(57)【要約】【課題】作業対象物の荷重値を演算する作業機械において，荷こぼれの発生を報知可能にすること。【解決手段】作業対象物の荷重値，作業機１２の姿勢，及び作業機の運動状態の相互関係で規定された荷こぼれ基準値が記憶された荷こぼれ基準記憶部５２と，作業機の姿勢を演算する姿勢演算部５５と，作業機の運動状態を示す物理量（例えば旋回速度）を演算する運動状態演算部５６と，荷こぼれ基準記憶部に記憶された基準値，荷重演算部で演算された作業対象物の荷重値，姿勢演算部で演算された作業機の姿勢，及び運動状態演算部で演算された作業機の運動状態を示す物理量に基づいて，作業機が作業対象物の運搬中に荷こぼれを発生したか否かを推定する荷こぼれ推定部５４とを油圧ショベル１のコントローラ２１に備える。荷こぼれ推定部５４で荷こぼれが発生したと判定された旨をモニタ２３で報知する。【選択図】  図３
2019157362.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
バケットを有する多関節型の作業機と，
前記作業機を駆動するアクチュエータと，
操作量に応じて前記アクチュエータに対する速度指令を生成する操作装置と，
運搬機械の上方への作業対象物の運搬が前記作業機により行われている間の前記アクチュエータの推力情報に基づいて前記作業対象物の荷重を演算する荷重演算部を有する制御装置とを備える作業機械において，
前記制御装置は，さらに，
前記バケットから作業対象物の荷こぼれが発生したか否かを推定するための基準値であって，作業対象物の荷重値，前記作業機の姿勢，及び前記作業機の運動状態の相互関係で規定された基準値が記憶された荷こぼれ基準記憶部と，
前記作業機の姿勢を演算する姿勢演算部と，
前記作業機の運動状態を示す物理量を演算する運動状態演算部と，
前記荷こぼれ基準記憶部に記憶された前記基準値，前記荷重演算部で演算された前記作業対象物の荷重値，前記姿勢演算部で演算された前記作業機の姿勢，及び前記運動状態演算部で演算された前記作業機の運動状態を示す物理量に基づいて，前記作業機が作業対象物の運搬中に荷こぼれを発生したか否かを推定する荷こぼれ推定部とを有し，
前記荷こぼれ推定部で荷こぼれが発生したと判定された旨を報知する報知装置をさらに備えることを特徴とする作業機械。
【請求項２】
請求項１の作業機械において，
前記制御装置は，さらに，前記作業機の姿勢と運動状態のいずれかが荷こぼれの要因となっているかを判別するための基準値が記憶された荷こぼれ要因基準記憶部をさらに備え，
前記荷こぼれ推定部は，前記作業機が作業対象物の運搬中に荷こぼれを発生したと判定したとき，前記荷こぼれ要因基準記憶部に記憶された基準値，前記姿勢演算部で演算された前記作業機の姿勢，前記運動状態演算部で演算された前記作業機の運動状態を示す物理量に基づいて，荷こぼれの要因を推定し，
前記報知装置は，前記荷こぼれ推定部により推定された荷こぼれの要因をさらに報知することを特徴とする作業機械。
【請求項３】
請求項１の作業機械において，
前記荷こぼれ推定部は，さらに，前記荷こぼれ基準記憶部に記憶された前記基準値に対する前記運動状態演算部で演算された前記作業機の運動状態を示す物理量の余裕度を演算し，
前記報知装置は，前記余裕度が閾値を超えるとき，前記作業機の運動状態を示す物理量が増加しても荷こぼれが発生しない旨をさらに報知することを特徴とする作業機械。
【請求項４】
請求項１の作業機械において，
前記制御装置は，前記作業機が作業対象物の運搬中に荷こぼれを発生したと前記荷こぼれ推定部が推定した回数をカウントする荷こぼれ推定頻度演算部をさらに備え，
前記報知装置は，前記荷こぼれ推定頻度演算部によりカウントされた前記回数が所定の値を超えたとき，前記荷こぼれ基準記憶部に記憶された前記基準値の変更を促す旨をさらに報知することを特徴とする作業機械。
【請求項５】
請求項１の作業機械において，
前記姿勢演算部は，前記作業機の姿勢として前記バケットの水平面に対する角度を算出しており，
前記運動状態演算部は，前記作業機の運動状態を示す物理量として前記作業機の移動速度を算出しており，
前記荷こぼれ基準記憶部に記憶された前記基準値は，前記バケットの水平面に対する角度を第１軸とし，前記作業機の移動速度を第２軸として有する座標系上の所定の領域として規定されており，その領域は作業対象物の荷重値ごとに複数規定された複数の領域であり，
前記制御装置は，前記荷重演算部で演算された前記作業対象物の荷重値に基づいて前記荷こぼれ基準記憶部に記憶された前記複数の領域から１つの領域を選択する荷こぼれ基準選択部をさらに有し，
前記荷こぼれ推定部は，前記姿勢演算部で演算された前記バケットの水平面に対する角度と前記運動状態演算部で演算された前記作業機の移動速度が前記荷こぼれ基準選択部で選択された領域の外部に含まれる場合に前記作業機が作業対象物の運搬中に荷こぼれを発生したと判定することを特徴とする作業機械。
【請求項６】
請求項５の作業機械において，
前記作業機の姿勢には，前記作業機械から前記作業機の先端部までの水平方向距離が含まれており，前記水平方向距離の減少に応じて前記領域の広さが増加するように規定されていることを特徴とする作業機械。
【請求項７】
請求項１の作業機械において，
前記姿勢演算部は，前記作業機の姿勢として前記バケットの位置を算出しており，
前記運動状態演算部は，前記姿勢演算部で演算された前記バケットの位置に基づいて，前記作業機の運動状態を示す物理量として前記バケットの鉛直方向加速度と水平方向加速度を算出しており，
前記荷こぼれ基準記憶部に記憶された前記基準値は，前記バケットの鉛直方向加速度を第１軸とし，前記バケットの水平方向加速度を第２軸として有する座標系上の所定の領域として規定されており，その領域は作業対象物の荷重値ごとに複数規定された複数の領域であり，
前記制御装置は，前記荷重演算部で演算された前記作業対象物の荷重値に基づいて前記荷こぼれ基準記憶部に記憶された前記複数の領域から１つの領域を選択する荷こぼれ基準選択部をさらに有し，
前記荷こぼれ推定部は，前記運動状態演算部で演算された前記バケットの鉛直方向加速度と水平方向加速度が前記荷こぼれ基準選択部で選択された領域の外部に含まれる場合に前記作業機が作業対象物の運搬中に荷こぼれを発生したと判定することを特徴とする作業機械。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は，作業機によって運搬機械の上方に運搬される作業対象物の荷重値を演算する制御装置を備える作業機械に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に，油圧ショベルに代表される作業機械は，例えば鉱山における鉱物の掘削とダンプトラックへの積込のように，掘削物（本稿では「作業対象物」と称することがある）を運搬機械に積込む作業（積込作業）を行うことがある。
【０００３】
このような作業のとき，運搬機械への積込量（運搬機械上の作業対象物の総重量）を適量にすることができれば，積込不足による生産量の低下や過積載による積直しの無駄を削減し，現場の生産効率を向上することができる。
【０００４】
運搬機械への積込量を適量にする手段として，積込機械による掘削物（作業対象物）の運搬中に掘削物の荷重を計測し，それを作業機械の操作者に提示する方法がある。掘削物の荷重が提示されることで作業機械の操作者は運搬機械への積込量を把握でき，次回以降の掘削量を調整し，運搬機械への積込量を適量にすることが可能となる。
【０００５】
作業機械が運搬機械に掘削物（作業対象物）を積込む作業では概して作業機は連続して動作しているので，荷重の計測のために操作者が積込み作業を中断することなく，作業機の動作中に荷重を計測することが望ましい。そのため，作業機が運搬動作中であることを判別し，運搬動作中の特定の期間で計測を完了するべきである。
【０００６】
作業機械が運搬している掘削物の荷重を計測する装置において，運搬作業中に荷重を計測する技術が知られている。作業対象物の荷重計測装置として，特許第５４０６２２３号公報（特許文献１）には，作業機械の作業サイクルを，掘削物を作業具に入れて運搬する区間である運搬状態区間（積載状態移動区間）を含む複数の区間に分割し，その作業サイクルの運搬状態区間において，作業機械の作業具（ツール）の速度が略一定の期間を判定し，当該期間中に記録された作業具（ツール）の持上げ力に基づいて掘削物の荷重（ツールのペイロード）を計測し，これを表示するペイロード監視システムが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特許第５４０６２２３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
特許文献１のペイロード監視システムでは，一般的な運搬作業において荷重計測の精度が良い作業具の速度が略一定の期間中に記録された作業具の持ち上げ力に基づいて掘削物（作業対象物）の荷重を計測しているが，作業環境や操作者の操作スキルによっては，荷重計測後に荷こぼれを起こすことがある。操作者が荷こぼれに気付かずそのまま運搬機械へ積込みを行った場合，荷重の計測結果と実際の積込量に乖離が生じ，運搬機械への積込量の精度が得られない作業サイクルが発生するという問題がある。
【０００９】
本発明は，作業対象物の荷重値を演算する作業機械において，荷こぼれの発生を報知可能にすることにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本願は上記課題を解決する手段を複数含んでいるが，その一例を挙げるならば，バケットを有する多関節型の作業機と，前記作業機を駆動するアクチュエータと，操作量に応じて前記アクチュエータに対する速度指令を生成する操作装置と，運搬機械の上方への作業対象物の運搬が前記作業機により行われている間の前記アクチュエータの推力情報に基づいて前記作業対象物の荷重を演算する荷重演算部を有する制御装置とを備える作業機械において，前記制御装置は，さらに，前記バケットから作業対象物の荷こぼれが発生したか否かを推定するための基準値であって，作業対象物の荷重値，前記作業機の姿勢，及び前記作業機の運動状態の相互関係で規定された基準値が記憶された荷こぼれ基準記憶部と，前記作業機の姿勢を演算する姿勢演算部と，前記作業機の運動状態を示す物理量を演算する運動状態演算部と，前記荷こぼれ基準記憶部に記憶された前記基準値，前記荷重演算部で演算された前記作業対象物の荷重値，前記姿勢演算部で演算された前記作業機の姿勢，及び前記運動状態演算部で演算された前記作業機の運動状態を示す物理量に基づいて，前記作業機が作業対象物の運搬中に荷こぼれを発生したか否かを推定する荷こぼれ推定部とを有し，前記荷こぼれ推定部で荷こぼれが発生したと判定された旨を報知する報知装置をさらに備えることとする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば，作業対象物の荷重値，作業機の姿勢，作業機の運動状態を示す物理量に基づいて荷こぼれの発生を推定し，荷こぼれの発生が推定された場合は作業機の操作者に作業対象物の荷重値の再計測を促すことができるので，運搬機械への積込量の精度を向上できる
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の実施形態に係る油圧ショベルの側面図。
【図２】本発明の実施形態に係る油圧ショベルの油圧回路の概略図。
【図３】第１実施形態の荷重計測システムのシステム構成図。
【図４】油圧ショベルの作業の一例を示す概観図。
【図５】第１実施形態における運搬判定部が実行するフローチャート。
【図６】アームボトム圧センサの検出値及びバケット角度センサの検出値と運搬判定部５０による判定結果の関係を示すグラフの一例。
【図７】第１実施形態における荷こぼれ基準値を示すグラフ。
【図８】荷重の大きさの分類方法を示すバケット１５の側面図。
【図９】コントローラ２１における荷重演算部５１によるバケット１５内の作業対象物の瞬時荷重Ｍｌの演算方法の説明図。
【図１０】第１実施形態のコントローラ２１が実行する荷重値確定処理と荷こぼれ推定処理を示すフローチャート。
【図１１】瞬時荷重値Ｍｌの時間変化を示すグラフ。
【図１２】運搬中の荷こぼれの発生を推定する際に利用するグラフ（荷こぼれ基準値）の説明図。
【図１３Ａ】荷こぼれを推定していない時（荷こぼれ推定フラグＯＦＦの時）のモニタ２３の出力画面を示す外観図。
【図１３Ｂ】荷こぼれを推定した時（荷こぼれ推定フラグＯＮの時）のモニタ２３の出力画面を示す外観図。
【図１４】第２実施形態の荷重計測システムのシステム構成図。
【図１５】第２実施形態のコントローラ２１が実行する処理のフローチャート。
【図１６】第２実施形態の荷こぼれ要因基準値の説明図。
【図１７】荷こぼれを推定した時（荷こぼれ推定フラグＯＮの時）のモニタ２３の出力画面を示す外観図。
【図１８】第３実施形態のコントローラ２１が実行する処理のフローチャート。
【図１９】第３実施形態の荷こぼれ余裕度の説明図。
【図２０】荷こぼれを推定していない時（荷こぼれ推定フラグＯＦＦの時）のモニタ２３の出力画面を示す外観図。
【図２１】第４実施形態の荷重計測システムのシステム構成図。
【図２２】第４実施形態のコントローラ２１が実行する処理のフローチャート。
【図２３】荷こぼれを推定した時（荷こぼれ推定フラグＯＮの時）のモニタ２３の出力画面を示す外観図。
【図２４】第５実施形態のコントローラ２１が実行する処理のフローチャート。
【図２５】図２４中の荷こぼれ推定処理のフローチャート。
【図２６】図２５中のステップＳ１５０で演算されるバケット中心位置Ｌ，Ｈの説明図。
【図２７】図２５中のステップＳ１５１−１５３に係る荷こぼれ基準値のグラフ。
【図２８】図２５中のステップＳ１５−１５６に係る荷こぼれ基準値のグラフ。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下，本発明の実施の形態について図面を用いて説明する。以下では，作業機械の荷重計測システムを構成する積込機械として油圧ショベルを，運搬機械としてダンプトラックを利用する場合について説明する。
【００１４】
本発明が対象とする作業機械（積込機械）は，アタッチメントとしてバケットを有する油圧ショベルに限られず，グラップルやリフティングマグネット等，運搬物の保持・解放が可能なものを有する油圧ショベルも含まれる。また，油圧ショベルのような旋回機能の無い作業腕を備えるホイールローダ等にも本発明は適用可能である。
【００１５】
＜第１実施形態＞
−全体構成−
図１は本実施形態に係る油圧ショベルの側面図である。図１の油圧ショベル１は，下部走行体１０と，下部走行体１０の上部に旋回可能に設けられた上部旋回体１１と，上部旋回体１１の前方に搭載された多関節型の作業腕であるフロント作業機１２と，上部旋回体１１を回動する油圧モータである旋回モータ１９と，上部旋回体１１に設けられ操作者（操作者）が乗り込んでショベル１を操作する操作室（運転室）２０と，操作室２０内に設けられ，油圧ショベル１に搭載されたアクチュエータの動作を制御するための操作レバー（操作装置）２２（２２ａ，２２ｂ）と，記憶装置（例えば，ＲＯＭ，ＲＡＭ），演算処理装置（例えばＣＰＵ）及び入出力装置を有し油圧ショベル１の動作を制御するコントローラ２１によって構成されている。
【００１６】
フロント作業機１２は，上部旋回体１１に回動可能に設けられたブーム１３と，ブーム１３の先端に回動可能に設けられたアーム１４と，アーム１４の先端に回動可能に設けられたバケット（アタッチメント）１５と，ブーム１３を駆動する油圧シリンダであるブームシリンダ１６と，アーム１４を駆動する油圧シリンダであるアームシリンダ１７と，バケット１５を駆動する油圧シリンダであるバケットシリンダ１８を備えている。
【００１７】
ブーム１３，アーム１４，バケット１５の回動軸には夫々ブーム角度センサ２４，アーム角度センサ２５，バケット角度センサ２６が取り付けられている。これら角度センサ２４，２５，２６からはブーム１３，アーム１４，バケット１５夫々の回動角度を取得できる。また，上部旋回体１１には旋回角速度センサ（例えば，ジャイロスコープ）２７と傾斜角度センサ２８が取り付けられており，夫々上部旋回体１１の旋回角速度と上部旋回体１１の前後方向の傾斜角度が取得できるように構成されている。角度センサ２４，２５，２６，２７，２８の検出値からはフロント作業機１２の姿勢を特定できる。
【００１８】
ブームシリンダ１６およびアームシリンダ１７にはそれぞれブームボトム圧センサ２９，ブームロッド圧センサ３０，アームボトム圧センサ３１，アームロッド圧センサ３２が取り付けられており，各油圧シリンダ内部の圧力が取得できるように構成されている。圧力センサ２９，３０，３１，３２の検出値からは各シリンダ１６，１８の推力，すなわちフロント作業機１２に与えられる駆動力を特定できる。
【００１９】
なお，ブーム角度センサ２４，アーム角度センサ２５，バケット角度センサ２６，傾斜角度センサ２８，旋回角速度センサ２７は，フロント作業機１２の姿勢に関する物理量を検出できるものであれば他のセンサに代替可能である。例えば，ブーム角度センサ２４，アーム角度センサ２５及びバケット角度センサ２６はそれぞれ傾斜角センサや慣性計測装置（ＩＭＵ）に代替可能である。また，ブームボトム圧センサ２９，ブームロッド圧センサ３０，アームボトム圧センサ３１，アームロッド圧センサ３２は，ブームシリンダ１６及びアームシリンダ１７が発生する推力，すなわちフロント作業機１２に与えられる駆動力に関する物理量を検出できるものであれば他のセンサに代替可能である。さらに推力や駆動力の検出に代えて，ブームシリンダ１６及びアームシリンダ１７の動作速度をストロークセンサで検出したり，ブーム１３及びアーム１４の動作速度をＩＭＵで検出したりすることでフロント作業機１２の動作を検出しても良い。
【００２０】
操作室２０の内部にはコントローラ２１での演算結果（例えば，荷重演算部５１に演算されたバケット１５内の作業対象物４の荷重値）などを表示するモニタ（表示装置）２３が備え付けられ，上部旋回体１１の上面にはコントローラ２１が外部のコンピュータ等と通信するための無線送受信機（図示せず）が取り付けられている。
【００２１】
本実施形態のモニタ２３は，タッチパネルを有しており，操作者がコントローラ２１への情報の入力を行うための入力装置としても機能する。モニタ２３としては例えばタッチパネルを有する液晶ディスプレイが利用可能である。モニタ２３の画面上にはダンプトラック（運搬機械）に対する作業対象物の積込量計測のリセットを指示するためのリセットスイッチが表示可能に設けられており，そのスイッチを押下するとリセット信号がコントローラ２１に出力されるようになっている。
【００２２】
操作レバー２２ａは，ブーム１３の上げ・下げ（ブームシリンダ１６の伸縮）とバケット１５のダンプ・クラウド（バケットシリンダ１８の伸縮）をそれぞれ指示し，操作レバー２２ｂは，アーム１４のダンプ・クラウド（アームシリンダ１７の伸縮）と上部旋回体１１の左・右旋回（油圧モータ１９の左右回転）をそれぞれ指示する。操作レバー２２ａと操作レバー２２ｂは２複合のマルチ機能操作レバーで，操作レバー２２ａの前後操作がブーム１３の上げ・下げ，左右操作がバケット１５のクラウド・ダンプ，操作レバー２２ｂの前後操作がアーム１４のダンプ・クラウド，左右操作が上部旋回体１１の左・右回転に対応している。レバーを斜め方向に操作すると，該当する２つのアクチュエータが同時に動作する。また，操作レバー２２ａ，２２ｂの操作量はアクチュエータ１６−１９の動作速度を規定する。
【００２３】
図２は本実施形態に係る油圧ショベル１の油圧回路の概略図である。ブームシリンダ１６，アームシリンダ１７，バケットシリンダ１８，及び旋回モータ１９は，メインポンプ３９から吐出される作動油によって駆動される。各油圧アクチュエータ１６−１９へ供給される作動油の流量及び流通方向は，操作レバー２２ａ，２２ｂの操作方向及び操作量に応じてコントローラ２１から出力される駆動信号によって動作するコントロールバルブ３５，３６，３７，３８によって制御される。
【００２４】
操作レバー２２ａ，２２ｂは，その操作方向及び操作量に応じた操作信号を生成してコントローラ２１に出力する。コントローラ２１は，操作信号に対応した駆動信号（電気信号）を生成して，これを電磁比例弁であるコントロールバルブ３５−３８に出力することで，コントロールバルブ３５−３８を動作させる。
【００２５】
操作レバー２２ａ，２２ｂの操作方向は油圧アクチュエータ１６−１９の動作方向を規定する。ブームシリンダ１６を制御するコントロールバルブ３５のスプールは，操作レバー２２ａが前方向に操作されると図２中の左側に移動してブームシリンダ１６のボトム側に作動油を供給し，操作レバー２２ａが後方向に操作されると同右側に移動してブームシリンダ１６のロッド側に作動油を供給する。アームシリンダ１７を制御するコントロールバルブ３６のスプールは，操作レバー２２ｂが前方向に操作されると同左側に移動してアームシリンダ１７のボトム側に作動油を供給し，操作レバー２２ｂが後方向に操作されると同右側に移動してアームシリンダ１７のロッド側に作動油を供給する。バケットシリンダ１８を制御するコントロールバルブ３７のスプールは，操作レバー２２ａが左方向に操作されると同左側に移動してバケットシリンダ１８のボトム側に作動油を供給し，操作レバー２２ａが右方向に操作されると同右側に移動してバケットシリンダ１８のロッド側に作動油を供給する。旋回モータ１９を制御するコントロールバルブ３８のスプールは，操作レバー２２ｂが左方向に操作されると同左側に移動して旋回モータ１９に同左側から作動油を供給し，操作レバー２２ｂが右方向に操作されると同右側に移動して旋回モータ１９に同右側から作動油を供給する。
【００２６】
また，コントロールバルブ３５−３８のバルブの開度は，対応する操作レバー２２ａ，２２ｂの操作量に応じて変化する。すなわち，操作レバー２２ａ，２２ｂの操作量は油圧アクチュエータ１６−１９の動作速度を規定する。例えば，操作レバー２２ａ，２２ｂの或る方向の操作量を増加すると，その方向に対応するコントロールバルブ３５−３８のバルブの開度が増加して，油圧アクチュエータ１６−１９に供給される作動油の流量が増加し，これにより油圧アクチュエータ１６−１９の速度が増加する。このように，操作レバー２２ａ，２２ｂで生成される操作信号は，対象の油圧アクチュエータ１６−１９に対する速度指令の側面を有している。そこで本稿では操作レバー２２ａ，２２ｂが生成する操作信号を，油圧アクチュエータ１６−１９（コントロールバルブ３５−３８）に対する速度指令と称することがある。
【００２７】
メインポンプ３９から吐出される作動油の圧力（作動油圧）は，リリーフ圧で作動油タンク４１と連通するリリーフ弁４０によって過大にならないように調整されている。油圧アクチュエータ１６−１９に供給された圧油がコントロールバルブ３５−３８を介して再度作動油タンク４１に戻るように，コントロールバルブ３５−３８の戻り流路は作動油タンク４１と連通している。
【００２８】
コントローラ２１は，ブーム角度センサ２４，アーム角度センサ２５，バケット角度センサ２６，旋回角速度センサ２７，傾斜角度センサ２８と，ブームシリンダ１６に取付けられたブームボトム圧センサ２９とブームロッド圧センサ３０と，アームシリンダ１７に取付けられたアームボトム圧センサ３１とアームロッド圧センサ３２の信号が入力されるように構成されており，これらのセンサ信号を基にコントローラ２１は荷重を演算し，荷重計測結果はモニタ２３に表示されるように構成されている。
【００２９】
−システム構成−
図３は本実施形態の荷重計測システムのシステム構成図である。本実施形態の荷重計測システムは，いくつかのソフトウェアの組み合わせとしてコントローラ２１内部に実装されており，センサ２４−３２の信号，およびモニタ２３に取付けられたスイッチ信号を入力し，コントローラ２１内部で作業対象物の荷重値を演算し，モニタ２３に荷重値を表示するように構成されている。
【００３０】
図３のコントローラ２１の内部にはコントローラ２１が有する機能をブロック図で示している。コントローラ２１は，角度センサ２４−２８の検出値に基づいてフロント作業機１２の姿勢情報を演算する姿勢演算部５５と，フロント作業機１２の運動状態を示す物理量（本実施形態では旋回速度）を演算する運動状態演算部５６と，フロント作業機１２によるダンプトラック（運搬機械）の荷台の上方への作業対象物の運搬の開始時（すなわち，運搬動作の開始時）をアームシリンダ１７の負荷情報（例えば，アームボトム圧センサ３１の検出値）に基づいて判定する運搬判定部５０と，ダンプトラックの荷台の上方への作業対象物の運搬がフロント作業機１２により行われている間（すなわち，運搬動作中）に動作するブームシリンダ１６の推力情報（例えば，ブームシリンダ１６のボトム圧センサ２９とロッド圧センサ３０の検出値）に基づいて作業対象物の荷重を演算する荷重演算部５１と，フロント作業機１２からの作業対象物の荷こぼれが発生したか否かを推定するための基準値であって，作業対象物の荷重値，フロント作業機１２の姿勢，及びフロント作業機１２の運動状態の相互関係で規定された基準値（以下「荷こぼれ基準値」又は「荷こぼれ許容範囲」と称することがある）が記憶された荷こぼれ基準記憶部５２と，荷重演算部５１で演算された作業対象物の荷重値に基づいて荷こぼれ基準記憶部５２に記憶された複数の基準値から１つの基準値を選択する荷こぼれ基準選択部５３と，荷こぼれ基準記憶部５２に記憶された荷こぼれ基準値，荷重演算部５１で演算された作業対象物の荷重値，姿勢演算部５５で演算されたフロント作業機１２の姿勢，及び運動状態演算部５６で演算されたフロント作業機１２の運動状態を示す物理量に基づいて，フロント作業機１２が作業対象物の運搬中に荷こぼれを発生したか否かを推定する荷こぼれ推定部５４と，荷重演算部５１と荷こぼれ推定部５４の出力に基づいてモニタ２３に表示する情報を生成する出力情報生成部５７によって構成されている。また，荷重演算部５１は作業対象物の荷重を積算して運搬機械２への積込量を演算し，モニタ２３に設けられた積算リセットスイッチ９４（図１３Ａ，図１３Ｂ参照）が出力するリセット信号の入力に基づいて，運搬機械２への積込量をリセットするように構成されている。
【００３１】
本実施形態における運動状態演算部５６は，フロント作業機１２の運動状態を示す物理量としてフロント作業機１２の移動速度，より具体的には上部旋回体１１の旋回速度を算出している。
【００３２】
次に本発明の実施形態の一例である作業機械の荷重計測システムが作業サイクル開始時におけるフロント作業機１２の姿勢に基づいてフロント作業機１２の操作指示を補正し，荷重を計測する方法について説明する。
【００３３】
−ダンプトラックへの積込作業中の油圧ショベルの動作の定義−
図４は油圧ショベル１の作業の一例を示す概観図である。本稿では便宜上，油圧ショベル（積込機械）１によるダンプトラック（運搬機械）２への「積込作業（運搬作業）」を，Ａ）作業対象物（運搬物）３を掘削してバケット１５内に作業対象物（「掘削物」とも称する）４を積み込む「掘削動作」と，Ｂ）上部旋回体１１の旋回とフロント作業機１２の動作を組み合わせてダンプトラック２の荷台の上までバケットを移動する「運搬動作」と，Ｃ）バケット１５内の作業対象物４をダンプトラック２の荷台に放出（放土）する「積込動作」と，Ｄ）掘削動作を開始するために作業対象物上の所望の位置へバケット１５を移動させる「リーチング動作」という４つの動作を含む作業と定義する。多くの場合，油圧ショベル１は，この４つの動作をこの順番で繰り返し実施することでダンプトラック２の荷台を作業対象物４で満杯にする。Ｂ）の運搬動作は多くの場合旋回ブーム上げによって行われる。Ｃ）の積込動作は，多くの場合バケットダンプによって行われる。
【００３４】
ダンプトラック２の架台に作業対象物４を過剰に積込むと過積載となり，ダンプトラック２の効率低下や損傷を招き，また作業対象物４の積込が過少である場合は運搬量が少ないため現場の生産量が下がることになるので，ダンプトラック２への積込量は適正にすることが望ましい。
【００３５】
積込作業中に作業対象物４の荷重を計測した後に不適切な操作を行うと，バケット１５内部の作業対象物４がこぼれることがある。操作者がこぼれたことに気付かずにそのまま運搬機械２へ積み込みを実施した場合，計測した作業対象物４の荷重と実際にダンプトラック２へ積込みを行った荷重に差が生じる。そのため，作業対象物４の荷重を積算して求めた運搬機械２への積込量と実際の積込量が異なってしまい，ダンプトラック２への積込量を適正に管理できなくなるので，作業対象物４がこぼれた可能性がある場合は操作者へ知らせられることが望ましい。
【００３６】
−運搬判定部５０による運搬動作の開始判定・終了判定−
図５はコントローラ２１における運搬判定部５０が，フロント作業機１２によるダンプトラック２の荷台の上方への作業対象物４の運搬の開始と終了を判定する方法を示すフローチャートであり，図６はアームボトム圧センサ３１の検出値（アームシリンダボトム圧力）及びバケット角度センサ２６の検出値（アーム−バケット相対角度）と運搬判定部５０による判定結果の関係を示すグラフの一例である。
【００３７】
図５のフローチャートは油圧ショベル１のコントローラ２１において予め定められたサンプリング周期毎に実行される。
【００３８】
運搬判定部５０は，ステップＳ１００でアームボトム圧センサ３１の出力を監視し，予め設定されている閾値１より低い状態から閾値１を超えたか否か判定する。油圧ショベル１はアームシリンダ１７を押し出して掘削するため，図６の下側のグラフに示すようにアームシリンダボトム圧は掘削動作中に大きくなるので，本実施形態ではアームボトム圧が閾値１を上回ったタイミングで掘削動作を開始したとみなしている。ステップＳ１００でアームボトム圧が閾値１より低い状態から閾値１を超えたと判定された場合は，運搬判定部５０は油圧ショベル１が掘削動作を開始したと判定してステップＳ１０１に進む。反対にアームボトム圧が閾値１より低い状態から閾値１を超えない場合（閾値１以下を保持する場合）はステップＳ１００の前に戻り，アームボトム圧センサ３１の出力の監視を続行する。
【００３９】
ステップＳ１０１では引き続きアームボトム圧センサ３１の出力を監視し，予め設定されている閾値２より高い状態から閾値２を下回ったか否か判定する。図６の下側のグラフに示すようにアームシリンダボトム圧は掘削動作が終了すると小さくなるので，本実施形態ではアームボトム圧が閾値２を下回ったタイミングで掘削動作が終了し，運搬動作を開始したとみなしている。ステップＳ１０１でアームボトム圧が閾値２より高い状態から閾値２を下回ったと判定された場合は，運搬判定部５０は油圧ショベル１が掘削動作を終了し且つ運搬動作を開始したと判定してステップＳ１０２に進む。反対にアームボトム圧が閾値２より高い状態から閾値２を下回らない場合（閾値２以上を保持する場合）は運搬判定部５０は掘削動作が継続していると判定し，ステップＳ１０１の前に戻ってアームボトム圧センサ３１の出力の監視を続行する。
【００４０】
なお，閾値１と閾値２の関係に関して，図６に示した例では閾値１＜閾値２の関係が成り立っているがこれは一例に過ぎず，油圧ショベル１の掘削動作の開始と終了の判定が可能な範囲で任意の値を設定できる。またその際，閾値１と閾値２の大小関係は問わないものとする。
【００４１】
ステップＳ１０２では運搬判定部５０は運搬動作が開始したという判定（運搬開始判定）を外部に出力しステップＳ１０３に進む。このときの判定の出力先には荷重演算部５１が含まれる。
【００４２】
ステップＳ１０３では，運搬判定部５０はバケット角度センサ２６の出力を監視し，アーム−バケット間の相対角度（アーム１４とバケット１５のなす角）が予め設定されている閾値３より小さい角度から閾値３を上回ったか否か判定する。運搬動作を終え積込動作を開始する油圧ショベル１はバケット１５内の土砂（掘削対象物）を放出するためにアーム１４とバケット１５のなす角を狭めるように動作する。つまり図６の上側のグラフに示すようにアーム１４とバケット１５の相対角度は運搬動作から積込動作に遷移する際に大きくなるので，本実施形態ではアーム１４とバケット１５の相対角度が閾値３を上回ったタイミングで運搬動作が終了し，積込動作を開始したとみなしている。ステップＳ１０３でアーム−バケット相対角度が閾値３を上回ったと判定された場合は，運搬判定部５０は油圧ショベル１が運搬動作を終了し且つ積込動作を開始したと判定してステップＳ１０４に進む。反対にアーム−バケット相対角度が閾値３を上回らないと判定された場合（閾値３未満を保持する場合）は，運搬判定部５０は運搬動作が継続していると判定し，ステップＳ１０３の前に戻ってバケット角度センサ２６の出力の監視を続行する。
【００４３】
ステップＳ１０４では運搬判定部５０は運搬動作が終了したという判定（運搬終了判定）を外部に出力しステップＳ１００に戻る。このときの判定の出力先には荷重演算部５１が含まれる。
【００４４】
−荷こぼれ基準値−
図７は本実施形態の荷こぼれ基準値を示すグラフであり，図８は荷重の大きさの分類方法を示すバケット１５の側面図である。図７及び図８を用いて，荷こぼれ基準記憶部５２に記憶されている荷こぼれ基準値について説明する。
【００４５】
荷こぼれ基準値は，図７のグラフに示すように，バケット１５の開口面の水平面に対する角度（以下「バケット絶対角度」や「バケット角度」と称することがある）を縦軸（第１軸）とし，上部旋回体１１の旋回角速度を横軸（第２軸）とする直交座標系上の所定の領域として規定されており，その領域は掘削物（作業対象物）４の荷重値ごとに複数規定された複数の領域となっている。縦軸（バケット角度）はバケット開口面が水平のとき（図中の点線）を０とする。なお，詳細は後述するが，図中の括弧内の大，中，小は「荷重の大きさ」を示し，バケット角度や旋回角速度の大きさを示すものではない。例えば，θｓｐ（大）は荷重が大のときのバケット角度の最大値であり，ωｓｐ（大）は荷重が大のときの旋回角速度の最大値を示す。
【００４６】
バケット１５の開口面が水平の状態で上部旋回体１１の旋回速度を大きくすると，バケット１５に作用する遠心力や慣性力によりバケット１５の開口面から突出している掘削物４の部位が零れ落ちる。また，バケット１５の開口面を水平の状態から傾けていると，バケット１５の開口面から突出している掘削物４の部位が零れ落ちやすくなるため，上部旋回体１１の旋回速度が小さい場合においても零れ落ちる。さらにバケット１５の開口面を水平の状態から傾けていると，ある角度になったところで上部旋回体１１が旋回していない場合でもこぼれが発生する。これらの関係を表すため，本実施形態では，荷こぼれが発生する場合のバケット１５の絶対角度と上部旋回体１１の旋回速度の大きさの関係を示す荷こぼれ基準値の分布を図７に示すように半楕円状とした（以下，便宜上，半楕円を「楕円」と簡略して称することがある。）。荷こぼれ推定部５４は，実際のバケット１５の絶対角度と上部旋回体１１の旋回速度の大きさと組合せが楕円の外部に含まれる場合には掘削物４の運搬中に荷こぼれが発生したと判定し，当該楕円の内部に含まれる場合には荷こぼれは発生しなかったと判定する。
【００４７】
掘削物４の荷重が大きい場合は，図８で「荷重：大」と付された図のようにバケット１５の開口面から突出している掘削物４の部位が大きく，掘削物４がこぼれやすくなる。そのため，図７で「荷重：大」と付された楕円が示すように楕円の大きさは小さくなる。一方で，掘削物４の荷重が小さい場合は，図８で「荷重：小」と付された図のようにバケット１５の開口面から突出している掘削物４の部位が小さく，掘削物４がこぼれにくくなる。そのため，図７で「荷重：小」と付された楕円が示すように楕円は大きくなり，荷こぼれの生じないバケット１５の絶対角度と上部旋回体１１の旋回角速度の大きさの組合せに余裕が生じる。
【００４８】
なお，図８の「荷重：大」の場合は，バケット側面から見て掘削物の勾配が１対１となる場合の荷重（最大荷重）を上限とする所定の荷重値の範囲を示し，「荷重：小」の場合は，バケット側面から見て掘削物の上面がバケット１５の開口面と略一致する場合の荷重を上限とする所定の荷重値の範囲を示し，「荷重：中」の場合は「荷重：大」の場合の範囲の下限を上限とし，「荷重：小」の場合の上限を下限とする荷重値の範囲を示すものとする。本実施形態では３種の荷重範囲に対応する３種の楕円（荷こぼれ基準値）を規定したが，これ以外の数の種類の荷重範囲と楕円を規定しても良い。
【００４９】
上記３種の荷重範囲（大，中，小）に対応する荷こぼれ基準値（楕円）における水平面に対するバケット１５の絶対角度の最大値をそれぞれθｓｐ（大），θｓｐ（中），θｓｐ（小）とし，同様に上部旋回体１１の旋回角速度の最大値をそれぞれωｓｐ（大），ωｓｐ（中），ωｓｐ（小）とし，バケット角度をθｂｋ，旋回角速度の大きさをωｓｗとすると，荷こぼれが発生しない範囲である楕円の内部の領域は下記式（１）によって表す事ができる。
【００５０】
（θｂｋ）２／（θｓｐ）２＋（ωｓｗ）２／（ωｓｐ）２  ≦  １（１）
定数値であるθｓｐ（大），θｓｐ（中），θｓｐ（小），およびωｓｐ（大），ωｓｐ（中），ωｓｐ（小）を含む荷こぼれ基準値は予め実測して荷こぼれ基準記憶部５２に記録することができる。例えば，図８に示すように荷重を大，中，小と設定し，それぞれの設定と同様な積込を実施し，その状態における荷重を計測する。そして，大，中，小の各荷重状態において旋回せずにバケット１５の開口面を水平の状態から傾けて荷こぼれが発生した時のバケット１５の絶対角度をθｓｐとして設定し，バケット１５を水平にした状態で旋回して荷こぼれが発生した時の旋回角度をωｓｐとして設定する。
【００５１】
−荷重演算部５１による荷重値演算−
図９はコントローラ２１における荷重演算部５１によるバケット１５内の作業対象物の瞬時荷重Ｍｌの演算方法の説明図である。図９を用いて，荷重演算部５１が荷重を演算する方法を説明する。荷重の計測はブーム１３の回動軸周りに作用し，ブームシリンダ１６が発生するトルクと，フロント作業機１２が重力と旋回遠心力により発生するトルクと，積載物が重力と旋回遠心力により発生するトルクの釣合を利用する。
【００５２】
ブームシリンダ１６の推力Ｆｃｙｌはブームボトム圧センサ２９の出力信号をＰ１，ブームロッド圧センサ３０の出力信号をＰ２，ブームシリンダ１６の受圧面積をＡ１，Ａ２として，以下の式（２）で算出される。
【００５３】
Ｆｃｙｌ＝Ａ１・Ｐ１−Ａ２・Ｐ２・・・（２）
ブームシリンダ１６が発生するトルクＴｂｍは，ブーム回動軸とブームシリンダ１６の推力の作用点を結んだ線分の長さをＬｂｍ，ブームシリンダ１６の推力Ｆｃｙｌと線分Ｌｂｍと推力の方向が成す角度をθｃｙｌとして以下の式（３）で算出される。
【００５４】
Ｔｂｍ＝Ｆｃｙｌ・Ｌｂｍ・ｓｉｎ（θｃｙｌ）    …（３）
フロント作業機１２が重力により発生するトルクＴｇｆｒは，フロント作業機１２の重心重量をＭｆｒ，重力加速度をｇ，ブーム回動軸とフロント重心までの前後方向の長さ（車体前後方向の長さ）をＬｆｒ，ブーム回動軸とフロント重心を結ぶ線分と水平面が成す角度をθｆｒとして以下の式（４）で算出される。
【００５５】
Ｔｇｆｒ＝Ｍｆｒ・ｇ・Ｌｆｒ・ｃｏｓ（θｆｒ）    …（４）
フロント作業機１２が旋回遠心力により発生するトルクＴｃｆｒは，上部旋回体１１の旋回中心とフロント重心までの前後方向の長さをＲｆｒ，旋回角速度をωとして以下の式（５）で算出される。
【００５６】
Ｔｃｆｒ＝Ｍｆｒ・Ｒｆｒ・ω２・ｓｉｎ（θｆｒ）    …（５）
なお，Ｍｆｒ，Ｌｆｒ，Ｒｆｒ，θｆｒは予め設定された上部旋回体１１，ブーム１３，アーム１４，バケット１５それぞれの長さ，重心位置，重量と，ブーム角度センサ２４，アーム角度センサ２５，バケット角度センサ２６から出力される角度信号から算出される。
【００５７】
積載物が重力により発生するトルクＴｇｌは，積載物の重量をＭｌ，ブーム回動軸とバケット重心までの前後方向の長さをＬｌ，ブーム回動軸と積載物重心を結ぶ線分と水平面が成す角度をθｌとして以下の式（６）で算出される。
【００５８】
Ｔｇｌ＝Ｍｌ・ｇ・Ｌｌ・ｃｏｓ（θｌ）    …（６）
積載物が旋回遠心力により発生するトルクＴｃｌは，上部旋回体１１の旋回中心とバケット重心までの前後方向の長さをＲｌとして以下の式（７）で算出される。
【００５９】
Ｔｃｌ＝Ｍｌ・Ｒｌ・ω２・ｓｉｎ（θｌ）    …（７）
式（３）乃至（７）の釣合いを変形して積載物重量Ｍｌに関して展開すると，積載物重量Ｍｌは以下の式（８）で算出される。
【００６０】
Ｍｌ＝（Ｔｂｍ−Ｔｇｆｒ−Ｔｃｆｒ）／（Ｌｌ・ｇ・ｃｏｓ（θｌ）＋Ｒｌ・ω２・ｓｉｎ（θｌ））    …（８）
式（２）−（８）による荷重の演算は，センサのノイズや油圧回路の特性などにより運搬動作中は常に一定の値を出力できないことがあるので，運搬動作中の所定期間の積載物重量Ｍｌを平均化して荷重値を確定する。
【００６１】
−荷重値確定処理と荷こぼれ推定処理−
図１０は第１実施形態のコントローラ２１が実行する荷重値確定処理と荷こぼれ推定処理を示すフローチャートであり，図１１は瞬時荷重値Ｍｌの時間変化を示すグラフであり，図１２は運搬中の荷こぼれの発生を推定する際に利用するグラフ（荷こぼれ基準値）の説明図である。図１０から図１２を用いて，荷重演算部５１が油圧ショベル１の運搬動作中に荷重を確定した後，その荷重値に基づいて荷こぼれ基準選択部５３が荷こぼれ基準値を選択し，その選択された荷こぼれ基準値に基づいて荷こぼれ推定部５４が荷こぼれの有無を推定する方法について述べる。
【００６２】
図１０のフローチャートはコントローラ２１において予め定められたサンプリング周期で実行される。
【００６３】
荷重演算部５１は，ステップＳ１１０でモニタ２３から積込量のリセット信号が出力されているか否か判定し，リセット信号が出力されていない場合はステップＳ１１２に進み，リセット信号が出力されている場合はステップＳ１１１で運搬機械２への積込量をリセットし，ステップＳ１１２に進む。
【００６４】
ステップＳ１１２では，荷重演算部５１は，運搬判定部５０から運搬開始判定が出力されたか否か監視する。運搬開始判定が出力されている場合はステップＳ１１３に進み，そうでない場合はステップＳ１１０の前に戻り，モニタ２３および運搬判定部５０の出力を監視する。
【００６５】
ステップＳ１１３では，荷重演算部５１は，上記の式（２）−（８）に関する演算を行い，瞬時の掘削物重量（瞬時荷重値）Ｍｌを演算し，続いてステップＳ１１４では瞬時の瞬時荷重値Ｍｌを記録し，ステップＳ１１５に進む。
【００６６】
ステップＳ１１５では，荷重演算部５１は，運搬判定部５０から運搬開始判定が出力されてから所定時間（「荷重演算期間」と称することがある）が経過しているか否か判定し，所定時間が経過していない場合はステップＳ１１３の前に戻ってステップＳ１１３とＳ１１４を再度実行する。一方，所定時間が経過している場合はステップＳ１１６に進む。
【００６７】
ステップＳ１１６では，荷重演算部５１は，所定時間に演算した瞬時荷重値Ｍｌの平均荷重値を演算する。図１１に示すように荷重演算期間中の瞬時荷重値Ｍｌはサンプリング毎に異なっているので，荷重演算期間中に演算された値の平均をとることで荷重値を確定する。ステップＳ１１６で荷重値が確定されると，その確定した荷重値を出力情報生成部５７に送信し（ステップＳ１１７）ステップＳ１１８に進む。出力情報生成部５７は，ステップＳ１１７で入力される荷重値を基にモニタ２３の画面上の運搬中荷重表示部９３の数値を更新する。
【００６８】
ステップＳ１１８では，荷こぼれ基準選択部５３は，ステップＳ１１６で演算した掘削物４の荷重値Ｍｌの大きさを，予め設定している閾値に基づいて大，中，小の３つに分類し，図７における荷こぼれ基準記憶部５２が記録している３つの楕円状の荷こぼれ基準値（荷こぼれ許容範囲）の中から，分類した掘削物４の荷重値に適合する基準値を選択する。そして，選択した荷こぼれ基準値を荷こぼれ推定部５４に出力して荷こぼれ基準値として設定してステップＳ１１９に進む。ここではステップＳ１１８で図１２に示す荷こぼれ基準値が選択・設定されたものとして説明を続ける。
【００６９】
ステップＳ１１９では，荷こぼれ推定部５４は，荷こぼれを推定した時にＯＮに設定される荷こぼれ推定フラグをＯＦＦに設定し，ステップＳ１２０に進む。
【００７０】
ステップＳ１２０では，荷こぼれ推定部５４は，ステップＳ１１８で設定した基準値と，姿勢演算部５５から入力する現在の水平面に対するバケット１５の絶対角度と，運動状態演算部５６から入力する現在の上部旋回体１１の旋回角速度の大きさとに基づいて，現在の水平面に対するバケット１５の絶対角度と上部旋回体１１の旋回角速度の大きさが式（１）に示す関係を満たすか否かを判定する。式（１）の関係を満たすと判定した場合（すなわち，図１２中の点線の丸が示すようにバケット角度と旋回角速度の組合せが許容範囲内にあると判定した場合）は荷こぼれの発生は無かったとみなしてステップＳ１２２に進む。反対に，式（１）の関係を満たさないと判定した場合（すなわち，図１２中の実線の丸が示すようにバケット角度と旋回角速度の組合せが許容範囲外にあると判定した場合）はステップＳ１２１で荷こぼれが発生したとみなして，荷こぼれ推定フラグをＯＮに設定しステップＳ１２２に進む。
【００７１】
ステップＳ１２２では，荷こぼれ推定部５４は，荷こぼれ推定フラグがＯＮとなっているか否か判定する。荷こぼれ推定フラグがＯＦＦの場合はステップＳ１２５に進み，荷こぼれ推定フラグがＯＮの場合はステップＳ１２３に進む。
【００７２】
ステップＳ１２５では，荷重演算部５１は，運搬判定部５０から運搬終了判定（ステップＳ１０４）が出力されたか否か監視し，運搬終了判定が検出されない場合はステップＳ１２０の前に戻り荷こぼれ推定部５４による荷こぼれの有無の判定を続行し，運搬終了判定が検出された場合はステップ１２６に進む。
【００７３】
ステップＳ１２３では，出力情報生成部５７は，荷こぼれ報知メッセージ９５を生成してモニタ２３上に表示することで荷こぼれ推定を操作者に報知し（後述の図１３Ｂ参照），ステップＳ１２４に進む。荷こぼれ報知メッセージ９５は少なくとも荷こぼれ推定フラグがＯＮになっている期間にモニタ２３上に表示される。
【００７４】
ステップＳ１２４では，荷重演算部５１は，ブーム角度センサ２４の出力を確認し，運搬終了判定の検出までの間にブーム上げが検出されるか否かを判定する。運搬終了判定までにブーム上げが検出された場合は，荷こぼれ報知メッセージ９５に基づいて操作者が荷重値の再計測を開始したとみなして，ステップＳ１１３の前に戻り再度荷重を計測する。図１１に示すように，荷こぼれを推定した後にブーム上げを検出した場合，ブーム上げ検出後の所定期間中に瞬時荷重値Ｍｌを再度計測し，荷重値を更新する。一方，ステップＳ１２４でブーム上げを検出できない場合は，荷こぼれが推定されたが操作者が再計測をすることなく運搬動作を終了したとみなしてステップＳ１２６に進む。
【００７５】
ステップＳ１２６では，荷重演算部５１は，ステップＳ１１６で演算した平均荷重を積算して運搬機械２への積込量を演算する。ステップＳ１２７では，荷重演算部５１は，ステップＳ１１６で演算した平均荷重をリセットする。ステップＳ１２８では，ステップＳ１２６で演算された運搬機械２への積込量とステップＳ１２７でリセットされた平均荷重値を出力情報生成部５７に出力し，ステップＳ１１０の前に戻る。出力情報生成部５７はステップＳ１２８の出力に基づいて表示を更新する。
【００７６】
図１３Ａ及び図１３Ｂは本実施形態のモニタ２３の出力画面を示す外観図で，図１３Ａは荷こぼれを推定していない時（荷こぼれ推定フラグＯＦＦの時）の出力画面，図１３Ｂは荷こぼれを推定した時（荷こぼれ推定フラグＯＮの時）の出力画面である。図１３Ａ，Ｂを用いて出力情報生成部５７が荷重計測結果と荷こぼれの推定結果に応じてモニタ２３の表示を変更する方法について説明する。
【００７７】
モニタ２３の出力画面（表示画面）には，目標荷重表示部９０と，合計荷重表示部９１と，残り荷重表示部９２と，運搬中荷重表示部９３と，積算リセットスイッチ９４が設けられている。目標荷重表示部９０に表示される目標荷重値は各ダンプトラック２のベッセル容量に基づいて予め設定されている。合計荷重表示部９１に表示される合計荷重値は，図１０におけるステップＳ１２６で演算された運搬機械２の積込量（平均荷重値の積算値）であり，積算リセットスイッチ９４が押下されるタイミングでゼロにリセットされる。残り荷重表示部９２に表示される残り荷重値は目標荷重表示部９０の目標荷重値から合計荷重表示部９２の合計荷重値を減じた値である。運搬中荷重表示部９３には，図１０のステップＳ１１６で演算される運搬中の荷重値が表示され，ステップＳ１２９のタイミングでゼロにリセットされる。出力情報生成部５７は，図９におけるステップＳ１２３で荷こぼれ推定フラグがＯＮになっている期間は，荷こぼれ報知メッセージ９５を生成し，その荷こぼれ報知メッセージ９５を図１３Ｂに示すようにモニタ２３上に重畳して表示する。荷こぼれ報知メッセージ９５としては，操作者に対して速やかなブーム上げの実行を促すメッセージや図形を追加しても良い。
【００７８】
−動作・効果−
上記のように構成された油圧ショベルにおいて，アームクラウド操作してフロント作業機１２で作業対象物４の掘削する掘削動作を開始すると，バケット１５が地表に接触してアームシリンダボトム圧が閾値１を超えて上昇し，その後，掘削が終了してアームシリンダ負荷が低減するとアームシリンダボトム圧が閾値２以下に低下して運搬判定部５０は運搬開始判定を出力する（図５のＳ１０２）。掘削動作に続く運搬動作では，作業対象物４をダンプトラック２の荷台の上まで旋回ブーム上げで運搬する動作が行われ，この運搬動作中にコントローラ２１は図１０のステップＳ１１３−Ｓ１２２までの処理を実行する。具体的には，まず荷重演算部５１が瞬時荷重値Ｍｌと平均荷重値の演算を行う（ステップＳ１１３−Ｓ１１６）。そして，荷こぼれ推定部５４がその平均荷重値に適した荷こぼれ基準値を設定し（ステップＳ１１８），平均荷重値の演算後から運搬動作終了判定の出力前の間に姿勢演算部５５が演算したバケット角度と運動状態演算部５６が演算した旋回角速度の組合せが荷こぼれ基準値を規定する楕円の内部に位置するか否かを判定することで荷こぼれが発生したか否かを推定する（ステップＳ１２０）。この判定で荷こぼれが発生したと推定された場合には，モニタ２３の画面上に荷こぼれ報知メッセージ９５（図１３Ｂ）が表示され（ステップＳ１２３），これにより操作者に荷こぼれが発生したことが運搬動作中（すなわち，バケットダンプによる掘削物４のダンプトラック２への放土前）に報知される。報知メッセージ９５を認識した操作者は速やかにブーム上げを再度行い（ステップＳ１２４），これにより荷こぼれ後の掘削物４の平均荷重値が荷重演算部５１によって演算される（ステップＳ１１３−Ｓ１１６）。荷重演算部５１による平均荷重値の演算が完了すると，モニタ２３上の運搬中荷重表示部９３の数値が更新されるので（ステップＳ１１７），この数値の更新を認識することで操作者は荷こぼれ後の掘削物４の平均荷重値の演算が完了したことを把握でき，次の積込動作に円滑に移行できる。その後，荷こぼれ後の掘削物４の平均荷重値がダンプトラック２への積込量として積算される（ステップＳ１２６）。
【００７９】
このように運搬動作中に荷こぼれの発生の有無を判定することで，操作者が平均荷重計測後の荷こぼれを見逃すことがなくなり，荷こぼれ発生時には平均荷重値を再計測することでダンプトラック２への積込量を精度よく演算できる。
【００８０】
＜第２実施形態＞
次に本発明の第２実施形態について説明する。図１４は第２実施形態の荷重計測システムのシステム構成図であり，先の実施形態と同じ部分には同じ符号を付して説明を省略することがある。本実施形態のコントローラ２１は，第１実施形態の各構成に加えて，フロント作業機１２の姿勢（バケット角度）と運動状態（旋回角速度）のいずれかが荷こぼれの要因となっているかを判別するための基準値（「荷こぼれ要因基準値」と称することがある）が記憶された荷こぼれ要因基準記憶部６０として機能する。
【００８１】
図１５は第２実施形態のコントローラ２１が実行する処理のフローチャートであり，ステップＳ１２１の後にステップＳ１３０，１３１，１３２の処理が実行される点で第１実施形態の図１０のものと異なっている。図１０と同じ符号の付されたステップは図１０と同じステップであるため説明を省略する。
【００８２】
荷こぼれ推定部５４は，ステップＳ１２０で荷こぼれが発生したと判定してステップＳ１２１で荷こぼれ推定フラグをＯＮに設定すると，ステップＳ１３０でバケット１５の絶対角度が荷こぼれ要因判別基準値内であるか否かに基づいて荷こぼれ要因を判定する。図１６は本実施形態の荷こぼれ要因基準値の説明図であり，本実施形態の荷こぼれ要因基準値はバケット１５の絶対角度が水平となるゼロを含む所定の範囲で規定されている。図１６の例では，荷こぼれ要因基準値はバケット絶対角度が−θｓｐ１（下限値）から＋θｓｐ１（上限値）の範囲に設定されている。
【００８３】
ステップＳ１３０で荷こぼれ推定部５４が，バケット１５の絶対角度が荷こぼれ要因判別基準値内に含まれると判定した場合（すなわち，図１６中の点線の丸が示すようにバケット絶対角度が荷こぼれ要因判別基準値内にあると判定した場合）はステップＳ１３１において荷こぼれの主な要因は「旋回速度」であると推定し，その推定結果を出力情報生成部５７に出力する。一方，バケット１５の絶対角度が荷こぼれ要因判別基準内ではないと判定した場合（すなわち，図１６中の実線の丸が示すようにバケット絶対角度が荷こぼれ要因判別基準値外にあると判定した場合）はステップＳ１３２において荷こぼれの主な要因は「バケット１５の角度」であると推定し，その推定結果を出力情報生成部５７に出力する。ステップＳ１３１とＳ１３２のいずれかの処理が終了したらステップＳ１２２に進む。
【００８４】
出力情報生成部５７は，ステップＳ１２３において，荷こぼれ報知メッセージ９５をモニタ２３に表示すると同時に，ステップＳ１３１またはＳ１３２で入力した荷こぼれ要因の推定結果に応じた荷こぼれ要因報知メッセージ９８を表示する。例えば，バケット１５の絶対角度が荷こぼれ要因の判別基準値の範囲外のとき（すなわち，ステップＳ１３２を通過したとき）は，図１７に示すようにバケット１５の傾き（絶対角度）が要因であるため荷こぼれが発生したと推定し，バケット１５の傾きに注意するようモニタ２３の表示を介して操作者に報知する。なお，図示は省略するが，ステップＳ１３１を通過し荷こぼれ要因が旋回速度であると推定された場合は，旋回速度が荷こぼれの要因であり，操作者に旋回速度への注意を促すメッセージをモニタ２３に表示する。なお，図１６の例でも図１３Ｂの例のように荷こぼれ報知メッセージ９５として「計測し直して下さい。」というブーム上げによる再計測を促すメッセージを表示しても良い。
【００８５】
上記のように構成した本実施形態によれば，荷こぼれが発生した際のフロント作業機１２の姿勢（バケット絶対角度）と運動状態（旋回角度）と荷こぼれ要因基準値に基づいて荷こぼれ要因の推定結果をモニタ２３に表示することで，操作者に荷こぼれ要因を把握させることができる。これにより操作者が自身の操作傾向を客観的に把握することが可能になり，操作者のスキルアップを促すことが期待できる。
【００８６】
なお，図１６の荷こぼれ要因基準値は一例に過ぎず，バケット絶対角度の上限値（最大値）と下限値（最小値）は異なる値に設定しても良い。
【００８７】
＜第３実施形態＞
次に本発明の第３実施形態について説明する。本実施形態の荷重計測システムのシステム構成図は図３に示した第１実施形態と同じであるため説明は省略する。
【００８８】
図１８は第３実施形態のコントローラ２１が実行する処理のフローチャートであり，ステップＳ１２２の後にステップＳ１３５，１３６，１３７の処理が実行される点で第１実施形態の図１０のものと異なっている。図１０と同じ符号の付されたステップは図１０と同じステップであるため説明を省略する。
【００８９】
荷こぼれ推定部５４は，ステップＳ１２０で荷こぼれが発生したと判定してステップＳ１２１で荷こぼれ推定フラグをＯＮに設定すると，荷こぼれ基準選択部５３に選択された荷こぼれ基準値に対する，運動状態演算部５６で演算された上部旋回体１１の旋回角速度（フロント作業機１２の運動状態を示す物理量）の余裕度（荷こぼれ余裕度）をステップＳ１３５で演算する。具体的には，ステップＳ１３５において，荷こぼれ推定部５４は，図１９に示すように，ステップＳ１３５の実行時に姿勢演算部５５が演算したバケット角度と運動状態演算部５６が演算した旋回角速度の組合せから成る点と，荷こぼれ基準値を規定する楕円との旋回角速度の大きさ方向における距離（水平距離）を荷こぼれに対する余裕度として演算する。すなわち，荷こぼれに対する余裕度ωｍは式（１）を変形して以下の式（９）で演算できる。
【００９０】
ωｍ＝（（ωｓｐ）２×（１―（θｂｋ）２／（θｓｐ）２））１／２―ωｓｗ  （９）
続くステップＳ１３６では，荷こぼれ推定部５４は，荷こぼれ余裕度が所定の設定値（閾値）を上回っているか否か判定する。荷こぼれ余裕度が設定値以下の場合は，ステップＳ１２５に進み運搬が終了したか否か監視する。一方，荷こぼれ余裕度が設定値を超える場合は，出力情報生成部５７にステップＳ１３５で演算した余裕度を出力して，ステップＳ１３７に進む。
【００９１】
ステップＳ１３７では，出力情報生成部５７は，荷こぼれ推定部５４からステップＳ１３６で出力された荷こぼれ余裕度に基づいてモニタ２３に荷こぼれに対する余裕度メッセージ９６を表示する。荷こぼれに対して上部旋回体１１の旋回角速度の大きさに余裕がある場合，図２０に示す余裕度メッセージ９６のように旋回角速度（フロント作業機１２の運動状態を示す物理量）を増加しても荷こぼれが発生しない旨を操作者に報知する。
【００９２】
このように荷こぼれ推定部５４で荷こぼれが発生しないと推定された場合には，余裕度メッセージ９６をモニタ２３に表示して荷こぼれに対する余裕度を操作者に報知することで，操作者は荷こぼれが起こらない範囲で素早い操作を実施できるようになるので作業効率を向上できる。また，運搬中の適切な操作方法を把握することができるので操作者のスキルアップに繋がる。
【００９３】
なお，本実施形態では，旋回速度の余裕度を算出して操作者に報知したが，バケット絶対角度の余裕度，すなわち図１９の垂直方向距離（具体的には，ステップＳ１３５の実行時のバケット角度と旋回角速度の組合せから成る点と荷こぼれ基準値を規定する楕円とのバケット角度の大きさ方向における距離）を算出して操作者に報知しても良い。
【００９４】
＜第４実施形態＞
次に本発明の第４実施形態について説明する。図２１は第４実施形態の荷重計測システムのシステム構成図であり，先の実施形態と同じ部分には同じ符号を付して説明を省略することがある。本実施形態のコントローラ２１は，フロント作業機１２が作業対象物４の運搬中に荷こぼれを発生したと荷こぼれ推定部５４が推定した回数（荷こぼれカウント数）をカウントする荷こぼれ推定頻度演算部６１として機能し，荷こぼれ推定頻度演算部６１によりカウントされた回数が所定の設定値を超えたとき，荷こぼれ基準記憶部５３が選択した荷こぼれ基準値の変更を促す旨をモニタ２３がさらに報知する点に特徴がある。なお，図２１のシステムは荷こぼれ要因基準記憶部６０を有する第２実施形態の図１５のシステム構成が基礎となっているが，第１実施形態の図１０のシステム構成に荷こぼれ推定頻度演算部６１を追加しても同様のシステムが構築できる。
【００９５】
図２２は第４実施形態のコントローラ２１が実行する処理のフローチャートであり，ステップＳ１２０の後にステップＳ１４０の処理が実行され，ステップＳ１２１の後にステップＳ１４１，１４２，１４３，１４４の処理が実行される点で第１実施形態の図１０のものと異なっている。図１０と同じ符号の付されたステップは図１０と同じステップであるため説明を省略する。
【００９６】
荷こぼれ推定頻度演算部６１は，荷こぼれ推定部５４がステップＳ１２０で荷こぼれを推定しなかった場合は，コントローラ２１の内部に保持している荷こぼれカウント数をステップＳ１４０で１だけ減算し，ステップＳ１２２に進む。
【００９７】
一方，荷こぼれ推定部５４がステップＳ１２０で荷こぼれを推定した場合は，荷こぼれ推定頻度演算部６１は，ステップＳ１２１の後のステップＳ１４１で荷こぼれカウント数を１だけ加算してステップＳ１４２に進む。ステップＳ１４２では，荷こぼれ推定頻度演算部６１は，荷こぼれカウント数が予め設定されている設定値より多いか否かを判定し，カウント数が当該設定値以下の場合はステップＳ１２２に進む。一方，カウント数が当該設定値より多い場合，荷こぼれ推定頻度演算部６１は，ステップＳ１４３で荷こぼれ推定フラグをＯＦＦに設定し，続くステップＳ１４４でエラー信号を出力情報生成部５７に出力する。
【００９８】
出力情報生成部５７はステップＳ１４４で，荷こぼれ推定頻度演算部６１からエラー信号が出力された場合，図２３に示すように荷こぼれ基準記憶部５２の荷こぼれ基準値の設定変更を促す荷こぼれ基準値設定変更報知メッセージ９７をモニタ２３に表示する。すなわち，荷こぼれの推定が多い場合，荷こぼれ基準記憶部５２の荷こぼれ基準値の設定を見直すよう操作者に報知する。
【００９９】
このように荷こぼれの推定頻度に応じて荷こぼれ基準の設定変更を促すことで，荷こぼれ基準記憶部５２に記憶された荷こぼれ基準値の設定が作業現場の環境に不適であると把握でき，その設定を修正することで作業現場の環境に適した荷こぼれ推定を行うことができる。
【０１００】
＜第５実施形態＞
次に本発明の第５実施形態について説明する。本実施形態の荷重計測システムのシステム構成図は図３に示した第１実施形態と同じであるため説明は省略する。
【０１０１】
本実施形態は，まず，姿勢演算部５５で演算されるフロント作業機１２の姿勢に，上部旋回体１１（車体本体）からフロント作業機１２の先端部に位置するバケット１５までの水平方向距離Ｌ（図２６参照）が含まれており，その水平方向距離Ｌの減少に応じて荷こぼれ基準値を規定する楕円の広さが図２７に示すように旋回角速度方向において増加するように規定されている（換言すると，水平方向距離Ｌの減少に応じて楕円の長軸方向の長さが増加するように規定されている）ことを特徴とする。
【０１０２】
また，本実施形態は，姿勢演算部５５が，フロント作業機１２の姿勢としてバケット１５の位置を算出しており，運動状態演算部５６が，姿勢演算部５５で演算されたバケット１５の位置に基づいて，フロント作業機１２の運動状態を示す物理量としてバケット１５の鉛直方向加速度と水平方向加速度を算出しており，荷こぼれ基準記憶部５２に記憶された荷こぼれ基準値が，バケット１５の鉛直方向加速度を第１軸とし，バケット１５の水平方向加速度を第２軸として有する座標系上の所定の領域として規定されており（図２７参照），その領域は作業対象物４の荷重値（平均加重）ごとに複数規定された複数の領域であり（図２７参照），荷こぼれ基準選択部５３が，荷重演算部５１で演算された作業対象物４の荷重値（平均荷重）に基づいて荷こぼれ基準記憶部５２に記憶された複数の荷こぼれ基準値から１つの荷こぼれ基準値を選択し，荷こぼれ推定部５４が，運動状態演算部５６で演算されたバケット１５の鉛直方向加速度と水平方向加速度が選択部５３で選択された荷こぼれ基準値が規定する領域の外部に含まれる場合にフロント作業機１２が作業対象物の運搬中に荷こぼれを発生したと判定することを特徴とする。
【０１０３】
図２４は第５実施形態のコントローラ２１が実行する処理のフローチャートであり，ステップＳ１１９の後に図２５に示す荷こぼれ推定処理が実行され，その図２５の荷こぼれ推定処理の後にステップＳ１２２以降の処理が実行される点で第１実施形態の図１０のものと異なっている。図２４，２５において図１０と同じ符号の付されたステップは図１０と同じステップであるため説明を省略する。図２６は図２５中のステップＳ１５０で演算されるバケット中心位置Ｌ，Ｈの説明図であり，図２７は図２５中のステップＳ１５１−１５３に係る荷こぼれ基準値のグラフであり，図２８は図２５中のステップＳ１５−１５６に係る荷こぼれ基準値のグラフである。
【０１０４】
図２５のステップＳ１５０では，姿勢演算部５５は，ブーム１３の回動中心からバケット中心までの水平方向距離Ｌおよび鉛直方向距離Ｈをそれぞれ以下の式（１０），（１１）で演算する。
【０１０５】
Ｈ＝Ｌｂｍ・ｓｉｎ（θｂｍ）＋Ｌａｍ・ｓｉｎ（θｂｍ＋θａｍ）＋Ｌｂｋ・ｓｉｎ（θｂｍ＋θａｍ＋θｂｍ）    …（１０）
Ｌ＝Ｌｂｍ・ｃｏｓ（θｂｍ）＋Ｌａｍ・ｃｏｓ（θｂｍ＋θａｍ）＋Ｌｂｋ・ｃｏｓ（θｂｍ＋θａｍ＋θｂｍ）    …（１１）
続いてステップＳ１５１で，荷こぼれ推定部５４は，ステップＳ１５０で演算した水平方向距離Ｌが予め設定されているブームの回動中心に対する水平方向距離の設定値Ｌｔｈより大きいか否か判定し，大きい場合はバケット中心が図２６中の領域Ｂにあると判定してステップＳ１５３に進む。一方，水平方向距離Ｌが設定値Ｌｔｈ以下の場合はバケット中心が図２６中の領域Ａにあると判定してステップＳ１５２に進む。
【０１０６】
ところで，水平方向距離Ｌが相対的に大きい場合は旋回半径が大きく，旋回により発生する遠心力や慣性力が大きくなるので，旋回角速度が大きくなると荷こぼれが発生しやすくなる。反対に，水平方向距離Ｌが相対的に小さい場合は旋回半径が小さく，旋回角速度が大きくても荷こぼれが発生しにくくなる。そのため，図２７に示すように油圧ショベル１の周囲の領域を水平方向で２つの領域Ａ，Ｂに分割した場合には，掘削物４が同じ荷重（ステップＳ１１６の平均荷重）であっても，荷こぼれ基準値はいずれの領域にバケット中心が位置するかに応じて異なる範囲となる。なお図２７の例では荷重（中）の荷こぼれ基準値のみを表示し，荷重（小）および荷重（大）の荷こぼれ基準値を省略しているが，荷重（中）の場合と同様にバケット中心の位置に応じて楕円の長軸方向の長さが変わることは言うまでもない。なお，図２７の例では領域Ａ，Ｂの２つに分けて荷こぼれ基準値を補正したが，水平方向距離Ｌの減少に応じて楕円の長軸方向の長さ（旋回角速度方向の長さ）が単調に増加するように荷こぼれ基準値を規定しても良い。
【０１０７】
ステップＳ１５２では（バケット中心が領域Ａに在る場合），荷こぼれ推定部５４は，図２７の実線の楕円が示す領域Ａのωｓｐ（中Ａ）に荷こぼれ基準値を設定してステップＳ１２０に進む。ステップＳ１５３に進んだ場合（バケット中心が領域Ｂに在る場合），荷こぼれ推定部５４は，図２７の点線の楕円が示す領域Ｂのωｓｐ（中Ｂ）に荷こぼれ基準値を設定してステップＳ１２０に進む。
【０１０８】
ステップＳ１２０では，ステップＳ１５２またはステップＳ１５３で選択した荷こぼれ基準値を用いて先の実施形態と同様の荷こぼれの有無の判定を行い，荷こぼれがあると判定された場合はステップＳ１２１で荷こぼれ推定フラグをＯＮとしステップＳ１５４に進む。一方，荷こぼれが無いと判定された場合はステップＳ１２１をスキップしてステップＳ１５４に進む。
【０１０９】
ステップＳ１５４では，運動状態演算部５６は，バケット中心位置の水平方向距離Ｌと鉛直方向距離Ｈについて２階微分を実施することでＬとＨの加速度（すなわち，バケット１５の水平方向加速度と鉛直方向加速度）を演算し，ステップＳ１５５に進む。
【０１１０】
ところで，鉛直方向距離Ｈの加速度が０の状態で，水平方向距離Ｌの加速度の絶対値が大きくなると，バケット１５に作用する慣性力によりバケット１５の開口面から突出している掘削物４の部位が零れ落ち易くなる。また，水平方向距離Ｌの加速度が０の状態で鉛直方向距離Ｈの加速度が小さくなる，すなわちバケット１５が落下する方向に加速度が作用すると，バケット１５の開口面から突出している掘削物４の部位が零れ落ち易くなる。これらの関係を表すと，バケット１５の中心位置の鉛直方向距離Ｈと水平方向距離Ｌの加速度の大きさに基づく荷こぼれ基準値は，図２８に示すように，鉛直方向距離Ｈの加速度が０以下の場合は楕円状，鉛直方向距離Ｈの加速度が０以上の場合は水平方向距離Ｌの加速度の大きさのみが対象となるように長方形状に規定される。掘削物４の荷重が大きい場合は，バケット１５の開口面から突出している掘削物４の部位が大きく，掘削物４がこぼれやすくなるため，図２７に示すように許容範囲は小さくなる。一方で，掘削物４の荷重が小さい場合は，バケット１５の開口面から突出している掘削物４の部位が小さく，掘削物４がこぼれにくくなるため，図２７のグラフに示すように許容範囲は大きくなり，余裕が生じる。
【０１１１】
ステップＳ１５５では，荷こぼれ推定部５４は，バケット中心位置Ｌ，Ｈの加速度の組合せが，図２８の荷こぼれ基準値の内部に位置するか否かをさらに判定する。すなわち，ステップＳ１２０と同様にバケット中心位置の鉛直方向距離Ｈと水平方向距離Ｌの加速度の大きさが図２８に示す許容範囲内であるか否かを判定し，許容範囲内である場合はそのまま処理を終了し，許容範囲外である場合はステップＳ１５６において荷こぼれ推定フラグをＯＮに設定し，処理を終了する。
【０１１２】
このように，荷こぼれの基準の指標は，バケット絶対角度と旋回角速度（すなわち，バケット１５の移動速度）大きさに限定されず，バケット１５の水平方向距離，水平方向加速度，垂直方向加速度も含めてもよい。さらに複数の基準を３次元以上にマッピングして荷こぼれの基準を設定していてもよい。また，荷こぼれの基準は固定されたものに限定されず，例えばモニタ２３を介して外部から設定可能なように構成されていても良いことは明白である。
【０１１３】
なお，第５実施形態では，図７等に示したバケット絶対角度と旋回角速度から成る荷こぼれ基準値と，図２８のバケット中心位置の鉛直方向距離Ｈと水平方向距離Ｌの加速度から成る荷こぼれ基準値を併用したが，後者の荷こぼれ基準値のみを利用して荷こぼれの発生の有無を判定しても良い。
【０１１４】
＜その他＞
なお，本発明は，上記の各実施形態に限定されるものではなく，その要旨を逸脱しない範囲内の様々な変形例が含まれる。例えば，本発明は，上記の各実施形態で説明した全ての構成を備えるものに限定されず，その構成の一部を削除したものも含まれる。また，ある実施形態に係る構成の一部を，他の実施形態に係る構成に追加又は置換することが可能である。
【０１１５】
例えば，本発明の説明に用いた油圧ショベル１は上部旋回体１１，ブーム１３，アーム１４，バケット１５を有しているが，作業機械の構成はこれに限らず，例えばリフティングマグネット機のような異なる形態のフロント作業機を有する作業機械に適用することができる。
【０１１６】
また，運搬判定部５０における運搬開始判定は上述したようにアームシリンダボトム圧とバケット角度を用いた方法に限定されるものではない。例えばリフティングマグネット機のような作業機械の場合，マグネットの吸着のＯＮ／ＯＦＦ信号に基づいて運搬動作の開始と終了を判定することは容易である。
【０１１７】
荷重の演算は図９に示したモデルに限定されるものではなく，異なる演算式を用いても良いことは明白である。例えば，ブーム１３，アーム１４，バケット１５により構成されるフロント作業機１２の運動方程式に基づいて荷重を演算してもよい。
【０１１８】
掘削物４の荷重値の確定方法は図１０に示す手法に限定されるものではない。例えばブーム１３の回動加速度が所定値以下の期間を抽出して，その期間における荷重を平均化することで確定してもよい。荷重を再度計測するためのブーム上げ動作の検出はブームの角度検出に限定されるものではなく，操作装置２２に対する操作入力量やバケット１５の爪先位置などを検出するように構成しても良いことは明白である。
【０１１９】
荷こぼれ基準値は図７や図１２等に示したものに限定されるものではない。例えば上部旋回体１１の旋回速度の大きさではなく，操作者の旋回操作量に置き換えてもよい。
【０１２０】
荷こぼれ推定が報知された後のブーム上げ動作で平均荷重値の再演算が完了した旨を積極的に操作者に報知するために，ステップＳ１１７で運搬中荷重表示部９３の数値を更新するだけでなく荷こぼれ後の平均荷重値の演算が完了した旨をモニタ２３に表示しても良い。
【０１２１】
荷こぼれの要因判別基準は図１５に示す設定に限定されるものではなく，旋回速度の大きさの上限を設定してもよい。
【０１２２】
荷こぼれに対する余裕度の演算方法は図１７に示す方法に限定されるものではなく，バケットの絶対角度に対する余裕度を演算し表示するように構成しても良いことは明白である。
【０１２３】
上記の各実施形態では，荷こぼれ基準値を掘削物４の荷重値に応じて変更したが，掘削物の荷重値に大きな変動が無い場合には予め定めた１つの荷こぼれ基準値のみを利用するようにシステム構成しても良い。
【符号の説明】
【０１２４】
１…油圧ショベル，２…ダンプトラック，１２…フロント作業機，１３…ブーム，１４…アーム，１５…バケット，１６…ブームシリンダ，１７…アームシリンダ，１８…バケットシリンダ，２１…コントローラ，２２…操作レバー（操作装置），２３…モニタ（表示装置，入力装置），２４…ブーム角度センサ，２５…アーム角度センサ，２６…バケット角度センサ，２７…旋回角速度センサ，２８…傾斜角度センサ，２９…ブームボトム圧センサ，３０…ブームロッド圧センサ，３１…アームボトム圧センサ，３２…アームロッド圧センサ，５０…運搬判定部，５１…荷重演算部，５２…荷こぼれ基準記憶部，５３…荷こぼれ基準選択部，５４…荷こぼれ推定部，５５…姿勢演算部，５６…運動状態演算部，６０…荷こぼれ要因基準記憶部，６１…荷こぼれ推定頻度演算部
【図１】
2019157362.tif 000003
【図２】
2019157362.tif 000004
【図３】
2019157362.tif 000005
【図４】
2019157362.tif 000006
【図５】
2019157362.tif 000007
【図６】
2019157362.tif 000008
【図７】
2019157362.tif 000009
【図８】
2019157362.tif 000010
【図９】
2019157362.tif 000011
【図１０】
2019157362.tif 000012
【図１１】
2019157362.tif 000013
【図１２】
2019157362.tif 000014
【図１３Ａ】
2019157362.tif 000015
【図１３Ｂ】
2019157362.tif 000016
【図１４】
2019157362.tif 000017
【図１５】
2019157362.tif 000018
【図１６】
2019157362.tif 000019
【図１７】
2019157362.tif 000020
【図１８】
2019157362.tif 000021
【図１９】
2019157362.tif 000022
【図２０】
2019157362.tif 000023
【図２１】
2019157362.tif 000024
【図２２】
2019157362.tif 000025
【図２３】
2019157362.tif 000026
【図２４】
2019157362.tif 000027
【図２５】
2019157362.tif 000028
【図２６】
2019157362.tif 000029
【図２７】
2019157362.tif 000030
【図２８】
2019157362.tif 000031