特開 2023-6408 作業機械、及び、作業機械を制御するための方法。

(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】P2023006408

(43)【公開日】2023-01-18

(54)【発明の名称】作業機械、及び、作業機械を制御するための方法。

(51)【国際特許分類】

   E02F 3/85 20060101AFI20230111BHJP

【ＦＩ】

E02F3/85 D

【審査請求】未請求

【請求項の数】8

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2021108991

(22)【出願日】2021-06-30

(71)【出願人】

【識別番号】000001236

【氏名又は名称】株式会社小松製作所

(74)【代理人】

【識別番号】110000202

【氏名又は名称】新樹グローバル・アイピー特許業務法人

(72)【発明者】

【氏名】西原 健

(72)【発明者】

【氏名】石橋 永至

【テーマコード（参考）】

2D003

【Ｆターム（参考）】

2D003AA02

2D003AB04

2D003BA02

2D003BA03

2D003CA02

2D003DA04

2D003DB03

2D003DB04

2D003DB05

(57)【要約】

【課題】作業機械においてスリップの発生を抑えると共に、作業効率の低下を抑える。
【解決手段】ブレードは、車体に対してピッチ軸回りに回動可能に支持される。ピッチアクチュエータは、ブレードをピッチ軸回りにピッチ動作させる。コントローラは、ブレードによる作業中に走行装置においてスリップが発生しているかを判定する。コントローラは、スリップが発生していると判定したときにはブレードを後傾方向にピッチ動作させる。
【選択図】図７

【特許請求の範囲】

【請求項1】

走行装置を含む車体と、
前記車体に対してピッチ軸回りに回動可能に支持されるブレードと、
前記ブレードを前記ピッチ軸回りにピッチ動作させるピッチアクチュエータと、
前記ブレードによる作業中に前記走行装置においてスリップが発生しているかを判定し、前記スリップが発生していると判定したときには前記ブレードを後傾方向にピッチ動作させるコントローラと、
を備える作業機械。

【請求項2】

前記コントローラは、
前記走行装置がスリップから脱出したかを判定し、
前記走行装置がスリップから脱出していないと判定したときには、前記ブレードを上昇させる、
請求項１に記載の作業機械。

【請求項3】

前記車体に対してリフト軸回りに回動可能に支持されるリフトフレームと、
前記リフトフレームを前記リフト軸回りに上下にリフト動作させるリフトアクチュエータと、
を備え、
前記ブレードは、前記リフトフレームを介して前記車体に支持されており、
前記コントローラは、
作業対象である現況地形を示す現況地形データを取得し、
少なくとも一部が前記現況地形の下方に位置する目標地形を示す目標地形データを取得し、
前記ブレードの刃先が前記目標地形に従って移動するように前記リフトアクチュエータを制御することで、前記作業を行う、
請求項１に記載の作業機械。

【請求項4】

前記車体の位置を検出する位置センサと、
前記走行装置の動作速度を検出する速度センサと、
をさらに備え、
前記コントローラは、
前記車体の位置に基づいて、前記作業機械の実車速を算出し、
前記走行装置の動作速度に基づいて、前記作業機械の理論車速を算出し、
前記実車速と前記理論車速とに基づいて、前記走行装置においてスリップが発生しているかを判定する、
請求項１に記載の作業機械。

【請求項5】

走行装置を含む車体と、前記車体に対してピッチ軸回りに回動可能に支持されるブレードと、前記ブレードを前記ピッチ軸回りにピッチ動作させるピッチアクチュエータとを備える作業機械を制御するための方法であって、
前記ブレードによる作業中に前記走行装置においてスリップが発生しているかを判定することと、
前記スリップが発生していると判定したときには前記ブレードを後傾方向にピッチ動作させること、
を備える方法。

【請求項6】

前記走行装置がスリップから脱出したかを判定することと、
前記走行装置がスリップから脱出していないと判定したときには、前記ブレードを上昇させること、
をさらに備える請求項５に記載の方法。

【請求項7】

前記作業機械は、
前記車体に対してリフト軸回りに回動可能に支持されるリフトフレームと、
前記リフトフレームを前記リフト軸回りに上下にリフト動作させるリフトアクチュエータと、
を備え、
前記ブレードは、前記リフトフレームを介して前記車体に支持されており、
作業対象である現況地形を示す現況地形データを取得することと、
少なくとも一部が前記現況地形の下方に位置する目標地形を示す目標地形データを取得することと、
前記ブレードの刃先が前記目標地形に従って移動するように前記リフトアクチュエータを制御することで、前記作業を行うこと、
をさらに備える請求項５に記載の方法。

【請求項8】

前記車体の位置を取得することと、
前記走行装置の動作速度を取得することと、
前記車体の位置に基づいて、前記作業機械の実車速を算出することと、
前記走行装置の動作速度に基づいて、前記作業機械の理論車速を算出することと、
前記実車速と前記理論車速とに基づいて、前記走行装置においてスリップが発生しているかを判定すること、
をさらに備える請求項５に記載の方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、作業機械、及び、作業機械を制御するための方法に関する。

【背景技術】

【0002】

作業機械には、ブレードを備えており、ブレードによって掘削などの作業を行うものがある。例えば、特許文献１の作業機械は、コントローラが設計面に従ってブレードを移動させることで、掘削作業を行う。また、コントローラは、作業機械の走行装置にスリップが発生しているかを判定する。コントローラは、スリップが発生していると判定した時には、設計面を上昇させる。コントローラは、設計面に従って、ブレードを上昇させる。それにより、ブレードへの負荷が軽減されることで、作業機械が、スリップから脱出する。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０１８－１９７４２５号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

上述した作業機械は、掘削作業中にスリップが発生すると、ブレードをリフト動作させることで上昇させる。それにより、作業機械はスリップから脱出することができるが、ブレードによって掘削される土量が少なくなる。その場合、掘削の作業効率が低下してしまう。本発明の目的は、作業機械においてスリップの発生を抑えると共に、作業効率の低下を抑えることにある。

【課題を解決するための手段】

【0005】

本発明の一態様に係る作業機械は、車体と、ブレードと、ピッチアクチュエータと、コントローラとを備える。車体は、走行装置を含む。ブレードは、車体に対してピッチ軸回りに回動可能に支持される。ピッチアクチュエータは、ブレードをピッチ軸回りにピッチ動作させる。コントローラは、ブレードによる作業中に走行装置においてスリップが発生しているかを判定する。コントローラは、スリップが発生していると判定したときにはブレードを後傾方向にピッチ動作させる。

【0006】

本発明の他の態様に係る方法は、作業機械を制御するための方法である。作業機械は、車体と、ブレードと、ピッチアクチュエータとを備える。車体は、走行装置を含む。ブレードは、車体に対してピッチ軸回りに回動可能に支持される。ピッチアクチュエータは、ブレードをピッチ軸回りにピッチ動作させる。本態様に係る方法は、ブレードによる作業中に走行装置においてスリップが発生しているかを判定することと、スリップが発生していると判定したときにはブレードを後傾方向にピッチ動作させること、を備える。

【発明の効果】

【0007】

本発明によれば、スリップが発生していると判定されたときには、ブレードが後傾方向にピッチ動作する。それにより、ブレードへの抵抗が軽減されることで、作業機械がスリップから脱出することができる。また、ブレードのリフト動作によらずにピッチ動作によって作業機械をスリップから脱出させるため、ブレードの上昇が抑えられる。それにより、作業効率の低下が抑えられる。

【図面の簡単な説明】

【0008】

【図1】実施形態に係る作業機械を示す側面図である。

【図2】作業機械の駆動系と制御システムとの構成を示すブロック図である。

【図3】ブレードのリフト動作を示す図である。

【図4】ブレードのピッチ動作を示す図である。

【図5】第１実施形態に係る作業機械の自動制御を示すフローチャートである。

【図6】現況地形と目標地形との一例を示す図である。

【図7】スリップの発生を抑えるための制御の処理を示すフローチャートである。

【図8】スリップが発生しているときのブレードのピッチ動作を示す図である

【図9】ピッチ動作後にスリップから脱出していないときのブレードのリフト動作を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0009】

以下、実施形態に係る作業機械について、図面を参照しながら説明する。図１は、実施形態に係る作業機械１を示す側面図である。本実施形態に係る作業機械１は、ブルドーザである。作業機械１は、車体１１と作業機１２とを備えている。

【0010】

車体１１は、運転室１３と、エンジン室１４と、走行装置１５とを含む。運転室１３には、図示しない運転席が配置されている。エンジン室１４は、運転室１３の前方に配置されている。走行装置１５は、車体１１の下部に設けられている。走行装置１５は、左右一対の履帯１６を含む。なお、図１では、左側の履帯１６のみが図示されている。履帯１６が回転することによって、作業機械１が走行する。

【0011】

作業機１２は、車体１１に取り付けられている。作業機１２は、リフトフレーム１７と、ブレード１８と、リフトアクチュエータ１９と、ピッチアクチュエータ２０とを有する。リフトフレーム１７は、車体１１に対してリフト軸Ｘ１回りに回動可能に支持される。リフト軸Ｘ１は、車体１１の横方向に延びている。リフトフレーム１７は、リフト軸Ｘ１回りに回動することで、上下にリフト動作する。なお、リフトフレーム１７は、走行装置１５に取り付けられてもよい。リフトフレーム１７は、走行装置１５の内側に配置されてもよく、或いは走行装置１５の外側に配置されてもよい。

【0012】

ブレード１８は、車体１１の前方に配置されている。ブレード１８は、リフトフレーム１７に対してピッチ軸Ｘ２回りに回動可能に支持される。ピッチ軸Ｘ２は、車体１１の横方向に延びている。ブレード１８は、ピッチ軸Ｘ２回りに回動することで、前後にピッチ動作する。ブレード１８は、リフトフレーム１７の上下動に伴って上下に移動する。

【0013】

リフトアクチュエータ１９は、車体１１とリフトフレーム１７とに連結されている。リフトアクチュエータ１９は、油圧シリンダである。リフトアクチュエータ１９が伸縮することによって、リフトフレーム１７は、上下にリフト動作する。リフトアクチュエータ１９が縮むことによって、ブレード１８が上昇する。リフトアクチュエータ１９が延びることによって、ブレード１８が下降する。なお、リフトアクチュエータ１９は、ブレード１８に取り付けられてもよい。

【0014】

ピッチアクチュエータ２０は、リフトフレーム１７とブレード１８とに連結されている。ピッチアクチュエータ２０は、油圧シリンダである。ピッチアクチュエータ２０が伸縮することによって、ブレード１８は、前後にピッチ動作する。ブレード１８の一部、例えば上端が、前後に動作することで、ブレード１８がピッチ軸Ｘ２回りにピッチ動作する。ピッチアクチュエータ２０が伸びることによって、ブレード１８は前傾する。ピッチアクチュエータ２０が縮むことによって、ブレード１８は後傾する。

【0015】

図２は、作業機械１の駆動系２と制御システム３との構成を示すブロック図である。図２に示すように、駆動系２は、エンジン２２と、油圧ポンプ２３と、動力伝達装置２４と、を備えている。油圧ポンプ２３は、エンジン２２によって駆動され、作動油を吐出する。油圧ポンプ２３から吐出された作動油は、リフトアクチュエータ１９とピッチアクチュエータ２０とに供給される。なお、図２では、１つの油圧ポンプが図示されているが、複数の油圧ポンプが設けられてもよい。

【0016】

動力伝達装置２４は、エンジン２２の駆動力を走行装置１５に伝達する。動力伝達装置２４は、例えば、HST（Hydro Static Transmission）であってもよい。或いは、動力伝達装置２４は、例えば、トルクコンバータ、或いは複数の変速ギアを有するトランスミッションであってもよい。

【0017】

制御システム３は、コントローラ２６と制御弁２７とを備える。コントローラ２６は、取得したデータに基づいて作業機械１を制御するようにプログラムされている。コントローラ２６は、記憶装置２８とプロセッサ２９とを含む。プロセッサ２９は、例えばCPUを含む。記憶装置２８は、例えばメモリと補助記憶装置とを含む。記憶装置２８は、例えば、RAM、或いはROMなどであってもよい。記憶装置２８は、半導体メモリ、或いはハードディスクなどであってもよい。記憶装置２８は、非一時的な（non-transitory）コンピュータで読み取り可能な記録媒体の一例である。記憶装置２８は、プロセッサ２９によって実行可能であり作業機械１を制御するためのコンピュータ指令を記録している。

【0018】

制御弁２７は、比例制御弁であり、コントローラ２６からの指令信号によって制御される。制御弁２７は、リフトアクチュエータ１９及びピッチアクチュエータ２０などの油圧アクチュエータと、油圧ポンプ２３との間に配置される。制御弁２７は、油圧ポンプ２３からリフトアクチュエータ１９に供給される作動油の流量を制御する。制御弁２７は、油圧ポンプ２３からピッチアクチュエータ２０に供給される作動油の流量を制御する。なお、制御弁２７は、圧力比例制御弁であってもよい。或いは、制御弁２７は、電磁比例制御弁であってもよい。

【0019】

制御システム３は、操作装置３１と入力装置３２とを備えている。操作装置３１は、例えばレバーを含む。或いは、操作装置３１は、ペダル、或いはスイッチを含んでもよい。オペレータは、操作装置３１を用いて、作業機械１の走行と、作業機１２の動作とを手動で操作することができる。操作装置３１は、操作装置３１の操作を示す操作信号を出力する。コントローラ２６は、操作装置３１から操作信号を受信する。

【0020】

操作装置３１は、ブレード１８のリフト動作を操作可能である。詳細には、操作装置３１は、ブレード１８の上げ操作と下げ操作との操作が可能である。オペレータが操作装置３１に対して上げ操作を行うと、コントローラ２６は、ブレード１８が上昇するように、リフトアクチュエータ１９を制御する。オペレータが操作装置３１に対して下げ操作を行うと、コントローラ２６は、ブレード１８が下降するように、リフトアクチュエータ１９を制御する。

【0021】

図３は、作業機械１のリフト動作を示す模式図である。図３において、Ｐ０は、ブレード１８の刃先の現在位置を示している。Ｐ１は、ブレード１８の刃先の最高位置を示している。Ｐ２は、ブレード１８の刃先の最低位置を示している。作業機械１は、最高位置Ｐ１と最低位置Ｐ２との間で、ブレード１８をリフト動作させることができる。

【0022】

操作装置３１は、ブレード１８のピッチ動作を操作可能である。詳細には、操作装置３１は、ブレード１８の前傾操作と後傾操作との操作が可能である。オペレータが操作装置３１に対して前傾操作を行うと、コントローラ２６は、ブレード１８が前傾するように、ピッチアクチュエータ２０を制御する。オペレータが操作装置３１に対して後傾操作を行うと、コントローラ２６は、ブレード１８が後傾するように、ピッチアクチュエータ２０を制御する。

【0023】

図４Ａ～図４Ｃは、ブレード１８のピッチ角を示す図である。図４Ａ～図４Ｃに示すように、ブレード１８のピッチ角θ０－θ２は、ブレード１８の刃先と履帯１６の接地面Ｇ１との間のなす角である。図４Ｂは、標準状態のブレード１８のピッチ角（以下、「標準ピッチ角」と呼ぶ）θ０を示している。図４Ａは、標準状態よりも前傾したブレード１８のピッチ角θ１を示している。図４Ｃは、標準状態よりも後傾したブレード１８のピッチ角θ２を示している。ブレード１８が前傾するほどピッチ角は大きくなる。ブレード１８が後傾するほどピッチ角は小さくなる。すなわち、θ１＞θ０＞θ２である。

【0024】

なお、操作装置３１は、油圧パイロット式の装置であってもよい。例えば、操作装置３１は、操作装置３１の操作に応じたパイロット油圧を出力してもよい。操作装置３１からのパイロット油圧によって制御弁２７が制御されることで、リフトアクチュエータ１９、或いはピッチアクチュエータ２０が制御されてもよい。コントローラ２６は、パイロット油圧を示す信号を、操作信号として受信してもよい。

【0025】

入力装置３２は、例えばタッチパネルを含む。ただし、入力装置３２は、スイッチなどの他の装置を含んでもよい。オペレータは、入力装置３２を用いて、コントローラ２６によるブレード１８のピッチ角の制御モードの設定を行うことができる。制御モードは、手動モードと自動制御とを含む。手動モードでは、オペレータは、操作装置３１を用いて、手動でブレード１８のピッチ角を変更可能である。ピッチ角の自動制御については、後に詳細に説明する。

【0026】

図２に示すように、制御システム３は、ブレード１８の刃先の現在位置（以下、「刃先位置Ｐ０」と呼ぶ）を検出するセンサ３３を備えている。センサ３３は、車体センサ３４と、フレームセンサ３５と、ブレードセンサ３６と、位置センサ３７とを含む。車体センサ３４は、車体１１に取り付けられている。車体センサ３４は、車体１１の姿勢を検出する。フレームセンサ３５は、リフトフレーム１７に取り付けられている。フレームセンサ３５は、リフトフレーム１７の姿勢を検出する。ブレードセンサ３６は、ブレード１８に取り付けられている。ブレードセンサ３６は、ブレード１８の姿勢を検出する。位置センサ３７は、車体１１の現在位置を検出する。

【0027】

車体センサ３４と、フレームセンサ３５と、ブレードセンサ３６とは、それぞれIMU（慣性計測装置、Inertial Measurement Unit）である。ただし、フレームセンサ３５とブレードセンサ３６とは、IMUに限らず、角度センサ、或いはシリンダのストロークセンサなどの他のセンサであってもよい。

【0028】

車体センサ３４は、水平に対する車体１１の前後方向の角度（車体ピッチ角）を検出する。フレームセンサ３５は、リフトフレーム１７の回転角度を検出する。ブレードセンサ３６は、ブレード１８のピッチ角を検出する。車体センサ３４と、フレームセンサ３５と、ブレードセンサ３６とは、それぞれ検出した角度を示す検出信号を出力する。

【0029】

位置センサ３７は、例えばGPS（Global Positioning System）などのGNSS(Global Navigation Satellite System)の位置センサである。位置センサ３７は、例えばGNSSレシーバとアンテナとを備える。位置センサ３７は、位置センサ３７の現在位置を検出する。位置センサ３７は、車体１１に配置されている。従って、位置センサ３７は、車体１１の現在位置を検出する。車体１１の現在位置は、地球を基準とするグローバル座標で示される。ただし、車体１１の現在位置は、作業機械１が作業を行う作業現場を基準とするローカル座標で示されてもよい。コントローラ２６は、位置センサ３７から、車体１１の現在位置を示す検出信号を取得する。

【0030】

コントローラ２６は、車体センサ３４と、フレームセンサ３５と、ブレードセンサ３６と、位置センサ３７とから検出信号を受信する。コントローラ２６は、車体１１と、リフトフレーム１７と、ブレード１８との寸法及び位置関係を示す機械寸法データを記憶している。コントローラ２６は、車体センサ３４とフレームセンサ３５とブレードセンサ３６とによって検出された角度と、位置センサ３７によって検出された車体１１の現在位置と、機械寸法データとに基づいて、ブレード１８の刃先位置Ｐ０を算出する。

【0031】

作業機械１は、速度センサ３８を備える。速度センサ３８は、走行装置１５の動作速度を検出する。速度センサ３８は、走行装置１５の動作速度を示す検出信号を出力する。コントローラ２６は、速度センサ３８から、走行装置１５の動作速度を示す検出信号を取得する。例えば、速度センサ３８は、動力伝達装置２４の出力軸の回転速度を検出する。コントローラ２６は、動力伝達装置２４の出力軸の回転速度から、履帯１６の動作速度を算出する。或いは、速度センサ３８は、動力伝達装置２４の他の回転要素の回転速度を検出してもよい。或いは、速度センサ３８は、スプロケットなどの走行装置１５の回転要素の回転速度を検出してもよい。或いは、速度センサ３８は、エンジン回転速度を検出してもよい。

【0032】

コントローラ２６は、作業機械１を自動的に制御する。以下、コントローラ２６によって実行される、作業機械１の自動制御について説明する。図５は、自動制御の処理を示すフローチャートである。

【0033】

図５に示すように、ステップＳ１０１では、コントローラ２６は、作業機械１の現在位置を取得する。ここでは、コントローラ２６は、上述したブレード１８の刃先位置Ｐ０を、作業機械１の現在位置として取得する。

【0034】

ステップＳ１０２では、コントローラ２６は、現況地形データを取得する。現況地形データは、作業対象の現況地形５０を示す。図６は、現況地形５０の一例を示す図である。現況地形データは、作業機械１の進行方向に位置する現況地形５０上の複数の地点の座標と高度を含む。コントローラ２６は、外部のコンピュータから、現況地形データを取得してもよい。コントローラ２６は、履帯１６の底面の軌跡により、更新された現況地形データを取得してもよい。

【0035】

ステップＳ１０３では、コントローラ２６は、目標地形データを取得する。目標地形データは、現況地形５０に対する目標地形６０を示す。目標地形データは、作業機械１の進行方向に位置する目標地形６０上の複数の地点の座標と高度を含む。図６に示すように、目標地形６０の少なくとも一部は、現況地形５０に対して鉛直方向に変位している。目標地形６０の少なくとも一部は、現況地形５０の下方に位置する。

【0036】

コントローラ２６は、現況地形５０に基づいて目標地形６０を決定してもよい。例えば、コントローラ２６は、現況地形５０を下方に変位させることで、目標地形６０を決定してもよい。コントローラ２６は、作業の所定の開始位置から所定角度で延びる軌道を、目標地形６０として決定してもよい。コントローラ２６は、ブレード１８の容量、或いは負荷に基づいて、目標地形６０を決定してもよい。コントローラ２６は、ブレード１８が保持している土量に基づいて、目標地形６０を決定してもよい。或いは、コントローラ２６は、外部のコンピュータから、目標地形データを取得してもよい。

【0037】

ステップＳ１０４では、コントローラ２６は、目標地形６０に従って、作業機１２を制御する。コントローラ２６は、目標地形６０に従ってブレード１８の刃先が移動するように、リフトアクチュエータ１９を制御する。それにより、作業機械１が前進しながら、ブレード１８の刃先が目標地形６０に沿って移動するように、ブレード１８が上下にリフト動作する。それにより、現況地形５０がブレード１８によって掘削される。なお、作業機械１の前進は、オペレータによる操作装置３１の操作によって手動で行われてもよい。或いは、作業機械１の前進は、コントローラ２６による自動制御によって行われてもよい。

【0038】

本実施形態に係る作業機械１では、コントローラ２６は、目標地形６０に従うブレード１８の高さの自動制御を実行しながら、走行装置１５のスリップの発生を監視する。コントローラ２６は、スリップが発生した時には、スリップを抑えるためのブレード１８のピッチ角の自動制御を実行する。図７は、スリップを抑えるための制御の処理を示すフローチャートである。

【0039】

図７に示すように、ステップＳ２０１では、コントローラ２６は、第１スリップ判定を行う。第１スリップ判定では、コントローラ２６は、第１スリップ条件が満たされているときに、履帯１６のスリップが発生していると判定する。第１スリップ条件は、スリップ率が第１閾値より小さいことである。スリップ率は、車体１１の理論車速に対する実車速の比である。コントローラ２６は、走行装置１５の動作速度に基づいて、車体１１の理論車速を算出する。コントローラ２６は、車体１１の位置に基づいて、車体１１の実車速を算出する。すなわち、第１スリップ条件は以下の式（１）で表される。
Ｒｓ＝Ｖａ／Ｖｔ＜Ｔｈ１
Ｒｓはスリップ率である。Ｖａは実車速である。Ｖｔは理論車速である。Ｔｈ１は第１閾値である。

【0040】

なお、第１スリップ条件は、理論車速が増加していないことを含んでもよい。ステップＳ２０１において、コントローラ２６が、スリップが発生していると判定した時には、処理はステップＳ２０２に進む。

【0041】

ステップＳ２０２では、コントローラ２６は、図８に示すように、ブレード１８を後傾方向にピッチ動作させる。例えば、コントローラ２６は、ブレード１８のピッチ角を、所定角度だけ減少させる。所定角度は、一定値であってもよい。或いは、所定角度は、スリップ率、或いはブレード１８が受ける負荷などのパラメータに応じた角度であってもよい。

【0042】

ステップＳ２０３では、コントローラ２６は、走行装置１５がスリップから脱出したかを判定する。コントローラ２６は、第１スリップ脱出条件が満たされたときに、走行装置１５がスリップから脱出したと判定する。第１スリップ脱出条件は、スリップ率が第１閾値以上であることである。コントローラ２６は、第１スリップ脱出条件が満たされているときに、走行装置１５がスリップから脱出したと判定する。

【0043】

ステップＳ２０３において、コントローラ２６が、走行装置１５がスリップから脱出したと判定したときには、コントローラ２６は、ステップＳ２０８において、ピッチ角を標準状態に戻した後、上述した目標地形６０に従うブレード１８の制御を継続する。ステップＳ２０３において、コントローラ２６が、走行装置１５がスリップから脱出していないと判定したときには、処理はステップＳ２０４に進む。

【0044】

ステップＳ２０４では、コントローラ２６は、第２スリップ判定を行う。第２スリップ判定では、コントローラ２６は、第２スリップ条件が満たされているときに、走行装置１５のスリップが発生しているかを判定する。第２スリップ条件は、理論車速が第２閾値より大きいことである。コントローラ２６は、スリップが発生していると判定したときには、処理はステップＳ２０５に進む。

【0045】

ステップＳ２０５では、コントローラ２６は、図９に示すように、目標地形６０を上昇させる。それにより、コントローラ２６は、ブレード１８を上昇させる。なお、コントローラ２６は、ブレード１８のピッチ動作を継続しながら、ブレード１８を上昇させてもよい。ステップＳ２０６では、コントローラ２６は、走行装置１５がスリップから脱出したかを判定する。ここでは、コントローラ２６は、第２スリップ脱出条件が満たされたときに、走行装置１５がスリップから脱出したと判定する。第２スリップ脱出条件は、理論車速が第２閾値以下であることである。ステップＳ２０６においてコントローラ２６が、走行装置１５がスリップから脱出していないと判定したときには、処理はステップＳ２０５に戻る。従って、コントローラ２６は、引き続き目標地形６０を上昇させる。

【0046】

ステップＳ２０６においてコントローラ２６が、走行装置１５がスリップから脱出したと判定したときには、処理はステップＳ２０７に進む。ステップＳ２０７では、コントローラ２６は、目標地形６０を再設定する。コントローラ２６は、走行装置１５がスリップから脱出したと判定したときの目標地形６０’を、新たな目標地形６０として再設定する。そして、コントローラ２６は、再設定された目標地形６０に従ってブレード１８の制御を継続する。また、ステップＳ２０８において、コントローラ２６は、ピッチ角を標準状態に戻す。

【0047】

以上説明した本実施形態に係る作業機械１では、スリップが発生していると判定されたときには、ブレード１８が後傾方向にピッチ動作する。それにより、ブレード１８への掘削抵抗が軽減されることで、走行装置１５がスリップから脱出することができる。また、ブレード１８のリフト動作によらずにピッチ動作によって走行装置１５をスリップから脱出させるため、ブレード１８の上昇が抑えられる。それにより、作業効率の低下が抑えられる。

【0048】

以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。

【0049】

作業機械１は、ブルドーザに限らず、ホイールローダ、モータグレーダ等の他の車両であってもよい。コントローラ２６は、互いに別体の複数のコントローラを有してもよい。複数のコントローラの一部は、作業機械１の外部に配置されてもよい。すなわち、作業機械１は、遠隔から制御可能であってもよい。コントローラ２６による処理は、上記の実施形態のものに限らず、変更されてもよい。上述した自動制御の処理の一部が省略されてもよい。或いは、上述した処理の一部が変更されてもよい。

【0050】

リフトアクチュエータ１９と、ピッチアクチュエータ２０とは、油圧シリンダに限らない。リフトアクチュエータ１９と、ピッチアクチュエータ２０とは、例えば電動モータなどの他のアクチュエータであってもよい。位置センサ３７は、車体１１に限らず、作業機械１の他の部分に配置されてもよい。例えば、位置センサ３７はブレード１８に配置されてもよい。

【0051】

スリップを抑えるための制御の処理は、上記した処理に限らず、変更されてもよい。例えば、スリップの発生を判定するための処理、及び、スリップから脱出したかを判定するための処理は、上記した処理に限らず、変更されてもよい。コントローラ２６は、スリップが発生していると判定したときに、目標地形６０の上昇によらずに、ブレード１８を直接的に上昇させてもよい。

【0052】

理論車速は、位置センサ３７によって取得された車体１１の位置の時間当たりの変化より算出されてもよい。或いは、理論車速は、車体センサ３４によって取得された車体１１の加速度の積算値より算出されてもよい。或いは、理論車速は、車体１１からレーダ等の測位手段によって取得された外部の対象物の位置の時間当たりの変化から算出されてもよい。

【産業上の利用可能性】

【0053】

本発明によれば、作業機械においてスリップの発生を抑えると共に、作業効率の低下を抑えることができる。

【符号の説明】

【0054】

１１ 車体
１７ リフトフレーム
１８ ブレード
１９ リフトアクチュエータ
２０ ピッチアクチュエータ
２６ コントローラ
３７ 位置センサ
３８ 速度センサ
５０ 現況地形
６０ 目標地形

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】