JP6802090B2 - 作業車両、作業機を有する作業車両を制御するためにコンピュータに実装される方法および制御方法 - Google Patents

Description

本発明は、作業車両、作業機を有する作業車両を制御するためにコンピュータに実装される方法および作業車両の制御方法に関する。

従来、操作レバーの位置に応じた信号を出力する操作装置を備えた作業車両が知られている。

このような作業車両として、特許文献１にはモータグレーダが開示されている。

特開２０００−１２００９９号公報

上記のような操作装置では、操作レバーは中立位置に復元する方向に復元力を作用させるようにバネによって付勢されている。このような操作装置において、オペレータが中立位置以外の位置にある操作レバーから手を放した場合、操作レバーは中立位置付近において往復運動する。なお、この往復運動は時間の経過とともに減衰し、その後、操作レバーは中立位置で停止する。

コントローラには、操作装置から上記往復運動に伴う信号が入力される。このため、コントローラは、往復運動に応じた指令信号を、メインバルブのスプールを駆動する電磁比例制御弁に出力する。その結果、オペレータの意図に反して作業機が動作する。また、この作業機の動作に伴い運転室も振動する。このような現象は「停止ショック」とも呼ばれている。

本発明は、上記の問題点に鑑みなされたものであって、その目的は、操作レバーの往復運動が発生したときに乗り心地を向上させることが可能な作業車両、作業機を有する作業車両を制御するためにコンピュータに実装される方法および作業車両の制御方法を提供することにある。

本発明のある局面に従うと、作業車両は、アクチュエータと、中立位置と、第１の方向と、中立位置に対して第１の方向とは反対の第２の方向とに移動可能な操作レバーを有し、かつ操作レバーの操作量に応じた操作信号を出力する操作装置と、操作信号を受信し、操作信号に応じた指令信号を出力するコントローラと、指令信号に基づきアクチュエータを動作させる作動油の流量を調整する油圧制御部と、を備える。コントローラは、第１の期間において操作レバーが中立位置に対して第１の方向側の第１の領域に位置し、かつ第１の期間において操作信号が予め定められた値以上変動した場合、第１の期間に続く第２の期間において操作レバーが中立位置に対して第２の方向側の第２の領域に移動したことを表す操作信号を受信したことを条件に、中立位置に応じた指令信号を出力する制御を行う。

上記の構成によれば、操作レバーの往復運動が発生したときに、乗り心地を向上させることが可能となる。

モータグレーダの構成を概略的に示す斜視図である。 運転室の詳細を説明するための図である。 モータグレーダのハードウェア構成の一部を表した図である。 メインコントローラにおける自動制御の概要を説明するための図である。 メインコントローラにおける自動制御の概要を説明するための図である。 メインコントローラの機能的構成を表した機能ブロック図である。 メインコントローラの処理の流れを説明するためのフロー図である。

以下、実施の形態に係る作業車両について説明する。以下の説明では、同一部品には、同一の符号を付している。それらの名称および機能も同じである。したがって、それらについての詳細な説明は繰り返さない。

実施形態における構成を適宜組み合わせて用いることは当初から予定されていることである。また、一部の構成要素を用いない場合もある。

また、以下では、作業車両としてモータグレーダを例に挙げて説明する。しかしながら、作業車両は、モータグレーダに限定されるものではなく、油圧ショベル、ホイールローダ、ブルドーザ、ダンプトラック、クローラダンプ等であってもよい。

以下、モータグレーダについて、図面を参照しながら説明する。なお、以下の図の説明において、モータグレーダが直進走行する方向を、モータグレーダの前後方向という。モータグレーダの前後方向において、作業機に対して前輪が配置されている側を、前方向とする。モータグレーダの前後方向において、作業機に対して後輪が配置されている側を、後方向とする。モータグレーダの左右方向とは、平面視において前後方向と直交する方向である。前方向を見て左右方向の右側、左側が、それぞれ右方向、左方向である。モータグレーダの上下方向とは、前後方向および左右方向によって定められる平面に直交する方向である。上下方向において地面のある側が下側、空のある側が上側である。

＜Ａ．外観＞
図１は、本発明の一実施形態におけるモータグレーダ１の構成を概略的に示す斜視図である。

図１に示されるように、本実施形態のモータグレーダ１は、走行輪１１，１２と、車体フレーム２と、運転室３と、作業機４とを主に備えている。また、モータグレーダ１は、エンジン室６に配置されたエンジンなどの構成部品を備えている。作業機４は、ブレード４２を含んでいる。モータグレーダ１は、ブレード４２で整地作業、路面切削作業、掘削作業、除雪作業、材料混合などの作業を行なうことができる。

走行輪１１，１２は、前輪１１と後輪１２とを含んでいる。図１においては、片側１輪ずつの２つの前輪１１と片側２輪ずつの４つの後輪１２とからなる走行輪を示しているが、前輪および後輪の数および配置はこれに限られない。

車体フレーム２は、リアフレーム２１と、フロントフレーム２２とを含んでいる。リアフレーム２１は、エンジン室６に配置されたエンジンなどの構成部品を支持している。リアフレーム２１には、上記のたとえば４つの後輪１２の各々がエンジンからの駆動力によって回転駆動可能に取付けられている。フロントフレーム２２は、リアフレーム２１の前方に取り付けられている。フロントフレーム２２の前端部には、上記のたとえば２つの前輪１１が回転可能に取り付けられている。

運転室３はフロントフレーム２２に載置されている。運転室３の内部には、ハンドル、変速レバー、作業機４の操作レバー、ブレーキ、アクセルペダル、インチングペダルなどの操作部（図示せず）が設けられている。なお、運転室３は、リアフレーム２１に載置されていてもよい。

作業機４は、ドローバ４０と、サークル４１と、ブレード４２と、油圧モータ４９と、各種の油圧シリンダ４４〜４７と、スカリファイア（図示せず）と、フロントブレード（図示せず）と、リッパ（図示せず）とを主に有している。

ドローバ４０の前端部は、フロントフレーム２２の前端部に揺動可能に取付けられている。ドローバ４０の後端部は、一対のリフトシリンダ４４，４５によってフロントフレーム２２に支持されている。この一対のリフトシリンダ４４，４５の同期した伸縮によって、ドローバ４０の後端部がフロントフレーム２２に対して上下に昇降可能である。また、ドローバ４０は、リフトシリンダ４４，４５の異なった伸縮によって車両進行方向に沿った軸を中心に上下に揺動可能である。

フロントフレーム２２とドローバ４０の側端部とには、ドローバシフトシリンダ４６が取り付けられている。このドローバシフトシリンダ４６の伸縮によって、ドローバ４０は、フロントフレーム２２に対して左右に移動可能である。

サークル４１は、ドローバ４０の後端部に回転可能に取付けられている。サークル４１は、油圧モータ４９によって、ドローバ４０に対し車両上方から見て時計方向または反時計方向に回転駆動可能である。

ブレード４２は、サークル４１に対して左右方向に滑動可能、かつ左右方向に平行な軸を中心に上下に揺動可能に支持されている。ブレードシフトシリンダ４７が、サークル４１およびブレード４２に取り付けられており、ブレード４２の長手方向に沿って配置されている。このブレードシフトシリンダ４７によって、ブレード４２はサークル４１に対して左右方向に移動可能である。

また、チルトシリンダ（図示せず）が、サークル４１およびブレード４２に取り付けられている。このチルトシリンダを伸縮させることによって、ブレード４２はサークル４１に対して左右方向に平行な軸を中心に揺動して上下方向に向きを変更することができる。これにより、チルトシリンダは、ブレード４２の進行方向に対する傾斜角度を変更することができる。

以上のように、ブレード４２は、ドローバ４０とサークル４１とを介して、車両に対する上下の昇降、進行方向に対する傾きの変更、横方向に対する傾きの変更、回転、左右方向のシフトを行なうことが可能に構成されている。

＜Ｂ．運転室＞
図２は、運転室３の詳細を説明するための図である。

図２に示されるように、運転室３は、運転席３２０と、コンソール３４０とを備える。
コンソール３４０には、作業機４を操作する操作レバー３９０が配置されている。

＜Ｃ．ハードウェア構成＞
図３は、モータグレーダ１のハードウェア構成の一部を表した図である。

図３に示されるように、モータグレーダ１は、操作装置３９９と、メインコントローラ１１０と、第１の油圧ポンプ１２１と、第２の油圧ポンプ１２２と、油圧制御部１６０と、アクチュエータ１５０とを備える。

操作装置３９９は、操作レバー３９０と、操作検出器３９１と、バネ３９２とを有する。

操作レバー３９０は、中立位置と、正の方向の領域（以下、「正の領域」とも称する）と、中立位置に対して正の方向の領域とは反対の負の方向の領域（以下、「負の領域」とも称する）とに操作することによって移動可能である。

操作装置３９９は、操作レバー３９０を中立位置に復元させる方向に復元力を作用させる復元機構を有する。操作レバー３９０は、操作装置３９９に内蔵されたバネ３９２によって中立位置方向に付勢されている。オペレータが操作レバー３９０から手を放すと、操作装置３９９は、バネ３９２の弾性力によって、操作レバー３９０を中立位置に戻す。なお、バネ３９２以外の弾性部材によって操作レバー３９０を付勢することも可能である。

操作検出器３９１は、操作レバー３９０の操作量に応じた操作信号を出力する。操作検出器３９１は、中立位置からの操作量に応じた電圧を出力する。一例として、操作レバー３９０を中立位置に対して正の領域に移動させるほど、出力される電圧は高くなる。また、操作レバー３９０を中立位置に対して負の領域に移動させるほど、出力される電圧は低くなる。

メインコントローラ１１０は、操作検出器３９１から出力された操作信号を受信する。メインコントローラ１１０は、操作検出器３９１から出力された操作信号を受信すると、当該操作信号に応じた指令信号を油圧制御部１６０に出力する。操作検出器３９１から出力された電圧を受信し、当該電圧値に応じた指令電流を油圧制御部１６０に出力する。

油圧制御部１６０は、メインコントローラ１１０から出力された指令信号を受信する。油圧制御部１６０は、メインコントローラ１１０から出力された指令信号を受信すると、当該指令信号に応じて作動油の流量を調整する。

油圧制御部１６０は電磁比例制御弁１３１，１３２を備える。電磁比例制御弁１３１，１３２は、メインコントローラ１１０からの指令電流に応じたパイロット圧を生成する。

油圧制御部１６０はメインバルブ１４０をさらに備える。メインバルブ１４０は、第１の油圧ポンプ１２１から吐出された作動油をアクチュエータ１５０に供給する。メインバルブ１４０は、パイロット圧に基づきスプールを移動させることによって、アクチュエータ１５０を動作させるための作動油の流量を調整する。

アクチュエータ１５０は、油圧制御部１６０によって調整された作動油の流量に応じて作業機４を動作させる。アクチュエータ１５０は、本例では、図１の油圧シリンダ４４〜４７である。

なお、操作検出器３９１から出力された操作レバー３９０の操作量に応じた電圧、メインコントローラ１１０から出力された指令電流は、それぞれ、本発明における、「操作信号」、「指令信号」、の一例である。

アクチュエータ１５０、操作レバー３９０、操作装置３９９、メインコントローラ１１０、油圧制御部１６０、電磁比例制御弁１３１，１３２、メインバルブ１４０は、それぞれ、本発明における、「アクチュエータ」、「操作レバー」、「操作装置」、「コントローラ」、「油圧制御部」、「制御バルブ」、「メインバルブ」の一例である。

操作レバー３９０の操作方向に関し、正の方向は、本発明における「第１の方向」および「第２の方向」の一方の一例である。負の方向は、本発明における「第１の方向」および「第２の方向」の他方の一例である。正の領域は、本発明における「第１の領域」および「第２の領域」の一方の一例である。負の領域は、本発明における「第１の領域」および「第２の領域」の他方の一例である。

＜Ｄ．自動制御＞
上述したように、操作装置３９９は、操作レバー３９０を中立位置に復元するように復元機構によって付勢されている。それゆえ、オペレータが中立位置以外の位置にある操作レバー３９０から手を放した場合、操作レバー３９０は復元機構の復元力によって中立位置に戻ろうとする。しかしながら、操作レバー３９０は、慣性力によって中立位置で瞬時に停止することなく、中立位置付近において往復運動が繰り返される。

この場合、メインコントローラ１１０には、操作装置３９９の操作検出器３９１から上記操作レバー３９０の往復運動に伴う操作信号が入力される。このため、メインコントローラ１１０は、往復運動に応じた指令信号を、油圧制御部１６０に出力する。油圧制御部１６０は、指令信号に応じてアクチュエータ１５０を動作させるための作動油の流量を調整するため、作業機４に振動が生じる。その結果、運転室３も振動する。このように、オペレータが中立位置以外の位置にある操作レバーから手を放した場合、何らの制御も行わないと、いわゆる「停止ショック」が発生する。

モータグレーダ１では、メインコントローラ１１０が後述する自動制御を行うことにより、停止ショックを緩和することができる。以下、この自動制御について具体的に説明する。

図４および図５は、メインコントローラ１１０における自動制御の概要を説明するための図である。

図４の（１）のグラフは、オペレータが操作レバー３９０を中立位置から正の方向に最大限操作させ、その後、操作レバー３９０から手を放した場合に、操作検出器３９１からメインコントローラ１１０に入力される操作信号（波形Ｗ）を示している。図４の（２）のグラフは、メインコントローラ１１０によってフィルタ処理がなされた後の処理信号を示している。図４の（３）のグラフは、処理信号に応じてメインコントローラ１１０が出力する指令信号を示している。

なお、以下では、説明の便宜上、操作レバー３９０の操作と、操作検出器３９１からメインコントローラ１１０への操作信号の入力との間のタイムラグを無視して説明する。

時刻ｔ０から時刻ｔ１の間は、操作レバー３９０は中立位置にある状態である。この間は、操作検出器３９１から、操作信号Ｖ１がメインコントローラ１１０に出力される。

時刻ｔ１から時刻ｔ２の間は、操作レバー３９０が中立位置から正の方向に操作された状態を表している。

時刻ｔ２から時刻ｔ３の間は、操作レバー３９０が正の方向に最大限操作された状態を表している。この間は、操作検出器３９１から、操作信号Ｖｍａｘがメインコントローラ１１０に出力される。

時刻ｔ３以降は、オペレータが操作レバー３９０から手を放した状態を表している。時刻ｔ３以降は、操作レバー３９０は、復元機構の復元力によって正の領域から中立位置に戻ろうとする。しかしながら、操作レバー３９０は、慣性力によって中立位置で停止することなく、時刻ｔ５と時刻ｔ６との間において負の領域に移動してしまう。その後、操作レバー３９０は、負の領域から中立位置に戻ろうとするが、時刻ｔ７と時刻ｔ８との間において正の領域に移動してしまう。以後、数回にわたり、このような往復運動が繰り返される。

図４の（１）のグラフに示されるように、時刻ｔ３における操作信号はＶｍａｘであり、時刻ｔ４における操作信号は予め定められた閾値Ｖｔｈである。

時刻ｔ６から時刻ｔ７の間では、操作レバー３９０が負の領域に移動しているため、操作検出器３９１から、操作信号Ｖ１からＶｍｉｎの間の信号がメインコントローラ１１０に出力される。

時刻ｔ７から時刻ｔ８の間では、操作レバー３９０が再び正の領域に移動しているため、操作検出器３９１から、操作信号ＶｍａｘからＶ１の間の信号がメインコントローラ１１０に出力される。

閾値Ｖｔｈは、中立位置から正の方向への操作レバー３９０の操作量が予め定められた操作量となる値である。閾値Ｖｔｈは、操作レバー３９０の中立位置から正の方向への最大操作量の８０％以上となる値である。一例として、閾値Ｖｔｈは、操作レバー３９０の操作量が上記最大操作量の８０％となったときに操作検出器３９１から出力される操作信号に設定されている。

閾値Ｖｔｈの値を規定しているのは、オペレータが操作レバー３９０を中立位置から正の方向にある程度移動させ、その後、操作レバー３９０から手を放した場合に生じる、操作レバー３９０の往復運動に対処するためである。

（ｄ１．自動制御の開始条件）
メインコントローラ１１０は、以下の３つの条件Ａ〜Ｃが全て成立すると、自動制御を開始する。詳細については後述するが、「自動制御」とは、油圧制御部１６０に対して出力する指令信号を制御することによってアクチュエータ１５０を作動させる作動油の流量をカットする制御である。この自動制御は、フィルタを用いた信号処理を含む。

（１）条件Ａ
第１の期間（Δｔ）において操作レバー３９０が正の領域および負の領域のうちの一方の領域に位置しており、かつ、第１の期間の開始時における操作レバー３９０の中立位置からの操作量が上記最大操作量の８０％以上である。なお、Δｔは、メインコントローラ１１０における最短演算周期である。Δｔは、一例として、１０ｍｓｅｃである。

（２）条件Ｂ
上記第１の期間（Δｔ）において、復元機構によって操作信号が予め定められた閾値Ｖｄ（たとえば、Ｖｄ＝（Ｖｍａｘ−Ｖ１）／２）以上変動した。

（３）条件Ｃ
上記第１の期間（Δｔ）に続く第２の期間において、操作レバー３９０が正の領域および負の領域のうちの他方の領域に移動（反転）したことを表す操作信号をメインコントローラ１１０が検出した。

（ｄ２．自動制御の停止条件）
メインコントローラ１１０は、以下の条件Ｄおよび条件Ｅの少なくともいずれか一方が成立すると、実行中の自動制御を停止する。

（１）条件Ｄ
上記第２の期間が経過した。

（２）条件Ｅ
操作レバー３９０が上記一方の領域に再度移動（再度反転）したことを表す操作信号をメインコントローラ１１０が検出した。

（ｄ３．波形Ｗの場合への適用）
このような観点に基づけば、図４の（１）のグラフの波形Ｗにおいては、期間Ｔ１（時刻ｔ３〜ｔ５）が第１の期間に当てはまり、期間Ｔ２（時刻ｔ５〜ｔ７）が第２の期間に当てはまる。なお、一例として、期間Ｔ２は５Δｔとすることができる。

期間Ｔ１（＝Δｔ）において操作レバー３９０が正の領域に位置しており、かつ、期間Ｔ１の開始時（時刻ｔ３）における操作信号が閾値Ｖｔｈ以上であるため、操作レバー３９０の中立位置からの操作量が上記最大操作量の８０％以上である（条件Ａ）。また、期間Ｔ１において、操作信号が閾値Ｖｄ以上変動している（条件Ｂ）。さらに、期間Ｔ１に続く期間Ｔ２において操作レバー３９０が負の領域に移動したことを表す操作信号をメインコントローラ１１０が検出している（条件Ｃ）。このように、自動制御の開始条件を満たしている。

さらに、時刻ｔ８において、期間Ｔ２（第２の期間）が経過している（条件Ｄ）。なお、時刻ｔ７は、期間Ｔ２内である。さらには、時刻ｔ８においては、メインコントローラ１１０は、操作レバー３９０が正の領域に移動したことを表す操作信号を検出している（条件Ｅ）。それゆえ、時刻ｔ８において、自動制御の停止条件を満たしている。

このように、自動制御の開始条件である条件Ａと条件Ｂと条件Ｃとが成立すると、自動制御の停止条件である条件Ｄまたは条件Ｅが成立するまで、メインコントローラ１１０は、検出した操作信号を無視し、この間、操作レバー３９０が中立位置にあることを示す操作信号Ｖ１を検出したものとみなす。

図４の（２）のグラフに示すように、メインコントローラ１１０は、フィルタ処理によって、期間Ｔ２において検出した、操作レバー３９０が負の領域に位置しているときの操作検出器３９１からの操作信号を無視する。さらに、この間（期間Ｔ２）においては、操作レバー３９０が中立位置にあることを示す操作信号Ｖ１を検出したものとみなす。

このため、期間Ｔ２においては、メインコントローラ１１０は、操作信号Ｖ１に応じた指令信号を油圧制御部１６０に出力する。なお、停止条件が成立した直後の時刻ｔ８以降は、メインコントローラ１１０は、検出した操作信号に応じた指令信号を油圧制御部１６０に出力する。

上記のように、メインコントローラ１１０は、期間Ｔ２において、操作レバー３９０が中立位置にあることを示す操作信号Ｖ１を検出したものとみなすことによって、反対方向（図４の場合には負の領域）への操作レバー３９０の移動を無視する。それゆえ、メインコントローラ１１０によれば、期間Ｔ２において作業機４がオペレータの意図しない方向に駆動してしまうことを防止できる。

たとえば、図４の波形Ｗがブレード右リフト用の操作レバー３４９（図２）の操作に基づくものである場合、操作レバー３４９が正の領域に位置する場合（時刻ｔ１から時刻ｔ６の間）には、リフトシリンダ４５（図１）のストローク長は、操作レバー３４９が中間位置のときの長さよりも短くなる。これにより、ブレード４２の右側が上昇する。

時刻ｔ６から時刻ｔ７では、操作レバー３４９が負の領域に位置するため、上記自動制御を実行しなければ、リフトシリンダ４５のストローク長は操作レバー３４９が中間位置のときの長さよりも長くなる。これにより、ブレード４２の右側が下降し始める。

しかしながら、上記の自動制御を実行することにより、ブレード４２の右側が下降し始めることはない。それゆえ、期間Ｔ２においてブレード４２が下降することを防止できる。

以上のように、上述した自動制御によれば、このような自動制御を行なわないモータグレーダに比べて、停止ショックを緩和できるため、モータグレーダ１の乗り心地を向上させることができる。

ところで、上記においては、フィルタ処理を利用した自動制御を実行するのは、波形Ｗにおける１回目のオーバーシュート分（時刻ｔ６から時刻ｔ８までに検知した操作信号）のみとしている。時刻ｔ８以降の２回目以降のオーバーシュートに対しては、自動制御を実行しない。

この理由は、上記の自動制御は、操作レバー３９０の操作に対する作業機の動作の応答性と背反するものだからである。また、以下の理由も挙げられる。

操作信号Ｖ１に対するオーバーシュートの大きさは、操作レバー３９０の往復運動の減衰によって、回を追うごとに小さくなる。このため、２回目以降のオーバーシュートによる作業機４の振動は、自動制御を行なわない場合における１回目のオーバーシュートによる作業機４の振動に比べて小さい。したがって、２回目以降のオーバーシュート分に対して自動制御を実行しなくても、１回目以降のオーバーシュート分に対して自動制御しない場合に比べ、乗り心地は低下しない。

このように、応答性と乗り心地との両方の観点から、１回目のオーバーシュート分に対してのみ自動制御を実行する。ただし、２回目以降のオーバーシュート分に対する自動制御の実行を排除するものではない。

（ｄ４．逆向きのレバー操作の場合）
図５の（１）のグラフは、オペレータが操作レバー３９０を中立位置から負の方向に最大限操作させ、その後、操作レバー３９０から手を放した場合に、操作検出器３９１からメインコントローラ１１０に入力される操作信号（波形Ｗ’）を示している。図５の（２）のグラフは、メインコントローラ１１０によってフィルタ処理がなされた後の処理信号を示している。図５の（３）のグラフは、処理信号に応じてメインコントローラ１１０が出力する指令信号示す。

図５の（１）のグラフに示すように、オペレータが操作レバー３９０を中立位置から負の方向に最大限操作させ、その後、操作レバー３９０から手を放した場合は、図５の（１）のグラフに示すように、図４の（１）のグラフに示した波形Ｗと対称となる波形Ｗ’が得られる。

波形Ｗ’は、時刻ｔ１までは操作信号Ｖ１である。また、波形Ｗ’は、時刻ｔ２から時刻ｔ３までは操作信号Ｖｍｉｎとなる。なお、Ｖｍａｘ−Ｖ１＝Ｖ１−Ｖｍｉｎの関係がある。また、この場合、｜Ｖ１−Ｖｔｈ’｜＝｜Ｖｔｈ−Ｖ１｜の関係がある。

このような波形Ｗ’が得られるときも、波形Ｗが得られたときと同様に、上述した自動制御が実行される。このため、ここでは繰り返し説明を行わない。

＜Ｅ．機能的構成＞
図６は、メインコントローラ１１０の機能的構成を表した機能ブロック図である。

図６に示されるように、メインコントローラ１１０は、指令信号生成部１１１を備える。指令信号生成部１１１は、操作検出器３９１から出力された操作信号を受信し、油圧制御部１６０に対して出力する指令信号を生成する。操作検出器３９１から出力された電圧を受信し、電磁比例制御弁１３１，１３２に対して出力する指令電流を生成する。

指令信号生成部１１１は、記憶部１１２と、操作信号変動検出部１１３と、自動制御要否判断部１１４とを有する。

記憶部１１２は、閾値Ｖｔｈ，Ｖｔｈ’と、閾値Ｖｄと、電圧値Ｖｍａｘ，Ｖ１，Ｖｍｉｎと、判断期間Ｔ２と、停止タイミングｔｓ（＝Ｔ２＋Δｔ）とを記憶している。

操作信号変動検出部１１３は、最短演算周期Δｔにおける操作信号が閾値Ｖｄとなったか否かを検出する。操作信号変動検出部１１３は、検出結果を、自動制御要否判断部１１４に通知する。

自動制御要否判断部１１４は、自動制御の要否を判断する。自動制御要否判断部１１４は、上述した３つの条件Ａ，Ｂ，Ｃが全て成立した場合に、自動制御が必要と判断する。自動制御要否判断部１１４が自動制御が必要と判断すると、指令信号生成部１１１は、操作レバー３９０が中立位置にあることを示す操作信号に応じた指令信号を油圧制御部１６０に出力する。

自動制御要否判断部１１４は、自動制御が必要と判断した後に、上述した条件ＤまたはＥが成立した場合に、自動制御が不要と判断する。自動制御要否判断部１１４が自動制御が不要と判断すると、実行中の自動制御を停止する。この場合、指令信号生成部１１１は、操作検出器３９１から出力された操作信号に応じた指令信号を油圧制御部１６０に出力する。

＜Ｆ．制御構造＞
図７は、メインコントローラ１１０の処理の流れを説明するためのフロー図である。

図７に示されるように、ステップＳ１において、メインコントローラ１１０は、期間Ｔ１において、操作レバー３９０が中立位置から正の領域に位置しているか否かを判断する。

操作レバー３９０が正の領域に位置していると判断された場合（ステップＳ１においてＹＥＳ）、ステップＳ２において、メインコントローラ１１０は、期間Ｔ１において、操作信号が閾値Ｖｄ以上変動したか否かを判断する。操作レバー３９０が正の領域に位置していないと判断された場合（ステップＳ１においてＮＯ）、メインコントローラ１１０は、処理をステップＳ７に進める。

操作信号が閾値Ｖｄ以上変動したと判断された場合（ステップＳ２においてＹＥＳ）、ステップＳ３において、メインコントローラ１１０は、期間Ｔ１に続く期間Ｔ２において、操作レバー３９０が中立位置に対して負の領域に移動したか否かを判断する。操作信号が閾値Ｖｄ以上変動していないと判断された場合（ステップＳ２においてＮＯ）、処理をステップＳ６に進める。

操作レバー３９０が負の領域に移動したと判断された場合（ステップＳ３においてＹＥＳ）、ステップＳ４において、メインコントローラ１１０は、指令電流を制御して、メインバルブ１４０のスプールの位置を中立位置とする自動制御を実行する。操作レバー３９０が負の領域に移動していないと判断された場合（ステップＳ３においてＮＯ）、メインコントローラ１１０は、処理をステップＳ６に進める。

ステップＳ５において、メインコントローラ１１０は、上述した期間Ｔ１（第１の期間）に続く期間Ｔ２（第２の期間）が経過したか否か判断する。図４の場合では、メインコントローラ１１０は、現在時刻が、期間Ｔ１に続く期間Ｔ２が経過したときの時刻ｔ８になった否かを判断する。

期間Ｔ２が経過した判断された場合（ステップＳ５においてＹＥＳ）、ステップＳ６において、メインコントローラ１１０は、自動制御を停止し、操作検出器３９１から出力された操作信号に応じた指令信号を、油圧制御部１６０に対して出力する。期間Ｔ２が経過していないと判断された場合（ステップＳ５においてＮＯ）、処理をステップＳ４に戻す。

ステップＳ７において、メインコントローラ１１０は、期間Ｔ１において、操作レバー３９０が中立位置から負の領域に位置しているか否かを判断する。

操作レバー３９０が負の領域に位置していると判断された場合（ステップＳ７においてＹＥＳ）、ステップＳ８において、メインコントローラ１１０は、期間Ｔ１において、操作信号が閾値Ｖｄ以上変動したか否かを判断する。操作レバー３９０が負の領域に位置していないと判断された場合（ステップＳ７においてＮＯ）、メインコントローラ１１０は、処理をステップＳ１に戻す。

操作信号が閾値Ｖｄ以上変動したと判断された場合（ステップＳ８においてＹＥＳ）、ステップＳ９において、メインコントローラ１１０は、期間Ｔ２において、操作レバー３９０が中立位置に対して正の領域に移動したか否かを判断する。操作信号が閾値Ｖｄ以上変動していないと判断された場合（ステップＳ８においてＮＯ）、処理をステップＳ６に進める。

操作レバー３９０が正の領域に移動したと判断された場合（ステップＳ９においてＹＥＳ）、メインコントローラ１１０は、処理をステップＳ４に進める。操作レバー３９０が正の領域に移動していないと判断された場合（ステップＳ９においてＮＯ）、メインコントローラ１１０は、処理をステップＳ６に進める。

＜Ｇ．まとめ＞
（ｇ１．前方領域に位置する操作レバー３９０から手を放した場合）
（１）メインコントローラ１１０は、第１の期間において操作レバー３９０が中立位置に対して正の領域に位置し、かつ当該第１の期間において復元機構によって操作信号が予め定められた値以上変動した場合、以下の処理を行なう。メインコントローラ１１０は、当該第１の期間に続く第２の期間において操作レバー３９０が中立位置に対して負の領域に移動したことを表す操作信号を検出したことを条件に、中立位置に応じた指令信号を制御することによって自動制御を行う。

このような構成によれば、メインコントローラ１１０は、第２の期間において、作業機４をオペレータの意図しない方向に駆動させない。それゆえ、上述した自動制御によれば、このような自動制御を行なわないモータグレーダに比べて、運転室３の振動を抑制できるため、モータグレーダ１の乗り心地を向上させることができる。

（２）メインコントローラ１１０は、上記第１の期間の開始時における操作レバー３９０の中立位置からの操作量（正の方向への操作量）が予め定められた操作量以上であることを条件に、自動制御を行う。

操作レバー３９０の中立位置からの操作量が予め定められた操作量以上の場合には、予め定められた操作量未満の場合に比べて、オーバーシュートの大きさ（電圧差）が大きい。このため、自動制御を行わないと仮定すると、操作レバー３９０の中立位置からの操作量が予め定められた操作量以上の場合には、予め定められた操作量未満の場合に比べて、操作レバー３９０の往復運動に起因する乗り心地の悪化の度合いが大きい。

それゆえ、操作レバー３９０の中立位置からの操作量が予め定められた操作量以上の場合にはメインコントローラ１１０が自動制御を行うことによって、作業機４の動作の応答性よりも乗り心地の向上を図ることができる。その一方、操作レバー３９０の中立位置からの操作量が予め定められた操作量未満の場合にはメインコントローラ１１０が自動制御を行わないことによって、作業機４の動作の応答性を乗り心地の向上よりも優先させることができる。

（３）上記予め定められた操作量は、操作レバー３９０の中立位置から正の方向への最大操作量の８０％以上である。

このような構成によれば、操作レバー３９０の中立位置からの操作量が正の方向への最大操作量の８０％以上の場合には、乗り心地の向上を作業機４の動作の応答性よりも優先させることができる。その一方、操作レバー３９０の中立位置からの操作量が正の方向への最大可操作量の８０％未満の場合には、作業機４の動作の応答性を乗り心地の向上よりも優先させることができる。

（４）メインコントローラ１１０は、上記自動制御を行った場合、上記第２の期間が経過したことを条件（条件Ｄ）に、当該自動制御を中止して、操作信号に応じた指令信号を出力する。

操作レバー３９０の往復運動の振幅は、時間の経過とともに小さくなる。したがって、第２の期間が経過すると、第２の期間が経過する前よりも、操作レバー３９０の往復運動による作業機４への影響は小さくなる。このため、当該往復運動による乗り心地の悪化の程度は、第２の期間が経過する前よりも小さくなる。

それゆえ、第２の期間が経過した場合には、メインコントローラ１１０が自動制御を停止することにより、作業機４の動作の応答性を乗り心地の向上よりも優先させることができる。

（５）メインコントローラ１１０は、上記自動制御を行った場合、操作レバー３９０が正の領域に移動したことを表す操作信号を検出したことを条件（条件Ｅ）に、自動制御を中止して、操作信号に応じた指令信号を出力する。

操作レバー３９０が再度反転して正の領域に移動したときの運転室３の振動は、操作レバー３９０の振動が時間とともに減衰するため、操作レバー３９０が最初の反転によって負の領域に移動したときの運転室３の振動よりも小さい。

それゆえ、操作レバー３９０が再度反転して正の領域に移動した場合には、メインコントローラ１１０が自動制御を停止することにより、作業機４の動作の応答性を乗り心地の向上よりも優先させることができる。

（６）上記第１の期間は、メインコントローラ１１０における最短演算周期である。このような構成によれば、メインコントローラ１１０は、第１の期間が最短演算周期よりも長い場合比べて、精度の高い自動制御を実行可能となる。

（ｇ２．後方領域に位置する操作レバー３９０から手を放した場合）
（１）メインコントローラ１１０は、第１の期間において操作レバー３９０が中立位置に対して負の領域に位置し、かつ当該第１の期間において復元機構によって操作信号が予め定められた値以上変動した場合、以下の処理を行なう。メインコントローラ１１０は、当該第１の期間に続く第２の期間において操作レバー３９０が中立位置に対して正の領域に移動したことを表す操作信号を検出したことを条件に、指令信号を制御することによって自動制御を行う。

このような構成によれば、上記自動制御を行なわないモータグレーダに比べて、運転室３の振動を抑制できるため、モータグレーダ１の乗り心地を向上させることができる。

（２）メインコントローラ１１０は、上記第１の期間の開始時における操作レバー３９０の中立位置からの操作量（負の方向への操作量）が予め定められた操作量以上であることを条件に、自動制御を行う。

このような構成によれば、操作レバー３９０の中立位置からの操作量が予め定められた操作量以上の場合にはメインコントローラ１１０が自動制御を行うことによって、作業機４の動作の応答性よりも乗り心地の向上を図ることができる。その一方、操作レバー３９０の中立位置からの操作量が予め定められた操作量未満の場合にはメインコントローラ１１０が自動制御を行わないことによって、作業機４の動作の応答性を乗り心地の向上よりも優先させることができる。

（３）上記予め定められた操作量は、操作レバー３９０の中立位置から負の方向への最大操作量の８０％以上である。

このような構成によれば、操作レバー３９０の中立位置からの操作量が負の方向への最大操作量の８０％以上の場合には、乗り心地の向上を作業機４の動作の応答性よりも優先させることができる。その一方、操作レバー３９０の中立位置からの操作量が負の方向への最大操作量の８０％未満の場合には、作業機４の動作の応答性を乗り心地の向上よりも優先させることができる。

（４）メインコントローラ１１０は、上記自動制御を行った場合、操作レバー３９０が負の領域に移動したことを表す操作信号を検出したことを条件に、自動制御を中止して、操作信号に応じた指令信号を出力する。

このような構成によれば、操作レバー３９０が再度反転して負の領域に移動した場合には、メインコントローラ１１０が自動制御を停止することにより、作業機４の動作の応答性を乗り心地の向上よりも優先させることができる。

なお、メインコントローラ１１０は、上記自動制御を行った場合、上記第２の期間が経過したことを条件（条件Ｄ）に、当該自動制御を中止して、操作信号に応じた指令信号を出力する。また、上記第１の期間は、メインコントローラ１１０における最短演算周期である。この点は、「（ｇ１．正の領域に位置する操作レバー３９０から手を放した場合）」で述べた場合と同じであるため、その説明を繰り返さない。

＜Ｈ．変形例＞
上記の実施の形態においては、メインコントローラ１１０は、上述した条件Ｄおよび条件Ｅの少なくともいずれか一方が成立すると、実行中の自動制御を停止する。

しかしながら、これに限定されず、条件Ｄまたは条件Ｅの代わりに、「上記第２の期間よりも長い第３の期間が経過したこと」を条件としてもよい。この場合、メインコントローラ１１０は、第３の期間が経過したことを条件に、自動制御を中止して、操作信号に応じた指令信号を出力する。なお、第３の期間は、メインコントローラ１１０の記憶部１１２において、予め定められている。

上述したように、操作レバー３９０の往復運動の振幅は、時間の経過とともに小さくなる。したがって、第２の期間よりも長い第３の期間が経過すると、第２の期間が経過した直後よりも、操作レバー３９０の往復運動による作業機４への影響は小さくなる。このため、当該往復運動による乗り心地の悪化の程度は、第２の期間が経過した直後よりも小さくなる。

それゆえ、第２の期間よりも長い第３の期間が経過した場合には、メインコントローラ１１０が自動制御を停止することにより、作業機４の動作の応答性を乗り心地の向上よりも優先させることができる。

今回開示された実施の形態は例示であって、上記内容のみに制限されるものではない。本発明の範囲は特許請求の範囲によって示され、特許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。

１ モータグレーダ、２ 車体フレーム、３ 運転室、４ 作業機、６ エンジン室、１１ 前輪、１２ 後輪、２１ リアフレーム、２２ フロントフレーム、４０ ドローバ、４１ サークル、４２ ブレード、４４，４５ リフトシリンダ、４６ ドローバシフトシリンダ、４７ ブレードシフトシリンダ、４９ 油圧モータ、１１０ メインコントローラ、１１１ 指令電流生成部、１１２ 記憶部、１１３ 操作信号変動検出部、１１４ 要否判断部、１２１ 第１の油圧ポンプ、１２２ 第２の油圧ポンプ、１３１，１３２ 電磁比例制御弁、１４０ メインバルブ、１６０ 油圧制御部、３２０ 運転席、３３０ パーキングスイッチ、３４０ コンソール、３９０ 操作レバー、３９１ 操作検出器、３９２ バネ、３９９ 操作装置。

Claims (11)

1. アクチュエータと、
   中立位置と、第１の方向と、前記中立位置に対して前記第１の方向とは反対の第２の方向とに移動可能な操作レバーを有し、かつ前記操作レバーの操作量に応じた操作信号を出力する操作装置と、
   前記操作信号を受信し、前記操作信号に応じた指令信号を出力するコントローラと、
   前記指令信号に基づき前記アクチュエータを動作させる作動油の流量を調整する油圧制御部と、を備え、
   前記コントローラは、第１の期間において前記操作レバーが前記中立位置に対して前記第１の方向側の第１の領域に位置し、かつ前記第１の期間において前記操作信号が予め定められた値以上変動した場合、前記第１の期間に続く第２の期間において前記操作レバーが前記中立位置に対して前記第２の方向側の第２の領域に移動したことを表す前記操作信号を受信したことを条件に、前記中立位置に応じた指令信号を出力する制御を行う、作業車両。
2. 前記操作装置は、前記操作レバーを前記中立位置に復元させる復元機構をさらに有する、請求項１に記載の作業車両。
3. 前記コントローラは、前記第１の期間の開始時における前記操作レバーの操作量が予め定められた操作量以上であることを条件に、前記制御を行う、請求項１または２に記載の作業車両。
4. 前記予め定められた操作量は、前記操作レバーの前記中立位置から前記第１の方向への最大操作量の８０％以上である、請求項３に記載の作業車両。
5. 前記コントローラは、前記制御を行った場合、前記第２の期間が経過したことを条件に、前記制御を中止して、前記操作信号に応じた指令信号を出力する、請求項１から４のいずれか１項に記載の作業車両。
6. 前記コントローラは、前記制御を行った場合、前記操作レバーが前記第１の領域に移動したことを表す前記操作信号を検出したことを条件に、前記制御を中止して、前記操作信号に応じた指令信号を出力する、請求項１から４のいずれか１項に記載の作業車両。
7. 前記コントローラは、前記制御を行った場合、前記第１の期間が経過した後に前記第２の期間よりも長い第３の期間が経過したことを条件に、前記制御を中止して、前記操作信号に応じた指令信号を出力する、請求項１から４のいずれか１項に記載の作業車両。
8. 前記第１の期間は、前記コントローラにおける最短演算周期である、請求項１から７のいずれか１項に記載の作業車両。
9. 前記油圧制御部は、
   前記指令信号に応じた指令パイロット圧を生成する電磁比例制御弁と、
   スプールを有し、かつ前記指令パイロット圧に基づき前記スプールを移動させることによって、前記アクチュエータを動作させる作動油の流量を調整するバルブとを備える、請求項１から８のいずれか１項に記載の作業車両。
10. 中立位置と、第１の方向と、前記中立位置に対して前記第１の方向とは反対の第２の方向とに移動可能な、作業機を操作するための操作レバーが、第１の期間において前記第１の方向側の第１の領域に位置し、かつ前記第１の期間において前記操作レバーの操作量に応じた操作信号が予め定められた値以上変動したことを表す第１の操作信号を受信するステップと、
    前記第１の期間に続く第２の期間において前記操作レバーが前記第２の方向側の第２の領域に移動したことを表す第２の操作信号を受信するステップと、
    前記第１の操作信号と前記第２の操作信号に基づいて、前記操作レバーが前記中立位置にあることを示す前記操作信号に応じた前記作業機を作動させる指令信号を生成するステップと、を備える、作業機を有する作業車両を制御するためにコンピュータに実装される方法。
11. 中立位置に復元する作業機用の操作レバーを前記中立位置から所定の方向に最大量移動させるオペレータ操作を受け付けるステップと、
    前記オペレータ操作の後に復元が行われ、かつ前記操作レバーが前記中立位置を通過すると、前記作業機用のアクチュエータを動作させる作動油の流量を前記操作レバーの中立位置相当の流量とするステップとを備える、制御方法。