JP2013515885A - 機械の生産性を最大化するとともに最終勾配を保つように器具を制御するためのシステムおよび方法 - Google Patents

Abstract

開示は、一態様において、器具に動作的に接続されたコントローラを含む器具制御システムを記載している。コントローラは、第１の信号および第２の信号を、器具と動作的に通信するシステムから受信するように適合されている。第１の信号は、所望される負荷制御状態を示し、第２の信号は、所望される勾配制御状態を示す。コントローラは、さらに、第１の信号に関連付けられた第１の比較可能な特性を有する第１の目標位置を決定するとともに、第２の信号に関連付けられた第２の比較可能な特性を有する第２の目標位置を決定するように適合されている。また、コントローラは、第１の比較可能な特性および第２の比較可能な特性に部分的に基づいて、器具を第１の目標位置または第２の目標位置に移動させる制御信号を生成するように適合されている。

Description

本特許開示は、一般に、器具制御システムに関し、より具体的には、機械の生産性を最大化するとともに最終勾配を保つように器具を制御するためのシステムおよび方法に関する。

軌道式トラクタ、モータグレーダ、スクレーパ、および／またはバックホーローダなどの土木機械は、ドーザブレードまたはバケットなどの器具を有し、かかる器具は、土地の区画の地形または地勢を変更するために工事現場で用いられる。器具は、工事現場における工事を行うため、オペレータまたは制御システムにより制御することができる。例えば、オペレータは、油圧機構を通じて器具の移動を制御するレバーを移動させることができる。最終的な表面の輪郭または最終勾配を達成するため、器具は、オペレータまたは制御システムにより様々な位置に調節することができる。

米国特許第５，５６０，４３１号明細書

しかし、オペレータが移動を制御している場合、器具の位置決めは、専門技能と勤勉さとを要求する複雑で時間がかかる仕事である。従って、オペレータの制御を簡略化するため、ブレードの自律的制御を提供することが望ましいことが多い。器具を自動的に制御する従来技術によるシステムが既知である。例えば、Ｓｔｒａｔｔｏｎに付与された（特許文献１）は、変化する地面プロファイルに応答して土木機械の土木器具の位置を自動的に制御するための装置および方法を開示している。

しかし、オペレータに器具の移動を主に制御させることによりオペレータの技能を利用するとともに、制御システムにより制限機能を提供することによりオペレータの生産性を高めることが、時として望ましい。しかし、（特許文献１）および他の従来技術によるシステムは、典型的なドーザのサイクルの大半の間、器具の制御を行うことによりオペレータの補助を提供するシステムを含まない。かかるシステムは、オペレータの疲労を軽減し、大規模土木工事現場において必要とされるオペレータおよび／または機械の数を削減するであろう。

開示のシステムおよび方法は、上記の問題の１つ以上を克服することを対象とするものである。

一態様において、本開示は、器具に動作的に接続されたコントローラを含む器具制御システムを記載している。コントローラは、第１の信号および第２の信号を、器具と動作的に通信するシステムから受信するように適合されている。第１の信号は、所望される負荷制御状態を示し、第２の信号は、所望される勾配制御状態を示す。コントローラは、さらに、第１の信号に関連付けられた第１の比較可能な特性を有する第１の目標位置を決定するとともに、第２の信号に関連付けられた第２の比較可能な特性を有する第２の目標位置を決定するように適合されている。また、コントローラは、第１の比較可能な特性および第２の比較可能な特性に部分的に基づいて、器具を第１の目標位置または第２の目標位置に移動させる制御信号を生成するように適合されている。

開示は、別の態様において、器具に動作的に接続されたシステムから第１の信号を受信するステップを含む、器具を制御するための方法を記載している。第１の信号は、所望される負荷制御状態を示す。本方法は、さらに、第２の信号をシステムから受信するステップを含む。第２の信号は、所望される勾配制御状態を示す。本方法は、第１の信号に関連付けられた第１の比較可能な特性を有する第１の目標位置を決定するとともに、第２の信号に関連付けられた第２の比較可能な特性を有する第２の目標位置を決定するステップを含む。本方法は、さらに、第１の比較可能な特性および第２の比較可能な特性に部分的に基づいて、器具を第１の目標位置または第２の目標位置に移動させる制御信号を生成するステップを含む。

本開示の例示的実施形態による器具制御システムを有する機械を示す。 本開示の例示的実施形態による器具制御システムを示す。 本開示の例示的実施形態による器具制御プロセスの一実施形態を示すフロー図である。

本開示は、機械の生産性を最大化するとともに最終勾配を保つように器具を制御するためのシステムおよび方法に関する。機械１００の例示的実施形態を図１に概略的に示す。機械１００は、採鉱、建設、農業、輸送などの産業、または当該技術において既知の他のいずれかの産業に関連付けられた何らかの種類の作業を行う移動式機械であってもよい。例えば、機械１００は、図１に示すトラクタもしくはドーザ、モータグレーダ、または当該技術において既知の他のいずれかの機械であってもよい。後続の例示的実施形態の詳細な説明では、ドーザに関して本発明を説明しているが、この説明は、他のかかる機械における本発明の使用にも同様に当てはまることは言うまでもない。本発明は、トラクタまたはドーザでの使用に限定されない。

図示の実施形態において、機械１００は、動力源１０２と、例えば機械１００を推進させるおよび／または他の機械のコンポーネントを制御するための１つ以上の入力装置１０６など、機械１００を操作するために必要な制御装置を含むオペレータステーションまたは運転室１０４とを含む。機械１００は、さらに、例えば土を移動させるためのブレードなどの工事用具または器具１０８を含む。１つ以上の入力装置１０６は、運転室１０４内に配設された１つ以上のジョイスティックを含んでもよく、所望される器具１０８の移動を示すオペレータからの入力を受信するように適合されてもよい。

簡略化を目的として、ジョイスティックの形をとった１つの入力装置１０６のみを検討し、図面に示す。また、運転室１０４は、オペレータに情報を伝えるディスプレイを有するユーザインタフェース１１０を含んでもよく、キーボード、タッチスクリーン、または機械１００、器具１０８、および／もしくはその他の機械のコンポーネントを制御および／もしくは操作するためにオペレータからの入力を受信するためのいずれかの好適な機構を含んでもよい。

器具１０８は、工事現場１１２の表面に係合し、その表面を貫通し、または切断するように適合されてもよく、さらに、所定の仕事を遂行するために土を移動させるように適合されてもよい。工事現場１１２は、例えば採鉱現場、埋立地、採石場、建設現場、または他のいずれかの種類の工事現場を含んでもよい。土の移動は、工事現場１１２における地形の変更に関連付けられてもよく、例えばグレーディング作業、スクレーピング作業、レベリング作業、バルク材除去作業、または工事現場１１２における他のいずれかの種類の地形変更作業を含んでもよい。

図示の実施形態において、器具１０８は、第１端１１６と第２端１１８との間に延在する切断縁１１４を含む。器具１０８の切断縁１１４の第１端１１６は、器具１０８の右先端または右縁を表してもよく、器具１０８の切断縁１１４の第２端１１８は、器具１０８の左先端または左縁を表してもよい。器具１０８は、運転室１０４における入力装置１０６に動作的に接続された１つ以上の油圧機構により移動可能であってもよい。

油圧機構は、例えば器具１０８を上げる、器具１０８を下げる、器具１０８を左もしくは右に傾ける、または器具１０８を前もしくは後に傾けるなど、器具１０８を様々な位置に移動させるための１つ以上の油圧リフトアクチュエータ１２０と１つ以上の油圧チルトアクチュエータ１２２とを含んでもよい。図示の実施形態において、機械１００は、器具１０８の各側に１つの油圧リフトアクチュエータ１２０と１つの油圧チルトアクチュエータ１２２とを含む。図示の実施形態は、２つの油圧リフトアクチュエータ１２０を示すが、２つの油圧チルトアクチュエータ１２２の一方のみが示されている（片側のみが示されている）。

動力源１０２は、機械１００を支持し、操舵し、および推進させるように適合された地面係合機構１２４に動力を提供するエンジンである。動力源１０２は、例えばディーゼルエンジン、ガソリンエンジン、ガス燃料エンジン、または当該技術において既知の他のいずれかの種類の燃焼エンジンなどのエンジンの形をとってもよい。動力源１０２は、代替として、例えば燃料電池、電力貯蔵装置、または別の好適な動力源など、非燃焼動力源（図示せず）の形をとってもよい。動力源１０２は、機械１００、器具１０８、および他の機械１００のコンポーネントに動力を提供するための油圧動力に変換されてもよい機械的または電気的な動力出力を発生させてもよい。

機械１００は、さらに、入力装置１０６と器具１０８の移動を制御するための油圧アクチュエータ１２０、１２２とに動作的に接続された器具制御システム１２６を含む。図２に示すように、器具制御システム１２６は、現場設計１２８、勾配制御システム１３０、負荷制御システム１３２、およびコントローラ１３４を含む。コントローラ１３４は、入力装置１０６、勾配制御システム１３０、および負荷制御システム１３２からの入力を受信するように適合されている。器具制御システム１２６は、さらに、個別にまたは所定の組み合わせにおいて集合的に、入力装置１０６、勾配制御システム１３０、および負荷制御システム１３２からの入力に基づいて器具１０８の移動を制御するように適合されている。

コントローラ１３４は、オペレータにより所望される器具１０８の移動を表す位置を示す入力装置１０６から受信した入力信号に応答して、所定または目標位置に移動するように器具１０８に指示してもよい。オペレータにより所望される器具１０８の移動を示す位置信号は、例えば器具下降および器具上昇信号などの昇降信号を含んでもよい。また、オペレータにより所望される器具１０８の移動を示す位置信号は、例えば左チルト信号および右チルト信号などのチルト信号を含んでもよい。

いくつかの実施形態において、器具１０８の左チルト移動および右チルト移動は、１つ以上の入力装置１０６を用いて切断縁１１４の第１端１１６を独立して移動させる、または切断縁１１４の第２端１１８を独立して移動させることにより遂行してもよい。いくつかの実施形態において、第１端１１６の移動は、例えば右シリンダ高さレバー（図示せず）を用いるなど、１つ以上の入力装置１０６の１つを用いることにより遂行してもよく、第２端１１８の移動は、例えば左シリンダ高さレバー（図示せず）を用いるなど、１つ以上の入力装置１０６の別のものを用いることにより遂行してもよい。代替としてまたは加えて、第１端１１６の移動および第２端１１８の移動は、図１に示すジョイスティックにおいて具現化された、同じ入力装置１０６を用いることにより遂行してもよい。しかし、他の実施形態において、位置信号はチルト信号を含まない。

コントローラ１３４は、さらに、自動的に決定された器具１０８の移動を示す勾配制御システム１３０から受信した入力信号に応答して、所定または目標位置に移動するように器具１０８に指示してもよい。自動的に決定された器具の移動は、現場設計１２８からの入力に基づいてもよい。また、自動的な器具１０８の移動を示す位置信号は、例えば器具下降および器具上昇などの昇降信号を含む。自動的な器具１０８の移動を示す位置信号は、上で詳細に検討したように、例えば左チルト移動および右チルト移動に関連付けられた左チルト信号または右チルト信号などのチルト信号を含んでもよいし、含まなくてもよい。

現場設計１２８は、工学的設計に基づく工事現場の建設表面に関するデータを含む。現場設計１２８において提供される建設表面は、不規則な三次元（３Ｄ）表面または平坦面を示すことが可能な地面プロファイルを表してもよい。図示の実施形態において、建設表面は、工事現場１１２について所望される切断面または所望される最終勾配を表す設計面１３６である。

いくつかの実施形態において、勾配制御システム１３０は、工事現場１１２内における機械１００の相対的な場所または位置を決定するように適合されてもよい。他の実施形態において、勾配制御システム１３０は、工事現場１１２内における機械１００の場所または位置に基づく器具１０８の相対的な場所または位置を決定するように適合されてもよい。機械１００および／または器具１０８の相対的な場所または位置は、当該技術において周知の１つ以上の位置センサ、ＧＰＳ受信機、および／またはレーザシステムを用いて決定してもよい。

図示の実施形態において、勾配制御システム１３０は、工事現場１１２についての設計面１３６を示す現場設計１２８からの入力を受信し、設計面１３６に対する器具１０８の対応する目標位置を決定する。コントローラ１３４は、設計面１３６に対する器具１０８の相対位置に基づいて勾配制御システム１３０により生成された目標位置を示す、勾配制御システム１３０からの入力を受信する。目標位置は、設計面１３６を達成するために器具１０８が工事現場１１２の地勢に係合することが要求される器具１０８の位置を表す。

コントローラ１３４は、代替としてまたは加えて、所定の生産性値に基づいて自動的に決定された器具１０８の移動を示す負荷制御システム１３２から受信した入力信号に応答して、所定または目標位置に移動するように器具１０８に指示してもよい。生産性値は、最大のまたは最適な生産性を表す所定の対地速度に対応してもよい。また、生産性値は、最大のまたは最適な生産性を表す所定のスリップ値に対応してもよい。

いくつかの実施形態において、コントローラは、現在の対地速度または現在のスリップ状態を最大のまたは最適な生産性に相応する参照対地速度または参照スリップ状態と比較し、参照対地速度またはスリップ状態に概ね等しい対地速度またはスリップ状態を維持するために必要な器具１０８の目標位置を決定し、それにより、目標位置に移動するように器具に指示する。

また、コントローラ１３４は、器具１０８を工事現場１１２の地勢に係合させるためのオペレータにより所望される器具１０８の位置を示す入力装置１０６からの入力を受信してもよい。コントローラ１３４は、勾配制御システム１３０により生成された目標位置信号と入力装置１０６により生成された目標位置信号とを受信するとともに、設計面１３６に対する器具１０８の相対位置に基づいて対応する勾配制御システム１３０の目標位置または対応する入力装置１０６の目標位置に器具１０８を移動させる制御信号を生成するように適合されている。器具１０８を移動させる制御信号は、器具１０８を対応する目標位置に移動させるように油圧アクチュエータ１１８、１２０を作動させるように印加してもよい。器具１０８の移動は、対応する目標位置への切断または対応する目標位置への昇降を含んでもよい。

コントローラ１３４は、設計面１３６に対する器具１０８の切断縁１１４の部分１３８の相対的な場所を比較することにより、器具１０８および設計面１３６の相対位置を評価するように適合されてもよい。図示の実施形態において、切断縁１１４の部分１３８は、第１端１１６と第２端１１８との間の器具１０８の切断縁１１４の中心１３８の辺りに配設されている。コントローラ１３４は、部分１３８が設計面１３６の上方または設計面１３６の下方のいずれにあるかを判定してもよい。コントローラ１３４は、中心１３８が設計面１３６の上方または下方のいずれにあるかに依存して、入力装置１０６からの入力または勾配制御システム１３０からの入力のいずれかに基づいて器具１０８の移動を制御するかを判定するように適合されてもよい。

他の実施形態において、コントローラ１３４は、設計面１３６に対する器具の切断縁１１４の複数の部分の相対的な場所を比較することにより、器具１０８および設計面１３６の相対位置を評価するように適合されてもよい。切断縁１１４の複数の部分は、切断縁１１４の中心１３８辺りに配設された部分１３８と、第１端１１６の辺りおよび／または第２端１１８の辺りに配設された切断縁１１４の部分１３８とを含んでもよい。

コントローラ１３４は、中心１３８が設計面１３６の上方もしくは下方のいずれにあるかに依存して、および／または第１端および第２端１１６、１１８が設計面１３６の上方もしくは下方のいずれにあるかに依存して、入力装置１０６からの入力、勾配制御システム１３０からの入力、または負荷制御システム１３２からの入力のいずれかに基づいて器具１０８の移動を制御するかを判定するように適合されてもよい。

本明細書に記載の機械の生産性を最大化するとともに最終勾配を保つように器具を制御するためのシステムおよび方法の産業上の利用可能性は、上述の検討から容易に理解されよう。機械は、軌道式トラクタとして示したが、機械は、例えば採鉱、建設および他の産業アプリケーションに関連付けられた少なくとも１つの作業を行ういずれかの種類の機械であってもよい。その上、本明細書に記載のシステムおよび方法は、多様な機械および仕事に適合させることが可能である。例えば、バックホーローダ、スキッドステアローダ、ホイールローダ、モータグレーダ、および他の多くの機械が、記載のシステムおよび方法から恩恵を得ることが可能である。

特定の実施形態によれば、器具制御システム１２６は、勾配制御システム１３０により生成された目標位置信号、負荷制御システム１３２により生成された目標位置、および入力装置１０６により生成された目標位置信号を比較するように適合され、設計面１３６に対する器具１０８の相対位置に部分的に基づいて対応する勾配制御システム１３０の目標位置、対応する負荷制御システム１３２の目標位置、または対応する入力装置１０６の目標位置に器具１０８を移動させる制御信号を生成する。器具制御システム１２６は、勾配制御システム１３０と負荷制御システム１３２とを組み合わせ、それらを、典型的なドージングサイクルのすべての段階において動作するオペレータにより補助される制御システムを提供する一体化されたシステムに組み合わせる。

図３は、器具制御プロセスおよび器具制御システム１２６の動作（３００）の例示的実施形態を示す。コントローラ１３４は、オペレータにより所望される器具１０８の位置を示す入力装置１０６により生成された目標位置信号を受信するように適合されている（ステップ３０２）。コントローラ１３４は、さらに、例えば設計面１３６を達成するために工事現場１１２の地勢に係合するために要求される工具１０８の位置を示す、勾配制御システム１３０により生成された勾配制御状態信号を受信するように適合されている（ステップ３０４）。コントローラ１３４は、さらに、例えば最大の生産性を達成するために工事現場１１２の地勢に係合するために要求される工具１０８の位置を示す、負荷制御システム１３２により生成された負荷制御状態信号を受信するように適合されている（ステップ３０６）。

コントローラ１３４は、第１の比較可能な特性を勾配制御状態信号に、第２の比較可能な特性を負荷制御状態信号に、および第３の比較可能な特性を入力装置１０６の目標位置信号に割り当てる（ステップ３０８）。比較可能な特性は、１つの比較可能な特性にその他の比較可能な特性に対する優先度を割り当て、それにより、関連付けられた信号に相対的な優先度を割り当てるために用いられる比較可能な値または重みであってもよい。例えば、第２の比較可能な特性および第３の比較可能な特性よりも大きい相対数値を有する重みが第１の比較可能な特性に割り当てられれば、第１の比較可能な特性は、第２および第３の比較可能な特性に対して最も高い優先度を有すると考えられる。

いくつかの実施形態において、比較可能な特性は、例えば異なる入力信号種類を異なる入力信号種類に関連付けられた共通の信号に変換する、勾配制御システム１３０、負荷制御システム１３２、またはコントローラ１３４により実装される正規化アルゴリズムから得られるものであってもよい。信号を比較し、信号に優先度を与え、および最高の優先度を有する信号に基づいて器具１０８の動作を制御するため、共通の信号種類に論理演算および数学的演算を行ってもよい。例えば、勾配制御状態信号、負荷制御状態信号、および入力装置１０６の目標位置信号を、各信号に関連付けられた目標位置を表すように各々正規化してもよい。

目標位置は、設計面１３６に対する器具１０８の位置を表してもよい。また、目標位置は、互いに異なる位置を表してもよい。例えば、設計面１３６の上方における最大の距離を表す目標位置が最高の優先度を有するように決定してもよく、かかる場合、目標位置は、各信号に関連付けられた固有または本来の比較可能な特性を有する。従って、いくつかの実施形態において、コントローラ１３４は、信号に関連付けられた固有または本来の比較可能な特性を比較してもよく、他の実施形態において、コントローラ１３４は、信号に優先度を与えるために比較可能な特性を各信号に関連付けられるように割り当ててもよい。

図示の実施形態において、コントローラ１３４は、現場設計１２８からの入力に部分的に基づいて、第１の比較可能な特性を勾配制御システム１３０の目標位置信号に割り当てる。また、コントローラ１３４は、機械１００の対地速度または機械１００のスリップ状態と、容認可能な機械生産性を示す所定の参照対地速度またはスリップ状態との比較に部分的に基づいて、第２の比較可能な特性を負荷制御システム１３２の目標位置信号に割り当てる。

コントローラ１３４は、設計面１３６に対する器具１０８の相対位置に部分的に基づいて、第３の比較可能な特性を入力装置１０６の目標位置信号に割り当てる。いくつかの実施形態において、コントローラ１３４は、入力装置１０６の目標位置信号が、設計面１３６の下方または設計面１３６の上方のいずれの相対位置を表すかを判定する。相対的な入力装置１０６の目標位置信号が設計面１３６の上方であれば、コントローラ１３４は、入力装置１０６の目標位置信号を用いて、オペレータにより所望される位置を示す目標位置に器具１０８を移動させてもよい。相対的な入力装置１０６の目標位置信号が設計面１３６の下方であれば、コントローラ１３４は、例えば、第１の比較可能な特性が第２の比較可能な特性よりも高い優先度を有する場合、勾配制御システム１３０の目標位置信号を用いて、所望される勾配状態を示す目標位置に器具１０８を移動させてもよい。

コントローラ１３４は、入力装置１０６の目標位置信号、勾配制御システム１３０の目標位置信号、および負荷制御システム１３２の目標位置信号の第１、第２、および第３の比較可能な特性を比較し、比較可能な特性の相対値に基づいて信号間で優先度を与えるように適合されている（ステップ３１０）。いくつかの実施形態において、比較可能な特性の優先付けは、機械１００の動作サイクルに基づいてもよい。機械１００は、例えば機械１００に対する器具の位置、または過去の器具の位置に対する器具の位置、または動作サイクルを示すオペレータにより提供される命令もしくは信号、または動作サイクルを決定する他のいずれかの既知の方法の少なくとも１つに基づいて、機械１００がどの動作サイクルにあるかを把握するように適合されてもよい。

例えば、機械１００が切土または掘削サイクルにあれば、コントローラ１３４は、第２および第３の比較可能な特性を表すコントローラが割り当てる数値に対してより高い優先度を有する第１の比較可能な特性を表す数値を割り当ててもよい。代替としてまたは加えて、機械１００が土移動または運搬サイクルにあれば、コントローラ１３４は、例えば、第１および第３の比較可能な特性に対して最も高い優先度を有する第２の比較可能な特性を表す数値を割り当ててもよい。

いくつかの実施形態において、第１、第２、および第３の比較可能な特性の優先付けは、例えば、機械１００の動作状態に基づいてもよい。例えば、コントローラ１３４は、第１、第２、または第３の比較可能な特性の対応する目標位置により、生産性の増加、所望される勾配、またはオペレータにより所望される位置をもたらされるとき、最も高い相対的な優先度を有する第１、第２、または第３の比較可能な特性を表す最も高い数値を割り当ててもよい。

コントローラ１３４は、最も高い優先度を有する相対目標位置信号に対応する位置に器具１０８を移動させる（ステップ３１２）。換言すれば、第１の比較可能な特性が第２および第３の比較可能な特性よりも高い優先度を有していれば、コントローラ１３４は、入力装置１０６の目標位置信号に対応する位置に器具１０８を移動させる。代替としてまたは加えて、コントローラ１３４が入力装置１０６から信号を受信していなければ、例えば、オペレータが所望される目標位置を指示するように入力装置１０６に関わらなければ、コントローラ１３４は、勾配制御システム１３０の目標位置信号および負荷制御システム１３２の目標位置信号に関連付けられた比較可能な特性の相対値に部分的に基づいて、勾配制御システム１３０の目標位置信号または負荷制御システム１３２の目標位置信号を用いて、対応する位置に器具１０８を移動させてもよい。

代替としてまたは加えて、コントローラ１３４は、勾配制御システム１３０の目標位置、負荷制御システム１３２の目標位置、および入力装置１０６の目標位置に論理演算または数学的演算を行い、論理演算または数学的演算の結果に部分的に基づいて目標位置を決定するように適合されてもよい。コントローラ１３４は、対応する目標位置に器具１０８を移動させてもよい。例えば、コントローラ１３４は、勾配制御システム１３０の目標位置、負荷制御システム１３２の目標位置、および入力装置１０６の目標位置の和に部分的に基づいて目標位置を決定してもよく、対応する目標位置に器具１０８を移動させてもよい。

他の実施形態において、コントローラ１３４は、勾配制御システム１３０の目標位置、負荷制御システム１３２の目標位置、および入力装置１０６の目標位置の統計的平均に部分的に基づいて目標位置を決定してもよく、対応する目標位置に器具１０８を移動させてもよい。

勾配制御システム１３０、負荷制御システム１３２、およびコントローラ１３４は、１つ以上の制御モジュール（例えばＥＣＭ、ＥＣＵなど）を含んでもよい。１つ以上の制御モジュールは、処理ユニット、メモリ、センサインタフェース、および／または制御信号インタフェース（信号を受信および送信するための）を含んでもよい。処理ユニットは、特定の通信、制御、および／または診断機能を行うために器具制御システム１２６により用いられる１つ以上の論理および／または処理コンポーネントを表してもよい。例えば、処理ユニットは、器具制御システム１２６内および／または外の装置間における情報のルーティングを実行するように適合されてもよい。

さらに、処理ユニットは、メモリなどの格納装置からのものを含む指令を実行するように適合されてもよい。１つ以上の制御モジュールは、１つ以上の汎用処理ユニットおよび／または専用ユニット（例えばＡＳＩＣＳ、ＦＰＧＡなど）などの複数の処理ユニットを含んでもよい。特定の実施形態において、処理ユニットの機能性は、一体化されたＣＰＵ、メモリ、および１つ以上の周辺装置を含む、一体化されたマイクロプロセッサまたはマイクロコンピュータ内において具現化されてもよい。メモリは、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、読み出し専用メモリ（ＲＯＭ）、磁気および光学格納装置、ディスク、消去可能なプログラム可能読み取り専用メモリ（ＥＰＲＯＭ、ＥＥＰＲＯＭなど）などのプログラム可能な消去可能コンポーネント、およびフラッシュメモリなどの不揮発性メモリを含むがそれらに限定されない、情報を格納可能な１つ以上の既知のシステムを表してもよい。

上述の説明は、開示のシステムおよび方法の例を提供していることが理解されよう。しかし、本開示の他の実装は、詳細において上述の例と異なり得ると考えられる。本開示または本開示の例へのすべての参照は、その時点で検討されている特定の例を参照することを意図するものであり、より一般的に本開示の範囲についての何らの限定も示唆することを意図するものではない。特定の特長を区別および批判するすべての文言は、それらの特長が好ましさに欠けることを示すことを意図するものであり、他に指定しない限り、かかる特長を本開示の範囲から完全に排除することを意図するものではない。

本明細書における値の範囲の記載は、本明細書において他に指定しない限り、その範囲に該当する各々の別々の値に個々に言及する簡略な方法として役立つことを単に意図するものであり、各々の別々の値は、本明細書において個々に記載されたかのように本明細書に組み込まれる。本明細書に記載のすべての方法は、本明細書において他に指定しない限り、またはその他文脈上明らかに矛盾しない限り、いずれの好適な順序でも行うことが可能である。

このため、本開示は、適用法により認められるように本明細書に付帯の請求項に記載の主題のすべての修正形態および均等物を含む。また、すべての可能な変形形態における上記の要素のいずれの組み合わせも、本明細書において他に指定しない限り、またはその他文脈上明らかに矛盾しない限り、本開示に含まれる。

Claims (10)

1. 器具制御システム（１２６）であって：
   器具（１０８）に動作的に接続されたコントローラ（１３４）を備え、コントローラ（１３４）は：
   所望される負荷制御状態を示す第１の信号と、所望される勾配制御状態を示す第２の信号とを、器具（１０８）と動作的に通信するシステムから受信し；
   第１の信号に関連付けられた第１の比較可能な特性を有する第１の目標位置を決定するとともに、第２の信号に関連付けられた第２の比較可能な特性を有する第２の目標位置を決定し；
   第１の比較可能な特性および第２の比較可能な特性に部分的に基づいて、器具（１０８）を第１の目標位置または第２の目標位置に移動させる制御信号を生成する；ように適合されている、器具制御システム（１２６）。
2. コントローラ（１３４）は、さらに：
   第１の比較可能な特性および第２の比較可能な特性に部分的に基づいて、器具（１０８）を第１の目標位置および第２の目標位置に移動させるように適合されている、請求項１に記載の器具制御システム（１２６）。
3. コントローラ（１３４）は、さらに：
   第１の比較可能な特性および第２の比較可能な特性を比較し、第１または第２の比較可能な特性のいずれが最も高い優先度を有するかを判定し；
   第１の比較可能な特性が最も高い優先度を有する場合は第１の目標位置に、第２の比較可能な特性が最も高い優先度を有する場合は第２の目標位置に、器具（１０８）を移動させる；ように適合されている、請求項２に記載の器具制御システム（１２６）。
4. コントローラ（１３４）は、さらに：
   オペレータにより所望される器具（１０８）の移動を示す第３の信号を受信し；
   第３の信号に関連付けられた第３の比較可能な特性を有する第３の目標位置を決定し；
   第１、第２、および第３の比較可能な特性に部分的に基づいて、器具（１０８）を第１、第２、および第３の目標位置に移動させる制御信号を生成する；ように適合されている、請求項１に記載の器具制御システム（１２６）。
5. コントローラ（１３４）は、さらに：
   第３の比較可能な特性を第１および第２の比較可能な特性と比較し、第１、第２、または第３の比較可能な特性のいずれが最も高い優先度を有するかを判定し；
   第３の比較可能な特性が最も高い優先度を有する場合は第３の目標位置に器具（１０８）を移動させる；ように適合されている、請求項４に記載の器具制御システム（１２６）。
6. コントローラ（１３４）は、さらに：
   第１、第２、および第３の目標位置の和に部分的に基づいて第４の目標位置を決定し；
   器具（１０８）を第４の目標位置に移動させる制御信号を生成し；
   器具（１０８）を第４の目標位置に移動させる；ように適合されている、請求項４に記載の器具制御システム（１２６）。
7. コントローラ（１３４）は、さらに：
   第１、第２、および第３の目標位置の平均に部分的に基づいて第４の目標位置を決定し；
   器具（１０８）を第４の目標位置に移動させる制御信号を生成し；
   器具（１０８）を第４の目標位置に移動させる；ように適合されている、請求項４に記載の器具制御システム（１２６）。
8. 器具（１０８）を制御するための方法であって：
   所望される負荷制御状態を示す第１の信号を、器具（１０８）に動作的に接続されたシステムから受信するステップと；
   所望される勾配制御状態を示す第２の信号をシステムから受信するステップと；
   第１の信号に関連付けられた第１の比較可能な特性を有する第１の目標位置を決定するステップと；
   第２の信号に関連付けられた第２の比較可能な特性を有する第２の目標位置を決定するステップと；
   第１の比較可能な特性および第２の比較可能な特性に部分的に基づいて、器具（１０８）を第１の目標位置または第２の目標位置に移動させる制御信号を生成するステップと；
   第１の比較可能な特性および第２の比較可能な特性に部分的に基づいて、器具（１０８）を第１の目標位置および第２の目標位置に移動させるステップと；を含む、方法。
9. 第１の比較可能な特性および第２の比較可能な特性を比較するステップと；
   第１の比較可能な特性または第２の比較可能な特性のいずれが最も高い優先度を有するかを判定するステップと；
   第１の比較可能な特性が最も高い優先度を有する場合は第１の目標位置に、第２の比較可能な特性が最も高い優先度を有する場合は第２の目標位置に、器具（１０８）を移動させるステップと；をさらに含む、請求項８に記載の方法。
10. オペレータにより所望される器具（１０８）の移動を示す第３の信号をシステムから受信するステップと；
    第３の信号に関連付けられた第３の比較可能な特性を有する第３の目標位置を決定するステップと；
    第１、第２、および第３の比較可能な特性に部分的に基づいて、器具を第１、第２、および第３の所望される位置に移動させる制御信号を生成するステップと；
    第３の比較可能な特性を第１および第２の比較可能な特性と比較し、第１、第２、または第３の比較可能な特性のいずれが最も高い優先度を有するかを判定するステップと；
    第３の比較可能な特性が最も高い優先度を有する場合は第３の目標位置に器具（１０８）を移動させるステップと；をさらに含む、請求項８に記載の方法。

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