(57)【要約】【課題】  多機能ユーザインターフェイスを作業機械に提供するための方法及びシステムを提供する。【解決手段】  提案された矯正動作を表示するための多機能ユーザインターフェイスを作業機械に提供する方法が実施される。このプロセスは、作業機械と関連する状態情報を受信すること、及び状態情報を分析し、異常状態を決定することを含む。また、このプロセスは、異常状態を示す警告メッセージを表示装置に表示すること、及び異常状態に対処する１つ以上の矯正動作を決定することを含む。さらに、このプロセスは、１つ以上の矯正動作から適切な矯正動作を決定すること、及び適切な矯正動作を反映する推奨メッセージを表示装置に表示することを含む。また、このプロセスは、代替的動作をオペレータに提供するために、残っている１つ以上の矯正動作を含む一覧表を表示装置に表示することを含む。【選択図】      図５
2006127477.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
多機能ユーザインターフェイスを、表示装置を備える作業機械に提供するための方法において、
作業機械と関連する状態情報を受信すること、
状態情報を分析し、異常状態を決定すること、
異常状態を示す警告メッセージを表示装置に表示すること、
異常状態に対処する１つ以上の矯正動作を決定すること、
１つ以上の矯正動作から適切な矯正動作を決定すること、及び
適切な矯正動作を反映する推奨メッセージを表示装置に表示すること
を含む方法。
【請求項２】
代替的動作をオペレータに提供するために、残っている１つ以上の矯正動作を含む一覧メッセージを表示装置に表示することをさらに含む、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
状態情報、推奨メッセージ、及び一覧メッセージは、表示装置の表示スクリーンの異なる領域に同時に表示される、請求項２に記載の方法。
【請求項４】
表示スクリーンは、タッチスクリーンである、請求項１に記載の方法。
【請求項５】
作業機械は、電気及び燃料電池を動力とするハイブリッド式作業機械である、請求項１に記載の方法。
【請求項６】
多機能ユーザインターフェイスを作業機械に提供するシステムにおいて、
第１表示領域、第２表示領域、及び第３表示領域を含む表示スクリーンを有するユーザ対話型表示装置と、
制御モジュールと
を備え、制御モジュールは、
実行されたとき操作プロセスを行なうプログラムコードを含むメモリであって、操作プロセスは、
作業機械の操作と関連する状態情報を受信すること、
状態情報を第１表示領域に表示すること、
状態情報を分析し、異常状態を決定すること、
異常状態を示す警告メッセージを第２表示領域に表示すること、
異常状態に対処する１つ以上の矯正動作を決定すること、
１つ以上の矯正動作から適切な矯正動作を決定すること、及び
矯正動作を推奨するため推奨メッセージを第２表示領域に表示すること
を含むメモリと、
プログラムコードを実行するように構成されたマイクロプロセッサと
を含む、システム。
【請求項７】
操作プロセスは、代替的動作をオペレータに提供するために、残っている１つ以上の矯正動作を含む一覧表を第３表示領域に表示することをさらに含む、請求項６に記載のシステム。
【請求項８】
非車載システムへの通信接続を提供するために、制御モジュールに連結された無線インターフェイスをさらに含む、請求項７に記載のシステム。
【請求項９】
作業機械は、作業機械に関連する保守と操作マニュアルを記憶するメモリを含む、請求項６に記載のシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この開示は、一般に作業機械制御コンソールに関し、さらに詳細には、作業機械のオペレータに、推奨される矯正動作及び故障修理インターフェイスを提供するためのシステム及び方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
最近の作業機械（例えば、建設機械、定置エンジンシステム、船舶に基づく機械などのような定置式又は可動式市販機械）の重要な特徴は、オペレータ表示装置にある。作業機械は、作業機械に取り付けられて制御され得る種々のオプションの作業ツールを有し得る。これらのオプションの作業ツールは、比較的複雑で、操作が困難であり得る。各作業ツールは、位置、方位のための多数の制御装置、及び関連する特徴と機能を有する異なるオペレータインターフェイスを有し得る。オペレータ表示装置は、ある種の作業ツールを操作するとき又は警告状態が生じたとき、どの動作又は工程が取られるべきであるかをオペレータが理解するのを支援し得るユーザに使い易いインターフェイスを備えることが多い。
【０００３】
オペレータ表示装置の一例が、ロッソウ（Ｒｏｓｓｏｗ）らに付与された（特許文献１）に記載されている。このオペレータ表示装置は、動力機械と関連する多数の重要な機能の状態を表示するための表示装置を含んでいる。（特許文献１）は、オペレータが作動中の警告状態を見ることを可能とし、オペレータが作動中の警告を判読するのを補助するように設計されたスクリーンを支援するユーザインターフェイスを記載している。（特許文献１）は、ユーザインターフェイスの形態にある支援を提供しているが、これらのインターフェイスは、オペレータに矯正動作を推奨することができない。さらに、燃料電池システムのような新しい技術がこれらの作業機械に実施されたとき、これらのユーザインターフェイスに提示される支援情報は、訓練されていないオペレータによって理解されるには余りにも難しいことが多い。
【０００４】
【特許文献１】米国特許第６，３４３，２３７号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
開示された多機能ユーザインターフェイスは、前述の問題の１つ以上を解決することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
一実施形態において、提案される矯正動作を表示するための多機能ユーザインターフェイスを作業機械に提供する方法が実施される。このプロセスは、作業機械と関連する状態情報を受信すること、及びこの状態情報を分析し、異常状態を決定することを含んでいる。また、このプロセスは、異常状態を示す警告メッセージを表示装置に表示すること、及び異常状態に対処する１つ以上の矯正動作を決定することを含んでいる。さらに、このプロセスは、１つ以上の矯正動作から適切な矯正動作を決定すること、及びその適切な矯正動作を反映する推奨メッセージを表示装置に表示することを含んでいる。
【０００７】
他の実施形態において、多機能ユーザインターフェイスを作業機械に提供するシステムが提供される。このシステムは、第１表示領域、第２表示領域、第３表示領域、作業機械の状態情報を提供する１つ以上のセンサ、及び制御モジュールを含む表示スクリーンを有するユーザ対話型表示装置を含み得る。制御モジュールは、実行されたときに操作プロセスを行なうプログラムコードを含むメモリ、及びプログラムコードを実行するマイクロプロセッサをさらに含み得る。さらに、操作プロセスは、作業機械に関連する状態情報を受信すること、その状態情報を分析し、異常状態を決定すること、及び異常状態を示す警告メッセージを表示装置に表示することを含む。また、操作プロセスは、異常状態に対処する１つ以上の矯正動作を決定すること、１つ以上の矯正動作から適切な矯正動作を決定すること、及びその適切な矯正動作を反映する推奨メッセージを表示装置に表示することを含み得る。
【０００８】
この明細書内に含まれ、その一部をなす添付の図面は、いくつかの実施形態を示し、以下の説明と共に、開示される実施形態の原理を説明するのに、用いられる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下、添付の図面に示されている例示的実施形態について、詳細に説明する。可能な限り、同一の参照番号は、図面の全体を通して、同一又は類似の部品を呼ぶのに、用いられる。
【００１０】
図１は、一部の開示される実施形態と関連する特徴と原理が実行され得る例示的な作業機械環境１００を示している。図１に示されるように、作業機械環境１００は、遠隔非車載システム１１０と、作業機械１２０とを含み得る。作業機械１２０は、車載システム１２４を用いて、無線インターフェイス１２２を介して、非車載システム１１０と通信し得る。１つの作業機械１２０と１つの非車載システム１１０のみが示されているが、環境１００は、どのような数及び種類のこのような機械及び／又は非車載システムをも含み得る。
【００１１】
作業機械１２０は、鉱業、建設、農業などの具体的な工業と関連するある種の操作を行ない、作業環境（例えば、建設現場、鉱業場、発電所、など）の間又はその内で作動する定置式又は可動式機械を指す。可動式機械の非制限的な例として、トラック、クレーン、土木車両、採掘車両、バックホー、材料取扱い機器、農業機器、船舶、航空機、及び作業環境内で作動する任意の種類の移動可能な機械が挙げられる。図１に示されるように、作業機械１２０は、バックホー式の作業機械である。一部の実施形態において、作業機械１２０は、電気及び燃料電池を動力とするハイブリッド式作業機械であり得る。図１に示される作業機械の種類は、例示であり、制限することを目的としていない。開示される実施形態では、環境１００では、どのような数の異なる種類の作業機械をも環境１００で用いられ得ることが、意図されている。
【００１２】
非車載システム１１０が、作業機械１２０から遠隔に配置されたシステムを表し得る。非車載システム１１０は、管理ステーションとして作動するために、有線又は無線データリンクを介して、作業機械１２０に接続し得る。例えば、非車載システム１１０は、ウエブ・ブラウザソフトウエアを含み得る。このソフトウエアは、プロセッサによって実行されると、サーバにデータを要求し、サーバからデータを受信し、システムを操作するユーザにコンテンツを表示する。また、ユーザは、非車載システム１１０から目標とする車載システムに送信された制御指令を用いて、車載システムの一部の態様を制御し得る。
【００１３】
車載システム１２４は、１つ以上の車載モジュール、インターフェイスシステム、データリンク、及び作業機械１２０内で機械処理を行なう他の種類の構成部品を有するシステムを表し得る。車載システム１２４は、異なる種類の非車載システムと通信するための通信装置をも含み得る。図１に示されるように、車載システム１２４は、非車載システム１１０と遠隔通信するために、無線通信装置１２２を含む。
【００１４】
図２は、一部の開示された実施形態による車載システム１２４のブロック図を示している。図２に示されるように、車載システム１２４は、無線インターフェイス１２２、インターフェイス制御システム２０２、表示装置２０６、ナビゲーションシステム２０４、記憶装置２０８、車載モジュール２１０、センサ２１２、車載構成部品２１４、及びデータリンク２１６、２１８、及び２２０を含み得る。
【００１５】
車載モジュール２１０は、作業機械１２０内に、センサ２１２及び車載構成部品２１４又は他の種類の副次的構成部品を制御する１つ以上の制御モジュール又はインターフェイスモジュールを含み得る。例えば、車載モジュール２１０は、エンジン制御モジュール（ＥＣＭ）、動力システム制御モジュール、全地球測位システム（ＧＰＳ）インターフェイス装置、１つ以上の副次的構成部品を接続する取付けインターフェイス、及び運転時又は非運転時（例えば、機械のエンジン運転又は非運転）の状態において機械の操作を促進及び／又は監視するために、作業機械１２０が用い得る他の種類の装置を含み得る。
【００１６】
センサ２１２は、作業機械１２０の安全及び操作状態を監視する種々の物理的センサ、例えば、水素検出センサ、温度センサ、電圧及び電流センサ、速度センサ、流量センサ、ＧＰＳ位置センサを含む位置センサ、レーダに基づくセンサ、レーザに基づくセンサ、及び機械の操作を監視するために、作業機械１２０が必要とし得る他の種類のセンサを含み得る。車載構成部品２１４は、車載モジュール２１０から、データ、制御信号、指令、及び／又は情報を受信する１つ以上の構成部品を表し得る。車載構成部品２１４は、作業機械１２０の種類と関連する種々の操作を行なう異なる種類の作業機械の構成部品を表し得る。例えば、車載構成部品２１４は、１つ以上のエンジン構成部品及び１つ以上の伝動式構成部品を含み得る。
【００１７】
インターフェイス制御システム２０２は、制御機能を車載システム１２４内の他のモジュールに提供する車載コンピュータシステムであり得る。また、インターフェイス制御システム２０２は、作業機械１２０と非車載システム１１０との間に、インターフェイス機能を提供する。さらに、インターフェイス制御システム２０２は、具体的な作業機械の機能性を維持するように構成された作業機械に固有の構成部品を含み得る。
【００１８】
一実施形態において、インターフェイス制御システム２０２は、センサ２１２、車載構成部品２１４、及び車載モジュール２１０から作業データを収集し、その収集した作業データを処理し得る。作業データは、例えば、燃料消費、負荷荷重、推進トルク対速度履歴対車両位置、動力消費構成部品用のデューティサイクル情報、アイドル時間、エンジン始動の数、負荷の種類、作業機械の種類、地形の種類、地形の勾配、作業機械１２０によって扱われる材料の種類、操作時間、流体レベル、流体消費、作業現場パラメータデータ、ならびに作業機械１２０、作業現場、及び／又は作業現場に関連する操作に関するあらゆる他の種類の情報を含み得る。一部の実施形態において、作業データは、電気／燃料電池を動力とするハイブリッド式作業機械１２０に関する情報、例えば、燃料電池容量、燃料電池電圧及び電流、高電圧バッテリ容量、燃料電池温度などをも含み得る。また、インターフェイス制御システム２０２は、無線インターフェイス１２２を介する更なる処理のために、作業データを非車載システム１１０に伝達し得る。
【００１９】
無線インターフェイス１２２は、非車載システム１１０と車載システム１２４との間に通信路を確立するように構成された１つ以上の無線通信モジュールであり得る。また、無線インターフェイス１２２は、２つ以上の非車載システム１１０を接続する異なる無線通信技術を用い得る。データリンク２２０は、インターフェイス制御システム２０２と無線インターフェイス１２２との間のデータ及び指令の交換のために、設けられ得る。
【００２０】
実施形態は、無線インターフェイスに関して開示されているが、作業機械１２０は、有線通信媒体を介するが、無線インターフェイス１２２と同じように、通信路を確立する有線インターフェイス（図示せず）を有するように、構成され得ることに留意すべきである。従って、開示された実施形態は、無線通信環境には制限されない。
【００２１】
ナビゲーションシステム２０４は、作業機械１２０に用いられるのに適した任意の種類のナビゲーションシステムを表し得る。ナビゲーションシステム２０４は、車載全地球測位システム（ＧＰＳ）（図示せず）、及び／又はナビゲーション情報を作業機械１２０のオペレータに提供する他の地理的なソフトウエアデータ及びアプリケーションを用い得る。記憶装置２０８は、制限はされないが、ハードディスク記憶モジュール、ＣＤ−ＲＯＭ／ＲＡＭ記憶モジュール、ＤＶＤ−ＲＯＭ／ＲＡＭ記憶モジュール、固体記憶モジュール（例えば、小型フラッシュカードモジュール）、及び／又はそれらの任意の組合せを含むどのような種類の記憶システムでもあり得る。記憶装置２０８は、着脱式メモリモジュール又は定置式メモリモジュール、又は着脱式及び定置式メモリモジュールの組合せを含み得る。また、記憶装置２０８は、操作マニュアル、マップデータ、ナビゲーションデータ、性能及びデューティサイクル履歴データ、ユーザに固有の情報、作業場に固有の情報、車両損傷又は保守による任意の制限のような車両に固有の情報、及び作業機械１２０に関連するあらゆる他の種の情報、及び／又は作業機械１２０と関連する地理上の区域を記憶し得る。
【００２２】
表示装置２０６は、情報を表すどのような種類の表示装置をも含み得る。一実施形態において、表示装置２０６は、作業機械１２０の機室内のオペレータコンソールに取り付けられ得る。例えば、表示装置２０６は、情報を作業機械１２０のオペレータに表示し、オペレータから指示を受信するタッチスクリーン式表示装置であり得る。表示装置２０６は、表示データを受信するために、データリンク２１８を介して、インターフェイス制御システム２０２に連結され得る。また、表示装置２０６は、オペレータが、ナビゲーションモード又はシステム表示モードのような異なるモードで、表示装置２０６を操作するために、機能キー又はボタン（図示せず）をも含み得る。表示装置２０６は、１つ以上の表示スクリーン又は表示装置を含み得る。
【００２３】
インターフェイス制御システム２０２、車載モジュール２１０、記憶装置２０８、及びナビゲーションシステム２０４は、データリンク２１６によって、相互接続されている。データリンク２１６は、コントローラ・エリア・ネットワーク（ＣＡＮ）、Ｊ１９３９などを含む米国自動車技術者協会（ＳＡＥ）標準データリンクのような専用又は非専用データリンクを表し得る。データリンク２１６を介して、インターフェイス制御システム２０２は、予めプログラム化された手順に従って、車載モジュール２１０を制御し得る。インターフェイス制御システム２０２は、センサ２１２と車載構成部品２１４も、車載モジュール２１０を介して、制御し得る。
【００２４】
また、インターフェイス制御システム２０２は、種々のデータ処理機能を果たし、１つ以上の車載モジュール２１０又は非車載システム１１０によって用いられるデータを保持し得る。例えば、インターフェイス制御システム２０２は、プロトコル変換（例えば、トンネリング及び変換）及び車載データリンク用のメッセージ経路指定サービスを行なうように構成され得る。さらに、データリンク２１６を介して、インターフェイス制御システム２０２以外の装置が、表示装置２０６にアクセスすることが可能であり得る。例えば、ナビゲーションシステム２０４は、マップを示すようなナビゲーション操作のために、表示装置２０６を用い得る。また、インターフェイス制御システム２０２は、データリンク２１６を介して、ユーザ入力を他の装置に提供し得る。
【００２５】
図３は、開示された実施形態による例示的なインターフェイス制御システム２０２の機能ブロック図を示している。図３に示されるように、インターフェイス制御システム２０２は、プロセッサ３０２、Ｉ／Ｏ制御装置３０４、メモリ３０６、ネットワークインターフェイス３０８、及びデータベース３１０を含み得る。プロセッサ３０２は、内部メモリ及びＩ／Ｏユニットを有する汎用マイクロプロセッサ又はマイクロ制御装置であり得る。メモリ３０６は、制限はされないが、ＲＯＭ、フラッシュメモリ、ダイナミックＲＡＭ、スタティックＲＡＭを含む１つ以上のメモリ装置であり得る。メモリ３０６は、着脱式又は定置モジュール、又は着脱式及び定置メモリモジュールの組合せを含み得る。メモリ３０６は、始動及び操作を行なうのに必要とされるプログラムコード及びデータのようなプロセッサ３０２によって用いられる情報を記憶するように構成され得る。
【００２６】
Ｉ／Ｏ制御装置３０４は、データリンク２１６、２１８、及び２２０とのインターフェイスを制御する。データベース３１０は、複雑な情報処理を行なうために、プロセッサ３０２によって用いられる情報を記憶し、ある操作状態（例えば、正常、異常、及び緊急）下におけるオペレータの動作を決定し、作業機械１２０の異常な状態を取り扱うための機械知能を生成する１つ以上の記憶装置であり得る。データベース３１０は、個別の要素として図示されているが、メモリ３０６と一体になって、又はインターフェイス制御システム２０２の外部の記憶装置として、実施され得る。
【００２７】
プロセッサ３０２は、一部の開示された実施形態によるデータ収集及びデータ処理業務を行なうために、メモリ３０６内に記憶された１つ以上のソフトウエアプログラムを実行し得る。例えば、プロセッサ３０２は、作業機械１２０の対地速度を反映する情報を収集かつ表示するソフトウエアプログラムを実行し得る。さらに、燃料電池を動力とする作業機械を包含する実施形態において、プロセッサ３０２は、車載燃料電池制御モジュール又は電圧／電流センサからデータを収集し、燃料電池の発電状態の情報を表示装置２０６に表示するソフトウエアプログラムを実行し得る。
【００２８】
また、プロセッサ３０２は、異常な操作状態を監視し、警告情報を表示装置２０６に表示するソフトウエアプログラムを実行し得る。例えば、プロセッサ３０２は、油圧情報を車載モジュール２１０から収集し得る。次いで、プロセッサ３０２は、警告情報を表示し、油圧が閾値から外れていることをオペレータに知らせ得る。さらに、プロセッサ３０２は、正常、異常、又は緊急状態に応答し、オペレータが作業機械１２０を安全な状態に維持又は配置するのを補助し、又は作業機械１２０が安全な操作範囲から外れて作動するのを防ぐソフトウエアプログラムを自動的に実行し得る。
【００２９】
一部の実施形態において、プロセッサ３０２は、警告情報に対応する矯正動作を推奨するソフトウエアプログラムも実行し得る。矯正動作は、作業機械１２０の操作を変更させる推奨を含み得る。例えば、具体的な異常操作状態に対する警告情報を反映する表示データを提供するのに加えて、プロセッサ３０２は、異常な状態を矯正するために、作業機械１２０のオペレータが実行し得る動作過程の提案を生成し得る。この特徴をより良好に示すために、異常な操作状態、例えば、燃料電池が生成する電圧が低い状態又はマニフォールド部品の湿度レベルが正常なデータ範囲を超えている状態にある電気／燃料電池を動力とするハイブリッド式作業機械の例について、検討する。欠陥のある燃料電池がある電圧レベル（例えば、燃料電池Ｎｏ．２３８の電圧レベル＝０．６８Ｖ）にあること、又はマニフォールド湿度がある湿度レベル（例えば、Ｈ２マニフォールド湿度レベル＝０．８６％）にあることを単に示すだけでは、経験不足のオペレータに有意義な情報を提供し得ないことがある。従って、開示された実施形態による方法及び装置は、これらの例示的な異常な状態に対処する矯正動作の推奨を提供し得る。例えば、もし燃料電池の電圧が低い場合、プロセッサ３０２は、オペレータが、減速するか、負荷を低減させるか、又は作業機械１２０の他の構成部品によって消耗される動力を低減させるかのいずれかによって、作業機械１２０によって生成される動力を低減することを、推奨し得る。矯正動作の他の形態として、作業機械１２０に対する電源（例えば、バッテリ）又は日程計画を変更するように切り換える提案が挙げられる。推奨された動作は、作業機械１２０の故障修理マニュアルに見出される動作と同様であり得る。
【００３０】
もしある異常状態に対処するために、２つ以上の矯正動作が行なわれ得る場合、プロセッサ３０２は、最も適切であると考えられる矯正動作を決定し、その矯正動作を推奨し得る。さらに、プロセッサ３０２は、オペレータに利用可能な他の有効な矯正動作を一覧にするデータを生成し得る。オペレータは、表示装置２０６に表示され得る代替的動作の一覧表から適切な矯正動作を選択し得る。
【００３１】
また、オペレータは、異常な状態が生じたとき、作業機械１２０への故障修理を行え得る。このような場合、プロセッサ３０２は、オペレータが表示装置２０６に対して故障修理工程を入力又は選択することを可能にする表示データを生成し得る。次いで、プロセッサ３０２は、表示装置２０６から受信したオペレータの選択を分析し、オペレータによって選択された故障修理工程に対応する制御指令を生成する。次いで、制御指令が、それらの指令と関連する操作を行なうために、作業機械１２０内の決定されたモジュール又は構成部品に送信される。例えば、プロセッサ３０２は、作業機械１２０内の決定された構成部品に対する制御指令を生成するために、オペレータの選択を解釈するプロセスを実行し得る。
【００３２】
さらに、プロセッサ３０２は、故障修理プロセスを容易にするために、ハイパーテキスト構造言語（ＨＴＭＬ）ハイパーテキストメニューを表示装置２０６に提供し得る。ハイパーテキストを用いて、オペレータは、表示装置２０６上のメニュー項目に指を触れる又は選択することによって、故障修理を行なうことができる。さらに、非車載システム１１０は、無線インターフェイス１２２を介して、車載システム１２４と通信することができるので、故障修理手順は、非車載システム１１０において、遠隔的に行なわれ得る。従って、作業機械から離れている者が、非車載システム１１０を利用して、作業機械１２０の故障修理を実行し得る。また、ＨＴＭＬハイパーテキストメニューは、保守、操作、点検プロセス、及び／又は推奨プロセスのような他のプロセスも容易にするために、同様に、設けられ得る。
【００３３】
加えて、作業機械１２０のオペレータは、非車載システム１１０に記憶された作業機械１２０に関連する点検情報にアクセスし得る。点検情報は、保守作業、修理作業のような作業機械１２０の履歴に関する任意の情報、及び／又は関連する情報を指す。インターフェイス制御システム２０２は、インターフェイス１２２によって確立された通信を介して、非車載システム１１０から点検情報をダウンロードするプロセスを実行し得る。さらに、作業機械１２０のオペレータは、表示機械２０６を介して、作業機械１２０用の保守及び操作マニュアルにアクセスし得る。一実施形態において、保守及び操作マニュアルは、記憶装置２０８のような作業機械１２０内の記憶装置内に記憶され得る。また、マニュアルの新改訂版が、非車載システム１１０から、インターフェイス制御システム２０２を介して、作業機械１２０にダウンロードされ得る。従って、作業機械１２０の保守及び操作マニュアルは、更新が維持され、作業機械１２０の操作と保守を容易にする。
【００３４】
前述したように、開示された実施形態による方法及びシステムは、作業機械１２０の異常な操作状態を検出し、それらの状態を分析し、異常な操作状態と関連する矯正動作を決定するための１つ以上のプロセスを行い、及びオペレータ入力及び異常な状態と提案された矯正動作の再検討を容易にするためのユーザインターフェイスを提供し得る。さらに、前述したように、異常な状態と関連する警告情報は、オペレータがその状態を排除する手法にアクセスするのに十分でないことがある。従って、実施形態は、作業機械１２０が、異常な状態に対処するために、オペレータに有意義な情報を反映する矯正動作を提案することを可能にする。開示された実施形態のこれらの特徴をより良好に述べるために、電気／燃料電池を動力とするハイブリッド式作業機械と関連して、以下の説明が開示される。開示される実施形態は、作業機械のこれらの種類に制限されず、記載されるプロセスは、異常な状態を受け得るどのような種類の機械においても実施され得ることに、留意すべきである。
【００３５】
図４は、作業機械１２０が一部の開示された実施形態によるプロセスを行なっているとき、電気／燃料電池を動力とするハイブリッド式作業機械用の表示装置２０６に表示され得る例示的な表示スクリーン４００を示している。図４に示されるように、表示スクリーン４００は、４つの表示領域、すなわち、燃料電池状態表示領域４０２、作業機械状態表示領域４０４、オペレータ選択表示領域４０６、及び警告及び推奨表示領域４０８を含み得る。ただし、表示領域の数及び大きさは、変更し得る。表示スクリーン４００は、例示であり、制限することは意図されていない。実施形態は、作業機械１２０に関連する異なる操作パラメータ、特性、状態などを反映する異なる種類の表示領域を提供し得る。例えば、燃料電池状態表示領域４０２と作業機械状態表示領域４０４は、組み合わされて、システム状態表示領域と呼ばれ得る。さらに、表示スクリーン４００は、ボタン、ノブ、ダイアル、又はタッチスクリーンによってアクセス可能な数枚のページ（例えば、主ページ及び１つ以上の副ページ）を表示するのに、用いられ得る。ある異常又は緊急状態下において、表示スクリーン４００は、表示を主ページに切換え、又は警告と矯正動作を表示スクリーンの全体を用いて表示するように、用いられ得る。
【００３６】
ある実施形態において、表示領域４０２は、燃料電池発電器及び他の関連するモジュールの種々の状態指標を含み得る。例えば、表示領域４０２は、利用可能な全燃料電池電力、用いられる燃料電池電力、及び電圧及び電流の数値を反映する燃料電池指標４１０を含み得る。また、表示領域４０２は、モータ状態を反映する指標４１２、及び充電及び放電率、及び電圧及び電流の数値のような高電圧バッテリ状態を反映する指標４１４を含み得る。さらに、表示領域４０２は、燃料容量を反映する指標４１６、及び燃料電池冷媒、モータ冷媒、及び油圧装置冷媒の温度の数値を反映する種々の冷媒温度指標４１８−１、４１８−２、及び４１８−３を含み得る。
【００３７】
図５は、インターフェイス制御システム２０２、さらに具体的には、一部の開示された実施形態によるインターフェイス制御システム２０２内のプロセッサ３０２によって行なわれ得る例示的な操作プロセスのフローチャートを示している。最初に、プロセッサ３０２は、センサ２１２、車載構成部品２１４、及び車載モジュール２１０から状態情報を得る（ステップ５０２）。状態情報を得た後、プロセッサ３０２は、状態情報を処理し、異常な操作状態が存在しているかどうかを決定する（ステップ５０４）。例えば、プロセッサ３０２は、全ての燃料電池の電圧の数値を処理した後、低燃料電池電力状態が存在することを決定し得る。低燃料電池電力状態を決定するために、プロセッサ３０２は、データベース３１０内に記憶されたデータにアクセスするか、又は電圧の数値を所定の閾値と比較し得る。異常な操作状態を決定した後、プロセッサ３０２は、作業機械１２０と関連する警告を生成するかどうかを決定し得る（ステップ５０６）。もしプロセッサ３０２が警告を生成することを決定した場合（ステップ５０６で、「ｙｅｓ」の場合）、プロセッサ３０２は、表示領域４０８に表示されるべき警告メッセージを生成し得る（ステップ５０８）。一部の実施形態において、プロセッサ３０２は、警告を生成しないこともあり得る。これは、その状態に対処する矯正動作が、作業機械１２０によって、自動的になされたときに生じる（ステップ５０６で、「ｎｏ」の場合）。この場合、プロセッサ３０２は、検出された異常状態を矯正するために、作業機械１２０によって行なわれた動作を反映する説明メッセージを生成し得る。説明メッセージは、オペレータに対して、表示領域４０８に表示され得る。
【００３８】
プロセッサ３０２は、警告を引き起こした異常状態に対応する１つ以上の矯正動作も決定し得る（ステップ５１０）。矯正動作を決定するために、プロセッサ３０２は、特定の分析プログラムを実行するか又はデータベース３１０に記憶されたデータにアクセスし得る。もし多数の矯正動作が警告に応じて行なわれ得ることをプロセッサ３０２が決定した場合、プロセッサ３０２は、最も大きい燃料効率、最も小さい危険、又は作業機械の製造業者又はオペレータによって予め定められた任意の種類の基準のような予め定められた基準に基づいて、適切な矯正動作をさらに決定する。次いで、プロセッサ３０２は、適切な矯正動作を推奨される動作として表示領域４０８に表示し得る（ステップ５１２）。また、適切な矯正動作を推奨した後、プロセッサ３０２は、オペレータにとって利用可能な他の矯正動作を表示領域４０６に一覧にし得る（ステップ５１４）。オペレータは、推奨された矯正動作を行なうこともできるし、又は異常状態に対処するオプションの矯正動作を選択することもできる。
【００３９】
他の実施形態において、作業機械１２０は、表示装置２０６を介して、他の点検情報をもオペレータに提供し得る。図６は、プロセッサ３０２によって行なわれ得る例示的な操作マニュアル検索プロセスのフローチャートを示している。図６に示されるように、プロセッサ３０２は、オペレータの入力を表示装置２０６から読み出す（ステップ６０２）。オペレータから入力を得た後、プロセッサ３０２は、その入力が保守及び操作マニュアルを検索するための要求であるかどうかを決定する（ステップ６０４）。もしその入力が操作マニュアルを検索する要求ではないと決定した場合（ステップ６０４で、「ｎｏ」の場合）、プロセッサ３０２は、操作マニュアル検索プロセスを完了する。一方、もしその入力が操作マニュアルを検索する要求であると決定した場合（ステップ６０４において、「ｙｅｓ」の場合）、プロセッサ３０２は、データベース３１０から、そこに記憶された利用可能な保守及び操作マニュアルを検索し、これらの利用可能なマニュアルの一覧表を表示領域４０８に表示し得る（ステップ６０６）。
【００４０】
オペレータが表示装置２０６を介して利用可能なそのマニュアルを選択した（ステップ６０８）後、プロセッサ３０２は、選択されたマニュアルのコンテンツを検索する（ステップ６１０）。一実施形態において、マニュアルは、多重リンク、ページ、節などを有する文書であり得る。従って、プロセッサ３０２は、代替的に、オペレータが節内をナビゲートして所望の情報を探索するのを可能とするコンテンツの表を作成し得る。加えて、オペレータは、タッチスクリーンのソフトキー（図示せず）、表示装置２０６の機能キー（図示せず）、及び／又は表示装置２０６のノブ又はスクロールホイール（図示せず）を用いて、ページをスクロール、スキップ、及びブックマークし得る。
【００４１】
オペレータがマニュアルのコンテンツの読み込みを完了すると（ステップ６１２）、プロセッサ３０２は、オペレータが他のマニュアルを見るオプションを選択するかどうかを決定し得る（ステップ６１４）。もし更なる操作マニュアルを検索する要求が入力されていない場合（ステップ６１４で、「ｙｅｓ」の場合）、プロセッサ３０２は、操作マニュアル検索プロセスを完了する。しかし、もし更なる操作マニュアルを検索する要求が入力された場合（ステップ６１４で、「ｎｏ」の場合）、操作マニュアル検索プロセスは、ステップ６０６に戻り、オペレータによって要求されたマニュアルの検索を継続する。
【００４２】
操作マニュアルの検索に加えて、作業機械１２０は、保守及び操作マニュアルを電子的に更新し得る。図７は、一部の開示された実施形態によるプロセッサ３０２によって行なわれる例示的なマニュアル更新プロセスを示している。図７に示されるように、マニュアル更新プロセスの初めに、プロセス３０２は、非車載システム１１０から全ての利用可能な保守及び操作マニュアルへの改定情報を得る（ステップ７０２）。改定情報が検索された後、プロセス３０２は、検索された改定情報を、記憶装置２０８に記憶された現在のマニュアルの改訂情報と比較し、更新が必要とされるかどうかを決定する（ステップ７０４）。もし作業機械１２０に記憶された全ての保守及び操作マニュアルの改訂版が非車載システム１１０に示された改訂版と適合する場合、更新は必要ではなく（ステップ７０６で、「ｎｏ」の場合）、マニュアル更新プロセスは終了する。
【００４３】
一方、もし現在の改訂版が非車載システム１１０によって示される改訂版と適合しない場合（ステップ７０６で、「ｙｅｓ」）、プロセッサ３０２は、更新を必要とするこれらのマニュアルの一覧を決定し得る。一覧表に基づいて、プロセッサ３０２は、非車載システム１１０からその一覧表に含まれるマニュアルの各々に対する新改訂版をダウンロードし（ステップ７０８）、現在の改定版（すなわち、古い改定版）をダウンロードされた新改訂版に置き換え得る（ステップ７１０）。各マニュアルの更新を完了すると、プロセッサ３０２は、更新がさらに必要かどうかを決定し得る（ステップ７１２）。もし更なる更新が必要ではない場合（ステップ７１２で、「ｎｏ」の場合）、プロセッサ３０２は、マニュアル更新プロセスを完了する。しかし、他のマニュアルが更新を必要とする場合（ステップ７１２で、「ｙｅｓ」の場合）、マニュアル更新プロセスは、ステップ７０８に戻り、更新プロセスを継続する。
【００４４】
また、作業機械１２０は、この実施形態による作業機械１２０に関連する現在の点検情報を、オペレータに提供し得る。点検履歴を記録に残すために、点検の交信記録が作業機械１２０に記憶され、点検履歴は、作業機械１２０にも利用可能であり得る。図８は、プロセッサ３０２によって行なわれる例示的な点検情報検索プロセスを示している。図８に示されるように、プロセッサ３０２は、表示装置２０６からオペレータ入力を読取り、オペレータが作業機械１２０に関連する点検情報の検索を要求しているかどうかを決定する（ステップ８０２）。もしオペレータが点検情報の検索を必要としない場合（ステップ８０４で、「ｎｏ」の場合）、点検情報検索プロセスは終了する。一方、もしオペレータが点検情報の検索を必要とする場合（ステップ８０４で、「ｙｅｓ」の場合）、プロセッサ３０２は、次に進み、非車載システム１１０から点検情報をダウンロードする（ステップ８０６）。
【００４５】
さらに、プロセッサ８０６は、ダウンロードプロセスが成功しているかどうかを決定する（ステップ８０８）。もしダウンロードプロセスが成功している場合（ステップ８０８で、「ｙｅｓ」の場合）、プロセッサ３０２は、ダウンロードされた点検情報を表示領域４０８に表示する（ステップ８１０）。点検情報が表示された後、プロセッサ３０２は、ダウンロードされた点検情報によって、作業機械１２０に記憶された点検情報を更新し得る（ステップ８１２）。続いて、点検検索プロセスが終了する。しかし、もしダウンロードプロセスが成功していないことを決定した場合（ステップ８０８で、「ｎｏ」の場合）、プロセッサ３０２は、ダウンロード不良を示すメッセージを生成し、車両に予め記憶された点検情報を表示し得る（ステップ８１４）。記憶された点検情報が表示された後、プロセッサ３０２は、点検情報検索プロセスを終了し得る。
【００４６】
作業機械１２０は、表示装置２０６を介して、オペレータに故障修理機能をさらに提供し得る。図９は、この実施形態によるプロセッサ３０２によって行なわれる例示的な故障修理プロセスを示している。図９に示されるように、プロセッサ３０２は、表示装置２０６からオペレータ入力を読取り、オペレータが故障修理を要求しているかどうかを決定する（ステップ９０２）。もしオペレータが故障修理を要求していない場合（ステップ９０４で、「ｎｏ」の場合）、プロセッサ３０２は、故障修理プロセスを完了する。もしオペレータが故障修理を要求している場合（ステップ９０４で、「ｙｅｓ」の場合）、プロセッサ３０２は、データベース３１０から利用可能な故障修理手順を検索し、これらの手順を表示領域４０６に表示し得る（ステップ９０６）。次いで、プロセッサ３０２は、表示装置２０６のオペレータ入力に基づいて、オペレータによって選択された故障修理手順を決定する（ステップ９０８）。
【００４７】
次いで、プロセッサ３０２は、故障修理の手順の各使用可能な工程を表示領域４０６に表示し得る（ステップ９１０）。例えば、使用可能な工程は、ＨＴＭＬテキストを用いて表示され得る。次いで、プロセッサ３０２は、オペレータによる選択に基づいて（例えば、タッチスクリーン上の関連するＨＴＭＬテキストを押すことによって）、故障修理を決定する（ステップ９１２）。選択された故障修理工程を決定した後、プロセッサ３０２は、特定の診断ソフトウエアプログラムを実行することによって、又はデータベース３１０を調べることによって、選択された故障修理工程に対応する制御指令を生成し得る。次いで、プロセッサ３０２は、制御指令を作業機械１２０の目標とする装置に送信することによって、故障修理工程を行なう（ステップ９１４）。その後、プロセッサ３０２は、目標とする装置から状態情報を収集し、故障修理工程の結果を決定し、その結果を表示領域４０８に表示し得る。プロセッサ３０２は、これに続く故障修理工程を表示領域４０８にさらに推奨し得る（ステップ９１６）。
【００４８】
オペレータによって選択された１つの故障修理の手順を完了した後、プロセッサ３０２は、オペレータが追加的な故障修理の手順を選択するかどうかを決定する（ステップ９１８）。もし選択しない場合（ステップ９１８で、「ｎｏ」の場合）、故障修理プロセスは、終了する。一方、もしオペレータが故障修理の手順をさらに要求する場合（ステップ９１８で、「ｙｅｓ」の場合）、故障修理プロセスは、ステップ９０６に戻る。
【産業上の利用可能性】
【００４９】
開示されたシステム及び方法は、作業機械の操作と関連する情報を表示する多機能ユーザインターフェイスを作業機械に提供し得る。この情報は、作業機械の検出された異常な操作状態に関連する提案される矯正動作を含み得る。さらに、方法及びシステムは、表示装置に表示されるマニュアルの形態にある保守及び操作情報を提供し得る。オペレータは、それらのマニュアルを検索かつナビゲートし、作業機械の操作に関連する情報を参照し得る。さらに、保守及び操作マニュアルは、現在の情報がオペレータに提供されるのを確実にするように更新され得る。マニュアルの更新は、非車載システムとの遠隔ダウンロードによって、行なわれ得る。
【００５０】
加えて、開示された実施形態による方法及びシステムは、オペレータによって考えられ得る故障修理のオプションを提供し得る。例えば、ある実施形態は、オペレータのナビゲーション入力に基づいて、故障修理の手順を表示装置に表示する。作業機械は、オペレータが適切な故障修理の手順を探索することを可能にする能動的ハイパーリンクの形態にある故障修理の案内を提供するように構成され得る。
【００５１】
開示された例示的システムの他の実施形態、特徴、態様、及び原理は、種々の環境で実施されてもよく、作業現場の環境には制限されない。ここに記載された以外の実施形態が、開示されたシステムの明細及び原理を検討することによって、当業者にとっては明らかになるだろう。例えば、図５〜９に記載された一連の事象は例示であり、制限することが意図されていない。従って、他の方法ステップが、単独で、さらには図５〜９に記載された方法と共に、用いられ得る。事象の具体的な順序は、本発明の範囲から逸脱することなく、変更し得る。さらに、図５〜９において、一部のステップはなくてもよく、付加的なステップが実施されてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００５２】
【図１】一部の開示された実施形態による一部の機能を果たすように構成され得る例示的システムの透視図である。
【図２】一部の開示された実施形態による作業機械の車載システムのブロック図を示す。
【図３】車載システム内のインターフェイス制御システムの機能図を示す。
【図４】一部の開示された実施形態による例示的な表示スクリーンを示す。
【図５】インターフェイス制御システムによって行なわれる例示的な操作プロセスのフローチャートを示す。
【図６】インターフェイス制御システムによって行なわれる例示的な操作マニュアル検索プロセスのフローチャートを示す。
【図７】インターフェイス制御システムによって行なわれる例示的な操作マニュアル更新プロセスのフローチャートを示す。
【図８】インターフェイス制御システムによって行なわれる例示的な点検情報検索プロセスのフローチャートを示す。
【図９】インターフェイス制御システムによって行なわれる例示的な故障修理プロセスのフローチャートを示す。
【符号の説明】
【００５３】
１００  例示的な作業機械環境
１１０  非車載システム
１２０  作業機械
１２２  無線インターフェイス
１２４  車載システム
２０２  インターフェイス制御システム
２０４  ナビゲーションシステム
２０６  表示装置
２０８  記憶装置
２１０  車載モジュール
２１２  センサ
２１４  車載構成部品
２１６  データリンク
２１８  データリンク
２２０  データリンク
３０２  プロセッサ
３０４  Ｉ／Ｏ制御装置
３０６  メモリ
３０８  ネットワークインターフェイス
３１０  データベース
４００  表示スクリーン
４０２  燃料電池状態表示領域
４０４  機械状態表示領域
４０６  オペレータの選択表示領域
４０８  警告及び推奨表示領域
４１０  燃料電池指標
４１２  モータ状態指標
４１４  バッテリ状態指標
４１６  燃料状態指標
４１８−１  燃料電池冷媒指標
４１８−２  モータ冷媒指標
４１８−３  油圧装置冷媒指標
【図１】
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【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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