WO2017094463A1 - 作業機械の操作支援装置 - Google Patents

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WO2017094463A1
WO2017094463A1 PCT/JP2016/083285 JP2016083285W WO2017094463A1 WO 2017094463 A1 WO2017094463 A1 WO 2017094463A1 JP 2016083285 W JP2016083285 W JP 2016083285W WO 2017094463 A1 WO2017094463 A1 WO 2017094463A1
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邦嗣 冨田
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日立建機株式会社
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    • G05B2219/20Pc systems
    • G05B2219/25Pc structure of the system
    • G05B2219/25312Pneumatic, hydraulic modules, controlled valves

Definitions

  • the present invention relates to an operation support device for a work machine used for civil engineering work, dismantling work, building work, and the like.
  • a working machine such as a hydraulic excavator or a crane
  • driving of an actuator provided in each joint of a work arm (working device) is instructed according to an operation input by an operator.
  • the operation gain that defines the relationship between the operation input and the drive state of the actuator is a fixed value that is uniquely determined at the time of product shipment and cannot be arbitrarily changed by the operator.
  • the operation gain is an average and general setting in consideration of all conditions in which the work machine is used.
  • Patent Document 1 describes a configuration in which an operation gain can be arbitrarily set by recording an operation gain on an IC card for each operator and causing the work machine to read the card.
  • Patent Document 1 an arbitrary operation gain can be set, but there is a problem that sufficient work efficiency cannot be obtained because an appropriate setting according to the skill and habit of the operator and the actual work content is not known. It was. That is, Patent Document 1 is improved in that an individual can only arbitrarily set an operation gain and cannot set an optimum operation gain in consideration of an operator's skill, skill, and actual work content. There remains room for.
  • the present invention has been made in view of the above-described actual situation, and an object of the present invention is to provide an operation support device for a work machine capable of setting an appropriate operation gain according to the skill and skill of an operator and actual work contents. It is to provide.
  • a representative aspect of the present invention is provided in a work machine having a work device driven by an actuator and an operation device that operates the actuator, and supports an operation of the operation device by an operator.
  • An operation gain storage unit that stores an operation gain for defining a drive speed of the actuator with respect to an operation amount of the operation device, and an operation amount that detects the operation amount of the operation device Based on a detection unit, a time integration unit that integrates a time during which the operating device is operated, an operation amount detected by the operation amount detection unit, and a time integration value obtained by the time integration unit,
  • An operation amount frequency calculation unit for calculating an operation amount frequency of the apparatus, an operation amount frequency reference setting unit for presetting a reference value for the operation amount frequency, and the operation amount frequency
  • An operation gain update operation unit that performs an operation for updating the operation gain using the operation amount frequency obtained by the unit and the reference value set by the operation amount frequency reference setting unit, and the operation gain
  • An operation gain display unit that displays the result of the operation gain calculated by the update operation unit, and
  • FIG. 1 is a side view of a work machine provided with an operation support device for a work machine according to a first embodiment of the present invention. It is a block diagram of the control circuit of the hydraulic drive system of the working machine shown in FIG. It is the schematic of a left-right control lever. It is a block diagram which shows the operation control system regarding the input / output of the controller of the operation assistance apparatus of the working machine which concerns on 1st Embodiment. It is a figure which shows the relationship between a lever operation amount and a cylinder speed command value. It is a flowchart which shows the procedure of the operation gain update process in 1st Embodiment. It is a figure which shows the specific example of the relationship between lever operation amount and operation amount frequency.
  • FIG. 1 is a side view of a work machine provided with the work machine operation support device according to the first embodiment.
  • the work machine 100 includes a lower vehicle body 11 having a left traveling body and a right traveling body (not shown), and an upper revolving body 12 that is turnably mounted on the lower vehicle body 11, and a front portion of the upper revolving body 12.
  • a cab 13 is attached to the upper revolving body 12 and an engine, a pump, etc. (not shown) are provided at the rear of the upper swing body 12.
  • a work front (working device) 101 is attached to the front portion of the upper swing body 12 so as to be swingable (up and down) in the vertical direction.
  • the work front 101 is attached to the upper swing body 12 so as to be swingable up and down, an arm 15 attached to the boom 14 so as to be swingable up and down, and attached to the arm 15 so as to be swingable up and down.
  • the work tool 102, the upper swing body 12 and the boom 14 are connected to each other, the boom cylinder 16 which swings the boom 14 in the vertical direction, the boom 14 and the arm 15 are connected, and the arm 15 is swinged in the vertical direction.
  • the arm cylinder 17 to be moved, and the work tool cylinder 18 that is connected to the arm 15 and the work tool 102 and swings the work tool 102 in the vertical direction.
  • the boom cylinder 16, the arm cylinder 17, and the work tool cylinder 18 all correspond to the “actuator” of the present invention.
  • the work tool 102 can be arbitrarily replaced with any one of a cutter, a breaker, a grapple, and other work tools in addition to the bucket as shown in the figure depending on the work contents of the work machine 100.
  • FIG. 2 is a configuration diagram of a control circuit of the hydraulic drive system of work machine 100 shown in FIG.
  • reference numeral 22 denotes a main pump driven by an engine (not shown).
  • the main pump 22 sucks hydraulic oil stored in the hydraulic oil tank 23 and supplies pressure oil to each device. .
  • the pressure oil discharged from the main pump 22 is supplied to the boom cylinder 16, the arm cylinder 17, the work tool cylinder 18, and the swing motor 19 through the control valve 24.
  • FIG. 3 is a schematic view of the left and right operation levers.
  • the boom operation lever 30 when the boom operation lever 30 is operated backward (a), pressure oil having a flow rate corresponding to the operation amount is supplied to the bottom side oil chamber 16 (a) of the boom cylinder 16.
  • the boom operation lever 30 when the boom operation lever 30 is operated forward (b), pressure oil having a flow rate corresponding to the operation amount is supplied to the rod side oil chamber 16 (b) of the boom cylinder 16.
  • FIG. 4 is a block diagram showing an operation control system related to input / output of a controller of the operation support device for the work machine according to the first embodiment.
  • Reference numerals 40 to 47 serving as inputs of the controller 200 are operation signals detected from the potentiometer 35 (see FIG. 3).
  • Reference numerals 60 to 67 which are outputs of the controller 200 are drive signals for driving the boom cylinder 16, the arm cylinder 17, the work tool cylinder 18 and the swing motor 19, respectively.
  • Reference numerals 50 to 57 in the controller 200 are drive signal generators for calculating each drive signal from each operation signal.
  • the controller 200 includes an operation gain storage unit 80, an operation amount frequency calculation unit 81, an operation amount frequency storage unit 82, an operation amount frequency reference setting unit 83, and an operation gain update calculation unit. 84, an operation gain update determination unit 85, and a time integration unit 88.
  • the operation gain storage unit 80 an operation gain for defining the drive speed of the boom cylinder 16 with respect to the operation amount of the boom operation lever 30 and an operation for defining the drive speed of the arm cylinder 17 with respect to the operation amount of the arm operation lever 31 are stored.
  • the gain, the operation gain for defining the drive speed of the work tool cylinder 18 with respect to the operation amount of the work tool operation lever 32, and the operation gain for defining the drive speed of the turning motor 19 with respect to the operation amount of the turning operation lever 33 are stored. Has been.
  • FIG. 5 is a diagram (operation gain map) showing the relationship between the lever operation amount and the cylinder speed command value, and is a diagram for explaining the operation gain setting in the present embodiment.
  • a cylinder speed command value proportional to the operation amount of the operation lever is calculated as a drive signal.
  • a dead zone is set in order to define an operation amount at which the lever operation is effective.
  • Such a map of data shown in FIG. 5 is stored in the operation gain storage unit 80. That is, a map of operation gains for the operation levers 30 to 33 described above is stored in the operation gain storage unit 80.
  • the drive signal generators 50 to 57 output the drive signals 60 to 67 based on the operation gain map stored in the operation gain storage unit 80.
  • the operation amount frequency calculation unit 81 receives the operation signals from the boom operation lever 30, the arm operation lever 31, the work tool operation lever 32, and the turning operation lever 33 as inputs, and operates the operation levers 30 to 33. Calculate the quantity frequency.
  • the operation amount frequency storage unit 82 is operated by the operation amount frequencies of the operation levers 30 to 33 calculated by the operation amount frequency calculation unit 81 and the operation levers 30 to 33 obtained by the time integration unit 88. An accumulated value of time (hereinafter sometimes referred to as accumulated time) is stored.
  • the operation amount frequency reference setting unit 83 presets a reference value for the operation amount frequency.
  • the reference value is set in advance by the operation amount frequency reference setting unit 83.
  • it is set in advance, for example, when the work machine 100 is set before shipment from the factory and is used as it is fixed in the market, or when it is variable, that is, a setting key (not shown) in the cab 13.
  • the operation amount frequency reference setting unit 83 may set an arbitrary reference value by an input signal from the above. In the case of a variable, this makes it possible to set the reference value as appropriate, so that improvement in work efficiency can be expected.
  • the operation gain update calculation unit 84 uses the operation amount frequency stored in the operation amount frequency storage unit 82 and the reference value A (see FIG. 8) set by the operation amount frequency reference setting unit 83 to operate the operation gain.
  • the operation result is output to the display monitor 201 (operation gain display section, see FIG. 10) as the operation gain display signal 90.
  • the operation gain update determination unit 85 receives the operation gain update selection signal 70 from the operation gain update button 204 (operation gain update selection unit, see FIG. 10) as an input, and determines whether or not to update the operation gain.
  • each operation lever 30 to 33 by a beginner. Since the operation gain is updated based on the difference between the operation amount frequency and the reference value A, even the beginner can operate the operation levers 30 to 33 according to the operation amount frequency of the expert.
  • an operation amount frequency of 0 to 20% becomes larger than that of an expert. That is, the frequency of fine operation of the operation lever increases. This degrades work efficiency.
  • the reference value A for the operation amount frequency in the band of 0 to 20% is preset to 50%, for example, the operation gain is updated from the operation amount frequency of the beginner and the reference value A.
  • 0 to The operation amount frequency in the 20% band is the same as that of the expert.
  • the operator when it is desired to set the reference value A appropriately according to the operator, the operator operates the setting key in the cab 13 as described above, and one operator sets the reference value A to 40% and performs another operation.
  • the operator may arbitrarily set an appropriate reference value A that increases work efficiency in accordance with the skill of the operator, such as setting the reference value A to 35%.
  • a value that improves the work efficiency with respect to the frequency of operation amount by the operator can be set in advance or arbitrarily as the reference value A. It has become one of the.
  • FIG. 6 is a flowchart showing the procedure of the operation gain update process in the first embodiment.
  • the process is executed at each sampling time predetermined in the controller 200. For example, when the sampling time is 0.1 second, the process of FIG. 6 is executed once every 0.1 second.
  • processing related to the operation amount frequency calculation unit 81 shown in FIG. 4 is performed.
  • the operation amount frequency calculation unit 81 reads the accumulated time stored in the operation amount frequency storage unit 82.
  • each operation signal 40 to 47 is taken in by the operation amount frequency calculation unit 81.
  • the operation amount frequency calculation unit 81 determines whether or not each lever is operated using each operation signal captured in block 402. When the lever operation exceeding the dead zone shown in FIG. 5 is performed, the process proceeds to block 404, and when the operation exceeding the dead zone is not performed, the process proceeds to block 406.
  • FIG. 7 is a diagram showing a specific example of the relationship between the lever operation amount and the operation amount frequency.
  • the operation amount frequency is stored for each operation signal of each operation lever 30 to 33 in the form shown in FIG.
  • the operation amount frequency is, for example, divided use bands every 20% of lever operation amounts, and an integrated value of the time during which the lever is operated for each section and all use bands (hereinafter sometimes referred to as all bands). It is obtained for each lever by a ratio to the integrated value of the time during which the lever is operated.
  • the integrated time of the lever operation amount use band (for example, 0 to 20%) shown in FIG. 7 is defined as T1
  • the integrated time of all the bands is defined as T
  • the sampling time of the controller 200 is defined as t.
  • the accumulated time T1 is an accumulated value of the time during which the operation amount of a certain lever is operated in a certain usage band among the levers.
  • the accumulated time T is the operation amount of a certain lever operated in the entire usage band. It is the integrated value of the current time.
  • the sampling time t is added to the previously calculated accumulated time T1 (hereinafter T1ex) and T (hereinafter Tex).
  • the previous accumulated time T1ex and Tex are stored in the operation amount frequency storage unit 82.
  • a process of storing the operation amount frequency and the accumulated times T1 and T, which are the calculation results of block 404, in the operation amount frequency storage unit 82 is performed.
  • the operation amount frequency and the integration times T1 and T may be stored in separate storage units.
  • the previously calculated operation amount frequency is overwritten and deleted from the newly calculated operation amount frequency.
  • FIG. 8 is a diagram illustrating the operation amount frequency reference value A with respect to the relationship between the lever operation amount and the operation amount frequency. As shown in FIG. 8, the operation amount frequency reference value A% is set in the lever operation amount use band (0 to 20%).
  • the operation amount frequency B% is smaller than the operation amount frequency reference value A%, the inclination for determining the operation gain increases according to the difference.
  • the same speed command value can be obtained with a smaller lever operation amount. Therefore, as long as the same operator performs the same work, the deviation of the operation amount frequency is smoothed.
  • ⁇ Operation gain display> As shown in FIG. 6, processing relating to the operation gain display signal 90 of FIG. 4 is performed.
  • a display monitor 201 is connected to the controller 200.
  • FIG. 10 is a diagram illustrating a display mode of the display monitor in the operation support device for the work machine according to the first embodiment.
  • the display monitor 201 is partitioned into an operation amount frequency information display unit 202 region and an operation gain information display unit 203 region.
  • the operation amount frequency information display unit 202 displays the operation amount frequency stored in the operation amount frequency storage unit 82 and the operation amount frequency reference value stored in the operation amount frequency reference setting unit 83.
  • the operation gain information display unit 203 includes an operation gain value (inclination a in FIG. 9) stored in the operation gain storage unit 80 and an operation gain value (inclination in FIG. 9) that is a calculation result of the operation gain update calculation unit 84.
  • a list of a ′) is displayed.
  • the current state of the operation gain and the numerical value of the update proposal are displayed as a list for the operations of the joints of the boom 14, the arm 15, and the work tool 102, and the swing operation of the upper swing body 12.
  • the current operation gain for the boom raising operation is 1.0, but the proposed operation gain based on the actual operation amount frequency of the boom operation lever 30 is 1.2. It is displayed on the monitor 201. That is, it is proposed via the display monitor 201 that the recommended operation gain (proportional gain value) is 1.2.
  • the current operation gain value and the proposed operation gain value are 1.0, which means that the current operation gain matches the actual work content. become.
  • a process of overwriting the operation gain stored in the operation gain storage unit 80 with the operation result of the operation gain update operation unit 84 is performed.
  • a process of resetting the accumulated times T1 and T stored in the operation amount frequency storage unit 82 to zero is performed.
  • an operation gain update plan with reference to the operation amount frequency is presented on the display monitor 201. If the operator in the cab 13 looks at the display monitor 201 and sets an appropriate operation gain according to the work content, the operation gain reflects the skill and skill of the operator and the actual work content. Therefore, work efficiency can be improved.
  • FIG. 11 is a diagram illustrating a display mode of the display monitor in the operation support device for the work machine according to the second embodiment.
  • the display monitor 201 is partitioned into an operation amount frequency information display unit 202 area and an operation gain information display unit 213 area.
  • the operation amount frequency stored in the amount frequency storage unit 82 and the operation amount frequency reference value stored in the operation amount frequency reference setting unit 83 are displayed.
  • the operation gain information display unit 213 displays an operation gain map stored in the operation gain storage unit 80 and an operation gain map that is a calculation result of the operation gain update calculation unit 84.
  • the operation gain map displayed on the operation gain information display unit 213 is switched and displayed with an operation gain map corresponding to each operation signal by a switching button (not shown).
  • the operation gain maps before and after the change are presented to the operator via the display monitor 201. This makes it easier for the operator to visually grasp the state after the operation gain is updated, so that it is easy to determine whether or not to update the operation gain, and usability is improved.
  • FIG. 12 is a block diagram illustrating an operation control system related to input / output of a controller of the operation support device for the work machine according to the third embodiment.
  • a difference from the first embodiment shown in FIG. 4 is that a reference range setting unit 86 and an operation amount frequency determination unit 87 are added. That is, the work machine operation support apparatus according to the third embodiment is configured to further include a reference range setting unit 86 and an operation amount frequency determination unit 87 in addition to the configuration of the first embodiment.
  • FIG. 13 is a diagram showing the operation amount frequency reference value A and the operation amount frequency reference range with respect to the relationship between the lever operation amount and the operation amount frequency.
  • the reference range setting unit 86 is for setting a reference range as a threshold for the operation amount frequency in the third embodiment. As shown in FIG. 13, the reference range setting unit 86 sets the upper and lower thresholds including the operation amount frequency reference value A, thereby determining whether or not the operation gain update selection is possible. Is stipulated.
  • the operation amount frequency determination unit 87 determines whether to output the calculation result of the operation gain update calculation unit 84 as the operation gain display signal 90.
  • FIG. 14 is a flowchart illustrating a procedure of an operation gain update process in the third embodiment.
  • the difference from the first embodiment shown in FIG. 6 is that an operation amount frequency determination in block 412 is added.
  • an operation amount frequency determination is performed.
  • the process proceeds to block 408. Since the processing after block 408 is the same as that in the first embodiment, the description thereof will be omitted.
  • FIG. 15 is a diagram illustrating a display mode of the display monitor in the operation support device for the work machine according to the third embodiment. 15 is different from FIG. 10 in that the operation gain is not displayed in the operation gain information display unit 223. As shown in FIG. 14, when the block 409 is not passed, the operation gain is not displayed, and the operation of the operation gain update button 204 becomes invalid.
  • the update of the operation gain is proposed only when the operation amount frequency deviates from the reference range. Therefore, since it is determined on the work machine side whether or not the operation gain should be updated, the work load on the operator is reduced.
  • FIG. 16 is a block diagram which shows the operation control system regarding the input / output of the controller of the operation assistance apparatus of the working machine which concerns on 4th Embodiment.
  • the configuration of the controller 200 shown in FIG. 16 is different from that shown in FIG. 4 in that the work mode selection signal 71 is taken into the operation gain storage unit 80 and the operation amount frequency storage unit 82. That is, in the fourth embodiment, the work machine 100 can be operated by selecting two work modes, for example, an economy mode (work A) that is an energy saving mode and a power mode (work B) that is a normal mode.
  • the method is characterized in that a suitable operation gain is proposed reflecting these two types of work modes. Note that the type of work mode can be arbitrarily set.
  • FIG. 17 is a diagram illustrating a display mode of the display monitor in the operation support device for the work machine according to the fourth embodiment.
  • the display mode of the display monitor 201 shown in FIG. 17 is different from that in FIG. 10 in that a work mode selection unit 205 is newly provided.
  • the operator selects either one of the work modes A and B.
  • the selected work mode (work mode selection signal 71) is taken into the operation gain storage unit 80 and the operation amount frequency storage unit 82.
  • FIG. 18 is a flowchart illustrating a procedure of an operation gain update process in the fourth embodiment. 18 is different from FIG. 6 in that the operation mode setting read in block 413 is added.
  • the fourth embodiment storage areas of the operation gain storage unit 80 and the operation amount frequency storage unit 82 are prepared for each work mode. The processing in block 401 to block 411 is executed using the operation gain and the operation amount frequency corresponding to the work mode read in block 413.
  • the operation gain can be set and updated for each work mode. Therefore, even when a plurality of operators use the work machine or when the work contents are diverse, the operation gain can be appropriately set, and usability is improved.
  • the number of work fronts, the number of front joints, the type of work tool, the number of actuators, etc. constituting the work device can be arbitrarily set. Further, the configuration of the operating device for operating the working device can also be applied to a configuration other than the lever operation, for example, a configuration such as a device operated by an operation button. Further, the arrangement and operation method of the operation levers and operation buttons may be appropriately determined.
  • the joint for which the operation gain is updated is arbitrary. For example, it may be set as necessary, such as only raising the boom. (3) Although the inflection point is not provided in the operation gain map shown in FIG. 5, for example, an inflection point is provided in the operation gain map as shown in FIG.
  • the operation gain map may be a straight line 2 from a predetermined value to 100%. If comprised in this way, even if it is complicated work content, since an appropriate operation gain can be set, usability improves.
  • the manipulated variable frequency reference value may be set for any band.
  • a plurality of operation amount frequency reference values can be set.
  • the operation gain update calculation at that time may be performed, for example, for a band having the largest absolute value of the difference between the operation amount frequency and the operation amount frequency reference value.
  • FIG. 20 shows a case where the operation amount frequency reference value is two. In this case, since
  • the combination of the operation gain map and the operation amount frequency reference value is arbitrary.
  • the operation amount frequency reference value A% is used to update the slope of the straight line 1
  • the operation amount frequency reference value B% is used to update the inclination of the straight line 2.
  • the configuration of the display mode of the display monitor 201 in this embodiment is merely an example. Layout, display contents, etc. are arbitrary.
  • the operation amount frequency information is displayed as a material for determining whether or not the operation gain can be updated. However, this configuration is not essential for carrying out the present invention.

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Abstract

操作者の技量や癖、実際の作業内容に応じた適切な操作ゲインの設定が可能な作業機械の操作支援装置を提供する。 本発明に係る作業機械の操作支援装置は、操作ゲインを記憶する操作ゲイン記憶部(80)と、操作装置の操作量を検出する操作量検出部(35)と、操作装置が操作されている時間を積算する時間積算部(88)と、操作装置の操作量頻度を演算する操作量頻度演算部(81)と、操作量頻度に対する基準値を予め設定する操作量頻度基準設定部(83)と、操作ゲインを更新するための演算を行う操作ゲイン更新演算部(84)と、演算された操作ゲインの結果を表示する操作ゲイン表示部(201)と、操作ゲイン表示部に表示された操作ゲインに更新するか否かを選択する操作ゲイン更新選択部(204)と、を備える。

Description

作業機械の操作支援装置
 本発明は、土木作業、解体作業、建築作業等に使用される作業機械の操作支援装置に関する。
 油圧ショベルやクレーンのような作業機械では、操作者の操作入力に従って、作業腕(作業装置)の各関節に備えられているアクチュエータの駆動が指示される。一般的に、操作入力とアクチュエータの駆動状態の関係を規定する操作ゲインは、製品出荷時に一意に定められた固定値であり、操作者が任意に変更することはできない。当該操作ゲインは、作業機械が使用されるあらゆる条件を鑑みて平均的かつ汎用的な設定が施されているものである。
 しかし、実際には「操作者の技量や癖」、「作業内容」といった使用状況に応じて最適な操作ゲインが異なってくることから、操作ゲインを任意に設定する技術が開発されている。例えば特許文献1には、操作ゲインを操作者個人毎にICカードに記録しておき、作業機械に当該カードを読み込ませることで、操作ゲインを任意に設定可能とする構成が記載されている。
特開平9-69002号公報
 特許文献1では、任意の操作ゲインの設定が可能となるが、操作者の技量や癖、実際の作業内容に応じた適切な設定が分からないため十分な作業効率が得られないという課題があった。すなわち、特許文献1は、あくまで個人が任意に操作ゲインを設定できるに過ぎず、操作者の技量や癖、実際の作業内容を考慮して最適な操作ゲインを設定することができない点において、改善の余地が残る。
 本発明は、上記した実状に鑑みてなされたものであり、その目的は、操作者の技量や癖、実際の作業内容に応じた適切な操作ゲインの設定が可能な作業機械の操作支援装置を提供することにある。
 上記目的を達成するため、代表的な本発明は、アクチュエータにより駆動する作業装置と、前記アクチュエータを操作する操作装置とを有する作業機械に備えられ、操作者による前記操作装置の操作を支援するための作業機械の操作支援装置であって、前記操作装置の操作量に対する前記アクチュエータの駆動速度を規定するための操作ゲインを記憶する操作ゲイン記憶部と、前記操作装置の操作量を検出する操作量検出部と、前記操作装置が操作されている時間を積算する時間積算部と、前記操作量検出部により検出された操作量と前記時間積算部で求められた時間積算値に基づいて、前記操作装置の操作量頻度を演算する操作量頻度演算部と、前記操作量頻度に対する基準値を予め設定する操作量頻度基準設定部と、前記操作量頻度演算部で求められた前記操作量頻度と前記操作量頻度基準設定部で設定される前記基準値とを用いて、前記操作ゲインを更新するための演算を行う操作ゲイン更新演算部と、前記操作ゲイン更新演算部により演算された前記操作ゲインの結果を表示する操作ゲイン表示部と、前記操作ゲイン記憶部に記憶されている前記操作ゲインを前記操作ゲイン表示部に表示された前記操作ゲインに更新するか否かを選択する操作ゲイン更新選択部と、を備えたことを特徴とする。
 本発明によれば、操作量頻度を参照して操作者の技量や癖、実際の作業内容に応じた適切な操作ゲインの設定が可能となるため、作業効率の向上を図ることができる。なお、上記以外の課題、構成及び効果は、以下の実施形態の説明によって明らかにされる。
本発明の第1実施形態に係る作業機械の操作支援装置が備えられる作業機械の側面図である。 図1に示す作業機械の油圧駆動系の制御回路の構成図である。 左右の操作レバーの概略図である。 第1実施形態に係る作業機械の操作支援装置のコントローラの入出力に関する操作制御系を示すブロック図である。 レバー操作量とシリンダ速度指令値との関係を示す図である。 第1実施形態における操作ゲイン更新処理の手順を示すフローチャートである。 レバー操作量と操作量頻度の関係の具体例を示す図である。 レバー操作量と操作量頻度との関係に対して操作量頻度基準値Aを示した図である。 更新前と更新後におけるレバー操作量とシリンダ速度指令値との関係を示す図である。 第1実施形態に係る作業機械の操作支援装置における表示モニタの表示態様を示す図である。 第2実施形態に係る作業機械の操作支援装置における表示モニタの表示態様を示す図である。 第3実施形態に係る作業機械の操作支援装置のコントローラの入出力に関する操作制御系を示すブロック図である。 レバー操作量と操作量頻度との関係に対して操作量頻度基準値Aと操作量頻度基準範囲を示した図である。 第3実施形態における操作ゲイン更新処理の手順を示すフローチャートである。 第3実施形態に係る作業機械の操作支援装置における表示モニタの表示態様を示す図である。 第4実施形態に係る作業機械の操作支援装置のコントローラの入出力に関する操作制御系を示すブロック図である。 第4実施形態に係る作業機械の操作支援装置における表示モニタの表示態様を示す図である。 第4実施形態における操作ゲイン更新処理の手順を示すフローチャートである。 その他の実施形態として適用されるレバー操作量とシリンダ速度指令値との関係を示す図である。 その他の実施形態として適用されるレバー操作量と操作量頻度との関係に対して2つの操作量頻度基準値A,A’を示した図である。
 「第1実施形態」
 <全体構成>
 図1は、第1実施形態に係る作業機械の操作支援装置が備えられる作業機械の側面図である。作業機械100は、図示しない左走行体及び右走行体を備えた下部車体11と、下部車体11上に旋回可能に取り付けられた上部旋回体12とを有し、その上部旋回体12の前部に運転室13が取り付けられ、上部旋回体12の後部には図示しないエンジンやポンプ等が設けられている。また、上部旋回体12の前部には、作業フロント(作業装置)101が上下方向に揺動(俯仰動)自在に取り付けられている。
 <フロント構成>
 作業フロント101は、上部旋回体12に対して上下揺動自在に取り付けられたブーム14と、このブーム14に上下揺動自在に取り付けられたアーム15と、このアーム15に上下揺動自在に取り付けられた作業具102と、上部旋回体12とブーム14とに連結され、ブーム14を上下方向に揺動させるブームシリンダ16と、ブーム14とアーム15とに連結され、アーム15を上下方向に揺動させるアームシリンダ17と、そのアーム15と作業具102とに連結され、作業具102を上下方向に揺動させる作業具シリンダ18とを有している。ブームシリンダ16、アームシリンダ17、及び作業具シリンダ18は、何れも本発明の「アクチュエータ」に相当する。
 なお、作業具102は作業機械100の作業内容に応じて、図のようなバケットのほかに、カッタ、ブレーカ、グラップル、その他の作業具のいずれか1つに任意に交換可能である。
 <制御回路の基本構成>
 図2は、図1に示す作業機械100の油圧駆動系の制御回路の構成図である。図2に示す制御回路において、符号22は図示しないエンジンにより駆動されるメインポンプであり、メインポンプ22は作動油タンク23に蓄えられた作動油を吸入し、各機器へと圧油を供給する。具体的には、メインポンプ22から吐出した圧油は、コントロール弁24を経て、ブームシリンダ16、アームシリンダ17、作業具シリンダ18、旋回モータ19に対して各々供給される。
 <アクチュエータ駆動>
 ブームシリンダ16のボトム側油室16(a)へ圧油が供給された場合には、ブーム14は上部旋回体12に対して上方向に揺動駆動され、反対にロッド側油室16(b)に供給された場合には、ブーム14は上部旋回体12に対して下方向に揺動駆動される。アームシリンダ17のボトム側油室17(a)へ圧油が供給された場合には、アーム15はブーム14に対して下方向に揺動駆動され、反対にロッド側油室17(b)に供給された場合には、アーム15はブーム14に対して上方向に揺動駆動される。
 作業具シリンダ18のボトム側油室18(a)へ圧油が供給された場合には、作業具102はアーム15に対して下方向に回動駆動され、反対にロッド側油室18(b)に供給された場合には、作業具102はアーム15に対して上方向に回動駆動される。旋回モータ19の油室19(a)へ圧油が供給された場合には、上部旋回体12は下部車体11に対して右方向に旋回し、反対に油室19(b)に供給された場合には、上部旋回体12は下部車体11に対して左方向に旋回する。
 <操作系>
 コントロール弁24(a)~(d)の開閉動作は、コントローラ200を介して、操作装置であるブーム操作レバー30、アーム操作レバー31、作業具操作レバー32、及び旋回操作レバー33の操作量に従って制御される。図3は、左右の操作レバーの概略図である。図3に示す右操作レバー300では、ブーム操作レバー30を後へ操作(a)すると、操作量に応じた流量の圧油がブームシリンダ16のボトム側油室16(a)へ供給される。反対に、ブーム操作レバー30を前へ操作(b)すると、操作量に応じた流量の圧油がブームシリンダ16のロッド側油室16(b)へ供給される。
 作業具操作レバー32を左に操作(a)すると、操作量に応じた流量の圧油が作業具シリンダ18のボトム側油室18(a)へ供給される。反対に、作業具操作レバー32を右に操作(b)すると、操作量に応じた流量の圧油が作業具シリンダ18のロッド側油室18(b)へ供給される。
 図3に示す左操作レバー301では、アーム操作レバー31を右に操作(a)すると、操作量に応じた流量の圧油がアームシリンダ17のボトム側油室17(a)へ供給される。反対に、アーム操作レバー31を左に操作(b)すると、操作量に応じた流量の圧油がアームシリンダ17のロッド側油室17(b)へ供給される。
 旋回操作レバー33を前へ操作(a)すると、操作量に応じた流量の圧油が旋回モータ19の油室19(a)へ供給される。反対に、旋回操作レバー33を後へ操作(b)すると、操作量に応じた流量の圧油が旋回モータ19の油室19(b)へ供給される。なお、右操作レバー300及び左操作レバー301にはそれぞれレバー操作量を検出するためのポテンショメータ(操作量検出部)35が設けられている。
 <操作制御系>
 図4は、第1実施形態に係る作業機械の操作支援装置のコントローラの入出力に関する操作制御系を示すブロック図である。コントローラ200の入力となる符号40~47は、ポテンショメータ35(図3参照)から検出される操作信号である。コントローラ200の出力となる符号60~67は、前述のブームシリンダ16、アームシリンダ17、作業具シリンダ18、旋回モータ19を各々駆動する駆動信号である。コントローラ200内の符号50~57は、各操作信号から各駆動信号を演算する駆動信号生成部である。
 また、図4に示すように、コントローラ200は、操作ゲイン記憶部80と、操作量頻度演算部81と、操作量頻度記憶部82と、操作量頻度基準設定部83と、操作ゲイン更新演算部84と、操作ゲイン更新判定部85と、時間積算部88とを含む。操作ゲイン記憶部80には、ブーム操作レバー30の操作量に対するブームシリンダ16の駆動速度を規定するための操作ゲイン、アーム操作レバー31の操作量に対するアームシリンダ17の駆動速度を規定するための操作ゲイン、作業具操作レバー32の操作量に対する作業具シリンダ18の駆動速度を規定するための操作ゲイン、及び旋回操作レバー33の操作量に対する旋回モータ19の駆動速度を規定するための操作ゲインが記憶されている。
 図5は、レバー操作量とシリンダ速度指令値との関係を示す図(操作ゲインマップ)であって、本実施形態における操作ゲインの設定を説明するための図である。図5に示す通り、操作レバーの操作量に比例したシリンダ速度指令値が、駆動信号として算出される。なお、レバー操作が有効となる操作量を規定するため、不感帯が設定されている。このような図5に示すデータのマップが、操作ゲイン記憶部80に記憶されている。すなわち、上記した各操作レバー30~33に対する操作ゲインのマップが操作ゲイン記憶部80に格納されている。そして、各駆動信号生成部50~57は、この操作ゲイン記憶部80に記憶されている操作ゲインマップに基づき各駆動信号60~67を出力している。
 操作ゲインマップを変更することで、レバー操作量とシリンダ速度の関係を変更することが可能となる。図5に一点鎖線で示した操作ゲインによれば、実線で示す初期の操作ゲインに比べて傾きが大きいため、少ない操作量でも大きなシリンダ速度が得られる。それに対して、二点鎖線で示した操作ゲインによれば、実線で示す初期の操作ゲインに比べて傾きが小さいため、小さい操作量において、より小さなシリンダ速度が得られる。前者は速度応答性を重視した作業に好適であり、後者は微操作性を重視した作業に好適となる。
 図4に戻り、操作量頻度演算部81は、ブーム操作レバー30、アーム操作レバー31、作業具操作レバー32、及び旋回操作レバー33からの操作信号を入力として、各操作レバー30~33の操作量頻度を演算する。操作量頻度記憶部82は、操作量頻度演算部81が演算した各操作レバー30~33の操作量頻度と、時間積算部88にて求められた、各操作レバー30~33の操作されている時間の積算値(以降、積算時間と呼ぶことがある)とを記憶する。操作量頻度基準設定部83は、操作量頻度に対する基準値を予め設定する。
 ここで、本実施形態では、この基準値は操作量頻度基準設定部83により予め設定される構成となっている。ここで予め設定されるというのは、例えば作業機械100の工場出荷前に設定され、そのまま市場で固定されたまま使用される場合や、可変の場合、すなわち、運転室13内の図示しない設定キー等からの入力信号により、操作量頻度基準設定部83が任意の基準値を設定する場合が挙げられる。なお、可変の場合にはこうすれば、基準値を適宜設定可能となるため、作業効率の向上が期待できる。
 操作ゲイン更新演算部84は、操作量頻度記憶部82に記憶されている操作量頻度と、操作量頻度基準設定部83により設定された基準値A(図8参照)とを用いて、操作ゲインを更新するための演算を行い、演算の結果を操作ゲイン表示信号90として表示モニタ201(操作ゲイン表示部、図10参照)に出力する。操作ゲイン更新判定部85は、操作ゲイン更新ボタン204(操作ゲイン更新選択部、図10参照)からの操作ゲイン更新選択信号70を入力として、操作ゲインを更新するか否かを判定する。
 ここで、基準値Aの設定方法について説明を補足すると、例えば、熟練者による各操作レバー30~33の操作量頻度を参考にして基準値Aを設定すれば、初心者による各操作レバー30~33の操作量頻度とこの基準値Aとの差に基づき操作ゲインが更新されるため、初心者でも熟練者の操作量頻度に倣って各操作レバー30~33を操作することができる。具体例を挙げると、初心者が各操作レバー30~33を操作すると、0~20%の操作量頻度が熟練者と比べて大きくなる。つまり、操作レバーの微操作の頻度が高くなる。これでは作業効率が悪くなってしまう。そのため、0~20%の帯域の操作量頻度に対する基準値Aを例えば50%に予め設定しておけば、初心者の操作量頻度と基準値Aとから操作ゲインが更新され、その結果、0~20%帯域における操作量頻度が熟練者と同様となる。これにより、初心者であっても熟練者の操作量頻度の傾向に倣うことができ、作業効率の低下を防止することができる。
 また、操作者に応じて適宜、基準値Aを設定したい場合には、上記したように運転室13内の設定キーを操作して、ある操作者は基準値Aを40%に、別の操作者は基準値Aを35%にといったように、操作者の技量に応じて作業効率が高まるような適切な基準値Aを任意に設定すれば良い。このように、本実施形態では、操作者による操作量頻度に対して作業効率が向上するような値を基準値Aとして予めもしくは任意に設定することができる構成としている点が従来にはない特徴の一つとなっている。
 <操作量頻度の算出>
 図6は第1実施形態における操作ゲイン更新処理の手順を示すフローチャートである。図6に示すフローチャートは、コントローラ200において予め定められたサンプリングタイム毎に処理が実行される。例えば、サンプリングタイムが0.1秒の場合、0.1秒毎に図6の処理が1回実行される。
 ブロック401~ブロック405では、図4に示す操作量頻度演算部81に関わる処理が行われる。まず、ブロック401では、操作量頻度演算部81によって操作量頻度記憶部82に記憶されている積算時間が読み込まれる。
 ブロック402では、操作量頻度演算部81によって各操作信号40~47が取り込まれる。ブロック403では、ブロック402で取り込んだ各操作信号を用いて、操作量頻度演算部81が各レバー操作の有無についての判定を行う。図5に示した不感帯を上回るレバー操作が行われている場合はブロック404に処理が移行し、不感帯を上回る操作が行われていない場合はブロック406に処理が移行する。
 ブロック404では、ブロック401で読み込んだ積算時間と、ブロック402で取り込んだ現在の操作信号を用いて、操作量頻度演算部81が操作量頻度の演算をサンプリングタイム毎に行う。図7はレバー操作量と操作量頻度の関係の具体例を示す図である。本実施形態では、図7に示すような形態で各操作レバー30~33の操作信号毎に操作量頻度が記憶されている。この操作量頻度は、例えばレバー操作量の20%毎に使用帯域を区切り、当該区間毎にレバーが操作されている時間の積算値と全使用帯域(以降、全帯域と呼ぶことがある)でレバーが操作されている時間の積算値との比で、各レバー毎に求められる。操作量頻度演算の説明のため、図7に示すレバー操作量の使用帯域(例えば0~20%)の積算時間をT1、全帯域の積算時間をTとし、コントローラ200のサンプリングタイムをtと定義する。積算時間T1は各レバーの内、或るレバーの操作量が或る使用帯域で操作されている時間の積算値であり、積算時間Tは、或るレバーの操作量が全使用帯域で操作されている時間の積算値である。
 ブロック403で各操作レバーが有の場合、前回算出された積算時間T1(以降T1ex)、及びT(以降Tex)に対し、サンプリングタイムtを加算する。前回の積算時間T1ex、およびTexは操作量頻度記憶部82に記憶されている。使用帯域(0~20%)に関する演算は、当該帯域が使用されている場合の操作量頻度は、前述したように積算時間T1=(T1ex+t)と積算時間T=(Tex+t)の比、すなわち、T1/T=(T1ex+t)/(Tex+t)により算出される。ブロック405では、ブロック404の演算結果である操作量頻度と積算時間T1およびTとを操作量頻度記憶部82に記憶する処理が行われる。なお、操作量頻度と積算時間T1およびTとは別々の記憶部で記憶してもよい。また前回の操作量頻度は新たに算出した操作量頻度は上書き削除される。
 <操作ゲインの更新>
 ブロック406とブロック407では、図4の操作ゲイン更新演算部84に関わる処理が行われる。ブロック406では、操作ゲイン更新演算部84が操作量頻度基準設定部83にて予め設定(記憶)されている操作量頻度の基準値Aを読み込む。図8は、レバー操作量と操作量頻度との関係に対して操作量頻度基準値Aを示した図である。図8に示す通り、レバー操作量の使用帯域(0~20%)において、操作量頻度基準値A%が設定されている。
 ブロック407では、操作ゲイン更新演算部84が操作量頻度記憶部82に記憶されている操作量頻度B%とブロック406において読み込んだ操作量頻度基準値A%を用いて、操作ゲインの更新演算を行う。図9は、更新前と更新後におけるレバー操作量とシリンダ速度指令値との関係を示す図である。図9に示すように、更新前(操作ゲイン記憶部80に記憶されている操作ゲイン)の傾きをa、更新後の傾きをa’と定義すると、a’は以下の式(1)で算出される。
 a’=a×(100-(B-A))/100   ・・・(1)
 仮に、操作量頻度基準値A=35%、操作量頻度B=45%とすると、更新後の傾きは、a’=0.9aとなる。操作量頻度B%が操作量頻度基準値A%よりも大きい場合は、その差分に応じて操作ゲインを決定する傾きが減少する。傾きが減少すると、同じ速度指令値を得るためにより大きなレバー操作量が必要となることから、同一の操作者が同一の作業を遂行する限りにおいて、操作量頻度の偏りが平滑化される。
 一方、操作量頻度B%が操作量頻度基準値A%よりも小さい場合は、その差分に応じて操作ゲインを決定する傾きが増大する。傾きが増大すると、より小さなレバー操作量で同じ速度指令値を得られることから、同一の操作者が同一の作業を遂行する限りにおいて、操作量頻度の偏りが平滑化される。
 <操作ゲインの表示>
 図6に示す様に、図4の操作ゲイン表示信号90に関わる処理が行われる。図2に示した制御回路において、コントローラ200には表示モニタ201が接続されている。ブロック408では、操作ゲイン記憶部80に記憶されている操作ゲイン値と、操作ゲイン更新演算部84の演算結果である操作ゲイン値を、表示モニタ201に表示するための信号(操作ゲイン表示信号90)が出力される。
 図10は、第1実施形態に係る作業機械の操作支援装置における表示モニタの表示態様を示す図である。図10に示すように、表示モニタ201には、操作量頻度情報表示部202の領域と操作ゲイン情報表示部203の領域とが区画形成されている。操作量頻度情報表示部202には、操作量頻度記憶部82に記憶されている操作量頻度と操作量頻度基準設定部83に記憶されている操作量頻度基準値が表示される。操作ゲイン情報表示部203には、操作ゲイン記憶部80に記憶されている操作ゲイン値(図9の傾きa)と、操作ゲイン更新演算部84の演算結果である操作ゲイン値(図9の傾きa’)の一覧が表示される。
 具体的には、ブーム14、アーム15、作業具102の各関節の動作、上部旋回体12の旋回動作について、操作ゲインの現状と更新提案の数値(比例ゲイン値)が一覧表として表示される。例えば、図10において、ブーム上げ動作について現状の操作ゲインが1.0であるが、実際のブーム操作レバー30の操作量の頻度に基づいて提案される操作ゲインは1.2であることが表示モニタ201に表示される。すなわち、推奨される操作ゲイン(比例ゲイン値)が1.2であることが表示モニタ201を介して提案される。これに対して、例えば、作業具上げ動作については、現状の操作ゲイン値と提案する操作ゲイン値は同じ1.0であるから、現状の操作ゲインが実際の作業内容にマッチしているということになる。
 <操作ゲインの更新>
 図6のブロック409~411では、図4の操作ゲイン更新判定部85に関わる処理が行われる。ブロック409では、操作ゲインの更新判定が行われる。操作ゲイン更新判定部85には、図10の操作ゲイン更新ボタン204と連動した操作ゲイン更新選択信号70が取り込まれている。操作ゲイン更新ボタン204が押下された場合、処理はブロック410へ移行する。
 ブロック410では、操作ゲイン記憶部80に記憶されている操作ゲインを、操作ゲイン更新演算部84の演算結果で上書きする処理が行われる。次いでブロック411では、操作量頻度記憶部82に記憶されている積算時間T1およびTをゼロリセットする処理が行われる。
 以上のように構成された第1実施形態によれば、操作量頻度を参照した操作ゲイン更新案が表示モニタ201に提示される。運転室13にいる操作者は、その表示モニタ201を見て、作業内容に応じて適切な操作ゲインを設定すれば、その操作ゲインは操作者の技量や癖と実際の作業内容とを反映したものであるため、作業効率の向上を図ることができる。
 「第2実施形態」
 次に、本発明の第2実施形態に係る作業機械の操作支援装置について説明する。なお、第1実施形態と重複する部分についての説明は省略する。第2実施形態では、表示モニタ201の表示態様が第1実施形態と相違する。図11は、第2実施形態に係る作業機械の操作支援装置における表示モニタの表示態様を示す図である。
 図11に示すように、表示モニタ201には、操作量頻度情報表示部202の領域と操作ゲイン情報表示部213の領域とが区画形成されており、操作量頻度情報表示部202には、操作量頻度記憶部82に記憶されている操作量頻度と操作量頻度基準設定部83に記憶されている操作量頻度基準値が表示される。一方、操作ゲイン情報表示部213には、操作ゲイン記憶部80に記憶されている操作ゲインマップと、操作ゲイン更新演算部84の演算結果である操作ゲインマップが表示される。なお、操作ゲイン情報表示部213に表示される操作ゲインマップは、図示しない切り替えボタンにより、各操作信号に対応する操作ゲインマップが切り替え表示される。
 以上のように構成された第2実施形態によれば、変更前と変更後の操作ゲインマップが表示モニタ201を介して操作者に提示される。これにより、操作ゲイン更新後の状態を操作者が視覚的に捉えやすくなることから、操作ゲイン更新を実施するか否かの判断が容易となり、ユーザビリティが向上する。
 「第3実施形態」
 次に、本発明の第3実施形態に係る作業機械の操作支援装置について説明する。なお、第1実施形態と重複する部分についての説明は省略する。第3実施形態では、コントローラ200の構成(操作制御系)の一部が第1実施形態と相違する。
 <操作制御系>
 図12は、第3実施形態に係る作業機械の操作支援装置のコントローラの入出力に関する操作制御系を示すブロック図である。図4に示す第1実施形態との構成の相違は、基準範囲設定部86と操作量頻度判定部87が追加されている点である。すなわち、第3実施形態に係る作業機械の操作支援装置は、第1実施形態の構成にさらに基準範囲設定部86及び操作量頻度判定部87を備えて構成されている。
 図13は、レバー操作量と操作量頻度との関係に対して操作量頻度基準値Aと操作量頻度基準範囲を示した図である。基準範囲設定部86は、第3実施形態における操作量頻度の閾値としての基準範囲を設定するためのものである。図13に示すように、基準範囲設定部86は、操作量頻度基準値Aを含んで上限及び下限のそれぞれの閾値を設定することで、操作ゲインの更新選択の可否を判定するための基準範囲を定めている。操作量頻度判定部87は、操作ゲイン更新演算部84の演算結果を操作ゲイン表示信号90として出力するか否かの判定を行う。
 <操作量頻度判定>
 図14は、第3実施形態における操作ゲイン更新処理の手順を示すフローチャートである。図6に示す第1実施形態との相違は、ブロック412の操作量頻度判定が追加されている点である。ブロック412では、操作量頻度判定が行われる。操作量頻度記憶部82に記憶されている操作量頻度が、基準範囲設定部86で設定されている基準範囲外の場合(ブロック412でYesの場合)、ブロック408へ処理が移行する。ブロック408以降の処理については前述の第1実施形態と同様であるため説明を省略する。
 ブロック412の判定結果が、基準範囲設定部86で設定されている基準範囲内の場合(ブロック412でNoの場合)、ブロック408を通過しないため、操作ゲイン表示信号90は表示モニタ201へ出力されない。図15は、第3実施形態に係る作業機械の操作支援装置における表示モニタの表示態様を示す図である。図15に示す表示モニタ201の表示態様のうち図10との相違は、操作ゲイン情報表示部223において操作ゲインが非表示となっている点である。図14に示したようにブロック409を通過しない場合には、操作ゲインが非表示となり、操作ゲイン更新ボタン204の操作は無効となる。
 以上のように構成された第3実施形態によれば、操作量頻度の基準範囲を逸脱した場合のみ操作ゲインの更新が提案される。よって、操作ゲイン更新を行うべきか否かの判断が作業機械側で行われることから、操作者の作業負担が軽減される。
 「第4実施形態」
 次に、本発明の第4実施形態に係る作業機械の操作支援装置について説明する。なお、第1実施形態と重複する部分についての説明は省略する。第4実施形態では、コントローラ200の構成(操作制御系)の一部が第1実施形態と相違する。
 <操作制御系>
 図16は、第4実施形態に係る作業機械の操作支援装置のコントローラの入出力に関する操作制御系を示すブロック図である。図16に示すコントローラ200の構成のうち図4との相違は、作業モード選択信号71が操作ゲイン記憶部80と操作量頻度記憶部82に取り込まれている点である。すなわち、第4実施形態では、作業機械100が例えば省エネモードであるエコノミーモード(作業A)と通常モードであるパワーモード(作業B)の2種類の作業モードを選択して運転可能となっており、これら2種類の作業モードを反映して適した操作ゲインを提案する点に特徴がある。なお、作業モードの種類は任意に設定可能である。
 図17は、第4実施形態に係る作業機械の操作支援装置における表示モニタの表示態様を示す図である。図17に示す表示モニタ201の表示態様のうち図10との相違は、作業モード選択部205が新たに備えられている点である。操作者により、作業Aまたは作業Bの何れか一つの作業モードの選択が行われる。選択された作業モード(作業モード選択信号71)は、操作ゲイン記憶部80と操作量頻度記憶部82に取り込まれる。
 <作業モード設定読み込み>
 図18は、第4実施形態における操作ゲイン更新処理の手順を示すフローチャートである。図18に示す操作ゲイン更新処理の手順のうち図6との相違は、ブロック413の作業モード設定読み込みが追加されている点である。第4実施形態では、操作ゲイン記憶部80と操作量頻度記憶部82の記憶領域が、作業モード毎に個別に用意されている。ブロック401~ブロック411の処理は、ブロック413において読み込まれた作業モードに応じた操作ゲインおよび操作量頻度を用いて実行される。
 以上のように構成された第4実施形態によれば、作業モード毎に操作ゲインの設定・更新が可能となる。よって、複数の操作者が作業機械を使用する場合や、作業内容が多岐に亘るような場合でも操作ゲインを適切に設定可能となり、ユーザビリティが向上する。
 <その他の実施形態についての言及>
 本発明は上記した実施形態に限定されず、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変形が可能であり、特許請求の範囲に記載された技術思想に含まれる技術的事項の全てが本発明の対象となる。例えば、本発明は以下の構成を採用することができる。
 (1)作業装置を構成する作業フロント数やフロント関節数、作業具の種類、アクチュエータの数などは、任意とすることができる。また、作業装置を操作する操作装置の構成もレバー操作以外の構成、例えば操作ボタンにより操作する装置などの構成を作用することができる。また、操作レバーや操作ボタンの配置や操作方法も適宜とすれば良い。
 (2)操作ゲインの更新の対象とする関節は任意である。例えば、ブーム上げのみとするなど、必要に応じて設定すれば良い。
 (3)図5に示す操作ゲインマップには変曲点を設けなかったが、例えば図19のように操作ゲインマップに変曲点を設け、操作量が0%から所定の値までは直線1、所定の値から100%までは直線2となるような操作ゲインマップとしても良い。このように構成すると、複雑な作業内容であっても適切な操作ゲインを設定できるため、ユーザビリティが向上する。
 (4)操作量頻度は20%毎に区切って記憶する構成(図7)以外に、例えば10%毎に操作量頻度を記憶するなど、任意の形態が可能である。
 (5)操作量頻度基準値を0~20%の帯域に対して設定する構成(図8)のほか、任意の帯域に対して操作量頻度基準値を設定しても良い。また、操作量頻度基準値は複数個設定することも可能である。その際の操作ゲイン更新演算は、例えば、操作量頻度と操作量頻度基準値の差分の絶対値が最も大きい帯域を対象として実施すれば良い。図20に操作量頻度基準値を2個とした場合について示す。この場合、|B-A|>|B’-A’|であることから、操作量頻度基準値A%を用いて更新演算(第1実施形態で示した式(1)を用いた演算)を行えば良い。
 (6)操作ゲインマップと操作量頻度基準値の組み合わせは任意である。例えば、図19の操作ゲインマップと図20の操作量頻度基準値を組み合わせる場合、操作量頻度基準値A%を直線1の傾き更新に、操作量頻度基準値B%を直線2の傾き更新に各々割り当てれば良い。
 (7)本実施形態における表示モニタ201の表示態様の構成は一例に過ぎない。レイアウト、表示内容など任意である。また、本実施形態では、操作ゲイン更新の可否を判断する材料として、操作量頻度情報を表示する構成としたが、この構成が本発明を実施するための必須ではない。
 14 ブーム(作業装置)
 15 アーム(作業装置)
 16 ブームシリンダ(アクチュエータ)
 17 アームシリンダ(アクチュエータ)
 18 作業具シリンダ(アクチュエータ)
 30 ブーム操作レバー(操作装置)
 31 アーム操作レバー(操作装置)
 32 作業具操作レバー(操作装置)
 33 旋回操作レバー(操作装置)
 35 ポテンショメータ(操作量検出部)
 80 操作ゲイン記憶部
 81 操作量頻度演算部
 82 操作量頻度記憶部
 83 操作量頻度基準設定部
 84 操作ゲイン更新演算部
 85 操作ゲイン更新判定部
 86 基準範囲設定部
 87 操作量頻度判定部
 88 時間積算部
 100 作業機械
 101 作業フロント(作業装置)
 102 作業具
 200 コントローラ
 201 表示モニタ201(操作ゲイン表示部)
 204 操作ゲイン更新ボタン204(操作ゲイン更新選択部)
 205 作業モード選択部
 

Claims (11)

  1.  アクチュエータにより駆動する作業装置と、前記アクチュエータを操作する操作装置とを有する作業機械に備えられ、操作者による前記操作装置の操作を支援するための作業機械の操作支援装置において、
     前記操作装置の操作量に対する前記アクチュエータの駆動速度を規定するための操作ゲインを記憶する操作ゲイン記憶部と、
     前記操作装置の操作量を検出する操作量検出部と、
     前記操作装置が操作されている時間を積算する時間積算部と、
     前記操作量検出部により検出された操作量と前記時間積算部で求められた時間積算値に基づいて、前記操作装置の操作量頻度を演算する操作量頻度演算部と、
     前記操作量頻度に対する基準値を予め設定する操作量頻度基準設定部と、
     前記操作量頻度演算部で求められた前記操作量頻度と前記操作量頻度基準設定部で設定される前記基準値とを用いて、前記操作ゲインを更新するための演算を行う操作ゲイン更新演算部と、
     前記操作ゲイン更新演算部により演算された前記操作ゲインの結果を表示する操作ゲイン表示部と、
     前記操作ゲイン記憶部に記憶されている前記操作ゲインを前記操作ゲイン表示部に表示された前記操作ゲインに更新するか否かを選択する操作ゲイン更新選択部と、を備えたことを特徴とする作業機械の操作支援装置。
  2.  請求項1に記載の作業機械の操作支援装置において、
     前記操作ゲイン更新演算部は、前記操作量頻度演算部で求められた前記操作量頻度と前記操作量頻度基準設定部で設定される前記基準値との差分の大きさに比例するように前記操作ゲインの演算を行うことを特徴とする作業機械の操作支援装置。
  3.  請求項1に記載の作業機械の操作支援装置において、
     前記操作ゲイン表示部による前記操作ゲインの表示が比例ゲイン値または操作ゲインマップであることを特徴とする作業機械の操作支援装置。
  4.  請求項1に記載の作業機械の操作支援装置において、
     前記操作量頻度基準設定部で設定される前記基準値に対する閾値としての基準範囲を設定する基準範囲設定部と、
     前記操作量頻度が前記基準範囲設定部で設定される前記基準範囲内であるか否かを判定する操作量頻度判定部と、をさらに備え、
     前記操作量頻度判定部による判定が前記基準範囲外である場合にのみ前記操作ゲイン更新選択部による前記操作ゲインの更新の選択が可能となることを特徴とする作業機械の操作支援装置。
  5.  請求項1に記載の作業機械の操作支援装置において、
     前記作業機械の使用条件に応じて任意の作業モードを選択可能な作業モード選択部をさらに備え、
     前記作業モード選択部により選択される前記作業モード毎の前記操作ゲインが前記操作ゲイン記憶部に記憶されることを特徴とする作業機械の操作支援装置。
  6.  請求項2に記載の作業機械の操作支援装置において、
     前記操作ゲイン表示部による前記操作ゲインの表示が比例ゲイン値または操作ゲインマップであることを特徴とする作業機械の操作支援装置。
  7.  請求項2に記載の作業機械の操作支援装置において、
     前記操作量頻度基準設定部で設定される前記基準値に対する閾値としての基準範囲を設定する基準範囲設定部と、
     前記操作量頻度が前記基準範囲設定部で設定される前記基準範囲内であるか否かを判定する操作量頻度判定部と、をさらに備え、
     前記操作量頻度判定部による判定が前記基準範囲外である場合にのみ前記操作ゲイン更新選択部による前記操作ゲインの更新の選択が可能となることを特徴とする作業機械の操作支援装置。
  8.  請求項2に記載の作業機械の操作支援装置において、
     前記作業機械の使用条件に応じて任意の作業モードを選択可能な作業モード選択部をさらに備え、
     前記作業モード選択部により選択される前記作業モード毎の前記操作ゲインが前記操作ゲイン記憶部に記憶されることを特徴とする作業機械の操作支援装置。
  9.  請求項3に記載の作業機械の操作支援装置において、
     前記操作量頻度基準設定部で設定される前記基準値に対する閾値としての基準範囲を設定する基準範囲設定部と、
     前記操作量頻度が前記基準範囲設定部で設定される前記基準範囲内であるか否かを判定する操作量頻度判定部と、をさらに備え、
     前記操作量頻度判定部による判定が前記基準範囲外である場合にのみ前記操作ゲイン更新選択部による前記操作ゲインの更新の選択が可能となることを特徴とする作業機械の操作支援装置。
  10.  請求項3に記載の作業機械の操作支援装置において、
     前記作業機械の使用条件に応じて任意の作業モードを選択可能な作業モード選択部をさらに備え、
     前記作業モード選択部により選択される前記作業モード毎の前記操作ゲインが前記操作ゲイン記憶部に記憶されることを特徴とする作業機械の操作支援装置。
  11.  請求項4に記載の作業機械の操作支援装置において、
     前記作業機械の使用条件に応じて任意の作業モードを選択可能な作業モード選択部をさらに備え、
     前記作業モード選択部により選択される前記作業モード毎の前記操作ゲインが前記操作ゲイン記憶部に記憶されることを特徴とする作業機械の操作支援装置。
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