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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2023154946
(43)【公開日】2023-10-20
(54)【発明の名称】道路機械
(51)【国際特許分類】
   E01C 19/48 20060101AFI20231013BHJP
【FI】
E01C19/48 A
【審査請求】未請求
【請求項の数】3
【出願形態】OL
(21)【出願番号】P 2022064602
(22)【出願日】2022-04-08
(71)【出願人】
【識別番号】502246528
【氏名又は名称】住友建機株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100107766
【弁理士】
【氏名又は名称】伊東 忠重
(74)【代理人】
【識別番号】100070150
【弁理士】
【氏名又は名称】伊東 忠彦
(72)【発明者】
【氏名】寺元 陶太
【テーマコード(参考)】
2D052
【Fターム(参考)】
2D052BD03
2D052BD12
2D052CA03
2D052CA26
(57)【要約】
【課題】道路の湾曲部に舗装材を敷設する際にスクリードの伸縮を適切に制御できるアスファルトフィニッシャを提供すること。
【解決手段】アスファルトフィニッシャ100は、スクリュSCにより敷き拡げられた舗装材PVをスクリュSCの後方で敷き均す車幅方向に伸縮可能なスクリード3と、スクリード3の伸縮を制御するコントローラ50と、を備える。コントローラ50は、施工対象の道路の境界線を定める物体APの高さH11がスクリード3によって敷き均される新設舗装体NPの高さH12より高い場合においてスクリード3の伸縮を制御する第1モード(下層モード)と、物体APの高さH11が新設舗装体NPの高さH12以下の場合においてスクリード3の伸縮を制御する第2モード(表層モード)と、を切り換えできるように構成されている。
【選択図】図7
【特許請求の範囲】
【請求項1】
トラクタと、
前記トラクタの前方に設置されて舗装材を受け入れるホッパと、
前記ホッパ内の舗装材を前記トラクタの後方へ給送するコンベアと、
前記コンベアにより給送された前記舗装材を前記トラクタの後方で敷き拡げるスクリュと、
前記スクリュにより敷き拡げられた前記舗装材を前記スクリュの後方で敷き均す車幅方向に伸縮可能なスクリードと、
前記スクリードの伸縮を制御する制御装置と、を備え、
前記制御装置は、施工対象範囲の境界線を定める地物の高さが前記スクリードによって敷き均される前記舗装材の高さより高い場合において前記スクリードの伸縮を制御する第1モードと、前記地物の高さが前記舗装材の高さ以下の場合において前記スクリードの伸縮を制御する第2モードと、を切り換えできるように構成されている、
道路機械。
【請求項2】
前記制御装置は、前記第1モードでは、当該道路機械の前後軸の方向において所定の前後幅を有する前記スクリードと前記地物とが非接触となる範囲で前記スクリードを伸縮させる、
請求項1に記載の道路機械。
【請求項3】
前記制御装置は、前記境界線上に設定される点の座標に基づいて決定される目標座標に、前記スクリードの所定部位の座標を一致させるように前記スクリードを伸縮させる、
請求項1又は2に記載の道路機械。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本開示は、道路機械に関する。
【背景技術】
【0002】
従来、スクリードの端部に取り付けられた半導体レーザ投光器とCCDカメラとを用いて舗装対象の道路の境界線を検出し、その境界線に合わせてスクリードを伸縮させるアスファルトフィニッシャが知られている(特許文献1参照)。
【0003】
このアスファルトフィニッシャは、車幅方向におけるスクリードの端部と境界線との間の間隔が小さくなるようにスクリードを伸縮させるように構成されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【特許文献1】特開平6-294105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、特許文献1は、道路の湾曲部に舗装材を敷設する際のスクリードの伸縮に関する制御については言及していない。
【0006】
そこで、道路の湾曲部に舗装材を敷設する際にスクリードの伸縮を適切に制御できるアスファルトフィニッシャ等の道路機械を提供することが望まれる。
【課題を解決するための手段】
【0007】
本開示の実施形態に係る道路機械は、トラクタと、前記トラクタの前方に設置されて舗装材を受け入れるホッパと、前記ホッパ内の舗装材を前記トラクタの後方へ給送するコンベアと、前記コンベアにより給送された前記舗装材を前記トラクタの後方で敷き拡げるスクリュと、前記スクリュにより敷き拡げられた前記舗装材を前記スクリュの後方で敷き均す車幅方向に伸縮可能なスクリードと、前記スクリードの伸縮を制御する制御装置と、を備え、前記制御装置は、施工対象範囲の境界線を定める地物の高さが前記スクリードによって敷き均される前記舗装材の高さより高い場合において前記スクリードの伸縮を制御する第1モードと、前記地物の高さが前記舗装材の高さ以下の場合において前記スクリードの伸縮を制御する第2モードと、を切り換えできるように構成されている。
【発明の効果】
【0008】
上述の道路機械は、道路の湾曲部に舗装材を敷設する際にスクリードの伸縮を適切に制御できる。
【図面の簡単な説明】
【0009】
図1】アスファルトフィニッシャの側面図である。
図2】アスファルトフィニッシャの上面図である。
図3】操作支援システムの構成例を示す図である。
図4】舗装用型枠の概略斜視図である。
図5】目標設定処理の流れの一例を示すフローチャートである。
図6】制御モード選択処理の流れの一例を示すフローチャートである。
図7】下層モードにおいて徐々に収縮する左後側スクリードによって敷設される新設舗装体の上面図及び断面図である。
図8】下層モードにおいて徐々に伸張する左後側スクリードによって敷設される新設舗装体の上面図である。
図9】表層モードにおいて徐々に収縮する左後側スクリードによって敷設される新設舗装体の上面図及び断面図である。
図10】表層モードにおいて徐々に伸張する左後側スクリードによって敷設される新設舗装体の上面図である。
【発明を実施するための形態】
【0010】
図1は、本開示の実施形態に係る道路機械の一例であるアスファルトフィニッシャ100の側面図である。図2はアスファルトフィニッシャ100の上面図である。図示例では、アスファルトフィニッシャ100は、ホイール式アスファルトフィニッシャであり、主に、トラクタ1、ホッパ2、及びスクリード3で構成されている。以下では、トラクタ1から見たホッパ2の方向(+X方向)を前方とし、トラクタ1から見たスクリード3の方向(-X方向)を後方とする。
【0011】
トラクタ1は、アスファルトフィニッシャ100を移動させるための機構である。図示例では、トラクタ1は、後輪走行用油圧モータを用いて後輪5を回転させ、且つ、前輪走行用油圧モータを用いて前輪6を回転させてアスファルトフィニッシャ100を移動させる。後輪走行用油圧モータ及び前輪走行用油圧モータは油圧ポンプから作動油の供給を受けて回転する。但し、前輪6は従動輪であってもよい。
【0012】
アスファルトフィニッシャ100は、クローラ式アスファルトフィニッシャであってもよい。この場合、後輪5及び前輪6の組み合わせは左クローラ及び右クローラの組み合わせで置き換えられる。
【0013】
ホッパ2は、舗装材PVを受け入れるための機構である。図示例では、ホッパ2は、トラクタ1の前方に設置され、ホッパシリンダによって車幅方向(Y軸方向)に開閉できるように構成されている。アスファルトフィニッシャ100は、通常、ホッパ2が全開状態のときにダンプトラックの荷台から舗装材PV(例えばアスファルト混合物である。)を受け入れる。ダンプトラックは、舗装材PVを運搬する運搬車両の一例である。図1及び図2はホッパ2が全開状態であることを示す。施工中にホッパ2内の舗装材PVが減少するとアスファルトフィニッシャ100の操作者はホッパ2を閉じてホッパ2の内壁付近にあった舗装材PVをホッパ2の中央部に集める。ホッパ2の中央部にあるコンベアCVがトラクタ1の後方に舗装材PVを給送できるようにするためである。コンベアCVによってトラクタ1の後方に給送された舗装材PVは、スクリュSCによってトラクタ1の後方且つスクリード3の前方で車幅方向に敷き拡げられる。図示例では、スクリュSCは、左延長スクリュSCL及び右延長スクリュSCRが連結された状態にある。図1及び図2では、明瞭化のため、ホッパ2内にある舗装材PVの図示が省略され、スクリュSCによって敷き拡げられた舗装材PVが粗いドットパターンで示され、スクリード3によって敷き均された新設舗装体NPが細かいドットパターンで示されている。
【0014】
スクリード3は、舗装材PVを敷き均すための機構である。図示例では、スクリード3は、前側スクリード30及び後側スクリード31を含む。前側スクリード30は、左前側スクリード30L及び右前側スクリード30Rを含む。後側スクリード31は、車幅方向に伸縮可能なスクリードであり、左後側スクリード31L及び右後側スクリード31Rを含む。具体的には、後側スクリード31は、スクリード3内に設置されたスクリード伸縮シリンダ7によって伸縮される。より具体的には、スクリード伸縮シリンダ7は、左スクリード伸縮シリンダ7L及び右スクリード伸縮シリンダ7Rを含む。そして、左後側スクリード31Lは、左スクリード伸縮シリンダ7Lによって伸縮され、右後側スクリード31Rは、右スクリード伸縮シリンダ7Rによって伸縮される。
【0015】
また、スクリード3は、トラクタ1によって牽引される浮動スクリードであり、レベリングアーム3Aを介してトラクタ1に連結されている。レベリングアーム3Aは、トラクタ1の左側に配置される左レベリングアーム3ALと、トラクタ1の右側に配置される右レベリングアーム3ARとを含む。なお、後側スクリード31の端部には端部敷き均し装置が配置されていてもよい。
【0016】
後側スクリード31の遠位端にはサイドプレート41が取り付けられている。図示例では、左後側スクリード31Lの左端には左サイドプレート41Lが取り付けられ、右後側スクリード31Rの右端には右サイドプレート41Rが取り付けられている。
【0017】
スクリード3の後方には踏み板32が取り付けられている。具体的には、踏み板32は、スクリード3の後方において作業者が新設舗装体NPを踏まずに車幅方向に行き来できるようにスクリード3の後方に取り付けられている。図示例では、踏み板32は、前側スクリード30の後方に取り付けられる中央踏み板32C、左後側スクリード31Lの後方に取り付けられる左踏み板32L、及び、右後側スクリード31Rの後方に取り付けられる右踏み板32Rを含む。
【0018】
スクリード3の前部にはモールドボード42が取り付けられている。モールドボード42は、スクリード3の前方に滞留する舗装材PVの量を調整できるように構成されている。舗装材PVは、モールドボード42の下端と路盤BSとの間の隙間を通ってスクリード3の下に至る。図示例では、モールドボード42は、左後側スクリード31Lの前方に配置される左モールドボード42L、及び、右後側スクリード31Rの前方に配置される右モールドボード42Rを含む。
【0019】
モールドボード42の前方にはスクリュSCが配置され、スクリュSCの前方にはリテーニングプレート43が配置されている。具体的には、リテーニングプレート43は、左延長スクリュSCLの前方に配置される左リテーニングプレート43L、及び、右延長スクリュSCRの前方に配置される右リテーニングプレート43Rを含む。なお、リテーニングプレート43は省略されてもよい。
【0020】
トラクタ1には、走行速度センサS1、コントローラ50、物体検出装置51、車載表示装置52、操舵装置53、及びスクリード伸縮装置54が取り付けられている。
【0021】
走行速度センサS1は、アスファルトフィニッシャ100の走行速度を検出できるように構成されている。図示例では、走行速度センサS1は、車輪速センサであり、後輪5の回転角速度及び回転角度、ひいては、アスファルトフィニッシャ100の走行速度及び走行距離を検出できるように構成されている。
【0022】
コントローラ50は、アスファルトフィニッシャ100を制御する制御装置である。図示例では、コントローラ50は、CPU、揮発性記憶装置、及び不揮発性記憶装置等を含むマイクロコンピュータで構成されている。コントローラ50の各機能は、不揮発性記憶装置に記憶されているプログラムをCPUが実行することで実現される。但し、コントローラ50の各機能は、ソフトウェアで実現されるばかりでなく、ハードウェアで実現されてもよく、ハードウェアとソフトウェアの組み合わせによって実現されてもよい。
【0023】
物体検出装置51は、アスファルトフィニッシャ100の周囲の情報を取得する情報取得装置の一例であり、施工対象の道路の所定範囲内にある地物に関する情報を取得し、取得した情報をコントローラ50に対して出力できるように構成されている。すなわち、物体検出装置51は、施工対象の道路の所定範囲を監視対象とするように構成されている。道路上の所定範囲は、例えば、スクリード3よりも前方に位置する、道路の境界線を含む範囲である。図示例では、道路上の所定範囲は、舗装用型枠の幅より大きい前後幅及び左右幅を有する範囲であり、例えば、2メートル四方の範囲である。
【0024】
スクリード3よりも前方に位置する範囲は、例えば、ホッパ2よりも前方に位置する範囲、前輪6の車軸よりも前方に位置する範囲、後輪5の車軸よりも前方に位置する範囲、スクリュSCよりも前方に位置する範囲等である。
【0025】
所定範囲内にある地物は、例えば、路盤BSと路盤BSの外側にある物体APとを含む。物体APは、敷設される舗装体の幅方向の端面の位置を決めるために利用される地物である。図1及び図2に示す例では、物体APは、所定の厚さ(高さ)を有する舗装用型枠であり、アスファルトフィニッシャ100の左側にある左物体APLと、アスファルトフィニッシャ100の右側にある右物体APRとを含む。具体的には、左物体APLは第1左物体APL1及び第2左物体APL2を含み、右物体APRは第1右物体APR1及び第2右物体APR2を含む。物体APは、L形側溝ブロック、縁石ブロック、又は、既設舗装体の切削段差部等であってもよい。既設舗装体の切削段差部は、古い舗装体を切削して新しい舗装体を敷設する際に形成される、切削された部分の表面と切削されていない部分の表面との間の段差部を意味する。物体APは、地面に描かれた線、地面に貼り付けられたテープ、又は、地面に沿って張られた糸等のほとんど厚みのない地物であってもよい。地物に関する情報は、例えば、地物の高さ、地物の表面の色、又は地物の表面の反射率等を含む。なお、図1では、明瞭化のため、左物体APLの図示が省略されている。
【0026】
図示例では、物体検出装置51は、所定範囲を監視できるように構成されたステレオカメラである。なお、物体検出装置51は、所定範囲を監視できるように構成された単眼カメラ、LIDAR、ミリ波レーダ、レーザレーダ、レーザスキャナ、距離画像カメラ、レーザレンジファインダ、超音波センサ、又はそれらの組み合わせ等であってもよい。
【0027】
また、物体検出装置51としてのステレオカメラは、望ましくは、自動露出調整機能を備えるように構成されている。この構成により、物体検出装置51は、昼夜を問わず、すなわち、特殊な照明等を必要とすることなく、所定範囲内にある地物に関する情報を取得することができる。
【0028】
図示例では、物体検出装置51は、アスファルトフィニッシャ100の左側に設置される左物体検出装置51L、及び、アスファルトフィニッシャ100の右側に設置される右物体検出装置51Rを含む。
【0029】
左物体検出装置51Lは、アスファルトフィニッシャ100の左側の地面を監視できるように構成されている。図示例では、左物体検出装置51Lは、アスファルトフィニッシャ100の左側にある地面上の左監視範囲ZL(図2における一点鎖線で囲まれた範囲)を監視するステレオカメラである。
【0030】
右物体検出装置51Rは、アスファルトフィニッシャ100の右側の地面を監視できるように構成されている。図示例では、右物体検出装置51Rは、アスファルトフィニッシャ100の右側にある地面上の右監視範囲ZR(図2における一点鎖線で囲まれた範囲)を監視するステレオカメラである。
【0031】
物体検出装置51は、取り付け部材60を介してアスファルトフィニッシャ100に取り付けられていてもよい。取り付け部材60は、物体検出装置51をアスファルトフィニッシャ100に取り付けるために利用される部材である。図示例では、取り付け部材60は、左取り付け部材60L及び右取り付け部材60Rを含む。図2に示す例では、左物体検出装置51Lは、左取り付け部材60Lを介してトラクタ1の左前端部に取り付けられ、右物体検出装置51Rは、右取り付け部材60Rを介してトラクタ1の右前端部に取り付けられている。なお、左物体検出装置51Lは、左取り付け部材60Lを介し、ホッパ2の左前端部等、アスファルトフィニッシャ100の他の部分に取り付けられていてもよい。同様に、右物体検出装置51Rは、右取り付け部材60Rを介し、ホッパ2の右前端部等、アスファルトフィニッシャ100の他の部分に取り付けられていてもよい。
【0032】
また、物体検出装置51は、後側スクリード31の伸縮状態を監視できるように構成されていてもよい。例えば、物体検出装置51は、左後側スクリード31Lの端部を監視できるように構成されたステレオカメラと、右後側スクリード31Rの端部を監視できるように構成されたステレオカメラとを追加的に含んでいてもよい。この場合、物体検出装置51は、スクリード3に配置されていてもよい。例えば、物体検出装置51は、後側スクリード31に配置されていてもよい。また、後側スクリード31の端部に端部敷き均し装置が配置されている場合には、物体検出装置51は、端部敷き均し装置に配置されていてもよい。
【0033】
また、図2に示す例では、物体検出装置51は、鉛直下方を向くように取り付け部材60に取り付けられているが、斜め下方等の他の方向を向くように取り付け部材60に取り付けられていてもよい。
【0034】
また、図2に示す例では、左取り付け部材60Lは、幅方向に伸縮可能な伸縮部材TAと、伸縮部材TAの遠位端に回動可能に連結された回動部材SBとで構成されている。図2において破線で表される回動部材SBaは、回動部材SBが回動したときの状態を示す。右取り付け部材60Rについても同様である。
【0035】
このように取り付け部材60は、伸縮部材TA及び回動部材SBにより、物体検出装置51の監視範囲を移動させることができるように構成されている。舗装幅の変化等に対応できるようにするためである。この場合、コントローラ50は、物体検出装置51が物体APに追随するように、回動部材SBを回動制御できるように構成されていてもよく、伸縮部材TAを伸縮制御できるように構成されていてもよい。これにより、コントローラ50は、物体APの位置が車幅方向に変化しても、物体APが物体検出装置51の監視範囲内に継続的に含まれるようにすることができる。
【0036】
取り付け部材60は、伸縮部材TAの伸縮量を検出するセンサ、及び、回動部材SBの回動量(回動角度)を検出するセンサの少なくとも一方を備えていてもよい。
【0037】
なお、伸縮部材TA及び回動部材SBの少なくとも一方は省略されてもよい。例えば、取り付け部材60は、伸縮不能且つ回動不能に構成されていてもよい。すなわち、取り付け部材60は、伸縮不能且つ回動不能な棒状部材であってもよい。
【0038】
また、物体検出装置51は、取り付け部材60を介さずにアスファルトフィニッシャ100に直接的に取り付けられていてもよい。
【0039】
また、物体検出装置51は、アスファルトフィニッシャ100の左側の地面とアスファルトフィニッシャ100の右側の地面とを同時に監視できる一つの装置で構成されていてもよい。具体的には、物体検出装置51は、左物体APL及び右物体APRを同時に監視できる一つの装置で構成されていてもよい。この場合、物体検出装置51は、トラクタ1の上面の前端中央部に取り付けられていてもよい。
【0040】
また、アスファルトフィニッシャ100には、アスファルトフィニッシャ100の操舵角を検出できるように構成された操舵角センサ、及び、後側スクリード31の伸縮量を検出できるように構成されたスクリード伸縮量センサ等が取り付けられていてもよい。
【0041】
車載表示装置52は、アスファルトフィニッシャ100に関する情報を表示できるように構成されている。図示例では、車載表示装置52は、運転席1Sの前方に設置されている液晶ディスプレイである。但し、車載表示装置52は、スクリード3の左端部及び右端部の少なくとも一方に設置される表示装置を含んでいてもよい。
【0042】
操舵装置53は、アスファルトフィニッシャ100を操舵できるように構成されている。図示例では、操舵装置53は、フロントアクスルの近くに設置された前輪操舵シリンダを伸縮させるように構成されている。具体的には、操舵装置53は、油圧ポンプから前輪操舵シリンダに流れる作動油の流量、及び、前輪操舵シリンダから排出される作動油の流量を制御する操舵用電磁制御弁を含む。操舵用電磁制御弁は、操作装置としてのステアリングホイールSH(ハンドル)の回転に応じて前輪操舵シリンダにおける作動油の流出入を制御できるように構成されている。なお、操舵用電磁制御弁は、ステアリングホイールSHの動きとは無関係に、ステアリングホイールSHとは別の操作装置である入力スイッチの操作に応じて前輪操舵シリンダにおける作動油の流出入を制御できるように構成されていてもよい。また、操舵用電磁制御弁は、コントローラ50からの操舵指令に応じ、ステアリングホイールSHの回転とは無関係に、前輪操舵シリンダにおける作動油の流出入を制御できるように構成されていてもよい。すなわち、コントローラ50は、運転者によるステアリングホイールSHの操作の有無とは無関係に、アスファルトフィニッシャ100を自動操舵できるように構成されていてもよい。
【0043】
アスファルトフィニッシャ100がクローラ式アスファルトフィニッシャである場合、操舵装置53は、左右一対のクローラを別々に制御できるように構成される。なお、クローラ式アスファルトフィニッシャは、ステアリングホイールSHの代わりに、左クローラを操作するための操作装置である左操作レバーと、右クローラを操作するための操作装置である右操作レバーとを有する。
【0044】
具体的には、操舵装置53は、油圧ポンプから左クローラを回転させるための左走行用油圧モータに流れる作動油の流量を制御する左操舵用電磁制御弁と、油圧ポンプから右クローラを回転させるための右走行用油圧モータに流れる作動油の流量を制御する右操舵用電磁制御弁とを含む。そして、左操舵用電磁制御弁は、左操作レバーの操作量(傾斜角)に応じて左走行用油圧モータにおける作動油の流出入を制御できるように構成される。同様に、右操舵用電磁制御弁は、右操作レバーの操作量(傾斜角)に応じて右走行用油圧モータにおける作動油の流出入を制御できるように構成される。なお、左操舵用電磁制御弁は、コントローラ50からの操舵指令に応じ、運転者による左操作レバーの操作の有無とは無関係に、左走行用油圧モータにおける作動油の流出入を制御できるように構成されていてもよい。同様に、右操舵用電磁制御弁は、コントローラ50からの操舵指令に応じ、運転者による右操作レバーの操作の有無とは無関係に、右走行用油圧モータにおける作動油の流出入を制御できるように構成されていてもよい。
【0045】
スクリード伸縮装置54は、後側スクリード31を車幅方向(Y軸方向)に伸縮できるように構成されている。図示例では、スクリード伸縮装置54は、スクリード3内に設置されたスクリード伸縮シリンダ7を伸縮させるように構成されている。具体的には、スクリード伸縮装置54は、油圧ポンプからスクリード伸縮シリンダ7に流れる作動油の流量、及び、スクリード伸縮シリンダ7から排出される作動油の流量を制御するスクリード伸縮用電磁制御弁を含む。スクリード伸縮用電磁制御弁は、車載表示装置52の近くに設けられた操作装置としての伸縮ボタンセット(図示せず。)の操作に応じてスクリード伸縮シリンダ7における作動油の流出入を制御できるように構成されている。伸縮ボタンセットは、典型的には、左後側スクリード31Lを伸縮させるための左伸縮ボタンセットと、右後側スクリード31Rを伸縮させるための右伸縮ボタンセットとを含む。スクリード伸縮用電磁制御弁は、コントローラ50からの伸縮指令に応じ、伸縮ボタンセットの操作とは無関係に、スクリード伸縮シリンダ7における作動油の流出入を制御できるように構成されていてもよい。すなわち、コントローラ50は、運転者による伸縮ボタンセットの操作の有無とは無関係に、後側スクリード31を自動的に伸縮させることができるように構成されていてもよい。
【0046】
具体的には、スクリード伸縮装置54は、油圧ポンプから左後側スクリード31Lを伸縮させるための左スクリード伸縮シリンダ7Lに流れる作動油の流量を制御する左伸縮用電磁制御弁と、油圧ポンプから右後側スクリード31Rを伸縮させるための右スクリード伸縮シリンダ7Rに流れる作動油の流量を制御する右伸縮用電磁制御弁とを含む。そして、左伸縮用電磁制御弁は、左伸縮ボタンセットの操作内容に応じて左スクリード伸縮シリンダ7Lにおける作動油の流出入を制御できるように構成される。同様に、右伸縮用電磁制御弁は、右伸縮ボタンセットの操作内容に応じて右スクリード伸縮シリンダ7Rにおける作動油の流出入を制御できるように構成される。なお、左伸縮用電磁制御弁は、コントローラ50からの伸縮指令に応じ、運転者による左伸縮ボタンセットの操作の有無とは無関係に、左スクリード伸縮シリンダ7Lにおける作動油の流出入を制御できるように構成されていてもよい。同様に、右伸縮用電磁制御弁は、コントローラ50からの伸縮指令に応じ、運転者による右伸縮ボタンセットの操作の有無とは無関係に、右スクリード伸縮シリンダ7Rにおける作動油の流出入を制御できるように構成されていてもよい。
【0047】
次に、図3を参照し、アスファルトフィニッシャ100に搭載される操作支援システムDSの構成例について説明する。図3は、操作支援システムDSの構成例を示すブロック図である。
【0048】
操作支援システムDSは、主に、コントローラ50、左物体検出装置51L、右物体検出装置51R、走行速度センサS1、車載表示装置52、操舵装置53、及びスクリード伸縮装置54等で構成されている。
【0049】
図3に示す例では、コントローラ50は、座標算出部50a、操舵制御部50b、及びスクリード伸縮制御部50cを含む。
【0050】
座標算出部50aは、物体検出装置51が取得した地物に関する情報に基づいて施工対象範囲の境界線上の座標を算出するように構成されている。図2の太破線で示すガイド線GDは、施工対象の道路の境界線の一例であり、ガイド面を表す仮想線である。ガイド面は、敷設される舗装体の幅方向の端面を一致させるべき面として認識される仮想面である。図2に示す例では、ガイド線GDは、新設舗装体NPの左端面を一致させるべき面である左ガイド面を表す左ガイド線GDL、及び、新設舗装体NPの右端面を一致させるべき面である右ガイド面を表す右ガイド線GDRを含む。
【0051】
具体的には、座標算出部50aは、物体検出装置51が取得した物体APに関する情報に基づいてガイド線GD上の座標を算出する。より具体的には、座標算出部50aは、左物体検出装置51Lが取得した左物体APLに関する情報に基づいて左ガイド線GDLを構成する点VLの座標を算出し、且つ、右物体検出装置51Rが取得した右物体APRに関する情報に基づいて右ガイド線GDRを構成する点VRの座標を算出する。
【0052】
例えば、座標算出部50aは、図4に示すように、右物体検出装置51Rの右監視範囲ZR内にある右物体APRの左端面LEと上端面UEとの間の角(エッジ)を表す仮想線が右ガイド線GDRとなるように画像認識技術を用いて右ガイド線GDRを生成する。そして、座標算出部50aは、生成した右ガイド線GDRと横断線TLとの交点の座標を点VRの座標として算出する。図4に示す例では、横断線TLは、車幅方向(Y軸方向)に平行で且つ右物体検出装置51Rの中心線(光軸OA)と交差する直線である。なお、図4は、アスファルトフィニッシャ100の後方から見た右物体APRとしての舗装用型枠の概略斜視図であり、右物体検出装置51Rと右物体APRとの間の位置関係を概略的に示している。
【0053】
例えば、座標算出部50aは、右物体検出装置51Rとしてのステレオカメラの出力に基づいて生成される右監視範囲ZRに関する距離画像を利用し、右ガイド線GDRと横断線TLとの交点を含む画素の座標を点VRの座標として算出する。距離画像は、二次元配列の画素群のそれぞれの画素値が右物体検出装置51Rからの距離で表されるデータセットである。
【0054】
点VRの座標は、所定の座標系における一座標である。所定の座標系は、例えば、世界測地系である。世界測地系は、地球の重心に原点をおき、X軸をグリニッジ子午線と赤道との交点の方向にとり、Y軸を東経90度の方向にとり、そしてZ軸を北極の方向にとる三次元直交XYZ座標系である。但し、所定の座標系は、アスファルトフィニッシャ100上の所定点を原点とする局所座標系であってもよい。すなわち、所定の座標系は、アスファルトフィニッシャ100の移動とともにその原点が移動する局所座標系であってもよい。具体的には、所定の座標系は、例えば、アスファルトフィニッシャ100の中心点を原点とする三次元直交座標系であってもよい。この場合、アスファルトフィニッシャ100の中心点は、例えば、トラクタ1の中心点であってもよく、後輪5の車軸と前後軸AX(図2参照)との交点であってもよい。また、所定の座標系は、アスファルトフィニッシャ100が移動してもその原点が移動しない局所座標系であってもよい。この場合、局所座標系は、施工開始時のアスファルトフィニッシャ100の中心点を原点とする座標系であってもよい。また、所定の座標系は、トータルステーション等で用いられる測量用平面座標系等の平面直角座標系であってもよい。
【0055】
座標算出部50aは、例えば、距離画像を構成する画素のうち、左隣の画素値との差が所定の閾値以上となる画素を抽出し、抽出した複数の画素の配置からガイド線GDとして一本の線を導き出すように構成されていてもよい。一本の線は、直線、曲線、又はそれらの組み合わせである。一本の線を導き出す方法は、ハフ変換等の任意の画像認識技術が利用され得る。
【0056】
なお、座標算出部50aは、抽出した画素の位置がばらついてしまう部分については、平均化処理を施すことによってそれらの影響を排除してもよい。具体的には、二つの舗装用型枠が接する部分、又は、切削段差部の不整部分等に対応する画像部分でこのようなばらつきが発生する場合がある。
【0057】
所定の閾値は、この例では、舗装用型枠の高さに関する閾値THである。この場合、座標算出部50aは、図4に示すように、閾値TH以上の高さH1を有する舗装用型枠である右物体APRの左上のエッジを表す仮想線を右ガイド線GDRとして生成できる。
【0058】
なお、閾値THは、実際に使用される舗装用型枠の高さに合わせて事前に設定できるように構成されていてもよい。実際に使用される舗装用型枠の高さに合わせて設定された閾値THの利用は、薄い舗装用型枠のエッジに基づくガイド線の生成を可能にする。また、実際に使用される舗装用型枠の高さに合わせて設定された閾値THの利用は、座標算出部50aが舗装用型枠以外の地物の形状(エッジ)に基づいて誤ってガイド線を生成してしまうのを抑制できる。
【0059】
その後、座標算出部50aは、図4に示すように、生成した右ガイド線GDRと横断線TLとの交点の座標を点VRの座標として算出する。
【0060】
なお、上述の説明は、右監視範囲ZRに関する距離画像から右ガイド線GDR上の点VRの座標を算出する処理に関するが、左監視範囲ZLに関する距離画像から左ガイド線GDL上の点VLの座標を算出する処理にも同様に適用される。
【0061】
また、物体検出装置51が単眼カメラである場合、上述の説明における「距離画像」は「画像」で読み替えられる。この場合、「画素値」は、距離ではなく、色情報等で表される。色情報は輝度であってもよい。
【0062】
このようにして、座標算出部50aは、点VL及び点VRのそれぞれの座標を断続的に算出して記憶する。図示例では、座標算出部50aは、アスファルトフィニッシャ100が所定距離(例えば15cm)だけ前進する度に点VL及び点VRのそれぞれの座標を算出して記憶するように構成されている。なお、座標算出部50aは、所定時間が経過する度に点VL及び点VRのそれぞれの座標を算出して記憶するように構成されていてもよい。
【0063】
図1は、座標算出部50aが点VLの座標を断続的に算出して記憶する様子を示している。図1において、点VL0は、座標算出部50aが現時点における左物体検出装置51Lの出力に基づいて導き出した点VLに対応している。また、点VL1は、座標算出部50aが過去の一時点における左物体検出装置51Lの出力に基づいて導き出した点VLに対応している。点VL2~点VL4についても同様である。また、点VL11は、座標算出部50aが未来の一時点における左物体検出装置51Lの出力に基づいて導き出す点VLに対応している。点VL12~点VL14についても同様である。すなわち、現時点においては、座標算出部50aは、点VL0及び点VL1~点VL4のそれぞれの座標値を既に算出し且つ記憶している。
【0064】
図2も、図1と同様に、座標算出部50aが点VL及び点VRのそれぞれの座標を断続的に算出して記憶する様子を示している。図2において、点VR0は、座標算出部50aが現時点における右物体検出装置51Rの出力に基づいて導き出した点VRに対応している。点VL0についても同様である。また、点VR1は、座標算出部50aが過去の一時点における右物体検出装置51Rの出力に基づいて導き出した点VRに対応している。点VR2~点VR4についても同様である。また、点VL1は、座標算出部50aが過去の一時点における左物体検出装置51Lの出力に基づいて導き出した点VLに対応している。点VL2~点VL4についても同様である。また、点VR11は、座標算出部50aが未来の一時点における右物体検出装置51Rの出力に基づいて導き出す点VRに対応している。点VR12~点VR14についても同様である。また、点VL11は、座標算出部50aが未来の一時点における左物体検出装置51Lの出力に基づいて導き出す点VLに対応している。点VL11~点VL14についても同様である。
【0065】
操舵制御部50bは、走行速度ダイヤル等の操作装置に対する操作とは無関係に、アスファルトフィニッシャ100を自動操舵できるように構成されている。なお、操舵制御部50bは、アスファルトフィニッシャ100を自動操舵する際に、アスファルトフィニッシャ100の走行速度を制御できるように構成されていてもよい。また、操舵制御部50bは省略されてもよい。
【0066】
スクリード伸縮制御部50cは、伸縮ボタンセット等の操作装置に対する操作とは無関係に、左右の伸縮可能な後側スクリード31を自動伸縮できるように構成されている。なお、スクリード伸縮制御部50cは、アスファルトフィニッシャ100が自動操舵される際に、アスファルトフィニッシャ100の走行速度及び操舵角に応じて後側スクリード31を自動伸縮できるように構成されていてもよい。
【0067】
図示例では、スクリード伸縮制御部50cは、座標算出部50aが算出して記憶した境界線上の座標に基づいてスクリード伸縮シリンダ7に対する伸縮指令を生成する。伸縮指令は、例えば、伸縮速度に関する指令、伸縮量に関する指令、又はそれらの組み合わせ等である。
【0068】
具体的には、スクリード伸縮制御部50cは、後側スクリード31の伸縮量のフィードフォワード制御を実行する。より具体的には、スクリード伸縮制御部50cは、左後側スクリード31Lの所定部位(例えば左前端点)の座標を左目標座標に一致させるように左スクリード伸縮シリンダ7Lを伸縮させる。左目標座標は、目標座標の一例であり、例えば、左後側スクリード31Lの所定部位(例えば左前端点)の前方の最も近い位置にある点VLの座標である。また、スクリード伸縮制御部50cは、右後側スクリード31Rの所定部位(例えば右前端点)の座標を右目標座標に一致させるように右スクリード伸縮シリンダ7Rを伸縮させる。右目標座標は、目標座標の別の一例であり、例えば、右後側スクリード31Rの所定部位(例えば右前端点)の前方の最も近い位置にある点VRの座標である。また、スクリード伸縮制御部50cは、走行速度センサS1によって検出されるアスファルトフィニッシャ100の走行速度に応じて伸縮速度を決定するように構成されていてもよい。
【0069】
なお、左後側スクリード31Lの左前端点の座標、及び、右後側スクリード31Rの右前端点の座標といった後側スクリード31の所定部位の座標は、点VL及び点VRの座標と同様に、座標算出部50aによって算出され得る。具体的には、座標算出部50aは、物体検出装置51の位置決めを行う伸縮部材TAの伸縮量等に基づき、トラクタ1の中心点等の基準点の位置に対する物体検出装置51の相対位置を算出できる。同様に、座標算出部50aは、後側スクリード31の伸縮量等に基づき、基準点の位置に対する左後側スクリード31Lの左前端点及び右後側スクリード31Rの右前端点のそれぞれの相対位置を算出できる。また、座標算出部50aは、走行速度センサS1及び操舵角センサ等の出力に基づいて第1時点における基準点の位置に対する第2時点における基準点の相対位置を算出できる。そのため、座標算出部50aは、第1時点における基準点の位置に対する他の時点における点VL、点VR、左後側スクリード31Lの左前端点、及び右後側スクリード31Rの右前端点のそれぞれの相対位置を算出できる。
【0070】
次に、図5を参照し、コントローラ50が後側スクリード31を伸縮させる際の目標を設定する処理(以下、「目標設定処理」とする。)について説明する。図5は、目標設定処理の流れの一例を示すフローチャートである。コントローラ50は、所定の制御周期でこの目標設定処理を繰り返し実行する。
【0071】
最初に、コントローラ50は、車体座標を取得する(ステップST1)。車体座標は、アスファルトフィニッシャ100の所定部位の座標を意味し、左後側スクリード31Lの左前端点の座標、及び、右後側スクリード31Rの右前端点の座標といった後側スクリード31の所定部位の座標を含む。
【0072】
具体的には、コントローラ50は、施工開始時点等の第1時点におけるアスファルトフィニッシャ100の中心点を基準点として記憶する。
【0073】
そして、施工中、コントローラ50は、走行速度センサS1及び操舵角センサの出力に基づき、現時点等の任意の時点におけるアスファルトフィニッシャ100の中心点の相対位置及びアスファルトフィニッシャ100の向きを導き出すことができる。なお、中心点の相対位置は、基準点に対する中心点の相対位置を意味する。以下の説明においても同様である。
【0074】
図示例では、コントローラ50は、操舵角センサの出力に基づいて旋回中心の座標を導き出すことができる。そして、コントローラ50は、その旋回中心の座標と走行速度センサS1の出力とに基づき、現時点等の任意の時点におけるアスファルトフィニッシャ100の中心点の相対位置及びアスファルトフィニッシャ100の向きを導き出すことができる。なお、コントローラ50は、アスファルトフィニッシャ100に搭載される不図示のIMU(Inertial Measurement Unit)、GNSS(Global Navigation Satellite System)、又は測量機器等の出力に基づいて移動距離又は姿勢の変化等を導き出すように構成されていてもよい。更に、コントローラ50は、任意の時点におけるアスファルトフィニッシャ100の中心点の相対位置及びアスファルトフィニッシャ100の向きと、アスファルトフィニッシャ100を構成する各部材の既知の寸法等とに基づき、任意の時点におけるアスファルトフィニッシャ100の所定部位の相対位置を導き出すことができる。アスファルトフィニッシャ100の所定部位の相対位置は、左物体検出装置51Lの相対位置、及び、右物体検出装置51Rの相対位置を含む。
【0075】
車体座標を取得した後、コントローラ50は、地物座標を取得する(ステップST2)。地物座標は、物体AP等の地物の座標を意味し、施工対象の道路の左側の境界線上の座標、及び、施工対象の道路の右側の境界線上の座標等を含む。
【0076】
具体的には、コントローラ50は、任意の時点におけるアスファルトフィニッシャ100の中心点の相対位置及びアスファルトフィニッシャ100の向きと任意の時点における物体検出装置51の出力とに基づき、施工対象の道路の左側の境界線上の座標である点VLの座標、及び、施工対象の道路の右側の境界線上の座標である点VR0の座標を算出できる。
【0077】
車体座標と地物座標とを取得した後で、コントローラ50は、目標を設定する(ステップST3)。図示例では、コントローラ50は、後側スクリード31の伸縮量の目標値を算出する。
【0078】
具体的には、コントローラ50は、現時点におけるアスファルトフィニッシャ100の中心点の相対位置及びアスファルトフィニッシャ100の向きに基づき、左後側スクリード31Lの所定部位(例えば左前端点)の前方の最も近い位置にある点VLとアスファルトフィニッシャ100の中心軸としての前後軸AXとの間の距離(以下、「第1距離」とする。)を導き出す。また、コントローラ50は、現時点におけるアスファルトフィニッシャ100の中心点の相対位置及びアスファルトフィニッシャ100の向きに基づき、左後側スクリード31Lの所定部位(例えば左前端点)とアスファルトフィニッシャ100の前後軸AXとの間の距離(以下、「第2距離」とする。)を導き出す。そして、コントローラ50は、第1距離と第2距離との差を目標伸縮量として設定する。具体的には、コントローラ50は、第1距離が第2距離よりも大きい場合、第1距離と第2距離との差を目標伸張量として設定し、第1距離が第2距離よりも小さい場合、第1距離と第2距離との差を目標収縮量として設定する。
【0079】
また、コントローラ50は、左後側スクリード31Lの所定部位(例えば左前端点)とその前方の最も近い位置にある点VLとの間の進行方向における距離(以下、「第3距離」とする。)に基づいて伸縮速度を決定する。具体的には、コントローラ50は、目標伸縮量が同じであれば、第3距離が大きいほど伸縮速度が大きくなるようにする。
【0080】
或いは、コントローラ50は、所定時間後(例えば1秒後)の左後側スクリード31Lの所定部位(例えば左前端点)の位置を予測し、所定時間後の所定部位の位置の前方にある最も近い点VLとその後方にある最も近い点VLとを結ぶ線分を導き出してもよい。そして、コントローラ50は、その線分上にある補間点(二つの点VLを補間する点)と前後軸AXとの間の距離を第1距離としてもよい。
【0081】
この構成により、コントローラ50は、スクリード3よりも前方にある境界線の位置を把握できるため、後側スクリード31を適切なタイミングで過不足なく伸縮させることができる。そのため、コントローラ50は、施工幅が変化する場合に後側スクリード31の伸縮が遅れてしまうのを抑制或いは防止できるため、施工精度を向上させることができる。
【0082】
上述の構成により、スクリード伸縮制御部50cは、アスファルトフィニッシャ100が所定距離だけ前進したところで左後側スクリード31Lの左前端点の座標がガイド線GD上の座標と一致するように左後側スクリード31Lを伸縮させることができる。すなわち、スクリード伸縮制御部50cは、任意の時点における点VLと左後側スクリード31Lの左前端点との間の進行方向における距離がゼロになるときに、点VLと左後側スクリード31Lの左前端点との間の車幅方向における距離もゼロになるように左後側スクリード31Lの伸縮量を制御できる。
【0083】
同様に、スクリード伸縮制御部50cは、アスファルトフィニッシャ100が所定距離だけ前進したところで右後側スクリード31Rの右前端点の座標がその前方にある直近の点VRの座標と一致するように右後側スクリード31Rを伸縮させることができる。すなわち、スクリード伸縮制御部50cは、任意の時点における点VRと右後側スクリード31Rの右前端点との間の進行方向における距離がゼロになるときに、点VRと右後側スクリード31Rの右前端点との間の車幅方向における距離もゼロになるように右後側スクリード31Rの伸縮量を制御できる。
【0084】
次に、図6図10を参照し、コントローラ50がスクリード3を伸縮させる処理の一例について説明する。図6は、スクリード3の伸縮を制御するための制御モードを選択する処理(以下、「制御モード選択処理」とする。)の流れの一例を示すフローチャートである。図示例では、コントローラ50は、施工が開始されたときにこの制御モード選択処理を実行する。具体的には、コントローラ50は、スクリード3を持ち上げるためのリフトシリンダ8(図1参照)内における作動油の圧力を取得する圧力センサの出力に基づいてスクリード3が路盤BSに向けて降ろされたか否かを判定する。より具体的には、コントローラ50は、リフトシリンダ8のロッド側油室における作動油の圧力が所定値を下回った場合に、リフトシリンダ8が伸張してスクリード3が路盤BSに向けて降ろされたと判定し、施工が開始されたと判定する。なお、コントローラ50は、他の任意の方法で施工が開始されたことを判定してもよい。また、コントローラ50は、別のタイミングで制御モード選択処理を実行するように構成されていてもよい。
【0085】
図示例では、コントローラ50は、選択可能な二つの制御モード(第1モード及び第2モード)を有する。なお、コントローラ50は、三つ以上の選択可能な制御モードを有していてもよい。
【0086】
第1モードは、新設舗装体NPの下層部分(表層部分よりも下に形成される部分)を舗装する際に採用される制御モードであり、「下層モード」とも称される。第2モードは、新設舗装体NPの表層部分(上層部分)を舗装する際に採用される制御モードであり、「表層モード」とも称される。下層モードが選択される場合、新設舗装体NPは、一回又は複数回の下層部分の施工と、一回の表層部分の施工によって形成される。
【0087】
図7は、下層モードにおいて徐々に収縮する左後側スクリード31Lによって敷設される新設舗装体NPの下層部分の図である。具体的には、図7の上図は、新設舗装体NPの下層部分の上面図であり、図7の下図は、図7の上図に示す一点鎖線L1を含むYZ平面に平行な平面における第1左物体APL1、左サイドプレート41L、左スクリードプレートSPL、及び新設舗装体NPの下層部分の断面を-X側から見たときの図である。
【0088】
図8は、下層モードにおいて徐々に伸張する左後側スクリード31Lによって敷設される新設舗装体NPの下層部分の上面図である。
【0089】
図9は、表層モードにおいて徐々に収縮する左後側スクリード31Lによって敷設される新設舗装体NPの表層部分の図である。具体的には、図9の上図は、新設舗装体NPの表層部分の上面図であり、図9の下図は、図9の上図に示す一点鎖線L2を含むYZ平面に平行な平面における第2左物体APL2、左サイドプレート41L、左スクリードプレートSPL、及び新設舗装体NPの下層部分の断面を-X側から見たときの図である。
【0090】
図10は、表層モードにおいて徐々に伸張する左後側スクリード31Lによって敷設される新設舗装体NPの表層部分の上面図である。
【0091】
なお、図7図10では、明瞭化のため、スクリード3を構成する部材(左後側スクリード31Lの左スクリードプレートSPL、左踏み板32L、左サイドプレート41L、左モールドボード42L、及び左リテーニングプレート43L)にはクロスパターンが付されている。また、左後側スクリード31Lの本体部分の図示は省略されている。
【0092】
図6に示すように、コントローラ50は、最初に、第1モードの実行条件が満たされたか否かを判定する(ステップST11)。図示例では、コントローラ50は、車載表示装置52の近くに設けられた操作装置としての第1モード選択ボタン(図示せず。)が操作されたときに第1モードの実行条件が満たされたと判定する。
【0093】
コントローラ50は、物体検出装置51が取得した地物に関する情報に基づいて第1モードの実行条件が満たされたか否かを判定してもよい。具体的には、コントローラ50は、図7の下図に示すように、施工対象の道路の境界線(ガイド線GD)を定める地物(物体AP)の高さ(高さH11)がスクリード3によって敷き均される舗装材PV(新設舗装体NP)の高さ(高さH12)より高いと判定した場合、第1モードの実行条件が満たされたと判定してもよい。一方、コントローラ50は、図9の下図に示すように、地物(物体AP)の高さ(高さH11)が舗装材PV(新設舗装体NP)の高さ(高さH12)以下であると判定した場合には、第1モードの実行条件が満たされていないと判定してもよい。
【0094】
そして、第1モードの実行条件が満たされたと判定した場合(ステップST11のYES)、コントローラ50は、制御モードとして第1モード(下層モード)を選択する(ステップST12)。制御モードとして第1モード(下層モード)を選択した場合、コントローラ50は、サイドプレート41の端部における点の座標を目標座標に一致させるようにスクリード3を伸縮させる。
【0095】
一方、第1モードの実行条件が満たされていないと判定した場合(ステップST11のNO)、コントローラ50は、制御モードとして第2モード(表層モード)を選択する(ステップST13)。制御モードとして第2モード(表層モード)を選択した場合、コントローラ50は、スクリードプレートSPの端部における点の座標を目標座標に一致させるようにスクリード3を伸縮させる。
【0096】
ここで、図7及び図8を参照し、第1モード(下層モード)を選択した場合のスクリード3の伸縮について説明する。図7は、徐々に収縮する左後側スクリード31Lによって敷設される新設舗装体NPの下層部分の図であり、図8は、徐々に伸張する左後側スクリード31Lによって敷設される新設舗装体NPの下層部分の図である。
【0097】
コントローラ50は、図7の上図に示すように、アスファルトフィニッシャ100の前後軸AXの方向において所定の前後幅(WD1)を有する左サイドプレート41Lと左物体APL(第1左物体APL1及び第2左物体APL2)とが非接触となる範囲で左後側スクリード31Lの突出幅ができるだけ大きくなるように左後側スクリード31Lの伸縮を制御する。第1モードでの左後側スクリード31Lの突出幅は、アスファルトフィニッシャ100の前後軸AXと左サイドプレート41Lの左端部との間の車幅方向における距離を意味する。
【0098】
より具体的には、コントローラ50は、第1モード(下層モード)では、左サイドプレート41Lの突出幅が、左サイドプレート41Lの前後幅(WD1)内における前後軸AXと左物体APLとの間の距離(左舗装幅)の最小値に等しくなるように、左後側スクリード31Lを伸縮させる。
【0099】
図7に示すように左ガイド線GDLが右に屈曲する場合、前後軸AXの方向において左サイドプレート41Lの前端点が第2左物体APL2に沿った位置に達しているときには、左サイドプレート41Lの前後幅(WD1)内における左舗装幅は、左サイドプレート41Lの前端で最小となる。具体的には、左サイドプレート41Lの前端での左舗装幅W1は、左サイドプレート41Lの後端での左舗装幅W2を含む他の何れの部分での左舗装幅よりも小さい。
【0100】
そのため、コントローラ50は、左ガイド線GDL上の座標と左サイドプレート41Lの左前端点の座標とを一致させるように左後側スクリード31Lを収縮させる。左サイドプレート41Lと左物体APLとが接触してしまうのを防止しながら、左後側スクリード31Lの突出幅をできるだけ大きくするためである。
【0101】
具体的には、コントローラ50は、左サイドプレート41Lの左前端点の前方の最も近い位置にある点VL11の座標を目標座標として設定し、その目標座標と左サイドプレート41Lの左前端点の座標とを一致させるように左後側スクリード31Lを収縮させる。図7は、その目標座標と左サイドプレート41Lの左前端点の座標とが一致したときの様子を示している。なお、点VL11は、座標算出部50aが過去の一時点における左物体検出装置51Lの出力に基づいて導き出した点である。
【0102】
また、図8に示すように左ガイド線GDLが左に屈曲する場合、前後軸AXの方向において左サイドプレート41Lの前端点が第2左物体APL2に沿った位置に達しているときには、左サイドプレート41Lの前後幅(WD1)内における左舗装幅は、左サイドプレート41Lの後端で最小となる。具体的には、左サイドプレート41Lの後端での左舗装幅W2は、左サイドプレート41Lの前端での左舗装幅W1を含む他の何れの部分での左舗装幅以下である。
【0103】
そのため、コントローラ50は、左ガイド線GDL上の座標と左サイドプレート41Lの左後端点の座標とを一致させるように左後側スクリード31Lを伸張させる。左サイドプレート41Lと左物体APLとが接触してしまうのを防止しながら、左後側スクリード31Lの突出幅をできるだけ大きくするためである。
【0104】
具体的には、コントローラ50は、左サイドプレート41Lの左後端点の前方の最も近い位置にある点VL12の座標を目標座標として設定し、その目標座標と左サイドプレート41Lの左後端点の座標とを一致させるように左後側スクリード31Lを伸張させる。図8は、その目標座標と左サイドプレート41Lの左後端点の座標とが一致したときの様子を示している。なお、点VL12は、座標算出部50aが過去の一時点における左物体検出装置51Lの出力に基づいて導き出した点である。
【0105】
次に、図9及び図10を参照し、第2モード(表層モード)を選択した場合のスクリード3の伸縮について説明する。図9は、徐々に収縮する左後側スクリード31Lによって敷設される新設舗装体NPの表層部分の図であり、図10は、徐々に伸張する左後側スクリード31Lによって敷設される新設舗装体NPの表層部分の図である。
【0106】
コントローラ50は、図9の上図に示すように、アスファルトフィニッシャ100の前後軸AXの方向において所定の前後幅(WD2)を有する左スクリードプレートSPLの左後端点と左物体APL(第1左物体APL1及び第2左物体APL2)とが上面視で一致するように左後側スクリード31Lの伸縮を制御する。
【0107】
より具体的には、コントローラ50は、第2モード(表層モード)では、左後側スクリード31Lの突出幅が、左スクリードプレートSPLの前後幅(WD2)内における前後軸AXと左物体APLとの間の距離(左舗装幅)の最大値に等しくなるように、左後側スクリード31Lを伸縮させる。なお、第2モードでの左後側スクリード31Lの突出幅は、アスファルトフィニッシャ100の前後軸AXと左スクリードプレートSPLの左端部との間の車幅方向における距離を意味する。
【0108】
図9に示すように左ガイド線GDLが右に屈曲する場合、前後軸AXの方向において左スクリードプレートSPLの前端点が第2左物体APL2に沿った位置に達しているときには、左スクリードプレートSPLの前後幅(WD2)内における左舗装幅は、左スクリードプレートSPLの後端で最大となる。具体的には、左スクリードプレートSPLの後端での左舗装幅W12は、左スクリードプレートSPLの前端での左舗装幅W11を含む他の何れの部分での左舗装幅よりも大きい。
【0109】
そのため、コントローラ50は、左ガイド線GDL上の座標と左スクリードプレートSPLの左後端点の座標とを一致させるように左後側スクリード31Lを収縮させる。左ガイド線GDLと新設舗装体NPの左端面とを一致させるためである。すなわち、左物体APLと新設舗装体NPとの間に舗装されない部分が形成されてしまうのを防止するためである。
【0110】
具体的には、コントローラ50は、左スクリードプレートSPLの左後端点の前方の最も近い位置にある点VL13の座標を目標座標として設定し、その目標座標と左スクリードプレートSPLの左後端点の座標とを一致させるように左後側スクリード31Lを収縮させる。図9は、その目標座標と左スクリードプレートSPLの左後端点の座標とが一致したときの様子を示している。なお、点VL13は、座標算出部50aが過去の一時点における左物体検出装置51Lの出力に基づいて導き出した点である。
【0111】
また、図10に示すように左ガイド線GDLが左に屈曲する場合、前後軸AXの方向において左スクリードプレートSPLの前端点が第2左物体APL2に沿った位置に達しているときには、左スクリードプレートSPLの前後幅(WD2)内における左舗装幅は、左スクリードプレートSPLの前端で最大となる。具体的には、左スクリードプレートSPLの前端での左舗装幅W11は、左スクリードプレートSPLの後端での左舗装幅W12を含む他の何れの部分での左舗装幅よりも大きい。
【0112】
そのため、コントローラ50は、左ガイド線GDL上の座標と左スクリードプレートSPLの左前端点の座標とを一致させるように左後側スクリード31Lを伸張させる。左ガイド線GDLと新設舗装体NPの左端面とを一致させるためである。すなわち、左物体APLと新設舗装体NPとの間に舗装されない部分が形成されてしまうのを防止するためである。
【0113】
具体的には、コントローラ50は、左スクリードプレートSPLの左前端点の前方の最も近い位置にある点VL14の座標を目標座標として設定し、その目標座標と左スクリードプレートSPLの左前端点の座標とを一致させるように左後側スクリード31Lを伸張させる。図10は、その目標座標と左スクリードプレートSPLの左前端点の座標とが一致したときの様子を示している。なお、点VL14は、座標算出部50aが過去の一時点における左物体検出装置51Lの出力に基づいて導き出した点である。
【0114】
このようにして制御モードを適切に選択することにより、コントローラ50は、新設舗装体NPの下層部分を敷設する場合、及び、新設舗装体NPの表層部分を敷設する場合の何れにおいても、境界線(ガイド線GD)が屈曲しているか否かにかかわらず、スクリード3を適切に伸縮させることができる。
【0115】
上述のように、本開示の実施形態に係る道路機械の一例であるアスファルトフィニッシャ100は、図1及び図2に示すように、トラクタ1と、トラクタ1の前方に設置されて舗装材PVを受け入れるホッパ2と、ホッパ2内の舗装材PVをトラクタ1の後方へ給送するコンベアCVと、コンベアCVにより給送された舗装材PVをトラクタ1の後方で敷き拡げるスクリュSCと、スクリュSCにより敷き拡げられた舗装材PVをスクリュSCの後方で敷き均すスクリード3と、スクリード3よりも前方に位置する施工対象範囲の境界線(ガイド線GD)を定める地物(物体AP)に関する情報に基づいて所定の座標系における境界線(ガイド線GD)上の座標を算出する制御装置(コントローラ50)と、を備えている。
【0116】
また、アスファルトフィニッシャ100では、スクリード3は、車幅方向に伸縮可能となるように構成されている。そのため、コントローラ50は、境界線(ガイド線GD)上の座標とスクリード3の端部の座標とを一致させるようにスクリード3を伸縮させることができる。
【0117】
この構成により、コントローラ50は、境界線(ガイド線GD)の向きが変化する部分にスクリード3が到達する前に境界線(ガイド線GD)の向きの変化を認識できる。そのため、コントローラ50は、スクリード3の端部と境界線(ガイド線GD)との間に間隔が存在していることを認識した後でその間隔が小さくなるようにスクリードを伸縮させる場合に比べ、スクリード3の伸縮量を適切に制御できる。換言すれば、コントローラ50は、スクリード3の端部と境界線(ガイド線GD)との間に間隔が発生するのを抑制できる。
【0118】
また、アスファルトフィニッシャ100では、コントローラ50は、トラクタ1が所定の距離だけ前進する度に境界線(ガイド線GD)上の座標を算出するように構成されていてもよい。図2に示す例では、コントローラ50は、境界線(ガイド線GD)上の点VL及び点VRのそれぞれの座標を断続的に算出して記憶するように構成されている。
【0119】
この構成は、座標の算出に関する演算負荷が必要以上に大きくなってしまうのを抑制できるという効果をもたらす。
【0120】
また、換言すれば、コントローラ50は、第1時点で算出された境界線(ガイド線GD)上の座標が、第1時点よりも後の第2時点におけるスクリード3の端部の目標座標となるようにスクリード3を伸縮させるように構成されている。
【0121】
この構成により、コントローラ50は、境界線(ガイド線GD)の向きが変化する部分にスクリード3が到達する前に境界線(ガイド線GD)の向きの変化を認識できる。そのため、この構成は、スクリード3の伸縮量をより適切に制御できるという効果をもたらす。
【0122】
また、アスファルトフィニッシャ100は、スクリード3よりも前方に位置する施工対象の道路の境界線(ガイド線GD)を定める地物(物体AP)に関する情報を取得する物体検出装置51を備えていてもよい。そして、物体検出装置51は、スクリード3よりも前方に配置されていてもよい。図2に示す例では、物体検出装置51は、スクリード3の前方にあるトラクタ1よりも前方に配置されている。
【0123】
この構成により、物体検出装置51は、境界線(ガイド線GD)の向きが変化する部分にスクリード3が到達する前にその部分に関する情報(例えば、車体(トラクタ1)に対する相対位置、距離画像、又は画像等)を取得できる。そのため、この構成は、境界線(ガイド線GD)の向きが変化する部分にスクリード3が到達する前に境界線(ガイド線GD)の向きの変化をコントローラ50が認識できるようになるという効果をもたらす。
【0124】
また、本開示の実施形態に係る道路機械の一例であるアスファルトフィニッシャ100は、図2に示すように、トラクタ1と、トラクタ1の前方に設置されて舗装材を受け入れるホッパ2と、ホッパ2内の舗装材PVをトラクタ1の後方へ給送するコンベアCVと、コンベアCVにより給送された舗装材PVをトラクタ1の後方で敷き拡げるスクリュSCと、スクリュSCにより敷き拡げられた舗装材PVをスクリュSCの後方で敷き均す車幅方向に伸縮可能なスクリード3と、スクリード3の伸縮を制御する制御装置としてのコントローラ50と、を備えている。そして、コントローラ50は、第1モード(下層モード)と第2モード(表層モード)とを切り換えできるように構成されている。
【0125】
第1モード(下層モード)は、図7に示すように、施工対象の道路の境界線(ガイド線GD)を定める地物(物体AP)の高さ(高さH11)がスクリード3によって敷き均される舗装材PV(新設舗装体NP)の高さ(高さH12)より高い場合においてスクリード3の伸縮を制御する制御モードである。
【0126】
第2モード(表層モード)は、図9に示すように、地物(物体AP)の高さ(高さH11)が舗装材PV(新設舗装体NP)の高さ(高さH12)以下の場合においてスクリード3の伸縮を制御する制御モードである。
【0127】
具体的には、コントローラ50は、第1モード(下層モード)では、アスファルトフィニッシャ100の前後軸AXの方向において所定の前後幅(WD1)を有するスクリード3と地物(物体AP)とが非接触となる範囲でスクリード3を伸縮させるように構成されていてもよい。
【0128】
より具体的には、コントローラ50は、第1モード(下層モード)では、図7に示すように、前後軸AXの方向において所定の前後幅(WD1)を有するサイドプレート41の端部と前後軸AXとの間の車幅方向における距離が、その前後幅(WD1)内における前後軸AXと地物(物体AP)との間の車幅方向における最小距離に等しくなるように、スクリード3を伸縮させるように構成されていてもよい。
【0129】
また、コントローラ50は、第2モード(表層モード)では、図9に示すように、前後軸AXの方向において所定の前後幅(WD2)を有するスクリードプレートSPの端部と前後軸AXとの間の車幅方向における距離が、その前後幅(WD2)内における前後軸AXと地物(物体AP)との間の車幅方向における最大距離に等しくなるように、スクリード3を伸縮させるように構成されていてもよい。
【0130】
また、コントローラ50は、図7図10に示すように、境界線(ガイド線GD)上に設定される点の座標に基づいて決定される目標座標に、スクリード3の所定部位の座標を一致させるようにスクリード3を伸縮させるように構成されていてもよい。
【0131】
具体的には、第1モード(下層モード)において、図7に示すような右方に屈曲する(凹む)部分を有する道路を舗装する際には、コントローラ50は、左ガイド線GDL上に設定される点VLの座標に基づいて決定される目標座標に、左サイドプレート41Lの左前端点の座標を一致させるように左後側スクリード31Lを収縮させる。
【0132】
また、第1モード(下層モード)において、図8に示すような左方に屈曲する(膨らむ)部分を有する道路を舗装する際には、コントローラ50は、左ガイド線GDL上に設定される点VLの座標に基づいて決定される目標座標に、左サイドプレート41Lの左後端点の座標を一致させるように左後側スクリード31Lを伸張させる。
【0133】
また、第2モード(表層モード)において、図9に示すような右方に屈曲する(凹む)部分を有する道路を舗装する際には、コントローラ50は、左ガイド線GDL上に設定される点VLの座標に基づいて決定される目標座標に、左後側スクリード31Lの左スクリードプレートSPLの左後端点の座標を一致させるように左後側スクリード31Lを収縮させる。
【0134】
また、第2モード(表層モード)において、図10に示すような左方に屈曲する(膨らむ)部分を有する道路を舗装する際には、コントローラ50は、左ガイド線GDL上に設定される点VLの座標に基づいて決定される目標座標に、左後側スクリード31Lの左スクリードプレートSPLの左前端点の座標を一致させるように左後側スクリード31Lを伸張させる。
【0135】
なお、目標座標は、点VLの座標に基づいて決定されるのであれば点VL以外の点の座標であってもよい。
【0136】
これらの構成は、新設舗装体NPの下層部分を敷設する場合、及び、新設舗装体NPの表層部分を敷設する場合の何れにおいても、境界線(ガイド線GD)が屈曲しているか否かにかかわらず、スクリード3を適切に伸縮させることができるという効果をもたらす。そのため、これらの構成は、施工幅が変化する場合等に後側スクリード31の伸縮が遅れてしまうのを抑制或いは防止できるため、施工精度を向上させることができる。
【0137】
以上、本発明の好ましい実施形態が説明された。しかしながら、本発明は、上述した実施形態に限定されることはない。上述した実施形態は、本発明の範囲を逸脱することなしに、種々の変形又は置換等が適用され得る。また、上述の実施形態を参照して説明された特徴のそれぞれは、技術的に矛盾しない限り、適宜に組み合わされてもよい。
【0138】
例えば、上述の実施形態では、スクリード3よりも前方に位置する施工対象範囲の境界線(ガイド線GD)を定める地物(物体AP)に関する情報は、物体検出装置51が取得するように構成されている。しかしながら、コントローラ50は、揮発性記憶装置又は不揮発性記憶装置に予め記憶される設計データ等から、地物(物体AP)に関する情報を取得するように構成されていてもよい。この場合、物体検出装置51による地物(物体AP)に関する情報の取得は省略されてもよい。
【0139】
また、上述の実施形態では、物体検出装置51は、アスファルトフィニッシャ100に取り付けられているが、車両又はマルチコプタ等の、アスファルトフィニッシャ100以外の移動体に取り付けられていてもよい。
【符号の説明】
【0140】
1・・・トラクタ 1S・・・運転席 2・・・ホッパ 3・・・スクリード 3A・・・レベリングアーム 3AL・・・左レベリングアーム 3AR・・・右レベリングアーム 5・・・後輪 6・・・前輪 7・・・スクリード伸縮シリンダ 7L・・・左スクリード伸縮シリンダ 7R・・・右スクリード伸縮シリンダ 8・・・リフトシリンダ 30・・・前側スクリード 30L・・・左前側スクリード 30R・・・右前側スクリード 31・・・後側スクリード 31L・・・左後側スクリード 31R・・・右後側スクリード 32・・・踏み板 32C・・・中央踏み板 32L・・・左踏み板 32R・・・右踏み板 41・・・サイドプレート 41L・・・左サイドプレート 41R・・・右サイドプレート 42・・・モールドボード 42L・・・左モールドボード 42R・・・右モールドボード 43・・・リテーニングプレート 43L・・・左リテーニングプレート 43R・・・右リテーニングプレート 50・・・コントローラ 50a・・・座標算出部 50b・・・操舵制御部 50c・・・スクリード伸縮制御部 51・・・物体検出装置 51L・・・左物体検出装置 51R・・・右物体検出装置 52・・・車載表示装置 53・・・操舵装置 54・・・スクリード伸縮装置 60・・・取り付け部材 60L・・・左取り付け部材 60R・・・右取り付け部材 100・・・アスファルトフィニッシャ AP・・・物体 APL・・・左物体 APL1・・・第1左物体 APL2・・・第2左物体 APR・・・右物体 APR1・・・第1右物体 APR2・・・第2右物体 AX・・・前後軸 BS・・・路盤 CL・・・中心線 CV・・・コンベア DS・・・操作支援システム GD・・・ガイド線 GDL・・・左ガイド線 GDR・・・右ガイド線 NP・・・新設舗装体 PV・・・舗装材 S1・・・走行速度センサ SB、SBa・・・回動部材 SC・・・スクリュ SCL・・・左延長スクリュ SCR・・・右延長スクリュ SH・・・ステアリングホイール SP・・・スクリードプレート SPL・・・左スクリードプレート TA・・・伸縮部材 ZL・・・左監視範囲 ZR・・・右監視範囲
図1
図2
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図8
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図10