JP3537605B2 - 油圧ショベル - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、油圧ショベルに関
する。

【０００２】

【従来の技術】油圧ショベルは、ブーム用油圧シリン
ダ、アーム用油圧シリンダ、バケット用油圧シリンダ、
旋回用油圧モータ、走行用油圧モータを作業用アクチュ
エータとして具備し、それらの各アクチュエータをこれ
に対応した操作レバーにより操作することで、各種作業
を行う。この場合、該油圧ショベルにより行う作業に
は、走行運転、単純掘削作業、溝掘削作業、水平掘削作
業、旋回地ならし作業、土羽打ち作業、ばらまき作業、
押し付け掘削作業、クレーン作業及び積み込み作業等が
ある。

【０００３】この種の油圧ショベルでは、作業者の労務
管理（労働時間の把握や賃金決定等）や油圧ショベルの
メンテナンス管理、あるいは中古車の価格査定等のため
に、油圧ショベルのエンジンの稼働時間を計時して記録
する、所謂アワメータを搭載したものが従来から知られ
ている。

【０００４】しかしながら、このアワメータは、単に、
エンジンの稼働時間を計時して記録するものであるた
め、エンジンを稼働させたまま作業者が休憩しているよ
うな時間も計時され、作業者の実際の労働時間を該アワ
メータの記録内容から適正に把握することはできない。
また、該アワメータの記録内容では、油圧ショベルによ
り行われた作業内容も判らないため、各作業者が携わっ
た作業内容が例えば高度の熟練を要するものであるか否
か等を把握することができない。従って、アワメータの
記録内容から、作業者の労務管理を適正に行うことは困
難なものとなっていた。

【０００５】また、油圧ショベルの部品交換等のメンテ
ナンスを行う場合、例えば掘削作業等の重負荷作業が頻
繁に行われた油圧ショベルと、仕上げ作業等の軽負荷作
業が頻繁に行われた油圧ショベルとでは、機器類の磨耗
や劣化を生じる箇所や時期が大きく相違する。このた
め、単にアワメータに記録されたエンジンの稼働時間に
基づき、油圧ショベルのメンテンナンスを行う箇所や時
期を決定しても、千差万別の作業履歴を有する個々の油
圧ショベルについて適正なメンテナンスを行うことは困
難なものとなっていた。

【０００６】さらに、前述のように機器類の磨耗や劣化
を生じる箇所や時期が、油圧ショベルにより行った作業
内容によって相違するため、単にアワメータに記録され
たエンジンの稼働時間に基づき、中古の油圧ショベルの
価格査定を行うようにしても、適正な価格査定を行うこ
とは困難であった。

【０００７】一方、本願出願人は、先に、各作業用アク
チュエータに対応する各操作レバーの操作量を検出し
て、その検出した操作量に基づき、油圧ショベルにより
行っている作業内容をリアルタイムで自動的に判別し、
その判別した作業内容に合わせてエンジンや油圧ポンプ
等の動作を制御する油圧ショベルを先に提案した（特願
平８−２８２６６号、特願平８−１７６６６４号参
照）。

【０００８】この油圧ショベルは、検出した各操作レバ
ーの操作量から、各操作レバーの操作量の大きさ（絶対
値）の一定時間内における平均値や、ブーム用あるいは
バケット用操作レバーの操作量が一定時間内で増減する
度合い等を油圧ショベルの動作状態を示す特徴量として
求め、それらの特徴量をあらかじめ定めた所定値と比較
したり、ファジー推論により判別すべき作業内容に対す
る各特徴量の適合度を求めることで、油圧ショベルによ
り現在行っている作業内容を判別するものである。

【０００９】このように作業内容をリアルタイムで判別
することができる油圧ショベルでは、それを利用して前
述の不都合を解消することができると考えられる。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】本発明はかかる背景に
鑑み、作業者の労務管理や油圧ショベルのメンテナンス
管理、あるいは中古車の価格査定を油圧ショベルの作業
履歴に考慮して適正に行うことができる油圧ショベルを
提供することを目的とする。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明の油圧ショベルの
第１の態様は、かかる目的を達成するために、作業用ア
クチュエータを操作するための操作レバーの操作量を検
出する操作量検出手段と、該操作量検出手段により検出
された操作レバーの操作量から油圧ショベルにより行っ
ている作業内容を判別するための該油圧ショベルの動作
状態を示す所定の特徴量を求める特徴量算出手段と、該
特徴量算出手段により求められた前記特徴量に基づき、
油圧ショベルの作業内容を所定時間毎に判別する作業内
容判別手段とを備えた油圧ショベルにおいて、前記作業
内容判別手段により判別された作業内容を読み出し可能
に記憶保持する記憶手段を備え、前記特徴量算出手段
は、ブーム用操作レバーの操作量が所定時間内で増減変
動を生じる割合を示すブーム操作複雑さ表示量と、バケ
ット用操作レバーの操作量が所定時間内で増減変動を生
じる割合を示すバケット操作複雑さ表示量と、旋回用操
作レバーの操作量の大きさが所定時間内で所定値以上と
なる時間を示す高速旋回時間と、所定時間内においてブ
ーム用操作レバーの操作量がブームの上昇側で所定値以
上となり且つアーム用及びバケット用の各操作レバーの
操作量がアーム及びバケットの引き込み側でそれぞれ所
定値以上となる時間を示すブーム逆操作時間と、所定時
間内においてブーム用操作レバーの操作量の大きさが所
定値以上で且つアーム用及びバケット用の各操作レバー
の操作量の大きさがそれぞれ所定値以下となる時間を示
すバケット・アーム停止時間と、所定時間内におけるブ
ーム用操作レバーの操作量の大きさの平均値を示すブー
ム操作量平均値と、所定時間内におけるアーム用操作レ
バーの操作量の大きさの平均値を示すアーム操作量平均
値と、所定時間内におけるバケット用操作レバーの操作
量の大きさの平均値を示すバケット操作量平均値と、所
定時間内における旋回用操作レバーの操作量の大きさの
平均値を示す旋回操作量平均値と、所定時間内における
右側走行用操作レバーの操作量の大きさの平均値を示す
右側走行操作量平均値と、所定時間内における左側走行
用操作レバーの操作量の大きさの平均値を示す左側走行
操作量平均値とのうち、少なくともいずれか一つを前記
特徴量として求め、前記操作量検出手段は、当該少なく
とも一つの特徴量に対応する前記操作レバーの操作量を
検出することを特徴とす る。あるいは、作業用アクチュ
エータを操作するための操作レバーの操作量を検出する
操作量検出手段と、該操作量検出手段により検出された
操作レバーの操作量を示すデータを所定時間分、保持
し、該所定時間毎に更新するデータ保持部と、該データ
保持部に保持された前記所定時間分の操作量を示すデー
タから油圧ショベルにより行っている作業内容を判別す
るための該油圧ショベルの動作状態を示す所定の特徴量
を求める特徴量算出手段と、該特徴量算出手段により求
められた前記特徴量に基づき、油圧ショベルの作業内容
を前記所定時間毎に判別する作業内容判別手段とを備え
た油圧ショベルにおいて、前記作業内容判別手段により
判別された作業内容を読み出し可能に記憶保持する記憶
手段とを備えたことを特徴とする。

【００１２】かかる本発明の第１の態様によれば、前記
作業内容判別手段により前記所定時間毎に判別される油
圧ショベルの作業内容が前記記憶手段に読み出し可能に
記憶保持されるので、その記憶手段の記憶内容を読み出
すことで、油圧ショベルの作業履歴を把握することがで
きる。

【００１３】これにより、作業者の労務管理や油圧ショ
ベルのメンテナンス管理、あるいは中古車の価格査定を
油圧ショベルの作業履歴に考慮して適正に行うことがで
きる。

【００１４】かかる本発明の第１の態様では、前記記憶
手段は、前記作業内容を時系列的に記憶保持することが
好ましい。このようにすることで、油圧ショベルにより
行った作業内容の時間的な経歴を含めて油圧ショベルの
作業履歴を把握することができ、作業者の労務管理や油
圧ショベルのメンテナンス管理、あるいは中古車の価格
査定をより的確に行うことができる。

【００１５】また、本発明の油圧ショベルの第２の態様
は、前記の目的を達成するために、作業用アクチュエー
タを操作するための操作レバーの操作量を検出する操作
量検出手段と、該操作量検出手段により検出された操作
レバーの操作量から油圧ショベルにより行っている作業
内容を判別するための該油圧ショベルの動作状態を示す
所定の特徴量を求める特徴量算出手段と、該特徴量算出
手段により求められた前記特徴量に基づき、油圧ショベ
ルの作業内容を所定時間毎に判別する作業内容判別手段
とを備えた油圧ショベルにおいて、前記作業内容判別手
段により判別する各作業内容毎に、その作業時間を積算
する作業時間積算手段と、該作業時間積算手段により求
められた各作業内容毎の作業時間を読み出し可能に記憶
保持する記憶手段とを備え、前記特徴量算出手段は、ブ
ーム用操作レバーの操作量が所定時間内で増減変動を生
じる割合を示すブーム操作複雑さ表示量と、バケット用
操作レバーの操作量が所定時間内で増減変動を生じる割
合を示すバケット操作複雑さ表示量と、旋回用操作レバ
ーの操作量の大きさが所定時間内で所定値以上となる時
間を示す高速旋回時間と、所定時間内においてブーム用
操作レバーの操作量がブームの上昇側で所定値以上とな
り且つアーム用及びバケット用の各操作レバーの操作量
がアーム及びバケットの引き込み側でそれぞれ所定値以
上となる時間を示すブーム逆操作時間と、所定時間内に
おいてブーム用操作レバーの操作量の大きさが所定値以
上で且つアーム用及びバケット用の各操作レバーの操作
量の大きさがそれぞれ所定値以下となる時間を示すバケ
ット・アーム停止時間と、所定時間内におけるブーム用
操作レバーの操作量の大きさの平均値を示すブーム操作
量平均値と、所定時間内におけるアーム用操作レバーの
操作量の大きさの平均値を示すアーム操作量平均値と、
所定時間内におけるバケット用操作レバーの操作量の大
きさの平均値を示すバケット操作量平均値と、所定時間
内における旋回用操作レバーの操作量の大きさの平均値
を示す旋回操作量平均値と、所定時間内における右側走
行用操作レバーの操作量の大きさの平均値を示す右側走
行操作量平均値と、所定時間内における左側走行用操作
レバーの操作量の大きさの平均値を示す左側走行操作量
平均値とのうち、少なくともいずれか一つを前記特徴量
として求め、前記操作量検出手段は、当該少なくとも一
つの特徴量に対応する前記操 作レバーの操作量を検出す
ることを特徴とする。あるいは、作業用アクチュエータ
を操作するための操作レバーの操作量を検出する操作量
検出手段と、該操作量検出手段により検出された操作レ
バーの操作量を示すデータを所定時間分、保持し、該所
定時間毎に更新するデータ保持部と、該データ保持部に
保持された前記所定時間分の操作量を示すデータから油
圧ショベルにより行っている作業内容を判別するための
該油圧ショベルの動作状態を示す所定の特徴量を求める
特徴量算出手段と、該特徴量算出手段により求められた
前記特徴量に基づき、油圧ショベルの作業内容を前記所
定時間毎に判別する作業内容判別手段とを備えた油圧シ
ョベルにおいて、前記作業内容判別手段により判別する
各作業内容毎に、その作業時間を積算する作業時間積算
手段と、該作業時間積算手段により求められた各作業内
容毎の作業時間を読み出し可能に記憶保持する記憶手段
とを備えたことを特徴とする。

【００１６】かかる本発明の第２の態様によれば、前記
作業内容判別手段により判別する各作業内容毎に、その
作業時間が積算されて、前記記憶手段に読み出し可能に
記憶保持されるので、その記憶手段の記憶内容を読み出
すことで、油圧ショベルの作業内容毎の作業時間を把握
することができる。そして、このように作業内容毎の作
業時間を把握することができるので、それにより作業者
の労務管理や油圧ショベルのメンテナンス管理、あるい
は中古車の価格査定を適正に行うことができる。

【００１７】尚、本発明の第１又は第２の態様では、前
記作業内容判別手段により判別する作業内容は、油圧シ
ョベルの非動作状態、走行運転状態、単純掘削作業、溝
掘削作業、水平掘削作業、旋回地ならし作業、土羽打ち
作業、ばらまき作業、押し付け掘削作業、クレーン作業
及び積み込み作業のうちの少なくともいずれか一つの作
業内容を含む。ここで、油圧ショベルの非動作状態は、
全ての作業用アクチュエータを停止して作業を作業を休
止した状態を意味し、走行運転状態は、右側及び左側走
行用アクチュエータ以外の作業用アクチュエータを停止
しつつ、右側及び左側走行用アクチュエータの少なくと
もいずれか一方を作動させて走行運転を行っている状態
を意味する。

【００１８】また、本発明の第１又は第２の態様では、
前記特徴量算出手段は、ブーム用操作レバーの操作量が
所定時間内で増減変動を生じる割合を示すブーム操作複
雑さ表示量と、バケット用操作レバーの操作量が所定時
間内で増減変動を生じる割合を示すバケット操作複雑さ
表示量と、旋回用操作レバーの操作量の大きさが所定時
間内で所定値以上となる時間を示す高速旋回時間と、所
定時間内においてブーム用操作レバーの操作量がブーム
の上昇側で所定値以上となり且つアーム用及びバケット
用の各操作レバーの操作量がアーム及びバケットの引き
込み側でそれぞれ所定値以上となる時間を示すブーム逆
操作時間と、所定時間内においてブーム用操作レバーの
操作量の大きさが所定値以上で且つアーム用及びバケッ
ト用の各操作レバーの操作量の大きさがそれぞれ所定値
以下となる時間を示すバケット・アーム停止時間と、所
定時間内におけるブーム用操作レバーの操作量の大きさ
の平均値を示すブーム操作量平均値と、所定時間内にお
けるアーム用操作レバーの操作量の大きさの平均値を示
すアーム操作量平均値と、所定時間内におけるバケット
用操作レバーの操作量の大きさの平均値を示すバケット
操作量平均値と、所定時間内における旋回用操作レバー
の操作量の大きさの平均値を示す旋回操作量平均値と、
所定時間内における右側走行用操作レバーの操作量の大
きさの平均値を示す右側走行操作量平均値と、所定時間
内における左側走行用操作レバーの操作量の大きさの平
均値を示す左側走行操作量平均値とのうち、少なくとも
いずれか一つを前記特徴量として求め、前記操作量検出
手段は、当該少なくとも一つの特徴量に対応する前記操
作レバーの操作量を検出する。

【００１９】すなわち、前記作業用アクチュエータであ
るブーム用アクチュエータや、アーム用アクチュエー
タ、バケット用アクチュエータ、旋回用アクチュエー
タ、右側走行用アクチュエータ、左側走行用アクチュエ
ータにそれぞれ対応する操作レバーの操作形態は行って
いる作業に対応した油圧ショベルの動作状態を規定する
もので、その操作形態のうち、特に前記ブーム操作複雑
さ表示量や、バケット操作複雑さ表示量、高速旋回時
間、ブーム逆操作時間、バケット・アーム停止時間、ブ
ーム操作量平均値、アーム操作量平均値、バケット操作
量平均値、旋回操作量平均値、右側走行操作量平均値及
び左側走行操作量平均値、あるいはそれらを組み合わせ
たものは、行っている作業内容に固有のものとなる傾向
がある。

【００２０】従って、これらのブーム操作複雑さ表示量
等の特徴量に基づき、油圧ショベルの作業内容の適正な
判別を行うことができる。

【００２１】

【発明の実施の形態】本発明の一実施形態を図１乃至図
１４を参照して説明する。

【００２２】図１を参照して、本実施形態の油圧ショベ
ルは、エンジン１と、これを駆動源とする二つの油圧ポ
ンプ２，３と、作業用アクチュエータであるブーム用ア
クチュエータ４（油圧シリンダ）、アーム用アクチュエ
ータ５（油圧シリンダ）、バケット用アクチュエータ６
（油圧シリンダ）、旋回用アクチュエータ７（油圧モー
タ）、右側走行用アクチュエータ８（油圧モータ）及び
左側走行用油圧アクチュエータ９（油圧モータ）とを具
備し、また、油圧ショベルの作業内容を判別するための
処理を行うコントローラ１０を備えている。

【００２３】油圧ポンプ２は、前記作業用アクチュエー
タのうち、ブーム用アクチュエータ４、バケット用アク
チュエータ６及び右側走行用アクチュエータ８に圧油を
供給してこれらを作動させるためのものであり、これら
の各アクチュエータ４，６，８にそれぞれ方向切換弁で
あるブーム用コントロールバルブ１１、バケット用コン
トロールバルブ１２及び右側走行用コントロールバルブ
１３を介して接続されている。

【００２４】同様に、油圧ポンプ３は、アーム用アクチ
ュエータ５、旋回用アクチュエータ７及び左側走行用ア
クチュエータ９に圧油を供給してこれらを作動させるた
めのものであり、これらの各アクチュエータ５，７，９
にそれぞれアーム用コントロールバルブ１４、旋回用コ
ントロールバルブ１５及び左側走行用コントロールバル
ブ１６を介して接続されている。

【００２５】上記各コントロールバルブ１１〜１６は、
それぞれブーム用操作レバー１７，バケット用操作レバ
ー１８、右側走行用操作レバー１９、アーム用操作レバ
ー２０、旋回用操作レバー２１及び左側走行用操作レバ
ー２２を備えた操作装置１７ａ〜２２ａの図示しないパ
イロットバルブから各操作レバー１７〜２２の操作量及
び操作方向に応じたパイロット圧が付与されて、切換作
動等が行われるようになっている。

【００２６】尚、図では、便宜上、各操作レバー１７〜
２２はそれぞれ別個に備えられているように記載した
が、実際には、ブーム用操作レバー１７とバケット用操
作レバー１８とは、一つの操作レバーにより構成され、
該操作レバーの前後方向での操作と左右方向での操作と
で各別のアクチュエータ４，６の作動が行われるように
なっており、同様に、アーム用操作レバー２０と旋回用
操作レバー２１とは一つの操作レバーにより構成されて
いる。

【００２７】また、油圧ポンプ２，３は、可変容量型の
ものであり、その吐出流量を規定する傾転角がそれぞれ
第１比例電磁弁２３及び第２比例電磁弁２４により生成
される二次圧によって、図示しないレギュレータを介し
て調整可能とされている。各比例電磁弁２３，２４は、
その通電量に応じた二次圧を生成するものであり、各比
例電磁弁２３，２４を通電制御することで、各油圧ポン
プ２，３の吐出流量を制御可能としている。この比例電
磁弁２３，２４の通電制御がコントローラ１０により後
述するように行われる。

【００２８】一方、本実施形態の油圧ショベルは、前記
各操作レバー１７〜２１の操作量（操作方向を含む）を
それぞれ検出する操作量検出手段であるブーム操作量セ
ンサ２５、バケット操作量センサ２６、右走行操作量セ
ンサ２７、アーム操作量センサ２８、旋回操作量センサ
２９及び左走行操作量センサ３０を備え、これらの各操
作量センサ２５〜３０は、各操作レバー１７〜２１の操
作量に応じた信号をコントローラ１０に出力する。

【００２９】この場合、前記各操作量センサ２５〜３０
は、圧力センサにより構成されたものであり、各操作レ
バー１７〜２１を備えた前記操作装置１７ａ〜２２ａが
各操作レバー１７〜２１の操作量に応じて生成するパイ
ロット圧を該操作量を示すものとして検出する。

【００３０】尚、図１において、本実施形態では、ブー
ム用アクチュエータ４には、油圧ポンプ３側の管路に設
けられたブーム用合流弁３４を介して適宜、油圧ポンプ
３の吐出圧油が油圧ポンプ２の吐出圧油に合流して供給
されるようになっており、同様に、アーム用アクチュエ
ータ５には、油圧ポンプ２側の管路に設けられたアーム
用合流弁３５を介して適宜、油圧ポンプ２の吐出圧油が
油圧ポンプ２の吐出圧油に合流して供給されるようにな
っている。

【００３１】また、油圧ポンプ２の吐出圧油は、ブーム
用アクチュエータ４、バケット用アクチュエータ６及び
右側走行用アクチュエータ８の非作動状態では、カット
弁３６を介して図示しない作動油タンクにそのまま還流
するようになっており、該カット弁３６は、上記アクチ
ュエータ４，６，８のいずれかの作動時に上記の還流を
遮断するようにしている。そして、これと同様のカット
弁３７が油圧ポンプ３側にも設けられている。

【００３２】また、図１で３８は油圧ショベルの直進走
行時に右側走行用アクチュエータ８及び左側走行用アク
チュエータ９に各油圧ポンプ２，３から同じ流量の圧油
が供給されるように調整するための弁である。

【００３３】次に、前記コントローラ１０について詳説
するが、その前に、本実施形態において判別する作業内
容について説明しておく。

【００３４】本実施形態ではコントローラ１０判別する
作業内容は、単純掘削作業、法面仕上げ作業、溝掘削作
業、水平掘削作業、旋回地ならし作業、土羽打ち作業、
ばらまき作業、押し付け掘削作業、クレーン作業及び積
み込み作業の１０種類の作業種別と、作業の休止時に全
ての作業用アクチュエータ４〜９の動作を停止した状態
である非動作状態（油圧ショベルの運転休止状態）と、
右側及び左側走行用アクチュエータ８，９以外の作業用
アクチュエータ４〜７を停止させつつ、走行用アクチュ
エータ８，９のうちの少なくとも一方を作動させて油圧
ショベルの走行運転を行う走行運転状態との１２種類の
作業内容であり、このうちの前記１０種類の作業種別の
内容は次の通りである。

【００３５】単純掘削作業は、車両の前方箇所でバケッ
トを地面に押し当てて、アーム及びブームの動作によっ
てバケットを手前に引き込むことにより地面に穴を掘る
作業である。

【００３６】法面仕上げ作業は、バケット、アーム、ブ
ームの同時動作によって、バケットを斜面に沿わせ、こ
の状態でアームやブームを動作させてバケットにより斜
面を削っていく作業である。

【００３７】溝掘削作業は、車両の前方箇所でバケット
を地面に押し当てて、アーム及びブームの動作によって
バケットを手前に引き込むことにより地面に溝を掘る作
業である。

【００３８】水平掘削作業は車両の前方箇所でバケット
を地面の凸部に押し当てて、アーム及びブームの動作に
よってバケットを手前に引き込むことにより地面の凸部
を削り取る作業である。

【００３９】旋回地ならし作業は、バケットを地面に接
触させ、この状態で旋回動作を行うことで地ならしを行
う作業である。

【００４０】土羽打ち作業は、ブームの上下動の繰り返
しによって、バケットを地面にたたきつけて、地面をか
ためていく作業である。

【００４１】ばらまき作業は、バケット、アーム、ブー
ムの同時動作によって、バケットに土をすくい、それを
バケットの動作によってばらまくという作業を高速で繰
り返す作業である。

【００４２】押し付け掘削作業は、車両の側方箇所で車
両の前後方向に溝を掘る場合等に、旋回動作を行いつつ
バケットを地面に押し当てて引き込んで、掘削を行う作
業である。

【００４３】クレーン作業は、バケットの刃先にロープ
等を介して運搬物を吊り下げ、該運搬物の移動を行う作
業である。

【００４４】積み込み作業は、油圧ショベルを輸送する
際に、トレーラ等に油圧ショベルを積み込む作業であ
る。

【００４５】次に、コントローラ１０の構成を図２を参
照して詳説する。

【００４６】同図２を参照、コントローラ１０はマイク
ロコンピュータを用いて構成されたものであり、その機
能的構成として、前記各操作量センサ２５〜３０の出力
信号をＡ／Ｄ変換するＡ／Ｄ変換器３９と、そのＡ／Ｄ
変換された各操作レバー１７〜２１の操作量を示すデー
タを保持するデータ保持部４０と、保持されたデータに
基づき後述の複数種の特徴量を求める特徴量算出部４１
（特徴量算出手段）と、その特徴量から油圧ショベルの
現在の作業内容を判別する作業内容判別部４２（作業内
容判別手段）と、判別する作業内容毎の作業時間を積算
する作業時間積算部４３（作業時間積算手段）とを備え
ている。そして、このコントローラ１０には、判別した
作業内容の履歴や作業時間を記録するための記録手段と
してのハードディスク４４が接続されている。

【００４７】データ保持部４０は、Ａ／Ｄ変換器３９を
介して各操作量センサ２５〜３０から例えば５０ｍｓの
サンプリングタイムで得られる各操作レバー１７〜２１
の操作量を示すデータを現在から過去に逆上って連続し
た所定時間分（例えば１５秒）保持し、それを該所定時
間（１５秒）毎に更新していく。

【００４８】特徴量算出部４１は、作業内容を判別する
ための以下に説明する複数種（本実施形態では１１種
類）の特徴量を、データ保持部４０に保持された各操作
レバー１７〜２１の所定時間分の操作量データからそれ
ぞれ求めるブーム操作複雑さ把握部４５、バケット操作
複雑さ把握部４６、高速旋回時間把握部４７、ブーム逆
操作時間把握部４８、バケットアーム停止時間把握部４
９、ブーム操作平均値把握部５０、アーム操作平均値把
握部５１、バケット操作平均値把握部５２、旋回操作平
均値把握部５３、右側走行操作平均値把握部５４及び左
側走行操作平均値把握部５５を具備する。

【００４９】ブーム操作複雑さ把握部４５は、ブーム用
操作レバー１７の前記所定時間分の操作量データから、
該所定時間内において該操作レバー１７の操作量が増減
変動される割合をブーム操作の複雑さを示す複雑さ表示
量として把握する。同様に、バケット操作複雑さ把握部
４６は、バケット用操作レバー１８の前記所定時間分の
操作量データから、該所定時間内において該操作レバー
１８の操作量が増減変動される割合をブーム操作の複雑
さを示す複雑さ表示量として把握する。

【００５０】さらに詳細には、図３を参照して、本実施
形態では、ブーム操作複雑さ把握部４５は、前記所定時
間分（１５秒）のブーム用操作レバー１７の操作量の時
間的変化を示す波形ａ（これはデータ保持部４０に保持
された操作量データの前記所定時間分の時系列データに
相当する）が、あらかじめ定められた複数の所定操作量
Ｓ1 〜Ｓ5 を表す直線ｂ1 〜ｂ5 のそれぞれと交わる交
点Ｐ1 〜Ｐ5 の個数、換言すれば、前記所定時間内にお
いてブーム用操作レバー１７の操作量が各所定操作量Ｓ
1 〜Ｓ5 より小さい操作量又は大きい操作量からそれぞ
れ該所定操作量Ｓ1 〜Ｓ5 より大きい操作量又は小さい
操作量に変化する回数（各所定操作量Ｓ1 〜Ｓ5 の上下
に変化する回数）を各所定操作量Ｓ1 〜Ｓ5 毎に求め
る。そして、各所定操作量Ｓ1 〜Ｓ5 に対応する各交点
Ｐ1 〜Ｐ5 の個数の平均値を前記ブーム操作の複雑さ表
示量として求める。

【００５１】例えば、図３に示したブーム用操作レバー
１７の操作量の波形ａでは、各所定操作量Ｓ1 〜Ｓ5 に
対応する直線ｂ1 〜ｂ5 との交点Ｐ1 〜Ｐ5 の個数は、
それぞれ８個、８個、８個、８個、１６個であり、この
場合には、前記ブーム操作の複雑さ表示量は“９．６”
となる。

【００５２】このような複雑さ表示量の求め方は、バケ
ット操作複雑さ把握部４６についても全く同様である。
但し、前記所定操作量Ｓ1 〜Ｓ5 は、各操作レバー１
７，１８毎に各別に定められている。

【００５３】このようにして求められるブーム操作及び
バケット操作の複雑さ表示量は、それぞれブーム用操作
レバー１７及びバケット用操作レバー１８が前記所定時
間内で頻繁に増減操作される程度を示すものであり、該
複雑さ表示量が大きい程、各操作レバー１７，１８が頻
繁に増減操作されて、複雑なブーム操作及びバケット操
作が行われていることを意味する。

【００５４】また、この場合、複数の所定操作量Ｓ1 〜
Ｓ5 に対応する直線ｂ1 〜ｂ5 との交点Ｐ1 〜Ｐ5 の個
数の平均値をブーム操作やバケット操作の複雑さ表示量
とすることで、同じ作業に際して作業者の好みや作業環
境等によって、各操作レバー１７，１８の操作量の増減
幅がばらつくような場合であっても、各操作レバー１
７，１８が頻繁に増減操作される程度（操作の複雑さ）
を上記複雑さ表示量により適正に把握することができ
る。さらに、図３の右寄りの箇所に示すように、単なる
振動等により、僅かな増減幅で各操作レバー１７，１８
の操作量が増減するような場合に、該操作レバー１７，
１８が頻繁に増減操作されていると誤認してしまうよう
な事態を排除できる。

【００５５】尚、このような複雑さ表示量は、前記各交
点Ｐ1 〜Ｐ5 の個数の最小値を該複雑さ表示量として求
めるようにしてもよい。この場合には、図３の波形ａで
は、該複雑さ表示量は“８”となる。

【００５６】高速旋回時間把握部４７は、旋回用操作レ
バー２１の前記所定時間分の操作量データから、該所定
時間内において該操作レバー２１の操作量の大きさ（絶
対値）があらかじめ定めた所定操作量以上となる時間の
合計を求め、それを高速旋回時間として把握する。この
ように求められる高速旋回時間は、前記所定時間内にお
いて、油圧ショベルの高速旋回動作が行われた合計時間
を意味する。

【００５７】ブーム逆操作時間把握部４８は、ブーム
用、アーム用及びバケット用の各操作レバー１７，２
０，１８の前記所定時間分の操作量データから、該所定
時間内においてブーム用操作レバー１７の操作量がブー
ムの上昇側であらかじめ定めた所定操作量以上となり、
且つ、アーム用操作レバー２０及びバケット用操作レバ
ー１８の各操作量が、アーム及びバケットの引き込み側
でそれぞれあらかじめ定められた所定操作量以上となる
時間の合計を求め、それをブーム逆操作時間として把握
する。このようにして求められるブーム逆操作時間は、
ブームが上昇側に駆動される一方、アーム及びバケット
が引き込み側に駆動される状態の前記所定時間内におけ
る合計時間を意味する。

【００５８】バケットアーム停止時間把握部４９は、ブ
ーム用、アーム用及びバケット用の各操作レバー１７，
２０，１８の前記所定時間分の操作量データから、該所
定時間内においてブーム用操作レバー１７の操作量の大
きさ（絶対値）があらかじめ定めた所定操作量以上で、
且つアーム用操作レバー２０及びバケット用操作レバー
１８の各操作量の大きさが、それぞれあらかじめ定めら
れた所定操作量以下となる時間の合計を求め、それをバ
ケット・アーム停止時間として把握する。このようにし
て求められるバケット・アーム停止時間は、バケット及
びアームをほぼ停止した状態で、ブームのみを駆動する
状態の前記所定時間内における合計時間を意味する。

【００５９】ブーム操作平均値把握部５０、アーム操作
平均値把握部５１、バケット操作平均値把握部５２、旋
回操作平均値把握部５３、右側走行操作平均値把握部５
４及び左側走行操作平均値把握部５５は、それぞれブー
ム用、アーム用、バケット用、旋回用、右側走行用及び
左側走行用の各操作レバー１７，２０，１８，２１，１
９，２２の前記所定時間分の操作量データから、該所定
時間内における各操作レバー１７，２０，１８，２１，
１９，２２の操作量の大きさ（絶対値）の平均値を求
め、それをそれぞれブーム操作量平均値、アーム操作量
平均値、バケット操作量平均値、旋回操作量平均値、右
側走行操作量平均値及び左側走行操作量平均値として把
握する。

【００６０】本実施形態では、これらの各把握部４５〜
５５により把握されるブーム操作の複雑さ表示量、バケ
ット操作の複雑さ表示量、高速旋回時間、ブーム逆操作
時間、バケットアーム停止時間、ブーム操作量平均値、
アーム操作量平均値、バケット操作量平均値、旋回操作
量平均値、右側走行操作量平均値及び左側走行操作量平
均値の１１種類の特徴量を油圧ショベルの動作状態を示
す特徴量としている。

【００６１】前記作業内容判別部４２は、前記１２種類
の作業内容のうちの非動作状態及び走行運転状態を除く
１０種類の作業内容（作業種別）をファジー推論を用い
て判別するための複数のメンバーシップ関数をあらかじ
め記憶保持したメモリ５６と、このメモリ５６に記憶保
持されたメンバーシップ関数を用いて、作業時に前記特
徴量算出部４１の各把握部４５〜５２により把握された
８種類の各特徴量の各作業種別への適合度を求める適合
度算出部５７と、前記各把握部４５〜５５により把握さ
れる１１種類の各特徴量のうち、特定の複数の特徴量を
それぞれあらかじめ定められた所定値と比較する比較部
５８，５９とを具備する。

【００６２】メモリ５６に記憶保持されたファジー推論
用のメンバーシップ関数は、図４乃至図１１に例示する
ように、前記旋回操作量平均値、右側走行操作量平均値
及び左側走行操作量平均値を除く前記ブーム操作の複雑
さ表示量等の８種類の各特徴量の値と、前述の各作業内
容のうちの前記非動作状態及び走行運転状態を除く１０
種類の各作業種別に対する該特徴量の適合度とのあらか
じめ定められた関係を示すものであり、各作業種別毎
に、前述の各特徴量に対応するメンバーシップ関数がメ
モリ５６に記憶保持されている。すなわち、該メンバー
シップ関数は、１０種類の各作業種別と８種類の各特徴
量との組毎に設定されている。この場合、各作業種別と
各特徴量との各組に対応するメンバーシップ関数は、基
本的には、各作業種別の実際の作業時において前述の８
種類の各特徴量が通常的にとり得る値の範囲で、その特
徴量の値に対応した適合度が最大値（本実施形態では
“１”）となり、該特徴量の値が上記の範囲からはずれ
るに従って、徐々に適合度が小さくなるように設定され
ている。

【００６３】具体的には、例えば単純掘削作業と旋回地
ならし作業とに関して、前述の８種類の各特徴量に対応
するメンバーシップ関数は図４乃至図１１にそれぞれ実
線及び破線で示すように設定されている。

【００６４】この場合、図４乃至図１１に実線でメンバ
ーシップ関数を示した単純掘削作業にあっては、通常、
ブーム用操作レバー１７及びバケット用操作レバー１８
が、短時間で頻繁に増減操作されることは少ないため、
図４及び図５に示すように前記ブーム操作の複雑さ表示
量及びバケット操作の複雑さ表示量の値が“０”を含め
て比較的低い大きさの範囲で、適合度が最大の“１”と
なるようにメンバーシップ関数が設定されている。

【００６５】また、該単純掘削作業にあっては、通常、
高速旋回を行う動作や、バケット及びアームをほぼ停止
した状態でブームのみを駆動する動作、ブームを上昇側
に駆動しつつバケット及びアームを引き込み側に駆動す
る状態の頻度が少ないため、図６乃至図８に示すように
前記高速旋回時間、バケットアーム停止時間及びブーム
逆操作時間の値が“０”を含めて比較的低い大きさの範
囲で、適合度が最大の“１”となるようにメンバーシッ
プ関数が設定されている。尚、図６乃至図８の横軸の時
間は、所定の単位時間を“１”としたスケールで表して
いる。

【００６６】また、単純掘削作業にあっては、通常、ブ
ーム用操作レバー１７及びバケット用操作レバー１８が
比較的大きな操作量で操作される場合が多く、このた
め、図９及び図１１に示すように前記ブーム操作量平均
値及びバケット操作量平均値の値がある値以上の比較的
高い大きさの範囲で、適合度が最大の“１”となるよう
にメンバーシップ関数が設定されている。そして、アー
ム用操作レバー２０は、中程度の操作量で操作される場
合が多いことから、図１０に示すように前記アーム操作
量平均値の値が中程度の大きさの範囲で、適合度が最大
の“１”となるようにメンバーシップ関数が設定されて
いる。

【００６７】一方、図４乃至図１１に破線でメンバーシ
ップ関数を示した旋回地ならし作業にあっては、通常、
ブーム用操作レバー１７及びバケット用操作レバー１８
が、極度に頻繁に増減操作されることは少ないものの、
その増減操作の機会は前述の単純掘削作業の場合よりも
多く、このため、図４及び図５に示すように前記ブーム
操作の複雑さ表示量及びバケット操作の複雑さ表示量の
値が“０”を含めて比較的低い大きさの範囲で且つ単純
掘削作業の場合よりも広い範囲で、適合度が最大の
“１”となるようにメンバーシップ関数が設定されてい
る。

【００６８】また、旋回地ならし作業にあっては、高速
旋回が行われる状態は、通常、単純掘削作業の場合より
も頻度が高く、このため、図６に示すように前記高速旋
回時間の値が概ね単純掘削作業の場合よりも大きい中程
度の大きさの範囲で、適合度が最大の“１”となるよう
にメンバーシップ関数が設定されている。

【００６９】また、旋回地ならし作業にあっては、単純
掘削作業の場合と逆に、通常、バケット及びアームをほ
ぼ停止した状態でブームのみを駆動する場合が比較的多
く、このため、図７に示すように、前記バケットアーム
停止時間の値が比較的大きい範囲で、適合度が最大の
“１”となるようにメンバーシップ関数が設定されてい
る。

【００７０】また、旋回地ならし作業にあっては、通
常、ブームを上昇側に駆動しつつバケット及びアームを
引き込み側に駆動する状態の頻度はさほど高くないもの
の、その頻度は単純掘削作業の場合よりも高く、このた
め、図８に示すように前記ブーム逆操作時間の値が、
“０”を含めて比較的低い大きさの範囲で、且つ単純掘
削作業の場合よりも広い範囲で、適合度が最大の“１”
となるようにメンバーシップ関数が設定されている。

【００７１】また、旋回地ならし作業にあっては、アー
ム用操作レバー２０及びバケット用操作レバー１８が比
較的小さな操作量で操作される場合が多く、このため、
図１０及び図１１に示すように前記アーム操作量平均値
及びバケット操作量平均値の値が“０”を含めて比較的
低い大きさの範囲で、適合度が最大の“１”となるよう
にメンバーシップ関数が設定されている。そして、ブー
ム用操作レバー１７は、中程度の操作量で操作される場
合が多いことから、図９に示すように前記ブーム操作量
平均値の値が中程度の大きさの範囲で、適合度が最大の
“１”となるようにメンバーシップ関数が設定されてい
る。

【００７２】このような作業種別毎の８種類の各特徴量
に対するメンバーシップ関数の設定は、上記単純掘削作
業及び旋回地ならし作業の他の作業種別についても同様
であり、各作業種別の実際の作業時において前述の各特
徴量が通常的にとり得る値の範囲で、その特徴量の値に
対応した適合度が最大値“１”となるように各メンバー
シップ関数が設定されている。そして、各作業種別につ
いての各特徴量の値が通常的な値の範囲をはずれるに従
って、前記図４乃至図１１に示したように適合度が徐々
に低下するように各メンバーシップ関数が設定されてい
る。尚、各作業種別について、特徴量の通常的な値の範
囲が、該特徴量の全範囲にわたるような場合には、その
特徴量の全範囲にわたって適合度が最大の“１”となる
ようにメンバーシップ関数が設定されている。

【００７３】適合度算出部５７は、作業時に前記各把握
部４５〜５２により実際に把握された８種類の各特徴量
の値から、前述のように設定されたメンバーシップ関数
を用いて前記１０種類の各作業種別毎に、各特徴量の各
作業種別に対する適合度を求める。さらに、適合度算出
部５７は、１０種類の各作業種別毎に、８種類の各特徴
量について求めた適合度のうちの最も小さな値の適合度
を、その作業種別に対する各特徴量の総合的な適合度
（以下、これを総合適合度という）として求める。

【００７４】具体的には、例えば図４乃至図１１を参照
して、前記各把握部４５〜５２により把握された前述の
８種類の特徴量（ブーム操作の複雑さ表示量、バケット
操作の複雑さ表示量、高速旋回時間、ブーム逆操作時
間、バケットアーム停止時間、ブーム操作量平均値、ア
ーム操作量平均値及びバケット操作量平均値）の値をそ
れぞれ図示のようにch1,ch2,ch3,ch4,ch5,ch6,ch7,ch8
とすると、各特徴量の値ch1 〜ch8 の単純掘削作業に対
する適合度はそれぞれ１、０．６、０．５、０．６、
１、０．８、１、０．４であり、このとき、該単純掘削
作業に対する前記総合適合度は、上記の各特徴量毎の適
合度の値のうちの最小値“０．４”である。同様に、各
特徴量の値ch1 〜ch8 の旋回地ならし作業に対する適合
度はそれぞれ１、１、１、１、１、１、０．９、１であ
り、このとき、該旋回地ならし作業に対する前記総合適
合度は、上記の各特徴量毎の適合度の値のうちの最小値
“０．９”である。

【００７５】このようにして求められる総合適合度は、
その値が大きい程、その総合適合度に対応する作業種別
への各特徴量の適合性が高く、その作業種別の作業が行
われてれている確率が高いことを意味する。従って、上
記の場合には、総合適合度が０．４である単純掘削作業
よりも、総合適合度が０．９である旋回地ならし作業が
行われている可能性が高く、この場合、他の作業種別に
対応する総合適合度が０．９よりも小さければ、１０種
類の全ての作業種別の中で、旋回地ならし作業が行われ
ている可能性が最も高いこととなる。

【００７６】比較部５８は、前記各把握部４５〜５５の
うち、ブーム操作複雑さ把握部４５、バケット操作複雑
さ把握部４６、高速旋回時間把握部４７及びバケットア
ーム停止時間把握部４９によりそれぞれ把握される各特
徴量と、その各特徴量毎にあらかじめ定めた所定値との
大小関係を比較する。この比較は、前記１０種類の各作
業種別のうち、ばらまき作業と土羽打ち作業とを後述の
ように判別するために行うものである。

【００７７】比較部５９は、前記各把握部４５〜５５の
うち、ブーム操作平均値把握部５０、アーム操作平均値
把握部５１、バケット操作平均値把握部５２、旋回操作
平均値把握部５３、右側走行操作平均値把握部５４及び
左側走行操作平均値把握部５５によりそれぞれ把握され
る各特徴量と、その各特徴量毎にあらかじめ定めた所定
値との大小関係を比較する。この比較は、油圧ショベル
の前記非動作状態と走行運転状態とを後述のように判別
するために行うものである。以上のような構成を具備し
た作業内容判別部４２は、適合度算出部５７により求め
られる作業種別毎の前記総合適合度、あるいは比較部５
８，５９により得られる比較結果に基づき、油圧ショベ
ルの現在の作業内容を後述するように判別する。

【００７８】前記作業時間積算部４３は、作業内容判別
部４２により判別する１２種類の作業内容毎に、各作業
内容の判別が行われた時間を累積的に積算・保持する。
具体的には、本実施形態では、１５秒周期でデータ保持
部４０の保持データが更新される毎に、作業内容判別部
４２により現在の作業内容が判別されるようになってお
り、各作業内容について、それが判別される毎に、該作
業内容に対応して現在保持している作業時間の積算値に
１５秒の時間を加算していく。

【００７９】尚、コントローラ１０は、作業内容判別部
４２により作業内容が判別される毎に、その時点の時刻
データ（例えば油圧ショベルの製造年月日及び時刻等、
あらかじめ設定された基準年月日及び時刻から現時点ま
での経過時間）と共に、判別した作業内容を前記ハード
ディスク４４に時系列的に書き込むようにしている。こ
の場合、上記時刻データは、コントローラ１０に備えた
図示しない時計により把握する。さらに、この時、コン
トローラ１０は、作業時間積算部４３により求められた
各作業内容毎の作業時間の積算値をハードディスク４４
に書き込むようにしている。

【００８０】また、ハードディスク４４は、これに図示
しないパソコン等を接続することで、その記録内容を読
み取ることができるようになっている。

【００８１】次に、本実施形態の油圧ショベルの作動を
説明する。

【００８２】エンジン１を始動して油圧ショベルの運転
を開始すると、前記所定時間（１５秒）毎に、前記デー
タ保持部４０に、各操作量センサ２５〜３０の現在から
過去に逆上る該所定時間分（１５秒間）の検出データが
保持される。そして、このデータ保持部４０に保持され
た所定時間分（１５秒間）の検出データに基づき、前述
の如く特徴量算出部４１の各把握部４３〜５５により前
記ブーム操作の複雑さ表示量、バケット操作の複雑さ表
示量、高速旋回時間、ブーム逆操作時間、バケット・ア
ーム停止時間、ブーム操作量平均値、アーム操作量平均
値、バケット操作量平均値、旋回操作量平均値、右側走
行操作量平均値及び左側走行操作量平均値の１１種類の
特徴量が求められ、さらに、これらの特徴量から作業内
容判別部４２により図１２のフローチャートに示すよう
に、現在の油圧ショベルの作業内容が判別される。

【００８３】すなわち、作業内容判別部４２は、まず、
比較部５９によって、把握部５０〜５５によりそれぞれ
把握されたブーム、アーム、バケット、旋回、右側走行
及び左側走行の全ての操作量平均値をあらかじめ定めた
所定値Th1 と比較し（ＳＴＥＰ１）、その比較結果が上
記の全ての操作量平均値について、操作量平均値≦Th1
であれば、換言すれば、全ての操作量平均値が略“０”
であれば、油圧ショベルの現在の作業内容が、全ての作
業アクチュエータ４〜９が停止している非動作状態（油
圧ショベルの運転休止状態）であると判断する（ＳＴＥ
Ｐ２）。

【００８４】この非動作状態は、全ての作業用アクチュ
エータ４〜９が停止されている状態であるあるので、こ
の状態では、全ての操作レバー１７〜２２の操作が行わ
れておらず、従って、ＳＴＥＰ１の条件が成立する場合
には、油圧ショベルの非動作状態であると判断すること
ができる。

【００８５】上記ＳＴＥＰ１の条件が成立しない場合に
は、作業内容判別部４２は、さらに、比較部５９によっ
て、把握部５０〜５３により把握されたブーム、アー
ム、バケット及び旋回の各操作量平均値を前記所定値Th
1 と比較すると共に、把握部５４，５５により把握され
た右側走行及び左側走行の各操作量平均値を所定値Th2
と比較する（ＳＴＥＰ３，４）。そして、これらの比較
結果が、ブーム、アーム、バケット及び旋回の全ての操
作量平均値について操作量平均値≦Th1 で、且つ、右側
走行及び左側走行の少なくともいずれか一方の操作量平
均値について操作量平均値≧Th2 であれば、油圧ショベ
ルの作業内容が、走行用油圧アクチュエータ８又は９に
よる油圧ショベルの走行運転を行っている走行運転状態
であると判断する（ＳＴＥＰ５）。

【００８６】この走行運転状態は、走行用アクチュエー
タ８，９以外の作業用アクチュエータ４〜７を停止させ
つつ単なる走行運転を行っている状態であるので、この
状態では、各操作レバー１７〜２２のうち、右側あるい
は左側の走行用操作レバー１９，２２のみが操作され、
従って、ＳＴＥＰ３，４の条件が成立する場合には、走
行運転状態であると判断することができる。

【００８７】次に、ＳＴＥＰ３，４のいずれかの条件が
成立しない場合には、作業内容判別部４２は、比較部５
８によって、把握部４６により把握されたバケット操作
複雑さ表示量をこれに対応してあらかじめ定められた所
定値Th3 と比較し（ＳＴＥＰ６）、その比較結果がバケ
ット操作複雑さ表示量≧Th3 であれば、油圧ショベルの
現在の作業内容（作業種別）がばらまき作業であると判
断する（ＳＴＥＰ７）。

【００８８】このばらまき作業は、前述の通り、バケッ
トに土をすくい、それをバケットの動作によってばらま
くという作業を高速で繰り返す作業であり、このような
作業では、特に、バケット用操作レバー１８の操作量が
比較的大きな増減幅で頻繁に増減変動され、しかもこの
ようなバケット用操作レバー１８の操作形態は、作業者
の好みや作業環境等の影響をあまり受けずに該ばらまき
作業において顕著なものとなる。このため、バケット操
作複雑さ表示量が他の作業に較べて顕著に大きな値とな
り、従って、所定値Th3 を適切に設定しておくことで、
ばらまき作業時にはＳＴＥＰ６の条件が成立し、ばらま
き作業を行っていると判断することができる。

【００８９】ＳＴＥＰ６の条件が成立しない場合には、
次に、作業内容判別部４２は、比較部５８によって、把
握部４５，４７，４９によりそれぞれ把握されたブーム
操作複雑さ表示量と、高速旋回時間と、バケット・アー
ム停止時間とをそれぞれあらかじめ定められた所定値Th
4,Th5,Th6 と比較し（ＳＴＥＰ８〜１０）、それらの比
較結果が、ブーム操作複雑さ表示量≧Th4 、且つ高速旋
回時間≦Th5 、且つバケット・アーム停止時間≧Th6 で
あれば、油圧ショベルの現在の作業内容（作業種別）が
土羽打ち作業であると判断する（ＳＴＥＰ１１）。

【００９０】この土羽打ち作業は、前述の通りブームの
上下動の繰り返しによって、バケットを地面にたたきつ
けて、地面をかためていく作業であり、このような作業
では、特に、ブーム用操作レバー１７の操作量が比較的
大きな増減幅で頻繁に増減変動されると共に、高速旋回
動作はほとんど行われず、また、ブームの上下動に際し
てバケット及びアームが停止されている時間が比較的長
い。しかもこのようなブーム用操作レバー１７、アーム
用操作レバー２０及びバケット用操作レバー１８の操作
形態は、作業者の好みや作業環境等の影響をあまり受け
ずに該ばらまき作業において顕著なものとなる。このた
め、ブーム操作の複雑さ表示量が他の作業に較べて大き
な値となると共に、高速旋回時間が比較的短く、また、
バケット・アーム停止時間が比較的長くなる。従って、
所定値Th4,Th5,Th6 を適切に設定しておくことで、土羽
打ち作業時には、ＳＴＥＰ８〜１０の条件が成立して、
土羽打ち作業を行っていると判断することができる。

【００９１】ＳＴＥＰ８〜１０のいずれかの条件が成立
しない場合には、次に、作業内容判別部４２は、前記適
合度算出部５７によって、各把握部４５〜５２により把
握された各特徴量について、前記メモリ５６に記憶保持
されたメンバーシップ関数に基づき、各作業種別毎の適
合度を求め、さらに、その適合度を総合してなる前記総
合適合度を各作業種別毎に求める（ＳＴＥＰ１２）。

【００９２】そして、作業内容判別部４２は、各作業種
別毎の総合適合度のうち、最も値の大きな総合適合度に
対応する作業種別を油圧ショベルの現在の作業内容とし
て判断する（ＳＴＥＰ１３）。例えば、前述に例示した
ように旋回地ならし作業に対応する総合適合度が“０．
９”で（この場合、旋回地ならし作業に対する各特徴量
毎の適合度は全て“０．９”以上となる）、その他の作
業種別のそれぞれに対応する総合適合度が“０．９”よ
りも小さい（“０”を含む）ならば、現在実際に行って
いる作業種別を旋回地ならし作業と判断する。これによ
り、各特徴量が最も適合する作業種別が、油圧ショベル
の現在の作業内容であると判断されることとなる。

【００９３】尚、ＳＴＥＰ１３において、各作業種別毎
の総合適合度のうち、最も値の大きな総合適合度に対応
する作業種別が複数ある場合、例えば単純掘削作業と水
平掘削作業とについてそれらの総合適合度が共に“１”
である場合には、作業内容判別部４１は、作業内容を判
別不能とする。

【００９４】このように前記メンバーシップ関数を用い
て前記各特徴量の各作業種別に対する適合度を求め、そ
れにより作業種別を判別することで、その判別に際して
各作業種別の作業時における各操作レバー１７〜２２の
操作形態、あるいはそれに対応した各特徴量の値のばら
つきが加味され、各作業種別を高精度で判別することが
できる。また、本実施形態で判別する１２種類の作業内
容のうち、非動作状態と走行運転状態とばらまき作業と
土羽打ち作業とは、所定の特徴量を所定値と比較するこ
とで判別するようにして、これらの判別が行われた際に
は、メンバーシップ関数を用いたファジー推論演算を行
わないで済むので、演算負荷を軽減することができる。
尚、非動作状態、走行運転状態、ばらまき作業及び土羽
打ち作業も他の作業内容（作業種別）と同様に、メンバ
ーシップ関数を用いて判別するようにしてもよいことは
もちろんである。

【００９５】以上説明したコントローラ１０による作業
内容の判別は、前記所定時間（１５秒）毎に行われ、コ
ントローラ１０は、その判別を行う毎に、作業時間積算
部４３により、判別した作業内容の作業時間を前述の通
り積算する。そして、コントローラ１０は、作業内容の
判別を行う毎に、その判別時点の時刻データと共に、判
別結果（判別不能を含む）をハードディスク４４に時系
列的に記録していく。

【００９６】具体的には、コントローラ１０は、油圧シ
ョベルの製造年月日及び時刻等、あらかじめ設定された
基準年月日及び時刻（例えば１９９６年４月１日０時０
分０秒）から作業内容の各判別時点までの経過時間を上
記時刻データとして、この時刻データと共に、判別結果
（作業内容）を図１３に示すようなフォーマットでハー
ドディスク４４に時系列的に記録していく。この場合、
判別結果（作業内容）は、判別不能の場合を含めて符号
化して（例えば非動作状態を“０”、単純掘削作業を
“１”、……というように符号化する）、ハードディス
ク４４に記録する。

【００９７】さらにコントローラ１０は、作業内容の判
別を行う毎に、作業時間積算部４３により求められた作
業内容毎の（判別不能を含む）、作業時間の積算値を例
えば図１４に示すフォーマットで記録する。この場合、
ハードディスク４４に記録する作業時間の積算値は、作
業内容の判別を行う毎に更新する。尚、図１４の“作業
内容”の欄に示した数字は、各作業内容の符号である。

【００９８】このようにして、ハードディスク４４に記
録された作業内容のデータは、油圧ショベルの運転停止
時に、図示しないパソコン等を該ハードディスク４４に
接続することで、随時、読み出される。尚、この場合、
油圧ショベル自身に、所定スイッチ操作を行ったとき
に、ハードディスク４４のデータを適宜のディスプレイ
等に表示させるような装置を設けておいてもよい。

【００９９】このように本実施形態の油圧ショベルで
は、判別された作業内容がハードディスク４４に読み出
し可能に時系列的に記録され、また、判別する各作業内
容毎の作業時間の積算値がハードディスク４４に読み出
し可能に記録される。

【０１００】このため、該ハードディスク４４に記録さ
れたデータにより、例えば作業者が実際に作業を行った
時間や、どのような種類の作業を行ったかを把握するこ
とができ、それにより作業者の労働時間の把握や賃金決
定等の労務管理を適正に行うことができる。

【０１０１】また、ハードディスク４４に記録された作
業内容の時系列的なデータにより、該ハードディスク４
４を搭載した油圧ショベルがどのような作業履歴を経た
ものであるかが判るとと共に、各作業内容毎の作業時間
の積算値により、どのような作業がどのくらいの時間行
われたかが判るため、油圧ショベルの各機器類の劣化度
合い等を把握することができ、これにより、機器類の交
換等、油圧ショベルのメンテナンスを適正な時期に、し
かも、適正な機器類について行うことができる。例え
ば、作業内容の時系列データにおいて、掘削作業等の重
負荷作業の頻度が高く、あるいは、各作業内容毎の作業
時間の積算値において、掘削作業等の重負荷作業の積算
時間が長ければ、油圧ショベルの作動油や、減速機オイ
ル等の劣化が早期に生じると予測されるので、早期にメ
ンテナンスを行って、油圧ショベルの適正な保守管理を
行うことができる。

【０１０２】さらに、上記のように油圧ショベルの作業
履歴や各作業内容毎の作業時間の積算値が判るので、例
えば掘削作業等の重負荷作業が頻繁に行われた油圧ショ
ベルとクレーン作業等の軽負荷作業が頻繁に行われた油
圧ショベルとを区別して、それらの中古車の査定価格を
決定することができ、油圧ショベルの中古車価格の適正
な評価を行うことができる。

【０１０３】尚、本実施形態では、１２種類の作業内容
を判別するようにしたが、例えば作業内容を単に重負荷
作業と軽負荷作業とに分別して判別するようにしてもよ
い。

【０１０４】また、本実施形態では、記憶手段としてハ
ードディスク４４を使用したが、メモリやフロッピディ
スク等、他の記憶媒体を使用するようにしてもよい。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態の油圧ショベルの全体的シ
ステム構成図。

【図２】図１の油圧ショベルに備えたコントローラのブ
ロック構成図。

【図３】図２のコントローラの作動を説明するための線
図。

【図４】図２のコントローラの作動を説明するための線
図。

【図５】図２のコントローラの作動を説明するための線
図。

【図６】図２のコントローラの作動を説明するための線
図。

【図７】図２のコントローラの作動を説明するための線
図。

【図８】図２のコントローラの作動を説明するための線
図。

【図９】図２のコントローラの作動を説明するための線
図。

【図１０】図２のコントローラの作動を説明するための
線図。

【図１１】図２のコントローラの作動を説明するための
線図。

【図１２】図２のコントローラの作動を説明するための
フローチャート。

【図１３】図１の油圧ショベルに備えた記憶手段（ハー
ドディスクイ）に記憶するデータを説明するための説明
図。

【図１４】図１の油圧ショベルに備えた記憶手段（ハー
ドディスクイ）に記憶するデータを説明するための説明
図。

【符号の説明】

４〜９…作業用アクチュエータ、２５〜３０…操作量セ
ンサ（操作量検出手段）、４１…特徴量算出手段、４２
…作業内容判別手段、４３…作業時間積算手段、４４…
ハードディスク（記憶手段）。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 大西 敦 兵庫県神戸市西区高塚台１−５−５ 株 式会社神戸製鋼所 神戸総合技術研究所 内 (72)発明者 田村 直樹 兵庫県神戸市西区高塚台１−５−５ 株 式会社神戸製鋼所 神戸総合技術研究所 内 (72)発明者 朽木 聖綱 兵庫県明石市大久保町八木740 株式会 社神戸製鋼所大久保建設機械工場内 (56)参考文献 特開 昭59−96339（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−132581（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) E02F 9/20

Claims (9)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】作業用アクチュエータを操作するための操
   作レバーの操作量を検出する操作量検出手段と、該操作
   量検出手段により検出された操作レバーの操作量から油
   圧ショベルにより行っている作業内容を判別するための
   該油圧ショベルの動作状態を示す所定の特徴量を求める
   特徴量算出手段と、該特徴量算出手段により求められた
   前記特徴量に基づき、油圧ショベルの作業内容を所定時
   間毎に判別する作業内容判別手段とを備えた油圧ショベ
   ルにおいて、 前記作業内容判別手段により判別された作業内容を読み
   出し可能に記憶保持する記憶手段を備え、 前記特徴量算出手段は、ブーム用操作レバーの操作量が
   所定時間内で増減変動を生じる割合を示すブーム操作複
   雑さ表示量と、バケット用操作レバーの操作量が所定時
   間内で増減変動を生じる割合を示すバケット操作複雑さ
   表示量と、旋回用操作レバーの操作量の大きさが所定時
   間内で所定値以上となる時間を示す高速旋回時間と、所
   定時間内においてブーム用操作レバーの操作量がブーム
   の上昇側で所定値以上となり且つアーム用及びバケット
   用の各操作レバーの操作量がアーム及びバケットの引き
   込み側でそれぞれ所定値以上となる時間を示すブーム逆
   操作時間と、所定時間内においてブーム用操作レバーの
   操作量の大きさが所定値以上で且つアーム用及びバケッ
   ト用の各操作レバーの操作量の大きさがそれぞれ所定値
   以下となる時間を示すバケット・アーム停止時間と、所
   定時間内におけるブーム用操作レバーの操作量の大きさ
   の平均値を示すブーム操作量平均値と、所定時間内にお
   けるアーム用操作レバーの操作量の大きさの平均値を示
   すアーム操作量平均値と、所定時間内におけるバケット
   用操作レバーの操作量の大きさの平均値を示すバケット
   操作量平均値と、所定時間内における旋回用操作レバー
   の操作量の大きさの平均値を示す旋回操作量平均値と、
   所定時間内における右側走行用操作レバーの操作量の大
   きさの平均値を示す右側走行操作量平均値と、所定時間
   内における左側走行用操作レバーの操作量の大きさの平
   均値を示す左側走行操作量平均値とのうち、少なくとも
   いずれか一つを前記特徴量として求め、 前記操作量検出手段は、当該少なくとも一つの特徴量に
   対応する前記操作レバ ーの操作量を検出する ことを特徴
   とする油圧ショベル。
2. 【請求項２】前記記憶手段は、前記作業内容を時系列的
   に記憶保持することを特徴とする請求項１記載の油圧シ
   ョベル。
3. 【請求項３】作業用アクチュエータを操作するための操
   作レバーの操作量を検出する操作量検出手段と、該操作
   量検出手段により検出された操作レバーの操作量から油
   圧ショベルにより行っている作業内容を判別するための
   該油圧ショベルの動作状態を示す所定の特徴量を求める
   特徴量算出手段と、該特徴量算出手段により求められた
   前記特徴量に基づき、油圧ショベルの作業内容を所定時
   間毎に判別する作業内容判別手段とを備えた油圧ショベ
   ルにおいて、 前記作業内容判別手段により判別する各作業内容毎に、
   その作業時間を積算する作業時間積算手段と、該作業時
   間積算手段により求められた各作業内容毎の作業時間を
   読み出し可能に記憶保持する記憶手段とを備え、 前記特徴量算出手段は、ブーム用操作レバーの操作量が
   所定時間内で増減変動を生じる割合を示すブーム操作複
   雑さ表示量と、バケット用操作レバーの操作量が所定時
   間内で増減変動を生じる割合を示すバケット操作複雑さ
   表示量と、旋回用操作レバーの操作量の大きさが所定時
   間内で所定値以上となる時間を示す高速旋回時間と、所
   定時間内においてブーム用操作レバーの操作量がブーム
   の上昇側で所定値以上となり且つアーム用及びバケット
   用の各操作レバーの操作量がアーム及びバケットの引き
   込み側でそれぞれ所定値以上となる時間を示すブーム逆
   操作時間と、所定時間内においてブーム用操作レバーの
   操作量の大きさが所定値以上で且つアーム用及びバケッ
   ト用の各操作レバーの操作量の大きさがそれぞれ所定値
   以下となる時間を示すバケット・アーム停止時間と、所
   定時間内におけるブーム用操作レバーの操作量の大きさ
   の平均値を示すブーム操作量平均値と、所定時間内にお
   けるアーム用操作レバーの操作量の大きさの平均値を示
   すアーム操作量平均値と、所定時間内におけるバケット
   用操作レバーの操作量の大きさの平均値を示すバケット
   操作量平均値と、所定時間内における旋回用操作レバー
   の操作量の大きさの平均値を示す旋回操作量平均値と、
   所定時間内における右側走行用 操作レバーの操作量の大
   きさの平均値を示す右側走行操作量平均値と、所定時間
   内における左側走行用操作レバーの操作量の大きさの平
   均値を示す左側走行操作量平均値とのうち、少なくとも
   いずれか一つを前記特徴量として求め、 前記操作量検出手段は、当該少なくとも一つの特徴量に
   対応する前記操作レバーの操作量を検出する ことを特徴
   とする油圧ショベル。
4. 【請求項４】前記作業内容判別手段により判別する作業
   内容は、油圧ショベルの非動作状態、走行運転状態、単
   純掘削作業、溝掘削作業、水平掘削作業、旋回地ならし
   作業、土羽打ち作業、ばらまき作業、押し付け掘削作
   業、クレーン作業及び積み込み作業のうちの少なくとも
   いずれか一つの作業内容を含むことを特徴とする請求項
   １乃至３のいずれかに記載の油圧ショベル。
5. 【請求項５】作業用アクチュエータを操作するための操
   作レバーの操作量を検出する操作量検出手段と、該操作
   量検出手段により検出された操作レバーの操作量を示す
   データを所定時間分、保持し、該所定時間毎に更新する
   データ保持部と、該データ保持部に保持された前記所定
   時間分の操作量を示すデータから油圧ショベルにより行
   っている作業内容を判別するための該油圧ショベルの動
   作状態を示す所定の特徴量を求める特徴量算出手段と、
   該特徴量算出手段により求められた前記特徴量に基づ
   き、油圧ショベルの作業内容を前記所定時間毎に判別す
   る作業内容判別手段とを備えた油圧ショベルにおいて、
   前記作業内容判別手段により判別された作業内容を読み
   出し可能に記憶保持する記憶手段とを備えたことを特徴
   とする油圧ショベル。
6. 【請求項６】 前記記憶手段は、前記作業内容を時系列的
   に記憶保持することを特徴とする請求項５記載の油圧シ
   ョベル。
7. 【請求項７】 作業用アクチュエータを操作するための操
   作レバーの操作量を検出する操作量検出手段と、該操作
   量検出手段により検出された操作レバーの操作量を示す
   データを所定時間分、保持し、該所定時間毎に更新する
   データ保持部と、該データ保 持部に保持された前記所定
   時間分の操作量を示すデータから油圧ショベルにより行
   っている作業内容を判別するための該油圧ショベルの動
   作状態を示す所定の特徴量を求める特徴量算出手段と、
   該特徴量算出手段により求められた前記特徴量に基づ
   き、油圧ショベルの作業内容を前記所定時間毎に判別す
   る作業内容判別手段とを備えた油圧ショベルにおいて、
   前記作業内容判別手段により判別する各作業内容毎に、
   その作業時間を積算する作業時間積算手段と、該作業時
   間積算手段により求められた各作業内容毎の作業時間を
   読み出し可能に記憶保持する記憶手段とを備えたことを
   特徴とする油圧ショベル。
8. 【請求項８】 前記作業内容判別手段により判別する作業
   内容は、油圧ショベルの非動作状態、走行運転状態、単
   純掘削作業、溝掘削作業、水平掘削作業、旋回地ならし
   作業、土羽打ち作業、ばらまき作業、押し付け掘削作
   業、クレーン作業及び積み込み作業のうちの少なくとも
   いずれか一つの作業内容を含むことを特徴とする請求項
   ５乃至７のいずれかに記載の油圧ショベル。
9. 【請求項９】 前記特徴量算出手段は、ブーム用操作レバ
   ーの操作量が前記所定時間内で増減変動を生じる割合を
   示すブーム操作複雑さ表示量と、バケット用操作レバー
   の操作量が前記所定時間内で増減変動を生じる割合を示
   すバケット操作複雑さ表示量と、旋回用操作レバーの操
   作量の大きさが前記所定時間内で所定値以上となる時間
   を示す高速旋回時間と、前記所定時間内においてブーム
   用操作レバーの操作量がブームの上昇側で所定値以上と
   なり且つアーム用及びバケット用の各操作レバーの操作
   量がアーム及びバケットの引き込み側でそれぞれ所定値
   以上となる時間を示すブーム逆操作時間と、前記所定時
   間内においてブーム用操作レバーの操作量の大きさが所
   定値以上で且つアーム用及びバケット用の各操作レバー
   の操作量の大きさがそれぞれ所定値以下となる時間を示
   すバケット・アーム停止時間と、前記所定時間内におけ
   るブーム用操作レバーの操作量の大きさの平均値を示す
   ブーム操作量平均値と、前記所定時間内におけるアーム
   用操作レバーの操作量の大きさの平均値を示すアーム操
   作量平均値と、前記所定時間内におけるバケット用操作
   レバーの操作量の大きさの平均値を示すバケット操作量
   平均値と、前記所定 時間内における旋回用操作レバーの
   操作量の大きさの平均値を示す旋回操作量平均値と、前
   記所定時間内における右側走行用操作レバーの操作量の
   大きさの平均値を示す右側走行操作量平均値と、前記所
   定時間内における左側走行用操作レバーの操作量の大き
   さの平均値を示す左側走行操作量平均値とのうち、少な
   くともいずれか一つを前記特徴量として求め、前記操作
   量検出手段は、当該少なくとも一つの特徴量に対応する
   前記操作レバーの操作量を検出することを特徴とする請
   求項５乃至８のいずれかに記載の油圧ショベル。