特許 7696855 作業機械

(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】2025-06-13

(45)【発行日】2025-06-23

(54)【発明の名称】作業機械

(51)【国際特許分類】

   E01C 19/26 20060101AFI20250616BHJP

   E02F 9/24 20060101ALI20250616BHJP

   E02F 9/26 20060101ALI20250616BHJP

【ＦＩ】

E01C19/26

E02F9/24 B

E02F9/26 B

【請求項の数】 4

(21)【出願番号】P 2022053357

(22)【出願日】2022-03-29

(65)【公開番号】P2023146260

(43)【公開日】2023-10-12

【審査請求日】2024-09-17

(73)【特許権者】

【識別番号】000005522

【氏名又は名称】日立建機株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110002664

【氏名又は名称】弁理士法人相原国際知財事務所

(72)【発明者】

【氏名】切田 勝之

(72)【発明者】

【氏名】長谷部 貴尚

(72)【発明者】

【氏名】池田 豊

【審査官】石川 信也

(56)【参考文献】

【文献】特開２０２１－０５０５７９（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０２１－０７８４６７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０２１－０６９２９４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０００－３１４１０４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０２２－０１１３１５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０２１－１４０４７８（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｅ０１Ｃ １９／００－１９／５２

Ｅ０２Ｆ ９／２４－ ９／２６

Ｇ０５Ｄ １／００－ １／８７

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

機体と、
前記機体の進行方向を切り替える前後進レバーと、
前記機体の前方および後方に位置する障害物を検出する障害物検出装置と、
前記前後進レバーの指示方向と前記障害物検出装置により出力された検出情報とに基づいて前記障害物の有無を判定する制御装置と、
を備え、
前記障害物検出装置は、
前記機体の前方に位置する前記障害物を検出する第１障害物検出装置と、
前記機体の後方に位置する前記障害物を検出する第２障害物検出装置と、
から構成される作業機械において、
前記機体の進行方向を含む走行状態を検出する走行状態検出手段を備え、
前記制御装置は、
前記走行状態検出手段により検出された走行状態に基づき、前記機体が走行しているか停止しているかを判定し、
前記機体が走行していると判定された場合には、前記第１障害物検出装置および前記第２障害物検出装置のうち、前記走行状態検出手段により検出された前記機体の進行方向に対応する一方の検出情報に基づいて、前記障害物の有無を判定し、
前記機体が停止していると判定された場合には、前記第１障害物検出装置および前記第２障害物検出装置のうち、前記前後進レバーの指示方向に対応する一方の検出情報に基づいて、前記障害物の有無を判定する
作業機械。

【請求項2】

前記制御装置は、
前記走行状態検出手段により検出された走行状態に基づき前記機体が走行していると判定され、かつ、前記前後進レバーの指示方向と、前記走行状態検出手段により検出された前記機体の進行方向とが一致している場合には、前記障害物までの距離が第１所定距離以下であるときに、前記機体の進行方向に前記障害物があると判定し、
前記走行状態検出手段により検出された走行状態に基づき前記機体が走行していると判定され、かつ、前記前後進レバーの指示方向と、前記走行状態検出手段により検出された前記機体の進行方向とが一致していない場合には、前記障害物までの距離が前記第１所定距離よりも短い第２所定距離以下であるときに、前記機体の進行方向に前記障害物があると判定する
請求項１に記載の作業機械。

【請求項3】

前記走行状態検出手段は、前記機体の車輪の回転軸の回転速度および回転方向を検出する回転センサである請求項１または請求項２に記載の作業機械。

【請求項4】

前記制御装置は、前記走行状態検出手段により検出された走行状態に基づき前記機体が停止していると判定され、かつ、前記前後進レバーの指示方向がニュートラルである場合には、前記第１障害物検出装置および前記第２障害物検出装置による前記障害物の検出を無効にする請求項１または請求項２に記載の作業機械。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は作業機械に関し、特に機体の進行方向を切り替える前後進レバーと、機体の前後に設けられた障害物検出センサとを備えた作業機械に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、作業機械において、機体の前後に設けられた障害物検出センサにより障害物を検出する技術が知られている。例えば、特許文献１には、機体の前後に設けられた障害物検出センサのいずれを使用して障害物を検出するかを、前後進レバーの設定位置に応じて切り替えるタイヤローラが記載されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特開２０００－３１４１０４号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

作業機械では、機体が走行している最中に、進行方向を変更するためにオペレータが前後進レバーを切り替えることがある。このとき、機体の実際の進行方向は、前後進レバーを切り替えた直後に切り替わらず、機体が前後進レバーの切り替え前の進行方向へと慣性で動き続けることがある。その場合、特許文献１に記載の障害物検出手法では、機体が前後進レバーの切り替え前の進行方向に動いているにも関わらず、前後進レバーの切り替え後の方向側の障害物検出センサで障害物を検出してしまい、機体の進行方向側の障害物を検出できない場合がある。また、前後進レバーがニュートラルに設定されている状態で、例えば機体が坂道を自重によって逸走することがある。この場合、特許文献１に記載の障害物検出手法では、前後進レバーがニュートラルに設定されているため、いずれの方向側に設けられた障害物検出センサも動作せず、機体の進行方向側の障害物を検出することができない。

【0005】

本発明はこのような課題に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、機体の進行方向側に位置する障害物を適切に検出可能な作業機械を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0006】

上記目的を達成するため、本発明の作業機械は、機体と、前記機体の進行方向を切り替える前後進レバーと、前記機体の前方および後方に位置する障害物を検出する障害物検出装置と、前記前後進レバーの指示方向と前記障害物検出装置により出力された検出情報とに基づいて前記障害物の有無を判定する制御装置と、を備え、前記障害物検出装置は、前記機体の前方に位置する前記障害物を検出する第１障害物検出装置と、前記機体の後方に位置する前記障害物を検出する第２障害物検出装置と、から構成される作業機械において、前記機体の進行方向を含む走行状態を検出する走行状態検出手段を備え、前記制御装置は、前記走行状態検出手段により検出された走行状態に基づき、前記機体が走行しているか停止しているかを判定し、前記機体が走行していると判定された場合には、前記第１障害物検出装置および前記第２障害物検出装置のうち、前記走行状態検出手段により検出された前記機体の進行方向に対応する一方の検出情報に基づいて、前記障害物の有無を判定し、前記機体が停止していると判定された場合には、前記第１障害物検出装置および前記第２障害物検出装置のうち、前記前後進レバーの指示方向に対応する一方の検出情報に基づいて、前記障害物の有無を判定する。

【発明の効果】

【0007】

本発明の作業機械によれば、機体の進行方向側に位置する障害物を適切に検出可能となる。

【図面の簡単な説明】

【0008】

【図1】実施形態にかかる作業機械としての転圧機械を示す側面図である。

【図2】機体後方から視た操作ユニットの斜視図である。

【図3】コントローラの概略構成を示すブロック図である。

【図4】第１実施形態にかかる転圧機械において実行される障害物の検出制御の処理の一例を示すフローチャートである。

【図5】表１のパターンＰ１における転圧機械の動作例を示す説明図である。

【図6】表１のパターンＰ２における転圧機械の動作例を示す説明図である。

【図7】表１のパターンＰ３における転圧機械の動作例を示す説明図である。

【図8】表１のパターンＰ４における転圧機械の動作例を示す説明図である。

【図9】表１のパターンＰ５における転圧機械の動作例を示す説明図である。

【図10】表１のパターンＰ６における転圧機械の動作例を示す説明図である。

【図11】表１のパターンＰ７における転圧機械の動作例を示す説明図である。

【図12】表１のパターンＰ８における転圧機械の動作例を示す説明図である。

【図13】第２実施形態にかかる転圧機械において実行される障害物の検出制御の処理の一例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】

［第１実施形態］
以下、図面に基づき本発明の第１実施形態について説明する。以下の説明では、転圧機械の運転シートに着座したオペレータを基準として前後方向、左右方向および上下方向を表現する。

【0010】

図１は、第１実施形態にかかる作業機械としての転圧機械を示す側面図である。転圧機械１００は、転圧施工をすることでアスファルト舗装工事における締固め作業をするタイヤローラである。転圧機械１００は、機体１と、前輪３と、後輪４と、駆動ユニット５と、散水装置７と、操作ユニット９と、コントローラ（制御装置）１０とを備える。

【0011】

（機体および前後輪）
機体１は、構造体としてのフレーム内に駆動ユニット５やコントローラ１０といった各種装置を内蔵する。前輪３および後輪４は、ゴム製であって接地面が平らな転圧輪であり、後輪４を駆動することで機体１を走行させることが可能であり、後輪４を減速することで機体１を減速させることが可能である。

【0012】

（駆動ユニット）
駆動ユニット５は、エンジン１１、ＨＳＴ(Hydraulic Static Transmission)１３およびドライブシャフト１５を備えている。エンジン１１は、図示しない燃料タンクから燃料が供給されることで稼働する内燃機関である。ＨＳＴ１３は、油圧ポンプ１３ａ、油圧走行モータ１３ｂおよび油圧経路１３ｃを有する閉油圧回路である。油圧ポンプ１３ａは、エンジン１１の駆動力を利用して作動油を循環させる、いわゆる両傾転油圧ポンプであり、図示しない斜板の傾斜角度を調整することで作動油の循環量や循環方向を調整することが可能である。これにより、ＨＳＴ１３は、エンジン１１の駆動力を利用して油圧ポンプ１３ａを稼働することで、油圧経路１３ｃを介して作動油を油圧走行モータ１３ｂに循環させ、油圧走行モータ１３ｂを駆動することが可能である。

【0013】

ドライブシャフト１５は、一端がＨＳＴ１３の油圧走行モータ１３ｂと連動可能に接続し、他端が後輪４の回転軸であるアクスル１４と連動可能に接続するシャフト部材である。これにより、後輪４は、油圧走行モータ１３ｂの駆動力がドライブシャフト１５およびアクスル１４を介して伝達されることで機体１を走行させることが可能である。また、ＨＳＴ１３は、油圧走行モータ１３ｂがドライブシャフト１５およびアクスル１４を介して後輪４と連動するため、油圧ポンプ１３ａによる作動油の循環量を調整することで後輪４を減速させることが可能である。

【0014】

ここで、油圧走行モータ１３ｂには、パーキングブレーキ装置１３ｄが内設され、アクスル１４には、サービスブレーキ装置１３ｅが配設されている。パーキングブレーキ装置１３ｄは、図示しない駐機ボタンを押圧することで作動するディスク式の摩擦ブレーキ装置である。このパーキングブレーキ装置１３ｄを作動させることで、油圧走行モータ１３ｂの駆動を停止することが可能である。これにより、例えば機体１による作業後に機体１を駐機する際は、パーキングブレーキ装置１３ｄを作動させて機体１が坂道などで重力により移動することを防止する（駐機状態）ことが可能である。サービスブレーキ装置１３ｅは、オペレータが図示しないブレーキペダルを踏圧することでアクスル１４の回動を制動するディスク式の摩擦ブレーキ装置である。

【0015】

（散水装置）
散水装置７は、機体１のフレーム内に形成される図示しない水タンクに貯留された水を前輪３並びに後輪４および路面に噴霧および散水する装置である。これにより、散水装置７は、前輪３および後輪４とアスファルト舗装材との接着性を低下させて舗装路面が荒れることを抑制することが可能である。

【0016】

（操作ユニット）
図２は、機体後方から視た操作ユニット９の斜視図が示されている。操作ユニット９は、前後進レバー２１、ステアリング２３および操作パネル２５を備えている。この操作ユニット９は、オペレータが機体１の走行、転舵、制動その他の機体１の各種操作をするための装置である。

【0017】

前後進レバー２１は、オペレータが指示方向、すなわち、前後進レバー２１の設定位置を操作することでＨＳＴ１３を制御して後輪４の回転方向を変更し、機体１の進行方向を前進、後進およびニュートラル（前進でも後進でもない中立の状態）のいずれかに切り替えるレバーである。ステアリング２３は、オペレータが操作することで機体上下方向を軸にして前輪３を回動させ、機体左右方向における進行方向を調整する転舵装置である。

【0018】

操作パネル２５は、モニタ３１、スピーカ３３、ランプ３４を有する操作装置である。モニタ３１は、機体１の走行速度や燃料の残量その他各種設定状態などを表示する液晶パネルである。スピーカ３３は、ブザー音などを吹鳴することが可能である。ランプ３４は、オペレータに視認可能な可視光を点灯することが可能な警告灯である。

【0019】

また、オペレータが搭乗した際の足元にあたる操作ユニット９の下方には、アクセルペダル３７が配設されている（図１参照）。これにより、オペレータは、アクセルペダル３７の踏圧量を調整することで機体１を加減速及び停止させることが可能である。

【0020】

（その他の機体搭載装置）
図１の説明に戻る。機体１には、警告灯４１、赤外線センサ４３（障害物検出装置）および回転センサ４５（走行状態検出手段）が配設されている。警告灯４１は、例えばルーフ２に取り付けられ、機体１の周囲に位置する作業者に向けて赤、黄色、緑、青などの複数の色の可視光を発する警告灯である。この警告灯４１は、着脱可能に配設されており、機体１が公道を走行する際には緊急車両との識別のため取り外されている。

【0021】

赤外線センサ４３は、機体１の進行方向に赤外線を発し進行方向における障害物の有無や機体１と障害物との距離を検出する障害物検出装置である。赤外線センサ４３は、機体１の前側に配設され、機体１の前方に位置する障害物を検出する前側赤外線センサ４３ａ（第１障害物検出装置）と、後側に配設され、機体１の後方に位置する障害物を検出する後側赤外線センサ４３ｂ（第２障害物検出装置）とを含む。前側赤外線センサ４３ａおよび後側赤外線センサ４３ｂは、障害物の検出情報をコントローラ１０に出力する。

【0022】

回転センサ４５は、例えば前輪３の回転軸に配設され、前輪３の回転数に基づいて機体１の速度を検出することが可能である。また、回転センサ４５は、前輪３の回転方向を検出することで、機体１の現在の進行方向を検出することが可能である。回転センサ４５は、機体１の走行状態、すなわち、機体１が前進しているか、後進しているか、停止（停車）しているかを検出する。なお、ここでの「走行」とは、機体１が慣性により一方向に進行する場合や、坂道などで自重により一方向に進行する場合も含む。回転センサ４５は、例えばローターリーエンコーダといった回転速度および回転方向を検出可能な周知の回転センサを用いればよい。回転センサ４５は、機体１の走行状態の検出結果をコントローラ１０に出力する。

【0023】

（コントローラ）
図３は、コントローラ１０の概略構成を示すブロック図である。コントローラ１０は、駆動ユニット５の運転制御をはじめとして総合的な制御を行うための制御装置であり、入出力装置、記憶装置（ＲＯＭ：Read Only Memory、ＲＡＭ：Random Access Memory、不揮発性ＲＡＭなど）、中央処理装置（ＣＰＵ：Central Processing Unit）などを含んで構成されている。

【0024】

コントローラ１０の入力側には、前後進レバー２１、回転センサ４５、前側赤外線センサ４３ａおよび後側赤外線センサ４３ｂが電気的に接続されている。これにより、コントローラ１０には、前後進レバー２１から指示方向に関する情報、すなわち、機体１の進行方向が前進、後進およびニュートラルのいずれに設定されているかの情報が入力される。また、コントローラ１０には、回転センサ４５から機体１の速度に関する情報および機体１の現在の進行方向に関する情報が入力される。また、コントローラ１０には、前側赤外線センサ４３ａおよび後側赤外線センサ４３ｂから機体１の前後における障害物の有無や機体１と障害物との距離に関する情報が入力される。コントローラ１０は、前後進レバー２１の指示方向および回転センサ４５で検出される機体１の走行状態に応じて、前側赤外線センサ４３ａおよび後側赤外線センサ４３ｂのいずれを使用して障害物を検出させるかを切り替える。

【0025】

また、コントローラ１０の出力側には、駆動ユニット５、モニタ３１、スピーカ３３、ランプ３４および警告灯４１が電気的に接続されている。これにより、コントローラ１０は、駆動ユニット５のエンジン１１およびＨＳＴ１３の油圧ポンプ１３ａを制御することで、機体１の加速度および減速度を制御することやパーキングブレーキ装置１３ｄを制御することで機体１を駐機状態にすることができる。

【0026】

また、コントローラ１０は、モニタ３１を制御することで、所定の報知映像をオペレータに表示させる。また、コントローラ１０は、スピーカ３３を制御することで、ブザー音をオペレータに聞こえるように吹鳴させる。また、コントローラ１０は、ランプ３４を制御することで、点滅などの所定の点灯態様でオペレータに視認可能なように点灯させる。また、コントローラ１０は、警告灯４１を制御することで、機体１の周囲に報知や警告などを行わせる。

【0027】

（障害物の検出制御）
次に、コントローラ１０により実行される障害物の検出制御について説明する。図４は、第１実施形態にかかる転圧機械１００において実行される障害物の検出制御の処理の一例を示すフローチャートである。図４に示す処理は、転圧機械１００がキーオンされた後にコントローラ１０により所定周期で繰り返し実行される。

【0028】

まず、コントローラ１０は、現在の前後進レバー２１の指示方向および回転センサ４５による機体１の走行状態の検出結果を取得する（ステップＳ１）。回転センサ４５による機体１の走行状態とは、上述したように、機体１が前進しているか、後進しているか、停止（停車）しているかの各状態である。なお、第１実施形態において、コントローラ１０は、回転センサ４５により検出される前輪３の回転速度が所定の閾値よりも大きい場合に、機体１が走行していると判定し、前輪３の回転速度が所定の閾値以下である場合に、機体１が停止していると判定する。

【0029】

次に、コントローラ１０は、ステップＳ１で取得した機体１の走行状態に基づいて、機体１が走行中であるか否かを判定する（ステップＳ２）。コントローラ１０は、機体１が走行中であると判定した場合（ステップＳ２でＹｅｓ）、回転センサ４５により検出される機体１の現在の進行方向に対応する赤外線センサ４３を有効にする（ステップＳ３）。なお、ここでの「赤外線センサ４３を有効にする」とは、一方の赤外線センサ４３による障害物の検出を有効にし、他方の赤外線センサ４３による障害物の検出を無効にするという意味である。

【0030】

一方、コントローラ１０は、機体１が停止（停車）中であると判定した場合（ステップＳ２でＮｏ）、前後進レバー２１の指示方向が前進および後進のいずれかに設定されているか否かを判定する（ステップＳ４）。コントローラ１０は、前後進レバー２１の指示方向がニュートラルではなく、前進および後進のいずれかに設定されていると判定した場合（ステップＳ４でＹｅｓ）、前後進レバー２１の指示方向に対応する赤外線センサ４３を有効にする（ステップＳ５）。また、コントローラ１０は、前後進レバー２１の指示方向が前進および後進のいずれにも設定されておらず、ニュートラルに設定されていると判定した場合（ステップＳ４でＮｏ）、前側赤外線センサ４３ａおよび後側赤外線センサ４３ｂの双方を無効とする（ステップＳ６）。

【0031】

コントローラ１０は、ステップＳ３およびステップＳ５の処理で、いずれの赤外線センサ４３を有効にするかを決定すると、機体１から赤外線センサ４３により検出された障害物まで距離が所定距離Ｌ以下であるか否かを判定する（ステップＳ７）。コントローラ１０は、機体１から障害物までの距離が所定距離Ｌ以下であると判定した場合（ステップＳ７でＹｅｓ）、オペレータに対して警報を報知させる。具体的には、コントローラ１０は、モニタ３１、スピーカ３３およびランプ３４の少なくともいずれか一つを制御してオペレータに対して警報を報知させる（ステップＳ８）。より詳細には、コントローラ１０は、障害物が前側または後側にあることを示すために、警告を含む画像をモニタ３１に表示させたり、スピーカ３３からブザー音を吹鳴させたり、ランプ３４を所定の点灯態様で点灯させたりする。コントローラ１０は、警報を報知させると、再びステップＳ１以降の処理を繰り返し実行する。

【0032】

一方、コントローラ１０は、障害物と機体１との距離が所定距離Ｌ以下でないと判定した場合（ステップＳ７でＮｏ）、ステップＳ８の処理を省略して、警報を報知させず、再びステップＳ１以降の処理を繰り返し実行する。また、コントローラ１０は、前側赤外線センサ４３ａおよび後側赤外線センサ４３ｂによる障害物の検出の双方を無効とした場合（ステップＳ６）、ステップＳ７およびステップＳ８の処理を省略して、警報を報知させず、再びステップＳ１以降の処理を繰り返し実行する。

【0033】

（障害物の検出制御のパターン例）
障害物の検出処理について、各パターンを参照しながら、より詳細に説明する。表１は、転圧機械１００において、障害物を検出する際の複数のパターンを示している。複数のパターンは、前後進レバー２１の指示方向と、回転センサ４５で検出される機体１の走行状態との組み合わせに応じて、いずれの赤外線センサ４３を使用するかを切り分けた９つのパターンを含む。

【0034】

【表1】

【0035】

（パターンＰ１：前後進レバーの指示方向が前進、現在の進行方向が前進）
まず、図４のステップＳ２で機体１が走行していると判定され、ステップＳ３の処理が実行される場合の例として、パターンＰ１からパターンＰ６の処理を説明する。図５は、表１のパターンＰ１における転圧機械１００の動作例を示す説明図である。パターンＰ１は、前後進レバー２１の指示方向が前進であり、かつ、回転センサ４５により検出される機体１の走行状態が「前進」の状態である。パターンＰ１は、表１の“状態”の欄に示すように、前後進レバー２１の指示方向と機体１の現在の進行方向とが一致した状態である。いま、図５に破線で示す前後進レバー２１の指示方向が前進に設定されて機体１が前進している状態が、実線で示すように、そのまま継続されたとする。このとき、表１の“選択基準”の欄に示すように、回転センサ４５により検出される機体１の走行状態が「前進」であることから、コントローラ１０は、表１の“赤外線センサ”の欄に示すように、前側赤外線センサ４３ａを有効にする。その結果、前側赤外線センサ４３ａにより、機体１の前側に位置する障害物５０を検出可能な状態となる。

【0036】

（パターンＰ２：前後進レバーの指示方向が後進、現在の進行方向が後進）
図６は、表１のパターンＰ２における転圧機械１００の動作例を示す説明図である。パターンＰ２は、前後進レバー２１の指示方向が後進であり、かつ、回転センサ４５により検出される機体１の走行状態が「後進」の状態である。パターンＰ２は、前後進レバー２１の指示方向と機体１の現在の進行方向とが一致した状態である。パターンＰ２は、パターンＰ１に対して機体１の進行方向が後進になった例である。コントローラ１０は、パターンＰ１と同様に、回転センサ４５により検出される機体１の走行状態に対応させて、後側赤外線センサ４３ｂを有効にする。その結果、後側赤外線センサ４３ｂにより、機体１の後側に位置する障害物５０を検出可能な状態となる。

【0037】

（パターンＰ３：前後進レバーの指示方向が後進、現在の進行方向が前進）
図７は、表１のパターンＰ３における転圧機械１００の動作例を示す説明図である。パターンＰ３は、前後進レバー２１の指示方向が後進であり、かつ、回転センサ４５により検出される機体１の走行状態が「前進」の状態である。パターンＰ３は、前後進レバー２１の指示方向と機体１の現在の進行方向とが不一致の状態である。いま、図７に破線で示すように、前後進レバー２１の指示方向が前進に設定されて、機体１が前進している最中に、オペレータが前後進レバー２１を前進から後進へと切り替えたとする（図７の一点鎖線参照）。この場合、図７に実線で示すように、前後進レバー２１の指示方向が後進に設定されたものの、機体１が慣性力で前進し続ける場合がある。この状態で、仮に、前後進レバー２１の指示方向に基づいて使用する赤外線センサ４３を選択すると、機体１が前進しているにも関わらず、後側赤外線センサ４３ｂが選択されてしまう。そこで、パターンＰ５の場合、表１の“選択基準”の欄に示すように、コントローラ１０は、回転センサ４５により検出される機体１の走行状態に基づいて、使用する赤外線センサ４３を選択する。パターンＰ５では、機体１の走行状態が「前進」であることから、表１の“赤外線センサ”の欄に示すように、コントローラ１０は、前側赤外線センサ４３ａを有効にする。その結果、前側赤外線センサ４３ａにより、機体１の前側に位置する障害物５０を検出可能な状態となる。

【0038】

（パターンＰ４：前後進レバーの指示方向が前進、現在の進行方向が後進）
図８は、表１のパターンＰ４における転圧機械１００の動作例を示す説明図である。パターンＰ４は、前後進レバー２１の指示方向が前進であり、かつ、回転センサ４５により検出される機体１の走行状態が「後進」の状態である。パターンＰ４は、前後進レバー２１の指示方向と機体１の現在の進行方向とが不一致の状態である。パターンＰ４は、パターンＰ３に対して機体１の進行方向が後進になった例である。コントローラ１０は、パターンＰ３と同様に、回転センサ４５により検出される機体１の走行状態に対応させて、後側赤外線センサ４３ｂを有効にする。その結果、機体１が前進している最中に、オペレータが前後進レバー２１を後進から前進へと切り替えたものの（一点鎖線参照）、機体１が慣性力で後進し続けたとしても（実線白抜き矢印参照）、後側赤外線センサ４３ｂにより、機体１の後側に位置する障害物５０を検出可能な状態となる。

【0039】

（パターンＰ５：前後進レバーの指示方向がニュートラル、現在の進行方向が前進）
図９は、表１のパターンＰ５における転圧機械１００の動作例を示す説明図である。パターンＰ５は、前後進レバー２１の指示方向がニュートラルであり、かつ、回転センサ４５により検出される機体１の走行状態が「前進」の状態である。パターンＰ５は、前後進レバー２１の指示方向と機体１の現在の進行方向とが不一致の状態である。いま、前後進レバー２１の指示方向がニュートラルに設定された状態で、転圧機械１００が前側かつ下側に向けて傾斜する坂道に位置している場合を想定する。この場合、パーキングブレーキ装置１３ｄが作動していないと、白抜き矢印に示すように、機体１が自重により坂道を逸走して前進することがある。このとき、前後進レバー２１の指示方向がニュートラルに設定されていることから、前後進レバー２１の指示方向に基づいて使用する赤外線センサ４３を選択することができない。そこで、パターンＰ５の場合、表１の“選択基準”の欄に示すように、コントローラ１０は、回転センサ４５により検出される機体１の走行状態に基づいて、使用する赤外線センサ４３を選択する。パターンＰ５では、機体１が「前進」であることから、表１の“赤外線センサ”の欄に示すように、コントローラ１０は、前側赤外線センサ４３ａを有効にする。その結果、前後進レバー２１の指示方向がニュートラルの状態で、機体１が前進した場合にも、前側赤外線センサ４３ａにより、機体１の前側に位置する障害物５０を検出可能な状態となる。

【0040】

（パターンＰ６：前後進レバーの指示方向がニュートラル、現在の進行方向が後進）
図１０は、表１のパターンＰ６における転圧機械１００の動作例を示す説明図である。パターンＰ６は、前後進レバー２１の指示方向がニュートラルであり、かつ、回転センサ４５により検出される機体１の走行状態が「後進」の状態である。パターンＰ６は、前後進レバー２１の指示方向と機体１の現在の進行方向とが不一致の状態である。パターンＰ６は、パターンＰ５に対して機体１の進行方向が後進になった例である。コントローラ１０は、パターンＰ５と同様に、回転センサ４５により検出される機体１の走行状態に対応させて、後側赤外線センサ４３ｂを有効にする。その結果、前後進レバー２１の指示方向がニュートラルの状態で、機体１が後進した場合にも、後側赤外線センサ４３ｂにより、機体１の後側に位置する障害物５０を検出可能な状態となる。

【0041】

次に、図４のステップＳ２で機体１が停止していると判定され、ステップＳ４で前後進レバー２１の指示方向が前進または後進に設定されていると判定され、ステップＳ５の処理が実行される場合の例として、パターンＰ７およびパターンＰ８の処理を説明する。

【0042】

（パターンＰ７：前後進レバーの指示方向が前進、機体が停止）
図１１は、表１のパターンＰ７における転圧機械１００の動作例を示す説明図である。パターンＰ７は、前後進レバー２１の指示方向が前進であり、かつ、回転センサ４５により検出される機体１の走行状態が「停止（停車）」の状態である。パターンＰ７は、前後進レバー２１の指示方向と機体１の現在の進行方向とが不一致の状態である。パターンＰ７は、オペレータが前後進レバー２１を前進に設定したものの、アクセルペダル３７を踏み込んでいない状態である。また、パターンＰ７は、オペレータが前後進レバー２１を前進に設定し、アクセルペダル３７を踏み込んだ後、回転センサ４５が前輪３の回転を検出し、検出結果がコントローラ１０に入力されるまでに遅れが生じている状態も含む。このとき、表１の“選択基準”の欄に示すように、コントローラ１０は、前後進レバー２１の指示方向に基づいて、使用する赤外線センサ４３を選択する。パターンＰ７では、前後進レバー２１の指示方向が前進であることから、表１の“赤外線センサ”の欄に示すように、コントローラ１０は、前側赤外線センサ４３ａを有効にする。その結果、オペレータが前後進レバー２１を前進に設定し、停止中の機体１を前進させようとした場合に、前側赤外線センサ４３ａにより、機体１の前側に位置する障害物５０を検出可能な状態となる。

【0043】

（パターンＰ８：前後進レバーの指示方向が後進、機体が停止）
図１２は、表１のパターンＰ８における転圧機械１００の動作例を示す説明図である。パターンＰ８は、前後進レバー２１の指示方向が後進であり、かつ、回転センサ４５により検出される機体１の走行状態が「停止（停車）」の状態である。パターンＰ８は、前後進レバー２１の指示方向と機体１の現在の進行方向とが不一致の状態である。パターンＰ８は、パターンＰ７に対して前後進レバー２１の指示方向が後進になった例である。コントローラ１０は、パターンＰ７と同様に、前後進レバー２１の指示方向に対応させて、後側赤外線センサ４３ｂを有効にする。その結果、オペレータが前後進レバー２１を後進に設定し、停止中の機体１を後進させようとした場合に、後側赤外線センサ４３ｂにより、機体１の後側に位置する障害物５０を検出可能な状態となる。

【0044】

（パターンＰ９：前後進レバーの指示方向がニュートラル、機体が停止中）
表１のパターンＰ９は、図４のステップＳ８の処理が実行される場合の例である。パターンＰ９は、前後進レバー２１の指示方向がニュートラルであり、かつ、回転センサ４５により検出される機体１の走行状態が「停止（停車）」の状態である。このとき、コントローラ１０は、表１の“選択基準”および“赤外線センサ”の欄に示すように、いずれの赤外線センサ４３も有効とせず、すなわち、前側赤外線センサ４３ａおよび後側赤外線センサ４３ｂの双方を無効とし、障害物の検出を行わない。

【0045】

（第１実施形態の効果）
以上説明したように、第１実施形態にかかる作業機械としての転圧機械１００は、機体１と、機体１の進行方向を切り替える前後進レバー２１と、機体１の前方および後方に位置する障害物を検出する赤外線センサ４３（障害物検出装置）と、前後進レバー２１の指示方向と赤外線センサ４３により出力された検出情報とに基づいて障害物の有無を判定するコントローラ１０（制御装置）とを備え、赤外線センサ４３は、機体１の前方に位置する障害物を検出する前側赤外線センサ４３ａ（第１障害物検出装置）と、機体１の後方に位置する障害物を検出する後側赤外線センサ４３ｂ（第２障害物検出装置）と、から構成される転圧機械１００（作業機械）において、機体１の進行方向を含む走行状態を検出する回転センサ４５（走行状態検出手段）を備え、コントローラ１０は、回転センサ４５により検出された走行状態に基づき、機体１が走行しているか停止しているかを判定し、機体１が走行していると判定された場合には、前側赤外線センサ４３ａおよび後側赤外線センサ４３ｂのうち、回転センサ４５により検出された機体１の進行方向に対応する一方の検出情報に基づいて、障害物の有無を判定し、機体１が停止していると判定された場合には、前側赤外線センサ４３ａおよび後側赤外線センサ４３ｂのうち、前後進レバー２１の指示方向に対応する一方の検出情報に基づいて、障害物の有無を判定する。

【0046】

この構成により、機体１が前進および後進のいずれかの走行状態である場合（パターンＰ１からパターンＰ６の場合）に、回転センサ４５により検出される現在の進行方向側の障害物を赤外線センサ４３により検出することができる。特に、パターンＰ３、Ｐ４のように、前後進レバー２１の指示方向が機体１の走行中に切り替えられた後、機体１が慣性力により元の進行方向にそのまま進行し、前後進レバー２１の指示方向と実際の進行方向とが異なっている場合でも、実際の進行方向側に位置する障害物を検出することができる。また、パターンＰ５、Ｐ６のように、前後進レバー２１の指示方向がニュートラルの状態で、坂道などで機体１が意図せず動いたとしても、実際の進行方向側に位置する障害物を検出することができる。一方、機体１が停止している場合（パターンＰ７、Ｐ８の場合）には、前後進レバー２１の指示方向に対応した方向側の障害物を赤外線センサ４３により検出することができる。その結果、オペレータがアクセルペダル３７を踏み込む前や、オペレータがアクセルペダル３７を踏み込んだ後に回転センサ４５が前輪３の回転を検出して検出結果がコントローラ１０に入力されるまでの間に、予め、機体１が進行する予定の方向にある障害物を検出することができる。したがって、第１実施形態にかかる転圧機械１００によれば、機体１の進行方向側に位置する障害物を適切に検出可能となる。

【0047】

なお、本実施形態では、アクセルペダル３７を踏み込んでから機体１が走行を開始するものを想定したが、作業機械の種類によっては、前後進レバー２１の指示方向を前進および後進のいずれかに設定した時点で、機体１が走行を開始するように駆動装置が制御される場合もある。その場合においても、前後進レバー２１の指示方向が前進および後進のいずれかに設定されてから、実際に機体１が動き出すまでには、若干の時間を要することが多い。そのため、当該構成の作業機械においても、予め前後進レバー２１の指示方向に対応した方向側の赤外線センサ４３を選択し、機体１が進行する予定の方向にある障害物を検出しておくことは、障害物をより確実に検出するために好適であるといえる。

【0048】

また、第１実施形態において、走行状態検出手段は、機体１の車輪の回転軸の回転速度および回転方向を検出する回転センサ４５である。この構成により、機体１の走行状態、すなわち、機体１が前進しているか、後進しているか、停止（停車）しているかの各状態を、簡易な構成で検出することができる。

【0049】

また、第１実施形態において、コントローラ１０は、回転センサ４５により検出された走行状態に基づき機体１が停止していると判定され、かつ、前後進レバー２１の指示方向がニュートラルである場合には、前側赤外線センサ４３ａおよび後側赤外線センサ４３ｂによる障害物の検出を無効とする。この構成により、機体１が停止中であり、かつ、走行する予定もない場合には、いずれの赤外線センサ４３でも障害物の検出を行わないため、頻繁に警報が報知されることを抑制し、オペレータや周囲の作業者に煩わしさを与えないようにすることが可能となる。

【0050】

また、第１実施形態にかかる転圧機械１００のように、回転センサ４５により検出された走行状態および前後進レバー２１の指示方向に基づいて、一方の赤外線センサ４３を有効にし、他方の赤外線センサ４３を無効とすることで、機体１の進行方向または進行する予定の方向と反対側、つまり、機体１が離れていく側の障害物によって警報が報知されることを抑制することができる。その結果、オペレータや周囲の作業者に煩わしさを与えないようにすることが可能となる。

【0051】

［第２実施形態］
次に、第２実施形態にかかる転圧機械１００について説明する。図１３は、第２実施形態にかかる転圧機械１００において実行される障害物の検出制御の処理の一例を示すフローチャートである。第２実施形態にかかる転圧機械１００は、コントローラが図４に示す処理に代えて図１３に示す処理を実行すること以外、第１実施形態にかかる転圧機械１００と同様の構成を有する。そのため、第２実施形態においても、各構成要素には、第１実施形態にかかる転圧機械１００と同一の符号を付し、同一の構成についての説明は省略する。

【0052】

第２実施形態において、コントローラ１０は、転圧機械１００がキーオンされた後に、図１３に示す処理を所定周期で繰り返し実行する。なお、図１３に示す処理において、ステップＳ１０からステップＳ１６の処理は、図４に示すステップＳ１からステップＳ６の処理と同様の処理であるため、説明を省略する。

【0053】

コントローラ１０は、ステップＳ１３およびステップＳ１５の処理で、いずれの赤外線センサ４３を有効にするかを決定すると、回転センサ４５により検出される機体１の現在の進行方向と、前後進レバー２１の指示方向とが一致しているか否かを判定する（ステップＳ１７）。コントローラ１０は、機体１の現在の進行方向と、前後進レバー２１の指示方向とが一致していると判定した場合（ステップＳ１７でＹｅｓ）、赤外線センサ４３により検出された障害物と機体１との距離が第１所定距離Ｌ１以下であるか否かを判定する（ステップＳ１８）。機体１の現在の進行方向と、前後進レバー２１の指示方向とが一致している場合とは、表１のパターンＰ１、Ｐ２（図５、図６）の場合である。第１所定距離Ｌ１は、後述する第２所定距離Ｌ２よりも長い距離とされる。コントローラ１０は、障害物と機体１との距離が第１所定距離Ｌ１以下であると判定した場合（ステップＳ１８でＹｅｓ）、オペレータに対して警報を報知させる（ステップＳ１９）。コントローラ１０は、警報を報知させると、再びステップＳ１１以降の処理を繰り返し実行する。一方、コントローラ１０は、障害物と機体１との距離が第１所定距離Ｌ１以下でないと判定した場合（ステップＳ１８でＮｏ）、ステップＳ１９の処理を省略して、警報を報知させず、再びステップＳ１１以降の処理を繰り返し実行する。

【0054】

また、コントローラ１０は、機体１の現在の進行方向と、前後進レバー２１の指示方向とが一致していないと判定した場合（ステップＳ１７でＮｏ）、赤外線センサ４３により検出された障害物と機体１との距離が第２所定距離Ｌ２以下であるか否かを判定する（ステップＳ２０）。機体１の現在の進行方向と、前後進レバー２１の指示方向とが一致していない場合とは、表１のパターンＰ３からパターンＰ８（図７から図１２）の場合である。第２所定距離Ｌ２は、第１所定距離Ｌ１よりも短い距離として設定される。コントローラ１０は、障害物と機体１との距離が第２所定距離Ｌ２以下であると判定した場合（ステップＳ２０でＹｅｓ）、オペレータに対して警報を報知させる（ステップＳ１９）。コントローラ１０は、警報を報知させると、再びステップＳ１１以降の処理を繰り返し実行する。一方、コントローラ１０は、障害物と機体１との距離が第２所定距離Ｌ２以下でないと判定した場合（ステップＳ２０でＮｏ）、ステップＳ１９の処理を省略して、警報を報知させず、再びステップＳ１１以降の処理を繰り返し実行する。

【0055】

また、コントローラ１０は、前側赤外線センサ４３ａおよび後側赤外線センサ４３ｂによる障害物の検出の双方を無効とした場合（ステップＳ１６）、ステップＳ１７以降の処理を省略して、警報を報知させず、再びステップＳ１１以降の処理を繰り返し実行する。

【0056】

以上説明したように、第２実施形態にかかる転圧機械１００において、コントローラ１０は、回転センサ４５により検出された走行状態に基づき機体１が走行していると判定され、かつ、前後進レバー２１の指示方向と、回転センサ４５により検出された機体１の進行方向とが一致している場合には、障害物までの距離が第１所定距離Ｌ１以下であるときに、機体１の進行方向に障害物があると判定し、回転センサ４５により検出された走行状態に基づき機体１が走行していると判定され、かつ、前後進レバー２１の指示方向と、回転センサ４５により検出された機体１の進行方向とが一致していない場合には、障害物までの距離が第１所定距離Ｌ１よりも短い第２所定距離Ｌ２以下であるときに、機体１の進行方向に障害物があると判定する。

【0057】

この構成により、機体１が前進および後進のいずれかの走行状態であり、前後進レバー２１の指示方向と、回転センサ４５により検出された機体１の進行方向とが一致している場合（パターンＰ１、Ｐ２の場合）には、不一致の場合（パターンＰ３からパターンＰ６）の場合に比べて、機体１と障害物との距離がより長い時点で、障害物があると判定することができる。

【0058】

つまり、パターンＰ１（図５）、Ｐ２（図６）の場合には、駆動ユニット５が現在の進行方向側へと機体１を進ませようとする一方で、パターンＰ３（図７）、Ｐ４（図８）の場合には、駆動ユニット５がすでに現在の進行方向とは逆方向に向けて機体１を進ませようとしている可能性がある。また、パターンＰ５（図９）、Ｐ６（図１０）の場合には、前後進レバー２１の指示方向がニュートラルであり、駆動ユニット５が機体１を走行させようとはしていない。そのため、パターンＰ１、Ｐ２の場合、パターンＰ３からパターンＰ６の場合に比べて、機体１がより速く現在の進行方向側へと進む可能性が高くなる。そこで、パターンＰ１、Ｐ２の場合に障害物があると判定する機体１から障害物までの第１所定距離Ｌ１が、パターンＰ３からパターンＰ６の場合に障害物があると判定する機体１から障害物までの第２所定距離Ｌ２よりも長く設定される。それにより、パターンＰ１、Ｐ２の場合には、パターンＰ３からパターンＰ６の場合に比べて、より遠い領域にある障害物の検出判定を行い、オペレータや周囲の作業者に対して警報を報知するため、オペレータや周囲の作業者が機体１と障害物とが接近していることをより早い時点で認識可能となる。すなわち、制動距離が比較的長くなるパターンＰ１、Ｐ２の場合では、オペレータまたは周囲の作業者は、機体１と障害物とが十分に離間した状況下で回避行動を実施することができる。一方、制動距離が比較的短いパターンＰ３からパターンＰ６の場合には、パターンＰ１、Ｐ２の場合に比べて、機体１に近い領域に限定して障害物の検出判定を行うため、頻繁に警報が報知されることを抑制し、オペレータや周囲の作業者に煩わしさを与えないようにすることが可能となる。

【0059】

（変形例）
以上で実施形態の説明を終えるが、本発明の態様はこの実施形態に限定されるものではない。例えば、第１実施形態および第２実施形態では、転圧機械１００を例として説明したが、第１実施形態および第２実施形態の構成は、転圧機械１００に限らず、機体の進行方向を切り替える前後進レバー、機体の前後に設けられた障害物検出装置および機体の現在の進行方向を検出する走行状態検出手段を備えるものであれば、いかなる作業機械に適用されてもよい。

【0060】

また、第１実施形態および第２実施形態では、前輪３の回転軸の回転方向を検出する回転センサ４５により、機体１の現在の進行方向を検出するものとしたが、走行状態検出手段は、機体１の現在の進行方向を検出することさえできれば、回転センサ４５以外であってもよい。走行状態検出手段は、例えば、機体１の前後を撮影する撮影装置と、撮影装置で撮影された画像に画像処理を施すことで、機体１の進行方向を検出する処理装置とで構成されてもよい。なお、画像処理は、周知の画像処理手法であればよい。

【0061】

また、第１実施形態および第２実施形態では、赤外線センサ４３により障害物を検出するものとしたが、障害物検出装置は、障害物を検出して距離を計測できるものであれば、赤外線センサに限らず、例えば、超音波センサといったセンサであってもよい。

【0062】

また、第１実施形態および第２実施形態では、コントローラ１０で障害物の検出判定を行うと、オペレータに対して警報を報知させる警報制御を行うものとしたが、障害物検出判定後の制御は、これに限られない。コントローラ１０は、例えば、障害物の検出判定を行うと、機体１を障害物に対して減速させる傾向となるように、駆動ユニット５（エンジン１１およびＨＳＴ１３）を制御する減速制御を行ってもよい。また、コントローラ１０は、例えば、障害物の検出判定を行うと、機体１を停止させるように駆動ユニット５（エンジン１１およびＨＳＴ１３）を制御したり、パーキングブレーキ装置１３ｄやサービスブレーキ装置１３ｅにより機体１に制動をかけたりする制動制御を行ってもよい。

【0063】

なお、警報制御、減速制御および制動制御は、機体１と障害物との距離に応じて、段階的に実行されるものとしてもよい。つまり、障害物の検出判定を行う上記所定距離Ｌ（第１所定距離Ｌ１、第２所定距離Ｌ２）を警報制御、減速制御、制動制御に対応させて段階的に複数設定しておき、機体１から障害物までの距離が上記所定距離Ｌ（第１所定距離Ｌ１、第２所定距離Ｌ２）以下となった場合に、警報制御、減速制御、制動制御を順次行うものとしてもよい。その場合、上記所定距離Ｌ（第１所定距離Ｌ１、第２所定距離Ｌ２）は、警報制御、減速制御、制動制御の順に長く設定されることが好ましい。

【0064】

また、例えば、第２実施形態において、機体１が前進および後進のいずれかの走行状態であり、前後進レバー２１の指示方向と、回転センサ４５により検出された機体１の進行方向とが一致している場合（パターンＰ１、Ｐ２の場合）には、障害物の検出判定後、減速制御または制動制御を行い、不一致の場合（パターンＰ３からパターンＰ６の場合）には、障害物の検出判定後、警報制御のみを行うものとしてもよい。ただし、機体１の速度が所定値以上であれば、パターンＰ３からパターンＰ６の場合にも、減速制御または制動制御を行うものとしてもよい。

【0065】

また、第１実施形態および第２実施形態において、コントローラ１０は、機体１から障害物までの距離が所定距離Ｌ（第１所定距離Ｌ１、第２所定距離Ｌ２）以下である場合に、障害物があると判定したが、コントローラ１０は、機体１から障害物まで距離のみでなく、機体１の速度を考慮してもよい。すなわち、コントローラ１０は、機体１の速度と、機体１から障害物までの距離とに基づいて、機体１が障害物に到達するまでの推定時間を算出し、推定時間が所定時間以内である場合に、障害物があると判定してもよい。

【符号の説明】

【0066】

１ 機体
１０ コントローラ（制御装置）
２１ 前後進レバー
４３ 赤外線センサ（第１障害物検出装置および第２障害物検出装置）
４３ａ 前側赤外線センサ（第１障害物検出装置）
４３ｂ 後側赤外線センサ（第２障害物検出装置）
４５ 回転センサ（走行状態検出手段）
５０ 障害物
１００ 転圧機械

【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】