WO2022209176A1 - 作業機械の走行システムおよび作業機械の制御方法 - Google Patents

作業機械の走行システムおよび作業機械の制御方法 Download PDF

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WO2022209176A1
WO2022209176A1 PCT/JP2022/001788 JP2022001788W WO2022209176A1 WO 2022209176 A1 WO2022209176 A1 WO 2022209176A1 JP 2022001788 W JP2022001788 W JP 2022001788W WO 2022209176 A1 WO2022209176 A1 WO 2022209176A1
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WO
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travel
work machine
route
motor grader
travel route
Prior art date
Application number
PCT/JP2022/001788
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English (en)
French (fr)
Inventor
拓也 園田
健志 上前
好秀 中江
洋一朗 木村
貴志 前田
Original Assignee
株式会社小松製作所
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 株式会社小松製作所 filed Critical 株式会社小松製作所
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W30/00—Purposes of road vehicle drive control systems not related to the control of a particular sub-unit, e.g. of systems using conjoint control of vehicle sub-units
    • B60W30/10—Path keeping
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E02—HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02F—DREDGING; SOIL-SHIFTING
    • E02F3/00—Dredgers; Soil-shifting machines
    • E02F3/04—Dredgers; Soil-shifting machines mechanically-driven
    • E02F3/76—Graders, bulldozers, or the like with scraper plates or ploughshare-like elements; Levelling scarifying devices
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E02—HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02F—DREDGING; SOIL-SHIFTING
    • E02F9/00—Component parts of dredgers or soil-shifting machines, not restricted to one of the kinds covered by groups E02F3/00 - E02F7/00
    • E02F9/20—Drives; Control devices
    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05D—SYSTEMS FOR CONTROLLING OR REGULATING NON-ELECTRIC VARIABLES
    • G05D1/00—Control of position, course, altitude or attitude of land, water, air or space vehicles, e.g. using automatic pilots
    • G05D1/02—Control of position or course in two dimensions

Definitions

  • the present disclosure relates to a work machine travel system and a work machine control method.
  • Patent Document 1 discloses an automatic steering system that generates a route along which a motor grader moves and causes the motor grader to travel along the generated route.
  • This disclosure proposes a working machine traveling system and a working machine control method that can easily record the route actually traveled by the working machine.
  • a travel system for a work machine includes a travel device and a controller.
  • the traveling device causes the work machine to travel.
  • the controller automatically controls to record the actual travel route, which is the route actually traveled by the work machine.
  • FIG. 1 is a side view schematically showing the construction of a working machine according to an embodiment of the present disclosure
  • FIG. FIG. 2 is a diagram showing an example of a configuration of a traveling system of the work machine shown in FIG. 1
  • FIG. 3 is a diagram showing functional blocks within the controller shown in FIG. 2
  • FIG. FIG. 4 is a plan view schematically showing automatic recording of a travel route and travel by automatic steering in the first embodiment
  • FIG. 8 is a plan view schematically showing automatic recording of a travel route and travel by automatic steering in the second embodiment
  • FIG. 11 is a plan view schematically showing automatic recording of a travel route and travel by automatic steering in the third embodiment
  • FIG. 11 is a plan view schematically showing automatic recording of a travel route and travel by automatic steering in the fourth embodiment
  • FIG. 11 is a plan view schematically showing automatic recording of a travel route and travel by automatic steering in the fifth embodiment; It is a side view which shows roughly the structure of the working machine based on 6th embodiment.
  • FIG. 11 is a plan view schematically showing automatic recording of a travel route and travel by automatic steering in the sixth embodiment;
  • FIG. 1 is a side view schematically showing the configuration of a motor grader 100 as an example of a work machine based on an embodiment of the present disclosure.
  • the motor grader 100 includes a front frame 14, a rear frame 15, a pair of left and right articulated cylinders 28, a cab 11, an engine cover 13, front wheels 16 and rear wheels. 17 and a working machine 12 .
  • the front frame 14 and the rear frame 15 constitute a body frame 18 of the motor grader 100.
  • the front frame 14 is arranged in front of the rear frame 15 .
  • the front frame 14 is rotatably connected to the rear frame 15 by a center pin (not shown).
  • a pair of articulated cylinders 28 are provided on both the left and right sides of the vehicle body frame 18 .
  • the articulated cylinder 28 is a hydraulic cylinder driven to expand and contract by hydraulic pressure.
  • the extension and contraction of the articulate cylinder 28 causes the front frame 14 to rotate about an axis extending vertically with respect to the rear frame 15 .
  • the engine cover 13 covers the engine room and is supported by the rear frame 15.
  • An engine 81, a power transmission device 82 (FIG. 2), an exhaust treatment structure, and the like are arranged in the engine room.
  • the front wheels 16 and rear wheels 17 are running wheels.
  • the front wheels 16 are rotatably attached to the front frame 14 .
  • the front wheels 16 are steerable wheels and are attached to the front frame 14 so as to be steerable.
  • the rear wheel 17 is rotatably attached to the rear frame 15 . Driving force from an engine 81 is transmitted to the rear wheels 17 .
  • the front wheels 16 and the rear wheels 17 constitute a traveling device for causing the motor grader 100 to travel.
  • the working machine 12 is arranged between the front wheels 16 and the rear wheels 17 in the front-rear direction.
  • Work implement 12 is supported by front frame 14 .
  • the working machine 12 has a blade 21 , a drawbar 22 , a turning circle 23 and a pair of lift cylinders 25 .
  • the motor grader 100 can use the blade 21 to perform work such as leveling work, snow removal work, light cutting, and material mixing.
  • the drawbar 22 is provided below the front frame 14 .
  • the front end of the drawbar 22 is pivotably connected to the front end of the front frame 14 .
  • a pair of lift cylinders 25 are provided on both left and right sides of the front frame 14 .
  • a rear end portion of the drawbar 22 is supported by the front frame 14 via a pair of lift cylinders 25 .
  • the rear end of the drawbar 22 can move up and down with respect to the front frame 14.
  • the height of the blade 21 with respect to the front frame 14 and the front wheel 16 is adjusted up and down by driving the pair of lift cylinders 25 together to extend and retract.
  • the draw bar 22 can swing up and down about an axis extending in the front-rear direction by different expansion and contraction of the pair of lift cylinders 25 .
  • the turning circle 23 is arranged below the drawbar 22 .
  • the turning circle 23 is connected to the drawbar 22 so as to be able to turn.
  • the turning circle 23 can turn clockwise and counterclockwise around an axis along the vertical direction.
  • the blades 21 are arranged below the turning circle 23.
  • the blade 21 is provided facing the ground.
  • Blades 21 are supported by a swivel circle 23 .
  • the blades 21 turn so that an angle (blade propulsion angle) formed by the blades 21 with respect to the front-rear direction in a top view changes with the turning motion of the turning circle 23 .
  • the pivot axis of the blade 21 is an axis extending along the vertical direction.
  • the motor grader 100 further has a steering wheel sensor 31, an operating lever sensor 32, a direction detection sensor 34, and an FNR/vehicle speed detection sensor 37.
  • the steering wheel sensor 31 detects the operation of the steering wheel 41 (Fig. 2) by the operator.
  • the steering wheel sensor 31 is a shaft displacement sensor that detects angular displacement of the steering wheel shaft caused by rotation of the steering wheel 41, for example.
  • the operating lever sensor 32 detects the operation of the operating lever 42 (FIG. 2) by the operator.
  • the operating lever sensor 32 is, for example, a position sensor that detects the angular position of the operating lever 42 .
  • the direction detection sensor 34 detects the direction in which the body frame 18 of the motor grader 100 is facing.
  • the direction detection sensor 34 may be, for example, an IMU (Inertial Measurement Unit) 34a, a steering angle sensor 34b, and an articulate angle sensor 34c, or any combination thereof.
  • IMU Inertial Measurement Unit
  • the IMU 34a is attached to the front frame 14, for example.
  • IMU 34a is, for example, a 6-axis IMU.
  • a 6-axis IMU is a compound sensor with 3-axis accelerometer and 3-axis gyro (angle, angular velocity or angular acceleration).
  • the 6-axis IMU can be attached to the front frame 14 so that the 3 axes extend in the front-rear direction, left-right direction, and up-down direction of the work machine.
  • the 6-axis IMU can detect positional changes along each of the longitudinal, lateral, and vertical axes, as well as angular changes around each axis (that is, rolling, pitching, and yawing of the work machine). .
  • the IMU 34a may be a 9-axis IMU.
  • a 9-axis IMU is a compound sensor with 3-axis accelerometer, 3-axis gyro and 3-axis magnetometer.
  • a 9-axis IMU can suppress gyro drift more than a 6-axis IMU by measuring geomagnetism with a 3-axis magnetometer.
  • a change in the direction of the motor grader 100 can be known based on the acceleration and gyro detected by the IMU 34a.
  • the IMU 34 a may be attached to the rear frame 15 or the cab 11 .
  • the steering angle sensor 34b is attached, for example, to the steering cylinder 74 (Fig. 2).
  • the steering angle sensor 34b detects the steering angle of the front wheels 16 (the angle formed by the front wheels 16 with respect to the extending direction of the front frame 14).
  • the articulate angle sensor 34c is attached to the articulate cylinder 28, for example.
  • the articulate angle sensor 34 c detects an articulate angle (connection angle) between the front frame 14 and the rear frame 15 .
  • the FNR/vehicle speed detection sensor 37 is provided in a power transmission path that transmits driving force from the engine 81 to the rear wheels 17 .
  • the FNR/vehicle speed detection sensor 37 is attached to, for example, a transmission (see the power transmission device 82 in FIG. 2).
  • the FNR/vehicle speed detection sensor 37 detects forward (F), reverse (R), and neutral (N) states, and also detects the vehicle speed while the motor grader 100 is running.
  • the motor grader 100 uses a satellite positioning system.
  • the satellite positioning system uses, for example, GNSS (Global Navigation Satellite System).
  • GNSS Global Navigation Satellite System
  • the motor grader 100 has a GNSS receiver 35 .
  • An antenna of the GNSS receiver 35 is arranged, for example, on the ceiling of the cab 11 .
  • the GNSS receiver 35 receives positioning signals from satellites.
  • the satellite positioning system calculates the position of the antenna of the GNSS receiver 35 from the positioning signal received by the GNSS receiver 35 and generates position data and azimuth data of the motor grader 100 .
  • a satellite positioning system provides the position and orientation of motor grader 100 in a global coordinate system referenced to the earth.
  • FIG. 2 is a diagram showing an example of the configuration of the traveling system of the work machine shown in FIG. 1.
  • the system in this embodiment includes a motor grader 100 as an example of a work machine shown in FIG. 1 and a controller 40 shown in FIG. Controller 40 may be mounted on motor grader 100 .
  • the controller 40 may be installed outside the motor grader 100 .
  • the controller 40 may be placed at the work site of the motor grader 100 or at a remote location away from the work site of the motor grader 100 .
  • the motor grader 100 of the embodiment is a rear wheel drive vehicle in which the driving force of the engine 81 is transmitted to the rear wheels 17 (left rear wheel 17L and right rear wheel 17R) and the rear wheels 17 are used as driving wheels.
  • Engine 81 is supported by rear frame 15 .
  • the driving force of the engine 81 is transmitted to the rear wheels 17 via a power transmission device 82 such as a torque converter and a transmission, a final reduction device (not shown), left and right tandem devices 85L and 85R, and the like.
  • a power transmission device 82 such as a torque converter and a transmission, a final reduction device (not shown), left and right tandem devices 85L and 85R, and the like.
  • a pair of left rear wheels 17L are connected to the left tandem device 85L.
  • a pair of right rear wheels 17R are connected to the right tandem device 85R.
  • a service brake 87 is provided upstream of the tandem devices 85L and 85R in the power transmission path from the engine 81 to the left rear wheel 17L and the right rear wheel 17R.
  • the service brake 87 is a brake used to reduce the running speed while the motor grader 100 is running.
  • the motor grader 100 includes a run/stop operation unit 58 and a steering operation unit 67 in the driver's cab 11 .
  • the travel/stop operation unit 58 and the steering operation unit 67 are operated by an operator in the cab 11 .
  • the run/stop operation unit 58 is operated by the operator to run and stop the motor grader 100 .
  • the run/stop operation unit 58 includes a forward/backward operation device, an accelerator operation device, and a brake operation device.
  • the forward/reverse operation device has an operation lever 42 and an operation lever sensor 32 .
  • the accelerator operation device has an accelerator pedal 56a and an accelerator operation detector 56b.
  • the brake operation device has a brake pedal 57a and a brake operation detector 57b.
  • the operating lever 42 is tilted by the operator to change the forward (F), reverse (R), and neutral (N) states of the motor grader 100 .
  • the operating lever 42 has a forward position (F position) for enabling the motor grader 100 to move forward, a reverse position (R position) for enabling the motor grader 100 to move backward, and a neutral state for the motor grader 100. It is possible to move to each of the neutral positions (N positions) for The N position may be located midway between the F and R positions.
  • the operating lever sensor 32 detects the operation of the operating lever 42 by the operator.
  • the operating lever sensor 32 is, for example, a position sensor that detects the angular position of the operating lever 42 .
  • a detection signal of the operating lever sensor 32 is output to the controller 40 as an electric signal.
  • the accelerator pedal 56a is operated by the operator to set the target rotational speed of the engine 81.
  • the accelerator operation detection unit 56b detects the operation of the accelerator pedal 56a by the operator.
  • the accelerator operation detection unit 56b outputs to the controller 40 a detection signal indicating the amount of operation of the accelerator pedal 56a.
  • the rotation speed of the engine 81 is controlled by controlling the amount of fuel supplied to the engine 81 according to the operation of the accelerator pedal 56a by the operator.
  • the rotation speed of the engine 81 is detected by an engine rotation speed sensor 89 .
  • the engine speed sensor 89 outputs a detection signal indicating the speed of the engine 81 to the controller 40 .
  • the brake pedal 57a is operated by the operator to set the braking force of the motor grader 100.
  • the brake operation detector 57b detects the operation of the brake pedal 57a by the operator.
  • the brake operation detector 57b outputs to the controller 40 a detection signal indicating the amount of operation of the brake pedal 57a.
  • the service brake 87 is driven by the operation of the brake pedal 57a by the operator.
  • the braking force of the service brake 87 can be adjusted according to the amount of operation of the brake pedal 57a.
  • the transmission of the power transmission device 82 may have a plurality of speed stages for each of the forward position and the reverse position, and the speed stage may be selectable by the operator's operation.
  • a selector (not shown) for selecting the speed stage is provided in the run/stop operation section 58 .
  • the steering operation unit 67 is operated by the operator to operate the steering mechanism 66 .
  • the steering operation unit 67 has a steering wheel sensor 31 , a steering wheel 41 , and a steering pilot valve 71 .
  • the steering handle 41 is, for example, a wheel-shaped handle and is rotated by the operator.
  • the steering wheel sensor 31 detects the operation of the steering wheel 41 by the operator.
  • the steering wheel sensor 31 is a shaft displacement sensor that detects angular displacement of the steering wheel shaft caused by rotation of the steering wheel 41, for example.
  • a detection signal of the handle sensor 31 is output to the controller 40 as an electric signal.
  • the steering pilot valve 71 supplies pilot oil to the steering valve 72 according to the rotation operation of the steering handle 41 .
  • the steering mechanism 66 is a mechanism that operates the traveling direction of the motor grader 100 .
  • the steering mechanism 66 has a steering valve 72, a steering cylinder 74, and a steering angle sensor 34b.
  • the steering valve 72 is controlled by pilot oil supplied from each of the electrohydraulic pressure control valve 73 and the steering pilot valve 71 .
  • the steering valve 72 controls the flow direction and flow rate of hydraulic oil supplied to the steering cylinder 74 .
  • the steering cylinder 74 expands and contracts as hydraulic fluid is supplied to the cylinder oil chamber via the steering valve 72 .
  • the expansion and contraction of the steering cylinder 74 changes the steering angle of the front wheels 16 .
  • the controller 40 controls the electrohydraulic pressure control valve 73 based on the detection signal of the handle sensor 31.
  • the steering cylinder 74 expands and contracts according to the operation of the steering handle 41 by the operator, and the steering angle of the front wheels 16 changes.
  • the traveling direction of the motor grader 100 changes to the right front. Further, when the front wheels 16 are tilted to the left with respect to the extending direction of the front frame 14, the traveling direction of the motor grader 100 changes to the left front.
  • the motor grader 100 can travel by manual steering. When traveling by manual steering, the motor grader 100 travels according to the operation of the travel/stop operation section 58 and the steering operation section 67 by the operator.
  • the motor grader 100 is capable of traveling by automatic steering.
  • the controller 40 automatically controls the steering of the motor grader 100 .
  • Controller 40 obtains the position and orientation of motor grader 100 in the global coordinate system using a satellite positioning system.
  • the operator designates a target travel route during travel by automatic steering.
  • the controller 40 automatically controls the electro-hydraulic pressure control valve 73 so that the direction to which the motor grader 100 is going is along the target travel route designated by the operator.
  • the steering valve 72 is automatically controlled
  • the steering cylinder 74 is automatically controlled
  • the steering angle of the front wheels 16 is automatically controlled.
  • the motor grader 100 runs by automatic steering by the operation of the run/stop operation unit 58 by the operator and the automatic control of the steering angle of the front wheels 16 by the controller 40 .
  • Electric signals are input to the controller 40 from each of the direction detection sensor 34 , the GNSS receiver 35 , and the FNR/vehicle speed detection sensor 37 .
  • An output section 51 , an input section 52 and a display section 54 are also electrically connected to the controller 40 . Details of the output unit 51, the input unit 52, and the display unit 54 will be described later.
  • FIG. 3 is a diagram showing functional blocks within the controller 40 shown in FIG.
  • the steering wheel sensor 31 measures the amount of rotation of the steering wheel 41, for example.
  • the steering wheel operation identification unit 40 b identifies the direction and amount of operation of the steering wheel 41 based on the amount of rotation measured by the steering wheel sensor 31 .
  • the operating lever operation specifying unit 40 c acquires a detection signal indicating the operation of the operating lever 42 from the operating lever sensor 32 . Based on the detection signal, the operation lever operation specifying unit 40c acquires whether the operation lever 42 is in the forward position (F position), the reverse position (R position), or the neutral position (N position).
  • the accelerator operation identification unit 40d acquires a signal from the accelerator operation detection unit 56b and identifies the amount of operation of the accelerator pedal 56a by the operator.
  • the steering wheel operation specifying unit 40b outputs the direction and amount of operation of the steering wheel 41 to the travel command unit 40r.
  • the operating lever operation specifying unit 40c outputs the position of the operating lever 42 (F position, R position or N position) to the travel command unit 40r.
  • the accelerator operation specifying unit 40d outputs the operation amount of the accelerator pedal 56a to the travel command unit 40r.
  • the travel command unit 40r outputs a control signal to the electrohydraulic pressure control valve 73 based on the direction and amount of operation of the steering handle 41. Travel command unit 40r outputs control signals to engine 81 and power transmission device 82 based on the state of operating lever 42 and the amount of operation of accelerator pedal 56a. Thereby, the motor grader 100 travels according to the operation by the operator.
  • the traveling direction/speed acquisition unit 40e indicates the forward (F), reverse (R), and neutral (N) states of the motor grader 100 and the vehicle speed during traveling of the motor grader 100 from the FNR/vehicle speed detection sensor 37. Get the detection signal.
  • the position/orientation identifying unit 40g constitutes the satellite positioning system described above, and identifies the position data and orientation data of the motor grader 100 based on the positioning signals received by the GNSS receiver 35 from satellites.
  • the position data of the motor grader 100 specified by the position/orientation specifying unit 40g is the position of the motor grader 100 defined in the global coordinate system.
  • the azimuth data of the motor grader 100 specified by the position/orientation specifying unit 40g is data defined in the global coordinate system. is.
  • the travel start determining unit 40h determines the amount of operation of the accelerator pedal 56a specified by the accelerator operation specifying unit 40d, the forward, reverse, and neutral states and vehicle speed of the motor grader 100 acquired by the traveling direction/speed acquiring unit 40e, and The start of running of the motor grader 100 is detected based on at least one of the position data and the orientation data of the motor grader 100 specified by the position/orientation specifying unit 40g.
  • the travel start determination unit 40h receives a signal indicating the position of the operation lever 42 from the operation lever operation specifying unit 40c and receives a signal indicating the operation amount of the accelerator pedal 56a from the accelerator operation specifying unit 40d. It may be determined that the motor grader 100 starts running when the motor grader 100 starts moving forward. Alternatively, the running start determination unit 40h may determine that the motor grader 100 starts running when the motor grader 100 starts moving backward. It may be determined that the motor grader 100 has started traveling when the motor grader 100 has switched between forward and reverse.
  • the traveling start determining unit 40h reads out the threshold value of the traveling speed of the motor grader 100 from the memory 40p, receives the input of the signal indicating the current traveling speed of the motor grader 100 from the traveling direction/speed acquiring unit 40e, and determines the current traveling speed of the motor grader 100. may be compared with a threshold value, and it may be determined that the motor grader 100 has started traveling when the traveling speed of the motor grader 100 exceeds the threshold value.
  • the travel start determination unit 40h reads out the threshold value of the moving distance of the motor grader 100 from the memory 40p, receives the input of the signal indicating the position data of the motor grader 100 from the position/direction specifying unit 40g, and determines the position of the motor grader 100 while the vehicle is stopped.
  • the movement distance of the motor grader 100 may be calculated from the data and the current position data of the motor grader 100, and when the movement distance of the motor grader 100 reaches or exceeds the threshold, it may be determined that the motor grader 100 has started running. .
  • the running start determination unit 40h may determine that the motor grader 100 starts running when the acceleration of the motor grader 100 detected by the IMU 34a reaches or exceeds a threshold value.
  • the traveling stop determination unit 40i determines the amount of operation of the accelerator pedal 56a specified by the accelerator operation specifying unit 40d, the forward, reverse, and neutral states and vehicle speed of the motor grader 100 acquired by the traveling direction/speed acquiring unit 40e, and Stopping of the motor grader 100 is detected based on at least one of the position data and the orientation data of the motor grader 100 specified by the position/orientation specifying unit 40g.
  • the travel stop determination unit 40i may detect the stop of the motor grader 100 based on the amount of operation of the brake pedal 57a.
  • the running stop determination unit 40i may detect that the running speed of the motor grader 100 has fallen below a threshold as the running stop of the motor grader 100 .
  • the travel stop determination unit 40i may detect that the travel distance of the motor grader 100 per unit time has fallen below a threshold as the travel stop of the motor grader 100 .
  • the actual traveling route recording unit 40n records the route actually traveled by the motor grader 100 from the time the motor grader 100 starts traveling until it stops traveling as one actual traveling route.
  • the actual travel route recording unit 40n sets the position where the travel started as the starting point of the actual travel route.
  • the stoppage determination unit 40i detects that the motor grader 100 has stopped traveling, the actual travel route recording unit 40n sets the position where the travel is stopped as the end point of the actual travel route.
  • the actual travel route recording unit 40n reads the time from the timer 40m.
  • the actual traveling route recording unit 40n may call the time when the motor grader 100 starts traveling from the timer 40m, and set the position of the motor grader 100 at that time as the starting point of the actual traveling route.
  • the actual travel route recording unit 40n may call the time when the motor grader 100 stops traveling from the timer 40m, and set the position of the motor grader 100 at that time as the end point of the actual travel route.
  • the actual travel route recording unit 40n uses the fact that the motor grader 100 has started traveling as a trigger to start recording, and the fact that the motor grader 100 has stopped traveling as a trigger to end recording. Based on the position data and direction data of the motor grader 100 specified by the position/orientation specifying unit 40g, the actual travel route recording unit 40n automatically records the route actually traveled by the motor grader 100 from the start of travel to the stop of travel. Record. For example, the actual travel route recording unit 40n equally divides the time between the time corresponding to the start point of the actual travel route and the time corresponding to the end point of the actual travel route, By specifying the position and orientation of 100, the route actually traveled by motor grader 100 at that time can be recorded. The actual travel route recording unit 40n may apply smoothing processing to the route actually traveled by the motor grader 100, if necessary.
  • the actual travel route may include one or more travel sections.
  • the first travel section is a route on which the motor grader 100 travels forward
  • the second travel section is a route on which the motor grader 100 travels forward. It may be a route in which the vehicle travels backward.
  • the first travel section and the second travel section may be the same route. That is, the route traveled back and forth by the motor grader 100 may be recorded as the actual travel route.
  • the first travel section and the second travel section may be different routes. Both the first travel section and the second travel section may be routes along which the motor grader 100 travels forward or routes along which the motor grader 100 travels backward.
  • the actual travel route recorded by the actual travel route recording unit 40n is stored in the memory 40p.
  • the controller 40 controls to record the actual travel route and store the recorded actual travel route in the memory 40p.
  • the actual travel route recorded by the actual travel route recording unit 40n is also output to the output unit 51.
  • the output unit 51 may be an external computer separate from the controller 40, various recording media, or an output device such as a display or printer.
  • the actual travel route stored in the memory 40 p may be output to the output section 51 .
  • the target travel route determination unit 40q extracts part or all of the actual travel route stored in the memory 40p, and determines the target travel route when causing the motor grader 100 to travel by automatic steering.
  • the controller 40 automatically records the route actually traveled by the motor grader 100 and controls the recorded route actually traveled to be the target travel route of the motor grader 100 .
  • the target travel route determination unit 40q may determine one actual travel route among a plurality of actual travel routes stored in the memory 40p as the target travel route.
  • the display unit 54 displays the target travel route determined by the target travel route determination unit 40q.
  • the display unit 54 is, for example, a display.
  • the display unit 54 may be capable of displaying, for example, a target travel route for a predetermined distance from the current position of the motor grader 100 .
  • the display unit 54 may be able to display the entire target travel route, for example.
  • the target travel route displayed on the display unit 54 may be switched by the operator's operation.
  • the input unit 52 receives an operator's input to select an actual travel route as a target travel route from a plurality of actual travel routes stored in the memory 40p.
  • Input unit 52 may be, for example, a keyboard, mouse, touch panel, or the like.
  • the input unit 52 and the display unit 54 may be an integrated touch panel.
  • the input unit 52 and the output unit 51 may be an integrated device.
  • a plurality of actual travel routes that can be selected as the target travel route are displayed on the display unit 54, and any one of the plurality of actual travel routes displayed on the display unit 54 is selected by operating the input unit 52 by the operator.
  • the travel route may be selected as the target travel route.
  • the target travel route determination unit 40q may determine one actual travel route to be the target travel route according to the operator's selection when a plurality of actual travel routes that can be the target travel routes are stored in the memory 40p. .
  • the target travel route determination unit 40q may prioritize the actual travel routes that are more suitable as the target travel routes from among the plurality of actual travel routes that can be selected as the target travel routes.
  • the target travel route determination unit 40q may notify the operator of the priority through the display unit 54, for example.
  • the travel command unit 40r controls the motor grader 100 to travel along the target travel route by automatic steering. to run.
  • the controller 40 automatically steers the motor grader 100 using the actual travel route stored in the memory 40p as the target travel route based on an operator's command for starting automatic steering. For example, the controller 40 causes the motor grader 100 to travel by automatic steering using one of the plurality of actual travel routes stored in the memory 40p as the target travel route.
  • the operator's command for starting the motor grader 100 to travel by automatic steering is, for example, the operator's command to move the motor grader 100 backward.
  • the operating lever operation specifying unit 40c acquires a detection signal indicating that the operating lever 42 is in the R position, and the accelerator operation specifying unit 40d detects that the operator's operation amount of the accelerator pedal 56a is equal to or greater than a predetermined amount.
  • the detection signal indicating that the motor grader 100 has started to move backward is input from the operation lever operation specifying unit 40c and the accelerator operation specifying unit 40d to the travel command unit 40r.
  • the traveling direction/speed acquisition unit 40e acquires a detection signal from the FNR/vehicle speed detection sensor 37, which indicates that the motor grader 100 is in reverse and the traveling speed is equal to or higher than the threshold value
  • the traveling direction/speed is acquired.
  • a signal indicating that the motor grader 100 has started to move backward is output from the unit 40e to the travel command unit 40r.
  • the travel command unit 40r Upon receipt of the signal indicating that the motor grader 100 has started to move backward, the travel command unit 40r automatically controls the electro-hydraulic pressure control valve 73 so that the motor grader 100 travels backward along the target travel route. . As a result, the motor grader 100 travels backward by automatic steering.
  • FIG. 4 is a plan view schematically showing automatic recording of a route actually traveled by the motor grader 100 and travel by automatic steering of the motor grader 100 in the first embodiment.
  • FIG. 4A shows the motor grader 100 that travels a route from a travel start position 110A to a travel end position 110B by manual steering.
  • An actual travel route 110 which is a route actually traveled by the motor grader 100 from when the motor grader 100 starts forward travel at the travel start position 110A to when the motor grader 100 stops forward travel at the travel end position 110B.
  • the controller 40 stores in the memory 40p the actual travel route 110 automatically recorded during the travel shown in FIG. 4(A).
  • the controller 40 converts the actual traveling route 110 recorded during traveling shown in FIG. to decide. As shown in FIG. 4(B), based on the operator's command to start reversing at the travel end position 110B, the controller 40 follows the target travel route 130 (i.e., records during travel in FIG. 4(A)). ), the motor grader 100 is caused to travel backward by automatic steering from the travel end position 110B to the travel start position 110A. An actual travel route 120, which is the route actually traveled by the motor grader 100 during reverse travel, is also automatically recorded by the controller 40. FIG. The controller 40 stores in the memory 40p the actual travel route 120 automatically recorded during the travel shown in FIG. 4(B).
  • the controller 40 automatically determines both the actual travel route 110, which is the route when the motor grader 100 travels forward, and the actual travel route 120, which is the route when the motor grader 100 travels backward. to record.
  • the controller 40 automatically records both the route actually traveled by the motor grader 100 by manual steering and the route actually traveled by the motor grader 100 by automatic steering.
  • the controller 40 may record a predetermined number of actual travel routes that are recorded each time the motor grader 100 switches between forward and backward travel.
  • the controller 40 may automatically record the route actually traveled by the motor grader 100 during a period preceding a predetermined time from when the stop of the motor grader 100 was detected.
  • the entire route that the motor grader 100 has actually traveled up to the present time from the time point before the predetermined time before the time when the motor grader 100 stopped traveling due to the stop is It may be recorded automatically.
  • the entire route actually traveled by the motor grader 100 up to the present time is automatically recorded, starting from a time point a predetermined time before the previous stop of travel.
  • the route actually traveled by the motor grader 100 within a predetermined period of time may be automatically recorded as the actual travel route.
  • the recorded actual travel route may be segmented each time the motor grader 100 stops traveling or each time the motor grader 100 switches between forward and backward travel, and recorded as a plurality of travel sections.
  • One traveling section may be selected from the plurality of recorded traveling sections as the target traveling route, and the motor grader 100 may travel along the target traveling route by automatic steering.
  • FIG. 5 is a plan view schematically showing automatic recording of a route actually traveled by the motor grader 100 and travel by automatic steering of the motor grader 100 in the second embodiment.
  • FIG. 5A shows the motor grader 100 that travels a route from a travel start position 110A to a travel end position 110B by manual steering.
  • the motor grader 100 actually travels from when the motor grader 100 starts forward travel at the travel start position 110A to when the motor grader 100 stops forward travel at the travel end position 110B.
  • An actual travel route 110 which is a route, is automatically recorded by the controller 40 based on the detection results of various sensors.
  • the controller 40 stores in the memory 40p the actual travel route 110 automatically recorded during the travel shown in FIG. 5(A).
  • the controller 40 converts the actual traveling route 110 recorded during traveling shown in FIG. to decide. As shown in FIG. 5(B), based on the operator's command to start reversing at the travel end position 110B, the controller 40 follows the target travel route 130 (that is, the data recorded during travel in FIG. 5(A)). ), the motor grader 100 is caused to travel backward by automatic steering from the travel end position 110B to the travel start position 110A. Unlike the first embodiment, the actual travel route 120, which is the route actually traveled by the motor grader 100 during reverse travel, is not automatically recorded by the controller 40. FIG.
  • the actual travel route 110 which is the route when the motor grader 100 travels forward
  • the actual travel route 120 which is the route when the motor grader 100 travels backward
  • the target travel route 130 when the motor grader 100 shown in FIG. 5(B) travels by automatic steering is the actual travel route 110 automatically recorded during travel by manual steering shown in FIG. 5(A).
  • the controller 40 automatically converts the actual travel route 120 along which the motor grader 100 actually travels in automatic steering travel shown in FIG. 5B to manual steering travel shown in FIG.
  • the motor grader 100 is controlled so as to overlap with the travel route 110 . Therefore, the controller 40 automatically records the route actually traveled by the motor grader 100 by manual steering, and controls the motor grader 100 not to automatically record the route actually traveled by automatic steering.
  • FIG. 6 is a plan view schematically showing automatic recording of a route actually traveled by the motor grader 100 and travel by automatic steering of the motor grader 100 in the third embodiment.
  • FIG. 6A shows the motor grader 100 that travels a route from a travel start position 110A to a travel end position 110B by manual steering.
  • the motor grader 100 actually travels from when the motor grader 100 starts forward travel at the travel start position 110A to when the motor grader 100 stops forward travel at the travel end position 110B.
  • An actual travel route 110 which is a route, is automatically recorded by the controller 40 based on the detection results of various sensors.
  • the controller 40 stores in the memory 40p the actual travel route 110 automatically recorded during the travel shown in FIG. 6(A).
  • the controller 40 converts the actual traveling route 110 recorded during traveling shown in FIG. to decide. As shown in FIG. 6(B), based on the operator's command to start reversing at the travel end position 110B, the controller 40 follows the target travel route 130 (that is, when traveling in FIG. 6(A), the recorded ), the motor grader 100 is caused to travel backward by automatic steering from the travel end position 110B to the travel start position 110A. As in the second embodiment, the actual travel route 120, which is the route actually traveled by the motor grader 100 during reverse travel, is not automatically recorded by the controller 40. FIG.
  • FIG. 6(C) shows the motor grader 100 traveling forward by manual steering on the route from the travel start position 110A to the travel end position 110B.
  • An actual travel route 110 which is the route actually traveled by the motor grader 100 at this time, is automatically recorded by the controller 40 based on the detection results of various sensors.
  • the controller 40 controls so as not to store the actual travel route 110 during travel in FIG. 6C in the memory 40p. good too.
  • FIG. 7 is a plan view schematically showing automatic recording of a route actually traveled by the motor grader 100 and travel by automatic steering of the motor grader 100 in the fourth embodiment.
  • FIG. 7A shows the motor grader 100 that travels a route from a travel start position 110A to a travel end position 110B by manual steering.
  • the motor grader 100 actually travels from when the motor grader 100 starts forward travel at the travel start position 110A to when the motor grader 100 stops forward travel at the travel end position 110B.
  • An actual travel route 110 which is a route, is automatically recorded by the controller 40 based on the detection results of various sensors.
  • the controller 40 stores in the memory 40p the actual travel route 110 automatically recorded during the travel shown in FIG. 7(A).
  • the controller 40 converts the actual traveling route 110 recorded during traveling shown in FIG. to decide. As shown in FIG. 7(B), based on the operator's command to start reversing at the travel end position 110B, the controller 40 follows the target travel route 130 (that is, the data recorded during travel in FIG. 7(A)). ), the motor grader 100 is caused to travel backward by automatic steering from the travel end position 110B to the travel start position 110A.
  • the controller 40 controls the motor grader 100 to return to the target position after passing the travel start position 110A.
  • an extension portion 132 which is a route obtained by extending the actual travel route 110, is automatically determined.
  • the actual travel route 110 has a circular arc shape as shown in FIG.
  • the controller 40 automatically determines a target travel route 130 including an extension portion 132 that is an extension of the actual travel route 110 .
  • the controller 40 continues to cause the motor grader 100 to travel backward along the target travel route 130 by automatic steering. By doing so, it is possible to prevent the automatic steering of the motor grader 100 from stopping against the operator's intention when the motor grader 100 reaches the travel start position 110A.
  • the controller 40 causes the motor grader 100 to continue running by automatic steering until the operator operates the brake pedal 57a to issue a command to stop the running of the motor grader 100, and when the operator issues a command to stop the motor grader 100, Traveling of the motor grader 100 can be controlled so that the motor grader 100 stops traveling.
  • the controller 40 controls the motor grader 100 to reach the end of the target travel route 130.
  • the operator may be notified that the This notification may be made via the display unit 54, or may be audibly notified by emitting sound from a buzzer, speaker, or the like.
  • FIG. 8 is a plan view schematically showing automatic recording of a route actually traveled by the motor grader 100 and travel by automatic steering of the motor grader 100 in the fifth embodiment.
  • FIG. 8A shows the motor grader 100 that travels a route from a travel start position 110A to a travel end position 110B by manual steering.
  • the motor grader 100 actually travels from when the motor grader 100 starts forward travel at the travel start position 110A to when the motor grader 100 stops forward travel at the travel end position 110B.
  • An actual travel route 110 which is a route, is automatically recorded by the controller 40 based on the detection results of various sensors.
  • the controller 40 stores in the memory 40p the actual travel route 110 automatically recorded during the travel shown in FIG. 8(A).
  • the controller 40 converts the actual traveling route 110 recorded during traveling shown in FIG. to decide. As shown in FIG. 8(B), based on the operator's command to start reversing at the travel end position 110B, the controller 40 follows the target travel route 130 (i.e., records during travel in FIG. 8(A)). ), the motor grader 100 is caused to travel backward by automatic steering from the travel end position 110B to the travel start position 110A. Unlike the first embodiment, the actual travel route 120, which is the route actually traveled by the motor grader 100 during reverse travel, is not automatically recorded by the controller 40. FIG.
  • FIG. 8(C) shows the motor grader 100 traveling on a route from the travel start position 110A to the travel end position 110B by manual steering.
  • the actual travel route 110X which is the route actually traveled by the motor grader 100 in FIG. 8C, is different from the actual travel route 110, which is the route actually traveled by the motor grader 100 in FIG. 8A.
  • the motor grader 100 actually travels from the start of forward travel at the travel start position 110A in FIG. 8C to the stop of forward travel at the travel end position 110B.
  • the actual travel route 110X which is the route obtained by the vehicle, is automatically recorded by the controller 40 based on the detection results of various sensors.
  • the controller 40 stores in the memory 40p the actual travel route 110X automatically recorded during the travel shown in FIG. 8(C).
  • the memory 40p stores an actual travel route 110, which is the route actually traveled by the motor grader 100 in FIG. A certain actual travel route 110X is stored. In this case, the controller 40 selects either one of the actual travel route 110 in FIG. 8A and the actual travel route 110X in FIG. A target travel route 130 for backward travel is determined.
  • the target travel route 130 when the motor grader 100 travels in reverse by automatic steering is not limited to the route traveled immediately before by the motor grader 100, but is a plurality of routes automatically recorded by the controller 40 and stored in the memory 40p. You can choose from routes.
  • the actual travel route 110X in FIG. 8(C) can be selected as the target travel route 130.
  • the actual travel route 110 in FIG. 8(A) is the target. It can be selected as the travel route 130 .
  • the optimum route can be set as the target travel route 130 according to the situation of the site that changes from moment to moment, and the motor grader 100 can travel by automatic steering.
  • the controller 40 may automatically determine which of the actual travel route 110 in FIG. 8(A) and the actual travel route 110X in FIG. 8(C) should be selected as the target travel route. For example, when motor grader 100 includes an imaging device capable of imaging the surroundings of motor grader 100, controller 40 determines the presence of obstacle OBS based on the image captured by the imaging device, and performs the determination. A target travel route may be determined based on the results. Alternatively, the operator inputs which of the actual travel route 110 in FIG. 8A and the actual travel route 110X in FIG. You may
  • FIG. 9 is a side view schematically showing the configuration of a wheel loader 200 as an example of a work machine based on the sixth embodiment.
  • wheel loader 200 includes vehicle body frame 202 , working machine 203 , traveling device 204 , and cab 205 .
  • a vehicle body of the wheel loader 200 is composed of a vehicle body frame 202, a cab 205, and the like.
  • a work machine 203 and a travel device 204 are attached to the vehicle body of the wheel loader 200 .
  • the traveling device 204 causes the vehicle body of the wheel loader 200 to travel.
  • the wheel loader 200 can be self-propelled by the travel device 204 and can perform desired work using the working machine 203 .
  • the working machine 203 includes a bucket 206 that is a working tool.
  • Bucket 206 is arranged at the tip of work implement 203 .
  • Bucket 206 is an example of an attachment that constitutes a tip portion of work machine 203 .
  • attachments can be changed to grapples, forks, or plows.
  • FIG. 10 is a plan view schematically showing automatic recording of the route actually traveled by the wheel loader 200 and travel by automatic steering of the wheel loader 200 in the sixth embodiment.
  • FIG. 10 shows a wheel loader 200 that performs V-shape work, which is typical work for wheel loaders.
  • FIG. 10(A) shows a wheel loader 200 that advances without a load.
  • the wheel loader 200 travels forward on a route from a travel start position 110A toward an excavation object 310 such as earth and sand to a travel end position 110B by manual steering.
  • the wheel loader 200 actually travels from when the wheel loader 200 starts forward travel at the travel start position 110A to when the wheel loader 200 plunges the bucket 206 into the excavation object 310 and stops travel at the travel end position 110B.
  • An actual travel route 110 which is a route, is automatically recorded by the controller 40 based on the detection results of various sensors.
  • the controller 40 stores in the memory 40p the actual travel route 110 automatically recorded during the travel shown in FIG. 10(A).
  • FIG. 10(B) shows a wheel loader 200 that moves backward with a load.
  • An object to be excavated 310 is loaded in the bucket 206 .
  • the controller 40 converts the actual traveling route 110 recorded during traveling shown in FIG. to decide.
  • the controller 40 moves along the target travel route 130 (that is, along the actual travel route 110 recorded during travel in FIG. 10A),
  • the wheel loader 200 is caused to travel backward by automatic steering from the travel end position 110B to the travel start position 110A.
  • FIG. 10(C) shows a wheel loader 200 that advances a so-called cargo.
  • the wheel loader 200 moves forward toward the dump truck 300 while the object 310 to be excavated is loaded in the bucket 206 .
  • Wheel loader 200 travels forward on a route from travel start position 110A toward dump truck 300 to travel end position 110C by manual steering.
  • wheel loader 200 stops and loads object 310 in bucket 206 onto dump truck 300 .
  • An actual travel route 110Y which is a route actually traveled by wheel loader 200 from when wheel loader 200 starts forward travel at travel start position 110A to when wheel loader 200 stops forward travel at travel end position 110C, is , are automatically recorded by the controller 40 based on the detection results of various sensors.
  • the controller 40 stores in the memory 40p the actual travel route 110Y automatically recorded during the travel shown in FIG. 10(C).
  • FIG. 10(D) shows a wheel loader 200 that moves in reverse without a load.
  • the controller 40 converts the actual traveling route 110Y recorded during traveling shown in FIG. to decide. Based on the operator's command to start reversing at the travel end position 110C, the controller 40 follows the target travel route 130 (that is, along the actual travel route 110Y recorded during travel in FIG. 10C), The wheel loader 200 is caused to travel backward by automatic steering from the travel end position 110C to the travel start position 110A.
  • the wheel loader 200 when traveling backward, the wheel loader 200 travels backward by automatic steering along the route actually traveled by the wheel loader 200 during the previous forward travel.
  • the controller 40 automatically records the actual travel route 110, which is the route actually traveled by the motor grader 100. Since the actual travel route 110 can be automatically recorded without the operator's operation for starting and ending recording of the actual travel route 110, the actual travel route 110 can be easily recorded.
  • the controller 40 may cause the work machine to travel by automatic steering using the recorded actual travel route 110 as the target travel route based on the operator's command.
  • the actual traveled route of the work machine is automatically recorded, and the work machine can be automatically steered along the traveled route at the timing desired by the operator.
  • the work machine travels along the route that has been confirmed to be free of obstacles and safe to travel. This allows the work machine to travel on an appropriate route according to the site conditions.
  • the controller 40 detects the start of travel of the work machine to set the start point of the actual travel route, and detects the stop of travel of the work machine to set the end point of the actual travel route. You may This eliminates the need for the operator to perform operations to start and end recording of the actual travel route, and the actual travel route can be automatically recorded.
  • the controller 40 determines that the work machine starts traveling when the work machine starts moving forward, sets the starting point of the actual travel route, and automatically adjusts the actual travel route. can be recorded with This eliminates the need for the operator to perform an operation to start recording the actual travel route, so that recording of the actual travel route can be automatically started.
  • the controller 40 determines that the work machine starts to travel when the work machine starts to move backward, sets the starting point of the actual travel route, and automatically records the actual travel route. good too. This eliminates the need for the operator to perform an operation to start recording the actual travel route, so that recording of the actual travel route can be automatically started.
  • the controller 40 determines that the work machine should start traveling.
  • the actual travel route may be automatically recorded by setting the starting point of the actual travel route. This eliminates the need for the operator to perform an operation to start recording the actual travel route, so that recording of the actual travel route can be automatically started.
  • the controller 40 recognizes that the travel distance of the work machine is equal to or greater than the threshold. It is also possible to determine the start of travel, set the starting point of the actual travel route, and automatically record the actual travel route. This eliminates the need for the operator to perform an operation to start recording the actual travel route, so that recording of the actual travel route can be automatically started.
  • the controller 40 includes a memory 40p.
  • the controller 40 stores the automatically recorded actual travel route in the memory 40p.
  • the controller 40 stores the actual travel route actually traveled in the memory 40p. may be controlled so that it is not stored in the By storing in the memory 40p a route different from the routes previously stored in the memory 40p without storing duplicate actual travel routes in the memory 40p, automatically recorded actual travel routes are stored in the memory 40p. Memorization can be done efficiently.
  • the controller 40 may automatically record the actual travel route for a period of time before the stoppage of travel of the work machine is detected. This makes it possible to easily record the actual travel route.
  • the controller 40 may cause the work machine to travel by automatic steering using the recorded actual travel route as the target travel route based on the operator's command.
  • the actual travel route on which the work machine actually traveled can be used as the target travel route when the work machine travels by automatic steering, and the work machine can be traveled on an appropriate route according to the site conditions.
  • the controller 40 may cause the work machine to travel by automatic steering based on an operator's command to reverse the work machine.
  • the work machine By running the work machine by automatic steering when traveling in reverse, the work machine can reliably return to its original position without making a U-turn.
  • the cycle time can be shortened and the space for running the work machine can be reduced, so that the productivity of the work machine can be improved. Since it is not necessary to operate the steering handle 41 when the vehicle is traveling backward, fatigue of the operator can be reduced.
  • the controller 40 may select an actual travel route as the target travel route from a plurality of actual travel routes stored in the memory 40p. This makes it possible to automatically steer the work machine by setting the optimum route as the target travel route in accordance with the site conditions that change from moment to moment.
  • the travel system may further include an input unit 52 that receives input from an operator who selects an actual travel route as the target travel route from the plurality of actual travel routes stored in the memory 40p. Thereby, the optimum route can be set as the target travel route according to the operator's intention.
  • the controller 40 may determine a target travel route including a route obtained by extending the actual travel route. As a result, it is possible to avoid stopping the automatic steering of the work machine against the operator's intention when reaching the start or end of the actual traveling route, and the automatic steering continues until the operator issues a command to stop the work machine. It is possible to continue.
  • the travel system may further include a display section 54 that displays the target travel route. By looking at the display unit 54, the operator can grasp the target travel route to be traveled by automatic steering from now on.
  • the travel system may further include an output unit 51 that outputs the automatically recorded actual travel route.
  • the route actually traveled by the work machine can be used to evaluate the workability of each operator, and the route actually traveled by the work machine operated by a skilled operator can be used to educate inexperienced operators. becomes possible.
  • the work machine may travel by automatic steering even when traveling forward.
  • the actual travel route may be used as the target travel route for automatic steering even when the vehicle is traveling forward.
  • the controller 40 can automatically record the route actually traveled during forward travel by automatic steering. Alternatively, the controller 40 may determine that the route during forward travel by automatic steering is already recorded and may not be automatically recorded.
  • the operator's command to start the automatic steering of the work machine is not limited to the command to reverse the work machine.
  • the work machine may include an engage button in the cab for receiving an operator's operation for starting automatic steering, and the work machine may start traveling by automatic steering when the operator operates the engage button.
  • the operator operates the engage button to The work machine may be driven forward by automatic steering.
  • the work machine can travel avoiding the obstacle.
  • the control for running the work machine by automatic steering is completed, and thereafter the work machine can be run by manual steering.
  • the route actually traveled when traveling by manual steering is also automatically recorded. If the operator presses the engage button during manual steering, automatic steering can be resumed.
  • a total station installed at the work site may be used to detect the current position of the work machine.
  • the current position of the work machine may be detected by utilizing SLAM (Simultaneous Localization and Mapping).

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Abstract

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

Description

作業機械の走行システムおよび作業機械の制御方法
　本開示は、作業機械の走行システムおよび作業機械の制御方法に関する。
　米国特許第８０６０２９９号明細書（特許文献１）には、モータグレーダが移動する経路を生成して、生成した経路に沿ってモータグレーダを走行させる、自動操舵システムが開示されている。
米国特許第８０６０２９９号明細書
　作業現場の状況に応じて自動操舵の経路を変更するには、その都度経路を記憶させる操作が必要であり、その操作が煩雑であった。
　本開示では、作業機械が実際に走行した経路を容易に記録できる、作業機械の走行システムおよび作業機械の制御方法が提案される。
　本開示に従うと、走行装置と、コントローラとを備える、作業機械の走行システムが提案される。走行装置は、作業機械を走行させる。コントローラは、自動で、作業機械が実際に走行した経路である実走行経路を記録するよう制御する。
　本開示に係る走行システムおよび制御方法によれば、作業機械が実際に走行した経路を容易に記録することができる。
本開示の実施形態に基づく作業機械の構成を概略的に示す側面図である。 図１に示される作業機械の走行システムの構成の一例を示す図である。 図２に示されるコントローラ内の機能ブロックを示す図である。 第一実施形態における走行経路の自動記録と自動操舵による走行とを模式的に示す平面図である。 第二実施形態における走行経路の自動記録と自動操舵による走行とを模式的に示す平面図である。 第三実施形態における走行経路の自動記録と自動操舵による走行とを模式的に示す平面図である。 第四実施形態における走行経路の自動記録と自動操舵による走行とを模式的に示す平面図である。 第五実施形態における走行経路の自動記録と自動操舵による走行とを模式的に示す平面図である。 第六実施形態に基づく作業機械の構成を概略的に示す側面図である。 第六実施形態における走行経路の自動記録と自動操舵による走行とを模式的に示す平面図である。
　以下、実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。なお、明細書および図面において、同一の構成要素または対応する構成要素には、同一の符号を付し、重複する説明を繰り返さない。また、図面では、説明の便宜上、構成を省略または簡略化している場合もある。
　以下の説明において、「上」、「下」、「前」、「後」、「左」、「右」とは、図１に示される運転室１１内の運転席１１Ｓに着座したオペレータを基準とした方向である。
　［第一実施形態］
　＜作業機械の構成＞
　まず本実施形態の作業機械の一例としてモータグレーダ１００の構成を図１を用いて説明する。モータグレーダ１００は、走行しながら、整地作業を行なったり、除雪作業を行なったりする作業機械である。図１は、本開示の実施形態に基づく作業機械の一例としてのモータグレーダ１００の構成を概略的に示す側面図である。
　図１に示されるように、モータグレーダ１００は、フロントフレーム１４と、リアフレーム１５と、左右一対のアーティキュレートシリンダ２８と、運転室（キャブ）１１と、エンジンカバー１３と、前輪１６および後輪１７と、作業機１２とを有している。
　フロントフレーム１４およびリアフレーム１５は、モータグレーダ１００の車体フレーム１８を構成している。フロントフレーム１４は、リアフレーム１５の前方に配置されている。フロントフレーム１４は、図示しないセンターピンにより、リアフレーム１５に回動可能に連結されている。
　一対のアーティキュレートシリンダ２８は、車体フレーム１８を挟んで左右両側に設けられている。アーティキュレートシリンダ２８は、油圧により伸縮駆動する油圧シリンダである。アーティキュレートシリンダ２８の伸縮駆動により、フロントフレーム１４は、リアフレーム１５に対して上下方向に延びる軸線を中心に回動する。
　エンジンカバー１３は、エンジンルームを覆っており、リアフレーム１５により支持されている。エンジンルームには、エンジン８１および動力伝達装置８２（図２）、排気処理構造体、などが配置されている。
　前輪１６および後輪１７は、走行輪である。前輪１６は、フロントフレーム１４に回転可能に取り付けられている。前輪１６は、操向輪であり、フロントフレーム１４に対して操向可能に取り付けられている。後輪１７は、リアフレーム１５に回転可能に取り付けられている。後輪１７には、エンジン８１からの駆動力が伝達される。前輪１６および後輪１７は、モータグレーダ１００を走行させる実施形態の走行装置を構成している。
　作業機１２は、前後方向において、前輪１６および後輪１７の間に配置されている。作業機１２は、フロントフレーム１４により支持されている。作業機１２は、ブレード２１と、ドローバ２２と、旋回サークル２３と、一対のリフトシリンダ２５とを有している。モータグレーダ１００は、ブレード２１で整地作業、除雪作業、軽切削、材料混合などの作業を行なうことができる。
　ドローバ２２は、フロントフレーム１４の下方に設けられている。ドローバ２２の前端部は、フロントフレーム１４の先端部に揺動可能に連結されている。一対のリフトシリンダ２５は、フロントフレーム１４を挟んだ左右両側に設けられている。ドローバ２２の後端部は、一対のリフトシリンダ２５を介して、フロントフレーム１４により支持されている。
　一対のリフトシリンダ２５の伸縮によって、ドローバ２２の後端部がフロントフレーム１４に対して上下に昇降可能である。一対のリフトシリンダ２５がともに伸縮駆動することにより、フロントフレーム１４および前輪１６に対するブレード２１の高さは上下に調整される。ドローバ２２は、一対のリフトシリンダ２５の互いに異なる伸縮によって、前後方向に沿った軸を中心に上下に揺動可能である。
　旋回サークル２３は、ドローバ２２の下方に配置されている。旋回サークル２３は、ドローバ２２に旋回可能に連結されている。旋回サークル２３は、上下方向に沿った軸を中心に、時計回りおよび反時計回りに旋回可能である。
　ブレード２１は、旋回サークル２３の下方に配置されている。ブレード２１は、地面と対向して設けられている。ブレード２１は、旋回サークル２３により支持されている。ブレード２１は、旋回サークル２３の旋回運動に伴って、上面視において前後方向に対してブレード２１がなす角度（ブレード推進角）が変化するように旋回する。ブレード２１の旋回軸は、上下方向に沿って延びる軸である。
　図１に示されるように、モータグレーダ１００は、ハンドルセンサ３１と、操作レバーセンサ３２と、方向検知センサ３４と、ＦＮＲ・車速検知センサ３７とをさらに有している。
　ハンドルセンサ３１は、オペレータによるステアリングハンドル４１（図２）の操作を検知する。ハンドルセンサ３１は、たとえばステアリングハンドル４１の回転によって発生するステアリングハンドル軸の角度変位を検知する軸変位センサである。
　操作レバーセンサ３２は、オペレータによる操作レバー４２（図２）の操作を検知する。操作レバーセンサ３２は、たとえば操作レバー４２の角度位置を検知する位置センサである。
　方向検知センサ３４は、モータグレーダ１００の車体フレーム１８が向いている方向を検知する。方向検知センサ３４は、たとえばＩＭＵ（Inertial　Measurement　Unit）３４ａ、ステアリング角度センサ３４ｂ、およびアーティキュレート角度センサ３４ｃのいずれか１つまたはこれらの任意の組み合わせであってもよい。
　ＩＭＵ３４ａは、たとえばフロントフレーム１４に取り付けられている。ＩＭＵ３４ａは、たとえば６軸ＩＭＵである。６軸ＩＭＵは、３軸加速度および３軸ジャイロ（角度、角速度または角加速度）を搭載した複合センサである。この３軸が作業機械の前後方向、左右方向、上下方向に沿うように、６軸ＩＭＵをフロントフレーム１４に取り付けることができる。この場合、６軸ＩＭＵは、前後方向、左右方向、上下方向の各軸に沿う位置変化と、各軸まわりの角度変化（すなわち、作業機械のローリング、ピッチング、ヨーイング）とを検出することができる。
　ＩＭＵ３４ａは、９軸ＩＭＵであってもよい。９軸ＩＭＵは、３軸加速度、３軸ジャイロおよび３軸磁力計を搭載した複合センサである。９軸ＩＭＵは、３軸磁力計により地磁気を計測することにより、６軸ＩＭＵよりもジャイロのドリフトを抑えることができる。
　ＩＭＵ３４ａにより検知された加速度およびジャイロに基づいてモータグレーダ１００の方向の変化を知ることができる。なおＩＭＵ３４ａは、リアフレーム１５または運転室１１に取り付けられていてもよい。
　ステアリング角度センサ３４ｂは、たとえばステアリングシリンダ７４（図２）に取り付けられている。ステアリング角度センサ３４ｂは、前輪１６のステアリング角度（フロントフレーム１４の延在方向に対して前輪１６がなす角度）を検知する。
　アーティキュレート角度センサ３４ｃは、たとえばアーティキュレートシリンダ２８に取り付けられている。アーティキュレート角度センサ３４ｃは、フロントフレーム１４とリアフレーム１５とのアーティキュレート角度（連結角度）を検知する。
　ＦＮＲ・車速検知センサ３７は、エンジン８１から後輪１７へ駆動力を伝達する動力伝達経路に設けられている。ＦＮＲ・車速検知センサ３７は、たとえば変速機（図２の動力伝達装置８２参照）に取り付けられている。ＦＮＲ・車速検知センサ３７は、前進（Ｆ）、後進（Ｒ）、ニュートラル（Ｎ）の状態を検知し、またモータグレーダ１００の走行中における車速を検知する。
　モータグレーダ１００は、衛星測位システムを利用するものである。衛星測位システムは、たとえばＧＮＳＳ（Global　Navigation　Satellite　System）を用いるものである。衛星測位システムとしてＧＮＳＳを利用する場合、モータグレーダ１００は、ＧＮＳＳレシーバ３５を有している。ＧＮＳＳレシーバ３５のアンテナは、たとえば、運転室１１の天井部に配置されている。ＧＮＳＳレシーバ３５は、衛星から測位信号を受信する。衛星測位システムは、ＧＮＳＳレシーバ３５が受信した測位信号により、ＧＮＳＳレシーバ３５のアンテナの位置を演算して、モータグレーダ１００の位置データおよび方位データを生成する。衛星測位システムにより、地球を基準としたグローバル座標系におけるモータグレーダ１００の位置および方位を知ることができる。
　＜走行システムの構成＞
　次に、実施形態における走行システムの構成について図２を用いて説明する。図２は、図１に示される作業機械の走行システムの構成の一例を示す図である。本実施形態におけるシステムは、図１に示す作業機械の一例としてのモータグレーダ１００と、図２に示されるコントローラ４０とを含んでいる。コントローラ４０は、モータグレーダ１００に搭載されていてもよい。コントローラ４０は、モータグレーダ１００の外部に設置されていてもよい。コントローラ４０は、モータグレーダ１００の作業現場に配置されてもよく、モータグレーダ１００の作業現場から離れた遠隔地に配置されてもよい。
　実施形態のモータグレーダ１００は、エンジン８１の駆動力が後輪１７（左後輪１７Ｌおよび右後輪１７Ｒ）に伝達され後輪１７を駆動輪とする、後輪駆動車である。エンジン８１は、リアフレーム１５に支持されている。
　エンジン８１の駆動力は、トルクコンバータおよび変速機などの動力伝達装置８２、図示しない終減速装置、左右のタンデム装置８５Ｌ，８５Ｒなどを経て、後輪１７に伝達される。左のタンデム装置８５Ｌには、一対の左後輪１７Ｌが接続されている。右のタンデム装置８５Ｒには、一対の右後輪１７Ｒが接続されている。
　エンジン８１から左後輪１７Ｌおよび右後輪１７Ｒへの動力伝達経路におけるタンデム装置８５Ｌ，８５Ｒの上流側に、サービスブレーキ８７が設けられている。サービスブレーキ８７は、モータグレーダ１００の走行中に走行速度を減少させるために用いられるブレーキである。
　モータグレーダ１００は、運転室１１内に、走行・停止操作部５８と、操向操作部６７とを備えている。走行・停止操作部５８および操向操作部６７は、運転室１１に搭乗したオペレータによって操作される。
　走行・停止操作部５８は、モータグレーダ１００を走行および停止させるためにオペレータによって操作される。走行・停止操作部５８は、前後進操作装置と、アクセル操作装置と、ブレーキ操作装置とを含んでいる。前後進操作装置は、操作レバー４２と、操作レバーセンサ３２とを有している。アクセル操作装置は、アクセルペダル５６ａと、アクセル操作検知部５６ｂとを有している。ブレーキ操作装置は、ブレーキペダル５７ａと、ブレーキ操作検知部５７ｂとを有している。
　操作レバー４２は、モータグレーダ１００の前進（Ｆ）、後進（Ｒ）、ニュートラル（Ｎ）の状態の変更のために、オペレータによって傾倒操作される。操作レバー４２は、モータグレーダ１００を前進可能な状態にするための前進位置（Ｆ位置）、モータグレーダ１００を後進可能な状態にするための後進位置（Ｒ位置）、モータグレーダ１００を中立状態にするためのニュートラル位置（Ｎ位置）のそれぞれに移動可能である。Ｆ位置とＲ位置との中間にＮ位置が配置されてもよい。
　操作レバーセンサ３２は、オペレータによる操作レバー４２の操作を検知する。操作レバーセンサ３２は、たとえば操作レバー４２の角度位置を検知する位置センサである。操作レバーセンサ３２の検知信号は電気信号としてコントローラ４０へ出力される。
　アクセルペダル５６ａは、エンジン８１の目標回転速度を設定するために、オペレータによって操作される。アクセル操作検知部５６ｂは、オペレータによるアクセルペダル５６ａの操作を検知する。アクセル操作検知部５６ｂは、アクセルペダル５６ａの操作量を示す検知信号をコントローラ４０に出力する。オペレータによるアクセルペダル５６ａの操作に従ってエンジン８１への燃料の供給量が制御されることにより、エンジン８１の回転数が制御される。
　エンジン８１の回転数は、エンジン回転数センサ８９によって検知される。エンジン回転数センサ８９は、エンジン８１の回転数を示す検知信号を、コントローラ４０に出力する。
　ブレーキペダル５７ａは、モータグレーダ１００の制動力を設定するために、オペレータによって操作される。ブレーキ操作検知部５７ｂは、オペレータによるブレーキペダル５７ａの操作を検知する。ブレーキ操作検知部５７ｂは、ブレーキペダル５７ａの操作量を示す検知信号をコントローラ４０に出力する。オペレータによるブレーキペダル５７ａの操作により、サービスブレーキ８７が駆動する。サービスブレーキ８７の制動力は、ブレーキペダル５７ａの操作量に応じて調整可能である。
　なお、図示を省略するが、動力伝達装置８２の変速機が前進位置と後進位置とのそれぞれに複数の変速速度段を有し、オペレータの操作により速度段を選択可能とされてもよい。この場合、速度段を選択するためのセレクター（図示せず）が、走行・停止操作部５８に設けられる。
　操向操作部６７は、操向機構６６を動作させるためにオペレータによって操作される。操向操作部６７は、ハンドルセンサ３１と、ステアリングハンドル４１と、操舵用パイロットバルブ７１とを有している。
　ステアリングハンドル４１は、たとえばホイール形状のハンドルであり、オペレータによって回転操作される。ハンドルセンサ３１は、オペレータによるステアリングハンドル４１の操作を検知する。ハンドルセンサ３１は、たとえばステアリングハンドル４１の回転によって発生するステアリングハンドル軸の角度変位を検知する軸変位センサである。ハンドルセンサ３１の検知信号は電気信号としてコントローラ４０へ出力される。
　操舵用パイロットバルブ７１は、ステアリングハンドル４１における回転操作に応じて、パイロット油をステアリングバルブ７２に供給する。
　操向機構６６は、モータグレーダ１００の進行方向を操作する機構である。操向機構６６は、ステアリングバルブ７２と、ステアリングシリンダ７４と、ステアリング角度センサ３４ｂとを有している。
　ステアリングバルブ７２は、電気流体圧制御弁７３および操舵用パイロットバルブ７１の各々から供給されるパイロット油により制御される。これによりステアリングバルブ７２は、ステアリングシリンダ７４へ供給される作動油の流れ方向および流量を制御する。
　ステアリングシリンダ７４は、ステアリングバルブ７２を経由した作動油がシリンダ油室に供給されることにより、伸縮する。ステアリングシリンダ７４の伸縮によって、前輪１６のステアリング角度が変化する。
　コントローラ４０は、ハンドルセンサ３１の検知信号に基づいて、電気流体圧制御弁７３を制御する。これにより、オペレータによるステアリングハンドル４１の操作にしたがって、ステアリングシリンダ７４が伸縮し、前輪１６のステアリング角度が変化する。
　前輪１６がフロントフレーム１４の延在方向に対して右側に傾くと、モータグレーダ１００の進行方向は右前方に変化する。また前輪１６がフロントフレーム１４の延在方向に対して左側に傾くと、モータグレーダ１００の進行方向は左前方に変化する。
　モータグレーダ１００は、マニュアル操舵による走行が可能とされている。マニュアル操舵による走行時には、オペレータによる走行・停止操作部５８および操向操作部６７の操作に従って、モータグレーダ１００が走行する。
　またモータグレーダ１００は、自動操舵による走行が可能とされている。自動操舵による走行時には、コントローラ４０が、モータグレーダ１００の操舵を自動で制御する。コントローラ４０は、衛星測位システムを利用して、グローバル座標系におけるモータグレーダ１００の位置および方位を取得する。オペレータが、自動操舵による走行時の目標走行経路を指定する。コントローラ４０は、モータグレーダ１００が向かおうとする方向がオペレータが指定した目標走行経路に沿うように、電気流体圧制御弁７３を自動で制御する。これにより、ステアリングバルブ７２が自動で制御され、ステアリングシリンダ７４が自動で制御されて、前輪１６のステアリング角度が自動で制御される。オペレータによる走行・停止操作部５８の操作と、コントローラ４０による前輪１６のステアリング角度の自動制御とによって、モータグレーダ１００が自動操舵による走行をする。
　コントローラ４０には、方向検知センサ３４、ＧＮＳＳレシーバ３５、およびＦＮＲ・車速検知センサ３７の各々から、電気信号が入力される。コントローラ４０にはまた、出力部５１、入力部５２および表示部５４が電気的に接続されている。出力部５１、入力部５２および表示部５４の詳細は後述する。
　＜コントローラ４０内の機能ブロック＞
　次に、コントローラ４０内の機能ブロックについて図３を用いて説明する。図３は、図２に示されるコントローラ４０内の機能ブロックを示す図である。
　図３に示されるように、ハンドルセンサ３１は、たとえばステアリングハンドル４１が回された回転量を計測する。ハンドル操作特定部４０ｂは、ハンドルセンサ３１が計測した回転量に基づいて、ステアリングハンドル４１の操作方向および操作量を特定する。
　操作レバー操作特定部４０ｃは、操作レバーセンサ３２から、操作レバー４２の操作を示す検知信号を取得する。操作レバー操作特定部４０ｃは、検知信号に基づいて、操作レバー４２が前進位置（Ｆ位置）、後進位置（Ｒ位置）または中立位置（Ｎ位置）のいずれの位置にあるかを取得する。
　アクセル操作特定部４０ｄは、アクセル操作検知部５６ｂから信号を取得し、オペレータによるアクセルペダル５６ａの操作量を特定する。
　ハンドル操作特定部４０ｂは、ステアリングハンドル４１の操作方向および操作量を、走行指令部４０ｒに出力する。操作レバー操作特定部４０ｃは、操作レバー４２の位置（Ｆ位置、Ｒ位置またはＮ位置）を、走行指令部４０ｒに出力する。アクセル操作特定部４０ｄは、アクセルペダル５６ａの操作量を、走行指令部４０ｒに出力する。
　走行指令部４０ｒは、ステアリングハンドル４１の操作方向および操作量に基づいて電気流体圧制御弁７３に制御信号を出力する。走行指令部４０ｒは、操作レバー４２の状態およびアクセルペダル５６ａの操作量に基づいて、エンジン８１および動力伝達装置８２に制御信号を出力する。これにより、オペレータによる操作に従ってモータグレーダ１００が走行する。
　走行方向・速度取得部４０ｅは、ＦＮＲ・車速検知センサ３７から、モータグレーダ１００の前進（Ｆ）、後進（Ｒ）、ニュートラル（Ｎ）の状態と、モータグレーダ１００の走行中における車速とを示す検知信号を取得する。
　位置・方位特定部４０ｇは、上述した衛星測位システムを構成するものであり、ＧＮＳＳレシーバ３５が衛星から受信した測位信号に基づいて、モータグレーダ１００の位置データおよび方位データを特定する。位置・方位特定部４０ｇにより特定されるモータグレーダ１００の位置データは、グローバル座標系において規定されるモータグレーダ１００の位置である。位置・方位特定部４０ｇにより特定されるモータグレーダ１００の方位データは、グローバル座標系において規定されるデータであり、たとえばモータグレーダ１００の前方が向いている方位（たとえば、東西南北で表される）である。
　走行開始判定部４０ｈは、アクセル操作特定部４０ｄで特定されたアクセルペダル５６ａの操作量、走行方向・速度取得部４０ｅで取得されたモータグレーダ１００の前進、後進、ニュートラルの状態および車速、ならびに、位置・方位特定部４０ｇで特定されたモータグレーダ１００の位置データおよび方位データ、のいずれかのうち少なくとも１つに基づいて、モータグレーダ１００の走行開始を検出する。
　走行開始判定部４０ｈは、操作レバー操作特定部４０ｃから操作レバー４２の位置を示す信号の入力を受け、アクセル操作特定部４０ｄからアクセルペダル５６ａの操作量を示す信号の入力を受けて、モータグレーダ１００が前進を開始したことを、モータグレーダ１００の走行開始と判定してもよい。または走行開始判定部４０ｈは、モータグレーダ１００が後進を開始したことを、モータグレーダ１００の走行開始と判定してもよい。モータグレーダ１００の前進と後進とが切り替えられたことを、モータグレーダ１００の走行開始として判定してもよい。
　走行開始判定部４０ｈは、モータグレーダ１００の走行速度の閾値をメモリ４０ｐから読み出し、モータグレーダ１００の現在の走行速度を示す信号の入力を走行方向・速度取得部４０ｅから受け、モータグレーダ１００の現在の走行速度と閾値とを比較して、モータグレーダ１００の走行速度が閾値以上となったことを、モータグレーダ１００の走行開始と判定してもよい。
　走行開始判定部４０ｈは、モータグレーダ１００の移動距離の閾値をメモリ４０ｐから読み出し、モータグレーダ１００の位置データを示す信号の入力を位置・方位特定部４０ｇから受け、停車中のモータグレーダ１００の位置データと現在のモータグレーダ１００の位置データとからモータグレーダ１００の移動距離を算出して、モータグレーダ１００の移動距離が閾値以上となったことを、モータグレーダ１００の走行開始と判定してもよい。
　走行開始判定部４０ｈは、ＩＭＵ３４ａで検知されるモータグレーダ１００の加速度が閾値以上となったことを、モータグレーダ１００の走行開始と判定してもよい。
　走行停止判定部４０ｉは、アクセル操作特定部４０ｄで特定されたアクセルペダル５６ａの操作量、走行方向・速度取得部４０ｅで取得されたモータグレーダ１００の前進、後進、ニュートラルの状態および車速、ならびに、位置・方位特定部４０ｇで特定されたモータグレーダ１００の位置データおよび方位データ、のいずれかのうち少なくとも１つに基づいて、モータグレーダ１００の走行停止を検出する。
　走行停止判定部４０ｉは、ブレーキペダル５７ａの操作量に基づいてモータグレーダ１００の走行停止を検出してもよい。走行停止判定部４０ｉは、モータグレーダ１００の走行速度が閾値を下回ったことを、モータグレーダ１００の走行停止として検出してもよい。走行停止判定部４０ｉは、単位時間当たりのモータグレーダ１００の移動距離が閾値を下回ったことを、モータグレーダ１００の走行停止として検出してもよい。
　実走行経路記録部４０ｎは、モータグレーダ１００が走行を開始してからその走行を停止するまでに、モータグレーダ１００が実際に走行した経路を、１つの実走行経路として記録する。実走行経路記録部４０ｎは、走行開始判定部４０ｈによりモータグレーダ１００の走行開始が検出されると、その走行を開始した位置を実走行経路の始点として設定する。実走行経路記録部４０ｎは、走行停止判定部４０ｉによりモータグレーダ１００の走行停止が検出されると、その走行を停止した位置を実走行経路の終点として設定する。
　実走行経路記録部４０ｎは、タイマ４０ｍから時刻を読み出す。実走行経路記録部４０ｎは、モータグレーダ１００が走行を開始した時刻をタイマ４０ｍから呼び出し、その時刻におけるモータグレーダ１００の位置を実走行経路の始点として設定してもよい。実走行経路記録部４０ｎは、モータグレーダ１００が走行を停止した時刻をタイマ４０ｍから呼び出し、その時刻におけるモータグレーダ１００の位置を実走行経路の終点として設定してもよい。
　実走行経路記録部４０ｎは、モータグレーダ１００が走行を開始したことを記録開始のトリガーとし、モータグレーダ１００が走行を停止したことを記録終了のトリガーとする。実走行経路記録部４０ｎは、位置・方位特定部４０ｇにより特定されるモータグレーダ１００の位置データおよび方位データに基づいて、走行開始から走行停止までにモータグレーダ１００が実際に走行した経路を自動で記録する。たとえば実走行経路記録部４０ｎは、実走行経路の始点に相当する時刻と実走行経路の終点に相当する時刻との間の時間を等分割し、分割した各時間の区切りとなる時刻におけるモータグレーダ１００の位置および方位を特定することで、その時間におけるモータグレーダ１００が実際に走行した経路を記録することができる。実走行経路記録部４０ｎは、必要に応じて、モータグレーダ１００が実際に走行した経路にスムージングの加工を加えてもよい。
　実走行経路が、１つまたは複数の走行区間を含んでもよい。たとえば実走行経路が第１の走行区間と第２の走行区間とを含む場合に、第１の走行区間はモータグレーダ１００が前進走行する経路であって、第２の走行区間はモータグレーダ１００が後進走行する経路であってもよい。この場合、第１の走行区間と第２の走行区間とは同じ経路であってもよい。つまり、モータグレーダ１００が往復走行した経路が、実走行経路として記録されてもよい。または、第１の走行区間と第２の走行区間とは、異なる経路であってもよい。第１の走行区間と第２の走行区間との両方が、モータグレーダ１００が前進走行する経路であってもよく、モータグレーダ１００が後進走行する経路であってもよい。
　実走行経路記録部４０ｎが記録した実走行経路は、メモリ４０ｐに記憶される。コントローラ４０は、実走行経路を記録し、記録した実走行経路をメモリ４０ｐに記憶するよう制御する。
　実走行経路記録部４０ｎが記録した実走行経路はまた、出力部５１に出力される。出力部５１は、コントローラ４０とは別の外部のコンピュータであってもよく、各種の記録媒体であってもよく、ディスプレイまたはプリンタなどの出力装置であってもよい。メモリ４０ｐに記憶された実走行経路が、出力部５１に出力されてもよい。
　目標走行経路決定部４０ｑは、メモリ４０ｐに記憶された実走行経路の一部または全部を抽出して、モータグレーダ１００に自動操舵による走行をさせるときの目標走行経路を決定する。コントローラ４０は、モータグレーダ１００が実際に走行した経路を自動で記録して、記録された実際に走行した経路をモータグレーダ１００の目標走行経路とするよう制御する。たとえば目標走行経路決定部４０ｑは、メモリ４０ｐに記憶された複数の実走行経路のうちの１つの実走行経路を、目標走行経路として決定してもよい。
　表示部５４は、目標走行経路決定部４０ｑが決定した目標走行経路を表示する。表示部５４はたとえばディスプレイである。表示部５４はたとえば、モータグレーダ１００の現在位置から所定距離分の目標走行経路を表示可能であってもよい。表示部５４はたとえば、目標走行経路の全体を表示可能であってもよい。オペレータの操作によって表示部５４に表示される目標走行経路を切り替え可能であってもよい。
　入力部５２は、メモリ４０ｐに記憶された複数の実走行経路から目標走行経路とする実走行経路を選択する、オペレータの入力を受ける。入力部５２はたとえば、キーボード、マウス、タッチパネルなどであってもよい。入力部５２と表示部５４とが一体のタッチパネルであってもよい。入力部５２と出力部５１とが一体の装置であってもよい。
　目標走行経路として選択可能な複数の実走行経路が表示部５４に表示され、オペレータが入力部５２を操作することで表示部５４に表示された複数の実走行経路のうちのいずれか１つの実走行経路を目標走行経路として選択してもよい。目標走行経路決定部４０ｑは、目標走行経路となり得る複数の実走行経路がメモリ４０ｐに記憶されている場合に、オペレータの選択に従って、目標走行経路とする１つの実走行経路を決定してもよい。
　目標走行経路決定部４０ｑは、目標走行経路として選択可能な複数の実走行経路のうち、目標走行経路としてより適切な実走行経路の優先順位付けをしてもよい。目標走行経路決定部４０ｑは、たとえば表示部５４を介して、その優先順位をオペレータに通知してもよい。
　走行指令部４０ｒは、上述したマニュアル操舵による走行時の操向機構６６、エンジン８１および動力伝達装置８２の制御に加えて、モータグレーダ１００を目標走行経路に沿って自動操舵で走行させるための制御を実行する。コントローラ４０は、自動操舵を開始させるためのオペレータの指令に基づいて、メモリ４０ｐに記憶した実走行経路を目標走行経路として、モータグレーダ１００を自動操舵する。たとえばコントローラ４０は、メモリ４０ｐに記憶された複数の実走行経路のうちの１つの実走行経路を目標走行経路として、モータグレーダ１００を自動操舵により走行させる。
　モータグレーダ１００の自動操舵による走行を開始させるためのオペレータの指令は、たとえば、オペレータによるモータグレーダ１００を後進させる指令である。
　図３に示されるように、操作レバー操作特定部４０ｃが操作レバー４２がＲ位置にあることを示す検知信号を取得し、アクセル操作特定部４０ｄがオペレータによるアクセルペダル５６ａの操作量が所定量以上であることを示す検知信号を取得すると、操作レバー操作特定部４０ｃおよびアクセル操作特定部４０ｄから走行指令部４０ｒに、モータグレーダ１００が後進を開始したことを示す信号が入力される。または、走行方向・速度取得部４０ｅが、ＦＮＲ・車速検知センサ３７から、モータグレーダ１００が後進の状態であって走行速度が閾値以上であることを示す検知信号を取得すると、走行方向・速度取得部４０ｅから走行指令部４０ｒに、モータグレーダ１００が後進を開始したことを示す信号が出力される。
　モータグレーダ１００が後進を開始したことを示す信号の入力を受けた走行指令部４０ｒは、モータグレーダ１００が目標走行経路に沿って後進走行するように、電気流体圧制御弁７３を自動で制御する。これにより、モータグレーダ１００が自動操舵で後進走行する。
　＜走行経路の自動記録、および自動操舵による走行＞
　図４は、第一実施形態における、モータグレーダ１００が実際に走行した経路の自動記録と、モータグレーダ１００の自動操舵による走行とを模式的に示す平面図である。図４（Ａ）には、走行開始位置１１０Ａから走行終了位置１１０Ｂまでの経路をマニュアル操舵により走行するモータグレーダ１００が図示されている。走行開始位置１１０Ａにおいてモータグレーダ１００が前進走行を開始してから、走行終了位置１１０Ｂにおいてモータグレーダ１００が前進走行を停止するまでの、モータグレーダ１００が実際に走行した経路である実走行経路１１０は、各種のセンサの検知結果に基づいて、コントローラ４０によって自動的に記録されている。コントローラ４０は、図４（Ａ）に示される走行で自動的に記録された実走行経路１１０を、メモリ４０ｐに記憶する。
　モータグレーダ１００が前進走行を停止した後、コントローラ４０は、図４（Ａ）に示される走行で記録された実走行経路１１０を、モータグレーダ１００が自動操舵で後進走行するときの目標走行経路１３０に決定する。図４（Ｂ）に示されるように、走行終了位置１１０Ｂで後進を開始するオペレータの指令に基づいて、コントローラ４０は、目標走行経路１３０に沿って（すなわち、図４（Ａ）の走行時に記録された実走行経路１１０に沿って）、走行終了位置１１０Ｂから走行開始位置１１０Ａまでモータグレーダ１００を自動操舵で後進走行させる。後進時にモータグレーダ１００が実際に走行した経路である実走行経路１２０もまた、コントローラ４０によって自動的に記録されている。コントローラ４０は、図４（Ｂ）に示される走行で自動的に記録された実走行経路１２０を、メモリ４０ｐに記憶する。
　第一実施形態では、コントローラ４０は、モータグレーダ１００が前進走行するときの経路である実走行経路１１０とモータグレーダ１００が後進走行するときの経路である実走行経路１２０との両方を、自動的に記録する。コントローラ４０は、モータグレーダ１００がマニュアル操舵により実際に走行した経路と、モータグレーダ１００が自動操舵により実際に走行した経路との両方を、自動的に記録する。
　コントローラ４０は、モータグレーダ１００の前後進の切り替え毎に記録される実走行経路を、所定数記録してもよい。
　コントローラ４０は、モータグレーダ１００の走行停止が検出された時点から所定時間さかのぼった期間にモータグレーダ１００が実際に走行した経路を、自動で記録してもよい。現時点でモータグレーダ１００が停車している場合、その停車のために走行を停止した時点から遡って所定時間前を時間的起点として、現時点までにモータグレーダ１００が実際に走行した経路の全部が、自動で記録されてもよい。現時点でモータグレーダ１００が走行している場合、直前の走行停止の時点から遡って所定時間前を時間的起点として、現時点までにモータグレーダ１００が実際に走行した経路の全部が、自動で記録されてもよい。
　このように、所定時間内にモータグレーダ１００が実際に走行した経路を実走行経路として自動で記録してもよい。記録された実走行経路を、モータグレーダ１００が走行を停止する毎に、またはモータグレーダ１００の前後進が切り替わる毎に区切り、複数の走行区間として記録してもよい。その記録された複数の走行区間から１つの走行区間を目標走行経路として選定して、目標走行経路に沿ってモータグレーダ１００を自動操舵により走行させてもよい。
　［第二実施形態］
　図５は、第二実施形態における、モータグレーダ１００が実際に走行した経路の自動記録と、モータグレーダ１００の自動操舵による走行とを模式的に示す平面図である。図５（Ａ）には、走行開始位置１１０Ａから走行終了位置１１０Ｂまでの経路をマニュアル操舵により走行するモータグレーダ１００が図示されている。第一実施形態と同様に、走行開始位置１１０Ａにおいてモータグレーダ１００が前進走行を開始してから、走行終了位置１１０Ｂにおいてモータグレーダ１００が前進走行を停止するまでの、モータグレーダ１００が実際に走行した経路である実走行経路１１０は、各種のセンサの検知結果に基づいて、コントローラ４０によって自動的に記録されている。コントローラ４０は、図５（Ａ）に示される走行で自動的に記録された実走行経路１１０を、メモリ４０ｐに記憶する。
　モータグレーダ１００が前進走行を停止した後、コントローラ４０は、図５（Ａ）に示される走行で記録された実走行経路１１０を、モータグレーダ１００が自動操舵で後進走行するときの目標走行経路１３０に決定する。図５（Ｂ）に示されるように、走行終了位置１１０Ｂで後進を開始するオペレータの指令に基づいて、コントローラ４０は、目標走行経路１３０に沿って（すなわち、図５（Ａ）の走行時に記録された実走行経路１１０に沿って）、走行終了位置１１０Ｂから走行開始位置１１０Ａまでモータグレーダ１００を自動操舵で後進走行させる。第一実施形態とは異なり、後進時にモータグレーダ１００が実際に走行した経路である実走行経路１２０は、コントローラ４０によって自動的に記録されない。
　第二実施形態では、モータグレーダ１００が前進走行するときの経路である実走行経路１１０を自動的に記録し、一方、モータグレーダ１００が後進走行するときの経路である実走行経路１２０を自動的に記録しない。このように、モータグレーダ１００が前進走行するか後進走行するかに従って、走行した経路を自動で記録するか記録しないかが設定されていてもよい。
　図５（Ｂ）に示されるモータグレーダ１００が自動操舵により走行するときの目標走行経路１３０は、図５（Ａ）に示されるマニュアル操舵による走行で自動で記録された実走行経路１１０である。コントローラ４０は、図５（Ｂ）に示される自動操舵による走行でモータグレーダ１００が実際に走行する実走行経路１２０が、図５（Ａ）に示されるマニュアル操舵による走行で自動で記録された実走行経路１１０と重複するように、モータグレーダ１００を制御する。したがって、コントローラ４０は、モータグレーダ１００がマニュアル操舵により実際に走行した経路を自動的に記録し、一方、モータグレーダ１００が自動操舵により実際に走行した経路を自動的に記録しないように、制御してもよい。
　［第三実施形態］
　図６は、第三実施形態における、モータグレーダ１００が実際に走行した経路の自動記録と、モータグレーダ１００の自動操舵による走行とを模式的に示す平面図である。図６（Ａ）には、走行開始位置１１０Ａから走行終了位置１１０Ｂまでの経路をマニュアル操舵により走行するモータグレーダ１００が図示されている。第一実施形態と同様に、走行開始位置１１０Ａにおいてモータグレーダ１００が前進走行を開始してから、走行終了位置１１０Ｂにおいてモータグレーダ１００が前進走行を停止するまでの、モータグレーダ１００が実際に走行した経路である実走行経路１１０は、各種のセンサの検知結果に基づいて、コントローラ４０によって自動的に記録されている。コントローラ４０は、図６（Ａ）に示される走行で自動的に記録された実走行経路１１０を、メモリ４０ｐに記憶する。
　モータグレーダ１００が前進走行を停止した後、コントローラ４０は、図６（Ａ）に示される走行で記録された実走行経路１１０を、モータグレーダ１００が自動操舵で後進走行するときの目標走行経路１３０に決定する。図６（Ｂ）に示されるように、走行終了位置１１０Ｂで後進を開始するオペレータの指令に基づいて、コントローラ４０は、目標走行経路１３０に沿って（すなわち、図６（Ａ）の走行時に記録された実走行経路１１０に沿って）、走行終了位置１１０Ｂから走行開始位置１１０Ａまでモータグレーダ１００を自動操舵で後進走行させる。第二実施形態と同様に、後進時にモータグレーダ１００が実際に走行した経路である実走行経路１２０は、コントローラ４０によって自動的に記録されない。
　図６（Ｃ）には、図６（Ａ）と同様に、走行開始位置１１０Ａから走行終了位置１１０Ｂまでの経路をマニュアル操舵により前進走行するモータグレーダ１００が図示されている。このときのモータグレーダ１００が実際に走行した経路である実走行経路１１０は、各種のセンサの検知結果に基づいて、コントローラ４０によって自動的に記録されている。
　モータグレーダ１００が図６（Ｃ）に示される前進走行を停止した後、コントローラ４０は、図６（Ａ）に示される走行で自動的に記録された実走行経路１１０と、図６（Ｃ）に示される走行で自動的に記録された実走行経路１１０とを比較する。比較の結果、図６（Ｃ）でモータグレーダ１００が実際に走行した実走行経路１１０が、図６（Ａ）に示される走行で自動的に記録されメモリ４０ｐに既に記憶されている実走行経路１１０と、十分な精度で重複している、とコントローラ４０が判断した場合に、コントローラ４０は、図６（Ｃ）における走行時の実走行経路１１０をメモリ４０ｐに記憶しないように、制御してもよい。
　［第四実施形態］
　図７は、第四実施形態における、モータグレーダ１００が実際に走行した経路の自動記録と、モータグレーダ１００の自動操舵による走行とを模式的に示す平面図である。図７（Ａ）には、走行開始位置１１０Ａから走行終了位置１１０Ｂまでの経路をマニュアル操舵により走行するモータグレーダ１００が図示されている。第一実施形態と同様に、走行開始位置１１０Ａにおいてモータグレーダ１００が前進走行を開始してから、走行終了位置１１０Ｂにおいてモータグレーダ１００が前進走行を停止するまでの、モータグレーダ１００が実際に走行した経路である実走行経路１１０は、各種のセンサの検知結果に基づいて、コントローラ４０によって自動的に記録されている。コントローラ４０は、図７（Ａ）に示される走行で自動的に記録された実走行経路１１０を、メモリ４０ｐに記憶する。
　モータグレーダ１００が前進走行を停止した後、コントローラ４０は、図７（Ａ）に示される走行で記録された実走行経路１１０を、モータグレーダ１００が自動操舵で後進走行するときの目標走行経路１３０に決定する。図７（Ｂ）に示されるように、走行終了位置１１０Ｂで後進を開始するオペレータの指令に基づいて、コントローラ４０は、目標走行経路１３０に沿って（すなわち、図７（Ａ）の走行時に記録された実走行経路１１０に沿って）、走行終了位置１１０Ｂから走行開始位置１１０Ａまでモータグレーダ１００を自動操舵で後進走行させる。
　目標走行経路１３０の終端である走行開始位置１１０Ａを越えてもなおモータグレーダ１００が後進走行し続けようとする場合には、コントローラ４０は、走行開始位置１１０Ａを越えてからのモータグレーダ１００の目標走行経路１３０として、実走行経路１１０を延長した経路である延長部分１３２を自動的に決定する。実走行経路１１０の形状が図７（Ａ）に示されるように円弧状の場合、コントローラ４０は、実走行経路１１０の円弧を延長した経路を、延長部分１３２とする。
　コントローラ４０は、実走行経路１１０を延長した経路である延長部分１３２を含む目標走行経路１３０を自動的に決定する。コントローラ４０は、その目標走行経路１３０に沿って、モータグレーダ１００を自動操舵で後進走行させ続ける。このようにすることで、モータグレーダ１００が走行開始位置１１０Ａに到達したときに、オペレータの意図に反してモータグレーダ１００の自動操舵が停止することを回避できる。コントローラ４０は、オペレータがブレーキペダル５７ａを操作してモータグレーダ１００の走行を停止させる指令をするまでモータグレーダ１００が自動操舵による走行を継続し、オペレータがモータグレーダ１００を停止させる指令をしたときにモータグレーダ１００が走行を停止するように、モータグレーダ１００の走行を制御することができる。
　目標走行経路１３０に沿って走行するモータグレーダ１００が目標走行経路１３０の終端である走行開始位置１１０Ａまたは走行終了位置１１０Ｂに近づいたときに、コントローラ４０は、モータグレーダ１００が目標走行経路１３０の終端に近づいたことをオペレータに通知してもよい。この通知は、表示部５４を介して行なわれてもよく、ブザーまたはスピーカなどから音を発して聴覚的な通知がなされてもよい。
　［第五実施形態］
　図８は、第五実施形態における、モータグレーダ１００が実際に走行した経路の自動記録と、モータグレーダ１００の自動操舵による走行とを模式的に示す平面図である。図８（Ａ）には、走行開始位置１１０Ａから走行終了位置１１０Ｂまでの経路をマニュアル操舵により走行するモータグレーダ１００が図示されている。第一実施形態と同様に、走行開始位置１１０Ａにおいてモータグレーダ１００が前進走行を開始してから、走行終了位置１１０Ｂにおいてモータグレーダ１００が前進走行を停止するまでの、モータグレーダ１００が実際に走行した経路である実走行経路１１０は、各種のセンサの検知結果に基づいて、コントローラ４０によって自動的に記録されている。コントローラ４０は、図８（Ａ）に示される走行で自動的に記録された実走行経路１１０を、メモリ４０ｐに記憶する。
　モータグレーダ１００が前進走行を停止した後、コントローラ４０は、図８（Ａ）に示される走行で記録された実走行経路１１０を、モータグレーダ１００が自動操舵で後進走行するときの目標走行経路１３０に決定する。図８（Ｂ）に示されるように、走行終了位置１１０Ｂで後進を開始するオペレータの指令に基づいて、コントローラ４０は、目標走行経路１３０に沿って（すなわち、図８（Ａ）の走行時に記録された実走行経路１１０に沿って）、走行終了位置１１０Ｂから走行開始位置１１０Ａまでモータグレーダ１００を自動操舵で後進走行させる。第一実施形態とは異なり、後進時にモータグレーダ１００が実際に走行した経路である実走行経路１２０は、コントローラ４０によって自動的に記録されない。
　図８（Ｃ）には、走行開始位置１１０Ａから走行終了位置１１０Ｂまでの経路をマニュアル操舵により走行するモータグレーダ１００が図示されている。図８（Ａ）においてモータグレーダ１００が走行した実走行経路１１０上に障害物ＯＢＳが存在するため、オペレータは障害物ＯＢＳを避けるようにモータグレーダ１００をマニュアル操舵している。図８（Ｃ）におけるモータグレーダ１００が実際に走行した経路である実走行経路１１０Ｘは、図８（Ａ）におけるモータグレーダ１００が実際に走行した経路である実走行経路１１０と異なっている。この場合、図８（Ｃ）で走行開始位置１１０Ａにおいてモータグレーダ１００が前進走行を開始してから、走行終了位置１１０Ｂにおいてモータグレーダ１００が前進走行を停止するまでの、モータグレーダ１００が実際に走行した経路である実走行経路１１０Ｘは、各種のセンサの検知結果に基づいて、コントローラ４０によって自動的に記録されている。コントローラ４０は、図８（Ｃ）に示される走行で自動的に記録された実走行経路１１０Ｘを、メモリ４０ｐに記憶する。
　メモリ４０ｐには、図８（Ａ）でモータグレーダ１００が実際に走行した経路である実走行経路１１０が記憶されており、また、図８（Ｃ）でモータグレーダ１００が実際に走行した経路である実走行経路１１０Ｘが記憶されている。この場合コントローラ４０は、図８（Ａ）における実走行経路１１０と図８（Ｃ）における実走行経路１１０Ｘとのいずれか一方を目標走行経路とするよう選択して、モータグレーダ１００が自動操舵で後進走行するときの目標走行経路１３０を決定する。
　このように、モータグレーダ１００が自動操舵で後進走行するときの目標走行経路１３０は、直前にモータグレーダ１００が走行した経路に限られず、コントローラ４０が自動で記録しメモリ４０ｐに記憶された複数の経路から選択できる。
　モータグレーダ１００が走行終了位置１１０Ｂから後進を開始するときに、障害物ＯＢＳが依然として存在していれば、図８（Ｃ）における実走行経路１１０Ｘを目標走行経路１３０として選択することができる。図８（Ｄ）に示されるように、モータグレーダ１００が走行終了位置１１０Ｂから後進を開始するときに、障害物ＯＢＳが既に存在していなければ、図８（Ａ）における実走行経路１１０を目標走行経路１３０として選択することができる。このように、刻一刻と変わる現場の状況に合わせて、最適な経路を目標走行経路１３０として設定して、モータグレーダ１００を自動操舵で走行させることができる。
　図８（Ａ）における実走行経路１１０と図８（Ｃ）における実走行経路１１０Ｘとのいずれを選択して目標走行経路とするかを、コントローラ４０が自動的に決定してもよい。たとえば、モータグレーダ１００が、モータグレーダ１００の周囲を撮像可能な撮像装置を備える場合に、コントローラ４０は、撮像装置により撮像された画像に基づいて障害物ＯＢＳの存在を判断して、その判断の結果に基づいて目標走行経路を決定してもよい。または、図８（Ａ）における実走行経路１１０と図８（Ｃ）における実走行経路１１０Ｘとのいずれを選択して目標走行経路とするかを、オペレータが入力部５２を介してコントローラ４０に入力してもよい。
　［第六実施形態］
　これまでの実施形態の説明では、作業機械の一例としてモータグレーダ１００の走行を制御する例について説明した。作業機械は、モータグレーダ１００に限られない。本開示は、モータグレーダ１００以外の作業機械にも適用可能である。本開示はたとえば、ホイールローダ、ブルドーザまたはフォークリフトなどの、走行して作業をする作業機械にも適用可能である。
　図９は、第六実施形態に基づく作業機械の一例としてのホイールローダ２００の構成を概略的に示す側面図である。図９に示されるように、ホイールローダ２００は、車体フレーム２０２と、作業機２０３と、走行装置２０４と、キャブ２０５とを備えている。車体フレーム２０２、キャブ２０５などからホイールローダ２００の車体が構成されている。ホイールローダ２００の車体には、作業機２０３および走行装置２０４が取り付けられている。
　走行装置２０４は、ホイールローダ２００の車体を走行させるものである。ホイールローダ２００は、走行装置２０４により自走可能であり、作業機２０３を用いて所望の作業を行うことができる。
　作業機２０３は、作業具であるバケット２０６を含んでいる。バケット２０６は、作業機２０３の先端に配置されている。バケット２０６は、作業機２０３の先端部分を構成するアタッチメントの一例である。作業の種類に応じて、アタッチメントが、グラップル、フォーク、またはプラウなどに付け替えられる。
　図１０は、第六実施形態における、ホイールローダ２００が実際に走行した経路の自動記録と、ホイールローダ２００の自動操舵による走行とを模式的に示す平面図である。図１０には、ホイールローダにおける代表的な作業であるＶシェープ作業を行うホイールローダ２００が示されている。
　図１０（Ａ）には、いわゆる空荷前進をするホイールローダ２００が図示されている。ホイールローダ２００は、走行開始位置１１０Ａから土砂などの掘削対象物３１０へ向かって走行終了位置１１０Ｂまでの経路をマニュアル操舵により前進走行する。走行開始位置１１０Ａにおいてホイールローダ２００が前進走行を開始してから、走行終了位置１１０Ｂにおいてホイールローダ２００がバケット２０６を掘削対象物３１０へ突っ込み走行を停止するまでの、ホイールローダ２００が実際に走行した経路である実走行経路１１０は、各種のセンサの検知結果に基づいて、コントローラ４０によって自動的に記録されている。コントローラ４０は、図１０（Ａ）に示される走行で自動的に記録された実走行経路１１０を、メモリ４０ｐに記憶する。
　図１０（Ｂ）には、いわゆる積荷後進をするホイールローダ２００が図示されている。バケット２０６内には、掘削対象物３１０が積み込まれている。ホイールローダ２００が前進走行を停止した後、コントローラ４０は、図１０（Ａ）に示される走行で記録された実走行経路１１０を、ホイールローダ２００が自動操舵で後進走行するときの目標走行経路１３０に決定する。走行終了位置１１０Ｂで後進を開始するオペレータの指令に基づいて、コントローラ４０は、目標走行経路１３０に沿って（すなわち、図１０（Ａ）の走行時に記録された実走行経路１１０に沿って）、ホイールローダ２００を走行終了位置１１０Ｂから走行開始位置１１０Ａまで自動操舵で後進走行させる。
　図１０（Ｃ）には、いわゆる積荷前進をするホイールローダ２００が図示されている。バケット２０６内に掘削対象物３１０が積み込まれた状態で、ホイールローダ２００は、ダンプトラック３００へ向かって前進する。ホイールローダ２００は、走行開始位置１１０Ａからダンプトラック３００へ向かって走行終了位置１１０Ｃまでの経路をマニュアル操舵により前進走行する。走行終了位置１１０Ｃにおいて、ホイールローダ２００は停車して、バケット２０６内の掘削対象物３１０をダンプトラック３００に積み込む。走行開始位置１１０Ａにおいてホイールローダ２００が前進走行を開始してから、走行終了位置１１０Ｃにおいてホイールローダ２００が前進走行を停止するまでの、ホイールローダ２００が実際に走行した経路である実走行経路１１０Ｙは、各種のセンサの検知結果に基づいて、コントローラ４０によって自動的に記録されている。コントローラ４０は、図１０（Ｃ）に示される走行で自動的に記録された実走行経路１１０Ｙを、メモリ４０ｐに記憶する。
　図１０（Ｄ）には、いわゆる空荷後進をするホイールローダ２００が図示されている。ホイールローダ２００が前進走行を停止した後、コントローラ４０は、図１０（Ｃ）に示される走行で記録された実走行経路１１０Ｙを、ホイールローダ２００が自動操舵で後進走行するときの目標走行経路１３０に決定する。走行終了位置１１０Ｃで後進を開始するオペレータの指令に基づいて、コントローラ４０は、目標走行経路１３０に沿って（すなわち、図１０（Ｃ）の走行時に記録された実走行経路１１０Ｙに沿って）、ホイールローダ２００を走行終了位置１１０Ｃから走行開始位置１１０Ａまで自動操舵で後進走行させる。
　本実施形態においては、後進走行時、直前の前進走行時にホイールローダ２００が実際に走行した経路に沿って、自動操舵によるホイールローダ２００の後進走行が行われる。
　＜作用および効果＞
　上述した説明と一部重複する記載もあるが、本開示の実施形態の特徴的な構成および作用効果についてまとめて記載すると、以下の通りである。
　図４～８，１０に示されるように、コントローラ４０は、自動で、モータグレーダ１００が実際に走行した経路である実走行経路１１０を記録するよう制御する。実走行経路１１０の記録開始および記録終了のためにオペレータが操作をする必要がなく、自動で実走行経路１１０を記録することができるので、実走行経路１１０の記録を容易に行うことができる。
　図４～８，１０に示されるように、コントローラ４０は、オペレータの指令に基づいて、記録した実走行経路１１０を目標走行経路として、作業機械を自動操舵により走行させてもよい。これにより、作業機械が実際に走行した経路を自動で記録し、オペレータが望んだタイミングでこれまで走行してきた経路に沿って作業機械を自動操舵で走行させることが可能になる。作業機械が実際に走行した経路を、作業機械を自動操舵で走行させるときの目標走行経路とすることで、障害物がなく安全に走行できることが確認された経路に沿って作業機械を走行させることができ、現場の状況に応じた適切な経路で作業機械を走行させることができる。
　図４～８，１０に示されるように、コントローラ４０は、作業機械の走行開始を検出して実走行経路の始点を設定し、作業機械の走行停止を検出して実走行経路の終点を設定してもよい。これにより、実走行経路の記録開始および記録終了のためにオペレータが操作をする必要がなく、実走行経路を自動で記録することができる。
　図４～８，１０に示されるように、コントローラ４０は、作業機械が前進を開始したことを、作業機械の走行開始と判定して、実走行経路の始点を設定し、実走行経路を自動で記録してもよい。これにより、実走行経路の記録開始のためにオペレータが操作をする必要がなく、実走行経路の記録を自動で開始することができる。
　図４に示されるように、コントローラ４０は、作業機械が後進を開始したことを、作業機械の走行開始と判定して、実走行経路の始点を設定し、実走行経路を自動で記録してもよい。これにより、実走行経路の記録開始のためにオペレータが操作をする必要がなく、実走行経路の記録を自動で開始することができる。
　図３に示されるように、コントローラ４０は、走行方向・速度取得部４０ｅが、作業機械の走行速度が閾値以上であることを示す検知信号を取得すると、作業機械の走行開始と判定して、実走行経路の始点を設定し、実走行経路を自動で記録してもよい。これにより、実走行経路の記録開始のためにオペレータが操作をする必要がなく、実走行経路の記録を自動で開始することができる。
　図３に示されるように、コントローラ４０は、位置・方位特定部４０ｇで特定されるモータグレーダ１００の位置データに基づいて、作業機械の移動距離が閾値以上であることを認識すると、作業機械の走行開始と判定して、実走行経路の始点を設定し、実走行経路を自動で記録してもよい。これにより、実走行経路の記録開始のためにオペレータが操作をする必要がなく、実走行経路の記録を自動で開始することができる。
　図２に示されるように、コントローラ４０は、メモリ４０ｐを備えている。コントローラ４０は、自動で記録した実走行経路を、メモリ４０ｐに記憶させる。図６に示されるように、作業機械が実際に走行した実走行経路がメモリ４０ｐに既に記憶されている実走行経路と重複するとき、コントローラ４０は、その実際に走行した実走行経路をメモリ４０ｐに記憶しないよう制御してもよい。重複する実走行経路をメモリ４０ｐに記憶せず、今までにメモリ４０ｐに記憶した経路とは違う経路をメモリ４０ｐに記憶するようにすることで、自動で記録した実走行経路のメモリ４０ｐへの記憶を、効率的に行うことができる。
　図５に示されるように、コントローラ４０は、作業機械の走行停止が検出された時点から所定時間さかのぼった期間の実走行経路を、自動で記録してもよい。これにより、実走行経路の記録を容易に行うことができる。
　図４～８，１０に示されるように、コントローラ４０は、オペレータの指令に基づいて、記録した実走行経路を目標走行経路として、作業機械を自動操舵により走行させてもよい。作業機械が実際に走行した実走行経路を、作業機械を自動操舵で走行させるときの目標走行経路とすることができ、現場の状況に応じた適切な経路で作業機械を走行させることができる。
　図４～８，１０に示されるように、コントローラ４０は、オペレータによる作業機械を後進させる指令に基づいて、作業機械を自動操舵により走行させてもよい。後進走行時に作業機械を自動操舵で走行させることで、作業機械をＵターンさせずに確実に元の位置に戻れることになる。これにより、サイクルタイムを短縮でき、作業機械の走行のためのスペースを低減できるので、作業機械の生産性を向上できる。後進走行時にステアリングハンドル４１の操作が不要になるので、オペレータの疲労を低減することができる。
　図８に示されるように、コントローラ４０は、メモリ４０ｐに記憶された複数の実走行経路から、目標走行経路とする実走行経路を選択してもよい。これにより、刻一刻と変わる現場の状況に合わせて、最適な経路を目標走行経路として設定して、作業機械を自動操舵することができる。
　図３に示されるように、走行システムは、メモリ４０ｐに記憶された複数の実走行経路から目標走行経路とする実走行経路を選択するオペレータの入力を受ける入力部５２をさらに備えてもよい。これにより、オペレータの意図に従って、最適な経路を目標走行経路として設定することができる。
　図７に示されるように、コントローラ４０は、実走行経路を延長した経路を含む目標走行経路を決定してもよい。これにより、実走行経路の始端または終端に到達したときにオペレータの意図に反して作業機械の自動操舵を停止することを回避でき、オペレータが作業機械を停止させる指令をするまで自動操舵による走行を継続させることが可能になる。
　図３に示されるように、走行システムは、目標走行経路を表示する表示部５４をさらに備えてもよい。オペレータは表示部５４を見て、今から自動操舵で走行する目標走行経路を把握することができる。
　図３に示されるように、走行システムは、自動で記録された実走行経路を出力する出力部５１をさらに備えてもよい。これにより、作業機械が実際に走行した経路をオペレータ毎の作業性の評価に使用したり、熟練オペレータの操縦する作業機械が実際に走行した経路を経験の浅いオペレータの教育に使用したりすることが可能になる。
　なお、これまでの実施形態の説明では、作業機械が後進走行するときに自動操舵により走行する例について説明した。作業機械は、前進走行時にも自動操舵により走行してもよい。前進走行時にも、実走行経路を自動操舵の目標走行経路としてもよい。コントローラ４０は、自動操舵による前進走行時に実際に走行した経路を自動で記録することができる。またはコントローラ４０は、自動操舵による前進走行時の経路は既に記録済みの経路であると判断して、自動で記録しないようにすることもできる。
　作業機械の自動操舵を開始するためのオペレータの指令は、作業機械を後進させる指令に限られない。作業機械が、自動操舵を開始するためのオペレータの操作を受け付けるエンゲージボタンを運転室内に備える構成とされ、オペレータがエンゲージボタンを操作することで作業機械の自動操舵による走行を開始してもよい。
　たとえば、作業機械が、走行開始位置から走行終了位置までマニュアル操舵により前進走行した後、Ｕターンして前進走行時に実際に走行した経路に戻ったときに、オペレータがエンゲージボタンを操作することで、自動操舵により作業機械を前進走行させてもよい。
　自動操舵での走行中に、オペレータが、たとえば目標走行経路上に障害物があることを認識して、ステアリングハンドル４１を操作することにより、作業機械は障害物を避けて走行することができる。オペレータによるステアリングハンドル４１のマニュアル操作により、作業機械を自動操舵により走行させる制御が終了し、以降は作業機械をマニュアル操舵により走行させることができる。そのマニュアル操舵による走行時に実際に走行した経路もまた、自動で記録される。マニュアル操舵による走行中に、オペレータがエンゲージボタンを操作すれば、自動操舵を再開することも可能である。
　実走行経路を記録するには、作業機械の現在位置を正確に把握する必要がある。実施形態では、衛星測位システムを用いて作業機械の位置を検知する例について説明したが、この例に限られるものではない。作業現場に設置されたトータルステーションを使用して、作業機械の現在位置を検知してもよい。ＳＬＡＭ（Simultaneous　Localization　and　Mapping）を活用することによって、作業機械の現在位置を検知してもよい。
　以上のように実施形態について説明を行ったが、今回開示された実施形態はすべての点で例示であって、制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて請求の範囲によって示され、請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
　１１　運転室、１１Ｓ　運転席、１２，２０３　作業機、１６　前輪、１７　後輪、１７Ｌ　左後輪、１７Ｒ　右後輪、１８，２０２　車体フレーム、２１　ブレード、３１　ハンドルセンサ、３２　操作レバーセンサ、３４　方向検知センサ、３４ａ　ＩＭＵ、３４ｂ　ステアリング角度センサ、３４ｃ　アーティキュレート角度センサ、３５　ＧＮＳＳレシーバ、３７　ＦＮＲ・車速検知センサ、４０　コントローラ、４０ｂ　ハンドル操作特定部、４０ｃ　操作レバー操作特定部、４０ｄ　アクセル操作特定部、４０ｅ　走行方向・速度取得部、４０ｇ　位置・方位特定部、４０ｈ　走行開始判定部、４０ｉ　走行停止判定部、４０ｍ　タイマ、４０ｎ　実走行経路記録部、４０ｐ　メモリ、４０ｑ　目標走行経路決定部、４０ｒ　走行指令部、４１　ステアリングハンドル、４２　操作レバー、５１　出力部、５２　入力部、５４　表示部、５６ａ　アクセルペダル、５６ｂ　アクセル操作検知部、５７ａ　ブレーキペダル、５７ｂ　ブレーキ操作検知部、５８　走行・停止操作部、６６　操向機構、６７　操向操作部、７２　ステアリングバルブ、７３　電気流体圧制御弁、７４　ステアリングシリンダ、８１　エンジン、８２　動力伝達装置、１００　モータグレーダ、１１０，１２０　実走行経路、１１０Ａ　走行開始位置、１１０Ｂ，１１０Ｃ　走行終了位置、１３０　目標走行経路、１３２　延長部分、２００　ホイールローダ、３００　ダンプトラック、３１０　掘削対象物、ＯＢＳ　障害物。

Claims (17)

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