(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2022-11-08
(45)【発行日】2022-11-16
(54)【発明の名称】作業機械
(51)【国際特許分類】
E02F 9/20 20060101AFI20221109BHJP
E02F 9/26 20060101ALI20221109BHJP
B60R 11/02 20060101ALI20221109BHJP
【ＦＩ】
E02F9/20 M
E02F9/26 A
B60R11/02 W
【請求項の数】
7
(21)【出願番号】P 2019035847
(22)【出願日】2019-02-28
(65)【公開番号】P2020139330
(43)【公開日】2020-09-03
【審査請求日】2021-10-13
(73)【特許権者】
【識別番号】000005522
【氏名又は名称】日立建機株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】110001829
【氏名又は名称】弁理士法人開知
(72)【発明者】
【氏名】中村 哲司
(72)【発明者】
【氏名】鳥山 陽平
(72)【発明者】
【氏名】坂本 博史
【審査官】松本 泰典
(56)【参考文献】
【文献】特開２００７－１８８２２４（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１９－１５８７７４（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２００９－２３６７５２（ＪＰ，Ａ）
【文献】実開平５－４７０６２（ＪＰ，Ｕ）
【文献】米国特許出願公開第２０１８／０１９６４３８（ＵＳ，Ａ１）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｅ０２Ｆ ９／２０
Ｅ０２Ｆ ９／２６
Ｂ６０Ｒ １１／０２
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
車体と，運搬機械へ作業対象物の積込みを行う作業具を一端側に有し，他端側が前記車体に取り付けられた作業腕と，
前記作業具を含む前記作業腕の姿勢を検出する姿勢検出装置と，
前記作業腕に作用する負荷を検出する負荷検出装置と，
前記運搬機械に対し作業指示を報知するための報知装置と，
前記姿勢と前記負荷に基づいて，前記作業腕によって前記運搬機械への前記作業対象物の運搬を行う運搬工程が行われたことを判定し，前記運搬工程中に前記作業対象物の荷重を計測し，前記姿勢または前記負荷に基づいて，前記作業腕によって前記運搬機械への前記作業対象物の積込を行う積込工程が行われたことを判定する制御装置と
を備えた作業機械において，
前記制御装置は，
前記報知装置を介した前記作業指示を検出し，
前記作業指示の検出時における前記作業機械の動作状態に基づいて，前記運搬機械に対する積込作業の開始と積込作業の終了とを判定し，
前記積込作業の開始から前記積込作業の終了までの間に計測された前記作業対象物の荷重を積算して前記運搬機械の積載量を演算し，
前記積込作業の終了時に前記積載量を外部端末に出力することを特徴とする作業機械。
【請求項2】
請求項１の作業機械において，前記制御装置は，前記積込作業として，前記作業腕によって前記運搬機械への前記作業対象物の運搬を行う運搬工程と，前記作業腕によって前記運搬機械への前記作業対象物の積込を行う積込工程とを，前記姿勢と前記負荷に基づいてそれぞれ判定し，前記作業指示の検出時における前記作業腕の動作状態に基づいて，前記積込作業の開始に対応した最初の積込工程と前記積込作業の終了に対応した最後の積込工程とを判定することを特徴とする作業機械。
【請求項3】
請求項２の作業機械において，前記車体は，左右に旋回可能な旋回体を有し，
前記制御装置は，前記作業指示が検出された運搬工程において前記旋回体が停止した場合には前記最初の積込工程が行われたと判定し，前記作業指示が検出された積込サイクルの運搬工程において前記旋回体が旋回している場合には前記最後の積込工程が行われたと判定することを特徴とする作業機械。
【請求項4】
請求項２の作業機械において，前記作業具は前記作業対象物を掘削するためのバケットであり，
前記制御装置は，
前記作業指示の検出時における水平面を基準とした前記バケットの開口部の角度が所定の角度閾値以上のときに前記最初の積込工程が行われたと判定し，
前記最初の積込工程が行われたと判定された後に，前記作業指示の検出時における水平面を基準とした前記バケットの開口部の角度が前記角度閾値未満のときに前記最後の積込工程が行われたと判定することを特徴とする作業機械。
【請求項5】
請求項２の作業機械において，前記作業具は前記作業対象物を掘削するためのバケットであり，
前記制御装置は，前記作業指示が検出された積込工程におけるバケット爪先の高さの最下点が所定の高さ閾値より小さい場合には前記最初の積込工程が行われたと判定し，前記作業指示が検出された積込サイクルの積込工程におけるバケット爪先の高さの最下点が前記高さ閾値より大きい場合には前記最後の積込工程が行われたと判定することを特徴とする作業機械。
【請求項6】
請求項２の作業機械において，前記制御装置は，
前記作業指示を第１積込サイクルの運搬工程で検出し，前記第１積込サイクルの１サイクル前の第２積込サイクルまでの積載量が積載閾値より小さい場合，または，前記作業指示を前記第１積込サイクルの運搬工程で検出し，前記第１積込サイクルの運搬工程の開始から前記作業指示の検出時までの経過時間が第１時間閾値より大きい場合，前記第１積込サイクルの運搬工程が前記最初の積込工程であると判定し，
前記作業指示を前記第１積込サイクルの運搬工程で検出し，前記第１積込サイクルの１サイクル前の第２積込サイクルまでの積載量が前記積載閾値以上の場合，かつ，前記作業指示を前記第１積込サイクルの運搬工程で検出し，前記第１積込サイクルの運搬工程の開始から前記作業指示の検出時までの経過時間が前記第１時間閾値以下の場合，前記第１積込サイクルの運搬工程で演算された運搬荷重を前記第１積込サイクルの積込工程において前記第２積込サイクルまでの積載量に積算して前記運搬機械の積載量を演算し，
前記作業指示を第３積込サイクルの積込工程で検出し，前記第３積込サイクルの運搬工程で演算された運搬荷重が荷重閾値より大きい場合，または，前記作業指示を前記第３積込サイクルの積込工程で検出し，前記第３積込サイクルの１サイクル前の第４積込サイクルの積込工程の開始から前記第３積込サイクルの積込工程の開始までの経過時間が第２時間閾値より小さい場合，前記第３積込サイクルの積込工程が前記最後の積込工程であると判定し，
前記作業指示を前記第３積込サイクルの積込工程で検出し，前記第３積込サイクルの運搬工程で演算された運搬荷重が前記荷重閾値以下の場合，または，前記作業指示を前記第３積込サイクルの積込工程で検出し，前記第３積込サイクルの１サイクル前の第４積込サイクルの積込工程の開始から前記第３積込サイクルの積込工程の開始までの経過時間が前記第２時間閾値以上の場合，前記第３積込サイクルの運搬工程で演算された運搬荷重を前記第４積込サイクルまでの積載量に積算して前記運搬機械の積載量を演算することを特徴とする作業機械。
【請求項7】
請求項１の作業機械において，前記報知装置は，前記運搬機械への発進指示及び停止指示をスイッチ操作により行うホーンであることを特徴とする作業機械。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は，運搬機械に対する積込作業における運搬工程中に作業対象物の荷重を計測可能な作業機械に関する。
【背景技術】
【0002】
油圧ショベルに代表される作業機械には，或る運搬機械（例えばダンプトラック）の荷台に作業対象物を繰り返し積み込んで，その運搬機械の荷台を作業対象物で一杯にする積込作業が行われることがある。先端にバケットが取り付けられた作業腕（作業装置）を有する油圧ショベルによる積込作業を例に挙げると，積込作業は複数の積込サイクルからなり，各積込サイクルは次の３つの工程，すなわち，作業対象物を掘削しバケット内部に充填する掘削工程と，掘削工程後に上部旋回体を旋回し運搬機械の荷台上にバケットを移動する運搬工程と，作業対象物を運搬機械の荷台に放出した後に掘削工程を開始する位置へバケットを移動する積込工程とからなる。なお，積込作業は作業対象物が積み込まれる運搬機械ごとに区別可能である。
【0003】
このような積込作業に関して，作業機械には，各積込サイクルにおける運搬工程中に作業対象物の荷重（運搬荷重とも称する）を計測し，或る運搬機械に対する積込作業中に計測した全ての運搬荷重を積算することで当該或る運搬機械への積載量（積載荷重とも称する）を演算する制御装置（コントローラ）を備えるものがある。運搬機械への積載量を計測し記録することで，作業現場の管理者はその運搬機械が作業現場から搬出した作業対象物の量を把握することができ，作業現場の生産量を監視することが可能となる。
【0004】
作業現場の生産量を適切に監視するためには，作業機械が演算した運搬機械への積載量と，その作業対象物が積載された運搬機械の情報とを対応付けて管理する必要がある。
【0005】
作業機械の作業量モニタリングシステムとして特許文献１には，作業機械が積算した荷重（積載量）を双方向通信可能な無線通信システムを介して運搬機械と作業現場のシステム端末機器に送信するシステムが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0006】
【文献】特開２０１０－８９６３３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0007】
特許文献１の作業量モニタリングシステムでは，作業機械から運搬機械や作業現場のシステム端末機器への積載量の送信や，次の運搬機械への積込作業に移行する際の積載量のリセットは，作業機械の操作者の手動操作により行われている。そのため、複数台の運搬機械に対する積込作業を連続で行う作業現場では，運搬機械が頻繁に入れ替わることもあり操作者の手動操作の失念や誤り等が発生し易く，各運搬機械への積載量を正しく演算することは難しいという課題がある。
【0008】
本発明は運搬機械への積載量を正確に演算できる作業機械の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0009】
このような課題を解決するために，本発明の作業機械は，車体と，運搬機械へ作業対象物の積込みを行う作業具を一端側に有し，他端側が前記車体に取り付けられた作業腕と，前記作業具を含む前記作業腕の姿勢を検出する姿勢検出装置と，前記作業腕に作用する負荷を検出する負荷検出装置と，前記運搬機械に対し作業指示を報知するための報知装置と，前記姿勢と前記負荷に基づいて，前記作業腕によって前記運搬機械への前記作業対象物の運搬を行う運搬工程が行われたことを判定し，前記運搬工程中に前記作業対象物の荷重を計測し，前記姿勢または前記負荷に基づいて，前記作業腕によって前記運搬機械への前記作業対象物の積込を行う積込工程が行われたことを判定する制御装置とを備えた作業機械において，前記制御装置は，前記報知装置を介した前記作業指示を検出し，前記作業指示の検出時における前記作業機械の動作状態に基づいて，前記運搬機械に対する積込作業の開始と積込作業の終了とを判定し，前記積込作業の開始から前記積込作業の終了までの間に計測された前記作業対象物の荷重を積算して前記運搬機械の積載量を演算し，前記積込作業の終了時に前記積載量を外部端末に出力する。
【発明の効果】
【0010】
本発明によれば運搬機械への積載量を正確に演算できる。
【図面の簡単な説明】
【0011】
【図1】本発明の実施形態に係る作業機械の構成例を示す外観図である。
【図2】本発明の実施形態に係る作業機械の制御装置のシステム構成を示す概略図である。
【図3】作業機械が行う積込作業の一例を示す概観図である。
【図4A】本発明の実施形態に係る制御装置（コントローラ）において運搬機械２への積載量の演算と，作業指示信号と作業機械の姿勢に基づいて積込作業の開始と終了を判定する方法を示すフローチャートである。
【図4B】本発明の実施形態に係る制御装置（コントローラ）において運搬機械２への積載量の演算と，作業指示信号と作業機械の姿勢に基づいて積込作業の開始と終了を判定する方法を示すフローチャートである。
【図5】本発明の実施形態に係る制御装置において掘削工程，掘削工程，および積込工程の判定に用いる作業機械の姿勢と負荷を示すグラフである。
【図6】本発明の実施形態に係る制御装置において運搬荷重の演算モデルを示す作業機械の側面図である。
【図7】本発明の実施形態に係る作業機械の制御装置において積込作業の開始と終了の判定に用いるモデルを示す作業機械と運搬機械の側面図である。
【図8】本発明の実施形態に係る作業機械の出力画面の一例を示す外観図である。
【図9A】本発明の実施形態に係る作業機械が掘削工程における作業機械の停止時間を用いて積込作業の開始と終了の判定を行う方法を示すフローチャートである。
【図9B】本発明の実施形態に係る作業機械が掘削工程における作業機械の停止時間を用いて積込作業の開始と終了の判定を行う方法を示すフローチャートである。
【図10】本発明の実施形態に係る作業機械が積込工程における作業具の高さを用いて積込作業の開始と終了の判定を行う方法を示すフローチャートである。
【図11】本発明の実施形態に係る作業機械が積込作業の開始と終了の判定に用いるモデルを示す作業機械と運搬機械の側面図である。
【図12】本発明の実施形態に係る作業機械が積込サイクル内の各作業の実施時刻と積載量を用いて積込作業の開始と終了の判定を行う方法を示すフローチャートである。
【図13】本発明の実施形態に係る作業機械の制御装置による積込作業中に演算した運搬荷重と積載量と運搬フラグＦｃｒｙと積込フラグＦｌｏａｄの演算結果を示すグラフである。
【図14】本発明の実施形態に係る作業機械のシステム構成を示す概略図である。
【図15】本発明の実施形態に係る作業機械の制御装置が，積載期間判定部による積込作業の開始と終了の判定結果，および運搬機械積載期間推定部による積込作業の開始と終了の推定結果を用いて運搬機械の識別を行う方法を示すフローチャートである。
【図16】本発明の実施形態に係る作業機械の制御装置において，複数の運搬機械の積載期間の推定に用いるモデルを示す積込作業中の作業機械と運搬機械の位置関係を示す上面図である。
【図17】本発明の実施形態に係る作業機械の制御装置の積載期間判定部による積込作業の開始と終了の判定結果，および運搬機械積載期間推定部による積込作業の開始と終了の推定結果を示すグラフである。
【図18】本発明の実施形態に係る作業機械のシステム構成を示す概略図である。
【図19】本発明の実施形態に係る作業機械の制御装置が積込作業や運搬機械の交換に要する時間を判定し，作業時間が長大である場合は警告を出力する方法を示すフローチャートである。
【図20】本発明の実施形態に係る作業機械の出力画面，および管理棟内に設置された管理者用の出力画面の一例を示す外観図である。
【発明を実施するための形態】
【0012】
以下，本発明の実施の形態について図面を用いて説明する。以下では，作業機械の荷重計測システムを構成する積込機械として油圧ショベルを，運搬機械としてダンプトラックを利用する場合について説明する。
【0013】
本発明が対象とする作業機械（積込機械）は，アタッチメント（作業具）としてバケットを有する油圧ショベルに限られず，グラップルやリフティングマグネット等，作業対象物の保持・解放が可能なものを有する油圧ショベルも含まれる。また，油圧ショベルのような旋回機能の無い作業腕を備えるホイールローダ等にも本発明は適用可能である。
【0014】
＜第１実施形態＞
図１は本実施形態に係る油圧ショベルの側面図である。図１の油圧ショベル１は，下部走行体１０と，下部走行体１０の上部に旋回可能に設けられた上部旋回体１１と，上部旋回体１１の前方に搭載された多関節型の作業腕であるフロント作業装置１２と，上部旋回体１１を回動する油圧モータである旋回モータ１９と，上部旋回体１１に設けられ操作者が乗り込んでショベル１を操作する操作室（運転室）２０と，操作室２０内に設けられ，油圧ショベル１に搭載されたアクチュエータの動作を制御するための操作レバー（操作装置）２２と，記憶装置（例えば，ＲＯＭ，ＲＡＭ），演算処理装置（例えばＣＰＵ）及び入出力装置を有し油圧ショベル１の動作を制御するコントローラ（制御装置）２１によって構成されている。
図１は本実施形態に係る油圧ショベルの側面図である。図１の油圧ショベル１は，下部走行体１０と，下部走行体１０の上部に旋回可能に設けられた上部旋回体１１と，上部旋回体１１の前方に搭載された多関節型の作業腕であるフロント作業装置１２と，上部旋回体１１を回動する油圧モータである旋回モータ１９と，上部旋回体１１に設けられ操作者が乗り込んでショベル１を操作する操作室（運転室）２０と，操作室２０内に設けられ，油圧ショベル１に搭載されたアクチュエータの動作を制御するための操作レバー（操作装置）２２と，記憶装置（例えば，ＲＯＭ，ＲＡＭ），演算処理装置（例えばＣＰＵ）及び入出力装置を有し油圧ショベル１の動作を制御するコントローラ（制御装置）２１によって構成されている。
【0015】
フロント作業装置１２は，上部旋回体１１に回動可能に設けられたブーム１３と，ブーム１３の先端に回動可能に設けられたアーム１４と，アーム１４の先端に回動可能に設けられたバケット（アタッチメント）１５とを備えている。また，フロント作業装置１２はフロント作業装置１２を駆動するアクチュエータとして，ブーム１３を駆動する油圧シリンダであるブームシリンダ１６と，アーム１４を駆動する油圧シリンダであるアームシリンダ１７と，バケット１５を駆動する油圧シリンダであるバケットシリンダ１８を備えている。
【0016】
ブーム１３，アーム１４，バケット１５の回動軸には夫々姿勢検出装置であるブーム角度センサ２４，アーム角度センサ２５，バケット角度センサ２６が取り付けられている。これら角度センサ２４，２５，２６からはブーム１３，アーム１４，バケット１５夫々の回動角度を取得できる。また，上部旋回体１１には旋回角速度センサ（例えば，ジャイロスコープ）２７と傾斜角度センサ２８が取り付けられており，それぞれ上部旋回体１１の旋回角速度と上部旋回体１１の前後方向の傾斜角度が取得できるように構成されている。角度センサ２４，２５，２６，２７，２８の検出値からはフロント作業装置１２の姿勢を特定する姿勢情報を取得できる。
【0017】
ブームシリンダ１６およびアームシリンダ１７にはそれぞれ負荷検出装置であるブームボトム圧センサ２９，ブームロッド圧センサ３０，アームボトム圧センサ３１，アームロッド圧センサ３２が取り付けられており，各油圧シリンダ内部の圧力が取得できるように構成されている。圧力センサ２９，３０，３１，３２の検出値からは各シリンダ１６，１８の推力，すなわちフロント作業装置１２に与えられる駆動力を特定する駆動力情報や，各シリンダ１６，１８の負荷を特定する負荷情報を取得できる。なおバケットシリンダ１８のボトム側とロッド側にも同様の圧力センサを設けてバケットシリンダ１８の駆動力情報や負荷情報を取得することで各種制御に利用しても良い。
【0018】
なお，ブーム角度センサ２４，アーム角度センサ２５，バケット角度センサ２６，傾斜角度センサ２８，旋回角速度センサ２７は，フロント作業装置１２の姿勢情報を算出可能な物理量を検出できるものであれば他のセンサに代替可能である。例えば，ブーム角度センサ２４，アーム角度センサ２５及びバケット角度センサ２６はそれぞれ傾斜角センサや慣性計測装置（ＩＭＵ）に代替可能である。また，ブームボトム圧センサ２９，ブームロッド圧センサ３０，アームボトム圧センサ３１，アームロッド圧センサ３２は，ブームシリンダ１６及びアームシリンダ１７が発生する推力，すなわちフロント作業装置１２に与えられる駆動力情報や各シリンダ１６，１７の負荷情報を算出可能な物理量を検出できるものであれば他のセンサに代替可能である。さらに推力，駆動力，負荷の検出に代えて又は加えて，ブームシリンダ１６及びアームシリンダ１７の動作速度をストロークセンサで検出したり，ブーム１３及びアーム１４の動作速度をＩＭＵで検出したりすることでフロント作業装置１２の動作を検出しても良い。
【0019】
操作室２０の内部には，コントローラ２１での演算結果（例えば，後述の荷重演算部５０に演算されたバケット１５内の作業対象物４の荷重値である運搬荷重やその積算値である運搬機械の積載量）などを表示するモニタ（表示装置）２３と，フロント作業装置１２と上部旋回体１１の動作を指示するための操作レバー２２とが備え付けられている。上部旋回体１１の上面にはコントローラ２１が外部のコンピュータ等の端末（例えば運搬機械であるダンプトラック２（図３参照）に搭載されたコントローラや管理棟５（図３参照）内に設置されたコンピュータ（不図示）や管理用モニタ４５（図２０参照）等）と通信するための外部通信機４２が取り付けられている。
【0020】
本実施形態のモニタ２３は，タッチパネルを有しており，操作者がコントローラ２１への情報の入力を行うための入力装置としても機能する。モニタ２３としては例えばタッチパネルを有する液晶ディスプレイが利用可能である。
【0021】
操作レバー２２は，ブーム１３の上げ・下げ（ブームシリンダ１６の伸縮）とバケット１５のダンプ・クラウド（バケットシリンダ１８の伸縮）をそれぞれ指示する第１レバー（図示せず）と，アーム１４のダンプ・クラウド（アームシリンダ１７の伸縮）と上部旋回体１１の左・右旋回（油圧モータ１９の左右回転）をそれぞれ指示する第２レバー（図示せず）を有する。第１，第２レバーはそれぞれ２複合のマルチ機能操作レバーで，第１レバーの前後操作がブーム１３の上げ・下げ，左右操作がバケット１５のクラウド・ダンプ，第２レバーの前後操作がアーム１４のダンプ・クラウド，左右操作が上部旋回体１１の左・右回転に対応している。レバーを斜め方向に操作すると，該当する２つのアクチュエータが同時に動作する。また，第１，第２レバーの操作量はアクチュエータ１６－１９の動作速度を規定する。
【0022】
また，上部旋回体１１には，運搬機械（ダンプトラック）２に対して警笛による合図で作業指示（より具体的には，積込作業開始に伴う運搬機械２の停止指示と，積込作業の終了に伴う運搬機械２の発進指示）を報知するための報知装置であるホーン４１と，油圧ショベル１以外の機械と作業対象物４の荷重に係る情報（運搬荷重や積載量）をやり取りするための通信装置の１つであるとともに，運搬機械２に関する動作や位置情報をやり取りするための運搬機械情報取得装置でもある外部通信機４２と，複数のＧＮＳＳ衛星からの信号を受信するためのアンテナ（測位情報取得装置）４３をさらに備え，操作室２０の内部にはスイッチ操作によりホーン４１を動作させるホーンスイッチ（作業指示スイッチ）４０をさらに備える。
【0023】
なお，作業指示に用いる合図は，上述したホーン４１による警笛の鳴動のみに限らず，ライトの明滅や外部通信機４２を介したブザー信号のように，運搬機械２の操作者に合図の有無を報知可能な構成であればよい。また，ホーンスイッチ４０は，操作レバー２２上に取り付けたスイッチや，操作室２０の床面に取り付けたフットスイッチのように合図の有無を指示できるインタフェースとして構成されていれば他のハードウェアでも良い。
【0024】
―コントローラ２１―
コントローラ２１は，演算処理装置（例えばＣＰＵ），記憶装置（例えば，ＲＯＭ，ＲＡＭ等の半導体メモリ），インタフェース（入出力装置）によって構成されており，記憶装置内に予め保存されているプログラム（ソフトウェア）を演算処理装置で実行し，プログラム内で規定されている設定値とインタフェースから入力された信号に基づいて演算処理装置が演算処理を行い，インタフェースから信号（演算結果）を出力する。
コントローラ２１は，演算処理装置（例えばＣＰＵ），記憶装置（例えば，ＲＯＭ，ＲＡＭ等の半導体メモリ），インタフェース（入出力装置）によって構成されており，記憶装置内に予め保存されているプログラム（ソフトウェア）を演算処理装置で実行し，プログラム内で規定されている設定値とインタフェースから入力された信号に基づいて演算処理装置が演算処理を行い，インタフェースから信号（演算結果）を出力する。
【0025】
図２は本発明の油圧ショベル１の制御装置であるコントローラ２１内部のシステム構成例を示す概略図である。コントローラ２１内部のシステムはいくつかのプログラムの組み合わせとして実行され，インタフェースを介してセンサ２４－３２の信号，およびホーンスイッチ４０の指示信号を入力し，演算処理装置で処理を実施した後，インタフェースを介して作業対象物４の荷重（運搬荷重）を演算しモニタ２３に荷重値を表示するとともに，外部通信機４２を介して運搬機械２への積載量を外部端末に送信するように構成されている。
【0026】
図２のコントローラ２１の内部にはコントローラ２１が実装しているプログラムの機能をブロック図で示している。コントローラ２１は，フロント作業装置１２の姿勢情報及びアクチュエータ１６，１７の負荷情報の少なくとも一方に基づいて積込サイクルにおける工程（換言するとフロント作業装置１２の動作）（具体的には，掘削工程，運搬工程，積込工程）を判定し，作業対象物４の荷重値である運搬荷重を運搬工程中に演算（計測）する荷重演算部５０と，ホーンスイッチ４０の出力信号に基づいてホーン（報知装置）４１を介した作業指示が出力されていることを検出する作業指示検出部５３と，作業指示検出部５３による作業指示の検出時における油圧ショベル１の動作状態に基づいて，或る運搬機械２に対する積込作業の最初の積込サイクルにおける積込工程が実行されたタイミング（積込作業の開始タイミング）と最後の積込サイクルにおける積込工程が実行されたタイミング（積込作業の終了タイミング）を判定する積載期間判定部５４と，積載期間判定部５４が最初の積込工程と判定したタイミングから最後の積込工程と判定したタイミングまでの間に荷重演算部５０で演算（計測）された作業対象物４の運搬荷重を積算してそれを運搬機械２の積載量として演算する積載量演算部５１と，荷重演算部５０と積載量演算部５１と積載期間判定部５４の出力（演算結果）に基づいてモニタ２３に表示する情報と外部通信機４２に送信する情報を生成する出力情報生成部５２とを備えている。
【0027】
―積載期間判定部５４による処理―
次に本実施形態のコントローラ２１における積載期間判定部５４が，ホーン４１から作業指示が出力されたときのフロント作業装置１２の動作状態（バケット１５の姿勢や高さ）に基づいて，１台の運搬機械２に対する積込作業の開始タイミング（最初の積込サイクルにおける積込工程のタイミング）と終了タイミング（最後の積込サイクルにおける積込工程のタイミング）を判定する方法について図３乃至図８を用いて説明する。
次に本実施形態のコントローラ２１における積載期間判定部５４が，ホーン４１から作業指示が出力されたときのフロント作業装置１２の動作状態（バケット１５の姿勢や高さ）に基づいて，１台の運搬機械２に対する積込作業の開始タイミング（最初の積込サイクルにおける積込工程のタイミング）と終了タイミング（最後の積込サイクルにおける積込工程のタイミング）を判定する方法について図３乃至図８を用いて説明する。
【0028】
図３は運搬機械（ダンプトラック）２に対する油圧ショベル１による積込作業の概観図である。油圧ショベル１は図３に示すように，一般には，（１）掘削対象３を掘削しバケット１５内部に作業対象物４を充填する「掘削工程」と，（２）掘削工程後に上部旋回体１１を旋回して運搬機械２の荷台上にバケット１５を移動する「運搬工程」と，（３）運搬工程後に荷台上にあるバケット１５をダンプ操作して作業対象物４を運搬機械２の荷台に放出し，作業対象物４のある掘削開始位置へバケット１５を移動する「積込工程」からなる積込サイクルを繰返し実施し，運搬機械２の荷台を作業対象物で満杯にして１台の運搬機械に対する積込作業を完了する。運搬機械２の荷台を作業対象物４で満杯にしたときの積載量を監視することで，作業現場の管理者は日毎，および作業開始日からの成果や進捗を把握できるようになる。
【0029】
コントローラ２１（荷重演算部５０）は，運搬工程の都度，バケット１５で運搬中の作業対象物４の荷重値（運搬荷重）を演算する。そして，コントローラ２１（積載量演算部５１）は１台の運搬機械２に対する積込作業が終わる度に，作業対象物４の運搬荷重を積算して得た運搬機械２への積載量を，油圧ショベル１に設けた外部通信機４２および管理棟５に設けた管理用通信アンテナ４４を介して，管理棟５内に設置された不図示のコンピュータに送信する。このとき，１台の運搬機械２へ積載した作業対象物４以外の運搬荷重を誤って積算してしまうと（例えば，現在の運搬機械だけでなく１台前の運搬機械に対する積込作業における運搬荷重も誤って積算してしまうと），積載量が不正確になり，積載量を正しく出力することができなくなる。すなわち，コントローラ２１は，１台の運搬機械に対して実施した積込工程における作業対象物５の荷重のみを積算すべきである。本発明では先述した油圧ショベル１の構成と，以下に説明する方法により，容易に運搬機械２へ積載した荷重のみを積算することが可能となる。
【0030】
図４Ａ及び図４Ｂ（図４）はコントローラ２１内部で実行されるプログラムの処理において，作業対象物４の運搬荷重の演算と，運搬機械２への積載量の演算と，作業指示信号と油圧ショベル１の姿勢に基づいて積込作業の開始と終了を判定する方法を示すフローチャートであり，図５は荷重演算部５０の処理において掘削工程，掘削工程，および積込工程の判定に用いる油圧ショベル１の姿勢と負荷を示すグラフであり，図６は荷重演算部５０の処理において運搬荷重の演算モデルを示す油圧ショベル１の側面図であり，図７は積載期間判定部５４の処理において積込作業の開始と終了の判定に用いるモデルを示す油圧ショベル１と運搬機械２の側面図である。図４乃至図７を用いて，荷重演算部５０が運搬工程中に計測した運搬荷重を積載量演算部５１が積算して運搬機械２の積載量を演算し，積載期間判定部５４が作業指示検出部５３の出力とセンサ２４乃至２８の出力から演算される油圧ショベル１の姿勢に基づいて積込作業の開始と終了を判定する方法について説明する。
【0031】
図４Ａ及び図４Ｂの各ステップはコントローラ２１において予め定められたサンプリング周期で実行される。また，コントローラ２１内の記憶装置（メモリ）には，積込作業において油圧ショベル１が実施している作業工程を示す状態量として，掘削フラグＦｄｉｇ，運搬フラグＦｃｒｙ，積込フラグＦｌｏａｄが内部に保持されている。なお，各フラグの初期状態は，掘削フラグＦｄｉｇがＯＦＦ，運搬フラグＦｃｒｙがＯＦＦ，積込フラグＦｌｏａｄがＯＮである。さらに，コントローラ２１内の記憶装置には油圧ショベル１が積込作業中であるか否かを示す状態量として積載中フラグＦｌｗを保持している。積載中フラグＦｌｗの初期値はＯＦＦである。
【0032】
図４Ａに示すフローチャートを開始すると，コントローラ２１（荷重演算部５０）はステップＳ１００で，積込フラグＦｌｏａｄがＯＮかつ，１サンプリング前のアームボトム圧センサ３１の出力ＰｒｅｖＰａｍ（前回アームボトム圧）が予めメモリに設定されている閾値Ｔｈ＿Ｐａｍ＿ｄｉｇより小さく，かつ現在のアームボトム圧センサ３１の出力Ｐａｍ（現在アームボトム圧）が閾値Ｔｈ＿Ｐａｍ＿ｄｉｇより大きいか否かを判定する。油圧ショベル１はアームシリンダ１７を押し出して掘削するため，図５のアームシリンダボトム圧Ｐａｍのグラフに示すように，掘削している間はアームシリンダボトム圧Ｐａｍが大きくなるので，アームボトム圧が閾値Ｔｈ＿Ｐａｍ＿ｄｉｇより上回ったことを判定すると掘削工程を開始したと判断できる。掘削工程の開始が判定されなかった場合はステップＳ１０３まで処理をスキップし，掘削工程の開始が判定された場合は処理をステップＳ１０１に進め，掘削フラグＦｄｉｇをＯＮ，および積込フラグＦｌｏａｄをＯＦＦに設定してステップＳ１０２に進む。
【0033】
ステップＳ１０２では，コントローラ２１（荷重演算部５０）は後述するステップＳ１０８で演算され，メモリに保持されている運搬荷重Ｍを０にリセットし，ステップＳ１０３に進む。
【0034】
ステップＳ１０３では，コントローラ２１（荷重演算部５０）はメモリに保持されている掘削フラグＦｄｉｇがＯＮかつ，１サンプリング前のアームボトム圧センサ３１の出力ＰｒｅｖＰａｍ（前回アームボトム圧）が予めメモリに設定されている閾値Ｔｈ_Ｐａｍ_ｃｒｙより高く，かつ現在のアームボトム圧センサ３１の出力Ｐａｍ（現在アームボトム圧）が閾値Ｔｈ_Ｐａｍ_ｃｒｙより小さいか否かを判定する。図５のアームシリンダボトム圧Ｐａｍのグラフに示すように，掘削工程が終了するとアームシリンダボトム圧Ｐａｍは小さくなるので，アームボトム圧が閾値Ｔｈ_Ｐａｍ_ｃｒｙより下回ったことを判定すると掘削工程が終了し，運搬工程が開始されたと判断できる。掘削工程の開始が判定されなかった場合はステップＳ１０５まで処理をスキップし，掘削工程の開始が判定された場合は処理をステップＳ１０４に進め，運搬フラグＦｃｒｙをＯＮ，および掘削フラグＦｄｉｇをＯＦＦに設定し, 運搬フラグＦｃｒｙをＯＮにした時刻からの時間ｔｐｌの計測を開始して,ステップＳ１０５に進む。なお，閾値Ｔｈ＿Ｐａｍ＿ｄｉｇと閾値Ｔｈ＿Ｐａｍ＿ｃｒｙに関して，図６に示した例は一例に過ぎず，油圧ショベル１が掘削工程以外の作業中における平均的な圧力以上の範囲の中で，掘削工程の開始と終了を判定できる任意の値を設定する。
【0035】
ステップＳ１０５では，コントローラ２１（荷重演算部５０）は運搬フラグＦｃｒｙがＯＮとなっているか否か判定する。運搬フラグＦｃｒｙがＯＮではない場合は処理をステップＳ１０９までスキップし，運搬フラグＦｃｒｙがＯＮの場合は処理をステップＳ１０６に進める。
【0036】
ステップＳ１０６では, コントローラ２１（荷重演算部５０）は運搬フラグＦｃｒｙがＯＮになってから経過した時間ｔｐｌが時間閾値Ｔｈ＿ｔｐｌ以上となっているか否かを判定する。時間閾値Ｔｈ＿ｔｐｌを経過していない場合は処理をステップＳ１０７に進める。
【0037】
ステップＳ１０７では,コントローラ２１（荷重演算部５０）は瞬時の作業対象物４の荷重（作業対象物荷重）Ｍｌを演算し，これを時系列順に記録する。瞬時の作業対象物荷重Ｍｌは公知の方法により演算する。例えば,図６に示すように，ブーム１３の回動軸周りに作用し，ブームシリンダ１６の推力により発生するトルクと，フロント作業装置１２の重力と旋回遠心力により発生するトルクと，作業対象物４の重力と旋回遠心力により発生するトルクの釣合を利用する。ブームシリンダ１６の推力Ｆｃｙｌはブームボトム圧センサ２９の出力信号をＰｂｍ１，ブームロッド圧センサ３０の出力信号をＰｂｍ２，ブームシリンダ１６の受圧面積をＡ１，Ａ２として，以下の式（１）で算出される。
Ｆｃｙｌ＝Ａ１・Ｐｂｍ１－Ａ２・Ｐｂｍ２・・・（１）
Ｆｃｙｌ＝Ａ１・Ｐｂｍ１－Ａ２・Ｐｂｍ２・・・（１）
【0038】
ブームシリンダ１６が発生するトルクＴｂｍは，ブーム回動軸とブームシリンダ１６の推力の作用点を結んだ線分の長さをＬｂｍ，ブームシリンダ１６の推力Ｆｃｙｌと線分Ｌｂｍと推力の方向が成す角度をθｃｙｌとして以下の式（２）で算出される。
Ｔｂｍ＝Ｆｃｙｌ・Ｌｂｍ・ｓｉｎ（θｃｙｌ） …（２）
Ｔｂｍ＝Ｆｃｙｌ・Ｌｂｍ・ｓｉｎ（θｃｙｌ） …（２）
【0039】
フロント作業装置１２の重力により発生するトルクＴｇｆｒは，フロント作業装置１２の重心重量をＭｆｒ，重力加速度をｇ，ブーム回動軸とフロント重心までの前後方向の長さをＬｆｒ，ブーム回動軸とフロント重心を結ぶ線分と水平面が成す角度をθｆｒとして以下の式（３）で算出される。
Ｔｇｆｒ＝Ｍｆｒ・ｇ・Ｌｆｒ・ｃｏｓ（θｆｒ） …（３）
Ｔｇｆｒ＝Ｍｆｒ・ｇ・Ｌｆｒ・ｃｏｓ（θｆｒ） …（３）
【0040】
フロント作業装置１２が旋回遠心力により発生するトルクＴｃｆｒは，上部旋回体１２の旋回中心とフロント重心までの前後方向の長さをＲｆｒ，旋回角速度をωとして以下の式（４）で算出される。
Ｔｃｆｒ＝Ｍｆｒ・Ｒｆｒ・ω２・Ｌｆｒ・ｓｉｎ（θｆｒ） …（４）
Ｔｃｆｒ＝Ｍｆｒ・Ｒｆｒ・ω２・Ｌｆｒ・ｓｉｎ（θｆｒ） …（４）
【0041】
なお，Ｍｆｒ，Ｌｆｒ，Ｒｆｒ，θｆｒは予め設定された上部旋回体１２，ブーム１３，アーム１４，バケット１５それぞれの長さ，重心位置，重量と，ブーム角度センサ２４，アーム角度センサ２５，バケット角度センサ２６から出力される角度信号から算出される。作業対象物が重力により発生するトルクＴｇｌは，作業対象物荷重をＭｌ，ブーム回動軸とバケット重心までの前後方向の長さをＬｌ，ブーム回動軸と作業対象物重心を結ぶ線分と水平面が成す角度をθｌとして以下の式（５）で算出される。
Ｔｇｌ＝Ｍｌ・ｇ・Ｌｌ・ｃｏｓ（θｌ） …（５）
Ｔｇｌ＝Ｍｌ・ｇ・Ｌｌ・ｃｏｓ（θｌ） …（５）
【0042】
作業対象物が旋回遠心力により発生するトルクＴｃｌは，上部旋回体１２の旋回中心とバケット重心までの前後方向の長さをＲｌとして以下の式（６）で算出される。
Ｔｃｌ＝Ｍｌ・Ｒｌ・ω２・Ｌｌ・ｓｉｎ（θｌ） …（６）
Ｔｃｌ＝Ｍｌ・Ｒｌ・ω２・Ｌｌ・ｓｉｎ（θｌ） …（６）
【0043】
式（２）乃至（６）に示した，ブーム１３の回動軸周りに作用する各トルクの釣合を変形して作業対象物荷重Ｍｌに関して展開すると，作業対象物の荷重Ｍｌは以下の式（７）で算出される。
Ｍｌ＝（Ｔｂｍ－Ｔｇｆｒ－Ｔｃｆｒ）／
（Ｌｌ・（ｇ・ｃｏｓ（θｌ）＋Ｒｌ・ω２・ｓｉｎ（θｌ））） …（７）
Ｍｌ＝（Ｔｂｍ－Ｔｇｆｒ－Ｔｃｆｒ）／
（Ｌｌ・（ｇ・ｃｏｓ（θｌ）＋Ｒｌ・ω２・ｓｉｎ（θｌ））） …（７）
【0044】
式（１）乃至（７）による作業対象物荷重の演算では，センサのノイズや油圧回路の特性などにより，作業対象物の荷重Ｍｌは常に変動し一定の値とならないので，時間ｔｐｌが時間閾値Ｔｈ＿ｔｐｌに達するまでの間にステップＳ１０７で記録した瞬時の作業対象物荷重Ｍｌを平均化することで，運搬荷重Ｍとして確定する。
【0045】
ところで,ステップＳ１０６で運搬フラグＦｃｒｙがＯＮとなってから経過した時間ｔｐｌが，予めメモリに保存されている時間閾値Ｔｈ＿ｔｐｌより大きい場合はステップＳ１０８に進む。
【0046】
ステップＳ１０８では，コントローラ２１（荷重演算部５０）は瞬時の作業対象物荷重Ｍｌの記録に基づき，瞬時の作業対象物荷重Ｍｌの合計を運搬フラグＦｃｒｙがＯＮとなってから経過した時間ｔｐｌで除することで瞬時の作業対象物荷重Ｍｌの平均である運搬荷重Ｍを演算，出力しステップＳ１０９に進む。
【0047】
ステップＳ１０９では，コントローラ２１（荷重演算部５０）は運搬フラグＦｃｒｙがＯＮかつ，１サンプリング前のバケット角度センサ２６の出力であるアーム‐バケット間の相対角度Ｐｒｅｖθｂｋ（前回バケット角）が予め設定されている閾値Ｔｈ＿θｂｋ＿ｌｏａｄより小さく，かつ現在のバケット角度センサ２６の出力θｂｋ（現在バケット角）が閾値Ｔｈ＿θｂｋ＿ｌｏａｄより大きいか否かを判定する。図６のアーム１４とバケット１５の相対角度θｂｋのグラフに示すように油圧ショベル１は，積込時はバケット１５内の土砂を放出するようアーム１４とバケット１５の間を広げるため，アーム１４とバケット１５の相対角度θｂｋが大きくなるので，アーム１４とバケット１５の相対角度θｂｋが閾値Ｔｈ＿θｂｋ＿ｌｏａｄより上回ったことを判定することにより掘削工程を終了し，積込工程を開始したと判断できる。
【0048】
ステップＳ１０９で積込工程の開始が判定されなかった場合はステップＳ１１３まで処理をスキップする。逆にステップＳ１０９で積込工程の開始が判定された場合は処理をステップＳ１１０に進め，コントローラ２１（積載量演算部５１）は積込フラグＦｌｏａｄをＯＮ，および運搬フラグＦｃｒｙをＯＦＦに設定しステップＳ１１１に進む。なお，閾値Ｔｈ＿θｂｋ＿ｌｏａｄに関して図６に示した例は一例に過ぎず，油圧ショベル１の積込工程中におけるアーム‐バケット間の相対角度θｂｋの範囲の中で，積込工程の開始を判定できる任意の値を設定することが可能である。
【0049】
ステップＳ１１１で，コントローラ２１（積載量演算部５１）は積載中フラグＦｌｗがＯＮとなっているか否か判定する。積載中フラグＦｌｗがＯＮの場合は油圧ショベル１が運搬機械２に積込作業を実施しているとして，ステップＳ１１２において荷重の積算値ＭｔｏｔａｌにステップＳ１０８で演算した運搬荷重Ｍを加算する。一方,ステップＳ１１１で積載中フラグがＯＦＦの場合は,ステップＳ１１２をスキップし，ステップＳ１１３に処理を進める。
【0050】
ステップＳ１１３で，コントローラ２１（作業指示検出部５３）は, ホーンスイッチ４０（ホーン４１）を介して運搬機械２に対して作業指示Ｆｈｏｒｎがあったか否かを判定する。作業指示がなかった場合（ＦｈｏｒｎがＯＦＦの場合）は，処理をステップＳ１００に戻し，再度ステップＳ１００以降の演算を実行するようにコントローラ２１内部のプロクラムは動作し，作業指示があった場合（ＦｈｏｒｎがＯＮの場合）は処理をステップＳ１１４に進める。
【0051】
ステップＳ１１４で，コントローラ２１（積載期間判定部５４）は，運搬フラグＦｃｒｙがＯＮかつ，センサ２４乃至センサ２８の出力より演算した水平面を基準としたバケット５の開口部の角度θａｂ（以下，「バケット絶対角度θａｂ」と称することがある）が，予めメモリに記録されている角度閾値Ｔｈ＿θａｂ以上か否かを判定する。なお，バケット絶対角度θａｂは，例えばセンサ２４乃至センサ２８の出力を全て足し合わせることで演算でき，本稿ではバケット１５がクラウド（バケット１５を操作室２０の方向に巻き込む）される方向を正としており，図７に示すようにバケット１５の回動中心から鉛直上方を１２時としたときの９時の方向を０とし，そこから反時計回り方向に向かって角度が単調に増加する設定としている。図７の（ａ）に示すように，積込作業を開始する前は運搬機械２が積込工程を行う場所に油圧ショベル１に向かって後進する。その際，油圧ショベル１は最初の積込工程を始められるように作業対象物４を保持した状態で運搬機械２の方向を向き，運搬機械２が積込工程に適した位置に到達した段階で，ホーン４１を介して運搬機械２へ停止するよう合図を送る。そのため，油圧ショベル１が掘削工程中であり，かつバケット絶対角度θａｂが作業対象物４を保持可能な角度閾値Ｔｈ＿θａｂ以上のときに作業指示があった場合は，積込作業の開始（最初の積込サイクルにおける積込工程が実施される状況）であると判断できる。
【0052】
ステップＳ１１４で運搬フラグＦｃｒｙがＯＮかつバケット絶対角度θａｂが閾値Ｔｈ＿θａｂ以上の場合は，コントローラ２１（積載期間判定部５４）は，積込作業の開始であると判定し，ステップＳ１１５に進む。ステップＳ１１５では積載中フラグＦｌｗをＯＮとすることで，積込作業が開始されたと判定し，処理をステップＳ１００に戻す。一方，ステップＳ１１４において条件を満たしていなかった場合（すなわち積込作業中か積込作業の終了する状況）はステップＳ１１６に進む。
【0053】
ステップＳ１１６では，コントローラ２１（積載期間判定部５４）は，積込フラグＦｌｏａｄがＯＮかつ，バケット絶対角度θａｂが予めメモリに記録されている角度閾値ＴＨｈ＿θａｂより小さいか否かを判定する。図７の（ｂ）に示すように，積込作業の終了後は運搬機械２が積込工程を行った場所から離れるように前進する。その際，油圧ショベル１は最後の積込工程を終えた後に作業対象物４を開放した状態で，ホーン４１を介して運搬機械２へ発進するよう合図を送る。そのため，油圧ショベル１が積込工程中であり，かつバケット絶対角度θａｂが作業対象物４を開放状態とする角度閾値Ｔｈ＿θａｂより小さい場合に作業指示があった場合は，積込作業の終了（最後の積込サイクルにおける積込工程が実施される状況）であると判断できる。ステップＳ１１６で積込フラグＦｌｏａｄがＯＮかつバケット角度θａｂが閾値Ｔｈ＿θａｂより小さい場合は，コントローラ２１（積載期間判定部５４）は，積込作業の終了であると判定し，ステップＳ１１７に進む。
【0054】
ステップＳ１１７で，コントローラ２１（積載期間判定部５４）は積載中フラグＦｌｗをＯＦＦとすることで積込作業が終了したと判定した後，コントローラ２１（出力情報生成部５２）は外部通信機４２を介して積載量Ｍｔｏｔａｌを送信し（ステップＳ１１８），コントローラ２１（積載量演算部５１）は積載量Ｍｔｏｔａｌをリセットし（ステップＳ１１９），ステップＳ１００に処理を戻す。なお，ステップＳ１１６で条件を満たしていなかった場合はステップＳ１００に処理を戻す。
【0055】
図８は本発明の作業機械の出力装置の１つであるモニタ２３の出力画面を示す外観図で，図８の上部に示した画面は積込作業が開始されたと判定された時（すなわち，図４ＢのステップＳ１１５で積載中フラグＦｌｗがＯＮに設定されたとき）の出力画面で，図８下部に示した画面は積込作業が終了したと判定された時（すなわち，図４ＢのステップＳ１１７で積載中フラグＦｌｗがＯＦＦに設定されたとき）の出力画面である。図８を用いて出力情報生成部５２の出力，および運搬荷重の計測結果に係る表示内容について説明する。
【0056】
図８に示すようにモニタ２３の画面上には，コントローラ２１内の記憶装置に記憶された運搬機械２の目標積載量（ｋｇ）が表示される目標積載量表示部９０と，積載量演算部５１から出力される運搬機械２への積載量Ｍｔｏｔａｌが表示される積載量表示部９１と，積載量演算部５１から出力される積載量Ｍｔｏｔａｌと目標積載量の差分である残り積載量が表示される残り積載量表示部９２と，荷重演算部５０から出力される運搬荷重Ｍが表示される運搬荷重表示部９３と，積載期間判定部５４から出力される積載期間判定に基づく注意喚起表示が表示される注意喚起表示部９４とが配置されている。出力情報生成部５２はこれら各部９０－９４の表示（数値と文字列）をコントローラ２１の演算結果や記憶情報に基づいて所定周期で更新している。なお，図４ＢのフローではステップＳ１１８で積載量Ｍｔｏｔａｌを外部端末に送信した直後に積載量Ｍｔｏｔａｌをゼロリセットしているが，モニタ２３の画面上の積載量をゼロリセットするタイミングは図４Ｂのフローと異ならせても良い。そのため，図８の下部の画面における積載量表示部９２の積載量はゼロとなっていない。
【0057】
出力情報生成部５２は，図８の上部の画面に示すように積込作業が開始された場合は積込作業の開始を喚起し，運搬機械２に過剰に積載する過積載を防ぐように注意喚起表示を表示する。また，出力情報生成部５２は，図８の下部の画面に示すように，積込作業が終了した場合は積込作業の終了を喚起し，次の積込作業に移行するように促す文字列を注意喚起表示部９４に表示する。
【0058】
－動作・効果－
上記のように構成した油圧ショベル１において積込作業が開始されると，コントローラ２１は，最初の積込サイクルの掘削工程のタイミングでステップＳ１００においてＹＥＳと判定し，掘削フラグをＯＮにし（ステップＳ１０１），運搬荷重Ｍをゼロリセットする（ステップＳ１０２）。続いてコントローラ２１は，最初の積込サイクルの運搬工程のタイミングでステップＳ１０３においてＹＥＳと判定し，運搬フラグをＯＮにし（ステップＳ１０４），運搬工程を開始した時刻からの経過時間ｔｐｌの計測を行う。時間ｔｐｌが閾値Ｔｈ＿ｔｐｌに達するまでの間，コントローラ２１は瞬時荷重Ｍｌを繰り返し演算し（ステップＳ１０７），時間ｔｐｌが閾値Ｔｈ＿ｔｐｌに達したら，瞬時荷重Ｍｌの平均値を演算してそれを運搬荷重Ｍとする（ステップＳ１０８）。このとき油圧ショベル１は図７の（ａ）に示すようにバケット１５の開口を略水平に保持した状態で運搬機械２の到着を待っているため，コントローラ２１はステップＳ１０９においてＮＯと判定してステップＳ１１３に処理を進める。
上記のように構成した油圧ショベル１において積込作業が開始されると，コントローラ２１は，最初の積込サイクルの掘削工程のタイミングでステップＳ１００においてＹＥＳと判定し，掘削フラグをＯＮにし（ステップＳ１０１），運搬荷重Ｍをゼロリセットする（ステップＳ１０２）。続いてコントローラ２１は，最初の積込サイクルの運搬工程のタイミングでステップＳ１０３においてＹＥＳと判定し，運搬フラグをＯＮにし（ステップＳ１０４），運搬工程を開始した時刻からの経過時間ｔｐｌの計測を行う。時間ｔｐｌが閾値Ｔｈ＿ｔｐｌに達するまでの間，コントローラ２１は瞬時荷重Ｍｌを繰り返し演算し（ステップＳ１０７），時間ｔｐｌが閾値Ｔｈ＿ｔｐｌに達したら，瞬時荷重Ｍｌの平均値を演算してそれを運搬荷重Ｍとする（ステップＳ１０８）。このとき油圧ショベル１は図７の（ａ）に示すようにバケット１５の開口を略水平に保持した状態で運搬機械２の到着を待っているため，コントローラ２１はステップＳ１０９においてＮＯと判定してステップＳ１１３に処理を進める。
【0059】
その後，油圧ショベル１のオペレータは運搬機械２の到着に合わせてホーン４１を鳴らして停止の合図（作業指示）を出力する。ホーン４１による作業指示を検出されるとコントローラ２１はステップＳ１１３からステップＳ１１４に処理を進め，ステップＳ１１４においてＹＥＳと判定して積載中フラグをＯＮにする（ステップＳ１１５）。油圧ショベル１がバケット１５のダンプ操作をして運搬機械２の荷台に対する作業対象物の積み込み（すなわち，最初の積込サイクルの積込工程）を開始すると，コントローラ２１はステップＳ１０９においてＹＥＳと判定し，積込フラグＦｌｏａｄをＯＮにする（ステップＳ１１０）。続くステップＳ１１１の判定では積載中フラグＦｌｗはＯＮであるためステップＳ１１２に進み，ステップＳ１０８で演算した運搬荷重Ｍが積載量Ｍｔｏｔａｌ（＝ゼロ）に積算される。
【0060】
以後は，運搬機械２の荷台が一杯になるまで複数の積込サイクルが油圧ショベル１によって実行される。その際，コントローラ２１は各運搬工程で運搬荷重Ｍを演算するとともに（ステップＳ１０８），各積込工程で運搬荷重Ｍを積算して積載量Ｍｔｏｔａｌを演算する。
【0061】
その後，図７の（ｂ）に示すように最後の積込サイクルの積込工程によって運搬機械２の荷台を作業対象物４で一杯にしたら，油圧ショベル１のオペレータはホーン４１を鳴らして運搬機械に対する発進の合図（作業指示）を出力する。この作業指示を検出したコントローラ２１はステップＳ１１３からステップＳ１１４に処理を進めるが，最初の積込サイクルと異なり運搬フラグＦｃｒｙがＯＦＦなのでステップＳ１１６に処理を進める。ステップＳ１１６では，積込フラグＦｌｏａｄがＯＮでバケット絶対角度θａｂが閾値より小さいためステップＳ１１７に進む。これによりコントローラ２１は積載中フラグをＯＦＦに設定し（ステップＳ１１７），積載量Ｍｔｏｔａｌを外部端末に送信し（ステップＳ１１８），積載量Ｍｔｏｔａｌをゼロリセットし（ステップＳ１１９），次の運搬機械２に対する積込作業に移行する。
【0062】
以上のように本実施形態では，ステップＳ１１４で，油圧ショベル１から運搬機械２への作業指示が出力された時における積込サイクルの工程とフロント作業装置１２の動作状態とを対比することで，１台の運搬機械２に対する積込作業の開始と終了を容易に判定でき，積込作業の開始と終了の間のみ運搬荷重Mを積算するので積載量を正確に演算することができる。
【0063】
なお，図４ＢのステップＳ１１４において，積込作業の開始タイミングの判定精度を向上するために，バケット絶対角度θａｂの大きさに加えて運搬フラグＦｃｒｙがＯＮか否かも考慮したが，運搬フラグＦｃｒｙを考慮対象から除外してバケット絶対角度θａｂのみで判定しても良い。同様に図４ＢのステップＳ１１６についても積込フラグＦｌｏａｄを考慮対象から除外しても良い。
【0064】
また，図４ＢのステップＳ１１８では，積載量Ｍｔｏｔａｌを外部端末に送信したが，外部端末の送信に代えてコントローラ２１内の記憶装置や油圧ショベル１に搭載された他の記憶装置に積載量Ｍｔｏｔａｌを記憶するに留め，外部端末への送信は省略してもよい。
【0065】
＜変形例１＞
ところで，図４ＢのステップＳ１１４乃至ステップＳ１１９で示した積込作業の開始と終了の判定方法は前述した方法に限定されるものではなく，異なる形式で実施されていても良い。
ところで，図４ＢのステップＳ１１４乃至ステップＳ１１９で示した積込作業の開始と終了の判定方法は前述した方法に限定されるものではなく，異なる形式で実施されていても良い。
【0066】
本変形例では，コントローラ２１は，作業指示が検出された積込サイクルの運搬工程において上部旋回体１１が停止した場合には１台の運搬機械２に対する積込作業における最初の積込工程が行われた（積込作業が開始した）と判定し，作業指示が検出された積込サイクルの運搬工程において上部旋回体１１が停止しなかった場合（すなわち上部旋回体１１が旋回している場合）には１台の運搬機械２に対する積込作業における最後の積込工程が行われた（積込作業が終了した）と判定する。以下，この場合の詳細について説明する。
【0067】
図９Ａ及び図９Ｂは，本変形例において，運搬工程中の油圧ショベル１の停止期間を計測して積込作業の開始と終了の判定を行う方法を示すフローチャートである。図９Ａ及び図９Ｂを用いて，積込作業の開始と終了の判定方法について説明する。図９Ａのフローチャートは図４ＡにおけるステップＳ１０５とステップＳ１０６の間に挿入され，図９Ｂのフローチャートは図４ＢにおけるステップＳ１１４乃至ステップＳ１１９に代替するものである。
【0068】
図４ＡのステップＳ１０５にて運搬フラグＦｃｒｙがＯＮであったと確認された場合，コントローラ２１（積載期間判定部５４）は図９ＡのステップＳ１２０において，旋回角速度センサ２７によって計測される上部旋回体１１の角速度ωが速度閾値Ｔｈ＿ωｓｔｏｐより小さく，かつバケット角度θａｂが角度閾値Ｔｈ＿θａｂより大きいか否かを判定する。条件に該当する場合は，コントローラ２１は，ステップＳ１２１においてメモリに保持されているカウントＣｓｔｏｐに１を加算した後，処理を図４ＡのステップＳ１０６に戻す。条件に該当しなかった場合は，何もせず処理を図４ＡのステップＳ１０６に戻す。その後，図４Ａ及び図４Ｂの処理ステップＳ１０６乃至ステップＳ１１３を実施する。
【0069】
次に，図４ＢのステップＳ１１３においてホーンスイッチ４０から運搬機械２へ作業指示があったと判定された場合，コントローラ２１は，図９ＢのステップＳ１２２でステップＳ１２１により演算されたカウントＣｓｔｏｐが閾値Ｔｈ＿Ｃｓｔｏｐより大きいか否かを判定する。閾値Ｔｈ＿Ｃｓｔｏｐとして例えば１を設定できる。
【0070】
油圧ショベル１は通常，積込作業の効率を上げるため，掘削工程後は直ちに運搬工程へと移行し，さらに運搬工程中に入力した上部旋回体１１の旋回を停止することなく積込工程へと移行する。カウントＣｓｔｏｐが閾値Ｔｈ＿Ｃｓｔｏｐ（例えば１）より大きいということは，運搬工程中に油圧ショベル１が上部旋回体１１の旋回を止め，積込工程に移行することなく運搬機械２の入場を待機していたと判断できる。
【0071】
そこで，ステップＳ１２２の条件に該当する場合は，コントローラ２１は積込作業が開始されたとしてステップＳ１１５に処理を進め，そうでない場合は積込作業が終了されたとしてステップＳ１１７に処理を進める。
【0072】
なお，メモリに保持されているカウンタＣｓｔｏｐは，図４ＡのステップＳ１０２における運搬荷重Ｍを０にリセットすると同時に０にリセットする。
【0073】
なお，上述の掘削工程中における停止判定は上部旋回体１１の旋回速度のみに限定されるものではなく，旋回に起因するバケット１５の回動速度や，操作レバー２２による旋回操作量の積分値などを用いても良いことは明白である。
【0074】
＜変形例２＞
本変形例では，コントローラ２１は，作業指示が検出された積込サイクルの積込工程におけるバケット爪先の高さＨｂｋの最下点ＰｒｅｖＨｂｋが所定の高さ閾値ＴＨ＿Ｈｂｋより小さい場合には最初の積込工程が行われた（積込作業が開始した）と判定し，作業指示が検出された積込サイクルの積込工程におけるバケット爪先の高さの最下点ＰｒｅｖＨｂｋが高さ閾値ＴＨ＿Ｈｂｋより大きい場合には最後の積込工程が行われた（積込作業が終了した）と判定する。
本変形例では，コントローラ２１は，作業指示が検出された積込サイクルの積込工程におけるバケット爪先の高さＨｂｋの最下点ＰｒｅｖＨｂｋが所定の高さ閾値ＴＨ＿Ｈｂｋより小さい場合には最初の積込工程が行われた（積込作業が開始した）と判定し，作業指示が検出された積込サイクルの積込工程におけるバケット爪先の高さの最下点ＰｒｅｖＨｂｋが高さ閾値ＴＨ＿Ｈｂｋより大きい場合には最後の積込工程が行われた（積込作業が終了した）と判定する。
【0075】
図１０は積込工程中の油圧ショベル１のバケット爪先の高さを計測して積込作業の開始と終了の判定を行う方法を示すフローチャートであり，図１１は積込作業の開始と終了の判定に用いるモデルを示す油圧ショベル１と運搬機械２の側面図である。図１０および図１１を用いて，積込作業の開始と終了の判定方法について説明する。
【0076】
図１０のフローチャートは図４ＢにおけるステップＳ１１３乃至ステップＳ１１９を代替するものである。図４ＢのステップＳ１０９またはステップＳ１１２にて積込工程の開始確認が終了した後，コントローラ２１（積載期間判定部５４）はステップＳ１３０で積込フラグＦｌｏａｄがＯＮ，かつ水平面に対するバケット絶対角度θａｂが予めメモリに記録されている閾値Ｔｈ＿θａｂ＿ｌｏａｄより大きいか否かを判定する。図１１に示すように閾値Ｔｈ＿θａｂ＿ｌｏａｄは，運搬機械２の上で作業対象物４を開放するようにバケット１５を動作させる際の動作完了より僅かに大きい値としているので，ステップＳ１３０による判定では作業対象物４を開放する動作を開始してから終了するまでの期間を抽出している。条件に合致しない場合は処理をステップＳ１１３までスキップし，条件に合致する場合は処理をステップＳ１３１に進める。
【0077】
ステップＳ１３１では，コントローラ２１はバケット爪先の高さＨｂｋを演算する。Ｈｂｋはコントローラ２１のメモリに予め記録されている油圧ショベル１とフロント作業装置１２の寸法，およびブーム角度センサ２４，アーム角度センサ２５，バケット角度センサ２６の信号を用いて演算し，下部走行体１０の底面を０，油圧ショベル１の上部方向を正とする。
【0078】
ステップＳ１３１でＨｂｋを演算した後，ステップＳ１３２ではコントローラ２１はＨｂｋが後述するステップＳ１３３でメモリに保持されているＰｒｅｖＨｂｋより小さいか否かを判定する。ＰｒｅｖＨｂｋには高さ閾値よりも大きい初期値（本実施形態では０）が決められている。ＨｂｋがＰｒｅｖＨｂｋよりも大きい場合は処理をステップＳ１１３までスキップし，小さい場合はステップＳ１３３にてメモリに保持しているＰｒｅｖＨｂｋをＨｂｋにて上書きし，処理をステップＳ１１３に進める。このステップＳ１３２およびステップＳ１３３の処理では，図１２に示すように，積込工程において作業対象物４を開放する動作（バケットダンプ動作）を開始してから終了するまでの期間におけるバケット１５の爪先高さＨｂｋの最下点を抽出することが行われている。
【0079】
ステップＳ１１３では，コントローラ２１はホーンスイッチ４０から運搬機械２へ作業指示Ｆｈｏｒｎがあったか否かを判定する。作業指示があった場合はステップＳ１３４で作業指示があったことを保持する指示保持フラグＴｅｍｐＦｈｏｒｎをＯＮに設定し，そうでない場合は処理をＳ１３５に進める。
【0080】
ステップＳ１３５ではコントローラ２１は指示保持フラグＴｅｍｐＦｈｏｒｎがＯＮか否かを判定し，ＯＮとなっていない場合は処理をステップＳ１００までスキップさせ，ＯＮである場合は処理をステップＳ１３６に進める。
【0081】
ステップＳ１３６ではコントローラ２１は水平面に対するバケット絶対角度θａｂが予めメモリに記録されている閾値Ｔｈ＿θａｂ＿ｌｏａｄより大きいか否かを判定する。すなわち，作業対象物４を開放する動作を終了しているか否かを判定する。条件に該当しない場合は処理をステップＳ１００までスキップさせ，該当する場合は処理をステップＳ１３７に進める。
【0082】
ステップＳ１３７では，コントローラ２１は積込工程中にメモリに保持されたＰｒｅｖＨｂｋが予めメモリに記録されている高さ閾値Ｔｈ＿Ｈｂｋより小さいか否かを判定する。図１１の（ａ）に示すように，積込作業の開始時（最初の積込工程）は運搬機械２に掘削対象物４が入っておらず，油圧ショベル１は掘削対象物４の落下による運搬機械２へのダメージが小さくなるように，なるべく低い位置から掘削対象物４を開放する。一方で図１１の（ｂ）に示すように，積込作業の終了時（最後の積込工程）は運搬機械２に掘削対象物４が入っているため，油圧ショベル１は積込作業の開始時よりも高い位置から掘削対象物４を開放する。そのため，積込工程中のバケット爪先高さＨｂｋの最下点であるＰｒｅｖＨｂｋは，積込作業の最初と最後で大きさが異なる。
【0083】
ステップＳ１３７でＰｒｅｖＨｂｋが閾値Ｔｈ＿Ｈｂｋより小さい，すなわち積込作業の開始と判定した場合は処理をステップＳ１１５に進め，積載中フラグＦｌｗをＯＮとした後，ステップＳ１１２を実行し積載量Ｍｔｏｔａｌに運搬荷重Ｍを加算し，処理をステップＳ１３８に進める。なお，ステップＳ１３５とステップＳ１３６の処理により積載中フラグＦｌｗがＯＮとなるタイミングが遅れ，最初の積込工程における図４ＢのステップＳ１１１が実施されないことに対して補償するために，ステップＳ１１５の後にステップＳ１１２を実施している。
【0084】
一方，ステップＳ１３７でＰｒｅｖＨｂｋが閾値Ｔｈ＿Ｈｂｋより大きい，すなわち積込作業の終了と判定した場合は，処理をステップＳ１１７に進め，積載中フラグＦｌｗをＯＦＦに設定し，続いてステップＳ１１８で積載量Ｍｔｏｔａｌの送信，ステップＳ１１９で積載量Ｍｔｏｔａｌを０にリセットし，処理をステップＳ１３８に進める。
【0085】
ステップＳ１３８では，コントローラ２１は，指示保持フラグＴｅｍｐＦｈｏｒｎをＯＦＦに設定するとともにＰｒｅｖＨｂｋを初期値（＝０）にリセットし，処理をステップＳ１００に戻す。
【0086】
＜第２実施形態＞
第１実施形態では，運搬機械２を停止する作業指示（ホーン４１）は運搬工程で出力され，運搬機械２を発進する作業指令は積込工程で出力されたが，油圧ショベル１のオペレータによっては，運搬機械２を停止する作業指示を運搬工程の後に続く積込工程で出力し，運搬機械２を発進する作業指令を積込工程の前の運搬工程で出力することがある。このような場合にも積載量が正確に演算されるようにする必要がある。
第１実施形態では，運搬機械２を停止する作業指示（ホーン４１）は運搬工程で出力され，運搬機械２を発進する作業指令は積込工程で出力されたが，油圧ショベル１のオペレータによっては，運搬機械２を停止する作業指示を運搬工程の後に続く積込工程で出力し，運搬機械２を発進する作業指令を積込工程の前の運搬工程で出力することがある。このような場合にも積載量が正確に演算されるようにする必要がある。
【0087】
（１）そこで本実施形態のコントローラ２１は，作業指示を第１積込サイクルの運搬工程で検出し，第１積込サイクルの１サイクル前の第２積込サイクルまでの積載量Ｍｔｏｔａｌが積載閾値Ｔｈ＿Ｍｔｏｔａｌより小さい場合，または，作業指示を第１積込サイクルの運搬工程で検出し，第１積込サイクルの運搬工程の開始から作業指示の検出時までの経過時間ｔｃｒｙが第１時間閾値Ｔｈ＿ｔｃｒｙより大きい場合，第１積込サイクルの運搬工程が最初の積込工程であると判定する（後述の図１２のステップＳ１４２からステップＳ１４９へのルート）。
【0088】
（２）また，本実施形態のコントローラ２１は，作業指示を第１積込サイクルの運搬工程で検出し，第１積込サイクルの１サイクル前の第２積込サイクルまでの積載量Ｍｔｏｔａｌが積載閾値Ｔｈ＿Ｍｔｏｔａｌ以上の場合，かつ，作業指示を第１積込サイクルの運搬工程で検出し，第１積込サイクルの運搬工程の開始から作業指示の検出時までの経過時間ｔｃｒｙが第１時間閾値Ｔｈ＿ｔｃｒｙ以下の場合，第１積込サイクルの運搬工程で演算された運搬荷重Ｍを第１積込サイクルの積込工程において第２積込サイクルまでの積載量Ｍｔｏｔａｌに積算して運搬機械の積載量Ｍｔｏｔａｌを演算する（後述の図１２のステップＳ１４２からステップＳ１４３，Ｓ１４４へのルート）。
【0089】
（３）また，本実施形態のコントローラ２１は，作業指示を第３積込サイクルの積込工程で検出し，第３積込サイクルの運搬工程で演算された運搬荷重Ｍが荷重閾値Ｔｈ＿Ｍより大きい場合，または，作業指示を第３積込サイクルの積込工程で検出し，第３積込サイクルの１サイクル前の第４積込サイクルの積込工程の開始から第３積込サイクルの積込工程の開始までの経過時間ｔｌｏａｄが第２時間閾値Ｔｈ＿ｔｌｏａｄより小さい場合，第３積込サイクルの積込工程が最後の積込工程であると判定する（後述の図１２のステップＳ１４７からステップＳ１５０へのルート）。ただし，積載閾値Ｔｈ＿Ｍｔｏｔａｌは荷重閾値Ｔｈ＿Ｍより大きく，第１時間閾値Ｔｈ＿ｔｃｒｙは第２時間閾値Ｔｈ＿ｔｌｏａｄより小さい。
【0090】
（４）また，本実施形態のコントローラ２１は，作業指示を第３積込サイクルの積込工程で検出し，第３積込サイクルの運搬工程で演算された運搬荷重Ｍが荷重閾値Ｔｈ＿Ｍ以下の場合，または，作業指示を第３積込サイクルの積込工程で検出し，第３積込サイクルの１サイクル前の第４積込サイクルの積込工程の開始から第３積込サイクルの積込工程の開始までの経過時間Ｔｌｏａｄが第２時間閾値Ｔｈ＿ｔｌｏａｄ以上の場合，第３積込サイクルの運搬工程で演算された運搬荷重Ｍを第４積込サイクルまでの積載量Ｍｔｏｔａｌに積算して運搬機械２の積載量Ｍｔｏｔａｌを演算する（後述の図１２のステップＳ１４７からステップＳ１４８，Ｓ１４９へのルート）。
【0091】
以下，上記（１）－（４）の制御を実現するためのコントローラ２１の構成の詳細について説明する。
【0092】
図１２はコントローラ２１が，積込作業内の各工程の実施時刻と積載量を用いて積込作業の開始と終了の判定を行う方法を示すフローチャートであり，図１３は油圧ショベル１による積込作業中に演算した運搬荷重と積載量と運搬フラグＦｃｒｙと積込フラグＦｌｏａｄの演算結果を示すグラフである。なお，図１３のグラフの横軸は時間，縦軸は荷重Ｍと積載量Ｍｔｏｔａｌの大きさを示しており，運搬荷重Ｍを細線，積載量Ｍｔｏｔａｌを太線で示している。また，グラフ中の縦破線に，積込フラグＦｌｏａｄ，および運搬フラグＦｃｒｙがＯＮとなった時刻を示している。なお，図１３上段は先の実施形態における１回の積込作業における運搬荷重Ｍと積載量Ｍｔｏｔａｌの推移を示し，図１３中段は積込作業の開始において積込工程（積込１）が作業指示（作業指示２）より早く実施され，さらに積込作業の終了において作業指示（作業指示３）が積込工程（積込４）より早く実施されたために積載量Ｍｔｏｔａｌが不足している状態を示しており，図１３下段は本実施形態により図１３中段にて発生する積載量Ｍｔｏｔａｌの不足が補正された状態を示している。図１２，および図１３を用いて，積込作業の開始と終了の判定方法について説明する。
【0093】
図１２のフローチャートは図４ＢにおけるステップＳ１１４乃至ステップＳ１１９を代替するものである。なお，コントローラ２１は，ステップＳ１０３，およびステップＳ１０９において各フラグの処理を実施した時刻を記録しメモリに保持しているものとする。
【0094】
図４ＢのステップＳ１１３で運搬機械２への作業指示があった場合に，コントローラ２１（積載期間判定部５４）は，ステップＳ１４０において運搬フラグＦｃｒｙがＯＮであるか否かを判定する。運搬フラグＦｃｒｙがＯＮである場合は処理をステップＳ１４１に進め，そうでない場合は処理をステップＳ１４５に進める。
【0095】
ステップＳ１４１では，コントローラ２１は，バケット絶対角度θａｂが，予めメモリに記録されている閾値Ｔｈ＿θａｂより大きいか否かを判定する。水平面に対するバケット絶対角度θａｂが閾値Ｔｈ＿θａｂより大きい場合は処理をステップＳ１４２に進め，そうでない場合は処理をステップＳ１５４に進める。
【0096】
ところで，ステップＳ１４０とステップＳ１４１では，図４ＢにおけるステップＳ１１４と同様に作業指示が出力された時の状態とバケット１５の姿勢から積込作業の開始であるか否かを判定している。図１３上段の作業指示２に示すように積込作業の開始時は，油圧ショベル１が掘削工程中に運搬機械２が進入してくるのを待機しており，運搬機械２に作業指示として停止の合図を出力した後に積込工程を開始する。そのため，コントローラ２１（積載期間判定部５４）は運搬１を判定して運搬フラグＦｃｒｙがＯＮの状態で，かつ水平面に対するバケット絶対角度θａｂが閾値Ｔｈ＿θａｂより大きい状態で作業指示２が入力されているので，積込作業の開始と判定する。
【0097】
－課題１－
ところで，作業現場によっては積込作業の終了時において，運搬機械２の操作者が作業指示に気付いてから運搬機械２を発進させるまでに要する時間を見越し，油圧ショベル１の操作者が積込工程を開始する前，すなわち運搬工程中に作業指示を出力することがある。その場合，図１３中段の作業指示３に示すように，積込４を判定して積込フラグＦｌｏａｄがＯＮとなる前に作業指示３が入力されるので，図４ＢにおけるステップＳ１１４の処理では，積載中フラグがＯＮとなり，実際は積込作業の終了であるにも関わらず積込作業の開始と誤って判定されてしまう。
ところで，作業現場によっては積込作業の終了時において，運搬機械２の操作者が作業指示に気付いてから運搬機械２を発進させるまでに要する時間を見越し，油圧ショベル１の操作者が積込工程を開始する前，すなわち運搬工程中に作業指示を出力することがある。その場合，図１３中段の作業指示３に示すように，積込４を判定して積込フラグＦｌｏａｄがＯＮとなる前に作業指示３が入力されるので，図４ＢにおけるステップＳ１１４の処理では，積載中フラグがＯＮとなり，実際は積込作業の終了であるにも関わらず積込作業の開始と誤って判定されてしまう。
【0098】
－対応１－
そこで，本実施形態におけるコントローラ２１（積載期間判定部５４）は，ステップＳ１４２で積載量Ｍｔｏｔａｌが予めコントローラ２１内のメモリに記録されている閾値Ｔｈ＿Ｍｔｏｔａｌより小さい，または運搬フラグＦｃｒｙがＯＮとなってから経過した時間ｔｃｒｙが予めメモリに記録されている閾値Ｔｈ＿ｔｃｒｙより大きいか否かを判定する。図１３下段の作業指示３に示すように，積載量Ｍｔｏｔａｌが閾値Ｔｈ＿Ｍｔｏｔｌａより大きく，かつ運搬４が判定され運搬フラグＦｃｒｙがＯＮとなってから作業指示３が出力されるまでに経過した時間ｔｃｒｙが閾値Ｔｈ＿ｔｃｒｙより短い場合は，積込作業の最後において積込工程を実施する前に作業指示が出されたと判定する。
そこで，本実施形態におけるコントローラ２１（積載期間判定部５４）は，ステップＳ１４２で積載量Ｍｔｏｔａｌが予めコントローラ２１内のメモリに記録されている閾値Ｔｈ＿Ｍｔｏｔａｌより小さい，または運搬フラグＦｃｒｙがＯＮとなってから経過した時間ｔｃｒｙが予めメモリに記録されている閾値Ｔｈ＿ｔｃｒｙより大きいか否かを判定する。図１３下段の作業指示３に示すように，積載量Ｍｔｏｔａｌが閾値Ｔｈ＿Ｍｔｏｔｌａより大きく，かつ運搬４が判定され運搬フラグＦｃｒｙがＯＮとなってから作業指示３が出力されるまでに経過した時間ｔｃｒｙが閾値Ｔｈ＿ｔｃｒｙより短い場合は，積込作業の最後において積込工程を実施する前に作業指示が出されたと判定する。
【0099】
ステップＳ１４２の条件に該当しない，すなわち積込作業の最後において積込工程を実施する前に作業指示が出されたと判定された場合は，コントローラ２１（積載期間判定部５４）は処理をステップＳ１４３で積込フラグＦｌｏａｄがＯＮと設定されるまで待機する。すなわち，ステップＳ１４３において図４ＡにおけるステップＳ１０８の判定を繰返し実施し，判定条件を満たさない限りステップＳ１０８の判定を繰り返し実行し，判定条件に達した場合に積込フラグＦｌｏａｄをＯＮと設定して，処理をステップＳ１４４に進める。積載量演算部５１はステップＳ１４４で，積載量Ｍｔｏｔａｌに運搬荷重値Ｍを積算してステップＳ１５１に処理を進める。
【0100】
コントローラ２１（積載期間判定部５４）は，ステップＳ１４２において条件に該当した場合は，積込作業の開始であるとして処理をステップＳ１４９に進め，図４ＢのステップＳ１１５の処理と同様に積載中フラグをＯＮにして処理をステップＳ１００に戻す。
【0101】
コントローラ２１（積載期間判定部５４）は，ステップＳ１４０で運搬フラグＦｃｒｙがＯＦＦであった場合，処理をステップＳ１４５に進め，ステップＳ１４５において積込フラグＦｌｏａｄがＯＮであるか否かを判定する。積込フラグＦｌｏａｄがＯＮである場合はステップＳ１４６に処理を進め，そうでない場合は処理をステップＳ１４４に進める。
【0102】
ステップＳ１４６では，コントローラ２１（積載期間判定部５４）は，水平面に対するバケット絶対角度θａｂが，予めメモリに記録されている閾値Ｔｈ＿θａｂより小さいか否かを判定する。水平面に対するバケット絶対角度θａｂが閾値Ｔｈ＿θａｂより小さい場合はステップＳ１４７に進み，そうでない場合は処理をステップＳ１５４に進める。
【0103】
ステップＳ１４５とステップＳ１４６では，図４ＢにおけるステップＳ１１６と同様に作業指示が出力された時の状態とバケット１５の姿勢から積込作業の終了であるか否かを判定している。図１３上段の作業指示３に示すように積込作業の終了時は，油圧ショベル１が積込工程を開始した後に，運搬機械２に作業指示として発進の合図を出力し，積込作業を完了する。そのため，積載期間判定部５４は積込４を判定して積込工程中であることを示す積込フラグＦｌｏａｄがＯＮの状態，かつ水平面に対するバケット絶対角度θａｂが閾値Ｔｈ＿θａｂより小さい状態で作業指示３が入力されるので，積込作業の終了と判定する。
【0104】
－課題２－
ところで，作業現場によっては積込作業の開始時において，油圧ショベル１が運搬機械２を待機している時間を少しでも削減するために，運搬機械２が移動している最中に積込作業を開始する，すなわち積込工程中に作業指示を出力することがある。その場合，図１３中段の作業指示２に示すように，積込１を判定して積込フラグＦｌｏａｄがＯＮとなった後に作業指示２が入力されるので，図４ＢにおけるステップＳ１１５の処理では，積載中フラグＦｌｗがＯＦＦとなり，実際は積込作業の開始であるにも関わらず積込作業の終了と誤って判定されてしまう。
ところで，作業現場によっては積込作業の開始時において，油圧ショベル１が運搬機械２を待機している時間を少しでも削減するために，運搬機械２が移動している最中に積込作業を開始する，すなわち積込工程中に作業指示を出力することがある。その場合，図１３中段の作業指示２に示すように，積込１を判定して積込フラグＦｌｏａｄがＯＮとなった後に作業指示２が入力されるので，図４ＢにおけるステップＳ１１５の処理では，積載中フラグＦｌｗがＯＦＦとなり，実際は積込作業の開始であるにも関わらず積込作業の終了と誤って判定されてしまう。
【0105】
－対応２－
そこで，本実施形態におけるコントローラ２１（積載期間判定部５４）は，ステップＳ１４７で積載量Ｍｔｏｔａｌが予めメモリに記録されている閾値Ｔｈ＿Ｍより大きい，または前回積込フラグＦｌｏａｄがＯＮとなってから今回の積込フラグＦｌｏａｄがＯＮとなるまでに経過した時間ｔｌｏａｄが予めメモリに記録されている閾値Ｔｈ＿ｔｌｏａｄより小さいか否かを判定する。図１３下段の作業指示２に示すように，積載量Ｍｔｏｔａｌが閾値Ｔｈ＿Ｍより小さく，かつ前回積込４を判定し積込フラグＦｌｏａｄがＯＮとなった後，積込１を判定し再度積込フラグＦｌｏａｄがＯＮとなるまでに経過した時間ｔｌｏａｄが長い場合は，積込作業の最初において，積込工程が開始された後に作業指示が出されたと判定する。
そこで，本実施形態におけるコントローラ２１（積載期間判定部５４）は，ステップＳ１４７で積載量Ｍｔｏｔａｌが予めメモリに記録されている閾値Ｔｈ＿Ｍより大きい，または前回積込フラグＦｌｏａｄがＯＮとなってから今回の積込フラグＦｌｏａｄがＯＮとなるまでに経過した時間ｔｌｏａｄが予めメモリに記録されている閾値Ｔｈ＿ｔｌｏａｄより小さいか否かを判定する。図１３下段の作業指示２に示すように，積載量Ｍｔｏｔａｌが閾値Ｔｈ＿Ｍより小さく，かつ前回積込４を判定し積込フラグＦｌｏａｄがＯＮとなった後，積込１を判定し再度積込フラグＦｌｏａｄがＯＮとなるまでに経過した時間ｔｌｏａｄが長い場合は，積込作業の最初において，積込工程が開始された後に作業指示が出されたと判定する。
【0106】
ステップＳ１４７の条件に該当しない場合，すなわち積込作業の最初において，積込工程が開始された後に作業指示が出されたと判定した場合は，コントローラ２１（積載期間判定部５４）は処理をステップＳ１４８に進める。ステップＳ１４８ではコントローラ２１（積載量演算部５１）は積載量Ｍｔｏｔａｌに運搬荷重値Ｍを加算しステップＳ１４９に処理を進める。
【0107】
コントローラ２１（積載期間判定部５４）は，ステップＳ１４７において条件に該当し場合は，積込作業の終了であるとして処理をステップＳ１５０に進め，図４Ｂの処理と同様に積載中フラグＦｌｗをＯＦＦにした後，ステップＳ１５１で，出力情報生成部５２と外部通信機４２を介して積載量Ｍｔｏｔａｌを送信するように指示を出力する。ステップＳ１５１の後，ステップＳ１５２で積載量演算部５１に積載量Ｍｔｏｔａｌをリセットするように指示を出力して，ステップＳ１００に処理を戻す。
【0108】
ステップＳ１５３に処理が進んだ場合は，警告および積載中フラグをＯＮ，またはＯＦＦのどちらに設定するかを確認する画面をモニタ２３に出力する。ステップＳ１４０乃至ステップＳ１４２，およびステップＳ１４５乃至ステップＳ１４７における判定で，積込作業の開始または終了以外のタイミングで作業指示が出力されたものと判定し，油圧ショベル１の操作者に判断を委ねることで，誤判定により積載量が誤って演算されることが防止できる。
【0109】
なお，時間の閾値である閾値Ｔｈ＿ｔｌｏａｄは，油圧ショベル１が行う１回の掘削工程，掘削工程，積込工程，リーチング作業に要する平均的な時間以上となる範囲の中で，運搬機械２に対する待機の有無を判定できる任意の値を設定する。閾値Ｔｈ＿ｔｃｒｙは，油圧ショベル１が行う掘削工程の平均的な時間以上の範囲の中で，運搬機械２に対する待機の有無を判定できる任意の値を設定する。また，運搬荷重の閾値である運搬閾値Ｔｈ＿Ｍは，油圧ショベル１が１回の積込工程で運搬機械２に積載する平均的な積載量（運搬荷重）以下となる範囲の中で，積込作業の開始を判定できる任意の値を設定する。積載閾値Ｔｈ＿Ｍｔｏｔａｌは，油圧ショベル１が１回の積込工程で運搬機械２に積載する平均的な積載量以上から油圧ショベル１が１回の積込作業において運搬機械２に積載する平均的な積載量以下となる範囲の中で，積込作業の終了を判定できる任意の値を設定する。このように積込作業における各作業の開始時刻による判定を行うことにより，作業指示が出力されるタイミングが早い，または遅い現場においても，積込作業の開始と終了の判定を容易に行い，積載量を正確に演算することができる。
【0110】
以上のように積込作業の開始と終了の判定は，バケット１５の水平面に対する絶対角度θｂｋのみによって判定されなくてもよく，油圧ショベル１の姿勢や動作状態，各作業の開始時刻など，他の条件を用いたり，条件を組み合わせたりするように構成されていてもよい。
【0111】
＜第３実施形態＞
本実施形態では，油圧ショベル１の周囲に運搬機械２が複数台存在する場合に，コントローラ２１が演算している積載量Ｍｔｏｔａｌをその複数台の運搬機械２のどの運搬機械２の積載量とするかを決定する手順について図１４乃至図１７を用いて説明する。
本実施形態では，油圧ショベル１の周囲に運搬機械２が複数台存在する場合に，コントローラ２１が演算している積載量Ｍｔｏｔａｌをその複数台の運搬機械２のどの運搬機械２の積載量とするかを決定する手順について図１４乃至図１７を用いて説明する。
【0112】
本実施形態のコントローラ２１は，複数の運搬機械２からそれぞれ出力される複数の運搬機械の識別情報と位置情報を受信し，その受信した複数の運搬機械の識別情報と位置情報に基づいて，或る積込作業における最初の積込工程から最後の積込工程までの間に作業機械から所定の範囲内に最も長く存在した運搬機械を複数の運搬機械の中から１台選出し，その或る積込作業に関して演算した積載量をその選出された運搬機械のものとして外部端末に出力している。以下，この制御を実現するためのコントローラ２１の構成の詳細について説明する。なお，積載量Ｍｔｏｔａｌの演算は，第１実施形態（変形例を含む）又は第２実施形態と同様に行われているものとし，ここでのその説明は省略する。
【0113】
図１４は本実施形態に係るシステム構成を示す概略図である。この図に示すコントローラ２１は，第１実施形態の構成に加えて，測位情報取得部５６と，運搬機械情報取得部５５と，運搬機械積載期間推定部５７と，運搬機械識別部５８を備えている。運搬機械情報取得部５５は，外部通信機４２から複数台の運搬機械２の識別情報ＩＤｔｕｃｋと位置情報Ｐｔｒｕｃｋを取得する。測位情報取得部（受信機）５６は，アンテナ（測位情報取得装置）４３で受信された衛星信号に基づいて地理座標系における油圧ショベル１の位置Ｐｓｈｏｖｅｌを演算する。運搬機械積載期間推定部５７は，運搬機械情報取得部５５によって取得された運搬機械２の位置情報と測位情報取得部５６によって演算された油圧ショベル１の位置情報に基づいて運搬機械２と油圧ショベル１の相対距離Ｌｔを演算し，その相対距離Ｌｔを用いて運搬機械の積載期間を推定する。運搬機械識別部５８は，積載期間判定部５４が判定した油圧ショベル１の積載期間と，運搬機械積載期間推定部５７が推定した運搬機械の積載期間を対比させて油圧ショベル１により作業対象物４を積載された運搬機械２を識別する。本実施形態の出力情報生成部５２は運搬機械識別部５８により判定された運搬機械の識別情報ＩＤｔｒｕｃｋと積載量Ｍｔｏｔａｌを同時に出力するように構成されている。
【0114】
図１５はコントローラ２１内部で実行されるプログラムの処理において，積込作業の判定と，運搬機械２の位置情報に基づいて推定される積載期間を用いて，油圧ショベル１が作業対象物を積載した運搬機械を識別する方法を示すフローチャートであり，図１６は，運搬機械積算期間推定部５７において，運搬機械２Ａ乃至２Ｃの積載期間の推定に用いるモデルを示す積込作業中の油圧ショベル１と運搬機械２Ａ乃至２Ｃの位置関係を示す上面図であり，図１７は，積載期間判定部５４により判定された油圧ショベル１の積載期間と，運搬機械積載期間推定部５７により推定された運搬機械の積載期間を示すグラフである。なお，図１７のグラフの横軸は時間を示し，四角で囲った領域は判定，または推定された積載期間を示しており，図１７の進入，および退場と表示している箇所は推定結果ではなく，説明のために運搬機械の動作の区分けを表示している。また，グラフ内の最上段は積載期間判定部５４によって判定された期間，２段目は運搬機械積載期間推定部５７によって推定された運搬機械２Ａの期間，３段目は運搬機械積載期間推定部５７によって推定された運搬機械２Ｂの期間，４段目は運搬機械積載期間推定部５７によって推定された運搬機械２Ｃの期間を示している。
【0115】
図１５の各ステップはコントローラ２１において予め定められたサンプリング周期で実行される。コントローラ２１（運搬機械積載期間推定部５７）は，ステップＳ１６０で運搬機械情報取得部５５から複数台の運搬機械２の識別情報ＩＤｔｕｃｋと位置情報Ｐｔｒｕｃｋ（ＩＤｔｕｃｋ），および測位情報取得部５６から油圧ショベル１の位置Ｐｓｈｏｖｅｌを取得し，油圧ショベル１と運搬機械２の相対距離Ｌｔ（ＩＤｔｒｕｃｋ）を演算する。なお，運搬機械２の位置情報Ｐｔｒｕｃｋ（ＩＤｔｕｃｋ）は各運搬機械２に搭載されたＧＮＳＳ受信機で演算されており，運搬機械２の識別情報ＩＤｔｕｃｋは例えば各運搬機械２に搭載されたコントローラ内のメモリに記憶されており，油圧ショベル１（コントローラ２１）はこれらの情報を運搬機械２から受信することで利用している。
【0116】
続いてステップＳ１６１で，１サンプリング前の相対距離ＰｒｅｖＬｔが予めメモリに設定されている閾値Ｔｈ＿Ｌｔより大きく，かつ現在の相対距離Ｌｔが閾値Ｔｈ＿Ｌｔより小さい運搬機械２が存在するか否かを判定する。ここで閾値Ｔｈ＿Ｌｔは図１６に示すように油圧ショベル１の現在位置Ｐｓｈｏｖｅｌを中心とした円の半径であり，本実施形態ではこの円の内部に存在する運搬機械２の中から積載量Ｍｔｏｔａｌを関連付ける運搬機械２を選択する。ステップＳ１６１の上記条件に該当する運搬機械２があった場合，コントローラ２１（運搬機械識別部５８）はステップＳ１６２において，該当する運搬機械ＩＤｔｒｕｃｋが油圧ショベル１からの距離が閾値Ｔｈ＿Ｌｔ以内の円領域に位置していた期間を記憶するための記憶領域（バッファ領域）であるバッファＢｕｆ（ＩＤｔｒｕｃｋ）をメモリ上に確保する。ステップＳ１６１で該当する運搬機械２が無い場合は何もせず処理をステップＳ１６３に進める。
【0117】
ステップＳ１６３でコントローラ２１（運搬機械積載期間推定部５７）は，１サンプリング前の相対距離Ｌｔが予めメモリに設定されている閾値Ｔｈ＿Ｌｔより大きく，かつ現在の相対距離Ｌｔが閾値Ｔｈ＿Ｌｔより小さい運搬機械２が存在するか否かを判定する。該当する運搬機械２があった場合，運搬機械識別部５８はステップＳ１６４において，該当する運搬機械ＩＤｔｒｕｃｋのバッファＢｕｆ（ＩＤｔｒｕｃｋ）をメモリ上から消去する。これにより相対距離Ｌｔが閾値Ｔｈ＿Ｌｔ以下の運搬機械２のバッファＢｕｆ（ＩＤｔｒｕｃｋ）のみがメモリ上に常に存在することになる。ステップＳ１６３で該当する運搬機械２が無い場合は何もせず処理をステップＳ１６５に進める。
【0118】
コントローラ２１（運搬機械情報取得部５５）は図１６に示すように複数の運搬機械２Ａ乃至２Ｃの位置情報Ｐｔｒｕｃｋ（ＩＤｔｕｃｋ）を取得しており，コントローラ２１（運搬機械積載期間推定部５７）は，予めメモリに記録されている閾値Ｔｈ＿Ｌｔを半径とした円の内部に位置する運搬機械２を積載中であると推定するため，運搬機械２Ａ乃至２Ｃは実際に積込作業中ではなくても，油圧ショベル１に接近することで積載期間中であると推定され得る。例えば，図１７に示すように，運搬機械２Ａは，積載期間判定部５４による積載終了１が判定される段階で，積込作業を終了し作業現場から退場し始めるが，閾値Ｔｈ＿Ｌｔの範囲外に移動するまでに時間を要するため，運搬機械積載期間推定部５７がステップＳ１６１とステップＳ１６３で行う油圧ショベル１と運搬機械２の相対位置のみによる積載期間の推定では，積載期間判定部５４による積載開始２から積載終了２の間，すなわち運搬機械２Ｂの積込作業中に運搬機械Ａの積載終了を推定してしまう。また，運搬機械２Ｃは，積載開始３が判定される段階で積込作業を開始するが，積込作業の開始前に運搬機械積載推定閾値の範囲内に進入しているため，運搬機械積載期間推定部５７がステップＳ１６１とステップＳ１６３で行う油圧ショベル１と運搬機械２の相対位置のみによる積載期間の推定では，積載期間判定部５４による積載開始２から積載終了２の間，すなわち運搬機械２Ｂの積込作業中に運搬機械Ｃの積載開始を推定してしまう。このように，運搬機械積載期間推定部５７がステップＳ１６１とステップＳ１６３で行う油圧ショベル１と運搬機械２の相対位置ＰｒｅｖｅＬｔ，Ｌｔのみによって推定された積載期間は，積込作業の開始と終了時刻を精度よく出すことができず，推定期間に重畳が発生し得る。そこで本実施形態のコントローラ２１では以下の処理を行っている。
【0119】
コントローラ２１（運搬機械識別部５８）は，ステップＳ１６５で積載中フラグＦｌｗがＯＮとなっているか否か判定し，ＯＮとなっている場合はステップＳ１６６に進み，そうでない場合は処理をステップＳ１６９までスキップする。ステップＳ１６６では，１サンプリング前の積載中フラグＰｒｅｖＦｌｗがＯＦＦ，かつメモリに確保したＢｕｆ（ＩＤｔｒｕｃｋ）の個数が1個であるか否か判定する。すなわち，ステップＳ１６５の条件と組み合わせると，積載中フラグがＯＦＦからＯＮに切り替わった瞬間のＢｕｆ（ＩＤｔｒｕｃｋ）の個数が1個か否かを判定する。この条件に該当する場合はステップＳ１６７において該当するＩＤｔｒｕｃｋを有する運搬機械２を積載中と設定する。ステップＳ１６６では積載期間判定部５４が積込作業を開始したと判定した瞬間を抽出しているので，図１７の積載開始１に示すように，積載を開始した段階では運搬機械２Ａのみが積載開始と推定されているため，運搬機械２Ａを積載中であると設定する。積載作業を開始したタイミングで複数の運搬機械２が存在する場合（積載開始２および積載開始３における状態）は後述するステップＳ１７５において説明する。
【0120】
ステップＳ１６８では，コントローラ２１内のメモリに確保されている全てのＢｕｆ（ＩＤｔｒｕｃｋ）に１を加算した後，処理をステップＳ１６９に進める。
【0121】
ステップＳ１６９では，１サンプリング前の積載中フラグＰｒｅｖＦｌｗがＯＮ，かつ現在の積載中フラグＦｌｗがＯＦＦとなっているか否か判定する。該当する場合，すなわち積載中フラグがＯＮからＯＦＦに切り替わった瞬間が検出されたら処理をステップＳ１７０に進め，そうでない場合は処理をステップＳ１６０に戻す。
【0122】
ステップＳ１７０では，複数のＢｕｆ（ＩＤｔｒｕｃｋ）の中で最大値であるＩＤｔｒｕｃｋを抽出する。すなわち，或る運搬機械２に対する積込作業における最初の積込工程から最後の積込工程までの間に油圧ショベル１から所定の範囲（閾値Ｔｈ＿Ｌｔ）内に最も長く存在した運搬機械２を複数の運搬機械２の中から１台選出する。図１７の積載終了１では，Ｂｕｆ（ＩＤｔｒｕｃｋ（Ａ））とＢｕｆ（ＩＤｔｒｕｃｋ（Ｂ））の２つがあるが，Ｂｕｆ（ＩＤｔｒｕｃｋ（Ａ））の方が加算している期間が長く（すなわち，Ｂｕｆ（ＩＤｔｒｕｃｋ）が最大），積載開始１から積載終了１までの期間は運搬機械２Ａに積載していたと識別できる。同様に図１７の積載終了２では，Ｂｕｆ（ＩＤｔｒｕｃｋ（Ｂ））とＢｕｆ（ＩＤｔｒｕｃｋ（Ｃ））の２つがあるが，Ｂｕｆ（ＩＤｔｒｕｃｋ（Ｂ））の方が加算している期間が長く，積載開始２から積載終了２までの期間は運搬機械２Ｂに積載していたと識別できる。
【0123】
ステップＳ１７１では，抽出したＩＤｔｒｕｃｋの個数が１より大きいか否かを判定し，該当する場合は処理をステップＳ１７２に進め，そうでない場合は処理をステップＳ１７４までスキップさせる。
【0124】
ステップＳ１７２では複数の運搬機械２を識別してしまったとして，モニタ２３に該当する運搬機械２の識別情報ＩＤｔｒｕｃｋと，積載量の演算対象の運搬機械２の選択画面を表示し，油圧ショベル１の操作者に積載した運搬機械２を選択するよう促し，続くステップＳ１７３で油圧ショベル１の操作者により選択された識別情報ＩＤｔｒｕｃｋを取得し，処理をステップＳ１７４に進める。
【0125】
ステップＳ１７４では，抽出されたＩＤｔｒｕｃｋと積載量Ｍｔｏｔａｌを出力情報生成部５２と外部通信機４２を介して送信するよう指示し，ステップＳ１７５に処理を進める。
【0126】
ステップＳ１７５では，抽出されたＩＤｔｒｕｃｋに該当するメモリ上のバッファ領域Ｂｕｆ（ＩＤｔｒｕｃｋ）を消去する。図１７の積載終了１では，Ｂｕｆ（ＩＤｔｒｕｃｋ（Ａ））とＢｕｆ（ＩＤｔｒｕｃｋ（Ｂ））の２つがあるが，ステップＳ１７０でＢｕｆ（ＩＤｔｒｕｃｋ（Ａ））が抽出されるので，ステップＳ１７５においてＢｕｆ（ＩＤｔｒｕｃｋ（Ａ））は消去される。ここで，積載開始２におけるメモリ上のバッファ領域Ｂｕｆ（ＩＤｔｒｕｃｋ）はＢｕｆ（ＩＤｔｒｕｃｋ（Ｂ））のみとなる。すなわち，積載開始２におけるステップＳ１６６，およびステップＳ１６７の処理ではＩＤｔｒｕｃｋ（Ｂ）に該当する運搬機械２Ｂが積載中と設定される。図１７における積載終了２，および積載開始３の処理も同様である。ステップＳ１７５の処理を終了すると，処理をステップＳ１６０に戻し，再度一連の処理を実行する。
【0127】
このように作業機械（油圧ショベル）１により判定された積載期間と，運搬機械２の情報に基づいて推定された積載期間を対比させることで，積載を行った運搬機械２を精度よく識別することができ，積載量と積載した運搬機械２を対応付けることができるので，運搬機械２毎の積載量を精度よく管理することができる。
【0128】
なお，運搬機械２の識別方法は上述した方法に限定されるものではなく，異なる方法で識別しても良い。例えば，運搬機械積載期間推定部５７が積載期間を推定する方法は油圧ショベル１と運搬機械２の測位情報のみに基づくものである必要はないことは明白である。例えば運搬機械２にＲＦタグを装着し，油圧ショベル１がＲＦリーダーを備えて，運搬機械2が接近していることを検知しても良いし，作業現場の出入口にゲート式の識別機を設け，ゲートで取得した運搬機械の入退出時刻情報を，ネットワークを介して油圧ショベル１が取得できるように構成されていても良い。
【0129】
＜第４実施形態＞
本実施形態では，油圧ショベル１（作業機械）が１台の運搬機械２に対する積込作業を終了して次の運搬機械２に対する積込作業の開始までに要した時間（運搬機械交換時間）を計測し，その時間中に油圧ショベル１が作業を行っていない期間（無作業時間）が長期間発生している場合はモニタ２３等を介して油圧ショベル１のオペレータに警告を出力する方法について図１８乃至図２０を用いて説明する。
本実施形態では，油圧ショベル１（作業機械）が１台の運搬機械２に対する積込作業を終了して次の運搬機械２に対する積込作業の開始までに要した時間（運搬機械交換時間）を計測し，その時間中に油圧ショベル１が作業を行っていない期間（無作業時間）が長期間発生している場合はモニタ２３等を介して油圧ショベル１のオペレータに警告を出力する方法について図１８乃至図２０を用いて説明する。
【0130】
本実施形態のコントローラ２１は，或る運搬機械２に対する最後の積込工程から，その或る運搬機械の次の積込対象となる他の運搬機械に対する最初の積込工程までの所要時間を計測し，その所要時間が予め記憶されている設定値を超えた場合，油圧ショベル１の作業効率が低下していると判定し，その判定結果を外部端末に出力している。以下，この制御を実現するためのコントローラ２１及びそれを含むシステムの構成の詳細について説明する。なお，積載量Ｍｔｏｔａｌの演算は，第１実施形態と同様に行われているものとし，その説明は省略する。第1実施形態の変形例や第２実施形態にも適用可能であることはいうまでもない。
【0131】
図１８は本実施形態に係るシステム構成を示す概略図である。この図に示すコントローラ２１は，第１実施形態に係る構成に加えて，運搬機械交換時間計測部６０と，無作業時間判定部６１を備えている。運搬機械交換時間計測部６０は，積載期間判定部５４が判定する積込作業の開始と終了判定に基づいて，１台の運搬機械２が積込作業を終了し，次の運搬機械２への入れ替りに要した運搬機械交換時間と，１台の運搬機械２に対する積込作業を完了に要した積込作業時間を計測する。無作業時間判定部６１は，運搬機械交換時間計測部６０が計測した運搬機械交換時間と積込作業時間に基づいて，油圧ショベル１が作業を行っていない無作業時間，積込作業時間，油圧ショベル１が行った全ての作業時間のいずれかが長い場合は出力情報生成部５２へ警告を出力するよう指示する。
【0132】
図１９は運搬機械交換時間計測部６０が運搬機械交換時間と積込作業時間を計測し，無作業時間判定部６１が油圧ショベル１の作業時間に関する警告を指示する方法を示すフローチャートである。なお，図１９のフローチャートは図４ＢにおけるステップＳ１１５，またはステップＳ１１９の後に続けて実施される。また，コントローラ２１は，作業の効率の指標として運搬機械交換時間と積込作業時間の長い積込作業を計数しており，運搬機械交換時間長大回数と積込サイクル作業時間長大回数を内部のメモリ（記憶装置）に保持している。
【0133】
ステップＳ１１４において積込作業の開始が判定され，ステップＳ１１５において積載中フラグＦｌｗがＯＮに設定されると，コントローラ２１（運搬機械交換時間計測部）６０はステップＳ１８０において積載中フラグＦｌｗがＯＮとなった時刻ｔ＿ｌｗ＿ｏｎを保存する。
【0134】
ステップＳ１１６において積込作業の終了が判定され，ステップＳ１１９において積載量Ｍｔｏｔａｌがリセットされると，コントローラ２１（運搬機械交換時間計測部６０）はステップＳ１８２において積載中フラグＦｌｗがＯＦＦとなった時刻ｔ＿ｌｗ＿ｏｆｆを保存する。
【0135】
続いてステップＳ１８１において現在時刻とステップＳ１８２において保存された時刻ｔ＿ｌｗ＿ｏｆｆの差分を運搬機械交換時間ｔ＿ｗｘｔｒｕｃｋとして演算する。また，ステップＳ１８３において現在時刻とステップＳ１８０において保存された時刻ｔ＿ｌｗ＿ｏｎの差分を積込作業時間ｔ＿ｌｃｙｃｌｅとして演算し，処理をステップＳ１８４に進める。
【0136】
Ｓ１８４において，コントローラ２１（無作業時間判定部６１）はステップ運搬機械交換時間ｔ＿ｅｘｔｒｕｃｋが予めメモリに記録されている閾値Ｔｈ＿ｔ＿ｅｘｔｒｕｃｋより大きいか否かを判定し，大きい場合はステップＳ１８５において，メモリに保持されている運搬機械交換時間長大回数Ｎｌ＿ｔｒｕｃｋを１増加させステップＳ１８６に進み，小さい場合は何もせずステップＳ１８６に進む。
【0137】
続くステップＳ１８６において，コントローラ２１は，積込作業時間ｔ＿ｌｃｙｃｌｅが予めメモリに記録されている閾値Ｔｈ＿ｔ＿ｌｃｙｃｌｅより大きいか否か判定し，大きい場合はステップＳ１８７において，積込作業時間長大回数Ｎｌ＿ｃｙｃｌｅを１増加させてステップＳ１８８に進み，小さい場合は何もせずステップＳ１８８に進む。
【0138】
ステップＳ１８８では，コントローラ２１は運搬機械交換時間長大回数Ｎｌ＿ｔｒｕｃｋが予めメモリに記録されている閾値Ｔｈ＿Ｎｌｏｎｇより大きいか否か判定し，大きい場合はステップＳ１８９に進み，そうでない場合はステップＳ１９０に進む。
【0139】
ステップＳ１８９では，コントローラ２１は積込作業時間長大回数Ｎｌ＿ｃｙｃｌｅが予めメモリに記録されている閾値Ｔｈ＿Ｎｌｏｎｇより大きいか否か判定し，ステップＳ１８９において回数が大きい場合はステップＳ１９１に進み，そうでない場合はステップＳ１９２に進む。
【0140】
ステップＳ１９０では，コントローラ２１は積込作業時間長大回数Ｎｌ＿ｃｙｃｌｅが予めメモリに記録されている閾値Ｔｈ＿Ｎｌｏｎｇより大きいか否か判定し，ステップＳ１９０において回数が大きい場合はステップＳ１９３に進み，そうでない場合は何もせず処理をステップＳ１００に戻す。
【0141】
ステップＳ１９１では，コントローラ２１は，運搬機械２の交換時間と積込作業に要する作業時間のどちらも長大であるという警告を油圧ショベル１のモニタ２３と，管理棟５に設置されているコンピュータに接続された管理用モニタ４５（図２０参照）とに出力する。ステップＳ１９２では，コントローラ２１は運搬機械２の交換に要する時間が長く，油圧ショベル１が作業を行っていない時間が長いという警告をモニタ２３，４５に出力する。ステップＳ１９３では，コントローラ２１は１台の運搬機械に対する積込作業の作業時間が長いという警告をモニタ２３，４５に出力する。
【0142】
なお，時間の閾値である閾値Ｔｈ＿ｔ＿ｅｘｔｒｕｃｋは，油圧ショベル１が行う掘削工程と掘削工程に要する時間の平均から１回の積込作業に要する時間の範囲の中で任意の値を設定し，閾値Ｔｈ＿ｔ＿ｌｃｙｃｌｅは，油圧ショベル１が行う１回の積込作業に要する時間の平均以上の範囲の中で任意の値を設定する。また，積込作業の回数の閾値である閾値Ｔｈ＿Ｎｌｏｎｇは，油圧ショベル１が１日に行う平均的な積込作業以下となる範囲の中で，任意の値を設定する。
【0143】
図２０は本実施形態における油圧ショベル１のモニタ２３及び管理用モニタ４５の出力画面を示す外観図で，図２０上部は油圧ショベル１の操作者に対して警告を出力した時のモニタ２３の出力画面で，図２０下部は管理棟５に設置されているコンピュータに接続される管理用モニタ４５の表示内容の一例を示す図である。
【0144】
図２０において，油圧ショベル１のモニタ２３上には，注意喚起表示部９４にトラック待ちが発生していることを示すメッセージが表示されている。また，管理用モニタ４５上には作業現場の地図上に重畳して複数の油圧ショベル１と複数の運搬機械２の現在位置がアイコンで表示されている。図２０に示す例では，作業場Ｂで積込を行っている油圧ショベル１の運搬機械交換時間が長大となり，トラック待ちの発生が推定されているというポップアップウィンドウ９６が表示されている。ポップアップウィンドウ９６に運搬機械交換時間（待機時間２：４５）を同時に表示することで油圧ショベル１の状態を把握できるようになっている。運搬機械が積込場Ｂに来ておらず運搬期間の待ち時間が発生している場合，作業現場の管理者は運搬機械２の配置を調整することができる。
【0145】
以上のように積載期間判定部５４の積載期間の判定を利用すると，１台の運搬機械２に対する積込作業に要した時間や，運搬機械の交換に要した時間を計測でき，全体の作業時間に対して，油圧ショベル１が実際に作業している時間や運搬機械２により油圧ショベル１が待機している時間を精度よく把握できるようになる。これにより作業時間が増大している要因を推定でき，作業現場の管理者は作業現場の機械をより詳細に管理することができる。
【0146】
なお，本発明は，上記の実施の形態に限定されるものではなく，その要旨を逸脱しない範囲内の様々な変形例が含まれる。例えば，本発明は，上記の実施の形態で説明した全ての構成を備えるものに限定されず，その構成の一部を削除したものも含まれる。また，ある実施の形態に係る構成の一部を，他の実施の形態に係る構成に追加又は置換することが可能である。
【0147】
例えば，上記の各実施形態の説明に用いた油圧ショベル１は上部旋回体１１，ブーム１３，アーム１４，バケット１５を有しているが，作業機の構成はこれに限らず，例えばリフティングマグネット機のような異なる形態の作業機であっても良い。
【0148】
荷重演算部５０による工程判定は上述したようにアームシリンダボトム圧とバケット角度を用いた方法に限定されるものではない。例えばリフティングマグネット機のような作業機械の場合，マグネットの吸着のＯＮ／ＯＦＦ信号に基づいて運搬工程と積込工程を判定することは容易である。
【0149】
また，外部通信機４２から入出力する情報は運搬機械２の積載量と位置情報に限定されるものではなく，例えば運搬機械２の目標積載量を出力するように構成してもよいことは明白である。
【0150】
運搬荷重の演算は図６に示したモデルに基づく演算式に限定されるものではなく，異なる演算式を用いても良いことは明白である。例えば，ブーム１３，アーム１４，バケット１５により構成されるフロント機構１２の運動方程式を用いて荷重を演算してもよい。
【0151】
また，上記のコントローラ（制御装置）２１に係る各構成や当該各構成の機能及び実行処理等は，それらの一部又は全部をハードウェア（例えば各機能を実行するロジックを集積回路で設計する等）で実現しても良い。また，上記のコントローラ２１に係る構成は，演算処理装置（例えばＣＰＵ）によって読み出し・実行されることでコントローラ２１の構成に係る各機能が実現されるプログラム（ソフトウェア）としてもよい。当該プログラムに係る情報は，例えば，半導体メモリ（フラッシュメモリ，ＳＳＤ等），磁気記憶装置（ハードディスクドライブ等）及び記録媒体（磁気ディスク，光ディスク等）等に記憶することができる。
【0152】
また，上記の各実施形態の説明では，制御線や情報線は，当該実施の形態の説明に必要であると解されるものを示したが，必ずしも製品に係る全ての制御線や情報線を示しているとは限らない。実際には殆ど全ての構成が相互に接続されていると考えて良い。
【符号の説明】
【0153】
１…油圧ショベル
２…運搬機械
１１…旋回体
１２…フロント作業装置
１５…バケット（作業具）
２１…コントローラ
２３…モニタ
４２…外部通信機
４５…管理用モニタ
２４－２８…角度センサ（姿勢検出装置）
２９－３２…圧力センサ（負荷検出装置）
４０…ホーンスイッチ（作業指示スイッチ）
４１…ホーン（報知装置）
５０…荷重演算部
５１…積載量演算部
５２…出力情報生成部
５３…作業指示検出部
５４…積載期間判定部
５５…運搬機械情報取得部
５６…測位情報取得部（受信機）
５７…運搬機械積載期間推定部
５８…運搬機械識別部
６０…運搬機械交換時間計測部
６１…無作業時間判定部
２…運搬機械
１１…旋回体
１２…フロント作業装置
１５…バケット（作業具）
２１…コントローラ
２３…モニタ
４２…外部通信機
４５…管理用モニタ
２４－２８…角度センサ（姿勢検出装置）
２９－３２…圧力センサ（負荷検出装置）
４０…ホーンスイッチ（作業指示スイッチ）
４１…ホーン（報知装置）
５０…荷重演算部
５１…積載量演算部
５２…出力情報生成部
５３…作業指示検出部
５４…積載期間判定部
５５…運搬機械情報取得部
５６…測位情報取得部（受信機）
５７…運搬機械積載期間推定部
５８…運搬機械識別部
６０…運搬機械交換時間計測部
６１…無作業時間判定部
【図1】
【図2】
【図3】
【図4A】
【図4B】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9A】
【図9B】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
【図14】
【図15】
【図16】
【図17】
【図18】
【図19】
【図20】