特開 2025-5596 作業機械を制御するためのシステム

(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】P2025005596

(43)【公開日】2025-01-17

(54)【発明の名称】作業機械を制御するためのシステム

(51)【国際特許分類】

   E02F 9/20 20060101AFI20250109BHJP

   E02F 9/26 20060101ALI20250109BHJP

   G05D 1/43 20240101ALI20250109BHJP

【ＦＩ】

E02F9/20 N

E02F9/26 B

G05D1/02 H

【審査請求】未請求

【請求項の数】13

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023105823

(22)【出願日】2023-06-28

(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】弁理士法人新樹グローバル・アイピー

(72)【発明者】

【氏名】原田 純仁

(72)【発明者】

【氏名】石橋 永至

(72)【発明者】

【氏名】有松 大毅

(72)【発明者】

【氏名】長谷川 亮平

(72)【発明者】

【氏名】森安 淳吾

(72)【発明者】

【氏名】古川 洋介

(72)【発明者】

【氏名】岩澤 智幸

(72)【発明者】

【氏名】山本 準紀

(72)【発明者】

【氏名】西原 健

【テーマコード（参考）】

2D003

2D015

5H301

【Ｆターム（参考）】

2D003AA02

2D003AC02

2D003BA03

2D003BA04

2D003DA04

2D003DB04

2D003DB05

2D015HA03

2D015HB04

2D015HB05

5H301BB02

5H301CC03

5H301CC06

5H301DD05

5H301FF11

5H301GG16

(57)【要約】

【課題】作業機械によって土砂などのマテリアルを所定領域の周囲から所定領域に容易に集める。
【解決手段】システムは、走行操作装置と、センサと、コントローラとを備える。走行操作装置は、作業機械を走行させる走行指令を出力する。センサは、作業機械の位置を検出する。コントローラは、作業機械の走行方向を制御する。コントローラは、目標位置を設定する。コントローラは、作業機械の位置を取得する。コントローラは、作業機械を走行させる走行指令を受信したときの作業機械の位置を、スタート位置として設定する。コントローラは、スタート位置と目標位置とを通る経路を、目標経路として決定する。コントローラは、作業機械が目標経路に従って走行するように、作業機械の走行方向を制御する。
【選択図】図７

【特許請求の範囲】

【請求項1】

作業機械を制御するためのシステムであって、
前記作業機械を走行させる走行指令を出力する走行操作装置と、
前記作業機械の位置を検出するセンサと、
前記作業機械の走行方向を制御するコントローラと、
を備え、
前記コントローラは、
目標位置を設定し、
前記作業機械の位置を取得し、
前記作業機械を走行させる走行指令を受信したときの前記作業機械の位置を、スタート位置として設定し、
前記スタート位置と前記目標位置とを通る経路を、前記目標経路として決定し、
前記作業機械が前記目標経路に従って走行するように、前記作業機械の走行方向を制御する、
システム。

【請求項2】

前記コントローラは、前記走行指令が解除されても前記目標位置の設定を維持する、
請求項１に記載のシステム。

【請求項3】

前記コントローラは、
前回の前記走行指令が解除された後、次の走行指令を受信した場合には、前記次の走行指令を受信したときの前記作業機械の位置を、次のスタート位置として再設定し、
前記次のスタート位置と前記目標位置とを通る経路を、次の目標経路として決定する、
請求項１に記載のシステム。

【請求項4】

前記走行操作装置は、中立位置から前進位置と後進位置とに手動操作可能であり、
前記コントローラは、
前記走行操作装置が前記前進位置に操作されることで前記走行指令を受信したときの前記作業機械の位置を、前記目標経路のスタート位置として設定し、
前記走行操作装置が前記中立位置又は前記後進位置に操作された場合には、前記走行指令が解除されたと判定する、
請求項３に記載のシステム。

【請求項5】

前記作業機械を手動で操舵するために操作可能なステアリング操作装置をさらに備え、
前記コントローラは、
前回の前記走行指令が解除された後、前記ステアリング操作装置の操作に応じて前記作業機械が前回の前記目標経路から外れた位置に移動しても、前記目標位置の設定を維持し、
次の走行指令を受信した場合には、前記次の走行指令を受信したときの前記作業機械の位置を、次のスタート位置として再設定し、
前記次のスタート位置と前記目標位置とを通る経路を、次の目標経路として決定する、
請求項１に記載のシステム。

【請求項6】

作業機械を制御するためのシステムであって、
前記作業機械の位置を検出するセンサと、
前記作業機械の走行方向を制御するコントローラと、
を備え、
前記コントローラは、
目標位置を設定し、
前記作業機械の位置を取得し、
前記目標位置を通る第１目標経路と、前記目標位置を通り前記第１目標経路とは異なる方位に向かって延びる第２目標経路とを含む複数の目標経路を決定し、
前記複数の目標経路のそれぞれに従って走行するように前記作業機械の走行方向を制御する、
システム。

【請求項7】

前記コントローラは、前記目標位置を中心として放射状に延びるように、前記複数の目標経路を決定する、
請求項６に記載のシステム。

【請求項8】

前記コントローラは、前記目標位置を中心として等角度に延びるように、前記複数の目標経路を決定する、
請求項６に記載のシステム。

【請求項9】

オペレータによって操作可能な入力装置をさらに備え、
前記コントローラは、前記複数の目標経路のうち、前記入力装置によって選択された目標経路に従って走行するように前記作業機械の走行方向を制御する、
請求項６に記載のシステム。

【請求項10】

作業機械を制御するためのシステムであって、
前記作業機械を走行させる走行指令を出力する走行操作装置と、
前記作業機械の位置を検出するセンサと、
前記作業機械の走行方向を制御するコントローラと、
を備え、
前記コントローラは、
目標位置を設定し、
前記作業機械の位置を取得し、
前記作業機械を走行させる走行指令を受信した場合に、前記作業機械が前記目標位置に向かうように、前記作業機械の走行方向を制御し、
前記走行指令が解除されても前記目標位置の設定を維持する、
システム。

【請求項11】

前記コントローラは、
前回の前記走行指令が解除された後、次の走行指令を受信した場合には、前記作業機械が再び前記目標位置に向かうように、前記作業機械の走行方向を制御する、
請求項１０に記載のシステム。

【請求項12】

前記走行操作装置は、中立位置から前進位置と後進位置とに手動操作可能であり、
前記コントローラは、
前記走行操作装置が前記前進位置に操作されることで前記走行指令を受信した場合に、前記作業機械が前記目標位置に向かうように、前記作業機械の走行方向を制御し、
前記走行操作装置が前記中立位置又は前記後進位置に操作された場合には、前記走行指令が解除されたと判定する、
請求項１１に記載のシステム。

【請求項13】

前記作業機械を手動で操舵するために操作可能なステアリング操作装置をさらに備え、
前記コントローラは、
前回の前記走行指令が解除された後、前記ステアリング操作装置に応じて前記作業機械の走行方向が変更されても、前記目標位置の設定を維持し、
次の走行指令を受信した場合には、前記作業機械が再び前記目標位置に向かうように、前記作業機械の走行方向を制御する、
請求項１０に記載のシステム。

【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に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、所定の目標経路に従って走行するように作業機械を自動制御する技術が知られている。例えば、特許文献１の作業機械の制御システムでは、互いに平行に延びる複数のスロット（目標経路）が設定される。複数のスロットは、それぞれ開始位置と終了位置とを含む。制御システムは、作業機械が複数のスロットのそれぞれに従って走行するように、作業機械を制御する。

【0003】

例えば、作業機械は、第１スロットに従って、第１開始位置から第１終了位置まで、走行しながら、作業機によって掘削を行う。次に、作業機械は、第２スロットの第２開始位置に移動し、第２スロットに従って、第２開始位置から第２終了位置まで、走行しながら、作業機によって掘削を行う。上記の作業が繰り返されることで、各スロットに沿って地面が掘削される。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２０２０－１６６３０３

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

作業機械が行う作業には、土砂などのマテリアルを一か所に集めるものがある。例えば、整地作業を行う現場においては、整地作業によって掘削した土砂が、油圧ショベルによってダンプトラックに積み込まれる。その場合、油圧ショベルによる積込作業を効率よく行うために、掘削した土砂を、油圧ショベルの周囲から、油圧ショベルの近くの所定領域に集めることが望まれる。本開示の目的は、作業機械によって土砂などのマテリアルを所定領域の周囲から所定領域に容易に集めることにある。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本開示の第１の態様に係るシステムは、作業機械を制御するためのシステムであって、走行操作装置と、センサと、コントローラとを備える。走行操作装置は、作業機械を走行させる走行指令を出力する。センサは、作業機械の位置を検出する。コントローラは、作業機械の走行方向を制御する。コントローラは、目標位置を設定する。コントローラは、作業機械の位置を取得する。コントローラは、作業機械を走行させる走行指令を受信したときの作業機械の位置を、スタート位置として設定する。コントローラは、スタート位置と目標位置とを通る経路を、目標経路として決定する。コントローラは、作業機械が目標経路に従って走行するように、作業機械の走行方向を制御する。

【0007】

第１の態様に係るシステムでは、作業機械を任意の位置に移動させてから走行指令を出力させることで、任意の位置が目標経路のスタート位置として設定される。そのため、任意のスタート位置から目標位置に向かって目標経路に従って走行するように、作業機械の走行方向が自動制御される。それにより、目標位置の周囲の任意のスタート位置から目標位置に、マテリアルを容易に集めることができる。

【0008】

本開示の第２の態様に係るシステムは、作業機械を制御するためのシステムであって、センサとコントローラとを備える。センサは、作業機械の位置を検出する。コントローラは、作業機械の走行方向を制御する。コントローラは、目標位置を設定する。コントローラは、作業機械の位置を取得する。コントローラは、第１目標経路と第２目標経路とを含む複数の目標経路を決定する。第１目標経路は、目標位置を通る。第２目標経路は、目標位置を通り、第１目標経路とは異なる方位に向かって延びる。コントローラは、複数の目標経路のそれぞれに従って走行するように作業機械の走行方向を制御する。

【0009】

第２の態様に係るシステムでは、互いに異なる方位から目標位置に向かって延びる複数の目標経路が設定される。そのため、互いに異なる方位から目標位置に向かって、目標経路に従って走行するように、作業機械の走行方向が自動制御される。それにより、目標位置の周囲から目標位置に、マテリアルを容易に集めることができる。

【0010】

本開示の第３の態様に係るシステムは、作業機械を制御するためのシステムであって、走行操作装置と、センサと、コントローラとを備える。走行操作装置は、作業機械を走行させる走行指令を出力する。センサは、作業機械の位置を検出する。コントローラは、作業機械の走行方向を制御する。コントローラは、目標位置を設定する。コントローラは、作業機械の位置を取得する。コントローラは、作業機械を走行させる走行指令を受信した場合に、作業機械が目標位置に向かうように、作業機械の走行方向を制御する。コントローラは、走行指令が解除されても目標位置の設定を維持する。

【0011】

第３態様に係るシステムでは、作業機械を任意の位置に移動させてから走行指令を出力させることで、任意の位置から目標位置に向かって作業機械の走行方向が自動制御される。それにより、目標位置の周囲の任意の位置から目標位置に、マテリアルを容易に集めることができる。

【発明の効果】

【0012】

本開示によれば、作業機械によって土砂などのマテリアルを所定領域の周囲から所定領域に容易に集めることができる。

【図面の簡単な説明】

【0013】

【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】作業機械によって実行される作業の一例を示す図である。

【図4】第１実施形態に係る作業機械の自動制御の処理を示すフローチャートである。

【図5】第１実施形態に係る自動制御における作業機械の動作を示す図である。

【図6】第１実施形態に係る自動制御における作業機械の動作を示す図である。

【図7】第１実施形態に係る自動制御における作業機械の動作を示す図である。

【図8】第１実施形態に係る自動制御における作業機械の動作を示す図である。

【図9】第１実施形態に係る自動制御における作業機械の動作を示す図である。

【図10】第１実施形態に係る自動制御における作業機械の動作を示す図である。

【図11】第１実施形態に係る自動制御における作業機械の動作を示す図である。

【図12】第２実施形態に係る作業機械の自動制御の処理を示すフローチャートである。

【図13】第２実施形態に係る自動制御における作業機械の動作を示す図である。

【図14】第２実施形態に係る自動制御における作業機械の動作を示す図である。

【図15】第２実施形態に係る自動制御における作業機械の動作を示す図である。

【図16】第３実施形態に係る作業機械の自動制御の処理を示すフローチャートである。

【図17】第３実施形態に係る自動制御における作業機械の動作を示す図である。

【図18】第３実施形態に係る自動制御における作業機械の動作を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0014】

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。

【0015】

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。

【0016】

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。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に支持されている。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。或いは、リフトアクチュエータ１９は、車体１１とブレード１８とに連結されてもよい。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。

【0017】

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、駆動源２２と、油圧ポンプ２３と、動力伝達装置２４と、を備えている。駆動源２２は、例えば内燃エンジンを含む。駆動源２２は、電動モータを含んでもよい。油圧ポンプ２３は、駆動源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に供給される。なお、図２では、１つの油圧ポンプ２３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。

【0018】

動力伝達装置２４は、駆動源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。

【0019】

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、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。

【0020】

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。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。

【0021】

制御システム３は、走行操作装置３１Ａと、ステアリング操作装置３１Ｂと、作業機操作装置３１Ｃとを含む。走行操作装置３１Ａは、作業機械１の前進と後進の走行を手動操作するために、オペレータによって操作可能である。走行操作装置３１Ａは、例えば走行レバーを含む。ただし、走行操作装置３１Ａは、スイッチなどの他の部材を含んでもよい。走行操作装置３１Ａは、中立位置Ｎ１から前進位置Ａ１と後進位置Ｂ１とに操作可能である。走行操作装置３１Ａは、オペレータの操作に応じた走行指令をコントローラ２６に出力する。

【0022】

ステアリング操作装置３１Ｂは、作業機械１を手動操舵するために、オペレータによって操作可能である。ステアリング操作装置３１Ｂは、例えばステアリングレバーを含む。ただし、ステアリング操作装置３１Ｂは、ステアリングホイール、或いはスイッチなどの他の部材を含んでもよい。ステアリング操作装置３１Ｂは、中立位置Ｎ２から右旋回方向Ａ２と左旋回方向Ｂ２とに操作可能である。ステアリング操作装置３１Ｂは、オペレータの操作に応じたステアリング指令をコントローラ２６に出力する。

【0023】

作業機操作装置３１Ｃは、作業機１２を手動操作するために、オペレータによって操作可能である。作業機操作装置３１Ｃは、例えば作業機レバーを含む。ただし、作業機操作装置３１Ｃは、スイッチなどの他の部材を含んでもよい。作業機操作装置３１Ｃは、オペレータの操作に応じた作業指令をコントローラ２６に出力する。なお、操作装置３１Ａ－３３Ｃのそれぞれは、共通の部材によって構成されてもよい。

【0024】

コントローラ２６は、走行操作装置３１Ａからの走行指令に応じて、作業機械１を走行させるように、駆動源２２及び動力伝達装置２４を制御する。それにより、作業機械１は、オペレータによる走行操作装置３１Ａの操作に応じて、前進又は後進する。

【0025】

コントローラ２６は、ステアリング操作装置３１Ｂからのステアリング指令に応じて、作業機械１を左右に操舵するように、駆動源２２及び動力伝達装置２４を制御する。例えば、コントローラ２６は、左右の履帯１６の速度差により、作業機械１を左右に旋回させる。それにより、作業機械１は、オペレータによるステアリング操作装置３１Ｂの操作に応じて、左方又は右方に旋回する。

【0026】

コントローラ２６は、作業機操作装置３１Ｃからの作業指令に応じて、作業機１２を動作させるように、制御弁２７を制御する。それにより、作業機１２は、オペレータによる作業機操作装置３１Ｃの操作に応じて、上下に動作する。

【0027】

制御システム３は、入力装置３２を含む。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、作業機械１の自動制御の設定を行うことができる。作業機械１の自動制御については、後に詳細に説明する。

【0028】

制御システム３は、位置センサ３４と、車体センサ３５と、作業機センサ３６とを含む。位置センサ３４は、車体１１に取り付けられている。位置センサ３４は、例えば、ＧＮＳＳ(Global Navigation Satellite System)によるセンサを含む。位置センサ３４は、車体１１の位置と方位とを検出する。位置センサ３４は、車体１１の位置と方位とを示す検出信号を出力する。

【0029】

車体センサ３５は、車体１１に取り付けられている。車体センサ３５は、車体１１の姿勢を検出する。例えば、車体センサ３５は、車体１１のピッチ角とロール角とを検出する。作業機センサ３６は、作業機１２に取り付けられている。作業機センサ３６は、作業機１２の姿勢を検出する。例えば、作業機センサ３６は、作業機１２のピッチ角を検出する。

【0030】

車体センサ３５と作業機センサ３６とは、それぞれIMU（慣性計測装置、Inertial Measurement Unit）である。ただし、作業機センサ３６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。車体センサ３５と作業機センサ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。

【0031】

コントローラ２６は、位置センサ３４と、車体センサ３５と、作業機センサ３６とから検出信号を受信する。コントローラ２６は、検出信号に基づいて、作業機械１の位置と方位とを算出する。コントローラ２６は、作業機械１の位置と方位とに基づいて、作業機械の走行方向を制御する自動制御を行う。以下、作業機械の自動制御について説明する。

【0032】

図３に示すように、作業機械１は、土砂などのマテリアルを所定の目標位置Ｐｔ１の周囲から目標位置Ｐｔ１に集める作業を行う。目標位置Ｐｔ１は、例えばショベル１００の近くに位置する。コントローラ２６は、この作業において作業機械１の走行方向を自動制御することで、オペレータによる作業機械１の操作をアシストする。

【0033】

図４は、第１実施形態に係る作業機械１の自動制御の処理を示すフローチャートである。図４に示すように、ステップＳ１０１で、コントローラ２６は、目標位置Ｐｔ１を設定する。図５に示すように、目標位置Ｐｔ１は、作業機械１が配置された作業現場に設定される。目標位置Ｐｔ１は、オペレータが入力装置３２を操作することで、設定される。例えば、入力装置３２に作業現場の地図が表示され、オペレータがタッチした地図上の位置を、コントローラ２６は、目標位置Ｐｔ１として設定する。

【0034】

ステップＳ１０２で、コントローラ２６は、前進の走行指令を受信したかを判定する。コントローラ２６は、走行操作装置３１Ａが前進位置Ａ１に操作されたときに、前進の走行指令を受信したと判定する。コントローラ２６が前進の走行指令を受信した場合には、処理はステップＳ１０３に進む。

【0035】

ステップＳ１０３では、コントローラ２６は、基準点Ｐｒ１の位置を取得する。基準点Ｐｒ１は、作業機械１に含まれる所定部分である。図５に示すように、基準点Ｐｒ１の位置は、例えばブレード１８の刃先の中央である。コントローラ２６は、位置センサ３４と、車体センサ３５と、作業機センサ３６とから受信した検出信号により、基準点Ｐｒ１の位置を算出する。

【0036】

ステップＳ１０４で、コントローラ２６は、スタート位置Ｐｓ１を設定する。コントローラ２６は、前進の走行指令を受信したときの基準点Ｐｒ１の位置を、スタート位置Ｐｓ１として設定する。ステップＳ１０５で、コントローラ２６は、目標経路Ｒ１を決定する。図６に示すように、コントローラ２６は、スタート位置Ｐｓ１と目標位置Ｐｔ１とを通る経路を、目標経路Ｒ１として決定する。

【0037】

ステップＳ１０６で、コントローラ２６は、作業機械１の自動制御を実行する。図７に示すように、コントローラ２６は、前進の走行指令に応じて、作業機械１を前進させると共に、作業機械１が目標経路Ｒ１に従って走行するように、作業機械１の走行方向を制御する。すなわち、コントローラ２６は、作業機械１が、目標経路Ｒ１に沿って目標位置Ｐｔ１に向かって走行するように、作業機械１を操舵する。詳細には、コントローラ２６は、基準点Ｐｒ１が、目標経路Ｒ１に沿って目標位置Ｐｔ１に向かって走行するように、作業機械１を旋回させる。それにより、オペレータがステアリング操作装置３１Ｂを操作することなく、走行操作装置３１Ａを操作するだけで、作業機械１が目標位置Ｐｔ１に向かって旋回しながら前進する。

【0038】

ステップＳ１０７で、コントローラ２６は、前進の走行指令が解除されたかを判定する。コントローラ２６は、走行操作装置３１Ａが、中立位置Ｎ１、或いは、後進位置Ｂ１に操作された場合に前進の走行指令が解除されたと判定する。例えば、図８に示すように、作業機械１が目標位置Ｐｔ１に到達した後、オペレータは、走行操作装置３１Ａを前進位置Ａ１から後進位置Ｂ１に切り替える。それにより、コントローラ２６は、作業機械１を後進させると共に、前進の走行指令が解除されたと判定する。前進の走行指令が解除された場合には、処理はステップＳ１０８に進む。

【0039】

ステップＳ１０８では、コントローラ２６は、自動制御を停止する。それにより、オペレータは、作業機械１の走行方向を手動で操作する。例えば、図９に示すように、オペレータは、走行操作装置３１Ａとステアリング操作装置３１Ｂとを手動で操作し、作業機械１を目標経路Ｒ１から外れた位置に移動させる。なお、自動制御の実行中にオペレータがステアリング操作装置３１Ｂを操作した場合にも、コントローラ２６は、自動制御を停止する。

【0040】

その後、オペレータが再び、走行操作装置３１Ａを前進位置Ａ１に操作すると、コントローラ２６は、次の前進の走行指令を受信する。それにより、図１０に示すように、コントローラ２６は、次の前進の走行指令を受信したときの作業機械１の基準点Ｐｒ１の位置を、次のスタート位置Ｐｓ２として再設定する。ただし、コントローラ２６は、目標位置Ｐｔ１の設定を維持する。そして、コントローラ２６は、次のスタート位置Ｐｓ２と目標位置Ｐｔ１とを通る経路を、次の目標経路Ｒ２として決定する。

【0041】

そして、図１１に示すように、コントローラ２６は、前進の走行指令に応じて、作業機械１を前進させると共に、自動制御により、作業機械１が目標経路Ｒ２に従って走行するように、作業機械１の走行方向を制御する。上記の動作が繰り返されることで、作業機械１は、土砂などのマテリアルを目標位置Ｐｔ１の周囲から目標位置Ｐｔ１に集める。

【0042】

以上説明した第１実施形態に係る作業機械１の自動制御では、作業機械１を任意の位置に移動させてから前進の走行指令を出力させることで、任意の位置が目標経路のスタート位置として設定される。例えば、図３に示すように、目標位置Ｐｔ１の周囲の任意の位置が、スタート位置Ｐｓ１－Ｐｓ４として設定される。そして、任意のスタート位置Ｐｓ１－Ｐｓ４から目標位置Ｐｔ１に向かう目標経路Ｒ１－Ｒ４が決定され、目標経路Ｒ１－Ｒ４のそれぞれに従って走行するように、作業機械１の走行方向が自動制御される。それにより、目標位置Ｐｔ１の周囲の任意のスタート位置Ｐｓ１－Ｐｓ４から目標位置Ｐｔ１に、マテリアルを容易に集めることができる。

【0043】

次に、第２実施形態に係る作業機械１の自動制御について説明する。図１２は、第２実施形態に係る作業機械１の自動制御の処理を示すフローチャートである。図１２に示すように、ステップＳ２０１で、コントローラ２６は、目標位置Ｐｔ１を設定する。ステップＳ２０２で、コントローラ２６は、作業機械１の基準点Ｐｒ１の位置を取得する。図１３に示すように、目標位置Ｐｔ１と基準点Ｐｒ１とは、上述した第１実施形態と同様である。

【0044】

ステップＳ２０３で、コントローラ２６は、複数の目標経路Ｒ１－Ｒ１２を決定する。図１４に示すように、複数の目標経路Ｒ１－Ｒ１２は、目標位置Ｐｔ１を中心として放射状に延びている。複数の目標経路Ｒ１－Ｒ１２は、目標位置Ｐｔ１を中心として等角度に延びている。

【0045】

例えば、コントローラ２６は、基準点Ｐｒ１と目標位置Ｐｔ１とを通る第１目標経路Ｒ１を決定する。また、複数の目標経路Ｒ１－Ｒ１２の数が設定されており、コントローラ２６は、複数の目標経路Ｒ１－Ｒ１２の数から、複数の目標経路Ｒ１－Ｒ１２の間の目標角度を算出する。コントローラ２６は、目標位置Ｐｔ１を中心として、第１目標経路Ｒ１から目標角度ずつ間隔をおくように、他の目標経路Ｒ２－１２を決定する。

【0046】

例えば、図１４に示す例では、複数の目標経路Ｒ１－Ｒ１２は、第１～第１２目標経路Ｒ１－Ｒ１２を含む。第１～第１２目標経路Ｒ１－Ｒ１２は、それぞれ目標位置Ｐｔ１を通り互いに異なる方位に向かって延びている。なお、図１４に示す例では、複数の目標経路Ｒ１－Ｒ１２の数は１２である。しかし、複数の目標経路の数は、１２に限らず、１２より少なくてもよく、１２より多くてもよい。

【0047】

ステップＳ２０４で、コントローラ２６は、目標経路Ｒ１が選択されたかを判定する。オペレータは、例えば入力装置３２を操作することで、複数の目標経路Ｒ１－Ｒ１２から１つの目標経路を選択する。ここでは、第１目標経路Ｒ１が選択されたものとする。

【0048】

ステップＳ２０５で、コントローラ２６は、前進の走行指令を受信したかを判定する。コントローラ２６は、前進の走行指令を受信した場合には、ステップＳ２０６において自動制御を実行する。それにより、図１５に示すように、コントローラ２６は、作業機械１を前進させると共に、入力装置３２によって選択された第１目標経路Ｒ１に従って走行するように作業機械１の走行方向を制御する。

【0049】

ステップＳ２０７では、コントローラ２６は、第１実施形態と同様に、前進の走行指令が解除されたかを判定する。前進の走行指令が解除された場合には、ステップＳ２０８において、コントローラ２６は、第１実施形態と同様に、自動制御を停止する。

【0050】

次に、オペレータが次の目標経路を選択すると、ステップＳ２０４～Ｓ２０６で、コントローラ２６は、作業機械１を前進させると共に、入力装置３２によって選択された次の目標経路に従って走行するように作業機械１の走行方向を制御する。上記の動作が繰り返されることで、作業機械１は、土砂などのマテリアルを目標位置Ｐｔ１の周囲から目標位置Ｐｔ１に集める。

【0051】

以上説明した第２実施形態に係る作業機械１の自動制御では、互いに異なる方位から目標位置Ｐｔ１に向かって延びる複数の目標経路Ｒ１－Ｒ１２が設定される。そのため、互いに異なる方位から目標位置Ｐｔ１に向かって、目標経路Ｒ１に従って走行するように、作業機械１の走行方向が自動制御される。それにより、目標位置Ｐｔ１の周囲から目標位置Ｐｔ１に、マテリアルを容易に集めることができる。

【0052】

次に、第３実施形態に係る作業機械１の自動制御について説明する。図１６は、第３実施形態に係る作業機械１の自動制御の処理を示すフローチャートである。図１６に示すように、ステップＳ３０１で、コントローラ２６は、目標位置Ｐｔ１を設定する。ステップＳ３０２で、コントローラ２６は、前進の走行指令を受信したかを判定する。ステップＳ３０３で、コントローラ２６は、基準点Ｐｒ１の位置を取得する。ステップＳ３０１～Ｓ３０３は、第１実施形態のステップＳ１０１～Ｓ１０３と同様である。図１７に示すように、目標位置Ｐｔ１と基準点Ｐｒ１とは、上述した第１実施形態と同様である。

【0053】

ステップＳ３０４で、コントローラ２６は、自動制御を実行する。コントローラ２６は、作業機械１が目標位置Ｐｔ１に向かうように、作業機械１の走行方向を制御する。詳細には、図１８に示すように、コントローラ２６は、作業機械１の基準点Ｐｒ１が目標位置Ｐｔ１に向かうように、作業機械１の走行方向を制御する。なお、第３実施形態に係る自動制御では、コントローラ２６は、目標経路Ｒ１を設定せず、作業機械１が目標位置Ｐｔ１に向かうように、作業機械１の走行方向を制御する。

【0054】

ステップＳ３０５で、コントローラ２６は、前進の走行指令が解除されたかを判定する。前進の走行指令が解除された場合には、ステップＳ３０６で、コントローラ２６は、自動制御を停止する。ステップＳ３０５とステップＳ３０６とは、第１実施形態のステップＳ１０７～Ｓ１０８と同様である。

【0055】

例えば、作業機械１が目標位置Ｐｔ１に到達した後、オペレータは、走行操作装置３１Ａとステアリング操作装置３１Ｂとを手動で操作し、作業機械１を、前回の前進の走行指令を受信した位置と異なる位置に移動させる。このとき、コントローラ２６は、ステアリング操作装置３１Ｂに応じて作業機械１の走行方向が変更されても、目標位置Ｐｔ１の設定を維持する。

【0056】

その後、オペレータが再び、走行操作装置３１Ａを前進位置Ａ１に操作すると、コントローラ２６は、次の前進の走行指令を受信する。それにより、コントローラ２６は、次の前進の走行指令を受信したときの作業機械１の位置から、再び作業機械１が目標位置Ｐｔ１に向かって移動するように、作業機械１の走行方向を制御する。上記の動作が繰り返されることで、作業機械１は、土砂などのマテリアルを目標位置Ｐｔ１の周囲から目標位置Ｐｔ１に集める。

【0057】

以上説明した第３実施形態に係る作業機械１の自動制御では、作業機械１を任意の位置に移動させてから前進の走行指令を出力させることで、任意の位置から目標位置Ｐｔ１に向かって作業機械１の走行方向が自動制御される。それにより、目標位置Ｐｔ１の周囲の任意の位置から目標位置Ｐｔ１に、マテリアルを容易に集めることができる。

【0058】

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。

【0059】

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。作業機械１は、遠隔から操作可能であってもよい。その場合、操作装置３１Ａ－３１Ｃと入力装置３２とは、作業機械１の外部に配置されてもよい。作業機械１は、互いに別体の複数のコントローラを有してもよい。上述したコントローラ２６による処理は、複数のコントローラに分散して実行されてもよい。

【0060】

コントローラ２６による自動制御の処理は、上記の実施形態のものに限らず、変更されてもよい。目標位置Ｐｔ１を設定する方法は、上記の実施形態のものに限らず変更されてもよい。例えば、コントローラ２６は、ショベル１００から目標位置Ｐｔ１を取得してもよい。コントローラ２６は、前回の作業履歴から目標位置Ｐｔ１を決定してもよい。例えば、コントローラ２６は、前回の作業において、走行操作装置３１Ａが前進位置Ａ１から後進位置Ｂ１に切り替えられたときの作業機械１の位置を、目標位置Ｏｔ１として決定してもよい。

【0061】

基準点Ｐｒ１は、ブレード１８の刃先の中央に限らず、他の位置であってもよい。例えば、基準点Ｐｒ１は、車体１１に設けられてもよい。基準点Ｐｒ１は、作業機械１の旋回中心であってもよい。

【0062】

第２実施形態において、複数の目標経路Ｒ１－Ｒ１２は、等間隔に配置されなくてもよい。第１目標経路Ｒ１の設定方法は、上記の第２実施形態のものに限らず、変更されてもよい。例えば、第１目標経路Ｒ１は、オペレータが入力装置３２を操作することで、設定されてもよい。第２実施形態において、コントローラ２６は、目標経路Ｒ１が選択された場合に、自動制御を開始してもよい。或いは、コントローラ２６は、目標経路Ｒ１の選択後にオペレータが入力装置３２を操作することで、自動制御を開始してもよい。

【産業上の利用可能性】

【0063】

本開示によれば、作業機械によって土砂などのマテリアルを所定領域の周囲から所定領域に容易に集めることができる。

【符号の説明】

【0064】

１：作業機械
２６：コントローラ
３１Ａ：走行操作装置
３１Ｂ：ステアリング操作装置
３２：入力装置
３４：位置センサ

【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】

【図14】

【図15】

【図16】

【図17】

【図18】