JP7217655B2 - 作業車両 - Google Patents

Description

本発明は、搭乗者の運転操作によらず自律走行する自動運転モードと、搭乗者の運転操作によって走行する手動運転モードとの少なくとも２つを運転モードとして備えた作業車両に関する。

ダンプトラックを代表とする作業車両には、搭乗者の運転操作によらず自律走行する自動運転モードと、搭乗者の運転操作によって走行する手動運転モードとの少なくとも２つを運転モードとして備えた自動運転車両がある。自動運転モードでは、作業車両に搭載されたコントローラ（制御装置）が、アクセルペダル操作（加速制御）、ブレーキペダル操作（制動制御）、及びステアリングホイール（ハンドル）操作（操舵制御）の全てを担っている。しかし、作業車両のキャブ（運転室）に搭乗者がいる状態で自動運転モードを行っている場合には、搭乗者による運転操作が必要になる場合（例えば、作業車両に異常が生じる場合や、予期せぬ事態が生じる場合等）もある。そこで、手動運転と自動運転とを切り替える技術が存在する。

例えば、特許文献１の自動運転制御装置は、自動運転モード時に、運転者のオーバーライド操作（車両に搭乗した運転者の手動操作）を検出する検出手段と、車内カメラにより撮像された運転者の姿勢である運転者姿勢が基準となる運転姿勢と一致するか否かを判定する判定手段とを備え、（ｉ）検出手段によりオーバーライド操作が検出され、且つ、判定手段により、撮影した運転者姿勢が基準となる運転姿勢と一致すると判定された場合、自動運転モードから手動運転モードへの切り換えを許可し、（ｉｉ）検出手段によりオーバーライド操作が検出され、且つ、判定手段により、撮影した運転者姿勢が基準となる運転姿勢とが一致しないと判定された場合、自動運転モードから手動運転モードへの切り換えを不許可（すなわち自動運転モードを継続する）としている。

特開２０１７－１３７０３４号公報

特許文献１の自動運転制御装置は、自動運転モード中は常に有人（すなわち、車両に搭乗者が存在する）であることを前提として、自動運転モードから手動運転モードへの切り換え条件を設定している。

しかしながら、自律走行可能なダンプトラックなどの作業車両では、自動運転モード中に無人（すなわち、車両に搭乗者が存在しない）の場合もある。すなわち、作業車両の自動運転には、車両に人が搭乗しない無人自動運転と、車両に人が搭乗する有人自動運転とが存在し得る。そのため、特許文献１が開示する有人自動運転中にオーバーライド操作が検出された場合の制御だけでなく、無人自動運転中にオーバーライド操作が検出された場合の制御も予め準備しておく必要がある。例えば、有人自動運転中にオーバーライド操作が検出された場合には手動運転モード（有人手動運転）に移行してもよいが、無人自動運転中にオーバーライド操作が検出された場合に手動運転モードに移行する設定にすると、搭乗者不在のまま手動運転となり車両制御が放棄された状態となってしまう。また、特許文献１のようにカメラなどを利用して搭乗者の有無を判定する方法は誤判定の可能性がある。

本発明は、このような課題を鑑みてなされたものであり、有人自動運転、無人自動運転それぞれの自動運転条件において、オーバーライド操作の検出時に確実かつ適切な自車両の制御を実行できる作業車両を提供することを目的とする。

本願は上記課題を解決する手段を複数含んでいるが、その一例を挙げるならば、搭乗者の運転操作によらず自律走行する自動運転モードと、搭乗者の運転操作によって走行する手動運転モードとの少なくとも２つを運転モードとして備えた作業車両であって、前記自動運転モードには、搭乗者のいる状態で自律走行する有人自動運転モードと、搭乗者のいない状態で自律走行する無人自動運転モードとが含まれており、前記自動運転モードと前記手動運転モードとを切り換えるオーバーライド操作を検出するオーバーライド操作センサと、前記運転モードとして、前記手動運転モード、前記有人自動運転モード及び前記無人自動運転モードのいずれか１つの運転モードを選択するため選択装置と、前記選択装置により選択された運転モードに基づいて前記作業車両を制御するコントローラとを備え、前記コントローラは、前記選択装置で前記有人自動運転モードが選択されている場合に前記オーバーライド操作センサによりオーバーライド操作が検出されたとき、前記有人自動運転モードを前記手動運転モードに切り換え、前記選択装置で前記無人自動運転モードが選択されている場合に前記オーバーライド操作センサによりオーバーライド操作が検出されたとき、前記作業車両を停止させることを特徴とする。

本発明によれば、有人自動運転、無人自動運転それぞれの自動運転条件において、オーバーライド操作の検出時に確実かつ適切な自車両の制御を実行できる。

本発明の実施の形態に係る作業車両（運搬車両）であるダンプトラックの側面図である。 本発明の実施の形態に係る車両制御システムの構成図である。 ２つの選択スイッチ５９ａ，５９ｂの切り換え位置と運転モードの対応図である。 第1実施形態においてオーバーライド操作検出信号が入力されたときにモード判定部６４が行うモード切り換え操作をまとめた図。 第１実施形態に係るコントローラ１００が実行する処理のフローチャートである。 第２実施形態においてオーバーライド操作検出信号が入力されたときにモード判定部６４が行うモード切り換え操作をまとめた図。 第２実施形態に係るコントローラ１００が実行する処理のフローチャートである。

以下、本発明の実施の形態について図面を用いて説明する。
図１は本発明の実施の形態に係る作業車両（運搬車両）であるダンプトラックの側面図であり、図２は本発明の実施の形態に係る車両制御システムの構成図である。

図１において、ダンプトラック１は、車体２と、ベッセル３と、キャブ５と、左右の前輪６Ｌ，６Ｒと、左右の後輪７Ｌ，７Ｒと、ＧＰＳアンテナ３６ａと、無線機アンテナ３７ａと、コントローラ（制御装置）１００とを備えている。

管制室４０はダンプトラック１の運行管理を行う場所であり、管制室４０には、ダンプトラック１のコントローラ１００と通信するための無線アンテナ４４と、ダンプトラック１に自律走行に関する走行指示等を出力するための管制システム４１と、ダンプトラック１の走行経路データを含む運行計画を管制オペレータが作成するための運行管理システム４２と、管制オペレータが運行状況等を確認するためのモニタ４３とが設置されている。

ダンプトラック１の車体２は、フレーム構造体を構成する。車体２の上側には、ホイストシリンダ４の伸縮によって車体２の後部側を支点として起伏可能なベッセル３が搭載されている。

キャブ５は、ベッセル３の前側に位置して車体２の前部上側に設けられている。このキャブ５は、ダンプトラック１の搭乗者（運転者，オペレータとも称する）が乗降する運転室を形成している。キャブ５内には、搭乗者が着座する運転席と、エンジンスイッチ（いずれも図示せず）とが設けられると共に、図２に示したハンドル（ステアリングホイール）３２と、アクセルペダル５０と、通常ブレーキペダル５１と、緊急ブレーキペダル５２と、その他操作装置５３とが設けられている。

前輪６Ｌ，６Ｒは、車体２の前部下側に回転可能に設けられている。前輪６Ｌは車体２の左側に配置され、前輪６Ｒは車体２の右側に配置されている。これら左，右の前輪６Ｌ，６Ｒは、操舵装置１２（図２参照）によって操舵角θが変化する舵取り車輪を構成している。左，右の前輪６Ｌ，６Ｒは、ダンプトラック１のハンドル３２の回転角度に応じて操舵装置１２によって舵取り操作される。

後輪７Ｌ，７Ｒは、車体２の後部側に回転可能に設けられている。後輪７Ｌは車体２の左側に配置され、後輪７Ｒは車体２の右側に配置されている。これら左，右の後輪７Ｌ，７Ｒは、ダンプトラック１の駆動輪を構成し、左右の走行用モータ１３Ｌ，１３Ｒ（図２参照）により回転駆動される。左右の後輪７Ｌ，７Ｒを回転駆動することにより、ダンプトラック１は走行駆動する。

走行用モータ１３Ｌ，１３Ｒは、車体２に設けられている。走行用モータ１３Ｌは、左側の後輪７Ｌに機械的に接続され、後輪７Ｌを駆動する。走行用モータ１３Ｒは、右側の後輪７Ｒに機械的に接続され、後輪７Ｒを駆動する。これらの走行用モータ１３Ｌ，１３Ｒは、電動モータであり、エンジン（図示せず）によって駆動される主発電機（図示せず）から供給される電力によって回転駆動する。各走行用モータ１３Ｌ，１３Ｒは、コントローラ１００（速度制御部６２ａ（後述））によって制御され、それぞれ独立して回転駆動可能である。

ハンドル３２は、搭乗者によって舵取り操作され得る。ハンドル３２が左，右に回転されると，ハンドル３２に連結されたコラムシャフト３５（図２参照）がハンドル３２の回転に応じて左，右方向に回転して操舵トルクが発生する。コラムシャフト３５に入力された操舵トルクはステアリングバルブ（図示せず）を作動させる。ステアリングバルブは、ハンドル３２の回転量に応じて、操舵装置１２に含まれる左右のステアリングシリンダへの作動油の供給と排出を切り換え制御する。操舵装置１２には、左右の前輪６Ｌ，６Ｒに対応する左右の油圧シリンダ（ステアリングシリンダ）が含まれており、一方のシリンダが伸長するとき、他方のシリンダが収縮するようにステアリングバルブから作動油が供給される。すなわち、操舵装置１２は、ステアリングバルブを介して給排される作動油によって駆動されて、前輪６Ｌ，６Ｒの操舵角θをハンドル３２の回転に応じて変化させる。

ハンドル３２には、ハンドル３２の角速度を検出するためのハンドル角速度センサ３４が設けられている。ハンドル角速度センサ３４が検出したハンドル３２の角速度はコントローラ１００に出力されている。

操舵角センサ３９は、操舵装置１２に取り付けられており、例えば左側の前輪６Ｌの操舵角θを検出してコントローラ１００に出力している。操舵角センサ３９は、例えばホール素子とマグネットとからなる電磁ピックアップ式回転角検出器、または発光体と受光体とからなる光学式の回転角検出器等により構成されている。

操舵用モータ３３は、減速機（図示せず）を介してコラムシャフト３５に結合された電動モータであり、操舵用モータ３３を回転させるとコラムシャフト３５とともにハンドル３２が回転する。操舵用モータ３３の動作は、ダンプトラック１の運転モードに応じて切り換えられ、自動運転モードの場合には、ハンドル３２（コラムシャフト３５）を回転させる操舵トルクを発生してダンプトラック１の操舵（操舵装置１２の動作）を制御し、手動運転モードの場合には、搭乗者がハンドル３２の操作に要する操舵トルクを補助する補助トルクを発生する。なお、手動運転モードの場合には操舵用モータ３３の発生するトルクをゼロにしても良い。

アクセルペダル５０は、ダンプトラック１の加速を操作する加速操作装置を構成している。このアクセルペダル５０は、搭乗者によって踏込み操作され得る。アクセルペダル５０には操作量を検出するアクセル操作センサ（図示せず）が設けられており、アクセル操作センサはアクセルペダル５０の操作量（踏込み量）に応じた加速指令をコントローラ１００に出力している。コントローラ１００は、アクセルペダル５０の操作量に応じて走行用モータ１３Ｌ，１３Ｒは力行させ、それによりダンプトラック１が加速する。

通常ブレーキペダル５１は、ダンプトラック１の制動を操作する制動操作装置を構成している。この通常ブレーキペダル５１は、搭乗者によって踏込み操作され得る。通常ブレーキペダル５１には操作量を検出する通常ブレーキ操作センサ（図示せず）が設けられており、通常ブレーキ操作センサは通常ブレーキペダル５１の操作量（踏込み量）に応じた制動指令をコントローラ１００に出力している。コントローラ１００は、通常ブレーキペダル５１の操作量に応じて走行用モータ１３Ｌ，１３Ｒを回生させ、それによりダンプトラック１が減速する。

コントローラ１００は、アクセルペダル５０の加速指令と通常ブレーキペダル５１の制動指令とに基づいて、ダンプトラック１が加速と減速のいずれの状態にあるのか判定できる。

前輪６Ｌ，６Ｒおよび後輪７Ｌ，７Ｒには、例えばディスクブレーキのような機械式の制動装置（メカニカルブレーキ）が緊急ブレーキ装置５４として取り付けられている。緊急ブレーキ装置５４は、緊急ブレーキペダル５２の操作によって制動状態と制動解除状態とが制御される。緊急ブレーキペダル５２の操作によって、緊急ブレーキ装置５４（メカニカルブレーキ）だけでなく、後輪７Ｌ，７Ｒの回転に対して電気的な抵抗を掛けて制動させる電気ブレーキ等のリターダブレーキも作動するように構成しても良い。

その他操作装置５３としては、車両の進行方向を切り換えるためのシフトレバーや、強制的にエンジンを停止させる安全ボタンなどが含まれる。

自動運転モードと手動運転モードとを切り換えるオーバーライド操作を検出するためのオーバーライド操作センサとしては、ハンドル角速度センサ３４が利用可能である。また、アクセルペダル５０の操作量を検出するアクセル操作センサ、通常ブレーキペダル５１の操作量を検出する通常ブレーキ操作センサ、緊急ブレーキペダル５２の操作量を検出する緊急ブレーキ操作センサ、その他操作装置５３の操作量を検出するセンサ等もオーバーライド操作センサとして利用可能である。なお、これらはオーバーライド操作センサの一例に過ぎず、各種操作装置に対する搭乗者の手動操作を検出可能なセンサであればオーバーライド操作センサとして利用可能である。なお、オーバーライド操作センサは、不要な誤判定を引き起こさないために、制御しきい値の設定による限定やフィルタリング処理をすることが望ましい。

コントローラ１００には、手動運転モード、有人自動運転モード及び無人自動運転モードを含む複数の運転モードの中からいずれか１つの運転モードを選択するための選択装置として第1選択スイッチ５９ａと第２選択スイッチ５２ｂとが接続されている。第1選択スイッチ５９ａは、搭乗者の運転操作によって走行する手動運転モード（有人手動運転モードとも称する）と、搭乗者の運転操作によらず自律走行する自動運転モードとのいずれか１つを選択するためのスイッチ（手動運転／自動運転切り換えスイッチ）である。第２選択スイッチ５９ｂは、ダンプトラック１に搭乗者のいる状態で自律走行する有人自動運転モードと、ダンプトラック１に搭乗者のいない状態で自律走行する無人自動運転モードとのいずれか１つを選択するためのスイッチ（有人自動運転／無人自動運転切り換えスイッチ）である。本実施形態では有人自動運転モードと無人自動運転モードを自動運転モードと総称することがある。コントローラ１００は、第1選択スイッチ５９ａと第２選択スイッチ５２ｂにより選択された運転モードに基づいてダンプトラック１の走行制御を行う。なお、本実施形態では、ダンプトラック１の運転モードを選択する手段がスイッチ（第１選択スイッチ５９ａ，第２選択スイッチ５９ｂ）の場合について説明するが、例えば管制システム４１から出力される信号（モード選択指令）を無線機で受信し、その信号が規定する運転モードを選択する構成を採用しても良い。運転モード選択スイッチ５９によって選択可能な複数の運転モードには、搭乗者の運転操作によらず自律走行する自動運転モードと、搭乗者の運転操作によって走行する手動運転モードとの少なくとも２つの運転モードが含まれている。

無線機アンテナ３７ａは、コントローラ１００が外部の端末（例えば管制室４０のコンピュータである管制システム４１や運行管理システム４２）と相互通信するための装置である無線機３７と接続されており、無線機３７はコントローラ１００から出力されるデータを無線機アンテナ３７ａから送信し、無線機アンテナ３７ａで受信されたデータ（例えば後述する走行経路データ）をコントローラ１００に入力している。

ＧＰＳアンテナ（衛星測位アンテナ）３６ａは、ＧＰＳアンテナ３６ａで受信される複数の測位衛星からの衛星信号を受信して世界座標系（または地理座標系）におけるダンプトラック１の位置を演算する位置センサとしてのＧＰＳ受信機３６と接続されており、ＧＰＳ受信機３６は演算したダンプトラック１の位置をコントローラ１００に出力している。

方位角センサ３８は、ダンプトラック１の方位角を検出するための機器であり、本実施形態では、地磁気をセンサで検知して方位を判定するデジタル方位計を利用している。

（コントローラ１００）
コントローラ１００は、演算処理装置（例えばＣＰＵ等のプロセッサ）と、記憶装置（例えばＲＯＭ，ＲＡＭ等の半導体メモリ）と、入出力回路と、通信回路とを備えるコントローラ（マイクロコンピュータ）であり、記憶装置に記憶されたプログラムを演算処理装置で実行することで当該プログラムが規定する各種処理を実行可能に構成されている。本実施形態でのコントローラ１００は主に自動運転モードの選択中の自律走行の実行のために走行用モータ１３Ｌ，１３Ｒや操舵用モータ３３の制御を行っている。

図２に示すように、コントローラ１００は、記憶装置に記憶されたプログラムを演算制御装置で実行することで、走行経路記憶部６０と、車両位置姿勢測定部６１と、走行制御部６２と、オーバーライド検出部６３と、モード判定部６４と、故障判定部６５として機能する。走行制御部６２は、速度制御部６２ａおよび操舵制御部６２ｂを備えている。なお、各部６０－６５は適宜複数のコントローラで構成しても良い。また、第1実施形態では故障判定部６５は省略可能である。

走行経路記憶部６０は、コントローラ１００の記憶装置内に確保された走行経路用の記憶領域であり、予め設定されたダンプトラック１の走行経路を規定するデータ（走行経路データ）が記憶されている。走行経路データは、例えば、ダンプトラック１の走行経路上に間隔を介して配置された複数の点の座標値の集合で規定できる。なお、走行経路は、走行路の形状をカメラやレーダ等の外界認識装置によって検出し、その形状に合わせてコントローラ１００が車両走行中にリアルタイムに算出し（例えば、走行路の左右何れかの端部から所定距離離れた位置に走行経路を設定する）、走行経路記憶部６０に格納する構成を採用しても良い。

車両位置姿勢測定部６１は、ＧＰＳ受信機３６と方位角センサ３８からの入力データに基づいて、現在のダンプトラック１の位置（例えばダンプトラック１の重心位置）と向き（方位角）とヨーレートと速度を計測する処理を実行する部分である。このうち、例えば、ヨーレートは方位角センサ３８の時間変化から演算でき、速度はＧＰＳ受信機３６の測位結果の時間変化から演算できる。なお、ＧＰＳ受信機３６と方位角センサ３８のみでなく、例えば前輪６Ｌ，６Ｒの速度を検出する車輪速センサや、３軸の角度と加速度の検出が可能な慣性計測装置（ＩＭＵ：Inertial Measurement Unit）等を単独または組み合わせて利用することで車両の位置や向きを計測してもよい。また、カメラやレーダなどの外界認識手段によって、走行経路に対するダンプトラック１の相対的な位置や向きを求める方法を利用しても良い。

モード判定部６４は、第１選択スイッチ５９ａと第２選択スイッチ５９ｂからの入力信号に基づいて、第１選択スイッチ５９ａと第２選択スイッチ５９ｂを介して選択されている運転モードを判定する処理を実行する部分である。

図３を用いてモード判定部６４による運転モードの判定処理について説明する。第１選択スイッチ５９ａと第２選択スイッチ５９ｂはそれぞれＯＮ位置（第１位置）とＯＦＦ位置（第２位置）に切り換えられるスイッチであり、ＯＮ位置に切り換えられているときにＨｉｇｈ信号を、ＯＦＦ位置に切り換えられているときにＬｏｗ信号をコントローラ１００（モード判定部６４）に出力するものとする。

まず、第１選択スイッチ５９ａからの入力信号がＬｏｗ信号の場合は、第２選択スイッチ５９ｂの切り換え位置（入力信号の内容）に関わらず、モード判定部６４は手動運転モードが選択されていると判定する。また、第１選択スイッチ５９ａからの入力信号がＨｉｇｈ信号の場合、かつ、第２選択スイッチ５９ｂからの入力信号がＬｏｗ信号の場合には、モード判定部６４は無人自動運転モードが選択されていると判定する。そして、第１選択スイッチ５９ａからの入力信号がＨｉｇｈ信号の場合、かつ、第２選択スイッチ５９ｂからの入力信号がＨｉｇｈ信号の場合には、モード判定部６４は有人自動運転モードが選択されていると判定する。

モード判定部６４は上記の判定結果を走行制御部６２とオーバーライド検出部６３に出力する。すなわち、手動運転モード、有人自動運転モード、無人自動運転モードのいずれが選択されているかを走行制御部６２とオーバーライド検出部６３に出力する。

ダンプトラック１の運転モードは、オーバーライド操作が発生した場合を除き運転中に切り換わることはないため、ダンプトラック１の運転開始前にモード判定部６４によりモード判定して、搭乗者または管制オペレータがその判定結果を確認の上運転を開始させることが望ましい。

オーバーライド検出部６３は、第１選択スイッチ５９ａと第２選択スイッチ５９ｂによって自動運転モード（有人自動運転モード及び無人自動運転モード）が選択されている間にオーバーライド操作センサ（例えばハンドル角速度センサ３４）からの入力信号に基づいてオーバーライド操作を検出する処理を実行する部分である。オーバーライド検出部６３は、オーバーライド操作を検出した場合には、オーバーライド操作検出信号をモード判定部６４に出力する。

図４は第1実施形態においてオーバーライド操作検出信号が入力されたときにモード判定部６４が行うモード切り換え操作をまとめた図である。この図に示すように、第１選択スイッチ５９ａ及び第２選択スイッチ５９ｂによって無人自動運転モードが選択されている場合にオーバーライド操作検出信号が入力されたときには、モード判定部６４は運転モードの切り換えを行わない。すなわち、無人自動運転モードを継続する。一方、第１選択スイッチ５９ａ及び第２選択スイッチ５９ｂによって有人自動運転モードが選択されている場合にオーバーライド操作検出信号が入力されたときには、モード判定部６４は運転モードを有人自動運転モードから有人手動運転モードに切り換える。すなわち、有人手動運転モードへの運転モード切り換えが発生する。この結果、走行制御部６２は、自動運転中にオーバーライド操作が検出された場合、選択スイッチ５９ａ，５９ｂに基づいて判定された運転モードが有人自動運転モードか無人自動運転モードかに応じて、異なる走行制御を選択することとなる（詳細は後述する）。なお、手動運転モードの場合にはオーバーライド操作の検出は行われないので、図中ではモード切り換えは「なし」と説明している。

走行制御部６２は、ダンプトラック１が自律走行または搭乗者による手動走行をするための制御を行う部分であり、走行用モータ１３Ｌ，１３Ｒの制御を行う速度制御部６２ａと、操舵用モータ３３の制御を行う操舵制御部６２ｂとを備えている。

走行制御部６２は、モード判定部６４で判定された運転モードに応じてダンプトラック１の走行制御を切り換える。

速度制御部６２ａは、自動運転モード（有人自動運転モード及び無人自動運転モード）のとき、車両位置姿勢測定部６１で演算されるダンプトラック１の速度（実速度）が、走行経路２１に設定された目標速度に近づくように左右の走行用モータ１３Ｌ，１３Ｒの力行・回生を制御する。手動運転モードのときには、速度制御部６２ａは、アクセルペダル５０の操作量に応じて左右の走行用モータ１３Ｌ，１３Ｒの力行を制御するとともに、通常ブレーキペダル５１の操作量に応じて左右の走行用モータ１３Ｌ，１３Ｒの回生を制御する。

操舵制御部６２ｂは、自動運転モード（有人自動運転モード及び無人自動運転モード）のとき、ＧＰＳ受信機３６で演算され車両位置姿勢測定部６１に入力されたダンプトラック１の位置と、方位角センサ３８で検出されたダンプトラック１の方位角（向き）と、走行経路記憶部６０に記憶された走行経路とに基づいて、走行経路記憶部６０に記憶された走行経路に沿ってダンプトラック１を操舵するために必要な操舵用モータ３３の操舵トルクである目標操舵トルクを演算し、その目標操舵トルクに基づいて操舵用モータ３３の操舵トルクを制御する。これにより走行経路に沿って走行するようにダンプトラック１が操舵される。目標操舵トルクの演算には、その精度を向上させる目的で、ハンドル角速度センサ３４で検出されたハンドル角速度と、操舵角センサ３９で検出された操舵角度θと、車両位置姿勢測定部６１で演算された車速と、車両位置姿勢測定部６１で演算されたヨーレートの少なくとも１つを考慮しても良い。

手動運転モードのときには、操舵制御部６２ｂは、搭乗者がハンドル３２の操作に要する操舵トルクを補助する補助トルクを、搭乗者によるハンドル３２の操作（例えばハンドル角速度センサ３４の検出値）に応じて適宜発生するように操舵用モータ３３の操舵トルク（目標操舵トルク）を制御する。補助トルクは、例えば、ハンドル角速度センサ３４で検出されるハンドル角速度と、車両位置姿勢測定部６１で取得される車速とに基づいて演算できる。ハンドル角速度センサ３４の代わりにトルクセンサを取り付け、そのセンサで検出される操舵トルクと車速とから補助トルクを演算しても良い。なお、目標操舵トルクの演算を中断して操舵用モータ３３の動作を停止させても良い。

図５は本発明の第1実施形態に係るコントローラ１００が実行する処理の一例のフローチャートである。コントローラ１００は、ダンプトラック１への電源投入時（起動時）に図５の処理を開始する。ただし、電源投入前に第１選択スイッチ５９ａと第２選択スイッチ５９ｂにより所望の運転モードを設定しておくものとする。

まず、Ｓ１０１で、コントローラ１００（モード判定部６４）は、第１選択スイッチ５９ａからの入力信号がＨｉｇｈ信号か否かを判定する。入力信号がＬｏｗ信号の場合（すなわち、Ｓ１０１の判定がＮＯの場合）には選択されている運転モードが手動運転モードであると判定して、走行制御部６２により手動運転モードに基づく走行制御を開始する。手動運転モード時の走行制御の詳細は既述の通りである。

一方、Ｓ１０１で入力信号がＨｉｇｈ信号の場合（すなわち、Ｓ１０１の判定がＹＥＳの場合）には選択されている運転モードが有人自動運転モードまたは無人自動運転モードであると判定して、走行制御部６２により自動運転モードに基づく走行制御、すなわち自律走行（自動運転）を開始する（Ｓ１０２）。自動運転モード時の走行制御の詳細についても既述の通りである。

Ｓ１０３では、コントローラ１００（オーバーライド検出部６３）は、自動運転中にオーバーライド操作センサ（例えば、ハンドル角速度センサ３４）によってオーバーライド操作が検出されたか否かを判定する。オーバーライド操作が検出されない場合にはＳ１０２の自動運転制御を継続する。一方、Ｓ１０３において、例えば、ハンドル角速度センサ３４の出力値が自動運転の目標値と異なり、搭乗者によるオーバーライド操作が検出された場合には、Ｓ１０４に処理を移す。

Ｓ１０４では、コントローラ１００（モード判定部６４）は、第２選択スイッチ５９ｂからの入力信号がＨｉｇｈ信号か否かを判定する。入力信号がＬｏｗ信号の場合（すなわち、Ｓ１０４の判定がＮＯの場合）には選択されている運転モードである無人自動運転モードを継続する。この場合、管制室４０の管制システム４１に対して無人自動運転中に本来有り得ないオーバーライド操作の検出がされたという事実を無線連絡することが好ましい。

一方、Ｓ１０４で入力信号がＨｉｇｈ信号の場合（すなわち、Ｓ１０４の判定がＹＥＳの場合）には選択されている運転モードである有人自動運転モードを手動運転モードに切り換える。これにより走行制御部６２により手動運転モードに基づく走行制御を開始する。

このように、搭乗者の有無によって自動運転車両の制御を切り替えることによって、ダンプトラック１や搭乗者の安全を確保するのに最適な方法を選択することが可能となる。

（効果）
以上のように、本実施形態のダンプトラック１では、搭乗者が存在する有人自動運転モードの選択中にオーバーライド操作が検出された場合には、搭乗者が自分の意思で操作装置（例えばハンドル３２）を操作しようとしたと判断して有人自動運転モードを手動運転モードに切り換えることで、車両の制御を搭乗者の運転に確実に委ねることができる。一方、搭乗者が存在しない無人自動運転モードの選択中にオーバーライド操作が検出された場合には、無人の状態で操作装置が操作されることはなくオーバーライド操作の検出は誤りの可能性が高いため、手動運転モードに切り換えることなく無人自動運転モードを継続する。すなわち、コントローラ１００による車両制御が放棄されることが搭乗者不在の状態では禁止されるので、システムの信頼性を向上できる。

また、本実施形態では自動運転モードを有人自動運転モードと無人自動運転モードの２つに分けて、それら２つの自動運転モードのいずれか１つを選択スイッチ５９ｂで選択する構成を採用した。この構成により自動運転モードが有人か無人かの判定はスイッチ５９ｂからの入力信号に基づいて確実に行うことができるので、運転モードの判定、換言すると搭乗者の有無の判定を確実に行うことができる。すなわち、スイッチの切り換え位置に基づいて有人と無人を容易かつ明確に判断できるため、管制室や搭乗者の意図と異なる制御が行われる可能性を低減できる。

したがって、本実施形態によれば、有人自動運転、無人自動運転それぞれの自動運転条件において、オーバーライド操作の検出時に確実かつ適切な自車両の制御を実行できる。

（第２実施形態）
次に本発明の第２実施形態について説明する。本実施形態のハードウェア構成は第１実施形態と同じであるため説明は省略する。

図６は第２実施形態においてオーバーライド操作検出信号が入力されたときにモード判定部６４が行うモード切り換え操作をまとめた図である。この図に示すように、第１選択スイッチ５９ａ及び第２選択スイッチ５９ｂによって無人自動運転モードが選択されている場合にオーバーライド操作検出信号が入力されたときには、モード判定部６４は運転モードを無人自動運転モードの一種である故障モードに切り換える。

一方、第１選択スイッチ５９ａ及び第２選択スイッチ５９ｂによって有人自動運転モードが選択されている場合にオーバーライド操作検出信号が入力されたときには、モード判定部６４は第１実施形態と同様に運転モードを有人自動運転モードから有人手動運転モードに切り換える。

故障モードのとき、走行制御部６２は、操舵制御部６２ｂによる操舵用モータ３３を利用した操舵制御は継続する一方で、速度制御部６２ａは走行用モータ１３Ｌ，１３Ｒに減速指令を送信してダンプトラック１を停止させる。その際、緊急ブレーキ装置５４を利用しても良いし、カメラ等の外界認識装置で走行路の脇までダンプトラック１を誘導して停止させても良い。

図７は本発明の第２実施形態に係るコントローラ１００が実行する処理の一例のフローチャートである。Ｓ１０１－１０５は図５のフローチャートと同じであるため説明を省略する。

Ｓ１１１では、コントローラ１００（故障判定部６５）は故障が発生したと判定して、故障モードに遷移する。Ｓ１１２では、コントローラ１００（走行制御部６２）は、車体停止制御指令を出力する。具体的には、コントローラ１００（走行制御部６２）は、操舵用モータ３３への操舵指令は継続するとともに、走行用モータ１３Ｌ，１３Ｒに減速指令を送信して、緊急ブレーキ装置５４または走行用モータ１３Ｌ，１３Ｒのいずれかまたは両方を制御することでダンプトラック１を停止させる。

Ｓ１１３では、コントローラ１００は、車体が停止したことを判定後、その車体の停止状態を維持する。

以上のように、本実施形態では、無人自動運転モードが選択されている場合にオーバーライド操作が検出されたときには、コントローラ１００は故障が発生したと判定して車両を停車させることとした。これにより故障のおそれのあるダンプトラック１が継続して自律走行することを防止できる。

（その他）
なお、本発明は、上記の実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲内の様々な変形例が含まれる。例えば、本発明は、上記の実施の形態で説明した全ての構成を備えるものに限定されず、その構成の一部を削除したものも含まれる。また、ある実施の形態に係る構成の一部を、他の実施の形態に係る構成に追加又は置換することが可能である。

上記では主にハンドル角速度センサ３４がオーバーライド操作センサとして機能する場合を例に挙げて説明したが、搭乗者が操作可能なその他の操作装置（例えば、アクセルペダル５０、通常ブレーキペダル５１、緊急ブレーキペダル５２、その他操作装置５３）の操作を検出するセンサをオーバーライド操作センサとして利用しても良い。

また、上記のコントローラ１００に係る各構成や当該各構成の機能及び実行処理等は、それらの一部又は全部をハードウェア（例えば各機能を実行するロジックを集積回路で設計する等）で実現しても良い。また、上記のコントローラ１００に係る構成は、演算処理装置（例えばＣＰＵ）によって読み出し・実行されることでコントローラ１００の構成に係る各機能が実現されるプログラム（ソフトウェア）としてもよい。当該プログラムに係る情報は、例えば、半導体メモリ（フラッシュメモリ、ＳＳＤ等）、磁気記憶装置（ハードディスクドライブ等）及び記録媒体（磁気ディスク、光ディスク等）等に記憶することができる。

また、上記の各実施の形態の説明では、制御線や情報線は、当該実施の形態の説明に必要であると解されるものを示したが、必ずしも製品に係る全ての制御線や情報線を示しているとは限らない。実際には殆ど全ての構成が相互に接続されていると考えて良い。

１…ダンプトラック（作業車両，運搬車両），２…車体，３…ベッセル，４…ホイストシリンダ，５…キャブ，６Ｌ…前輪，６Ｒ…前輪，７Ｌ…後輪，７Ｒ…後輪，１２…操舵装置，１３Ｌ…走行用モータ，１３Ｒ…走行用モータ，２１…走行経路，３２…ハンドル（ステアリングホイール），３３…操舵用モータ，３４…ハンドル角速度センサ（操作センサ），３５…コラムシャフト，３６…ＧＰＳ受信機，３６ａ…ＧＰＳアンテナ（衛星測位アンテナ），３７…無線機，３７ａ…無線機アンテナ，３８…方位角センサ，３９…操舵角センサ，５０…アクセルペダル，５１…ブレーキペダル，５９…運転モード選択スイッチ，６０…走行経路記憶部，６１…車両位置姿勢測定部，６２…走行制御部，６２ａ…速度制御部，６２ｂ…操舵制御部，６３…オーバーライド検出部，６４…モード判定部，６５…故障判定部，１００…コントローラ（制御装置）

Claims (3)

1. 搭乗者の運転操作によらず自律走行する自動運転モードと、搭乗者の運転操作によって走行する手動運転モードとの少なくとも２つを運転モードとして備えた作業車両であって、
   前記自動運転モードには、搭乗者のいる状態で自律走行する有人自動運転モードと、搭乗者のいない状態で自律走行する無人自動運転モードとが含まれており、
   前記自動運転モードと前記手動運転モードとを切り換えるオーバーライド操作を検出するオーバーライド操作センサと、
   前記運転モードとして、前記手動運転モード、前記有人自動運転モード及び前記無人自動運転モードのいずれか１つの運転モードを選択するため選択装置と、
   前記選択装置により選択された運転モードに基づいて前記作業車両を制御するコントローラとを備え、
   前記コントローラは、
   前記選択装置で前記有人自動運転モードが選択されている場合に前記オーバーライド操作センサによりオーバーライド操作が検出されたとき、前記有人自動運転モードを前記手動運転モードに切り換え、
   前記選択装置で前記無人自動運転モードが選択されている場合に前記オーバーライド操作センサによりオーバーライド操作が検出されたとき、前記作業車両を停止させることを特徴とする作業車両。
2. 搭乗者の運転操作によらず自律走行する自動運転モードと、搭乗者の運転操作によって走行する手動運転モードとの少なくとも２つを運転モードとして備えた作業車両であって、
   前記自動運転モードには、搭乗者のいる状態で自律走行する有人自動運転モードと、搭乗者のいない状態で自律走行する無人自動運転モードとが含まれており、
   前記自動運転モードと前記手動運転モードとを切り換えるオーバーライド操作を検出するオーバーライド操作センサと、
   前記運転モードとして、前記手動運転モード、前記有人自動運転モード及び前記無人自動運転モードのいずれか１つの運転モードを選択するため選択装置と、
   前記選択装置により選択された運転モードに基づいて前記作業車両を制御するコントローラとを備え、
   前記選択装置は、前記手動運転モードと前記自動運転モードとのいずれか１つを選択するための第１選択スイッチと、前記有人自動運転モードと前記無人自動運転モードとのいずれか１つを選択するための第２選択スイッチとであり、
   前記コントローラは、
   前記第１選択スイッチによって前記自動運転モードが選択されており、かつ、前記第２選択スイッチによって前記有人自動運転モードが選択されている場合に、前記オーバーライド操作センサによりオーバーライド操作が検出されたとき、前記有人自動運転モードを前記手動運転モードに切り換え、
   前記第１選択スイッチによって前記自動運転モードが選択されており、かつ、前記第２選択スイッチによって前記無人自動運転モードが選択されている場合に、前記オーバーライド操作センサによりオーバーライド操作が検出されたとき、前記無人自動運転モードを継続し、
   前記第１選択スイッチによって前記手動運転モードが選択されている場合、前記第２選択スイッチの切り換え位置に関わらず、前記手動運転モードに基づいて前記作業車両を制御することを特徴とする作業車両。
3. 請求項２の作業車両において、
   前記コントローラは、前記第１選択スイッチによって前記自動運転モードが選択されており、かつ、前記第２選択スイッチによって前記無人自動運転モードが選択されている場合に、前記オーバーライド操作センサによりオーバーライド操作が検出されたとき、前記作業車両を停止させることを特徴とする作業車両。

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