(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ブームと、前記ブームに取り付けられた掘削・積込用のバケットとを備えた作業機を有するホイールローダであって、
前記ホイールローダの作業状態を検出する作業状態検出手段と、
前記作業状態検出手段で検出される前記作業状態に応じて、前記作業機の目標位置および前記ホイールローダの移動距離との関係を設定する目標設定手段と、
前記ホイールローダの移動距離を検出する移動距離検出手段と、
前記移動距離検出手段で検出された移動距離に応じて求められた前記作業機の目標位置に前記ブームおよび前記バケットを移動させる作業機制御手段とを備え、
前記作業状態検出手段は、
前記バケットに荷が積込まれているか否かを判別する積荷判別手段と、
前記ホイールローダの前進および後進を判別する前後進判別手段とを備え、
前記積荷判別手段で積荷状態であると判別し、かつ、前記前後進判別手段で前進であると判別した場合に、前記作業状態は積荷前進状態であると検出し、
前記目標設定手段は、前記積荷前進状態に応じて、前記作業機の目標位置および前記ホイールローダの移動距離との関係を設定し、
前記作業機制御手段は、前記作業状態が前記積荷前進状態である場合に、前記移動距離検出手段で検出された移動距離に応じて求められた前記作業機の目標位置に前記ブームおよび前記バケットを移動させ、
前記目標設定手段は、
前記積荷前進状態での目標移動距離である距離L2と、前記距離L2未満の第１中間距離と、前記第１中間距離以上、かつ、前記距離L2未満の第２中間距離とを設定し、
移動距離が前記第１中間距離未満の場合は、
前記積荷前進状態に応じた前記ブームの目標位置として、前記ブームが水平となるブーム角度を設定し、
前記積荷前進状態に応じた前記バケットの目標位置として、前記バケットをチルト位置に維持するバケットシリンダ長を設定し、
移動距離が前記第１中間距離以上、かつ、前記第２中間距離未満の場合は、
前記積荷前進状態に応じた前記ブームの目標位置として、前記第１中間距離移動した時点のブーム角度から、前記第２中間距離移動した時点で予め設定された上げポジショナ位置となるブーム角度まで、移動距離に比例してブーム角度を設定し、
前記積荷前進状態に応じた前記バケットの目標位置として、前記ブーム角度に連動して前記バケットをチルト位置に維持するバケットシリンダ長を設定し、
移動距離が前記第２中間距離以上、かつ、前記距離L2以下の場合は、
前記積荷前進状態に応じた前記ブームの目標位置として、前記上げポジショナ位置のブーム角度を設定し、
前記積荷前進状態に応じた前記バケットの目標位置として、前記バケットをチルト位置に維持するバケットシリンダ長を設定する
ことを特徴とするホイールローダ。
【請求項２】
請求項１に記載のホイールローダにおいて、
前記作業状態検出手段は、
前記積荷判別手段で積荷状態であると判別し、かつ、前記前後進判別手段で後進であると判別した場合に、前記作業状態は積荷後進状態であると検出し、
前記目標設定手段は、前記積荷後進状態に応じて、前記作業機の目標位置および前記ホイールローダの移動距離との関係を設定し、
前記作業機制御手段は、前記作業状態が前記積荷後進状態である場合に、前記移動距離検出手段で検出された移動距離に応じて求められた前記作業機の目標位置に前記ブームおよび前記バケットを移動させる
ことを特徴とするホイールローダ。
【請求項３】
ブームと、前記ブームに取り付けられた掘削・積込用のバケットとを備えた作業機を有するホイールローダであって、
前記ホイールローダの作業状態を検出する作業状態検出手段と、
前記作業状態検出手段で検出される前記作業状態に応じて、前記作業機の目標位置および前記ホイールローダの移動距離との関係を設定する目標設定手段と、
前記ホイールローダの移動距離を検出する移動距離検出手段と、
前記移動距離検出手段で検出された移動距離に応じて求められた前記作業機の目標位置に前記ブームおよび前記バケットを移動させる作業機制御手段とを備え、
前記作業状態検出手段は、
前記バケットに荷が積込まれているか否かを判別する積荷判別手段と、
前記ホイールローダの前進および後進を判別する前後進判別手段とを備え、
前記積荷判別手段で空荷状態であると判別し、かつ、前記前後進判別手段で後進であると判別した場合に、前記作業状態は空荷後進状態であると検出し、
前記目標設定手段は、前記空荷後進状態に応じて、前記作業機の目標位置および前記ホイールローダの移動距離との関係を設定し、
前記作業機制御手段は、前記作業状態が前記空荷後進状態である場合に、前記移動距離検出手段で検出された移動距離に応じて求められた前記作業機の目標位置に前記ブームおよび前記バケットを移動させ、
前記目標設定手段は、
前記空荷後進状態での目標移動距離である距離L2と、前記距離L2未満の第３中間距離と、前記第３中間距離以上、かつ、前記距離L2未満の第４中間距離とを設定し、
移動距離が前記第３中間距離未満の場合は、
前記空荷後進状態に応じた前記ブームの目標位置として、前記ブームが予め設定された上げポジショナ位置となるブーム角度を設定し、
前記空荷後進状態に応じた前記バケットの目標位置として、前記空荷後進状態の移動開始時のバケットシリンダ長から、前記ホイールローダが前記第３中間距離移動した時点で前記バケットが予め設定された初期位置となるバケットシリンダ長まで、移動距離に比例してバケットシリンダ長を設定し、
移動距離が前記第３中間距離以上、かつ、前記第４中間距離未満の場合は、
前記空荷後進状態に応じた前記ブームの目標位置として、前記第３中間距離移動した時点のブーム角度から、前記第４中間距離移動した時点の前記ブームが水平となるブーム角度まで、移動距離に比例してブーム角度を設定し、
前記空荷後進状態に応じた前記バケットの目標位置として、前記バケットを予め設定された初期位置に維持するバケットシリンダ長を設定し、
移動距離が前記第４中間距離以上、かつ、前記距離L2以下の場合は、
前記空荷後進状態に応じた前記ブームの目標位置として、前記第４中間距離移動した時点のブーム角度から、前記距離L2移動した時点の前記ブームが予め設定された下げポジショナ位置となるブーム角度まで、移動距離に比例してブーム角度を設定し、
前記空荷後進状態に応じた前記バケットの目標位置として、前記バケットを予め設定された初期位置に維持するバケットシリンダ長を設定する
ことを特徴とするホイールローダ。
【請求項４】
請求項２に記載のホイールローダにおいて、
前記目標設定手段は、
前記積荷後進状態に応じた前記ブームの目標位置として、前記積荷後進状態の移動開始時のブーム角度から、前記ホイールローダが距離L1を移動した際に前記ブームが水平となるブーム角度まで、移動距離に比例してブーム角度を設定し、
前記積荷後進状態に応じた前記バケットの目標位置として、前記ブーム角度に連動して前記バケットをチルト位置に維持するバケットシリンダ長を設定する
ことを特徴とするホイールローダ。
【請求項５】
請求項１に記載のホイールローダにおいて、
前記ブームの現在位置を検出するブーム位置検出手段と、
前記バケットの現在位置を検出するバケット位置検出手段とを備え、
前記目標設定手段は、
前記移動距離検出手段で検出された現在の移動距離に応じて前記ブームおよび前記バケットの現在の目標位置を算出し、
前記作業機制御手段は、
前記ブームの現在の目標位置と前記ブーム位置検出手段で検出された現在位置との偏差量と、前記バケットの現在の目標位置と前記バケット位置検出手段で検出された現在位置との偏差量とを算出し、
前記偏差量に基づいて前記ブームおよび前記バケットを移動させる
ことを特徴とするホイールローダ。
【請求項６】
請求項１に記載のホイールローダにおいて、
前記ブームを操作するブームレバーと、
前記バケットを操作するバケットレバーとを備え、
前記作業機制御手段は、前記ブームレバーおよびバケットレバーの手動操作による操作量を加算して前記作業機を移動させる
ことを特徴とするホイールローダ。
【請求項７】
請求項１に記載のホイールローダにおいて、
前記ブームを操作するブームレバーと、
前記バケットを操作するバケットレバーとを備え、
前記作業機制御手段は、前記ブームレバーおよびバケットレバーの手動操作による操作
量が加算された場合は、前記作業機が目標位置に移動した移動距離を記憶し、
前記目標設定手段は、前記作業機の位置および前記ホイールローダの移動距離との関係における前記ホイールローダの移動距離を、前記作業機が目標位置に移動したときに記憶した移動距離で補正する
ことを特徴とするホイールローダ。
【請求項８】
ブームと、前記ブームに取り付けられたバケットとを備えた作業機を有するホイールローダであって、
前記ブームを操作するブームレバーと、
前記バケットを操作するバケットレバーと、
前記ホイールローダの作業状態を検出する作業状態検出手段と、
前記作業状態検出手段で検出される前記作業状態に応じて、前記作業機の目標位置および前記ホイールローダの移動距離との関係を設定する目標設定手段と、
前記ホイールローダの移動距離を検出する移動距離検出手段と、
前記移動距離検出手段で検出された移動距離に応じて求められた前記作業機の目標位置に前記ブームおよび前記バケットを移動させる作業機制御手段とを備え、
前記作業状態検出手段は、
前記バケットに荷が積込まれているか否かを判別する積荷判別手段と、
前記ホイールローダの前進および後進を判別する前後進判別手段とを備え、
前記積荷判別手段で積荷状態であると判別し、かつ、前記前後進判別手段で前進であると判別した場合に、前記作業状態は積荷前進状態であると検出し、
前記目標設定手段は、前記積荷前進状態に応じて、前記作業機の目標位置および前記ホイールローダの移動距離との関係を設定し、
前記作業機制御手段は、前記作業状態が前記積荷前進状態である場合に、前記移動距離検出手段で検出された移動距離に応じて求められた前記作業機の目標位置に前記ブームおよび前記バケットを移動させ、
前記目標設定手段は、
前記積荷前進状態での目標移動距離である距離L2と、前記距離L2未満の第１中間距離と、前記第１中間距離以上、かつ、前記距離L2未満の第２中間距離とを設定し、
移動距離が前記第１中間距離未満の場合は、
前記積荷前進状態に応じた前記ブームの目標位置として、前記ブームが水平となるブーム角度を設定し、
前記積荷前進状態に応じた前記バケットの目標位置として、前記バケットをチルト位置に維持するバケットシリンダ長を設定し、
移動距離が前記第１中間距離以上、かつ、前記第２中間距離未満の場合は、
前記積荷前進状態に応じた前記ブームの目標位置として、前記第１中間距離移動した時点のブーム角度から、前記第２中間距離移動した時点で予め設定された上げポジショナ位置となるブーム角度まで、移動距離に比例してブーム角度を設定し、
前記積荷前進状態に応じた前記バケットの目標位置として、前記ブーム角度に連動して前記バケットをチルト位置に維持するバケットシリンダ長を設定し、
移動距離が前記第２中間距離以上、かつ、前記距離L2以下の場合は、
前記積荷前進状態に応じた前記ブームの目標位置として、前記上げポジショナ位置のブーム角度を設定し、
前記積荷前進状態に応じた前記バケットの目標位置として、前記バケットをチルト位置に維持するバケットシリンダ長を設定し、
前記ブームレバーおよびバケットレバーの手動操作があった場合に、前記作業機の手動操作前の現在位置と目標位置との偏差を求め、前記作業機の手動操作後の現在位置に前記偏差を加算した新たな目標位置を設定し、この新たな目標位置を用いて前記作業機の目標位置および前記ホイールローダの移動距離との新たな関係を設定する
ことを特徴とするホイールローダ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ホイールローダに関する。
【背景技術】
【０００２】
ホイールローダでは、掘削作業と、掘削したものをダンプトラックのベッセルなどに積込む積込作業とを繰り返すことが多い。特に、大型のホイールローダの場合、Ｖシェイプ運転と呼ばれる作業を長時間にわたって繰り返すことが多く、オペレータの負担が大きい。そこで、オペレータの負担軽減のために、ブーム及びバケットの動作を一部自動化して、前記ベッセル等への積込作業を補助するモードが搭載されたホイールローダがある（例えば、特許文献１参照）。
この特許文献１のホイールローダでは、ブーム操作レバーに対して所定の操作が行われた場合に、バケットの積込操作を自動的に開始している。これにより、オペレータは、ブームレバーを操作するだけで、バケットで積込むことができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００９−１９７４２５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、ホイールローダは、掘削作業を行う場合は、ブーム先端を下げてバケットを地面に近い位置に配置して作業する。一方、積込作業を行う場合は、ブーム先端を運搬作業車又はダンプトラックのベッセルよりも高い位置に上げて作業する。このため、掘削作業および積込作業を繰り返す場合に作業を効率化するには、ホイールローダを移動しながら、作業機を移動させる必要がある。
したがって、オペレータは、例えば、アクセル操作（右足）、ブレーキ操作（左足）、ステアリング操作（左手）を行ってホイールローダを移動させながら、作業機を右手で操作するといった複雑な操作を行う必要があり、特に経験の浅いオペレータにとっては、操作の負荷が大きく、効率的な操作が難しいという問題がある。【０００５】
本発明の目的の一つは、掘削した土砂等を運搬して積込む作業を容易に行うことができるホイールローダを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明のホイールローダは、ブームと、前記ブームに取り付けられたバケットとを備えた作業機を有するホイールローダであって、ホイールローダの作業状態を検出する作業状態検出手段と、前記作業状態検出手段で検出される前記作業状態に応じて、前記作業機の目標位置および前記ホイールローダの移動距離との関係を設定する目標設定手段と、前記ホイールローダの移動距離を検出する移動距離検出手段と、前記移動距離検出手段で検出された移動距離に応じて求められた作業機の目標位置に前記ブームおよび前記バケットを移動させる作業機制御手段とを備えることを特徴とする。【０００７】
本発明によれば、積荷後進作業、積荷前進作業、空荷後進作業等の所定の作業状態においては、ホイールローダが移動すると、作業状態および移動距離に応じた作業機の目標位置が目標設定手段で設定され、作業機制御手段はこの目標位置にブームおよびバケットを移動する。このため、オペレータは、主にステアリング、アクセル、ブレーキ操作を行えば良く、ブームレバーやバケットレバー等の作業機の操作を、ステアリングやアクセル操作と同時に行う必要が無い。したがって、経験の浅いオペレータであってもホイールローダを容易に操作することができる。
また、ホイールローダの移動中に、作業機が適切な位置に自動的に移動するため、ホイールローダの移動後に作業機を移動する場合に比べて、作業効率を向上でき、省燃費運転も実現できる。【０００８】
本発明のホイールローダにおいて、前記作業状態検出手段は、前記バケットに荷が積込まれているか否かを判別する積荷判別手段と、前記ホイールローダの前進および後進を判別する前後進判別手段とを備え、前記積荷判別手段で積荷状態であると判別し、かつ、前記前後進判別手段で後進であると判別した場合に、前記作業状態は積荷後進状態であると検出し、前記目標設定手段は、前記積荷後進状態に応じて、前記作業機の目標位置および前記ホイールローダの移動距離との関係を設定し、前記作業機制御手段は、前記作業状態が前記積荷後進状態である場合に、前記移動距離検出手段で検出された移動距離に応じて求められた前記作業機の目標位置に前記ブームおよび前記バケットを移動させることが好ましい。【０００９】
本発明のホイールローダにおいて、前記作業状態検出手段は、前記バケットに荷が積込まれているか否かを判別する積荷判別手段と、前記ホイールローダの前進および後進を判別する前後進判別手段とを備え、前記積荷判別手段で積荷状態であると判別し、かつ、前記前後進判別手段で前進であると判別した場合に、前記作業状態は積荷前進状態であると検出し、前記目標設定手段は、前記積荷前進状態に応じて、前記作業機の目標位置および前記ホイールローダの移動距離との関係を設定し、前記作業機制御手段は、前記作業状態が前記積荷前進状態である場合に、前記移動距離検出手段で検出された移動距離に応じて求められた前記作業機の目標位置に前記ブームおよび前記バケットを移動させることが好ましい。【００１０】
本発明のホイールローダにおいて、前記作業状態検出手段は、前記バケットに荷が積込まれているか否かを判別する積荷判別手段と、前記ホイールローダの前進および後進を判別する前後進判別手段とを備え、前記積荷判別手段で空荷状態であると判別し、かつ、前記前後進判別手段で後進であると判別した場合に、前記作業状態は空荷後進状態であると検出し、前記目標設定手段は、前記空荷後進状態に応じて、前記作業機の目標位置および前記ホイールローダの移動距離との関係を設定し、前記作業機制御手段は、前記作業状態が前記空荷後進状態である場合に、前記移動距離検出手段で検出された移動距離に応じて求められた前記作業機の目標位置に前記ブームおよび前記バケットを移動させることが好ましい。【００１１】
本発明のホイールローダにおいて、前記目標設定手段は、前記積荷後進状態に応じた前記ブームの目標位置として、前記積荷後進状態の移動開始時のブーム角度から、前記ホイールローダが距離L1を移動した際に前記ブームが水平となるブーム角度まで、移動距離に比例してブーム角度を設定し、前記積荷後進状態に応じた前記バケットの目標位置として、前記ブーム角度に連動して前記バケットをチルト位置に維持するバケットシリンダ長を設定することが好ましい。【００１２】
本発明のホイールローダにおいて、前記目標設定手段は、前記積荷前進状態での目標移動距離である距離L2と、前記距離L2未満の第１中間距離と、前記第１中間距離以上、かつ、前記距離L2未満の第２中間距離とを設定し、移動距離が前記第１中間距離未満の場合は、前記積荷前進状態に応じた前記ブームの目標位置として、前記ブームが水平となるブーム角度を設定し、前記積荷前進状態に応じた前記バケットの目標位置として、前記バケットをチルト位置に維持するバケットシリンダ長を設定し、移動距離が前記第１中間距離以上、かつ、前記第２中間距離未満の場合は、前記積荷前進状態に応じた前記ブームの目標位置として、前記第１中間距離移動した時点のブーム角度から、前記第２中間距離移動した時点で予め設定された上げポジショナ位置となるブーム角度まで、移動距離に比例してブーム角度を設定し、前記積荷前進状態に応じた前記バケットの目標位置として、前記ブーム角度に連動して前記バケットをチルト位置に維持するバケットシリンダ長を設定し、移動距離が前記第２中間距離以上、かつ、前記距離L2以下の場合は、前記積荷前進状態に応じた前記ブームの目標位置として、前記上げポジショナ位置のブーム角度を設定し、前記積荷前進状態に応じた前記バケットの目標位置として、前記バケットをチルト位置に維持するバケットシリンダ長を設定することが好ましい。【００１３】
本発明のホイールローダにおいて、前記目標設定手段は、前記空荷後進状態での目標移動距離である距離L2と、前記距離L2未満の第３中間距離と、前記第３中間距離以上、かつ、前記距離L2未満の第４中間距離とを設定し、移動距離が前記第３中間距離未満の場合は、前記空荷後進状態に応じた前記ブームの目標位置として、前記ブームが予め設定された上げポジショナ位置となるブーム角度を設定し、前記空荷後進状態に応じた前記バケットの目標位置として、前記空荷後進状態の移動開始時のバケットシリンダ長から、前記ホイールローダが前記第３中間距離移動した時点で前記バケットが予め設定された初期位置となるバケットシリンダ長まで、移動距離に比例してバケットシリンダ長を設定し、移動距離が前記第３中間距離以上、かつ、前記第４中間距離未満の場合は、前記空荷後進状態に応じた前記ブームの目標位置として、前記第３中間距離移動した時点のブーム角度から、前記第４中間距離移動した時点の前記ブームが水平となるブーム角度まで、移動距離に比例してブーム角度を設定し、前記空荷後進状態に応じた前記バケットの目標位置として、前記バケットを予め設定された初期位置に維持するバケットシリンダ長を設定し、移動距離が前記第４中間距離以上、かつ、前記距離L2以下の場合は、前記空荷後進状態に応じた前記ブームの目標位置として、前記第４中間距離移動した時点のブーム角度から、前記第距離L2移動した時点の前記ブームが予め設定された下げポジショナ位置となるブーム角度まで、移動距離に比例してブーム角度を設定し、前記空荷後進状態に応じた前記バケットの目標位置として、前記バケットを予め設定された初期位置に維持するバケットシリンダ長を設定することが好ましい。【００１４】
本発明のホイールローダにおいて、前記ブームの現在位置を検出するブーム位置検出手段と、前記バケットの現在位置を検出するバケット位置検出手段とを備え、前記目標設定手段は、前記移動距離検出手段で検出された現在の移動距離に応じて前記ブームおよび前記バケットの現在の目標位置を算出し、前記作業機制御手段は、前記ブームの現在の目標位置と前記ブーム位置検出手段で検出された現在位置との偏差量と、前記バケットの現在の目標位置と前記バケット位置検出手段で検出された現在位置との偏差量とを算出し、前記偏差量に基づいて前記ブームおよび前記バケットを移動させることが好ましい。【００１５】
本発明のホイールローダにおいて、前記ブームを操作するブームレバーと、前記バケットを操作するバケットレバーとを備え、前記作業機制御手段は、前記ブームレバーおよびバケットレバーの手動操作による操作量を加算して前記作業機を移動させることが好ましい。【００１６】
本発明のホイールローダにおいて、前記ブームを操作するブームレバーと、前記バケットを操作するバケットレバーとを備え、前記作業機制御手段は、前記ブームレバーおよびバケットレバーの手動操作による操作量が加算された場合は、前記作業機が目標位置に移動した移動距離を記憶し、前記目標設定手段は、前記作業機の位置および前記ホイールローダの移動距離との関係における前記ホイールローダの移動距離を、前記作業機が目標位置に移動したときに記憶した移動距離で補正することが好ましい。【００１７】
本発明のホイールローダは、ブームと、前記ブームに取り付けられたバケットとを備えた作業機を有するホイールローダであって、前記ブームを操作するブームレバーと、前記バケットを操作するバケットレバーと、前記ホイールローダの作業状態を検出する作業状態検出手段と、前記作業状態検出手段で検出される前記作業状態に応じて、前記作業機の目標位置および前記ホイールローダの移動距離との関係を設定する目標設定手段と、前記ホイールローダの移動距離を検出する移動距離検出手段と、前記移動距離検出手段で検出された移動距離に応じて求められた前記作業機の目標位置に前記ブームおよび前記バケットを移動させる作業機制御手段とを備え、前記目標設定手段は、前記ブームレバーおよびバケットレバーの手動操作があった場合に、前記作業機の手動操作前の現在位置と目標位置との偏差を求め、前記作業機の手動操作後の現在位置に前記偏差を加算した新たな目標位置を設定し、この新たな目標位置を用いて前記作業機の目標位置と前記ホイールローダの移動距離との新たな関係を設定することを特徴とする。【００１８】
本発明によれば、積荷後進作業、積荷前進作業、空荷後進作業等の所定の作業状態においては、ホイールローダが移動すると、作業状態および移動距離に応じた作業機の目標位置が目標設定手段で設定され、作業機制御手段はこの目標位置にブームおよびバケットを移動する。ホイールローダの移動中に、作業機が適切な位置に自動的に移動するため、ホイールローダの移動後に作業機を移動する場合に比べて、作業効率を向上でき、省燃費運転も実現できる。
さらに、オペレータが作業機を手動で操作した場合には、手動操作後の作業機の位置に基づいて、作業機の目標位置とホイールローダの移動距離との新たな関係を目標設定手段が設定する。このため、作業機制御手段は、新たな関係に基づいて作業機を移動させることができ、オペレータの操作を反映した自動制御を行うことができる。
この際、手動操作前の作業機の現在位置と目標位置との偏差を求め、手動操作後の作業機の現在位置に前記偏差を加算して新たな目標位置を設定しているので、作業機を作動させる際の制御目標に対する実際の移動の遅れ分を考慮した目標位置を設定できる。このため、手動操作後の現在位置から最終目標位置まで最も移動距離が短い効率的な制御を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の第１実施形態にかかるホイールローダを示す側面図。
【図２】第１実施形態における作業機の駆動機構を模式的に示す説明図。
【図３】作業機コントローラの構成を示すブロック図。
【図４】第１実施形態のホイールローダのＶシェイプ作業を模式的に説明する説明図。
【図５】第１実施形態のＶシェイプ作業の作業工程を模式的に説明する説明図。
【図６】第１実施形態のＶシェイプ作業の作業機制御処理を示すフローチャート。
【図７】第１実施形態の積荷後進状態での移動距離と作業機の目標位置との関係を示すグラフ。
【図８】第１実施形態の積荷前進状態での移動距離と作業機の目標位置との関係を示すグラフ。
【図９】第１実施形態の空荷後進状態での移動距離と作業機の目標位置との関係を示すグラフ。
【図１０】第１実施形態の積荷後進状態での作業機制御処理を示すフローチャート。
【図１１】第１実施形態の積荷前進状態での作業機制御処理を示すフローチャート。
【図１２】第１実施形態の空荷後進状態での作業機制御処理を示すフローチャート。
【図１３】第１実施形態の空荷後進状態での作業機制御処理を示すフローチャート。
【図１４】第１実施形態のブーム偏差角と目標流量との関係を示すグラフ。
【図１５】第１実施形態のバケット偏差長と目標流量との関係を示すグラフ。
【図１６】本発明の第２実施形態における作業機の駆動機構を模式的に示す説明図。
【図１７】第２実施形態のＶシェイプ作業を模式的に説明する説明図。
【図１８】第２実施形態のＶシェイプ作業の作業機制御処理を示すフローチャート。
【図１９】第２実施形態の積荷後進状態での移動距離とブーム角度の目標位置との関係を示すグラフ。
【図２０】第２実施形態の積荷後進状態での移動距離とバケットシリンダ長の目標位置との関係を示すグラフ。
【図２１】第２実施形態の積荷前進状態での移動距離とブーム角度の目標位置との関係を示すグラフ。
【図２２】第２実施形態の積荷前進状態での移動距離とバケットシリンダ長の目標位置との関係を示すグラフ。
【図２３】第２実施形態の空荷後進状態での移動距離とブーム角度の目標位置との関係を示すグラフ。
【図２４】第２実施形態の空荷後進状態での移動距離とバケットシリンダ長の目標位置との関係を示すグラフ。
【図２５】第２実施形態の積荷後進状態での作業機制御処理を示すフローチャート。
【図２６】第２実施形態の積荷前進状態での作業機制御処理を示すフローチャート。
【図２７】第２実施形態の積荷前進状態での作業機制御処理を示すフローチャート。
【図２８】第２実施形態の空荷後進状態での作業機制御処理を示すフローチャート。
【図２９】第２実施形態の空荷後進状態での作業機制御処理を示すフローチャート。
【図３０】第２実施形態の手動操作後の目標位置と移動距離との新たな関係の設定方法を説明する図。
【図３１】第２実施形態のブーム偏差角と目標流量との関係を示すグラフ。
【図３２】第２実施形態のバケット偏差長と目標流量との関係を示すグラフ。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
［第１実施形態］
［ホイールローダの全体構成］
図１は、本発明の実施形態に係るホイールローダ１を示す側面図である。ホイールローダ１は、鉱山等で使用される大型のホイールローダ１である。
ホイールローダ１は、前部車体２Ａと後部車体２Ｂとで構成される車体２を備えている。前部車体２Ａの前方（図１中の左方）には、掘削・積込用のバケット３１、ブーム３２、ベルクランク３３、連結リンク３４、バケットシリンダ３５、ブームシリンダ３６等で構成される油圧式の作業機３が取り付けられている。
【００２１】
後部車体２Ｂは、厚板の金属板等で構成された後部車体フレーム５を有している。後部車体フレーム５の前側には、オペレータが乗り込む箱状のキャブ６が設けられ、後部車体フレーム５の後側には、図示しないエンジンや、エンジンによって駆動される油圧ポンプ等が搭載されている。
【００２２】
［作業機の駆動機構］
図２は、作業機３の駆動機構を模式的に示す説明図である。ホイールローダ１は、作業機コントローラ１０と、エンジン１１と、Power Take Off（ＰＴＯ：動力取出装置)１２とを備えている。ＰＴＯ１２は、エンジン１１の出力を、車輪（タイヤ）７を駆動する走行系と、作業機３を駆動する油圧装置系に分配する。
【００２３】
［走行系の構成］
走行系は、ホイールローダ１を走行させるための機構（走行装置）であり、トルクコンバータ（Ｔ／Ｃ）１５や、図示しないトランスミッション、アクスル等を備えている。エンジン１１から出力された動力は、ＰＴＯ１２、トルクコンバータ１５、トランスミッション及びアクスルを介して、車輪７に伝達される。
【００２４】
［油圧装置系の構成］
油圧装置系は、主に作業機３(例えばブーム３２やバケット３１)を駆動するための機構である。油圧装置系は、ＰＴＯ１２で駆動される作業機用の油圧ポンプ２１と、油圧ポンプ２１の吐出回路に設けられた油圧パイロット式のバケット操作弁２２およびブーム操作弁２３と、バケット操作弁２２の各パイロット受圧部に接続されたバケット用の電磁比例制御弁２４，２５と、ブーム操作弁２３の各パイロット受圧部に接続されたブーム用の電磁比例制御弁２６，２７と、を備えている。
【００２５】
電磁比例制御弁２４〜２７は、図示略のパイロットポンプに接続され、作業機コントローラ１０からの制御信号に応じて、パイロットポンプから前記各パイロット受圧部への作動油の供給を制御する。
具体的には、電磁比例制御弁２４は、バケットシリンダ３５を縮めて、バケット３１が積込位置に移動するようにバケット操作弁２２を切り換える。また、電磁比例制御弁２５は、バケットシリンダ３５を伸ばして、バケット３１がチルト位置に移動するようにバケット操作弁２２を切り換える。
電磁比例制御弁２６は、ブームシリンダ３６を縮めて、ブーム３２が下がるようにブーム操作弁２３を切り換える。また、電磁比例制御弁２７は、ブームシリンダ３６を伸ばして、ブーム３２が上がるようにブーム操作弁２３を切り換える。
【００２６】
［作業機コントローラに接続される機器］
作業機コントローラ１０には、図３にも示すように、キャブ６に設けられたブームレバー４１およびバケットレバー４２と、キャブ６に設けられたモニタ４３に設けられたセミオートモード選択手段４３１およびアプローチ長設定手段４３２と、ブーム角度センサ４４と、バケット角度センサ４５と、ブームボトム圧センサ４６と、エンジンコントローラ４７と、トランスミッションコントローラ４８とが接続されている。
【００２７】
ブームレバー４１は、レバー角度を検出するレバー角度センサを内蔵する。オペレータがブームレバー４１を操作すると、前記レバー角度センサは、操作量に応じたレバー角度を検出し、ブームレバー信号として作業機コントローラ１０に出力する。
バケットレバー４２は、レバー角度を検出するレバー角度センサを内蔵する。オペレータがバケットレバー４２を操作すると、前記レバー角度センサは、操作量に応じたレバー角度を検出し、バケットレバー信号として作業機コントローラ１０に出力する。
【００２８】
セミオートモード選択手段４３１は、モニタ４３にモード選択ボタンを表示し、オペレータの操作によってセミオート積込みモードが選択された場合は、セミオートモード選択信号としてＯＮ信号を出力し、セミオート積込みモードが選択されなかった場合は、セミオートモード選択信号としてＯＦＦ信号を出力する。
アプローチ長設定手段４３２は、図４に示すように、Ｖシェイプ作業時において、土砂等の掘削が完了してバケット３１に土砂等の荷が積まれた状態で後進する際の移動距離L1と、移動距離L1だけ後進して停止した後、ダンプトラック６０に向かって移動する際の移動距離L2とを設定する。図４において、Ｌはホイールローダ１の全長である。また、L1，L2は、ホイールローダ１の車両全長Ｌに対する割合で設定され、デフォルト値はL1＝１（車両全長と同じ長さ）、L2＝0.8（車両全長の80％の長さ）である。アプローチ長設定手段４３２は、モニタ４３にアプローチ長L1，L2の初期値である「１」、「0.8」を表示し、オペレータがこれらの数値を変更すると、入力された値を設定値として記憶し、作業機コントローラ１０に出力する。
【００２９】
ブーム角度センサ４４は、例えば、図２で示すブーム３２の車体２に対する取付部（支持軸）に設けられたロータリーエンコーダーなどで構成され、ブーム３２の中心線と水平線との間のブーム角度を検出し、検出信号を出力する。したがって、ブーム角度センサ４４によってブーム位置検出手段が構成される。ここで、ブーム３２の中心線とは、図２のＹ−Ｙ線であり、ブーム３２の車体２に対する取付部（支持軸の中心）とバケット３１の取付部（バケット支持軸の中心）とを結ぶ線である。したがって、図２のＹ−Ｙ線が水平線に沿っている場合、ブーム角度センサ４４はブーム角度０度を出力する。また、ブーム角度０度の状態から、ブーム３２の先端が上げられるとブーム角度センサ４４はプラスの値を出力し、ブーム３２の先端が下げられるとマイナスの値を出力する。
【００３０】
バケット角度センサ４５は、例えば、ベルクランク３３の回転軸に設けられたロータリーエンコーダーなどで構成され、バケット３１を接地した状態でバケット３１の刃先が地上において水平となる位置であれば０度を出力し、バケット３１をチルト側（上向き）に移動するとプラスの値を出力し、バケット３１を積込側（下向き）に移動するとマイナスの値を出力する。したがって、バケット角度センサ４５によってバケット位置検出手段が構成される。
【００３１】
ブームボトム圧センサ４６は、ブームシリンダ３６のボトム側の圧力を検出する。ブームボトム圧は、バケット３１に荷が積まれた場合に高くなり、空荷の場合に低くなる。
エンジンコントローラ４７は、Controller Area Network（ＣＡＮ）を介して作業機コントローラ１０と通信し、エンジン１１の回転数等のエンジン稼働情報を作業機コントローラ１０に出力する。
トランスミッションコントローラ４８は、ＣＡＮを介して作業機コントローラ１０と通信し、ＦＲレバー４９によるホイールローダ１の前後進の選択状態および速度段を示すＦＲ情報と、車速センサ５０から出力される車速情報とを作業機コントローラ１０に出力する。なお、車速センサ５０は、タイヤ７の駆動軸の回転数等から車速を検出するセンサであり、車速センサ５０で検出した車速情報はトランスミッションコントローラ４８を介して作業機コントローラ１０に出力される。
【００３２】
［作業機コントローラの構成］
作業機コントローラ１０は、作業状態検出手段１１０と、目標設定手段１２０と、移動距離検出手段１３０と、作業機制御手段１４０と、記憶手段１５０とを備えている。
作業状態検出手段１１０は、積荷判別手段１１１と、前後進判別手段１１２とを備える。積荷判別手段１１１は、前記ブームボトム圧センサ４６の出力値に基づいて、バケット３１内に荷が積まれているか否かを判別する。
前後進判別手段１１２は、前記ＦＲレバー４９の操作に応じてトランスミッションコントローラ４８から出力されるＦＲ情報に基づいて、ホイールローダ１が前進状態であるか後進状態であるかを判別する。
【００３３】
［作業状態検出手段］
作業状態検出手段１１０は、積荷判別手段１１１の判別結果および前後進判別手段１１２の判別結果から作業状態を検出する。本実施形態では、作業状態検出手段１１０は、少なくとも、掘削作業が完了してホイールローダ１を後進させた状態である積荷後進状態と、積荷をダンプトラック６０等に運ぶために積荷状態でホイールローダ１を前進させる積荷前進状態と、積荷をダンプトラック６０等に積込んだ後にホイールローダ１を後進させる空荷後進状態とを検出する。
【００３４】
［目標設定手段］
目標設定手段１２０は、作業状態検出手段１１０で検出した作業状態に応じて、ホイールローダ１の移動距離と、作業機３の目標位置との関係を設定する。本実施形態では、後述するように、現在の移動距離を代入することで、作業機３の目標位置、具体的にはブーム３２のブーム角度と、バケット３１のバケットシリンダ長とを算出する数式で前記関係を設定しているが、移動距離と目標位置との関係をテーブル構造で記憶してもよい。
【００３５】
［移動距離検出手段］
移動距離検出手段１３０は、車速センサ５０で検出される車速情報をトランスミッションコントローラ４８から受信し、ホイールローダ１の現在の移動距離を算出する。
【００３６】
［作業機制御手段］
作業機制御手段１４０は、入力される各種情報に基づいて、電磁比例制御弁２４〜２７に対する制御信号を出力し、バケット３１やブーム３２を作動する。
また、作業機コントローラ１０は、モニタ４３に対してインジケータ指令やブザー指令を出力する。モニタ４３は、インジケータ指令を受信すると、モニタ４３に設けられたインジケータ４３５の表示を制御してオペレータに情報を通知する。
また、モニタ４３は、警告音を鳴らすブザー４３６を備え、ブザー指令を受信すると、前記ブザー４３６によって警告音を鳴らしてオペレータに警告する。
【００３７】
記憶手段１５０は、作業機コントローラ１０に入力される各種データなどが記憶されるとともに、作業機３の制御に必要な各種パラメータなどが記憶される。
【００３８】
［Ｖシェイプ作業工程］
次に、ホイールローダ１によるＶシェイプ作業について、図４，５を参照して説明する。Ｖシェイプ作業は、以下に説明するような複数の作業工程によって行われる。
【００３９】
［１．空荷停止→掘削］
バケット３１に土砂等の荷が積まれていない空荷状態で、図４に示すように、ホイールローダ１の前輪のタイヤ７の前端がＡ点にある状態を空荷停止状態（スタート位置）とする。
次に、図５（Ａ）に示すように、オペレータは、空荷状態のホイールローダ１を運転して盛土等に向かって前進させる。この際、オペレータは、タイヤ７の前端が図４のＢ点となる位置まで、つまり距離L1だけホイールローダ１を前進させることが好ましい。
すると、図５（Ｂ）に示すように、バケット３１によって盛土が掘削され、バケット３１内に土砂が積込まれる。
【００４０】
［２．掘削完了→積荷後進］
図５（Ｃ）に示すように、掘削作業の完了後、オペレータは、バケット３１に土砂等の荷が積まれた積荷状態のホイールローダ１を、空荷停止位置（図４のＡ点の位置）まで後進させる。つまり、ホイールローダ１を距離L1だけ後進させる。
【００４１】
［３．積荷後進→積荷前進］
空荷停止位置に停止後、オペレータは、図５（Ｄ）に示すように、積荷状態のホイールローダ１をダンプトラック６０に向かって前進させる。図４に示すように、停止位置にあるホイールローダ１の盛土に対する方向と、ダンプトラック６０に向かう方向との角度差θは、通常４５〜６０度程度の範囲である。また、ダンプトラック６０までの移動距離は前述のL2に設定される。オペレータは、ステアリングを操作して向きを変えて、ホイールローダ１を移動距離L2だけ前進させる。そして、オペレータは、ホイールローダ１がダンプトラック６０の側方に到達すると、ブレーキ操作でホイールローダ１を停止させる。
【００４２】
［４．積荷停止→積込］
図５（Ｅ）に示すように、オペレータは、バケット３１を積込位置に移動して、バケット３１内の土砂をベッセル６１に積込む積込作業を行う。
【００４３】
［５．空荷後進→空荷停止］
図５（Ｆ）に示すように、オペレータは、積込が完了すると、空荷状態のホイールローダ１を後進させる。オペレータは、後進とともにステアリング操作を行い、距離L2だけ後進させて空荷状態のホイールローダ１を停止する。この空荷状態での停止位置は、図５（Ｇ）に示すようにスタート位置（空荷停止位置）と同じである。
オペレータは、以上の工程を繰り返し、ホイールローダ１の移動軌跡が略Ｖ字状になるＶシェイプ運転を繰り返すことができる。
【００４４】
［セミオート制御］
以上のようなＶシェイプ作業において、図５（Ｂ）に示す掘削作業では、バケット３１の移動をブーム３２の移動に連動させる制御が導入されていた。すなわち、掘削作業時には、オペレータは、ブームレバー４１およびバケットレバー４２を操作する必要が無く、バケット３１およびブーム３２を移動させることができる。
掘削作業以外の作業は、従来、オペレータの手動操作で行われていた。これに対し、本実施形態では、セミオートモード選択手段４３１でセミオートモード選択信号がＯＮに設定されると、作業機コントローラ１０によって、掘削作業以外のホイールローダ１が移動する作業において作業機３を自動制御するように設定されている。本実施形態では、作業機３の自動制御時に、オペレータによるブームレバー４１、バケットレバー４２の手動操作を許容するセミオート制御がさらに設定されている。
具体的には、図５（Ｃ）積荷後進、（Ｄ）積荷前進、（Ｆ）空荷後進の各作業工程においてセミオート制御が行われる。
【００４５】
これらのセミオート制御時の作業機コントローラ１０の処理について説明する。
作業機コントローラ１０は、エンジンキーのオン操作などによって処理を開始すると、図６に示すように、まず、レバー操作指令（ブームレバー用の操作指令cmd_bm、バケットレバー用の操作指令cmd_bk）を「０」に初期化し、積荷前進制御および空荷後進制御において開始時距離を示す変数sLを「０」に初期化する（ステップＳ１）。
次に、作業機コントローラ１０は、セミオートモード選択手段４３１から出力されるセミオートモード選択信号によって、セミオート積込みモードが「ＯＮ」であるか否かを判定する（ステップＳ２）。作業機コントローラ１０は、セミオート積込みモードが「ＯＦＦ」の場合、ステップＳ２で「ＮＯ」と判定する。そして、作業機コントローラ１０はモニタ４３にインジケータ指令を出力し、モニタ４３にセミオート積込みモードが動作中のインジケータが表示されている場合にはインジケータを消去する（ステップＳ３）。作業機コントローラ１０は、セミオート積込みモードが「ＯＮ」となるまで、ステップＳ１〜Ｓ３を繰り返す。
【００４６】
作業機コントローラ１０は、セミオート積込みモードが「ＯＮ」の場合、ステップＳ２でＹＥＳと判定し、モニタ４３にインジケータ指令を出力し、モニタ４３にセミオート積込みモードが動作中であることを示すインジケータを表示する（ステップＳ４）。
【００４７】
［作業状態検出処理］
積荷判別手段１１１は、ブームボトム圧センサ４６から出力されたブームボトム圧センサ信号によって、積荷状態であるか空荷状態であるかを判定する。前後進判別手段１１２は、トランスミッションコントローラ４８から出力されたＦＲ情報によって、前進状態であるか、後進状態であるかを判定する。作業状態検出手段１１０は、これらの情報から、ホイールローダ１が、積荷後進状態、積荷前進状態、空荷後進状態であるかを、それぞれ検出できる。
【００４８】
［積荷後進検出］
作業機コントローラ１０の作業状態検出手段１１０は、積荷後進検出がＯＦＦからＯＮに変化したか否かを判定する（ステップＳ５）。作業機コントローラ１０は、積荷後進検出がＯＦＦからＯＮに変化したことを検出した場合にステップＳ５で「ＹＥＳ」と判定する。この場合、作業ステージを示す変数STAGEを「２」に設定し、移動距離を示す変数Ｌを初期値「０」に設定し、作業機の開始位置を示す変数sp_bm（ブーム角度）、sp_bk（バケットシリンダ長）に現在位置の値を設定する（ステップＳ６）。ステップＳ６では、作業機コントローラ１０は、sp_bmにブーム角度センサ４４の検出値に基づいて現在のブーム角度を設定し、sp_bkにバケット角度センサ４５の検出値に基づいて現在のバケットシリンダ長を設定する。
【００４９】
［積荷前進検出］
作業機コントローラ１０の作業状態検出手段１１０は、ステップＳ５で「ＮＯ」と判定した場合、積荷前進検出がＯＦＦからＯＮに変化したことを検出したか否かを判定する（ステップＳ７）。作業機コントローラ１０は、積荷前進検出がＯＮに変化したことを検出してステップＳ７で「ＹＥＳ」と判定した場合、作業ステージを示す変数STAGEを「３」に設定し、移動距離を示す変数Ｌを初期値「０」に設定し、sp_bmに現在のブーム角度を設定し、sp_bkに現在のバケットシリンダ長を設定する（ステップＳ８）。
【００５０】
［空荷後進検出］
作業機コントローラ１０の作業状態検出手段１１０は、ステップＳ７で「ＮＯ」と判定した場合、空荷後進検出がＯＦＦからＯＮに変化したことを検出したか否かを判定する（ステップＳ９）。作業機コントローラ１０は、空荷後進検出がＯＮに変化したことを検出してステップＳ９で「ＹＥＳ」と判定した場合、作業ステージを示す変数STAGEを「４」に設定し、移動距離を示す変数Ｌを初期値「０」に設定し、sp_bmに現在のブーム角度を設定し、sp_bkに現在のバケットシリンダ長を設定する（ステップＳ１０）。
【００５１】
［終了条件判定］
作業機コントローラ１０は、ステップＳ６、Ｓ８、Ｓ１０で初期設定を行った後、あるいはステップＳ９でＮＯと判定された場合は、終了条件が成立したかを判定する（ステップＳ１１）。
ここで、終了条件が成立したとは、以下の６条件のいずれかが成立した場合である。
終了条件１は、モニタ４３のセミオートモード選択手段４３１の出力で、セミオートモードが無効とされている場合である。
終了条件２は、作業状態検出手段１１０において、空荷前進、掘削状態のいずれかを検出した場合である。ここで、空荷前進状態は、ブームボトム圧センサ信号およびＦＲ情報で判別でき、掘削状態はブームボトム圧センサ信号、ブーム角度、バケットシリンダ長などで判別できる。
終了条件３は、レバー速度段がＦ３（前進３速）以上の場合である。ホイールローダ１がＶシェイプ作業中は、レバー速度段はＦ２までしか選択されず、Ｆ３とされるのは、ホイールローダ１が作業を行っておらず、走行中であることを示すためである。
終了条件４は、作業機３がロック状態となっている場合である。ホイールローダ１には、走行中に作業機３が作動しないようにロックボタンが設けられており、オペレータによってロックボタンが操作された場合は、作業中ではなく、走行中であると判断できるためである。
終了条件５は、FMEA（Failure Mode and Effect Analysis）を参照し、センサや電磁比例制御弁（ＥＰＣバルブ）２４〜２７に、セミオートモードを終了させるべき故障がある場合である。
終了条件６は、エンジンコントローラ４７から入力されるエンジン稼働状態で、エンジンが停止状態となっている場合である。
【００５２】
これらの終了条件１〜６のいずれかに該当する場合、作業機コントローラ１０はステップＳ１１でＹＥＳと判定する。この場合、作業機コントローラ１０は、STAGEの値を、待機中を示す「１」に設定し、さらに終了条件２以外に該当した場合は、モニタ４３にブザー指令を出力し、異常終了ブザーを鳴動する（ステップＳ１３）。そして、作業機コントローラ１０は、ステップＳ１の処理に戻り、処理を継続する。
【００５３】
［セミオート制御での設定情報］
作業機コントローラ１０は、ステップＳ１１で終了条件に該当せず、「ＮＯ」と判定された場合、作業ステージSTAGEの値を確認し、後述するように、STAGE＝２であれば積荷後進制御を実行し、STAGE＝３であれば積荷前進制御を実行し、STAGE＝４であれば空荷後進制御を実行する（ステップＳ１２）。
なお、これらの各制御では、各作業状態に応じて、ホイールローダ１の移動距離と、作業機３の目標位置との関係を設定している。具体的には、ホイールローダ１が予め設定した距離移動した時点での作業機３の目標位置を設定している。この作業機３の目標位置の例を表１、２に示し、これらの表１，２で設定される移動距離と目標位置との関係を図７〜９に示す。なお、これらの表１，２で設定されるパラメータは、作業機コントローラ１０の記憶手段１５０に記憶されている。
表１において、ブーム角度の上げポジショナ位置、下げポジショナ位置は、オペレータが設定するブーム角度である。バケットシリンダ長のポジショナ位置は、ブーム３２を下げてバケット３１を接地させた際に、バケット角度が０度になる位置に設定される。
【００５４】
【表１】
0006619799.tif 000002
【００５５】
【表２】
0006619799.tif 000003
【００５６】
［積荷後進状態における移動距離と作業機の目標位置との関係］
積荷後進制御では、図７に示すように、ホイールローダ１が掘削完了時点から距離L1だけ後進する間に、作業機３を掘削完了時点の現在位置から積荷後進の目標位置ＴＰ１まで移動する。すなわち、ブーム角度は移動距離に比例して変化し、移動距離がL1になった時点で、表１に示すように、ブーム角度が０度（ＴＰ１）となるように設定されている。また、バケットシリンダ長は、ブーム角度が変化した際に、バケット３１をリフト位置に維持してバケット３１内の積荷がこぼれないように設定されている。
たとえば、表２の例では、ブーム角度が０度になった場合、バケット角度がβ２になるようにバケットシリンダ長が設定される。表２の例では、バケットシリンダ長は、ハイリフトのブーム３２が装着されている場合はＡ２であり、スタンダードのブーム３２が装着されている場合はＢ２である。
積荷後進制御では、オペレータは、ステアリングを切ることなく、ホイールローダ１を直線的に後進させるため、作業機３も移動距離に比例して移動し続けるように設定できる。
【００５７】
［積荷前進状態における移動距離と作業機の目標位置との関係］
積荷前進制御では、図８に示すように、ホイールローダ１が第１中間距離である距離K1×L2に移動するまで、作業機３をＴＰ１の位置に維持し、距離K1×L2から第２中間距離である距離K2×L2に移動するまで、作業機３をＴＰ１からＴＰ２の位置まで移動距離に比例して移動する。
また、ホイールローダ１が距離K2×L2からL2に移動するまで、作業機３をＴＰ２の位置に維持している。ここで、K1のデフォルト値は例えば0.5であり、K2は0.8であるが、これらの距離係数はオペレータなどが変更可能である。
また、ＴＰ２は、表１、２に示すように、ブーム角度が上げポジショナ位置となるように設定される。上げポジショナ位置は、ホイールローダ１が土砂等の積荷を積込むダンプトラック６０のベッセル６１の高さに合わせてオペレータが設定する。また、バケットシリンダ長はブーム角度が変化した際に、バケット３１をリフト位置に維持してバケット３１内の積荷がこぼれないように設定されている。
積荷前進制御では、距離K1×L2だけ移動するまでは、オペレータはホイールローダ１がダンプトラック６０に向かう方向にステアリングを操作するため、作業機３の位置を維持することが望ましい。一方、距離K1×L2から距離K2×L2に移動するまでに作業機３を上げポジショナ位置まで移動し、距離K2×L2からL2に移動するまでは作業機３を上げポジショナ位置に維持することで、バケット３１がベッセル６１と干渉すること防止できる。
【００５８】
［空荷後進状態における移動距離と作業機の目標位置との関係］
空荷後進制御では、図９に示すように、ホイールローダ１が第３中間距離である距離K3×L2に移動するまで、作業機３をＴＰ３の位置に維持し、距離K3×L2から第４中間距離である距離K4×L2に移動するまで、作業機３をＴＰ３からＴＰ４の位置まで移動距離に比例して移動する。
また、ホイールローダ１が距離K4×L2からL2に移動するまでは、作業機３をＴＰ４からＴＰ５の位置まで移動距離に比例して移動する。ここで、K3のデフォルト値は例えば0.2であり、K4は0.5であるが、これらの距離係数はオペレータなどが変更可能である。
ＴＰ３は、表１に示すように、ブーム角度は操作無しである。ここで、積荷前進終了時から積込完了時まではブーム角度は上げポジショナ位置に維持されているので、空荷後進制御時のＴＰ３も同じ上げポジショナ位置となる。バケットシリンダ長は、バケット３１がポジショナ位置つまりブーム３２を下げてバケット３１を接地させた際に、バケット角度が０度になる位置に設定される。
表１に示すように、ＴＰ４では、ブーム角度は０度であり、バケットシリンダ長はポジショナ位置である。ＴＰ５では、ブーム角度は下げポジショナ位置であり、バケットシリンダ長はポジショナ位置である。
積込後の空荷後進制御では、ホイールローダ１が距離K3×L2だけ移動するまでは、作業機３を上げポジショナ位置に維持し、バケット３１をポジショナ位置にすることで、バケット３１がベッセル６１と干渉すること防止する。そして、ホイールローダ１が距離K3×L2から距離K4×L2に移動するまでにブーム３２を水平位置まで移動し、距離K4×L2からL2に移動するまではブーム３２を徐々に下げポジショナ位置に移動し、この間にオペレータがステアリングを操作してホイールローダ１を元の空荷停止位置に移動する。
【００５９】
次に、図６のＳ１２において選択された各制御に関して、図１０〜１２のフローチャートも参照して説明する。
［STAGE＝２：積荷後進制御］
積荷後進制御では、図１０に示すように、作業機コントローラ１０は、移動距離検出手段１３０で求めた移動距離Ｌが設定値L1未満であるか否かを判定する（ステップＳ２１）。
［現在の移動距離算出］
作業機コントローラ１０は、ステップＳ２１で「ＹＥＳ」と判定すると、移動距離検出手段１３０によって現在の移動距離Ｌを算出する（ステップＳ２２）。現在の移動距離Ｌは、∫(abs(V)*1000/3600*Δt)で求められる。Ｖは車速(km/h)であり、1000/3600を乗算することで秒速(m/s)に変換している。Δtは、作業機コントローラ１０におけるプログラムの実行周期(sec)であり例えば0.01secである。
作業機コントローラ１０は、ステップＳ２１で「ＮＯ」と判定した場合は、すでに距離L1の移動が完了しているため、ステップＳ２２での現在の移動距離Ｌの算出は行わない。
【００６０】
［ブーム目標位置算出］
作業機コントローラ１０の目標設定手段１２０は、ステップＳ２２の処理後、あるいはステップＳ２１で「ＮＯ」と判定した場合は、ブーム目標位置を算出する（ステップＳ２３）。ここで、積荷後進作業では、図７に示すように、移動距離に比例してブーム３２の角度を制御する。このため、移動距離Ｌにおけるブーム目標位置tp_bm(t)は、L/L1*(TP1_bm-sp_bm)+sp_bmで求められる。TP1_bmは、目標位置TP1におけるブーム角度であり、sp_bmはステップＳ６で設定されたブーム３２の開始位置である。すなわち、ブーム目標位置tp_bm(t)は、設定距離L1に対する移動距離Ｌの割合と、ブーム３２の目標位置および開始位置の差とを乗算した値に、初期値である開始位置を加算して求められる。
【００６１】
［バケット目標位置算出］
作業機コントローラ１０の目標設定手段１２０は、ステップＳ２３の処理後、バケット目標位置を算出する（ステップＳ２４）。バケット目標位置はブーム目標位置と同様の考え方で求められる。すなわち、積荷後進作業では、前述の通り、移動距離に比例してブーム３２の角度が制御される。具体的には、前記表２に記載したように、ブーム角度に対応してバケット角度が設定され、バケット角度に対応してバケットシリンダ長も設定されている。したがって、バケット３１を動かすバケットシリンダ３５のシリンダ長もブーム３２の角度に連動して制御される。
このため、移動距離Ｌにおけるバケット目標位置tp_bk(t)は、L/L1*(TP1_bk-sp_bk)+sp_bkで求められる。TP1_bkは、目標位置TP1におけるバケットシリンダ長であり、sp_bkはステップＳ６で設定されたバケット３１の開始位置である。すなわち、バケット目標位置tp_bk(t)は、設定距離L1に対する移動距離Ｌの割合と、バケット３１の目標位置および開始位置の差とを乗算した値に、初期値である開始位置を加算して求められる。したがって、目標設定手段１２０は、移動距離Ｌにおけるバケット目標位置tp_bk(t)として、積荷後進状態の移動開始時のバケットシリンダ長から、前記ホイールローダが距離L1を移動した際に前記バケットがチルト位置となるバケットシリンダ長まで、移動距離に比例したバケットシリンダ長を設定している。すなわち、目標設定手段１２０は、前記ブーム角度に連動して前記バケット３１をチルト位置に維持するバケットシリンダ長を設定している。
【００６２】
［偏差量算出］
次に、作業機コントローラ１０の作業機制御手段１４０は、ブーム角度センサ４４で検出される実際のブーム角と、バケット角度センサ４５の検出値に基づいて検出される実際のバケットシリンダ長と、目標位置との偏差量を算出する（ステップＳ２５）。すなわち、ブーム目標偏差角Δbmは、ブーム目標位置tp_bm(t)−実ブーム角BmAngleで求められ、バケット目標偏差長Δbkは、バケット目標位置tp_bk(t)−実バケットシリンダ長BkLengthで求められる。
【００６３】
［ブームレバー操作指令算出］
作業機コントローラ１０の作業機制御手段１４０は、ステップＳ２５の処理後、ブームレバー操作指令cmd_bmを算出する（ステップＳ２６）。ブームレバー操作指令cmd_bmは、電磁比例制御弁２６、２７における作動油の流量を−１００％〜＋１００％の範囲で指令するものであり、ステップＳ２５で求めたブーム目標偏差角Δbmに基づくオートブーム指令と、オペレータがブームレバー４１を操作している場合に入力されるブームレバー指令BmLeverとを加算して求められる。
ここで、オートブーム指令は、図１４に示すブーム偏差角と目標流量との関係を定義したブーム流量テーブルBmCmdFlowから前記ブーム目標偏差角Δbmに対応する目標流量を求める関数interp(Δbm,BmCmdFlow,DeltaBmAngle)で算出される。ブームレバー４１が手動操作された場合は、前記オートブーム指令（％）に、ブームレバー指令を加算する。
図１４に示すように、オートブーム指令では、ブーム偏差角が小さい場合（例えば、−２〜＋２度）では、目標流量も−２０〜＋２０％程度と小さくされ、ブーム３２の移動速度も低速になる。このような場合に、オペレータがブームレバー４１を操作すると、目標流量の値を増大できるため、ブーム３２の移動速度を向上できる。
【００６４】
［バケットレバー操作指令算出］
作業機コントローラ１０の作業機制御手段１４０は、ステップＳ２６の処理後、バケットレバー操作指令cmd_bkを算出する（ステップＳ２７）。バケットレバー操作指令cmd_bkは、電磁比例制御弁２４、２５における作動油の流量を−１００％〜＋１００％の範囲で指令するものであり、ステップＳ２５で求めたバケット目標偏差長Δbkに基づくオートバケット指令と、オペレータがバケットレバー４２を操作している場合に入力されるバケットレバー指令BkLeverとを加算して求められる。
ここで、オートバケット指令は、図１５に示すバケット偏差長と目標流量との関係を定義したバケット流量テーブルBkCmdFlowから前記バケット目標偏差長Δbkに対応する目標流量を求める関数interp(Δbk,BkCmdFlow,DeltaBmLength)で算出される。バケットレバー４２が手動操作された場合は、前記オートバケット指令（％）に、バケットレバー指令を加算する。図１５に示すように、オートバケット指令においても、バケット偏差長が小さい場合（例えば、−２０〜＋２０ｍｍ）では、目標流量も−２０〜＋２０％程度と小さくされ、バケット３１の移動速度も低速になる。このような場合に、オペレータがバケットレバー４２を操作すると、目標流量の値を増大できるため、バケット３１の移動速度を向上できる。
【００６５】
ステップＳ２６、Ｓ２７で求められたブームレバー操作指令cmd_bm、バケットレバー操作指令cmd_bkは、作業機制御手段１４０から各電磁比例制御弁２４〜２７に入力され、これにより、バケット操作弁２２、ブーム操作弁２３の動作が制御されて、バケットシリンダ３５、ブームシリンダ３６が作動し、作業機３が移動する。
【００６６】
作業機コントローラ１０は、ステップＳ２７の処理後、図６に戻り、ステップＳ５以降を再度実行する。ここで、積荷後進作業が継続している場合は、積荷後進検出がすでにＯＮになっているため、ステップＳ５でＮＯと判定され、他のステップＳ７，Ｓ９でもＮＯと判定され、ステップＳ１１でＮＯ、ステップＳ１２で「２」と判定されるため、図１０に示す積荷後進制御を繰り返し実行する。
なお、積荷後進作業では、図７に示すように、移動距離がL1になった時に作業機３が目標位置ＴＰ１に移動するように設定されているが、オペレータのレバー操作が加算された場合は、移動距離がL1になる前に作業機３が目標位置ＴＰ１に到達する場合もある。作業機３が目標位置ＴＰ１に移動した後は、ステップＳ２５で求める偏差量が０になるため、作業機３は目標位置ＴＰ１に維持される。
一方、アクセル操作やステアリング操作はオペレータが行うため、アクセル操作によって通常よりも走行スピードを非常に速くした場合は、作業機への作動油の供給流量が追いつかず、作業機３が移動し終わる前に距離L1の移動が完了する可能性もある。この場合は、ホイールローダ１の移動が完了した後、作業機３のみが移動することになる。
【００６７】
［STAGE＝３：積荷前進制御］
積荷前進制御の処理フローを図１１に示す。図１１において、図１０の積荷後進制御の処理と同様の処理を行うものについては説明を簡略する。
作業機コントローラ１０は、移動距離検出手段１３０で求めた移動距離Ｌが設定値L2未満であるか否かを判定する（ステップＳ３１）。
作業機コントローラ１０がステップＳ３１で「ＹＥＳ」と判定すると、移動距離検出手段１３０は、前記ステップＳ２２と同じ方法で現在の移動距離を算出する（ステップＳ３２）。
作業機コントローラ１０は、ステップＳ３１で「ＮＯ」と判定した場合は、すでに距離L2の移動が完了しているため、ステップＳ３２での現在の移動距離Ｌの算出は行わない。
【００６８】
作業機コントローラ１０は、ステップＳ３２の処理後、あるいはステップＳ３１で「ＮＯ」と判定した場合は、移動距離ＬがK1×L2以上であり、かつ、K2×L2未満であるかを判定する（ステップＳ３３）。ここで、移動距離ＬがK1×L2未満の場合、作業機コントローラ１０はステップＳ３３でＮＯと判定する。例えば、距離係数K1が０．５であれば、移動距離L1が設定距離L2の半分に到達する前であれば、作業機コントローラ１０はステップＳ３３でＮＯと判定する。
作業機コントローラ１０の目標設定手段１２０は、ステップＳ３３でＮＯと判定すると、ブーム目標位置tp_bm(t)に実ブーム角BmAngleを代入し（ステップＳ３４）、バケット目標位置tp_bk(t)に実バケットシリンダ長BkLengthを代入する（ステップＳ３５）。すなわち、目標設定手段１２０は、ブーム目標位置、バケット目標位置を、現在の位置に設定する。
このため、前述したステップＳ２５と同じ処理である偏差量算出処理（ステップＳ３９）で、ブーム目標偏差角Δbmをブーム目標位置tp_bm(t)−実ブーム角BmAngleで求め、バケット目標偏差長Δbkをバケット目標位置tp_bk(t)−実バケットシリンダ長BkLengthで求めた場合、各偏差量は「０」になる。
したがって、前述したステップＳ２６、Ｓ２７と同じ処理であるブームレバー操作指令算出処理（ステップＳ４０）、バケットレバー操作指令算出処理（ステップＳ４１）では、偏差量が０であるため、オートブーム指令およびオートバケット指令は流量０％となる。このため、ブームレバー４１、バケットレバー４２を手動操作している場合のみ、ブームレバー指令やバケットレバー指令に対応する流量が各操作指令として算出される。
このため、ホイールローダ１の移動距離ＬがK1×L2未満の場合、作業機コントローラ１０による自動制御では作業機３はＴＰ１に維持されるが、オペレータが手動で操作した場合は、その操作に応じて作業機３を移動することができる。
【００６９】
作業機コントローラ１０は、ステップＳ３３で「ＹＥＳ」、つまり、移動距離ＬがK1×L2以上、K2×L2未満になった場合は、開始時距離sLがK1×L2に設定されているかを判定する（ステップＳ３６）。そして、作業機コントローラ１０は、ステップＳ３６で「ＮＯ」と判定した場合は、K1×L2（第１中間距離）を開始時距離sLに設定し、sp_bmに現在つまり第１中間距離移動時のブーム角度を設定し、sp_bkに現在つまり第１中間距離移動時のバケットシリンダ長を設定する（ステップＳ３６Ａ）。したがって、作業機コントローラ１０は、図１１の積荷前進制御の処理フローにおいて、初めてステップＳ３６の判定処理を行った場合には、ステップＳ３６Ａで開始時距離sLをK1×L2に設定し、２回目以降は、すでにsLはK1×L2に設定済みであるため、ステップＳ３６で「ＮＯ」と判定し、ステップＳ３７の処理に進む。したがって、作業機コントローラ１０は、ステップＳ３６Ａは１回のみ実行する。また、図８に示すように、移動距離Ｌ＝K1×L2に到達した時点では、通常は作業機３がＴＰ１の目標位置に維持されているが、オペレータが手動操作した場合には、ＴＰ１ではない可能性もある。このため、ステップＳ３６Ａでは、移動距離Ｌが第１中間距離（K1×L2）に到達した時点のブーム角度をsp_bmに設定し、バケットシリンダ長をsp_bkに設定している。
次に、作業機コントローラ１０の目標設定手段１２０は、前記ステップＳ２３と同様に、ブーム目標位置を算出する（ステップＳ３７）。ここで、K1×L2の地点からK2×L2の地点までの積荷前進作業では、図８に示すように、移動距離に比例してブーム３２の角度を制御する。このため、移動距離Ｌにおけるブーム目標位置tp_bm(t)は、(L-sL)/(L2*(K2-K1))*(TP2_bm-sp_bm)+sp_bmで求められる。TP2_bmは、目標位置TP2におけるブーム角度であり、sp_bmはステップＳ３６Ａで設定されたブーム３２の上昇制御の開始位置である。L-sLは、K1×L2（第１中間距離）の地点からの移動距離であり、(L2*(K2-K1))はK1×L2の地点からK2×L2（第２中間距離）の地点までの距離である。すなわち、ブーム目標位置tp_bm(t)は、K1×L2の地点からK2×L2の地点までの距離(L2*(K2-K1))に対するK1×L2の地点からの移動距離の割合(L-sL)と、ブーム３２の目標位置および開始位置の差(TP2_bm-sp_bm)とを乗算した値に、初期値である開始位置(sp_bm)を加算して求められる。これにより、移動距離Ｌ＝K1×L2に到達した時点でのブーム角度sp_bmが目標値ＴＰ１よりも小さい場合には、移動距離に対するブーム角度の変化量は図８のグラフよりも大きくなる。一方、移動距離Ｌ＝K1×L2に到達した時点でのブーム角度sp_bmが目標値ＴＰ１よりも大きい場合には、移動距離に対するブーム角度の変化量は図８のグラフよりも小さくなる。
【００７０】
次に、作業機コントローラ１０の目標設定手段１２０は、前記ステップＳ２４と同様に、バケット目標位置を算出する（ステップＳ３８）。すなわち、移動距離Ｌにおけるバケット目標位置tp_bk(t)は、(L-sL)/(L2*(K2-K1))*(TP2_bk-sp_bk)+sp_bkで求められる。
したがって、目標設定手段１２０は、移動距離が前記第１中間距離以上、かつ、前記第２中間距離未満の場合は、前記積荷前進状態に応じたブームの目標位置として、前記第１中間距離移動した時点のブーム角度から、前記第２中間距離移動した時点で、前記ブーム３２が予め設定された上げポジショナ位置となるブーム角度まで、移動距離に比例してブーム角度を設定している。また、目標設定手段１２０は、前記積荷前進状態に応じたバケットの目標位置として、前記第１中間距離移動した時点のバケットシリンダ長から、前記第２中間距離移動した時点で、前記バケット３１がチルト位置となるバケットシリンダ長まで、移動距離に比例してバケットシリンダ長を設定する。すなわち、目標設定手段１２０は、前記ブーム角度に連動して前記バケット３１をチルト位置に維持するバケットシリンダ長を設定している。
【００７１】
作業機コントローラ１０の作業機制御手段１４０は、ステップＳ３５またはステップＳ３８の処理後、前記ステップＳ２５と同じく、実際のブーム角、バケットシリンダ長と、目標位置との偏差量を算出する（ステップＳ３９）。
次に、作業機コントローラ１０の作業機制御手段１４０は、ステップＳ３９の処理後、ブームレバー操作指令cmd_bmの算出（ステップＳ４０）と、バケットレバー操作指令cmd_bkの算出（ステップＳ４１）とを行う。ステップＳ４０の処理は、前記ステップＳ２６と同一であり、ステップＳ４１の処理は、前記ステップＳ２７と同一であるため、説明を省略する。
【００７２】
ステップＳ４０、Ｓ４１で求められたブームレバー操作指令cmd_bm、バケットレバー操作指令cmd_bkは、作業機制御手段１４０から各電磁比例制御弁２４〜２７に入力され、これにより、バケット操作弁２２、ブーム操作弁２３の動作が制御されて、バケットシリンダ３５、ブームシリンダ３６が作動し、作業機３が移動する。
【００７３】
作業機コントローラ１０は、ステップＳ４１の処理後、図６に戻り、ステップＳ５以降を再度実行する。ここで、積荷前進作業が継続している場合は、積荷前進検出がすでにＯＮになっているため、ステップＳ７でＮＯと判定され、他のステップＳ５，Ｓ９でもＮＯと判定され、ステップＳ１１でＮＯ、ステップＳ１２で「３」と判定されるため、図１１に示す積荷前進制御を繰り返し実行する。
【００７４】
なお、図８に示すように、積荷前進制御では、ホイールローダ１の移動距離がK2×L2に達した時点で、作業機３が目標位置ＴＰ２に到達するように制御される。そして、作業機３が目標位置ＴＰ２に到達した後は、ステップＳ３３でＬがK2×L2以上に該当してＮＯと判定されるため、ステップＳ３４，Ｓ３５の処理が行われ、前述のとおり、ステップＳ３９で偏差量が「０」となるため、作業機３は目標位置ＴＰ２に維持される。また、オペレータが手動で操作した場合は、その操作に応じて作業機３を移動し、その位置に維持することができる。
【００７５】
［STAGE＝４：空荷後進制御］
空荷後進制御の処理フローを図１２、図１３に示す。図１２、図１３において、図１０、図１１の処理と同様の処理を行うものについては説明を簡略する。
作業機コントローラ１０は、ブームボトム圧を設定値Ａ（ｋｇ）と比較することにより「空荷」であるかを確認する（ステップＳ５１）。作業機コントローラ１０は、ブームボトム圧が設定値Ａ未満ではないため、ステップＳ５１でＮＯ（積荷状態）であることを検出した場合は、空荷後進制御を終了して図６に戻る。これにより、積荷状態でブーム３２を下げる制御を行うことを未然に防止している。
【００７６】
作業機コントローラ１０は、ステップＳ５１でＹＥＳと判定すると、移動距離検出手段１３０で求めた移動距離Ｌが設定値L2未満であるか否かを判定する（ステップＳ５２）。
作業機コントローラ１０がステップＳ５２で「ＹＥＳ」と判定すると、移動距離検出手段１３０は、前記ステップＳ２２、Ｓ３２と同じ方法で、現在の移動距離Ｌを算出する（ステップＳ５３）。
作業機コントローラ１０は、ステップＳ５２で「ＮＯ」と判定した場合は、すでに距離L2の移動が完了しているため、ステップＳ５３での現在の移動距離Ｌの算出は行わない。
【００７７】
作業機コントローラ１０は、ステップＳ５２の処理後、あるいはステップＳ５２で「ＮＯ」と判定した場合は、移動距離ＬがK3×L2（第３中間距離）未満であるか否かを判定する（ステップＳ５４）。
ここで、K3が0.2であれば、移動距離Ｌが設定距離L2の２０％の距離に到達する前であれば、作業機コントローラ１０はステップＳ５４でＹＥＳと判定する。
作業機コントローラ１０の目標設定手段１２０は、ステップＳ５４でＹＥＳと判定すると、実バケットシリンダ長BkLengthの絶対値と、バケット目標位置TP3_bkとの偏差長が設定値（例えば１０mm）より大きいか否かを判定する（ステップＳ５５）。ここで、空荷後進制御の作業機目標ＴＰ３は、表１に示すように、ブーム３２は操作無しであり、バケット３１のみをポジショナ位置に移動するものである。積込直後のバケット３１は、積込位置にあってポジショナ位置とは異なるため、作業機コントローラ１０は、ステップＳ５５でＹＥＳと判定する。
【００７８】
作業機コントローラ１０の目標設定手段１２０は、ステップＳ５５でＹＥＳと判定すると、ブーム目標位置の算出（ステップＳ５６）と、バケット目標位置の算出（ステップＳ５７）とを実行する。
ここで、ブーム３２は操作無しのため、目標設定手段１２０は、ステップＳ５６ではブーム目標位置tp_bm(t)に実ブーム角BmAngleを代入する（ステップＳ５６）。
一方、ホイールローダ１がK3×L2の位置まで移動する間に、バケット３１が積込位置からポジショナ位置に移動するように、ステップＳ２４と同様に、バケット目標位置はtp_bk(t)=L/(K3*L2)*(TP3_bk-sp_bk)+sp_bkで求められる（ステップＳ５７）。すなわち、目標設定手段１２０は、前記空荷後進状態の移動開始時のバケットシリンダ長から、前記ホイールローダ１が前記第３中間距離移動した時点で前記バケット３１が予め設定された初期位置（本実施形態ではポジショナ位置）となるバケットシリンダ長まで、移動距離に比例してバケットシリンダ長を設定する。
【００７９】
また、作業機コントローラ１０の目標設定手段１２０は、実バケットシリンダ長BkLengthの絶対値と、バケット目標位置TP3_bkとの偏差長が１０mmより小さくなると、ステップＳ５５でＮＯと判定する。この場合、バケット３１は略ポジショナ位置に移動していることになるため、作業機コントローラ１０はそれ以上バケット３１を移動する必要がなくなる。このため、目標設定手段１２０は、ステップＳ３４、Ｓ３５と同じく、ブーム目標位置tp_bm(t)に実ブーム角BmAngleを代入し（ステップＳ５８）、バケット目標位置tp_bk(t)に実バケットシリンダ長BkLengthを代入する（ステップＳ５９）。
【００８０】
そして、移動距離ＬがK3×L2に到達していない状態では、作業機コントローラ１０は、後述するステップＳ６０およびステップＳ６４でＮＯと判定し、前記ステップＳ２５〜Ｓ２７やステップＳ３９〜Ｓ４１と同じく、偏差量算出処理（ステップＳ６８）、ブームレバー操作指令算出処理（ステップＳ６９）、バケットレバー操作指令算出処理（ステップＳ７０）を実行する。
これにより、移動距離ＬがK3×L2に到達するまでに、ブーム３２は上げポジショナ位置で維持され、バケット３１がポジショナ位置に移動し、ポジショナ位置に移動後は、その状態が維持される。
【００８１】
ホイールローダ１の移動距離ＬがK3×L2（第３中間距離）以上、K4×L2（第４中間距離）未満になると、作業機コントローラ１０は、ステップＳ５４、Ｓ６４でＮＯと判定し、ステップＳ６０でＹＥＳと判定する。
【００８２】
作業機コントローラ１０は、ステップＳ６０で「ＹＥＳ」になった場合は、開始時距離sLがK3×L2に設定されているかを判定する（ステップＳ６１）。そして、作業機コントローラ１０は、ステップＳ６１で「ＮＯ」と判定した場合は、K3×L2を開始時距離sLに設定し、sp_bmに現在のブーム角度を設定し、sp_bkに現在のバケットシリンダ長を設定する（ステップＳ６１Ａ）。このため、作業機コントローラ１０は、ステップＳ３６Ａと同じく、ステップＳ６１Ａも１回のみ実行する。
次に、作業機コントローラ１０は、前記ステップＳ３７と同様に、ブーム目標位置を算出する（ステップＳ６２）。ここで、K3×L2の地点からK4×L2の地点までの空荷後進作業では、図９に示すように、移動距離に比例してブーム３２の角度を下げる制御を行う。このため、移動距離Ｌにおけるブーム目標位置tp_bm(t)は、(L-sL)/(L2*(K4-K3))*(TP4_bm-sp_bm)+sp_bmで求められる。TP4_bmは、目標位置TP4におけるブーム角度であり、ブーム角度が水平つまり０度に設定されている。sp_bmはステップＳ６１Ａで設定されたブーム３２の角度を下げる制御の開始位置である。ＬがK3×L2となる地点までにオペレータの手動操作が無ければ、ブーム角度は上げポジショナ位置に維持されているので、sp_bmも上げポジショナ位置となる。L-sLは、K3×L2の地点からの移動距離であり、(L2*(K4-K3))はK3×L2の地点からK4×L2の地点までの距離である。すなわち、ブーム目標位置tp_bm(t)は、K3×L2の地点からK4×L2の地点までの距離に対するK3×L2の地点からの移動距離の割合と、ブーム３２の目標位置および制御開始位置の差とを乗算した値に、初期値である開始位置を加算して求められる。これにより、目標設定手段１２０は、前記空荷後進状態に応じた前記ブーム３２の目標位置として、前記第３中間距離移動した時点のブーム角度から、前記第４中間距離移動した時点の前記ブーム３２が水平となるブーム角度まで、移動距離に比例してブーム角度を設定する。
【００８３】
次に、作業機コントローラ１０は、前記ステップＳ３８と同様に、バケット目標位置を算出する（ステップＳ６３）。すなわち、移動距離Ｌにおけるバケット目標位置tp_bk(t)は、(L-sL)/(L2*(K4-K3))*(TP4_bk-sp_bk)+sp_bkで求められる。これにより、目標設定手段１２０は、前記空荷後進状態に応じた前記バケット３１の目標位置として、前記バケット３１を予め設定された初期位置（本実施形態ではポジショナ位置）に維持するバケットシリンダ長を設定する。
作業機コントローラ１０は、ステップＳ６３の処理後は、前記ステップＳ６８〜Ｓ７０の処理を行う。
【００８４】
ホイールローダ１の移動距離ＬがK4×L2以上（第４中間距離）になると、作業機コントローラ１０は、ステップＳ５４、Ｓ６０でＮＯと判定し、ステップＳ６４でＹＥＳと判定する。
【００８５】
作業機コントローラ１０は、ステップＳ６４で「ＹＥＳ」になった場合は、前記ステップＳ６１と同様に、開始時距離sLがK4×L2に設定されているを判定する（ステップＳ６５）。そして、作業機コントローラ１０は、ステップＳ６５で「ＮＯ」と判定した場合は、K4×L2を開始時距離sLに設定し、sp_bmに現在のブーム角度を設定し、sp_bkに現在のバケットシリンダ長を設定する（ステップＳ６５Ａ）。このため、作業機コントローラ１０は、ステップＳ３６Ａ、Ｓ６１Ａと同じく、ステップＳ６５Ａも１回のみ実行する。
次に、作業機コントローラ１０は、前記ステップＳ６２と同様に、ブーム目標位置を算出する（ステップＳ６６）。ここで、K4×L2の地点からL2の地点までの空荷後進作業では、図９に示すように、移動距離に比例してブーム３２の角度を緩やかに下げる制御を行う。このため、移動距離Ｌにおけるブーム目標位置tp_bm(t)は、(L-sL)/(L2*(1-K4))*(TP5_bm-sp_bm)+sp_bmで求められる。TP5_bmは、目標位置TP5におけるブーム角度であり、オペレータが設定可能な下げポジショナ位置に設定されている。sp_bmはステップＳ６５Ａで設定されたブーム３２の制御開始位置であり、自動制御が行われていれば目標値ＴＰ４の位置である。L-sLは、K4×L2の地点からの移動距離であり、(L2*(1-K4))はK4×L2の地点からL2の地点までの距離である。すなわち、ブーム目標位置tp_bm(t)は、K4×L2の地点からL2の地点までの距離に対するK4×L2の地点からの移動距離の割合と、ブーム３２の目標位置および制御開始位置の差とを乗算した値に、初期値である制御開始位置を加算して求められる。これにより、目標設定手段１２０は、前記空荷後進状態に応じた前記ブーム３２の目標位置として、前記第４中間距離移動した時点のブーム角度から、前記距離L2移動した時点の前記ブーム３２が水平となるブーム角度まで、移動距離に比例してブーム角度を設定する。
【００８６】
次に、作業機コントローラ１０は、前記ステップＳ６３と同様に、バケット目標位置を算出する（ステップＳ６７）。すなわち、移動距離Ｌにおけるバケット目標位置tp_bk(t)は、(L-sL)/(L2*(1-K4))*(TP5_bk-sp_bk)+sp_bkで求められる。これにより、目標設定手段１２０は、前記空荷後進状態に応じた前記バケット３１の目標位置として、前記バケット３１を予め設定された初期位置（本実施形態ではポジショナ位置）に維持するバケットシリンダ長を設定する。
作業機コントローラ１０は、ステップＳ６７の処理後は、前記ステップＳ６８〜Ｓ７０の処理を行う。
以上の制御を繰り返すことで、Ｖシェイプ運転を繰り返すことができる。
【００８７】
［第１実施形態の効果］
以上の本実施形態によれば、積荷後進作業、積荷前進作業、空荷後進作業においては、作業機コントローラ１０の制御によって、ホイールローダ１の移動距離に応じて、作業機３のバケット３１、ブーム３２が自動的に目標位置に移動する。このため、オペレータは、主にステアリング、アクセル、ブレーキ操作を行えば良く、ブームレバー４１やバケットレバー４２をステアリングやアクセル操作と同時に行う必要が無い。したがって、経験の浅いオペレータであってもホイールローダ１を容易に操作することができる。
さらに、ホイールローダ１の移動中に、作業機３が適切な位置に自動的に移動するため、ホイールローダ１の移動後に作業機３を移動する場合に比べて、作業効率を向上でき、省燃費運転も実現できる。
【００８８】
作業機コントローラ１０は、積荷後進作業、積荷前進作業、空荷後進作業において、セミオート制御を実現しているので、オペレータは作業機３の自動制御中に、ブームレバー４１、バケットレバー４２を手動操作することで介入することができる。このため、作業機３の移動にオペレータの意思を反映できる。例えば、作業機３をより高速で移動することなども可能となり、操作性を向上できる。
【００８９】
［第２実施形態］
次に、本発明の第２実施形態を説明する。第２実施形態のホイールローダ１は、オペレータの手動操作による介入時の制御方法が変更された点と、作業機３の制御に加えて走行装置の制御が追加されている点と、Ｖシェイプ作業時のホイールローダ１の移動経路が変更された点とが相違する。このため、第１実施形態と同様の構成や制御ステップに関しては同一符合を付し、説明を省略または簡略する。
【００９０】
第２実施形態の作業機３の駆動機構は、図１６に示すように、ホイールローダ１を走行させるための機構（走行装置）において、ＰＴＯ１２の出力を、モジュレーションクラッチ（Ｍｏｄ／Ｃ：以下、単に「クラッチ」という場合がある）１３を介してトルクコンバータ（Ｔ／Ｃ）１５に伝達できるように構成し、走行装置の制御つまりホイールローダ１の移動速度を制御可能に構成している。
本実施形態に係るモジュレーションクラッチ１３は、単なる直結（係合度１００％）と切り離し（係合度０％）だけでなく、滑らせることも考慮されたクラッチ（即ち、その係合度を１００％から０％の間の中間的な値に調整することができ、それによりエンジン出力の伝達量を調整することができるクラッチ）である。モジュレーションクラッチ１３の係合度が低下するほど、エンジン出力のトランスミッションへ伝達されるトルクの最大値が低下する。つまり、同じエンジン出力の場合、ホイールから出力される走行駆動力（以下、単に「駆動力」という）が低下するようになっている。クラッチ１３の係合度を制御する方法には、いくつかのやり方があり、例えば、クラッチ１３に加えられる制御油圧によってクラッチ１３の係合度を決定する方法などが採用できる。
【００９１】
第２実施形態における作業機コントローラ１０の構成や、作業機コントローラ１０に接続される機器は、図３に示す第１実施形態と同一であるため、説明を省略する。
【００９２】
［Ｖシェイプ作業工程］
第２実施形態におけるホイールローダ１によるＶシェイプ作業は、第１実施形態の図５に示す（Ａ）空荷前進、（Ｂ）掘削、（Ｃ）積荷後進、（Ｄ）積荷前進、（Ｅ）積込、（Ｆ）空荷後進、（Ｇ）スタート位置の各工程を繰り返す。
この際、図１７に示すように、ホイールローダ１の移動経路は、前記第１実施形態と相違する。このため、第２実施形態のアプローチ長設定手段４３２（図３）は、積荷後進時の移動距離L1と、積荷前進時の移動距離L2と、空荷後進時の移動距離L3とを設定している。
第２実施形態のＶシェイプ作業では、図１７に示すように、空荷停止位置（スタート位置）から盛土等に向かってホイールローダ１を直進させる空荷前進の工程は、第１実施形態と同一である。土砂等の掘削が完了して、バケット３１に土砂等の荷が積まれた状態で後進する積荷後進時は、第２実施形態では、オペレータはステアリングを操作してホイールローダ１の向きを変更しながら距離L1だけ後進させる。これにより、オペレータは、ホイールローダ１の正面がダンプトラック６０の側面に向くように操作する。
【００９３】
次に、オペレータは、積荷状態のホイールローダ１をダンプトラック６０に向かって移動距離L2だけ直進させて、ダンプトラック６０にアプローチする。
その後、バケット３１内の土砂をベッセル６１に積み込む積込作業を行った後、オペレータは、空荷状態のホイールローダ１を、ステアリングを操作してホイールローダ１の向きを変更しながら距離L3だけ後進させ、ホイールローダ１の正面が盛土に向くスタート位置に戻す。
【００９４】
オペレータは、以上の工程を繰り返し、ホイールローダ１の積荷後進から積荷前進時の移動軌跡と、空荷後進から空荷前進時の移動軌跡とがそれぞれ略Ｖ字状になるＶシェイプ運転を繰り返すことができる。
また、図３に示すアプローチ長設定手段４３２は、前記移動距離L1、L2、L3を予め設定する。前記第１実施形態と同じく、L1〜L3は、ホイールローダ１の車両全長に対する比率をオペレータがモニタ４３から入力することで設定される。これらのデフォルト値はL1＝0.8（車両全長の80％の長さ）、L2＝0.6（車両全長の60％の長さ）、L3＝0.7（車両全長の70％の長さ）であり、各値は0.5〜1.5の範囲で入力できるように構成されている。
アプローチ長設定手段４３２は、モニタ４３にアプローチ長L1，L2，L3の初期値である「0.8」、「0.6」、「0.7」を表示し、オペレータがこれらの数値を変更すると、入力された値を設定値として記憶し、作業機コントローラ１０に出力する。
【００９５】
［セミオート制御］
以上のようなＶシェイプ作業において、第２実施形態においても、セミオートモード選択手段４３１でセミオートモード選択信号がＯＮに設定されると、（Ｃ）積荷後進、（Ｄ）積荷前進、（Ｆ）空荷後進の各作業工程においてセミオート制御が行われる。
【００９６】
第２実施形態におけるセミオート制御時の作業機コントローラ１０の処理について説明する。
作業機コントローラ１０は、エンジンキーのオン操作などによって処理を開始すると、図１８に示すステップＳ１〜Ｓ１３の処理を実行する。図１８のステップＳ１〜Ｓ１３のうち、ステップＳ６Ａ，Ｓ８Ａ，Ｓ１０Ａ以外の各ステップは、図６に示す第１実施形態と同じであるため、説明を省略する。
【００９７】
［積荷後進検出時の初期設定］
作業機コントローラ１０は、積荷後進検出がＯＦＦからＯＮに変化したことを検出してステップＳ５で「ＹＥＳ」と判定した場合、作業ステージを示す変数STAGEを「２」に設定し、移動距離を示す変数Ｌを初期値「０」に設定し、作業機の開始位置を示す変数sp_bm（ブーム角度）、sp_bk（バケットシリンダ長）に現在位置の値を設定する（ステップＳ６Ａ）。ステップＳ６Ａでは、作業機コントローラ１０は、sp_bmにブーム角度センサ４４の検出値に基づいて現在のブーム角度を設定し、sp_bkにバケット角度センサ４５の検出値に基づいて現在のバケットシリンダ長を設定する。なお、図６では、「sp_bm＝現在位置、sp_bk＝現在位置」と表記していたが、図１８では、「sp_bm、sp_bk」をまとめて、「sp_**」とし、「sp_**＝現在位置」と表記している。
さらに、ステップＳ６Ａでは、ブーム３２の移動を指示するオートブーム指令のうち、ブーム３２を下げるオートブーム指令の10ms毎の変化量の最大値ｇつまり下げ指令制限ｇを0.6％に設定している。
【００９８】
［積荷前進検出時の初期設定］
作業機コントローラ１０は、積荷前進検出がＯＮに変化したことを検出してステップＳ７で「ＹＥＳ」と判定した場合、作業ステージを示す変数STAGEを「３」に設定し、移動距離を示す変数Ｌを初期値「０」に設定し、sp_bmに現在のブーム角度を設定し、sp_bkに現在のバケットシリンダ長を設定し、下げ指令制限ｇを0.6％に設定する（ステップＳ８Ａ）。
【００９９】
［空荷後進検出時の初期設定］
作業機コントローラ１０は、空荷後進検出がＯＮに変化したことを検出してステップＳ９で「ＹＥＳ」と判定した場合、作業ステージを示す変数STAGEを「４」に設定し、移動距離を示す変数Ｌを初期値「０」に設定し、sp_bmに現在のブーム角度を設定し、sp_bkに現在のバケットシリンダ長を設定し、下げ指令制限ｇを2.0％に設定する（ステップＳ１０Ａ）。
なお、積荷後進検出時と積荷前進検出時には下げ指令制御ｇが0.6%であり、空荷後進検出時の下げ指令制御ｇ＝2.0％に比べて小さい。積荷後進時や積荷前進時は、ブーム３２を上げる制御を行う期間であり、オペレータがブーム３２を下げる操作を行った場合には、誤って操作している可能性もあるため、前記変化量の最大値ｇを小さな値に設定し、ブーム３２が下がる速度が小さくなるように制限している。
【０１００】
［終了条件判定］
作業機コントローラ１０は、ステップＳ６Ａ、Ｓ８Ａ、Ｓ１０Ａで初期設定を行った後、あるいはステップＳ９でＮＯと判定された場合は、終了条件が成立したかを判定する（ステップＳ１１）。終了条件は前記第１実施形態と同じである。
【０１０１】
終了条件に該当する場合、作業機コントローラ１０はステップＳ１１でＹＥＳと判定する。この場合、作業機コントローラ１０は、STAGEの値を、待機中を示す「１」に設定する（ステップＳ１３）。この際、第１実施形態と同じく、終了条件２以外に該当した場合は、モニタ４３にブザー指令を出力し、異常終了ブザーを鳴動する。そして、作業機コントローラ１０は、ステップＳ１の処理に戻り、処理を継続する。
【０１０２】
［セミオート制御での設定情報］
作業機コントローラ１０は、ステップＳ１１で終了条件に該当せず、「ＮＯ」と判定された場合、作業ステージSTAGEの値を確認し、後述するように、STAGE＝２であれば積荷後進制御を実行し、STAGE＝３であれば積荷前進制御を実行し、STAGE＝４であれば空荷後進制御を実行する（ステップＳ１２）。
なお、これらの各制御では、第１実施形態と同じく、各作業状態に応じて、ホイールローダ１の移動距離と、作業機３の目標位置との関係を設定している。この作業機３の目標位置の例を表３、４に示し、これらの表３，４で設定される移動距離と目標位置との関係を図１９〜２４に示す。なお、これらの表３，４で設定されるパラメータは、作業機コントローラ１０の記憶手段１５０に記憶されている。
表３において、ブーム角度の上げポジショナ位置、下げポジショナ位置は、オペレータが設定するブーム角度である。バケットシリンダ長のポジショナ位置は、ブーム３２を下げてバケット３１を接地させた際に、バケット角度が０度になる位置に設定される。
【０１０３】
【表３】
0006619799.tif 000004
【０１０４】
【表４】
0006619799.tif 000005
【０１０５】
［積荷後進状態における移動距離と作業機の目標位置との関係］
積荷後進制御では、作業機制御手段１４０は、ホイールローダ１が掘削完了時点から距離L1だけ後進する間に、作業機３がTP1の位置に移動するように制御する。作業機制御手段１４０は、図１９に示すように、ブーム３２を掘削時の下げポジショナ位置から徐々に上昇させ、ブーム角度が目標位置TP1（TP1_bm）に到達するように制御する。作業機制御手段１４０は、図２０に示すように、バケット３１を移動開始後の早い時点でバケットシリンダ長が目標値TP1(TP1_bk)に到達するように制御し、その後は、目標値TP1を維持するように制御する。バケットシリンダ長の目標値TP1(TP1_bk)は、表４に示すように、ブーム角度TP1（TP1_bm）に連動して設定され、ブーム角度が変化しても、バケット３１をリフト位置に維持してバケット３１内の積荷がこぼれないように設定されている。
なお、第２実施形態では、ブーム３２が水平状態の場合に、ブーム角度センサ４４は０degを出力するように設定されている。
積荷後進制御では、オペレータは、ステアリングを切りながら後進させるため、バケット３１は早めにリフト位置に移動しておき、ブーム３２は移動距離に比例して水平位置まで移動し続けるように設定している。
【０１０６】
［積荷前進状態における移動距離と作業機の目標位置との関係］
積荷前進制御では、作業機制御手段１４０は、図２１、２２に示すように、ホイールローダ１が第１中間距離である距離K1×L2に移動するまでは、ブーム角度がTP1_bmとなる位置にブーム３２を維持し、バケットシリンダ長がTP1_bkからTP2_bkとなるまで移動距離に比例してバケット３１を移動する。したがって、ブーム３２は一定の高さ位置に維持され、バケット３１はチルト側に僅かに移動する。
作業機制御手段１４０は、ホイールローダ１が距離K1×L2から第２中間距離である距離K2×L2に移動するまでは、ブーム角度がTP1_bmからTP2_bmとなるまで移動距離に比例してブーム３２を移動し、バケットシリンダ長がTP2_bkとなる位置でバケット３１を維持する。したがって、バケット３１はチルト位置に維持され、ブーム３２は目標位置TP2_bmまで移動する。
ここで、K1のデフォルト値は例えば0であり、K2は0.9である。K2は固定値であるが、K1は0〜0.3の範囲でオペレータなどが変更可能である。
【０１０７】
ホイールローダ１が距離K2×L2からL2に移動するまでは、ブーム角およびバケットシリンダ長は、それぞれTP2_bm, TP2_bkに維持される。
ここで、TP2（TP2_bm, TP2_bk）は、表３、４に示すように、ブーム角度の上げポジショナ位置に応じて設定される。上げポジショナ位置は、ホイールローダ１が土砂等の積荷を積込むダンプトラック６０のベッセル６１の高さに合わせてオペレータが設定する。
そして、上げポジショナ位置が設定されている場合、TP2_bmは上げポジショナ位置に対応するポジショナセット角度に設定される。また、上げポジショナ位置が設定されていない場合、TP2_bmは予め設定された所定値、例えば、ブーム３２を最大に上げたときのブーム角であるTOP角に対して予め設定した設定角度だけ低い値（例えば、TOP角−3.5deg）に設定される。なお、TP2_bmをTOP角よりも低い角度に設定したのは、ブーム３２を上げる制御を行っている場合、ブーム３２の停止を指示しても慣性によってブーム３２が多少移動するためである。したがって、前記設定角度は、ホイールローダ１において、停止を指示してからの移動角度を実験などで求めることで設定できる。
TP2_bkは、表４に基づき、設定されたブーム角度TP2_bmに対応して設定され、ブーム角度が変化した際に、バケット３１をリフト位置に維持してバケット３１内の積荷がこぼれないように設定されている。
本実施形態の積荷前進制御では、ホイールローダ１は、ダンプトラック６０に対して直進し、オペレータはステアリングを操作してホイールローダ１の進行方向を変更する必要が無い。このため、距離係数K1を0に設定し、積荷前進制御の開始直後からブーム３２を上昇させてもよい。一方で、距離係数K2を固定値0.9とし、距離K2×L2に移動するまでに作業機３を上げポジショナ位置まで移動し、距離K2×L2からL2に移動するまでは作業機３を上げポジショナ位置に維持することで、バケット３１がベッセル６１と干渉することを防止できる。
【０１０８】
［空荷後進状態における移動距離と作業機の目標位置との関係］
空荷後進制御では、作業機制御手段１４０は、図２３，２４に示すように、ホイールローダ１が第３中間距離である距離K3×L3に移動するまでは、作業機３をＴＰ３の位置に維持し、距離K3×L3から第４中間距離である距離K4×L3に移動するまでは、作業機３をＴＰ３からＴＰ４の位置まで移動距離に比例して移動する。
また、作業機制御手段１４０は、ホイールローダ１が距離K4×L3からL3に移動するまでは、作業機３をＴＰ４からＴＰ５の位置まで移動距離に比例して移動する。ここで、K3のデフォルト値は例えば0.4であり、K4は0.5である。距離係数K3は0.3〜0.5の範囲でオペレータなどが変更可能である。距離係数K4は、距離係数K3+0.1に固定されている。
ＴＰ３は、表３に示すように、ブーム角度（TP3_bm）は操作無しであり、バケットシリンダ長（TP3_bk）はバケット水平位置である。ここで、積荷前進終了時から積込完了時までは、手動操作が入らなければ、ブーム角度はTP2_bm（上げポジショナ位置）に維持されているので、空荷後進制御時のTP3_bmもTP2_bmと同じ位置となる。作業機制御手段１４０は、図２４に示すように、ホイールローダ１が第３中間距離である距離K3×L3に移動するまでに、バケット３１を積込完了時のダンプ位置からバケット水平位置に移動し、その後、ホイールローダ１が距離K3×L3に移動するまでは、バケット３１をバケット水平位置に維持する。
表３に示すように、ＴＰ４では、ブーム角度（TP4_bm）は現在位置（TP3_bm）−３degであり、バケットシリンダ長（TP4_bk）はポジショナ位置である。ＴＰ５では、ブーム角度(TP5_bm)は、下げポジショナ設定時は設定されたポジショナセット角度であり、下げポジショナ未設定時は所定値（例えば−３７deg）であり、バケットシリンダ長（TP5_bkはポジショナ位置である。
積込後の空荷後進制御では、ホイールローダ１が距離K3×L3だけ移動するまでは、作業機３を上げポジショナ位置に維持し、バケット３１をダンプ位置から早期にポジショナ位置にすることで、バケット３１がベッセル６１と干渉すること防止する。そして、ホイールローダ１が距離K3×L3から距離K4×L3に移動するまでにブーム３２を−３degと僅かに下降させ、オペレータに対してブーム３２が下降し始めたことを認識させる。そして、距離K4×L3からL3に移動するまではブーム３２を下げポジショナ位置に移動する。
また、オペレータは、空荷後進制御時に、ステアリングを操作してホイールローダ１の向きを変更しながら後進することで、ホイールローダ１を元の空荷停止位置（スタート位置）に移動する。
【０１０９】
次に、図１８のＳ１２において選択された各制御に関して、図２５〜２９のフローチャートも参照して説明する。なお、図２５〜２９のフローチャートにおいて、前記第１実施形態の図１０〜１３と同様の処理（ステップ）に関しては、同一符合を付して説明を簡略する。
［STAGE＝２：積荷後進制御］
積荷後進制御では、図２５に示すように、作業機コントローラ１０は、第１実施形態の図１０と同様に、移動距離Ｌが設定値L1未満であるか否かの判定処理（ステップＳ２１）と、移動距離検出手段１３０による移動距離Ｌの算出処理（ステップＳ２２）とを実行する。
【０１１０】
［手動操作判定］
作業機コントローラ１０は、ブームレバー４１、バケットレバー４２による手動操作があったか否かを判定する（ステップＳ１２１）。
手動操作が無い場合には、ステップＳ１２１で「ＮＯ」と判定されるため、作業機コントローラ１０は、第１実施形態と同じく、ブーム目標位置算出ステップ（Ｓ２３）、バケット目標位置算出ステップ（Ｓ２４）、偏差量算出ステップ（Ｓ２５）、ブームレバー操作指令算出ステップ（Ｓ２６）、バケットレバー操作指令算出ステップ（Ｓ２７）を実行する。手動操作が無い場合、ステップＳ２６，Ｓ２７では、BmLever＝０，BkLever＝０となり、ステップＳ２５で算出された偏差量に基づくオートブーム指令、オートバケット指令で制御される。
一方、手動操作があった場合は、ステップＳ１２１で「ＹＥＳ」と判定されるため、作業機コントローラ１０は、開始点修正ステップ（Ｓ１２２）を実行した後、各ステップＳ２３〜Ｓ２７を実行する。
【０１１１】
［開始点修正］
作業機コントローラ１０は、開始点修正ステップＳ１２２では以下の処理を行う。なお、開始点修正ステップＳ１２２は、手動操作によってブーム３２、バケット３１の位置が移動した場合に、目標設定手段１２０が、手動操作後の現在位置から新たな目標位置を推定し、その新たな目標位置に基づいて、作業機３の目標位置とホイールローダ１の移動距離との新たな関係（作業機３の新たな経路）を設定するものである。
なお、手動操作があった場合でも、ステップＳ２３，Ｓ２４で各目標位置を算出できるように、ステップＳ１２２では、新たな開始点を求めている。
【０１１２】
以下、積荷後進制御時のブーム角度の制御例である図３０を参照して、新たな開始点の算出方法を説明する。
図３０において、SP1は前回開始位置（手動操作前の経路の開始位置）であり、SP2は手動操作で修正された修正開始位置である。Ａ点は手動操作が開始された位置であり、Ｂ点は手動操作が完了した位置である。TPは最終目標位置であり、AP1はＡ点（手動操作直前）の現在位置、AP2はＡ点での制御目標位置、BP1はＢ点(手動操作直後)の現在位置、BP2はＢ点での制御目標位置、L1は移動目標距離、DはＡ点まで移動距離であり、LはＢ点までの移動距離である。したがって、手動操作後の残りの移動距離はL1-Lで求められる。
図３０に示すように、手動操作前は、SP1とTPとを結ぶ経路S1に沿ってブーム角度が制御される。ただし、実際のブーム３２の移動量（角度）は、ブーム３２を作動する油圧回路の供給流量等における遅れにより、一点鎖線S2に記載するように経路S1から遅れる。この遅れ分は、Ａ点でのAP2とAP1との偏差ΔPとして算出できる。
【０１１３】
ホイールローダ１がＡ点からＢ点まで移動する間に、ブームレバー４１が操作され、距離Ｌ移動したＢ点でブーム３２はBP1まで移動したとする。この際、油圧回路の供給流量等の遅れは一定（偏差ΔP）であるため、Ｂ点での制御目標位置BP2は、BP1+ΔPで求められる。
図３０から、修正開始位置SP2は、制御目標位置BP2と、最終目標位置TPとを結ぶ直線上であるため、(TP-BP2) /(L1-L)=(TP-SP2)/L1となり、この式を展開することで、SP2＝(BP2×L1-TP×L)/(L1-L)が求められる。したがって、修正開始位置SP2と最終目標位置TPとを結ぶ新たな経路S3が設定される。
したがって、目標設定手段１２０は、ステップＳ１２２で開始点が修正された場合、ステップＳ２３において、ブーム開始位置sp_bmに修正開始位置SP2を設定し、ブーム目標位置（経路S3）を算出する。
作業機制御手段１４０は、新たなブーム目標位置に基づいて偏差量算出（ステップＳ２５）、ブームレバー操作指令算出（ステップＳ２６）を実行する。
このため、ブーム３２の目標経路R1は、Ａ点までは経路S1上であり、Ａ点からＢ点までは手動操作によって変化し、Ｂ点からは新たな経路S3上に設定される。また、ブーム３２の実際の作動経路R2は、Ａ点までは目標経路S1に対応する実作動経路R2上であり、Ａ点からＢ点までは手動操作によって変化し、Ｂ点からは新たな目標経路S3に対応する実作動経路となる。
【０１１４】
以上の処理は、手動操作が行われる毎に実行される。また、説明を省略したが、バケットレバー４２による手動操作が行われた場合も、同様の処理が行われ、手動操作後のバケットシリンダ長の修正開始位置を求めて制御が行われる。
【０１１５】
［ブームレバー操作指令算出＆バケットレバー操作指令算出］
ブームレバー操作指令算出ステップ（Ｓ２６）、バケットレバー操作指令算出ステップ（Ｓ２７）は、前記第１実施形態と同様の処理を行うが、図３１，３２に示すように、ブーム流量テーブルBmCmdFlow、バケット流量テーブルBkCmdFlowの設定が変更されている。
すなわち、図３１に示すように、オートブーム指令では、ブーム偏差角が０度を含む所定範囲（例えば、−１〜＋１度）では、目標流量を０％としてハンチングが生じないように調整している。
また、ブーム偏差角が＋１度から＋４度の範囲では、目標流量を０％から１００％まで変化させ、ブーム偏差角が＋４度以上であれば目標流量を１００％としてブーム３２の上昇速度を向上させている。
一方、ブーム偏差角が−１度から−５度の範囲では、目標流量を−３５％から−７０％まで変化させ、ブーム偏差角が−５度以下であれば目標流量を−７０％に維持している。このため、ブーム３２の下降速度は上昇速度に比べて低速となるように調整されている。
【０１１６】
また、図３１に示すように、オートバケット指令においても、バケット偏差長が小さい場合（例えば、−５〜＋５ｍｍ）では、目標流量を０％としてハンチングが生じないように調整している。
また、＋５ｍｍから＋５０ｍｍの範囲では、目標流量を０％から１００％まで変化させ、バケット偏差量が＋５０ｍｍ以上では、目標流量を＋１００％に維持し、バケット３１のリフト方向の移動速度を向上できる。
一方、−５ｍｍから−５０ｍｍの範囲では、目標流量を０％から１００％まで変化させ、バケット偏差量が−５０ｍｍ以下では、目標流量を＋１００％に維持し、バケット３１のダンプ方向の移動速度を向上できる。
【０１１７】
図２５のステップＳ２６、Ｓ２７で求められたブームレバー操作指令cmd_bm、バケットレバー操作指令cmd_bkは、作業機制御手段１４０から各電磁比例制御弁２４〜２７に入力され、これにより、バケット操作弁２２、ブーム操作弁２３の動作が制御されて、バケットシリンダ３５、ブームシリンダ３６が作動し、作業機３が移動する。
【０１１８】
［車速制限Ｍｏｄ／Ｃ指令算出］
ステップＳ２６，Ｓ２７の処理後、作業機コントローラ１０は、車速制限を行うためのモジュレーションクラッチ１３に対する伝達率指令の算出処理を実行する（ステップＳ２８）。
作業効率や燃費などを考慮すると、ブーム３２が最終目標値TP1に到達するタイミングと、ホイールローダ１が設定距離L1だけ移動するタイミングは同時であることが好ましい。このため、作業機コントローラ１０は、ブーム３２が最終目標値TP1に到達する前に、ホイールローダ１の移動が完了してしまうと判定した場合、トランスミッションコントローラ４８を介してモジュレーションクラッチ１３を制御し、ホイールローダ１の移動速度を抑制する制御を行う。
作業機コントローラ１０は、ブーム移動量とポンプ吐出量とから最小移動可能時間を算出し、最高車速をモジュレーションクラッチ１３を用いて抑制し、ブーム３２の移動が完了する前に、ホイールローダ１の移動が完了しないように設定している。
【０１１９】
例えば、積荷後進時のモジュレーションクラッチ１３の伝達率指令Rateは以下のようにして求められる。
ここで、ブーム３２の移動目標値をTP1bm、現在のブーム角をBmAngleとすると、残りの移動距離（角度）ΔTP1Bm（deg）は、abs(TP1bm- BmAngle)で求められる。
また、積荷後進時のホイールローダ１の移動距離の設定値をL1、現在の移動距離をLとすると、残りの移動距離ΔL1(m)は、L1-Lである。
そして、ブーム３２がΔTP1Bmだけ移動する際の最小移動可能時間T1min(sec)は、 (ΔTP1Bm/DeltaAngle_TP1)×(TargetNe_TP1/Ne)×Tmax_TP1で求められる。
ここで、Neは現在のエンジン回転数であり、DeltaAngle_TP1は基準ブーム移動角、TargetNe_TP1は基準エンジン回転数、Tmax_TP1は基準最大時間である。基準ブーム移動角は、積荷後進時にブーム３２を自動的に移動する場合の移動距離（角度）として予め設定されているものである。本実施形態では、積荷後進時は、ブーム３２を掘削時の下げポジショナ位置（−４０度）から水平位置（０度）まで上昇させるように設定されているため、基準ブーム移動角（DeltaAngle_TP1）は４０度に設定されている。
基準エンジン回転数は、積荷後進時の標準的なエンジン回転数として設定されたものであり、例えば1330rpmである。基準最大時間は、エンジン１１が基準エンジン回転数で稼働している場合に、ブーム３２を基準ブーム移動角だけ移動させた場合の移動時間であり、実験等で求められる。これらの基準ブーム移動角（DeltaAngle_TP1）、基準エンジン回転数（TargetNe_TP1）、基準最大時間（Tmax_TP1）は予めテーブルに記憶される。
そして、ブーム３２の移動時間は、作業機用の油圧ポンプ２１を駆動するエンジン回転数によって変化するため、前述したように、現時点でのブーム残り距離（角度）ΔTP1Bmと、現在のエンジン回転数Neと、前記基準ブーム移動角（DeltaAngle_TP1）と、基準エンジン回転数（TargetNe_TP1）と、基準最大時間（Tmax_TP1）とから、前記最小移動可能時間T1min(sec)を算出できる。
作業機コントローラ１０は、最小移動可能時間T1min(sec)が算出されると、残りの移動距離を時間T1min(sec)で移動するための最大車速V1max(km/h)をΔL1(m)/T1min(sec)×（3600/1000）で求めることができる。
そして、車速差分Δvel（km/h）を、現在の車速の絶対値abs（Vel）から最大車速V1maxを引いて求める。速度差分と、モジュレーションクラッチ１３の伝達率指令（％）との関係を予めテーブルに設定しておき、前記車速差分Δvelからクラッチ１３の伝達率指令（％）を求める。例えば、車速差分Δvelが０（km/h）の場合と、現在の車速が最大車速よりも小さいために車速差分Δvelが０（km/h）未満、つまりマイナス値である場合には、車速を制限する必要が無いため、伝達率指令は100％に設定される。以下、伝達率指令は、例えば、車速差分Δvelが１km/hでは70％、２km/hでは50％、５km/h以上では30％等に設定される。
なお、トランスミッションコントローラ４８がクラッチ１３を制御する最終的な伝達率指令は、トランスミッションコントローラ４８によるクラッチ１３を制御する際の指令値と、ステップＳ２８で求めた指令値とを比較し、より小さい指令値でクラッチ１３を制御すればよい。
【０１２０】
作業機コントローラ１０は、第１実施形態と同様に、ステップＳ２８の処理後、図１８に戻り、ステップＳ５以降を再度実行する。ここで、積荷後進作業が継続している場合は、積荷後進検出がすでにＯＮになっているため、ステップＳ５でＮＯと判定され、他のステップＳ７，Ｓ９でもＮＯと判定され、ステップＳ１１でＮＯ、ステップＳ１２で「２」と判定されるため、図２５に示す積荷後進制御を繰り返し実行する。
【０１２１】
［STAGE＝３：積荷前進制御］
積荷前進制御の処理フローを図２６、図２７に示す。図２６、図２７において、第１実施形態の図１１の処理や、第２実施形態の図２５の積荷後進制御の処理と同様の処理を行うものについては説明を簡略する。
図２６、図２７の処理において、ステップＳ３１〜Ｓ４１までは前記第１実施形態と同じである。この際、ステップＳ４０，Ｓ４１では、積荷後進制御時のステップＳ２６，Ｓ２７と同じく図３１、３２の各テーブルを用いて操作指令を算出している。
【０１２２】
また、ステップＳ３３で「ＹＥＳ」と判定された場合、すなわち、図２１において、移動距離Ｌが第１中間距離K1×L2以上、かつ、第２中間距離K2×L2未満の場合には、作業機コントローラ１０は、手動操作があったかを判定し（ステップＳ１３１）、手動操作があった場合、目標設定手段１２０は開始点修正処理（ステップＳ１３２）を実行する。この開始点修正処理は、前述の積荷後進制御のステップＳ１２２と同じ手法であるため、説明を省略する。目標設定手段１２０は、ステップＳ３７，Ｓ３８において、新たな目標経路に基づく目標位置を算出する。
【０１２３】
一方、ステップＳ３３で「ＮＯ」と判定された場合、すなわち、図２１において、移動距離Ｌが第１中間距離K1×L2未満、または、第２中間距離K2×L2以上の場合には、ブーム３２、バケット３１の目標位置は、実ブーム角BmAngle、実バケットシリンダ長BkLengthに設定されており、手動操作が行われた場合は操作後の現在位置が目標位置となるため、開始点修正の処理を行う必要が無い。
【０１２４】
ブーム３２およびバケット３１の目標位置が算出された後は、図２７に示すように、第１実施形態と同じステップＳ３９〜Ｓ４１が実行され、さらに積荷後進制御のステップＳ２８と同様の車速制限Mod/C指令算出（ステップＳ４２）が実行される。
【０１２５】
作業機コントローラ１０は、第１実施形態と同様に、ステップＳ４２の処理後、図１８に戻り、ステップＳ５以降を再度実行する。ここで、積荷前進作業が継続している場合は、積荷前進検出がすでにＯＮになっているため、ステップＳ７でＮＯと判定され、他のステップＳ５，Ｓ９でもＮＯと判定され、ステップＳ１１でＮＯ、ステップＳ１２で「３」と判定されるため、図２６，２７に示す積荷前進制御を繰り返し実行する。
【０１２６】
［STAGE＝４：空荷後進制御］
空荷後進制御の処理フローを図２８、図２９に示す。図２８、図２９において、図２５〜図２７の処理や、図１２、図１３の処理と同様の処理を行うものについては説明を簡略する。
作業機コントローラ１０は、移動距離検出手段１３０で求めた移動距離Ｌが設定値L3未満であるか否かを判定する（ステップＳ１５１）。
作業機コントローラ１０がステップＳ１５１で「ＹＥＳ」と判定すると、移動距離検出手段１３０は、前記ステップＳ５３と同じ方法で、現在の移動距離Ｌを算出する（ステップＳ１５２）。
作業機コントローラ１０は、ステップＳ１５１で「ＮＯ」と判定した場合は、すでに距離L3の移動が完了しているため、ステップＳ１５２での現在の移動距離Ｌの算出は行わない。
【０１２７】
作業機コントローラ１０は、ステップＳ１５２の処理後、あるいはステップＳ１５１で「ＮＯ」と判定した場合は、移動距離ＬがK3×L3（第３中間距離）未満であるか否かを判定する（ステップＳ１５３）。
ここで、K3が0.4の場合、移動距離Ｌが設定距離L3の４０％の距離に到達する前であれば、作業機コントローラ１０はステップＳ１５３で「ＹＥＳ」と判定する。
作業機コントローラ１０の目標設定手段１２０は、ステップＳ１５３で「ＹＥＳ」と判定すると、ブーム目標位置tp_bm(t)に実ブーム角BmAngleを代入する（ステップＳ１５４）。このため、ブーム３２は、手動操作がなければ、同じ位置に維持される。
作業機コントローラ１０は、バケット３１の角度が水平未満であるかを判定する（ステップＳ１５５）。バケット３１は、空荷後進制御の開始時には、積荷をベッセル６１に排出した直後であり、ダンプ位置にあるため、ステップＳ１５４で「ＹＥＳ」と判定される。この場合、作業機コントローラ１０は、バケット目標位置tp_bk(t)に30mmを加算して新たなバケット目標位置tp_bk(t)を設定する（ステップＳ１５６）。このため、後述するバケットレバー操作指令算出により、バケット３１を定速でチルト側に移動する処理が行われる。
一方、バケット３１の角度が水平になると、ステップＳ１５５で「ＮＯ」と判定され、作業機コントローラ１０は、バケット目標位置tp_bk(t)に実バケットシリンダ長BkLengthを設定する（ステップＳ１５７）。このバケット３１の角度が水平な状態が、バケット３１のバケット水平位置であり、K3×L3（第３中間距離）でのバケット目標位置TP3_bkである。このため、バケット３１は、手動操作が無ければ、同じ位置（バケット水平位置）に維持される。
【０１２８】
ステップＳ１５３で「ＮＯ」と判定された場合は、移動距離ＬがK3×L3以上となっているので、ステップＳ１５４〜Ｓ１５７の処理は実行されない。
【０１２９】
次に、作業機コントローラ１０は、移動距離Ｌが、K3×L3（第３中間距離）以上、K4×L3（第４中間距離）未満であるか否かを判定する（ステップＳ１５８）。
作業機コントローラ１０の目標設定手段１２０は、ステップＳ１５８でＹＥＳと判定すると、開始時距離sLがK3×L3（第３中間距離）であるかを判定する（ステップＳ１５９）。移動距離ＬがK3×L3（第３中間距離）になった時点では、開始時距離sLはK3×L3に設定されていないので、目標設定手段１２０は、ステップＳ１５９では「ＮＯ」と判定する。
この場合、目標設定手段１２０は、開始時距離sLを現在の移動距離L（＝K3×L3）に設定し、ブーム開始位置sp_bmを実ブーム角BmAngleとし、ブーム目標位置TP4_bｍをブーム開始位置sp_bmよりも3deg低い位置に設定する（ステップＳ１６０）。
一方、ステップＳ１６０の処理が行われた後で、再度、ステップＳ１５９の判定が行われた場合、つまりホイールローダ１がK3×L3（第３中間距離）以上移動している場合は、ステップＳ１５８で「ＹＥＳ」と判定されても、ステップＳ１５９で「ＮＯ」と判定される。
【０１３０】
次に、作業機コントローラ１０は、ブームレバー４１、バケットレバー４２による手動操作があったかを判定する（ステップＳ１６１）。
手動操作があった場合は、ステップＳ１６０で「ＹＥＳ」と判定されるため、作業機コントローラ１０は、図２５のステップＳ１２２と同様の開始点修正処理（ステップＳ１６２）を実行する。
手動操作がない場合は、ステップＳ１６１で「ＮＯ」と判定されるため、開始点修正処理（ステップＳ１６２）は実行されない。
【０１３１】
次に、作業機コントローラ１０は、ブーム目標位置算出ステップ（Ｓ１６３）を実行する。このブーム目標位置算出ステップ（Ｓ１６３）は、前記第１実施形態の図１２に示すステップＳ６２と同様の処理である。
また、作業機コントローラ１０は、バケット目標位置算出ステップ（Ｓ１６４）を実行する。Ｓ１６４では、バケット目標位置tp_bk(t)は、TP4_bkに設定される。TP4_bkは、表３のとおり、ポジショナ位置である。
【０１３２】
ステップＳ１５８で「ＮＯ」と判定された場合は、移動距離ＬがK3×L3未満か、K4×L3以上となっているので、ステップＳ１５９〜Ｓ１６４の処理は実行されない。
【０１３３】
次に、作業機コントローラ１０は、図２９に示すように、移動距離Ｌが、K4×L3（第４中間距離）以上であるか否かを判定する（ステップＳ１６５）。
作業機コントローラ１０の目標設定手段１２０は、ステップＳ１６５で「ＹＥＳ」と判定すると、移動距離ＬがK4×L3（第４中間距離）の場合のみ、つまり初めてステップＳ１６５で「ＹＥＳ」と判定された場合のみ、開始時距離sLを現在の移動距離L（＝K4×L3）に設定し、ブーム開始位置sp_bmを実ブーム角BmAngleとする（ステップＳ１６６）。
【０１３４】
次に、作業機コントローラ１０は、ブームレバー４１、バケットレバー４２による手動操作があったか否かを判定する（ステップＳ１６７）。
手動操作があった場合は、ステップＳ１６７で「ＹＥＳ」と判定されるため、作業機コントローラ１０は、前記ステップＳ１６２と同様に開始点修正処理（ステップＳ１６８）を実行する。
手動操作がない場合は、ステップＳ１６７で「ＮＯ」と判定されるため、開始点修正処理（ステップＳ１６８）は実行されない。
【０１３５】
次に、作業機コントローラ１０は、ブーム目標位置算出ステップ（Ｓ１６９）を実行する。このブーム目標位置算出ステップ（Ｓ１６９）は、前記第１実施形態の図１３に示すステップＳ６６と同様の処理である。
また、作業機コントローラ１０は、バケット目標位置算出ステップ（Ｓ１７０）を実行する。ステップＳ１７０では、バケット目標位置tp_bk(t)は、TP5_bkに設定される。TP5_bkは、表３のとおり、TP4_bkと同じくポジショナ位置である。
【０１３６】
ステップＳ１６５で「ＮＯ」と判定された場合は、移動距離ＬがK4×L3未満となっているので、ステップＳ１６６〜Ｓ１７０の処理は実行されない。
【０１３７】
作業機コントローラ１０は、図２５のステップＳ２５〜Ｓ２８と同じく、偏差量算出ステップ（Ｓ１７１）、ブームレバー操作指令算出ステップ（Ｓ１７２）、バケットレバー操作指令算出ステップ（Ｓ１７３）、車速制限Mod/C指令算出ステップ（Ｓ１７４）を実行する。
作業機コントローラ１０は、第１実施形態と同様に、ステップＳ１７４の処理後、図１８に戻り、ステップＳ５以降を再度実行する。ここで、空荷後進作業が継続している場合は、空荷後進検出がすでにＯＮになっているため、ステップＳ９でＮＯと判定され、他のステップＳ５，Ｓ７でもＮＯと判定され、ステップＳ１１でＮＯ、ステップＳ１２で「４」と判定されるため、図２８，２９に示す空荷後進制御を繰り返し実行する。
以上の各制御を繰り返すことで、Ｖシェイプ運転を繰り返すことができる。
【０１３８】
［第２実施形態の効果］
以上の第２実施形態によれば、第１実施形態と同様の効果が得られる。すなわち、積荷後進作業、積荷前進作業、空荷後進作業においては、作業機コントローラ１０の制御によって、ホイールローダ１の移動距離に応じて、作業機３のバケット３１、ブーム３２が自動的に目標位置に移動する。このため、オペレータは、主にステアリング、アクセル、ブレーキ操作を行えば良く、ブームレバー４１やバケットレバー４２をステアリングやアクセル操作と同時に行う必要が無い。したがって、経験の浅いオペレータであってもホイールローダ１を容易に操作することができる。
さらに、ホイールローダ１の移動中に、作業機３が適切な位置に自動的に移動するため、ホイールローダ１の移動後に作業機３を移動する場合に比べて、作業効率を向上でき、省燃費運転も実現できる。
【０１３９】
作業機コントローラ１０は、積荷後進作業、積荷前進作業、空荷後進作業において、セミオート制御を実現しているので、オペレータは作業機３の自動制御中に、ブームレバー４１、バケットレバー４２を手動操作することで介入することができる。このため、作業機３の移動にオペレータの意思を反映できる。例えば、作業機３をより高速で移動することなども可能となり、操作性を向上できる。
さらに、作業機３が自動制御で移動中に手動操作が行われた場合には、目標設定手段１２０は、手動操作後の作業機３の現在位置から新たな目標位置を算出し、新たな目標位置および最終目標位置から新たな目標経路を設定して自動制御を継続するため、手動操作後の位置から最短距離で作業機３を移動でき、オペレータの手動操作を反映させながら、最も効率的な作業機３の移動制御を実行できる。
その上、目標設定手段１２０は、手動操作前の作業機３の現在位置と目標位置との偏差を求め、手動操作後の作業機３の現在位置に前記偏差を加算して新たな目標位置を設定しているので、作業機３を作動させる際の制御目標に対する実際の移動の遅れ分を考慮した目標位置を設定できる。このため、手動操作後の現在位置から最終目標位置まで最も移動距離が短い効率的な制御を行うことができる。
【０１４０】
作業機コントローラ１０は、作業機３の移動速度に応じて、モジュレーションクラッチ１３の伝達率指令を制御することでホイールローダ１の車速を制限しているので、作業機３の移動完了と、ホイールローダ１の移動完了とのタイミングを自動的に調整することができる。このため、作業効率の向上と、省燃費運転とを両立できる。
【０１４１】
第２実施形態では、積荷前進制御時にダンプトラック６０に対してホイールローダ１が直進するように設定したので、積荷状態でブーム３２を上昇させながらダンプトラック６０にアプローチする制御を安定して行うことができる。
【０１４２】
なお、本発明は前述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を達成できる範囲での変形、改良等は本発明に含まれるものである。
前記実施形態では、積荷後進作業、積荷前進作業、空荷後進作業の場合に本発明のセミオート制御を実行していたが、これらの各作業のいずれか１つのみ、あるいは２つのみに本発明のセミオート制御を行うものでよい。
【０１４３】
また、各作業におけるホイールローダ１の移動距離と、作業機３の目標位置との関係は、前記各実施形態に示すものに限定されない。例えば、積荷後進制御においては、移動距離L1未満の中間位置まで移動した時点で目標位置ＴＰ１に作業機３を移動するように設定してもよい。また、積荷前進制御においては、第１中間距離（K1×L2）移動する間に目標位置ＴＰ１に維持せずに、目標位置ＴＰ１およびＴＰ２の間に設定した新たな目標位置までブーム３２を緩やかに上昇させてもよい。さらに、空荷後進制御においては、第４中間距離（K4×L2）まで移動した際に下げポジショナ位置まで作業機３を移動し、その後は、作業機３をＴＰ５の位置に維持してもよい。
【０１４４】
さらに、各作業に応じたホイールローダ１の移動距離と、作業機３の目標位置との関係をオペレータが設定できるようにしてもよい。例えば、前記距離係数K1〜K4の数値をモニタ４３に表示し、この数値をオペレータが変更して記憶手段１５０に記憶することで、各作業に応じたホイールローダ１の移動距離と、作業機３の目標位置との関係をオペレータが変更してもよい。
さらに、本発明は、ブームレバー４１およびバケットレバー４２の手動操作を許容したセミオート制御であるため、手動操作によって作業機３が目標位置に到達した距離を記憶手段１５０に記憶し、記憶手段１５０に記憶された距離によって前記距離係数K1〜K4の数値等を変更し、各作業に応じたホイールローダ１の移動距離と、作業機３の目標位置との関係をオペレータが変更してもよい。例えば、前記積荷前進制御では、K1が０．５であるため、ホイールローダ１がL2の中間地点に移動するまでは作業機３を目標位置ＴＰ１に維持していたが、オペレータが中間地点に移動する前、例えば、０．４×L2の地点でブームレバー４１を操作して目標位置ＴＰ２に向かって作業機３を移動した場合には、前記距離係数K1を０．４に変更して設定すればよい。これにより、作業機３のセミオート制御時に、各オペレータの操作の好みを反映した制御を実現することができる。
【０１４５】
なお、前記実施形態では、作業機３の制御中に、ブームレバー４１やバケットレバー４２による手動操作が介入できるセミオート制御であったが、作業機３の制御には手動操作を介入させない完全な自動制御としてもよいし、セミオート制御と自動制御とを選択できるようにしてもよい。特に、経験の浅いオペレータが操作する場合は、手動操作を介入させることで、作業効率が低下する可能性もある。このような場合は、手動操作を介入させないモードを選択すればよい。
さらに、セミオート制御時のモニタ４３に、ホイールローダ１の目標移動距離、実際の移動距離、作業機３の目標位置、実際の位置などを表示して、オペレータをサポートしてもよい。
【符号の説明】
【０１４６】
１…ホイールローダ、３…作業機、１０…作業機コントローラ、１３…モジュレーションクラッチ、２１…油圧ポンプ、２２…バケット操作弁、２３…ブーム操作弁、２４〜２７…電磁比例制御弁、３１…バケット、３２…ブーム、３５…バケットシリンダ、３６…ブームシリンダ、４１…ブームレバー、４２…バケットレバー、４３…モニタ、４４…ブーム角度センサ、４５…バケット角度センサ、４６…ブームボトム圧センサ、４７…エンジンコントローラ、４８…トランスミッションコントローラ、４９…ＦＲレバー、５０…車速センサ、６０…ダンプトラック、６１…ベッセル、１１０…作業状態検出手段、１１１…積荷判別手段、１１２…前後進判別手段、１２０…目標設定手段、１３０…移動距離検出手段、１４０…作業機制御手段、１５０…記憶手段、４３１…セミオートモード選択手段、４３２…アプローチ長設定手段、４３５…インジケータ、４３６…ブザー。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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