特許 6974370 土工用作業機械

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6974370

(24)【登録日】2021年11月8日

(45)【発行日】2021年12月1日

(54)【発明の名称】土工用作業機械

(51)【国際特許分類】

   G05D 1/02 20200101AFI20211118BHJP

   G08B 21/10 20060101ALI20211118BHJP

   G08B 25/10 20060101ALI20211118BHJP

【ＦＩ】

   G05D1/02 R

   G08B21/10

   G08B25/10 A

【請求項の数】8

【全頁数】17

(21)【出願番号】特願2019-7164(P2019-7164)

(22)【出願日】2019年1月18日

(65)【公開番号】特開2020-119031(P2020-119031A)

(43)【公開日】2020年8月6日

【審査請求日】2020年9月16日

(73)【特許権者】

【識別番号】000005522

【氏名又は名称】日立建機株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100090022

【弁理士】

【氏名又は名称】長門 侃二

(72)【発明者】

【氏名】竹田 奈美

(72)【発明者】

【氏名】鈴木 正和

(72)【発明者】

【氏名】青坂 隆史

(72)【発明者】

【氏名】岡崎 鉄朗

【審査官】 杉山 悟史

(56)【参考文献】

【文献】 登録実用新案第３１９３９２６（ＪＰ，Ｕ）

【文献】 特開２００８−１８１２４５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００５−２２２５６０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００１−０１４０５１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１２−２３５２００（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｇ０５Ｄ １／００ − １／１２

Ｇ０８Ｂ ２１／１０

Ｇ０８Ｂ ２５／１０

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

機体を自動で走行させる自動走行部を含み、前記機体を制御するコントローラを備えた土工用作業機械において、
前記機体が位置する地域で災害が発生したことを検出する災害検出装置と、
前記機体を管理する管理者と前記機体との間で情報を送受信する通信装置と、
前記機体の周囲に位置する作業者に前記災害の発生を報知する報知装置と、を有し、
前記災害検出装置は、加速度センサであり、
前記コントローラは、
前記災害を判定する災害判定部と前記機体の走行を停止させる走行停止部とを含み、
前記災害判定部は、前記加速度センサにより検出される機体上下方向の加速度を基に振動数を算出し、前記機体によって生じる加速度及び振動数と前記災害によって生じる加速度及び振動数とに区別して前記災害の発生を判定するものであって、
前記災害判定部により前記災害が発生したことを判定すると、前記走行停止部により前記機体の走行を停止し、前記通信装置により前記管理者に前記災害があったことを通知し、前記報知装置により前記機体の周囲に位置する作業者に前記災害の発生を報知することを特徴とする土工用作業機械。

【請求項2】

前記災害判定部は、前記災害として地震を判定する地震判定部を有し、
前記地震判定部は、前記加速度センサにより検出される機体上下方向の加速度を基に振動数を算出し、前記機体によって生じる加速度及び振動数と前記地震によって生じる加速度及び振動数とに区別して地震の発生を判定する、ことを特徴とする請求項１に記載の土工用作業機械。

【請求項3】

前記地震判定部は、前記地震によって生じる加速度及び振動数の相関から該振動数における加速度の大きさを地震スペクトルとして求め、該地震スペクトルが所定の加速度の大きさを超えると地震が発生したと判定する、ことを特徴とする請求項２に記載の土工用作業機械。

【請求項4】

前記コントローラは、前記災害判定部により前記災害が発生したことを判定すると、前記自動走行部により前記機体を所定の駐機地点まで自動で走行させて駐機させる、ことを特徴とする請求項１に記載の土工用作業機械。

【請求項5】

前記所定の駐機位置は、複数の駐機候補地点から選択される、ことを特徴とする請求項４に記載の土工用作業機械。

【請求項6】

前記コントローラは、該機体が作業を実施する作業範囲を判定する作業範囲判定部を有し、
前記所定の駐機位置は、前記作業範囲判定部によって判定された前記作業範囲における外周縁のいずれかの位置である、ことを特徴とする請求項４に記載の土工用作業機械。

【請求項7】

前記作業範囲が機体上下方向上方から視て多角形形状である場合において、
前記所定の駐機位置は、前記作業範囲の複数の角のいずれかである、ことを特徴とする請求項６に記載の土工用作業機械。

【請求項8】

前記コントローラは、特定の作業者にのみ操作を許容するセキュリティ部を有し、前記災害判定部により前記災害が発生したことを判定すると、前記セキュリティ部を停止させる、ことを特徴とする請求項１に記載の土工用作業機械。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は土工用作業機械に係り、特に災害時における自動運転技術に関する。

【背景技術】

【0002】

現在、転圧機械の自動化についての研究開発が進められており、近い将来、転圧機械による転圧作業が完全自動化されることが考えられる。
また、転圧機械等の作業機械が完全自動化されると、施工管理者が例えば所謂タブレット端末等の携帯可能な端末を用い、作業機械が作業を実行する作業現場とは異なる遠隔地で複数の作業機械を一度に管理することが推定される。

【0003】

このように、複数の転圧機械を一度に管理することは、災害時のような緊急時にすべての作業機械を操作することは困難となる虞がある。
そこで、災害発生時に作業機械（作業装置）を安全に停止させる技術が開発されている（特許文献１）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２０１２−２３５２００号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

しかしながら、上記特許文献１に開示される技術では、施工管理者が作業機械から離れた地域にいることで、作業機械の位置する地域において地震等の災害が発生したことを認識することができないという問題がある。
また、作業機械の位置する地域の作業者が例えばランマ等の振動を伴う作業機械を使用している場合、作業者は地震に気が付かない虞がある。

【0006】

本発明はこのような課題に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、土工用作業機械が位置する地域において災害が発生したことを土工用作業機械の管理者及び土工用作業機械の周囲に位置する作業者に認識させることができる土工用作業機械を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0007】

上記の目的を達成するため、本発明の土工用作業機械は、機体を自動で走行させる自動走行部を含み、前記機体を制御するコントローラを備えた土工用作業機械において、前記機体が位置する地域で災害が発生したことを検出する災害検出装置と、前記機体を管理する管理者と前記機体との間で情報を送受信する通信装置と、前記機体の周囲に位置する作業者に前記災害の発生を報知する報知装置と、を有し、前記災害検出装置は、加速度センサであり、前記コントローラは、前記災害を判定する災害判定部と前記機体の走行を停止させる走行停止部とを含み、前記災害判定部は、前記加速度センサにより検出される機体上下方向の加速度を基に振動数を算出し、前記機体によって生じる加速度及び振動数と前記災害によって生じる加速度及び振動数とに区別して前記災害の発生を判定するものであって、前記災害判定部により前記災害が発生したことを判定すると、前記走行停止部により前記機体の走行を停止し、前記通信装置により前記管理者に前記災害があったことを通知し、前記報知装置により前記機体の周囲に位置する作業者に前記災害の発生を報知することを特徴とする。

【0008】

これにより、機体が位置する地域で災害が発生したことを災害検出装置によって検出すると、走行停止部により前記機体の走行を停止し、通信装置により管理者に災害があったことを送信し、さらに、報知装置により機体の周囲に位置する作業者に災害の発生を報知することで、機体を自動で走行させる自動走行部を備えた作業機械のような、管理者が機体と異なる地域にいることにより、機体が位置する地域で災害が発生したことを管理者が認識することができないような場合であっても、該災害があったことを管理者に通知するとともに機体を停止させ、さらに、機体の周囲に位置する作業者に避難を促すことが可能とされる。
特に、災害判定部が加速度センサにより検出される機体上下方向の加速度を基に振動数を算出し、機体によって生じる加速度及び振動数と災害によって生じる加速度及び振動数とに区別して災害の発生を判定することで、例えば作業機械が振動ローラのような機体によって発する振動による機体の上下方向にかかる加速度が、災害によって機体が上下方向に加振されるときの加速度より大きいものであっても、正確に災害を判定することが可能とされる。

【0009】

その他の態様として、前記災害判定部は、前記災害として地震を判定する地震判定部を有し、前記地震判定部は、前記加速度センサにより検出される機体上下方向の加速度を基に振動数を算出し、前記機体によって生じる加速度及び振動数と前記地震によって生じる加速度及び振動数とに区別して地震の発生を判定するのが好ましい。

【0010】

これにより、地震判定部が加速度センサにより検出される機体上下方向の加速度を基に振動数を算出し、機体によって生じる加速度及び振動数と地震によって生じる加速度及び振動数とに区別して地震の発生を判定することで、例えば作業機械が振動ローラのような機体によって発する振動による機体の上下方向にかかる加速度が、地震によって機体が上下方向に加振されるときの加速度より大きいものであっても、正確に地震を判定することが可能とされる。

【0011】

その他の態様として、前記地震判定部は、前記地震によって生じる加速度及び振動数の相関から該振動数における加速度の大きさを地震スペクトルとして求め、該地震スペクトルが所定の加速度の大きさを超えると地震が発生したと判定するのが好ましい。
これにより、地震によって生じる加速度及び振動数の相関から該振動数における加速度の大きさを地震スペクトルとして求め、地震スペクトルが所定の加速度の大きさを超えると地震が発生したと判定するので、加速度センサを利用して地震を的確に検出することが可能である。
その他の態様として、前記コントローラは、前記災害判定部により前記災害が発生したことを判定すると、前記自動走行部により前記機体を所定の駐機地点まで自動で走行させて駐機させるのが好ましい。
これにより、災害判定部により災害が発生したことを判定すると、自動走行部により機体を所定の駐機位置まで自動で走行させて駐機させることで、例えば管理者が災害によって機体の操作をすることができない場合であっても、機体を自動で所定の駐機位置に移動させて駐機させることが可能とされる。

【0012】

その他の態様として、前記所定の駐機位置は、複数の駐機候補地点から選択されるのが好ましい。
これにより、複数の駐機候補地点から駐機位置を選択することで、例えば駐機候補地点のうち最も近い駐機候補地点を駐機位置として選択し、最短距離で機体を走行させることが可能とされる。

【0013】

その他の態様として、前記コントローラは、該機体が作業を実施する作業範囲を判定する作業範囲判定部を有し、前記所定の駐機位置は、前記作業範囲判定部によって判定された前記作業範囲における外周縁のいずれかの位置であるのが好ましい。

【0014】

これにより、作業範囲の端である外周縁のいずれかに機体を駐機させることで、災害の発生後における復旧作業において機体が物資の搬入等の邪魔になることを抑制することが可能とされる。

【0015】

その他の態様として、前記作業範囲が機体上下方向上方から視て多角形形状である場合において、前記所定の駐機位置は、前記作業範囲の複数の角のいずれかであるのが好ましい。

【0016】

これにより、作業範囲が機体上下方向上方から視て多角形形状である場合において、所定の駐機位置が作業範囲の複数の角のいずれかであるようにすることで、災害の発生後における復旧作業において機体が物資の搬入等の邪魔になることをより的確に抑制することが可能とされる。

【0017】

その他の態様として、前記コントローラは、特定の作業者にのみ操作を許容するセキュリティ部を有し、前記災害判定部により前記災害が発生したことを判定すると、前記セキュリティ部を停止させるのが好ましい。

【0018】

これにより、災害判定部により災害が発生したことを検出すると、特定の作業者にのみ操作を許容するセキュリティ部を停止することで、誰でも作業機械を操作可能となり、災害の発生後における復旧作業において機体が物資の搬入等の邪魔になることを抑制することが可能とされる。

【発明の効果】

【0019】

本発明の土工用作業機械によれば、機体が位置する地域で災害が発生したことを災害検出装置によって検出すると、走行停止部により前記機体の走行を停止し、通信装置により管理者に災害があったことを送信し、さらに、報知装置により機体の周囲に位置する作業者に災害の発生を報知するようにしたので、機体を自動で走行させる自動走行部を備えた作業機械のような、管理者が機体と異なる地域にいることにより、機体が位置する地域で災害が発生したことを管理者が認識することができないような場合であっても、該災害があったことを管理者に通知するとともに機体を停止させ、さらに、機体の周囲に位置する作業者に避難を促すことができる。
特に、災害判定部が加速度センサにより検出される機体上下方向の加速度を基に振動数を算出し、機体によって生じる加速度及び振動数と災害によって生じる加速度及び振動数とに区別して災害の発生を判定することで、例えば作業機械が振動ローラのような機体によって発する振動による機体の上下方向にかかる加速度が、災害によって機体が上下方向に加振されるときの加速度より大きいものであっても、正確に災害を判定することができる。

【0020】

これにより、土工用作業機械が位置する地域において災害が発生したことを土工用作業機械の管理者及び土工用作業機械の周囲に位置する作業者に認識させることができる。

【図面の簡単な説明】

【0021】

【図1】機体の概略構成図である。

【図2】本発明に係る土工用作業機械の制御に係るＥＣＵの接続構成が示されたブロック図である。

【図3】ＥＣＵに係る通常施工制御による機体の稼動態様を説明する説明図である。

【図4】転圧作業開始時における時間ｔと加速度Ｇとの相関を示すグラフである。

【図5】転圧作業開始時における周波数Ｈｚと加速度Ｇとの相関を示すグラフである。

【図6】転圧作業完了時における周波数Ｈｚと加速度Ｇとの相関を示すグラフである。

【図7】ＥＣＵが実行する、本発明に係る土工用作業機械の制御手順を示すルーチンが示されたフローチャートである。

【図8】転圧作業中に地震が発生した場合における周波数Ｈｚと加速度Ｇとの相関を示すグラフである。

【図9】地震発生時における範囲Ａの状況及び駐機位置判定制御の判定手法を説明する説明図である。

【図10】ＥＣＵが実行する、自動走行制御部による自動走行制御の制御手順を示すルーチンが示されたフローチャートである。

【図11】機体が経路Ｌに沿って走行できない状態を説明する説明図である。

【発明を実施するための形態】

【0022】

以下、図面に基づき本発明の一実施形態について説明する。
図１を参照すると、機体１の概略構成図が示されている。

【0023】

機体（土工用作業機械）１は、フロントフレーム３、リアフレーム５、駆動装置７、操縦席９、転圧ローラ１１及び駆動輪１３を備えたアーティキュレート式の土工用振動ローラである。この機体１は、駆動輪１３を駆動することで前後進しつつ、転圧ローラ１１を用いて地面を締固めることが可能である。また、機体１は、後述する自動走行制御部６３が備えられており、作業者が操縦席９に搭乗することなく自動走行制御により走行することが可能である。
フロントフレーム３は、機体１の前部に配設された左右一対の骨格部材である。このフロントフレーム３には、金属製の円筒状に形成された転圧ローラ１１が備えられている。また、フロントフレーム３は、回動支持体４を介してリアフレーム５に回動可能に取付けられている。

【0024】

回動支持体４には、アーティキュレート機構を作動させるステアリングシリンダ１７が取り付けられている。また、ハンドル１９の根元には、ステアリングバルブ１５が備えられており、ステアリングバルブ１５は、ステアリングシリンダ１７への油圧供給を操作し、例えば駆動装置７の後述するエンジンの駆動力を利用することで回動支持体４を軸にしてフロントフレーム３を回動させることが可能な油圧バルブである。

【0025】

リアフレーム５は、機体１の後部に配設された骨格部材である。このリアフレーム５には、上部に駆動装置７及び操縦席９が配設されている。また、リアフレーム５には、ゴム製のタイヤを備えた駆動輪１３が機体左右方向でリアフレーム５を挟むように配設されている。

【0026】

駆動装置７は、例えばエンジンやＨＳＴ（Hydraulic Static Transmission）が備えられており、駆動輪１３を駆動することが可能である。
操縦席９は、リアフレーム５の前側上部に配設され、図示はしないが、座席やコントロールパネル及び操作レバーが備えられている。これにより、操縦席９は、オペレータが搭乗して座席に着座し、コントロールパネルや操作レバーを操作することで機体１の走行等の操作をすることが可能である。この操縦席９には、駆動装置７のエンジンを稼動させるためのイグニッションスイッチ９ａが備えられている。

【0027】

このような構成により、機体１は、操縦席９に作業者が搭乗することで機体１の操作をすることが可能である。
この機体１には、さらに、ＧＮＳＳユニット２１、無線通信機（通信装置）２３、障害物センサ２５、車輪速度センサ２７、転舵角度センサ２９、加速度センサ（災害検出装置）３１及びスピーカ（報知装置）３３が備えられている。

【0028】

ＧＮＳＳユニット２１は、ＧＮＳＳアンテナ２１ａによって受信する電波からＧＮＳＳ受信機２１ｂによって位置情報を取得することが可能なＧＮＳＳ（Global Navigation Satellite System）である。
無線通信機２３は、例えばタブレット端末４０等の無線機器と通信することが可能な通信機である。

【0029】

障害物センサ２５は、フロントフレーム３の前端及びリアフレーム５の後端に設けられたソナーであり、機体１の前方及び後方に位置する障害物を検出することが可能である。
車輪速度センサ２７は、転圧ローラ１１及び駆動輪１３の近傍に備えられた、転圧ローラ１１及び駆動輪１３夫々の回転数を検出するセンサである。

【0030】

転舵角度センサ２９は、フロントフレーム３が機体１前後方向に対して屈曲する角度、すなわち転舵角度を検出するセンサである。
加速度センサ３１は、フロントフレーム３の機体前後方向中央に配設され、転圧ローラ１１の機体上下方向の加速度を検出することが可能なセンサである。

【0031】

スピーカ３３は、機体１の周囲に報知音を発すことが可能であり、例えば操縦席９の上側に配設されている。
ＥＣＵ（コントローラ）５０は、駆動装置７におけるエンジンの運転制御をはじめとして総合的な制御を行うための制御装置であり、入出力装置、記憶装置（ＲＯＭ、ＲＡＭ、不揮発性ＲＡＭ等）、中央処理装置（ＣＰＵ）等を含んで構成されている。

【0032】

図２を参照すると、本発明に係る土工用作業機械の制御に係るＥＣＵ５０の接続構成がブロック図で示されている。
ＥＣＵ５０には、災害判定部５１、作業範囲判定部５３、機体位置判定部５５、経路判定部５７、通報制御部６１、自動走行制御部６３、走行停止部６４、セキュリティ部６５及びエンジン稼動制御部６７を備えている。

【0033】

災害判定部５１は、機体１が位置する地域で災害が発生したことを判定する判定部である。なお、本実施形態では、災害判定部５１は後述する地震判定制御によって災害の一である地震を判定するが、例えば地震速報等の地震に関する情報や津波、火事等の災害情報を無線通信機２３を介して受信したときに地震等の災害であると判定するようにしてもよい。

【0034】

作業範囲判定部５３は、機体１が地面の締固め作業を実施する範囲Ａを判定する判定部である。この範囲Ａは、例えば管理者が所有するタブレット端末４０を操作することで無線通信機２３を介して機体１に指令する作業範囲である。

【0035】

機体位置判定部５５は、ＧＮＳＳ受信機２１ｂによって取得した位置情報を基に機体１の現在位置を判定する判定部である。
経路判定部５７は、後述する駐機位置判定制御や経路判定制御を実行する判定部である。

【0036】

通報制御部６１は、無線通信機２３及びスピーカ３３を制御することが可能な制御部である。したがって、通報制御部６１は、無線通信機２３を制御することで、機体１が位置する地域で災害が発生したことをタブレット端末４０に通知することが可能である。また、通報制御部６１は、スピーカ３３を制御することで、機体１の周囲で作業をする作業者に災害が発生したことを報知することが可能である。

【0037】

自動走行制御部６３は、車輪速度センサ２７や転舵角度センサ２９から入力される情報を基に機体１の速度や転舵角度を算出し、機体１を走行させる自動走行制御を実行することが可能である。また、自動走行制御を実行中、障害物センサ２５から入力される情報を基に機体１が障害物等と接触する虞があると判定するときは、障害物等との接触を回避しつつスピーカ３３からブザー等の警告音を吹鳴することが可能である。

【0038】

このように、自動走行制御部６３は、自動走行制御を実行することで、作業者や管理者の操作に依らずに機体１を自動で走行させる制御部である。走行停止部６４は、機体１を減速させて走行を停止させることが可能である。

【0039】

セキュリティ部６５は、セキュリティ制御を実行することで、例えば登録されていない人によりイグニッションスイッチ９ａが操作されたとき、駆動装置７の稼動を行わず、また、タブレット端末４０に通知し、注意を促すことが可能である。換言すると、このセキュリティ部６５は、セキュリティ制御を解除することで、登録されていない人によりイグニッションスイッチ９ａが操作されたときであってもエンジン稼動制御部６７を介した駆動装置７の稼動が行われる。なお、セキュリティ部６５は、操縦席９の図示しないドアを施錠するようにしてもよく、盗難やいたずらによって機体１が走行することを未然に防ぐことができればよい。また、セキュリティ部６５は、セキュリティ制御を解除するときであっても、タブレット端末４０に駆動装置７が稼動されたことを通知するようにしてもよい。

【0040】

エンジン稼動制御部６７は、駆動装置７を稼動させ、または停止させる制御部である。このエンジン稼動制御部６７は、イグニッションスイッチ９ａが操作されたときに駆動装置７のエンジンを稼動させることが可能である。また、エンジン稼動制御部６７は、例えば管理者がタブレット端末４０を操作して駆動装置７の停止操作したときに駆動装置７のエンジンを停止することが可能である。

【0041】

ＥＣＵ５０の入力側（入力デバイス）には、イグニッションスイッチ（ＩＧスイッチ）９ａ、ＧＮＳＳ受信機２１ｂ、無線通信機２３、障害物センサ２５、車輪速度センサ２７、転舵角度センサ２９及び加速度センサ３１が電気的に接続されている。イグニッションスイッチ９ａからは、作業者等による駆動装置７のエンジンの稼動操作情報が入力され、ＧＮＳＳ受信機２１ｂからは、ＧＮＳＳアンテナ２１ａによって受信する電波に基づいて取得する位置情報が入力され、無線通信機２３からは、タブレット端末４０を介した管理者が機体１にする作業範囲等の指令に関する情報が入力される。

【0042】

また、障害物センサ２５からは機体１の前後方向に位置する障害物と機体１との距離が入力され、車輪速度センサ２７からは、転圧ローラ１１及び駆動輪１３の回転数が入力され、転舵角度センサ２９からは、機体１の転舵角度が入力され、加速度センサ３１からは、転圧ローラ１１の機体上下方向についての加速度が入力される。

【0043】

一方、ＥＣＵ５０の出力側（出力デバイス）には、駆動装置７、ステアリングバルブ１５、無線通信機２３及びスピーカ３３が電気的に接続されている。これにより、駆動装置７を制御することで機体１の走行速度を制御し、ステアリングバルブ１５を制御することで機体１の転舵角度を制御し、無線通信機２３を介してタブレット端末４０に転圧状況や災害発生の有無についての情報を送信し、スピーカ３３を制御することで、機体１周辺の作業者等の音による報知をすることができる。

【0044】

次に、ＥＣＵ５０が実行する制御のうちの、通常施工制御及び災害時自動走行制御について詳しく説明する。

【0045】

［通常施工制御］
図３を参照すると、ＥＣＵ５０に係る通常施工制御による機体１の稼動態様を説明する説明図が示されている。
ＥＣＵ５０が通常施工制御を実施するとき、機体１は、予め設定された範囲Ａについて転圧施工を実施する。詳しくは、例えば遠隔地にいる管理者がタブレット端末４０を操作して、機体１が施工する範囲Ａを設定する。なお、本実施形態では、説明の便宜上、範囲Ａを長方形とするが、必要に応じて円形や五角形その他複雑な形状としてもよい。

【0046】

ここで、タブレット端末４０によって設定された範囲Ａは、無線通信機２３を介してＥＣＵ５０内の作業範囲判定部５３に入力される。従って、作業範囲判定部５３は、機体１が転圧施工をする範囲Ａを記憶することができる。

【0047】

機体位置判定部５５は、ＧＮＳＳ受信機２１ｂより入力される機体１の位置情報を基に機体１の位置を判定する。これにより、機体１が範囲Ａにおける転圧作業を実施した範囲Ｂを作業範囲判定部５３に記憶させることで、作業範囲判定部５３に記憶される範囲Ａを、転圧作業がすでに完了した範囲Ｂと未だ転圧作業が実施されていない範囲Ｃとで区別することができる。ここで、機体１が転圧作業を完了させたか否かの判定は、例えば加速度センサ３１を用いて判定する。

【0048】

図４を参照すると、転圧作業開始時における時間ｔと加速度Ｇとの相関がグラフで示されている。また、図５を参照すると、転圧作業開始時における周波数Ｈｚと加速度Ｇとの相関がグラフで示されている。またさらに、図６を参照すると、転圧作業完了時における周波数Ｈｚと加速度Ｇとの相関がグラフで示されている。

【0049】

転圧作業において、機体１は、転圧ローラ１１を振動させながら所定回数往復するように前後進することで、地面を締固める。このとき、加速度センサ３１によって検出される加速度Ｇは、略一定の周波数（一定周波数）で振動する（図４）。この時間ｔと加速度Ｇとの相関を、例えばフーリエ変換すると、図５のように、周波数Ｈｚと加速度Ｇとの相関に変換することができる。

【0050】

ここで、転圧作業開始時は、転圧作業完了時と比較して地面が柔らかいため、機体１が加振した転圧ローラ１１の振動数と同様の周波数のスペクトル（加振スペクトル）が主に検出される。一方、転圧作業が進むにつれて地面が締め固められることで、機体１が加振した転圧ローラ１１の振動に対する地面の応答が強くなる。従って、転圧作業完了時には、加速度センサ３１によって検出される加速度Ｇのうち、加振スペクトルとは異なる周波数のスペクトル（応答スペクトル）の加速度Ｇが増加する（図６）。

【0051】

したがって、転圧作業が完了したと判定できるときの応答スペクトルの加速度Ｇのピークを結ぶ領域を応答スペクトル域とし、該応答スペクトル域を各応答スペクトルの加速度Ｇがひとつでも超えたとき、機体１の転圧作業をしている地面が必要十分に転圧され、転圧作業が完了したと判定する。

【0052】

このようにして転圧作業が完了したと判定すると、機体１が位置する地点を転圧作業がすでに完了した範囲Ｂとして記憶し、未だ転圧作業が実施されていない範囲Ｃに移動する。このように転圧作業を繰り返すことで、範囲Ｂを広げるようにして範囲Ａの転圧作業を実施する。

【0053】

［災害時自動走行制御］
図７を参照すると、ＥＣＵ５０が実行する、本発明に係る土工用作業機械の制御手順を示すルーチンがフローチャートで示されており、以下、同フローチャートに沿い説明する。

【0054】

ステップＳ１０では、災害判定部５１が、機体１が位置する地域で地震が発生したか否かを判定する。
図８を参照すると、転圧作業中に地震が発生した場合における周波数Ｈｚと加速度Ｇとの相関がグラフで示されている。

【0055】

災害判定部５１は、加速度センサ３１によって検出される加速度Ｇから変換した周波数Ｈｚと加速度Ｇとの相関に基づき、特定スペクトル域を超える加速度Ｇ（図８中の地震スペクトル）の振動を発見すると、機体１の位置する地域で地震が発生したと判定する。ここで、特定スペクトル域とは、例えば応答スペクトル域にバラつきを考慮した振動数のスペクトル域であり、転圧作業に係る転圧ローラ１１の振動では発生しない領域のスペクトル域である。これにより、転圧作業に用いる加速度センサ３１を利用して地震を的確に検出することができる。

【0056】

図７に戻り、ステップＳ１０は、判定結果が真（Ｙｅｓ）で機体１が位置する地域で地震が発生したと判定するまで繰り返し実行し、地震が発生したと判定すると、ステップＳ２０に移行する。

【0057】

ステップＳ２０では、走行停止部６４により、機体１の走行を停止させてステップＳ３０に移行する。このように機体１を停止させることで、地震による揺れの影響を受けて機体１が予期せぬ方向に移動すること等を抑制することができる。

【0058】

ステップＳ３０では、通報制御部６１により、スピーカ３３を制御して範囲Ａ内にいる作業者に地震が発生したことを報知してステップＳ４０に移行する。ここで、範囲Ａ内にいる作業者は、範囲Ａ内にいる作業者、換言すると機体１が位置する地域にいる作業者ではあるが、例えばランマ等の振動を伴う作業機械を使用している場合、地震に気が付かない虞がある。従って、ステップＳ３０によってスピーカ３３を制御して範囲Ａ内にいる作業者に地震が発生したことを報知することで、避難を促すことができる。

【0059】

ステップＳ４０では、通報制御部６１により、無線通信機２３からタブレット端末４０に向け、機体１が位置する地域で地震が発生したことを通知してステップＳ５０に移行する。ここで、タブレット端末４０を所有する管理者は、機体１の位置する地域にはおらず、遠隔地から機体１の管理及び範囲Ａの転圧作業の管理を行っていることが考えられる。

【0060】

従って、ステップＳ４０によってタブレット端末４０に向けて機体１が位置する地域で地震が発生したことを通知し、該通知に関する情報をタブレット端末４０に表示することで、遠隔地にいる管理者に地震の発生を認識させることができる。

【0061】

図９を参照すると、地震発生時における範囲Ａの状況及び駐機位置判定制御の判定手法を説明する説明図が示されている。ステップＳ５０〜Ｓ７０では、機体位置判定部５５、経路判定部５７及び自動走行制御部６３によって機体１を地点Ｐ１〜Ｐ４のいずれか（所定の駐機地点）に移動させる。

【0062】

例えば範囲Ａが幹線道路Ｒ１と幹線道路Ｒ２との交差点である場合、地震後の復旧作業において範囲Ａは物資の搬入等に必要な道路の一部となる。また、上記したように範囲Ａが例えば長方形である場合、地点Ｐ１〜Ｐ４（駐機候補地点）までの４つの角が存在する。このような範囲Ａの場合、範囲Ａの例えば中央に機体１が位置すると、地震後の復旧作業において機体１が物資の搬入等の邪魔になることが考えられる。

【0063】

そこで、地震後の復旧作業において機体１が物資の搬入等の邪魔になることを抑制するべく、ステップＳ５０〜Ｓ７０の各制御によって機体１を地点Ｐ１〜Ｐ４のいずれかに移動させる。なお、駐機候補地点は、地形や状況に応じて駐機地点を変更してもよく、範囲Ａの角でなく範囲Ａの外周縁のいずれかであってもよい。

【0064】

ステップＳ５０では、駐機位置判定制御を実行する。図９に戻り、駐機位置判定制御では、機体位置判定部５５によって判定される機体１の位置に基づき算出される地点Ｐ１〜Ｐ４（駐機候補地点）の直線距離から、最も近い駐機位置を判定する。

【0065】

図９において、機体１が最も近い駐機位置は、地点Ｐ１である。従って、ステップＳ５０では、機体１を駐機する駐機位置を地点Ｐ１とし、ステップＳ６０に移行する。

【0066】

ステップＳ６０では、経路判定部５７により、機体１が地点Ｐ１に向かうための最適な経路を判定する。ここで、機体１は、後進走行も可能であるため、図９のような場合は後進しながら地点Ｐ１に向かうことが考えられる。従って、ステップＳ６０は、経路判定部５７により経路Ｌ１を判定し、ステップＳ７０に移行する。

【0067】

図１０を参照すると、ＥＣＵ５０が実行する、自動走行制御部６３による自動走行制御の制御手順を示すルーチンがフローチャートで示されている。

【0068】

ステップＳ１１０では、機体１が地点Ｐ１に到着したか否かを判別する。ステップＳ１１０の判別結果が真（Ｙｅｓ）で機体１が地点Ｐ１に到着したと判別すると、自動走行制御を終了する。また、ステップＳ１１０の判別結果が偽（Ｎｏ）で未だ機体１が地点Ｐ１に到着していないと判別すると、ステップＳ１２０に移行する。

【0069】

ステップＳ１２０では、機体１を経路Ｌ１に沿って進行させることが可能か否かを判別する。ここで、図１１を参照すると、機体１を経路Ｌ１に沿って進行させることができない状態を説明する説明図が示されており、機体１が経路Ｌ１に沿って走行不可能な場合とは、例えば経路Ｌ１上に地震によって範囲Ａに形成された地割れＸ１が位置する場合や、落石等の障害物Ｘ２が位置する等の理由により、機体１を経路Ｌ１に沿って進行させることができない場合のことをいう。この地割れＸ１や障害物Ｘ２は、障害物センサ２５によって検出する。

【0070】

従って、ステップＳ１２０の判別結果が偽（Ｎｏ）で地割れＸ１や障害物Ｘ２が経路Ｌ１上に発見されず、機体１を経路Ｌ１に沿って進行させることが可能であると判別すると、ステップＳ１３０に移行して機体１を経路Ｌ１に沿って例えば所定距離進行させてステップＳ１１０に戻る。一方、ステップＳ１２０の判別結果が真（Ｙｅｓ）で、機体１を経路Ｌ１に沿って進行させることができないと判別すると、ステップＳ１４０に移行する。

【0071】

ステップＳ１４０では、地割れＸ１や障害物Ｘ２を回避して地点Ｐ１に向かうことが可能か否かを判別する。ステップＳ１４０の判別結果が真（Ｙｅｓ）で、経路Ｌ１上に位置する障害物Ｘ２が遠回りすることで回避することが可能な場合にはステップＳ６０に戻り、機体１が地点Ｐ１に向かうための最適な経路を再び判定し、ステップＳ７０を改めて実行する。一方、ステップＳ１４０の判別結果が偽（Ｎｏ）で、経路Ｌ１上に地震によって範囲Ａに形成された地割れＸ１が位置し、該地割れＸ１が断続的に延びており、機体１が地点Ｐ１に向かうことはできない場合には、ステップＳ１５０に移行する。

【0072】

ステップＳ１５０では、地点Ｐ１を駐機候補地点から除外してステップＳ５０に戻る。以降、ステップＳ５０では、地点Ｐ１を除外した地点Ｐ２〜Ｐ４から最も近い駐機位置を改めて判定し、ステップＳ６０及びステップＳ７０を改めて実行する。

【0073】

このようにして、自動走行制御部６３による自動走行制御では、地割れＸ１や障害物Ｘ２を検出する場合（ステップＳ１２０）、障害物Ｘ２のように回避可能（ステップＳ１３０でＹｅｓ）であれば、ステップＳ６０に移行して障害物Ｘ２を回避して地点Ｐ１に向かう経路を判定することができる。また、地割れＸ１のように回避できない（ステップＳ１３０でＮｏ）であれば、地点Ｐ１を駐機候補地点から除外して（ステップＳ１５０）地点Ｐ２〜Ｐ３に向かう経路を改めて判定することができる。

【0074】

図７に戻り、ステップＳ７０の自動走行制御部６３による自動走行制御及び、適宜ステップＳ５０及びステップＳ６０に戻ることによって、機体１が地点Ｐ１〜Ｐ４のいずれかに位置すると、ステップＳ８０に移行する。

【0075】

ステップＳ８０では、セキュリティ部６５によるセキュリティ制御を解除してステップＳ９０に移行する。これにより、管理者の操作によらずに誰でもエンジン稼動制御部６７を介して駆動装置７を稼動し、機体１を走行可能にして地震後の復旧作業において機体１を使用することや、幹線道路Ｒ１、Ｒ２等を行き来する輸送車両等の邪魔にならないよう機体１を移動させることができる。

【0076】

ステップＳ９０では、機体１の駆動装置７のエンジンの稼動を停止して本ルーチンを終了する。
このようにして、ＥＣＵ５０が実行する災害時自動走行制御により、管理者や作業者の操作または作業に依らずに機体１を的確な駐機地点に駐機させることができる。特に、災害時自動走行制御は、通常施工制御に用いる各センサ等の入力デバイス及び駆動装置７等の出力デバイスを用いて実行されるため、災害時自動走行制御に用いるために入力デバイスや出力デバイスを追加することなく、該災害時自動走行制御を実行することができる。

【0077】

以上説明したように、本発明に係る土工用作業機械では、機体１を自動で走行させる自動走行制御部６３を含み、機体１を制御するＥＣＵ５０を備えた土工用作業機械において、機体１が位置する地域で災害が発生したことを検出する災害検出装置と、機体１を管理する管理者と機体１との間で情報を送受信する無線通信機２３と、機体１の周囲に位置する作業者に災害の発生を報知するスピーカ３３と、を有し、ＥＣＵ５０は、機体１の走行を停止させる走行停止部６４を含み、災害検出装置により機体１の位置する地域で災害が発生したことを検出すると、走行停止部６４により機体１の走行を停止し、無線通信機２３により管理者に災害があったことを通知し、スピーカ３３により機体１の周囲に位置する作業者に災害の発生を報知する。

【0078】

従って、機体１が位置する地域で災害が発生したことを災害検出装置によって検出すると、走行停止部６４により機体１の走行を停止し、無線通信機２３により管理者に災害があったことを送信し、さらに、スピーカ３３により機体１の周囲に位置する作業者に災害の発生を報知するようにしたので、機体１を自動で走行させる自動走行制御部６３を備えた作業機械のような、管理者が機体１と異なる地域にいることにより、機体１が位置する地域で災害が発生したことを管理者が認識することができないような場合であっても、該災害があったことを管理者に通知するとともに機体１を停止させ、さらに、機体１の周囲に位置する作業者に避難を促すことができる。

【0079】

そして、ＥＣＵ５０は、地震を判定する災害判定部５１を有し、災害検出装置として加速度センサ３１を用い、災害判定部５１は、加速度センサ３１により検出される機体１上下方向の加速度を基に振動数を算出し、機体１によって生じる加速度及び振動数と地震によって生じる加速度及び振動数とに区別して地震の発生を判定することで、例えば作業機械が振動ローラのような機体１によって発する振動による機体１の上下方向にかかる加速度が、地震によって機体１が上下方向に加振されるときの加速度より大きいものであっても、正確に地震を判定することができる。

【0080】

そして、ＥＣＵ５０は、は、加速度センサ３１により機体１の位置する地域で災害が発生したことを検出すると、自動走行制御部６３により機体１を所定の駐機地点まで自動で走行させて駐機させたので、例えば管理者が災害によって機体１の操作をすることができない場合であっても、機体１を自動で所定の駐機位置に移動させて駐機させることができる。

【0081】

そして、所定の駐機位置は、地点Ｐ１〜Ｐ４から選択されるので、例えば地点Ｐ１〜Ｐ４のうち最も近い地点Ｐ１を駐機位置として選択し、最短距離で機体１を走行させることができる。また、地点Ｐ１までの経路Ｌに地割れＸ１のような回避できない障害があれば、他の地点Ｐ２〜Ｐ３に向かう経路を改めて判定することができる。

【0082】

そして、ＥＣＵ５０は、は、機体１が作業を実施する範囲Ａを判定する作業範囲判定部５３を有し、所定の駐機位置は、作業範囲判定部５３によって判定された範囲Ａにおける外周縁に位置する地点Ｐ１〜Ｐ４のいずれかの位置なので、災害の発生後における復旧作業において機体１が物資の搬入等の邪魔になることを抑制することができる。

【0083】

そして、範囲Ａが機体１上下方向上方から視て多角形形状である場合において、所定の駐機位置は、範囲Ａの複数の角にあたる地点Ｐ１〜Ｐ４なので、災害の発生後における復旧作業において機体１が物資の搬入等の邪魔になることをより的確に抑制することができる。

【0084】

そして、ＥＣＵ５０は、は、特定の作業者にのみ操作を許容するセキュリティ部６５を有し、加速度センサ３１により機体１の位置する地域で災害が発生したことを検出すると、セキュリティ部６５を停止させることで、機体１を誰でも操作することが可能となり、災害の発生後における復旧作業において機体１が物資の搬入等の邪魔になることを抑制することができる。

【0085】

以上で本発明に係る土工用作業機械の説明を終えるが、本発明は上記実施形態に限られるものではなく、発明の主旨を逸脱しない範囲で変更可能である。

【0086】

例えば、本実施形態では、加速度センサ３１によって入力される加速度を基に災害判定部５１が地震を判定するようにしたが、地震速報や管理者からの地震があった旨の通信を基に災害を判定するようにしてもよい。このとき、災害検出装置として、無線通信機２３を用いるようにすればよい。

【0087】

また、本実施形態では、災害時自動走行制御の制御手順をステップＳ１０〜Ｓ９０を用いて説明したが、各ステップの順番はこれに限らず、適宜変更するようにしてもよい。

【0088】

また、本実施形態では、自動走行制御の制御手順をステップＳ１１０〜Ｓ１５０を用いて説明したが、災害時自動走行制御と同様に、各ステップの順番はこれに限らず、適宜変更するようにしてもよい。

【符号の説明】

【0089】

１ 機体（土工用作業機械）
２３ 無線通信機（通信装置）
３１ 加速度センサ（災害検出装置）
３３ スピーカ（報知装置）
５０ ＥＣＵ（コントローラ）
５１ 災害判定部（地震判定部）
５３ 作業範囲判定部
６３ 自動走行制御部（自動走行部）
６４ 走行停止部
６５ セキュリティ部

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】