知財求人 - 知財ポータルサイト「IP Force」
特開2024-36922作業機械、作業機械を含むシステム、および作業機械の制御方法
(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】P2024036922
(43)【公開日】2024-03-18
(54)【発明の名称】作業機械、作業機械を含むシステム、および作業機械の制御方法
(51)【国際特許分類】
E02F 3/43 20060101AFI20240311BHJP
E02F 9/20 20060101ALI20240311BHJP
【ＦＩ】
E02F3/43 A
E02F9/20 B
【審査請求】未請求
【請求項の数】9
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2022141480
(22)【出願日】2022-09-06
(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】110001195
【氏名又は名称】弁理士法人深見特許事務所
(72)【発明者】
【氏名】松山 高史
【テーマコード（参考）】
2D003
【Ｆターム（参考）】
2D003AA01
2D003AB01
2D003AB03
2D003AC04
2D003BA02
2D003BB04
2D003CA01
2D003CA02
2D003DA04
2D003DB03
2D003DB05
2D003FA02
(57)【要約】
【課題】積込容器に適正に積み込むことができる作業機械、作業機械を含むシステム、および作業機械の制御方法を提供する。
【解決手段】作業機３は、ベッセル３０１に荷３００を積み込む。作業機アクチュエータは、本体に対し作業機３を駆動する。自動化コントローラ１００は、作業機３の位置の検出値と、ベッセル３０１のホイールローダ１に対する位置の検出値とに基づいて作業機アクチュエータの駆動を指令する。自動化コントローラ１００は、ベッセル３０１内における荷３１０の積込状況に関する情報を取得し、取得した荷３１０の積込状況に関する情報に基づいてベッセル３０１内で荷３１０を移動させる必要があるか否かを判定し、ベッセル３０１内で荷３１０を移動させる必要があると判定した場合にベッセル３０１の中心ＣＬに向けて荷３１０を移動させるようにホイールローダ１を動作させる。
【選択図】図６
【解決手段】作業機３は、ベッセル３０１に荷３００を積み込む。作業機アクチュエータは、本体に対し作業機３を駆動する。自動化コントローラ１００は、作業機３の位置の検出値と、ベッセル３０１のホイールローダ１に対する位置の検出値とに基づいて作業機アクチュエータの駆動を指令する。自動化コントローラ１００は、ベッセル３０１内における荷３１０の積込状況に関する情報を取得し、取得した荷３１０の積込状況に関する情報に基づいてベッセル３０１内で荷３１０を移動させる必要があるか否かを判定し、ベッセル３０１内で荷３１０を移動させる必要があると判定した場合にベッセル３０１の中心ＣＬに向けて荷３１０を移動させるようにホイールローダ１を動作させる。
【選択図】図６
【特許請求の範囲】
【請求項1】
作業機械であって、
本体と、
前記本体に取り付けられ、積込容器に荷を積み込む作業機と、
前記本体に対し前記作業機を駆動する作業機アクチュエータと、
前記作業機の位置の検出値と、前記積込容器の前記作業機械に対する位置の検出値とに基づいて、前記作業機アクチュエータの駆動を指令するコントローラと、を備え、
前記コントローラは、前記積込容器内における荷の積込状況に関する情報を取得し、取得した荷の積込状況に関する情報に基づいて前記積込容器内で荷を移動させる必要があるか否かを判定し、前記積込容器内で荷を移動させる必要があると判定した場合に前記積込容器の中心に向けて荷を移動させるように前記作業機械を動作させる、作業機械。
本体と、
前記本体に取り付けられ、積込容器に荷を積み込む作業機と、
前記本体に対し前記作業機を駆動する作業機アクチュエータと、
前記作業機の位置の検出値と、前記積込容器の前記作業機械に対する位置の検出値とに基づいて、前記作業機アクチュエータの駆動を指令するコントローラと、を備え、
前記コントローラは、前記積込容器内における荷の積込状況に関する情報を取得し、取得した荷の積込状況に関する情報に基づいて前記積込容器内で荷を移動させる必要があるか否かを判定し、前記積込容器内で荷を移動させる必要があると判定した場合に前記積込容器の中心に向けて荷を移動させるように前記作業機械を動作させる、作業機械。
【請求項2】
前記本体は走行体を有し、
前記走行体の進行状態を検出する走行センサをさらに備え、
前記コントローラは、前記走行センサの検出値と、前記積込容器の前記作業機械に対する位置の検出値とに基づいて、前記作業機アクチュエータの駆動を指令する、請求項１に記載の作業機械。
前記走行体の進行状態を検出する走行センサをさらに備え、
前記コントローラは、前記走行センサの検出値と、前記積込容器の前記作業機械に対する位置の検出値とに基づいて、前記作業機アクチュエータの駆動を指令する、請求項１に記載の作業機械。
【請求項3】
前記コントローラは、前記積込容器内で荷を移動させる必要があると判定した場合に、前記走行体を前進走行させることにより、前記積込容器の中心に向けて荷を移動させるように前記作業機械を動作させる、請求項２に記載の作業機械。
【請求項4】
前記コントローラは、前記積込容器内で荷を移動させる必要があると判定した場合に、前記作業機アクチュエータの駆動を停止させながら前記走行体を前進走行させることにより、前記積込容器の中心に向けて荷を移動させるように前記作業機械を動作させる、請求項３に記載の作業機械。
【請求項5】
前記作業機はバケットを有し、
前記コントローラは、前記積込容器内で荷を移動させる必要があると判定した場合に、前記バケットの高さを維持しながら前記走行体を前進走行させることにより、前記積込容器の中心に向けて荷を移動させるように前記作業機械を動作させる、請求項３に記載の作業機械。
前記コントローラは、前記積込容器内で荷を移動させる必要があると判定した場合に、前記バケットの高さを維持しながら前記走行体を前進走行させることにより、前記積込容器の中心に向けて荷を移動させるように前記作業機械を動作させる、請求項３に記載の作業機械。
【請求項6】
荷の積込状況を判断するために、前記作業機の姿勢を検出する作業機姿勢センサをさらに備え、
前記コントローラは、前記作業機姿勢センサにより検出された前記作業機の姿勢に基づいて前記作業機による前記積込容器への積込回数を算出し、算出した前記積込回数に基づいて前記積込容器内で荷を移動させる必要があるか否かを判定する、請求項１に記載の作業機械。
前記コントローラは、前記作業機姿勢センサにより検出された前記作業機の姿勢に基づいて前記作業機による前記積込容器への積込回数を算出し、算出した前記積込回数に基づいて前記積込容器内で荷を移動させる必要があるか否かを判定する、請求項１に記載の作業機械。
【請求項7】
荷の積込状況を判断するために、前記積込容器に積み込まれた荷の積込状況を検出する物体センサをさらに備え、
前記コントローラは、前記物体センサにより検出された荷の積込状況に基づいて前記積込容器内で荷を移動させる必要があるか否かを判定する、請求項１に記載の作業機械。
前記コントローラは、前記物体センサにより検出された荷の積込状況に基づいて前記積込容器内で荷を移動させる必要があるか否かを判定する、請求項１に記載の作業機械。
【請求項8】
作業機械を含むシステムであって、
作業機械本体と、
前記作業機械本体に取り付けられ、積込容器に荷を積み込む作業機と、
前記作業機械本体に対し前記作業機を駆動する作業機アクチュエータと、
前記作業機の位置の検出値と、前記積込容器の前記作業機械に対する位置の検出値とに基づいて、前記作業機アクチュエータの駆動を指令するコントローラと、を備え、
前記コントローラは、前記積込容器内における荷の積込状況に関する情報を取得し、取得した荷の積込状況に関する情報に基づいて前記積込容器内で荷を移動させる必要があるか否かを判定し、前記積込容器内で荷を移動させる必要があると判定した場合に前記積込容器の中心に向けて荷を移動させるように前記作業機械を動作させる、システム。
作業機械本体と、
前記作業機械本体に取り付けられ、積込容器に荷を積み込む作業機と、
前記作業機械本体に対し前記作業機を駆動する作業機アクチュエータと、
前記作業機の位置の検出値と、前記積込容器の前記作業機械に対する位置の検出値とに基づいて、前記作業機アクチュエータの駆動を指令するコントローラと、を備え、
前記コントローラは、前記積込容器内における荷の積込状況に関する情報を取得し、取得した荷の積込状況に関する情報に基づいて前記積込容器内で荷を移動させる必要があるか否かを判定し、前記積込容器内で荷を移動させる必要があると判定した場合に前記積込容器の中心に向けて荷を移動させるように前記作業機械を動作させる、システム。
【請求項9】
作業機械の制御方法であって、
積込容器内における荷の積込状況に関する情報を取得することと、
取得した荷の積込状況に関する情報に基づいて前記積込容器内で荷を移動させる必要があるか否かを判定することと、
前記積込容器内で荷を移動させる必要があると判定した場合に前記積込容器の中心に向けて荷を移動させるように前記作業機械を動作させることと、を備えた、作業機械の制御方法。
積込容器内における荷の積込状況に関する情報を取得することと、
取得した荷の積込状況に関する情報に基づいて前記積込容器内で荷を移動させる必要があるか否かを判定することと、
前記積込容器内で荷を移動させる必要があると判定した場合に前記積込容器の中心に向けて荷を移動させるように前記作業機械を動作させることと、を備えた、作業機械の制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本開示は、作業機械、作業機械を含むシステム、および作業機械の制御方法に関する。
【背景技術】
【0002】
国際公開第２０１６／１５２９９４号（特許文献１）には、ホイールローダの移動距離に応じて求められた目標位置にブームおよびバケットを移動させる制御が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【特許文献1】国際公開第２０１６／１５２９９４号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
ホイールローダなどの作業機械によってダンプトラックのベッセルなどの積込容器に積込みを行う場合、通常、複数回の積込作業が行われる。この複数回の積込作業によりダンプトラックに積み込まれた荷の容量がダンプトラックの積載容量に達したときに、積み込まれた荷の積込状態（荷姿）が不適切であると、ダンプトラックの走行中に荷がこぼれるおそれがある。
【0005】
本開示では、積込容器に適正に積み込むことができる作業機械、作業機械を含むシステム、および作業機械の制御方法が提案される。
【課題を解決するための手段】
【0006】
本開示のある局面に係る作業機械および作業機械を含むシステムの各々は、本体と、作業機と、作業機アクチュエータと、コントローラとを備える。作業機は、本体に取り付けられ、積込容器に荷を積み込む。作業機アクチュエータは、本体に対し作業機を駆動する。コントローラは、作業機の位置の検出値と、積込容器の作業機械に対する位置の検出値とに基づいて、作業機アクチュエータの駆動を指令する。コントローラは、積込容器内における荷の積込状況に関する情報を取得し、取得した荷の積込状況に関する情報に基づいて積込容器内で荷を移動させる必要があるか否かを判定し、積込容器内で荷を移動させる必要があると判定した場合に積込容器の中心に向けて荷を移動させるように作業機械を動作させる。
【0007】
本開示のある局面に係る作業機械の制御方法は、積込容器内における荷の積込状況に関する情報を取得することと、取得した荷の積込状況に関する情報に基づいて積込容器内で荷を移動させる必要があるか否かを判定することと、積込容器内で荷を移動させる必要があると判定した場合に積込容器の中心に向けて荷を移動させるように作業機械を動作させることと、を備えている。
【発明の効果】
【0008】
本開示の作業機械、作業機械を含むシステム、および作業機械の制御方法によると、積込容器に適正に積み込むことが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【0009】
【図1】作業機械の一例としてのホイールローダの側面図である。
【図2】ホイールローダの制御システムの概略構成を示すブロック図である。
【図3】掘削積込作業を行うホイールローダの平面図である。
【図4】ホイールローダの自動制御システムの構成を示すブロック図である。
【図5】自動制御によりバケットに積載した荷を積込目標に積み込む動作の流れを示すフローチャートである。
【図6】荷押しの自動制御を示すフローチャートである。
【図7】ダンプアプローチ開始時のベッセルとホイールローダとの配置を模式的に示す図である。
【図8】積込動作時においてバケットの刃先が最下方に位置するときのホイールローダの姿勢を模式的に示す図である。
【図9】荷押し開始時のホイールローダの姿勢を模式的に示す図である。
【図10】荷押し終了時のホイールローダの姿勢を模式的に示す図である。
【図11】積込作業中のシリンダ長さの変化を示すグラフである。
【図12】荷押しによりベッセル内の荷の姿勢の変化を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【0010】
以下、実施形態について図に基づいて説明する。以下の説明では、同一の部品および構成要素には同一の符号を付してある。それらの名称および機能も同じである。したがって、これらについての詳細な説明は繰り返さない。実施形態から任意の構成が抽出され、それらが任意に組み合わされることも、当初から予定されている。
【0011】
＜ホイールローダ１の全体構成＞
実施形態においては、作業機械の一例としてホイールローダ１について説明する。図１は、作業機械の一例としてのホイールローダ１の側面図である。
実施形態においては、作業機械の一例としてホイールローダ１について説明する。図１は、作業機械の一例としてのホイールローダ１の側面図である。
【0012】
図１に示されるように、ホイールローダ１は、車体フレーム２と、作業機３と、走行装置４と、キャブ５とを備えている。車体フレーム２、キャブ５などからホイールローダ１の車体が構成されている。ホイールローダ１の車体には、作業機３および走行装置４が取り付けられている。ホイールローダ１の本体は、車体と、走行装置４とを有している。
【0013】
走行装置４は、ホイールローダ１の車体を走行させるものであり、走行輪４ａ，４ｂを含んでいる。ホイールローダ１は、車体の左右方向の両側に走行用回転体として走行輪４ａ，４ｂを備える装輪車両である。ホイールローダ１は、走行輪４ａ，４ｂが回転駆動されることにより自走可能であり、作業機３を用いて所望の作業を行うことができる。走行装置４は、「走行体」の一例に対応する。
【0014】
本明細書中において、ホイールローダ１が直進走行する方向を、ホイールローダ１の前後方向という。ホイールローダ１の前後方向において、車体フレーム２に対して作業機３が配置されている側を前方向とし、前方向と反対側を後方向とする。ホイールローダ１の左右方向とは、平坦な地面上にあるホイールローダ１を平面視したときに前後方向と直交する方向である。前方向を見て左右方向の右側、左側が、それぞれ右方向、左方向である。ホイールローダ１の上下方向とは、前後方向および左右方向によって定められる平面に直交する方向である。上下方向において地面のある側が下側、空のある側が上側である。
【0015】
車体フレーム２は、前フレーム２ａと後フレーム２ｂとを含んでいる。前フレーム２ａは、後フレーム２ｂの前方に配置されている。前フレーム２ａと後フレーム２ｂとは、互いに左右方向に揺動可能に取り付けられている。
【0016】
前フレーム２ａと後フレーム２ｂとに亘って、一対のステアリングシリンダ１１が取り付けられている。ステアリングシリンダ１１は、油圧シリンダである。ステアリングシリンダ１１がステアリングポンプからの作動油によって伸縮することによって、ホイールローダ１の進行方向が左右に変更される。前フレーム２ａと後フレーム２ｂとにより、アーティキュレート構造の車体フレーム２が構成されている。ホイールローダ１は、前フレーム２ａと後フレーム２ｂとが屈曲動作可能に連結されたアーティキュレート式の作業機械である。
【0017】
前フレーム２ａには、作業機３および一対の走行輪（前輪）４ａが取り付けられている。作業機３は、ホイールローダ１の本体の前方に取り付けられている。作業機３は、ホイールローダ１の車体によって支持されている。作業機３は、ブーム１４と、バケット６とを含んでいる。バケット６は、作業機３の先端に配置されている。バケット６は、掘削・積込用の作業具である。刃先６ａは、バケット６の先端部である。背面６ｂは、バケット６の外面の一部である。背面６ｂは、平面で形成されている。背面６ｂは、刃先６ａから後方に延びている。
【0018】
ブーム１４の基端部は、ブームピン９によって前フレーム２ａに回転自在に取付けられている。バケット６は、ブーム１４の先端に位置するバケットピン１７によって、回転自在にブーム１４に取付けられている。ブームピン９およびバケットピン１７は、作業機３の「複数の関節」に対応する。
【0019】
作業機３は、ベルクランク１８と、リンク１５とをさらに含んでいる。ベルクランク１８は、ブーム１４のほぼ中央に位置する支持ピン１８ａによって、ブーム１４に回転自在に支持されている。リンク１５は、ベルクランク１８の先端部に設けられた連結ピン１８ｃに連結されている。リンク１５は、ベルクランク１８とバケット６とを連結している。
【0020】
前フレーム２ａとブーム１４とは、一対のブームシリンダ１６により連結されている。ブームシリンダ１６は、油圧シリンダである。ブームシリンダ１６は、ブーム１４を、ブームピン９を中心として上下に回転駆動する。ブームシリンダ１６の基端は、前フレーム２ａに取り付けられている。ブームシリンダ１６の先端は、ブーム１４に取り付けられている。ブームシリンダ１６は、ブーム１４を前フレーム２ａに対し上下に動作させる油圧アクチュエータである。ブーム１４の昇降に伴って、ブーム１４の先端に取り付けられたバケット６も昇降する。
【0021】
バケットシリンダ１９は、ベルクランク１８と前フレーム２ａとを連結している。バケットシリンダ１９の基端は、前フレーム２ａに取り付けられている。バケットシリンダ１９の先端は、ベルクランク１８の基端部に設けられた連結ピン１８ｂに取り付けられている。バケットシリンダ１９は、バケット６をブーム１４に対し上下に回動させる油圧アクチュエータである。バケットシリンダ１９は、バケット６を駆動する作業具シリンダである。バケットシリンダ１９は、バケット６を、バケットピン１７を中心として回転駆動する。バケット６は、ブーム１４に対し動作可能に構成されている。バケット６は、前フレーム２ａに対し動作可能に構成されている。
【0022】
ブームシリンダ１６と、バケットシリンダ１９とは、作業機３を駆動する「作業機アクチュエータ」の一例に対応する。
【0023】
後フレーム２ｂには、オペレータが搭乗するキャブ５、および一対の走行輪（後輪）４ｂが取り付けられている。箱状のキャブ５は、ブーム１４の後方に配置されている。キャブ５は、車体フレーム２上に載置されている。キャブ５内には、ホイールローダ１のオペレータが着座するシート、および後述する操作装置８（図２）などが配置されている。
【0024】
＜システム構成＞
図２は、ホイールローダ１を制御する制御システムの概略構成を示すブロック図である。
図２は、ホイールローダ１を制御する制御システムの概略構成を示すブロック図である。
【0025】
図２に示されるように、エンジン２１は、作業機３および走行装置４（図１）を駆動するための駆動力を発生する駆動源であり、たとえばディーゼルエンジンである。駆動源として、エンジン２１に代えて、蓄電体により駆動するモータが用いられてもよく、またエンジンとモータとの双方が用いられてもよい。エンジン２１の出力は、エンジン２１のシリンダ内に噴射する燃料量を調整することにより制御される。
【0026】
エンジン２１の発生する駆動力は、トランスミッション２３へ伝達される。トランスミッション２３は、駆動力を適切なトルクおよび回転速度に変速する。トランスミッション２３の出力軸に、アクスル２５が接続されている。トランスミッション２３で変速された駆動力は、アクスル２５に伝達される。アクスル２５から走行輪４ａ，４ｂ（図１）に、駆動力が伝達される。これにより、ホイールローダ１が走行する。本実施形態のホイールローダ１においては、走行輪４ａと走行輪４ｂとの両方が、駆動力を受けてホイールローダ１を走行させる駆動輪を構成している。
【0027】
エンジン２１の駆動力の一部は、作業機ポンプ１３に伝達される。作業機ポンプ１３は、エンジン２１により駆動され、吐出する作動油によって作業機３（図１）を作動させる油圧ポンプである。作業機３は、作業機ポンプ１３からの作動油によって駆動される。作業機ポンプ１３から吐出された作動油は、メインバルブ３２を介して、ブームシリンダ１６およびバケットシリンダ１９に供給される。ブームシリンダ１６が作動油の供給を受けて伸縮することによって、ブーム１４が昇降する。バケットシリンダ１９が作動油の供給を受けて伸縮することによって、バケット６が上下に回動する。
【0028】
ホイールローダ１は、車体コントローラ５０を備えている。車体コントローラ５０は、エンジンコントローラ６０と、トランスミッションコントローラ７０と、作業機コントローラ８０とを含んでいる。
【0029】
車体コントローラ５０は、一般的にＣＰＵ（Central Processing Unit）により各種のプログラムを読み込むことにより実現される。車体コントローラ５０は、図示しないメモリを有している。メモリは、ワークメモリとして機能するとともに、ホイールローダ１の機能を実現するための各種のプログラムを格納する。
【0030】
操作装置８は、キャブ５に設けられている。操作装置８は、オペレータによって操作される。操作装置８は、オペレータがホイールローダ１を動作させるために操作する、複数種類の操作部材を備えている。操作装置８は、アクセルペダル４１と、作業機操作レバー４２とを含んでいる。操作装置８は、図示しないステアリングハンドル、シフトレバーなどを含んでいてもよい。
【0031】
アクセルペダル４１は、エンジン２１の目標回転数を設定するために操作される。エンジンコントローラ６０は、アクセルペダル４１の操作量に基づいて、エンジン２１の出力を制御する。アクセルペダル４１の操作量（踏み込み量）を増大すると、エンジン２１の出力が増大する。アクセルペダル４１の操作量を減少すると、エンジン２１の出力が減少する。トランスミッションコントローラ７０は、アクセルペダル４１の操作量に基づいて、トランスミッション２３を制御する。
【0032】
作業機操作レバー４２は、作業機３を動作させるために操作される。作業機コントローラ８０は、作業機操作レバー４２の操作量に基づいて、電磁比例制御弁３５，３６を制御する。
【0033】
電磁比例制御弁３５は、バケットシリンダ１９を縮めて、バケット６がダンプ方向（バケット６の刃先が下がる方向）に移動するように、メインバルブ３２を切り換える。また電磁比例制御弁３５は、バケットシリンダ１９を伸ばして、バケット６がチルト方向（バケット６の刃先が上がる方向）に移動するように、メインバルブ３２を切り換える。電磁比例制御弁３６は、ブームシリンダ１６を縮めて、ブーム１４が下がるようにメインバルブ３２を切り換える。また電磁比例制御弁３６は、ブームシリンダ１６を伸ばして、ブーム１４が上がるようにメインバルブ３２を切り換える。
【0034】
機械モニタ５１は、車体コントローラ５０から指令信号の入力を受けて、各種情報を表示する。機械モニタ５１に表示される各種情報は、たとえば、ホイールローダ１により実行される作業に関する情報、燃料残量、冷却水温度および作動油温度などの車体情報、ホイールローダ１の周辺を撮像した周辺画像などであってもよい。機械モニタ５１はタッチパネルであってもよく、この場合、オペレータが機械モニタ５１の一部に触れることにより生成される信号が、機械モニタ５１から車体コントローラ５０に出力される。
【0035】
＜掘削積込作業＞
本実施形態のホイールローダ１は、土砂などの掘削対象物を掬い取り、ダンプトラックなどの積込対象に掘削対象物を積み込む、掘削積込作業を実行する。図３は、掘削積込作業を行うホイールローダ１の平面図である。図３には、いわゆるＶシェープ作業を行うホイールローダ１が示されている。
本実施形態のホイールローダ１は、土砂などの掘削対象物を掬い取り、ダンプトラックなどの積込対象に掘削対象物を積み込む、掘削積込作業を実行する。図３は、掘削積込作業を行うホイールローダ１の平面図である。図３には、いわゆるＶシェープ作業を行うホイールローダ１が示されている。
【0036】
図３（Ａ）には、いわゆる空荷前進をするホイールローダ１が図示されている。ホイールローダ１は、土砂などの掘削対象物３１０へ向かって、掘削経路Ｒ１に沿って前進走行する。ホイールローダ１がバケット６を掘削対象物３１０へ突っ込み、前進走行を停止する。バケット６の刃先６ａ（図１）を掘削対象物３１０に食い込ませた状態でバケット６を上昇させることにより、バケット６に掘削対象物３１０の少なくとも一部を掬い取る掘削作業が実行される。
【0037】
図３（Ｂ）には、いわゆる積荷後進をするホイールローダ１が図示されている。バケット６内には、掘削対象物３１０が荷として積み込まれている。ホイールローダ１は、図３（Ａ）で前進走行を開始した位置まで、掘削経路Ｒ１に沿って後進走行する。
【0038】
図３（Ｃ）には、いわゆる積荷前進をするホイールローダ１が図示されている。バケット６内に荷（掘削対象物３１０）が積み込まれた状態で、ホイールローダ１は、ダンプトラック３００のベッセル３０１へ向かって前進走行する。ホイールローダ１は、図３（Ａ）で前進走行を開始した位置から、ダンプトラック３００へ向かって、積込経路Ｒ２に沿って前進走行する。ダンプトラック３００に接近して所定位置に到達すると、ホイールローダ１は、バケット６内の荷３１０をベッセル３０１内に積み込む。ベッセル３０１は、バケット６内の荷３１０を積み込むための「積込容器」の一例に対応する。
【0039】
図３（Ｄ）には、いわゆる空荷後進をするホイールローダ１が図示されている。バケット６内の荷３１０をダンプトラック３００のベッセル３０１に全て排出してバケット６内が空の状態で、ホイールローダ１は、図３（Ｃ）で前進走行を開始した位置まで、積込経路Ｒ２に沿って後進走行する。
【0040】
このように、ホイールローダ１は、掘削、後退、ダンプアプローチ、排土、後退という一連の作業を繰り返し行うことができる。
【0041】
＜ホイールローダ１の自動制御システム＞
ホイールローダ１によるダンプトラック３００への積込作業を自動化するにあたり、ベッセル３０１に積み込まれた荷３１０がベッセル３０１からこぼれることを抑制するために、積込作業における熟練オペレータの作業機３の操作を自動制御によって再現することが望まれている。図４は、ホイールローダ１の自動制御システムの構成を示すブロック図である。
ホイールローダ１によるダンプトラック３００への積込作業を自動化するにあたり、ベッセル３０１に積み込まれた荷３１０がベッセル３０１からこぼれることを抑制するために、積込作業における熟練オペレータの作業機３の操作を自動制御によって再現することが望まれている。図４は、ホイールローダ１の自動制御システムの構成を示すブロック図である。
【0042】
自動化コントローラ１００は、図２を用いて説明した車体コントローラ５０との間で信号の送受信が可能に構成されている。自動化コントローラ１００はまた、外界情報取得部１１０との間で信号の送受信が可能に構成されている。外界情報取得部１１０は、知覚装置１１１と、位置情報取得装置１１２とを有している。知覚装置１１１と位置情報取得装置１１２とは、ホイールローダ１に搭載されている。
【0043】
知覚装置１１１は、ホイールローダ１の周囲の情報を取得する。知覚装置１１１は、図１に示されるように、たとえばキャブ５の上部前面に取り付けられている。知覚装置１１１は、ホイールローダ１の本体の周辺の物体を検出する「物体センサ」の一例に対応する。
【0044】
知覚装置１１１は、ホイールローダ１の外部の対象物の方向および対象物までの距離を、非接触で検出する。知覚装置１１１はたとえば、レーザ光を射出して対象物の情報を取得するＬｉＤＡＲ（Light Detection and Ranging）である。知覚装置１１１は、カメラを含む視覚センサであってもよい。知覚装置１１１は、電波を射出することにより対象物の情報を取得するＲａｄａｒ（Radio Detection and Ranging）であってもよい。知覚装置１１１は、赤外線センサであってもよい。
【0045】
位置情報取得装置１１２は、ホイールローダ１の現在位置の情報を取得する。位置情報取得装置１１２はたとえば、衛星測位システムを利用して、地球を基準としたグローバル座標系におけるホイールローダ１の位置情報を取得する。位置情報取得装置１１２はたとえば、ＧＮＳＳ（Global Navigation Satellite Systems：全地球航法衛星システム）を用いるものであり、ＧＮＳＳレシーバを有している。衛星測位システムは、ＧＮＳＳレシーバが衛星から受信した測位信号により、ＧＮＳＳレシーバのアンテナの位置を演算して、ホイールローダ１の位置を算出する。
【0046】
知覚装置１１１によるホイールローダ１の外界情報、および、位置情報取得装置１１２によるホイールローダ１の位置情報は、自動化コントローラ１００に入力される。
【0047】
車体コントローラ５０は、車両情報取得部１２０との間で信号の送受信が可能に構成されており、車両情報取得部１２０が取得するホイールローダ１の情報の入力を受ける。車両情報取得部１２０は、ホイールローダ１に搭載されている各種のセンサにより構成されている。車両情報取得部１２０は、アーティキュレート角度センサ１２１、車両速度センサ１２２、ブーム角度センサ１２３、バケット角度センサ１２４、およびブームシリンダ圧力センサ１２５を有している。
【0048】
アーティキュレート角度センサ１２１は、前フレーム２ａと後フレーム２ｂとのなす角度であるアーティキュレート角度を検出し、検出したアーティキュレート角度の信号を発生する。アーティキュレート角度センサ１２１は、アーティキュレート角度の信号を車体コントローラ５０に出力する。
【0049】
車両速度センサ１２２は、たとえば、トランスミッション２３（図２）の出力軸の回転速度を検出することにより、走行装置４（図１）によるホイールローダ１の移動速度を検出し、検出した車速の信号を発生する。車両速度センサ１２２は、車速の信号を車体コントローラ５０に出力する。車両速度センサ１２２は、走行装置４（走行体）の進行状況を検出する「走行センサ」の一例に対応する。
【0050】
ブーム角度センサ１２３は、たとえば、ブーム１４の車体フレーム２に対する取付部であるブームピン９に設けられたロータリーエンコーダで構成される。ブーム角度センサ１２３は、水平方向に対するブーム１４の角度を検出し、検出したブーム１４の角度の信号を発生する。ブーム角度センサ１２３は、ブーム１４の角度の信号を車体コントローラ５０に出力する。
【0051】
バケット角度センサ１２４は、たとえば、ベルクランク１８の回転軸である支持ピン１８ａに設けられたロータリーエンコーダで構成される。バケット角度センサ１２４は、ブーム１４に対するバケット６の角度を検出し、検出したバケット６の角度の信号を発生する。バケット角度センサ１２４は、バケット６の角度の信号を車体コントローラ５０に出力する。
【0052】
ブーム角度センサ１２３と、バケット角度センサ１２４とは、作業機３の姿勢を検出する「作業機姿勢センサ」の一例に対応する。作業機姿勢センサは、ブーム角度センサ１２３およびバケット角度センサ１２４に代えて、またはこれらに加えて、ベルクランク１８の角度を検出する角度センサおよびリンク１５の角度を検出する角度センサであってもよい。また作業機姿勢センサは、上記のロータリーエンコーダに限定されず、ストロークセンサ、ＩＭＵ（Inertial Measurement Unit）、ポテンショメータ、視覚センサなどであってもよい。
【0053】
作業機姿勢センサとしてストロークセンサが用いられる場合、たとえばブームシリンダ１６およびバケットシリンダ１９の各々にストロークセンサが取り付けられる。ストロークセンサにより各シリンダ１６、１９のストローク量を検出することができる。このストローク量によりブーム１４およびバケット６の各々の姿勢を検出することができる。
【0054】
作業機姿勢センサとしてＩＭＵが用いられる場合、たとえばブーム１４およびバケット６の各々にＩＭＵが取り付けられる。各ＩＭＵは、３軸の角度（または角速度）と加速度とを検出する。ＩＭＵにより検出された３軸の角度（または角速度）と加速度とによりブーム１４およびバケット６の各々の姿勢を検出することができる。
【0055】
作業機姿勢センサとしてポテンショメータが用いられる場合、たとえばブームシリンダ１６のブーム１４側端部付近、バケットシリンダ１９のベルクランク１８側端部付近にポテンショメータが取り付けられる。各ポテンショメータにより、ホイールローダ１の本体に対するブーム１４の回転角度、ブーム１４に対するバケット６の回転角度の各々を検出することができる。これらの回転角度から作業機３の姿勢を検出することができる。
【0056】
作業機姿勢センサとして視覚センサが用いられる場合、視覚センサによりブーム１４およびバケット６の状態が撮像される。視覚センサにより撮像された撮像情報から、ブーム１４およびバケット６の各々の姿勢を検出することができる。視覚センサは、たとえばカメラなどの撮像装置である。
【0057】
ブームシリンダ圧力センサ１２５は、ブームシリンダ１６のボトム側の圧力（ブームボトム圧）を検出し、検出したブームボトム圧の信号を発生する。ブームボトム圧は、バケット６に荷が積まれた場合に高くなり、空荷の場合に低くなる。ブームシリンダ圧力センサ１２５は、ブームボトム圧の信号を車体コントローラ５０に出力する。
【0058】
車体コントローラ５０は、車両情報取得部１２０から入力された情報を、自動化コントローラ１００へ出力する。自動化コントローラ１００は、車体コントローラ５０を介して、車両速度センサ１２２、ブーム角度センサ１２３およびバケット角度センサ１２４の検出値を入力される。
【0059】
アクチュエータ１４０は、車体コントローラ５０との間で信号の送受信が可能に構成されている。車体コントローラ５０からの指令信号を受けて、アクチュエータ１４０が駆動する。アクチュエータ１４０は、走行装置４のブレーキを作動させるためのブレーキＥＰＣ（電磁比例制御弁）１４１と、ホイールローダ１の走行方向を調節するためのステアリングＥＰＣ１４２と、作業機３を動作させるための作業機ＥＰＣ１４３と、ＨＭＴ（Hydraulic Mechanical Transmission）１４４とを含んでいる。
【0060】
図２に示される電磁比例制御弁３５，３６は、作業機ＥＰＣ１４３を構成している。図２に示されるトランスミッション２３は、電子制御を活用したＨＭＴ１４４として実現される。トランスミッション２３は、ＨＳＴ（Hydro-Static Transmission）であってもよい。エンジン２１から走行輪４ａ，４ｂへ動力を伝達する動力伝達装置は、ディーゼル・エレクトリック方式などの電気式駆動装置を含んでもよく、ＨＭＴ、ＨＳＴ、電気式駆動装置のいずれかの組み合わせを含んでもよい。
【0061】
車体コントローラ５０は、トランスミッションコントローラ７０と作業機コントローラ８０とを有している。トランスミッションコントローラ７０は、ブレーキ制御部７１と、アクセル制御部７２とを有している。ブレーキ制御部７１は、ブレーキＥＰＣ１４１に対して、ブレーキの作動を制御するための指令信号を出力する。アクセル制御部７２は、ＨＭＴ１４４に対して、車速を制御するための指令信号を出力する。
【0062】
作業機コントローラ８０は、ステアリング制御部８１と、作業機制御部８２とを有している。ステアリング制御部８１は、ステアリングＥＰＣ１４２に対して、ホイールローダ１の走行方向を制御するための指令信号を出力する。作業機制御部８２は、作業機ＥＰＣ１４３に対して、作業機３の動作を制御するための指令信号を出力する。
【0063】
自動化コントローラ１００は、位置推定部１０１と、パスプランニング部１０２と、経路追従制御部１０３と、荷押し判定部１０４とを有している。
【0064】
位置推定部１０１は、位置情報取得装置１１２が取得した位置情報によって、ホイールローダ１の自己位置を推定する。また位置推定部１０１は、知覚装置１１１が取得した外界情報によって、目標位置を認識する。目標位置は、たとえば、図３に示される掘削対象物３１０またはダンプトラック３００の位置である。知覚装置１１１が目標位置を認識して自動化コントローラ１００に入力してもよく、知覚装置１１１が検出した検出結果に基づいて位置推定部１０１が目標位置を認識してもよい。
【0065】
パスプランニング部１０２は、ホイールローダ１の自己位置と目標位置とを結ぶ最適経路を生成する。最適経路は、走行装置４による走行の経路と、作業機３の動作の経路とを含んでいる。
【0066】
経路追従制御部１０３は、パスプランニング部１０２が生成した最適経路に追従してホイールローダ１が走行するように、アクセル、ブレーキおよびステアリングを制御する。経路追従制御部１０３から、ブレーキ制御部７１、アクセル制御部７２およびステアリング制御部８１に、ホイールローダ１を最適経路に沿って走行させるための指令信号が出力される。経路追従制御部１０３は、パスプランニング部１０２が生成した最適経路に沿って作業機３が動作するように、ブームシリンダ１６およびバケットシリンダ１９を制御する。経路追従制御部１０３から、作業機制御部８２に、作業機３を最適経路に沿って移動させるための指令信号が出力される。
【0067】
インターフェース１３０は、車体コントローラ５０との間で信号の送受信が可能に構成されている。インターフェース１３０は、自動化切替スイッチ１３１、エンジン緊急停止スイッチ１３２、およびモードランプ１３３を有している。
【0068】
自動化切替スイッチ１３１は、オペレータによって操作される。オペレータは、自動化切替スイッチ１３１を操作することにより、ホイールローダ１をマニュアルで操作するか、ホイールローダ１を自動制御するかを切り替える。エンジン緊急停止スイッチ１３２は、オペレータによって操作される。エンジン２１を緊急停止させることが求められる事象が発生したとき、オペレータは、エンジン緊急停止スイッチ１３２を操作する。自動化切替スイッチ１３１およびエンジン緊急停止スイッチ１３２の操作の信号は、車体コントローラ５０に入力される。
【0069】
モードランプ１３３は、ホイールローダ１が現在、オペレータによるマニュアル操作されるモードであるか、または自動制御されるモードであるか、を表示する。車体コントローラ５０からモードランプ１３３に、ランプの点灯を制御するための指令信号が出力される。
【0070】
ホイールローダ１の自動制御システムは、積込作業における荷押しを自動化するにあたり、ベッセル３０１内における荷の積込状況（たとえば荷姿）に関する情報を取得する。またホイールローダ１の自動制御システムは、ベッセル３０１内における荷の積込状況に関する情報を検出する。またホイールローダ１の自動制御システムは、その検出した情報に基づいてホイールローダ１を動作させることによりベッセル３０１内の荷を移動させる（荷押しする）。このためホイールローダ１の自動制御システムは、ベッセル３０１内における荷の積込状況に関する情報を検出する「積荷センサ」を有している。
【0071】
上記「積荷センサ」は、ベッセル３０１内における荷３１０の積込状況に関する情報を検出する。積荷センサは、たとえば上記「物体センサ」および「作業機姿勢センサ」の少なくとも１つを含んでもよい。つまり積荷センサは、「物体センサ」単体であってもよく、「作業機姿勢センサ」単体であってもよく、「物体センサ」および「作業機姿勢センサ」の双方を含んでもよい。
【0072】
積荷センサが物体センサである場合、物体センサにより検出されたベッセル３０１内の荷３１０の積込状況を示す信号が、ベッセル３０１内における荷３１０の積込状況に関する情報となる。この場合、物体センサの一例である知覚装置１１１によりベッセル３０１内における荷３１０の積込状況が検出される。具体的には知覚装置１１１の一例であるＬｉＤＡＲ、視覚センサ、Ｒａｄａｒ、赤外線センサなどのいずれかまたは任意の組み合わせにより、ベッセル３０１内の荷３１０の積込状況が検出される。
【0073】
積荷センサが作業機姿勢センサである場合、作業機姿勢センサにより検出された作業機３の姿勢を示す信号が、ベッセル３０１内における荷３１０の積込状況に関する情報となる。この場合、作業機姿勢センサの一例であるロータリーエンコーダ、ストロークセンサ、ＩＭＵ、ポテンショメータ、視覚センサなどのいずれかまたは任意の組み合わせにより、作業機３の姿勢を示す信号が検出される。
【0074】
ホイールローダ１の自動制御システムは、ベッセル３０１内における荷３１０の積込状況に関する情報に基づいてベッセル３０１内で荷３１０を荷押しする必要があるか否かを判定する荷押し判定部１０４を有している。荷押し判定部１０４は、自動化コントローラ１００に含まれている。
【0075】
荷押し判定部１０４は、積荷センサにより検出された情報に基づいてベッセル３０１内の荷３１０を荷押しする必要があるか否かを判定する。物体センサ単体で積込状況に関する情報が検出される場合、荷押し判定部１０４は、たとえば知覚装置１１１が取得したベッセル３０１内における荷３１０の積込状況に関する情報に基づいてベッセル３０１内の荷３１０を荷押しする必要があるか否かを判定する。
【0076】
この場合、自動化コントローラ１００は、たとえばベッセル３０１内における荷３１０の積込状況と荷押しの要否との関係を示す関係データを記憶している。荷押し判定部１０４は、この関係データと知覚装置１１１が取得したベッセル３０１内における荷３１０の積込状況に関する情報とを対比することにより、ベッセル３０１内の荷３１０を移動させる必要があるか否かを判定する。
【0077】
また作業機姿勢センサ単体で積込状況に関する情報が検出される場合、荷押し判定部１０４は、たとえば作業機姿勢センサが取得した作業機３の姿勢を示す信号から、作業機３によるベッセル３０１への荷３１０の積込回数を算出する。荷押し判定部１０４は、算出した積込回数が所定の回数（たとえば２回）以上の場合、ベッセル３０１内の荷３１０を荷押しする必要があると判定する。この場合、積込み回数を示す信号が、ベッセル３０１内における荷３１０の積込状況に関する情報に対応する。
【0078】
なお物体センサと作業機姿勢センサとの双方により積込状況に関する情報が検出されてもよい。この場合には、物体センサにより検出された積込状況に関する情報と、作業機姿勢センサにより検出された積込状況に関する情報との双方に基づいて、ベッセル３０１内の荷３１０を荷押しする必要があるか否かが判定される。
【0079】
荷押し判定部１０４がベッセル３０１内の荷３１０を荷押しする必要があると判定した場合、自動化コントローラ１００は、ベッセル３０１の中心ＣＬに向けて荷３１０を荷押しするようにホイールローダ１を動作させる。
【0080】
具体的には荷押し判定部１０４がベッセル３０１内の荷３１０を荷押しする必要があると判定した場合、ベッセル３０１の中心ＣＬに向けて荷３１０を移動させるようにホイールローダ１を動作させる経路をパスプランニング部１０２が生成する。そして経路追従制御部１０３は、パスプランニング部１０２が生成した経路に追従してホイールローダ１が走行し、かつ作業機３が動作するように、アクセル、ブレーキ、ステアリング、ブームシリンダ１６およびバケットシリンダ１９を制御する。
【0081】
＜自動ダンプ積みフロー＞
図５は、ホイールローダ１を自動制御することによりバケット６に積載した荷を積込目標に積み込む動作の流れを示すフローチャートである。
図５は、ホイールローダ１を自動制御することによりバケット６に積載した荷を積込目標に積み込む動作の流れを示すフローチャートである。
【0082】
図５に示されるように、まず事前準備として、積込作業を開始する前に、ステップＳ１００において、積込目標であるダンプトラック３００のベッセル３０１の形状を認識する。たとえば、知覚装置１１１であるＬｉＤＡＲで、ダンプトラック３００の形状を取得する。ＬｉＤＡＲからダンプトラック３００にレーザ光を照射して、ダンプトラック３００上の計測点の三次元座標値を示す点群データを取得する。ダンプトラック３００を、前方、後方、右方および左方の四方から検知して、点群の情報からベッセル３０１の形状を認識することができる。認識されたベッセル３０１の形状が、自動化コントローラ１００に入力される。
【0083】
ステップＳ１０１において、知覚装置１１１は、ダンプトラック３００の基準点Ｐ（図７）を認識する。たとえば知覚装置１１１であるＬｉＤＡＲは、ダンプトラック３００を検知する。自動化コントローラ１００は、知覚装置１１１が検知した点群と、ベッセル３０１の形状を示すマスター点群とを比較して、ベッセル３０１の位置を認識する。自動化コントローラ１００は、知覚装置１１１であるＬｉＤＡＲが認識したダンプトラック３００のベッセル３０１の側面上端を、基準点Ｐとして設定する。
【0084】
ステップＳ１０２において、自動化コントローラ１００は、自動制御により移動するバケット６の刃先６ａの目標位置ｃ、ｄ、ｅ（図７）の、基準点Ｐに対する座標を設定する。バケット６の刃先６ａは、作業機３に設定される「特徴点」の一例に対応する。なお特徴点はバケット６の刃先６ａに限定されず、作業機３の他の点が特徴点として設定されてもよい。
【0085】
ここで、基準点Ｐと目標位置ｃ、ｄ、ｅとについて説明する。図７は、ダンプアプローチ開始時のベッセル３０１とホイールローダ１との配置を模式的に示す図である。図７および後続の図８～図１０では、ダンプトラック３００の前後方向から見たベッセル３０１が模式的に示されており、またダンプトラック３００の左側または右側からベッセル３０１に接近するホイールローダ１の前側の一部が模式的に示されている。
【0086】
目標位置ｃは、ホイールローダ１がダンプトラック３００へ向かって前進走行中に、バケット６の刃先６ａが通過する位置として設定される。ホイールローダ１の前進走行中に、バケット６内の荷３１０をベッセル３０１に積み込むために、バケット６をダンプ方向へ移動させる作業機３の動作が行われる。積込動作時においてダンプさせたバケット６の刃先６ａが最下方に位置するときの位置が、目標位置ｃである。
【0087】
目標位置ｄは、目標位置ｃを通過した後にバケット６の刃先６ａが通過する位置として設定される。目標位置ｄは、目標位置ｃよりも基準点Ｐの近くに設定される。目標位置ｄは、バケット６のダンプ方向への動作を停止する位置である。バケット６の刃先６ａが目標位置ｄにあるとき、バケット６はたとえばフルダンプ状態である。バケット６の刃先６ａが目標位置ｄにあるとき、バケットシリンダ１９の長さは最小である。目標位置ｄは、ベッセル３０１の上方にある。
【0088】
ベッセル３０１内に積み込まれた荷３１０の荷押しが必要であると荷押し判定部１０４が判定した場合、目標位置ｄは、荷押しを開始する位置となる。目標位置ｄは、バケット６がたとえばフルダンプ状態で維持されたまま作業機３の動作を停止する位置となる。
【0089】
目標位置ｅは、目標位置ｄを通過した後にバケット６の刃先６ａが通過する位置として設定される。目標位置ｅは、目標位置ｄよりも基準点Ｐの遠くに設定される。目標位置ｄから目標位置ｅまでは、バケット６がたとえばフルダンプ状態で作業機３の動作が停止された状態が維持され、ホイールローダ１の前進走行が継続される。目標位置ｅは、ベッセル３０１の上方にある。
【0090】
図７に示されるように、基準点Ｐを原点としたｘｙ座標系が設定される。ｘ軸は、基準点Ｐを通るダンプトラック３００の左右方向である。基準点Ｐを基準とした、ベッセル３０１から離れる方向が、＋ｘ方向である。ｙ軸は、基準点Ｐを通る上下方向である。基準点Ｐからの上向き方向が、＋ｙ方向である。
【0091】
図７に示されるバケット角度θは、地面と、バケット６の背面６ｂとがなす角度である。バケット角度θは、バケット６の背面６ｂと車体基準の水平面とがなす角度であってもよい。
【0092】
目標位置ｃ、ｄ、ｅは、バケット６の刃先６ａの、基準点Ｐを基準とした水平方向および鉛直方向の位置、すなわちｘ座標およびｙ座標を与えることによって、決定される。目標位置ｃは、バケット６内の荷３１０の排土中に刃先６ａの高さ位置が最も低くなる（ｙ座標が最小値となる）位置として設定される。目標位置ｃは、ｙ座標がマイナス側の位置に設定される。目標位置ｄ、ｅは、ｙ座標がプラス側の位置に設定される。
【0093】
目標位置ｃ、ｄ、ｅは、ｘ座標がマイナス側の位置に設定される。目標位置ｄ、ｅは、たとえば互いに同じｙ座標に設定される。なお目標位置ｄ、ｅにおいてバケット６は、フルダンプ状態でなくてもよく、バケット６内の荷３１０をベッセル３０１に積み込めるようなダンプ状態であればよい。また目標位置ｄ、ｅが互いに同じｙ座標でなくてもよく、目標位置ｅは目標位置ｄよりも低い位置（－ｙ方向の位置）であってもよい。
【0094】
バケット６の刃先６ａが各目標位置にあるときのバケット角度θも設定される。各目標位置のｘ座標およびｙ座標と、各目標位置におけるバケット角度θとから、バケット６の刃先６ａが各目標位置にあるときの作業機３の姿勢が決定される。自動化コントローラ１００は、バケット６の刃先６ａが各目標位置にあるときの作業機３の姿勢（目標姿勢）を記憶している。バケット６の刃先６ａが各目標位置にあるときの目標姿勢に基づいて、バケット６の刃先６ａが各目標位置にあるときのブームシリンダ１６の長さとバケットシリンダ１９の長さとが決定される。
【0095】
各目標位置のｘ座標およびｙ座標、ならびに各目標位置におけるバケット角度θは、熟練オペレータが積込作業を実行したときの刃先６ａの軌跡を解析して特徴となる位置を抽出し、その特徴的位置における作業機３の姿勢を抽出することで、決定することができる。
【0096】
図８は、積込動作時においてバケットの刃先が最下方に位置するときのホイールローダの姿勢を模式的に示す図である。図９は、荷押し開始時のホイールローダの姿勢を模式的に示す図である。図１０は、荷押し終了時のホイールローダの姿勢を模式的に示す図である。図８においては、バケット６の刃先６ａは目標位置ｃにある。図９においては、刃先６ａは目標位置ｄにある。図１０においては、刃先６ａは目標位置ｅにある。
【0097】
図１１は、積込作業中のシリンダ長さの変化を示すグラフである。図１１の横軸は時間の経過を示し、刃先６ａが目標位置ｃ、ｄ、ｅを通過する時刻に補助線が引かれている。図１１の縦軸は、ブームシリンダ１６およびバケットシリンダ１９の長さを示す。
【0098】
図１１および図７、８に示されるように、刃先６ａが目標位置ｃに到達する前に、ホイールローダ１は前進走行している。ブームシリンダ１６の長さが増大しており、したがってブーム１４は上昇している。バケットシリンダ１９の長さが減少し続けており、したがってバケット６はダンプ方向への動作を継続している。刃先６ａが目標位置ｃに到達した時点で、積込動作時において刃先６ａが最下方に位置する。
【0099】
図１１および図８、９に示されるように、目標位置ｃから目標位置ｄまでの刃先６ａの移動においては、ホイールローダ１は前進走行を継続している。ブームシリンダ１６の長さが引き続き増大し、ブーム１４は引き続き上昇する。バケットシリンダ１９の長さは、引き続き減少し、したがってバケット６はダンプ方向への動作を継続している。刃先６ａが目標位置ｄに到達した時点で、バケット６はフルダンプの姿勢となる。刃先６ａが目標位置ｄに到達した時点で、バケットシリンダ１９の長さが最小となっている。
【0100】
図１１および図９、１０に示されるように、目標位置ｄから目標位置ｅまでの刃先６ａの移動においては、ホイールローダ１は前進走行を継続している。目標位置ｄから目標位置ｅまでの刃先６ａの移動においては、作業機３の動作は停止している。このためブームシリンダ１６およびバケットシリンダ１９の各々の長さは、目標位置ｄにおけるブームシリンダ１６およびバケットシリンダ１９の各々の長さと同じである。したがって刃先６ａが目標位置ｅに到達した時点で、バケット６はフルダンプの姿勢を維持し、バケットシリンダ１９の長さが最小となっている。
【0101】
図１１に示されるように、目標位置ｅに刃先６ａが到達した時点で、ホイールローダ１は前進走行から後進走行に切り換えられる。目標位置ｅに到達した後の刃先６ａの移動においては、所定時間の間、作業機３の動作は停止していてもよい。この場合、目標位置ｅに到達した後の所定時間の間、ブームシリンダ１６およびバケットシリンダ１９の各々の長さは、目標位置ｅにおけるブームシリンダ１６およびバケットシリンダ１９の各々の長さと同じである。
【0102】
また目標位置ｅに到達してから所定時間経過後に、ホイールローダ１は後進走行を継続し、ブームシリンダ１６の長さが減少（ブーム１４は下降）し、バケットシリンダ１９の長さが増大（バケット６はチルト方向へ動作）してもよい。
【0103】
上記のようにバケット６の刃先６ａを、目標位置ｃ、ｄを順に通過するように移動させることで、バケット６内の荷３１０をベッセル３０１内に排土することができる。またバケット６の刃先６ａを、目標位置ｄ、ｅを順に通過するように移動させることで、ベッセル３０１内の荷３１０をバケット６により荷押しすることができる。たとえばベッセル３０１内の荷３１０をバケット６によりベッセル３０１の中心ＣＬに向けて荷押しすることができる。このようにバケット６を移動させる自動制御をホイールローダ１に適用することで、熟練オペレータの操作による動作と同等の排土動作および荷押し動作を含むホイールローダ１の動作を実現することができる。
【0104】
図５に戻って、自動制御による積込作業の説明を続ける。ステップＳ１０３において、自動化コントローラ１００は、ホイールローダ１および作業機３の現在位置を認識する。位置情報取得装置１１２でホイールローダ１の車体の現在位置を取得し、車体に対する作業機の姿勢をブーム角度センサ１２３およびバケット角度センサ１２４により取得することで、グローバル座標系におけるホイールローダ１および作業機３の現在位置を認識することができる。グローバル座標系における、ホイールローダ１および作業機３の現在位置と、ダンプトラック３００の現在位置とに基づいて、ダンプトラック３００のベッセル３０１に対するバケット６の刃先６ａの相対位置を算出することができる。
【0105】
または、知覚装置１１１を用いて、知覚装置１１１の配置位置に対するダンプトラック３００のベッセル３０１の基準点Ｐの方向および距離を取得することで、基準点Ｐに対するバケット６の刃先６ａの現在の相対位置を算出してもよい。
【0106】
作業機３の現在位置から、バケット６の刃先６ａが各目標位置ｃ～ｅに対してどの位置にあるのかを認識する。たとえば、刃先６ａが目標位置ｃに未だ到達していない、刃先６ａが目標位置ｃを通過して目標位置ｃと目標位置ｄとの間にある、刃先６ａが目標位置ｄを通過して目標位置ｄと目標位置ｅとの間にある、などが認識される。さらに、刃先６ａが次に向かう目標位置が認識される。たとえば、刃先６ａが目標位置ｃに未だ到達していないのであれば次に向かうのは目標位置ｃであり、刃先６ａが目標位置ｃと目標位置ｄとの間にあれば次に向かうのは目標位置ｄであり、刃先６ａが目標位置ｄと目標位置ｅとの間にあれば次に向かうのは目標位置ｅである、などが認識される。
【0107】
ステップＳ１０４において、自動化コントローラ１００は、現在位置におけるブームシリンダ１６の長さおよびバケットシリンダ１９の長さを認識する。ブーム角度センサ１２３により、ブーム１４の角度を検出する。バケット角度センサ１２４により、バケット６の角度を検出する。ブーム１４の角度とバケット６の角度とから、作業機３の姿勢が決定される。作業機３の姿勢に基づいて、現在位置におけるブームシリンダ１６の長さとバケットシリンダ１９の長さとが認識される。
【0108】
ブーム角度センサ１２３およびバケット角度センサ１２４に替えて、またはこれらに加えて、ベルクランク１８の角度を検出する角度センサおよびリンク１５の角度を検出する角度センサを設けてもよい。また作業機３の姿勢は、上記角度センサに代えて、またはこれらに加えて、ストロークセンサ、ＩＭＵ、ポテンショメータ、視覚センサなどにより検出されてもよい。
【0109】
ステップＳ１０５において、自動化コントローラ１００は、ステップＳ１０４で認識された現在位置におけるブームシリンダ１６の長さとバケットシリンダ１９の長さと、刃先６ａが次に向かう目標位置におけるブームシリンダ１６の長さとバケットシリンダ１９の長さ（以下、目標シリンダ長さと称する）と、の差を算出する。自動化コントローラ１００は、刃先６ａが次の目標位置に到達するまでにシリンダ１６、１９をどれだけ動かすのかを計算する。
【0110】
ステップＳ１０６において、自動化コントローラ１００は、現在の車速を参照し、刃先６ａが次に向かう目標位置に到達したときに目標シリンダ長さとなる、目標シリンダストローク速度を決定する。自動化コントローラ１００は、刃先６ａが次に向かう目標位置に到達したとき、作業機３がその目標位置に対応する目標姿勢をとるように、ブームシリンダ１６およびバケットシリンダ１９を制御する。現在の車速は、車両速度センサ１２２により取得される。刃先６ａの現在位置と、現在の車速とから、次の目標位置に到達するまでの時間が計算される。ステップＳ１０５で算出されたシリンダ長さの差を、次の目標位置に到達するまでの時間で割ることによって、目標シリンダストローク速度が決定される。
【0111】
ホイールローダ１が単位距離走行する間のシリンダストローク量が決定されてもよい。ホイールローダ１が単位距離走行したことは、車速から求められてもよく、知覚装置１１１で検知されてもよい。
【0112】
ステップＳ１０７において、自動化コントローラ１００は、車体コントローラ５０に対し、目標シリンダストローク速度に対応する指令電流を出力する。自動化コントローラ１００は、作業機コントローラ８０の作業機制御部８２に対し、ブームシリンダ１６およびバケットシリンダ１９を目標シリンダストローク速度で伸縮させる指令を出力する。作業機制御部８２から作業機ＥＰＣ１４３に、ブームシリンダ１６およびバケットシリンダ１９を目標シリンダストローク速度で伸縮させる指令が出力される。
【0113】
ステップＳ１０８において、指令信号を受けた作業機ＥＰＣ１４３が開度を調節することで、ブームシリンダ１６およびバケットシリンダ１９に適切な作動油が供給される。これにより、ブームシリンダ１６およびバケットシリンダ１９が動作する。
【0114】
ステップＳ１０９において、自動化コントローラ１００は、ステップＳ１０４と同様に現在のブームシリンダ１６およびバケットシリンダ１９の長さを認識する。自動化コントローラ１００は、現在のブームシリンダ１６およびバケットシリンダ１９の長さが、目標シリンダ長さに到達したか否かを判断する。
【0115】
ステップＳ１０９の判断において、目標シリンダ長さに到達したと判断されれば（ステップＳ１０９においてＹＥＳ）、ステップＳ１１０に進み、自動化コントローラ１００は、次の目標位置があるか否かの判断をする。
【0116】
ステップＳ１０９の判断において目標シリンダ長さに到達していないと判断される場合（ステップＳ１０９においてＮＯ）、および、ステップＳ１１０の判断において次の目標位置があると判断される場合（ステップＳ１１０においてＹＥＳ）、ステップＳ１０３に戻り、作業機３の現在位置に基づいてブームシリンダ１６およびバケットシリンダ１９を伸縮させる処理が繰り返される。バケット６の刃先６ａの現在位置に応じて、シリンダ速度は逐次変更される。前回の処理で設定されたシリンダ速度に基づいた位置から刃先６ａの現在位置がずれていると、シリンダ速度が調整される。
【0117】
ステップＳ１１０の判断において、次の目標位置がないと判断されれば（ステップＳ１１０においてＮＯ）、積込作業を終了する。本実施形態において、目標位置ｄの終了後、次の目標位置が設定されていない、ことに対応する。
【0118】
＜荷押しの自動制御フロー＞
次に、荷押しの自動制御フローについて図６などを用いて説明する。
次に、荷押しの自動制御フローについて図６などを用いて説明する。
【0119】
図６は、荷押しの自動制御を示すフローチャートである。図５に示される自動ダンプ積みの自動制御により、図９に示されるようにバケット６の刃先６ａが目標位置ｄに到達する。刃先６ａが目標位置ｄに到達したか否かについては、図５の自動制御フローにおいてブームシリンダ１６およびバケットシリンダ１９の長さが目標位置ｄの目標長さに到達したか否かにより自動化コントローラ１００が判断する。この目標位置ｄに到達した時点でバケット６はフルダンプ状態となっている。このため、バケット６内の荷３１０のベッセル３０１への積込操作は終了する（ステップＳ２０１：図６）。
【0120】
自動化コントローラ１００は、ベッセル３０１内における荷３１０の積込状況に関する情報を取得している。そして自動化コントローラ１００は、バケット６の刃先６ａが目標位置ｄに到達すると、ベッセル３０１内の荷３１０を荷押しするか否かを判定する（ステップＳ２０２：図６）。上記の積込状況に関する情報の取得および荷押し要否の判定は、自動化コントローラ１００の荷押し判定部１０４により行われる。
【0121】
荷押し判定部１０４は、ベッセル３０１内における荷３１０の積込状況に関する情報に基づいてベッセル３０１内で荷３１０を荷押しする必要があるか否かを判定する。荷押し判定部１０４は、たとえば知覚装置１１１が取得したベッセル３０１内における荷３１０の積込状況に関する情報に基づいてベッセル３０１内の荷３１０を荷押しする必要があるか否かを判定する。
【0122】
この場合、自動化コントローラ１００は、ベッセル３０１内における荷３１０の積込状況と荷押しの要否との関係を示す関係データを記憶している。荷押し判定部１０４は、この関係データと知覚装置１１１が取得したベッセル３０１内における荷３１０の積込状況に関する情報とを対比することにより、ベッセル３０１内における荷３１０の荷押し要否を判定する。
【0123】
また荷押し判定部１０４は、たとえば作業機姿勢センサが取得した作業機３の姿勢を示す信号から、作業機３によるベッセル３０１への荷３１０の積込回数を算出する。荷押し判定部１０４は、算出した積込回数が所定回数（たとえば２回）以上の場合、ベッセル３０１内における荷３１０の荷押しが必要であると判定する。
【0124】
ステップＳ２０２において荷押し判定部１０４がベッセル３０１内における荷３１０の荷押しが必要であると判定した場合、目標位置ｄから目標位置ｅへ刃先６ａが移動するようにホイールローダ１を動作させる経路をパスプランニング部１０２が生成する。
【0125】
経路追従制御部１０３は、パスプランニング部１０２が生成した経路に追従してホイールローダ１が走行するように、アクセル、ブレーキおよびステアリングを制御する。経路追従制御部１０３から、ブレーキ制御部７１、アクセル制御部７２およびステアリング制御部８１に、ホイールローダ１を最適経路に沿って走行させるための指令信号が出力される。これによりホイールローダ１は、経路追従制御部１０３により目標位置ｄから目標位置ｅまで前進走行するように制御される。
【0126】
また経路追従制御部１０３は、パスプランニング部１０２が生成した最適経路に沿って作業機３が動作するように、ブームシリンダ１６およびバケットシリンダ１９を制御する。経路追従制御部１０３から、作業機制御部８２に、作業機３を最適経路に沿って移動させるための指令信号が出力される。これにより作業機３は、経路追従制御部１０３により目標位置ｄから目標位置ｅまで動作を停止するように制御される。
【0127】
以上により、目標位置ｄから目標位置ｅに到達するまでホイールローダ１が前進走行し、作業機３が動作を停止するように経路追従制御部１０３により制御される（ステップＳ２０３：図６）。これによりベッセル３０１内における荷３１０をベッセル３０１の中心ＣＬに向けて荷押しするようにホイールローダ１が動作される。そして刃先６ａが目標位置ｅに到達すると、荷押し制御は終了する。
【0128】
またステップＳ２０２において荷押し判定部１０４がベッセル３０１内における荷３１０の荷押しが必要でないと判定した場合、荷押し制御は終了する。
【0129】
【0130】
図１２（Ａ）に示されるように、ベッセル３０１内に１回目の積込みで荷３１０Ａが積み込まれ、２回目の積込みで荷３１０Ｂが積み込まれる。たとえば２回目の積込みが終了した時点で、荷３１０がベッセル３０１内にて偏って積み込まれる場合がある。
【0131】
このようにベッセル３０１内の荷３１０の積込状況（荷姿）が不適切であると、ダンプトラック３００の走行中に荷３１０がベッセル３０１からこぼれるおそれがある。荷３１０がベッセル３０１からこぼれることを抑制するために、本実施形態においてはバケット６が、ベッセル３０１内の荷３１０をベッセル３０１の中心ＣＬに向けて移動させる。このように本実施形態では、たとえば２回目の荷３１０Ｂの積込みが終了した後にバケット６による荷押し制御が実施される。
【0132】
図１２（Ｂ）に示されるように、荷押しは、バケット６の刃先６ａをベッセル３０１の端部から中心ＣＬに向かって移動させることにより行われる。これによりベッセル３０１内の荷３１０は、バケット６に押されてベッセル３０１の中心ＣＬに移動させられる。
【0133】
図１２（Ｃ）に示されるように、刃先６ａが目標位置ｅに到達した時点で、ベッセル３０１内における荷３１０の偏りは改善される。これによりダンプトラック３００の走行中に荷３１０がベッセル３０１からこぼれることが抑制される。
【0134】
刃先６ａが目標位置ｅに到達した後には、ホイールローダ１が後進走行する。これによりバケット６はに３１０の頂点を作りながら後方へ移動してダンプトラック３００から離れる。
【0135】
なおベッセル３０１の中心ＣＬとは、積込動作時においてホイールローダ１がベッセル３０１に向かって前進走行する方向に沿ってベッセル３０１の断面を見た視点（図１２（Ａ）～（Ｃ）に示す断面視）において、ベッセル３０１幅方向の中心を意味する。
【0136】
＜作用および効果＞
上述した説明と一部重複する記載もあるが、本実施形態の特徴的な構成および作用効果についてまとめて記載すると、以下の通りである。
上述した説明と一部重複する記載もあるが、本実施形態の特徴的な構成および作用効果についてまとめて記載すると、以下の通りである。
【0137】
本実施形態においては図４に示される自動化コントローラ１００（荷押し判定部１０４）は、ベッセル３０１内における荷３１０の積込状況に関する情報を取得する。また自動化コントローラ１００（荷押し判定部１０４）は、ベッセル３０１内における荷３１０の積込状況に関する情報に基づいてベッセル３０１内で荷３１０を荷押しする必要があるか否かを判定する。また自動化コントローラ１００（荷押し判定部１０４）は、ベッセル３０１内で荷３１０を移動させる必要があると判定した場合にベッセル３０１の中心ＣＬに向けて荷３１０を移動させるようにホイールローダ１を動作させる。
【0138】
このようにベッセル３０１内の荷３１０の積込状況に基づいて荷３１０をベッセル３０１の中心ＣＬに向けて荷押しする。このためベッセル３０１内における荷３１０の偏りは改善される。これによりダンプトラック３００の走行中に荷３１０がベッセル３０１からこぼれることが抑制される。
【0139】
本実施形態においては図４に示される自動化コントローラ１００（荷押し判定部１０４）は、ベッセル３０１内で荷３１０を移動させる必要があると判定した場合に、走行装置４を前進走行させることにより、ベッセル３０１の中心ＣＬに向けて荷３１０を移動させるようにホイールローダ１を動作させる。これによりバケット６によりベスる３０１内における荷３１０をベッセル３０１の中心ＣＬに向けて荷押しすることができる。
【0140】
本実施形態においては図４に示される自動化コントローラ１００（荷押し判定部１０４）は、ベッセル３０１内で荷３１０を移動させる必要があると判定した場合に、作業機アクチュエータの駆動を停止させながら走行装置４を前進走行させることにより、ベッセル３０１の中心ＣＬに向けて荷３１０を移動させるようにホイールローダ１を動作させる。これにより荷押し時における作業機アクチュエータの動作制御が不要となり、動作制御の簡略化を図ることが可能となる。
【0141】
本実施形態においては図４に示される自動化コントローラ１００（荷押し判定部１０４）は、ベッセル３０１内で荷３１０を移動させる必要があると判定した場合に、バケット６の高さを維持しながら走行装置４を前進走行させることにより、ベッセル３０１の中心ＣＬに向けて荷３１０を移動させるようにホイールローダ１を動作させる。これにより荷押し時におけるバケット６の高さ制御が不要となり、動作制御の簡略化を図ることが可能となる。
【0142】
本実施形態においては図４に示される自動化コントローラ１００（荷押し判定部１０４）は、作業機姿勢センサにより検出された作業機３の姿勢に基づいて作業機３によるベッセル３０１への積込回数を算出し、算出した積込回数に基づいてベッセル３０１内で荷３１０を移動させる必要があるか否かを判定する。これにより積込回数に基づいて簡易に荷押し要否を判定することが可能となる。
【0143】
本実施形態においては図４に示される自動化コントローラ１００（荷押し判定部１０４）は、物体センサにより検出された荷３１０の積込状況に基づいてベッセル３０１内で荷３１０を移動させる必要があるか否かを判定する。これによりベッセル３０１内における荷３１０の実際の積込状況に応じて荷押し要否を判定できる。このためダンプトラック３００の走行中に荷３１０がベッセル３０１からこぼれることをより正確に抑制することができる。
【0144】
＜付記＞
以上の説明は、以下に付記する特徴を含む。
以上の説明は、以下に付記する特徴を含む。
【0145】
（付記１）
作業機械であって、
本体と、
前記本体に取り付けられ、積込容器に荷を積み込む作業機と、
前記本体に対し前記作業機を駆動する作業機アクチュエータと、
前記作業機の位置の検出値と、前記積込容器の前記作業機械に対する位置の検出値とに基づいて、前記作業機アクチュエータの駆動を指令するコントローラと、を備え、
前記コントローラは、前記積込容器内における荷の積込状況に関する情報を取得し、取得した荷の積込状況に関する情報に基づいて前記積込容器内で荷を移動させる必要があるか否かを判定し、前記積込容器内で荷を移動させる必要があると判定した場合に前記積込容器の中心に向けて荷を移動させるように前記作業機械を動作させる、作業機械。
作業機械であって、
本体と、
前記本体に取り付けられ、積込容器に荷を積み込む作業機と、
前記本体に対し前記作業機を駆動する作業機アクチュエータと、
前記作業機の位置の検出値と、前記積込容器の前記作業機械に対する位置の検出値とに基づいて、前記作業機アクチュエータの駆動を指令するコントローラと、を備え、
前記コントローラは、前記積込容器内における荷の積込状況に関する情報を取得し、取得した荷の積込状況に関する情報に基づいて前記積込容器内で荷を移動させる必要があるか否かを判定し、前記積込容器内で荷を移動させる必要があると判定した場合に前記積込容器の中心に向けて荷を移動させるように前記作業機械を動作させる、作業機械。
【0146】
（付記２）
前記本体は走行体を有し、
前記走行体の進行状態を検出する走行センサをさらに備え、
前記コントローラは、前記走行センサの検出値と、前記積込容器の前記作業機械に対する位置の検出値とに基づいて、前記作業機アクチュエータの駆動を指令する、付記１に記載の作業機械。
前記本体は走行体を有し、
前記走行体の進行状態を検出する走行センサをさらに備え、
前記コントローラは、前記走行センサの検出値と、前記積込容器の前記作業機械に対する位置の検出値とに基づいて、前記作業機アクチュエータの駆動を指令する、付記１に記載の作業機械。
【0147】
（付記３）
前記コントローラは、前記積込容器内で荷を移動させる必要があると判定した場合に、前記走行体を前進走行させることにより、前記積込容器の中心に向けて荷を移動させるように前記作業機械を動作させる、付記２に記載の作業機械。
前記コントローラは、前記積込容器内で荷を移動させる必要があると判定した場合に、前記走行体を前進走行させることにより、前記積込容器の中心に向けて荷を移動させるように前記作業機械を動作させる、付記２に記載の作業機械。
【0148】
（付記４）
前記コントローラは、前記積込容器内で荷を移動させる必要があると判定した場合に、前記作業機アクチュエータの駆動を停止させながら前記走行体を前進走行させることにより、前記積込容器の中心に向けて荷を移動させるように前記作業機械を動作させる、付記３に記載の作業機械。
前記コントローラは、前記積込容器内で荷を移動させる必要があると判定した場合に、前記作業機アクチュエータの駆動を停止させながら前記走行体を前進走行させることにより、前記積込容器の中心に向けて荷を移動させるように前記作業機械を動作させる、付記３に記載の作業機械。
【0149】
（付記５）
前記作業機はバケットを有し、
前記コントローラは、前記積込容器内で荷を移動させる必要があると判定した場合に、前記バケットの高さを維持しながら前記走行体を前進走行させることにより、前記積込容器の中心に向けて荷を移動させるように前記作業機械を動作させる、付記３または付記４に記載の作業機械。
前記作業機はバケットを有し、
前記コントローラは、前記積込容器内で荷を移動させる必要があると判定した場合に、前記バケットの高さを維持しながら前記走行体を前進走行させることにより、前記積込容器の中心に向けて荷を移動させるように前記作業機械を動作させる、付記３または付記４に記載の作業機械。
【0150】
（付記６）
荷の積込状況を判断するために、前記作業機の姿勢を検出する作業機姿勢センサをさらに備え、
前記コントローラは、前記作業機姿勢センサにより検出された前記作業機の姿勢に基づいて前記作業機による前記積込容器への積込回数を算出し、算出した前記積込回数に基づいて前記積込容器内で荷を移動させる必要があるか否かを判定する、付記１から付記５のいずれか１つに記載の作業機械。
荷の積込状況を判断するために、前記作業機の姿勢を検出する作業機姿勢センサをさらに備え、
前記コントローラは、前記作業機姿勢センサにより検出された前記作業機の姿勢に基づいて前記作業機による前記積込容器への積込回数を算出し、算出した前記積込回数に基づいて前記積込容器内で荷を移動させる必要があるか否かを判定する、付記１から付記５のいずれか１つに記載の作業機械。
【0151】
（付記７）
荷の積込状況を判断するために、前記積込容器に積み込まれた荷の積込状況を検出する物体センサをさらに備え、
前記コントローラは、前記物体センサにより検出された荷の積込状況に基づいて前記積込容器内で荷を移動させる必要があるか否かを判定する、付記１から付記５のいずれか１つに記載の作業機械。
荷の積込状況を判断するために、前記積込容器に積み込まれた荷の積込状況を検出する物体センサをさらに備え、
前記コントローラは、前記物体センサにより検出された荷の積込状況に基づいて前記積込容器内で荷を移動させる必要があるか否かを判定する、付記１から付記５のいずれか１つに記載の作業機械。
【0152】
（付記８）
作業機械を含むシステムであって、
作業機械本体と、
前記作業機械本体に取り付けられ、積込容器に荷を積み込む作業機と、
前記作業機械本体に対し前記作業機を駆動する作業機アクチュエータと、
前記作業機の位置の検出値と、前記積込容器の前記作業機械に対する位置の検出値とに基づいて、前記作業機アクチュエータの駆動を指令するコントローラと、を備え、
前記コントローラは、前記積込容器内における荷の積込状況に関する情報を取得し、取得した荷の積込状況に関する情報に基づいて前記積込容器内で荷を移動させる必要があるか否かを判定し、前記積込容器内で荷を移動させる必要があると判定した場合に前記積込容器の中心に向けて荷を移動させるように前記作業機械を動作させる、システム。
作業機械を含むシステムであって、
作業機械本体と、
前記作業機械本体に取り付けられ、積込容器に荷を積み込む作業機と、
前記作業機械本体に対し前記作業機を駆動する作業機アクチュエータと、
前記作業機の位置の検出値と、前記積込容器の前記作業機械に対する位置の検出値とに基づいて、前記作業機アクチュエータの駆動を指令するコントローラと、を備え、
前記コントローラは、前記積込容器内における荷の積込状況に関する情報を取得し、取得した荷の積込状況に関する情報に基づいて前記積込容器内で荷を移動させる必要があるか否かを判定し、前記積込容器内で荷を移動させる必要があると判定した場合に前記積込容器の中心に向けて荷を移動させるように前記作業機械を動作させる、システム。
【0153】
（付記９）
作業機械の制御方法であって、
前記積込容器内における荷の積込状況に関する情報を取得することと、
取得した荷の積込状況に関する情報に基づいて前記積込容器内で荷を移動させる必要があるか否かを判定することと、
前記積込容器内で荷を移動させる必要があると判定した場合に前記積込容器の中心に向けて荷を移動させるように前記作業機械を動作させることと、を備えた、作業機械の制御方法。
作業機械の制御方法であって、
前記積込容器内における荷の積込状況に関する情報を取得することと、
取得した荷の積込状況に関する情報に基づいて前記積込容器内で荷を移動させる必要があるか否かを判定することと、
前記積込容器内で荷を移動させる必要があると判定した場合に前記積込容器の中心に向けて荷を移動させるように前記作業機械を動作させることと、を備えた、作業機械の制御方法。
【0154】
今回開示された実施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、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およ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。
【符号の説明】
【0155】
１ ホイールローダ、２ 車体フレーム、２ａ 前フレーム、２ｂ 後フレーム、３ 作業機、４ 走行装置、４ａ，４ｂ 走行輪、５ キャブ、６ バケット、６ａ 刃先、６ｂ 背面、８ 操作装置、９ ブームピン、１１ ステアリングシリンダ、１３ 作業機ポンプ、１４ ブーム、１５ リンク、１６ ブームシリンダ、１７ バケットピン、１８ ベルクランク、１８ａ 支持ピン、１８ｂ，１８ｃ 連結ピン、１９ バケットシリンダ、２１ エンジン、２３ トランスミッション、２５ アクスル、３２ メインバルブ、３５，３６ 電磁比例制御弁、４１ アクセルペダル、４２ 作業機操作レバー、５０ 車体コントローラ、５１ 機械モニタ、６０ エンジンコントローラ、７０ トランスミッションコントローラ、７１ ブレーキ制御部、７２ アクセル制御部、８０ 作業機コントローラ、８１ ステアリング制御部、８２ 作業機制御部、１００ 自動化コントローラ、１０１ 位置推定部、１０２ パスプランニング部、１０３ 経路追従制御部、１０４ 判定部、１１０ 外界情報取得部、１１１ 知覚装置、１１２ 位置情報取得装置、１２０ 車両情報取得部、１２１ アーティキュレート角度センサ、１２２ 車両速度センサ、１２３ ブーム角度センサ、１２４ バケット角度センサ、１２５ ブームシリンダ圧力センサ、１３０ インターフェース、１３１ 自動化切替スイッチ、１３２ エンジン緊急停止スイッチ、１３３ モードランプ、１４０ アクチュエータ、１４１ ブレーキＥＰＣ、１４２ ステアリングＥＰＣ、１４３ 作業機ＥＰＣ、１４４ ＨＭＴ、３００ ダンプトラック、３０１ ベッセル、３１０ 荷（掘削対象物）。
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】