JP2023028923A - 作業機械、及び、作業機械を制御するための方法 - Google Patents

Abstract

【課題】オペレータが容易かつ好適に旋回させることができる作業機械が、提供される。【解決手段】作業機械は、車体と、操向輪と、第１アクチュエータと、第２アクチュエータと、操舵角センサと、リーニング角センサと、コントローラと、を備える。操向輪は、車体に支持される。第１アクチュエータは、操向輪の操舵角を変更する。第２アクチュエータは、操向輪のリーニング角を変更する。操舵角センサは、操舵角を示す第１角度信号を出力する。リーニング角センサは、リーニング角を示す第２角度信号を出力する。コントローラは、第１角度信号及び第２角度信号を取得する。コントローラは、第１角度信号に基づいて操舵角を取得する。コントローラは、第２角度信号に基づいてリーニング角を取得する。コントローラは、操舵角に対応する目標リーニング角を取得する。コントローラは、リーニング角が目標リーニング角になるように、第２アクチュエータを制御する。【選択図】図７Ａ

Description

本発明は、作業機械、及び、作業機械を制御するための方法に関する。

従来の作業機械は、車体と、車体に支持される操向輪と、リーニング機構と、を有するものがある（特許文献１を参照）。このタイプの作業機械では、操向輪の操舵角を変更することによって、作業機械を旋回させることができる。また、リーニング機構によって操向輪のリーニング角を変更することによって、作業機械の旋回半径を調整することができる。

米国特許第８４１２４２０号

上述した従来の作業機械では、作業機械の旋回時には、オペレータは、操舵角を変更するための操舵レバー及びリーニング角を変更するためのリーニングレバーの両方を、同時に操作する必要がある。すなわち、オペレータにとって作業機械の旋回時の操作は複雑である。このため、オペレータが操舵レバー及びリーニングレバーの両方を正確に操作できなかった場合、オペレータは、自分が所望するように、作業機械を旋回させることができないおそれがある。

本発明の目的は、オペレータが容易かつ好適に旋回させることができる作業機械を、提供することにある。

本発明の一態様に係る作業機械は、車体と、操向輪と、第１アクチュエータと、第２アクチュエータと、操舵角センサと、リーニング角センサと、コントローラと、を備える。操向輪は、車体に支持される。第１アクチュエータは、操向輪の操舵角を変更する。第２アクチュエータは、操向輪のリーニング角を変更する。操舵角センサは、操舵角を示す第１角度信号を出力する。リーニング角センサは、リーニング角を示す第２角度信号を出力する。コントローラは、第１角度信号及び第２角度信号を取得する。コントローラは、第１角度信号に基づいて操舵角を取得する。コントローラは、第２角度信号に基づいてリーニング角を取得する。コントローラは、操舵角に対応する目標リーニング角を取得する。コントローラは、リーニング角が目標リーニング角になるように、第２アクチュエータを制御する。

本発明の他の態様に係る方法は、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、車体に支持される操向輪と、操向輪の操舵角を変更する第１アクチュエータと、操向輪のリーニング角を変更する第２アクチュエータと、操舵角を示す第１角度信号を出力する操舵角センサと、リーニング角を示す第２角度信号を出力するリーニング角センサと、を含む。

本態様に係る方法は、第１角度信号及び第２角度信号を取得することと、第１角度信号に基づいて操舵角を取得することと、第２角度信号に基づいてリーニング角を取得することと、操舵角に対応する目標リーニング角を取得することと、リーニング角が目標リーニング角になるように、第２アクチュエータを制御することと、を備える。

本発明によれば、操向輪のリーニング角が、操向輪の操舵角に対応する目標リーニング角になるように、第２アクチュエータが制御される。これにより、オペレータは、操舵角を変更するだけで、リーニング角を自動的に設定することができる。これにより、オペレータは、作業機械を容易かつ好適に旋回させることができる。

実施形態に係る作業機械の斜視図である。 作業機械の側面図である。 作業機械の前部の正面図である。 作業機械の構成を示す模式図である。 作業機械の前部を示す上面図である。 作業機械の前部を示す上面図である。 前輪のリーニング角を説明するための正面図である。 前輪のリーニング角を説明するための正面図である。 前輪の操舵角に応じて前輪のリーニング角を自動的に設定する処理を示すフローチャートである。 前輪のリーニング速度を自動的に設定する処理を示すフローチャートである。 操舵角及び目標リーニング角の対応関係を示す第１テーブルデータを説明するための図である。 操舵角及び目標リーニング角の対応関係を示す第２テーブルデータを説明するための図である。

以下図面を参照して、本発明の実施形態について説明する。図１は、実施形態に係る作業機械１の斜視図である。図２は、作業機械１の側面図である。図１に示すように、作業機械１は、車体２と、前輪３Ａ，３Ｂと、後輪４Ａ－４Ｄと、作業機５とを備える。車体２は、フロントフレーム１１と、リアフレーム１２と、キャブ１３と、動力室１４とを含む。

リアフレーム１２は、フロントフレーム１１に接続されている。フロントフレーム１１は、リアフレーム１２に対して回動するようにリアフレーム１２に連結されている。例えば、フロントフレーム１１は、リアフレーム１２に対して、左右にアーティキュレート可能である。

なお、以下の説明において、前後左右の各方向は、リアフレーム１２に対するフロントフレーム１１のアーティキュレート角がゼロである状態、すなわち、フロントフレーム１１とリアフレーム１２とが真っすぐな状態で、車体２の前後左右の各方向が定義される。

キャブ１３と動力室１４とは、リアフレーム１２上に配置されている。キャブ１３には、図示しない運転席が配置されている。動力室１４は、キャブ１３の後方に配置されている。フロントフレーム１１は、リアフレーム１２から前方へ延びている。前輪３Ａ，３Ｂは、フロントフレーム１１に取り付けられている。前輪３Ａ，３Ｂは、左右方向に離れて配置されている。前輪３Ａ，３Ｂは、フロントフレーム１１に回転可能に支持される。後輪４Ａ－４Ｄは、リアフレーム１２に取り付けられている。

作業機５は、車体２に対して可動的に接続されている。作業機５は、支持部材１５とブレード１６とを含む。支持部材１５は、車体２に可動的に接続されている。支持部材１５は、ブレード１６を支持している。支持部材１５は、ドローバ１７とサークル１８とを含む。ドローバ１７は、フロントフレーム１１の下方に配置される。

ドローバ１７は、フロントフレーム１１の前部１９に接続されている。ドローバ１７は、フロントフレーム１１の前部１９から後方へ延びている。ドローバ１７は、フロントフレーム１１に対して、少なくとも車体２の上下方向と左右方向とに揺動可能に支持されている。例えば、前部１９は、ボールジョイントを含む。ドローバ１７は、ボールジョイントを介して、フロントフレーム１１に対して回転可能に接続されている。

サークル１８は、ドローバ１７の後部に接続されている。サークル１８は、ドローバ１７に対して回転可能に支持される。ブレード１６は、サークル１８に接続される。ブレード１６は、サークル１８を介して、ドローバ１７に支持されている。図２に示すように、ブレード１６は、チルト軸２１回りに回転可能にサークル１８に支持されている。チルト軸２１は、左右方向に延びている。

図２に示すように、作業機械１は、前輪３Ａ，３Ｂを操舵するための複数のステアリングアクチュエータ４１Ａ，４１Ｂと、複数のアーティキュレートアクチュエータ２７，２８と、を備えている。

複数のステアリングアクチュエータ４１Ａ，４１Ｂは、前輪３Ａ，３Ｂを操舵するために用いられる。例えば、複数のステアリングアクチュエータ４１Ａ，４１Ｂは、油圧シリンダである。複数のステアリングアクチュエータ４１Ａ，４１Ｂは、前輪３Ａ，３Ｂに各別に接続されている。複数のステアリングアクチュエータ４１Ａ，４１Ｂは、油圧によって伸縮する。以下の説明では、複数のステアリングアクチュエータ４１Ａ，４１Ｂの伸縮、例えば油圧シリンダの伸縮が、「ストローク動作」と記される。

複数のステアリングアクチュエータ４１Ａ，４１Ｂは、左ステアリングシリンダ４１Ａと、右ステアリングシリンダ４１Ｂと、を含む。左ステアリングシリンダ４１Ａと右ステアリングシリンダ４１Ｂとは、左右方向に互いに離れて配置されている。

左ステアリングシリンダ４１Ａは、フロントフレーム１１と前輪３Ａとに接続されている。右ステアリングシリンダ４１Ｂは、フロントフレーム１１と前輪３Ｂに接続されている。左ステアリングシリンダ４１Ａと右ステアリングシリンダ４１Ｂとのストローク動作により、前輪３Ａ，３Ｂが操舵される。

図２では、左ステアリングアクチュエータ４１Ａが図示され、右ステアリングアクチュエータ４１Ｂは図示されていない。左ステアリングアクチュエータ４１Ａと右ステアリングアクチュエータ４１Ｂとは対をなす部材であるので、図２では、図示されていない部材については括弧内に符号が記されている。

複数のアーティキュレートアクチュエータ２７，２８は、リアフレーム１２に対してフロントフレーム１１を回動させるために用いられる。例えば、複数のアーティキュレートアクチュエータ２７，２８は、油圧シリンダである。複数のアーティキュレートアクチュエータ２７，２８は、フロントフレーム１１とリアフレーム１２とに接続されている。複数のアーティキュレートアクチュエータ２７，２８は、油圧によって伸縮する。

複数のアーティキュレートアクチュエータ２７，２８は、左アーティキュレートシリンダ２７と右アーティキュレートシリンダ２８と、を含む。左アーティキュレートシリンダ２７と右アーティキュレートシリンダ２８とは、左右方向に互いに離れて配置されている。

左アーティキュレートシリンダ２７は、車体２の左側において、フロントフレーム１１とリアフレーム１２とに接続されている。右アーティキュレートシリンダ２８とは、車体２の右側において、フロントフレーム１１とリアフレーム１２とに接続されている。左アーティキュレートシリンダ２７と右アーティキュレートシリンダ２８とのストローク動作により、フロントフレーム１１はリアフレーム１２に対して左右に回動する。

図１では、右アーティキュレートシリンダ２８が図示され、左アーティキュレートシリンダ２７は図示されていない。図２では、左アーティキュレートシリンダ２７が図示され、右アーティキュレートシリンダ２８は図示されていない。左アーティキュレートシリンダ２７と右アーティキュレートシリンダ２８とは対をなす部材であるので、図１及び図２では、図示されていない部材については括弧内に符号が記されている。

図３は、作業機械１の前部の正面図である。図３に示すように、作業機械１は、リーン機構６を備えている。リーン機構６は、前輪３Ａ，３Ｂを左右に傾倒させる。リーン機構６は、アクスルビーム５６と、リーニングロッド５７と、リーニングアクチュエータ６１とを含む。アクスルビーム５６は、フロントフレーム１１から左右に延びている。アクスルビーム５６は、ピボット軸５８回りに回転可能にフロントフレーム１１に支持されている。

アクスルビーム５６は、ホイールブラケット５９Ａを介して、前輪３Ａに接続されている。アクスルビーム５６は、前輪３Ａをリーニング軸５４Ａ回りに回転可能に支持する。アクスルビーム５６は、ホイールブラケット５９Ｂを介して、前輪３Ｂに接続されている。アクスルビーム５６は、前輪３Ｂをリーニング軸５４Ｂ回りに回転可能に支持する。リーニング軸５４Ａ，５４Ｂは、前後方向に延びている。

リーニングロッド５７は、フロントフレームを通って左右に延びている。リーニングロッド５７は、前輪３Ａ，３Ｂを互いに連結している。リーニングロッド５７は、ホイールブラケット５９Ａを介して、前輪３Ａに接続されている。リーニングロッド５７は、ホイールブラケット５９Ｂを介して、前輪３Ｂに接続されている。

リーニングアクチュエータ６１は、前輪３Ａ，３Ｂを傾倒するために用いられる。例えば、リーニングアクチュエータ６１は、油圧シリンダである。リーニングアクチュエータ６１は、フロントフレーム１１と前輪３Ａ，３Ｂとに接続されている。リーニングアクチュエータ６１は、油圧によって伸縮する。すなわち、リーニングアクチュエータ６１を伸縮させることによって、前輪３Ａ，３Ｂがリーニング軸５４Ａ，５４Ｂ回りに回転する。それにより、前輪３Ａ，３Ｂが左右に傾倒する。

図２に示すように、作業機械１は、作業機５の姿勢を変更するための複数のアクチュエータ２２－２６を備えている。例えば、複数のアクチュエータ２２－２５は、油圧シリンダである。アクチュエータ２６は、回転アクチュエータである。本実施形態では、アクチュエータ２６は油圧モータである。アクチュエータ２６は、電動モータであってもよい。

複数のアクチュエータ２２－２５は、作業機５に接続されている。複数のアクチュエータ２２－２５は、油圧によって伸縮する。複数のアクチュエータ２２－２５は、伸縮することで、車体２に対する作業機５の姿勢を変更する。

詳細には、複数のアクチュエータ２２－２５は、左リフトシリンダ２２と、右リフトシリンダ２３と、ドローバシフトシリンダ２４と、ブレードチルトシリンダ２５と、を含む。

左リフトシリンダ２２と右リフトシリンダ２３とは、左右方向に互いに離れて配置されている。左リフトシリンダ２２と右リフトシリンダ２３とは、ドローバ１７に接続されている。左リフトシリンダ２２と右リフトシリンダ２３とは、リフタブラケット２９を介して、フロントフレーム１１に接続されている。左リフトシリンダ２２と右リフトシリンダ２３とのストローク動作により、ドローバ１７は、上下に揺動する。それにより、ブレード１６が上下に移動する。

ドローバシフトシリンダ２４は、ドローバ１７とフロントフレーム１１とに接続されている。ドローバシフトシリンダ２４は、リフタブラケット２９を介してフロントフレーム１１に接続されている。ドローバシフトシリンダ２４は、フロントフレーム１１からドローバ１７に向かって、斜め下方に延びている。ドローバシフトシリンダ２４のストローク動作により、ドローバ１７は、左右に揺動する。

ブレードチルトシリンダ２５は、サークル１８とブレード１６とに接続されている。ブレードチルトシリンダ２５のストローク動作により、ブレード１６がチルト軸２１回りに回転する。

アクチュエータ２６は、ドローバ１７とサークル１８とに接続されている。アクチュエータ２６は、ドローバ１７に対してサークル１８を回転させる。それにより、ブレード１６が、上下方向に延びる回転軸回りに回転する。

図４は、作業機械１の構成を示す模式図である。図４に示すように、作業機械１は、駆動源３１と、油圧ポンプ３２と、を含む。作業機械１は、ステアリングバルブ４２Ａと、アーティキュレートバルブ４２Ｂと、リーニングバルブ４２Ｃと、作業機バルブ３４と、を含む。作業機械１は、動力伝達装置３３と、を含む。

駆動源３１は、例えば内燃機関である。或いは、駆動源３１は、電動モータ、或いは内燃機関と電動モータとのハイブリッドであってもよい。

油圧ポンプ３２は、駆動源３１によって駆動されることで、作動油を吐出する。油圧ポンプ３２は、ステアリングバルブ４２Ａと、アーティキュレートバルブ４２Ｂと、作業機バルブ３４とに、作動油を供給する。これにより、複数のステアリングアクチュエータ４１Ａ，４１Ｂと、複数のアーティキュレートアクチュエータ２７，２８と、複数のアクチュエータ２２－２６とが、作動する。なお、図４では、１つの油圧ポンプ３２のみが図示されているが、複数の油圧ポンプが備えられてもよい。

ステアリングバルブ４２Ａは、油圧回路を介して、油圧ポンプ３２と複数のステアリングアクチュエータ４１Ａ，４１Ｂとに接続されている。ステアリングバルブ４２Ａは、油圧ポンプ３２から複数のステアリングアクチュエータ４１Ａ，４１Ｂに供給される作動油の流量を、制御する。油圧ポンプ３２の作動油がステアリングバルブ４２Ａに供給されることによって、複数のステアリングアクチュエータ４１Ａ，４１Ｂはストローク動作を行う。

アーティキュレートバルブ４２Ｂは、油圧回路を介して、油圧ポンプ３２と複数のアーティキュレートアクチュエータ２７，２８とに接続されている。アーティキュレートバルブ４２Ｂは、油圧ポンプ３２から複数のアーティキュレートアクチュエータ２７，２８に供給される作動油の流量を、制御する。油圧ポンプ３２の作動油がアーティキュレートバルブ４２Ｂに供給されることによって、複数のアーティキュレートアクチュエータ２７，２８はストローク動作を行う。

リーニングバルブ４２Ｃは、油圧回路を介して、油圧ポンプ３２とリーニングアクチュエータ６１とに接続されている。リーニングバルブ４２Ｃは、油圧ポンプ３２からリーニングアクチュエータ６１に供給される作動油の流量を、制御する。油圧ポンプ３２の作動油がリーニングバルブ４２Ｃに供給されることによって、リーニングアクチュエータ６１はストローク動作を行う。

作業機バルブ３４は、油圧回路を介して、油圧ポンプ３２と複数のアクチュエータ２２－２６とに接続されている。作業機バルブ３４は、複数のアクチュエータ２２－２６それぞれに接続される複数の弁を、含む。作業機バルブ３４は、油圧ポンプ３２から複数のアクチュエータ２２－２６に供給される作動油の流量を、制御する。

動力伝達装置３３は、駆動源３１からの駆動力を後輪４Ａ－４Ｄに伝達する。動力伝達装置３３は、トルクコンバータ、及び／又は、複数の変速ギアを含んでもよい。或いは、動力伝達装置３３は、ＨＳＴ（Hydraulic Static Transmission）、或いは、ＨＭＴ（Hydraulic Mechanical Transmission）などのトランスミッションであってもよい。

図４に示すように、作業機械１は、ステアリング部材４５と、アーティキュレートレバー５５と、リーニングレバー６３と、作業機操作部材３５と、シフト部材５３と、アクセル操作部材３６と、を含む。

ステアリング部材４５は、前輪３Ａ，３Ｂを操舵するためにオペレータによって操作可能である。ステアリング部材４５は、ジョイスティックなどのレバーである。或いは、ステアリング部材４５は、レバー以外の部材であってもよい。例えば、ステアリング部材４５は、ステアリングホイールであってもよい。

ステアリング部材４５は、操作センサ５１に接続されている。操作センサ５１は、作業機械１に含まれる。操作センサ５１は、オペレータによるステアリング部材４５への操作を示すステアリング操作信号を出力する。

アーティキュレートレバー５５は、リアフレーム１２に対してフロントフレーム１１を回動させるためにオペレータによって操作可能である。アーティキュレートレバー５５は、ジョイスティックなどのレバーである。或いは、アーティキュレートレバー５５は、レバー以外の部材であってもよい。アーティキュレートレバー５５は、操作センサ６０に接続されている。操作センサ６０は、作業機械１に含まれる。操作センサ６０は、オペレータによるアーティキュレートレバー５５への操作を示すアーティキュレート操作信号を出力する。

リーニングレバー６３は、前輪３Ａ，３Ｂを傾倒させるためにオペレータによって操作可能である。リーニングレバー６３は、ジョイスティックなどのレバーである。或いは、リーニングレバー６３は、レバー以外の部材であってもよい。リーニングレバー６３は、操作センサ５２に接続されている。操作センサ５２は、オペレータによるリーニングレバー６３の操作を示すリーニング操作信号を出力する。

作業機操作部材３５は、作業機５の姿勢を変更するためにオペレータによって操作可能である。作業機操作部材３５は、例えば複数の操作レバーを含む。或いは、作業機操作部材３５は、スイッチ、或いはタッチパネルなどの他の部材であってもよい。作業機操作部材３５は、オペレータによる作業機操作部材３５への操作を示す信号を出力する。

シフト部材５３は、作業機械１の前進と後進とを切り換えるためのオペレータによって操作可能である。シフト部材５３は、例えばシフトレバーを含む。或いは、シフト部材５３は、スイッチ、或いはタッチパネルなどの他の部材であってもよい。シフト部材５３は、オペレータによるシフト部材５３への操作を示す信号を出力する。

アクセル操作部材３６は、作業機械１を走行させるためにオペレータによって操作可能である。アクセル操作部材３６は、例えばアクセルペダルを含む。或いは、アクセル操作部材３６は、スイッチ、或いはタッチパネルなどの他の部材であってもよい。アクセル操作部材３６は、オペレータによるアクセル操作部材３６への操作を示す信号を出力する。

作業機械１は、操舵角センサ４０と、アーティキュレート角センサ３０と、リーニング角センサ６２と、を備えている。操舵角センサ４０は、前輪３Ａ，３Ｂの操舵角θ１を検出するために用いられる。操舵角センサ４０は、操舵角θ１を示す操舵角信号（第１角度信号）を出力する。操舵角信号は、例えば、複数のステアリングアクチュエータ４１Ａ，４１Ｂのストローク量である。なお、操舵角センサ４０は、操舵角θ１を直接的に検出してもよい。

ここで、操舵角θ１は以下のように定義される。図５Ａ及び図５Ｂは、作業機械１の前部を示す上面図である。図５Ａ及び図５Ｂでは、アーティキュレート角が０度、すなわち、フロントフレーム１１がリアフレーム１２に対して屈曲していない状態の作業機械１が示されている。

図５Ａに示すように、作業機械１は、第１ステアリング軸４３Ａと、第２ステアリング軸４３Ｂと、を含む。第１ステアリング軸４３Ａと、第２ステアリング軸４３Ｂとは、前輪３Ａ，３Ｂの回動軸である。

第１ステアリング軸４３Ａと第２ステアリング軸４３Ｂとは、フロントフレーム１１に設けられる。第１ステアリング軸４３Ａと第２ステアリング軸４３Ｂとは、上下方向に延びている。第１ステアリング軸４３Ａと第２ステアリング軸４３Ｂとは、前輪３Ａ，３Ｂを各別に回動可能に支持する。

操舵角θ１は、第１ステアリング軸４３Ａ及び第２ステアリング軸４３Ｂを中心としてフロントフレーム１１に対して前輪３Ａ，３Ｂが回動する角度である。例えば、操舵角θ１は、フロントフレーム１１の前後方向に対する前輪３Ａ，３Ｂの回動角度である。

詳細には、中心線Ｌ１がフロントフレーム１１に定義される。中心線Ｌ１は、フロントフレーム１１の前後方向に延びるフロントフレーム１１の中心線である。第１中心線Ｌ１は、作業機械１の上面視で、後述するアーティキュレート軸４４を通過する。操舵角θ１は、中心線Ｌ１を基準とした前輪３Ａ，３Ｂの回動角度である。

操舵角θ１は、複数のステアリングアクチュエータ４１Ａ，４１Ｂのストローク動作によって中立位置から左右に変化する。中立位置の操舵角θ１は、ゼロ度である。前輪３Ａ，３Ｂは、中立位置において、フロントフレーム１１の第１中心線Ｌ１と平行に配置される。なお、図５Ａにおいて、３Ａ’及び３Ｂ’は、中立位置から左方へ操舵角θ１だけ操舵された状態の前輪を示している。図５Ｂにおいて、３Ａ’及び３Ｂ’は、中立位置から右方へ操舵角θ１だけ操舵された状態の前輪を示している。

アーティキュレート角センサ３０は、リアフレーム１２に対するフロントフレーム１１のアーティキュレート角を検出するために用いられる。アーティキュレート角センサ３０は、アーティキュレート角を示すアーティキュレート角信号を出力する。アーティキュレート角信号は、例えば、左アーティキュレートシリンダ２７と右アーティキュレートシリンダ２８とのストローク量である。なお、アーティキュレート角センサ３０は、アーティキュレート角を直接的に検出してもよい。

ここで、アーティキュレート角は以下のように定義される。図５Ａ及び図５Ｂに示すように、作業機械１は、アーティキュレート軸４４を含む。アーティキュレート軸４４は、フロントフレーム１１とリアフレーム１２とに設けられる。アーティキュレート軸４４は、上下方向に延びている。フロントフレーム１１とリアフレーム１２とは、アーティキュレート軸４４回りに回動可能に互いに接続されている。アーティキュレート角は、アーティキュレート軸４４を中心としてリアフレーム１２に対してフロントフレーム１１が回動する角度である。

リーニング角センサ６２は、前輪３Ａ，３Ｂのリーニング角θ２を検出するために用いられる。リーニング角センサ６２は、リーニング角θ２を示すリーニング角信号（第２角度信号）を出力する。リーニング角信号は、例えば、リーニングアクチュエータ６１のストローク量である。なお、リーニング角センサ６２は、リーニング角θ２を直接的に検出してもよい。

ここで、リーニング角θ２は以下のように定義される。図６Ａ及び図６Ｂに示すように、リーニング角θ２は、車体２を前方から見て、前輪３Ａ、３Ｂの左右方向への傾倒角度である。例えば、リーニング角θ２は、車体２を前方から見て、前輪３Ａ，３Ｂがリーニング軸５４Ａ，５４Ｂまわりに傾倒する傾倒角度である。以下の説明において、前輪３Ａ，３Ｂが水平面Ｈ１に対して直立した状態（実線で示す３Ａ、３Ｂ）を、前輪３Ａ，３Ｂの中立の状態と呼ぶものとする。前輪３Ａ，３Ｂが中立の状態で、リーニング角θ２は、ゼロ度である。

図６Ａでは、前輪３Ａ，３Ｂが、中立の状態から左方にリーニング角θ２だけ変化している（破線で示す３Ａ”、３Ｂ”）。図６Ｂでは、前輪３Ａ，３Ｂが、中立の状態（実線で示す３Ａ、３Ｂ）から右方にリーニング角θ２だけ変化している（破線で示す３Ａ”、３Ｂ”）。

図４に示すように、作業機械１は、コントローラ３７を含む。コントローラ３７は、記憶装置３８とプロセッサ３９とを含む。プロセッサ３９は、例えばＣＰＵであり、作業機械１を制御するためのプログラムを実行する。記憶装置３８は、ＲＡＭ及びＲＯＭなどのメモリと、ＳＳＤ或いはＨＤＤなどの補助記憶装置を含む。記憶装置３８は、作業機械１を制御するためのプログラムとデータとを記憶している。

コントローラ３７は、シフト部材５３の操作に応じて、動力伝達装置３３を制御する。これにより、作業機械１の進行方向を、前進と後進とに切り換える。或いは、シフト部材５３は、機械的に動力伝達装置３３に接続されてもよい。シフト部材５３の動作を機械的に動力伝達装置３３に伝達することで、動力伝達装置３３の前進と後進のギアが切り替えられてもよい。

コントローラ３７は、アクセル操作部材３６の操作に応じて、駆動源３１及び動力伝達装置３３を制御する。これにより、作業機械１が走行する。また、コントローラ３７は、作業機操作部材３５の操作に応じて、油圧ポンプ３２と作業機バルブ３４とを制御する。これにより、作業機５が動作する。

コントローラ３７は、操作センサ５１からのステアリング操作信号により、ステアリング部材４５の操作量を取得する。コントローラ３７は、ステアリング操作信号に応じてステアリングバルブ４２Ａを制御することで、複数のステアリングアクチュエータ４１Ａ，４１Ｂを伸縮させる。これにより、コントローラ３７は、前輪３Ａ，３Ｂの操舵角θ１を変化させる。コントローラ３７は、操舵角信号を操舵角センサ４０から取得する。コントローラ３７は、操舵角信号に基づいて前輪３Ａ，３Ｂの操舵角θ１を算出する。

コントローラ３７は、アーティキュレートレバー５５からのアーティキュレート操作信号により、アーティキュレートレバー５５の操作量を取得する。コントローラ３７は、アーティキュレートバルブ４２Ｂを制御する。例えば、コントローラ３７は、アーティキュレート操作信号に応じてアーティキュレートバルブ４２Ｂを制御することによって、左アーティキュレートシリンダ２７と右アーティキュレートシリンダ２８を伸縮させる。これにより、コントローラ３７は、アーティキュレート角を変化させる。コントローラ３７は、アーティキュレート角信号をアーティキュレート角センサ３０から取得する。コントローラ３７は、アーティキュレート角信号に基づいてアーティキュレート角を算出する。

コントローラ３７は、リーニングレバー６３からのリーニング操作信号により、リーニングレバー６３の操作量を取得する。コントローラ３７は、リーニングバルブ４２Ｃを制御する。例えば、コントローラ３７は、リーニング操作信号に応じてリーニングバルブ４２Ｃを制御することによって、リーニングアクチュエータ６１を伸縮させる。これにより、コントローラ３７は、オペレータによるリーニングレバー６３の操作に応じて、リーニング角θ２を変化させる。コントローラ３７は、リーニング角信号をリーニング角センサ６２から取得する。コントローラ３７は、リーニング角信号に基づいてリーニング角θ２を算出する。

コントローラ３７は、操舵角θ１に応じてリーニング角θ２を変化させる自動リーニング制御を実行する。以下、自動リーニング制御について説明する。自動リーニング制御では、コントローラ３７は、操舵角θ１に応じてリーニングバルブ４２Ｃを制御することによって、リーニングアクチュエータ６１を伸縮させる。これにより、コントローラ３７は、リーニングレバー６３の操作によらず、自動的にリーニング角θ２を変化させる。図７Ａ及び図７Ｂは、自動リーニング制御の処理を示すフローチャートである。

ステップ１０１において、コントローラ３７は、現在の操舵角θ１を取得する。
ステップ１０２において、コントローラ３７は、車体２の進行方向を取得する。ステップ１０３において、コントローラ３７は、車体２の進行方向が前進方向であるか否かを判断する。

ここで、車体２の進行方向が前進方向である場合（Ｓ１０３でＹｅｓ）、ステップ１０４において、コントローラ３７は第１テーブルデータを目標リーニング角度テーブルデータとして取得する。第１テーブルデータは、記憶装置３８に記憶されている。

第１テーブルデータは、車体２が前進する場合の前輪３Ａ，３Ｂの操舵角θ１と、目標リーニング角θ_Ｔ２との関係を規定する。図８Ａは、第１テーブルデータの一例を示す図である。図８Ａに示すように、第１テーブルデータでは、前輪３Ａ，３Ｂの左方への操舵角θ１がα１以下である場合、目標リーニング角θ_Ｔ２は０である。前輪３Ａ，３Ｂの左方への操舵角θ１がα１より大きい場合、操舵角θ１が大きくなるにつれて、左方への目標リーニング角θ_Ｔ２は大きくなる。

前輪３Ａ，３Ｂの右方への操舵角θ１がα２以下である場合、目標リーニング角θ_Ｔ２は０である。前輪３Ａ，３Ｂの右方への操舵角θ１がα２より大きい場合、操舵角θ１が大きくなるにつれて、右方への目標リーニング角θ_Ｔ２は大きくなる。

車体２の進行方向が前進方向ではない場合（Ｓ１０４でＮｏ）、すなわち車体２の進行方向が後進方向である場合、ステップ１０６において、コントローラ３７は第２テーブルデータを目標リーニング角度テーブルデータとして取得する。第２テーブルデータは、記憶装置３８に記憶されている。

第２テーブルデータは、車体２が後進する場合の前輪３Ａ，３Ｂの操舵角θ１と、目標リーニング角θ_Ｔ２との関係を規定する。図８Ｂは、第２テーブルデータの一例を示す図である。図８Ｂに示すように、第２テーブルデータでは、前輪３Ａ，３Ｂの左方への操舵角θ１がα１以下である場合、目標リーニング角θ_Ｔ２は０である。前輪３Ａ，３Ｂの左方への操舵角θ１がα１より大きい場合、操舵角θ１が大きくなるにつれて、右方への目標リーニング角θ_Ｔ２は大きくなる。

前輪３Ａ，３Ｂの右方への操舵角θ１がα２以下である場合、目標リーニング角θ_Ｔ２は０である。前輪３Ａ，３Ｂの右方への操舵角θ１がα２より大きい場合、操舵角θ１が大きくなるにつれて、左方への目標リーニング角θ_Ｔ２は大きくなる。なお、第１テーブルデータ及び第２テーブルデータにおいて、操舵角θ１及び目標リーニング角θ_Ｔ２の対応関係は、関数を用いて関連付けられてもよい。この場合、操舵角θ１及び目標リーニング角θ_Ｔ２の対応関係を示す関数が、記憶装置３８に記憶される。

ステップ１０６において、コントローラ３７は、目標リーニング角度テーブルデータを参照し、操舵角θ１に応じた目標リーニング角θ_Ｔ２を目標リーニング角度テーブルデータから取得する。

ステップ１０７において、コントローラ３７は、リーニング角θ２が目標リーニング角θ_Ｔ２となるように、リーニングアクチュエータ６１を制御する。ステップ１０７では、コントローラ３７が、図８Ｂに示す処理を実行することによって、リーニングアクチュエータ６１を制御する。

ステップ１０７Ａにおいて、コントローラ３７は、現在のリーニング角θ２を取得する。ステップ１０７Ｂにおいて、コントローラ３７は、目標リーニング角θ_Ｔ２及び現在のリーニング角θ２の誤差（＝θ_Ｔ２－θ２）を算出する。ステップ１０７Ｃにおいて、コントローラ３７は、速度テーブルデータを取得する。

速度テーブルデータは、前輪３Ａ，３Ｂのリーニング角θ２と、目標リーニング速度との関係を規定する。速度テーブルデータでは、リーニング角θ２が大きいほど、目標リーニング速度は大きくなる。速度テーブルデータは、記憶装置３８に記憶される。リーニング角θ２及び目標リーニング速度の対応関係は、関数を用いて関連付けられてもよい。この場合、リーニング角θ２及び目標リーニング速度の対応関係を示す関数が、記憶装置３８に記憶される。

ステップ１０７Ｄにおいて、コントローラ３７は、速度テーブルデータを参照し、現在のリーニング角θ２に対応する目標リーニング速度をリーニング速度テーブルから取得する。ステップ１０７Ｅにおいて、コントローラ３７は、上記の誤差がゼロになるまで、リーニングアクチュエータ６１を目標リーニング速度で作動させる。上記の誤差がゼロになった場合、コントローラ３７はステップ１０７の処理を終了する。

以上、説明したように、車体２が前進しているときには、コントローラ３７は、第１テーブルデータを参照して、操舵角θ１から目標リーニング角θ_Ｔ２を決定する。従って、左方への操舵角θ１がα１以下である場合、及び、右方への操舵角θ１がα２以下である場合には、目標リーニング角θ_Ｔ２は、０である。従って、コントローラ３７は、前輪３Ａ，３Ｂを中立の状態に維持する。或いは、コントローラ３７は、オペレータの操作による直前のリーニング角θ２を維持してもよい。

左方への操舵角θ１がα１より大きいときには、コントローラ３７は、リーニング角θ２が、操舵角θ１の増大に応じて増大する左方への目標リーニング角θ_Ｔ２となるように、リーニングアクチュエータ６１を制御する。それにより、図５Ａのように、前輪３Ａ，３Ｂが左方に操舵されているときには、図６Ａに示すように、前輪３Ａ，３Ｂが左方に傾倒するように、リーニングアクチュエータ６１が制御される。

右方への操舵角θ１がα２より大きいときには、コントローラ３７は、リーニング角θ２が、操舵角θ１の増大に応じて増大する右方への目標リーニング角θ_Ｔ２となるように、リーニングアクチュエータ６１を制御する。それにより、図５Ｂのように、前輪３Ａ，３Ｂが右方に操舵されているときには、図６Ｂに示すように、前輪３Ａ，３Ｂが右方に傾倒するように、リーニングアクチュエータ６１が制御される。

車体２が後進しているときには、コントローラ３７は、第２テーブルデータを参照して、操舵角θ１から目標リーニング角θ_Ｔ２を決定する。従って、左方への操舵角θ１がα１以下である場合、及び、右方への操舵角θ１がα２以下である場合には、車体２が前進しているときと同様に、目標リーニング角θ_Ｔ２は、０である。

左方への操舵角θ１がα１より大きいときには、コントローラ３７は、リーニング角θ２が、操舵角θ１の増大に応じて増大する右方への目標リーニング角θ_Ｔ２となるように、リーニングアクチュエータ６１を制御する。右方への操舵角θ１がα２より大きいときには、コントローラ３７は、リーニング角θ２が、操舵角θ１の増大に応じて増大する左方への目標リーニング角θ_Ｔ２となるように、リーニングアクチュエータ６１を制御する。従って、後進時の前輪３Ａ，３Ｂの傾倒方向は、前進時の前輪３Ａ，３Ｂの傾倒方向と反対となる。

以上説明した本実施形態に係る作業機械１では、コントローラ３７は、操舵角信号に基づいて操舵角θ１を取得する。コントローラ３７は、リーニング角信号に基づいてリーニング角θ２を取得する。コントローラ３７は、操舵角θ１に対応する目標リーニング角θ_Ｔ２を、取得する。コントローラ３７は、リーニング角θ２が目標リーニング角θ_Ｔ２になるように、リーニングアクチュエータ６１を制御する。これにより、リーニング角θ２が操舵角θ１に応じて変更される。

このため、オペレータは、第１ステアリング部材４５及び／又は第２ステアリング部材４６を操作するだけで、リーニングレバー６３を操作しなくても、操舵角θ１に対応するリーニング角θ２を自動的に設定することができる。すなわち、オペレータは、作業機械１を容易かつ好適に旋回させることができる。

以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。

フロントフレーム１１がリアフレーム１２に対して回動した状態において、リーニング角θ２を操舵角θ１に応じて変更してもよい。例えば、アーティキュレート角が“θ３”である場合、操舵角θ１及びアーティキュレート角θ３の差（＝θ１－θ３）と、目標リーニング角θ_Ｔ２との対応関係を示すテーブルデータが用いられる。

この場合、図７Ａ及び図７Ｂの横軸の操舵角θ１を、操舵角θ１及びアーティキュレート角θ３の差（＝θ１－θ３）に置き換えることによって、前記実施形態と同様の処理形態でリーニング角θ２を目標リーニング角θ_Ｔ２に自動的に設定することができる。

自動リーニング制御の有効と無効とが切り替え可能であってもよい。コントローラ３７は、現在の車体２のロール角を取得して、ロール角が所定のロール角以下であるときに自動リーニング制御を有効とし、ロール角が所定のロール角より大きいときには自動リーニング制御を無効としてもよい。

本発明によれば、オペレータは、操舵角を変更するだけで、リーニング角を自動的に設定することができる。すなわち、オペレータは、作業機械を容易かつ好適に旋回させることができる。

１ 作業機械
２ 車体
３Ａ，３Ｂ 前輪
１１ フロントフレーム
１２ リアフレーム
３７ コントローラ
４０ 操舵角センサ
４１ ステアリングアクチュエータ
６１ リーニングアクチュエータ
６２ リーニング角センサ
θ１ 操舵角
θ２ リーニング角
θ_Ｔ２ 目標リーニング角

Claims (10)

1. 車体と、
   前記車体に支持される操向輪と、
   前記操向輪の操舵角を変更する第１アクチュエータと、
   前記操向輪のリーニング角を変更する第２アクチュエータと、
   前記操舵角を示す第１角度信号を出力する操舵角センサと、
   前記リーニング角を示す第２角度信号を出力するリーニング角センサと、
   前記第１角度信号及び前記第２角度信号を取得するコントローラと、
   を備え、
   前記コントローラは、
   前記第１角度信号に基づいて前記操舵角を取得し、
   前記第２角度信号に基づいて前記リーニング角を取得し、
   前記操舵角に対応する目標リーニング角を取得し、
   前記リーニング角が前記目標リーニング角になるように、前記第２アクチュエータを制御する、
   作業機械。
2. 前記目標リーニング角は、前記操舵角が所定の角度以下である場合の第１目標リーニング角と、前記操舵角が前記所定の角度より大きい場合の第２目標リーニング角と、を含み、
   前記コントローラは、
   前記操舵角が前記所定の角度より小さい場合に、前記リーニング角が前記第１目標リーニング角になるように、前記第２アクチュエータを制御し、
   前記操舵角が前記所定の角度より大きい場合に、前記リーニング角が前記第２目標リーニング角になるように、前記第２アクチュエータを制御する、
   請求項１に記載の作業機械。
3. 前記操舵角が大きくなるにつれて、前記第２目標リーニング角は大きくなる、
   請求項２に記載の作業機械。
4. 前記コントローラは、
   前記操舵角及び前記目標リーニング角の対応関係を示すテーブルデータに基づいて、前記操舵角に対応する前記目標リーニング角を取得する、
   請求項１から３のいずれか１項に記載の作業機械。
5. 前記コントローラは、
   後進時の前記操向輪の傾倒方向が、前進時の前記操向輪の傾倒方向と反対となるように、前記第２アクチュエータを制御する、
   請求項１から４のいずれか１項に記載の作業機械。
6. 車体と、車体に支持される操向輪と、前記操向輪の操舵角を変更する第１アクチュエータと、前記操向輪のリーニング角を変更する第２アクチュエータと、前記操舵角を示す第１角度信号を出力する操舵角センサと、前記リーニング角を示す第２角度信号を出力するリーニング角センサと、を含む作業機械を制御するための方法であって、
   前記第１角度信号及び前記第２角度信号を取得することと、
   前記第１角度信号に基づいて前記操舵角を取得することと、
   前記第２角度信号に基づいて前記リーニング角を取得することと、
   前記操舵角に対応する目標リーニング角を取得することと、
   前記リーニング角が前記目標リーニング角になるように、前記第２アクチュエータを制御することと、
   を備える方法。
7. 前記目標リーニング角は、前記操舵角が所定の角度以下である場合の第１目標リーニング角と、前記操舵角が前記所定の角度より大きい場合の第２目標リーニング角と、を含み、
   前記操舵角が前記所定の角度より小さい場合に、前記リーニング角が前記第１目標リーニング角になるように、前記第２アクチュエータを制御することと、
   前記操舵角が前記所定の角度より大きい場合に、前記リーニング角が前記第２目標リーニング角になるように、前記第２アクチュエータを制御することと、
   をさらに備える請求項６に記載の方法。
8. 前記操舵角が大きくなるにつれて、前記第２目標リーニング角を大きくすること、
   をさらに備える請求項７に記載の方法。
9. 前記操舵角及び前記目標リーニング角の対応関係を示すテーブルデータに基づいて、前記操舵角に対応する前記目標リーニング角を取得すること、
   をさらに備える請求項６から８のいずれか１項に記載の方法。
10. 後進時の前記操向輪の傾倒方向が、前進時の前記操向輪の傾倒方向と反対となるように、前記第２アクチュエータを制御すること、
    をさらに備える請求項６から９のいずれか１項に記載の方法。

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