(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
車体と、該車体上に傾転可能に設けられた荷物を積載する荷台と、を備えたダンプトラックにおいて、
前記荷台の着座姿勢を検出して姿勢情報を出力する着座姿勢検出器と、
前記車体の速度を検出し、速度情報を出力する車体速度検出器と、
前記荷台の荷重を計測し、荷重情報を出力する荷重計測装置と、
前記荷台の放土後の積荷残量を算出する積荷残量算出装置と、を備え、
前記積荷残量算出装置は、
前記姿勢情報に基づいて、前記荷台が非着座状態から着座状態に遷移した放土後状態にあるかを判定する放土実施判定部と、
前記放土後状態において、前記ダンプトラックが放土地点から離脱したかを判定する離脱判定部と、
前記離脱判定部の離脱判定を受けて、前記荷重計測装置から前記荷重情報を取得し、その荷重情報に基づいて積荷の残荷重を算出する残荷重算出部と、
を備えることを特徴とするダンプトラック。
【請求項２】
請求項１に記載のダンプトラックにおいて、
前記離脱判定部は、前記ダンプトラックが前記放土地点を含む放土場から退場したと判定する放土場退場判定部により構成され、
前記残荷重算出部は、前記ダンプトラックが前記放土場から退場した後に前記荷重計測装置から前記荷重情報を取得する、
ことを特徴とするダンプトラック。
【請求項３】
請求項２に記載のダンプトラックにおいて、
タイマと、
前記速度情報及び前記タイマによる計測時間を基に前記放土地点からの移動距離を算出する移動距離算出部を更に備え、
前記放土場退場判定部は、前記移動距離算出部が算出した移動距離が、放土場を退場したと判定するために設けられた距離閾値を超えた場合に前記放土場から退場したと判定する、
ことを特徴とするダンプトラック。
【請求項４】
請求項２に記載のダンプトラックにおいて、
前記車体速度検出器は、前記車体に備えられた車輪の回転数を検出する車輪回転数センサであって、
前記放土場退場判定部は、前記車輪回転数センサから前記車輪の回転数を取得し、この車輪回転数が、放土場を退場したと判定するために設けられた回転数閾値を超えた場合に前記放土場から退場したと判定する、
ことを特徴とするダンプトラック。
【請求項５】
請求項２に記載のダンプトラックにおいて、
自車両の位置を算出する位置算出装置と、
前記放土場の境界地点を定義した地図情報を記憶する地図情報記憶部と、を更に備え
前記放土場退場判定部は、前記位置算出装置から取得した自車両の位置及び前記地図情報を比較し、自車両が前記放土場を退場したかを判定する、
ことを特徴とするダンプトラック。
【請求項６】
請求項２に記載のダンプトラックにおいて、
放土場の退場口に設置されたゲートから、退場信号を無線受信する通信装置を更に備え、
前記放土場退場判定部は、前記通信装置が前記退場信号を無線受信すると前記放土場を退場したと判定する、
ことを特徴とするダンプトラック。
【請求項７】
請求項１に記載のダンプトラックにおいて、
前記ダンプトラックの作業状態を判定する作業状態判定装置を更に備え、
前記作業状態判定装置は、
前記積荷の残荷重に積込作業の開始を判定するために設けられた積込開始判定閾値を加算した値と、前記荷重計測装置が取得した現時点の荷重と、を比較した結果に基づき、前記ダンプトラックに積込み作業が開始したかを判定する積込状態判定部を含む、
ことを特徴とするダンプトラック。
【請求項８】
請求項１に記載のダンプトラックにおいて、
前記ダンプトラックの作業状態を判定する作業状態判定装置を更に備え、
前記作業状態判定装置は、
積込みが完了したと判定するために設けられた積込完了判定閾値及び前記荷重計測装置が取得した現時点の荷重を比較した結果と、前記姿勢情報と、前記速度情報とに基づき、前記ダンプトラックへの積込が完了し、かつ前記ダンプトラックが走行中である積荷移動状態にあるかを判定する積荷移動状態判定部と、
前記積荷移動状態中に、前記荷重計測装置から取得した前記荷重情報を暫定的な搬送量として記憶する搬送量記憶部と、
前記残荷重算出部が残荷重を新たに算出すると、前記搬送量記憶部に記憶された暫定的な搬送量を取得し、その暫定的な搬送量から前記新たに算出された残荷重を減算して、直前の搬送作業による実搬送量を算出する実搬送量算出部と、
前記実搬送量を記憶する実搬送量記憶部と、
を含む、
ことを特徴とするダンプトラック。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ダンプトラックに係り、特に荷重計測技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、ダンプトラックの作業量、運用コストの把握を目的として、ダンプトラックには積荷の運搬回数や各作業状態における経過時間などを記録する運搬作業記録機能が搭載されている。
【０００３】
ダンプトラックは、例えば、鉱山現場や採掘現場等において、土砂等の積荷を運搬するために繰り返し使用される。積込み場にてダンプトラックに積込まれた積荷は、ダンプトラックによって所定の場所まで運搬され、そこで降ろされる。ダンプトラックは荷降ろしを終えると、再び積込み場に戻り、積荷を積込む。ダンプトラックは、このような作業サイクルを繰り返している。
【０００４】
積込み作業では、バックホウやホイールローダ等の積込み用機械が土砂等を採取してダンプトラックに複数回積み込んだ後、ダンプトラックが所定重量の積荷を放土場まで運搬する。そこで土砂等を積込み始め、積込作業へ移行したことを把握するための技術として、特許文献１には、ダンプトラックの総荷重からキャリブレーションによって求めた初期荷重を減算して積荷の荷重を求め、この積荷の荷重が予め設定した閾値に到達した場合、積込み状態に遷移させる方法が挙げられる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開2005-227270号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上述の特許文献１に記載の技術では、積込み状態への遷移判定は作業状態検出部によって行われ、積載重量が所定の閾値Ｇｔｈを超えることを条件としている。
【０００７】
しかし、ダンプトラックが放土を行ったとしても、積荷が荷台に付着し、荷台が完全に空荷にならないことがある。この放土後の積荷が多い場合、作業状態判定部が放土作業を完了したと判定した後すぐに積荷を検出し、積込み作業を開始したものと誤判定する問題がある。
【０００８】
前記誤判定を防ぐ方法として、閾値Ｇｔｈを大きな値とする方法がある。しかし、この方法を採用すると、放土により積荷が全て落ち切った場合、積込を実施しても積載量がＧｔｈを超えず、積込の開始を正しく検出しないという新たな問題が発生してしまう。
【０００９】
更に、ダンプトラックが積荷を搬送して放土しても、その積荷が荷台に付着して放土し切れない場合には、搬送した積荷量よりも荷台に付着した積荷量分、生産性が落ちることとなる。従って、ダンプトラックの稼働現場では、積込み作業の開始点の検出や積荷の生産量管理等の様々な用途から、ダンプトラックの荷台に残った積荷量を正確に把握したいという要望があるものの、その要望に応えうる技術が無いという実情がある。
【００１０】
本発明は、このような実情に鑑みてなされたもので、その目的は、ダンプトラックの荷台に残った積荷量を精度よく計測することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記目的を達成するために、本発明の一態様は、車体と、該車体上に傾転可能に設けられた荷物を積載する荷台と、を備えたダンプトラックにおいて、前記荷台の着座姿勢を検出して姿勢情報を出力する着座姿勢検出器と、前記車体の速度を検出し、速度情報を出力する車体速度検出器と、前記荷台の荷重を計測し、荷重情報を出力する荷重計測装置と、前記荷台の放土後の積荷残量を算出する積荷残量算出装置と、を備え、前記積荷残量算出装置は、前記姿勢情報に基づいて、前記荷台が非着座状態から着座状態に遷移した放土後状態にあるかを判定する放土実施判定部と、前記放土後状態において、前記ダンプトラックが放土地点から離脱したかを判定する離脱判定部と、前記離脱判定部の離脱判定を受けて、前記荷重計測装置から前記荷重情報を取得し、その荷重情報に基づいて積荷の残荷重を算出する残荷重算出部と、を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、ダンプトラックの荷台に残った積荷量を精度よく計測することができる。なお、上述した以外の課題、構成及び効果は、以下の実施形態の説明により明らかにされる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】第一実施形態に係るダンプトラックの構成を示す左側面図
【図２】第一実施形態に係るダンプトラックに搭載される処理装置のハードウェア構成図
【図３】第一実施形態に係る作業状態判定装置のＲＯＭに格納された各種処理のプログラムの構成図
【図４】ダンプトラックの作業状態を示す状態遷移図
【図５】積荷残量検出処理の流れを示すフローチャート
【図６】積込開始判定処理を用いた作業状態判定処理の流れを示すフローチャート
【図７】積荷移動状態判定処理の流れを示すフローチャート
【図８】第二実施形態に係る作業状態判定装置のＲＯＭに格納された各種処理のプログラムの構成図
【図９】鉱山生産量管理システムの概略構成を示す図
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、実施の形態を説明するための全図において、同一の機能を有する部材には同一または関連する符号を付し、その繰り返しの説明は省略する。また、以下の実施の形態では、特に必要なとき以外は同一または同様な部分の説明を原則として繰り返さない。
【００１５】
＜第一実施形態＞
以下、図１〜図７を参照して、第一実施形態を詳細に説明する。最初に図１及び図２を用いて、本実施形態に係るダンプトラックの概略構成について説明する。図１は、第一実施形態に係るダンプトラックの概略構成図である。図２は、第一実施形態に係るダンプトラックに搭載される処理装置のハードウェア構成図である。
【００１６】
図１及び図２に示すダンプトラック１００は、鉱山や採石現場など規模の大きな現場で稼動するものであり、例えば、車重１４０ｔ、積載重量１８０ｔ程度のものである。ダンプトラック１００の車体１には、積荷を運ぶボディ（荷台）２が搭載されている。オペレータがホイスト操作レバー１０（図２参照）を操作してホイストシリンダ３を動作させることで、ボディ２は、実線の位置から二点鎖線で示す状態まで起床させることができ、これによって、ボディ２に積込まれた土砂を放土することができる。
【００１７】
更にダンプトラック１００の車体１には、前後の車軸上に車体１を支えるための複数のサスペンション４ａ、４ｂが備えられており、ボディ２やボディ２に搭載された土砂を含んだ車体１の荷重が各サスペンション４にかかる。各サスペンション４には、サスペンション４のシリンダ内圧力を計測するためにシリンダ圧カセンサ（以下「圧力センサ」と略記する）が取り付けられている。図１では説明の便宜のため左前サスペンション４ａ、左後ろサスペンション４ｂのみを図示しているが、右前サスペンション、右後ろサスペンションもあり、合計４個のサスペンションで支持されている。そして、各サスペンションに圧力センサが備えられ、ダンプトラック１００は合計４つの圧力センサ６ａ、６ｂ、６ｃ、６ｄを備える。
【００１８】
図２に示すようにダンプトラック１００は、ダンプトラック１００の作業状態を判定するための作業状態判定装置３２と、荷重計測装置３１、ボディ着座スイッチ５、車体速度検出器８、位置算出装置９、及びホイスト操作レバー１０を備える。
【００１９】
ボディ着座スイッチ５は、ダンプトラック１００の車体１とボディ２との間に設けられており、ボディ２が着座すると、この着座状態を検出して作業状態判定装置３２に姿勢情報を出力する。
【００２０】
また、ダンプトラック１００の車体１には傾斜角センサ７が設けられている。この傾斜角センサ７は車体１の前後方向の傾斜を測定する。
【００２１】
荷重計測装置３１は、各圧力センサ６ａ、６ｂ、６ｃ、６ｄからの出力と、傾斜角センサ７からの出力とに基づいて、車体１及びボディ２（積荷加重を含む）からの荷重を演算する荷重演算部３１１を備える。荷重演算部３１１及び圧力センサ６ａ、６ｂ、６ｃ、６ｄ、傾斜角センサ７をまとめて荷重計測装置３１と称する。荷重計測装置３１の計測結果は、作業状態判定装置３２に荷重情報として入力される。
【００２２】
荷重演算部３１１は、各サスペンション４の圧カセンサ６ａ、６ｂ、６ｃ、６ｄの出力信号と、傾斜角センサ７の出力信号をそれぞれ所定のサンプリング周期で読み込み、積荷の重量である荷重Ｗｐを算出する。４個の圧力センサ６ａ、６ｂ、６ｃ、６ｄによって算出された重量の総和が総荷重Ｗｔとなる。総荷重Ｗｔは、積荷に車体１やボディ２も含めたサスペンションにかかる全ての重量である。荷重Ｗｐは、総荷重Ｗｔから、予めキャリブレーションによって求められた車体の初期荷重Ｗｓを減算することによって求められる。荷重計測装置３１は、この荷重計測演算を積荷の有無に関わらず常時行う。
【００２３】
またダンプトラック１００は、車体１に取り付けられた車輪、本実施形態では従動輪である前輪の回転数を検出し、速度情報を出力する車体速度検出器８と、ＧＰＳ(Global Positioning System)やＩＭＵ(Inertial Measurement Unit)などの自車両の位置を算出して位置情報を出力する位置算出装置９と、を備える。速度情報及び位置情報は、作業状態判定装置３２に入力される。
【００２４】
また、ホイスト操作レバー１０の操作内容、具体的にはレバーの傾斜方向及び傾斜角を示す状態信号は、作業状態判定装置３２に入力される。
【００２５】
ダンプトラック１００は、作業状態判定装置３２の出力先としての表示装置１９、及び外部機器と通信するための通信装置２０を備える。
【００２６】
なお、前述した圧力センサからの出力信号や速度情報は、トランスミッションやボディを制御する別のコントローラから通信によって取得する構成でもよい。
【００２７】
作業状態判定装置３２は、演算を行うＣＰＵ１２と、ＣＰＵ１２を駆動するタイマ１３と、時刻を取得するための時計１４と、各種処理（プログラム）を保存するＲＯＭ１５と、変数値や荷重計測の結果である荷重データを保存するＲＡＭ１６と、センサ入力や通信を行う入力インターフェース１７（図２では入力Ｉ／Ｆと記載）と、ＣＰＵ１２の演算結果を表示装置１９や通信装置２０へ出力する出力インターフェース（図２では出力Ｉ／Ｆと記載）１８とを有している。また、不揮発性記憶装置の一例として、ハードディスク（ＨＤＤ）１１を備えてもよい。特に後述する第二実施形態においては、不揮発性記憶装置を備えることが好ましい。
【００２８】
そして、算出された積荷残量や、後述する第二実施形態では直前の搬送作業により搬送された実搬送量（直前の放土作業により放土された積荷量に相当する）を作業状態判定装置３２から表示装置１９に出力し、表示装置１９の画面に表示することができる。これによりキャブ内のオペレータに積荷残量や積荷量を知らせることができる。更に後述する第三実施形態では、無線通信回線を介して接続された生産量管理装置に積荷残量を送信し実搬送量を算出、集計してもよい。更に積荷残量を監視してもよい。
【００２９】
また、例えば外部機器としての積込み機のオペレータが視認する表示装置（不図示）に、作業状態判定装置３２から積荷残量を基に計測した積込開始を知らせる信号や、積込み機による積込み作業中の積込量を示す信号を送信してもよい。
【００３０】
ＣＰＵ１２は、ＲＯＭ１５に格納された各種処理（プログラム）をＲＡＭ１６にロードして実行する。図３は第一実施形態に係る作業状態判定装置のＲＯＭに格納された各種処理のプログラムの構成図である。
【００３１】
作業状態判定装置３２は、荷重演算部３１１が算出した荷重、ボディ着座スイッチ５によって検出されたボディの姿勢を判別するための姿勢情報、及び車体速度検出器８による速度情報に基づいて、積荷の積込み状態を含むダンプトラック１００の作業状態を判定するものであり、放土状態判定部３２１、移動距離算出部３２２、放土実施判定部３２３、放土場退場判定部３２４、残荷重算出部３２５、積込み状態判定部３２６、及び積荷移動状態判定部３２７を含んで構成される。これらのうち、放土実施判定部３２３、放土場退場判定部３２４及び残荷重算出部３２５は、積荷残量算出装置３３０の構成要素でもある。
【００３２】
次に図４を用いて作業状態判定装置３２の処理内容について説明する。図４は、ダンプトラックの作業状態を示す状態遷移図である。
【００３３】
ここでは、説明の便宜のために、放土状態（Dumping）Ｓ４１から説明する。放土状態Ｓ４１は、ダンプトラック１００のボディ２が起伏し始めた時点（放土開始時点）から、再度ボディ２が着座した時点までの状態を意味する。
【００３４】
放土後状態（After Dumping）Ｓ４２は、放土状態Ｓ４１後であって、ダンプトラック１００が放土場内にいる状態をいう。放土状態Ｓ４１から放土後状態（After Dumping）Ｓ４２への遷移条件は、ボディ着座スイッチ５から取得した姿勢情報が着座信号であることである。
【００３５】
空荷移動状態（Empty）Ｓ４３は、放土後状態Ｓ４２の後、放土場を退出し、積込が開始される前までの時点をいう。放土後状態Ｓ４２から空荷移動状態Ｓ４３への遷移条件は、放土後状態Ｓ４２の後、ダンプトラック１００が放土場を退出したことである。つまり、本実施形態では作業状態判定装置３２は、ボディ２の着座を検出し、かつ放土場を出たことを検出した場合、放土作業を終了し、空荷移動状態Ｓ４３に遷移したと判定するようにしている。
【００３６】
積込状態（Being loaded）Ｓ４４は、ダンプトラック１００に積込みが開始されてから積込地点を発車するまでの状態をいう。空荷移動状態Ｓ４３から積込み状態Ｓ４４への遷移条件は、作業状態判定装置３２が積込み開始を検出することである。
【００３７】
積荷移動状態（Loaded）Ｓ４５は、積込み場を退出後、放土地点に停車するまでの状態である。積込状態Ｓ４４から積荷移動状態Ｓ４５への遷移条件は、積込みが開始したことを検出後、ダンプトラック１００が積込場を退出することである。
【００３８】
積荷移動状態（Loaded）Ｓ４５から放土状態Ｓ４１への遷移条件は、ボディ２が着座姿勢から起床姿勢（非着座姿勢）に移行したことである。
【００３９】
放土作業が終了するとダンプトラックはボディ２を着座させて積込み場へ戻る。その後、ダンプトラック１００は、放土状態から、放土後状態、空荷移動状態、積込状態、積荷移動状態までの作業サイクルを繰り返し行う。
【００４０】
作業状態判定装置３２は、ダンプトラック１００が上記５つの状態の内、どの状態に相当するかを判定する。
【００４１】
以下、作業状態判定装置３２の処理の流れに沿って、作業状態判定装置３２内の各機能の詳細について説明する。図５は、作業状態判定装置３２の処理の内、積荷残量検出処理の流れを示すフローチャートである。
【００４２】
放土実施判定部３２３は、ボディ着座スイッチ５からの着座をしていることを示す姿勢情報を取得すると、ボディ着座スイッチ５がＯＮ、すなわち、ボディ２が非着座の状態から着座状態になったと判断し（Ｓ５０１／Ｙｅｓ）、作業状態判定装置３２のボディ着座タイマ１３が着座状態に移行してからの経過時間（着座時間）を計測する（Ｓ５０２）。
【００４３】
一方、放土実施判定部３２３は、ボディ着座スイッチ５がＯＦＦであると判断すると（Ｓ５０１／Ｎｏ）、ボディ着座タイマ１３を初期化して（Ｓ５０３）、Ｓ５０１へ戻る。
【００４４】
放土実施判定部３２３は、着座時間とボディが着座したと判定するために設けられた時間閾値（着座判定時間）とを比較し、着座時間が着座判定時間を超えると（Ｓ５０４／Ｙｅｓ）、放土状態から放土後状態に移行したと判断する（Ｓ５０５）。着座時間が着座判定時間以下の場合（Ｓ５０４／Ｎｏ）、Ｓ５０１へ戻る。
【００４５】
上記の例では、ボディの姿勢状態（着座状態又は非着座状態）を検出するために、ボディ着座スイッチ５の信号を使用しているが、車体１とボディ２の角度を検出する角度センサからの信号やボディの起伏動を実行させるホイスト操作レバー１０の状態信号を用いても良い。よって、姿勢情報検出器は、ボディ着座スイッチ５でもホイスト操作レバー１０でもよい。
【００４６】
移動距離算出部３２２は、車体速度検出器８から車速情報を取得し、その車速情報が示す車速にタイマ１３から取得した時間を乗算し、放土地点からの移動距離（「放土後移動距離」という）及び積込地点からの移動距離（「積込後移動距離」という）を算出する（Ｓ５０６）。その算出結果は、随時、放土場退場判定部３２４と積荷移動状態判定部３２８に出力する。
【００４７】
放土場退場判定部３２４は、放土後移動距離が、予め設定された放土場範囲を示す放土場距離を超えているかを判定する（Ｓ５０７）。超えている場合（Ｓ５０７／Ｙｅｓ）、放土場退場判定部３２４は、ダンプトラック１００が放土場から退出し、作業状態が放土後状態から空荷移動状態に遷移したと判定する（Ｓ５０８）。放土後移動距離が放土場距離以下の場合（Ｓ５０７／Ｎｏ）、放土後移動距離の算出を継続する（Ｓ５０６）。
【００４８】
上記放土場距離は各作業現場で値を変更できるようにしてもよいし、同一の放土場内において、放土地点の変更に伴って、放土地点から放土場の出入り口まで距離に応じて変更してもよい。
【００４９】
また、放土場距離は車速に時間を乗算した値に代えて車輪（従動輪が好ましい）の回転数を用いて定義してもよい。この場合、移動距離算出部３２２は、車体速度検出器８から車輪回転数を示す速度情報を取得し、放土地点から放土場出口を出たと判定するための回転数閾値と比較して、ダンプトラックが退場したかを判定してもよい。
【００５０】
残荷重算出部３２５は、放土場退場判定部３２４からの離脱判定を受けて、荷重演算部３１１から荷重Ｗｅを取得し（Ｓ５０９）、この荷重Ｗｅを積荷残量として目的に応じた対応で出力する（Ｓ５１０）。
【００５１】
上記による積荷残量検出処理によれば、ボディが着座し、走行を開始し、更に放土場を退場してから積荷残量を計測するので、放土作業が完全に終了してから積荷残量を計測することとなり、積荷残量の計測精度を向上させることができる。
【００５２】
上記において、残荷重算出部３２５は、空荷移動時の荷重Ｗｅのうち、ダンプトラック１００の移動時の荷重が安定している間の荷重Ｗｅを選択的に積荷残量として用いてもよい。一例として、ダンプトラック１００の荷重が安定しない曲線状の経路などを走行している際には、その際に計測した積荷の荷重の出力を無効とし、走行が安定している際の空荷移動時の荷重Ｗｅを用いて積荷残量を演算してもよい。
【００５３】
また放土場退場判定部３２４は、放土地点からの走行距離を用いて放土場を出たか否かを判定したが、位置算出装置９から取得した車体の位置情報に基づいて車体が放土場を出たか否かを判定する構成としてもよい。この場合、作業状態判定装置３２内に放土場の境界地点を定義した地図情報を記憶した地図情報記憶部（図示を省略）を備えておく。そしてステップ５０６、５０７に代えて、放土場退場判定部３２４は位置算出装置９から取得した自車両の位置情報と、地図情報記憶部から読み出した地図情報とを比較して自車両が放土場を退場したかを判定してもよい。
【００５４】
更に、放土場の入退場口にゲートを設け、そのゲートを通過して信号の送信機を設置し、ダンプトラック１００に通過信号の受信機を備えてもよい。そしてダンプトラック１００が放土地点を出発後、通過信号（退場信号に相当する）を無線受信すると放土場退場判定部３２４が放土場を退出したと判定してもよい。
【００５５】
また、上記の例では放土場退場判定部３２４を備えたが、これに代わり、放土場の退場口手前、かつ放土作業が完全に終了したと判定してもよい地点（離脱地点）までダンプトラックが走行したかに基づいて、ダンプトラックが放土地点から離脱したかを判定（離脱判定）する離脱判定部を備えてもよい。
【００５６】
上記ステップ５１０における積荷残量の用途に応じた出力例として、積荷残量を用いた積込開始判定処理について図６を参照して説明する。図６は、積込開始判定処理の流れを示すフローチャートである。
【００５７】
図６に示すように、積込み状態判定部３２６は、ボディが着座していること（Ｓ６０１／Ｙｅｓ）、車体速度Ｖが走行検出用閾値ＶＬ未満であること（Ｓ６０２／Ｙｅｓ）に加え、荷重演算部３１１から取得する現時点の積荷の荷重Ｗｐが、空荷移動時の荷重Ｗｅ（積込残量Ｗｅ）に積込みが行われたと判定するための積込開始判定閾値Ｇｔｈを加算した値以上であることを検出した場合（Ｓ６０３／Ｙｅｓ）、ダンプトラック１００に積込み作業が開始し、作業状態が空荷移動状態から積込状態に移行したと判定する（Ｓ６０４）。ここで、所定の閾値Ｇｔｈは、ダンプトラックに積込みを行う積込み機のバケット1杯相当を検出できる値である。また、一般的に積込み機とダンプトラックのマッチングは、積込み機によるダンプトラック１００への積込み作業がバケット３〜４杯で定格積載量が積込めるように選定される。
【００５８】
積荷の残量Ｗｅを考慮することなく、積荷の荷重Ｗｐを積込開始判定閾値Ｇｔｈと比較して積込開始を判定すると、積込開始判定閾値Ｇｔｈが小さく設定されていた場合、例えば定格積載量の５％の値に設定している場合では、積荷の残量が積込開始判定閾値Ｇｔｈを超えてしまい、積込開始前に積込状態に移行したと誤検出してしまう。一方、積込開始判定閾値Ｇｔｈが大きく設定されていた場合、例えば定格積載重量の半分程度の値に設定されているにもかかわらず、積荷残量Ｗｅが少量の場合は、積込み状態と検出されるまでに積込み機による複数回の積込みが必要になるため、積込み開始を正しく検出することはできない。
【００５９】
これに対し、本実施形態では、積荷残量Ｗｅに比較的小さな積込開始判定閾値Ｇｔｈ（積荷残量Ｗｅに対するマージン）を加えた値と、その時点の荷重Ｗｐとを比較して積込開始を判断するので、積荷残量Ｗｅの多少に関わらず空荷移動状態から積込状態への遷移（積込開始）を検出でき、その検出タイミングと、実際の積込作業の開始タイミングとのタイムラグを小さくすることができる。
【００６０】
次に図７を参照し、積荷移動状態判定処理について説明する。図７は、積荷移動状態判定処理の流れを示すフローチャートである。
【００６１】
積荷移動状態判定部３２８は、荷重演算部３１１から取得した荷重Ｗｐと、ボディ着座スイッチ５、移動距離算出部３２２からの積込後移動距離に基づいて、次の３条件を満たす場合にダンプトラックが積込状態Ｓ４４から積荷移動状態Ｓ４５に移行したと判定する（Ｓ７０４）。即ち、第１にボディ２が着座していること（Ｓ７０１／Ｙｅｓ）、第２に積荷の荷重Ｗｐが積込み作業を完了したと判定するための予め設定された積込満了判定閾値ＧＨ以上であること（Ｓ７０２／Ｙｅｓ）、第３に積込後移動距離が積込み場半径以上となること（Ｓ７０３／Ｙｅｓ）、の３条件を満たす場合である。積込み場半径は各作業現場で設定を変更できるようにしても良い。また、上記３条件の判定順序は図７の例に限定されず、任意の順序でもよい。上記第３の条件、すなわち積込後移動距離が積込み場半径以上となる条件は、ダンプトラック１００が積込地点から離脱したかという条件に置き換えてもよい。積荷移動状態判定部３２８は、積込後移動距離が積込場半径を超えるとダンプトラック１００が積込点から離脱したと判定するので、積込点からの離脱判定（その一態様としての積込場退場判定）の機能を有する。
【００６２】
また積荷移動状態Ｓ４４から放土状態Ｓ４１への移行は、放土状態判定部３２１が、放土作業が開始されたときに放土状態に移行したと判定する。例えば、放土状態判定部３２１は、ボディ着座スイッチ５からの姿勢情報に基づいてボディ２の非着座状態を検出した場合に、放土状態に移行したと判定することができる。
【００６３】
また、積荷移動状態Ｓ４４から放土状態Ｓ４１への移行は、ボディ着座スイッチ５からの姿勢情報に基づいてボディ２の非着座状態を検出しているが、ホイスト操作レバー１０を操作してホイストシリンダ３の伸長を指示した場合に、このホイスト操作レバー１０の操作に基づいて、放土状態に移行したと判定しても良い。
【００６４】
上記積込開始判定処理によれば、積込み作業の開始を正しく検出することができる。これにより、積込み作業時間をより正確に把握することができ、管理者は配車が的確になされているかをより高精度に管理することができる。
【００６５】
＜第二実施形態＞
ステップ５１０で算出した積荷残量の他の用途として、図８を参照しながら鉱山生産量管理システムを説明する。図８は、第二実施形態に係る作業状態判定装置のＲＯＭに格納された各種処理のプログラムの構成図である。
【００６６】
図８に示すように、第二実施形態に係る作業状態判定装置３２ａは、第一実施形態の作業状態判定装置３２に加え、実搬送量算出部３５２、搬送量記憶部１１１、及び実搬送量記憶部１１２を含む。
【００６７】
積荷移動状態判定部３２８は、積荷移動状態時に荷重演算部３１１から取得した荷重Ｗｆを示す残荷重情報を暫定的な搬送量として搬送量記憶部１１１に記憶する。このときの荷重Ｗｆは、放土状態から始まるｎ回目の作業サイクルにおける搬送荷重（暫定的な搬送量）であるとし、以下Ｗｆ＿ｎと記載する。
【００６８】
その後ダンプトラック１００ａが放土して、ステップ５１０において残荷重算出部３２５が積荷残量Ｗｅを算出すると、積荷残量Ｗｅを実搬送量算出部３５２に出力する。この時の積荷残量Ｗｅは、ｎ＋１回目の作業サイクルにおいて算出される積荷残量であるので、以下Ｗｅ＿ｎ＋１と記載する。
【００６９】
実搬送量算出部３５２は、直前の作業サイクル（ｎサイクル）で取得した暫定的な搬送量（荷重Ｗｆ＿ｎ）から、今回の作業サイクル（ｎ＋１サイクル）で算出した積荷残量Ｗｅ＿ｎ＋１を減算した値を、直前の作業サイクル（ｎサイクル）における実搬送量（実際に放土した量に相当する）として算出し、その値を示す実搬送量情報を実搬送量記憶部１１２に記憶する。
【００７０】
実搬送量記憶部１１２に記憶された実搬送量情報は、定期的、例えば１日１回、又ドライバーが搭乗する有人ダンプトラックの場合は、ダンプトラックのドライバーの交代時などに実搬送量情報を読み出して可搬性記録媒体に書き込んだり、無線通信で読み出したりしてもよい。読み出された実搬送量情報は、鉱山の生産量管理に用いてもよい。
【００７１】
本実施形態によれば、ボディ２に付着した積荷の残量による生産量の誤差を減らして、より正確な生産量を算出することができる。
【００７２】
＜第三実施形態＞
第三実施形態は、第二実施形態の変形例であって実搬送量情報を用いた鉱山生産量管理システムである。図９は、鉱山生産量管理システムの概略構成を示す図である。
【００７３】
図９に示すように、鉱山生産量管理システム２００は、少なくとも一つのダンプトラック（図９の例では６台のダンプトラック１００ａ、１００ｂ、１００ｃ、１００ｄ、１００ｅ、１００ｆ）と、生産量管理装置２１０とを無線通信回線を介して接続して構成される。
【００７４】
生産量管理装置２１０は、各ダンプトラックと無線通信を行う通信部２１１、管理装置側実搬送量記憶部２１２、搬送量集計部２１３、及び表示部２１４を含む。
【００７５】
図９に示すように、鉱山生産量管理システム２００で用いられる各ダンプトラック１００ａ、１００ｂ、１００ｃ、１００ｄ、１００ｅ、１００ｆは、第二実施形態に係る作業状態判定装置３２ａを搭載する。
【００７６】
そして、各ダンプトラック１００ａ、１００ｂ、１００ｃ、１００ｄ、１００ｅ、１００ｆは、自車の実搬送量記憶部１１２に記憶された実搬送量情報に、自車を固有に示す車両識別情報を付加して通信装置２０から生産量管理装置２１０に実搬送量情報として送信する。
【００７７】
管理装置側実搬送量記憶部２１２は、受信した実搬送量情報を記録し、搬送量集計部２１３は、一定時間（例えば１日）内の各ダンプトラックからの実搬送量を合計して、鉱山の１日の生産量を算出し、表示部２１４に表示してもよい。
【００７８】
本実施形態によれば、ボディ２に付着した積荷の残量による生産量の誤差を減らして、より正確な生産量を算出することができる。
【００７９】
また各ダンプトラックから受信した実搬送量情報とともに、その実搬送量の算出に用いた積荷情報を示す残荷重情報を受信し、残荷重がメンテナンスの要否を判定するための残荷重保守用閾値未満であるかを監視する残荷重監視部２５０を備えてもよい。残荷重監視部２５０が多量の土砂がボディ２に付着して積荷残量が多いと判断した場合には、次の放土作業時にボディ２を揺さぶって残っている積荷を振り落とす動作を指示してもよい。また、ボディ２の床面に加熱器がある場合には、加熱器をＯＮにして床面を温め、水分を含んで粘性が高くなった積荷を乾燥させて、放土しやすくするための動作を残荷重監視部２５０からダンプトラックに指示してもよい。これにより、積荷残量の影響で１回の搬送時の実搬送量が少なくなり鉱山の生産性が低下することを抑止することができる。
【００８０】
本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲の変更態様は、本発明に含まれる。
【００８１】
例えば、また、放土を二回に分けて行った場合を考慮して、放土実施判定部３２３において放土作業実施を検出された後、放土場退場判定部３２４により放土場から退場した判定するより前に、再びボディ２を上昇させ放土作業を行った場合、積載量が変化する可能性があるため、荷重Ｗｅを取得し直す構成としてもよい。
【００８２】
また上記実施形態のダンプトラックは、運転手が搭乗し、運転操作に従って走行するいわゆる有人ンダンプトラックでもよいし、運転手が搭乗することなく交通管制指示に従って自律走行をする自律走行ダンプトラックでもよい。
【符号の説明】
【００８３】
１：車体、２：ボディ、３：ホイストシリンダ、４：サスペンション、６ａ、６ｂ、６ｃ、６ｄ：圧力センサ（荷重計測装置）７：傾斜角センサ（荷重計測装置）、３１：荷重計測装置、３２：作業状態判定装置、３２４：放土場退場判定部（離脱判定部）、３２５：残荷重算出部（積荷残量算出装置）
【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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