管理部６０には、補給タイミングとともにその補給量も算出するため、燃料タンク２Ｂの容量が与えられている。
【００３９】
次に図４を用いて、トラクタを用いた耕耘作業計画における、この燃料補給システムに基づく燃料補給処理過程の一例を簡単に説明する。この耕耘作業では、トラクタが圃場Ａと圃場Ｂに対して耕耘作業を行う。その際、圃場Ａと圃場Ｂとの間の移動も自走する。
【００４０】
（作業計画過程）
圃場Ａと圃場Ｂでのトラクタ耕耘作業の作業履歴を消費量記録部６２Ｂから抽出し、圃場Ａと圃場Ｂでの推定単位消費量が算出される。更に、圃場Ａと圃場Ｂへの移動における推定単位消費量も算出される。算出された推定単位消費量は、この耕耘作業の耕耘作業計画情報とともにトラクタの制御ユニット４に構築されている補給管理部６０に送られる。補給管理部６０は、受け取った耕耘作業計画情報と推定単位消費量とに基づいて、燃料補給の補給タイミング及び最適な補給量を算出する。図４の例では、圃場Ａでの耕耘作業を終えて、圃場Ａから圃場Ｂへの移動途中の位置：Ｐ１で、第１の補給タイミング：Ｔ１が発生すると予想されている。更に、圃場Ｂでの耕耘作業途中の位置：Ｐ２で、第２の補給タイミング：Ｔ２が発生すると予想されている。したがって、トラクタが地点：Ｐ１に到達する時刻までに、地点：Ｐ１で必要となる補給量の燃料を有する、補給車ないしは補給容器を地点：Ｐ１で用意し、トラクタが地点：Ｐ２に到達する時刻までに、地点：Ｐ２で必要となる補給量の燃料を有する、補給車ないしは補給容器を地点：Ｐ２に用意する燃料補給計画を立てる。
【００４１】
（実作業過程）
実際に圃場Ａでの耕耘作業が開始されると、実単位消費量算出部６１によって実単位消費量が算出される。この実単位消費量と推定単位消費量との差が許容範囲を超えると、トラクタの制御ユニット４に構築されている補給管理部６０がその差に基づいて、補給タイミングを補正する。図４の例では、第１の補給タイミング：Ｔ１は変更されていないが、第２の補給タイミング：Ｔ２は、第３の補給タイミング：Ｔ３に変更される。したがって、実際には、第３の補給タイミング：Ｔ３の発生する位置：Ｐ３で燃料補給しなければならないので、第２の補給タイミング：Ｔ２がキャンセルされ、あらたに第３の補給タイミング：Ｔ３が算出された時点で、燃料補給計画が変更され、第３の補給タイミング：Ｔ３において必要となる補給量を含む燃料補給計画の変更に関する報知が行われる。
【００４２】
このような燃料補給計画の変更、つまり補給タイミングの補正は、残量検出部６３によって検出された残量に基づいても実行される。計画定通りの補給がなされていなかった場合に、想定より速く燃料残量不足が生じるので、このような、燃料検出残量に基づく補給タイミング及び補給量の補正が有効である。
【００４３】
この実施形態では、補給管理部６０はトラクタの制御ユニット４に構築されていたが、管理コンピュータ１００にも構築してもよい。これにより、管理コンピュータ側で、上述した燃料補給計画を立てて、トラクタの制御ユニット４に構築されている補給管理部６０に送ることができる。この補給管理部６０は、トラクタの操作員が携帯する、タブレットコンピュータやスマートフォンなどの通信端末に構築してもよい。これにより、トラクタの操作員、トラクタを駆動する前に、例えば自宅において、燃料補給計画を立てることができ、補給車ないしは補給容器を、補給タイミングの時刻までに補給地点に送る手配をすることができる。
【００４４】
〔別実施の形態〕
（１）上述した実施形態では、作業車として、ロータリ耕耘機を作業装置３０として装備したトラクタを、作業車として取り上げたが、そのようなトラクタ以外にも、例えば、田植機、施肥機、コンバインなどの農作業車、あるいは作業装置３０としてドーザやローラ等を備える建設作業車等の種々の作業車も、実施形態として採用することができる。
（２）図１及び図３で示された機能ブロック図における各機能部は、主に説明目的で区分けされている。実際には、各機能部は他の機能部と統合または複数の機能部に分けることができる。
【産業上の利用可能性】
【００４５】
本発明は、走行しながら対地作業を行う作業車に適用可能である。
【符号の説明】
【００４６】
２Ａ    ：エンジン
２Ｂ    ：燃料タンク（エネルギ源パック）
４      ：制御ユニット
１０    ：走行機構（走行駆動装置）
３０    ：作業装置
４０    ：走行制御部
４１    ：手動走行制御部
４２    ：自動走行制御部
５０    ：作業管理部
５０１  ：進捗度算出部
５１    ：走行距離算出部
５２    ：作業計画管理部
５２Ａ  ：作業計画管理部
５２Ｂ  ：作業計画管理部
５３    ：報知部
５５    ：経路設定部
５６    ：経路生成部
６０    ：補給管理部
６１    ：実単位消費量算出部
６２    ：消費量記録部
６２Ａ  ：消費量記録部
６２Ｂ  ：消費量記録部
６３    ：残量検出部
６４    ：補給位置決定部
８０    ：衛星測位モジュール
１００  ：管理コンピュータ
１０１  ：推定消費量算出部
１０２  ：作業地情報格納部
１０５  ：作業対象圃場
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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