(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
フレーム（１０４）と、
フレーム（１０４）に接続されたダンプボディ（１０８）と、
機械（１００）に動作可能に接続された電子コントローラ（２１６）と、
慣性測定装置（ＩＭＵ）であって、フレーム（１０４）およびダンプボディ（１０８）の少なくとも一方の加速度を測定して、電子コントローラ（２１６）に加速度信号（αＸ３０４、αＹ３０６およびαＺ３０８）を提供すべく配置された少なくとも１つの加速度計（２０４）と、フレーム（１０４）およびダンプボディ（１０８）の回転を測定して、電子コントローラ（２１６）に回転信号を提供すべく配置された少なくとも１つのジャイロスコープとを含む慣性測定装置（ＩＭＵ）と、
機械（１００）の位置を判定して、電子コントローラ（２１６）に位置信号を提供すべく配置された全地球測位システム（ＧＰＳ）とを含み、
電子コントローラ（２１６）は、加速度信号（αＸ３０４、αＹ３０６およびαＺ３０８）、回転信号、および位置信号を受信および解析し、位置信号に基づいて機械（１００）が静止していて貨物が積載されているかを判定し、機械（１００）が静止していて積載されていると電子コントローラ（２１６）が判定した場合に限り、ダンプボディ（１０８）の加速度信号（αＸ３０４、αＹ３０６およびαＺ３０８）に基づく振動および回転信号に基づく回転動作を表す積載信号（３０２）を提供すべく配置されており、
機械（１００）が静止していてダンプボディ（１０８）に貨物が積載されている間に、積載がダンプボディ（１０８）に落下する力および／またはダンプボディ（１０８）への資材の堆積速度が過剰である場合、積載信号（３０２）は機械（１００）の振動および回転動作はそれぞれ各々の所定閾値を超えていることを示し、前記積載信号（３０２）が、電子コントローラ（２１６）によって少なくとも遠隔制御局および積載を実行する積載機械の少なくとも一方に提供されることにより、機械（１００）の積載処理を制御することによってダンプボディ（１０８）の振動および回転動作が制御される、 機械（１００）。
【請求項２】
機械（１００）に配置されていて、電子コントローラ（２１６）に動作可能に関連付けられた無線通信装置（２１０）を更に含み、無線通信装置が、電子コントローラ（２１６）から積載信号（３０２）を受信して、遠隔制御局（１１４）および積載機械（１０２）の少なくとも一方に積載信号（３０２）を送信すべく構成されている、請求項１に記載の機械（１００）。
【請求項３】
合計３つの加速度計とすべく２つの追加的な加速度計を更に含み、３つの加速度計の各々が、互いに直交関係に配置された３本の軸のうち１本に沿って対応する加速度を測定すべく構成されている、請求項１に記載の機械（１００）。
【請求項４】
電子コントローラ（２１６）が２つの追加的な加速度信号を受信すべく配置されている、請求項３に記載の機械（１００）。
【請求項５】
合計３つのジャイロスコープとすべく２つの追加的なジャイロスコープを更に含み、各々のジャイロスコープが、３本の軸のうち対応する１本に沿った回転動作を測定して、回転移動を表す信号（ωＸ３１０、ωＹ３１２およびωＺ３１４）を電子コントローラ（２１６）に提供すべく構成されている、請求項３に記載の機械（１００）。
【請求項６】
電子コントローラ（２１６）が、複数の加速度信号（αＸ３０４、αＹ３０６およびαＺ３０８）の組合せに基づいて積載信号（３０２）を提供すべく配置されている、請求項５に記載の機械（１００）。
【請求項７】
ローダー（１０２）機械（１００）による骨材の積載に適合された車両用の積載解析システム（２００）であって、車両が制御局および／またはローダー（１０２）と無線通信する自律的ナビゲーションおよび制御システム（２１３）を含み、
車両（１００）に動作可能に接続された車両コントローラ（２０２）と、
ローダー（１０２）に動作可能に接続されたローダーコントローラ（２３０）と、
車両の加速度を測定して、車両コントローラ（２０２）に加速度信号（αＸ３０４、αＹ３０６およびαＺ３０８）を提供すべく配置されている少なくとも１つの加速度計（２０４）と、
車両の回転を測定して、車両コントローラ（２０２）に回転信号を提供すべく配置されている少なくとも１つのジャイロスコープと、
車両の位置を判定して、車両コントローラ（２０２）に位置信号を提供すべく配置されている全地球測位システム（ＧＰＳ）とを含み、
車両コントローラ（２０２）は、加速度信号（αＸ３０４、αＹ３０６およびαＺ３０８）、回転信号、および位置信号を受信および解析し、位置信号に基づいて車両が静止していて貨物が積載されているかを判定し、車両が静止していて積載されていると車両コントローラ（２０２）が判定した場合に限り、車両の加速度信号（αＸ３０４、αＹ３０６およびαＺ３０８）に基づく振動および回転信号に基づく回転動作を表す積載信号（３０２）を提供すべく配置されており、
車両が静止していて貨物が積載されている間に、積載が車両に落下する力および／または車両への資材の堆積速度が過剰である場合、積載信号（３０２）は機械（１００）の振動および回転動作がそれぞれ各々の所定閾値を超えていることを示し、過剰な積載処理を制御できるよう、ローダーコントローラ（２３０）が、積載信号（３０２）の受信に応答して、過剰積載状態が生じた旨の通知（２３２）をローダー（１０２）の操縦者に提供すべく配置されている、積載解析システム（２００）。
【請求項８】
車両に配置されていて、車両コントローラ（２０２）に動作可能に関連付けられた車両通信装置と、
ローダー（１０２）に配置されていて、ローダーコントローラ（２３０）に動作可能に関連付けられたローダー通信装置とを更に含み、
積載信号が車両およびローダー通信装置間を無線で伝送される、請求項７に記載の積載解析システム（２００）。
【請求項９】
車両に配置される合計３つの加速度計とすべく２つの追加的な加速度計を更に含み、３つの加速度計の各々が、互いに直交関係に配置された３本の軸のうち１本に沿って対応する加速度を測定すべく構成されている、請求項７に記載の積載解析システム（２００）。
【請求項１０】
車両コントローラ（２０２）が２つの追加的な加速度信号を受信すべく配置されている、請求項７に記載の積載解析システム（２００）。
【請求項１１】
合計３つのジャイロスコープとすべく２つの追加的なジャイロスコープを更に含み、各々のジャイロスコープが、３本の軸のうち対応する１本に沿った回転動作を測定し、回転移動を表す信号（ωＸ３１０、ωＹ３１２およびωＺ３１４）を車両コントローラ（２０２）に提供すべく構成されている、請求項９に記載の積載解析システム（２００）。
【請求項１２】
車両コントローラ（２０２）が、複数の加速度信号（αＸ３０４、αＹ３０６およびαＺ３０８）および複数の回転信号の組合せに基づいて積載信号（３０２）を提供すべく配置されている、請求項１１に記載の積載解析システム（２００）。
【請求項１３】
自律型運搬トラックの積載状態を解析する方法であって、
自律型運搬トラックが静止していて自律型運搬トラックが積載される積載位置にあるか否かを、自律型運搬トラックの位置を表す情報の少なくとも一部に基づいて判定すべく、電子コントローラ（２１６）を用い、
自律型運搬トラックが静止していて積載されている間に積載が自律型運搬トラックに落下する力および／または積載トラックへの資材の堆積速度によってもたらされる運搬トラックの振動および／または回転動作を判定すべく、自律型運搬トラックが静止していて積載されている間に、該トラックの加速度、回転動作、および位置を電子コントローラで監視し、
車両が静止していて積載位置にある間に、自律型運搬トラックが積載され、監視された加速度および回転動作が共に過剰な振動および／または過剰な回転動作が存在することを示している場合、電子コントローラ（２１６）を介して、加速度、位置、および回転動作に基づいた積載信号（３０２）を提供し、
電子コントローラ（２１６）から積載を実行するローダー（１０２）に積載信号（３０２）を伝送し、
過剰積載状態の徴候として過剰な振動および／または過剰な回転動作が存在する旨をローダー（１０２）の操縦者に通知する、方法。
【請求項１４】
自律型運搬トラックから遠隔制御局（１１４）へ積載信号（３０２）を提供し、積載信号（３０２）を遠隔制御局（１１４）からローダー（１０２）へ中継することによって積載信号（３０２）のローダー（１０２）への伝送を実現させる、請求項１３に記載の積載状態を解析する方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本特許開示は一般にペイロード積載車両に関し、より具体的には、例えば露天掘り作業に用いるような、重い骨材のペイロードを運搬すべく構成された車両に関する。
【背景技術】
【０００２】
露天掘り等、ある種のアプリケーションには、鉱区から処理または出荷施設への鉱石等の骨材の輸送が含まれる。典型的な採掘作業は、掘り出した資材を集荷拠点へ運搬する運搬トラックを用いる。これらの運搬トラックは、一部の採掘作業が２４時間稼働しているため、毎日数百回の往復を実行する場合がある。運搬トラックへの骨材の積載は典型的には車輪付きローダーまたは掘削機を用いて実現される。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
典型的な積載動作には、ローダー機械のバケットに積荷を満載して、運搬トラックのダンプボディに上方から積荷を積載するステップが含まれる。明らかなように、積荷の高さ、集積の密度、および集積の一貫性に応じて運搬トラックに相当の衝撃負荷が掛かる。例えば、巨礫を含むバケット荷がダンプボディ上方の高い位置から落とされた場合、運搬トラックに対する負荷が誘発される恐れがある。また、骨材が突然落下してもまた、ダンプボディおよびその搭載要素に無用な負荷が生じる恐れがある。
【０００４】
運搬トラックへの積載中に生じ得るそのような比較的高い振動および衝撃積載は、トラック要素の寿命に有害であって、過度に生じた場合、運搬トラックに損傷が生じる恐れがある。従来、運搬トラックの操縦者は、積載の間に生じる恐れのある過剰な積荷および振動を認識してローダー操縦者に通知するであろう。しかし、運搬トラック操縦者の練度や経験に応じて、過剰積載に対するオペレータの認識は主観的な尺度であって、運搬トラックに損傷を与える恐れのある積載作業の検知および修正には不十分である。更に、操縦者が不在の自律型運搬トラックが考案されたことで、積載作業中はトラックから操縦者がいなくなるため、積載作業中の運搬トラックの状態を判定するのに適した場所にいない積載機械の操縦者により過剰積載の判定がなされる場合がある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本開示は、一態様において機械を記述する。当該機械はフレームおよびダンプボディを含んでいる。当該機械には電子コントローラが動作可能に接続されている。少なくとも１つの加速度計が、フレームおよび／またはダンプボディの加速度を測定して、電子コントローラに加速度信号を提供すべく配置されている。当該電子コントローラは、加速度信号を受信および解析して、過剰積載状態を表す積載信号を遠隔制御局および／または積載を実行している積載機械に提供すべく配置されている。
【０００６】
別の態様において、本開示は、ローダー機械による骨材の積載に適合された車両用の積載解析システムについて記述する。車両は、制御局および／またはローダーと無線通信する自律型ナビゲーションおよび制御システムを含んでいる。積載解析システムは、車両に動作可能に接続された車両コントローラを含んでいる。ローダーにはローダーコントローラが動作可能に接続されている。少なくとも１つの加速度計が、車両の加速度を測定して車両コントローラに加速度信号を提供すべく配置されている。車両コントローラは、加速度信号を受信および解析して、過剰積載状態を表す積載信号をローダーコントローラに提供すべく配置されている。ローダーコントローラは、積載信号の受信に応答して、過剰積載状態が生じた旨をローダーの操縦者に通知すべく配置されている。
【０００７】
更に別の態様において、本開示は、自律型運搬トラックの積載状態を解析する方法について記述する。本方法は、自律型運搬トラックが、少なくとも一部で自律型運搬トラックの位置を表す情報に基づいて積載されているか否かを判定するステップを含んでいる。自律型運搬トラックが静止し、積載されている間に自律型運搬トラックの加速度が監視される。自律型運搬トラックが積載されている間に積載信号は提供され、監視された加速度により過剰な振動の存在を示す。積載信号は積載を実行しているローダーに伝送され、過剰積載状態の徴候として過剰な振動が存在する旨がローダーの操縦者に通知される。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本開示による、積載動作中の運搬トラックの模式図である。
【図２】本開示による、積載解析システムのブロック図である。
【図３】本開示による、積載システムで用いるコントローラの機能図である。
【図４】本開示による、積載計算機の２つの代替的な図である。
【図５】本開示による、積載計算機の２つの代替的な図である。
【図６】本開示による、積載解析方法のフロー図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下の説明において、自律型運搬トラックが、開示するシステムおよび方法の利点を享受できる用途を表すため、その例示的な実施形態を説明に用いる。図示および記述する特定の運搬トラックは、鉱業用途に適したものであるが、積載特徴がそれほど過剰ではない他の用途も考察する。更に、開示するシステムおよび方法は、自律的に制御されない、すなわち、自分で車両の積載状態を確認できる操縦者を含む運搬トラックおよび他の車両にも利用可能である。これらの用途においても、開示するシステムおよび方法の実装により、車両または機械の所有者および／または、一実施形態においてまたはローダー機械の操縦者に対し、許容パラメータを超えなかった等、車両の積載状態に対する客観的な基準を有利に与えることができる。
【００１０】
図１は、ローダー１０２による積載作業中の運搬トラック１００の概要図である。運搬トラック１００は、後ろ側から見た透視図で示され、車輪１０６を有するフレーム１０４を含んでいる。運搬トラック１００は、骨材のペイロードを積載可能な空洞１１０を形成するダンプボディ１０８を含んでいる。壁１１２は、搬送中にペイロードを収納すべく空洞１１０を囲んでいる。
【００１１】
図示する実施形態における運搬トラック１００は、基地局１１４から動作および他の機能命令を受信する自律型運搬トラックである。基地局１１４は、鉱区に局所的に位置していても、あるいは代替的に遠隔地に位置していてもよい。基地局１１４と運搬トラック１００の間で通信信号１１６を、例えばラジオまたは他の電磁的なデジタルまたはアナログ送信を用いて、無線で交換することができる。図示する実施形態における運搬トラック１００は、基地局１１４のアンテナ１２０と通信信号１１６を交換するアンテナ１１８を含んでいる。通信信号１１６は、基地局１１４から運搬トラック１００へ命令を搬送すると共に運搬トラック１００から送られたメッセージを基地局１１４に通知することが可能な２方向信号である。
【００１２】
ダンプボディ１０８上方の積載位置に配置されたバケット１２２を有する状態でローダー１０２を示す。ローダー１０２のフレーム１２６にピボット回転可能に接続されたブーム１２４の終端にバケット１２２がピボット回転可能に接続されている。動作中、ローダー１０２のキャブ１２８に着座している操縦者が、バケット１２２を資材で満載される位置に移動させる。ローダー１０２は、例えば車輪１３０の上に移動するが、他の接地係合部材も考えられる。満載されたバケット１２２は次いで、バケット荷をダンプボディに投入すべくダンプボディ１０８および端壁１１２の上方へ移動する。バケット１２２を空にする動作は、バケット荷がダンプボディ１０８の空洞１１０に落下できるように、バケットを下向きに傾けることにより実現される。
【００１３】
運搬トラック１００の過剰積載を判定する際に各種のパラメータが考えられる。例えば、積載されたバケット１２２の重心とダンプボディ１０８の底部との間の高さｈは、バケット荷を運搬トラック１００に落下させる力に影響を及ぼし得る。更に、バケット荷をダンプボディ１０８に放出する際のブーム１２４に対するバケット１２２の回転速度は、運搬トラック１００への資材の堆積速度に影響を及ぼし、次いで運搬トラック１００の各種構成要素への積載に影響を及ぼし得る。骨材の組成もまた、例えば巨礫または他の重い物体がバケット荷に存在する場合に増大し得る運搬トラック１００への積載に影響を及ぼし得る。これらおよび他のパラメータは、ローダー１０２の操縦者により評価されて典型的には補償することが、特に当該操縦者に対するフィードバックが運搬トラック１００の操縦者によりなされる場合に可能である。しかし、運搬トラック１００の操縦者からのフィードバックは、当該操縦者の主観的な認知に基づいており、特定の用途では、運搬トラックに操縦者が不在であって自律的に動作する場合には利用することさえできない。
【００１４】
本開示の一実施形態による自律型運搬トラック１００において、積載解析システムは、過剰積載状態を検出および診断すべく構成されている。通信信号１１６を介して適当な信号を基地１１４に提供することができ、当該基地は次いでローダー１０２に信号１３２を提供する。ローダー１０２は、アンテナ１３４を介して信号１３２を受信し、当該信号を処理して、ローダー１０２の操縦者に対し、運搬トラック１００の積載が過剰であるため修正処置を施せるような指示を提供すべく構成されている。
【００１５】
積載システム２００のブロック図を図２に示す。同図に示すように、システム２００は、互いに協働および通信して過剰積載状態を判定し、修正処置を適時的に実施すべく過剰積載状態を表す情報をローダーの操縦者および／または基地に提供する各種のサブシステムを含んでいる。より具体的には、システム２００は車両搭載された積載解析およびナビゲーションサブシステム２０２を含んでいる。
【００１６】
上述のように、図示する実施形態における運搬トラックは、自律的に制御される運搬トラックであり、車両のナビゲーションおよび制御に専用のシステムを含んでいる。これらのナビゲーションおよび制御システムは本開示の範囲を超えているが、本開示に関連して、これらは慣性測定装置（ＩＭＵ）２０４、中央処理装置（ＣＰＵ）２０６、および全地球測位システム（ＧＰＳ）２０８を含んでいる。これらの基本要素は、無線通信インタフェースまたはリンク２１０と共に、作業現場周辺における運搬トラックの自律的ナビゲーションおよび動作を可能にすべく構成されている。ＧＰＳ２０８は動作中に、ＧＰＳ通信ライン２１２を介してＣＰＵ２０６に位置情報を提供することができる。ＣＰＵ２０６は、ＧＰＳ２０８から受信した情報を、機械の所望の位置および所定のルートと比較して、各種の機械システムに対し、所望のルートに沿って所望の場所へ向けた機械の移動を実現すべく、機械制御ブロック２１３により一般的に表される推進、ステアリング、制動等を適切に命令することができる。ＩＭＵ２０４は動作中に、機械の移動を表すフィードバック情報をＣＰＵ２０６にＩＭＵ通信ライン２１４を介して提供することができる。
【００１７】
図示する実施形態において、ＩＭＵ２０４は、加速度計とジャイロスコープの組合せを用いて車両の速度および方位を表す信号を測定および提供可能な電子装置である。ＩＭＵが典型的には航空機の操作に用いられるが、移動中の車両の速度および方位を判定するそれらの能力は、ＣＰＵ２０６が車両の位置を追跡可能にして、例えば、所望のルートを使用して適切な目的地に達することを保証するため、地上車両のナビゲーションに有用である。しかし、本開示に関連して、ＩＭＵ２０４の加速度計もまた、過剰積載の徴候として振動の測定に有用である。
【００１８】
従って、ＩＭＵは３つのジャイロスコープおよび３つの加速度計を含み、これら両者が３本の直交軸に沿って加速度を測定すると共に車両のピッチ、ヨーおよびロールを測定すべく構成されている。これらの６つの自由度は各々、以下により詳細に議論するように、ＩＭＵが利用可能な場合に、車両の過剰積載状態の判定に利用できることが考えられる。代替的に、３つだけまたは２つ以下の加速度計を用いてもよい。
【００１９】
積載作業中の搖動等、運搬トラックが経験する振動および方位の変化を表す情報がＩＭＵ２０４により測定されて、通信ライン２１８を介して積載モニター２１６に提供される。通信ライン２１８上の情報は、ＩＭＵ２０４が提供できる６つの自由度の各々の動作を表す信号を有利に含んでいても、または代替的に、例えば略垂直な軸に沿った加速度を測定する１つの加速度計が提供する１つの加速度信号だけを含んでいてもよい。積載モニター２１６は、過剰積載が生じているか否かを判定して、ＣＰＵ２０６に積載通信ライン２２０を介して適当な信号を提供することができる。積載モニター２１６をＣＰＵ２０６とは別のブロックとして示しているが、積載モニター２１６の機能をＣＰＵ２０６内で動作しているプログラムおよびアルゴリズムに統合または追加して、ＩＭＵ２０４を積載モニター２１６と相互接続するライン２１８に提供される情報を、ＩＭＵ２０４をＣＰＵ２０６と相互接続するライン２１４に既に提供された情報から取得してもよいことが考えられる。
【００２０】
積載モニター２１６が過剰積載状態を表す情報または信号をＣＰＵ２０６に提供する場合、ＣＰＵ２０６は最初に、車両、例えば運搬トラック１００が積載位置にあるか否かの判定を行なうことができる。換言すれば、ＩＭＵ２０４の加速度計は、過剰な振動を検出できるが、これは車両への積載中における過剰積載状態を表す場合もあるが、一方で例えば起伏の多い地形を機械が移動中に生じる場合もある。
【００２１】
車両に積載中であって、積載モニター２１６が過剰積載が生じた徴候をＣＰＵ２０６に提供する場合、ＣＰＵ２０６は、過剰積載を表す信号を、任意選択により検出された過剰積載に固有のパラメータと共に、無線リンク２１０を介した制御通信チャネル２２４を介して基地局または中央制御部２２２へ提供することができる。当該信号は、無線リンク２２３により受信されて、積載を実行している機械へ送信される過剰積載を表す信号を生成すべく構成された中央制御部２２２のＣＰＵ２２５により評価することができる。代替的に、ＣＰＵ２０６は、積載を実行しているローダー機械に関連付けられたローダーサブシステム２３０で動作するＣＰＵ２２８に接続された無線リンク２２６に直接信号を提供してもよい。
【００２２】
過剰積載状態が生じたローダーサブシステム２３０で信号を受信したならば、ローダーサブシステム２３０のＣＰＵ２２８は、操縦者が視認可能なディスプレイ２３２上に警告または情報メッセージを表示することができる。代替的な実施形態において、ローダーサブシステムのＣＰＵ２２８は更に、例えばバケット１２２（図１）、高さｈ（図１）等、積載装置の回転速度を制限するような緩和措置を取ることができる。
【００２３】
積載モニター２１６またはその等価物の内部で動作可能なアルゴリズムのいくつかの特定の実装例を図３〜５に示す。図３は、過剰積載状態が生じたことを判定する一実施形態の高レベル表現である。従って、積荷監視モジュール３００は、過剰積載信号３０２を提供すべく処理される各種の入力を他の機械システムから受信すべく構成されていてよい。これらの入力は、３本の直交軸、例えばＸ、ＹおよびＺの各々に沿った加速度およびこれらの回りの回転を測定する６つのセンサの各々からの信号を含んでいる。一実施形態において、Ｘ軸は車両の縦軸に沿って延在し、車両が前進する際の移動方向に整合しており、Ｙ軸はＸ軸と直交して水平に延在し、Ｚ軸は車両が平坦な面に置かれている場合に垂直である。従って、積荷監視モジュール３００は、各々がＸ軸、Ｙ軸およびＺ軸に沿って検出された加速度を表す加速度信号αＸ３０４、αＹ３０６およびαＺ３０８と、各々がＸ軸、Ｙ軸およびＺ軸について検出された回転動作を表す回転移動信号ωＸ３１０、ωＹ３１２およびωＺ３１４を受信することができる。
【００２４】
積荷監視モジュール３００は更に、１または０のデジタル値を取り得るイネーブルフラグ３１６を受信することができ、値１は、車両が積載位置にあることを示すかまたは有効である。イネーブルフラグ３１６は、各々がモジュール３００に提供された各信号を受信して各々のパラメータだけに基づいて過剰積載の兆候があるか否かを解析すべく構成された６つの解析ルーチン３１８の各々に提供されてよい。そのような６つのルーチン３１８を加速および回転動作を表す６つの入力信号の各々に対応して図示しているが、より少ない対応入力信号が提供される場合、５つ以下のルーチンを用いてもよい。更に、加速または回転動作を表す１つ以上の入力信号の処理を、そのようなルーチンの１つと一体化されていてよい。
【００２５】
解析ルーチン３１８の一実施形態を図４に示し、代替的な実施形態を図５に示す。図４に示す実施形態において、ルーチン３１８は、イネーブル信号３１６および入力パラメータ、例えばＸ軸に沿って加速度の大きさを表すαＸ３０４を受信する。αＸ３０４の大きさを当該特定パラメータに適用可能な閾値限界３２１と比較する。イネーブルフラグ３１６が有効であって、αＸ３０４の大きさが少なくとも閾値限界３２１に等しい場合、コンパレータ機能３２０が、監視されている特定方向における過剰な振動（または適宜回転）を表す信号３２２に提供することができる。代替的な実施形態において、大きさの期待値を超える大きさを有する加速度が検出された場合、統計機能３２３が信号３２２を提供することができる。
【００２６】
この代替的な実施形態の一実施形態において、機能３２３は、モデルに基づくアルゴリズムまたはヒストグラム等の履歴データの統計的累積を含んでいてよい。ヒストグラムは、実験データの分布の視覚的印象を示すグラフ表現であって、連続変数の確率分布の推定値を表す。このように、機能３２３は、ある期間にわたる特定用途の期待または正規過剰レベルに「訓練」することができる。その後、機能３２３は、任意の特定の積載動作中に検出された大きさを過去に生じた大きさと比較して、検出された大きさが正常であると思われる大きさよりも過剰であるか否かを判定することができる。
【００２７】
ここで図３に戻ると、監視されている各パラメータからの各種信号３２２がマルチプレクサ３２４に提供され、当該マルチプレクサは次いでこれらの信号を論理機能３２６に提供する。一実施形態において、任意の１つのパラメータに基づいて過剰積載の判定を行なうことができるが、論理機能３２６は、過剰積載の誤った徴候を回避すべく、検出されているパラメータにおけるパターンを探すことができる。例えば、論理機能３２６は、２つ以上のパラメータの値が同時に増加している場合、過剰積載状態を宣言することができる。各種のパラメータは、過剰積載状態に対する車両の公知の応答に基づいて選択されている。一例において、過剰積載状態は、Ｘ軸の回りの搖動または回転移動と連動するＺ軸方向の加速度を示す場合がある。過剰積載の特定の種類を表すこれらおよび他の関係を、例えば各種信号３２２の存在に基づいてＡＮＤ／ＯＲゲートを用いて符号化して論理機能３２６を組み込むことができる。
【００２８】
本明細書で図示および説明した装置は、鉱業用途の運搬トラックに関連するものであるいが、他の種類の機械にも汎用的に応用できる。「機械」という用語は、鉱業、建設業、農業、運送業等の産業、または当分野で公知の他の任意の産業に関連付けられた何らかの種類の作業を実行する任意の機械を指していてよい。例えば、機械は、ホイールローダ、掘削機、ダンプトラック、バックホー、モーターグレーダ、資材ハンドラ等の土木機械であってよい。更に、機械に用具が接続されていてもよい。このような用具は、例えば積載、圧縮、持ち上げ、ブラッシングを含む各種作業に利用することができ、例えばバケット、圧縮機、フォークリフト、ブラシ、グラップル、カッター、剪断機、ブレード、ブレーカー／ハンマー、掘削刃等を含んでいてよい。
【００２９】
本開示は、ローダー機械により車両に積載される骨材等のペイロードを運搬すべく構成された車両または他の機械に適用できる。上述の説明が、開示されたシステムおよび技術の例を提供することが理解されよう。しかし、本開示の他の実装例が詳細事項においては上述の例とは異なり得ることが考えられる。
【００３０】
運搬トラックまたは他の同様の車両または機械の積載を解析する方法のフロー図を図６に示す。本方法は、４０２において車両が積載位置にあるか否かを判定するステップを含んでいる。４０４において過剰積載を表す少なくとも１つのパラメータが得られる。一実施形態において、ＩＭＵ装置に見られるような過剰積載を表すパラメータを加速度計および／またはジャイロスコープにより提供することができる。４０６において当該少なくとも１つのパラメータが解析されて過剰積載状態が生じたか否かを判定する。４０６における解析は、例えば、解析されている各種のパラメータにより示すように機械の過剰な振動および／または揺動が生じた場合に、過剰積載が生じたことを表す信号を提供することができる。一実施形態において、当該信号は、振動閾値等の閾値を超えた旨の徴候を提供する少なくとも１つのパラメータに応答して提供される。代替的な実施形態において、当該判定は、２つ以上の方向における振動または揺動に一致する振動等、２つ以上のパラメータにおける過剰な値の特定の組合せの同時生起に基づいていてよい。４０８において、車両が積載位置にあるか否か、および過剰積載を表す信号が存在するか否かを判定するチェックが実行される。
【００３１】
４０８におけるチェックにより車両が積載位置にあり、且つ過剰積載が生じていることを示す場合、４１０において過剰積載が存在すると旨の信号が提供される。４１０における信号は通信装置に提供されてよい。４１０における通信構成には、制御局への無線接続および／または車両への積載を実行している積載機械が含まれていてよい。信号が制御局に提供される実施形態において、制御局は、過剰積載が生じた徴候を提供した車両の積載を実行している機械に向けて新規の信号を中継または生成することができる。
【００３２】
積載を実行している機械は、積載動作中の車両および／または制御局からの信号を受信して、４１２において操縦者に対し過剰積載状態に至った積載パラメータを評価すべきである旨を通知すべく構成されている。４１２における通知は、操縦者に警告すべくディスプレイ上の視覚的表示および／または音声警報を提供するステップを含む任意の適当な方法も実現することができる。代替的な実施形態において、ローダーは更に、積載動作中の車両および／または制御局からの過剰積載通知の受信に応答して、例えば、車両に積荷を積載する際の最大落下高の設定、車両に積荷を積載する最大速度の設定等、積載動作に対する制限を設けることにより、過剰積載状態を緩和すべく構成されていてよい。
【００３３】
本開示およびその例への全ての参照は、その時点で議論されている特定の例への参照を意図しており、本開示の範囲に関するより一般的ないかなる限定も意味していない。特定の特徴に関する否定的な語句は、これらの特徴が好適性を欠くことを示すことを意図しているが、別途明記しない限りこれらを本開示の範囲から完全に除外するものではない。本明細書に記述する全ての方法は、明細書に別途明記しない限り、または別途前後関係から明確に否定されない限り任意の適当な順序で実行することができる。
【図１】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図２】
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【図６】
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