特許 7416769 作業車両、作業車両の制御装置、および作業車両の方向特定方法

(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】2024-01-09

(45)【発行日】2024-01-17

(54)【発明の名称】作業車両、作業車両の制御装置、および作業車両の方向特定方法

(51)【国際特許分類】

   E02F 3/84 20060101AFI20240110BHJP

   E02F 3/85 20060101ALI20240110BHJP

【ＦＩ】

E02F3/84 A

E02F3/85 D

【請求項の数】 4

(21)【出願番号】P 2021512019

(86)(22)【出願日】2020-03-27

(86)【国際出願番号】 JP2020014108

(87)【国際公開番号】W WO2020203804

(87)【国際公開日】2020-10-08

【審査請求日】2023-02-09

(31)【優先権主張番号】P 2019068988

(32)【優先日】2019-03-29

(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP

(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】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】幸村 貴臣

(72)【発明者】

【氏名】尾尻 和也

【審査官】柿原 巧弥

(56)【参考文献】

【文献】特開昭６３－１０３１３５（ＪＰ，Ａ）

【文献】国際公開第２０１５／０８３４６９（ＷＯ，Ａ１）

【文献】特開２０１１－２４７６５２（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平１０－１８３６７５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平０９－０３２０３２（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平１０－１１０４４６（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｅ０２Ｆ ３／８４

Ｅ０２Ｆ ３／８５

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

上下方向に移動可能に車体に支持される作業機を備える作業車両の制御装置であって、
前記車体のピッチ角を取得するピッチ角取得部と、
前記車体を基準とした前記作業機の位置を算出する作業機位置算出部と、
前記ピッチ角および前記作業機の位置に基づいて、前記車体の進行方向を特定する進行方向特定部と、
前記車体の速度を取得する速度取得部と、
前記速度および前記車体の進行方向に基づいて、前記車体の位置を特定する位置特定部と、
掘削対象の目標形状を示す設計面データに基づいて、特定した前記車体の位置における前記掘削対象の目標高さを特定する目標高さ特定部と、
前記目標高さと前記進行方向とに基づいて、作業機の制御信号を出力する作業機制御部と
を備える作業車両の制御装置。

【請求項2】

前記進行方向特定部は、
前記作業機の位置が前記車体の走行装置の接地部より下方である場合に、前記車体の進行方向を、前記接地部から作業機位置へ伸びる方向に特定し、
前記作業機の位置が前記接地部より上方である場合に、前記車体の進行方向を前記ピッチ角に従った方向に特定する
請求項１に記載の作業車両の制御装置。

【請求項3】

車体と、
上下方向に移動可能に前記車体に支持される作業機と、
請求項１または請求項２に記載の制御装置と
を備える作業車両。

【請求項4】

上下方向に移動可能に車体に支持される作業機を備える作業車両の方向特定方法であって、
前記車体のピッチ角を計測するステップと、
前記車体を基準とした前記作業機の位置を算出するステップと、
前記ピッチ角および前記作業機の位置に基づいて、前記車体の進行方向を決定するステップと、
前記車体の速度を取得するステップと、
前記速度および前記車体の進行方向に基づいて、前記車体の位置を特定するステップと、
掘削対象の目標形状を示す設計面データに基づいて、特定した前記車体の位置における前記掘削対象の目標高さを特定するステップと、
前記目標高さと前記進行方向とに基づいて、作業機の制御信号を出力するステップと
を備える作業車両の方向特定方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、作業車両、作業車両の制御装置、および作業車両の方向特定方法に関する。
本願は、２０１９年３月２９日に日本に出願された特願２０１９－０６８９８８号について優先権を主張し、その内容をここに援用する。

【背景技術】

【0002】

特許文献１には、ブレードの刃先を設計面に追従させる作業車両が開示されている。特許文献１に開示された技術によれば、制御装置は、ＧＮＳＳ（Global Navigation Satellite System）を利用して作業車両の位置を特定し、特定した位置に基づいてブレードの目標高さを決定する。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】国際公開２０１５／０８３４６９号

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

特許文献１に開示された技術のようにＧＮＳＳを利用した制御は、施工現場の環境によってはＧＮＳＳの電波が受信できず、作業車両の位置を特定することができない可能性がある。そのため、ＧＮＳＳに代えて自律航法によって作業車両の位置を特定することが考えられる。

【0005】

ところで、ブレードを有する作業車両は、ブレードを掘削対象に押し当てて前進するため、掘削対象からの反力により走行装置の前部が浮いた状態で走行することがある。このとき、制御装置がＩＭＵ（Inertial Measurement Unit）から読み出すピッチ角に基づいて作業車両の進行方向を斜め上方向と誤認し、ブレードを適切に制御することができなくなる可能性がある。

【0006】

本発明の目的は、ブレードによって地面を掘削しているときに、作業車両の進行方向を正しく特定することができる作業車両、作業車両の制御装置、および作業車両の方向特定方法を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0007】

本発明の一態様によれば、作業車両の制御装置は、上下方向に移動可能に車体に支持される作業機を備える作業車両の制御装置であって、前記車体のピッチ角を取得するピッチ角取得部と、前記車体を基準とした前記作業機の位置を算出する作業機位置算出部と、前記ピッチ角および前記作業機の位置に基づいて、前記車体の進行方向を特定する進行方向特定部と、を備える。

【発明の効果】

【0008】

上記態様によれば、作業車両の制御装置は、ブレードによって地面を掘削しているときに、作業車両の進行方向を正しく特定することができる。

【図面の簡単な説明】

【0009】

【図1】第１の実施形態に係る作業車両の側面図である。

【図2】第１の実施形態に係る運転室の内部の構成を示す図である。

【図3】第１の実施形態に係る作業車両の動力系統を示す模式図である。

【図4】第１の実施形態に係る作業車両の制御装置の構成を示す概略ブロック図である。

【図5】車両の進行方向の特定方法を示す第１の図である。

【図6】車両の進行方向の特定方法を示す第２の図である。

【図7】第１の実施形態に係る自動ブレード制御方法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】

【0010】

〈第１の実施形態〉
以下、図面を参照しながら実施形態について詳しく説明する。
図１は、第１の実施形態に係る作業車両の側面図である。
第１の実施形態に係る作業車両１００は、例えばブルドーザである。作業車両１００は、車体１１０、走行装置１２０、作業機１３０、運転室１４０を備える。

【0011】

走行装置１２０は、車体１１０の下部に設けられる。走行装置１２０は、クローラ１２１、スプロケット１２２およびアイドラ１２４を備える。スプロケット１２２の駆動によってクローラ１２１が回転することで、作業車両１００が走行する。スプロケット１２２の回転軸には、回転センサ１２３が設けられる。回転センサ１２３は、スプロケット１２２の回転数を計測する。スプロケット１２２の回転数は、走行装置１２０の速度に換算可能である。

【0012】

車体１１０には、ＩＭＵ１１１が設けられる。ＩＭＵ１１１は、車体１１０のロール方向およびピッチ方向の傾斜角と、ヨー方向の角度変位を計測する。車体座標系は、原点をアイドラ１２４の中心とし、車体前後方向に伸びるＸ軸、車体左右方向に伸びるＹ軸、車体上下方向に伸びるＺ軸によって表される直交座標系である。Ｘ軸を中心とした車体の回転方向をロール方向、Ｙ軸を中心とした車体の回転方向をピッチ方向、Ｚ軸を中心とした車体の回転方向をヨー方向とする。

【0013】

作業機１３０は、土砂等の掘削対象の掘削および運搬に用いられる。作業機１３０は、車体１１０の前部に設けられる。作業機１３０は、リフトフレーム１３１、ブレード１３２、およびリフトシリンダ１３３を備える。

【0014】

リフトフレーム１３１の基端部は、車幅方向に伸びるピンを介して、車体１１０の側面に取り付けられる。リフトフレーム１３１の先端部は、ブレード１３２の裏面に球体関節を介して取り付けられる。これにより、ブレード１３２は、車体１１０に対して上下方向に移動可能に支持される。ブレード１３２の下端部には、刃先１３２ｅが設けられる。リフトシリンダ１３３は、油圧シリンダである。リフトシリンダ１３３の基端部は車体１１０の側面に取り付けられる。リフトシリンダ１３３の先端部はリフトフレーム１３１に取り付けられる。リフトシリンダ１３３が作動油によって伸縮することによって、リフトフレーム１３１およびブレード１３２が上げ方向または下げ方向に駆動する。

【0015】

リフトシリンダ１３３には、リフトシリンダ１３３のストローク量を計測するストロークセンサ１３４が設けられる。ストロークセンサ１３４が計測するストローク量は、車体１１０を基準とした刃先１３２ｅの位置に換算可能である。具体的には、リフトシリンダ１３３のストローク量に基づいて、リフトフレーム１３１の回転角を算出する。リフトフレーム１３１およびブレード１３２の形状は既知であるため、リフトフレーム１３１の回転角から、ブレード１３２の刃先１３２ｅの位置を特定することができる。なお、他の実施形態に係る作業車両１００は、エンコーダ等の他のセンサで回転角を検出してもよい。

【0016】

運転室１４０は、オペレータが搭乗し、作業車両１００の操作を行うためのスペースである。運転室１４０は、車体１１０の上部に設けられる。
図２は、第１の実施形態に係る運転室の内部の構成を示す図である。運転室１４０の内部には、シート１４１、コンソール１４２、作業機操作レバー１４３、走行操作レバー１４４、ブレーキペダル１４５、およびデセルペダル１４６が設けられる。

【0017】

コンソール１４２には、操作パネル、計器類およびスイッチ類が取り付けられる。オペレータは、コンソール１４２を視認して作業車両１００の状態を確認することができる。また、オペレータは、コンソール１４２の操作により、掘削対象の目標形状を示す設計面を設定する。
作業機操作レバー１４３は、ブレード１３２の上げ操作または下げ操作の移動量を設定するために操作される。作業機操作レバー１４３は、前方へ傾けられることにより下げ操作を受け付け、後方へ傾けられることにより上げ操作を受け付ける。
走行操作レバー１４４は、走行装置１２０の進行方向を設定するために操作される。走行操作レバー１４４は、前方へ傾けられることにより前進操作を受け付け、後方へ傾けられることにより後進操作を受け付ける。また走行操作レバー１４４は、左方へ傾けられることにより左旋回操作を受け付け、右方へ傾けられることにより右旋回操作を受け付ける。オペレータは、コンソール１４２にて設計面を設定した後に作業機操作レバー１４３または走行操作レバー１４４を操作することで、自動ブレード制御の開始および終了を指示する。例えば、オペレータは、設計面を設定した後に、作業機操作レバー１４３に付随するスイッチを操作することで、自動ブレード制御の開始および終了を指示することができる。またオペレータは、設計面を設定した後に、走行操作レバー１４４を前方へ傾けることで自動ブレード制御の開始を指示し、その後走行操作レバー１４４を戻すことで自動ブレード制御の終了を指示する。
ブレーキペダル１４５は、走行装置１２０を制動させるために操作される。
デセルペダル１４６は、走行装置１２０の回転数を低減させるために操作される。

【0018】

《動力系統》
図３は、第１の実施形態に係る作業車両の動力系統を示す模式図である。
作業車両１００は、エンジン２１０、ＰＴＯ２２０（Power Take Off）、変速機２３０、アクスル２４０、油圧ポンプ２５０、比例制御弁２６０を備える。

【0019】

エンジン２１０は、例えばディーゼルエンジンである。
ＰＴＯ２２０は、エンジン２１０の駆動力の一部を、油圧ポンプ２５０に伝達する。つまり、ＰＴＯ２２０は、エンジン２１０の駆動力を、変速機２３０および油圧ポンプ２５０に分配する。
変速機２３０は、入力軸に入力される駆動力を変速して出力軸から出力する。変速機２３０の入力軸はＰＴＯ２２０に接続され、出力軸はアクスル２４０に接続される。つまり、変速機２３０は、ＰＴＯ２２０によって分配されたエンジン２１０の駆動力をアクスル２４０に伝達する。
アクスル２４０は、変速機２３０が出力する駆動力をスプロケット１２２に伝達する。これにより、走行装置１２０が回転する。
油圧ポンプ２５０は、エンジン２１０からの駆動力によって駆動される。油圧ポンプ２５０から吐出された作動油は、比例制御弁２６０を介してリフトシリンダ１３３に供給される。
比例制御弁２６０は、油圧ポンプ２５０から吐出された作動油の流量を制御する。油圧ポンプ２５０は、比例制御弁２６０に加えて、アクスル２４０とスプロケット１２２との間に設けられた図示しないステアリングクラッチなどの他の供給先に作動油を供給してもよい。

【0020】

《制御装置》
作業車両１００は、作業車両１００を制御するための制御装置３００を備える。
制御装置３００は、運転室１４０内の各操作装置（コンソール１４２、作業機操作レバー１４３、走行操作レバー１４４、ブレーキペダル１４５、およびデセルペダル１４６）の操作量に応じて、エンジン２１０の燃料噴射装置、変速機２３０、および比例制御弁２６０に制御信号を出力する。

【0021】

図４は、第１の実施形態に係る作業車両の制御装置の構成を示す概略ブロック図である。制御装置３００は、プロセッサ３１０、メインメモリ３３０、ストレージ３５０、インタフェース３７０を備えるコンピュータである。

【0022】

ストレージ３５０は、一時的でない有形の記憶媒体である。ストレージ３５０の例としては、磁気ディスク、光磁気ディスク、半導体メモリ等が挙げられる。ストレージ３５０は、制御装置３００のバスに直接接続された内部メディアであってもよいし、インタフェース３７０または通信回線を介して制御装置３００に接続される外部メディアであってもよい。ストレージ３５０は、作業車両１００を制御するためのプログラムを記憶する。ストレージ３５０に記憶される設計面データは、設計面の勾配のみを規定するデータであってよい。なお設計面データは、後述するアドホック座標系で定義されている。

【0023】

なお、他の実施形態においては、制御装置３００は、上記構成に加えて、または上記構成に代えてＰＬＤ（Programmable Logic Device）などのカスタムＬＳＩ（Large Scale Integrated Circuit）を備えてもよい。ＰＬＤの例としては、ＰＡＬ(Programmable Array Logic)、ＧＡＬ(Generic Array Logic)、ＣＰＬＤ(Complex Programmable Logic Device)、ＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）が挙げられる。この場合、プロセッサ３１０によって実現される機能の一部または全部が当該集積回路によって実現されてよい。

【0024】

プロセッサ３１０は、プログラムを実行することで、操作量取得部３１１、計測値取得部３１２、ブレード位置算出部３１３、進行方向特定部３１４、移動距離特定部３１５、位置特定部３１６、目標高さ特定部３１７、ブレード制御部３１８を備える。

【0025】

操作量取得部３１１は、コンソール１４２から自動ブレード制御の開始指示および終了指示を取得する。
計測値取得部３１２は、ＩＭＵ１１１、回転センサ１２３およびストロークセンサ１３４からそれぞれ計測値を取得する。すなわち、計測値取得部３１２は、車体１１０のヨー角、車体１１０のロール角、車体１１０のピッチ角、スプロケット１２２の回転数、およびリフトシリンダ１３３のストローク量の計測値を取得する。計測値取得部３１２は、ピッチ角取得部の一例である。また、スプロケット１２２の回転数は、車体１１０の速度に換算可能であるため、計測値取得部３１２は、速度取得部の一例であるといえる。

【0026】

ブレード位置算出部３１３は、計測値取得部３１２が取得したリフトシリンダ１３３のストローク量の計測値に基づいて、車体１１０を基準としたブレード１３２の刃先１３２ｅの位置を算出する。つまり、ブレード位置算出部３１３は、予め記憶している車体１１０の寸法情報とリフトシリンダ１３３のストローク量の計測値から車体座標系における刃先１３２ｅの位置を算出する。

【0027】

進行方向特定部３１４は、ブレード位置算出部３１３が算出した刃先１３２ｅの位置と計測値取得部３１２が取得した車体１１０のヨー角、ロール角およびピッチ角の計測値とに基づいて、車体１１０の進行方向を特定する。

【0028】

図５は、車両の進行方向の特定方法を示す第１の図である。図６は、車両の進行方向の特定方法を示す第２の図である。具体的には、車体正面方向Ｄ１と、車体座標系においてスプロケット１２２の直下のクローラ１２１（接地部）の位置Ｐと刃先１３２ｅとを結ぶ直線の方向Ｄ２とがなす角θが０度以上であるか否かを判定する。角θが０度以上であるということは、刃先１３２ｅの位置が、図５に示すように、走行装置１２０の底面より上方にあることを示す。他方、角θが０度未満であるということは、刃先１３２ｅの位置が、図６に示すように、走行装置１２０の底面より下方にあることを示す。

【0029】

角θが０度以上である場合、進行方向特定部３１４は、車体１１０のピッチ角の計測値の方向Ｄ１を、車体１１０の進行方向のピッチ方向成分と特定する。他方、角θが０度未満である場合、進行方向特定部３１４は、車体１１０のピッチ角の計測値に角θを加算した方向を、車体１１０の進行方向のピッチ方向成分と特定する。

【0030】

移動距離特定部３１５は、計測値取得部３１２が取得したスプロケット１２２の回転数の計測値に基づいて、所定の制御時間の間における車体１１０の移動距離を特定する。つまり、移動距離特定部３１５は、制御時間にスプロケット１２２の回転数から特定される車体１１０の走行速度を乗算することで、移動距離を特定する。

【0031】

位置特定部３１６は、前回の車体１１０の位置と、進行方向特定部３１４が特定した進行方向と、移動距離特定部３１５が特定した移動距離とに基づいて、車体１１０の位置を特定する。車体１１０の位置は、車体１１０の初期位置を原点とし、初期方位をＸ軸、鉛直方向をＺ軸、Ｘ軸とＺ軸に直交する方向をＹ軸とする座標系（以下、アドホック座標系とよぶ）で表される。位置特定部３１６が特定したアドホック座標系の位置は、メインメモリ３３０に記憶される。アドホック座標系の原点は、車体１１０の初期位置における、車体座標系の原点と一致させてもよい。アドホック座標系は、自動ブレード制御開始時に設定され、自動ブレード制御終了時に削除されてもよい。

【0032】

目標高さ特定部３１７は、メインメモリ３３０に記憶されたアドホック座標系における車体１１０の位置と、計測値取得部３１２が取得した速度の計測値と、進行方向特定部３１４が特定した進行方向と、ストレージ３５０に記憶されたアドホック座標系における設計面データとに基づいて、刃先１３２ｅの目標高さを特定する。

【0033】

ブレード制御部３１８は、ブレード位置算出部３１３が算出した刃先１３２ｅの位置と目標高さ特定部３１７が特定した目標高さとに基づいて、ブレード１３２を制御するための駆動指令を、比例制御弁２６０に出力する。例えば、ブレード制御部３１８は、ブレード位置算出部３１３が算出する刃先１３２ｅの位置の時系列から刃先１３２ｅの移動速度を算出し、現在の移動速度で刃先１３２ｅを移動させた場合の制御時間後の刃先１３２ｅの高さと目標高さとの偏差が小さくなるように、駆動指令を出力する。

【0034】

《自動ブレード制御方法》
次に、第１の実施形態に係る自動ブレード制御方法について説明する。図７は、第１の実施形態に係る自動ブレード制御方法を示すフローチャートである。
オペレータは、自動ブレード制御による掘削作業の開始位置まで作業車両１００を移動させ、ブレード１３２を掘削開始高さまで移動させると、コンソール１４２を操作し、自動ブレード制御の開始指示を入力する。

【0035】

制御装置３００の操作量取得部３１１が自動ブレード制御の開始指示を受け付けると、計測値取得部３１２は、ＩＭＵ１１１、ストロークセンサ１３４からそれぞれ計測値を取得する（ステップＳ１）。次に、位置特定部３１６は、現在の車体１１０の位置および方位に基づいてアドホック座標系を規定し、メインメモリ３３０にアドホック座標系における車体１１０の位置および姿勢を記憶させる。すなわち位置特定部３１６は、車体１１０の位置を座標（０，０，０）に設定し、車体１１０の方位をＸ軸方向に設定する。

【0036】

次に、ブレード位置算出部３１３は、計測値取得部３１２が取得したリフトシリンダ１３３のストローク量の計測値に基づいて、車体座標系における刃先１３２ｅの初期位置を算出する（ステップＳ２）。ブレード位置算出部３１３は、ステップＳ１で取得したＩＭＵ１１１の計測値に基づいて、刃先１３２ｅの初期位置を、車体座標系からアドホック座標系に変換する（ステップＳ３）。すなわち、ブレード位置算出部３１３は、ＩＭＵ１１１の計測値から鉛直方向を特定し、車体１１０の上下方向と鉛直方向とのずれ角だけ、刃先１３２ｅの初期位置を回転させることで、アドホック座標系における刃先１３２ｅの初期位置を求める。

【0037】

次に、目標高さ特定部３１７は、設計面データに基づいて、ステップＳ３で算出した刃先１３２ｅの初期位置を通るように、アドホック座標系に設計面を規定する（ステップＳ４）。目標高さ特定部３１７は、規定した設計面は、メインメモリ３３０に記憶される。

【0038】

次に、操作量取得部３１１は、走行操作レバー１４４の操作量を取得する（ステップＳ５）。また、計測値取得部３１２は、ＩＭＵ１１１、回転センサ１２３およびストロークセンサ１３４からそれぞれ計測値を取得する（ステップＳ６）。次に、移動距離特定部３１５は、ステップＳ６で取得した回転センサ１２３の計測値に基づいて、制御時間における車体１１０の移動距離を特定する（ステップＳ７）。

【0039】

次に、ブレード位置算出部３１３は、計測値取得部３１２が取得したリフトシリンダ１３３のストローク量の計測値に基づいて、車体座標系における刃先１３２ｅの位置を算出する（ステップＳ８）。次に、ステップＳ８で算出した刃先１３２ｅの位置に基づいて、進行方向特定部３１４は、車体正面方向Ｄ１と、スプロケット１２２の直下のクローラ１２１の位置Ｐと刃先１３２ｅとを結ぶ直線の方向Ｄ２とがなす角θを算出する（ステップＳ９）。進行方向特定部３１４は、角θが０度以上であるか否かを判定する（ステップＳ１０）。

【0040】

角θが０度以上である場合（ステップＳ１０：ＹＥＳ）、進行方向特定部３１４は、車体正面方向Ｄ１を、車体座標系における車体１１０の進行方向と特定する（ステップＳ１１）。他方、角θが０度未満である場合（ステップＳ１０：ＮＯ）、進行方向特定部３１４は、スプロケット１２２の直下のクローラ１２１の位置Ｐと刃先１３２ｅとを結ぶ直線の方向Ｄ２を、車体座標系における車体１１０の進行方向と特定する（ステップＳ１２）。
次に、進行方向特定部３１４は、ステップＳ６で取得したＩＭＵ１１１の計測値に基づいて、ステップＳ１１またはステップＳ１２で特定した車体１１０の進行方向を、車体座標系からアドホック座標系に変換する（ステップＳ１３）。
位置特定部３１６は、メインメモリ３３０に記憶されたアドホック座標系における車体１１０の位置と、ステップＳ７で特定した移動距離と、ステップＳ１３で特定した進行方向とに基づいて、メインメモリ３３０に記憶された車体１１０の位置を更新する（ステップＳ１４）。

【0041】

次に、目標高さ特定部３１７は、ステップＳ７で特定した移動距離と、ステップＳ１３で特定した進行方向と、ステップＳ１４で更新した車体１１０の位置とに基づいて、制御時間後の車体１１０の位置を予測する（ステップＳ１５）。次に、目標高さ特定部３１７は、ステップＳ１５で予測した位置と、ステップＳ４でメインメモリ３３０に記憶された設計面とに基づいて、刃先１３２ｅの目標高さを特定する（ステップＳ１６）。
ブレード制御部３１８は、ステップＳ８で算出した刃先１３２ｅの位置とステップＳ１６で特定した目標高さとに基づいて、ブレード１３２を制御するための駆動指令を、比例制御弁２６０に出力する（ステップＳ１７）。

【0042】

次に、操作量取得部３１１は、コンソール１４２に自動ブレード制御の終了指示が入力されたか否かを判定する（ステップＳ１８）。コンソール１４２に自動ブレード制御の終了指示が入力されていない場合（ステップＳ１８：ＮＯ）、制御装置３００は、ステップＳ５に処理を戻し、自動ブレード制御処理を継続する。
他方、自動ブレード制御の終了指示が入力された場合（ステップＳ１８：ＹＥＳ）、制御装置３００は、自動ブレード制御処理を終了する。

【0043】

《作用・効果》
このように、第１の実施形態によれば、制御装置３００は、車体１１０のピッチ角および車体１１０を基準としたブレードの位置に基づいて、車体１１０の進行方向を特定する。これにより、図６に示すように、掘削対象からの反力により走行装置１２０の前部が浮いた状態で作業車両１００が走行する場合にも、制御装置３００は、作業車両１００の進行方向を正しく特定することができる。

【0044】

また、制御装置３００は、車体の速度と、特定した進行方向に基づいて車両の位置を特定する。これにより、制御装置３００は、自律航法によって作業車両１００の位置を特定することができる。
また、制御装置３００は、ブレード１３２の目標高さと特定した進行方向とに基づいて、ブレード１３２の制御信号を出力する。これにより、制御装置３００は、自立航法によって自動ブレード制御を実現することができる。なお、他の実施形態において、特定した位置情報の用途は、自動ブレード制御に限られない。例えば、他の実施形態に係る制御装置３００は、特定した位置情報をコンソール１４２に表示させてもよい。

【0045】

《他の実施形態》
以上、図面を参照して一実施形態について詳しく説明してきたが、具体的な構成は上述のものに限られることはなく、様々な設計変更等をすることが可能である。例えば、他の実施形態においては、上述の処理の順序が適宜変更されてもよい。また、一部の処理が並列に実行されてもよい。

【0046】

上述した実施形態に係る作業車両１００は、ブルドーザであるが、これに限られない。例えば、他の実施形態に係る作業車両１００は、バケット等の作業機を有するホイールローダーやグレーダなどの他の作業車両であってもよい。なお、作業車両１００がホイールローダーである場合、走行装置１２０は車輪である。そのため、方向Ｄ１は、前輪の接地部と後輪の接地部とを結ぶ直線の方向である。方向Ｄ２は、後輪の接地部と刃先１３２ｅとを結ぶ直線の方向である。

【0047】

上述した実施形態に係る制御装置３００は、方向Ｄ１と方向Ｄ２とがなす角θに基づいて、進行方向を方向Ｄ１とするか方向Ｄ２とするかを決定するが、これに限られない。例えば、他の実施形態に係る制御装置３００は、刃先１３２ｅの位置が走行装置１２０の底面より上にあるか否かに基づいて、進行方向を方向Ｄ１とするか方向Ｄ２とするかを決定してもよい。また、車体座標系における刃先１３２ｅの位置はストロークセンサ１３４の計測値に基づいて定められる。そのため、他の実施形態に係る制御装置３００は、ストロークセンサ１３４の計測値が閾値以上であるか否かに基づいて、進行方向を方向Ｄ１とするか方向Ｄ２とするかを決定してもよい。

【0048】

上述した実施形態に係る制御装置３００は、ストレージ３５０に設計面データを記憶するが、これに限られない。例えば、他の実施形態に係る制御装置３００は、図示しない車体に設けられた通信装置により、車体外部から設計面データを受信してもよい。

【産業上の利用可能性】

【0049】

本発明の上記開示によれば、作業車両の制御装置は、ブレードによって地面を掘削しているときに、作業車両の進行方向を正しく特定することができる。

【符号の説明】

【0050】

１００…作業車両 １１０…車体 １１１…ＩＭＵ １２０…走行装置 １２１…クローラ １２２…スプロケット １２３…回転センサ １３０…作業機 １３１…リフトフレーム １３２…ブレード １３２ｅ…刃先 １３３…リフトシリンダ １３４…ストロークセンサ １４０…運転室 １４１…シート １４２…コンソール １４３…作業機操作レバー １４４…走行操作レバー １４５…ブレーキペダル １４６…デセルペダル ２１０…エンジン ２２０…ＰＴＯ ２３０…変速機 ２４０…アクスル ２５０…油圧ポンプ ２６０…比例制御弁 ３００…制御装置 ３１０…プロセッサ ３３０…メインメモリ ３５０…ストレージ ３７０…インタフェース ３１１…操作量取得部 ３１２…計測値取得部 ３１３…ブレード位置算出部 ３１４…進行方向特定部 ３１５…移動距離特定部 ３１６…位置特定部 ３１７…目標高さ特定部 ３１８…ブレード制御部

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】