CN105745379A - 推土铲控制装置、作业车辆和推土铲控制方法 - Google Patents

推土铲控制装置、作业车辆和推土铲控制方法 Download PDF

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Abstract

推土铲控制装置包括：推土铲控制部，其输出对液压缸进行驱动的驱动指令；目标高度生成装置，其基于绝对位置数据、车身倾斜角数据和设计面数据计算铲尖的目标高度；目标高度数据获取部，其获取表示第一时刻的目标高度的目标高度数据；实际高度运算部，其基于绝对位置数据、车身倾斜角数据和缸长度数据计算第一时刻的铲尖的实际高度；推断部，其基于在第一时刻之前的第二时刻自推土铲控制部输出的驱动指令和表示第一时刻或第一时刻之前的时刻的铲尖的实际高度的实际高度数据推断第一时刻之后的第三时刻的铲尖的预测高度。推土铲控制部基于第三时刻的预测高度和第一时刻的目标高度，在第一时刻以减小预测高度和目标高度的偏差的方式输出驱动指令。

Description

推土铲控制装置、作业车辆和推土铲控制方法
技术领域
本发明涉及推土铲控制装置、作业车辆和推土铲控制方法。
背景技术
具有推土铲的作业车辆用于地面的挖掘、整地和砂土的搬运等。在专利文献1和专利文献2中公开了一种使推土铲的铲尖追随设计面的作业车辆的一个例子。设计面是指表示施工对象的目标形状的三维设计地形。
在先技术文献
专利文献
专利文献1：日本特许第5161403号
专利文献2：日本特许第5285805号
发明内容
发明要解决的课题
推土铲在液压系统的作用下工作。液压系统由自推土铲控制装置输出的控制信号来控制。在将推土铲控制在目标高度时，若要提高响应性，则可能导致控制跟不上车速和推土铲负载的变动。
本发明的技术方案的目的在于，提供能够提高推土铲的控制性而将地面平整为期望的形状的推土铲控制装置、作业车辆和推土铲控制方法。
根据本发明的第一技术方案，提供一种推土铲控制装置，其控制以能够在上下方向上移动的方式支承于作业车辆的车身上的推土铲的铲尖的高度，该推土铲控制装置包括：推土铲控制部，其输出对能够使所述推土铲在上下方向上移动的液压缸进行驱动的驱动指令；目标高度生成装置，其基于表示所述车身的绝对位置的绝对位置数据、表示所述车身的倾斜角的车身倾斜角数据和表示作为挖掘对象的目标形状的三维设计地形的设计面的设计面数据，计算所述铲尖的目标高度；目标高度数据获取部，其获取表示由所述目标高度生成装置计算出的第一时刻的目标高度的目标高度数据；实际高度运算部，其基于所述第一时刻的所述绝对位置数据、所述车身倾斜角数据和表示所述液压缸的行程长度的缸长度数据，计算所述第一时刻的所述铲尖的实际高度；推断部，其基于在所述第一时刻之前的第二时刻自所述推土铲控制部输出的所述驱动指令和表示所述第一时刻或所述第一时刻之前的时刻的所述铲尖的实际高度的实际高度数据，推断所述第一时刻之后的第三时刻的所述铲尖的预测高度；所述推土铲控制部基于所述第三时刻的所述预测高度和所述第一时刻的所述目标高度，在所述第一时刻以减小所述预测高度和所述目标高度的偏差的方式输出第一驱动指令。
在本发明的第一技术方案中，也可以为，所述实际高度运算部以规定的周期计算所述实际高度，所述第二时刻包括所述第一时刻的1周期前的时刻，所述第三时刻包括所述第一时刻的1周期后的时刻。
在本发明的第一技术方案中，也可以为，所述第二时刻的所述驱动指令包括所述液压缸的目标缸速度指令，所述推断部基于所述第一时刻或所述第一时刻之前的时刻的实际高度、所述第二时刻的驱动指令和所述周期，推断所述预测高度。
在本发明的第一技术方案中，也可以为，该推土铲控制装置包括获取表示作用于所述推土铲的负载的推土铲负载数据的推土铲负载数据获取部，所述推断部基于所述推土铲负载数据调整用于计算所述预测高度的增益。
在本发明的第一技术方案中，也可以是，该推土铲控制装置包括判断部，该判断部判断所述第一时刻的所述目标高度和所述实际高度的第一偏差是否大于所述第二时刻的所述目标高度和所述实际高度的第二偏差，所述推土铲控制部在判断为所述第一偏差小于所述第二偏差时输出所述第一驱动指令，在判断为所述第一偏差大于所述第二偏差时，基于所述第一时刻的实际高度和所述第一时刻的目标高度，在所述第一时刻以减小所述实际高度和所述目标高度的偏差的方式输出第二驱动指令。
在本发明的第一技术方案中，也可以为，该推土铲控制装置包括目标高度校正部，该目标高度校正部基于所述目标高度数据获取部在所述第一时刻自所述目标高度生成装置获取的所述目标高度和所述目标高度数据获取部在所述第二时刻自所述目标高度生成装置获取的所述目标高度，推断所述第三时刻的所述目标高度，所述推土铲控制部基于所述第三时刻的所述预测高度和由所述目标高度校正部推断出的所述第三时刻的所述目标高度，在所述第一时刻以减小所述预测高度和所述目标高度的偏差的方式输出第一驱动指令。
根据本发明的第二技术方案，提供一种作业车辆，该作业车辆包括：车身；以能够在上下方向上移动的方式支承于所述车身的、具有铲尖的推土铲；第一技术方案的推土铲控制装置。
根据本发明的第三技术方案，提供一种推土铲控制方法，其控制以能够在上下方向上移动的方式支承于作业车辆的车身上的推土铲的铲尖的高度，该推土铲控制方法包括下述步骤：输出对能够使所述推土铲在上下方向上移动的液压缸进行驱动的驱动指令；基于表示所述车身的绝对位置的绝对位置数据、表示所述车身的倾斜角的车身倾斜角数据和表示作为挖掘对象的目标形状的三维设计地形的设计面的设计面数据，计算所述铲尖的目标高度；获取表示第一时刻的所述目标高度的目标高度数据；基于所述第一时刻的所述绝对位置数据、所述车身倾斜角数据和表示所述液压缸的行程长度的缸长度数据，计算所述第一时刻的所述铲尖的实际高度；基于在所述第一时刻之前的第二时刻输出的所述驱动指令和表示所述第一时刻或所述第一时刻之前的时刻的所述铲尖的实际高度的实际高度数据，推断所述第一时刻之后的第三时刻的所述铲尖的预测高度；在所述第一时刻，基于所述第三时刻的所述预测高度和所述第一时刻的所述目标高度，以减小所述预测高度和所述目标高度的偏差的方式输出第一驱动指令。
发明效果
根据本发明的技术方案，提供了能够提高推土铲的响应性而将地面平整为期望的形状的推土铲控制装置、作业车辆和推土铲控制方法。
附图说明
图1是表示本实施方式的作业车辆的一个例子的图。
图2是示意性地表示本实施方式的作业车辆的图。
图3是表示本实施方式的推土铲控制装置的一个例子的框图。
图4是表示本实施方式的推土铲控制器和目标高度生成装置的一个例子的功能框图。
图5是表示本实施方式的推土铲控制方法的一个例子的流程图。
图6是用于说明本实施方式的目标高度的一个例子的图。
图7是用于说明本实施方式的目标高度的一个例子的图。
图8是用于说明本实施方式的预测高度的一个例子的图。
图9是用于说明本实施方式的目标高度的一个例子的图。
图10是用于说明比较例的铲尖的高度和本实施方式的铲尖的高度的一个例子的图。
具体实施方式
以下，参照附图说明本发明的实施方式，但本发明不限定于此。以下所说明的实施方式的构成要素可以适当组合。此外，有时也可以去掉一部分构成要素。
图1是表示本实施方式的作业车辆100的一个例子的图。在本实施方式中，说明作业车辆100为推土机100的例子。需要说明的是，作业车辆100例如也可以是机动平路机。
在以下说明中，使用“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”的用语说明各部分的位置关系。“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”是以落座于推土机(作业车辆)100的驾驶室11的驾驶席上的驾驶员为基准的用语。
(推土机100的整体结构)
说明本实施方式的推土机100的整体结构。如图1所示，推土机100包括车身10、行驶装置20、提升架30、推土铲40、提升缸50、角缸(anglecylinder)60、倾转缸70、GPS接收器80、IMU(InertialMeasurementUnit)90、链轮95、液压泵240、液压马达241、液压泵245和液压传感器250。
此外，推土机100搭载有推土铲控制装置200。推土铲控制装置200控制推土铲40的铲尖40P的高度。稍后说明推土铲控制装置200的结构和动作。
车身10包括驾驶室11和发动机室12。驾驶室11中设有驾驶席。驾驶室11中配置有各种操作装置。落座在驾驶席上驾驶员能够对操作装置进行操作。发动机室12配置于驾驶室11的前方。
行驶装置20包括履带21。行驶装置20配置于车身10的下部。通过链轮95的驱动使履带21旋转，由此使推土机100行驶。
提升架30在车宽方向(左右方向)上配置于行驶装置20的内侧。提升架30以能够以与车宽方向平行的轴线X为中心在上下方向上转动的方式支承于车身10。提升架30利用球铰链部31、俯仰支承杆32和支柱部33来支承推土铲40。
推土铲40以能够在上下方向上移动的方式被支承于车身10。推土铲40借助提升架30被支承于车身10。推土铲40配置于车身10的前方。推土铲40包括与球铰链部31抵接的万向接头41和与俯仰支承杆32抵接的俯仰接头42。推土铲40伴随提升架30的上下方向的转动而在上下方向上移动。
推土铲40具有铲尖40P。铲尖40P配置于推土铲40的下端部。在整地作业和挖掘作业中，铲尖40P插入地面。
提升缸50是能够使推土铲40在上下方向(提升方向)上移动的液压缸。提升缸50与车身10及提升架30相连结。通过提升缸50的伸缩，提升架30和推土铲40以轴线X为中心在上下方向上转动。
角缸60是能够使推土铲40在旋转方向(斜铲方向)上移动的液压缸。角缸60与提升架30及推土铲40相连结。通过角缸60的伸缩，推土铲40以通过万向接头41及俯仰接头42各自的转动中心的轴线Y为中心转动。
倾转缸70是能够使推土铲40在旋转方向(倾转方向)上移动的液压缸。倾转缸70与提升架30的支柱部33及推土铲40的右上端部相连结。通过倾转缸70的伸缩，推土铲40以连结球铰链部31和俯仰支承杆32的下端部的轴线Z为中心转动。提升架30、推土铲40、提升缸50、角缸60、倾转缸70的实施例为一个例子，并不限定于该结构。
GPS接收器80配置于驾驶室11上。GPS接收器80是GPS(GlobalPositioningSystem；全球定位系统)用的天线。GPS接收器80获取表示机器自身的绝对位置的GPS数据(绝对位置数据)。
IMU(InertialMeasurementUnit)90为惯性测量装置。IMU90获取表示车身10的前后方向及左右方向的倾斜角的车身倾斜角数据。
链轮95由经由传动装置传递来的来自容纳于发动机室12的发动机(未图示)的动力驱动。传动装置与发动机相连接，将由发动机的旋转运动而产生的轴动力传递到链轮95。由此，链轮95进行驱动。通过链轮95的驱动，行驶装置20进行工作。
在本实施方式中，液压泵240是用于使行驶装置20行驶的液压泵(行驶用液压泵)。液压泵240与发动机相连接。液压马达241是用于使行驶装置20行驶的液压马达(行驶用液压马达)。液压马达241与链轮95相连接。传动装置包括具有与发动机相连接的液压泵240和与链轮95相连接的液压马达241的HST(HydraulicStaticTransmission)。自液压泵240向液压马达241供给工作油。由此，液压马达241进行工作，链轮95进行驱动。
通过液压泵240的驱动，工作油被供给到液压马达241。液压马达241利用供给来的工作油而产生动力。液压马达241所产生的动力被传递到与液压马达241相连接的链轮95。
需要说明的是，传动装置可以不是HST。传动装置也可以是液力变矩器，还可以是将液压泵240和液压马达241置换为发电机和电动机的柴电混合动力方式。此外，也可以采用在上述机构中组合行星齿轮机构而成的结构。
液压泵245是用于使推土铲40动作的液压泵(工作装置用液压泵)。液压泵245向提升缸50供给工作油。由此，提升缸50进行工作。液压泵245向角缸60供给工作油。由此，角缸60进行工作。液压泵245向倾转缸70供给工作油。由此，倾转缸70进行工作。
液压传感器250检测自液压泵245向提升缸50供给的工作油的压力。液压传感器250获取表示工作油的压力的压力数据。由液压传感器250检测出的压力基于行驶装置20的牵引力而变化。基于由液压传感器250检测出的压力求出作用于推土铲40的负载(推土铲负载)。即，在本实施方式中，液压传感器250作为获取表示作用于推土铲的负载的推土铲负载数据的推土铲负载传感器发挥功能。
需要说明的是，液压传感器250也可以检测自液压泵240向液压马达241供给的工作油的压力。液压传感器250获取表示工作油的压力的压力数据。由液压传感器250检测出的压力基于作用于推土铲40的负载而变化。基于由液压传感器250检测出的压力求出作用于推土铲40的负载(推土铲负载)。即，在检测向提升缸50供给的工作油的压力的情况下，液压传感器250也作为获取表示作用于推土铲的负载的推土铲负载数据的推土铲负载传感器发挥功能。
需要说明的是，推土铲负载传感器也可以包括检测链轮95的驱动转矩的驱动转矩传感器。链轮95的驱动转矩基于行驶装置20的牵引力而变化。基于由驱动转矩传感器检测出的驱动转矩求出推土铲负载。即，推土铲负载数据也可以包括表示链轮95的驱动转矩的驱动转矩数据。
图2是示意性地表示本实施方式的推土机100的图。在图2中，以双点划线示出了提升架30的原点位置。当提升架30位于原点位置时，推土铲40的铲尖40P与地面接触。
如图2所示，推土机100具有提升缸传感器50S。提升缸传感器50S包括检测活塞杆的位置的旋转辊和使活塞杆的位置回到原点的磁力传感器。提升缸传感器50S检测提升缸50的行程长度L。在以下的说明中，将提升缸50的行程长度L适宜称为提升缸长度L。提升缸传感器50S获取表示提升缸50的行程长度(提升缸长度)L的提升缸长度数据。
基于提升缸长度数据计算推土铲40的提升角θ。提升角θ与推土铲40自原点位置起的下降角度、即铲尖40P贯入地中的深度对应。通过使推土铲40以自原点位置下降的状态前进，而进行推土机100的整地作业和挖掘作业。
需要说明的是，推土机100还包括检测角缸60的行程长度(角缸长度)的角缸传感器和检测倾转缸70的行程长度(倾转缸长度)的倾转缸传感器。角缸传感器和倾转缸传感器各自包括检测活塞杆的位置的旋转辊和使活塞杆的位置回到原点的磁力传感器。角缸传感器获取表示角缸长度的角缸长度数据。倾转缸传感器获取表示倾转缸长度的倾转缸长度数据。
以下，主要说明提升角θ的用途，省略说明斜铲角和倾转角的用途。
(推土铲控制装置200的结构)
接着，说明本实施方式的推土铲控制装置200的一个例子。图3是表示本实施方式的推土铲控制装置200的一个例子的框图。
推土铲控制装置200包括提升缸50、链轮95、比例控制阀230、液压泵240、液压马达241、液压泵245和输入装置260。推土铲控制装置200包括液压传感器250、提升缸传感器50S、GPS接收器80和IMU90。推土铲控制装置200包括推土铲控制器210和目标高度生成装置220。
液压泵240是用于使行驶装置20行驶的液压泵(行驶用液压泵)。液压泵240与发动机相连接。液压马达241是用于使行驶装置20行驶的液压马达(行驶用液压马达)。液压马达241与链轮95相连接。传动装置包括具有与发动机相连接的液压泵240和与链轮95相连接的液压马达241的HST(HydraulicStaticTransmission)。自液压泵240向液压马达241供给工作油。由此，液压马达241进行工作，链轮95进行驱动。通过液压泵240的驱动向液压马达241供给工作油。液压马达241利用供给来的工作油而产生动力。液压马达241所产生的动力被传递到与液压马达241相连接的链轮95。由此，行驶装置20进行行驶。
液压泵245是用于使推土铲40动作的液压泵(工作装置用液压泵)。比例控制阀230配置于提升缸50和液压泵245之间。液压泵245经由比例控制阀230向提升缸50供给工作油。提升缸50基于由比例控制阀230进行了控制的工作油而进行驱动。输入装置260包括供驾驶员操作的操作杆和减速踏板。
推土铲控制器210包括具有CPU那样的处理器的计算机系统。目标高度生成装置220包括具有CPU那样的处理器的计算机系统。
推土铲控制器210输出对能够使推土铲40在上下方向上移动的提升缸50进行驱动的驱动指令。推土铲控制器210对控制向提升缸50供给的工作油的比例控制阀230输出基于驱动指令的控制信号。
推土铲控制器210根据输入装置260的操作杆的操作，给出推土铲驱动指令，分别操作左右的行驶装置20而进行转弯。此外，推土铲控制器210根据输入装置260的减速踏板的操作而调整传动装置的输出，从而改变车速。
目标高度生成装置220计算表示铲尖40P的目标位置的目标高度数据。
液压传感器250向推土铲控制器210发送压力数据(推土铲负载数据)。
提升缸传感器50S向推土铲控制器210发送表示提升缸50的提升缸长度L的提升缸长度数据。
GPS接收器80向目标高度生成装置220发送GPS数据。目标高度生成装置220向推土铲控制器210发送GPS数据。需要说明的是，GPS接收器80也可以向推土铲控制器210发送GPS数据。
IMU90向目标高度生成装置220发送表示推土机100的绝对坐标系中的俯仰和摇摆等的倾斜角的车身倾斜角数据。目标高度生成装置220向推土铲控制器210发送车身倾斜角数据。需要说明的是，IMU90也可以向推土铲控制器210发送车身倾斜角数据。
推土铲控制器210自液压传感器250获取推土铲负载数据(压力数据)。推土铲控制器210自提升缸传感器50S获取提升缸长度数据。推土铲控制器210自GPS接收器80获取GPS数据。推土铲控制器210自IMU90获取车身倾斜角数据。
推土铲控制器210基于GPS数据(绝对位置数据)计算全局坐标系中的GPS接收器80的GPS位置(绝对位置)。需要说明的是，全局坐标系是以固定于地球的原点(绝对基准位置)为基准的坐标系。
推土铲控制器210基于提升缸长度数据计算推土铲40的提升角θ(参照图2)。推土铲控制器210基于提升角θ和车身尺寸数据在进行自全局坐标系向局部坐标系的坐标系转换之后，计算局部坐标系中的推土铲40的铲尖40P相对于GPS接收器80的位置(相对位置)。需要说明的是，局部坐标系是以固定于推土机100的车身10的原点(车身基准位置)为基准的坐标系。局部坐标系也称为车辆主体坐标系。
车身尺寸数据为已知数据，预先存储于推土铲控制器210。推土铲控制器210基于表示全局坐标系中的GPS接收器80的绝对位置的GPS数据、表示局部坐标系中的铲尖40P相对于GPS接收器80的相对位置的本地位置数据和表示车身10的倾斜角的车身倾斜角数据，计算全局坐标系中的铲尖40P的位置(实际高度)。即，推土铲控制器210基于表示车身10的GPS位置(绝对位置)的GPS数据(绝对位置数据)、表示车身10的倾斜角的车身倾斜角数据和表示提升缸50的行程长度的提升缸长度数据，计算铲尖40P的实际位置(实际高度)。
目标高度生成装置220自GPS接收器80获取GPS数据。目标高度生成装置220自IMU90获取车身倾斜角数据。
目标高度生成装置220预先存储有表示设计面的设计面数据，该设计面是表示作业区域内的挖掘对象的目标形状的三维设计地形。目标高度生成装置220基于车身尺寸数据、根据缸长度数据求出的提升角θ、GPS数据、车身倾斜角数据和设计面数据，进行自全局坐标系向局部坐标系的转换，计算局部坐标系中的铲尖40P的目标位置(目标高度)。
目标高度生成装置220向推土铲控制器210发送表示计算出的目标高度的目标高度数据。推土铲控制器210获取目标高度数据。推土铲控制器210以减小实际高度和目标高度的偏差的方式向比例控制阀230输出基于驱动指令的控制信号。控制信号包括电流。推土铲控制器210将与基于实际高度和目标高度所得到的电流值对应的电流作为控制信号向比例控制阀230输出。
如后所述，推土铲控制器210推断未来的铲尖40P的高度(预测高度)。推土铲控制器210以减小预测高度和目标高度的偏差的方式向比例控制阀230输出基于驱动指令的控制信号。控制信号包括电流。推土铲控制器210将与基于预测高度和目标高度所得到的电流值对应的电流作为控制信号向比例控制阀230输出。
比例控制阀230的开度由作为控制信号自推土铲控制器210输出的电流所控制。需要说明的是，作为控制信号自推土铲控制器210输出的电流可以通过输入装置260进行调整。
接着，说明本实施方式的推土铲控制器210和目标高度生成装置220的功能。图4是表示本实施方式的推土铲控制器210和目标高度生成装置220的一个例子的功能框图。
(推土铲控制器210的功能)
如图4所示，推土铲控制器210包括车辆数据获取部211、实际高度运算部212、判断部213、推断部214、过滤部215、目标高度数据获取部216、目标高度校正部217、推土铲负载数据获取部218、推土铲控制部219和存储部300。
目标高度生成装置220包括设计面数据储存部221、数据获取部222和目标高度运算部223。
车辆数据获取部211自GPS接收器80获取GPS数据。车辆数据获取部211自IMU90获取车身倾斜角数据。车辆数据获取部211自提升缸传感器50S获取提升缸长度数据。
实际高度运算部212基于车身尺寸数据、GPS数据、车身倾斜角数据和提升缸长度数据，计算铲尖40P的实际高度(实际的高度)。
判断部213基于铲尖40P的目标高度和实际高度的偏差实施规定的判断。
推断部214基于过去输出的驱动指令和当前的铲尖40P的实际高度推断未来的铲尖40P的预测高度。
过滤部215对自目标高度生成装置220发送来的表示目标高度的目标高度数据进行过滤处理。在本实施方式中，过滤部215包括卡尔曼滤波器。
目标高度数据获取部216获取表示由目标高度生成装置220计算出的目标高度的目标高度数据。在本实施方式中，目标高度数据获取部216获取由过滤部215进行了过滤处理的目标高度数据。
目标高度校正部217基于过去的目标高度和当前的目标高度推断未来的目标高度。
判断部213基于由目标高度校正部217推断出的未来的铲尖40P的目标高度和由实际高度运算部212计算出的当前的铲尖40P的实际高度，实施后述的规定的判断。
推土铲负载数据获取部218自液压传感器250获取表示推土铲40的负载的推土铲负载数据。
推土铲控制部219基于由推断部214推断出的未来的铲尖40P的预测高度和当前的铲尖40P的目标高度，以减小预测高度和目标高度的偏差的方式向比例控制阀230输出基于驱动指令的控制信号。
存储部300存储有推土铲控制器210的控制所要用到的各种图表。在本实施方式中，存储部300存储有表示作为输出到比例控制阀230的控制信号的电流和将该电流供给到比例控制阀230时的提升缸50的缸速度之间的关系的图表。
(目标高度装置220的功能)
设计面数据储存部221预先储存表示作为挖掘对象的目标形状的三维设计地形的设计面的设计面数据。
数据获取部222自GPS接收器80获取GPS数据。数据获取部222自IMU90获取车身倾斜角数据。数据获取部222自设计面数据储存部221获取设计面数据。
目标高度运算部223基于表示车身10的绝对位置的GPS数据、表示车身10的倾斜角的车身倾斜角数据和表示作为挖掘对象的目标形状的三维设计地形的设计面的设计面数据，计算铲尖40P的目标高度。目标高度运算部223向过滤部215发送表示计算出的目标高度的目标高度数据。
在本实施方式中，在目标高度数据获取部216获取了表示由目标高度生成装置220的目标高度运算部223计算出的第一时刻(当前时刻)的目标高度的目标高度数据的情况下，推断部214基于在第一时刻之前的第二时刻(过去的时刻)自推土铲控制部210输出的驱动指令和表示第一时刻的铲尖40P的实际高度的实际高度数据，推断第一时刻之后的第三时刻(未来的时刻)的铲尖40P的预测高度。
推土铲控制部219基于第三时刻的预测高度和第一时刻的目标高度，在第一时刻以减小预测高度和目标高度的偏差的方式输出驱动指令。
在本实施方式中，目标高度运算部223以规定的周期(例如每10毫秒)计算目标高度。实际高度运算部212以规定的周期(例如每10毫秒)计算实际高度。第二时刻(过去的时刻)例如是第一时刻(当前时刻)的1周期前的时刻(10毫秒前的时刻)。第三时刻(未来的时刻)例如是第一时刻(当前时刻)的1周期后的时刻(10毫秒后的时刻)。
推土铲控制部219在实际高度和目标高度之差满足规定的关系时，基于预测高度和目标高度输出驱动指令。推土铲控制部219在实际高度和目标高度之差不满足规定的关系时，基于实际高度和目标高度输出驱动指令。
实际高度和目标高度之差是否满足规定的关系，由判断部213进行判断。在本实施方式中，判断部213判断第一时刻的目标高度和第一时刻的实际高度的第一偏差是否大于第二时刻的目标高度和第二时刻的实际高度的第二偏差。
推土铲控制部219在判断为第一偏差小于第二偏差时，基于第三时刻的预测高度和第一时刻的目标高度，在第一时刻以减小预测高度和目标高度的偏差的方式输出驱动指令。
推土铲控制部219在判断为第一偏差大于第二偏差时，基于第一时刻的实际高度和第一时刻的目标高度，在第一时刻以减小实际高度和目标高度的偏差的方式输出驱动指令。
目标高度校正部217基于目标高度数据获取部216在第一时刻自目标高度生成装置220获取的目标高度和目标高度数据获取部216在第二时刻自目标高度生成装置220获取的目标高度，推断第三时刻的目标高度(校正目标高度)。
在本实施方式中，推断出的目标高度(校正目标高度)用作第一时刻的目标高度。
判断部213判断第一时刻的目标高度(校正目标高度)和第一时刻的实际高度的第一偏差是否大于第二时刻的目标高度和第二时刻的实际高度的第二偏差。
在判断部213判断为第一偏差小于第二偏差的情况下，推土铲控制部219基于预测高度和由目标高度校正部217推断出的目标高度，在第一时刻以减小预测高度和目标高度的偏差的方式输出驱动指令。
在判断部213判断为第一偏差大于第二偏差的情况下，推土铲控制部219基于实际高度和由目标高度校正部217推断出的目标高度，在第一时刻以减小实际高度和目标高度的偏差的方式输出驱动指令。
(推土铲控制方法)
接着，说明本实施方式的推土铲控制方法。图5是表示本实施方式的推土铲控制方法的一个例子的流程图。
车辆数据获取部211获取GPS数据、车身倾斜角数据和提升缸长度数据。实际高度运算部212基于第一时刻的GPS数据、第一时刻的车身倾斜角数据和第一时刻的缸长度数据，计算第一时刻的铲尖40P的实际高度(步骤SP1)。如上所述，在本实施方式中，实际高度运算部212以规定的周期(每10毫秒)计算铲尖40P的实际高度。
此外，数据获取部222获取GPS数据、车身倾斜角数据和设计面数据。目标高度运算部223基于GPS数据、车身倾斜角数据和缸长度数据，计算铲尖40P的目标高度。如上所述，在本实施方式中，目标高度运算部223以规定的周期(每10毫秒)计算铲尖40P的目标高度。表示由目标高度运算部223计算出的目标高度的目标高度数据以规定的周期(每10毫秒)向推土铲控制器210发送。
目标高度数据获取部216经由过滤部215获取由目标高度生成装置220计算出的表示第一时刻的目标高度的目标高度数据(步骤SP2)。
由此，推土铲控制器210获取到第一时刻的实际高度数据和第一时刻的目标高度数据。
如上所述，在本实施方式中，目标高度数据获取部216获取由过滤部215进行了过滤处理的目标高度数据。过滤部215优选选择时间延迟少的滤波器，例如包括卡尔曼滤波器。
在作业区域中，当推土机100所行驶的地面有凹凸时，车身10的倾斜角随时变化。伴随车身10的倾斜角的变化，由目标高度运算部223计算出的目标高度数据也随时变化。基于随时变化的目标高度数据，即使想要使用包括提升缸50和比例控制阀230的液压系统来控制推土铲40，控制也可能跟不上，从而发生不规则振动那样的控制不良。因此，在本实施方式中，对目标高度数据进行过滤处理，使用该过滤处理后的目标高度数据来控制推土铲40。由此，抑制控制不良的发生。
图6是用于说明过滤部215的效果的图。在图6中，线LO表示自目标高度运算部223输出的目标高度数据。如线LO所示，伴随车身10的倾斜角的变化，自目标高度运算部223输出的目标高度数据也随时变化。
在图6中，线LC表示经由包括卡尔曼滤波器的过滤部215进行了过滤处理后的目标高度数据。即，线LC表示自过滤部215输出到目标高度数据获取部216的目标高度数据。如线LC所示，通过包括卡尔曼滤波器的过滤部215，目标高度数据未发生较大延迟地被转换为平滑的数据。通过使用被过滤处理了的目标高度数据来控制推土铲40，从而抑制了控制不良的发生。
回到图5，目标高度数据获取部216所获取到的目标高度数据被发送到目标高度校正部217。目标高度校正部217对自目标高度数据获取部216供给来的目标高度数据进行校正(步骤SP3)。
例如，可能发生目标高度生成装置220用于计算目标高度的运算的延迟或者自目标高度生成装置220向推土铲控制器210发送目标高度数据的延迟。如上所述，目标高度数据是基于GPS数据和车身倾斜角数据等计算出的。若发生自目标高度生成装置220向推土铲控制器210的发送延迟，则推土铲控制器210会以使与基于例如1周期前的过去(10毫秒前)的车身倾斜角数据得到的目标高度数据的偏差减小的方式来控制推土铲40。车身10的倾斜角是随时变化的。因此，若根据基于过去的车身倾斜角数据得到的目标高度数据来控制推土铲40，则推土铲40可能无法充分地追随设计面。例如，在特定的车速下可能会发生驾驶员意图外的推土铲的上下运动(起伏)。
在本实施方式中，为了抑制目标高度生成装置220的延迟所引起的控制不良，推土铲控制器210对自目标高度生成装置220供给来的目标高度数据进行校正而生成目标高度数据(校正目标高度数据)。
图7是用于说明校正目标高度的一个例子的图。如图7所示，设为：在第一时刻(当前时刻)t1，目标高度数据获取部216自目标高度生成装置220获取目标高度数据Tm1，在第一时刻t1之前的第二时刻(过去的时刻)t2，目标高度数据获取部216自目标高度生成装置220获取目标高度数据Tm2。目标高度校正部217推断第一时刻t1之后的第三时刻(未来的时刻)t3的目标高度数据Tm3。
在本实施方式中，目标高度校正部217实施(1)式的运算。
Tm3＝Tm1+(Tm1-Tm2)×G…(1)
在(1)式中，G为增益。在本实施方式中，推土铲控制器210使用目标高度数据(校正目标高度数据)Tm3，在第一时刻t1输出基于用于控制推土铲40的驱动指令的控制信号。即，推土铲控制器210将第一时刻t1的目标高度设定为目标高度数据Tm3来进行控制。
需要说明的是，在此，利用当前时刻(第一时刻)的目标高度数据和过去的时刻(第二时刻)的目标高度数据来设定未来的时刻(第三时刻)的目标高度。也可以利用某一过去的时刻(例如第二时刻)的目标高度数据和该过去的时刻之前的时刻的目标高度数据来设定未来的时刻的目标高度。
由实际高度运算部212计算出的第一时刻t1的实际高度数据Tr1和由目标高度校正部217校正后的第一时刻t1的目标高度数据Tm3被发送到判断部213。判断部213对第一偏差Δ1与第二偏差Δ2进行比较，该第一偏差Δ1是第一时刻t1的目标高度数据Tm3和第一时刻t1的实际高度数据Tr1的偏差，该第二偏差Δ2是第二时刻t2的目标高度数据Tm2和第二时刻t2的实际高度数据Tr2的偏差(步骤SP4)。
判断部213判断第一时刻t1的目标高度数据Tm3和第一时刻t1的实际高度数据Tr1的第一偏差Δ1是否大于第二时刻t2的目标高度数据Tm2和第二时刻t2的实际高度数据Tr2的第二偏差Δ2(步骤SP5)。
在判断为第一偏差Δ1小于第二偏差Δ2时(步骤SP5：否)，实施由推断部214进行的预测高度的推断(步骤SP6)。
在判断为第一偏差Δ1大于第二偏差Δ2时，或者判断为第一偏差Δ1等于第二偏差Δ2时，或者判断为第一偏差Δ1为预定的阈值以上时(步骤SP5：是)，不实施由推断部214进行的预测高度的推断，推土铲控制部219基于第一时刻t1的实际高度数据Tr1和第一时刻t1的目标高度数据Tm1，在第一时刻t1以减小实际高度数据Tr1和目标高度数据Tm1的偏差的方式输出驱动指令(步骤SP8)。
参照图8说明由推断部214进行的铲尖4P的预测高度的推断。
通常，在提升缸50那样的液压设备中，会产生由液压系统引起的滞后时间。若存在液压系统对控制信号的滞后时间，则可能难以使推土铲40的铲尖40P追随设计面。若为了使响应性良好而增大增益，则由于存在滞后时间而会发生超程(overshoot)，可能难以使推土铲40的铲尖40P追随设计面。
因此，在本实施方式中，不使用第一时刻t1的铲尖4P的实际高度数据Tr1，推断第一时刻t1之后的第三时刻t3的铲尖4P的预测高度数据Tr3，使用该推断出的预测高度数据Tr3输出用于控制推土铲40的驱动指令。
通过推断预测高度数据Tr3，并使用该推断出的预测高度数据Tr3来进行第一时刻t1的控制，即使在产生由液压系统引起的滞后时间的情况下，也能使铲尖40P接近目标高度。
如图8所示，计算第一时刻t1的铲尖40P的实际高度数据Tr1。计算第一时刻t1之前的第二时刻t2的铲尖40P的实际高度数据Tr2。在第二时刻t2，自推土铲控制部219输出驱动指令。
推断部214基于在第二时刻t2自推土铲控制部219输出的驱动指令和表示第一时刻t1的铲尖40P的实际高度的实际高度数据Tr1，推断表示第一时刻t1之后的第三时刻t3的铲尖40P的预测高度的预测高度数据Tr3。
在本实施方式中，驱动指令包括提升缸50的目标缸速度指令。存储部300中存储有作为向比例控制阀230输出的控制信号的电流、表示该电流与向比例控制阀230供给该电流时的提升缸50的缸速度之间的关系的图表。推土铲控制部219基于存储部300的图表，以使提升缸50按目标值那样的缸速度工作的方式向比例控制阀230输出控制信号(电流)。
在本实施方式中，第二时刻t2的驱动指令包括第二时刻t2的提升缸50的目标缸速度指令。推断部214基于第一时刻t1的实际高度数据Tr1、第二时刻t2的目标缸速度(指令速度)Vr2和周期ts(在本例中为10毫秒)推断预测高度数据Tr3。
在本实施方式中，推断部214实施(2)式的运算。
Tr3＝Tr1+Vr2×ts×G…(2)
在(2)式中，Vr2是第二时刻t2的目标缸速度(指令速度)。ts为周期。G为增益。在本实施方式中，推土铲控制器210使用预测高度数据Tr3在第一时刻t1输出基于用于控制推土铲40的驱动指令的控制信号。
需要说明的是，(2)式使用第一时刻t1的1周期前(1×10毫秒前)的第二时刻t2的指令速度Vr2。除了第一时刻t1的1周期前的第二时刻t2的指令速度Vr2之外，也可以使用2周期前(2×10毫秒前)的时刻t22的指令速度Vr22、3周期前(3×10毫秒前)的时刻t23的指令速度Vr23、…、n周期前(n×10毫秒前)的时刻t2n的指令速度Vr2n。即，推断部214实施(3)式的运算。
Tr3＝Tr1+(Vr2+Vr22+…+Vr2n)×ts×G…(3)
如此，推断预测高度数据Tr3，基于该预测高度数据Tr3在第一时刻t1输出驱动指令，由此，即使为了提高响应性而提高增益G，也能抑制超程的发生。
在(2)式和(3)式中，增益G可以任意设定。在本实施方式中，增益G可以基于推土铲负载数据进行调整。推土铲控制器210包括获取表示作用于推土铲40的负载的推土铲负载数据的推土铲负载数据获取部218。推断部214也可以基于推土铲负载数据调整用于计算预测高度数据Tr3的增益G。例如，在推土铲负载数据大时，推断部214减小增益G。在推土铲负载高时，预测高度数据Tr3可能大幅偏离真实值(第一时刻t1的铲尖40P的真实高度)。在推土铲负载大时，通过减小增益G而抑制预测高度数据Tr3大幅偏离真实值。
在推断出预测高度数据Tr3之后，推土铲控制部219基于预测高度数据Tr3和目标高度数据Tm3，在第一时刻t1以减小预测高度数据Tm3和目标高度数据Tr3的偏差的方式输出驱动指令(步骤SP7)。由此，抑制推土铲40对设计面的随动性的下降。
在本实施方式中，推土铲控制部219通过滑动模态控制以减小预测高度数据Tm3和目标高度数据Tr3的偏差的方式输出驱动指令。由此，实现推土铲40的高响应性。需要说明的是，推土铲控制部219也可以通过PID控制以减小预测高度数据Tm3和目标高度数据Tr3的偏差的方式输出驱动指令。
需要说明的是，在此，利用当前时刻(第一时刻)的实际高度数据和过去的时刻(第二时刻)的驱动指令来推断未来的时刻(第三时刻)的预测高度。也可以利用某一过去的时刻(例如第二时刻)的实际高度数据和该过去的时刻之前的时刻的驱动指令来推断未来的时刻的预测高度。即，也可以基于在第一时刻t1之前的第二时刻t2自推土铲控制部219输出的驱动指令和表示第一时刻t1或第一时刻t1之前的时刻(例如时刻t2、时刻t22、…、时刻t2n)的铲尖40P的实际高度的实际高度数据来推断第一时刻t1之后的第三时刻t3的铲尖40P的预测高度。
在本实施方式中，当在步骤SP5中判断为第一偏差Δ1大于第二偏差Δ2时，或判断为第一偏差Δ1等于第二偏差Δ2时，或判断为第一偏差Δ1为预定的阈值以上时(步骤SP5：是)，不实施由推断部214进行的预测高度的推断，推土铲控制部219基于第一时刻t1的实际高度数据Tr1和第一时刻t1的目标高度数据Tm1，在第一时刻t1以减小实际高度数据Tr1和目标高度数据Tm1的偏差的方式输出驱动指令(步骤SP8)。
即，在本实施方式中，在铲尖4P的实际高度逐渐偏离目标高度地动作时，或者实际高度和目标高度之差大幅偏离预定的阈值时，不使用预测高度数据Tr3，而使用第一时刻t1的实际高度数据Tr1输出驱动指令。
例如，也可以为，在(2)式和(3)式中，通过执行使增益G为零的处理而将预测高度数据Tr3置换为实际高度数据Tr1。
通过使用预测高度数据Tr3而抑制超程的发生。另一方面，在使用预测高度数据Tr3时，成为抑制驱动指令的输出的倾向。在实际高度逐渐偏离目标高度地动作时，或者实际高度和目标高度之差大于预定的阈值时，实际高度可能难以快速地接近目标高度。
因此，在本实施方式中，在判断为第一偏差Δ1大于第二偏差Δ2时，或判断为第一偏差Δ1等于第二偏差Δ2时，或判断为第一偏差Δ1为预定的阈值以上时，推土铲控制部219基于第一时刻t1的实际高度数据Tr1和第一时刻t1的目标高度数据Tm1，在第一时刻t1以减小实际高度数据Tr1和目标高度数据Tm1的偏差的方式输出驱动指令。由此，能够使实际高度快速地接近目标高度。
图9是表示利用目标高度校正部217校正目标高度时的效果的图。如图9所示，与校正前的目标高度相比，校正后的目标高度能够接近理想的目标高度。需要说明的是，理想的目标高度是指检测车身10的实际的举动，并根据该实际的车身10的举动导出的目标高度。通过目标高度的校正，能够获取自校正前的目标高度接近理想的目标高度的举动。由此，自推土铲驱动指令的发出到实际推土铲进行驱动的延迟时间减小。由此，能够消除推土铲相对于目标高度上下波动(起伏)等不良情况。
图10表示不使用预测高度而使用实际高度控制推土铲40时的铲尖40P的高度的例子和使用预测高度控制推土铲40时的铲尖40P的高度的例子。图10表示在推土机100使用推土铲40整地的过程中，换言之在推土机100的行驶装置20在推土铲40上作用有规定的负载的状态下行驶的过程中，目标高度阶跃性地变动时的、使用实际高度控制推土铲40时的铲尖40P的高度和使用预测高度控制推土铲40时的铲尖40P的高度。
推土铲40在推土机100的行驶装置20的行驶过程中跨过设计面的台阶时，如图10所示，由目标高度生成装置220计算出的目标高度阶跃性地变动。
在作为比较例的使用实际高度的推土铲40的控制中，如图10所示，发生推土铲40的超程。在容易引起推土铲40的负载和行驶装置20的车速的变动的整地作业中，若发生超程，则可能无法对推土铲40实施稳定的控制。其结果是，推土机100可能无法将地面平整为期望的形状。
在本实施方式的使用预测高度的推土铲40的控制中，如图10所示，抑制了推土铲40的超程。推土铲40能够控制在目标高度，而不发生超程。由此，推土机100能够将地面平整为期望的形状。
(效果)
如以上说明的那样，根据本实施方式，基于在第一时刻t1之前的第二时刻t2自推土铲控制部219输出的驱动指令和表示第一时刻t1的铲尖40P的实际高度的实际高度数据Tr1，推断表示第一时刻t1之后的第三时刻t3的铲尖40P的预测高度的预测高度数据Tr3，基于预测高度数据Tr3和目标高度数据Tm1输出驱动指令，因此，即使存在液压系统的滞后时间，也能增大增益而提高推土铲40的响应性，并抑制超程的发生。
例如，在存在液压系统对控制信号的滞后时间时，可能难以使推土铲40的铲尖40P追随设计面。若为了使响应性良好而增大增益，则由于存在滞后时间而发生超程，可能难以使推土铲的铲尖追随设计面。
在本实施方式中，即使增大增益也能抑制超程的发生。因此，能够以高响应性，使推土铲40的铲尖高精度地追随设计面。因此，推土机100能够将地面平整为期望的形状。
在本实施方式中，推土铲控制部219通过作为现代控制理论的滑动模态控制来控制推土铲40。与PID控制相比，滑动模态控制获得高响应性的可能性高。在由于液压系统的滞后时间而采用滑动模态控制提高了响应性的控制系统中，可能因负载、行驶条件而发生超程。根据本实施方式，通过使用预测高度数据Tr3来控制推土铲40，能够抑制超程等，并提高控制性。
此外，在本实施方式中，目标高度运算部223以规定的周期ts计算目标高度，实际高度运算部212以规定的周期ts计算实际高度。第一时刻t1、第二时刻t2和第三时刻t3基于周期ts来确定。由此，能够使用推土铲40将地面平整为期望的形状。
此外，在本实施方式中，基于推土铲负载数据调整用于计算预测高度数据Tr3的增益G。由此，抑制了推土铲负载的变化所引起的、预测高度数据Tr3大幅偏离真实值，抑制了预测高度数据Tr3的准确性的下降。
此外，根据本实施方式，在判断为第一偏差Δ1大于第二偏差Δ2时，或判断为第一偏差Δ1等于第二偏差Δ2时，或判断为第一偏差Δ1为预定的阈值以上时，不使用预测高度数据Tr3，而使用第一时刻t1的实际高度数据Tr1输出驱动指令。由此，在实际高度偏离目标高度时，能够使实际高度快速接近目标高度。
此外，根据本实施方式，基于第一时刻t1的目标高度数据Tm1和第二时刻t2的目标高度数据Tm2推断第三时刻t3的目标高度数据Tm3，以使该目标高度数据Tm3和预测高度数据Tr3接近的方式控制推土铲40。因此，在目标高度生成装置220的处理(包括运算和输出)延迟的情况下，也能抵消该延迟地控制推土铲40。因此，也能够适用于进行基于实际高度预测的推土铲控制那样的情况，推土机100能够将地面平整为期望的形状。
需要说明的是，在上述实施方式中说明了作业车辆100为推土机100的例子。作业车辆100也可以是具有推土铲机构的机动平路机。
附图标记说明
10车身
11驾驶室
12发动机室
20行驶装置
21履带
30提升架
31球铰链部
32俯仰支承杆
33支柱部
40推土铲
40P铲尖
41万向接头
42俯仰接头
50提升缸
50S提升缸传感器
60角缸
70倾转缸
80GPS接收器
90IMU
95链轮
100推土机(作业车辆)
200推土铲控制装置
210推土铲控制器
211车辆数据获取部
212实际高度运算部
213判断部
214推断部
215过滤部
216目标高度数据获取部
217目标高度校正部
218推土铲负载数据获取部
219推土铲控制部
220目标高度生成装置
221设计面数据储存部
222数据获取部
223目标高度运算部
230比例控制阀
240液压泵
241液压马达
245液压泵
250液压传感器
260输入装置
300存储部
L提升缸长度(提升缸的行程长度)
θ提升角

Claims (8)

1.一种推土铲控制装置，其控制以能够在上下方向上移动的方式支承于作业车辆的车身上的推土铲的铲尖的高度，
该推土铲控制装置包括：
推土铲控制部，其输出对能够使所述推土铲在上下方向上移动的液压缸进行驱动的驱动指令；
目标高度生成装置，其基于表示所述车身的绝对位置的绝对位置数据、表示所述车身的倾斜角的车身倾斜角数据和表示作为挖掘对象的目标形状的三维设计地形的设计面的设计面数据，计算所述铲尖的目标高度；
目标高度数据获取部，其获取表示由所述目标高度生成装置计算出的第一时刻的目标高度的目标高度数据；
实际高度运算部，其基于所述第一时刻的所述绝对位置数据、所述车身倾斜角数据和表示所述液压缸的行程长度的缸长度数据，计算所述第一时刻的所述铲尖的实际高度；
推断部，其基于在所述第一时刻之前的第二时刻自所述推土铲控制部输出的所述驱动指令和表示所述第一时刻或所述第一时刻之前的时刻的所述铲尖的实际高度的实际高度数据，推断所述第一时刻之后的第三时刻的所述铲尖的预测高度，
所述推土铲控制部基于所述第三时刻的所述预测高度和所述第一时刻的所述目标高度，在所述第一时刻以减小所述预测高度和所述目标高度的偏差的方式输出第一驱动指令。
2.根据权利要求1所述的推土铲控制装置，其中，
所述实际高度运算部以规定的周期计算所述实际高度，
所述第二时刻包括所述第一时刻的1周期前的时刻，
所述第三时刻包括所述第一时刻的1周期后的时刻。
3.根据权利要求2所述的推土铲控制装置，其中，
所述第二时刻的所述驱动指令包括所述液压缸的目标缸速度指令，
所述推断部基于所述第一时刻或所述第一时刻之前的时刻的实际高度、所述第二时刻的驱动指令和所述周期，推断所述预测高度。
4.根据权利要求3所述的推土铲控制装置，其中，
该推土铲控制装置包括获取表示作用于所述推土铲的负载的推土铲负载数据的推土铲负载数据获取部，
所述推断部基于所述推土铲负载数据调整用于计算所述预测高度的增益。
5.根据权利要求1～4中任一项所述的推土铲控制装置，其中，
该推土铲控制装置包括判断部，该判断部判断所述第一时刻的所述目标高度和所述实际高度的第一偏差是否大于所述第二时刻的所述目标高度和所述实际高度的第二偏差，
所述推土铲控制部在判断为所述第一偏差小于所述第二偏差时输出所述第一驱动指令，在判断为所述第一偏差大于所述第二偏差时，基于所述第一时刻的实际高度和所述第一时刻的目标高度，在所述第一时刻以减小所述实际高度和所述目标高度的偏差的方式输出第二驱动指令。
6.根据权利要求1～5中任一项所述的推土铲控制装置，其中，
该推土铲控制装置包括目标高度校正部，该目标高度校正部基于所述目标高度数据获取部在所述第一时刻自所述目标高度生成装置获取的所述目标高度和所述目标高度数据获取部在所述第二时刻自所述目标高度生成装置获取的所述目标高度，推断所述第三时刻的所述目标高度，
所述推土铲控制部基于所述第三时刻的所述预测高度和由所述目标高度校正部推断出的所述第三时刻的所述目标高度，在所述第一时刻以减小所述预测高度和所述目标高度的偏差的方式输出第一驱动指令。
7.一种作业车辆，其包括：
车身；
以能够在上下方向上移动的方式支承于所述车身的、具有铲尖的推土铲；
权利要求1～6中任一项所述的推土铲控制装置。
8.一种推土铲控制方法，其控制以能够在上下方向上移动的方式支承于作业车辆的车身上的推土铲的铲尖的高度，
该推土铲控制方法包括下述步骤：
输出对能够使所述推土铲在上下方向上移动的液压缸进行驱动的驱动指令；
基于表示所述车身的绝对位置的绝对位置数据、表示所述车身的倾斜角的车身倾斜角数据和表示作为挖掘对象的目标形状的三维设计地形的设计面的设计面数据，计算所述铲尖的目标高度；
获取表示第一时刻的所述目标高度的目标高度数据；
基于所述第一时刻的所述绝对位置数据、所述车身倾斜角数据和表示所述液压缸的行程长度的缸长度数据，计算所述第一时刻的所述铲尖的实际高度；
基于在所述第一时刻之前的第二时刻输出的所述驱动指令和表示所述第一时刻或所述第一时刻之前的时刻的所述铲尖的实际高度的实际高度数据，推断所述第一时刻之后的第三时刻的所述铲尖的预测高度；
在所述第一时刻，基于所述第三时刻的所述预测高度和所述第一时刻的所述目标高度，以减小所述预测高度和所述目标高度的偏差的方式输出第一驱动指令。
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