[發明專利]工程機械的控制系統、工程機械及工程機械的控制方法

有效

• 申請號: 201980090809.9
• 申請日: 2019-12-19
• 公開（公告）號: CN113383130B
• 公開（公告）日: 2022-07-01
• 發明（設計）人: 巖崎吉朗
• 申請（專利權）人: 株式會社小松制作所
• 主分類號: E02F3/43
• 分類號: E02F3/43;E02F9/22;G05B13/04
• 代理公司: 北京德崇智捷知識產權代理有限公司 11467
• 代理人: 周蕾

1.一種工程機械的控制系統，該工程機械具備包括斗桿及側傾鏟斗的作業機、以及支承所述作業機的回轉體，所述工程機械的控制系統的特征在于，包括：

設計面獲取部，其獲取表示施工對象的目標形狀的設計面；

操作數據獲取部，其獲取用于操作所述作業機和所述回轉體的操作裝置的操作數據；

目標值生成部，其根據在所述作業機和所述回轉體被操作時的所述操作數據、及所述設計面，生成與所述側傾鏟斗的側傾旋轉相關的控制量的目標值和所述回轉體的控制量的目標值；

預測部，其根據所述目標值和所述工程機械的預測模型，計算與所述側傾鏟斗的側傾旋轉相關的控制量的預測值、及與所述回轉體的回轉相關的控制量的預測值，并根據所述預測值和所述設計面，計算用于控制所述作業機和所述回轉體的驅動量，以維持所述側傾鏟斗的規定部位和所述設計面的距離、及所述側傾鏟斗的姿勢；以及

指令部，其根據所述驅動量，輸出用于控制所述作業機和所述回轉體的控制指令。

2.根據權利要求1所述的工程機械的控制系統，其特征在于，

在為了維持所述側傾鏟斗的規定部位和所述設計面的距離、及所述側傾鏟斗的姿勢而根據所述操作數據計算出的、與所述側傾鏟斗的側傾旋轉相關的控制量的預測值在預設的規定值以上時，所述指令部根據所述預測部所計算出的所述回轉體的所述驅動量，輸出用于控制所述回轉體的所述控制指令。

3.根據權利要求2所述的工程機械的控制系統，其特征在于，

通過所述操作裝置，使所述側傾鏟斗從第一位置移動至比所述第一位置靠近所述回轉體的第二位置，且使所述回轉體回轉的狀態下，在與所述側傾鏟斗的側傾旋轉相關的控制量的預測值在所述規定值以上時，所述指令部輸出用于控制所述回轉體的所述控制指令。

4.根據權利要求1至3中任一項所述的工程機械的控制系統，其特征在于，

所述控制量包括所述側傾鏟斗的移動速度。

5.根據權利要求1至3中任一項所述的工程機械的控制系統，其特征在于，

所述預測部以使所述控制量的預測值追蹤目標值的方式，計算所述驅動量。

6.根據權利要求1至3中任一項所述的工程機械的控制系統，其特征在于，

所述預測部以使由所述控制量的目標值及預測值規定的評價函數最小的方式，計算所述驅動量。

7.根據權利要求6所述的工程機械的控制系統，其特征在于，包括：

約束條件計算部，其計算涉及所述工程機械的性能的第一約束條件、以及涉及所述側傾鏟斗的位置的第二約束條件，

所述預測部以滿足所述第一約束條件和所述第二約束條件的方式，計算所述驅動量。

8.一種工程機械，其特征在于，包括：

支承所述作業機的回轉體；以及

權利要求1至7中任一項所述的工程機械的控制系統。

9.一種工程機械的控制方法，該工程機械具備包括斗桿及側傾鏟斗的作業機、以及支承所述作業機的回轉體，所述工程機械的控制方法的特征在于，包括以下步驟：

獲取用于操作所述作業機和所述回轉體的操作裝置的操作數據；

根據在所述作業機和所述回轉體被操作時的所述操作數據、及表示施工對象的目標形狀的設計面，生成與所述側傾鏟斗的側傾旋轉相關的控制量的目標值和所述回轉體的控制量的目標值；

根據所述目標值和所述工程機械的預測模型，計算與所述側傾鏟斗的側傾旋轉相關的控制量的預測值、及與所述回轉體的回轉相關的控制量的預測值；

根據所述預測值和所述設計面，計算用于控制所述作業機和所述回轉體的驅動量，以維持所述側傾鏟斗的規定部位和所述設計面的距離、及所述側傾鏟斗的姿勢；以及

根據所述驅動量，輸出用于控制所述作業機和所述回轉體的控制指令。