作业车辆的控制系统、控制方法以及作业车辆技术方案

控制器在现状地形包括上坡和比上坡更靠前方的下坡时，确定包括第一设计面和第二设计面的虚拟设计面，第一设计面比上坡的倾斜度更平缓，第二设计面相对于第一设计面倾斜，且比所述下坡的倾斜度更平缓。控制器生成使工作装置沿着虚拟设计面移动的指令信号。

Control System, Control Method and Operating Vehicle of Operating Vehicle

The controller determines the virtual design surface including the first design surface and the second design surface when the current terrain includes the uphill and the downhill which is farther ahead than the uphill. The first design surface is more gentle than the uphill, and the second design surface is more gentle than the first design surface. The controller generates an instruction signal to move the working device along the virtual design surface.

【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、控制方法以及作业车辆
本专利技术涉及作业车辆的控制系统、控制方法以及作业车辆。
技术介绍
以往，在推土机或平地机等作业车辆中，提出了自动调整工作装置的位置的控制。例如，在专利文献1中，公开了挖掘控制和整地控制。在挖掘控制中，以使施加于刮板的负载与目标负载一致的方式来自动调整刮板的位置。在整地控制中，以沿着表示挖掘对象的目标形状的设计地形而移动刮板的板尖的方式来自动调整刮板的位置。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技术问题根据上述以往的控制，通过在对工作装置的负载过度变大时使工作装置上升，能够抑制履带板滑动的发生。由此，能够效率良好地进行作业。但是，如图18所示，在以往的控制中，在开始挖掘现状地形300以后，当对工作装置100的负载变大时，通过负载控制使工作装置100上升(参照图18的工作装置100的轨迹200)。而且，在重新开始挖掘以后，当对工作装置100的负载变大时，再次使工作装置100上升。当这样的动作被反复进行时，会形成凹凸较大的地形，因此难以顺畅地进行挖掘作业。另外，被挖掘的地形变得容易破坏，存在完成品质下降的担忧。另外，在如图18所示对下坡进行挖掘的情况下，通过反复挖掘，设于现状地形300的顶部的平坦的落脚点会变窄。该情况下，存在在作业车辆越过顶部时因作业车辆的姿态的骤变而破坏地形的风险。另外，由于落脚点变窄从而有作业变得难以进行、作业效率下降的担忧。本专利技术的技术问题在于提供一种能够进行高效且完成品质良好的挖掘作业的作业车辆的控制系统、控制方法以及作业车辆。用于解决技术问题的手段第一方面的控制系统是具有工作装置的作业车辆的控制系统，其具备存储装置和控制器。存储装置存储表示作业对象的现状地形的现状地形信息。控制器与存储装置进行通信。控制器在现状地形包括上坡和比上坡更靠前方的下坡时，确定包括第一设计面和第二设计面的虚拟设计面，所述第一设计面比上坡的倾斜度更平缓，所述第二设计面相对于第一设计面倾斜，且比下坡的倾斜度更平缓。控制器生成使工作装置沿着虚拟设计面移动的指令信号。第二方面的作业车辆的控制方法是为了对具有工作装置的作业车辆进行控制而安装于计算机的方法，其具备以下步骤。在第一步骤中，获取表示作业对象的现状地形的现状地形信息。在第二步骤中，在现状地形包括上坡和比上坡更靠前方的下坡时，确定包括比上坡的倾斜度更平缓的第一设计面和相对于第一设计面倾斜的第二设计面的虚拟设计面。在第三步骤中，生成使工作装置沿着虚拟设计面移动的指令信号。第三方面的作业车辆具备工作装置和控制器。控制器被编程以控制工作装置。控制器获取表示作业对象的现状地形的现状地形信息。控制器在现状地形包括上坡和比上坡更靠前方的下坡时，确定包括比上坡的倾斜度更平缓的第一设计面和相对于第一设计面倾斜的第二设计面的虚拟设计面。控制器生成使工作装置沿着虚拟设计面移动的指令信号。专利技术效果根据本专利技术，沿着基于现状地形确定的虚拟设计面进行挖掘。因此，能够不生成较大的凹凸地顺畅地进行挖掘。另外，在现状地形包括上坡和下坡的情况下，确定包括倾斜度平缓的第一设计面和相对于第一设计面倾斜的第二设计面的虚拟设计面。通过使工作装置沿着第一设计面移动，能够形成作业车辆的落脚点。另外，通过使工作装置沿着第二设计面移动，能够进行斜坡的挖掘。由此，能够进行高效且完成品质良好的挖掘作业。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统和控制系统的结构的模块图。图3是表示作业车辆的结构的示意图。图4是表示挖掘作业中的工作装置的自动控制处理的流程图。图5是表示最终设计地形、现状地形以及虚拟设计面的一个例子的图。图6是表示工作装置的自动控制处理的流程图。图7是表示最终设计地形、现状地形以及虚拟设计面的一个例子的图。图8是表示最终设计地形、现状地形以及虚拟设计面的一个例子的图。图9是表示虚拟设计面的倾斜角的一个例子的图。图10是表示最终设计地形、现状地形以及虚拟设计面的一个例子的图。图11是表示最终设计地形、现状地形以及虚拟设计面的一个例子的图。图12是表示最终设计地形、现状地形以及虚拟设计面的一个例子的图。图13是表示工作装置的自动控制处理的流程图。图14是表示最终设计地形、现状地形以及虚拟设计面的一个例子的图。图15是表示最终设计地形、现状地形以及虚拟设计面的一个例子的图。图16是表示变形例的控制系统的结构的模块图。图17是表示其他变形例的控制系统的结构的模块图。图18是表示利用现有技术进行的挖掘的图。具体实施方式以下，参照附图对实施方式作业车辆进行说明。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为推土机。作业车辆1具备车体11、行驶装置12和工作装置13。车体11具有驾驶室14和发动机室15。在驾驶室14中，配置有未图示的驾驶席。发动机室15配置于驾驶室14的前方。行驶装置12安装于车体11的下部。行驶装置12具有左右一对履带16。需要说明的是，在图1中，仅图示了左侧的履带16。作业车辆1通过履带16的转动而行驶。工作装置13安装于车体11。工作装置13具有提升架17、刮板18、提升缸19、角度缸20和倾斜缸21。提升架17以能够以沿车宽方向延伸的轴线X为中心向上下动作的方式安装于车体11。提升架17对刮板18进行支承。刮板18配置于车体11的前方。刮板18伴随提升架17的上下移动而向上下移动。提升缸19连结于车体11和提升架17。通过提升缸19的伸缩，提升架17以轴线X为中心向上下转动。角度缸20连结于提升架17和刮板18。通过角度缸20的伸缩，刮板18以大致沿上下方向延伸的轴线Y为中心转动。倾斜缸21连结于提升架17和刮板18。通过倾斜缸21的伸缩，刮板18以大致沿车辆前后方向延伸的轴线Z为中心转动。图2是表示作业车辆1的驱动系统2和控制系统3的结构的模块图。如图2所示，驱动系统2具备发动机22、液压泵23和动力传递装置24。液压泵23由发动机22驱动而排出工作油。从液压泵23排出的工作油被供给到提升缸19、角度缸20和倾斜缸21。需要说明的是，在图2中图示出一个液压泵23，但也可以设置多个液压泵。动力传递装置24将发动机22的驱动力传递到行驶装置12。动力传递装置24例如可以是HST(HydroStaticTransmission(静液压变速器))。或者，动力传递装置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、控制器26和控制阀27。操作装置25是用于对工作装置13以及行驶装置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例如包括操作杆、踏板、开关等。操作装置25包括行驶装置12用的操作装置251和工作装置13用的操作装置252。行驶装置12用的操作装置251设为能够操作为前进位置、后退位置和中立位置。在行驶装置12用的操作装置251的操作位置为前进位置时，对行驶装置12或动力传递装置24进行控制以使作业车辆1前进。在行驶装置12用的操作装置251的操作位置为后退位置时，对行驶装置12或动力传递装置24进行控制以使作业车辆1后退。行驶装置13用的操作装置252设为能够对提升缸19、角度缸20和倾斜本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种作业车辆的控制系统，该作业车辆的控制系统为具有工作装置的作业车辆的控制系统，其特征在于，具备：存储装置，其存储表示作业对象的现状地形的现状地形信息；控制器，其与所述存储装置进行通信；所述控制器在所述现状地形包括上坡和比所述上坡更靠前方的下坡时，确定包括第一设计面和第二设计面的虚拟设计面，所述第一设计面比所述上坡的倾斜度更平缓，所述第二设计面相对于所述第一设计面倾斜，且比所述下坡的倾斜度更平缓，所述控制器生成使所述工作装置沿着所述虚拟设计面移动的指令信号。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.08.05 JP 2016-1548181.一种作业车辆的控制系统，该作业车辆的控制系统为具有工作装置的作业车辆的控制系统，其特征在于，具备：存储装置，其存储表示作业对象的现状地形的现状地形信息；控制器，其与所述存储装置进行通信；所述控制器在所述现状地形包括上坡和比所述上坡更靠前方的下坡时，确定包括第一设计面和第二设计面的虚拟设计面，所述第一设计面比所述上坡的倾斜度更平缓，所述第二设计面相对于所述第一设计面倾斜，且比所述下坡的倾斜度更平缓，所述控制器生成使所述工作装置沿着所述虚拟设计面移动的指令信号。2.如权利要求1所述的作业车辆的控制系统，其特征在于，所述控制器获取所述工作装置的挖掘开始位置，在所述挖掘开始位置位于所述上坡时，所述控制器确定包括所述第一设计面和所述第二设计面的所述虚拟设计面。3.如权利要求2所述的作业车辆的控制系统，其特征在于，所述第一设计面从所述挖掘开始位置开始延伸，所述控制器以所述虚拟设计面和所述现状地形之间的土量成为规定的目标土量的方式，确定所述第二设计面的倾斜角。4.如权利要求1至3中任一项所述的作业车辆的控制系统，其特征在于，所述第一设计面沿水平方向延伸。5.如权利要求1至4中任一项所述的作业车辆的控制系统，其特征在于，所述第一设计面的长度比所述作业车辆的长度长。6.如权利要求1至5中任一项所述的作业车辆的控制系统，其特征在于，所述第二设计面与所述第一设计面的终止端连接。7.如权利要求1至6中任一项所述的作业车辆的控制系统，其特征在于，所述第二设计面的终止端延伸到所述下坡。8.如权利要求1至7中任一项所述的作业车辆的控制系统，其特征在于，所述控制器具有：第一控制器，其配置于所述作业车辆的外部；第二控制器，其配置于所述作业车辆的内部，并与所述第一控制器进行通信；所述第一控制器与所述存储装置进行通信，所述第二控制器生成对所述工作装置的所述指令信号。9.一种作业车辆的控制方法，该作业车辆的控制方法是为了对具有工作装置的作业车辆进行控制而安装于计算机的方法，其特征在于，具备：获取表示作业对象的现状地形的现状地形信息的步骤；在所述现状地形包括上坡和比所述上坡更靠前方的下坡时，确定包括比所述上坡的倾斜度更平缓的第一设计面和相对于所述第一设计面倾斜并比所述下坡的倾斜度更平缓的第二设计面的虚拟设计面的步骤；生成使所述工作装置沿着所述虚拟设计面移动的指令信号的步骤。10.如权利要求9所述的作业车辆的...

【专利技术属性】
技术研发人员：石桥永至，原田纯仁，稻丸昭文，长野精治，米泽保人，
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