JP6050886B2 - 作業車両及び作業車両の制御方法 - Google Patents

Description

本発明は、作業車両及び作業車両の制御方法に関する。

近年において、例えば鉱山で、予め設定された走行経路に作業車両を無人かつ自動で走行させることが提案されている（例えば、特許文献１）。このような目的に使用される作業車両は、作業車両内の通信線を介して無人走行に必要な情報を、作業車両が備える各種の制御装置間で通信する。

特開２００２−２１５２３６号公報

信号線に異常が発生しても問題がないように、バックアップの非常用の信号線を設けることが考えられるが、通常の信号線の通信方式と非常用の信号線の通信方式とが同一であると、例えば、伝搬ノイズ等のような同一の原因により一方が影響を受けると、他方も影響を受ける可能性がある。

本発明は、無人で走行する作業車両の車両内での通信に異常が発生した場合でも、無人運転を継続できる作業車両及び作業車両の制御方法を提供することを目的とする。

本発明は、作業車両の走行を制御する第１制御システムと、設定された情報を用い、前記第１制御システムを介して前記作業車両の走行を制御する第２制御システムと、前記第１制御システムと前記第２制御システムとの間の通信に用いられる第１通信線と、前記第２制御システムから前記第１制御システムに情報を伝達する第２通信線と、を含み、前記第２制御システムは、前記作業車両のエンジンを制御する情報及び制動装置を制御する情報を生成し、これらを前記第１通信線による通信とは異なる情報伝達方式により、前記第２通信線を介して前記第１制御システムに送信する、作業車両である。

前記作業車両に設けられて、前記作業車両の外部と通信する通信装置を備え、前記設定された情報は、前記通信装置から取得した情報であることが好ましい。

前記第１制御システムは、前記第２制御システムから前記第１通信線を介して情報が送信されない状態が継続した場合、前記エンジンを制御する情報及び前記制動装置を制御する情報を、前記第２通信線を介して前記第２制御システムから受け取ることが好ましい。

前記第２制御システムは、前記エンジンを制御する情報及び前記制動装置を制御する情報を、パルスの幅に変換した制御信号を生成し、前記第２通信線に出力することが好ましい。

前記制御信号の大きさが正常の範囲外である場合、前記第１制御システムは、前記エンジンをアイドリング状態とし、前記制動装置に最大の制動力を発生させることが好ましい。

本発明は、有人で走行する第１運転モードと、無人で走行する第２運転モードとを切り替えることができる作業車両であり、作業車両に設けられて、前記作業車両の外部と通信する通信装置と、前記作業車両の走行を制御する第１制御システムと、前記第２運転モードにおいて、前記通信装置から取得した情報を用い、前記第１制御システムを介して前記作業車両の走行を制御する第２制御システムと、前記第１制御システムと前記第２制御システムとの間の通信に用いられる第１通信線と、前記第２制御システムから前記第１制御システムに情報を伝達する第２通信線と、を含み、前記第２制御システムは、前記第２運転モードにおいて、前記第２制御システムから前記第１通信線を介して情報が送信されない状態が継続した場合、前記作業車両のエンジンを制御する情報及び制動装置を制御する情報を生成し、これらをパルスの幅に変換した制御信号として前記第２通信線を介して前記第１制御システムに送信する、作業車両である。

本発明は、有人で走行する第１運転モードと、無人で走行する第２運転モードとを切り替えることができ、かつ、作業車両の走行を制御する第１制御システムと、前記第２運転モードにおいて、設定した情報を用い、前記第１制御システムを介して前記作業車両の走行を制御する第２制御システムと、前記第１制御システムと前記第２制御システムとの間の通信に用いられる第１通信線と、前記第１通信線による通信とは異なる情報伝達方式で、前記第２制御システムから前記第１制御システムに、前記作業車両のアクセルを制御する情報及び制動装置を制御する情報を伝達する第２通信線と、を含む作業車両を制御するにあたって、前記第２運転モードにおいて、前記第２制御システムから前記第１通信線を介して情報が送信されない状態が継続した場合、前記作業車両のエンジンを制御する情報及び制動装置を制御する情報を生成し、これらをパルスの幅に変換した制御信号として前記第２通信線を介して前記第１制御システムに送信する、作業車両の制御方法である。

前記作業車両は、前記作業車両の外部と通信する通信装置を備え、前記設定された情報は、前記通信装置から取得した情報であることが好ましい。

本発明は、無人で走行する作業車両の車両内での通信に異常が発生した場合でも、無人運転を継続できる作業車両及び作業車両の制御方法を提供することができる。

図１は、本実施形態に係る作業車両が稼働する現場を示す図である。 図２は、本実施形態に係るダンプトラックを示す図である。 図３は、ダンプトラックが備える制御システムを示すブロック図である 図４は、本実施形態のＰＷＭによる情報の伝達を説明するための図である。 図５は、本実施形態に係る作業車両の制御方法の処理手順を示すフローチャートである。

本発明を実施するための形態（実施形態）につき、図面を参照しつつ詳細に説明する。

図１は、本実施形態に係る作業車両が稼働する現場を示す図である。本実施形態の作業車両は、鉱山において各種作業に用いられるが、作業車両は鉱山で用いられるものには限定されない。本実施形態において、作業車両として、砕石又は砕石の掘削時に発生した土砂若しくは岩石等を運搬する運搬車両としてのダンプトラック１０を例とするが、作業車両はこれに限定されるものではない。例えば、本実施形態に係る作業車両は、路面に水を撒く散水車、油圧ショベル又はホイールローダ等であってもよい。本実施形態に係る作業車両は、自身で走行経路を生成し、走行する自律走行車両であってもよい。

＜鉱山におけるダンプトラック＞
本実施形態において、ダンプトラック１０は、無人ダンプ運行システム１によって管理されて、自動的に走行する。無人ダンプ運行システム１では、運行管理装置２が、無線通信を介してダンプトラック１０の行き先、区間毎の走行許可、他車両の位置情報及び非常停止コマンド等の自動運転に必要な情報をダンプトラック１０に送信する。ダンプトラック１０は、運行管理装置２から取得した、自動運転に必要な情報に基づいて自動的に走行する。運行管理装置２は、移動体であるダンプトラック１０とは異なり、例えば、鉱山の管理施設に設置されてダンプトラック１０を始めとした作業車両及び鉱山の運営等を管理する管理装置の一種である。

運行管理装置２は、鉱山で稼働するダンプトラック１０を走行させるために、アンテナ４Ａを有する無線通信装置４に接続されている。ダンプトラック１０は、運行管理装置２からの指令を受信したり、自身の稼働情報を運行管理装置２へ送信したりするためのアンテナ１７Ａを有している。この他に、ダンプトラック１０は、ＧＰＳ（Global Positioning System：全方位測位システム）衛星５Ａ、５Ｂ、５Ｃからの電波をＧＰＳ用アンテナ１８Ａで受信し、自己の位置を測位することができる。

運行管理装置２のアンテナ４Ａ及びダンプトラック１０のアンテナ１７Ａが送信する電波の出力は、鉱山全域をカバーできるほどの通信可能範囲のものではない。このため、無人ダンプ運行システム１は、アンテナ４Ａ及びアンテナ１７Ａが送信する電波を中継する中継器３を有している。中継器３により、運行管理装置２は、自身から離れた位置で稼働しているダンプトラック１０に制御のための指令を送信したり、ダンプトラック１０からその稼働情報を収集したりすることができる。ダンプトラック１０は、鉱山において、排土場と積込場との間を走行するにあたって、平坦路ＦＲを走行したり、坂道ＲＳを走行したりする。次に、ダンプトラック１０について説明する。

＜ダンプトラック１０＞
図２は、本実施形態に係るダンプトラック１０を示す図である。ダンプトラック１０は、オペレータが操作しなくても、無人ダンプ運行システム１によって管理され、自動的に稼働する。しかし、ダンプトラック１０が整備工場に搬入されたり、整備工場からダンプトラック１０が搬出されたりするような場合、無人ダンプ運行システム１によるダンプトラック１０の制御が実行されない場合もある。このような場合、オペレータがダンプトラック１０に搭乗してダンプトラック１０を操作する必要がある。このため、ダンプトラック１０は、オペレータが搭乗する運転室１１ＤＲを備え、かつ運転室１１ＤＲには、ハンドル、アクセルペダル、ブレーキペダル等の操作装置が備えられている。

ダンプトラック１０は、積荷を積載し、所望の場所でその積荷を排出する。ダンプトラック１０は、車両本体１１と、ベッセル１２と、前輪１３Ｆ及び後輪１３Ｒと、制動装置としてのブレーキ１３Ｂと、サスペンションシリンダ１４と、回転センサ１５と、サスペンション圧力センサ（圧力センサ）１６と、アンテナ１７Ａが接続された車載無線通信装置１７Ｂと、ＧＰＳ用アンテナ１８Ａが接続された位置情報検出装置としてのＧＰＳ受信機１８Ｂと、通信制御装置１９と、制御システム２０と、駆動装置３０と、を含む。なお、ダンプトラック１０は、前述した機器類以外にも一般的な運搬機又は運搬車両が備えている各種の機構及び機能を備えている。本実施形態では、前輪１３Ｆで操舵するリジッド式のダンプトラック１０を示しているが、このようなダンプトラック１０に代えて、車体を前部と後部とに分割し、それらを自由関節で結合したアーティキュレート式ダンプトラックにも本実施形態は適用可能である。

車両本体１１は、ベッセル１２、前輪１３Ｆ、後輪１３Ｒ、サスペンションシリンダ１４及び駆動装置３０等を備える。ベッセル１２は、積荷として鉱石又は土砂等を積載する荷台として機能する。ベッセル１２は、車両本体１１の上部に配置されている。前輪１３Ｆは、ダンプトラック１０の進行方向を定める操舵輪である。後輪１３Ｒは、ダンプトラック１０を走行させる駆動輪である。前輪１３Ｆは、車両本体１１の前方、すなわち運転室１１ＤＲ側の左右両側に配置される。後輪１３Ｒは、車両本体１１の後方、すなわち運転室１１ＤＲとは反対側の左右両側に配置される。

ブレーキ１３Ｂは、前輪ブレーキ１３ＢＦ及び後輪ブレーキ１３ＢＲを含む。前輪ブレーキ１３ＢＦは、それぞれの前輪１３Ｆに設けられてこれらを制動する。後輪ブレーキ１３ＢＲは、それぞれの後輪１３Ｒに設けられてこれらを制動する。

サスペンションシリンダ１４は、車両本体１１と左右の前輪１３Ｆ及び左右の後輪１３Ｒとの間に設けられる。サスペンションシリンダ１４は、左右の前輪１３Ｆ及び左右の後輪１３Ｒのそれぞれに取り付けられて、これらを支持する。サスペンションシリンダ１４には、車両本体１１及びベッセル１２、それらに加えて積荷が積載された際の積荷の質量に応じた負荷が作用する。サスペンションシリンダ１４は、内部に作動油が封入されており、積荷の質量に応じて伸縮動作する。

回転センサ１５は、それぞれの前輪１３Ｆの回転数を検出する前輪側回転センサ１５Ｆと、それぞれの後輪１３Ｒの回転数を検出する後輪側回転センサ１５Ｒとを含む。回転センサ１５は、例えば、前輪側回転センサ１５Ｆが前輪１３Ｆの回転速度を検出することで、ダンプトラック１０が走行する速度（適宜車速という）を計測する。前輪１３Ｆは、駆動装置３０によって駆動されない従動輪である。前輪１３Ｆは、駆動装置３０によって駆動されないので、路面との間での滑りはほとんど発生しない。このため、前輪１３Ｆの回転速度は、ダンプトラック１０の車速にほぼ対応する。

サスペンション圧力センサ１６は、それぞれの前輪１３Ｆ及び後輪１３Ｒに取り付けられた、それぞれのサスペンションシリンダ１４に対応して設けられる。サスペンション圧力センサ１６は、それぞれのサスペンションシリンダ１４に作用する負荷を検出する。具体的には、サスペンション圧力センサ１６は、サスペンションシリンダ１４に封入された作動油の圧力を検出することで、積荷の質量（積載量）を計測することができる。

通信装置１９Ｓは、アンテナ１７Ａと、車載無線通信装置１７Ｂと、ＧＰＳ用アンテナ１８Ａと、ＧＰＳ受信機１８Ｂと、通信制御装置１９とを含む。アンテナ１７Ａは、図１に示す運行管理装置２の中継器３から出力される電波を受信する。アンテナ１７Ａは、受信した電波を車載無線通信装置１７Ｂに出力する。車載無線通信装置１７Ｂは、アンテナ１７Ａと、中継器３と、運行管理装置２のアンテナ４Ａとを介して無線通信を行う。

ＧＰＳ用アンテナ１８Ａは、ＧＰＳ（Global Positioning System）を構成する、図１に示す複数のＧＰＳ衛星５Ａ、５Ｂ、５Ｃから出力される電波を受信する。ＧＰＳ用アンテナ１８Ａは、受信した電波をＧＰＳ受信機１８Ｂに出力する。ＧＰＳ受信機１８Ｂは、ＧＰＳ用アンテナ１８Ａが受信した電波を電気信号に変換し、ＧＰＳ用アンテナ１８Ａの位置情報、すなわちダンプトラック１０の位置情報を算出する。このようにして、ＧＰＳ受信機１８Ｂは、ダンプトラック１０の位置を測位する。

車載無線通信装置１７Ｂ及びＧＰＳ受信機１８Ｂは、通信制御装置１９に接続されている。通信制御装置１９は、制御システム２０に接続されている。通信制御装置１９は、車載無線通信装置１７Ｂ及びＧＰＳ受信機１８Ｂからの情報を、制御システム２０が理解できる形式に変換する。制御システム２０は、通信制御装置１９、車載無線通信装置１７Ｂ及びアンテナ１７Ａを介して運行管理装置２からダンプトラック１０を無人で運転するための情報を取得する。また、制御システム２０は、ＧＰＳ受信機１８Ｂから、ダンプトラック１０の位置情報を取得する。

（駆動装置３０）
駆動装置３０は、後輪１３Ｒを駆動して、ダンプトラック１０を走行させる。駆動装置３０は、動力発生源としてのエンジン３１と、トルクコンバータ３２と、変速装置３３と、プロペラシャフト３４と、デファレンシャルギヤ３５とを含む。エンジン３１は、本実施形態においてはディーゼルエンジンであるが、ディーゼルエンジンには限定されない。エンジン３１の出力は、トルクコンバータ３２を介して変速装置３３に伝達される。トルクコンバータ３２は、エンジン３１の出力が入力される入力軸と、入力軸に入力されたエンジンの出力を出力する出力軸とを備える。トルクコンバータ３２は、入力軸と出力軸とを直結させるロックアップクラッチ３２Ｃを含む。変速装置３３は、エンジン３１の出力軸であるクランクシャフトの回転速度（単位時間あたりの回転数）を減速し、トルクを増大させてプロペラシャフト３４に出力する。

プロペラシャフト３４は、変速装置３３の出力部３３ｏとデファレンシャルギヤ３５の入力部３５ｉとを連結している。プロペラシャフト３４は、変速装置３３の出力をデファレンシャルギヤ３５に伝達する。デファレンシャルギヤ３５は、伝達された変速装置３３からの出力を、左右の後輪１３Ｒに伝達してこれらを駆動する。このようにして、駆動装置３０は、ダンプトラック１０を走行させる。

（変速装置３３）
変速装置３３は、入力部３３ｉから入力されたエンジン３１の回転速度を異ならせて、すなわち変速して、出力部３３ｏから出力することができる。本実施形態において、変速装置３３は、例えば、エンジン３１からの動力を伝達する複数の遊星歯車機構と、それぞれの遊星歯車機構が備える回転要素を選択するための複数のクラッチ及び複数のブレーキとを組み合わせた動力伝達装置である。変速装置３３は、前述したクラッチとブレーキとを係合又は開放して、エンジン３１の動力が通過する回転要素を切り替えることにより、複数の異なる変速比を実現することができる。このように、本実施形態において、ダンプトラック１０は、エンジン３１が発生した動力を、トルクコンバータ３２と、変速装置３３と、プロペラシャフト３４と、デファレンシャルギヤ３５とを介して後輪１３Ｒに伝達して走行する、機械式の車両である。

＜制御システム２０＞
図３は、ダンプトラック１０が備える制御システム２０を示すブロック図である。制御システム２０は、第１制御システム４０と、第２制御システム５０とを有している。第１制御システム４０は、エンジン３１、変速装置３３及びブレーキ１３Ｂ等の、ダンプトラック１０が搭載する機器類を制御する。第１制御システム４０は、ダンプトラック１０に搭乗するオペレータの操作に基づいて、ダンプトラック１０を走行させる。第２制御システム５０は、図１に示す運行管理装置２からの指令及び通信装置１９Ｓから取得した情報に基づいてダンプトラック１０を制御する制御指令を生成する。第２制御システム５０は、生成した制御指令を第１制御システム４０に送信し、第１制御システム４０を介して、ダンプトラック１０を無人で自動走行させる。

本実施形態において、ダンプトラック１０に搭乗するオペレータの操作によりダンプトラック１０が走行する運転モードを第１運転モードと称する。ダンプトラック１０にオペレータが搭乗せずにダンプトラック１０が走行する、例えばダンプトラック１０の外部からの情報に基づいてダンプトラック１０が走行する運転モードを第２運転モードと称する。第１運転モードは、有人でダンプトラック１０が走行する運転モードであり、第２運転モードは、無人でダンプトラック１０が走行する運転モードである。第２運転モードは、ダンプトラック１０の制御システム２０がダンプトラック１０を無人で自動走行させる場合の他、オペレータが無人のダンプトラックを遠隔操作する場合も含む。

（第１制御システム４０）
第１制御システム４０は、例えばＴＭ（Trans Mission：トランスミッション）制御装置４１と、ブレーキ制御装置４２と、エンジン制御装置４３と、ＡＢＳ（Antilock Brake System）制御装置４４と、モニタ６０Ｍと、情報収集装置６０Ｉと、キースイッチ６０Ｋとを含む。ＴＭ制御装置４１と、ブレーキ制御装置４２と、エンジン制御装置４３と、ＡＢＳ制御装置４４と、モニタ６０Ｍと、情報収集装置６０Ｉとは、例えば、ＣＰＵ（Central Processing Unit）等を含む処理部と、ＲＯＭ（Read Only Memory）等の記憶部とを備えたコンピュータである。

ＴＭ制御装置４１は、図２に示す変速装置３３及びトルクコンバータ３２のロックアップクラッチ３２Ｃを制御する。ブレーキ制御装置４２は、図２に示すブレーキ１３Ｂを制御する。エンジン制御装置４３は、図２に示すエンジン３１を制御する。ＡＢＳ制御装置４４は、図２に示すブレーキ１３Ｂが前輪１３Ｆ及び後輪１３Ｒを制動したときにこれらがロックした場合に、ブレーキ１３Ｂの制動力を小さくして前輪１３Ｆ及び後輪１３Ｒのロックを解除する。

情報収集装置６０Ｉは、例えば、ダンプトラック１０の稼働中にＴＭ制御装置４１、ブレーキ制御装置４２、エンジン制御装置４３、ＡＢＳ制御装置４４及び各種のセンサ類からダンプトラック１０の状態に関する情報を取得し、取得した時間と対応付けて記憶する。ダンプトラック１０の状態に関する情報と、この情報が取得された時間とが対応付けられた情報を、稼働情報と称する。情報収集装置６０Ｉは、ダンプトラック１０の稼働情報を、通信装置１９Ｓを介して図１に示す運行管理装置２に送信する。運行管理装置２は、情報収集装置６０Ｉから取得した稼働情報を用いて日報を作成したり、ダンプトラック１０の不具合等を検出したりする。本実施形態において、情報収集装置６１Ｉに直接接続された車載無線通信装置を設け、情報収集装置６１Ｉは、稼働情報を通信装置１９Ｓからではなく、車載無線通信装置を介して運行管理装置２に送信してもよい。

モニタ６０Ｍは、ダンプトラック１０の各種の情報を表示する。各種の情報には、例えば、ダンプトラック１０の車速、すなわちダンプトラック１０が走行する速度、図２に示すエンジン３１の冷却水の温度及び各種の警報が含まれる。モニタ６０Ｍは、第１運転モードにおいて、例えば図２に示すベッセル１２に積載されている積荷の積載量であるペイロードを表示する。モニタ６０Ｍに表示される各種の情報は、例えば、ダンプトラック１０が第１運転モードで走行する場合に、ダンプトラックを運転するオペレータに必要な情報（例えば燃料量、変速段等）が含まれる。キースイッチ６０Ｋは、制御システム２０が備えるＴＭ制御装置４１、ブレーキ制御装置４２、エンジン制御装置４３、ＡＢＳ制御装置４４、モニタ６０Ｍ及び情報収集装置６０Ｉのそれぞれに設けられている専用端子に接続されて、これらの装置に供給される電源をオンオフしたり、第１運転モードと第２運転モードとを切り替えたりする。制御システム２０は、第１運転モードと第２運転モードとを切り替えるスイッチを、キースイッチ６０Ｋとは別個に有していてもよい。

ＴＭ制御装置４１、ブレーキ制御装置４２、エンジン制御装置４３、ＡＢＳ制御装置４４、モニタ６０Ｍ及び情報収集装置６０Ｉは、それぞれの機能を実現するためのコンピュータプログラムをそれぞれの記憶部に記憶している。ＴＭ制御装置４１、ブレーキ制御装置４２、エンジン制御装置４３、ＡＢＳ制御装置４４、モニタ６０Ｍ及び情報収集装置６０Ｉは、それぞれの処理部がそれぞれの記憶部から制御に必要なコンピュータプログラムを記憶部から読み出し、このコンピュータプログラムに記述された命令を実行することにより、ダンプトラック１０に搭載された機器類を制御する。

ＴＭ制御装置４１には、シフトセレクタ４６が接続されている。シフトセレクタ４６は、図２に示す変速装置３３の変速段を指定したり、変速装置３３が自動変速する場合には変速モードを指定したりする。また、ＴＭ変速装置４１は、第２運転モードの場合、第２制御システム５０からの制御指令に応じて変速装置３３を制御する。ブレーキ制御装置４２には、ブレーキセンサ４７Ａ及びホイストセンサ４７Ｂが接続されている。ブレーキセンサ４７Ａは、ダンプトラック１０の運転室１１ＤＲに備えられたリターダーレバー及びブレーキペダルの少なくとも一方の操作量を検出する。ブレーキ制御装置４２は、ブレーキセンサ４７Ａの検出値に基づいて、ダンプトラック１０のブレーキ１３Ｂの制動状態を制御する。ブレーキ制御装置４２は、ホイストセンサ４７Ｂによってホイストレバーが操作されていることを検出したら、ダンプトラック１０のブレーキ１３Ｂを作動させる。また、ブレーキ制御装置４２は、第２運転モードの場合、第２制御システム５０からの制御指令に応じてブレーキ１３Ｂを制御する。

エンジン制御装置４３には、アクセル開度検出センサ４８が接続されている。アクセル開度検出センサ４８は、ダンプトラック１０の運転室１１ＤＲに備えられたアクセルペダルの操作量を検出する。エンジン制御装置４３は、アクセル開度検出センサ４８の検出値に基づいて、ダンプトラック１０のエンジン３１を制御する。また、エンジン制御装置４３は、第２運転モードの場合、第２制御システム５０からの制御指令に応じてエンジン３１を制御する。ＡＢＳ制御装置４４には、回転センサ１５（前輪側回転センサ１５Ｆ及び後輪側回転センサ１５Ｒ）が接続されている。ＡＢＳ制御装置４４は、回転センサ１５の検出値に基づいて、ブレーキ１３Ｂの制動力を調整する。ブレーキ１３Ｂの制動力は、ブレーキ１３Ｂが前輪１３Ｆ又は後輪１３Ｒを制動する力である。フルブレーキの場合、制動力は最大になる。制動力は、ブレーキ１３Ｂのブレーキオイルの圧力に比例する。

図３に示すように、ＴＭ制御装置４１と、ブレーキ制御装置４２と、エンジン制御装置４３と、ＡＢＳ制御装置４４と、モニタ６０Ｍと、情報収集装置６０Ｉとは、通信線４５によって電気的に接続されている。このような構造により、これらは、通信線４５を介して、互いに情報をやり取りすることができる。例えば、ＴＭ制御装置４１、ブレーキ制御装置４２、エンジン制御装置４３及びＡＢＳ制御装置４４は、通信線４５を介して、他の制御部の情報又は他の制御部に接続されているセンサ類の検出値を取得して、自身の制御に用いることができる。例えば、ＴＭ制御装置４１は、エンジン制御装置４３が検出したアクセル開度検出センサ４８の検出値を、通信線４５を介して取得し、シフトセレクタ４６から取得した情報とともに変速装置３３を制御する。

本実施形態において、第１制御システム４０内の通信、より具体的には、第１制御システム４０が備える機器間の通信には、例えば、ＣＡＮ（Controller Area Network）が用いられる。通信線４５は、ＣＡＮを構成するワイヤーハーネスである。第１制御システム４０内の通信は、ＣＡＮに限定されるものではない。

（第２制御システム５０）
第２制御システム５０は、例えば、運転制御装置５１と、インターフェース制御装置５２と、安全制御装置５３と、記録装置５４と、周辺監視装置５５と、運転監視装置５８とを含む。運転制御装置５１と、インターフェース制御装置５２と、安全制御装置５３と、記録装置５４と、周辺監視装置５５と、運転監視装置５８とは、例えば、ＣＰＵ（Central Processing Unit）等を含む処理部と、ＲＯＭ（Read Only Memory）等の記憶部とを備えたコンピュータである。

運転制御装置５１は、運行管理装置２によって生成された、ダンプトラック１０を第２運転モードで走行させるための情報を、通信制御装置１９を介して取得する。そして、運転制御装置５１は、取得した情報に基づいて、第１制御システム４０を介してダンプトラック１０を制御する。運転制御装置５１には、ジャイロセンサ６１、車速センサ６２、操舵角センサ６３及び加速度センサ６４並びに前輪側回転センサ１５Ｆ及び後輪側回転センサ１５Ｒといった各種センサ類が接続されている。運転制御装置５１は、前述した各種センサ類が検出した情報を取得し、第２運転モードでダンプトラック１０を自動で走行させる。

インターフェース制御装置５２は、通信線２１によって、第１制御システム４０の通信線４５と接続されている。インターフェース制御装置５２は、第２制御システム５０からの情報を、第１制御システム４０が理解できる形に変換（例えば通信プロトコルの変換）し、通信線２１を介して第１制御システム４０に送信したり、第１制御システム４０からの情報を、第２制御システム５０が理解できる形に変換し、通信線２１を介して第２制御システム５０に送信したりする。また、インターフェース制御装置５２は、通信線２１を介して、第１制御システム４０の状態を監視する。本実施形態において、通信線２１と第１制御システム４０の通信線４５とは別個であるが、両者を共通としてもよい。

通信線２１は、第１制御システム４０と第２制御システム５０との間の通信に用いられる第１通信線に対応する。本実施形態において、第１通信線は、第１制御システム４０の通信線４５、第２制御システム５０の通信線５６及び通信線５７を含んでいてもよい。第１通信線は、第２制御システム５０が第２運転モードでダンプトラック１０を運転している場合に、第２制御システム５０と第１制御システム４０との間で情報をやり取りするために用いられる。

本実施形態において、第１制御システム４０と第２制御システム５０との通信には、例えば、ＣＡＮが用いられる。通信線２１は、ＣＡＮを構成するワイヤーハーネスである。第１制御システム４０と第２制御システム５０との通信は、ＣＡＮに限定されるものではない。

安全制御装置５３は、ダンプトラック１０のヘッドランプ、ウインカー、ホーン、エンジンスターター及びパーキングブレーキ等を制御する。記録装置５４は、例えば、ＧＰＳ受信機１８Ｂから取得したダンプトラック１０の位置を時間経過に対応して記録することにより、ダンプトラック１０の走行経路を記録する。

周辺監視装置５５は、例えば、レーダーセンサ及びレーザーセンサを備えており、ダンプトラック１０の進行方向前方又は周辺に存在する物体を検出する。運転制御装置５１及び安全制御装置５３は、ダンプトラック１０が第２運転モードで走行する場合に、周辺監視装置５５が検出した物体の情報に基づいてダンプトラック１０のブレーキ１３Ｂを作動させたり、エンジン３１の出力を低減したり、前輪１３Ｆを操舵したりする。例えば、ダンプトラック１０の進行方向の前方に物体が検出された場合、運転制御装置５１は、ダンプトラック１０のブレーキ１３Ｂを作動させてダンプトラック１０を減速又は停止させたり、前輪１３Ｆを操舵して物体との衝突を回避したりする。また、例えば、周辺監視装置５５によって周囲が暗くなったことが検出された場合、安全制御装置５３は、ダンプトラック１０のヘッドランプを点灯させる。

運転監視装置５８は、運転制御装置５１と安全制御装置５３との両方に接続されて、これらとの間で情報をやり取りする。運転監視装置５８は、例えば、運転制御装置５１が機能を失った場合に第１制御システム４０を制御して、図２に示すブレーキ１３Ｂを作動させたり、エンジン３１の出力を低減したりする。

運転制御装置５１と、インターフェース制御装置５２と、安全制御装置５３と、運転監視装置５８とは、それぞれの機能を実現するためのコンピュータプログラムをそれぞれの記憶部に記憶している。運転制御装置５１、インターフェース制御装置５２、安全制御装置５３及び運転監視装置５８は、それぞれの処理部がそれぞれの記憶部から制御に必要なコンピュータプログラムを記憶部から読み出し、このコンピュータプログラムに記述された命令を実行することにより、ダンプトラック１０を制御する。

運転制御装置５１と、インターフェース制御装置５２と、安全制御装置５３とは、通信線５６によって電気的に接続されている。このような構造により、これらは、互いに情報をやり取りすることができる。例えば、運転制御装置５１と、インターフェース制御装置５２と、安全制御装置５３とは、通信線５６を介して、他の制御部の情報又は他の制御部に接続されているセンサ類の検出値を取得して処理に用いることができる。

通信線５６は、通信制御装置１９と接続されている。運転制御装置５１は、通信線５６を介して通信制御装置１９から、図１に示す運行管理装置２が送信した、ダンプトラック１０を第２運転モードで自動運転するための情報を取得する。また、第２制御システム５０は、通信線５６及び通信制御装置１９を介して、第２運転モードで自動運転中のダンプトラック１０の状態に関する情報を運行管理装置２に送信する。第１制御システム４０のＴＭ制御装置４１、エンジン制御装置４３、ブレーキ制御装置４２及びＡＢＳ制御装置４４は、通信線５６、インターフェース制御装置５２、通信線２１及び通信線４５を介して、第２制御システム５０の運転制御装置５１に接続されているジャイロセンサ６１及び車速センサ６２といった各種センサ類の検出した情報を取得することができる。

運転制御装置５１と、安全制御装置５３と、記録装置５４と、周辺監視装置５５とは、通信線５７によって電気的に接続されている。このような構造により、これらは、互いに情報をやり取りすることができる。運転制御装置５１、インターフェース制御装置５２及び記録装置５４は、例えば、通信線５７を介して、周辺監視装置５５が検出した、ダンプトラック１０の周囲に存在する物体に関する情報を取得して、第２運転モードでの制御に用いることができる。

本実施形態において、第２制御システム５０内の通信、より具体的には、第２制御システム５０が備える機器間の通信には、例えば、ＣＡＮが用いられる。通信線５６及び通信線５７は、ＣＡＮを構成するワイヤーハーネスである。第２制御システム５０内の通信は、ＣＡＮに限定されるものではない。

運転制御装置５１と第１制御システム４０のＴＭ制御装置４１とは、第２通信線に対応するエンジン制御用信号線６５によって接続されている。運転制御装置５１と第１制御システム４０のブレーキ制御装置４２とは、第２通信線に対応するブレーキ制御用信号線６６によって接続されている。第２通信線は、第２制御システム５０が第２運転モードでダンプトラック１０を自動運転する場合であって、第１通信線に通信異常が発生するなどして、第２制御システム５０と第１制御システム４０とが第１通信線を用いた情報のやり取りができなくなった場合に、第２制御システム５０から第１制御システム４０に情報を送信するために用いられる。第２通信線に対応するエンジン制御用信号線６５及びブレーキ制御用信号線６６による情報の伝達方式は、第１制御システム４０と第２制御システム５０との通信を行う通信線２１による通信の方式とは異なる。本実施形態において、通信線２１による通信にはＣＡＮが用いられるので、エンジン制御用信号線６５及びブレーキ制御用信号線６６による通信は、ＣＡＮ以外の通信の方式が用いられる。

運転制御装置５１は、第１アクセル開度指令ＡＣＯ、シフト制御指令ＳＬＣ、第１ブレーキ指令ＢＲＣ及びホイスト指令ＨＯＣを生成して、通信線５６、インターフェース制御装置５２及び通信線２１を介して第１制御システム４０に送信する。第１アクセル開度指令ＡＣＯは、図２に示すエンジン３１を制御する情報である。第１ブレーキ指令ＢＲＣは、図２に示すブレーキ１３Ｂを制御する情報である。シフト制御指令ＳＬＣは、図２に示す変速装置３３を制御する情報である。ホイスト指令ＨＯＣは、図２に示すベッセル１２を昇降させるための情報である。

第１運転モードにおいて、第１制御システム４０のエンジン制御装置４３は、アクセル開度検出センサ４８が検出した第１アクセル開度指令ＡＣＯを取得し、図２に示すエンジン３１の出力を制御する。第１制御システム４０のＴＭ制御装置４１は、シフト制御指令ＳＬＣ及び第１アクセル開度指令ＡＣＯを取得し、図２に示す変速装置３３の変速段を切り替える。第１運転モードにおいて、ＴＭ制御装置４１は、アクセル開度検出センサ４８が検出した第１アクセル開度指令ＡＣＯをエンジン制御装置４３から取得し、シフトセレクタ４６が生成したシフト制御指令ＳＬＣをシフトセレクタ４６から取得する。

第２運転モードにおいて、ＴＭ制御装置４１は、第２制御システム５０の運転制御装置５１が生成した第１アクセル開度指令ＡＣＯを、通信線５６、インターフェース制御装置５２、通信線２１及び通信線４５から取得する。ＴＭ制御装置４１は、運転制御装置５１が生成したアクセル開度指令ＡＣＯを用いて変速装置３３の変速段を切り替える。エンジン制御装置４３は、ＴＭ制御装置４１から第１アクセル開度指令ＡＣＯを取得し、エンジン３１の出力を制御する。

第１制御システム４０のブレーキ制御装置４２は、第１ブレーキ指令ＢＲＣを取得し、図２に示すブレーキ１３Ｂを制御する。また、第１制御システム４０のブレーキ制御装置４２は、ホイスト指令ＨＯＣを取得し、図２に示すベッセル１２が上昇、すなわちホイスト動作する際には、ブレーキ１３Ｂを作動させる。

運転制御装置５１は、第２運転モードでダンプトラック１０を自動運転させる場合、運行管理装置２から取得した、ダンプトラック１０を第２運転モードで運転するための情報に基づき、アクセル開度指令ＡＣＯ、シフト制御指令ＳＬＣ、ブレーキ指令ＢＲＣ及びホイスト指令ＨＯＣのうち少なくとも１つを生成する。そして、運転制御装置５１は、アクセル開度指令ＡＣＯ、シフト制御指令ＳＬＣ、ブレーキ指令ＢＲＣ及びホイスト指令ＨＯＣの少なくとも１つによって、第１制御システム４０を介してダンプトラック１０を制御する。

運転制御装置５１は、第２アクセル開度指令ＡＣＢＫ及び第２ブレーキ指令ＢＲＢＫを生成して、第１制御システム４０に送信する。第２アクセル開度指令ＡＣＢＫは、図２に示すエンジン３１を制御する情報である。第２ブレーキ指令ＢＲＢＫは、図２に示すブレーキ１３Ｂを制御する情報である。制御システム２０は、第２運転モードにおいて、例えば、第２制御システム５０と第１制御システム４０との間で第１通信線に対応する通信線２１を用いた情報のやり取りができなくなった場合に、第２アクセル開度指令ＡＣＢＫ及び第２ブレーキ指令ＢＲＢＫを用いて図２に示すエンジン３１及びブレーキ１３Ｂを制御する。

運転制御装置５１は、エンジン制御用信号線６５を介して第２アクセル開度指令ＡＣＢＫをＴＭ制御装置４１に送信し、ブレーキ制御用信号線６６を介して第２ブレーキ指令ＢＲＢＫをブレーキ制御装置４２に送信する。本実施形態において、運転制御装置５１は、ダンプトラック１０を少なくとも第２運転モードで運転している場合は、第２アクセル開度指令ＡＣＢＫ及び第２ブレーキ指令ＢＲＢＫをＴＭ制御装置４１及びブレーキ制御装置４２に送信する。運転制御装置５１は、ダンプトラック１０を第１運転モードで運転している場合にも、第２アクセル開度指令ＡＣＢＫ及び第２ブレーキ指令ＢＲＢＫをＴＭ制御装置４１及びブレーキ制御装置４２に送信してもよい。

第２運転モードが選択されている場合に、第１制御システム４０が通信線２１を介して第２制御システム５０から情報を取得できない状態が継続すると、ＴＭ制御装置４１は、エンジン制御用信号線６５から第２アクセル開度指令ＡＣＢＫを取得し、ブレーキ制御装置４２は、ブレーキ制御用信号線６６から第２ブレーキ指令ＢＲＢＫを取得する。エンジン制御装置４３は、ＴＭ制御装置４１から第２アクセル開度指令ＡＣＢＫを取得する。そして、ＴＭ制御装置４１は取得した第２アクセル開度指令ＡＣＢＫを用いて、ブレーキ制御装置４２は取得した第２ブレーキ指令ＢＲＢＫを用いて、エンジン制御装置４３は取得した第２アクセル開度指令ＡＣＢＫを用いて、第２運転モードで走行するダンプトラック１０を制御する。例えば、ＴＭ制御装置４１は取得した第２アクセル開度指令ＡＣＢＫを用いて変速装置３３の変速段を切り替える。ブレーキ制御装置４２は取得した第２ブレーキ指令ＢＲＢＫを用いてブレーキ１３Ｂを作動させる。エンジン制御装置４３は、取得した第２アクセル開度指令ＡＣＢＫを取得し、エンジン３１の出力を制御する。

運転制御装置５１によって生成される第２アクセル開度指令ＡＣＢＫ及び第２ブレーキ指令ＢＲＢＫは、第１通信線に対応する通信線２１による通信の方式とは異なる方式により、第２通信線に対応するエンジン制御用信号線６５及びブレーキ制御用信号線６６を介して第１制御システム４０に送信される。本実施形態では、例えば、通信線２１による通信にはＣＡＮが用いられ、エンジン制御用信号線６５及びブレーキ制御用信号線６６による情報の伝達には、指令値をＰＷＭ（Pulse Width Modulation：パルス幅変調）して送信する方式が用いられる。エンジン制御用信号線６５及びブレーキ制御用信号線６６による情報の伝達は、ＰＷＭによる方式に限定されず、例えばアナログ信号で伝達してもよい。

図４は、本実施形態のＰＷＭによる情報の伝達を説明するための図である。第２アクセル開度指令ＡＣＢＫは、図２に示すエンジン３１の出力を制御するためのアクセル開度を決定する。第２ブレーキ指令ＢＲＢＫは、図２に示すブレーキ１３Ｂの制動力を制御するための、ブレーキ１３Ｂの動作量を決定する。図３に示す運転制御装置５１は、第２アクセル開度指令ＡＣＢＫ及び第２ブレーキ指令ＢＲＢＫを、図４に示すような、周期ΔｔでＯＮとＯＦＦとを繰り返す制御信号Ｖｃｔｌに変換する。制御信号Ｖｃｔｌの周波数は、１／Δｔとなる。本実施形態において、制御信号Ｖｃｔｌの周期Δｔ及び周波数１／Δｔは一定であり、時間ｔによっては変化しない。

制御信号ＶｃｔｌがＯＮのときの時間はＯＮ時間Δｔａ、制御信号ＶｃｔｌがＯＦＦのときの時間はＯＦＦ時間Δｔｂである。ＯＮ時間ΔｔａとＯＦＦ時間Δｔｂとの和、すなわち制御信号Ｖｃｔｌの１周期Δｔに要する時間にＯＮ時間Δｔａが占める割合を、デューティー比ＲＤＴという。デューティー比ＲＤＴは、式（１）で表すことができる。
ＲＤＴ＝Δｔａ／（Δｔａ＋Δｔｂ）・・（１）

本実施形態では、ＰＷＭによって制御信号Ｖｃｔｌのデューティー比ＲＤＴを変化させることにより、アクセル開度及び制動力を変化させる。例えば、第２アクセル開度指令ＡＣＢＫのデューティー比ＲＤＴが大きくなるにしたがってアクセル開度が大きくなり、第２ブレーキ指令ＢＲＢＫのデューティー比ＲＤＴが大きくなるにしたがってブレーキ１３Ｂの制動力が大きくなる。

第２アクセル開度指令ＡＣＢＫのデューティー比とアクセル開度との関係及び第２ブレーキ指令ＢＲＢＫのデューティー比と制動力との関係は、前述したものに限定されない。例えば、第２アクセル開度指令ＡＣＢＫのデューティー比ＲＤＴが１０％から９０％まで変化すると、アクセル開度が０％から１００％まで変化するようにしてもよい。また、例えば、第２ブレーキ指令ＢＲＢＫのデューティー比ＲＤＴが１０％から９０％まで変化すると、制動力が０％から最大値まで変化するようにしてもよい。

図３に示す運転制御装置５１は、第２アクセル開度指令ＡＣＢＫの指令値及び第２ブレーキ指令ＢＲＢＫの指令値に応じて、第１制御システム４０に出力する制御信号Ｖｃｔｌのデューティー比ＲＤＴを決定する。そして、運転制御装置５１は、決定したデューティー比ＲＤＴの制御信号Ｖｃｔｌを生成して、エンジン制御用信号線６５及びブレーキ制御用信号線６６に出力する。このように、運転制御装置５１は、エンジン３１を制御する情報及びブレーキ１３Ｂを制御する情報を、パルスの幅に変換した制御信号Ｖｃｔｌを生成する。

第１制御システム４０のＴＭ制御装置４１は、第２アクセル開度指令ＡＣＢＫに対応する制御信号Ｖｃｔｌを取得し、ＯＮ時間Δｔａ及びＯＦＦ時間Δｔｂからデューティー比ＲＤＴを求める。ＴＭ制御装置４１は、デューティー比ＲＤＴからアクセル開度を求めて、第１アクセル開度指令ＡＣＯを生成する。このようにして得られた第１アクセル開度指令ＡＣＯを用いて、ＴＭ制御装置４１は変速装置３３を制御する。エンジン制御装置４３は、ＴＭ制御装置４１から第１アクセル開度指令ＡＣＯを取得し、エンジン３１を制御する。

第１制御システム４０のブレーキ制御装置４２は、第２ブレーキ指令ＢＲＢＫに対応する制御信号Ｖｃｔｌを取得し、ＯＮ時間Δｔａ及びＯＦＦ時間Δｔｂからデューティー比ＲＤＴを求める。ブレーキ制御装置４２は、デューティー比ＲＤＴからブレーキ１３Ｂの制動力を求めて、第１ブレーキ指令ＢＲＣを生成する。このようにして得られた第１ブレーキ指令ＢＲＣを用いて、ブレーキ制御装置４２は、ブレーキ１３Ｂを制御する。例えば、ブレーキ制御装置４２は、ブレーキ１３Ｂに制動力を発生させるマスタシリンダの推力を制御することにより、ブレーキ１３Ｂが発生する制動力を調整する。

制御信号Ｖｃｔｌは、周期Δｔで電圧の大きさがＶＬからＶＨまで変化する信号である。ＶＬは、０ボルトよりも大きい値である。本実施形態において、第１制御システム４０のＴＭ制御装置４１及びブレーキ制御装置４２は、ＯＮ判定電圧閾値ＶｃｏｎとＯＦＦ判定電圧閾値Ｖｃｏｆｆとを用いて、制御信号ＶｃｔｌのＯＮとＯＦＦとを判定する。第１制御システム４０のＴＭ制御装置４１及びブレーキ制御装置４２は、制御信号ＶｃｔｌがＯＮ判定電圧閾値Ｖｃｏｎ以上であれば制御信号ＶｃｔｌがＯＮであると判定し、制御信号ＶｃｔｌがＯＦＦ判定電圧閾値Ｖｃｏｆｆ以下であれば制御信号ＶｃｔｌがＯＦＦであると判定する。図４に示す例では、制御信号ＶｃｔｌがＶＨの場合、ＶＨ≧Ｖｃｏｎなので制御信号ＶｃｔｌはＯＮである。制御信号ＶｃｔｌがＶＬの場合、ＶＬ≦Ｖｃｏｆｆなので制御信号ＶｃｔｌはＯＦＦである。

本実施形態において、ＴＭ制御装置４１及びブレーキ制御装置４２は、最小電圧Ｖｍｉｎと最大電圧Ｖｍａｘとを用いて、制御信号Ｖｃｔｌが正常であるか否かを判定する。具体的には、ＴＭ制御装置４１及びブレーキ制御装置４２は、制御信号Ｖｃｔｌが最小電圧Ｖｍｉｎ以上、かつ最大電圧Ｖｍａｘ以下であれば、制御信号Ｖｃｔｌは正常であると判定し、制御信号Ｖｃｔｌが最小電圧Ｖｍｉｎ未満又は最大電圧Ｖｍａｘより大きい場合には、制御信号Ｖｃｔｌは異常であると判定する。このようにすることで、制御信号Ｖｃｔｌの異常が容易に判定できる。ＴＭ制御装置４１及びブレーキ制御装置４２は、制御信号Ｖｃｔｌが異常であると判定した場合、制御信号Ｖｃｔｌを用いないでエンジン３１及びブレーキ１３Ｂを制御する。このようにすることで、安全性が向上する。

＜作業車両の制御方法＞
図５は、本実施形態に係る作業車両の制御方法の処理手順を示すフローチャートである。ステップＳ１０１において、第１制御システム４０は、運転モードを判定する。運転モードは、図３に示すキースイッチ６０Ｋの位置によって判断できる。すなわち、キースイッチ６０Ｋが第１運転モードを選択していれば、第１制御システム４０は第１運転モードであると判定し、キースイッチ６０Ｋが第２運転モードを選択していれば、第１制御システム４０は第２運転モードであると判定する。

ダンプトラック１０が第１運転モードで走行している場合（ステップＳ１０１、Ｆ１）、第１制御システム４０は、作業車両の制御方法を終了する。ダンプトラック１０が第２運転モードで走行している場合（ステップＳ１０１、Ｆ２）、ステップＳ１０２において、第１制御システム４０は、第２制御システム５０から通信線２１を介して送信される制御情報が更新されたか否かを判定する。制御情報は、第１アクセル開度指令ＡＣＯ、第１ブレーキ指令ＢＲＣ、シフト制御指令ＳＬＣ及びホイスト指令ＨＯＣであり、少なくとも第１アクセル開度指令ＡＣＯ、第１ブレーキ指令ＢＲＣを含む。

第１制御システム４０は、第２制御システム５０から通信線２１を介して制御情報が送信されない状態が継続した場合、例えば、予め定められた時間を経過しても制御情報が更新されなかった場合、制御情報は更新されないと判定する。第１制御システム４０は、予め定められた時間以内に制御情報が更新された場合、制御情報は更新されたと判定する。制御情報の更新の有無を判定するために予め定められた時間は、例えば、０．１秒から１秒とすることができるが、これに限定されるものではなく、制御システム２０及びダンプトラック１０の仕様に応じて設定される。

第２制御システム５０からの制御情報が更新されたと判定された場合（ステップＳ１０２、Ｙｅｓ）、第１制御システム４０は、ステップＳ１０３において、更新された制御情報を用いてダンプトラック１０を制御し、第２運転モードで走行させる。第２制御システム５０からの制御情報が更新されないと判定された場合（ステップＳ１０２、Ｎｏ）、第１制御システム４０は、ステップＳ１０４において、制御信号Ｖｃｔｌが最小電圧Ｖｍｉｎ以上、かつ最大電圧Ｖｍａｘ以下であるか否かを判定する。すなわち、第１制御システム４０は、制御信号Ｖｃｔｌが正常であるか否かを判定する。

Ｖｍｉｎ≦Ｖｃｔｌ≦Ｖｍａｘである場合（ステップＳ１０４、Ｙｅｓ）、制御信号Ｖｃｔｌは正常である。この場合、第１制御システム４０、より具体的には、エンジン制御用信号線６５が接続されるＴＭ制御装置４１及びブレーキ制御用信号線６６が接続されるブレーキ制御装置４２は、ステップＳ１０５において制御信号Ｖｃｔｌのデューティー比ＲＤＴを求める。ＴＭ制御装置４１は、エンジン制御用信号線６５から取得した、第２アクセル開度指令ＡＣＢＫの制御信号Ｖｃｔｌのデューティー比ＲＤＴを求める。ブレーキ制御装置４２は、ブレーキ制御用信号線６６から取得した、第２ブレーキ指令ＢＲＢＫの制御信号Ｖｃｔｌのデューティー比ＲＤＴを求める。

ステップＳ１０６において、ＴＭ制御装置４１は、デューティー比ＲＤＴから換算した指令値、すなわち第１アクセル開度指令ＡＣＯを用いて変速装置３３を制御する。ブレーキ制御装置４２は、デューティー比ＲＤＴから換算した指令値、すなわち第１ブレーキ指令ＢＲＣを用いてブレーキ１３Ｂを制御する。エンジン制御装置４３は、ＴＭ制御装置４１から第１アクセル開度指令ＡＣＯを取得して、エンジン３１を制御する。

Ｖｍｉｎ＞Ｖｃｔｌ又はＶｃｔｌ＞Ｖｍａｘである場合（ステップＳ１０４、Ｎｏ）、制御信号Ｖｃｔｌは正常の範囲外、すなわち異常である。この場合、ステップＳ１０７において、第１制御システム４０のＴＭ制御装置４１は、エンジン３１をアイドリング状態に制御する。第１制御システム４０のブレーキ制御装置４２は、ブレーキ１３Ｂをフルブレーキ、すなわちブレーキ１３Ｂが最大の制動力を発生するように制御する。このようにすることで、ダンプトラック１０は停止する。ＴＭ制御装置４１は、変速装置３３の変速段をロー側に変更してもよい。このようにすれば、エンジンブレーキによりダンプトラック１０をより早く停止させることができる。ダンプトラック１０が停止したら、ＴＭ制御装置４１は、必要に応じて変速装置３３の変速段をパーキングに変更してもよい。このようにすれば、停止したダンプトラック１０が動き出す可能性を低減できる。

ダンプトラック１０が第２運転モードで走行しているときに、例えば、第１通信線に対応する通信線２１、通信線４５、通信線５６又は通信線５７の断線等が発生すると、第２制御システム５０から第１制御システム４０へ伝達される情報が途絶する可能性がある。このような場合、第１制御システム４０は、第１通信線とは異なる第２通信線に対応するエンジン制御用信号線６５及びブレーキ制御用信号線６６を用いて、第２アクセル開度指令ＡＣＢＫ及び第２ブレーキ指令ＢＲＢＫを第２制御システム５０から取得する。このようにすることで、第２制御システム５０及び第１制御システム４０は、ダンプトラック１０内の通信、具体的には第１通信線に異常が発生した場合でも、第２運転モードでの制御を継続して、ダンプトラック１０を無人かつ自動で走行させることができる。

第２制御システム５０は、第２アクセル開度指令ＡＣＢＫの制御信号Ｖｃｔｌと第２ブレーキ指令ＢＲＢＫの制御信号Ｖｃｔｌとを、第１制御システム４０内の通信の方式とは異なる情報伝達方式を用いて、エンジン制御用信号線６５とブレーキ制御用信号線６６とを介して第１制御システム４０に送信する。すなわち、第１通信線と第２通信線とでは、情報の伝達方式が異なるので、第２通信線を用いた場合は、第１通信線を用いた場合における通信途絶と同一の原因（例えば伝搬ノイズ）で、通信途絶が発生する可能性を低減できる。このため、制御システム２０の信頼性が向上する。

第２アクセル開度指令ＡＣＢＫの制御信号Ｖｃｔｌと第２ブレーキ指令ＢＲＢＫの制御信号Ｖｃｔｌとは、ＰＷＭ方式によって変調されて、エンジン制御用信号線６５とブレーキ制御用信号線６６とを介して第１制御システム４０に送信される。このため、制御信号Ｖｃｔｌは、情報の送信側である第２制御システム５０の運転制御装置５１と、情報の受信側である第１制御システム４０のＴＭ制御装置４１及びエンジン制御装置４３との距離が離れていることによるグランド電位差のズレ等で発生するノイズの影響を受けにくくなる。このため、エンジン制御用信号線６５とブレーキ制御用信号線６６とを介する通信により、安定して第２アクセル開度指令ＡＣＢＫ及び第２ブレーキ指令ＢＲＢＫを第１制御システム４０に伝達することができる。また、第１制御システム４０、第２制御システム５０及びこれらが備える機器類の配置に関する制限、例えば、機器類同士を近接させる等の制限を少なくすることができる。

本実施形態では、制御信号Ｖｃｔｌが、０Ｖよりも大きいＯＦＦ判定電圧閾値Ｖｃｏｆｆよりも低くなったときにＯＦＦ状態とする。このようにすることで、第１制御システム４０のＴＭ制御装置４１及びエンジン制御装置４３は、第１制御システム４０のグランド電位が変動した場合でも、確実に制御信号ＶｃｔｌのＯＦＦ状態を検出することができる。さらに、ＴＭ制御装置４１及びエンジン制御装置４３は、制御信号Ｖｃｔｌが最小電圧Ｖｍｉｎ以上最大電圧Ｖｍａｘ以下である場合に、制御信号Ｖｃｔｌが正常であると判定する。このため、ＴＭ制御装置４１及びエンジン制御装置４３は、制御信号Ｖｃｔｌを用いて制御を開始する前に、制御信号Ｖｃｔｌの異常を容易に検出することができる。

本実施形態では、キースイッチ６０Ｋを用いて第１運転モードと第２運転モードとを切り替える手法を説明したが、第１運転モードと第２運転モードとを切り替える手法は、キースイッチ６０Ｋを用いるものに限定されない。例えば、運転制御装置５１に切替スイッチを設け、運転制御装置５１は、切替スイッチからの信号に基づいて第１運転モードと第２運転モードとを判定し、切り替えてもよい。この他にも、運転制御装置５１は、前述した切替スイッチの信号に加え、パーキングブレーキの情報といったダンプトラック１０の状態に関する情報を併用して、第１運転モードと第２運転モードとを判定し、切り替えてもよい。

本実施形態の第２運転モードでは、外部から通信により取得した情報に基づいて無人で走行する作業車両を例にして説明したが、作業車両は、オペレータ等が予め作業車両内部のシステムに記憶させた走行データ（例えば、走行路データ又は速度データ等）の情報に基づいて自動走行するものであってもよい。

本実施形態では、無人で走行する場合に用いられる第２制御システム５０を第１制御システム４０とは別構成として扱う例について説明した。第１制御システム４０と第２制御システム５０とが一体となった制御システムが用いられてもよい。

以上、本実施形態を説明したが、前述した内容により本実施形態が限定されるものではない。また、前述した構成要素には、当業者が容易に想定できるもの、実質的に同一のもの、いわゆる均等の範囲のものが含まれる。さらに、前述した構成要素は適宜組み合わせることが可能である。さらに、本実施形態の要旨を逸脱しない範囲で構成要素の種々の省略、置換又は変更を行うことができる。

１ 無人ダンプ運行システム
２ 運行管理装置
３ 中継器
４ 無線通信装置
４Ａ アンテナ
１０ ダンプトラック
１１ 車両本体
１２ ベッセル
１３Ｂ ブレーキ
１３Ｆ 前輪
１３Ｒ 後輪
１５ 回転センサ
１６ サスペンション圧力センサ
１９ 通信制御装置
１９Ｓ 通信装置
２０ 制御システム
２１ 通信線
３０ 駆動装置
３１ エンジン
３２ トルクコンバータ
３３ 変速装置
４０ 第１制御システム
４１ ＴＭ制御装置
４２ ブレーキ制御装置
４３ エンジン制御装置
４４ ＡＢＳ制御装置
４５ 通信線
５０ 第２制御システム
５１ 運転制御装置
５２ インターフェース制御装置
５３ 安全制御装置
５４ 記録装置
５５ 周辺監視装置
５６、５７ 通信線
５８ 運転監視装置
６０Ｉ 情報収集装置
６０Ｋ キースイッチ
６０Ｍ モニタ
６５ エンジン制御用信号線
６６ ブレーキ制御用信号線
ＡＣＯ 第１アクセル開度指令
ＡＣＢＫ 第２アクセル開度指令
ＢＲＣ 第１ブレーキ指令
ＢＲＢＫ 第２ブレーキ指令
ＲＤＴ デューティー比

Claims (11)

1. 作業車両の走行を制御する第１制御システムと、
   設定された情報を用い、前記第１制御システムを介して前記作業車両の走行を制御する第２制御システムと、
   前記第１制御システムと前記第２制御システムとの間の通信に用いられる第１通信線と、
   前記第２制御システムから前記第１制御システムに情報を伝達する第２通信線と、を含み、
   前記第１制御システムは、オペレータ操作により前記作業車両の走行を制御する場合と、前記第２制御システムからの通信により前記作業車両の走行を制御する場合とがあり、
   前記第２制御システムは、
   前記作業車両のエンジンを制御する情報及び制動装置を制御する情報を生成し、これらを前記第１通信線による通信とは異なる情報伝達方式により、前記第２通信線を介して前記第１制御システムに送信する、作業車両。
2. 前記作業車両に設けられて、前記作業車両の外部と通信する通信装置を備え、
   前記設定された情報は、前記通信装置から取得した情報である請求項１に記載の作業車両。
3. 前記第１制御システムは、
   前記第２制御システムから前記第１通信線を介して情報が送信されない状態が継続した場合、前記エンジンを制御する情報及び前記制動装置を制御する情報を、前記第２通信線を介して前記第２制御システムから受け取る、請求項１又は請求項２に記載の作業車両。
4. 前記第２制御システムは、
   前記エンジンを制御する情報及び前記制動装置を制御する情報を、パルスの幅に変換した制御信号を生成し、前記第２通信線に出力する、請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の作業車両。
5. 前記制御信号の大きさが正常の範囲外である場合、
   前記第１制御システムは、前記エンジンをアイドリング状態とし、前記制動装置に最大の制動力を発生させる、請求項４に記載の作業車両。
6. 前記第２制御システムは、前記オペレータ操作時には前記第１制御システムの制御には用いられない、請求項１から請求項５のいずれか一項に記載の作業車両。
7. 前記第２通信線は、前記オペレータ操作時には前記第１制御システムを制御する情報の伝達には用いられない、請求項１から請求項６のいずれか一項に記載の作業車両。
8. 前記第２通信線で伝達される情報は、前記第１通信線で送信される情報より少ない、請求項１から請求項７のいずれか一項に記載の作業車両。
9. 有人で走行する第１運転モードと、無人で走行する第２運転モードとを切り替えることができる作業車両であり、
   作業車両に設けられて、前記作業車両の外部と通信する通信装置と、
   前記作業車両の走行を制御する第１制御システムと、
   前記第２運転モードにおいて、前記通信装置から取得した情報を用い、前記第１制御システムを介して前記作業車両の走行を制御する第２制御システムと、
   前記第１制御システムと前記第２制御システムとの間の通信に用いられる第１通信線と、
   前記第２制御システムから前記第１制御システムに情報を伝達する第２通信線と、を含み、
   前記第１制御システムは、
   前記第１運転モードでは、オペレータ操作により前記作業車両の走行を制御し、
   前記第２運転モードでは、前記第２制御システムからの通信により前記作業車両の走行を制御し、
   前記第２制御システムは、
   前記第２運転モードにおいて、前記第２制御システムから前記第１通信線を介して情報が送信されない状態が継続した場合、前記作業車両のエンジンを制御する情報及び制動装置を制御する情報を生成し、これらをパルスの幅に変換した制御信号として前記第２通信線を介して前記第１制御システムに送信する、作業車両。
10. 有人で走行する第１運転モードと、無人で走行する第２運転モードとを切り替えることができ、かつ、
    作業車両の走行を制御する第１制御システムと、
    前記第２運転モードにおいて、設定した情報を用い、前記第１制御システムを介して前記作業車両の走行を制御する第２制御システムと、
    前記第１制御システムと前記第２制御システムとの間の通信に用いられる第１通信線と、
    前記第１通信線による通信とは異なる情報伝達方式で、前記第２制御システムから前記第１制御システムに、前記作業車両のアクセルを制御する情報及び制動装置を制御する情報を伝達する第２通信線と、を含み、
    前記第１制御システムは、オペレータ操作により前記作業車両の走行を制御する場合と、前記第２制御システムからの通信により前記作業車両の走行を制御する場合とがある作業車両を制御するにあたって、
    前記第２運転モードにおいて、前記第２制御システムから前記第１通信線を介して情報が送信されない状態が継続した場合、前記作業車両のエンジンを制御する情報及び制動装置を制御する情報を生成し、これらをパルスの幅に変換した制御信号として前記第２通信線を介して前記第１制御システムに送信する、作業車両の制御方法。
11. 前記作業車両は、前記作業車両の外部と通信する通信装置を備え、
    前記設定された情報は、前記通信装置から取得した情報である請求項１０に記載の作業車両の制御方法。

Images