特許 7452342 情報提示装置及び作業機械

(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】2024-03-11

(45)【発行日】2024-03-19

(54)【発明の名称】情報提示装置及び作業機械

(51)【国際特許分類】

   E02F 9/26 20060101AFI20240312BHJP

   G01G 19/10 20060101ALI20240312BHJP

【ＦＩ】

E02F9/26 B

G01G19/10 B

【請求項の数】 5

(21)【出願番号】P 2020153605

(22)【出願日】2020-09-14

(65)【公開番号】P2022047690

(43)【公開日】2022-03-25

【審査請求日】2023-03-28

(73)【特許権者】

【識別番号】000246273

【氏名又は名称】コベルコ建機株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100115381

【弁理士】

【氏名又は名称】小谷 昌崇

(74)【代理人】

【識別番号】100118049

【弁理士】

【氏名又は名称】西谷 浩治

(72)【発明者】

【氏名】村上 良昭

【審査官】佐久間 友梨

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１５－１４１０９２（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１９－１５８７７４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１９－０３９２０７（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許出願公開第２０１６／００４７６８９（ＵＳ，Ａ１）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｅ０２Ｆ ９／００－９／１８

９／２４－９／２８

Ｇ０１Ｇ １９／０８

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

対象物を収容する収容部を有し、前記収容部が収容した対象物を積載対象に積み込む作業を繰り返す作業機械における情報提示装置であって、
前記収容部が収容する対象物の荷重値を検出する荷重検出器と、
前記荷重検出器が検出した前記荷重値を積算する積算部と、
前記積載対象の目標荷重値と前記積算部が積算した積算荷重値とに基づいて、前記積算荷重値を前記目標荷重値にするために必要な残り積込回数を算出する回数演算部と、
前記残り積込回数を表示装置に表示させる表示制御部とを備え、
前記表示制御部は、前記残り積込回数が２以上である所定値より大きい場合、前記残り積込回数を１未満の端数が繰り上げられることで前記端数を省いた整数で表示させる、又は前記残り積込回数を前記端数が切り捨てられることで前記端数を省いた整数で表示させ、前記残り積込回数が前記所定値以下の場合、前記残り積込回数を前記端数を含めて表示させる、
情報提示装置。

【請求項2】

前記回数演算部は、１回の積込作業が終了する都度、前記残り積込回数を算出する、
請求項１記載の情報提示装置。

【請求項3】

前記回数演算部は、前記目標荷重値から積算荷重値を差し引いた残存荷重値を算出し、算出した前記残存荷重値に基づいて、前記残り積込回数を算出する、
請求項１又は２記載の情報提示装置。

【請求項4】

前記表示制御部は、小数又は分数で前記端数を表示させる、
請求項１～３のいずれかに記載の情報提示装置。

【請求項5】

収容部が収容した対象物を積載対象に積み込む作業を繰り返す作業機械であって、
対象物を収容する収容部と、
請求項１～４のいずれかに記載の情報提示装置とを備える、
作業機械。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、対象物を収容する収容部を有する作業機械の情報提示装置に関するものである。

【背景技術】

【0002】

積載車両への掘削物の積み込みを管理する管理機能を有する油圧ショベルが知られている。このような油圧ショベルでは、積載車両に積み込む掘削物の目標荷重値、積載車両に積み込んだ掘削物の積算荷重値、及び積み込み作業を終了するまでに要する残り積込回数等がキャブ内に設けられた表示装置に表示される。

【0003】

例えば、特許文献１には、積載車両の目標荷重値から、既に運搬完了した作業対象物の総重量を除いた残りの重量と、建設機械の１回ごとの積み込み重量の平均値とを用いて、重量超過が発生するまでの残り積込回数を算出し、この残り積込回数を提示する積載量超過予測装置が開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【文献】特許第６０４２３５８号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

しかしながら、特許文献１では、過積載を防止するために、１回目から最後までの各回において、残り積込回数は小数点以下が切り捨てられた整数で表示される。そのため、特許文献１は、目標荷重値に残り１回分未満（例えば、０．９回分）の余裕があったとしても、積込作業が終了される積込ロスが発生し、作業効率を悪化させてしまう。

【0006】

本発明は、積込作業の作業効率を向上させることが可能な情報提示装置及び建設機械を提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0007】

本発明の一態様に係る情報提示装置は、対象物を収容する収容部を有し、前記収容部が収容した対象物を積載対象に積み込む作業を繰り返す作業機械における情報提示装置であって、前記収容部が収容する対象物の荷重値を検出する荷重検出器と、前記荷重検出器が検出した前記荷重値を積算する積算部と、前記積載対象の目標荷重値と前記積算部が積算した積算荷重値とに基づいて、前記積算荷重値を前記目標荷重値にするために必要な残り積込回数を算出する回数演算部と、前記残り積込回数を表示装置に表示させる表示制御部とを備え、前記表示制御部は、前記残り積込回数が所定値より大きい場合、前記残り積込回数を１未満の端数を省いた整数で表示させ、前記残り積込回数が前記所定値以下の場合、前記残り積込回数を前記端数を含めて表示させる。

【0008】

本構成によれば、残り積込回数に応じて表示形式が変更されるため、分かりやすい表示と積込ロスの削減との両立を図ることが可能となり、作業効率を向上させることができる。すなわち、残り積込回数が所定値以下の場合、残り積込回数は端数を含めて表示される。そのため、オペレータは、積載対象に積み込むべき対象物の残りの荷重値を小数点以下の精度で確認することができる。これにより、オペレータは、小数点以下の精度で収容部に対象物を収容できるようになり、積算荷重値を目標荷重値に正確に近づけることが可能となる。そのため、積込ロスが減少し、積込作業の作業効率を向上させることができる。また、残り積込回数が所定値より大きく、小数点以下の精度で対象物の収容が要求されない場合は、残り積込回数は整数で表示される。そのため、オペレータは、小数点以下の精度で収容部に対象物を収容する必要がないことを確認することができる。これにより、オペレータは、収容部に満載されるように対象物を収容できるようになり、積込作業の作業効率を向上させることができる。

【0009】

上記情報提示装置において、前記回数演算部は、１回の積込作業が終了する都度、前記残り積込回数を算出してもよい。

【0010】

本構成によれば、１回の積込作業が終了される都度、残り積込回数を算出し直すことが可能となり、現時点での残り積込回数を正確に算出することができる。

【0011】

上記情報提示装置において、前記回数演算部は、前記目標荷重値から積算荷重値を差し引いた残存荷重値を算出し、算出した前記残存荷重値に基づいて、前記残り積込回数を算出してもよい。

【0012】

本構成によれば、目標荷重値から積算荷重値を差し引いた残存荷重値に基づいて残り積込回数が算出されているため、残り積込回数を正確に算出できる。

【0013】

上記情報提示装置において、前記表示制御部は、小数又は分数で前記端数を表示させてもよい。

【0014】

本構成によれば、端数は小数又は分数で表示されるため、オペレータに対して端数を分かりやすく提示することができる。

【0015】

上記情報提示装置において、前記所定値は２以上の整数であってもよい。

【0016】

最後の１回のみ残り積込回数が端数で表示されると、オペレータは最後の１回の積込作業において端数に合うように収容部に対象物を収容しなければならず、難易度が高い。また、収容部に収容する対象物の量が端数に相当する量を超えると過積載が生じ、積載対象から余分な対象物を取り除く作業が発生し、作業効率の悪化を招く。

【0017】

本構成によれば、最後のみならず、最後から少なくとも２回目までは残り積込回数は端数を含めて表示される。そのため、オペレータは最後から少なくとも２回目以降は端数を考慮して、収容部に対象物を収容することが可能となる。これにより、オペレータは、端数を考慮に入れて収容部に対象物を収容する機会が複数回与えられ、積算荷重値を目標荷重値に近づけることが容易になる。また、これに伴って過積載も防止できる。

【0018】

本開示の別の一態様に係る建設機械は、収容部が収容した対象物を積載対象に積み込む作業を繰り返す作業機械であって、対象物を収容する収容部と、上記の情報提示装置とを備える。

【0019】

本構成によれば上述の情報提示装置を備える作業機械を提供できる。

【発明の効果】

【0020】

本発明によれば、積込作業の作業効率を向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

【0021】

【図1】本発明の実施の形態に係る作業機械の一例である油圧ショベルを示す外観図である。

【図2】油圧ショベルに搭載されるコントローラ及びこれにより制御される回路の構成を示す図である。

【図3】表示制御部が表示装置に表示させる表示画面の一例を示す図である。

【図4】表示制御部が表示装置に表示させる表示画面の一例を示す図である。

【図5】表示制御部が表示装置に表示させる表示画面の一例を示す図である。

【図6】油圧ショベルの処理の一例を示すフローチャートである。

【発明を実施するための形態】

【0022】

以下、本発明の好ましい実施の形態を、図面を参照しながら説明する。

【0023】

図１は、本発明の実施の形態に係る作業機械の一例である油圧ショベルを示す外観図である。図２は、油圧ショベルに搭載されるコントローラ及びこれにより制御される回路の構成を示す図である。

【0024】

図１及び図２に示すように、油圧ショベル１０は、下部走行体１１と、下部走行体１１に旋回可能に搭載される上部旋回体１２と、上部旋回体１２に搭載される作業装置１３と、複数の油圧アクチュエータと、少なくとも一つの油圧ポンプ２１と、パイロットポンプ２２と、操作装置６０と、制御弁４０と、圧力センサ３４と、姿勢センサ３０と、コントローラ５０と、を備える。

【0025】

下部走行体１１及び上部旋回体１２は、油圧ショベル１０の本体部を構成する。下部走行体１１は、油圧ショベル１０を走行させるための図略の走行装置を有し、地面Ｇの上を走行することができる。上部旋回体１２は、旋回フレーム１２Ａと、その上に搭載されるエンジンルーム１２Ｂ及びキャブ１２Ｃとを含む。エンジンルーム１２Ｂはエンジンを収容する。キャブ１２Ｃには、オペレータが着座する座席、種々の操作レバー、操作ペダルなどが配置されている。

【0026】

作業装置１３は、ブーム１４、アーム１５、及びバケット１６（収容部の一例）を含み、土砂等の対象物をダンプトラックに積み込むための積込作業を行う。積込作業は、対象物を掘削してバケット１６に収容し、収容した対象物をダンプトラックの荷台（積載対象の一例）に積み込む作業である。

【0027】

ブーム１４は、図１の矢印Ａ１に示されるように起伏可能すなわち水平軸回りに回動可能となるように旋回フレーム１２Ａの前部に支持される基端部と、その反対側の先端部と、を有する。アーム１５は、図１の矢印Ａ２に示されるように水平軸回りに回動可能となるようにブーム１４の先端部に取り付けられる基端部と、その反対側の先端部と、を有する。バケット１６は、図１の矢印Ａ３に示されるように回動可能となるようにアーム１５の先端部に取り付けられる。

【0028】

複数の油圧アクチュエータは、複数の油圧シリンダと、旋回モータ２０と、を含む。複数の油圧シリンダは、ブーム１４を動かすためのブームシリンダ１７と、アーム１５を動かすためのアームシリンダ１８と、バケット１６を動かすためのバケットシリンダ１９と、を含む。図２では、１つの油圧ポンプ２１のみが図示されているが、油圧ショベル１０は、複数の油圧ポンプを備えていてもよい。

【0029】

ブームシリンダ１７は、上部旋回体１２とブーム１４との間に介在し、油圧ポンプ２１から吐出される作動油の供給を受けることにより伸長又は収縮する。これにより、ブームシリンダ１７は、ブーム１４を＋Ａ１で示す起立方向又は－Ａ１で示す倒伏方向に回動させる。

【0030】

アームシリンダ１８は、ブーム１４とアーム１５との間に介在し、作動油の供給を受けることにより伸長又は収縮する。これにより、アームシリンダ１８は、アーム１５を－Ａ２で示すアーム引き方向又は＋Ａ２で示すアーム押し方向に回動させる。アーム引き方向は、アーム１５の先端がブーム１４に近づく方向であり、アーム押し方向は、アーム１５の先端がブーム１４から離れる方向である。

【0031】

バケットシリンダ１９は、アーム１５とバケット１６との間に介在し、作動油の供給を受けることにより伸長又は収縮する。これにより、バケットシリンダ１９は、バケット１６を＋Ａ３で示すダンプ方向又は－Ａ３で示すクラウド方向に回動させる。クラウド方向とは図１に示すアーム１５の長手方向１５ａとバケット１６の開口面１６ａとのなす角度であるバケット角度θが小さくなる方向であり、ダンプ方向とはバケット角度θが大きくなる方向である。

【0032】

図２に示すように、操作装置６０は、ブーム操作装置６１と、アーム操作装置６２と、バケット操作装置６３と、旋回操作装置６４と、を含む。各操作装置はオペレータの操作を受ける操作レバー６１Ａ～６４Ａをそれぞれ有する。各操作装置は、油圧式の操作装置により構成されていてもよく、電気式の操作装置により構成されていてもよい。一つの操作レバーが複数の操作レバーを兼ねていてもよい。例えば、オペレータが着座する座席の前方右側に右側操作レバーを設け、前後方向に操作された場合にブームレバーとして機能し、かつ、左右方向に操作された場合にバケットレバーとして機能してもよい。同様に、座席の前方左側に左側操作レバーを設け、前後方向に操作された場合にアームレバーとして機能し、かつ、左右方向に操作された場合に旋回レバーとして機能してもよい。レバーパターンは、オペレータの操作指示によって任意に変更されてもよい。図２は、操作装置６０が電気式の操作装置により構成される場合の回路構成を示している。

【0033】

制御弁４０は、ブーム制御弁４１と、アーム制御弁４２と、バケット制御弁４３と、旋回制御弁４４と、一対のブーム電磁比例弁４５と、一対のアーム電磁比例弁４６と、一対のバケット電磁比例弁４７と、一対の旋回電磁比例弁４８と、を含む。

【0034】

例えば、バケット操作装置６３の操作レバー６３Ａが操作されると、操作レバー６３Ａの操作量は電気信号（操作信号）に変換されてコントローラ５０に入力される。コントローラ５０は、操作信号に対応した指令信号（指令電流）を、一対のバケット電磁比例弁４７のうちの操作レバー６３Ａの操作方向に対応するバケット電磁比例弁４７に入力する。
当該バケット電磁比例弁４７は、パイロットポンプ２２が吐出するパイロット油の圧力を指令信号に応じて減圧し、減圧されたパイロット圧を、バケット制御弁４３における一対のパイロットポートの一方に導く。これにより、バケット制御弁４３は、パイロット圧が入力されるパイロットポートに対応する方向に、パイロット圧の大きさに対応するストロークで開弁する。その結果、油圧ポンプ２１から吐出される作動油が、ストロークに対応する流量でバケットシリンダ１９のヘッド側室又はロッド側室に供給される。ブーム操作装置６１、アーム操作装置６２、及び旋回操作装置６４の操作レバーが操作された場合の動作は、上記と同様であるので説明を省略する。

【0035】

なお、各操作装置が油圧式である場合の油圧回路図は省略するが、その場合、油圧ショベル１０の油圧回路は次のように動作する。例えばバケット操作装置６３の操作レバー６３Ａが操作されると、パイロットポンプ２２からのパイロット一次圧がバケット操作装置６３のリモコン弁において操作レバー６３Ａの操作量に応じて減圧され、減圧されたパイロット圧がリモコン弁から出力される。出力されたパイロット圧は、バケット制御弁における一対のパイロットポートの一方に入力される。これにより、バケット制御弁は、パイロット圧が入力されるパイロットポートに対応する方向に、パイロット圧の大きさに対応するストロークで開弁する。その結果、油圧ポンプから吐出される作動油が、ストロークに対応する流量でバケットシリンダ１９のヘッド側室又はロッド側室に供給される。

【0036】

圧力センサ３４は、図２に示すように、ブームシリンダ１７のヘッド圧を検出するための圧力センサ３５と、ブームシリンダ１７のロッド圧を検出するための圧力センサ３６と、を含む。

【0037】

姿勢センサ３０は、ブーム１４の姿勢を検出可能なブーム姿勢センサ３１と、アーム１５の姿勢を検出可能なアーム姿勢センサ３２と、バケット１６の姿勢を検出可能なバケット姿勢センサ３３と、上部旋回体１２の旋回角度を検出可能な旋回角度センサ３７とを含む。ブーム姿勢センサ３１は、例えば、上部旋回体１２に対するブーム１４の回転角度であるブーム角度を検出する角度センサで構成されている。アーム姿勢センサ３２は、例えば、ブーム１４に対するアーム１５の回転角度であるアーム角度を検出する角度センサで構成されている。バケット姿勢センサ３３は、例えば、バケット１６に対するアーム１５の回転角度であるバケット角度θを検出する角度センサで構成されている。旋回角度センサ３７は、例えばレゾルバで構成され、下部走行体１１に対する上部旋回体１２の旋回角度を検出する。ブーム角度、アーム角度、バケット角度θ、及び旋回角度は、それぞれ所定のサンプリング周期で検出され、検出データとしてコントローラ５０に入力される。なお、姿勢センサ３０は、例えば、慣性計測装置（Ｉｎｅｒｔｉａｌ Ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ Ｕｎｉｔ：ＩＭＵ）により構成されてもよい。

【0038】

コントローラ５０は、例えばコンピュータにより構成されている。コントローラ５０は、操作判定部５１と、荷重検出部５２と、収容判定部５３と、旋回判定部５４と、積込判定部５５と、積算部５６と、回数演算部５７と、表示制御部５８と、メモリ５９とを含む。操作判定部５１～表示制御部５８はコントローラ５０のＣＰＵが所定のプログラムを実行することで実現されてもよいし、専用の電気回路で構成されてもよい。メモリ５９はフラッシュメモリ等の書き換え可能な不揮発性の記憶装置で構成されている。

【0039】

操作装置６０は、例えば図２に示すような電気式の操作装置である。操作装置６０は、対応する操作レバーに与えられる操作量及び操作方向を示す操作信号をコントローラ５０に入力する。操作判定部５１は、入力された操作信号に基づいて、操作装置６０に入力された操作を判定すればよい。

【0040】

操作判定部５１が判定する操作は、例えば、油圧ショベル１０が掘削によりバケット１６内に収容した対象物を掬い上げる操作、ブーム上げ操作、ブーム下げ操作、アーム押し操作、アーム引き操作、バケット起伏操作、バケット倒伏操作等である。

【0041】

操作装置６０は油圧式の操作装置で構成されてもよい。この場合、操作判定部５１は、操作量に応じたパイロット圧に基づいて、入力された操作を判定すればよい。また、操作判定部５１は、姿勢センサ３０により検出された検出データに基づいて入力された操作を判定してもよい。

【0042】

荷重検出部５２は、バケット１６に収容される対象物の荷重値を検出する。本実施形態では、荷重検出部５２は、バケット１６に収容される対象物の荷重を次の式（１）に基づいて算出する。

【0043】

Ｍ＝Ｍ１＋Ｍ２＋Ｍ３＋Ｗ×Ｌ・・・（１）
式（１）において、Ｍは、ブームシリンダ１７のブームフートピン回りのモーメントである。Ｍ１は、ブーム１４のブームフートピン回りのモーメントである。Ｍ２は、アーム１５のブームフートピン回りのモーメントである。Ｍ３は、バケット１６のブームフートピン回りのモーメントである。Ｗは、バケット１６に収容された対象物の荷重値である。Ｌは、ブームフートピンからアーム１５の先端部（バケット１６の基端部）までの水平方向の距離である。

【0044】

モーメントＭは、ブームシリンダ１７のヘッド圧とロッド圧とから算出される。モーメントＭ１は、ブーム１４の重心とブームフートピンとの間の距離と、ブーム１４の重量との積により算出される。モーメントＭ２は、アーム１５の重心とブームフートピンとの間の距離と、アーム１５の重量との積により算出される。モーメントＭ３は、バケット１６の重心とブームフートピンとの間の距離と、バケット１６の重量との積により算出される。

【0045】

ブーム１４の重心の位置、アーム１５の重心の位置、及びバケット１６の重心の位置のそれぞれは、姿勢センサ３０により検出される検出データに基づいて算出される。ブームシリンダ１７のヘッド圧は、圧力センサ３５により検出され、ブームシリンダ１７のロッド圧は、圧力センサ３６により検出される。距離Ｌは、姿勢センサ３０の検出データに基づいて算出される。

【0046】

対象物の荷重値は、上記の方法に限られず、他の方法を用いて算出されてもよい。例えば、荷重検出部５２は、カメラ又は深度センサにより撮影されたバケット１６の開口面１６ａの画像データから対象物の体積を算出し、算出結果に基づいて荷重値を算出してもよい。

【0047】

本実施の形態では、荷重検出部５２は、所定のサンプリング周期で繰り返し対象物の荷重値を検出する。また、荷重検出部５２及び圧力センサ３５、３６は荷重検出器の一例である。

【0048】

収容判定部５３は、荷重検出部５２により検出された荷重値に基づいてバケット１６に対象物が収容されたか否かを判定する。本実施の形態では、収容判定部５３は、荷重検出部５２により繰り返し算出される荷重値の変動量が所定値以下になって荷重値が安定し、そのとき荷重検出部５２により検出された荷重値が荷重閾値以上である場合、バケット１６に対象物が収容されたと判定する。荷重閾値はバケット１６が空になったことを示す予め定められた値が採用できる。荷重閾値は例えば１００ｋｇ、２００ｋｇ等である。ここで、荷重閾値を１００ｋｇ、２００ｋｇ等の大きな値に設定しているのは、式（１）により算出される荷重値の算出誤差を考慮したためである。

【0049】

収容作業中においては、バケット１６は地面Ｇと接触し、且つ対象物の量も変化するため、荷重値は大きく変動する。一方、収容作業が終了した場合、バケット１６は地面Ｇから離れ、且つバケット１６内の対象物の量も変動しないため、荷重値は安定する。そこで、収容判定部５３は、荷重閾値以上で荷重値が安定した場合にバケット１６に対象物が収容されたと判定している。

【0050】

旋回判定部５４は、旋回角度センサ３７が検出した上部旋回体１２の旋回角度が変化した場合、上部旋回体１２が旋回したと判定する。

【0051】

積込判定部５５は、ダンプトラックの荷台にバケット１６に収容された対象物が積み込まれたか否かを判定する。具体的には、積込判定部５５は、収容判定部５３によりバケット１６に対象物が収容されたと判定され、且つ旋回判定部５４により上部旋回体１２の旋回が検出された後において、バケット１６が対象物を解放したことを検出した場合、対象物が積み込まれたと判定する。ここで、積込判定部５５は、鉛直方向と開口面１６ａとのなす角度である鉛直バケット角度α（図１参照）が解放基準角度以上になった場合、バケット１６が対象物を解放したと判定すればよい。

【0052】

ここで、積込判定部５５は、姿勢センサ３０により検出されたブーム角度、アーム角度、及びバケット角度と、ブーム１４、アーム１５、及びバケット１６の既知の寸法データとに基づいてバケット１６の基端部の位置と先端部の位置とを算出し、算出した基端部の位置と先端部の位置とを繋ぐ線と鉛直方向とのなす角度を鉛直バケット角度αとして算出すればよい。なお、鉛直バケット角度αは鉛直方向よりもダンプ方向＋Ａ３側が正であり、クラウド方向－Ａ３側が負である。解放基準角度は、バケット１６が対象物を解放可能な角度であり、例えば鉛直方向と平行な角度又は鉛直方向からダンプ方向＋Ａ３側若しくはクラウド方向－Ａ３側に所定角度傾斜した角度である。

【0053】

積算部５６は、積込判定部５５により対象物が荷台に積み込まれたと判定された場合、荷重検出部５２が検出した対象物の荷重値を積算し、積算荷重値を算出する。具体的には、積算部５６は、積込作業を開始してから前回までの積算荷重値をメモリ５９から読み出し、読み出した積算荷重値に、今回、荷重検出部５２が検出した荷重値を加算することで、積算荷重値を算出する。積算部５６は、新たに算出した積算荷重値でメモリ５９に記憶された積算荷重値を更新する。

【0054】

回数演算部５７は、ダンプトラックの目標荷重値と積算部５６が積算した積算荷重値とに基づいて、積算荷重値を目標荷重値にするために必要な残り積込回数を算出する。具体的には、回数演算部５７は、目標荷重値から積算荷重値を差し引いた残存荷重値を、バケット１６が収容する対象物の荷重値である収容荷重値で割ることで、残り積込回数を算出する。

【0055】

ここで、目標荷重値は、例えばダンプトラックの最大積載量に相当する荷重値である。目標荷重値は、例えばオペレータによって予め入力され、メモリ５９に記憶されている。

【0056】

収容荷重値は、例えば積込作業を開始してから現時点までにおいてバケット１６が実際に収容した対象物の荷重値の平均収容荷重値であってもよい。例えば、１回目が０．８ｔ、２回目が１．０ｔとすると２回目の積込作業が終了した時点での収容荷重値は、０．８ｔと１．０ｔとの平均値０．９ｔとなる。これにより、個々のオペレータの操作の傾向を考慮に入れて適切な収容荷重値を算出できる。或いは、収容荷重値は、固定値であってもよい。固定値は例えばバケット１６が収容可能な対象物の最大荷重値である。

【0057】

回数演算部５７は、１回の積込作業が終了する都度、残り積込回数を算出すればよい。これにより、現時点での残り積込回数を正確に算出することができる。

【0058】

表示制御部５８は、残り積込回数が所定値より大きい場合、残り積込回数を１未満の端数を省いた整数で表示装置７０に表示させ、残り積込回数が所定値以下の場合、残り積込回数を端数を含めて表示装置７０に表示させる。ここで、所定値は２以上の整数である。以下、所定値は２として説明する。端数は小数又は分数であってもよい。例えば、積込開始から残り積込回数が３になるまでは、残り積込回数は、１０回、９回、・・・、３回というように整数で表示される。一方、残り２回目と残り１回目とでは、１．８回、０．９回というように、残り積込回数は端数を含めて表示される。

【0059】

メモリ５９は、積算部５６が算出した積算荷重値、ダンプトラックの目標荷重値を記憶する。

【0060】

表示装置７０は、例えば、液晶パネル又は有機ＥＬパネル等の表示装置で構成されている。表示装置７０は、油圧ショベル１０のキャブ１２Ｃにおいてオペレータが視認可能な位置に配置されている。図３、図４、図５は、表示制御部５８が表示装置７０に表示させる表示画面Ｇ１の一例を示す図である。図３は残り３回目の残り積込回数を表示する表示画面Ｇ１を示す。図４は残り２回目の残り積込回数を表示する表示画面Ｇ１を示す。図５は残り１回目の残り積込回数を表示する表示画面Ｇ１を示す。

【0061】

表示画面Ｇ１は先端荷重表示欄５０１、積込荷重表示欄５０２、積込目標表示欄５０３、及び残り積込回数表示欄５０４を含む。

【0062】

先端荷重表示欄５０１は、荷重検出部５２により検出されたバケット１６が現在収容する対象物の荷重値を表示する。ここでは、荷重値が０．０ｔと表示されている。積込荷重表示欄５０２は、積算部５６により算出された積算荷重値を表示する。ここでは、積込作業の開始直後であるため、積算荷重値は０．０ｔと表示されている。積込目標表示欄５０３は、目標荷重値を表示する。

【0063】

残り積込回数表示欄５０４は、残り積込回数を表示する。図３の表示画面Ｇ１では残り３回目の残り積込回数が３回と表示されている。これは、回数演算部５７が算出した残り積込回数が例えば２．８回であったとしても、残り３回目までは、端数の０．８が繰り上げられた整数で残り積込回数が表示されるからである。但し、これは一例であり、残り３回目までの残り積込回数は端数が切り捨てられて表示されてもよい。

【0064】

一方、図４の表示画面Ｇ１では残り積込回数が１．８回と表示され、図５の表示画面Ｇ１では残り積込回数が０．９回と表示されている。これは、残り２回目以降では、回数演算部５７が算出した残り積込回数は端数を含めて表示されるからである。例えば、図４に示すように残り積込回数が１．８回と表示された場合、オペレータは、荷重閾値を考慮して１回に対象物をバケット１６に収容する残り積込回数が小さくならないように、１．８回を２等分して０．９回ずつ２回に分けて対象物をバケット１６に収容するといった作業計画を立てることができる。これにより、オペレータは、端数を考慮してバケット１６に対象物を収容する機会が複数回与えられ、積算荷重値を目標荷重値に近づけることが容易になる。

【0065】

なお、表示装置７０は、油圧ショベル１０とは別の場所にあるパーソナルコンピュータ及びモバイル情報端末などの表示装置であってもよい。

【0066】

次に、油圧ショベル１０の処理について説明する。図６は、油圧ショベル１０の処理の一例を示すフローチャートである。キャブ１２Ｃ内に積込作業の開始を示す積込作業ボタンが設けられている場合、図６のフローチャートは、この積込作業ボタンがオペレータにより押されたときに開始されてもよい。なお、図６のフローチャートと並行して荷重検出部５２は所定のサンプリング周期で対象物の荷重値を算出する。

【0067】

ステップＳ１０１において、収容判定部５３は、荷重検出部５２により検出された荷重値に基づいてバケット１６に対象物が収容されたか否かを判定する。

【0068】

バケット１６に対象物が収容されたと判定された場合（ステップＳ１０１でＹＥＳ）、処理はステップＳ１０２に進み、バケット１６に対象物が収容されていないと判定された場合（ステップＳ１０１でＮＯ）、処理はステップＳ１０１に戻る。

【0069】

ステップＳ１０２において、旋回判定部５４は、旋回角度センサ３７が検出した旋回角度に基づいて、上部旋回体１２の旋回の有無を検出する。上部旋回体１２の旋回が検出された場合（ステップＳ１０２でＹＥＳ）、処理はステップＳ１０３に進み、上部旋回体１２の旋回が検出されていない場合（ステップＳ１０２でＮＯ）、処理はステップＳ１０１に戻る。例えば、バケット１６に対象物を収容した後、収容した対象物の量を調整する作業が行われることがある。このような場合、ステップＳ１０２でＮＯと判定され、ステップＳ１０１に処理が戻される。

【0070】

ステップＳ１０３において、積算部５６は、荷重検出部５２が検出した対象物の荷重値を取得する。

【0071】

ステップＳ１０４において、積込判定部５５は、鉛直バケット角度αに基づいて、ダンプトラックの荷台にバケット１６に収容された対象物が積み込まれたか否かを判定する。

【0072】

対象物の積込が検出された場合（ステップＳ１０４でＹＥＳ）、処理はステップＳ１０５に進み、対象物の積込が検出されなかった場合（ステップＳ１０４でＮＯ）、処理はステップＳ１０４に戻る。

【0073】

ステップＳ１０５において、積算部５６は、ステップＳ１０３で検出された対象物の荷重値を積算して積算荷重値を算出する。

【0074】

ステップＳ１０６において、回数演算部５７は、積込作業を開始してから現時点までにおけるバケット１６の平均収容荷重値を算出する。

【0075】

ステップＳ１０７において、回数演算部５７は、下記の演算を行うことにより残り積込回数を算出する。

【0076】

残り積込回数＝（目標荷重値－積算荷重値）／平均収容荷重値
ステップＳ１０８において、表示制御部５８は、残り積込回数が２以下であるか否かを判定する。残り積込回数が２より大きい場合（ステップＳ１０８でＮＯ）、処理はステップＳ１０９に進み、残り積込回数が２以下の場合（ステップＳ１０８でＹＥＳ）、処理はステップＳ１１０に進む。

【0077】

ステップＳ１０９において、表示制御部５８は、残り積込回数を整数で表示する。この場合、図３の残り積込回数表示欄５０４に示すように残り積込回数は整数で表示される。ステップＳ１０９が終了すると処理はステップＳ１０１に戻り、次の積込作業に対する処理が行われる。

【0078】

ステップＳ１１０において、表示制御部５８は、残り積込回数を端数を含めて表示する。この場合、図４及び図５の残り積込回数表示欄５０４に示すように残り積込回数は端数を含めて表示される。具体的には、残り積込回数が１以上２未満であれば、残り積込回数は整数と端数とを用いて表示され、残り積込回数が１未満の場合、残り積込回数は端数のみで表示される。

【0079】

ステップＳ１１１において、表示制御部５８はステップＳ１０７で算出された残り積込回数が１未満であるか否かを判定する。残り積込回数が１未満の場合（ステップＳ１１１でＹＥＳ）、処理は終了する。一方、残り積込回数が１以上の場合（ステップＳ１１１でＮＯ）、処理はステップＳ１０１に戻る。

【0080】

このように、本実施の形態によれば、残り積込回数に応じて表示形式が変更されるため、分かりやすい表示と積込ロスの削減との両立を図ることが可能となり、作業効率を向上させることができる。すなわち、残り積込回数が所定値以下の場合、残り積込回数は端数を含めて表示される。そのため、オペレータは、積載対象に積み込むべき対象物の残りの荷重値を小数点以下の精度で確認することができる。これにより、オペレータは、小数点以下の精度でバケット１６に対象物を収容できるようになり、積算荷重値を目標荷重値に正確に近づけることが可能となる。そのため、積込ロスが減少し、積込作業の作業効率を向上させることができる。また、残り積込回数が所定値より大きく、小数点以下の精度での対象物の収容が要求されない場合は、残り積込回数は整数で表示される。そのため、オペレータは、小数点以下の精度で収容部に対象物を収容する必要がないことを確認することができる。これにより、オペレータは、収容部に満載されるように対象物を収容できるようになり、積込作業の作業効率を向上させることができる。

【0081】

上記実施の形態は、下記の変形例が採用できる。

【0082】

（１）図６のフローチャートにおいて、ステップＳ１０１の前に操作判定部５１が掬い上げる操作の入力を検出する処理が設けられていてもよい。この場合、図６のフローチャートは、掬い上げ操作が検出された場合、処理をステップＳ１０１に進め、掬い上げ操作が検出されない場合、処理を待機すればよい。

【0083】

（２）図４及び図５では、残り積込回数は小数点以下第１位まで表示されていたが、小数点以下第２位、第３位というように、残り積込回数はより多くの桁数で表示されてもよい。

【0084】

（３）残り積込回数は端数として分数を用いて表示されてもよい。例えば、残り積込回数が１．８回と算出された場合、「１＋４／５回」というように表示されてもよい。例えば、残り積込回数が０．９回と算出された場合、「９／１０回」というように表示されてもよい。

【0085】

（４）上記実施の形態では、作業機械は油圧ショベル１０であったが、本発明はこれに限定されず、解体機、及び油圧クレーン等であってもよい。

【0086】

（５）上記実施の形態では、残り積込回数が１未満の場合（ステップＳ１１１でＹＥＳ）、処理を終了しているが、これに限られない。例えば、残り積込回数が１未満の場合（ステップＳ１１１でＹＥＳ）であることが判定された後に、バケット１６への対象物の収容と、上部旋回体１２の旋回が検出され、さらに対象物の積込が検出された場合には、オペレータに対して積込の完了を提示するために、残り積込回数を「０回」と表示してもよい。

【符号の説明】

【0087】

１０ ：油圧ショベル
５０ ：コントローラ
５１ ：操作判定部
５２ ：荷重検出部
５３ ：収容判定部
５４ ：旋回判定部
５５ ：積込判定部
５６ ：積算部
５７ ：回数演算部
５８ ：表示制御部
５９ ：メモリ
６０ ：操作装置

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】