CN107250461A - 装载机械的控制系统及装载机械的控制方法 - Google Patents

Abstract

一种装载机械的控制系统，具备：动臂位置计算部，其计算由装载机械的车身支承而能够旋转的动臂的位置；铲斗姿势计算部，其计算由动臂支承而能够旋转的铲斗的姿势；判断部，其基于姿势和倾卸动作中铲斗的基准姿势来判断姿势是否满足规定条件；以及作业机控制部，其使铲斗进行倾卸动作，在判断为姿势满足规定条件时输出使动臂进行上升动作的控制信号。

Description

装载机械的控制系统及装载机械的控制方法

技术领域

本发明涉及装载机械的控制系统及装载机械的控制方法。

背景技术

在施工现场中，有将砂土装载到运载车辆中的装载机械进行工作。作为装载机械之一已知有轮式装载机。轮式装载机具有包括动臂及铲斗的作业机，将由铲斗铲起的砂土向作为运载车辆之一的自卸车的箱斗中排出。轮式装载机的操作员对操作杆进行操作，来实施一边调整动臂的位置及铲斗的角度一边将铲斗中的砂土向箱斗中排出的卸土作业。在专利文献1中公开了一种为了防止砂土从铲斗中洒落而对动臂缸及铲斗缸进行控制的技术。

专利文献1：日本特开2009－052287号公报

发明内容

随着轮式装载机不断进行卸土作业，箱斗中的砂土的高度逐渐增高。因此，在动臂配置于较低位置的状态下继续进行卸土作业时，铲斗迟早会与箱斗中的砂土接触，可能导致难以顺利地进行卸土作业。另一方面，在动臂配置于较高位置的状态下实施卸土作业时，砂土从较高的位置落到箱斗中，会给自卸车带来较大的冲击力。在给自卸车带来较大的冲击力时，可能使自卸车的至少一部分发生损伤，或者给自卸车的操作员带来不舒适感。熟悉轮式装载机运转的熟练操作员能够以在铲斗进行倾卸动作的同时使动臂上升的方式对操作杆进行操作。因此，由熟练操作员操作的轮式装载机能够根据箱斗中砂土的高度顺利地实施卸土作业。但是，不熟悉轮式装载机运转的非熟练操作员就难以以在铲斗进行倾卸动作的同时使动臂上升的方式对操作杆进行操作。因此，在由非熟练操作员操作轮式装载机的情况下，难以根据箱斗中砂土的高度来调整动臂的高度而顺利地实施卸土作业。

本发明的形态的目的在于提供一种能够顺利地实施卸土作业的装载机械的控制系统及装载机械的控制方法。

依照本发明的第一形态，提供一种装载机械的控制系统，其具备：动臂位置计算部，其计算由装载机械的车身支承而能够旋转的动臂的位置；铲斗姿势计算部，其计算由上述动臂支承而能够旋转的铲斗的姿势；判断部，其基于上述姿势和倾卸动作中上述铲斗的基准姿势来判断上述姿势是否满足规定条件；以及作业机控制部，其使上述铲斗进行倾卸动作，在判断为上述姿势满足上述规定条件时，输出使上述动臂进行上升动作的控制信号。

依照本发明的第二形态，提供一种装载机械的控制方法，其包括：在由动臂支承而能够旋转的铲斗的倾卸动作中计算上述铲斗的姿势；以及在上述姿势满足规定条件时使上述动臂进行上升动作。

根据本发明的形态，提供一种能够顺利地实施卸土作业的装载机械的控制系统及装载机械的控制方法。

附图说明

图1是示意性地表示本实施方式涉及的装载机械的一个示例的侧视图。

图2是示意性地表示本实施方式涉及的作业机的一个示例的图。

图3是示意性地表示使用现有例涉及的轮式装载机的卸土作业的一个示例的图。

图4是示意性地表示使用现有例涉及的轮式装载机的卸土作业的一个示例的图。

图5是示意性地表示使用本实施方式涉及的轮式装载机的卸土作业的一个示例的图。

图6是示意性地表示使用本实施方式涉及的轮式装载机的卸土作业的一个示例的图。

图7是示意性地表示在本实施方式涉及的自动卸土控制中表示实施过的卸土作业的次数的卸土次数、动臂的前端部的卸土作业开始位置和动臂的前端部的卸土作业结束位置之间的关系的图。

图8是表示本实施方式涉及的自动卸土控制中的作业机3的动作的一个示例的流程图。

图9是用于说明本实施方式涉及的自动卸土控制中的铲斗的倾卸动作与动臂的上升动作之间的关系的示意图。

图10是示意性地表示本实施方式涉及的驾驶室的一个示例的图。

图11是表示本实施方式涉及的装载机械的控制系统的一个示例的图。

图12是表示本实施方式涉及的装载机械的控制装置的一个示例的功能框图。

图13是表示本实施方式涉及的装载机械的控制方法的一个示例的流程图。

图14是表示本实施方式涉及的装载机械的控制方法的一个示例的流程图。

图15是表示本实施方式涉及的显示装置所显示的标志的一个示例的图。

图16是表示本实施方式涉及的显示装置所显示的标志的一个示例的图。

图17是表示本实施方式涉及的表示动臂偏差角与液压油的目标流量之间的关系的关联数据的一个示例的图。

图18是表示本实施方式涉及的表示铲斗偏差长度与液压油的目标流量之间的关系的关联数据的一个示例的图。

符号说明

1 轮式装载机(装载机械)

2 车身

3 作业机

4 液压缸

5 行走装置

6 驾驶室

7 座椅

8 操作杆

9 车轮

9F 前轮

9R 后轮

10 轮胎

10F 前轮胎

10R 后轮胎

11 油路

12 液压泵

13 动臂操作阀

14 铲斗操作阀

16 发动机

17 动力输出装置

18 变速器

20 电磁比例控制阀

21 动臂下降电磁比例控制阀

21S 电磁阀控制部

22 动臂提升电磁比例控制阀

22S 电磁阀控制部

23 铲斗倾卸电磁比例控制阀

23S 电磁阀控制部

24 铲斗倾斜电磁比例控制阀

24S 电磁阀控制部

31 动臂

31B 支架

31P 连接销

31Q 连接销

32 铲斗

32B 底面

32M 开口部

32P 连接销

32Q 连接销

32T 斗齿

33 双臂曲柄

33P 连接销

33Q 连接销

33R 连接销

34 铲斗连杆

35 支承部件

41 动臂缸

41P 连接销

41Q 连接销

42 铲斗缸

42P 连接销

46 动臂角度传感器

47 铲斗角度传感器

48 动臂缸压力传感器

49 车速传感器

51 第一电位计

52 第二电位计

60 监视装置

61 显示装置

62 输入装置

63 标志

70 转向杆

71 油门踏板

72R 右制动踏板

72L 左制动踏板

73 前进后退切换开关

81 动臂操作杆

82 铲斗操作杆

83 自动卸土控制开关

84 复位开关

85 定位器设定开关

100 控制系统

200 控制装置

200A 运算处理装置

200B 存储装置

200C 计算机程序

201 检测数据获取部

202 输入数据获取部

203 开始信号获取部

204 卸土次数计数部

205 复位部

206 动臂位置计算部

207 铲斗姿势计算部

208 判断部

209 目标值计算部

210 作业机控制部

211 显示控制部

212 存储部

213 输入输出部

500 自卸车

501 箱斗

AXa 动臂旋转轴

AXb 铲斗旋转轴

AXc 双臂曲柄旋转轴

GR 地面

La 直线

Lb 直线

Lr 基准线

SR 砂土

Ze 卸土作业结束位置

Ze1 卸土作业结束位置

Ze2 卸土作业结束位置

Ze3 卸土作业结束位置

Ze4 卸土作业结束位置

Zm 位置

Zs 卸土作业开始位置

Zsa 位置

Zsb 位置

Zs1 卸土作业开始位置

Zs2 卸土作业开始位置

Zs3 卸土作业开始位置

Zs4 卸土作业开始位置

具体实施方式

下面，参照附图对本发明涉及的实施方式进行说明，但是本发明不限于此。以下说明的实施方式的结构要素能够适当组合。此外，也存在不使用一部分结构要素的情况。

装载机械

图1是示意性地表示本实施方式涉及的装载机械1的一个示例的侧视图。在本实施方式中对装载机械1是轮式装载机的示例进行说明。轮式装载机1是将由铲斗32铲起的砂土SR装载到自卸车的箱斗中的工程机械。

如图1所示，轮式装载机1具备车身2、由车身2支承的作业机3、驱动作业机3的液压缸4、以及支承车身2而使其能够移动的行走装置5。

车身2具有前部、后部、以及连接前部和后部的弯曲部。此外，车身2支承作业机3。在车身2设置有驾驶室6。在驾驶室6内设置有座椅7及操作杆8。轮式装载机1的操作员坐在座椅7上，对操作杆8进行操作。

行走装置5具有四个车轮9。四个车轮9上分别安装有轮胎10。轮胎10与地面GR接触。通过车轮9的旋转，使轮式装载机1行走。

在以下的说明中，使用上下方向、左右方向和前后方向等用语对各部分的位置关系进行说明。上下方向是指与接触于地面GR的轮胎10的接地面正交的方向。上下方向等同于与轮胎10的接地面正交的高度方向。左右方向是指与轮式装载机1的车轮9的旋转轴平行的方向。左右方向等同于轮式装载机1的车宽方向。前后方向是指与左右方向及上下方向正交的方向。前后方向等同于轮式装载机1的行走方向。

上方是指上下方向中的一个方向，是指远离轮胎10的接地面的方向。下方是上下方向中与上方相反的方向，是指靠近轮胎10的接地面的方向。左方是左右方向中的一个方向，是指以坐在座椅7上的轮式装载机1的操作员为基准的左侧方向。右方是左右方向中与左方相反的方向，是指以坐在座椅7上的轮式装载机1的操作员为基准的右侧方向。前方是前后方向中的一个方向，是指从座椅7朝向作业机3所在一侧的方向。后方是前后方向中与前方相反的方向，是指从作业机3朝向座椅7所在一侧的方向。

上部是指在上下方向上部件或空间的上侧的部分，是远离轮胎10的接地面的部分。下部是指在上下方向上部件或空间的下侧的部分，是靠近轮胎10的接地面的部分。左部是指以坐在座椅7上的轮式装载机1的操作员为基准时的部件或空间的左侧部分。右部是指以坐在座椅7上的轮式装载机1的操作员为基准时的部件或空间的右侧部分。前部是指在前后方向上部件或空间的前侧部分。后部是指在前后方向上部件或空间的后侧部分。

车轮9包括设置在车身2的前部的前轮9F、以及设置在车身2的后部的后轮9R。轮胎10包括安装在前轮9F上的前轮胎10F、以及安装在后轮9R上的后轮胎10R。车身2在前轮9F与后轮9R之间具有弯曲部。由于车身2的弯曲部弯曲，而能够使轮式装载机1转向。

作业机3由车身2的前部支承。作业机3包括与车身2连接的动臂31、以及与动臂31连接的铲斗32。

动臂31由车身2的前部支承而能够旋转。动臂31能够以动臂旋转轴AXa为支点旋转。动臂旋转轴AXa沿着车宽方向延伸。动臂31具有基端部和前端部。动臂31的基端部与车身2的前部连接。动臂31的前端部与铲斗32连接。

铲斗32由动臂31的前端部支承而能够旋转。铲斗32能够以铲斗旋转轴AXb为支点旋转。铲斗旋转轴AXb沿着车宽方向延伸。铲斗32具有开口部32M和斗齿32T。铲斗32铲取砂土SR。轮式装载机1将由铲斗32铲起的砂土SR向自卸车的箱斗中排出。从铲斗32排出的砂土SR在自卸车的箱斗中积载。

液压缸4包括用于驱动动臂31的动臂缸41、以及用于驱动铲斗32的铲斗缸42。

动臂缸41设置在车身2与动臂31之间。具体而言，动臂缸41的一端部与车身2的前部连接，动臂缸41的另一端部与动臂31连接。由于动臂缸41伸缩，动臂31以动臂旋转轴AXa为支点旋转。

铲斗缸42设置在车身2与双臂曲柄33之间。具体而言，铲斗缸42的一端部与车身2连接，铲斗缸42的另一端部与双臂曲柄33连接。双臂曲柄33的一端部与铲斗缸42连接，双臂曲柄33的另一端部通过铲斗连杆34与铲斗32连接。由于铲斗缸42伸缩，铲斗32以铲斗旋转轴AXb为中心旋转。

操作杆8由操作员进行操作。通过对操作杆8进行操作，动臂缸41和铲斗缸42中的至少一方驱动。搭乘在驾驶室6内的操作员对操作杆8进行操作，使动臂缸41和铲斗缸42中的至少一方伸缩。

作业机

图2是示意性地表示本实施方式涉及的作业机3的一个示例的图。如图2所示，作业机3的动臂31的基端部通过连接销31P与车身2的前部连接。连接销31P包含动臂旋转轴AXa。动臂31以动臂旋转轴AXa为支点可旋转地与车身2连接。在动臂31的中间部设置有支架31B。

动臂缸41的一端部通过连接销41P与车身2的前部连接。动臂缸41的另一端部通过连接销41Q与支架31B连接。即，动臂缸41的前端部通过支架31B与动臂31连接。

由于动臂缸41伸缩，动臂31以动臂旋转轴AXa为中心旋转。动臂31的基端部以动臂旋转轴AXa为支点旋转，因此动臂31的前端部沿着上下方向移动。

铲斗32通过连接销32P与动臂31的前端部连接。连接销32P包含铲斗旋转轴AXb。铲斗32以铲斗旋转轴AXb为支点可旋转地与动臂31连接。

铲斗缸42的一端部通过连接销42P与车身2的前部连接。铲斗缸42的另一端部通过连接销33P与双臂曲柄33的一端部连接。双臂曲柄33的另一端部通过连接销33Q与铲斗连杆34的一端部连接。铲斗连杆34的另一端部通过连接销32Q与铲斗32连接。

在动臂31的中间部设置有支承部件35。支承部件35支承双臂曲柄33。双臂曲柄33的中间部通过连接销33R与支承部件35连接。连接销33R包含双臂曲柄旋转轴AXc。双臂曲柄33以双臂曲柄旋转轴AXc为支点旋转。双臂曲柄旋转轴AXc沿着车宽方向延伸。

由于铲斗缸42伸缩，双臂曲柄33以双臂曲柄旋转轴AXc为支点旋转，铲斗32以铲斗旋转轴AXb为支点旋转。由于铲斗32以铲斗旋转轴AXb为支点旋转，所以以铲斗旋转轴AXb为中心的铲斗32的角度发生变化。

铲斗缸42收缩时，双臂曲柄33按照双臂曲柄33的一端部向后方移动而双臂曲柄33的另一端部向前方移动的方式以双臂曲柄旋转轴AXc为支点旋转。在双臂曲柄33的另一端部向前方移动时，铲斗32由铲斗连杆34向前方推动。由于铲斗32由铲斗连杆34向前方推动，所以铲斗32进行倾卸动作。

铲斗缸42伸长时，双臂曲柄33按照双臂曲柄33的一端部向前方移动而双臂曲柄33的另一端部向后方移动的方式以双臂曲柄旋转轴AXc为支点旋转。双臂曲柄33的另一端部向后方移动时，铲斗32由铲斗连杆34向后方牵引。由于铲斗32由铲斗连杆34向后方牵引，所以铲斗32进行倾斜动作。

铲斗32的倾卸动作是指铲斗32以使开口部32M朝向下方且斗齿32T靠近地面GR的方式进行旋转的动作。铲斗32的倾斜动作是指铲斗32以使开口部32M朝向上方且斗齿32T远离地面GR的方式进行旋转的动作。通过铲斗32实施倾卸动作，将由铲斗32铲起的砂土SR从铲斗32排出。通过铲斗32实施倾斜动作，铲斗32铲取砂土SR。

传感器

如图2所示，轮式装载机1具备用于检测动臂角度α的动臂角度传感器46、以及用于检测铲斗角度β的铲斗角度传感器47。

在本实施方式中，动臂角度α是指在与动臂旋转轴AXa正交的平面内与动臂旋转轴AXa正交且与轮胎10的接地面平行的基准线Lr、以及连接动臂旋转轴AXa及铲斗旋转轴AXb的直线La所构成的角度。

也就是说，在本实施方式中，动臂角度α是指动臂31相对于基准线Lr的角度。在动臂31下降而直线La配置在比基准线Lr靠近地面GR的情况下，动臂角度α是负值。在直线La与基准线Lr一致的情况下，动臂角度α是0°。在动臂31上升而直线La比基准线Lr远离地面GR的情况下，动臂角度α是正值。动臂31上升时，动臂角度α变大，动臂31下降时，动臂角度α变小。

在本实施方式中，铲斗角度β是指在与铲斗旋转轴AXb正交的平面内与铲斗旋转轴AXb正交且与轮胎10的接地面平行的基准线Lr、以及与铲斗旋转轴AXb正交且与铲斗32的底面32B平行的直线Lb所构成的角度。

也就是说，在本实施方式中，铲斗角度β是指铲斗32相对于基准线Lr的角度。在铲斗32进行倾卸动作而直线Lb配置在比基准线Lr靠近地面GR的情况下，铲斗角度β是负值。在直线Lb与基准线Lr一致的情况下，铲斗角度β是0°。在铲斗32进行倾斜动作而直线Lb比基准线Lr远离地面GR的情况下，铲斗角度β是正值。铲斗32进行倾斜动作时，铲斗角度β变大，铲斗32进行倾卸动作时，铲斗角度β变小。

在本实施方式中，基准线Lr与水平面平行。另外，基准线Lr也可以相对于水平面倾斜。

动臂角度传感器46设置于包含动臂旋转轴AXa的连接销31P。铲斗角度传感器47设置于包含双臂曲柄旋转轴AXc的连接销33R。铲斗角度传感器47通过检测双臂曲柄33的姿势来检测铲斗32的姿势。铲斗32的姿势包含铲斗角度β。在本实施方式中，动臂角度传感器46和铲斗角度传感器47分别包含电位计。

此外，轮式装载机1具备用于检测动臂缸41的液压油的压力的动臂缸压力传感器48、以及用于检测行走装置5的行走速度的车速传感器49。

动臂缸压力传感器48检测填充在动臂缸41中的液压油的缸底压力。动臂缸41的缸底压力与铲斗32的总重量相关联。即，收容在铲斗32中的砂土的重量越大，动臂缸41的缸底压力越高，收容在铲斗32中的砂土的重量越小，动臂缸41的缸底压力越低。表示动臂缸41的缸底压力与铲斗32的总重量之间的关系的关联数据是已知数据。因此，基于动臂缸压力传感器48的检测数据和关联数据，计算收容在铲斗32中的砂土的重量。收容在铲斗32中的砂土的重量与从铲斗32排出的砂土的重量是相等的。因此，基于动臂缸压力传感器48的检测数据和关联数据，计算从铲斗32向自卸车的箱斗中排出的砂土的重量。在本实施方式中，动臂缸压力传感器48具有作为用于检测收容在铲斗32中的砂土的重量及从铲斗32排出的砂土的重量的重量传感器的功能。此外，动臂缸压力传感器48具有作为用于检测铲斗32是处于空载状态还是处于装载状态的装载检测装置的功能。铲斗32处于空载状态是指铲斗32没有收容砂土的状态。铲斗32处于装载状态是指铲斗32收容有砂土的状态。

自动卸土控制

下面，对本实施方式涉及的轮式装载机1的动作及现有例涉及的轮式装载机1J的动作进行说明。

对现有例涉及的轮式装载机1J的动作进行说明。图3及图4是示意性地表示使用现有例涉及的轮式装载机1J的卸土作业的一个示例的图。图3及图4示出了轮式装载机1J将由铲斗32铲起的砂土SR向自卸车500的箱斗501中排出的卸土作业。如图3及图4所示，轮式装载机1J例如为了在自卸车500的箱斗501中填满砂土而实施多次卸土作业。在第一次卸土作业之前，箱斗501中没有砂土SR。通过依次实施卸土作业，自卸车500的箱斗501中的砂土SR的量逐渐增加，砂土SR的高度逐渐增高。

图3示出了在将动臂31的前端部配置于较低位置Zsa的状态下实施多次卸土作业的示例。另外，在图3至图6中，用双点划线表示使铲斗32进行倾卸动作之前的铲斗32的姿势，用实线表示倾卸动作中或倾卸动作后的铲斗32的姿势。位置Zsa是与包含基准线Lr的平面(在本实施方式中是水平面)正交的上下方向(高度方向)上的位置。动臂31的前端部的位置较低的情况包含动臂31的前端部与箱斗501在上下方向上的距离较短的情况。即，图3示出了在上下方向上动臂31的前端部配置于靠近箱斗501的位置Zsa的状态下铲斗32进行倾卸动作的示例。在多次卸土作业的各次作业中，动臂31的前端部在上下方向上的位置Zsa是固定的。

如图3所示，随着轮式装载机1J不断进行卸土作业，箱斗501中的砂土SR的高度逐渐增高。因此，如图3所示，虽然在第一次卸土作业中铲斗32与箱斗501中的砂土SR接触的可能性较低，但是在例如第四次卸土作业中铲斗32与箱斗501中的砂土SR接触的可能性较高。即，在动臂31的前端部配置于较低位置Zsa的状态下继续进行多次卸土作业时，卸土作业中铲斗32与箱斗501中的砂土SR迟早会接触的可能性较高。在铲斗32与箱斗501中的砂土SR接触时，可能导致难以顺利地实施卸土作业。

图4示出了在动臂31的前端部配置于较高的位置Zsb的状态下实施多次卸土作业的示例。位置Zsb是与包含基准线Lr的平面(在本实施方式中是水平面)正交的上下方向(高度方向)上的位置。动臂31的前端部的位置较高的情况包含动臂31的前端部与箱斗501在上下方向上的距离较长的情况。即，图4示出了在上下方向上动臂31的前端部配置于远离箱斗501的位置Zsb的状态下铲斗32进行倾卸动作的示例。在多次卸土作业的各次作业中，动臂31的前端部在上下方向上的位置Zsb是固定的。

如图4所示，在动臂31的前端部配置于较高的位置Zsb的状态下实施卸土作业时，在例如第一次卸土作业中铲斗32与箱斗501之间的距离较长，砂土SR从较高的位置落到箱斗501中。在砂土SR从较高的位置Zsb落到箱斗501中时，给自卸车500带来较大的冲击力。在给自卸车500带来较大的冲击力时，可能导致自卸车500的至少一部分发生损伤或给自卸车500的操作员带来不舒适感。

下面，对本实施方式涉及的轮式装载机1的动作的一个示例进行说明。图5及图6是示意性地表示使用本实施方式涉及的轮式装载机1的卸土作业的一个示例的图。

在本实施方式中，轮式装载机1实施自动卸土控制。自动卸土控制是指在卸土作业中以在进行铲斗32的倾卸动作中至少一部分倾卸动作的同时使动臂31进行上升动作的方式对轮式装载机1的液压缸4进行控制。在自动卸土控制中，液压缸4是基于从搭载在轮式装载机1中的控制装置200输出的控制信号被控制的。

图5是示意性地表示基于自动卸土控制而实施的轮式装载机1的卸土作业中的第一次卸土作业的图。图6是示意性地表示基于自动卸土控制而实施的轮式装载机1的卸土作业中的第四次卸土作业的图。轮式装载机1对一台自卸车500实施多次卸土作业。

如图5的(A)所示，在第一次卸土作业之前，箱斗501中没有砂土SR。在第一次卸土作业中的自动卸土控制开始时，动臂31的前端部配置在较低的位置Zs1。动臂31的前端部的较低的位置Zs1是指在上下方向上靠近箱斗501的位置。

在将动臂31的前端部配置于位置Zs1之后，控制装置200以使动臂31的前端部逐渐上升的方式对动臂缸41进行控制。在图5所示的示例中，控制装置200以使动臂31的前端部从位置Zs1开始向上方移动并通过图5的(B)所示的比位置Zs1高的位置Zm之后到达图5的(C)所示的比位置Zm高的位置Ze1的方式对动臂缸41进行控制。此外，控制装置200以在进行动臂31的上升动作中至少一部分上升动作的同时使铲斗32进行倾卸动作的方式对铲斗缸42进行控制。

位置Zs1、位置Zm和位置Ze1分别是与包含基准线Lr的平面(在本实施方式中是水平面)正交的上下方向(高度方向)上的位置。位置Zs1是第一次卸土作业开始时的动臂31的前端部的卸土作业开始位置。位置Ze1是第一次卸土作业结束时的动臂31的前端部的卸土作业结束位置。

在第一次卸土作业开始时，由于动臂31的前端部配置在较低的位置Zs1，所以能够在铲斗32与箱斗501之间的距离较短的状态下使砂土SR从较低的位置落到箱斗501中。由此，能够抑制给自卸车500带来较大的冲击力。此外，由于使动臂31的上升动作与铲斗32的倾卸动作中至少一部分倾卸动作同时实施，所以能够抑制装载在箱斗501中的砂土SR与铲斗32的接触。

如图6的(A)所示，在第四次卸土作业之前，箱斗501中有砂土SR。在第四次卸土作业中的自动卸土控制开始时，动臂31的前端部配置在比位置Zs1高的位置Zs4。在上下方向上，动臂31的前端部的位置Zs4与箱斗501之间的距离比动臂31的前端部的位置Zs1与箱斗501之间的距离长。

在将动臂31的前端部配置于位置Zs4之后，控制装置200以使动臂31的前端部逐渐上升的方式对动臂缸41进行控制。在图6所示的示例中，控制装置200以使动臂31的前端部从位置Zs4开始向上方移动并通过图6的(B)所示的比位置Zs4高的位置Zm之后到达图6的(C)所示的比位置Zm高的位置Ze4的方式对动臂缸41进行控制。此外，控制装置200以在进行铲斗32的倾卸动作中至少一部分倾卸动作的同时使动臂31进行上升动作的方式对铲斗缸42进行控制。

位置Zs4、位置Zm和位置Ze4分别是与包含基准线Lr的平面(在本实施方式中是水平面)正交的上下方向(高度方向)上的位置。位置Zs4是第四次卸土作业开始时的动臂31的前端部的卸土作业开始位置。位置Ze4是第四次卸土作业结束时的动臂31的前端部的卸土作业结束位置。

在第四次卸土作业开始时，由于动臂31的前端部配置在比位置Zs1高的位置Zs4，所以能够在铲斗32与箱斗501之间的距离较长的状态下实施铲斗32的倾卸动作。如图6所示，在第四次卸土作业开始时，箱斗501中已经装载有砂土SR。在动臂31的前端部配置于位置Zs4的状态下开始铲斗32的倾卸动作，因此能够抑制装载在箱斗501中的砂土SR与铲斗32的接触。此外，在进行铲斗32的倾卸动作中至少一部分倾卸动作的同时使动臂31上升，因此即使装载在箱斗501中的砂土SR的高度增高，也能够抑制箱斗501中的砂土SR与铲斗32的接触。

图7是示意性地表示在本实施方式涉及的自动卸土控制中表示对一台自卸车500的箱斗501实施过的卸土作业的次数的卸土次数、动臂31的前端部的卸土作业开始位置Zs和动臂31的前端部的卸土作业结束位置Ze之间的关系的图。图8是表示本实施方式涉及的自动卸土控制中的作业机3的动作的一个示例的流程图。

在图7及图8所示的示例中，通过第一次卸土作业、第二次卸土作业、第三次卸土作业和第四次卸土作业，自卸车500的箱斗501因砂土SR变成满载状态。

在本实施方式中，基于卸土次数改变动臂31的前端部的卸土作业开始位置Zs。控制装置200对实施的从铲斗32向作为卸土对象的一个箱斗501排出砂土SR的卸土作业的卸土次数进行计数。控制装置200基于卸土次数改变动臂31的卸土作业开始位置Zs。

在第一次卸土作业中，将动臂31的前端部配置于卸土作业开始位置Zs1之后(步骤S1s)，在进行铲斗32的倾卸动作中至少一部分倾卸动作的同时使动臂31的前端部上升，如箭头A1所示那样移动到卸土作业结束位置Ze1(步骤S1e)。

在第二次卸土作业中，将动臂31的前端部配置于卸土作业开始位置Zs2之后(步骤S2s)，在进行铲斗32的倾卸动作中至少一部分倾卸动作的同时使动臂31的前端部上升，如箭头A2所示那样移动到卸土作业结束位置Ze2(步骤S2e)。

在第三次卸土作业中，将动臂31的前端部配置于卸土作业开始位置Zs3之后(步骤S3s)，在进行铲斗32的倾卸动作中至少一部分倾卸动作的同时使动臂31的前端部上升，如箭头A3所示那样移动到卸土作业结束位置Ze3(步骤S3e)。

在第四次卸土作业中，将动臂31的前端部配置于卸土作业开始位置Zs4之后(步骤S4s)，在进行铲斗32的倾卸动作中至少一部分倾卸动作的同时使动臂31的前端部上升，如箭头A4所示那样移动到卸土作业结束位置Ze4(步骤S4e)。

在本实施方式中，卸土次数越多，动臂31的前端部的卸土作业开始位置Zs越高。即，在卸土作业开始位置Zs1、卸土作业开始位置Zs2、卸土作业开始位置Zs3和卸土作业开始位置Zs4中，卸土作业开始位置Zs1最低，卸土作业开始位置Zs2高于卸土作业开始位置Zs1，卸土作业开始位置Zs3高于卸土作业开始位置Zs2，卸土作业开始位置Zs4最高。

在本实施方式中，卸土作业结束位置Ze1、卸土作业结束位置Ze2、卸土作业结束位置Ze3和卸土作业结束位置Ze4相同。动臂31在上下方向上具有可动范围。动臂31的可动范围例如由动臂缸41的可动范围决定。在本实施方式中，卸土作业结束位置Ze1、卸土作业结束位置Ze2、卸土作业结束位置Ze3和卸土作业结束位置Ze4是动臂31的可动范围内动臂31移动到最上方时动臂31的前端部的位置。即，卸土作业结束位置Ze1、卸土作业结束位置Ze2、卸土作业结束位置Ze3和卸土作业结束位置Ze4是动臂31移动到可动范围的上端部时动臂31的前端部的位置。

另外，卸土作业结束位置Ze1、卸土作业结束位置Ze2、卸土作业结束位置Ze3和卸土作业结束位置Ze4也可以不是动臂31移动到最上方时的动臂31的前端部的位置。此外，卸土作业结束位置Ze1、卸土作业结束位置Ze2、卸土作业结束位置Ze3和卸土作业结束位置Ze4也可以是不同的位置。即，卸土作业结束位置Ze1位于比卸土作业开始位置Zs1高的位置即可。卸土作业结束位置Ze2位于比卸土作业开始位置Zs2高的位置即可。卸土作业结束位置Ze3位于比卸土作业开始位置Zs3高的位置即可。卸土作业结束位置Ze4位于比卸土作业开始位置Zs4高的位置即可。

图9是用于说明本实施方式涉及的自动卸土控制中的铲斗32的倾卸动作与动臂31的上升动作之间的关系的示意图。

在基于自动卸土控制实施第n次卸土作业的情况下，将动臂31的前端部配置于卸土作业开始位置Zs之后，在进行铲斗32的倾卸动作中至少一部分倾卸动作的同时使动臂31的前端部上升而移动到卸土作业结束位置Ze。如图9的(A)所示，在将动臂31的前端部配置于卸土作业开始位置Zs之后开始进行铲斗32的倾卸动作。

在本实施方式中，即使开始进行铲斗32的倾卸动作，在铲斗32的姿势不满足规定条件时，动臂31也不会开始上升动作，而维持动臂31在上下方向上的位置。在本实施方式中，规定条件包含铲斗角度β为表示铲斗32的基准角度的阈值A以下的条件。阈值A是针对铲斗角度β的阈值，是针对铲斗32规定的基准角度。在本实施方式中，在不满足铲斗角度β为阈值A以下的条件的情况下、即在铲斗角度β大于阈值A的情况下，在铲斗32的倾卸动作中，动臂31不会开始上升动作，动臂31的前端部被维持在卸土作业开始位置Zs。

另一方面，在如图9的(B)所示那样箱斗32进行倾卸动作且铲斗32的姿势满足规定条件时、即满足铲斗角度β为阈值A以下的条件时，铲斗32进行倾卸动作并且在进行铲斗32的倾卸动作的同时使动臂31进行上升动作。

在铲斗32的一次倾卸动作中，铲斗角度β从大于阈值A的状态变化成阈值A以下的状态。即，在本实施方式中，在铲斗32的检测角度即铲斗角度β大于基准角度即阈值A的“铲斗32的第一旋转区间”内，铲斗32在动臂31被维持于卸土作业开始位置Zs的状态下进行倾卸动作。并且，在铲斗32的检测角度即铲斗角度β为基准角度即阈值A以下的“铲斗32的第二旋转区间”内，在动臂31进行上升动作的同时铲斗32进行倾卸动作。

在本实施方式中，表示基准角度的阈值A例如被设定为0°。在本实施方式中，即使开始进行铲斗32的倾卸动作，在动臂角度β为大于0°的正值时、即在铲斗32的底面32B相对于基准线Lr位于上方的状态下动臂31也不会开始上升动作，在将动臂31的前端部维持于卸土作业开始位置Zs的状态下实施铲斗32的倾卸动作。另外，也可以设定0°以外的角度作为表示基准角度的阈值A。

在动臂角度β为0°以下时、即在铲斗32的底面32B相对于基准线Lr位于下方的状态下，在进行动臂31的上升动作的同时执行铲斗32的倾卸动作。

即，在本实施方式中，在动臂角度β为阈值A以下时，动臂31的上升动作与铲斗32的倾卸动作连动地实施。在动臂角度β大于阈值A时，不实施动臂31的上升动作，而单独地实施铲斗32的倾卸动作。

在以下的说明中，可将动臂角度β为阈值A以下并且在进行铲斗32的倾卸动作的同时实施动臂31的上升动作称为作业机3的连动动作，可将动臂角度β大于阈值A并且不实施动臂31的上升动作而实施铲斗32的倾卸动作称为作业机3的单独动作。

驾驶室

图10是示意性地表示本实施方式涉及的驾驶室6的一个示例的图。如图10所示，在轮式装载机1的驾驶室6内设置有监视装置60、座椅7、用于操作作业机3的操作杆8、用于对轮式装载机1进行转向的转向杆70、油门踏板71、右制动踏板72R、左制动踏板72L、以及前进后退切换开关73。

操作杆8包括用于对动臂缸41进行操作的动臂操作杆81、以及用于对铲斗缸42进行操作的铲斗操作杆82。

轮式装载机1的操作员坐在座椅7上对操作杆8进行操作。在本实施方式中，将动臂操作杆81向前方推倒时，动臂31下降。将动臂操作杆81向后方拉倒时，动臂31上升。将铲斗操作杆82向前方推倒时，铲斗32进行倾卸动作。将铲斗操作杆82向后方拉倒时，铲斗32进行倾斜动作。

前进后退切换开关73由操作员操作来生成用于在轮式装载机1的前进和后退之间进行切换的控制信号。在操作前进后退切换开关73而生成用于使轮式装载机1前进的控制信号后，根据操作员对油门踏板71的操作，轮式装载机1前进。在操作前进后退切换开关73而生成用于使轮式装载机1后退的控制信号后，根据操作员对油门踏板71的操作，轮式装载机1后退。轮式装载机1的前进是指行走装置5以车身2的连接有作业机3的前部朝向行进方向前方的方式行走。轮式装载机1的前进是指行走装置5以车身2的没有连接作业机3的后部朝向行进方向前方的方式行走。

此外，在轮式装载机1的驾驶室6内设置有自动卸土控制开关83、复位开关84和定位器设定开关85。在本实施方式中，自动卸土控制开关83和复位开关84设置于铲斗操作杆82。自动卸土控制开关83、复位开关84、定位器设定开关85由轮式装载机1的操作员操作。另外，自动卸土控制开关83、复位开关84和定位器设定开关85可以设置于坐在座椅7上的操作员能够进行操作的驾驶室6内的任意位置。

自动卸土控制开关83通过由操作员操作来生成用于开始自动卸土控制的开始信号。通过生成开始信号，开始自动卸土控制。

复位开关84通过由操作员操作来生成用于将表示实施过的卸土作业的次数的卸土次数计数值复位的复位信号。

定位器设定开关85通过由操作员操作来生成用于设定动臂31的前端部的卸土作业开始位置Zs的设定信号。

控制系统

图11是表示本实施方式涉及的轮式装载机1的控制系统100的一个示例的图。控制系统100搭载在轮式装载机1中。控制系统100至少对作业机3进行控制。如图11所示，控制系统100具备油路11、液压泵12、动臂操作阀13、铲斗操作阀14、电磁比例控制阀20和控制装置200。

此外，控制系统100具备动臂角度传感器46、铲斗角度传感器47、动臂缸压力传感器48、车速传感器49、第一电位计51、第二电位计52、前进后退切换开关73、自动卸土控制开关83、复位开关84、定位器设定开关85和监视装置60。

此外，控制系统100具备作为动力产生源的发动机16、用于输出发动机16的动力的动力输出装置(Power Take Off：PTO)17、以及变速器18。由发动机16产生的动力经由动力输出装置17被分别供给到液压泵12和变速器18。

液压泵12基于从发动机16经由动力输出装置17被供给的动力进行驱动。液压泵12向油路11排出液压油。

变速器18将从发动机经由动力输出装置17被供给的动力传递给车轮9。车轮9基于从发动机16经由动力输出装置17及变速器18被供给的动力旋转。通过车轮9的旋转，使轮式装载机1行走。

油路11与液压泵12的排出口连接。从液压泵12的排出口排出的液压油流过油路11。油路11分别与动臂操作阀13及铲斗操作阀14连接。在本实施方式中，动臂操作阀13和铲斗操作阀14是液压先导式操作阀。动臂操作阀13与动臂缸41连接。铲斗操作阀14与铲斗缸42连接。

动臂操作阀13调整向动臂缸41供给的液压油。动臂操作阀13能够移动到下述各位置：向动臂缸41供给液压油以使动臂31上升的第一位置、向动臂缸41供给液压油以使动臂31下降的第二位置、以及向动臂缸41供给液压油以维持动臂31的位置的第三位置。

铲斗操作阀14调整向铲斗缸42供给的液压油。铲斗操作阀14能够移动到下述各位置：向铲斗缸42供给液压油以使铲斗32进行倾斜动作的第四位置、向铲斗缸42供给液压油以使铲斗32进行倾卸动作的第五位置、以及向铲斗缸42供给液压油以维持铲斗32的角度的第六位置。

动臂操作阀13的先导压力接收部和铲斗操作阀14的先导压力接收部各自通过电磁比例控制阀20与液压泵12连接。液压泵12经由电磁比例控制阀20分别向动臂操作阀13的先导压力接收部及铲斗操作阀14的先导压力接收部施加先导压力。

电磁比例控制阀20包括动臂下降电磁比例控制阀21、动臂提升电磁比例控制阀22、铲斗倾卸电磁比例控制阀23、以及铲斗倾斜电磁比例控制阀24。

动臂下降电磁比例控制阀21具有电磁阀控制部21S。动臂下降电磁比例控制阀21与动臂操作阀13的一个先导压力接收部连接。

动臂提升电磁比例控制阀22具有电磁阀控制部22S。动臂提升电磁比例控制阀22与动臂操作阀13的另一个先导压力接收部连接。

铲斗倾卸电磁比例控制阀23具有电磁阀控制部23S。铲斗倾卸电磁比例控制阀23与铲斗操作阀14的一个先导压力接收部连接。

铲斗倾斜电磁比例控制阀24具有电磁阀控制部24S。铲斗倾斜电磁比例控制阀24与铲斗操作阀14的另一个先导压力接收部连接。

电磁阀控制部21S、电磁阀控制部22S、电磁阀控制部23S和电磁阀控制部24S分别与控制装置200连接。控制装置200向电磁阀控制部21S、电磁阀控制部22S、电磁阀控制部23S和电磁阀控制部24S中的至少一个输出控制信号。

动臂下降电磁比例控制阀21、动臂提升电磁比例控制阀22、动臂操作阀13和动臂缸41具有作为使动臂31的前端部在上下方向上的位置变化的动臂驱动部的功能。铲斗倾卸电磁比例控制阀23、铲斗倾斜电磁比例控制阀24、铲斗操作阀14和铲斗缸42具有作为以铲斗旋转轴AXb为支点使铲斗32的角度变化的铲斗驱动部的功能。

控制装置200包括计算机系统。控制装置200具有包括如CPU(Central ProcessingUnit，中央处理单元)这样的处理器的运算处理装置200A、包括如ROM(Read Only Memory，只读存储器)这样的易失性存储器和RAM(Random Access Memory，随机存取器)这样的非易失性存储器的存储装置200B。运算处理装置200A根据存储在存储装置200B中的计算机程序200C实施运算处理。

控制装置200与动臂角度传感器46、铲斗角度传感器47、动臂缸压力传感器48、车速传感器49、第一电位计51、第二电位计52、前进后退切换开关73、自动卸土控制开关83、复位开关84、定位器设定开关85及监视装置60连接。

动臂角度传感器46的检测数据、铲斗角度传感器47的检测数据、动臂缸压力传感器48的检测数据和车速传感器49的检测数据被输出到控制装置200。

第一电位计51检测动臂操作杆81的操作量。第二电位计52检测铲斗操作杆82的操作量。第一电位计51的检测数据被输出到控制装置200。第二电位计52的检测数据被输出到控制装置200。

通过操作前进后退切换开关73而生成的控制信号、通过操作自动卸土控制开关83而生成的开始信号、通过操作复位开关84而生成的复位信号、以及通过操作定位器设定开关85而生成的设定信号被输出到控制装置200。

监视装置60包括显示装置61和输入装置62。显示装置61包括如液晶显示器(Liquid Crystal Display：LCD)或有机EL显示器(Organic ElectroluminescenceDisplay：OELD)这样的平板显示器。输入装置62包括开关按钮、计算机用键盘、鼠标、以及设置在显示装置61的显示画面上的触摸传感器中的至少一种。控制装置200向显示装置61输出显示数据。显示装置61在显示画面上显示从控制装置200输出的显示数据。输入装置62由轮式装载机1的操作员操作。由于操作员进行操作，输入装置62生成输入数据并将其输出到控制装置200。

第一电位计51检测由操作员操作的动臂操作杆81的操作量。第一电位计51的检测数据被输出到控制装置200。控制装置200基于第一电位计51的检测数据，向动臂下降电磁比例控制阀21的电磁阀控制部21S和动臂提升电磁比例控制阀22的电磁阀控制部22S中的至少一方输出用于使动臂缸41驱动的控制信号。通过向电磁阀控制部21S和电磁阀控制部22S中的至少一方输出控制信号，使动臂缸41进行伸缩。由于动臂缸41伸缩，动臂31的前端部沿着上下方向移动。

第二电位计52检测由操作员操作的铲斗操作杆82的操作量。第二电位计52的检测数据被输出到控制装置200。控制装置200基于第二电位计52的检测数据，向铲斗倾卸电磁比例控制阀23的电磁阀控制部23S和铲斗倾斜电磁比例控制阀24的电磁阀控制部24S中的至少一方输出用于使铲斗缸42驱动的控制信号。通过向电磁阀控制部23S和电磁阀控制部24S中的至少一方输出控制信号，使铲斗缸42进行伸缩。由于铲斗缸42伸缩，铲斗32进行倾斜动作或倾卸动作。

控制装置

图12是表示本实施方式涉及的轮式装载机1的控制装置200的一个示例的功能框图。如图12所示，控制装置200包括检测数据获取部201、输入数据获取部202、开始信号获取部203、卸土次数计数部204、复位部205、动臂位置计算部206、铲斗姿势计算部207、判断部208、目标值计算部209、作业机控制部210、显示控制部211、存储部212和输入输出部213。

控制装置200的输入输出部213与动臂角度传感器46、铲斗角度传感器47、动臂缸压力传感器48、车速传感器49、第一电位计51、第二电位计52、前进后退切换开关73、自动卸土控制开关83、复位开关84、定位器设定开关85、监视装置60及电磁比例控制阀20连接。

检测数据获取部201获取：动臂角度传感器46的检测数据、铲斗角度传感器47的检测数据、动臂缸压力传感器48的检测数据、车速传感器49的检测数据、第一电位计51的检测数据、以及第二电位计52的检测数据。

输入数据获取部202获取通过操作前进后退切换开关73而生成的控制信号、以及通过操作输入装置62而生成的输入数据。

开始信号获取部203获取由作为操作装置之一的自动卸土控制开关83而生成的、用于指示自动卸土控制的控制开始的开始信号。

卸土次数计数部204对实施的从铲斗32向作为砂土SR的排出对象的一个箱斗501排出砂土的卸土作业的卸土次数进行计数。在本实施方式中，卸土次数计数部204基于动臂缸压力传感器48的检测数据，对卸土次数进行计数。如上所述，动臂缸压力传感器48具有作为用于检测收容在铲斗32中的砂土的重量的重量传感器以及用于检测铲斗32是处于空载状态还是处于装载状态的装载检测装置的功能。卸土次数计数部204能够基于动臂缸压力传感器48的检测数据，来判断是铲斗32没有收容砂土的空载状态还是铲斗32收容有砂土的装载状态。在基于动臂缸压力传感器48的检测数据而判断为铲斗32从装载状态变成空载状态时，卸土次数计数部204判断为已实施一次卸土作业。

复位部205获取通过操作复位开关84而生成的复位信号。在获取了复位信号时，复位部205将由卸土次数计数部204计数而得到的表示实施过的卸土作业的次数的卸土次数计数值复位。

动臂位置计算部206计算由轮式装载机1的车身2支承而能够旋转的动臂31的位置。动臂位置计算部206基于动臂角度传感器46的检测数据和存储在存储部212中的作业机数据来计算动臂31的位置。动臂31的位置包含基于动臂角度传感器46的检测数据和存储在存储部212中的作业机数据计算出的、动臂31的前端部在上下方向上的位置。

作业机数据例如包含动臂31的外形数据及尺寸数据。作业机数据是基于作业机3的规格数据导出的已知数据，存储在存储部212中。动臂位置计算部206能够基于动臂角度传感器46的检测数据和存储在存储部212中的作业机数据来计算动臂31的前端部在上下方向上的位置。

铲斗姿势计算部207计算由动臂31支承而能够旋转的铲斗32的姿势。铲斗姿势计算部206基于铲斗角度传感器47的检测数据和存储在存储部212中的作业机数据计算铲斗32的姿势。铲斗32的姿势包含基于铲斗32的姿势的检测数据计算出的检测角度即铲斗角度β。在本实施方式中，铲斗32的姿势包含基于铲斗角度传感器47的检测数据和存储在存储部212中的作业机数据计算出的铲斗32的检测角度即铲斗角度β。此外，铲斗32的姿势包含铲斗32的底面32B相对于基准线Lr的角度及位置。

作业机数据包含铲斗32的外形数据及尺寸数据。作业机数据是基于作业机3的规格数据导出的已知数据，存储在存储部212中。铲斗姿势计算部207能够基于铲斗角度传感器47的检测数据和存储在存储部212中的作业机数据来计算铲斗角度β及铲斗32在上下方向上的位置。

判断部208基于由铲斗姿势计算部207计算出的铲斗32的姿势、以及倾卸动作中的铲斗32的基准角度，判断铲斗32的姿势是否满足规定条件。铲斗32的基准角度包含表示铲斗32的作为基准的姿势即基准姿势的角度的阈值A。判断部208判断是否满足铲斗32的检测角度即铲斗角度β为阈值A以下的条件。

目标值计算部209计算自动卸土控制中的目标值。在本实施方式中，目标值计算部209获取通过操作定位器设定开关85而生成的设定信号。目标值计算部209基于获取的设定信号来设定动臂31的前端部的卸土作业开始位置Zs的目标位置。

也就是说，在本实施方式中，卸土作业开始位置Zs基于定位器设定开关85的操作来设定。例如轮式装载机1的操作员在对操作杆8进行操作而将动臂31的前端部配置于所期望的位置时操作定位器设定开关85，示教出(teaching)动臂31的前端部的卸土作业开始位置Zs。动臂31的前端部的卸土作业开始位置Zs的示教处理也可以在卸土作业开始前预先实施。通过示教处理设定的动臂31的前端部的卸土作业开始位置Zs存储在存储部212中。

另外，目标值计算部209可以基于存储在存储部212中的自卸车500的外形数据和尺寸数据来设定动臂31的前端部的卸土作业开始位置Zs的目标位置。例如在自卸车2的车身高度较高的情况下，将卸土作业开始位置Zs的目标位置设定为较高的位置。在自卸车2的车身高度较低的情况下，将卸土作业开始位置Zs的目标位置设定为较低的位置。此外，目标值计算部209也可以基于自卸车500的停车位置处的地面高度与为了进行卸土作业而靠近自卸车500的轮式装载机1的所在位置处的地面高度之间的关系，来设定动臂31的前端部的卸土作业开始位置Zs的目标位置。在这种情况下，可以将已知的目标位置预先存储在存储部212中，并将存储在存储部212中的目标位置用作卸土作业开始位置Zs的目标位置，也可以将由用于检测高度的传感器求出的高度位置用作卸土作业开始位置Zs的目标位置。

作业机控制部210根据由目标值计算部209计算出的目标值，输出用于反馈控制的控制信号。

在本实施方式中，在判断部208中判断为铲斗32的姿势满足规定条件时，作业机控制部210使铲斗32进行倾卸动作，并且输出用于在进行铲斗的倾卸动作中至少一部分倾卸动作的同时使动臂31进行上升动作的控制信号。

在本实施方式中，在判断部208中判断为铲斗32的姿势不满足规定条件时，作业机控制部210输出用于在铲斗32的倾卸动作中维持动臂31的位置的控制信号。

在本实施方式中，在判断为满足铲斗32的检测角度即铲斗角度β为表示铲斗32的基准角度的阈值A以下的条件时，作业机控制部210输出用于在进行铲斗32的倾卸动作中至少一部分倾卸动作的同时使动臂31进行上升动作的控制信号。在判断为不满足铲斗32的检测角度即铲斗角度β为表示铲斗32的基准角度的阈值A以下的条件时，作业机控制部210输出用于在铲斗32的倾卸动作中维持动臂31的前端部在上下方向上的位置的控制信号。

作业机控制部210在将动臂31配置于卸土作业开始位置Zs之后开始进行铲斗32的倾卸动作。通过由操作员操作自动卸土控制开关83而生成的开始信号被作业机控制部210获取，由此来执行铲斗3的倾卸动作。在铲斗32的一次倾卸动作中，作业机控制部210按照下述方式输出控制信号：在检测角度即铲斗角度β大于基准角度即阈值A的“铲斗32的第一旋转区间”内，铲斗32在动臂31被维持于卸土作业开始位置Zs的状态下进行倾卸动作，在铲斗角度β为阈值A以下的“铲斗32的第二旋转区间”内，在动臂31进行上升动作的同时铲斗32进行倾卸动作。

也就是说，作业机控制部210在铲斗角度β为阈值A以下时以使作业机3进行复合动作的方式输出控制信号，在铲斗β大于阈值A时以使作业机3进行单独动作的方式输出控制信号。

此外，作业机控制部210基于由卸土次数计数部204计数而得到的卸土次数来改变动臂31的卸土作业开始位置Zs。在本实施方式中，卸土次数越多，作业机控制部210使动臂31的卸土作业开始位置Zs越高。

此外，在判断为获取了通过操作自动卸土控制开关83而生成的开始信号并且铲斗32处于装载状态且由动臂角度传感器46检测出的动臂31的检测角度即动臂角度α为阈值A以上时，作业机控制部210开始输出用于自动卸土控制的控制信号。

此外，在判断为铲斗32处于空载状态并且获取了通过操作前进后退切换开关73而生成的控制信号且轮式装载机1后退时，作业机控制部210停止输出用于自动卸土控制的控制信号。

显示控制部211对显示装置61进行控制。显示控制部211生成用于在显示装置61上显示的显示数据并输出到显示装置61。

控制方法

下面，对本实施方式涉及的轮式装载机1的控制方法进行说明。图13及图14是表示本实施方式涉及的轮式装载机1的控制方法的一个示例的流程图。

显示控制部211使监视装置60的显示装置61显示供操作员选择是否实施自动卸土控制的显示数据(步骤S10)。

轮式装载机1的操作员目视确认显示装置61的显示数据，选择是否实施自动卸土控制并操作输入装置62。通过操作输入装置62而生成的输入数据由输入数据获取部202获取。

判断部208基于输入数据判断是否使自动卸土控制模式有效(步骤S20)。

在步骤S20中，在判断为使自动卸土控制模式有效的情况下(步骤S20：“是”)，显示控制部211使显示装置61显示表示自动卸土控制模式为有效的标志(步骤S30)。

图15是表示本实施方式涉及的显示装置61所显示的标志63的一个示例的图。在自动卸土控制模式为有效的情况下，显示控制部211使显示装置61显示如图15所示的表示自动卸土控制模式为有效的标志63。另外，显示装置61也可以在显示标志63的同时输出表示自动卸土控制模式为有效的声音。

另一方面，在步骤S20中判断为不使自动卸土控制模式有效的情况下(步骤S20：“否”)，显示控制部211使显示装置61不显示表示自动卸土控制模式为有效的标志(步骤S240)。

操作员对操作杆8进行操作，用铲斗32铲起砂土SR。操作员在希望实施自动卸土控制的情况下，对自动卸土控制开关83进行操作。通过操作自动卸土控制开关83而生成的开始信号被输出到开始信号获取部203。

判断部208判断开始信号获取部203是否获取了通过操作自动卸土控制开关83而生成的开始信号(步骤S40)。

在步骤S40中判断为获取了开始信号的情况下(步骤S40：“是”)，复位部205将动臂31的前端部在上下方向上的目标位置初始化(步骤S50)。

目标值计算部209基于由卸土次数计数部204计数的卸土次数来设定在卸土作业开始时动臂31的前端部的卸土作业开始位置Zs的目标位置。在第一次卸土作业的情况下，目标值计算部209将动臂31的前端部的目标位置设定为卸土作业开始位置Zs1。在第二次卸土作业的情况下，目标值计算部209将动臂31的前端部的目标位置设定为比卸土作业开始位置Zs1高的卸土作业开始位置Zs2。在第三次卸土作业的情况下，目标值计算部209将动臂31的前端部的目标位置设定为比卸土作业开始位置Zs2高的卸土作业开始位置Zs3。在第四次卸土作业的情况下，目标值计算部209将动臂31的前端部的目标位置设定为比卸土作业开始位置Zs3高的卸土作业开始位置Zs4。

目标值计算部209设定卸土作业开始位置Zs的目标位置。如上所述，在存储部212中存储有通过示教处理而设定的表示卸土作业开始位置Zs的设定数据。目标值计算部209基于存储在存储部212中的设定数据来设定动臂31的前端部的卸土作业开始位置Zs的目标位置。另外，目标值计算部209也可以基于存储在存储部212中的自卸车500的外形数据及尺寸数据来设定动臂31的前端部的卸土作业开始位置Zs的目标位置。

判断部208判断自动卸土控制的结束条件是否成立(步骤S60)。

在本实施方式中，当满足在步骤S20中说明的自动卸土控制模式并未有效、无法获取铲斗角度传感器46的检测数据、无法获取动臂角度传感器47的检测数据、以及无法获取动臂缸压力传感器48的检测数据中的至少一个条件时，自动卸土控制的结束条件成立。

在步骤S60中判断为结束条件不成立的情况下(步骤S60：“否”)，判断部208判断铲斗32是否处于装载状态(步骤S70)。

动臂缸压力传感器48的检测数据被输出到检测数据获取部201。判断部208基于由检测数据获取部201获取的动臂缸压力传感器48的检测数据，来判断铲斗32是否处于装载状态。

在步骤S70中判断为铲斗32处于装载状态的情况下(步骤S70：“是”)，判断部208判断动臂31的位置是否为阈值F以上(步骤S80)。

如上所述，动臂31的前端部的位置基于动臂31的检测角度即动臂角度α和作业机数据被唯一地确定。在本实施方式中，判断动臂31的检测角度即动臂角度α是否为0°以上。即，在本实施方式中，阈值F是动臂角度α为0°时的动臂31的前端部的位置。

动臂31的检测角度即动臂角度α由动臂角度传感器46检测。动臂角度传感器46的检测数据被输出到检测数据获取部201。判断部208基于由检测数据获取部201获取的动臂角度传感器46的检测数据来判断动臂角度α是否为0°以上。另外，针对动臂角度α的阈值F也可以不是0°。

在步骤S80中判断为动臂角度α为0°以上的情况下(步骤S80：“是”)，作业机控制部210开始进行自动卸土控制。即，在判断为获取了开始信号并且铲斗32处于装载状态且动臂31的检测角度α为0°以上时，作业机控制部210开始输出用于自动卸土控制的控制信号。

显示控制部211使显示装置61显示表示自动卸土控制已经开始的标志(步骤S90)。

图16是表示本实施方式涉及的显示装置60所显示的标志64的一个示例的图。在自动卸土控制已经开始的情况下，显示控制部211使显示装置61显示如图16所示的表示正在实施自动卸土控制的标志64。

判断部208判断铲斗32的检测角度即铲斗角度β是否为阈值A以下(步骤S100)。

另外，在步骤S40中判断为没有获取开始信号的情况下(步骤S40：“否”)，返回步骤S40的处理。此外，在步骤S60中判断为结束条件成立的情况下(步骤S60：“是”)、在步骤S70中判断为铲斗32不是处于装载状态的情况下(步骤S70：“否”)、以及在步骤S80中判断为动臂角度α并非0°以上的情况下(步骤S80：“否”)，将动臂31的目标位置初始化而设定为动臂31的当前位置之后(步骤S250)，返回步骤S40的处理。

在本实施方式中，步骤S100的处理中的阈值A被设定为在卸土作业中铲斗32与箱斗501中的砂土SR接触的可能性较高的铲斗角度β。在本实施方式中，步骤S100的处理中的阈值A为0°。在步骤S100中，判断部208判断铲斗角度β是否为0°以下。另外，阈值A也可以不为0°，例如也可以在－5°以上+5°以下的铲斗角度β的范围内确定。

在步骤S100中判断为铲斗角度β大于阈值A的情况下(步骤S100：“否”)，目标值计算部209计算在作业机3的单独动作中的动臂31的前端部的目标位置(步骤S110)。

在本实施方式中，目标值计算部209将基于由动臂角度传感器46检测出的当前动臂角度α计算出的当前动臂31的前端部的位置，设定为动臂31的前端部的目标位置。目标值计算部209将基于动臂角度传感器46的检测数据计算出的动臂31的前端部的当前位置，设定为动臂31的前端部在上下方向上的目标位置。目标值计算部209能够基于动臂角度传感器46的检测数据和存储在存储部212中的作为已知数据的作业机数据，来计算动臂31的前端部在上下方向上的当前位置。

此外，目标值计算部209计算在作业机3的单独动作中的铲斗32的目标角度及目标位置(步骤S120)。

目标值计算部209通过从由铲斗角度传感器47检测出的当前的铲斗角度β减去规定的角度指令值B来计算铲斗角度β的目标值。此外，目标值计算部209基于铲斗角度传感器47的检测数据来计算铲斗缸42的当前的行程长度。铲斗角度β与铲斗缸42的行程长度相关联。铲斗角度β与铲斗缸42的行程长度之间的关联数据是已知数据，存储在存储部212中。目标值计算部209能够基于铲斗角度传感器47的检测数据来计算铲斗缸42的当前的行程长度。目标值计算部209计算用于使铲斗角度β变为目标值的铲斗缸42的行程长度的目标值。

此外，目标值计算部209基于铲斗角度传感器47的检测数据来计算铲斗32在上下方向上的当前位置。铲斗角度β与铲斗32的位置相关联。铲斗角度β与铲斗32的位置之间的关联数据是已知数据，存储在存储部212中。目标值计算部209能够基于铲斗角度传感器47的检测数据来计算铲斗32的当前位置。目标值计算部209计算用于使铲斗32移到目标位置的铲斗缸42的行程长度的目标值。

也就是说，目标值计算部209在作业机3的单独操作中以随着时间经过而铲斗缸42的缸体长度逐渐变短并且随着时间经过而铲斗角度β逐渐变小的方式，计算铲斗缸42的缸体长度的目标值和铲斗角度β的目标值。

在步骤S100中判断为铲斗角度β为阈值A以下的情况下(步骤S100：“是”)，目标值计算部209计算在作业机3的连动动作中的动臂31的目标位置(步骤S130)。

在本实施方式中，目标值计算部209通过将由动臂角度传感器46检测出的、随着时间经过而变化的当前的动臂角度α与规定的角度指令值C相加来计算动臂角度α的目标值。此外，目标值计算部209基于动臂角度传感器46的检测数据来计算动臂缸41的当前的行程长度。动臂角度α与动臂缸41的行程长度相关联。动臂角度α与动臂缸41的行程长度之间的关联数据是已知数据，存储在存储部212中。目标值计算部209能够基于动臂角度传感器46的检测数据来计算动臂缸41的当前的行程长度。目标值计算部209计算用于使动臂角度α变为目标值的动臂缸41的行程长度的目标值。

此外，目标值计算部209基于动臂角度传感器46的检测数据来计算动臂31的前端部的当前位置。动臂角度α与动臂31的前端部的位置相关联。动臂角度α与动臂31的前端部的位置之间的关联数据是已知数据，存储在存储部212中。目标值计算部209能够基于动臂角度传感器46的检测数据来计算动臂31的前端部的当前位置。目标值计算部209计算用于使动臂31的前端部移到目标位置的动臂缸41的行程长度的目标值。

此外，目标值计算部209计算作业机3的连动动作中的铲斗32的目标角度和目标位置(步骤S140)。

在本实施方式中，目标值计算部209通过从由铲斗角度传感器47检测出的当前的铲斗角度β减去规定的角度指令值D来计算铲斗角度β的目标值。角度指令值D与角度指令值B不同。此外，目标值计算部209基于铲斗角度传感器47的检测数据来计算铲斗缸42的当前的行程长度。铲斗角度β与铲斗缸42的行程长度相关联。铲斗角度β与铲斗缸42的行程长度之间的关联数据是已知数据，存储在存储部212中。目标值计算部209能够基于铲斗角度传感器47的检测数据来计算铲斗缸42的当前的行程长度。目标值计算部209计算用于使铲斗角度β变为目标值的铲斗缸42的行程长度的目标值。

此外，目标值计算部209基于铲斗角度传感器47的检测数据来计算铲斗32的当前位置。铲斗角度β与铲斗32的位置相关联。铲斗角度β与铲斗32的位置之间的关联数据是已知数据，存储在存储部211中。目标值计算部209能够基于铲斗角度传感器47的检测数据来计算铲斗32的当前位置。目标值计算部209计算用于使铲斗32移到目标位置的铲斗缸42的行程长度的目标值。

也就是说，目标值计算部209在作业机3的连动操作中以随着时间经过而铲斗缸42的缸体长度逐渐变短且随着时间经过而铲斗角度β逐渐变小的方式，计算铲斗缸42的缸体长度的目标值、以及铲斗角度β的目标值。此外，目标值计算部209在作业机3的连动操作中以随着时间经过而动臂缸41的缸体长度逐渐变长且随着时间经过而动臂角度α逐渐变大、动臂31的前端部的位置逐渐变高的方式，计算动臂缸41的缸体长度的目标值、动臂角度α的目标值、以及动臂31的前端部的位置的目标值。

判断部208基于动臂角度传感器46的检测数据判断动臂缸41是否到达了可动范围的端部、动臂31的前端部是否到达了作为卸土作业结束位置Ze的最高位置(步骤S150)。

在步骤S150中判断为动臂31的前端部到达了最高位置的情况下(步骤S150：“是”)，目标值计算部209计算动臂31的前端部的目标位置(步骤S160)。动臂31的前端部的目标位置被设定为基于动臂角度传感器46的检测数据而确定的动臂31的前端部的当前位置。

判断部208基于铲斗角度传感器47的检测数据判断铲斗缸42是否到达了可动范围的端部、铲斗32是否到达了作为倾卸动作的可动范围的下端部的最低位置(步骤S170)。

在步骤S170中判断为铲斗32到达了最低位置的情况下(步骤S170：“是”)，目标值计算部209计算铲斗32的目标位置(步骤S180)。铲斗32的目标位置被设定为基于铲斗角度传感器47的检测数据而确定的铲斗32的当前位置。

作业机控制部210计算表示动臂31的目标位置与动臂31的当前位置之间的偏差量的动臂偏差量，并且计算表示铲斗32的目标位置与铲斗32的当前位置之间的偏差量的铲斗偏差量(步骤S190)。即，作业机控制部210求取与动臂31的目标位置对应的动臂角度α和与动臂31的当前位置对应的动臂角度α，计算它们的偏差角作为动臂偏差角。此外，作业机控制部210求取与铲斗32的目标位置对应的铲斗角度β和与铲斗32的当前位置对应的铲斗角度β，对与它们的偏差角对应的铲斗缸42的行程量进行换算，作为铲斗偏差长度来计算。

作业机控制部210基于计算出的动臂偏差量、以及表示存储在存储部212中的动臂偏差角和向动臂缸41供给的液压油的目标流量之间的关系的关联数据，来计算用于使动臂31移动到目标位置的动臂操作杆81的操作量。即，作业机控制部210基于图17所示的关联数据来求取与计算出的动臂偏差角对应的液压油的目标流量，并计算与目标流量对应的动臂操作杆81的操作量。作业机控制部210生成与计算出的动臂操作杆81的操作量对应的控制信号(步骤S200)。

作业机控制部210基于计算出的铲斗偏差量、以及表示存储在存储部212中的铲斗偏差长度和向铲斗缸42供给的液压油的目标流量之间的关系的关联数据，计算用于使铲斗32移动到目标位置的铲斗操作杆82的操作量。即，作业机控制部210基于图18所示的关联数据来求取与计算出的铲斗偏差长度对应的液压油的目标流量，并计算与目标流量对应的铲斗操作杆82的操作量。作业机控制部210生成与计算出的铲斗操作杆82的操作量对应的控制信号(步骤S210)。

图17是本实施方式涉及的表示存储在存储部212中的动臂偏差角与向动臂缸41供给的液压油的目标流量之间的关系的关联数据的一个示例。图18是本实施方式涉及的表示存储在存储部212中的铲斗偏差长度与向铲斗缸42供给的液压油的目标流量之间的关系的关联数据的一个示例。

在生成控制信号之后，作业机控制部210输出用于控制动臂缸41和铲斗缸42的控制信号(步骤S220)。

判断部208基于动臂缸压力传感器48的检测数据和由前进后退切换开关73生成的控制信号，判断是否铲斗32处于空载状态且轮式装载机1在后退(步骤S230)。

在步骤S230中没有判断为铲斗32处于空载状态且轮式装载机1处于后退状态的情况下(步骤S230：“否”)，返回步骤S60，继续进行上述步骤的处理。

在步骤S230中判断为铲斗32处于空载状态且轮式装载机1后退的情况下(步骤S230：“是”)，结束一次卸土作业。

另外，在步骤S150中判断为动臂31的前端部没有到达最高位置的情况下(步骤S150：“否”)，不实施步骤S160的处理，而实施步骤S170的处理。在步骤S170中判断为铲斗32没有到达最低位置的情况下(步骤S170：“否”)，不实施步骤S180的处理，而实施步骤S190的处理。

上述的步骤S60至步骤S230的处理以规定的采样周期来实施。

另外，在本实施方式中，基于自动卸土控制而在进行铲斗32的倾卸动作的同时使动臂31进行上升动作的情况下，在操作员将动臂操作杆81向前方操作时自动卸土控制结束，动臂31的上升动作停止。

效果

如以上说明的那样，根据本实施方式，计算由轮式装载机1的车身2支承而能够旋转的动臂31的位置，计算由动臂31支承而能够旋转的铲斗32的姿势，并基于计算出的铲斗32的姿势和倾卸动作中的铲斗32的基准姿势来判断计算出的铲斗32的姿势是否满足规定条件，使铲斗32进行倾卸动作，在判断为计算出的铲斗32的姿势满足规定条件时，执行使动臂31进行上升动作的自动卸土控制。

由此，轮式装载机1能够根据箱斗501中的砂土SR的高度顺利地实施卸土作业。因此，能够顺利地实施从铲斗32排出砂土SR的卸土作业。

以上，对本实施方式进行了说明，但是本实施方式不限于上述内容。此外，上述的结构要素包含本领域技术人员能够容易想到的结构要素、实质上相同的结构要素、以及所谓等同范围内的结构要素。并且，能够适当组合上述的结构要素。并且，能够在不脱离本实施方式要旨的范围内进行结构要素的各种省略、置换或变更。

Claims (9)

1.一种装载机械的控制系统，其特征在于，具备：

动臂位置计算部，其计算由装载机械的车身支承而能够旋转的动臂的位置；

铲斗姿势计算部，其计算由所述动臂支承而能够旋转的铲斗的姿势；

判断部，其基于所述姿势和倾卸动作中所述铲斗的基准姿势来判断所述姿势是否满足规定条件；以及

作业机控制部，其使所述铲斗进行倾卸动作，在判断为所述姿势满足所述规定条件时，输出使所述动臂进行上升动作的控制信号。

2.根据权利要求1所述的装载机械的控制系统，其特征在于：

在判断为所述姿势不满足所述规定条件时，所述作业机控制部输出用于在所述铲斗的倾卸动作中维持所述动臂的位置的控制信号。

3.根据权利要求1或2所述的装载机械的控制系统，其特征在于：

所述姿势包含基于所述铲斗的姿势的检测数据计算出的角度即检测角度，

所述基准姿势包含所述铲斗的作为基准的角度即基准角度，

所述作业机控制部在将所述动臂配置于卸土作业开始位置之后开始进行所述铲斗的倾卸动作，

在所述检测角度大于所述基准角度的所述铲斗的第一旋转区间内，在所述动臂被维持于所述卸土作业开始位置的状态下所述铲斗进行倾卸动作，

在所述检测角度为所述基准角度以下的所述铲斗的第二旋转区间内，在所述动臂进行上升动作的同时所述铲斗进行倾卸动作。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的装载机械的控制系统，其特征在于，具备：

卸土次数计数部，其对实施的从所述铲斗向一个排出对象排出砂土的卸土作业的卸土次数进行计数，

所述作业机控制部基于所述卸土次数改变所述动臂的卸土作业开始位置。

5.根据权利要求4所述的装载机械的控制系统，其特征在于：

所述卸土次数越多，所述作业机控制部使所述动臂的卸土作业开始位置越高。

6.根据权利要求1至5中任一项所述的装载机械的控制系统，其特征在于，具备：

装载检测装置，其检测所述铲斗是处于空载状态还是处于装载状态；以及

开始信号获取部，其获取由操作装置生成的用于指示所述倾卸动作的控制开始的开始信号，

在判断为获取了所述开始信号并且所述装载检测装置检测到所述铲斗处于装载状态且所述动臂的检测角度为阈值以上时，所述作业机控制部开始输出所述控制信号。

7.根据权利要求1至6中任一项所述的装载机械的控制系统，其特征在于：

在判断为所述装载检测装置检测到所述铲斗处于空载状态且所述装载机械后退时，所述作业机控制部停止输出所述控制信号。

8.一种装载机械的控制方法，其特征在于，包括：

在由动臂支承而能够旋转的铲斗的倾卸动作中计算所述铲斗的姿势；以及

在所述姿势满足规定条件时使所述动臂进行上升动作。

9.根据权利要求8所述的装载机械的控制方法，其特征在于，包括：

对实施的从所述铲斗向一个排出对象排出砂土的卸土作业的卸土次数进行计数；以及

基于所述卸土次数改变所述动臂的卸土作业开始位置。