CN111094663B - 作业机械及包含作业机械的系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种作业机械及包含作业机械的系统，所述作业机械更准确地对由工作装置进行的作业内容进行判别。由工作装置进行的作业内容包含推土、攒起及挖掘装载中的至少两个。控制器对由工作装置进行的作业内容进行判别。控制器基于从作业开始到作业结束的作业履历中的时间上分离的两个以上的作业内容的判别结果来确定从作业开始到作业结束的作业内容。

Description

作业机械及包含作业机械的系统

技术领域

本发明涉及作业机械及包含作业机械的系统。

背景技术

关于轮式装载机，例如日本特开平2-132581号公报(专利文献1)中公开了一种根据在轮式装载机主体设置的检测装置的检测信号判别直接作业、间接作业及等待作业的技术。

在先技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开平2-132581号公报

发明内容

发明要解决的课题

轮式装载机进行的作业中的、在使车辆前进的同时使动臂上升以将砂土挖取到铲斗并将挖取的砂土装入自卸车的货箱上等的挖掘装载作业是大量消耗燃料的作业之一。通过挖掘装载作业获得的砂土的载荷值(有效载荷重量)是与轮式装载机的生产率有关的要素。因此，挖掘装载作业对于燃耗及生产率是重要的作业。

另一方面，轮式装载机存在以下情况：作为进行与挖掘装载同样地使动臂上升的动作而不进行装载的作业，进行将挖取到铲斗中的砂土原地排土并堆积的攒起作业。攒起作业是用于对砂土堆的形状进行整理以容易进行挖掘装载作业的作业，而与轮式装载机的生产量不直接相关。

为了准确计测单位燃料消耗量的有效载荷重量，要求准确判别挖掘装载作业和攒起作业。另外，为了对操作员进行恰当的驾驶指导，要求准确判别挖掘装载作业和攒起作业，希望抽取挖掘装载作业的驾驶数据并基于抽取数据进行驾驶指导。

在本发明中，提供能够更准确地判别由工作装置进行的作业内容的作业机械及包含作业机械的系统。

用于解决课题的方案

根据本发明的一方案，提供具备车身、安装于车身的工作装置及对由工作装置进行的作业内容进行判别的控制器的作业机械。由工作装置进行的作业内容包含推土、攒起及挖掘装载中的至少两个。控制器基于从作业开始到作业结束的作业履历中的时间上分离的两个以上的作业内容的判别结果确定从作业开始到作业结束的作业内容。

根据本发明的一方案，提供具备车身、安装于车身的工作装置及对由工作装置进行的作业内容进行判别的控制器的作业机械。由工作装置进行的作业内容包含推土、攒起及挖掘装载中的至少两个。控制器在作业结束时判别作业内容，将作业结束时判别的作业内容确定为从作业开始到作业结束的作业内容。

发明效果

根据本发明，能够更准确地判别由工作装置进行的作业内容。

附图说明

图1是基于实施方式的轮式装载机的侧视图。

图2是轮式装载机的概略框图。

图3是说明基于实施方式的轮式装载机进行的挖掘作业的图。

图4是示出结构轮式装载机的挖掘动作及装载动作的一系列作业工序的例子的示意图。

图5是示出结构轮式装载机的挖掘动作及装载动作的一系列作业工序的判定方法的表。

图6是说明基于实施方式的轮式装载机进行的攒起作业的图。

图7是说明基于实施方式的轮式装载机进行的推土作业的图。

图8是示出第一处理装置内的挖掘分类处理的流程图。

图9是用于判别轮式装载机进行的作业内容的表。

图10是示出轮式装载机进行的作业中的铲斗的铲尖的轨迹的曲线图。

图11是表示作业履历的表的一例。

图12是示出各挖掘分类的时间比例的示意图。

图13是示出抽取了挖掘装载作业的情况下的工作装置的动作轨迹的示意图。

图14是示出作业内容的判别前及判别后的单位燃料消耗量的挖掘装载重量的对比的示意图。

具体实施方式

以下基于附图说明实施方式。在以下的说明中，对同一部件标注同一的附图标记。其名称及功能也相同。因此不重复进行这些内容的详细说明。

<整体结构>

在实施方式中，作为作业机械的一例说明轮式装载机1。图1是基于实施方式的轮式装载机1的侧视图。

如图1所示，轮式装载机1具备车身框架2、工作装置3、行驶装置4、驾驶室5。行驶装置4包含行驶轮4a、4b。轮式装载机1能够通过旋转驱动行驶轮4a、4b而自动行驶，能够使用工作装置3进行希望的作业。

车身框架2包含前框架11和后框架12。前框架11和后框架12以能够相互在左右方向上摆动的方式安装。在前框架11和后框架12上安装有转向缸13。转向缸13是液压缸。转向缸13通过在来自转向泵(未图示)的工作油的作用下伸缩而使轮式装载机1的行进方向左右变更。

在本说明书中，将轮式装载机1直行进驶的方向称为轮式装载机1的前后方向。在轮式装载机1的前后方向上，将针对车身框架2配置有工作装置3一侧设为前方向，将与向前方向相反一侧设为后方向。轮式装载机1的左右方向是俯视观察时与前后方向正交的方向。向前看时的左右方向的右侧、左侧分别为右方向、左方向。轮式装载机1的上下方向是与由前后方向及左右方向确定的平面正交的方向。上下方向中地面所在的一侧为下侧，天空所在的一侧为上侧。

前后方向是坐在驾驶室5内的驾驶席上的作业者的前后方向。左右方向是坐在驾驶席上的作业者的左右方向。左右方向是轮式装载机1的车宽方向。上下方向是坐在驾驶席上的作业者的上下方向。与坐在驾驶席上的作业者正对的方向是前方向，坐在驾驶席上的作业者的背后方向是后方向。坐在驾驶席上的作业者正对正面时的右侧、左侧分别为右方向、左方向。坐在驾驶席上的作业者的脚底侧为下侧，头顶侧为上侧。

前框架11安装有工作装置3及行驶轮4a。工作装置3包含动臂14和铲斗6。动臂14的基端部借助动臂销10以旋转自如的方式安装于前框架11。铲斗6借助位于动臂14的前端的铲斗销17以旋转自如的方式安装于动臂14。前框架11与动臂14通过动臂缸16而连结。动臂缸16为液压缸。动臂缸16在来自工作装置泵25(参照图2)的工作油的作用下伸缩，从而动臂14升降。动臂缸16驱动动臂14。

工作装置3还包含双臂曲柄18、倾转缸19及倾转杆15。双臂曲柄18由位于动臂14的大致中央支承销18a以旋转自如的方式支承于动臂14。倾转缸19连结双臂曲柄18的基端部与前框架11。倾转杆15连结双臂曲柄18的前端部与铲斗6。倾转缸19为液压缸。倾转缸19在来自工作装置泵25(参照图2)的工作油的作用下伸缩，从而铲斗6上下转动。倾转缸19驱动铲斗6。

后框架12安装有驾驶室5及行驶轮4b。驾驶室5配置在动臂14的后方。驾驶室5载置在车身框架2上。在驾驶室5内配置有操作员落座的座椅及操作装置等。

图2是示出轮式装载机1的结构的概略框图。轮式装载机1具备发动机20、动力取出部22、动力传递机构23、缸驱动部24、第一角度检测器29、第二角度检测器48及第一处理装置30。

发动机20是例如柴油发动机。发动机20的输出通过对向发动机20的缸内喷射的燃料量进行调整来控制。

动力取出部22是将发动机20的输出分配给动力传递机构23和缸驱动部24的装置。

动力传递机构23是将来自发动机20的驱动力向前轮4a及后轮4b传递的机构。动力传递机构23使输入轴21的旋转变速并向输出轴23a输出。

在动力传递机构23的输出轴23a安装有用于检测轮式装载机1的车速的车速检测器27。轮式装载机1包含车速检测器27。车速检测器27通过对输出轴23a的旋转速度进行检测而对基于行驶装置4的轮式装载机1的移动速度进行检测。车速检测器27作为用于检测输出轴23a的旋转速度的旋转传感器发挥功能。车速检测器27作为检测基于行驶装置4的移动的移动检测器发挥功能。车速检测器27将表示轮式装载机1的车速的检测信号向第一处理装置30输出。

缸驱动部24具有工作装置泵25及控制阀26。发动机20的输出经由动力取出部22向工作装置泵25传递。从工作装置泵25排出的工作油经由控制阀26向动臂缸16及倾转缸19供给。

在动臂缸16安装有用于检测动臂缸16的油室内的液压的第一液压检测器28a、28b。轮式装载机1包含第一液压检测器28a、28b。第一液压检测器28a、28b具有例如顶侧压力检测用的压力传感器28a和底侧压力检测用的压力传感器28b。

压力传感器28a安装在动臂缸16的顶侧。压力传感器28a能够检测动臂缸16的缸顶侧油室内的工作油的压力(顶侧压力)。压力传感器28a将表示动臂缸16的顶侧压力的检测信号向第一处理装置30输出。

压力传感器28b安装在动臂缸16的底侧。压力传感器28b能够检测动臂缸16的缸底侧油室内的工作油的压力(底侧压力)。压力传感器28b将表示动臂缸16的底侧压力的检测信号向第一处理装置30输出。

第一角度检测器29例如是安装于动臂销10的电位计。第一角度检测器29检测表示动臂14的攒起角度(倾转角度)的动臂角度。第一角度检测器29将表示动臂角度的检测信号向第一处理装置30输出。

具体来说，如图1所示，动臂角度θ是沿着从动臂销10的中心朝向铲斗销17的中心的方向延伸的直线LB相对于从动臂销10的中心向前方延伸的水平线LH的角度。将直线LB水平的情况定义为动臂角度θ＝0°。在直线LB位于比水平线LH靠上方的情况下将动臂角度θ设为正。在直线LB位于比水平线LH靠下方的情况下将动臂角度θ设为负。

第一角度检测器29也可以是配置于动臂缸16的行程传感器。

第二角度检测器48例如是安装于支承销18a的电位计。第二角度检测器48对双臂曲柄18相对于动臂14的角度(双臂曲柄角度)进行检测，从而检测表示铲斗6相对于动臂14的倾转角度的铲斗角度。第二角度检测器48将表示铲斗角度的检测信号向第一处理装置30输出。铲斗角度例如是直线LB与连结铲斗销17的中心和铲斗6的铲尖6a的直线所成的角度。在铲斗6的铲尖6a位于比直线LB靠上方的情况下将铲斗角度设为正。

第二角度检测器48也可以是配置于倾转缸19的行程传感器。

轮式装载机1在驾驶室5内具备由操作员操作的操作装置。操作装置包含前进后退切换装置49、油门操作装置51、动臂操作装置52、铲斗操作装置54及制动操作装置58。

前进后退切换装置49包含操作构件49a和构件位置检测传感器49b。操作构件49a为了指示车辆的前进及后退的切换而由操作员操作。操作构件49a能够切换为前进(F)、中立(N)及后退(R)各位置。构件位置检测传感器49b检测操作构件49a的位置。构件位置检测传感器49b将由操作构件49a的位置表示的前进后退指令的检测信号(前进、中立、后退)向第一处理装置30输出。

油门操作装置51包含油门操作构件51a和油门操作检测部51b。油门操作构件51a为了设定发动机20的目标旋转速度而由操作员操作。油门操作检测部51b检测油门操作构件51a的操作量(油门操作量)。油门操作检测部51b将表示油门操作量的检测信号向第一处理装置30输出。

制动操作装置58包含制动操作构件58a和制动操作检测部58b。制动操作构件58a为了操作轮式装载机1的减速力而由操作员操作。制动操作检测部58b检测制动操作构件58a的操作量(制动操作量)。制动操作检测部58b将表示制动操作量的检测信号向第一处理装置30输出。作为制动操作量也可以使用制动油的压力。

动臂操作装置52包含动臂操作构件52a和动臂操作检测部52b。动臂操作构件52a为了使动臂14进行上升动作或下降动作而由操作员操作。动臂操作检测部52b检测动臂操作构件52a的位置。动臂操作检测部52b将由动臂操作构件52a的位置表示的动臂14的上升指令或下降指令的检测信号向第一处理装置30输出。

铲斗操作装置54包含铲斗操作构件54a和铲斗操作检测部54b。铲斗操作构件54a为了使铲斗6进行挖掘动作或倾倒动作而由操作员操作。铲斗操作检测部54b检测铲斗操作构件54a的位置。铲斗操作检测部54b将由铲斗操作构件54a的位置表示的向铲斗6的挖掘方向或倾倒方向的动作指令的检测信号向第一处理装置30输出。

第一角度检测器29、第二角度检测器48、第一液压检测器28a、28b、动臂操作检测部52b及铲斗操作检测部54b包含在工作装置传感器中。工作装置传感器检测工作装置3的状态。另外，能够根据工作装置传感器的检测值计算铲斗6内的装载重量。该工作装置传感器包含压力传感器和应变传感器中的至少一方。工作装置传感器包含工作装置位置传感器。工作装置位置传感器例如为第一角度检测器29、第二角度检测器48、动臂操作检测部52b及铲斗操作检测部54b。

第一处理装置30由包含RAM(Random Access Memory)、ROM(Read Only Memory)等存储装置和CPU(Central Processing Unit)等运算装置在内的微型计算机构成。第一处理装置30也可以作为对发动机20、工作装置3、动力传递机构23等动作进行控制的轮式装载机1的控制器的功能的一部分实现。向第一处理装置30输入由车速检测器27检测的轮式装载机1的车速的信号、由第一角度检测器29检测的动臂角度的信号、由压力传感器28b检测的动臂缸16的底侧压力的信号及由前进后退切换装置49检测的前进后退指令的信号。第一处理装置30基于所输入的以上的信号对铲斗6的货物的搬运作业信息进行累积。

搬运作业信息例如是搬运作业次数、总搬运重量、总搬运距离、总工作量。搬运作业次数表示在从该累积开始到结束进行V形等规定的搬运作业的次数。该累积开始到结束的期间例如表示操作员在一天等规定的时间内驾驶轮式装载机1的期间。该期间可以按操作员进行管理。另外，该期间也可以由操作员手动设定。总搬运重量是从该累积开始到结束铲斗6搬运的货物的总重量。总搬运距离是从该累积开始到结束轮式装载机1在铲斗6装入有货物的状态下移动的总距离。总工作量是从该累积开始到结束的总搬运重量与总搬运距离的乘积。

向第一处理装置30输入由第二角度检测器48检测的铲斗角度的信号。第一处理装置30基于轮式装载机1的车速的信号、动臂角度的信号和铲斗角度的信号计算铲斗6的铲尖6a的当前位置。

轮式装载机1还具备显示部40及输出部45。显示部40是在驾驶室5配置的由操作员进行视觉辨认的监视器。显示部40显示通过第一处理装置30计数的搬运作业信息。

输出部45向在轮式装载机1的外部设置的服务器(第二处理装置70)输出搬运作业信息。输出部45例如也可以具有无线通信等通信功能而与第二处理装置70的输入部71通信。或者，输出部45例如也可以是第二处理装置70的输入部71能够登录的便携存储装置(存储卡等)的接口。第二处理装置70具有与监视器功能对应的显示部75，能够显示从输出部45输出的搬运作业信息。

<挖掘作业>

本实施方式的轮式装载机1执行挖取砂土等挖掘对象物的挖掘作业。图3是说明基于实施方式的轮式装载机1进行的挖掘作业的图。

如图3所示，轮式装载机1在使铲斗6的铲尖6a陷入挖掘对象物100后，如图3中的曲线箭头所示，使铲斗6沿着铲斗轨迹L上升。由此执行挖取挖掘对象物100的挖掘作业。

本实施方式的轮式装载机1执行将挖掘对象物100挖取到铲斗6中的挖掘动作和将铲斗6内的货物(挖掘对象物100)向自卸车200等搬运机械装入的装载动作。图4是示出构成基于实施方式的轮式装载机1的挖掘动作及装载动作的一系列作业工序的例子的示意图。轮式装载机1重复地依次进行下述的多个作业工序，对挖掘对象物100进行挖掘并将挖掘对象物100装入自卸车200等搬运机械。

如图4的(A)所示，轮式装载机1朝向挖掘对象物100前进。在该空载前进工序中，操作员操作动臂缸16及倾转缸19，将工作装置3设为动臂14的前端位于低的位置且铲斗6朝向水平的挖掘姿态，使轮式装载机1朝向挖掘对象物100前进。

操作员使轮式装载机1前进，直到如图4的(B)所示铲斗6的铲尖6a陷入挖掘对象物100。在该挖掘(伸入)工序中，铲斗6的铲尖6a陷入挖掘对象物100。

如图4的(C)所示，之后操作员操作动臂缸16使铲斗6上升，并且操作倾转缸19使铲斗6倾转。通过该挖掘(挖取)工序，如图中的箭头所示，铲斗6沿着铲斗轨迹L上升，挖掘对象物100被挖取到铲斗6内。由此执行挖取挖掘对象物100的挖掘作业。

根据挖掘对象物100的种类，存在仅使铲斗6倾转一次即挖取工序完成的情况。或者，在挖取工序中也存在重复进行使铲斗6倾转、中立再倾转的动作的情况。

在如图4的(D)所示铲斗6挖取挖掘对象物100后，操作员在装载后退工序中使轮式装载机1后退。操作员可以一边后退一边进行动臂上升，也可以如图4的(E)所示一边前进一边进行动臂上升。

如图4的(E)所示，操作员一边维持使铲斗6上升了的状态或使铲斗6上升，一边使轮式装载机1前进以与自卸车200接近。通过该装载前进工序，铲斗6位于自卸车200的货箱的大致正上方。

如图4的(F)所示，操作员在规定位置使铲斗6倾倒以将铲斗6内的货物(挖掘对象物)装入自卸车200的货箱。该工序为所谓的排土工序。之后，操作员一边使轮式装载机1后退一边使动臂14下降，使铲斗6返回挖掘姿态。

以上是形成挖掘装载作业的一个循环的典型作业工序。

图5是示出构成轮式装载机1的挖掘动作及装载动作的一系列作业工序的判定方法的表。

在图5所示的表中，最上面的“作业工序”320的行中示出图4的(A)～图4的(F)所示的作业工序的名称。其下的“前进后退切换杆”、“工作装置操作”及“工作装置缸压力”的行示出为了判定当前的作业工序为哪个工序而第一处理装置30(图2)使用的各种判定条件。

更详细来说，“前进后退切换杆”的行中以圆形标记示出操作员针对前进后退切换杆(操作构件49a)进行的操作的判定条件。

“工作装置操作”的行中以圆形标记示出操作员针对工作装置3进行的操作的判定条件。更详细来说，“动臂”的行中示出关于针对动臂14进行的操作的判定条件，“铲斗”的行中示出关于针对铲斗6进行的操作的判定条件。

“工作装置缸压力”的行中示出工作装置3的液压缸的当前的液压例如动臂缸16的缸底室的液压的判定条件。在此，关于液压，预先设定四个基准值A、B、C、P，由该基准值A、B、C、P定义多个压力范围(低于基准值P的范围、基准值A到C的范围、基准值B到P的范围、低于基准值C的范围)，这些压力范围设定为上述判定条件。四个基准值A、B、C、P的大小为A＞B＞C＞P。

通过使用以上的各作业工序的“前进后退切换杆”、“动臂”、“铲斗”及“工作装置缸压力”的判定条件的组合，从而第一处理装置30能够判定当前进行的作业处于哪个作业工序。

以下说明第一处理装置30进行图5所示的控制的情况下的具体动作。

与图5所示的各作业工序对应的“前进后退切换杆”、“动臂”、“铲斗”及“工作装置缸压力”的判定条件的组合预先保存在存储部30j(图2)中。第一处理装置30基于来自前进后退切换装置49的信号，掌握当前针对前进后退切换杆的操作种类(F、N、R)。第一处理装置30基于来自动臂操作检测部52b的信号，掌握当前针对动臂14的操作种类(下降、中立或上升)。第一处理装置30基于来自铲斗操作检测部54b的信号，掌握针对铲斗6的当前的操作种类(倾倒、中立或倾转)。此外，第一处理装置30基于来自图2所示的压力传感器28b的信号，掌握动臂缸16的缸底室的当前的液压。

第一处理装置30将所掌握的当前的前进后退切换杆操作种类、动臂操作种类、铲斗操作种类及动臂缸液压的组合(即当前的作业状态)和与预先存储的各作业工序对应的“前进后退切换杆”、“动臂”、“铲斗”及“工作装置缸压力”的判定条件的组合进行对照。作为该对照的处理的结果，第一处理装置30判定与当前的作业状态最为一致判定条件的组合与哪个作业工序对应。

在此，与构成图5所示的挖掘装载动作的各作业工序对应的判定条件的组合具体如下。

在空载前进工序中，前进后退切换杆为F，动臂操作与铲斗操作均为中立，工作装置缸压力低于基准值P。

在挖掘(伸入)工序中，前进后退切换杆为F，动臂操作与铲斗操作均为中立，工作装置缸压力为基准值A到C的范围。

在挖掘(挖取)工序中，前进后退切换杆为F或R，动臂操作为上升或中立，铲斗操作为倾转，工作装置缸压力为基准值A至C的范围。关于铲斗操作，也可以进一步追加倾转与中立交替重复的判定条件。其理由在于，根据挖掘对象物100的状态，存在重复进行使铲斗6倾转、中立再倾转的动作的情况。

在装载后退工序中，前进后退切换杆为R，动臂操作为中立或上升，铲斗操作为中立，工作装置缸压力为基准值B到P的范围。

在装载前进工序中，前进后退切换杆为F，动臂操作为上升或中立，铲斗操作为中立，工作装置缸压力为基准值B到P的范围。

在排土工序中，前进后退切换杆为F，动臂操作为上升或中立，铲斗操作为倾倒，工作装置缸压力为基准值B到P的范围。

在后退/动臂下降工序中，前进后退切换杆为R，动臂操作为下降，铲斗操作为倾转，工作装置缸压力低于基准值P。

此外，图5中示出轮式装载机1单纯行驶的单纯行驶工序。在单纯行驶工序中，操作员将动臂14设为低的位置，使轮式装载机1前进。也存在在铲斗6中装载货物并搬运货物的情况，且存在在铲斗6中未装载货物而行驶的情况。在单纯行驶工序中，前进后退切换杆为F(前进时。后退时为R)，动臂操作为中立，铲斗操作为中立，工作装置缸压力低于基准值C。

<攒起作业>

本实施方式的轮式装载机1执行将挖取到铲斗6中的砂土等挖掘对象物100原地排土并堆积的攒起作业。图6是说明基于实施方式的轮式装载机1进行的攒起作业的图。

如图6所示，轮式装载机1在使铲斗6的铲尖6a陷入挖掘对象物100后，如图6中的曲线箭头所示，使铲斗6沿着铲斗轨迹L上升。轮式装载机1进一步使铲斗6进行倾倒动作。由此执行将挖取到铲斗6中的挖掘对象物100原地排土并堆积的攒起作业。

在攒起作业中，由于铲斗6的倾倒动作在作业的结束时进行，因此作业结束时的动臂14的位置高于挖掘装载作业的情况很多。在进行攒起作业的情况下，也存在轮式装载机1在挖掘对象物100的土堆上行驶而爬升至中腹，以能够将挖取在铲斗6中的挖掘对象物100在更高的位置排土的情况。

<推土作业>

本实施方式的轮式装载机1通过以使铲斗6的铲尖6a位于地面附近的方式行驶，从而执行进行地面平整的推土(平整)作业。图7是说明基于实施方式的轮式装载机1进行的推土作业的图。

在如图7所示轮式装载机1将铲斗6配置为铲尖6a位于地面附近之后，如图7中的箭头所示前进行驶。由此执行利用铲斗6的铲尖6a使地面均匀而进行地面平整的推土作业。在推土作业的结束时，为了对进入铲斗6内的砂土进行排土，存在使铲斗6进行倾倒动作的情况。

<作业内容判别方法>

在本实施方式的轮式装载机1中，第一处理装置30判别工作装置3进行的作业内容是否是推土、攒起及挖掘装载中的某一作业。将该作业内容的判别定义为挖掘分类。图8是示出第一处理装置30内的挖掘分类处理的流程图。

如图8所示，首先在步骤S11中判定作业工序是否为挖掘。第一处理装置30如参照图4、5所说明，将当前的前进后退切换杆操作种类、动臂操作种类、铲斗操作种类及动臂缸液压的组合(即当前的作业状态)和与预先存储的各作业工序对应的“前进后退切换杆”、“动臂”、“铲斗”及“工作装置缸压力”的判定条件的组合进行对照，判定当前的作业工序是否为挖掘。

在判定作业工序为挖掘的情况下(步骤S11中为是)，则在步骤S12、S14、S16中进行挖掘作业的分类。即，关于挖掘作业判别是否是推土、攒起及挖掘装载中的某一作业。步骤S12、S14、S16的处理在各第一处理装置30的采样周期即实时执行。

在步骤S12中，在判定为挖掘的作业工序中初始判别是否正在进行推土作业。图9是用于判别轮式装载机1进行的作业内容的表。图10是示出轮式装载机1进行的作业中的铲斗6的铲尖6a的轨迹的曲线图。图10中的(1)的横轴表示水平方向的铲斗6的铲尖6a的轨迹(铲尖轨迹X、单位：m)，图10中的(1)的纵轴表示垂直方向的铲斗6的铲尖6a的轨迹(铲尖轨迹Y、单位：m)。图10中的(2)的横轴表示与图10中的(1)相同的铲尖轨迹X，图10中的(2)的纵轴表示参照图1、2说明的铲斗角度(单位：°)。

图9的(A)示出用于判别轮式装载机1的作业内容是否为推土作业的表。图10中的(1)的曲线(A)示出推土作业时的水平方向的铲尖轨迹X与垂直方向的铲尖轨迹Y的关系的一例。图10中的(2)的曲线(A)示出推土作业时的水平方向的铲尖轨迹X与铲斗角度的关系的一例。

如参照图7所说明，轮式装载机1在执行推土作业时以将铲斗6的铲尖6a配置在地面附近的状态前进行驶。在推土作业中铲尖6a沿垂直方向向上方的高度与伴随轮式装载机1的行驶而铲尖6a沿水平方向移动的长度相比足够小。如图10中的(1)的曲线(A)所示，可知推土作业与后述的攒起作业、挖掘装载作业相比，关于铲尖轨迹Y而铲尖轨迹X变长。

因此，基于铲尖轨迹X和铲尖轨迹Y判别作业内容是否为推土作业。具体来说，将作业结束时的铲斗6的铲尖6a的位置的铲尖轨迹X及铲尖轨迹Y的坐标与存储有铲尖轨迹X与铲尖轨迹Y的关系的表对照来判别是否为推土作业。

更详细来说，若作业结束时的铲斗6的铲尖6a的位置的铲尖轨迹X及铲尖轨迹Y的坐标在上述表中包含在判别为推土作业的范围内，则判别为推土作业。例如，在关于轮式装载机1的行驶距离而铲斗6的铲尖6a的位置接近地面的未进行使动臂14上升的动作或虽然进行动臂14的上升动作但其上升移动量很小的情况下，判别作业内容为推土作业。

作为代替，不使用铲尖轨迹Y而仅将铲尖轨迹X与规定值对比，也能够判别作业内容是否为推土作业。例如若作业结束时的铲斗6的铲尖6a的位置的铲尖轨迹X的坐标的值为规定值以上，则直到作业结束时的轮式装载机1的行驶距离很大，在该情况下判别作业内容为推土作业。

为了在推土作业结束时进行排土，如图9的(A)所示，在使动臂14上升一次后对铲斗6进行倾倒操作。此外，也可以基于前进后退切换杆操作的变化、动臂操作的变化、铲斗操作的变化、铲尖轨迹X的变化、铲尖轨迹Y的变化、铲斗角度的变化或其组合，判别是否为推土作业。

在图8的步骤S12中判别作业内容为推土的情况下进入步骤S13，将挖掘分类存储为推土。

另一方面，在步骤S12中判别作业内容不是推土的情况下进入步骤S14，是否进行正在进行挖掘装载作业的判别。图9的(B)中示出用于判别轮式装载机1的作业内容是否为挖掘装载作业的表。图10中的(1)的曲线(B)示出挖掘装载作业时的水平方向的铲尖轨迹X与垂直方向的铲尖轨迹Y的关系的一例。图10中的(2)的曲线(B)示出挖掘装载作业时的水平方向的铲尖轨迹X与铲斗角度的关系的一例。

在实施图3所示的挖掘装载的情况下，为了挖取砂土，如图9的(B)的表所示在挖掘中进行倾转操作。由此，如图10中的(2)的曲线B所示，在挖掘结束附近，铲斗角度与攒起作业、推土作业相比变大。

因此，基于铲斗角度判别是否为挖掘装载作业。具体来说，通过将铲斗角度与规定值对比来判别是否为挖掘装载作业。更详细来说，若作业结束时的铲斗角度大于规定值，则判别为挖掘装载作业。此外，也可以基于前进后退杆操作的变化、动臂角度的变化、铲斗角度的变化、铲尖轨迹的变化或其组合来判别是否为挖掘装载作业。

在图8的步骤S14中判别作业内容为挖掘装载的情况下进入步骤S15，将挖掘分类存储为挖掘装载。

另一方面，在步骤S14中，在判别作业内容不是挖掘装载的情况下进入步骤S16，进行是否正在进行攒起作业的判别。图9的(C)中示出用于判别轮式装载机1的作业内容是否为攒起作业的表。图10中的(1)的曲线(C)示出攒起作业时的水平方向的铲尖轨迹X与垂直方向的铲尖轨迹Y的关系的一例。图10中的(2)的曲线(C)示出攒起作业时的水平方向的铲尖轨迹X与铲斗角度的关系的一例。

在攒起的情况下，如图9的(C)的表所示，在挖掘结束附近进行用于对铲斗6内的砂土进行排土的倾倒操作。因此，基于在挖掘中进行了铲斗6的倾倒操作的情况判别是否为攒起作业。

另外，为了在挖掘结束附近进行倾倒操作，如图10中的(1)的曲线(C)所示，铲尖轨迹Y从上升变为下降。由此，也可以基于铲尖轨迹Y判别是否为攒起作业。

另外，如图10中的(2)的曲线(C)所示，与挖掘装载相比铲斗角度的值变小。由此，也可以基于铲斗角度判别是否为攒起作业。

在图9的步骤S16中判别作业内容为攒起的情况下进入步骤S17，将挖掘分类存储为攒起。

另一方面，在步骤S16中判别作业内容不是攒起的情况下进入步骤S18，将挖掘分类存储为不明。

作为挖掘分类为不明的类型能够举出挖掘刚刚开始后。如图9的(A)～(C)及图10的曲线(A)～(C)所示，在挖掘开始时刻，工作装置在挖掘装载、攒起、推土中的动作没有很大差异，因此存在挖掘分类判别为不明的情况。

如图9、图10所示，在挖掘结束附近，推土、挖掘装载、攒起的差异显著出现。因此，作为识别处于挖掘最后阶段的条件，也可以将前进后退切换杆的操作加入判别条件。

基于在图8的步骤S12～S18中实时计算的挖掘分类的判别数据，在步骤S19中累积记录时刻、作业工序及挖掘分类。即，记录作为后述的图11所示的表的基础的数据。

在判定作业工序不是挖掘的情况下(步骤S11中为否)，在步骤S20中判定此前的作业工序是否为挖掘。即，在步骤S20中判定作业工序是否从挖掘进入除了挖掘以外的工序(挖掘结束)。

在步骤S20中判定此前的作业工序为挖掘的情况下(步骤S20中为是)，在步骤S21中，对自作业工序从不是挖掘转入挖掘到作业工序从挖掘转入不是挖掘、即自挖掘开始到挖掘结束的挖掘分类进行更新。

按照上述方式，进行工作装置3进行的作业内容是否为推土、攒起及挖掘装载中的某一作业的判别(图8的结束)。

图11是表示作业履历的表的一例。图11中示出从时刻0到时刻24各时刻的作业工序、挖掘工序中的作业内容及表示挖掘工序中的从作业开始时刻到作业结束时刻为止的作业的内容的挖掘分类。

时刻0～5之间的作业工序为空载前进。时刻6～21之间的作业工序为挖掘。时刻22～24之间的作业工序为装载后退。时刻0～5及时刻22～24之间由于作业工序不是挖掘工序，因而按照图8所示的处理的流程不进行作业内容的判别。

例如在时刻13，操作员操作前进后退切换装置49以发出后退指令，从而按照图8所示的处理的流程判别作业内容为挖掘装载。

例如在时刻18，操作员操作铲斗操作装置54以发出铲斗倾倒指令，从而按照图8所示的处理的流程判别作业内容为攒起。

第一处理装置30在挖掘结束后，将挖掘工序中的作业开始(时刻6)到作业结束(时刻21)的作业内容更新为时刻21的作业结束时判别的作业内容即攒起。更新后的直到时刻6～21的作业内容示出在图11的表的挖掘分类(更新后)的列中。

第一处理装置30在时刻6～21各时刻实时判别推土、攒起及挖掘装载，但并非在每个时刻将所判别的作业内容立即确定为各时刻的作业内容，而是基于从作业开始到作业结束的作业履历中的时间上分离的两个以上的作业内容的判别结果确定从作业开始到作业结束的作业内容。如图11所示，例如基于在时刻13判别作业内容为挖掘装载而在其后的时刻21判别的作业内容为攒起，在时刻13也确定作业内容为攒起。

在图11所示的例子中，说明了从作业开始到作业结束的作业内容确定为攒起并将从作业开始到作业结束的作业内容更新为攒起的例子。同样地，能够基于从作业开始到作业结束的作业履历中的时间上分离的两个以上的作业内容的判别结果，确定作业内容为挖掘装载，并将从作业开始到作业结束的作业内容更新为挖掘装载。另外，同样地能够确定作业内容为推土并将从作业开始到作业结束的作业内容更新为推土。

例如，在图11所示的时刻18，假设未操作铲斗操作装置54而未发出铲斗倾倒指令，则在时刻21判别作业内容为挖掘装载。在该情况下，能够将从作业开始到作业结束的作业内容更新为挖掘装载。

图2所示的第一处理装置30能够输出作为从开始到结束的作业内容而确定的推土、攒起及挖掘装载各挖掘分类的累积作业次数、累积作业时间及累积燃料消耗量等作业结果。图12是示出各挖掘分类的时间比例的示意图。图12示出以下例子：操作员A进行了的作业内容的大约70％为挖掘装载，操作员B进行了的作业内容的大约55％为挖掘装载，操作员A相比于操作员B进行了较多对生产率有贡献的作业，因此在显示部40显示操作员A的作业的燃耗(单位燃料消耗量的挖掘装载量)高于操作员B的作业的燃耗的情况。

第一处理装置30能够从推土、攒起及挖掘装载各作业内容中抽取特定的作业内容。另外，第一处理装置30能够输出所抽取的特定的作业内容中的工作装置3的动作轨迹。图13是示出抽取了挖掘装载作业的情况下的工作装置3的动作轨迹的示意图。图13中示出以下例子：在以铲尖轨迹X为横轴、以铲尖轨迹Y为纵轴的曲线图中，示出操作员A和操作员B进行的作业的从开始到结束的铲斗6的铲尖6a的动作轨迹。

图13中还示出在显示部40上显示抽取选择部的例子。图13中示出作为要抽取的对象选择挖掘装载且各操作员进行挖掘装载时的铲斗6的铲尖6a的动作轨迹的例子。通过抽取熟练操作员进行挖掘装载时的铲尖6a的动作轨迹并应用于经验少的操作员的驾驶指导，从而能够高效地进行驾驶指导。

在显示部40为触摸面板的情况下，操作员针对图13所示的抽取选择部进行触摸操作，从而能够选择要抽取的对象的作业内容。或者，图13所示的抽取选择部也可以仅为显示，而通过操作员操作开关或按钮等未图示的选择操作部来选择要抽取的对象的作业内容。

在图13所示的铲斗6的铲尖6a的动作轨迹的基础上，能够通过在显示部40上一并显示前进后退切换装置49、油门操作装置51、动臂操作装置52、铲斗操作装置54及制动操作装置58的操作、以及铲斗角度而进行更加有效的驾驶指导。

第一处理装置30能够从使动臂上升的作业即攒起及挖掘装载中抽取挖掘装载，并计算挖掘装载用的单位燃料消耗量的挖掘装载量。图14是示出作业内容的判别前及判别后的单位燃料消耗量的挖掘装载重量的对比的示意图。图14中示出操作员A与操作员B的未区分攒起及挖掘装载的“判别前”和仅抽取挖掘装载的“判别后”中的单位燃料消耗量的挖掘对象物100的装载量(图14的纵轴所示的“作业效率”、单位：Ton/L)的对比。

通过仅抽取挖掘装载来计算单位燃料消耗量的装载量，从而能够评价操作员的净作业效率。

例如，在图14中将操作员A与操作员B的作业效率进行对比。在此，操作员A相比于操作员B进行较多挖掘装载但攒起、推土较少。即，操作员A相比于操作员B进行较多对生产率有贡献的作业，优选操作员A的作业。

在未抽取挖掘装载进行评价的情况下，操作员A的作业效率低于操作员B的作业效率。因此，在未抽取挖掘装载而对操作员A的作业进行评价的情况下，会出现比操作员B差的错误评价。

与此相对，在抽取挖掘装载进行评价的情况下，操作员A的作业效率高于操作员B的作业效率。因此能够更恰当地评价操作员A的作业效率。

<作用及效果>

接下来说明上述实施方式的作用及效果。

在实施方式中，作为控制器的第一处理装置30如图11所示，基于从作业开始到作业结束的作业履历中的时间上分离的两个以上的作业内容的判别结果确定从作业开始到作业结束的作业内容。由于不立即将各时刻的作业内容的判别结果确定为各时刻的作业内容，而基于时间上分离的两个以上的时刻的作业内容的判别结果确定从作业开始到作业结束的作业内容，因而能够更准确判别作业内容。

另外，如图11所示，作为控制器的第一处理装置30在作业结束时判别作业内容，将作业结束时判别的作业内容确定为从作业开始到作业结束的作业内容。也可以将从作业开始到作业结束的作业内容更新为作业结束时判别的作业内容。通过构成为不立即将各时刻的作业内容的判别结果确定为各时刻的作业内容而追溯过去对作业结束时判别的作业内容进行置换更新，从而能够更准确判别作业内容。

另外，如图8～10所示，第一处理装置30基于对轮式装载机1的状态进行检测的传感器的信号判定轮式装载机1的作业工序。如图8、11所示，第一处理装置30在作业工序处于挖掘工序中的情况下对从作业开始到作业结束的作业内容进行判别。通过构成为在作业工序不是挖掘的情况下不进行作业内容的判别而在作业工序为挖掘的情况下进行作业内容的判别，从而能够更准确判别作业内容。

另外，如图12所示，也可以向显示部40输出各作业内容的作业结果。若采用这种方式，则操作员或管理者能够容易地识别在工作装置进行的全部作业内容中正在以何种比例进行挖掘装载作业，能够准确进行生产率评价。

另外，也可以将多个操作员进行的各作业内容的作业结果一并向显示部40输出。由此，多个操作员的生产率评价的对比变得容易，因而能够促使操作员提高生产率。

如图14所示，也可以向显示部40输出抽取挖掘装载并计算出的燃料消耗量。另外，也可以与其他操作员的燃料消耗量一并输出。

另外，如图13所示，也可以从推土、攒起及挖掘装载各作业内容中抽取特定的作业内容例如挖掘装载。通过抽取特定的作业内容，从而能够准确计算正在进行该作业内容期间的燃料消耗量、挖掘装载作业的结果即自卸车装载的挖掘对象物100的重量等。

另外，如图13所示，也可以具备选择上述作业内容中的要抽取的对象的作业内容的抽取选择部。作为抽取的方式，也可以在图13所示的显示画面上设置抽取选择部。

图13中示出铲尖轨迹的数据，但显示数据不限于此。也可以显示动臂操作装置、铲斗操作装置、油门操作装置、制动操作装置等操作装置的操作履历或者铲斗角度或动臂角度的履历。

另外，如图13所示，也可以向显示部40输出所抽取的特定的作业内容中的工作装置3的动作轨迹。例如能够输出熟练操作员进行的挖掘装载作业中的动作轨迹，以指导经验少的操作员使工作装置3按照该输出的动作轨迹动作，若采用这种方式，则能够高效地进行驾驶指导。

作业结果及工作装置3的动作轨迹除了向显示部40输出的例子以外，例如也可以经由图2所示的输出部45与第二处理装置70通信而向第二处理装置70的显示部75输出。或者可以作为工作日志向与第二处理装置70连接的未图示的打印机输出。

另外，如图9、10所示，第一处理装置30也可以基于铲斗6的轨迹来判别作业内容。第一处理装置30基于从第一角度检测器29及第二角度检测器48输入的检测信号求算动臂角度及铲斗角度，另外基于从车速检测器27输入的检测信号求算轮式装载机1的车速，能够基于这些结果求算铲斗6的铲尖6a的位置。第一处理装置30能够基于将作业开始时的铲尖6a的位置与作业结束时的铲尖6a的位置相连的铲斗6的动作轨迹，判别作业内容为推土。

第一处理装置30也可以基于动臂14相对于车身的角度与铲斗6相对于动臂14的角度的比来判别作业内容。第一处理装置30能够基于动臂角度和铲斗角度判别作业内容为挖掘装载。

另外，如图9所示，第一处理装置30也可以基于前进后退切换装置49的操作结果来判别作业内容。第一处理装置30能够基于发出了后退指令的情况判别作业内容为挖掘装载。

另外，如图9所示，第一处理装置30也可以基于铲斗操作装置54的操作结果来判别作业内容。第一处理装置30能够基于发出了铲斗6的倾倒指令的情况判别作业内容为攒起。

在图11中，第一处理装置30在挖掘结束后将挖掘工序中的作业开始(时刻6)到作业结束(时刻21)的作业内容更新为时刻21的作业结束时判别的作业内容即攒起，也可以取而代之，将直到时刻6～21的作业内容记录在表的其他列中。

在上述实施方式的说明中，说明了作为作业机械的轮式装载机1具备第一处理装置30且由搭载于轮式装载机1的第一处理装置30对作业内容进行判别的例子。对作业内容进行判别的控制器未必搭载于轮式装载机1。轮式装载机1的第一处理装置30也可以构成以下系统：进行将从各种传感器输入的检测信号向外部的控制器发送的处理，并由接收到检测信号的外部的控制器对作业内容进行判别。

在上述实施方式的说明中，说明了进行包含推土、攒起及挖掘装载的作业的作业机械为轮式装载机1的例子。作业机械不限于轮式装载机1，也可以是例如履带式装载机、反铲式装载机等。

应知本次公开实施方式在全部方面均为例示而非作出限制。本发明的范围并非由上述说明示出而由请求保护的范围示出，包含与请求保护的范围等同的含义及范围内的全部变更。

附图标记说明：

1轮式装载机、3工作装置、6铲斗、6a铲尖、14动臂、16动臂缸、19倾转缸、20发动机、23动力传递机构、27车速检测器、28a、28b第一液压检测器、29第一角度检测器、30第一处理装置、40，75显示部、48第二角度检测器、49前进后退切换装置、49a操作构件、49b构件位置检测传感器、51油门操作装置、51a油门操作构件、51b油门操作检测部、52动臂操作装置、52a动臂操作构件、52b动臂操作检测部、54铲斗操作装置、54a铲斗操作构件、54b铲斗操作检测部、58制动操作装置、58a制动操作构件、58b制动操作检测部、70第二处理装置、100挖掘对象物、200自卸车。

Claims (18)

1.一种作业机械，其中，

所述作业机械具备：

车身；

工作装置，其安装于所述车身；以及

控制器，其对由所述工作装置进行的包含推土、攒起及挖掘装载中的至少两个的作业内容进行判别，

所述控制器基于从作业开始到作业结束的期间的、实时地判别的所述作业内容和与所述实时地判别的所述作业内容在时间上分离的其他的所述作业内容的两个以上的作业内容的判别结果，来更新从所述作业开始到所述作业结束的所述实时地判别的所述作业内容。

2.一种作业机械，其中，

所述作业机械具备：

车身；

工作装置，其安装于所述车身；以及

控制器，其对由所述工作装置进行的包含推土、攒起及挖掘装载中的至少两个的作业内容进行判别，

所述控制器在作业结束时判别所述作业内容，将所述作业结束时判别的所述作业内容确定为从作业开始到所述作业结束的所述作业内容。

3.根据权利要求2所述的作业机械，其中，

所述控制器将从所述作业开始到所述作业结束的所述作业内容更新为在所述作业结束时判别的所述作业内容。

4.根据权利要求1或2所述的作业机械，其中，

所述作业机械还具备对所述作业机械的状态进行检测的至少一个传感器，

所述控制器基于所述传感器的信号判定所述作业机械的作业工序，在所述作业工序处于挖掘工序中的情况下，对从所述作业开始到所述作业结束的所述作业内容进行判别。

5.根据权利要求1或2所述的作业机械，其中，

所述控制器输出所确定的各所述作业内容的作业结果。

6.根据权利要求5所述的作业机械，其中，

所述控制器将多个操作员进行的所述作业结果向各操作员输出。

7.根据权利要求1或2所述的作业机械，其中，

所述控制器从所确定的所述作业内容中抽取特定的所述作业内容。

8.根据权利要求7所述的作业机械，其中，

所述控制器还具有选择要抽取的对象的所述作业内容的选择部。

9.根据权利要求7所述的作业机械，其中，

所述控制器输出所抽取的特定的所述作业内容中的所述工作装置的动作轨迹。

10.根据权利要求7所述的作业机械，其中，

所述作业机械还具备对所述作业机械进行操作的操作装置，

所述控制器输出所抽取的特定的所述作业内容中的所述操作装置的操作履历。

11.根据权利要求7所述的作业机械，其中，

所述作业机械还具备对所述工作装置的角度进行检测的工作装置角度检测装置，

所述控制器输出所抽取的特定的所述作业内容中的所述工作装置的角度的履历。

12.根据权利要求1或2所述的作业机械，其中，

所述工作装置具有铲斗，

所述控制器基于所述铲斗的轨迹来判别所述作业内容。

13.根据权利要求1或2所述的作业机械，其中，

所述工作装置具有动臂和铲斗，

所述控制器基于所述动臂相对于所述车身的角度与所述铲斗相对于所述动臂的角度的比来判别所述作业内容。

14.根据权利要求1或2所述的作业机械，其中，

所述作业机械还具备前进后退切换装置，其被操作以进行所述作业机械的前进与后退的切换，

所述控制器基于所述前进后退切换装置的操作结果来判别所述作业内容。

15.根据权利要求1或2所述的作业机械，其中，

所述工作装置具有铲斗，

所述作业机械还具备被操作以使所述铲斗动作的铲斗操作装置，

所述控制器基于所述铲斗操作装置的操作结果来判别所述作业内容。

16.根据权利要求1或2所述的作业机械，其中，

所述控制器在所述作业结束前判别的所述作业内容为挖掘装载且所述作业结束时判别的所述作业内容为攒起的情况下，将从所述作业开始到所述作业结束的所述作业内容确定为攒起。

17.一种包含作业机械的系统，所述作业机械具有车身和安装于所述车身的工作装置，其中，

所述包含作业机械的系统具备控制器，所述控制器对由所述工作装置进行的包含推土、攒起及挖掘装载中的至少两个的作业内容进行判别，

所述控制器基于从作业开始到作业结束的期间的、实时地判别的所述作业内容和与所述实时地判别的所述作业内容在时间上分离的其他的所述作业内容的两个以上的作业内容的判别结果，来更新从所述作业开始到所述作业结束的所述实时地判别的所述作业内容。

18.一种包含作业机械的系统，所述作业机械具有车身和安装于所述车身的工作装置，其中，

所述包含作业机械的系统具备控制器，所述控制器对由所述工作装置进行的包含推土、攒起及挖掘装载中的至少两个的作业内容进行判别，

所述控制器在作业结束时判别所述作业内容，将所述作业结束时判别的所述作业内容确定为从作业开始到所述作业结束的所述作业内容。

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