特開 2024-8298 ダンプ車両

(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】P2024008298

(43)【公開日】2024-01-19

(54)【発明の名称】ダンプ車両

(51)【国際特許分類】

   B60P 1/04 20060101AFI20240112BHJP

【ＦＩ】

B60P1/04 C

【審査請求】未請求

【請求項の数】6

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022110050

(22)【出願日】2022-07-07

(71)【出願人】

【識別番号】000002358

【氏名又は名称】新明和工業株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100121500

【弁理士】

【氏名又は名称】後藤 高志

(74)【代理人】

【識別番号】100121186

【弁理士】

【氏名又は名称】山根 広昭

(74)【代理人】

【識別番号】100189887

【弁理士】

【氏名又は名称】古市 昭博

(74)【代理人】

【識別番号】100218084

【弁理士】

【氏名又は名称】高橋 俊光

(72)【発明者】

【氏名】稲井 恵一

(72)【発明者】

【氏名】箕輪 行人

(57)【要約】

【課題】荷箱の上方の障害物のために積載物を排出できない場合のやり直し作業を少なくできるダンプ車両
【解決手段】ダンプ車両１は、車両本体１Ａと、荷箱３０と、荷箱３０を傾動させるダンプ装置２５と、荷箱３０の上方にある障害物の上下方向の位置を検出する検出装置４５と、荷箱３０に積載された積載物を排出可能な荷箱３０の角度を積載物の安息角に基づいて求める第１処理装置と、検出装置４５によって検出された障害物の位置に基づき荷箱３０を傾斜可能な角度を求める第２処理装置と、第２処理装置によって求められた角度が第１処理装置によって求められた角度以上であれば積載物を荷箱３０から排出可能であると判定し、第１処理装置によって求められた角度よりも小さければ積載物を荷箱３０から排出不能であると判定する判定装置と、を備えている。
【選択図】図４

【特許請求の範囲】

【請求項1】

車両本体と、
前記車両本体に傾動可能に支持された荷箱と、
前記荷箱を傾動させるダンプ装置と、
前記荷箱の上方にある障害物の上下方向の位置を検出する検出装置と、
前記荷箱に積載された積載物を排出可能な前記荷箱の角度を積載物の安息角に基づいて求める第１処理装置と、
前記検出装置によって検出された障害物の位置に基づき、前記荷箱を傾斜可能な角度を求める第２処理装置と、
前記第２処理装置によって求められた角度が前記第１処理装置によって求められた角度以上であれば積載物を前記荷箱から排出可能であると判定し、前記第１処理装置によって求められた角度よりも小さければ積載物を前記荷箱から排出不能であると判定する判定装置と、を備えている、ダンプ車両。

【請求項2】

積載物の種類を入力可能な入力装置と、
積載物の種類と積載物ごとの安息角とが記憶された記憶装置と、をさらに備え、
前記第１処理装置は、前記入力装置に入力された積載物の安息角を前記記憶装置から読み出し、前記読み出した安息角に基づいて、積載物を排出可能な前記荷箱の角度を求めるように構成されている、
請求項１に記載のダンプ車両。

【請求項3】

前記荷箱に積載された積載物の重量を取得する重量取得装置と、
前記荷箱内の画像を取得する撮像装置と、
前記撮像装置によって取得された画像から前記荷箱に積載された積載物の体積を推定する体積推定装置と、
前記重量取得装置によって取得された積載物の重量と前記体積推定装置によって推定された積載物の体積とから、積載物の推定密度を算出する密度推定装置と、
積載物の密度と安息角との対応テーブルが記憶された記憶装置と、をさらに備え、
前記第１処理装置は、前記密度推定装置によって算出された推定密度に基づいて積載物の安息角を前記記憶装置の前記対応テーブルから読み出し、前記読み出した安息角に基づいて、積載物を排出可能な前記荷箱の角度を求めるように構成されている、
請求項１に記載のダンプ車両。

【請求項4】

前記ダンプ装置によって可能な前記荷箱の最大傾斜角が記憶された記憶装置と、
積載物を前記荷箱から排出可能であると判定された場合であって前記第２処理装置によって求められた角度が前記記憶装置に記憶された最大傾斜角以下である場合に、前記ダンプ装置を駆動して、前記第２処理装置によって求められた角度まで前記荷箱を傾斜させ、積載物を前記荷箱から排出可能であると判定された場合であって前記第２処理装置によって求められた角度が前記最大傾斜角よりも大きい場合に、前記ダンプ装置を駆動して、前記最大傾斜角まで前記荷箱を傾斜させるダンプ制御装置と、をさらに備えている、
請求項１に記載のダンプ車両。

【請求項5】

積載物の排出地点を設定する排出地点設定装置と、
前記排出地点設定装置によって設定された排出地点まで前記車両本体を走行させる自動運転装置と、をさらに備え、
前記排出地点設定装置は、設定された排出地点において積載物を前記荷箱から排出不能であると判定された場合には、排出地点を変更するように構成されている、
請求項１に記載のダンプ車両。

【請求項6】

前記第２処理装置によって求められた角度と前記荷箱の角度との差が所定角度よりも小さくなると警告を発する警告装置をさらに備えている、
請求項１に記載のダンプ車両。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、ダンプ車両に関する。

【背景技術】

【0002】

特許文献１には、荷台を囲む枠に上方の障害物を感知するセンサを設けたダンプトレーラが開示されている。特許文献１のダンプトレーラによれば、障害物をセンサで感知した場合には警報装置に警報を発生させ、運転者にこれを知らせることができる、とされている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特許第６００９６２６号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

特許文献１に記載されているようなダンプ車両によれば、上方の障害物を検知するセンサにより、荷箱をダンプしたときに上方の障害物に衝突させるおそれを低減することができる。しかし、上方の障害物に衝突しないような荷箱の傾斜角では、荷箱に積載された積載物が滑り落ちず、荷箱から排出されないことがあり得る。そのような場合には、荷箱を再び着座させ、排出場所を変更してから同じ作業を繰り返さなければならない。

【0005】

本発明はかかる点に鑑みてなされたものであり、その目的は、荷箱の上方の障害物のために積載物を排出できない場合のやり直し作業を少なくできるダンプ車両を提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本発明に係るダンプ車両は、車両本体と、前記車両本体に傾動可能に支持された荷箱と、前記荷箱を傾動させるダンプ装置と、前記荷箱の上方にある障害物の上下方向の位置を検出する検出装置と、前記荷箱に積載された積載物を排出可能な前記荷箱の角度を積載物の安息角に基づいて求める第１処理装置と、前記検出装置によって検出された障害物の位置に基づき前記荷箱を傾斜可能な角度を求める第２処理装置と、前記第２処理装置によって求められた角度が前記第１処理装置によって求められた角度以上であれば積載物を前記荷箱から排出可能であると判定し、前記第１処理装置によって求められた角度よりも小さければ積載物を前記荷箱から排出不能であると判定する判定装置と、を備えている。

【0007】

上記ダンプ車両によれば、積載物の排出予定地点において積載物を排出可能かどうかが、荷箱を実際に傾けてみなくても分かる。よって、積載物が排出不可の場合、荷箱を傾斜させ、再度着座させる作業を省略することができる。これにより、荷箱の上方の障害物のために積載物を排出できない場合のやり直し作業を少なくできる。

【0008】

本発明の好ましい一態様によれば、ダンプ車両は、積載物の種類を入力可能な入力装置と、積載物の種類と積載物ごとの安息角とが記憶された記憶装置と、をさらに備えている。前記第１処理装置は、前記入力装置に入力された積載物の安息角を前記記憶装置から読み出し、前記読み出した安息角に基づいて、積載物を排出可能な前記荷箱の角度を求めるように構成されている。

【0009】

上記ダンプ車両によれば、積載物の種類が多様であっても、積載物を排出可能な荷箱の傾斜角を求めることができる。

【0010】

本発明の好ましい一態様によれば、ダンプ車両は、前記荷箱に積載された積載物の重量を取得する重量取得装置と、前記荷箱内の画像を取得する撮像装置と、前記撮像装置によって取得された画像から前記荷箱に積載された積載物の体積を推定する体積推定装置と、前記重量取得装置によって取得された積載物の重量と前記体積推定装置によって推定された積載物の体積とから積載物の推定密度を算出する密度推定装置と、積載物の密度と安息角との対応テーブルが記憶された記憶装置と、をさらに備えている。前記第１処理装置は、前記密度推定装置によって算出された推定密度に基づいて積載物の安息角を前記記憶装置の前記対応テーブルから読み出し、前記読み出した安息角に基づいて、積載物を排出可能な前記荷箱の角度を求めるように構成されている。

【0011】

積載物の安息角は、積載物の密度に関わる要素、例えば水分の含有量や粒径によって変わり得る。上記ダンプ車両によれば、そのような積載物の密度による荷箱の必要傾斜角の違いに対応できる。

【0012】

本発明の好ましい一態様によれば、ダンプ車両は、前記ダンプ装置によって可能な前記荷箱の最大傾斜角が記憶された記憶装置と、積載物を前記荷箱から排出可能であると判定された場合であって前記第２処理装置によって求められた角度が前記記憶装置に記憶された最大傾斜角以下である場合に、前記ダンプ装置を駆動して、前記第２処理装置によって求められた角度まで前記荷箱を傾斜させ、積載物を前記荷箱から排出可能であると判定された場合であって前記第２処理装置によって求められた角度が前記最大傾斜角よりも大きい場合に、前記ダンプ装置を駆動して、前記最大傾斜角まで前記荷箱を傾斜させるダンプ制御装置と、をさらに備えている。

【0013】

上記ダンプ車両によれば、荷箱上方の障害物によって荷箱の傾斜可能角度が制限されない場合には荷箱の最大傾斜角まで、荷箱上方の障害物によって荷箱の傾斜可能角度が制限される場合には第２処理装置によって求められた角度まで荷箱が傾斜される。すなわち、状況に応じて可能な最大の角度まで荷箱が傾斜される。そのため、より迅速に積載物を排出することができる。

【0014】

本発明の好ましい一態様によれば、ダンプ車両は、積載物の排出地点を設定する排出地点設定装置と、前記排出地点設定装置によって設定された排出地点まで前記車両本体を走行させる自動運転装置と、をさらに備えている。前記排出地点設定装置は、設定された排出地点において積載物を前記荷箱から排出不能であると判定された場合には、排出地点を変更するように構成されている。

【0015】

上記ダンプ車両によれば、自動運転の場合でも、積載物の排出可否の判定を行うことができ、また、積載物の排出が不可である場合には排出地点を変えることができる。

【0016】

本発明の好ましい一態様によれば、ダンプ車両は、前記第２処理装置によって求められた角度と前記荷箱の角度との差が所定角度よりも小さくなると警告を発する警告装置をさらに備えている。

【0017】

上記ダンプ車両によれば、例えば運転者のミスにより荷箱を障害物に接触させる可能性を低減することができる。

【発明の効果】

【0018】

本発明のダンプ車両によれば、荷箱の上方の障害物のために積載物を排出できない場合のやり直し作業を少なくできる。

【図面の簡単な説明】

【0019】

【図1】荷箱が着座位置にあるときのダンプトラックの側面図である。

【図2】ダンプトラックの平面図である。

【図3】ダンプトラックの背面図である。

【図4】荷箱が傾斜した状態にあるときのダンプトラックの側面図である。

【図5】油圧回路の主要部の回路図である。

【図6】荷箱の背面図である。

【図7】排出判定システムのブロック図である。

【図8】積載物の種類と安息角との関係テーブルの一例である。

【図9】積載物排出のフローチャートである。

【図10】第２実施形態に係るダンプトラックの側面図である。

【図11】第２実施形態に係る排出判定システムのブロック図である。

【図12】第３実施形態に係る積載物排出システムのブロック図である。

【図13】第３実施形態に係るダンプトラックによる積載物排出のフローチャートである。

【発明を実施するための形態】

【0020】

［第１実施形態］
以下、図面を参照しながら、本発明の実施の形態について説明する。図１は、本実施形態に係るダンプトラック１の側面図である。図２はダンプトラック１の平面図であり、図３はダンプトラック１の背面図である。

【0021】

図１に示すように、ダンプトラック１は、シャシフレーム２と、シャシフレーム２に支持されたキャブ（運転室）３と、シャシフレーム２に支持された前輪５および後輪６と、キャブ３の後方かつシャシフレーム２の上に配置されたサブフレーム７と、サブフレーム７に支持された荷箱３０とを備えている。また、ダンプトラック１は、動力を発生させる駆動源としてのエンジン９と、動力取り出し装置（以下、ＰＴＯという）１０とを備えている。本実施形態では、前輪５または後輪６は、駆動源の動力を受けて回転する車輪の一例である。シャシフレーム２、キャブ３、サブフレーム７、エンジン９、およびＰＴＯ１０は、車両本体１Ａを構成している。キャブ３の内部には、図示しない運転席が設けられている。以下の説明では特に断らない限り、前、後、左、右、上、下とは、上記運転席に座った運転手から見た前、後、左、右、上、下を意味するものとする。

【0022】

荷箱３０は、車両本体１Ａに傾動可能に支持されている。図１に示すように、荷箱３０の後部は、車幅方向に延びるヒンジ軸８により、サブフレーム７の後端部に回動可能に支持されている。車両本体１Ａは、荷箱３０の後部を回動可能に支持する回動支持部１３を有している。図４は、荷箱３０が傾斜したときのダンプトラック１の側面図である。ダンプトラック１は、荷箱３０を傾動させるダンプ装置２５を備えている。ダンプ装置２５は、油圧シリンダ２６と、リンク機構２７と、を備えている。リンク機構２７は、車両本体１Ａおよび荷箱３０に連結されている。油圧シリンダ２６は、リンク機構２７に接続されている。油圧シリンダ２６は、リンク機構２７を介して荷箱３０を回動させる。

【0023】

図５に示すように、ダンプトラック１は、油圧シリンダ２６が組み込まれた油圧回路２０を備えている。油圧回路２０は、油圧シリンダ２６に加えて、オイルタンク２１と、油圧ポンプ２２と、図示しない切替弁とを有している。ＰＴＯ１０は、エンジン９の動力を取り出し、その動力を油圧ポンプ２２に伝達する。油圧回路２０では、上記切替弁を適宜切り替えることにより、油圧ポンプ２２によって昇圧された油が油圧シリンダ２６に供給される。これにより、油圧シリンダ２６が駆動され、荷箱３０がヒンジ軸８（図４参照）周りに回動する。

【0024】

図１および図２に示すように、荷箱３０は、底板３１と、底板３１の前端部から起立した前壁３２と、底板３１の左端部から起立した左壁３３と、底板３１の右端部から起立した右壁３４と、テールゲート３５とを有している。前壁３２は底板３１の前端部から上方に延びている。前壁３２は、左壁３３、右壁３４およびテールゲート３５のいずれよりも高い位置まで上方に延びている。図１に示すように、例えば、前壁３２はキャブ３の上端よりも高い位置まで上方に延びている。

【0025】

テールゲート３５は、左右方向に延びるヒンジ軸３７周りに回動可能に構成されている。テールゲート３５は、底板３１の後端部から起立する閉位置と、閉位置に対して傾斜したまたは垂直な開位置との間で回動可能である。図４では、テールゲート３５が閉位置にあるときの状態を実線で表し、開位置にあるときの状態を仮想線で表している。テールゲート３５が閉位置にあると、荷箱３０の後方は閉じられる。テールゲート３５が開位置にあると、荷箱３０は後方に開かれる。荷箱３０から積載物を排出するときには、荷箱３０が傾斜し、テールゲート３５は開位置に回動する。これにより、荷箱３０が後方に開かれ、荷箱３０から積載物を円滑に排出することができる。積載物は、特に限定されない。積載物としては、例えば、土砂、砂利、金属粉末、セラミック粉末、灰、石炭、豆などの食物が挙げられる。また、その状態は、例えば、粉末の粒度や水分によって変わり得る。

【0026】

図６は荷箱３０の背面図である。ただし、図６では前壁３２の図示は省略している。図６に示すように、荷箱３０の底板３１の後面には、フック３９が設けられている。テールゲート３５には、フック３９が係止可能な左右方向に延びる係止バー３８が設けられている。フック３９は、図示しないレバーに連結されている。作業者がレバーを手動操作することにより、フック３９を係止バー３８に係止することができ、また、その係止を解除することができる。フック３９が係止バー３８に係止すると、テールゲート３５はヒンジ軸３７周りに回動不能となり、テールゲート３５は閉位置に保持される。フック３９の係止バー３８に対する係止が解除されると、テールゲート３５は閉位置から開位置に回動可能となる。フック３９および係止バー３８は、テールゲート３５を閉位置に保持する手動ロック機構３６を構成している。

【0027】

図１に示すように、車両本体１Ａは、荷箱３０の底部を支持する着座部１１を有している。着座部１１は、サブフレーム７の上に設けられている。図１に示すように、荷箱３０が水平な状態にあるときに、荷箱３０の底部は着座部１１によって支持される。詳しくは、荷箱３０には、底板３１と、底板３１を補強する主桁３１ａとが備えられており、その主桁３１ａが着座部１１に支持される。一方、図７に示すように、荷箱３０をヒンジ軸８周りに回動させることによって傾斜させると、荷箱３０の底部は着座部１１から離間する。

【0028】

図４に示すように、ダンプトラック１は、荷箱３０に積載された積載物の重量（以下、積載重量という）を測定する重量計４０を備えている。本実施形態に係る重量計４０は、積載物が積載された荷箱３０の重量（すなわち、荷箱３０自体の重量と積載物の重量との合計）を測定し、その重量から荷箱３０自体の重量を減算することにより、積載物の重量を算出する。なお、荷箱３０自体の重量は予め特定されている。そのため、積載物が積載された荷箱３０の重量を測定することと、積載重量を測定することとは、技術的に等価な事項である。本明細書において、積載重量の測定には、積載重量そのものを測定することと、積載重量と相関関係のある重量（上記の例で言うと、積載物が積載された荷箱３０の重量）を測定することとが含まれる。言い換えると、積載重量の測定には、積載重量を特定できる任意の重量の測定が含まれる。

【0029】

本実施形態では、重量計４０はロードセル式の重量計、または、油圧シリンダ２６の油圧に基づいて積載重量を演算する重量計である。ただし、重量計４０の種類および構成は何ら限定されず、従来からダンプトラックの荷箱の積載重量を測定する重量計として用いられている任意の重量計を用いることができる。

【0030】

ダンプトラック１は、荷箱３０の上方にある障害物の上下方向の位置を検出する上方センサ４５を備えている。本実施形態では、上方センサ４５は、超音波を発するように構成され、障害物によって反射された超音波が到達する時間によって障害物との間の距離を測定する超音波センサである。ただし、上方センサ４５の種類は特に限定されず、従来から用いられている任意の障害物センサを用いることができる。上方センサ４５は、例えば、荷箱３０の上方の画像を取得するように構成され、画像に基づいて障害物との距離を推定するカメラであってもよい。上方センサ４５は、例えば、障害物との距離を検出可能な光電センサやミリ波レーダーであってもよい。

【0031】

ダンプトラック１が積載物の排出等のために荷箱３０を回動させる場所の上方には、建物の天井、橋脚、架線、信号等、荷箱３０に衝突し得る障害物が設けられている場合がある。上方センサ４５は、荷箱３０の上方にあるそのような障害物に荷箱３０が衝突することを防止するためのものである。図１に示すように、上方センサ４５は、ここでは、荷箱３０の前壁３２の上縁に配置されている。上方センサ４５は、例えば、シートを収容する凹部を前壁３２が備えている場合、その凹部内に設けられてもよい。上方センサ４５は、例えば、キャブ３の側（前方）に向かって延びるように前壁３２に設けられたステーに支持されてもよい。ただし、上方センサ４５が設置される場所は、特に限定されない。上方センサ４５は、例えば、キャブ３に設けられていてもよい。

【0032】

ダンプトラック１は、さらに、荷箱３０の傾斜角を検出する傾斜センサ５０を備えている。本実施形態では、傾斜センサ５０は、重力方向（鉛直方向）を検出する加速度センサである。図４に示すように、傾斜センサ５０は、荷箱３０に取り付けられ、荷箱３０とともに傾斜する。荷箱３０の傾斜は、好ましくは、車両本体１Ａに取り付けられ、車両本体１Ａの傾斜を測定する他のセンサとともに用いられるとよい。ただし、ダンプトラック１が荷箱３０を傾斜させる場所は、ほとんどの場合、水平に近い場所である。そのため、車両本体１Ａの傾斜を測定する他のセンサは用いられなくてもよい。傾斜センサ５０の構成は特に限定されない。傾斜センサ５０は、例えば、油圧シリンダ２６のロッドの位置を測定し、その位置から荷箱３０の傾斜角を算出するように構成されていてもよい。

【0033】

また、ダンプトラック１は駐車ブレーキ１２を備えている。荷箱３０への土砂等の積込作業は、駐車ブレーキ１２をＯＦＦにした状態で行われる場合もある（例えば、アスファルトの剥離工事の場合、ロードカッターと前後に並んで走行しながら積込みを行う）が、停車状態で行う方が好ましい場合もあり、駐車ブレーキ１２をＯＮにした状態で行われる場合がある。駐車ブレーキ１２がＯＮされると、ダンプトラック１の停車状態が保たれる。一方、ダンプトラック１の走行時には、駐車ブレーキ１２はＯＦＦにされている。図１に示すように、本実施形態に係るダンプトラック１は、駐車ブレーキ１２のＯＮ／ＯＦＦを検出する駐車ブレーキ検出装置５５を備えている。

【0034】

前述したように、油圧ポンプ２２を用いた作業を行う際には、エンジン９の動力がＰＴＯ１０を介して油圧ポンプ２２に伝達される。すなわち、ＰＴＯ１０がエンジン９の動力を取り出し、油圧ポンプ２２に伝達する。以下では、ＰＴＯ１０がエンジン９の動力を取り出していることをＰＴＯ１０がＯＮされていると言い、ＰＴＯ１０がエンジン９の動力を取り出していないことをＰＴＯ１０がＯＦＦされていると言うこととする。油圧ポンプ２２を駆動するときには、ＰＴＯ１０はＯＮされる。ダンプトラック１の走行時には、エンジン９の動力は前輪５または後輪６に伝達され、油圧ポンプ２２には伝達されない。ダンプトラック１の走行時には、ＰＴＯ１０はＯＦＦされる。

【0035】

本実施形態では、ダンプトラック１は、荷箱３０に積載された積載物を荷箱３０から排出可能かどうかを判定する排出判定システム１００を備えている。図７は、排出判定システム１００のブロック図である。図７に示すように、排出判定システム１００は、積載物の種類を入力可能な入力装置１０１と、積載物の種類と積載物ごとの安息角とが記憶されたメモリ１０２と、積載物を排出可能な荷箱３０の角度（以下、必要傾斜角とも呼ぶ）を積載物の安息角に基づいて求める必要傾斜角算出装置１０３と、上方センサ４５によって検出された障害物の位置に基づき、荷箱３０を傾斜可能な角度（以下、可能傾斜角とも呼ぶ）を求める可能傾斜角算出装置１０４と、荷箱３０に積載された積載物を荷箱３０から排出可能かどうかを判定する判定装置１０５と、判定装置１０５による判定結果を運転者に知らせる報知装置１０６と、を備えている。

【0036】

排出判定システム１００の構成は特に限定されない。排出判定システム１００は、例えば、中央演算処理装置（以下、ＣＰＵという。）と、ＣＰＵが実行するプログラムなどが格納されたＲＯＭと、ＲＡＭなどを備えていてもよい。排出判定システム１００の各部は、ソフトウェアによって構成されていてもよいし、ハードウェアによって構成されていてもよい。また、各部は、プロセッサであってもよいし、回路であってもよい。

【0037】

入力装置１０１は、例えば、キャブ３内に設けられている。入力装置１０１への積載物の種類の入力は、例えば、ダンプトラック１の運転者によって行われる。入力装置１０１は、予め登録された積載物の種類の中から１つの積載物を選択できるように構成されていてもよい。入力装置１０１は、ダンプトラック１の運転者等によって入力が行われるものでなくてもよい。入力装置１０１への入力は、例えば、ダンプトラック１のスケジュール等を管理するシステムから情報を受けて自動で行われてもよい。

【0038】

メモリ１０２には、積載物の種類と積載物ごとの安息角とが記憶されている。図８は、積載物の種類と安息角との関係テーブルの一例である。安息角は、積まれた粉体が滑り出さない限度の角度である。安息角を越えると、積載物の山は崩れて滑り始める。荷箱３０を安息角よりも傾斜させると、積載物を荷箱３０から排出することができる。

【0039】

必要傾斜角算出装置１０３は、入力装置１０１に入力された積載物の安息角をメモリ１０２から読み出し、読み出した安息角に基づいて必要傾斜角（積載物を荷箱３０から排出可能な荷箱３０の角度）を求めるように構成されている。必要傾斜角は、メモリ１０２に記憶された積載物の安息角と等しくてもよい。この場合、必要傾斜角算出装置１０３は、入力装置１０１に入力された積載物の安息角をメモリ１０２から読み出すだけであってもよい。ただし、必要傾斜角は、メモリ１０２に記憶された積載物の安息角より大きく設定されてもよい。メモリ１０２には、積載物の安息角に所定の角度を加算した角度が予め記憶され、必要傾斜角算出装置１０３は、この角度をメモリ１０２から読み出してもよい。必要傾斜角算出装置１０３は、メモリ１０２から読み出した積載物の安息角に所定の角度を加算し、必要傾斜角を算出するように構成されていてもよい。または、必要傾斜角算出装置１０３は、例えば、メモリ１０２から読み出した積載物の安息角に周囲環境に応じて変動する角度を加算し、必要傾斜角を算出するように構成されていてもよい。上記変動する角度は、例えば、周囲の湿度に応じて変動してもよい。周囲の湿度が高いと、積載物が湿り、積載物の山が崩れにくい。その場合、ダンプトラック１は、湿度を測定する湿度計を備えていてもよい。このように、必要傾斜角を「求める」ことには、メモリ１０２から読み出した積載物の安息角をそのまま必要傾斜角として利用することと、メモリ１０２から読み出した積載物の安息角を利用して必要傾斜角を算出することとが含まれる。

【0040】

可能傾斜角算出装置１０４は、上方センサ４５によって検出された障害物の位置に基づき、可能傾斜角（荷箱３０を傾斜可能な角度）を求めるように構成されている。可能傾斜角は、例えば、上方センサ４５によって検出された障害物よりも所定の距離だけ下方に荷箱３０の上端が位置するような荷箱３０の角度である。

【0041】

判定装置１０５は、可能傾斜角算出装置１０４によって求められた可能傾斜角が必要傾斜角算出装置１０３によって求められた必要傾斜角以上であれば積載物を荷箱３０から排出可能であると判定するように構成されている。判定装置１０５は、また、可能傾斜角算出装置１０４によって求められた可能傾斜角が必要傾斜角算出装置１０３によって求められた必要傾斜角よりも小さければ積載物を荷箱３０から排出不能であると判定する。すなわち、荷箱３０を傾けていくと、積載物が荷箱３０から滑り落ちるよりも前に荷箱３０が上方の障害物に接触すると判定する。判定装置１０５は、例えば、判定作業を開始する操作端をキャブ３内に備えていてもよい。

【0042】

報知装置１０６は、例えば、キャブ３内に設けられている。報知装置１０６は、荷箱３０に積載された積載物を荷箱３０から排出可能か排出不能であるかを表示してもよい。あるいは、報知装置１０６は、荷箱３０に積載された積載物を荷箱３０から排出不能である場合にだけ、そのことを表示してもよい。報知装置１０６による表示の方法は特に限定されない。報知装置１０６は、例えば、積載物を荷箱３０から排出可能か排出不能であるかを表示するランプを備えていてもよい。報知装置１０６は、例えば、積載物を荷箱３０から排出可能か排出不能であるかを音声で回答するように構成されていてもよい。

【0043】

本実施形態では、排出判定システム１００は、荷箱３０の角度が可能傾斜角算出装置１０４によって求められた可能傾斜角に近くなると警告を発する警告装置１０７を備えている。警告装置１０７は、可能傾斜角と荷箱３０の角度との差が所定角度よりも小さくなると警告を発する。荷箱３０の角度は、傾斜センサ５０によって測定されている。警告の種類は特に限定されないが、例えば、警告音である。また、排出判定システム１００は、荷箱３０を可能傾斜角よりも傾斜させることを禁止する制限装置１０８を備えている。

【0044】

図９は、積載物排出のフローチャートである。本実施形態では、積載物の排出作業はダンプトラック１の運転者が行う。ステップＳ０１では、運転者が積載物の種類を入力装置１０１に入力する。積載物排出のステップＳ０２では、積載物の排出予定地点にダンプトラック１を駐車する。ステップＳ０１とステップＳ０２とは、順番が逆であってもよい。続くステップＳ０３において、積載物を荷箱３０から排出可能かどうかが判定される。ステップＳ０３の結果がＹＥＳの場合（積載物を荷箱３０から排出可能と判定された場合）、ステップＳ０４Ａで積載物を排出可能であることが運転者に報知される。ステップＳ０３の結果がＮＯの場合（積載物を荷箱３０から排出不能と判定された場合）、ステップＳ０４Ｂで積載物を排出不能であることが運転者に報知される。

【0045】

ステップＳ０４Ａにおいて積載物を排出可能であることが運転者に報知されると、運転者は、ステップＳ０５においてＰＴＯ１０をＯＮにする。運転者は、ステップＳ０６において荷箱３０を傾斜させ、積載物を荷箱３０から排出する。荷箱３０の角度の制御は運転者の作業によるが、荷箱３０の角度が可能傾斜角に近くなると警告が発せられる。これにより、作業者は、それ以上の荷箱３０の傾斜は、荷箱３０が障害物に接触しないことの確認を要することを認識する。さらに、荷箱３０の回動は、荷箱３０の角度が可能傾斜角に到達すると停止される。

【0046】

ステップＳ０４Ｂにおいて積載物を排出できないことが運転者に報知されると、運転者は、ステップＳ０７においてダンプトラック１を他の排出地点の候補地に移動させる。ステップＳ０７の移動は、例えば数ｍ以内の短い移動であってもよい。ステップＳ０７の後、作業者は、再度のステップＳ０２においてダンプトラック１を他の排出地点に停車させた後、再びステップＳ０３の判定を行う。ステップＳ０３からの流れは、前述と同じである。

【0047】

ステップＳ０６の積載物の排出が完了すると、ステップＳ０８において作業者は荷箱３０を着座させる。ステップＳ０９では、作業者は、ＰＴＯ１０をＯＦＦし、ダンプトラック１を走行可能な状態とする。

【0048】

このように、本実施形態に係るダンプトラック１は、荷箱３０の上方にある障害物の上下方向の位置を検出する上方センサ４５と、荷箱３０に積載された積載物を排出可能な荷箱３０の角度（必要傾斜角）を求める必要傾斜角算出装置１０３と、上方センサ４５によって検出された障害物の位置に基づき荷箱３０を傾斜可能な角度（可能傾斜角）を求める可能傾斜角算出装置１０４と、可能傾斜角算出装置１０４によって求められた可能傾斜角が必要傾斜角算出装置１０３によって求められた必要傾斜角以上であれば積載物を荷箱３０から排出可能であると判定し、必要傾斜角算出装置１０３によって求められた必要傾斜角よりも小さければ積載物を荷箱３０から排出不能であると判定する判定装置１０５と、を備えている。かかるダンプトラック１によれば、積載物の排出予定地点において積載物を排出可能かどうかが、荷箱３０を実際に傾けてみなくても分かる。よって、従来のダンプトラックでは、荷箱を傾斜させ、積載物が排出できなければ荷箱を着座させ、ダンプトラックの場所を移動する、というものであった積載物が排出不可の場合のやり直し作業の一部を省略することができる。すなわち、積載物の排出の可否を事前に判定し、積載物が排出できないと判定されればダンプトラック１を移動させるというように、やり直し作業を短縮できる。

【0049】

本実施形態に係るダンプトラック１は、積載物の種類を入力可能な入力装置１０１と、積載物の種類と積載物ごとの安息角とが登録されたメモリ１０２と、を備え、必要傾斜角算出装置１０３は、入力装置１０１に入力された積載物の安息角をメモリ１０２から読み出し、読み出した安息角に基づいて必要傾斜角を求めるように構成されている。かかるダンプトラック１によれば、積載物の種類が多様であっても、必要傾斜角を求めることができる。

【0050】

本実施形態に係るダンプトラック１は、可能傾斜角と荷箱３０の角度との差が所定角度よりも小さくなると警告を発する警告装置１０７を備えている。かかる警告装置１０７によれば、運転者のミスにより荷箱３０を障害物に接触させるおそれを低減することができる。

【0051】

なお、ダンプトラック１は、積載物を荷箱３０から排出不能であると判定装置１０５によって判定された場合には、ダンプ装置２５の駆動を不可とするように構成されていてもよい。例えば、ダンプトラック１は、積載物を荷箱３０から排出不能であると判定装置１０５によって判定された場合には、ＰＴＯ１０をＯＦＦするように構成されていてもよい。かかるダンプトラック１によれば、積載物を荷箱３０から排出不能と判定されたにもかかわらず、運転者の過誤等によって荷箱３０の回動を開始することを防止できる。

【0052】

［第２実施形態］
第２実施形態では、必要傾斜角を求める方法が第１実施形態とは異なる。以下の第２実施形態、および他の実施形態の説明では、第１実施形態と共通の機能を奏する部材には第１実施形態と共通の符号を使用する。また、重複する説明は適宜省略または簡略化する。

【0053】

図１０は、第２実施形態に係るダンプトラック１の側面図である。図１１は、第２実施形態に係る排出判定システム１００のブロック図である。図１０に示すように、第２実施形態に係るダンプトラック１は、荷箱３０内の画像を取得する荷箱カメラ６０を備えている。荷箱カメラ６０は、ここでは、荷箱３０の前壁３２に設けられ、後方を撮影するように構成されている。ただし、荷箱カメラ６０の位置等は特に限定されるわけではない。図１１に示すように、本実施形態では、排出判定システム１００は、荷箱３０に積載された積載物の重量を重量計４０から取得する重量取得装置１０９と、荷箱カメラ６０によって取得された画像から荷箱３０に積載された積載物の体積を推定する体積推定装置１１０と、重量取得装置１０９によって取得された積載物の重量と体積推定装置１１０によって推定された積載物の体積とから、積載物の推定密度を算出する密度推定装置１１１と、を備えている。積載物の体積は、例えば、荷箱３０内の積載物の高さを測定することによって推定される。荷箱３０の底面積は、予め分かっている。なお、重量取得装置１０９は、重量計４０からではなく、他の装置、例えば、ダンプトラック１の外部の重量計によって計測された積載物の重量を当該外部の重量計から取得するように構成されていてもよい。その場合、ダンプトラック１は重量計４０を備えていなくてもよい。

【0054】

本実施形態に係るメモリ１０２には、積載物の密度と安息角との対応テーブルが記憶されている。本実施形態に係る必要傾斜角算出装置１０３は、密度推定装置１１１によって算出された推定密度に基づいて積載物の安息角をメモリ１０２の対応テーブルから読み出し、読み出した安息角に基づいて、積載物を排出可能な荷箱３０の角度（必要傾斜角）を求めるように構成されている。

【0055】

積載物の安息角は、積載物の種類が同じであっても、密度に関わる要素、例えば水分の含有量や粒径によって変わり得る。本実施形態によれば、そのような積載物の種類以外の要素に対応できる。なお、積載物の安息角は、積載物の種類および密度の両方に紐づけて登録されていてもよい。

【0056】

［第３実施形態］
第３実施形態では、ダンプトラック１は、積載物の排出予定地点まで自動運転され、積載物を自動で排出する。その際、積載物を荷箱３０から排出可能かどうかを自動で判定する。

【0057】

図１２は、第３実施形態に係る積載物排出システム１００Ａのブロック図である。図１２に示すように、本実施形態に係る積載物排出システム１００Ａは、積載物の排出地点を設定する排出地点設定装置１１２と、排出地点設定装置１１２によって設定された排出地点まで車両本体１Ａを走行させる自動運転装置１１３と、を備えている。排出地点設定装置１１２は、設定された排出地点において積載物を荷箱３０から排出不能であると判定された場合には、排出地点を変更するように構成されている。また、本実施形態では、メモリ１０２は、ダンプ装置２５によって可能な荷箱３０の最大傾斜角を記憶している。ダンプ装置２５によって可能な荷箱３０の最大傾斜角は特に限定されないが、例えば、４５度から５５度である。荷箱３０の最大傾斜角は、ここでは、メモリ１０２に安息角が記憶された全ての積載物を排出可能な角度に設定されている。ダンプトラック１は、さらに、積載物を荷箱３０から排出可能であると判定装置１０５によって判定された場合であって可能傾斜角算出装置１０４によって求められた可能傾斜角がメモリ１０２に記憶された最大傾斜角以下である場合に、ダンプ装置２５を駆動して可能傾斜角まで荷箱３０を傾斜させるダンプ制御装置１１４を備えている。ダンプ制御装置１１４は、積載物を荷箱３０から排出可能であると判定された場合であって可能傾斜角算出装置１０４によって求められた可能傾斜角がメモリ１０２に記憶された最大傾斜角よりも大きい場合には、ダンプ装置２５を駆動して、最大傾斜角まで荷箱３０を傾斜させるように構成されている。

【0058】

図１３は、第３実施形態に係るダンプトラック１による積載物排出のフローチャートである。図１３に示すように、本実施形態に係る積載物排出作業では、ステップＳ１１において、積載物の排出地点が設定される。ステップＳ１１では、複数の排出地点の候補が優先順位とともに設定されてもよい。ステップＳ１２では、ダンプトラック１が自動運転により、積載物の排出地点まで走行し、停車する。ステップＳ１３では、図示しない車速センサにより、ダンプトラック１の停車が確認される。ステップＳ１４では、駐車ブレーキ１２がＯＮされる。駐車ブレーキ１２がＯＮしたことは、駐車ブレーキ検出装置５５によって検出される。ここに示す例では、ＰＴＯ１０は後でＯＮされるが、駐車ブレーキ１２のＯＮの直後にＯＮされてもよい。

【0059】

ステップＳ１５では、積載物を荷箱３０から排出可能かどうかが判定される。判定方法は、これまでに説明したいずれの方法であってもよい。ステップＳ１５の結果がＹＥＳの場合（積載物を荷箱３０から排出可能と判定された場合）、ステップＳ１６でＰＴＯがＯＮされる。続くステップＳ１７では、可能傾斜角算出装置１０４によって求められた可能傾斜角が荷箱３０の最大傾斜角以下かどうかが判定される。可能傾斜角が荷箱３０の最大傾斜角以下である場合（ステップＳ１７の結果がＹＥＳの場合）、ステップＳ１８Ａにおいて荷箱３０の傾斜角が算出された可能傾斜角に設定される。ステップＳ１８Ａに続くステップＳ１９Ａでは、荷箱３０が可能傾斜角まで回動され、積載物が自動排出される。

【0060】

ステップＳ１７の結果がＮＯの場合（可能傾斜角が荷箱３０の最大傾斜角よりも大きい場合）、ステップＳ１８Ｂにおいて荷箱３０の傾斜角が荷箱３０の最大傾斜角に設定される。ステップＳ１８Ｂに続くステップＳ１９Ｂでは、荷箱３０が最大傾斜角まで回動され、積載物が自動排出される。かかる制御によれば、状況に応じて可能な最大の角度（荷箱３０の上方の障害物によって荷箱３０の傾斜可能角度が制限されない場合には荷箱３０の最大傾斜角、荷箱３０の上方の障害物によって荷箱３０の傾斜可能角度が制限される場合には可能傾斜角算出装置１０４によって求められた可能傾斜角）まで荷箱３０が傾斜されるため、迅速に積載物を排出することができる。

【0061】

ステップＳ１５の結果がＮＯの場合（積載物を荷箱３０から排出不能と判定された場合）、ステップＳ２０において、排出地点が第２の候補地点に変更される。ステップＳ２０の後、再びステップＳ１２が行われる。ステップＳ１２からの流れは、前述と同じである。

【0062】

ステップＳ１９ＡまたはＳ１９Ｂの積載物の排出が完了すると、ステップＳ２１において荷箱３０が着座される。このとき、重量計４０が計測する荷箱３０の重量により、積載物の排出が完了したかどうかが判定されてもよい。ステップＳ２２では、ＰＴＯ１０がＯＦＦされる。これにより、ダンプトラック１は、走行可能な状態となる。

【0063】

本実施形態によれば、自動運転のダンプトラック１において、積載物が排出不可の場合のやり直し作業の一部を省略することができる。自動運転では、積載物が荷箱３０から滑り落ち始めたかどうかを運転者が確認しない。そのため、積載物を荷箱３０から排出可能かどうかを排出作業前に判定する技術は、自動運転の場合にも有効である。

【0064】

以上、本発明の実施のいくつかの形態について説明した。しかし、上記した実施形態は例示に過ぎない。本発明は、他にも様々な形態で実施することができる。例えば、積載物の種類は、カメラ等で撮像した積載物の画像に基づき、人工知能（ＡＩ）によって特定されてもよい。その他、特に言及されない限り、実施形態は本発明を限定しない。

【符号の説明】

【0065】

１ ダンプトラック（ダンプ車両）
１Ａ 車両本体
２５ ダンプ装置
３０ 荷箱
４０ 重量計
４５ 上方センサ（検出装置）
６０ 荷箱カメラ（撮像装置）
１０１ 入力装置
１０２ メモリ（記憶装置）
１０３ 必要傾斜角算出装置（第１処理装置）
１０４ 可能傾斜角算出装置（第２処理装置）
１０５ 判定装置
１０７ 警告装置
１０９ 重量取得装置
１１０ 体積推定装置
１１１ 密度推定装置
１１２ 排出地点設定装置
１１３ 自動運転装置
１１４ ダンプ制御装置

【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】