(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
作業対象物を運搬車両に積み込む運搬作業を繰り返し行う建設機械における積載重量超過予測装置であって、
前記建設機械による運搬中の作業対象物の重量を演算する重量演算手段と、
前記重量演算手段により求められた作業対象物重量の運搬済の積算値から前記運搬車両に積み込んだ作業対象物の総重量を演算する総重量演算手段と、
次に積み込む作業対象物の重量としての次回積込重量を演算する積込重量演算手段と、
前記総重量演算手段で求められた総重量と、前記積込重量演算手段で求められた前記次回積込重量により、前記運搬車両における最大積載重量を超える重量超過の発生を予測する重量超過予測手段と、
前記重量超過予測手段により、次の運搬での重量超過の発生を予測した場合に、重量超過の発生を報知する報知手段と、
前記重量演算手段により求められた作業対象物重量を用いて前記建設機械の１回ごとの積み込み重量の平均値としての平均重量を演算する平均重量演算手段と、
運搬車両における前記最大積載重量から、既に運搬完了した作業対象物の総重量を除いた残りの重量と、前記平均重量演算手段で求められた建設機械の１回ごとの積込重量の平均値を用いて、重量超過が発生するまでの残り運搬回数を演算し、この残り運搬回数を提示する残り回数提示手段とを備え、
前記積込重量演算手段は、前記平均重量演算手段で求められた前記平均重量を次回積込重量として使用し、
前記重量超過予測手段は、前記次回積込重量が、運搬車両における前記最大積載重量から、前記総重量演算手段で求められた積込み済の作業対象物の総重量を除いた残りの重量である残り積載重量より大きい場合、次の運搬での重量超過の発生を予測する
ことを特徴とする建設機械における積載重量超過予測装置。
【請求項２】
請求項１に記載の建設機械における積載重量超過予測装置であって、
建設機械の１回ごとの積込重量の標準偏差を演算する標準偏差演算手段を更に備え、
前記積込重量演算手段は、前記平均重量演算手段で求められた平均重量と、前記標準偏差演算手段で求められた標準偏差に安全率を掛けて求めた重量とを合計した重量を次回積込重量として使用することを特徴とする建設機械における積載重量超過予測装置。
【請求項３】
請求項２に記載の建設機械における積載重量超過予測装置であって、
前記標準偏差演算手段が演算する標準偏差に対する閾値を設ける閾値設定手段と、前記建設機械における１回ごとの積込重量における過去の最大重量を演算する最大重量演算手段を更に備え、
前記積込重量演算手段は、前記閾値設定手段により設定された前記閾値と、前記標準偏差演算手段で求められた前記標準偏差とを比較し、この比較結果に基づいて、前記平均重量演算手段で求められた作業対象物の平均積込重量、またはこの平均積込重量と前記標準偏差に安全率を掛けて求めた重量とを合計した重量、或いは前記最大重量演算手段で求められた最大重量の何れかを選択して次回積込重量として使用することを特徴とする建設機械における積載重量超過予測装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、建設機械における積載重量超過予測装置に関し、特にトラックなどの運搬車両の荷台に土砂などの作業対象物を積み込むための油圧ショベルによる積載重量超過予測装置として好適なものである。
【背景技術】
【０００２】
トラック（運搬車両）の荷台などに土砂や鉱石などの作業対象物を積み込むための建設機械としては、油圧ショベルやホイールローダなどがある。このような建設機械において、土砂などを掘削して、その掘削した土砂などをトラックの荷台に積み込む作業においては、荷台への積み込み重量が予め決められた許容重量（最大積載重量）内に収まり、且つできるだけ前記許容重量に近い量の土砂などを運搬して積み込みたい場合がある。
【０００３】
即ち、油圧ショベルなどにより、土砂などの作業対象物（運搬対象物）を運搬して積み込む先がトラックの荷台である場合、前記トラックは公共の道路を走行するため、トラックには最大積載重量が設定されている。このため、油圧ショベルは、前記最大積載重量を越えないように、作業対象物を運搬する必要がある。そこで、建設機械による作業対象物の運搬作業を行いながら、この重量を計測して表示などを行うようにした従来技術が知られている。
【０００４】
この種従来技術としては特開昭５８−１６２８１６号公報（特許文献１）や特開昭６３−１４０９２３号公報（特許文献２）に記載のものなどがある。  
上記特許文献１に記載されている従来技術では、建設機械による積込量がトラックの最大積載重量を超えて重量超過となることを防止するため、建設機械が運搬中の作業対象物の重量と、既に運搬完了してトラックなどに積み込んだ作業対象物の総重量との合計が、前記トラックの最大積載重量を超える場合、建設機械の操作者に対し、作業対象物の運搬中止を指示し、これによりトラックに積載する作業対象物の重量超過を防止するようにしている。
【０００５】
一方、前記特許文献２に記載されている従来技術のものでは、建設機械が運搬中の作業対象物の重量と、トラックの最大積載重量から、既に前記トラックに積載完了した作業対象物の総重量を除いた残りの重量とを並べて表示するようにしている。これにより、残りの重量を超えた重量の積込みを行って重量超過が発生してしまうことを防止できるようにしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開昭５８−１６２８１６号公報
【特許文献２】特開昭６３−１４０９２３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかし、上述した従来技術のものは、何れも、運搬中の作業対象物をそのままトラック荷台に積み込むと重量超過になると判断された場合に、運搬を中断し、重量超過にならない程度の重量の作業対象物を運搬するように、運搬のやり直しを行う必要がある。このため、作業効率が低下するという課題があった。  
本発明の目的は、建設機械による運搬車両への作業対象物の積載を、重量超過を防止しつつ効率良く行うことのできる建設機械における積載重量超過予測装置を得ることにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するため、本発明は、作業対象物を運搬車両に積み込む運搬作業を繰り返し行う建設機械における積載重量超過予測装置であって、前記建設機械による運搬中の作業対象物の重量を演算する重量演算手段と、前記重量演算手段により求められた作業対象物重量の運搬済の積算値から前記運搬車両に積み込んだ作業対象物の総重量を演算する総重量演算手段と、次に積み込む作業対象物の重量としての次回積込重量を演算する積込重量演算手段と、前記総重量演算手段で求められた総重量と、前記積込重量演算手段で求められた前記次回積込重量により、前記運搬車両における最大積載重量を超える重量超過の発生を予測する重量超過予測手段と、前記重量超過予測手段により、次の運搬での重量超過の発生を予測した場合に、重量超過の発生を報知する報知手段と、前記重量演算手段により求められた作業対象物重量を用いて前記建設機械の１回ごとの積み込み重量の平均値としての平均重量を演算する平均重量演算手段と、運搬車両における前記最大積載重量から、既に運搬完了した作業対象物の総重量を除いた残りの重量と、前記平均重量演算手段で求められた建設機械の１回ごとの積込重量の平均値を用いて、重量超過が発生するまでの残り運搬回数を演算し、この残り運搬回数を提示する残り回数提示手段と、前記積込重量演算手段は、前記平均重量演算手段で求められた前記平均重量を次回積込重量として使用し、前記重量超過予測手段は、前記次回積込重量が、運搬車両における前記最大積載重量から、前記総重量演算手段で求められた積込み済の作業対象物の総重量を除いた残りの重量である残り積載重量より大きい場合、次の運搬での重量超過の発生を予測することを特徴とする。
【００１０】
ここで、建設機械の１回ごとの積込重量の標準偏差を演算する標準偏差演算手段を更に備え、前記積込重量演算手段は、前記平均重量演算手段で求められた平均積込重量と、前記標準偏差演算手段で求められた標準偏差に予め定めた安全率を掛けて求めた重量とを合計した重量を次回積込重量として使用し、前記重量超過予測手段は、前記次回積込重量が、運搬車両における前記最大積載重量から、前記総重量演算手段で求められた積込み済の作業対象物の総重量を除いた残り積載重量より大きい場合、次の運搬での重量超過の発生を予測し、前記報知手段により報知するようにすることが好ましい。
【００１１】
また、建設機械における１回ごとの積込重量における例えば過去の最大重量を演算する最大重量演算手段を備え、前記積込重量演算手段は、前記最大重量演算手段で求められた最大重量を次回積込重量として使用し、前記重量超過予測手段は、前記次回積込重量（最大重量）が、運搬車両における最大積載重量から、前記総重量演算手段で求められた積込み済の作業対象物の総重量を除いた残り積載重量より大きい場合、次の運搬での重量超過の発生を予測するように構成しても良い。
【００１２】
ここで、前記作業対象物を収容する前記建設機械のアタッチメントの収容仕様を入力する仕様入力手段と、前記作業対象物の種類を設定する作業対象物種類設定手段を備え、前記最大重量演算手段は、前記仕様入力手段に入力された前記アタッチメントの収容仕様と、前記作業対象物種類設定手段により設定された作業対象物の種類から、前記建設機械が１回で運搬可能な前記作業対象物の最大重量を演算し、前記積込重量演算手段は、前記最大重量演算手で求められた最大重量を次回積込重量として使用し、前記重量超過予測手段は、前記次回積込重量（最大重量）が、運搬車両における最大積載重量から、前記総重量演算手段で求められた積込み済の作業対象物の総重量を除いた残り積載重量より大きい場合、次の運搬での重量超過の発生を予測するように構成することもできる。
【００１３】
また、前記標準偏差演算手段が演算する標準偏差に対する閾値を設ける閾値設定手段を更に備え、前記積込重量演算手段は、前記閾値設定手段により設定された前記閾値と、前記標準偏差演算手段で求められた前記標準偏差とを比較し、この比較結果に基づいて、前記平均重量演算手段で求められた作業対象物の平均積込重量、またはこの平均積込重量と前記標準偏差に安全率を掛けて求めた重量とを合計した重量、或いは前記最大重量演算手段で求められた最大重量の何れかを選択して次回積込重量として使用し、前記重量超過予測手段は、前記次回積込重量（選択された重量）が、運搬車両における前記最大積載重量から、前記総重量演算手段で求められた積込み済の作業対象物の総重量を除いた残り積載重量より大きい場合、次の運搬での重量超過の発生を予測するように構成することもできる。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、建設機械による運搬車両への作業対象物の積載を、重量超過を防止しつつ効率良く行うことのできる建設機械における積載重量超過予測装置を得ることができる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の建設機械における積載重量超過予測装置の実施例１が適用される油圧ショベルを示す側面図である。
【図２】本発明の実施例１における積載重量超過予測装置の構成を説明するブロック図である。
【図３】本発明の実施例１でのフロント作業機４における作業対象物の重量演算を説明するための図である。
【図４】本発明の実施例１でのフロント作業機４における作業対象物の重量演算を説明するための他の図である。
【図５】本発明の実施例１でのフロント作業機４における作業対象物の重量演算を説明するための更に他の図である。
【図６】本発明の実施例１の積載重量超過予測装置における表示手段の一例を示す図である。
【図７】本発明の実施例１における積載重量超過予測装置の演算の流れを説明するフローチャートである。
【図８】本発明の実施例２を説明する積載重量超過予測装置の構成を説明するブロック図である。
【図９】本発明の実施例２における積載重量超過予測装置の演算の流れを説明するフローチャートである。
【図１０】本発明の実施例３を説明する積載重量超過予測装置の構成を説明するブロック図である。
【図１１】本発明の実施例３における積載重量超過予測装置の演算の流れを説明するフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、本発明の建設機械における積載重量超過予測装置の具体的実施例を、図面を用いて説明する。各図において、同一符号を付した部分は同一或いは相当する部分を示している。
【実施例１】
【００１８】
本発明の建設機械における積載重量超過予測装置の実施例１を図１〜図７を用いて説明する。本実施例１においては、建設機械としての油圧ショベルに本発明を適用した場合について説明する。
【００１９】
本実施例は、トラックに運搬完了した作業対象物の総重量がトラックの最大積載重量より充分軽い場合の通常の運搬と、前記総重量が前記最大積載重量に近づいたため、重量超過を防止するための調整となる運搬との切り替えを、運搬を中断せず、且つ運搬完了した作業対象の総重量が重量超過とならない範囲で最大積載重量に最も近い適切なタイミングで行うことにより、重量超過を防止しつつ作業効率を確保することができるようにしたものである。
【００２０】
図１は、本発明の建設機械における積載重量超過予測装置の実施例１が適用される油圧ショベルを示す側面図である。本実施例では、油圧ショベルのフロント作業機のアーム先端に取り付けるアタッチメントとしてバケットを使用し、このバケットにより土砂を掘削して運搬し、トラック荷台に積込む作業を行う場合について説明する。
【００２１】
まず、本実施例が適用される油圧ショベルの構成について、図１により説明する。  
図１において、１は油圧ショベルで、この油圧ショベル１は、履帯式の走行手段を左右一対備えた下部走行体２、この下部走行体２上に旋回装置を介して装着した上部旋回体３、この上部旋回体３の前部に俯仰動自在に取り付けられたフロント作業機４などにより構成されている。前記上部旋回体３には、キャブ５、エンジンや油圧機器類などを覆う建屋６、カウンタウエイト７などが設けられている。
【００２２】
前記フロント作業機４は、前記上部旋回体３に俯仰動自在に取り付けられたブーム８、このブーム８の先端に揺動自在に取り付けられたアーム９、このアーム９の先端に回動自在に取り付けられたバケット（アタッチメント）１０、前記ブーム８を起伏させて俯仰動させるためのブームシリンダ１１、前記アーム９を揺動させるためのアームシリンダ１２、前記バケット１０を回動させるためのバケットシリンダ１３などにより構成されている。前記ブーム８は、前記上部旋回体３の前部中央に設けられたブラケットに連結され、この連結部を支点として俯仰動自在に支持されている。
【００２３】
また、前記上部旋回体３には、本実施例の積載重量超過予測装置における各種演算を行うマイクロコンピュータ１４、このマイクロコンピュータ１４での演算結果などを表示するモニタ１５、このモニタ１５或いはその近くに設けられ、操作者の交代や異なる作業対象物の運搬作業の開始時などにリセットを行うためのリセット手段としてのリセットスイッチ１６、運搬中の作業対象物の重量を操作者が任意のタイミングで計測するための計測スイッチ１７などが設けられている。これらのうち少なくとも前記モニタ１５、リセットスイッチ１６及び計測スイッチ１７は前記キャブ５内に設置されている。前記マイクロコンピュータ１４については、前記キャブ５内に設置してもキャブ５外の任意の位置に設置しても良い。
【００２４】
更に、前記フロント作業機４には各種のセンサが設けられている。即ち、前記ブーム８の前記上部旋回体３に対する角度を検出するためのブーム角度センサ１８、前記アーム９の前記ブーム８に対する角度を検出するためのアーム角度センサ１９、前記バケット（アタッチメント）１０の前記アーム９に対する角度を検出するためのアタッチメント角度センサ２０が設けられている。また、前記ブームシリンダ１１にかかる負荷を検出するために、前記ブームシリンダ１１におけるボトム室側のシリンダ室内圧力を検出するブームボトム室圧カセンサ２１と、前記ブームシリンダ１１におけるロッド室側のシリンダ室内圧力を検出するブームロッド室圧カセンサ２２を備えている。
【００２５】
次に、上述した図１を参照しつつ、図２により本実施例１の積載重量超過予測装置の構成について説明する。図２は本実施例１の積載重量超過予測装置の構成を説明するブロック図である。  
この図２に示すように、積載重量超過予測装置１００は、重量演算手段１０５、総重量演算手段１０３、平均重量演算手段１０６、標準偏差演算手段１０７、積込重量演算手段１０４、重量超過予測手段１０８などにより構成されている。
【００２６】
前記重量演算手段１０５は、建設機械の前記バケット（アタッチメント）１０により運搬中の作業対象物（土砂や鉱石など）の重量を演算するものである。  
前記総重量演算手段１０３は、前記運搬車両に積み込んだ作業対象物の総重量を演算するもので、前記重量演算手段１０５により求められた作業対象物重量の運搬済の積算値から求めることができる。
【００２７】
前記平均重量演算手段１０６は、建設機械による運搬作業が行われる度に、その運搬回数をカウントすると共に、１回の運搬作業で前記バケット１０がトラック荷台に積み込んだ作業対象物重量の平均値（平均重量）を演算するものである。  
また、前記標準偏差演算手段１０７は、建設機械による運搬作業が行われる度に、１回の運搬作業で前記バケット１０がトラック荷台に積み込んだ作業対象物重量の標準偏差を演算するものである。
【００２８】
前記積込重量演算手段１０４は、次に積み込む作業対象物の重量を演算するもので、次回積込重量を決定するものである。例えば、前記積込重量演算手段１０４は、前記平均重量演算手段１０６で求められた建設機械の１回ごとの積込重量の平均値（平均重量）を用いる。或いは、前記平均重量演算手段１０６で求められた前記平均重量と、前記標準偏差演算手段１０７で求められた標準偏差に予め定めた安全率を掛けて求めた重量とを合計した重量を用いても良い。更に、後述する最大重量演算手段１１２（図８参照）で求められた建設機械における例えば過去の１回ごとの積込重量の最大重量を用いるようにしても良い。
【００２９】
前記重量超過予測手段１０８は、前記バケット４がトラック荷台に積み込んだ作業対象物重量を積算して総重量を求め、予め設定したトラックの最大積載重量から前記総重量を減算して残りの積載可能な重量（残り積載重量）を演算し、この残り積載重量と、前記平均重量と前記標準偏差に安全率を乗じた値の和の重量とを比較して、次の運搬作業で重量超過が発生するか否かを予測するものである。
【００３０】
前記重量演算手段１０５には、前記フロント作業機４の姿勢検出手段１０１である前記ブーム角度センサ１８やアーム角度センサ１９による検出値、前記ブームシリンダ１１にかかる負荷を検出するための圧力検出手段１０２である前記ブームボトム室圧力センサ２１やブームロッド室圧力センサ２２による検出値などが入力されるように構成されている。また、この重量演算手段１０５には運搬中の作業対象物の重量を操作者が任意のタイミングで計測するための計測スイッチ１７も接続されている。
【００３１】
前記平均重量演算手段１０６や標準偏差演算手段１０７などに対しては、操作者の交代や異なる作業対象物の運搬作業の開始時などにリセットを行うためのリセット手段としてのリセットスイッチ１６が接続されている。また、このリセットスイッチ１６は、前記総重量演算手段１０３に対してもリセットでき、次の新たな作業開始時などにリセットできるようになっている。
【００３２】
前記重量超過予測手段１０８には、この重量超過予測手段１０８で判定した重量超過などの判定結果を出力する重量超過報知手段（判定結果出力手段）１０９、残りの運搬可能
回数を提示する残り回数提示手段１１０、及び前記重量超過報知手段１０９や前記残り回数提示手段１１０からの情報を表示するためのモニタ１５などが接続されている。
【００３３】
次に、前記積載重量超過予測装置１００を構成している前記重量演算手段１０５、前記総重量演算手段１０３、前記平均重量演算手段１０６、前記標準偏差演算手段１０７、前記積込重量演算手段１０４、前記重量超過予測手段１０８などのそれぞれにおける処理内容について、図３〜図５を用いて具体的に説明する。図３〜図５は、フロント作業機４における作業対象物の重量演算を説明するための図である。
【００３４】
本実施例１における建設機械としての油圧ショベル１の上部旋回体３には、図１で説明したように、前記積載重量超過予測装置１００における各種演算を行うための前記マイクロコンピュータ１４が備えられている。また、前記油圧ショベル１には、フロント１の姿勢検出を行うための姿勢検出手段１０１として、油圧ショベル１の上部旋回体３とブーム８の揺動中心に設けられた前記ブーム角度センサ１８、ブーム２とアーム３の揺動中心に設けられた前記アーム角度センサ１９、アーム３とバケット４の揺動中心に設けられたアタッチメント角度センサ２０を備えている。更に、ブームシリンダ１１にかかる負荷を検出するための圧力検出手段１０２として、前記ブームボトム室圧カセンサ２１及び前記ブームロッド室圧カセンサ２２を備えている。
【００３５】
これらのセンサ１８〜２２及び演算手段としての前記マイクロコンピュータ１４を用いて、前記フロント作業機４における作業対象物の重量演算が行われる。  
まず初めに、前記積載重量超過予測装置１００における重量演算手段１０５の具体的な演算例を、図３〜図５を参照しつつ説明する。
【００３６】
（重量演算手段１０５）
前記重量演算手段１０５は、前記フロント作業機４におけるバケット４が運搬中の作業対象物重量を演算するものである。  
図３〜図５において、Ｗは前記バケット４が運搬している作業対象物重量（ベクトル）、Ｗ１はブームシリンダ１１を除いたフロント作業機４の自重（ベクトル）である。
【００３７】
また、前記姿勢検出手段１０１（ブーム角度センサ１８、アーム角度センサ１９、アタッチメント角度センサ２０）により検出されるブーム８、アーム９、アタッチメント１０の水平面に対する傾き角度が、それぞれ、α，β，γで示されている。ただし、これらの角度α，β，γは、図３における紙面反時計回りを正とする。なお、図３〜図５においては、アタッチメント４として、バケットに代えてスクラップを吸着して運搬するマグネットを示している。
【００３８】
前記ブーム８の揺動中心Ｃとスクラップ重心位置間の水平方向長さをｌ、前記ブーム８の揺動中心Ｃと、ブームシリンダ１１を除いたフロント作業機４の重心位置間の水平方向長さをｌ１、前記ブーム８の揺動中心Ｃからブームシリンダ１１に対して引いた垂線の長さをｈとすると、前記ｌ，ｌ１，ｈは何れも姿勢検出手段１０１の検出結果とフロント作業機４の寸法値を用いて演算することができる。
【００３９】
前記ｌの演算について説明する。図３に示すように、ブーム８、アーム９、アタッチメント１０の長さを、それぞれｌboom,ｌarm，ｌatt  とおくと、前記ｌは次の数１で求めることができる。  
ｌ＝ｌboomｃｏｓα＋ｌarmｃｏｓβ＋ｌattｃｏｓγ      …（数１）
即ち、前記ｌboom，ｌarm，ｌattは設計によって決まる既知の値であるため、ｌは姿勢検出手段１０１の検出結果を用いて演算できる。
【００４０】
次に、前記ｌ１の演算について説明する。図４に示すように、ブーム８、アーム９、アタッチメント１０、各シリンダなどのフロント作業機４を構成する各構造物について、ブーム８の揺動中心Ｃと各構造物の重心位置間の水平方向長さをそれぞれｌａ，ｌｂ，ｌｃ，……とおく。  
同様に、各構造物の重量をＷａ，Ｗｂ，Ｗｃ……とおく。ここで、前記Ｗ１はブームシリンダ５を除いたフロント作業機４の自重であるから、  
Ｗ１＝Ｗａ＋Ｗｂ＋Ｗｃ＋……                        …（数２）
となる。前記Ｗａ，Ｗｂ，Ｗｃ，……は、設計により決まる値であり既知であることから、Ｗ１も既知である。また、各構造物の個々の重心位置も設計により決まる値であり既知であることから、前記ｌａ，ｌｂ，ｌｃ，……は姿勢検出手段１０１の検出結果と各構造物の個々の重心位置から演算することができる。
【００４１】
各構造物のブーム８の揺動中心Ｃまわりのモーメントの和が、フロント作業機４の自重Ｗ１によるブーム８の揺動中心Ｃまわりのモーメントであるから、
Ｗ１ｌ１＝Ｗａｌａ＋Ｗｂｌｂ＋Ｗｃｌｃ＋……       ………（数３）
∴  ｌ１＝（Ｗａｌａ＋Ｗｂｌｂ＋Ｗｃｌｃ＋……)／Ｗ１      …（数４）
となる。上記数４から、ｌ１は姿勢検出手段１０１の検出結果と既知の値で演算できる。
【００４２】
次に、前記ｈの演算について説明する。図５に示すように、ブームシリンダ１１の両端とブーム８の揺動中心Ｃによって囲まれる三角形をＡＢＣとおく。また、三角形ＡＢＣの各辺長さを、ｌＡＢ，ｌＢＣ，ｌＣＡとおく。ｌＢＣ，ｌＣＡは設計により決まる値であり既知である。また、∠ＡＣＢは図３のαと同様に姿勢検出手段１０１により検出できる。よって、余弦定理を用いて、次の数５が導かれる。
【数５】
0006042358.tif 000002
【００４３】
この数５から、ｌＡＢは姿勢検出手段１０１の検出結果と既知の値で演算できる。前記ｈはブーム８の揺動中心Ｃからブームシリンダ１１に対して引いた垂線の長さであるから、三角形ＡＢＣの面積をＳとおくと、
Ｓ＝（ｌＡＢ・ｈ）／２                            …（数６）
となる。また、Ｓを∠ＡＣＢとｌＢＣ，ｌＣＡによって表すと、
Ｓ＝（ｌＣＡ・ｌＢＣｃｏｓ∠ＡＣＢ）／２          …（数７）
となる。上記数６及び数７から、それぞれの右辺を等号で結び整理すると、
ｈ＝（ｌＣＡ・ｌＢＣｃｏｓ∠ＡＣＢ）／ｌＡＢ      …（数８）
となる。上記数５と数８から、ｈは姿勢検出手段１０１の検出結果と既知の値で演算できる。
【００４４】
前記圧力検出手段１０２により検出されるブームシリンダ１１におけるブームボトム室圧力（ブームシリンダのボトム側シリンダ室内圧力）をＰ１ｂ、ブームロッド室圧力（ブームシリンダのロッド側シリンダ室内圧力）をＰ１ｒとおく。ブームシリンダのボトム側シリンダ室の受圧面積をＡｂ、ロッド側シリンダ室の受圧面積をＡｒとする。ブームシリンダ１１の支持力をＦとし、ブームシリンダ１１の伸長方向を正の向きとすれば、
Ｆ＝Ｐ１ｂ・Ａｂ−Ｐ１ｒ・Ａｒ                      …（数９）
となる。この支持力Ｆによるブーム８の揺動中心Ｃまわりのモーメントは、作業対象物重量Ｗ及びフロント作業機４の自重Ｗ１によるブーム２の揺動中心まわりのモーメントの和と釣り合っているので、
Ｆ・ｈ＝Ｗ・ｌ＋Ｗ１・ｌ１                        …（数１０）
∴  Ｗ＝（Ｆ・ｈ−Ｗ１・ｌ１）／ｌ                    …（数１１）
となる。上述した数１，数２，数４，数５，数８から、前記Ｗ１，ｌ，ｌ１，ｈは、それぞれ姿勢検出手段１０１の検出結果と予め設計により決まる値から演算できる。
【００４５】
以上のことから、作業対象物の重量Ｗは、ブーム８の揺動中心Ｃまわりのモーメント釣り合い式から演算することができる。
上述した重量演算手段１０５による作業対象物の重量の演算は、操作者が任意のタイミングで、キャブ５内に設置されている前記計測スイッチ１７を押すことで開始され、これをその時点での運搬中の作業対象物の重量Ｗとする。
【００４６】
（総重量演算手段１０３及び平均重量演算手段１０６）
次に、図２に示す前記積載重量超過予測装置１００における総重量演算手段１０３と平均重量演算手段１０６による演算について説明する。前記重量演算手段１０５により、油圧ショベル１による作業対象物の運搬作業が行われる度に、その作業対象物の重量（積込重量）Ｗを演算する。そして、その運搬作業の回数Ｎをカウントすると共に、前記総重量演算手段１０３は、これまでの運搬によりトラックに積み込んだ作業対象物重量Ｗの積算値（総重量）ＷSUMを演算する。また、前記平均重量演算手段１０６は、次の数１２により、油圧ショベル１が１回の運搬作業で、バケットやマグネットなどのアタッチメント１０がトラック荷台に積み込んだ作業対象物重量の平均値ＷAVEを演算する。
【数１２】
0006042358.tif 000003
【００４７】
（標準偏差演算手段１０７）
次に、図２に示す前記積載重量超過予測装置１００における標準偏差演算手段１０７による演算について説明する。この標準偏差演算手段１０７では、油圧ショベル１による運搬作業が行われる度に、１回の運搬作業で、バケットなどのアタッチメント１０がトラック荷台に積み込んだ作業対象物重量Ｗの標準偏差σＷを演算する。この標準偏差σＷは次の数１３により演算することができる。
【数１３】
0006042358.tif 000004
【００４８】
（積込重量演算手段１０４及び重量超過予測手段１０８）
次に、図２に示す前記積載重量超過予測装置１００における前記積込重量演算手段１０４と前記重量超過予測手段１０８にいて説明する。  
前記積込重量演算手段１０４は、前記平均重量演算手段１０６で求められた作業対象物の１回の運搬当たりの平均重量ＷAVEと、前記標準偏差演算手段１０７で求められた標準偏差の値に安全率として例えば２を乗じた値の重量との和の重量（ＷAVE＋σＷ×２）を算出し、この和の重量を次回積込重量として決定し、用いるものである。
【００４９】
前記重量超過予測手段１０８は、前記バケットなどのアタッチメント１０がトラック荷台に積み込んだ作業対象物重量Ｗの積算値（総重量）ＷSUMを求め、予め設定されているトラックの最大積載重量Ｐから前記総重量ＷSUMを減算することで、残りの積載可能な重量、即ち、残り積載重量（Ｐ−ＷSUM）を演算する。
【００５０】
そして、前記積込重量演算手段１０４で求められた次回積込重量（ＷAVE＋σＷ×２）と、前記残り積載重量（Ｐ−ＷSUM）とを比較し、残りの積載重量（Ｐ−ＷSUM）が小さい場合には、次の運搬作業で重量超過が発生することを、前記重量超過予測手段１０８は予測するものである。
【００５１】
同一の操作者が、同じ建設機械で一定の運搬作業を繰り返す場合であっても、前記重量演算手段１０５によって演算される作業対象物重量Ｗにはばらつきが生じる。作業対象物重量Ｗの平均値ＷAVEに、標準偏差σＷに安全率として例えば２を乗じた値を加算することで、このばらつきを考慮して、重量超過の予測を行うことができる。
【００５２】
（重量超過報知手段１０９）
本実施例では、前記重量超過予測手段１０８により、次の作業での重量超過が予測された場合、これを操作者に報知するための重量超過報知手段１０９を備えている。そして、本実施例では、前記重量超過報知手段１０９は前記キャブ５内に備えられている前記モニタ１５に組み込まれており、前記重量超過予測手段１０８が重量超過を予測した場合、前記モニタ１５に、警告表示などを出力する。或いは前記キャブ５内などに報知ランプを設けて、重量超過を予測した場合、前記報知ランプを点灯させる。このように構成することにより、操作者は事前に重量超過を回避するための重量調整となる運搬を行うことができ、重量超過を防止することができる。
【００５３】
（残り回数提示手段１１０）
また、本実施例では、重量超過が発生するまでの残りの運搬作業回数ｎを演算して操作者に提示する残り回数提示手段１１０も備えている。  
この残り回数提示手段１１０は、次の数１４に示すように、残り積載重量（Ｐ−ＷSUM）を、１回の運搬作業でバケットなどのアタッチメント１０がトラック荷台に積み込んだ作業対象物重量の平均値ＷAVEで除算することにより、重量超過が発生するまでの残りの運搬作業回数ｎを演算することができる。
【数１４】
0006042358.tif 000005
【００５４】
この数１４において、ｎは小数点第一位以下を切り下げて整数とし、これを残り回数として操作者に提示する。この残り回数の提示は、前記モニタ１５に残り回数を表示することにより行われ、操作者はこの残りの運搬作業回数ｎをモニタ２４で確認しながら作業することで、重量超過を防止することが可能となる。  
このように、残り回数提示手段１１０により、操作者に重量超過が発生するまでの残り運搬作業回数ｎを提示することで、操作者は重量超過が発生するタイミングを把握しやすくなり、確実に重量超過を防止しつつ効率のよい運搬作業をすることができる。
【００５５】
（リセット手段）
油圧ショベルなどの建設機械においては、作業内容の変化や操作者の変更によって、建設機械が１回に運搬する作業対象物重量Ｗの平均値ＷAVEや標準偏差σＷは異なってくる。そこで、本実施例では、平均重量演算手段１０６が演算する平均値ＷAVEや標準偏差演算手段１０７が演算する標準偏差σＷを、操作者の交代や、異なる作業対象の運搬作業を開始した場合などに、リセットできるように、リセット手段としてのリセットスイッチ１６を備えている。このリセットスイッチ１６は、図１に示すように、キャブ５内のモニタ上或いはその付近に設けられている。  
なお、このリセットスイッチ１６は、前述したように、前記総重量演算手段１０３に対してもリセットでき、次の新たな作業開始時などにリセットできるようになっている。
【００５６】
（モニタ１５）
図６は本実施例１の積載重量超過予測装置における表示手段としてのモニタ１５の一例を示す図で、モニタ１５での表示内容の例を示している。  
前記モニタ１５には、前記重量超過報知手段１０９からの報知や警報などの出力情報以外にも、操作者が作業状況を把握し易くするための情報が表示されるように構成されている。
【００５７】
即ち、図６に示す例では、トラックの最大積載重量Ｐから運搬済の作業対象物の総重量ＷSUMを差し引いた残り積載重量（残積載量）（Ｐ−ＷSUM）、残り回数提示手段１１０からの残り回数ｎ、運搬中の作業対象物重量（現在重量）Ｗ、運搬済の作業対象物の積算値である総重量（積算重量）ＷSUM、１回の運搬作業で積み込んだ土砂重量の平均重量ＷAVE、運搬作業の作業回数（現在回数）Ｎなども表示するように構成されている。  
なお、前記モニタ１５への表示項目や表示内容は図６に示すものに限らず、必要に応じて取捨選択することができる。
【００５８】
次に、図７に示すフローチャートにより、本実施例１の建設機械における積載重量超過予測装置の演算の流れを説明する。  
ステップＳ１で計測装置（重量超過予測装置）の処理が開始され、ステップＳ２で、運搬先であるトラックなどの最大積載重量Ｐを設定する。その後、ステップＳ３で前記計測スイッチ１７がＯＮにされると（ＹＥＳの場合）、ステップＳ４に移って、油圧ショベルで運搬中の作業対象物の重量Ｗを前記重量演算手段１０５により演算する。この重量演算が終わると、これを記憶すると共に運搬作業の回数Ｎをカウントする（ステップＳ５）。
【００５９】
次に、ステップＳ６では、トラックに積み込んだ作業対象物の重量Ｗを積算してその積算値である総重量ＷSUMを演算する。その後、前記平均重量演算手段１０６により、油圧ショベルによる運搬作業１回当たりの平均重量ＷAVEを演算する（ステップＳ７）。また、前記標準偏差演算手段１０７により、運搬作業１回当たりの標準偏差σＷを演算する（ステップＳ８）。
【００６０】
次に、ステップＳ９では、トラックの最大積載量Ｐから運搬済の作業対象物重量の積算値（総重量）ＷSUMを差し引いた残りの積載可能な重量（残り積載重量）（Ｐ−ＷSUM）を演算する。そして、ステップＳ１０では前記重量超過予測手段１０８により、次の運搬積み込みにより、重量超過（過積載）となるかどうかを予測する。この重量超過の予測について、本実施例では、前記平均重量演算手段１０６で求められた作業対象物の１回の運搬当たりの平均重量ＷAVEと、前記標準偏差演算手段１０７で求められた標準偏差σＷの値に安全率として２を乗じた値の重量との和の重量（ＷAVE＋σＷ×２）を、前記積込重量演算手段１０４で算出して、次回積込重量とする。
【００６１】
そして、この次回積込重量と、前記残り積載重量（Ｐ−ＷSUM）とを比較し、残り積載重量（Ｐ−ＷSUM）が小さい場合（ＹＥＳの場合）には、次の運搬作業で重量超過が発生すると予測され、ステップＳ１１に移って、前記モニタ１５などに設けられた報知ランプなどを点灯させて、操作者に次の運搬で重量超過が発生することを報知する。これにより、操作者は次の運搬時には、重量超過が発生しないように重量調整となる運搬を行うことができ、重量超過となることを防止できる。
【００６２】
前記ステップＳ１０で残り積載重量（Ｐ−ＷSUM）の方が大きい場合（ＮＯの場合）には、ステップＳ１２に移り、計測装置が起動中のままであれば（ＮＯの場合）、前記ステップＳ３以降の処理を同様に繰り返す。ステップＳ１２で計測装置が停止されていれば（ＹＥＳの場合）、処理終了となる（ステップＳ１３）。
【００６３】
上述したように、本実施例における積載重量超過予測装置は、重量超過予測手段１０８を備え、次の運搬を開始する前に重量超過が発生することを予測するため、操作者は予め重量超過を防止するための調整となる運搬を行い、重量超過を防止しつつ作業効率を確保することができる。
【００６４】
また、本実施例の重量超過予測手段１０８は、前記平均重量演算手段１０６が演算する作業対象物の平均重量ＷAVEに、前記標準偏差演算手段１０７が演算する作業対象物の標準偏差σＷを考慮して、最大積載重量Ｐから既に運搬完了した作業対象の総重量ＷSUMを除いた残り積載重量（Ｐ−ＷSUM）を比較している。従って、１回毎の運搬作業における作業対象物重量Ｗのばらつきを考慮した重量超過予測をするため、精度の高い重量超過予測が可能となる。これにより操作者は、事前に重量超過を回避する為の重量調整となる運搬作業ができ、油圧ショベル１による運搬のやり直しを回避した効率の良い作業を行える。
【００６５】
次に、以上説明した実施例１の代案等について説明する。以下、説明する代案等についても本発明の範囲に含まれるものである。  
（重量超過報知手段１０９）
上記実施例１では、重量超過が予測されるとモニタ１５に表示した報知ランプにより操作者に報知或いは警告を行うようにしているが、報知ランプをモニタ１５とは別の場所に備えるようにしても良い。また、報知ランプに限らず、ブザーなどの音によって報知（警告）を行うようにしても良い。更に、モニタ１５に報知ランプで報知する代わりに、モニタ上に文字などで報知するようにしても良い。
【００６６】
（アタッチメント１０）
上記実施例１では、アタッチメント１０としてバケットを取り付けて土砂（作業対象物）をトラック荷台に積む込む作業を例として挙げたが、上記図３、図４に示すように、上記アタッチメント１０をマグネットに代え、このマグネットによりスクラップの運搬作業をするものにも同様に適用できる。更に、前記アタッチメント１０をグラップルとし、このグラップルによるハンドリング作業に対しても本発明は同様に適用できる。
【００６７】
（建設機械１）
上記実施例１では、建設機械１として、油圧ショベルによる掘削、運搬作業を例に挙げたが、ホイールローダやクレーンなどの建設機械により運搬作業を繰り返し、運搬車両などに積載する場合についても本発明は同様に適用できるものである。
【００６８】
（重量演算手段１０５）
上記実施例の説明では、前記重量演算手段１０５における演算方式として、圧力センサによって油圧シリンダに作用する負荷を計測し、モーメントの釣り合い式から、作業対象物重量Ｗを演算する例を説明したが、例えば、ピン形状のロードセルをアタッチメント１０の支持部に配置して作業対象物重量Ｗを検出するなどの他の方式による重量演算を用いるようにしても良い。
【００６９】
また、上述した実施例では、前記重量演算手段１０５は、操作者が計測スイッチ１７を押すことで運搬中の作業対象物重量Ｗの演算を開始するようにしているが、操作者の操作パターンや建設機械の姿勢から作業対象物を運搬中であることを検出して、自動的に作業対象物重量Ｗの演算を開始するようにしても良い。更に、これらを組み合わせて演算開始するようにしても良い。
【００７０】
（リセット手段）
上述したリセットスイッチ（リセット手段）１６によるリセットとは別に、異なる作業対象物（別の種類の作業対象物）への作業を開始する際には、自動的に作業対象物重量の積算値（積載した総重量）ＷSUMをリセットするようにしても良い。また、この積算値ＷSUMのリセットに伴って、前記モニタ１５上に運搬作業の回数（現在回数）Ｎを表示している場合には、前記運搬作業回数Ｎも同時にリセットするようにしても良い。
【００７１】
作業対象物重量の積算値ＷSUMなどを自動的にリセットする手段としては、建設機械１の状態を検出して自動的にリセットする仕組みを導入すると良い。例えば、エンジン起動を検出したり、一定時間以上の走行を検出することにより、操作者や作業対象物が変更されたと判断して自動的にリセットするようにすると良い。
【００７２】
また、前記リセットスイッチ１６とは別に専用のリセットスイッチを追加して、前記作業対象物重量の積算値ＷSUMや前記運搬作業回数Ｎをリセットするようにしても良い。  
更に、前記モニタ１５をタッチパネルにして、リセット用のスイッチを画面上に表示するようにしても良い。
【実施例２】
【００７３】
図８は本発明の実施例２を説明する積載重量超過予測装置の構成を説明するブロック図、図９は本発明の実施例２における積載重量超過予測装置の演算の流れを説明するフローチャートである。これらの図において、上述した図２、図７と同一符号を付した部分は同一或いは相当する部分またはステップを示しており、同一部分或いは同一ステップについての説明は省略し、異なるところを中心に説明する。
【００７４】
上記実施例１における重量超過予測手段１０８では、１回の運搬作業でバケット１０がトラック荷台に積み込んだ作業対象物重量の平均値（平均重）ＷAVE及び標準偏差σＷを用いて重量超過の予測を行うようにしたが、本実施例２では、１回の運搬作業でバケット１０がトラック荷台に積み込んだ作業対象物重量の最大値ＷMAXを用いて、重量超過の予測を行うようにしたものである。  
即ち、本実施例２では、図２に示す平均重量演算手段１０６及び標準偏差演算手段１０７の代わりに、図８に示すように、以下説明する最大重量演算手段１１２を備えているものである。
【００７５】
前記最大重量演算手段１１２は、まず最初の運搬作業において、バケット１０がトラック荷台に積み込んだ作業対象物の重量Ｗを最大値（最大重量）ＷMAXとして記憶する。そして、２回目以降の運搬作業においては、今回、前記バケット１０がトラック荷台に積み込んだ作業対象物重量Ｗを前記最大重量ＷMAXと比較し、Ｗ＞ＷMAXであれば、そのＷを新しい最大重量ＷMAXとして記憶する。このようにして、１回の運搬作業で前記バケット１０がトラック荷台に積み込んだ作業対象物重量Ｗのうちの最大値（最大重量）ＷMAXを演算して記憶する。
【００７６】
そして、積込重量演算手段１０４では、前記最大重量演算手段１１２で求められた最大重量ＷMAXを次回積込重量として決定する。  
重量超過予測手段１０８では、残り積載重量（Ｐ−ＷSUM）と、前記求められた次回積込重量、即ち１回の運搬作業でトラックに積み込んだ作業対象物重量Ｗの最大値（最大重量）ＷMAXを比較し、次回積込重量（最大重量ＷMAX）が残り積載重量（Ｐ−ＷSUM）を上回った場合には、次の運搬作業で重量超過が発生すると予測する。
【００７７】
即ち、図９に示すように、図７におけるステップＳ７及びＳ８に代えてステップＳ１４が設けられている。ステップＳ１４では、前記最大重量演算手段１１２により、１回の運搬作業で運搬される作業対象物の最大重量ＷMAXが演算され、前記積込重量演算手段１０４は前記最大重量ＷMAXを次回積込重量として使用する。
【００７８】
また、図７におけるステップＳ１０の過積載予測に代えて、本実施例２では、ステップＳ１５に示すように、次回積込重量、即ち作業対象物重量の最大値（最大重量）ＷMAXと、前記残り積載重量（Ｐ−ＷSUM）を比較して、前記最大重量ＷMAXが前記残り積載重量（Ｐ−ＷSUM）を上回った場合（ＹＥＳの場合）に、次の運搬作業で重量超過が発生すると予測して、ステップＳ１１に移り、報知ランプを点灯させる。
【００７９】
前記ステップＳ１５で、前記次回積込重量（最大重量）ＷMAXが前記残り積載重量（Ｐ−ＷSUM）を下回った場合（ＮＯの場合）にはステップＳ１２に移るように構成されている。
図８における他の構成及び図９における他のステップは、上記実施例１と同様である。
【００８０】
なお、この実施例２においては、前記積込重量演算手段１０４は常に前記最大重量演算手段１１２で求められた最大重量ＷMAXを用いるため、前記積込重量演算手段１０４の機能を、前記最大重量演算手段１１２或いは前記重量超過予測手段１０８に備えるように構成しても良い。
【００８１】
このように、本実施例の重量超過予測手段は、最大重量演算手段が演算する通常の運搬における作業対象物の最大重量ＷMAXと、トラックの最大積載重量Ｐから既に運搬完了した作業対象物の総重量ＷSUMを差し引いた残り積載重量（Ｐ−ＷSUM）とを比較し、重量超過を予測する為、操作者は重量超過を回避できるように事前に重量調整となる運搬を行うことができ、運搬作業のやり直しを回避することが可能になる。
【００８２】
特に、この実施例２によるものでは、作業開始して間もないため、運搬作業の回数Ｎが少なく、１回の運搬作業でトラックに積み込んだ土砂重量の平均値ＷAVEや標準偏差σＷの精度確保が難しい場合に有効である。  
なお、上記最大重量演算手段１１２による作業対象物の最大重量ＷMAXの演算は以下のように構成しても良い。
【００８３】
前記積載重量超過予測装置１００は、前記作業対象物を収容する前記建設機械１のアタッチメント１０の収容仕様を入力する仕様入力手段と、前記作業対象物の種類を設定する作業対象物種類設定手段とを備えるように構成する。そして、最大重量演算手段１１２は、前記仕様入力手段に入力された前記アタッチメントの収容仕様と、前記作業対象物種類設定手段により設定された作業対象物の種類から、前記建設機械が１回で運搬可能な前記作業対象物の最大重量ＷMAXを演算する。
【００８４】
重量超過予測手段１０８は、前記最大重量演算手段１１２で求められた最大重量ＷMAXが、運搬車両における最大積載重量Ｐから、総重量演算手段１０３で求められた既に積込み済の作業対象物の総重量ＷSUMを除いた残り積載重量（Ｐ−ＷSUM）より大きいか否かを判定する。そして、前記最大重量ＷMAXが前記残り積載重量（Ｐ−ＷSUM）より大きい場合、前記重量超過予測手段１０８は、次の運搬で重量超過が発生することを予測し、前記重量超過報知手段１０９により報知する。
【００８５】
このように構成すれば、次回の運搬で重量超過が発生する可能性をより低減することが可能になると共に、前記最大重量ＷMAXの演算を１度行えば良いので、制御をより簡単にすることができる効果がある。
【実施例３】
【００８６】
図１０は本発明の実施例３を説明する積載重量超過予測装置の構成を説明するブロック図、図１１は本発明の実施例３における積載重量超過予測装置の演算の流れを説明するフローチャートである。これらの図において、上述した図２、図７〜図９と同一符号を付した部分は同一或いは相当する部分またはステップを示しており、同一部分或いは同一ステップについての説明は省略し、異なるところを中心に説明する。
【００８７】
上記実施例１における重量超過予測手段１０８では、１回の運搬作業でバケット１０がトラック荷台に積み込んだ作業対象物重量の平均値ＷAVE及び標準偏差σＷを用いて重量超過の予測を行うようにし、上記実施例２では、１回の運搬作業でバケット１０がトラック荷台に積み込んだ作業対象物重量の最大値ＷMAXを用いて、重量超過の予測を行うようにしている。
【００８８】
これに対し、本実施例３では、上記実施例１と実施例２を組み合わせたものである。即ち、本実施例３では、図１１に示すように、ステップＳ１６を設け、運搬作業回数Ｎが少ないうちは、上記実施例２で説明した作業対象物重量の最大値（最大重量）ＷMAXを用いて、重量超過の予測を行い、前記運搬作業回数Ｎが一定回数以上となった場合には、上記実施例１で説明したように、作業対象物重量の平均値ＷAVE及び標準偏差σＷを用いて重量超過の予測を行うようにしたものである。  
このため、本実施例３では図１０に示すように、総重量演算手段１０３、平均重量演算手段１０６、標準偏差演算手段１０７、最大重量演算手段１１２及び積込重量演算手段１０４を備えているものである。
【００８９】
また、図１１に示すように、ステップＳ６で作業対象物重量Ｗの積算値（総重量）ＷSUMを演算した後、ステップＳ９で残り積載重量（Ｐ−ＷSUM）の演算を行い、その後ステップＳ１６で運搬作業回数Ｎが一定回数以上か否かを判定する。運搬作業回数Ｎが一定回数に達していなければ、ステップＳ１４に移って、ステップＳ１４及びＳ１５に示すように、作業対象物重量の最大値（最大重量）ＷMAXを用いて、重量超過の予測を行う。
【００９０】
即ち、前記ステップＳ１４では、前記最大重量演算手段１１２により最大重量ＷMAXを演算し、前記積込重量演算手段１０４はこの最大重量ＷMAXを次回積込重量として決定する。そして、ステップＳ１５において、重量超過予測手段１０８により、次回積込重量ＷMAXが残り積載重量（Ｐ−ＷSUM）よりも大きければ（ＹＥＳの場合）、重量超過になることを予測して、報知ランプを点灯させる（ステップＳ１１）。
【００９１】
一方、前記ステップＳ１６で、作業回数Ｎが一定回数以上となっている場合（ＹＥＳの場合）には、ステップＳ７に移って、ステップＳ７、Ｓ８及びＳ１０に示すように、作業対象物重量の平均値ＷAVE及び標準偏差σＷを用いて重量超過の予測を行う。即ち、ステップＳ７では、平均重量演算手段１０６により、油圧ショベルによる運搬作業１回当たりの平均重量ＷAVEを演算し、ステップＳ８では、標準偏差演算手段１０７により、運搬作業１回当たりの標準偏差σＷを演算する。
【００９２】
そして、ステップＳ１０では、重量超過予測手段１０８により、次の運搬積み込みにより、重量超過（過積載）となるかどうかを予測する。この重量超過の予測については、本実施例３でも上記実施例１と同様に、前記平均重量演算手段１０６で求められた作業対象物の１回の運搬当たりの平均重量ＷAVEと、前記標準偏差演算手段１０７で求められた標準偏差σＷの値に安全率として２を乗じた値の重量との和の重量（ＷAVE＋σＷ×２）を算出して次回積載重量とする。そして、この次回積載重量（ＷAVE＋σＷ×２）と、残り積載重量（Ｐ−ＷSUM）とを比較し、残り積載重量（Ｐ−ＷSUM）が小さい場合（ＹＥＳの場合）、次の運搬作業で重量超過が発生すると予測し、ステップＳ１１に移って、報知ランプを点灯させる。
【００９３】
本実施例３によれば、作業を開始したばかりで運搬作業の回数Ｎが少ないうちは最大重量演算手段１１２を用いることにより、重量超過とならない運転が可能となる。また、運搬作業の回数が十分多くなって、１回で運搬する作業対象物重量の平均値ＷAVEや標準偏差σＷの精度が確保できるようになったら、前記平均重量演算手段１０６及び前記標準偏差演算手段１０７で得られた値を用いて重量超過の予測を行うことができる。従って、重量超過を防止しつつ、より効率の良い運搬作業を行うことができる。
【００９４】
なお、本実施例３では、運搬作業回数Ｎに応じて、作業対象物重量の最大値ＷMAXを用いるか、或いは、作業対象物重量の平均値ＷAVE及び標準偏差σＷを用いて重量超過の予測を行うようにしているが、演算された標準偏差σＷの大きさに応じて、前記積込重量演算手段１０４は、作業対象物重量の最大値（最大重量）ＷMAXを用いるか、或いは作業対象物重量の平均値ＷAVE及び標準偏差σＷを用いて重量超過の予測を行うかを決めるようにしても良い。この例を以下説明する。
【００９５】
この例では、前記積載重量超過予測装置１００は、前記標準偏差演算手段１０７が演算する標準偏差σＷの値に閾値を設ける閾値設定手段を備えている。そして、前記積込重量演算手段１０４は、前記閾値設定手段により設定された前記閾値と、前記標準偏差演算手段１０７で求められた標準偏差σＷの値とを比較し、この比較結果に基づいて、前記平均積込重量演算手段１０６で求められた作業対象物の平均積込重量ＷAVE、この平均積込重量ＷAVEと、前記標準偏差σＷに安全率を掛けて求めた重量とを合計した重量、前記最大重量演算手段１１２で求められた過去の最大重量ＷMAXの何れかを選択し、次回積込重量として使用する。
【００９６】
前記重量超過予測手段は、前記選択された重量（次回積込重量）が、運搬車両における前記最大積載重量Ｐから、前記総重量演算手段１０３で求められた既に積み込んだ作業対象物の総重量ＷSUMを除いた残り積載重量（Ｐ−ＷSUM）より大きい場合、次の運搬で重量超過が発生することを予測し、前記重量超過報知手段１０９により報知する。
【００９７】
この例においては、標準偏差σＷの値が予め設定された閾値よりも小さい場合には、１回で運搬する作業対象物重量Ｗのばらつきが小さいので、前記平均積込重量演算手段１０６で求められた作業対象物の平均積込重量ＷAVEや、この平均積込重量ＷAVEと、前記標準偏差σＷに安全率を掛けて求めた重量とを合計した重量（ＷAVE＋σＷ×２）を次回積込重量として使用でき、重量超過を防止しつつ、より効率の良い運搬作業を行うことができる。また、前記標準偏差σＷの値が十分に小さければ、前記安全率を２より少ない数値にすることも可能になる。
【００９８】
また、前記標準偏差σＷの値が予め設定された閾値よりも大きい場合には、前記最大重量演算手段１１２で求められた過去の最大重量ＷMAXを選択して次回積込重量として使用することにより、重量超過になる可能性を低減することができる。  
この例のようにしても、重量超過を防止しつつ、より効率の良い運搬作業を行うことができる。
【００９９】
以上述べたように、上述した本発明の各実施例によれば、予め決められている最大積載重量になるまで、作業対象物の運搬作業を繰り返す建設機械において、１回の運搬作業における作業対象物重量、即ち次回積込重量を演算し、予め決められた最大積載重量から既に運搬完了した作業対象物の総重量を除いた残りの重量と比較することにより重量超過となるか否かを事前に予測している。従って、重量超過を防止しつつ効率の良い運搬作業を行える建設機械を得ることができる。
【０１００】
なお、本発明は上記した実施例に限定されるものではなく、様々な変形例が含まれる。また、上記した実施例は本発明を分かり易く説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。更に、各実施例の構成の一部について、他の構成の追加・削除・置換をすることが可能である。  
また、上記各演算を行う演算手段は、各機能を実現するプログラム、測定値、演算値、閾値などの情報は、メモリや、ハードディスク、ＳＳＤ（Ｓｏｌｉｄ  Ｓｔａｔｅ  Ｄｒｉｖｅ）等の記録装置、または、ＩＣカード、ＳＤカード、ＤＶＤ等の記録媒体に置くことができる。また、複数の演算手段の機能を１つの演算手段に纏めても良く、更に複数または全ての演算手段を１つのマイクロコンピュータで構成しても良い。
【符号の説明】
【０１０１】
１：建設機械（油圧ショベル）、２：下部走行体、３：上部旋回体、
４：フロント作業機、５：キャブ、６：建屋、７：カウンタウエイト、
８：ブーム、９：アーム、１０：アタッチメント、
１１：ブームシリンダ、１２：アームシリンダ、１３：バケットシリンダ、
１４：マイクロコンピュータ、１５：モニタ、
１６：リセットスイッチ、１７：計測スイッチ、
１８：ブーム角度センサ、１９：アーム角度センサ、２０：アタッチメント角度センサ、
２１：ブームボトム室圧カセンサ、２２：ブームロッド室圧カセンサ、
１００：積載重量超過予測装置、１０１：姿勢検出手段、１０２：圧力検出手段、
１０３：総重量演算手段、１０４：積込重量演算手段、１０５：重量演算手段、
１０６：平均重量演算手段、１０７：標準偏差演算手段、１０８：重量超過予測手段、
１０９：重量超過報知手段、１１０：残り回数提示手段、１１２：最大重量演算手段。
【図１】
0006042358.tif 000006
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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