JP2021096721A - 作業車両 - Google Patents

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Abstract

【課題】自動走行による動き出し時における障害物との接触を防止することが可能であって円滑な自動走行を実現することができる作業車両を提供する。【解決手段】作業車両１は、車輪３Ｆ、３Ｒを有する車体２と、車体を予め設定された走行ルートに沿って自動走行させる制御装置と、車体に搭載された運転席と、運転席の周囲に設けられた運転席保護体と、運転席保護体の側部に設けられ且つ障害物を検出可能な第１障害物検出装置３１Ａと、第１障害物検出装置と前後方向において異なる位置に設けられ且つ障害物を検出可能な第２障害物検出装置３１Ｂとを備え、制御装置は、自動走行の開始時点においては第１障害物検出装置を障害物の検出を行う検出状態とし、自動走行の開始後の自動走行中に前記第１障害物検出装置を前記障害物の検出を行わない非検出状態とする。【選択図】図６

Description

本発明は、トラクタ等の作業車両に関する。
従来、特許文献１に開示された作業車両が知られている。
特許文献１に開示の作業車両（トラクタ）は、自動走行可能であって、走行機体の周囲にある障害物を検出可能な障害物検出装置を備えており、障害物を検出した場合には衝突回避制御を行うことができる。障害物検出装置は、走行機体の前方及び後方の障害物を検出するレーザセンサと、キャビンの側方の障害物を検出するソナーとを含む。
特開２０１９−１７５０５９号公報
しかし、特許文献１の開示技術では、当該特許文献１の図１２に示すように、作業車両が自動走行を開始する前の状態において、レーザセンサの検出範囲にもソナーの検出範囲にも含まれない非検出範囲（例えば、前輪の側方の領域）がある。そのため、自動走行開始後にソナーをオフ状態とした場合、非検出範囲に障害物が存在していると、作業車両が障害物に接触してしまう恐れがある。かかる問題を解消するためには、ソナーを自動走行開始後は常にオン状態とすることが考えられるが、そうした場合、ソナーが作物等を誤って障害物として検出する等して自動走行を円滑に行うことができなくなる恐れがある。
本発明は、このような実情に鑑みて、自動走行による動き出し時における障害物との接触を防止することが可能であるとともに、円滑な自動走行を実現することができる作業車両を提供することを目的とする。
本発明の一態様に係る作業車両は、車輪を有する車体と、前記車体を予め設定された走行ルートに沿って自動走行させる制御装置と、前記車体に搭載された運転席と、前記運転席の周囲に設けられた運転席保護体と、前記運転席保護体の側部に設けられ且つ障害物を検出可能な第１障害物検出装置と、前記第１障害物検出装置と前後方向において異なる位置に設けられ且つ前記障害物を検出可能な第２障害物検出装置と、を備え、前記制御装置は、前記自動走行の開始時点においては前記第１障害物検出装置を前記障害物の検出を行う検出状態とし、前記自動走行の開始後の自動走行中に前記第１障害物検出装置を前記障害物の検出を行わない非検出状態とする。
好ましくは、前記制御装置は、前記自動走行の開始後、前記第１障害物検出装置を、当該第１障害物検出装置が前記自動走行の開始前の前記車輪の位置又は前記車輪の側方位置を通過するまでは前記障害物の検出を行う検出状態とし、通過後は前記障害物の検出を行わない非検出状態とする。
好ましくは、前記車輪は、前記車体の前部に設けられた前輪と、前記車体の後部に設けられた後輪と、を含み、前記第２障害物検出装置は、前記第１障害物検出装置よりも前方に設けられ、前記制御装置は、前記自動走行の開始後、前記第１障害物検出装置を、当該第１障害物検出装置が前記自動走行の開始前の前記前輪の位置又は前記前輪の側方位置を通過するまでは前記障害物の検出を行う検出状態とし、通過後は前記障害物の検出を行わない非検出状態とする。
好ましくは、前記制御装置は、少なくとも前記自動走行の開始からの経過時間に基づいて、前記第１障害物検出装置が前記自動走行の開始前の前記車輪の位置又は前記車輪の側方位置を通過したと判断する。
好ましくは、前記制御装置は、前記自動走行の開始からの経過時間と前記車体の走行速度に基づいて、前記第１障害物検出装置が前記自動走行の開始前の前記車輪の位置又は前記車輪の側方位置を通過したと判断する。
好ましくは、前記制御装置は、前記自動走行の開始からの経過時間と前記車体の加速度に基づいて、前記第１障害物検出装置が前記自動走行の開始前の前記車輪の位置又は前記車輪の側方位置を通過したと判断する。
好ましくは、作業車両は、前記車体の位置を検出する位置検出装置を備え、前記制御装置は、前記位置検出装置により検出された前記車体の位置に基づいて、前記第１障害物検出装置が前記自動走行の開始前の前記車輪の位置又は前記車輪の側方位置を通過したと判断する。
好ましくは、前記第２障害物検出装置は、前記前輪よりも前方に配置され、前記第１障害物検出装置は、前記前輪と前記後輪との間に配置され、且つ前記前輪よりも車幅方向外方の障害物を検出可能である。
好ましくは、前記第２障害物検出装置は、前記前輪よりも車幅方向外方に配置され、前記第１障害物検出装置は、前記第２障害物検出装置よりも車幅方向内方に配置されている。
好ましくは、前記運転席保護体は、前記車体に搭載されたキャビンであり、前記第１障害物検出装置は、前記キャビンの乗降口と前記前輪との間の障害物を検出可能である。
好ましくは、前記第１障害物検出装置は、検出波として音波を照射することによって障害物を検出するソナーであり、前記第２障害物検出装置は、検出波としてレーザを照射することによって障害物を検出するレーザスキャナである。
上記作業車両によれば、第１障害物検出装置が、自動走行の開始時点においては障害物の検出を行う検出状態となるため、自動走行による動き出し時における障害物との接触を防止することが可能である。また、自動走行の開始後の自動走行中に障害物の検出を行わない非検出状態となるため、障害物の誤検知を防ぐことができて円滑な自動走行を実現することができる。
作業車両の平面図である。 作業車両の側面図である。 作業車両の制御系のブロック図である。 第１障害物検出装置を示す斜視図である。 第２障害物検出装置を示す分解斜視正面図である。 制御装置による制御方法を説明する図である。 制御装置による制御方法を説明する別の図である。
以下、本発明の好適な実施形態について、図面に基づいて説明する。
図１、図２は本発明に係る作業車両１の一実施形態を示している。本実施形態では、作業車両１がトラクタ１であるとして説明する。但し、作業車両１は、トラクタに限らず、コンバイン、田植機等の他の作業車両（農業車両）であってもよい。
以下の説明において、トラクタ１の運転席６に着座したオペレータの前側（矢印Ａ１方向）を前方、オペレータの後側（矢印Ａ２方向）を後方、オペレータの左側（矢印Ｂ１方向）を左方、オペレータの右側（矢印Ｂ２方向）を右方という。また、矢印Ｄ方向を車幅方向という。また、車幅方向であって車幅方向の中心から離れる方向を車幅方向外方、車幅方向であって車幅方向の中心に近づく方向を車幅方向内方という。
図１、図２に示すように、トラクタ１は、車体２と、走行装置３と、原動機４と、変速装置５とを備えている。走行装置３は、車体２を走行可能に支持しており、前輪３Ｆ及び後輪３Ｒを有する。前輪３Ｆ及び後輪３Ｒは、本実施形態の場合はタイヤ型であるが、クローラ型であってもよい。
原動機４は、エンジン（ディーゼルエンジン、ガソリンエンジン）、電動モータ等である。変速装置５は、変速によって走行装置３の推進力を切り換え可能であると共に、走行装置３の前進と後進の切り換えが可能である。
車体２には運転席６が搭載されている。運転席６の周囲には、運転席保護体７が設けら
れている。本実施形態の場合、運転席保護体７は、運転席６の前方、後方、上方及び側方を取り囲むことにより運転席６を保護するキャビンであるが、ロプス等であってもよい。以下の説明では、運転席保護体７をキャビン７として説明する。キャビン７の側面（左側面及び右側面）には、オペレータが乗り降りする乗降口８と、乗降口８を開閉する乗降ドア９が設けられている。キャビン７の下方には、オペレータがキャビン７に乗り降りする際に足をかける乗降ステップ１７が配置されている。乗降ステップ１７は、左及び右の各乗降ドア９の下方に設けられている。キャビン７の下方には、フェンダ１２が取り付けられている。フェンダ１２は、後輪３Ｒの上部を覆っている。
車体２の後部には、３点リンク機構等で構成された連結部（図示略）が設けられている。連結部には、作業装置（インプルメント等）を着脱可能に連結することができる。作業装置を連結部に連結することによって、車体２によって作業装置を牽引することができる。作業装置は、耕耘する耕耘装置、肥料を散布する肥料散布装置、農薬を散布する農薬散布装置、収穫を行う収穫装置、牧草等の刈取を行う刈取装置、牧草等の拡散を行う拡散装置、牧草等の集草を行う集草装置、牧草等の成形を行う成形装置等である。
車体２は、車体フレーム１０を有する。車体フレーム１０は、変速装置５側から前方に延設されていて、原動機４の下部を支持している。図２に示すように、車体フレーム１０の上方にはボンネット１３が設けられている。ボンネット１３は、車体フレーム１０に沿って前後方向に延設されている。ボンネット１３は、キャビン７の車幅方向の中央部の前方に配置されている。ボンネット１３は、左側に設けられた左側壁１３Ｌと、右側に設けられた右側壁１３Ｒと、左側壁１３Ｌと右側壁１３Ｒとの上部を連結する上壁部１３Ｕとを有する。左側壁１３Ｌ、右側壁１３Ｒ及び上壁部１３Ｕによってエンジンルームが形成され、エンジンルームに原動機４、冷却ファン、ラジエータ、バッテリ等が収容されている。左側壁１３Ｌの左側方と右側壁１３Ｒの右側方には、それぞれ前輪３Ｆが配置されている。
ボンネット１３の前側、即ち、車体フレーム１０の前側には、ウエイト１４が設けられている。ウエイト１４は、車体２の前部に設けられたウエイトブラケット１５に取り付けられている。ウエイトブラケット１５は、車体フレーム１０の前部にボルト等の締結具により取り付けられている。ウエイト１４の周囲は、ウエイトカバー１６により覆われている。
図３に示すように、トラクタ１は、操舵装置１１を備えている。操舵装置１１は、ハンドル（ステアリングホイール）１１ａと、ハンドル１１ａの回転に伴って回転する回転軸（操舵軸）１１ｂと、ハンドル１１ａの操舵を補助する補助機構（パワーステアリング機構）１１ｃと、を有する。補助機構１１ｃは、油圧ポンプ２１と、油圧ポンプ２１から吐出した作動油が供給される制御弁２２と、制御弁２２により作動するステアリングシリンダ２３とを含む。制御弁２２は、制御信号に基づいて作動する電磁弁である。制御弁２２は、例えば、スプール等の移動によって切り換え可能な３位置切換弁である。また、制御弁２２は、操舵軸１１ｂの操舵によっても切り換え可能である。ステアリングシリンダ２３は、前輪３Ｆの向きを変えるアーム（ナックルアーム）２４に接続されている。
したがって、ハンドル１１ａを操作すれば、ハンドル１１ａに応じて制御弁２２の切換位置及び開度が切り換わり、制御弁２２の切換位置及び開度に応じてステアリングシリンダ２３が左又は右に伸縮することによって、前輪３Ｆの操舵方向を変更することができる。なお、上述した操舵装置１１は一例であり、操舵装置１１の構成は上述した構成に限定されない。
図１、図２に示すように、トラクタ１は、位置検出装置２０を備えている。位置検出装置２０は、キャビン７の天板の前方に装着体１８を介して装着されている。但し、位置検出装置２０の装着位置は、図示の位置には限定されず、キャビン７の天板上に装着してもよいし、車体２の別の場所に装着してもよい。また、位置検出装置２０は、上述した耕耘装置等の作業装置に装着されていてもよい。
位置検出装置２０は、衛星測位システムによって自己の位置（緯度、経度を含む測位情報）を検出する装置である。即ち、位置検出装置２０は、測位衛星から送信された信号（
測位衛星の位置、送信時刻、補正情報等）を受信し、受信した信号に基づいて位置（緯度、経度）を検出する。位置検出装置２０は、測位衛星からの信号を受信可能な基地局（基準局）からの補正等の信号に基づいて補正した位置を、自己の位置（緯度、経度）として検出してもよい。また、位置検出装置２０がジャイロセンサや加速度センサ等の慣性計測装置を有し、慣性計測装置によって補正した位置を、自己の位置として検出してもよい。位置検出装置２０によって、トラクタ１の車体２の位置（走行位置）を検出することができる。位置検出装置２０により検出されるトラクタ１の自己の位置は、車体２の中心位置であってもよいし、前輪３Ｆの位置（例えば前端位置）や後輪３Ｒの位置（例えば後端位置）等であってもよいし、後述する障害物検出装置３１の位置であってもよい。
図３に示すように、トラクタ１は、制御装置２５を備えている。制御装置２５は、ＣＰＵや記憶部（ＲＡＭ、ＲＯＭ等）等を含む電気回路、電子回路等で構成されていて、記憶部に記憶されたプログラム等に基づいてトラクタ１の様々な制御を実行する。制御装置２５には、トラクタ１の駆動状態等を検出する状態検出装置２６が接続されている。状態検出装置２６は、例えば、走行系の状態を検出する装置等であって、例えば、クランクセンサ、カムセンサ、エンジン回転センサ、アクセルセンサ、車速センサ、加速度センサ、操舵角センサ、位置検出装置２０等の状態を検出する。なお、状態検出装置２６は、走行系の状態以外を検出する装置、例えば、昇降レバー検出センサ、ＰＴＯ回転検出センサ等であってもよい。また、トラクタ１は、時間又は時刻を計時して、計時した時間又は時刻を制御装置２５に送信可能な計時装置を備えることができる。
制御装置２５は、トラクタ１における走行系の制御、作業系の制御を行う。制御装置２５は、例えば、状態検出装置２６が検出した検出状態に基づいてエンジン回転数、車速、操舵装置１１の操舵角等を制御する。状態検出装置２６は、状態検出装置２６が検出した検出状態に基づいて、連結部を昇降する昇降装置の昇降、ＰＴＯ回転数等の制御を行う。
制御装置２５は、トラクタ１（車体２）の自動走行の制御（自動走行制御）を行うことが可能である。制御装置２５は、自動走行モードと手動走行モードとを切り換えることが可能である。自動走行モードである場合、制御装置２５は、車体２を予め設定された走行ルートに沿って自動走行させる。制御装置２５は、少なくとも車体２の走行位置（位置検出装置２０で検出された位置）と、予め設定された走行ルート（走行経路）が一致するように、即ち、車体２と走行ルートとが一致するように、制御弁２２の切換位置及び開度を設定する。言い換えれば、自動走行モードである場合、制御装置２５は、トラクタ１の走行位置と走行ルートとが一致するように、ステアリングシリンダ２３の移動方向及び移動量（前輪３Ｆの操舵方向及び操舵角）を設定する。
詳しくは、自動走行モードである場合、制御装置２５は、車体２の走行位置と、走行ルートで示された位置（走行予定位置）とを比較し、走行位置と走行予定位置とが一致している場合は、操舵装置１１におけるハンドル１１ａの操舵角及び操舵方向（前輪３Ｆの操舵角及び操舵方向）を変更せずに保持する（制御弁２２の開度及び切換位置を変更せずに維持する）。制御装置２５は、走行位置と走行予定位置とが一致していない場合、当該走行位置と走行予定位置との偏差（ズレ量）が零となるように、操舵装置１１におけるハンドル１１ａの操舵角及び／又は操舵方向を変更する（制御弁２２の開度及び／又は切換位置を変更する）。
なお、上述した実施形態では、制御装置２５は、自動走行制御において、走行位置と走行予定位置との偏差に基づいて操舵装置１１の操舵角を変更するものであるが、走行ルートの方位とトラクタ１（車体２）の進行方向（走行方向）の方位（車体方位）とが異なる場合、制御装置２５は、車体方位が走行ルートの方位に一致するように操舵角を設定してもよい。また、制御装置２５は、自動走行制御において、偏差（位置偏差）に基づいて求めた操舵角と、方位偏差に基づいて求めた操舵角とに基づいて、自動走行制御における最終の操舵角を設定してもよい。また、上記した自動走行制御における操舵角の設定方法とは異なる方法で操舵角を設定してもよい。
また、制御装置２５は、自動走行制御において、トラクタ１（車体２）の実際の車速が、予め設定された走行ルートに対応する車速に一致するように、走行装置３（即ち、前輪
３Ｆ及び／又は後輪３Ｒ）の回転数を制御してもよい。
制御装置２５には、変速装置５、前後進切換装置２８、ＰＴＯクラッチ２９、ブレーキ装置３０が接続されている。制御装置２５と、変速装置５、前後進切換装置２８、ＰＴＯクラッチ２９、ブレーキ装置３０とは、ＣＡＮ（Controller Area Network）等の車内ＬＡＮ又は通信線を介して接続されている。これにより、制御装置２５は、変速装置５、前後進切換装置２８、ＰＴＯクラッチ２９、ブレーキ装置３０の動作を制御することができる。
図１〜図３に示すように、トラクタ１は、走行の障害となる障害物を検出する障害物検出装置３１を備えている。障害物検出装置３１は、第１障害物検出装置３１Ａと第２障害物検出装置３１Ｂとを含む。第１障害物検出装置３１Ａは、検出波として音波（超音波）を照射することによって障害物を検出するソナーである。第２障害物検出装置３１Ｂは、検出波として光波を照射することによって障害物を検出するレーザスキャナである。但し、障害物検出装置は、ソナー、レーザスキャナ以外のセンサ（測距センサ）であってもよい。
制御装置２５は、障害物検出装置３１による障害物の検出結果に基づいて自動走行を制御する。例えば、障害物検出装置３１が障害物を検出していない場合は自動走行を継続して行い、障害物検出装置３１が障害物を検出した場合に自動走行を停止する。より具体的には、障害物検出装置３１が障害物を検出した場合に、制御装置２５は、障害物とトラクタ１との距離が予め定められた距離以下である場合に、トラクタ１の走行を停止することで自動走行を停止する。
詳しくは、制御装置２５は、障害物検出装置３１が障害物を検出した場合、変速装置５、前後進切換装置２８、ＰＴＯクラッチ２９、ブレーキ装置３０の動作を制御する。具体的には、制御装置２５は、変速装置５を減速側に作動させて車速を低下させる。また、制御装置２５は、前後進切換装置２８を中立状態に切り換えるとともに、ブレーキ装置３０を作動させる。これにより、トラクタ１の自動走行が停止される。さらに、制御装置２５は、ＰＴＯクラッチ２９をオフ状態に切り換えて、トラクタ１のＰＴＯ軸から作業装置への動力伝達を遮断する。これにより、作業装置の駆動が停止される。
図１に示すように、第１障害物検出装置３１Ａは、キャビン７の側部に設けられている。詳しくは、第１障害物検出装置３１Ａは、キャビン７の左側部及び右側部にそれぞれ設けられている。キャビン７の左側部に設けられた第１障害物検出装置３１Ａは、キャビン７の左前方に位置している。キャビン７の右側部に設けられた第１障害物検出装置３１Ａは、キャビン７の右前方に位置している。キャビン７の左前方に位置する第１障害物検出装置３１Ａと、キャビン７の右前方に位置する第１障害物検出装置３１Ａとは、トラクタ１の車幅方向の中心線を挟んで対称位置にある。
第１障害物検出装置３１Ａは、車体２の車幅方向外方であって且つ前輪３Ｆと後輪３Ｒとの間に配置されている。より詳しくは、第１障害物検出装置３１Ａは、ボンネット１３の車幅方向外方であって且つ前輪３Ｆと後輪３Ｒとの間に配置されている。本実施形態の場合、キャビン７の左前方に位置する第１障害物検出装置３１Ａは、前後方向において、左側の乗降ステップ１７の前方であって且つ左側の前輪３Ｆの後方に配置されている。キャビン７の右前方に位置する第１障害物検出装置３１Ａは、前後方向において、右側の乗降ステップ１７の前方であって且つ右側の前輪３Ｆの後方に配置されている。また、図２に示すように、第１障害物検出装置３１Ａは、ボンネット１３の上端部よりも下方であって且つキャビン７の下端部よりも上方に配置されている。
図１に示すように、第１障害物検出装置３１Ａは、車幅方向において、前輪３Ｆ及び後輪３Ｒの車幅方向外方側の端部（外端部）と車幅方向内方の端部（内端部）との間に位置している。第１障害物検出装置３１Ａは、前輪３Ｆよりも車幅方向外方の障害物を検出可能である。また、第１障害物検出装置３１Ａは、少なくともキャビン７の乗降口８と前輪３Ｆとの間の障害物を検出可能である。
図２、図４に示すように、第１障害物検出装置３１Ａは、取付ブラケット４０を介してキャビン７に取り付けられている。また、コンビネーションランプ４１及びワークランプ
４２も、取付ブラケット４０を介してキャビン７に取り付けられている。コンビネーションランプ４１を構成する複数のランプは、例えば、ポジションランプ、ウインカーランプ、ハザードランプである。ワークランプ４２は、前照灯４３と側方照射灯４４とを含む。取付ブラケット４０は、キャビン７のフロントピラー７ａに取り付けられている。
取付ブラケット４０には、検出装置取付部４５が設けられている。検出装置取付部４５は、車幅方向外方に向かうにつれて上方に移行する傾斜板４６を有する。傾斜板４６は、第１障害物検出装置３１Ａの発信部が配置される発信用開穴４６ａを有している。第１障害物検出装置３１Ａから発信される音波は、発信用開穴４６ａを通って車幅方向外方且つ下方に向かう。これにより、第１障害物検出装置３１Ａは、車体２の側方且つ下方（右下方及び左下方）にある障害物を検出することができる。
図１、図２に示すように、第２障害物検出装置３１Ｂは、第１障害物検出装置３１Ａと前後方向において異なる位置に設けられている。本実施形態の場合、第２障害物検出装置３１Ｂは、第１障害物検出装置３１Ａよりも前方に設けられている。第２障害物検出装置３１Ｂは、前輪３Ｆよりも前方に配置されている。第２障害物検出装置３１Ｂは、前輪３Ｆよりも車幅方向外方に配置されている。第２障害物検出装置３１Ｂは、後輪３Ｒよりも車幅方向外方に配置されている。第２障害物検出装置３１Ｂは、第１障害物検出装置３１Ａよりも車幅方向外方に配置されている。
図１に示すように、第２障害物検出装置３１Ｂは、左側の前輪３Ｆの左前方及び右側の前輪３Ｆの右前方にそれぞれ配置されている。左側の前輪３Ｆの左前方に配置された第２障害物検出装置３１Ｂと、右側の前輪３Ｆの右前方に配置された第２障害物検出装置３１Ｂとは、トラクタ１の車幅方向の中心線を挟んで対称位置にある。
尚、第２障害物検出装置３１Ｂは、第１障害物検出装置３１Ａよりも後方に設けられていてもよい。この場合、第２障害物検出装置３１Ｂは、第１障害物検出装置３１Ａよりも前方と後方の両方に設けられる。第２障害物検出装置３１Ｂは、第１障害物検出装置３１Ａよりも後方に設けられる場合、例えばキャビン７の後部等に配置され、後輪３Ｒよりも後方に配置することもできる。
図１、図２に示すように、第２障害物検出装置３１Ｂは、取付構造体５０を介して車体フレーム１０に取り付けられている。図１、図５に示すように、取付構造体５０は、第１構造体５１、第２構造体５２、第３構造体５３、第４構造体５４を有する。第１構造体５１は、車体フレーム１０に取り付けられており、車体フレーム１０から前方且つ車幅方向外方（左前方及び右前方）に延出されている。第２構造体５２は、第１構造体５１の前端（延出端）に取り付けられている。第２構造体５２は、第１構造体５１に取り付けられた基部５２ａと、基部５２ａに設けられて前後方向に延びる回動軸５２ｂと、回動軸５２ｂを支点として回動可能な回動部５２ｃとを有する。第３構造体５３は、回動部５２ｃに取り付けられており、回動部５２ｃから車幅方向外方に延びている。第４構造体５４は、第３構造体５３の車幅方向外方の端部に取り付けられており、第２障害物検出装置３１Ｂを支持している。第３構造体５３には、第１障害物検出装置３１Ａを構成するソナーとは別のソナー５５が取り付けられている。
取付構造体５０の第３構造体５３を回動軸５２ｂを支点として上方に回動することにより、第２障害物検出装置３１Ｂの位置を、障害物を検出する検出位置（図１、図２参照）と、検出位置から車体２側に退避する退避位置（図示略）とに変更することができる。取付構造体５０には、第２障害物検出装置３１Ｂの位置を変更する際に把持可能な持ち手５８が設けられている。第２障害物検出装置３１Ｂが検出位置にあるとき、第２障害物検出装置３１Ｂから照射されるレーザの照射方向は水平方向となる。
第２障害物検出装置３１Ｂの周囲は、カバー５６により覆われている。カバー５６は、ボルト等の取付具５７によって第３構造体５３に取り付けられている。カバー５６は、第２障害物検出装置３１Ｂの上方に配置された上カバー５６Ａと、第２障害物検出装置３１Ｂの下方に配置された下カバー５６Ｂとから構成されている。第２障害物検出装置３１Ｂの周囲において上カバー５６Ａと下カバー５６Ｂとの間には隙間Ｇが形成され（図２参照）、第２障害物検出装置３１Ｂは当該隙間Ｇを介して検出波（レーザ）の送受信を行うこ
とができる。ソナー５５は、上カバー５６Ａに形成された開口（切り欠き５６ｃ、孔５６ｄ）を介して検出波（音波）の送受信を行うことができる。
図１において、第１障害物検出装置３１Ａの検出範囲を符号Ｒ１で示し、第２障害物検出装置３１Ｂの検出範囲を符号Ｒ２で示している。第１障害物検出装置３１Ａの検出範囲Ｒ１は、第１障害物検出装置３１Ａから車体外方に向く平面視扇形の領域である。第２障害物検出装置３１Ｂの検出範囲Ｒ２は、線Ｌａよりも車体外方及び線Ｌｂよりも前方の領域である。図１に示すように、トラクタ１の停止時（自動走行開始前）においては、第１障害物検出装置３１Ａの検出範囲Ｒ１及び第２障害物検出装置３１Ｂの検出範囲Ｒ２のいずれにも含まれない非検出範囲Ｒ３が前輪３Ｆの側方（車体外方）に生じる。この非検出範囲Ｒ３は、ステアリング操作時の前輪３Ｆの可動スぺースを確保するために生じる。
制御装置２５は、非検出範囲Ｒ３に存在する障害物を検出するために以下に説明する制御を実行する。
制御装置２５は、自動走行の開始時点においては第１障害物検出装置３１Ａを障害物の検出を行う検出状態とし、自動走行の開始後の自動走行中に第１障害物検出装置３１Ａを障害物の検出を行わない非検出状態とする。
別の言い方をすれば、制御装置２５は、自動走行後の開始時点から所定時間内は第１障害物検出装置３１Ａを障害物の検出を行う検出状態とし、所定時間経過後は第１障害物検出装置３１Ａを障害物の検出を行わない非検出状態とする。
制御装置２５が自動走行の開始時点から自動走行開始後の自動走行中に第１障害物検出装置３１Ａを非検出状態とするまでの時間（上記所定時間）は、好ましくは、トラクタ１の自動走行開始後の移動によって第１障害物検出装置３１Ａの検出範囲Ｒ１により非検出範囲Ｒ３の全域がカバーされる（検出済領域となる）時間に設定される。
例えば、制御装置２５が自動走行の開始時点から自動走行開始後の自動走行中に第１障害物検出装置３１Ａを非検出状態とするまでの時間（上記所定時間）は、第１障害物検出装置３１Ａが自動走行の開始前の車輪（前輪３Ｆ又は後輪３Ｒ、以下同じ）の位置又は車輪の側方位置（車輪の右側方位置又は左側方位置、以下同じ）を通過するまでの時間に設定することができる。以下、このように設定した場合における制御装置２５の制御を説明する。
この場合、制御装置２５は、自動走行の開始後、第１障害物検出装置３１Ａを、当該第１障害物検出装置３１Ａが自動走行の開始前の車輪の位置又は車輪の側方位置を通過するまでは障害物の検出を行う検出状態とし、通過後は障害物の検出を行わない非検出状態とする。
トラクタ１が前方に向けて自動走行する（即ち、前進する）場合、制御装置２５は、自動走行の開始後、第１障害物検出装置３１Ａを、当該第１障害物検出装置３１Ａが自動走行の開始前の前輪３Ｆの位置又は前輪３Ｆの側方位置を通過するまでは障害物の検出を行う検出状態とし、通過後は障害物の検出を行わない非検出状態とする。この場合、「第１障害物検出装置３１Ａが自動走行の開始前の前輪３Ｆの位置又は前輪３Ｆの側方位置を通過するまで」は、「第１障害物検出装置３１Ａが、前後方向において、自動走行の開始前の前輪３Ｆの前端位置を越えて前方に移動するまで」と言い換えることができる。
トラクタ１が後方に向けて自動走行する（即ち、後進する）場合、制御装置２５は、自動走行の開始後、第１障害物検出装置３１Ａを、当該第１障害物検出装置３１Ａが自動走行の開始前の後輪３Ｒの位置又は後輪３Ｒの側方位置を通過するまでは障害物の検出を行う検出状態とし、通過後は障害物の検出を行わない非検出状態とする。この場合、「第１障害物検出装置３１Ａが自動走行の開始前の後輪３Ｒの位置又は後輪３Ｒの側方位置を通過するまで」は、「第１障害物検出装置３１Ａが、前後方向において、自動走行の開始前の後輪３Ｒの後端位置を越えて後方に移動するまで」と言い換えることができる。この制御を行う場合、トラクタ１は、後輪３Ｒの後方に設けられた第２障害物検出装置３１Ｂを備える。
以下、図６を参照して、制御装置２５による制御を詳しく説明する。ここでは、トラクタ１が自動走行により前進する場合について説明する。トラクタ１が自動走行により後進
する場合については、図示はしていないが、以下の説明の「前進」を「後進」、「前輪」を「後輪」と読み替えればよい。
図６の（Ａ）は、制御装置２５による第１障害物検出装置３１ＡのＯＮとＯＦＦの切り換え動作を示している。「ＯＮ」は第１障害物検出装置３１Ａが検出状態にあることを意味し、「ＯＦＦ」は第１障害物検出装置３１Ａが非検出状態にあることを意味する。（Ｂ）は、トラクタ１の自動走行の開始時の位置を示している。（Ｃ）は、トラクタ１の自動走行の開始後の位置であって、第１障害物検出装置３１Ａが、前後方向において、自動走行の開始前の前輪３Ｆの前端位置に達した時の位置を示している。このとき、トラクタ１は、自動走行開始前の位置から距離Ｌだけ前進している。距離Ｌは、トラクタ１の前輪３Ｆの前端と第１障害物検出装置３１Ａとの間の前後方向の距離である。
先ず、トラクタ１が自動走行を開始する前（期間Ｔ１）、制御装置２５は第１障害物検出装置３１Ａを非検出状態（ＯＦＦ）とする。トラクタ１が自動走行を開始した時（時刻Ｔａ）、即ち、トラクタ１が（Ｂ）に示した位置から自動走行により前進を開始した時、制御装置２５は第１障害物検出装置３１Ａを検出状態（ＯＮ）とする。また、制御装置２５は、トラクタ１が自動走行を開始後、第１障害物検出装置３１Ａが自動走行の開始前の前輪３Ｆの位置（又は前輪３Ｆの側方位置）を通過するまで（期間Ｔ２）、即ち、トラクタ１が（Ｃ）に示した位置に達するまで、第１障害物検出装置３１Ａの検出状態（ＯＮ）を維持する。そして、制御装置２５は、トラクタ１が前輪３Ｆの位置（又は前輪３Ｆの側方位置）を通過後（期間Ｔ３）、即ち、トラクタ１が（Ｃ）に示した位置を通過後、第１障害物検出装置３１Ａを非検出状態（ＯＦＦ）とする。
図７は、制御装置２５が上記制御を実行してトラクタ１が自動走行した場合における第１障害物検出装置３１Ａの検出範囲Ｒ１とトラクタ１の自動走行開始前の非検出範囲Ｒ３との関係を示す図である。図７の（Ａ）はトラクタ１の自動走行の開始時の状態、（Ｂ）はトラクタ１の自動走行の開始後であって距離Ｌ１（Ｌ１＜Ｌ）だけ前進した状態、（Ｃ）はトラクタ１の自動走行の開始後であって距離Ｌだけ前進した状態を示している。図７の（Ａ）〜（Ｃ）において、トラクタ１の自動走行開始前の非検出範囲Ｒ３のうち、第１障害物検出装置３１Ａの検出範囲Ｒ１と重なることによって検出済となった領域（検出済領域Ｒ４）にクロスハッチングを施している。
図７に示すように、制御装置２５が上記制御を行うことによって、トラクタ１が自動走行による前進を開始した時（（Ａ）参照）に検出状態となった第１障害物検出装置３１Ａが検出状態を維持しながら（検出範囲Ｒ１を有しながら）前方に移動する。これにより、第１障害物検出装置３１Ａの検出範囲Ｒ１が非検出範囲Ｒ３と重なって検出済領域Ｒ４を増加させながら前方に移動し（（Ｂ）参照）、非検出範囲Ｒ３の全域が検出済領域Ｒ４となる（（Ｃ）参照）。その結果、第１障害物検出装置３１Ａによって非検出範囲Ｒ３の全域において障害物を検出することができる。
上記したように、制御装置２５が上記制御を行うことによって、トラクタ１の停止時（自動走行開始前）において第１障害物検出装置３１Ａの検出範囲Ｒ１及び第２障害物検出装置３１Ｂの検出範囲Ｒ２のいずれにも含まれない非検出範囲Ｒ３に障害物が存在していた場合であっても、当該障害物を第２障害物検出装置３１Ｂにより検出することができる。その結果、トラクタ１（車体２）の自動走行による動き出し時において、トラクタ１の車体２等が非検出範囲Ｒ３に存在する障害物（人や物）に接触することを防止することができる。
また、制御装置２５が、第１障害物検出装置３１Ａが自動走行の開始前の前輪３Ｆの位置又は前輪３Ｆの側方位置を通過後、第１障害物検出装置３１Ａを非検出状態とすることによって、第１障害物検出装置３１Ａが障害物を誤検知する等して自動走行が停止されることを防止できる。具体的には、例えば、第１障害物検出装置３１Ａが車体２の側方にある作物等を誤って障害物として検知することにより自動走行が停止されることを防止できる。
制御装置２５は、例えば、以下の方法によって、第１障害物検出装置３１Ａが自動走行の開始前の車輪の位置又は車輪の側方位置を通過したと判断することができる。但し、第
１障害物検出装置３１Ａが自動走行の開始前の車輪の位置又は車輪の側方位置を通過したと判断する方法は、以下に説明する方法には限定されない。
制御装置２５は、少なくとも自動走行の開始からの経過時間に基づいて、第１障害物検出装置が自動走行の開始前の車輪の位置又は車輪の側方位置を通過したと判断することができる。具体的には、制御装置２５は、自動走行の開始からの経過時間と車体２の走行速度に基づいて、第１障害物検出装置３１Ａが自動走行の開始前の車輪の位置又は車輪の側方位置を通過したと判断することができる。この場合、制御装置２５は、既知の値であるトラクタ１の距離Ｌと、車速センサにより検出されたトラクタ１の走行速度（距離Ｌだけ前進する間の平均走行速度）と、計時装置により計測された自動走行の開始からの経過時間とに基づいて、第１障害物検出装置３１Ａが自動走行の開始前の車輪の位置又は車輪の側方位置を通過したと判断する。例えば、走行速度Ｖ（ｍ／ｓ）、経過時間Ｔ（ｓ）、第１障害物検出装置３１Ａと前輪３Ｆの前端との前後方向の距離Ｌ（ｍ）である場合、制御装置２５は経過時間ＴがＴ＞Ｌ／Ｖを満たしたとき、第１障害物検出装置３１Ａが自動走行の開始前の車輪の位置又は車輪の側方位置を通過したと判断する。
また、制御装置２５は、自動走行の開始からの経過時間と車体２の加速度に基づいて、第１障害物検出装置３１Ａが自動走行の開始前の車輪の位置又は車輪の側方位置を通過したと判断することもできる。この場合、制御装置２５は、既知の値であるトラクタ１の距離Ｌと、加速度センサにより検出されたトラクタ１の加速度（距離Ｌだけ前進する間の平均加速度）と、計時装置により計測された自動走行の開始からの経過時間とに基づいて、第１障害物検出装置３１Ａが自動走行の開始前の車輪の位置又は車輪の側方位置を通過したと判断することができる。
また、制御装置２５は、位置検出装置２０により検出された車体２の位置に基づいて、第１障害物検出装置３１Ａが自動走行の開始前の車輪の位置又は車輪の側方位置を通過したと判断することもできる。この場合、制御装置２５は、既知の値であるトラクタ１の距離Ｌと、位置検出装置２０により検出された自動走行の開始前の車体２の位置Ｐ１と、位置検出装置２０により検出された自動走行の開始後の車体２の位置Ｐ２とに基づいて、Ｐ１とＰ２の前後方向の距離と距離Ｌとを比較することによって、第１障害物検出装置３１Ａが自動走行の開始前の車輪の位置又は車輪の側方位置を通過したと判断することができる。
上記実施形態の作業車両１によれば以下の効果を奏する。
作業車両１は、車輪を有する車体２と、車体２を予め設定された走行ルートに沿って自動走行させる制御装置２５と、車体２に搭載された運転席６と、運転席６の周囲に設けられた運転席保護体７と、運転席保護体７の側部に設けられ且つ障害物を検出可能な第１障害物検出装置３１Ａと、第１障害物検出装置３１Ａと前後方向において異なる位置に設けられ且つ障害物を検出可能な第２障害物検出装置３１Ｂとを備え、制御装置２５は、自動走行の開始時点においては第１障害物検出装置３１Ａを障害物の検出を行う検出状態とし、自動走行の開始後の自動走行中に第１障害物検出装置３１Ａを障害物の検出を行わない非検出状態とする。
この構成によれば、第１障害物検出装置３１Ａが、自動走行の開始時点においては障害物の検出を行う検出状態となるため、自動走行による動き出し時における障害物との接触を防止することが可能である。また、自動走行の開始後の自動走行中に障害物の検出を行わない非検出状態となるため、障害物の誤検知を防ぐことができて円滑な自動走行を実現することができる。
また、制御装置２５は、自動走行の開始後、第１障害物検出装置３１Ａを、当該第１障害物検出装置３１Ａが自動走行の開始前の車輪の位置又は車輪の側方位置を通過するまでは障害物の検出を行う検出状態とし、通過後は障害物の検出を行わない非検出状態とする。
この構成によれば、第１障害物検出装置３１Ａが、自動走行の開始後、自動走行の開始前の車輪の位置又は車輪の側方位置を通過するまでは検出状態となるため、自動走行開始前に障害物検出装置の非検出範囲となる前輪の側方領域等にある障害物を、自動走行開始
後に第１障害物検出装置３１Ａにより検出することができる。そのため、作業車両１の自動走行による動き出し時における障害物との接触を確実に防止することができる。
また、車輪は、車体２の前部に設けられた前輪３Ｆと、車体２の後部に設けられた後輪３Ｒと、を含み、第２障害物検出装置３１Ｂは第１障害物検出装置３１Ａよりも前方に設けられ、制御装置２５は、自動走行の開始後、第１障害物検出装置３１Ａを、当該第１障害物検出装置３１Ａが自動走行の開始前の前輪３Ｆの位置又は前輪３Ｆの側方位置を通過するまでは障害物の検出を行う検出状態とし、通過後は障害物の検出を行わない非検出状態とする。
この構成によれば、作業車両１が自動走行により前進する場合において、自動走行による動き出し時における障害物との接触を防止することができるとともに、障害物の誤検知を防ぐことができて円滑な自動走行を実現することができる。
また、制御装置２５は、少なくとも自動走行の開始からの経過時間に基づいて、第１障害物検出装置３１Ａが自動走行の開始前の車輪の位置又は車輪の側方位置を通過したと判断する。
この構成によれば、自動走行の開始からの経過時間等に基づいて簡単に、第１障害物検出装置３１Ａが自動走行の開始前の車輪の位置又は車輪の側方位置を通過したと判断することができる。
また、制御装置２５は、自動走行の開始からの経過時間と車体２の走行速度に基づいて、第１障害物検出装置３１Ａが自動走行の開始前の車輪の位置又は車輪の側方位置を通過したと判断する。
この構成によれば、自動走行の開始からの経過時間と車体２の走行速度に基づいて、簡単に且つ確実に、第１障害物検出装置３１Ａが自動走行の開始前の車輪の位置又は車輪の側方位置を通過したと判断することができる。
また、制御装置２５は、自動走行の開始からの経過時間と車体２の加速度に基づいて、第１障害物検出装置３１Ａが自動走行の開始前の車輪の位置又は車輪の側方位置を通過したと判断する。
この構成によれば、自動走行の開始からの経過時間と車体２の加速度に基づいて、簡単に且つ確実に、第１障害物検出装置３１Ａが自動走行の開始前の車輪の位置又は車輪の側方位置を通過したと判断することができる。
また、作業車両１は、車体２の位置を検出する位置検出装置２０を備え、制御装置２５は、位置検出装置２０により検出された車体２の位置に基づいて、第１障害物検出装置３１Ａが自動走行の開始前の車輪の位置又は車輪の側方位置を通過したと判断する。
この構成によれば、位置検出装置２０により検出された車体２の位置に基づいて、簡単に且つ確実に、第１障害物検出装置３１Ａが自動走行の開始前の車輪の位置又は車輪の側方位置を通過したと判断することができる。
また、第２障害物検出装置３１Ｂは前輪３Ｆよりも前方に配置され、第１障害物検出装置３１Ａは、前輪３Ｆと後輪３Ｒとの間に配置され、且つ前輪３Ｆよりも車幅方向外方の障害物を検出可能である。
この構成によれば、第２障害物検出装置３１Ｂによって前輪３Ｆよりも前方の障害物を確実に検出し、第１障害物検出装置３１Ａによって前輪３Ｆと後輪３Ｒとの間であって且つ前輪３Ｆよりも車幅方向外方の障害物を確実に検出しながら、自動走行による動き出し時における障害物との接触を防止することができる。
また、第２障害物検出装置３１Ｂは前輪３Ｆよりも車幅方向外方に配置され、第１障害物検出装置３１Ａは、第２障害物検出装置３１Ｂよりも車幅方向内方に配置されている。
この構成によれば、第２障害物検出装置３１Ｂによって前輪３Ｆよりも車幅方向外方の障害物を確実に検出し、第１障害物検出装置３１Ａによって第２障害物検出装置３１Ｂよりも車幅方向内方の障害物を確実に検出しながら、自動走行による動き出し時における障害物との接触を防止することができる。
また、運転席保護体７は車体２に搭載されたキャビン７であり、第１障害物検出装置３１Ａは、キャビン７の乗降口８と前輪３Ｆとの間の障害物を検出可能である。
この構成によれば、第１障害物検出装置３１Ａによってキャビン７の乗降口８と前輪３Ｆとの間の障害物を検出できるため、走行車両１が自動走行を開始した後において、自動走行開始前に乗降口８と前輪３Ｆとの間に存在していた障害物との接触を回避することができる。
また、第１障害物検出装置３１Ａは、検出波として音波を照射することによって障害物を検出するソナーであり、第２障害物検出装置３１Ｂは、検出波としてレーザを照射することによって障害物を検出するレーザスキャナである。
この構成によれば、第１障害物検出装置３１Ａによって運転席保護体７の側方に存在する障害物を確実に検出することができるとともに、第２障害物検出装置３１Ｂによって作業車両１の周囲（前方等）の広い範囲に存在する障害物を検出することができる。
以上、本発明の実施形態について説明したが、今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
１ 作業車両
２ 車体
３Ｆ 前輪
３Ｒ 後輪
２５ 制御装置
６ 運転席
７ 運転席保護体（キャビン）
８ 乗降口
２０ 位置検出装置
３１Ａ 第１障害物検出装置
３１Ｂ 第２障害物検出装置

Claims (11)

  1. 車輪を有する車体と、
    前記車体を予め設定された走行ルートに沿って自動走行させる制御装置と、
    前記車体に搭載された運転席と、
    前記運転席の周囲に設けられた運転席保護体と、
    前記運転席保護体の側部に設けられ且つ障害物を検出可能な第１障害物検出装置と、
    前記第１障害物検出装置と前後方向において異なる位置に設けられ且つ前記障害物を検出可能な第２障害物検出装置と、
    を備え、
    前記制御装置は、前記自動走行の開始時点においては前記第１障害物検出装置を前記障害物の検出を行う検出状態とし、前記自動走行の開始後の自動走行中に前記第１障害物検出装置を前記障害物の検出を行わない非検出状態とする作業車両。
  2. 前記制御装置は、前記自動走行の開始後、前記第１障害物検出装置を、当該第１障害物検出装置が前記自動走行の開始前の前記車輪の位置又は前記車輪の側方位置を通過するまでは前記障害物の検出を行う検出状態とし、通過後は前記障害物の検出を行わない非検出状態とする請求項１に記載の作業車両。
  3. 前記車輪は、前記車体の前部に設けられた前輪と、前記車体の後部に設けられた後輪と、を含み、
    前記第２障害物検出装置は、前記第１障害物検出装置よりも前方に設けられ、
    前記制御装置は、前記自動走行の開始後、前記第１障害物検出装置を、当該第１障害物検出装置が前記自動走行の開始前の前記前輪の位置又は前記前輪の側方位置を通過するまでは前記検出状態とし、通過後は前記非検出状態とする請求項２に記載の作業車両。
  4. 前記制御装置は、少なくとも前記自動走行の開始からの経過時間に基づいて、前記第１障害物検出装置が前記自動走行の開始前の前記車輪の位置又は前記車輪の側方位置を通過したと判断する請求項２又は３に記載の作業車両。
  5. 前記制御装置は、前記自動走行の開始からの経過時間と前記車体の走行速度に基づいて、前記第１障害物検出装置が前記自動走行の開始前の前記車輪の位置又は前記車輪の側方位置を通過したと判断する請求項２又は３に記載の作業車両。
  6. 前記制御装置は、前記自動走行の開始からの経過時間と前記車体の加速度に基づいて、前記第１障害物検出装置が前記自動走行の開始前の前記車輪の位置又は前記車輪の側方位置を通過したと判断する請求項２又は３に記載の作業車両。
  7. 前記車体の位置を検出する位置検出装置を備え、
    前記制御装置は、前記位置検出装置により検出された前記車体の位置に基づいて、前記第１障害物検出装置が前記自動走行の開始前の前記車輪の位置又は前記車輪の側方位置を通過したと判断する請求項２又は３に記載の作業車両。
  8. 前記第２障害物検出装置は、前記前輪よりも前方に配置され、
    前記第１障害物検出装置は、前記前輪と前記後輪との間に配置され、且つ前記前輪よりも車幅方向外方の障害物を検出可能である請求項３に記載の作業車両。
  9. 前記第２障害物検出装置は、前記前輪よりも車幅方向外方に配置され、
    前記第１障害物検出装置は、前記第２障害物検出装置よりも車幅方向内方に配置されている請求項３に記載の作業車両。
  10. 前記運転席保護体は、前記車体に搭載されたキャビンであり、
    前記第１障害物検出装置は、前記キャビンの乗降口と前記前輪との間の障害物を検出可能である請求項１〜９のいずれか１項に記載の作業車両。
  11. 前記第１障害物検出装置は、検出波として音波を照射することによって障害物を検出するソナーであり、
    前記第２障害物検出装置は、検出波としてレーザを照射することによって障害物を検出するレーザスキャナである請求項１〜１０のいずれか１項に記載の作業車両。
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