重機のアイドリング判定方法、及び、アイドリング判定システム
【課題】重機がアイドリング状態であるか否かを示す客観的なデータを取得する。
【解決手段】携帯電話機３はダンプトラック２の運転席に設置される。携帯電話機３の加速度測定部３６（３軸加速度センサ）でダンプトラック２の３軸方向の加速度を測定し、加速度測定情報生成部３０ａで３軸方向の加速度を合成して、合成加速度の時系列データを得る。この時系列データは、携帯電話機３からメモリーカード４０を介して動作判定装置４に伝達される。動作判定装置４のばらつき算出部４２ａは、合成加速度の時系列データに基づいて合成加速度の標準偏差を算出する。動作判定部４２ｂは合成加速度の標準偏差に基づいてダンプトラック２の動作状況を判定する。上記時系列に従い、合成加速度の標準偏差の算出とダンプトラック２の動作状況の判定とを繰り返すことで、合成加速度の標準偏差の時系列データとダンプトラック２の動作状況の時系列データとを取得する。
【解決手段】携帯電話機３はダンプトラック２の運転席に設置される。携帯電話機３の加速度測定部３６（３軸加速度センサ）でダンプトラック２の３軸方向の加速度を測定し、加速度測定情報生成部３０ａで３軸方向の加速度を合成して、合成加速度の時系列データを得る。この時系列データは、携帯電話機３からメモリーカード４０を介して動作判定装置４に伝達される。動作判定装置４のばらつき算出部４２ａは、合成加速度の時系列データに基づいて合成加速度の標準偏差を算出する。動作判定部４２ｂは合成加速度の標準偏差に基づいてダンプトラック２の動作状況を判定する。上記時系列に従い、合成加速度の標準偏差の算出とダンプトラック２の動作状況の判定とを繰り返すことで、合成加速度の標準偏差の時系列データとダンプトラック２の動作状況の時系列データとを取得する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、エンジンを駆動源とする重機のアイドリング判定方法、及び、アイドリング判定システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１は、エンジンを駆動源とする車両がアイドリング状態（アイドリング中）であるか否かを判定するための技術を開示している。特許文献１では、車両に搭載されるタグ装置が、アイドリング判定用のセンサ（振動センサ等）を備えている。そして、このセンサを介してエンジンのアイドリング回転域の周波数成分を検出した場合に、車両がアイドリング状態であると判定している。
【０００３】
特許文献２には、車両がアイドリング状態であるか否かを判定するための他の技術を開示している。特許文献２では、エンジン運転時に、車載のＧＰＳユニットより得られる車両位置情報に変化がない場合に、車両がアイドリング状態であると判定している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００７−１００６２５号公報
【特許文献２】特開２００４−２３４２６０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、近年、建設工事では、二酸化炭素（ＣＯ２）の排出量を抑制するための対策として、エンジンを駆動源とする重機について、いわゆるアイドリングストップを励行している。ここで、重機とは、ダンプトラック等の運搬車両、バックホー等の油圧ショベル、ブルドーザー、ロードローラー等の建設機械を意味する。
【０００６】
しかしながら、ＣＯ２排出量を確実に抑制するためには、アイドリングストップの履行状況を確認する必要がある。このためには、重機がアイドリング状態であるか否かを示す客観的なデータを取得する必要がある。
【０００７】
この客観的なデータとして、特許文献１に記載のように、アイドリング回転域の周波数成分を検出する場合には、比較的高価な周波数分析器（例えば、ＦＦＴ分析器等（ＦＦＴ：高速フーリエ変換））を設置する必要があり、それゆえ、上記客観的なデータの取得に要するコストが増大する。また、このような周波数分析を行うためには、当該分析専用のシステムが必要になり得る。
【０００８】
また、上記客観的なデータとして、特許文献２に記載のように、車両位置情報と、エンジンの運転／停止状態を示す情報とを取得する場合には、これら情報を関連付ける手段が必要になり、それゆえ、アイドリング判定を行うシステムの構成が複雑になり得る。また、このようなアイドリング判定を行うためには、当該判定専用の複雑なシステムが必要になり得る。
【０００９】
本発明は、このような実状に鑑み、比較的安価かつ簡易な構成で、重機がアイドリング状態であるか否かを示す客観的なデータを取得することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
そのため本発明に係る重機のアイドリング判定方法では、エンジンを駆動源とする重機に、加速度測定手段を設置し、重機の加速度を、加速度測定手段により測定し、この測定した加速度に基づいて、加速度振幅のばらつきを算出し、この算出した加速度振幅のばらつきに基づいて、重機がアイドリング状態であるか否かを判定する。
【００１１】
また、本発明に係る重機のアイドリング判定システムでは、エンジンを駆動源とする重機と、この重機に設置されて前記重機の加速度を測定する加速度測定手段と、重機がアイドリング状態であるか否かを判定するアイドリング判定手段と、を含んで構成される。アイドリング判定手段は、加速度測定手段により測定された重機の加速度に基づいて、加速度振幅のばらつきを算出し、この算出した加速度振幅のばらつきに基づいて、重機がアイドリング状態であるか否かを判定する。
【００１２】
ここで、本発明における重機とは、ダンプトラック等の運搬車両、バックホー等の油圧ショベル、ブルドーザー、ロードローラー等の建設機械を意味する。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、加速度測定手段により測定された重機の加速度に基づいて、加速度振幅のばらつきを算出し、この算出した加速度振幅のばらつきに基づいて、重機がアイドリング状態であるか否かを判定する。これにより、周波数分析器等の比較的高価な機器を用いることなく、比較的簡易な構成で、加速度の測定値に基づいて、重機がアイドリング状態であるか否かを示す客観的なデータとして、加速度振幅のばらつきのデータを得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の第１実施形態における重機のアイドリング判定システムの概略構成を示す図
【図２】ダンプトラックの概略構成を示す図
【図３】加速度測定情報の取得フローを示すフローチャート
【図４】加速度測定情報の一例を示す図
【図５】エンジン停止状態での合成加速度と度数との関係を示す図
【図６】アイドリング状態での合成加速度と度数との関係を示す図
【図７】走行・稼働状態での合成加速度と度数との関係を示す図
【図８】動作判定フローを示すフローチャート
【図９】動作判定用データの範囲を示す図
【図１０】本発明の第２実施形態における重機のアイドリング判定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】
【００１５】
以下に本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
図１は、本発明の第１実施形態における重機のアイドリング判定システムの概略構成を示す。図２は、ダンプトラックの概略構成を示す。尚、本実施形態では、重機としてダンプトラックを例にとって重機のアイドリング判定について説明するが、これに限るものではない。また、本実施形態において、動作判定とは、エンジン停止状態、アイドリング状態、及び、走行・稼働状態からなる３つの状態のうちいずれの状態であるかを判定することを意味する。
【００１６】
ダンプトラックの動作判定システム１は、ダンプトラック２と、携帯電話機３と、動作判定装置４とを含んで構成される。ここで、動作判定システム１は、本発明における重機のアイドリング判定システムに対応するものである。また、携帯電話機３は、本発明における携帯端末に対応するものである。
【００１７】
ダンプトラック２は、エンジン（図示せず）を駆動源として自走する車両２１と、この車両２１の後部に搭載された荷台２２と、を備える。車両２１は、運転席２１ａ、走行方向に所定長さのシャーシ２１ｂ、前輪２１ｃ及び後輪２１ｄ等を備える。また、ダンプトラック２は、荷台２２を稼働させるための油圧制御装置（図示せず）を備え、この油圧制御装置は、上記エンジンを駆動源としている。従って、ダンプトラック２は、上記エンジンを駆動源として、走行・稼働する。
【００１８】
ダンプトラック２の運転席２１ａには、携帯電話機３設置用のホルダー（図示せず）が設けられている。従って、携帯電話機３は、このホルダーを介して、ダンプトラック２に設置可能である。
【００１９】
携帯電話機３は、制御部３０、送受信部３１、記憶部３２、操作部３３、呼出し部３４、表示部３５、加速度測定部３６、時計３７、アンテナ３８、及び、カード装着部３９を備える。
【００２０】
制御部３０は、送受信部３１、記憶部３２、操作部３３、呼出し部３４、表示部３５、加速度測定部３６、時計３７、及び、カード装着部３９に関する各種制御を行う。また、制御部３０は、加速度測定情報生成部３０ａを有する。加速度測定情報生成部３０ａは、加速度測定部３６にて測定された加速度と、時計３７から得られる時刻とを関連付けて加速度測定情報を生成する。
【００２１】
送受信部３１は、アンテナ３８を介して受信した通信信号（通話信号）をアナログ信号に変換して受話器（図示せず）に供給する。また、送受信部３１は、送話器（図示せず）からの音声信号をデジタル信号に変換して送信する。また、送受信部３１は、通信信号がメール信号である場合には、所定のメール信号処理により、メール信号の送受信を行う。
【００２２】
記憶部３２には、通話相手の電話番号及び名前等を含む電話帳、送信相手のメールアドレス及び名前等を含むアドレス帳、表示部３５に文字を表示させるための文字データ等が記憶されている。
【００２３】
操作部３３は、複数の各種操作キーを有し、電話送信、電話受信、メール送信、メール受信、その他各種機能を実行させるためのキー操作を行うためのものである。尚、本実施形態では、操作部３３を操作して、加速度測定部３６による加速度測定を開始・終了させる。
【００２４】
呼出し部３４は、着信時の呼出しを音声で知らせたり、振動で知らせたり、あるいは光で知らせたりするためのものである。
表示部３５は、電話帳、アドレス帳、時刻、着信番号、その他各種機能項目等を表示する。また、表示部３５は、加速度測定部３６による加速度測定の状況を表示することが可能なように構成されている。
【００２５】
加速度測定部３６は、加速度センサ（図示せず）を備える。この加速度センサは、互いに直交する３つの軸方向（ｘ軸方向，ｙ軸方向，ｚ軸方向）の加速度を測定する３軸加速度センサである。従って、携帯電話機３がダンプトラック２に設置されている場合には、加速度測定部３６は、ダンプトラック２の加速度として、上記３つの軸方向の加速度を測定することができる。従って、携帯電話機３は、その加速度測定部３６の加速度センサによりダンプトラック２の加速度を測定することで、本発明における加速度測定手段としての機能を実現する。尚、加速度検出部３６を構成する加速度センサは、ユーザが携帯電話機３を携帯して歩行する場合には、歩行振動を検出するための振動センサとして利用可能である。
【００２６】
制御部３０の加速度測定情報生成部３０ａは、上記３つの軸方向の加速度ｘ，ｙ，ｚを以下の式（１）により合成して、合成加速度ａを算出する。ここで、加速度ｘ，ｙ，ｚは、それぞれ、ｘ軸方向，ｙ軸方向，ｚ軸方向の加速度である。
【００２７】
【数１】
【００２８】
ここで、合成加速度ａを算出する理由を、以下に説明する。
仮に、加速度測定部３６を構成する加速度センサが１軸加速度センサである場合には、ダンプトラック２への携帯電話機３の設置時に、携帯電話機３の設置向き（加速度センサの軸方向）と、ダンプトラック２の車体の向き（基準方向）とを厳密に一致させなければならない。しかしながら、現実には、携帯電話機用の上記ホルダーの向きを厳密に決めて設置することは難しい。このため、本実施形態では、携帯電話機３の設置向きを問わないよう、上記３つの軸の加速度を合成した合成加速度ａを算出する。
【００２９】
制御部３０の加速度測定情報生成部３０ａは、合成加速度ａと時計３７から得られる時刻とを関連付けて、加速度測定情報を生成する。従って、加速度測定情報は、合成加速度ａの時系列データである。
【００３０】
カード装着部３９は、携帯電話機３内のデータ（特に、加速度測定情報）の格納先として使用するメモリーカード４０を着脱可能に装着するためのものである。
従って、携帯電話機３がダンプトラック２に設置されている場合には、加速度測定部３６にて測定された上記３つの軸方向の加速度ｘ，ｙ，ｚが加速度測定情報生成部３０ａにて合成されて合成加速度ａになり、これと、時計３７から得られる時刻とが関連付けられて、加速度測定情報が生成される。そして、この加速度測定情報が、カード装着部３９を介して、メモリーカード４０に格納される。
【００３１】
動作判定装置４は、いわゆるパーソナルコンピュータであり、カード装着部４１、処理部４２、表示部４３、及び、記録部４４を備える。
カード装着部４１は、メモリーカード４０を着脱可能に装着するためのものであり、メモリーカード４０に格納された加速度測定情報は、カード装着部４１を介して、処理部４２に伝達される。
【００３２】
処理部４２は、ＣＰＵや各種メモリ等を備え、各種演算処理を行う。また、処理部４２は、メモリーカード４０に格納された加速度測定情報に基づいて、加速度振幅のばらつきを算出するばらつき算出部４２ａと、算出された加速度振幅のばらつきに基づいて、ダンプトラック２の動作判定を行う動作判定部４２ｂと、を備える。
【００３３】
表示部４３は、動作判定部４２ｂの判定結果を表示するものであり、例えば、ディスプレイ（図示せず）である。
記録部４４は、例えば、動作判定部４２ｂの判定結果を紙等に印刷するプリンタ（図示せず）、及び／又は、動作判定部４２ｂの判定結果を記憶する記憶装置（図示せず）であり得る。
【００３４】
従って、動作判定装置４では、メモリーカード４０に格納された加速度測定情報に基づいて、ばらつき算出部４２ａにて加速度振幅のばらつきを算出し、動作判定部４２ｂにてダンプトラック２の動作判定を行い、この判定結果を、表示部４３にて表示すると共に、記録部４４にて記録する。
【００３５】
尚、上述の加速度測定情報生成部３０ａ、ばらつき算出部４２ａ、及び、動作判定部４２ｂによって、本発明におけるアイドリング判定手段の機能が実現される。
次に、動作判定システム１におけるダンプトラック２の動作判定方法について、図３〜図９を用いて説明する。
【００３６】
図３は、加速度測定情報の取得フローを示す。尚、このフローは、ダンプトラック２の動作判定を行う前の準備段階と、実際に動作判定を行うときとの双方で、実行され得る。
ステップＳ１では、ダンプトラック２の上記ホルダーに携帯電話機３を取り付けて、その操作部３３を操作して、ダンプトラック２の加速度測定を開始する。
【００３７】
ステップＳ２では、加速度測定部３６により、上記３つの軸方向の加速度ｘ，ｙ，ｚを測定する。
ステップＳ３では、加速度測定情報生成部３０ａにて、上記３つの軸方向の加速度ｘ，ｙ，ｚの測定値を上記式（１）により合成して、合成加速度ａを算出する。
【００３８】
ステップＳ４では、加速度測定情報生成部３０ａにて、合成加速度ａと、時計３７から得られる時刻とを関連付けて、加速度測定情報を生成する。
ステップＳ５では、生成された加速度測定情報を、カード装着部３９を介して、メモリーカード４０に格納する。
【００３９】
ステップＳ２〜Ｓ５の処理は、加速度測定部３６による加速度測定を終了するまでの間、所定の測定間隔毎に繰り返し行われる（ステップＳ６）。
そして、加速度測定部３６による加速度測定を終了する場合には、操作部３３にて測定終了の操作を行った後に、携帯電話機３を上記ホルダーから取り外す（ステップＳ７）。
【００４０】
図４は、ダンプトラック２の動作判定を行う前の準備段階で取得された加速度測定情報の一例を示す。詳しくは、図４は、ダンプトラック２の動作状況と、ダンプトラック２の合成加速度ａと、加速度測定開始後の経過時間との関係を示している。尚、図４では、６分間の加速度測定時間のうち、最初の２分間をエンジン停止状態とし、中間の２分間をアイドリング状態とし、最後の２分間を走行・稼働状態として、ダンプトラック２の加速度を測定している。また、本実施形態では、合成加速度の単位として「ｍＧ」（ミリ・ジー）を用いており、１ｍＧ≒９．８×１０−３ｍ／ｓ２である。
【００４１】
本発明者は、図４に示すように、合成加速度ａの振幅のばらつき（具体的には、後述する合成加速度ａの標準偏差σ）について、「エンジン停止状態＜アイドリング状態＜走行・稼働状態」の関係が成り立っていることを見出した。すなわち、本発明者は、合成加速度ａの振幅のばらつきには、ダンプトラック２の動作状況の変化に対応する閾値（換言すれば、動作判別閾値）が存在することを見出した。特に重機を使用する建設作業においては、一定の作業サイクルを繰り返し実施することが多く、加速度振幅のばらつきを算定して所定の閾値を設定することで、アイドリング状態であるか、走行・稼働状態であるか、の判定が的確に実施できることが実証できた。このため、本実施形態では、ダンプトラック２の動作判定を行う前の準備段階で、動作判別閾値の設定を行う。
【００４２】
図５〜図７は、動作判別閾値を設定するために用いられる基礎データの一例を示す。
図５は、所定の加速度測定時間内におけるエンジン停止状態での合成加速度ａと度数との関係を示す。図６は、所定の加速度測定時間内におけるアイドリング状態での合成加速度ａと度数との関係を示す。図７は、所定の加速度測定時間内における走行・稼働状態での合成加速度ａと度数との関係を示す。
【００４３】
図５に示すエンジン停止状態では、合成加速度aの平均値ａａｖｅは９ｍＧであり、以下の式（２）により合成加速度ａの標準偏差σを算出すると、４ｍＧであった。ここで、式（２）におけるｎは、度数の合計値である。また、合成加速度ａの標準偏差σは、本発明における加速度振幅のばらつきに対応するものである。
【００４４】
【数２】
【００４５】
同様に、図６に示すアイドリング状態では、合成加速度aの平均値ａａｖｅは８１ｍＧであり、上記式（２）により合成加速度ａの標準偏差σを算出すると、３０ｍＧであった。
【００４６】
また、図７に示す走行・稼働状態では、合成加速度aの平均値ａａｖｅは１１７ｍＧであり、上記式（２）により合成加速度ａの標準偏差σを算出すると、６７ｍＧであった。
従って、本実施形態では、エンジン停止状態とアイドリング状態との判別をするための動作判別閾値として、閾値Ｓ１を、エンジン停止状態での標準偏差（４ｍＧ）と、アイドリング状態での標準偏差（３０ｍＧ）の間の値である１２ｍＧに設定する。また、アイドリング状態と走行・稼働状態との判別をするための動作判別閾値として、閾値Ｓ２を、アイドリング状態での標準偏差（３０ｍＧ）と、走行・稼働状態での標準偏差（６７ｍＧ）との間の値である４５ｍＧに設定する。尚、閾値Ｓ２については、走行・稼働状態での標準偏差が路面状況や天候等によって変化するので、これらを加味して、閾値Ｓ２を設定することが可能である。
【００４７】
このようにして、ダンプトラック２の動作判定を行う前の準備段階で、動作判別閾値として、閾値Ｓ１，Ｓ２が設定される。
閾値Ｓ１，Ｓ２が設定された後に実行される、ダンプトラック２の動作判定について、図８を用いて説明する。
【００４８】
図８は、動作判定装置４で実行される動作判定フローを示す。尚、このフローは、加速度測定時間内の時刻ｔαから加速度測定終了時刻ｔｅｎｄまでの間についてダンプトラック２の動作判定を行う場合を示しているが、時刻ｔαを加速度測定開始時刻ｔ０とすることで、加速度測定時間の全域にわたるダンプトラック２の動作を判定することが可能である。
【００４９】
ステップＳ１１では、加速度測定情報を含むメモリーカード４０を携帯電話機３から取り出し、カード装着部４１に装着して、加速度測定情報を読込む。
ステップＳ１２では、動作判定の対象となる時刻ｔαを設定する。
【００５０】
ステップＳ１３では、ばらつき算出部４２ａにて、時刻ｔαに対応する動作判定用データを選択する。このデータ選択について、図９を用いて説明する。
図９は、時刻ｔαに対応する動作判定用データの範囲を示す。
【００５１】
ステップＳ１３における動作判定用データの選択では、図９に示すように、時刻ｔαの前後ｂ秒（換言すれば、時刻ｔα−ｂから時刻ｔα＋ｂまでの時間）の加速度測定情報（すなわち、合成加速度ａの時系列データ）を選択する。例えば、所定の測定間隔Δｔを０．２５秒と仮定し、上記ｂ秒を１５秒と仮定すると、動作判定用データのデータ数は、１２０（＝（１５×２）÷０．２５）になる。尚、所定の測定間隔Δｔ及び上記ｂ秒については、任意に変更可能である。
【００５２】
図８に戻り、ステップＳ１４では、ばらつき算出部４２ａにて、選択された動作判定用データと、上記式（２）とに基づいて、時刻ｔαに対応する合成加速度ａの標準偏差σを算出する。
【００５３】
ステップＳ１５では、動作判定部４２ｂにて、標準偏差σと閾値Ｓ１とを比較する。
σ＜Ｓ１の場合は、ステップＳ１６に進み、ダンプトラック２がエンジン停止状態であると判定し、この判定結果と、標準偏差σと、時刻ｔαとを関連付けて、処理部４２のメモリ等に記憶させる。
【００５４】
σ≧Ｓ１の場合は、ステップＳ１７に進み、動作判定部４２ｂにて、標準偏差σと閾値Ｓ２とを比較する。
σ＜Ｓ２の場合は、ステップＳ１８に進み、ダンプトラック２がアイドリング状態であると判定し、この判定結果と、標準偏差σと、時刻ｔαとを関連付けて、処理部４２のメモリ等に記憶させる。
【００５５】
σ≧Ｓ２の場合は、ステップＳ１９に進み、ダンプトラック２が運転・稼働状態であると判定し、この判定結果と、標準偏差σと、時刻ｔαとを関連付けて、処理部４２のメモリ等に記憶させる。
【００５６】
ステップＳ１６，Ｓ１８，Ｓ１９の後に、ステップＳ２０に進み、時刻ｔαが加速度測定終了時刻ｔｅｎｄであるか否かを判定する。
時刻ｔαが加速度測定終了時刻ｔｅｎｄでなければ、ステップＳ２１にて、時刻ｔαに所定の測定間隔Δｔを加算した時刻ｔα＋Δｔを新たに設定して（図９参照）、ステップＳ１３〜Ｓ２０の処理を繰り返す。そして、時刻ｔαが加速度測定終了時刻ｔｅｎｄになった時点で、ダンプトラック２の動作判定を終了する。
【００５７】
従って、図８に示す動作判定フローにより、合成加速度ａの標準偏差σの時系列データと、それに対応するダンプトラック２の動作状況の時系列データとを得ることができる。また、得られたこれら時系列データに基づいて、アイドリング状態の時間帯を把握することができ、更に、アイドリング状態の時間帯を裏付けるデータとして、合成加速度ａの標準偏差σの時系列データを用いることができるので、アイドリングストップの履行状況の検証を簡易化することができる。尚、合成加速度ａの標準偏差σの時系列データと、それに対応するダンプトラック２の動作状況の時系列データとは、表示部４３にて表示されると共に、記録部４４にて記録される。
【００５８】
ところで、特許文献２には、車両の加速度の標準偏差を利用して、安全運転診断を行うことが記載されている。
しかしながら、特許文献２に記載の発明は、車両走行時に安全運転であったか否かを診断することが前提であり、それゆえ、車両が走行していないアイドリング時を対象として、車両の加速度の標準偏差に基づいて、車両がアイドリング状態か否かを判定するという思想はない。それゆえ、特許文献２に記載の発明では、安全運転であったか否かを判定するための加速度の標準偏差の閾値として、１つの閾値しか設定していない。
【００５９】
この点、本発明者は、図４に示すように、合成加速度ａの振幅のばらつき（具体的には、合成加速度ａの標準偏差σ）について、「エンジン停止状態＜アイドリング状態＜走行・稼働状態」の関係が成り立っていることを見出し、この知見に基づいて、アイドリング状態であるか否かを判定するための閾値として、上述の閾値Ｓ１，Ｓ２を設定している。これは、特に重機を使用する建設作業においては、一定の作業サイクルを繰り返し実施することが多く、加速度振幅のばらつきを算定して所定の閾値を設定することで、アイドリング状態であるか、走行・稼働状態であるか、の判定が的確に実施できることが実証できたことによるものである。そして、設定された閾値Ｓ１，Ｓ２に基づいて、図８に示す動作判定フローを実行することにより、合成加速度ａの標準偏差σの時系列データと、それに対応するダンプトラック２の動作状況の時系列データとを得、これら時系列データに基づいて、比較的安価かつ簡易な構成で、アイドリング状態の時間帯を把握することができる。
【００６０】
本実施形態によれば、動作判定システム１は、エンジン（図示せず）を駆動源とするダンプトラック２と、このダンプトラック２に設置されてダンプトラック２の加速度を測定する加速度測定手段（加速度測定部３６（加速度センサ）を備える携帯電話機３）と、ダンプトラック２がアイドリング状態であるか否かを判定するアイドリング判定手段（加速度測定情報生成部３０ａ、ばらつき算出部４２ａ、及び、動作判定部４２ｂ）を含んで構成される。ばらつき算出部４２ａは、加速度測定部３６により測定された加速度に基づいて、加速度振幅のばらつき（合成加速度ａの標準偏差σ）を算出する。動作判定部４２ｂは、算出した加速度振幅のばらつき（合成加速度ａの標準偏差σ）に基づいて、ダンプトラック２がアイドリング状態であるか否かを判定する。これにより、周波数分析器等の比較的高価な機器を用いることなく、比較的簡易な構成で、加速度の測定値に基づいて、ダンプトラック２がアイドリング状態であるか否かを示す客観的なデータとして、加速度振幅のばらつき（合成加速度ａの標準偏差σ）のデータを得ることができる。
【００６１】
また本実施形態によれば、加速度センサを備える携帯端末（携帯電話機３）が本発明における加速度測定手段としての機能を実現する。つまり、ダンプトラック２の加速度が、携帯端末の加速度センサにより測定される。このように加速度センサは携帯端末に搭載可能であり、それゆえ、建設工事に利用する場合の汎用性、適用性に優れている。
【００６２】
また本実施形態によれば、加速度測定情報生成部３０ａは、加速度測定部３６（３軸加速度センサ）により測定された３つの軸方向の加速度ｘ，ｙ，ｚを合成して合成加速度ａとし、ばらつき算出部４２ａは、合成加速度ａに基づいて、加速度振幅のばらつき（合成加速度ａの標準偏差σ）を算出する。これにより、携帯電話機３のダンプトラック２に対する設置向きによらず、安定して、ダンプトラック２の加速度を測定することができるので、ダンプトラック２の動作判定のための加速度測定情報の取得を比較的容易に行うことができる。
【００６３】
尚、本実施形態では、携帯電話機３の加速度測定情報生成部３０ａにて、合成加速度ａを算出しているが、合成加速度ａの算出箇所はこれに限らず、例えば、動作判定装置４のばらつき算出部４２ａにて、合成加速度ａの標準偏差σを求める直前に、合成加速度ａを算出するようにしてもよい。
【００６４】
また、本実施形態では、携帯電話機３から動作判定装置４への加速度測定情報の伝達を、メモリーカード４０を介して行っているが、情報の伝達方式はこれに限らず、例えば、携帯電話機３と動作判定装置４との各々に予め設けられたインターフェース部（図示せず）を信号線で電気接続し、この信号線を介して、加速度測定情報の伝達を行ってもよい。
【００６５】
図１０は、本発明の第２実施形態における重機のアイドリング判定システムの概略構成を示す。
図１に示した第１実施形態と異なる点について説明する。
【００６６】
制御部３０において、上述のばらつき算出部４２ａ及び動作判定部４２ｂの機能が実現されるように構成されている。すなわち、ダンプトラック２の加速度の測定から、ダンプトラック２の動作判定までを、携帯電話機３にて処理するように構成されている。
【００６７】
また、本実施形態では、図８に示した動作判定フローを携帯電話機３にて実行する。このため、図８に示したステップＳ１１にて、加速度測定情報を、加速度測定情報生成部３０ａから直接的に読込む。また、ステップＳ１２では、動作判定の対象となる時刻ｔαとして、時計３７の現在時刻より数秒前の時刻（例えば、現在時刻より上記ｂ秒程度前の時刻）が設定される。更に、ステップＳ１６，Ｓ１８，Ｓ１９における判定結果が、表示部３５に表示される。これにより、上記ｂ秒がわずか数秒に設定されている場合には、ダンプトラック２の運転者は、ダンプトラック２の上記ホルダーに取り付けられた携帯電話機３の表示部３５を目視することにより、ダンプトラック２の動作状況を、ほぼリアルタイムで把握することができる。
【００６８】
また、制御部３０は、アイドリング状態の継続時間を算出し、この継続時間が予め設定された所定時間以上になると、表示部３５にて、アイドリング状態が長期間にわたり継続している旨の注意喚起メッセージを自動発令するように構成され得る。また、この自動発令と同時に、呼出し部３４にて、警告音及び／又は光を自動的に発するように構成され得る。
【００６９】
特に本実施形態によれば、携帯電話機３の制御部３０にて、ばらつき算出部４２ａ及び動作判定部４２ｂの機能が実現されることにより、ダンプトラック２の加速度の測定から、ダンプトラック２の動作判定までを、携帯電話機３にて処理することができるので、動作判定システム１の構成を簡素化することができる。
【００７０】
尚、第１及び第２実施形態では、重機の一例としてダンプトラック２を採用して、重機の動作判定（特に、アイドリング判定）を説明したが、重機はこれに限らず、例えば、重機として、ダンプトラック以外の運搬車両、バックホー等の油圧ショベル、ブルドーザー、ロードローラー等の建設機械を採用して、上述の動作判定を行うことが可能である。
【００７１】
また、第１及び第２実施形態では、携帯端末の一例として携帯電話機３を採用して、重機の動作判定（特に、アイドリング判定）を説明したが、携帯端末は重機等からの取り外し移動が容易な機器であればこれに限らず、例えば、携帯端末として、ＰＨＳ、ＰＤＡ、スマートフォン等を採用して、上述の動作判定を行うことが可能である。
【００７２】
また、第１及び第２実施形態では、加速度測定手段の一例として、加速度センサを備える携帯端末（携帯電話機３）を採用して、重機の動作判定（特に、アイドリング判定）を説明したが、加速度測定手段は、重機の加速度が測定可能であり、かつ、重機に設置可能であれば、これに限らない。
【００７３】
また、第１及び第２実施形態では、加速度振幅のばらつきとして、合成加速度ａの標準偏差σを用いて説明したが、加速度振幅のばらつきはこれに限らず、例えば、加速度振幅のばらつきとして、合成加速度ａの分散σ２を用いることも可能である。
【符号の説明】
【００７４】
１ 動作判定システム（アイドリング判定システム）
２ ダンプトラック（重機）
３ 携帯電話機（携帯端末）
４ 動作判定装置
２１ 車両
２１ａ 運転席
２１ｂ シャーシ
２１ｃ 前輪
２１ｄ 後輪
２２ 荷台
３０ 制御部
３０ａ 加速度測定情報生成部
３１ 送受信部
３２ 記憶部
３３ 操作部
３４ 呼出し部
３５ 表示部
３６ 加速度測定部
３７ 時計
３８ アンテナ
３９ カード装着部
４０ メモリーカード
４１ カード装着部
４２ 処理部
４２ａ ばらつき算出部
４２ｂ 動作判定部
４３ 表示部
４４ 記録部
【技術分野】
【０００１】
本発明は、エンジンを駆動源とする重機のアイドリング判定方法、及び、アイドリング判定システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１は、エンジンを駆動源とする車両がアイドリング状態（アイドリング中）であるか否かを判定するための技術を開示している。特許文献１では、車両に搭載されるタグ装置が、アイドリング判定用のセンサ（振動センサ等）を備えている。そして、このセンサを介してエンジンのアイドリング回転域の周波数成分を検出した場合に、車両がアイドリング状態であると判定している。
【０００３】
特許文献２には、車両がアイドリング状態であるか否かを判定するための他の技術を開示している。特許文献２では、エンジン運転時に、車載のＧＰＳユニットより得られる車両位置情報に変化がない場合に、車両がアイドリング状態であると判定している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００７−１００６２５号公報
【特許文献２】特開２００４−２３４２６０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、近年、建設工事では、二酸化炭素（ＣＯ２）の排出量を抑制するための対策として、エンジンを駆動源とする重機について、いわゆるアイドリングストップを励行している。ここで、重機とは、ダンプトラック等の運搬車両、バックホー等の油圧ショベル、ブルドーザー、ロードローラー等の建設機械を意味する。
【０００６】
しかしながら、ＣＯ２排出量を確実に抑制するためには、アイドリングストップの履行状況を確認する必要がある。このためには、重機がアイドリング状態であるか否かを示す客観的なデータを取得する必要がある。
【０００７】
この客観的なデータとして、特許文献１に記載のように、アイドリング回転域の周波数成分を検出する場合には、比較的高価な周波数分析器（例えば、ＦＦＴ分析器等（ＦＦＴ：高速フーリエ変換））を設置する必要があり、それゆえ、上記客観的なデータの取得に要するコストが増大する。また、このような周波数分析を行うためには、当該分析専用のシステムが必要になり得る。
【０００８】
また、上記客観的なデータとして、特許文献２に記載のように、車両位置情報と、エンジンの運転／停止状態を示す情報とを取得する場合には、これら情報を関連付ける手段が必要になり、それゆえ、アイドリング判定を行うシステムの構成が複雑になり得る。また、このようなアイドリング判定を行うためには、当該判定専用の複雑なシステムが必要になり得る。
【０００９】
本発明は、このような実状に鑑み、比較的安価かつ簡易な構成で、重機がアイドリング状態であるか否かを示す客観的なデータを取得することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
そのため本発明に係る重機のアイドリング判定方法では、エンジンを駆動源とする重機に、加速度測定手段を設置し、重機の加速度を、加速度測定手段により測定し、この測定した加速度に基づいて、加速度振幅のばらつきを算出し、この算出した加速度振幅のばらつきに基づいて、重機がアイドリング状態であるか否かを判定する。
【００１１】
また、本発明に係る重機のアイドリング判定システムでは、エンジンを駆動源とする重機と、この重機に設置されて前記重機の加速度を測定する加速度測定手段と、重機がアイドリング状態であるか否かを判定するアイドリング判定手段と、を含んで構成される。アイドリング判定手段は、加速度測定手段により測定された重機の加速度に基づいて、加速度振幅のばらつきを算出し、この算出した加速度振幅のばらつきに基づいて、重機がアイドリング状態であるか否かを判定する。
【００１２】
ここで、本発明における重機とは、ダンプトラック等の運搬車両、バックホー等の油圧ショベル、ブルドーザー、ロードローラー等の建設機械を意味する。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、加速度測定手段により測定された重機の加速度に基づいて、加速度振幅のばらつきを算出し、この算出した加速度振幅のばらつきに基づいて、重機がアイドリング状態であるか否かを判定する。これにより、周波数分析器等の比較的高価な機器を用いることなく、比較的簡易な構成で、加速度の測定値に基づいて、重機がアイドリング状態であるか否かを示す客観的なデータとして、加速度振幅のばらつきのデータを得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の第１実施形態における重機のアイドリング判定システムの概略構成を示す図
【図２】ダンプトラックの概略構成を示す図
【図３】加速度測定情報の取得フローを示すフローチャート
【図４】加速度測定情報の一例を示す図
【図５】エンジン停止状態での合成加速度と度数との関係を示す図
【図６】アイドリング状態での合成加速度と度数との関係を示す図
【図７】走行・稼働状態での合成加速度と度数との関係を示す図
【図８】動作判定フローを示すフローチャート
【図９】動作判定用データの範囲を示す図
【図１０】本発明の第２実施形態における重機のアイドリング判定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】
【００１５】
以下に本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
図１は、本発明の第１実施形態における重機のアイドリング判定システムの概略構成を示す。図２は、ダンプトラックの概略構成を示す。尚、本実施形態では、重機としてダンプトラックを例にとって重機のアイドリング判定について説明するが、これに限るものではない。また、本実施形態において、動作判定とは、エンジン停止状態、アイドリング状態、及び、走行・稼働状態からなる３つの状態のうちいずれの状態であるかを判定することを意味する。
【００１６】
ダンプトラックの動作判定システム１は、ダンプトラック２と、携帯電話機３と、動作判定装置４とを含んで構成される。ここで、動作判定システム１は、本発明における重機のアイドリング判定システムに対応するものである。また、携帯電話機３は、本発明における携帯端末に対応するものである。
【００１７】
ダンプトラック２は、エンジン（図示せず）を駆動源として自走する車両２１と、この車両２１の後部に搭載された荷台２２と、を備える。車両２１は、運転席２１ａ、走行方向に所定長さのシャーシ２１ｂ、前輪２１ｃ及び後輪２１ｄ等を備える。また、ダンプトラック２は、荷台２２を稼働させるための油圧制御装置（図示せず）を備え、この油圧制御装置は、上記エンジンを駆動源としている。従って、ダンプトラック２は、上記エンジンを駆動源として、走行・稼働する。
【００１８】
ダンプトラック２の運転席２１ａには、携帯電話機３設置用のホルダー（図示せず）が設けられている。従って、携帯電話機３は、このホルダーを介して、ダンプトラック２に設置可能である。
【００１９】
携帯電話機３は、制御部３０、送受信部３１、記憶部３２、操作部３３、呼出し部３４、表示部３５、加速度測定部３６、時計３７、アンテナ３８、及び、カード装着部３９を備える。
【００２０】
制御部３０は、送受信部３１、記憶部３２、操作部３３、呼出し部３４、表示部３５、加速度測定部３６、時計３７、及び、カード装着部３９に関する各種制御を行う。また、制御部３０は、加速度測定情報生成部３０ａを有する。加速度測定情報生成部３０ａは、加速度測定部３６にて測定された加速度と、時計３７から得られる時刻とを関連付けて加速度測定情報を生成する。
【００２１】
送受信部３１は、アンテナ３８を介して受信した通信信号（通話信号）をアナログ信号に変換して受話器（図示せず）に供給する。また、送受信部３１は、送話器（図示せず）からの音声信号をデジタル信号に変換して送信する。また、送受信部３１は、通信信号がメール信号である場合には、所定のメール信号処理により、メール信号の送受信を行う。
【００２２】
記憶部３２には、通話相手の電話番号及び名前等を含む電話帳、送信相手のメールアドレス及び名前等を含むアドレス帳、表示部３５に文字を表示させるための文字データ等が記憶されている。
【００２３】
操作部３３は、複数の各種操作キーを有し、電話送信、電話受信、メール送信、メール受信、その他各種機能を実行させるためのキー操作を行うためのものである。尚、本実施形態では、操作部３３を操作して、加速度測定部３６による加速度測定を開始・終了させる。
【００２４】
呼出し部３４は、着信時の呼出しを音声で知らせたり、振動で知らせたり、あるいは光で知らせたりするためのものである。
表示部３５は、電話帳、アドレス帳、時刻、着信番号、その他各種機能項目等を表示する。また、表示部３５は、加速度測定部３６による加速度測定の状況を表示することが可能なように構成されている。
【００２５】
加速度測定部３６は、加速度センサ（図示せず）を備える。この加速度センサは、互いに直交する３つの軸方向（ｘ軸方向，ｙ軸方向，ｚ軸方向）の加速度を測定する３軸加速度センサである。従って、携帯電話機３がダンプトラック２に設置されている場合には、加速度測定部３６は、ダンプトラック２の加速度として、上記３つの軸方向の加速度を測定することができる。従って、携帯電話機３は、その加速度測定部３６の加速度センサによりダンプトラック２の加速度を測定することで、本発明における加速度測定手段としての機能を実現する。尚、加速度検出部３６を構成する加速度センサは、ユーザが携帯電話機３を携帯して歩行する場合には、歩行振動を検出するための振動センサとして利用可能である。
【００２６】
制御部３０の加速度測定情報生成部３０ａは、上記３つの軸方向の加速度ｘ，ｙ，ｚを以下の式（１）により合成して、合成加速度ａを算出する。ここで、加速度ｘ，ｙ，ｚは、それぞれ、ｘ軸方向，ｙ軸方向，ｚ軸方向の加速度である。
【００２７】
【数１】
【００２８】
ここで、合成加速度ａを算出する理由を、以下に説明する。
仮に、加速度測定部３６を構成する加速度センサが１軸加速度センサである場合には、ダンプトラック２への携帯電話機３の設置時に、携帯電話機３の設置向き（加速度センサの軸方向）と、ダンプトラック２の車体の向き（基準方向）とを厳密に一致させなければならない。しかしながら、現実には、携帯電話機用の上記ホルダーの向きを厳密に決めて設置することは難しい。このため、本実施形態では、携帯電話機３の設置向きを問わないよう、上記３つの軸の加速度を合成した合成加速度ａを算出する。
【００２９】
制御部３０の加速度測定情報生成部３０ａは、合成加速度ａと時計３７から得られる時刻とを関連付けて、加速度測定情報を生成する。従って、加速度測定情報は、合成加速度ａの時系列データである。
【００３０】
カード装着部３９は、携帯電話機３内のデータ（特に、加速度測定情報）の格納先として使用するメモリーカード４０を着脱可能に装着するためのものである。
従って、携帯電話機３がダンプトラック２に設置されている場合には、加速度測定部３６にて測定された上記３つの軸方向の加速度ｘ，ｙ，ｚが加速度測定情報生成部３０ａにて合成されて合成加速度ａになり、これと、時計３７から得られる時刻とが関連付けられて、加速度測定情報が生成される。そして、この加速度測定情報が、カード装着部３９を介して、メモリーカード４０に格納される。
【００３１】
動作判定装置４は、いわゆるパーソナルコンピュータであり、カード装着部４１、処理部４２、表示部４３、及び、記録部４４を備える。
カード装着部４１は、メモリーカード４０を着脱可能に装着するためのものであり、メモリーカード４０に格納された加速度測定情報は、カード装着部４１を介して、処理部４２に伝達される。
【００３２】
処理部４２は、ＣＰＵや各種メモリ等を備え、各種演算処理を行う。また、処理部４２は、メモリーカード４０に格納された加速度測定情報に基づいて、加速度振幅のばらつきを算出するばらつき算出部４２ａと、算出された加速度振幅のばらつきに基づいて、ダンプトラック２の動作判定を行う動作判定部４２ｂと、を備える。
【００３３】
表示部４３は、動作判定部４２ｂの判定結果を表示するものであり、例えば、ディスプレイ（図示せず）である。
記録部４４は、例えば、動作判定部４２ｂの判定結果を紙等に印刷するプリンタ（図示せず）、及び／又は、動作判定部４２ｂの判定結果を記憶する記憶装置（図示せず）であり得る。
【００３４】
従って、動作判定装置４では、メモリーカード４０に格納された加速度測定情報に基づいて、ばらつき算出部４２ａにて加速度振幅のばらつきを算出し、動作判定部４２ｂにてダンプトラック２の動作判定を行い、この判定結果を、表示部４３にて表示すると共に、記録部４４にて記録する。
【００３５】
尚、上述の加速度測定情報生成部３０ａ、ばらつき算出部４２ａ、及び、動作判定部４２ｂによって、本発明におけるアイドリング判定手段の機能が実現される。
次に、動作判定システム１におけるダンプトラック２の動作判定方法について、図３〜図９を用いて説明する。
【００３６】
図３は、加速度測定情報の取得フローを示す。尚、このフローは、ダンプトラック２の動作判定を行う前の準備段階と、実際に動作判定を行うときとの双方で、実行され得る。
ステップＳ１では、ダンプトラック２の上記ホルダーに携帯電話機３を取り付けて、その操作部３３を操作して、ダンプトラック２の加速度測定を開始する。
【００３７】
ステップＳ２では、加速度測定部３６により、上記３つの軸方向の加速度ｘ，ｙ，ｚを測定する。
ステップＳ３では、加速度測定情報生成部３０ａにて、上記３つの軸方向の加速度ｘ，ｙ，ｚの測定値を上記式（１）により合成して、合成加速度ａを算出する。
【００３８】
ステップＳ４では、加速度測定情報生成部３０ａにて、合成加速度ａと、時計３７から得られる時刻とを関連付けて、加速度測定情報を生成する。
ステップＳ５では、生成された加速度測定情報を、カード装着部３９を介して、メモリーカード４０に格納する。
【００３９】
ステップＳ２〜Ｓ５の処理は、加速度測定部３６による加速度測定を終了するまでの間、所定の測定間隔毎に繰り返し行われる（ステップＳ６）。
そして、加速度測定部３６による加速度測定を終了する場合には、操作部３３にて測定終了の操作を行った後に、携帯電話機３を上記ホルダーから取り外す（ステップＳ７）。
【００４０】
図４は、ダンプトラック２の動作判定を行う前の準備段階で取得された加速度測定情報の一例を示す。詳しくは、図４は、ダンプトラック２の動作状況と、ダンプトラック２の合成加速度ａと、加速度測定開始後の経過時間との関係を示している。尚、図４では、６分間の加速度測定時間のうち、最初の２分間をエンジン停止状態とし、中間の２分間をアイドリング状態とし、最後の２分間を走行・稼働状態として、ダンプトラック２の加速度を測定している。また、本実施形態では、合成加速度の単位として「ｍＧ」（ミリ・ジー）を用いており、１ｍＧ≒９．８×１０−３ｍ／ｓ２である。
【００４１】
本発明者は、図４に示すように、合成加速度ａの振幅のばらつき（具体的には、後述する合成加速度ａの標準偏差σ）について、「エンジン停止状態＜アイドリング状態＜走行・稼働状態」の関係が成り立っていることを見出した。すなわち、本発明者は、合成加速度ａの振幅のばらつきには、ダンプトラック２の動作状況の変化に対応する閾値（換言すれば、動作判別閾値）が存在することを見出した。特に重機を使用する建設作業においては、一定の作業サイクルを繰り返し実施することが多く、加速度振幅のばらつきを算定して所定の閾値を設定することで、アイドリング状態であるか、走行・稼働状態であるか、の判定が的確に実施できることが実証できた。このため、本実施形態では、ダンプトラック２の動作判定を行う前の準備段階で、動作判別閾値の設定を行う。
【００４２】
図５〜図７は、動作判別閾値を設定するために用いられる基礎データの一例を示す。
図５は、所定の加速度測定時間内におけるエンジン停止状態での合成加速度ａと度数との関係を示す。図６は、所定の加速度測定時間内におけるアイドリング状態での合成加速度ａと度数との関係を示す。図７は、所定の加速度測定時間内における走行・稼働状態での合成加速度ａと度数との関係を示す。
【００４３】
図５に示すエンジン停止状態では、合成加速度aの平均値ａａｖｅは９ｍＧであり、以下の式（２）により合成加速度ａの標準偏差σを算出すると、４ｍＧであった。ここで、式（２）におけるｎは、度数の合計値である。また、合成加速度ａの標準偏差σは、本発明における加速度振幅のばらつきに対応するものである。
【００４４】
【数２】
【００４５】
同様に、図６に示すアイドリング状態では、合成加速度aの平均値ａａｖｅは８１ｍＧであり、上記式（２）により合成加速度ａの標準偏差σを算出すると、３０ｍＧであった。
【００４６】
また、図７に示す走行・稼働状態では、合成加速度aの平均値ａａｖｅは１１７ｍＧであり、上記式（２）により合成加速度ａの標準偏差σを算出すると、６７ｍＧであった。
従って、本実施形態では、エンジン停止状態とアイドリング状態との判別をするための動作判別閾値として、閾値Ｓ１を、エンジン停止状態での標準偏差（４ｍＧ）と、アイドリング状態での標準偏差（３０ｍＧ）の間の値である１２ｍＧに設定する。また、アイドリング状態と走行・稼働状態との判別をするための動作判別閾値として、閾値Ｓ２を、アイドリング状態での標準偏差（３０ｍＧ）と、走行・稼働状態での標準偏差（６７ｍＧ）との間の値である４５ｍＧに設定する。尚、閾値Ｓ２については、走行・稼働状態での標準偏差が路面状況や天候等によって変化するので、これらを加味して、閾値Ｓ２を設定することが可能である。
【００４７】
このようにして、ダンプトラック２の動作判定を行う前の準備段階で、動作判別閾値として、閾値Ｓ１，Ｓ２が設定される。
閾値Ｓ１，Ｓ２が設定された後に実行される、ダンプトラック２の動作判定について、図８を用いて説明する。
【００４８】
図８は、動作判定装置４で実行される動作判定フローを示す。尚、このフローは、加速度測定時間内の時刻ｔαから加速度測定終了時刻ｔｅｎｄまでの間についてダンプトラック２の動作判定を行う場合を示しているが、時刻ｔαを加速度測定開始時刻ｔ０とすることで、加速度測定時間の全域にわたるダンプトラック２の動作を判定することが可能である。
【００４９】
ステップＳ１１では、加速度測定情報を含むメモリーカード４０を携帯電話機３から取り出し、カード装着部４１に装着して、加速度測定情報を読込む。
ステップＳ１２では、動作判定の対象となる時刻ｔαを設定する。
【００５０】
ステップＳ１３では、ばらつき算出部４２ａにて、時刻ｔαに対応する動作判定用データを選択する。このデータ選択について、図９を用いて説明する。
図９は、時刻ｔαに対応する動作判定用データの範囲を示す。
【００５１】
ステップＳ１３における動作判定用データの選択では、図９に示すように、時刻ｔαの前後ｂ秒（換言すれば、時刻ｔα−ｂから時刻ｔα＋ｂまでの時間）の加速度測定情報（すなわち、合成加速度ａの時系列データ）を選択する。例えば、所定の測定間隔Δｔを０．２５秒と仮定し、上記ｂ秒を１５秒と仮定すると、動作判定用データのデータ数は、１２０（＝（１５×２）÷０．２５）になる。尚、所定の測定間隔Δｔ及び上記ｂ秒については、任意に変更可能である。
【００５２】
図８に戻り、ステップＳ１４では、ばらつき算出部４２ａにて、選択された動作判定用データと、上記式（２）とに基づいて、時刻ｔαに対応する合成加速度ａの標準偏差σを算出する。
【００５３】
ステップＳ１５では、動作判定部４２ｂにて、標準偏差σと閾値Ｓ１とを比較する。
σ＜Ｓ１の場合は、ステップＳ１６に進み、ダンプトラック２がエンジン停止状態であると判定し、この判定結果と、標準偏差σと、時刻ｔαとを関連付けて、処理部４２のメモリ等に記憶させる。
【００５４】
σ≧Ｓ１の場合は、ステップＳ１７に進み、動作判定部４２ｂにて、標準偏差σと閾値Ｓ２とを比較する。
σ＜Ｓ２の場合は、ステップＳ１８に進み、ダンプトラック２がアイドリング状態であると判定し、この判定結果と、標準偏差σと、時刻ｔαとを関連付けて、処理部４２のメモリ等に記憶させる。
【００５５】
σ≧Ｓ２の場合は、ステップＳ１９に進み、ダンプトラック２が運転・稼働状態であると判定し、この判定結果と、標準偏差σと、時刻ｔαとを関連付けて、処理部４２のメモリ等に記憶させる。
【００５６】
ステップＳ１６，Ｓ１８，Ｓ１９の後に、ステップＳ２０に進み、時刻ｔαが加速度測定終了時刻ｔｅｎｄであるか否かを判定する。
時刻ｔαが加速度測定終了時刻ｔｅｎｄでなければ、ステップＳ２１にて、時刻ｔαに所定の測定間隔Δｔを加算した時刻ｔα＋Δｔを新たに設定して（図９参照）、ステップＳ１３〜Ｓ２０の処理を繰り返す。そして、時刻ｔαが加速度測定終了時刻ｔｅｎｄになった時点で、ダンプトラック２の動作判定を終了する。
【００５７】
従って、図８に示す動作判定フローにより、合成加速度ａの標準偏差σの時系列データと、それに対応するダンプトラック２の動作状況の時系列データとを得ることができる。また、得られたこれら時系列データに基づいて、アイドリング状態の時間帯を把握することができ、更に、アイドリング状態の時間帯を裏付けるデータとして、合成加速度ａの標準偏差σの時系列データを用いることができるので、アイドリングストップの履行状況の検証を簡易化することができる。尚、合成加速度ａの標準偏差σの時系列データと、それに対応するダンプトラック２の動作状況の時系列データとは、表示部４３にて表示されると共に、記録部４４にて記録される。
【００５８】
ところで、特許文献２には、車両の加速度の標準偏差を利用して、安全運転診断を行うことが記載されている。
しかしながら、特許文献２に記載の発明は、車両走行時に安全運転であったか否かを診断することが前提であり、それゆえ、車両が走行していないアイドリング時を対象として、車両の加速度の標準偏差に基づいて、車両がアイドリング状態か否かを判定するという思想はない。それゆえ、特許文献２に記載の発明では、安全運転であったか否かを判定するための加速度の標準偏差の閾値として、１つの閾値しか設定していない。
【００５９】
この点、本発明者は、図４に示すように、合成加速度ａの振幅のばらつき（具体的には、合成加速度ａの標準偏差σ）について、「エンジン停止状態＜アイドリング状態＜走行・稼働状態」の関係が成り立っていることを見出し、この知見に基づいて、アイドリング状態であるか否かを判定するための閾値として、上述の閾値Ｓ１，Ｓ２を設定している。これは、特に重機を使用する建設作業においては、一定の作業サイクルを繰り返し実施することが多く、加速度振幅のばらつきを算定して所定の閾値を設定することで、アイドリング状態であるか、走行・稼働状態であるか、の判定が的確に実施できることが実証できたことによるものである。そして、設定された閾値Ｓ１，Ｓ２に基づいて、図８に示す動作判定フローを実行することにより、合成加速度ａの標準偏差σの時系列データと、それに対応するダンプトラック２の動作状況の時系列データとを得、これら時系列データに基づいて、比較的安価かつ簡易な構成で、アイドリング状態の時間帯を把握することができる。
【００６０】
本実施形態によれば、動作判定システム１は、エンジン（図示せず）を駆動源とするダンプトラック２と、このダンプトラック２に設置されてダンプトラック２の加速度を測定する加速度測定手段（加速度測定部３６（加速度センサ）を備える携帯電話機３）と、ダンプトラック２がアイドリング状態であるか否かを判定するアイドリング判定手段（加速度測定情報生成部３０ａ、ばらつき算出部４２ａ、及び、動作判定部４２ｂ）を含んで構成される。ばらつき算出部４２ａは、加速度測定部３６により測定された加速度に基づいて、加速度振幅のばらつき（合成加速度ａの標準偏差σ）を算出する。動作判定部４２ｂは、算出した加速度振幅のばらつき（合成加速度ａの標準偏差σ）に基づいて、ダンプトラック２がアイドリング状態であるか否かを判定する。これにより、周波数分析器等の比較的高価な機器を用いることなく、比較的簡易な構成で、加速度の測定値に基づいて、ダンプトラック２がアイドリング状態であるか否かを示す客観的なデータとして、加速度振幅のばらつき（合成加速度ａの標準偏差σ）のデータを得ることができる。
【００６１】
また本実施形態によれば、加速度センサを備える携帯端末（携帯電話機３）が本発明における加速度測定手段としての機能を実現する。つまり、ダンプトラック２の加速度が、携帯端末の加速度センサにより測定される。このように加速度センサは携帯端末に搭載可能であり、それゆえ、建設工事に利用する場合の汎用性、適用性に優れている。
【００６２】
また本実施形態によれば、加速度測定情報生成部３０ａは、加速度測定部３６（３軸加速度センサ）により測定された３つの軸方向の加速度ｘ，ｙ，ｚを合成して合成加速度ａとし、ばらつき算出部４２ａは、合成加速度ａに基づいて、加速度振幅のばらつき（合成加速度ａの標準偏差σ）を算出する。これにより、携帯電話機３のダンプトラック２に対する設置向きによらず、安定して、ダンプトラック２の加速度を測定することができるので、ダンプトラック２の動作判定のための加速度測定情報の取得を比較的容易に行うことができる。
【００６３】
尚、本実施形態では、携帯電話機３の加速度測定情報生成部３０ａにて、合成加速度ａを算出しているが、合成加速度ａの算出箇所はこれに限らず、例えば、動作判定装置４のばらつき算出部４２ａにて、合成加速度ａの標準偏差σを求める直前に、合成加速度ａを算出するようにしてもよい。
【００６４】
また、本実施形態では、携帯電話機３から動作判定装置４への加速度測定情報の伝達を、メモリーカード４０を介して行っているが、情報の伝達方式はこれに限らず、例えば、携帯電話機３と動作判定装置４との各々に予め設けられたインターフェース部（図示せず）を信号線で電気接続し、この信号線を介して、加速度測定情報の伝達を行ってもよい。
【００６５】
図１０は、本発明の第２実施形態における重機のアイドリング判定システムの概略構成を示す。
図１に示した第１実施形態と異なる点について説明する。
【００６６】
制御部３０において、上述のばらつき算出部４２ａ及び動作判定部４２ｂの機能が実現されるように構成されている。すなわち、ダンプトラック２の加速度の測定から、ダンプトラック２の動作判定までを、携帯電話機３にて処理するように構成されている。
【００６７】
また、本実施形態では、図８に示した動作判定フローを携帯電話機３にて実行する。このため、図８に示したステップＳ１１にて、加速度測定情報を、加速度測定情報生成部３０ａから直接的に読込む。また、ステップＳ１２では、動作判定の対象となる時刻ｔαとして、時計３７の現在時刻より数秒前の時刻（例えば、現在時刻より上記ｂ秒程度前の時刻）が設定される。更に、ステップＳ１６，Ｓ１８，Ｓ１９における判定結果が、表示部３５に表示される。これにより、上記ｂ秒がわずか数秒に設定されている場合には、ダンプトラック２の運転者は、ダンプトラック２の上記ホルダーに取り付けられた携帯電話機３の表示部３５を目視することにより、ダンプトラック２の動作状況を、ほぼリアルタイムで把握することができる。
【００６８】
また、制御部３０は、アイドリング状態の継続時間を算出し、この継続時間が予め設定された所定時間以上になると、表示部３５にて、アイドリング状態が長期間にわたり継続している旨の注意喚起メッセージを自動発令するように構成され得る。また、この自動発令と同時に、呼出し部３４にて、警告音及び／又は光を自動的に発するように構成され得る。
【００６９】
特に本実施形態によれば、携帯電話機３の制御部３０にて、ばらつき算出部４２ａ及び動作判定部４２ｂの機能が実現されることにより、ダンプトラック２の加速度の測定から、ダンプトラック２の動作判定までを、携帯電話機３にて処理することができるので、動作判定システム１の構成を簡素化することができる。
【００７０】
尚、第１及び第２実施形態では、重機の一例としてダンプトラック２を採用して、重機の動作判定（特に、アイドリング判定）を説明したが、重機はこれに限らず、例えば、重機として、ダンプトラック以外の運搬車両、バックホー等の油圧ショベル、ブルドーザー、ロードローラー等の建設機械を採用して、上述の動作判定を行うことが可能である。
【００７１】
また、第１及び第２実施形態では、携帯端末の一例として携帯電話機３を採用して、重機の動作判定（特に、アイドリング判定）を説明したが、携帯端末は重機等からの取り外し移動が容易な機器であればこれに限らず、例えば、携帯端末として、ＰＨＳ、ＰＤＡ、スマートフォン等を採用して、上述の動作判定を行うことが可能である。
【００７２】
また、第１及び第２実施形態では、加速度測定手段の一例として、加速度センサを備える携帯端末（携帯電話機３）を採用して、重機の動作判定（特に、アイドリング判定）を説明したが、加速度測定手段は、重機の加速度が測定可能であり、かつ、重機に設置可能であれば、これに限らない。
【００７３】
また、第１及び第２実施形態では、加速度振幅のばらつきとして、合成加速度ａの標準偏差σを用いて説明したが、加速度振幅のばらつきはこれに限らず、例えば、加速度振幅のばらつきとして、合成加速度ａの分散σ２を用いることも可能である。
【符号の説明】
【００７４】
１ 動作判定システム（アイドリング判定システム）
２ ダンプトラック（重機）
３ 携帯電話機（携帯端末）
４ 動作判定装置
２１ 車両
２１ａ 運転席
２１ｂ シャーシ
２１ｃ 前輪
２１ｄ 後輪
２２ 荷台
３０ 制御部
３０ａ 加速度測定情報生成部
３１ 送受信部
３２ 記憶部
３３ 操作部
３４ 呼出し部
３５ 表示部
３６ 加速度測定部
３７ 時計
３８ アンテナ
３９ カード装着部
４０ メモリーカード
４１ カード装着部
４２ 処理部
４２ａ ばらつき算出部
４２ｂ 動作判定部
４３ 表示部
４４ 記録部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジンを駆動源とする重機に、加速度測定手段を設置し、
前記重機の加速度を、前記加速度測定手段により測定し、
この測定した加速度に基づいて、加速度振幅のばらつきを算出し、
この算出した加速度振幅のばらつきに基づいて、前記重機がアイドリング状態であるか否かを判定する、
重機のアイドリング判定方法。
【請求項２】
前記加速度測定手段は、加速度センサを備える携帯端末であり、
前記重機の加速度を、前記加速度センサにより測定する、請求項１記載の重機のアイドリング判定方法。
【請求項３】
前記加速度センサは３軸加速度センサであり、
この３軸加速度センサにより測定した３つの軸方向の加速度を合成し、
この合成した加速度に基づいて、加速度振幅のばらつきを算出する、請求項２記載の重機のアイドリング判定方法。
【請求項４】
エンジンを駆動源とする重機と、
この重機に設置されて前記重機の加速度を測定する加速度測定手段と、
前記重機がアイドリング状態であるか否かを判定するアイドリング判定手段と、
を含んで構成され、
前記アイドリング判定手段は、前記加速度測定手段により測定された前記重機の加速度に基づいて、加速度振幅のばらつきを算出し、この算出した加速度振幅のばらつきに基づいて、前記重機がアイドリング状態であるか否かを判定する、重機のアイドリング判定システム。
【請求項５】
前記加速度測定手段は、加速度センサを備える携帯端末であり、
前記重機の加速度は、前記加速度センサにより測定される、請求項４記載の重機のアイドリング判定システム。
【請求項６】
前記加速度センサは３軸加速度センサであり、
前記アイドリング判定手段は、前記３軸加速度センサにより測定された３つの軸方向の加速度を合成し、この合成した加速度に基づいて、加速度振幅のばらつきを算出する、請求項５記載の重機のアイドリング判定システム。
【請求項１】
エンジンを駆動源とする重機に、加速度測定手段を設置し、
前記重機の加速度を、前記加速度測定手段により測定し、
この測定した加速度に基づいて、加速度振幅のばらつきを算出し、
この算出した加速度振幅のばらつきに基づいて、前記重機がアイドリング状態であるか否かを判定する、
重機のアイドリング判定方法。
【請求項２】
前記加速度測定手段は、加速度センサを備える携帯端末であり、
前記重機の加速度を、前記加速度センサにより測定する、請求項１記載の重機のアイドリング判定方法。
【請求項３】
前記加速度センサは３軸加速度センサであり、
この３軸加速度センサにより測定した３つの軸方向の加速度を合成し、
この合成した加速度に基づいて、加速度振幅のばらつきを算出する、請求項２記載の重機のアイドリング判定方法。
【請求項４】
エンジンを駆動源とする重機と、
この重機に設置されて前記重機の加速度を測定する加速度測定手段と、
前記重機がアイドリング状態であるか否かを判定するアイドリング判定手段と、
を含んで構成され、
前記アイドリング判定手段は、前記加速度測定手段により測定された前記重機の加速度に基づいて、加速度振幅のばらつきを算出し、この算出した加速度振幅のばらつきに基づいて、前記重機がアイドリング状態であるか否かを判定する、重機のアイドリング判定システム。
【請求項５】
前記加速度測定手段は、加速度センサを備える携帯端末であり、
前記重機の加速度は、前記加速度センサにより測定される、請求項４記載の重機のアイドリング判定システム。
【請求項６】
前記加速度センサは３軸加速度センサであり、
前記アイドリング判定手段は、前記３軸加速度センサにより測定された３つの軸方向の加速度を合成し、この合成した加速度に基づいて、加速度振幅のばらつきを算出する、請求項５記載の重機のアイドリング判定システム。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【公開番号】特開２０１３−４４３１７（Ｐ２０１３−４４３１７Ａ）
【公開日】平成２５年３月４日（２０１３．３．４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１８４８７５（Ｐ２０１１−１８４８７５）
【出願日】平成２３年８月２６日（２０１１．８．２６）
【出願人】（０００００１３７３）鹿島建設株式会社 (1,387)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年３月４日（２０１３．３．４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年８月２６日（２０１１．８．２６）
【出願人】（０００００１３７３）鹿島建設株式会社 (1,387)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]