特開 2024-168627 作業機械を制御するためのシステムおよび方法

(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】P2024168627

(43)【公開日】2024-12-05

(54)【発明の名称】作業機械を制御するためのシステムおよび方法

(51)【国際特許分類】

   E02F 9/22 20060101AFI20241128BHJP

   E02F 9/20 20060101ALI20241128BHJP

【ＦＩ】

E02F9/22 A

E02F9/20 N

【審査請求】未請求

【請求項の数】8

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023085466

(22)【出願日】2023-05-24

(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】110001634

【氏名又は名称】弁理士法人志賀国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】中野 圭

(72)【発明者】

【氏名】津村 総一

(72)【発明者】

【氏名】守 翔太

(72)【発明者】

【氏名】小山 陽哉

(72)【発明者】

【氏名】中山 裕

【テーマコード（参考）】

2D003

【Ｆターム（参考）】

2D003AA02

2D003AB01

2D003AC01

2D003BA03

2D003BA04

2D003BA07

2D003DB05

2D003DB07

2D003FA02

(57)【要約】

【課題】自律的、半自律的、または遠隔地から操作可能な作業機械を適切に動作させることができる作業機械を制御するためのシステムおよび方法を提供する。
【解決手段】本開示のシステムは、作業機と走行装置とを備える作業機械を制御するためのシステムであって、前記作業機械を制御するためのコントローラと、前記作業機械を操作するための作業機械操作部と、を備え、前記コントローラは、前記作業機械の累積走行距離を算出し、前記累積走行距離が所定の距離閾値以上となった場合に前記作業機械の所定の動作を停止させるための停止指令を出力し、前記作業機械操作部に対して所定の操作が行われた場合に前記累積走行距離を初期化する。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

作業機と走行装置とを備える作業機械を制御するためのシステムであって、
前記作業機械を制御するためのコントローラと、
前記作業機械を操作するための作業機械操作部と、
を備え、
前記コントローラは、
前記作業機械の累積走行距離を算出し、
前記累積走行距離が所定の距離閾値以上となった場合に前記作業機械の所定の動作を停止させるための停止指令を出力し、
前記作業機械操作部に対して所定の操作が行われた場合に前記累積走行距離を初期化する、
システム。

【請求項2】

前記コントローラは、前記距離閾値を所定の上下限値の範囲内で調整する
請求項１に記載のシステム。

【請求項3】

前記所定の動作は、前記走行装置の走行動作を少なくとも含む
請求項２に記載のシステム。

【請求項4】

前記作業機械操作部は、前記走行装置の走行動作の状態を、前進状態、後進状態、または動力切り離し状態のいずれかの状態に切り換える走行操作部を含み、
前記所定の操作は、前記走行操作部に対する前記走行装置の走行動作の状態の切換操作を含む
請求項３に記載のシステム。

【請求項5】

前記作業機械操作部は、前記作業機械の進行方向を操向操作の割合に応じて変化させる操向操作部を含み、
前記所定の操作は、前記操向操作の割合を所定の操向閾値以上に変化させる操作を含む
請求項４に記載のシステム。

【請求項6】

前記作業機械操作部は、前記走行装置の速度を減速操作の割合に応じて変化させる減速操作部を含み、
前記所定の操作は、前記減速操作の割合を所定の減速閾値以上に変化させる操作を含む
請求項５に記載のシステム。

【請求項7】

前記作業機械操作部は、前記作業機械を遠隔操作するために、作業現場から離れた管理センタに配置される
請求項１から６のいずれか１項に記載のシステム。

【請求項8】

作業機と走行装置とを備える作業機械を制御するための方法であって、
前記作業機械の累積走行距離を算出するステップと、
前記累積走行距離が所定の距離閾値以上となった場合に前記作業機械の所定の動作を停止するステップと、
前記作業機械を操作するための作業機械操作部に対して所定の操作が行われた場合に前記累積走行距離を初期化するステップと、
を含む方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、作業機械を制御するためのシステムおよび方法に関する。

【背景技術】

【0002】

自律的、半自律的、または遠隔地から操作可能な作業機械が知られている（例えば特許文献１）。特許文献１に記載されているシステムでは、作業現場から離れた管理センタに配置されている遠隔操作装置をオペレータが操作することで遠隔から作業機械が操作される。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０２３－４４０６号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

ところで、自律、半自律あるいは遠隔操作によって作業機械を運転するシステムでは、例えば通常想定されない動作が発生した場合に、その動作を停止させるための機能を持たせるということが考えられる。しかしながら、このような機能では、通常想定されない動作なのか否かの判定の仕方によっては、正常な動作にもかかわらず当該動作が停止してしまうということが起こり得るという課題がある。

【0005】

本開示は、上記事情に鑑みてなされたものであり、自律的、半自律的、または遠隔地から操作可能な作業機械を適切に動作させることができる作業機械を制御するためのシステムおよび方法を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本開示の一態様に係るシステムは、作業機と走行装置とを備える作業機械を制御するためのシステムであって、前記作業機械を制御するためのコントローラと、前記作業機械を操作するための作業機械操作部と、を備え、前記コントローラは、前記作業機械の累積走行距離を算出し、前記累積走行距離が所定の距離閾値以上となった場合に前記作業機械の所定の動作を停止させるための停止指令を出力し、前記作業機械操作部に対して所定の操作が行われた場合に前記累積走行距離を初期化する。

【0007】

本開示の一態様に係る方法は、作業機と走行装置とを備える作業機械を制御するための方法であって、前記作業機械の累積走行距離を算出するステップと、前記累積走行距離が所定の距離閾値以上となった場合に前記作業機械の所定の動作を停止するステップと、前記作業機械を操作するための作業機械操作部に対して所定の操作が行われた場合に前記累積走行距離を初期化するステップと、を含む。

【発明の効果】

【0008】

本開示の作業機械を制御するためのシステムおよび方法では、作業機械の累積走行距離（連続走行距離）が所定の距離閾値以上となる動作を通常想定されない動作として、累積走行距離が距離閾値以上となる前に作業機械操作部に対して所定の操作が行われたときには累積走行距離を初期化するようした。この構成によれば、作業機械操作部が正常に操作されている状態で作業機械の動作が停止されるということを防止することができ、自律的、半自律的、または遠隔地から操作可能な作業機械を適切に動作させることができる。

【図面の簡単な説明】

【0009】

【図1】作業機械を示す斜視図である。

【図2】実施形態に係る作業機械を制御するためのシステムの構成例を示すブロック図である。

【図3】遠隔操作システムの構成例を示すブロック図である。

【図4】遠隔操作装置および表示装置の構成例を示す斜視図である。

【図5】操向前後進変速レバーの動作例を示す斜視図である。

【図6】操向レバー、走行レバーおよびデセルペダルの動作例を説明するための模式図である。

【図7】車載コントローラの機能的構成例を示すブロック図である。

【図8】走行装置の停止動作の例を示すタイミングチャートである。

【図9】距離閾値調整部の動作例を説明するための模式図である。

【図10】連続走行制限部の動作例を示すフローチャートである。

【図11】操作状態が所定の状態であるか否かの判定処理の例を示すフローチャートである。

【図12】システムの動作例を示す模式図である。

【図13】作業機械の動作例を模式的に示す平面図である。

【発明を実施するための形態】

【0010】

以下、図面を参照して本開示の作業機械を制御するためのシステムおよび方法の実施形態について説明する。なお、各図において同一または対応する構成には同一の符号を用いて説明を適宜省略する。

【0011】

図１は、作業機械２を示す斜視図である。作業機械２は、例えばブルドーザである。図１に示すように、作業機械２は、車体１０と作業機１３とを備えている。車体１０は、運転室１４と、動力室１５と、走行装置１２とを含む。運転室１４には、図示しない運転席が配置されている。動力室１５は、運転室１４の前方に配置されている。動力室１５には、作業機械２を駆動させるための動力を発生させるための動力源２１と、後述する動力伝達装置とが配置されている。走行装置１２は、左右一対の履帯１６とブレーキ等を有している。作業機械２は、履帯１６が回転することによって走行する。

【0012】

作業機１３は、車体１０に取り付けられている。作業機１３は、リフトフレーム１７と、ブレード１８と、リフトシリンダ１９と、リッパ１３１と、リフトシリンダ１３２とを含む。リフトフレーム１７は、上下に動作可能に車体１０に取付けられている。リフトフレーム１７は、ブレード１８を支持している。ブレード１８は、車体１０の前方に配置されている。リフトシリンダ１９は、車体１０に連結されている。リフトシリンダ１９の前端は、ブレード１８の背面に回転可能に取り付けられている。リフトシリンダ１９が伸縮することによって、ブレード１８は、上下に動作する。リッパ１３１は、車体１０の後方に配置されている。リフトシリンダ１３２は、車体１０に連結されている。リフトシリンダ１３２の前端は、リッパ１３１に回転可能に取り付けられている。リフトシリンダ１３２が伸縮することによって、リッパ１３１は、上下に動作する。

【0013】

図２は、実施形態に係るシステム１の構成例を示すブロック図である。本実施形態に係るシステム１は、作業機械２と、遠隔操作システム３と、移動通信機４とを備えている。作業機械２は、鉱山、整地現場等の作業現場に配置される。

【0014】

本実施形態のシステム１は、作業機械２の累積走行距離（連続走行距離）が所定の距離閾値以上となる場合には、作業機械２の所定の動作を停止する。ただし、本実施形態では、累積走行距離が距離閾値以上となる前に作業機械２の操作部に対して所定の操作が行われたときには累積走行距離を初期化する。なお、本実施形態では、この作業機械２の累積走行距離が所定の距離閾値以上となる場合に作業機械２の所定の動作を停止する機能を、連続走行制限機能という。

【0015】

図２に示すように、作業機械２は、動力源２１と、油圧ポンプ２２と、動力伝達装置２３と、ＰＴＯ（Ｐｏｗｅｒ Ｔａｋｅ Ｏｆｆ）２０６と、制御弁２０７と、シャフト２０８と、出力軸センサ２０９と、制御弁２１０と、ブレーキ２１１とを備えている。本実施形態において、動力源２１は、内燃機関である。動力源２１は、出力を制御するための燃料噴射制御装置２４を備える。油圧ポンプ２２は、ＰＴＯ２０６を介して動力源２１によって駆動され、作動油を吐出する。油圧ポンプ２２から吐出された作動油は、リフトシリンダ１９、１３２等に供給される。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】

ＰＴＯ２０６は、動力源２１の動力の少なくとも一部を油圧ポンプ２２に伝達する。ＰＴＯ２０６は、動力源２１の動力を動力伝達装置２３と油圧ポンプ２２とに分配する。

【0017】

動力伝達装置２３は、動力源２１の駆動力を走行装置１２に伝達する。動力伝達装置２３は、例えば、ＨＳＴ（Ｈｙｄｒｏ Ｓｔａｔｉｃ Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ）であってもよい。あるいは、動力伝達装置２３は、例えば、トルクコンバータ、あるいは複数のギアを有するトランスミッションであってもよい。動力伝達装置２３の動作は制御弁２０７によって制御される。動力伝達装置２３は、走行装置１２への動力の伝達を接続状態または動力切り離し状態に制御したり、変速比および前後進を制御したりする。

【0018】

動力伝達装置２３が出力した駆動力は、シャフト２０８、図示していないベベルギア等を介して履帯１６に伝達される。図２では、一方の履帯１６のみが図示されている。出力軸センサ２０９は、例えば、シャフト２０８の回転数（回転速度）（以下、出力回転数という）を検知して出力する。制御弁２１０は、ブレーキ２１１の動作を制御する。ブレーキ２１１は、作動油が供給された場合にシャフト２０８に対する制動力を緩め、作動油の供給が停止された場合に係合し、シャフト２０８に最大の制動力を掛けて履帯１６の回転を停止させる。

【0019】

また、作業機械２は、車載コントローラ２５と制御弁２６とを備える。車載コントローラ２５は、作業機械２を制御する。車載コントローラ２５は、作業機械２に搭載されている。車載コントローラ２５は、プロセッサとメモリとを含むコンピュータによって実現される。車載コントローラ２５は、互いに別体の複数のコントローラによって構成されてもよい。車載コントローラ２５は、取得したデータに基づいて作業機械２を制御するようにプログラムされている。なお、車載コントローラ２５は、本開示に係る「コントローラ」の一構成例である。

【0020】

車載コントローラ２５は、後述する遠隔コントローラ３７からの遠隔制御信号に応じて、動力源２１と動力伝達装置２３とを制御することで、作業機械２を走行させる。車載コントローラ２５は、遠隔コントローラ３７からの遠隔制御信号に応じて、油圧ポンプ２２と制御弁２６とを制御することで、作業機１３を動作させる。

【0021】

また、車載コントローラ２５は、カメラ２７からの画像信号を遠隔コントローラ３７に送信する。遠隔コントローラ３７は、画像信号に基づいて、作業機械２の周囲を示す画像を表示装置３６に表示する。オペレータは、作業機械２の周囲を示す画像を表示装置３６上で見ながら遠隔操作装置３４を操作することで、作業機械２を制御することができる。なお、遠隔操作装置３４は、本開示に係る「作業機械操作部」の一構成例である。

【0022】

制御弁２６は、比例制御弁であり、車載コントローラ２５からの指令信号によって制御される。制御弁２６は、リフトシリンダ１９等の油圧アクチュエータと、油圧ポンプ２２との間に配置される。制御弁２６は、油圧ポンプ２２からリフトシリンダ１９等に供給される作動油の流量を制御する。車載コントローラ２５は、作業機１３が上昇、あるいは下降するように、制御弁２６を制御する。なお、制御弁２６は、圧力比例制御弁であってもよい。あるいは、制御弁２６は、電磁比例制御弁であってもよい。

【0023】

作業機械２は、カメラ２７と、車載操作装置２８と、車載入力装置２０１と、車載表示装置２０２と、ＧＮＳＳ（Ｇｌｏｂａｌ Ｎａｖｉｇａｔｉｏｎ Ｓａｔｅｌｌｉｔｅ Ｓｙｓｔｅｍ）２０３と、３次元センサ２０４と、ＩＭＵ（Ｉｎｅｒｔｉａｌ Ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ Ｕｎｉｔ；慣性計測装置）２０５とを備えている。

【0024】

カメラ２７は、１または複数の撮影部を含み、例えば、車体１０に取り付けられている。カメラ２７は、作業機械２の周囲の画像を取得する。カメラ２７は、作業機械２の周囲の画像を示す画像信号を車載コントローラ２５に送信する。

【0025】

車載操作装置２８は、運転室１４内に配置されている。車載操作装置２８は、作業機械２を走行させるためにオペレータによって操作可能である。また、車載操作装置２８は、作業機１３を動作させるためにオペレータによって操作可能である。車載操作装置２８は、例えば操作レバーを含む。車載操作装置２８は、ペダル、スイッチ、あるいはタッチパネル等の他の操作部を含んでもよい。

【0026】

車載操作装置２８は、オペレータによる操作を示す操作信号を、車載コントローラ２５へ送信する。車載コントローラ２５は、操作信号に応じて、動力源２１と動力伝達装置２３とを制御することで、作業機械２を走行させる。車載コントローラ２５は、操作信号に応じて、油圧ポンプ２２と制御弁２６とを制御することで、作業機１３を動作させる。

【0027】

車載入力装置２０１は、オペレータの入力操作を受け付ける装置であり、スイッチ、ダイヤル、タッチパネル等の入力装置を含む。車載表示装置２０２は、オペレータに情報を出力（提供）するための装置であり、ディスプレイ、表示灯等を含む。なお、車載入力装置２０１と車載表示装置２０２は、表示画面と表示画面に対するタッチ操作を検知するセンサとを組み合わせた装置として一体的に構成された装置を含んでいてもよい。また、車載表示装置２０２は、例えば合成音声、警報音等を出力する装置を含んでいてもよい。

【0028】

ＧＮＳＳ２０３は、車体１０の位置および車体１０が向く方位を演算する。ＧＮＳＳ２０３は、例えば、ＧＮＳＳを構成する人工衛星から測位信号を受信する２つの受信器を備える。２つの受信器は、それぞれ車体１０の異なる位置に設置される。ＧＮＳＳ２０３は、受信器が受信した測位信号に基づいて、現場座標系における車体１０の代表点（作業機械座標系の原点）の位置を検出する。ＧＮＳＳ２０３は、２つの受信器が受信した各測位信号を用いて、一方の受信器の設置位置に対する他方の受信器の設置位置の関係として、車体１０の向く方位角を演算する。

【0029】

３次元センサ２０４は、作業機械２の周辺の対象物の３次元位置を３次元センサ２０４の位置を基準とした座標系で特定する。３次元センサ２０４は、例えば、ステレオカメラ、ＬｉＤＡＲ（Ｌｉｇｈｔ Ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ ａｎｄ Ｒａｎｇｉｎｇ）、レーザスキャナ、それらの組み合わせ等からなるセンサである。３次元センサ２０４は、例えば検出方向が作業機械２の運転室１４の前方を向くように設けられる。なお、３次元センサ２０４は、作業機械２の側方を向くように作業機械２の左側方あるいは右側方のいずれか一方、または両側方に設けられていてもよい。

【0030】

ＩＭＵ２０５は、車体１０の加速度および角速度を計測し、計測結果に基づいて車体１０の姿勢（例えば、ロール角およびピッチ角）を検出する。

【0031】

なお、作業機械２では、車載入力装置２０１が含む所定のスイッチ等を操作することで、制御モードが設定される。制御モードは、直接操作モードと、遠隔操作モードとを含む。直接操作モードでは、車載コントローラ２５は、車載操作装置２８からの操作信号に応じて、作業機械２を制御する。従って、直接操作モードでは、オペレータは、車載操作装置２８を操作することで、作業機械２を動作させる。遠隔操作モードでは、遠隔操作システム３からの遠隔制御信号に応じて、作業機械２を制御する。従って、遠隔操作モードでは、オペレータは、遠隔操作システム３を操作することで、作業機械２を動作させる。制御モードは、例えば車載入力装置２０１に対する入力操作に応じて設定される。

【0032】

また、作業機械２は、第１通信装置３１と第２通信装置３２とを備えている。第１通信装置３１と第２通信装置３２とは、作業機械２に搭載されている。第１通信装置３１は、遠隔操作システム３と無線により通信を行う。第２通信装置３２は、移動通信機４と無線により通信を行う。第１通信装置３１と第２通信装置３２との通信方式は、異なっていてもよく、あるいは同じであってもよい。作業機械２と遠隔操作システム３とは、直接的に通信してもよく、あるいは、管制システム等を介して互いに通信してもよい。

【0033】

遠隔操作システム３は、作業現場から離れた管理センタ３０に配置される。管理センタ３０内のオペレータは、遠隔操作システム３を操作することで、遠隔から作業機械２を操作可能である。

【0034】

移動通信機４は、遠隔操作システム３と別体に設けられる。移動通信機４は、オペレータによって操作可能である。移動通信機４は、遠隔操作システム３と同様に、通信機能を有している。移動通信機４は、車載コントローラ２５と無線により通信する。詳細には、移動通信機４は、作業機械２の第２通信装置３２と無線により通信する。あるいは、移動通信機４は、作業機械２の第１通信装置３１と無線により通信してもよい。

【0035】

移動通信機４は、作業機械２を始動禁止状態から始動許可状態に切り換えるために操作可能である。移動通信機４は、オペレータによる操作に応じて、始動許可信号を車載コントローラ２５に送信する。始動許可信号は、作業機械２を始動禁止状態から始動許可状態に切り換えるための信号である。

【0036】

車載コントローラ２５は、移動通信機４からの始動許可信号を受信したときに、作業機械２の始動禁止状態を解除する。そして、車載コントローラ２５は、作業機械２が始動許可状態で、遠隔操作システム３から始動指令信号を受信した場合には、作業機械２を始動させる。しかし、車載コントローラ２５は、作業機械２が始動禁止状態では、遠隔操作システム３から始動指令信号を受信しても、作業機械２の始動を禁止する。

【0037】

図３は、遠隔操作システム３の構成例を示すブロック図である。図４は、遠隔操作装置３４および表示装置３６の構成例を示す斜視図である。図５は、操向前後進変速レバー３４２の動作例を示す斜視図である。図６は、操向前後進変速レバー３４２（操向レバーおよび走行レバー）ならびにデセルペダル３４４の動作例を説明するための模式図である。

【0038】

図３に示すように、遠隔操作システム３は、通信装置３３と、遠隔操作装置３４と、遠隔入力装置３５と、表示装置３６と、遠隔コントローラ３７とを含む。通信装置３３は、作業機械２の第１通信装置３１と無線により通信を行う。

【0039】

遠隔入力装置３５は、作業機械２の設定を入力するためにオペレータによって操作可能である。遠隔入力装置３５は、例えばタッチパネル式の入力装置である。ただし、遠隔入力装置３５は、スイッチ等の他の入力装置であってもよい。遠隔入力装置３５は、オペレータによる操作を示す入力信号を、遠隔コントローラ３７に送信する。

【0040】

遠隔コントローラ３７は、プロセッサとメモリとを含むコンピュータによって実現される。遠隔コントローラ３７は、互いに別体の複数のコントローラによって構成されてもよい。遠隔コントローラ３７は、通信装置３３を介して、遠隔制御信号を車載コントローラ２５に送信する。遠隔コントローラ３７は、遠隔操作装置３４からの操作信号、あるいは、遠隔入力装置３５からの入力信号に基づいて、遠隔制御信号を生成する。

【0041】

遠隔コントローラ３７は、例えば、所定周期で遠隔操作装置３４から操作信号を取得するとともに、遠隔入力装置３５から操作信号を取得し、所定形式の遠隔制御信号に変換する。遠隔コントローラ３７は、変換した遠隔制御信号を無線伝送に適した形式に変換して通信装置３３へ出力する。また、遠隔コントローラ３７は、例えば、通信装置３３を介して取得したカメラ２７からの画像信号を変換して表示装置３６に出力する。

【0042】

図４に示す例では、表示装置３６は、５枚のディスプレイ３６１、３６２、３６３、３６４および３６５を備え、カメラ２７が撮影した映像をほぼリアルタイムで表示するとともに、作業機械２で計測されたデータ等を映像に重畳して表示する。

【0043】

遠隔操作装置３４は、車載操作装置２８と同様に、作業機械２を走行させるためにオペレータによって操作可能である。また、遠隔操作装置３４は、車載操作装置２８と同様に、作業機１３を動作させるためにオペレータによって操作可能である。遠隔操作装置３４は、例えば操作レバーを含む。遠隔操作装置３４は、ペダル、スイッチ、あるいはタッチパネル等の他の操作部を含んでもよい。遠隔操作装置３４は、例えば、作業機械２の始動を指示する指令信号を発生させるためのスイッチ等を含んでもよい。遠隔操作装置３４は、オペレータによる操作を示す操作信号を、遠隔コントローラ３７へ送信する。図３に示す例では、遠隔操作装置３４は、燃料調整ダイヤル３４１と、操向前後進変速レバー３４２と、ブレーキペダル３４３と、デセルペダル３４４と、ブレード操作レバー３４５と、リッパ操作レバー３４６とを含む。

【0044】

燃料調整ダイヤル３４１は、動力源２１に供給される燃料を調整するための操作部であり、図４に示す例では、管理センタ３０内の操作室３０１に設置された運転席３０２の左側に配置されている。オペレータは、燃料調整ダイヤル３４１を所定の回転位置に設定することで、燃料の量を所定の一定量に調整することができる。燃料調整ダイヤル３４１は、例えば、回転位置に応じた０～１００％の操作信号を出力する。

【0045】

ブレーキペダル３４３は、運転席３０２の前方足元に配置され、踏み込みの割合に応じて０（踏んでいない状態）～１００％（最も踏み込んだ状態）の操作信号を出力する。ブレーキ２１１は、ブレーキペダル３４３の操作に応じて制御される。

【0046】

デセルペダル３４４は、運転席３０２の右前方足元に配置され、踏み込みの割合に応じて０（踏んでいない状態）～１００％（最も踏み込んだ状態）の操作割合を示す操作信号を出力する（図６）。デセルペダル３４４は、減速ペダル等とも呼ばれ、アクセルペダルと逆の作用を発生させる操作部である。デセルペダル３４４を操作する（踏み込む）ことによって、燃料調整ダイヤル３４１で設定された燃料噴射量を減少させ、エンジン出力を小さくするための操作信号が出力される。なお、デセルペダル３４４は、本開示に係る「減速操作部」の一構成例である。また、以下では、デセルペダル３４４の操作を「減速操作」ともいう。

【0047】

操向前後進変速レバー３４２は、作業機械２の操向操作、前後進切換操作および変速操作を行うための操作部である。操向前後進変速レバー３４２は、図４に示す例では、運転席３０２の左側に配置されている。図５に示すように、操向前後進変速レバー３４２は、オペレータによって操作されていない場合には中立位置（Ｎ）に自動的に保持され、オペレータの操作に応じて運転席３０２の左右方向（（Ｌ）および（Ｒ）方向）ならび前後方向（（ａ）および（ｂ）方向）に所定の範囲で傾倒する。操向前後進変速レバー３４２は、左右に操作することで操向レバーとして機能するとともに、前後に操作することで前後進または中立を切り替える走行レバーとして機能する。なお、操向前後進変速レバー３４２の走行レバーとして機能する部分（以下、「走行レバー」ともいう）が、本開示に係る「走行操作部」の一構成例である。また、操向前後進変速レバー３４２の操向レバーとして機能する部分（以下、「操向レバー」ともいう）が、本開示に係る「操向操作部」の一構成例である。操向前後進変速レバー３４２は、図５に示す（Ｎ）（（Ｎ）の位置は含まない）から（Ｌ）の位置では左旋回を指示する傾倒量に応じた操作信号を出力し、（Ｎ）（（Ｎ）の位置は含まない）から（Ｒ）の位置では右旋回を指示する傾倒量に応じた操作信号を出力する。また、操向前後進変速レバー３４２は、図５に示す（ａ）の位置では前進を指示する傾倒量に応じた操作信号を出力し、（ｂ）の位置では後進を指示する傾倒量に応じた操作信号を出力する。また、操向前後進変速レバー３４２は、図５に示す（Ｎ）の位置では中立（走行装置１２の動力伝達装置２３による動力切り離し状態）あるいは操向操作なしを指示する操作信号を出力する。また、操向前後進変速レバー３４２は、スイッチ３４２ｃとスイッチ３４２ｄとを有する。操向前後進変速レバー３４２は、スイッチ３４２ｃが押されると動力伝達装置２３の変速比を大きくし、スイッチ３４２ｄが押されると動力伝達装置２３の変速比を小さくするための操作信号を出力する。操向前後進変速レバー３４２は、図６に示すように、操向レバーとしての－１００％～＋１００％の操作割合を示す操作信号と、操向レバーとしての－１００％～＋１００％の操作割合を示す操作信号とを独立して出力する。

【0048】

ブレード操作レバー３４５は、運転席３０２の右側に配置され、ブレード１８を操作するための操作信号を出力する。リッパ操作レバー３４６は、運転席３０２の右側に配置され、リッパ１３１を操作するための操作信号を出力する。

【0049】

次に、図７～図１３を参照して、車載コントローラ２５が有する連続走行制限機能について説明する。図７は、車載コントローラ２５の機能的構成例を示すブロック図である。図８は、走行装置１２の停止動作の例を示すタイミングチャートである。図９は、距離閾値調整部２４１の動作例を説明するための模式図である。図１０は、連続走行制限部２３２の動作例を示すフローチャートである。図１１は、操作状態が所定の状態であるか否かの判定処理の例を示すフローチャートである。図１２は、システム１の動作例を示す模式図である。図１３は、作業機械２の動作例を模式的に示す平面図である。

【0050】

図７に示す例では、車載コントローラ２５は、車載コントローラ２５を構成する１または複数のコンピュータと、コンピュータが実行するプログラム等のソフトウェアとの組み合わせ等から構成される機能的構成として、操作検出部２５１と、データ変換部２２１と、走行装置制御部２２２と、遠隔操作モード設定部２３１と、連続走行制限部２３２とを備える。また、連続走行制限部２３２は、距離閾値調整部２４１と、情報取得部２４２と、累積走行距離算出部２４３と、停止部２４４と、初期化部２４５と、記憶部２４６とを備える。記憶部２４６は、累積走行距離２４７、距離閾値２４８等を表すデータを記憶する。

【0051】

図７に示すように、車載コントローラ２５は、第１通信装置３１を介して遠隔制御信号を取得する。また、車載コントローラ２５は、出力軸センサ２０９が出力した出力回転数を表す信号を取得する。

【0052】

操作検出部２５１は、第１通信装置３１を介して取得した遠隔制御信号に基づいて、操向前後進変速レバー３４２の走行レバーとしての操作割合である走行レバー操作割合［％］と、操向前後進変速レバー３４２の操向レバーとしての操作割合である操向レバー操作割合［％］と、デセルペダル３４４の操作割合であるデセルペダル操作割合［％］とを検出する。

【0053】

データ変換部２２１は、走行レバー操作割合［％］を、図６に示すように、前進（Ｆ）、中立（Ｎ）または後進（Ｒ）の３つの状態（走行レバー操作状態）のいずれかを示すデータに変換する。また、データ変換部２２１は、出力回転数に基づいて作業機械２の車速を算出する。

【0054】

走行装置制御部２２２は、操作検出部２５１から、走行レバー操作割合［％］、操向レバー操作割合［％］、およびデセルペダル操作割合［％］を示す信号を取得する。走行装置制御部２２２は、走行レバー操作割合［％］、操向レバー操作割合［％］、デセルペダル操作割合［％］等に基づいて、走行装置１２を制御する。また、走行装置制御部２２２は、連続走行制限部２３２から、停止指令を示す信号を取得する。走行装置制御部２２２は、連続走行制限部２３２からの停止指令を取得した場合、走行装置１２を停止させる。走行装置制御部２２２は、例えば、動力伝達装置２３を中立にし、また、操向レバー操作割合［％］が「０％」である場合の制御を行う。また、図８に示すように、走行装置制御部２２２は、ブレーキ２１１の動作を制御することで、停止指令に基づき走行装置１２を停止させる。

【0055】

図８は、横軸にブレーキ制御開始からの経過時間をとり、縦軸をブレーキ指令油圧として、ブレーキ２１１に供給する作動油の油圧の変化を示す。ブレーキ制御開始時には一定値の油圧を保持して油圧を低下させる。そして、所定の時間Ｔ１が経過するまで油圧を徐々に低下させる。そして、時間Ｔ１が経過したところで油圧をゼロにしてブレーキを係合させる。このような制御を行うことで、作業機械２が急停止することで発生する振動を低減することができる。

【0056】

遠隔操作モード設定部２３１は、例えば車載入力装置２０１への入力操作に応じて、制御モードを、直接操作モードと遠隔操作モードのいずれかに設定する。

【0057】

連続走行制限部２３２において、距離閾値調整部２４１は、例えば車載入力装置２０１への入力操作に応じて距離閾値を調整する。その際、距離閾値調整部２４１は、距離閾値を所定の上下限値の範囲内で調整する。なお、距離閾値調整部２４１には、距離閾値等の調整項目の変更を許可するか、あるいは、許可しないかを、予め設定しておくことができるようにすることができる。距離閾値調整部２４１は、まず、例えば、車載入力装置２０１に対する所定の入力操作に応じて、図９に示すように車載表示装置２０２に調整ＩＤ（認証符号）入力画面２０２ａを表示させる。なお、図９に示す例では、車載入力装置２０１と車載表示装置２０２がタッチパネルとして一体的に構成されているものとする。調整ＩＤ入力画面２０２ａは、メッセージ２０２１と、ＩＤの入力ボックス２０２２と、１階層前の画面に戻るためのリターンボタン２０２３と、入力を確定させるための決定ボタン２０２４とを含む。

【0058】

調整ＩＤ入力画面２０２ａにて予め決められた正しいＩＤが入力され、かつ、距離閾値が変更可能である場合、距離閾値調整部２４１は車載表示装置２０２に調整画面２０２ｂを表示させる。なお、距離閾値が変更可能でない場合、距離閾値調整部２４１は、調整ＩＤ入力画面２０２ａ上にその旨を示すメッセージを表示する。調整画面２０２ｂは、距離閾値（画面上は「遠隔連続距離」）入力するための入力ボックス２０２５と、メッセージ２０２６と、１階層前の画面に戻るためのリターンボタン２０２３と、入力を確定させるための決定ボタン２０２４と、入力ボックス２０２５内の値を所定の値刻みで減少させるボタン２０２７と増加させるボタン２０２８とを含む。調整画面２０２ｂで、調整完了（決定ボタン２０２４が押された場合）または閾値距離を変更しない場合（リターンボタン２０２３が押された場合）、距離閾値調整部２４１は車載表示装置２０２に調整ＩＤ入力画面２０２ａを表示させる。

【0059】

なお、距離閾値には、所定の上下限値を定めておくことが望ましい。例えば、作業現場の広さや状況に対して距離閾値が小さすぎると頻繁に作業機械２が停止することになりえる。また、例えば作業現場の広さや状況に対して距離閾値が大きすぎると作業機械２が安全な距離で停止することが難しくなる可能性がある。このため、距離閾値調整部２４１は、例えば、ボタン２０２７とボタン２０２８で変更可能な値に下限値と上限値を設定できるようにする。一例を示せば、距離閾値の下限値を２５ｍ、上限値を５００ｍ、また変更の刻みを２５ｍとすることができる。

【0060】

距離閾値調整部２４１は、変更された値で記憶部２４６内の距離閾値２４８の値を上書きする。

【0061】

情報取得部２４２は、所定の周期で、操作検出部２５１から操向レバー操作割合［％］を表すデータとデセルペダル操作割合［％］を表すデータを取得するとともに、データ変換部２２１から走行レバー操作状態（Ｆ、ＮまたはＲ）を表すデータと車速を表すデータを取得する。なお、情報取得部２４２は、作業機械２の制御モードが遠隔操作モードに設定されているか否かを判定する機能を備えていてもよい。

【0062】

累積走行距離算出部２４３は、車速に基づいて作業機械２の所定の周期における累積走行距離を算出し、算出した値を累積走行距離２４７に加算して、累積走行距離２４７の値を更新する。累積走行距離は、走行レバー操作状態が「Ｆ」または「Ｒ」の場合の走行距離を車速から演算して累積した値である。

【0063】

停止部２４４は、累積走行距離２４７が距離閾値２４８以上となった場合に、作業機械２の所定の動作を停止させるための停止指令を出力する。ここで所定の動作とは、例えば走行装置１２の走行動作である。ただし、所定の動作は、走行装置１２の動作に限定されず、例えば、動力源２１の動作を含めたり、作業機１３の所定の動作を含めたりしてもよい。

【0064】

初期化部２４５は、遠隔操作装置３４に対して所定の操作が行われた場合に累積走行距離２４７をゼロに初期化する。所定の操作は、例えば、操向前後進変速レバー３４２によって、走行装置１２の走行動作の状態を、前進状態（Ｆ）、後進状態（Ｒ）、または動力切り離し状態（Ｎ）のいずれかの状態に切り換える切換操作とすることができる。あるいは（またはそれに加えて）、所定の操作は、例えば、操向前後進変速レバー３４２によって、作業機械２の進行方向を操向操作の割合に応じて変化させる場合に、操向操作の割合を所定の操向閾値（操向操作割合閾値ともいう）以上に変化させる操作とすることができる。あるいは（またはそれらに加えて）、作業機械２の速度を減速操作の割合に応じて変化させるデセルペダル３４４によって、減速操作の割合を所定の減速閾値（デセルペダル操作割合閾値ともいう）以上に変化させる操作とすることができる。なお、操向操作の割合を所定の操向閾値以上に変化させる場合とは、例えば、累積走行距離２４７が初期化された後、操向操作の割合の最大値と最小値の差分が操向閾値以上となった場合とすることができる。また、減速操作の割合を所定の減速閾値以上に変化させる場合とは、例えば、累積走行距離２４７が初期化された後、減速操作の割合の最大値と最小値の差分が減速閾値以上である場合とすることができる。

【0065】

次に、図１０を参照して、連続走行制限部２３２の動作例について説明する。図１０に示す処理は、作業機械２が起動された後、所定の周期で繰り返し実行される。

【0066】

図１０に示す処理が開始されると、例えば情報取得部２４２が、制御モードが遠隔操作モードに設定されているか否かを判定する（ステップＳ１１）。制御モードが遠隔操作モードでない場合（ステップＳ１１：Ｎｏ）、例えば情報取得部２４２が図１０に示す処理を終了する。

【0067】

制御モードが遠隔操作モードである場合（ステップＳ１１：Ｙｅｓ）、例えば停止部２４４が記憶部２４６から距離閾値２４８を取得する（ステップＳ１２）。次に、情報取得部２４２が、遠隔操作装置３４の操作状態と車速とを取得する（ステップＳ１３）。本実施形態では、遠隔操作装置３４の操作状態は、操向レバー操作割合と、デセルペダル操作割合と、走行レバー操作状態とを含む。

【0068】

次に、累積走行距離算出部２４３が、累積走行距離２４７を更新する（ステップＳ１４）。次に初期化部２４５が、操作状態が所定の状態であるか否かを判定する（ステップＳ１５）。

【0069】

図１１は、図１０に示すステップＳ１５の判定処理の内容の例を示す。図１１に示す処理では、まず、初期化部２４５が、走行レバー操作状態が「Ｎ」であるか否かを判定する（ステップＳ２１）。走行レバー操作状態が「Ｎ」である場合（ステップＳ２１：Ｙｅｓ）、初期化部２４５は、操作状態が所定の状態であると判定し（ステップＳ２８）、図１１に示す処理を終了する。

【0070】

走行レバー操作状態が「Ｎ」でない場合（ステップＳ２１：Ｎｏ）、初期化部２４５は、走行レバー操作状態が、前回の周期における走行レバー操作状態との比較で、「Ｆ」から「Ｒ」または「Ｒ」から「Ｆ」へ変化したか否かを判定する（ステップＳ２２）。走行レバー操作状態が「Ｆ」または「Ｒ」から変化した場合（ステップＳ２２：Ｙｅｓ）、初期化部２４５は、操作状態が所定の状態であると判定し（ステップＳ２８）、図１１に示す処理を終了する。

【0071】

一方、走行レバー操作状態が「Ｆ」または「Ｒ」から変化していない場合（ステップＳ２２：Ｎｏ）、初期化部２４５は、操向レバー操作割合の最大値と最小値を更新する（ステップＳ２３）。次に、初期化部２４５は、操向レバー操作割合の最大値と最小値の差分が、操向操作割合閾値以上であるか否かを判定する（ステップＳ２４）。操向レバー操作割合の最大値と最小値の差分が、操向操作割合閾値以上である場合（ステップＳ２４：Ｙｅｓ）、初期化部２４５は、操作状態が所定の状態であると判定し（ステップＳ２８）、図１１に示す処理を終了する。

【0072】

一方、操向レバー操作割合の最大値と最小値の差分が、操向操作割合閾値以上でない場合（ステップＳ２４：Ｎｏ）、初期化部２４５は、デセルペダル操作割合の最大値と最小値を更新する（ステップＳ２５）。次に、初期化部２４５は、デセルペダル操作割合の最大値と最小値の差分が、デセルペダル操作割合閾値以上であるか否かを判定する（ステップＳ２６）。デセルペダル操作割合の最大値と最小値の差分が、デセルペダル操作割合閾値以上である場合（ステップＳ２６：Ｙｅｓ）、初期化部２４５は、操作状態が所定の状態であると判定し（ステップＳ２８）、図１１に示す処理を終了する。

【0073】

一方、デセルペダル操作割合の最大値と最小値の差分が、デセルペダル操作割合閾値以上でない場合（ステップＳ２６：Ｎｏ）、初期化部２４５は、操作状態が所定の状態ではないと判定し（ステップＳ２７）、図１１に示す処理を終了する。

【0074】

図１０に戻り、図１１に示す処理によってステップＳ１５で操作状態が所定の状態であると判定された場合（ステップＳ１５：Ｙｅｓ）、初期化部２４５は、累積走行距離２４７を初期化するとともに（ステップＳ１６）、各操作割合の最大値と最小値を現在の値で初期化して（ステップＳ１７）、所定周期後に再度、情報取得部２４２が、遠隔操作装置３４の操作状態と車速とを取得する（ステップＳ１３）。

【0075】

一方、図１１に示す処理によってステップＳ１５で操作状態が所定の状態ではないと判定された場合（ステップＳ１５：Ｎｏ）、初期化部２４５は、累積走行距離２４７が距離閾値２４８以上であるか否かを判定する（ステップＳ１８）。累積走行距離２４７が距離閾値２４８以上である場合（ステップＳ１８：Ｙｅｓ）、停止部２４４が、停止指令を走行装置制御部２２２へ出力し、作業機械２の動作を停止させ（ステップＳ１９）、図１０に示す処理を終了する。

【0076】

一方、累積走行距離２４７が距離閾値２４８以上でない場合（ステップＳ１８：Ｎｏ）、所定周期後に再度、情報取得部２４２が、遠隔操作装置３４の操作状態と車速とを取得する（ステップＳ１３）。

【0077】

以上の処理によって、連続走行制限部２３２は、所定の操作が行われることなく、累積走行距離２４７が距離閾値２４８以上となった場合に、作業機械２の所定の動作を停止させる。したがって、例えばなんらかの不具合によって意図せず連続して作業機械２が走行してしまった場合であっても、累積走行距離２４７が距離閾値２４８以上となったときに作業機械２の所定の動作を停止させることができる。また、累積走行距離２４７は、所定の操作が行われた場合は初期化されるので、所定の操作を行いながらであれば距離閾値２４８を超えた距離でも連続走行を継続させることができる。

【0078】

図１２は、横軸を走行距離として、縦軸に走行レバー操作状態と、操向レバー操作割合と、デセルペダル操作割合との各値をとり、作業機械２の動作例における各値の変化の例を示す。また、図１３は、図１２に示す動作例を模式的に示す。図１２および図１３に示す例では、位置Ｐ０で作業機械２が発進し、位置Ｐ１で操向操作が開始し、位置Ｐ２で操向操作が終了し、位置Ｐ３で累積走行距離が距離閾値以上となって作業機械２が停止される。

【0079】

図１２に示すように、位置Ｐ０で走行レバーの状態が「Ｎ」から「Ｆ」となり、作業機械２が発進すると、累積走行距離の計測が開始される。ここでは、操向レバー操作割合の最大値と最小値は同一の値である。発進後、操向レバー操作割合が変化すると最小値と最大値が更新され、位置Ｐ１で最小値と最大値の差分が操向操作割合閾値以上となると、累積走行距離が初期化され、再度、累積走行距離の計測が開始される。位置Ｐ１では、操向レバー操作割合の最大値と最小値は同一の値に初期化される。位置Ｐ１通過後、操向レバー操作割合が変化すると最小値と最大値が更新され、位置Ｐ２で最小値と最大値の差分が操向操作割合閾値以上となると、累積走行距離が初期化され、累積走行距離の計測が開始される。

【0080】

位置Ｐ２通過後、操向レバー操作割合の最小値と最大値の差分が操向操作割合閾値以上となることなく、位置Ｐ３で累積走行距離が距離閾値以上となると、作業機械２の動作が停止される。

【0081】

以上のように本実施形態によれば、システム１は、作業機１３と走行装置１２とを備える作業機械２を制御するためのシステムであって、作業機械２を制御するためのコントローラ（車載コントローラ２５）と、作業機械２を操作するための作業機械操作部（遠隔操作装置３４）と、を備え、コントローラは、作業機械２の累積走行距離を算出し、累積走行距離が所定の距離閾値以上となった場合に作業機械２の所定の動作を停止させるための停止指令を出力し、作業機械操作部に対して所定の操作が行われた場合に累積走行距離を初期化する。この構成によれば、作業機械２の累積走行距離（連続走行距離）が所定の距離閾値以上となった場合に作業機械２の所定の動作を停止させる場合において、累積走行距離が距離閾値以上となる前に遠隔操作装置３４に対して所定の操作が行われたときには累積走行距離が初期化される。この構成によれば、遠隔操作装置３４が正常に操作されている状態で作業機械２の動作が停止されるということを防止することができ、自律的、半自律的、または遠隔地から操作可能な作業機械を適切に動作させることができる。

【0082】

以上、この発明の実施形態について図面を参照して説明してきたが、具体的な構成は上記実施形態に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等も含まれる。また、上記実施形態でコンピュータが実行するプログラムの一部または全部は、コンピュータ読取可能な記録媒体や通信回線を介して頒布することができる。

【0083】

例えば、作業機械２は、ブルドーザに限らず、ホイールローダ、モータグレーダ、あるいはダンプトラック等の他の車両であってもよい。システム１によって制御される作業機械の数は１台に限らず、２台以上であってもよい。動力源２１は、電動機であってもよい。その場合、作業機械２を始動することは、作業機械２の走行、あるいは作業機１３の動作等を開始させることであってもよい。あるいは、動力源２１は、内燃機関と電動機とのハイブリッドであってもよい。

【0084】

また、本実施形態の構成は、遠隔操作に限定されず、自律運転や半自律運転に適用してもよい。この場合、本開示に係る「作業機械操作部」は、車載操作装置２８としたり、自律運転や半自律運転で操作信号を生成する例えば車載コントローラ２５内の機能的構成としたりすることができる。

【0085】

また、距離閾値の調整は、作業機械２内で行う場合に限定されず、遠隔操作システム３を用いて行ってもよい。

【0086】

［付記］
実施形態に記載のシステム１は、次のように把握することができる。

【0087】

（１）本開示の第１の態様に係るシステム１は、作業機１３と走行装置１２とを備える作業機械２を制御するためのシステムであって、作業機械２を制御するためのコントローラ（車載コントローラ２５）と、前記作業機械２を操作するための作業機械操作部（遠隔操作装置３４）と、を備え、前記コントローラは、前記作業機械２の累積走行距離を算出し、前記累積走行距離が所定の距離閾値以上となった場合に前記作業機械２の所定の動作を停止させるための停止指令を出力し、前記作業機械操作部に対して所定の操作が行われた場合に前記累積走行距離を初期化する。

【0088】

（２）本開示の第２の態様に係るシステム１は、（１）のシステム１であって、前記コントローラは、前記距離閾値を所定の上下限値の範囲内で調整する。

【0089】

（３）本開示の第３の態様に係るシステム１は、（１）または（２）のシステム１であって、前記所定の動作は、前記走行装置１２の走行動作を少なくとも含む。

【0090】

（４）本開示の第４の態様に係るシステム１は、（１）～（３）のシステム１であって、前記作業機械操作部は、前記走行装置１２の走行動作の状態を、前進状態（Ｆ）、後進状態（Ｒ）、または動力切り離し状態（Ｎ）のいずれかの状態に切り換える走行操作部（操向前後進変速レバー３４２）を含み、前記所定の操作は、前記走行操作部に対する前記走行装置の走行動作の状態の切換操作を含む。

【0091】

（５）本開示の第５の態様に係るシステム１は、（１）～（４）のシステム１であって、前記作業機械操作部は、前記作業機械の進行方向を操向操作の割合に応じて変化させる操向操作部（操向前後進変速レバー３４２）を含み、前記所定の操作は、前記操向操作の割合を所定の操向閾値以上に変化させる操作を含む。

【0092】

（６）本開示の第６の態様に係るシステム１は、（１）～（５）のシステム１であって、前記作業機械操作部は、前記走行装置の速度を減速操作の割合に応じて変化させる減速操作部（デセルペダル３４４）を含み、前記所定の操作は、前記減速操作の割合を所定の減速閾値以上に変化させる操作を含む。

【0093】

（７）本開示の第７の態様に係るシステム１は、（１）～（６）のシステム１であって、前記作業機械操作部（遠隔操作装置３４）は、前記作業機械を遠隔操作するために、作業現場から離れた管理センタ３０に配置される。

【符号の説明】

【0094】

１…システム、２…作業機械、３…遠隔操作システム、４…移動通信機、２５…車載コントローラ、３４…遠隔操作装置、３７…遠隔コントローラ、２４１…距離閾値調整部、２４３…累積走行距離算出部、２４４…停止部、２４５…初期化部、３４２…操向前後進変速レバー（操向レバー、走行レバー）、３４４…デセルペダル

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】