WO2022255240A1 - 制御システム、制御方法および作業機械 - Google Patents

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WO2022255240A1
WO2022255240A1 PCT/JP2022/021712 JP2022021712W WO2022255240A1 WO 2022255240 A1 WO2022255240 A1 WO 2022255240A1 JP 2022021712 W JP2022021712 W JP 2022021712W WO 2022255240 A1 WO2022255240 A1 WO 2022255240A1
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WO
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posture
target
work tool
command signal
bucket
Prior art date
Application number
PCT/JP2022/021712
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English (en)
French (fr)
Inventor
裕明 池田
真一 北尾
Original Assignee
株式会社小松製作所
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Publication date
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    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E02—HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02F—DREDGING; SOIL-SHIFTING
    • E02F3/00—Dredgers; Soil-shifting machines
    • E02F3/04—Dredgers; Soil-shifting machines mechanically-driven
    • E02F3/28—Dredgers; Soil-shifting machines mechanically-driven with digging tools mounted on a dipper- or bucket-arm, i.e. there is either one arm or a pair of arms, e.g. dippers, buckets
    • E02F3/36—Component parts
    • E02F3/42—Drives for dippers, buckets, dipper-arms or bucket-arms
    • E02F3/43—Control of dipper or bucket position; Control of sequence of drive operations
    • E02F3/431—Control of dipper or bucket position; Control of sequence of drive operations for bucket-arms, front-end loaders, dumpers or the like
    • E02F3/432—Control of dipper or bucket position; Control of sequence of drive operations for bucket-arms, front-end loaders, dumpers or the like for keeping the bucket in a predetermined position or attitude
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E02—HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02F—DREDGING; SOIL-SHIFTING
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    • E02F3/434—Control of dipper or bucket position; Control of sequence of drive operations for bucket-arms, front-end loaders, dumpers or the like providing automatic sequences of movements, e.g. automatic dumping or loading, automatic return-to-dig
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
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    • E02F3/36—Component parts
    • E02F3/42—Drives for dippers, buckets, dipper-arms or bucket-arms
    • E02F3/43—Control of dipper or bucket position; Control of sequence of drive operations
    • E02F3/435—Control of dipper or bucket position; Control of sequence of drive operations for dipper-arms, backhoes or the like
    • E02F3/437—Control of dipper or bucket position; Control of sequence of drive operations for dipper-arms, backhoes or the like providing automatic sequences of movements, e.g. linear excavation, keeping dipper angle constant
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E02—HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02F—DREDGING; SOIL-SHIFTING
    • E02F9/00—Component parts of dredgers or soil-shifting machines, not restricted to one of the kinds covered by groups E02F3/00 - E02F7/00
    • E02F9/20—Drives; Control devices
    • E02F9/2025—Particular purposes of control systems not otherwise provided for
    • E02F9/205—Remotely operated machines, e.g. unmanned vehicles

Definitions

  • the present disclosure relates to control systems, control methods, and working machines.
  • This application claims priority based on Japanese Patent Application No. 2021-091215 filed in Japan on May 31, 2021, the content of which is incorporated herein.
  • Patent Document 1 discloses a wheel loader that automatically adjusts the bucket to a horizontal posture when the operating lever is operated to the holding position.
  • a wheel loader which is an example of a work machine
  • typical postures often used in a bucket include a horizontal posture, a carrying posture, an earth-discharging posture, and a grounding posture.
  • the wheel loader described in Patent Document 1 has a problem that the attitude of the bucket cannot be automatically adjusted to a plurality of regular attitudes.
  • the present disclosure has been made in view of the above circumstances, and aims to provide a control system, a control method, and a working machine that can automatically adjust the posture of a work tool to a plurality of postures.
  • a first aspect of the present disclosure is a control system for a work machine having a work machine including a work tool and a movable support for changing the attitude of the work tool, the control system having at least three types of targets
  • a controller having a storage unit for storing postures is provided. The controller selects one of at least three target postures as the target posture of the work tool based on a command signal for manipulating the posture of the work tool and a detection signal indicating the current posture of the work tool, and moves the work tool. Control the support.
  • a second aspect of the present disclosure is a control system for a working machine having a working machine that includes a working tool and a movable support that changes the attitude of the working tool, wherein the working machine has at least three attitudes including a first attitude.
  • a controller having a storage unit that stores a target posture is provided. When the controller receives a command signal for manipulating the attitude of the work tool, the controller controls the movable support part with the first attitude as the target attitude of the work tool. When the controller continuously and repeatedly receives the command signal within a predetermined time, the controller selects a target posture different from the first posture from among at least three types of target postures and sets it as the target posture of the work tool. to control.
  • a third aspect of the present disclosure is a control method for a working machine having a working tool and a movable support that changes the attitude of the working tool, comprising the following steps.
  • a first step stores at least three types of target postures.
  • a second step is to select one of at least three target postures based on a command signal for manipulating the posture of the work tool and a detection signal indicating the current posture of the work tool.
  • a third step controls the movable support with the selected target posture as the target posture of the work tool.
  • a fourth aspect of the present disclosure is a control method for a working machine having a working tool and a movable support that changes the attitude of the working tool, comprising the following steps.
  • a first step stores at least three types of target postures including a first posture.
  • a second step selects the first attitude as the target attitude when a command signal for manipulating the attitude of the work tool is received.
  • a third step selects a target posture different from the first posture among at least three types of target postures when the command signal is continuously and repeatedly received within a predetermined time.
  • a fourth step controls the movable support with the selected target posture as the target posture of the work tool.
  • a fifth aspect of the present disclosure is a work machine having a work tool and a movable support that changes the posture of the work tool, and a controller that controls the moveable support.
  • the controller includes a storage section that stores at least three types of target postures. The controller selects one of at least three target postures as the target posture of the work tool based on a command signal for manipulating the posture of the work tool and a detection signal indicating the current posture of the work tool, and moves the work tool. Control the support.
  • a sixth aspect of the present disclosure is a work machine having a work tool and a movable support that changes the posture of the work tool, and comprising a controller that controls the movable support.
  • the controller includes a storage unit that stores at least three types of target postures including the first posture.
  • the controller receives a command signal for manipulating the attitude of the work tool, the controller controls the movable support part with the first attitude as the target attitude of the work tool.
  • the controller continuously and repeatedly receives the command signal within a predetermined time, the controller selects a target posture different from the first posture from among at least three types of target postures and sets it as the target posture of the work tool. to control.
  • the posture of the work tool can be automatically adjusted to a plurality of postures.
  • FIG. 1 is a side view showing a working machine according to a first embodiment; FIG. It is a side view showing an example of operation of a work machine concerning a 1st embodiment.
  • FIG. 7 is a side view showing another operation example of the work machine according to the first embodiment;
  • FIG. 7 is a side view showing another operation example of the work machine according to the first embodiment;
  • FIG. 7 is a side view showing another operation example of the work machine according to the first embodiment;
  • 1 is a block diagram showing a configuration example of a control system for a working machine according to a first embodiment;
  • FIG. BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS It is a perspective view which shows the structural example of the bucket operating device which concerns on 1st Embodiment.
  • FIG. 2 is a schematic block diagram showing the configuration of a controller according to the first embodiment
  • FIG. 4A and 4B are schematic diagrams showing an operation example of the bucket according to the first embodiment
  • FIG. 4 is a flowchart showing an operation example of a controller according to the first embodiment
  • 9 is a flowchart showing an operation example of a controller according to the second embodiment
  • 9 is a flowchart showing an operation example of a controller according to the second embodiment
  • 9 is a flowchart showing an operation example of a controller according to the second embodiment
  • 9 is a flowchart showing an operation example of a controller according to the second embodiment
  • a local coordinate system is set in the working machine 1, and the positional relationship of each part will be described with reference to the local coordinate system.
  • the first axis extending in the left-right direction (vehicle width direction) of the work machine 1 is defined as the X-axis
  • the second axis extending in the front-rear direction of the work machine 1 is defined as the Y-axis
  • the X-axis and the Y-axis are orthogonal.
  • the Y-axis and the Z-axis are orthogonal.
  • the Z-axis and the X-axis are orthogonal.
  • the +X direction is to the right and the -X direction is to the left.
  • the +Y direction is the forward direction and the -Y direction is the backward direction.
  • the +Z direction is upward and the -Z direction is downward.
  • FIG. 1 to 5 are side views showing a working machine 1 according to the first embodiment.
  • a working machine 1 according to the first embodiment is, for example, a wheel loader. In the following description, the work machine 1 will be called a wheel loader 1 as appropriate.
  • the wheel loader 1 has a vehicle body 2, a cab 3, a travel device 4, and a working machine 10.
  • the wheel loader 1 travels the work site by the travel device 4 .
  • the wheel loader 1 performs work using the work machine 10 at the work site.
  • the wheel loader 1 can use the work machine 10 to perform works such as excavation work, loading work, transportation work, and snow removal work.
  • the cab 3 is supported by the vehicle body 2. Inside the cab 3 are arranged a driver's seat 31 in which an operator sits, an operation device 32 to be described later, and a display input unit 34 .
  • the travel device 4 has rotatable wheels 5 . Wheels 5 support vehicle body 2 .
  • the wheel loader 1 can travel on the road surface (or the ground) RS by the travel device 4 . Note that FIG. 1 shows only the left front wheel 5F and the left rear wheel 5R.
  • the working machine 10 is supported by the vehicle body 2.
  • the work machine 10 includes a bucket 12 as an example of a work tool, and a movable support portion 17 that changes the position and posture of the bucket 12 .
  • the movable support 17 comprises a boom 11 , a boom cylinder 13 , a bucket cylinder 14 , a bellcrank 15 and a link 16 .
  • the boom 11 is rotatably supported with respect to the vehicle body 2, and moves vertically as shown in FIGS.
  • the boom cylinder 13 is an actuator that generates power for moving the boom 11 , one end of which is connected to the vehicle body 2 and the other end of which is connected to the boom 11 .
  • a boom operating device (not shown) included in the operating device 32
  • the boom cylinder 13 extends and contracts. As a result, the boom 11 moves vertically.
  • the boom cylinder 13 is, for example, a hydraulic cylinder.
  • the bucket 12 has a cutting edge 12T and is a working tool for excavating and loading an excavation object such as earth and sand.
  • the bucket 12 is rotatably connected to the boom 11 and rotatably connected to one end of the link 16 .
  • the other end of the link 16 is rotatably connected to one end of the bell crank 15 .
  • the bellcrank 15 has a central portion rotatably connected to the boom 11 and the other end portion rotatably connected to one end of the bucket cylinder 14 .
  • the other end of the bucket cylinder 14 is rotatably connected to the vehicle body 2 .
  • Bucket 12 is operated by power generated by bucket cylinder 14 .
  • Bucket cylinder 14 is an actuator that generates power for moving bucket 12 .
  • the bucket cylinder 14 When the operator operates the bucket operating device 33, the bucket cylinder 14 expands and contracts. Thereby, the bucket 12 swings.
  • the bucket cylinder 14 is, for example, a hydraulic cylinder.
  • the cutting edge 12T has a shape such as a flat blade and a flat blade, and is attached to the end of the bucket 12 so as to be replaceable.
  • the posture of the bucket 12 in which the cutting edge 12T faces downward as shown in FIG. 2 is referred to as the dump posture.
  • the dump posture is, for example, a posture (discharge posture) in which excavated materials in the bucket 12 can be loaded onto a transport vehicle or the like.
  • the posture of the bucket 12 in which the cutting edge 12T faces upward as shown in FIG. 3 is called a tilt posture (holding posture).
  • the tilt posture is, for example, a posture (transport posture) in which excavated material can be held in the bucket 12 . Also, as shown in FIG.
  • the posture of the bucket 12 in which the cutting edge 12T faces the road surface RS in a horizontal direction is referred to as an excavating posture (or a traveling posture during excavation).
  • the excavation posture is, for example, a posture when starting excavation of an excavation object such as earth and sand or traveling toward the excavation object (or a posture suitable for starting excavation or traveling).
  • the posture of the bucket 12 in which the cutting edge 12T is in contact with the road surface RS as shown in FIG. 5 is referred to as the grounding posture.
  • the wheel loader 1 places the bucket 12 in the excavation posture (or in the excavation posture in which the cutting edge 12T is lower than the road surface RS), and travels forward to start excavating an object to be excavated in front.
  • the excavation posture of the wheel loader 1 can also be called a horizontal posture because the direction of the cutting edge is substantially horizontal with the road surface RS.
  • FIG. 6 is a block diagram showing a configuration example of a control system for the wheel loader 1 according to the first embodiment.
  • the wheel loader 1 includes a power source 201, a PTO (Power Take Off) 202, a hydraulic pump 203, a control valve 200, an operation device 32, a display input unit 34, and a controller 100.
  • PTO Power Take Off
  • the power source 201 generates driving force for operating the work machine.
  • Examples of the power source include an internal combustion engine and an electric motor.
  • the PTO 202 transmits at least part of the driving force of the power source 201 to the hydraulic pump 203.
  • the PTO 202 distributes the driving force of the power source 201 to the travel device 4 and the hydraulic pump 203 .
  • the hydraulic pump 203 is driven by the power source 201 and discharges hydraulic oil. At least part of the hydraulic fluid discharged from hydraulic pump 203 is supplied to boom cylinder 13 and bucket cylinder 14 via control valve 200 . Control valve 200 controls the flow rate and direction of hydraulic oil supplied from hydraulic pump 203 to boom cylinder 13 and bucket cylinder 14 . Work implement 10 is operated by hydraulic oil from hydraulic pump 203 .
  • the operating device 32 is arranged inside the cab 3 .
  • the operating device 32 is operated by an operator.
  • the operator operates the operation device 32 to adjust the traveling direction and travel speed of the wheel loader 1 , switch between forward and reverse travel, and operate the work implement 10 .
  • the operating device 32 includes, for example, a steering wheel, a shift lever, an accelerator pedal, a brake pedal, and a bucket operating device (an example of a working tool operating device) 33 for operating the bucket 12 of the working machine 10 .
  • the bucket operating device 33 outputs a command signal for operating the posture of the bucket 12 .
  • the display input unit 34 is configured by a combination of an input device and a display device, an input display device such as a touch panel, and the like. The operator uses the display input unit 34 to set, for example, stored values of a target position and a target orientation in controlling the work machine 10, which will be described later.
  • FIGS. 7 and 8 are configuration diagrams showing the bucket operating device 33 according to the first embodiment.
  • 7 shows an example in which the bucket operation device 33 has one switch 33b1 on the operation lever 33L
  • FIG. 8 shows the bucket operation device 33 in which the operation lever 33L has two switches 33b1 and a switch 33b2.
  • the bucket operating device 33 moves from a tilting position A1 (first control position) to a tilting position E1 (second control position) in the longitudinal direction with respect to the neutral position (C1).
  • the tilting positions A1 and E1 are, for example, positions where the operating lever 33L has reached the rearward and forward stroke ends.
  • the bucket operation device 33 has a mechanism that automatically returns the position of the operation lever 33L to the neutral position (C1) when the operation lever 33L is not applied with an operation force exceeding a certain level.
  • a tilt holding operation an operation for tilting the position of the operating lever 33L to the tilt position A1 or the tilt position E1 is referred to as a tilt holding operation.
  • tilt side tilt holding operation an operation of tilting the position of the operating lever 33L to the tilt position A1 is referred to as tilt side tilt holding operation.
  • An operation of tilting the operating lever 33L to the tilting position E1 is referred to as a dump side tilt holding operation.
  • the bucket operating device 33 outputs a control signal corresponding to the tilting direction and tilting amount of the operating lever 33L.
  • the bucket operation device 33 outputs a predetermined operation pattern signal indicating that the operation lever 33L is operated to tilt to the tilting positions A1 and E1.
  • Bucket operating device 33 also outputs a signal indicating whether switch 33b1 or switch 33b2 is pressed.
  • the operation of pressing the switch 33b1 or the switch 33b2 may be the tilt holding operation.
  • the bucket operating device 33 may be configured using a PPC (Pressure Proportional Control) valve.
  • the wheel loader 1 also has a work implement load sensor 71 , a boom angle sensor 72 and a bucket angle sensor 73 .
  • the work machine load sensor 71 detects the load applied to the work machine 10 .
  • the work machine load sensor 71 is, for example, a load measuring device such as a strain gauge or a load cell arranged on at least a part of the work machine 10 .
  • Load data detected by work implement load sensor 71 is output to controller 100 .
  • the load applied to the work machine 10 may be detected using, for example, a hydraulic sensor that detects the pressure of pressure oil that drives the boom cylinder 13 or a pressure sensor that detects the pressure of pressure oil that drives the bucket cylinder 14. good. In this case, the load applied to the work implement 10 changes depending on whether the excavated material is held by the bucket 12 or not.
  • Work implement load sensor 71 can detect the presence or absence of an excavated object held in bucket 12 by detecting a change in the load applied to work implement 10 .
  • the boom angle sensor 72 detects the angle of the boom 11 with respect to the vehicle body 2 and outputs the detected data to the controller 100.
  • the boom angle sensor 72 is, for example, an angle sensor arranged at a connecting portion between the vehicle body 2 and the boom 11 . Note that the angle of the boom 11 may be calculated from the stroke amount of the boom cylinder 13 .
  • the bucket angle sensor 73 is a sensor for detecting the angle of the bucket 12.
  • the bucket angle sensor 73 is, for example, an angle sensor arranged at a connecting portion between the boom 11 and the bellcrank 15 .
  • Bucket angle sensor 73 detects the angle of bellcrank 15 with respect to boom 11 and outputs the detected data to controller 100 . Based on the angle of the boom 11 relative to the vehicle body 2 detected by the boom angle sensor 72 and the angle of the bellcrank 15 relative to the boom 11 detected by the bucket angle sensor 73, the angle of the bucket 12 relative to the boom 11 (and vehicle body 2) is calculated. can do.
  • the angle of the bucket 12 with respect to the boom 11 may be detected using a sensor that detects the angle of the bucket 12 with respect to the boom 11 at the joint between the bucket 12 and the boom 11, for example. Also, the angle of the bellcrank 15 with respect to the boom 11 and the angle of the bucket 12 with respect to the boom 11 may be calculated from the stroke amount of the boom cylinder 13 and the stroke amount of the bucket cylinder 14 .
  • FIG. 9 is a configuration diagram showing the controller 100 of the wheel loader 1 according to the first embodiment.
  • the controller 100 is configured using, for example, an FPGA (Field Programmable Gate Array) or a microcomputer having a processor, a main memory device, an auxiliary memory device, an input/output device, and the like.
  • the controller 100 includes an operation signal detection unit 101, a boom angle acquisition unit 102, a bucket angle calculation unit 104, and a storage unit 105 as a functional configuration configured by hardware or a combination of hardware and software such as a program. , a target bucket angle determination unit 107 , a bucket contact detection unit 112 , and a bucket cylinder control unit 109 .
  • the controller 100 of this embodiment is a device that controls the work machine 10 having the bucket 12 and the movable support portion 17 that changes the position and posture of the bucket 12 . Then, the controller 100 selects one of at least three target attitudes of the bucket 12 based on the command signal for manipulating the attitude of the bucket 12 and the detection signal indicating the current attitude of the bucket 12 . A target posture is set, and the movable support section 17 is controlled.
  • the command signal for manipulating the attitude of the bucket 12 is a control signal according to the tilting direction and the tilting amount of the operation lever 33L output by the bucket operating device 33, and the tilting of the bucket operating device 33 output by the operation signal detection unit 101. and a control signal indicating that a hold operation has been performed.
  • the detection signal indicating the current attitude of the bucket 12 is a detection signal indicating the current bucket angle output by the bucket angle calculator 104 .
  • FIG. 9 shows only the configuration corresponding to the control according to the operation of the bucket operation device 33 of the operation device 32 (operation unit) among the functions of the controller 100 . Further, in the example of the operation of the controller 100 to be described later, among the controls according to the operation of the bucket operating device 33, the case where the operation lever 33L of the bucket operating device 33 shown in FIGS. 7 and 8 is tilted and held will be described. do.
  • the operation signal detection unit 101 receives an operation signal of the bucket operation device 33 in the operation device 32, and determines whether or not a tilt holding operation for tilting the operation lever 33L to the tilt position A1 or the tilt position E1 has been performed, or , the result of detecting whether or not the tilt holding operation has been performed on the switch 33b1 is output to the target bucket angle determination unit 107 and the bucket cylinder control unit 109 as a control signal indicating that the tilt holding operation has been performed.
  • the command signal for manipulating the attitude of the bucket 12 includes the following first command signal and second command signal output by the manipulation signal detection section 101 .
  • the first command signal is, for example, a signal output when the operation lever 33L is tilted and held to the tilt position A1 (first control position).
  • the second command signal is, for example, a signal that is output when the operating lever 33L is tilted and held to the tilted position E1 (second control position).
  • the first command signal is, for example, a signal that is output when the operating lever 33L is operated to the tilt position B1 (toward the first control position) and the switch 33b1 is operated.
  • the second command signal is, for example, a signal that is output when the operating lever 33L is operated to the tilt position D1 (toward the second control position) and the switch 33b1 is operated.
  • the first command signal is, for example, a signal output when the switch 33b1 (first switch) is operated.
  • the second command signal is a signal output when the switch 33b2 (second switch) is operated.
  • the boom angle acquisition unit 102 receives data detected by the boom angle sensor 72 and acquires the current boom angle. Boom angle acquisition unit 102 outputs the acquired current boom angle data to target bucket angle determination unit 107 and bucket contact detection unit 112 .
  • the current boom angle data may be, for example, data indicating the current boom cylinder length.
  • the bucket angle calculator 104 receives the data detected by the boom angle sensor 72 and the data detected by the bucket angle sensor 73, and calculates the current bucket angle. Bucket angle calculator 104 outputs the calculated current bucket angle data to target bucket angle determiner 107 , bucket cylinder controller 109 , and bucket contact detector 112 .
  • the current bucket angle data may be, for example, data indicating the current bucket cylinder length.
  • the storage unit 105 stores the setting values of at least three types of target attitudes of the bucket 12 set using the display input unit 34 as storage values.
  • at least three types of target postures include a first posture, a second posture, and a third posture.
  • at least three types of target orientations include the first orientation.
  • the initial value of the first attitude can be, for example, the horizontal attitude of the bucket 12 .
  • the initial value of the second posture can be, for example, the carrying posture of the bucket 12 .
  • the initial value of the third posture can be, for example, the dumping posture or the grounding posture of the bucket 12 .
  • the operator can use the display input unit 34 to change or initialize the set values of these target postures.
  • the target bucket angle determination unit 107 stores a One target posture is selected from at least three stored target posture setting values.
  • the target bucket angle determination unit 107 determines the target bucket angle based on the selected target attitude and the output signal (boom angle) of the boom angle acquisition unit 102 . Since the attitude of the bucket 12 varies in its movable range according to the angle of the boom 11 (boom angle), the attitude of the bucket 12 is determined based on the target attitude and the boom angle.
  • the data indicating the target bucket angle may be, for example, data indicating the target bucket cylinder length, which is the target value of the bucket cylinder length.
  • Target bucket angle determination unit 107 outputs the selected target posture data to bucket cylinder control unit 109 .
  • Target bucket angle determination unit 107 outputs the determined target bucket angle to bucket cylinder control unit 109 .
  • the target bucket angle determination unit 107 when the target bucket angle determination unit 107 receives the first command signal from the operation signal detection unit 101, it selects either the first posture or the second posture as the target posture. When the target bucket angle determination unit 107 receives the second command signal from the operation signal detection unit 101, the target bucket angle determination unit 107 selects either the first posture or the third posture as the target posture.
  • the bucket 12 is rotatable between the first posture area and the second posture area.
  • the first posture region is a posture region between the first posture and the second posture
  • the second posture region is a posture region between the first posture and the third posture.
  • bucket grounding detection unit 112 Based on the boom angle output by boom angle acquisition unit 102 , the bucket angle calculated by bucket angle calculation unit 104 , and the load of work implement 10 detected by work implement load sensor 71 , bucket grounding detection unit 112 detects bucket grounding. 12 is in contact with the road surface (ground) RS. Bucket contact detection unit 112 estimates the distance between bucket 12 and road surface RS based on, for example, the boom angle and the bucket angle. Detect when grounded. Bucket contact detection unit 112 outputs the detection result to bucket cylinder control unit 109 .
  • the bucket cylinder control unit 109 When a predetermined tilt holding operation is performed on the bucket operating device 33, the bucket cylinder control unit 109 performs the following operations based on the command signal for operating the attitude of the bucket 12 and the detection signal indicating the current attitude of the bucket 12.
  • a bucket cylinder command is output so that the target attitude selected by the target bucket angle determination unit 107 is achieved.
  • the bucket cylinder control unit compares the current bucket angle calculated by the bucket angle calculation unit 104 with the target bucket angle determined by the target bucket angle determination unit 107, and adjusts the bucket so that the current bucket angle becomes the target bucket angle. Output a cylinder command.
  • Bucket cylinder control unit 109 outputs a bucket cylinder command to control control valve 200 .
  • the control valve 200 drives the bucket cylinder 14 and controls the movable support 17 based on the bucket cylinder command.
  • FIG. 10 is a schematic diagram showing an operation example of the bucket 12 according to the first embodiment.
  • the case where the bucket 12 is in a horizontal state (horizontal posture) is shown as a bucket 12-1.
  • a state in which the bucket 12 is tilted to the maximum is shown as a bucket 12-2.
  • a state in which the bucket 12 is dumped to the maximum extent is shown as a bucket 12-3.
  • the attitude of the dump end is either a state in which the bucket 12 is dumped to the maximum (shown as bucket 12-3a) or a state in which the bucket 12 is grounded (shown as bucket 12-3b).
  • the first attitude is the horizontal attitude
  • the second attitude is the tilt end
  • the third attitude is the dump end.
  • Bucket 12-1-2 is positioned between bucket 12-1 in the first position and bucket 12-2 in the second position.
  • Bucket 12-1-3 is positioned between bucket 12-1 in the first position and bucket 12-3 in the third position.
  • FIG. 11 is a flow chart showing an operation example of the controller 100 according to the first embodiment.
  • the controller 100 bucket cylinder control unit 109 controls the bucket posture by the process shown in FIG.
  • FIG. 11 is a flow that is repeatedly executed at a predetermined cycle.
  • FIG. 11 shows the processing on the tilt side, and in the processing on the dump side, "tilt side” or “tilt end” is read as “(dump side)” or “(dump end)” in “()". processing.
  • the controller 100 first determines whether or not a tilt holding operation to the tilt side (dump side) has been detected (S101). If the tilt holding operation is not detected (S101: No), the controller 100 ends the processing shown in FIG. When the tilt holding operation is detected (S101: Yes), the controller 100 determines whether the current posture of the bucket 12 is on the dump side (tilt side) from the horizontal posture based on the current bucket angle data (S102). . If the current attitude of the bucket 12 is on the dump side (tilt side) from the horizontal attitude (S102: Yes), the controller 100 determines the target bucket angle at which the bucket 12 is in the horizontal attitude according to the current boom angle. (S103).
  • the controller 100 If the current attitude of the bucket 12 is not on the dump side (tilt side) of the horizontal attitude (S102: No), the controller 100 puts the bucket 12 in the tilt end (dump end) state according to the current boom angle. A target bucket angle is determined (S104). Next, the controller 100 outputs a command so that the current bucket angle becomes the target bucket angle (S105). Next, the controller 100 determines whether or not a lever operation to the dump side (tilt side) has been detected (S106). When the lever operation to the dump side (tilt side) is detected (S106: Yes), the controller 100 stops the process (S107). When the lever operation to the dump side (tilt side) is not detected (S106: No), the controller 100 terminates the processing shown in FIG.
  • the controller 100 controls the movable support section 17 so that the posture of the bucket 12 becomes the target bucket posture.
  • the bucket posture is on the dump side (tilt side) from the horizontal posture (first posture)
  • the bucket posture is adjusted to the horizontal posture (first posture) by the tilt side (dump side) tilt holding operation. can be done.
  • the controller 100 can adjust to the tilt end (dump end) by the tilt side (dump side) tilt holding operation.
  • the posture of the work tool can be automatically adjusted to a plurality of postures.
  • Example of controller operation 12 to 14 are flow charts showing operation examples of the controller 100 according to the second embodiment.
  • the controller 100 bucket cylinder control section 109 controls the bucket posture by the processing shown in FIGS.
  • FIG. 12 shows the main flow that is repeatedly executed at a predetermined cycle.
  • FIG. 13 shows the details of processing 1 (processing when one tilt holding operation is detected) which is executed in S202 and canceled in S206.
  • FIG. 14 shows the details of the process 2 executed in S207 (for example, the process when the second tilt holding operation is detected within a predetermined time after the first tilt holding operation is detected).
  • 12 to 14 show the processing on the tilt side, and for the processing on the dump side, "tilt side” or “tilt end” is replaced with "(dump side)" or "(dump end)" in "()". , and the determination of (S405) is added. However, there is no problem even if the processing for determination in S405 is executed in the processing on the tilt side.
  • the controller 100 first determines whether or not a tilt holding operation to the tilt side (dump side) has been detected (S201). If the tilt holding operation is not detected (S201: No), the controller 100 ends the processing shown in FIG. When the tilt holding operation is detected (S201: Yes), the controller 100 starts processing 1 (FIG. 13) (S202). After that, the process 1 is executed until the process 1 is stopped within the process 1 or stopped at S206.
  • the controller 100 first determines whether the current posture of the bucket 12 is on the dump side (tilt side) from the horizontal posture based on the current bucket angle data (S301). If the current attitude of the bucket 12 is not on the dump side (tilt side) of the horizontal attitude (S301: No), the controller 100 ends the process 1 shown in FIG. If the current attitude of the bucket 12 is on the dump side (tilt side) from the horizontal attitude (S301: Yes), the controller 100 sets the target bucket angle at which the bucket 12 is in the horizontal attitude according to the current boom angle. Determine (S302). Next, the controller 100 outputs a command so that the current bucket angle becomes the target bucket angle (S303).
  • the controller 100 determines whether or not a lever operation to the dump side (tilt side) has been detected (S304).
  • S304 determines whether or not a lever operation to the dump side (tilt side) has been detected.
  • S304 determines whether or not a lever operation to the dump side (tilt side) has been detected.
  • S304 Yes
  • the controller 100 stops the process (S304), and when the lever operation to the dump side (tilt side) is not detected (S304). : No)
  • the controller 100 ends the process 1 shown in FIG.
  • the controller 100 determines whether or not a tilt holding operation to the tilt side (dump side) has been detected within a predetermined time (S204). If the tilt holding operation to the tilt side (dump side) is not detected within the predetermined time (S204: No), the controller 100 clears the counter (S208) and ends the processing shown in FIG. When the tilt holding operation to the tilt side (dump side) is detected within the predetermined time (S204: Yes), the controller 100 determines whether or not process 1 is being executed (S205).
  • the controller 100 stops the process 1 (S206). If the process 1 is not being executed (S205: No), or if the process 1 is canceled (S206), the controller 100 starts the process 2 (FIG. 14) (S207) and clears the count (S208). , the process shown in FIG. 12 ends.
  • the controller 100 first determines a target bucket angle at which the attitude of the bucket 12 is in a tilt end (dump end) state according to the current boom angle (S401). Next, the controller 100 outputs a command so that the current bucket angle becomes the target bucket angle (S402). Next, the controller 100 determines whether or not a lever operation to the dump side (tilt side) has been detected (S403). When the lever operation to the dump side (tilt side) is detected (S403: Yes), the controller 100 stops the process (S404). On the other hand, when the lever operation to the dump side (tilt side) is not detected (S403: No), the controller 100 determines whether or not the grounding of the bucket 12 is detected (S405). If grounding of the bucket 12 is detected (S405: Yes), the controller 100 stops processing (S404), and if grounding of the bucket 12 is not detected (S405: No), the controller 100 returns to FIG. Terminate the indicated process.
  • the controller 100 causes the bucket 12 to move to the first posture when the dump side tilt holding operation is performed once when the bucket 12 is in the second posture or in a posture between the first posture and the second posture. (horizontal posture). Further, when the tilt side tilt holding operation is performed once when the bucket 12 is in the third posture or in the posture between the first posture and the third posture, the controller 100 puts the bucket 12 in the first posture (horizontal posture). ).
  • the controller 100 adjusts the bucket 12 to the second attitude (tilt end) when the tilt side tilt holding operation is continuously repeated within a predetermined time when the bucket 12 is in an arbitrary attitude. Further, the controller 100 adjusts the bucket 12 to the third posture (dump end) when the dump side tilt holding operation is continuously repeated within a predetermined time when the bucket 12 is in an arbitrary posture. .
  • the target bucket angle determination unit 107 of the controller 100 sets the first attitude to the bucket 12 when receiving the command signal for manipulating the attitude of the bucket 12 .
  • the movable support portion 17 is controlled as the target posture of . Further, when the controller 100 continuously and repeatedly receives the command signal indicating the current attitude of the bucket 12 within a predetermined time, the controller 100 selects a target attitude different from the first attitude among at least three kinds of target attitudes. is set to the target posture of the bucket 12, and the movable support portion 17 is controlled.
  • the target bucket angle determination unit 107 determines the set values of at least three target attitudes stored in the storage unit 105. , the second posture is selected as the target posture and set as the target posture of the bucket 12, and the movable support portion 17 is controlled. Further, when the target bucket angle determination unit 107 continuously and repeatedly receives the second command signal from the operation signal detection unit 101 within a predetermined period of time, the target bucket angle determination unit 107 selects at least three types of target postures stored in the storage unit 105. The third posture is selected from the set values as the target posture of the bucket 12, and the movable support portion 17 is controlled.
  • the posture of the work tool can be automatically adjusted to a plurality of postures by performing a predetermined tilting holding operation on the bucket operating device 33 .
  • the wheel loader 1 may be remotely controlled.
  • part or all of the controller 100 and the operating device 32 can be provided, for example, at a place where remote control is performed.
  • the work machine (or work vehicle) is not limited to a wheel loader, and may be other work machine such as a hydraulic excavator equipped with a work tool and a work tool movable support portion.
  • the work tool is not limited to the bucket.
  • the work tool may be, for example, a fork, bale grab, etc. that is replaceably attached to the wheel loader as an attachment.
  • part or all of the programs executed by the computer in the above embodiments can be distributed via computer-readable recording media or communication lines.
  • the posture of the work tool can be automatically adjusted to a plurality of postures.

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Abstract

本開示の一態様は、作業工具と作業工具の姿勢を変化させる可動支持部とを含む作業機を有する作業機械の制御システムであって、第１の姿勢を含む少なくとも３種類の目標姿勢を記憶する記憶部を有するコントローラを備える。コントローラは、作業工具の姿勢を操作する指令信号と作業工具の現在の姿勢を示す検出信号とに基づいて少なくとも３種類の目標姿勢のうちのいずれかを選択して作業工具の目標姿勢とし、可動支持部を制御する。

Description

制御システム、制御方法および作業機械
　本開示は、制御システム、制御方法および作業機械に関する。本願は、２０２１年５月３１日に、日本に出願された特願２０２１－０９１２１５号に基づき優先権を主張し、その内容をここに援用する。
　特許文献１には、操作レバーが保持位置に操作された場合に、バケットを水平姿勢に自動調整するホイールローダが開示されている。
特開２０１３－１６７０９８号公報
　作業機械の一例としてのホイールローダでは、例えば、作業工具の一例であるバケットにおいてよく用いられる定型的な姿勢として、水平姿勢のほか、運搬姿勢、排土姿勢、接地姿勢等がある。しかしながら、特許文献１に記載されているホイールローダでは、バケットの姿勢を複数の定型的な姿勢に自動調整することができないという課題があった。
　本開示は、上記事情に鑑みてなされたものであり、作業工具の姿勢を複数の姿勢に自動で調整することができる制御システム、制御方法および作業機械を提供することを目的とする。
　上記課題を解決するため、本開示の第１の態様は、作業工具と作業工具の姿勢を変化させる可動支持部とを含む作業機を有する作業機械の制御システムであって、少なくとも３種類の目標姿勢を記憶する記憶部を有するコントローラを備える。コントローラは、作業工具の姿勢を操作する指令信号と作業工具の現在の姿勢を示す検出信号とに基づいて少なくとも３種類の目標姿勢のうちのいずれかを選択して作業工具の目標姿勢とし、可動支持部を制御する。
　また、本開示の第２の態様は、作業工具と作業工具の姿勢を変化させる可動支持部とを含む作業機を有する作業機械の制御システムであって、第１の姿勢を含む少なくとも３種類の目標姿勢を記憶する記憶部を有するコントローラを備える。コントローラは、作業工具の姿勢を操作する指令信号を受信した場合、第１の姿勢を作業工具の目標姿勢として可動支持部を制御する。コントローラは、指令信号を所定時間内に連続的に繰り返して受信した場合、少なくとも３種類の目標姿勢のうち第１の姿勢とは異なる目標姿勢を選択して作業工具の目標姿勢とし、可動支持部を制御する。
　また、本開示の第３の態様は、作業工具と作業工具の姿勢を変化させる可動支持部とを含む作業機を有する作業機械の制御方法であって、以下のステップを備える。第１のステップは、少なくとも３種類の目標姿勢を記憶する。第２のステップは、作業工具の姿勢を操作する指令信号と作業工具の現在の姿勢を示す検出信号とに基づいて少なくとも３種類の目標姿勢のうちのいずれかを選択する。第３のステップは、選択した目標姿勢を作業工具の目標姿勢として可動支持部を制御する。
　また、本開示の第４の態様は、作業工具と作業工具の姿勢を変化させる可動支持部とを含む作業機を有する作業機械の制御方法であって、以下のステップを備える。第１のステップは、第１の姿勢を含む少なくとも３種類の目標姿勢を記憶する。第２のステップは、作業工具の姿勢を操作する指令信号を受信した場合、第１の姿勢を目標姿勢として選択する。第３のステップは、指令信号を所定時間内に連続的に繰り返して受信した場合、少なくとも３種類の目標姿勢のうち第１の姿勢とは異なる目標姿勢を選択する。第４のステップは、選択した目標姿勢を作業工具の目標姿勢として可動支持部を制御する。
　また、本開示の第５の態様は、作業工具と作業工具の姿勢を変化させる可動支持部とを有する作業機械であって、可動支持部を制御するコントローラとを備える。コントローラは、少なくとも３種類の目標姿勢を記憶する記憶部を含む。コントローラは、作業工具の姿勢を操作する指令信号と作業工具の現在の姿勢を示す検出信号とに基づいて少なくとも３種類の目標姿勢のうちのいずれかを選択して作業工具の目標姿勢とし、可動支持部を制御する。
　また、本開示の第６の態様は、作業工具と作業工具の姿勢を変化させる可動支持部とを有する作業機械であって、可動支持部を制御するコントローラとを備える。コントローラは、第１の姿勢を含む少なくとも３種類の目標姿勢を記憶する記憶部を含む。コントローラは、作業工具の姿勢を操作する指令信号を受信した場合、第１の姿勢を作業工具の目標姿勢として可動支持部を制御する。コントローラは、指令信号を所定時間内に連続的に繰り返して受信した場合、少なくとも３種類の目標姿勢のうち第１の姿勢とは異なる目標姿勢を選択して作業工具の目標姿勢とし、可動支持部を制御する。
　本開示の各態様によれば、作業工具の姿勢を複数の姿勢に自動で調整することができる。
第１の実施形態に係る作業機械を示す側面図である。 第１の実施形態に係る作業機械の動作例を示す側面図である。 第１の実施形態に係る作業機械の他の動作例を示す側面図である。 第１の実施形態に係る作業機械の他の動作例を示す側面図である。 第１の実施形態に係る作業機械の他の動作例を示す側面図である。 第１の実施形態に係る作業機械の制御システムの構成例を示すブロック図である。 第１の実施形態に係るバケット操作装置の構成例を示す斜視図である。 第１の実施形態に係るバケット操作装置の他の構成例を示す斜視図である。 第１の実施形態に係るコントローラの構成を示す概略ブロック図である。 第１の実施形態に係るバケットの動作例を示す模式図である。 第１の実施形態に係るコントローラの動作例を示すフローチャートである。 第２の実施形態に係るコントローラの動作例を示すフローチャートである。 第２の実施形態に係るコントローラの動作例を示すフローチャートである。 第２の実施形態に係るコントローラの動作例を示すフローチャートである。
　以下、図面を参照して本開示に係る実施形態について説明する。なお、各図において同一または対応する構成には同一の符号を用いて説明を適宜省略する。
　本実施形態においては、作業機械１にローカル座標系を設定し、ローカル座標系を参照しながら各部の位置関係について説明する。ローカル座標系において、作業機械１の左右方向（車幅方向）に延伸する第１軸をＸ軸とし、作業機械１の前後方向に延伸する第２軸をＹ軸とし、作業機械１の上下方向に延伸する第３軸をＺ軸とする。Ｘ軸とＹ軸とは直交する。Ｙ軸とＺ軸とは直交する。Ｚ軸とＸ軸とは直交する。＋Ｘ方向は右方向であり、－Ｘ方向は左方向である。＋Ｙ方向は前方向であり、－Ｙ方向は後方向である。＋Ｚ方向は上方向であり、－Ｚ方向は下方向である。
＜第１の実施形態＞
［作業機械の概要］
　図１～図５は、第１の実施形態に係る作業機械１を示す側面図である。第１の実施形態に係る作業機械１は、例えばホイールローダである。以下の説明において、作業機械１を適宜、ホイールローダ１、と称する。
　図１に示すように、ホイールローダ１は、車体２と、キャブ３と、走行装置４と、作業機１０とを有する。ホイールローダ１は、走行装置４により、作業現場を走行する。ホイールローダ１は、作業現場において、作業機１０を用いて作業を実施する。ホイールローダ１は、作業機１０を用いて、掘削作業、積込作業、運搬作業、および除雪作業等の作業を実施することができる。
　キャブ３は、車体２に支持される。キャブ３の内部には、オペレータが着座する運転席３１と、後述する操作装置３２と、表示入力部３４とが配置される。
　走行装置４は、回転可能な車輪５を有する。車輪５は、車体２を支持する。ホイールローダ１は、走行装置４によって路面（あるいは地面）ＲＳを走行可能である。なお、図１では、左側の前輪５Ｆおよび後輪５Ｒのみが図示されている。
　作業機１０は、車体２に支持される。作業機１０は、作業工具の一例としてのバケット１２と、バケット１２の位置と姿勢を変化させる可動支持部１７とから構成されている。図１に示す例では、可動支持部１７は、ブーム１１と、ブームシリンダ１３と、バケットシリンダ１４と、ベルクランク１５と、リンク１６とを備える。
　ブーム１１は、車体２に対して回動可能に支持され、ブームシリンダ１３の伸縮に応じて図１～図５に示すように上下方向に移動する。ブームシリンダ１３は、ブーム１１を移動させるための動力を発生するアクチュエータであり、一端部は車体２に連結され、他端部はブーム１１に連結される。オペレータが操作装置３２に含まれるブーム操作装置（図示しない）を操作すると、ブームシリンダ１３が伸縮する。これにより、ブーム１１は上下方向に移動する。ブームシリンダ１３は、例えば油圧シリンダである。
　バケット１２は、刃先１２Ｔを有し、土砂等の掘削対象物の掘削や、積み込みを行うための作業工具である。バケット１２は、ブーム１１に対して回動可能に連結されるとともに、リンク１６の一端部に対して回動可能に連結されている。リンク１６の他端部は、ベルクランク１５の一端部に回動可能に連結されている。ベルクランク１５は、中央部がブーム１１に回動可能に連結され、他端部がバケットシリンダ１４の一端部に回動可能に連結されている。バケットシリンダ１４の他端部は車両本体２に回動可能に連結されている。バケット１２は、バケットシリンダ１４が発生する動力によって作動する。バケットシリンダ１４は、バケット１２を移動するための動力を発生するアクチュエータである。オペレータがバケット操作装置３３を操作すると、バケットシリンダ１４が伸縮する。これにより、バケット１２は揺動する。バケットシリンダ１４は、例えば油圧シリンダである。刃先１２Ｔは、山刃、平刃等の形状を有し、交換可能にバケット１２の端部に取り付けられている。
　なお、本実施形態では、図２に示すように刃先１２Ｔが下を向いているバケット１２の姿勢を、ダンプ姿勢という。ダンプ姿勢は、例えば、バケット１２内の掘削物を運搬車両等に積み込むことができる姿勢（排土姿勢）である。また、図３に示すように刃先１２Ｔが上を向いているバケット１２の姿勢を、チルト姿勢（抱え込み姿勢）という。チルト姿勢は、例えば、掘削物をバケット１２内に保持することができる姿勢（運搬姿勢）である。また、図４に示すように刃先１２Ｔが路面ＲＳと水平方向（ほぼ水平方向を含む）を向いているバケット１２の姿勢を、掘削姿勢（あるいは掘削時の走行姿勢）という。掘削姿勢は、例えば、土砂等の掘削対象物の掘削を開始するときや掘削対象物に向かって走行するときの姿勢（あるいは掘削を開始するときや走行するときに適した姿勢）である。また、図５に示すように刃先１２Ｔが路面ＲＳに接しているバケット１２の姿勢を、接地姿勢という。ホイールローダ１は、例えば、バケット１２を掘削姿勢（あるいは掘削姿勢から刃先１２Ｔが路面ＲＳより低くなる姿勢）とし、前方方向へ走行することで前方に位置する掘削対象物の掘削を開始する。なお、ホイールローダ１では、掘削姿勢は、刃先方向が路面ＲＳと実質的に水平であるということから水平姿勢と呼ぶこともできる。
［制御システムの構成］
　図６は、第１の実施形態に係るホイールローダ１の制御システムの構成例を示すブロック図である。図６に示すように、ホイールローダ１は、動力源２０１と、ＰＴＯ（Power　Take　Off）２０２と、油圧ポンプ２０３と、制御弁２００と、操作装置３２と、表示入力部３４と、コントローラ１００とを備える。
　動力源２０１は、作業機械を作動させるための駆動力を発生する。動力源として、内燃機関や電動機が例示される。
　ＰＴＯ２０２は、動力源２０１の駆動力の少なくとも一部を油圧ポンプ２０３に伝達する。ＰＴＯ２０２は、動力源２０１の駆動力を走行装置４と油圧ポンプ２０３とに分配する。
　油圧ポンプ２０３は、動力源２０１によって駆動され、作動油を吐出する。油圧ポンプ２０３から吐出された作動油の少なくとも一部は、制御弁２００を介して、ブームシリンダ１３およびバケットシリンダ１４のそれぞれに供給される。制御弁２００は、油圧ポンプ２０３からブームシリンダ１３およびバケットシリンダ１４のそれぞれに供給される作動油の流量および方向を制御する。作業機１０は、油圧ポンプ２０３からの作動油により動作する。
　操作装置３２は、キャブ３の内部に配置される。操作装置３２は、オペレータにより操作される。オペレータは、操作装置３２を操作して、ホイールローダ１の進行方向と走行速度の調整、前進または後進の切替え、および作業機１０の操作を実施する。操作装置３２は、例えば、ステアリング、シフトレバー、アクセルペダル、ブレーキペダル、および作業機１０のバケット１２を操作するためのバケット操作装置（作業工具操作装置の一例）３３を含む。バケット操作装置３３は、バケット１２の姿勢を操作する指令信号を出力する。表示入力部３４は、入力装置と表示装置の組み合わせ、タッチパネル等の入力表示装置等から構成される。オペレータは、表示入力部３４を用いて、例えば後述する作業機１０の制御における目標位置や目標姿勢の記憶値を設定する。
　図７および図８は、第１の実施形態に係るバケット操作装置３３を示す構成図である。なお、図７は、バケット操作装置３３が、操作レバー３３Ｌに、１個のスイッチ３３ｂ１を有する例を示し、図８は、バケット操作装置３３が、操作レバー３３Ｌに、２個のスイッチ３３ｂ１とスイッチ３３ｂ２を有する例を示す。図７および図８に示すように、バケット操作装置３３は、中立位置（Ｃ１）に対して前後方向に傾動位置Ａ１（第１の制御位置）から傾動位置Ｅ１（第２の制御位置）まで（Ｅ１←Ｄ１←Ｃ１→Ｂ１→Ａ１）の方向に作動可能な電気式操作レバーである操作レバー３３Ｌを備える。傾動位置Ａ１およびＥ１は、例えば操作レバー３３Ｌが後ろ方向および前方向のストロークエンドに達した位置である。バケット操作装置３３は、操作レバー３３Ｌに一定以上の操作力が掛けられていない状態で、操作レバー３３Ｌの位置を中立位置（Ｃ１）に自動的に復帰する機構を有している。本実施形態では、操作レバー３３Ｌの位置を傾動位置Ａ１または傾動位置Ｅ１に傾動させる操作を傾動保持操作という。また、操作レバー３３Ｌの位置を傾動位置Ａ１に傾動させる操作をチルト側傾動保持操作という。また、操作レバー３３Ｌの位置を傾動位置Ｅ１に傾動させる操作をダンプ側傾動保持操作という。
　バケット操作装置３３は、操作レバー３３Ｌの傾動方向と傾動量に応じた制御信号を出力する。また、バケット操作装置３３は、操作レバー３３Ｌが傾動位置Ａ１およびＥ１に傾動させる操作がされた場合にその旨を示す所定の操作パターン信号を出力する。また、バケット操作装置３３は、スイッチ３３ｂ１またはスイッチ３３ｂ２が押されているか否かを示す信号を出力する。本実施形態では、スイッチ３３ｂ１またはスイッチ３３ｂ２が押される操作を傾動保持操作としてもよい。この場合、バケット操作装置３３は、ＰＰＣ（Pressure Proportional Control）バルブを用いて構成してもよい。
　なお、バケット操作装置３３は、オペレータの手が操作レバー３３Ｌから離れると操作レバーは中立状態（Ｃ１）に復帰するが、後述するコントローラ１００は、例えば、作業機１０の位置や姿勢が所定の状態となるまで仮想的に傾動保持状態が継続しているとみなして制御を行うことができる。
　また、ホイールローダ１は、作業機負荷センサ７１と、ブーム角センサ７２と、バケット角センサ７３とを有する。
　作業機負荷センサ７１は、作業機１０にかかる負荷を検出する。作業機負荷センサ７１は、例えば、作業機１０の少なくとも一部に配置された歪ゲージやロードセル等の荷重測定デバイスである。作業機負荷センサ７１により検出された負荷データは、コントローラ１００へ出力される。なお、作業機１０にかかる負荷は、例えば、ブームシリンダ１３を駆動させる圧油の圧力を検出する油圧センサまたはバケットシリンダ１４を駆動させる圧油の圧力を検出する油圧センサを用いて検出してもよい。この場合、掘削物がバケット１２に保持されている状態と保持されていない状態とで、作業機１０に掛かる負荷が変化する。作業機負荷センサ７１は、作業機１０に掛かる負荷の変化を検出することによって、バケット１２内に保持された掘削物の有無を検出することができる。
　ブーム角センサ７２は、車体２に対するブーム１１の角度を検出し、検出データをコントローラ１００へ出力する。ブーム角センサ７２は、例えば、車体２とブーム１１との連結部に配置される角度センサである。なお、ブーム１１の角度は、ブームシリンダ１３のストローク量から算出してもよい。
　バケット角センサ７３は、バケット１２の角度を検出するためのセンサである。バケット角センサ７３は、例えば、ブーム１１とベルクランク１５との連結部に配置される角度センサである。バケット角センサ７３は、ブーム１１に対するベルクランク１５の角度を検出し、検出データをコントローラ１００へ出力する。ブーム角センサ７２が検出した車体２に対するブーム１１の角度と、バケット角センサ７３が検出したブーム１１に対するベルクランク１５の角度とに基づいて、ブーム１１（および車体２）に対するバケット１２の角度を算出することができる。なお、ブーム１１に対するバケット１２の角度は、例えば、バケット１２とブーム１１との連結部において、ブーム１１に対するバケット１２の角度を検出するセンサを用いて検出してもよい。また、ブーム１１に対するベルクランク１５の角度やブーム１１に対するバケット１２の角度は、ブームシリンダ１３のストローク量とバケットシリンダ１４のストローク量から算出してもよい。
［コントローラの構成］
　図９は、第１の実施形態に係るホイールローダ１のコントローラ１００を示す構成図である。コントローラ１００は、例えば、プロセッサ、主記憶装置、補助記憶装置、入出力装置等を有するＦＰＧＡ（Ｆｉｅｌｄ　Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ　Ｇａｔｅ　Ａｒｒａｙ）やマイクロコンピュータを用いて構成される。コントローラ１００は、ハードウェアまたはハードウェアとプログラム等のソフトウェアの組み合わせから構成される機能的構成として、操作信号検出部１０１と、ブーム角取得部１０２と、バケット角算出部１０４と、記憶部１０５と、目標バケット角決定部１０７と、バケット接地検出部１１２と、バケットシリンダ制御部１０９とを備える。
　本実施形態のコントローラ１００は、バケット１２とバケット１２の位置と姿勢を変化させる可動支持部１７とを有する作業機１０を制御する装置である。そして、コントローラ１００は、バケット１２の姿勢を操作する指令信号と、バケット１２の現在の姿勢を示す検出信号とに基づいて、少なくとも３種類の目標姿勢のうちのいずれかを選択してバケット１２の目標姿勢とし、可動支持部１７を制御する。バケット１２の姿勢を操作する指令信号は、バケット操作装置３３が出力した操作レバー３３Ｌの傾動方向と傾動量に応じた制御信号と、操作信号検出部１０１が出力したバケット操作装置３３に対して傾動保持操作が行われたことを示す制御信号とを含む。バケット１２の現在の姿勢を示す検出信号は、バケット角算出部１０４が出力した現在のバケット角を示す検出信号である。
　なお、図９は、コントローラ１００が有する複数の機能のうち、操作装置３２（操作部）が有するバケット操作装置３３の操作に応じた制御に対応する構成のみを示している。また、後述するコントローラ１００の動作例では、バケット操作装置３３の操作に応じた制御のうち、図７および図８に示すバケット操作装置３３の操作レバー３３Ｌに傾動保持操作が行われた場合について説明する。
　操作信号検出部１０１は、操作装置３２内のバケット操作装置３３の操作信号を受信し、操作レバー３３Ｌの位置が傾動位置Ａ１または傾動位置Ｅ１に傾動させる傾動保持操作が行われたか否か、あるいは、スイッチ３３ｂ１に対して傾動保持操作が行われたか否かを検出した結果を、傾動保持操作が行われたことを示す制御信号として目標バケット角決定部１０７およびバケットシリンダ制御部１０９へ出力する。なお、本実施形態において、バケット１２の姿勢を操作する指令信号は、操作信号検出部１０１が出力する以下の第１の指令信号と第２の指令信号とを含む。
　第１の指令信号は、例えば、操作レバー３３Ｌが、傾動位置Ａ１（第１の制御位置）へ傾動保持操作された場合に出力される信号である。第２の指令信号は、例えば、操作レバー３３Ｌが、傾動位置Ｅ１（第２の制御位置）へ傾動保持操作された場合に出力される信号である。
　あるいは、第１の指令信号は、例えば、操作レバー３３Ｌが傾動位置Ｂ１（第１の制御位置の方向）へ操作され、かつスイッチ３３ｂ１が操作された場合に出力される信号である。第２の指令信号は、例えば、操作レバー３３Ｌが傾動位置Ｄ１（第２の制御位置の方向）へ操作され、かつスイッチ３３ｂ１が操作された場合に出力される信号である。
　あるいは、第１の指令信号は、例えば、スイッチ３３ｂ１（第１のスイッチ）が操作された場合に出力される信号である。第２の指令信号は、スイッチ３３ｂ２（第２のスイッチ）が操作された場合に出力される信号である。
　ブーム角取得部１０２は、ブーム角センサ７２が検出したデータを受信し、現在のブーム角を取得する。ブーム角取得部１０２は、取得した現在のブーム角データを目標バケット角決定部１０７と、バケット接地検出部１１２へ出力する。現在のブーム角データは、例えば、現在のブームシリンダ長を示すデータであってもよい。
　バケット角算出部１０４は、ブーム角センサ７２が検出したデータとバケット角センサ７３が検出したデータとを受信し、現在のバケット角を算出する。バケット角算出部１０４は、算出した現在のバケット角データを目標バケット角決定部１０７、バケットシリンダ制御部１０９、およびバケット接地検出部１１２へ出力する。現在のバケット角データは、例えば、現在のバケットシリンダ長を示すデータであってもよい。
　記憶部１０５は、表示入力部３４を用いて設定されたバケット１２の少なくとも３種類の目標姿勢の設定値を記憶値として記憶する。本実施形態において、少なくとも３種類の目標姿勢は、第１の姿勢と、第２の姿勢と、第３の姿勢とを含む。あるいは、後述する第２の実施形態において、少なくとも３種類の目標姿勢は、第１の姿勢を含む。また、第１の姿勢の初期値は例えば、バケット１２の水平姿勢とすることができる。また、第２の姿勢の初期値は例えば、バケット１２の運搬姿勢とすることができる。また、第３の姿勢の初期値は、例えば、バケット１２の排土姿勢または接地姿勢とすることができる。オペレータは、表示入力部３４を用いてこれらの目標姿勢の設定値を変更したり、初期化したりすることができる。
　目標バケット角決定部１０７は、操作信号検出部１０１の出力信号と、バケット角算出部１０４の出力信号と、記憶部１０５に設定されている目標姿勢の設定値とに基づいて、記憶部１０５に記憶されている少なくとも３種類の目標姿勢の設定値から１つの目標姿勢を選択する。目標バケット角決定部１０７は、選択した目標姿勢とブーム角取得部１０２の出力信号（ブーム角）とに基づいて目標バケット角を決定する。バケット１２の姿勢は、ブーム１１の角度（ブーム角）に応じて可動領域が変化するため、バケット１２の姿勢は、目標姿勢とブーム角とに基づいて決定される。なお、目標バケット角を示すデータは、例えば、バケットシリンダ長の目標値である目標バケットシリンダ長を示すデータであってもよい。目標バケット角決定部１０７は、選択した目標姿勢データをバケットシリンダ制御部１０９へ出力する。目標バケット角決定部１０７は、決定した目標バケット角をバケットシリンダ制御部１０９へ出力する。
　なお、目標バケット角決定部１０７は、操作信号検出部１０１から第１の指令信号を受信した場合、第１の姿勢および第２の姿勢のいずれかを目標姿勢として選択する。また、目標バケット角決定部１０７は、操作信号検出部１０１から第２の指令信号を受信した場合、第１の姿勢および第３の姿勢のいずれかを目標姿勢として選択する。
　なお、本実施形態では、バケット１２は、第１の姿勢領域と第２の姿勢領域とに回動可能である。第１の姿勢領域は、第１の姿勢と第２の姿勢との間の姿勢領域であり、第２の姿勢領域は、第１の姿勢と第３の姿勢との間の姿勢領域である。目標バケット角決定部１０７は、操作信号検出部１０１から第１の指令信号を受信し、かつ、バケット１２の現在の姿勢が第２の姿勢領域である場合は、第１の姿勢を目標姿勢として選択する。また、目標バケット角決定部１０７は、操作信号検出部１０１から第２の指令信号を受信し、かつ、バケット１２の現在の姿勢が第１の姿勢領域である場合は、第１の姿勢を目標姿勢として選択する。
　バケット接地検出部１１２は、ブーム角取得部１０２が出力したブーム角と、バケット角算出部１０４が算出したバケット角と、作業機負荷センサ７１が検出した作業機１０の負荷とに基づいて、バケット１２が路面（地面）ＲＳに接地したか否かを検出する。バケット接地検出部１１２は、例えば、ブーム角とバケット角に基づいてバケット１２と路面ＲＳとの間隔を推定するとともに、作業機負荷センサ７１が一定の負荷の増大を検出したときに、バケット１２が接地したと検知する。バケット接地検出部１１２は、検出結果をバケットシリンダ制御部１０９へ出力する。
　バケットシリンダ制御部１０９は、バケット操作装置３３に対して所定の傾動保持操作が行われた場合、バケット１２の姿勢を操作する指令信号とバケット１２の現在の姿勢を示す検出信号とに基づいて、目標バケット角決定部１０７が選択した目標姿勢となるようにバケットシリンダ指令を出力する。バケットシリンダ制御部は、バケット角算出部１０４が算出した現在のバケット角と、目標バケット角決定部１０７が決定した目標バケット角とを比較し、現在のバケット角が目標バケット角となるようにバケットシリンダ指令を出力する。バケットシリンダ制御部１０９は、バケットシリンダ指令を出力して制御弁２００を制御する。制御弁２００は、バケットシリンダ指令に基づいてバケットシリンダ１４を駆動し、可動支持部１７を制御する。
［バケットの動作例］
　図１０は、第１の実施形態に係るバケット１２の動作例を示す模式図である。図１０では、バケット１２を水平状態（水平姿勢）とした場合をバケット１２－１として示す。バケット１２を最大限チルトさせた状態（この状態をチルトエンドという）をバケット１２－２として示す。バケット１２を最大限ダンプさせた状態（この状態をダンプエンドという）をバケット１２－３として示す。ただし、ダンプエンドの姿勢は、バケット１２を最大限ダンプさせた状態（バケット１２－３ａとして示す）と、バケット１２が接地した状態（バケット１２－３ｂとして示す）のいずれかの姿勢となる。
　なお、以下の動作例の説明では、第１姿勢を水平姿勢、第２姿勢をチルトエンド、第３姿勢をダンプエンドとする場合について説明する。なお、バケット１２－１－２は、第１姿勢のバケット１２－１と、第２姿勢のバケット１２－２の間の姿勢である。バケット１２－１－３は、第１姿勢のバケット１２－１と、第３姿勢のバケット１２－３の間の姿勢である。
［コントローラの動作例］
　図１１は、第１の実施形態に係るコントローラ１００の動作例を示すフローチャートである。図１１に示す処理によって、コントローラ１００（バケットシリンダ制御部１０９）は、バケット姿勢を制御する。
　図１１は、所定の周期で繰り返し実行されるフローである。なお、図１１は、チルト側の処理を示し、ダンプ側の処理には「チルト側」あるいは「チルトエンド」を「（　）」内の「（ダンプ側）」あるいは「（ダンプエンド）」に読み替えた処理となる。
　図１１に示す処理では、コントローラ１００は、まず、チルト側（ダンプ側）への傾動保持操作を検出したか否かを判断する（Ｓ１０１）。傾動保持操作を検出していない場合（Ｓ１０１：Ｎｏ）、コントローラ１００は、図１１に示す処理を終了する。傾動保持操作を検出した場合（Ｓ１０１：Ｙｅｓ）、コントローラ１００は、現在のバケット角データに基づいてバケット１２の現在の姿勢が水平姿勢よりダンプ側（チルト側）か否かを判断する（Ｓ１０２）。バケット１２の現在の姿勢が水平姿勢よりダンプ側（チルト側）である場合（Ｓ１０２：Ｙｅｓ）、コントローラ１００は、現在のブーム角に応じて、バケット１２が水平姿勢となる目標バケット角を決定する（Ｓ１０３）。バケット１２の現在の姿勢が水平姿勢よりダンプ側（チルト側）でない場合（Ｓ１０２：Ｎｏ）、コントローラ１００は、現在のブーム角に応じて、バケット１２の姿勢がチルトエンド（ダンプエンド）状態となる目標バケット角を決定する（Ｓ１０４）。次に、コントローラ１００は、現在のバケット角が目標バケット角となるように指令を出力する（Ｓ１０５）。次に、コントローラ１００は、ダンプ側（チルト側）へのレバー操作を検出したか否かを判断する（Ｓ１０６）。ダンプ側（チルト側）へのレバー操作を検出した場合（Ｓ１０６：Ｙｅｓ）、コントローラ１００は、処理を中止する（Ｓ１０７）。ダンプ側（チルト側）へのレバー操作を検出しなかった場合（Ｓ１０６：Ｎｏ）、コントローラ１００は、図１１に示す処理を終了する。
　以上の処理によって、コントローラ１００は、バケット１２の姿勢が目標バケット姿勢となるように可動支持部１７を制御する。本実施形態では、バケット姿勢が水平姿勢（第１姿勢）よりダンプ側（チルト側）の場合、チルト側（ダンプ側）傾動保持操作によって、バケット姿勢を水平姿勢（第１姿勢）に調整することができる。
　また、コントローラ１００は、バケット姿勢が水平姿勢（第１姿勢）よりチルト側（ダンプ側）の場合、チルト側（ダンプ側）傾動保持操作によって、チルトエンド（ダンプエンド）に調整することができる。
（作用・効果）
　以上のように本実施形態によれば、バケット操作装置３３に対して所定の傾動保持操作を行うことで、作業工具の姿勢を複数の姿勢に自動で調整することができる。
＜第２の実施形態＞
　次に、第２の実施形態に係るコントローラ１００の動作例ついて、図１２～図１４を参照しながら詳細に説明する。なお、コントローラ１００の構成は、図９に示す第１の実施形態と同一であるため、説明を省略する。
［コントローラの動作例］
　図１２～図１４は、第２の実施形態に係るコントローラ１００の動作例を示すフローチャートである。図１２～図１４に示す処理によって、コントローラ１００（バケットシリンダ制御部１０９）は、バケット姿勢を制御する。
　図１２は、所定の周期で繰り返し実行されるメインフローである。図１３は、Ｓ２０２で実行され、Ｓ２０６で中止される処理１（傾動保持操作を１回検出したの場合の処理）の内容を示す。図１４は、Ｓ２０７で実行される処理２（例えば、1回目の傾動保持操作を検出してから所定時間内に２回目の傾動保持操作を検出した場合の処理）の内容を示す。なお、図１２～図１４は、チルト側の処理を示し、ダンプ側の処理には「チルト側」あるいは「チルトエンド」を「（　）」内の「（ダンプ側）」あるいは「（ダンプエンド）」に読み替え、また、（Ｓ４０５）の判断を加えた処理となる。ただし、Ｓ４０５の判断の処理は、チルト側の処理で実行しても問題はない。
　図１２に示す処理では、コントローラ１００は、まず、チルト側（ダンプ側）への傾動保持操作を検出したか否かを判断する（Ｓ２０１）。傾動保持操作を検出していない場合（Ｓ２０１：Ｎｏ）、コントローラ１００は、図１２に示す処理を終了する。傾動保持操作を検出した場合（Ｓ２０１：Ｙｅｓ）、コントローラ１００は、処理１（図１３）を開始する（Ｓ２０２）。以後、処理１内で処理１が中止されるか、または、Ｓ２０６で中止されるまで、処理１は実行される。
　図１３に示す処理１では、コントローラ１００は、まず、現在のバケット角データに基づいてバケット１２の現在の姿勢が水平姿勢よりダンプ側（チルト側）か否かを判断する（Ｓ３０１）。バケット１２の現在の姿勢が水平姿勢よりダンプ側（チルト側）でない場合（Ｓ３０１：Ｎｏ）、コントローラ１００は、図１３に示す処理１を終了する。バケット１２の現在の姿勢が水平姿勢よりダンプ側（チルト側）である場合（Ｓ３０１：Ｙｅｓ）、コントローラ１００は、現在のブーム角に応じて、バケット１２の姿勢が水平姿勢となる目標バケット角を決定する（Ｓ３０２）。次に、コントローラ１００は、現在のバケット角が目標バケット角となるように指令を出力する（Ｓ３０３）。次に、コントローラ１００は、ダンプ側（チルト側）へのレバー操作を検出したか否かを判断する（Ｓ３０４）。ダンプ側（チルト側）へのレバー操作を検出した場合（Ｓ３０４：Ｙｅｓ）、コントローラ１００は、処理を中止し（Ｓ３０４）、ダンプ側（チルト側）へのレバー操作を検出しなかった場合（Ｓ３０４：Ｎｏ）、コントローラ１００は、図１３に示す処理１を終了する。
　一方、図１２に示す処理では、コントローラ１００は、処理１（図１３）を開始した後（Ｓ２０２）、傾動保持操作検出後の時間をカウントする（Ｓ２０３）。次に、コントローラ１００は、所定時間以内にチルト側（ダンプ側）への傾動保持操作を検出したか否かを判断する（Ｓ２０４）。所定時間以内にチルト側（ダンプ側）への傾動保持操作を検出しなかった場合（Ｓ２０４：Ｎｏ）、コントローラ１００は、カウンタをクリアして（Ｓ２０８）、図１２に示す処理を終了する。所定時間以内にチルト側（ダンプ側）への傾動保持操作を検出した場合（Ｓ２０４：Ｙｅｓ）、コントローラ１００は、処理１を実行中か否かを判断する（Ｓ２０５）。処理１を実行中である場合（Ｓ２０５：Ｙｅｓ）、コントローラ１００は、処理１を中止する（Ｓ２０６）。処理１を実行中でない場合（Ｓ２０５：Ｎｏ）、または、処理１を中止した場合（Ｓ２０６）、コントローラ１００は、処理２（図１４）を開始し（Ｓ２０７）、カウントをクリアして（Ｓ２０８）、図１２に示す処理を終了する。
　図１４に示す処理２では、コントローラ１００は、まず、現在のブーム角に応じて、バケット１２の姿勢がチルトエンド（ダンプエンド）状態となる目標バケット角を決定する（Ｓ４０１）。次に、コントローラ１００は、現在のバケット角が目標バケット角となるように指令を出力する（Ｓ４０２）。次に、コントローラ１００は、ダンプ側（チルト側）へのレバー操作を検出したか否かを判断する（Ｓ４０３）。ダンプ側（チルト側）へのレバー操作を検出した場合（Ｓ４０３：Ｙｅｓ）、コントローラ１００は、処理を中止する（Ｓ４０４）。一方、ダンプ側（チルト側）へのレバー操作を検出しなかった場合（Ｓ４０３：Ｎｏ）、コントローラ１００は、バケット１２の接地が検出されたか否かを判断する（Ｓ４０５）。バケット１２の接地が検出された場合（Ｓ４０５：Ｙｅｓ）、コントローラ１００は、処理を中止し（Ｓ４０４）、バケット１２の接地が検出されなかった場合（Ｓ４０５：Ｎｏ）、コントローラ１００は、図１４に示す処理を終了する。
　以上の処理によって、コントローラ１００は、バケット１２が第２姿勢または第１姿勢と第２姿勢間の姿勢である場合に、ダンプ側傾動保持操作が１回行われた場合、バケット１２を第１姿勢（水平姿勢）に調整する。また、コントローラ１００は、バケット１２が第３姿勢または第１姿勢と第３姿勢間の姿勢である場合に、チルト側傾動保持操作が１回行われた場合、バケット１２を第１姿勢（水平姿勢）に調整する。
　コントローラ１００は、バケット１２が任意の姿勢である場合に、チルト側傾動保持操作が所定時間内に連続的に繰り返して行われた場合、バケット１２を第２姿勢（チルトエンド）に調整する。また、コントローラ１００は、バケット１２が任意の姿勢である場合に、ダンプ側傾動保持操作が所定時間内に連続的に繰り返して行われた場合、バケット１２を第３姿勢（ダンプエンド）に調整する。
（作用・効果）
　以上のように、第２の実施形態に係るコントローラ１００によれば、コントローラ１００の目標バケット角決定部１０７は、バケット１２の姿勢を操作する指令信号を受信した場合、第１の姿勢をバケット１２の目標姿勢として可動支持部１７を制御する。また、コントローラ１００は、バケット１２の現在の姿勢を示す指令信号を所定時間内に連続的に繰り返して受信した場合、少なくとも３種類の目標姿勢のうち第１の姿勢とは異なる目標姿勢を選択してバケット１２の目標姿勢とし、可動支持部１７を制御する。
　目標バケット角決定部１０７は、操作信号検出部１０１から第１の指令信号を所定時間内に連続的に繰り返して受信した場合、記憶部１０５に記憶されている少なくとも３種類の目標姿勢の設定値から第２の姿勢を目標姿勢として選択してバケット１２の目標姿勢とし、可動支持部１７を制御する。また、目標バケット角決定部１０７は、操作信号検出部１０１から第２の指令信号を所定時間内に連続的に繰り返して受信した場合、記憶部１０５に記憶されている少なくとも３種類の目標姿勢の設定値から第３の姿勢を目標姿勢として選択してバケット１２の目標姿勢とし、可動支持部１７を制御する。
　本実施形態によれば、バケット操作装置３３に対して所定の傾動保持操作を行うことで、作業工具の姿勢を複数の姿勢に自動で調整することができる。
＜本実施形態の変形例または他の実施形態＞
　以上、この発明の実施形態について図面を参照して説明してきたが、具体的な構成は上記実施形態に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等も含まれる。
　例えば、ホイールローダ１は、遠隔操作できるものとしてもよい。この場合、コントローラ１００の一部または全部と、操作装置３２とを、例えば、遠隔操作を行う場所に設けることができる。
　また、例えば、作業機械（あるいは作業車両）は、ホイールローダに限定されず、作業工具と作業工具の可動支持部とを有する作業機を備える油圧ショベル等の他の作業機械とすることができる。また、作業工具は、バケットに限られない。作業工具は、例えばアタッチメントとしてホイールローダに交換可能に取り付けられるフォーク、ベールグラブ等としてもよい。
　また、上記実施形態でコンピュータが実行するプログラムの一部または全部は、コンピュータ読取可能な記録媒体や通信回線を介して頒布することができる。
　本発明の各態様によれば、作業工具の姿勢を複数の姿勢に自動で調整することができる。
　１　ホイールローダ（作業機械）、２　車体、３　キャブ、４　走行装置、５　車輪、６　タイヤ、１０　作業機、１１　ブーム、１２　バケット（作業工具）、１２Ｔ　刃先、１３　ブームシリンダ、１４　バケットシリンダ、１５　ベルクランク、１６　リンク、１７　可動支持部、１００　コントローラ

Claims (13)

  1. 　作業工具と前記作業工具の姿勢を変化させる可動支持部とを含む作業機を有する作業機械の制御システムであって、
    　少なくとも３種類の目標姿勢を記憶する記憶部を含むコントローラを備え、
    　前記コントローラは、
    　前記作業工具の姿勢を操作する指令信号と前記作業工具の現在の姿勢を示す検出信号とに基づいて前記少なくとも３種類の目標姿勢のうちのいずれかを選択して前記作業工具の目標姿勢とし、前記可動支持部を制御する
    　制御システム。
  2. 　作業工具と前記作業工具の姿勢を変化させる可動支持部とを含む作業機を有する作業機械の制御システムであって、
    　第１の姿勢を含む少なくとも３種類の目標姿勢を記憶する記憶部を含むコントローラを備え、
    　前記コントローラは、
    　前記作業工具の姿勢を操作する指令信号を受信した場合、前記第１の姿勢を前記作業工具の目標姿勢として前記可動支持部を制御し、
    　前記指令信号を所定時間内に連続的に繰り返して受信した場合、前記少なくとも３種類の目標姿勢のうち前記第１の姿勢とは異なる目標姿勢を選択して前記作業工具の目標姿勢とし、前記可動支持部を制御する
    　制御システム。
  3. 　前記少なくとも３種類の目標姿勢は、第１の姿勢と第２の姿勢と第３の姿勢とを含み、　前記指令信号は、第１の指令信号と第２の指令信号とを含み、
    　前記コントローラは、
    　前記第１の指令信号を受信した場合、前記検出信号に基づいて前記第１の姿勢または前記第２の姿勢にいずれかを前記目標姿勢として選択し、
    　前記第２の指令信号を受信した場合、前記検出信号に基づいて前記第１の姿勢または前記第３の姿勢のいずれかを前記目標姿勢として選択する
    　請求項１に記載の制御システム。
  4. 　前記作業工具は、第１の姿勢領域と第２の姿勢領域とに回動可能であり、
    　前記第１の姿勢領域は、前記第１の姿勢と前記第２の姿勢との間の姿勢領域であり、　前記第２の姿勢領域は、前記第１の姿勢と前記第３の姿勢との間の姿勢領域であり、　前記コントローラは、
    　前記第１の指令信号を受信し、且つ、前記作業工具の現在の姿勢が前記第２の姿勢領域である場合は、前記第１の姿勢を目標姿勢として選択し、
    　前記第２の指令信号を受信し、且つ、前記作業工具の現在の姿勢が前記第１の姿勢領域である場合は、前記第１の姿勢を目標姿勢として選択する
    　請求項３に記載の制御システム。
  5. 　前記少なくとも３種類の目標姿勢は、第２の姿勢と第３の姿勢とをさらに含み、
    　前記指令信号は、第１の指令信号と第２の指令信号とを含み、
    　前記コントローラは、
    　前記第１の指令信号を所定時間内に連続的に繰り返して受信した場合、前記第２の姿勢を前記作業工具の前記目標姿勢として決定し、
    　前記第２の指令信号を所定時間内に連続的に繰り返して受信した場合、前記第３の姿勢を前記作業工具の前記目標姿勢として決定する
    　請求項２に記載の制御システム。
  6. 　前記第１の姿勢は、前記作業工具の水平姿勢であり、
    　前記第２の姿勢は、前記作業工具の運搬姿勢であり、
    　前記第３の姿勢は、前記作業工具の排土姿勢または前記作業工具の接地姿勢である
    　請求項３から５のいずれか１項に記載の制御システム。
  7. 　前記指令信号を出力する作業工具操作装置は、第１の制御位置と第２の制御位置との間を作動可能なレバーであり、
    　前記第１の指令信号は、前記レバーが前記第１の制御位置へ操作された場合に出力される信号であり、
    　前記第２の指令信号は、前記レバーが前記第２の制御位置へ操作された場合に出力される信号である
    　請求項３から５のいずれか１項に記載の制御システム。
  8. 　前記指令信号を出力する作業工具操作装置は、第１の制御位置と第２の制御位置との間を作動可能なレバーと、スイッチとを含み、
    　前記第１の指令信号は、前記レバーが前記第１の制御位置の方向へ操作され、且つ前記スイッチが操作された場合に出力される信号であり、
    　前記第２の指令信号は、前記レバーが前記第２の制御位置の方向へ操作され、且つ前記スイッチが操作された場合に出力される信号である
    　請求項３から５のいずれか１項に記載の制御システム。
  9. 　前記指令信号を出力する作業工具操作装置は、第１のスイッチと第２のスイッチを含み、
    　前記第１の指令信号は、前記第１のスイッチが操作された場合に出力される信号であり、
    　前記第２の指令信号は、前記第２のスイッチが操作された場合に出力される信号である　請求項３から５のいずれか１項に記載の制御システム。
  10. 　作業工具と前記作業工具の姿勢を変化させる可動支持部とを含む作業機を有する作業機械の制御方法であって、
    　少なくとも３種類の目標姿勢を記憶するステップと、
    　前記作業工具の姿勢を操作する指令信号と前記作業工具の現在の姿勢を示す検出信号とに基づいて前記少なくとも３種類の目標姿勢のうちのいずれかを選択するステップと、　前記選択した目標姿勢を前記作業工具の目標姿勢として前記可動支持部を制御するステップと
    　を備える制御方法。
  11. 　作業工具と前記作業工具の姿勢を変化させる可動支持部とを含む作業機を有する作業機械の制御方法であって、
    　第１の姿勢を含む少なくとも３種類の目標姿勢を記憶するステップと、
    　前記作業工具の姿勢を操作する指令信号を受信した場合、前記第１の姿勢を目標姿勢として選択するステップと、
    　前記指令信号を所定時間内に連続的に繰り返して受信した場合、前記少なくとも３種類の目標姿勢のうち前記第１の姿勢とは異なる目標姿勢を選択するステップと、
    　前記選択した目標姿勢を前記作業工具の目標姿勢として前記可動支持部を制御するステップと
    　を備える制御方法。
  12. 　作業工具と前記作業工具の姿勢を変化させる可動支持部とを有する作業機械であって、　前記可動支持部を制御するコントローラを備え、
    　前記コントローラは、
    　少なくとも３種類の目標姿勢を記憶する記憶部を含み、
    　前記作業工具の姿勢を操作する指令信号と前記作業工具の現在の姿勢を示す検出信号とに基づいて前記少なくとも３種類の目標姿勢のうちのいずれかを選択して前記作業工具の目標姿勢とし、前記可動支持部を制御する
    　作業機械。
  13. 　作業工具と前記作業工具の姿勢を変化させる可動支持部とを有する作業機械であって、　前記可動支持部を制御するコントローラを備え、
    　前記コントローラは、
    　第１の姿勢を含む少なくとも３種類の目標姿勢を記憶する記憶部を含み、
    　前記作業工具の姿勢を操作する指令信号を受信した場合、前記第１の姿勢を前記作業工具の目標姿勢として前記可動支持部を制御し、
    　前記指令信号を所定時間内に連続的に繰り返して受信した場合、前記少なくとも３種類の目標姿勢のうち前記第１の姿勢とは異なる目標姿勢を選択して前記作業工具の目標姿勢とし、前記可動支持部を制御する
    　作業機械。
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