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公開番号2025007362
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-01-17
出願番号2023108705
出願日2023-06-30
発明の名称作業機械を制御するためのシステム及び方法
出願人株式会社小松製作所
代理人弁理士法人新樹グローバル・アイピー
主分類E02F 9/22 20060101AFI20250109BHJP(水工;基礎;土砂の移送)
要約【課題】作業機械において、車体の位置合わせのための操作を容易にする。
【解決手段】作業機械を制御するためのシステムであって、作業機械は、車体と作業機とを含む。作業機は、車体に取り付けられる。当該システムは、コントローラを備える。コントローラは、施工される地形上において延びる設計線を取得する。コントローラは、設計線を直線状に延長した線を目標線として決定する。コントローラは、作業機械の走行中に、車体に含まれる走行基準点が目標線に沿うように作業機械を自動操舵する走行アライメント制御を実行する。
【選択図】図7
特許請求の範囲【請求項１】
車体と、前記車体に取り付けられる作業機とを含む作業機械を制御するためのシステムであって、
コントローラを備え、
前記コントローラは、
施工される地形上において延びる設計線を取得し、
前記設計線を直線状に延長した線を目標線として決定し、
前記作業機械の走行中に、前記車体に含まれる走行基準点が前記目標線に沿うように前記作業機械を自動操舵する走行アライメント制御を実行する、
システム。
続きを表示（約 1,400 文字）【請求項２】
ディスプレイをさらに備え、
前記コントローラは、前記作業機械と、前記目標線と、前記走行基準点とを前記ディスプレイに表示させる、
請求項１に記載のシステム。
【請求項３】
前記作業機械の操舵を手動操作するために、オペレータによって操作可能なステアリング操作装置をさらに備え、
前記コントローラは、
前記走行基準点が所定領域外に位置する場合には、前記ステアリング操作装置による手動操作に応じて前記作業機械を操舵し、
前記走行基準点が所定領域内に位置する場合に、前記作業機械を自動操舵する、
請求項１に記載のシステム。
【請求項４】
前記コントローラは、前記走行基準点が所定領域内に位置する場合に、前記ステアリング操作装置による手動操作が行われた場合には、前記ステアリング操作装置による手動操作を優先する、
請求項３に記載のシステム。
【請求項５】
前記作業機械の前進、及び／又は、後進の走行を手動操作するために、オペレータによって操作可能な走行操作装置をさらに備え、
前記コントローラは、前記走行基準点が所定領域内に位置する場合には、前記走行操作装置による手動操作に応じて前記作業機械を走行させると共に、前記走行基準点が前記目標線に沿うように前記作業機械を自動操舵する、
請求項３に記載のシステム。
【請求項６】
ディスプレイをさらに備え、
前記コントローラは、前記作業機械と、前記目標線と、前記走行基準点と、前記所定領域とを前記ディスプレイに表示させる、
請求項３に記載のシステム。
【請求項７】
前記所定領域は、前記目標線から許容幅だけ離れた位置までの範囲である、
請求項３に記載のシステム。
【請求項８】
前記車体は、旋回中心周りに旋回可能な旋回体を含み、
前記走行基準点は、前記作業機械の上面視において、作業機平面と、前記旋回中心を中心とする円弧との接点であり、
前記作業機平面は、前記作業機械の上面視において、前記作業機が前記作業機械の前後方向に沿って配置されている状態で、前記作業機に含まれる作業基準点を通り、前記作業機械の前後方向に延びており、
前記コントローラは、前記走行アライメント制御において、前記走行基準点において、前記円弧が前記走行基準点において前記目標線に接するように、前記作業機械を自動操舵する、
請求項１に記載のシステム。
【請求項９】
車体と、前記車体に取り付けられる作業機とを含む作業機械を制御するための方法であって、
施工される地形上において延びる設計線を取得することと、
前記設計線を直線状に延長した線を目標線として決定することと、
前記作業機械の走行中に、前記車体に含まれる走行基準点が前記目標線に沿うように前記作業機械を自動操舵する走行アライメント制御を実行すること、
を備える方法。
【請求項１０】
前記作業機械と、前記目標線と、前記走行基準点とを、ディスプレイに表示させることを備える、
請求項９に記載の方法。
（【請求項１１】以降は省略されています）
発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本開示は、作業機械を制御するためのシステム及び方法に関する。
続きを表示（約 2,100 文字）【背景技術】
【０００２】
作業機械には、車体と作業機とを備えるものがある。作業機は、例えばバケットを含み、掘削などの作業を行う。上記のような作業機械により、線状の長い溝を掘る作業を行うことがある。作業機械のオペレータは、作業機械を操作して、溝を形成する位置を示す設計線に沿って地形を掘削することで、溝を形成する。その場合、オペレータは、車体の所定の基準点の位置を、設計線に合わせるように、作業機械を移動させる。オペレータは、作業機によって設計線上の地形を掘削する。そして、オペレータは、設計線に沿って作業機械を後進させる。これらの掘削と後進とを繰り返すことで、地形上に線状の長い溝が施工される。
【０００３】
上記の作業では、車体の基準点の位置を、精度よく設計線に合わせることが求められる。そのような位置合わせを支援するための技術として、例えば特許文献１では、車体の基準点と作業機の基準点と設計線とを示す画面をディスプレイに表示させる表示システムが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
国際公開ＷＯ２０１７／０１０５６３号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上述した技術により、オペレータは、車体の基準点と設計線との位置関係をディスプレイに表示された画面によって、容易に把握することができる。しかし、車体の基準点の位置を設計線に合わせるためには、作業機械を走行させるたびに、作業機械を精密に操舵する必要があり、オペレータへの負担が大きい。本開示の目的は、作業機械において、車体の位置合わせのための操作を容易にすることにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本開示の一態様は、作業機械を制御するためのシステムである。作業機械は、車体と作業機とを含む。作業機は、車体に取り付けられる。当該システムは、コントローラを備える。コントローラは、施工される地形上において延びる設計線を取得する。コントローラは、設計線を直線状に延長した線を目標線として決定する。コントローラは、作業機械の走行中に、車体に含まれる走行基準点が目標線に沿うように作業機械を自動操舵する走行アライメント制御を実行する。
【０００７】
本開示の他の態様は、作業機械を制御するための方法である。作業機械は、車体と作業機とを含む。作業機は、車体に取り付けられる。当該方法は、施工される地形上において延びる設計線を取得することと、設計線を直線状に延長した線を目標線として決定することと、作業機械の走行中に、車体に含まれる走行基準点が目標線に沿うように作業機械を自動操舵する走行アライメント制御を実行すること、を備える。
【発明の効果】
【０００８】
本開示によれば、走行アライメント制御により、車体の走行基準点が目標線に沿うように作業機械が自動操舵される。それにより、車体の位置合わせのための操作が容易になる。
【０００９】
また、本開示では、設計線ではなく、設計線を直線状に延長した目標線に沿うように、作業機械が自動操舵される。もし、設計線に沿うように、作業機械が自動操舵されると、設計線が、直線部分と曲線部分とを含む場合に、作業機が設計線から外れてしまうことがある。例えば、作業機が車体の前側に配置されている場合、作業機械が後進して、走行基準点が直線部分から曲線部分に移ると、車体の向きが変わることに伴い、作業機の向きも変わる。それにより、作業機が直線部分から外れてしまう。しかし、本開示では、設計線ではなく、設計線を直線状に延長した目標線に沿うように、作業機械が自動操舵される。それにより、作業機が設計線から外れてしまうことが抑えられる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
作業機械の側面図である。
作業機械およびその制御システムの構成を示すブロック図である。
走行アライメント制御の処理を示すフローチャートである。
ガイドスクリーンの一例を示す図である。
ガイドスクリーンに表示される作業機械を示すアイコンの拡大図である。
走行アライメント制御でのガイドスクリーンの一例を示す図である。
制御実行領域を示すガイドスクリーンの一例を示す図である。
走行基準点が目標線に合致している状態でのガイドスクリーンの一例を示す図である。
自動操舵の停止中のガイドスクリーンの一例を示す図である。
旋回アライメント制御の処理を示すフローチャートである。
旋回アライメント制御でのガイドスクリーンの一例を示す図である。
作業基準点が目標線に合致している状態でのガイドスクリーンの一例を示す図である。
制御停止領域を示すガイドスクリーンの一例を示す図である。
比較例に係る作業機械の動作を示す上面図である。
【発明を実施するための形態】
（【００１１】以降は省略されています）

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