WO2023276529A1 - 作業機械、及び、作業機械を制御するための方法 - Google Patents

作業機械、及び、作業機械を制御するための方法 Download PDF

Info

Publication number
WO2023276529A1
WO2023276529A1 PCT/JP2022/022150 JP2022022150W WO2023276529A1 WO 2023276529 A1 WO2023276529 A1 WO 2023276529A1 JP 2022022150 W JP2022022150 W JP 2022022150W WO 2023276529 A1 WO2023276529 A1 WO 2023276529A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
blade
vehicle body
slip
controller
lift
Prior art date
Application number
PCT/JP2022/022150
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
健 西原
永至 石橋
Original Assignee
株式会社小松製作所
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 株式会社小松製作所 filed Critical 株式会社小松製作所
Priority to US18/554,702 priority Critical patent/US20240044104A1/en
Priority to AU2022305165A priority patent/AU2022305165A1/en
Priority to CA3217331A priority patent/CA3217331A1/en
Publication of WO2023276529A1 publication Critical patent/WO2023276529A1/ja

Links

Images

Classifications

    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E02—HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02F—DREDGING; SOIL-SHIFTING
    • E02F9/00—Component parts of dredgers or soil-shifting machines, not restricted to one of the kinds covered by groups E02F3/00 - E02F7/00
    • E02F9/26—Indicating devices
    • E02F9/261—Surveying the work-site to be treated
    • E02F9/262—Surveying the work-site to be treated with follow-up actions to control the work tool, e.g. controller
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E02—HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02F—DREDGING; SOIL-SHIFTING
    • E02F3/00—Dredgers; Soil-shifting machines
    • E02F3/04—Dredgers; Soil-shifting machines mechanically-driven
    • E02F3/76—Graders, bulldozers, or the like with scraper plates or ploughshare-like elements; Levelling scarifying devices
    • E02F3/80—Component parts
    • E02F3/84—Drives or control devices therefor, e.g. hydraulic drive systems
    • E02F3/844—Drives or control devices therefor, e.g. hydraulic drive systems for positioning the blade, e.g. hydraulically
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E02—HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02F—DREDGING; SOIL-SHIFTING
    • E02F9/00—Component parts of dredgers or soil-shifting machines, not restricted to one of the kinds covered by groups E02F3/00 - E02F7/00
    • E02F9/26—Indicating devices
    • E02F9/264—Sensors and their calibration for indicating the position of the work tool
    • E02F9/265—Sensors and their calibration for indicating the position of the work tool with follow-up actions (e.g. control signals sent to actuate the work tool)
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E02—HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02F—DREDGING; SOIL-SHIFTING
    • E02F3/00—Dredgers; Soil-shifting machines
    • E02F3/04—Dredgers; Soil-shifting machines mechanically-driven
    • E02F3/76—Graders, bulldozers, or the like with scraper plates or ploughshare-like elements; Levelling scarifying devices
    • E02F3/7622—Scraper equipment with the scraper blade mounted on a frame to be hitched to the tractor by bars, arms, chains or the like, the frame having no ground supporting means of its own, e.g. drag scrapers
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E02—HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02F—DREDGING; SOIL-SHIFTING
    • E02F3/00—Dredgers; Soil-shifting machines
    • E02F3/04—Dredgers; Soil-shifting machines mechanically-driven
    • E02F3/76—Graders, bulldozers, or the like with scraper plates or ploughshare-like elements; Levelling scarifying devices
    • E02F3/80—Component parts
    • E02F3/84—Drives or control devices therefor, e.g. hydraulic drive systems
    • E02F3/844—Drives or control devices therefor, e.g. hydraulic drive systems for positioning the blade, e.g. hydraulically
    • E02F3/845—Drives or control devices therefor, e.g. hydraulic drive systems for positioning the blade, e.g. hydraulically using mechanical sensors to determine the blade position, e.g. inclinometers, gyroscopes, pendulums

Definitions

  • the present invention relates to a working machine and a method for controlling the working machine.
  • Some work machines are equipped with blades that perform work such as excavation.
  • the work machine disclosed in Patent Literature 1 performs excavation work by causing a controller to move a blade according to a design surface. Also, the controller determines whether a slip occurs in the traveling device of the work machine. The controller raises the design plane when it determines that a slip has occurred. The controller raises the blade according to the design aspect. As a result, the work machine escapes from slipping by reducing the load on the blade.
  • An object of the present invention is to suppress the occurrence of slips in a working machine and to suppress the deterioration of working efficiency.
  • a work machine includes a vehicle body, blades, a pitch actuator, and a controller.
  • the vehicle body includes a traveling device.
  • the blade is rotatably supported about the pitch axis with respect to the vehicle body.
  • the pitch actuator pitches the blade about the pitch axis.
  • the controller determines whether slip has occurred in the running gear during work with the blade.
  • the controller pitches the blade in the backward tilting direction when it is determined that the slip has occurred.
  • a method according to another aspect of the present invention is a method for controlling a working machine.
  • a work machine includes a vehicle body, a blade, and a pitch actuator.
  • the vehicle body includes a traveling device.
  • the blade is rotatably supported about the pitch axis with respect to the vehicle body.
  • the pitch actuator pitches the blade about the pitch axis.
  • the method according to this aspect comprises determining whether a slip has occurred in the traveling device during work with the blade, and pitching the blade in a backward tilting direction when it is determined that the slip has occurred. .
  • the blade pitches backward.
  • the work machine can escape from the slip by reducing the resistance to the blade.
  • the pitch motion instead of by the lift motion of the blade, the rise of the blade is suppressed. As a result, a decrease in work efficiency can be suppressed.
  • FIG. 1 is a block diagram showing the configuration of a drive system and a control system of a working machine;
  • FIG. FIG. 10 is a diagram showing the lift operation of the blade;
  • FIG. 10 is a diagram showing the pitch motion of the blade;
  • 4 is a flowchart showing automatic control of the work machine according to the first embodiment; It is a figure which shows an example of a current landform and a target landform. 4 is a flowchart showing control processing for suppressing the occurrence of slip.
  • FIG. 11 shows the pitch motion of the blade when slipping occurs;
  • FIG. 11 illustrates the lift action of the blade when it is not out of slip after a pitch action;
  • FIG. 1 is a side view showing a work machine 1 according to the embodiment.
  • a working machine 1 according to this embodiment is a bulldozer.
  • the working machine 1 includes a vehicle body 11 and a working machine 12 .
  • the vehicle body 11 includes a driver's cab 13, an engine room 14, and a traveling device 15.
  • a driver's seat (not shown) is arranged in the driver's cab 13 .
  • the engine room 14 is arranged in front of the operator's room 13 .
  • the travel device 15 is provided under the vehicle body 11 . Traveling device 15 includes a pair of left and right crawler belts 16 . Note that FIG. 1 shows only the left crawler belt 16 . The work machine 1 travels as the crawler belt 16 rotates.
  • the working machine 12 is attached to the vehicle body 11.
  • the work implement 12 has a lift frame 17 , a blade 18 , a lift actuator 19 and a pitch actuator 20 .
  • the lift frame 17 is rotatably supported with respect to the vehicle body 11 about the lift axis X1.
  • the lift axis X1 extends in the lateral direction of the vehicle body 11. As shown in FIG.
  • the lift frame 17 lifts up and down by rotating around the lift axis X1.
  • the lift frame 17 may be attached to the travel device 15 .
  • the lift frame 17 may be arranged inside the travel device 15 or may be arranged outside the travel device 15 .
  • the blade 18 is arranged in front of the vehicle body 11 .
  • the blade 18 is rotatably supported on the lift frame 17 about the pitch axis X2.
  • the pitch axis X2 extends in the lateral direction of the vehicle body 11. As shown in FIG.
  • the blade 18 pitches back and forth by rotating around the pitch axis X2.
  • the blade 18 moves up and down as the lift frame 17 moves up and down.
  • the lift actuator 19 is connected to the vehicle body 11 and the lift frame 17.
  • Lift actuator 19 is a hydraulic cylinder. As the lift actuator 19 expands and contracts, the lift frame 17 lifts up and down. The retraction of the lift actuator 19 raises the blade 18 . Extending the lift actuator 19 lowers the blade 18 . Note that the lift actuator 19 may be attached to the blade 18 .
  • the pitch actuator 20 is connected to the lift frame 17 and the blade 18.
  • Pitch actuator 20 is a hydraulic cylinder.
  • the extension and contraction of the pitch actuator 20 causes the blade 18 to pitch forward and backward.
  • a portion of the blade 18, for example, the upper end, moves back and forth, causing the blade 18 to pitch around the pitch axis X2.
  • Extension of the pitch actuator 20 causes the blade 18 to tilt forward.
  • the retraction of the pitch actuator 20 causes the blade 18 to tilt back.
  • FIG. 2 is a block diagram showing the configuration of the drive system 2 and control system 3 of the working machine 1.
  • the drive system 2 includes an engine 22 , a hydraulic pump 23 and a power transmission device 24 .
  • the hydraulic pump 23 is driven by the engine 22 and discharges hydraulic oil. Hydraulic oil discharged from the hydraulic pump 23 is supplied to the lift actuator 19 and the pitch actuator 20 .
  • one hydraulic pump is illustrated in FIG. 2, a plurality of hydraulic pumps may be provided.
  • the power transmission device 24 transmits the driving force of the engine 22 to the travel device 15 .
  • the power transmission device 24 may be, for example, an HST (Hydro Static Transmission).
  • the power transmission device 24 may be, for example, a torque converter or a transmission with multiple gears.
  • the control system 3 includes a controller 26 and a control valve 27. Controller 26 is programmed to control work machine 1 based on the acquired data. Controller 26 includes storage device 28 and processor 29 . Processor 29 includes, for example, a CPU. Storage device 28 includes, for example, a memory and an auxiliary storage device. The storage device 28 may be, for example, RAM or ROM. The storage device 28 may be a semiconductor memory, hard disk, or the like. Storage device 28 is an example of a non-transitory computer-readable recording medium. Storage device 28 stores computer instructions executable by processor 29 to control work machine 1 .
  • the control valve 27 is a proportional control valve and is controlled by a command signal from the controller 26.
  • Control valve 27 is positioned between hydraulic actuators, such as lift actuator 19 and pitch actuator 20 , and hydraulic pump 23 .
  • the control valve 27 controls the flow rate of hydraulic oil supplied from the hydraulic pump 23 to the lift actuator 19 .
  • the control valve 27 controls the flow rate of hydraulic oil supplied from the hydraulic pump 23 to the pitch actuator 20 .
  • the control valve 27 may be a pressure proportional control valve.
  • the control valve 27 may be an electromagnetic proportional control valve.
  • the control system 3 includes an operation device 31 and an input device 32.
  • the operating device 31 includes, for example, a lever. Alternatively, the operating device 31 may include pedals or switches. An operator can use the operation device 31 to manually operate the travel of the work machine 1 and the operation of the work machine 12 .
  • the operation device 31 outputs an operation signal indicating the operation of the operation device 31 .
  • the controller 26 receives operation signals from the operation device 31 .
  • the operating device 31 can operate the lift operation of the blade 18 . Specifically, the operating device 31 can operate the blade 18 to raise and lower it.
  • the controller 26 controls the lift actuator 19 so that the blade 18 is lifted.
  • the controller 26 controls the lift actuator 19 so that the blade 18 is lowered.
  • FIG. 3 is a schematic diagram showing the lift operation of the work machine 1.
  • P0 indicates the current position of the cutting edge of the blade 18.
  • P1 indicates the highest position of the cutting edge of the blade 18 .
  • P2 indicates the lowest position of the cutting edge of the blade 18 .
  • the work machine 1 can lift the blade 18 between the highest position P1 and the lowest position P2.
  • the operating device 31 can operate the pitch motion of the blade 18 . Specifically, the operating device 31 can operate the blade 18 to tilt forward and backward. When the operator tilts the operation device 31 forward, the controller 26 controls the pitch actuator 20 so that the blade 18 tilts forward. When the operator tilts the operation device 31 backward, the controller 26 controls the pitch actuator 20 so that the blade 18 tilts backward.
  • FIGS. 4A to 4C are diagrams showing the pitch angles of the blades 18.
  • the pitch angle ⁇ 0- ⁇ 2 of the blade 18 is the angle between the cutting edge of the blade 18 and the ground plane G1 of the crawler belt 16.
  • FIGS. 4B shows the pitch angle ⁇ 0 of the blade 18 in the standard state (hereinafter referred to as "standard pitch angle").
  • FIG. 4A shows the pitch angle ⁇ 1 of the blade 18 tilted forward from the standard state.
  • FIG. 4C shows the pitch angle ⁇ 2 of the blade 18 tilted more backward than the standard state.
  • the pitch angle increases as the blade 18 tilts forward.
  • the pitch angle decreases as the blade 18 tilts backward. That is, ⁇ 1> ⁇ 0> ⁇ 2.
  • the operating device 31 may be a hydraulic pilot type device.
  • the operating device 31 may output pilot hydraulic pressure according to the operation of the operating device 31 .
  • the lift actuator 19 or the pitch actuator 20 may be controlled by controlling the control valve 27 with the pilot hydraulic pressure from the operating device 31 .
  • the controller 26 may receive a signal indicating the pilot oil pressure as the operation signal.
  • the input device 32 includes, for example, a touch panel. However, input device 32 may include other devices such as switches.
  • the operator can use the input device 32 to set the pitch angle control mode of the blade 18 by the controller 26 .
  • Control modes include manual mode and automatic control. In manual mode, the operator can manually change the pitch angle of the blade 18 using the operating device 31 . Automatic pitch angle control will be described in detail later.
  • the control system 3 includes a sensor 33 that detects the current position of the cutting edge of the blade 18 (hereinafter referred to as "cutting edge position P0").
  • Sensors 33 include vehicle body sensor 34 , frame sensor 35 , blade sensor 36 and position sensor 37 .
  • the vehicle body sensor 34 is attached to the vehicle body 11 .
  • the vehicle body sensor 34 detects the attitude of the vehicle body 11 .
  • a frame sensor 35 is attached to the lift frame 17 .
  • a frame sensor 35 detects the posture of the lift frame 17 .
  • a blade sensor 36 is attached to the blade 18 .
  • a blade sensor 36 detects the attitude of the blade 18 .
  • a position sensor 37 detects the current position of the vehicle body 11 .
  • the vehicle body sensor 34, the frame sensor 35, and the blade sensor 36 are each an IMU (Inertial Measurement Unit).
  • IMU Inertial Measurement Unit
  • the frame sensor 35 and the blade sensor 36 are not limited to the IMU, and may be other sensors such as an angle sensor or a cylinder stroke sensor.
  • the vehicle body sensor 34 detects the angle (vehicle pitch angle) of the vehicle body 11 in the front-rear direction with respect to the horizontal.
  • a frame sensor 35 detects the rotation angle of the lift frame 17 .
  • a blade sensor 36 detects the pitch angle of the blade 18 .
  • the vehicle body sensor 34, the frame sensor 35, and the blade sensor 36 each output a detection signal indicating the detected angle.
  • the position sensor 37 is, for example, a GNSS (Global Navigation Satellite System) position sensor such as a GPS (Global Positioning System).
  • the position sensor 37 comprises, for example, a GNSS receiver and an antenna.
  • the position sensor 37 detects the current position of the position sensor 37 .
  • the position sensor 37 is arranged on the vehicle body 11 . Accordingly, the position sensor 37 detects the current position of the vehicle body 11 .
  • the current position of the vehicle body 11 is indicated by global coordinates with the earth as a reference. However, the current position of the vehicle body 11 may be indicated by local coordinates based on the work site where the work machine 1 works.
  • the controller 26 acquires a detection signal indicating the current position of the vehicle body 11 from the position sensor 37 .
  • the controller 26 receives detection signals from the vehicle body sensor 34, the frame sensor 35, the blade sensor 36, and the position sensor 37.
  • the controller 26 stores machine dimension data indicating dimensions and positional relationships among the vehicle body 11 , the lift frame 17 and the blades 18 .
  • the controller 26 determines the cutting edge position of the blade 18 based on the angle detected by the vehicle body sensor 34, the frame sensor 35, and the blade sensor 36, the current position of the vehicle body 11 detected by the position sensor 37, and the machine dimension data. Calculate P0.
  • the work machine 1 includes a speed sensor 38.
  • a speed sensor 38 detects the operating speed of the travel device 15 .
  • a speed sensor 38 outputs a detection signal indicating the operating speed of the travel device 15 .
  • the controller 26 acquires a detection signal indicating the operating speed of the travel device 15 from the speed sensor 38 .
  • speed sensor 38 detects the rotational speed of the output shaft of power transmission device 24 .
  • Controller 26 calculates the operating speed of crawler belt 16 from the rotational speed of the output shaft of power transmission device 24 .
  • speed sensor 38 may detect the rotational speed of other rotating elements of power transmission device 24 .
  • speed sensor 38 may detect the rotational speed of a rotating element of traveling device 15, such as a sprocket.
  • the speed sensor 38 may detect engine speed.
  • FIG. 5 is a flow chart showing processing of automatic control.
  • step S101 the controller 26 acquires the current position of the work machine 1.
  • the controller 26 acquires the cutting edge position P ⁇ b>0 of the blade 18 described above as the current position of the working machine 1 .
  • the controller 26 acquires current terrain data.
  • the current terrain data indicates the current terrain 50 to be worked on.
  • FIG. 6 is a diagram showing an example of the current terrain 50.
  • the current terrain data includes coordinates and altitudes of a plurality of points on the current terrain 50 located in the traveling direction of the work machine 1 .
  • the controller 26 may acquire current terrain data from an external computer. Controller 26 may obtain updated current terrain data from the trajectory of the bottom surface of track 16 .
  • the controller 26 acquires target terrain data.
  • the target terrain data indicates target terrain 60 relative to current terrain 50 .
  • the target terrain data includes coordinates and altitudes of a plurality of points on the target terrain 60 located in the traveling direction of the work machine 1 . As shown in FIG. 6, at least a portion of the target terrain 60 is vertically displaced with respect to the current terrain 50 . At least part of the target terrain 60 is located below the current terrain 50 .
  • the controller 26 may determine the target terrain 60 based on the current terrain 50. For example, controller 26 may determine target terrain 60 by displacing current terrain 50 downward. Controller 26 may determine as target terrain 60 a trajectory extending at a predetermined angle from a predetermined starting position of the operation. Controller 26 may determine target terrain 60 based on blade 18 capacity or load. Controller 26 may determine target terrain 60 based on the volume of soil held by blade 18 . Alternatively, the controller 26 may acquire target terrain data from an external computer.
  • step S104 the controller 26 controls the work implement 12 according to the target terrain 60.
  • Controller 26 controls lift actuator 19 such that the cutting edge of blade 18 moves according to target terrain 60 .
  • the blade 18 lifts up and down so that the cutting edge of the blade 18 moves along the target topography 60 .
  • the existing terrain 50 is thereby excavated by the blade 18 .
  • the forward movement of the work machine 1 may be manually performed by an operator operating the operating device 31 . Alternatively, forward movement of the work machine 1 may be automatically controlled by the controller 26 .
  • the controller 26 monitors occurrence of slip of the travel device 15 while executing automatic control of the height of the blade 18 according to the target terrain 60 .
  • the controller 26 automatically controls the pitch angle of the blades 18 to suppress slip when slip occurs.
  • FIG. 7 is a flowchart showing control processing for suppressing slip.
  • the controller 26 makes a first slip determination.
  • the first slip determination the controller 26 determines that the crawler belt 16 is slipping when the first slip condition is satisfied.
  • the first slip condition is that the slip ratio is less than the first threshold.
  • the slip ratio is the ratio of the actual vehicle speed to the theoretical vehicle speed of the vehicle body 11 .
  • the controller 26 calculates the theoretical vehicle speed of the vehicle body 11 based on the operating speed of the travel device 15 .
  • Controller 26 calculates the actual vehicle speed of vehicle body 11 based on the position of vehicle body 11 . That is, the first slip condition is represented by the following formula (1).
  • Rs Va/Vt ⁇ Th1
  • Va is the actual vehicle speed.
  • Vt is the theoretical vehicle speed.
  • Th1 is the first threshold.
  • the first slip condition may include that the theoretical vehicle speed has not increased.
  • step S202 the controller 26 pitches the blade 18 in the backward tilting direction, as shown in FIG.
  • controller 26 may decrease the pitch angle of blades 18 by a predetermined angle.
  • the predetermined angle may be a constant value.
  • the predetermined angle may be an angle dependent on parameters such as the slip ratio or the load to which the blade 18 is subjected.
  • step S203 the controller 26 determines whether the travel device 15 has escaped from slip.
  • the controller 26 determines that the traveling device 15 has escaped from the slip when the first slip escape condition is satisfied.
  • the first slip escape condition is that the slip ratio is equal to or greater than the first threshold.
  • the controller 26 determines that the traveling device 15 has escaped from the slip when the first slip escape condition is satisfied.
  • step S203 determines in step S203 that the traveling device 15 has escaped from the slip
  • the controller 26 returns the pitch angle to the standard state in step S208, and then controls the blade 18 according to the target terrain 60 described above. continue.
  • step S203 determines in step S203 that the travel device 15 has not escaped from the slip
  • the process proceeds to step S204.
  • step S204 the controller 26 makes a second slip determination.
  • the controller 26 determines whether the traveling device 15 is slipping when the second slip condition is satisfied.
  • a second slip condition is that the theoretical vehicle speed is greater than the second threshold.
  • step S205 the controller 26 raises the target landform 60 as shown in FIG. Controller 26 thereby raises blade 18 .
  • the controller 26 may raise the blade 18 while continuing the pitch motion of the blade 18 .
  • step S206 the controller 26 determines whether the traveling device 15 has escaped from slip.
  • the controller 26 determines that the traveling device 15 has escaped from the slip when the second slip escape condition is satisfied.
  • the second slip escape condition is that the theoretical vehicle speed is equal to or less than the second threshold.
  • step S206 When the controller 26 determines in step S206 that the travel device 15 has escaped from the slip, the process proceeds to step S207.
  • step S207 the controller 26 resets the target landform 60.
  • FIG. The controller 26 resets the target landform 60' as a new target landform 60 when it is determined that the traveling device 15 has escaped from the slip.
  • the controller 26 then continues to control the blades 18 according to the reset target terrain 60 .
  • step S208 the controller 26 returns the pitch angle to the standard state.
  • the blade 18 pitches in the backward tilting direction when it is determined that a slip has occurred. As a result, excavation resistance to the blade 18 is reduced, so that the travel device 15 can escape from the slip. In addition, since the travel device 15 is released from the slip by the pitch motion without the lift motion of the blade 18, the rise of the blade 18 is suppressed. As a result, a decrease in work efficiency can be suppressed.
  • the working machine 1 is not limited to a bulldozer, and may be other vehicles such as a wheel loader and a motor grader.
  • the controller 26 may have multiple controllers separate from each other. Some of the multiple controllers may be arranged outside the work machine 1 . That is, work machine 1 may be remotely controllable.
  • the processing by the controller 26 is not limited to the above embodiment, and may be modified. A part of the automatic control process described above may be omitted. Alternatively, part of the processing described above may be changed.
  • the lift actuator 19 and the pitch actuator 20 are not limited to hydraulic cylinders.
  • the lift actuator 19 and the pitch actuator 20 may be other actuators such as electric motors, for example.
  • the position sensor 37 may be arranged not only on the vehicle body 11 but also on other parts of the working machine 1 .
  • position sensor 37 may be located on blade 18 .
  • the control process for suppressing slip is not limited to the process described above, and may be changed.
  • the processing for determining whether a slip has occurred and the processing for determining whether the vehicle has escaped from the slip are not limited to the above-described processing, and may be changed.
  • Controller 26 may directly raise blade 18 without raising target terrain 60 when it determines that a slip is occurring.
  • the theoretical vehicle speed may be calculated from changes in the position of the vehicle body 11 acquired by the position sensor 37 per hour. Alternatively, the theoretical vehicle speed may be calculated from the integrated value of acceleration of the vehicle body 11 acquired by the vehicle body sensor 34 . Alternatively, the theoretical vehicle speed may be calculated from changes per hour in the position of an external object acquired from the vehicle body 11 by positioning means such as radar.
  • Vehicle body 17 Lift frame 18 Blade 19 Lift actuator 20 Pitch actuator 26 Controller 37 Position sensor 38 Speed sensor 50 Present terrain 60 Target terrain

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mining & Mineral Resources (AREA)
  • Civil Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Operation Control Of Excavators (AREA)
  • Lifting Devices For Agricultural Implements (AREA)
  • Electrical Discharge Machining, Electrochemical Machining, And Combined Machining (AREA)
  • General Factory Administration (AREA)

Abstract

ブレードは、車体に対してピッチ軸回りに回動可能に支持される。ピッチアクチュエータは、ブレードをピッチ軸回りにピッチ動作させる。コントローラは、ブレードによる作業中に走行装置においてスリップが発生しているかを判定する。コントローラは、スリップが発生していると判定したときにはブレードを後傾方向にピッチ動作させる。

Description

作業機械、及び、作業機械を制御するための方法
　本発明は、作業機械、及び、作業機械を制御するための方法に関する。
　作業機械には、ブレードを備えており、ブレードによって掘削などの作業を行うものがある。例えば、特許文献１の作業機械は、コントローラが設計面に従ってブレードを移動させることで、掘削作業を行う。また、コントローラは、作業機械の走行装置にスリップが発生しているかを判定する。コントローラは、スリップが発生していると判定した時には、設計面を上昇させる。コントローラは、設計面に従って、ブレードを上昇させる。それにより、ブレードへの負荷が軽減されることで、作業機械が、スリップから脱出する。
特開２０１８－１９７４２５号公報
　上述した作業機械は、掘削作業中にスリップが発生すると、ブレードをリフト動作させることで上昇させる。それにより、作業機械はスリップから脱出することができるが、ブレードによって掘削される土量が少なくなる。その場合、掘削の作業効率が低下してしまう。本発明の目的は、作業機械においてスリップの発生を抑えると共に、作業効率の低下を抑えることにある。
　本発明の一態様に係る作業機械は、車体と、ブレードと、ピッチアクチュエータと、コントローラとを備える。車体は、走行装置を含む。ブレードは、車体に対してピッチ軸回りに回動可能に支持される。ピッチアクチュエータは、ブレードをピッチ軸回りにピッチ動作させる。コントローラは、ブレードによる作業中に走行装置においてスリップが発生しているかを判定する。コントローラは、スリップが発生していると判定したときにはブレードを後傾方向にピッチ動作させる。
　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、ブレードと、ピッチアクチュエータとを備える。車体は、走行装置を含む。ブレードは、車体に対してピッチ軸回りに回動可能に支持される。ピッチアクチュエータは、ブレードをピッチ軸回りにピッチ動作させる。本態様に係る方法は、ブレードによる作業中に走行装置においてスリップが発生しているかを判定することと、スリップが発生していると判定したときにはブレードを後傾方向にピッチ動作させること、を備える。
　本発明によれば、スリップが発生していると判定されたときには、ブレードが後傾方向にピッチ動作する。それにより、ブレードへの抵抗が軽減されることで、作業機械がスリップから脱出することができる。また、ブレードのリフト動作によらずにピッチ動作によって作業機械をスリップから脱出させるため、ブレードの上昇が抑えられる。それにより、作業効率の低下が抑えられる。
実施形態に係る作業機械を示す側面図である。 作業機械の駆動系と制御システムとの構成を示すブロック図である。 ブレードのリフト動作を示す図である。 ブレードのピッチ動作を示す図である。 第１実施形態に係る作業機械の自動制御を示すフローチャートである。 現況地形と目標地形との一例を示す図である。 スリップの発生を抑えるための制御の処理を示すフローチャートである。 スリップが発生しているときのブレードのピッチ動作を示す図である ピッチ動作後にスリップから脱出していないときのブレードのリフト動作を示す図である。
　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を示す側面図である。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１１と作業機１２とを備えている。
　車体１１は、運転室１３と、エンジン室１４と、走行装置１５とを含む。運転室１３には、図示しない運転席が配置されている。エンジン室１４は、運転室１３の前方に配置されている。走行装置１５は、車体１１の下部に設けられている。走行装置１５は、左右一対の履帯１６を含む。なお、図１では、左側の履帯１６のみが図示されている。履帯１６が回転することによって、作業機械１が走行する。
　作業機１２は、車体１１に取り付けられている。作業機１２は、リフトフレーム１７と、ブレード１８と、リフトアクチュエータ１９と、ピッチアクチュエータ２０とを有する。リフトフレーム１７は、車体１１に対してリフト軸Ｘ１回りに回動可能に支持される。リフト軸Ｘ１は、車体１１の横方向に延びている。リフトフレーム１７は、リフト軸Ｘ１回りに回動することで、上下にリフト動作する。なお、リフトフレーム１７は、走行装置１５に取り付けられてもよい。リフトフレーム１７は、走行装置１５の内側に配置されてもよく、或いは走行装置１５の外側に配置されてもよい。
　ブレード１８は、車体１１の前方に配置されている。ブレード１８は、リフトフレーム１７に対してピッチ軸Ｘ２回りに回動可能に支持される。ピッチ軸Ｘ２は、車体１１の横方向に延びている。ブレード１８は、ピッチ軸Ｘ２回りに回動することで、前後にピッチ動作する。ブレード１８は、リフトフレーム１７の上下動に伴って上下に移動する。
　リフトアクチュエータ１９は、車体１１とリフトフレーム１７とに連結されている。リフトアクチュエータ１９は、油圧シリンダである。リフトアクチュエータ１９が伸縮することによって、リフトフレーム１７は、上下にリフト動作する。リフトアクチュエータ１９が縮むことによって、ブレード１８が上昇する。リフトアクチュエータ１９が延びることによって、ブレード１８が下降する。なお、リフトアクチュエータ１９は、ブレード１８に取り付けられてもよい。
　ピッチアクチュエータ２０は、リフトフレーム１７とブレード１８とに連結されている。ピッチアクチュエータ２０は、油圧シリンダである。ピッチアクチュエータ２０が伸縮することによって、ブレード１８は、前後にピッチ動作する。ブレード１８の一部、例えば上端が、前後に動作することで、ブレード１８がピッチ軸Ｘ２回りにピッチ動作する。ピッチアクチュエータ２０が伸びることによって、ブレード１８は前傾する。ピッチアクチュエータ２０が縮むことによって、ブレード１８は後傾する。
　図２は、作業機械１の駆動系２と制御システム３との構成を示すブロック図である。図２に示すように、駆動系２は、エンジン２２と、油圧ポンプ２３と、動力伝達装置２４と、を備えている。油圧ポンプ２３は、エンジン２２によって駆動され、作動油を吐出する。油圧ポンプ２３から吐出された作動油は、リフトアクチュエータ１９とピッチアクチュエータ２０とに供給される。なお、図２では、１つの油圧ポンプ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２４は、エンジン２２の駆動力を走行装置１５に伝達する。動力伝達装置２４は、例えば、HST（Hydro Static Transmission）であってもよい。或いは、動力伝達装置２４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。
　制御システム３は、コントローラ２６と制御弁２７とを備える。コントローラ２６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２６は、記憶装置２８とプロセッサ２９とを含む。プロセッサ２９は、例えばCPUを含む。記憶装置２８は、例えばメモリと補助記憶装置とを含む。記憶装置２８は、例えば、RAM、或いはROMなどであってもよい。記憶装置２８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２８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２８は、プロセッサ２９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２７は、比例制御弁であり、コントローラ２６からの指令信号によって制御される。制御弁２７は、リフトアクチュエータ１９及びピッチアクチュエータ２０などの油圧アクチュエータと、油圧ポンプ２３との間に配置される。制御弁２７は、油圧ポンプ２３からリフトアクチュエータ１９に供給される作動油の流量を制御する。制御弁２７は、油圧ポンプ２３からピッチアクチュエータ２０に供給される作動油の流量を制御する。なお、制御弁２７は、圧力比例制御弁であってもよい。或いは、制御弁２７は、電磁比例制御弁であってもよい。
　制御システム３は、操作装置３１と入力装置３２とを備えている。操作装置３１は、例えばレバーを含む。或いは、操作装置３１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３１を用いて、作業機械１の走行と、作業機１２の動作とを手動で操作することができる。操作装置３１は、操作装置３１の操作を示す操作信号を出力する。コントローラ２６は、操作装置３１から操作信号を受信する。
　操作装置３１は、ブレード１８のリフト動作を操作可能である。詳細には、操作装置３１は、ブレード１８の上げ操作と下げ操作との操作が可能である。オペレータが操作装置３１に対して上げ操作を行うと、コントローラ２６は、ブレード１８が上昇するように、リフトアクチュエータ１９を制御する。オペレータが操作装置３１に対して下げ操作を行うと、コントローラ２６は、ブレード１８が下降するように、リフトアクチュエータ１９を制御する。
　図３は、作業機械１のリフト動作を示す模式図である。図３において、Ｐ０は、ブレード１８の刃先の現在位置を示している。Ｐ１は、ブレード１８の刃先の最高位置を示している。Ｐ２は、ブレード１８の刃先の最低位置を示している。作業機械１は、最高位置Ｐ１と最低位置Ｐ２との間で、ブレード１８をリフト動作させることができる。
　操作装置３１は、ブレード１８のピッチ動作を操作可能である。詳細には、操作装置３１は、ブレード１８の前傾操作と後傾操作との操作が可能である。オペレータが操作装置３１に対して前傾操作を行うと、コントローラ２６は、ブレード１８が前傾するように、ピッチアクチュエータ２０を制御する。オペレータが操作装置３１に対して後傾操作を行うと、コントローラ２６は、ブレード１８が後傾するように、ピッチアクチュエータ２０を制御する。
　図４Ａ～図４Ｃは、ブレード１８のピッチ角を示す図である。図４Ａ～図４Ｃに示すように、ブレード１８のピッチ角θ０－θ２は、ブレード１８の刃先と履帯１６の接地面Ｇ１との間のなす角である。図４Ｂは、標準状態のブレード１８のピッチ角（以下、「標準ピッチ角」と呼ぶ）θ０を示している。図４Ａは、標準状態よりも前傾したブレード１８のピッチ角θ１を示している。図４Ｃは、標準状態よりも後傾したブレード１８のピッチ角θ２を示している。ブレード１８が前傾するほどピッチ角は大きくなる。ブレード１８が後傾するほどピッチ角は小さくなる。すなわち、θ１＞θ０＞θ２である。
　なお、操作装置３１は、油圧パイロット式の装置であってもよい。例えば、操作装置３１は、操作装置３１の操作に応じたパイロット油圧を出力してもよい。操作装置３１からのパイロット油圧によって制御弁２７が制御されることで、リフトアクチュエータ１９、或いはピッチアクチュエータ２０が制御されてもよい。コントローラ２６は、パイロット油圧を示す信号を、操作信号として受信してもよい。
　入力装置３２は、例えばタッチパネルを含む。ただし、入力装置３２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、入力装置３２を用いて、コントローラ２６によるブレード１８のピッチ角の制御モードの設定を行うことができる。制御モードは、手動モードと自動制御とを含む。手動モードでは、オペレータは、操作装置３１を用いて、手動でブレード１８のピッチ角を変更可能である。ピッチ角の自動制御については、後に詳細に説明する。
　図２に示すように、制御システム３は、ブレード１８の刃先の現在位置（以下、「刃先位置Ｐ０」と呼ぶ）を検出するセンサ３３を備えている。センサ３３は、車体センサ３４と、フレームセンサ３５と、ブレードセンサ３６と、位置センサ３７とを含む。車体センサ３４は、車体１１に取り付けられている。車体センサ３４は、車体１１の姿勢を検出する。フレームセンサ３５は、リフトフレーム１７に取り付けられている。フレームセンサ３５は、リフトフレーム１７の姿勢を検出する。ブレードセンサ３６は、ブレード１８に取り付けられている。ブレードセンサ３６は、ブレード１８の姿勢を検出する。位置センサ３７は、車体１１の現在位置を検出する。
　車体センサ３４と、フレームセンサ３５と、ブレードセンサ３６とは、それぞれIMU（慣性計測装置、Inertial Measurement Unit）である。ただし、フレームセンサ３５とブレードセンサ３６とは、IMUに限らず、角度センサ、或いはシリンダのストロークセンサなどの他のセンサであってもよい。
　車体センサ３４は、水平に対する車体１１の前後方向の角度（車体ピッチ角）を検出する。フレームセンサ３５は、リフトフレーム１７の回転角度を検出する。ブレードセンサ３６は、ブレード１８のピッチ角を検出する。車体センサ３４と、フレームセンサ３５と、ブレードセンサ３６とは、それぞれ検出した角度を示す検出信号を出力する。
　位置センサ３７は、例えばGPS（Global Positioning System）などのGNSS(Global Navigation Satellite System)の位置センサである。位置センサ３７は、例えばGNSSレシーバとアンテナとを備える。位置センサ３７は、位置センサ３７の現在位置を検出する。位置センサ３７は、車体１１に配置されている。従って、位置センサ３７は、車体１１の現在位置を検出する。車体１１の現在位置は、地球を基準とするグローバル座標で示される。ただし、車体１１の現在位置は、作業機械１が作業を行う作業現場を基準とするローカル座標で示されてもよい。コントローラ２６は、位置センサ３７から、車体１１の現在位置を示す検出信号を取得する。
　コントローラ２６は、車体センサ３４と、フレームセンサ３５と、ブレードセンサ３６と、位置センサ３７とから検出信号を受信する。コントローラ２６は、車体１１と、リフトフレーム１７と、ブレード１８との寸法及び位置関係を示す機械寸法データを記憶している。コントローラ２６は、車体センサ３４とフレームセンサ３５とブレードセンサ３６とによって検出された角度と、位置センサ３７によって検出された車体１１の現在位置と、機械寸法データとに基づいて、ブレード１８の刃先位置Ｐ０を算出する。
　作業機械１は、速度センサ３８を備える。速度センサ３８は、走行装置１５の動作速度を検出する。速度センサ３８は、走行装置１５の動作速度を示す検出信号を出力する。コントローラ２６は、速度センサ３８から、走行装置１５の動作速度を示す検出信号を取得する。例えば、速度センサ３８は、動力伝達装置２４の出力軸の回転速度を検出する。コントローラ２６は、動力伝達装置２４の出力軸の回転速度から、履帯１６の動作速度を算出する。或いは、速度センサ３８は、動力伝達装置２４の他の回転要素の回転速度を検出してもよい。或いは、速度センサ３８は、スプロケットなどの走行装置１５の回転要素の回転速度を検出してもよい。或いは、速度センサ３８は、エンジン回転速度を検出してもよい。
　コントローラ２６は、作業機械１を自動的に制御する。以下、コントローラ２６によって実行される、作業機械１の自動制御について説明する。図５は、自動制御の処理を示すフローチャートである。
　図５に示すように、ステップＳ１０１では、コントローラ２６は、作業機械１の現在位置を取得する。ここでは、コントローラ２６は、上述したブレード１８の刃先位置Ｐ０を、作業機械１の現在位置として取得する。
　ステップＳ１０２では、コントローラ２６は、現況地形データを取得する。現況地形データは、作業対象の現況地形５０を示す。図６は、現況地形５０の一例を示す図である。現況地形データは、作業機械１の進行方向に位置する現況地形５０上の複数の地点の座標と高度を含む。コントローラ２６は、外部のコンピュータから、現況地形データを取得してもよい。コントローラ２６は、履帯１６の底面の軌跡により、更新された現況地形データを取得してもよい。
　ステップＳ１０３では、コントローラ２６は、目標地形データを取得する。目標地形データは、現況地形５０に対する目標地形６０を示す。目標地形データは、作業機械１の進行方向に位置する目標地形６０上の複数の地点の座標と高度を含む。図６に示すように、目標地形６０の少なくとも一部は、現況地形５０に対して鉛直方向に変位している。目標地形６０の少なくとも一部は、現況地形５０の下方に位置する。
　コントローラ２６は、現況地形５０に基づいて目標地形６０を決定してもよい。例えば、コントローラ２６は、現況地形５０を下方に変位させることで、目標地形６０を決定してもよい。コントローラ２６は、作業の所定の開始位置から所定角度で延びる軌道を、目標地形６０として決定してもよい。コントローラ２６は、ブレード１８の容量、或いは負荷に基づいて、目標地形６０を決定してもよい。コントローラ２６は、ブレード１８が保持している土量に基づいて、目標地形６０を決定してもよい。或いは、コントローラ２６は、外部のコンピュータから、目標地形データを取得してもよい。
　ステップＳ１０４では、コントローラ２６は、目標地形６０に従って、作業機１２を制御する。コントローラ２６は、目標地形６０に従ってブレード１８の刃先が移動するように、リフトアクチュエータ１９を制御する。それにより、作業機械１が前進しながら、ブレード１８の刃先が目標地形６０に沿って移動するように、ブレード１８が上下にリフト動作する。それにより、現況地形５０がブレード１８によって掘削される。なお、作業機械１の前進は、オペレータによる操作装置３１の操作によって手動で行われてもよい。或いは、作業機械１の前進は、コントローラ２６による自動制御によって行われてもよい。
　本実施形態に係る作業機械１では、コントローラ２６は、目標地形６０に従うブレード１８の高さの自動制御を実行しながら、走行装置１５のスリップの発生を監視する。コントローラ２６は、スリップが発生した時には、スリップを抑えるためのブレード１８のピッチ角の自動制御を実行する。図７は、スリップを抑えるための制御の処理を示すフローチャートである。
　図７に示すように、ステップＳ２０１では、コントローラ２６は、第１スリップ判定を行う。第１スリップ判定では、コントローラ２６は、第１スリップ条件が満たされているときに、履帯１６のスリップが発生していると判定する。第１スリップ条件は、スリップ率が第１閾値より小さいことである。スリップ率は、車体１１の理論車速に対する実車速の比である。コントローラ２６は、走行装置１５の動作速度に基づいて、車体１１の理論車速を算出する。コントローラ２６は、車体１１の位置に基づいて、車体１１の実車速を算出する。すなわち、第１スリップ条件は以下の式（１）で表される。
Ｒｓ＝Ｖａ／Ｖｔ＜Ｔｈ１
Ｒｓはスリップ率である。Ｖａは実車速である。Ｖｔは理論車速である。Ｔｈ１は第１閾値である。
　なお、第１スリップ条件は、理論車速が増加していないことを含んでもよい。ステップＳ２０１において、コントローラ２６が、スリップが発生していると判定した時には、処理はステップＳ２０２に進む。
　ステップＳ２０２では、コントローラ２６は、図８に示すように、ブレード１８を後傾方向にピッチ動作させる。例えば、コントローラ２６は、ブレード１８のピッチ角を、所定角度だけ減少させる。所定角度は、一定値であってもよい。或いは、所定角度は、スリップ率、或いはブレード１８が受ける負荷などのパラメータに応じた角度であってもよい。
　ステップＳ２０３では、コントローラ２６は、走行装置１５がスリップから脱出したかを判定する。コントローラ２６は、第１スリップ脱出条件が満たされたときに、走行装置１５がスリップから脱出したと判定する。第１スリップ脱出条件は、スリップ率が第１閾値以上であることである。コントローラ２６は、第１スリップ脱出条件が満たされているときに、走行装置１５がスリップから脱出したと判定する。
　ステップＳ２０３において、コントローラ２６が、走行装置１５がスリップから脱出したと判定したときには、コントローラ２６は、ステップＳ２０８において、ピッチ角を標準状態に戻した後、上述した目標地形６０に従うブレード１８の制御を継続する。ステップＳ２０３において、コントローラ２６が、走行装置１５がスリップから脱出していないと判定したときには、処理はステップＳ２０４に進む。
　ステップＳ２０４では、コントローラ２６は、第２スリップ判定を行う。第２スリップ判定では、コントローラ２６は、第２スリップ条件が満たされているときに、走行装置１５のスリップが発生しているかを判定する。第２スリップ条件は、理論車速が第２閾値より大きいことである。コントローラ２６は、スリップが発生していると判定したときには、処理はステップＳ２０５に進む。
　ステップＳ２０５では、コントローラ２６は、図９に示すように、目標地形６０を上昇させる。それにより、コントローラ２６は、ブレード１８を上昇させる。なお、コントローラ２６は、ブレード１８のピッチ動作を継続しながら、ブレード１８を上昇させてもよい。ステップＳ２０６では、コントローラ２６は、走行装置１５がスリップから脱出したかを判定する。ここでは、コントローラ２６は、第２スリップ脱出条件が満たされたときに、走行装置１５がスリップから脱出したと判定する。第２スリップ脱出条件は、理論車速が第２閾値以下であることである。ステップＳ２０６においてコントローラ２６が、走行装置１５がスリップから脱出していないと判定したときには、処理はステップＳ２０５に戻る。従って、コントローラ２６は、引き続き目標地形６０を上昇させる。
　ステップＳ２０６においてコントローラ２６が、走行装置１５がスリップから脱出したと判定したときには、処理はステップＳ２０７に進む。ステップＳ２０７では、コントローラ２６は、目標地形６０を再設定する。コントローラ２６は、走行装置１５がスリップから脱出したと判定したときの目標地形６０’を、新たな目標地形６０として再設定する。そして、コントローラ２６は、再設定された目標地形６０に従ってブレード１８の制御を継続する。また、ステップＳ２０８において、コントローラ２６は、ピッチ角を標準状態に戻す。
　以上説明した本実施形態に係る作業機械１では、スリップが発生していると判定されたときには、ブレード１８が後傾方向にピッチ動作する。それにより、ブレード１８への掘削抵抗が軽減されることで、走行装置１５がスリップから脱出することができる。また、ブレード１８のリフト動作によらずにピッチ動作によって走行装置１５をスリップから脱出させるため、ブレード１８の上昇が抑えられる。それにより、作業効率の低下が抑えられる。
　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２６は、互いに別体の複数のコントローラを有してもよい。複数のコントローラの一部は、作業機械１の外部に配置されてもよい。すなわち、作業機械１は、遠隔から制御可能であってもよい。コントローラ２６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。上述した自動制御の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。
　リフトアクチュエータ１９と、ピッチアクチュエータ２０とは、油圧シリンダに限らない。リフトアクチュエータ１９と、ピッチアクチュエータ２０とは、例えば電動モータなどの他のアクチュエータであってもよい。位置センサ３７は、車体１１に限らず、作業機械１の他の部分に配置されてもよい。例えば、位置センサ３７はブレード１８に配置されてもよい。
　スリップを抑えるための制御の処理は、上記した処理に限らず、変更されてもよい。例えば、スリップの発生を判定するための処理、及び、スリップから脱出したかを判定するための処理は、上記した処理に限らず、変更されてもよい。コントローラ２６は、スリップが発生していると判定したときに、目標地形６０の上昇によらずに、ブレード１８を直接的に上昇させてもよい。
　理論車速は、位置センサ３７によって取得された車体１１の位置の時間当たりの変化より算出されてもよい。或いは、理論車速は、車体センサ３４によって取得された車体１１の加速度の積算値より算出されてもよい。或いは、理論車速は、車体１１からレーダ等の測位手段によって取得された外部の対象物の位置の時間当たりの変化から算出されてもよい。
　本発明によれば、作業機械においてスリップの発生を抑えると共に、作業効率の低下を抑えることができる。
１１　　車体
１７　　リフトフレーム
１８　　ブレード
１９　　リフトアクチュエータ
２０　　ピッチアクチュエータ
２６　　コントローラ
３７　　位置センサ
３８　　速度センサ
５０　　現況地形
６０　　目標地形
 

Claims (8)

  1. 　走行装置を含む車体と、
    　前記車体に対してピッチ軸回りに回動可能に支持されるブレードと、
    　前記ブレードを前記ピッチ軸回りにピッチ動作させるピッチアクチュエータと、
    　前記ブレードによる作業中に前記走行装置においてスリップが発生しているかを判定し、前記スリップが発生していると判定したときには前記ブレードを後傾方向にピッチ動作させるコントローラと、
    を備える作業機械。
  2. 　前記コントローラは、
    　　前記走行装置がスリップから脱出したかを判定し、
    　　前記走行装置がスリップから脱出していないと判定したときには、前記ブレードを上昇させる、
    請求項１に記載の作業機械。
  3. 　前記車体に対してリフト軸回りに回動可能に支持されるリフトフレームと、
    　前記リフトフレームを前記リフト軸回りに上下にリフト動作させるリフトアクチュエータと、
    　を備え、
    　前記ブレードは、前記リフトフレームを介して前記車体に支持されており、
    　前記コントローラは、
    　　作業対象である現況地形を示す現況地形データを取得し、
    　　少なくとも一部が前記現況地形の下方に位置する目標地形を示す目標地形データを取得し、
    　　前記ブレードの刃先が前記目標地形に従って移動するように前記リフトアクチュエータを制御することで、前記作業を行う、
    請求項１に記載の作業機械。
  4. 　前記車体の位置を検出する位置センサと、
    　前記走行装置の動作速度を検出する速度センサと、
    をさらに備え、
    　前記コントローラは、
    　　前記車体の位置に基づいて、前記作業機械の実車速を算出し、
    　　前記走行装置の動作速度に基づいて、前記作業機械の理論車速を算出し、
    　　前記実車速と前記理論車速とに基づいて、前記走行装置においてスリップが発生しているかを判定する、
    請求項１に記載の作業機械。
  5. 　走行装置を含む車体と、前記車体に対してピッチ軸回りに回動可能に支持されるブレードと、前記ブレードを前記ピッチ軸回りにピッチ動作させるピッチアクチュエータとを備える作業機械を制御するための方法であって、
    　前記ブレードによる作業中に前記走行装置においてスリップが発生しているかを判定することと、
    　前記スリップが発生していると判定したときには前記ブレードを後傾方向にピッチ動作させること、
    を備える方法。
  6. 　前記走行装置がスリップから脱出したかを判定することと、
    　前記走行装置がスリップから脱出していないと判定したときには、前記ブレードを上昇させること、
    をさらに備える請求項５に記載の方法。
  7. 　前記作業機械は、
    　　前記車体に対してリフト軸回りに回動可能に支持されるリフトフレームと、
    　　前記リフトフレームを前記リフト軸回りに上下にリフト動作させるリフトアクチュエータと、
    　を備え、
    　前記ブレードは、前記リフトフレームを介して前記車体に支持されており、
    　作業対象である現況地形を示す現況地形データを取得することと、
    　少なくとも一部が前記現況地形の下方に位置する目標地形を示す目標地形データを取得することと、
    　前記ブレードの刃先が前記目標地形に従って移動するように前記リフトアクチュエータを制御することで、前記作業を行うこと、
    をさらに備える請求項５に記載の方法。
  8. 　前記車体の位置を取得することと、
    　前記走行装置の動作速度を取得することと、
    　前記車体の位置に基づいて、前記作業機械の実車速を算出することと、
    　前記走行装置の動作速度に基づいて、前記作業機械の理論車速を算出することと、
    　前記実車速と前記理論車速とに基づいて、前記走行装置においてスリップが発生しているかを判定すること、
    をさらに備える請求項５に記載の方法。
     
PCT/JP2022/022150 2021-06-30 2022-05-31 作業機械、及び、作業機械を制御するための方法 WO2023276529A1 (ja)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US18/554,702 US20240044104A1 (en) 2021-06-30 2022-05-31 Work machine and method for controlling work machine
AU2022305165A AU2022305165A1 (en) 2021-06-30 2022-05-31 Work machine and method for controlling work machine
CA3217331A CA3217331A1 (en) 2021-06-30 2022-05-31 Work machine and method for controlling work machine

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2021108991A JP2023006408A (ja) 2021-06-30 2021-06-30 作業機械、及び、作業機械を制御するための方法。
JP2021-108991 2021-06-30

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2023276529A1 true WO2023276529A1 (ja) 2023-01-05

Family

ID=84691230

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/JP2022/022150 WO2023276529A1 (ja) 2021-06-30 2022-05-31 作業機械、及び、作業機械を制御するための方法

Country Status (5)

Country Link
US (1) US20240044104A1 (ja)
JP (1) JP2023006408A (ja)
AU (1) AU2022305165A1 (ja)
CA (1) CA3217331A1 (ja)
WO (1) WO2023276529A1 (ja)

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS553503B2 (ja) * 1975-11-25 1980-01-25
JPS58123932A (ja) * 1982-01-18 1983-07-23 Caterpillar Mitsubishi Ltd 土工車輌のスリツプ自動補正装置
JPS63210315A (ja) * 1987-02-27 1988-09-01 Komatsu Ltd ブルド−ザのブレ−ド制御装置
JP2018197425A (ja) * 2017-05-23 2018-12-13 株式会社小松製作所 作業車両の制御システム、方法、及び作業車両
CN111622293A (zh) * 2019-02-28 2020-09-04 斗山英维高株式会社 轮式装载机的控制方法及系统

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS553503B2 (ja) * 1975-11-25 1980-01-25
JPS58123932A (ja) * 1982-01-18 1983-07-23 Caterpillar Mitsubishi Ltd 土工車輌のスリツプ自動補正装置
JPS63210315A (ja) * 1987-02-27 1988-09-01 Komatsu Ltd ブルド−ザのブレ−ド制御装置
JP2018197425A (ja) * 2017-05-23 2018-12-13 株式会社小松製作所 作業車両の制御システム、方法、及び作業車両
CN111622293A (zh) * 2019-02-28 2020-09-04 斗山英维高株式会社 轮式装载机的控制方法及系统

Also Published As

Publication number Publication date
AU2022305165A1 (en) 2023-10-26
CA3217331A1 (en) 2023-01-05
JP2023006408A (ja) 2023-01-18
US20240044104A1 (en) 2024-02-08

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6815835B2 (ja) 作業車両の制御システム、制御方法、及び作業車両
US10822771B2 (en) System for controlling work vehicle, method for controlling work vehicle, and work vehicle
US11041289B2 (en) System for controlling work vehicle, method for controlling work vehicle, and work vehicle
JP6815834B2 (ja) 作業車両の制御システム、制御方法、及び作業車両
US11174619B2 (en) System for controlling work vehicle, method for controlling work vehicle, and work vehicle
US11136742B2 (en) System for controlling work vehicle, method for controlling work vehicle, and work vehicle
JP6878138B2 (ja) 作業車両の制御システム、方法、及び作業車両
WO2023276529A1 (ja) 作業機械、及び、作業機械を制御するための方法
JP7020895B2 (ja) 作業機械の制御システム、方法、及び作業機械
WO2022018993A1 (ja) 作業機械を制御するためのシステム及び方法
WO2021256136A1 (ja) 作業機械を制御するためのシステム、方法、および作業機械
WO2023276528A1 (ja) 作業機械、及び作業機械を制御するための方法
WO2022230398A1 (ja) 作業機械、及び作業機械を制御するための方法
WO2022255064A1 (ja) 作業機械、及び作業機械を制御するための方法
WO2022255001A1 (ja) 作業機械、及び作業機械を制御するための方法

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 22832687

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: AU2022305165

Country of ref document: AU

Ref document number: 2022305165

Country of ref document: AU

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 18554702

Country of ref document: US

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 3217331

Country of ref document: CA

ENP Entry into the national phase

Ref document number: 2022305165

Country of ref document: AU

Date of ref document: 20220531

Kind code of ref document: A

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 22832687

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1