特許 7404184 作業機械を制御するためのシステム及び方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2023-12-15

(45)【発行日】2023-12-25

(54)【発明の名称】作業機械を制御するためのシステム及び方法

(51)【国際特許分類】

   E02F 9/20 20060101AFI20231218BHJP

   E02F 3/85 20060101ALI20231218BHJP

   H04Q 9/00 20060101ALI20231218BHJP

【ＦＩ】

E02F9/20 N

E02F3/85 D

H04Q9/00 301Z

【請求項の数】 8

(21)【出願番号】P 2020123915

(22)【出願日】2020-07-20

(65)【公開番号】P2022020430

(43)【公開日】2022-02-01

【審査請求日】2023-06-08

(73)【特許権者】

【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】門野 裕一

(72)【発明者】

【氏名】▲高▼岡 志尚

【審査官】石川 信也

(56)【参考文献】

【文献】特開２００１－０９８５８６（ＪＰ，Ａ）

【文献】国際公開第２０１３／１６１９４６（ＷＯ，Ａ１）

【文献】特開２０１８－０４４３８１（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許出願公開第２０１７／００３００５２（ＵＳ，Ａ１）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｅ０２Ｆ ９／２０

Ｅ０２Ｆ ３／８５

Ｈ０４Ｑ ９／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

第１作業機械と第２作業機械とを含み、自動で動作可能な複数の作業機械と、
前記複数の作業機械と無線により通信を行う通信装置と、
前記通信装置を介して前記複数の作業機械に操作信号を送信し、前記複数の作業機械を個別に遠隔操作可能な操作装置と、
前記第１作業機械と前記第２作業機械とが自動で動作しているときに、前記操作装置による前記第１作業機械への操作を無効とするコントローラと、
を備えるシステム。

【請求項2】

前記複数の作業機械のそれぞれは、前記作業機械の状態を検出し、前記作業機械の状態に応じて、前記操作装置に対する介入要求を出力し、
前記コントローラは、前記第１作業機械から前記介入要求を受信したときに、前記操作装置による前記第１作業機械への操作を有効とする、
請求項１に記載のシステム。

【請求項3】

前記複数の作業機械のそれぞれは、前記作業機械の状態を検出し、前記作業機械の状態に応じて、前記操作装置に対する介入要求を出力し、
前記コントローラは、前記第１作業機械から前記介入要求を受信したときに、前記第１作業機械の自動動作を停止させる、
請求項１に記載のシステム。

【請求項4】

前記コントローラは、自動動作の停止中の前記第１作業機械が、所定の復帰条件を満たしたときには、前記第１作業機械の自動動作を復帰させる、
請求項３に記載のシステム。

【請求項5】

第１作業機械と第２作業機械とを含み、自動で動作可能な複数の作業機械を制御するための方法であって、
前記複数の作業機械を遠隔操作可能な操作装置から前記複数の作業機械に操作信号を送信することと、
前記第１作業機械と前記第２作業機械とが自動で動作しているかを判定することと、
前記第１作業機械と前記第２作業機械とが自動で動作しているときには、前記操作装置による前記第１作業機械への操作を無効とすること、
を備える方法。

【請求項6】

前記第１作業機械から前記操作装置に対する介入要求を受信したかを判定することと、
前記第１作業機械から前記操作装置に対する介入要求を受信したときに、前記操作装置による前記第１作業機械への操作を有効とすること、
をさらに備える請求項５に記載の方法。

【請求項7】

前記第１作業機械から前記操作装置に対する介入要求を受信したかを判定することと、
前記第１作業機械から前記操作装置に対する介入要求を受信したときに、前記第１作業機械の自動動作を停止させること、
をさらに備える請求項５に記載の方法。

【請求項8】

自動動作の停止中の前記第１作業機械が、所定の復帰条件を満たしたときには、前記第１作業機械の自動動作を復帰させることをさらに備える、
請求項７に記載の方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、作業機械を制御するためのシステム及び方法に関する。

【背景技術】

【0002】

ワークサイトにおいて、複数の作業機械が協働して作業を行うことがある。例えば、特許文献１では、同じワークサイト内で、複数のブルドーザが協働して掘削を行っている。ブルドーザは、所定の作業方向に延びる作業レーンに従って、掘削を行う。近年、作業機械を自動制御する技術が提案されている。１つのワークサイトで複数台の作業機械が同時に使われる場合、複数の作業機械を自動制御することで、作業の効率を向上させることができる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】米国特許第９０１４９２２号

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

一部の作業機械に故障などの異常が発生した場合、複数の作業機械を自動制御することが困難になる。そのため、複数の作業機械が自動制御される場合であっても、オペレータが、操作装置を用いて遠隔から作業機械を操作できることが好ましい。しかし、不要な操作装置の操作により、一部の作業機械の自動制御が中断されると、作業の効率を低下させてしまう。本開示の目的は、自動で動作可能な複数の作業機械に対して、オペレータが、操作装置を用いて遠隔から操作可能であると共に、不要な操作による作業効率の低下を防ぐことにある。

【課題を解決するための手段】

【0005】

本開示の一態様に係るシステムは、複数の作業機械と、通信装置と、操作装置と、コントローラとを備える。複数の作業機械は、自動で動作可能である。複数の作業機械は、第１作業機械と第２作業機械とを含む。通信装置は、複数の作業機械と無線により通信を行う。操作装置は、通信装置を介して複数の作業機械に操作信号を送信する。操作装置は、複数の作業機械を個別に遠隔操作可能である。コントローラは、第１作業機械と第２作業機械とが自動で動作しているときに、操作装置による第１作業機械への操作を無効とする。

【0006】

本開示の他の態様に係る方法は、複数の作業機械を制御するための方法である。複数の作業機械は、自動で動作可能である。複数の作業機械は、第１作業機械と第２作業機械とを含む。本態様に係る方法は、以下の処理を備える。第１の処理は、複数の作業機械を遠隔操作可能な操作装置から複数の作業機械に操作信号を送信することである。第２の処理は、第１作業機械と第２作業機械とが自動で動作しているかを判定することである。第３の処理は、第１作業機械と第２作業機械とが自動で動作しているときには、操作装置による第１作業機械への操作を無効とすることである。

【発明の効果】

【0007】

本開示によれば、オペレータは、操作装置を用いて、複数の作業機械を遠隔から操作可能である。また、第１作業機械と第２作業機械とが自動で動作しているときには、操作装置による第１作業機械への操作が無効とされる。それにより、不要な操作による作業効率の低下を防ぐことができる。

【図面の簡単な説明】

【0008】

【図1】実施形態に係る作業機械の制御システムを示す模式図である。

【図2】作業機械の側面図である。

【図3】作業機械の構成を示す模式図である。

【図4】自動動作の処理を示すフローチャートである。

【図5】現況地形の一例を示す側面図である。

【図6】作業エリアの例を示すワークサイトの上面図である。

【図7】自動動作モードから手動動作モードへの切換の処理を示すフローチャートである。

【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の制御システムについて、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の制御システム１００を示す模式図である。図１に示すように、制御システム１００は、複数の作業機械１ａ，１ｂと、リモートコントローラ２と、入力装置３と、ディスプレイ４と、操作装置５と、外部通信装置６とを含む。制御システム１００は、採掘場などのワークサイトに配置された作業機械１ａ，１ｂを制御する。複数の作業機械１ａ，１ｂは、第１作業機械１ａと、第２作業機械１ｂとを含む。本実施形態に係る作業機械１ａ，１ｂは、ブルドーザである。

【0010】

リモートコントローラ２と、入力装置３と、ディスプレイ４と、操作装置５と、外部通信装置６とは、作業機械１ａ，１ｂの外部に配置される。リモートコントローラ２と、入力装置３と、ディスプレイ４と、操作装置５と、外部通信装置６とは、例えば、作業機械１ａ，１ｂの外部の管理センタに配置されてもよい。リモートコントローラ２は、作業機械１ａ，１ｂを遠隔操作する。リモートコントローラ２によって遠隔操作される作業機械の数は、２台に限らず、２台より多くてもよい。

【0011】

図２は、第１作業機械１ａの側面図である。図３は、第１作業機械１ａの構成を示すブロック図である。以下、第１作業機械１ａについて説明するが、第２作業機械１ｂの構成は、第１作業機械１ａと同様である。図２に示すように、第１作業機械１ａは、車体１１と、走行装置１２と、作業機１３とを含む。車体１１は、エンジン室１５を含む。走行装置１２は、車体１１に取り付けられている。走行装置１２は、左右の履帯１６を有している。なお、図２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、第１作業機械１ａが走行する。

【0012】

作業機１３は、車体１１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とを含む。リフトフレーム１７は、上下に動作可能に車体１１に取り付けられている。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、リフトフレーム１７の動作に伴って上下に移動する。リフトフレーム１７は、走行装置１２に取り付けられてもよい。リフトシリンダ１９は、車体１１とリフトフレーム１７とに連結されている。リフトシリンダ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。

【0013】

図３に示すように、第１作業機械１ａは、エンジン２２と、油圧ポンプ２３と、動力伝達装置２４と、制御弁２７とを含む。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、リフトシリンダ１９に供給される。なお、図３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。

【0014】

動力伝達装置２４は、エンジン２２の駆動力を走行装置１２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、トルクコンバーター、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。或いは、動力伝達装置２４は、他の種類のトランスミッションであってもよい。

【0015】

制御弁２７は、リフトシリンダ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、リフトシリンダ１９に供給される作動油の流量を制御する。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。

【0016】

第１作業機械１ａは、機械コントローラ２６ａと機械通信装置２８とを備える。機械コントローラ２６ａは、走行装置１２、或いは動力伝達装置２４を制御することで、第１作業機械１ａを走行させる。機械コントローラ２６ａは、制御弁２７を制御することで、ブレード１８を上下に移動させる。

【0017】

機械コントローラ２６ａは、取得したデータに基づいて第１作業機械１ａを制御するようにプログラムされている。機械コントローラ２６ａは、プロセッサ３１ａと記憶装置３２ａとを含む。プロセッサ３１ａは、例えばCPU（central processing unit）である。或いは、プロセッサ３１ａは、CPUと異なるプロセッサであってもよい。プロセッサ３１ａは、プログラムに従って、第１作業機械１ａを制御するための処理を実行する。

【0018】

記憶装置３２ａは、ROMなどの不揮発性メモリと、RAMなどの揮発性メモリとを含む。記憶装置３２ａは、ハードディスク、或いはSSD（Solid State Drive）などの補助記憶装置を含んでもよい。記憶装置３２ａ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３２ａは、第１作業機械１ａを制御するためのコンピュータ指令及びデータを記憶している。

【0019】

機械通信装置２８は、外部通信装置６と無線により通信する。例えば、機械通信装置２８は、Wi-Fi（登録商標）などの無線LAN、3G、4G、或いは5Gなどの移動体通信、或いは他のタイプの無線通信システムにより、外部通信装置６と通信する。

【0020】

第１作業機械１ａは、位置センサ３３を含む。位置センサ３３は、例えばGPS（Global Positioning System）などのGNSS(Global Navigation Satellite System)レシーバを含んでもよい。或いは、位置センサ３３は、他の測位システムのレシーバを含んでもよい。位置センサ３３は、Lidarなどの測距センサ、或いはステレオカメラなどのイメージセンサを含んでもよい。位置センサ３３は、位置データを機械コントローラ２６ａに出力する。位置データは、第１作業機械１ａの位置を示す。

【0021】

第１作業機械１ａは、傾きセンサ３４を含む。傾きセンサ３４は、第１作業機械１ａの傾きを検出する。傾きセンサ３４は、例えばIMU（Inertial Measurement Unit）である。第１作業機械１ａの傾きは、車体１１の傾きを示す。第１作業機械１ａの傾きは、車体１１のロール角とピッチ角とを含む。ロール角は、水平方向に対する車体１１の左右方向の角度である。ピッチ角は、水平方向に対する車体１１の前後方向の角度である。傾きセンサ３４は、第１作業機械１ａの傾きを示す機械傾きデータを出力する。

【0022】

図１に示す外部通信装置６は、機械通信装置２８と無線により通信する。外部通信装置６は、リモートコントローラ２からの指令信号を、機械通信装置２８に送信する。機械コントローラ２６ａは、機械通信装置２８を介して、指令信号を受信する。外部通信装置６は、機械通信装置２８を介して、第１作業機械１ａの位置データと機械傾きデータとを受信する。

【0023】

入力装置３は、オペレータによって操作可能な装置である。入力装置３は、オペレータからの入力指令を受け、入力指令に対応する操作信号を、リモートコントローラ２に出力する。入力装置３は、オペレータによる操作に応じた操作信号を出力する。入力装置３は、リモートコントローラ２に操作信号を出力する。入力装置３は、マウス、或いはトラックボールなどのポインティングデバイスを含んでもよい。入力装置３は、キーボードを含んでもよい。

【0024】

ディスプレイ４は、例えばCRT，LCD，或いはOELD等のモニタを含む。ディスプレイ４は、リモートコントローラ２からの画像信号を受信する。ディスプレイ４は、画像信号に応じた画像を表示する。ディスプレイ４は、入力装置３と一体であってもよい。例えば、入力装置３とディスプレイ４とは、タッチスクリーンを含んでもよい。

【0025】

操作装置５は、オペレータによって操作可能である。操作装置５は、例えば、ペダル、レバー、或いはスイッチを含む。操作装置５は、複数の作業機械１ａ，１ｂを個別に遠隔操作可能である。操作装置５は、複数の作業機械１ａ，１ｂのうちの一部を特定して遠隔操作可能であってもよい。後述するように、作業機械１ａ，１ｂは、自動動作モードと手動動作モードとに切り替え可能である。

【0026】

自動動作モードでは、作業機械１ａ，１ｂは、オペレータによる操作無しで、自動で動作する。自動動作モードでは、作業機械１ａ，１ｂは、後述するリモートコントローラ２からの指令に従って、動作する。或いは、自動動作モードでは、作業機械１ａ，１ｂは、自立的に自動で動作する。その場合、作業機械１ａ，１ｂは、各作業機械１ａ，１ｂの機械コントローラの判断に従って、動作する。

【0027】

手動動作モードでは、作業機械１ａ，１ｂは、操作装置５からの操作信号に応じて、動作する。操作装置５は、オペレータによる操作を受け付け、当該操作に応じた操作信号を出力する。操作信号は、外部通信装置６を介して、複数の作業機械１ａ，１ｂに送信される。

【0028】

リモートコントローラ２は、遠隔から作業機械１ａ，１ｂを制御する。リモートコントローラ２は、入力装置３から操作信号を受信する。リモートコントローラ２は、ディスプレイ４に画像信号を出力する。リモートコントローラ２は、プロセッサ２ａと記憶装置２ｂとを含む。プロセッサ２ａは、例えばCPU（Central Processing Unit）である。或いは、プロセッサ２ａは、CPUと異なるプロセッサであってもよい。プロセッサ２ａは、プログラムに従って、作業機械１ａ，１ｂを制御するための処理を実行する。なお、以下の説明において、リモートコントローラ２が実行する処理に関する記載は、プロセッサ２ａが実行する処理と解釈されてもよい。

【0029】

記憶装置２ｂは、ROMなどの不揮発性メモリと、RAMなどの揮発性メモリとを含む。記憶装置２ｂは、ハードディスク、或いはSSD（Solid State Drive）などの補助記憶装置を含んでもよい。記憶装置２ｂ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２ｂは、作業機械１ａ，１ｂを制御するためのコンピュータ指令及びデータを記憶している。

【0030】

次に、制御システム１００によって実行される作業機械１ａ，１ｂの自動動作について説明する。図４は、リモートコントローラ２によって行われる処理を示すフローチャートである。

【0031】

図４に示すように、ステップＳ１０１では、リモートコントローラ２は、現況地形データを取得する。現況地形データは、ワークサイトの現況地形を示す。図５は、現況地形８０の一例を示す側面図である。現況地形データは、現況地形８０上の複数地点の座標及び高度を含む。作業機械１ａ，１ｂは、自動動作により、現況地形８０が最終目標地形８１に沿う形状となるように、現況地形８０の掘削を行う。

【0032】

ステップＳ１０２では、リモートコントローラ２は、位置データを取得する。位置データは、第１作業機械１ａの第１位置データと、第２作業機械１ｂの第２位置データとを含む。第１位置データは、第１作業機械１ａの位置を示す。第２位置データは、第２作業機械１ｂの位置を示す。

【0033】

ステップＳ１０３では、リモートコントローラ２は、ワークサイトにおいて複数の作業エリア５０Ａ，５０Ｂを決定する。図６は、第１実施形態に係る作業エリア５０Ａ，５０Ｂの一例を示すワークサイトの上面図である。複数の作業エリア５０Ａ，５０Ｂは、第１作業エリア５０Ａと第２作業エリア５０Ｂとを含む。第１作業エリア５０Ａは、複数の第１作業レーン５１－５３を含む。複数の第１作業レーン５１－５３は、所定の第１作業方向Ｄ１に延びる。複数の第１作業レーン５１－５３は、直線状に延びる。第１作業レーン５１－５３は、第１作業エリア５０Ａの横方向に並んでいる。第１作業エリア５０Ａの横方向は、第１作業方向Ｄ１に交差する方向である。

【0034】

第２作業エリア５０Ｂは、複数の第２作業レーン５４－５６を含む。複数の第２作業レーン５４－５６は、所定の第２作業方向Ｄ２に延びる。複数の第２作業レーン５４－５６は、直線状に延びる。第２作業レーン５４－５６は、第２作業エリア５０Ｂの横方向に並んでいる。第２作業エリア５０Ｂの横方向は、第２作業方向Ｄ２に交差する方向である。図６に示す例では、第１作業方向Ｄ１と第２作業方向Ｄ２とは、同じ方向である。

【0035】

リモートコントローラ２は、オペレータによる入力装置３の操作に応じて、作業エリア５０Ａ，５０Ｂを決定してもよい。或いは、リモートコントローラ２は、自動的に作業エリア５０Ａ，５０Ｂを決定してもよい。

【0036】

なお、作業レーン５１－５６の配列は、図６に示すものに限らず、変更されてもよい。例えば、各作業エリアの作業レーンの数は、３つに限らず、３つより少なくてもよく、３つより多くてもよい。第１作業エリア５０Ａの作業レーンの数と第２作業エリア５０Ｂの作業レーンの数とは、同じに限らず、異なってもよい。作業エリアの数は、２つに限らず、２つより多くてもよい。

【0037】

ステップＳ１０４では、リモートコントローラ２は、作業機械１ａ，１ｂに作業エリア５０Ａ，５０Ｂを割り当てる。オペレータは、入力装置３によって、複数の作業エリア５０Ａ，５０Ｂのそれぞれを、作業機械１ａ，１ｂのいずれかに割り当てる。リモートコントローラ２は、入力装置３からの操作信号に基づいて、複数の作業エリア５０Ａ，５０Ｂのそれぞれに割り当てられる作業機械を決定する。

【0038】

或いは、リモートコントローラ２は、複数の作業エリア５０Ａ，５０Ｂのそれぞれに割り当てられる作業機械を自動的に決定してもよい。図６に示す例では、リモートコントローラ２は、第１作業機械１ａに第１作業エリア５０Ａを割り当て、第２作業機械１ｂに第２作業エリア５０Ｂを割り当てる。

【0039】

ステップＳ１０５では、リモートコントローラ２は、作業開始の承認を受信したかを判定する。オペレータは、入力装置３によって、作業機械１ａ，１ｂによる作業開始の承認を指示することができる。リモートコントローラ２は、入力装置３からの操作信号に基づいて、承認を受信したかを判定する。なお、リモートコントローラ２は、作業機械１ａ，１ｂごとに個別に承認を受信したかを判定してもよい。

【0040】

ステップＳ１０６では、リモートコントローラ２は、作業機械１ａ，１ｂに作業の開始指令を送信する。それにより、第１作業機械１ａは、割り当てられた第１作業レーン５１－５３の配列に従って作業を行うように制御される。リモートコントローラ２は、第１作業レーン５１－５３の位置を示すデータを第１作業機械１ａに送信する。リモートコントローラ２は、第２作業レーン５４－５６位置を示すデータを第２作業機械１ｂに送信する。

【0041】

第１作業機械１ａは、第１作業機械１ａに割り当てられた第１作業レーン５１－５３まで移動し、第１作業レーン５１－５３に対して位置と方位とを自動的に合わせる。そして、第１作業機械１ａは、第１作業レーン５１－５３に沿って移動しながら掘削を行う。第１作業レーン５１－５３の掘削が完了すると、第１作業レーン５１－５３の間には、掘削壁が残る。第１作業機械１ａは、割り当てられた第１掘削壁のエリア６１，６２に沿って移動しながら、掘削壁の掘削を行う。第１作業レーン５１－５３の掘削順序、或いは第１掘削壁のエリア６１，６２の掘削順序は、リモートコントローラ２によって決定されてもよい。或いは、第１作業レーン５１－５３の掘削順序、或いは第１掘削壁のエリア６１，６２の掘削順序は、第１作業機械１ａの機械コントローラ２６ａによって決定されてもよい。

【0042】

同様に、第２作業機械１ｂは、第２作業機械１ｂに割り当てられた第２作業レーン５４－５６まで移動し、第２作業レーン５４－５６に対して位置と方位とを自動的に合わせる。そして、第２作業機械１ｂは、第２作業レーン５４－５６に沿って移動しながら掘削を行う。第２作業レーン５４－５６の掘削が完了すると、第２作業レーン５４－５６の間には、掘削壁が残る。第２作業機械１ｂは、割り当てられた第２掘削壁のエリア６３，６４に沿って移動しながら、掘削壁の掘削を行う。第２作業レーン５４－５６の掘削順序、或いは第２掘削壁のエリア６３，６４の掘削順序は、リモートコントローラ２によって決定されてもよい。或いは、第２作業レーン５４－５６の掘削順序、或いは第２掘削壁のエリア６３，６４の掘削順序は、第２作業機械１ｂの機械コントローラによって決定されてもよい。

【0043】

例えば、図５に示すように、第１作業機械１ａは、目標設計地形８４に従ってブレード１８を動作させる。第１作業機械１ａは、現況地形８０上の第１開始点Ｐ１から前進しながら掘削を開始し、掘削された土を崖から落とす。第１作業機械１ａは、第２開始点Ｐ２まで後退する。第１作業機械１ａは、第２開始点Ｐ２から前進しながら掘削を開始し、掘削された土を崖から落とす。第１作業機械１ａは、第３開始点Ｐ３まで後退する。第１作業機械１ａは、第３開始点Ｐ３から前進しながら掘削を開始し、掘削された土を崖から落とす。

【0044】

第１作業機械１ａは、このような作業を繰り返すことで、目標設計地形８４に沿う形状に、現況地形８０を掘削する。第２作業機械１ｂも、第１作業機械１ａと同様に掘削を行う。作業機械１ａ，１ｂは、目標設計地形８４の掘削を完了すると、その下方に位置する次の目標設計地形８５の掘削を行う。作業機械１ａ，１ｂは、最終目標地形８１、或いはその近傍に到達するまで、上記の作業を繰り返す。

【0045】

次に、自動動作モードと手動動作モードとの切換の処理について説明する。図７は、自動動作モードから手動動作モードへの切換の処理を示すフローチャートである。図７に示すように、ステップＳ２００では、リモートコントローラ２は、複数の作業機械１ａ，１ｂが自動動作モード中であるかを判定する。リモートコントローラ２は、複数の作業機械１ａ，１ｂのそれぞれについて、自動動作モード中であるかを記憶している。複数の作業機械１ａ，１ｂの全てが自動動作モード中であるときには、処理はステップＳ２０１に進む。

【0046】

ステップＳ２０１で、リモートコントローラ２は、自動動作モード中には、操作装置５による第１作業機械１ａ及び第２作業機械１ｂへの操作を無効とする。従って、自動動作モード中には、オペレータが操作装置５を操作しても、第１作業機械１ａ及び第２作業機械１ｂは自動で動作を継続する。

【0047】

ステップＳ２０２では、リモートコントローラ２は、複数の作業機械１ａ，１ｂのいずれかから、介入要求を受信したかを判定する。各作業機械１ａ，１ｂの機械コントローラは、各作業機械１ａ，１ｂの状態を検出し、作業機械１ａ，１ｂの状態に応じて、介入要求を出力する。介入要求は、第１～第４要求を含む。

【0048】

第１要求は、作業機械１ａ，１ｂの故障である。例えば、機械コントローラ２６ａは、エンジン２２の冷却水の温度から、エンジン２２の故障を検出する。或いは、機械コントローラ２６ａは、油圧回路の油圧、或いは油温から、走行装置１２、或いは作業機１３の故障を検出する。第２要求は、燃料の残量が少ないことである。例えば、機械コントローラ２６ａは、燃料の残量が所定の閾値以下になったときに、燃料の残量が少ないと決定する。

【0049】

第３要求は、作業機械１ａ，１ｂの姿勢の異常である。例えば、機械コントローラ２６ａは、機械傾きデータから第１作業機械１ａの姿勢の異常を検出する。機械コントローラ２６ａは、車体１１のロール角が所定の角度閾値以上であるときに、第１作業機械１ａの姿勢の異常を検出する。

【0050】

第４要求は、作業性の低下である。例えば、機械コントローラ２６ａは、掘削された土量から、作業性の低下を検出する。機械コントローラ２６ａは、作業機１３が受ける負荷から掘削された土量を算出する。或いは、機械コントローラ２６ａは、現況地形８０の変化から掘削された土量を算出する。

【0051】

リモートコントローラ２が、複数の作業機械１ａ，１ｂの少なくとも１つから、介入要求を受信したときには、処理はステップＳ２０３に進む。ステップＳ２０３では、リモートコントローラ２は、複数の作業機械１ａ，１ｂのうち介入要求を出力したものの自動動作を停止させる。例えば、第１作業機械１ａと第２作業機械１ｂとが自動動作中に、リモートコントローラ２が第１作業機械１ａから介入要求を受信したときには、リモートコントローラ２は、第１作業機械１ａの自動動作を停止して、第１作業機械１ａを静止させる。

【0052】

ステップＳ２０４では、リモートコントローラ２は、手動操作を有効化する。リモートコントローラ２は、複数の作業機械１ａ，１ｂのうち、介入要求を出力したものに対して、操作装置５による手動操作を有効とする。例えば、リモートコントローラ２が第１作業機械１ａから介入要求を受信したときには、リモートコントローラ２は、第１作業機械１ａへの操作装置５による手動操作を有効とする。それにより、第１作業機械１ａは、自動動作モードから手動動作モードに切り換えられる。

【0053】

手動動作モードでは、第１作業機械１ａは、操作装置５からの操作信号に応じて制御される。操作装置５は、オペレータの操作に応じて操作信号を出力する。リモートコントローラ２は、操作信号を第１作業機械１ａへ送信する。第１作業機械１ａの機械コントローラ２６ａは、操作信号を受信する。機械コントローラ２６ａは、操作信号に応じて、第１作業機械１ａを制御する。それにより、オペレータは、操作装置５を操作することで、第１作業機械１ａを遠隔から操作することができる。

【0054】

ステップＳ２０５では、リモートコントローラ２は、手動動作モード中の作業機械が復帰条件を満たしているかを判定する。復帰条件は、第１～第３条件を含む。第１条件は、手動動作モード中の作業機械が、掘削の前回の開始点まで戻ることである。例えば、リモートコントローラ２は、第１作業機械１ａの第１位置データから、第１作業機械１ａが掘削の前回の開始点まで戻ったかを判定する。

【0055】

第２条件は、所定時間の間、手動操作が無いことである。リモートコントローラ２は、操作装置５の操作信号から、所定時間の間、手動操作が無いかを判定する。第３条件は、オペレータから復帰指令が出されたことである。リモートコントローラ２は、入力装置３の操作信号から、オペレータからの復帰指令の有無を判定する。手動動作モード中の作業機械が復帰条件を満たしているときには、処理はステップＳ２０６に進む。

【0056】

ステップＳ２０６では、リモートコントローラ２は、手動動作モード中の作業機械の自動動作を復帰させる。例えば、手動動作モード中の第１作業機械１ａが復帰条件を満たしたときには、リモートコントローラ２は、第１作業機械１ａの自動動作を復帰させる。それにより、第１作業機械１ａは、上述した自動動作を再開する。また、ステップＳ２０１からの処理が繰り返されることで、第１作業機械１ａへの手動操作が無効化される。

【0057】

以上説明した本実施形態に係る作業機械１ａ，１ｂの制御システムでは、オペレータは、操作装置５を用いて、複数の作業機械１ａ，１ｂを遠隔から操作可能である。また、第１作業機械１ａと第２作業機械１ｂとが自動で動作しているときには、操作装置５による第１作業機械１ａへの操作が無効とされる。それにより、不要な操作による作業効率の低下を防ぐことができる。

【0058】

以上、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。作業機械１ａ，１ｂ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１ａ，１ｂは、電動モータで駆動される車両であってもよい。

【0059】

リモートコントローラ２は、互いに別体の複数のコントローラを有してもよい。リモートコントローラ２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。機械コントローラは、互いに別体の複数のコントローラを有してもよい。機械コントローラによる処理は、複数のコントローラに分散して実行されてもよい。上述した処理は、複数のプロセッサに分散して実行されてもよい。

【0060】

自動動作の処理、及び、自動動作モードから手動動作モードへの切換のための処理は、上述した実施形態のものに限らず、変更、省略、或いは追加されてもよい。自動動作の処理、及び、自動動作モードから手動動作モードへの切換のための処理の実行順序は、上述した実施形態のものに限らず、変更されてもよい。機械コントローラによる処理の一部は、リモートコントローラ２によって実行されてもよい。リモートコントローラ２による処理の一部は、機械コントローラによって実行されてもよい。例えば、手動操作を無効化する処理は、作業機械１ａ，１ｂの機械コントローラがそれぞれ実行してもよい。

【0061】

作業機械１ａ，１ｂの自動動作は、全自動であってもよく、あるいは半自動であってもよい。例えば、作業機械１ａ，１ｂの作業機は、目標設計地形８４に従って自動で制御され、自動動作中の作業機械１ａ，１ｂの前進、後進、或いは旋回などの走行は、操作装置５の操作に応じて、手動で制御されてもよい。

【0062】

上記の実施形態では、介入要求を出した作業機械の自動動作が停止されると共に、当該作業機械の手動操作が有効化されている。しかし、リモートコントローラ２は、介入要求を出した作業機械の自動動作を停止すると共に、当該作業機械が介入要求を出したことを報知してもよい。例えば、リモートコントローラ２は、ディスプレイ４上に報知を表示してもよい。この場合、リモートコントローラ２は、介入要求を出した作業機械の手動操作を無効に維持してもよい。

【産業上の利用可能性】

【0063】

本開示によれば、自動で動作可能な複数の作業機械に対して、オペレータが、操作装置を用いて遠隔から操作可能であると共に、不要な操作による作業効率の低下を防ぐことができる。

【符号の説明】

【0064】

１ａ 第１作業機械
１ｂ 第２作業機械
２ リモートコントローラ
６ 外部通信装置
２６ａ 機械コントローラ
２８ 機械通信装置

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】