工作车辆的控制系统、方法以及工作车辆技术方案

本发明专利技术提供一种工作车辆的控制系统、方法以及工作车辆。控制器获取表示现场的现状地形的现状地形数据。控制器确定目标深度。控制器基于现状地形数据，获取位于现状地形上的多个区划点的位置。控制器确定使多个区划点各自在铅垂方向上位移目标深度的量的多个基准点。控制器基于多个基准点确定目标设计地形。控制器生成按照目标设计地形使工作装置工作的指令信号。

Control system, method and working vehicle of working vehicle

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】工作车辆的控制系统、方法以及工作车辆
本专利技术涉及工作车辆的控制系统、方法以及工作车辆。
技术介绍
以往，已经提出一种控制，其在推土机或平地机等工作车辆中，自动地调整推土铲等工作装置的位置。例如，在专利文献1中，在挖掘作业中，通过使推土铲的负荷与目标负荷一致的负荷控制，自动调整推土铲的位置。现有技术文献专利文献专利文献1：(日本)专利技术专利第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，通过在施加于推土铲的负荷变得过大时使推土铲上升，能够抑制履带板滑动的产生。由此，能够高效地进行作业。但是，在现有的控制中，如图15所示，首先，控制推土铲，以使其沿着设计地形100。之后，当施加于推土铲的负荷变大时，通过负荷控制使推土铲上升(参照图15的推土铲的轨迹200)。因此，在设计地形100相对于现状地形300位于较深的位置的情况下，因使推土铲的负荷快速变大，而可能导致推土铲快速上升。在该情况下，会形成凹凸较大的地形，所以，难以顺畅地进行挖掘作业。另外，挖掘的地形有可能容易变得粗糙，完成的质量降低。本专利技术的目的在于通过自动控制，使工作车辆进行高效、且完成质量良好的作业。用于解决技术问题的技术方案第一方式为具有工作装置的工作车辆的控制系统，其具有控制器。对控制器进行编程，以进行如下的处理。控制器获取表示现场的现状地形的现状地形数据。控制器确定目标深度。控制器基于现状地形数据，获取位于现状地形上的多个区划点的位置。控制器确定使多个区划点各自在铅垂方向上位移目标深度的量的多个基准点。控制器基于多个基准点确定目标设计地形。控制器生成按照目标设计地形使工作装置工作的指令信号。第二方式是为了控制具有工作装置的工作车辆而由控制器执行的方法，其具有如下的处理。第一处理为获取表示现场的现状地形的现状地形数据。第二处理为确定目标深度。第三处理为基于现状地形数据获取位于现状地形上的多个区划点的位置。第四处理为确定使多个区划点各自在铅垂方向上位移目标深度的量的多个基准点。第五处理为基于多个基准点确定目标设计地形。第六处理为生成按照目标设计地形使工作装置工作的指令信号。第三方式为工作车辆，具有工作装置和控制工作装置的控制器。对控制器进行编程，以执行如下的处理。控制器获取表示现场的现状地形的现状地形数据。控制器确定目标深度。控制器基于现状地形数据获取位于现状地形上的多个区划点的位置。控制器确定使多个区划点各自在铅垂方向上位移目标深度的量的多个基准点。控制器基于多个基准点确定目标设计地形。控制器生成按照目标设计地形使工作装置工作的指令信号。专利技术的效果根据本专利技术，通过自动控制，能够使工作车辆进行高效、且完成质量良好的作业。附图说明图1是表示实施方式的工作车辆的侧视图。图2是表示工作车辆的驱动系统和控制系统的结构的框图。图3是表示工作车辆的结构的示意图。图4是表示工作车辆的自动控制的处理的流程图。图5是表示最终设计地形、现状地形及目标设计地形的一个例子的图。图6是表示用于确定目标设计地形的处理的流程图。图7是表示用于确定目标设计地形的处理的图。图8是表示用于确定目标设计地形的处理的图。图9是表示用于确定目标设计地形的处理的图。图10是表示用于确定目标设计地形的处理的图。图11是表示用于确定目标设计地形的处理的图。图12是表示用于确定目标设计地形的处理的图。图13是表示第一变形例的工作车辆的驱动系统和控制系统的结构的框图。图14是表示第二变形例的工作车辆的驱动系统和控制系统的结构的框图。图15是表示基于现有技术的挖掘作业的图。具体实施方式下面，参照附图，对实施方式的工作车辆进行说明。图1是表示实施方式的工作车辆1的侧视图。本实施方式的工作车辆1为推土机。工作车辆1具有车身11、行驶装置12及工作装置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。行驶装置12安装于车身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，只图示有左侧履带16。通过履带16的旋转，工作车辆1行驶。工作装置13安装于车身11。工作装置13具有升降架17、推土铲18及提升油缸19。升降架17以在车宽方向上延伸的轴线X为中心可上下动作地安装于车身11。升降架17支承推土铲18。推土铲18配置于车身11的前方。推土铲18随着升降架17的上下运动而上下地移动。升降架17也可以安装于行驶装置12。提升油缸19与车身11和升降架17连结。通过提升油缸19的伸缩，升降架17以轴线X为中心而上下旋转。图2是表示工作车辆1的驱动系统2和控制系统3的结构的框图。如图2所示，驱动系统2具有发动机22、液压泵23及动力传递装置24。液压泵23由发动机22驱动，排出液压油。从液压泵23排出的液压油向提升油缸19供给。需要说明的是，虽然在图2中图示了一个液压泵23，但也可以设置多个液压泵。动力传递装置24将发动机22的驱动力向行驶装置12传递。动力传递装置24例如可以为HST(HydroStaticTransmission：静液压传动装置)。或者，动力传递装置24例如也可以为具有液力变矩器、或多个变速齿轮的传动装置。控制系统3具有：操作装置25a、输入装置25b、控制器26、存储装置28及控制阀27。操作装置25a和输入装置25b配置于驾驶室14。操作装置25a为用于对工作装置13及行驶装置12进行操作的装置。操作装置25a配置于驾驶室14。操作装置25a接受用于驱动工作装置13及行驶装置12的、由操作人员进行的操作，并输出与操作对应的操作信号。操作装置25a例如包括操作杆、踏板、开关等。输入装置25b为用于进行后面叙述的工作车辆1的自动控制的设定的装置。输入装置25b接受由操作人员进行的操作，并输出与操作对应的操作信号。将输入装置25b的操作信号向控制器26输出。输入装置25b例如包括触控面板式的显示器。但是，输入装置25b不限于触控面板，也可以包括硬件密钥。对控制器26进行编程，以基于获取到的数据控制工作车辆1。控制器26例如包括CPU等处理装置(处理器)。控制器26从操作装置25a和输入装置25b获取操作信号。需要说明的是，控制器26不限于一体，也可以分为多个控制器。控制器26通过控制行驶装置12或动力传递装置24，使工作车辆1行驶。控制器26通过控制控制阀27，使推土铲18上下移动。控制阀27为比例控制阀，通过来自控制器26的指令信号来控制。控制阀27配置于提升油缸19等液压促动器和液压泵23之间。控制阀27对从液压泵23向提升油缸19供给的液压油的流量进行控制。控制器26生成对控制阀27的指令信号，以使推土铲18动作。由此，控制提升油缸19。需要说明的是，控制阀27可以为本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种工作车辆的控制系统，该工作车辆具有工作装置，该工作车辆的控制装置的特征在于，/n具有控制器，/n所述控制器获取表示现场的现状地形的现状地形数据，/n所述控制器确定目标深度，/n所述控制器基于所述现状地形数据，获取位于所述现状地形上的多个区划点的位置，/n所述控制器确定使多个所述区划点各自在铅垂方向上位移所述目标深度的量的多个基准点，/n所述控制器基于多个所述基准点确定目标设计地形，/n所述控制器生成按照所述目标设计地形使所述工作装置工作的指令信号。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20180328 JP 2018-0622371.一种工作车辆的控制系统，该工作车辆具有工作装置，该工作车辆的控制装置的特征在于，
具有控制器，
所述控制器获取表示现场的现状地形的现状地形数据，
所述控制器确定目标深度，
所述控制器基于所述现状地形数据，获取位于所述现状地形上的多个区划点的位置，
所述控制器确定使多个所述区划点各自在铅垂方向上位移所述目标深度的量的多个基准点，
所述控制器基于多个所述基准点确定目标设计地形，
所述控制器生成按照所述目标设计地形使所述工作装置工作的指令信号。


2.如权利要求1所述的工作车辆的控制系统，其特征在于，
所述控制器确定起始点，
所述控制器基于从所述起始点起第一个的所述基准点和从所述起始点起第二个的所述基准点，确定所述起始点和第一个所述区划点之间的所述目标设计地形。


3.如权利要求2所述的工作车辆的控制系统，其特征在于，
所述控制器确定以连结所述起始点和第一个所述基准点的直线表示的第一基准地形、以及以连结所述起始点和第二个所述基准点的直线表示的第二基准地形，
所述控制器以经过所述第一基准地形和所述第二基准地形之间的方式确定所述起始点和第一个所述区划点之间的所述目标设计地形。


4.如权利要求3所述的工作车辆的控制系统，其特征在于，
所述控制器确定所述第一基准地形和所述第二基准地形的平均角度，
所述控制器基于所述平均角度，确定所述起始点和第一个所述区划点之间的所述目标设计地形。


5.如权利要求1所述的工作车辆的控制系统，其特征在于，
所述控制器确定下一个起始点，
所述控制器基于从所述下一个起始点起第一个的所述基准点和从所述下一个起始点起第二个的所述基准点，确定下一个目标设计地形。


6.一种方法，为了控制具有工作装置的工作车辆而由控制器来执行，该方法的特征在于，包括：
获取表示现场的现状地形的现状地形数据的步骤；
确定目标深度的步骤；
基于所述现状地形数据获取位于所述现状地形上的多个区划点的位置的步骤；
确定使多个所述区划点各自在铅垂方向上位移所述目标深度的量的多个基准点的步骤；
基于多个所述基准点确定目标设计地形的步骤；
生成按照所述目标设计地形使所述工作装置工作的指令信号的步骤。


7.如权利要求6所述的方法，其特征在于，
还具有确定起始点的步骤，
确定所述目标设计地形的步骤包括基于从所述起始点起第一个的所述基准点和从所述起始点起第二个的所述基准点、确定所述起始点和第一个所述区划点之间的所述目标设计地形的步骤。
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【专利技术属性】
技术研发人员：原田纯仁，石桥永至，
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