CN114341435B - 工程机械 - Google Patents

Abstract

本发明的工程机械(10)的预测负荷决定部(54)在满足了预测负荷决定条件的情况下，根据负荷获取部所获取的负荷，决定附属设备(16)保持的作业对象物的预测负荷。所述预测负荷决定条件包含在保持作业中检测到预先设定的第1减少操作这一条件和在保持作业之后检测到第1减少操作这一条件的其中至少一方的条件，所述第1减少操作是用于减少所述附属设备所保持的所述对象物的量的操作。

Description

工程机械

技术领域

本发明涉及液压挖掘机等工程机械。

背景技术

以往已知有例如液压挖掘机等工程机械。所述液压挖掘机具备包含动臂、斗杆及铲斗的作业装置。所述液压挖掘机在作业现场进行用于将砂土等作业对象物装载到例如翻斗卡车等移动目的地的装载作业。具体而言，所述装载作业包含：保持作业(挖掘作业)，利用所述铲斗挖掘所述砂土并且将该砂土保持在所述铲斗；移动作业，将保持在所述铲斗的所述砂土移动到所述移动目的地的所述翻斗卡车之上；卸放作业(排土作业)，在所述翻斗卡车之上从所述铲斗卸放所述砂土。作为这样的液压挖掘机还已知有搭载有所谓的有效载荷功能的挖掘机。该有效载荷功能是用于测量所述铲斗所保持的所述砂土的负荷的功能。通过使该有效载荷功能在所述液压挖掘机对所述翻斗卡车进行装载动作时发挥作用，能够运算出被装载到所述翻斗卡车的砂土量。

专利文献1公开了如下的技术：精度良好地检测对翻斗卡车进行的装载动作，从而正确地把握被装载到翻斗卡车的挖掘物的负荷(专利文献1的段落“0005”)。该专利文献1的液压挖掘机中，以铲斗通过了基准高度作为条件，来将液压挖掘机的动作判定为是对翻斗卡车进行的挖掘物的装载动作，并且由装载负荷值决定部决定装载负荷值(专利文献1的段落“0104”至段落“0107”)。所述基准高度由液压挖掘机的使用者设定(专利文献1的段落“0044”)。

然而，在所述装载作业中，为了将砂土装载到翻斗卡车而使所述铲斗上升的高度基于作业现场的状况的不同而不同。例如，在所述装载作业中，配置所述液压挖掘机的地面与配置所述翻斗卡车的地面之间的高低差基于作业现场的不同而不同。此外，在所述装载作业中，被所述铲斗被挖掘的所述作业的对象物亦即砂土与配置所述翻斗卡车的地面之间的高低差基于作业现场的不同而不同。因此，在采用所述专利文献1的技术的情况下，所述液压挖掘机的操作人员必须进行根据所述作业现场的状况来变更所述基准高度的设定这样的繁杂的设定作业。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本专利公开公报特开2018-188831号。

发明内容

本发明的目的在于提供一种如下的工程机械：即使不进行根据作业现场的状况的繁杂的设定作业，也能够获取在移动目的地之上从铲斗等附属设备被卸放的对象物的负荷。

所提供的工程机械进行对作业的对象物予以保持的保持作业、使所保持的所述对象物移动到移动目的地之上的移动作业、以及在所述移动目的地之上卸放所述对象物的卸放作业。该工程机械包括：作业装置，包含能够保持所述对象物的附属设备；负荷获取部，获取所述附属设备所保持的所述对象物的负荷；以及，预测负荷决定部，在满足了预先设定的预测负荷决定条件的情况下，根据所述负荷获取部所获取的所述负荷而决定预测负荷，该预测负荷是被预测在所述卸放作业中在所述移动目的地之上被卸放的所述对象物的负荷。所述预测负荷决定条件包含在所述保持作业中检测到预先设定的第1减少操作这一条件和在所述保持作业之后检测到所述第1减少操作这一条件的其中至少一方的条件。所述第1减少操作是用于减少所述附属设备所保持的所述对象物的量的操作。

附图说明

图1是表示作为本发明的实施方式所涉及的工程机械的一个例子的液压挖掘机的侧视图。

图2是表示所述液压挖掘机所搭载的控制器和由该控制器控制的电路的结构的图。

图3是表示由所述控制器执行的控制动作的流程图。

图4是表示在所述控制动作中被输入到控制器的操作信号的经时变化的一个例子、以及所述液压挖掘机的铲斗所保持的对象物的负荷值的经时变化的一个例子的图形。

图5是表示所述液压挖掘机进行的砂土的装载作业、以及基于所述控制动作而被显示于显示装置的内容的一个例子的图。

图6是表示所述液压挖掘机进行的砂土的装载作业、以及基于所述控制动作而被显示于显示装置的内容的一个例子的图。

具体实施方式

参照附图来说明本发明的优选实施方式。

图1表示作为本发明的实施方式所涉及的工程机械的一个例子的液压挖掘机。图2是表示所述液压挖掘机所搭载的控制器和由该控制器控制的电路的结构的图。

如图1及图2所示，液压挖掘机10具备：下部行走体11；可回转地被搭载于所述下部行走体11的上部回转体12；被搭载于所述上部回转体12的作业装置13；多个液压致动器；至少一个液压泵21；先导泵22；多个操作装置；多个控制阀；多个压力传感器；姿势检测部；控制器50。

所述下部行走体11及所述上部回转体12构成支撑所述作业装置13的机体。所述下部行走体11具有用于使所述液压挖掘机10行走的省略图示的行走装置，能够在地面G上行走。所述上部回转体12包含回转骨架12A和被搭载在其上的发动机室12B及驾驶室12C。所述发动机室12B收容发动机，所述驾驶室12C中配置有让操作人员就座的座席、各种操作杆、以及操作踏板等。

所述作业装置13包含能够进行用于将砂土装载到翻斗卡车的装载作业的多个可动部。所述多个可动部包含动臂14、斗杆15及铲斗16。所述砂土是作业的对象物的一个例子，所述翻斗卡车是移动目的地的一个例子，所述铲斗16是附属设备的一个例子。

所述装载作业包含：挖掘所述砂土且将其保持于所述铲斗16的保持作业(挖掘作业)；使所保持的所述砂土移动到所述翻斗卡车之上的移动作业；在所述翻斗卡车之上卸放所述砂土的卸放作业(排土作业)。

所述动臂14具有基端部和位于该者的相反侧的远端部，所述基端部以能够如图1的箭头A1所示那样起伏的方式也就是以能够绕水平轴摆动的方式而在所述回转骨架12A的前部被支撑。所述斗杆15具有以能够如图1的箭头A2所示那样绕水平轴摆动的方式而被安装于所述动臂14的远端部的基端部、以及位于该者的相反侧的远端部。所述铲斗16以能够如图1的箭头A3所示那样摆动的方式而被安装于所述斗杆15的远端部。

所述多个液压致动器包含多个液压缸和回转马达20。所述多个液压缸包含：用于驱动所述动臂14的至少一个动臂缸17；用于驱动所述斗杆15的斗杆缸18；用于驱动所述铲斗16的铲斗缸19。在图2中，仅图示了1个液压泵21，但是，所述液压挖掘机10也可以具备多个液压泵。

所述至少一个动臂缸17介于所述上部回转体12与所述动臂14之间，通过接受从所述液压泵21排出的工作油的供应而伸长或收缩，由此，来使所述动臂14向以所述箭头A1所示的立起方向或倒伏方向摆动。

所述斗杆缸18介于所述动臂14与所述斗杆15之间，通过接受所述工作油的供应而伸长或收缩，由此，来使所述斗杆15向以所述箭头A2所示的斗杆收回方向或斗杆伸出方向摆动。所述斗杆收回方向是所述斗杆15的远端接近所述动臂14的方向，所述斗杆伸出方向是所述斗杆15的远端相对于所述动臂14离开的方向。

所述铲斗缸19介于所述斗杆15与所述铲斗16之间，通过接受工作油的供应而伸长或收缩，由此，来使所述铲斗16向以所述箭头A3所示的铲斗收回方向或铲斗伸出方向摆动。所述铲斗收回方向是使图1所示的所述斗杆15的长边方向15a与划定所述铲斗16的开口的缘部16a所成的角度θ变小的方向，所述铲斗伸出方向是使所述角度θ变大的方向。

如图2所示，所述多个操作装置包含动臂操作装置61、斗杆操作装置62、铲斗操作装置63、回转操作装置64。这些操作装置61至64分别具有接受操作人员的操作的操作杆61A至64A。各操作装置可以由液压式的操作装置构成，也可以由电动式的操作装置构成。一个操作杆可以兼顾多个操作杆。例如，可以在操作人员就座的座席的前方右侧设置右侧操作杆，使之在沿前后方向被操作时作为动臂杆发挥作用，且在沿左右方向被操作时作为铲斗杆发挥作用。同样，可以在所述座席的前方左侧设置左侧操作杆，使之在沿前后方向被操作时作为斗杆杆发挥作用，且在沿左右方向被操作时作为回转杆发挥作用。杆模式也可以基于操作人员的操作指示而随意地被变更。图2表示了所述操作装置61至64由电动式的操作装置构成时的电路结构。

所述多个控制阀包含动臂控制阀41、斗杆控制阀42、铲斗控制阀43、回转控制阀44、一对动臂电磁比例阀45、一对斗杆电磁比例阀46、一对铲斗电磁比例阀47、一对回转电磁比例阀48。

例如，在所述铲斗操作装置63的所述操作杆63A被操作后，所述操作杆63A的操作量被变换为电信号(操作信号)并被输入到控制器50。控制器50将与所述操作信号对应的指令信号(指令电流)输入到所述一对铲斗电磁比例阀47中与所述操作杆63A的操作方向对应的铲斗电磁比例阀47。该铲斗电磁比例阀47根据所述指令信号使所述先导泵22排出的先导油的压力减压，并且将减压后的先导压力供应到所述铲斗控制阀43的一对先导口中的其中一方。由此，所述铲斗控制阀43以对应于所述先导压力的大小的行程向对应于被输入所述先导压力的所述先导口的方向开阀。其结果，便被允许从所述液压泵21排出的工作油以对应于所述行程的流量供应到所述铲斗缸19的头部侧腔室或连杆侧腔室。此外，其它的操作装置61、62、64的操作杆被操作时的动作也与上述同样，因此，省略其说明。

此外，虽然各操作装置为液压式时的液压回路图被省略，但此情况下，所述液压挖掘机10的液压回路如下述那样动作。例如，在所述铲斗操作装置63的所述操作杆63A被操作后，来自先导泵的先导一次压力在所述铲斗操作装置63的遥控阀根据所述操作杆63A的操作量而被减压，被减压后的先导压力从所述遥控阀被输出。所输出的先导压力被输入到铲斗控制阀的一对先导口中的其中一方。由此，所述铲斗控制阀以对应于所述先导压力的大小的行程向对应于被输入所述先导压力的所述先导口的方向开阀。其结果，便被允许从液压泵排出的工作油以对应于所述行程的流量供应到所述铲斗缸19的头部侧腔室或连杆侧腔室。

如图2所示，所述多个压力传感器包含用于检测所述动臂缸17的头部压力的压力传感器35和用于检测所述动臂缸17的连杆压力的压力传感器36。

所述姿势检测部包含：能够检测所述动臂14的姿势的动臂姿势检测装置31；能够检测所述斗杆15的姿势的斗杆姿势检测装置32；能够检测所述铲斗16的姿势的铲斗姿势检测装置33。在本实施方式中，这些姿势检测装置31、32、33分别由例如惯性测量装置(Inertial Measurement Unit∶IMU)构成。

此外，所述动臂14的姿势、所述斗杆15的姿势、以及所述铲斗16的姿势例如也可以根据由检测所述动臂缸17、所述斗杆缸18、以及所述铲斗缸19的行程的省略图示的传感器所得到的行程值而被运算出。此外，所述动臂14的姿势、所述斗杆15的姿势、以及所述铲斗16的姿势例如也可以根据由利用GNSS传感器那样的卫星定位系统的位置检测装置所得到的检测值而被运算出。

所述控制器50(机电一体化控制器)由具备例如CPU、存储器等的计算机构成，其功能性地具有操作判定部51、姿势运算部52、负荷运算部53、预测负荷决定部54、预测负荷更新部55、确定负荷决定部56、负荷信息输出部57。

所述操作判定部51判定是否对所述多个操作装置61至64各自的操作杆施加了操作。在所述多个操作装置61至64分别为图2所示那样的所述电动式的操作装置的情况下，所述操作装置61至64各自将与被施加于对应的操作杆的操作量及操作方向对应的所述操作信号输入到所述控制器50。所述操作判定部51根据所输入的所述操作信号能够判定操作被施加给对应的操作装置的操作杆。

具体而言，在本实施方式中，所述操作判定部51能够判定如下各情况：对所述动臂操作装置61的所述操作杆61A施加了使所述动臂缸17伸展的动臂上升操作或使所述动臂缸17收缩的动臂下降操作；对所述斗杆操作装置62的所述操作杆62A施加了使所述斗杆缸18伸展的斗杆收回操作或使所述斗杆缸18收缩的斗杆伸出操作；对所述铲斗操作装置63的所述操作杆63A施加了使所述铲斗缸19伸展的铲斗收回操作或使所述铲斗缸19收缩的铲斗伸出操作；对所述回转操作装置64的所述操作杆64A施加了使所述上部回转体12回转的右回转操作或左回转操作。在所述多个操作装置61至64分别为所述电动式的操作装置的情况下，所述操作判定部51构成能够检测被施加于所述多个操作装置61至64的操作杆61A至64A的操作的操作检测部。

在所述操作装置61至64分别为所述液压式的操作装置的情况下，所述液压挖掘机10具备检测对应于被施加于所述多个操作装置61至64各自的所述操作杆的操作量而从所述遥控阀输出的先导压力的省略图示的多个先导压力传感器。多个先导压力传感器分别将与所检测的先导压力对应的信号亦即操作信号输入到所述控制器50。所述操作判定部51根据所输入的所述操作信号能够判定操作被施加于对应的操作装置的操作杆。在所述多个操作装置61至64分别为所述液压式的操作装置的情况下，所述多个先导压力传感器和所述操作判定部51构成能够检测被施加于所述多个操作装置61至64的操作杆61A至64A的操作的操作检测部。

所述姿势运算部52根据从所述姿势检测部输入的姿势信号分别运算所述动臂14的姿势、所述斗杆15的姿势、以及所述铲斗16的姿势。

所述负荷运算部53例如如下述那样计算所述铲斗16所保持的所述对象物的负荷。此外，运算所述对象物的负荷的方法并不限于以下的运算方法，还可以采用其它的公知的方法。

在本实施方式中，所述负荷运算部53根据下面的式(1)来计算所述铲斗16所保持的所述对象物的负荷。

M=M1+M2+M3+W×L (1)

在式(1)中，M是所述动臂缸17的绕动臂脚销的力矩。M1是所述动臂14的绕所述动臂脚销的力矩。M2是所述斗杆15的绕所述动臂脚销的力矩。M3是所述铲斗16的绕所述动臂脚销的力矩。W是所述铲斗16所保持的砂土等对象物的负荷。L是从所述动臂脚销至所述铲斗16的基端部的水平方向的距离。

所述力矩M根据动臂缸17的头部压力和连杆压力而被计算出。所述力矩M1由所述动臂14的重心和所述动臂脚销之间的距离与所述动臂14的重量之积而被计算出。所述力矩M2由所述斗杆15的重心和所述动臂脚销之间的距离与所述斗杆15的重量之积而被计算出。所述力矩M3由所述铲斗16的重心和所述动臂脚销之间的距离与所述铲斗的重量之积而被计算出。

所述动臂14的重心的位置、所述斗杆15的重心的位置、以及所述铲斗16的重心的位置分别根据关于所述姿势检测部所检测的所述作业装置13的姿势的信息而被计算出。所述动臂缸17的所述头部压力由压力传感器35而被测出，所述动臂缸17的所述连杆压力由压力传感器36而被测出。所述水平方向的距离L根据关于所述姿势检测部所检测的所述作业装置13的姿势的信息而被计算出。

此外，在本实施方式中，所述姿势检测部、所述压力传感器35、36、所述姿势运算部52及所述负荷运算部53构成获取所述铲斗16所保持的所述对象物的负荷的负荷获取部。

在满足了预先设定的预测负荷决定条件的情况下，所述预测负荷决定部54决定预测负荷，该预测负荷是被预测在所述卸放作业中在所述移动目的地之上被卸放的所述对象物的负荷。

所述预测负荷决定条件包含如下的条件：在所述保持作业之后检测到为了减少所述铲斗16所保持的所述对象物的量的第1减少操作。具体而言，例如，所述预测负荷决定条件可以包含如下的条件：在所述保持作业之后的所述移动作业中检测到所述第1减少操作。

在本实施方式中，作为所述第1减少操作，而预先设定有所述铲斗伸出操作和所述斗杆伸出操作。所述铲斗伸出操作是附属设备卸放操作的一个例子。所述铲斗伸出操作及所述斗杆伸出操作分别是均能够属于为了进行卸放量调节动作的操作和为了进行卸放作业的操作中的任意一者的操作。所述卸放量调节动作是为了在进行所述保持作业之后通过使所述铲斗16所保持的砂土(对象物)的一部分从该铲斗16卸放来使所述铲斗16所保持的所述砂土的量减少以调节在所述翻斗卡车之上卸放的所述对象物的量(卸放量)的动作。此外，作为第1减少操作，也可以仅设定所述铲斗伸出操作和所述斗杆伸出操作中的一方的操作，而不设定另一方的操作。

在由所述操作判定部51判定到所述铲斗伸出操作被施加于所述操作杆63A和所述斗杆伸出操作被施加于所述操作杆62A的其中至少一方后，所述预测负荷决定部54决定所述预测负荷。

所述预测负荷的决定例如根据在所述第1减少操作的检测时和在所述第1减少操作的检测前的其中至少一方由所述负荷获取部所获取的所述负荷来进行。

具体而言，所述预测负荷决定部54例如可以在对应于所述铲斗伸出操作的操作信号和对应于所述斗杆伸出操作的操作信号的其中至少一方的操作信号被输入到所述控制器50的情况下，将在此时刻所述负荷获取部获取的所述对象物的负荷(所述铲斗16保持的所述对象物的负荷)作为所述预测负荷来决定。此外，所述预测负荷决定部54例如可以在所述至少一方的操作信号被输入到所述控制器50的情况下，将在从所述保持作业的完毕后至所述至少一方的操作信号被输入到所述控制器50的时刻为止所获取的负荷作为所述预测负荷来决定。在从所述保持作业的完毕后至所述至少一方的操作信号被输入到所述控制器50的时刻为止所获取的负荷存在多个的情况下，也可以将例如该多个负荷的平均值作为所述预测负荷来决定。

在满足了预先设定的预测负荷更新条件的情况下，所述预测负荷更新部55根据在所述预测负荷的决定后由所述负荷获取部所获取的所述负荷来更新所述预测负荷。

所述预测负荷更新条件包含如下的条件：在所述预测负荷的决定后检测到为了减少所述铲斗16所保持的所述对象物的量的第2减少操作；从所述第1减少操作完毕之后至所述第2减少操作开始之前的时间为预先设定的时间阈值以上。

在本实施方式中，所述第2减少操作是与所述第1减少操作相同的操作。即，作为所述第2减少操作，而预先设定有所述铲斗伸出操作和所述斗杆伸出操作。此外，作为第2减少操作，也可以仅设定所述铲斗伸出操作和所述斗杆伸出操作中的一方的操作，而不设定另一方的操作。

在所述预测负荷的决定后，在由所述操作判定部51判定到所述铲斗伸出操作被施加于所述操作杆63A和所述斗杆伸出操作被施加于所述操作杆62A的其中至少之一且从所述第1减少操作完毕之后至所述第2减少操作开始之前的时间为预先设定的时间阈值以上的情况下，所述预测负荷更新部55更新所述预测负荷。所述预测负荷更新部55具有测量从所述第1减少操作完毕后至所述第2减少操作开始之前的经过时间的功能。

所述预测负荷的更新根据在所述预测负荷的决定后由所述负荷获取部所获取的所述负荷来进行。

具体而言，所述预测负荷更新部55例如可以在所述预测负荷的决定后在对应于所述铲斗伸出操作的操作信号和对应于所述斗杆伸出操作的操作信号的其中至少一方的操作信号被输入到所述控制器50的情况下，将在此时刻所述负荷获取部获取的所述对象物的负荷(所述铲斗16保持的所述对象物的负荷)作为所述预测负荷来更新。此外，所述预测负荷更新部55例如可以在所述预测负荷的决定后在所述至少一方的操作信号被输入到所述控制器50的情况下，将在从所述预测负荷的决定后至所述至少一方的操作信号被输入到所述控制器50的时刻为止所获取的负荷作为所述预测负荷来更新。在从所述预测负荷的决定后至所述至少一方的操作信号被输入到所述控制器50的时刻为止所获取的负荷存在多个的情况下，也可以将例如该多个负荷的平均值作为所述预测负荷来更新。

在满足了能够将所述预测负荷作为所述对象物的负荷来确定的预先设定的确定负荷决定条件的情况下，所述确定负荷决定部56将所述预测负荷作为所述对象物的确定负荷来决定。

所述确定负荷决定条件包含如下的条件：在所述预测负荷的决定后，由所述负荷获取部所获取的所述负荷为预先设定的负荷阈值以下。该负荷阈值被设定为例如大于零的值。具体而言，在所述卸放作业(排土作业)中，在所述铲斗伸出操作进行后，有时会出现所述铲斗16所保持的砂土的大半部分从该铲斗16落下到所述翻斗卡车而附着于所述铲斗的砂土残留于所述铲斗的情况。即使在这样的情况下，所述负荷阈值也被设定为大于零的值，以便所述确定负荷决定部56能够将所述预测负荷作为所述对象物的负荷来确定。此外，所述负荷阈值也可以被设定为考虑了由所述负荷获取部所获得的负荷的精度的大于零的值。

所述确定负荷决定部56在所述预测负荷的决定后，在未进行所述预测负荷的更新的阶段满足了所述确定负荷决定条件的情况下，将所述预测负荷决定部54决定的所述预测负荷作为所述对象物的确定负荷来决定。另一方面，所述确定负荷决定部56在所述预测负荷的决定后，在进行了所述预测负荷的更新且此后满足了所述确定负荷决定条件的情况下，将所述预测负荷更新部55更新的所述预测负荷作为所述对象物的确定负荷来决定。在所述预测负荷的更新进行了多次的情况下，所述确定负荷决定部56将所述预测负荷更新部55更新的最新的所述预测负荷作为所述对象物的确定负荷来决定。

所述负荷信息输出部57将关于所决定的所述确定负荷的信息输出到显示装置70。除了关于所述确定负荷的信息之外，所述负荷信息输出部57还可以实时地输出例如进行所述保持作业时的所述铲斗16所保持的砂土(对象物)的负荷。此外，所述负荷信息输出部57也可以输出在所述装载作业中对所述翻斗卡车排出的砂土的负荷的累积值、对所述翻斗卡车排出的砂土的目标装载量、对所述翻斗卡车排土的次数等。

所述显示装置70显示关于所输入的所述确定负荷的信息等的信息。所述显示装置70可以被配置在所述液压挖掘机10的驾驶室12C中能够被操作人员视觉识别的位置。通过所述显示装置70显示上述那样的各种信息，操作人员能够实时地把握到相对于对所述翻斗卡车的目标装载量(装载目标)的在此时刻的差分(可卸放的对象物的剩余量)和在此时刻铲斗16保持着的砂土(对象物)的负荷。而且，在所述铲斗16保持着的砂土(对象物)的负荷大于所述可排土的剩余量的情况下，操作人员通过操作所述操作装置的操作杆来进行所述卸放量调节动作，由此，使所述对象物的一部分从所述铲斗16溢出来调节所述铲斗16保持的对象物的负荷。此后，操作人员通过进行所述卸放作业便能够将接近于所述目标装载量的砂土(对象物)装载到所述翻斗卡车。

此外，所述显示装置70也可以是构成在与所述液压挖掘机10不同的场所的个人电脑或移动信息终端等的显示装置的装置。

图3是表示由所述控制器50执行的控制动作的流程图。

在所述控制器50接受表示所述装载作业中的所述保持作业已完毕的信号的输入后(步骤S1)，所述控制器50进行图3所示的步骤S2至S7的控制动作。为了能够获得对应于所述保持作业的具体内容的各种形态，表示所述保持作业已完毕的信号并没有被特别限定，可举出如下的具体例。

在本实施方式中，所述装载作业包含所述保持作业(挖掘作业)、所述移动作业、所述卸放作业(排土作业)。所述保持作业是挖掘砂土并将其保持于所述铲斗16的作业。因此，在所述保持作业中，操作人员一方面进行所述动臂上升操作、所述斗杆收回操作、以及所述铲斗收回操作，另一方面不进行为了使所述上部回转体12回转的回转操作。所述保持作业的其次进行的所述移动作业是为了使保持着砂土的所述铲斗16移动到翻斗卡车的正上方而一边使所述上部回转体12在俯视下回转例如大约90°一边使所述铲斗16移动到所述翻斗卡车上方的作业。因此，在所述移动作业开始时，所述操作人员进行所述回转操作。此情况下，表示所述回转操作装置64的所述操作杆64A被操作的操作信号(回转操作信号)被输入到所述控制器50，所述控制器50判定为所述保持作业已完毕(步骤S1)。

图4是表示图3所示的所述控制动作中被输入到控制器50的操作信号的经时变化的一个例子、以及所述铲斗16所保持的砂土(对象物)的负荷(负荷值)的经时变化的一个例子的图形。

图4是将3个数据以对齐时间轴(横轴)的形式来进行表示的图。图4的上层部的数据是表示被输入到控制器50的所述操作信号之中被施加于所述铲斗操作装置63的所述操作杆63A的所述铲斗伸出操作的操作信号(铲斗伸出操作信号)的时间序列变化的数据。所述铲斗伸出操作作为所述第1减少操作而被设定，也作为所述第2减少操作而被设定。

图4的中层部的数据表示第1模式。在该第1模式，在所述保持作业之后，对所述操作杆63A施加所述铲斗伸出操作，从而决定所述预测负荷(图4的点A所示的时刻)，在该预测负荷决定后，在还未进行所述预测负荷的更新的阶段，满足所述确定负荷决定条件(图4的点B所示的时刻)，所述确定负荷被决定。

图4的下层部的数据表示第2模式。在该第2模式，在所述保持作业之后，对所述操作杆63A施加所述铲斗伸出操作，从而决定所述预测负荷(图4的点C所示的时刻)，在该预测负荷决定后，所述预测负荷被更新(图4的点E所示的时刻)，在该预测负荷更新后满足所述确定负荷决定条件(图4的点F所示的时刻)，所述确定负荷被决定。

在通常的现场作业中，基于所述装载作业被重复多次，在所述翻斗卡车之上被卸放的对象物(排出的砂土)的负荷的合计值达到对所述翻斗卡车的目标装载量。图5及图6是分别表示基于所述液压挖掘机10进行的砂土的装载作业、以及所述控制动作而显示于显示装置70的内容的一个例子的图。在图5及图6中，例示了如下的情形：到现在为止进行了7次装载作业，通过进一步进行其次的第8次装载作业中的卸放作业(排土作业)，所述对象物的负荷的合计值(在图5中为“装载负荷”)达到所述目标装载量(在图5中为“装载目标”)的2.0t。

图5及图6所示的显示装置70的具体的显示内容如下。“铲斗负荷”是由负荷运算部53运算出的所述铲斗16保持的砂土等对象物的负荷。“装载负荷”表示装载到所述翻斗卡车等移动目的地的所述对象物的负荷的合计值。在图5中表示着基于到现在为止的卸放作业(排土作业)而被装载了1.94t的对象物。“装载目标”是应该装载到所述翻斗卡车等移动目的地的对象物的目标量。“装载次数”表示在所述翻斗卡车等移动目的地进行了卸放作业(排土作业)的次数。在图5的右图中，“铲斗负荷”被强调显示。该强调显示表示如下的情况：7次的装载作业的完毕时刻的所述“装载负荷”为1.94t，因此，假若将铲斗16保持的砂土(“铲斗负荷”0.15t)在其次的装载作业(第8次装载作业)中都装载到所述翻斗卡车等移动目的地，便会超过所述装载目标。另一方面，若如图6的下图所示那样进行所述卸放量调节动作而消解超过状态，则上述的强调显示被解除。此外，也可以如图6的上图那样在“装载负荷”超过了“装载目标”时，强调显示“装载负荷”。所述强调显示可以使该项目闪烁或者被切换为红色等强调色的显示等。此外，也可以同时鸣响警告声或者通过语音引导来通知超载。

因此，在从第1次至第7次的装载作业中，操作人员根据显示于所述显示装置70的信息(没有所述强调显示的信息)，判断为不需要进行所述卸放量调节动作，进行图4所示的第1模式所示的那样的操作。关于该第1模式，参照图3的流程图及图4的图形进行说明。

所述控制器50的所述预测负荷决定部54判定是否满足了所述预测负荷决定条件(步骤S2)。在图4的点A所示的时刻，所述铲斗伸出操作信号被输入到所述控制器50后，所述预测负荷决定部54判定为满足了所述预测负荷决定条件(在步骤S2为“是”)，将例如在该时刻由所述负荷获取部所获取的所述铲斗16保持的负荷决定为预测负荷(步骤S3)。在图4至图6所示的具体例中，第7次装载作业中的所述预测负荷被决定为0.24t。

其次，所述确定负荷决定部56判定是否满足了所述确定负荷决定条件(步骤S4)。在所述预测负荷决定后，如果在图4的点B所示的时刻由所述负荷获取部所获取的所述负荷为所述负荷阈值以下，所述确定负荷决定部56便判定为满足了所述确定负荷决定条件(在步骤S4为“是”)，将所述预测负荷作为确定负荷来决定(步骤S5)。在图4至图6所示的具体例中，第7次装载作业中的所述确定负荷被决定为0.24t。

其次，在第8次装载作业中，操作人员根据显示于所述显示装置70的信息(有所述强调显示的信息)，判断为需要进行所述卸放量调节动作，进行图4所示的第2模式所示那样的操作。关于该第2模式，参照图3的流程图及图4的图形进行说明。

所述控制器50的所述预测负荷决定部54判定是否满足了所述预测负荷决定条件(步骤S2)。在图4的点C所示的时刻，所述铲斗伸出操作信号被输入到所述控制器50后，所述预测负荷决定部54判定为满足了所述预测负荷决定条件(在步骤S2为“是”)，将例如在该时刻由所述负荷获取部所获取的所述铲斗16保持的负荷决定为预测负荷(步骤S3)。在图4至图6所示的具体例中，第8次装载作业中的所述预测负荷被决定为0.15t。

其次，所述确定负荷决定部56判定是否满足了所述确定负荷决定条件(步骤S4)。由于在从所述预测负荷的决定后至开始其次的铲斗伸出操作的时刻(图4的点E所示的时刻)为止的期间由所述负荷获取部所获取的所述负荷大于所述负荷阈值，因此，所述确定负荷决定部56判定为未满足所述确定负荷决定条件(在步骤S4为“否”)，不进行确定负荷的决定。

其次，所述预测负荷更新部55判定是否满足了所述预测负荷更新条件(步骤S6)。表示在图4的点E所示的时刻开始其次的铲斗伸出操作的铲斗伸出操作信号被输入到所述控制器50，且从上次的所述铲斗伸出操作完毕的时刻(图4点的D所示的时刻)至其次的铲斗伸出操作开始的时刻(图4的点E所示的时刻)为止的经过时间(在图4中例如为2秒)为所述时间阈值以上。因此，所述预测负荷更新部55判定为满足了所述预测负荷更新条件(在步骤S6为“是”)，将例如在该时刻由所述负荷获取部所获取的所述铲斗16保持的负荷作为预测负荷来更新(步骤S7)。在图4至图6所示的具体例中，第8次装载作业的所述预测负荷被更新为0.05t。即，在未满足所述确定负荷决定条件的情况下(在步骤S4为“否”)，且在满足了所述预测负荷更新条件时(在步骤S6为“是”)，根据在所述预测负荷的决定后由所述负荷获取部所获取的所述负荷来更新所述预测负荷。

其次，所述确定负荷决定部56判定是否满足了所述确定负荷决定条件(步骤S4)。在所述预测负荷决定后(在所述预测负荷更新后)，如果在图4的点F所示的时刻由所述负荷获取部所获取的所述负荷为所述负荷阈值以下，所述确定负荷决定部56便判定为满足了所述确定负荷决定条件(在步骤S4为“是”)，将所述预测负荷作为确定负荷来决定(步骤S5)。在图4至图6所示的具体例中，所述确定负荷被决定为0.05t。

本发明并不限于以上所说明的实施方式。本发明例如包含下面那样的技术方案。

(A)关于工程机械

在所述实施方式中，所述工程机械为液压挖掘机10，但是其并不限于此，其也可以是例如轮式装载机等其它的工程机械。

(B)关于预测负荷决定条件

在所述实施方式中，所述预测负荷决定条件是在所述保持作业之后检测到为了减少由所述附属设备所保持的所述对象物的量的第1减少操作这一条件，但是其还可以包含除此以外的条件。

(C)关于预测负荷更新条件

在所述实施方式中，所述预测负荷更新条件包含如下的条件：在所述预测负荷的决定后检测到为了减少所述铲斗16所保持的所述对象物的量的第2减少操作这一条件(减少操作条件)；从所述第1减少操作完毕之后至所述第2减少操作开始之前的时间为预先设定的时间阈值以上这一条件(时间条件)。但是其并不限于此。所述预测负荷更新条件例如可以是包含所述减少操作条件但不包含所述时间条件的条件。

(D)关于确定负荷决定条件

在所述实施方式中，所述确定负荷决定条件为在所述预测负荷的决定后由所述负荷获取部所获取的所述负荷为预先设定的负荷阈值以下这一条件(条负荷件)，但是其并不限于此。所述确定负荷决定条件例如可以是包含在进行所述铲斗伸出操作时的所述铲斗的角度(例如图1所示的铲斗角度θ)成为预先设定的角度阈值以上这一条件(角度条件)的条件。即，所述确定负荷决定条件也可以是包含所述负荷条件和所述角度条件的其中至少一方的条件。

(E)关于减少操作

在所述实施方式中，所述第2减少操作是与所述第1减少操作相同的操作，但是其并不限于此，其也可以是与所述第1减少操作相异的操作。

(F)关于附属设备

在所述实施方式中，所述附属设备为所述铲斗16，但是其并不限于此。所述附属设备例如可以是叉、抓斗等其它的附属设备。所述叉和所述抓斗分别是能够保持作业对象物的附属设备。所述叉和所述抓斗分别具备用于抓持搬运物、废弃材料等作业对象物的可开合的多个臂。

(G)关于预测负荷更新部及确定负荷决定部

所述实施方式所涉及的工程机械10具备预测负荷更新部55及确定负荷决定部56，但是该预测负荷更新部55及确定负荷决定部56可以省略。

(H)关于预测负荷被决定的作业

在所述实施方式中，在所述保持作业完毕后在所述移动作业中满足所述预测负荷决定条件的情况下，所述预测负荷决定部决定所述预测负荷，但是其并不限于这样的形态。所述预测负荷决定部也可以在所述保持作业中满足所述预测负荷决定条件的情况下决定所述预测负荷。此情况下，所述预测负荷决定条件也可以是在所述保持作业中被检测出所述第1减少操作这一条件。此外，所述预测负荷决定条件也可以是在所述保持作业和所述移动作业的其中至少一方的作业中被检测出所述第1减少操作这一条件。

(I)关于负荷获取部

由所述附属设备所保持的所述对象物的负荷例如也可以根据由被安装于所述附属设备的负载传感器等传感器所检测的值而被运算出。此情况下，所述负荷获取部包含所述传感器和根据由该传感器所检测的值来运算所述对象物的负荷的负荷运算部。

如上所述，能够提供一种如下的工程机械：即使不进行根据作业现场的状况的繁杂的设定作业，也能够获取在翻斗卡车等移动目的地之上从铲斗等附属设备被卸放的砂土等对象物的负荷。

所提供的工程机械进行对作业的对象物予以保持的保持作业、使所保持的所述对象物移动到移动目的地之上的移动作业、以及在所述移动目的地之上卸放所述对象物的卸放作业。该工程机械包括：作业装置，包含能够保持所述对象物的附属设备；负荷获取部，获取所述附属设备所保持的所述对象物的负荷；以及，预测负荷决定部，在满足了预先设定的预测负荷决定条件的情况下，根据所述负荷获取部所获取的所述负荷而决定预测负荷，该预测负荷是被预测在所述卸放作业中在所述移动目的地之上被卸放的所述对象物的负荷。所述预测负荷决定条件包含在所述保持作业中检测到预先设定的第1减少操作这一条件和在所述保持作业之后检测到所述第1减少操作这一条件的其中至少一方的条件。所述第1减少操作是用于减少所述附属设备所保持的所述对象物的量的操作。

在该工程机械，由于在满足了所述预测负荷决定条件的情况下决定所述预测负荷，所述预测负荷决定条件包含在所述保持作业中检测到所述第1减少操作这一条件和在所述保持作业之后检测到所述第1减少操作这一条件的其中至少一方的条件，因此，即使不进行根据作业现场的繁杂的设定作业，也能获取被预测在所述移动目的地之上从所述附属设备被卸放的所述对象物的所述预测负荷。

另外，作为所述工程机械的一个例子的所述液压挖掘机的操作人员在进行所述挖掘作业(所述保持作业的一个例子)之后，且在所述卸放作业的开始之前，有时会进行下面那样的减少操作。即，该减少操作是为了进行通过将所述铲斗(所述附属设备的一个例子)所保持的砂土(所述对象物的一个例子)的一部分从该铲斗卸放来使之减少从而来调节在所述翻斗卡车(所述移动目的地的一个例子)之上卸放的所述对象物的量(卸放量)的动作的操作。假若这样的减少操作在所述预测负荷的决定后且在所述卸放作业的开始之前进行，有时会在所述预测负荷与在所述移动目的地之上实际被卸放的所述对象物的负荷之间产生偏差。因此，在进行所述减少操作的情况下，较为理想的是所述工程机械还包括以下的构成。

即，所述工程机械较为理想的是还包括：预测负荷更新部，在满足了预先设定的预测负荷更新条件的情况下，根据在所述预测负荷的决定后由所述负荷获取部获取的所述负荷而更新所述预测负荷；以及，确定负荷决定部，在满足了为了决定作为在所述卸放作业中在所述移动目的地之上实际被卸放的所述对象物的负荷的确定负荷而被预先设定的确定负荷决定条件的情况下，将所述预测负荷作为所述确定负荷来决定；其中，所述预测负荷更新条件包含在所述预测负荷的决定后检测到预先设定的第2减少操作这一条件，所述第2减少操作是用于减少所述附属设备所保持的所述对象物的量的操作，是在所述第1减少操作的完毕后进行的操作。

该技术方案中，在所述预测负荷的决定后进行所述第2减少操作的情况下，根据在所述预测负荷的决定后由所述负荷获取部所获取的所述负荷，更新所述预测负荷。因此，在所述预测负荷的决定后，即使在进行所述第2减少操作的情况下，也能够抑制在所述预测负荷与在所述移动目的地之上实际被卸放的所述对象物的负荷之间产生偏差的情况。

在所述工程机械，所述确定负荷决定条件可以包含在所述预测负荷的决定后由所述负荷获取部获取的所述负荷为预先设定的负荷阈值以下这一条件。

该技术方案中，在所述负荷减少为所述负荷阈值以下的情况下，视为进行了所述卸放作业，能够将所述预测负荷作为所述确定负荷来决定。

在所述工程机械，较为理想的是所述预测负荷更新条件还包含从所述第1减少操作完毕之后至所述第2减少操作开始之前的时间为预先设定的时间阈值以上这一条件。

该技术方案中，能够更恰当地判定是否需要更新所述预测负荷。具体情况如下。该技术方案中，所述预测负荷更新部根据从所述第1减少操作完毕之后至所述第2减少操作开始之前的经过时间的大小，判定是否需要更新所述预测负荷。具体而言，在所述经过时间为所述时间阈值以上的情况下，可视为所述第1减少操作和所述第2减少操作是相互间断的操作且所述第1减少操作是为了进行调节所述卸放量的动作的操作，此情况下，需要更新所述预测负荷。因此，在满足包含所述经过时间为所述时间阈值以上这一条件的所述预测负荷更新条件时，所述预测负荷更新部更新所述预测负荷。另一方面，在所述经过时间小于所述时间阈值的情况下，可视为所述第1减少操作和所述第2减少操作是一系列的操作，此情况下，无需进行伴随所述第1减少操作的所述预测负荷的更新。因此，在未满足所述经过时间为所述时间阈值以上这一条件的情况下，所述预测负荷更新部不更新所述预测负荷。

在所述工程机械，即使所述第2减少操作是与所述第1减少操作相同的操作，由于如上述那样根据所述经过时间的大小来判定是否需要更新所述预测负荷，因此能够恰当地判定是否需要更新所述预测负荷。

在所述工程机械，较为理想的是作为所述第1减少操作设定有附属设备卸放操作，该附属设备卸放操作是用于使所述附属设备进行卸放由该附属设备保持的所述对象物的至少一部分的动作的操作。

所述附属设备卸放操作是均能够属于为了进行调节所述卸放量的动作亦即卸放量调节动作的操作和为了进行所述卸放作业的操作中的任意一者的操作。因此，该技术方案中，通过将所述附属设备卸放操作作为所述第1减少操作来设定，能够更恰当地判定是否需要进行所述预测负荷的决定及所述预测负荷的更新。

所述工程机械还包括：机体，支撑所述作业装置；其中，所述作业装置还包含可摆动地被安装于所述机体的动臂、和可摆动地被安装于所述动臂的远端部的斗杆，在该斗杆的远端部安装有所述附属设备，所述附属设备包括铲斗，作为所述第1减少操作还设定有斗杆伸出操作，该斗杆伸出操作是用于使所述斗杆向该斗杆的远端相对于所述动臂离开的方向伸出的操作，在检测到所述附属设备卸放操作和所述斗杆伸出操作的其中至少一方的操作的情况下，所述预测负荷决定部决定所述预测负荷。

在所述附属设备由铲斗构成的情况下，所述斗杆伸出操作是均能够属于为了进行所述卸放量调节动作的操作和为了进行所述卸放作业的操作中的任意一者的操作。具体而言，基于所述斗杆伸出操作，所述斗杆相对于所述动臂而伸出到前方，从而能够将由所述铲斗所保持的砂土等对象物的至少一部分卸放。因此，该技术方案中，由于所述附属设备卸放操作及所述斗杆伸出操作作为所述第1减少操作而被设定，而且在检测到这些操作的其中至少一方的情况下决定所述预测负荷，因此，能够更恰当地判定是否需要决定所述预测负荷。

Claims (7)

1.一种工程机械，进行对作业的对象物予以保持的保持作业、使所保持的所述对象物移动到移动目的地之上的移动作业、以及在所述移动目的地之上卸放所述对象物的卸放作业，

包括：

作业装置，包含能够保持所述对象物的附属设备；

负荷获取部，获取所述附属设备所保持的所述对象物的负荷；以及，

操作杆，接受操作人员的操作，

所述工程机械的特征在于，

具备：

预测负荷决定部，在满足了预先设定的预测负荷决定条件的情况下，根据所述负荷获取部所获取的所述负荷而决定预测负荷，该预测负荷是被预测在所述卸放作业中在所述移动目的地之上被卸放的所述对象物的负荷；以及

操作判定部，判定是否对所述操作杆施加了操作，

所述预测负荷决定条件包含在所述保持作业中检测到预先设定的第1减少操作这一条件和在所述保持作业之后检测到所述第1减少操作这一条件的其中至少一方的条件，

所述第1减少操作是为了减少所述附属设备所保持的所述对象物的量而施加于所述操作杆的操作、

所述预测负荷决定部为，如果由所述操作判定部判定对所述操作杆施加了所述第1减少操作，则将在此时刻由所述负荷获取部获取的、由所述附属设备所保持的所述对象物的负荷作为所述预测负荷来决定。

2.根据权利要求1所述的工程机械，其特征在于还包括：

预测负荷更新部，在满足了预先设定的预测负荷更新条件的情况下，根据在所述预测负荷的决定后由所述负荷获取部获取的所述负荷而更新所述预测负荷；以及，

确定负荷决定部，在满足了为了决定作为在所述卸放作业中在所述移动目的地之上实际被卸放的所述对象物的负荷的确定负荷而被预先设定的确定负荷决定条件的情况下，将所述预测负荷作为所述确定负荷来决定；其中，

所述预测负荷更新条件包含在所述预测负荷的决定后检测到预先设定的第2减少操作这一条件，

所述第2减少操作是用于减少所述附属设备所保持的所述对象物的量的操作，是在所述第1减少操作的完毕后进行的操作。

3.根据权利要求2所述的工程机械，其特征在于：

所述确定负荷决定条件包含在所述预测负荷的决定后由所述负荷获取部获取的所述负荷为预先设定的负荷阈值以下这一条件。

4.根据权利要求2所述的工程机械，其特征在于：

所述预测负荷更新条件还包含从所述第1减少操作完毕之后至所述第2减少操作开始之前的时间为预先设定的时间阈值以上这一条件。

5.根据权利要求4所述的工程机械，其特征在于：

所述第2减少操作是与所述第1减少操作相同的操作。

6.根据权利要求1至5中任一项所述的工程机械，其特征在于：

作为所述第1减少操作设定有附属设备卸放操作，该附属设备卸放操作是用于使所述附属设备进行卸放由该附属设备保持的所述对象物的至少一部分的动作的操作。

7.根据权利要求6所述的工程机械，其特征在于还包括：

机体，支撑所述作业装置；其中，

所述作业装置还包含可摆动地被安装于所述机体的动臂、和可摆动地被安装于所述动臂的远端部的斗杆，在该斗杆的远端部安装有所述附属设备，

所述附属设备包括铲斗，

作为所述第1减少操作还设定有斗杆伸出操作，该斗杆伸出操作是用于使所述斗杆向该斗杆的远端相对于所述动臂离开的方向伸出的操作，

在检测到所述附属设备卸放操作和所述斗杆伸出操作的其中至少一方的操作的情况下，所述预测负荷决定部决定所述预测负荷。

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