JP2022152454A - 作業機械の走行システムおよび作業機械の制御方法 - Google Patents

Abstract

【課題】作業機械が実際に走行した経路を容易に記録できる作業機械の走行システムを提供する。【解決手段】モータグレーダ１００の走行システムは、走行装置と、コントローラとを備えている。走行装置は、モータグレーダ１００を走行させる。コントローラは、自動で、モータグレーダ１００が実際に走行した経路である実走行経路１１０を記録するよう制御する。【選択図】図５

Description

本開示は、作業機械の走行システムおよび作業機械の制御方法に関する。

米国特許第８０６０２９９号明細書（特許文献１）には、モータグレーダが移動する経路を生成して、生成した経路に沿ってモータグレーダを走行させる、自動操舵システムが開示されている。

米国特許第８０６０２９９号明細書

作業現場の状況に応じて自動操舵の経路を変更するには、その都度経路を記憶させる操作が必要であり、その操作が煩雑であった。

本開示では、作業機械が実際に走行した経路を容易に記録できる、作業機械の走行システムおよび作業機械の制御方法が提案される。

本開示に従うと、走行装置と、コントローラとを備える、作業機械の走行システムが提案される。走行装置は、作業機械を走行させる。コントローラは、自動で、作業機械が実際に走行した経路である実走行経路を記録するよう制御する。

本開示に係る走行システムおよび制御方法によれば、作業機械が実際に走行した経路を容易に記録することができる。

本開示の実施形態に基づく作業機械の構成を概略的に示す側面図である。 図１に示される作業機械の走行システムの構成の一例を示す図である。 図２に示されるコントローラ内の機能ブロックを示す図である。 第一実施形態における走行経路の自動記録と自動操舵による走行とを模式的に示す平面図である。 第二実施形態における走行経路の自動記録と自動操舵による走行とを模式的に示す平面図である。 第三実施形態における走行経路の自動記録と自動操舵による走行とを模式的に示す平面図である。 第四実施形態における走行経路の自動記録と自動操舵による走行とを模式的に示す平面図である。 第五実施形態における走行経路の自動記録と自動操舵による走行とを模式的に示す平面図である。 第六実施形態に基づく作業機械の構成を概略的に示す側面図である。 第六実施形態における走行経路の自動記録と自動操舵による走行とを模式的に示す平面図である。

以下、実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。なお、明細書および図面において、同一の構成要素または対応する構成要素には、同一の符号を付し、重複する説明を繰り返さない。また、図面では、説明の便宜上、構成を省略または簡略化している場合もある。

以下の説明において、「上」、「下」、「前」、「後」、「左」、「右」とは、図１に示される運転室１１内の運転席１１Ｓに着座したオペレータを基準とした方向である。

［第一実施形態］
＜作業機械の構成＞
まず本実施形態の作業機械の一例としてモータグレーダ１００の構成を図１を用いて説明する。モータグレーダ１００は、走行しながら、整地作業を行なったり、除雪作業を行なったりする作業機械である。図１は、本開示の実施形態に基づく作業機械の一例としてのモータグレーダ１００の構成を概略的に示す側面図である。

図１に示されるように、モータグレーダ１００は、フロントフレーム１４と、リアフレーム１５と、左右一対のアーティキュレートシリンダ２８と、運転室（キャブ）１１と、エンジンカバー１３と、前輪１６および後輪１７と、作業機１２とを有している。

フロントフレーム１４およびリアフレーム１５は、モータグレーダ１００の車体フレーム１８を構成している。フロントフレーム１４は、リアフレーム１５の前方に配置されている。フロントフレーム１４は、図示しないセンターピンにより、リアフレーム１５に回動可能に連結されている。

一対のアーティキュレートシリンダ２８は、車体フレーム１８を挟んで左右両側に設けられている。アーティキュレートシリンダ２８は、油圧により伸縮駆動する油圧シリンダである。アーティキュレートシリンダ２８の伸縮駆動により、フロントフレーム１４は、リアフレーム１５に対して上下方向に延びる軸線を中心に回動する。

エンジンカバー１３は、エンジンルームを覆っており、リアフレーム１５により支持されている。エンジンルームには、エンジン８１および動力伝達装置８２（図２）、排気処理構造体、などが配置されている。

前輪１６および後輪１７は、走行輪である。前輪１６は、フロントフレーム１４に回転可能に取り付けられている。前輪１６は、操向輪であり、フロントフレーム１４に対して操向可能に取り付けられている。後輪１７は、リアフレーム１５に回転可能に取り付けられている。後輪１７には、エンジン８１からの駆動力が伝達される。前輪１６および後輪１７は、モータグレーダ１００を走行させる実施形態の走行装置を構成している。

作業機１２は、前後方向において、前輪１６および後輪１７の間に配置されている。作業機１２は、フロントフレーム１４により支持されている。作業機１２は、ブレード２１と、ドローバ２２と、旋回サークル２３と、一対のリフトシリンダ２５とを有している。モータグレーダ１００は、ブレード２１で整地作業、除雪作業、軽切削、材料混合などの作業を行なうことができる。

ドローバ２２は、フロントフレーム１４の下方に設けられている。ドローバ２２の前端部は、フロントフレーム１４の先端部に揺動可能に連結されている。一対のリフトシリンダ２５は、フロントフレーム１４を挟んだ左右両側に設けられている。ドローバ２２の後端部は、一対のリフトシリンダ２５を介して、フロントフレーム１４により支持されている。

一対のリフトシリンダ２５の伸縮によって、ドローバ２２の後端部がフロントフレーム１４に対して上下に昇降可能である。一対のリフトシリンダ２５がともに伸縮駆動することにより、フロントフレーム１４および前輪１６に対するブレード２１の高さは上下に調整される。ドローバ２２は、一対のリフトシリンダ２５の互いに異なる伸縮によって、前後方向に沿った軸を中心に上下に揺動可能である。

旋回サークル２３は、ドローバ２２の下方に配置されている。旋回サークル２３は、ドローバ２２に旋回可能に連結されている。旋回サークル２３は、上下方向に沿った軸を中心に、時計回りおよび反時計回りに旋回可能である。

ブレード２１は、旋回サークル２３の下方に配置されている。ブレード２１は、地面と対向して設けられている。ブレード２１は、旋回サークル２３により支持されている。ブレード２１は、旋回サークル２３の旋回運動に伴って、上面視において前後方向に対してブレード２１がなす角度（ブレード推進角）が変化するように旋回する。ブレード２１の旋回軸は、上下方向に沿って延びる軸である。

図１に示されるように、モータグレーダ１００は、ハンドルセンサ３１と、操作レバーセンサ３２と、方向検知センサ３４と、ＦＮＲ・車速検知センサ３７とをさらに有している。

ハンドルセンサ３１は、オペレータによるステアリングハンドル４１（図２）の操作を検知する。ハンドルセンサ３１は、たとえばステアリングハンドル４１の回転によって発生するステアリングハンドル軸の角度変位を検知する軸変位センサである。

操作レバーセンサ３２は、オペレータによる操作レバー４２（図２）の操作を検知する。操作レバーセンサ３２は、たとえば操作レバー４２の角度位置を検知する位置センサである。

方向検知センサ３４は、モータグレーダ１００の車体フレーム１８が向いている方向を検知する。方向検知センサ３４は、たとえばＩＭＵ（Inertial Measurement Unit）３４ａ、ステアリング角度センサ３４ｂ、およびアーティキュレート角度センサ３４ｃのいずれか１つまたはこれらの任意に組み合わせであってもよい。

ＩＭＵ３４ａは、たとえばフロントフレーム１４に取り付けられている。ＩＭＵ３４ａは、たとえば６軸ＩＭＵである。６軸ＩＭＵは、３軸加速度および３軸ジャイロ（角度、角速度または角加速度）を搭載した複合センサである。この３軸が作業機械の前後方向、左右方向、上下方向に沿うように、６軸ＩＭＵをフロントフレーム１４に取り付けることができる。この場合、６軸ＩＭＵは、前後方向、左右方向、上下方向の各軸に沿う位置変化と、各軸まわりの角度変化（すなわち、作業機械のローリング、ピッチング、ヨーイング）とを検出することができる。

ＩＭＵ３４ａは、９軸ＩＭＵであってもよい。９軸ＩＭＵは、３軸加速度、３軸ジャイロおよび３軸磁力計を搭載した複合センサである。９軸ＩＭＵは、３軸磁力計により地磁気を計測することにより、６軸ＩＭＵよりもジャイロのドリフトを抑えることができる。

ＩＭＵ３４ａにより検知された加速度およびジャイロに基づいてモータグレーダ１００の方向の変化を知ることができる。なおＩＭＵ３４ａは、リアフレーム１５または運転室１１に取り付けられていてもよい。

ステアリング角度センサ３４ｂは、たとえばステアリングシリンダ７４（図２）に取り付けられている。ステアリング角度センサ３４ｂは、前輪１６のステアリング角度（フロントフレーム１４の延在方向に対して前輪１６がなす角度）を検知する。

アーティキュレート角度センサ３４ｃは、たとえばアーティキュレートシリンダ２８に取り付けられている。アーティキュレート角度センサ３４ｃは、フロントフレーム１４とリアフレーム１５とのアーティキュレート角度（連結角度）を検知する。

ＦＮＲ・車速検知センサ３７は、エンジン８１から後輪１７へ駆動力を伝達する動力伝達経路に設けられている。ＦＮＲ・車速検知センサ３７は、たとえば変速機（図２の動力伝達装置８２参照）に取り付けられている。ＦＮＲ・車速検知センサ３７は、前進（Ｆ）、後進（Ｒ）、ニュートラル（Ｎ）の状態を検知し、またモータグレーダ１００の走行中における車速を検知する。

モータグレーダ１００は、衛星測位システムを利用するものである。衛星測位システムは、たとえばＧＮＳＳ（Global Navigation Satellite System）を用いるものである。衛星測位システムとしてＧＮＳＳを利用する場合、モータグレーダ１００は、ＧＮＳＳレシーバ３５を有している。ＧＮＳＳレシーバ３５のアンテナは、たとえば、運転室１１の天井部に配置されている。ＧＮＳＳレシーバ３５は、衛星から測位信号を受信する。衛星測位システムは、ＧＮＳＳレシーバ３５が受信した測位信号により、ＧＮＳＳレシーバ３５のアンテナの位置を演算して、モータグレーダ１００の位置データおよび方位データを生成する。衛星測位システムにより、地球を基準としたグローバル座標系におけるモータグレーダ１００の位置および方位を知ることができる。

＜走行システムの構成＞
次に、実施形態における走行システムの構成について図２を用いて説明する。図２は、図１に示される作業機械の走行システムの構成の一例を示す図である。本実施形態におけるシステムは、図１に示す作業機械の一例としてのモータグレーダ１００と、図２に示されるコントローラ４０とを含んでいる。コントローラ４０は、モータグレーダ１００に搭載されていてもよい。コントローラ４０は、モータグレーダ１００の外部に設置されていてもよい。コントローラ４０は、モータグレーダ１００の作業現場に配置されてもよく、モータグレーダ１００の作業現場から離れた遠隔地に配置されてもよい。

実施形態のモータグレーダ１００は、エンジン８１の駆動力が後輪１７（左後輪１７Ｌおよび右後輪１７Ｒ）に伝達され後輪１７を駆動輪とする、後輪駆動車である。エンジン８１は、リアフレーム１５に支持されている。

エンジン８１の駆動力は、トルクコンバータおよび変速機などの動力伝達装置８２、図示しない終減速装置、左右のタンデム装置８５Ｌ，８５Ｒなどを経て、後輪１７に伝達される。左のタンデム装置８５Ｌには、一対の左後輪１７Ｌが接続されている。右のタンデム装置８５Ｒには、一対の右後輪１７Ｒが接続されている。

エンジン８１から左後輪１７Ｌおよび右後輪１７Ｒへの動力伝達経路におけるタンデム装置８５Ｌ，８５Ｒの上流側に、サービスブレーキ８７が設けられている。サービスブレーキ８７は、モータグレーダ１００の走行中に走行速度を減少させるために用いられるブレーキである。

モータグレーダ１００は、運転室１１内に、走行・停止操作部５８と、操向操作部６７とを備えている。走行・停止操作部５８および操向操作部６７は、運転室１１に搭乗したオペレータによって操作される。

走行・停止操作部５８は、モータグレーダ１００を走行および停止させるためにオペレータによって操作される。走行・停止操作部５８は、前後進操作装置と、アクセル操作装置と、ブレーキ操作装置とを含んでいる。前後進操作装置は、操作レバー４２と、操作レバーセンサ３２とを有している。アクセル操作装置は、アクセルペダル５６ａと、アクセル操作検知部５６ｂとを有している。ブレーキ操作装置は、ブレーキペダル５７ａと、ブレーキ操作検知部５７ｂとを有している。

操作レバー４２は、モータグレーダ１００の前進（Ｆ）、後進（Ｒ）、ニュートラル（Ｎ）の状態の変更のために、オペレータによって傾倒操作される。操作レバー４２は、モータグレーダ１００を前進可能な状態にするための前進位置（Ｆ位置）、モータグレーダ１００を後進可能な状態にするための後進位置（Ｒ位置）、モータグレーダ１００を中立状態にするためのニュートラル位置（Ｎ位置）のそれぞれに移動可能である。Ｆ位置とＲ位置との中間にＮ位置が配置されてもよい。

操作レバーセンサ３２は、オペレータによる操作レバー４２の操作を検知する。操作レバーセンサ３２は、たとえば操作レバー４２の角度位置を検知する位置センサである。操作レバーセンサ３２の検知信号は電気信号としてコントローラ４０へ出力される。

アクセルペダル５６ａは、エンジン８１の目標回転速度を設定するために、オペレータによって操作される。アクセル操作検知部５６ｂは、オペレータによるアクセルペダル５６ａの操作を検知する。アクセル操作検知部５６ｂは、アクセルペダル５６ａの操作量を示す検知信号をコントローラ４０に出力する。オペレータによるアクセルペダル５６ａの操作に従ってエンジン８１への燃料の供給量が制御されることにより、エンジン８１の回転数が制御される。

エンジン８１の回転数は、エンジン回転数センサ８９によって検知される。エンジン回転数センサ８９は、エンジン８１の回転数を示す検知信号を、コントローラ４０に出力する。

ブレーキペダル５７ａは、モータグレーダ１００の制動力を設定するために、オペレータによって操作される。ブレーキ操作検知部５７ｂは、オペレータによるブレーキペダル５７ａの操作を検知する。ブレーキ操作検知部５７ｂは、ブレーキペダル５７ａの操作量を示す検知信号をコントローラ４０に出力する。オペレータによるブレーキペダル５７ａの操作により、サービスブレーキ８７が駆動する。サービスブレーキ８７の制動力は、ブレーキペダル５７ａの操作量に応じて調整可能である。

なお、図示を省略するが、動力伝達装置８２の変速機が前進位置と後進位置とのそれぞれに複数の変速速度段を有し、オペレータの操作により速度段を選択可能とされてもよい。この場合、速度段を選択するためのセレクター（図示せず）が、走行・停止操作部５８に設けられる。

操向操作部６７は、操向機構６６を動作させるためにオペレータによって操作される。操向操作部６７は、ハンドルセンサ３１と、ステアリングハンドル４１と、操舵用パイロットバルブ７１とを有している。

ステアリングハンドル４１は、たとえばホイール形状のハンドルであり、オペレータによって回転操作される。ハンドルセンサ３１は、オペレータによるステアリングハンドル４１の操作を検知する。ハンドルセンサ３１は、たとえばステアリングハンドル４１の回転によって発生するステアリングハンドル軸の角度変位を検知する軸変位センサである。ハンドルセンサ３１の検知信号は電気信号としてコントローラ４０へ出力される。

操舵用パイロットバルブ７１は、ステアリングハンドル４１における回転操作に応じて、パイロット油をステアリングバルブ７２に供給する。

操向機構６６は、モータグレーダ１００の進行方向を操作する機構である。操向機構６６は、ステアリングバルブ７２と、ステアリングシリンダ７４と、ステアリング角度センサ３４ｂとを有している。

ステアリングバルブ７２は、電気流体圧制御弁７３および操舵用パイロットバルブ７１の各々から供給されるパイロット油により制御される。これによりステアリングバルブ７２は、ステアリングシリンダ７４へ供給される作動油の流れ方向および流量を制御する。

ステアリングシリンダ７４は、ステアリングバルブ７２を経由した作動油がシリンダ油室に供給されることにより、伸縮する。ステアリングシリンダ７４の伸縮によって、前輪１６のステアリング角度が変化する。

コントローラ４０は、ハンドルセンサ３１の検知信号に基づいて、電気流体圧制御弁７３を制御する。これにより、オペレータによるステアリングハンドル４１の操作にしたがって、ステアリングシリンダ７４が伸縮し、前輪１６のステアリング角度が変化する。

前輪１６がフロントフレーム１４の延在方向に対して右側に傾くと、モータグレーダ１００の進行方向は右前方に変化する。また前輪１６がフロントフレーム１４の延在方向に対して左側に傾くと、モータグレーダ１００の進行方向は左前方に変化する。

モータグレーダ１００は、マニュアル操舵による走行が可能とされている。マニュアル操舵による走行時には、オペレータによる走行・停止操作部５８および操向操作部６７の操作に従って、モータグレーダ１００が走行する。

またモータグレーダ１００は、自動操舵による走行が可能とされている。自動操舵による走行時には、コントローラ４０が、モータグレーダ１００の操舵を自動で制御する。コントローラ４０は、衛星測位システムを利用して、グローバル座標系におけるモータグレーダ１００の位置および方位を取得する。オペレータが、自動操舵による走行時の目標走行経路を指定する。コントローラ４０は、モータグレーダ１００が向かおうとする方向がオペレータが指定した目標走行経路に沿うように、電気流体圧制御弁７３を自動で制御する。これにより、ステアリングバルブ７２が自動で制御され、ステアリングシリンダ７４が自動で制御されて、前輪１６のステアリング角度が自動で制御される。オペレータによる走行・停止操作部５８の操作と、コントローラ４０による前輪１６のステアリング角度の自動制御とによって、モータグレーダ１００が自動操舵による走行をする。

コントローラ４０には、方向検知センサ３４、ＧＮＳＳレシーバ３５、およびＦＮＲ・車速検知センサ３７の各々から、電気信号が入力される。コントローラ４０にはまた、出力部５１、入力部５２および表示部５４が電気的に接続されている。出力部５１、入力部５２および表示部５４の詳細は後述する。

＜コントローラ４０内の機能ブロック＞
次に、コントローラ４０内の機能ブロックについて図３を用いて説明する。図３は、図２に示されるコントローラ４０内の機能ブロックを示す図である。

図３に示されるように、ハンドルセンサ３１は、たとえばステアリングハンドル４１が回された回転量を計測する。ハンドル操作特定部４０ｂは、ハンドルセンサ３１が計測した回転量に基づいて、ステアリングハンドル４１の操作方向および操作量を特定する。

操作レバー操作特定部４０ｃは、操作レバーセンサ３２から、操作レバー４２の操作を示す検知信号を取得する。操作レバー操作特定部４０ｃは、検知信号に基づいて、操作レバー４２が前進位置（Ｆ位置）、後進位置（Ｒ位置）または中立位置（Ｎ位置）のいずれの位置にあるかを取得する。

アクセル操作特定部４０ｄは、アクセル操作検知部５６ｂから信号を取得し、オペレータによるアクセルペダル５６ａの操作量を特定する。

ハンドル操作特定部４０ｂは、ステアリングハンドル４１の操作方向および操作量を、走行指令部４０ｒに出力する。操作レバー操作特定部４０ｃは、操作レバー４２の位置（Ｆ位置、Ｒ位置またはＮ位置）を、走行指令部４０ｒに出力する。アクセル操作特定部４０ｄは、アクセルペダル５６ａの操作量を、走行指令部４０ｒに出力する。

走行指令部４０ｒは、ステアリングハンドル４１の操作方向および操作量に基づいて電気流体圧制御弁７３に制御信号を出力する。走行指令部４０ｒは、操作レバー４２の状態およびアクセルペダル５６ａの操作量に基づいて、エンジン８１および動力伝達装置８２に制御信号を出力する。これにより、オペレータによる操作に従ってモータグレーダ１００が走行する。

走行方向・速度取得部４０ｅは、ＦＮＲ・車速検知センサ３７から、モータグレーダ１００の前進（Ｆ）、後進（Ｒ）、ニュートラル（Ｎ）の状態と、モータグレーダ１００の走行中における車速とを示す検知信号を取得する。

位置・方位特定部４０ｇは、上述した衛星測位システムを構成するものであり、ＧＮＳＳレシーバ３５が衛星から受信した測位信号に基づいて、モータグレーダ１００の位置データおよび方位データを特定する。位置・方位特定部４０ｇにより特定されるモータグレーダ１００の位置データは、グローバル座標系において規定されるモータグレーダ１００の位置である。位置・方位特定部４０ｇにより特定されるモータグレーダ１００の方位データは、グローバル座標系において規定されるデータであり、たとえばモータグレーダ１００の前方が向いている方位（たとえば、東西南北で表される）である。

走行開始判定部４０ｈは、アクセル操作特定部４０ｄで特定されたアクセルペダル５６ａの操作量、走行方向・速度取得部４０ｅで取得されたモータグレーダ１００の前進、後進、ニュートラルの状態および車速、ならびに、位置・方位特定部４０ｇで特定されたモータグレーダ１００の位置データおよび方位データ、のいずれかのうち少なくとも１つに基づいて、モータグレーダ１００の走行開始を検出する。

走行開始判定部４０ｈは、操作レバー操作特定部４０ｃから操作レバー４２の位置を示す信号の入力を受け、アクセル操作特定部４０ｄからアクセルペダル５６ａの操作量を示す信号の入力を受けて、モータグレーダ１００が前進を開始したことを、モータグレーダ１００の走行開始と判定してもよい。または走行開始判定部４０ｈは、モータグレーダ１００が後進を開始したことを、モータグレーダ１００の走行開始と判定してもよい。モータグレーダ１００の前進と後進とが切り替えられたことを、モータグレーダ１００の走行開始として判定してもよい。

走行開始判定部４０ｈは、モータグレーダ１００の走行速度の閾値をメモリ４０ｐから読み出し、モータグレーダ１００の現在の走行速度を示す信号の入力を走行方向・速度取得部４０ｅから受け、モータグレーダ１００の現在の走行速度と閾値とを比較して、モータグレーダ１００の走行速度が閾値以上となったことを、モータグレーダ１００の走行開始と判定してもよい。

走行開始判定部４０ｈは、モータグレーダ１００の移動距離の閾値をメモリ４０ｐから読み出し、モータグレーダ１００の位置データを示す信号の入力を位置・方位特定部４０ｇから受け、停車中のモータグレーダ１００の位置データと現在のモータグレーダ１００の位置データとからモータグレーダ１００の移動距離を算出して、モータグレーダ１００の移動距離が閾値以上となったことを、モータグレーダ１００の走行開始と判定してもよい。

走行開始判定部４０ｈは、ＩＭＵ３４ａで検知されるモータグレーダ１００の加速度が閾値以上となったことを、モータグレーダ１００の走行開始と判定してもよい。

走行停止判定部４０ｉは、アクセル操作特定部４０ｄで特定されたアクセルペダル５６ａの操作量、走行方向・速度取得部４０ｅで取得されたモータグレーダ１００の前進、後進、ニュートラルの状態および車速、ならびに、位置・方位特定部４０ｇで特定されたモータグレーダ１００の位置データおよび方位データ、のいずれかのうち少なくとも１つに基づいて、モータグレーダ１００の走行停止を検出する。

走行停止判定部４０ｉは、ブレーキペダル５７ａの操作量に基づいてモータグレーダ１００の走行停止を検出してもよい。走行停止判定部４０ｉは、モータグレーダ１００の走行速度が閾値を下回ったことを、モータグレーダ１００の走行停止として検出してもよい。走行停止判定部４０ｉは、単位時間当たりのモータグレーダ１００の移動距離が閾値を下回ったことを、モータグレーダ１００の走行停止として検出してもよい。

実走行経路記録部４０ｎは、モータグレーダ１００が走行を開始してからその走行を停止するまでに、モータグレーダ１００が実際に走行した経路を、１つの実走行経路として記録する。実走行経路記録部４０ｎは、走行開始判定部４０ｈによりモータグレーダ１００の走行開始が検出されると、その走行を開始した位置を実走行経路の始点として設定する。実走行経路記録部４０ｎは、走行停止判定部４０ｉによりモータグレーダ１００の走行停止が検出されると、その走行を停止した位置を実走行経路の終点として設定する。

実走行経路記録部４０ｎは、タイマ４０ｍから時刻を読み出す。実走行経路記録部４０ｎは、モータグレーダ１００が走行を開始した時刻をタイマ４０ｍから呼び出し、その時刻におけるモータグレーダ１００の位置を実走行経路の始点として設定してもよい。実走行経路記録部４０ｎは、モータグレーダ１００が走行を停止した時刻をタイマ４０ｍから呼び出し、その時刻におけるモータグレーダ１００の位置を実走行経路の終点として設定してもよい。

実走行経路記録部４０ｎは、モータグレーダ１００が走行を開始したことを記録開始のトリガーとし、モータグレーダ１００が走行を停止したことを記録終了のトリガーとする。実走行経路記録部４０ｎは、位置・方位特定部４０ｇにより特定されるモータグレーダ１００の位置データおよび方位データに基づいて、走行開始から走行停止までにモータグレーダ１００が実際に走行した経路を自動で記録する。たとえば実走行経路記録部４０ｎは、実走行経路の始点に相当する時刻と実走行経路の終点に相当する時刻との間の時間を等分割し、分割した各時間の区切りとなる時刻におけるモータグレーダ１００の位置および方位を特定することで、その時間におけるモータグレーダ１００が実際に走行した経路を記録することができる。実走行経路記録部４０ｎは、必要に応じて、モータグレーダ１００が実際に走行した経路にスムージングの加工を加えてもよい。

実走行経路が、１つまたは複数の走行区間を含んでもよい。たとえば実走行経路が第１の走行区間と第２の走行区間とを含む場合に、第１の走行区間はモータグレーダ１００が前進走行する経路であって、第２の走行区間はモータグレーダ１００が後進走行する経路であってもよい。この場合、第１の走行区間と第２の走行区間とは同じ経路であってもよい。つまり、モータグレーダ１００が往復走行した経路が、実走行経路として記録されてもよい。または、第１の走行区間と第２の走行区間とは、異なる経路であってもよい。第１の走行区間と第２の走行区間との両方が、モータグレーダ１００が前進走行する経路であってもよく、モータグレーダ１００が後進走行する経路であってもよい。

実走行経路記録部４０ｎが記録した実走行経路は、メモリ４０ｐに記憶される。コントローラ４０は、実走行経路を記録し、記録した実走行経路をメモリ４０ｐに記憶するよう制御する。

実走行経路記録部４０ｎが記録した実走行経路はまた、出力部５１に出力される。出力部５１は、コントローラ４０とは別の外部のコンピュータであってもよく、各種の記録媒体であってもよく、ディスプレイまたはプリンタなどの出力装置であってもよい。メモリ４０ｐに記憶された実走行経路が、出力部５１に出力されてもよい。

目標走行経路決定部４０ｑは、メモリ４０ｐに記憶された実走行経路の一部または全部を抽出して、モータグレーダ１００に自動操舵による走行をさせるときの目標走行経路を決定する。コントローラ４０は、モータグレーダ１００が実際に走行した経路を自動で記録して、記録された実際に走行した経路をモータグレーダ１００の目標走行経路とするよう制御する。たとえば目標走行経路決定部４０ｑは、メモリ４０ｐに記憶された複数の実走行経路のうちの１つの実走行経路を、目標走行経路として決定してもよい。

表示部５４は、目標走行経路決定部４０ｑが決定した目標走行経路を表示する。表示部５４はたとえばディスプレイである。表示部５４はたとえば、モータグレーダ１００の現在位置から所定距離分の目標走行経路を表示可能であってもよい。表示部５４はたとえば、目標走行経路の全体を表示可能であってもよい。オペレータの操作によって表示部５４に表示される目標走行経路を切り替え可能であってもよい。

入力部５２は、メモリ４０ｐに記憶された複数の実走行経路から目標走行経路とする実走行経路を選択する、オペレータの入力を受ける。入力部５２はたとえば、キーボード、マウス、タッチパネルなどであってもよい。入力部５２と表示部５４とが一体のタッチパネルであってもよい。入力部５２と出力部５１とが一体の装置であってもよい。

目標走行経路として選択可能な複数の実走行経路が表示部５４に表示され、オペレータが入力部５２を操作することで表示部５４に表示された複数の実走行経路のうちのいずれか１つの実走行経路を目標走行経路として選択してもよい。目標走行経路決定部４０ｑは、目標走行経路となり得る複数の実走行経路がメモリ４０ｐに記憶されている場合に、オペレータの選択に従って、目標走行経路とする１つの実走行経路を決定してもよい。

目標走行経路決定部４０ｑは、目標走行経路として選択可能な複数の実走行経路のうち、目標走行経路としてより適切な実走行経路の優先順位付けをしてもよい。目標走行経路決定部４０ｑは、たとえば表示部５４を介して、その優先順位をオペレータに通知してもよい。

走行指令部４０ｒは、上述したマニュアル操舵による走行時の操向機構６６、エンジン８１および動力伝達装置８２の制御に加えて、モータグレーダ１００を目標走行経路に沿って自動操舵で走行させるための制御を実行する。コントローラ４０は、自動操舵を開始させるためのオペレータの指令に基づいて、メモリ４０ｐに記憶した実走行経路を目標走行経路として、モータグレーダ１００を自動操舵する。たとえばコントローラ４０は、メモリ４０ｐに記憶された複数の実走行経路のうちの１つの実走行経路を目標走行経路として、モータグレーダ１００を自動操舵により走行させる。

モータグレーダ１００の自動操舵による走行を開始させるためのオペレータの指令は、たとえば、オペレータによるモータグレーダ１００を後進させる指令である。

図３に示されるように、操作レバー操作特定部４０ｃが操作レバー４２がＲ位置にあることを示す検知信号を取得し、アクセル操作特定部４０ｄがオペレータによるアクセルペダル５６ａの操作量が所定量以上であることを示す検知信号を取得すると、操作レバー操作特定部４０ｃおよびアクセル操作特定部４０ｄから走行指令部４０ｒに、モータグレーダ１００が後進を開始したことを示す信号が入力される。または、走行方向・速度取得部４０ｅが、ＦＮＲ・車速検知センサ３７から、モータグレーダ１００が後進の状態であって走行速度が閾値以上であることを示す検知信号を取得すると、走行方向・速度取得部４０ｅから走行指令部４０ｒに、モータグレーダ１００が後進を開始したことを示す信号が出力される。

モータグレーダ１００が後進を開始したことを示す信号の入力を受けた走行指令部４０ｒは、モータグレーダ１００が目標走行経路に沿って後進走行するように、電気流体圧制御弁７３を自動で制御する。これにより、モータグレーダ１００が自動操舵で後進走行する。

＜走行経路の自動記録、および自動操舵による走行＞
図４は、第一実施形態における、モータグレーダ１００が実際に走行した経路の自動記録と、モータグレーダ１００の自動操舵による走行とを模式的に示す平面図である。図４（Ａ）には、走行開始位置１１０Ａから走行終了位置１１０Ｂまでの経路をマニュアル操舵により走行するモータグレーダ１００が図示されている。走行開始位置１１０Ａにおいてモータグレーダ１００が前進走行を開始してから、走行終了位置１１０Ｂにおいてモータグレーダ１００が前進走行を停止するまでの、モータグレーダ１００が実際に走行した経路である実走行経路１１０は、各種のセンサの検知結果に基づいて、コントローラ４０によって自動的に記録されている。コントローラ４０は、図４（Ａ）に示される走行で自動的に記録された実走行経路１１０を、メモリ４０ｐに記憶する。

モータグレーダ１００が前進走行を停止した後、コントローラ４０は、図４（Ａ）に示される走行で記録された実走行経路１１０を、モータグレーダ１００が自動操舵で後進走行するときの目標走行経路１３０に決定する。図４（Ｂ）に示されるように、走行終了位置１１０Ｂで後進を開始するオペレータの指令に基づいて、コントローラ４０は、目標走行経路１３０に沿って（すなわち、図４（Ａ）の走行時に記録された実走行経路１１０に沿って）、走行終了位置１１０Ｂから走行開始位置１１０Ａまでモータグレーダ１００を自動操舵で後進走行させる。後進時にモータグレーダ１００が実際に走行した経路である実走行経路１２０もまた、コントローラ４０によって自動的に記録されている。コントローラ４０は、図４（Ｂ）に示される走行で自動的に記録された実走行経路１２０を、メモリ４０ｐに記憶する。

第一実施形態では、コントローラ４０は、モータグレーダ１００が前進走行するときの経路である実走行経路１１０とモータグレーダ１００が後進走行するときの経路である実走行経路１２０との両方を、自動的に記録する。コントローラ４０は、モータグレーダ１００がマニュアル操舵により実際に走行した経路と、モータグレーダ１００が自動操舵により実際に走行した経路との両方を、自動的に記録する。

コントローラ４０は、モータグレーダ１００の前後進の切り替え毎に記録される実走行経路を、所定数記録してもよい。

コントローラ４０は、モータグレーダ１００の走行停止が検出された時点から所定時間さかのぼった期間にモータグレーダ１００が実際に走行した経路を、自動で記録してもよい。現時点でモータグレーダ１００が停車している場合、その停車のために走行を停止した時点から遡って所定時間前を時間的起点として、現時点までにモータグレーダ１００が実際に走行した経路の全部が、自動で記録されてもよい。現時点でモータグレーダ１００が走行している場合、直前の走行停止の時点から遡って所定時間前を時間的起点として、現時点までにモータグレーダ１００が実際に走行した経路の全部が、自動で記録されてもよい。

このように、所定時間内にモータグレーダ１００が実際に走行した経路を実走行経路として自動で記録してもよい。記録された実走行経路を、モータグレーダ１００が走行を停止する毎に、またはモータグレーダ１００の前後進が切り替わる毎に区切り、複数の走行区間として記録してもよい。その記録された複数の走行区間から１つの走行区間を目標走行経路として選定して、目標走行経路に沿ってモータグレーダ１００を自動操舵により走行させてもよい。

［第二実施形態］
図５は、第二実施形態における、モータグレーダ１００が実際に走行した経路の自動記録と、モータグレーダ１００の自動操舵による走行とを模式的に示す平面図である。図５（Ａ）には、走行開始位置１１０Ａから走行終了位置１１０Ｂまでの経路をマニュアル操舵により走行するモータグレーダ１００が図示されている。第一実施形態と同様に、走行開始位置１１０Ａにおいてモータグレーダ１００が前進走行を開始してから、走行終了位置１１０Ｂにおいてモータグレーダ１００が前進走行を停止するまでの、モータグレーダ１００が実際に走行した経路である実走行経路１１０は、各種のセンサの検知結果に基づいて、コントローラ４０によって自動的に記録されている。コントローラ４０は、図５（Ａ）に示される走行で自動的に記録された実走行経路１１０を、メモリ４０ｐに記憶する。

モータグレーダ１００が前進走行を停止した後、コントローラ４０は、図５（Ａ）に示される走行で記録された実走行経路１１０を、モータグレーダ１００が自動操舵で後進走行するときの目標走行経路１３０に決定する。図５（Ｂ）に示されるように、走行終了位置１１０Ｂで後進を開始するオペレータの指令に基づいて、コントローラ４０は、目標走行経路１３０に沿って（すなわち、図５（Ａ）の走行時に記録された実走行経路１１０に沿って）、走行終了位置１１０Ｂから走行開始位置１１０Ａまでモータグレーダ１００を自動操舵で後進走行させる。第一実施形態とは異なり、後進時にモータグレーダ１００が実際に走行した経路である実走行経路１２０は、コントローラ４０によって自動的に記録されない。

第二実施形態では、モータグレーダ１００が前進走行するときの経路である実走行経路１１０を自動的に記録し、一方、モータグレーダ１００が後進走行するときの経路である実走行経路１２０を自動的に記録しない。このように、モータグレーダ１００が前進走行するか後進走行するかに従って、走行した経路を自動で記録するか記録しないかが設定されていてもよい。

図５（Ｂ）に示されるモータグレーダ１００が自動操舵により走行するときの目標走行経路１３０は、図５（Ａ）に示されるマニュアル操舵による走行で自動で記録された実走行経路１１０である。コントローラ４０は、図５（Ｂ）に示される自動操舵による走行でモータグレーダ１００が実際に走行する実走行経路１２０が、図５（Ａ）に示されるマニュアル操舵による走行で自動で記録された実走行経路１１０と重複するように、モータグレーダ１００を制御する。したがって、コントローラ４０は、モータグレーダ１００がマニュアル操舵により実際に走行した経路を自動的に記録し、一方、モータグレーダ１００が自動操舵により実際に走行した経路を自動的に記録しないように、制御してもよい。

［第三実施形態］
図６は、第三実施形態における、モータグレーダ１００が実際に走行した経路の自動記録と、モータグレーダ１００の自動操舵による走行とを模式的に示す平面図である。図６（Ａ）には、走行開始位置１１０Ａから走行終了位置１１０Ｂまでの経路をマニュアル操舵により走行するモータグレーダ１００が図示されている。第一実施形態と同様に、走行開始位置１１０Ａにおいてモータグレーダ１００が前進走行を開始してから、走行終了位置１１０Ｂにおいてモータグレーダ１００が前進走行を停止するまでの、モータグレーダ１００が実際に走行した経路である実走行経路１１０は、各種のセンサの検知結果に基づいて、コントローラ４０によって自動的に記録されている。コントローラ４０は、図６（Ａ）に示される走行で自動的に記録された実走行経路１１０を、メモリ４０ｐに記憶する。

モータグレーダ１００が前進走行を停止した後、コントローラ４０は、図６（Ａ）に示される走行で記録された実走行経路１１０を、モータグレーダ１００が自動操舵で後進走行するときの目標走行経路１３０に決定する。図６（Ｂ）に示されるように、走行終了位置１１０Ｂで後進を開始するオペレータの指令に基づいて、コントローラ４０は、目標走行経路１３０に沿って（すなわち、図６（Ａ）の走行時に記録された実走行経路１１０に沿って）、走行終了位置１１０Ｂから走行開始位置１１０Ａまでモータグレーダ１００を自動操舵で後進走行させる。第二実施形態と同様に、後進時にモータグレーダ１００が実際に走行した経路である実走行経路１２０は、コントローラ４０によって自動的に記録されない。

図６（Ｃ）には、図６（Ａ）と同様に、走行開始位置１１０Ａから走行終了位置１１０Ｂまでの経路をマニュアル操舵により前進走行するモータグレーダ１００が図示されている。このときのモータグレーダ１００が実際に走行した経路である実走行経路１１０は、各種のセンサの検知結果に基づいて、コントローラ４０によって自動的に記録されている。

モータグレーダ１００が図６（Ｃ）に示される前進走行を停止した後、コントローラ４０は、図６（Ａ）に示される走行で自動的に記録された実走行経路１１０と、図６（Ｃ）に示される走行で自動的に記録された実走行経路１１０とを比較する。比較の結果、図６（Ｃ）でモータグレーダ１００が実際に走行した実走行経路１１０が、図６（Ａ）に示される走行で自動的に記録されメモリ４０ｐに既に記憶されている実走行経路１１０と、十分な精度で重複している、とコントローラ４０が判断した場合に、コントローラ４０は、図６（Ｃ）における走行時の実走行経路１１０をメモリ４０ｐに記憶しないように、制御してもよい。

［第四実施形態］
図７は、第四実施形態における、モータグレーダ１００が実際に走行した経路の自動記録と、モータグレーダ１００の自動操舵による走行とを模式的に示す平面図である。図７（Ａ）には、走行開始位置１１０Ａから走行終了位置１１０Ｂまでの経路をマニュアル操舵により走行するモータグレーダ１００が図示されている。第一実施形態と同様に、走行開始位置１１０Ａにおいてモータグレーダ１００が前進走行を開始してから、走行終了位置１１０Ｂにおいてモータグレーダ１００が前進走行を停止するまでの、モータグレーダ１００が実際に走行した経路である実走行経路１１０は、各種のセンサの検知結果に基づいて、コントローラ４０によって自動的に記録されている。コントローラ４０は、図７（Ａ）に示される走行で自動的に記録された実走行経路１１０を、メモリ４０ｐに記憶する。

モータグレーダ１００が前進走行を停止した後、コントローラ４０は、図７（Ａ）に示される走行で記録された実走行経路１１０を、モータグレーダ１００が自動操舵で後進走行するときの目標走行経路１３０に決定する。図７（Ｂ）に示されるように、走行終了位置１１０Ｂで後進を開始するオペレータの指令に基づいて、コントローラ４０は、目標走行経路１３０に沿って（すなわち、図７（Ａ）の走行時に記録された実走行経路１１０に沿って）、走行終了位置１１０Ｂから走行開始位置１１０Ａまでモータグレーダ１００を自動操舵で後進走行させる。

目標走行経路１３０の終端である走行開始位置１１０Ａを越えてもなおモータグレーダ１００が後進走行し続けようとする場合には、コントローラ４０は、走行開始位置１１０Ａを越えてからのモータグレーダ１００の目標走行経路１３０として、実走行経路１１０を延長した経路である延長部分１３２を自動的に決定する。実走行経路１１０の形状が図７（Ａ）に示されるように円弧状の場合、コントローラ４０は、実走行経路１１０の円弧を延長した経路を、延長部分１３２とする。

コントローラ４０は、実走行経路１１０を延長した経路である延長部分１３２を含む目標走行経路１３０を自動的に決定する。コントローラ４０は、その目標走行経路１３０に沿って、モータグレーダ１００を自動操舵で後進走行させ続ける。このようにすることで、モータグレーダ１００が走行開始位置１１０Ａに到達したときに、オペレータの意図に反してモータグレーダ１００の自動操舵が停止することを回避できる。コントローラ４０は、オペレータがブレーキペダル５７ａを操作してモータグレーダ１００の走行を停止させる指令をするまでモータグレーダ１００が自動操舵による走行を継続し、オペレータがモータグレーダ１００を停止させる指令をしたときにモータグレーダ１００が走行を停止するように、モータグレーダ１００の走行を制御することができる。

目標走行経路１３０に沿って走行するモータグレーダ１００が目標走行経路１３０の終端である走行開始位置１１０Ａまたは走行終了位置１１０Ｂに近づいたときに、コントローラ４０は、モータグレーダ１００が目標走行経路１３０の終端に近づいたことをオペレータに通知してもよい。この通知は、表示部５４を介して行なわれてもよく、ブザーまたはスピーカなどから音を発して聴覚的な通知がなされてもよい。

［第五実施形態］
図８は、第五実施形態における、モータグレーダ１００が実際に走行した経路の自動記録と、モータグレーダ１００の自動操舵による走行とを模式的に示す平面図である。図８（Ａ）には、走行開始位置１１０Ａから走行終了位置１１０Ｂまでの経路をマニュアル操舵により走行するモータグレーダ１００が図示されている。第一実施形態と同様に、走行開始位置１１０Ａにおいてモータグレーダ１００が前進走行を開始してから、走行終了位置１１０Ｂにおいてモータグレーダ１００が前進走行を停止するまでの、モータグレーダ１００が実際に走行した経路である実走行経路１１０は、各種のセンサの検知結果に基づいて、コントローラ４０によって自動的に記録されている。コントローラ４０は、図８（Ａ）に示される走行で自動的に記録された実走行経路１１０を、メモリ４０ｐに記憶する。

モータグレーダ１００が前進走行を停止した後、コントローラ４０は、図８（Ａ）に示される走行で記録された実走行経路１１０を、モータグレーダ１００が自動操舵で後進走行するときの目標走行経路１３０に決定する。図８（Ｂ）に示されるように、走行終了位置１１０Ｂで後進を開始するオペレータの指令に基づいて、コントローラ４０は、目標走行経路１３０に沿って（すなわち、図８（Ａ）の走行時に記録された実走行経路１１０に沿って）、走行終了位置１１０Ｂから走行開始位置１１０Ａまでモータグレーダ１００を自動操舵で後進走行させる。第一実施形態とは異なり、後進時にモータグレーダ１００が実際に走行した経路である実走行経路１２０は、コントローラ４０によって自動的に記録されない。

図８（Ｃ）には、走行開始位置１１０Ａから走行終了位置１１０Ｂまでの経路をマニュアル操舵により走行するモータグレーダ１００が図示されている。図８（Ａ）においてモータグレーダ１００が走行した実走行経路１１０上に障害物ＯＢＳが存在するため、オペレータは障害物ＯＢＳを避けるようにモータグレーダ１００をマニュアル操舵している。図８（Ｃ）におけるモータグレーダ１００が実際に走行した経路である実走行経路１１０Ｘは、図８（Ａ）におけるモータグレーダ１００が実際に走行した経路である実走行経路１１０と異なっている。この場合、図８（Ｃ）で走行開始位置１１０Ａにおいてモータグレーダ１００が前進走行を開始してから、走行終了位置１１０Ｂにおいてモータグレーダ１００が前進走行を停止するまでの、モータグレーダ１００が実際に走行した経路である実走行経路１１０Ｘは、各種のセンサの検知結果に基づいて、コントローラ４０によって自動的に記録されている。コントローラ４０は、図８（Ｃ）に示される走行で自動的に記録された実走行経路１１０Ｘを、メモリ４０ｐに記憶する。

メモリ４０ｐには、図８（Ａ）でモータグレーダ１００が実際に走行した経路である実走行経路１１０が記憶されており、また、図８（Ｃ）でモータグレーダ１００が実際に走行した経路である実走行経路１１０Ｘが記憶されている。この場合コントローラ４０は、図８（Ａ）における実走行経路１１０と図８（Ｃ）における実走行経路１１０Ｘとのいずれか一方を目標走行経路とするよう選択して、モータグレーダ１００が自動操舵で後進走行するときの目標走行経路１３０を決定する。

このように、モータグレーダ１００が自動操舵で後進走行するときの目標走行経路１３０は、直前にモータグレーダ１００が走行した経路に限られず、コントローラ４０が自動で記録しメモリ４０ｐに記憶された複数の経路から選択できる。

モータグレーダ１００が走行終了位置１１０Ｂから後進を開始するときに、障害物ＯＢＳが依然として存在していれば、図８（Ｃ）における実走行経路１１０Ｘを目標走行経路１３０として選択することができる。図８（Ｄ）に示されるように、モータグレーダ１００が走行終了位置１１０Ｂから後進を開始するときに、障害物ＯＢＳが既に存在していなければ、図８（Ａ）における実走行経路１１０を目標走行経路１３０として選択することができる。このように、刻一刻と変わる現場の状況に合わせて、最適な経路を目標走行経路１３０として設定して、モータグレーダ１００を自動操舵で走行させることができる。

図８（Ａ）における実走行経路１１０と図８（Ｃ）における実走行経路１１０Ｘとのいずれを選択して目標走行経路とするかを、コントローラ４０が自動的に決定してもよい。たとえば、モータグレーダ１００が、モータグレーダ１００の周囲を撮像可能な撮像装置を備える場合に、コントローラ４０は、撮像装置により撮像された画像に基づいて障害物ＯＢＳの存在を判断して、その判断の結果に基づいて目標走行経路を決定してもよい。または、図８（Ａ）における実走行経路１１０と図８（Ｃ）における実走行経路１１０Ｘとのいずれを選択して目標走行経路とするかを、オペレータが入力部５２を介してコントローラ４０に入力してもよい。

［第六実施形態］
これまでの実施形態の説明では、作業機械の一例としてモータグレーダ１００の走行を制御する例について説明した。作業機械は、モータグレーダ１００に限られない。本開示は、モータグレーダ１００以外の作業機械にも適用可能である。本開示はたとえば、ホイールローダ、ブルドーザまたはフォークリフトなどの、走行して作業をする作業機械にも適用可能である。

図９は、第六実施形態に基づく作業機械の一例としてのホイールローダ２００の構成を概略的に示す側面図である。図９に示されるように、ホイールローダ２００は、車体フレーム２０２と、作業機２０３と、走行装置２０４と、キャブ２０５とを備えている。車体フレーム２０２、キャブ２０５などからホイールローダ２００の車体が構成されている。ホイールローダ２００の車体には、作業機２０３および走行装置２０４が取り付けられている。

走行装置２０４は、ホイールローダ２００の車体を走行させるものである。ホイールローダ２００は、走行装置２０４により自走可能であり、作業機２０３を用いて所望の作業を行うことができる。

作業機２０３は、作業具であるバケット２０６を含んでいる。バケット２０６は、作業機２０３の先端に配置されている。バケット２０６は、作業機２０３の先端部分を構成するアタッチメントの一例である。作業の種類に応じて、アタッチメントが、グラップル、フォーク、またはプラウなどに付け替えられる。

図１０は、第六実施形態における、ホイールローダ２００が実際に走行した経路の自動記録と、ホイールローダ２００の自動操舵による走行とを模式的に示す平面図である。図１０には、ホイールローダにおける代表的な作業であるＶシェープ作業を行うホイールローダ２００が示されている。

図１０（Ａ）には、いわゆる空荷前進をするホイールローダ２００が図示されている。ホイールローダ２００は、走行開始位置１１０Ａから土砂などの掘削対象物３１０へ向かって走行終了位置１１０Ｂまでの経路をマニュアル操舵により前進走行する。走行開始位置１１０Ａにおいてホイールローダ２００が前進走行を開始してから、走行終了位置１１０Ｂにおいてホイールローダ２００がバケット２０６を掘削対象物３１０へ突っ込み走行を停止するまでの、ホイールローダ２００が実際に走行した経路である実走行経路１１０は、各種のセンサの検知結果に基づいて、コントローラ４０によって自動的に記録されている。コントローラ４０は、図１０（Ａ）に示される走行で自動的に記録された実走行経路１１０を、メモリ４０ｐに記憶する。

図１０（Ｂ）には、いわゆる積荷後進をするホイールローダ２００が図示されている。バケット２０６内には、掘削対象物３１０が積み込まれている。ホイールローダ２００が前進走行を停止した後、コントローラ４０は、図１０（Ａ）に示される走行で記録された実走行経路１１０を、ホイールローダ２００が自動操舵で後進走行するときの目標走行経路１３０に決定する。走行終了位置１１０Ｂで後進を開始するオペレータの指令に基づいて、コントローラ４０は、目標走行経路１３０に沿って（すなわち、図１０（Ａ）の走行時に記録された実走行経路１１０に沿って）、ホイールローダ２００を走行終了位置１１０Ｂから走行開始位置１１０Ａまで自動操舵で後進走行させる。

図１０（Ｃ）には、いわゆる積荷前進をするホイールローダ２００が図示されている。バケット２０６内に掘削対象物３１０が積み込まれた状態で、ホイールローダ２００は、ダンプトラック３００へ向かって前進する。ホイールローダ２００は、走行開始位置１１０Ａからダンプトラック３００へ向かって走行終了位置１１０Ｃまでの経路をマニュアル操舵により前進走行する。走行終了位置１１０Ｃにおいて、ホイールローダ２００は停車して、バケット２０６内の掘削対象物３１０をダンプトラック３００に積み込む。走行開始位置１１０Ａにおいてホイールローダ２００が前進走行を開始してから、走行終了位置１１０Ｃにおいてホイールローダ２００が前進走行を停止するまでの、ホイールローダ２００が実際に走行した経路である実走行経路１１０Ｙは、各種のセンサの検知結果に基づいて、コントローラ４０によって自動的に記録されている。コントローラ４０は、図１０（Ｃ）に示される走行で自動的に記録された実走行経路１１０Ｙを、メモリ４０ｐに記憶する。

図１０（Ｄ）には、いわゆる空荷後進をするホイールローダ２００が図示されている。ホイールローダ２００が前進走行を停止した後、コントローラ４０は、図１０（Ｃ）に示される走行で記録された実走行経路１１０Ｙを、ホイールローダ２００が自動操舵で後進走行するときの目標走行経路１３０に決定する。走行終了位置１１０Ｃで後進を開始するオペレータの指令に基づいて、コントローラ４０は、目標走行経路１３０に沿って（すなわち、図１０（Ｃ）の走行時に記録された実走行経路１１０Ｙに沿って）、ホイールローダ２００を走行終了位置１１０Ｃから走行開始位置１１０Ａまで自動操舵で後進走行させる。

本実施形態においては、後進走行時、直前の前進走行時にホイールローダ２００が実際に走行した経路に沿って、自動操舵によるホイールローダ２００の後進走行が行われる。

＜作用および効果＞
上述した説明と一部重複する記載もあるが、本開示の実施形態の特徴的な構成および作用効果についてまとめて記載すると、以下の通りである。

図４～８，１０に示されるように、コントローラ４０は、自動で、モータグレーダ１００が実際に走行した経路である実走行経路１１０を記録するよう制御する。実走行経路１１０の記録開始および記録終了のためにオペレータが操作をする必要がなく、自動で実走行経路１１０を記録することができるので、実走行経路１１０の記録を容易に行うことができる。

図４～８，１０に示されるように、コントローラ４０は、オペレータの指令に基づいて、記録した実走行経路１１０を目標走行経路として、作業機械を自動操舵により走行させてもよい。これにより、作業機械が実際に走行した経路を自動で記録し、オペレータが望んだタイミングでこれまで走行してきた経路に沿って作業機械を自動操舵で走行させることが可能になる。作業機械が実際に走行した経路を、作業機械を自動操舵で走行させるときの目標走行経路とすることで、障害物がなく安全に走行できることが確認された経路に沿って作業機械を走行させることができ、現場の状況に応じた適切な経路で作業機械を走行させることができる。

図４～８，１０に示されるように、コントローラ４０は、作業機械の走行開始を検出して実走行経路の始点を設定し、作業機械の走行停止を検出して実走行経路の終点を設定してもよい。これにより、実走行経路の記録開始および記録終了のためにオペレータが操作をする必要がなく、実走行経路を自動で記録することができる。

図４～８，１０に示されるように、コントローラ４０は、作業機械が前進を開始したことを、作業機械の走行開始と判定して、実走行経路の始点を設定し、実走行経路を自動で記録してもよい。これにより、実走行経路の記録開始のためにオペレータが操作をする必要がなく、実走行経路の記録を自動で開始することができる。

図４に示されるように、コントローラ４０は、作業機械が後進を開始したことを、作業機械の走行開始と判定して、実走行経路の始点を設定し、実走行経路を自動で記録してもよい。これにより、実走行経路の記録開始のためにオペレータが操作をする必要がなく、実走行経路の記録を自動で開始することができる。

図３に示されるように、コントローラ４０は、走行方向・速度取得部４０ｅが、作業機械の走行速度が閾値以上であることを示す検知信号を取得すると、作業機械の走行開始と判定して、実走行経路の始点を設定し、実走行経路を自動で記録してもよい。これにより、実走行経路の記録開始のためにオペレータが操作をする必要がなく、実走行経路の記録を自動で開始することができる。

図３に示されるように、コントローラ４０は、位置・方位特定部４０ｇで特定されるモータグレーダ１００の位置データに基づいて、作業機械の移動距離が閾値以上であることを認識すると、作業機械の走行開始と判定して、実走行経路の始点を設定し、実走行経路を自動で記録してもよい。これにより、実走行経路の記録開始のためにオペレータが操作をする必要がなく、実走行経路の記録を自動で開始することができる。

図２に示されるように、コントローラ４０は、メモリ４０ｐを備えている。コントローラ４０は、自動で記録した実走行経路を、メモリ４０ｐに記憶させる。図６に示されるように、作業機械が実際に走行した実走行経路がメモリ４０ｐに既に記憶されている実走行経路と重複するとき、コントローラ４０は、その実際に走行した実走行経路をメモリ４０ｐに記憶しないよう制御してもよい。重複する実走行経路をメモリ４０ｐに記憶せず、今までにメモリ４０ｐに記憶した経路とは違う経路をメモリ４０ｐに記憶するようにすることで、自動で記録した実走行経路のメモリ４０ｐへの記憶を、効率的に行うことができる。

図５に示されるように、コントローラ４０は、作業機械の走行停止が検出された時点から所定時間さかのぼった期間の実走行経路を、自動で記録してもよい。これにより、実走行経路の記録を容易に行うことができる。

図４～８，１０に示されるように、コントローラ４０は、オペレータの指令に基づいて、記録した実走行経路を目標走行経路として、作業機械を自動操舵により走行させてもよい。作業機械が実際に走行した実走行経路を、作業機械を自動操舵で走行させるときの目標走行経路とすることができ、現場の状況に応じた適切な経路で作業機械を走行させることができる。

図４～８，１０に示されるように、コントローラ４０は、オペレータによる作業機械を後進させる指令に基づいて、作業機械を自動操舵により走行させてもよい。後進走行時に作業機械を自動操舵で走行させることで、作業機械をＵターンさせずに確実に元の位置に戻れることになる。これにより、サイクルタイムを短縮でき、作業機械の走行のためのスペースを低減できるので、作業機械の生産性を向上できる。後進走行時にステアリングハンドル４１の操作が不要になるので、オペレータの疲労を低減することができる。

図８に示されるように、コントローラ４０は、メモリ４０ｐに記憶された複数の実走行経路から、目標走行経路とする実走行経路を選択してもよい。これにより、刻一刻と変わる現場の状況に合わせて、最適な経路を目標走行経路として設定して、作業機械を自動操舵することができる。

図３に示されるように、走行システムは、メモリ４０ｐに記憶された複数の実走行経路から目標走行経路とする実走行経路を選択するオペレータの入力を受ける入力部５２をさらに備えてもよい。これにより、オペレータの意図に従って、最適な経路を目標走行経路として設定することができる。

図７に示されるように、コントローラ４０は、実走行経路を延長した経路を含む目標走行経路を決定してもよい。これにより、実走行経路の始端または終端に到達したときにオペレータの意図に反して作業機械の自動操舵を停止することを回避でき、オペレータが作業機械を停止させる指令をするまで自動操舵による走行を継続させることが可能になる。

図３に示されるように、走行システムは、目標走行経路を表示する表示部５４をさらに備えてもよい。オペレータは表示部５４を見て、今から自動操舵で走行する目標走行経路を把握することができる。

図３に示されるように、走行システムは、自動で記録された実走行経路を出力する出力部５１をさらに備えてもよい。これにより、作業機械が実際に走行した経路をオペレータ毎の作業性の評価に使用したり、熟練オペレータの操縦する作業機械が実際に走行した経路を経験の浅いオペレータの教育に使用したりすることが可能になる。

なお、これまでの実施形態の説明では、作業機械が後進走行するときに自動操舵により走行する例について説明した。作業機械は、前進走行時にも自動操舵により走行してもよい。前進走行時にも、実走行経路を自動操舵の目標走行経路としてもよい。コントローラ４０は、自動操舵による前進走行時に実際に走行した経路を自動で記録することができる。またはコントローラ４０は、自動操舵による前進走行時の経路は既に記録済みの経路であると判断して、自動で記録しないようにすることもできる。

作業機械の自動操舵を開始するためのオペレータの指令は、作業機械を後進させる指令に限られない。作業機械が、自動操舵を開始するためのオペレータの操作を受け付けるエンゲージボタンを運転室内に備える構成とされ、オペレータがエンゲージボタンを操作することで作業機械の自動操舵による走行を開始してもよい。

たとえば、作業機械が、走行開始位置から走行終了位置までマニュアル操舵により前進走行した後、Ｕターンして前進走行時に実際に走行した経路に戻ったときに、オペレータがエンゲージボタンを操作することで、自動操舵により作業機械を前進走行させてもよい。

自動操舵での走行中に、オペレータが、たとえば目標走行経路上に障害物があることを認識して、ステアリングハンドル４１を操作することにより、作業機械は障害物を避けて走行することができる。オペレータによるステアリングハンドル４１のマニュアル操作により、作業機械を自動操舵により走行させる制御が終了し、以降は作業機械をマニュアル操舵により走行させることができる。そのマニュアル操舵による走行時に実際に走行した経路もまた、自動で記録される。マニュアル操舵による走行中に、オペレータがエンゲージボタンを操作すれば、自動操舵を再開することも可能である。

実走行経路を記録するには、作業機械の現在位置を正確に把握する必要がある。実施形態では、衛星測位システムを用いて作業機械の位置を検知する例について説明したが、この例に限られるものではない。作業現場に設置されたトータルステーションを使用して、作業機械の現在位置を検知してもよい。ＳＬＡＭ（Simultaneous Localization and Mapping）を活用することによって、作業機械の現在位置を検知してもよい。

以上のように実施形態について説明を行ったが、今回開示された実施形態はすべての点で例示であって、制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

１１ 運転室、１１Ｓ 運転席、１２，２０３ 作業機、１６ 前輪、１７ 後輪、１７Ｌ 左後輪、１７Ｒ 右後輪、１８，２０２ 車体フレーム、２１ ブレード、３１ ハンドルセンサ、３２ 操作レバーセンサ、３４ 方向検知センサ、３４ａ ＩＭＵ、３４ｂ ステアリング角度センサ、３４ｃ アーティキュレート角度センサ、３５ ＧＮＳＳレシーバ、３７ ＦＮＲ・車速検知センサ、４０ コントローラ、４０ｂ ハンドル操作特定部、４０ｃ 操作レバー操作特定部、４０ｄ アクセル操作特定部、４０ｅ 走行方向・速度取得部、４０ｇ 位置・方位特定部、４０ｈ 走行開始判定部、４０ｉ 走行停止判定部、４０ｍ タイマ、４０ｎ 実走行経路記録部、４０ｐ メモリ、４０ｑ 目標走行経路決定部、４０ｒ 走行指令部、４１ ステアリングハンドル、４２ 操作レバー、５１ 出力部、５２ 入力部、５４ 表示部、５６ａ アクセルペダル、５６ｂ アクセル操作検知部、５７ａ ブレーキペダル、５７ｂ ブレーキ操作検知部、５８ 走行・停止操作部、６６ 操向機構、６７ 操向操作部、７２ ステアリングバルブ、７３ 電気流体圧制御弁、７４ ステアリングシリンダ、８１ エンジン、８２ 動力伝達装置、１００ モータグレーダ、１１０，１２０ 実走行経路、１１０Ａ 走行開始位置、１１０Ｂ，１１０Ｃ 走行終了位置、１３０ 目標走行経路、１３２ 延長部分、２００ ホイールローダ、３００ ダンプトラック、３１０ 掘削対象物、ＯＢＳ 障害物。

Claims (17)

1. 作業機械の走行システムであって、
   前記作業機械を走行させる走行装置と、
   自動で、前記作業機械が実際に走行した経路である実走行経路を記録するよう制御するコントローラとを備える、作業機械の走行システム。
2. 前記コントローラは、オペレータの指令に基づいて、記録した前記実走行経路を目標走行経路として、前記作業機械を自動操舵により走行させる、請求項１に記載の作業機械の走行システム。
3. 前記コントローラは、前記作業機械の走行開始を検出して前記実走行経路の始点を設定し、前記作業機械の走行停止を検出して前記実走行経路の終点を設定する、請求項１に記載の作業機械の走行システム。
4. 前記コントローラは、前記作業機械が前進を開始したことを、前記作業機械の走行開始と判定する、請求項３に記載の作業機械の走行システム。
5. 前記コントローラは、前記作業機械が後進を開始したことを、前記作業機械の走行開始と判定する、請求項４に記載の作業機械の走行システム。
6. 前記コントローラは、前記作業機械の走行速度が閾値以上になったことを、前記作業機械の走行開始と判定する、請求項３から請求項５のいずれか１項に記載の作業機械の走行システム。
7. 前記コントローラは、前記作業機械の移動距離が閾値以上となったことを、前記作業機械の走行開始と判定する、請求項３から請求項５のいずれか１項に記載の作業機械の走行システム。
8. 前記コントローラが記録した前記実走行経路を記憶するメモリをさらに備え、
   前記作業機械が実際に走行した１の実走行経路が、前記メモリに既に記憶されている前記実走行経路と重複するとき、前記コントローラは、前記１の実走行経路を前記メモリに記憶しない、請求項３から請求項７のいずれか１項に記載の作業機械の走行システム。
9. 前記コントローラは、前記作業機械の走行停止が検出された時点から所定時間さかのぼった期間の前記実走行経路を記録する、請求項３から請求項８のいずれか１項に記載の作業機械の走行システム。
10. 前記コントローラは、オペレータの指令に基づいて、記録した前記実走行経路を目標走行経路として、前記作業機械を自動操舵により走行させる、請求項３から請求項９のいずれか１項に記載の作業機械の走行システム。
11. 前記コントローラは、オペレータによる前記作業機械を後進させる指令に基づいて、前記作業機械を自動操舵により走行させる、請求項１０に記載の作業機械の走行システム。
12. 前記コントローラが記録した複数の前記実走行経路を記憶するメモリをさらに備え、
    前記コントローラは、前記メモリに記憶された複数の前記実走行経路から、前記目標走行経路とする前記実走行経路を選択する、請求項１０または請求項１１に記載の作業機械の走行システム。
13. 前記メモリに記憶された複数の前記実走行経路から前記目標走行経路とする前記実走行経路を選択するオペレータの入力を受ける入力部をさらに備える、請求項１２に記載の作業機械の走行システム。
14. 前記コントローラは、前記実走行経路を延長した経路を含む前記目標走行経路を決定する、請求項１０から請求項１３のいずれか１項に記載の作業機械の走行システム。
15. 前記目標走行経路を表示する表示部をさらに備える、請求項１０から請求項１４のいずれか１項に記載の作業機械の走行システム。
16. 記録された前記実走行経路を出力する出力部をさらに備える、請求項１から請求項１５のいずれか１項に記載の作業機械の走行システム。
17. 作業機械の制御方法であって、
    前記作業機械を走行させることと、
    自動で、前記作業機械が実際に走行した経路である実走行経路を記録することとを備える、作業機械の制御方法。

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