作业车辆的控制系统、控制方法、以及作业车辆技术方案

本发明专利技术提供一种作业车辆的控制系统、控制方法、以及作业车辆。控制器获取作业装置的挖掘开始位置。在现状地形包括上坡以及比上坡位于前方的下坡、且挖掘开始位置位于上坡时，控制器确定第一虚拟设计面，该第一虚拟设计面包括位于现状地形下方、且倾斜比上坡平缓的第一设计面。控制器生成使作业装置沿第一虚拟设计面移动的指令信号。

Control system, control method and operation vehicle of operation vehicle

The invention provides a control system, a control method and a working vehicle of an operating vehicle. The controller obtains the starting position of the mining device. When the current terrain includes the uphill and the downhill which is ahead of the uphill and the starting position of excavation is uphill, the controller determines the first virtual design surface. The first virtual design includes the first design surface which is under the current terrain and whose slope is gentler than the uphill. The controller generates an instruction signal to move the operating device along the first 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，已经提出一种在推土机、或平地机等作业车辆中自动调整作业装置位置的控制方案。例如，在专利文献1中，公开了挖掘控制与整地控制。在挖掘控制中，自动调整刮板的位置，使刮板的负荷与目标负荷一致。在整地控制中，自动调整刮板的位置，使刮板的板刃沿着表示挖掘对象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)专利第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现有的控制，在对作业装置的负荷过大时使作业装置升高，由此能够抑制产生履带板滑动。由此，能够有效率地进行作业。但是，在现有的控制中，如图18所示，在开始挖掘现状地形300后，当对作业装置100的负荷增大时，则通过负荷控制，使作业装置100升高(参照图18的作业装置100的轨迹200)。而且，在再次开始挖掘后，当对作业装置100的负荷增大时，则使作业6装置100再次升高。当反复进行上述动作时，则会形成凹凸较大的地形，所以难以顺利地进行挖掘作业。另外，被挖掘的地形容易荒废，担心完工的质量降低。另外，如图18所示，在挖掘下坡的情况下，由于反复挖掘，而使设置于现状地形300顶部的平坦的立脚点变窄。在该情况下，当作业车辆越过顶部时，作业车辆的姿势突然变化，由此可能破坏地形。另外，由于立脚点变窄，难以进行作业，从而担心使作业效率下降。本专利技术的目的在于，提供一种能够进行有效率且完工质量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技术方案第一方面的控制系统为具有作业装置的作业车辆的控制系统，具有：存储装置和控制器。存储装置对表示作业对象的现状地形的现状地形信息进行存储。控制器与存储装置进行通信。控制器获取作业装置的挖掘开始位置。在现状地形包括上坡与位于上坡前方的下坡、且挖掘开始位置位于上坡时，控制器确定第一虚拟设计面，该第一虚拟设计面包括位于现状地形的下方且倾斜比上坡平缓的第一设计面。控制器生成使作业装置沿第一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控制具有作业装置的作业车辆而安装于计算机中的方法，具有以下的步骤。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，获取作业装置的挖掘开始位置。在第三步骤中，在现状地形包括上坡与位于上坡前方的下坡、且挖掘开始位置位于上坡时，确定第一虚拟设计面，该第一虚拟设计面包括位于现状地形的下方且倾斜比上坡平缓的第一设计面。在第四步骤中，生成使作业装置沿第一虚拟设计面移动的指令信号。第三方面的作业车辆具有：作业装置和控制器。控制器为了控制作业装置而被程序化。控制器获取表示作业对象的现状地形的现状地形信息。控制器获取作业装置的挖掘开始位置。控制器在现状地形包括上坡与位于上坡前方的下坡、且挖掘开始位置位于上坡时，确定第一虚拟设计面，该第一虚拟设计面包括位于现状地形的下方且倾斜比上坡平滑的第一设计面。控制器生成使作业装置沿第一虚拟设计面移动的指令信号。专利技术的效果根据本专利技术，沿着基于现状地形而确定的第一虚拟设计面进行挖掘。因此，不会生成较大的凹凸，能够顺利地进行挖掘。另外，在现状地形包括上坡与下坡的情况下，确定第一虚拟设计面，该第一虚拟设计面包括倾斜比上坡平缓的第一设计面。由此，能够确保作业车辆的立脚点，能够进行有效率且完工质量良好的挖掘作业。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与控制系统的结构的方框图。图3是表示作业车辆的结构的示意图。图4是表示挖掘作业中作业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是表示作业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是表示作业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方框图。图17是表示其它变形例的控制系统的结构的方框图。图18是表示基于现有技术进行的挖掘的图。具体实施方式下面，参照附图，针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为推土机。作业车辆1具有：车体11、行驶装置12、以及作业装置13。车体11具有驾驶室14与发动机室15。在驾驶室14配置有未图示的驾驶席。发动机室15配置在驾驶室14的前方。行驶装置12安装在车体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中只图示了左侧的履带16。通过履带16的转动，作业车辆1行驶。作业装置13安装于车体11。作业装置13具有：提升架17、刮板18、提升缸19、角缸20、以及倾斜缸21。提升架17以在车宽方向延伸的轴线X为中心，可上下进行动作地安装于车体11。提升架17支承刮板18。刮板18配置在车体11的前方。刮板18随着提升架17的上下移动而上下移动。提升缸19与车体11和提升架17连结。通过提升缸19的伸缩，提升架17以轴线X为中心，上下地转动。角缸20与提升架17和刮板18连结。通过角缸20的伸缩，刮板18以在大致上下方向上延伸的轴线Y为中心，进行转动。倾斜缸21与提升架17和刮板18连结。通过倾斜缸21的伸缩，刮板18以在大致车辆前后方向上延伸的轴线Z为中心，进行转动。图2是表示作业车辆1的驱动系统2与控制系统3的结构的方框图。如图2所示，驱动系统2具有：发动机22、液压泵23、以及动力传递装置24。液压泵23由发动机22进行驱动，排出工作油。从液压泵23排出的工作油向提升缸19、角缸20、以及倾斜缸21供给。需要说明的是，在图2中，虽然图示了一个液压泵23，但也可以设有多个液压泵。动力传递装置24将发动机22的驱动力向行驶装置12传递。动力传递装置24例如可以是HST(HydroStaticTransmission：静液压传递装置)。或者，动力传递装置24例如也可以是具有变矩器、或多个变速齿轮的传递装置。控制系统3具有：操作装置25、控制器26、以及控制阀27。操作装置25是用来对作业装置13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、以及开关等。操作装置25包括：用于行驶装置12的操作装置251、以及用于作业装置13的操作装置252。用于行驶装置12的操作装置251可操作地设置在前进位置、后退位置、以及中立位置。当用于行驶装置12的操作装置251的操作位置处于前进位置时，控制行驶装置12、或动力传递装置24，使作业车辆1前进。当用于行驶装置12的操作装置251的操作位置处于后退位置时，控制行驶装置12、或动力传本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种作业车辆的控制系统，是具有作业装置的作业车辆的控制系统，其特征在于，具有：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；所述控制器获取所述作业装置的挖掘开始位置，在所述现状地形包括上坡和位于所述上坡前方的下坡、且所述挖掘开始位置位于所述上坡时，所述控制器确定第一虚拟设计面，该第一虚拟设计面包括位于所述现状地形的下方且倾斜比所述上坡平缓的第一设计面，所述控制器生成使所述作业装置沿所述第一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 2016-1548171.一种作业车辆的控制系统，是具有作业装置的作业车辆的控制系统，其特征在于，具有：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；所述控制器获取所述作业装置的挖掘开始位置，在所述现状地形包括上坡和位于所述上坡前方的下坡、且所述挖掘开始位置位于所述上坡时，所述控制器确定第一虚拟设计面，该第一虚拟设计面包括位于所述现状地形的下方且倾斜比所述上坡平缓的第一设计面，所述控制器生成使所述作业装置沿所述第一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，所述控制器确定所述第一设计面的高度，以使所述第一虚拟设计面与所述现状地形之间的土量成为规定的目标土量。3.如权利要求1或2所述的作业车辆的控制系统，其特征在于，所述控制器算出第二虚拟设计面的倾斜角，以使从所述挖掘开始位置开始延伸的倾斜的所述第二虚拟设计面与所述现状地形之间的土量成为所述目标土量，在所述倾斜角为表示上坡的角度时，所述控制器生成使所述作业装置沿着包括所述第一设计面在内的第一虚拟设计面移动的指令信号。4.如权利要求3所述的作业车辆的控制系统，其特征在于，在所述挖掘开始位置位于所述下坡且所述倾斜角为表示下坡的角度时，所述控制器生成使所述作业装置沿所述第二虚拟设计面移动的指令信号。5.如权利要求3或4所述的作业车辆的控制系统，其特征在于，在所述挖掘开始位置位于所述上坡且所述倾斜角为表示下坡的角度时，所述控制器生成使所述作业装置沿所述第一虚拟设计面移动的指令信号。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，所述第一设计面在水平方向上延伸。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，所述第一设计面的终端延伸至所述下坡。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，所述第一设计面的长度比所述作业车辆的长度长。9.如权利要求1至8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，其配置在所述作业车辆的外部；第二控制器，其与所述第一控制器进行通信，并配置在所述作业车辆的内部；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使所述作业装置移动的所述指令信号。10.一种作业车辆的控制方法，是用于控制具有作业装置的作业车辆而安装于计算机的方法，其特征在于，包括：获取现状地形信息的步骤，获取表示作业对象的现状地形的现状地形信息；获取挖掘开始位置的步骤，获取所述作业装置的挖掘开始位置；确定第一虚拟设计面的步骤，在所述现状地形包括上坡和位于所述上坡前方的下坡、且所述挖掘开始位置位于所述上坡时，确定第一虚拟设计面，该第一虚拟设计面包括位于所述现状地形的下方且倾斜比所述上坡平缓的第一设计面；生成指令信号的步骤，生成使所述作业装置沿所述第一虚拟设计面移动的指令信号。11.如权利要求10所述的作业车辆的控制方法，其特征在于，确定所述第一设计面的...

【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