作业车辆的控制系统、控制方法及作业车辆技术方案

作业车辆的控制系统具备：当前地形取得装置、存储装置、控制装置。当前地形取得装置取得表示作业对象的当前地形的当前地形信息。存储装置储存表示作业对象的目标地形的设计地形信息。控制装置从当前地形取得装置取得当前地形信息。控制装置从存储装置取得设计地形信息。控制装置在位于比最终设计地形靠下方的当前地形倾斜的情况下，生成使工作装置沿着比当前地形平缓地倾斜的轨迹而移动的指令信号。

Control System, Control Method and Operating Vehicle of Operating Vehicle

The control system of the working vehicle includes: current terrain acquisition device, storage device and control device. The current terrain acquisition device obtains the current terrain information representing the current terrain of the operating object. The storage device stores the design terrain information representing the target terrain of the operation object. The control device obtains the current terrain information from the current terrain acquisition device. The control device obtains design terrain information from the storage device. The control device generates an instruction signal to move the working device along a trajectory that is gently inclined below the final design terrain when the current terrain is inclined.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】作业车辆的控制系统、控制方法及作业车辆
本专利技术涉及作业车辆的控制系统、控制方法及作业车辆。
技术介绍
以往，在推土机或机动平路机等作业车辆中，提出有对工作装置的位置进行自动调节的自动控制。例如，专利文献1中，公开有挖掘控制和整地控制。挖掘控制中，自动调节刮板的位置，以使刮板的负载与目标负载一致。整地控制中，自动调节刮板的位置，以使刮板的刃口末端沿着表示挖掘对象的目标形状的设计地形移动。现有技术文献专利文献专利文献1：(日本)特许第5247939号公报
技术实现思路
专利技术所要解决的课题就由作业车辆进行的作业而言，除挖掘作业以外，还有填土作业。填土作业中，作业车辆通过工作装置从切土部将土切出。然后，作业车辆将切出的土填到规定位置的同时，在其上行走，从而将所填的土夯实。由此，例如，能够填补凹陷的地形，将其形成为平坦的形状。但是，上述的自动控制中，难以进行良好的填土作业。例如，如图19所示，整地控制中，自动调节刮板的位置，以使刮板的刃口末端200沿着设计地形100移动。因此，通过整地控制进行填土作业时，如图19中由虚线所示，大量的土将一下子填到作业车辆300的跟前的位置。该情况下，所填的土的厚度大，故而难以将所填的土夯实。因此，存在作业的完工品质降低之类的问题。另外，作业车辆在倾斜陡峭的当前地形上行走时，存在作业车辆的姿态骤然改变的情况。例如，在越过坡顶或坡脚时，作业车辆的姿态大幅变化。该情况下，工作装置相对于姿态骤然变化的跟随延迟，存在作业的完工品质下降之类的问题。为了防止品质的下降，考虑在越过坡顶或坡脚时，使作业车辆充分地减速。但是，该情况下，存在作业效率下降之类的问题。本专利技术的课题在于，提供能够通过自动控制来进行高效且完工品质佳的填土作业的作业车辆的控制系统、控制方法及作业车辆。用于解决课题的技术方案第一方面的作业车辆的控制系统具备：当前地形取得装置、存储装置、控制装置。当前地形取得装置取得当前地形信息，该当前地形信息表示作业对象的当前地形。存储装置存储设计地形信息，该设计地形信息表示作业对象的目标地形即最终设计地形。控制装置从当前地形取得装置取得当前地形信息。控制装置从存储装置取得设计地形信息。控制装置在位于比最终设计地形靠下方的当前地形倾斜的情况下，生成使工作装置沿着比当前地形平缓地倾斜的轨迹而移动的指令信号。第二方面的作业车辆的控制方法包括以下的步骤。第一步骤中，取得当前地形信息，该当前地形信息表示作业对象的当前地形。第二步骤中，取得设计地形信息，该设计地形信息表示作业对象的目标地形即最终设计地形。第三步骤中，在位于比最终设计地形靠下方的当前地形倾斜的情况下，生成使工作装置沿着比当前地形平缓地倾斜的轨迹而移动的指令信号。第三方面的作业车辆具备工作装置和控制装置。控制装置取得当前地形信息，该当前地形信息表示作业对象的当前地形。控制装置取得设计地形信息，该设计地形信息表示作业对象的目标形状即最终设计地形。控制装置在位于比最终设计地形靠下方的当前地形倾斜的情况下，使工作装置沿着比当前地形平缓地倾斜的轨迹而移动。专利技术效果根据本专利技术，可以如下方式自动地控制工作装置：使其相对于位于比最终设计地形靠下方的当前地形，沿着比当前地形平缓地倾斜轨迹而移动。因此，与工作装置沿着最终设计地形进行移动的情况相比，能够将土较薄地填到当前地形上。由此，能够容易通过作业车辆而将所填的土夯实，能够提升作业的完工品质。另外，通过重复进行作业，能够使当前地形的倾斜渐渐平缓。因此，能够抑制作业车辆的姿态的骤变。由此，能够抑制作业车辆不必要的减速，能够提升作业的效率。附图说明图1是表示实施方式的作业车辆的侧视图；图2是表示作业车辆的驱动系和控制系统的结构的框图；图3是表示作业车辆的结构的示意图；图4是表示填土作业的当前地形、最终设计地形和中间设计地形的一例的图；图5是表示填土作业的工作装置的自动控制处理的流程图；图6是表示当前地形信息的一例的图；图7是表示用于决定中间设计地形的处理的流程图；图8是表示用于决定底高的处理的图；图9是表示第一上限高度、第一下限高度、第二上限高度及第二下限高度的图；图10是表示用于决定中间设计地形的俯仰角的处理的流程图；图11是表示用于决定第一上限角度的处理的图；图12是表示用于决定第一下限角度的处理的图；图13是表示用于决定最短距离角度的处理的图；图14是表示用于决定最短距离角度的处理的图；图15是表示用于决定最短距离角度的处理的图；图16是表示变形例的中间设计地形的图；图17是表示另一实施方式的控制系统的结构的框图；图18是表示另一实施方式的控制系统的结构的框图；图19是表示基于现有技术的填土作业的图。具体实施方式以下，参照附图对实施方式的作业车辆进行说明。图1是表示实施方式的作业车辆1的侧视图。本实施方式的作业车辆1是推土机。作业车辆1具备：车身11、行走装置12、工作装置13。车身11具有驾驶室14和发动机室15。在驾驶室14配置有未图示的驾驶座。发动机室15配置于驾驶室14的前方。行走装置12安装于车身11的下部。行走装置12具有左右一对的履带16。需要说明的是，图1中，仅图示左侧的履带16。履带16旋转，由此，作业车辆1行走。工作装置13安装于车身11。工作装置13具有：提升架17、刮板18、提升油缸19、角度油缸20、倾斜油缸21。提升架17以沿车宽方向延伸的轴线X为中心可上下动作地安装于车身11。提升架17支承刮板18。刮板18配置于车身11的前方。刮板18随着提升架17的上下运动而上下移动。提升油缸19连结于车身11和提升架17。提升油缸19伸缩，由此，提升架17以轴线X为中心上下旋转。角度油缸20连结于提升架17和刮板18。角度油缸20伸缩，由此，刮板18以大致沿上下方向延伸的轴线Y为中心旋转。倾斜油缸21连结于提升架17和刮板18。倾斜油缸21伸缩，由此，刮板18以大致沿车辆前后方向延伸的轴线Z为中心旋转。图2是表示作业车辆1的驱动系2和控制系统3的结构的框图。如图2所示，驱动系2具备：发动机22、油泵23、传动装置24。油泵23由发动机22驱动，将液压油排出。从油泵23排出的液压油供给到提升油缸19、角度油缸20和倾斜油缸21。需要说明的是，图2中，图示有一个油泵23，但也可以设有多个油泵。传动装置24将发动机22的驱动力传递到行走装置12。传动装置24例如可以是HST(静液压传动装置，HydroStaticTransmission)。或者，传动装置24例如也可以是变矩器或具有多个变速齿轮的变速器。控制系统3具备：操作装置25、控制装置26、控制阀27。操作装置25是用于对工作装置13及行走装置12进行操作的装置。操作装置25配置于驾驶室14。操作装置25接收操作人员用于驱动工作装置13及行走装置12的操作，输出与操作相应的操作信号。操作装置25例如包括操作杆、踏板、开关等。控制装置26被编程，以基于取得的信息来控制作业车辆1。控制装置26例如包括CPU等处理装置。控制装置26从操作装置25取得操作信号。控制装置26基于操作信号来控制控制阀27。需要说明的是，控制装置26不限于一体式，也可以分成多个控制装置。控制阀27是比例控制阀，由来自控制装置26的指令信号被控制。控制阀27本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种作业车辆的控制系统，该作业车辆具有工作装置，其中，具备：当前地形取得装置，其取得当前地形信息，该当前地形信息表示作业对象的当前地形；存储装置，其储存设计地形信息，该设计地形信息表示所述作业对象的目标地形即最终设计地形；控制装置；所述控制装置构成为：从所述当前地形取得装置取得所述当前地形信息；从所述存储装置取得所述设计地形信息；在位于比所述最终设计地形靠下方的所述当前地形倾斜的情况下，生成使所述工作装置沿着比所述当前地形平缓地倾斜的轨迹而移动的指令信号。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.07.26 JP 2016-1463821.一种作业车辆的控制系统，该作业车辆具有工作装置，其中，具备：当前地形取得装置，其取得当前地形信息，该当前地形信息表示作业对象的当前地形；存储装置，其储存设计地形信息，该设计地形信息表示所述作业对象的目标地形即最终设计地形；控制装置；所述控制装置构成为：从所述当前地形取得装置取得所述当前地形信息；从所述存储装置取得所述设计地形信息；在位于比所述最终设计地形靠下方的所述当前地形倾斜的情况下，生成使所述工作装置沿着比所述当前地形平缓地倾斜的轨迹而移动的指令信号。2.如权利要求1所述的作业车辆的控制系统，其中，所述控制装置根据所述当前地形的形状来改变所述轨迹的倾斜角度。3.如权利要求1所述的作业车辆的控制系统，其中，所述控制装置决定位于所述当前地形上方规定距离的上限位置，以所述轨迹位于所述当前地形以上、且位于所述上限位置以下的方式，所述控制装置决定所述轨迹的倾斜角度。4.如权利要求1所述的作业车辆的控制系统，其中，所述控制装置决定位于比所述当前地形靠上方、且位于比所述最终设计地形靠下方的中间设计地形，所述中间设计地形包含所述轨迹，所述控制装置基于所述中间设计地形来控制所述工作装置。5.如权利要求4所述的作业车辆的控制系统，其中，所述控制装置构成为：通过来自所述当前地形取得装置的所述当前地形信息，更新所述当前地形；基于更新后的所述当前地形，决定下一所述中间设计地形。6.如权利要求5所述的作业车辆的控制系统，其中，所述控制装置每更新所述当前地形时，决定所述中间设计地形，以使所述轨迹的倾斜平缓。7.如权利要求1所述的作业车辆的控制系统，其中，所述控制装置具有：第一控制装置，其配置于所述作业车辆的外部；第二控制装置，其与所述第一控制装置通信，配置于所述作业车辆的内部；所述第一控制装置构成为：从所述当前地形取得装置取得所述当前地形信息；从所述存储装置取得所述设计地形信息；所述第二控制装置构成为生成使所述工作装置移动的所述指令信号。8.一种作业车辆的控制方法，该作业车辆具有工作装置，其中，包括如下步骤：取得当前地形信息，该当前地形信息表示作业对象的当前地形；取得设计地形信息，该设计地形信息表示所述作业对象的目标地形即最终设计地形；在位于比所述最终设计地形靠下方的所述当前地形倾斜的...

【专利技术属性】
技术研发人员：石桥永至，稻丸昭文，长野精治，山本健治，米泽保人，古川洋介，下條隆宏，
申请(专利权)人：株式会社小松制作所，
类型：发明
国别省市：日本,JP