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JP2024144797A - Control device, control method and working machine - Google Patents

Control device, control method and working machine Download PDF

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JP2024144797A
JP2024144797A JP2023056910A JP2023056910A JP2024144797A JP 2024144797 A JP2024144797 A JP 2024144797A JP 2023056910 A JP2023056910 A JP 2023056910A JP 2023056910 A JP2023056910 A JP 2023056910A JP 2024144797 A JP2024144797 A JP 2024144797A
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bucket
point
work machine
rotating body
control device
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Application number
JP2023056910A
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知樹 根田
一尋 畠
雄祐 西郷
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Komatsu Ltd
Original Assignee
Komatsu Ltd
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Publication date
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Abstract

【課題】旋回体が旋回する方向を自動で判断することができる制御装置、制御方法および作業機械を提供する。【解決手段】制御装置は、旋回中心周りに旋回する旋回体と、作業具を有し前記旋回体に取り付けられた作業機とを備える作業機械の制御装置であって、前記作業具を目標位置へ移動させるために前記旋回体が旋回する方向を設定する旋回方向設定部を備える。【選択図】図3[Problem] To provide a control device, a control method, and a work machine that can automatically determine the direction in which a rotating body rotates. [Solution] The control device is a control device for a work machine that includes a rotating body that rotates around a rotation center and a work machine that has a working implement and is attached to the rotating body, and includes a rotation direction setting unit that sets the direction in which the rotating body rotates in order to move the working implement to a target position. [Selected Figure] Figure 3

Description

本開示は、制御装置、制御方法および作業機械に関する。 The present disclosure relates to a control device, a control method, and a work machine.

特許文献1には、旋回体と作業機を備える積み込み機械の制御装置であって、積み込み位置および掘削位置間の作業機の移動を自動化することができる制御装置が記載されている。 Patent Document 1 describes a control device for a loading machine equipped with a rotating body and a working machine, which can automate the movement of the working machine between a loading position and an excavation position.

特開2020-41352号公報JP 2020-41352 A

特許文献1に変更例として記載されているように、特許文献1に記載されている制御装置は、手動操作による積み込み作業および掘削作業と、積み込み位置および掘削位置間の旋回及び作業機の移動の自動化とを組み合わせることができる。ところで、積み込み作業または掘削作業を行った後、掘削位置または積み込み位置へ向けて、左右の旋回方向を特定することは容易でない。 As described as an example modification in Patent Document 1, the control device described in Patent Document 1 can combine manual loading and excavation work with automation of rotation and movement of the work machine between the loading position and the excavation position. However, after performing loading or excavation work, it is not easy to specify the left or right direction of rotation toward the excavation position or loading position.

本開示は、上記事情に鑑みてなされたものであり、旋回体が旋回する方向を自動で判断することができる制御装置、制御方法および作業機械を提供することを目的とする。 This disclosure has been made in consideration of the above circumstances, and aims to provide a control device, control method, and work machine that can automatically determine the direction in which a rotating body rotates.

本開示の一態様は、旋回中心周りに旋回する旋回体と、作業具を有し前記旋回体に取り付けられた作業機とを備える作業機械の制御装置であって、前記作業具を目標位置へ移動させるために前記旋回体が旋回する方向を設定する旋回方向設定部を備える制御装置である。 One aspect of the present disclosure is a control device for a work machine that includes a rotating body that rotates around a rotation center and a work machine that has a working tool and is attached to the rotating body, the control device including a rotation direction setting unit that sets the direction in which the rotating body rotates to move the working tool to a target position.

また、本開示の一態様は、旋回中心周りに旋回する旋回体と、作業具を有し前記旋回体に取り付けられた作業機とを備える作業機械の制御方法であって、前記作業具を目標位置へ移動させるために前記旋回体が旋回する方向を設定するステップを含む制御方法である。 Another aspect of the present disclosure is a control method for a work machine that includes a rotating body that rotates around a rotation center and a work implement that has a working tool and is attached to the rotating body, the control method including a step of setting a direction in which the rotating body rotates to move the working tool to a target position.

また、本開示の一態様は、旋回中心周りに旋回する旋回体と、作業具を有し前記旋回体に取り付けられた作業機と、前記旋回体と前記作業機を制御する制御装置とを備える作業機械であって、前記制御装置は、前記作業具を目標位置へ移動させるために前記旋回体が旋回する方向を設定する旋回方向設定部を備える作業機械である。 Another aspect of the present disclosure is a work machine that includes a rotating body that rotates around a rotation center, a working machine having a working implement and attached to the rotating body, and a control device that controls the rotating body and the working implement, and the control device includes a rotation direction setting unit that sets the direction in which the rotating body rotates to move the working implement to a target position.

本開示の制御装置、制御方法および作業機械は、旋回体が旋回する方向を自動で判断することができる。 The control device, control method, and work machine disclosed herein can automatically determine the direction in which the rotating body rotates.

本開示の実施形態に係る作業機械の構成を示す概略図である。1 is a schematic diagram showing a configuration of a work machine according to an embodiment of the present disclosure. FIG. 本開示の実施形態に係る運転室の内部の構成を示す図である。FIG. 2 is a diagram showing the internal configuration of a driver's cab according to an embodiment of the present disclosure. 本開示の実施形態に係る制御システムの構成例を示すブロック図である。FIG. 1 is a block diagram showing a configuration example of a control system according to an embodiment of the present disclosure. 本開示の実施形態に係る制御装置の動作例を説明するための模式図である。5 is a schematic diagram for explaining an example of the operation of the control device according to the embodiment of the present disclosure. FIG. 本開示の実施形態に係る制御装置の動作例を説明するための模式図である。5 is a schematic diagram for explaining an example of the operation of the control device according to the embodiment of the present disclosure. FIG. 本開示の実施形態に係る制御装置の動作例を説明するための模式図である。5 is a schematic diagram for explaining an example of the operation of the control device according to the embodiment of the present disclosure. FIG. 本開示の実施形態に係る制御装置の動作例を説明するための模式図である。5 is a schematic diagram for explaining an example of the operation of the control device according to the embodiment of the present disclosure. FIG. 本開示の実施形態に係る制御装置の動作例を説明するための模式図である。5 is a schematic diagram for explaining an example of the operation of the control device according to the embodiment of the present disclosure. FIG. 本開示の実施形態に係る制御装置の動作例を説明するための模式図である。5 is a schematic diagram for explaining an example of the operation of the control device according to the embodiment of the present disclosure. FIG. 本開示の実施形態に係る制御装置の動作例を説明するための模式図である。5 is a schematic diagram for explaining an example of the operation of the control device according to the embodiment of the present disclosure. FIG. 本開示の実施形態に係る制御装置の動作例を説明するための模式図である。5 is a schematic diagram for explaining an example of the operation of the control device according to the embodiment of the present disclosure. FIG. 本開示の実施形態に係る制御装置の動作例を示すフローチャートである。5 is a flowchart illustrating an example of the operation of the control device according to the embodiment of the present disclosure. 本開示の実施形態に係る制御装置の動作例を説明するための模式図である。5 is a schematic diagram for explaining an example of the operation of the control device according to the embodiment of the present disclosure. FIG. 本開示の実施形態に係る制御装置の動作例を説明するための模式図である。5 is a schematic diagram for explaining an example of the operation of the control device according to the embodiment of the present disclosure. FIG. 本開示の実施形態に係る制御装置の動作例を示すフローチャートである。5 is a flowchart illustrating an example of the operation of the control device according to the embodiment of the present disclosure. 本開示の実施形態に係る制御装置の動作例を説明するための模式図である。5 is a schematic diagram for explaining an example of the operation of the control device according to the embodiment of the present disclosure. FIG. 本開示の実施形態に係る制御装置の動作例を説明するための模式図である。5 is a schematic diagram for explaining an example of the operation of the control device according to the embodiment of the present disclosure. FIG. 本開示の実施形態に係る制御装置の動作例を説明するための模式図である。5 is a schematic diagram for explaining an example of the operation of the control device according to the embodiment of the present disclosure. FIG. 本開示の実施形態に係る制御装置の動作例を説明するための模式図である。5 is a schematic diagram for explaining an example of the operation of the control device according to the embodiment of the present disclosure. FIG. 本開示の実施形態に係る制御装置の動作例を説明するための模式図である。5 is a schematic diagram for explaining an example of the operation of the control device according to the embodiment of the present disclosure. FIG. 本開示の実施形態に係る制御装置の動作例を説明するための模式図である。5 is a schematic diagram for explaining an example of the operation of the control device according to the embodiment of the present disclosure. FIG. 本開示の実施形態に係る制御装置の動作例を示すフローチャートである。5 is a flowchart illustrating an example of the operation of the control device according to the embodiment of the present disclosure. 本開示の実施形態に係る制御装置の動作例を説明するための模式図である。5 is a schematic diagram for explaining an example of the operation of the control device according to the embodiment of the present disclosure. FIG. 本開示の実施形態に係る制御装置の動作例を示すフローチャートである。5 is a flowchart illustrating an example of the operation of the control device according to the embodiment of the present disclosure. 本開示の実施形態に係る制御装置の動作例を説明するための模式図である。5 is a schematic diagram for explaining an example of the operation of the control device according to the embodiment of the present disclosure. FIG. 本開示の実施形態に係る制御装置の動作例を示すフローチャートである。5 is a flowchart illustrating an example of the operation of the control device according to the embodiment of the present disclosure. 本開示の実施形態に係る制御装置の動作例を説明するための模式図である。5 is a schematic diagram for explaining an example of the operation of the control device according to the embodiment of the present disclosure. FIG. 本開示の実施形態に係る制御装置の動作例を示すフローチャートである。5 is a flowchart illustrating an example of the operation of the control device according to the embodiment of the present disclosure. 本開示の実施形態に係る制御装置の動作例を示すフローチャートである。5 is a flowchart illustrating an example of the operation of the control device according to the embodiment of the present disclosure. 本開示の実施形態に係る制御装置の動作例を示すフローチャートである。5 is a flowchart illustrating an example of the operation of the control device according to the embodiment of the present disclosure. 本開示の実施形態に係る制御装置の動作例を示すフローチャートである。5 is a flowchart illustrating an example of the operation of the control device according to the embodiment of the present disclosure.

以下、図面を参照して本開示の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。図1は、本開示の実施形態に係る作業機械の構成を示す概略図である。図2は、本開示の実施形態に係る運転室の内部の構成を示す図である。図3は、本開示の実施形態に係る制御システムの構成例を示すブロック図である。図4~図11は、本開示の実施形態に係る制御装置の動作例を説明するための模式図である。図12は、本開示の実施形態に係る制御装置の動作例を示すフローチャートである。図15、図22、図24、図26、および図28~図31は、本開示の実施形態に係る制御装置の動作例を示すフローチャートである。図13、図14、図16~図21、図23、図25および図27は、本開示の実施形態に係る制御装置の動作例を説明するための模式図である。 Hereinafter, an embodiment of the present disclosure will be described with reference to the drawings. Note that the same or corresponding configurations in each drawing are designated by the same reference numerals, and the description will be omitted as appropriate. FIG. 1 is a schematic diagram showing the configuration of a work machine according to an embodiment of the present disclosure. FIG. 2 is a diagram showing the internal configuration of a cab according to an embodiment of the present disclosure. FIG. 3 is a block diagram showing an example of the configuration of a control system according to an embodiment of the present disclosure. FIGS. 4 to 11 are schematic diagrams for explaining an example of the operation of a control device according to an embodiment of the present disclosure. FIG. 12 is a flowchart showing an example of the operation of a control device according to an embodiment of the present disclosure. FIGS. 15, 22, 24, 26, and 28 to 31 are flowcharts showing an example of the operation of a control device according to an embodiment of the present disclosure. FIGS. 13, 14, 16 to 21, 23, 25, and 27 are schematic diagrams for explaining an example of the operation of a control device according to an embodiment of the present disclosure.

(作業機械100の構成)
図1は、本開示の実施形態に係る作業機械100の構成を示す。作業機械100は、施工現場にて稼働し、土砂などの施工対象を施工する。本開示の実施形態に係る作業機械100は、例えば油圧ショベルである。ただし、本開示の作業機械は、例えば、旋回体と作業機とを備える作業機械であれば限定はなく、例えばフェースショベルやロープショベルなどの他の作業機械であってもよい。作業機械100は、走行体110、旋回体120、作業機130および運転室140を備える。
(Configuration of work machine 100)
1 shows a configuration of a work machine 100 according to an embodiment of the present disclosure. The work machine 100 operates at a construction site and works on a construction target such as soil and sand. The work machine 100 according to an embodiment of the present disclosure is, for example, a hydraulic excavator. However, the work machine according to the present disclosure is not limited to any work machine provided with, for example, a rotating body and a working machine, and may be, for example, another work machine such as a face shovel or a rope shovel. The work machine 100 includes a traveling body 110, a rotating body 120, a working machine 130, and a cab 140.

走行体110は、作業機械100を走行可能に支持する。走行体110は、左右に設けられた2つの履帯111と、各履帯111を駆動するための2つの走行モータ112を備える。旋回体120は、走行体110に旋回中心回りに旋回可能に支持される。 The running body 110 supports the work machine 100 so that it can run. The running body 110 has two tracks 111 on the left and right, and two travel motors 112 for driving each track 111. The rotating body 120 is supported on the running body 110 so that it can rotate around a rotation center.

作業機130は、油圧により駆動する。作業機130は、旋回体120の前部に上下方向に駆動可能に支持される。運転室140は、オペレータが搭乗し、作業機械100の操作を行うためのスペースである。運転室140は、旋回体120の左前部に設けられる。なお、本実施形態では、図1に示すように、旋回体120を基準として、上下方向(Z方向)、左右方向(Y方向)、および、前後方向(X方向)を定める。本実施形態では、この座標系をショベル座標系という。また、旋回体120のうち作業機130が取り付けられる部分を前部という。また、旋回体120について、前部を基準に、反対側の部分を後部、左側の部分を左部、右側の部分を右部という。 The working machine 130 is hydraulically driven. The working machine 130 is supported at the front of the revolving body 120 so that it can be driven in the vertical direction. The cab 140 is a space where an operator sits and operates the work machine 100. The cab 140 is provided at the left front of the revolving body 120. In this embodiment, as shown in FIG. 1, the vertical direction (Z direction), the horizontal direction (Y direction), and the front-rear direction (X direction) are defined based on the revolving body 120. In this embodiment, this coordinate system is called a shovel coordinate system. Also, the part of the revolving body 120 to which the working machine 130 is attached is called the front part. Also, with respect to the revolving body 120, the opposite part is called the rear part, the left part is called the left part, and the right part is called the right part, based on the front part.

(旋回体120の構成)
旋回体120は、エンジン121、油圧ポンプ122、EPC(Electromagnetic Proportional Control)弁123-1、メインバルブ123-2、旋回モータ124、および、燃料噴射装置125を備える。エンジン121は、油圧ポンプ122を駆動する原動機である。エンジン121は、動力源の一例である。エンジン121にはセルモータ1211が設けられる。エンジン121は、セルモータ1211の回転により起動する。EPC弁123-1は、制御装置61が出力した操作指令信号に基づき、メインバルブ123-2に流れる作動油を制御する。
(Configuration of rotating body 120)
The swing body 120 includes an engine 121, a hydraulic pump 122, an EPC (Electromagnetic Proportional Control) valve 123-1, a main valve 123-2, a swing motor 124, and a fuel injection device 125. The engine 121 is a prime mover that drives the hydraulic pump 122. The engine 121 is an example of a power source. A starter 1211 is provided in the engine 121. The engine 121 is started by the rotation of the starter 1211. The EPC valve 123-1 controls the hydraulic oil flowing to the main valve 123-2 based on an operation command signal output by the control device 61.

油圧ポンプ122は、エンジン121により駆動される可変容量ポンプである。油圧ポンプ122は、メインバルブ123-2を介して各アクチュエータに作動油を供給する。各アクチュエータは、ブームシリンダ131C、アームシリンダ132C、バケットシリンダ133C、走行モータ112、および旋回モータ124を含む。メインバルブ123-2は、油圧ポンプ122から供給される作動油の流量を制御する。 The hydraulic pump 122 is a variable displacement pump driven by the engine 121. The hydraulic pump 122 supplies hydraulic oil to each actuator via the main valve 123-2. Each actuator includes a boom cylinder 131C, an arm cylinder 132C, a bucket cylinder 133C, a travel motor 112, and a swing motor 124. The main valve 123-2 controls the flow rate of hydraulic oil supplied from the hydraulic pump 122.

旋回モータ124は、メインバルブ123-2を介して油圧ポンプ122から供給される作動油によって駆動し、旋回体120を旋回軸120C(旋回中心)周りに旋回させる。燃料噴射装置125は、燃料をエンジン121に噴射する。 The swing motor 124 is driven by hydraulic oil supplied from the hydraulic pump 122 via the main valve 123-2, and rotates the swing body 120 around the swing axis 120C (center of swing). The fuel injection device 125 injects fuel into the engine 121.

(作業機130の構成)
作業機130は、ブーム131、アーム132、作業具としてのバケット133、ブームシリンダ131C、アームシリンダ132C、およびバケットシリンダ133Cを備える。なお、ブームシリンダ131C、アームシリンダ132C、およびバケットシリンダ133Cは、図3に示すシリンダ130Cに含まれる。なお、アタッチメントである作業具として、バケットのほか、法面バケット、チルトローテータ、クイックカプラ、グラップル、マグネット、ブレーカなどが挙げられる。
(Configuration of the work machine 130)
The work machine 130 includes a boom 131, an arm 132, a bucket 133 as a working tool, a boom cylinder 131C, an arm cylinder 132C, and a bucket cylinder 133C. The boom cylinder 131C, the arm cylinder 132C, and the bucket cylinder 133C are included in the cylinder 130C shown in Fig. 3. Examples of working tools as attachments include a bucket, a slope bucket, a tiltrotator, a quick coupler, a grapple, a magnet, and a breaker.

ブーム131の基端部は、旋回体120にブームピンを介して取り付けられる。アーム132は、ブーム131とバケット133とを連結する。アーム132の基端部は、ブーム131の先端部にアームピンを介して取り付けられる。バケット133は、土砂などを掘削するための刃と掘削した土砂を収容するための収容部とを備える。バケット133の基端部は、アーム132の先端部にバケットピン133Pを介して取り付けられる。 The base end of the boom 131 is attached to the rotating body 120 via a boom pin. The arm 132 connects the boom 131 and the bucket 133. The base end of the arm 132 is attached to the tip of the boom 131 via an arm pin. The bucket 133 is equipped with a blade for digging soil and the like and a storage section for storing the excavated soil. The base end of the bucket 133 is attached to the tip of the arm 132 via a bucket pin 133P.

ブームシリンダ131Cは、ブーム131を作動させるための油圧シリンダである。ブームシリンダ131Cの基端部は、旋回体120に取り付けられる。ブームシリンダ131Cの先端部は、ブーム131に取り付けられる。アームシリンダ132Cは、アーム132を駆動するための油圧シリンダである。アームシリンダ132Cの基端部は、ブーム131に取り付けられる。アームシリンダ132Cの先端部は、アーム132に取り付けられる。バケットシリンダ133Cは、バケット133を駆動するための油圧シリンダである。バケットシリンダ133Cの基端部は、アーム132に取り付けられる。バケットシリンダ133Cの先端部は、バケット133に接続されるリンク部材に取り付けられる。 The boom cylinder 131C is a hydraulic cylinder for operating the boom 131. The base end of the boom cylinder 131C is attached to the rotating body 120. The tip end of the boom cylinder 131C is attached to the boom 131. The arm cylinder 132C is a hydraulic cylinder for driving the arm 132. The base end of the arm cylinder 132C is attached to the boom 131. The tip end of the arm cylinder 132C is attached to the arm 132. The bucket cylinder 133C is a hydraulic cylinder for driving the bucket 133. The base end of the bucket cylinder 133C is attached to the arm 132. The tip end of the bucket cylinder 133C is attached to a link member connected to the bucket 133.

(運転室140の構成)
図2は、本開示の実施形態に係る運転室140の内部の構成を示す。運転室140内には、運転席142、操作装置143等が設けられる。
(Configuration of the cab 140)
2 shows the internal configuration of the cab 140 according to the embodiment of the present disclosure. A driver's seat 142, an operating device 143, and the like are provided in the cab 140.

操作装置143は、オペレータの手動操作によって走行体110、旋回体120および作業機130を駆動させたり、各種設定値を設定したり、変更したり、オペレータに対して情報を提供したりするための装置である。操作装置143は、例えばレバー、スイッチおよびペダルにより構成される。操作装置143は、左操作レバー143LO、右操作レバー143RO、左フットペダル143LF、右フットペダル143RF、左走行レバー143LT、右走行レバー143RT、および、表示入力装置143Dを備える。スイッチは、例えば押ボタンスイッチ、ロッカースイッチ、トグルスイッチなど、さまざまなスイッチが用いられてもよい。また、スイッチはオペレータの操作可能な範囲内に設けられていればよい。スイッチは、運転室140あるいは、遠隔操作室などに設けられた運転席の周辺に配置される。例えば、運転席142の側方のコンソール、作業機械100の外から作業機械100に操作指令を出力する送信機などに設けられていてもよい。 The operation device 143 is a device for driving the traveling body 110, the rotating body 120, and the work machine 130 by manual operation by the operator, setting and changing various setting values, and providing information to the operator. The operation device 143 is composed of, for example, levers, switches, and pedals. The operation device 143 includes a left operation lever 143LO, a right operation lever 143RO, a left foot pedal 143LF, a right foot pedal 143RF, a left travel lever 143LT, a right travel lever 143RT, and a display input device 143D. Various switches, such as a push button switch, a rocker switch, and a toggle switch, may be used as the switch. In addition, the switch may be provided within a range that the operator can operate. The switch is arranged in the cab 140 or around the driver's seat provided in a remote control room or the like. For example, the switch may be provided on a console to the side of the driver's seat 142, or on a transmitter that outputs an operation command to the work machine 100 from outside the work machine 100.

左操作レバー143LOは、運転席142の左側に設けられる。右操作レバー143ROは、運転席142の右側に設けられる。 The left operating lever 143LO is provided on the left side of the driver's seat 142. The right operating lever 143RO is provided on the right side of the driver's seat 142.

左操作レバー143LOは、旋回体120の旋回動作、および、アーム132の掘削/ダンプ動作を行うための操作機構である。具体的には、作業機械100のオペレータが左操作レバー143LOを前方に倒すと、アーム132がダンプ動作する。また、作業機械100のオペレータが左操作レバー143LOを後方に倒すと、アーム132が掘削動作する。また、作業機械100のオペレータが左操作レバー143LOを右方向に倒すと、旋回体120が右旋回する。また、作業機械100のオペレータが左操作レバー143LOを左方向に倒すと、旋回体120が左旋回する。なお、他の実施形態においては、左操作レバー143LOを前後方向に倒した場合に旋回体120が右旋回または左旋回し、左操作レバー143LOを左右方向に倒した場合にアーム132が掘削動作またはダンプ動作してもよい。左操作レバー143LOには操作スイッチ1433が設けられている。なお、操作スイッチ1433は、運転席142に着座したオペレータの近傍に位置するように配置されればよい。なお、操作スイッチ1433は、操作レバーの上部、あるいは側方に設けられている。 The left operation lever 143LO is an operation mechanism for performing the rotation operation of the revolving body 120 and the excavation/dumping operation of the arm 132. Specifically, when the operator of the work machine 100 tilts the left operation lever 143LO forward, the arm 132 performs the dumping operation. When the operator of the work machine 100 tilts the left operation lever 143LO backward, the arm 132 performs the excavation operation. When the operator of the work machine 100 tilts the left operation lever 143LO to the right, the revolving body 120 rotates to the right. When the operator of the work machine 100 tilts the left operation lever 143LO to the left, the revolving body 120 rotates to the left. In other embodiments, the revolving body 120 may rotate to the right or left when the left operation lever 143LO is tilted in the forward/rearward direction, and the arm 132 may perform the excavation operation or the dumping operation when the left operation lever 143LO is tilted in the left/right direction. The left operating lever 143LO is provided with an operating switch 1433. The operating switch 1433 may be located near the operator seated in the driver's seat 142. The operating switch 1433 is located above or to the side of the operating lever.

右操作レバー143ROは、バケット133の掘削/ダンプ動作、および、ブーム131の上げ/下げ動作を行うための操作機構である。具体的には、作業機械100のオペレータが右操作レバー143ROを前方に倒すと、ブーム131の下げ動作が実行される。また、作業機械100のオペレータが右操作レバー143ROを後方に倒すと、ブーム131の上げ動作が実行される。また、作業機械100のオペレータが右操作レバー143ROを右方向に倒すと、バケット133のダンプ動作が行われる。また、作業機械100のオペレータが右操作レバー143ROを左方向に倒すと、バケット133の掘削動作が行われる。なお、他の実施形態においては、右操作レバー143ROを前後方向に倒した場合に、バケット133がダンプ動作または掘削動作し、右操作レバー143ROを左右方向に倒した場合にブーム131が上げ動作または下げ動作してもよい。右操作レバー143ROには、例えば操作スイッチ1431および1432が設けられている。本実施形態では、操作スイッチ1431にティーチングスイッチとしての機能が設定され、操作スイッチ1432に自動開始スイッチとしての機能が設定されているものとする(以下、各スイッチをティーチングスイッチ1431および自動開始スイッチ1432(あるいは単に「スイッチ」)ともいう)。スイッチ1431および1432は、操作レバーの上部、あるいは側方に設けられている。なお、ティーチングスイッチ、自動開始スイッチは自動制御用のスイッチの一例である。自動開始スイッチは、例えば、スイッチをONにすると自動動作を開始する指示信号を出力する。また、スイッチは、自動開始に限らず自動動作に関わる信号であればよく、例えば自動停止の信号を出力するものであってもよい。また、例えば、スイッチの機能の割り付けは、積込旋回、戻り旋回の自動制御に限らず、バケット133による排土動作を自動的に行う自動排土や、掘削動作を自動的に行う自動掘削などの自動制御に行われてもよい。例えば、2つ以上のスイッチに自動掘削、積込旋回、戻り旋回、自動排土の自動運転をそれぞれ割り付けるようにしてもよい。また、一つの操作レバーに複数のスイッチを設けたり、複数の操作レバーに分けて、各操作レバーに一または複数のスイッチを設けたりしてもよい。 The right operation lever 143RO is an operation mechanism for performing the excavation/dumping operation of the bucket 133 and the raising/lowering operation of the boom 131. Specifically, when the operator of the work machine 100 tilts the right operation lever 143RO forward, the boom 131 is lowered. When the operator of the work machine 100 tilts the right operation lever 143RO backward, the boom 131 is raised. When the operator of the work machine 100 tilts the right operation lever 143RO to the right, the bucket 133 is dumped. When the operator of the work machine 100 tilts the right operation lever 143RO to the left, the bucket 133 is excavated. In other embodiments, when the right operation lever 143RO is tilted in the forward/rearward direction, the bucket 133 is dumped or excavated, and when the right operation lever 143RO is tilted in the left/right direction, the boom 131 is raised or lowered. The right operation lever 143RO is provided with, for example, operation switches 1431 and 1432. In this embodiment, the operation switch 1431 is set to function as a teaching switch, and the operation switch 1432 is set to function as an automatic start switch (hereinafter, each switch is also referred to as the teaching switch 1431 and the automatic start switch 1432 (or simply "switch"). The switches 1431 and 1432 are provided on the upper part or side of the operation lever. The teaching switch and the automatic start switch are examples of switches for automatic control. For example, the automatic start switch outputs an instruction signal to start an automatic operation when the switch is turned ON. In addition, the switch may be a switch that outputs a signal related to an automatic operation, not limited to automatic start, for example, an automatic stop signal. In addition, for example, the allocation of the switch function is not limited to the automatic control of loading rotation and return rotation, but may be performed for automatic control such as automatic soil removal that automatically performs soil removal operation by the bucket 133 and automatic excavation that automatically performs excavation operation. For example, two or more switches may be assigned to each of the automatic operations of automatic excavation, loading rotation, return rotation, and automatic soil removal. Also, multiple switches may be provided on one operating lever, or the operating levers may be divided into multiple operating levers, with one or more switches provided on each operating lever.

左フットペダル143LFは、運転席142の前方の床面の左側に配置される。右フットペダル143RFは、運転席142の前方の床面の右側に配置される。左走行レバー143LTは、左フットペダル143LFに軸支され、左走行レバー143LTの傾斜と左フットペダル143LFの押し下げが連動するように構成される。右走行レバー143RTは、右フットペダル143RFに軸支され、右走行レバー143RTの傾斜と右フットペダル143RFの押し下げが連動するように構成される。 The left foot pedal 143LF is located on the left side of the floor surface in front of the driver's seat 142. The right foot pedal 143RF is located on the right side of the floor surface in front of the driver's seat 142. The left travel lever 143LT is pivoted to the left foot pedal 143LF and configured so that the tilt of the left travel lever 143LT and the depression of the left foot pedal 143LF are linked. The right travel lever 143RT is pivoted to the right foot pedal 143RF and configured so that the tilt of the right travel lever 143RT and the depression of the right foot pedal 143RF are linked.

左フットペダル143LFおよび左走行レバー143LTは、走行体110の左側履帯の回転駆動に対応する。具体的には、作業機械100のオペレータが左フットペダル143LFまたは左走行レバー143LTを前方に倒すと、左側履帯は前進方向に回転する。また、作業機械100のオペレータが左フットペダル143LFまたは左走行レバー143LTを後方に倒すと、左側履帯は後進方向に回転する。 The left foot pedal 143LF and the left travel lever 143LT correspond to the rotational drive of the left track of the running body 110. Specifically, when the operator of the work machine 100 pushes the left foot pedal 143LF or the left travel lever 143LT forward, the left track rotates in the forward direction. Conversely, when the operator of the work machine 100 pushes the left foot pedal 143LF or the left travel lever 143LT backward, the left track rotates in the reverse direction.

右フットペダル143RFおよび右走行レバー143RTは、走行体110の右側履帯の回転駆動に対応する。具体的には、作業機械100のオペレータが右フットペダル143RFまたは右走行レバー143RTを前方に倒すと、右側履帯は前進方向に回転する。また、作業機械100のオペレータが右フットペダル143RFまたは右走行レバー143RTを後方に倒すと、右側履帯は後進方向に回転する。 The right foot pedal 143RF and the right travel lever 143RT correspond to the rotational drive of the right track of the running body 110. Specifically, when the operator of the work machine 100 pushes the right foot pedal 143RF or the right travel lever 143RT forward, the right track rotates in the forward direction. Conversely, when the operator of the work machine 100 pushes the right foot pedal 143RF or the right travel lever 143RT backward, the right track rotates in the reverse direction.

表示入力装置143Dは、表示装置と表示画面に対するタッチ操作を検知するセンサとを組み合わせた装置である。例えばオペレータは、表示入力装置143Dを用いて、各種設定値等を設定したり、変更したりすることができる。例えば、表示入力装置143Dは、表示部を有する表示装置とオペレータの操作を受け付ける入力部等とが別体でもよい。 The display input device 143D is a device that combines a display device with a sensor that detects touch operations on the display screen. For example, an operator can use the display input device 143D to set or change various setting values, etc. For example, the display input device 143D may be a separate device consisting of a display device having a display unit and an input unit that accepts operations from the operator.

(センサ等)
図3に示すように、作業機械100の制御システム60は、制御装置61と、操作装置143等と、各種センサとを備える。なお、図3では、油圧系統の回路を太線で示している。図3に示す例では、制御システム60は、姿勢角センサ151と、GNSS(Global Navigation Satellite System;全球測位衛星システム)センサ152と、IMU(Inertial Measurement Unit;慣性計測装置)153とを備える。
(sensors, etc.)
As shown in Fig. 3, the control system 60 of the work machine 100 includes a control device 61, an operation device 143, etc., and various sensors. Note that in Fig. 3, the hydraulic system circuit is indicated by a thick line. In the example shown in Fig. 3, the control system 60 includes an attitude angle sensor 151, a GNSS (Global Navigation Satellite System) sensor 152, and an IMU (Inertial Measurement Unit) 153.

姿勢角センサ151は、ブーム姿勢角センサ、アーム姿勢角センサ、およびバケット姿勢角センサを含む。ブーム姿勢角センサは、ブーム131の姿勢角を計測する。アームス姿勢角センサは、アーム132の姿勢角を計測する。バケット姿勢角センサは、バケット133の姿勢角を計測する。 The attitude angle sensor 151 includes a boom attitude angle sensor, an arm attitude angle sensor, and a bucket attitude angle sensor. The boom attitude angle sensor measures the attitude angle of the boom 131. The arm attitude angle sensor measures the attitude angle of the arm 132. The bucket attitude angle sensor measures the attitude angle of the bucket 133.

GNSSセンサ152は、旋回体120の位置および旋回体120が向く方位を演算する。GNSSセンサ152は、GNSSを構成する人工衛星から測位信号を受信する2つの受信器161および162を備える。2つの受信器161および162は、それぞれ旋回体120の異なる位置に設置される。GNSSセンサ152は、受信器161および162が受信した測位信号に基づいて、現場座標系における旋回体120の代表点(ショベル座標系の原点)の位置を検出する。GNSSセンサ152は、2つの受信器161および162が受信した各測位信号を用いて、一方の受信器の設置位置に対する他方の受信器の設置位置の関係として、旋回体120の向く方位角を演算する。旋回体120が向く方位角(車体方位角ともいう)とは、旋回体120の正面方向(X方向)であって、作業機130のブーム131からバケット133へ伸びる直線の延在方向の水平成分に等しい。 The GNSS sensor 152 calculates the position of the revolving body 120 and the azimuth in which the revolving body 120 faces. The GNSS sensor 152 has two receivers 161 and 162 that receive positioning signals from artificial satellites that constitute the GNSS. The two receivers 161 and 162 are installed at different positions on the revolving body 120. The GNSS sensor 152 detects the position of the representative point of the revolving body 120 (the origin of the shovel coordinate system) in the site coordinate system based on the positioning signals received by the receivers 161 and 162. The GNSS sensor 152 uses the positioning signals received by the two receivers 161 and 162 to calculate the azimuth in which the revolving body 120 faces as the relationship between the installation position of one receiver and the installation position of the other receiver. The azimuth angle of the rotating body 120 (also called the vehicle azimuth angle) is the front direction (X direction) of the rotating body 120, and is equal to the horizontal component of the extension direction of the straight line extending from the boom 131 of the work machine 130 to the bucket 133.

IMU153は、旋回体120の加速度および角速度を計測し、計測結果に基づいて旋回体120の姿勢(例えば、ロール角およびピッチ角)を検出する。IMU153は、例えば旋回体120の下面に設置される。 The IMU 153 measures the acceleration and angular velocity of the rotating body 120, and detects the attitude (e.g., roll angle and pitch angle) of the rotating body 120 based on the measurement results. The IMU 153 is installed, for example, on the underside of the rotating body 120.

なお、作業機械100が備える他のセンサの例としては、ステレオカメラ、LiDAR(Light Detection and Ranging)装置、レーザスキャナなどが挙げられる。これらのセンサは、例えば検出方向が作業機械100の運転室140の前方を向くように設けられる。これらのセンサは、対象物の3次元位置を、各センサの位置を基準とした座標系で特定する。なお、これらのセンサは、作業機械の側方を向くように作業機械の左側方あるいは右側方のいずれか一方、または両側方に設けられていてもよい。 Examples of other sensors that the work machine 100 may have include a stereo camera, a LiDAR (Light Detection and Ranging) device, and a laser scanner. These sensors are installed, for example, so that their detection direction faces forward of the cab 140 of the work machine 100. These sensors identify the three-dimensional position of an object in a coordinate system based on the position of each sensor. These sensors may be installed on either the left or right side of the work machine, or on both sides, so that they face to the side of the work machine.

また、作業機械100は、例えば、周辺の他車両等と車車間通信を行うための近距離通信装置、遠隔地のサーバ等と通信接続するための移動体通信装置等を備えている。 The work machine 100 is also equipped with, for example, a short-range communication device for vehicle-to-vehicle communication with other vehicles in the vicinity, a mobile communication device for connecting to a remote server, etc.

(制御装置の基本的動作)
まず、図4~図11を参照して、本開示の実施形態に係る制御装置61の基本的動作について説明する。なお、本実施形態では、掘削対象の掘削によって積込対象の外側にバケット133が位置する状態から、自動的にブーム131を上げながら積込対象を向く方位まで旋回し、排土点へ移動させる旋回動作を「積込旋回」という。また、積み込みによって積込対象の上にバケット133が位置する状態から、自動的にブーム131を下げながら 所定の方位まで旋回し、掘削開始点へ移動させる動作を「戻り旋回」という。排土点は、積込旋回を行う目標の点であり、例えば、運搬車両であるダンプトラックの荷台や土地改良機、ホッパ等の投入口に設定される。ダンプトラック、土地改良機、ホッパ等は積込対象の一例である。ただし、これらに限定されず、例えば、掘削した土砂等を他の地面の上に移動させるような場合の移動先も排土点として設定することができる。本開示では、排土点は、バケット133等に収容された荷物の荷下ろしの目標位置に対応する第1目標点(以下、積込旋回目標点TLPともいう)の一例である。また、掘削開始点は、排土完了後、自動で戻る動作の目標の点であり、例えば、掘削を開始するための点に設定される。本開示では、掘削開始点は、例えば、バケット133等で掘削対象を掘削するための荷積みの目標位置に対応する第2目標点(以下、戻り旋回目標点TRPともいう)の一例である。なお、本実施形態では、排土点(積込旋回目標点TLP)、掘削開始点(戻り旋回目標点TRP)および後述する干渉回避点を総称する場合、基準点という。また、本実施形態では、作業機械100において基準点に対応する部位は、バケットピン133Pである。制御装置61は、各基準点の位置や方位を目標値とし、バケットピン133Pの位置を制御する。また、積荷旋回目標点TLPと戻り旋回目標点TRPを総称する場合、目標点という。
(Basic operation of the control device)
First, the basic operation of the control device 61 according to the embodiment of the present disclosure will be described with reference to FIG. 4 to FIG. 11. In this embodiment, the swing operation of automatically raising the boom 131 from a state where the bucket 133 is located outside the loading target due to excavation of the excavation target, swinging to a direction facing the loading target, and moving to the dumping point is called "loading swing". Also, the operation of automatically lowering the boom 131 from a state where the bucket 133 is located above the loading target due to loading, swinging to a predetermined direction, and moving to the excavation start point is called "return swing". The dumping point is a target point for performing the loading swing, and is set, for example, to the loading platform of a dump truck, which is a transport vehicle, or the inlet of a land improvement machine, a hopper, etc. Dump trucks, land improvement machines, hoppers, etc. are examples of loading targets. However, it is not limited to these, and for example, the destination of the movement when excavated soil, etc. is moved to another ground surface can also be set as the dumping point. In the present disclosure, the earth unloading point is an example of a first target point (hereinafter also referred to as a loading rotation target point TLP) corresponding to a target position for unloading the load stored in the bucket 133 or the like. The excavation start point is a target point for an automatic return operation after the completion of earth unloading, and is set, for example, to a point for starting excavation. In the present disclosure, the excavation start point is an example of a second target point (hereinafter also referred to as a return rotation target point TRP) corresponding to a target position for loading the load for excavating the excavation target with the bucket 133 or the like. In the present embodiment, the earth unloading point (loading rotation target point TLP), the excavation start point (return rotation target point TRP), and the interference avoidance point described later are collectively referred to as a reference point. In the present embodiment, the part of the work machine 100 corresponding to the reference point is the bucket pin 133P. The control device 61 controls the position of the bucket pin 133P by using the position and orientation of each reference point as a target value. In addition, the cargo turning target point TLP and the return turning target point TRP are collectively referred to as the target point.

図4は、手動掘削、積込旋回、手動排土および戻り旋回の一連の流れを模式的に示す。図4に示す作業機械100は、例えば、左上の図に示すように、オペレータによる手動掘削によってバケット133に土砂等の荷物を積載した後、オペレータが自動開始スイッチ1432を操作すると右上の図に示すように積込旋回が開始され、積込旋回目標点TLPまで作業機130と旋回体120との複合動作が自動で実現する。ここで、右下の図に示すように、オペレータが手動排土によってバケット133内の土砂等を排土する。排土終了後、オペレータが自動開始スイッチ1432を押下すると左下の図に示すように戻り旋回が開始され、戻り旋回目標点TRPまで作業機130と旋回体120との複合動作が自動で実現する。 Figure 4 shows a schematic diagram of a series of steps including manual excavation, loading rotation, manual soil dumping, and return rotation. For example, as shown in the upper left figure, the work machine 100 shown in Figure 4 loads soil or other cargo into the bucket 133 by manual excavation by the operator, and then when the operator operates the automatic start switch 1432, loading rotation is started as shown in the upper right figure, and the combined operation of the work machine 130 and the rotating body 120 is automatically realized up to the loading rotation target point TLP. Then, as shown in the lower right figure, the operator manually dumps soil or other cargo from the bucket 133. After soil dumping is completed, when the operator presses the automatic start switch 1432, return rotation is started as shown in the lower left figure, and the combined operation of the work machine 130 and the rotating body 120 is automatically realized up to the return rotation target point TRP.

なお、図2および図3に示す例では、自動開始スイッチ1432を積込旋回と戻り旋回とで共通として1個としているが、2個以上の複数のスイッチでもよい。例えば、積荷旋回用の自動開始スイッチを図2に示す自動開始スイッチ1432(以下、積込旋回自動開始スイッチ1432ともいう)とし、戻り旋回用の自動開始スイッチを図2に示す自動開始スイッチ1433(以下、戻り旋回自動開始スイッチ1433ともいう)として、独立に2個の自動開始スイッチを設けてもよい。スイッチの設け方については、例えばオペレータが任意に設定できるようにすることができる。 In the example shown in Figures 2 and 3, one automatic start switch 1432 is used in common for loading rotation and return rotation, but two or more switches may be used. For example, two independent automatic start switches may be provided, with the automatic start switch for loading rotation being the automatic start switch 1432 shown in Figure 2 (hereinafter also referred to as the loading rotation automatic start switch 1432) and the automatic start switch for return rotation being the automatic start switch 1433 shown in Figure 2 (hereinafter also referred to as the return rotation automatic start switch 1433). The switches may be provided in a manner that allows the operator to set them as desired, for example.

次に図5を参照して干渉回避点について説明する。図5は、作業機械100と土砂等の荷物の積み込み対象であるダンプトラック200との位置関係を模式的に示す。ダンプトラック200は、運転室201、荷台202、アオリ203を備える。図5は積込旋回の動作例を示す。作業機械100は、自動開始スイッチ1432の操作によって自動旋回開始点(SP)にあるバケット133(133a)を干渉回避点(EVP)を経由して積込目標点(TLP)に移動させている。積込目標点(TLP)到達時のバケット133(133b)の姿勢は、抱え込み姿勢(本実施形態では、掘削対象を掘削した荷がバケット133に収容された姿勢であり、荷積み姿勢ともいう)である。ここで、オペレータは、バケット133の姿勢をダンプ姿勢(本実施形態では、バケット133に収容された荷を全て排土することができる荷下ろし姿勢であり、排土姿勢ともいう)とし(バケット133(133c))、排土作業を実施する。ここで、干渉回避点(EVP)は、ダンプトラック200の荷台202等にぶつからないように設定するエリアの境界を表す点(位置情報)である。例えば、干渉回避点(EVP)は、ダンプトラック200の荷台202等にぶつからないようにするための位置または旋回体120が向く方位を設定する点である。本実形態では、この境界よりも排土点側(積荷旋回目標点TLP)では旋回動作しか行わない。干渉回避点(EVP)は、例えば、オペレータが実際に作業機を操作して旋回体120が向く方位および作業機130の姿勢を設定するティーチングに基づいて設定することができる。その際、例えば、図5に示すように、オペレータが登録した干渉回避点(ティーチング位置)に対して、垂直および水平方向に一定の余裕を持たせて干渉回避点(EVP)が設定される。なお、自動旋回開始点(SP)は、積込旋回または戻り旋回の開始時のバケットピン133Pの位置であり、オペレータが自動開始スイッチ1432を操作したときの位置である。また、以下では、自動旋回開始点(SP)を開始点ともいう。なお、自動旋回開始点(SP)は、積込旋回または戻り旋回の開始時の作業機130のある特定の位置であってもよく、例えばバケット133の左右端や、刃先などの位置であってもよい。 Next, the interference avoidance point will be described with reference to FIG. 5. FIG. 5 shows a schematic diagram of the positional relationship between the work machine 100 and the dump truck 200 on which soil or other cargo is to be loaded. The dump truck 200 is equipped with a cab 201, a loading platform 202, and a tailgate 203. FIG. 5 shows an example of a loading swing operation. By operating the automatic start switch 1432, the work machine 100 moves the bucket 133 (133a) located at the automatic swing start point (SP) to the loading target point (TLP) via the interference avoidance point (EVP). The posture of the bucket 133 (133b) when it reaches the loading target point (TLP) is the hoisting posture (in this embodiment, the posture in which the load excavated from the excavation target is stored in the bucket 133, also referred to as the loading posture). Here, the operator sets the attitude of the bucket 133 to a dump attitude (in this embodiment, this is a load unloading attitude that allows all the load contained in the bucket 133 to be discharged, and is also called a load discharge attitude) (bucket 133 (133c)) and performs the load discharge work. Here, the interference avoidance point (EVP) is a point (position information) that represents the boundary of an area set so as not to collide with the bed 202 of the dump truck 200, etc. For example, the interference avoidance point (EVP) is a point that sets a position or a direction in which the revolving body 120 faces so as not to collide with the bed 202 of the dump truck 200, etc. In this embodiment, only a rotation operation is performed on the discharge point side (load rotation target point TLP) of this boundary. The interference avoidance point (EVP) can be set, for example, based on teaching in which the operator actually operates the work machine to set the direction in which the revolving body 120 faces and the attitude of the work machine 130. At that time, as shown in FIG. 5, for example, the interference avoidance point (EVP) is set with a certain margin in the vertical and horizontal directions from the interference avoidance point (teaching position) registered by the operator. The automatic turning start point (SP) is the position of the bucket pin 133P at the start of loading turning or return turning, and is the position when the operator operates the automatic start switch 1432. In the following, the automatic turning start point (SP) is also referred to as the start point. The automatic turning start point (SP) may be a specific position of the work machine 130 at the start of loading turning or return turning, and may be, for example, the left or right end of the bucket 133, the cutting edge, or the like.

図6は積込旋回における旋回角度とバケットピンの高さの位置の例を示す。横軸は旋回角度、縦軸はバケットピンの高さである。図6では、自動旋回開始点(SP)の旋回角度を開始角度、干渉回避点(EVP)の旋回角度を干渉回避点角度、また、積込旋回目標点(TLP)の旋回角度を目標角度として示している。また、自動旋回開始点(SP)の高さを開始高さ、干渉回避点EVPの高さを干渉回避点高さ、また、積込旋回目標点(TLP)の高さを目標高さとして示している。また、ダンプトラックとの干渉領域を網掛けして示している。図6に示す例では、自動旋回開始点(SP)から干渉回避点(EVP)までは、旋回体120の制御と作業機130のブーム131上げ制御とを複合的に実行することで、旋回角度が干渉回避点角度に達する前にバケットピン高さが干渉開始点高さに到達している。また、干渉回避点到達後は、旋回体120の単独制御によって、旋回角度が目標角度に到達している。図6では、積込旋回における自動旋回開始点(SP)の開始高さが積込旋回目標点(TLP)の目標高さよりも低いが、例えば、自動旋回開始点(SP)の開始高さが積込旋回目標点(TLP)の目標高さまたは干渉回避点(EVP)の高さの少なくとも一方よりも高くてもよい。その場合、自動旋回開始点(SP)から積込旋回目標点(TLP)または干渉回避点(EVP)までは、旋回体120の制御と作業機130のブーム131下げ制御とを複合的に実行する。 Figure 6 shows an example of the position of the rotation angle and the height of the bucket pin in loading rotation. The horizontal axis is the rotation angle, and the vertical axis is the bucket pin height. In Figure 6, the rotation angle of the automatic rotation start point (SP) is shown as the start angle, the rotation angle of the interference avoidance point (EVP) is shown as the interference avoidance point angle, and the rotation angle of the loading rotation target point (TLP) is shown as the target angle. In addition, the height of the automatic rotation start point (SP) is shown as the start height, the height of the interference avoidance point EVP is shown as the interference avoidance point height, and the height of the loading rotation target point (TLP) is shown as the target height. In addition, the interference area with the dump truck is shown shaded. In the example shown in Figure 6, from the automatic rotation start point (SP) to the interference avoidance point (EVP), the bucket pin height reaches the interference start point height before the rotation angle reaches the interference avoidance point angle by performing a combination of control of the rotating body 120 and control of raising the boom 131 of the work machine 130. After reaching the interference avoidance point, the rotation angle reaches the target angle by the sole control of the rotating body 120. In FIG. 6, the start height of the automatic rotation start point (SP) in loading rotation is lower than the target height of the loading rotation target point (TLP), but for example, the start height of the automatic rotation start point (SP) may be higher than at least one of the target height of the loading rotation target point (TLP) or the height of the interference avoidance point (EVP). In that case, from the automatic rotation start point (SP) to the loading rotation target point (TLP) or the interference avoidance point (EVP), the control of the rotating body 120 and the lowering control of the boom 131 of the work machine 130 are performed in a combined manner.

一方、図7および図8は、戻り旋回における旋回角度とバケットピンの高さの位置の例を示す。図7は自動旋回開始点(SP)の高さが干渉回避点(EVP)の高さと等しい場合の例を示し、図8は自動旋回開始点(SP)の高さが干渉回避点(EVP)の高さより低い場合の例を示す。図7に示す例では、干渉回避点(EVP)に到達するまで、バケットピン高さは開始高さのまま維持され、旋回体120の単独制御によって、旋回体120は開始角度から干渉回避点角度へと移動する。そして、干渉回避点(EVP)に到達後は、旋回体120の旋回制御と作業機130のブーム131下げ制御とを複合的に実行することで、バケットピンは、目標高さと目標角度にまで到達する。また、図8に示す例では、まず、バケットピンの高さが干渉回避点高さに到達するまで、ブーム上げによる作業機130の単独制御をする。干渉回避点高さに到達した後は、干渉回避点(EVP)に到達するまで、バケットピン高さは干渉回避点高さのまま維持され、旋回体120の単独制御によって、旋回角度が開始角度から干渉回避点角度まで移動する。そして、干渉回避点(EVP)に到達後は、旋回体120の制御と作業機130のブーム131下げ制御とを複合的に実行することで、バケットピン高さは、目標高さと目標角度まで到達する。なお、本実施形態では、戻り旋回においては、目標角度および目標高さに到達するまでに作業機130の姿勢が目標姿勢となるように制御される。図7および図8では、戻り旋回における自動旋回開始点(SP)の開始高さが戻り旋回目標点(TRP)の目標高さよりも高いが、例えば、自動旋回開始点(SP)の開始高さが戻り旋回目標点(TRP)の目標高さまたは干渉回避点(EVP)の高さの少なくとも一方よりも低くてもよい。その場合、自動旋回開始点(SP)から戻り旋回目標点(TRP)または干渉回避点(EVP)までは、旋回体120の制御と作業機130のブーム131上げ制御とを複合的に実行する。 On the other hand, Figures 7 and 8 show examples of the rotation angle and bucket pin height position in the return rotation. Figure 7 shows an example in which the height of the automatic rotation start point (SP) is equal to the height of the interference avoidance point (EVP), and Figure 8 shows an example in which the height of the automatic rotation start point (SP) is lower than the height of the interference avoidance point (EVP). In the example shown in Figure 7, the bucket pin height is maintained at the start height until the interference avoidance point (EVP) is reached, and the rotating body 120 moves from the start angle to the interference avoidance point angle by the independent control of the rotating body 120. Then, after reaching the interference avoidance point (EVP), the bucket pin reaches the target height and target angle by performing the rotation control of the rotating body 120 and the lowering control of the boom 131 of the working machine 130 in a combined manner. Also, in the example shown in Figure 8, first, the working machine 130 is independently controlled by raising the boom until the height of the bucket pin reaches the interference avoidance point height. After reaching the interference avoidance point height, the bucket pin height is maintained at the interference avoidance point height until the interference avoidance point (EVP) is reached, and the swing angle moves from the start angle to the interference avoidance point angle by the sole control of the swing unit 120. Then, after reaching the interference avoidance point (EVP), the bucket pin height reaches the target height and the target angle by performing the control of the swing unit 120 and the lowering control of the boom 131 of the work machine 130 in a combined manner. Note that in this embodiment, in the return swing, the attitude of the work machine 130 is controlled to be the target attitude by the time the target angle and the target height are reached. In Figs. 7 and 8, the start height of the automatic swing start point (SP) in the return swing is higher than the target height of the return swing target point (TRP), but for example, the start height of the automatic swing start point (SP) may be lower than at least one of the target height of the return swing target point (TRP) and the height of the interference avoidance point (EVP). In this case, control of the rotating body 120 and control of raising the boom 131 of the work machine 130 are performed in a combined manner from the automatic rotation start point (SP) to the return rotation target point (TRP) or the interference avoidance point (EVP).

図9は、積込旋回における動作例を、斜視図で示した例である。なお、運搬車両であるダンプトラック200は、アオリ203に加え、コボレーン(飛散防止装置)204を備え、また、ヒンジ205を備えている。コボレーン204やヒンジ205は干渉物の例である。図9に示す例では、バケットピンの軌跡は、自動旋回開始点(SP)から作業機130と旋回体120の両方の動作(以下、複合動作という)によって干渉回避点(EVP)まで延び、干渉回避点(EVP)から積込旋回目標点(TLP)まで旋回体120の単独の動作によって続いている。 Figure 9 is an oblique view of an example of the operation during loading rotation. The dump truck 200, which is the transport vehicle, is equipped with a cobo lane (scattering prevention device) 204 in addition to a tailgate 203, and also with a hinge 205. The cobo lane 204 and the hinge 205 are examples of interference objects. In the example shown in Figure 9, the trajectory of the bucket pin extends from the automatic rotation start point (SP) to the interference avoidance point (EVP) by the operation of both the work machine 130 and the rotating body 120 (hereinafter referred to as combined operation), and continues from the interference avoidance point (EVP) to the loading rotation target point (TLP) by the independent operation of the rotating body 120.

図10は、戻り旋回における動作例を、斜視図で示した例である。図10に示す例では、自動旋回開始点(SP)の高さは干渉回避点(EVP)の高さより高い。また、自動旋回開始点(SP)と干渉回避点(EVP)の位置が異なっている。この場合、本実施形態では、旋回体120の旋回軸120Cと干渉回避点(EVP)を含む垂直な平面(干渉回避縦面(VS))を基準として、積込対象との干渉回避を担保する。なお、本実施形態では、干渉回避縦面(VS)と後述する干渉回避平面(HS)を総称して干渉回避面という。この例では、バケットピンの軌跡は、自動旋回開始点(SP)から干渉回避縦面(VS)を通過するまで旋回体120の単独の動作によって延び、干渉回避縦面(VS)通過後は、作業機130と旋回体120の複合動作によって戻り旋回目標点(TRP)まで続いている。 Figure 10 is an oblique view of an example of operation during return turning. In the example shown in Figure 10, the height of the automatic turning start point (SP) is higher than the height of the interference avoidance point (EVP). In addition, the positions of the automatic turning start point (SP) and the interference avoidance point (EVP) are different. In this case, in this embodiment, interference avoidance with the loading target is ensured based on a vertical plane (interference avoidance vertical plane (VS)) that includes the rotation axis 120C of the rotating body 120 and the interference avoidance point (EVP). Note that in this embodiment, the interference avoidance vertical plane (VS) and the interference avoidance plane (HS) described later are collectively referred to as the interference avoidance plane. In this example, the trajectory of the bucket pin extends from the automatic rotation start point (SP) until it passes through the interference avoidance vertical plane (VS) by the independent movement of the rotating body 120, and after passing through the interference avoidance vertical plane (VS), it continues to the return rotation target point (TRP) by the combined movement of the work machine 130 and the rotating body 120.

図11は、戻り旋回における動作例を、斜視図で示した例である。図11に示す例では、自動旋回開始点(SP)の高さは干渉回避点(EVP)の高さより低い。また、自動旋回開始点(SP)と干渉回避点(EVP)の位置が異なっている。この場合、本実施形態では、干渉回避点(EVP)を含む水平な平面(干渉回避平面(HS))を基準として、バケットピン133Pの高さが干渉回避平面(HS)の高さ以上となるまで、作業機130を制御する。その後は、図10に示す例と同様に、干渉回避縦面(VS)を基準として、積込対象との干渉回避を担保する。この例では、バケットピンの軌跡は、自動旋回開始点(SP)から干渉回避平面(HS)に到達するまで上昇し、その後、干渉回避縦面(VS)を通過するまで旋回体120の単独の動作によって延び、干渉回避縦面(VS)通過後は、作業機130と旋回体120の複合動作によって戻り旋回目標点(TRP)まで続いている。 Figure 11 is an oblique view of an example of operation during a return turn. In the example shown in Figure 11, the height of the automatic turn start point (SP) is lower than the height of the interference avoidance point (EVP). In addition, the positions of the automatic turn start point (SP) and the interference avoidance point (EVP) are different. In this case, in this embodiment, the work machine 130 is controlled based on a horizontal plane (interference avoidance plane (HS)) that includes the interference avoidance point (EVP) until the height of the bucket pin 133P becomes equal to or higher than the height of the interference avoidance plane (HS). Thereafter, similar to the example shown in Figure 10, interference avoidance with the loading target is ensured based on the interference avoidance vertical plane (VS). In this example, the trajectory of the bucket pin rises from the automatic rotation start point (SP) until it reaches the interference avoidance plane (HS), then extends by the independent movement of the rotating body 120 until it passes through the interference avoidance vertical plane (VS), and after passing through the interference avoidance vertical plane (VS), it continues to the return rotation target point (TRP) by the combined movement of the work machine 130 and the rotating body 120.

(制御装置の構成)
図3に示すように制御装置61は、例えばマイクロコントローラ等のコンピュータを用いて構成することができ、コンピュータ、コンピュータの周辺装置、周辺回路等のハードウェアと、そのコンピュータが実行するプログラム等のソフトウェアとの組み合わせ等から構成される機能的構成として、自動旋回制御部62と、記憶部63と、操作指令切替部64とを備える。また、自動旋回制御部62は、情報入出力部621と、基準点設定部622と、旋回方向設定部623と、開始指示受付部624と、操作指令切替制御部625と、操作指令信号生成部626とを備える。また、記憶部63は、目標の作業機姿勢・車体方位角(排土点、干渉回避点、掘削開始点)を示す情報631等を記憶する。
(Configuration of the control device)
3, the control device 61 can be configured using a computer such as a microcontroller, and includes an automatic turning control unit 62, a storage unit 63, and an operation command switching unit 64 as a functional configuration configured by a combination of hardware such as a computer, peripheral devices and peripheral circuits of the computer, and software such as a program executed by the computer. The automatic turning control unit 62 also includes an information input/output unit 621, a reference point setting unit 622, a turning direction setting unit 623, a start instruction receiving unit 624, an operation command switching control unit 625, and an operation command signal generating unit 626. The storage unit 63 also stores information 631 indicating the target working machine attitude and vehicle body azimuth (earth unloading point, interference avoidance point, excavation start point), etc.

自動旋回制御部62は、操作指令信号(自動)を生成し、操作指令切替部64を介してEPC弁123-1へ出力することで、旋回体120と作業機130を駆動する。 The automatic rotation control unit 62 generates an operation command signal (automatic) and outputs it to the EPC valve 123-1 via the operation command switching unit 64, thereby driving the rotating body 120 and the work machine 130.

情報入出力部621は、操作装置143、姿勢角センサ151、GNSSセンサ152、IMU153等が出力した所定の情報を入力したり、表示入力装置143Dに対して所定の表示情報を出力したりする。 The information input/output unit 621 inputs predetermined information output by the operation device 143, attitude angle sensor 151, GNSS sensor 152, IMU 153, etc., and outputs predetermined display information to the display input device 143D.

基準点設定部622は、積込旋回目標点TLP(排土点)、戻り旋回目標点TRP(掘削開始点)および干渉回避点(EVP)を設定する。本実施形態では、これらの基準点をオペレータがティーチングすることで設定したり、特許文献1に記載されているように3次元マップ等を作成し、作成した3次元マップ等に基づいて設定したりすることができる。設定の仕方は、例えば、オペレータが任意に選択できるようにすることができる。ここでは、オペレータがティーチングすることで設定する例について説明する。
基準点設定部622は、表示入力装置143Dにバケット133を掘削開始点へ移動させる指示を表示させる。オペレータは、操作装置143を操作してバケット133を掘削開始点へ移動させ、表示入力装置143Dに掘削開始点への移動完了を入力する。
次に、基準点設定部622は、表示入力装置143Dにバケット133を、干渉回避点に移動させる指示を表示させる。オペレータは、操作装置143を操作してバケット133を干渉回避点へ移動させ、表示入力装置143Dに干渉回避点への移動完了を入力する。
次に、基準点設定部622は、表示入力装置143Dにバケット133を排土点に移動させる指示を表示させる。オペレータは、操作装置143を操作してバケット133を排土点へ移動させ、表示入力装置143Dに排土点への移動完了を入力する。
The reference point setting unit 622 sets a loading turning target point TLP (earth unloading point), a return turning target point TRP (digging start point), and an interference avoidance point (EVP). In this embodiment, these reference points can be set by the operator teaching, or a three-dimensional map or the like is created as described in Patent Document 1, and the reference points can be set based on the created three-dimensional map. The method of setting can be, for example, selected arbitrarily by the operator. Here, an example of setting by the operator teaching will be described.
The reference point setting unit 622 causes the display input device 143D to display an instruction to move the bucket 133 to the excavation start point. The operator operates the operation device 143 to move the bucket 133 to the excavation start point, and inputs a completion of the movement to the excavation start point to the display input device 143D.
Next, the reference point setting unit 622 causes the display input device 143D to display an instruction to move the bucket 133 to the interference avoidance point. The operator operates the operation device 143 to move the bucket 133 to the interference avoidance point, and inputs a completion of the movement to the interference avoidance point to the display input device 143D.
Next, the reference point setting unit 622 causes the display input device 143D to display an instruction to move the bucket 133 to the earth unloading point. The operator operates the operation device 143 to move the bucket 133 to the earth unloading point, and inputs a completion of the movement to the earth unloading point to the display input device 143D.

基準点設定部622は、表示入力装置143Dに基準点へ移動させる指示を表示するとともに、オペレータの表示入力装置143Dに対する入力操作と、情報入出力部621が入力した情報に基づいて、各基準点におけるショベル座標系基準で取得した作業機130の位置と姿勢、旋回体120の旋回角度についての情報等を記憶部63に情報631として記憶する。なお、基準点設定部622は、基準点の設定を任意のタイミングで変更することができる。すなわち、基準点設定部622は、例えば、自動旋回を実行する前に一度、積込旋回目標点TLP(排土点)、戻り旋回目標点TRP(掘削開始点)および干渉回避点(EVP)を設定した後は、任意のタイミングで例えば作業中に行うことができる。この場合、基準点の微調整を適宜調整することができる。例えば、積荷旋回目標点TLP(排土点)や戻り旋回目標点TRP(掘削開始点)等の微調整を適宜行うことができる。 The reference point setting unit 622 displays an instruction to move to the reference point on the display input device 143D, and stores information on the position and attitude of the work machine 130 acquired based on the excavator coordinate system at each reference point, the rotation angle of the rotating body 120, etc., in the storage unit 63 as information 631 based on the operator's input operation on the display input device 143D and the information input by the information input/output unit 621. The reference point setting unit 622 can change the setting of the reference point at any timing. That is, the reference point setting unit 622 can set the loading rotation target point TLP (earth unloading point), the return rotation target point TRP (digging start point), and the interference avoidance point (EVP) once before performing automatic rotation, and can perform the setting at any timing, for example, during work. In this case, the reference point can be fine-tuned as appropriate. For example, the loading rotation target point TLP (earth unloading point) and the return rotation target point TRP (digging start point), etc. can be fine-tuned as appropriate.

旋回方向設定部623は、目標位置へ移動するための作業機130の旋回方向を設定する。旋回方向設定部623は、例えば、積込対象と作業機械の位置関係に基づいて、積込旋回制御(第1旋回制御)および戻り旋回制御(第2旋回制御)における旋回方向を設定する。 The turning direction setting unit 623 sets the turning direction of the work machine 130 for moving to the target position. The turning direction setting unit 623 sets the turning direction in the loading turning control (first turning control) and the return turning control (second turning control) based on, for example, the positional relationship between the loading target and the work machine.

旋回方向設定部623は、例えば、干渉回避点(EVP)をまたいでバケット133を排土位置(荷下ろしの目標位置)に対応する積込旋回目標点TLP(第1目標点)またはバケット133を掘削開始位置(荷積みの目標位置)に対応する戻り旋回目標点TRP(第2目標点)へ至る方向に旋回方向を設定する。図12は、この場合の旋回方向設定部623の動作例を示す。図12に示す処理は、自動開始スイッチが操作された場合に開始される。図12に示す処理が開始されると、旋回方向設定部623は、まず、図6または図7等を参照して説明した目標角度を取得する(ステップS101)。次に、旋回方向設定部623は、干渉回避点角度を取得する(ステップS102)。次に、旋回方向設定部623は、左旋回をした場合に干渉回避点角度をまたいで目標角度に至るか否かを判定する(ステップS103)。左旋回をした場合に干渉回避点角度をまたいで目標角度に至る場合(ステップS103:YES)、旋回方向設定部623は、旋回方向を左旋回に設定して(ステップS104)、図12に示す処理を終了する。左旋回をした場合に干渉回避点角度をまたいで目標角度に至らない場合(ステップS103:NO)、旋回方向設定部623は、旋回方向を右旋回に設定して(ステップS105)、図12に示す処理を終了する。図13は、左旋回に設定される場合の例を示す。図14は、右旋回に設定される場合の例を示す。この場合、ティーチングしていた干渉回避点がある方向に積込旋回または戻り旋回が行われることになるので、例えば180度近くの旋回を行う場合にどちらに旋回するのか不明になるということを防止することができる。つまり、旋回したい方向に基準点を設定し、基準点へ向けて旋回することができる。 The turning direction setting unit 623 sets the turning direction in a direction in which the bucket 133 crosses the interference avoidance point (EVP) to reach the loading turning target point TLP (first target point) corresponding to the unloading position (target position for unloading) or the bucket 133 crosses the interference avoidance point (EVP) to reach the return turning target point TRP (second target point) corresponding to the excavation start position (target position for loading). FIG. 12 shows an example of the operation of the turning direction setting unit 623 in this case. The process shown in FIG. 12 is started when the automatic start switch is operated. When the process shown in FIG. 12 is started, the turning direction setting unit 623 first acquires the target angle described with reference to FIG. 6 or FIG. 7 (step S101). Next, the turning direction setting unit 623 acquires the interference avoidance point angle (step S102). Next, the turning direction setting unit 623 determines whether the target angle is reached by crossing the interference avoidance point angle when turning left (step S103). If the target angle is reached by crossing the interference avoidance point angle when turning left (step S103: YES), the turning direction setting unit 623 sets the turning direction to a left turn (step S104) and ends the process shown in FIG. 12. If the target angle is not reached by crossing the interference avoidance point angle when turning left (step S103: NO), the turning direction setting unit 623 sets the turning direction to a right turn (step S105) and ends the process shown in FIG. 12. FIG. 13 shows an example of a case where the turning direction is set to a left turn. FIG. 14 shows an example of a case where the turning direction is set to a right turn. In this case, since the loading turn or return turn is performed in the direction where the taught interference avoidance point is located, it is possible to prevent the user from becoming unclear in which direction to turn when turning nearly 180 degrees, for example. In other words, a reference point can be set in the direction in which the user wants to turn, and the user can turn toward the reference point.

また、旋回方向設定部623は、例えば、荷下ろし(積込、排土等)の対象(積込対象)がダンプトラックであり、ダンプトラック200の運転室201とバケット133とが干渉する場合、ダンプトラック200の運転室201との干渉が発生しない方向に旋回方向を設定する。干渉が発生しない方向とは、運搬車両を上方からの上面視でみて、バケット133と運搬車両の運転室201とが重ならない方向のことである。例えば、上方からの上面視で運搬車両をみた場合、バケット133が運転室201の上方を通過しない方向に旋回方向を設定する。図15は、この場合の旋回方向設定部623の動作例を示す。なお、図15に示す動作例は、作業機械100と作業機械100の積込対象であるダンプトラック200とがおおむね平行状態(X方向(作業機械100の前後方向)と後述するベクトルb(ダンプトラック200の前後方向)とがおおむね平行)であることを前提とした動作例である。ここで、おおむね平行とは、平行から所定の角度範囲内ということである。図15に示す処理は、自動開始スイッチ1432が操作された場合に開始される。図15に示す処理が開始されると、旋回方向設定部623は、図16または図17に示す排土点P0の位置情報とトラック輪郭点4点P1~P4の位置座標をショベル座標系基準で取得する(ステップS201)。なお、トラック輪郭点4点P1~P4の位置座標は、例えば、車車間通信で取得したり、例えば、作業機械100に設けられたLiDAR装置、レーダスキャナ、カメラ等の外界センサを利用して取得したりすることができる。次に、旋回方向設定部623は、ショベル座標系の原点(旋回軸120C)と排土点P0を結ぶベクトル(ベクトルa)を算出する(ステップS202)。次に、旋回方向設定部623は、トラック座標系X軸のベクトル(ベクトルb)を算出する(ステップS203)。トラック座標系は、ダンプトラック200の位置および向きを基準とした座標系である。またベクトルbが向く方位は、ダンプトラック200の運転室201前方とし、荷台側を後方とした場合、荷台から運転室201へ向く方位である。次に、旋回方向設定部623は、上方からの平面視で視たベクトルaとベクトルbのなす角度が0度より大きいか否かを判定する(ステップS204)。ベクトルaとベクトルbのなす角度が0度より大きい場合、旋回方向設定部623は、右旋回に設定し(ステップS205)、図15に示す処理を終了する。ベクトルaとベクトルbのなす角度が0度より大きくない場合、旋回方向設定部623は、左旋回に設定し(ステップS206)、図15に示す処理を終了する。図16に示す例では、なす角が0より大きいので旋回方向は右方向に設定される。図17に示す例では、なす角が0より大きくないので旋回方向は左方向に設定される。この場合、ダンプトラック200の荷台202の後ろ側から作業機130を近づけることができるので、運転室201の上方を通る場合と比べて好ましい。なお、ベクトルaとベクトルbのなす角度が予め設定された0度から所定の範囲内となる0度近傍の場合(図18参照)、旋回最小角となる方向で自動旋回するようにしてもよい。また、ベクトルaとベクトルbのなす角度が-180度と対向する場合、または-180度から予め設定された所定の範囲内で、つまりダンプトラック200が作業機械100に対向している場合(図19および図20参照)、旋回方向を決定せず、自動旋回を作動させず、表示入力装置143Dにバケット133の位置または姿勢が不適切である旨を、例えば、所定時間、表示や音を出力する。ただし、図21に示すように、ダンプトラック200が作業機械100の方を向いていない場合には、旋回できる場合があり、このような場合には自動旋回できるようにすることができる。 In addition, for example, when the target (loading target) for unloading (loading, soil removal, etc.) is a dump truck and the cab 201 of the dump truck 200 interferes with the bucket 133, the turning direction setting unit 623 sets the turning direction in a direction in which interference with the cab 201 of the dump truck 200 does not occur. The direction in which interference does not occur is a direction in which the bucket 133 and the cab 201 of the transport vehicle do not overlap when viewed from above the transport vehicle. For example, when the transport vehicle is viewed from above, the turning direction is set in a direction in which the bucket 133 does not pass above the cab 201. Figure 15 shows an example of the operation of the turning direction setting unit 623 in this case. The operation example shown in FIG. 15 is an operation example assuming that the work machine 100 and the dump truck 200, which is the loading target of the work machine 100, are in a substantially parallel state (the X direction (the longitudinal direction of the work machine 100) and the vector b (the longitudinal direction of the dump truck 200) described later are substantially parallel). In this case, substantially parallel means being within a predetermined angle range from parallel. The process shown in FIG. 15 is started when the automatic start switch 1432 is operated. When the process shown in FIG. 15 is started, the turning direction setting unit 623 acquires position information of the earth discharge point P0 and the position coordinates of the four truck contour points P1 to P4 shown in FIG. 16 or FIG. 17 based on the excavator coordinate system (step S201). The position coordinates of the four truck contour points P1 to P4 can be acquired, for example, by vehicle-to-vehicle communication, or can be acquired by using an external sensor such as a LiDAR device, a radar scanner, or a camera provided on the work machine 100. Next, the turning direction setting unit 623 calculates a vector (vector a) connecting the origin (turning axis 120C) of the shovel coordinate system and the earth discharge point P0 (step S202). Next, the turning direction setting unit 623 calculates a vector (vector b) of the X-axis of the truck coordinate system (step S203). The truck coordinate system is a coordinate system based on the position and direction of the dump truck 200. The direction of vector b is the direction from the loading platform to the loading platform when the front of the driver's cab 201 of the dump truck 200 is the front and the loading platform side is the rear. Next, the turning direction setting unit 623 determines whether the angle between vector a and vector b seen in a plan view from above is greater than 0 degrees (step S204). If the angle between vector a and vector b is greater than 0 degrees, the turning direction setting unit 623 sets the right turning (step S205) and ends the processing shown in FIG. 15. If the angle between the vector a and the vector b is not greater than 0 degrees, the turning direction setting unit 623 sets the turning direction to the left (step S206), and ends the process shown in FIG. 15. In the example shown in FIG. 16, the turning direction is set to the right because the angle is greater than 0. In the example shown in FIG. 17, the turning direction is set to the left because the angle is not greater than 0. In this case, the work machine 130 can approach from the rear side of the bed 202 of the dump truck 200, which is preferable compared to passing over the cab 201. Note that when the angle between the vector a and the vector b is near 0 degrees within a predetermined range from 0 degrees set in advance (see FIG. 18), the automatic turning may be performed in a direction that results in the minimum turning angle. Furthermore, if the angle between vector a and vector b is opposite to -180 degrees, or is within a preset range of -180 degrees, i.e., if the dump truck 200 is facing the work machine 100 (see Figures 19 and 20), the turning direction is not determined, automatic turning is not activated, and a display or sound is output to the display input device 143D for a predetermined period of time to the effect that the position or posture of the bucket 133 is inappropriate. However, as shown in Figure 21, if the dump truck 200 is not facing the work machine 100, it may be possible for it to turn, and in such a case, it may be possible to enable automatic turning.

なお、旋回方向設定部623は、例えば、表示入力装置143Dに対するオペレータの入力操作に基づいて手動で設定してもよい。また、旋回方向設定部623は、例えば、干渉する物が存在しないホッパや地面への作業機への排土作業の場合は、最小旋回角となる方向で旋回方向を設定してもよい。例えば、運搬車両を上方からの上面視でみて、バケット133と運搬車両の運転室201とが重ならなければ、目標方位までの旋回角が最小旋回角となる方向に旋回方向を設定してもよい。また、設定の仕方は、例えば、オペレータが入力画面のタッチ操作などで任意に選択できるようにすることができる。以上のように、旋回方向設定部623は、バケット133を目標位置へ移動させるために旋回体120が旋回する旋回方向を設定する。その際、旋回方向設定部623は、例えば、積込対象との干渉を回避するための干渉回避点を設定する基準点設定部622が設定した干渉回避点を向く方向に旋回方向を設定する。あるいは、旋回方向設定部623は、上方からの平面視で運搬車両であるダンプトラック200の運転室201と作業具であるバケット133とが重ならない方向に旋回方向を設定する。また、旋回方向設定部623は、所定の条件に応じて、旋回最小角となる方向に旋回方向を設定する。また、旋回方向設定部623は、運搬車両の前方が作業機械100を向く場合、旋回を実施させないようにする機能を有することができる。 The turning direction setting unit 623 may be set manually based on, for example, an input operation by an operator to the display input device 143D. In addition, the turning direction setting unit 623 may set the turning direction in a direction that results in a minimum turning angle, for example, in the case of a hopper or a work machine on the ground where there is no interfering object, in which the work machine is discharging soil. For example, when the bucket 133 and the driver's cab 201 of the transport vehicle are not overlapped when viewed from above, the turning direction may be set in a direction in which the turning angle to the target orientation is the minimum turning angle. In addition, the setting method may be arbitrarily selected by, for example, an operator by touching the input screen. As described above, the turning direction setting unit 623 sets the turning direction in which the rotating body 120 turns to move the bucket 133 to the target position. At that time, the turning direction setting unit 623 sets the turning direction in a direction that faces the interference avoidance point set by the reference point setting unit 622 that sets the interference avoidance point to avoid interference with the loading target, for example. Alternatively, the turning direction setting unit 623 sets the turning direction in a direction in which the driver's cab 201 of the dump truck 200, which is the transport vehicle, and the bucket 133, which is the work tool, do not overlap in a plan view from above. The turning direction setting unit 623 also sets the turning direction in a direction that results in a minimum turning angle according to predetermined conditions. The turning direction setting unit 623 can also have a function of preventing the transport vehicle from turning when the front of the transport vehicle faces the work machine 100.

開始指示受付部624は、自動開始スイッチ1432が1つの操作スイッチである場合に、自動開始スイッチ1432(所定の操作部)の操作がなされた場合に、積込旋回制御(作業具を荷下ろしの目標位置に対応する第1目標点へ移動させる第1旋回制御)の開始指示、または、戻り旋回制御(作業具を掘削のための目標位置に対応する第2目標点へ移動させる第2旋回制御)の開始指示として受け付ける。この構成によれば、1つの操作スイッチを用いて、旋回の開始を指示することができる。 When the automatic start switch 1432 is a single operating switch, the start instruction receiving unit 624 receives, when the automatic start switch 1432 (a specified operating unit) is operated, an instruction to start loading swing control (first swing control for moving the working tool to a first target point corresponding to the target position for unloading) or an instruction to start return swing control (second swing control for moving the working tool to a second target point corresponding to the target position for excavation). With this configuration, it is possible to instruct the start of swing using a single operating switch.

また、開始指示受付部624は、自動開始スイッチ1432が1つの操作スイッチである場合に、自動開始スイッチ1432に操作がなされたとき、例えば、図23に示すように、バケット133がダンプトラック200の荷台202あるいはベッセル206の上方にあるとき(作業具が第1目標点から所定の範囲内にあるとき)、戻り旋回制御(第2旋回制御)の開始指示として受け付ける。または、バケット133がダンプトラック200の荷台202あるいはベッセル206の上方にないとき(作業具が第1目標点から所定の範囲内にないとき)、積込旋回制御(第1旋回制御)の開始指示として受け付ける。なお、図23において位置P5およびP6は運転室201の端部の位置である。図22は、この場合の開始指示受付部624の動作例を示す。図22に示す処理は、自動開始スイッチ1432が操作された場合に開始される。図22に示す処理が開始されると、開始指示受付部624は、ベッセル206の位置情報を取得する(ステップS301)。次に、開始指示受付部624は、バケット133の位置情報を取得する(ステップS302)。例えば、バケット133の位置は、ショベル座標系におけるバケットピン133Pの位置であり、旋回体120が向く方位も含む。次に、開始指示受付部624は、バケット133がベッセル206の上方にあるか否かを判定する(ステップS303)。バケット133がベッセル206の上方にある場合(ステップS303:YES)、開始指示受付部624は、旋回モード(旋回制御の種別)を戻り旋回に設定し(ステップS304)、図22に示す処理を終了する。バケット133がベッセル206の上方にない場合(ステップS303:NO)、開始指示受付部624は、旋回モードを積込旋回に設定し(ステップS305)、図22に示す処理を終了する。 In addition, when the automatic start switch 1432 is a single operation switch, the start instruction receiving unit 624 receives the operation of the automatic start switch 1432 as an instruction to start the return swing control (second swing control) when, for example, the bucket 133 is above the loading platform 202 or the vessel 206 of the dump truck 200 (when the implement is within a predetermined range from the first target point) as shown in FIG. 23. Alternatively, when the bucket 133 is not above the loading platform 202 or the vessel 206 of the dump truck 200 (when the implement is not within a predetermined range from the first target point), the start instruction receiving unit 624 receives the operation of the automatic start switch 1432 as an instruction to start the loading swing control (first swing control). Note that in FIG. 23, positions P5 and P6 are the positions of the ends of the cab 201. FIG. 22 shows an example of the operation of the start instruction receiving unit 624 in this case. The process shown in FIG. 22 is started when the automatic start switch 1432 is operated. When the process shown in FIG. 22 is started, the start instruction receiving unit 624 acquires position information of the vessel 206 (step S301). Next, the start instruction receiving unit 624 acquires position information of the bucket 133 (step S302). For example, the position of the bucket 133 is the position of the bucket pin 133P in the shovel coordinate system, and also includes the orientation in which the revolving body 120 faces. Next, the start instruction receiving unit 624 determines whether or not the bucket 133 is above the vessel 206 (step S303). If the bucket 133 is above the vessel 206 (step S303: YES), the start instruction receiving unit 624 sets the revolving mode (type of revolving control) to return revolving (step S304), and ends the process shown in FIG. 22. If the bucket 133 is not above the vessel 206 (step S303: NO), the start command receiving unit 624 sets the rotation mode to loading rotation (step S305) and ends the processing shown in FIG. 22.

また、開始指示受付部624は、自動開始スイッチ1432が1つの操作スイッチである場合に、自動開始スイッチ1432に操作がなされたときに、例えば、図25に示すようにバケット133がダンプ姿勢(作業具が所定の荷下ろし姿勢)であるとき、戻り旋回制御(第2旋回制御)の開始指示として受け付ける。または、自動開始スイッチ1432に操作がなされたときに、図27に示すようにバケット133が抱え込み姿勢(作業具が所定の荷積み姿勢)であるとき、積込旋回制御(第1旋回制御)の開始指示として受け付ける。この場合、作業機械100単独で旋回モードを設定することができる。この場合の動作例を図24と図26に示す。ダンプ姿勢は、バケット133内の荷を排土している姿勢である。ダンプ姿勢は、例えば図25に示されるようにバケット133の刃先133Tが鉛直方向をさす姿勢よりもバケット133の刃先133Tが作業機械100から遠くなる方向に向いている姿勢(図25の破線DL)である。また、抱え込み姿勢は、バケット133に荷物が積込まれている姿勢である。抱え込み姿勢は、例えば図27の破線DLで示されるようにバケット133の刃先133Tが鉛直方向をさす姿勢よりもバケット133の刃先133Tが作業機械100に近づく方向に向いている姿勢である。近づく方向は、図25の破線DLに示すよう鉛直方向に直交する以上に刃先133Tが上方に向いているのが好ましい。なお、バケット133の姿勢は、作業機械100のピッチ角にて補正されてもよい。 In addition, when the automatic start switch 1432 is a single operation switch, the start instruction receiving unit 624 receives an instruction to start return swing control (second swing control) when the automatic start switch 1432 is operated, for example, when the bucket 133 is in a dump position (the working implement is in a specified unloading position) as shown in FIG. 25. Alternatively, when the automatic start switch 1432 is operated, the start instruction receiving unit 624 receives an instruction to start loading swing control (first swing control) when the bucket 133 is in a tuck position (the working implement is in a specified loading position) as shown in FIG. 27. In this case, the swing mode can be set by the work machine 100 alone. An example of operation in this case is shown in FIG. 24 and FIG. 26. The dump position is a position in which the load in the bucket 133 is being discharged. The dump posture is a posture in which the blade tip 133T of the bucket 133 faces away from the work machine 100 rather than a posture in which the blade tip 133T of the bucket 133 faces vertically, as shown in FIG. 25 (dashed line DL in FIG. 25). The hoarding posture is a posture in which a load is loaded into the bucket 133. The hoarding posture is a posture in which the blade tip 133T of the bucket 133 faces closer to the work machine 100 rather than a posture in which the blade tip 133T of the bucket 133 faces vertically, as shown in FIG. 27 (dashed line DL). It is preferable that the blade tip 133T faces upward so as to be perpendicular to the vertical direction or more as shown in FIG. 25 (dashed line DL). The posture of the bucket 133 may be corrected by the pitch angle of the work machine 100.

図24に示す処理は、自動開始スイッチ1432が操作された場合に開始される。図24に示す処理が開始されると、開始指示受付部624は、バケット133の姿勢情報を取得する(ステップS401)。次に、開始指示受付部624は、バケット133がダンプ姿勢になっているか否かを判定する(ステップS402)。バケット133がダンプ姿勢になっている場合(ステップS402:YES)、開始指示受付部624は、旋回モードを戻り旋回に設定し(ステップS403)、図24に示す処理を終了する。バケット133がダンプ姿勢になっていない場合(ステップS402:NO)、開始指示受付部624は、旋回モードを積込旋回に設定し(ステップS404)、図24に示す処理を終了する。また、開始指示受付部624で特定したバケット133の姿勢情報は、車体のIMUに基づいて計測された車体(走行体110)のピッチ角やロール角などの車体傾斜情報を加味して補正してもよい。 24 is started when the automatic start switch 1432 is operated. When the process shown in FIG. 24 is started, the start instruction receiving unit 624 acquires the attitude information of the bucket 133 (step S401). Next, the start instruction receiving unit 624 determines whether the bucket 133 is in a dump attitude (step S402). If the bucket 133 is in a dump attitude (step S402: YES), the start instruction receiving unit 624 sets the turning mode to return turning (step S403) and ends the process shown in FIG. 24. If the bucket 133 is not in a dump attitude (step S402: NO), the start instruction receiving unit 624 sets the turning mode to loading turning (step S404) and ends the process shown in FIG. 24. In addition, the attitude information of the bucket 133 identified by the start instruction receiving unit 624 may be corrected by taking into account vehicle body inclination information such as the pitch angle and roll angle of the vehicle body (traveling body 110) measured based on the IMU of the vehicle body.

図26に示す処理は、自動開始スイッチ1432が操作された場合に開始される。図26に示す処理が開始されると、開始指示受付部624は、バケット133の姿勢情報を取得する(ステップS501)。次に、開始指示受付部624は、バケット133が抱え込み姿勢になっているか否かを判定する(ステップS502)。バケット133が抱え込み姿勢になっている場合(ステップS502:YES)、開始指示受付部624は、旋回モードを積込旋回に設定し(ステップS503)、図26に示す処理を終了する。バケット133が抱え込み姿勢になっていない場合(ステップS502:NO)、開始指示受付部624は、旋回モードを戻り旋回に設定し(ステップS504)、図26に示す処理を終了する。 26 is started when the automatic start switch 1432 is operated. When the process shown in FIG. 26 is started, the start instruction receiving unit 624 acquires the attitude information of the bucket 133 (step S501). Next, the start instruction receiving unit 624 determines whether the bucket 133 is in the hoisting attitude (step S502). If the bucket 133 is in the hoisting attitude (step S502: YES), the start instruction receiving unit 624 sets the rotation mode to loading rotation (step S503) and ends the process shown in FIG. 26. If the bucket 133 is not in the hoisting attitude (step S502: NO), the start instruction receiving unit 624 sets the rotation mode to return rotation (step S504) and ends the process shown in FIG. 26.

また、開始指示受付部624は、自動開始スイッチ1432が1つの操作スイッチである場合に、スイッチの操作がなされたときに、例えば、図23に示すように、バケット133がダンプトラック200の荷台202あるいはベッセル206の上方にあるときであっても(作業具が第1目標点から所定の範囲内にあるときであっても)、バケット133がダンプ姿勢でないとき(作業具が所定の荷下ろし姿勢でないとき)、スイッチの操作を受け付けない。または、スイッチの操作がなされたときに、バケット133がダンプトラック200の荷台202あるいはベッセル206の上方にないときであっても(作業具が第1目標点から所定の範囲内にないときであっても)、バケット133が抱え込み姿勢でないとき(作業具が所定の荷積み姿勢でないとき)、スイッチの操作を受け付けないようにしてもよい。この場合の動作例を図28に示す。 In addition, when the automatic start switch 1432 is a single operation switch, the start instruction receiving unit 624 does not accept the switch operation when the switch is operated, for example, as shown in FIG. 23, even if the bucket 133 is above the bed 202 or vessel 206 of the dump truck 200 (even if the working implement is within a predetermined range from the first target point) and the bucket 133 is not in the dumping position (when the working implement is not in the predetermined unloading position). Alternatively, even if the bucket 133 is not above the bed 202 or vessel 206 of the dump truck 200 (even if the working implement is not within a predetermined range from the first target point) and the bucket 133 is not in the hoisting position (when the working implement is not in the predetermined loading position), the switch operation may not be accepted. An example of the operation in this case is shown in FIG. 28.

図28に示す処理は、自動開始スイッチ1432が操作された場合に開始される。図28に示す処理が開始されると、開始指示受付部624は、ベッセル206の位置情報を取得するとともに(ステップS601)、バケット133の位置および姿勢情報を取得する(ステップS602)。例えば、バケット133の位置は、ショベル座標系におけるバケットピン133Pの位置であり、旋回体120が向く方位も含む。開始指示受付部624は、作業機械100の位置情報と、ステップS601で取得したベッセル206の位置情報と、ステップS602で取得したバケット133の位置および姿勢情報に基づいて、ベッセル206とバケット133の位置関係を表す情報を取得することができる。なお、バケット133の位置および姿勢情報は、例えば旋回体120の方位角情報と作業機130(ブーム、アーム、バケット)の姿勢情報に基づいて算出することができる。次に、開始指示受付部624は、バケット133がベッセル206の上方にあるか否かを判定する(ステップS603)。バケット133がベッセル206の上方にある場合(ステップS603:YES)、開始指示受付部624は、バケット133がダンプ姿勢になっているか否かを判定する(ステップS604)。バケット133がダンプ姿勢になっている場合(ステップS604:YES)、開始指示受付部624は、旋回モードを戻り旋回に設定し(ステップS607)、図28に示す処理を終了する。バケット133がダンプ姿勢になっていない場合(ステップS604:NO)、開始指示受付部624は、自動旋回を作動させず(ステップS605)、表示入力装置143Dにバケット133の位置または姿勢が不適切である旨を例えば所定時間、表示や音を出力し(ステップS606)、図28に示す処理を終了する。なお、ステップS601のステップは有してなくてもよい。 The process shown in FIG. 28 is started when the automatic start switch 1432 is operated. When the process shown in FIG. 28 is started, the start instruction receiving unit 624 acquires the position information of the vessel 206 (step S601) and acquires the position and attitude information of the bucket 133 (step S602). For example, the position of the bucket 133 is the position of the bucket pin 133P in the shovel coordinate system, and also includes the orientation in which the rotating body 120 faces. The start instruction receiving unit 624 can acquire information representing the positional relationship between the vessel 206 and the bucket 133 based on the position information of the work machine 100, the position information of the vessel 206 acquired in step S601, and the position and attitude information of the bucket 133 acquired in step S602. The position and attitude information of the bucket 133 can be calculated based on, for example, the azimuth angle information of the rotating body 120 and the attitude information of the work machine 130 (boom, arm, bucket). Next, the start instruction receiving unit 624 determines whether the bucket 133 is above the vessel 206 (step S603). If the bucket 133 is above the vessel 206 (step S603: YES), the start instruction receiving unit 624 determines whether the bucket 133 is in a dump position (step S604). If the bucket 133 is in a dump position (step S604: YES), the start instruction receiving unit 624 sets the rotation mode to return rotation (step S607) and ends the process shown in FIG. 28. If the bucket 133 is not in a dump position (step S604: NO), the start instruction receiving unit 624 does not activate automatic rotation (step S605), and outputs a display or sound to the display input device 143D for a predetermined time, for example, that the position or posture of the bucket 133 is inappropriate (step S606), and ends the process shown in FIG. 28. Note that the step S601 may not be included.

バケット133がベッセル206の上方にない場合(ステップS603:NO)、開始指示受付部624は、バケット133が抱え込み姿勢になっているか否かを判定する(ステップS608)。バケット133が抱え込み姿勢になっている場合(ステップS608:YES)、開始指示受付部624は、旋回モードを積込旋回に設定し(ステップS609)、図28に示す処理を終了する。バケット133が抱え込み姿勢になっていない場合(ステップS608:NO)、開始指示受付部624は、自動旋回を作動させず(ステップS610)、表示入力装置143Dにバケット133の位置または姿勢が不適切である旨を例えば所定時間、表示や音を出力し(ステップS611)、図28に示す処理を終了する。この構成によれば、バケット133の位置や姿勢が不適切な状態で自動旋回制御が実行されることを防止することができる。 If the bucket 133 is not above the vessel 206 (step S603: NO), the start instruction receiving unit 624 determines whether the bucket 133 is in a hoisting position (step S608). If the bucket 133 is in a hoisting position (step S608: YES), the start instruction receiving unit 624 sets the rotation mode to loading rotation (step S609) and ends the process shown in FIG. 28. If the bucket 133 is not in a hoisting position (step S608: NO), the start instruction receiving unit 624 does not activate automatic rotation (step S610), and outputs a display or sound to the display input device 143D for a predetermined period of time to the effect that the position or posture of the bucket 133 is inappropriate (step S611), and ends the process shown in FIG. 28. This configuration makes it possible to prevent automatic rotation control from being executed when the position or posture of the bucket 133 is inappropriate.

また、開始指示受付部624は、自動開始スイッチ1432が2つの操作スイッチである場合(例えば、積込旋回自動開始スイッチ1432と、戻り旋回自動開始スイッチ1433を設ける場合)、バケット133の位置または姿勢の少なくとも一方が所定の条件を満たす場合に限って(作業具の位置または姿勢の少なくとも一方が所定の条件を満たす場合に限って)、積込旋回自動開始スイッチ1432または戻り旋回自動開始スイッチ1433(第1操作部または第2操作部)の操作を、積込旋回制御(第1旋回制御)の開始指示または戻り旋回制御(第2旋回制御)の開始指示として受け付けるようにしてもよい。この場合、オペレータが例えば積込旋回自動開始スイッチ1432と戻り旋回自動開始スイッチ1433の操作を間違えた場合に、自動旋回制御を開始しないようにすることができる。 In addition, when the automatic start switch 1432 is two operation switches (for example, when the loading rotation automatic start switch 1432 and the return rotation automatic start switch 1433 are provided), the start instruction receiving unit 624 may be configured to receive the operation of the loading rotation automatic start switch 1432 or the return rotation automatic start switch 1433 (first operation unit or second operation unit) as an instruction to start loading rotation control (first rotation control) or return rotation control (second rotation control) only when at least one of the position or posture of the bucket 133 satisfies a predetermined condition (only when at least one of the position or posture of the work tool satisfies a predetermined condition). In this case, if the operator mistakenly operates the loading rotation automatic start switch 1432 or the return rotation automatic start switch 1433, for example, the automatic rotation control can be prevented from starting.

開始指示受付部624は、例えば、戻り旋回自動開始スイッチ1433(第2操作部)の操作がなされた場合に、バケット133がベッセル206の上方にあるときに限って(作業具が第1目標点から所定の範囲内にあるときに限って)、戻り旋回制御(第2旋回制御)の開始指示として受け付ける。または、積込旋回自動開始スイッチ1432(第1操作部)の操作がなされた場合に、バケット133がベッセル206の上方にないときに限って(作業具が第1目標点から所定の範囲内にないときに限って)、積込旋回制御(第1旋回制御)の開始指示として受け付けるようにすることができる。この場合の動作例を図29に示す。 For example, when the return swing automatic start switch 1433 (second operation unit) is operated, the start instruction receiving unit 624 receives it as an instruction to start return swing control (second swing control) only when the bucket 133 is above the vessel 206 (only when the implement is within a predetermined range from the first target point). Alternatively, when the loading swing automatic start switch 1432 (first operation unit) is operated, it can be configured to receive it as an instruction to start loading swing control (first swing control) only when the bucket 133 is not above the vessel 206 (only when the implement is not within a predetermined range from the first target point). An example of the operation in this case is shown in FIG. 29.

図29に示す処理は、積込旋回自動開始スイッチ1432が操作された場合に開始される。図29に示す処理が開始されると、開始指示受付部624は、ベッセル206の位置情報を取得するとともに(ステップS701)、バケット133の位置情報を取得する(ステップS702)。例えば、バケット133の位置は、ショベル座標系におけるバケットピン133Pの位置であり、旋回体120が向く方位も含む。次に、開始指示受付部624は、バケット133がベッセル206の上方にあるか否かを判定する(ステップS703)。バケット133がベッセル206の上方にある場合(ステップS703:YES)、開始指示受付部624は、自動旋回を作動させず(ステップS704)、表示入力装置143Dにバケット133の位置または姿勢が不適切である旨を例えば所定時間、表示や音を出力し(ステップS705)、図29に示す処理を終了する。バケット133がベッセル206の上方にない場合(ステップS703:YES)、開始指示受付部624は、旋回モードを積込旋回に設定し(ステップS706)、図29に示す処理を終了する。なお、ステップS701のステップは有してなくてもよい。 The process shown in FIG. 29 is started when the loading rotation automatic start switch 1432 is operated. When the process shown in FIG. 29 is started, the start instruction receiving unit 624 acquires the position information of the vessel 206 (step S701) and acquires the position information of the bucket 133 (step S702). For example, the position of the bucket 133 is the position of the bucket pin 133P in the shovel coordinate system, and also includes the direction in which the rotating body 120 faces. Next, the start instruction receiving unit 624 determines whether the bucket 133 is above the vessel 206 (step S703). If the bucket 133 is above the vessel 206 (step S703: YES), the start instruction receiving unit 624 does not activate the automatic rotation (step S704), and outputs a display or sound to the display input device 143D for a predetermined time, for example, to the effect that the position or posture of the bucket 133 is inappropriate (step S705), and ends the process shown in FIG. 29. If the bucket 133 is not above the vessel 206 (step S703: YES), the start instruction receiving unit 624 sets the rotation mode to loading rotation (step S706) and ends the process shown in FIG. 29. Note that step S701 does not necessarily have to be included.

また、開始指示受付部624は、例えば、積込旋回自動開始スイッチ1432(第1操作部)の操作がなされた場合に、バケット133が抱え込み姿勢(作業具が所定の荷積み姿勢)であるときに限って、スイッチの操作を、積込旋回制御(第1旋回制御)の開始指示として受け付けるか、または、戻り旋回自動開始スイッチ1433(第2操作部)の操作がなされた場合に、バケット133がダンプ姿勢(作業具が所定の荷下ろし姿勢)であるときに限って、スイッチの操作を、戻り旋回制御(第2旋回制御)の開始指示として受け付けるようにしてもよい。この場合の動作例を図30に示す。 The start instruction receiving unit 624 may, for example, accept the operation of the loading swing automatic start switch 1432 (first operation unit) as an instruction to start loading swing control (first swing control) only when the bucket 133 is in a cradle position (the implement is in a specified loading position) when the loading swing automatic start switch 1432 (first operation unit) is operated, or may accept the operation of the return swing automatic start switch 1433 (second operation unit) as an instruction to start return swing control (second swing control) only when the bucket 133 is in a dump position (the implement is in a specified unloading position). An example of the operation in this case is shown in FIG. 30.

図30に示す処理は、積込旋回自動開始スイッチ1432が操作された場合に開始される。図30に示す処理が開始されると、開始指示受付部624は、バケット133の姿勢情報を取得する(ステップS801)。次に、開始指示受付部624は、バケット133がダンプ姿勢になっているか否かを判定する(ステップS802)。バケット133がダンプ姿勢になっている場合(ステップS802:YES)、開始指示受付部624は、自動旋回を作動させず(ステップS803)、表示入力装置143Dにバケット133の姿勢が不適切である旨を例えば所定時間、表示や音を出力し(ステップS804)、図30に示す処理を終了する。バケット133がダンプ姿勢になっていない場合(ステップS802:NO)、開始指示受付部624は、旋回モードを積込旋回に設定し(ステップS805)、図30に示す処理を終了する。 The process shown in FIG. 30 is started when the loading swing automatic start switch 1432 is operated. When the process shown in FIG. 30 is started, the start instruction receiving unit 624 acquires the attitude information of the bucket 133 (step S801). Next, the start instruction receiving unit 624 determines whether the bucket 133 is in a dump attitude (step S802). If the bucket 133 is in a dump attitude (step S802: YES), the start instruction receiving unit 624 does not activate the automatic swing (step S803), and outputs a display or sound to the display input device 143D that the attitude of the bucket 133 is inappropriate for a predetermined time, for example (step S804), and ends the process shown in FIG. 30. If the bucket 133 is not in a dump attitude (step S802: NO), the start instruction receiving unit 624 sets the swing mode to loading swing (step S805), and ends the process shown in FIG. 30.

なお、上述した複数の開始指示受付部624の動作の仕方については、例えば、オペレータが任意に選択できるようにすることができる。 The manner in which the above-mentioned multiple start instruction receiving units 624 operate can be selected by the operator, for example.

操作指令切替制御部625は、操作指令切替部64を制御して、操作装置143に対するオペレータの操作に応じて生成された操作指令信号(手動)と、操作指令信号生成部626が生成された操作指令信号(自動)とのいずれか一方を操作指令切替部64から出力させる。操作指令切替制御部625は、例えば、操作指令信号生成部626が操作指令信号(自動)を生成して出力した場合に、操作指令信号(自動)を選択して操作指令切替部64から出力させる。 The operation command switching control unit 625 controls the operation command switching unit 64 to output from the operation command switching unit 64 either an operation command signal (manual) generated in response to an operation of the operator on the operation device 143, or an operation command signal (automatic) generated by the operation command signal generating unit 626. For example, when the operation command signal generating unit 626 generates and outputs an operation command signal (automatic), the operation command switching control unit 625 selects the operation command signal (automatic) and outputs it from the operation command switching unit 64.

操作指令信号生成部626は、本開示に係る制御部の一構成例である。操作指令信号生成部626(制御部)は、所定の指示(例えば自動開始スイッチ1432の操作)に応じて、積込旋回制御または戻り旋回制御を行うための操作指令信号を生成して出力する。操作指令信号生成部626は、例えば、干渉回避点に基づき、積込旋回制御および戻り旋回制御におけるバケット133の移動を制御する。 The operation command signal generating unit 626 is one example configuration of a control unit according to the present disclosure. The operation command signal generating unit 626 (control unit) generates and outputs an operation command signal for performing loading swing control or return swing control in response to a predetermined instruction (e.g., operation of the automatic start switch 1432). The operation command signal generating unit 626 controls the movement of the bucket 133 in the loading swing control and return swing control based on, for example, an interference avoidance point.

また、操作指令信号生成部626は、開始指示受付部624によって自動開始スイッチ1432の操作が積込旋回制御の開始指示として受け付けられた場合に積込旋回制御を実行し、開始指示受付部624によって自動開始スイッチ1432の操作が戻り旋回制御の開始指示として受け付けられた場合に前戻り旋回制御を実行する。 The operation command signal generating unit 626 also executes loading turning control when the start instruction receiving unit 624 receives the operation of the automatic start switch 1432 as an instruction to start loading turning control, and executes forward return turning control when the start instruction receiving unit 624 receives the operation of the automatic start switch 1432 as an instruction to start return turning control.

また、操作指令信号生成部626は、積込旋回目標点TLPと干渉回避点EVPとに基づいて積込旋回制御を実行するとともに、戻り旋回目標点TRPと干渉回避点EVPを含む干渉回避縦面VS(干渉回避面)とに基づいて戻り旋回制御を実行する。 The operation command signal generating unit 626 also performs loading turning control based on the loading turning target point TLP and the interference avoidance point EVP, and performs return turning control based on the return turning target point TRP and the interference avoidance vertical plane VS (interference avoidance surface) that includes the interference avoidance point EVP.

また、操作指令信号生成部626は、干渉回避面が、旋回中心を通る旋回軸120Cと干渉回避点EVPとを含む干渉回避縦面VSである場合に、戻り旋回制御の開始時から干渉回避縦面VSを通過するまでの間、バケット133のバケットピン133Pの高さ(作業具の所定の高さ)を干渉回避点EVPの高さ以上とする。 In addition, when the interference avoidance plane is an interference avoidance vertical plane VS including the rotation axis 120C passing through the rotation center and the interference avoidance point EVP, the operation command signal generating unit 626 sets the height of the bucket pin 133P of the bucket 133 (the specified height of the work tool) to be equal to or higher than the height of the interference avoidance point EVP from the start of the return rotation control until passing through the interference avoidance vertical plane VS.

また、操作指令信号生成部626は、干渉回避面を境界とする第1領域と第2領域の一方において作業機130の姿勢の制御と旋回体120の旋回の制御とを組み合わせて実行し、他方において旋回体120の旋回の制御のみを実行する。 In addition, the operation command signal generating unit 626 performs a combination of control of the attitude of the work machine 130 and control of the rotation of the rotating body 120 in one of the first and second regions bounded by the interference avoidance surface, and performs only control of the rotation of the rotating body 120 in the other region.

また、操作指令信号生成部626は、開始指示受付部624が、積込旋回自動開始スイッチ1432の操作を積込旋回制御の開始指示として受け付けた場合、積込旋回制御を実行し、戻り旋回自動開始スイッチ1433の操作を戻り旋回制御の開始指示として受け付けた場合、戻り旋回制御を実行する。本実施形態において、操作指令信号生成部626は、作業具であるバケット133を目標位置へと移動させるための操作指令信号を生成して出力する。その際、操作指令信号生成部626は、バケット133を荷下ろしの目標位置に対応する第1目標点へ移動させる第1旋回制御またはバケット133を荷積みの目標位置に対応する第2目標点へ移動させる第2旋回制御を行うための操作指令信号を生成して出力する。 In addition, the operation command signal generating unit 626 executes loading swing control when the start instruction receiving unit 624 receives the operation of the loading swing automatic start switch 1432 as an instruction to start loading swing control, and executes return swing control when the start instruction receiving unit 624 receives the operation of the return swing automatic start switch 1433 as an instruction to start return swing control. In this embodiment, the operation command signal generating unit 626 generates and outputs an operation command signal for moving the bucket 133, which is a working tool, to a target position. In this case, the operation command signal generating unit 626 generates and outputs an operation command signal for performing a first swing control for moving the bucket 133 to a first target point corresponding to the target position for unloading, or a second swing control for moving the bucket 133 to a second target point corresponding to the target position for loading.

図31は、操作指令信号生成部626の動作例を示す。図31に示す動作は、自動開始スイッチ1432が操作された後、旋回方向と旋回モードが設定された場合に開始される。図31に示す処理が開始されると、操作指令信号生成部626は、旋回モードが積込旋回に設定されているか否かを判定する(ステップS901)。旋回モードが積込旋回に設定されている場合(ステップS901:YES)、操作指令信号生成部626は、設定された旋回方向で、干渉回避点まで旋回制御および作業機制御を複合的に実行し(ステップS902)、干渉回避点通過後は、積込旋回目標点まで旋回制御を単独で実行し(ステップS903)、図31に示す処理を終了する。 Figure 31 shows an example of the operation of the operation command signal generating unit 626. The operation shown in Figure 31 is started when the automatic start switch 1432 is operated and the turning direction and turning mode are set. When the process shown in Figure 31 is started, the operation command signal generating unit 626 determines whether the turning mode is set to loading turning (step S901). If the turning mode is set to loading turning (step S901: YES), the operation command signal generating unit 626 performs combined turning control and work machine control in the set turning direction up to the interference avoidance point (step S902), and after passing the interference avoidance point, performs independent turning control up to the loading turning target point (step S903), and ends the process shown in Figure 31.

旋回モードが積込旋回に設定されていない場合(ステップS901:NO)、操作指令信号生成部626は、開始高さが干渉回避点高さ以上であるか否かを判定する(ステップS904)。開始高さが干渉回避点高さ以上でない場合(ステップS904:NO)、操作指令信号生成部626は、干渉回避点高さまで作業機制御を単独で実行する(ステップS907)。ステップ907の後、または、開始高さが干渉回避点高さ以上である場合(ステップS904:YES)、操作指令信号生成部626は、設定された旋回方向で、干渉回避縦面(VS)まで旋回制御を単独で実行し(ステップS905)、干渉回避点通過後は、戻り旋回目標点(戻り旋回目標姿勢)まで旋回制御および作業機制御を複合的に実行して(ステップS906)、図31に示す処理を終了する。 If the turning mode is not set to loading turning (step S901: NO), the operation command signal generating unit 626 determines whether the start height is equal to or higher than the interference avoidance point height (step S904). If the start height is not equal to or higher than the interference avoidance point height (step S904: NO), the operation command signal generating unit 626 executes the work machine control alone up to the interference avoidance point height (step S907). After step 907, or if the start height is equal to or higher than the interference avoidance point height (step S904: YES), the operation command signal generating unit 626 executes the turning control alone up to the interference avoidance vertical plane (VS) in the set turning direction (step S905), and after passing the interference avoidance point, executes the turning control and the work machine control in a combined manner up to the return turning target point (return turning target posture) (step S906), and ends the processing shown in FIG. 31.

(作用・効果)
本実施形態によれば、自動旋回制御において旋回方向を自動で決定できたりする。したがって、本実施形態によれば、自動旋回制御において、使い勝手を向上させることができる。
(Action and Effects)
According to this embodiment, the turning direction can be automatically determined in the automatic turning control, and therefore, the usability of the automatic turning control can be improved.

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、操作装置143と制御装置61の一部の構成等を遠隔地に設置し、遠隔地にてオペレータがモニタの画面を見ながら無線通信を介して作業機130や旋回体120を制御するようにした遠隔操作システムであってもよい。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。 Although the embodiment of the present invention has been described above with reference to the drawings, the specific configuration is not limited to the above embodiment, and design changes and the like are also included within the scope of the gist of the present invention. For example, a remote control system may be used in which the operating device 143 and part of the configuration of the control device 61 are installed in a remote location, and an operator in the remote location controls the work machine 130 and the rotating body 120 via wireless communication while watching a monitor screen. In addition, part or all of the program executed by the computer in the above embodiment can be distributed via a computer-readable recording medium or communication line.

[付記]
実施形態に記載の制御装置61は次のように把握することができる。
[Additional Notes]
The control device 61 described in the embodiment can be understood as follows.

(1)本開示の第1の態様に係る制御装置は、旋回中心周りに旋回する旋回体と、作業具を有し前記旋回体に取り付けられた作業機とを備える作業機械の制御装置であって、前記作業具を目標位置へ移動させるために前記旋回体が旋回する方向を設定する旋回方向設定部を備える。 (1) A control device according to a first aspect of the present disclosure is a control device for a work machine that includes a rotating body that rotates around a rotation center and a work machine that has a working implement and is attached to the rotating body, and includes a rotation direction setting unit that sets the direction in which the rotating body rotates to move the working implement to a target position.

(2)本開示の第2の態様に係る制御装置は、(1)の制御装置であって、積込対象との干渉を回避するための干渉回避点を設定する基準点設定部を備え、前記旋回方向設定部は、前記干渉回避点を向く方向に前記旋回方向を設定する。 (2) A control device according to a second aspect of the present disclosure is the control device of (1), which includes a reference point setting unit that sets an interference avoidance point to avoid interference with a loading target, and the turning direction setting unit sets the turning direction to a direction toward the interference avoidance point.

(3)本開示の第3の態様に係る制御装置は、(1)または(2)の制御装置であって、前記旋回方向設定部は、上方からの平面視で運搬車両の運転室と作業具とが重ならない方向に前記旋回方向を設定する。 (3) A control device according to a third aspect of the present disclosure is the control device of (1) or (2), in which the turning direction setting unit sets the turning direction in a direction in which the driver's cab of the transport vehicle and the implement do not overlap when viewed from above in a plan view.

(4)本開示の第4の態様に係る制御装置は、(1)~(3)の制御装置であって、前記旋回方向設定部は、旋回最小角となる方向に前記旋回方向を設定する。 (4) A control device according to a fourth aspect of the present disclosure is a control device according to any one of (1) to (3), in which the turning direction setting unit sets the turning direction to a direction that results in a minimum turning angle.

(5)本開示の第5の態様に係る制御装置は、(1)~(4)の制御装置であって、前記旋回方向設定部は、前記運搬車両の前方が前記作業機械を向く場合、旋回を実施させない。 (5) A control device according to a fifth aspect of the present disclosure is a control device according to any one of (1) to (4), in which the turning direction setting unit does not cause the transport vehicle to turn when the front of the transport vehicle faces the work machine.

(6)本開示の第6の態様に係る制御装置は、(1)~(5)の制御装置であって、前記作業具を目標位置へと移動させるための操作指令信号を生成して出力する操作指令信号生成部を備え、前記操作指令信号生成部は、前記作業具を荷下ろしの前記目標位置に対応する第1目標点へ移動させる第1旋回制御または前記作業具を荷積みの前記目標位置に対応する第2目標点へ移動させる第2旋回制御を行うための操作指令信号を生成する。 (6) A control device according to a sixth aspect of the present disclosure is a control device according to any one of (1) to (5), and includes an operation command signal generating unit that generates and outputs an operation command signal for moving the work tool to a target position, and the operation command signal generating unit generates an operation command signal for performing a first rotation control for moving the work tool to a first target point corresponding to the target position for unloading, or a second rotation control for moving the work tool to a second target point corresponding to the target position for loading.

100…作業機械、110…走行体、120…旋回体、130…作業機、133…バケット、140…運転室、143D…表示入力装置、60…制御システム、61…制御装置、622…基準点設定部、623…旋回方向設定部、624…開始指示受付部、626…操作指令信号生成部(制御部) 100...working machine, 110...traveling body, 120...rotating body, 130...working machine, 133...bucket, 140...operator's cab, 143D...display input device, 60...control system, 61...control device, 622...reference point setting unit, 623...rotation direction setting unit, 624...start instruction receiving unit, 626...operation command signal generating unit (control unit)

Claims (8)

旋回中心周りに旋回する旋回体と、作業具を有し前記旋回体に取り付けられた作業機とを備える作業機械の制御装置であって、
前記作業具を目標位置へ移動させるために前記旋回体が旋回する方向を設定する旋回方向設定部
を備える制御装置。
A control device for a work machine including a rotating body that rotates around a rotation center and a work implement having a working tool and attached to the rotating body,
A control device comprising: a rotation direction setting unit that sets a direction in which the rotating body rotates to move the working tool to a target position.
積込対象との干渉を回避するための干渉回避点を設定する基準点設定部を備え、
前記旋回方向設定部は、前記干渉回避点を向く方向に前記旋回方向を設定する
請求項1に記載の制御装置。
A reference point setting unit is provided to set an interference avoidance point for avoiding interference with a loading object,
The control device according to claim 1 , wherein the turning direction setting unit sets the turning direction to a direction facing the interference avoidance point.
前記旋回方向設定部は、上方からの平面視で運搬車両の運転室と作業具とが重ならない方向に前記旋回方向を設定する
請求項1に記載の制御装置。
The turning direction setting unit sets the turning direction in a direction in which the driver's cab of the transport vehicle and the working tool do not overlap in a plan view from above.
The control device according to claim 1 .
前記旋回方向設定部は、旋回最小角となる方向に前記旋回方向を設定する
請求項1または3に記載の制御装置。
The control device according to claim 1 or 3, wherein the turning direction setting unit sets the turning direction to a direction that results in a minimum turning angle.
前記旋回方向設定部は、前記運搬車両の前方が前記作業機械を向く場合、旋回を実施させない
請求項4に記載の制御装置。
The control device according to claim 4 , wherein the turning direction setting unit does not cause the transport vehicle to turn when the front of the transport vehicle faces the work machine.
前記作業具を目標位置へと移動させるための操作指令信号を生成して出力する操作指令信号生成部を備え、
前記操作指令信号生成部は、前記作業具を荷下ろしの前記目標位置に対応する第1目標点へ移動させる第1旋回制御または前記作業具を荷積みの前記目標位置に対応する第2目標点へ移動させる第2旋回制御を行うための操作指令信号を生成する
請求項5に記載の制御装置。
an operation command signal generating unit that generates and outputs an operation command signal for moving the working tool to a target position;
6. The control device according to claim 5, wherein the operation command signal generating unit generates an operation command signal for performing a first rotation control for moving the working tool to a first target point corresponding to the target position for unloading or a second rotation control for moving the working tool to a second target point corresponding to the target position for loading.
旋回中心周りに旋回する旋回体と、作業具を有し前記旋回体に取り付けられた作業機とを備える作業機械の制御方法であって、
前記作業具を目標位置へ移動させるために前記旋回体が旋回する方向を設定するステップ
を含む制御方法。
A control method for a work machine including a rotating body that rotates around a rotation center and a work implement having a working tool and attached to the rotating body, comprising:
setting a direction in which the rotating body rotates to move the work implement to a target position.
旋回中心周りに旋回する旋回体と、
作業具を有し前記旋回体に取り付けられた作業機と、
前記旋回体と前記作業機を制御する制御装置と
を備える作業機械であって、
前記制御装置は、前記作業具を目標位置へ移動させるために前記旋回体が旋回する方向を設定する旋回方向設定部
を備える作業機械。
A rotating body that rotates around a rotation center;
A work machine having a work tool and attached to the rotating body;
A work machine including the rotating body and a control device for controlling the work implement,
The control device of the work machine includes a rotation direction setting unit that sets a direction in which the rotating body rotates to move the working tool to a target position.
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