(57)【要約】【課題】燃料電池の発電電力を動力源とする作業車両において、電力負荷に対する燃料電池の発電出力の応答性を低下させることなく、カソード電極での空気枯れに起因する燃料電池の性能低下や損傷を抑制できる技術を提供する。【解決手段】車体を旋回させる旋回開始操作を検知する旋回開始検知部と、旋回開始検知部の検知結果に基づいて燃料電池の電力負荷の増加が予測される負荷増加状態であるか否かを判定する負荷増加判定部と、を備え、酸化剤ガス供給制御部が、負荷増加判定部で負荷増加状態であると判定したときの目標酸化剤ガス供給量を、負荷増加判定部で負荷増加状態でないと判定したときよりも大きく設定する。【選択図】図７
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃料ガスと酸化剤ガスとの電気化学反応により発電する燃料電池と、
前記燃料電池の発電電力により作業機を装着可能な車体の走行力を発生する走行用電動モータと、
前記燃料電池に酸化剤ガスを供給する酸化剤ガス供給部と、
前記燃料電池への酸化剤ガス供給量が目標酸化剤ガス供給量になるように前記酸化剤ガス供給部を制御する酸化剤ガス供給制御部と、を備えた作業車両であって、
前記車体を旋回させる旋回開始操作を検知する旋回開始検知部と、
前記旋回開始検知部の検知結果に基づいて前記燃料電池の電力負荷の増加が予測される負荷増加状態であるか否かを判定する負荷増加判定部と、を備え、
前記酸化剤ガス供給制御部が、前記負荷増加判定部で前記負荷増加状態であると判定したときの前記目標酸化剤ガス供給量を、前記負荷増加判定部で前記負荷増加状態でないと判定したときよりも大きく設定する作業車両。
【請求項２】
前記車体の車速を検出する車速検出部を備え、
前記酸化剤ガス供給制御部が、前記負荷増加判定部で前記負荷増加状態であると判定したときの前記目標酸化剤ガス供給量を、前記車速検出部で検出された前記車体の車速に応じて設定する請求項１に記載の作業車両。
【請求項３】
複数の旋回モードから前記車体の旋回時に実行する旋回モードを決定するステアリング制御部を備え、
前記酸化剤ガス供給制御部が、前記負荷増加判定部で前記負荷増加状態であると判定したときの前記目標酸化剤ガス供給量を、前記ステアリング制御部で決定された前記旋回モードに応じて設定する請求項１又は２に記載の作業車両。
【請求項４】
左右の前輪及び左右の後輪を駆動させて走行するホイル走行式に構成され、
前記複数の旋回モードとして、前記左右の前輪への伝動を遮断して前記左右の後輪のみを駆動させて前記車体を旋回させる二輪駆動旋回モードと、前記左右の前輪と前記左右の後輪とを等速駆動させて前記車体を旋回させる四輪駆動旋回モードと、前記左右の後輪の周速に対して前記左右の前輪の周速が早くなるように前記左右の前輪と前記左右の後輪とを駆動させて前記車体を旋回させる前輪増速旋回モードと、旋回内側後輪を制動させて前記車体を旋回させるオートブレーキモードとを有する請求項３に記載の作業車両。
【請求項５】
左右のクローラを駆動させて走行するクローラ走行式に構成され、
前記複数の旋回モードとして、操向側のクロ−ラを減速させて前記車体を旋回させる緩旋回モードと、操向側のクロ−ラを停止させて前記車体を旋回させるブレーキ旋回モードと、操向側のクロ−ラを逆転させて前記車体を旋回させるスピン旋回モードとを有する請求項３に記載の作業車両。
【請求項６】
前記旋回開始検知部が、操舵角を検出する舵角センサであり、
前記負荷増加判定部が、前記舵角センサで検出された前記操舵角が設定操舵角以上となった場合に前記負荷増加状態であると判定する請求項１〜５の何れか１項に記載の作業車両。
【請求項７】
衛星測位システムを利用して測定した前記車体の現在位置に基づいて当該車体を予め設定された目標経路に沿って自動走行させる自動走行制御部を備え、
前記旋回開始検知部は、前記自動走行制御部による自動走行時の旋回開始操作を検知する請求項１〜６の何れか１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、燃料ガスと酸化剤ガスとの電気化学反応により発電する燃料電池を備え、当該燃料電池の発電電力を動力源とする作業車両に関する。
【背景技術】
【０００２】
燃料電池の発電電力で走行力を得る車両として、アクセル位置から電力負荷（要求電力）を算出し、算出した電力負荷に対して当該燃料電池の発電出力を追従させるように、燃料電池への発電用燃料及び発電用空気（酸化剤ガスの一例）の供給量が制御されるものが知られている（例えば、特許文献１を参照。）。
また、特許文献１に記載の車両では、アクセル位置から算出される電力負荷の変化率が所定値以上上昇した場合に、燃料電池へ空気を供給する空気供給ポンプ（酸化剤ガス供給部の一例）の制御に用いるトルク指令値を上記電力負荷により算出されたものよりも大きく設定することで、空気供給ポンプの応答性を向上するようにしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１６−９６６８１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
作業機を装着可能な車体を有する作業車両では、自動車のように燃料電池の発電電力の殆どが走行用の駆動源として消費されるのではなく、走行用の駆動源に加えて車体に装着された作業機の駆動源としても利用される。このため、作業車両では、アクセル位置に関係なく電力負荷が急激に増加することがあり、かかる電力負荷の増加に対して燃料電池への空気供給ポンプからの発電用空気の供給量を迅速に追従させて増加させることができない場合がある。このような場合には、電力負荷に対する燃料電池の発電出力の応答性が低下する上に、燃料電池のカソード電極において空気が消費尽くされる所謂空気枯れが発生し、燃料電池の性能低下や損傷を招く虞がある。
【０００５】
この実情に鑑み、本発明の主たる課題は、燃料電池の発電電力を動力源とする作業車両において、電力負荷に対する燃料電池の発電出力の応答性を低下させることなく、カソード電極での空気枯れに起因する燃料電池の性能低下や損傷を抑制できる技術を提供する点にある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の第１特徴構成は、燃料ガスと酸化剤ガスとの電気化学反応により発電する燃料電池と、
前記燃料電池の発電電力により作業機を装着可能な車体の走行力を発生する走行用電動モータと、
前記燃料電池に酸化剤ガスを供給する酸化剤ガス供給部と、
前記燃料電池への酸化剤ガス供給量が目標酸化剤ガス供給量になるように前記酸化剤ガス供給部を制御する酸化剤ガス供給制御部と、を備えた作業車両であって、
前記車体を旋回させる旋回開始操作を検知する旋回開始検知部と、
前記旋回開始検知部の検知結果に基づいて前記燃料電池の電力負荷の増加が予測される負荷増加状態であるか否かを判定する負荷増加判定部と、を備え、
前記酸化剤ガス供給制御部が、前記負荷増加判定部で前記負荷増加状態であると判定したときの前記目標酸化剤ガス供給量を、前記負荷増加判定部で前記負荷増加状態でないと判定したときよりも大きく設定する点にある。
【０００７】
本構成によれば、上記酸化剤ガス供給制御部において、燃料電池への酸化剤ガス供給量が目標酸化剤ガス供給量になるように空気供給ポンプ等の酸化剤ガス供給部を制御するにあたり、上記負荷増加判定部で負荷増加状態であると判定された場合には、上記負荷増加判定部で負荷増加状態でないと判定された場合よりも、上記目標酸化剤ガス供給量が大きいものに設定される。よって、電力負荷が増加する可能性が高い燃料電池に対しては、それを予測して予め酸化剤ガスの供給量を増加させておくことで、カソード電極の空気枯れを防止しながら、増加する電力負荷に対して迅速に燃料電池の発電出力を追従させることができる。
【０００８】
また、旋回開始操作が入力された場合には、それに続く車体の旋回によって走行用電動モータの回転負荷が増加し、それに伴って当該走行用電動モータに発電電力を供給する燃料電池の電力負荷が増加する。
そこで、本構成によれば、上記負荷増加判定部において、上記旋回開始検知部で旋回開始操作が検知された状態を燃料電池の電力負荷の増加が予測される負荷増加状態であるとする形態で、上記旋回開始検知部の検知結果に基づいて上記負荷増加状態であるか否かを判定することができる。
そして、上記酸化剤ガス供給制御部において、燃料電池への酸化剤ガス供給量が目標酸化剤ガス供給量になるように空気供給ポンプ等の酸化剤ガス供給部を制御するにあたり、上記旋回開始検知部で旋回開始操作が検知されて上記負荷増加判定部で負荷増加状態であると判定された場合には、上記負荷増加判定部で負荷増加状態でないと判定された場合よりも、上記目標酸化剤ガス供給量が大きいものに設定される。よって、車体の旋回に起因して電力負荷が増加する可能性が高い燃料電池に対しては、それを予測して予め酸化剤ガスの供給量を増加させておくことで、カソード電極の空気枯れを防止しながら、増加する電力負荷に対して迅速に燃料電池の発電出力を追従させて、車体の旋回開始操作に対する発電出力の応答性を向上することができる。
【０００９】
従って、本発明により、燃料電池の発電電力を動力源とする作業車両において、電力負荷に対する燃料電池の発電出力の応答性を低下させることなく、カソード電極での空気枯れに起因する燃料電池の性能低下や損傷を抑制できる技術を提供することができる。
【００１０】
本発明の第２特徴構成は、前記車体の車速を検出する車速検出部を備え、
前記酸化剤ガス供給制御部が、前記負荷増加判定部で前記負荷増加状態であると判定したときの前記目標酸化剤ガス供給量を、前記車速検出部で検出された前記車体の車速に応じて設定する点にある。
【００１１】
本構成によれば、酸化剤ガス供給制御部において、車速検出部で検出された車体の車速に応じて適切に目標酸化剤ガス供給量を設定し、燃料電池への酸化剤ガス供給量が当該設定した目標酸化剤ガス供給量になるように酸化剤ガス供給部が制御される。よって、車速が低速であるときには車速が高速であるときときよりも電力負荷の増加率が小さくなることから、車速が低速であるときの目標酸化剤ガス供給量を車速が高速であるときときよりも小さく設定することで、燃料電池に対する酸化剤ガスの無用な供給量の増加を回避して、酸化剤ガス及びそれを供給するための酸化剤ガス供給部の消費エネルギの浪費を抑制することができる。
【００１２】
本発明の第３特徴構成は、複数の旋回モードから前記車体の旋回時に実行する旋回モードを決定するステアリング制御部を備え、
前記酸化剤ガス供給制御部が、前記負荷増加判定部で前記負荷増加状態であると判定したときの前記目標酸化剤ガス供給量を、前記ステアリング制御部で決定された前記旋回モードに応じて設定する点にある。
【００１３】
本構成によれば、酸化剤ガス供給制御部において、ステアリング制御部で決定された車体の旋回時に実行する旋回モードに応じて適切に目標酸化剤ガス供給量を設定し、燃料電池への酸化剤ガス供給量が当該設定した目標酸化剤ガス供給量になるように酸化剤ガス供給部が制御される。よって、電力負荷の増加率が比較的小さい旋回モードで旋回するときの目標酸化剤ガス供給量を、電力負荷の増加率が比較的大きい旋回モードで旋回するときよりも小さく設定することで、燃料電池に対する酸化剤ガスの無用な供給量の増加を回避して、酸化剤ガス及びそれを供給するための酸化剤ガス供給部の消費エネルギの浪費を抑制することができる。
【００１４】
本発明の第４特徴構成は、上記第３特徴構成に加えて、左右の前輪及び左右の後輪を駆動させて走行するホイル走行式に構成され、
前記複数の旋回モードとして、前記左右の前輪への伝動を遮断して前記左右の後輪のみを駆動させて前記車体を旋回させる二輪駆動旋回モードと、前記左右の前輪と前記左右の後輪とを等速駆動させて前記車体を旋回させる四輪駆動旋回モードと、前記左右の後輪の周速に対して前記左右の前輪の周速が早くなるように前記左右の前輪と前記左右の後輪とを駆動させて前記車体を旋回させる前輪増速旋回モードと、旋回内側後輪を制動させて前記車体を旋回させるオートブレーキモードとを有する点にある。
【００１５】
本構成によれば、燃料電池の発電電力を動力源として左右の前輪及び左右の後輪を駆動させて走行するホイル走行式の作業車両においても、カソード電極の空気枯れを防止しながら、上記二輪駆動旋回モード、上記四輪駆動旋回モード、上記前輪増速旋回モード、上記オートブレーキモードの各種旋回モードでの旋回開始操作に対する発電出力の応答性を向上することができる。
例えば、電力負荷の増加率が比較的小さい二輪駆動旋回モードや四輪駆動旋回モードで旋回するときの目標酸化剤ガス供給量を、電力負荷の増加率が比較的大きい前輪増速旋回モードで旋回するときよりも小さく設定することで、燃料電池に対する酸化剤ガスの無用な供給量の増加を回避して、酸化剤ガス及びそれを供給するための酸化剤ガス供給部の消費エネルギの浪費を抑制することができる。
更に、各種旋回モードにおいて、旋回内側後輪を制動させて旋回半径を小さくするオートブレーキモードの選択の有無を切り替え可能に構成することもできる。そして、オートブレーキモードの選択解除時の目標酸化剤ガス供給量を、そのときよりも電力負荷の増加率が比較的大きくなるオートブレーキモードの選択時よりも小さく設定することで、燃料電池に対する酸化剤ガスの無用な供給量の増加を回避して、酸化剤ガス及びそれを供給するための酸化剤ガス供給部の消費エネルギの浪費を抑制することができる。
【００１６】
本発明の第５特徴構成は、上記第３特徴構成に加えて、左右のクローラを駆動させて走行するクローラ走行式に構成され、
前記複数の旋回モードとして、操向側のクロ−ラを減速させて前記車体を旋回させる緩旋回モードと、操向側のクロ−ラを停止させて前記車体を旋回させるブレーキ旋回モードと、操向側のクロ−ラを逆転させて前記車体を旋回させるスピン旋回モードとを有する点にある。
【００１７】
本構成によれば、燃料電池の発電電力を動力源として左右のクローラを駆動させて走行するクローラ走行式の作業車両においても、カソード電極の空気枯れを防止しながら、上記緩旋回モード、上記ブレーキ旋回モード、及び上記スピン旋回モードの各種旋回モードでの旋回開始操作に対する発電出力の応答性を向上することができる。そして、例えば、電力負荷の増加率が比較的小さい緩旋回モードやブレーキ旋回モードで旋回するときの目標酸化剤ガス供給量を、電力負荷の増加率が比較的大きいスピン旋回モードで旋回するときよりも小さく設定することで、燃料電池に対する酸化剤ガスの無用な供給量の増加を回避して、酸化剤ガス及びそれを供給するための酸化剤ガス供給部の消費エネルギの浪費を抑制することができる。
【００１８】
本発明の第６特徴構成は、前記旋回開始検知部が、操舵角を検出する舵角センサであり、
前記負荷増加判定部が、前記舵角センサで検出された前記操舵角が設定操舵角以上となった場合に前記負荷増加状態であると判定する点にある。
【００１９】
上記舵角センサで検出される操舵角が設定操舵角以上となった場合には、それに続く急旋回によって走行用電動モータの回転負荷が急増し、それに伴って当該走行用電動モータに発電電力を供給する燃料電池の発電負荷が急増する。
そこで、本構成によれば、上記負荷増加判定部において、上記舵角センサで設定操舵角以上の操舵角が検出された急旋回状態を燃料電池の電力負荷の急増が予測される負荷増加状態であるとする形態で、上記旋回開始検知部の検知結果に基づいて上記負荷増加状態であるか否かを判定することができる。
そして、上記酸化剤ガス供給制御部において、燃料電池への酸化剤ガス供給量が目標酸化剤ガス供給量になるように空気供給ポンプ等の酸化剤ガス供給部を制御するにあたり、上記急旋回状態となる旋回開始操作が検知されて上記負荷増加判定部で負荷増加状態であると判定された場合には、上記負荷増加判定部で負荷増加状態でないと判定された場合よりも、上記目標酸化剤ガス供給量が大きいものに設定される。よって、急旋回に起因して電力負荷が急増する可能性が高い燃料電池に対しては、それを予測して予め酸化剤ガスの供給量を増加させておくことで、カソード電極の空気枯れを防止しながら、急増する電力負荷に対して迅速に燃料電池の発電出力を追従させて、車体の急旋回の応答性を向上することができる。
【００２０】
本発明の第７特徴構成は、衛星測位システムを利用して測定した前記車体の現在位置に基づいて当該車体を予め設定された目標経路に沿って自動走行させる自動走行制御部を備え、
前記旋回開始検知部は、前記自動走行制御部による自動走行時の旋回開始操作を検知する点にある。
【００２１】
本構成によれば、自動走行制御部により自動走行を行っている場合には、上記旋回開始検知部において、目標経路に含まれる旋回部での自動走行を車体の旋回開始操作として検知することができる。そして、上記負荷増加判定部において、上記旋回開始検知部で自動走行に伴う旋回開始操作が検知された状態を、燃料電池の電力負荷の増加が予測される負荷増加状態である判定することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】作業車両の概略構成を示す図
【図２】キャビンの内部の運転部の構成を示す図
【図３】トラクタの伝動構成を示す概略図
【図４】作業車両の概略構成を示すブロック図
【図５】作業車両の制御システムの概略構成を示すブロック図
【図６】空気供給制御のフロー図
【図７】旋回判定処理のフロー図
【図８】作業機判定処理のフロー図
【発明を実施するための形態】
【００２３】
以下、本発明を実施するための形態の一例として、本発明に係る作業車両をトラクタ１に適用した実施形態を図面に基づいて説明する。
なお、本発明に係る作業車両は、トラクタ以外の、例えば乗用草刈機、乗用田植機、コンバイン、除雪車、ホイールローダ、などの乗用作業車両、及び、無人耕耘機や無人草刈機などの無人作業車両に適用することができる。
【００２４】
図１に示すように、トラクタ１は、燃料ガスと酸化剤ガスとの電気化学反応により発電する燃料電池８Ａを備え、当該燃料電池８Ａの発電電力を動力源とするものとして構成されている。
詳しくは、図４及び図５にも示すように、トラクタ１には、燃料電池８Ａを有する燃料電池システム８と、当該燃料電池８Ａの発電電力により車体の走行力やその車体に装着された後述するロータリ耕耘装置３などの作業機の駆動力を発生する電動モータ１３（走行用電動モータ及び作業用電動モータの一例）と、これら燃料電池システム８の運転を制御する燃料電池制御部４６Ａが設けられている。
【００２５】
燃料電池システム８には、燃料電池８Ａのカソード電極に対して酸化剤ガスとしての空気を供給する空気供給部８Ｂ（酸化剤ガス供給部の一例）と、燃料電池８Ａのアノード電極に対して水素ガス等の燃料ガスを供給する燃料ガス供給部８Ｃとが設けられている。
空気供給部８Ｂは、外気から取り込んだ空気を燃料電池８Ａのカソード電極に送る空気ポンプ等で構成されている。燃料電池制御部４６Ａが機能する空気供給制御部４６Ａ１（酸化剤ガス供給制御部の一例）は、当該空気供給部８Ｂを構成する空気ポンプの回転数を制御して、燃料電池８Ａのカソード電極への空気供給量を調整可能に構成されている。
燃料ガス供給部８Ｃは、燃料ガスである水素ガスを高圧状態で貯留する水素ボンベと、当該水素ボンベから燃料電池８Ａのアノード電極に導入される燃料ガスの流量調整を行う水素供給弁等で構成されている。燃料電池制御部４６Ａが機能する燃料ガス供給制御部４６Ａ２は、当該燃料ガス供給部８Ｃを構成する水素供給弁の開度を制御して、燃料電池８Ａのアノード電極への燃料ガス供給量を調整可能に構成されている。
また、燃料電池制御部４６Ａが機能する負荷増加判定部４６Ａ３は、詳細については後述するが燃料電池８Ａの電力負荷の急増が予測される負荷増加状態であるか否かの判定処理を行う。
【００２６】
図１に示すように、本実施形態に例示されたトラクタ１には、その後部に３点リンク機構２を介して作業機の一例であるロータリ耕耘装置３が連結されている。これにより、このトラクタ１は、その後部に連結されたロータリ耕耘装置３によって耕耘作業を行うロータリ耕耘仕様に構成されている。ロータリ耕耘装置３は、トラクタ１の後部に昇降可能かつローリング可能に連結され、トラクタ１からの動力で駆動される。
なお、トラクタ１の後部には、ロータリ耕耘装置３に代えて、プラウ、ディスクハロー、カルチベータ、サブソイラ、草刈装置、播種装置、施肥装置、などの各種の作業機を連結することができる。
【００２７】
図１、図４、及び図５に示すように、トラクタ１に搭載された車載制御ユニット４６と無線通信可能に通信設定された無線通信機器の一例である携帯通信端末５が設けられている。携帯通信端末５には、自動走行に関する各種の情報表示や入力操作などを可能にするマルチタッチ式の表示デバイス（例えば液晶パネル）５Ａなどが備えられている。
なお、携帯通信端末５には、タブレット型のパーソナルコンピュータやスマートフォンなどを採用することができる。又、無線通信には、Ｗｉ−Ｆｉ（登録商標）などの無線ＬＡＮ（Ｌｏｃａｌ  Ａｒｅａ  Ｎｅｔｗｏｒｋ）やＢｌｕｅｔ１ｏｔｈ（登録商標）などの近距離無線通信などを採用することができる。また、トラクタ１側にはＷｉ−Ｆｉでの受信データを、ＣＡＮ（Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ  Ａｒｅａ  Ｎｅｔｗｏｒｋ）で通信可能なデータに変換する変換器等を搭載することもできる。
【００２８】
図１に示すように、トラクタ１には、その前部に配置された前フレーム１０、ボンネット１６、及び、トラクタ１の後部に配置されたキャビン１７、などが備えられている。また、トラクタ１は、ホイルとしての操舵可能で駆動可能な左右の前輪１１及び駆動可能な左右の後輪１２により走行するホイル走行式に構成されている。
更に、図３に示すように、トラクタ１には、電動モータ１３からの動力を断続する主クラッチ１４、主クラッチ１４を経由した動力を変速する変速ユニット１５、などが備えられている。
左右の前輪１１は、前フレーム１０にローリング可能に支持された前車軸ケース１８の左右両端部に、左右の前輪ギアケース１９を介して操舵可能に連結されている。左右の後輪１２は、変速ユニット１５の後部に備えられた左右の後車軸ケース（図示せず）に支持されている。
【００２９】
変速ユニット１５は、電動モータ１３からの動力を走行用に変速する走行伝動系１５Ａと作業用に変速する作業伝動系１５Ｂとを有している。
走行伝動系１５Ａには、電動モータ１３からの動力を変速する電子制御式の主変速装置２０、主変速装置２０からの動力を前進用と後進用とに切り換える電子油圧制御式の前後進切換装置２１、前後進切換装置２１からの前進用又は後進用の動力を高低２段に変速するギア式の副変速装置２２、前後進切換装置２１からの前進用又は後進用の動力を超低速段に変速するギア式のクリープ変速装置２３、副変速装置２２又はクリープ変速装置２３からの動力を左右の後輪１２に分配する後輪用差動装置２４、後輪用差動装置２４からの動力を減速して左右の後輪１２に伝える左右の減速装置２５、及び、副変速装置２２又はクリープ変速装置２３から左右の前輪１１への伝動を切り換える電子油圧制御式の伝動切換装置２６、などが含まれている。
【００３０】
作業伝動系１５Ｂには、電動モータ１３からの動力を断続する油圧式のＰＴＯクラッチ２７、ＰＴＯクラッチ２７を経由した動力を正転３段と逆転１段とに切り換えるＰＴＯ変速装置２８、及び、ＰＴＯ変速装置２８からの動力を作業用として出力するＰＴＯ軸２９、などが含まれている。
【００３１】
変速ユニット１５には、左右の後輪１２を個別に制動する左右のブレーキ３０が備えられている。尚、本実施形態では、走行用（前輪１１及び後輪１２の回転駆動用）の動力と作業機（ロータリ耕耘装置３）の駆動用の動力とを同じ電動モータ１３から得るようにしているが、これらを別の電動モータから得るようにしても構わない。
【００３２】
主変速装置２０には、静油圧式無段変速装置（ＨＳＴ：Ｈｙｄｒｏ  Ｓｔａｔｉｃ  Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ）よりも伝動効率が高い油圧機械式無段変速装置の一例であるＩ−ＨＭＴ（Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ  Ｈｙｄｒｏ−ｓｔａｔｉｃ  Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ  Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ）が採用されている。
なお、主変速装置２０には、Ｉ−ＨＭＴの代わりに、油圧機械式無段変速装置の一例であるＨＭＴ（Ｈｙｄｒａｕｌｉｃ  Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ  Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ）、静油圧式無段変速装置、又は、ベルト式無段変速装置、などの無段変速装置を採用してもよい。又、無段変速装置の代わりに、複数の油圧式の変速クラッチ、及び、それらに対するオイルの流れを制御する複数の電磁式の変速バルブ、などを有する電子油圧制御式の有段変速装置を採用してもよい。
【００３３】
伝動切換装置２６は、左右の前輪１１への伝動状態を、左右の前輪１１への伝動を遮断する伝動遮断状態と、左右の前輪１１の周速が左右の後輪１２の周速と同じになるように左右の前輪１１に伝動する等速伝動状態と、左右の後輪１２の周速に対して左右の前輪１１の周速が約２倍になるように左右の前輪１１に伝動する前輪倍速伝動状態（前輪増速伝動状態の一例）とに切り換える。伝動切換装置２６からの動力は、前輪駆動用の伝動軸３１などを介して、前車軸ケース１８に内蔵された前輪用差動装置３２に伝えられる。前輪用差動装置３２は、伝動切換装置２６からの動力を左右の前輪１１に分配する。分配された動力は、左右の前輪ギアケース１９に内蔵された左右の伝動装置（図示せず）を介して左右の前輪１１に伝えられる。左右の伝動装置は、左右の前輪１１の操舵を許容しながら、前輪用差動装置３２からの動力を減速して左右の前輪１１に伝える。ＰＴＯ軸２９から取り出された動力は、外部伝動軸（図示せず）などを介してロータリ耕耘装置３に伝えられる。
【００３４】
図１及び図２に示すように、キャビン１７の内部には、手動操舵用のステアリングホイール５１、搭乗者用の座席５０、などが備えられている。これにより、キャビン１７の内部には、搭乗者によるトラクタ１の運転を可能にする搭乗式の運転部が形成されている。
図３も参照して、運転部には、電動モータ１３の回転数の設定回転数での維持を可能にするアクセルレバー５３、電動モータ１３の回転数の設定回転数からの増速を可能にするアクセルペダル５６、主クラッチ１４の断続操作を可能にするクラッチペダル５４、主変速装置２０の変速操作を可能にする主変速レバー５７、前後進切換装置２１の前後進切り換え操作を可能にするリバーサレバー５２、副変速装置２２の変速操作を可能にする副変速レバー６１、ＰＴＯ変速装置２８の変速操作を可能にするＰＴＯ変速レバー５８、及び、左右のブレーキ３０の制動状態への切り換え操作を可能にする左右のブレーキペダル５５、などが含まれている。
【００３５】
図４に示すように、トラクタ１には、左右の前輪１１を操舵する全油圧式のパワーステアリングユニット４０、左右のブレーキ３０を操作する電子油圧制御式のオートブレーキユニット４１、ＰＴＯクラッチ２７を操作する電子制御式のＰＴＯバルブユニット４２、ロータリ耕耘装置３を昇降駆動する電子油圧制御式の昇降駆動ユニット４３、ロータリ耕耘装置３をロール方向に揺動駆動する電子油圧制御式のローリングユニット４４、トラクタ１に備えられた各種のセンサやスイッチなどを含む車両状態検出機器４５、及び、各種の制御部を有する車載制御ユニット４６、などが備えられている。
なお、パワーステアリングユニット４０には、操舵用の電動モータを有する電動式を採用してもよい。
【００３６】
車両状態検出機器４５は、トラクタ１の各部に備えられた各種のセンサやスイッチなどの総称である。車両状態検出機器４５には、アクセルレバー５３とアクセルペダル５６のアイドリング位置からの操作量を検出するアクセルセンサＳ１、電動モータ１３の回転数を検出する回転センサＳ２、主変速レバー５７の操作量を検出する変速センサＳ３、トラクタ１の車速を検出する車速センサＳ４（車速検出部の一例）、リバーサレバー５２の操作位置を検出するリバーサセンサＳ５、前輪１１の操舵角を検出する舵角センサＳ６（旋回開始検知部の一例）、ロータリ耕耘装置３の高さ位置を検出する高さセンサＳ７、ロータリ耕耘装置３に上下揺動可能に備えられた後部カバー３Ａ（図１参照）の上下揺動角を検出するカバーセンサＳ８、及び、トラクタ１のロール角を検出する傾斜センサＳ９、などの各種のセンサが含まれている。車両状態検出機器４５には、ＰＴＯクラッチ２７の断続を指令するＰＴＯスイッチＳｗ１、ロータリ耕耘装置３の昇降を指令する昇降スイッチＳｗ２（作業開始検知部の一例）、走行駆動モードの切り換えを指令する切換スイッチＳｗ３、などの各種スイッチが含まれている。
【００３７】
高さセンサＳ７は、昇降駆動ユニット４３に含まれた左右のリフトアームの上下揺動角をロータリ耕耘装置３の高さ位置として検出する。カバーセンサＳ８は、ロータリ耕耘装置３の後部カバー３Ａがロータリ耕耘装置３の接地及び作業深さに応じて上下揺動することから、ロータリ耕耘装置３の接地を検出する接地センサ、及び、ロータリ耕耘装置３の作業深さを検出する作業深さセンサとして機能する。
ちなみに、トラクタ１の後部に連結される作業機が、プラウ、カルチベータ、サブソイラなどの牽引式の作業機である場合には、例えば、作業機の作業深さに応じて変化する牽引負荷を検出する歪みゲージ式のドラフトセンサを、牽引負荷がかかる３点リンク機構２の基部に備えるようにすれば、ドラフトセンサを、作業機の接地を検出する接地センサ、及び、作業機の作業深さを検出する作業深さセンサとして機能させることができる。
【００３８】
図４及び図５に示すように、車載制御ユニット４６には、燃料電池システム８に関する制御を行う燃料電池制御部４６Ａ、電動モータ１３に関する制御を行う電動モータ制御部４６Ｂ、トラクタ１の車速や前後進の切り換えに関する制御を行う変速ユニット制御部４６Ｃ、ステアリングに関する制御を行うステアリング制御部４６Ｄ、ロータリ耕耘装置３などの作業機に関する制御を行う作業機制御部４６Ｅ、液晶モニタ３７などに対する表示や報知に関する制御を行う表示制御部４６Ｆ、自動走行に関する制御を行う自動走行制御部４６Ｇ、及び、圃場内に区分けされた走行領域に応じて生成された自動走行用の目標経路などを記憶する不揮発性の車載記憶部４６Ｈ、などが含まれている。各制御部４６Ａ〜４６Ｇは、マイクロコントローラなどが集積された電子制御ユニットや各種の制御プログラムなどによって構築されている。各制御部４６Ａ〜４６Ｇは、ＣＡＮ（Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ  Ａｒｅａ  Ｎｅｔｗｏｒｋ）を介して相互通信可能に接続されている。
なお、各制御部４６Ａ〜４６Ｇの相互通信には、ＣＡＮ以外の通信規格や次世代通信規格である、例えば、車載ＥｔｈｅｒｎｅｔやＣＡＮ−ＦＤ（ＣＡＮ  ｗｉｔｈ  ＦＬｅｘｉｂｌｅ  Ｄａｔａ  ｒａｔｅ）などを採用してもよい。
【００３９】
電動モータ制御部４６Ｂは、アクセルレバー５３が操作された場合には、アクセルセンサＳ１からの検出情報と回転センサＳ２からの検出情報とに基づいて、電動モータ１３の回転数をアクセルレバー５３のアイドリング位置からの操作量に応じた回転数に維持する電動モータ１３の回転数維持制御を実行する。電動モータ制御部４６Ｂは、アクセルペダル５６が操作されて、アクセルペダル５６のアイドリング位置からの操作量がアクセルレバー５３のアイドリング位置からの操作量を超えた場合には、アクセルセンサＳ１からの検出情報と回転センサＳ２からの検出情報とに基づいて、電動モータ１３の回転数をアクセルペダル５６のアイドリング位置からの操作量に応じた回転数に変更する電動モータ１３の回転数変更制御を実行する。
【００４０】
変速ユニット制御部４６Ｃは、主変速レバー５７が操作された場合には、変速センサＳ３からの検出情報と車速センサＳ４からの検出情報とに基づいて主変速装置２０の作動を制御することで、トラクタ１の車速を主変速レバー５７の操作位置に応じた速度に変更する車速制御を実行する。
変速ユニット制御部４６Ｃは、切換スイッチＳｗ３が操作された場合に、切換スイッチＳｗ３の操作に基づいて、トラクタ１の走行駆動モードを、二輪駆動モードと四輪駆動モードと前輪倍速モードとオートブレーキモードとに切り換える。
【００４１】
二輪駆動モードが選択された状態において、変速ユニット制御部４６Ｃは、伝動切換装置２６を伝動遮断状態に切り換えることで、トラクタ１の駆動状態を、左右の前輪１１への伝動を遮断して左右の後輪１２のみを駆動させる二輪駆動状態に切り換える。
【００４２】
四輪駆動モードが選択された状態において、変速ユニット制御部４６Ｃは、伝動切換装置２６を等速駆動状態に切り換えることで、トラクタ１の駆動状態を、左右の前輪１１に伝動して左右の前輪１１と左右の後輪１２とを等速駆動させる四輪駆動状態に切り換える。
【００４３】
前輪倍速モードが選択された状態において、変速ユニット制御部４６Ｃは、上記四輪駆動状態としながら、舵角センサＳ６からの検出情報に基づいて伝動切換装置２６を等速伝動状態と前輪倍速伝動状態とに切り換える前輪倍速制御機能を実行する。前輪倍速制御機能には、前輪１１の操舵角が閾値未満から閾値に達したときに、トラクタ１が旋回を開始したと判定して、伝動切換装置２６を等速伝動状態から前輪倍速伝動状態に切り換える前輪倍速処理と、前輪１１の操舵角が閾値以上から閾値未満に至ったときに、トラクタ１が旋回を終了したと判定して、伝動切換装置２６を前輪倍速伝動状態から等速伝動状態に切り換える前輪等速処理とが含まれている。
【００４４】
オートブレーキモードが選択された状態において、変速ユニット制御部４６Ｃは、舵角センサＳ６からの検出情報に基づいて、オートブレーキユニット４１の作動を制御して左右のブレーキ３０を制動解除状態と旋回内側制動状態とに切り換えるオートブレーキ制御機能を実行する。オートブレーキ制御機能には、前輪１１の操舵角が閾値未満から閾値に達したときに、トラクタ１が旋回を開始したと判定するとともに、そのときの操舵角の増減方向から前輪１１の操舵方向を判定して、旋回内側のブレーキ３０を制動解除状態から制動状態に切り換える旋回内側制動処理と、前輪１１の操舵角が閾値以上から閾値未満に至ったときに、トラクタ１が旋回を終了したと判定して、制動状態（旋回内側）のブレーキ３０を制動解除状態に切り換える制動解除処理とが含まれている。
【００４５】
ステアリング制御部４６Ｄは、複数の旋回モードとして、上記二輪駆動状態のように後輪１２のみを回転駆動させて旋回する二輪駆動旋回モード、上記四輪駆動状態のように前後輪１１，１２を同速で回転駆動させて旋回する四輪駆動旋回モード、上記前輪倍速伝動状態のように前輪１１を後輪１２よりも高速で回転駆動させて旋回する前輪倍速旋回モード（前輪増速旋回モードの一例）、などを有する。そして、ステアリング制御部４６Ｄは、これら複数の旋回モードから車体の旋回時に実行する旋回モードを決定する旋回モード決定処理を行う。具体的に、舵角センサＳ６で検出された前輪１１の操舵角が設定操舵角未満であるときには、上記二輪駆動旋回モード又は上記四輪駆動旋回モードで旋回が行われる。舵角センサＳ６で検出された前輪１１の操舵角が設定操舵角以上となると、搭乗者による切換スイッチＳｗ３の操作に応じて、上記前輪倍速旋回モードで旋回が行われる。
ステアリンス制御部４６Ｄは、後述する自動走行制御部４６Ｇから送信された操舵指令に応じて、パワーステアリングユニット４０の作動を制御して左右の前輪１１を操舵する自動操舵制御、及び、前輪１１の操舵角が閾値に達したときに、オートブレーキユニット４１の作動を制御して旋回内側のブレーキ３０を作動させる自動制動旋回制御、などを実行する。
【００４６】
作業機制御部４６Ｅは、ＰＴＯスイッチＳｗ１が入り位置に操作された場合には、ＰＴＯバルブユニット４２の作動を制御して、ＰＴＯクラッチ２７を伝動遮断状態から伝動状態に切り換える。作業機制御部４６Ｅは、ＰＴＯスイッチＳｗ１が切り位置に操作された場合には、ＰＴＯバルブユニット４２の作動を制御して、ＰＴＯクラッチ２７を伝動状態から伝動遮断状態に切り換える。
【００４７】
作業機制御部４６Ｅは、昇降スイッチＳｗ２の操作と、高さセンサＳ７からの検出情報と、予め設定された作業高さ位置及び退避用の非作業高さ位置とに基づいて、昇降駆動ユニット４３の作動を制御して、ロータリ耕耘装置３を作業高さ位置と非作業高さ位置とにわたって昇降させる形態で、ロータリ耕耘装置３の姿勢を作業高さ位置に位置する作業姿勢と非作業高さに位置する非作業姿勢との間で切り替える昇降制御を実行する。昇降制御には、昇降スイッチＳｗ２の操作によって上昇指令が指令されたときに、ロータリ耕耘装置３を作業高さから非作業高さまで上昇させる上昇処理と、昇降スイッチＳｗ２の操作によって下降指令が指令されたときに、ロータリ耕耘装置３を非作業高さ位置から作業高さ位置まで下降させる下降処理とが含まれている。下降指令の入力操作が、ロータリ耕耘装置３の姿勢を非作業姿勢から作業姿勢へ変更させる作業開始操作に対応し、上昇指令の入力操作が、ロータリ耕耘装置３の姿勢を作業姿勢から非作業姿勢へ変更させる作業終了操作に対応する。
【００４８】
作業機制御部４６Ｅは、舵角センサＳ６からの検出情報と、高さセンサＳ７からの検出情報と、予め設定された非作業高さ位置とに基づいて、前輪１１の操舵角が閾値未満から閾値に達したことを検知したときに、トラクタ１が旋回を開始したと判定して、昇降駆動ユニット４３の作動を制御してロータリ耕耘装置３を作業高さ位置から非作業高さ位置まで上昇させる旋回上昇制御機能を有している。
作業機制御部４６Ｅは、リバーサセンサＳ５からの検出情報と、高さセンサＳ７からの検出情報と、予め設定された非作業高さ位置とに基づいて、リバーサレバー５２の後進位置への操作を検知したときに、昇降駆動ユニット４３の作動を制御してロータリ耕耘装置３を作業高さ位置から非作業高さ位置まで上昇させる後進上昇制御機能を有している。
作業機制御部４６Ｅは、例えば、ロータリ耕耘装置３の上昇指令が入力されてから数秒後のタイミングやロータリ耕耘装置３が所定高さまで上昇したタイミングでＰＴＯクラッチ２７を伝動遮断状態とするなどのなどの形態で、作業機制御部４６Ｅによる昇降制御に連動させてＰＴＯバルブユニット４２の作動を制御してＰＴＯクラッチ２７を伝動遮断状態と伝動状態とに切り換えるＰＴＯクラッチ制御機能を有している。
作業機制御部４６Ｅは、傾斜センサＳ９からの検出情報と予め設定された制御目標姿勢とに基づいて、ローリングユニット４４の作動を制御してロータリ耕耘装置３のロール姿勢を制御目標姿勢に維持する自動ローリング制御機能を有している。
【００４９】
図４及び図５に示すように、トラクタ１には、トラクタ１の現在位置や現在方位などを測定する測位ユニット（位置測定器の一例）７０が備えられている。測位ユニット７０は、衛星測位システム（ＮＳＳ：Ｎａｖｉｇａｔｉｏｎ  Ｓａｔｅｌｌｉｔｅ  Ｓｙｓｔｅｍ）の一例であるＧＮＳＳ（Ｇｌｏｂａｌ  Ｎａｖｉｇａｔｉｏｎ  Ｓａｔｅｌｌｉｔｅ  Ｓｙｓｔｅｍ）を利用してトラクタ１の現在位置と現在方位とを測定する衛星航法装置７１、及び、３軸のジャイロスコープ及び３方向の加速度センサなどを有してトラクタ１の姿勢や方位などを測定する慣性計測装置（ＩＭＵ：Ｉｎｅｒｔｉａｌ  Ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ  Ｕｎｉｔ）７２、などを有している。ＧＮＳＳを利用した測位方法には、ＤＧＮＳＳ（Ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｌ  ＧＮＳＳ：相対測位方式）やＲＴＫ−ＧＮＳＳ（Ｒｅａｌ  Ｔｉｍｅ  Ｋｉｎｅｍａｔｉｃ ＧＮＳＳ：干渉測位方式）などがある。本実施形態においては、移動体の測位に適したＲＴＫ−ＧＮＳＳが採用されている。そのため、図１に示すように、圃場周辺の既知位置には、ＲＴＫ−ＧＮＳＳによる測位を可能にする基準局６が設置されている。
【００５０】
トラクタ１と基準局６とのそれぞれには、測位衛星７（図１参照）から送信された電波を受信するＧＮＳＳアンテナ７３，６Ａなどが備えられている。これにより、測位ユニット７０の衛星航法装置７１は、トラクタ側のＧＮＳＳアンテナ７３が測位衛星７からの電波を受信して得た測位情報と、基準局６側のＧＮＳＳアンテナ６Ａが測位衛星７からの電波を受信して得た測位情報とに基づいて、トラクタ１の現在位置及び現在方位を高い精度で測定することができる。又、測位ユニット７０は、衛星航法装置７１と慣性計測装置７２とを有することにより、トラクタ１の現在位置、現在方位、姿勢角（ヨー角、ロール角、ピッチ角）を高精度に測定することができる。
尚、トラクタ１側の測位ユニット７０は、直接基準局６と無線通信を行って、当該基準局６から測位情報を得ることができる。
【００５１】
このトラクタ１において、測位ユニット７０の慣性計測装置７２、ＧＮＳＳアンテナ７３、及び、通信モジュール７４は、図１に示すアンテナユニット７５に含まれている。アンテナユニット７５は、キャビン１７の前面側における上部の左右中央箇所に配置されている。そして、トラクタ１の現在位置などを測定するときの測位対象位置は、トラクタ１におけるＧＮＳＳアンテナ７３の取り付け位置から換算して求められた後輪１２の車軸中心位置とされている。
【００５２】
携帯通信端末５には、マイクロコントローラなどが集積された電子制御ユニットや各種の制御プログラムなどを有する端末制御ユニット５Ｂ、及び、トラクタ側の通信モジュール７４との間における測位情報を含む各情報の無線通信を可能にする通信モジュール５Ｃ、などが備えられている。
端末制御ユニット５Ｂには、図示は省略するが、表示デバイス５Ａなどに対する表示や報知に関する制御を行う表示制御部、自動走行用の目標経路（図６参照）を生成する目標経路生成部、及び、目標経路生成部が生成した目標経路などを記憶する不揮発性の端末記憶部、などが含まれている。端末記憶部には、目標経路の生成に使用する各種の情報として、トラクタ１の旋回半径や作業幅などの車体情報、及び、前述した測位情報から得られる圃場情報、などが記憶されている。
【００５３】
目標経路は、車体情報や圃場情報などに関連付けされた状態で端末制御ユニット５Ｂの端末記憶部に記憶されており、携帯通信端末５の表示デバイス５Ａにて表示することができる。目標経路には、各並列経路におけるトラクタ１の目標車速、各方向転換経路におけるトラクタ１の目標車速、各並列経路における前輪操舵角、及び、各方向転換経路における前輪操舵角、などが含まれている。
【００５４】
端末制御ユニット５Ｂは、車載制御ユニット４６からの送信要求指令に応じて、端末記憶部に記憶されている圃場情報や目標経路などを車載制御ユニット４６に送信する。車載制御ユニット４６は、受信した圃場情報や目標経路などを車載記憶部４６Ｈに記憶する。目標経路の送信に関しては、例えば、端末制御ユニット５Ｂが、トラクタ１が自動走行を開始する前の段階において、目標経路の全てを端末記憶部から車載制御ユニット４６に一挙に送信するようにしてもよい。又、端末制御ユニット５Ｂが、目標経路を所定距離ごとの複数の分割経路情報に分割して、トラクタ１が自動走行を開始する前の段階からトラクタ１の走行距離が所定距離に達するごとに、トラクタ１の走行順位に応じた所定数の分割経路情報を端末記憶部から車載制御ユニット４６に逐次送信するようにしてもよい。
【００５５】
自動走行制御部４６Ｇは、搭乗者や管理者などのユーザにより、各種の自動走行開始条件を満たすための手動操作が行われてトラクタ１の走行モードが自動走行モードに切り換えられた状態において、携帯通信端末５の表示デバイス５Ａが操作されて自動走行の開始が指令された場合に、測位ユニット７０にてトラクタ１の現在位置や現在方位などを取得しながら目標経路に従ってトラクタ１を自動走行させる自動走行制御を開始する。
【００５６】
自動走行制御部４６Ｇによる自動走行制御には、電動モータ１３に関する自動走行用の制御指令を電動モータ制御部４６Ｂに送信する電動モータ自動制御処理、トラクタ１の車速や前後進の切り換えに関する自動走行用の制御指令を変速ユニット制御部４６Ｃに送信する車速自動制御処理、ステアリングに関する自動走行用の制御指令をステアリング制御部４６Ｄに送信するステアリング自動制御処理、及び、ロータリ耕耘装置３などの作業機に関する自動走行用の制御指令を作業機制御部４６Ｅに送信する作業機自動制御処理、などが含まれている。
【００５７】
自動走行制御部４６Ｇは、電動モータ自動制御処理においては、目標経路に含まれた設定回転数などに基づいて電動モータ１３の回転数の変更を指示する電動モータ１３の回転数変更指令、などを電動モータ制御部４６Ｂに送信する。電動モータ制御部４６Ｂは、自動走行制御部４６Ｇから送信された電動モータ１３に関する各種の制御指令に応じて電動モータ１３の回転数を自動で変更する電動モータ１３の回転数自動変更制御、などを実行する。
【００５８】
自動走行制御部４６Ｇは、車速自動制御処理においては、目標経路に含まれた目標車速に基づいて主変速装置２０の変速操作を指示する変速操作指令、及び、目標経路に含まれたトラクタ１の進行方向などに基づいて前後進切換装置２１の前後進切り換え操作を指示する前後進切り換え指令、などを変速ユニット制御部４６Ｃに送信する。変速ユニット制御部４６Ｃは、自動走行制御部４６Ｇから送信された主変速装置２０や前後進切換装置２１などに関する各種の制御指令に応じて、主変速装置２０の作動を自動で制御する自動車速制御、及び、前後進切換装置２１の作動を自動で制御する自動前後進切り換え制御、などを実行する。自動車速制御には、例えば、目標経路に含まれた目標車速が零速である場合に、主変速装置２０を減速制御してトラクタ１の走行を停止させる自動減速停止処理などが含まれている。
【００５９】
自動走行制御部４６Ｇは、ステアリング自動制御処理においては、目標経路に含まれた前輪操舵角などに基づいて左右の前輪１１の操舵を指示する操舵指令、などをステアリング制御部４６Ｄに送信する。
ステアリング制御部４６Ｄは、自動走行制御部４６Ｇから送信された操舵指令に応じて、パワーステアリングユニット４０の作動を制御して左右の前輪１１を操舵する自動操舵制御、及び、前輪１１の操舵角が閾値に達したときに、オートブレーキユニット４１の作動を制御して旋回内側のブレーキ３０を作動させる自動制動旋回制御、などを実行する。
【００６０】
自動走行制御部４６Ｇは、作業機自動制御処理においては、目標経路に含まれた作業開始地点に基づいてロータリ耕耘装置３の作業姿勢への切り換えを指示する作業開始指令、及び、目標経路に含まれた作業停止地点に基づいてロータリ耕耘装置３の非作業姿勢への切り換えを指示する作業停止指令、などを作業機制御部４６Ｅに送信する。
作業機制御部４６Ｅは、自動走行制御部４６Ｇから送信されたロータリ耕耘装置３に関する各種の制御指令に応じて、ＰＴＯバルブユニット４２と昇降駆動ユニット４３の作動を制御して、ロータリ耕耘装置３を作業高さ位置まで下降させて作動させる自動作業開始制御、及び、ロータリ耕耘装置３を停止させて非作業高さ位置まで上昇させる自動作業停止制御、などを実行する。
【００６１】
つまり、パワーステアリングユニット４０、オートブレーキユニット４１、ＰＴＯバルブユニット４２、昇降駆動ユニット４３、ローリングユニット４４、車両状態検出機器４５、車載制御ユニット４６、測位ユニット７０、及び、通信モジュール７４、などが適正に作動することにより、トラクタ１を目標経路に従って精度よく自動走行させることができるとともに、ロータリ耕耘装置３による耕耘作業を適正に行うことができる。
【００６２】
図６に示すフローに基づいて、空気供給制御部４６Ａ１により実行される空気供給制御について以下に説明を加える。
空気供給制御部４６Ａ１は、燃料電池システム８の空気供給部８Ｂによる燃料電池８Ａへの空気供給量を制御する空気供給制御を実行するように構成されている。
即ち、この空気供給制御では、詳細については後述するが負荷増加判定部４６Ａ３によって燃料電池８Ａの電力負荷の急増が予測される負荷増加状態であるか否かの判定処理（ステップ＃１、図５〜図７参照）が行われる。そして、判定処理（ステップ＃１）により上記負荷増加状態ではない通常負荷状態であると判定された場合には通常供給制御（ステップ＃２）が実行され、判定処理（ステップ＃１）により上記負荷増加状態であると判定された場合には所定の急増供給制御（ステップ＃３）が実行される。
【００６３】
尚、上記通常供給制御（ステップ＃２）では、目標空気供給量Ａｏが、燃料電池８Ａが要求される電力負荷ｘに相当する電力を発電するのに必要な必要空気供給量ＡＬ（ｘ）に決定される。一方、上記急増供給制御（ステップ＃３）では、目標空気供給量Ａｏが、燃料電池８Ａが要求される電力負荷ｘに相当する電力を発電するのに必要な必要空気供給量ＡＬ（ｘ）よりも大きいものに決定される。例えば、目標空気供給量Ａｏは、上記必要空気供給量ＡＬ（ｘ）に１よりも大きい係数Ｒを乗じた供給量に決定したり、空気供給部８Ｂの供給可能範囲内での最大空気供給量Ａｍａｘに決定することができる。
そして、このような構成により、電力負荷が急増する可能性が高い燃料電池８Ａに対しては、それを予測して予め空気の供給量を増加させておくことができる。
【００６４】
次に、負荷増加状態であるか否かの判定処理の詳細について説明を加える。
負荷増加判定部４６Ａ３は、図７及び図８に示すような判定処理を実行して、燃料電池８Ａの電力負荷の急増が予測される負荷増加状態であるか否かを判定するものとして構成されている。
【００６５】
図７に示す旋回判定処理では、舵角センサＳ６の検知結果に基づいて上記負荷増加状態であるか否かが判定される。即ち、舵角センサＳ６で検出された前輪１１の操舵角が所定の設定操舵角以上となる状態（ステップ＃１１のｙｅｓ）が、燃料電池８Ａの電力負荷の急増が予測される負荷増加状態であると判定される（ステップ＃１５）。一方、舵角センサＳ６で検出された前輪１１の操舵角が上記設定操舵角未満となる状態（ステップ＃２１のＮｏ）が、上記負荷増加状態ではない通常負荷状態であると判定される（ステップ＃１２）。ここで、負荷増加状態であるか否かを判定するための閾値となる設定操舵角は、上述した前輪倍速旋回モード等の旋回モードでの旋回を行うか否かを判定するための閾値となる設定操舵角よりも若干小さいものに設定されている。即ち、このような旋回モードに切り替わる直前に負荷増加状態となることを予測するように構成されている。
【００６６】
また、この旋回判定処理において、車速センサＳ４で検出されたトラクタ１の車速ｓが所定の設定車速ｓo以下であるか否かが判定される（ステップ＃１４）。そして、トラクタ１の車速ｓが設定車速ｓo以下であるとき（ステップ＃１４のｙｅｓ）には、例え旋回開始操作が行われた場合であっても電動モータ１３の回転負荷の急増はないことから、負荷増加状態であるとの判定が禁止されて、通常負荷状態であると判定される（ステップ＃１２）。
尚、本実施形態では、トラクタ１の車速が所定の設定車速ｓo以下である場合には、負荷増加状態であるとの判定を禁止するようにしたが、このような処理は適宜改変又は省略することができる。
【００６７】
また、この旋回判定処理において、一旦負荷増加状態であると判定された場合（ステップ＃１５）には、燃料電池８Ａの電力負荷の増加割合が所定の設定割合未満に維持されて燃料電池８Ａの電力負荷が安定している状態での経過時間ｔが計測され、その経過時間ｔが所定の設定経過時間ｔoを超えるか否かが判定される（ステップ＃１６）。そして、経過時間ｔが設定経過時間ｔoを超えるまでの間（ステップ＃１６のｎｏ）、言い換えれば燃料電池８Ａの電力負荷が安定状態となるまでの間は、旋回開始操作が検知されなくなっても、負荷増加状態であるとの判定の解除が禁止されて、負荷増加状態であるとの判定（ステップ＃１５）が維持される。また、経過時間ｔが設定経過時間ｔoを超えた場合（ステップ＃１６のｙｅｓ）には、燃料電池８Ａの電力負荷が安定したとして、通常負荷状態であると判定される（ステップ＃１２）。
尚、本実施形態では、負荷増加状態であるとの判定時において、燃料電池８Ａの電力負荷が安定状態となるまでの間は負荷増加状態であるとの判定の解除を禁止するようにしたが、このような処理は適宜改変又は省略することができる。
【００６８】
そして、以上のような旋回判定処理によって負荷増加状態であると判定された場合には、空気供給制御部４６Ａ１によって上述した急増供給制御（図６のステップ＃３）が実行されて、目標空気供給量が必要空気供給量よりも大きいものに設定されることで、燃料電池８Ａへの空気供給量が上記通常負荷状態であると判定された場合よりも大きくなる。よって、旋回に起因して電力負荷が急増する可能性が高い燃料電池８Ａに対しては、それを予測して予め空気の供給量を増加させておくことができる。
【００６９】
また、この旋回判定処理では、舵角センサＳ６での旋回開始操作の検知によって負荷増加状態であると判定された場合（ステップ＃１５）には、空気供給制御部４６Ａ１によって、ステアリング制御部４６Ｄで決定された旋回モードに応じて目標空気供給量を設定する目標空気供給量設定処理が実行される（ステップ＃１３）。
例えば、二輪駆動旋回モードよりも電力負荷の増加率が比較的大きい四輪駆動旋回モードで旋回するときの目標空気供給量は、二輪駆動旋回モードで旋回するときよりも大きく設定される。また、四輪駆動旋回モードよりも電力負荷の増加率が比較的大きい前輪倍速旋回モードで旋回するときの目標空気供給量は、四輪駆動旋回モードで旋回するときよりも大きく設定される。更に、これら夫々の旋回モードにおいて、オートブレーキモードの選択解除時よりも電力負荷の増加率が比較的大きいオートブレーキモードの選択時の目標空気供給量は、オートブレーキモードの選択解除時よりも大きく設定される。よって、実行される旋回モードによって電力負荷の増加幅等が様々である場合でも、それに見合った適切な空気供給量の空気を燃料電池８Ａに予め供給しておくことができる。
尚、この旋回判定処理は、上述した自動走行時に検知される旋回開始操作に対しても実行される。
【００７０】
図８に示す作業機判定処理では、ロータリ耕耘装置３の昇降を指令する昇降スイッチＳｗ２の検知結果に基づいて上記負荷増加状態であるか否かが判定される。即ち、昇降スイッチＳｗ２により作業開始操作が行われて作業機制御部４６Ｅによりロータリ耕耘装置３の姿勢を非作業姿勢から作業姿勢へ変更させる状態（ステップ＃２１のｙｅｓ）が、燃料電池８Ａの電力負荷の急増が予測される負荷増加状態であると判定される（ステップ＃２４）。
【００７１】
また、この作業機判定処理では、昇降スイッチＳｗ２による作業開始操作の検知によって負荷増加状態であると判定された場合（ステップ＃２４）には、空気供給制御部４６Ａ１によって、車体に装着された作業機（本実施形態ではロータリ耕耘装置３が装着されている。）の作業内容に応じて目標空気供給量を設定する目標空気供給量設定処理が実行される（ステップ＃２３）。
例えば、負荷が大きい作業機が装着されているときの目標空気供給量は、負荷が小さい作業機が装着されているときよりも大きく設定される。よって、実際に車体に装着される作業機の作業内容によって電力負荷の増加幅等が様々である場合でも、それに見合った適切な空気供給量の空気を燃料電池８Ａに予め供給しておくことができる。
尚、作業機の作業内容とは、作業機の種類、当該作業機による作業の種類や状態等のように、当該作業機が消費する電力負荷に影響を与える情報であり、これらの作業内容に関する情報は、車体に装着された作業機から通信等により取得したり、携帯通信端末５の表示デバイス５Ａや運転部の液晶モニタ３７への入力操作等により取得することができる。
【００７２】
また、この目標空気供給量設定処理（ステップ＃２３）では、ＰＴＯクラッチ２７の作動状態、ロータリ耕耘装置３を停止させて非作業高さ位置まで上昇させる自動作業停止制御の有無、ロータリ耕耘装置３の下降速度、トラクタ１の車速等の各種設定条件に応じて目標空気供給量を設定することもできる。例えば、ＰＴＯクラッチ２７が伝動状態である場合、上記自動作業停止制御が行われる場合、ロータリ耕耘装置３の下降速度が速い場合、トラクタ１の車速が速い場合には、そうでない場合よりも目標空気供給量を大きく設定することができる。よって、ロータリ耕耘装置３の作動状態に関する各種設定が様々である場合でも、それに見合った適切な空気供給量の空気を燃料電池８Ａに予め供給しておくことができる。
【００７３】
この作業機判定処理において、一旦負荷増加状態であると判定された場合（ステップ＃２４）に、昇降スイッチＳｗ２により作業終了操作が行われて作業機制御部４６Ｅによりロータリ耕耘装置３の姿勢を作業姿勢から非作業姿勢へ変更されると（ステップ＃２５のｙｅｓ）、当該作業終了操作が行われてからの経過時間ｔが計測され、その経過時間ｔが所定の設定経過時間ｔoを超えるか否かが判定される（ステップ＃２６）。そして、経過時間ｔが設定経過時間ｔoを超えるまでの間（ステップ＃２６のｎｏ）、言い換えればロータリ耕耘装置３が完全に停止して燃料電池８Ａの電力負荷が安定状態となるまでの間は、ロータリ耕耘装置３が非作業姿勢であっても、負荷増加状態であるとの判定の解除が禁止されて、負荷増加状態であるとの判定（ステップ＃２４）が維持される。また、経過時間ｔが設定経過時間ｔoを超えた時点（ステップ＃２６のｙｅｓ）で、燃料電池８Ａの電力負荷が安定したとして、通常負荷状態であると判定される（ステップ＃２２）。
尚、本実施形態では、負荷増加状態であるとの判定時において、燃料電池８Ａの電力負荷が安定状態となるまでの間は負荷増加状態であるとの判定の解除を禁止するようにしたが、このような処理は適宜改変又は省略することができる。
【００７４】
そして、以上のような作業機判定処理によって負荷増加状態であると判定された場合には、空気供給制御部４６Ａ１によって上述した急増供給制御（図６のステップ＃３）が実行されて、目標空気供給量が必要空気供給量よりも大きいものに設定されることで、燃料電池８Ａへの空気供給量が上記通常負荷状態であると判定された場合よりも大きくなる。よって、ロータリ耕耘装置３による作業に起因して電力負荷が急増する可能性が高い燃料電池８Ａに対しては、それを予測して予め空気の供給量を増加させておくことができる。
【００７５】
また、負荷増加状態であるか否かの判定処理として、上記旋回判定処理や上記作業機判定処理とは別の判定処理を実行することもできる、
例えば、アクセルレバー５３とアクセルペダル５６によるアイドリング位置からの大幅な操作量の増加が検知した場合や、副変速レバー６１による副変速装置２２の低速状態から高速状態への切り替え操作を検知した場合等のように、車速に関する各種スイッチやセンサ等が直後に車速が増加する状態へ変化した場合に、燃料電池８Ａの電力負荷の増加が予測される負荷増加状態であると判定することができる。
【００７６】
また、副変速レバー６１による切り替え操作を検知した場合でも、車速が低い状態や停止している状態が維持されている場合には、負荷増加状態であるとの判定を解除することができる。
【００７７】
また、自動走行制御部４６Ｇにより車速を目標車速に維持するように車速自動制御処理を実行している場合には、目標車速に対する車速センサＳ４で検出された実車速の乖離幅を監視し、その乖離幅が許容値よりも大きい場合には、その後に自動的に加速されることから、燃料電池８Ａの電力負荷の増加が予測される負荷増加状態であると判定することができる。
【００７８】
〔別実施形態〕
本発明の別実施形態について説明する。
なお、以下に説明する各別実施形態の構成は、それぞれ単独で適用することに限らず、他の別実施形態の構成と組み合わせて適用することも可能である。
【００７９】
（１）作業車両１の構成は種々の変更が可能である。
例えば、作業車両１は、左右の後輪１２に代えて左右のクローラを備えるセミクローラ仕様に構成されていてもよい。
例えば、作業車両１は、左右の前輪１１及び左右の後輪１２に代えて左右のクローラを備えるフルクローラ仕様に構成されていてもよい。
例えば、作業車両１は、左右の後輪１２が操舵輪として機能する後輪ステアリング仕様に構成されていてもよい。
例えば、作業車両１は、その前部に作業機３が昇降可能に連結される構成であってもよい。
例えば、作業車両１は、手動走行又は自動走行のみが可能に構成されていてもよい。
【００８０】
例えば作業車両１を左右のクローラを駆動させて走行するフルクローラ走行式に構成する場合には、複数の旋回モードとして、操向側のクロ−ラを減速させて前記車体を旋回させる緩旋回モードと、操向側のクロ−ラを停止させて前記車体を旋回させるブレーキ旋回モードと、操向側のクロ−ラを逆転させて前記車体を旋回させるスピン旋回モードとを有するものとして構成される。この場合でも、空気供給制御部４６Ａ１は、例えば、電力負荷の増加率が比較的小さい緩旋回モードやブレーキ旋回モードで旋回するときの目標空気供給量を電力負荷の増加率が比較的大きいスピン旋回モードで旋回するときよりも小さく設定するというように、負荷増加判定部４６Ａ３で負荷増加状態であると判定したときの目標空気供給量を、ステアリング制御部４６Ｄで決定された旋回モードに応じて設定することができる。
【００８１】
（２）旋回開始検知部に関して舵角センサＳ６以外の代表的な別実施形態は以下の通りである。
例えば、旋回開始検知部は、ステアリングホイール５１の回動操作量から車体の旋回開始を検知する回転センサなどであってもよい。
例えば、旋回開始検知部として、衛星測位システムを利用して作業車両１の現在位置や現在方位などを測定する測位ユニット７０を流用し、現在位置の変化量や現在方位の変化量などから車体の旋回開始を検出するように構成されていてもよい。
例えば、旋回開始検知部として、トラクタ１の姿勢や方位などを測定する慣性計測装置７２を流用し、慣性計測装置７２にて検出される車体のヨー角などから車体の旋回開始を検出するように構成されていてもよい。
例えば、旋回開始検知部は、作業車両１が左右のクローラを備えるフルクローラ仕様に構成されている場合は、左右のクローラの各駆動速度を検出する回転センサなどを利用して、左右のクローラの速度差から車体の旋回開始を検出するように構成されていてもよい。
例えば、旋回開始検知部は、車体の旋回移動時に車体にかかる遠心力から車体の旋回開始を検出するように構成されていてもよい。
【００８２】
（３）作業開始検知部に関して昇降スイッチＳｗ２以外の代表的な別実施形態は以下のとおりである。
例えば、作業開始検知部は、作業機（ロータリ耕耘装置３）の高さ位置からを検知する高さセンサなどであってもよい。
例えば、作業開始検知部として、衛星測位システムを利用して作業車両１の現在位置や現在方位などを測定する測位ユニット７０を流用し、現在位置の変化量や現在方位の変化量などから車体の作業領域の進入を作業開始として検知しても良い。
また、旋回開始検知部として、衛星測位システムを利用して作業車両１の現在位置や現在方位などを測定する測位ユニット７０を流用し、現在位置の変化量や現在方位の変化量などから車体の作業領域からその周囲の枕地への進入を旋回開始操作として検知しても良い。
【符号の説明】
【００８３】
１          トラクタ（作業車両）
３          ロータリ耕耘装置（作業機）
８Ａ        燃料電池
８Ｂ        空気供給部（酸化剤ガス供給部）
１３        電動モータ（走行用電動モータ、作業機用電動モータ）
４６Ａ１    空気供給制御部（酸化剤ガス供給制御部）
４６Ａ３    負荷増加判定部
４６Ｂ      電動モータ制御部
４６Ｅ      作業機制御部
Ａｏ        目標空気供給量
Ｓ１        アクセルセンサ
Ｓ４        車速センサ（車速検出部）
Ｓ６        舵角センサ（旋回開始検知部）
Ｓｗ２      昇降スイッチ（作業開始検知部）
ｓ          車速
ｓ１        設定車速
ｔ          経過時間
ｔo        設定経過時間
ｘ          電力負荷
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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