JP2020084460A - 作業機を含む作業機械を自動制御するためのシステム及び方法 - Google Patents

Abstract

【課題】掘削壁を自動で掘削することができるシステム及び方法を提供する。【解決手段】作業機を含む作業機械を制御するためのシステムであって、本システム及び本方法は、負荷センサと、プロセッサとを備え、負荷センサは、作業機に作用する負荷を検出し、プロセッサは、掘削壁の掘削中に負荷が第１閾値以上である場合、作業機械を、掘削壁に隣接する隣接スロットのいずれか一方に移動させるように作業機械を制御する。【選択図】図１２

Description

本発明は、作業機を含む作業機械を自動制御するためのシステム及び方法に、関する。

従来技術として、ブルドーザ等の作業機械に対して自動制御を行う技術が、開示されている。例えば、特許文献１には、掘削壁の両側に形成される隣接スロットの情報に基づいて、掘削壁の掘削開始条件がコントローラによって決定されている。

米国特許第９，４６９，９６７号

上記の作業機械では、例えば、隣接スロットの高低差や始端位置のズレ等に基づいて、掘削壁の掘削開始位置等の掘削開始条件が、決定されている。しかしながら、従来技術では、掘削壁の掘削を開始することはできるものの、掘削壁の掘削動作については記載がなされていない。

本発明の目的は、掘削壁を自動で掘削することができるシステム及び方法を、提供することにある。

第１の態様に係るシステムは、作業機を含む作業機械を制御するためのシステムである。本システムは、負荷センサと、プロセッサとを、備える。負荷センサは、作業機に作用する負荷を検出する。プロセッサは、複数のスロットの間に形成される掘削壁を掘削するように、作業機械を制御する。プロセッサは、掘削壁の掘削中に上記の負荷が第１閾値以上である場合、作業機械を、掘削壁に隣接する隣接スロットのいずれか一方に、移動させる。

第２の態様に係る方法は、作業機を含む作業機械を制御するためにプロセッサが実行する方法である。本方法は、以下の処理を備える。第１の処理は、作業機に作用する負荷を、検出する。第２の処理は、複数のスロットの間に形成される掘削壁を掘削するように、作業機械を制御する。第３の処理は、掘削壁の掘削中に上記の負荷が第１閾値以上である場合、作業機械を、掘削壁に隣接する隣接スロットのいずれか一方に、移動させる。

本発明では、作業機械が、掘削壁を自動で掘削することができる。また、掘削壁の掘削中に上記の負荷が第１閾値以上になった場合に、作業機械が隣接スロットのいずれか一方に移動するので、作業機に作用する負荷を、軽減することができる。

本実施形態に係る作業機械を示す側面図である。 本実施形態における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。 本実施形態において車幅方向から見た現況地形の一例を示す断面図である。 本実施形態においてスロットと掘削壁とが形成された現況地形の一例を示す斜視図である。 本実施形態のスロット掘削モードにおける車幅方向から見た現況地形及び目標設計地形の一例を示す断面図である。 本実施形態のスロット掘削モードにおける自動制御の処理を示すフローチャートである。 本実施形態の壁掘削モードにおける自動制御の処理を示すフローチャートである。 本実施形態の壁掘削モードにおける車幅方向から見た現況地形及び目標設計地形の一例を示す断面図である。 本実施形態の壁掘削モードにおける作業範囲の決定方法を示す図である。 本実施形態において作業機械の進行方向から見た現況地形の一例を示す断面図である。 本実施形態の壁掘削モードにおける作業機械の動作を示す図である。 本実施形態の負荷軽減制御の処理を示すフローチャートである。 本実施形態の負荷軽減制御における作業機械の走行経路を示す図である。 本実施形態の変形例の負荷軽減制御における作業機械の走行経路を示す図である。 本実施形態の負荷軽減制御における作業機械の復帰経路を示す図である。 本実施形態の変形例の負荷軽減制御の処理を示すフローチャートである。 他の実施形態における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。 他の実施形態における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。

＜作業機械の概略構成＞
本実施形態に係る作業機械１は、ブルドーザである。図１に示すように、作業機械１は、車体１１と、走行装置１２と、作業機１３とを、有する。

車体１１は、運転室１４と、エンジン室１５とを、有する。運転室１４には、図示しない運転席が配置される。エンジン室１５は、運転室１４の前方に配置される。走行装置１２は、車体１１の下部に取り付けられる。走行装置１２は、左右１対の履帯１６を有する。１対の履帯１６が回転することによって、作業機械１が走行する。なお、図１では、左側の履帯１６のみが図示され、右側の履帯は省略されている。

作業機１３は、車体１１に取り付けられる。作業機１３は、リフトフレーム１７と、ブレード１８、リフトシリンダ１９と、チルトシリンダ２０とを、有する。リフトフレーム１７は、車幅方向に延びる軸線Ｌを中心として上下に動作するように、車体１１に取り付けられる。リフトフレーム１７は、ブレード１８を支持する。

ブレード１８は、車体１１の前方に配置される。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。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、軸線Ｘを中心として上下に動作する。

チルトシリンダ２０は、リフトフレーム１７とブレード１８とに、連結される。チルトシリンダ２０が伸縮することによって、ブレード１８は、作業機械１の前後方向に延びる軸線Ｚを中心に傾動する。

＜作業機械の駆動系及び制御システム＞
（駆動系）
作業機械１は、駆動系２と、制御システム３とを、備える。図２に示すように、駆動系２は、エンジン２２と、油圧ポンプ２３と、動力伝達装置２４とを、有する。

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、チルトシリンダ２０及びリフトシリンダ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。

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、例えば、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。

（制御システム）
制御システム３は、作業機１３を含む作業機械１を制御するためのシステムである。図２に示すように、制御システム３は、操作装置２５ａと、入力装置２５ｂと、コントローラ２６と、記憶装置２８と、制御弁２７とを、備える。制御システム３は、作業機センサ３０と、位置センサ３１と、負荷センサ３４とを、さらに備える。

−操作装置−
操作装置２５ａは、運転室１４に配置される。操作装置２５ａは、例えば、走行装置１２、作業機１３、エンジン２２、及び動力伝達装置２４の少なくともいずれか１つを、操作するための装置である。

操作装置２５ａは、オペレータによって操作される。操作装置２５ａは、例えば、操作レバー、ペダル、及びスイッチ等を、有する。

操作装置２５ａは、オペレータの操作に応じて、作業機１３を動作させるための操作信号を、コントローラ２６に出力する。また、操作装置２５ａは、オペレータの操作に応じて、走行装置１２を動作させるための操作信号を、コントローラ２６に出力する。さらに、操作装置２５ａは、オペレータの操作に応じて、動力伝達装置２４を動作させるための操作信号を、コントローラ２６に出力する。

−入力装置−
入力装置２５ｂは、運転室１４に配置される。入力装置２５ｂは、後述する作業機械１の自動制御の設定を行うための装置である。

入力装置２５ｂは、例えばタッチパネル式のディスプレイを、有する。なお、入力装置２５ｂは、タッチパネル式のディスプレイに限定されず、ハードウェアキー等を含んでいてもよい。入力装置２５ｂは、オペレータの設定操作に応じて、作業機械１の自動制御を行うための入力信号を、コントローラ２６に出力する。

本実施形態では、入力装置２５ｂによって作業機械１の自動制御の設定が行われる場合の例を示す。入力装置２５ｂは、上記の操作装置２５ａによって操作される装置を制御する信号を出力できるように、構成してもよい。この場合、入力装置２５ｂから出力される入力信号は、上記の操作信号として解釈される。

−コントローラ−
コントローラ２６は、作業機械１を制御するためのものである。例えば、コントローラ２６は、現況地形を掘削するように、作業機械１を制御する。また、コントローラ２６は、複数のスロットの間に形成される掘削壁５３を掘削するように、作業機械１を制御する。コントローラ２６は、プロセッサ２６ａと、メモリ２６ｂとを、有する。

プロセッサ２６ａは、少なくとも１つのＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）を、有する。本実施形態では、プロセッサ２６ａが、１つのＣＰＵから構成される場合の例を用いて、説明を行う。

なお、本実施形態では、プロセッサ２６ａが、１つのＣＰＵから構成される場合の例を示すが、複数のＣＰＵから構成されてもよい。

プロセッサ２６ａは、操作装置２５ａから操作信号を取得する。プロセッサ２６ａは、入力装置２５ｂから入力信号を取得する。プロセッサ２６ａは、作業機械１を制御するための制御プログラムを、実行する。

プロセッサ２６ａは、制御プログラムに基づいて、作業機械１を制御する。詳細には、プロセッサ２６ａは、制御プログラム、及び制御プログラムの実行時に用いられる制御データに基づいて、作業機械１を制御する。プロセッサ２６ａは、制御データを記憶装置２８から読み出す。また、プロセッサ２６ａは、制御データを記憶装置２８に記録する。なお、以下の説明において、「記憶装置２８に記録する」という文言は、「メモリ２６ｂを介して記憶装置２８に記録する」と解釈してもよい。

例えば、プロセッサ２６ａが、作業機械用の操作信号及び／又は入力信号を取得すると、記憶装置２８に記録された制御データを参照し、制御プログラムを実行する。これにより、プロセッサ２６ａは、作業機械用の操作信号及び／又は作業機械用の入力信号に応じた、作業機械用の制御信号を、走行装置１２、エンジン２２、及び動力伝達装置２４の少なくともいずれか１つに、出力する。

この作業機械用の制御信号に基づいて、走行装置１２、エンジン２２、及び動力伝達装置２４の少なくともいずれか１つが、動作する。このように、走行装置１２、エンジン２２、及び動力伝達装置２４の動作によって、作業機械１は走行する。

また、プロセッサ２６ａは、作業機用の操作信号及び／又は入力信号を取得すると、記憶装置２８に記録された制御データを参照し、制御プログラムを実行する。これにより、プロセッサ２６ａは、作業機用の操作信号に応じた作業機用の制御信号を、制御弁２７に出力する。この作業機用の制御信号に基づいて、制御弁２７が動作する。この制御弁２７の動作によって、作業機１３が動作する。

メモリ２６ｂは、半導体メモリ等から構成される。詳細には、メモリ２６ｂは、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）等の揮発性メモリを、有していてもよい。メモリ２６ｂは、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）等の不揮発性メモリを、有していてもよい。メモリ２６ｂは、制御プログラムの実行時に用いられる制御データを、記録する。制御データは、制御プログラムの実行中に生成される生成データ等を、有する。

−記憶装置−
記憶装置２８は、プロセッサ２６ａによって読み取り可能な非一時的（Ｎｏｎ−ｔｒａｎｓｉｔｏｒｙ）な記録媒体の一例である。

記憶装置２８は、例えば、半導体メモリ及び／又は磁気ディスク等から、構成される。また、記憶装置２８は、例えば、ＲＯＭ等の不揮発性メモリを含む。記憶装置２８は、ＲＡＭ等の揮発性メモリを、含んでいてもよい。記憶装置２８は、例えば、光ディスク等を含んでいてもよい。

記憶装置２８は、作業機械１を制御するための制御プログラムを、記録する。記憶装置２８は、制御プログラムの実行時に用いられる制御データを、記録する。制御データは、制御プログラムを実行するために必要な基本データ等を、有する。

−制御弁−
制御弁２７は、作業機１３を制御するためのものである。制御弁２７は、例えば、比例制御弁である。なお、制御弁２７は、圧力比例制御弁であってもよい。また、制御弁２７は、電磁比例制御弁であってもよい。

制御弁２７は、油圧ポンプ２３と、リフトシリンダ１９及びチルトシリンダ２０等の油圧アクチュエータとの間に、配置される。油圧ポンプ２３から供給される作動油は、制御弁２７を介して、リフトシリンダ１９及び／又はチルトシリンダ２０に、供給される。制御弁２７は、この作動油の流量を制御する。

詳細には、制御弁２７は、プロセッサ２６ａからの作業機用の制御信号に基づいて、作動油の流量を制御する。例えば、制御弁２７は、リフトシリンダ１９及び／又はチルトシリンダ２０が作業機用の制御信号に応じた伸縮量となるように、作動油の流量を制御する。これにより、リフトシリンダ１９及び／又はチルトシリンダ２０が伸縮し、ブレード１８が、作業機用の操作信号に応じた位置に、配置される。

−作業機センサ−
作業機センサ３０は、車体１１に対する作業機１３の位置を、検出するセンサである。例えば、作業機センサ３０は、作業機１３に配置される。作業機センサ３０は、車体１１に対する作業機１３の位置を示す作業機位置データを、生成する。作業機位置データは、プロセッサ２６ａに出力される。プロセッサ２６ａは、作業機位置データに基づいて、作業機１３の位置を認識する。プロセッサ２６ａは、作業機位置データを記憶装置２８に記録する。

ここで、作業機センサ３０は、作業機１３の変位を検出する変位センサであってもよい。この場合、作業機センサ３０は、作業機１３の基準位置からの変位を示す作業機の変位データを、生成する。作業機の変位データは、プロセッサ２６ａに出力される。プロセッサ２６ａは、作業機の変位データに基づいて、作業機１３の位置を示す作業機位置データを算出する。プロセッサ２６ａは、作業機位置データに基づいて、作業機１３の位置を認識する。

−位置センサ−
位置センサ３１は、作業機械１（車体１１）の位置と、作業機械１（車体１１）の姿勢を検出する。位置センサ３１は、ＧＮＳＳレシーバ３２と、ＩＭＵ３３とを、有する。

ＧＮＳＳは“Ｇｌｏｂａｌ Ｎａｖｉｇａｔｉｏｎ Ｓａｔｅｌｌｉｔｅ Ｓｙｓｔｅｍ”の略語である。ＧＰＳ（Ｇｌｏｂａｌ Ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍ）は、ＧＮＳＳに含まれる。ＩＭＵは“Ｉｎｅｒｔｉａｌ Ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ Ｕｎｉｔ”の略語である。

ＧＮＳＳレシーバ３２は、ＧＮＳＳにおける受信機である。ＧＮＳＳレシーバ３２は、作業機械１（車体１１）の位置を検出する。例えば、ＧＮＳＳレシーバ３２のアンテナは、運転室１４上に配置される。なお、ＧＮＳＳレシーバ３２のアンテナは、運転室１４とは異なる位置に、配置されてもよい。

ＧＮＳＳレシーバ３２は、衛星より測位信号を受信する。ＧＮＳＳレシーバ３２は、測位信号により、アンテナの位置を演算する。これにより、ＧＮＳＳレシーバ３２は、作業機械１（車体１１）の位置を示す現在位置データを、生成する。ＧＮＳＳレシーバ３２は、現在位置データをプロセッサ２６ａに出力する。プロセッサ２６ａは、現在位置データを記憶装置２８に記録する。

プロセッサ２６ａは、現在位置データに基づいて、作業機械１の現在位置と、作業機械１の進行方向と、車速とを、認識する。

ＩＭＵ３３は、作業機械１の姿勢を検出する。ＩＭＵ３３は、車体１１の内部に配置される。例えば、ＩＭＵ３３は、３軸のジャイロと３方向の加速度計とから構成され、３次元の角速度データ及び３次元の加速度データを、生成する。ＩＭＵ３３は、角速度データ及び加速度データを、プロセッサ２６ａに出力する。

プロセッサ２６ａは、角速度データ及び加速度データに基づいて、車体傾斜角データを算出する。プロセッサ２６ａは、車体傾斜角データを、記憶装置２８に記録する。

車体傾斜角データは、作業機械１の横方向に延びるピッチ軸まわりのピッチ角、車体１１の前後方向に延びるロール軸まわりのロール角、及び作業機械１の上下方向に延びるヨー軸まわりのヨー角を、有する。

プロセッサ２６ａは、現在位置データと、作業機位置データと、車体傾斜角データとに基づいて、ブレード１８の刃先位置Ｐｂを算出する。

例えば、プロセッサ２６ａは、現在位置データに基づいて、ＧＮＳＳレシーバ３２のグローバル座標データ及びローカル座標データを、取得する。プロセッサ２６ａは、作業機位置データに基づいて、ＧＮＳＳレシーバ３２に対する刃先位置Ｐｂのローカル座標データを、算出する。

プロセッサ２６ａは、ＧＮＳＳレシーバ３２のローカル座標データと、刃先位置Ｐｂのローカル座標データと、車体傾斜角データとに基づいて、刃先位置Ｐｂのグローバル座標データを、算出する。プロセッサ２６ａは、刃先位置Ｐｂのグローバル座標を、現在のブレード１８の刃先位置Ｐｂとして、認識する。

なお、プロセッサ２６ａは、ＧＮＳＳレシーバ３２のグローバル座標データ、ＧＮＳＳレシーバ３２のローカル座標データ、刃先位置Ｐｂのローカル座標データ、及び刃先位置Ｐｂのグローバル座標データを、記憶装置２８に記録する。

−負荷センサ−
負荷センサ３４は、作業機１３に作用する負荷を、検出する。負荷センサ３４は、作業機１３に作用する負荷に対応する負荷データを、プロセッサ２６ａに出力する。プロセッサ２６ａは、負荷データに基づいて、作業機１３に作用する負荷を、認識する。プロセッサ２６ａは、負荷データを記憶装置２８に記録する。

負荷センサ３４は、例えば、リフトシリンダ１９の油圧を検出する圧力センサである。この場合、負荷データは、リフトシリンダ１９の油圧に対応する圧力データを、有する。プロセッサ２６ａは、圧力データに基づいて作業機１３に作用する負荷を認識し、圧力データを記憶装置２８に記録する。

なお、負荷センサ３４は、リフトシリンダ１９の油圧以外のパラメータを検出するセンサであってもよい。例えば、負荷センサ３４は、作業機械１の牽引力を検出するセンサであってもよい。また、負荷センサ３４は、走行装置１２のスリップの大きさを検出するセンサであってもよい。

このようなセンサを負荷センサ３４として用いた場合も、プロセッサ２６ａは、上記のパラメータ、例えば牽引力に対応する牽引力データ、又はスリップデータに基づいて、作業機１３に作用する負荷を、認識する。プロセッサ２６ａは、これらデータを記憶装置２８に記録する。

（作業機械の自動制御）
作業機械１の自動制御は、プロセッサ２６ａによって実行される。例えば、作業機械１の自動制御は、作業機械１がプロセッサ２６ａによって自動制御される完全自動制御であっても、プロセッサ２６ａ及びオペレータの手動操作に基づいて実行される半自動制御であってもよい。

プロセッサ２６ａは、現況地形データと、設計地形データと、作業機械１の現在位置を示す現在位置データとに基づいて、作業機械１を自動的に制御する。現在位置データは、上述した位置センサ３１によって、生成される。例えば、現在位置データは、ＧＮＳＳレシーバ３２によって、生成される。

−現況地形データ−
図３は、現況地形５０の断面を示す。図３において、縦軸は、地形の高さを示しており、横軸は、スタート位置Ｐ０を基準として作業機械１が進行方向に進行した場合の距離を、示す。

例えば、現況地形データは、図３の作業現場の現況地形５０を示すデータである。詳細には、現況地形データは、作業機械１の進行方向に位置する作業現場の現況地形５０を、示すデータである。

現況地形データは、作業機械１の進行パス上の複数の参照点データＰｎ（ｎ＝１，２，・・・，Ａ）と、各参照点データＰｎにおける現況地形５０の高さデータＺｎとを、有する。

複数の参照点データＰｎは、作業機械１の進行方向に沿って所定間隔Ｄごとに設定された位置データである。所定間隔Ｄは、例えば、「Ｄ＝ｄ（ｎ＋１）−ｄ（ｎ）、ｎ；正数」によって、定義される。所定間隔Ｄは、任意に設定可能である。ここでは、所定間隔Ｄが１ｍである場合の例を示すが、所定間隔Ｄは、１ｍより小さくてもよいし、１ｍより大きくてもよい。

現況地形データは、記憶装置２８に記録される。例えば、現況地形データは、測量等によって生成される。なお、現況地形データを外部装置に記録し、その後に、現況地形データを外部装置から記憶装置２８に記録してもよい。

また、現況地形データは、車載のライダ（ＬＩＤＡＲ；Ｌａｓｅｒ Ｉｍａｇｉｎｇ Ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ ａｎｄ Ｒａｎｇｉｎｇ）等を用いて現況地形５０を測距し、プロセッサ２６ａによって生成されてもよい。この場合、ライダ（ＬＩＤＡＲ）によって生成される測距データに基づいて、現況地形データが、プロセッサ２６ａによって生成され、記憶装置２８に記録される。

また、現況地形データは、作業機械１の一部の座標データに基づいて、生成されてもよい。例えば、履帯１６の軌跡データが、履帯１６の座標データに基づいて、プロセッサ２６ａによって生成されてもよい。この履帯１６の軌跡データが、現況地形データとして、記憶装置２８に記録される。ここで、履帯１６の座標データは、現在位置データに基づいて算出される。

−設計地形データ−
図３は、目標設計地形７０の断面を、現況地形５０の断面とともに示す。設計地形データは、図３の作業現場の目標設計地形７０を示すデータである。詳細には、設計地形データは、作業機１３が掘削作業の目標とする目標設計地形７０を示すデータである。設計地形データは、例えば、ブレード１８の刃先位置Ｐｂの目標軌跡を示すデータと解釈してもよい。

設計地形データは、現況地形データと同様に、複数の参照点データＰｎｔと、各参照点データＰｎｔにおける目標設計地形７０の高さデータＺｎｔとを、有する。設計地形データは、記憶装置２８に記録される。

例えば、設計地形データは、目標設計地形７０を示すデータ（Ｐｎｔ，Ｚｎｔ）を記憶装置２８から読み出すことによって、生成される。目標設計地形７０を示すデータ（Ｐｎｔ，Ｚｎｔ）は、記憶装置２８に予め記録されている。なお、目標設計地形７０を示すデータを外部装置に記録し、その後に、目標設計地形７０を示すデータを外部装置から記憶装置２８に記録してもよい。

また、設計地形データは、現況地形データに基づいて、生成されてもよい。この場合、現況地形データの各参照点データＰｎにおいて、現況地形５０の高さデータから所定の深さデータを減算又は加算することによって、設計地形データが生成される。ここで生成された設計地形データが、目標設計地形７０を示すデータ（Ｐｎｔ，Ｚｎｔ）として、記憶装置２８に記録される。なお、所定の深さデータは、記憶装置２８に予め記録されている。

なお、作業機械１が設計地形データに基づいて作業した場合、掘削後の現況地形データを更新する。この現況地形データが、最新の現況地形データとして用いられる。この場合、最新の現況地形データは、上述した現況地形データと同様に生成される。

例えば、上述したように、掘削後の現況地形データは、履帯１６の座標データに基づいて、プロセッサ２６ａによって生成されてもよい。また、掘削後の現況地形データは、刃先位置Ｐｂの座標データに基づいて、プロセッサ２６ａによって生成されてもよい。また、掘削後の現況地形データは、ライダ（ＬＩＤＡＲ）によって生成された測距データに基づいて、生成されてもよい。なお、上述した掘削後の現況地形データは、必要に応じて、測量等によって生成されてもよい。

−掘削モード−
プロセッサ２６ａは、スロット掘削モードと壁掘削モードとを、選択的に実行する。スロット掘削モードは、図４に示すように、現況地形５０を掘削する制御モードである。スロット掘削モードにより、スロット５１，５２（隣接スロットの一例）が、現況地形５０に形成される。

壁掘削モードは、複数のスロット５１，５２の間に形成された掘削壁５３を掘削する制御モードである。なお、プロセッサ２６ａは、スロット掘削モード及び壁掘削モードとは異なる他の制御モードを、実行してもよい。

・スロット掘削モード
図６は、スロット掘削モードにおける自動制御の処理を示すフローチャートである。図６に示すように、ステップＳ１０１では、プロセッサ２６ａは、スロット掘削モードの開始命令を取得し、スロット掘削モードを開始する。

ここで、スロット掘削モードの開始は、次のように実行される。例えば、オペレータが入力装置２５ｂを操作した場合に、プロセッサ２６ａは、入力装置２５ｂからの入力信号を、スロット掘削モードの開始命令として認識する。この入力信号に基づいて、プロセッサ２６ａはスロット掘削モードを開始する。

また、プロセッサ２６ａは、施工計画を示す施工計画データに基づいて、スロット掘削モードを開始してもよい。この場合、例えば、プロセッサ２６ａは、記憶装置２８に記録された施工計画データを参照し、この施工計画データに含まれるスロット用の掘削開始データを、スロット掘削モードの開始命令として認識する。このスロット用の掘削開始データに基づいて、プロセッサ２６ａはスロット掘削モードを開始する。施工計画データは、記憶装置２８に予め記録されている。

また、例えば、プロセッサ２６ａは、スロット掘削モードを開始する条件を示すスロット用の条件データに基づいて、スロット掘削モードを開始してもよい。この場合、例えば、現況地形データ等のパラメータがスロット用の条件データを満足するか否かを判断し、このパラメータがスロット用の条件データを満足した場合に、プロセッサ２６ａがスロット掘削モードを開始する。スロット用の条件データは、記憶装置２８に予め記録されている。

ステップＳ１０２では、プロセッサ２６ａは、上述した現在位置データを、取得する。これにより、プロセッサ２６ａは、作業機械１の車体１１の位置を認識する。プロセッサ２６ａは、後述する処理の実行中においても、現在位置データを継続的に取得して更新する。

ステップＳ１０３では、プロセッサ２６ａは、上述した現況地形データを、取得する。これにより、プロセッサ２６ａは、現況地形５０を認識する。

ステップＳ１０４では、プロセッサ２６ａは、現況地形５０において作業機械１が作業を行う作業範囲を示す作業範囲データを、取得する。例えば、プロセッサ２６ａは、入力装置２５ｂからの入力信号に基づいて、作業範囲データを取得する。

具体的には、オペレータが作業範囲を取得するために入力装置２５ｂを操作した場合に、プロセッサ２６ａは、作業範囲データを取得する。また、作業機械１が現況地形５０を掘削した後では、プロセッサ２６ａは、オペレータの操作によって作業範囲データを取得してもよいし、現況地形データに基づいて作業範囲データを生成し、この作業範囲データを取得してもよい。

なお、プロセッサ２６ａは、他の方法によって、作業範囲データを取得してもよい。例えば、プロセッサ２６ａは、外部装置から作業範囲データを取得してもよい。

図５は、スロット掘削モードにおける現況地形５０、及び現況地形５０内の作業範囲の一例を示す図である。

作業範囲データは、掘削の始端位置を示す掘削始端位置データと、掘削の終端を示す掘削終端位置データとを、有する。作業範囲データは、置土の終端位置を示す置土終端位置データを、さらに有する。置土は、掘削終了後にブレード１８に保持された土を、現況地形５０上に排出する作業である。

掘削始端位置データ及び掘削終端位置データは、掘削の始端位置及び掘削の終端位置を入力装置２５ｂによって入力することによって、設定されてもよい。

また、掘削の始端位置を入力装置２５ｂによって入力されることによって掘削始端位置データが設定され、掘削の始端位置から掘削の終端位置までの距離を入力装置２５ｂによって入力することによって掘削終端位置データが設定されてもよい。この場合、掘削終端位置データは、掘削始端位置データ及び距離データに基づいて、プロセッサ２６ａによって算出される。

また、掘削の終端位置を入力装置２５ｂによって入力することによって掘削終端位置データが設定され、掘削の終端位置から掘削の始端位置までの距離を入力装置２５ｂによって入力することによって掘削始端位置データが設定されてもよい。この場合、掘削始端位置データは、掘削終端位置データ及び距離データに基づいて、プロセッサ２６ａによって算出される。

置土終端位置データは、置土の終端位置を入力装置２５ｂによって入力することによって、設定されてもよい。また、置土終端位置データは、置土範囲の長さを入力装置２５ｂによって入力することによって、設定されてもよい。この場合、置土終端位置データは、掘削終端位置データ、及び置土範囲の長さを示す長さデータに基づいて、プロセッサ２６ａによって算出される。

これら掘削始端位置データ、掘削終端位置データ、及び置土終端位置データは、記憶装置２８に記録され、プロセッサ２６ａによって取得される。なお、作業範囲データは、作業機械１の作業範囲をプロセッサ２６ａに認識させるだけでなく、プロセッサ２６ａが、作業機械１に対して進行方向を指示するために用いられてもよい。この場合、プロセッサ２６ａは、作業範囲データ、例えば掘削始端位置データ及び掘削終端位置データに基づいて、作業機械１に対して進行方向を指示する。

ステップＳ１０５では、プロセッサ２６ａは、上述した設計地形データを、取得する。これにより、プロセッサ２６ａは、設計地形データに基づいて、例えば図５に示すような目標設計地形７０ａを、認識する。

目標設計地形７０ａは、第１目標地形７１ａと第２目標地形７２ａとを、有する。第１目標地形７１ａの少なくとも一部は、現況地形５０よりも下方に位置する。第２目標地形７２ａの少なくとも一部が、現況地形５０よりも上方に位置する。第１目標地形７１ａ及び第２目標地形７２ａは、上述したように、記憶装置２８に予め記録された設計地形データに基づいて、設定される。

ここで、第１目標地形７１ａ及び第２目標地形７２ａは、現況地形５０に基づいて、設定されてもよい。この場合、例えば、第１目標地形７１ａは、現況地形５０よりも所定の距離だけ下方に位置するように、設定されてもよい。また、第１目標地形７１ａは、現況地形５０又は水平方向に対して、所定角度で傾斜するように、設定されてもよい。

例えば、第２目標地形７２ａは、現況地形５０よりも所定の距離だけ上方に位置するように、設定されてもよい。また、崖下に落として排土する場合などには、第２目標地形７２ａは、現況地形５０よりも下方に位置するように設定されてもよい。また、第２目標地形７２ａは、現況地形５０又は水平方向に対して、所定角度で傾斜するように、設定されてもよい。

ステップＳ１０６では、プロセッサ２６ａは、作業機械１に対して、スロット掘削開始を指示する。これにより、作業機械１は、スロット掘削を開始する。

ここでは、プロセッサ２６ａは、設計地形データに基づいて、目標設計地形７０ａに沿うように作業機械１を制御する。

例えば、プロセッサ２６ａは、作業範囲データ（掘削始端位置データ及び掘削終端位置データ）に基づいて、作業機械１が掘削の始端位置から掘削の終端位置に向かって前進するように、作業機械１を制御する。ここでは、プロセッサ２６ａは、設計地形データに基づいて、ブレード１８の刃先位置Ｐｂが第１目標地形７１ａに沿って移動するように、作業機１３を制御する。これにより、現況地形５０が掘削され、図４に示すようなスロット５１，５２が現況地形５０に形成される。

また、プロセッサ２６ａは、作業範囲データ（置土終端位置データ）に基づいて、作業機械１が掘削の終端位置から置土の終端位置に向かって前進するように、作業機械１を制御する。ここでは、プロセッサ２６ａは、ブレード１８の刃先位置Ｐｂが第２目標地形７２ａに沿って移動するように、作業機１３を制御する。これにより、掘削後にブレード１８に保持された土が、現況地形５０上に置かれ、図４に示すような置土５４，５５が、現況地形５０上に積み上げられる。

なお、図５に示した掘削の始端位置及び掘削の終端位置の間に、複数の掘削開始位置Ｐｓ１〜Ｐｓ３を設定してもよい。この場合、作業機械１が、掘削の終端位置に近い掘削開始位置Ｐｓ１から掘削を開始するように、プロセッサ２６ａは作業機械１を制御する。その後、作業機械１が、掘削開始位置Ｐｓ２，Ｐｓ３の順に掘削を開始するように、プロセッサ２６ａは作業機械１を制御する。

具体的には、まず、プロセッサ２６ａは、最初の掘削開始位置Ｐｓ１から掘削の終端位置に向かって掘削を行い、且つ掘削の終端位置から置土の終端位置に向かって置土を行うように、作業機械１を制御する。

次に、プロセッサ２６ａは、２番目の掘削開始位置Ｐｓ２まで後退し、２番目の掘削開始位置Ｐｓ２から掘削の終端位置に向かって掘削を行い、且つ掘削の終端位置から置土の終端位置に向かって置土を行うように、作業機械１を制御する。

最後に、プロセッサ２６ａは、３番目の開始位置Ｐｓ３まで後退し、３番目の開始位置Ｐｓ３から掘削の終端位置に向かって掘削を行い、且つ掘削の終端位置から置土の終端位置に向かって置土を行うように、作業機械１を制御する。

このように、プロセッサ２６ａが、複数の掘削開始位置Ｐｓ１〜Ｐｓ３を設定しても、作業機械１はスロット５１，５２の掘削を自動的に実行することができる。

ステップＳ１０７では、プロセッサ２６ａは、現在位置データを、取得する。これにより、プロセッサ２６ａは、作業機械１の車体１１の位置を認識する。ステップＳ１０８では、プロセッサ２６ａは、現況地形データを更新する。現況地形データの更新間隔は、所定の周期で行われてもよいし、リアルタイムに行われてもよい。

例えば、プロセッサ２６ａは、履帯１６の最新の軌跡データ、又はブレード１８の刃先位置Ｐｂの最新の軌跡データを、最新の現況地形データとして、更新する。ここで、更新用の現況地形データとしては、ライダ（ＬＩＤＡＲ）等の装置によって生成された測距データでもよい。

また、更新用の現況地形データとしては、作業機械１の外部の測量装置によって計測された測量データでもよい。外部の測量装置として、例えば、航空レーザ測量を用いてよい。また、更新用の現況地形データは、カメラによって撮影された現況地形５０の画像データから生成されてもよい。例えば、更新用の現況地形データは、ＵＡＶ（Ｕｎｍａｎｎｅｄ Ａｅｒｉａｌ Ｖｅｈｉｃｌｅ）による空撮測量データから生成されてもよい。

ステップＳ１０９では、プロセッサ２６ａは、スロット掘削を終了するか否かを、判定する。ここでは、プロセッサ２６ａは、入力装置２５ｂの操作に応じて、スロット掘削の終了を決定してもよい。また、プロセッサ２６ａは、上述した施工計画データに基づいて、スロット掘削の終了を、決定してもよい。また、プロセッサ２６ａは、所定の終了条件が満たされた場合に、スロット掘削の終了を決定してもよい。

プロセッサ２６ａがスロット掘削を終了することによって、第１スロット５１又は第２スロット５２が形成される。すなわち、作業機械１の１単位の制御（ステップＳ１０１からステップＳ１０９までの処理）が、終了する。

ここで、例えば、第１スロット５１が形成された場合、プロセッサ２６ａは、作業機械１を、第１スロット５１に沿って後進させた後、第１スロット５１の側方に移動させる。その後、プロセッサ２６ａは、作業機械１に第２スロット５２の掘削を開始させる。この場合、プロセッサ２６ａが、上述したステップＳ１０１からステップＳ１０９までの処理を、再び実行する。これにより、第２スロット５２が形成される。

第１スロット５１及び第２スロット５２が形成された場合、図４に示すように、第１スロット５１と第２スロット５２との間には、掘削壁５３が形成される。掘削壁５３は、第１スロット５１及び第２スロット５２に沿って残された土の山（ｂｅｒｍｓ）である。

なお、プロセッサ２６ａは、作業機械１に対して複数単位の作業を繰り返し実行させることによって複数の第１スロット５１を形成し、その後に、第２スロット５２の掘削を開始してもよい。

・壁掘削モード
上述したように、第１スロット５１の形成が終了し、第２スロット５２の形成が開始される際には、作業機械１の側方への移動量がブレード１８の幅よりも大きくなるように、プロセッサ２６ａは作業機械１を側方に移動させる。

第１スロット５１及び第２スロット５２が形成された場合、図４に示すように、第１スロット５１と第２スロット５２との間には、掘削壁５３が形成される。掘削壁５３は、上述したように、第１及び第２スロット５１，５２の形成時に第１及び第２スロット５１，５２の間に残された土の山（ｂｅｒｍｓ）である。

図７は、壁掘削モードにおける自動制御の処理を示すフローチャートである。ステップＳ２０１では、プロセッサ２６ａは、作業機械１に対して、壁掘削開始を指示する。これにより、作業機械１は、掘削壁５３の掘削を開始する。

ここで、壁掘削モードの開始は、次のように実行される。例えば、オペレータが入力装置２５ｂを操作した場合に、プロセッサ２６ａは、入力装置２５ｂからの入力信号を、壁掘削モードの開始命令として認識する。この入力信号に基づいて、プロセッサ２６ａは壁掘削モードを開始する。

また、プロセッサ２６ａは、施工計画を示す施工計画データに基づいて、壁掘削モードを開始してもよい。この場合、例えば、プロセッサ２６ａは、記憶装置２８に記録された施工計画データを参照し、この施工計画データに含まれる掘削壁用の掘削開始データを、壁掘削モードの開始命令として認識する。この掘削壁用の掘削開始データに基づいて、プロセッサ２６ａは壁掘削モードを開始する。施工計画データは、記憶装置２８に予め記録されている。

また、例えば、プロセッサ２６ａは、壁掘削モードを開始する条件を示す掘削壁用の条件データに基づいて、壁掘削モードを開始してもよい。この場合、例えば、現況地形データ等のパラメータが掘削壁用の条件データを満足するか否かを判断し、このパラメータが掘削壁用の条件データを満足した場合に、プロセッサ２６ａが壁掘削モードを開始する。掘削壁用の条件データは、記憶装置２８に予め記録されている。

ステップＳ２０２では、プロセッサ２６ａは、ステップＳ１０２と同様に、現在位置データを取得する。プロセッサ２６ａは、後述する処理の実行中においても、現在位置データを継続的に取得して更新する。これにより、プロセッサ２６ａは、作業機械１の車体１１の位置を認識する。ステップＳ２０３では、プロセッサ２６ａは、上述した現況地形データを、取得する。これにより、プロセッサ２６ａは、現況地形５０を認識する。

ここで、現況地形データは、第１スロット５１の位置を示す第１スロット位置データと、第２スロット５２の位置を示す第２スロット位置データと、掘削壁５３の位置を示す掘削壁位置データとを、さらに有する。

ステップＳ２０４では、プロセッサ２６ａは、掘削壁５３の作業範囲データを取得する。掘削壁５３の作業範囲データは、掘削壁５３の始端位置を示す掘削始端位置データと、掘削壁５３の終端位置を示す掘削終端位置データとを、有する。掘削壁５３の作業範囲データは、掘削壁５３の掘削における置土の終端位置を示す置土終端位置データを、さらに有する。

図８は、車幅方向から見た現況地形５０に含まれる掘削壁５３の一例を示す図である。図９は、現況地形５０を上方から見た図である。図１０は、現況地形５０を作業機械１の進行方向に見た場合の現況地形５０の断面図である。

図９に示すように、プロセッサ２６ａは、第１スロット５１の掘削始端位置データと第２スロット５２の掘削始端位置データとに基づいて、第１スロット５１の掘削の始端位置Ｐａ１と、第２スロット５２の掘削の始端位置Ｐａ２とを、認識する。プロセッサ２６ａは、第１スロット５１の始端位置Ｐａ１と第２スロット５２の始端位置Ｐａ２とに基づいて、掘削壁５３の掘削の始端位置Ｐａ３を設定する。

具体的には、図９に示すように、第１スロット５１の始端位置Ｐａ１は、第１スロット５１の幅方向の中点によって、定義される。第２スロット５２の始端位置Ｐａ２は、第２スロット５２の幅方向の中点によって、定義される。

プロセッサ２６ａは、第１スロット５１の始端位置Ｐａ１と第２スロット５２の始端位置Ｐａ２との中間位置を、算出する。プロセッサ２６ａは、この中間位置を掘削壁５３の始端位置Ｐａ３として、設定する。

ここでは、掘削壁５３の始端位置Ｐａ３が、図９に示すように、平面視において、第１スロット５１の掘削の始端位置Ｐａ１と、第２スロット５２の掘削の始端位置Ｐａ２とを結んだ直線の中点である。掘削壁５３の始端位置Ｐａ３に対応する掘削始端位置データは、記憶装置２８に記録される。

なお、掘削壁５３の始端位置Ｐａ３は、第１スロット５１の始端位置Ｐａ１と第２スロット５２の始端位置Ｐａ２と間であれば、上記の中間位置とは異なる位置でもよい。また、掘削壁５３の始端位置Ｐａ３は、オペレータが入力装置２５ｂを操作することによって、設定してもよい。

また、プロセッサ２６ａは、第１スロット５１の掘削終端位置データと第２スロット５２の掘削終端位置データとに基づいて、第１スロット５１の掘削の終端位置Ｐｂ１と、第２スロット５２の掘削の終端位置Ｐｂ２とを、認識する。プロセッサ２６ａは、第１スロット５１の終端位置Ｐｂ１と、第２スロット５２の終端位置Ｐｂ２とに基づいて、掘削壁５３の掘削の終端位置Ｐｂ３を設定する。

第１スロット５１の終端位置Ｐｂ１及び第２スロット５２の終端位置Ｐｂ２は、上記の第１スロット５１の始端位置Ｐａ１及び第２スロット５２の始端位置Ｐａ２と同様に、設定される。また、掘削壁５３の掘削の終端位置Ｐｂ３及び置土の終端位置Ｐｃ３は、掘削壁５３の始端位置Ｐａ３と同様に、第１及び第２スロット５１，５２の終端位置Ｐｂ１，Ｐｂ２及び置土の終端位置Ｐｃ１，Ｐｃ２に基づいて、設定される。なお、掘削壁５３の終端位置Ｐｂ３及び／又は置土の終端位置Ｐｃ３は、オペレータが入力装置２５ｂを操作することによって、設定してもよい。ここで設定された掘削壁５３の掘削の終端位置Ｐｂ３及び置土の終端位置Ｐｃ３は、プロセッサ２６ａによって認識され、記憶装置２８に記録される。

ステップＳ２０５では、プロセッサ２６ａは、掘削壁用の設計地形データを、設定する。これにより、プロセッサ２６ａは、掘削壁用の設計地形データに基づいて、例えば図８に示すような目標設計地形７０ｂを、認識する。

図８に示すように、目標設計地形７０ｂは、第１目標地形７１ｂと第２目標地形７２ｂとを、有する。第１目標地形７１ｂの少なくとも一部は、掘削壁５３よりも下方に位置する。第２目標地形７２ｂの少なくとも一部は、掘削壁５３よりも上方に位置する。なお、崖下に落として排土する場合などには、第２目標地形７２ｂは、掘削壁５３よりも下方に位置してもよい。

第１目標地形７１ｂ及び第２目標地形７２ｂは、現況地形５０を示す現況地形データに基づいて、設定される。例えば、プロセッサ２６ａは、第１スロット５１の高さを示す第１高さデータと、第２スロット５２の高さを示す第２高さデータとに基づいて、掘削壁５３の掘削高さを示す第３高さデータを、設定する。プロセッサ２６ａは、第３高さデータに基づいて、目標設計地形７０ｂとしての掘削壁の掘削高さを、認識する。

ここでは、プロセッサ２６ａは、第１高さデータ及び第２高さデータに基づいて、第１スロット５１の高さ及び第２スロット５２の高さを、比較する。プロセッサ２６ａは、第１スロット５１及び第２スロット５２において高い方の高さデータを、掘削壁の掘削高さを示す第３高さデータとして、設定する。図１０では、第２スロット５２の高さが、第１スロット５１及び第２スロット５２において高い方の高さである。このようにして、目標設計地形７０としての掘削壁用の掘削高さが、プロセッサ２６ａによって設定される。

ステップＳ２０６では、プロセッサ２６ａは、図８及び図９に示すように、掘削壁５３の掘削の始端位置Ｐａ３を、掘削開始位置Ｐｗ１に設定する。また、プロセッサ２６ａは、掘削壁５３の掘削の始端位置Ｐａ３を、掘削開始位置Ｐｗ１として、記憶装置２８に記録する。

なお、掘削開始位置Ｐｗ１は、掘削壁５３の掘削の始端位置Ｐａ３そのものに限らず、プロセッサ２６ａは、始端位置Ｐａ３を基準として設定される他の位置を、掘削開始位置Ｐｗ１に設定してもよい。例えば、プロセッサ２６ａは、掘削壁５３の掘削の始端位置Ｐａ３から所定距離だけ離れた位置を、掘削開始位置Ｐｗ１に設定してもよい。

ステップＳ２０７では、プロセッサ２６ａは、負荷センサを作動させる。例えば、プロセッサ２６ａは、負荷センサ３４に対して、負荷検出開始を指示する。これにより、負荷センサ３４は、作業機１３に作用する負荷の検出を、開始する。

ステップＳ２０８では、プロセッサ２６ａは、作業機械１を掘削開始位置Ｐｗ１に移動させる。例えば、プロセッサ２６ａは、駆動系２に対して制御信号を送信することによって、作業機械１を掘削開始位置Ｐｗ１に移動させる。なお、プロセッサ２６ａは、図１１の矢印Ａ１で示すように、作業機械１を第２スロット５２に沿って後退させた後、掘削壁５３の掘削開始位置Ｐｗ１に移動させてもよい。

ステップＳ２０９では、プロセッサ２６ａは、掘削壁用の掘削経路データ（第１経路情報の一例）を、取得する。掘削壁用の掘削経路データは、掘削壁を掘削するための掘削壁用の掘削経路Ｗ１（図１１を参照）を、示す。

プロセッサ２６ａは、掘削壁５３に隣接する第１及び第２スロット５１，５２（隣接スロットの一例）の現況地形データに基づいて、掘削壁用の掘削経路データを設定する。ここで用いられる現況地形データは、スロット情報の一例である。

例えば、掘削壁用の掘削経路Ｗ１は、掘削壁５３の掘削開始位置Ｐｗ１（Ｐａ３）と、掘削壁５３の掘削の終端位置Ｐｂ３と、掘削壁５３の置土の終端位置Ｐｃ３とによって、定義される。これらの位置Ｐｗ１（Ｐａ３），Ｐｂ３，Ｐｃ３に対応するデータは、掘削壁用の掘削経路データとして、記憶装置２８に記録される。

具体的には、掘削壁用の掘削経路Ｗ１は、掘削壁５３の掘削開始位置Ｐｗ１（Ｐａ３）から、掘削壁５３の掘削の終端位置Ｐｂ３に向かう経路を、有する。また、掘削壁用の掘削経路Ｗ１は、掘削壁５３の掘削の終端位置Ｐｂ３から、掘削壁５３の置土の終端位置Ｐｃ３に向かう経路を、さらに有する。

ステップＳ２１０では、プロセッサ２６ａは、作業機械１に対して、掘削壁の掘削を開始させるための壁掘削の掘削開始を、指示する。これにより、作業機械１は、掘削壁の掘削を開始する。

作業機械１が掘削壁の掘削を開始すると、プロセッサ２６ａは、掘削壁用の掘削経路データに基づいて、作業機械を制御する。また、プロセッサ２６ａは、掘削壁用の設計地形データに基づいて、掘削壁５３の目標設計地形７０ｂに沿うように、作業機械を制御する。

例えば、プロセッサ２６ａは、掘削壁用の掘削経路データに基づいて、作業機械１が掘削壁５３の掘削開始位置Ｐｗ１から掘削壁５３の終端位置Ｐｂ３に向かって前進するように、作業機械１を制御する（図１１の矢印Ｗ１を参照）。

ここでは、プロセッサ２６ａは、掘削壁用の設計地形データに基づいて、ブレード１８の刃先位置Ｐｂが第１目標地形７１ｂに沿って移動するように、作業機１３を制御する。これにより、掘削壁５３が掘削される。

また、プロセッサ２６ａは、掘削壁用の掘削経路データに基づいて、作業機械１が、掘削壁５３の終端位置Ｐｂ３から置土の終端位置Ｐｃ３に向かって前進するように、作業機械１を制御する。

ここでは、プロセッサ２６ａは、ブレード１８の刃先位置Ｐｂが第２目標地形７２ｂに沿って移動するように、作業機１３を制御する。これにより、掘削壁５３の掘削後にブレード１８に保持された土が、第１スロット５１用の置土５４と第２スロット５２用の置土５５との間の隙間（図９を参照）に、配置される。

ステップＳ２１１では、プロセッサ２６ａは、作業機１３に作用する負荷が、第１閾値Ｔｈ１以上であるか否かを、判断する。

例えば、プロセッサ２６ａは、負荷センサ３４から取得した負荷データと、第１閾値Ｔｈ１を示す第１閾値データとに基づいて、作業機１３に作用する負荷と、第１閾値Ｔｈ１とを、認識する。

第１閾値データは、記憶装置２８に記録されている。第１閾値データが示す第１閾値Ｔｈ１は、固定値であっても、可変値であってもよい。詳細には、第１閾値Ｔｈ１は、作業機械１及び／又は作業機１３が動作不能となることを防止できる範囲であれば、固定値であっても、可変値であってもよい。

ここで、作業機１３に作用する負荷が、第１閾値Ｔｈ１未満である場合、プロセッサ２６ａは、ステップＳ２１２に進む。一方で、作業機１３に作用する負荷が、第１閾値Ｔｈ１以上である場合、プロセッサ２６ａは、図１２に示すステップＳ３０１に、進む。

ステップＳ２１２では、プロセッサ２６ａは、掘削壁５３の掘削を終了させるか否かを、判断する。例えば、作業機械１が置土の終端位置Ｐｃ３に到達した場合に、掘削壁５３の掘削を終了する。

また、プロセッサ２６ａは、入力装置２５ｂの操作に応じて、掘削壁５３の掘削の終了を決定してもよい。また、プロセッサ２６ａは、上述した施工計画データに基づいて、スロット掘削の終了を、決定してもよい。なお、図示を省略するが、壁掘削モードにおいても、プロセッサ２６ａは、ステップＳ１０７と同様に、現況地形データを更新する。

図１２に示すフローチャートに示すように、プロセッサ２６ａは、作業機１３に作用する負荷を軽減するための負荷軽減制御を、実行する。負荷軽減制御では、プロセッサ２６ａは、作業機１３に作用する負荷を軽減するように、作業機械１を動作させる。例えば、図１３Ａに示すように、プロセッサ２６ａは、作業機械１の走行経路を変更することによって、作業機１３に作用する負荷を軽減する。

ステップＳ３０１では、プロセッサ２６ａは、作業機械１の走行経路を変更する経路変更位置Ｐｄ１を、経路変更位置データとして、取得する。プロセッサ２６ａは、経路変更位置データを記憶装置２８に記録する。

例えば、プロセッサ２６ａは、負荷軽減制御の実行開始時の作業機械１の位置を、経路変更位置データとして、記憶装置２８に記録する。詳細には、作業機１３に作用する負荷が所定の第１閾値Ｔｈ１以上であるとプロセッサ２６ａが認識した時の作業機械１の位置を、プロセッサ２６ａは、経路変更位置データとして、記憶装置２８に記録する。

経路変更位置データが示す経路変更位置Ｐｄ１は、車体１１の位置で定義してもよいし、ブレード１８の刃先の位置で定義してもよい。経路変更位置Ｐｄ１は、作業機械１が掘削壁用の掘削経路Ｗ１から離脱する位置に、対応する。

また、ステップＳ３０１では、プロセッサ２６ａは、掘削壁５３における作業機械１の移動方向を変更するための移動データ（移動情報の一例）を、取得する。例えば、移動データは、経路変更位置Ｐｄ１を基準として定義される進行角度データ、及び経路変更位置Ｐｄ１を基準として定義される移動距離データを、含む。移動データは、記憶装置２８に記録されている。

ステップＳ３０２では、プロセッサ２６ａは、他の作業機械の作業データ（他の作業機械の作業情報の一例）を、取得する。これにより、プロセッサ２６ａは、他の作業機械の作業状態を認識する。例えば、プロセッサ２６ａは、他の作業機械に対して作業データを要求することによって、他の作業機械の作業データを取得する。また、プロセッサ２６ａは、他の作業機械から送信された作業データを受信することによって、他の作業機械の作業データを取得してもよい。

ステップＳ３０３では、プロセッサ２６ａは、他の作業機械の作業データに基づいて、作業機械１を、スロット５１，５２から、選択する。ここでは、掘削壁５３と、掘削壁５３に隣接する一方の掘削壁１５３との間には、第１スロット５１が形成されている。また、掘削壁５３と、掘削壁５３に隣接する他方の掘削壁２５３との間には、第２スロット５２が形成されている。

ここで、掘削壁１５３で作業をしている他の作業機械があり、且つ掘削壁２５３で作業をしている他の作業機械がないと、判断された場合、プロセッサ２６ａは、第２スロット５２を選択する。一方で、掘削壁２５３で作業をしている他の作業機械があり、且つ掘削壁１５３で作業をしている他の作業機械がないと、判断された場合、プロセッサ２６ａは、第１スロット５１を選択する。

これにより、作業機械１が、掘削壁用の掘削経路Ｗ１から、第１スロット５１又は第２スロット５２に離脱した際に、作業機械１と他の作業機械との衝突等を防ぐことができる。

なお、他の作業機械が、掘削壁５３に隣接する１対の掘削壁１５３，２５３の両方で、作業をしていないと判断された場合、プロセッサ２６ａは、第１スロット５１及び第２スロット５２のいずれか一方を、任意に選択する。

ステップＳ３０４では、プロセッサ２６ａは、作業機械１に対して、作業機１３に作用する負荷を軽減するための離脱開始を、指示する。例えば、プロセッサ２６ａは、上述した移動データに基づいて、作業機械１を、第１スロット５１又は第２スロット５２に移動させる。

例えば、プロセッサ２６ａは、掘削壁５３の掘削中における作業機械１の進行方向に対して、進行角度データが示す所定の進行角度で、作業機械１を、第１スロット５１又は第２スロット５２に向けて、移動させる。また、プロセッサ２６ａは、掘削壁５３の掘削中における作業機械１の進行方向に延びる直線を基準として、移動距離データが示す移動距離だけ、作業機械１を、第１スロット５１又は第２スロット５２に向けて、移動させる。

これにより、作業機械１は、掘削壁用の掘削経路Ｗ１から、第１スロット５１又は第２スロット５２に離脱する。ここで、作業機械１が第１スロット５１に離脱した場合、プロセッサ２６ａは、作業機械１を、第１スロット５１の始端位置Ｐａ１から終端位置Ｐｂ１に向かう方向に、移動させる。一方で、作業機械１が第２スロット５２に離脱した場合、プロセッサ２６ａは、作業機械１を、第２スロット５２の始端位置Ｐａ２から終端位置Ｐｂ２に向かう方向に、移動させる。

なお、図１３Ａでは、第１及び第２スロット５１，５２の離脱経路が、“Ａ３１”及び“Ａ３２”によって示されている。

ステップＳ３０５からステップＳ３０９までの処理によって、作業機械１は復帰動作を行う。詳細には、後述するステップＳ３０５において“Ｙｅｓ”である場合からステップＳ３０９までの処理によって、作業機械１は復帰動作を行う。なお、後述するステップＳ３０５で“Ｎｏ”である場合は、作業機械１は、ブレード１８に保持された土が排土された際に、作業機械１は復帰動作を開始する。

ステップＳ３０５では、プロセッサ２６ａは、作業機１３に作用する負荷が第２閾値Ｔｈ２未満であるか否かを、判断する。この判断は、ブレード１８に保持された土が、ブレード１８から排出されたか否かを判断するためのものである。なお、第２閾値Ｔｈ２は、第１閾値Ｔｈ１より小さい。

例えば、プロセッサ２６ａは、負荷センサ３４から取得した負荷データと、第２閾値Ｔｈ２を示す第２閾値データとに基づいて、作業機１３に作用する負荷と、第２閾値Ｔｈ２とを、認識する。なお、第２閾値データは、記憶装置２８に記録されている。第２閾値データが示す第２閾値Ｔｈ２は、固定値であっても、可変値であってもよい。

ここで、作業機１３に作用する負荷が、第２閾値Ｔｈ２未満である場合（Ｓ３０５でＹｅｓ）、プロセッサ２６ａは、ステップＳ３０６に進む。例えば、この場合は、プロセッサ２６ａは、ブレード１８に保持された土が、ブレード１８から排出されたと判断し、ステップＳ３０６に進む。これにより、作業機械１は復帰動作を開始する。

一方で、作業機１３に作用する負荷が、第２閾値Ｔｈ２以上である場合（Ｓ３０５でＮｏ）、プロセッサ２６ａは、作業機１３に作用する負荷が、第２閾値Ｔｈ２未満になるまで、作業機１３に作用する負荷を監視する。例えば、この場合は、プロセッサ２６ａは、ブレード１８に保持された土が、未だブレード１８に保持されていると判断し、ブレード１８から排出されるまで、作業機１３に作用する負荷を監視する。

この状態では、作業機械１は、ブレード１８に保持された土が排土されるまで、第１スロット５１又は第２スロット５２に沿って、移動する。ここで、ブレード１８に保持された土が、排土されると、作業機械１は復帰動作を開始する。

作業機械１が復帰動作を開始する場合、プロセッサ２６ａは、現状の掘削壁５３の高さに応じて、復帰経路を選択する。例えば、ステップＳ３０６では、プロセッサ２６ａは、現状の掘削壁５３の高さが第３閾値Ｔｈ３未満であるか否かを、判断する。例えば、プロセッサ２６ａは、現状の掘削壁５３の高さを示す第４高さデータと、第３閾値Ｔｈ３を示す第３閾値データとに基づいて、現状の掘削壁５３の高さと、第３閾値Ｔｈ３とを、認識する。

なお、第３閾値データは、記憶装置２８に記録されている。第３閾値データが示す第３閾値Ｔｈ３は、固定値であっても、可変値であってもよい。

ここで、現状の掘削壁５３の高さが第３閾値Ｔｈ３未満である場合、プロセッサ２６ａは、作業機械１を後進させることによって、経路変更位置Ｐｄ１に到達させる。すなわち、ステップＳ３０７において、プロセッサ２６ａは、作業機械１を、第１復帰動作によって、経路変更位置Ｐｄ１に到達させる。

一方で、現状の掘削壁５３の高さが第３閾値Ｔｈ３以上である場合、プロセッサ２６ａは、作業機械１が経路変更位置Ｐｄ１を通過するまで作業機械１を後進させた後、作業機械１を、前進させることによって、経路変更位置Ｐｄ１に到達させる。すなわち、ステップＳ３０８において、プロセッサ２６ａは、作業機械１を、第２復帰動作によって、経路変更位置Ｐｄ１に到達させる。

ステップＳ３０９では、プロセッサ２６ａは、作業機械１が経路変更位置Ｐｄ１に到達したか否かを、判断する。例えば、プロセッサ２６ａは、現在位置データに基づいて、作業機械１が経路変更位置Ｐｄ１に到達したか否かを、判断する。

ここで、現在位置データが示す作業機械１の位置が、所定の範囲において経路変更位置Ｐｄ１に一致した場合、プロセッサ２６ａは、作業機械１が経路変更位置Ｐｄ１に到達したと判断する。この判断より、作業機械１は復帰動作を終了し、プロセッサ２６ａはステップＳ２１０の処理を実行する。これにより、掘削壁５３の掘削が再開される。

一方で、現在位置データが示す作業機械１の位置が、所定の範囲外に位置する場合、プロセッサ２６ａは、作業機械１が経路変更位置Ｐｄ１に未到達である判断する。この場合、プロセッサ２６ａは、作業機械１の位置が、所定の範囲において経路変更位置Ｐｄ１に一致するまで、作業機械１の位置を監視する。

上述した本実施形態に係る作業機械１の制御システム３では、作業機械１が掘削壁５３を自動で掘削することができる。また、掘削壁５３の掘削中に作業機１３に作用する負荷が大きくなった場合に、プロセッサ２６ａが、作業機械１が第１スロット５１又は第２スロット５２に移動するので、作業機１に作用する負荷を、軽減することができる。

＜上記実施形態の変形例＞
（Ａ）上記実施形態の変形例として、プロセッサ２６ａは、次のように、作業機械１に対して、作業機１３に作用する負荷を軽減するための離脱開始を、指示してもよい。

ステップＳ３０１では、プロセッサ２６ａは、経路変更位置Ｐｄ１を、経路変更位置データとして認識し、経路変更位置データを記憶装置２８に記録する。

また、ステップＳ３０１では、プロセッサ２６ａは、掘削壁５３における作業機械１の移動方向を変更するための移動データ（移動情報の一例）を、取得する。移動データは、第１スロット５１及び第２スロット５２の中心線の位置を示すスロット中心データ（第１座標情報の一例）を、含む。

プロセッサ２６ａは、現況地形データに基づいて、スロット中心データを認識する。スロット中心データは、第１スロット５１の中心線Ｃ１の位置を示す第１座標データと、第２スロット５２の中心線Ｃ２の位置を示す第２座標データとを、含む。

図１３Ａでは、第１スロット５１の中心線が、“Ｃ１”によって示されている。第２スロット５２の中心線が、“Ｃ２”によって示されている。図１３Ａに示すように、Ｘ軸方向及びＹ軸方向を、定義する。

本変形例では、第１スロット５１の中心線Ｃ１及び第２スロット５２の中心線Ｃ２がＹ軸方向に沿って延びる場合の例を、示す。この場合、Ｘ軸方向は、Ｙ軸方向に直交する方向であり、第１及び第２スロット５１，５２の幅方向に対応する。

なお、本変形例では、第１スロット５１の中心線Ｃ１及び第２スロット５２の中心線Ｃ２がＹ軸方向に沿って延びる場合の例を示すが、第１スロット５１の中心線Ｃ１及び第２スロット５２の中心線Ｃ２は、Ｙ軸と交差する方向に延びていてもよい。

第１座標データは、第１スロット５１の中心線Ｃ１上の座標データ（Ｘ座標及びＹ座標データ）を、含む。第２座標データは、第２スロット５２の中心線Ｃ２上の座標データ（Ｘ座標及びＹ座標データ）を、含む。

また、プロセッサ２６ａは、ＧＮＳＳレシーバ３２によって生成された現在位置データを、取得する。現在位置データは、作業機械１の現在位置の座標データ（Ｘ座標データ及びＹ座標データ）を、含む。

ステップＳ３０２及びステップＳ３０３の処理は、上記実施形態と同じ処理であるので、説明を省略する。

ステップＳ３０４では、プロセッサ２６ａは、スロット中心データ及び現在位置データに基づいて、作業機械１を、第１スロット５１又は第２スロット５２に移動させる。

例えば、プロセッサ２６ａは、現在位置データの座標データ及び第１スロット５１の中心線Ｃ１の位置を示す座標データに基づいて、作業機械１を、経路変更位置Ｐｄ１から第１スロット５１の中心線Ｃ１に向けて、移動させる。

また、プロセッサ２６ａは、現在位置データの座標データ及び第２スロット５２の中心線Ｃ２の位置を示す座標データに基づいて、作業機械１を、経路変更位置Ｐｄ１から第２スロット５２の中心線Ｃ２に向けて、移動させる。

詳細には、作業機械１が第１スロット５１の中心線Ｃ１に向けて移動する場合、プロセッサ２６ａは、作業機械１のブレード１８をチルトさせることによって、作業機械１の移動方向を第１スロット５１の中心線Ｃ１側に変更する。また、現在位置データのＸ座標データが、第１スロット５１の中心線Ｃ１を定義するＸ座標データに近づくように、プロセッサ２６ａは作業機械１を移動させる。

さらに、現在位置データのＸ座標データが、第１座標データのＸ座標データに充分に接近した場合、プロセッサ２６ａは、作業機械１のブレード１８を逆方向にチルトさせ、掘削壁５３にブレード１８を接触させる。この際にブレード１８が掘削壁５３から受ける反力によって、作業機械１の移動方向は、第１スロット５１の中心線Ｃ１に沿う方向に、変更される。その後、プロセッサ２６ａは、作業機械１を、第１スロット５１の始端位置Ｐａ１から終端位置Ｐｂ１に向かう方向に、移動させる。

一方で、作業機械１が第２スロット５２の中心線Ｃ２に向けて移動する場合は、作業機械１の移動方向を変更する形態を除いて、上述したように作業機械１を第１スロット５１の中心線Ｃ１に向けて移動する場合と、同じである。この場合、現在位置データのＸ座標データが、第２座標データのＸ座標データに充分に接近した場合、プロセッサ２６ａは、作業機械１のブレード１８のチルト方向を、上記のチルト方向と反対方向に指示することによって、作業機械１の移動方向を、第２スロット５２の中心線Ｃ２に沿う方向に、変更する。その後、プロセッサ２６ａは、作業機械１を、第２スロット５２の始端位置Ｐａ２から終端位置Ｐｂ２に向かう方向に、移動させる。

なお、上記のように、作業機械１を、第１スロット５１の中心線Ｃ１又は第２スロット５２の中心線Ｃ２に沿って、移動させる場合、現在位置データのＸ座標データは、第１座標データのＸ座標データ又は第２座標データのＸ座標データに、完全に一致していなくてもよい。

この場合、プロセッサ２６ａは、作業機械１を、第１スロット５１の中心線Ｃ１に沿って、移動させる。

例えば、プロセッサ２６ａは、第１スロット５１の幅データと、ブレード１８の幅を示すブレードデータとの第１差分を、算出する。プロセッサ２６ａは、第１座標データのＸ座標データに対して第１差分の１／２を加算及び減算することによって、第１範囲データを算出する。

プロセッサ２６ａは、現在位置データのＸ座標データが第１範囲データ内に含まれるように、第１範囲の外側において作業機械１のブレード１８を逆方向にチルトさせる。これにより、作業機械１の移動方向が、第１スロット５１の中心線Ｃ１に沿う方向に、変更される。また、現在位置データのＸ座標データは、移動方向の変更によって、第１範囲の内側に配置される。この状態において、プロセッサ２６ａは、作業機械１を、第１範囲の内側において、第１スロット５１の始端位置Ｐａ１から終端位置Ｐｂ１に向かう方向に、移動させる。

また、プロセッサ２６ａが、作業機械１を、第２スロット５２の中心線Ｃ２に沿って、移動させる場合は、上記と同様に、プロセッサ２６ａは、第２範囲データを算出する。この場合、第２範囲データを用いることによって、プロセッサ２６ａは、作業機械１を、第２範囲の内側において、第２スロット５２の始端位置Ｐａ２から終端位置Ｐｂ２に向かう方向に、移動させる。

このように構成しても、作業機械１が掘削壁５３を自動で掘削することができる。また、掘削壁５３の掘削中に作業機１３に作用する負荷が大きくなった場合に、プロセッサ２６ａが、作業機械１が第１スロット５１又は第２スロット５２に移動するので、作業機１に作用する負荷を、軽減することができる。

（Ｂ）上記実施形態の変形例として、プロセッサ２６ａは、次のように、作業機械１に対して、作業機１３に作用する負荷を軽減するための離脱開始を、指示してもよい。

ステップＳ３０１では、プロセッサ２６ａは、経路変更位置Ｐｄ１を、経路変更位置データとして認識し、経路変更位置データを記憶装置２８に記録する。

また、ステップＳ３０１では、プロセッサ２６ａは、掘削壁５３における作業機械１の移動方向を変更するための移動データ（移動情報の一例）を、取得する。移動データは、第１及び第２スロット５１，５２における掘削壁５３側のスロット端の位置を示す側端データ（第２座標情報の一例）を、含む。

図１３Ｂでは、第１スロット５１のスロット端が、“Ｅ１”によって示されている。第２スロット５２のスロット端が、“Ｅ２”によって示されている。ブレード１８の幅は、“ＷＤ”によって示されている。

例えば、プロセッサ２６ａは、現況地形データに基づいて、側端データを認識する。側端データは、第１スロット５１おける掘削壁５３側のスロット端Ｅ１の位置を示すＸ座標データと、第２スロット５２における掘削壁５３側のスロット端Ｅ２の位置を示すＸ座標データとを、含む。

また、ここでは、プロセッサ２６ａは、ＧＮＳＳレシーバ３２によって生成された現在位置データを、取得する。現在位置データは、作業機械１の現在位置の座標データ（Ｘ座標データ及びＹ座標データ）を、含む。さらに、プロセッサ２６ａは、記憶装置２８に記録されたブレード１８の幅を示すブレードデータ（幅情報の一例）を、取得する。

ステップＳ３０２及びステップＳ３０３の処理は、上記実施形態と同じ処理であるので、説明を省略する。

ステップＳ３０４では、プロセッサ２６ａは、側端データ及び現在位置データに基づいて、作業機械１を、経路変更位置Ｐｄ１からスロット端Ｅ１，Ｅ２に向けて、移動させる。また、プロセッサ２６ａは、ブレードデータに基づいて、作業機械１をスロット端Ｅ１，Ｅ２から第１又は第２スロット５１，５２の中心線Ｃ１，Ｃ２に向けて、移動させる。

例えば、プロセッサ２６ａは、作業機械１の現在位置の座標データ（Ｘ座標データ及びＹ座標データ）、及び側端データ（第１スロット５１における掘削壁５３側のスロット端Ｅ１の位置を示すＸ座標データ）に基づいて、作業機械１を、経路変更位置Ｐｄ１から第１スロット５１のスロット端Ｅ１に、移動させる。また、プロセッサ２６ａは、ブレード１８の幅ＷＤの１／２だけ、作業機械１を、第１スロット５１のスロット端Ｅ１から、第１スロット５１の中心線Ｃ１に向けて、移動させる。これにより、作業機械１は、第１スロット５１上に配置される。この状態において、プロセッサ２６ａは、作業機械１を、第１スロット５１の始端位置Ｐａ１から終端位置Ｐｂ１に向かう方向に、移動させる。

例えば、プロセッサ２６ａは、作業機械１の現在位置の座標データ（Ｘ座標データ及びＹ座標データ）、及び側端データ（第２スロット５２における掘削壁５３側のスロット端Ｅ２の位置を示すＸ座標データ）に基づいて、作業機械１を、経路変更位置Ｐｄ１から第２スロット５２のスロット端Ｅ２に、移動させる。また、プロセッサ２６ａは、ブレード１８の幅ＷＤの１／２だけ、作業機械１を、第２スロット５２のスロット端Ｅ２から、第２スロット５２の中心線Ｃ２に向けて、移動させる。これにより、作業機械１は、第２スロット５２上に配置される。この状態において、プロセッサ２６ａは、作業機械１を、第２スロット５２の始端位置Ｐａ２から終端位置Ｐｂ２に向かう方向に、移動させる。

ここで、作業機械１が、経路変更位置Ｐｄ１から、第１又は第２スロット５１，５２に離脱する際には、作業機械１の移動方向を変更する必要がある。この作業機械１の移動方向の変更は、上記変形例（Ａ）と同様に行われる。

なお、第１及び第２スロット５１，５２におけるスロット端Ｅ１，Ｅ２のＸ座標データは、第１及び第２スロット５１，５２の中心線Ｃ１，Ｃ２の位置を示すＸ座標データと、第１及び第２スロット５１，５２の幅を示すスロット幅データとに基づいて、算出されてもよい。

このように構成しても、作業機械１が掘削壁５３を自動で掘削することができる。また、掘削壁５３の掘削中に作業機１３に作用する負荷が大きくなった場合に、プロセッサ２６ａが、作業機械１が第１スロット５１又は第２スロット５２に移動するので、作業機１に作用する負荷を、軽減することができる。

（Ｃ）上記実施形態の変形例として、プロセッサ２６ａは、次のように、作業機械１に対して、作業機１３に作用する負荷を軽減するための離脱開始を、指示してもよい。

図１５に示すフローチャートに示すように、プロセッサ２６ａは、作業機１３に作用する負荷を軽減するための負荷軽減制御を、実行する。例えば、図１３Ａに示すように、プロセッサ２６ａは、作業機械１の走行経路を変更することによって、作業機１３に作用する負荷を軽減する。

ステップＳ４０１の処理は、上記のステップＳ３０１の処理と同様である。

ステップＳ４０２では、プロセッサ２６ａは、離脱経路データ（第２経路情報の一例）を取得する。離脱経路データは、第１離脱経路Ａ３１を示す第１離脱経路データと、第２離脱経路Ａ３２を示す第２離脱経路データとの少なくともいずれか一方を、有する。

ここで、第１離脱経路Ａ３１は、掘削壁５３に隣接する第１スロット５１を含む経路である。第２離脱経路Ａ３２は、掘削壁５３に隣接する第２スロット５２を含む経路である。第１及び第２離脱経路Ａ３１，Ａ３２は、作業機１３に作用する負荷を軽減するために用いられる経路である。

プロセッサ２６ａは、掘削壁５３に隣接する第１及び第２スロット５１，５２の現況地形データ及び上記の移動データに基づいて、離脱経路データを設定する。ここで用いられる現況地形データは、スロット情報の一例である。

例えば、離脱経路は、第１離脱経路Ａ３１と、第２離脱経路Ａ３２とを、有する。第１離脱経路Ａ３１は、経路変更位置Ｐｄ１と、第１スロット５１の始端位置Ｐａ１と、第１スロット５１の終端位置Ｐｂ１と、置土の終端位置Ｐｃ１とによって、定義される。

ここで、第１離脱経路Ａ３１において、経路変更位置Ｐｄ１から、第１スロット５１の始端位置Ｐａ１及び第１スロット５１の終端位置Ｐｂ１の間の経路に向かう進行角度は、進行角度データに基づいて設定される。また、経路変更位置Ｐｄ１から、第１スロット５１の始端位置Ｐａ１及び第１スロット５１の終端位置Ｐｂ１の間の経路までの距離は、移動距離データに基づいて、設定される。

なお、移動距離データは、進行角度データ、第１スロット５１の掘削始端位置データ、及び第１スロット５１の掘削終端位置データに基づいて、設定してもよい。

また、第２離脱経路Ａ３２は、経路変更位置Ｐｄ１と、第２スロット５２の始端位置Ｐａ２と、第２スロット５２の終端位置Ｐｂ２と、置土の終端位置Ｐｃ２とによって、定義される。

ここで、第２離脱経路Ａ３２において、経路変更位置Ｐｄ１から、第２スロット５２の始端位置Ｐａ２及び第２スロット５２の終端位置Ｐｂ２の間の経路に向かう進行角度は、進行角度データに基づいて設定される。また、経路変更位置Ｐｄ２から、第２スロット５２の始端位置Ｐａ２及び第２スロット５２の終端位置Ｐｂ２の間の経路までの距離は、移動距離データに基づいて、設定される。

なお、移動距離データは、進行角度データ、第２スロット５２の掘削始端位置データ、及び第２スロット５２の掘削終端位置データに基づいて、設定してもよい。

第１離脱経路Ａ３１を定義するための位置Ｐｄ１，Ｐａ１，Ｐｂ１，Ｐｃ１に対応するデータは、第１離脱経路データとして、記憶装置２８に記録される。第２離脱経路Ａ３２を定義するための位置Ｐｄ１，Ｐａ２，Ｐｂ２，Ｐｃ２に対応するデータは、第２離脱経路データとして、記憶装置２８に記録される。

具体的には、図１３Ａに示すように、第１離脱経路Ａ３１は、経路変更位置Ｐｄ１から、第１スロット５１の始端位置Ｐａ１及び第１スロット５１の終端位置Ｐｂ１を結ぶ直線に向かう経路と、第１スロット５１の始端位置Ｐａ１から第１スロット５１の終端位置Ｐｂ１に向かう経路とを、有する。また、第１離脱経路Ａ３１は、第１スロット５１の終端位置Ｐｂ１から、第１スロット５１の置土の終端位置Ｐｃ１に向かう経路を、さらに有する。

第２離脱経路Ａ３２は、経路変更位置Ｐｄ１から、第２スロット５２の始端位置Ｐａ２及び第２スロット５２の終端位置Ｐｂ２を結ぶ直線に向かう経路と、第２スロット５２の始端位置Ｐａ２から第２スロット５２の終端位置Ｐｂ２に向かう経路とを、有する。また、第２離脱経路Ａ３２は、第２スロット５２の終端位置Ｐｂ２から、第２スロット５２の置土の終端位置Ｐｃ２に向かう経路を、さらに有する。

ステップＳ４０３の処理は、上記のステップＳ３０２の処理と同様である。

ステップＳ４０４では、プロセッサ２６ａは、他の作業機械の作業データに基づいて、離脱経路データを設定する。例えば、プロセッサ２６ａは、他の作業機械の動作データに基づいて、他の作業機械が、掘削壁５３に隣接する１対の掘削壁１５３，２５３（図４を参照）のいずれか一方で、作業をしているか否かを、判断する。

ここで、掘削壁１５３で作業をしている他の作業機械があり、且つ掘削壁２５３で作業をしている他の作業機械がないと、判断された場合、プロセッサ２６ａは、第２スロット５２側の第２離脱経路Ａ３２、例えば第２離脱経路データを、選択する。

一方で、掘削壁２５３で作業をしている他の作業機械があり、且つ掘削壁１５３で作業をしている他の作業機械がないと、判断された場合、プロセッサ２６ａは、第１スロット５１側の第１離脱経路Ａ３１、例えば第１離脱経路データを、選択する。

ステップＳ４０５の処理は、上記のステップＳ３０４の処理と同様である。ここでは、作業機械１は、掘削壁用の掘削経路Ｗ１から、第１離脱経路Ａ３１又は第２離脱経路Ａ３２に、離脱する。

作業機械１が離脱すると、プロセッサ２６ａは、第１離脱経路データ又は第２離脱経路データに基づいて、作業機械１を、経路変更位置Ｐｄ１から、第１スロット５１の終端位置Ｐｂ１又は第２スロット５２の終端位置Ｐｂ２に向けて、移動させる。

また、プロセッサ２６ａは、第１離脱経路データ又は第２離脱経路データに基づいて、作業機械１を、第１スロット５１の終端位置Ｐｂ１又は第２スロット５２の終端位置Ｐｂ２から、第１スロット５１の置土の終端位置Ｐｃ１又は第２スロット５２の置土の終端位置Ｐｃ２に向けて、移動させる。

ステップＳ４０６及びステップＳ４０７の処理は、上記のステップＳ３０５及びステップＳ３０６の処理と同様である。

ステップＳ４０８では、プロセッサ２６ａは、作業機械１を、第１復帰動作によって、経路変更位置Ｐｄ１に到達させる。例えば、現状の掘削壁５３の高さが第３閾値Ｔｈ３未満である場合（ステップＳ４０７でＹｅｓ）、プロセッサ２６ａは、作業機械１を後進させることによって経路変更位置Ｐｄ１に到達させる第１復帰経路（図１４のＡ４１ａ，Ａ４２ａを参照）を、復帰経路として設定する（Ｓ４０８）。

一方で、ステップＳ４０９では、プロセッサ２６ａは、作業機械１を、第２復帰動作によって、経路変更位置Ｐｄ１に到達させる。例えば、現状の掘削壁５３の高さが第３閾値Ｔｈ３以上である場合（ステップＳ４０７でＮｏ）、プロセッサ２６ａは、作業機械１が経路変更位置Ｐｄ１を通過するまで作業機械１を後進させた後、作業機械１を前進させることによって経路変更位置Ｐｄ１に到達させる第２復帰経路（図１４のＡ４１ｂ，Ａ４２ｂを参照）を、復帰経路として設定する（Ｓ４０９）。

詳細には、ステップＳ４０８及びステップＳ４０９では、プロセッサ２６ａは、復帰経路データ（第３経路情報の一例）を取得する。例えば、復帰経路データは、第１復帰経路データと、第２復帰経路データとを、有する。

第１復帰経路データは、作業機械１を後進させることによって経路変更位置Ｐｄ１に到達させる第１復帰経路Ａ４１ａ，Ａ４２ａを、示す。

詳細には、第１復帰経路データは、経路変更位置Ｐｄ１と、第１スロット５１の終端位置Ｐｂ１と、第１スロット５１の置土の終端位置Ｐｃ１と、第１スロット５１の始端位置Ｐａ１とを示すデータから、構成される。第１復帰経路データは、記憶装置２８に記録される。プロセッサ２６ａは、第１復帰経路データに基づいて、第１復帰経路Ａ４１ａ，Ａ４２ａを認識する。

第２復帰経路データは、作業機械１が経路変更位置Ｐｄ１を通過するまで、作業機械１を後進させた後、作業機械１を前進させることによって経路変更位置Ｐｄ１に到達させる第２復帰経路Ａ４１ｂ，Ａ４２ｂを、示す。

詳細には、第２復帰経路データは、経路変更位置Ｐｄ１と、第２スロット５２の終端位置Ｐｂ２と、第２スロット５２の置土の終端位置Ｐｃ２と、第２スロット５２の始端位置Ｐａ２とを示すデータから、構成される。第２復帰経路データは、記憶装置２８に記録される。プロセッサ２６ａは、第２復帰経路データに基づいて、第２復帰経路Ａ４１ｂ，Ａ４２ｂを認識する。

プロセッサ２６ａは、上記の復帰経路データに基づいて、作業機械１を復帰経路に沿って移動させる。

例えば、プロセッサ２６ａは、記憶装置２８に記録された復帰経路データ（第１復帰経路データ又は第２復帰経路データ）を参照し、復帰経路データに対応する復帰経路に沿って作業機械１を動作させるための復帰動作を、指示する。これにより、作業機械１は、復帰経路に沿って移動する。

例えば、プロセッサ２６ａが復帰経路として第１復帰経路Ａ４１ａ，Ａ４２ａを認識した場合、まず、プロセッサ２６ａは、掘削の終端位置Ｐｂ１，Ｐｂ２又は置土の終端位置Ｐｃ１，Ｐｃ２から、掘削の始端位置Ｐａ１，Ｐａ２に向かって、作業機械１を後進させる。次に、プロセッサ２６ａは、経路変更位置Ｐｄ１の近傍において、作業機械１を経路変更位置Ｐｄ１に向けて斜行させる。このようにして、作業機械１は、経路変更位置Ｐｄ１に到達する。

一方で、プロセッサ２６ａが復帰経路として第２復帰経路Ａ４１ｂ，Ａ４２ｂを認識した場合、まず、プロセッサ２６ａは、掘削の終端位置Ｐｂ１，Ｐｂ２又は置土の終端位置Ｐｃ１，Ｐｃ２から、掘削の始端位置Ｐａ１，Ｐａ２に向かって、作業機械１を後進させる。次に、プロセッサ２６ａは、作業機械１が経路変更位置Ｐｄ１を通過するまで、作業機械１を後進させる。

最後に、プロセッサ２６ａは、作業機械１を経路変更位置Ｐｄ１に向けて前進させる。この際には、プロセッサ２６ａは、掘削壁５３の掘削開始位置Ｐｗ１及び掘削壁５３の終端位置Ｐｂ３の間に作業機械１を配置した後に、作業機械１を経路変更位置Ｐｄ１に向けて前進させてもよい。また、プロセッサ２６ａは、掘削の始端位置Ｐａ１，Ｐａ２及び掘削の終端位置Ｐｂ１，Ｐｂ２の間に配置された作業機械１を、経路変更位置Ｐｄ１に向けて斜行させながら前進させてもよい。

ステップＳ４１０の処理は、上記のステップＳ３０９の処理と同様である。

このように構成しても、作業機械１が掘削壁５３を自動で掘削することができる。また、掘削壁５３の掘削中に作業機１３に作用する負荷が大きくなった場合に、プロセッサ２６ａが、作業機械１が第１スロット５１又は第２スロット５２に移動するので、作業機１に作用する負荷を、軽減することができる。また、作業機１３に作用する負荷が軽減された場合には、作業機械１を掘削壁５３の掘削に復帰させることができる。

（他の実施形態）
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。

（ａ）上記実施形態で説明した作業機械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、油圧ショベル等の他の作業機械であってもよい。作業機械１は、電動モータで駆動される作業機械であってもよい。現況地形は、石炭、或いは鉄鉱石などの素材（material）を有するものであってもよい。

（ｂ）上記実施形態で説明した作業機械１は、遠隔操縦可能な作業機械であってもよい。この場合、制御システムの一部は、作業機械１の外部に配置されてもよい。例えば、プロセッサ２６ａは、作業機械１の外部に配置されてもよいし、作業現場から離れたコントロールセンタ内に配置されてもよい。また、この場合、作業機械１は、運転室１４を備えない作業機械であってもよい。

（ｃ）上記実施形態で説明したコントローラ２６は、図１６に示すように、複数のコントローラ２６１，２６２を、有してもよい。例えば、コントローラ２６は、作業機械の外部に配置されるリモートコントローラ２６１と、作業機械に搭載される車載コントローラ２６２とを、有していてもよい。

この場合、リモートコントローラ２６１と車載コントローラ２６２とは通信装置３８，３９を介して無線により通信可能に構成される。この場合、上述したコントローラ２６の機能の一部が、リモートコントローラ２６１によって実行され、上述したコントローラ２６の機能の他の機能が、車載コントローラ２６２によって実行される。

例えば、目標設計地形７０を設定する処理が、リモートコントローラ２６１によって実行され、走行装置１２、作業機１３、エンジン２２、動力伝達装置２４等に動作命令を指示する処理が、車載コントローラ２６２によって実行される。

（ｄ）上記実施形態で説明した目標設計地形７０の決定方法は、上記実施形態のものに限らず、変更されてもよい。プロセッサ２６ａは、作業機１３への負荷、目標角度、目標位置などのパラメータに基づいて、目標設計地形７０を設定してもよい。また、目標設計地形７０は、施工計画データによって予め決定されていてもよい。

（ｅ）上記実施形態で説明した操作装置２５ａ及び入力装置２５ｂは、作業機械１の外部に配置されてもよい。その場合、運転室１４は、作業機械１から省略されてもよい。また、操作装置２５ａ及び入力装置２５ｂが、作業機械１から省略されてもよい。

（ｆ）上記実施形態で説明した現況地形５０は、上述した位置センサ３１に限らず、他の装置によって取得されてもよい。例えば、図１７に示すように、外部の装置からのデータを受け付けるインターフェ−ス装置３７によって、現況地形５０が取得されてもよい。インターフェ−ス装置３７は、外部の計測装置４１が計測した現況地形データを無線によって受信してもよい。また、インターフェ−ス装置３７は、記録媒体の読み取り装置を有し、この記録媒体を介して、外部の計測装置４１が計測した現況地形データを、所得してもよい。

（ｇ）上記実施形態で説明したスロット掘削モード及び壁掘削モードにおける制御形態は、上記実施形態のものに限られない。例えば、上記実施形態では、２つのスロット５１，５２が形成された後に、その間の掘削壁５３の掘削が行われている。しかし、３つ以上のスロットが形成された後に、これらスロット間の複数の掘削壁の掘削が、行われてもよい。

（ｈ）上記実施形態で説明した壁掘削モードにおいて、作業範囲データは、オペレータが入力装置２５ｂを操作することで設定されてもよい。また、プロセッサ２６ａは、第１スロット５１の掘削の始端位置Ｐａ１の側方位置と、第２スロット５２の掘削の始端位置Ｐａ２の側方位置とのいずれか一方を、掘削壁５３の掘削の始端位置として、設定してもよい。

また、プロセッサ２６ａは、第１スロット５１の掘削の終端位置Ｐｂ１の側方位置と、第２スロット５２の掘削の終端位置Ｐｂ２の側方位置とのいずれか一方を、掘削壁５３の掘削の終端位置として、決定してもよい。また、プロセッサ２６ａは、第１スロット５１の置土の終端位置Ｐｃ１の側方位置と、第２スロット５２の置土の終端位置Ｐｃ２の側方位置とのいずれか一方を、掘削壁５３の置土の終端位置として、決定してもよい。

（Ｉ）上記実施形態では、プロセッサ２６ａは、第１スロット５１と第２スロット５２とのうち高い方の高さから、掘削壁５３の掘削高さを決定する場合の例を示したが、第１スロット５１と第２スロット５２とのうち低い方の高さから、掘削壁５３の掘削高さを決定してもよい。また、プロセッサ２６ａは、第１スロット５１の高さと第２スロット５２の高さの中間値から、掘削壁５３の掘削高さを決定してもよい。

本発明によれば、掘削壁を自動で掘削することができる。

１ 作業機械
１３ 作業機
２６ コントローラ
２６ａ プロセッサ
３４ 負荷センサ
５１ 第１スロット
５２ 第２スロット
５３ 掘削壁
Ｗ１ 掘削壁用の掘削経路
Ａ３１ 第１離脱経路（離脱経路）
Ａ３２ 第２離脱経路（離脱経路）
Ｔｈ１ 第１閾値
Ｔｈ２ 第２閾値
Ｔｈ３ 第３閾値

Claims (24)

1. 作業機を含む作業機械を制御するためのシステムであって、
   前記作業機に作用する負荷を検出する負荷センサと、
   複数のスロットの間に形成される掘削壁を掘削するように、前記作業機械を制御するプロセッサと、
   を備え、
   前記プロセッサは、前記掘削壁の掘削中に前記負荷が第１閾値以上である場合、前記作業機械を、前記掘削壁に隣接する隣接スロットのいずれか一方に、移動させる、
   システム。
   
2. 前記プロセッサは、
   作業機械の移動方向を変更するための移動情報を、取得し、
   前記移動情報に基づいて、前記作業機械を前記隣接スロットのいずれか一方に移動させる、
   請求項１に記載のシステム。
   
3. 前記移動情報は、前記隣接スロットの中心線の位置を示す第１座標情報を、含み、
   前記プロセッサは、
   前記第１座標情報を、取得し、
   前記掘削壁の掘削中に前記負荷が第１閾値以上である場合、前記第１座標情報に基づいて、前記作業機械を、前記作業機械の現在位置から前記隣接スロットの中心線に向けて移動させる、
   請求項２に記載のシステム。
   
4. 前記移動情報は、前記隣接スロットにおいて前記掘削壁側のスロット端の位置を示す第２座標情報を、含み、
   前記プロセッサは、
   前記第２座標情報と、前記作業機の幅を示す幅情報とを、取得し、
   前記掘削壁の掘削中に前記負荷が第１閾値以上である場合、前記第２座標情報に基づいて前記作業機械を前記現在位置から前記側端位置に向けて移動させ、前記幅情報に基づいて前記作業機械を前記側端位置から前記隣接スロットに移動させる、
   請求項２に記載のシステム。
   
5. 前記プロセッサは、
   前記掘削壁を掘削するための第１走行経路を示す第１経路情報と、前記隣接スロットの少なくとも一方の第２走行経路を示す第２経路情報とを、取得し、
   前記掘削壁の掘削中に前記負荷が前記第１閾値以上である場合、前記第２経路情報に基づいて、前記作業機械の走行経路を前記第１走行経路から前記第２走行経路に変更し、前記作業機械を前記第２走行経路に沿って動作させる、
   請求項１に記載のシステム。
   
6. 前記プロセッサは、
   前記隣接スロットの少なくとも一方に関するスロット情報を、取得し、
   前記スロット情報に含まれる前記隣接スロットの地形情報に基づいて、前記第１経路情報及び前記第２経路情報を設定する、
   請求項５に記載のシステム。
   
7. 前記プロセッサは、他の作業機械の作業情報に基づいて、前記作業機械を前記隣接スロットのいずれか一方に移動させる、
   請求項１に記載のシステム。
   
8. 前記プロセッサは、前記第２走行経路から前記第１走行経路に復帰するための第３走行経路を示す第３経路情報を、取得し、前記第３経路情報に基づいて、前記作業機械を前記第３走行経路に沿って動作させる、
   請求項５に記載のシステム。
   
9. 前記負荷が、前記第１閾値より小さい第２閾値未満である場合に、前記プロセッサは、前記第３経路情報に基づいて、前記作業機械を前記第３走行経路に沿って動作させる、
   請求項８に記載のシステム。
   
10. 前記プロセッサは、
    前記掘削壁に関する掘削壁情報を、取得し、
    前記掘削壁情報に含まれる前記掘削壁の高さ情報に基づいて、前記第３経路情報を設定する、
    請求項８に記載のシステム。
    
11. 前記プロセッサは、
    前記第１走行経路から前記第２走行経路への経路変更位置を、認識し、
    前記高さ情報が第３閾値未満である場合、前記第３走行経路において、前記作業機械を後進させることによって前記経路変更位置に到達させる、
    請求項１０に記載のシステム。
    
12. 前記プロセッサは、
    前記高さ情報が第３閾値以上である場合、前記第３走行経路において、前記経路変更位置を通過するまで前記作業機械を後進させた後、前記作業機械を前進させることによって前記経路変更位置に到達させる、
    請求項１０に記載のシステム。
    
13. 作業機を含む作業機械を制御するためにプロセッサが実行する方法であって、
    前記作業機に作用する負荷を検出することと、
    複数のスロットの間に形成される掘削壁を掘削するように、前記作業機械を制御することと、
    前記掘削壁の掘削中に前記負荷が第１閾値以上である場合、前記作業機械を、前記掘削壁に隣接する隣接スロットのいずれか一方に、移動させることと、
    を備える方法。
    
14. 作業機械の移動方向を変更するための移動情報を、取得することと、
    前記移動情報に基づいて、前記作業機械を前記隣接スロットのいずれか一方に移動させることとを、含む、
    請求項１３に記載の方法。
    
15. 前記移動情報は、前記隣接スロットの中心線の位置を示す第１座標情報を、含み、
    前記第１座標情報を、取得することと、
    前記掘削壁の掘削中に前記負荷が第１閾値以上である場合、前記第１座標情報に基づいて、前記作業機械を、前記作業機械の現在位置から前記隣接スロットの中心に向けて移動させることとを、含む、
    請求項１４に記載の方法。
    
16. 前記移動情報は、前記隣接スロットにおいて前記掘削壁側のスロット端の位置を示す第２座標情報を、含み、
    前記第２座標情報と、前記作業機の幅を示す幅情報とを、取得することと、
    前記掘削壁の掘削中に前記負荷が第１閾値以上である場合、前記第２座標情報に基づいて前記作業機械を前記現在位置から前記側端位置に向けて移動させ、前記幅情報に基づいて前記作業機械を前記側端位置から前記隣接スロットに移動させることとを、含む、
    請求項１４に記載の方法。
    
17. 前記掘削壁を掘削するための第１走行経路を示す第１経路情報と、前記隣接スロットの少なくとも一方の第２走行経路を示す第２経路情報とを、取得することと、
    前記掘削壁の掘削中に前記負荷が前記第１閾値以上である場合、前記第２経路情報に基づいて、前記作業機械の走行経路を前記第１走行経路から前記第２走行経路に変更し、前記作業機械を前記第２走行経路に沿って動作させることとを、含む、
    請求項１３に記載の方法。
    
18. 前記隣接スロットの少なくとも一方に関するスロット情報を、取得することと、
    前記スロット情報に含まれる前記隣接スロットの地形情報に基づいて、前記第１経路情報及び前記第２経路情報を設定することとを、含む、
    請求項１７に記載の方法。
    
19. 他の作業機械の作業情報に基づいて、前記作業機械を前記隣接スロットのいずれか一方に移動させることを、含む、
    請求項１３に記載の方法。
    
20. 前記第２走行経路から前記第１走行経路に復帰するための第３走行経路を示す第３経路情報を、取得し、前記第３経路情報に基づいて、前記作業機械を前記第３走行経路に沿って動作させることを、含む
    請求項１７に記載の方法。
    
21. 前記負荷が、前記第１閾値より小さい第２閾値未満である場合に、前記第３経路情報に基づいて、前記作業機械を前記第３走行経路に沿って動作させることを、含む、
    請求項２０に記載の方法。
    
22. 前記掘削壁に関する掘削壁情報を、取得することと、
    前記掘削壁情報に含まれる前記掘削壁の高さ情報に基づいて、前記第３経路情報を設定することとを、含む、
    請求項２０に記載の方法。
    
23. 前記第１走行経路から前記第２走行経路への経路変更位置を、認識することと、
    前記高さ情報が第３閾値未満である場合、前記第３走行経路において、前記作業機械を後進させることによって前記経路変更位置に到達させることとを、含む
    請求項２２に記載の方法。
    
24. 前記高さ情報が第３閾値以上である場合、前記第３走行経路において、前記経路変更位置を通過するまで前記作業機械を後進させた後、前記作業機械を前進させることによって前記経路変更位置に到達させることを、含む
    請求項２２に記載の方法。
    
    
    

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