JP6408161B2 - ダンプトラックの制御システム、ダンプトラック及びダンプトラックの制御方法 - Google Patents

Description

本発明は、ダンプトラックの制御システム、ダンプトラック及びダンプトラックの制御方法に関する。

ダンプトラックなどの作業車両は、積荷を積載するベッセルを備えており、例えば排土作業時等には、ホイストシリンダを伸長することによりベッセルを上昇させて積荷を排土場に排出する。

特開２００２−８９５０８号公報

排土作業においては、排土場の容量及び排出された積荷の処理状況等に応じて、排出量を調整することが求められる。このため、オペレータは、例えばベッセルの上昇を途中で停止させ、積荷の排出量を抑制する操作を行っている。ベッセルの操作のタイミングが適切でない場合、作業現場の生産性が低下する可能性がある。

本発明の態様は、作業現場の生産性の低下を抑制することを目的とする。

本発明の第１の態様に従えば、ベッセル及び前記ベッセルを昇降させる油圧シリンダを備えるダンプトラックに対して前記ベッセルの上昇動作を開始させる上昇指令信号を受信する信号受信部と、前記信号受信部が前記上昇指令信号を受信した場合、前記油圧シリンダの伸長速度を経過時間に対して非線形に変化させるベッセル制御部とを備えるダンプトラックの制御システムが提供される。

本発明の態様によれば、作業現場の生産性の低下を抑制することができる。

図１は、本実施形態に係るダンプトラックの管理システムの一例を模式的に示す図である。 図２は、本実施形態に係るダンプトラックを側方から見た図である。 図３は、本実施形態に係るベッセル駆動装置の一例を模式的に示す図である。 図４は、本実施形態に係る管理装置及び制御装置の一例を示す機能ブロック図である。 図５は、本実施形態に係るベッセル制御データの一例を示すグラフである。 図６は、本実施形態に係るダンプトラックの制御方法の一例を示すフローチャートである。 図７は、ステップＳ３０の動作を詳細に示すフローチャートである。 図８は、本実施形態に係る変更部の動作の一例を示すフローチャートである。 図９は、本実施形態に係るダンプトラックの制御方法の他の例を示すフローチャートである。 図１０は、ベッセル制御データとホイストシリンダの動作とを対応させて示す図である。

以下、本発明に係る実施形態について図面を参照しながら説明するが、本発明はこれに限定されない。以下で説明する実施形態の構成要素は適宜組み合わせることができる。また、一部の構成要素を用いない場合もある。

［管理システム］
本実施形態に係る作業車両２の管理システム１について説明する。図１は、本実施形態に係る作業車両２の管理システム１の一例を模式的に示す図である。管理システム１は、作業車両２の運行管理を実施する。本実施形態において、作業車両２は、鉱山を走行可能な運搬車両であるダンプトラック２である。

図１に示すように、ダンプトラック２は、鉱山の作業場ＰＡ及び作業場ＰＡに通じる搬送路ＨＬの少なくとも一部を走行する。作業場ＰＡは、積込場ＬＰＡ及び排土場ＤＰＡの少なくとも一方を含む。搬送路ＨＬは、交差点ＩＳを含む。ダンプトラック２は、搬送路ＨＬ及び作業場ＰＡに設定されたコースデータに従って走行する。

積込場ＬＰＡは、ダンプトラック２に積荷を積載する積込作業が実施されるエリアである。積込場ＬＰＡにおいて、油圧ショベルのような積込機３が稼働する。排土場ＤＰＡは、ダンプトラック２から積荷が排出される排出作業が実施されるエリアである。排土場ＤＰＡには、例えば破砕機ＣＲが設けられる。破砕機ＣＲは、後述（図４参照）のように、制御装置５０と、無線通信装置５４と、入力装置５５と、表示装置５６とを備える。

管理システム１は、管理装置１０と、通信システム９とを備える。管理装置１０は、コンピュータシステムを含み、鉱山に設けられる管制施設７に設置される。通信システム９は、管理装置１０とダンプトラック２との間でデータ通信及び信号通信を実施する。通信システム９は、データ及び信号を中継する中継器６を複数有する。管理装置１０とダンプトラック２とは、通信システム９を介して無線通信する。

本実施形態において、ダンプトラック２は、運転者の操作によらずに無人で走行する無人ダンプトラックである。ダンプトラック２は、管理装置１０からの指令信号に基づいて鉱山を走行する。

本実施形態において、ダンプトラック２の位置が、ＧＮＳＳ（Global Navigation Satellite System：全地球航法衛星システム）を利用して検出される。全地球航法衛星システムは、ＧＰＳ（Global Positioning System：全地球測位システム）を含む。ＧＮＳＳは、複数の測位衛星５を有する。ＧＮＳＳは、緯度、経度、及び高度の座標データで規定される位置を検出する。ＧＮＳＳにより検出される位置は、グローバル座標系において規定される絶対位置である。ＧＮＳＳにより、鉱山におけるダンプトラック２の絶対位置が検出される。

［ダンプトラック］
次に、本実施形態に係るダンプトラック２について説明する。図２は、本実施形態に係るダンプトラック２を側方から見た図である。図２に示すように、ダンプトラック２は、車体フレーム２１と、車体フレーム２１に支持されるベッセル２２と、車体フレーム２１を支持して走行する走行装置２３と、制御装置４０とを備える。

走行装置２３は、タイヤ２４が装着される車輪２５を有する。車輪２５は、前輪２５Ｆと後輪２５Ｒとを含む。前輪２５Ｆは、操舵装置３３（図４参照）により操舵される。後輪２５Ｒは、操舵されない。車輪２５は、回転軸ＡＸを中心に回転する。

車体フレーム２１は、走行装置２３を駆動させるための駆動力を発生する駆動装置３１（図４参照）を支持する。ベッセル２２は、積荷が積まれる部材である。ベッセル２２は、ベッセル昇降駆動装置３０（図４参照）により上昇動作及び下降動作が行われる。

図３は、本実施形態に係るベッセル駆動装置３０の一例を模式的に示す図である。図３に示すように、ベッセル昇降駆動装置３０は、例えばホイストシリンダ（油圧シリンダ）３７と、ホイストバルブ３８と、油圧ポンプ３９とを含む。

油圧ポンプ３９は、駆動装置３１（図４参照）の内燃機関により駆動され、ホイストバルブ３８に圧油を供給する。ホイストバルブ３８は、油圧ポンプ３９からの圧油を、制御装置４０からの指令により、ホイストシリンダ３７の伸び室３７ａ及び縮み室３７ｂに切り替えて供給する。また、ホイストバルブ３８は、制御装置４０からの指令により、開口面積を調整可能である。ホイストバルブ３８の開口面積を調整することにより、ホイストシリンダ３７への圧油の流量が調整され、ホイストシリンダ３７のシリンダの伸縮速度が調整される。なお、ホイストバルブ３８のパイロット圧を制御する電磁比例弁を制御装置４０が制御することにより、当該パイロット圧によりホイストバルブ３８を調整してもよい。

ホイストシリンダ３７は、伸び室３７ａに圧油が供給された場合に伸長し、縮み室３７ｂに圧油が供給された場合に収縮する。ホイストシリンダ３７の伸縮により、ベッセル２２が車体フレーム２１の支持点２１Ｆ（図２参照）を中心に上下に揺動する。例えば、ホイストシリンダ３７が伸長した場合、ベッセル２２が支持点２１Ｆを中心に上方に移動する。また、ホイストシリンダ３７が収縮した場合、ベッセル２２が支持点２１Ｆを中心に下方に移動する。

また、車輪２５と車体フレーム２１との間には、サスペンションシリンダ２８が配置される。サスペンションシリンダ２８の内部には、作動油が封入されている。サスペンションシリンダ２８は、積荷の重量に応じて伸縮する。車体フレーム２１及びベッセル２２（積荷を含む）の質量に応じた負荷が、サスペンションシリンダ２８を介して車輪２５に作用する。

圧力センサ（重量検出部）２９は、サスペンションシリンダ２８に作用する負荷を検出する。圧力センサ２９は、サスペンションシリンダ２８に設けられる。圧力センサ２９は、サスペンションシリンダ２８の作動油の圧力を検出して、積荷の重量（積載量）を検出する。圧力センサ２９は、車輪２５に作用する荷重を検出する。圧力センサ２９は、検出結果を制御装置４０に送信する。

制御装置４０は、ダンプトラック２を制御する。制御装置４０は、管理装置１０から送信される指令信号に基づいてダンプトラック２を制御することができる。

［ダンプトラックの制御システム］
次に、本実施形態に係るダンプトラック２の制御システム１００について説明する。図４は、本実施形態に係る管理装置１０、制御装置４０及び制御装置５０の一例を示す機能ブロック図である。作業車両の制御システム１００は、管理装置１０、制御装置４０及び制御装置５０を有する。管理装置１０は、管制施設７に設置される。制御装置４０は、ダンプトラック２に搭載される。制御装置５０は、破砕機ＣＲに設置される。管理装置１０と、制御装置４０と、制御装置５０とは、通信システム９を介して無線通信する。

管理装置１０は、コンピュータシステムを含む。管理装置１０は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）のようなプロセッサを含む演算処理装置１１と、ＲＯＭ（Read Only Memory）又はＲＡＭ（Random Access Memory）のようなメモリ及びストレージを含む記憶装置１２と、入出力インターフェース１３とを有する。

管理装置１０は、無線通信装置１４と接続される。無線通信装置１４は、管制施設７に配置される。管理装置１０は、無線通信装置１４及び通信システム９を介して、ダンプトラック２と通信する。

管理装置１０は、入力装置１５及び出力装置１６と接続される。入力装置１５及び出力装置１６は、管制施設７に設置される。入力装置１５は、例えばコンピュータ用のキーボード、マウス、及びタッチパネルの少なくとも１つを含む。入力装置１５が操作されることにより生成された入力データは、管理装置１０に出力される。出力装置１６は、表示装置を含む。表示装置は、液晶ディスプレイ（Liquid Crystal Display：ＬＣＤ）又は有機ＥＬディスプレイ（Organic Electroluminescence Display：ＯＥＬＤ）のようなフラットパネルディスプレイを含む。出力装置１６は、管理装置１０から出力される表示データに基づいて作動する。なお、出力装置１６は、例えば印刷装置でもよい。

演算処理装置１１は、ベッセル制御データ管理部１１１を有する。ベッセル制御データ管理部１１１は、ベッセル制御データの生成、記憶、送受信等を行う。ベッセル制御データは、ダンプトラック２のベッセル２２の上昇動作を制御するデータである。つまり、ベッセル制御データは、ホイストシリンダ３７を伸ばす動作を制御するデータである。このようなベッセル制御データは、例えばホイストシリンダ３７への圧油の供給量を制御するデータを含み、ホイストバルブ３８の開口面積を制御するデータを含む。ベッセル制御データは、ホイストシリンダ３７の伸長速度を第１速度とする第１モードと、ホイストシリンダ３７の伸長速度を第１速度よりも低い第２速度とする第２モードとを交互に行わせてベッセル２２を上昇させるためのデータである。ベッセル制御データは、例えば第１モード及び第２モードの開始及び終了のタイミングを規定する。

ベッセル制御データ管理部１１１は、生成したベッセル制御データを記憶装置１２に記憶させる。ベッセル制御データ管理部１１１は、生成したベッセル制御データをダンプトラック２に送信させる。ベッセル制御データ管理部１１１は、ダンプトラック２から送信されるベッセル制御データを受信し、記憶装置１２に記憶させる。

制御装置４０は、コンピュータシステムを含む。制御装置４０は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）のようなプロセッサを含む演算処理装置４１と、ＲＯＭ（Read Only Memory）又はＲＡＭ（Random Access Memory）のようなメモリ及びストレージを含む記憶装置４２と、入出力インターフェース４３とを有する。

制御装置４０は、無線通信装置４４と接続される。無線通信装置４４は、ダンプトラック２に配置される。制御装置４０は、無線通信装置４４及び通信システム９を介して、管理装置１０と通信する。

制御装置４０は、駆動装置３１、ブレーキ装置３２、及び操舵装置３３と接続される。また、制御装置４０は、位置検出器３４、及び検出装置３５と接続される。駆動装置３１、ブレーキ装置３２、及び操舵装置３３、位置検出器３４、及び検出装置３５は、ダンプトラック２に搭載される。

駆動装置３１は、ダンプトラック２の走行装置２３を駆動するために作動する。駆動装置３１は、走行装置２３を駆動させるための駆動力を発生する。駆動装置３１は、後輪２５Ｒを回転させるための駆動力を発生する。駆動装置３１は、例えばディーゼルエンジンのような内燃機関を含む。なお、駆動装置３１が、内燃機関の作動により電力を発生する発電機と、発電機で発生した電力に基づいて作動する電動モータとを含んでもよい。

ブレーキ装置３２は、走行装置２３を制動するために作動する。ブレーキ装置３２の作動により、走行装置２３の走行が減速したり停止したりする。

操舵装置３３は、ダンプトラック２の走行装置２３を操舵するために作動する。ダンプトラック２は、操舵装置３３により操舵される。操舵装置３３は、前輪２５Ｆを操舵する。

位置検出器３４は、ダンプトラック２の絶対位置を検出する。位置検出器３４は、測位衛星５からのＧＰＳ信号を受信するＧＰＳアンテナと、ＧＰＳアンテナで受信されたＧＰＳ信号に基づいてダンプトラック２の絶対位置を算出するＧＰＳ演算器とを含む。

検出装置３５は、ダンプトラック２の走行方向を検出する。検出装置３５は、操舵装置３３によるダンプトラック２の操舵角を検出する操舵角センサ３５Ａと、ダンプトラック２の方位角を検出する方位角センサ３５Ｂとを含む。操舵角センサ３５Ａは、例えば操舵装置３３に設けられたロータリーエンコーダを含む。方位角センサ３５Ｂは、例えば車体フレーム２１に設けられたジャイロセンサを含む。

演算処理装置４１は、信号受信部４１１と、ベッセル制御部４１２と、変更部４１３とを有する。

信号受信部４１１は、破砕機ＣＲから出力される上昇指令信号を受信する。上昇指令信号は、ベッセル２２を備えるダンプトラック２に対してベッセル２２の上昇動作を開始させる信号である。

ベッセル制御部４１２は、信号受信部４１１が上昇指令信号を受信した場合、ベッセル２２の上昇動作を制御する。本実施形態において、ベッセル制御部４１２は、ベッセル制御データを取得し、取得したベッセル制御データに基づいてベッセル２２の上昇動作を制御する。この場合、ベッセル制御部４１２は、ベッセル昇降駆動装置３０に対して、ベッセル２２の上昇動作を制御するベッセル駆動信号を送信する。ベッセル制御部４１２は、ベッセル２２の駆動速度、つまりホイストシリンダ３７の伸長速度を第１速度とする第１モードと、ホイストシリンダ３７の伸長速度を第１速度よりも低い第２速度とする第２モードとを交互に行わせてベッセル２２を上昇させる。

変更部４１３は、圧力センサ２９の検出結果に基づいて第２モードを開始するタイミング及び第２モードを終了するタイミングのうち少なくとも一方を変更する。

制御装置５０は、コンピュータシステムを含む。制御装置５０は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）のようなプロセッサを含む演算処理装置５１と、ＲＯＭ（Read Only Memory）又はＲＡＭ（Random Access Memory）のようなメモリ及びストレージを含む記憶装置５２と、入出力インターフェース５３とを有する。

制御装置５０は、無線通信装置５４と接続される。無線通信装置５４は、破砕機ＣＲに配置される。制御装置５０は、無線通信装置５４及び通信システム９を介して、管理装置１０と通信する。

制御装置５０は、入力装置５５及び表示装置５６と接続される。入力装置５５及び表示装置５６は、破砕機ＣＲに設置される。入力装置５５は、例えばコンピュータ用のキーボード、マウス、及びタッチパネルの少なくとも１つを含む。入力装置５５が操作されることにより生成された入力データは、演算処理装置５１に出力される。表示装置５６は、液晶ディスプレイ（Liquid Crystal Display：ＬＣＤ）又は有機ＥＬディスプレイ（Organic Electroluminescence Display：ＯＥＬＤ）のようなフラットパネルディスプレイを含む。

演算処理装置５１は、判定部５１１と、信号出力制御部５１２とを有する。判定部５１１は、入力装置５５等から上昇開始指示が入力されたか否かを判定する。上昇開始指示は、排土位置に到達したダンプトラック２に対してベッセル２２の上昇を開始させるための指示である。上昇開始指示は、破砕機ＣＲのオペレータが入力装置５５により入力してもよいし、管理装置１０のオペレータが入力し、通信システム９を介して演算処理装置５１に送信してもよい。

信号出力制御部５１２は、判定部５１１において上昇開始指示が入力されたと判定された場合、上昇指令信号をダンプトラック２に送信させる。上昇指令信号は、上昇開始指示に基づく信号であり、ダンプトラック２にベッセル２２の上昇を開始させるための信号である。

［排土作業］
次に、本実施形態に係る排土作業について説明する。図２に示すように、排土作業を行う場合、ダンプトラック２は、排土場ＤＰＡにおける排土位置に到達する。本実施形態において、排土位置は、破砕機ＣＲに排土を行う位置である。

ダンプトラック２が排土位置に到達した場合、破砕機ＣＲのオペレータは、入力装置５５により上昇開始指示を入力する。破砕機ＣＲの判定部５１１は、上昇開始指示が入力されたかを判定する。判定部５１１により上昇開始指示が入力されと判定された場合、信号出力制御部５１２は、上昇指令信号をダンプトラック２に送信させる。

ダンプトラック２において、信号受信部４１１が上昇指令信号を受信した場合、ベッセル制御部４１２は、ベッセル２２の上昇を開始させる。ベッセル制御部４１２は、まず、ベッセル制御データを取得する。この場合、ベッセル制御部４１２は、例えば管理装置１０に対して、ベッセル制御データを送信するよう指示する。管理装置１０において当該指示を受信した場合、ベッセル制御データ管理部１１１は、記憶装置１２に記憶されるベッセル制御データをダンプトラック２に送信する。ダンプトラック２は、ベッセル制御データを受信した後、ベッセル制御データに基づいてホイストシリンダ３７の伸長動作を制御する。この上昇動作により、ホイストシリンダ３７は、基準長さＳＴ１から伸長長さＳＴ２まで伸長する（図２参照）。基準長さＳＴ１は、例えばベッセル２２が車体フレーム２１に着座する基準位置Ｐ１に配置されるときのホイストシリンダ３７のシリンダ長さである。伸長長さＳＴ２は、例えばベッセル２２が当該ベッセル２２の上昇可能な範囲において設定される上昇位置Ｐ２に配置されるときのホイストシリンダ３７のシリンダ長さである。伸長長さＳＴ２は、例えばベッセル２２が上昇可能な範囲の上限位置に配置されるときの上限長さであってもよいし、当該上限長さよりも短い長さであってもよい。

図５は、本実施形態に係るベッセル制御データの一例を示すグラフである。図５の縦軸はホイストシリンダ３７のシリンダ長さを示し、図５の横軸は時刻を示す。図５の折れ線Ｌ１に示すように、本実施形態において、ベッセル制御データは、ホイストシリンダ３７の伸長速度を第１速度Ｖ１とする第１モードと、ホイストシリンダ３７の伸長速度を第２速度Ｖ２とする第２モードとをベッセル昇降駆動装置３０に交互に行わせて、ベッセル２２を上昇させるように設定されている。なお、図５の直線Ｌ２は、ホイストシリンダ３７の伸長速度を一定値（例えば、第１速度Ｖ１）としてベッセル２２を上昇させる場合を、比較例として示している。

本実施形態において、ベッセル制御部４１２は、図５の折れ線Ｌ１に示すように、ホイストシリンダ３７の伸長が開始された時刻ｔ０から、ホイストシリンダ３７のシリンダ長さが伸長長さＳＴ２まで伸長した時刻ｔ７までの期間において、第１モードと第２モードとを交互に繰り返して行う。具体的には、時刻ｔ０から時刻ｔ１までの期間は第１モードであり、時刻ｔ１から時刻ｔ２までの期間は第２モードであり、時刻ｔ２から時刻ｔ３までの期間は第１モードであり、時刻ｔ３から時刻ｔ４までの期間は第２モードであり、時刻ｔ４から時刻ｔ５までの期間は第１モードであり、時刻ｔ５から時刻ｔ６までの期間は第２モードであり、時刻ｔ６から時刻ｔ７までの期間は第１モードである。したがって、本実施形態において、ベッセル制御部４１２は、第１モードと第２モードとを交互に複数回ずつ繰り返して行う。なお、時刻ｔ１、ｔ３、ｔ５は、第１モードを終了して第２モードを開始させる時刻である。また、時刻ｔ２、ｔ４、ｔ６は、第２モードを終了して第１モードを開始させる時刻である。また、ｔ７は、第１モードを終了し、かつ上昇動作を完了させる時刻である。これらの各時刻は、第１モード及び第２モードを開始及び終了させるタイミングとして、ベッセル制御データにおいて設定されている。

本実施形態では、第２モードにおける第２速度Ｖ２が０である。つまり、第２モードでは、ホイストシリンダ３７及びベッセル２２が静止した状態で維持される。このため、本実施形態では、ベッセル制御部４１２は、ホイストシリンダ３７を第１速度Ｖ１で伸長させる第１モードと、ホイストシリンダ３７の伸長を停止させる第２モードとを交互に繰り返して行う。なお、第２速度Ｖ２は、０に限定されるものではなく、第１速度Ｖ１よりも小さい速度であればよい。

第１モードにおいては、ホイストシリンダ３７が第１速度Ｖ１で伸長する。このため、ベッセル２２の傾きが徐々に大きくなり、ベッセル２２に積載される積荷が排出される。排出された積荷は、破砕機ＣＲに供給される。第２モードにおいては、ホイストシリンダ３７の伸長が停止する。このため、ベッセル２２に積載される積荷の排出が抑制され、破砕機ＣＲへの積荷の供給量が抑制される。本実施形態では、第１モードと第２モードとを交互に繰り返してベッセル２２を上昇させることにより、破砕機ＣＲに供給される積荷の供給量を調整することが可能となる。

なお、ベッセル制御データは、上記のように第１モードと第２モードとを交互に繰り返してホイストシリンダ３７を伸長させ、ベッセル２２を上昇させることにより、破砕機ＣＲに供給される積荷の供給量を調整する際に用いるデータである。したがって、ベッセル制御データ管理部１１１は、例えば破砕機ＣＲの容量及び処理速度等に基づいたベッセル制御データを生成するようにする。

例えば、破砕機ＣＲの容量が大きい場合、破砕機ＣＲに一度に供給する積荷の供給量を多くすることができる。したがって、この場合には、ベッセル２２から積荷を積極的に排出させる第１モードの期間を長く設定する。一方、破砕機ＣＲの容量が小さい場合、破砕機ＣＲに一度に供給する積荷の供給量を少なくする必要がある。したがって、この場合には、第１モードの期間を短く設定する、つまり、第２モードの開始のタイミングが早くなるように設定する（図５の折れ線Ｌ３参照）。

また、破砕機ＣＲの処理速度が速い場合、供給した積荷の処理が完了するまでの時間が短くなる。この場合、破砕機ＣＲへの積荷の供給量を制限する第２モードの期間を短く設定する。一方、破砕機ＣＲの処理速度が遅い場合、供給した積荷の処理が完了するまでの時間が長くなる。この場合、第２モードの期間を長く設定する、つまり、第２モードの終了のタイミングが遅くなるように設定する（図５の折れ線Ｌ４参照）。

また、排土場ＤＰＡの天候、湿度、ベッセル２２に積載される積荷の種類等によっては、第１モードで所定期間ベッセル２２を上昇させた場合に排出される積荷の量、つまり破砕機ＣＲに供給される積荷の供給量が異なる場合がある。例えば、第１モードで所定期間ベッセル２２を上昇させたときに、想定される量よりも多くの積荷が破砕機ＣＲに供給される場合がある。このような場合、第２モードを予め設定される所定期間だけ行ったのでは、破砕機ＣＲでの処理が完了する前に第１モードに切り替わり、破砕機ＣＲに新たな積荷が供給される可能性がある。この結果、破砕機ＣＲにおいて詰まりが生じ、処理が渋滞する可能性がある。

そこで、本実施形態において、変更部４１３は、圧力センサ２９で検出される積荷の重量の検出結果に基づいて、第２モードを終了するタイミングを変更することができる。例えば、第１モードを行った後、積荷の重量が所定の第１基準量よりも小さい場合、変更部４１３は、破砕機ＣＲに想定していた量よりも多くの積荷が供給されたと推定し、第２モードの終了のタイミングを遅らせるようにする。この処理により、破砕機ＣＲにおいて詰まりが生じることを抑制できる。

なお、変更部４１３は、第２モードを終了するタイミングを早めることもできる。例えば、第１モードを行った後、積荷の重量が所定の第２基準量よりも大きい場合、変更部４１３は、破砕機ＣＲに想定していた量よりも少ない積荷が供給されたと推定する。破砕機ＣＲに供給される積荷の供給量が想定していた量よりも少ない場合、第２モードの途中で破砕機ＣＲの処理が完了し、その後破砕機ＣＲが空の状態で第２モードの終了まで待機することになる。そこで、このような場合、変更部４１３は、第２モードの終了のタイミングを早めるようにする。上記の処理により、破砕機ＣＲにおける待ち時間を短くすることができるため、排土作業の長期化を抑制できる。

なお、上記の第１基準量及び第２基準量については、実験やシミュレーション、実際の測定結果等により予め設定しておくことができる。また、上記の第１基準量と第２基準量とは、異なる値としてもよい。例えば、第１基準量よりも第２基準量を大きい値としてもよい。

［制御方法］
次に、本実施形態に係るダンプトラック２の制御方法の一例について説明する。図６は、本実施形態に係るダンプトラック２の制御方法の一例を示すフローチャートである。ダンプトラック２の制御方法は、ベッセル２２を備えるダンプトラック２に対してベッセル２２の上昇動作を開始させる上昇指令信号を受信することと、上昇指令信号が検出された場合、ホイストシリンダ３７の伸長速度を第１速度Ｖ１とする第１モードと、ホイストシリンダ３７の伸長速度を第２速度Ｖ２とする第２モードとを交互に行わせることとを含む。

まず、ダンプトラック２の制御装置４０において、信号受信部４１１は、上昇指令信号を受信したか否かを検出する（ステップＳ１０）。上昇指令信号を受信しない場合（ステップＳ１０のＮｏ）、信号受信部４１１は、上昇指令信号を受信するまでステップＳ１０の動作を繰り返す。

信号受信部４１１が上昇指令信号を受信した場合（ステップＳ１０のＹｅｓ）、ベッセル制御部４１２は、ベッセル制御データを取得する（ステップＳ２０）。ステップＳ２０において、ベッセル制御部４１２は、例えば管理装置１０に対してベッセル制御データを送信するよう指示し、管理装置１０からベッセル制御データを受信する。ベッセル制御データを受信した場合、ベッセル制御部４１２は、ベッセル制御データに基づいてベッセル２２を上昇させる（ステップＳ３０）。ステップＳ３０の動作については、後述する。

ベッセル２２の上昇を終了させた後、ベッセル制御部４１２は、ベッセル２２を基準位置Ｐ１まで下降させる（ステップＳ４０）。その後、演算処理装置４１は、駆動装置３１等を制御してダンプトラック２を発進させ、排土地点から走行させる。

図７は、ステップＳ３０の動作を詳細に示すフローチャートである。図７に示すように、ステップＳ３０において、ベッセル制御部４１２は、まず、第１モードを実行させる（ステップＳ３１）。ステップＳ３１では、ホイストシリンダ３７が第１速度Ｖ１で伸長し、ベッセル２２に積載される積荷が排出される。排出された積荷は、破砕機ＣＲに供給される。

ベッセル制御部４１２は、ベッセル制御データにおいて設定されたタイミング（例えば、図５におけるｔ１、ｔ３、ｔ５、ｔ７）で第１モードを終了させ、第２モードを実行させるか否かの判定を行う（ステップＳ３２）。ベッセル制御部４１２は、ステップＳ３２において第２モードを実行させると判定した場合（ステップＳ３２のＹｅｓ、図５におけるｔ１、ｔ３、ｔ５）、第２モードを実行させる（ステップＳ３３）。ステップＳ３３では、ホイストシリンダ３７の伸長が停止するためベッセル２２が停止し、ベッセル２２に積載される積荷の排出が抑制され、破砕機ＣＲへの積荷の供給量が抑制される。

ベッセル制御部４１２は、ベッセル制御データにおいて設定されたタイミング（例えば、図５におけるｔ２、ｔ４、ｔ６）で第２モードを終了させ、第１モードを実行させるか否かの判定を行う（ステップＳ３４）。ベッセル制御部４１２は、ステップＳ３４において第１モードを実行させると判定した場合（ステップＳ３４のＹｅｓ、図５におけるｔ１、ｔ３、ｔ５）、第１モードを実行させる。この場合、ステップＳ３１の動作を繰り返し行わせる。

一方、ベッセル制御部４１２は、ステップＳ３２において第２モードを実行させないと判定した場合（ステップＳ３２のＮｏ、図５におけるｔ７）、又はステップＳ３４において第１モードを実行させないと判定した場合（ステップＳ３４のＮｏ）、ベッセル２２の上昇を終了させる。

なお、上記の第２モード（ステップＳ３３）において、変更部４１３は、圧力センサ２９で検出される積荷の重量の検出結果に基づいて、第２モードを終了するタイミングを変更してもよい。図８は、本実施形態に係る変更部４１３の動作の一例を示すフローチャートである。図８に示すように、第２モードが開始した後（ステップＳ３３１）、変更部４１３は、第２モード終了のタイミングになったか否かを判定する（ステップＳ３３２）。変更部４１３は、第２モード終了のタイミングになっていないと判定した場合（ステップＳ３３２のＮｏ）、第２モード終了のタイミングを変更するか否かを判定する（ステップＳ３３３）。ステップＳ３３３において、変更部４１３は、圧力センサ２９の検出結果が例えば第１基準量よりも小さい場合、又は第２基準量よりも大きい場合、第２モード終了のタイミングを変更すると判定する（ステップＳ３３３のＹｅｓ）。この場合、変更部４１３は、第２モード終了のタイミングを変更する（ステップＳ３３４）。ステップＳ３３４において、変更部４１３は、例えば圧力センサ２９の検出結果が第１基準量よりも小さい場合、第２モード終了のタイミングを遅くする。また、変更部４１３は、例えば圧力センサ２９の検出結果が第２基準量よりも大きい場合、第２モード終了のタイミングを早くする。その後、変更部４１３は、ステップＳ３３２以降の処理を行わせる。一方、圧力センサ２９の検出結果が例えば第１基準量以上であり、かつ第２基準量以下である場合、第２モード終了のタイミングを変更しないと判定する（ステップＳ３３３のＮｏ）。この場合、変更部４１３は、第２モード終了のタイミングを変更することなく、ステップＳ３３２以降の処理を行わせる。

また、ステップＳ３３２において、変更部４１３は、第２モード終了のタイミングになったと判定した場合、ステップＳ３４に移行する。

以上のように、本実施形態に係るダンプトラック２の制御システム１００は、ベッセル２２及びベッセル２２を昇降させるホイストシリンダ３７を備えるダンプトラック２に対してベッセル２２の上昇動作を開始させる上昇指令信号を受信する信号受信部４１１と、信号受信部４１１が上昇指令信号を受信した場合、ホイストシリンダ３７の伸長速度を経過時間に対して非線形に変化させるベッセル制御部４１２とを備える。

本実施形態によれば、ホイストシリンダ３７の伸長速度を経過時間に対して非線形に変化させることで、破砕機ＣＲの容量及び処理状況等に応じて破砕機ＣＲに供給する積荷の供給量を適切に調整することが可能となるため、破砕機ＣＲにおける処理をスムーズに行うことができる。これにより、作業現場の生産性の低下を抑制することができる。

また、本実施形態に係るダンプトラック２の制御システム１００において、ベッセル制御部４１２は、ホイストシリンダ３７の伸長速度を第１速度Ｖ１とする第１モードと、ホイストシリンダ３７の伸長速度を第１速度Ｖ１よりも低い第２速度Ｖ２とする第２モードとを行わせてベッセル２２を上昇させる。これにより、第１モードと第２モードとを交互に行わせることで、破砕機ＣＲに供給する積荷の供給量を適切に調整することが可能となり、破砕機ＣＲにおける処理をスムーズに行うことができる。

また、本実施形態に係るダンプトラック２の制御システム１００において、ベッセル制御部４１２は、第１モードと第２モードとを交互に行わせることで、破砕機ＣＲにおける処理をよりスムーズに行うことができる。例えば鉱山では複数の無人のダンプトラック２等が稼動している。このため、管理装置１０と複数のダンプトラック２等との間で通信される情報量は膨大であり、通信負荷が大きくなる。これに対して、伸長速度が第１速度Ｖ１で一定の第１モードと、伸長速度が０の第２モードとを交互に行うことにより、オンとオフとを切り替えるような単純な制御でベッセル２２の動作を行うことができるため、通信負荷を低減させることができる。

また、本実施形態に係るダンプトラック２の制御システム１００において、第２速度Ｖ２が０である。これにより、第２モードにおいて、ベッセル２２を静止させた状態を維持することができるため、破砕機ＣＲに供給される積荷の供給量を確実に抑制することが可能となり、積荷の供給量の調整を高精度に行うことができる。

また、本実施形態に係るダンプトラック２の制御システム１００において、ベッセル制御部４１２は、第１モード及び第２モードの開始及び終了のタイミングを規定するベッセル制御データに基づいて第１モード及び第２モードを行わせるため、破砕機ＣＲの容量及び処理速度等に基づいたベッセル制御データを生成することで、破砕機ＣＲに応じて積荷の供給量を調整することができる。これにより、破砕機ＣＲにおける処理をスムーズに行うことができ、作業現場の生産性の低下を抑制することができる。

また、本実施形態に係るダンプトラック２の制御システム１００において、ダンプトラック２は、ベッセル２２に積載される積荷の重量を検出する圧力センサ２９を有し、第２モードが開始された場合、圧力センサ２９の検出結果に基づいて第２モードを開始するタイミング及び第２モードを終了するタイミングの少なくとも一方を変更する変更部４１３を更に備える。これにより、積荷の重量が所定の第１基準量よりも小さい場合には、破砕機ＣＲに想定していた量よりも多くの積荷が供給されたと推定し、第２モードの終了のタイミングを遅らせるようにする。これにより、破砕機ＣＲにおいて詰まりが生じることを抑制できるため、作業現場の生産性の低下を抑制することができる。また、積荷の重量が所定の第２基準量よりも大きい場合には、破砕機ＣＲに想定していた量よりも少ない積荷が供給されたと推定し、第２モードの終了のタイミングを早めるようにする。このような処理により、破砕機ＣＲにおける待ち時間を短くすることができるため、排土作業の長期化を抑制できる。

本発明の技術範囲は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更を加えることができる。例えば、上記実施形態において、制御装置４０は、ベッセル制御データに基づいてベッセル２２の上昇動作を制御する場合を例に挙げて説明したが、これに限定されない。

例えば、制御装置４０は、排土場ＤＰＡに配置される破砕機ＣＲからの供給可否信号（排土可否信号）に基づいてベッセル２２の上昇動作を制御してもよい。供給可否信号は、破砕機ＣＲに対して積荷の供給が可能か否かを示す信号である。供給可否信号は、供給可能信号と、供給停止信号とを含む。供給可能信号は、破砕機ＣＲが処理可能な状態であり、積荷の供給が可能であることを示す。供給停止信号は、破砕機ＣＲの処理が完了していない状態又は破砕機ＣＲが不調である状態等、積荷の供給を停止させる必要があることを示す。

供給可否信号は、例えば破砕機ＣＲのオペレータが入力装置５５等により手動で入力してもよい。また、破砕機ＣＲの内部をカメラ等の撮影装置により撮影し、破砕機ＣＲの制御装置５０が撮影結果に基づいて画像処理等により破砕機ＣＲの処理状態を検出し、検出結果に基づいて供給可否信号を選択して出力してもよい。供給可否信号は、制御装置５０により、通信システム９を介して送信可能である。

図９は、本実施形態に係るダンプトラック２の制御方法の他の例を示すフローチャートである。ダンプトラック２の制御装置４０において、信号受信部４１１は、上昇指令信号を受信したか否かを検出する（ステップＳ１１０）。上昇指令信号を受信しない場合（ステップＳ１１０のＮｏ）、信号受信部４１１は、上昇指令信号を受信するまでステップＳ１１０の動作を繰り返す。

信号受信部４１１が上昇指令信号を受信した場合（ステップＳ１１０のＹｅｓ）、ベッセル制御部４１２は、破砕機ＣＲから供給可否信号を取得し、取得した供給可否信号に基づいて第１モードを開始可能か否かの判定を行う（ステップＳ１２０）。ステップＳ１２０において、ベッセル制御部４１２は、例えば破砕機ＣＲに対して供給可否信号を送信するよう指示し、破砕機ＣＲから供給可否信号を受信する。

ベッセル制御部４１２は、受信した供給可否信号が供給停止信号であった場合、第１モードを開始可能ではないと判断する（ステップＳ１２０のＮｏ）。この場合、ベッセル制御部４１２は、ステップＳ１２０の判定を繰り返し行う。一方、ベッセル制御部４１２は、受信した供給可否信号が供給可能信号であった場合、第１モードを開始可能と判断し（ステップＳ１２０のＹｅｓ）、第１モードを開始させる（ステップＳ１３０）。

第１モードでは、ホイストシリンダ３７が第１速度Ｖ１で伸長し、ホイストシリンダ３７の伸長に応じてベッセル２２が上昇し、ベッセル２２に積載される積荷が排出される。排出された積荷は、破砕機ＣＲに供給される。ベッセル制御部４１２は、第１モードにおいて、ホイストシリンダ３７を第１速度Ｖ１で伸長させつつ、以下の判定を行う。つまり、ベッセル制御部４１２は、まず、ベッセル２２が設定された上昇位置Ｐ２に到達したか否かを判定する（ステップＳ１４０）。ベッセル制御部４１２は、ベッセル２２が設定された上昇位置Ｐ２に到達していないと判定した場合（ステップＳ１４０のＮｏ）、破砕機ＣＲから供給可否信号を取得し、取得した供給可否信号に基づいて第１モードを継続可能か否かの判定を行う（ステップＳ１５０）。ベッセル制御部４１２は、受信した供給可否信号が供給可能信号であった場合、第１モードを継続可能であると判定し（ステップＳ１５０のＹｅｓ）、この場合にはステップＳ１４０以降の判定を繰り返し行わせる。また、ベッセル制御部４１２は、受信した供給可否信号が供給停止信号であった場合、第１モードを継続可能ではないと判定し（ステップＳ１５０のＮｏ）、第２モードを開始させる（ステップＳ１６０）。

第２モードを開始させることにより、ベッセル２２が停止し、ベッセル２２に積載される積荷の排出が抑制され、破砕機ＣＲへの積荷の供給量が抑制される。ベッセル制御部４１２は、第２モードにおいて、ホイストシリンダ３７の伸長速度を第２速度Ｖ２とした状態で、第１モードを再開可能か否かの判定を行う（ステップＳ１７０）。ステップＳ１７０において、ベッセル制御部４１２は、破砕機ＣＲから供給可否信号を取得し、取得した供給可否信号に基づいて第１モードを再開可能か否かの判定を行う。ベッセル制御部４１２は、受信した供給可否信号が供給可能信号であった場合、第１モードを再開可能であると判定し（ステップＳ１７０のＹｅｓ）、この場合にはステップＳ１３０以降の処理を繰り返し行わせる。また、ベッセル制御部４１２は、受信した供給可否信号が供給停止信号であった場合、第１モードを再開可能ではないと判定し（ステップＳ１７０のＮｏ）、ステップＳ１７０の判定を繰り返し行わせる。

なお、ベッセル制御部４１２は、ステップＳ１４０において、ベッセル２２が設定された上昇位置Ｐ２に到達したと判定した場合（ステップＳ１４０のＹｅｓ）、上昇制御を終了する。

以上により、ダンプトラック２の制御装置４０において、ベッセル制御部４１２は、排土場ＤＰＡの破砕機ＣＲの容量及び処理状況に応じて生成される供給可否信号に基づいて第１モード及び第２モードを行わせるため、破砕機ＣＲの容量及び処理状況に応じて積荷を破砕機ＣＲに供給し、又は供給量を制限することができる。これにより、積荷の供給量の調整を効率的に行うことができるため、作業現場の生産性の低下を抑制することができる。

また、ベッセル制御部４１２によるホイストシリンダ３７の伸長動作は、上記実施形態の態様に限定されない。図１０は、ベッセル制御データとホイストシリンダ３７の動作とを対応させて示す図である。例えば上記実施形態では、図１０のａ欄に示すように、第１速度Ｖ１を一定値とし、第２速度Ｖ２を０として、第１モードと第２モードとを交互に行う場合を例に挙げて説明したが、これに限定されない。

例えば図１０のｂ欄に示すように、第２モードにおける第２速度Ｖ２が０でなく、第１速度Ｖ１よりも低い値（一定値）としてもよい。この場合、ベッセル制御部４１２は、ホイストバルブ３８が第１速度Ｖ１の位置（上げ位置）と速度ゼロの位置（中立位置）の中間の位置（中間位置）を維持するように電磁比例弁を制御すればよい。

また、例えば図１０のｃ欄に示すように、第１モードと第２モードとを交互に行わないようにしてもよい。この場合、例えば第１モードと第２モードとを１回ずつ行う等の態様であってもよい。また、この場合、第２モードにおける第２速度Ｖ２は、例えば一定値とすることができる。

また、例えば図１０のｄ欄に示すように、第２速度Ｖ２の値が一定値でなくてもよい。図１０のｄ欄では、第２速度Ｖ２が経過時間と共に一定の割合で減少（減速）する場合を例に挙げている。なお、第２速度Ｖ２は、経過時間と共に一定の割合で増加するようにしてもよい。この場合、ベッセル制御部４１２は、ホイストバルブ３８の中間位置を変動させるように電磁比例弁を制御すればよい。

また、例えば図１０のｅ欄に示すように、第２速度Ｖ２の減少の割合は一定でなくてもよい。また、第２速度Ｖ２が増加する場合、増加の割合は一定でなくてもよい。この場合、ベッセル制御部４１２は、ホイストバルブ３８の中間位置を変動させるように電磁比例弁を制御すればよい。

また、上述の実施形態においては、ベッセル制御部４１２がダンプトラック２の制御装置４０に設けられる構成を例に挙げて説明したが、これに限定されるものではなく、ベッセル制御部が管理装置１０に設けられてもよい。この場合、ベッセル制御部は、管理装置１０から通信システム９を介してダンプトラック２のベッセル昇降駆動装置３０にベッセル駆動信号を送信する。

Ｌ１…折れ線、Ｌ２…直線、Ｐ１…基準位置、Ｐ２…上昇位置、Ｖ１…第１速度、Ｖ２…第２速度、ＰＡ…作業場、ＨＬ…搬送路、ＣＲ…破砕機、ＡＸ…回転軸、ＩＳ…交差点、ＤＰＡ…排土場、ｔ０，ｔ１，ｔ２，ｔ３，ｔ４，ｔ５，ｔ６，ｔ７…時刻、ＬＰＡ…積込場、１…管理システム、２…作業車両，ダンプトラック、２Ｆ…前部、２Ｒ…後部、３…積込機、５…測位衛星、６…中継器、７…管制施設、９…通信システム、１０…管理装置、１１，４１，５１…演算処理装置、１２，４２，５２…記憶装置、１３，４３，５３…入出力インターフェース、１４，４４，５４…無線通信装置、１５，５５…入力装置、１６…出力装置、２１…車体フレーム、２２…ベッセル、２３…走行装置、２４…タイヤ、２５…車輪、２５Ｆ…前輪、２５Ｒ…後輪、２６…リアアクスル、２７…車軸、２８…サスペンションシリンダ、２９…圧力センサ、３０…ベッセル昇降駆動装置、３１…駆動装置、３２…ブレーキ装置、３３…操舵装置、３４…位置検出器、３５…検出装置、３５Ａ…操舵角センサ、３５Ｂ…方位角センサ、３７…ホイストシリンダ、３８…ホイストバルブ、３９…油圧ポンプ、４０，５０…制御装置、５６…表示装置、１００…作業車両の制御システム、１１１…ベッセル制御データ管理部、４１１…信号受信部、４１２…ベッセル制御部、４１３…変更部、５１１…判定部、５１２…信号出力制御部

Claims (7)

1. ベッセル及び前記ベッセルを昇降させる油圧シリンダを備えるダンプトラックに対して前記ベッセルの上昇動作を開始させる上昇指令信号を受信する信号受信部と、
   前記信号受信部が前記上昇指令信号を受信した場合、前記油圧シリンダの伸長速度を経過時間に対して非線形に変化させるベッセル制御部と
   を備え、
   前記ベッセル制御部は、前記油圧シリンダによる前記ベッセルの伸長速度を第１速度として前記ベッセルを伸長させる第１モードと、前記伸長速度を前記第１速度よりも低くかつ０以上の第２速度とする第２モードとを複数回ずつ行わせて前記ベッセルを上昇させる
   ダンプトラックの制御システム。
2. 前記第２速度は、０である
   請求項１に記載のダンプトラックの制御システム。
3. 前記ベッセル制御部は、前記第１モード及び前記第２モードのそれぞれの開始及び終了のタイミングを規定するベッセル制御データに基づいて前記第１モード及び前記第２モードを行わせる
   請求項１又は請求項２に記載のダンプトラックの制御システム。
4. 前記ダンプトラックは、前記ベッセルに積載される積荷の重量を検出する重量検出部を有し、
   前記重量検出部の検出結果に基づいて前記第２モードを開始するタイミング及び前記第２モードを終了するタイミングのうち少なくとも一方を変更する変更部を更に備える
   請求項３に記載のダンプトラックの制御システム。
5. 前記ベッセル制御部は、排土場の容量及び排土状況に応じて生成される排土可否信号に基づいて前記第１モード及び前記第２モードを行わせる
   請求項１又は請求項２に記載のダンプトラックの制御システム。
6. 請求項１から請求項５のいずれか一項に記載のダンプトラックの制御システムを備えるダンプトラック。
7. ベッセル及び前記ベッセルを昇降させる油圧シリンダを備えるダンプトラックに対して前記ベッセルの上昇動作を開始させる上昇指令信号を受信することと、
   前記上昇指令信号を受信した場合、前記油圧シリンダの伸長速度を経過時間に対して非線形に変化させ、前記油圧シリンダによる前記ベッセルの伸長速度を第１速度とする第１モードと、前記伸長速度を前記第１速度よりも低くかつ０以上の第２速度とする第２モードとを複数回ずつ行わせて前記ベッセルを上昇させることと
   を含むダンプトラックの制御方法。

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