CN109477325A

CN109477325A - 作业车辆的控制系统、控制方法及作业车辆

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Publication number: CN109477325A
Application number: CN201780045411.4A
Authority: CN
Inventors: 石桥永至; 下条隆宏; 稻丸昭文; 川野俊宏; 米泽保人; 古川洋介
Original assignee: Komatsu Ltd
Current assignee: Komatsu Ltd
Priority date: 2016-11-01
Filing date: 2017-10-25
Publication date: 2019-03-15
Anticipated expiration: 2037-10-25
Also published as: AU2017354205A1; US20210285186A1; AU2017354205B2; US11371218B2; CN109477325B; JP6815834B2; WO2018084029A1; CA3031622C; CA3031622A1; JP2018071255A

Abstract

作业车辆的控制系统具备控制器。控制器接收实际地形信息，该实际地形信息表示作业对象的实际地形。控制器确定位于比实际地形靠下方位置的设计面。控制器生成使工作装置沿设计面移动的指令信号。控制器判定作业车辆上打滑的发生。控制器在判定为发生了打滑时，将设计面变更到打滑发生时工作装置的铲尖位置以上的位置。

Description

作业车辆的控制系统、控制方法及作业车辆

技术领域

本发明涉及作业车辆的控制系统、控制方法及作业车辆。

背景技术

以往，在推土机或平地机等作业车辆中，提出了对刮板的位置进行自动控制的技术。例如，专利文献1中，控制器以如下方式自动控制刮板的上下位置：将挖掘中施加于刮板上的载荷保持在目标值。

详细而言，专利文献1的作业车辆具备支承刮板的直架和连接到直架的提升油缸。控制器根据提升油缸的行程量取得直架相对于车体的相对角度，基于该相对角度对刮板的上下位置进行控制。

另外，在挖掘中，作业车辆上发生了履带打滑时，控制器使刮板上升。由此，对刮板的载荷被减轻，从而能够避免履带打滑。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：(日本)特开平5－106239号

发明内容

发明所要解决的课题

上述的作业车辆中，根据直架相对于车体的相对角度来控制刮板的上下位置。因此，在发生了打滑时，刮板以相对于车体上升的方式被控制。该情况下，将产生如下问题。

图20是表示挖掘中在作业车辆100发生了打滑的状态的示意图。如图20(A)所示，由于对刺进土中的工作装置200的载荷过大，在作业车辆100发生打滑。该状态下，将导致工作装置200的铲尖自位置P1起无法移动，并且作业车辆100的前部从地面G浮起。

这种状况下，当检测到打滑的发生时，控制器使工作装置200上升。此时，工作装置200以相对于作业车辆100的车体上升的方式被控制。因此，如图20(B)所示，工作装置200相对于车体的相对角度被改变，而工作装置200的铲尖保持在位置P1不变。然后，工作装置200相对于车体的相对角度进一步被改变，从而，如图20(C)所示，作业车辆100的前部触地。因此，直到使作业车辆100的前部触地为止将耗费大量时间，从而存在如下问题：自打滑的脱离慢。

另外，如图20(C)所示，即使脱离打滑，工作装置200的铲尖也位于与发生了打滑时相同的位置P1。因此，将再次发生打滑，也存在打滑反复发生那样的问题。

本发明的课题在于，在挖掘时使作业车辆迅速脱离打滑，并且抑制反复打滑。

用于解决课题的技术方案

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，其具备控制器。控制器被编程以执行以下的处理。控制器接收实际地形信息，该实际地形信息表示作业对象的实际地形。控制器确定位于比实际地形靠下方位置的设计面。控制器生成使工作装置沿设计面移动的指令信号。控制器判定作业车辆上打滑的发生。控制器在判定为发生了打滑时，将设计面变更到打滑发生时工作装置的铲尖位置以上的位置。

第二方面的控制方法是具有工作装置的作业车辆的控制方法，其包括以下的处理。第一处理是接收实际地形信息，该实际地形信息表示作业对象的实际地形。第二处理是确定位于比实际地形靠下方位置的设计面。第三处理是生成使工作装置沿设计面移动的指令信号。第四处理是判定作业车辆上打滑的发生。第五处理是在发生了打滑时，将设计面变更到打滑发生时工作装置的铲尖位置以上的位置。

第三方面的作业车辆具备工作装置和控制器。控制器使工作装置沿着位于比作业对象的实际地形靠下方位置的设计面移动。在作业车辆上发生了打滑时，设计面变更到打滑发生时工作装置的铲尖位置以上的位置。

发明效果

本发明中，在作业车辆上发生了打滑时，设计面变更到打滑发生时工作装置的铲尖位置以上的位置。然后，进行控制以使工作装置沿着变更后的设计面移动。因此，能够使工作装置的铲尖相对于实际地形移动。因此，与变更工作装置的铲尖相对于车辆的相对位置的情况相比，能够使作业车辆的前部迅速触地。由此，能够使作业车辆迅速脱离打滑。另外，由于工作装置的铲尖位置从打滑发生时的位置被变更，故而，能够抑制反复打滑。

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是表示挖掘作业中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、实际地形及假想设计面的一例的图；

图6是表示发生了打滑时的工作装置的自动控制处理的流程图；

图7是表示实际地形、假想设计面及发生了打滑时的工作装置的铲尖位置的图；

图8是表示打滑发生中假想设计面的变更方法的图；

图9是表示打滑发生中假想设计面的变更方法的图；

图10是表示脱离了打滑时的铲尖位置的图；

图11是表示脱离了打滑后的假想设计面的设定方法的图；

图12是表示脱离了打滑后的假想设计面的设定方法的图；

图13是表示实际地形、假想设计面、以及打滑发生时工作装置的铲尖位置的图；

图14是表示发生了打滑时的工作装置的自动控制处理的流程图；

图15是表示打滑发生中假想设计面的变更方法的图；

图16是表示脱离了打滑后的假想设计面的设定方法的图；

图17是表示脱离了打滑后的假想设计面的设定方法的图；

图18是表示变形例的控制系统的结构的框图；

图19是表示另一变形例的控制系统的结构的框图；

图20是表示基于现有技术的挖掘的图。

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：车体11、行走装置12、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，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。行走装置12安装于车体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。通过履带16旋转，作业车辆1行走。

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、提升油缸19。提升架17以能够以沿车宽方向的轴线X为中心上下动作的方式安装于车体11。提升架17支承刮板18。

刮板18配置于车体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与车体11和提升架17连结。通过提升油缸19伸缩，提升架17以轴线X为中心向上下旋转。

图2是表示作业车辆1的驱动系2和控制系3的结构的框图。如图2所示，驱动系2具备：发动机22、液压泵23、动力传递装置24。

液压泵23由发动机22驱动，将液压油排出。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，图2中，图示有一个液压泵23，但也可以设有多个液压泵。

动力传递装置24将发动机22的驱动力向行走装置12传递。动力传递装置24例如可以是HST(Hydro Static Transmission)。或者，动力传递装置24例如也可以是液力变矩器或具有多个变速齿轮的变速箱。

控制系3具备：操作装置25、控制器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例如包括操作杆、踏板、开关等。

操作装置25包括行走装置12用的操作装置251和工作装置13用的操作装置252。行走装置12用的操作装置251设为能够在前进位置、后退位置和中立位置进行操作。在行走装置12用的操作装置251的操作位置是前进位置时，以作业车辆1前进的方式控制行走装置12或动力传递装置24。在行走装置12用的操作装置251的操作位置是后退位置时，以作业车辆1后退的方式控制行走装置12或动力传递装置24。

工作装置13用的操作装置252设为能够操作提升油缸19的动作。通过操作工作装置13用的操作装置252，能够进行刮板18的提升操作。

操作装置25包括检测操作人员对操作装置25的操作的传感器25a、25b。操作装置25接收用于驱动工作装置13及行走装置12的操作人员进行的操作，传感器25a、25b输出与操作对应的操作信号。传感器25a输出与行走装置12用的操作装置251的操作对应的操作信号。传感器25b输出与工作装置13用的操作装置252的操作对应的操作信号。

控制器26以如下方式被编程：基于取得的信息控制作业车辆1。控制器26例如包括CPU等处理装置。控制器26从操作装置25的传感器25a、25b取得操作信号。控制器26基于操作信号对控制阀27进行控制。需要说明的是，控制器26不限于一体式，也可以分成多个控制器。

控制阀27是比例控制阀，根据来自控制器26的指令信号被控制。控制阀27配置于提升油缸19等液压执行机构与液压泵23之间。控制阀27控制从液压泵23向提升油缸19供给的液压油的流量。控制器26生成对控制阀27的指令信号，以使工作装置13根据上述的操作装置252的操作进行动作。由此，提升油缸19根据操作装置252的操作量被控制。需要说明的是，控制阀27可以是压力比例控制阀。或者，控制阀27也可以是电磁比例控制阀。

控制系3具备提升油缸传感器29。提升油缸传感器29检测提升油缸19的行程长度(以下，称为“提升油缸长度L”。)。如图3所示，控制器26基于提升油缸长度L算出刮板18的提升角θlift。图3是表示作业车辆1的结构的示意图。

图3中，以双点划线表示工作装置13的原点位置。工作装置13的原点位置是水平地面上刮板18的铲尖接触到地面的状态下的刮板18的位置。提升角θlift是自工作装置13的原点位置起的角度。

如图2所示，控制系3具备位置检测装置31。位置检测装置31检测作业车辆1的位置。位置检测装置31具备GNSS接收器32和IMU 33。GNSS接收器32配置于驾驶室14之上。GNSS接收器32例如是GPS(Global Positioning System)用的天线。GNSS接收器32接收表示作业车辆1位置的车体位置信息。控制器26从GNSS接收器32取得车体位置信息。

IMU 33是惯性测量装置(Inertial Measurement Unit)。IMU 33取得车体倾斜角信息。车体倾斜角信息表示车辆前后方向相对于水平的角度(俯仰角)、及车辆横向相对于水平的角度(倾侧角)。IMU 33将车体倾斜角信息向控制器26发送。控制器26从IMU 33取得车体倾斜角信息。

控制器26根据提升油缸长度L、车体位置信息和车体倾斜角信息，运算铲尖位置P0。如图3所示，控制器26基于车体位置信息，算出GNSS接收器32的全局坐标。控制器26基于提升油缸长度L，算出提升角θlift。控制器26基于提升角θlift和车体尺寸信息，算出铲尖位置P0相对于GNSS接收器32的局部坐标。车体尺寸信息储存于存储装置28，表示工作装置13相对于GNSS接收器32的位置。控制器26基于GNSS接收器32的全局坐标、铲尖位置P0的局部坐标和车体倾斜角信息，算出铲尖位置P0的全局坐标。控制器26取得铲尖位置P0的全局坐标作为铲尖位置信息。

控制系3具备存储装置28。存储装置28例如包括存储器和辅助存储装置。存储装置28例如可以是RAM或ROM等。存储装置28也可以是半导体存储装置或硬盘等。控制器26通过有线或无线的方式与存储装置28进行通信，从而取得存储装置28中储存的信息。

存储装置28储存铲尖位置信息、实际地形信息和设计地形信息。设计地形信息表示最终设计地形的位置及形状。最终设计地形是作业现场中作业对象的最终目标地形。控制器26取得实际地形信息。实际地形信息表示作业现场中作业对象的实际地形的位置及形状。控制器26基于实际地形信息、设计地形信息和铲尖位置信息，自动控制工作装置13。

需要说明的是，工作装置13的自动控制可以是与操作人员的手动操作配合进行的半自动控制。或者，工作装置13的自动控制也可以是无操作人员的手动操作介入的全自动控制。

以下，说明由控制器26执行的、挖掘作业中的工作装置13的自动控制。图4是表示挖掘作业中的工作装置13的自动控制处理的流程图。

如图4所示，步骤S101中，控制器26取得当前位置信息。这里，控制器26以上述方式取得工作装置13当前的铲尖位置P0。

步骤S102中，控制器26取得设计地形信息。如图5所示，设计地形信息在作业车辆1的行进方向上包含每隔规定间隔的多个地点(参照图5的“－d5”－“d10”)处的最终设计地形60的高度。因此，最终设计地形60以在多个地点分割而成的多个最终设计面60_1、60_2、60_3的形式予以掌握。

需要说明的是，在附图中，仅对一部分最终设计面标注标记，省略了其他最终设计面的标记。图5中，最终设计地形60是与水平方向平行的平坦形状，但也可以是与此不同的形状。

步骤S103中，控制器26取得实际地形信息。如图5所示，实际地形信息表示位于作业车辆1的行进方向上的实际地形50的截面。

需要说明的是，在图5中，纵轴表示地形的高度。横轴表示在作业车辆1的行进方向上距基准位置d0的距离。基准位置可以是作业车辆1当前的铲尖位置P0。详细而言，实际地形信息包含在作业车辆1的行进方向上的多个地点处的实际地形50的高度。多个地点每隔规定间隔(例如1m)排列(参照图5的“－d5”－“d10”)。

因此，实际地形50以在多个地点分割而成的多个实际面50_－1、50_1、50_2、50_3的形式予以掌握。需要说明的是，在附图中，仅对一部分实际面标注标记，省略了其他实际面的标记。

控制器26取得表示铲尖位置P0的最新轨迹的位置信息作为实际地形信息。因此，位置检测装置31起到取得实际地形信息的实际地形取得装置的作用。通过铲尖位置P0移动，控制器26将实际地形信息更新成最新的实际地形，并将其保存于存储装置28。

或者，控制器26也可以根据车体位置信息和车体尺寸信息算出履带16的底面的位置，取得表示履带16的底面轨迹的位置信息作为实际地形信息。或者，实际地形信息也可以根据由作业车辆1外部的测量装置测量得到的测量数据来生成。或者，也可以通过摄像头拍摄实际地形50，根据由摄像头得到的图像数据生成实际地形信息。

步骤S104中，控制器26取得目标土量St。目标土量St例如可以是基于刮板18的容量所确定的固定值。或者，目标土量St也可以通过操作人员的操作任意进行设定。

步骤S105中，控制器26取得挖掘开始位置Ps。这里，控制器26基于来自操作装置25的操作信号，取得挖掘开始位置Ps。例如，控制器26可以将从操作装置252接收到表示对刮板18进行下降操作的信号所处时刻的铲尖位置P0确定为挖掘开始位置Ps。或者，挖掘开始位置Ps也可以预先保存于存储装置28，而从存储装置28取得。

步骤S106中，确定假想设计面70。控制器26例如确定如图5所示的假想设计面70。与实际地形50同样地，假想设计面70以在多个地点分割而成的多个设计面(分割单位面)70_1、70_2、70_3的形式予以掌握。需要说明的是，在附图中，仅对一部分实际面标注标记，省略了其他实际面的标记。

在实际地形50位于比最终设计地形60靠上方位置的情况下，控制器26确定位于比实际地形50靠下方位置的假想设计面70。其中，假想设计面70的一部分也可以位于比实际地形50靠上方位置。

例如，假想设计面70从挖掘开始位置Ps直线状地延伸。控制器26基于工作装置13的推定保有土量S和目标土量St确定假想设计面70。推定保有土量S是如图5所示使工作装置13的铲尖位置P0沿着假想设计面70移动时，由工作装置13保有的土量的推定值。控制器26算出假想设计面70与实际地形50之间的土量作为推定保有土量S。

如图5所示，假想设计面70与实际地形50之间的土量作为与假想设计面70和实际地形50之间的截面面积(图5中带阴影部分的面积)相当的量被算出。此时，本实施方式中，不考虑实际地形50在作业车辆1的宽度方向上的大小。其中，也可以考虑实际地形50在作业车辆1的宽度方向上的大小来算出土量。

控制器26以推定保有土量S与目标土量St一致的方式，确定假想设计面70的倾斜角。其中，控制器26以不低于最终设计地形60的方式，确定假想设计面70。

在实际地形50位于比最终设计地形60靠下方位置的情况下，控制器26确定位于比实际地形50靠上方位置的假想设计面70。其中，假想设计面70的一部分也可以位于比实际地形50靠下方位置。例如，控制器26以如下方式确定假想设计面70：在工作装置13的铲尖位置P0抵达比作业车辆1靠前方的规定位置时，推定保有土量S在规定的土量阈值以下。

或者，在实际地形50位于比最终设计地形60靠下方位置的情况下，控制器26也可以确定位于向上方距实际地形50规定距离的位置的假想设计面70。或者，在实际地形50位于比最终设计地形60靠下方位置的情况下，控制器26也可以确定沿着实际地形50的假想设计面70。

步骤S107中，沿着假想设计面70控制工作装置13。这里，控制器26以如下方式生成对工作装置13的指令信号：工作装置13的铲尖位置P0沿着步骤S106中作成的假想设计面70移动。将所生成的指令信号向控制阀27输入。由此，工作装置13的铲尖位置P0沿着假想设计面70移动，从而进行实际地形50的挖掘作业。

接着，说明在作业车辆1发生了行走装置12的打滑时的控制。本实施方式的作业车辆1的控制系3中，当检测到打滑的发生时，控制器26通过变更上述的假想设计面70，使作业车辆1脱离打滑。图6是表示在发生了打滑时的控制中由控制器26执行的处理的流程图。

步骤S201中，控制器26判定是否在行走装置12发生打滑。控制器26例如基于作业车辆1的实际车速和理论车速，判定打滑的发生。控制器26可以根据从GNSS接收器32取得的车体位置信息算出实际车速。理论车速是作业车辆1的车速的推测值。控制器26可以根据动力传递装置24的输出轴的旋转速度算出理论车速。当实际车速相对于理论车速的比率(实际车速/理论车速)为规定的比率阈值以下时，控制器26判定为发生打滑。

或者，也可以是，设有检测刮板18的载荷的载荷传感器，控制器26基于来自载荷传感器的检测信号取得刮板18的载荷。控制器26也可以在刮板18的载荷大于规定的载荷阈值时，判定为发生打滑。

或者，也可以是，控制器26根据上述比率和刮板18的载荷两者对打滑的发生进行判定。或者，也可以是，控制器26通过其他方式对打滑的发生进行判定。

在判定为打滑发生时，处理进至步骤S202。图7是表示实际地形50、假想设计面70、及发生了打滑时的工作装置13的铲尖位置P0的图。步骤S202中，控制器26判定发生了打滑时的铲尖位置P0是否处于初始目标面80之上。初始目标面80是在打滑发生前设定的假想设计面70。需要说明的是，图7中，80＿－1是初始目标面80之中与基准位置d0对应的部分。70＿－1是假想设计面70之中与基准位置d0对应的部分。步骤S202中，控制器26判定铲尖位置P0是否位于比该初始目标面80_－1靠上方位置。

打滑发生前，控制器26使工作装置13的铲尖沿着初始目标面80_－1移动。但是，直到工作装置13的铲尖抵达初始目标面80_－1为止存在时滞。因此，如图7所示，在工作装置13的铲尖抵达初始目标面80_－1前，有时会发生打滑。打滑发生时，在铲尖位置P0位于比初始目标面80_－1靠上方位置时，处理进至步骤S203。

步骤S203中，控制器26将假想设计面70_－1变更到打滑发生时的铲尖位置P0。如图8所示，控制器26将假想设计面70_－1变更到与打滑发生时的铲尖位置P0一致的高度。这里，控制器26瞬间将假想设计面70_－1变更到与铲尖位置P0一致的高度。

需要说明的是，控制器26也可以将假想设计面70_－1变更到比打滑发生时的铲尖位置P0高的位置。例如，控制器26也可以在如下高度的位置设定假想设计面70_－1：打滑发生时的铲尖位置P0的高度加上规定距离得到的高度。

接着，在步骤S204中，控制器26判定作业车辆1是否脱离了打滑。控制器26可以通过将上述的实际车速与理论车速的比率、及/或、刮板18的载荷与规定的阈值进行比较，判定作业车辆1是否脱离了打滑。或者，控制器26也可以通过其他方式对作业车辆1是否脱离了打滑进行判定。

在步骤S204中，在判定为作业车辆1未脱离打滑时，处理进至步骤S205。即，在步骤S203中判定为即使变更假想设计面70_－1打滑也持续时，处理进至步骤S205。

步骤S205中，如图9所示，控制器26使假想设计面70_－1以规定速度进一步上升。这里，控制器26不像步骤S203那样瞬间变更假想设计面70_－1，而是以恒定速度使其逐渐上升。例如，控制器26可以以1～10cm/s左右的速度使假想设计面70_－1上升。或者，控制器26也可以以10～20cm/s左右的速度使假想设计面70_－1上升。或者，控制器26也可以以更快的速度使假想设计面70_－1上升。或者，假想设计面70_－1的上升速度也可以不为恒定，而视状况进行变更。

图10表示通过在步骤S205中变更假想设计面70_－1，作业车辆1脱离了打滑时的铲尖位置P0。该状态下，铲尖位置P0仍未抵达变更后的假想设计面70_－1，其位于比变更后的假想设计面70_－1靠下方的位置。在判定为作业车辆1脱离了打滑时，处理进至步骤S206。

步骤S206中，在作业车辆1脱离了打滑时的铲尖位置P0，设定假想设计面70_－1。如图11所示，控制器26将假想设计面70_－1变更到与脱离了打滑时的铲尖位置P0一致的高度。

步骤S207中，控制器26储存偏移量。如图12所示，偏移量H_offset是初始目标面80_－1的高度H1、与脱离了打滑所处时刻的铲尖位置P0的高度H2之差。

然后，在步骤S208中，控制器26对假想设计面70进行再设定。如图12所示，控制器26基于偏移量H_offset变更位于比铲尖位置P0靠前方位置的假想设计面70。详细而言，控制器26将校正目标面90设定为脱离了打滑后的假想设计面70，其中，校正目标面90是使初始目标面80向上方移动了偏移量H_offset的面。

其中，控制器26以不向上方越过实际地形50的方式生成校正目标面90。因此，如图12所示，在使初始目标面80向上方移动了偏移量H_offset的最初的校正目标面90＇在上方越过实际地形50时，控制器26将以不向上方越过实际地形50的方式修正过的校正目标面90设定为假想设计面70。

详细而言，图12中，距离d1处的最初的校正目标面90＇位于比实际地形50靠上方的位置。因此，以距离d1处的高度与实际地形50的高度一致的方式修正过的校正目标面90被设定为假想设计面70。

需要说明的是，即使通过在步骤S203中变更假想设计面70致使作业车辆1脱离了打滑时，也是在S206中，控制器26在作业车辆1脱离了打滑时的铲尖位置P0设定假想设计面70。另外，在步骤S207中，控制器26将初始目标面80_－1的高度H1与脱离了打滑所处时刻的铲尖位置P0的高度H2之差作为偏移量H_offset进行储存。然后，在步骤S208中，控制器26基于偏移量H_offset对假想设计面70进行再设定。

如图13所示，在打滑发生时的铲尖位置P0位于与初始目标面80_－1相同、或比初始目标面80_－1靠下方的位置时，处理从步骤S202进至图14所示的步骤S301。例如，在铲尖位置P0抵达初始目标面80_－1后，过度进至比初始目标面80_－1靠下方，从而有时会发生打滑。在这种情况下，通过图14所示的处理，变更假想设计面70。

步骤S301中，如图15所示，控制器26使假想设计面70_－1以规定速度上升。这里的处理是与步骤S205同样的处理。步骤S302中，与步骤S204同样地，控制器26判定作业车辆1是否脱离了打滑。在判定为作业车辆1脱离了打滑时，处理进至步骤S303。

步骤S303中，控制器26判定脱离了打滑所处时刻的铲尖位置P0是否位于比初始目标面80_－1靠上方的位置。如图16所示，在脱离了打滑所处时刻的铲尖位置P0位于比初始目标面80_－1靠上方位置时，处理进至步骤S304。

步骤S304中，与步骤S206同样地，控制器26在作业车辆1脱离了打滑时的铲尖位置P0设定假想设计面70_－1。如图16所示，控制器26将假想设计面70_－1变更到与脱离了打滑时的铲尖位置P0一致的高度。另外，在步骤S305中，与步骤S207同样地，控制器26将初始目标面80_－1的高度H1、与脱离了打滑所处时刻的铲尖位置P0的高度H2之差作为偏移量H_offset进行储存。然后，在步骤S306中，与步骤S208同样地，控制器26将使初始目标面80向上方移动了偏移量H_offset的校正目标面90作为脱离了打滑后的假想设计面70进行再设定。之后，处理返回步骤S201。

如图17所示，在脱离了打滑所处时刻的铲尖位置P0位于比初始目标面80_－1靠下方的位置时，处理从步骤S303进至步骤S307。步骤S307中，将初始目标面80设定为脱离了打滑后的假想设计面70。之后，处理返回步骤S201。

以上说明的本实施方式的作业车辆1的控制系3中，在作业车辆1发生了打滑时，假想设计面70变更到打滑发生时工作装置13的铲尖位置P0。然后，以工作装置13沿着变更后的假想设计面70移动的方式进行控制。因此，能够使工作装置13的铲尖相对于实际地形50上升。故而，与使铲尖相对于作业车辆1上升的情况相比，能够使行走装置12的前部迅速触地。由此，能够使作业车辆1迅速脱离打滑。

另外，由于工作装置13的铲尖相对于实际地形50上升，故而，工作装置13的铲尖位置P0从打滑发生时的位置被变更。由此，能够抑制反复打滑。

以上，对本发明的一实施方式进行了说明，但本发明不限于上述实施方式，可以在不脱离本发明主旨的范围内进行各种变更。

作业车辆不限于推土机，也可以是轮式装载机等其他车辆。

作业车辆1也可以是能够远程操纵的车辆。该情况下，控制系3的一部分也可以配置于作业车辆1的外部。例如，控制器26可以配置于作业车辆1的外部。控制器26可以配置于离开作业现场的控制中心内。

控制器26也可以具有相互分开的多个控制器26。例如，如图18所示，控制器26也可以包括在作业车辆1的外部配置的远程控制器261、和搭载于作业车辆1上的车载控制器262。远程控制器261和车载控制器262可以经由通信装置38、39通过无线的方式进行通信。然后，也可以是，上述的控制器26的一部分功能由远程控制器261执行，剩余的功能由车载控制器262执行。例如，也可以是，确定假想设计面70的处理由远程控制器261执行，输出对工作装置13的指令信号的处理由车载控制器262执行。

操作装置25也可以配置于作业车辆1的外部。该情况下，驾驶室也可以从作业车辆1被省去。或者，操作装置25也可以从作业车辆1被省去。也可以是，以不进行基于操作装置25的操作的方式，仅通过控制器26的自动控制来操作作业车辆1。

实际地形取得装置不限于上述的位置检测装置31，也可以是其他装置。例如，如图19所示，实际地形取得装置也可以是接收来自外部装置的信息的接口装置37。接口装置37可以通过无线接收外部的测量装置41测量得到的实际地形信息。或者，接口装置37也可以是记录介质的读取装置，其经由记录介质接收外部的测量装置41测量得到的实际地形信息。

假想设计面70的设定方法不限于上述实施方式，也可以对其进行变更。控制器26也可以确定位于距实际地形50下方规定距离位置的假想设计面70。控制器也可以基于推定保有土量确定规定距离。或者，控制器26也可以与推定保有土量无关地确定假想设计面70。

即使在打滑发生时的铲尖位置P0位于与初始目标面80_－1相同、或比初始目标面80_－1靠下方的位置时，也可以进行与打滑发生时的铲尖位置P0位于比初始目标面80_－1靠上方位置时同样的控制。即，也可以省略步骤S202及步骤S301～步骤S307的处理。

该情况下，在打滑发生时的铲尖位置P0位于与初始目标面80_－1相同、或比初始目标面80_－1靠下方的位置时，控制器26也可以与步骤S203同样地，将假想设计面70变更到铲尖位置P0。或者，即使在打滑发生时的铲尖位置P0位于与初始目标面80_－1相同、或比初始目标面80_－1靠下方的位置时，控制器26也可以将假想设计面70变更到比铲尖位置P0靠上方的位置。

产业上的可利用性

根据本发明，能够在挖掘时使作业车辆迅速脱离打滑，并且抑制反复打滑。

标记说明

1 作业车辆

3 控制系统

13 工作装置

26 控制器

Claims

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：

控制器；

所述控制器以如下方式被编程：

接收实际地形信息，该实际地形信息表示作业对象的实际地形；

确定位于比所述实际地形靠下方位置的设计面；

生成使所述工作装置沿所述设计面移动的指令信号；

判定所述作业车辆上打滑的发生；

在判定为发生了所述打滑时，将所述设计面变更到所述打滑发生时所述工作装置的铲尖位置以上的位置。

2.如权利要求1所述的作业车辆的控制系统，其中，

所述控制器以如下方式被编程：在判定为即使变更所述设计面、所述打滑也持续发生时，使所述设计面以规定速度进一步上升。

3.如权利要求1或2所述的作业车辆的控制系统，其中，

所述控制器以如下方式被编程：在判定为脱离了所述打滑时，在脱离了所述打滑所处时刻的所述工作装置的铲尖位置设定所述设计面。

4.如权利要求3所述的作业车辆的控制系统，其中，

所述控制器以如下方式被编程：以不向上方越过所述实际地形的方式设定所述设计面。

5.如权利要求3或4所述的作业车辆的控制系统，其中，

所述控制器以如下方式被编程：

作为偏移量，储存所述打滑发生前的所述设计面即初始目标面的高度、与脱离了所述打滑所处时刻的所述工作装置的铲尖位置的高度之差；

将校正目标面设定为脱离了所述打滑后的所述设计面，所述校正目标面是使所述初始目标面向上方移动了所述偏移量的面。

6.如权利要求5所述的作业车辆的控制系统，其中，

所述控制器以如下方式被编程：以不向上方越过所述实际地形的方式生成所述校正目标面。

7.一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：

确定位于比所述实际地形靠下方位置的设计面；

生成使所述工作装置沿所述设计面移动的指令信号；

判定所述作业车辆上打滑的发生；

在发生了所述打滑时，将所述设计面变更到所述打滑发生时所述工作装置的铲尖位置以上的位置。

8.如权利要求7所述的作业车辆的控制方法，其中，还包括：

在即使变更所述设计面、所述打滑也持续发生时，使所述设计面以规定速度进一步上升。

9.如权利要求7或8所述的作业车辆的控制方法，其中，还包括：

在脱离了所述打滑时，在脱离了所述打滑所处时刻的所述工作装置的铲尖位置设定所述设计面。

10.如权利要求9所述的作业车辆的控制方法，其中，

在脱离了所述打滑所处时刻的所述工作装置的铲尖位置设定所述设计面时，以不向上方越过所述实际地形的方式设定所述设计面。

11.如权利要求9或10所述的作业车辆的控制方法，其中，还包括：

12.如权利要求11所述的作业车辆的控制方法，其中，

以不向上方越过所述实际地形的方式生成所述校正目标面。

13.一种作业车辆，其中，具备：

工作装置；

控制器，其使所述工作装置沿着位于比作业对象的实际地形靠下方位置的设计面移动；

在所述作业车辆上发生了打滑时，所述设计面变更到所述打滑发生时所述工作装置的铲尖位置以上的位置。

14.如权利要求13所述的作业车辆，其中，

15.如权利要求13或14所述的作业车辆，其中，

在脱离了所述打滑时，所述设计面设定在脱离了所述打滑所处时刻的所述工作装置的铲尖位置。

16.如权利要求15所述的作业车辆，其中，

所述设计面以不向上方越过所述实际地形的方式设定。

17.如权利要求15或16所述的作业车辆，其中，

储存有偏移量，该偏移量表示所述打滑发生前的所述设计面即初始目标面的高度、与脱离了所述打滑所处时刻的所述工作装置的铲尖位置的高度之差，

所述控制器以校正目标面作为脱离了所述打滑后的所述设计面使所述工作装置移动，所述校正目标面是使所述初始目标面向上方移动了所述偏移量的面。

18.如权利要求17所述的作业车辆，其中，

所述校正目标面以不向上方越过所述实际地形的方式生成。