(57)【要約】      （修正有）【課題】ＧＰＳからアンテナなどを取り外されて作業機械の位置が捕捉されなくなっても、周辺環境の異状を検出することが可能な作業機械を提供する。【解決手段】作業機械１は、作業機械の周囲または内部への入射光量を検出する光センサ（日射センサ３）と、光センサにより検出された入射光量に基づき作業機械の周辺環境の異状を判定し、異状を示す異状信号を出力する判定部（制御部２３）と、異状信号に基づき異状を報知する報知部（出力部２４）と、を備える。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
作業機械の周囲または内部への入射光量を検出する光センサと、
前記光センサにより検出された前記入射光量に基づき前記作業機械の周辺環境の異状を判定し、異状を示す異状信号を出力する判定部と、
前記異状信号に基づき前記異状を報知する報知部と、
を備える作業機械。
【請求項２】
請求項１に記載の作業機械において、
前記判定部は、所定期間内において、前記光センサにより所定のしきい値以上の前記入射光量が所定回数以上検出されたとき、前記異状信号を出力する作業機械。
【請求項３】
請求項１に記載の作業機械において、
前記判定部は、所定期間内において、前記光センサにより検出された前記入射光量の変動パターンが、複数の気象条件の各々に対応する複数の入射光量パターンのいずれかと類似していたとき、前記異状信号を出力する作業機械。
【請求項４】
請求項１に記載の作業機械において、
前記光センサは、前記作業機械の運転室内に設けられ、
前記判定部は、所定期間内において、前記光センサにより所定のしきい値以上の前記入射光量が所定期間継続して検出されたとき、前記異状信号を出力する作業機械。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか一項に記載の作業機械において、
他の操作に比べて秘匿された操作によって、前記判定のオンオフを設定する設定部を備え、
前記判定部は、前記設定部により設定された前記判定のオンオフに従い、前記判定を行うか否かを決定する作業機械。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、作業機械に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、衛星測位システム等によって検出した建設機械の位置が、予め設定した領域内かどうかの判断を行うことにより、建設機械の盗難を防止する技術が知られている（例えば特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００２−３２７４６６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
従来技術には、例えば衛星からの電波を遮蔽する等の手段によって、建設機械の位置を検出できなくすることで、盗難防止機構を回避することができるという問題があった。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
請求項１に係る作業機械は、作業機械の周囲または内部への入射光量を検出する光センサと、前記光センサにより検出された前記入射光量に基づき前記作業機械の周辺環境の異状を判定し、異状を示す異状信号を出力する判定部と、前記異状信号に基づき前記異状を報知する報知部と、を備える。
【発明の効果】
【０００６】
本発明によれば、ＧＰＳからアンテナなどを取り外されて作業機械の位置が捕捉されなくなっても、作業機械が異状であることを検出することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】第１の実施の形態に係る異状検出装置を有する作業機械のブロック図
【図２】作業機械の車体構造を模式的に示す断面図
【図３】日射センサにより検出された入射光量の例を示す図
【図４】日射センサにより検出された入射光量の例を示す図
【図５】制御部による異状検出制御処理のフローチャート
【図６】入射光量の時系列変化の典型的なパターンを２通り例示する図
【発明を実施するための形態】
【０００８】
（第１の実施の形態）
図１は、第１の実施の形態に係る異状検出装置２を有する作業機械１の主要部を示すブロック図である。作業機械１は、異状検出装置２、日射センサ３、設定装置４、およびブザー装置５を有する。日射センサ３は、作業機械１の周囲または内部への入射光量を検出する光センサである。日射センサ３は、例えば夜間の作業時に不図示のヘッドライトを自動点灯させたり、ヘッドライトの光量を調節したりするために設けられている。設定装置４は、後述する異状検出制御のオンオフを設定する。ブザー装置５は、ブザー音を発する装置である。異状検出装置２から後述する報知信号が出力されると、ブザー装置５はブザー音を発する。
【０００９】
異状検出装置２は、入力部２１、記憶部２２、制御部２３、および出力部２４を有する。入力部２１には、日射センサ３により検出された入射光量を表す光量信号が入力される。記憶部２２は、後述する異状検出制御のオンオフや、日射センサ３により検出された入射光量などの情報を記憶する。制御部２３は、日射センサ３により検出された入射光量に基づき、作業機械１が異状であるか否かを判定する。制御部２３は、異状であると判定した場合、異状が生じていることを示す異状信号を出力部２４に出力する。出力部２４は、制御部２３により異状信号が出力された場合に、ブザー装置５に報知信号を出力する。
【００１０】
図２は、作業機械１の車体構造を模式的に示す断面図である。本実施の形態の作業機械１は、油圧ショベルである。作業機械１の運転室１１内には座席１２が設けられている。座席１２の前方には、車体情報を表示するモニタ１３が設けられている。モニタ１３の上部には、日射センサ３が設けられている。日射センサ３は、運転室１１への日射量を検出できるよう、遮蔽物がない位置に設けられる。
【００１１】
異状検出装置２による異状検出制御について説明する。例えば作業機械１のエンジンを停止したとき、制御部２３は、異状検出制御を開始する。異状検出制御は、作業機械の周辺環境の異状を判定することにより、作業機械１が異状であることを検出する処理である。作業機械１が異状であるとは、例えば作業機械１を不正に運び出す行為や、作業機械１を不正に運び出すために作業機械１の内部に手を加える行為などが為されている状態である。
【００１２】
作業機械１の使用者は、設定装置４を操作することによって、異状検出制御を行うか否かを設定することができる。異状検出制御を行うか否かの設定は、記憶部２２に記憶される。なお、異状検出制御を行うか否かの設定を行う設定装置４の操作は、通常の設定操作に比べて秘匿されていることが望ましい。例えば、秘密のスイッチを用いなければ設定できなかったり、あるいは秘密の操作によらなければ設定できないようにする。もしくは、異状検出制御を行うか否かの設定を行うためには、パスワード入力等の認証を経なければならないように、設定装置４を構成する。
【００１３】
制御部２３は、例えば作業機械１のエンジンを停止したとき、記憶部２２から異状検出制御を行うか否かの設定値を読み出す。設定値が異状検出制御を行わないことを表していた場合には、制御部２３は、例えば作業機械１のエンジンを停止した場合であっても異状検出制御を開始しない。
【００１４】
図３は、日射センサ３により検出された入射光量の例を示す図である。図３の横軸は経過時間を、縦軸は入射光量を示す。例えば作業機械１が使用されていない夜間に、作業機械１が盗難に遭った状況を考える。このような状況において、作業機械１はトラックなどの輸送車両に積載され、例えば時速３０〜５０キロメートル程度の速度で道路を通る。道路には一定間隔（例えば３０〜４０メートルの間隔）で街路灯が設置されているため、図３に示す入射光量４１ａのように、作業機械１の日射センサ３によって、一定間隔ごとに外灯からの光が検出される。
【００１５】
制御部２３は、異状検出制御中、日射センサ３から入力部２１に入力された光量信号が表す入射光量４１ａを、所定時間（例えば０．５秒）ごとに記憶部２２に記憶する。制御部２３は、所定期間（例えば５秒）ごとに、直近の所定期間（例えば１０〜３０秒）内に記憶された入射光量４１ａの変化パターンを調べる。具体的には、制御部２３は、図３に示すように、入射光量４１ａがしきい値４０を超えない状態（オフ状態）から入射光量４１ａがしきい値４０を超える状態（オン状態）への切り替わりの回数を調べる。制御部２３は、直近の所定期間内にオン状態への切り替わりが規定回数（例えば１００回）以上生じた場合、作業機械１が異状であると判定する。作業機械１が異状であると判定した制御部２３は、出力部２４に異状信号を出力する。この異状信号を受けて、出力部２４はブザー装置５に報知信号を出力する。ブザー装置５は報知信号を受けてブザー音を発し、周囲に作業機械１が異状である旨を報知する。
【００１６】
なお、報知信号によりブザーを鳴動させるのではなく、ヘッドライトを点滅させるようにしてもよい。必要に応じて、それ以外の方法で作業機械１が異状である旨を報知するようにしてもよい。
【００１７】
図４は、日射センサ３により検出された入射光量の別の例を示す図である。図４の横軸は経過時間を、縦軸は入射光量を示す。日射センサ３には、街路灯からの光以外にも、例えば雷などによる光なども入射しうる。このような単発的な光による誤判定を防止するため、制御部２３は、所定期間Ｔｔｈ以上の間、入射光量４１ｂがしきい値４０を連続して超えていなかった場合には、それをオン状態への切り替わり回数としてカウントしない。
【００１８】
例えば図４において、入射光量４１ｂはしきい値４０を２回超えている。入射光量４１ｂがしきい値４０を超えたタイミングは、時刻ｔ１と時刻ｔ２である。時刻ｔ１に入射光量４１ｂがしきい値４０を超えてから、入射光量４１ｂがしきい値４０以下になるまでの期間Ｔ１は、所定期間Ｔｔｈよりも小さい。制御部２３は、期間Ｔ１が所定期間Ｔｔｈよりも小さいので、時刻ｔ１における入射光量４１ｂのしきい値４０超えを、オン状態への切り替わり回数としてカウントしない。
【００１９】
これに対して、時刻ｔ２に入射光量４１ｂがしきい値４０を超えてから、入射光量４１ｂがしきい値４０以下になるまでの期間Ｔ２は、所定期間Ｔｔｈ以上である。制御部２３は、期間Ｔ２が所定期間Ｔｔｈ以上であるので、時刻ｔ２における入射光量４１ｂのしきい値４０超えを、オン状態への切り替わり回数としてカウントする。
【００２０】
なお、日射センサ３には、他にも対向車両のヘッドライトからの光などが入射しうる。しかしながら、街路灯からの光は一定間隔ごとに入射するのに対して、対向車両からの光はランダムに入射するので、両者を区別することは可能である。作業機械１の異状の検出精度を高めるために、オフ状態からオン状態への切り替わり回数をカウントする際、規則的な切り替わりのみをカウントするように、制御部２３を構成してもよい。
【００２１】
図５は、制御部２３による異状検出制御処理のフローチャートである。ステップＳ１０において、制御部２３は、記憶部２２から異状検出制御を行うか否かを表す設定値を読み出す。ステップＳ２０において、制御部２３は、読み出した設定値が異状検出制御の有効化を示しているか、それとも異状検出制御の無効化を示しているかを判定する。設定値が異状検出制御の無効化を示していた場合、制御部２３は図５に示す処理を終了する。他方、設定値が異状検出制御の有効化を示していた場合、制御部２３は処理をステップＳ３０に進める。
【００２２】
ステップＳ３０において、制御部２３は、日射センサ３から入力部２１に入力された光量信号が表す入射光量の、所定時間ごとの記憶部２２への記憶を開始する。ステップＳ４０において、制御部２３は、記憶部２２に記憶された入射光量に基づき、現在夜間であるか否かを判定する。制御部２３は、直近の所定期間において入射光量が継続して所定のしきい値未満であった場合、現在夜間であるとみなす。
【００２３】
なお、異状検出装置２に時計機能を持たせ、時計機能により取得した現在時刻から現在夜間であるか否かを判定するようにしてもよい。
【００２４】
現在夜間ではないと判定した場合、制御部２３は、図５に示す処理を終了する。他方、現在夜間であると判定した場合、制御部２３は、処理をステップＳ５０に進める。
【００２５】
ステップＳ５０において、制御部２３は、直近の所定期間にオフ状態からオン状態へ切り替わった回数を数える。ステップＳ６０において、制御部２３は、ステップＳ５０で数えたオン状態への切り替わり回数が所定のしきい値以上であるか否かを判定する。
【００２６】
オン状態への切り替わり回数が所定のしきい値以上であった場合、制御部２３は、処理をステップＳ７０に進める。ステップＳ７０において、制御部２３は、出力部２４に異状信号を出力することにより、出力部２４からブザー装置５に対して報知信号を出力させる。
【００２７】
なお、単に作業機械１の異状を報知するだけではなく、作業機械１の車体の動作に対して何らかの制限を加える制御を行ってもよい。例えば、記憶部２２に作業機械１の異状を検出した旨を表す情報を記憶しておく。記憶部２２にこの情報が記憶されていると、作業機械１のエンジンを始動させない制御など、作業機械１の動作に制限を加える制御が為される。
【００２８】
他方、ステップＳ６０において、オン状態への切り替わり回数が所定のしきい値未満であった場合、制御部２３は処理をステップＳ４０に進める。
【００２９】
上述した実施の形態によれば、次の作用効果が得られる。
（１）日射センサ３は、作業機械の内部（運転室１１）への入射光量を検出する光センサである。制御部２３は、日射センサ３により検出された入射光量に基づき、作業機械１の周辺環境の異状を判定し、異状を示す異状信号を出力する判定部として機能する。出力部２４は、制御部２３により出力された異状信号に基づき、異状をブザー装置５によって報知する。このようにしたので、自車位置を特定することなく作業機械１の異状判定を行うことができる。従って、例えばＧＰＳセンサにより自車位置が予め設定した領域から外れたときに異状を検出するようにした作業機械において、ＧＰＳセンサからアンテナを取り外された場合にも、作業機械の異状を検出することができる。
【００３０】
（２）制御部２３は、所定期間内において、日射センサ３により所定のしきい値以上の入射光量が所定回数以上検出されたとき、異状信号を出力する。このようにしたので、作業機械１がトラック等の輸送車両によって運搬されるという作業機械１の異状を簡易な判定により検出することができる。
【００３１】
（３）日射センサ３は、油圧ショベルの仕様として実装されていることが多い。この場合、異状検出用の専用センサを用いる必要がなく、制御部２３とプログラムの追加のみで異状検出制御を行えるので、作業機械１の異状検出に必要なコストを抑制することができる。
【００３２】
（第２の実施の形態）
第１の実施の形態では、制御部２３は、作業機械１がトラックなどの輸送車両によって運搬されるという盗難行為を想定して異状検出制御を行っていた。これに対して、本実施の形態に係る制御部２３は、運転室に侵入してセキュリティの解除やエンジンの始動などを不正に行うという盗難行為を想定した異状検出制御を行う。以下、第２の実施の形態に係る異状検出装置２が実行する異状検出制御について説明する。なお、以下の説明において、第１の実施の形態と同一である点については説明を省略する。
【００３３】
作業機械１を盗み出そうとする人物が、夜間に運転室に不正に侵入し、セキュリティの解除やエンジンの始動などを試みる場合、その人物は、運転室内を照明してそのような盗難行為に及ぶことが考えられる。制御部２３は、夜間に日射センサ３が一定期間連続して所定のしきい値以上の入射光量を検出した場合に、作業機械１が異状であると判定する。作業機械１が異状であると判定した制御部２３は、第１の実施の形態と同様に、出力部２４からブザー装置５に報知信号を出力させる。
【００３４】
上述した実施の形態によれば、次の作用効果が得られる。
（１）日射センサ３は、作業機械の内部（運転室１１）への入射光量を検出する光センサである。制御部２３は、日射センサ３により検出された入射光量に基づき、作業機械１の周辺環境の異状を判定し、異状を示す異状信号を出力する判定部として機能する。出力部２４は、制御部２３により出力された異状信号に基づき、異状をブザー装置５によって報知する。このようにしたので、作業機械の異状を検出することができる。
【００３５】
（２）日射センサ３は、作業機械１の運転室内に設けられ、制御部２３は、日射センサ３により所定のしきい値以上の入射光量が所定期間継続して検出されたとき、異状信号を出力する。このようにしたので、運転室に侵入してセキュリティの解除やエンジンの始動などを不正に行うことに起因する作業機械１の異状を簡易な判定により検出することができる。
【００３６】
次のような変形も本発明の範囲内であり、変形例の一つ、もしくは複数を上述の実施形態と組み合わせることも可能である。
【００３７】
（変形例１）
異状検出判定の間隔やしきい値は適宜変化させてもよい。例えばオン状態とみなす入射光量のしきい値を、天候に応じて上下させてもよい。また、例えばＧＰＳ情報などから作業機械１を運搬している車両の車速を検出して、オン状態の回数を数える期間を決めてもよい。検出された車速が遅い場合には、より長い期間（例えば１分程度）におけるオン状態とオフ状態との切り替わり回数を数える。その他の例としては、地図情報とＧＰＳ情報とから現在走行中の道路に設置されている街路灯の間隔を割り出す。ＧＰＳ情報から作業機械１を運搬している車両の車速が分かるので、オン状態とオフ状態の切り替わりの間隔を推定することができる。推定した間隔と記憶されたオン状態への切り替わりの間隔とを比較することで、より精度よく異状を検出することができる。
【００３８】
（変形例２）
異状検出のアルゴリズムは、上述した実施の形態で説明したものと異なっていてもよい。例えば、作業機械１をトラック等の車両に積載するとき、作業機械１の車体がある程度傾けられると考えられる。そこで、異状検出制御が有効であるとき、作業機械１の車体や燃料タンクの傾きを検知すると作業機械１が異状である可能性があると推定し、異状検出制御を開始するようにしてもよい。
【００３９】
（変形例３）
日射センサ３により検出された入射光量に対して、オン状態とオフ状態との切り替わり回数を数える処理とは異なる処理を施して、異状を検出してもよい。例えば、記憶部２２に、作業機械１が異状である場合に日射センサ３により検出されるであろう入射光量の時系列変化の典型的な変動パターンを複数記憶しておく。制御部２３が、実際に検出された入射光量の時系列変化と、それらの変動パターンとを比較して、検出された入射光量の時系列変化が少なくとも１つの変動パターンに類似していた場合には、作業機械１が異状であると判定する。記憶する複数の変動パターンとは、例えば街路灯の種類や高さ、間隔、運搬車両の車速等が異なる入射光量の変動パターンである。
【００４０】
あるいは、例えば晴れ、曇り、雨、濃霧など、複数の天候に対応する街路灯からの入射光量の変動パターンを記憶する。これは、天候によって、日射センサ３により検出されるであろう入射光量の絶対レベルが、街路灯の直下にある場合の入射光量も、街路灯が近くにない場合の入射光量も、共に変化すると考えられるためである。予め複数の天候に対応する入射光量の変動パターンを記憶しておけば、実際に検出された入射光量は、実際の天候に即した変動パターンとよく一致するはずである。
【００４１】
図６は、入射光量の時系列変化の典型的な変動パターンを２通り例示する図である。図３の横軸は経過時間を、縦軸は入射光量を示す。入射光量４１ｃは、晴天時の入射光量の変動パターンを示し、入射光量４１ｄは、曇天時の入射光量の変動パターンを示している。図６に示すように、同一の街路灯からの光であっても、曇天のときには入射光量４１ｄの平均的な光量も入射光量４１ｄのピーク光量も、晴天のときに比べて低下する。また、天候によっては、これらとは異なる入射光量の変動パターンも考えられる。
【００４２】
このように、所定期間内において日射センサ３により検出された複数の入射光量が、複数の気象条件の各々に対応する複数の入射光量の変動パターンのいずれかと類似していたとき、作業機械１が異状であると判定するように制御部２３を構成することで、天候に左右されずに異状を検出することができる。また、実際の天候を判別する必要なく、天候に左右されない異状検出を実現することができる。
【００４３】
（変形例４）
日射センサ３が、作業機械の内部ではなく、作業機械の周囲への入射光量を検出するようにしてもよい。例えば、日射センサ３を、運転室の中ではなく外に設置してもよい。また、日射センサ３を、運転室の中と外の両方に設置してもよい。運転室の中に設置した日射センサ３を用いて第２の実施の形態の異状検出制御を行い、運転室の外に設置した日射センサ３を用いて第１の実施の形態の異状検出制御を行うようにしてもよい。
【００４４】
（変形例５）
図２に図示した油圧ショベルに本発明を適用した実施の形態について説明したが、本発明は、例えば移動式クレーンなど、油圧ショベルとは異なる作業機械に適用することも可能である。
【００４５】
上記では、種々の実施の形態および変形例を説明したが、本発明はこれらの内容に限定されるものではない。本発明の技術的思想の範囲内で考えられるその他の態様も本発明の範囲内に含まれる。
【符号の説明】
【００４６】
１…作業機械、３…日射センサ（光センサ）、４…設定装置（設定部）、５…ブザー装置（報知部）、２３…制御部（判定部）
【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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