特開 2024-30958 制御装置、制御方法および作業機械

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024030958

(43)【公開日】2024-03-07

(54)【発明の名称】制御装置、制御方法および作業機械

(51)【国際特許分類】

   E02F 9/20 20060101AFI20240229BHJP

【ＦＩ】

E02F9/20 K

【審査請求】未請求

【請求項の数】5

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022134218

(22)【出願日】2022-08-25

(71)【出願人】

【識別番号】000001236

【氏名又は名称】株式会社小松製作所

(74)【代理人】

【識別番号】110001634

【氏名又は名称】弁理士法人志賀国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】川又 利江

(72)【発明者】

【氏名】榎本 良太

(72)【発明者】

【氏名】福田 雄二

(72)【発明者】

【氏名】西藤 勝

(72)【発明者】

【氏名】寺西 雄一

(72)【発明者】

【氏名】高木 大輔

【テーマコード（参考）】

2D003

【Ｆターム（参考）】

2D003AA06

2D003BA07

2D003CA02

2D003DA04

2D003DB04

(57)【要約】

【課題】作業機の操作レバーの傾倒量の検出に異常が発生した場合に適切に対処する。
【解決手段】制御装置は、中立位置から第１方向または反対方向の第２方向に傾倒する作業機の操作レバーの傾倒量を検出する第１傾倒量センサが傾倒量に応じて出力した第１検出信号と、第２傾倒量センサが傾倒量に応じて出力した第２検出信号とを繰り返し取得する取得部と、作業機械の起動時に第１検出信号と第２検出信号が中立位置に対応した値であるか否かを所定時間繰り返し判定し、第１検出信号と第２検出信号の両方が中立位置に対応した値でない場合、所定の出力部からその旨の警報を出力し、所定時間が経過する前に第１検出信号と第２検出信号の両方が中立位置に対応した値となったとき、警報の出力を停止するとともに、第１検出信号に基づいて作業機を制御する所定の制御信号を生成して出力する制御部とを備える。
【選択図】図２

【特許請求の範囲】

【請求項1】

作業機を備える作業機械の制御装置であって、
中立位置から第１方向または前記第１方向とは反対方向の第２方向に傾倒する前記作業機の操作レバーの傾倒量を検出する第１傾倒量センサが前記傾倒量に応じて出力した第１検出信号と、前記傾倒量を検出する第２傾倒量センサが前記傾倒量に応じて出力した第２検出信号とを繰り返し取得する取得部と、
前記作業機械の起動時に前記第１検出信号と前記第２検出信号が前記中立位置に対応した値であるか否かを所定時間繰り返し判定し、
前記第１検出信号と前記第２検出信号の両方が前記中立位置に対応した値でない場合、所定の出力部からその旨の警報を出力し、
前記所定時間が経過する前に前記第１検出信号と前記第２検出信号の両方が前記中立位置に対応した値となったとき、前記警報の出力を停止するとともに、前記第１検出信号に基づいて前記作業機を制御する所定の制御信号を生成して出力する制御部と
を備える制御装置。

【請求項2】

前記制御部は、前記第１検出信号または前記第２検出信号のいずれか一方が前記中立位置に対応した値でない場合、他方の前記第１検出信号または前記第２検出信号に基づいて前記制御信号を生成して出力するとともに、所定の出力部から前記一方が前記中立位置に対応した値でない場合に対応した所定の情報を出力する
請求項１に記載の制御装置。

【請求項3】

前記制御部は、前記第１検出信号または前記第２検出信号のいずれか一方が前記中立位置に対応した値でない場合、他方の前記第１検出信号または前記第２検出信号に基づいて、前記作業機の機能を制限した上で、前記制御信号を生成して出力する
請求項２に記載の制御装置。

【請求項4】

作業機を備える作業機械の制御方法であって、
中立位置から第１方向または前記第１方向とは反対方向の第２方向に傾倒する前記作業機の操作レバーの傾倒量を検出する第１傾倒量センサが前記傾倒量に応じて出力した第１検出信号と、前記傾倒量を検出する第２傾倒量センサが前記傾倒量に応じて出力した第２検出信号とを繰り返し取得するステップと、
前記作業機械の起動時に前記第１検出信号と前記第２検出信号が前記中立位置に対応した値であるか否かを所定時間繰り返し判定し、
前記第１検出信号と前記第２検出信号の両方が前記中立位置に対応した値でない場合、所定の出力部からその旨の警報を出力し、
前記所定時間が経過する前に前記第１検出信号と前記第２検出信号の両方が前記中立位置に対応した値となったとき、前記警報の出力を停止するとともに、前記第１検出信号に基づいて前記作業機を制御する所定の制御信号を生成して出力するステップと
を含む制御方法。

【請求項5】

作業機と、
中立位置から第１方向または前記第１方向とは反対方向の第２方向に傾倒する前記作業機の操作レバーの傾倒量を検出する第１傾倒量センサが前記傾倒量に応じて出力した第１検出信号と、前記傾倒量を検出する第２傾倒量センサが前記傾倒量に応じて出力した第２検出信号とを繰り返し取得する取得部と、
作業機械の起動時に前記第１検出信号と前記第２検出信号が前記中立位置に対応した値であるか否かを所定時間繰り返し判定し、
前記第１検出信号と前記第２検出信号の両方が前記中立位置に対応した値でない場合、所定の出力部からその旨の警報を出力し、
前記所定時間が経過する前に前記第１検出信号と前記第２検出信号の両方が前記中立位置に対応した値となったとき、前記警報の出力を停止するとともに、前記第１検出信号に基づいて前記作業機を制御する所定の制御信号を生成して出力する制御部と
を備える作業機械。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、制御装置、制御方法および作業機械に関する。

【背景技術】

【0002】

特許文献１には、作業機（可動体）の操作レバーの傾倒角度を２つの検出部で検出して比較し、比較結果に基づいて異常の有無を判定し、異常である場合、角度が小さい方の検出結果に基づいて作業機を制御する制御装置が記載されている。特許文献１に記載されている２つの検出部は、一方が角度の増大に伴って検出信号の電圧を低下させ、他方が角度の増大に伴って検出信号の電圧を上昇させる特性を有する。そして、制御装置は、２つの検出信号の合計値を正常値と比較することで異常の有無を判定する。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２００６－３２８７５９号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

特許文献１に記載されている制御装置は、操作レバーの中立位置からの傾倒角度が大きいほど速い速度で作業機を動作させる。このため、例えば、２つの検出部に、中立位置からの傾倒角度が大きくなっていることを示す信号しか出力できないという異常が発生した場合、作業機の制御が不適切となってしまうおそれがあるという課題がある。

【0005】

本開示は、上記事情に鑑みてなされたものであり、作業機の操作レバーの傾倒量の検出に異常が発生した場合に適切に対処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。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本開示の一態様は、作業機を備える作業機械の制御装置であって、中立位置から第１方向または前記第１方向とは反対方向の第２方向に傾倒する前記作業機の操作レバーの傾倒量を検出する第１傾倒量センサが前記傾倒量に応じて出力した第１検出信号と、前記傾倒量を検出する第２傾倒量センサが前記傾倒量に応じて出力した第２検出信号とを繰り返し取得する取得部と、前記作業機械の起動時に前記第１検出信号と前記第２検出信号が前記中立位置に対応した値であるか否かを所定時間繰り返し判定し、前記第１検出信号と前記第２検出信号の両方が前記中立位置に対応した値でない場合、所定の出力部からその旨の警報を出力し、前記所定時間が経過する前に前記第１検出信号と前記第２検出信号の両方が前記中立位置に対応した値となったとき、前記警報の出力を停止するとともに、前記第１検出信号に基づいて前記作業機を制御する所定の制御信号を生成して出力する制御部とを備える制御装置である。

【0007】

本開示の一態様は、作業機を備える作業機械の制御方法であって、中立位置から第１方向または前記第１方向とは反対方向の第２方向に傾倒する前記作業機の操作レバーの傾倒量を検出する第１傾倒量センサが前記傾倒量に応じて出力した第１検出信号と、前記傾倒量を検出する第２傾倒量センサが前記傾倒量に応じて出力した第２検出信号とを繰り返し取得するステップと、前記作業機械の起動時に前記第１検出信号と前記第２検出信号が前記中立位置に対応した値であるか否かを所定時間繰り返し判定し、前記第１検出信号と前記第２検出信号の両方が前記中立位置に対応した値でない場合、所定の出力部からその旨の警報を出力し、前記所定時間が経過する前に前記第１検出信号と前記第２検出信号の両方が前記中立位置に対応した値となったとき、前記警報の出力を停止するとともに、前記第１検出信号に基づいて前記作業機を制御する所定の制御信号を生成して出力するステップとを含む制御方法である。

【0008】

本開示の一態様は、作業機と、中立位置から第１方向または前記第１方向とは反対方向の第２方向に傾倒する前記作業機の操作レバーの傾倒量を検出する第１傾倒量センサが前記傾倒量に応じて出力した第１検出信号と、前記傾倒量を検出する第２傾倒量センサが前記傾倒量に応じて出力した第２検出信号とを繰り返し取得する取得部と、前記作業機械の起動時に前記第１検出信号と前記第２検出信号が前記中立位置に対応した値であるか否かを所定時間繰り返し判定し、前記第１検出信号と前記第２検出信号の両方が前記中立位置に対応した値でない場合、所定の出力部からその旨の警報を出力し、前記所定時間が経過する前に前記第１検出信号と前記第２検出信号の両方が前記中立位置に対応した値となったとき、前記警報の出力を停止するとともに、前記第１検出信号に基づいて前記作業機を制御する所定の制御信号を生成して出力する制御部とを備える作業機械である。

【発明の効果】

【0009】

本開示の制御装置、制御方法および作業機械によれば、作業機の操作レバーの傾倒量の検出に異常が発生した場合に適切に対処することができる。

【図面の簡単な説明】

【0010】

【図1】本開示の実施形態に係る作業機械を示す側面図である。

【図2】本開示の実施形態に係る作業機械の制御システムの構成例を示すブロック図である。

【図3】本開示の実施形態に係る操作レバーを示す断面図である。

【図4】本開示の実施形態に係る操作レバーを示す断面図である。

【図5】本開示の実施形態に係る角度センサの出力特性図である。

【図6】本開示の実施形態に係るコントローラの動作例を示す状態遷移図である。

【図7】本開示の実施形態に係るコントローラの動作例を説明するための模式図である。

【図8】本開示の実施形態に係るコントローラの動作例を説明するための模式図である。

【図9】本開示の実施形態に係るコントローラの動作例を説明するための模式図である。

【図10】本開示の実施形態に係るコントローラの動作例を説明するための模式図である。

【発明を実施するための形態】

【0011】

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。

【0012】

本実施形態においては、作業機械１にローカル座標系を設定し、ローカル座標系を参照しながら各部の位置関係について説明する。ローカル座標系において、作業機械１の左右方向（車幅方向）に延伸する第１軸をＸ軸とし、作業機械１の前後方向に延伸する第２軸をＹ軸とし、作業機械１の上下方向に延伸する第３軸をＺ軸とする。Ｘ軸とＹ軸とは直交する。Ｙ軸とＺ軸とは直交する。Ｚ軸とＸ軸とは直交する。＋Ｘ方向は右方向であり、－Ｘ方向は左方向である。＋Ｙ方向は前方向であり、－Ｙ方向は後方向である。＋Ｚ方向は上方向であり、－Ｚ方向は下方向である。

【0013】

［作業機械の概要］
図１は、本実施形態に係る作業機械１を示す側面図である。本実施形態に係る作業機械１は、例えばホイールローダである。以下の説明において、作業機械１を適宜、ホイールローダ１、と称する。

【0014】

図１に示すように、ホイールローダ１は、車体２と、キャブ３と、走行装置４と、作業機１０とを有する。ホイールローダ１は、走行装置４により、作業現場を走行する。ホイールローダ１は、作業現場において、作業機１０を用いて作業を実施する。ホイールローダ１は、作業機１０を用いて、掘削作業、積込作業、運搬作業、および除雪作業等の作業を実施することができる。

【0015】

キャブ３は、車体２に支持される。キャブ３の内部には、オペレータが着座する運転席３１と、後述する操作装置３２と、表示入力部３５と、出力部３６とが配置される。

【0016】

走行装置４は、回転可能な車輪５を有する。車輪５は、車体２を支持する。ホイールローダ１は、走行装置４によって路面（あるいは地面）ＲＳを走行可能である。なお、図１では、左側の前輪５Ｆおよび後輪５Ｒのみが図示されている。

【0017】

作業機１０は、車体２に支持される。作業機１０は、作業工具の一例としてのバケット１２と、バケット１２の位置と姿勢を変化させる可動支持部１７とから構成されている。図１に示す例では、可動支持部１７は、ブーム１１と、ブームシリンダ１３と、バケットシリンダ１４と、ベルクランク１５と、リンク１６とを備える。

【0018】

ブーム１１は、車体２に対して回動可能に支持され、ブームシリンダ１３の伸縮に応じて上下方向に移動する。ブームシリンダ１３は、ブーム１１を移動させるための動力を発生するアクチュエータであり、一端部は車体２に連結され、他端部はブーム１１に連結される。オペレータが操作装置３２に含まれるブーム操作レバー３３（図２）を操作すると、ブームシリンダ１３が伸縮する。これにより、ブーム１１は上下方向に移動する。ブームシリンダ１３は、例えば油圧シリンダである。

【0019】

バケット１２は、刃先１２Ｔを有し、土砂等の掘削対象物の掘削や、積み込みを行うための作業工具である。バケット１２は、ブーム１１に対して回動可能に連結されるとともに、リンク１６の一端部に対して回動可能に連結されている。リンク１６の他端部は、ベルクランク１５の一端部に回動可能に連結されている。ベルクランク１５は、中央部がブーム１１に回動可能に連結され、他端部がバケットシリンダ１４の一端部に回動可能に連結されている。バケットシリンダ１４の他端部は車体２に回動可能に連結されている。バケット１２は、バケットシリンダ１４が発生する動力によって作動する。バケットシリンダ１４は、バケット１２を移動するための動力を発生するアクチュエータである。オペレータがバケット操作レバー３４（図２）を操作すると、バケットシリンダ１４が伸縮する。これにより、バケット１２は揺動する。バケットシリンダ１４は、例えば油圧シリンダである。刃先１２Ｔは、山刃、平刃等の形状を有し、交換可能にバケット１２の端部に取り付けられている。

【0020】

［制御システムの構成］
図２は、本実施形態に係るホイールローダ１の制御システムの構成例を示すブロック図である。図２に示すように、ホイールローダ１は、動力源２０１と、ＰＴＯ（Ｐｏｗｅｒ Ｔａｋｅ Ｏｆｆ）２０２と、油圧ポンプ２０３と、制御弁２００と、操作装置３２と、表示入力部３５と、出力部３６と、コントローラ１００とを備える。

【0021】

動力源２０１は、作業機械を作動させるための駆動力を発生する。動力源として、内燃機関や電動機が例示される。

【0022】

ＰＴＯ２０２は、動力源２０１の駆動力の少なくとも一部を油圧ポンプ２０３に伝達する。ＰＴＯ２０２は、動力源２０１の駆動力を走行装置４と油圧ポンプ２０３とに分配する。

【0023】

油圧ポンプ２０３は、動力源２０１によって駆動され、作動油を吐出する。油圧ポンプ２０３から吐出された作動油の少なくとも一部は、制御弁２００を介して、ブームシリンダ１３およびバケットシリンダ１４のそれぞれに供給される。制御弁２００は、コントローラ１００から所定の制御信号を受け、油圧ポンプ２０３からブームシリンダ１３およびバケットシリンダ１４のそれぞれに供給される作動油の流量、圧力および方向を制御する。作業機１０は、油圧ポンプ２０３からの作動油により動作する。

【0024】

操作装置３２は、キャブ３の内部に配置される。操作装置３２は、オペレータにより操作される。オペレータは、操作装置３２を操作して、ホイールローダ１の進行方向と走行速度の調整、前進または後進の切替え、および作業機１０の操作を実施する。操作装置３２は、例えば、ステアリング、シフトレバー、アクセルペダル、ブレーキペダル、ブーム操作レバー３３、およびバケット操作レバー３４を含む。ブーム操作レバー３３は、ブーム１１の姿勢を操作するための操作レバーである。ブーム操作レバー３３は、メイン角度センサ３３１とサブ角度センサ３３２を有し、操作レバーの傾倒量を示す２系統の検出信号を出力する。バケット操作レバー３４は、バケット１２の姿勢を操作するための操作レバーである。バケット操作レバー３４は、メイン角度センサ３４１とサブ角度センサ３４２を有し、操作レバーの傾倒量を示す２系統の検出信号を出力する。

【0025】

なお、ブーム操作レバー３３とバケット操作レバー３４を総称する場合、操作レバーという。メイン角度センサ３３１、サブ角度センサ３３２、メイン角度センサ３４１およびサブ角度センサ３４２を総称する場合、角度センサという。また、メイン角度センサ３３１とメイン角度センサ３４１を総称する場合、メイン角度センサという。また、サブ角度センサ３３２とサブ角度センサ３４２を総称する場合、サブ角度センサという。角度センサは、操作レバーの傾倒量を検出し、検出結果をアナログ電圧値で示す検出信号を出力する。傾倒量は、例えば傾倒角度、把持部分の移動量等に応じた値で表すことができる。なお、角度センサは、例えば、可変抵抗器（ポテンショメータ）と信号処理回路との組み合わせ、ホール素子と信号処理回路との組み合わせ等から構成することができる。また、メイン角度センサの検出信号の電圧値と、サブ角度センサの検出信号の電圧値との合計値は、一定値となるように、各検出信号が設定されている。また、以下では、メイン角度センサを単にメイン、サブ角度センサを単にサブということがある。

【0026】

表示入力部３５は、入力装置と表示装置の組み合わせ、タッチパネル等の入力表示装置等から構成される。オペレータは、表示入力部３５を用いて、例えば作業機１０の制御における設定値等を入力する。出力部３６は、表示装置、合成音声、警報音あるいは報知音の出力装置、警告灯等の表示灯等を含み、所定の情報を出力する。

【0027】

なお、メイン角度センサが本開示に係る第１傾倒量センサの一例である。また、サブ角度センサが本開示に係る第２傾倒量センサの一例である。

【0028】

図３および図４は、本実施形態に係るブーム操作レバー３３およびバケット操作レバー３４を示す断面図である。ブーム操作レバー３３とバケット操作レバー３４は同一構成とすることができ、以下、ブーム操作レバー３３を例に挙げて説明する。図３はブーム操作レバー３３の傾倒位置が中立位置である場合を示し、図４はブーム操作レバー３３の傾倒位置が後ろ方向のストロークエンドに達した位置である場合を示す。なお、ブーム操作レバー３３は前方向にも同様に傾倒する。ブーム操作レバー３３は、操作レバーに一定以上の操作力が掛けられていない状態で、操作レバーの位置を中立位置に自動的に復帰する機構を有している。本実施形態では、角度センサは操作レバーの下方に設けられ、操作レバーの傾倒量を検出する。操作レバーの傾倒中心には、バネ３０１が設けられている。バネ３０１は、操作レバーの位置を中立位置に自動的に復帰させる機能を有する。操作レバーの下方には、デテントソレノイド３０２が設けられている。デテントソレノイド３０２は、デテントソレノイド３０２に電流が流れると、操作レバーを最大に傾倒させた際に、操作レバーから手を放しても操作レバーを最大に傾倒させた位置に保持する機能を有する。本実施形態に係る操作レバーは、中立位置から第１方向（例えば前方向）または第１方向とは反対方向の第２方向（例えば後ろ方向）に傾倒する作業機１０の操作レバーである。

【0029】

図５は、本開示の実施形態に係る角度センサの出力特性図である。横軸は出力電圧、縦軸は操作レバーストロークである。この場合、操作レバーストロークは、ストロークエンドを「１」とした場合の百分率で表している。また、中立位置を「０％」として、例えば、前に倒した場合を負の値で表し、後ろに倒した場合を正の値で表している。ただし、正負の向きは逆でもよい。電圧値Ｖ１は例えば「０Ｖ」であり、電圧値Ｖ５は例えば「５Ｖ」である。本実施形態では、コントローラ１００における信号電圧の範囲が直流０～５Ｖである。電圧値Ｖ２は地絡故障の判定電圧であり、電圧値Ｖ４が天絡故障の判定電圧である。角度センサが出力した検出信号の電圧がＶ２以下の場合、地絡故障が発生していると判定することができる。角度センサが出力した検出信号の電圧がＶ４以上の場合、天絡故障が発生していると判定することができる。なお、角度センサの検出信号の範囲は、電圧値Ｖ２～電圧値Ｖ４の範囲よりも小さい。また、電圧値Ｖ３は中立位置に対応する電圧であり、例えば「２．５Ｖ」である。この例では、メイン角度センサの検出信号の電圧値Ｖｍとサブ角度センサの検出信号の電圧値Ｖｓの合計値は例えば「５Ｖ」一定となる。図５において、実線はメイン角度センサの検出信号の電圧値Ｖｍを、一点鎖線はサブ角度センサの検出信号の電圧値Ｖｓを示す。なお、二点鎖線で示す出力特性は、実線で示す出力特性が何らかの不具合で降下した場合の例である。例えば、メイン角度センサの検出信号の電圧値がＶｍ′に低下した場合、Ｖｍ′とＶｓの和は５Ｖを下回ることになる。

【0030】

コントローラ１００は、例えば、プロセッサ、主記憶装置、補助記憶装置、入出力装置等を有するＦＰＧＡ（Ｆｉｅｌｄ Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ｇａｔｅ Ａｒｒａｙ）やマイクロコンピュータを用いて構成される。コントローラ１００は、ハードウェアまたはハードウェアとプログラム等のソフトウェアの組み合わせ等から構成される機能的構成として、取得部１０１と、制御部１０２とを備える。本実施形態のコントローラ１００は、操作装置３２の操作等に応じて、制御弁２００を制御することで、ブームシリンダ１３およびバケットシリンダ１４を駆動制御する。コントローラ１００は、本開示に係る制御装置の一例である。

【0031】

取得部１０１は、メイン角度センサが操作レバーの傾倒量に応じて出力した各検出信号（第１検出信号）と、サブ角度センサが操作レバーの傾倒量に応じて出力した各検出信号（第２検出信号）とを例えば所定の周期（例えば数ミリ秒～数百ミリ秒周期）で繰り返し取得する。

【0032】

制御部１０２は、例えば、メイン角度センサの検出信号とサブ角度センサの検出信号に基づいて、各検出信号が正常か異常かを判定したり、異常な場合にどの角度センサの検出信号に基づいて制御弁２００の制御を行うかを選択したりする。なお、制御部１０２が行う異常の有無の判定には次の２つがある。ひとつは、ホイールローダ１のキーオン時（ホイールローダ１の起動時）に、操作レバーが操作されていないことを前提として、各検出信号が、操作レバーが中立位置にあることを示す値となっているか否かの判定である。この判定を中立判定という。なお、キーオン時とは、キーをオンしてから操作レバーの操作を開始するまでに通常要する時間より短い時間内であり、例えばキーをオンしてから数秒～十数秒程度の時間である。もう一つは、メインとサブの各検出信号の電圧値の合計値が、所定の一定値になっているか否かの判定である。この判定を和判定あるいはエラー判定という。和判定は起動時に限らず、操作レバーの操作中も判定することができる。

【0033】

制御部１０２は、例えば、ホイールローダ１のキーオン時（起動時）に、メイン角度センサの検出信号（第１検出信号）とサブ角度センサの検出信号（第２検出信号）が中立位置に対応した値であるか否かを判定し、第１検出信号と第２検出信号の両方が中立位置に対応した値である場合、第１検出信号に基づいて作業機１０を制御する所定の制御信号を生成して出力する。また、制御部１０２は、例えば、第１検出信号または第２検出信号のいずれか一方が中立位置に対応した値でない場合、他方の第１検出信号または第２検出信号に基づいて制御信号を生成して出力するとともに、出力部３６から一方が中立位置に対応した値でない場合に対応した所定の情報を出力する。なお、中立位置に対応した値とは、図５に示す例では、電圧値Ｖ３±α以内の電圧値である。ここで、αは判定の許容範囲の電圧値である。また、所定の情報の出力は、例えば、中立位置に対応した値でない場合を表すエラーコードの表示、合成音声や電子音による異常が検出されたことの報知、所定の表示灯の点灯や点滅等である。なお、所定の情報の出力は、エラー発報ともいう。

【0034】

また、制御部１０２は、例えば、第１検出信号または第２検出信号のいずれか一方が中立位置に対応した値でない場合、他方の第１検出信号または第２検出信号に基づいて、作業機１０の機能を制限した上で、制御信号を生成して出力する。作業機１０の機能の制限とは、作業機１０の作用あるいは動作の制限であり、例えば、作業機１０の動作速度を通常より低い値（例えば通常の数～数十％程度）に制限することである。

【0035】

また、制御部１０２は、例えば、第１検出信号と第２検出信号の両方が中立位置に対応した値であると判定した場合、第１検出信号と第２検出信号との合計値が一定値であるか否かを判定し、一定値でない場合、作業機１０の所定のアクチュエータの作動を停止するように、制御信号を生成して出力する。ここで、一定値は、図５を参照して説明した２倍の電圧値Ｖ３±β以内の電圧値である。また、βは判定の許容範囲の電圧値である。

【0036】

また、制御部１０２は、例えば、ホイールローダ１のキーオン時（起動時）に、メイン角度センサの検出信号（第１検出信号）とサブ角度センサの検出信号（第２検出信号）が中立位置に対応した値であるか否かを、例えば、キーオンの時刻から所定時間繰り返し判定する。所定時間は、例えば数秒～十数秒程度とすることができる。制御部１０２は、第１検出信号と第２検出信号の両方が中立位置に対応した値でない場合、出力部３６からその旨の警報を出力する。また、制御部１０２は、所定時間が経過する前に第１検出信号と第２検出信号の両方が中立位置に対応した値となったとき、警報の出力を停止するとともに、第１検出信号に基づいて作業機１０を制御する制御信号を生成して出力する。また、警報の出力は、例えば、操作レバーが中立位置にないことを表すエラーコードの表示、合成音声や電子音による操作レバーが中立位置にないことの報知、操作レバーが中立位置にないことを示す所定の表示灯の点灯や点滅等である。

【0037】

［コントローラの動作例］
図６は、本開示の実施形態に係るコントローラの動作例を示す状態遷移図である。図７～図１０は、本開示の実施形態に係るコントローラの動作例を説明するための模式図である。図６は、制御部１０２が、メイン角度センサの検出信号とサブ角度センサの検出信号に基づく異常の有無の判定状態（状態Ｓ０～Ｓ８）の遷移を示す。図６に示す状態遷移は、キーオン時に開始される。初期状態は状態Ｓ０である。

【0038】

状態Ｓ０では、次に状態Ｓ１～Ｓ４のどこに遷移するかを決定するために、制御部１０２によってイニシャルチェックが実施される。イニシャルチェックの結果に基づいて、状態Ｓ０から状態Ｓ１～Ｓ４のいずれかに状態が遷移する。なお、状態Ｓ０でのメイン角度センサとサブ角度センサの選択はメインである。図７は、イニシャルチェックの内容を示す。制御部１０２は状態Ｓ０にて中立判定を実施する。制御部１０２は、起動時からＴ５時間（例えば０．３秒間）経過で、経過後Ｔ６時間（例えば０．５秒間）でメイン・サブの中立判定を実施する。制御部１０２は、Ｔ６時間の間、常に中立範囲内であれば中立と判定する。また、制御部１０２は、Ｔ６時間に一度でも中立範囲外となると非中立と判定する。

【0039】

状態Ｓ０で、条件１が成立すると状態Ｓ１へ遷移する。状態Ｓ０で、条件２が成立すると状態Ｓ２へ遷移する。状態Ｓ０で、条件３が成立すると状態Ｓ３へ遷移する。状態Ｓ０で、条件４が成立すると状態Ｓ４へ遷移する。図８は、条件１～７を一覧にして示す。

【0040】

条件１の成立条件は、条件２が不成立かつ条件３が不成立かつ条件４が不成立である。

【0041】

条件２の成立条件は、メイン中立、かつ、サブ非中立、かつ、メイン・サブ両方とも断線、地絡、または、天絡のエラー検出範囲でない、である。なお、断線については、各センサの出力信号線がハイインピーダンス状態であるか否かで判定することができる。

【0042】

条件３の成立条件は、メイン非中立、かつ、サブ中立、かつ、メイン・サブ両方とも断線、地絡、または、天絡のエラー検出範囲でない、である。

【0043】

条件４の成立条件は、メイン非中立、かつ、サブ非中立、かつ、メイン・サブ両方とも断線、地絡、または、天絡のエラー検出範囲でない、である。

【0044】

状態Ｓ１はメインもサブも正常（通常）である状態である。メインとサブの選択はメインである。エラーの出力はエラー無しの状態（エラー発報も警報も無い状態）である。状態Ｓ１で条件７がＴ１時間（例えば０．０５秒間）継続して成立すると、状態Ｓ１から状態Ｓ６へ遷移する。

【0045】

状態Ｓ２はサブが異常である状態である。メインとサブの選択はメインである。エラーの出力はエラー発報である。作業機１０は機能制限される。状態Ｓ２は、キーオフとなるまで維持される。

【0046】

状態Ｓ３はメインが異常である状態である。メインとサブの選択はサブである。エラーの出力はエラー発報である。作業機１０は機能制限される。状態Ｓ３は、キーオフとなるまで維持される。

【0047】

状態Ｓ４はメインもサブも両方とも異常である状態である。エラーの出力は警報である。状態Ｓ４は、条件５が成立すると状態Ｓ０へ遷移し、条件６が成立すると状態Ｓ５へ遷移する。

【0048】

条件５の成立条件は、メイン・サブ両方とも中立がＴ３時間（例えば０．５秒間）以上経過したである。制御部１０２は、この遷移をする場合にはイニシャルチェック結果をメイン・サブともに中立に変更する。

【0049】

条件６の成立条件は、状態Ｓ４に遷移後Ｔ４時間（例えば１０秒間）経過である。

【0050】

条件７は、メイン・サブの電圧値の合計値が２×Ｖ３±βの範囲外、かつ、メイン・サブ両方とも断線、地絡、または、天絡のエラー検出範囲でない、である。

【0051】

状態Ｓ５はサブもメインも異常である状態である。メインとサブの選択はメインである。エラーの出力はエラー発報である。作業機１０は機能制限される。状態Ｓ５は、条件７がＴ１時間成立した場合に状態Ｓ７へ遷移する。

【0052】

状態Ｓ６はサブとメインの一方または両方が異常である状態である。メインとサブの選択はメインである。エラーの出力はなしである。作業機１０は所定のアクチュエータの作動が停止される。状態Ｓ６は、条件７が不成立で状態Ｓ１へ遷移し、条件７がＴ２時間（例えば１秒間）成立した場合に状態Ｓ８へ遷移する。

【0053】

状態Ｓ７はサブもメインも異常である状態である。メインとサブの選択はメインである。エラーの出力はエラー発報である。作業機１０は所定のアクチュエータの作動が停止される。状態Ｓ７は、条件７が不成立の場合に状態Ｓ６へ遷移し、条件７がさらにＴ２時間成立した場合に状態Ｓ８へ遷移する。

【0054】

状態Ｓ８はサブとメインの一方または両方が異常である状態である。メインとサブの選択はメインである。エラーの出力はエラー発報である。作業機１０は所定のアクチュエータの作動が停止される。状態Ｓ８は、キーオフとなるまで維持される。

【0055】

図６に示す状態遷移において、状態Ｓ２および状態Ｓ３では、メインとサブのどちらかが非中立でも片方が正常なら作業機１０は動かせるため、非常時稼働が可能である。また、エラー発報が行われているので、修理が促され、他方の角度センサも故障（二重故障）してしまう可能性を低くすることができる。なお、本実施形態において非常時稼働とは、故障等が発生した非常時において最低限の機能を維持した状態での作業機械１の稼働を意味し、例えば、作業機１０を作業機械１が走行可能な状態まで駆動し、作業機械１を走行させて、修理が可能な場所等まで移動させるのに必要な機能を維持した状態での稼働である。

【0056】

また、状態Ｓ４では、キーオン時の誤操作では警報（例えば誤操作警報（故障ではない））を行い、Ｔ４時間以上、異常と判定された場合に故障と判断するようにした。

【0057】

状態Ｓ８では、和エラーの場合、作業機１０の強制停止で安全が確保される。非常時稼働したい場合、キーオフからキーオンすれば、例えば状態Ｓ２等へ遷移し、片方のセンサが故障していなければ作業機１０を動かすことができる。

【0058】

図９は、図６を参照して説明したコントローラ１００の動作をまとめて表す。中立判定またはエラー判定については、「〇」が正常、「×」が異常を表す。非常時稼働については、「〇」が作業機１０の姿勢を走行可能な状態まで駆動し、非常時稼働可能であること、「△」は場合によっては非常時稼働可能であることを表す。

【0059】

図１０は、図９に示す正常（Ｎｏ．１）から、故障が進行した場合の動作をまとめて示す。角度センサの片方または両方の検出信号の電圧が降下した場合、いずれもエラー判定が異常となり、作業機１０が停止される。よって、中立判定が異常となるような状態となった場合でも作業機１０が停止されることになるので、操作レバーから手を離した状態で作業機１０が動くようなことはない。したがって、安全性を確保することができる（「〇」）。

【0060】

（作用・効果）
本実施形態によれば、作業機の操作レバーの傾倒量の検出に異常が発生した場合に適切に対処することができる。

【0061】

＜本実施形態の変形例または他の実施形態＞
以上、この発明の実施形態について図面を参照して説明してきたが、具体的な構成は上記実施形態に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等も含まれる。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。

【0062】

例えば、ホイールローダ１は、遠隔操作できるものとしてもよい。この場合、コントローラ１００の一部または全部と、操作装置３２とを、例えば、遠隔操作を行う場所に設けることができる。

【0063】

また、例えば、作業機械（あるいは作業車両）は、ホイールローダに限定されず、操作レバーの操作に応じて駆動される作業機を備える作業機械であればよい。例えば、油圧ショベル等の他の作業機械とすることができる。また、作業工具は、バケットに限られない。作業工具は、例えばアタッチメントとしてホイールローダに交換可能に取り付けられるフォーク、ベールグラブ等としてもよい。

【0064】

＜付記＞
上記実施形態に記載のコントローラ１００（制御装置）は、例えば以下のように把握される。

【0065】

（１）コントローラ１００（制御装置）は、作業機１０を備える作業機械１の制御装置であって、中立位置から第１方向または前記第１方向とは反対方向の第２方向に傾倒する前記作業機の操作レバーの傾倒量を検出する第１傾倒量センサ（メインストロークセンサ）が前記傾倒量に応じて出力した第１検出信号と、前記傾倒量を検出する第２傾倒量センサ（サブストロークセンサ）が前記傾倒量に応じて出力した第２検出信号とを繰り返し取得する取得部１０１と、前記作業機械の起動時に前記第１検出信号と前記第２検出信号が前記中立位置に対応した値であるか否かを所定時間繰り返し判定し、前記第１検出信号と前記第２検出信号の両方が前記中立位置に対応した値でない場合、所定の出力部３６からその旨の警報を出力し、前記所定時間が経過する前に前記第１検出信号と前記第２検出信号の両方が前記中立位置に対応した値となったとき、前記警報の出力を停止するとともに、前記第１検出信号に基づいて前記作業機を制御する所定の制御信号を生成して出力する制御部１０２とを備える。

【0066】

（２）前記制御部１０２は、前記第１検出信号または前記第２検出信号のいずれか一方が前記中立位置に対応した値でない場合、他方の前記第１検出信号または前記第２検出信号に基づいて前記制御信号を生成して出力するとともに、所定の出力部から前記一方が前記中立位置に対応した値でない場合に対応した所定の情報を出力する（１）の制御装置である。

【0067】

（３）前記制御部１０２は、前記第１検出信号または前記第２検出信号のいずれか一方が前記中立位置に対応した値でない場合、他方の前記第１検出信号または前記第２検出信号に基づいて、前記作業機の機能を制限した上で、前記制御信号を生成して出力する（２）の制御装置である。

【符号の説明】

【0068】

１…ホイールローダ（作業機械）、２…車体、３…キャブ、４…走行装置、５…車輪、６…タイヤ、１０…作業機、１１…ブーム、１２…バケット（作業工具）、１２Ｔ…刃先、１３…ブームシリンダ、１４…バケットシリンダ、１５…ベルクランク、１６…リンク、１７…可動支持部、３２…操作装置、３３…ブーム操作レバー、３４…バケット操作レバー、３３１、３４１…メインストロークセンサ、３３２、３４２…サブストロークセンサ、１００…コントローラ（制御装置）、１０１…取得部、１０２…制御部

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】