JP2021011694A - 作業機械および作業機械の制御方法 - Google Patents

Abstract

【課題】掘削から排土までの一連の自動動作において、作業効率を向上させることが可能な作業機械および作業機械の制御方法を提供する。【解決手段】旋回動作中にバケットを水平方向からダンプ方向に所定角度回転させ、所定角度を設定するための角度設定部をさらに備え、角度設定部は、バケットから土砂がこぼれ落ちない角度を算出し、自動旋回動作中にバケットをダンプ方向に回転させることにより、バケットの開口面をダンプ方向に傾ける傾斜動作を実行する制御部を備える。【選択図】図８

Description

本開示は、作業機械の掘削制御に関する。

従来、油圧ショベル等の作業車両が知られている。たとえば、特開２００２−１１５２７２号公報（特許文献１）には、掘削から排土までの一連の動作を繰り返し自動的に実行する油圧ショベルが開示されている。

特開２００２−１１５２７２号公報

一方で、作業のサイクルタイムを短縮することにより作業効率を向上することが可能である。この点で、従来の油圧ショベルは、排土動作に時間が掛かる可能性がある。

本開示の目的は、作業効率を向上させることが可能な作業機械および作業機械の制御方法を提供することである。

本開示のある局面に従う作業機械は、旋回可能な旋回体と、旋回体に取り付けられバケットを含む作業機と、旋回動作中にバケットをダンプ方向に回転させることにより、バケットの開口面をダンプ方向に傾ける傾斜動作を実行する制御部とを備える。

好ましくは、制御部は、前記旋回動作中に前記バケットを水平方向からダンプ方向に所定角度回転させる。

好ましくは、所定角度を設定するための角度設定部をさらに備える。
好ましくは、角度設定部は、前記バケットから土砂がこぼれ落ちない角度を算出して設定する。

好ましくは、制御部は、自動旋回動作中に前記バケットをダンプ方向に回転させることにより、前記バケットの開口面をダンプ方向に傾ける傾斜動作を実行する。

本開示のある局面に従う作業機械の制御方法は、バケットを有する作業機を旋回体により旋回させるステップと、旋回動作中に前記バケットをダンプ方向に回転させることにより、前記バケットの開口面をダンプ方向に傾ける傾斜動作を実行するステップとを備える。

本開示の作業機械および作業機械の制御方法は、作業効率を向上させることが可能である。

実施形態に基づく作業機械の外観図である。 実施形態に基づく作業機械１００を模式的に説明する図である。 実施形態に基づく作業機械１００の制御系の構成を示す概要ブロック図について説明する。 実施形態に基づく作業機コントローラ２６の構成を示すブロック図である。 ホイスト旋回動作によりバケット８を排土位置に移動させた場合を説明する図である。 実施形態に基づく作業機コントローラ２６の制御フローを説明する図である。 実施形態に基づくホイスト旋回処理のサブルーチンを説明するフロー図である。 実施形態に基づくバケット姿勢制御処理を説明するフロー図である。 実施形態の変形例に従う作業機コントローラ２６＃の構成を示すブロック図である。

以下、実施形態について図面を参照しながら説明する。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の同じである。したがって、それらについての詳細な説明については繰り返さない。

＜作業機械の全体構成＞
図１は、実施形態に基づく作業機械の外観図である。

図１に示されるように、本開示の思想を適用可能な作業機械として油圧により作動する作業機２を備える油圧ショベルを例に挙げて説明する。

作業機械１００は、車両本体１と、作業機２とを備える。
車両本体１は、旋回体３と、運転室４と、走行装置５とを有する。

旋回体３は、走行装置５の上に配置される。走行装置５は、旋回体３を支持する。旋回体３は、旋回軸ＡＸを中心に旋回可能である。運転室４には、オペレータが着座する運転席４Ｓが設けられる。オペレータは、運転室４において作業機械１００を操作する。走行装置５は、一対の履帯５Ｃｒを有する。履帯５Ｃｒの回転により、作業機械１００が走行する。走行装置５は、車輪（タイヤ）で構成されていてもよい。

運転席４Ｓに着座したオペレータを基準として各部の位置関係について説明する。前後方向とは、運転席４Ｓに着座したオペレータの前後方向をいう。左右方向とは、運転席４Ｓに着座したオペレータを基準とした左右方向をいう。左右方向は、車両の幅方向（車幅方向）に一致する。運転席４Ｓに着座したオペレータに正面に正対する方向を前方向とし、前方向とは反対の方向を後方向とする。運転席４Ｓに着座したオペレータが正面に正対したとき右側、左側をそれぞれ右方向、左方向とする。

旋回体３は、エンジンが収容されるエンジンルーム９と、旋回体３の後部に設けられるカウンタウェイトとを有する。旋回体３において、エンジンルーム９の前方に手すり１９が設けられる。エンジンルーム９には、エンジン及び油圧ポンプなどが配置されている。

作業機２は、旋回体３に支持される。作業機２は、ブーム６と、アーム７と、バケット８と、ブームシリンダ１０と、アームシリンダ１１と、バケットシリンダ１２とを有する。

ブーム６は、ブームピン１３を介して旋回体３に接続される。アーム７は、アームピン１４を介してブーム６に接続される。バケット８は、バケットピン１５を介してアーム７に接続される。ブームシリンダ１０は、ブーム６を駆動する。アームシリンダ１１は、アーム７を駆動する。バケットシリンダ１２は、バケット８を駆動する。ブーム６の基端部（ブームフート）と旋回体３とが接続される。ブーム６の先端部（ブームトップ）とアーム７の基端部（アームフート）とが接続される。アーム７の先端部（アームトップ）とバケット８の基端部とが接続される。ブームシリンダ１０、アームシリンダ１１およびバケットシリンダ１２はいずれも、作動油によって駆動される油圧シリンダである。

ブーム６は、中心軸であるブームピン１３を中心に旋回体３に対して回転可能である。アーム７は、ブームピン１３と平行な中心軸であるアームピン１４を中心にブーム６に対して回転可能である。バケット８は、ブームピン１３およびアームピン１４と平行な中心軸であるバケットピン１５を中心にアーム７に対して回転可能である。

なお、バケット８、作業機２、旋回体３は、本開示の「バケット」、「作業機」、「旋回体」の一例である。

図２は、実施形態に基づく作業機械１００を模式的に説明する図である。
図２（Ａ）には、作業機械１００の側面図が示される。図２（Ｂ）には、作業機械１００の背面図が示される。

図２（Ａ）および図２（Ｂ）に示されるように、ブーム６の長さＬ１は、ブームピン１３とアームピン１４との距離である。アーム７の長さＬ２は、アームピン１４とバケットピン１５との距離である。バケット８の長さＬ３は、バケットピン１５とバケット８の刃先８Ａとの距離である。バケット８は、複数の刃を有し、本例においては、バケット８の先端部を刃先８Ａと称する。

なお、バケット８は、刃を有していなくてもよい。バケット８の先端部は、ストレート形状の鋼板で形成されていてもよい。

作業機械１００は、ブームシリンダストロークセンサ１６と、アームシリンダストロークセンサ１７と、バケットシリンダストロークセンサ１８とを有する。ブームシリンダストロークセンサ１６はブームシリンダ１０に配置される。アームシリンダストロークセンサ１７はアームシリンダ１１に配置される。バケットシリンダストロークセンサ１８はバケットシリンダ１２に配置される。なお、ブームシリンダストロークセンサ１６、アームシリンダストロークセンサ１７およびバケットシリンダストロークセンサ１８は総称してシリンダストロークセンサとも称する。

ブームシリンダストロークセンサ１６の検出結果に基づいて、ブームシリンダ１０のストローク長さが求められる。アームシリンダストロークセンサ１７の検出結果に基づいて、アームシリンダ１１のストローク長さが求められる。バケットシリンダストロークセンサ１８の検出結果に基づいて、バケットシリンダ１２のストローク長さが求められる。

なお、本例においては、ブームシリンダ１０、アームシリンダ１１およびバケットシリンダ１２のストローク長さをそれぞれブームシリンダ長、アームシリンダ長およびバケットシリンダ長とも称する。また、本例においては、ブームシリンダ長、アームシリンダ長、及びバケットシリンダ長を総称してシリンダ長データＬとも称する。なお、角度センサを用いてストローク長さを検出する方式を採用することも可能である。

作業機械１００は、作業機械１００の位置を検出可能な位置検出装置２０を備えている。

位置検出装置２０は、アンテナ２１と、グローバル座標演算部２３と、ＩＭＵ（Inertial Measurement Unit）２４とを有する。

アンテナ２１は、たとえばＧＮＳＳ（Global Navigation Satellite Systems：全地球航法衛星システム）用のアンテナである。アンテナ２１は、たとえばＲＴＫ−ＧＮＳＳ（Real Time Kinematic-Global Navigation Satellite Systems）用アンテナである。

アンテナ２１は、旋回体３に設けられる。本例においては、アンテナ２１は、旋回体３の手すり１９に設けられる。なお、アンテナ２１は、エンジンルーム９の後方向に設けられてもよい。例えば、旋回体３のカウンタウェイトにアンテナ２１が設けられてもよい。アンテナ２１は、受信した電波（ＧＮＳＳ電波）に応じた信号をグローバル座標演算部２３に出力する。

グローバル座標演算部２３は、グローバル座標系におけるアンテナ２１の設置位置Ｐ１を検出する。グローバル座標系は、作業エリアに設置した基準位置Ｐｒを元にした３次元座標系（Ｘｇ、Ｙｇ、Ｚｇ）である。本例においては、基準位置Ｐｒは、作業エリアに設定された基準杭の先端の位置である。また、ローカル座標系とは、作業機械１００を基準とした、（Ｘ、Ｙ、Ｚ）で示される３次元座標系である。ローカル座標系の基準位置は、旋回体３の旋回軸（旋回中心）ＡＸに位置する基準位置Ｐ２を示すデータである。

本例においては、アンテナ２１は、車幅方向に互いに離れるように旋回体３に設けられた第１アンテナ２１Ａ及び第２アンテナ２１Ｂを有する。

グローバル座標演算部２３は、第１アンテナ２１Ａの設置位置Ｐ１ａ及び第２アンテナ２１Ｂの設置位置Ｐ１ｂを検出する。グローバル座標演算部２３は、グローバル座標で表される基準位置データＰを取得する。本例においては、基準位置データＰは、旋回体３の旋回軸（旋回中心）ＡＸに位置する基準位置Ｐ２を示すデータである。なお、基準位置データＰは、設置位置Ｐ１を示すデータでもよい。

本例においては、グローバル座標演算部２３は、２つの設置位置Ｐ１ａ及び設置位置Ｐ１ｂに基づいて旋回体方位データＱを生成する。旋回体方位データＱは、設置位置Ｐ１ａと設置位置Ｐ１ｂとで決定される直線がグローバル座標の基準方位（例えば北）に対してなす角に基づいて決定される。旋回体方位データＱは、旋回体３（作業機２）が向いている方位を示す。グローバル座標演算部２３は、後述する作業機コントローラ２６に基準位置データＰ及び旋回体方位データＱを出力する。

ＩＭＵ２４は、旋回体３に設けられる。本例においては、ＩＭＵ２４は、運転室４の下部に配置される。旋回体３において、運転室４の下部に高剛性のフレームが配置される。ＩＭＵ２４は、そのフレーム上に配置される。なお、ＩＭＵ２４は、旋回体３の旋回軸ＡＸ（基準位置Ｐ２）の側方（右側又は左側）に配置されてもよい。ＩＭＵ２４は、車両本体１の左右方向に傾斜する傾斜角θ４と、車両本体１の前後方向に傾斜する傾斜角θ５とを検出する。

図３は、実施形態に基づく作業機械１００の制御系の構成を示す概要ブロック図について説明する。

図３に示されるように、作業機械１００は、ブームシリンダストロークセンサ１６と、アームシリンダストロークセンサ１７と、バケットシリンダストロークセンサ１８と、アンテナ２１と、グローバル座標演算部２３と、ＩＭＵ２４と、作業機コントローラ２６と、ブームシリンダ１０と、アームシリンダ１１と、バケットシリンダ１２と、旋回モータ６２と、油圧装置６４とを有する。

油圧装置６４は、図示しない作動油タンク、油圧ポンプ、流量制御弁、電磁比例制御弁を備える。油圧ポンプは、図示しないエンジンの動力で駆動し、流量制御弁を介してブームシリンダ１０、アームシリンダ１１およびバケットシリンダ１２に作動油を供給する。油圧ポンプは、旋回体３の旋回動作を実行するために流量制御弁を介して旋回モータ６２に作動油を供給する。

センサコントローラ３０は、ブームシリンダストロークセンサ１６の検出結果に基づいて、ブームシリンダ長を算出する。

同様に、センサコントローラ３０は、アームシリンダストロークセンサ１７の検出結果に基づいて、アームシリンダ長を算出する。センサコントローラ３０は、バケットシリンダストロークセンサ１８の検出結果に基づいて、バケットシリンダ長を算出する。

センサコントローラ３０は、ブームシリンダストロークセンサ１６の検出結果に基づいて取得されたブームシリンダ長から、旋回体３の旋回軸ＡＸに対するブーム６の傾斜角θ１を算出する。センサコントローラ３０は、アームシリンダストロークセンサ１７の検出結果に基づいて取得されたアームシリンダ長から、ブーム６に対するアーム７の傾斜角θ２を算出する。センサコントローラ３０は、バケットシリンダストロークセンサ１８の検出結果に基づいて取得されたバケットシリンダ長から、アーム７に対するバケット８の刃先８Ａの傾斜角θ３を算出する。

上記算出結果である傾斜角θ１、θ２、θ３と、車両本体１の左右方向に傾斜する傾斜角θ４と、車両本体１の前後方向に傾斜する傾斜角θ５と、基準位置データＰ、旋回体方位データＱとに基づいて、作業機械１００のブーム６、アーム７およびバケット８の位置を特定することが可能となる。これにより、バケット８の姿勢を制御することが可能となる。

なお、ブーム６の傾斜角θ１、アーム７の傾斜角θ２、及びバケット８の傾斜角θ３は、シリンダストロークセンサで検出されなくてもよい。ロータリーエンコーダのような角度検出器でブーム６の傾斜角θ１が検出されてもよい。角度検出器は、旋回体３に対するブーム６の屈曲角度を検出して、傾斜角θ１を検出する。同様に、アーム７の傾斜角θ２がアーム７に取り付けられた角度検出器で検出されてもよい。バケット８の傾斜角θ３がバケット８に取り付けられた角度検出器で検出されてもよい。なお、作業機に取り付けられたＩＭＵ２４を介して姿勢情報を検出しても良い。

＜作業機コントローラの構成＞
図４は、実施形態に基づく作業機コントローラ２６の構成を示すブロック図である。

実施形態に基づく作業機械１００は、作業機コントローラ２６により掘削動作、ホイスト旋回動作、排土動作、ダウン旋回動作の一連の処理を繰り返し実行する自動制御処理を実行する。

図４に示されるように、作業機コントローラ２６は、検出情報取得部１０２と、ホイスト旋回制御部１０４と、排土制御部１０８と、ダウン旋回制御部１１０と、掘削制御部１１２とを含む。

ホイスト旋回制御部１０４は、バケット姿勢制御部１０５と、旋回体制御部１０６とを含む。

検出情報取得部１０２は、センサコントローラ３０からの傾斜角θ１、θ２、θ３、θ４、θ５と、グローバル座標演算部２３からの基準位置データＰ、旋回体方位データＱとを取得する。検出情報取得部１０２で取得した情報に基づいて、作業機械１００のブーム６、アーム７およびバケット８の位置を特定することが可能となり、自動制御が可能となる。

掘削制御部１１２は、作業機２を制御して掘削対象物である土砂等をバケット８を用いて掘削する掘削動作を実行する。掘削制御部１１２は、掘削動作による土砂等をバケット８内に安定的に抱え込むためにバケット８の開口面を水平方向あるいは水平方向に近い方向に設定する。

ホイスト旋回制御部１０４は、旋回体３による旋回動作（ホイスト旋回動作）により、掘削動作によりバケット８に抱え込まれた土砂等を排土位置まで移動させる。

排土制御部１０８は、ホイスト旋回動作の後、作業機２を制御してバケット８に抱え込まれた土砂等をダンプトラックの荷台に排土する排土動作を実行する。

ダウン旋回制御部１１０は、旋回体３による旋回動作（ダウン旋回動作）により、排土動作後の空になったバケット８を掘削位置まで移動させる。

掘削制御部１１２は、再び作業機２を制御して掘削対象物である土砂等をバケット８を用いて掘削する掘削動作を実行する。以降の動作についても同様であり繰り返し実行する。

実施形態に基づく作業機コントローラ２６は、ホイスト旋回動作中において、バケット８の姿勢を制御する。

旋回体制御部１０６は、掘削動作の後、排土位置までバケット８を移動させるために旋回体３を制御する。

バケット姿勢制御部１０５は、ホイスト旋回動作中にバケット８をダンプ方向に回転させることにより、バケット８の開口面をダンプ方向に傾ける傾斜動作を実行する。バケット姿勢制御部１０５は、ホイスト旋回動作中にバケット８を水平方向からダンプ方向に所定角度回転させる。バケット８の開口面は、水平方向からダンプ方向に所定角度傾く状態となる。バケット８の開口面は、例えばバケットピン１５の位置とバケット８の先端部の位置、もしくはバケットピン１５とバケット８の刃先８Ａの位置とに基づいて定められた面である。

バケット８を旋回前の状態からダンプ方向に所定角度傾ける傾斜動作を実行することにより、排土動作の開始タイミングを早めることが可能である。

なお、バケット姿勢制御部１０５は、本開示の「制御部」の一例である。
図５は、ホイスト旋回動作によりバケット８を排土位置に移動させた場合を説明する図である。

図５（Ａ）には、比較例として従来のホイスト旋回動作の状態が示されている。
従来のホイスト旋回動作では、バケット８の開口面を水平状態に維持していた。

この点で、バケット８からダンプトラック２００の荷台への土砂等の排土が生じるタイミングは、バケット８を水平状態からダンプ方向に所定角度以上動かした際に開始されていた。したがって、排土動作を開始してから実際に排土が開始されるまでの間に時間的ロスが発生していた。

図５（Ｂ）には、実施形態に従うホイスト旋回動作の状態が示されている。
実施形態に基づくホイスト旋回動作では、旋回動作中にバケット８の開口面を旋回前の状態からダンプ方向に傾ける傾斜動作を実行する。具体的には、バケット姿勢制御部１０５は、バケット８の開口面を水平方向から所定角度傾ける状態にする傾斜動作を実行する。

これにより、バケット８の姿勢を旋回前の状態よりも排土開始の位置に近づけることが可能である。

したがって、バケット８からダンプトラック２００の荷台への土砂等の排土が生じるタイミングは、排土動作を開始してからすぐに開始される。

したがって、排土動作を開始してから実際に排土が開始されるまでの時間を短縮することが可能である。それゆえ、掘削から排土までの一連の動作期間を短縮して作業効率を向上させることが可能である。

図６は、実施形態に基づく作業機コントローラ２６の制御フローを説明する図である。
図６を参照して、作業機コントローラ２６は、掘削処理を実行する（ステップＳ２）。

掘削制御部１１２は、作業機２を制御して掘削対象物である土砂等をバケット８を用いて掘削する掘削動作を実行する。掘削制御部１１２は、掘削動作による土砂等を安定的に抱え込むためにバケット８の開口面を水平方向に設定する。

次に、作業機コントローラ２６は、ホイスト旋回処理を実行する（ステップＳ４）。ホイスト旋回制御部１０４は、旋回体３による旋回動作（ホイスト旋回動作）により、掘削動作によりバケット８に抱え込まれた土砂等を排土位置まで移動させる。

次に、作業機コントローラ２６は、排土処理を実行する（ステップＳ６）。排土制御部１０８は、ホイスト旋回動作の後、作業機２を制御してバケット８に抱え込まれた土砂等をダンプトラックの荷台に排土する排土動作を実行する。

次に、作業機コントローラ２６は、ダウン旋回処理を実行する（ステップＳ８）。ダウン旋回制御部１１０は、旋回体３による旋回動作（ダウン旋回動作）により、排土動作後の空になったバケット８を掘削位置まで移動させる。

次に、作業機コントローラ２６は、自動制御処理を継続するかどうかを判断する（ステップＳ１０）。

作業機コントローラ２６は、自動制御処理を継続しないと判断した場合（ステップＳ１０においてＮＯ）には、処理を終了する（エンド）。

例えば、作業機コントローラ２６は、ダンプトラックの荷台に積込む土量が所定量に到達したか否かを判断し、到達した場合には、自動制御処理を継続しないと判断する。あるいは、作業機コントローラ２６は、掘削対象物である土砂等が所定量以下等となったか否かを判断し、所定量以下となった場合には、自動制御処理を継続しないと判断する。

一方、作業機コントローラ２６は、自動制御処理を継続すると判断した場合（ステップＳ１０においてＹＥＳ）には、ステップＳ２に戻り上記処理を繰り返す。

図７は、実施形態に基づくホイスト旋回処理のサブルーチンを説明するフロー図である。

図７を参照して、ホイスト旋回制御部１０４は、旋回処理を実行する（ステップＳ３０）。旋回体制御部１０６は、旋回体３による旋回動作を実行する。

次に、ホイスト旋回制御部１０４は、バケット姿勢制御処理を実行する（ステップＳ３２）。バケット姿勢制御部１０５は、バケット８の姿勢を制御する処理を実行する。バケット姿勢制御処理については後述する。

次に、ホイスト旋回制御部１０４は、バケット８が排土位置に到達したか否かを判断する（ステップＳ３４）。

ステップＳ３４において、ホイスト旋回制御部１０４は、バケット８が排土位置に到達した場合（ステップＳ３４においてＹＥＳ）には、ホイスト旋回処理を終了する（リターン）。

一方、ステップＳ３４において、ホイスト旋回制御部１０４は、バケット８が排土位置に到達しない場合（ステップＳ３４においてＮＯ）には、ステップＳ３０に戻り、上記旋回処理およびバケット姿勢制御処理を繰り返す。

図８は、実施形態に基づくバケット姿勢制御処理を説明するフロー図である。
図８を参照して、バケット姿勢制御部１０５は、バケット８の姿勢を取得する（ステップＳ４０）。バケット姿勢制御部１０５は、検出情報取得部１０２から取得した情報に基づいてバケット８の姿勢を取得する。

次に、バケット姿勢制御部１０５は、バケット８が水平方向からダンプ方向に所定角度傾斜しているか否かを判断する（ステップＳ４２）。所定角度の値は予め設定されているものとする。所定角度は、バケット８が水平方向からダンプ方向に傾斜した場合でもバケット８に抱え込まれた土砂がバケット８からこぼれ落ちない角度とする。

次に、ステップＳ４２において、バケット姿勢制御部１０５は、バケット８が水平方向からダンプ方向に所定角度傾斜していないと判断した場合（ステップＳ４２においてＮＯ）には、バケット８の姿勢を調整する（ステップＳ４４）。例えば、バケット姿勢制御部１０５は、バケット８が水平方向から所定角度傾斜するようにダンプ方向に傾斜させる。あるいは、バケット姿勢制御部１０５は、バケット８の姿勢が水平方向からダンプ方向に所定角度傾斜している状態を維持するように調整する。

そして、バケット姿勢制御部１０５は、バケット姿勢制御処理を終了する（リターン）。すなわち、図７の処理に戻る。

一方、ステップＳ４２において、バケット姿勢制御部１０５は、バケット８が水平方向からダンプ方向に所定角度傾斜していると判断した場合（ステップＳ４２においてＹＥＳ）には、ステップＳ４４をスキップして、バケット姿勢制御処理を終了する（リターン）。

当該ホイスト旋回処理中のバケット姿勢制御処理により、バケット８が排土位置に到達した場合には、バケット８の開口面は、水平状態ではなく、傾斜状態である。バケット８からダンプトラック２００の荷台への土砂等の排土が生じるタイミングは、排土動作を開始してからすぐに開始される。排土動作を開始してから実際に排土が開始されるまでの時間を短縮することが可能である。それゆえ、掘削から排土までの一連の動作期間を短縮して作業効率を向上させることが可能である。

（変形例）
図９は、実施形態の変形例に従う作業機コントローラ２６＃の構成を示すブロック図である。

図９を参照して、作業機コントローラ２６＃は、図４に示される作業機コントローラ２６と比較して角度設定部１０３を新たに設けた点が異なる。その他の構成については、図４で説明した構成と同様であるのでその詳細な説明については繰り返さない。

角度設定部１０３は、ホイスト旋回動作中にバケット姿勢制御部１０５がバケット８を水平方向からダンプ方向に傾斜する角度を設定する。

例えば、角度設定部１０３は、ユーザからの角度の設定指令を受け付けて所定角度を設定しても良い。

バケット８をダンプ方向に傾斜させて、土砂等の排土が生じるタイミングは、バケット８内の土砂等の種別によっても異なる。したがって、角度設定部１０３は、ユーザからの土砂の種別情報の入力を受け付けて、当該種別情報に基づいて所定角度を設定しても良い。

角度設定部１０３は、バケット８をダンプ方向に傾斜させた際に実際に土砂等の排土が生じる角度を検証する検証動作を実行して、検証結果に基づいて所定角度を設定しても良い。例えば、バケット８に重量センサを設け、角度設定部１０３は、バケット８をダンプ方向に傾斜させた際に重量センサの値が変化する角度に基づいて所定角度を設定しても良い。なお、重量センサによらず、ブームシリンダ１０の圧力センサ情報と作業機２の姿勢情報とに基づくつり合いの式に基づいて、バケット８内部の土砂の重量を計測しても良い。

角度設定部１０３は、ホイスト旋回動作中の制御誤差と、ＩＭＵ２４の計測誤差とを考慮してバケット８から土砂がこぼれ落ちない所定角度を算出して、設定しても良い。

角度設定部１０３は、運転室４の前方に搭載したカメラの撮像画像に基づいて所定角度を設定しても良い。例えば、撮像画像の画像処理としてオプティカルフローに基づいてバケット８からこぼれ落ちる土砂を認識して、所定角度を設定してもよい。

なお、角度設定部１０３は、本開示の「角度設定部」の一例である。
上記の実施形態では、掘削動作、ホイスト旋回動作、排土動作、ダウン旋回動作の一連の処理を繰り返し実行する自動制御処理を例に挙げて説明したが、例えば、上記一連の処理を繰り返し実行する場合に限られず、例えば、作業機コントローラ２６は、ユーザからの操作指令に従ってホイスト旋回動作が指示されたと判断した場合に、バケット８を旋回前の状態からダンプ方向に傾ける傾斜動作を実行しても良い。

上記の実施形態では、作業機械の一例として油圧ショベルを挙げているが油圧ショベルに限らず、機械式のロープショベル、電動ショベル、ホイールローダ等の他の種類の作業機械にも適用可能である。

以上、本開示の実施形態について説明したが、今回開示された実施形態は全ての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本開示の範囲は請求の範囲によって示され、請求の範囲と均等の意味および範囲内での全ての変更が含まれることが意図される。

１ 車両本体、２ 作業機、３ 旋回体、４ 運転室、４Ｓ 運転席、５ 走行装置、５Ｃｒ 履帯、６ ブーム、７ アーム、８ バケット、８Ａ 刃先、９ エンジンルーム、１０ ブームシリンダ、１１ アームシリンダ、１２ バケットシリンダ、１３ ブームピン、１４ アームピン、１５ バケットピン、１６ ブームシリンダストロークセンサ、１７ アームシリンダストロークセンサ、１８ バケットシリンダストロークセンサ、１９ 手すり、２０ 位置検出装置、２１ アンテナ、２３ グローバル座標演算部、２６，２６＃ 作業機コントローラ、３０ センサコントローラ、６２ 旋回モータ、６４ 油圧装置、１００ 作業機械、１０２ 検出情報取得部、１０３ 角度設定部、１０４ ホイスト旋回制御部、１０５ バケット姿勢制御部、１０６ 旋回体制御部、１０８ 排土制御部、１１０ ダウン旋回制御部、１１２ 掘削制御部、２００ ダンプトラック。

Claims (6)

1. 旋回可能な旋回体と、
   前記旋回体に取り付けられバケットを含む作業機と、
   旋回動作中に前記バケットをダンプ方向に回転させることにより、前記バケットの開口面をダンプ方向に傾ける傾斜動作を実行する制御部とを備える、作業機械。
2. 前記制御部は、前記旋回動作中に前記バケットを水平方向からダンプ方向に所定角度回転させる、請求項１記載の作業機械。
3. 前記所定角度を設定するための角度設定部をさらに備える、請求項２記載の作業機械。
4. 前記角度設定部は、前記バケットから土砂がこぼれ落ちない角度を算出して設定する、請求項３記載の作業機械。
5. 前記制御部は、自動旋回動作中に前記バケットをダンプ方向に回転させることにより、前記バケットの開口面をダンプ方向に傾ける傾斜動作を実行する、請求項１記載の作業機械。
6. バケットを有する作業機を旋回体により旋回させるステップと、
   旋回動作中に前記バケットをダンプ方向に回転させることにより、前記バケットの開口面をダンプ方向に傾ける傾斜動作を実行するステップとを備える、作業機械の制御方法。

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