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JP7650183B2 - Work Machine - Google Patents
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Description

本発明は作業機械に関する。 The present invention relates to a work machine.

近年の労働人口低下などの課題に対して、油圧ショベルのような作業機械をコントローラにより自動動作させる技術が開発されている。このような作業機械では、利用者は作業開始を指令した後は作業機械を操作する必要がなく、時間を有効に使うことができ省人化に効果がある。 In response to recent issues such as the decline in the working population, technology has been developed to automatically operate work machines such as hydraulic excavators using controllers. With such machines, users do not need to operate the machine after issuing a command to start work, which allows for more efficient use of time and is effective in reducing manpower.

しかし、油圧ショベルの動作には燃料や尿素水のような消耗品の残量、ツースやフィルタのような消耗部品の残寿命が十分あることが必要であり、自動作業中にこれらが不足すると作業の中断といった問題が起こる。 However, the operation of a hydraulic excavator requires sufficient remaining amounts of consumables such as fuel and urea solution, and sufficient remaining life for consumable parts such as teeth and filters, and if these run short during automatic operation, problems such as interruptions to operation can occur.

この問題に対し、特許文献1(特開2003-112799号公報)では作業中の機械の燃料管理について、機械の稼働情報から燃料が不足する時刻を推定し、推定結果に応じて燃料を配送できるようにルートを計画するシステムが公開されている。さらに、特許文献2(特開2019-37168号公報)には設定された走行ルートに対して燃料消費を予測する作業機が公開されている。 In response to this issue, Patent Document 1 (JP 2003-112799 A) discloses a system for managing fuel for machines in operation, which estimates the time when fuel will be insufficient from the machine's operation information and plans a route so that fuel can be delivered according to the estimated results. Furthermore, Patent Document 2 (JP 2019-37168 A) discloses a work machine that predicts fuel consumption for a set driving route.

特開2003-112799号公報JP 2003-112799 A 特開2019-37168号公報JP 2019-37168 A

しかしながら、従来の技術では、作業開始前にエネルギー源等の予測消耗度を適切に把握するのが困難であるという課題があった。 However, with conventional technology, it was difficult to accurately grasp the predicted degree of wear of energy sources, etc. before work began.

特許文献1の技術を用いれば、燃料が不足する前に給油を行うことができる。しかし、自動作業が行われている間、利用者は突発的に発生する燃料切れに逐次対応する必要があり、自動作業による省人化の効果を減じてしまう。 Using the technology of Patent Document 1, it is possible to refuel before fuel runs out. However, while the automated operation is being performed, the user must respond one by one to unexpected occurrences of fuel shortages, which reduces the labor-saving effect of the automated operation.

また、特許文献2の技術では、動作が同一であったとしても作業内容、作業対象に応じて負荷、燃費が大きく異なる油圧ショベルに対する燃料消費の予測は難しい。 In addition, with the technology in Patent Document 2, it is difficult to predict fuel consumption for hydraulic excavators, whose load and fuel consumption vary greatly depending on the work content and work target, even if the operations are the same.

このため、自動作業中に燃料不足などを検出するのではなく、作業開始前に作業内容や作業対象の情報を加味して作業が完了できるかどうか判断できるようにすることが望ましい。このようにすると、不足する場合は作業開始前に給油や代機の手配を行うことができる。 For this reason, rather than detecting fuel shortages during automated work, it is desirable to be able to determine whether the work can be completed before the work begins by taking into account information about the work content and the work target. In this way, if there is a shortage of fuel, it is possible to refuel or arrange for a substitute machine before the work begins.

本発明はこのような課題を解決するためになされたものであり、作業開始前にエネルギー源等の予測消耗度をより適切に把握できる作業機械を提供することを目的とする。 The present invention has been made to solve these problems, and aims to provide a work machine that can more appropriately grasp the predicted degree of wear of energy sources, etc. before starting work.

本発明に係る作業機械の一例は、作業機と、エネルギー源の消費により前記作業機を駆動する駆動源と、前記駆動源の駆動による稼動に伴って消耗する消耗品と、前記駆動源の駆動による稼働に伴って寿命が減少する消耗部品と、前記作業機の動作を制御するコントローラとを備えた作業機械であって、情報を通知する通知装置と、前記エネルギー源、前記消耗品および前記消耗部品のうち、いずれかまたは複数を含む、消耗度管理対象の状態を取得する状態取得手段と、を備え、前記コントローラは、動作計画と作業内容と作業対象とに関する情報とを含む作業計画が実行された後の前記消耗度管理対象の予測消耗度を、前記作業計画と、前記消耗度管理対象の前記状態とに基づいて算出し、前記通知装置は、前記作業計画が実行される前に、前記予測消耗度を前記通知装置に通知する、ことを特徴とする。 An example of a work machine according to the present invention is a work machine including a work machine, a drive source that drives the work machine by consuming an energy source, consumables that are consumed as the work machine is operated by the drive source, consumable parts whose life span decreases as the work machine is operated by the drive source, and a controller that controls the operation of the work machine, and is characterized in that the work machine is equipped with a notification device that notifies information, and a status acquisition means that acquires the status of the wear-level management target including one or more of the energy source, the consumables, and the consumable parts, and the controller calculates a predicted wear level of the wear-level management target after a work plan including information on an operation plan, a work content, and a work target is executed based on the work plan and the status of the wear-level management target, and the notification device notifies the notification device of the predicted wear level before the work plan is executed.

本発明に係る作業機械によれば、作業開始前にエネルギー源等の予測消耗度をより適切に把握することができる。 The work machine according to the present invention makes it possible to more appropriately grasp the predicted degree of wear of energy sources, etc. before starting work.

油圧ショベルの構成図Hydraulic excavator configuration diagram 本発明の第1実施形態におけるコントローラの機能ブロック図Functional block diagram of a controller in the first embodiment of the present invention. 第1実施形態における消耗度管理の動作フローチャートOperation flowchart of wear level management in the first embodiment 第1実施形態における消耗度管理の動作フローチャートOperation flowchart of wear level management in the first embodiment 第1実施形態における作業計画の例Example of work plan in the first embodiment 第1実施形態における作業内容および作業対象を数値化した例Example of quantification of work content and work target in the first embodiment 第1実施形態における消耗度予測の式Equation for predicting wear level in the first embodiment 図7のwjiの定義の具体例A specific example of the definition of w ji in FIG. 図7のkojiの定義の具体例A specific example of the definition of k oji in FIG.

以下、本発明の実施形態について図面を用いて説明する。なお、以下では、作業装置の先端の作業具(アタッチメント)としてバケットを備える油圧ショベルを例示するが、バケット以外のアタッチメントを備える作業機械に本発明を適用しても構わない。さらに、油圧ショベル以外の作業機械への適用も可能である。加えて、各実施形態では、作業対象を含む作業計画の全体が外部から入力される形式を例示したが、これに限らない。たとえば、外部から、作業場所と、作業計画を特定する情報とが与えられ、コントローラが作業計画に基づいて動作計画を生成し、作業対象を自動的に決定するようにしてもよい。 Below, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. Note that, in the following, a hydraulic excavator equipped with a bucket as a working tool (attachment) at the tip of the working device will be exemplified, but the present invention may be applied to a work machine equipped with an attachment other than a bucket. Furthermore, the present invention may be applied to work machines other than hydraulic excavators. In addition, each embodiment has been exemplified as a format in which the entire work plan including the work object is input from outside, but this is not limited to this. For example, the work location and information specifying the work plan may be provided from outside, and the controller may generate an operation plan based on the work plan and automatically determine the work object.

本明細書において、消耗度は、大きいほど動作不可能状態に近づくような値として管理を行う。例えば、燃料の状態としては燃料残量センサより残量に応じた電圧が取得され、消耗度への変換では、まずこの電圧から燃料の残量を算出し、次に、算出した残量を満量から減算したものを消費量、すなわち消耗度とする。または、算出した残量の、満量に対する割合を用いてもよい。利用者への表示の際には、残量などの理解しやすい形へ再度変換してもよい。なお、変形例として、消耗度は、小さいほど動作不可能状態に近づくような値として管理を行うことも可能である。 In this specification, the degree of consumption is managed as a value that approaches an inoperable state as the degree increases. For example, the state of fuel is indicated by a voltage corresponding to the remaining amount obtained from a fuel remaining amount sensor, and in converting it to the degree of consumption, the remaining amount of fuel is first calculated from this voltage, and then the calculated remaining amount is subtracted from the full amount to obtain the amount consumed, i.e., the degree of consumption. Alternatively, the ratio of the calculated remaining amount to the full amount may be used. When displayed to the user, it may be converted again into an easy-to-understand form such as the remaining amount. As a variant, the degree of consumption can also be managed as a value that approaches an inoperable state as the degree of consumption decreases.

<第1実施形態>
<基本構成>
図1は本発明の第1実施形態に係る油圧ショベルの構成図である。図1において、油圧ショベル1は、多関節型のフロント作業装置1Aと、車体1Bとを備える。車体1Bは、走行油圧モータ3(左側のみ図示)により走行する下部走行体11と、下部走行体11の上に取り付けられ、旋回油圧モータ4により旋回する上部旋回体12とを備える。
First Embodiment
<Basic configuration>
Fig. 1 is a configuration diagram of a hydraulic excavator according to a first embodiment of the present invention. In Fig. 1, the hydraulic excavator 1 comprises an articulated front working mechanism 1A and a vehicle body 1B. The vehicle body 1B comprises a lower traveling body 11 that travels by a traveling hydraulic motor 3 (only the left side is shown), and an upper rotating body 12 that is attached on the lower traveling body 11 and rotates by a swing hydraulic motor 4.

フロント作業装置1Aは、垂直方向にそれぞれ回動する複数の被駆動部材(ブーム8、アーム9及びバケット10)を連結して構成されている。ブーム8、アーム9及びバケット10は、本実施形態における作業機の例である。 The front working mechanism 1A is configured by connecting multiple driven members (boom 8, arm 9, and bucket 10) that each rotate vertically. The boom 8, arm 9, and bucket 10 are examples of working machines in this embodiment.

ブーム8の基端は上部旋回体12の前部においてブームピンを介して回動可能に支持されている。ブーム8の先端にはアームピンを介してアーム9が回動可能に連結されており、アーム9の先端にはバケットピンを介してバケット10が回動可能に連結されている。また、バケット10にはツース13が固定されている。ブーム8はブームシリンダ5によって駆動され、アーム9はアームシリンダ6によって駆動され、バケット10はバケットシリンダ7によって駆動される。 The base end of the boom 8 is rotatably supported via a boom pin at the front of the upper rotating body 12. An arm 9 is rotatably connected to the tip of the boom 8 via an arm pin, and a bucket 10 is rotatably connected to the tip of the arm 9 via a bucket pin. Teeth 13 are fixed to the bucket 10. The boom 8 is driven by a boom cylinder 5, the arm 9 is driven by an arm cylinder 6, and the bucket 10 is driven by a bucket cylinder 7.

上部旋回体12に搭載されたオペレータの操縦席であるキャブ20には、オペレータに情報を提示できるモニタ21と、選択肢を選んで入力できるセレクトスイッチ22と、数値を入力できるテンキー23とが固定されている。 The cab 20, which is the operator's seat mounted on the upper rotating body 12, is equipped with a monitor 21 that can present information to the operator, a select switch 22 that allows the operator to select and input options, and a numeric keypad 23 that allows the operator to input numerical values.

また、同じく上部旋回体12に搭載された原動機であるエンジン18は、燃料タンク28内の軽油(図示せず)を燃焼により駆動して、油圧ポンプ2を駆動する。燃料タンク28には燃料残量センサ(図示せず)が取り付けられている。なお、ここでは例として軽油をエネルギー源とするエンジンを用いるが、エネルギー源とそれを消費して動力を出力する装置であれば他でもよく、蓄電池と電動機の組み合わせや、水素ガスを用いた燃料電池で駆動する電動機の組み合わせ、さらにこれら複数を組み合わせたものでも構わない。また、エンジン18よりの排気は、後処理装置25で尿素水タンク29より供給される尿素水(図示せず)により還元された後、車外に排出される。尿素水タンク29には尿素水残量センサ(図示せず)が取り付けられている。 The engine 18, which is also a prime mover mounted on the upper rotating body 12, burns diesel (not shown) in a fuel tank 28 to drive the hydraulic pump 2. A fuel level sensor (not shown) is attached to the fuel tank 28. Note that an engine that uses diesel as an energy source is used here as an example, but any other energy source and device that consumes the energy to output power may be used, such as a combination of a storage battery and an electric motor, a combination of an electric motor driven by a fuel cell using hydrogen gas, or a combination of two or more of these. The exhaust gas from the engine 18 is reduced by urea water (not shown) supplied from a urea water tank 29 in the aftertreatment device 25, and then discharged outside the vehicle. A urea water level sensor (not shown) is attached to the urea water tank 29.

作業機械は、1つ以上の消耗度管理対象を備える。消耗度管理対象は、以下のいずれかまたは複数を含む:稼働に伴って消費されるエネルギー源、消耗品、稼働に伴って寿命が減少する消耗部品。 The work machine is equipped with one or more wear management objects. The wear management objects include one or more of the following: energy sources consumed during operation, consumables, and consumable parts whose life span decreases during operation.

エネルギー源は、たとえば軽油または他の燃料を含んでもよい。また、エネルギー源は、燃料電池において用いられる水素を含んでもよい。また、エネルギー源は、蓄電池に蓄えられる電力を含んでもよい。 The energy source may include, for example, diesel or other fuel. The energy source may also include hydrogen for use in a fuel cell. The energy source may also include electricity stored in a battery.

消耗品はたとえば尿素水を含む。 Consumables include, for example, urea water.

消耗部品は、たとえば稼働に伴って摩耗するツース13を含む。 Consumable parts include, for example, teeth 13 that wear out during operation.

このように、作業機械は、作業機と、エネルギー源の消費により前記作業機を駆動する駆動源と、駆動源の駆動による稼動に伴って消耗する消耗品と、駆動源の駆動による稼働に伴って寿命が減少する消耗部品と、作業機の動作を制御するコントローラとを備える。 In this way, the work machine includes a work machine, a drive source that drives the work machine by consuming an energy source, consumables that wear out as the work machine operates when driven by the drive source, consumable parts whose life span decreases as the work machine operates when driven by the drive source, and a controller that controls the operation of the work machine.

図1の例において、油圧ポンプ2から吐出された圧油は、流量制御弁を介して走行油圧モータ3、旋回油圧モータ4、ブームシリンダ5、アームシリンダ6、バケットシリンダ7に供給される。供給された圧油によってブームシリンダ5、アームシリンダ6、バケットシリンダ7が伸縮することで、ブーム8、アーム9、バケット10がそれぞれ回動し、バケット10の位置及び姿勢が変化する。また、供給された圧油によって旋回油圧モータ4が回転することで、下部走行体11に対して上部旋回体12が旋回する。そして、供給された圧油によって走行油圧モータ3が回転することで、下部走行体11が走行する。 In the example of FIG. 1, the pressure oil discharged from the hydraulic pump 2 is supplied to the traveling hydraulic motor 3, the swing hydraulic motor 4, the boom cylinder 5, the arm cylinder 6, and the bucket cylinder 7 via a flow control valve. The supplied pressure oil causes the boom cylinder 5, the arm cylinder 6, and the bucket cylinder 7 to extend and retract, thereby rotating the boom 8, the arm 9, and the bucket 10, respectively, changing the position and attitude of the bucket 10. In addition, the supplied pressure oil causes the swing hydraulic motor 4 to rotate, causing the upper swing body 12 to swing relative to the lower running body 11. The supplied pressure oil causes the traveling hydraulic motor 3 to rotate, causing the lower running body 11 to run.

作業機械は、制御コントローラ40(コントローラ。図2)を備える。図2は、制御コントローラ40の機能ブロック図である。コントローラはたとえば公知の構成を有するコンピュータによって構成される。 The work machine is equipped with a control controller 40 (controller; Figure 2). Figure 2 is a functional block diagram of the control controller 40. The controller is, for example, configured by a computer having a known configuration.

自動動作制御においては、流量制御弁は電磁比例弁54からのパイロット油圧信号によって駆動され、走行油圧モータ3、旋回油圧モータ4、ブームシリンダ5、アームシリンダ6、バケットシリンダ7を動作させる。電磁比例弁54は制御コントローラ40からの制御指令によって制御される。なお、図2には単一の電磁比例弁54のみを示すが、電磁比例弁54は複数であってもよい。 In automatic operation control, the flow control valve is driven by a pilot hydraulic signal from the electromagnetic proportional valve 54, and operates the traveling hydraulic motor 3, the swing hydraulic motor 4, the boom cylinder 5, the arm cylinder 6, and the bucket cylinder 7. The electromagnetic proportional valve 54 is controlled by a control command from the control controller 40. Although only a single electromagnetic proportional valve 54 is shown in FIG. 2, multiple electromagnetic proportional valves 54 may be used.

ブーム8、アーム9、バケット10の回動角度は測定可能である。測定のために、たとえば図1に示すように、ブーム8にブーム角度センサ30、アーム9にアーム角度センサ31、バケットリンク14にバケット角度センサ32がそれぞれ取付けられる。また、上部旋回体12には基準面(例えば水平面)に対する上部旋回体12(または車体1B)の傾斜角を検出する車体傾斜角センサ33が取付けられる。また、上部旋回体12には、車体1Bの位置を検出する車体位置検出装置36が取り付けられている。 The rotation angles of the boom 8, arm 9, and bucket 10 can be measured. For measurement purposes, as shown in FIG. 1, for example, a boom angle sensor 30 is attached to the boom 8, an arm angle sensor 31 is attached to the arm 9, and a bucket angle sensor 32 is attached to the bucket link 14. In addition, a vehicle body inclination angle sensor 33 is attached to the upper rotating body 12 to detect the inclination angle of the upper rotating body 12 (or vehicle body 1B) relative to a reference plane (e.g., a horizontal plane). In addition, a vehicle body position detection device 36 is attached to the upper rotating body 12 to detect the position of the vehicle body 1B.

図2に示すように、作業機械は、状態取得装置50(状態取得手段)を備える。状態取得装置50は、消耗度管理対象の状態を取得する。状態取得装置50は、たとえば燃料残量センサおよび尿素水残量センサを含む。消耗度管理対象の状態は、消耗度管理対象の消耗度を算出するために用いられる。消耗度管理対象の状態は、たとえば燃料の残量および尿素水の残量である。また、ツース13等の消耗部品については、状態を直接的に取得してもよいし、作業計画又は稼動時間等に基づいて状態を推定してもよい。たとえば、消耗度管理部71において、ツース13の交換以来の作業計画に基づいて予測消耗度を算出し、予測消耗度に基づいて状態を取得してもよい。 As shown in FIG. 2, the work machine is equipped with a status acquisition device 50 (status acquisition means). The status acquisition device 50 acquires the status of the wear level management subject. The status acquisition device 50 includes, for example, a fuel level sensor and a urea water level sensor. The status of the wear level management subject is used to calculate the wear level of the wear level management subject. The status of the wear level management subject is, for example, the remaining amount of fuel and the remaining amount of urea water. In addition, for consumable parts such as the tooth 13, the status may be acquired directly, or the status may be estimated based on the work plan or operating time. For example, the wear level management unit 71 may calculate a predicted wear level based on the work plan since the replacement of the tooth 13, and acquire the status based on the predicted wear level.

なお、状態取得装置50は、エネルギー源、消耗品、消耗部品の状態を検出する任意の装置を含むことができる。例えば駆動にバッテリを用いる場合には、電流・電圧センサを用いてもよいし、目詰まりセンサを持つ作動油フィルタのように消耗部品であっても状態を検出している場合には、検出された値を用いてもよい。 The status acquisition device 50 may include any device that detects the status of an energy source, consumables, or consumable parts. For example, if a battery is used for driving, a current/voltage sensor may be used, and if the status of a consumable part such as a hydraulic oil filter with a clogging sensor is detected, the detected value may be used.

作業機械は入力装置51を備える。入力装置51はセレクトスイッチ22とテンキー23とを含む。なお、ここでは例としてキャブ20内のセレクトスイッチ22とテンキー23を用いたが、利用者が情報を入力できるようになっていれば他の構成でもよい。特に、自動動作制御中には利用者が油圧ショベルに搭乗している必要はなく、そのような場合は、入力装置は作業機械の外部に設置される管理システムからの入力を受け付けてもよい。 The work machine is equipped with an input device 51. The input device 51 includes a select switch 22 and a numeric keypad 23. Note that, although the select switch 22 and numeric keypad 23 in the cab 20 are used as an example here, other configurations may be used as long as the user can input information. In particular, it is not necessary for a user to be on board the hydraulic excavator during automatic operation control, and in such a case, the input device may receive input from a management system installed outside the work machine.

作業機械は、情報を通知する通知装置を備える。通知装置の例はキャブ20内のモニタ21であるが、情報を出力できる任意の装置を用いることができる。作業機械の外部に設置される管理システムへ情報を提示するものでもよい。また、通知は画像によってもよいし、音声によってもよいし、画像および音声の組み合わせによってもよい。 The work machine is equipped with a notification device that notifies the operator of information. An example of a notification device is the monitor 21 in the cab 20, but any device that can output information can be used. It may also be a device that presents information to a management system installed outside the work machine. Notification may also be by image, sound, or a combination of image and sound.

このように、作業機械は、情報を通知する通知装置と、エネルギー源、消耗品および消耗部品のうち、いずれかまたは複数を含む、消耗度管理対象の状態を取得する状態取得手段とを備える。 In this way, the work machine is equipped with a notification device that notifies information, and a status acquisition means that acquires the status of items subject to wear level management, including one or more of an energy source, a consumable item, and a consumable part.

<制御コントローラ40>
図2に示すように、制御コントローラ40は、電磁比例弁制御部44と、アクチュエータ制御部81と、自動動作制御部91と、消耗度管理部71と、第1入力部100と、第2入力部101と、第3入力部102と、第1出力部110とを備えている。
<Controller 40>
As shown in FIG. 2, the control controller 40 includes an electromagnetic proportional valve control unit 44, an actuator control unit 81, an automatic operation control unit 91, a wear level management unit 71, a first input unit 100, a second input unit 101, a third input unit 102, and a first output unit 110.

第1入力部100には外部システム200から作業計画が入力される。 The work plan is input to the first input unit 100 from the external system 200.

第2入力部101には状態取得装置50から消耗度管理対象の状態または作業計画が入力される。本実施形態での消耗度管理対象は、軽油、尿素水、ツース13である。 The second input unit 101 receives the status or work plan of the wear level management object from the status acquisition device 50. In this embodiment, the wear level management object is diesel, urea water, and teeth 13.

第3入力部102には入力装置51から問合せへの回答または閾値の設定情報が入力される。 The third input unit 102 receives responses to inquiries or threshold setting information from the input device 51.

第1出力部110は消耗度管理部71から入力される情報をモニタ21に出力する。 The first output unit 110 outputs the information input from the wear level management unit 71 to the monitor 21.

消耗度管理部71は、第1入力部100から入力される作業計画と、第2入力部101から入力される消耗度管理対象の状態とを用いて、消耗度を管理し、第1出力部110へ情報を出力する。また、第3入力部102からの入力に応じて自動動作制御部91に動作許可信号または動作保留信号を出力する。 The wear level management unit 71 manages wear levels using the work plan input from the first input unit 100 and the state of the wear level management subject input from the second input unit 101, and outputs information to the first output unit 110. It also outputs an operation permission signal or an operation suspension signal to the automatic operation control unit 91 in response to the input from the third input unit 102.

自動動作制御部91は、消耗度管理部71からの信号が動作許可信号である場合には、動作計画に基づいて各油圧アクチュエータ(たとえば走行油圧モータ3、旋回油圧モータ4、ブームシリンダ5、アームシリンダ6、バケットシリンダ7、等)の速度指令を演算し、アクチュエータ制御部81に出力する。消耗度管理部71からの信号が動作許可信号でない場合(たとえば動作保留信号である場合)には、アクチュエータ制御部81に対する出力を行わない。 When the signal from the wear level management unit 71 is an operation permission signal, the automatic operation control unit 91 calculates speed commands for each hydraulic actuator (e.g., the traveling hydraulic motor 3, the swing hydraulic motor 4, the boom cylinder 5, the arm cylinder 6, the bucket cylinder 7, etc.) based on the operation plan and outputs the speed commands to the actuator control unit 81. When the signal from the wear level management unit 71 is not an operation permission signal (for example, an operation suspension signal), no output is made to the actuator control unit 81.

アクチュエータ制御部81は、電磁比例弁制御部44を制御する。たとえば、自動動作制御部91から出力される各油圧アクチュエータの速度指令に基づき、各油圧アクチュエータの流量制御弁の目標パイロット圧を演算し、その演算した目標パイロット圧を電磁比例弁制御部44に出力する。 The actuator control unit 81 controls the solenoid proportional valve control unit 44. For example, based on the speed command for each hydraulic actuator output from the automatic operation control unit 91, it calculates the target pilot pressure for the flow control valve of each hydraulic actuator, and outputs the calculated target pilot pressure to the solenoid proportional valve control unit 44.

電磁比例弁制御部44は、電磁比例弁54を制御する。たとえば、アクチュエータ制御部81から出力される流量制御弁への目標パイロット圧を基に、電磁比例弁54への指令を演算する。 The solenoid proportional valve control unit 44 controls the solenoid proportional valve 54. For example, it calculates a command to the solenoid proportional valve 54 based on the target pilot pressure to the flow control valve output from the actuator control unit 81.

第1出力部110は消耗度管理部71から出力される情報(たとえば、消耗度に関する情報、付加情報、問合せ情報、等)を出力する。 The first output unit 110 outputs information output from the wear level management unit 71 (e.g., information related to wear level, additional information, inquiry information, etc.).

<消耗度管理フロー>
図3および図4に制御コントローラ40によって実行される消耗度管理処理のフローを示す。
<Consumables Management Flow>
3 and 4 show a flow of the wear level management process executed by the controller 40. In FIG.

S110では、第1入力部100は外部システム200から入力された作業計画を取得する。作業計画の具体例は図5等を用いて後述する。作業計画は、制御コントローラ40によって実行される計画である。 In S110, the first input unit 100 acquires a work plan input from the external system 200. A specific example of the work plan will be described later with reference to FIG. 5 etc. The work plan is a plan to be executed by the controller 40.

S120では、S110で取得した作業計画に基づき消耗度管理部71は作業開始から作業終了までの各時刻における各消耗度管理対象の消耗度変化量を演算する。 In S120, the wear management unit 71 calculates the wear change amount of each wear management object at each time from the start of the work to the end of the work based on the work plan acquired in S110.

S130では、第2入力部は状態取得装置50から、各消耗度管理対象の現在の状態を表す情報を取得する。 In S130, the second input unit acquires information representing the current state of each wear level management subject from the status acquisition device 50.

S131では、消耗度管理部71はS130で取得した情報から、その時点での各消耗度管理対象の消耗度(現在消耗度)を算出することにより取得する。たとえば、燃料の残量を表す値を、燃料の消耗度(消費量)を表す値に換算する。 In S131, the consumption level management unit 71 obtains the consumption level (current consumption level) of each consumption level management target at that time by calculating it from the information obtained in S130. For example, a value representing the remaining amount of fuel is converted into a value representing the consumption level (amount of fuel consumed).

S140では、消耗度管理部71は、動作計画と作業内容と作業対象とに関する情報とを含む作業計画が実行された後の各消耗度管理対象の消耗度(予測消耗度)を、作業計画と、消耗度管理対象の状態とに基づいて算出する。本実施形態では、作業計画に基づいてS120で算出された消耗度変化量と、消耗度管理対象の状態に基づいてS131で算出された現在消耗度とを加算することにより、予測消耗度を算出する。算出処理の具体例は、図7等を用いて後述する。第1出力部110はモニタ21へ予測消耗度を出力する。 In S140, the wear management unit 71 calculates the wear (predicted wear) of each wear management subject after a work plan including information on the operation plan, work content, and work target is executed, based on the work plan and the state of the wear management subject. In this embodiment, the predicted wear is calculated by adding the wear change amount calculated in S120 based on the work plan and the current wear calculated in S131 based on the state of the wear management subject. A specific example of the calculation process will be described later using FIG. 7 etc. The first output unit 110 outputs the predicted wear to the monitor 21.

このようにして、モニタ21は、作業計画が実行される前に、予測消耗度をモニタ21に通知する。これによって、利用者は、作業開始前に予測消耗度をより適切に把握することができる。 In this way, the monitor 21 notifies the monitor 21 of the predicted wear level before the work plan is executed. This allows the user to more appropriately understand the predicted wear level before starting work.

S150では、S140で算出した予測消耗度が、所定の閾値を超過しないか判断する。S150でいずれの予測消耗度も閾値を超過しないと判断された場合はS160へ進み、S150でいずれかの予測消耗度が閾値を超過すると判断された場合はS220へ進む。 In S150, it is determined whether the predicted wear levels calculated in S140 exceed a predetermined threshold. If it is determined in S150 that none of the predicted wear levels exceed the threshold, the process proceeds to S160, and if it is determined in S150 that any of the predicted wear levels exceed the threshold, the process proceeds to S220.

なお、S150で用いる閾値は、任意に設定可能であってもよい。たとえば入力装置51を介して閾値を入力してもよい。このようにすると、判定基準を柔軟に管理することができる。 The threshold value used in S150 may be arbitrarily set. For example, the threshold value may be input via the input device 51. In this way, the judgment criteria can be flexibly managed.

S160では、消耗度管理部71は自動動作制御部91へ動作許可信号を出力し、自動動作制御部91による動作が開始される。自動動作制御部91はアクチュエータ制御部81の制御を継続して実行し、これによって作業計画が実行される。以下に説明するS170~S190の処理は、作業計画の実行と並行して実行することができる。 In S160, the wear level management unit 71 outputs an operation permission signal to the automatic operation control unit 91, and operation by the automatic operation control unit 91 is started. The automatic operation control unit 91 continues to control the actuator control unit 81, thereby executing the work plan. The processes of S170 to S190 described below can be executed in parallel with the execution of the work plan.

S170では、第2入力部101は状態取得装置50から、各消耗度管理対象の現在の状態を取得する。 In S170, the second input unit 101 acquires the current status of each wear level management target from the status acquisition device 50.

S171では、消耗度管理部71はS170で取得した情報に基づいて各消耗度管理対象の現在消耗度を算出する。このようにして、消耗度管理部71は、作業計画が実行されている間に、各消耗度管理対象の現在消耗度を取得する。 In S171, the wear level management unit 71 calculates the current wear level of each wear level management object based on the information acquired in S170. In this way, the wear level management unit 71 acquires the current wear level of each wear level management object while the work plan is being executed.

S180では、S140で算出された予測消耗度と、S171で算出された現在消耗度とを比較し、すべての消耗度管理対象について現在消耗度が予測消耗度以下であると判断された場合はS190に進み、いずれかの消耗度管理対象について現在消耗度が予測消耗度より大きいと判断された場合はS270に進む。 In S180, the predicted wear level calculated in S140 is compared with the current wear level calculated in S171, and if it is determined that the current wear level is equal to or lower than the predicted wear level for all wear level management objects, the process proceeds to S190, and if it is determined that the current wear level is greater than the predicted wear level for any of the wear level management objects, the process proceeds to S270.

S190では、自動動作制御部91の出力等に基づいて作業計画が完了したか判断し、作業が完了したと判断された場合はS200へ進み、完了していないと判断された場合はS170へ進む。 In S190, it is determined whether the work plan has been completed based on the output of the automatic operation control unit 91, etc., and if it is determined that the work has been completed, the process proceeds to S200, and if it is determined that the work has not been completed, the process proceeds to S170.

S200では、第2入力部101は状態取得装置50から、各消耗度管理対象の現在の状態を取得する。 In S200, the second input unit 101 acquires the current status of each wear level management target from the status acquisition device 50.

S201では、消耗度管理部71は、S200で取得された情報に基づき、各消耗度管理対象の消耗度(終了後消耗度)を算出する。このようにして、作業計画の実行が終了した後に、各消耗度管理対象の終了後消耗度が算出される。 In S201, the wear level management unit 71 calculates the wear level (post-termination wear level) of each wear level management target based on the information acquired in S200. In this manner, after the execution of the work plan is completed, the post-termination wear level of each wear level management target is calculated.

S210では、第1出力部110はモニタ21へS201で算出した終了後消耗度を出力する。このようにして、モニタ21は終了後消耗度を通知する。これによって、利用者は、作業計画終了後の消耗度を知ることができ、必要に応じて補充または交換を行うことができる。 In S210, the first output unit 110 outputs the degree of wear after completion calculated in S201 to the monitor 21. In this way, the monitor 21 notifies the degree of wear after completion. This allows the user to know the degree of wear after the work plan is completed, and to replenish or replace as necessary.

S220(すなわち、S150において、いずれかの消耗度管理対象の予測消耗度が閾値を超過する場合)では、第1出力部110は、予測消耗度が閾値を超過すると判断された消耗度管理対象に対応する付加情報をモニタ21へ出力する。 In S220 (i.e., in S150, when the predicted wear level of any of the wear level management objects exceeds the threshold), the first output unit 110 outputs to the monitor 21 additional information corresponding to the wear level management object whose predicted wear level is determined to exceed the threshold.

たとえば、当該消耗度管理対象がエネルギー源または消耗品を含む場合には、第1出力部110は、消耗度管理対象の現在消耗度を取得し、モニタ21は、予測消耗度と現在消耗度との差に関する情報を通知してもよい。これによって、利用者は、たとえば燃料の不足量を知ることができる。 For example, if the consumption management subject includes an energy source or a consumable item, the first output unit 110 may obtain the current consumption of the consumption management subject, and the monitor 21 may notify information regarding the difference between the predicted consumption and the current consumption. This allows the user to know, for example, the amount of fuel shortage.

また、当該消耗度管理対象が消耗部品を含む場合には、モニタ21は、消耗度管理対象に応じた情報を通知してもよい。たとえば、消耗部品がツース13である場合には、仕上がり形状が変わる可能性があることを示すメッセージを表示してもよい。これによって、利用者は、たとえば作業への影響を知ることができる。 In addition, if the wear management subject includes a consumable part, the monitor 21 may notify information according to the wear management subject. For example, if the consumable part is a tooth 13, a message may be displayed indicating that the finished shape may change. This allows the user to know, for example, the impact on the work.

S230では、第1出力部110は作業計画を実行するかどうかを問い合わせるメッセージをモニタ21へ出力する。これによって、モニタ21は作業計画の実行許可を問い合わせる。利用者はこのメッセージに対する回答を入力装置51によって第3入力部102(回答入力手段)に入力する。回答は、作業計画の実行許可に関する情報を含む。このようにして、S240において、第3入力部102は、作業計画の実行許可に関する回答を取得する。 In S230, the first output unit 110 outputs a message to the monitor 21 inquiring whether or not to execute the work plan. This causes the monitor 21 to inquire about permission to execute the work plan. The user inputs a response to this message to the third input unit 102 (answer input means) via the input device 51. The response includes information regarding permission to execute the work plan. In this way, in S240, the third input unit 102 obtains a response regarding permission to execute the work plan.

S250において、回答が作業計画の実行を許可するものである場合には、S160に進み、制御コントローラ40は作業機の動作を制御して作業計画を実行する。回答が作業計画の実行を許可するものでない場合には、S260に進む。 If the response in S250 allows the execution of the work plan, the process proceeds to S160, where the controller 40 controls the operation of the work machine to execute the work plan. If the response does not allow the execution of the work plan, the process proceeds to S260.

S260では、消耗度管理部71は動作保留信号を自動動作制御部91へ出力する。これによって、作業機械の動作が保留される。このように、予測消耗度が閾値を超過する場合には、作業機械は作業計画の実行を保留するので、作業計画の実行中に動作不能となることが回避される。ただし、予測消耗度が閾値を超過する場合であっても、利用者が実行を許可した場合にはS160以降で作業計画が実行されるので、より柔軟な対応が可能となる。 In S260, the wear level management unit 71 outputs an operation suspension signal to the automatic operation control unit 91. This suspends the operation of the work machine. In this way, if the predicted wear level exceeds the threshold value, the work machine suspends the execution of the work plan, thereby avoiding the work machine becoming unable to operate while the work plan is being executed. However, even if the predicted wear level exceeds the threshold value, the work plan is executed from S160 onwards if the user allows the execution, allowing for a more flexible response.

S270(すなわち、S180において、現在消耗度が予測消耗度よりも大きい消耗度管理対象が存在する場合)では、第1出力部110は、消耗度管理対象のうち、現在消耗度が予測消耗度より大きいものについて、当該消耗度管理対象を特定する情報(たとえば項目名)と、現在消耗度が予測消耗度よりも大きいことを示す情報とをモニタ21に出力する。このようにして、モニタ21は、利用者に対し、当該消耗度管理対象について、現在消耗度が予測消耗度よりも大きいことを通知する。これによって、作業計画の実行中に、実行開始前の予測を上回る消耗が発生した場合に、利用者に警告を行うことができる。 In S270 (i.e., in S180, when there is a wear-out management object whose current wear-out level is greater than the predicted wear-out level), the first output unit 110 outputs to the monitor 21, for those of the wear-out management objects whose current wear-out level is greater than the predicted wear-out level, information identifying the wear-out management object (e.g., item name) and information indicating that the current wear-out level is greater than the predicted wear-out level. In this way, the monitor 21 notifies the user that the current wear-out level of the wear-out management object is greater than the predicted wear-out level. This makes it possible to warn the user if wear-out that exceeds the prediction before the start of execution occurs during the execution of the work plan.

<動作・効果>
上記のように構成される作業機械において、作業計画が入力された際の消耗度管理の動作を示す。
<Actions and Effects>
In the work machine configured as above, the operation of wear level management when a work plan is input will be described.

図5に作業計画の例を示す。作業計画は、動作計画と、作業内容と、作業対象とに関する情報を含み、図5の例では時刻ごとに構成される。 Figure 5 shows an example of a work plan. The work plan includes information about the operation plan, work content, and work target, and in the example of Figure 5, is configured for each time.

動作計画は、アクチュエータの状態の時間変化を表し、図5の例では各時刻における各アクチュエータの状態を表す。たとえば、各時刻におけるブーム8、アーム9、バケット10の角度位置が指定される。作業内容は、各時刻において実施すべき作業の種類を表し、たとえば掘削作業、垂直持ち上げ作業、旋回作業、等が指定される。作業対象は、各時刻における作業の対象を表し、たとえば低密度の土、高密度の土、軽石、鉄スクラップ、等が指定される。 The motion plan represents the change in the state of the actuators over time, and in the example of Figure 5, represents the state of each actuator at each time. For example, the angular positions of the boom 8, arm 9, and bucket 10 at each time are specified. The work content represents the type of work to be performed at each time, and for example, excavation work, vertical lifting work, turning work, etc. are specified. The work target represents the object of work at each time, and for example, low-density soil, high-density soil, pumice, scrap iron, etc. are specified.

図6に、作業内容および作業対象を指数化した例を示す。この例は図5の内容に対応する。jは作業内容を示す変数である。掘削のうち、とくに低速掘削についてはj=2である。同様に、低速垂直持ち上げの場合位はj=5であり、低速旋回の場合にはj=8である。なお、図5には作業内容が低速か高速かの区別は明記していないが、作業内容に明示的に定義するように構成してもよいし、動作計画から動作速度を演算し、動作速度に基づいて低速か高速かを判定してもよい。 Figure 6 shows an example of indexing the work content and work target. This example corresponds to the content of Figure 5. j is a variable indicating the work content. For excavation, particularly low-speed excavation, j = 2. Similarly, for low-speed vertical lifting, j = 5, and for low-speed turning, j = 8. Note that Figure 5 does not specify whether the work content is low-speed or high-speed, but this may be configured to be explicitly defined in the work content, or the movement speed may be calculated from the movement plan and a determination of low or high speed may be made based on the movement speed.

oは作業対象を示す変数であり、低密度の土の場合にはo=3である。 o is a variable that indicates the work object, and in the case of low density soil, o = 3.

このような作業計画が、制御コントローラ40に入力され、消耗度管理部71は入力された作業計画情報に基づき、消耗度管理対象のそれぞれについて、作業計画の実行開始から終了までの消耗度の変化量を演算する(図3のS120)。 Such a work plan is input to the controller 40, and the wear management unit 71 calculates the amount of change in wear from the start to the end of execution of the work plan for each of the wear management objects based on the input work plan information (S120 in Figure 3).

図7に、消耗度の変化量を演算するための関数の例を示す。消耗度管理対象iについて、消耗度変化量Wは、wjiとkojiとの積を総和したものである。wjiは、消耗度管理対象と作業内容との組み合わせ毎に定義される標準の消耗度変化量であり、kojiは、消耗度管理対象、作業対象、作業内容の組み合わせ毎に定義される補正係数である。 7 shows an example of a function for calculating the amount of change in wear level. For a wear level management target i, the amount of wear level change W i is the sum of the products of w ji and k oji . W ji is a standard amount of wear level change defined for each combination of a wear level management target and a task, and k oji is a correction coefficient defined for each combination of a wear level management target, a task target, and a task.

図8にwjiの定義の具体例を示す。図8には,i=1に対応する消耗度管理対象として軽油のみを示すが、他の消耗度管理対象(i=2,3,…)についても同様に定義することができる。 A specific example of the definition of wji is shown in Fig. 8. Although Fig. 8 shows only diesel as a consumption level management target corresponding to i=1, other consumption level management targets (i=2, 3, ...) can be similarly defined.

図9にkojiの定義の具体例を示す。図9には,i=1に対応する消耗度管理対象として軽油のみを示すが、他の消耗度管理対象(i=2,3,…)についても同様に定義することができる。 A specific example of the definition of k oji is shown in Fig. 9. Although Fig. 9 shows only diesel as a consumption level management subject corresponding to i=1, other consumption level management subjects (i=2, 3, ...) can be similarly defined.

このような定義法を用いれば、消耗度の変化量の演算では、同じ掘削動作(たとえば図9のj=2の列)であっても、軽石を作業対象とする場合(o=2の行)と、低密度の土を対象とする場合(o=3の行)とで変化量を異ならせることができる。たとえば、密度および硬度の高い後者の場合に、軽油、尿素水、ツース13、等の補正係数をより大きくすることができる。 By using this definition method, the amount of change in wear can be calculated differently for the same excavation operation (for example, column j=2 in Figure 9) when working on pumice (row o=2) and when working on low-density soil (row o=3). For example, the correction coefficients for diesel, urea water, tooth 13, etc. can be made larger for the latter, which has a higher density and hardness.

一方、積込時の旋回ブーム上げ動作(図9には示さない)では、作業対象の重量に応じて軽油および尿素水の補正係数は変化するが、ツース13と作業対象はほとんど接触しないため、ツース13に対する補正係数は作業対象によらず一定とすることができる。また、鉄スクラップ(図9には示さない)に対して、垂直持ち上げ動作と旋回動作とを比較すると、垂直持ち上げ動作の場合に重量が燃費により影響しやすいので、垂直持ち上げ動作に対する軽油の補正係数を、旋回動作に対する軽油の補正係数よりも大きくすることができる。 On the other hand, in the swing boom raising operation during loading (not shown in FIG. 9), the correction coefficients for diesel and urea water change depending on the weight of the work object, but since there is almost no contact between the teeth 13 and the work object, the correction coefficient for the teeth 13 can be kept constant regardless of the work object. Also, when comparing vertical lifting operation and swing operation for iron scrap (not shown in FIG. 9), weight is more likely to affect fuel consumption in the case of vertical lifting operation, so the correction coefficient for diesel for vertical lifting operation can be made larger than the correction coefficient for diesel for swing operation.

このように、図7示す演算方法を用いれば、様々な場合において適切に消耗度の変化量を算出することができる。 In this way, by using the calculation method shown in Figure 7, the change in wear level can be calculated appropriately in various cases.

図7の演算方法は一例であり、作業計画による消耗度の違いを考慮できる方法であれば他の演算方法を用いてもよい。たとえば、作業計画に基づいて各アクチュエータの負荷および消耗部品の摩耗度を物理的に予測し、消耗度を演算する方法を用いてもよい。または、作業対象の情報として予測負荷を直接設定しておき、それを用いる方法を用いてもよい。さらに、消耗度変化量を作業計画毎に固定値として設定しておき、その値を用いる方法を用いてもよい。 The calculation method in FIG. 7 is one example, and other calculation methods may be used as long as they can take into account differences in wear levels due to work plans. For example, a method may be used in which the load on each actuator and the wear level of consumable parts are physically predicted based on the work plan, and the wear level is calculated. Alternatively, a predicted load may be directly set as information about the work target, and this may be used. Furthermore, a method may be used in which the amount of wear level change is set as a fixed value for each work plan, and this value is used.

また、wjiおよびkojiの値は当業者が適宜決定することができるが、たとえばo,j,iの組み合わせそれぞれについて実験またはシミュレーションを行い、結果に基づいてwjiおよびkojiを決定してもよい。 Furthermore, the values of w ji and k oji can be appropriately determined by those skilled in the art. For example, experiments or simulations may be performed for each combination of o, j, and i, and w ji and k oji may be determined based on the results.

このようにして消耗度の変化量を算出(図3のS130)した後、状態取得装置50から得た情報をもとに現在消耗度を演算する(図3のS131)。この演算では、たとえば、軽油と尿素水については燃料残量センサと尿素水残量センサの取得電圧を残量に変換し、それぞれの残量を満量から引いた値を各満量で除算して現在消耗度とする。また、たとえば、ツース13に対しては交換以来の実行された作業計画による予測消耗度を保持しておき、これを積算して現在消耗度とする。 After calculating the amount of change in wear in this way (S130 in FIG. 3), the current wear is calculated based on the information obtained from the status acquisition device 50 (S131 in FIG. 3). In this calculation, for example, for diesel and urea water, the acquired voltages from the fuel level sensor and urea water level sensor are converted to remaining amounts, and the respective remaining amounts are subtracted from the full amounts and divided by the respective full amounts to obtain the current wear. In addition, for example, for the tooth 13, the predicted wear based on the work plan executed since replacement is stored, and this is added up to obtain the current wear.

こうして算出された各消耗度の変化量と現在の各消耗度から、動作後の各消耗度のすべてが閾値を超過しないのであればS150でYESと判定される。この閾値は変更可能であってもよく、利用者が作業現場から最寄りの燃料補給地点まで走行可能な量を残すなどの目的に応じて設定することもできる。また設定閾値を消去し、通知が行われないようにしてもよい。 If the calculated change in each level of wear and the current levels of wear do not cause any of the levels of wear after operation to exceed the threshold, then a YES determination is made in S150. This threshold may be changeable, and may be set according to a purpose such as leaving an amount of travel possible for the user to travel from the work site to the nearest refueling point. The set threshold may also be erased so that no notification is made.

消耗度管理対象内のいずれかの消耗度が閾値を超過する場合は、動作開始を保留し利用者に動作可否を問い合わせると同時に、閾値を超過する項目が軽油か尿素水であれば作業計画への不足分を、ツース13であれば仕上がり形状が変わる可能性があることなどの付加情報を通知する(図3のS220~250)。 If any wear level within the wear level management targets exceeds the threshold, the start of operation is put on hold and the user is asked whether or not to proceed. At the same time, if the item exceeding the threshold is diesel or urea water, additional information is provided, such as the amount that is short of the work plan, or if it is teeth 13, the possibility that the finished shape may change (S220-250 in Figure 3).

この通知を受け取った利用者は、項目が軽油や尿素水であれば動作保留中に携行容器などにより補充することができる。このようにして不足が解消されたか、通知内容が許容できる内容であった場合、利用者は動作開始を回答し、油圧ショベルが自動動作を開始する(図3のS160)。 If the item that receives this notification is diesel or urea water, the user can replenish it using a portable container or the like while the operation is pending. If the shortage is resolved in this way, or if the notification content is acceptable, the user responds by saying that they would like to start the operation, and the hydraulic excavator will begin automatic operation (S160 in Figure 3).

この動作では、動作計画に基づき自動動作制御部91で各油圧アクチュエータの速度指令が演算され、アクチュエータ制御部81で各油圧アクチュエータの流量制御弁の目標パイロット圧が演算され、電磁比例弁制御部44からの制御信号によって電磁比例弁54が駆動されることで作業計画が実行される。 In this operation, the automatic operation control unit 91 calculates the speed command for each hydraulic actuator based on the operation plan, the actuator control unit 81 calculates the target pilot pressure for the flow control valve of each hydraulic actuator, and the solenoid proportional valve 54 is driven by a control signal from the solenoid proportional valve control unit 44, thereby executing the work plan.

また、予測消耗度の算出に用いた情報と、実際の環境とが大きく異なっている場合には、作業計画の実行を開始してから、作業計画が完了できないことが明らかになる場合もある。このような場合に対応するため、消耗度管理部71は動作開始後にも一定の間隔で現状の消耗度を算出し、その値が作業開始時に予測したものよりも大きいようであれば利用者に通知する(図4のS170~S190およびS270)。この通知を受けた利用者は、たとえば即座に作業を中止することができ、あるいは、許容できる内容であれば作業を続行させることができ、望ましくない状態で作業が停止することを防ぐことができる。 In addition, if the information used to calculate the predicted wear level differs significantly from the actual environment, it may become clear after the work plan has begun that the work plan cannot be completed. To handle such cases, the wear level management unit 71 calculates the current wear level at regular intervals even after operation has started, and notifies the user if the value appears to be greater than that predicted at the start of the work (S170 to S190 and S270 in FIG. 4). The user who receives this notification can, for example, immediately stop the work, or continue the work if it is acceptable, thereby preventing the work from stopping in an undesirable state.

上記動作中の判断を繰り返し、作業計画が完了した場合には、再度、消耗度(終了後消耗度)を算出および通知し、消耗度管理動作を終了する。作業終了時の通知によって利用者は次に油圧ショベルに与える作業計画の選択や修正などを行うことができる。 The above-mentioned judgments during operation are repeated, and when the work plan is completed, the wear level (wear level after completion) is calculated and notified again, and the wear level management operation ends. The notification at the end of work allows the user to select or modify the next work plan to be given to the hydraulic excavator.

このようにして、作業開始前に動作計画、作業内容、作業対象に応じた燃料などの消費量または消耗量を予測し、利用者に通知することで、利用者は作業開始前にエネルギー源等の予測消耗度をより適切に把握することができる。この結果、自動動作を行う作業機械の動作中の利用者呼び出し頻度を下げることができ、省人化の効果を高めることができる。 In this way, by predicting the consumption or depletion of fuel and other items according to the operation plan, work content, and work target before work begins and notifying the user, the user can more appropriately understand the predicted depletion level of energy sources, etc. before starting work. As a result, the frequency of user calls during the operation of an automatically operating work machine can be reduced, and the labor-saving effect can be improved.

第1実施形態において、以下のような変形を施すことができる。
図3のS220~S250は省略してもよい。その場合には、S150でいずれかの予測消耗度が閾値を超過すると判断された場合にS260へ進んでもよい。このようにすると、予測消耗度が所定の閾値を超過する場合には、常に作業計画の実行が保留される。
In the first embodiment, the following modifications can be made.
3 may be omitted. In that case, the process may proceed to S260 when it is determined in S150 that any of the predicted wear levels exceeds a threshold value. In this way, execution of the work plan is always put on hold when the predicted wear level exceeds a predetermined threshold value.

図4のS170~S190およびS270は省略してもよい。このようにしても、図3の処理により予測消耗度を通知することが可能である。 Steps S170 to S190 and S270 in FIG. 4 may be omitted. Even in this case, it is possible to notify the predicted wear level by the process in FIG. 3.

図4のS190~S210は省略してもよい。このようにしても、図3の処理により予測消耗度を通知することが可能である。 Steps S190 to S210 in FIG. 4 may be omitted. Even in this case, it is possible to notify the predicted wear level by the process in FIG. 3.

1…油圧ショベル(作業機械)
8…ブーム(作業機)
9…アーム(作業機)
10…バケット(作業機)
21…モニタ(通知装置)
40…制御コントローラ(コントローラ)
50…状態取得装置(状態取得手段)
102…第3入力部(回答入力手段)
i…消耗度管理対象
j…作業内容
o…作業対象
…消耗度変化量
ji…標準の消耗度変化量
oji…補正係数
1... Hydraulic excavator (work machine)
8...Boom (working machine)
9...Arm (working machine)
10...Bucket (working machine)
21...Monitor (notification device)
40...Controller (controller)
50...Status acquisition device (status acquisition means)
102...Third input unit (answer input means)
i... wear-out management target j... work content o... work target W i ... wear-out change amount w ji ... standard wear-out change amount k o ji ... correction coefficient

Claims (7)

作業機と、エネルギー源の消費により前記作業機を駆動する駆動源と、前記駆動源の駆動による稼動に伴って消耗する消耗品と、前記駆動源の駆動による稼働に伴って寿命が減少する消耗部品と、前記作業機の動作を制御するコントローラとを備えた作業機械であって、
情報を通知する通知装置と、前記エネルギー源、前記消耗品および前記消耗部品のうち、いずれかまたは複数を含む、消耗度管理対象の状態を取得する状態取得手段と、
を備え、
前記コントローラは、動作計画と作業内容と作業対象とに関する情報とを含む作業計画が実行された後の前記消耗度管理対象の予測消耗度を、前記作業計画と、前記消耗度管理対象の前記状態とに基づいて算出し、
前記通知装置は、前記作業計画が実行される前に、前記予測消耗度を前記通知装置に通知
前記コントローラは、前記予測消耗度を、
‐前記消耗度管理対象と、前記作業内容との組み合わせ毎に定義される標準の消耗度変化量と、
‐前記消耗度管理対象、前記作業対象、前記作業内容の組み合わせ毎に定義される補正係数と、
に基づいて算出する、
ことを特徴とする作業機械。
A work machine including a work implement, a drive source that drives the work implement by consuming an energy source, consumables that are consumed as the work implement is driven and operated by the drive source, consumable parts whose life spans are shortened as the work implement is driven and operated by the drive source, and a controller that controls the operation of the work implement,
a notification device that notifies information; and status acquisition means that acquires the status of objects subject to wear level management, including one or more of the energy source, the consumables, and the consumable parts;
Equipped with
the controller calculates a predicted wear level of the wear level managed object after a work plan including information on an operation plan, a work content, and a work target is executed based on the work plan and the state of the wear level managed object;
The notification device notifies the notification device of the predicted wear level before the work plan is executed,
The controller calculates the predicted wear rate as follows:
- a standard wear level change amount defined for each combination of the wear level management target and the work content;
- a correction coefficient defined for each combination of the wear level management target, the work object, and the work content;
Calculate based on
A working machine characterized by:
請求項1に記載の作業機械であって、
前記予測消耗度が所定の閾値を超過する場合には、前記作業計画の実行を保留することを特徴とする作業機械。
2. A work machine according to claim 1,
A work machine characterized in that, when the predicted wear degree exceeds a predetermined threshold, execution of the work plan is suspended.
請求項2に記載の作業機械であって、
前記作業機械は回答入力手段を備え、
前記通知装置は、前記予測消耗度が前記閾値を超過する場合に、前記作業計画の実行許可を問合せ、
前記回答入力手段は、前記作業計画の前記実行許可に関する回答を取得し、
前記回答が前記作業計画の実行を許可するものである場合には、前記コントローラは前記作業機の動作を制御して前記作業計画を実行する、
ことを特徴とする作業機械。
A work machine according to claim 2,
The work machine is equipped with a response input means,
the notification device inquires about permission to execute the work plan when the predicted wear level exceeds the threshold value;
The answer input means acquires an answer regarding the permission to execute the work plan,
If the response permits execution of the work plan, the controller controls the operation of the work machine to execute the work plan.
A working machine characterized by:
請求項1に記載の作業機械であって、
前記消耗度管理対象の前記予測消耗度が所定の閾値を超過する場合において、
前記消耗度管理対象が前記エネルギー源または前記消耗品を含む場合には、前記コントローラは、前記消耗度管理対象の現在消耗度を取得し、前記通知装置は、前記予測消耗度と前記現在消耗度との差に関する情報を通知し、
前記消耗度管理対象が前記消耗部品を含む場合には、前記通知装置は、前記消耗度管理対象に応じた情報を通知する、
ことを特徴とする作業機械。
2. A work machine according to claim 1,
When the predicted wear-out level of the wear-out managed object exceeds a predetermined threshold value,
When the consumption level management target includes the energy source or the consumable, the controller acquires a current consumption level of the consumption level management target, and the notification device notifies information regarding a difference between the predicted consumption level and the current consumption level;
When the wear level management target includes the consumable part, the notification device notifies information corresponding to the wear level management target.
A working machine characterized by:
請求項2に記載の作業機械であって、
前記閾値は任意に設定可能であることを特徴とする作業機械。
A work machine according to claim 2,
A work machine characterized in that the threshold value can be set arbitrarily.
請求項1に記載の作業機械であって、
前記コントローラは、前記作業計画が実行されている間に、前記消耗度管理対象の現在消耗度を取得し、
前記通知装置は、前記現在消耗度が前記予測消耗度よりも大きい場合に、前記現在消耗度が前記予測消耗度よりも大きいことを通知する、
ことを特徴とする作業機械。
2. A work machine according to claim 1,
The controller acquires a current wear level of the wear level management object while the work plan is being executed,
the notification device notifies, when the current degree of wear is greater than the predicted degree of wear, that the current degree of wear is greater than the predicted degree of wear.
A working machine characterized by:
請求項1に記載の作業機械であって、
前記コントローラは、前記作業計画の実行が終了した後に、前記消耗度管理対象の終了後消耗度を算出し、
前記通知装置は、前記終了後消耗度を通知する、
ことを特徴とする作業機械。
2. A work machine according to claim 1,
the controller calculates a wear level after the execution of the work plan is completed,
The notification device notifies the degree of consumption after the end of the process.
A working machine characterized by:
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