JP2024127659A - 車両制御システム及びそれを備える運搬車両 - Google Patents

Abstract

【課題】運搬車両の作業効率の低下を抑えつつ、走行中に車体に作用する負荷を低減可能な車両制御システムを提供する。【解決手段】車両制御システムは、走行路内の運搬車両の走行を制御する制御装置を備え、制御装置は、運搬車両の走行路内の位置を表す車体位置データと、走行路の路面の状態を表す路面状態データと、運搬車両の車体に作用している負荷を表す車体負荷データと、を取得し、路面状態データ、車体負荷データ及び車体位置データに基づき、走行路を走行する際における運搬車両の位置に対応する運搬車両の走行速度の基準となる基準速度を演算し、基準速度を運搬車両の走行速度の上限または目標として運搬車両の走行制御を行う。【選択図】図５

Description

本発明は、車両制御システム及びそれを備える運搬車両に関する。

走行路の路面が劣化して凹凸などが形成されると、荒れた走行路を走行するダンプトラック等の運搬車両の燃費の悪化、車体へのダメージなどの悪影響が出る。このため、走行路の路面の劣化を抑制する発明が提案されている（特許文献１参照）。

特許文献１には、走行路の路面の劣化を低減させる車両運用を実行可能とする路面管理システムが開示されている。路面管理システムは、走行路の路面劣化度の変化率が所定の閾値を超えた時間帯の情報を集計する。路面管理システムは、集計した情報に基づき、出現回数が所定回数よりも多い気象情報（例えば、雨）、センサ出力値（例えば、アクセル開度が所定値より大きくなる走行操作）等を劣化条件として記憶する。その後、路面管理システムは、稼働情報と劣化条件とを比較することによって、劣化条件を満たす可能性があるか否かを判定する。劣化条件を満たす可能性があると判定された場合には、車両において、アクセル開度を減少させる制御が行われる。あるいは、車両において、アクセル開度を減少させる走行操作の実行をオペレータに促すための通知が行われる。

特開２０２０－０５２８３５号公報

しかしながら、特許文献１に記載の発明は、路面劣化度の変化率を監視することにより、走行路の更なる劣化を抑制するものである。このため、例えば、既に走行路に凹凸が形成されている場合には、その凹凸の上を運搬車両が通過する際に、車体に負荷が作用することになる。このため、特許文献１に記載の発明では、車両が荒地等を走行する際に車体に作用する負荷を低減するという観点では改善の余地がある。

本発明は、運搬車両の作業効率の低下を抑えつつ、走行中に車体に作用する負荷を低減可能な車両制御システムを提供することを目的とする。

本発明の一態様による車両制御システムは、走行路内の運搬車両の走行を制御する制御装置を備え、前記制御装置は、前記運搬車両の前記走行路内の位置を表す車体位置データと、前記走行路の路面の状態を表す路面状態データと、前記運搬車両の車体に作用している負荷を表す車体負荷データと、を取得し、前記路面状態データ、前記車体負荷データ及び前記車体位置データに基づき、前記走行路を走行する際における前記運搬車両の位置に対応する前記運搬車両の走行速度の基準となる基準速度を演算し、前記基準速度を前記運搬車両の走行速度の上限または目標として前記運搬車両の走行制御を行う。

本発明によれば、運搬車両の作業効率の低下を抑えつつ、走行中に車体に作用する負荷を低減可能な車両制御システムを提供することができる。

図１は、作業現場で作業を行う運搬車両と、運搬車両の管理を行う管理センタとを示す図である。 図２は、第１実施形態に係る運搬車両の側面図である。 図３は、車体フレームの斜視図である。 図４は、第１実施形態に係る車両制御システムの構成図である。 図５は、第１実施形態に係る車両制御システムの機能ブロック図である。 図６は、稼働情報テーブルの一例を示す図である。 図７は、車体コントローラにより実行される稼働情報の送信処理の流れの一例について示すフローチャートである。 図８は、稼働情報データベースの一例を示す図である。 図９は、走行路マップの一例を示す図である。 図１０は、最大値テーブルの一例を示す図である。 図１１は、速度換算テーブルの一例を示す図である。 図１２は、基準速度テーブルの一例を示す図である。 図１３は、作業中の運搬車両の状態遷移図である。 図１４は、第２実施形態に係る車両制御システムの機能ブロック図である。 図１５は、天候状況に応じた路面劣化度の時間変化の一例について示す図である。 図１６は、第２実施形態に係る速度換算テーブルの一例を示す図である。

図面を参照して、本発明の実施形態に係る車両制御システムについて説明する。

＜第１実施形態＞
図１は、作業現場で作業を行う運搬車両と、運搬車両の管理を行う管理センタとを示す図である。図１に示すように、鉱山などの作業現場には、土砂や鉱石等の積荷を運搬する少なくとも１台以上の運搬車両２０Ａ，２０Ｂ，２０Ｃ，２０Ｄと、運搬車両２０Ａ，２０Ｂ，２０Ｃ，２０Ｄを管理する管理センタ３０と、が存在する。なお、運搬車両２０Ａ，２０Ｂ，２０Ｃ，２０Ｄは、総称して運搬車両２０とも記す。なお、管理センタ３０は、作業現場から遠く離れた場所に設けられていてもよい。

積込場１１では、油圧ショベル４０によって掘削された土砂等の掘削物が運搬車両２０に積み込まれる。掘削物を積載した運搬車両２０は、放土場１２に向かって走行路１０上を走行する。運搬車両２０は、放土場１２において土砂等の掘削物の放出（放土）を行う。放土を終えた運搬車両２０は、積込場１１に向かって走行路１０上を走行する。

本実施形態に係る運搬車両２０は、運搬車両２０に搭乗したオペレータによって運転される。管理センタ３０と運搬車両２０とは、無線通信回線を介して相互の情報の授受を行う。運搬車両２０は、自車両の稼働情報を管理センタ３０に送信する。稼働情報には、車体の走行速度（車速）、車体の位置、並びに、その位置で発生した応力、及び、その位置の路面劣化度等が含まれる。稼働情報の詳細については、後述する。管理センタ３０は、複数の運搬車両２０の各々から送信された稼働情報を収集し、複数の運搬車両２０を管理する。

図２は、本発明の第１実施形態に係る運搬車両２０の側面図である。以下の説明において断り書きのない場合は運転席の前方（同図中においては左方向）を車体１０１の前方とする。運搬車両２０は、車体１０１、キャブ１０３、ベッセル１０４、前輪（車体前側の車輪）１０５及び後輪（車体後側の車輪）１０６を備えたダンプトラックである。キャブ１０３は、車体フレーム１０２により支持され、車体１０１上における前側でかつ左側に位置している。キャブ１０３は、運搬車両２０のオペレータが搭乗する運転室を形成する。キャブ１０３の内部には運転席、運搬車両２０を加速させるアクセル操作装置１４７（図４参照）、運搬車両２０を制動するブレーキ操作装置１４８（図４参照）、操舵用のハンドル、及び荷台用の操作装置等が設けられている。また、キャブ１０３の内部には、運搬車両２０の各部を制御する車体コントローラ１２０が設けられている。

ベッセル１０４は、油圧ショベル４０により掘削された掘削物などの積荷を積載する荷台である。ベッセル１０４は車体１０１の後部に起伏可能に搭載されている。ベッセル１０４は、車体１０１の後部側に連結ピンを介して回動可能に支持され、ホイストシリンダ１０８の伸縮動作によって連結ピンを支点として上下動する。前輪１０５は車体１０１の前部の左右、後輪１０６は車体１０１の後部の左右でそれぞれ車体１０１を走行可能に支持している。前輪１０５は、運搬車両２０のオペレータによって操舵される操舵輪を構成し、運搬車両２０のオペレータが操舵用のハンドルを操作したときに、左右のステアリングシリンダ（不図示）の伸縮動作に伴って舵取り操作される。後輪１０６は、運搬車両２０の駆動輪を構成し、走行駆動装置１４６（図４参照）により回転駆動される。

左右一対の前輪１０５と車体フレーム１０２との間には、それぞれ、サスペンション１０７ＦＬ，１０７ＦＲが設けられている（図２には、車体左側のサスペンションのみ示している）。左右一対の後輪１０６と車体フレーム１０２との間には、それぞれ、サスペンション１０７ＢＬ，１０７ＢＲが設けられている（図２には、車体左側のサスペンションのみを示している）。

サスペンション１０７ＦＬ，１０７ＦＲ，１０７ＢＬ，１０７ＢＲは、それぞれが油圧シリンダで構成されている。以下では、サスペンション１０７ＦＬ，１０７ＦＲ，１０７ＢＬ，１０７ＢＲを総称してサスペンションシリンダ１０７とも記す。サスペンションシリンダ１０７は、走行路１０の路面の凹凸を乗り越える際のタイヤ荷重の緩衝機能、オペレータの乗り心地向上のための制振機能、及び旋回時のロールを抑える機能を有している。

図３は、車体フレーム１０２の斜視図である。図３に示すように、車体フレーム１０２の複数の部位Ｐａ１，Ｐａ２，Ｐａ３，Ｐａ４，Ｐａ５，Ｐａ６，Ｐａ７には、その部位での歪みを検出する歪センサ１４４が取り付けられる。

図４は、本発明の第１実施形態に係る車両制御システム１の構成図である。図４に示すように、車両制御システム１は、運搬車両２０に設けられる車体コントローラ１２０と、管理センタ３０に設けられるサーバ１３０と、を有している。車体コントローラ１２０には車体通信装置１４９が接続され、サーバ１３０にはサーバ通信装置１６９が接続されている。

車体通信装置１４９は、車体１０１に取り付けられている。車体通信装置１４９は、通信回線ＮＴと無線通信可能な無線通信装置であって、例えば２．１ＧＨｚ帯等の帯域を感受帯域とする通信アンテナを含む通信インタフェースを有する。車体通信装置１４９は、通信回線ＮＴを介して、サーバ１３０等と情報の授受を行う。

サーバ通信装置１６９は、管理センタ３０に設けられ、通信回線ＮＴを介して、作業現場で作業を行っている複数の運搬車両２０と情報の授受を行う。サーバ１３０には、入力装置１６１及び表示装置１６２が接続されている。入力装置１６１は、サーバ１３０に所定の情報を入力するための装置であり、例えば、キーボード、マウス等により構成される。表示装置１６２は、サーバ１３０からの制御信号に基づいて所定の情報を出力する出力装置である。表示装置１６２は、例えば、液晶ディスプレイ装置であり、作業現場で作業を行っている複数の運搬車両２０の稼働情報を表示画面に表示させる。

車体コントローラ１２０は、走行駆動装置１４６を介して、運搬車両２０の走行を直接的に制御する。また、サーバ１３０は、後述するように、走行路１０を走行する際における運搬車両２０の位置に対応する運搬車両２０の走行速度の基準となる基準速度を演算し、車体コントローラ１２０に送信する。つまり、サーバ１３０は、走行路１０を走行する複数の運搬車両２０の走行を間接的に制御する。

車体コントローラ１２０は、処理装置１２１、不揮発性メモリ１２２、揮発性メモリ１２３、入力インタフェース１２４、出力インタフェース１２５、及び、その他の周辺回路を備えたコンピュータで構成される。サーバ１３０は、処理装置１３１、不揮発性メモリ１３２、揮発性メモリ１３３、入力インタフェース１３４、出力インタフェース１３５、及び、その他の周辺回路を備えたコンピュータで構成される。これらのハードウェアは、協働してソフトウェアを動作させ、複数の機能を実現する。

不揮発性メモリ１２２，１３２は、情報の読み書きが可能な不揮発性の記憶媒体である。不揮発性メモリ１２２，１３２は、ＲＯＭ（Read Only Memory）、フラッシュメモリ、ハードディスクドライブ等である。不揮発性メモリ１２２，１３２には、各種演算を実行可能なプログラム、各種演算に用いられる閾値、及び、データベース等が格納されている。すなわち、不揮発性メモリ１２２，１３２は、本実施形態の機能を実現するプログラムを読み取り可能な記憶装置である。

処理装置１２１，１３１は、不揮発性メモリ１２２，１３２に記憶されたプログラムを所謂ＲＡＭ（Random Access Memory）と呼ばれる揮発性メモリ１２３，１３３に展開して演算実行する装置である。処理装置１２１，１３１は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＭＰＵ（Micro Processing Unit）、ＤＳＰ（Digital Signal Processor）等である。処理装置１２１，１３１は、プログラムに従って入力インタフェース１２４，１３４、不揮発性メモリ１２２，１３２及び揮発性メモリ１２３，１３３から取り入れたデータに対して所定の演算処理を行う。

入力インタフェース１２４，１３４は、入力された信号を処理装置１２１，１３１で演算可能なデータに変換する。出力インタフェース１２５，１３５は、処理装置１２１，１３１での演算結果に応じた出力用の信号を生成し、その信号を制御対象となる装置に出力する。

車体コントローラ１２０の入力インタフェース１２４には、圧力センサ１４１、位置センサ１４２、速度センサ１４３、及び歪センサ１４４が接続され、各センサ１４１，１４２，１４３，１４４からのセンサ信号が入力される。なお、上述したように、圧力センサ１４１は、４つのサスペンションシリンダ１０７ごとに設けられるが、図４では１つを代表して示している。また、歪センサ１４４は、車体１０１の複数の部位Ｐａ１，Ｐａ２，Ｐａ３，Ｐａ４，Ｐａ５，Ｐａ６，Ｐａ７（図３参照）に設けられるが、図４では１つを代表して示している。

圧力センサ１４１は、サスペンションシリンダ１０７の圧力を検出し、検出結果を表すセンサ信号を車体コントローラ１２０に出力する。位置センサ１４２は、車体１０１の位置及び方位を検出し、検出結果を表すセンサ信号を車体コントローラ１２０に出力する。

位置センサ１４２は、例えば、複数のＧＮＳＳ（Global Navigation Satellite System：全地球衛星測位システム）用のアンテナ（以下、ＧＮＳＳアンテナと記す）と、ＧＮＳＳアンテナで受信された複数の測位衛星からの衛星信号（ＧＮＳＳ電波）に基づいて、３次元空間の実座標で表される車体１０１の位置、及び基準方位からの角度である方位角を演算する測位演算装置と、を有する。車体の位置は、例えば、地理座標系（グローバル座標系）における車体の基準点（例えば、車体の中心点）の位置座標（緯度、経度）で表される。なお、車体の位置を検出するセンサと、車体の方位を検出するセンサとが個別に設けられていてもよい。

速度センサ１４３は、車体の走行速度（車速）Ｖを検出し、検出結果を表すセンサ信号を車体コントローラ１２０に出力する。速度センサ１４３は、例えば、走行速度と相関性のある車輪の回転速度を検出する車輪速センサである。なお、速度センサ１４３は、位置センサ１４２により演算された車体１０１の位置の時間変化から速度を演算する装置であってもよい。

歪センサ１４４は、車体フレーム１０２の複数の部位Ｐａ１，Ｐａ２，Ｐａ３，Ｐａ４，Ｐａ５，Ｐａ６，Ｐａ７に設置され（図３参照）、設置部位の歪みを検出し、検出結果を表すセンサ信号を車体コントローラ１２０に出力する。

車体コントローラ１２０の出力インタフェース１２５には、報知装置１４５が接続されている。報知装置１４５は、車体１０１の稼働情報（各センサの検出結果等）及び警告情報をオペレータに知らせるための出力装置である。報知装置１４５には、例えば、液晶ディスプレイ装置などの表示装置やスピーカ等の音出力装置が採用される。

図５は、車両制御システム１の機能ブロック図である。車体コントローラ１２０は、位置取得部１５１、劣化度演算部１５２、応力演算部１５３、積載量演算部１５４、車速演算部１５５、車体通信制御部１５６、及び走行制御部１５７を有する。また、車体コントローラ１２０には、稼働情報テーブルＴ１及び地図情報Ｍ０が記憶されている。

位置取得部１５１は、位置センサ１４２により演算された車体位置データを取得する。車体位置データは、運搬車両２０の走行路１０内の位置を表すデータである。本実施形態に係る車体位置データは、車体１０１の位置の座標及び方位角を表すデータを含む。車速演算部１５５は、速度センサ１４３の検出結果に基づいて、車速Ｖを演算する。

劣化度演算部１５２は、走行路１０の路面の劣化度（以下、路面劣化度とも記す）Ｄを演算する。路面劣化度Ｄは、運搬車両２０が走行する走行路１０の路面の状態を表す路面状態データの一つである。路面劣化度Ｄは、例えば、予め整地されて凹凸のない路面を基準とした、路面の劣化（荒さ）の度合いを表す指標であり、轍など路面の凹凸が大きいほど大きくなる。つまり、路面劣化度Ｄは、路面の凹凸の大きさ（高さ）と一定の関係がある。路面劣化度Ｄが大きい場所は、路面が荒れている場所である。また、例えば、土質が粘土質である場所、車両の往来が多い場所、整地車両による整地作業（路面のメンテナンス作業）が行われていない場所、及び、雨が降って濡れた路面を車両が走行した場所では、路面劣化度Ｄが大きくなりやすい。路面劣化度Ｄが大きい場所を運搬車両２０が走行する場合に車体１０１に加わる負荷は、路面劣化度Ｄが小さい場所を運搬車両２０が走行する場合に比べて大きくなる傾向にある。また、路面劣化度Ｄが大きい場所での運搬車両２０の燃料消費量は、路面劣化度Ｄが小さい場所での運搬車両２０の燃料消費量に比べて大きくなる傾向にある。

劣化度演算部１５２は、例えば、圧力センサ１４１によって検出されたサスペンション１０７ＦＬ，１０７ＦＲ，１０７ＢＬ，１０７ＢＲの圧力の値のうち、いずれか１つの値が所定範囲外にあり、かつ、残りの３つの値が上記所定範囲内にある場合に、そのときの車体１０１の位置の路面は劣化状態であると判定する。また、劣化度演算部１５２は、例えば、上記所定範囲外にある圧力の値と上記所定範囲との差が大きいほど、大きな路面劣化度Ｄを演算する。

なお、劣化度演算部１５２による路面劣化度Ｄの演算方法は、これに限定されない。劣化度演算部１５２は、圧力センサ１４１の検出結果に基づいて路面劣化度Ｄを演算することに代えて、例えば、アクセル開度やブレーキ開度の時間変化などに基づいて路面劣化度Ｄを演算してもよい。また、路面劣化度Ｄは、４本のサスペンションシリンダ１０７の圧力の所定時間幅での変化量のうち最大のものを上記所定時間幅での車速の平均値で除算した値として定義してもよい。

応力演算部１５３は、複数の歪センサ１４４の検出結果に基づいて、車体１０１に作用している応力σを演算する。凹凸の大きい場所を運搬車両２０が走行する場合、凹凸の小さい場所を運搬車両２０が走行する場合に比べて、車体１０１に大きな負荷が作用する。路面から車体１０１に作用する負荷が大きいほど、車体１０１の各部位で発生する応力σが大きくなる。つまり、運搬車両２０が走行路１０内を走行するときに車体１０１に発生する応力σは、運搬車両２０が走行路１０内を走行するときに車体１０１に作用する負荷を表す車体負荷データの一つである。

なお、応力演算部１５３の応力演算方法は、歪センサ１４４の検出結果を用いる方法に限定されない。例えば、応力演算部１５３は、圧力センサ１４１、速度センサ１４３、及び加速度センサ（不図示）などのセンサにより検出された稼働情報と、予め定められた応力演算式とに基づいて応力σを演算してもよい。応力演算式は、例えば、重回帰式や機械学習を使った回帰式等を用いて、運搬車両２０を構成する部品の各々の部位について予め求め、車体コントローラ１２０に記憶される。また、実機測定を行わずともロジック構築できるというメリットから有限要素法に基づく応力解析を用いて、応力演算式を定めておいてもよい。

積載量演算部１５４は、圧力センサ１４１の検出結果に基づいて、ベッセル１０４に積載された積載物の重量である積載量（ペイロード）Ｗを演算する。つまり、積載量演算部１５４は、圧力センサ１４１から運搬車両２０に積載されている積載物の重量に関する情報であるサスペンションの圧力を取得し、取得したサスペンションの圧力に基づいて積載量Ｗを演算する。

劣化度演算部１５２は、演算された路面劣化度Ｄと、演算に用いた圧力センサ１４１のセンサ信号の取得時刻とを対応付けて、稼働情報テーブルＴ１に記憶する。応力演算部１５３は、演算された応力σと、その応力の発生部位Ｐａと、演算に用いた歪センサ１４４のセンサ信号の取得時刻とを対応付けて、稼働情報テーブルＴ１に記憶する。積載量演算部１５４は、演算された積載量Ｗと、演算に用いた圧力センサ１４１のセンサ信号の取得時刻とを対応付けて、稼働情報テーブルＴ１に記憶する。稼働情報テーブルＴ１には、運搬車両２０を識別するための車両ＩＤ（識別情報）が記憶されている。

図６は、稼働情報テーブルＴ１の一例を示す図である。稼働情報テーブルＴ１には、運搬車両２０の稼働情報の時系列データが記憶されている。図６に示すように、稼働情報テーブルＴ１には、車体コントローラ１２０が車体１０１に設けられたセンサからセンサ信号を取得した時刻ｔ、センサ信号を取得したときの走行路１０における車体１０１の位置を表す車体位置データ（以下、稼働情報取得位置とも記す）Ｐ、車速Ｖ、並びに、路面劣化度Ｄ、応力σ、応力σの発生部位Ｐａ及び積載量Ｗが対応付けられて記憶される。なお、図６では、部位Ｐａ１で発生した応力σのみ図示しているが、実際には、複数の部位のそれぞれにおいて発生した応力σが記憶されている。

図５に示す車体通信制御部１５６は、車体通信装置１４９を介して、稼働情報テーブルＴ１に記憶された稼働情報をサーバ１３０に送信する。本実施形態に係る車体通信制御部１５６は、稼働情報テーブルＴ１に記憶された稼働情報のうち、予め定められた送信条件を満たす情報のみサーバ１３０に送信する。

送信条件は、以下の（条件１）及び（条件２）の少なくとも一方が満たされた場合に成立し、（条件１）及び（条件２）のいずれもが満たされていない場合には成立しない。
（条件１）路面劣化度Ｄが第１劣化度閾値Ｄ１以上である。
（条件２）応力σが第１応力閾値σ１以上である。

図７は、車体コントローラ１２０により実行される稼働情報の送信処理の流れの一例について示すフローチャートである。図７のフローチャートに示す処理は、イグニッションスイッチ（不図示）のオンにより開始され、所定の制御周期で繰り返し実行される。

図７に示すように、ステップＳ１１０において、車体コントローラ１２０は、センサ１４１，１４２，１４３，１４４の検出結果を取得し、処理をステップＳ１２１，Ｓ１２３，Ｓ１２５，Ｓ１２７に進める。ステップＳ１２１，Ｓ１２３，Ｓ１２５，Ｓ１２７は並列処理として実行される。

ステップＳ１２１において、車体コントローラ１２０は、ステップＳ１１０で取得した圧力センサ１４１の検出結果に基づいて路面劣化度Ｄを演算する。ステップＳ１２３において、車体コントローラ１２０は、ステップＳ１１０で取得した歪センサ１４４の検出結果に基づいて応力σを演算する。ステップＳ１２５において、車体コントローラ１２０は、ステップＳ１１０で取得した位置センサ１４２の検出結果に基づいて稼働情報取得位置Ｐを演算する。ステップＳ１２７において、車体コントローラ１２０は、ステップＳ１１０で取得した圧力センサ１４１の検出結果に基づいて積載量Ｗを演算する。

なお、図７では、車体コントローラ１２０がステップＳ１２１，Ｓ１２３，Ｓ１２５，Ｓ１２７の処理を並列に実行する例について説明した。しかしながら、車体コントローラ１２０は、ステップＳ１２１，Ｓ１２３，Ｓ１２５，Ｓ１２７の処理を直列に実行してもよい。ステップＳ１２１，Ｓ１２３，Ｓ１２５，Ｓ１２７の処理が完了すると、処理がステップＳ１３０に進む。

ステップＳ１３０において、車体コントローラ１２０は、ステップＳ１２１で演算された路面劣化度Ｄが第１劣化度閾値Ｄ１以上であるか否かを判定する。ステップＳ１３０において、路面劣化度Ｄが第１劣化度閾値Ｄ１以上であると判定されると、処理がステップＳ１３５に進む。ステップＳ１３０において、路面劣化度Ｄが第１劣化度閾値Ｄ１未満であると判定されると、処理がステップＳ１４０に進む。

ステップＳ１３５において、車体コントローラ１２０は、本制御周期で演算対象となった稼働情報（路面劣化度Ｄ、応力σ、稼働情報取得位置Ｐ、及び積載量Ｗ）を送信対象として決定する。さらに、車体コントローラ１２０は、それらの稼働情報を、稼働情報の取得時刻とともに稼働情報テーブルＴ１に記憶する。

ステップＳ１４０において、車体コントローラ１２０は、ステップＳ１２３で演算された応力σが第１応力閾値σ１以上であるか否かを判定する。ステップＳ１３０において、応力σが第１応力閾値σ１以上であると判定されると、処理がステップＳ１３５に進む。ステップＳ１４０において、応力σが第１応力閾値σ１未満であると判定されると、処理がステップＳ１４５に進む。

ステップＳ１４５において、車体コントローラ１２０は、本制御周期で演算対象となった稼働情報（路面劣化度Ｄ、応力σ、稼働情報取得位置Ｐ、及び積載量Ｗ）を非送信対象として決定する。さらに、車体コントローラ１２０は、それらの稼働情報を、稼働情報の取得時刻とともに稼働情報テーブルＴ１に記憶する。

ステップＳ１３５またはステップＳ１４５の処理が完了すると、処理がステップＳ１５０に進む。ステップＳ１５０において、車体コントローラ１２０は、稼働情報テーブルＴ１に記憶されている稼働情報のうち送信対象となった稼働情報を、稼働情報の取得時刻（センサ信号の取得時刻）ｔとともに送信し、本制御周期における図７のフローチャートに示す処理を終了する。なお、車体コントローラ１２０は、送信対象となった稼働情報をリアルタイムで送信してもよいし、ある程度、送信対象となった稼働情報が蓄積されてから送信してもよい。

このように、本実施形態では、路面劣化度Ｄが第１劣化度閾値Ｄ１未満であり、かつ、応力σが第１応力閾値σ１未満である場合には、その路面劣化度Ｄ及び応力σが送信対象から除外される。これにより、演算された全ての路面劣化度Ｄ及び応力σが送信される場合に比べて、車体コントローラ１２０からサーバ１３０に送信されるデータの量が小さくなる。なお、送信対象から除外するかどうかの閾値（Ｄ１，σ１）は、オペレータがキャブ１０３内に設けられる入力装置（不図示）を操作することにより、変更することができる。これにより、車体コントローラ１２０からサーバ１３０に送信されるデータの量を調整することができる。また、閾値（Ｄ１，σ１）を０（ゼロ）に設定することにより、演算された全ての路面劣化度Ｄ及び応力σを送信対象とすることができる。

図５に示すように、サーバ１３０は、最大値演算部１７２、基準速度演算部１７３、及びサーバ通信制御部１７５を有する。また、サーバ１３０には、稼働情報データベースＤＢ１、走行路マップＭ１、最大値テーブルＴ２、速度換算テーブルＴ３、及び基準速度テーブルＴ４が記憶されている。

サーバ通信制御部１７５は、サーバ通信装置１６９を介して車体コントローラ１２０から送信された稼働情報（路面劣化度Ｄ、応力σ、稼働情報取得位置Ｐ、センサ信号の取得時刻ｔ等）を取得し、取得した稼働情報を稼働情報データベースＤＢ１に記憶する。なお、本実施形態に係るサーバ通信制御部１７５は、複数の運搬車両２０から送信された稼働情報を収集する。図８は、稼働情報データベースＤＢ１の一例を示す図である。稼働情報データベースＤＢ１には、車両ＩＤで識別される複数の運搬車両２０から取得した稼働情報の時系列データが記憶されている。図８に示すように、稼働情報データベースＤＢ１には、車両ＩＤ１，ＩＤ２，ＩＤ３の運搬車両２０の稼働情報が記憶されている。

走行路１０の路面の状況は、走行する運搬車両２０のタイヤからの負荷、天候、整地車両による整地作業などの影響を受けて変化する。このため、稼働情報データベースＤＢ１に、古いデータを保持しておく必要性は低い。サーバ通信制御部１７５は、センサ信号の取得時刻ｔから一定期間を経過した稼働情報については消去し、現時点から所定期間前までの稼働情報のみを保持する。なお、稼働情報の消去の方法はこれに限定されない。整地車両により作業現場の整地作業が完了した後に、管理者が入力装置１６１を操作することにより、過去の稼働情報を消去してもよい。

図９は、走行路マップＭ１の一例を示す図である。図９に示すように、走行路マップＭ１には、作業現場の地図情報を複数の矩形状の領域Ａに区分した情報であり、領域Ａの四隅の位置座標と、領域Ａを特定するための領域記号とが対応付けられて記憶されている。図９では、各領域Ａの横幅（ｘ軸方向の長さ）及び縦幅（ｙ軸方向の長さ）が同じである例について示しているが、領域Ａごとに横幅及び縦幅が異なっていてもよい。領域記号は、少なくとも走行路１０を含む領域Ａに付される。このように、走行路マップＭ１は、走行路１０が複数の区間に区分されるように、走行路１０を含む作業現場が複数の領域Ａに区画されたマップである。例えば、走行路マップＭ１には、位置座標（ｘ１，ｙ１），（ｘ１，ｙ２），（ｘ２，ｙ１），（ｘ２，ｙ２）と、領域記号「Ａ１」とが対応付けられて記憶されている。

図５に示す最大値演算部１７２は、走行路マップＭ１を参照し、稼働情報データベースＤＢ１に記憶されている稼働情報取得位置Ｐに基づき、路面劣化度Ｄを領域Ａごとに収集する。最大値演算部１７２は、各領域Ａの路面劣化度の最大値Ｄｍａｘを演算する。また、最大値演算部１７２は、走行路マップＭ１を参照し、稼働情報データベースＤＢ１に記憶されている稼働情報取得位置Ｐに基づき、応力σを領域Ａごとに収集する。最大値演算部１７２は、各領域Ａの応力σの最大値σｍａｘを演算する。最大値演算部１７２は、演算した路面劣化度の最大値Ｄｍａｘと、演算した応力σの最大値σｍａｘと、それらの演算対象となった領域Ａの領域記号とを対応付けたデータテーブル（以下、最大値テーブルと記す）Ｔ２を生成する。

図１０は、最大値テーブルＴ２の一例を示す図である。図１０に示すように、最大値テーブルＴ２には、領域Ａを特定する領域記号と、領域Ａごとに演算した路面劣化度の最大値Ｄｍａｘ及び応力の最大値σｍａｘとが対応付けられて記憶されている。

図５に示す基準速度演算部１７３は、最大値テーブルＴ２及び速度換算テーブルＴ３に基づいて、走行路１０における空荷基準速度ＶＥ及び積荷基準速度ＶＬを演算する。空荷基準速度ＶＥは、空荷走行状態の運搬車両２０の走行速度の制御に用いられる基準速度である。積荷基準速度ＶＬは、積荷走行状態の運搬車両２０の走行速度の制御に用いられる基準速度である。

図１１は、速度換算テーブルＴ３の一例を示す図である。図１１に示すように、速度換算テーブルＴ３は、応力の最大値σｍａｘ及び路面劣化度の最大値Ｄｍａｘに応じた基準速度ＶＥ，ＶＬを定めたデータテーブルである。つまり、速度換算テーブルＴ３は、空荷基準速度ＶＥと、積荷基準速度ＶＬと、が路面状態データ（Ｄｍａｘ）及び車体負荷データ（σｍａｘ）に対応付けられたデータテーブルである。速度換算テーブルＴ３は、実験等により予め定められている。なお、速度換算テーブルＴ３は、入力装置１６１を操作することにより、適宜変更することができる。

速度換算テーブルＴ３は、応力の最大値σｍａｘが第１応力閾値σ１未満であり、かつ、路面劣化度の最大値Ｄｍａｘが第１劣化度閾値Ｄ１以上第２劣化度閾値Ｄ２未満である場合の空荷基準速度ＶＥ１及び積荷基準速度ＶＬ１を定めている。速度換算テーブルＴ３は、応力の最大値σｍａｘが第１応力閾値σ１未満であり、かつ、路面劣化度の最大値Ｄｍａｘが第２劣化度閾値Ｄ２以上である場合の空荷基準速度ＶＥ２及び積荷基準速度ＶＬ２を定めている。

速度換算テーブルＴ３は、応力の最大値σｍａｘが第１応力閾値σ１以上第２応力閾値σ２未満であり、かつ、路面劣化度の最大値Ｄｍａｘが第１劣化度閾値Ｄ１未満である場合の空荷基準速度ＶＥ１及び積荷基準速度ＶＬ１を定めている。速度換算テーブルＴ３は、応力の最大値σｍａｘが第１応力閾値σ１以上第２応力閾値σ２未満であり、かつ、路面劣化度の最大値Ｄｍａｘが第１劣化度閾値Ｄ１以上第２劣化度閾値Ｄ２未満である場合の空荷基準速度ＶＥ２及び積荷基準速度ＶＬ２を定めている。速度換算テーブルＴ３は、応力の最大値σｍａｘが第１応力閾値σ１以上第２応力閾値σ２未満であり、かつ、路面劣化度の最大値Ｄｍａｘが第２劣化度閾値Ｄ２以上である場合の空荷基準速度ＶＥ３及び積荷基準速度ＶＬ３を定めている。

速度換算テーブルＴ３は、応力の最大値σｍａｘが第２応力閾値σ２以上であり、かつ、路面劣化度の最大値Ｄｍａｘが第１劣化度閾値Ｄ１未満である場合の空荷基準速度ＶＥ２及び積荷基準速度ＶＬ２を定めている。速度換算テーブルＴ３は、応力の最大値σｍａｘが第２応力閾値σ２以上であり、かつ、路面劣化度の最大値Ｄｍａｘが第１劣化度閾値Ｄ１以上第２劣化度閾値Ｄ２未満である場合の空荷基準速度ＶＥ３及び積荷基準速度ＶＬ３を定めている。速度換算テーブルＴ３は、応力の最大値σｍａｘが第２応力閾値σ２以上であり、かつ、路面劣化度の最大値Ｄｍａｘが第２劣化度閾値Ｄ２以上である場合の空荷基準速度ＶＥ４及び積荷基準速度ＶＬ４を定めている。

第２劣化度閾値Ｄ２は第１劣化度閾値Ｄ１よりも大きく（Ｄ２＞Ｄ１）、第２応力閾値σ２は第１応力閾値σ１よりも大きい（σ２＞σ１）。また、空荷基準速度ＶＥ１，ＶＥ２，ＶＥ３，ＶＥ４の大小関係はＶＥ１＞ＶＥ２＞ＶＥ３＞ＶＥ４であり、積荷基準速度ＶＬ１，ＶＬ２，ＶＬ３，ＶＬ４の大小関係はＶＬ１＞ＶＬ２＞ＶＬ３＞ＶＬ４である。つまり、基準速度ＶＥ，ＶＬは、路面の状態が悪いほど（路面劣化度の最大値Ｄｍａｘが大きいほど）、小さくなる。また、基準速度ＶＥ，ＶＬは、車体１０１に作用する負荷が大きいほど（応力の最大値σｍａｘが大きいほど）、小さくなる。

また、空荷基準速度ＶＥ１，ＶＥ２，ＶＥ３，ＶＥ４と積荷基準速度ＶＬ１，ＶＬ２，ＶＬ３，ＶＬ４との大小関係は、ＶＥ１＞ＶＬ１，ＶＥ２＞ＶＬ２，ＶＥ３＞ＶＬ３，ＶＥ４＞ＶＬ４である。したがって、同じ応力の条件かつ同じ路面劣化度の条件では、積荷基準速度ＶＬの方が、空荷基準速度ＶＥよりも小さくなる。換言すれば、走行路１０の所定の位置における積荷基準速度ＶＬは、上記所定の位置における空荷基準速度ＶＥよりも小さくなる。

図５に示す基準速度演算部１７３は、速度換算テーブルＴ３を参照し、最大値テーブルＴ２に記憶されている各領域Ａにおける路面劣化度の最大値Ｄｍａｘ及び応力の最大値σｍａｘに基づいて、各領域Ａの基準速度ＶＥ，ＶＬを演算する。換言すれば、基準速度演算部１７３は、複数の領域Ａごとに、その領域Ａでの路面劣化度の最大値Ｄｍａｘ及び応力の最大値σｍａｘに対応する基準速度ＶＥ，ＶＬを速度換算テーブルＴ３から読み出す。基準速度演算部１７３は、演算した空荷走行用の基準速度ＶＥと、演算した積荷走行用の基準速度ＶＬと、それらの演算対象となった領域Ａの領域記号とを対応付けたデータテーブルである基準速度テーブルＴ４を生成する。このように、基準速度演算部１７３は、複数の運搬車両２０の各々から収集した路面状態データ、車体負荷データ及び車体位置データに基づき、複数の領域Ａごと（すなわち走行路１０の複数の区間ごと）に基準速度ＶＥ，ＶＬを演算する。

なお、基準速度演算部１７３は、最大値テーブルＴ２において路面劣化度の最大値Ｄｍａｘ及び応力の最大値σｍａｘが記憶されていない領域Ａ、あるいは、路面劣化度の最大値Ｄｍａｘが第１劣化度閾値Ｄ１未満かつ応力の最大値σｍａｘが第１応力閾値σ１未満の領域Ａの基準速度ＶＥ，ＶＬには、最高速度ＶＥｘ，ＶＬｘを設定する。空荷基準速度ＶＥの最高速度ＶＥｘは、空荷基準速度ＶＥ１よりも大きい。積荷基準速度ＶＬの最高速度ＶＬｘは、積荷基準速度ＶＬ１よりも大きい。空荷基準速度ＶＥの最高速度ＶＥｘは、積荷基準速度ＶＬの最高速度ＶＬｘよりも大きい。

図１２は、基準速度テーブルＴ４の一例を示す図である。図１２に示すように、基準速度テーブルＴ４には、領域Ａを特定する領域記号と、領域Ａごとに演算した基準速度ＶＥ，ＶＬとが対応付けられて記憶されている。このように、基準速度テーブルＴ４は、複数の領域Ａの各々に対する基準速度が記録されたデータテーブルである。

図５に示すサーバ通信制御部１７５は、サーバ通信装置１６９を介して基準速度テーブルＴ４を運搬車両２０に送信する。

車体通信制御部１５６は、車体通信装置１４９を介して取得した基準速度テーブルＴ４に基づき、地図情報Ｍ０を更新する。地図情報Ｍ０には、走行路マップＭ１と同様の情報と、位置取得部１５１により取得された現在の車体１０１の位置の情報と、基準速度ＶＥ，ＶＬの情報とが含まれる。

走行制御部１５７は、アクセル操作装置１４７のアクセルペダルセンサにより検出されたアクセル操作量、ブレーキ操作装置１４８のブレーキペダルセンサにより検出されたブレーキ操作量、地図情報Ｍ０に記憶されている現在の車体１０１の位置での基準速度ＶＥ，ＶＬ、及び車速演算部１５５で演算された車速Ｖに基づいて、走行駆動装置１４６を制御する。

走行駆動装置１４６は、エンジンと、エンジンによって駆動される発電機と、後輪１０６を駆動する走行モータと、発電機によって発電された電力を制御して走行モータに供給する電力制御装置と、前輪１０５及び後輪１０６に制動力を付与するブレーキ装置と、を有している。走行モータは、車体１０１を加速させるための電動モータである。走行モータへの供給電力は、電力制御装置によって制御され、走行モータの回転速度が制御される。

図１３は、作業中の運搬車両２０の状態遷移図である。図１３に示すように、運搬車両２０の状態は、積込状態Ｓ１、積荷走行状態Ｓ２、放土状態Ｓ３、及び空荷走行状態Ｓ４の順に遷移し、再び、積込状態Ｓ１に戻る。積込状態Ｓ１では、積込場１１において、油圧ショベル４０により掘削された掘削物５０が運搬車両２０のベッセル１０４に積み込まれる。積荷走行状態Ｓ２は、運搬車両２０が掘削物（積荷）５０を放土場１２まで運搬する走行状態である。放土状態Ｓ３では、放土場１２においてベッセル１０４がダンプ動作され、掘削物（積荷）５０が放出される。空荷走行状態Ｓ４は、掘削物（積荷）５０の放出が完了した後、運搬車両２０が積込場１１まで走行する走行状態である。

図５に示す走行制御部１５７は、車速演算部１５５で演算された現在の車速（実車速）Ｖに基づいて、車体１０１が走行しているか、停止しているかを判定する。走行制御部１５７は、車速Ｖが速度閾値（例えば、０）よりも大きい場合には、車体１０１は走行していると判定し、車速Ｖが速度閾値以下である場合には、車体１０１は停止していると判定する。

車体１０１が走行していると判定された場合、走行制御部１５７は、積載量演算部１５４で演算された現在の積載量Ｗに基づき、車体１０１が空荷走行状態であるか、積荷走行状態であるかを判定する。走行制御部１５７は、積載量Ｗが積載量閾値Ｗ１未満である場合には、空荷走行状態であると判定する。走行制御部１５７は、積載量Ｗが積載量閾値Ｗ１以上である場合には、積荷走行状態であると判定する。

走行制御部１５７は、地図情報Ｍ０を参照し、位置取得部１５１で取得した車体１０１の現在の位置に対応する領域Ａの基準速度ＶＥ，ＶＬを読み出す。走行制御部１５７は、空荷走行状態である場合には、空荷基準速度ＶＥを上限速度Ｖｌｉｍとして設定する（Ｖｌｉｍ＝ＶＥ）。走行制御部１５７は、積荷走行状態である場合には、積荷基準速度ＶＬを上限速度Ｖｌｉｍとして設定する（Ｖｌｉｍ＝ＶＬ）。

走行制御部１５７は、車速演算部１５５で演算された現在の車速（実車速）Ｖが上限速度Ｖｌｉｍ以下である場合には、アクセル操作装置１４７及びブレーキ操作装置１４８からの操作信号に基づいて、走行駆動装置１４６を制御する。走行制御部１５７は、車速演算部１５５で演算された現在の車速（実車速）Ｖが上限速度Ｖｌｉｍを超えている場合には、走行駆動装置１４６のブレーキ装置を制御して、車速Ｖが上限速度Ｖｌｉｍ以下となるように、車体１０１を減速させる。

つまり、走行制御部１５７は、運搬車両２０の速度Ｖが、上限速度Ｖｌｉｍを超えないように、車速Ｖの制限制御を実行する。一方、走行制御部１５７は、実車速Ｖが上限速度Ｖｌｉｍ以下である場合には、車速Ｖの制限制御を実行しない。

以上のとおり、本実施形態に係る車両制御システム１の制御装置は、運搬車両２０に設けられる車体コントローラ１２０と、運搬車両２０の外部に設けられるサーバ１３０と、を有している。車体コントローラ１２０は、車体１０１に設けられる複数のセンサ（１４１，１４２，１４３，１４４）からセンサ信号を取得する。車体コントローラ１２０は、センサ信号に基づき、路面劣化度Ｄ及び応力σを演算し、演算した路面劣化度Ｄ及び応力σを車体１０１の位置と対応付けて稼働情報テーブルＴ１に記憶する。車体コントローラ１２０は、路面劣化度Ｄが第１劣化度閾値（劣化度閾値）Ｄ１未満であり、かつ応力σが第１応力閾値（応力閾値）σ１未満であるか否かを判定する（図７のＳ１３０，Ｓ１４０）。

車体コントローラ１２０は、路面劣化度Ｄが第１劣化度閾値Ｄ１未満であり、かつ応力σが第１応力閾値σ１未満であると判定された場合には、その判定に用いた路面劣化度Ｄ及び応力σを送信対象から除外する（図７のＳ１３０でＮｏ，Ｓ１４０でＮｏ，Ｓ１４５）。車体コントローラ１２０は、路面劣化度Ｄが第１劣化度閾値Ｄ１以上であると判定された場合には、その判定に用いた路面劣化度Ｄと、その路面劣化度Ｄに対応付けられた応力σとを送信対象とする（図７のＳ１３０でＹｅｓ，Ｓ１３５）。車体コントローラ１２０は、応力σが第１応力閾値σ１以上であると判定された場合には、その判定に用いた応力σと、その応力σに対応付けられた路面劣化度Ｄとを送信対象とする（図７のＳ１４０でＹｅｓ，Ｓ１３５）。車体コントローラ１２０は、送信対象とされた路面劣化度Ｄ及び応力σを車体１０１の位置とともにサーバ１３０に送信する（図７のＳ１５０）。

サーバ１３０は、複数の運搬車両２０から送信された路面劣化度Ｄ、応力σ及び車体の位置（稼働情報取得位置Ｐ）を収集する。サーバ１３０は、収集した路面劣化度Ｄ、応力σ及び車体１０１の位置（稼働情報取得位置Ｐ）に基づき、走行路１０における複数の区間（領域Ａ）ごとに基準速度ＶＥ，ＶＬを演算する。サーバ１３０は、複数の区間（領域Ａ）ごとに演算された基準速度ＶＥ，ＶＬを複数の運搬車両２０に送信する。運搬車両２０の車体コントローラ１２０は、サーバ１３０から受信した基準速度ＶＥ，ＶＬに基づいて、運搬車両（自車両）２０の走行速度を制御する。

上述した実施形態によれば、次の作用効果を奏する。

（１）車両制御システム１は、走行路１０内の運搬車両２０の走行を制御する制御装置（サーバ１３０及び車体コントローラ１２０）を備える。サーバ１３０は、運搬車両２０の走行路１０内の位置を表す車体位置データと、走行路１０の路面の状態を表す路面状態データと、運搬車両２０の車体１０１に作用している負荷を表す車体負荷データと、を取得する。サーバ１３０は、路面状態データ、車体負荷データ及び車体位置データに基づき、走行路１０を走行する際における運搬車両２０の位置に対応する運搬車両２０の走行速度の基準となる基準速度ＶＥ，ＶＬを演算する。サーバ１３０及び車体コントローラ１２０は、基準速度ＶＥ，ＶＬを運搬車両２０の走行速度の上限として運搬車両２０の走行制御を行う。

この構成では、路面の状態が悪いほど基準速度ＶＥ，ＶＬを小さくすることで、路面の状態が悪い場所において、運搬車両２０の走行速度を低減することができる。荒れた路面を高速で走行することが防止されるため、車体１０１に大きな負荷が作用することを防止できる。また、路面の状態がさらに悪化することを防止できる。また、車体１０１に作用する負荷が大きいほど基準速度ＶＥ，ＶＬを小さくすることで、路面状態が良好であっても車体１０１に作用する負荷が大きくなりやすい場所において、運搬車両２０の走行速度を低減することができる。なお、路面状態が良好であっても車体１０１に作用する負荷が大きくなりやすい場所とは、例えば、急ブレーキや急旋回が行われやすい場所である。具体的な一例としては、積込場１１から放土場１２に向かう走行路１０において、下り坂の最下部に交差点がある場合、積荷走行状態の運搬車両２０が交差点の手前で一時停止する際に、車体１０１に大きな負荷が作用しやすい。

本実施形態によれば、路面の状態が悪い場所、及び路面の状態が良好であっても車体１０１に作用する負荷が大きくなりやすい場所のそれぞれにおいて、運搬車両２０の走行速度を低減することにより、車体１０１に作用する負荷を効果的に低減することができる。その結果、車体１０１の早期損傷が防止される。

一方、路面の状態が良好であり、かつ車体１０１に作用する負荷が大きくなりにくい場所では、運搬車両２０の走行速度を高めることができる。つまり、本実施形態によれば、運搬車両２０の作業効率の低下を抑えつつ、走行中に車体１０１に作用する負荷を低減可能な車両制御システム１を提供することができる。

（２）本実施形態に係る車体負荷データは、運搬車両２０が走行路１０を走行するときに車体１０１に発生する応力σである。サーバ１３０は、応力σが大きいほど基準速度ＶＥ，ＶＬを小さくする。この構成によれば、大きな応力σが発生しやすい場所での高速走行が防止される。これにより、車体１０１の早期損傷が防止される。

（３）本実施形態に係る路面状態データは、走行路１０の路面劣化度Ｄである。サーバ１３０は、路面劣化度Ｄが大きいほど基準速度ＶＥ，ＶＬを小さくする。この構成によれば、路面劣化度Ｄが大きい場所での高速走行が防止される。これにより、車体１０１の早期損傷が防止される。

（４）サーバ１３０には、空荷走行状態の運搬車両２０の走行速度の制御に用いられる基準速度である空荷基準速度ＶＥと、積荷走行状態の運搬車両２０の走行速度の制御に用いられる基準速度である積荷基準速度ＶＬと、が路面状態データ及び車体負荷データに対応付けられた速度換算テーブルＴ３が記憶されている。車体コントローラ１２０は、運搬車両２０の圧力センサ１４１から、運搬車両２０に積載されている積載物の重量に関する情報（サスペンションの圧力）を取得し、積載物の重量である積載量Ｗに基づいて空荷基準速度ＶＥ及び積荷基準速度ＶＬから選択した速度を基準速度として運搬車両２０の走行制御を行う。

この構成によれば、積載物の重量に応じた適切な走行速度で運搬車両２０を走行させることができる。

（５）本実施形態において、走行路１０の所定の位置における積荷基準速度ＶＬは、上記所定の位置における空荷基準速度ＶＥよりも小さい。なお、上記所定の位置とは、例えば、少なくとも路面劣化度Ｄが第１劣化度閾値Ｄ１以上となる場所、あるいは、少なくとも応力σが第１応力閾値σ１以上となる場所である。

この構成によれば、大きな負荷が発生しやすい場所において、積荷走行状態では空荷走行状態よりも低速で運搬車両２０を走行させることができる。これにより、運搬車両２０の車体１０１に作用する負荷を効果的に低減することができる。また、空荷走行状態では積荷走行状態よりも高速で運搬車両２０を走行させることができる。これにより、運搬車両２０の作業効率を向上することができる。

（６）サーバ１３０は、走行路１０を走行する複数の運搬車両２０の走行制御を行うように構成される。サーバ１３０には、走行路１０が複数の区間に区分されるように走行路１０を含む作業現場が複数の領域Ａに区画された走行路マップＭ１と、複数の領域Ａの各々に対する基準速度が記録された基準速度テーブルＴ４と、が記憶されている。サーバ１３０は、複数の運搬車両２０の各々から、路面状態データ（路面劣化度Ｄ）、車体負荷データ（応力σ）及び車体位置データ（地理座標系における車体１０１の位置座標）を収集する。サーバ１３０は、収集した路面状態データ、車体負荷データ及び車体位置データに基づき、走行路１０の複数の区間ごとに基準速度ＶＥ，ＶＬを演算し、基準速度テーブルＴ４を生成する。サーバ１３０は生成した基準速度テーブルＴ４を不揮発性メモリ（記憶装置）１３２に記憶する。サーバ１３０は、不揮発性メモリ１３２に記憶された基準速度テーブルＴ４を読み出して、複数の運搬車両２０に送信し、複数の運搬車両２０の走行を制御する。車体コントローラ１２０は、サーバ１３０から取得した基準速度テーブルＴ４に基づいて地図情報Ｍ０を更新する。車体コントローラ１２０は、走行路１０の複数の区間ごとに地図情報Ｍ０から基準速度ＶＥ，ＶＬを読み出して自車両の走行を制御する。この構成によれば、一の運搬車両２０の稼働情報に基づいて基準速度を設定する場合に比べて、随時状況が変化する走行路１０において精度よく基準速度を設定することができる。また、複数の区間ごとに基準速度が設定されるため、位置座標ごとに基準速度が設定される場合に比べて、取り扱われるデータの量を低減できる。その結果、サーバ１３０の演算負荷を低減することができる。

＜第２実施形態＞
図１４～図１６を参照して、本発明の第２実施形態に係る車両制御システム１Ｂについて説明する。なお、第１実施形態で説明した構成と同一もしくは相当する構成には同一の参照記号を付し、相違点を主に説明する。

図１４は、第２実施形態に係る車両制御システム１Ｂの機能ブロック図である。図１５に示すように、第２実施形態に係る車両制御システム１Ｂは、第１実施形態に係る車両制御システム１と同様の構成を有しているが、車体コントローラ１２０Ｂは劣化度演算部１５２を有していない。つまり、第１実施形態に係る車体コントローラ１２０が路面状態データとしての路面劣化度Ｄを演算していたのに対し、本第２実施形態に係る車体コントローラ１２０Ｂは路面状態データを演算しない。

作業現場の天候状況が悪化するほど走行路１０の路面の状態も悪化する。つまり、作業現場の天候状況と走行路１０の路面の状態には、一定の関係がある。図１５は、天候状況に応じた路面劣化度の時間変化の一例について示す図である。図１５に示すように、雨が降っている間の路面劣化度の時間変化率は、晴れ及び曇りのときに比べて大きい。

このため、第２実施形態では、サーバ１３０Ｂが気象情報を路面の状態を表す路面状態データとして取得する。図１４に示すサーバ通信制御部１７５Ｂは、サーバ通信装置１６９を介して車両制御システム１Ｂの外部の気象情報データベースＤＢ２から走行路１０を含む作業現場の気象情報（本実施形態では天候状況）を取得し、稼働情報データベースＤＢ１Ｂに記憶する。気象情報データベースＤＢ２には、過去及び現在の気象情報が記憶されている。気象情報には、例えば、晴れ、雨、雪などの天候状況、温度、湿度、風速、降雨量、降雪量、台風情報、落雷情報などが含まれる。気象情報データベースＤＢ２に記憶される気象情報は、気象庁などの公的機関から提供される気象情報であってもよいし、民間企業から提供される気象情報であってもよい。

図１６は、第２実施形態に係る速度換算テーブルＴ３Ｂの一例を示す図である。図１６に示すように、速度換算テーブルＴ３Ｂは、応力の最大値及び気象情報である作業現場の天候状況に応じた基準速度を定めたデータテーブルである。速度換算テーブルＴ３Ｂは、実験等により予め定められている。なお、速度換算テーブルＴ３Ｂは、入力装置１６１を操作することにより、適宜変更することができる。

速度換算テーブルＴ３Ｂは、応力の最大値σｍａｘが第１応力閾値σ１未満であり、かつ、天候状況が雨である場合の空荷基準速度ＶＥ１及び積荷基準速度ＶＬ１を定めている。速度換算テーブルＴ３Ｂは、応力の最大値σｍａｘが第１応力閾値σ１未満であり、かつ、天候状況が雪である場合の空荷基準速度ＶＥ２及び積荷基準速度ＶＬ２を定めている。

速度換算テーブルＴ３Ｂは、応力の最大値σｍａｘが第１応力閾値σ１以上第２応力閾値σ２未満であり、かつ、天候状況が晴れである場合の空荷基準速度ＶＥ１及び積荷基準速度ＶＬ１を定めている。速度換算テーブルＴ３Ｂは、応力の最大値σｍａｘが第１応力閾値σ１以上第２応力閾値σ２未満であり、かつ、天候状況が雨である場合の空荷基準速度ＶＥ２及び積荷基準速度ＶＬ２を定めている。速度換算テーブルＴ３Ｂは、応力の最大値σｍａｘが第１応力閾値σ１以上第２応力閾値σ２未満であり、かつ、天候状況が雪である場合の空荷基準速度ＶＥ３及び積荷基準速度ＶＬ３を定めている。

速度換算テーブルＴ３Ｂは、応力の最大値σｍａｘが第２応力閾値σ２以上であり、かつ、天候状況が晴れである場合の空荷基準速度ＶＥ２及び積荷基準速度ＶＬ２を定めている。速度換算テーブルＴ３Ｂは、応力の最大値σｍａｘが第２応力閾値σ２以上であり、かつ、天候状況が雨である場合の空荷基準速度ＶＥ３及び積荷基準速度ＶＬ３を定めている。速度換算テーブルＴ３Ｂは、応力の最大値σｍａｘが第２応力閾値σ２以上であり、かつ、天候状況が雪である場合の空荷基準速度ＶＥ４及び積荷基準速度ＶＬ４を定めている。

図１４に示す基準速度演算部１７３Ｂは、速度換算テーブルＴ３Ｂを参照し、最大値テーブルＴ２Ｂに記憶されている各領域Ａにおける応力の最大値σｍａｘと稼働情報データベースＤＢ１Ｂに記憶されている作業現場の現在の天候状況に基づいて、各領域Ａの基準速度ＶＥ，ＶＬを演算する。つまり、基準速度演算部１７３Ｂは、速度換算テーブルＴ３Ｂを用いて走行路１０の天候状況及び応力の最大値σｍａｘに対応する基準速度ＶＥ，ＶＬを読み出す。基準速度演算部１７３Ｂは、演算した空荷基準速度ＶＥと、演算した積荷基準速度ＶＬと、それらの演算対象となった領域Ａの領域記号とを対応付けたデータテーブルである基準速度テーブルＴ４Ｂを生成する。基準速度演算部１７３Ｂは、生成した基準速度テーブルＴ４Ｂを不揮発性メモリ１３２に記憶する。

なお、基準速度演算部１７３Ｂは、最大値テーブルＴ２Ｂにおいて応力の最大値σｍａｘが記憶されていない領域Ａ、あるいは、作業現場の現在の天候状況が晴れであり、かつ応力の最大値σｍａｘが第１応力閾値σ１未満の領域Ａの基準速度ＶＥ，ＶＬには、最高速度ＶＥｘ，ＶＬｘを設定する。

サーバ１３０Ｂは、不揮発性メモリ１３２に記憶された基準速度テーブルＴ４Ｂを読み出して、複数の運搬車両２０に送信し、複数の運搬車両２０の走行を制御する。

以上のとおり、本第２実施形態に係る速度換算テーブルＴ３Ｂには、基準速度ＶＥ，ＶＬと天候状況とが対応付けられて記録されている。また、制御装置（サーバ１３０Ｂ及び車体コントローラ１２０Ｂ）は、外部から走行路１０を含む作業現場の気象情報を取得し、速度換算テーブルＴ３Ｂを用いて走行路１０の天候状況に対応する基準速度ＶＥ，ＶＬを読み出して運搬車両２０の走行制御を行う。

このような第２実施形態によれば、第１実施形態と同様の効果を得ることができる。また、第２実施形態では、天候状況に応じて、運搬車両２０の走行速度を適切に制御することができる。例えば、天候状況が雨である場合に、天候状況が晴れである場合に比べて、運搬車両２０の走行速度を低減させることができる。また、天候状況が雪である場合に、天候状況が雨である場合に比べて、運搬車両２０の走行速度を低減させることができる。これにより、雨、及び雪の中、高速で運搬車両２０が走行することによって路面劣化度が大きくなることを防止できる。また、発進時、旋回時、停止時のタイヤのスリップを防止し、走行路１０上において適切に運搬車両２０を走行させることができる。

次のような変形例も本発明の範囲内であり、変形例に示す構成と上述の実施形態で説明した構成を組み合わせたり、上述の異なる実施形態で説明した構成同士を組み合わせたり、以下の異なる変形例で説明する構成同士を組み合わせることも可能である。

例えば、車両制御システムは、第１実施形態で説明した機能、及び第２実施形態で説明した機能の双方を備えていてもよい。つまり、車両制御システムは、路面劣化度及び気象情報（路面状態データ）と応力（車体負荷データ）とに基づいて、基準速度を演算してもよい。この場合、車両制御システムは、例えば、図１１に示す速度換算テーブルＴ３と路面劣化度の最大値及び応力の最大値とに基づいて基準速度を演算し、演算した基準速度に天候状況ごとに定めた天候係数を乗じることにより、基準速度を補正する。天候係数は、例えば、天候状況が晴れのときには「１」であり、天候状況が雨のときには「０．８」であり、天候状況が雪のときには「０．５」である。この構成によれば、第１実施形態及び第２実施形態と同様の効果を得ることができる。

＜変形例１＞
上記実施形態では、サーバ通信制御部１７５が基準速度テーブルＴ４を運搬車両２０に送信し、車体通信制御部１５６が基準速度テーブルＴ４に基づき地図情報Ｍ０を更新し、地図情報Ｍ０に含まれる基準速度ＶＥ，ＶＬと車体１０１の現在の位置とに基づいて、車速Ｖを制御する例について説明した。しかしながら、本発明はこれに限定されない。

サーバ通信制御部１７５は、運搬車両２０の現在の位置に対応する基準速度ＶＥ，ＶＬを基準速度テーブルＴ４から読み出し、読み出した基準速度ＶＥ，ＶＬを運搬車両２０に送信してもよい。つまり、サーバ１３０は、複数の運搬車両２０の各々から収集した路面状態データ、車体負荷データ及び車体位置データに基づき、走行路１０の複数の区間ごとに基準速度ＶＥ，ＶＬを読み出して複数の運搬車両２０の走行制御を行ってもよい。この構成では、サーバ１３０から運搬車両２０に一度に送信されるデータの量を小さく抑えることができる。また、サーバ１３０は、運搬車両２０から、運搬車両２０に積載されている積載物の重量に関する情報を取得し、積載物の重量に基づいて空荷基準速度ＶＥ及び積荷基準速度ＶＬから選択した速度を基準速度として運搬車両２０に送信し、運搬車両２０の走行制御を行ってもよい。さらに、サーバ１３０は、外部から作業現場の気象情報を取得し、速度換算テーブルＴ３Ｂを用いて走行路１０の天候状況に対応する基準速度を読み出して運搬車両２０に送信し、運搬車両２０の走行制御を行ってもよい。

＜変形例２＞
上記実施形態では、基準速度の演算に用いた車体負荷データが、車体１０１に発生する応力σである例について説明した。しかしながら、車体負荷データは、応力σに限定されない。車体負荷データは、少なくとも、運搬車両２０の車体１０１に作用する負荷を表すデータであればよい。例えば、車体負荷データは、累積損傷度であってもよい。

車体コントローラ１２０は、車体１０１の各部位に作用する時刻歴応力波形と、応力振幅と繰り返し数のＳ－Ｎ線図とに基づいて、各部位の累積損傷度Ｄ´を算出する。累積損傷度Ｄ´は、例えば、レンジペア法、ピークバレー法、レインフロー法などによる時刻歴応力波形の頻度解析の後に、以下の式（１）に示すマイナー則や、修正マイナー則によって算出することができる。

式（１）において、Ｎｉは、Ｓ－Ｎ曲線における一定応力振幅の繰返し応力に対する破断繰り返し数（疲労寿命）である。ｎｉは、その応力振幅が働いている繰返し数である。

＜変形例３＞
上記実施形態では、運搬車両２０に搭乗するオペレータによって運搬車両２０の走行速度が調整される例について説明したが、運搬車両２０は、オペレータが搭乗することなく、自律走行が可能な無人車両であってもよい。本変形例では、自律走行をさせるために設定された目標速度が基準速度ＶＥ，ＶＬを超える場合には、基準速度ＶＥ，ＶＬが運搬車両２０の目標速度として再設定される。つまり、本変形例に係る制御装置は、基準速度ＶＥ，ＶＬを運搬車両２０の走行速度の目標として運搬車両２０の走行制御を行う。

＜変形例４＞
上記実施形態に係るサーバ１３０の機能の一部または全部を車体コントローラ１２０が備えていてもよい。つまり、運搬車両２０に搭載される車体コントローラ１２０が、路面状態データ、車体負荷データ及び車体位置データに基づいて基準速度ＶＥ，ＶＬを演算してもよい。車体コントローラ１２０は、演算した基準速度ＶＥ，ＶＬに基づいて車体１０１の走行速度を制御する。この構成によれば、運搬車両２０の作業効率の低下を抑えつつ、走行中に車体１０１に作用する負荷を低減可能な運搬車両２０を提供することができる。

以上、本発明の実施形態について説明したが、上記実施形態は本発明の適用例の一部を示したに過ぎず、本発明の技術的範囲を上記実施形態の具体的構成に限定する趣旨ではない。

１，１Ｂ…車両制御システム、１０…走行路、１１…積込場、１２…放土場、２０…運搬車両、３０…管理センタ、４０…油圧ショベル、１０１…車体、１０２…車体フレーム、１０３…キャブ、１０４…ベッセル、１０５…前輪、１０６…後輪、１０７…サスペンションシリンダ、１０８…ホイストシリンダ、１２０，１２０Ｂ…車体コントローラ（制御装置）、１２１…処理装置、１２２…不揮発性メモリ（記憶装置）、１２３…揮発性メモリ（記憶装置）、１３０，１３０Ｂ…サーバ（制御装置）、１３１…処理装置、１３２…不揮発性メモリ（記憶装置）、１３３…揮発性メモリ（記憶装置）、１４１…圧力センサ（センサ）、１４２…位置センサ（センサ）、１４３…速度センサ（センサ）、１４４…歪センサ（センサ）、１４６…走行駆動装置、１４７…アクセル操作装置、１４８…ブレーキ操作装置、１４９…車体通信装置、１５１…位置取得部、１５２…劣化度演算部、１５３…応力演算部、１５４…積載量演算部、１５５…車速演算部、１５６…車体通信制御部、１５７…走行制御部、１６１…入力装置、１６２…表示装置、１６９…サーバ通信装置、１７２…最大値演算部、１７３，１７３Ｂ…基準速度演算部、１７５，１７５Ｂ…サーバ通信制御部、Ａ…領域、Ｄ…路面劣化度（劣化度）、Ｄ´…累積損傷度（車体負荷データ）、Ｄ１…第１劣化度閾値（劣化度閾値）、Ｄ２…第２劣化度閾値、ＤＢ１，ＤＢ１Ｂ…稼働情報データベース、ＤＢ２…気象情報データベース、Ｄｍａｘ…応力の最大値、Ｍ０…地図情報、Ｍ１…走行路マップ、ＮＴ…通信回線、Ｐ…稼働情報取得位置（車体位置データ）、Ｓ１…積込状態、Ｓ２…積荷走行状態、Ｓ３…放土状態、Ｓ４…空荷走行状態、Ｔ１…稼働情報テーブル、Ｔ２…最大値テーブル、Ｔ３，Ｔ３Ｂ…速度換算テーブル、Ｔ４，Ｔ４Ｂ…基準速度テーブル、Ｖ…車速（走行速度）、ＶＥ…空荷基準速度（基準速度）、ＶＬ…積荷基準速度（基準速度）、Ｖｌｉｍ…上限速度、Ｗ…積載量、Ｗ１…積載量閾値、σ…応力（車体負荷データ）、σ１…第１応力閾値（応力閾値）、σ２…第２応力閾値、σｍａｘ…応力の最大値

Claims (8)

1. 走行路内の運搬車両の走行を制御する制御装置を備えた車両制御システムにおいて、
   前記制御装置は、
   前記運搬車両の前記走行路内の位置を表す車体位置データと、前記走行路の路面の状態を表す路面状態データと、前記運搬車両の車体に作用している負荷を表す車体負荷データと、を取得し、
   前記路面状態データ、前記車体負荷データ及び前記車体位置データに基づき、前記走行路を走行する際における前記運搬車両の位置に対応する前記運搬車両の走行速度の基準となる基準速度を演算し、
   前記基準速度を前記運搬車両の走行速度の上限または目標として前記運搬車両の走行制御を行う
   ことを特徴とする車両制御システム。
2. 請求項１に記載の車両制御システムにおいて、
   前記車体負荷データは、前記運搬車両が前記走行路を走行するときに前記車体に発生する応力であり、
   前記制御装置は、前記応力が大きいほど前記基準速度を小さくする
   ことを特徴とする車両制御システム。
3. 請求項２に記載の車両制御システムにおいて、
   前記路面状態データは、前記走行路の路面の劣化度であり、
   前記制御装置は、前記劣化度が大きいほど前記基準速度を小さくする
   ことを特徴とする車両制御システム。
4. 請求項１に記載の車両制御システムにおいて、
   前記制御装置には、空荷走行状態の前記運搬車両の走行速度の制御に用いられる前記基準速度である空荷基準速度と、積荷走行状態の前記運搬車両の走行速度の制御に用いられる前記基準速度である積荷基準速度と、が前記路面状態データ及び前記車体負荷データに対応付けられた速度換算テーブルが記憶され、
   前記制御装置は、前記運搬車両から、前記運搬車両に積載されている積載物の重量に関する情報を取得し、前記積載物の重量に基づいて前記空荷基準速度及び前記積荷基準速度から選択した速度を前記基準速度として前記運搬車両の走行制御を行う
   ことを特徴とする車両制御システム。
5. 請求項４に記載の車両制御システムにおいて、
   前記速度換算テーブルには、前記基準速度と天候状況とが対応付けられて記録されており、
   前記制御装置は、外部から前記走行路を含む作業現場の気象情報を取得し、前記速度換算テーブルを用いて前記走行路の天候状況に対応する前記基準速度を読み出して前記運搬車両の走行制御を行う
   ことを特徴とする車両制御システム。
6. 請求項１に記載の車両制御システムにおいて、
   前記制御装置は、前記走行路を走行する複数の前記運搬車両の走行制御を行うように構成され、
   前記制御装置には、前記走行路が複数の区間に区分されるように前記走行路を含む作業現場が複数の領域に区画された走行路マップと、前記複数の領域の各々に対する前記基準速度が記録された基準速度テーブルと、が記憶され、
   前記制御装置は、
   前記複数の前記運搬車両の各々から、前記路面状態データ、前記車体負荷データ及び前記車体位置データを収集し、
   収集した前記路面状態データ、前記車体負荷データ及び前記車体位置データに基づき、前記走行路の前記複数の区間ごとに前記基準速度を読み出して前記複数の前記運搬車両の走行制御を行う
   ことを特徴とする車両制御システム。
7. 請求項１に記載の車両制御システムにおいて、
   前記路面状態データは、前記走行路の路面の劣化度であり、
   前記車体負荷データは、前記運搬車両が前記走行路を走行するときに前記車体に発生する応力であり、
   前記制御装置は、前記運搬車両に設けられる車体コントローラと、前記運搬車両の外部に設けられるサーバと、を有し、
   前記車体コントローラは、
   前記車体の位置を検出する位置センサを含む複数のセンサからセンサ信号を取得し、
   前記センサ信号に基づき、前記劣化度及び前記応力を演算し、演算した前記劣化度及び前記応力を前記車体の位置と対応付けて記憶し、
   前記劣化度が劣化度閾値未満であり、かつ前記応力が応力閾値未満であるか否かを判定し、
   前記劣化度が前記劣化度閾値未満であり、かつ前記応力が前記応力閾値未満であると判定された場合には、その判定に用いた前記劣化度及び前記応力を送信対象から除外し、
   前記劣化度が前記劣化度閾値以上であると判定された場合には、その判定に用いた前記劣化度と、該劣化度に対応付けられた前記応力とを送信対象とし、
   前記応力が前記応力閾値以上であると判定された場合には、その判定に用いた前記応力と、該応力に対応付けられた前記劣化度とを送信対象とし、
   前記送信対象とされた前記劣化度及び前記応力を前記車体の位置とともに前記サーバに送信し、
   前記サーバには、前記走行路が複数の区間に区分された走行路マップが記憶され、
   前記サーバは、
   複数の前記運搬車両から送信された前記劣化度、前記応力及び前記車体の位置を収集し、
   収集した前記劣化度、前記応力及び前記車体の位置に基づき、前記複数の区間ごとに前記基準速度を演算し、
   前記複数の区間ごとに演算された前記基準速度を前記運搬車両に送信し、
   前記車体コントローラは、前記基準速度に基づいて、前記運搬車両の走行速度を制御する
   ことを特徴とする車両制御システム。
8. 請求項１に記載の車両制御システムを備える運搬車両であって、
   前記制御装置は、前記基準速度に基づいて、前記車体の走行速度を制御する
   ことを特徴とする運搬車両。

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