WO2023053700A1 - 作業機械を制御するためのシステムおよび方法 - Google Patents
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Abstract
システムは、作業機センサとコントローラとを備える。作業機センサは、作業機のロール角とピッチ角とを検出する。コントローラは、第1車体接続部と第1フレーム接続部との間の距離を示す実フレーム長さを取得する。コントローラは、作業機が第1姿勢であるときには、作業機のロール角とピッチ角とに基づいて、ヨー角を所定角度と想定したときの第1フレーム接続部の想定位置を算出する。コントローラは、第1フレーム接続部の想定位置と、第1車体接続部との間の距離を示す想定フレーム長さを算出する。コントローラは、実フレーム長さと想定フレーム長さの差分に基づいて、第1姿勢での作業機のヨー角を算出する。コントローラは、作業機のロール角とピッチ角と、第1姿勢での作業機のヨー角とに基づいて、作業機の所定部分の位置を算出する。
Description
本発明は、作業機械を制御するためのシステムおよび方法に関する。
作業機械には、ブレードなどの作業機を備えるものがある。例えば、特許文献1の作業機械は、ブレードと車体とが左右のリフトフレームで接続されている。左右のリフトフレームには、それぞれ左右のピッチ・チルトシリンダが接続されている。左右のピッチ・チルトシリンダがそれぞれ伸縮することで、ブレードがチルト動作する。チルト動作は、ブレードの左右の端部の一方の高さが他方の高さと異なるようにブレードが左右に傾く動作である。
近年、作業機の制御等のために、作業機の所定部分の位置が、作業機械のコントローラによって検出される。そのため、作業機械には、作業機の姿勢を検出する作業機センサと、フレームの姿勢を検出するフレームセンサとが搭載される。各センサは、例えば加速度センサであり、重力加速度から、ロール角とピッチ角とを検出する。作業機の車体に対するヨー角がゼロ度である場合、コントローラは、フレームの長さとロール角とピッチ角、作業機のロール角とピッチ角と、作業機における所定部分の位置とに基づいて、車体に対する作業機の所定部分の位置を算出することができる。
しかし、ブレードがチルト動作する場合、左右のフレームの一方が揺動することで、左右のフレームの高さが互いに異なるようになる。その場合、左右のフレームの前端の位置が、前後方向に互いに、ずれる。そのため、作業機の車体に対するヨー角はゼロ度と異なる値となる。その場合、上述した方法では、車体に対する作業機の位置を精度よく検出することは困難である。
一方、上述した加速度センサによれば、起動時を0として、角速度の積算により、作業機のヨー角を算出することができる。しかし、その精度は高くなく、長時間使用された場合には、誤差が大きくなってしまう。そのため、加速度センサによって、ヨー角を検出する場合であっても、車体に対する作業機の位置を精度よく検出することは容易ではない。本発明の目的は、作業機の動作によって作業機のヨー角が変化しても、作業機械において作業機の所定部分の位置を精度よく検出することにある。
本発明の一態様に係るシステムは、作業機械を制御するためのシステムである。作業機械は、車体と、作業機フレームと、作業機と、第1アクチュエータと、第2アクチュエータとを含む。作業機フレームは、第1フレームと第2フレームとを含む。第1フレームは、車体に接続される第1車体接続部を含む。第2フレームは、車体に接続される第2車体接続部を含む。第2フレームは、第1フレームから左右方向に離れて配置される。
作業機は、第1フレーム接続部と、第2フレーム接続部と、所定部分とを含む。第1フレーム接続部は、第1フレームに接続される。第2フレーム接続部は、第1フレーム接続部から左右方向に離れて配置される。第2フレーム接続部は、第2フレームに接続される。第1アクチュエータは、第1フレームを車体に対して動作させる。第2アクチュエータは、第2フレームを車体に対して動作させる。作業機が第1姿勢での車体に対する作業機のヨー角は、作業機が第2姿勢での作業機のヨー角と異なる。第2姿勢は、第1姿勢と異なる。
システムは、作業機センサとコントローラとを備える。作業機センサは、作業機に取り付けられる。作業機センサは、作業機のロール角とピッチ角とを検出する。コントローラは、第1車体接続部と第1フレーム接続部との間の距離を示す実フレーム長さを取得する。コントローラは、第1車体接続部の位置を取得する。コントローラは、作業機のロール角とピッチ角とを取得する。
コントローラは、作業機が第1姿勢であるときには、作業機のロール角とピッチ角とに基づいて、ヨー角を所定角度と想定したときの第1フレーム接続部の想定位置を算出する。コントローラは、第1フレーム接続部の想定位置と、第1車体接続部との間の距離を示す想定フレーム長さを算出する。コントローラは、実フレーム長さと想定フレーム長さの差分に基づいて、第1姿勢での作業機のヨー角を算出する。コントローラは、作業機のロール角とピッチ角と、第1姿勢での作業機のヨー角とに基づいて、作業機の所定部分の位置を算出する。
本発明の他の態様に係る方法は、作業機械を制御するための方法である。作業機械は、車体と、作業機フレームと、作業機と、第1アクチュエータと、第2アクチュエータとを含む。作業機フレームは、第1フレームと第2フレームとを含む。第1フレームは、車体に接続される第1車体接続部を含む。第2フレームは、車体に接続される第2車体接続部を含む。第2フレームは、第1フレームから左右方向に離れて配置される。
作業機は、第1フレーム接続部と、第2フレーム接続部と、所定部分とを含む。第1フレーム接続部は、第1フレームに接続される。第2フレーム接続部は、第1フレーム接続部から左右方向に離れて配置される。第2フレーム接続部は、第2フレームに接続される。作業機が第1姿勢での車体に対する作業機のヨー角は、作業機が第2姿勢での作業機のヨー角と異なる。第2姿勢は、第1姿勢と異なる。
当該方法は、第1車体接続部の位置を検出することと、作業機のロール角とピッチ角とを検出することと、第1車体接続部と第1フレーム接続部との間の距離を示す実フレーム長さを取得することと、作業機が第1姿勢であるときには、作業機のロール角とピッチ角とに基づいて、ヨー角を所定角度と想定したときの第1フレーム接続部の想定位置を算出することと、第1フレーム接続部の想定位置と、第1車体接続部との間の距離を示す想定フレーム長さを算出することと、実フレーム長さと想定フレーム長さの差分に基づいて、第1姿勢での作業機のヨー角を算出することと、作業機のロール角とピッチ角と、第1姿勢での作業機のヨー角とに基づいて、作業機の所定部分の位置を算出すること、を備える。
本発明によれば、作業機のヨー角を所定角度と想定したときの想定フレーム長さと実フレーム長さとの差分から、作業機が第1姿勢であるときのヨー角が算出される。それにより、作業機の動作によって作業機のヨー角が変化しても、作業機械において作業機の位置が精度よく検出される。
以下、実施形態に係る作業機械について、図面を参照しながら説明する。図1は、実施形態に係る作業機械1を示す斜視図である。本実施形態に係る作業機械1は、ブルドーザである。作業機械1は、車体2と、作業機3と、作業機3の駆動機構4とを備えている。
車体2は、運転室5と、動力室6と、走行装置7とを含む。運転室5には、図示しない運転席が配置されている。動力室6は、運転室5の前方に配置されている。走行装置7は、車体2を支持している。走行装置7は、左右の履帯8を含む。なお、図1では、左側の履帯8のみが図示されている。履帯8が回転することによって、作業機械1が走行する。
作業機3は、車体2の前方に配置されている。本実施形態において、作業機3は、ブレードである。作業機3は、作業機械1の左右方向に延びている。作業機3は、刃先11を含む。作業機3の駆動機構4は、作業機フレーム12と、複数のアクチュエータ13-16とを備える。図2は、作業機3及び駆動機構4の斜視図である。図2に示すように、作業機フレーム12は、作業機3を支持する。作業機フレーム12は、第1フレーム17と第2フレーム18とを含む。第1フレーム17と第2フレーム18とは、作業機械1の前後方向に延びている。
第1フレーム17は、車体2に対して揺動可能に接続される。第1フレーム17は、第1車体接続部23を含む。第1フレーム17は、第1車体接続部23において、車体2に接続される。第2フレーム18は、第1フレーム17から左右方向に離れて配置される。第2フレーム18は、車体2に対して揺動可能に接続される。第2フレーム18は、第2車体接続部24を含む。第2フレーム18は、第2車体接続部24において、車体2に接続される。
第1フレーム17と第2フレーム18とは、車体2に対して、少なくともリフト軸A1回りに揺動する。リフト軸A1は、作業機械1の左右方向に延びる。詳細には、第1フレーム17と第2フレーム18とは、ボールジョイント19を介して、車体2に接続されており、車体2に対して全方向に揺動可能である。図1に示すように、第1フレーム17と第2フレーム18とは、左右方向において走行装置7の外側に配置される。第1フレーム17と第2フレーム18とは、走行装置7の側面に接続される。
図2に示すように、作業機3は、第1フレーム接続部21と第2フレーム接続部22とを含む。第1フレーム接続部21と第2フレーム接続部22とは、作業機3の背面に配置されている。第1フレーム接続部21は、第1フレーム17に接続される。第2フレーム接続部22は、第1フレーム接続部21から左右方向に離れて配置される。第2フレーム接続部22は、第2フレーム18に接続される。作業機3は、第1軸A2と第2軸A3回りに回動可能に、第1フレーム17と第2フレーム18とに支持されている。第1軸A2は、作業機械1の左右方向に延びている。第2軸A3は、作業機械1の上下方向に延びている。
複数のアクチュエータ13-16は、第1リフトアクチュエータ13と、第2リフトアクチュエータ14と、第1ピッチ・チルトアクチュエータ15と、第2ピッチ・チルトアクチュエータ16とを含む。第1リフトアクチュエータ13と第2リフトアクチュエータ14とは、作業機械1の左右方向に互いに離れて配置されている。第1リフトアクチュエータ13と第2リフトアクチュエータ14とは、車体2と作業機3とに接続されている。第1リフトアクチュエータ13と第2リフトアクチュエータ14とは、油圧シリンダである。第1リフトアクチュエータ13と第2リフトアクチュエータ14とは、作業機フレーム12をリフト軸A1回りに上下に揺動させる。それにより、作業機3が、上下にリフト動作する。
第1ピッチ・チルトアクチュエータ15と、第2ピッチ・チルトアクチュエータ16とは、作業機械1の左右方向に互いに離れて配置されている。第1ピッチ・チルトアクチュエータ15は、作業機3と第1フレーム17とに接続されている。第2ピッチ・チルトアクチュエータ16は、作業機3と第2フレーム18とに接続されている。第1ピッチ・チルトアクチュエータ15と、第2ピッチ・チルトアクチュエータ16とは、油圧シリンダである。
第1ピッチ・チルトアクチュエータ15は、第1フレーム17に対して、作業機3を第1軸A2回りに回動させる。第2ピッチ・チルトアクチュエータ16は、第2フレーム18に対して、作業機3を第1軸A2回りに回動させる。第1ピッチ・チルトアクチュエータ15と、第2ピッチ・チルトアクチュエータ16とが共に伸縮することで、作業機3が、第1軸A2回りに前傾又は後傾する。この作業機3の前後の傾動動作は、ピッチ動作と呼ばれる。
第1ピッチ・チルトアクチュエータ15と第2ピッチ・チルトアクチュエータ16との一方のみが伸縮すると、作業機3は、左方又は右方に傾動する。例えば、第1ピッチ・チルトアクチュエータ15のみが伸縮することで、作業機3の右端部が上下に移動する。第2ピッチ・チルトアクチュエータ16のみが伸縮することで、作業機3の左端部が上下に移動する。それにより、作業機3の左端部と右端部との高さが互いに異なるように、作業機3が傾く。この作業機3の左右の傾動動作は、チルト動作と呼ばれる。
図3は、作業機械1の制御システムの構成を示すブロック図である。図3に示すように、作業機械1は、動力源30と、油圧ポンプ31と、動力伝達装置32と、を備えている。動力源30は、例えば内燃エンジンである。ただし、動力源30は、電動モータであってもよい。或いは、動力源30は、内燃エンジンと電動モータとのハイブリッドであってもよい。
油圧ポンプ31は、動力源30によって駆動され、作動油を吐出する。油圧ポンプ31から吐出された作動油は、リフトアクチュエータ13,14とピッチ・チルトアクチュエータ15,16とに供給される。なお、図3では、1つの油圧ポンプ31が図示されているが、複数の油圧ポンプが設けられてもよい。
動力伝達装置32は、動力源30の駆動力を走行装置7に伝達する。動力伝達装置32は、例えば、HST(Hydro Static Transmission)であってもよい。或いは、動力伝達装置32は、例えば、トルクコンバータ、或いは複数の変速ギアを有するトランスミッションであってもよい。
作業機械1は、コントローラ33と制御弁34とを備える。コントローラ33は、取得したデータに基づいて作業機械1を制御するようにプログラムされている。コントローラ33は、記憶装置35とプロセッサ36とを含む。プロセッサ36は、例えばCPUを含む。記憶装置35は、例えばメモリと補助記憶装置とを含む。記憶装置35は、例えば、RAM、或いはROMなどであってもよい。記憶装置35は、半導体メモリ、或いはハードディスクなどであってもよい。記憶装置35は、非一時的な(non-transitory)コンピュータで読み取り可能な記録媒体の一例である。記憶装置35は、プロセッサ36によって実行可能であり作業機械1を制御するためのコンピュータ指令を記録している。
制御弁34は、コントローラ33からの指令信号によって制御される。制御弁34は、アクチュエータ13-16と、油圧ポンプ31との間に配置される。制御弁34は、油圧ポンプ31からリフトアクチュエータ13,14に供給される作動油の流量を制御する。制御弁34は、油圧ポンプ31からピッチ・チルトアクチュエータ15,16に供給される作動油の流量を制御する。
作業機械1は、操作装置37と入力装置38とを備えている。操作装置37は、例えばレバーを含む。或いは、操作装置37は、ペダル、或いはスイッチを含んでもよい。オペレータは、操作装置37を用いて、作業機械1の走行と、作業機3の動作とを手動で操作することができる。例えば、操作装置37は、作業機3のリフト動作と、ピッチ動作と、チルト動作とを操作可能である。操作装置37は、操作装置37の操作を示す操作信号を出力する。コントローラ33は、操作装置37から操作信号を受信する。
入力装置38は、例えばタッチパネルを含む。ただし、入力装置38は、スイッチなどの他の装置を含んでもよい。オペレータは、操作装置37を用いて、作業機械1の制御の設定を行うことができる。入力装置38は、入力装置38への入力を示す入力信号を出力する。コントローラ33は、入力装置38から入力信号を受信する。
作業機械1は、車体センサ41と、フレームセンサ42と、作業機センサ43とを含む。車体センサ41は、車体2に取り付けられている。車体センサ41は、車体2の姿勢を検出する。フレームセンサ42は、作業機フレーム12に取り付けられている。フレームセンサ42は、作業機フレーム12の姿勢を検出する。作業機センサ43は、作業機3に取り付けられている。作業機センサ43は、作業機3の姿勢を検出する。
車体センサ41とフレームセンサ42と作業機センサ43とは、例えばIMU(慣性計測装置、Inertial Measurement Unit)などの加速度センサである。ただし、車体センサ41とフレームセンサ42と作業機センサ43とは、IMUに限らず、他の加速度センサであってもよい。
車体センサ41は、車体2のピッチ角とロール角とヨー角とを検出する。フレームセンサ42は、作業機フレーム12のピッチ角とロール角とヨー角を検出する。詳細には、フレームセンサ42は、第2フレーム18に取り付けられている。フレームセンサ42は、第2フレーム18のピッチ角と、ロール角と、ヨー角とを検出する。作業機センサ43は、作業機3のピッチ角と、ロール角と、ヨー角とを検出する。
各センサは、重力加速度により、ピッチ角とロール角とを検出する。また、各センサは、起動時を0として、角速度の積算により、ヨー角を検出する。車体センサ41と、フレームセンサ42と、作業機センサ43とは、それぞれ検出した角度を示す検出信号を出力する。
コントローラ33は、上述したセンサ41-43が検出した角度と、作業機械1の形状データとに基づいて、車体2に対する作業機3の所定部分の位置を検出する。作業機械1の形状データは、コントローラ33に記憶されており、作業機械1の各部分の位置関係を示す。以下、作業機3の所定部分の位置を検出する方法について説明する。
図4Aから図4Cは、標準姿勢での作業機3及び作業機フレーム12を示す模式図である。図4Aは上面図である。図4Bは側面図である。図4Cは背面図である。図4Cに示すように、標準姿勢では、作業機3の刃先11は水平であり、作業機3の刃先11の第1端部51と第2端部52とは同じ高さに位置している。また、第1フレーム17と第2フレーム18とは、互いに同じ高さに位置している。作業機3の前後方向と車体2の前後方向とは一致しており、車体2に対する作業機3のヨー角はゼロ度である。
第1端部51と第2端部52とは、刃先11の左右の端部である。図4Aに示すように、第1端部51は刃先11の右端部であり、第2端部52は刃先11の左端部である。ただし、第1端部51と第2端部52とは、左右逆に設けられてもよい。
形状データは、車体2における第1車体接続部23の位置と第2車体接続部24の位置を含む。例えば、第1車体接続部23の位置と第2車体接続部24の位置とは、車体2を基準とする車体座標系における座標で示される。形状データは、第1実フレーム長さと第2実フレーム長さとを含む。第1実フレーム長さは、第1車体接続部23と第1フレーム接続部21との間の距離を示す。第2実フレーム長さは、第2車体接続部24と第2フレーム接続部22との間の距離を示す。
形状データは、作業機データを含む。作業機データは、第2フレーム接続部22と作業機3の所定部分との間の位置関係を示す。所定部分は、例えば作業機3の刃先11上に位置する。本実施形態において、所定部分は、作業機3の第1端部51と第2端部52とを含む。
作業機3が標準姿勢である場合、コントローラ33は、以下のようにして、作業機3の第1端部51と第2端部52の位置を算出する。コントローラ33は、第2車体接続部24の位置から、第2フレーム18のピッチ角とロール角とヨー角と、第2実フレーム長さに基づいて、第2フレーム接続部22の位置を算出する。コントローラ33は、第2フレーム接続部22の位置から、作業機3のピッチ角とロール角とヨー角と、作業機データとに基づいて、作業機3の第1端部51の位置を算出する。ここで、車体2に対する作業機3のヨー角は、ゼロ度である。また、コントローラ33は、第2フレーム接続部22の位置から、作業機3のピッチ角とロール角とヨー角と、作業機データとに基づいて、作業機3の第2端部52の位置を算出する。
図5Aから図5Cは、チルト姿勢での作業機3及び作業機フレーム12を示す模式図である。図5Aは上面図である。図5Bは側面図である。図5Cは背面図である。図5Cに示すように、チルト姿勢では、作業機3の第1端部51と第2端部52との高さが互いに異なる。第1フレーム17と第2フレーム18とは、互いに異なる高さに位置する。この場合、作業機械1の構造によっては、図5Aに示すように、チルト姿勢での作業機3のヨー角φは、標準姿勢での作業機3のヨー角と異なり、ゼロ度以外の値となる。なお、図5Aにおいて破線3’は、チルト姿勢においてヨー角φがゼロ度である場合の作業機3を示している。
次に、作業機3がチルト姿勢での作業機3の所定部分の位置を算出する方法について説明する。図6に示すように、ステップS101で、コントローラ33は、第1車体接続部23の想定位置を算出する。図5Aに示すように、コントローラ33は、作業機3のロール角とピッチ角とに基づいて、ヨー角φをゼロと想定したときの第1フレーム接続部21の想定位置21’を算出する。例えば、コントローラ33は、以下の式(1)により、第1フレーム接続部21の想定位置を算出する。
P21’= Rx(δ)Ry(θ)Rz(0)P21s ・・・(1)
P21’= Rx(δ)Ry(θ)Rz(0)P21s ・・・(1)
P21’は、第1フレーム接続部21の想定位置21’の座標である。P21sは、標準姿勢での第1フレーム接続部21の座標である。δ、θは、それぞれ標準姿勢からのロール角及びピッチ角の変化量である。Rx(δ)、Ry(θ)、Rz(0)は、それぞれ作業機3のロール角とピッチ角とヨー角の回転行列である。
ステップS102で、コントローラ33は、想定フレーム長さL1’を算出する。想定フレーム長さL1’は、第1フレーム接続部21の想定位置21’と、第1車体接続部23との間の距離を示す。コントローラ33は、第1フレーム接続部21の想定位置21’の座標と、第1車体接続部23の位置の座標とから、想定フレーム長さL1’を算出する。
ステップS103で、コントローラ33は、チルト姿勢での作業機3のヨー角φを算出する。コントローラ33は、第1実フレーム長さL1と想定フレーム長さL1’の差分に基づいて、チルト姿勢での作業機3のヨー角φを算出する。コントローラ33は、以下の式(2)により、チルト姿勢での作業機3のヨー角φを算出する。
φ = arcsin{(L1 - L1’)/ W} ・・・(2)
Wは、作業機3の幅である。
φ = arcsin{(L1 - L1’)/ W} ・・・(2)
Wは、作業機3の幅である。
ステップS104で、コントローラ33は、作業機3の所定部分の位置を算出する。本実施形態において、所定部分は、作業機3の第1端部51と第2端部52とである。コントローラ33は、作業機3がチルト姿勢であるときには、作業機3のロール角δとピッチ角θと、上記のチルト姿勢でのヨー角φとに基づいて、作業機3の第1端部51と第2端部52との位置を算出する。例えば、コントローラ33は、以下の式(3)により、作業機3の第2端部52の位置を算出する。
P52t= Rx(δ)Ry(θ)Rz(φ)P52s ・・・(3)
P52t= Rx(δ)Ry(θ)Rz(φ)P52s ・・・(3)
P52tは、チルト姿勢での作業機3の第2端部52の位置である。P52sは、標準姿勢での作業機3の第2端部52の位置である。なお、上記と同様にして、標準姿勢での作業機3の第1端部51の位置から、チルト姿勢での作業機3の第1端部51の位置が算出されてもよい。
以上説明した本実施形態に係る作業機械1の制御システムでは、作業機3のヨー角をゼロ度と想定したときの第1フレーム17の想定フレーム長さL1’と実フレーム長さL1との差分から、作業機3がチルト姿勢であるときのヨー角φが算出される。それにより、チルト動作によって作業機3のヨー角が変化しても、作業機械1において作業機3の所定部分の位置が精度よく検出される。
なお、コントローラ33は、上記のように検出された作業機3の所定部分の位置に基づいて、作業機3を動作させるように制御してもよい。例えば、図7に示すように、コントローラ33は、目標設計地形60を取得してもよい。コントローラ33は、目標設計地形60に従って、作業機3の所定部分を移動させるように、作業機械1を制御してもよい。例えば、コントローラ33は、入力装置38を介して、目標設計地形60を取得してもよい。コントローラ33は、自動的に目標設計地形60を生成してもよい。
以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。
作業機械1は、ブルドーザに限らず、ホイールローダ、モータグレーダ等の他の車両であってもよい。コントローラ33は、互いに別体の複数のコントローラを有してもよい。作業機械1は、遠隔から操作可能であってもよい。その場合、コントローラ33と操作装置37と入力装置38とは、作業機械1の外部に配置されてもよい。コントローラ33は、作業機械1と無線通信を行うことで、作業機械1を制御してもよい。
コントローラ33による処理は、上記の実施形態のものに限らず、変更されてもよい。コントローラ33による処理の一部が省略されてもよい。或いは、上述した処理の一部が変更されてもよい。
例えば、上記の実施形態では、フレームセンサ42は、第2フレーム18に取り付けられている。しかし、フレームセンサ42は、第1フレーム17に取り付けられてもよい。或いは、第1フレーム17と第2フレーム18とのそれぞれにフレームセンサ42が取り付けられてもよい。その場合、コントローラ33は、第1フレーム接続部21の位置から、作業機3の所定部分の位置を算出してもよい。
上記の実施形態では、ヨー角をゼロ度と想定したときの第1フレーム17の想定フレーム長さL1’と実フレーム長さL1との差分から、作業機3がチルト姿勢であるときのヨー角が算出される。しかし、ヨー角をゼロ度と想定したときの第2フレーム18の想定フレーム長さと実フレーム長さとの差分から、作業機3がチルト姿勢であるときのヨー角が算出されてもよい。
所定角度は、ゼロ度以外の角度であってもよい。ヨー角の算出に用いられる作業機3の姿勢は、上述した標準姿勢とチルト姿勢に限らず、ヨー角の互いに異なる2以上の姿勢であればよい。
所定部分は、作業機3の刃先11の第1端部51と第2端部52とに限らず、別の部分であってもよい。例えば、所定部分は、刃先11の中央であってもよい。
本発明によれば、チルト動作によって作業機のヨー角が変化しても、作業機械において作業機の所定部分の位置が精度よく検出される。
1:作業機械、 2:車体、 3:作業機、 12:作業機フレーム、 15:第1ピッチ・チルトアクチュエータ、 16:第2ピッチ・チルトアクチュエータ、 17:第1フレーム、 18:第2フレーム、 21:第1フレーム接続部、 21’:第1フレーム接続部21の想定位置、 22:第2フレーム接続部、 23:第1車体接続部、 24:第2車体接続部、 33:コントローラ、 43:作業機センサ、 51:第1端部、 52:第2端部、 L1:第1実フレーム長さ、 L1’:想定フレーム長さ
Claims (10)
- 作業機械を制御するためのシステムであって、
前記作業機械は、
車体と、
前記車体に接続される第1車体接続部を含む第1フレームと、前記車体に接続される第2車体接続部を含み前記第1フレームから左右方向に離れて配置される第2フレームとを含む作業機フレームと、
前記第1フレームに接続される第1フレーム接続部と、前記第1フレーム接続部から左右方向に離れて配置され前記第2フレームに接続される第2フレーム接続部と、所定部分とを含む作業機と、
前記第1フレームを前記車体に対して動作させる第1アクチュエータと、
前記第2フレームを前記車体に対して動作させる第2アクチュエータと、
を含み、
前記作業機が第1姿勢であるときの前記車体に対する前記作業機のヨー角は、前記作業機が前記第1姿勢と異なる第2姿勢であるときの前記作業機のヨー角と異なり、
前記システムは、
前記作業機に取り付けられ、前記作業機のロール角とピッチ角とを検出する作業機センサと、
コントローラと、
を備え、
前記コントローラは、
前記第1車体接続部と前記第1フレーム接続部との間の距離を示す実フレーム長さを取得し、
前記第1車体接続部の位置を取得し、
前記作業機のロール角とピッチ角とを取得し、
前記作業機が前記第1姿勢であるときには、前記作業機のロール角とピッチ角とに基づいて、前記ヨー角を所定角度と想定したときの前記第1フレーム接続部の想定位置を算出し、
前記第1フレーム接続部の想定位置と、前記第1車体接続部との間の距離を示す想定フレーム長さを算出し、
前記実フレーム長さと前記想定フレーム長さの差分に基づいて、前記第1姿勢での前記作業機のヨー角を算出し、
前記作業機のロール角とピッチ角と、前記第1姿勢での前記作業機のヨー角とに基づいて、前記作業機の前記所定部分の位置を算出する、
システム。 - 前記コントローラは、前記作業機の前記所定部分の位置に基づいて、前記作業機を制御する、
請求項1に記載のシステム。 - 前記車体は、前記作業機械を走行させる走行装置をさらに備え、
前記第1フレームと前記第2フレームとは、左右方向において前記走行装置の外側に配置される、
請求項1に記載のシステム。 - 前記作業機センサは、加速度センサである、
請求項1に記載のシステム。 - 前記第1姿勢において、前記作業機の左右の端部の高さが互いに異なり、
前記第2姿勢において、前記作業機の左右の端部の高さが同じである、
請求項1に記載のシステム。 - 前記所定角度は、ゼロ度である、
請求項1に記載のシステム。 - 作業機械を制御するための方法であって、
前記作業機械は、
車体と、
前記車体に接続される第1車体接続部を含む第1フレームと、前記車体に接続される第2車体接続部を含み前記第1フレームから左右方向に離れて配置される第2フレームとを含む作業機フレームと、
前記第1フレームに接続される第1フレーム接続部と、前記第1フレーム接続部から左右方向に離れて配置され前記第2フレームに接続される第2フレーム接続部と、所定部分とを含む作業機と、
を含み、
前記作業機が第1姿勢であるときの前記車体に対する前記作業機のヨー角は、前記作業機が前記第1姿勢と異なる第2姿勢であるときの前記作業機のヨー角と異なり、
前記方法は、
前記第1車体接続部の位置を取得することと、
前記作業機のロール角とピッチ角とを検出することと、
前記第1車体接続部と前記第1フレーム接続部との間の距離を示す実フレーム長さを取得することと、
前記作業機が前記第1姿勢であるときには、前記作業機のロール角とピッチ角とに基づいて、前記ヨー角を所定角度と想定したときの前記第1フレーム接続部の想定位置を算出することと、
前記第1フレーム接続部の想定位置と、前記第1車体接続部との間の距離を示す想定フレーム長さを算出することと、
前記実フレーム長さと前記想定フレーム長さの差分に基づいて、前記第1姿勢での前記作業機のヨー角を算出することと、
前記作業機が前記第1姿勢であるときには、前記作業機のロール角とピッチ角と、前記第1姿勢での前記作業機のヨー角とに基づいて、前記作業機の前記所定部分の位置を算出すること、
を備える方法。 - 前記作業機の前記所定部分の位置に基づいて、前記作業機を制御することをさらに備える、
請求項7に記載の方法。 - 前記第1姿勢において、前記作業機の左右の端部の高さが互いに異なり、
前記第2姿勢において、前記作業機の左右の端部の高さが同じである、
請求項7に記載の方法。 - 前記所定角度は、ゼロ度である、
請求項7に記載の方法。
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US20160319511A1 (en) * | 2015-04-28 | 2016-11-03 | Caterpillar Inc. | System and method for positioning implement of machine |
US20170284067A1 (en) * | 2016-04-04 | 2017-10-05 | Caterpillar Inc. | Drawbar Position Determination with Rotational Sensors |
US9988787B1 (en) * | 2016-03-10 | 2018-06-05 | Robo Industries, Inc. | System for determining position of a vehicle |
US20200181884A1 (en) * | 2018-12-07 | 2020-06-11 | Caterpillar Trimble Control Technologies Llc | Yaw estimation |
-
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-
2022
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Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2001159518A (ja) * | 1999-11-30 | 2001-06-12 | Komatsu Ltd | 建設機械のツール位置計測装置、ヨー角検出装置、作業機自動制御装置及び校正装置 |
US20160319511A1 (en) * | 2015-04-28 | 2016-11-03 | Caterpillar Inc. | System and method for positioning implement of machine |
US9988787B1 (en) * | 2016-03-10 | 2018-06-05 | Robo Industries, Inc. | System for determining position of a vehicle |
US20170284067A1 (en) * | 2016-04-04 | 2017-10-05 | Caterpillar Inc. | Drawbar Position Determination with Rotational Sensors |
US20200181884A1 (en) * | 2018-12-07 | 2020-06-11 | Caterpillar Trimble Control Technologies Llc | Yaw estimation |
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