JP7355624B2 - 作業機械および作業機械の制御方法 - Google Patents

Description

本開示は、作業機械および作業機械の制御方法に関する。

従来より、バケット内の荷重を計測することは作業機械の仕事量を知る上で重要である。

この点で、特許文献１には、作業機械の油圧シリンダの圧力センサの情報を用いてバケット内の荷重を推定する方式が提案されており、静止状態でバケット内の荷重を推定する方式が提案されている（特許文献１）。

しかしながら、静止状態の期間に荷重を推定する場合には、当該期間を確保する必要があるため作業サイクルの期間が長くなる可能性がある。

この点で、特許文献２には、作業機械の旋回動作中にバケット内の荷重を推定する方式が提案されている。

特開２０１８－４８５４８号公報 特表１１－５１６７５５号公報

一方で、作業機械の旋回動作中に油圧シリンダの圧力が不安定となる場合があり、その際にバケット内の荷重を推定した場合には、バケット内の荷重を正確に計測することができない。

したがって、掘削後、排土前の期間において、油圧シリンダの圧力が安定した状態となるように作業機械の動作を設定することが重要である。

本開示の目的は、掘削後、排土前の期間において精度の高いバケット内の荷重の計測が可能な作業機械および作業機械の制御方法を提供することである。

本開示のある局面に従う作業機械は、バケットおよびブームを含む作業機と、作業機を搭載し、旋回動作を行う旋回体と、掘削後、排土前の期間におけるブームの上下方向の動きが大きい第１動作と、ブームの上下方向の動きが小さい第２動作とを設定する第１動作設定部と、作業機および旋回体の少なくとも一方を制御して第１動作および第２動作を実行する第１動作制御部と、第２動作の期間にバケット内部の荷重を計測する荷重計測処理部とを備える。

本開示のある局面に従う作業機械の制御方法は、掘削後、排土前の期間におけるバケットおよびブームを含む作業機のブームの上下方向の動きが大きい第１動作と、ブームの上下方向の動きが小さい第２動作とを設定するステップと、作業機および作業機を搭載し、旋回動作を行う旋回体の少なくとも一方を制御して第１動作および第２動作を実行するステップと、第２動作の期間にバケット内部の荷重を計測するステップとを備える。

本開示の作業機械および作業機械の制御方法は、精度の高いバケット内の荷重の計測が可能である。

実施形態１に基づく作業機械１００の外観図である。 実施形態１に基づく作業機械１００を模式的に説明する図である。 実施形態１に従うモーメントの釣り合いを説明するための作業機２の模式図である。 実施形態１に基づく作業機械１００の演算装置３１の機能構成を説明するブロック図である。 実施形態１に従う作業機械１００の掘削後動作の設定を説明する概念図である。 実施形態１に従うブームシリンダ１０のボトム圧について説明する図である。 実施形態１の変形例１に基づく作業機械１００の演算装置３１＃の機能構成を説明するブロック図である。 実施形態１の変形例１に従う作業機械１００の掘削後動作の設定を説明する概念図である。 実施形態１の変形例１に従う掘削後動作設定部６０＃による掘削後動作の設定フローを説明する図である。 実施形態１の変形例２に基づく作業機械１００の演算装置３１Ｐの機能構成を説明するブロック図である。 実施形態１の変形例２に従う作業機械１００の掘削後動作の設定を説明する概念図である。 実施形態１の変形例３に基づく作業機械１００の演算装置３１Ｑの機能構成を説明するブロック図である。 実施形態１の変形例３に従う作業機械１００の排土後動作の設定を説明する概念図である。 実施形態１の変形例３に従うブームシリンダ１０のボトム圧について説明する図である。 実施形態２に従う作業機械１００の油圧系の構成を説明する図である。 実施形態２に基づく作業機械１００の演算装置１３１の機能構成を説明するブロック図である。 実施形態２に従う計測期間中のガイダンス画面を説明する図である。

以下、実施形態について図面を参照しながら説明する。以下の説明では、同一部品には、同一の符号を付している。それらの名称および機能の同じである。したがって、それらについての詳細な説明については繰り返さない。

（実施形態１）
＜作業機械の全体構成＞
図１は、実施形態１に基づく作業機械１００の外観図である。

図１に示されるように、本開示の思想を適用可能な作業機械として油圧により作動する作業機２を備える油圧ショベルを例に挙げて説明する。

作業機械１００は、車両本体１と、作業機２とを備える。
車両本体１は、旋回体３と、運転室４と、走行装置５とを有する。

旋回体３は、走行装置５の上に配置される。走行装置５は、旋回体３を支持する。旋回体３は、旋回軸ＡＸを中心に旋回可能である。運転室４には、オペレータが着座する運転席４Ｓが設けられる。オペレータは、運転室４において作業機械１００を操作する。走行装置５は、一対の履帯５Ｃｒを有する。履帯５Ｃｒの回転により、作業機械１００が走行する。走行装置５は、車輪（タイヤ）で構成されていてもよい。

運転席４Ｓに着座したオペレータを基準として各部の位置関係について説明する。前後方向とは、運転席４Ｓに着座したオペレータの前後方向をいう。左右方向とは、運転席４Ｓに着座したオペレータを基準とした左右方向をいう。左右方向は、車両の幅方向（車幅方向）に一致する。運転席４Ｓに着座したオペレータに正面に正対する方向を前方向とし、前方向とは反対の方向を後方向とする。運転席４Ｓに着座したオペレータが正面に正対したとき右側、左側をそれぞれ右方向、左方向とする。

旋回体３は、エンジンが収容されるエンジンルーム９と、旋回体３の後部に設けられるカウンタウェイトとを有する。旋回体３において、エンジンルーム９の前方に手すり１９が設けられる。エンジンルーム９には、エンジン及び油圧ポンプなどが配置されている。

作業機２は、旋回体３に搭載されて支持される。作業機２は、ブーム６と、アーム７と、バケット８と、ブームシリンダ１０と、アームシリンダ１１と、バケットシリンダ１２とを有する。

ブーム６は、ブームピン１３を介して旋回体３に接続される。アーム７は、アームピン１４を介してブーム６に接続される。バケット８は、バケットピン１５を介してアーム７に接続される。ブームシリンダ１０は、ブーム６を駆動する。アームシリンダ１１は、アーム７を駆動する。バケットシリンダ１２は、バケット８を駆動する。ブーム６の基端部（ブームフート）と旋回体３とが接続される。ブーム６の先端部（ブームトップ）とアーム７の基端部（アームフート）とが接続される。アーム７の先端部（アームトップ）とバケット８の基端部とが接続される。ブームシリンダ１０、アームシリンダ１１およびバケットシリンダ１２はいずれも、作動油によって駆動される油圧シリンダである。

ブーム６は、中心軸であるブームピン１３を中心に旋回体３に対して回転可能である。アーム７は、ブームピン１３と平行な中心軸であるアームピン１４を中心にブーム６に対して回転可能である。バケット８は、ブームピン１３およびアームピン１４と平行な中心軸であるバケットピン１５を中心にアーム７に対して回転可能である。

なお、ブーム６、バケット８、作業機２、旋回体３は、本開示の「ブーム」、「バケット」、「作業機」、「旋回体」の一例である。

図２は、実施形態１に基づく作業機械１００を模式的に説明する図である。
図２には、作業機械１００の側面図が示される。

ブームシリンダ１０のヘッド側には、圧力センサ６ａが取り付けられている。圧力センサ６ａは、ブームシリンダ１０のシリンダヘッド側油室４０Ａ（図３）内の作動油の圧力（ヘッド圧）を検出することができる。ブームシリンダ１０のボトム側には、圧力センサ６ｂが取り付けられている。圧力センサ６ｂは、ブームシリンダ１０のシリンダボトム側油室４０Ｂ（図３）内の作動油の圧力（ボトム圧）を検出することができる。

ブームシリンダ１０、アームシリンダ１１およびバケットシリンダ１２のそれぞれには、ストロークセンサ（検知部）７ａ、７ｂ、７ｃが取り付けられている。

ストロークセンサ７ａ、７ｂ、７ｃと、圧力センサ６ａ、６ｂとの各々は、コントローラ３０の演算装置３１に電気的に接続されている。

演算装置３１は、ブームシリンダ１０におけるストロークセンサ７ａのセンサ出力に基づいてブーム角Ａ１を算出する。演算装置３１は、アームシリンダ１１におけるストロークセンサ７ｂのセンサ出力に基づいてアーム角Ａ２を算出する。演算装置３１は、バケットシリンダ１２におけるストロークセンサ７ｃのセンサ出力に基づいてバケット角Ａ３を算出する。なお、本例においては、ストロークセンサ７ａ、７ｂ、７ｃのセンサ出力に基づいてブーム角Ａ１、アーム角Ａ２、バケット角Ａ３を算出する場合について説明するが特にこれに限られず、例えばブーム６、アーム７、バケット８に取り付けた慣性計測装置（ＩＭＵ：inertial measurement unit）を用いてブーム角Ａ１、アーム角Ａ２、バケット角Ａ３を算出することも可能である。

これにより、演算装置３１は、ブームシリンダ１０のヘッド圧およびボトム圧と、ブーム角Ａ１と、アーム角Ａ２と、バケット角Ａ３とを取得する。

コントローラ３０は、演算装置３１だけでなく、記憶部３２を有していてもよい。記憶部３２には、ブーム６、アーム７、バケット８の重量、形状などを記憶していてもよい。

当該情報は、記憶部３２に当初から記憶されていてもよく、またオペレータの操作により作業機械１００の外部から記憶部３２に取り込まれてもよい。

コントローラ３０（演算装置３１）は、ブームシリンダ１０の負荷に基づいてバケット８内の現在の荷重値（計算荷重値）Ｗを演算する機能を有している。具体的には、コントローラ３０（演算装置３１）は、ブーム６、アーム７およびバケット８のモーメントの釣り合いからバケット８内の現在の荷重値（計算荷重値）Ｗを演算する。なお、ブームシリンダ１０の負荷とは、ブームシリンダ１０のヘッド圧およびボトム圧から得られる、いわゆる軸力である。

＜荷重値Ｗを演算する方法＞
図３は、実施形態１に従うモーメントの釣り合いを説明するための作業機２の模式図である。

図３に示されるように、実施形態１においては、ブームピン１３回りの各モーメントの釣り合いからバケット８内の現在の荷重値Ｗが検出される。ここで、ブームピン１３回りの各モーメントの釣り合いは以下の式（１）により表される。

Ｍboomcyl＝Ｍboom＋Ｍarm＋Ｍbucket＋Ｗ×Ｌ ・・・式（１）
式（１）において、Ｍboomcylは、ブームシリンダ１０のブームピン１３回りのモーメントである。Ｍboomは、ブーム６のブームピン１３回りのモーメントである。Ｍarmは、アーム７のブームピン１３回りのモーメントである。Ｍbucketは、バケット８のブームピン１３回りのモーメントである。Ｗは、バケット８内の現在の荷重値である。Ｌは、ブームピン１３からバケットピン１５（バケット８がアーム７に支持される部分）までの水平方向の距離である。

Ｍboomcylは、ブームシリンダ１０の負荷（ヘッド圧およびボトム圧）から算出される。

Ｍboomは、ブーム６の重心Ｃ１の位置およびブームピン１３の間の距離ｒ１と、ブーム６の重量Ｍ１との積（ｒ１×Ｍ１）により算出される。ブーム６の重心Ｃ１の位置は、ブーム角Ａ１などから算出される。ブーム６の重量Ｍ１などは、記憶部３２に記憶されている。

Ｍarmは、アーム７の重心Ｃ２の位置およびブームピン１３の間の距離ｒ２と、アーム７の重量Ｍ２との積（ｒ２×Ｍ２）により算出される。アーム７の重心Ｃ２の位置は、アーム角Ａ２などから算出される。アーム７の重量Ｍ２などは、記憶部３２に記憶されている。

Ｍbucketは、バケット８の重心Ｃ３の位置およびブームピン１３の間の距離ｒ３と、バケット８の重量Ｍ３との積（ｒ３×Ｍ３）により算出される。バケットの重心Ｃ３の位置は、バケット角Ａ３などから算出される。バケット８の重量Ｍ３などは、記憶部３２に記憶されている。

一方、圧力センサ６ａによりブームシリンダ１０のヘッド圧が検出される。圧力センサ６ｂによりブームシリンダ１０のボトム圧が検出される。このブームシリンダ１０のヘッド圧とボトム圧とに基づいてブームシリンダ１０のブームピン１３回りのモーメントＭboomcylがコントローラ３０などにより算出される。

算出されたブーム角Ａ１、アーム角Ａ２、ブーム６の長さおよびアーム７の長さに基づいて、ブームピン１３からバケットピン１５までの水平方向の距離Ｌがコントローラ３０などにより算出される。

上記により算出された各モーメントＭboomcyl、Ｍboom、Ｍarm、Ｍbucketおよび距離Ｌを上式（１）に代入することにより、バケット８内の現在の荷重値Ｗがコントローラ３０などにより算出される。

上記のように荷重値Ｗは各シリンダ１０、１１、１２の変位量、ヘッド圧、ボトム圧などを用いて算出される。

＜演算装置３１の機能構成＞
図４は、実施形態１に基づく作業機械１００の演算装置３１の機能構成を説明するブロック図である。

図４に示されるように、実施形態１に基づく作業機械１００の演算装置３１は、上記したように各シリンダ１０、１１、１２の変位量に基づいてブーム角Ａ１、アーム角Ａ２およびバケット角Ａ３を算出し、算出されたブーム角Ａ１、アーム角Ａ２およびバケット角Ａ３に基づいてブーム６、アーム７およびバケット８の位置を特定することが可能となり、自動制御が可能となる。この点で、演算装置３１は、掘削動作、掘削後旋回動作、排土動作、排土後旋回動作の一連の処理を繰り返し実行する自動制御処理を実行する。

演算装置３１は、旋回動作を含め掘削後、排土前の期間の動作を制御する掘削後動作制御部５０と、バケット８内部の荷重を計測する荷重計測処理部５２と、掘削動作を制御する掘削動作制御部５４と、排土動作を制御する排土動作制御部５６と、旋回動作を含め排土後、掘削前の期間の動作を制御する排土後動作制御部５８と、掘削後の動作を設定する掘削後動作設定部６０とを含む。

掘削動作制御部５４は、作業機２を制御して掘削対象物である土砂等をバケット８を用いて掘削する掘削動作を実行する。掘削動作制御部５４は、掘削動作による土砂等をバケット８内に安定的に抱え込むためにバケット８の開口面を水平方向あるいは水平方向に近い方向に設定する。

掘削後動作設定部６０は、掘削後、排土前の期間において、旋回体３による旋回動作（掘削後旋回動作）および作業機２の少なくとも一方の制御により、掘削動作によりバケット８に抱え込まれた土砂等を排土位置まで移動させる動作を設定する。

掘削後動作設定部６０は、掘削後、排土前の期間におけるブーム６の上下方向の動きが大きい第１動作と、ブーム６の上下方向の動きが小さい第２動作とを設定する。

掘削後動作制御部５０は、掘削後、排土前の期間において、掘削後動作設定部６０により設定された第１動作および第２動作を実行する。

掘削後動作制御部５０は、旋回体３による旋回動作（掘削後旋回動作）および作業機２の少なくとも一方の制御により、掘削動作によりバケット８に抱え込まれた土砂等を排土位置まで移動させる。掘削後動作制御部５０は、ブーム６の上下方向の動きが大きい第１動作と、ブーム６の上下方向の動きが小さい第２動作とを実行する。

排土動作制御部５６は、掘削後旋回動作の後、作業機２を制御してバケット８に抱え込まれた土砂等をダンプトラックの荷台に排土する排土動作を実行する。

排土後動作制御部５８は、排土後、掘削前の期間において、旋回体３による旋回動作（排土後旋回動作）により、排土動作後の空になったバケット８を掘削位置まで移動させる。

掘削動作制御部５４は、再び作業機２を制御して掘削対象物である土砂等をバケット８を用いて掘削する掘削動作を実行する。以降の動作については、上記と同様であり繰り返し実行する。

荷重計測処理部５２は、掘削後、排土前の期間における所定期間にバケット８内部の荷重を計測する。荷重計測処理部５２は、掘削後、排土前の期間における第２動作の期間にバケット８内部の荷重を計測する。

なお、掘削後動作制御部５０、荷重計測処理部５２、掘削後動作設定部６０は、本開示の「第１動作制御部」、「荷重計測処理部」、「第１動作設定部」の一例である。

＜掘削後動作の設定＞
図５は、実施形態１に従う作業機械１００の掘削後動作の設定を説明する概念図である。

図５に示されるように、作業機械１００は、掘削後動作によりバケット８を排土位置に移動させる場合が示されている。ここで、ダンプトラック２００が設けられており、作業機械１００は、ダンプトラック２００の荷台にバケット８で抱え込んだ土砂等を排土する。

地点Ｐ１０は、掘削動作後の掘削終了地点であり、旋回動作を開始する旋回開始地点（Ｓｔａｒｔ）である。地点Ｐ１３は、旋回動作を終了する旋回終了地点（Ｇｏａｌ）である。地点Ｐ１０およびＰ１３は、３次元座標であり記憶部３２に予め記憶されている。

掘削後動作設定部６０は、掘削後、排土前の期間におけるブーム６の上下方向の動きが大きい第１動作と、ブーム６の上下方向の動きが小さい第２動作とを設定する。

例えば、掘削後動作設定部６０は、ダンプトラック２００の荷台に干渉しないように、旋回動作させながらバケット８を旋回開始地点から上昇させて排土開始の際の高さに設定する第１動作と、排土開始の際の高さに設定した後に旋回終了地点に旋回動作させる第２動作とを設定する。

地点Ｐ１２は、旋回動作として第１動作から第２動作に切り替わる地点である。本例においては、荷重計測処理部５２は、第２動作の期間にバケット８内部の荷重を計測する処理を実行する。

掘削後動作設定部６０は、地点Ｐ１０および地点Ｐ１３に基づいて地点Ｐ１２を算出し、地点Ｐ１０～地点Ｐ１２までの区間を第１動作、地点Ｐ１２～地点Ｐ１３を第２動作に設定する。

具体的には、掘削後動作設定部６０は、地点Ｐ１０と地点Ｐ１３との情報に基づいてバケット８を上昇させる目標バケット高さＨＡを算出する。

掘削後動作設定部６０は、作業機２の既定値である上下方向の設定速度に基づいてバケット８を目標バケット高さＨＡ分上昇させる設定期間ＴＢを算出する。記憶部３２には、作業機２の既定値である上下方向の設定速度としてブーム６およびアーム７を動作させてバケット８を上昇あるいは下降させる速度が予め記憶されている。また、記憶部３２には、旋回速度が予め記憶されている。

掘削後動作設定部６０は、設定期間ＴＢと旋回速度とに基づいて地点Ｐ１２を算出する。

地点Ｐ１２は、地点Ｐ１０の位置から目標バケット高さＨＡ分上昇するとともに、旋回体３の中心軸を基準に設定期間ＴＢと旋回速度とに基づく旋回角β分旋回移動した位置として算出される。

掘削後動作設定部６０は、バケット８が地点Ｐ１０～地点Ｐ１２に到達するまでの設定期間ＴＢについて、旋回体３および作業機２を制御して旋回動作させながらバケット８の高さを設定する第１動作に設定する。

掘削後動作設定部６０は、バケット８が地点Ｐ１１～地点Ｐ１２に到達するまでの設定期間ＴＡについて、旋回体３のみを制御して旋回動作を実行する第２動作に設定する。

本例においては、荷重計測処理部５２は、第２動作を実行する期間にバケット８内部の荷重を計測する。期間ＴＡは、荷重計測処理部５２において、バケット８内部の荷重を計測することが可能な計測可能期間である。

図６は、実施形態１に従うブームシリンダ１０のボトム圧について説明する図である。
図６に示されるように、掘削動作、掘削後旋回動作、排土動作、排土後旋回動作の一連の処理を繰り返し実行する自動制御処理を実行する場合が示されている。動作中のブーム６の動きに基づいてボトム圧が変動している状態が示されている。

掘削後、排土前の期間において、ブーム６の上下方向の動きが大きい第１動作とブーム６の上下方向の動きが小さい第２動作とを含む。第２動作は、ブーム６の上下方向の動きが小さいため計測期間中のボトム圧は安定している。したがって、当該ボトム圧が安定している第２動作期間にバケット８内部の荷重を計測する処理を実行するため精度の高い計測処理が可能である。なお、本例においては、ブームシリンダ１０のボトム圧の状態について説明しているが、ブームシリンダ１０のヘッド圧の状態についても同様である。

荷重計測処理部５２は、バケット８が地点Ｐ１２に到達した場合にバケット８内部の荷重を計測する処理を実行することが可能である。

排土開始に近づくほど、すなわち、計測可能期間ＴＡの終わりに近いほど、ブームシリンダのボトム圧は安定しているため高精度の測定が可能である。したがって、計測可能期間ＴＡの終わりに近い所定位置にバケット８が到達した場合にバケット８内部の荷重を計測する処理を実行するようにしても良い。

また、荷重計測処理部５２は、圧力センサ６ｂにより検出されるブームシリンダ１０のボトム圧の変化量が所定の閾値以下となった場合にバケット８内部の荷重を計測する処理を実行するようにしてもよい。なお、圧力センサ６ｂに限られず圧力センサ６ａを用いて、ブームシリンダ１０のヘッド圧の変化量が所定の閾値以下となった場合にバケット８内部の荷重を計測する処理を実行するようにしてもよい。

また、荷重計測処理部５２は、地点Ｐ１２に到達した場合にバケット８内部の荷重を計測する処理を実行する場合について説明したが、所定位置に限られず、例えばバケット８の高さが所定値以上に到達した場合にバケット８内部の荷重を計測する処理を実行するようにしてもよい。具体的には、荷重計測処理部５２は、バケット８の高さが地点Ｐ１０の位置から目標バケット高さＨＡ分上昇した場合にバケット８内部の荷重を計測する処理を実行するようにしてもよい。

なお、上記においては、掘削後動作設定部６０は、掘削後、排土前の期間において、作業機２および旋回体３を制御してバケット８を旋回開始地点から上昇させて排土開始の際の高さに設定する第１動作を実行し、旋回体３のみを制御して第２動作を実行するように設定する場合について説明したが、特にこれに限られない。例えば、掘削後動作設定部６０は、掘削後、排土前の期間において、旋回体３のみを制御して第２動作を実行し、作業機２および旋回体３を制御してバケット８を排土開始の際の高さ付近に設定する第１動作を実行するように設定してもよい。

（変形例１）
上記の実施形態１においては、荷重計測処理部５２は、掘削後、排土前の期間におけるブーム６の上下方向の動きが小さい第２動作の間にバケット８内部の荷重を計測する処理を実行する場合について説明した。

この点で、精度の高い計測を実行するためには計測可能期間ＴＡが所定期間以上あることが望ましい。

図７は、実施形態１の変形例１に基づく作業機械１００の演算装置３１＃の機能構成を説明するブロック図である。

図７を参照して、演算装置３１＃は、図４で説明した演算装置３１と比較して、掘削後動作設定部６０を掘削後動作設定部６０＃に置換した点が異なる。その他の構成については図４で説明したのと同様であるのでその詳細な説明については繰り返さない。

掘削後動作設定部６０＃は、旋回目標期間算出部６４と、設定部６６とを含む。
旋回目標期間算出部６４は、旋回体３の旋回開始地点と旋回終了地点と旋回体３の旋回速度とに基づいて旋回体３の第１旋回目標期間を算出する。

設定部６６は、第１旋回目標期間が所定期間以上であるか否かを判断する。設定部６６は、第１旋回目標期間が所定期間以上である場合には、少なくとも所定期間以上の間にバケット８内部の荷重を計測するために第２動作を実行するように第１および第２動作を設定する。設定部６６は、第１旋回目標期間が所定期間以上でない場合には、バケット８内部の荷重を計測するために所定期間以上の間、第２動作を実行するように第１および第２動作を設定する。

掘削後動作設定部６０＃は、旋回体３の旋回開始地点と旋回終了地点と旋回体３の旋回速度とに基づいて旋回体３の第１旋回目標期間を算出する。掘削後動作設定部６０＃は、第１旋回目標期間が所定期間以上であるか否かを判断する。掘削後動作設定部６０＃は、第１旋回目標期間が所定期間以上である場合には、少なくとも所定期間以上の間にバケット８内部の荷重を計測するために第２動作を実行するように第１および第２動作を設定する。

＜掘削後動作の設定＞
図８は、実施形態１の変形例１に従う作業機械１００の掘削後動作の設定を説明する概念図である。

図８に示されるように、基本的には図５で説明したのと同様である。
作業機械１００は、掘削後動作によりバケット８を排土位置に移動させる場合が示されている。ここで、ダンプトラック２００が設けられており、作業機械１００は、ダンプトラック２００の荷台にバケット８で抱え込んだ土砂等を排土する。

例えば、掘削後動作設定部６０＃は、ダンプトラック２００の荷台に干渉しないように、バケット８を旋回開始地点から上昇させて排土開始の際の高さに設定する第１動作と、排土開始の際の高さに設定した後に旋回終了地点に旋回動作させる第２動作とを設定する。

旋回目標期間算出部６４は、地点Ｐ１０と地点Ｐ１３と旋回体３の中心軸に基づいて旋回角αを算出する。

旋回目標期間算出部６４は、旋回角αおよび旋回速度に基づいて旋回体３を旋回開始地点から旋回終了地点まで旋回させる第１旋回目標期間Ｔを算出する。

設定部６６は、第１旋回目標期間Ｔが所定期間Ｔｐ以上であるか否かを判断する。設定部６６は、第１旋回目標期間Ｔが所定期間Ｔｐ以上である場合には、少なくとも所定期間Ｔｐ以上の間にバケット８内部の荷重を計測するために第２動作を実行するように第１および第２動作を設定する。設定部６６は、第１旋回目標期間Ｔが所定期間Ｔｐ以上でない場合には、バケット８内部の荷重を計測するために所定期間Ｔｐ以上の間、第２動作を実行するように第１および第２動作を設定する。

本例においては、一例として第１旋回目標期間Ｔが所定期間Ｔｐ以上である場合について説明する。

設定部６６は、一例として第１旋回目標期間Ｔから所定期間Ｔｐを減算した残りの期間Ｔｑを用いて、ダンプトラック２００の荷台に干渉しないように、旋回動作させながらバケット８を旋回開始地点から上昇させて効率的に排土開始の際の高さに設定する第１動作を設定する。

本例においては、設定部６６は、地点Ｐ１０と地点Ｐ１３との情報に基づいてバケット８を上昇させる目標バケット高さＨＡを算出する。

設定部６６は、作業機２の既定値である上下方向の設定速度に基づいてバケット８を目標バケット高さＨＡ分上昇させる設定期間ＴＢを算出する。記憶部３２には、作業機２の既定値である上下方向の設定速度としてブーム６およびアーム７を動作させてバケット８を上昇あるいは下降させる速度が予め記憶されている。

本例においては、設定部６６は、期間Ｔｑと設定期間ＴＢとを比較して、期間Ｔｑは設定期間ＴＢ以上の場合について説明する。

設定部６６は、期間Ｔｑのうち設定期間ＴＢについて、旋回体３および作業機２を制御して、旋回動作させながらバケット８の高さを設定する第１動作を実行する期間に設定する。

そして、設定部６６は、第１旋回目標期間Ｔから設定期間ＴＢを減算した期間ＴＡについて、旋回体３のみを制御して第２動作を実行する期間に設定する。

本例においては、荷重計測処理部５２は、第２動作を実行する期間にバケット８内部の荷重を計測する。期間ＴＡは、荷重計測処理部５２において、バケット８内部の荷重を計測することが可能な計測可能期間である。

本例においては、設定部６６は、掘削後、排土前の期間において、所定期間Ｔｐの第２動作が必ず確保されるように第１および第２動作を設定する。所定期間Ｔｐは、荷重計測処理部５２において、精度の高い荷重を計測するために各シリンダ１０、１１、１２の変位量、ヘッド圧、ボトム圧等の複数のサンプリング点を取得するために設けられている。

荷重計測処理部５２は、計測可能期間ＴＡが所定期間Ｔｐ以上の場合には、精度の高い荷重を計測するためのサンプリング点を十分に取得できる。

荷重計測処理部５２は、ブーム６の上下方向の動きが小さい油圧シリンダの圧力が安定している第２動作中にバケット８内部の荷重を計測する処理を実行するため精度の高い計測処理が可能である。

なお、上記における設定部６６の第１および第２動作の設定は一例である。
例えば、設定部６６は、掘削後、排土前の期間において、旋回体３のみを制御して旋回開始地点から所定期間Ｔｐの第２動作が確保されるようにして、期間Ｔｑを用いて旋回動作させながらバケット８を上昇させて排土開始の際の高さに設定する第１動作を実行するように設定することも可能である。

設定部６６は、第１旋回目標期間Ｔが所定期間Ｔｐ以上でない場合には、一例として所定期間Ｔｐの第２動作が確保されるように旋回速度を調整するようにしても良い。例えば、旋回速度を遅くすることにより第１旋回目標期間Ｔを長くして、所定期間Ｔｐ以上の第２動作を確保した第１および第２動作を設定するようにしてもよい。

図９は、実施形態１の変形例１に従う掘削後動作設定部６０＃による掘削後動作の設定フローを説明する図である。

図９を参照して、掘削後動作設定部６０＃は、旋回目標期間を算出する処理を実行する（ステップＳ２）。旋回目標期間算出部６４は、旋回開始地点である地点Ｐ１０と旋回終了地点である地点Ｐ１３と旋回体３の中心軸に基づいて旋回角αを算出する。旋回目標期間算出部６４は、旋回角αおよび旋回速度に基づいて旋回体３を旋回させる第１旋回目標期間Ｔを算出する。

次に、掘削後動作設定部６０＃は、第１旋回目標期間が所定期間以上であるか否かを判定する（ステップＳ４）。設定部６６は、第１旋回目標期間Ｔが所定期間Ｔｐ以上であるか否かを判定する。

次に、掘削後動作設定部６０＃は、第１旋回目標期間が所定期間以上であると判定した場合（ステップＳ４においてＹＥＳ）には、所定期間以上、第２動作を実行するように第１および第２動作を設定する（ステップＳ６）。そして、処理を終了する（エンド）。設定部６６は、掘削後、排土前の期間において、所定期間Ｔｐの第２動作が必ず確保されるように第１および第２動作を設定する。

一方、掘削後動作設定部６０＃は、第１旋回目標期間が所定期間以上でないと判定した場合（ステップＳ４においてＮＯ）には、旋回速度を調整する（ステップＳ８）。そして、ステップＳ６に進み、掘削後動作設定部６０は＃、所定期間以上、第２動作を実行するように第１および第２動作旋回動作を設定する。

設定部６６は、旋回体３の設定されている旋回速度を調整して遅くする。したがって、当該調整した旋回速度に基づいて、第１旋回目標期間Ｔを長くすることが可能である。設定部６６は、上記したように掘削後、排土前の期間において、所定期間Ｔｐの第２動作が必ず確保されるように第１および第２動作を設定する。

したがって、荷重計測処理部５２は、所定期間Ｔｐ以上の計測可能期間を確保することが可能となるため荷重を計測するためのサンプリング点を十分に取得できる。これにより、荷重計測処理部５２は、精度の高い計測処理が可能である。

なお、排土開始に近づくほど、すなわち、計測可能期間の終わりに近いほど、ブームシリンダのボトム圧は安定しているため高精度の測定が可能である。したがって、計測可能期間の終わりに近い所定期間のデータを取得して、バケット８内部の荷重を計測する処理を実行するようにしても良い。

具体的には、荷重計測処理部５２は、排土の開始タイミングをトリガにして、排土前の所定期間のデータを取得して、バケット８内部の荷重を計測する処理を実行するようにしても良い。

（変形例２）
上記の実施形態１の変形例１においては、図８において、期間Ｔｑと設定期間ＴＢとを比較して、期間Ｔｑは設定期間ＴＢ以上の場合について説明した。一方で、期間Ｔｑと設定期間ＴＢとを比較して、期間ＴＢの方が期間Ｔｑよりも長い場合も考えられる。この場合、計測可能期間ＴＡが所定期間Ｔｐ以上確保できなくなる可能性がある。

したがって、実施形態１の変形例２においては、設定期間ＴＢを調整する方式について説明する。

一例として、設定部６６は、期間Ｔｑと設定期間ＴＢとを比較して、期間ＴＢの方が設定期間Ｔｑよりも長い場合には、作業機２の既定値である上下方向の設定速度を調整する。具体的には、ブーム６およびアーム７の上昇速度を上げることにより、設定期間ＴＢを短縮することが可能である。例えば、アームシリンダ１１に分配する作動油をブームシリンダ１０へ融通して、ブーム６を加速させても良い。ブーム６を加速させることにより上昇速度を上げて設定期間ＴＢを短縮することが可能である。

設定部６６は、掘削後、排土前の期間において、作業機２の既定値である上下方向の設定速度を調整して第１動作を実行する設定期間ＴＢを短縮することにより、所定期間Ｔｐの第２動作が必ず確保されるように第１および第２動作を設定することが可能である。

設定部６６は、掘削後、排土前の期間において、所定期間Ｔｐの第２動作が必ず確保されるように旋回前準備処理の実行を設定するようにしても良い。

図１０は、実施形態１の変形例２に基づく作業機械１００の演算装置３１Ｐの機能構成を説明するブロック図である。

図１０を参照して、演算装置３１Ｐは、図７の演算装置３１＃の構成と比較して、掘削後動作設定部６０＃を掘削後動作設定部６０Ｐに置換した点が異なる。その他の構成については同様であるのでその詳細な説明については繰り返さない。

掘削後動作設定部６０Ｐは、掘削後動作設定部６０と比較して、旋回前準備処理設定部６９をさらに設けた点が異なる。

掘削後動作設定部６０Ｐは、計測可能期間ＴＡが所定期間Ｔｐ以上確保できないと判定した場合には、計測可能期間ＴＡが所定期間Ｔｐ以上となるように旋回前準備処理の実行を設定する。

具体的には、旋回前準備処理設定部６９は、設定部６６の指示に従って第１動作の一部として旋回体３の旋回動作の開始前に作業機２を制御してバケット８の高さを調整する旋回前準備処理の実行を設定する。

図１１は、実施形態１の変形例２に従う作業機械１００の掘削後動作の設定を説明する概念図である。

図１１に示されるように、作業機械１００は、図８で説明したのと同様に掘削後動作によりバケット８を排土位置に移動させる場合が示されている。そして、旋回動作を開始する旋回開始地点が異なる。

具体的には、地点Ｐ１０は、掘削動作後の掘削終了地点である。地点Ｐ１１は、旋回動作を開始する旋回開始地点である。地点Ｐ１３は、旋回動作を終了する旋回終了地点である。

旋回前準備処理設定部６９は、地点Ｐ１０から地点Ｐ１１まで作業機２を制御してバケット８の高さを上昇させる旋回前準備処理の実行を設定する。

掘削後動作制御部５０は、旋回前準備処理設定部６９の旋回前準備処理の設定に従って旋回体３の旋回動作の開始前に作業機２を制御してバケット８の高さを調整する。

本例においては、旋回前準備処理により旋回動作を開始する旋回開始地点をＰ１０からＰ１１に変更する。これにより、旋回開始地点Ｐ１１からの目標バケット高さをＨＡ＃に調整する。当該調整により、バケット８を排土開始の際の高さまで上昇させる設定期間ＴＢ＃を短縮して、掘削後、排土前の期間において、所定期間Ｔｐ以上の第２動作が必ず確保されるように旋回前準備処理の実行を設定することが可能である。

実施形態１の変形例２においては、旋回前準備処理の実行の設定により、旋回動作を開始する旋回開始地点を調整して、所定期間Ｔｐ以上の第２動作が必ず確保されるようにして、第２動作中にバケット８内部の荷重を計測する処理を実行するため精度の高い計測処理が可能である。
（変形例３）
上記においては、掘削後、排土前の期間において、バケット８内部の荷重を計測する処理を実行する場合について説明したが、排土後、掘削前の期間において、バケット８内部の荷重を計測する処理を実行する場合にも同様に適用可能である。

図１２は、実施形態１の変形例３に基づく作業機械１００の演算装置３１Ｑの機能構成を説明するブロック図である。

図１２を参照して、演算装置３１Ｑは、図７で説明した演算装置３１＃の構成と比較して、排土後の動作を設定する排土後動作設定部７０をさらに設けた点が異なる。その他の構成については、図７で説明したのと同様であるのでその詳細な説明については繰り返さない。

排土後動作設定部７０は、排土後、掘削前の期間において、旋回体３による旋回動作（排土後旋回動作）および作業機２の少なくとも一方の制御により、排土動作後のバケット８を掘削位置まで移動させる動作を設定する。

排土後動作設定部７０は、排土後、掘削前の期間におけるブーム６の上下方向の動きが大きい第３動作と、ブーム６の上下方向の動きが小さい第４動作とを設定する。

排土後動作制御部５８は、排土後、掘削前の期間において、排土後動作設定部７０により設定された第３動作および第４動作を実行する。

排土後動作制御部５８は、旋回体３による旋回動作（排土後旋回動作）および作業機２の少なくとも一方の制御により、排土動作したバケット８を掘削位置まで移動させる。排土後動作制御部５８は、ブーム６の上下方向の動きが大きい第３動作と、ブーム６の上下方向の動きが小さい第４動作とを実行する。

掘削動作制御部５４は、再び作業機２を制御して掘削対象物である土砂等をバケット８を用いて掘削する掘削動作を実行する。以降の動作については、上記と同様であり繰り返し実行する。

なお、排土後動作制御部５８、排土後動作設定部７０は、本開示の「第２動作制御部」、「第２動作設定部」の一例である。

＜排土後動作の設定＞
図１３は、実施形態１の変形例３に従う作業機械１００の排土後動作の設定を説明する概念図である。

図１３に示されるように、作業機械１００は、排土後動作によりバケット８を掘削位置に移動させる場合が示されている。ここで、ダンプトラック２００が設けられており、作業機械１００は、ダンプトラック２００の荷台において排土動作したバケット８を掘削位置に移動させる。

地点Ｐ１３＃は、排土動作後の排土終了地点であり、旋回動作を開始する旋回開始地点（Ｓｔａｒｔ）である。地点Ｐ１０＃は、旋回動作を終了する旋回終了地点（Ｇｏａｌ）である。地点Ｐ１０＃およびＰ１３＃は、３次元座標であり記憶部３２に予め記憶されている。

排土後動作設定部７０は、排土後、掘削前の期間におけるブーム６の上下方向の動きが大きい第３動作と、ブーム６の上下方向の動きが小さい第４動作とを設定する。

例えば、排土後動作設定部７０は、ダンプトラック２００の荷台に干渉しないように、バケット８を排土終了の際の高さを維持しつつ旋回開始地点から旋回動作させる第４動作と、排土終了の際の高さから下降させて掘削開始の際の高さに設定する第３動作とを設定する。

地点Ｐ１２＃は、旋回動作として第４動作から第３動作に切り替わる地点である。本例においては、荷重計測処理部５２は、第４動作の期間にバケット８内部の荷重を計測する処理を実行する。

排土後動作設定部７０は、地点Ｐ１０＃および地点Ｐ１３＃に基づいて地点Ｐ１２を算出し、地点Ｐ１３＃～地点Ｐ１２＃までの区間を第４動作、地点Ｐ１２＃～地点Ｐ１０＃を第３動作に設定する。

具体的には、排土後動作設定部７０は、地点Ｐ１０＃と地点Ｐ１３＃との情報に基づいてバケット８を下降させる目標バケット高さＨＡＰを算出する。

排土後動作設定部７０は、作業機２の既定値である上下方向の設定速度に基づいてバケット８を目標バケット高さＨＡＰ分下降させる設定期間ＴＴＢを算出する。記憶部３２には、作業機２の既定値である上下方向の設定速度としてブーム６およびアーム７を動作させてバケット８を上昇あるいは下降させる速度が予め記憶されている。また、記憶部３２には、旋回速度が予め記憶されている。

排土後動作設定部７０は、設定期間ＴＴＢと旋回速度とに基づいて地点Ｐ１２＃を算出する。

地点Ｐ１２＃は、地点Ｐ１０＃に到達する前に、旋回体３の中心軸を基準に設定期間ＴＴＢと旋回速度とに基づく旋回角β分旋回移動するとともに、地点Ｐ１３＃の高さから目標バケット高さＨＡＰ分下降する際の位置として算出される。

排土後動作設定部７０は、バケット８が地点Ｐ１３＃～地点Ｐ１２＃に到達するまでの設定期間ＴＴＡについて、旋回体３のみを制御して旋回動作を実行する第４動作に設定する。

排土後動作設定部７０は、バケット８が地点Ｐ１２＃～地点Ｐ１０＃に到達するまでの設定期間ＴＴＢについて、旋回体３および作業機２を制御して旋回動作させながらバケット８の高さを設定する第３動作に設定する。

本例においては、荷重計測処理部５２は、第４動作を実行する期間にバケット８内部の荷重を計測する。期間ＴＴＡは、荷重計測処理部５２において、バケット８内部の荷重を計測することが可能な計測可能期間である。

図１４は、実施形態１の変形例３に従うブームシリンダ１０のボトム圧について説明する図である。

図１４に示されるように、掘削動作、掘削後旋回動作、排土動作、排土後旋回動作の一連の処理を繰り返し実行する自動制御処理を実行する場合が示されている。動作中のブーム６の動きに基づいてボトム圧が変動している状態が示されている。

掘削後、排土前の期間において、ブーム６の上下方向の動きが大きい第１動作とブーム６の上下方向の動きが小さい第２動作とを含む。第２動作は、ブーム６の上下方向の動きが小さいため計測期間中のボトム圧は安定している。したがって、当該ボトム圧が安定している期間にバケット８内部の荷重を計測する処理を実行するため精度の高い計測処理が可能である。

また、排土後、掘採前の期間において、ブーム６の上下方向の動きが大きい第３動作とブーム６の上下方向の動きが小さい第４動作とを含む。第４動作は、ブーム６の上下方向の動きが小さいため計測期間中のボトム圧は安定している。したがって、当該ボトム圧が安定している期間にバケット８内部の荷重を計測する処理を実行するため精度の高い計測処理が可能である。なお、本例においては、ブームシリンダ１０のボトム圧の状態について説明しているが、ブームシリンダ１０のヘッド圧の状態についても同様である。

したがって、排土前の状態のバケット８内部の荷重と、排土後の状態のバケット８内部の荷重とをそれぞれ精度よく計測することが可能である。

排土前の状態のバケット８内部の荷重と、排土後の状態のバケット８内部の荷重との差分を算出することにより、ダンプトラック２００の荷台に積載された土砂等を精度よく計測することが可能である。

（実施形態２）
上記の実施形態では、旋回動作中のブーム６の動きを制御して当該期間に荷重を計測する方式について説明したが、旋回動作中に限られず、荷重を計測する際にはブーム６の動きを制御して荷重を計測するようにしてもよい。

図１５は、実施形態２に従う作業機械１００の油圧系の構成を説明する図である。
図１５を参照して、作業機械１００は、ブーム６を駆動するブームシリンダ１０と、アーム７を駆動するアームシリンダ１１と、バケット８を駆動するバケットシリンダ１２と、旋回体３を旋回させる旋回モータ１２４と、作業機械１００を制御するコントローラ１３０と、エンジン１３８と、油圧ポンプ１４０と、メインバルブ１２５と、自己圧減圧弁１４６と、ＥＰＣ弁１５０とを備えている。

エンジン１３８は、例えば、ディーゼル式のエンジンである。
油圧ポンプ１４０は、エンジン１３８によって駆動され、作動油を吐出する。油圧ポンプ１４０は、可変容量型の油圧ポンプである。エンジン１３８の回転数に応じて作動油の吐出量を変化させる固定容量型の油圧ポンプであってもよい。

メインバルブ１２５は、油圧ポンプ１４０から供給される作動油を受けて、ブームシリンダ１０，アームシリンダ１１，バケットシリンダ１２および旋回モータ１２４にそれぞれ作動油を分配して供給する。

コントローラ１３０は、ＥＰＣ弁１５０に指令電流を出力する。ＥＰＣ弁１５０は、コントローラ１３０からの指令電流に従って、メインバルブ１２５を制御する。

油圧ポンプ１４０から出力された作動油は、自己圧減圧弁１４６によって一定の圧力に減らされてパイロット用に供給される。

実施形態に従うコントローラ１３０は、演算装置１３１（例えばＣＰＵ（Central Processing Unit））および記憶部１３２等で構成され、記憶部１３２に格納されているプログラム等を実行することにより、作業機械１００を制御する。

作業機械１００は、ブーム６を操作する操作装置１８０と、荷重計測ボタン１６０と、ディスプレイ１７０とをさらに備えている。

図１６は、実施形態２に基づく作業機械１００の演算装置１３１の機能構成を説明するブロック図である。

図１６に示されるように、実施形態２に基づく作業機械１００の演算装置１３１は、バケット８内部の荷重を計測する荷重計測処理部５２＃と、ブーム６の動きを制限するブーム制限制御部５９と、ディスプレイ１７０の表示内容を制御する表示制御部５５とを含む。

本例において、荷重計測処理部５２＃は、荷重計測ボタン１６０の操作指示に従ってバケット８内部の荷重を計測する。計測方式については、実施形態１で説明したのと同様であるのでその詳細については説明を繰り返さない。

ブーム制限制御部５９は、荷重計測ボタン１６０の操作指示に従ってブーム６の動きを制限する。

具体的には、ブーム制限制御部５９は、荷重計測ボタン１６０の操作指示に従ってブーム６を操作する操作装置１８０からの入力を所定期間無効にする。

当該処理により、ブーム６の動きは所定期間制限される。
荷重計測処理部５２＃は、荷重計測ボタン１６０の操作指示に従ってブーム６の動きが制限された所定期間中にバケット８内部の荷重を計測する。

これにより、ブーム６の上下方向の動きが制限されているため当該計測期間中のボトム圧は安定している。したがって、当該ボトム圧が安定している期間にバケット８内部の荷重を計測する処理を実行するため精度の高い計測処理が可能である。

なお、本例においては、荷重計測ボタン１６０の操作指示に従ってブーム６を操作する操作装置１８０からの入力を所定期間無効にする場合について説明したが、無効ではなくブーム６の操作指令に基づくＥＰＣ弁１５０への指令電流を調整するようにしてもよい。具体的には、指令電流の上限値を設定することによりブーム６の動きを制限するようにしてもよい。あるいは、ブームの操作指令に基づくＥＰＣ弁１５０への指令電流の出力を遅延させてもよい。当該処理によりブーム６の上下方向の動きが制限されているブームシリンダ１０の圧力が比較的安定している期間にバケット８内部の荷重を計測する処理を実行するため精度の高い計測処理が可能である。

上記においては、荷重計測ボタン１６０の操作指示に従ってブーム６の動きを制限する方式について説明したが、ブーム６の動きを強制的に制限するのではなくブーム６の動きを制限するようにオペレータに促すガイダンス画面を表示するようにしても良い。

表示制御部５５は、荷重計測ボタン１６０の操作指示に従ってディスプレイ１７０にガイダンス画面を表示する。

図１７は、実施形態２に従う計測期間中のガイダンス画面を説明する図である。
図１７を参照して、ディスプレイ１７０に表示されたガイダンス画面３００が示されている。ガイダンス画面３００には、「（警告）計測中は、ブーム上下方向の動作を小さく抑えてください。」のメッセージが表示されている。

当該ガイダンス画面３００に従ってオペレータは、操作装置１８０によるブーム６の操作を促すことが可能である。

当該処理によりブーム６の上下方向の動きの抑制を促して、ブームシリンダ１０の圧力が比較的安定している期間にバケット８内部の荷重を計測する処理を実行することにより精度の高い計測処理が可能である。

なお、ブーム６の動きを強制的に制限しながら上記のガイダンス画面を表示するようにしてもよい。

また、上記においては、表示制御部５５は、荷重計測ボタン１６０の操作指示に従ってディスプレイ１７０にガイダンス画面を表示する場合について説明したが、操作装置１８０によるブーム６の操作指示に基づいてディスプレイ１７０にガイダンス画面を表示するようにしてもよい。例えば、操作装置１８０によるブーム６の操作量が所定量以上である場合には、ブーム６の上下方向の動きが大きい場合であるとして、当該ガイダンス画面を表示するようにしてもよい。

また、本例においては、ディスプレイ１７０を用いてガイダンス画面を表示する場合について説明したが、例えばスピーカを用いて警告音を報知してもよい。例えば、ガイダンス画面３００のメッセージをスピーカを用いて報知してもよい。

上記の実施形態では、作業機械の一例として油圧ショベル(バックホウ)を挙げているが油圧ショベル(バックホウ)に限らず、ローディングショベル、機械式のロープショベル、電動ショベル、ホイールローダ、バケットクレーン等の他の種類の作業機械にも適用可能である。

以上、本開示の実施形態について説明したが、今回開示された実施形態は全ての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本開示の範囲は請求の範囲によって示され、請求の範囲と均等の意味および範囲内での全ての変更が含まれることが意図される。

１ 車両本体、２ 作業機、３ 旋回体、４ 運転室、４Ｓ 運転席、５ 走行装置、５Ｃｒ 履帯、６ ブーム、６ａ，６ｂ 圧力センサ、７ アーム、７ａ，７ｂ，７ｃ ストロークセンサ、８ バケット、９ エンジンルーム、１０ ブームシリンダ、１１ アームシリンダ、１２ バケットシリンダ、１３ ブームピン、１４ アームピン、１５ バケットピン、１９ 手すり、３０，１３０ コントローラ、３１，３１＃，３１Ｐ，３１Ｑ，１３１ 演算装置、３２，１３２ 記憶部、５０ 掘削後動作制御部、５２ 荷重計測処理部、５４ 掘削動作制御部、５５ 表示制御部、５６ 排土動作制御部、５８ 排土後動作制御部、５９ ブーム制限制御部、６０ 掘削後動作設定部、６４，７２ 旋回目標期間算出部、６６，７４ 設定部、６９ 旋回前準備処理設定部、７０ 排土後動作設定部、１００ 作業機械、１２４ 旋回モータ、１２５ メインバルブ、１３８ エンジン、１４０ 油圧ポンプ、１４６ 自己圧減圧弁、１５０ ＥＰＣ弁、１６０ 荷重計測ボタン、１７０ ディスプレイ、１８０ 操作装置、２００ ダンプトラック、３００ ガイダンス画面。

Claims (11)

1. バケットおよびブームを含む作業機と、
   前記作業機を搭載し、旋回動作を行う旋回体とを備え、
   前記作業機は、
   前記ブームを駆動するブームシリンダと、
   前記ブームシリンダの圧力を検出するセンサとを含み、
   掘削後、排土前の期間における前記センサにより検出される圧力の変化量が所定の閾値以上である前記ブームの上下方向の動きが大きい第１動作と、前記センサにより検出される圧力の変化量が前記所定の閾値未満である前記ブームの上下方向の動きが小さい第２動作とを設定する第１動作設定部と、
   前記作業機および前記旋回体の少なくとも一方を制御して前記第１動作および第２動作を実行する第１動作制御部と、
   前記第２動作の期間にバケット内部の荷重を計測する荷重計測処理部とを備え、
   前記第１動作設定部は、
   前記旋回体の旋回開始地点と旋回終了地点と前記旋回体の旋回速度とに基づいて前記旋回体の第１旋回目標期間を算出し、
   前記第１旋回目標期間が所定期間以上であるか否かを判断し、
   前記第１旋回目標期間が前記所定期間以上である場合には、少なくとも前記所定期間以上の間に前記バケット内部の荷重を計測するために前記第２動作を実行するように前記第１および第２動作を設定する、作業機械。
2. 前記第１動作設定部は、前記第１旋回目標期間が前記所定期間以上でない場合には、前記第１旋回目標期間が前記所定期間以上となるように前記旋回体の旋回速度を調整する、請求項１記載の作業機械。
3. 前記第１動作設定部は、
   前記作業機の速度に基づいて前記バケットを排土開始の際の高さに移動する第１設定期間を算出し、
   前記第１旋回目標期間から前記第１設定期間を減算した前記バケット内部の荷重を計測することが可能な第１計測可能期間が前記所定期間以上であるか否かを判断し、
   前記第１計測可能期間が前記所定期間以上である場合には、前記第１設定期間を前記第１動作の実行期間に設定し、前記第１計測可能期間を前記第２動作の実行期間に設定する、請求項１記載の作業機械。
4. 前記第１動作設定部は、前記第１計測可能期間が前記所定期間以上でない場合には、前記第１計測可能期間が前記所定期間以上となるように前記第１動作中の前記ブームの上昇速度を調整する、請求項３記載の作業機械。
5. 前記第１動作設定部は、前記第１計測可能期間が前記所定期間以上でない場合には、前記第１計測可能期間が前記所定期間以上となるように前記第１動作として前記旋回体の旋回動作の開始前に前記作業機を制御して前記バケットの高さを調整する旋回前準備処理の実行を設定する、請求項３記載の作業機械。
6. 排土後、掘削前の期間における前記センサにより検出される圧力の変化量が所定の閾値以上である前記ブームの上下方向の動きが大きい第３動作と、前記センサにより検出される圧力の変化量が前記所定の閾値未満である前記ブームの上下方向の動きが小さい第４動作とを設定する第２動作設定部と、
   前記作業機および前記旋回体の少なくとも一方を制御して前記第３動作および第４動作を実行する第２動作制御部とをさらに備え、
   前記第２動作設定部は、
   前記旋回体の旋回開始地点と旋回終了地点と前記旋回体の旋回速度とに基づいて前記旋回体の第２旋回目標期間を算出し、
   前記第２旋回目標期間が前記所定期間以上である場合には、少なくとも前記所定期間以上の間に前記バケット内部の荷重を計測するために前記第４動作を実行するように前記第３および第４動作を実行するように設定する、請求項１記載の作業機械。
7. 前記荷重計測処理部は、前記バケットの高さが所定値以上に到達した場合に前記バケット内部の荷重を計測する、請求項１～６のいずれか１項に記載の作業機械。
8. 前記荷重計測処理部は、前記センサにより検出される圧力の変化量が所定の閾値以下となった場合に前記バケット内部の荷重を計測する、請求項１～６のいずれか１項に記載の作業機械。
9. 前記荷重計測処理部は、前記バケットが所定位置を通過した場合に前記バケット内部の荷重を計測する、請求項１～６のいずれか１項に記載の作業機械。
10. 前記荷重計測処理部は、前記第２動作の期間のうち排土時を基準としてそれよりも前の前記排土前の所定期間の間に前記バケット内部の荷重を計測する、請求項１～６のいずれか１項に記載の作業機械。
11. 掘削後、排土前の期間におけるバケットおよびブーム、前記ブームを駆動するブームシリンダと、前記ブームシリンダの圧力を検出するセンサとを含む作業機の前記センサにより検出される圧力の変化量が所定の閾値以上である前記ブームの上下方向の動きが大きい第１動作と、前記センサにより検出される圧力の変化量が前記所定の閾値未満である前記ブームの上下方向の動きが小さい第２動作とを設定するステップと、
    前記作業機および前記作業機を搭載し、旋回動作を行う旋回体の少なくとも一方を制御して前記第１動作および第２動作を実行するステップと、
    前記第２動作の期間にバケット内部の荷重を計測するステップとを備え、
    前記第１動作および前記第２動作を設定するステップは、
    前記旋回体の旋回開始地点と旋回終了地点と前記旋回体の旋回速度とに基づいて前記旋回体の第１旋回目標期間を算出するステップと、
    前記第１旋回目標期間が所定期間以上であるか否かを判断するステップと、
    前記第１旋回目標期間が前記所定期間以上である場合には、少なくとも前記所定期間以上の間に前記バケット内部の荷重を計測するために前記第２動作を実行するように前記第１および第２動作を設定するステップとを含む、作業機械の制御方法。

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