(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2025006197
(43)【公開日】2025-01-17
(54)【発明の名称】作業機械の表示制御システム
(51)【国際特許分類】
H02J 7/00 20060101AFI20250109BHJP
E02F 9/00 20060101ALI20250109BHJP
E02F 9/26 20060101ALI20250109BHJP
B60L 3/00 20190101ALI20250109BHJP
B60L 50/60 20190101ALI20250109BHJP
B60L 58/12 20190101ALI20250109BHJP
【FI】
H02J7/00 X
E02F9/00 C
E02F9/26 A
B60L3/00 S
B60L50/60
B60L58/12
【審査請求】未請求
【請求項の数】9
【出願形態】OL
(21)【出願番号】P 2023106844
(22)【出願日】2023-06-29
(71)【出願人】
【識別番号】000001236
【氏名又は名称】株式会社小松製作所
(74)【代理人】
【識別番号】110001634
【氏名又は名称】弁理士法人志賀国際特許事務所
(72)【発明者】
【氏名】杉村 みなみ
(72)【発明者】
【氏名】小林 憲弘
【テーマコード(参考)】
2D015
5G503
5H125
【Fターム(参考)】
2D015HA03
2D015HB00
5G503AA01
5G503BA02
5G503BB01
5G503EA04
5G503FA06
5H125AA12
5H125AC12
5H125CD02
5H125EE27
5H125EE51
(57)【要約】
【課題】残り稼働時間に関する情報を適切に提示する。
【解決手段】算出部は、バッテリの残量と所定期間内の作業機械の挙動とに基づいて、作業機械の残り稼働時間に関する情報を算出する。出力部は、残り稼働時間に関する情報を表示するための信号を出力する。
【選択図】
図6
【特許請求の範囲】
【請求項1】
バッテリで駆動する作業機械の表示制御システムであって、
前記バッテリの残量と所定期間内の前記作業機械の挙動とに基づいて、前記作業機械の残り稼働時間に関する情報を算出する算出部と、
前記残り稼働時間に関する情報を表示するための信号を出力する出力部と、
を備える表示制御システム。
【請求項2】
前記作業機械の計測信号に基づいて前記所定期間における前記作業機械の作業内容の推移を推定する推定部を備え、
前記算出部は、推定された前記作業内容の推移に基づいて前記残り稼働時間に関する情報を算出する
請求項1に記載の表示制御システム。
【請求項3】
前記残り稼働時間に関する情報は、残り稼働時間を含み、
前記算出部は、推定された前記作業内容の推移と前記所定期間内の消費電力の推移とに基づいて所定の作業内容に係る消費電力を特定し、前記作業機械が前記所定の作業内容を続けた場合における残り稼働時間を算出する
請求項2に記載の表示制御システム。
【請求項4】
前記算出部は、推定された前記作業内容の推移と前記所定期間内の消費電力の推移とに基づいて前記作業機械の走行に係る消費電力を特定し、前記作業機械が走行を続けた場合における残り稼働時間を算出する
請求項3に記載の表示制御システム。
【請求項5】
前記残り稼働時間に関する情報は、稼働可能な期間の終了タイミングを含む
請求項1から請求項4のいずれか1項に記載の表示制御システム。
【請求項6】
前記所定期間の入力を受け付ける期間入力部を備える
請求項1から請求項4のいずれか1項に記載の表示制御システム。
【請求項7】
前記残り稼働時間が閾値を下回った場合に警告を発する警告部を備える
請求項3または請求項4に記載の表示制御システム。
【請求項8】
前記閾値の入力を受け付ける閾値入力部を備える
請求項7に記載の表示制御システム。
【請求項9】
前記信号に基づいて前記残り稼働時間に関する情報を表示する表示装置
を備える請求項1または請求項2に記載の表示制御システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本開示は、作業機械の表示制御システムに関する。
【背景技術】
【0002】
市街地等における建設作業においては、ゼロエミッション、かつ、騒音が少ない電気駆動の作業機械が利用されることがある。電気駆動の作業機械は、エンジンや燃料タンクを備えない代わりに、油圧ポンプ等を駆動させる電動モータ、及び、当該電動モータに電力を供給するバッテリ等の蓄電装置を備える。このような電気駆動の作業機械は、エンジン駆動の作業機械と比較して、充電に時間を要する。そのため、オペレータにとって、電気駆動の作業機械の残り稼働時間を認識することは重要である。
特許文献1には、電気モータを動力源とする作業機械に搭載され、作業車両のバッテリ残量や残り稼働時間を表示する表示装置が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
ところで、作業機械の消費電力は、作業機械の挙動によって異なる。そのため、バッテリの残量と、予め定められた単位時間当たりの消費電力とから計算された残り稼働時間は、実際の残り稼働時間と乖離する場合がある。
本開示の目的は、残り稼働時間に関する情報を適切に提示することができる作業機械の表示制御システムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0005】
本開示の一態様によれば、作業機械の表示制御システムは、バッテリで駆動する作業機械の表示制御システムであって、前記バッテリの残量と所定期間内の前記作業機械の挙動とに基づいて、前記作業機械の残り稼働時間に関する情報を算出する算出部と、前記残り稼働時間に関する情報を表示するための信号を出力する出力部と、を備える。
【発明の効果】
【0006】
上記態様によれば、表示制御システムは残り稼働時間に関する情報を適切に提示することができる。
【図面の簡単な説明】
【0007】
【
図1】第1の実施形態に係る表示制御システムの構成を示す概略図である。
【
図2】第1の実施形態に係る作業機械の構成を示す図である。
【
図3】第1の実施形態に係る運転室の内部の構成を示す図である。
【
図4】第1の実施形態に係る作業分析装置の構成を示す概略ブロック図である。
【
図5】第1の実施形態に係る作業分析装置による画面の提示方法を示すフローチャートである。
【
図6】第1の実施形態に係る表示画面の例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【0008】
〈第1の実施形態〉
《全体構成》
図1は、第1の実施形態に係る表示制御システム1の構成を示す概略図である。表示制御システム1は、作業機械100と作業分析装置300とを備える。作業分析装置300は、作業機械100の作業を分析し、作業機械の作業履歴および残り稼働時間に関する情報を表示する画面を生成する。第1の実施形態において、残り稼働時間に関する情報は、残り稼働時間と稼働可能な期間の終了タイミングを含む。ユーザは、作業分析装置300が出力する画面を視認することで、作業機械100の残り稼働時間を認識することができる。
【0009】
作業機械100は、作業分析装置300による作業分析の対象である。作業機械100の例としては、油圧ショベルやホイルローダなどの他の作業機械が挙げられる。なお、第1の実施形態においては、作業機械100の例として電気駆動の油圧ショベルを挙げて説明する。作業機械100には、複数のセンサが設けられ、各センサの計測値に係る情報が作業分析装置300に送信される。
【0010】
《作業機械100》
図2は、第1の実施形態に係る作業機械100の構成を示す図である。作業機械100は、施工現場にて稼働し、土砂などの施工対象を掘削し、ダンプトラックなどの積込対象Tのベッセルなど荷台に積み込む。作業機械100の例としては、フェイスショベル、バックホウショベル、ロープショベルなどが挙げられる。また作業機械100は電動駆動するものであってもよいし、油圧駆動するものであってもよい。第1の実施形態に係る作業機械100は、バックホウショベルである。作業機械100は、走行体110、旋回体120、作業機130及び運転室140を備える。積込対象Tの例としては、ダンプトラック、ホッパなどが挙げられる。
【0011】
走行体110は、作業機械100を走行可能に支持する。走行体110は、左右に設けられた2つの無限軌道111と、各無限軌道111を駆動するための2つの走行モータ112を備える。走行体110は、支持部の一例である。
旋回体120は、走行体110に旋回中心回りに旋回可能に支持される。
作業機130は、油圧により駆動する。作業機130は、旋回体120の前部に上下方向に駆動可能に支持される。
運転室140は、オペレータが搭乗し、作業機械100の操作を行うためのスペースである。運転室140は、旋回体120の左前部に設けられる。
ここで、旋回体120のうち作業機130が取り付けられる部分を前部という。また、旋回体120について、前部を基準に、反対側の部分を後部、左側の部分を左部、右側の部分を右部という。
【0012】
《旋回体120の構成》
旋回体120は、バッテリ121、油圧ポンプ122、コントロールバルブ123、旋回モータ124を備える。
バッテリ121は、油圧ポンプ122を駆動する動力源である。
油圧ポンプ122は、バッテリ121から供給される電力により駆動される電動ポンプである。油圧ポンプ122は、コントロールバルブ123を介して各アクチュエータ(ブームシリンダ131C、アームシリンダ132C、バケットシリンダ133C、走行モータ112、及び旋回モータ124)に作動油を供給する。
コントロールバルブ123は、油圧ポンプ122から供給される作動油の流量を制御する。
旋回モータ124は、コントロールバルブ123を介して油圧ポンプ122から供給される作動油によって駆動し、旋回体120を旋回させる。
【0013】
《作業機130の構成》
作業機130は、ブーム131、アーム132、作業具としてのバケット133、ブームシリンダ131C、アームシリンダ132C、及びバケットシリンダ133Cを備える。作業具の他の例として、クラムバケット、チルトバケット、チルトローテートバケット、グラップル、リフティングマグネットなどの先端アタッチメントが挙げられる。
【0014】
ブーム131の基端部は、旋回体120にブームピンを介して回転可能に取り付けられる。なお、
図1に示す作業機械100においては、ブーム131が旋回体120の正面中央部分に設けられるが、これに限られず、ブーム131は左右方向にオフセットして取り付けられたものであってもよい。この場合、旋回体120の旋回中心は作業機130の動作平面上に位置しない。
アーム132は、ブーム131とバケット133とを連結する。アーム132の基端部は、ブーム131の先端部にアームピンを介して回転可能に取り付けられる。
バケット133は、アーム132の先端部にピンを介して回転可能に取り付けられる。バケット133を支持する部材として、ブーム131、アーム132がある。バケット133は、掘削した土砂を収容するための容器として機能する。
【0015】
ブームシリンダ131Cは、ブーム131を作動させるための油圧シリンダである。ブームシリンダ131Cの基端部は、旋回体120に取り付けられる。ブームシリンダ131Cの先端部は、ブーム131に取り付けられる。
アームシリンダ132Cは、アーム132を駆動するための油圧シリンダである。アームシリンダ132Cの基端部は、ブーム131に取り付けられる。アームシリンダ132Cの先端部は、アーム132に取り付けられる。
バケットシリンダ133Cは、バケット133を駆動するための油圧シリンダである。バケットシリンダ133Cの基端部は、アーム132に取り付けられる。バケットシリンダ133Cの先端部は、バケット133を回動させるリンク機構に取り付けられる。
【0016】
《運転室140の構成》
図3は、第1の実施形態に係る運転室140の内部の構成を示す図である。
運転室140内には、運転席141、操作端末142、操作装置143および制御装置160が設けられる。操作端末142は、運転席141の近傍に設けられる。操作端末142は、例えばタッチパネルで構成された表示装置であってよい。また、操作端末142は、LCDなどの表示装置を備えるものであってよい。
【0017】
操作装置143は、オペレータの手動操作によって走行体110、旋回体120及び作業機130を駆動させるための装置である。操作装置143は、左操作レバー143LO、右操作レバー143RO、左フットペダル143LF、右フットペダル143RF、左走行レバー143LT、右走行レバー143RT、旋回ブレーキペダル143TBを備える。
【0018】
左操作レバー143LOは、運転席141の左側に設けられる。右操作レバー143ROは、運転席141の右側に設けられる。
【0019】
左操作レバー143LOは、旋回体120の旋回動作、及び、アーム132の掘削/ダンプ動作を行うための操作機構である。具体的には、作業機械100のオペレータが左操作レバー143LOを前方に倒すと、アーム132がダンプ動作する。また、作業機械100のオペレータが左操作レバー143LOを後方に倒すと、アーム132が掘削動作する。また、作業機械100のオペレータが左操作レバー143LOを右方向に倒すと、旋回体120が右旋回する。また、作業機械100のオペレータが左操作レバー143LOを左方向に倒すと、旋回体120が左旋回する。なお、他の実施形態においては、左操作レバー143LOを前後方向に倒した場合に旋回体120が右旋回又は左旋回し、左操作レバー143LOが左右方向に倒した場合にアーム132が掘削動作又はダンプ動作してもよい。
【0020】
右操作レバー143ROは、バケット133の掘削/ダンプ動作、及び、ブーム131の上げ/下げ動作を行うための操作機構である。具体的には、作業機械100のオペレータが右操作レバー143ROを前方に倒すと、ブーム131の下げ動作が実行される。また、作業機械100のオペレータが右操作レバー143ROを後方に倒すと、ブーム131の上げ動作が実行される。また、作業機械100のオペレータが右操作レバー143ROを右方向に倒すと、バケット133のダンプ動作が行われる。また、作業機械100のオペレータが右操作レバー143ROを左方向に倒すと、バケット133の掘削動作が行われる。なお、他の実施形態においては、右操作レバー143ROを前後方向に倒した場合に、バケット133がダンプ動作又は掘削動作し、右操作レバー143ROを左右方向に倒した場合にブーム131が上げ動作又は下げ動作してもよい。
【0021】
左フットペダル143LFは、運転席141の前方の床面の左側に配置される。右フットペダル143RFは、運転席141の前方の床面の右側に配置される。左走行レバー143LTは、左フットペダル143LFに軸支され、左走行レバー143LTの傾斜と左フットペダル143LFの押し下げが連動するように構成される。右走行レバー143RTは、右フットペダル143RFに軸支され、右走行レバー143RTの傾斜と右フットペダル143RFの押し下げが連動するように構成される。
【0022】
左フットペダル143LF及び左走行レバー143LTは、走行体110の左側履帯の回転駆動に対応する。具体的には、作業機械100のオペレータが左フットペダル143LF又は左走行レバー143LTを前方に倒すと、左側履帯は前進方向に回転する。また、作業機械100のオペレータが左フットペダル143LF又は左走行レバー143LTを後方に倒すと、左側履帯は後進方向に回転する。
【0023】
右フットペダル143RF及び右走行レバー143RTは、走行体110の右側履帯の回転駆動に対応する。具体的には、作業機械100のオペレータが右フットペダル143RF又は右走行レバー143RTを前方に倒すと、右側履帯は前進方向に回転する。また、作業機械100のオペレータが右フットペダル143RF又は右走行レバー143RTを後方に倒すと、右側履帯は後進方向に回転する。
【0024】
制御装置160は、作業機械100が備える複数のセンサから収集した計測データと、操作装置143の操作量とを収集し、タイムスタンプに関連付けて記憶する。また制御装置160は、計測データおよび操作量の時系列を作業分析装置300に送信する。制御装置160は、図示しないプロセッサ、メインメモリ、ストレージ、インタフェースを備えるコンピュータである。制御装置160のストレージは、データ集約プログラムを記憶する。制御装置160のプロセッサは、データ集約プログラムをストレージから読み出してメインメモリに展開し、データ集約プログラムに従った計測データおよび操作量の収集処理、ならびに送信処理を実行する。なお、制御装置160は、作業機械100の内部に設けられてもよいし外部に設けられてもよい。
【0025】
作業機械100は、複数のセンサを備える。各センサは、計測値を制御装置160に出力する。作業機械100は、少なくともバッテリ121の消費電力を計測する電力計と、バッテリ121の残量を計測する残量計とを備える。作業機械100は、センサとして、作業機130の姿勢を特定するためのシリンダのストロークセンサ、作業機130の重量を特定するための圧力センサ、旋回体120の旋回角度を計測するIMUなどを備えていてもよい。
【0026】
《作業分析装置の構成》
図4は、第1の実施形態に係る作業分析装置の構成を示す概略ブロック図である。
作業分析装置300は、プロセッサ31、メインメモリ33、ストレージ35、インタフェース37を備えるコンピュータである。ストレージ35は、作業分析プログラムを記憶する。プロセッサ31は、作業分析プログラムをストレージ35から読み出してメインメモリ33に展開し、作業分析プログラムに従った処理を実行する。なお、第1の実施形態に係る作業分析装置300は、作業機械100の外部に設けられるが、他の実施形態においては、作業分析装置300の機能の一部または全部が作業機械100の内部に設けられてもよい。
【0027】
ストレージ35の例としては、半導体メモリ、ディスクメディアおよびテープメディア等が挙げられる。ストレージ35は、作業分析装置300の共通通信線に直接接続された内部メディアであってもよいし、インタフェース37を介して作業分析装置300に接続される外部メディアであってもよい。ストレージ35は、一時的でない有形の記憶媒体である。
【0028】
プロセッサ31は、作業分析プログラムの実行により、データ取得部311、入力部312、認証部313、推定部314、電力算出部315、時間算出部316、出力部317、警告部318を備える。ストレージ35に記憶される作業分析プログラムには、予測モデル351が含まれる。予測モデルは、計測データおよび操作量の時系列を入力して、作業の区分の時系列を出力するように学習された学習済みモデルである。予測モデル351は、計測データおよび操作量の時系列と、当該計測データが収集されたときの作業機械100の作業の区分のラベルの時系列との組み合わせを学習用データセットとして学習される。予測モデルは、例えばニューラルネットワークモデルであってよい。またストレージ35には、作業機械100ごとの状態データを格納する状態テーブル352と、ユーザのアカウントデータを格納するアカウントテーブル353の記憶領域が確保される。
【0029】
状態テーブル352は、作業機械IDと、時刻と、状態データの種類と、状態データの値とを関連づけて格納する。アカウントテーブル353は、ユーザIDと、パスワードと、状態データの閲覧が許可される1以上の作業機械IDと、分析の対象期間と、残り稼働時間の閾値とを関連付けて記憶する。残り稼働時間の閾値は、ユーザに対するバッテリ121残量の警告のために用いられる。
【0030】
第1の実施形態に係る作業分析装置300はウェブサーバとして機能する。すなわち、作業分析装置300は、ユーザが操作する表示装置からリクエストメッセージ(HTTPリクエスト)を受け付け、所定の処理を実行して画面表示のためのレスポンスメッセージを出力する。
【0031】
データ取得部311は、作業機械100の制御装置160から作業機械100の状態を示す状態データの時系列を取得する。つまり、データ取得部311は、タイムスタンプと状態データの複数の組み合わせを取得する。状態データは、作業機械100の各センサの計測値および計測値に基づいて制御装置160が求めた値を含んでよい。データ取得部311は、取得した状態データの時系列を、作業機械100のIDに関連付けてストレージ35の状態テーブル352に記憶させる。
【0032】
入力部312は、ユーザからリクエストメッセージを受け付ける。リクエストメッセージには、リクエストパラメータの値が含まれ得る。
【0033】
認証部313は、ユーザの認証処理を行う。例えば、認証部313は、リクエストメッセージに付加されたリクエストパラメータが示すユーザIDおよびパスワードを、アカウントテーブル353のデータと照合することで、認証処理を行う。
【0034】
推定部314は、データ取得部311が取得した新たな状態データの時系列と、ストレージ35が記憶する予測モデル351とに基づいて作業の区分の時系列を得る。例えば、推定部314は、以下の手順で作業の区分に係る尤度の時系列を得る。推定部314は、状態データの時系列から、作業を特定する時点の状態データを取得する。次に推定部314は、取得した状態データに基づいて各作業の区分の時系列を取得する。
【0035】
推定部314は、作業の区分として、単位作業の区分と要素作業の区分とを特定する。
単位作業とは、一の作業目的を遂行する作業である。要素作業とは、単位作業を構成する要素であって目的別に区分される一連の動作または作業を示す作業である。
【0036】
要素作業の区分の例としては、「掘削」、「積荷旋回」、「排土」、「空荷旋回」、「排土待ち」、「荷台抑え」、「転圧」、「押し均し」、「ホウキ」などが挙げられる。
掘削は、バケット133によって土砂または岩石を掘り、削り取る作業である。
積荷旋回は、削り取った土砂または岩石をバケット133に抱えたまま、旋回体120を旋回させる作業である。
排土は、削り取った土砂または岩石を、バケット133から運搬車両または所定の場所に下ろす作業である。
空荷旋回は、バケット133に土砂および岩石が無い状態で、旋回体120を旋回させる作業である。
排土待ちは、削り取った土砂または岩石をバケット133に抱えたまま、積み込むための運搬車両を待機している作業である。
荷台押えは、運搬車両の荷台に積み込んだ土砂を上からバケット133で押えて平らにする作業である。
転圧は、乱れた地盤に対してバケット133で土砂を押し込み、地盤を成形し、また強化する作業である。
押し均しは、バケット133の底面で土砂を払い均す作業である。
ホウキは、バケット133の側面で土砂を払い均す作業である。
【0037】
単位作業の区分の例としては、「ダンプ積込」、「積荷集め」、「走行」、「停車」などが挙げられる。
ダンプ積込は、土砂または岩石を掘り、削り取り、削り取った土砂または岩石をダンプトラックなどの運搬車両の荷台に積み込む作業である。ダンプ積込は、掘削、積荷旋回、排土、空荷旋回、排土待ちおよび荷台押えで構成される単位作業である。
積荷集めは、掘削等によって出た土砂を、運搬車両に積む前に集めておく作業である。積荷集めは、掘削、積荷旋回、排土、空荷旋回で構成され、押し均しを含み得る単位作業である。
走行は、作業機械100を移動させる作業である。単位作業としての走行は、要素作業としての走行から構成される単位作業である。
停車は、バケット133に土砂および岩石が無く、かつ所定時間以上停止している状態である。単位作業としての停車は、要素作業としての停車から構成される単位作業である。
【0038】
電力算出部315は、データ取得部311が取得した電力センサの計測データの時系列と、推定部314が推定した単位作業の区分の時系列とに基づいて平均消費電力および単位作業の区分ごとの単位時間当たりの消費電力を算出する。具体的には、電力算出部315は、電力センサの計測データの時系列を単位作業の区分ごとに切り分け、区分ごとに、計測データが表す消費電力の総和を、当該区分に係る時間で除算することで、区分ごとの単位時間当たりの消費電力を得ることができる。
電力算出部315は、データ取得部311が取得した電力センサの計測データの時系列と、推定部314が推定した単位作業の区分の時系列とに基づいて単位時間当たりの充電電力を算出する。具体的には、電力算出部315は、電力センサの計測データのうち、バッテリ121の充電がなされているときの計測データが表す充電電力の総和を、充電時間で除算することで、単位時間当たりの充電電力を得ることができる。
【0039】
時間算出部316は、データ取得部311が取得したバッテリ121の残量を電力算出部315が算出した単位時間当たりの消費電力で除算することで、残り稼働時間を算出する。時間算出部316は、バッテリ121の最大容量とデータ取得部311が取得したバッテリ121の残量との差を、電力算出部315が算出した単位時間当たりの充電電力で除算することで、残り充電時間を算出する。
【0040】
出力部317は、時間算出部316が算出した残り稼働時間の表示画面を表示させるためのレスポンスメッセージを出力する。
警告部318は時間算出部316が算出した残り稼働時間が指定時間を下回る場合に、表示画面に警告情報を付す。
【0041】
《表示制御システム1の動作》
作業機械100の制御装置160は、一定時間ごとにセンサの計測データおよび操作装置143の操作量の時系列データを作業分析装置300に送信する。作業分析装置300のデータ取得部311は、受信した時系列データを作業機械100のIDに関連付けてストレージ35に記録する。
【0042】
作業機械100のオペレータ、作業機械のオーナー、施工現場の責任者などのユーザは、作業機械100の状態を知るために、PCやスマートフォンなどの表示装置を用いて作業分析装置300にアクセスする。例えば、ユーザは表示装置のウェブブラウザによって作業分析装置300にアクセスする。表示装置は、作業機械100の操作端末142であってもよい。
【0043】
図5は、第1の実施形態に係る作業分析装置300による画面の提示方法を示すフローチャートである。なお、
図5に示すフローチャートはあくまで一例であり、他の実施形態においては一部の処理の順や内容が異なっていてもよい。
作業分析装置300の入力部312が表示装置からリクエストメッセージを受け付けると(ステップS1)、認証部313はユーザの認証がなされているか否かを判定する(ステップS2)。認証がなされていない場合(ステップS2:NO)、出力部317はユーザの認証のためのログイン画面を表示させるためのレスポンスメッセージを生成し、表示装置に出力する(ステップS3)。ログイン画面には、ユーザIDとパスワードの入力フォームが含まれる。ユーザは、ログイン画面においてユーザIDとパスワードを入力する。これにより表示装置はユーザIDとパスワードの値をリクエストパラメータとするリクエストメッセージを送信する。
【0044】
入力部312がリクエストメッセージを受け付けると、認証部313はレスポンスパラメータに係るユーザIDおよびパスワードを、アカウントテーブル353のデータと照合することで、認証処理を行う(ステップS4)。
【0045】
ユーザの認証が完了している場合(ステップS2:YES)、またはステップS4で認証処理を完了した場合、作業分析装置300は作業機械100の残り稼働時間に関する情報の表示画面の生成を開始する。
入力部312は、リクエストメッセージに、リクエストパラメータとして表示対象の作業機械100を特定する作業機械IDの値が指定されているか否かを判定する(ステップS5)。
リクエストパラメータとして作業機械IDの値が指定されていない場合(ステップS5
:NO)、入力部312は、アカウントテーブル353において認証されたユーザに関連付けられた1つ以上の作業機械100のうち先頭の作業機械IDに係る作業機械100を対象作業機械に決定する(ステップS6)。
リクエストパラメータとして作業機械IDの値が指定されている場合(ステップS5:YES)、入力部312は、アカウントテーブル353において認証されたユーザに当該作業機械IDの値が関連付けられているか否かを判定する(ステップS7)。アカウントテーブル353において認証されたユーザに当該作業機械IDの値が関連付けられている場合(ステップS7:YES)、入力部312は当該作業機械IDに係る作業機械100を対象作業機械に決定する(ステップS8)。
アカウントテーブル353において認証されたユーザに当該作業機械IDの値が関連付けられていない場合、入力部312は、アカウントテーブル353において認証されたユーザに関連付けられた1つ以上の作業機械100のうち先頭の作業機械IDに係る作業機械100を対象作業機械に決定する(ステップS6)。
【0046】
入力部312は、リクエストメッセージに、リクエストパラメータとして分析の対象とする対象期間の値が含まれているか否かを判定する(ステップS9)。
リクエストパラメータとして対象期間の値が含まれていない場合(ステップS9:NO)、入力部312は、対象期間をアカウントテーブル353において認証されたユーザに関連付けられた期間に決定する(ステップS10)。
リクエストパラメータとして対象期間の値が含まれている場合(ステップS9:YES)、入力部312は、対象期間をリクエストパラメータで指定された期間に決定する(ステップS11)。入力部312は、アカウントテーブル353において、認証されたユーザに関連付けられた対象期間の値を、リクエストパラメータに設定された値に書き換える。
【0047】
推定部314は、ストレージ35の状態テーブル352から、決定した作業機械IDと、現在時刻を終点とする対象期間内の時刻に関連付けられた計測データおよび操作装置143の操作量を時系列データとして読み出す(ステップS12)。推定部314は、読み出した時系列データを予測モデル351に入力することで、対象期間内の作業機械100の作業の区分の時系列を生成する。
【0048】
電力算出部315は、作業の区分の時系列と電力センサの計測データとに基づいて、単位時間当たりの消費電力および充電電力を算出する(ステップS13)。具体的には、データ取得部311が取得した対象期間における電力センサの計測データの総和を、対象期間の長さで除算することで、単位時間当たりの消費電力を算出する。また、電力算出部315は、作業の区分の時系列に基づいて、電力センサの計測データを、作業の区分別に分ける。電力算出部315は、各区分について、電力センサの計測データの総和を、当該区分に係る時間の長さで除算することで、作業の区分ごとの単位時間当たりの消費電力を算出する。また、電力算出部315は、電力センサの計測データのうち、バッテリ121の充電がなされているときの計測データが表す充電電力の総和を、充電時間で除算することで、単位時間当たりの充電電力を算出する。
【0049】
時間算出部316は、ステップS13で算出した単位時間当たりの消費電力および充電電力に基づいて、残り稼働時間および残り充電時間を算出する(ステップS14)具体的には、時間算出部316は、データ取得部311が取得したバッテリ121の残量を電力算出部315が算出した単位時間当たりの消費電力で除算することで、対象期間の作業を繰り返す場合の残り稼働時間と、各区分の作業のみを繰り返す場合の稼働時間とを算出する。時間算出部316は、バッテリ121の最大容量とデータ取得部311が取得したバッテリ121の残量との差を、電力算出部315が算出した単位時間当たりの充電電力で除算することで、残り充電時間を算出する。
【0050】
出力部317は、バッテリ121の現在の残量および現在までの残量の推移、残り稼働時間、並びに充電時間を表示する表示画面を生成し、当該表示画面を表示するためのレスポンスメッセージを送信する(ステップS15)。
【0051】
図6は、第1の実施形態に係る表示画面の例を示す図である。表示画面には、作業機械選択フォームG1、バッテリ残量グラフG2、残り稼働時間グラフG3、充電時間グラフG4、バッテリ残量推移グラフG5が含まれる。
作業機械選択フォームG1は、認証されたユーザに関連付けられた作業機械100の選択を受け付ける。表示画面において、作業機械選択フォームG1の初期値は、ステップS6またはステップS8で決定した対象作業機械を示す。
バッテリ残量グラフG2は、バッテリ121の残量をパーセンテージで表示する。
残り稼働時間グラフG3は、標準的な使われ方をする場合の残り稼働時間、直近のN時間の使われ方をする場合の残り稼働時間、走行のみをする場合の残り稼働時間、ダンプ積込のみをする場合の残り稼働時間、その他の作業のみをする場合の残り稼働時間の長さを、棒グラフと数値(稼働可能な期間の終了タイミング)で表したものである。標準的な使われ方をする場合の残り稼働時間とは、作業機械100から受信したデータによらず、作業機械100の設計時に想定された標準的な消費電力に基づいて計算された残り稼働時間である。稼働可能な期間の終了タイミングは、現在時刻に残り稼働時間を加算することで求められる。残り稼働時間グラフG3のうち、直近のN時間の使われ方をする場合の残り稼働時間のラベルにおける「N時間」はリストボックスになっており、任意の期間を選択することができる。なお、表示画面には、残り稼働時間と稼働可能な期間の終了タイミングのうち、いずれか一つが表示されるようにしてもよい。
充電時間グラフG4は、残り稼働時間グラフG3と同様に、充電時間の長さを、棒グラフと数値で表したものである。
バッテリ残量推移グラフG5は、1日のバッテリ121の残量の推移を棒グラフで表したものである。
【0052】
利用者は、
図6に示す表示画面を視認することで、作業機械100の残り稼働時間に鑑みた操作を行うことができる。
利用者は、表示装置を用いて
図6に示す作業機械選択フォームG1の値を変更することで、他の作業機械100のバッテリ121の状態を表示させることができる。ユーザが作業機械選択フォームG1の値を変更すると、表示装置はステップS1に処理をもどし、リクエストパラメータにとして変更後の作業機械IDの値が指定されたリクエストメッセージを送信する。
利用者は、表示装置を用いて
図6に示す残り稼働時間グラフG3の対象期間の値を変更することで、他の消費電力を求める期間を変更させることができる。ユーザが残り稼働時間グラフG3の対象期間の値を変更すると、表示装置はステップS1に処理をもどし、リクエストパラメータにとして変更後の対象期間の値が指定されたリクエストメッセージを送信する。入力部312は、リクエストメッセージによって対象期間の値の入力を受け付ける。つまり、入力部312は、期間入力部の一例である。
【0053】
なお、利用者は、表示装置の操作によってステップS16における警告の判定に用いる閾値の変更を求めるリクエストメッセージを作業分析装置300に送信することができる。当該リクエストメッセージには、リクエストパラメータとして変更後の閾値が指定される。作業分析装置300の入力部312は、リクエストパラメータにて閾値が指定されたリクエストメッセージを受信すると、アカウントテーブル353においてリクエストメッセージの送信元のユーザIDに関連付けられた閾値を書き換える。つまり、入力部312は、閾値入力部の一例である。
【0054】
作業分析装置300の警告部318は、
図5に示す、利用者からのリクエストに基づく表示画面の生成とは別に、一定時間ごとに、アカウントテーブル353に記録された対象期間に係る使用態様で作業機械100を使用するときの残り稼働時間が、アカウントテーブル353に記録された閾値を下回るか否かを判定する。残り稼働時間が閾値を下回る場合、警告部318は、当該閾値に関連付けられた利用者に、残り稼働時間の警告を発する。例えば、警告部318は、利用者のメールアドレスに警告のためのEメールを送信してもよいし、利用者に関連付けられた表示装置にプッシュ通知を発信してもよい。
【0055】
《作用・効果》
このように、第1の実施形態によれば、作業分析装置300は、時間算出部316と出力部317とを備える。時間算出部316は、バッテリ121の残量と所定期間内の作業機械100の挙動とに基づいて、作業機械100の残り稼働時間を算出する。出力部317は、残り稼働時間を表示するための信号を出力する。これにより、作業分析装置300は、稼働時間を作業機械100の挙動に応じた残り稼働時間を提示することができる。そのため、作業分析装置300は信頼性の高い残り稼働時間を提示することができる。
【0056】
また、第1の実施形態に係る作業分析装置300は、さらに推定部314を備える。推定部314は、作業機械100の計測信号に基づいて所定期間における作業機械100の作業内容の推移を推定する。時間算出部316は、所定の作業内容(走行、ダンプ積込など)に係る消費電力に基づいて、当該作業内容を続けた場合における残り稼働時間を算出する。これにより、利用者は、充電までに実施可能な作業の内容や作業時間を検討することができる。特に、時間算出部316が作業機械100の走行に係る残り稼働時間を算出することで、利用者は、バッテリ121の充電をするための充電ステーションまでの走行に要する時間から、作業を続けるべきか否かを検討することができる。
【0057】
〈他の実施形態〉
以上、図面を参照して一実施形態について詳しく説明してきたが、具体的な構成は上述のものに限られることはなく、様々な設計変更等をすることが可能である。すなわち、他の実施形態においては、上述の処理の順序が適宜変更されてもよい。また、一部の処理が並列に実行されてもよい。例えば、ステップS5からステップS8に示す対象作業機械の決定と、ステップS9からステップS11に示す対象期間の決定は、順番が入れ替わってもよいし、同時になされてもよい。
【0058】
上述した実施形態に係る作業分析装置300は、単独のコンピュータによって構成されるものであってもよいし、作業分析装置300の構成を複数のコンピュータに分けて配置し、複数のコンピュータが互いに協働することで作業分析装置300として機能するものであってもよい。このとき、作業分析装置300を構成する一部のコンピュータが作業機械100の内部に搭載され(例えば、制御装置160によって実現され)、他のコンピュータが作業機械の外部に設けられてもよい。
【0059】
上述した実施形態に係る作業分析装置300は、表示画面に、バッテリ121が満充電になるまでに必要な充電時間を表示する例として説明したが、バッテリ121の充電量がユーザが指定するバッテリ充電量になるまでに必要な充電時間を表示するようにしてもよい。ユーザが指定するバッテリ充電量は、例えば、満充電に対してバッテリ残量が70%から90%の間の値である。この場合、時間算出部316は、ユーザが指定するバッテリ充電量とデータ取得部311が取得したバッテリ121の残量との差を、電力算出部315が算出した単位時間当たりの充電電力で除算することで、残り充電時間を算出する。
【0060】
また、作業分析装置300は、表示画面に、充電時間グラフG4とともに、バッテリ残量が満充電となった場合の残り稼働時間や稼働可能な期間の終了タイミングを表示するようにしてもよい。また、作業分析装置300は、バッテリ121の充電量がユーザが指定するバッテリ充電量となった場合の残り稼働時間や稼働可能な期間の終了タイミングを表示するようにしてもよい。
【0061】
また上述した実施形態に係る作業分析装置300はウェブサーバであって、表示装置が作業分析装置300へアクセスすることで、表示画面が表示される。一方で、他の実施形態において、作業分析装置300が作業機械100の制御装置160や操作端末142に実装され、作業分析装置300がオフラインで分析および表示制御を行ってもよい。
【符号の説明】
【0062】
1…表示制御システム 100…作業機械 110…走行体 111…無限軌道 112…走行モータ 120…旋回体 121…バッテリ 122…油圧ポンプ 123…コントロールバルブ 124…旋回モータ 130…作業機 131…ブーム 131C…ブームシリンダ 132…アーム 132C…アームシリンダ 133…バケット 133C…バケットシリンダ 140…運転室 141…運転席 142…操作端末 143…操作装置 143LF…左フットペダル 143LO…左操作レバー 143LT…左走行レバー 143RF…右フットペダル 143RO…右操作レバー 143RT…右走行レバー 143TB…旋回ブレーキペダル 160…制御装置 300…作業分析装置 31…プロセッサ 311…データ取得部 312…入力部 313…認証部 314…推定部 315…電力算出部 316…時間算出部 317…出力部 318…警告部 33…メインメモリ 35…ストレージ 351…予測モデル 352…状態テーブル 353…アカウントテーブル 37…インタフェース G1…作業機械選択フォーム G2…バッテリ残量グラフ G3…残り稼働時間グラフ G4…充電時間グラフ G5…バッテリ残量推移グラフ T…積込対象