(57)【要約】  本発明の路面状態判定方法は、走行中のダンプトラック（２０）のサスペンション圧力を検出し、前記サスペンション圧力の検出値（ＦＲ，ＦＬ，ＲＲ，ＲＬ）の所定時間内の最大振幅（ＰＰ）および周波数（ＰＰＨｚ）を求め、前記最大振幅（ＰＰ）および前記周波数（ＰＰＨｚ）に基づいて路面状態を判定する。
2015140966.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
走行中の運搬車両のサスペンション圧力を検出し、
前記サスペンション圧力の検出値の所定時間内の最大振幅および周波数を求め、
前記最大振幅および前記周波数に基づいて路面状態を判定する
ことを特徴とする路面状態判定方法。
【請求項２】
請求項１に記載の路面状態判定方法において、
前記路面状態の判定は、運搬車両の積荷の積載量が空車状態、または、積車状態のときの検出値に基づいて行われる
ことを特徴とする路面状態判定方法。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載の路面状態判定方法において、
前記サスペンション圧力の検出値を、運搬車両の操舵角、傾斜センサー計測値、車速測定値の少なくとも１つを用いて補正して補正値を求め、
前記補正値の所定時間内の最大振幅および周波数を求めて路面状態を判定する
ことを特徴とする路面状態判定方法。
【請求項４】
請求項１から請求項３のいずれかに記載の路面状態判定方法において、
前記サスペンション圧力によりピッチ方向の荷重変化の検出値を求め、この検出値の所定時間内の最大振幅および周波数に基づいて路面状態を判定する
ことを特徴とする路面状態判定方法。
【請求項５】
請求項１から請求項４のいずれかに記載の路面状態判定方法において、
前記運搬車両の走行中の位置情報を検出し、
前記位置情報と、前記路面状態の判定結果とを関連付ける
ことを特徴とする路面状態判定方法。
【請求項６】
請求項５に記載の路面状態判定方法で判定された路面状態の出力方法であって、
前記関連付けられた位置情報および路面状態の判定結果に基づいて、路面状態の判定結果を記載した地図データを出力する
ことを特徴とする路面状態出力方法。
【請求項７】
請求項５に記載の路面状態判定方法で判定された路面状態の出力方法であって、
前記運搬車両は、同一の経路を繰り返し走行する運搬車両であり、
前記経路を１往復した際の前記経路における前記路面状態の判定結果を１サイクル分のデータとして取得し、
前記１サイクルあたりの前記路面状態の判定結果の分布データを複数サイクル分出力する
ことを特徴とする路面状態出力方法。
【請求項８】
走行中の運搬車両のサスペンション圧力を検出する圧力検出部と、
前記圧力検出部で検出した検出値の所定時間内の最大振幅および周波数を求める演算部と、
前記最大振幅および前記周波数に基づいて路面状態を判定する路面状態判定部と、を備えることを特徴とする路面状態判定装置。
【請求項９】
請求項８に記載の路面状態判定装置において、
前記運搬車両の走行中の位置情報を検出する位置情報検出部と、
前記位置情報と、前記路面状態の判定結果とを関連付けて記憶する記憶装置と、を備えることを特徴とする路面状態判定装置。
【請求項１０】
請求項９に記載の路面状態判定装置で判定された路面状態の出力装置であって、
前記関連付けられた位置情報および路面状態の判定結果を取得して記憶装置に蓄積するデータ蓄積部と、
前記記憶装置に蓄積された位置情報および路面状態の判定結果に基づいて、路面状態の判定結果を記載した地図データを出力する出力部を備えることを特徴とする路面状態出力装置。
【請求項１１】
請求項９に記載の路面状態判定装置で判定された路面状態の出力装置であって、
前記運搬車両は、同一の経路を繰り返し走行する運搬車両であり、
前記経路を１往復した際の前記経路における前記路面状態の判定結果を１サイクル分のデータとして取得して記憶装置に蓄積するデータ蓄積部と、
前記記憶装置に蓄積された１サイクルあたりの前記路面状態の判定結果の分布データを複数サイクル分出力する出力部とを備えることを特徴とする路面状態出力装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、路面状態判定方法、路面状態出力方法、路面状態判定装置および路面状態出力装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
土木作業現場や鉱山の採掘現場では、ダンプトラックなどの運搬車両が走行する経路は、舗装されていないため、運搬車両が繰り返し走行することで路面が荒れてくる。
このため、鉱山における道路の保守管理を行う保守管理システムが知られている（例えば特許文献１参照）。
また、このような鉱山道路の保守管理方法として、走行している運搬車両のサスペンション圧力を測定して路面の粗さを判定する方法も提案されている（例えば、非特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】米国特許第８０９５３０６号明細書
【非特許文献】
【０００４】
【非特許文献１】Pete Holman、"Caterpillar Haul Road Design and Management "、［online］、2006、［平成26年1月20日検索］、インターネット〈URL：http://www.directminingservices.com/wp-content/uploads/2010/06/CAT-Haul-Road-Design.pdf〉
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、運搬車両のサスペンション圧力を用いた従来の判定方法は、路面状態の判定精度が低いため、サービスマンが実際の路面を観察し、写真を撮って判定する必要があった。このため、路面状態を判定する作業が煩雑となり、判定までの時間も掛かるという課題がある。【０００６】
本発明の目的は、路面状態を迅速にかつ精度良く判定できる路面状態判定方法、路面状態出力方法、路面状態判定装置および路面状態出力装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の路面状態判定方法は、走行中の運搬車両のサスペンション圧力を検出し、前記サスペンション圧力の検出値の所定時間内の最大振幅および周波数を求め、前記最大振幅および前記周波数に基づいて路面状態を判定することを特徴とする。【０００８】
本発明によれば、路面に凹凸があると、その凹凸のショックによってサスペンション圧力が変動する。すなわち、路面が整地されて凹凸が小さい場合には、サスペンション圧力の変動も小さく、凹凸が大きい場合にはサスペンション圧力の変動も大きくなる。
したがって、所定時間内のサスペンション圧力の最大振幅を検出することで、少なくとも路面が整地されて良好な良好路と、路面の凹凸が大きい極悪路とを容易に判別できる。
また、最大振幅だけではなく周波数も用いて路面状態を判定しているので、最大振幅のみでは区分できない路面を、周波数つまり凹凸の周期によって区分することができる。このため、本発明は、サスペンション圧力の検出値の所定時間内の最大振幅および周波数の２つのパラメータを用いて路面状態を判定しているので、サービスマンが路面を確認する必要が無く、迅速にかつ精度よく路面状態を判定できる。【０００９】
本発明の路面状態判定方法において、前記路面状態の判定は、運搬車両の積荷の積載量が空車状態、または、積車状態のときの検出値に基づいて行われることが好ましい。【００１０】
ここで、空車状態とは、運搬車両の積荷が定格積載量の０〜１０％程度の範囲であり、積荷がほとんど積まれていない状態である。また、積車状態とは、運搬車両の積荷が定格積載量の９０〜１１０％程度の範囲であり、積荷がほぼ定格積載量分だけ積まれた状態である。
前記サスペンション圧力の検出値の所定時間内の最大振幅および周波数は、路面の凹凸だけでなく、積載量にも影響する。ここで、最大振幅で路面状態を判定する場合、積載量毎に条件を設定する必要がある。
また、鉱山などで利用される運搬車両は、稼働効率を向上するため、積荷を積載している場合には積車状態で走行することが多い。このため、運搬車両は、積荷を排出する排出場から積み込む積込場までは空車状態で走行し、積込場から排出場までは積車状態で走行し、その他の状態で走行することは少ない。
したがって、空車状態および積車状態で路面状態を判定すれば、条件の設定数を少なくでき、かつ、実運用上も問題なく判定できる。【００１１】
本発明の路面状態判定方法において、前記サスペンション圧力の検出値を、運搬車両の操舵角、傾斜センサー計測値、車速測定値の少なくとも１つを用いて補正して補正値を求め、前記補正値の所定時間内の最大振幅および周波数を求めて路面状態を判定することが好ましい。【００１２】
サスペンション圧力の検出値を、運搬車両の操舵角を用いて補正すれば、運搬車両が旋回している場合の左右方向の車体荷重移動の影響を補正した補正値を求めることができる。また、前記検出値を傾斜センサー計測値を用いて補正すれば、路面の傾斜による車体荷重移動の影響を補正した補正値を求めることができる。さらに、前記検出値を車速測定値を用いて補正すれば、急減速や加速により車速が変化した場合の前後方向の車体荷重移動の影響を補正した補正値を求めることができる。したがって、路面状態による検出値の変化を精度良く検出でき、路面状態の判定精度を向上できる。なお、車速測定値は、たとえばトランスミッション出力軸の回転数を検出して求めてもよいし、車輪の回転数を検出して求めてもよい。【００１３】
本発明の路面状態判定方法において、前記サスペンション圧力によりピッチ方向の荷重変化の検出値を求め、この検出値の所定時間内の最大振幅および周波数に基づいて路面状態を判定することが好ましい。【００１４】
運搬車両の荷重変化には、ピッチ、ロール、ツイストの３種類がある。この中で、走行中の路面の凹凸によるサスペンション圧力の変動を検出しやすいのは、ピッチである。したがって、ピッチに関する検出値を求めれば、ロールやツイストで求める場合に比べて路面状態の判定精度を向上できる。【００１５】
本発明の路面状態判定方法において、前記運搬車両の走行中の位置情報を検出し、前記位置情報と、前記路面状態の判定結果とを関連付けることが好ましい。
運搬車両の走行中の位置情報を検出し、路面状態の判定結果と関連付けておけば、走行経路における各場所毎の路面状態を容易に把握できる。したがって、路面の整地などの管理を容易に行うことができる。【００１６】
本発明は、前記路面状態判定方法で判定された路面状態の出力方法であって、前記関連付けられた位置情報および路面状態の判定結果に基づいて、路面状態の判定結果を記載した地図データを出力することが好ましい。【００１７】
運搬車両の位置情報を検出し、路面状態の判定結果と関連付ければ、路面状態の判定結果が書き込まれた地図データを自動的に作成して出力することができる。したがって、この地図データを印刷して鉱山や運搬車両の管理者に報告することで、路面整備が必要な箇所を容易にアドバイスでき、路面整備を迅速に実行できる。【００１８】
本発明は、前記路面状態判定方法で判定された路面状態の出力方法であって、前記運搬車両は、同一の経路を繰り返し走行する運搬車両であり、前記経路を１往復した際の前記経路における前記路面状態の判定結果を１サイクル分のデータとして取得し、前記１サイクルあたりの前記路面状態の判定結果の分布データを複数サイクル分出力することを特徴とすることが好ましい。【００１９】
路面状態の判定結果の分布データを複数サイクル分出力すれば、前記経路中の悪路の割合の変化を容易に確認でき、路面整備のタイミングを容易に判断できる。【００２０】
本発明の路面状態判定装置は、走行中の運搬車両のサスペンション圧力を検出する圧力検出部と、前記圧力検出部で検出した検出値の所定時間内の最大振幅および周波数を求める演算部と、前記最大振幅および前記周波数に基づいて路面状態を判定する路面状態判定部と、を備えることを特徴とする。
ここで、前記路面状態判定装置は、前記運搬車両の走行中の位置情報を検出する位置情報検出部と、前記位置情報と、前記路面状態の判定結果とを関連付けて記憶する記憶装置と、を備えることが好ましい。
これらの路面状態判定装置によれば、前記路面状態判定方法と同じ作用効果を奏することができる。【００２１】
本発明の路面状態出力装置は、前記路面状態判定装置で判定された路面状態の出力装置であって、前記関連付けられた位置情報および路面状態の判定結果を取得して記憶装置に蓄積するデータ蓄積部と、前記記憶装置に蓄積された位置情報および路面状態の判定結果に基づいて、路面状態の判定結果を記載した地図データを出力する出力部を備えることを特徴とする。
また、本発明の路面状態出力装置は、前記路面状態判定装置で判定された路面状態の出力装置であって、前記運搬車両は、同一の経路を繰り返し走行する運搬車両であり、前記経路を１往復した際の前記経路における前記路面状態の判定結果を１サイクル分のデータとして取得して記憶装置に蓄積するデータ蓄積部と、前記記憶装置に蓄積された１サイクルあたりの前記路面状態の判定結果の分布データを複数サイクル分出力する出力部とを備えることが好ましい。
これらの路面状態出力装置によれば、前記路面状態出力方法と同じ作用効果を奏することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明の一実施形態にかかる運搬車両の管理システムを示す図である。
【図２】運搬車両であるダンプトラックの構成を示す図である。
【図３】ダンプトラックの構成を示す機能ブロック図である。
【図４】路面状態出力装置の構成を示す機能ブロック図である。
【図５】路面状態判定方法の処理を示すフローチャートである。
【図６】判定対象データの範囲を示すグラフである。
【図７】路面傾斜補正処理工程を示すフローチャートである。
【図８】路面傾斜角度による補正量を示すグラフである。
【図９】加速度補正処理工程を示すフローチャートである。
【図１０】旋回補正処理工程を示すフローチャートである。
【図１１】最大振幅および周波数算出処理工程を示すフローチャートである。
【図１２】路面グレード判定処理工程を示すフローチャートである。
【図１３】試験用路面を積車状態で走行した際の速度とピッチの最大振幅との関係を示すグラフである。
【図１４】試験用路面を空車状態で走行した際の速度とピッチの最大振幅との関係を示すグラフである。
【図１５】試験用路面を空車状態で走行した際の速度とピッチの最大振幅との関係を示すグラフである。
【図１６】試験用路面を走行した際のピッチの周波数と最大振幅との関係を車速毎に示すグラフである。
【図１７】路面状態判定結果の出力処理を示すフローチャートである。
【図１８】マップ出力処理で出力される地図データの一例を示す図である。
【図１９】遷移レポート出力処理で出力される遷移レポートの一例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
図１は、本実施形態の運搬車両の管理システム１を示す図である。管理システム１は、運搬車両としての鉱山などで運用されているダンプトラック２０を管理するものであり、鉱山において無線通信によってダンプトラック２０から稼働情報を収集する無線通信装置３と、無線通信装置３と通信可能に設けられた路面状態出力装置１０とを備えている。
ダンプトラック２０が運搬する積荷（積載物）は、例えば、砕石、土砂、岩石、石炭などであるが、これに限定されるものではない。
ダンプトラック２０は、積荷の排出作業が行われる場所（以下、排出場）ＤＰと、積込機４によって積荷の積込作業が行われる場所（以下、積込場）ＬＰとの間を往復する。本実施形態では、排出場ＤＰから積荷を積載していない状態（空車状態）のダンプトラック２０が積込場ＬＰまで走行し、積込場ＬＰで積荷を積み込んだ後、積荷を積載した状態（積車状態）のダンプトラック２０が排出場ＤＰまで走行し、排出場ＤＰで積荷を排出する。
したがって、ダンプトラック２０が排出場ＤＰから積込場ＬＰまで走行する往路Ｒｇと、積込場ＬＰから排出場ＤＰまで走行する復路Ｒｒとでダンプトラック２０の経路Ｒが設定される。なお、往路Ｒｇおよび復路Ｒｒは、同一の道でもよいし、往路Ｒｇおよび復路Ｒｒを別の道で設定してもよく、経路Ｒとして同じ道であればよい。
また、経路Ｒは、排出場ＤＰおよび積込場ＬＰも含むものであり、排出場ＤＰは経路Ｒのスタート地点およびゴール地点となる。そして、ダンプトラック２０は、前記同一の経路Ｒを往復する。
【００２４】
＜運搬車両の管理システムの概要＞
運搬車両であるダンプトラック２０の管理システム１は、ダンプトラック２０が判定した路面状態の判定結果の情報を収集して出力する路面状態出力装置１０を備える。路面状態出力装置１０は、経路Ｒの路面状態の判定結果を、例えば経路Ｒのマップに重ねて表示した地図データを出力したり、経路Ｒを一往復した際の路面状態の判定結果を、往復回数とともに時系列に並べたレポートを出力する。この出力された地図データやレポートを、経路Ｒを管理する管理者に報告することで、管理者は経路Ｒの路面状態を把握でき、効率良く路面を整備できる。このため、ダンプトラック２０は荒れた路面を走行することが少なくなり、ダンプトラック２０へのダメージも減少でき、ダンプトラック２０の故障を抑制でき、メンテナンス費用も軽減できる。さらに、路面が整備されていれば、ダンプトラック２０の走行時間も短縮でき、積荷の運搬効率を向上できて燃料コストも低減できる。
【００２５】
鉱山には、ダンプトラック２０と無線通信する無線通信装置３が設けられている。無線通信装置３は、アンテナ３Ａを有し、無線ＬＡＮ（Local Area Network）等を用いてダンプトラック２０と通信する。また、アンテナ３Ａを用いてダンプトラック２０と通信できる範囲は、通常、経路Ｒ全体をカバーできない。このため、ダンプトラック２０が無線通信装置３による通信が可能な通信可能範囲内に移動したときに、ダンプトラック２０および無線通信装置３間で通信処理が実行される。例えば、通信可能範囲内に給油所を設け、給油中のダンプトラック２０と通信処理を実行すればよい。
【００２６】
無線通信装置３は、ダンプトラック２０から受信したデータを路面状態出力装置１０に出力可能に構成されている。なお、路面状態出力装置１０は、鉱山における管理施設内に設置してもよいし、鉱山が存在する国内に設置してもよく、その国ではなく海外に設置してもよい。
このため、路面状態出力装置１０が鉱山の管理施設内に設置されている場合、無線通信装置３と路面状態出力装置１０とは、ネットワークケーブルなどで接続すればよい。また、路面状態出力装置１０が国内の管理施設（鉱山の管理会社や、ダンプトラック２０の管理会社）に設置される場合や、外国の管理施設に設置される場合は、無線通信装置３および路面状態出力装置１０間は、携帯電話網や、衛星通信網などで通信可能に接続すればよい。
【００２７】
＜ダンプトラック＞
図２は、ダンプトラックの構成を示す図である。ダンプトラック２０は、積荷を積載して走行し、所望の場所でその積荷を排出する。ダンプトラック２０は、車両本体２１と、ベッセル２２と、車輪２３と、サスペンションシリンダー２４と、回転数センサ２５と、サスペンション圧力センサ（圧力センサ）２６と、無線通信用アンテナ２７Ａが接続された車載無線通信装置２７と、ＧＰＳ用アンテナ２９Ａが接続された位置情報検出装置（本実施形態ではＧＰＳ受信機）２９と、路面状態判定装置３０と、傾斜センサ３６と、舵角センサ３７とを有する。なお、ダンプトラック２０は、上記構成以外にも一般的な運搬車両が備えている各種の機構及び機能を備えている。なお、本実施形態では、前輪（車輪２３）で操舵するリジットフレーム式のダンプトラック２０を例として説明するが、車体を前部と後部に分割しそれらを自由関節で結合したアーティキュレート式ダンプトラックにも適用可能である。
【００２８】
ダンプトラック２０は、ディーゼルエンジン等の内燃機関の出力を、トランスミッションを介して車輪２３に伝達して駆動する機械駆動方式であるが、ダンプトラック２０の駆動方式はこれに限定されるものではなく、ディーゼルエンジン等の内燃機関が発電機を駆動することによって発生した電力で電動機を駆動し、車輪２３を駆動する電気駆動方式でもよい。
ベッセル２２は、積荷を積載する荷台として機能するものであり、車両本体２１の上部に配置されている。ベッセル２２には、積荷として、採石された砕石、岩、土、石炭等が油圧ショベル等の積込機４によって積載される。車輪２３は、タイヤとホイールで構成され車両本体２１に装着されており、上述したように車両本体２１から動力が伝達されることで駆動される。サスペンションシリンダー２４は、車輪２３と車両本体２１との間に配置されている。車両本体２１及びベッセル２２、さらに積荷が積載された際における積荷の重量に応じた負荷が、サスペンションシリンダー２４を介して車輪２３に作用する。
【００２９】
回転数センサ２５は、トランスミッション出力軸の回転数ＴＭを検出したり、車輪２３の回転数ＴＭを検出するものである。路面状態判定装置３０はこの回転数ＴＭを用いてダンプトラック２０の車速や加速度を算出する。
【００３０】
サスペンションシリンダー２４は内部に作動油が封入されており、積荷の重量に応じて伸縮動作する。なお、サスペンション圧力センサ（必要に応じて圧力センサともいう）２６は、サスペンションシリンダー２４に作用する負荷を検出する。圧力検出部であるサスペンション圧力センサ２６は、ダンプトラック２０の左右の前輪用および左右の後輪用の各サスペンションシリンダー２４に設置されている。そして、右前輪用のサスペンション圧力センサ２６で検出値ＦＲが検出され、左前輪用のサスペンション圧力センサ２６で検出値ＦＬが検出され、右後輪用のサスペンション圧力センサ２６で検出値ＲＲが検出され、左後輪用のサスペンション圧力センサ２６で検出値ＲＬが検出される。
さらに、各サスペンション圧力センサ２６の作動油の圧力を検出することで積荷の重量（積載量）を計測することができる。なお、本実施形態においては、前記積載量を定格積載量に対する割合（％）で出力している。
【００３１】
ＧＰＳ用アンテナ２９Ａは、ＧＰＳ（Global Positioning System）を構成する複数のＧＰＳ衛星５Ａ、５Ｂ、５Ｃ（図１参照）から出力される電波を受信する。ＧＰＳ用アンテナ２９Ａは、受信した電波を位置情報検出装置２９に出力する。位置情報検出装置２９は、ＧＰＳ用アンテナ２９Ａが受信した電波を電気信号に変換し、自身の位置情報２９１、すなわちダンプトラック２０の位置情報２９１を算出（測位）する。したがって、位置情報検出装置２９により位置情報検出部が構成され、前記位置情報２９１は、ダンプトラック２０の緯度、経度、高度である。
【００３２】
車載無線通信装置２７は、無線通信用アンテナ２７Ａを介して図１に示す無線通信装置３のアンテナ３Ａとの間で相互に無線通信を行う。車載無線通信装置２７は、路面状態判定装置３０に接続されている。このような構造により、路面状態判定装置３０は、無線通信用アンテナ２７Ａを介して各情報を送受信する。
【００３３】
傾斜センサ３６は、ダンプトラック２０の車体に取り付けられており、車体の傾きを検出する。傾斜センサ３６は、ダンプトラック２０の前後方向の傾き（ピッチ）及び幅方向の傾き（ロール）を検出することができる。
舵角センサ３７は、左右の前輪（操向輪）を操舵するステアリングリンクの回転角を検出するポテンションメータ等で構成される。
【００３４】
＜路面状態判定装置及びその周辺機器＞
図３は、路面状態判定装置３０及びその周辺機器を示す機能ブロック図である。ダンプトラック２０には、路面状態判定装置３０と、車載記憶装置３１と、車載無線通信装置２７と、位置情報検出装置２９とが接続されている。路面状態判定装置３０には、さらに、状態取得装置３２が接続されている。
路面状態判定装置３０は、例えば、ＣＰＵ（Central Processing Unit）とメモリとを組み合わせたコンピュータ（車体コントローラ）であり、演算部３０１と、路面状態判定部３０２とを備える。演算部３０１および路面状態判定部３０２は、路面状態の判定処理を実行するものであり、演算部３０１はサスペンション圧力の検出値の所定時間内の最大振幅および周波数を算出し、路面状態判定部３０２は前記最大振幅および前記周波数に基づいて路面状態を判定する。演算部３０１および路面状態判定部３０２の具体的な動作は後述する。
【００３５】
状態取得装置３２は、路面状態を判定するために用いるダンプトラック２０の様々な稼働状態の情報を取得するための装置である。例えば、状態取得装置３２は、回転数センサ２５、サスペンション圧力センサ２６、傾斜センサ３６、舵角センサ３７等を有する。路面状態判定装置３０は、このような状態取得装置３２からダンプトラック２０の様々な稼働状態の情報を取得し、取得したこれらの情報に基づいて路面状態を判定する。
【００３６】
＜回転数センサから取得する情報＞
路面状態判定装置３０は、回転数センサ２５からトランスミッション出力軸回転数ＴＭまたは車輪２３の回転数ＴＭを示す情報を取得する。
【００３７】
＜サスペンション圧力センサから取得する情報＞
路面状態判定装置３０は、ダンプトラック２０の各車輪２３に備えられた圧力センサ２６（車輪２３が４輪の場合、４個の圧力センサ２６）が検出したサスペンションシリンダー２４の作動油に作用する圧力を取得することにより、右前輪検出値ＦＲ、左前輪検出値ＦＬ、右後輪検出値ＲＲ、左後輪検出値ＲＬを示す情報を取得する。
また、前記４つの検出値ＦＲ，ＦＬ，ＲＲ，ＲＬを合計することで、積荷の重量（積載量ＰＬＭ）を求めることができる。本実施形態では、積載量ＰＬＭは、定格積載量に対する割合（％）で出力されている。
また、圧力センサ２６が検出したサスペンションシリンダー２４の作動油に作用する圧力を見ることにより、ダンプトラック２０のベッセル２２に積荷が積載された積車状態であるか、ベッセル２２から積荷を排出した空車状態であるかを知ることができる。
【００３８】
＜傾斜センサから取得する情報＞
傾斜センサ３６は、主に路面傾斜（坂道）と、路面の凹凸のショックによる傾斜とを区分するために、車体の傾斜角を検出する。このため、傾斜センサ３６は、主に車体の前後方向の傾斜角Ｉ（ピッチ角）を取得する。
【００３９】
＜舵角センサから取得する情報＞
舵角センサ３７は、ダンプトラック２０のオペレータがステアリングを操作した際の舵角Ａｎｇを検出する。
【００４０】
＜車載記憶装置＞
車載記憶装置３１は、例えば、ＲＡＭ（Random Access Memory）、ＲＯＭ（Read OnlyMemory）、フラッシュメモリ若しくはハードディスクドライブ等又はこれらを組み合わせて構成されている。車載記憶装置３１は、路面状態判定装置３０が路面状態判定処理を行うための命令が記述されたコンピュータプログラム及び管理システム１を運用するための各種設定値等を記憶している。
路面状態判定装置３０は、前記コンピュータプログラムを読み出し、所定のタイミングで状態取得装置から稼働情報を取得し、演算部３０１および路面状態判定部３０２で稼働情報を処理し、その処理によって得られたデータを車載記憶装置３１に記憶させる。このとき、路面状態判定装置３０は、ダンプトラック２０が、スタート地点である排出場ＤＰから積込場ＬＰまでの往路Ｒｇと、積込場ＬＰからゴール地点である排出場ＤＰまでの復路Ｒｒを１往復する間の稼働情報を、１サイクルのデータとして記憶する。
【００４１】
車載記憶装置３１は、後述するように、１秒毎に速度（車速）ｖ、積載量ＰＬＭ、急ブレーキ記録３１１、ピッチ周波数ＰＰＨｚ、ピッチ最大振幅ＰＰ、ツイスト周波数ＰＴＨｚ、ツイスト最大振幅ＰＴ、ロール周波数ＰＲＨｚ、ロール最大振幅ＰＲ、路面状態判定値３１２を記憶する。
また、車載記憶装置３１には、補正用の基準値として右前輪基準圧力Ｐ０ｆｒ、左前輪基準圧力Ｐ０ｆｌ、右後輪基準圧力Ｐ０ｒｒ、左後輪基準圧力Ｐ０ｒｌも記憶される。
さらに、位置情報検出装置２９で検出された位置情報２９１も前記路面状態判定値と関連付けて記憶される。
車載記憶装置３１が記憶しているこれらの稼働情報は例示であり、稼働情報はこれらに限定されるものではない。
【００４２】
路面状態判定装置３０は、管理システム１の路面状態出力装置１０または無線通信装置３から稼働情報の送信に関する指令信号を受信すると、車載無線通信装置２７を用いて車載記憶装置３１に記憶された稼働情報を、無線通信装置３に送信する。無線通信装置３は、受信した稼働情報を、路面状態出力装置１０に送信する。
【００４３】
＜路面状態出力装置＞
図４は、路面状態出力装置１０の機能ブロック図である。路面状態出力装置１０は、ダンプトラック２０の運行を管理する会社等に設置されたサーバ装置で構成され、データ処理装置５０と、記憶装置６０と、入出力部（Ｉ／Ｏ）７０とを備える。入出力部７０は、データ処理装置５０と外部機器との間の情報の入出力を行うインターフェースである。この入出力部７０には、ディスプレイやプリンターなどの出力装置７１と、キーボードやマウスなどの入力装置７２と、通信装置７３とが接続されている。通信装置７３には、通信用アンテナ７４が接続されている。したがって、路面状態出力装置１０は、通信装置７３を用いて、無線通信装置３と通信する。
【００４４】
データ処理装置５０は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）で構成される。記憶装置６０は、ＲＡＭ（Random Access Memory）、ＲＯＭ（Read Only Memory）、フラッシュメモリ、ハードディスク等で構成される。
【００４５】
＜データ処理装置＞
データ処理装置５０は、データ蓄積部５１と、出力部５２とを備える。
【００４６】
＜データ蓄積部＞
データ蓄積部５１は、ダンプトラック２０から送信され、無線通信装置３を中継して通信装置７３で受信された稼働情報（車載記憶装置３１に記憶された各情報）を、経路Ｒを走行した１サイクル毎のデータとして記憶装置６０に記憶する。
具体的には、データ蓄積部５１は、ダンプトラック２０の車載記憶装置３１に１秒毎に記憶される速度（車速）ｖ、積載量ＰＬＭ、急ブレーキ記録３１１、ピッチ周波数ＰＰＨｚ、ピッチ最大振幅ＰＰ、ツイスト周波数ＰＴＨｚ、ツイスト最大振幅ＰＴ、ロール周波数ＰＲＨｚ、ロール最大振幅ＰＲ、路面状態の判定結果である路面状態判定値３１２、位置情報２９１を、記憶装置６０にサイクル情報とともに記憶する。
【００４７】
記憶装置６０には、ダンプトラック２０が複数回往復していれば、その複数サイクルのデータが蓄積される。また、複数台のダンプトラック２０が経路Ｒを複数回走行した場合には、各ダンプトラック２０の複数回のサイクルデータをそれぞれ蓄積してもよい。
ただし、１台のダンプトラック２０が上記路面状態を判定するための情報を取得すれば、経路Ｒの路面状態を判定できるので、必ずしも複数台のダンプトラック２０から情報を取得する必要は無い。
なお、記憶装置６０には、所定期間のサイクルデータが蓄積される。例えば、１週間のサイクルデータが蓄積され、その期間のサイクルデータが解析対象となる。
【００４８】
＜出力部＞
出力部５２は、マップ出力部５２１と、遷移出力部５２２とを備える。
マップ出力部５２１は、記憶装置６０に記憶された路面状態判定値３１２と、路面状態判定値３１２に関連付けられた位置情報２９１とで、地図上に路面状態判定値を記載した地図データを出力装置７１に出力する。
遷移出力部５２２は、記憶装置６０に記憶された１サイクルあたりの路面状態判定値３１２の分布データを複数サイクル分、出力装置７１に出力する。
なお、出力部５２のマップ出力部５２１、遷移出力部５２２がデータを出力する先は、出力装置７１のプリンターやディスプレイ等でもよいし、データとして所定の管理装置等に出力してもよい。
【００４９】
＜路面状態判定処理＞
次に、図５のフローチャートを参照して、路面状態判定装置３０による路面状態判定処理について説明する。
なお、路面状態判定装置３０は、ダンプトラック２０に設置した際の初期設定として、傾斜センサ３６、舵角センサ３７の初期設定（イニシャライズ）を行う。すなわち、ダンプトラック２０を平坦路に移動し、傾斜センサ３６および舵角センサ３７の基準点（０点）を設定する。
【００５０】
また、図５の路面状態判定処理は、図６に例示するように、１秒間隔で実行される。また、各判定処理で行われる演算は、直前の２．５６ｓ間に取得したデータに基づいて行われる。すなわち、図６において、判定処理１の期間では、直前の２．５６ｓ間の判定対象データ１に基づき判定処理が行われ、判定処理２の期間では、判定対象データ２に基づき判定処理が行われる。
なお、演算対象のデータ範囲を設定する２．５６ｓは、本実施形態においてサスペンション圧力変動の振幅を判定できる最少範囲であるが、サスペンション圧力センサ２６の分解能などに応じて設定すればよい。
【００５１】
図５の路面状態判定処理が開始されると、路面状態判定装置３０は、判定準備工程を実行する（ステップＳ１）。判定準備工程Ｓ１では、車速ｖ、加速度Ｇｘ、傾斜角Ｉ、舵角Ａｎｇ、積載量ＰＬＭの計算や読み込みを行う。また、サスペンション圧力センサ２６で検出されるサスペンション圧力の基準値Ｐ０ｆｒ，Ｐ０ｆｌ，Ｐ０ｒｒ，Ｐ０ｒｌを取得する。
車速ｖ（m/s）は、例えば、トランスミッション回転数ＴＭ×0.0236／3.6で求められる。すなわち、回転数ＴＭに車輪２３の直径などに応じた所定の係数を乗算し、時速を秒速に変換するための定数3.6で除算すれば求められる。加速度Ｇｘ（Ｇ）は、例えば、１秒間の速度変化分を重力ｇで除算して求められる。積載量は、定格積載量に対する割合（％）で圧力センサ２６から取得される。
【００５２】
基準値Ｐ０ｆｒ，Ｐ０ｆｌ，Ｐ０ｒｒ，Ｐ０ｒｌは、平坦路停車時の１秒間のサスペンション圧力センサ２６の検出値の平均値である。すなわち、路面状態判定装置３０は、傾斜センサ３６で検出した傾斜角度Ｉが−３°以上、＋３°以下の状態で、かつ、速度レバーをニュートラル位置に設定した際に、サスペンション圧力センサ２６で０．０１ｓ毎に検出値ＦＲ、ＦＬ、ＲＲ，ＲＬを検出し、それぞれの検出値の１００データ（１秒間）の平均値を求めて前記基準値Ｐ０ｆｒ，Ｐ０ｆｌ，Ｐ０ｒｒ，Ｐ０ｒｌを算出し、車載記憶装置３１に予め記憶する。
【００５３】
次に、路面状態判定装置３０は、車速ｖが０ｍ／ｓより大きいか、つまり停車していないかを判定する（ステップＳ２）。
路面状態判定装置３０は、ステップＳ２でＹｅｓと判定すると、積載量ＰＬＭが空車状態であるか、あるいは、積車状態であるかを判定する（ステップＳ３）。
ここで、空車状態とは、ベッセル２２がほぼ空の状態を意味し、具体的には積載量が第１設定値以下の状態である。本実施形態では、積載量は定格積載量に対する割合（％）であるため、路面状態判定装置３０は、第１設定値を１０％と設定し、積載量が０〜１０％の範囲にある場合に空車状態と判定する。なお、積載量が具体的な重量で出力される場合には、第１設定値も重量で設定すればよい。例えば、定格積載量が９０トンのダンプトラック２０であれば、前記第１設定値を例えば９トンに設定すればよい。
また、積車状態とは、積載量がほぼ定格積載量の状態を意味し、具体的には積載量が第２設定値以上、第３設定値以下の状態である。本実施形態では、第２設定値が９０％、第３設定値が１１０％に設定され、路面状態判定装置３０は、積載量が９０〜１１０％の範囲にある場合に積車状態と判定する。
【００５４】
路面状態判定装置３０は、ステップＳ３でＹｅｓと判定すると、加速度Ｇｘが−０．２Ｇより大きいかを判定する（ステップＳ４）。つまり、急ブレーキ操作が行われたかを判定する。ステップＳ４でＮＯと判定された場合は、急ブレーキ操作は行われていないと判定できる。
【００５５】
路面状態判定装置３０は、ステップＳ２、Ｓ３、Ｓ４でＮＯと判定された場合は、路面状態の判定処理を終了する。すなわち、ダンプトラック２０が停車中はステップＳ２でＮｏと判定されるので、路面状態判定装置３０は判定処理を終了する。走行していない場合には、サスペンション圧力センサ２６の変動に基づく路面状態の判定も実行できないためである。
【００５６】
また、積載量が空車状態または積車状態ではない場合（ステップＳ３でＮＯ）、例えば、積載量が１０％より大きく、９０％未満の場合も路面状態の判定処理を行わずに終了する。本実施形態では、サスペンション圧力センサ２６の検出値に基づく路面状態の判定条件を、空車状態の場合と、積車状態の場合に限定して設定しているためである。したがって、路面状態の判定条件を積載量毎に設定している場合には、空車状態または積車状態以外でも判定が可能になるが、本実施形態では未設定であるため、判定処理を終了している。
【００５７】
さらに、加速度Ｇｘが−０．２Ｇ以下の場合（ステップＳ４でＮＯ）、急ブレーキ操作が行われ、１秒前の判定結果も急ブレーキの影響を受けている可能性がある。このため、路面状態判定装置３０は、車載記憶装置３１に蓄積された１秒前の判定結果を除外（削除）する（ステップＳ５）。また、加速度Ｇｘが−０．４Ｇ未満の場合は、確実に急ブレーキが操作されたと判定できるため、車載記憶装置３１の急ブレーキ記録３１１に急ブレーキがあったことを示すフラグを記憶する（ステップＳ５）。
加速度が−０．２Ｇ以下の場合、急ブレーキ操作が行われた可能性が高い。この場合、サスペンション圧力センサ２６の検出値に影響し、この検出値に基づいて判定すると路面状態を誤判定する可能性がある。また、１秒前の判定結果も急ブレーキの制動開始時の可能性があり、誤判定しているおそれがある。したがって、ステップＳ４でＮＯと判定された場合は、今回の判定結果だけでなく、１秒前の判定結果も除外する。
【００５８】
ステップＳ４でＹＥＳ、つまりステップＳ２〜Ｓ４でＹＥＳと判定された場合、路面状態判定装置３０の演算部３０１は、サスペンション圧力センサ２６で検出した検出値ＦＲ、ＦＬ、ＲＲ、ＲＬから、車載記憶装置３１に記憶してある基準値Ｐ０ｆｒ、Ｐ０ｆｌ、Ｐ０ｒｒ、Ｐ０ｒｌを減算してオフセットしたサスペンション圧力値（以下、単に圧力値という）Ｐｆｒ、Ｐｆｌ、Ｐｒｒ、Ｐｒｌを算出する（ステップＳ６）。
すなわち、Ｐｆｒ＝ＦＲ−Ｐ０ｆｒ、Ｐｆｌ＝ＦＬ−Ｐ０ｆｌ、Ｐｒｒ＝ＲＲ−Ｐ０ｒｒ、Ｐｒｌ＝ＲＬ−Ｐ０ｒｌである。このように検出値から基準値を減算することにより、圧力値Ｐｆｒ、Ｐｆｌ、Ｐｒｒ、Ｐｒｌの変動中心を０点（０Ｍｐａ）に設定することができる。
【００５９】
次に、路面状態判定装置３０の演算部３０１は、圧力値Ｐｆｒ、Ｐｆｌ、Ｐｒｒ、Ｐｒｌの補正を行う。本実施形態では、サスペンション圧力に影響する路面傾斜、急制動、旋回操作の３種類の補正を行っている。
まず、路面状態判定装置３０は、路面傾斜の影響を排除するための補正処理工程を実行する（ステップＳ７）。
次に、路面状態判定装置３０は、制動等の加速度の影響を排除するための補正処理工程を実行する（ステップＳ８）。
次に、路面状態判定装置３０は、旋回操作の影響を排除するための補正処理工程を実行する（ステップＳ９）。
以下、各補正処理工程の詳細について説明する。
【００６０】
＜路面傾斜補正処理工程＞
路面傾斜補正処理工程Ｓ７は、図７に示すように、まず、路面傾斜（坂道）による傾斜と、路面の凹凸のショックによる傾斜とを区分するために傾斜センサ３６の検出値（傾斜角度Ｉ）のフィルタリング処理を行う（ステップＳ７１）。
フィルタリング処理Ｓ７１では、傾斜センサ３６の検出値をＩとしたときに、フィルター値をI'を式I'(t+1)＝I(t+1)×(1−a)+I'(t)×aにより求める。ここで、a=e-2×Pi×f×Tである。Piは円周率である。Tはサンプリングタイムであり、例えば0.01ｓである。ｆはフィルタ周波数であり、例えば0.08Hzである。(t+1)、(t)はそれぞれ今回値、前回値を表す符号である。
このフィルタリング処理によって、路面の凹凸のショックによる傾斜値が除外され、路面傾斜（坂道）の傾斜角を示す傾斜補正値I'が求められる。
【００６１】
次に、路面状態判定装置３０は、フィルタリング処理Ｓ７１で求めた傾斜補正値I'が−３°以下、あるいは、＋３°以上であるかを判定する（ステップＳ７２）。
ステップＳ７２でＮＯの場合、ダンプトラック２０はほぼ平坦路を走行しており、傾斜センサ３６の検出値も誤差のレベルであるため、路面状態判定装置３０は路面傾斜による補正処理は不要と判定して、路面傾斜補正処理工程Ｓ７を終了する。
【００６２】
一方、ステップＳ７２でＹＥＳの場合、路面状態判定装置３０は、路面傾斜による荷重移動分を考慮してサスペンション圧力の補正処理を行う（ステップＳ７３）。
路面傾斜圧力補正処理Ｓ７３では、ステップＳ７１で求めた傾斜補正値I'と、積載量とに基づき図８のグラフから前輪の圧力補正値Ｆ(I')、後輪の圧力補正値Ｒ(I')を求める。ここで、傾斜補正値I'はダンプトラック２０が上りの坂道を走行している場合はマイナス値となり、下りの場合はプラス値となる。また、積載量から空車状態であるか積車状態であるかを判別できる。したがって、路面状態判定装置３０は、図８のグラフから、圧力補正値Ｆ(I')、圧力補正値Ｒ(I')を算出する。そして、各圧力値Ｐｆｒ、Ｐｆｌ、Ｐｒｒ、Ｐｒｌを圧力補正値Ｆ(I')、圧力補正値Ｒ(I')で補正し、新たな圧力値Ｐｆｒ、Ｐｆｌ、Ｐｒｒ、Ｐｒｌとして更新する。
具体的には、Ｐｆｒ←Ｐｆｒ＋Ｆ(I')／２、Ｐｆｌ←Ｐｆｌ＋Ｆ(I')／２、Ｐｒｒ←Ｐｒｒ＋Ｒ(I')／２、Ｐｒｌ←Ｐｒｌ＋Ｒ(I')／２の処理を行う。ここで、各圧力値Ｐｆｒ、Ｐｆｌ、Ｐｒｒ、Ｐｒｌに、圧力補正値Ｆ(I')、圧力補正値Ｒ(I')の１／２を加算しているのは、左右の車輪２３に各圧力補正値Ｆ(I')、圧力補正値Ｒ(I')が分散して影響するためである。なお、図８の横軸は勾配、縦軸は補正係数である。
【００６３】
＜加速度補正処理工程＞
路面状態判定装置３０の演算部３０１は、ブレーキによって制動された場合や、アクセルなどで加速された場合のように、速度変化が生じた場合に発生する車体の前後方向の荷重移動分がサスペンション圧力センサ２６の検出値に影響することを補正するため、図９に示す加速度補正処理工程Ｓ８を行う。
路面状態判定装置３０は、まず、加速度Ｇｘ（Ｇ）、車体重量Ｗ（ｋｇ）、重心高さＨ（ｍ）、サスペンションシリンダー２４の面積Ａ（ｃｍ2）、ホイールベース前後方向の間隔ＷＢｘ（ｍ）を用いて、荷重移動分ΔＷを算出する（ステップＳ８１）。具体的には、ΔＷ＝Ｗ×Ｇｘ×Ｈ／ＷＢで算出する。
なお、加速度Ｇｘは車体前後方向の加速度であり、１秒間の速度変化分を加速度として計算して求めている。具体的には、Ｇｘ＝｛ｖ（1000ｓ）−ｖ（１ｓ）｝／９．８である。ここで、ｖ（１０００ｓ）は、１０００秒間の平均速度である。ｖ（１ｓ）は１秒間の速度である。したがって、１０００秒間の平均速度から１秒間の速度を減算し、重力で除算することで、加速度を求めている。したがって、急ブレーキなどで減速した場合は、加速度Ｇｘは０未満のマイナス値となり、アクセル操作などで加速した場合は、加速度Ｇｘは０以上のプラス値となる。
【００６４】
また、車体重量Ｗは、空車重量＋積載量である。空車状態では、車体重量Ｗ＝空車重量であり、積車状態では、車体重量Ｗ＝積車重量である。例えば、空車重量が72300ｋｇ、定格の積載量が91000ｋｇであれば、空車状態の車体重量Ｗは72300ｋｇであり、積車状態の車体重量Ｗは163300ｋｇ（72300ｋｇ＋91000ｋｇ）である。
同様に、重心高さＨは、積荷の有無で変化するため、空車状態と積車状態とで変化する。例えば、空車状態の重心高さＨは1.924ｍ、積車状態の重心高さＨは3.064ｍである。
したがって、前記荷重移動分ΔＷは、空車状態であるか、積車状態であるかで異なる。
【００６５】
次に、荷重移動によるサスペンション圧力の変動分ΔＰ（Ｍｐａ）を、ΔＰ＝ΔＷ／Ａで求める（ステップＳ８２）。すなわち、荷重移動分ΔＷでサスペンションシリンダー２４に加わる力を、受圧面積Ａ（例えば346.4ｃｍ2）で除算することで、ΔＰを求める。ΔＰも、ΔＷの符号により、減速時はマイナス値となり、加速時はプラス値となる。
【００６６】
次に、各圧力値Ｐｆｒ、Ｐｆｌ、Ｐｒｒ、Ｐｒｌを、荷重移動による圧力変動分ΔＰで補正し、新たな圧力値Ｐｆｒ、Ｐｆｌ、Ｐｒｒ、Ｐｒｌとして更新する（ステップＳ８３）。
具体的には、Ｐｆｒ←Ｐｆｒ＋ΔＰ×０．５×Ｃ、Ｐｆｌ←Ｐｆｌ＋ΔＰ×０．５×Ｃ、Ｐｒｒ←Ｐｒｒ−ΔＰ×０．５×Ｃ、Ｐｒｌ←Ｐｒｌ−ΔＰ×０．５×Ｃの処理を行う。ここで、ΔＰに０．５を乗算しているのは、ΔＰは左右の車輪２３に分散して影響するためである。また、係数Ｃを乗算しているのは、計算値と実測値とを合わせるためであり、実験時の実測データから求めている。係数Ｃは例えば０．３である。
ここで、急ブレーキを操作した場合、車体は前方に荷重移動し、前輪側のサスペンション圧力が増大し、サスペンション圧力センサ２６で検出される検出値も荷重移動の影響で増大する。この場合、ΔＰはマイナス値となるので、前記加速度補正処理工程Ｓ８を実行することで、前輪側の各圧力値Ｐｆｒ、Ｐｆｌは荷重移動分の圧力が減算され、補正される。一方、後輪側の各圧力値Ｐｒｒ、Ｐｒｌは荷重移動分の圧力が加算され、補正される。
【００６７】
＜旋回補正処理工程＞
旋回補正処理工程Ｓ９は、ステアリングを操作してダンプトラック２０が旋回した場合の遠心力による車体の左右方向の荷重移動分がサスペンション圧力センサ２６の検出値に影響することを補正するため、図１０に示す旋回補正処理を行う。
路面状態判定装置３０は、まず、舵角Ａｎｇ（°）、サスペンションシリンダー２４の面積Ａ（ｃｍ2）、ホイールベース左右方向の間隔ＷＢｙ（ｍ）、最少旋回半径Ｒmin（ｍ）、タイヤ前輪の左右方向の距離Ｔ（ｍ）、車体重量Ｗ（ｋｇ）、重心高さＨ（ｍ）、前輪荷重割合Ｆｗ（％）、後輪荷重割合Ｒｗ（％）、車速ｖ（ｍ／ｓ）、旋回半径Ｒ（ｍ）、旋回時横加速Ｇｙ（Ｇ）を用いて、左右方向の荷重移動によるサスペンション圧力の変動分ΔＰ（Ｍｐａ）を算出する（ステップＳ９１）。
具体的には、車速ｖ＝ＴＭ×0.0236／3.6であり、旋回半径Ｒ＝ＷＢｙ／sin(Ang×PI／180)であり、旋回時横加速Ｇｙ＝ｖ×ｖ／Ｒ／９．８である。
そして、ΔＰ＝（Ｗ＋Ｌ）×Ｇｙ×Ｈ／Ｔ／Ａ×0.098である。
なお、各変数の具体例は、例えば、ＷＢｙ＝４．９５ｍ、Ｒmin＝１０．１ｍ、Ｔ＝４．３２５ｍである。また、Ｆｗは、例えば、空車時４７％、積車時３１．５％であり、Ｒｗは、例えば、空車時５３％、積車時６８．５％である。その他の変数の例示は前述しているので省略する。
【００６８】
次に、各圧力値Ｐｆｒ、Ｐｆｌ、Ｐｒｒ、Ｐｒｌを、左右方向の荷重移動による圧力変動分ΔＰで補正し、新たな圧力値Ｐｆｒ、Ｐｆｌ、Ｐｒｒ、Ｐｒｌとして更新する（ステップＳ９２）。
具体的には、Ｐｆｒ←Ｐｆｒ−ΔＰ×Ｆｗ、Ｐｆｌ←Ｐｆｌ＋ΔＰ×Ｆｗ、Ｐｒｒ←Ｐｒｒ−ΔＰ×Ｒｗ、Ｐｒｌ←Ｐｒｌ＋ΔＰ×Ｒｗの処理を行う。
ここで、左側の車輪２３の圧力値の補正では補正値を加算し、右側の車輪２３の圧力値の補正では補正値を減算しているのは、舵角Ａｎｇの符号が左右の旋回で異なるためである。
【００６９】
＜ピッチ、ツイスト、ロールの圧力値算出＞
以上の各補正処理工程Ｓ７、Ｓ８，Ｓ９が行われた後、図５に示すように、路面状態判定装置３０は、補正した圧力値Ｐｆｒ、Ｐｆｌ、Ｐｒｒ、Ｐｒｌを用いて、ピッチ、ツイスト（ラック）、ロール（バイアス）の圧力値ＰＰ，ＰＴ，ＰＲを算出する（ステップＳ１０）。なお、路面状態の判定には、ピッチの圧力値が適しているので、ピッチの圧力のみを求めてもよい。
ステップＳ１０では、演算部３０１は、ピッチ圧＝Ｐｆｌ＋Ｐｆｒ−Ｐｒｌ−Ｐｒｒ、ツイスト圧＝Ｐｆｌ−Ｐｆｒ−Ｐｒｌ＋Ｐｒｒ、ロール圧＝Ｐｆｌ−Ｐｆｒ＋Ｐｒｌ−Ｐｒｒで算出する。
【００７０】
＜最大振幅および周波数算出工程＞
次に、路面状態判定装置３０の演算部３０１は、ピッチ圧、ツイスト圧、ロール圧の所定時間内の最大振幅と周波数を算出する工程を実行する（ステップＳ２０）。この演算部３０１における最大振幅および周波数の算出方法の詳細を図１１のフローチャートに示す。
なお、前述したように、ピッチ圧のみを算出した場合は、ピッチ圧の最大振幅、周波数のみを算出してもよい。また、前記所定時間は、例えばサスペンション圧力の変動の振幅を判定できる最少時間（最少範囲）に設定され、本実施形態のシステムにおいては2.56秒であり、サンプリング周波数Ｔは０．０１ｓである。このため、２．５６ｓの期間では、２５６個のデータが取得できる。
【００７１】
路面状態判定装置３０の演算部３０１は、サンプリング周波数Ｔでサンプリングされた直前の２．５６秒間の判定対象データ（例えば、図６における判定対象データ１）を取得する（ステップＳ２１）。すなわち、判定対象データとして、ピッチ圧、ツイスト圧、ロール圧の各２５６個のデータを取得する。
次に、演算部３０１は、前記判定対象データのなかで、ピッチ圧、ツイスト圧、ロール圧の各最大値と最小値との差から、ピッチ圧、ツイスト圧、ロール圧の最大振幅を求める（ステップＳ２２）。
【００７２】
次に、演算部３０１は、ピッチ圧、ツイスト圧、ロール圧の周波数を算出するための処理を行う。以下では、ピッチ圧の周波数を算出する例で説明するが、ツイスト圧、ロール圧の周波数も同様の処理で算出する。
まず、演算部３０１は、変数ｎの初期値を１０に設定する（ステップＳ２３）。次に、サンプリング周波数Ｔと、フィルタ周波数ｆを設定する（ステップＳ２４）。サンプリング周波数Ｔは前述の通り０．０１ｓの固定値である。一方、フィルタ周波数ｆは、１０Ｈｚから１Ｈｚずつ変更するため、変数ｎで設定しており、ｎ＝１０の場合、ｆ＝１０Ｈｚである。
【００７３】
次に、演算部３０１は、IIRローパスフィルタによるフィルタリング処理を実行する（ステップＳ２５）。具体的には、Pn(t+1)=P(t+1)×(1-α)×Pn(t)×αを演算する。この際、α=e-2×PI×f×Tであり、フィルタ周波数ｆ、サンプリング周波数ＴはステップＳ２４で設定される値である。また、ｔ＝０〜２５５であり、ステップＳ２５では、Pn(1)〜Pn(256)までの２５６個のデータが生成される。ｎ＝１０の場合（P10）はP10(1)〜P10(256)までの２５６個のデータが生成される。
次に、演算部３０１は、Pn(1)〜Pn(256)の各値を比較し、最大値Max(n)と、最小値Min(n)を求め、その差を演算して振幅幅Range(n)を求める（ステップＳ２６）。
【００７４】
次に、演算部３０１は、ｎ＜１０であるかを判定する（ステップＳ２７）。したがって、１回目の処理の場合、ｎ＝１０であるため、ステップＳ２７でＮＯと判定される。この場合、演算部３０１は、ｎ＝ｎ−１つまり９に変更し（ステップＳ２８）、ステップＳ２４に戻って処理を継続する。したがって、ステップＳ２４〜Ｓ２６により、フィルタ周波数ｆ＝９Ｈｚとされ、P9(1)〜P9(256)までの２５６個のデータが生成され、Range(9)が求められる。
【００７５】
次に、演算部３０１はｎ＝９なので、ステップＳ２７でＹＥＳと判定される。以降は、ｎが順次−１ずつ変化するため、ステップＳ２７では常にＹＥＳと判定されることになる。
すると、演算部３０１は、１回前に算出したRange(n+1)に対する今回算出したRange(n)の減少率Cnを計算する（ステップＳ２９）。
具体的には、Cn=(1-Range(n)/Range(n+1))×100で求められる。
【００７６】
そして、演算部３０１は、ｎ＝２であるかを判定する（ステップＳ３０）。ｎ＝２の時点で、ステップＳ２４〜Ｓ２９の処理を終了するためである。
演算部３０１は、ステップＳ３０でＮＯと判定すると、ｎを１減算し（ステップＳ２８）、ステップＳ２４〜Ｓ２９の処理を繰り返す。これにより、減少率C9〜C2が算出される。
【００７７】
演算部３０１は、ステップＳ３０でＹＥＳと判定すると、C9〜C2を比較して最大値の減衰率CXを特定し、周波数Xを求める（ステップＳ３１）。
例えば、C9=4%、C8=5.5%、C7=4%、C6=4%、C5=3%、C4=5%、C3=6%、C2=4%の場合、C3=6%が最大値となり、C3のフィルタリング周波数３Ｈｚを、今回の判定対象データの周波数とする。
このステップＳ２３〜Ｓ３１の処理をピッチ圧、ツイスト圧、ロール圧の各圧力データ毎に行うことで、ピッチ周波数ＰＰＨｚ、ツイスト周波数ＰＴＨｚ、ロール周波数ＰＲＨｚを求める。
【００７８】
＜路面グレード判定工程＞
最大振幅および周波数算出処理Ｓ２０が終了すると、図５に示すように、路面状態判定装置３０の路面状態判定部３０２は、最大振幅および周波数算出処理Ｓ２０で得られたピッチ最大振幅ＰＰ、ツイスト最大振幅ＰＴ、ロール最大振幅ＰＲ、ピッチ周波数ＰＰＨｚ、ツイスト周波数ＰＴＨｚ、ロール周波数ＰＲＨｚと、積載量ＰＬＭと、判定条件とを用いて、路面状態を判定Ｂ〜Ｅの４段階で判定する路面グレード判定工程を実行する（ステップＳ４０）。
【００７９】
以下、路面グレード判定工程Ｓ４０の詳細を、図１２のフローチャートおよび図１３〜１６のグラフを用いて説明する。
なお、路面状態の評価値は適宜設定できるが、本実施形態では、Ａ〜Ｅの５段階とし、評価Ａから評価Ｅになるにしたがい、路面粗さ指数が大きくなる、つまり路面状態が悪化している指標を設定した。なお、図１には、Ａ〜Ｅに区分した路面を模式的に示している。なお、路面グレード判定工程Ｓ４０では、路面整備が必要な箇所を判別することが目的であるため、路面状態が良好な評価Ａは区分して評価せずに、評価Ｂにまとめている。
【００８０】
＜判定条件設定＞
また、路面状態の判定条件は、予め各路面状態が評価Ｂ〜Ｅとなるように設定されたＢ路面〜Ｅ路面を試験用として設定し、この各路面を空車状態および積車状態のダンプトラック２０で走行した際の実測値に基づいて設定した。
図１３は積車状態のダンプトラック２０でＢ路面からＥ路面を走行した場合の実測値に基づくグラフである。同様に、図１４は空車状態のダンプトラック２０でＢ路面からＥ路面を走行した場合の実測値に基づくグラフである。
これらのグラフにおいて、横軸は速度ｖであり、縦軸はピッチの最大振幅ＰＰである。なお、試験用の各路面は、平坦路であり、かつ直線状に設定され、試験中のダンプトラック２０の車速は一定（グラフでは１０、２０、３０、４０ｋｍ／ｈの４段階に設定）に維持しているので、各補正処理工程Ｓ７〜Ｓ９によるサスペンション圧力の補正は不要である。
このため、図１３，１４のグラフの縦軸は、サスペンション圧力センサ２６の検出値から算出したピッチの最大振幅ＰＰである。
【００８１】
＜路面グレード判定＞
路面状態判定装置３０の路面状態判定部３０２は、まず、積載量が空車状態であるかを判定する（Ｓ４１）。
路面状態判定部３０２は、Ｓ４１でＮＯと判定した場合、つまり積車状態である場合、積車状態のグラフに基づく判定条件を設定する（ステップＳ４２）。具体的には、Ｅ路面判定閾値Ｅ（ｖ）を１５Ｍｐａに設定し、図１３の判定グラフからＢ路面判定閾値Ｂ（ｖ）、Ｄ路面判定閾値Ｄ（ｖ）を設定する。
一方、路面状態判定部３０２は、Ｓ４１でＹＥＳと判定した場合、つまり空車状態である場合、空車状態のグラフに基づく判定条件を設定する（ステップＳ４３）。具体的には、Ｅ路面判定閾値Ｅ（ｖ）を８Ｍｐａに設定し、図１４の判定グラフからＢ路面判定閾値Ｂ（ｖ）、Ｄ路面判定閾値Ｄ（ｖ）を設定する。
すなわち、Ｅ路面判定閾値Ｅ（ｖ）は車速に関係なく一定値であるが、Ｂ路面判定閾値Ｂ（ｖ）、Ｄ路面判定閾値Ｄ（ｖ）は車速によって変化する値である。
【００８２】
次に、路面状態判定部３０２は、ピッチ最大振幅ＰＰ、ツイスト最大振幅ＰＴ、ロール最大振幅ＰＲのいずれかが、設定したＥ路面判定閾値（積車では１５Ｍｐａ、空車では８Ｍｐａ）以上であるかを判定する（ステップＳ４４）。
ステップＳ４４でＹＥＳと判定された場合、つまりピッチ最大振幅ＰＰ、ツイスト最大振幅ＰＴ、ロール最大振幅ＰＲのいずれかがＥ路面判定閾値以上の場合は、Ｅ路面と判定する（ステップＳ４５）。そして、路面状態判定処理を終了する。
【００８３】
一方、ステップＳ４４でＮＯと判定された場合、路面状態判定部３０２は、ピッチ最大振幅ＰＰがＢ路面判定用の閾値Ｂ（ｖ）以下であるかを判定する（ステップＳ４６）。
ステップＳ４６でＹＥＳと判定された場合、つまり、空車および積車のいずれの場合も、ピッチ最大振幅ＰＰが車速に関連する閾値Ｂ（ｖ）以下の場合は、Ｂ路面と判定する（ステップＳ４７）。そして、路面状態判定処理を終了する。
【００８４】
一方、ステップＳ４６でＮＯと判定された場合、路面状態判定部３０２は、ピッチ最大振幅ＰＰがＤ路面判定用の閾値Ｄ（ｖ）以上であるかを判定する（ステップＳ４８）。
ステップＳ４８でＹＥＳと判定された場合、つまり、空車および積車のいずれの場合も、ピッチ最大振幅ＰＰが車速に関連する閾値Ｄ（ｖ）以上の場合は、Ｄ路面と判定する（ステップＳ４９）。そして、路面状態判定処理を終了する。
【００８５】
一方、ステップＳ４８でＮＯと判定された場合、Ｃ路面とＤ路面が混在するため、周波数で判定する。すなわち、図１５の空車状態での実測結果で示すように、閾値Ｂ（ｖ）と閾値Ｄ（ｖ）間には、Ｃ路面とＤ路面が混在している。このため、ピッチ最大振幅ＰＰのみではＣ路面とＤ路面を判別できない。
このＣ路面とＤ路面を判別するため、路面状態判定部３０２は、空車および積車のいずれの場合も、ピッチ周波数ＰＰＨｚ、ツイスト周波数ＰＴＨｚ、ロール周波数ＰＲＨｚのいずれかが３Ｈｚ以上であるかを判定する（ステップＳ５０）。
すなわち、図１６は、試験用の路面を一定の車速で走行した際の、ピッチの周波数ＰＰＨｚとピッチの最大振幅ＰＰとの関係を、各車速毎に表したものである。このグラフから、周波数が３Ｈｚを境にＣ路面とＤ路面とを区分できることがわかる。
したがって、路面状態判定装置３０は、ステップＳ５０でいずれかの周波数が３Ｈｚ以上であれば（ステップＳ５０でＹＥＳ）、Ｄ路面と判定し（Ｓ４９）、３Ｈｚ未満であれば（ステップＳ５０でＮＯ）、Ｃ路面と判定する（Ｓ５１）。そして、路面状態判定処理を終了する。
【００８６】
路面グレード判定工程Ｓ４０を終了すると、路面状態判定装置３０は、図５に示すように、今回の判定処理で算出したデータである路面状態判定情報を車載記憶装置３１に記憶する（ステップＳ６０）。具体的には、路面状態判定装置３０は、路面状態判定情報として、速度ｖ、積載量ＰＬＭ、急ブレーキ記録３１１（加速度Ｇが−０．４未満の場合）、ピッチ周波数ＰＰＨｚ、ピッチ最大振幅ＰＰ、ツイスト周波数ＰＴＨｚ、ツイスト最大振幅ＰＴ、ロール周波数ＰＲＨｚ、ロール最大振幅ＰＲ、路面状態判定値３１２（Ｂ〜Ｅのいずれか）を位置情報２９１とともに車載記憶装置３１に記憶し、路面状態判定処理を終了する。
そして、路面状態判定装置３０は、１秒毎に、２．５６秒間の判定対象データにおける路面状態判定処理を判定準備工程Ｓ１から実行する。このため、図６に示すように、判定処理は、１秒毎に実行されて、その判定結果は１秒毎に車載記憶装置３１に記憶される。
【００８７】
＜路面状態判定結果の出力処理＞
次に、路面状態出力装置１０における路面状態判定結果の出力処理を図１７のフローチャートおよび図１８，１９に基づいて説明する。
路面状態出力装置１０のデータ蓄積部５１は、図１７に示すように、通信装置７３を介してダンプトラック２０の路面状態判定情報を取得し、記憶装置６０に蓄積するデータ蓄積工程を実行する（ステップＳ１０１）。
なお、通常は、無線通信装置３にダンプトラック２０で判定した路面状態判定情報が一時的に記憶されているので、データ蓄積部５１は無線通信装置３から路面状態判定情報を取得する。ただし、データ蓄積部５１は、無線通信装置３を経由してダンプトラック２０から直接路面状態判定情報を取得してもよい。
【００８８】
次に、出力部５２のマップ出力部５２１は、入力装置７２の操作でマップ出力指示があるかを判定する（ステップＳ１０２）。
マップ出力部５２１は、ステップＳ１０２でＹＥＳと判定すると、マップ出力処理を実行する（ステップＳ１０３）。マップ出力処理では、マップ出力部５２１は、記憶装置６０に記憶された位置情報と、位置情報に関連付けられた路面状態判定値３１２とを用い、図１８に示すように、地図上に路面状態の判定結果を記載した地図データ８１を、プリンタやディスプレイなどの出力装置７１に出力する。
地図データ８１は、排出場ＤＰから積込場ＬＰまでの経路Ｒにおいて、Ｂ〜Ｅに判定された路面を、表示パターンや表示色などを変更して表示したものである。このため、路面管理者は、経路Ｒのどの地点の路面が荒れており、整地が必要かを視覚で容易に把握できる。
【００８９】
次に、出力部５２の遷移出力部５２２は、入力装置７２の操作で路面状態の遷移レポート出力指示があるかを判定する（ステップＳ１０４）。
遷移出力部５２２は、ステップＳ１０４でＹＥＳと判定すると、遷移レポート出力処理を実行する（ステップＳ１０５）。遷移レポート出力処理では、遷移出力部５２２は、記憶装置６０に記憶されたサイクル毎に、１サイクル（経路Ｒ）における各路面グレード（Ｂ〜Ｅ）の分布割合（％）を算出し、図１９に示すような、各路面の分布割合を示す遷移グラフ８２を、プリンタやディスプレイなどの出力装置７１に出力する。
遷移グラフ８２は、各サイクルの遷移によって路面状態の割合の変化を表示できるので、路面管理者は、路面悪化のスピードを把握でき、どのタイミングで整地を行えばよいかを視覚で容易に把握できる。
【００９０】
なお、本発明は前述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を達成できる範囲での変形、改良等は本発明に含まれるものである。
例えば、前記実施形態では、Ｃ路面とＤ路面とを判定する場合のみ周波数を用いていたが、他の路面を判定する場合にも周波数を用いてもよい。すなわち、最大振幅および周波数を適宜組み合わせて路面判定に用いてもよい。
さらに、前記実施形態では、ピッチ、ツイスト、ロールのいずれかの最大振幅を用いて路面判定を行っていたが、最大振幅の代わりに、車体の３軸加速度の変動値を用いて判定してもよい。
【００９１】
前記実施形態では、３種類の補正処理工程Ｓ７、Ｓ８、Ｓ９を行っていたが、いずれか１種類のみを行ってもよいし、いずれか２種類を行ってもよい。さらい、他の補正処理工程を追加してもよいし、前記補正処理工程Ｓ７、Ｓ８、Ｓ９をすべて実行しないようにしてもよい。
【００９２】
前記実施形態では、位置情報２９１と路面状態判定値３１２とを関連付けて車載記憶装置３１に記憶していたが、例えば経路におけるＥ路面の有無のみを判定する場合には位置情報２９１と関連付けなくてもよい。
【００９３】
前記実施形態では、排出場ＤＰを経路Ｒのスタート地点およびゴール地点としていたが、スタート地点とゴール地点とが異なる経路Ｒ、つまり往路Ｒｇと復路Ｒｒとが異なる場合でも適用できる。
【００９４】
運搬車両としては、ダンプトラックに限らず、同一の経路を繰り返し走行し、かつ、積荷の積載量がほぼ一定の用途に使用される運搬車両であれば、本発明を適用できる。
本発明の路面状態出力装置１０は、運搬車両が用いられる鉱山などの管理施設に設けられるものに限定されない。例えば、各運搬車両に路面状態出力装置１０を搭載し、運搬車両において判定した路面状態の判定結果を出力できるようにしてもよい。この場合、運搬車両に搭載されたモニタ装置等に路面状態の判定結果を出力したり、運搬車両を整備するサービスマンが路面状態の判定結果を印刷して管理者にアドバイスしてもよい。
【００９５】
路面状態判定装置３０は、ダンプトラック２０に搭載されるものに限らず、鉱山の管理施設や鉱山外の管理施設（鉱山の管理会社や、ダンプトラック２０の管理会社）に設置してもよい。この場合、ダンプトラック２０からは、状態取得装置３２で取得した各種データを出力し、管理施設のサーバなどで構成される路面状態判定装置３０で取得したデータを処理し、路面状態の判定処理を行えばよい。
【符号の説明】
【００９６】
１…管理システム、３…無線通信装置、１０…路面状態出力装置、２０…ダンプトラック、２３…車輪、２４…サスペンションシリンダー、２５…回転数センサ、２６…サスペンション圧力センサ、２７…車載無線通信装置、２９…位置情報検出装置、３０…路面状態判定装置、３１…車載記憶装置、３２…状態取得装置、３６…傾斜センサ、３７…舵角センサ、５０…データ処理装置、５１…データ蓄積部、５２…出力部、６０…記憶装置、７０…入出力部、７１…出力装置、７２…入力装置、７３…通信装置、８１…地図データ、８２…遷移グラフ、２９１…位置情報、３０１…演算部、３０２…路面状態判定部、３１２…路面状態判定値、５２１…マップ出力部、５２２…遷移出力部。
【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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【国際調査報告】
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2015140966.tif 000023
2015140966.tif 000024
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