WO2015033708A1 - 作業車両及び作業車両の制御方法 - Google Patents

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勝之 酒井
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Definitions

  • the present invention relates to a work vehicle and a work vehicle control method.
  • Patent Document 1 a work vehicle run unattended and automatically on a preset travel route.
  • the work vehicle used for such a purpose communicates information necessary for unmanned traveling between various control devices provided in the work vehicle via a communication line in the work vehicle.
  • An object of the present invention is to provide a work vehicle and a work vehicle control method capable of continuing an unmanned operation even when an abnormality occurs in the communication of the work vehicle traveling unattended.
  • the present invention provides a first control system for controlling the traveling of the work vehicle, a second control system for controlling the traveling of the work vehicle via the first control system using the set information, and the first control.
  • a first communication line used for communication between the system and the second control system; and a second communication line for transmitting information from the second control system to the first control system.
  • the system generates information for controlling the engine of the work vehicle and information for controlling the braking device, and the information is transmitted via the second communication line via the second communication line by an information transmission method different from communication using the first communication line.
  • 1 is a work vehicle that is transmitted to a control system.
  • the communication apparatus includes a communication device that is provided on the work vehicle and communicates with the outside of the work vehicle, and the set information is information acquired from the communication device.
  • the first control system When the state in which information is not transmitted from the second control system via the first communication line continues, the first control system receives the information for controlling the engine and the information for controlling the braking device. It is preferable to receive from said 2nd control system via a communication line.
  • the second control system generates a control signal obtained by converting information for controlling the engine and information for controlling the braking device into a pulse width, and outputs the control signal to the second communication line.
  • the first control system When the magnitude of the control signal is outside the normal range, the first control system preferably places the engine in an idling state and generates the maximum braking force in the braking device.
  • the present invention is a work vehicle capable of switching between a first operation mode in which manned travel is performed and a second operation mode in which unmanned travel is performed, and is provided in the work vehicle and communicates with the outside of the work vehicle. And a first control system that controls the travel of the work vehicle, and a second control that controls the travel of the work vehicle via the first control system using information acquired from the communication device in the second operation mode.
  • Two control systems a first communication line used for communication between the first control system and the second control system, and a second communication line for transmitting information from the second control system to the first control system
  • the second control system in the second operation mode, when a state in which information is not transmitted from the second control system via the first communication line continues,
  • a work vehicle that generates information for controlling an engine of a work vehicle and information for controlling a braking device, and transmits the information to a control signal obtained by converting the information into a pulse width to the first control system via the second communication line. is there.
  • the present invention provides a first control system that can switch between a first operation mode that travels with manpower and a second operation mode that travels unattended, and that controls the travel of the work vehicle.
  • the first information used for communication between the first control system and the second control system, the second control system for controlling the travel of the work vehicle via the first control system using the set information.
  • Information for controlling the accelerator of the work vehicle and information for controlling the braking device are transmitted from the second control system to the first control system by an information transmission method different from communication using the communication line and the first communication line.
  • information is not transmitted from the second control system via the first communication line in controlling the work vehicle including the second communication line. Is generated, information for controlling the engine of the work vehicle and information for controlling the braking device are generated, and these are converted into pulse widths as control signals to the first control system via the second communication line. It is the control method of the work vehicle which transmits.
  • the work vehicle includes a communication device that communicates with the outside of the work vehicle, and the set information is information acquired from the communication device.
  • the present invention can provide a work vehicle and a work vehicle control method capable of continuing unmanned operation even when an abnormality occurs in the communication of the work vehicle traveling unattended.
  • FIG. 1 is a diagram illustrating a site where the work vehicle according to the present embodiment operates.
  • FIG. 2 is a diagram illustrating the dump truck according to the present embodiment.
  • FIG. 3 is a block diagram showing a control system provided in the dump truck.
  • FIG. 4 is a diagram for explaining transmission of information by PWM according to the present embodiment.
  • FIG. 5 is a flowchart illustrating a processing procedure of the work vehicle control method according to the present embodiment.
  • FIG. 1 is a diagram illustrating a site where a work vehicle according to the present embodiment operates.
  • the work vehicle of this embodiment is used for various work in a mine, a work vehicle is not limited to what is used in a mine.
  • the work vehicle is exemplified by the dump truck 10 as a transport vehicle that transports crushed stone or earth and sand generated during the excavation of crushed stone, but the work vehicle is not limited to this.
  • the work vehicle according to the present embodiment may be a water truck, a hydraulic excavator, a wheel loader, or the like that sprays water on the road surface.
  • the work vehicle according to the present embodiment may be an autonomous traveling vehicle that travels by generating a traveling route by itself.
  • the dump truck 10 is managed by the unmanned dump operation system 1 and travels automatically.
  • the operation management device 2 provides information necessary for automatic operation such as the destination of the dump truck 10, travel permission for each section, position information of other vehicles and emergency stop command via wireless communication. 10 to send.
  • the dump truck 10 automatically travels based on information necessary for automatic driving acquired from the operation management device 2.
  • the operation management device 2 is different from the dump truck 10 that is a moving body, and is a kind of management device that is installed in a mine management facility and manages the operation of the work vehicle including the dump truck 10 and the mine. .
  • the operation management device 2 is connected to a wireless communication device 4 having an antenna 4A in order to run the dump truck 10 operating in the mine.
  • the dump truck 10 has an antenna 17 ⁇ / b> A for receiving a command from the operation management device 2 and transmitting its own operation information to the operation management device 2.
  • the dump truck 10 can receive radio waves from GPS (Global Positioning System) satellites 5A, 5B, and 5C with the GPS antenna 18A, and can determine its own position.
  • GPS Global Positioning System
  • the unmanned dump operation system 1 includes the repeater 3 that relays the radio waves transmitted by the antenna 4A and the antenna 17A.
  • the operation management apparatus 2 can transmit a command for control to the dump truck 10 operating at a position away from itself, or collect the operation information from the dump truck 10. .
  • the dump truck 10 travels on a flat road FR or travels on a slope RS when traveling between a dumping site and a loading site. Next, the dump truck 10 will be described.
  • FIG. 2 is a diagram illustrating the dump truck 10 according to the present embodiment.
  • the dump truck 10 is managed and automatically operated by the unmanned dump operation system 1 without being operated by an operator.
  • the unmanned dump operation system 1 may not be controlled. In such a case, it is necessary for the operator to board the dump truck 10 and operate the dump truck 10.
  • the dump truck 10 includes a driver's cab 11DR on which an operator is boarded, and the driver's cab 11DR is provided with operating devices such as a handle, an accelerator pedal, and a brake pedal.
  • the dump truck 10 loads a load and discharges the load at a desired location.
  • the dump truck 10 includes a vehicle main body 11, a vessel 12, front wheels 13F and rear wheels 13R, a brake 13B as a braking device, a suspension cylinder 14, a rotation sensor 15, a suspension pressure sensor (pressure sensor) 16, An in-vehicle wireless communication device 17B to which the antenna 17A is connected, a GPS receiver 18B as a position information detection device to which the GPS antenna 18A is connected, a communication control device 19, a control system 20, and a drive device 30.
  • the dump truck 10 has various mechanisms and functions provided in a general transporter or transport vehicle in addition to the above-described devices.
  • the rigid dump truck 10 that is steered by the front wheels 13F is shown, but instead of such a dump truck 10, the vehicle body is divided into a front part and a rear part, and they are joined by a free joint.
  • the present embodiment can also be applied to an articulated dump truck.
  • the vehicle body 11 includes a vessel 12, a front wheel 13F, a rear wheel 13R, a suspension cylinder 14, a drive device 30, and the like.
  • the vessel 12 functions as a loading platform for loading ore or earth and sand as cargo.
  • the vessel 12 is disposed on the upper portion of the vehicle main body 11.
  • the front wheel 13 ⁇ / b> F is a steered wheel that determines the traveling direction of the dump truck 10.
  • the rear wheel 13R is a drive wheel that causes the dump truck 10 to travel.
  • the front wheels 13F are disposed in front of the vehicle body 11, that is, on both the left and right sides on the cab 11DR side.
  • the rear wheels 13R are arranged behind the vehicle body 11, that is, on the left and right sides opposite to the cab 11DR.
  • the brake 13B includes a front wheel brake 13BF and a rear wheel brake 13BR.
  • the front wheel brake 13BF is provided on each front wheel 13F and brakes them.
  • the rear wheel brakes 13BR are provided on the respective rear wheels 13R to brake them.
  • the suspension cylinder 14 is provided between the vehicle body 11, the left and right front wheels 13F, and the left and right rear wheels 13R.
  • the suspension cylinder 14 is attached to and supports the left and right front wheels 13F and the left and right rear wheels 13R.
  • the suspension cylinder 14 is subjected to a load corresponding to the mass of the load when the load is loaded, in addition to the vehicle body 11 and the vessel 12.
  • the suspension cylinder 14 is filled with hydraulic oil and expands and contracts according to the mass of the load.
  • the rotation sensor 15 includes a front wheel rotation sensor 15F that detects the rotation speed of each front wheel 13F, and a rear wheel rotation sensor 15R that detects the rotation speed of each rear wheel 13R.
  • the rotation sensor 15 measures the speed at which the dump truck 10 travels (referred to as a vehicle speed as appropriate) when the front wheel side rotation sensor 15F detects the rotation speed of the front wheel 13F.
  • the front wheel 13 ⁇ / b> F is a driven wheel that is not driven by the driving device 30. Since the front wheel 13F is not driven by the driving device 30, there is almost no slip between the front wheel 13F and the road surface. For this reason, the rotational speed of the front wheel 13 ⁇ / b> F substantially corresponds to the vehicle speed of the dump truck 10.
  • the suspension pressure sensor 16 is provided corresponding to each suspension cylinder 14 attached to each front wheel 13F and rear wheel 13R.
  • the suspension pressure sensor 16 detects a load acting on each suspension cylinder 14.
  • the suspension pressure sensor 16 can measure the mass (loading amount) of the load by detecting the pressure of the hydraulic oil sealed in the suspension cylinder 14.
  • the communication device 19S includes an antenna 17A, an in-vehicle wireless communication device 17B, a GPS antenna 18A, a GPS receiver 18B, and a communication control device 19.
  • the antenna 17A receives a radio wave output from the repeater 3 of the operation management device 2 shown in FIG.
  • the antenna 17A outputs the received radio wave to the in-vehicle wireless communication device 17B.
  • the in-vehicle wireless communication device 17B performs wireless communication via the antenna 17A, the repeater 3, and the antenna 4A of the operation management device 2.
  • the GPS antenna 18A receives radio waves output from a plurality of GPS satellites 5A, 5B, and 5C shown in FIG. 1 constituting a GPS (Global Positioning System).
  • the GPS antenna 18A outputs the received radio wave to the GPS receiver 18B.
  • the GPS receiver 18B converts the radio wave received by the GPS antenna 18A into an electrical signal, and calculates the position information of the GPS antenna 18A, that is, the position information of the dump truck 10. In this way, the GPS receiver 18B measures the position of the dump truck 10.
  • the in-vehicle wireless communication device 17B and the GPS receiver 18B are connected to the communication control device 19.
  • the communication control device 19 is connected to the control system 20.
  • the communication control device 19 converts information from the in-vehicle wireless communication device 17B and the GPS receiver 18B into a format that the control system 20 can understand.
  • the control system 20 acquires information for driving the dump truck 10 unattended from the operation management device 2 via the communication control device 19, the in-vehicle wireless communication device 17B, and the antenna 17A.
  • the control system 20 acquires the position information of the dump truck 10 from the GPS receiver 18B.
  • the drive device 30 drives the rear wheel 13R and causes the dump truck 10 to travel.
  • the drive device 30 includes an engine 31 as a power generation source, a torque converter 32, a transmission 33, a propeller shaft 34, and a differential gear 35.
  • the engine 31 is a diesel engine in the present embodiment, but is not limited to a diesel engine.
  • the output of the engine 31 is transmitted to the transmission 33 via the torque converter 32.
  • the torque converter 32 includes an input shaft that receives the output of the engine 31 and an output shaft that outputs the output of the engine input to the input shaft.
  • the torque converter 32 includes a lockup clutch 32C that directly connects the input shaft and the output shaft.
  • the transmission 33 reduces the rotational speed (the number of revolutions per unit time) of the crankshaft that is the output shaft of the engine 31, increases the torque, and outputs it to the propeller shaft 34.
  • the propeller shaft 34 connects the output portion 33o of the transmission 33 and the input portion 35i of the differential gear 35.
  • the propeller shaft 34 transmits the output of the transmission 33 to the differential gear 35.
  • the differential gear 35 transmits the transmitted output from the transmission 33 to the left and right rear wheels 13R to drive them. In this way, the drive device 30 causes the dump truck 10 to travel.
  • the transmission 33 can change the rotational speed of the engine 31 input from the input unit 33i, i.e., change the rotation speed, and output the output from the output unit 33o.
  • the transmission 33 includes, for example, a plurality of planetary gear mechanisms that transmit power from the engine 31, and a plurality of clutches and a plurality of brakes for selecting rotation elements included in each planetary gear mechanism. It is a combined power transmission device.
  • the transmission 33 can realize a plurality of different gear ratios by engaging or releasing the clutch and the brake described above and switching the rotating element through which the power of the engine 31 passes.
  • the dump truck 10 transmits the power generated by the engine 31 to the rear wheel 13R via the torque converter 32, the transmission 33, the propeller shaft 34, and the differential gear 35. It is a mechanical vehicle.
  • FIG. 3 is a block diagram showing the control system 20 provided in the dump truck 10.
  • the control system 20 includes a first control system 40 and a second control system 50.
  • the first control system 40 controls devices mounted on the dump truck 10, such as the engine 31, the transmission 33, and the brake 13B.
  • the first control system 40 causes the dump truck 10 to travel based on the operation of an operator who rides on the dump truck 10.
  • the second control system 50 generates a control command for controlling the dump truck 10 based on the command from the operation management device 2 shown in FIG. 1 and the information acquired from the communication device 19S.
  • the second control system 50 transmits the generated control command to the first control system 40, and causes the dump truck 10 to automatically run unattended via the first control system 40.
  • an operation mode in which the dump truck 10 travels by an operation of an operator boarding the dump truck 10 is referred to as a first operation mode.
  • An operation mode in which the dump truck 10 travels without the operator getting on the dump truck 10, for example, based on information from outside the dump truck 10, is referred to as a second operation mode.
  • the first operation mode is an operation mode in which the dump truck 10 travels with manpower
  • the second operation mode is an operation mode in which the dump truck 10 travels unattended.
  • the second operation mode includes not only the case where the control system 20 of the dump truck 10 causes the dump truck 10 to automatically run unattended, but also the case where the operator remotely operates the unmanned dump truck.
  • the first control system 40 includes, for example, a TM (Trans Mission) control device 41, a brake control device 42, an engine control device 43, an ABS (Antilock Brake System) control device 44, a monitor 60M, and an information collecting device. 60I and key switch 60K.
  • the TM control device 41, the brake control device 42, the engine control device 43, the ABS control device 44, the monitor 60M, and the information collection device 60I include, for example, a processing unit including a CPU (Central Processing Unit), A computer including a storage unit such as a ROM (Read Only Memory).
  • TM control device 41 controls transmission 33 shown in FIG. 2 and lockup clutch 32C of torque converter 32.
  • the brake control device 42 controls the brake 13B shown in FIG.
  • the engine control device 43 controls the engine 31 shown in FIG.
  • the ABS control device 44 releases the lock of the front wheel 13F and the rear wheel 13R by reducing the braking force of the brake 13B when the brake 13B shown in FIG. 2 brakes the front wheel 13F and the rear wheel 13R when they are locked. To do.
  • the information collection device 60I acquires information on the state of the dump truck 10 from the TM control device 41, the brake control device 42, the engine control device 43, the ABS control device 44, and various sensors during the operation of the dump truck 10. And stored in association with the acquired time. Information in which information related to the state of the dump truck 10 is associated with the time when the information is acquired is referred to as operation information.
  • the information collection device 60I transmits the operation information of the dump truck 10 to the operation management device 2 illustrated in FIG. 1 via the communication device 19S.
  • the operation management device 2 creates a daily report using the operation information acquired from the information collection device 60I, or detects a malfunction or the like of the dump truck 10.
  • an in-vehicle wireless communication device directly connected to the information collecting device 61I is provided, and the information collecting device 61I transmits operation information to the operation management device 2 through the in-vehicle wireless communication device instead of from the communication device 19S. May be.
  • the monitor 60M displays various types of information on the dump truck 10.
  • the various information includes, for example, the vehicle speed of the dump truck 10, that is, the speed at which the dump truck 10 travels, the temperature of the cooling water of the engine 31 shown in FIG.
  • the monitor 60M displays, for example, a payload that is a load amount of the load loaded on the vessel 12 illustrated in FIG.
  • the various information displayed on the monitor 60M includes information necessary for an operator who operates the dump truck (for example, fuel amount, gear position, etc.) when the dump truck 10 travels in the first operation mode, for example.
  • the key switch 60K is connected to a dedicated terminal provided in each of the TM control device 41, the brake control device 42, the engine control device 43, the ABS control device 44, the monitor 60M, and the information collecting device 60I provided in the control system 20.
  • the power supplied to these devices is turned on / off, and the first operation mode and the second operation mode are switched.
  • the control system 20 may have a switch for switching between the first operation mode and the second operation mode separately from the key switch 60K.
  • the TM control device 41, the brake control device 42, the engine control device 43, the ABS control device 44, the monitor 60M, and the information collection device 60I store computer programs for realizing their functions in their respective storage units.
  • the TM control device 41, the brake control device 42, the engine control device 43, the ABS control device 44, the monitor 60M, and the information collection device 60I each read out a computer program necessary for control from each storage unit from the storage unit. By executing the instructions described in this computer program, the devices mounted on the dump truck 10 are controlled.
  • a shift selector 46 is connected to the TM control device 41.
  • the shift selector 46 designates the shift stage of the transmission 33 shown in FIG. 2, or designates the shift mode when the transmission 33 automatically shifts.
  • the TM transmission device 41 controls the transmission device 33 in accordance with a control command from the second control system 50 in the second operation mode.
  • a brake sensor 47A and a hoist sensor 47B are connected to the brake control device 42.
  • the brake sensor 47A detects an operation amount of at least one of a retarder lever and a brake pedal provided in the cab 11DR of the dump truck 10.
  • the brake control device 42 controls the braking state of the brake 13B of the dump truck 10 based on the detection value of the brake sensor 47A.
  • the brake control device 42 When the brake control device 42 detects that the hoist lever is operated by the hoist sensor 47B, the brake control device 42 activates the brake 13B of the dump truck 10. Further, the brake control device 42 controls the brake 13B according to a control command from the second control system 50 in the second operation mode.
  • Accelerator opening detection sensor 48 is connected to engine control device 43.
  • the accelerator opening detection sensor 48 detects the amount of operation of an accelerator pedal provided in the cab 11DR of the dump truck 10.
  • the engine control device 43 controls the engine 31 of the dump truck 10 based on the detection value of the accelerator opening detection sensor 48.
  • the engine control device 43 controls the engine 31 according to a control command from the second control system 50.
  • the ABS control device 44 is connected to a rotation sensor 15 (a front wheel side rotation sensor 15F and a rear wheel side rotation sensor 15R).
  • the ABS control device 44 adjusts the braking force of the brake 13B based on the detection value of the rotation sensor 15.
  • the braking force of the brake 13B is a force by which the brake 13B brakes the front wheel 13F or the rear wheel 13R. In the case of full braking, the braking force is maximized.
  • the braking force is proportional to the pressure of the brake oil of the brake 13B.
  • the TM control device 41, the brake control device 42, the engine control device 43, the ABS control device 44, the monitor 60M, and the information collecting device 60I are electrically connected by a communication line 45.
  • they can exchange information with each other via the communication line 45.
  • the TM control device 41, the brake control device 42, the engine control device 43, and the ABS control device 44 detect information of other control units or sensors connected to the other control units via the communication line 45. The value can be obtained and used for its own control.
  • the TM control device 41 acquires the detection value of the accelerator opening detection sensor 48 detected by the engine control device 43 via the communication line 45 and controls the transmission 33 together with the information acquired from the shift selector 46.
  • a CAN Controller Area Network
  • the communication line 45 is a wire harness that constitutes the CAN. Communication in the first control system 40 is not limited to CAN.
  • the second control system 50 includes, for example, an operation control device 51, an interface control device 52, a safety control device 53, a recording device 54, a periphery monitoring device 55, and an operation monitoring device 58.
  • the operation control device 51, the interface control device 52, the safety control device 53, the recording device 54, the periphery monitoring device 55, and the operation monitoring device 58 are, for example, a processing unit including a CPU (Central Processing Unit) and the like. And a storage unit such as a ROM (Read Only Memory).
  • the operation control device 51 acquires the information generated by the operation management device 2 for causing the dump truck 10 to travel in the second operation mode via the communication control device 19. Then, the operation control device 51 controls the dump truck 10 via the first control system 40 based on the acquired information.
  • the driving control device 51 is connected to various sensors such as a gyro sensor 61, a vehicle speed sensor 62, a steering angle sensor 63, an acceleration sensor 64, a front wheel side rotation sensor 15F, and a rear wheel side rotation sensor 15R.
  • the operation control device 51 acquires information detected by the various sensors described above, and automatically causes the dump truck 10 to travel in the second operation mode.
  • the interface control device 52 is connected to the communication line 45 of the first control system 40 by the communication line 21.
  • the interface control device 52 converts information from the second control system 50 into a form that can be understood by the first control system 40 (for example, conversion of a communication protocol), and transmits the information to the first control system 40 via the communication line 21. Or the information from the first control system 40 is converted into a form that can be understood by the second control system 50 and transmitted to the second control system 50 via the communication line 21. Further, the interface control device 52 monitors the state of the first control system 40 via the communication line 21.
  • the communication line 21 and the communication line 45 of the first control system 40 are separate, but both may be common.
  • the communication line 21 corresponds to a first communication line used for communication between the first control system 40 and the second control system 50.
  • the first communication line may include the communication line 45 of the first control system 40, the communication line 56 and the communication line 57 of the second control system 50.
  • the first communication line is used for exchanging information between the second control system 50 and the first control system 40 when the second control system 50 is operating the dump truck 10 in the second operation mode. It is done.
  • CAN is used for communication between the first control system 40 and the second control system 50, for example.
  • the communication line 21 is a wire harness that constitutes the CAN. Communication between the first control system 40 and the second control system 50 is not limited to CAN.
  • the safety control device 53 controls the headlamp, turn signal, horn, engine starter, parking brake, and the like of the dump truck 10.
  • the recording device 54 records the travel route of the dump truck 10 by, for example, recording the position of the dump truck 10 acquired from the GPS receiver 18B corresponding to the passage of time.
  • the periphery monitoring device 55 includes, for example, a radar sensor and a laser sensor, and detects an object existing in front of or around the traveling direction of the dump truck 10.
  • the operation control device 51 and the safety control device 53 operate the brake 13B of the dump truck 10 based on the object information detected by the periphery monitoring device 55 when the dump truck 10 travels in the second operation mode, The output of 31 is reduced or the front wheel 13F is steered.
  • the operation control device 51 operates the brake 13B of the dump truck 10 to decelerate or stop the dump truck 10, or steers the front wheel 13F. To avoid collisions with objects.
  • the safety control device 53 turns on the headlamp of the dump truck 10.
  • the operation monitoring device 58 is connected to both the operation control device 51 and the safety control device 53, and exchanges information with them. For example, when the operation control device 51 loses its function, the operation monitoring device 58 controls the first control system 40 to operate the brake 13B illustrated in FIG. 2 or reduce the output of the engine 31.
  • the operation control device 51, the interface control device 52, the safety control device 53, and the operation monitoring device 58 store computer programs for realizing their functions in their respective storage units.
  • the operation control device 51, the interface control device 52, the safety control device 53, and the operation monitoring device 58 each read a computer program necessary for control from each storage unit from each storage unit, and is described in the computer program.
  • the dump truck 10 is controlled by executing the command.
  • the operation control device 51, the interface control device 52, and the safety control device 53 are electrically connected by a communication line 56. With such a structure, they can exchange information with each other.
  • the operation control device 51, the interface control device 52, and the safety control device 53 receive information of other control units or detection values of sensors connected to other control units via the communication line 56. It can be acquired and used for processing.
  • the communication line 56 is connected to the communication control device 19.
  • the operation control device 51 acquires information for automatically driving the dump truck 10 in the second operation mode transmitted from the communication control device 19 via the communication line 56 and transmitted from the operation management device 2 shown in FIG.
  • the second control system 50 transmits information related to the state of the dump truck 10 during automatic operation to the operation management device 2 via the communication line 56 and the communication control device 19.
  • the TM control device 41, the engine control device 43, the brake control device 42, and the ABS control device 44 of the first control system 40 are controlled by the second control via the communication line 56, the interface control device 52, the communication line 21, and the communication line 45.
  • Information detected by various sensors such as the gyro sensor 61 and the vehicle speed sensor 62 connected to the operation control device 51 of the system 50 can be acquired.
  • the operation control device 51, the safety control device 53, the recording device 54, and the periphery monitoring device 55 are electrically connected by a communication line 57. With such a structure, they can exchange information with each other.
  • the operation control device 51, the interface control device 52, and the recording device 54 acquire, for example, information related to the object existing around the dump truck 10 detected by the periphery monitoring device 55 via the communication line 57, It can be used for control in the operation mode.
  • CAN is used for communication within the second control system 50, more specifically, for communication between devices included in the second control system 50.
  • the communication line 56 and the communication line 57 are wire harnesses that constitute the CAN. Communication in the second control system 50 is not limited to CAN.
  • the operation control device 51 and the TM control device 41 of the first control system 40 are connected by an engine control signal line 65 corresponding to the second communication line.
  • the operation control device 51 and the brake control device 42 of the first control system 40 are connected by a brake control signal line 66 corresponding to the second communication line.
  • the second communication line is a case where the second control system 50 automatically operates the dump truck 10 in the second operation mode.
  • the second communication system 50 This is used to transmit information from the second control system 50 to the first control system 40 when the information cannot be exchanged with the first control system 40 using the first communication line.
  • the information transmission method using the engine control signal line 65 and the brake control signal line 66 corresponding to the second communication line is a communication method using the communication line 21 that performs communication between the first control system 40 and the second control system 50. Is different. In the present embodiment, since CAN is used for communication via the communication line 21, communication other than CAN is used for communication via the engine control signal line 65 and the brake control signal line 66.
  • the operation control device 51 generates a first accelerator opening command ACO, a shift control command SLC, a first brake command BRC, and a hoist command HOC, and the first operation is performed via the communication line 56, the interface control device 52, and the communication line 21. Transmit to the control system 40.
  • the first accelerator opening command ACO is information for controlling the engine 31 shown in FIG.
  • the first brake command BRC is information for controlling the brake 13B shown in FIG.
  • the shift control command SLC is information for controlling the transmission 33 shown in FIG.
  • the hoist command HOC is information for raising and lowering the vessel 12 shown in FIG.
  • the engine control device 43 of the first control system 40 acquires the first accelerator opening command ACO detected by the accelerator opening detection sensor 48, and controls the output of the engine 31 shown in FIG.
  • the TM control device 41 of the first control system 40 acquires the shift control command SLC and the first accelerator opening command ACO, and switches the gear position of the transmission 33 shown in FIG.
  • the TM control device 41 acquires the first accelerator opening command ACO detected by the accelerator opening detection sensor 48 from the engine control device 43, and uses the shift control command SLC generated by the shift selector 46 as the shift selector. 46.
  • the TM control device 41 transmits the first accelerator opening degree command ACO generated by the operation control device 51 of the second control system 50 to the communication line 56, the interface control device 52, the communication line 21, and the communication line 45. Get from.
  • the TM control device 41 switches the gear position of the transmission 33 using the accelerator opening degree command ACO generated by the operation control device 51.
  • the engine control device 43 acquires the first accelerator opening degree command ACO from the TM control device 41 and controls the output of the engine 31.
  • the brake control device 42 of the first control system 40 acquires the first brake command BRC and controls the brake 13B shown in FIG. Moreover, the brake control apparatus 42 of the 1st control system 40 acquires the hoist instruction
  • the accelerator opening command ACO At least one of the shift control command SLC, the brake command BRC, and the hoist command HOC is generated. Then, the operation control device 51 controls the dump truck 10 via the first control system 40 by at least one of the accelerator opening command ACO, the shift control command SLC, the brake command BRC, and the hoist command HOC.
  • the operation control device 51 generates a second accelerator opening command ACBK and a second brake command BRBK, and transmits them to the first control system 40.
  • the second accelerator opening command ACBK is information for controlling the engine 31 shown in FIG.
  • the second brake command BRBK is information for controlling the brake 13B shown in FIG.
  • the control system 20 can exchange information between the second control system 50 and the first control system 40 using the communication line 21 corresponding to the first communication line.
  • the engine 31 and the brake 13B shown in FIG. 2 are controlled using the second accelerator opening command ACBK and the second brake command BRBK.
  • the operation control device 51 transmits the second accelerator opening command ACBK to the TM control device 41 via the engine control signal line 65, and sends the second brake command BRBK to the brake control device 42 via the brake control signal line 66. Send to.
  • the operation control device 51 when the dump truck 10 is operating at least in the second operation mode, the operation control device 51 outputs the second accelerator opening command ACBK and the second brake command BRBK to the TM control device 41 and the brake control device. 42. Even when the dump truck 10 is operating in the first operation mode, the operation control device 51 transmits the second accelerator opening command ACBK and the second brake command BRBK to the TM control device 41 and the brake control device 42. Also good.
  • the TM control device 41 causes the signal line for engine control.
  • the second accelerator opening command ACBK is acquired from 65
  • the brake control device 42 acquires the second brake command BRBK from the brake control signal line 66.
  • the engine control device 43 acquires the second accelerator opening command ACBK from the TM control device 41.
  • the TM control device 41 uses the acquired second accelerator opening command ACBK
  • the brake control device 42 uses the acquired second brake command BRBK
  • the engine control device 43 uses the acquired second accelerator opening command ACBK. Is used to control the dump truck 10 traveling in the second operation mode.
  • the TM control device 41 switches the gear position of the transmission 33 using the acquired second accelerator opening command ACBK.
  • the brake control device 42 operates the brake 13B using the acquired second brake command BRBK.
  • the engine control device 43 acquires the acquired second accelerator opening command ACBK and controls the output of the engine 31.
  • the second accelerator opening command ACBK and the second brake command BRBK generated by the operation control device 51 correspond to the second communication line by a method different from the communication method by the communication line 21 corresponding to the first communication line.
  • the signal is transmitted to the first control system 40 via the engine control signal line 65 and the brake control signal line 66.
  • CAN is used for communication via the communication line 21, and a command value is transmitted via PWM (Pulse Width Modulation: pulse width) for information transmission via the engine control signal line 65 and the brake control signal line 66.
  • PWM Pulse Width Modulation: pulse width
  • a method of transmitting after modulation is used. Transmission of information through the engine control signal line 65 and the brake control signal line 66 is not limited to the PWM method, and may be transmitted as an analog signal, for example.
  • FIG. 4 is a diagram for explaining transmission of information by PWM according to the present embodiment.
  • Second accelerator opening command ACBK determines an accelerator opening for controlling the output of engine 31 shown in FIG.
  • the second brake command BRBK determines the operation amount of the brake 13B for controlling the braking force of the brake 13B shown in FIG.
  • the operation control device 51 shown in FIG. 3 converts the second accelerator opening command ACBK and the second brake command BRBK into a control signal Vctl that repeats ON and OFF with a period ⁇ t as shown in FIG.
  • the frequency of the control signal Vctl is 1 / ⁇ t.
  • the cycle ⁇ t and the frequency 1 / ⁇ t of the control signal Vctl are constant and do not change with time t.
  • the time when the control signal Vctl is ON is the ON time ⁇ ta
  • the time when the control signal Vctl is OFF is the OFF time ⁇ tb.
  • the ratio of the ON time ⁇ ta to the sum of the ON time ⁇ ta and the OFF time ⁇ tb, that is, the time required for one cycle ⁇ t of the control signal Vctl is referred to as a duty ratio RDT.
  • the duty ratio RDT can be expressed by Equation (1).
  • RDT ⁇ ta / ( ⁇ ta + ⁇ tb) (1)
  • the accelerator opening and the braking force are changed by changing the duty ratio RDT of the control signal Vctl by PWM.
  • the accelerator opening increases as the duty ratio RDT of the second accelerator opening command ACBK increases
  • the braking force of the brake 13B increases as the duty ratio RDT of the second brake command BRBK increases.
  • the relationship between the duty ratio of the second accelerator opening command ACBK and the accelerator opening and the relationship between the duty ratio of the second brake command BRBK and the braking force are not limited to those described above.
  • the duty ratio RDT of the second accelerator opening command ACBK changes from 10% to 90%
  • the accelerator opening may change from 0% to 100%.
  • the duty ratio RDT of the second brake command BRBK changes from 10% to 90%
  • the braking force may change from 0% to the maximum value.
  • the operation control device 51 shown in FIG. 3 determines the duty ratio RDT of the control signal Vctl output to the first control system 40 in accordance with the command value of the second accelerator opening command ACBK and the command value of the second brake command BRBK. To do. Then, the operation control device 51 generates a control signal Vctl of the determined duty ratio RDT and outputs it to the engine control signal line 65 and the brake control signal line 66. As described above, the operation control device 51 generates the control signal Vctl obtained by converting the information for controlling the engine 31 and the information for controlling the brake 13B into pulse widths.
  • the TM control device 41 of the first control system 40 acquires the control signal Vctl corresponding to the second accelerator opening command ACBK, and obtains the duty ratio RDT from the ON time ⁇ ta and the OFF time ⁇ tb.
  • the TM control device 41 obtains the accelerator opening from the duty ratio RDT, and generates a first accelerator opening command ACO.
  • the TM control device 41 controls the transmission device 33 using the first accelerator opening degree command ACO thus obtained.
  • the engine control device 43 acquires the first accelerator opening degree command ACO from the TM control device 41 and controls the engine 31.
  • the brake control device 42 of the first control system 40 acquires the control signal Vctl corresponding to the second brake command BRBK, and obtains the duty ratio RDT from the ON time ⁇ ta and the OFF time ⁇ tb.
  • the brake control device 42 obtains the braking force of the brake 13B from the duty ratio RDT and generates the first brake command BRC.
  • the brake control device 42 controls the brake 13B using the first brake command BRC obtained in this way. For example, the brake control device 42 adjusts the braking force generated by the brake 13B by controlling the thrust of the master cylinder that generates the braking force on the brake 13B.
  • the control signal Vctl is a signal whose magnitude changes from VL to VH in the period ⁇ t. VL is a value greater than 0 volts.
  • the TM control device 41 and the brake control device 42 of the first control system 40 determine whether the control signal Vctl is ON or OFF using the ON determination voltage threshold value Vcon and the OFF determination voltage threshold value Vcoff.
  • the TM control device 41 and the brake control device 42 of the first control system 40 determine that the control signal Vctl is ON if the control signal Vctl is greater than or equal to the ON determination voltage threshold Vcon, and the control signal Vctl is the OFF determination voltage threshold Vcoff. If it is below, it is determined that the control signal Vctl is OFF.
  • the TM control device 41 and the brake control device 42 determine whether or not the control signal Vctl is normal using the minimum voltage Vmin and the maximum voltage Vmax. Specifically, if the control signal Vctl is not less than the minimum voltage Vmin and not more than the maximum voltage Vmax, the TM control device 41 and the brake control device 42 determine that the control signal Vctl is normal and the control signal Vctl is minimum. If the voltage is less than Vmin or greater than the maximum voltage Vmax, it is determined that the control signal Vctl is abnormal. By doing so, it is possible to easily determine whether the control signal Vctl is abnormal. When determining that the control signal Vctl is abnormal, the TM control device 41 and the brake control device 42 control the engine 31 and the brake 13B without using the control signal Vctl. By doing so, safety is improved.
  • FIG. 5 is a flowchart illustrating a processing procedure of the work vehicle control method according to the present embodiment.
  • the first control system 40 determines the operation mode.
  • the operation mode can be determined by the position of the key switch 60K shown in FIG. That is, if the key switch 60K selects the first operation mode, the first control system 40 determines that the first operation mode is selected, and if the key switch 60K selects the second operation mode, the first operation mode is determined.
  • the control system 40 determines that the operation mode is the second operation mode.
  • the first control system 40 When the dump truck 10 is traveling in the first operation mode (step S101, F1), the first control system 40 ends the work vehicle control method.
  • the first control system 40 receives control information transmitted from the second control system 50 via the communication line 21. It is determined whether or not it has been updated.
  • the control information includes a first accelerator opening command ACO, a first brake command BRC, a shift control command SLC, and a hoist command HOC, and includes at least the first accelerator opening command ACO and the first brake command BRC.
  • control information When the control information is not transmitted from the second control system 50 via the communication line 21 in the first control system 40, for example, when the control information is not updated even after a predetermined time has elapsed. It is determined that the control information is not updated. When the control information is updated within a predetermined time, the first control system 40 determines that the control information has been updated.
  • the predetermined time for determining whether or not the control information is updated can be, for example, 0.1 second to 1 second, but is not limited to this, and the control system 20 and the dump truck 10 are not limited thereto. It is set according to the specifications.
  • step S102 Yes
  • the first control system 40 controls the dump truck 10 using the updated control information in step S103, Drive in the second operation mode.
  • the first control system 40 determines that the control signal Vctl is not less than the minimum voltage Vmin and not more than the maximum voltage Vmax in step S104. It is determined whether or not there is. That is, the first control system 40 determines whether or not the control signal Vctl is normal.
  • step S104 Yes
  • the control signal Vctl is normal.
  • the first control system 40 more specifically, the TM control device 41 to which the engine control signal line 65 is connected and the brake control device 42 to which the brake control signal line 66 is connected are controlled in step S105.
  • the duty ratio RDT of the signal Vctl is obtained.
  • the TM control device 41 obtains the duty ratio RDT of the control signal Vctl of the second accelerator opening command ACBK obtained from the engine control signal line 65.
  • the brake control device 42 obtains the duty ratio RDT of the control signal Vctl of the second brake command BRBK acquired from the brake control signal line 66.
  • step S106 the TM control device 41 controls the transmission 33 using the command value converted from the duty ratio RDT, that is, the first accelerator opening command ACO.
  • the brake control device 42 controls the brake 13B using a command value converted from the duty ratio RDT, that is, the first brake command BRC.
  • the engine control device 43 acquires the first accelerator opening degree command ACO from the TM control device 41 and controls the engine 31.
  • step S104 When Vmin> Vctl or Vctl> Vmax (step S104, No), the control signal Vctl is outside the normal range, that is, abnormal.
  • the TM control device 41 of the first control system 40 controls the engine 31 to the idling state.
  • the brake control device 42 of the first control system 40 controls the brake 13B to be a full brake, that is, the brake 13B generates the maximum braking force.
  • the TM control device 41 may change the gear position of the transmission 33 to the low side. In this way, the dump truck 10 can be stopped earlier by the engine brake.
  • the TM control device 41 may change the gear position of the transmission 33 to parking as necessary. In this way, the possibility that the stopped dump truck 10 starts moving can be reduced.
  • the second control is performed.
  • Information transmitted from the system 50 to the first control system 40 may be interrupted.
  • the first control system 40 uses the engine control signal line 65 and the brake control signal line 66 corresponding to the second communication line different from the first communication line, and uses the second accelerator opening command ACBK.
  • the second brake command BRBK is acquired from the second control system 50.
  • the second control system 50 uses the information transmission method different from the communication method in the first control system 40 for the control signal Vctl of the second accelerator opening command ACBK and the control signal Vctl of the second brake command BRBK. Then, the signal is transmitted to the first control system 40 via the engine control signal line 65 and the brake control signal line 66. That is, since the information transmission method is different between the first communication line and the second communication line, when the second communication line is used, the same cause as the communication interruption when the first communication line is used (for example, propagation) Noise) can reduce the possibility of communication disruption. For this reason, the reliability of the control system 20 is improved.
  • the control signal Vctl of the second accelerator opening command ACBK and the control signal Vctl of the second brake command BRBK are modulated by the PWM method, and are first transmitted via the engine control signal line 65 and the brake control signal line 66. It is transmitted to the control system 40.
  • the control signal Vctl is a distance between the operation control device 51 of the second control system 50 that is the information transmission side and the TM control device 41 and the engine control device 43 of the first control system 40 that is the information reception side. Is less affected by noise generated by a difference in ground potential difference due to the distance between the two.
  • the second accelerator opening command ACBK and the second brake command BRBK can be stably transmitted to the first control system 40 by communication via the engine control signal line 65 and the brake control signal line 66. Moreover, the restrictions regarding arrangement
  • the TM control device 41 and the engine control device 43 of the first control system 40 can reliably detect the OFF state of the control signal Vctl even when the ground potential of the first control system 40 changes. Can do. Furthermore, the TM control device 41 and the engine control device 43 determine that the control signal Vctl is normal when the control signal Vctl is not less than the minimum voltage Vmin and not more than the maximum voltage Vmax. Therefore, the TM control device 41 and the engine control device 43 can easily detect an abnormality in the control signal Vctl before starting control using the control signal Vctl.
  • the method of switching between the first operation mode and the second operation mode using the key switch 60K has been described.
  • the method of switching between the first operation mode and the second operation mode uses the key switch 60K.
  • the operation control device 51 may be provided with a changeover switch, and the operation control device 51 may determine and switch between the first operation mode and the second operation mode based on a signal from the changeover switch.
  • the operation control device 51 uses the information regarding the state of the dump truck 10 such as parking brake information in addition to the signal of the changeover switch described above to determine the first operation mode and the second operation mode. , You may switch.
  • a work vehicle that runs unattended based on information acquired from outside by communication has been described as an example.
  • the work vehicle is stored in a system inside the work vehicle in advance by an operator or the like.
  • the vehicle may automatically travel based on information on travel data (for example, travel route data or speed data).

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Abstract

 作業車両は、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、前記第1通信線による情報の伝達方式とは異なる方式により、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。

Description

作業車両及び作業車両の制御方法
 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 (8)

  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.  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。
  7.  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。
  8.  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7に記載の作業車両の制御方法。
PCT/JP2014/070076 2014-07-30 2014-07-30 作業車両及び作業車両の制御方法 WO2015033708A1 (ja)

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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2016201692A (ja) * 2015-04-10 2016-12-01 日立建機株式会社 無線通信システム、鉱山管理サーバ及び無線通信端末装置
WO2017168895A1 (ja) * 2016-03-31 2017-10-05 株式会社小松製作所 作業機械の管理システム及び作業機械の管理方法
WO2017171088A1 (ja) * 2017-03-31 2017-10-05 株式会社小松製作所 ダンプトラックの制御システム、ダンプトラック及びダンプトラックの制御方法
WO2017168894A1 (ja) * 2016-03-31 2017-10-05 株式会社小松製作所 作業機械の管理システム
WO2017209181A1 (ja) * 2016-05-31 2017-12-07 株式会社小松製作所 作業機械の管理装置、作業機械、及び作業機械の管理システム

Families Citing this family (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6467272B2 (ja) * 2014-10-15 2019-02-06 ヤンマー株式会社 作業車両
US9580890B2 (en) * 2014-11-07 2017-02-28 Caterpillar Inc. Machine activity monitor with speed based conditional
WO2016189654A1 (ja) * 2015-05-26 2016-12-01 日立建機株式会社 建設機械の荷重計測装置
CN112083712A (zh) * 2016-02-29 2020-12-15 深圳市大疆创新科技有限公司 油门控制信号处理方法、电子调速器、控制器及移动平台
JP6929026B2 (ja) * 2016-07-22 2021-09-01 株式会社クボタ 作業車
US10538421B2 (en) * 2017-05-05 2020-01-21 Atlantic Corporation Systems, devices, and methods for inventory management of carpet rolls in a warehouse
JP6933545B2 (ja) * 2017-10-04 2021-09-08 株式会社小松製作所 作業車両、制御装置、および作業車両の制御方法
CN108196547B (zh) * 2018-01-08 2020-06-23 北京图森未来科技有限公司 一种自动驾驶系统
CN111762077A (zh) * 2020-06-10 2020-10-13 博雷顿科技有限公司 一种无人驾驶商用车车箱自动举升系统

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0628030A (ja) * 1992-07-09 1994-02-04 Fujita Corp 移動体の位置出し装置
JP2001142794A (ja) * 1999-11-18 2001-05-25 Yanmar Agricult Equip Co Ltd 車搭載用制御装置
JP2002034308A (ja) * 2000-07-24 2002-02-05 Iseki & Co Ltd 作業車両の管理システム
JP2009154661A (ja) * 2007-12-26 2009-07-16 Honda Motor Co Ltd 冗長通信システム
JP2014110361A (ja) * 2012-12-04 2014-06-12 Hitachi Automotive Systems Ltd 電子制御装置

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4229358B2 (ja) 2001-01-22 2009-02-25 株式会社小松製作所 無人車両の走行制御装置
US6633800B1 (en) * 2001-01-31 2003-10-14 Ainsworth Inc. Remote control system
JP4728974B2 (ja) * 2007-01-30 2011-07-20 株式会社小松製作所 無人車両管制システムにおけるエンジン遠隔始動装置および方法

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0628030A (ja) * 1992-07-09 1994-02-04 Fujita Corp 移動体の位置出し装置
JP2001142794A (ja) * 1999-11-18 2001-05-25 Yanmar Agricult Equip Co Ltd 車搭載用制御装置
JP2002034308A (ja) * 2000-07-24 2002-02-05 Iseki & Co Ltd 作業車両の管理システム
JP2009154661A (ja) * 2007-12-26 2009-07-16 Honda Motor Co Ltd 冗長通信システム
JP2014110361A (ja) * 2012-12-04 2014-06-12 Hitachi Automotive Systems Ltd 電子制御装置

Cited By (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2016201692A (ja) * 2015-04-10 2016-12-01 日立建機株式会社 無線通信システム、鉱山管理サーバ及び無線通信端末装置
US10549681B2 (en) 2016-03-31 2020-02-04 Komatsu Ltd. Work machine management system and work machine management method
WO2017168895A1 (ja) * 2016-03-31 2017-10-05 株式会社小松製作所 作業機械の管理システム及び作業機械の管理方法
US11099578B2 (en) 2016-03-31 2021-08-24 Komatsu Ltd. Work machine management system
WO2017168894A1 (ja) * 2016-03-31 2017-10-05 株式会社小松製作所 作業機械の管理システム
WO2017209181A1 (ja) * 2016-05-31 2017-12-07 株式会社小松製作所 作業機械の管理装置、作業機械、及び作業機械の管理システム
JP2017215820A (ja) * 2016-05-31 2017-12-07 株式会社小松製作所 作業機械の管理装置、作業機械、及び作業機械の管理システム
US10802493B2 (en) 2016-05-31 2020-10-13 Komatsu Ltd. Work machine management device, work machine, and work machine management system
CN107709092A (zh) * 2017-03-31 2018-02-16 株式会社小松制作所 自卸车的控制系统、自卸车及自卸车的控制方法
AU2017241972B2 (en) * 2017-03-31 2018-12-20 Komatsu Ltd. Control system for dump truck, dump truck, and control method for dump truck
US10343578B2 (en) 2017-03-31 2019-07-09 Komatsu Ltd. Control system for dump truck, dump truck, and control method for dump truck
AU2017241972A1 (en) * 2017-03-31 2018-10-18 Komatsu Ltd. Dump truck control system, dump truck, and dump truck control method
JPWO2017171088A1 (ja) * 2017-03-31 2018-04-05 株式会社小松製作所 ダンプトラックの制御システム、ダンプトラック及びダンプトラックの制御方法
WO2017171088A1 (ja) * 2017-03-31 2017-10-05 株式会社小松製作所 ダンプトラックの制御システム、ダンプトラック及びダンプトラックの制御方法
CN107709092B (zh) * 2017-03-31 2022-05-13 株式会社小松制作所 自卸车的控制系统、自卸车及自卸车的控制方法

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