工程机械的控制系统、工程机械、以及工程机械的控制方法与流程

本发明涉及工程机械的控制系统、工程机械、以及工程机械的控制方法。

背景技术：

已知有专利文献1所公开的那种包括作业机的工程机械，该作业机具有倾斜式铲斗。

专利文献1：PCT国际公开第2015/186179号

技术实现要素：

在工程机械的控制所涉及的技术领域中，已知有针对表示挖掘对象的目标形状的目标施工地形，对作业机中的动臂、斗杆、以及铲斗的至少一方的位置或者姿势进行控制的作业机控制。通过实施作业机控制来实施遵循目标施工地形的施工。

在具有倾斜式铲斗的工程机械中，在现有的作业机控制的基础上还需要对倾斜式铲斗实施特别的控制，否则工程机械的作业效率会降低。

本发明的方式提供一种在包括具有倾斜式铲斗的作业机的工程机械中，能够抑制作业效率的降低的工程机械的控制系统、工程机械、以及工程机械的控制方法。

根据本发明的第1方式，提供一种工程机械的控制系统，该工程机械具备作业机，该作业机包括斗杆和铲斗，该铲斗能够分别以铲斗轴以及与上述铲斗轴正交的倾斜轴为中心相对于上述斗杆旋转，上述工程机械的控制系统包括：目标施工地形生成部，其生成表示挖掘对象的目标形状的目标施工地形；倾斜数据计算部，其计算以上述倾斜轴为中心倾斜旋转的上述铲斗的倾斜数据；规定点位置数据计算部，其基于至少包含上述铲斗的宽度数据的上述铲斗的外形数据，来计算设定于上述铲斗的规定点的位置数据；倾斜目标地形计算部，其基于上述规定点的位置数据、上述目标施工地形、以及上述倾斜数据，来计算在上述目标施工地形中在上述铲斗的侧面方向上延伸的倾斜目标地形；以及作业机控制部，其基于上述规定点与上述倾斜目标地形的距离，来控制上述铲斗的倾斜旋转。

根据本发明的第2方式，提供一种工程机械，其具备：上部回转体；下部行走体，其支承上述上部回转体；作业机，其包括上述斗杆与上述铲斗，并由上述上部回转体支承；以及第1方式的工程机械的控制系统。

根据本发明的第3方式，提供一种工程机械的控制方法，该工程机械具备作业机，该作业机包括斗杆和铲斗，该铲斗能够分别以铲斗轴以及与上述铲斗轴正交的倾斜轴为中心相对于上述斗杆旋转，上述工程机械的控制方法包括：生成表示挖掘对象的目标形状的目标施工地形；计算以上述倾斜轴为中心倾斜旋转的上述铲斗的倾斜数据；基于至少包含与上述铲斗的宽度有关的数据的上述铲斗的外形数据，来计算设定于上述铲斗的规定点的位置数据；基于上述规定点的位置数据、上述目标施工地形、以及上述倾斜数据，来计算在上述目标施工地形中在上述铲斗的侧面方向上延伸的倾斜目标地形；以及基于上述规定点与上述倾斜目标地形的距离，来输出控制上述铲斗的倾斜旋转的控制信号。

根据本发明的方式，提供了一种在包括具有倾斜式铲斗的作业机的工程机械中，能够抑制作业效率的降低的工程机械的控制系统、工程机械、以及工程机械的控制方法。

附图说明

图1是表示本实施方式所涉及的工程机械的一个示例的立体图。

图2是表示本实施方式所涉及的铲斗的一个示例的侧剖面图。

图3是表示本实施方式所涉及的铲斗的一个示例的主视图。

图4是示意性地表示本实施方式所涉及的液压挖掘机的侧视图。

图5是示意性地表示本实施方式所涉及的液压挖掘机的后视图。

图6是示意性地表示本实施方式所涉及的液压挖掘机的俯视图。

图7是示意性地表示本实施方式所涉及的铲斗的侧视图。

图8是示意性地表示本实施方式所涉及的铲斗的主视图。

图9是表示本实施方式所涉及的液压系统的一个示例的示意图。

图10是表示本实施方式所涉及的液压系统的一个示例的示意图。

图11是表示本实施方式所涉及的控制系统的一个示例的功能框图。

图12是示意性地表示设定于本实施方式所涉及的铲斗的规定点的一个示例的图。

图13是表示本实施方式所涉及的目标施工数据的一个示例的示意图。

图14是表示本实施方式所涉及的目标施工地形的一个示例的示意图。

图15是表示本实施方式所涉及的倾斜动作平面的一个示例的示意图。

图16是表示本实施方式所涉及的倾斜动作平面的一个示例的示意图。

图17是表示本实施方式所涉及的倾斜目标地形的一个示例的示意图。

图18是表示本实施方式所涉及的倾斜目标地形的一个示例的示意图。

图19是用于说明本实施方式所涉及的倾斜停止控制的示意图。

图20是表示本实施方式所涉及的动作距离与限制速度的关系的一个示例的图。

图21是用于说明本实施方式所涉及的铲斗的作用的示意图。

图22是用于说明本实施方式所涉及的铲斗的作用的示意图。

图23是用于说明本实施方式所涉及的铲斗的作用的示意图。

图24是用于说明本实施方式所涉及的铲斗的作用的示意图。

图25是表示本实施方式所涉及的液压挖掘机的控制方法的一个示例的流程图。

图26是表示本实施方式所涉及的倾斜动作平面的一个示例的示意图。

符号说明

1 作业机

2 上部回转体

3 下部行走体

3C 履带

4 驾驶室

5 发动机室

6 动臂

7 斗杆

8 铲斗

8B 铲斗销

8T 倾斜销

9 齿尖

10 液压缸

10A 盖侧油室

10B 杆侧油室

11 动臂缸

12 斗杆缸

13 铲斗缸

14 倾斜缸

16 动臂行程传感器

17 斗杆行程传感器

18 铲斗行程传感器

19 倾斜行程传感器

20 位置运算装置

21 车身位置运算器

22 姿势运算器

23 方位运算器

24 作业机角度运算装置

25 流量控制阀

30 操作装置

30F 操作踏板

30L 作业机操作杆

30T 倾斜操作杆

31 主液压泵

32 先导压力泵

33A、33B 油路

34A、34B 压力传感器

35A、35B 油路

36A、36B 梭阀

37A、37B 控制阀

38A、38B 油路

50 控制装置

51 车身位置数据获取部

52 作业机角度数据获取部

53A 规定点位置数据计算部

53B 候选规定点数据计算部

54 目标施工地形生成部

55 倾斜数据计算部

56 倾斜目标地形计算部

57 作业机控制部

58 限制速度决定部

59 存储部

60 输入输出部

70 目标施工数据生成装置

81 底板

82 背板

83 上板

84 侧板

85 侧板

86 开口部

87 支架

88 支架

90 连接部件

91 板部件

92 支架

93 支架

94 第1连杆部件

94P 第1连杆销

95 第2连杆部件

95P 第2连杆销

96 铲斗缸上部销

97 支架

100 液压挖掘机(工程机械)

200 控制系统

300 液压系统

400 检测系统

AP 点

AX1 动臂轴

AX2 斗杆轴

AX3 铲斗轴

AX4 倾斜轴

CD 目标施工数据

CS 目标施工地形

Da 动作距离

Db 垂直距离

L1 动臂长度

L2 斗杆长度

L3 铲斗长度

L4 倾斜长度

L5 铲斗宽度

LX 线

LY 线

RP 规定点

RPc 候选规定点

RX 回转轴

ST 倾斜目标地形

TP 倾斜动作平面

α 动臂角度

β 斗杆角度

γ 铲斗角度

δ 倾斜角度

ε 倾斜轴角度

θ1 侧倾角度

θ2 俯仰角度

θ3 横摆角度

具体实施方式

以下，一边参照附图一边说明本发明所涉及的实施方式，但本发明并不受其所限定。以下说明的各实施方式的构成要素可以适当地进行组合。此外，有时也可以不使用其中的一部分构成要素。

在以下的说明中，设定全局坐标系(XgYgZg坐标系)以及局部坐标系(XYZ坐标系)来对各部分的位置关系进行说明。全局坐标系是表示由如全球定位系统(Global Positioning System：GPS)那样的全球导航卫星系统(Global Navigation Satellite System：GNSS)确定出的绝对位置的坐标系。局部坐标系是表示相对于工程机械的基准位置的相对位置的坐标系。

工程机械

图1是表示本实施方式所涉及的工程机械100的一个示例的立体图。在本实施方式中，对工程机械100是液压挖掘机的示例进行说明。在以下的说明中，适当地将工程机械100称作液压挖掘机100。

如图1所示，液压挖掘机100包括通过液压工作的作业机1、作为支承作业机1的车身的上部回转体2、作为支承上部回转体2的行走装置的下部行走体3、用于操作作业机1的操作装置30、以及控制作业机1的控制装置50。上部回转体2能够在由下部行走体3支承的状态下以回转轴RX为中心回转。

上部回转体2具有供操作员搭乘的驾驶室4和收容发动机及液压泵的发动机室5。驾驶室4具有供操作员落座的驾驶座4S。发动机室5配置于驾驶室4的后方。

下部行走体3具有一对履带3C。液压挖掘机100通过履带3C的旋转而行走。另外，下部行走体3也可以具有轮胎。

作业机1由上部回转体2支承。作业机1具有通过动臂销连结于上部回转体2的动臂6、通过斗杆销连结于动臂6的斗杆7、和通过铲斗销及倾斜销连结于斗杆7的铲斗8。铲斗8具有齿尖9。在本实施方式中，铲斗8的齿尖9是设于铲斗8的直线形状的铲齿的前端部。另外，铲斗8的齿尖9也可以是设于铲斗8的凸状的铲齿的前端部。

动臂6能够以作为旋转轴的动臂轴AX1为中心相对于上部回转体2旋转。斗杆7能够以作为旋转轴的斗杆轴AX2为中心相对于动臂6旋转。铲斗8能够分别以作为旋转轴的铲斗轴AX3以及作为与铲斗轴AX3正交的旋转轴的倾斜轴AX4为中心相对于斗杆7旋转。旋转轴AX1、旋转轴AX2、以及旋转轴AX3平行。旋转轴AX1、AX2、以及AX3与平行于回转轴RX的轴正交。旋转轴AX1、AX2、AX3与局部坐标系的Y轴平行。回转轴RX与局部坐标系的Z轴平行。与旋转轴AX1、AX2、AX3平行的方向表示上部回转体2的车宽方向。与回转轴RX平行的方向表示上部回转体2的上下方向。与旋转轴AX1、AX2、及AX3、以及回转轴RX这两方都正交的方向表示上部回转体2的前后方向。以落座于驾驶座4S的操作员为基准，作业机1所在的方向为前方。

作业机1通过液压缸10所产生的动力工作。液压缸10包含使动臂6工作的动臂缸11、使斗杆7工作的斗杆缸12、以及使铲斗8工作的铲斗缸13及倾斜缸14。

此外，作业机1具有：动臂行程传感器16，其检测表示动臂缸11的驱动量的动臂行程；斗杆行程传感器17，其检测表示斗杆缸12的驱动量的斗杆行程；铲斗行程传感器18，其检测表示铲斗缸13的驱动量的铲斗行程；以及倾斜行程传感器19，其检测表示倾斜缸14的驱动量的倾斜行程。动臂行程传感器16配置于动臂缸11。斗杆行程传感器17配置于斗杆缸12。铲斗行程传感器18配置于铲斗缸13。倾斜行程传感器19配置于倾斜缸14。

操作装置30配置于驾驶室4。操作装置30包含由液压挖掘机100的操作员操作的操作部件。操作员对操作装置30进行操作，来使作业机1工作。在本实施方式中，操作装置30包含右作业机操作杆30R、左作业机操作杆30L、倾斜操作杆30T、以及操作踏板30F。

若向前方操作位于中立位置的右作业机操作杆30R，则动臂6进行下降动作，若向后方操作，则动臂6进行上升动作。若向右方操作位于中立位置的右作业机操作杆30R，则铲斗8进行倾卸，若向左方操作，则铲斗8进行挖掘。

若向前方操作位于中立位置的左作业机操作杆30L，则斗杆7进行倾卸，若向后方操作，则斗杆7进行挖掘。若向右方操作位于中立位置的左作业机操作杆30L，则上部回转体2向右回转，若向左方操作，则上部回转体2向左回转。

另外，右作业机操作杆30R及左作业机操作杆30L的操作方向和作业机1的动作方向及上部回转体2的回转方向之间的关系也可以不是上述的关系。

控制装置50包含计算机系统。控制装置50具有CPU(Central Processing Unit，中央处理单元)那样的处理器、包含ROM(Read Only Memory，只读存储器)那样的非易失性存储器及RAM(Random Access Memory，随机存取存储器)那样的易失性存储器的存储装置、以及输入输出接口装置。

铲斗

接着，对本实施方式所涉及的铲斗8进行说明。图2是表示本实施方式所涉及的铲斗8的一个示例的侧剖面图。图3是表示本实施方式所涉及的铲斗8的一个示例的主视图。在本实施方式中，铲斗8是倾斜式铲斗。

如图2以及图3所示，作业机1具有能够分别以铲斗轴AX3以及与铲斗轴AX3正交的倾斜轴AX4为中心相对于斗杆7旋转的铲斗8。铲斗8通过铲斗销8B以能够旋转的方式连结于斗杆7。此外，铲斗8通过倾斜销8T以能够旋转的方式由斗杆7支承。

铲斗8通过连接部件90连接于斗杆7的前端部。铲斗销8B将斗杆7与连接部件90连结。倾斜销8T将连接部件90与铲斗8连结。铲斗8通过连接部件90以能够旋转的方式连接于斗杆7。

铲斗8包含底板81、背板82、上板83、侧板84、以及侧板85。铲斗8具有设于上板83上方的支架87。支架87设置在上板83的前后位置。支架87与连接部件90及倾斜销8T连结。

连接部件90具有板部件91、设于板部件91的上表面的支架92、以及设于板部件91的下表面的支架93。支架92与斗杆7及第2连杆销95P连结。支架93设置于支架87的上方，并与倾斜销8T及支架87连结。

铲斗销8B将连接部件90的支架92与斗杆7的前端部连结。倾斜销8T将连接部件90的支架93与铲斗8的支架87连结。连接部件90以及铲斗8相对于斗杆7能够以铲斗轴AX3为中心旋转。铲斗8相对于连接部件90能够以倾斜轴AX4为中心旋转。

作业机1具有通过第1连杆销94P以能够旋转的方式连接于斗杆7的第1连杆部件94、以及通过第2连杆销95P以能够旋转的方式连接于支架92的第2连杆部件95。第1连杆部件94的基端部通过第1连杆销94P连接于斗杆7。第2连杆部件95的基端部通过第2连杆销95P连接于支架92。第1连杆部件94的前端部与第2连杆部件95的前端部通过铲斗缸上部销96而连结。

铲斗缸13的前端部通过铲斗缸上部销96以能够旋转的方式与第1连杆部件94的前端部以及第2连杆部件95的前端部连接。当铲斗缸13以伸缩的方式工作时，连接部件90与铲斗8一同以铲斗轴AX3为中心旋转。

倾斜缸14分别与设于连接部件90的支架97以及设于铲斗8的支架88连接。倾斜缸14的杆通过销连接于支架97。倾斜缸14的主体部通过销连接于支架88。当倾斜缸14以伸缩的方式工作时，铲斗8以倾斜轴AX4为中心旋转。另外，本实施方式所涉及的倾斜缸14的连接构造仅是一个示例，并不限定于此。

这样，铲斗8通过铲斗缸13的工作以铲斗轴AX3为中心旋转。铲斗8通过倾斜缸14的工作以倾斜轴AX4为中心旋转。当铲斗8以铲斗轴AX3为中心旋转时，倾斜销8T与铲斗8一同旋转。

检测系统

接着，对本实施方式所涉及的液压挖掘机100的检测系统400进行说明。图4是示意性地表示本实施方式所涉及的液压挖掘机100的侧视图。图5是示意性地表示本实施方式所涉及的液压挖掘机100的后视图。图6是示意性地表示本实施方式所涉及的液压挖掘机100的俯视图。图7是示意性地表示本实施方式所涉及的铲斗8的侧视图。图8是示意性地表示本实施方式所涉及的铲斗8的主视图。

如图4、图5、以及图6所示，检测系统400具有计算上部回转体2的位置的位置运算装置20、以及计算作业机1的角度的作业机角度运算装置24。

位置运算装置20包含检测上部回转体2的位置的车身位置运算器21、检测上部回转体2的姿势的姿势运算器22、以及检测上部回转体2的方位的方位运算器23。

车身位置运算器21包含GPS接收机。车身位置运算器21设于上部回转体2。车身位置运算器21检测由全局坐标系规定的上部回转体2的绝对位置Pg。上部回转体2的绝对位置Pg包含Xg轴方向的坐标数据、Yg轴方向的坐标数据、以及Zg轴方向的坐标数据。

在上部回转体2设有多个GPS天线21A。GPS天线21A从GPS卫星接收电波，并将基于接收到的电波而生成的信号输出到车身位置运算器21。车身位置运算器21基于由GPS天线21A提供的信号，检测能通过全局坐标系定位的设置有GPS天线21A的位置Pr。车身位置运算器21基于设置有GPS天线21A的位置Pr，检测上部回转体2的绝对位置Pg。

GPS天线21A沿车宽方向设有两个。车身位置运算器21分别检测设置有一个GPS天线21A的位置Pra以及设置有另一个GPS天线21A的位置Prb。车身位置运算器21A基于位置Pra以及位置Prb的至少一方实施运算处理，来计算上部回转体2的绝对位置Pg。在本实施方式中，上部回转体2的绝对位置Pg是位置Pra。另外，上部回转体2的绝对位置Pg既可以是位置Prb，也可以是位置Pra与位置Prb之间的位置。

姿势运算器22包含惯性测量装置(Inertial Measurement Unit：IMU)。姿势运算器22设于上部回转体2。姿势运算器22计算上部回转体2相对于由全局坐标系规定的水平面(XgYg平面)的倾斜角度。上部回转体2相对于水平面的倾斜角度包含表示车宽方向上的上部回转体2的倾斜角度的侧倾角度θ1、以及表示前后方向上的上部回转体2的倾斜角度的俯仰角度θ2。

方位运算器23基于设置有一个GPS天线21A的位置Pra与设置有另一个GPS天线21A的位置Prb，计算上部回转体2相对于由全局坐标系规定的基准方位的方位。基准方位例如是北。方位运算器23基于位置Pra与位置Prb实施运算处理，来计算上部回转体2相对于基准方位的方位。方位运算器23计算将位置Pra与位置Prb连接的直线，并基于计算出的直线与基准方位所形成的角度，来计算上部回转体2相对于基准方位的方位。上部回转体2相对于基准方位的方位包含表示基准方位与上部回转体2的方位所形成的角度的横摆角度θ3。

如图4、图7、以及图8所示，作业机角度运算装置24基于由动臂行程传感器16检测出的动臂行程，计算表示动臂6相对于局部坐标系的Z轴的倾斜角度的动臂角度α。作业机角度运算装置24基于由斗杆行程传感器17检测出的斗杆行程，计算表示斗杆7相对于动臂6的倾斜角度的斗杆角度β。作业机角度运算装置24基于由铲斗行程传感器18检测出的铲斗行程，计算表示铲斗8的齿尖9相对于斗杆7的倾斜角度的铲斗角度γ。作业机角度运算装置24基于由倾斜行程传感器19检测出的倾斜行程，计算表示铲斗8相对于XY平面的倾斜角度的倾斜角度δ。作业机角度运算装置24基于由动臂行程传感器16检测出的动臂行程、由斗杆行程传感器17检测出的斗杆行程、以及由铲斗行程传感器18检测出的倾斜行程，计算表示倾斜轴AX4相对于XY平面的倾斜角度的倾斜轴角度ε。

另外，动臂角度α、斗杆角度β、铲斗角度γ、倾斜角度δ、以及倾斜轴角度ε也可以不使用行程传感器，而是例如由设于作业机10的角度传感器检测。此外，也可以利用立体摄像机或者激光扫描仪来光学地检测作业机10的角度，并使用该检测结果，来计算动臂角度α、斗杆角度β、铲斗角度γ、倾斜角度δ、以及倾斜轴角度ε。

液压系统

接着，对本实施方式所涉及的液压挖掘机100的液压系统300的一个示例进行说明。图9以及图10是表示本实施方式所涉及的液压系统300的一个示例的示意图。包含动臂缸11、斗杆缸12、铲斗缸13、以及倾斜缸14的液压缸10由液压系统300驱动。液压系统300向液压缸10供给液压油，来驱动液压缸10。液压系统300具有流量控制阀25。流量控制阀25控制对液压缸10的液压油供给量以及液压油流动的方向。液压缸10具有盖侧油室10A以及杆侧油室10B。盖侧油室10A是缸盖罩与活塞之间的空间。杆侧油室10B是配置活塞杆的空间。通过将液压油经由油路35A供给给盖侧油室10A，使得液压缸10伸长。通过将液压油经由油路35B供给给杆侧油室10B，使得液压缸10缩短。

图9是表示使斗杆缸12工作的液压系统300的一个示例的示意图。液压系统300包括供给液压油的可变容量型的主液压泵31、供给先导油的先导压力泵32、先导油所流经的油路33A、33B、配置于油路33A、33B的压力传感器34A、34B、对作用于流量控制阀25的先导压力进行调整的控制阀37A、37B、包含用于调整针对流量控制阀25的先导压力的右作业机操作杆30R以及左作业机操作杆30L的操作装置30、以及控制装置50。操作装置30的右作业机操作杆30R以及左作业机操作杆30L是先导液压方式的操作装置。

由主液压泵31提供的液压油通过方向控制阀25被供给到斗杆缸12。流量控制阀25是沿轴向移动杆状的阀芯来切换液压油流动的方向的滑动阀芯方式的流量控制阀。通过使阀芯沿轴向移动，来进行液压油对斗杆缸12的盖侧油室10A的供给和液压油对杆侧油室10B的供给的切换。此外，通过使阀芯沿轴向移动，来调整每单位时间对斗杆缸12供给液压油的供给量。通过调整对斗杆缸12供给液压油的供给量来调整缸体速度(シリンダ速度)。

流量控制阀25由操作装置30操作。从先导压力泵32送出的先导油被供给到操作装置30。另外，也可以将从主液压泵31送出并通过减压阀减压的先导油供给到操作装置30。操作装置30包含先导压力调整阀。控制阀37A、37B基于操作装置30的操作量而工作，来调整作用于流量控制阀25的阀芯的先导压力。通过先导压力驱动流量控制阀25。通过用操作装置30调整先导压力，来调整轴向上的阀芯的移动量、移动速度、以及移动方向。

流量控制阀25具有第1受压室以及第2受压室。当操作左作业机操作杆30L使其从中立位置向一方倾斜移动，因受到油路33A的先导压力而阀芯移动时，来自主液压泵31的液压油被供给到第1受压室，并经由油路35A液压油被供给到盖侧油室10A。当操作左作业机操作杆30L使其从中立位置向另一方倾斜移动，因受到油路33B的先导压力而阀芯移动时，来自主液压泵31的液压油被供给到第2受压室，并经由油路35B液压油被供给到杆侧油室10B。

压力传感器34A检测油路33A的先导压力。压力传感器34B检测油路33B的先导压力。压力传感器33A、33B的检测信号被输出到控制装置50。在实施作业机控制时，控制装置50向控制阀37A、37B输出控制信号而调整先导压力。

使动臂缸11以及铲斗缸13工作的液压系统300与使斗杆缸12工作的液压系统300的结构相同。省略针对使动臂缸11以及铲斗缸13工作的液压系统300的详细的说明。另外，也可以为了对动臂6实施作业机控制而在连接于动臂缸11的油路33A连接有干预动臂6的上升动作的干预用控制阀。

另外，操作装置30的右作业机操作杆30R以及左作业机操作杆30L也可以不采用先导液压方式。右作业机操作杆30R以及左作业机操作杆30L也可以采用基于右作业机操作杆30R以及左作业机操作杆30L的操作量(倾斜移动角)将电信号输出到控制装置50、并基于控制装置50的控制信号直接控制流量控制阀25的电子杆方式。

图10是示意性地表示使倾斜缸14工作的液压系统300的一个示例的图。液压系统300包括：流量控制阀25，其调整对倾斜缸14的液压油供给量；控制阀37A、37B，其调整作用于流量控制阀25的先导压力；控制阀39，其配置于先导压力泵32与操作踏板30F之间；操作装置30的倾斜操作杆30T及操作踏板30F；以及控制装置50。在本实施方式中，操作装置30的操作踏板30F是先导液压方式的操作装置。操作装置30的倾斜操作杆30T是电子杆方式的操作装置。倾斜操作杆30T包含设于右作业机操作杆30R以及左作业机操作杆30L的操作按钮。

操作装置30的操作踏板30F连接于先导压力泵32。此外，操作踏板30F通过梭阀36A连接于从控制阀37A送出的先导油所流经的油路38A。并且，操作踏板30F通过梭阀36B连接于从控制阀37B送出的先导油所流经的油路38B。通过对操作踏板30F进行操作来调整操作踏板30F与梭阀36A之间的油路33A的压力、以及操作踏板30F与梭阀36B之间的油路33B的压力。

通过对倾斜操作杆30T进行操作，将通过对倾斜操作杆30T的操作所生成的操作信号输出到控制装置50。控制装置50基于从倾斜操作杆30T输出的操作信号生成控制信号，并对控制阀37A、37B进行控制。控制阀37A、37B是电磁比例控制阀。控制阀37A基于控制信号对油路38A进行开闭。控制阀37B基于控制信号对油路38B进行开闭。

在不实施倾斜铲斗控制时，基于操作装置30的操作量调整先导压力。在实施倾斜铲斗控制时，控制装置50向控制阀37A、37B输出控制信号来调整先导压力。

控制系统

接着，对本实施方式所涉及的液压挖掘机100的控制系统200进行说明。图11是表示本实施方式所涉及的控制系统200的一个示例的功能框图。

如图11所示，控制系统200包括控制作业机1的控制装置50、位置运算装置20、作业机角度运算装置24、控制阀37(37A、37B)、以及目标施工数据生成装置70。

位置运算装置20具有车身位置运算器21、姿势运算器22、以及方位运算器23。位置运算装置20检测上部回转体2的绝对位置Pg、包含侧倾角度θ1及俯仰角度θ2的上部回转体2的姿势、以及包含横摆角度θ3的上部回转体2的方位。

作业机角度运算装置24检测包含动臂角度α、斗杆角度β、铲斗角度γ、倾斜角度δ、以及倾斜轴角度ε的作业机1的角度。

控制阀37(37A、37B)调整对倾斜缸14的液压油供给量。控制阀37基于来自控制装置50的控制信号而工作。

目标施工数据生成装置70包含计算机系统。目标施工数据生成装置70生成表示作为施工区域的目标形状的目标地形的目标施工数据。目标施工数据表示利用作业机1施工后获得的三维的目标形状。

目标施工数据生成装置70设置于远离液压挖掘机100的地方。目标施工数据生成装置70例如设置于施工管理公司的设备中。目标施工数据生成装置70与控制装置50能够进行无线通信。通过无线方式向控制装置50发送由目标施工数据生成装置70生成的目标施工数据。

另外，也可以通过有线连接目标施工数据生成装置70与控制装置50，来从目标施工数据生成装置70向控制装置50发送目标施工数据。另外，目标施工数据生成装置70可以包含存储有目标施工数据的记录介质，而控制装置50可以具有能够从记录介质读取目标施工数据的装置。

另外，目标施工数据生成装置70也可以设置于液压挖掘机100。也可以通过有线或者无线方式从管理施工的外部的管理装置向液压挖掘机100的目标施工数据生成装置70提供目标施工数据，并由目标施工数据生成装置70将提供来的目标施工数据存储。

控制装置50具有车身位置数据获取部51、作业机角度数据获取部52、规定点位置数据计算部53A、候选规定点数据计算部53B、目标施工地形生成部54、倾斜数据计算部55、倾斜目标地形计算部56、作业机控制部57、限制速度决定部58、存储部59、以及输入输出部60。

车身位置数据获取部51、作业机角度数据获取部52、规定点位置数据计算部53A、候选规定点数据计算部53B、目标施工地形生成部54、倾斜数据计算部55、倾斜目标地形计算部56、作业机控制部57、以及限制速度决定部58的各自的功能由控制装置50的处理器来发挥。存储部59的功能通过控制装置50的存储装置来实现。输入输出部60的功能通过控制装置50的输入输出接口装置来实现。输入输出部63与位置运算装置20、作业机角度运算装置24、控制阀37、以及目标施工数据生成装置70连接，并与车身位置数据获取部51、作业机角度数据获取部52、规定点位置数据计算部53A、候选规定点数据计算部53B、目标施工地形生成部54、倾斜数据计算部55、倾斜目标地形计算部56、作业机控制部57、限制速度决定部58、以及存储部59之间进行数据通信。

存储部59对包含作业机数据的液压挖掘机100的规格数据进行存储。

车身位置数据获取部51从位置运算装置20通过输入输出部60获取车身位置数据。车身位置数据包含由全局坐标系规定的上部回转体2的绝对位置Pg、包含侧倾角度θ1以及俯仰角度θ2的上部回转体2的姿势、以及包含横摆角度θ3的上部回转体2的方位。

作业机角度数据获取部52从作业机角度运算装置24通过输入输出部60获取作业机角度数据。作业机角度数据检测包含动臂角度α、斗杆角度β、铲斗角度γ、倾斜角度δ、以及倾斜轴角度ε的作业机1的角度。

规定点位置数据计算部53A基于目标施工地形、铲斗8的宽度数据、以及铲斗8的外表面数据，计算设定于铲斗8的规定点RP的位置数据。规定点位置数据计算部53基于由车身位置数据获取部51获取的车身位置数据、由作业机角度数据获取部52获取的作业机角度数据、以及存储于存储部59的作业机数据，来计算设定于铲斗8的规定点RP的位置数据。

如图4所示，作业机数据包含动臂长度L1、斗杆长度L2、铲斗长度L3、倾斜长度L4、以及铲斗宽度L5。动臂长度L1是动臂轴AX1与斗杆轴AX2之间的距离。斗杆长度L2是斗杆轴AX2与铲斗轴AX3之间的距离。铲斗长度L3是铲斗轴AX3与铲斗8的齿尖9之间的距离。倾斜长度L4是铲斗轴AX3与倾斜轴AX4之间的距离。铲斗宽度L5是侧板84与侧板85之间的距离。

图12是示意性地表示设定于本实施方式所涉及的铲斗8的规定点RP的一个示例的图。如图12所示，在铲斗8设定有多个作为在倾斜铲斗控制中使用的规定点RP的候选的候选规定点RPc。候选规定点RPc设定于铲斗8的齿尖9以及铲斗8的外表面。候选规定点RPc在齿尖9沿铲斗宽度方向设定有多个。此外，候选规定点RPc在铲斗8的外表面设定有多个。

此外，作业机数据包含表示铲斗8的形状以及尺寸的铲斗外形数据。铲斗外形数据包含表示铲斗宽度L5的铲斗8的宽度数据。此外，铲斗外形数据包括含有铲斗8的外表面的轮廓数据的铲斗8的外表面数据。此外，铲斗外形数据包含以铲斗8的齿尖9为基准的铲斗8的多个候选规定点RPc的坐标数据。

候选规定点数据计算部53B计算作为规定点RP的候选的多个候选规定点RPc的位置数据。候选规定点数据计算部53B计算多个候选规定点RPc相对于上部回转体2的基准位置P0的各自的相对位置。此外，规定点位置数据计算部53计算多个候选规定点RPc的各自的绝对位置。

候选规定点数据计算部53B基于包含动臂长度L1、斗杆长度L2、铲斗长度L3、倾斜长度L4、及铲斗外形数据的作业机数据、以及包含动臂角度α、斗杆角度β、铲斗角度γ、倾斜角度δ、及倾斜轴角度ε的作业机角度数据，能够计算出铲斗8的多个候选规定点RPc相对于上部回转体2的基准位置P0的各自的相对位置。如图4所示，上部回转体2的基准位置P0设定于上部回转体2的回转轴RX。另外，上部回转体2的基准位置P0也可以设定于动臂轴AX1。

此外，候选规定点数据计算部53B基于由位置运算装置20检测出的上部回转体2的绝对位置Pg、以及上部回转体2的基准位置P0与铲斗8的相对位置，能够计算出铲斗8的绝对位置Pa。绝对位置Pg与基准位置P0的相对位置是基于液压挖掘机100的规格数据导出的已知数据。候选规定点数据计算部53B基于包含上部回转体2的绝对位置Pg的车身位置数据、上部回转体2的基准位置P0与铲斗8的相对位置、作业机数据、以及作业机角度数据，能够计算铲斗8的多个候选规定点RPc的各自的绝对位置。

另外，候选规定点RPc只要包含铲斗8的宽度数据与铲斗8的外表面数据即可，并不必须是点。

目标施工地形生成部54基于由目标施工数据生成装置70提供并存储于存储部62的目标施工数据，生成表示挖掘对象的目标形状的目标施工地形CS。目标施工数据生成装置70既可以将三维目标地形数据作为目标施工数据提供给目标施工地形生成部54，也可以将表示目标形状的一部分的多个线数据或者多个点数据作为目标施工数据提供给目标施工地形生成部54。在本实施方式中，目标施工数据生成装置70将表示目标形状的一部分的线数据作为目标施工数据提供给目标施工地形生成部54。

图13是表示本实施方式所涉及的目标施工数据CD的一个示例的示意图。如图13所示，目标施工数据CD表示施工区域的目标地形。目标地形包含由三角多边形分别表现的多个目标施工地形CS。多个目标施工地形CS分别表示作业机1的挖掘对象的目标形状。在目标施工数据CD中，规定了目标施工地形CS中的与铲斗8的垂直距离为最近的点AP。此外，在目标施工数据CD中，规定了通过点AP及铲斗8并与铲斗轴AX3正交的作业机动作平面WP。作业机动作平面WP是通过动臂缸11、斗杆缸12、以及铲斗缸13中至少一个的动作来使铲斗8的齿尖9移动的动作平面，并与XZ平面平行。规定点位置数据计算部53A基于目标施工地形CS以及铲斗8的外形数据，来计算相对于目标施工地形CS的点AP的垂直距离最近的规定点RP的位置数据。在求取规定点RP时，至少使用与铲斗8的宽度相关的数据即可。此外，规定点RP也可以由操作员来指定。

目标施工地形生成部54获取作为作业机动作平面WP与目标施工地形CS的相交线的线LX。此外，目标施工地形生成部54获取通过点AP并在目标施工地形CS中与线LX正交的线LY。线LY表示横向动作平面VP与目标施工地形CS的相交线。

图14是表示本实施方式所涉及的目标施工地形CS的一个示例的示意图。目标施工地形生成部54获取线LX以及线LY，基于线LX以及线LY，生成表示挖掘对象的目标形状的目标施工地形CS。在利用铲斗8挖掘目标施工地形CS的情况下，控制装置50使铲斗8沿着作为通过铲斗8的作业机动作平面WP与目标施工地形CS的相交线的线LX移动。

倾斜数据计算部55计算通过铲斗8的规定点RP并与倾斜轴AX4正交的倾斜动作平面TP，作为倾斜数据。

图15以及图16是表示本实施方式所涉及的倾斜动作平面TP的一个示例的示意图。图15表示倾斜轴AX4与目标施工地形CS平行时的倾斜动作平面TP。图16表示倾斜轴AX4与目标施工地形CS非平行时的倾斜动作平面TP。

如图15以及图16所示，倾斜动作平面TP是指，通过从规定于铲斗8的多个候选规定点RPc中选出的规定点RP、并与倾斜轴AX4正交的动作平面。规定点RP是指在多个候选规定点RPc中被判定为在倾斜铲斗控制中最有利的规定点RP。在倾斜铲斗控制中最有利的规定点RP是指距目标施工地形CS的距离最近的规定点RP。另外，倾斜铲斗控制中最有利的规定点RP也可以是在基于该规定点RP实施倾斜铲斗控制时，液压缸10的缸体速度最快的规定点RP。

图15以及图16示出通过设定于齿尖9的规定点RP的倾斜动作平面TP来作为一个示例。倾斜动作平面TP是通过倾斜缸14的工作使铲斗8的规定点RP(齿尖9)移动的动作平面。如果动臂缸11、斗杆缸12、以及铲斗缸13中的至少一个动作，而表示倾斜轴AX4朝向的倾斜轴角度ε变化的话，倾斜动作平面TP的倾斜度也变化。

如上述那样，作业机角度运算装置24能够计算表示倾斜轴AX4相对于XY平面的倾斜角度的倾斜轴角度ε。倾斜轴角度ε由作业机角度数据获取部52获取。此外，规定点RP的位置数据通过规定点位置数据计算部53A来计算。倾斜数据计算部55基于由作业机角度数据获取部52获取的倾斜轴AX4的倾斜轴角度ε、以及通过规定点位置数据计算部53A计算出的规定点RP的位置，能够计算出倾斜动作平面TP。

倾斜目标地形计算部56基于从多个候选规定点RPc中选出的规定点RP的位置数据、目标施工地形CS、以及倾斜数据，计算在目标施工地形CS中在铲斗8的侧面方向上延伸的倾斜目标地形ST。倾斜目标地形计算部56计算由目标施工地形CS与倾斜动作平面TP的交叉部来确定的倾斜目标地形ST。如图15以及图16所示，倾斜目标地形ST由目标施工地形CS与倾斜动作平面TP的相交线表示。如果作为倾斜轴AX4的朝向的倾斜轴角度ε变化的话，则倾斜目标地形ST的位置就会变化。

作业机控制部57输出用于控制液压缸10的控制信号。在实施倾斜停止控制的情况下，作业机控制部57基于表示铲斗8的规定点RP与倾斜目标地形ST之间的距离的动作距离Da，实施使以倾斜轴AX4为中心的铲斗8的倾斜旋转停止的倾斜停止控制。即，在本实施方式中，以倾斜目标地形ST为基准实施倾斜停止控制。在倾斜停止控制中，作业机控制部57使铲斗8在倾斜目标地形ST停止，以避免倾斜旋转的铲斗8超过倾斜目标地形ST。

如图15所示，当倾斜轴AX4与目标施工地形CS平行时，倾斜目标地形ST与线LY大致一致。因此，以倾斜目标地形ST为基准的倾斜铲斗控制(倾斜停止控制)与以线LY为基准的倾斜铲斗控制(倾斜停止控制)实质上相同。

作业机控制部57基于设定于铲斗8的多个候选规定点RPc中的动作距离Da最短的规定点RP，实施倾斜停止控制。即，作业机控制部57以设定于铲斗8的多个候选规定点RPc中的距倾斜目标地形ST最近的规定点RP不超过倾斜目标地形ST的方式，基于距倾斜目标地形ST最近的规定点RP与倾斜目标地形ST的动作距离Da，实施倾斜停止控制。

限制速度决定部58基于动作距离Da，决定针对铲斗8的倾斜旋转速度的限制速度U。当动作距离Da在作为阈值的线距离H以下时，限制速度决定部58限制倾斜旋转速度。

图17是用于说明本实施方式所涉及的倾斜停止控制的示意图。如图17所示，规定目标施工地形CS，并且规定速度限制干预线IL。速度限制线IL与倾斜轴AX4平行，并被规定在与倾斜目标地形ST相距线距离H的位置。优选将线距离H设定为不会影响操作员的操作感。当倾斜旋转的铲斗8的至少一部分超过速度限制干预线IL，且动作距离Da变成线距离H以下时，作业机控制部57限制铲斗8的倾斜旋转速度。限制速度决定部58决定针对超过速度限制干预线IL的铲斗8的倾斜旋转速度的限制速度U。在图17所示的示例中，由于铲斗8的一部分超过速度限制干预线IL，而动作距离Da比线距离H小，因此倾斜旋转速度受到限制。

限制速度决定部58获取平行于倾斜动作平面TP的方向上的规定点RP与倾斜目标地形ST的动作距离Da。此外，限制速度决定部58获取与动作距离Da相应的限制速度U。作业机控制部57在判定为动作距离Da在线距离H以下的情况下，限制倾斜旋转速度。

图18是表示本实施方式所涉及的动作距离Da与限制速度U的关系的一个示例的图。图18示出用于基于动作距离Da使铲斗8的倾斜旋转停止的动作距离Da与限制速度U的关系的一个示例。如图18所示，限制速度U是根据动作距离Da而被唯一确定的速度。当动作距离Da大于线距离H时并不设定限制速度U，当动作距离Da在线距离H以下时才设定限制速度U。动作距离Da越小，限制速度U就越小，若动作距离Da为零，则限制速度U也为零。另外，在图18中，将靠近目标施工地形CS的方向表示为负的方向。

限制速度决定部58基于操作装置30的倾斜操作杆30T的操作量，计算规定点RP朝向目标施工地形CS(倾斜目标地形ST)移动时的移动速度Vr。移动速度Vr是与倾斜动作平面TP平行的面内的规定点RP的移动速度。对于多个规定点RP分别计算移动速度Vr。

在本实施方式中，在操作了倾斜操作杆30T的情况下，基于从倾斜操作杆30T输出的电流值，计算移动速度Vr。如果倾斜操作杆30T被操作的话，则从倾斜操作杆30T会输出与倾斜操作杆30T的操作量相应的电流。在存储部59中，能够存储与倾斜操作杆30T的操作量相应的倾斜缸14的缸体速度。另外，缸体速度也可以根据缸体行程传感器的检测而求出。在计算出倾斜缸14的缸体速度之后，限制速度决定部58使用雅可比行列式，将倾斜缸14的缸体速度转换成铲斗8的多个规定点RP各自的移动速度Vr。

作业机控制部58在判定为动作距离Da为线距离H以下的情况下，实施将规定点RP相对于目标施工地形CS的移动速度Vr限制为限制速度U的速度限制。作业机控制部58为了抑制铲斗8的规定点RP的移动速度Vr而向控制阀37输出控制信号。作业机控制部58向控制阀37输出控制信号，以使铲斗8的规定点RP的移动速度Vr变成与动作距离Da相应的限制速度U。由此，倾斜旋转的铲斗8的规定点RP的移动速度RP在规定点RP越接近目标施工地形CS(倾斜目标地形ST)时越慢，在规定点RP(齿尖9)到达目标施工地形CD时为零。

图19是用于说明本实施方式所涉及的铲斗8的作用的示意图。如图19所示，在倾斜轴AX4相对于目标施工地形CS倾斜的状态下，铲斗8进行倾斜旋转。在图19所示的示例中，倾斜旋转的铲斗8与目标施工地形CS的动作距离Da足够大，因而以倾斜轴AX4为中心倾斜旋转的铲斗8超过目标施工地形CS的可能性较低。在图19所示的状态下，在基于目标施工地形CS的法线方向上的齿尖9与目标施工地形CS之间的垂直距离Db来实施倾斜停止控制的情况下，即，在以沿Y轴方向延伸的线LY为基准实施倾斜停止控制的情况下，尽管倾斜旋转的铲斗8与目标施工地形CS的动作距离Da足够大、而以倾斜轴AX4为中心倾斜旋转的铲斗8超过目标施工地形CS的可能性较低，但仍然基于比动作距离Da短的垂直距离Db来实施倾斜停止控制。横向动作平面VP是与作业机动作平面WP正交、并通过点AP(参照图13)的面。在基于比动作距离Da短的垂直距离Db实施倾斜停止控制的情况下，存在铲斗8的倾斜旋转不必要地停止的可能性。如果铲斗8的倾斜旋转不必要地停止，则液压挖掘机100的作业效率就会降低。此外，如果铲斗8的倾斜旋转不必要地停止，则操作员就会感觉到不适。

在本实施方式中，规定倾斜动作平面TP，并导出作为倾斜动作平面TP与目标施工地形CS的相交线的倾斜目标地形ST。作业机控制部57基于多个候选规定点RPc中的距倾斜目标地形ST最近的规定点RP与目标施工地形CS的动作距离Da来实施倾斜停止控制，以避免该规定点RP超过目标施工地形CS。由于倾斜停止控制是基于比垂直距离Db长的动作距离Da而实施的，因此与基于垂直距离Db实施倾斜停止控制的情况相比，抑制了铲斗8的倾斜旋转不必要地停止。

图20以及图21是表示本实施方式所涉及的倾斜目标地形ST的一个示例的示意图。图20是表示目标施工地形CS与作为上部回转体2的基准面的XY平面平行时的倾斜目标地形ST的图。图21是表示目标施工地形CS相对于XY平面倾斜时的倾斜目标地形ST的图。从倾斜轴AX4与目标施工地形CS平行的状态开始，动臂缸11、斗杆缸12、以及铲斗缸13中的至少一个动作，而使倾斜轴AX4相对于目标施工地形CS变成倾斜状态的情况下，倾斜目标地形ST从倾斜目标地形ST0向倾斜目标地形STa移动。在图20所示的示例中，目标施工地形CS与XY平面平行，倾斜目标地形ST从倾斜目标地形ST0开始向倾斜目标地形STa平行地移动。在图20所示的示例中，倾斜目标地形ST(ST0、STa)在与铲斗轴AX3平行的车宽方向上延伸。

在图20所示的示例中，以线LY(倾斜目标地形ST0)为基准的倾斜停止控制的序列、以及以从线LY平行地移动了的倾斜目标地形ST为基准的倾斜停止控制的序列实质上相同。即，在图20所示的示例中，在倾斜轴AX4与目标施工地形CS平行时、以及倾斜轴AX4与目标施工地形CS不平行时这两种情况下，在规定点RP由于铲斗8的倾斜旋转而接近目标施工地形CS时使铲斗8的倾斜旋转停止的倾斜停止控制会起到相同的效果。

作为一个示例，图21表示在目标施工地形CS朝向+X方向向+Z方向倾斜的状态下，铲斗8倾斜旋转的状态。线LY在上部回转体2的车宽方向上延伸。目标施工地形CS与XY平面不平行，在铲斗8倾斜旋转时，倾斜目标地形ST不会平行地移动。在图21所示的示例中，倾斜目标地形ST虽然在铲斗8的侧面方向上延伸，但并不与铲斗轴AX3平行。

在图21所示的状态下，如果不是基于铲斗8的规定点RP与倾斜目标地形ST的距离实施倾斜停止控制，而是基于铲斗8的规定点RP与线LY的距离实施倾斜停止控制的话，则难以适当地实施倾斜停止控制。即，如果基于线LY实施倾斜停止控制的话，则规定点RP与线LY之间的距离是受到限制的(限制倾斜旋转)程度的接近距离，因此存在铲斗8的倾斜旋转不必要地停止的可能性。

而在本实施方式中，是基于铲斗8的规定点RP与倾斜目标地形ST的距离来实施倾斜停止控制的。即使在目标施工地形CS倾斜的状态下，如果基于铲斗8的规定点RP与倾斜目标地形ST的动作距离Da来实施倾斜停止控制，由于使动作距离Da具有不受限制的足够大的距离，因此抑制了铲斗8的倾斜旋转不必要地停止，而能够准确地实施倾斜停止控制。

此外，对于使用倾斜目标地形ST与使用线LY的倾斜停止控制的比较，以在图22、图23、以及图24中所示的铲斗8在上部回转体2相对于目标施工地形CS倾斜的状态下倾斜旋转的情况来进行说明。如图22所示，随着铲斗8的倾斜旋转，与目标施工地形CS之间的垂直距离Db为最短的铲斗8(齿尖9)的部位会发生变化。在以第1倾斜角度倾斜旋转的情况下，铲斗8的齿尖9的铲斗左端即部位9A距目标施工地形CS最近。而在从第1倾斜角度倾斜旋转到第2倾斜角度的情况下，铲斗8的齿尖9的铲斗右端即部位9B距目标施工地形CS最近。

如图22所示，如果因铲斗8倾斜旋转，而在目标施工地形CS的法线方向上与目标施工地形CS的垂直距离Db为最短的铲斗8的部位发生变化的话，则在目标施工地形CS的法线方向上与铲斗8的部位之间的距离为最短的线LY的位置在目标施工地形CS中从部位9A变化为部位9B。即，根据目标施工地形与车身倾斜的关系，会出现在目标施工地形CS的法线方向上，与部位9A之间的距离为最短的目标施工地形CS中的线LY的位置、和与部位9B之间的距离为最短的目标施工地形CS中的线LY的位置不同的情况。换言之，每当铲斗8倾斜旋转，用于规定垂直距离Db的线LY的位置就发生变化。

通过图23以及图24说明上述的事例。图23以及图24是表示每当铲斗8倾斜时，规定垂直距离Db的线LY变化的状况的图。图23以及图24示出上部回转体2朝向侧面方向(+Y方向或者－Y方向)以及前方方向(+X方向)倾斜时的线LY变化的状况。在基于线LY实施倾斜停止控制的情况下，如果因铲斗8的倾斜旋转而线LY的位置从图23中的线LYa变化为图24中的线LYb的话，则垂直距离Db会突然改变。其结果，会产生限制速度U发生变化、铲斗8的倾斜旋转突然停止的现象。该动作可能会给操作员带来不适，或对操作员形成冲击。

另一方面，在基于倾斜目标地形ST的倾斜停止控制中，不会仅仅因为铲斗8倾斜旋转，倾斜目标地形ST的位置就变化。因此，不会产生使操作员感到不适的倾斜动作的突然停止等，能够使操作员毫无不适感地实施包括能够倾斜旋转的顺畅的挖掘作业。

如图22所示，如果因铲斗8倾斜旋转，而在目标施工地形CS的法线方向上与目标施工地形CS的垂直距离Db为最短的铲斗8的部位发生变化的话，则在目标施工地形CS的法线方向上与铲斗8的部位之间的距离为最短的线LY的位置在目标施工地形CS中会变化。即，如图22所示，目标施工地形CS的法线方向上与部位9A之间的距离为最短的目标施工地形CS中的线LY的位置、和与部位9B之间的距离为最短的目标施工地形CS中的线LY的位置不同。换言之，每当铲斗8倾斜旋转，用于规定垂直距离Db的线LY的位置就发生变化。

在本实施方式中，不会仅仅因为铲斗8倾斜旋转，倾斜目标地形ST的位置就变化。因此，可顺畅地实施使用能够倾斜旋转的铲斗8的挖掘作业。

控制方法

接着，对本实施方式所涉及的液压挖掘机100的控制方法的一个示例进行说明。图25是表示本实施方式所涉及的液压挖掘机100的控制方法的一个示例的流程图。

目标施工地形生成部54基于由目标施工数据生成装置70提供的作为目标施工数据的线LX以及线LY，生成目标施工地形CS(步骤S10)。

候选规定点数据计算部53B基于由作业机角度数据获取部52获取的作业机角度数据、以及存储于存储部59的作业机数据，计算设定于铲斗8的多个候选规定点RPc各自的位置数据(步骤S20)。

倾斜数据计算部55从多个候选规定点RPc中选择在倾斜铲斗控制中最有利的规定点RP，计算通过选择出的规定点RP并与倾斜轴AX4正交的倾斜动作平面TP(步骤S30)。

倾斜目标地形计算部56计算目标施工地形CS与倾斜动作平面TP交叉而成的倾斜目标地形ST(步骤S40)。

限制速度决定部58计算规定点RP与倾斜目标地形ST的动作距离Da(步骤S50)。

基于动作距离Da决定限制速度。在动作距离Da为线距离H以下的情况下，限制速度决定部58决定与动作距离Da相应的限制速度U(步骤S60)。

作业机控制部57基于根据倾斜操作杆30T的操作量计算的铲斗8的规定点RP的移动速度Vr、以及由限制速度决定部58决定的限制速度U，计算对控制阀37的控制信号。作业机控制部57计算用于使移动速度Vr变成限制速度U的控制信号并输出到控制阀37。控制阀37基于从作业机控制部57输出的控制信号而控制先导压力。由此，限制了铲斗8的规定点RP的移动速度Vr(步骤S70)。

效果

如上所述，根据本实施方式，在倾斜式铲斗中，设定通过铲斗8的规定点RP并与倾斜轴AX4正交的倾斜动作平面TP以及目标施工地形CS与倾斜动作平面TP交叉而成的倾斜目标地形ST，且基于规定点RP与倾斜目标地形ST的动作距离Da实施倾斜停止控制，因此抑制了铲斗8的倾斜旋转不必要地停止。从而，缓和了操作员的不适感，抑制了液压挖掘机100的作业效率的降低。

此外，如参照图16、图19、以及图21所说明的那样，本实施方式所涉及的倾斜停止控制在铲斗8以倾斜轴AX相对于目标施工地形CS倾斜的状态倾斜旋转时，能够抑制液压挖掘机100的作业效率的降低这一点上是有效的。

此外，如参照图22至图24所说明的那样，在基于规定垂直距离Db的线LY实施倾斜停止控制的情况下，每当铲斗8倾斜旋转，线LY的位置就发生变化。其结果，可能会产生限制速度U突然变化、或铲斗8的倾斜旋转突然停止的现象，而给操作员带来不适或冲击。根据本实施方式，即使铲斗8倾斜旋转，规定动作距离Da的倾斜目标地形ST的位置也不会变化。因此，可顺畅地实施使用能够倾斜旋转的铲斗8的挖掘作业。

另外，在上述的实施方式中，是基于设定于铲斗8的齿尖9的规定点RP与目标施工地形CS的动作距离Da来实施倾斜停止控制的。如图26所示，也可以基于设定于铲斗8的外表面的规定点RP与目标施工地形CS的动作距离Da来实施倾斜停止控制。

另外，在上述的实施方式中，是使倾斜旋转的铲斗8在倾斜目标地形ST停止。也可以是以使铲斗8的倾斜旋转在相对于倾斜目标地形ST具有规定的位置关系的、与倾斜目标地形ST不同的规定位置停止的方式，来实施倾斜停止控制。

另外，对于倾斜旋转的控制进行的是针对操作使其停止的倾斜停止控制，不过也可以是进行干预控制，该干预控制针对操作由控制装置决定与操作指令反方向的控制指令。

另外，在上述的实施方式中，工程机械100采用了液压挖掘机。在上述的实施方式中说明的构成要素也能够应用于不同于液压挖掘机的、具有作业机的工程机械。

另外，在上述的实施方式中，在作业机1中，除了铲斗轴AX3以及倾斜轴AX4之外，还可以设有能够旋转地支承铲斗8的旋转轴。

另外，在上述的实施方式中，上部回转体2既可以通过液压而回转，也可以通过电动致动器所产生的动力而回转。此外，作业机1也可以不通过液压缸10，而是通过电动致动器所产生的动力工作。