JP2023050808A - 作業機械の起動システム、作業機械の起動方法および作業機械 - Google Patents

Abstract

【課題】作業効率の低下が生じることを防ぐ作業機械の起動システム、作業機械の起動方法及び作業機械を提供する。【解決手段】動力源と、所定の付加機能を実現する付加機能部とを備える作業機械の起動システムであって、付加機能に係る注意事項を提示する提示部と、オペレータが注意事項を確認した後に、動力源を起動可能とする起動制御部と、を備える。これにより作業機械の操作前に付加機能に係る注意事項をオペレータに確認させることができる。【選択図】図７

Description

本開示は、作業機械の起動システム、作業機械の起動方法および作業機械に関する。

作業機械が人物を含む障害物に接触しないように、作業機械の周囲を監視し、所定の領域内に障害物が存在する場合に、所定の安全措置を取る技術が知られている。安全措置は、ブザー等による警報の出力、作業機械のロックなどが挙げられる（例えば、特許文献１を参照）。

特開２０２１－０１４７３６号公報

上述の安全機能のような付加機能を備えることで、作業機械は作業効率を向上させることができる。一方で、オペレータが付加機能の存在を知らずに作業機械を操作すると、作業効率が低下する可能性がある。
本開示の目的は、作業効率の低下が生じることを防ぐことができる作業機械の起動システム、作業機械の起動方法および作業機械を提供することにある。

本発明の一態様によれば、作業機械の起動システムは、動力源と、所定の付加機能を実現する付加機能部とを備える作業機械の起動システムであって、前記付加機能に係る注意事項を提示する提示部と、オペレータが前記注意事項を確認した後に、前記動力源を起動可能とする起動制御部とを備える。

上記態様によれば、作業機械の操作前に付加機能に係る注意事項をオペレータに確認させることで、作業効率の低下が生じることを防ぐことができる。

第１の実施形態に係る作業機械の構成を示す概略図である。 第１の実施形態に係る作業機械が備える複数のカメラの撮像範囲を示す図である。 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。 第１の実施形態に係る制御システムのハードウェア構成を示す概略ブロック図である。 第１の実施形態における制御システムによる作業機械の起動動作の一例を示すシーケンス図（その１）である。 第１の実施形態における制御システムによる作業機械の起動動作の一例を示すシーケンス図（その２）である。 第１の実施形態に係るタッチパネルに表示される画面の一例である。 少なくとも１つの実施形態に係るコンピュータの構成を示す概略ブロック図である。

〈第１の実施形態〉
以下、図面を参照しながら実施形態について詳しく説明する。

《作業機械１００の構成》
図１は、第１の実施形態に係る作業機械１００の構成を示す概略図である。
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施工する。第１の実施形態に係る作業機械１００は、例えば油圧ショベルである。作業機械１００は、走行体１１０、旋回体１２０、作業機１３０および運転室１４０を備える。第１の実施形態に係る作業機械１００は、安全機能として作業機械１００の周辺の障害物を検知し、検知結果に基づいて走行体１１０、旋回体１２０および作業機１３０の動作を制限する衝突防止機能を有する。

第１の実施形態に係る作業機械１００は、オペレータが所持するスマートフォンなどのオペレータ端末３００とＢＬＥ（Bluetooth Low Energy、Bluetoothは登録商標）による通信を行うことで、オペレータの認証を行う。なお、他の実施形態においては、作業機械１００とオペレータ端末３００とは、Bluetooth（登録商標）、Zigbee（登録商標）などＢＬＥ以外の近距離無線通信方式で通信を行ってもよい。また、作業機械１００は、インターネットなどの広域通信を介して遠隔のサーバ装置５００からオペレータの認証に用いるマスタデータを受信する。これにより、作業機械１００は、利用可能なオペレータが変化したとしても最新のマスタデータを用いた認証処理を行うことができる。

サーバ装置５００が記憶するマスタデータは、オペレータごとに、オペレータＩＤと、パスワードと、表示名と、作業機械１００の操作権限を示す情報と、操作設定データと、Bluetooth（登録商標）のデバイスアドレスとを関連付けたデータである。操作設定データは、油圧回路を制御する際に用いられるデータである。操作権限を示す情報により、作業機械１００の操作権限を有するか否か、モニタにて設定できる内容等を識別することができる。また操作設定データは、操作量と制御量との関係を表すデータである。操作設定データは、例えば、制御量に対する重み値や、操作量と制御量との関係を示す関数であってよい。

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。
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。

《旋回体１２０の構成》
旋回体１２０は、エンジン１２１、油圧ポンプ１２２、コントロールバルブ１２３、旋回モータ１２４、燃料噴射装置１２５を備える。
エンジン１２１は、油圧ポンプ１２２を駆動する原動機である。エンジン１２１にはセルモータ１２１１が設けられる。エンジン１２１は、セルモータ１２１１の回転により起動する。
油圧ポンプ１２２は、エンジン１２１により駆動される可変容量ポンプである。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、および旋回モータ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。
燃料噴射装置１２５は、燃料をエンジン１２１に噴射する。

旋回体１２０には、作業機械１００の周囲を撮像する複数のカメラ２０８が設けられる。図２は、第１の実施形態に係る作業機械１００が備える複数のカメラ２０８の撮像範囲を示す図である。
具体的には、旋回体１２０には、旋回体１２０の周囲のうち左後方範囲Ｒａを撮像する左後方カメラ２０８Ａ、旋回体１２０の周囲のうち後方範囲Ｒｂを撮像する後方カメラ２０８Ｂ、旋回体１２０の周囲のうち右後方範囲Ｒｃを撮像する右後方カメラ２０８Ｃ、旋回体１２０の周囲の右前方範囲Ｒｄを撮像する右前方カメラ２０８Ｄが設けられる。なお、複数のカメラ２０８の撮像範囲の一部は、互いに重複していてもよい。
複数のカメラ２０８の撮像範囲は、作業機械１００の全周のうち、運転室１４０から視認可能な左前方範囲Ｒｅを除く範囲をカバーする。なお、第１の実施形態に係るカメラ２０８は、旋回体１２０の左後方、後方、右後方、および右前方を撮像するが、他の実施形態においてはこれに限られない。例えば、他の実施形態に係るカメラ２０８の数および撮像範囲は、図１、図２に示す例と異なっていてよい。

《作業機１３０の構成》
作業機１３０は、ブーム１３１、アーム１３２、バケット１３３、ブームシリンダ１３１Ｃ、アームシリンダ１３２Ｃ、およびバケットシリンダ１３３Ｃを備える。

ブーム１３１の基端部は、旋回体１２０にブームピンを介して取り付けられる。
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取り付けられる。
バケット１３３は、土砂などを掘削するための刃と掘削した土砂を収容するための収容部とを備える。バケット１３３の基端部は、アーム１３２の先端部にバケットピンを介して取り付けられる。

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に接続されるリンク部材に取り付けられる。

《運転室１４０の構成》
運転室１４０の左面には、オペレータが搭乗するためのドア１４１が設けられる。ドア１４１には、ドア１４１をロックするためのロックアクチュエータ１４１１と、ロックを解除するためのドアスイッチ１４１２が設けられる。

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１４２、操作装置１４３、ロータリスイッチ１４４およびタッチパネル１４５Ｄが設けられる。ロータリスイッチ１４４は、回転されることでＯＦＦ、ＡＣＣ（アクセサリー）、ＩＧ（イグニッション）、ＳＴ（スタート）の４つのポジションをとるスイッチである。なお、ロータリスイッチ１４４をＳＴポジションで指を離すと、図示しないばね機構により、自動的にＩＧポジションに戻る。ロータリスイッチ１４４は、エンジンコントローラ２０６を駆動させるための始動スイッチの一例である。

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および作業機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を備える。

左操作レバー１４３ＬＯは、運転席１４２の左側に設けられる。右操作レバー１４３ＲＯは、運転席１４２の右側に設けられる。
左フットペダル１４３ＬＦは、運転席１４２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１４２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。

左フットペダル１４３ＬＦおよび左走行レバー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または左走行レバー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または左走行レバー１４３ＬＴを後方に倒すと、左側履帯は後進方向に回転する。

右フットペダル１４３ＲＦおよび右走行レバー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または右走行レバー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または右走行レバー１４３ＲＴを後方に倒すと、右側履帯は後進方向に回転する。

左操作レバー１４３ＬＯおよび右操作レバー１４３ＲＯは、旋回体１２０の旋回動作、ブーム１３１の上げ／下げ動作、アーム１３２の掘削／ダンプ動作、及びバケット１３３の掘削／ダンプ動作を行うための操作機構である。第１の実施形態に係る作業機械１００において、各操作レバーの操作パターンは、オペレータごとに個別に設定される。操作パターンの例としては、例えば以下のようなパターンが挙げられる。
左操作レバー１４３ＬＯを前方に倒すと、アーム１３２のダンプ動作が実行される。左操作レバー１４３ＬＯを後方に倒すと、アーム１３２の掘削動作が実行される。左操作レバー１４３ＬＯを右方向に倒すと、旋回体１２０の右旋回が実行される。左操作レバー１４３ＬＯを左方向に倒すと、旋回体１２０の左旋回が実行される。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。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。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。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。

《制御システム１４５の構成》
図４は、第１の実施形態に係る制御システム１４５のハードウェア構成を示す概略ブロック図である。図４において、実線は電力線を表し、破線は信号線を表す。また、図４において一点鎖線は、無線通信を表す。
制御システム１４５は、電源部２０１、スタータ信号ユニット２０２、ゲートウェイ機能コントローラ２０３、モニタコントローラ２０４、制御コントローラ２０５、エンジンコントローラ２０６、広域通信コントローラ２０７、カメラ２０８、周辺監視コンポーネント２０９を備える。スタータ信号ユニット２０２、ゲートウェイ機能コントローラ２０３、モニタコントローラ２０４、制御コントローラ２０５、エンジンコントローラ２０６は、互いにＣＡＮ（Controller Area Network）などの作業機械１００の第１内部ネットワークＮ１を介して接続される。またゲートウェイ機能コントローラ２０３、広域通信コントローラ２０７、カメラ２０８、周辺監視コンポーネント２０９は、互いにイーサネット（登録商標）などの作業機械１００の第２内部ネットワークＮ２を介して接続される。

電源部２０１は、制御システム１４５を構成する各機器に電気エネルギーを供給する。
スタータ信号ユニット２０２は、ドアスイッチ１４１２、ロータリスイッチ１４４、オペレータ端末３００及びモニタコントローラ２０４から信号の入力を受ける。スタータ信号ユニット２０２は、入力された信号に基づいて、ゲートウェイ機能コントローラ２０３、モニタコントローラ２０４、制御コントローラ２０５、エンジンコントローラ２０６、広域通信コントローラ２０７、カメラ２０８、周辺監視コンポーネント２０９、ロックアクチュエータ１４１１又はセルモータ１２１１に起動信号又は駆動信号を出力する。起動信号が入力されたコントローラは、電源部２０１が供給する電気エネルギーにより起動し、動作する。なお、スタータ信号ユニット２０２は、他のコントローラが停止状態にあるときも、常に電源部２０１からの電気エネルギーの供給を受けて動作している。一方で、スタータ信号ユニット２０２は、作業機械１００が起動していないときは、ＢＬＥの通信機能を有する回路のみが起動状態となり、他の構成が休止状態にあってもよいし、間欠的に起動するように構成されてもよい。

ゲートウェイ機能コントローラ２０３は、第１内部ネットワークＮ１に接続されるコントローラと第２内部ネットワークＮ２に接続されるコントローラ同士の通信を中継する。特に、ゲートウェイ機能コントローラ２０３は、広域通信コントローラ２０７が広域通信網を介してサーバ装置５００から受信したオペレータの認証マスタデータを記憶し、第１内部ネットワークＮ１を介して接続されるコンポーネントに伝送する。

モニタコントローラ２０４は、制御システム１４５が備えるタッチパネル１４５Ｄによる表示を制御し、タッチパネル１４５Ｄのタッチ操作の発生を通知する。なお、他の実施形態に係る制御システム１４５は、タッチパネル１４５Ｄでなく、ＬＣＤ（Liquid Crystal Display）などのタッチ入力機能を有しないモニタ及び物理ボタンを備えてもよい。この場合、モニタコントローラ２０４は、モニタによる表示を制御し、物理ボタンの押下を通知する。

制御コントローラ２０５は、作業機１３０の動作を制御する油圧機器に関連する各種データを図示しないセンサにより取得し、操作装置１４３の操作に従って油圧機器を制御するための制御信号を出力する。つまり、制御コントローラ２０５は、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、旋回モータ１２４などの駆動を制御する。制御コントローラ２０５は、作業機１３０を駆動させるアクチュエータを制御する作業機制御装置の一例である。

エンジンコントローラ２０６は、エンジン１２１に関連する各種データを図示しないセンサにより取得し、燃料噴射装置１２５に燃料噴射量を指示することで、エンジン１２１を制御する。エンジンコントローラ２０６は、動力源を制御する動力源制御部の一例である。

広域通信コントローラ２０７は、広域通信網を介した通信を行う機能を有する。広域通信コントローラ２０７は、広域通信網を介した通信により、サーバ装置５００から受信したオペレータの認証に用いるマスタデータを受信する。広域通信コントローラ２０７は、所定周期（例えば、２４時間周期）で間欠的に起動し、サーバ装置５００からデータの受信を行う。

カメラ２０８は、図２に示すように、作業機械１００の周囲を撮像する。

周辺監視コンポーネント２０９は、カメラ２０８が撮像した画像に基づいて俯瞰画像を生成し、モニタコントローラ２０４を介してタッチパネル１４５Ｄに俯瞰画像を表示させる。また周辺監視コンポーネント２０９は、作業機械１００から所定の距離以内に存在する障害物を検知する。つまり、周辺監視コンポーネント２０９は、所定の付加機能を実現する付加機能部の一例である。

制御システム１４５は、タッチパネル１４５Ｄの操作により、運転室１４０に搭乗しているオペレータのログイン処理を行う機能を有する。例えば、制御システム１４５は、ログイン処理を行うコントローラを備えていてもよいし、スタータ信号ユニット２０２、ゲートウェイ機能コントローラ２０３、モニタコントローラ２０４がログイン処理を行う機能を有していてもよい。具体的には、制御システム１４５は、モニタコントローラ２０４を介してタッチパネル１４５ＤにオペレータＩＤの選択画面を表示させ、オペレータＩＤの選択を受け付ける。制御システム１４５は、選択されたオペレータＩＤが、作業機械１００に近接している操作権限を有するオペレータを示す場合に、運転室１４０に搭乗しているオペレータが操作権限を有するオペレータであると認証する。

《オペレータ端末３００》
オペレータ端末３００は、予めインストールされた作業機械１００の起動プログラムを実行することで、ＢＬＥのペリフェラルとして機能する。オペレータ端末３００は、起動プログラムを実行すると、作業機械１００の一覧を表示させ、オペレータから起動対象の作業機械１００の選択を受け付ける。オペレータ端末３００は、作業機械１００の選択を受け付けると、オペレータ端末３００のデバイスアドレスと選択された作業機械１００の機械ＩＤとを含むアドバタイズパケットの送信を開始する。

《制御システム１４５の動作》
ここで、作業機械１００の操作権限を有するオペレータ（特定オペレータ）が作業機械１００に搭乗するときの作業機械１００の起動動作について説明する。制御システム１４５は、作業機械１００の起動システムの一例である。図５は、第１の実施形態における制御システム１４５による作業機械１００の起動動作の一例を示すシーケンス図（その１）である。図６は、第１の実施形態における制御システム１４５による作業機械１００の起動動作の一例を示すシーケンス図（その２）である。図７は、第１の実施形態に係るタッチパネル１４５Ｄに表示される画面の一例である。

オペレータがオペレータ端末３００を操作し、起動プログラムを実行すると、作業機械１００の一覧を表示させ、オペレータから起動対象の作業機械１００の選択を受け付ける（ステップＳ１）。オペレータ端末３００は、作業機械１００の選択を受け付けると、デバイスアドレスと選択された作業機械１００の機械ＩＤとを含むアドバタイズパケットを送信する（ステップＳ２）。

スタータ信号ユニット２０２は、アドバタイズパケットを受信し、アドバタイズパケットの送信元のオペレータ端末３００がペアリング済みである場合に、特定オペレータが近接していると判定する。スタータ信号ユニット２０２は、特定オペレータが近接していると判定すると、ゲートウェイ機能コントローラ２０３に起動信号を送信する（ステップＳ３）。これにより、ゲートウェイ機能コントローラ２０３は起動を開始する（ステップＳ４）。その後、ゲートウェイ機能コントローラ２０３は、起動を完了する（ステップＳ５）。

オペレータは、作業機械１００に到達するとドア１４１を開けるためにドアスイッチ１４１２を押下する。これにより、スタータ信号ユニット２０２は、ドアスイッチ１４１２からＯＮを示す信号を受信する（ステップＳ６）。スタータ信号ユニット２０２は、特定オペレータの近接状態を確認したうえで、ロックアクチュエータ１４１１を駆動させ、ドア１４１のロックを解除する（ステップＳ７）。

オペレータが運転室１４０に乗り込み、ロータリスイッチ１４４をＡＣＣポジションに入れると、スタータ信号ユニット２０２は、ロータリスイッチ１４４からＡＣＣを示す信号を受信する（ステップＳ８）。スタータ信号ユニット２０２は、特定オペレータの近接状態を確認したうえで、ロックアクチュエータ１４１１を駆動させ、ドア１４１のロックを解除する。スタータ信号ユニット２０２は、特定オペレータの近接状態を確認したうえで、モニタコントローラ２０４に起動信号を送信する（ステップＳ９）。これにより、モニタコントローラ２０４が起動する（ステップＳ１０）。

モニタコントローラ２０４は、図７に示すオペレータの一覧画面Ｄ１１の表示をするための信号をタッチパネル１４５Ｄに出力する（ステップＳ１１）。これにより、モニタコントローラ２０４はタッチパネル１４５Ｄにオペレータの一覧画面Ｄ１１が表示される。なお、ロータリスイッチ１４４がＡＣＣポジションにある場合、エンジン１２１は起動していない。つまり、スタータ信号ユニット２０２は、エンジン１２１の停止中に、オペレータの一覧画面Ｄ１１を表示させる。モニタコントローラ２０４はオペレータの操作により、オペレータの一覧画面Ｄ１１から１つのオペレータＩＤの選択を受け付ける（ステップＳ１２）。モニタコントローラ２０４は、第２内部ネットワークＮ２を介してスタータ信号ユニット２０２からステップＳ２で接続したオペレータ端末３００の情報を受信し、ゲートウェイ機能コントローラ２０３から当該オペレータ端末３００に関連付けられたオペレータＩＤを取得する（ステップＳ１３）。モニタコントローラ２０４はステップＳ１２で選択されたオペレータＩＤとステップＳ１３で取得されたオペレータＩＤを照合し、オペレータの認証を行う（ステップＳ１４）。つまり、モニタコントローラ２０４は、作業機械１００を操作するオペレータを認証する認証部の一例である。なお、他の実施形態においては、モニタコントローラ２０４が選択されたオペレータＩＤをゲートウェイ機能コントローラ２０３に送信し、ゲートウェイ機能コントローラ２０３にてオペレータの認証を行ってもよい。オペレータが認証できた場合、モニタコントローラ２０４は第１内部ネットワークＮ１を介して認証結果を出力する（ステップＳ１５）。
なお、オペレータの認証に失敗した場合、モニタコントローラ２０４は、ステップＳ１２によるオペレータＩＤの選択受け付けへ処理を戻す。

スタータ信号ユニット２０２は、第１内部ネットワークＮ１を介して認証結果を取得すると、制御コントローラ２０５、広域通信コントローラ２０７、カメラ２０８および周辺監視コンポーネント２０９に起動信号を送信する（ステップＳ１６）。つまり、スタータ信号ユニット２０２は、エンジンコントローラ２０６以外の未起動のコンポーネントに起動信号を送信する。これにより、制御コントローラ２０５、広域通信コントローラ２０７、カメラ２０８および周辺監視コンポーネント２０９が起動する（ステップＳ１７）。なお、他の実施形態においては、スタータ信号ユニット２０２は、制御コントローラ２０５、広域通信コントローラ２０７、カメラ２０８および周辺監視コンポーネント２０９を、モニタコントローラ２０４と同じステップＳ９のタイミングで起動させてもよい。

一方で、ゲートウェイ機能コントローラ２０３は、ステップＳ１５で出力された認証結果を受信すると、記憶しているマスタデータから、選択されたオペレータＩＤに関連付けられた操作設定データを読み出す（ステップＳ１８）。ゲートウェイ機能コントローラ２０３は、読み出した操作設定データに基づいて、図７に示すように操作設定内容を確認するための操作設定確認画面Ｄ１２を生成し、操作設定確認画面Ｄ１２の表示指示をモニタコントローラ２０４に送信する（ステップＳ１９）。モニタコントローラ２０４は、表示指示を受信すると、操作設定確認画面Ｄ１２をタッチパネル１４５Ｄに表示させる（ステップＳ２０）。操作設定確認画面Ｄ１２には、操作レバーの操作量に対する作業機１３０の速度、操作レバーの操作方向と作業機１３０の各パーツの対応関係、操作レバーに設けられた図示しないボタンに割り当てられた機能などを確認するための情報が含まれる。操作設定確認画面Ｄ１２には、設定内容を変更する変更ボタンと、変更しないＯＫボタンとが表示される。

オペレータがＯＫボタンを押下すると、モニタコントローラ２０４は、操作設定確認画面Ｄ１２の確認結果として第１内部ネットワークＮ１を介してゲートウェイ機能コントローラ２０３に操作設定データの変更をしないことを示す情報を送信する（ステップＳ２１）。なお、オペレータが変更ボタンを押下した場合、モニタコントローラ２０４はオペレータから操作設定の変更内容の入力を受け付け、操作設定確認画面Ｄ１２の確認結果として第１内部ネットワークＮ１を介してゲートウェイ機能コントローラ２０３に変更後の操作設定データを送信する。この場合、ゲートウェイ機能コントローラ２０３は、記憶している操作設定データを更新する。

ゲートウェイ機能コントローラ２０３は、モニタコントローラ２０４から操作設定確認画面Ｄ１２の確認結果を取得すると、操作設定データを制御コントローラ２０５に送信する（ステップＳ２２）。これにより、制御コントローラ２０５は操作設定データを反映する（ステップＳ２３）。

ゲートウェイ機能コントローラ２０３は、第２内部ネットワークＮ２を介して接続されるコンポーネントに、注意事項のリクエストを送信する（ステップＳ２４）。第２内部ネットワークＮ２を介して接続される各コンポーネントは、エンジン１２１の始動前にオペレータに確認させるべき注意事項の有無を判定し、注意事項がある場合はその注意事項を示す情報をゲートウェイ機能コントローラ２０３に送信する（ステップＳ２５）。第１の実施形態に係る制御システム１４５では、周辺監視コンポーネント２０９に注意事項が設定されるため、周辺監視コンポーネント２０９が第２内部ネットワークＮ２を介して注意事項を示す情報をゲートウェイ機能コントローラ２０３に送信する。

ゲートウェイ機能コントローラ２０３は、注意事項を示す情報を受信すると、図７に示すように注意事項を確認するための注意事項確認画面Ｄ１３を生成し、注意事項確認画面Ｄ１３の表示指示をモニタコントローラ２０４に送信する（ステップＳ２６）。モニタコントローラ２０４は、表示指示を受信すると、注意事項確認画面Ｄ１３をタッチパネル１４５Ｄに表示させる（ステップＳ２７）。注意事項確認画面Ｄ１３には、周辺監視コンポーネント２０９の利用に際する注意事項が含まれる。具体的には、周辺監視コンポーネント２０９によって作業機械１００の動作が制限されることがあることが、注意事項確認画面Ｄ１３に記載される。注意事項確認画面Ｄ１３には、内容を確認した意思表示をするための確認ボタンが表示される。つまり、モニタコントローラ２０４は、付加機能に係る注意事項を提示する提示部の一例である。

オペレータが確認ボタンを押下すると、モニタコントローラ２０４は、注意事項確認画面Ｄ１３が確認されたことを示す情報を第１内部ネットワークＮ１を介して送信する（ステップＳ２８）。これにより、スタータ信号ユニット２０２は、オペレータによって注意事項が確認されたことを認識することができる。

注意事項が確認された後に、オペレータがロータリスイッチ１４４をＩＧポジションに入れると、スタータ信号ユニット２０２は、ロータリスイッチ１４４からＩＧを示す信号を受信する（ステップＳ２９）。スタータ信号ユニット２０２は、エンジンコントローラ２０６に起動信号を送信する（ステップＳ３０）。これにより、エンジンコントローラ２０６が起動する（ステップＳ３１）。

オペレータがロータリスイッチ１４４をＳＴポジションに入れると、スタータ信号ユニット２０２は、ロータリスイッチ１４４からＳＴを示す信号を受信する（ステップＳ３２）。スタータ信号ユニット２０２は、セルモータ１２１１を駆動させる（ステップＳ３３）。これにより、エンジン１２１が始動し、作業機械１００が操作可能な状態となる。

上述の通り、スタータ信号ユニット２０２は、周辺監視コンポーネント２０９の注意事項がオペレータによって確認された後に、エンジンコントローラ２０６を起動させ、またエンジン１２１を始動させる。スタータ信号ユニット２０２は、周辺監視コンポーネント２０９の注意事項がオペレータによって確認される前にロータリスイッチ１４４がＩＧポジションに入れられても、エンジンコントローラ２０６を起動させない。つまり、スタータ信号ユニット２０２は、オペレータが注意事項を確認した後に、動力源を起動可能とする起動制御部の一例である。

なお、図５および図６に示すシーケンス図では、ステップＳ１５でモニタコントローラ２０４による認証がなされたときに、スタータ信号ユニット２０２が制御コントローラ２０５を起動させるが、これに限られない。例えば、他の実施形態においては、ステップＳ２８でオペレータによって注意事項が確認された後に、スタータ信号ユニット２０２が制御コントローラ２０５を起動させるものであってもよい。

《スタータ信号ユニット２０２の動作》
ここで、注意事項がオペレータによって確認されるまでスタータ信号ユニット２０２によってエンジンコントローラ２０６を起動させないようにする起動制御方法について説明する。スタータ信号ユニット２０２は、内部メモリにオペレータが注意事項を確認したか否かを表す確認フラグの記憶領域を持つ。スタータ信号ユニット２０２は、作業機械１００の停止中にアドバタイズパケットを受信すると、確認フラグをＦａｌｓｅに初期化する。このとき、スタータ信号ユニット２０２は操作装置１４３に、ロータリスイッチ１４４を赤点灯させる指示を出力する。ロータリスイッチ１４４の赤点灯は、エンジン１２１を始動できない状態であることを示す。

スタータ信号ユニット２０２は、第１内部ネットワークＮ１を介してモニタコントローラ２０４から送信される注意事項の確認結果を監視する。スタータ信号ユニット２０２は、確認結果が送信されたときに、確認フラグをＴｒｕｅに書き換える。このとき、スタータ信号ユニット２０２は操作装置１４３に、ロータリスイッチ１４４を緑点灯させる指示を出力する。ロータリスイッチ１４４の緑点灯は、エンジン１２１を始動できる状態であることを示す。

スタータ信号ユニット２０２は、ロータリスイッチ１４４がＩＧポジションに入れられたとき、確認フラグがＴｒｕｅであるか否かを判定する。確認フラグがＴｒｕｅである場合、スタータ信号ユニット２０２は、エンジンコントローラ２０６に起動信号を送信する。他方、確認フラグがＦａｌｓｅである場合、スタータ信号ユニット２０２は、エンジンコントローラ２０６に起動信号を送信しない。

同様に、スタータ信号ユニット２０２は、ロータリスイッチ１４４がＳＴポジションに入れられたとき、確認フラグがＴｒｕｅであるか否かを判定する。確認フラグがＴｒｕｅである場合、スタータ信号ユニット２０２は、セルモータ１２１１を駆動させる。他方、確認フラグがＦａｌｓｅである場合、スタータ信号ユニット２０２は、セルモータ１２１１を駆動させない。

《作用・効果》
このように、第１の実施形態によれば、制御システム１４５は、周辺監視コンポーネント２０９などによる付加機能に係る注意事項を提示するモニタコントローラ２０４と、オペレータが注意事項を確認した後に、エンジン１２１を起動可能とするスタータ信号ユニット２０２とを備える。これにより、制御システム１４５は、作業機械１００の操作前に付加機能に係る注意事項をオペレータに確認させることで、オペレータに付加機能の存在を認識させ、作業効率の低下を防ぐことができる。

また、第１の実施形態に係る制御システム１４５は、タッチパネル１４５Ｄに操作装置１４３の操作レバーの操作パターンを提示し、オペレータが注意事項および操作パターンを確認した後に、エンジン１２１を起動可能とする。これにより、オペレータが操作レバーの操作を誤る可能性を低減させることができる。

〈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。
上述した実施形態に係るスタータ信号ユニット２０２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、スタータ信号ユニット２０２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スタータ信号ユニット２０２として機能するものであってもよい。例えば、スタータ信号ユニット２０２のうち、起動信号を出力する機能と、オペレータの認証を行う機能とは別個のコンピュータに実装されてもよい。スタータ信号ユニット２０２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、他のコンピュータが作業機械１００の外部に設けられてもよい。

上述した実施形態に係る制御システム１４５は、制御システム１４５を構成する一部の構成が作業機械１００の内部に搭載され、他の構成が作業機械１００の外部に設けられてもよい。

上述した実施形態に係るオペレータ端末３００は、スマートフォンなどのアプリケーションプログラムを実行可能な端末であるが、これに限られない。例えば、他の実施形態に係るオペレータ端末３００は、予め定められたアドバタイズパケットを出力する機能のみを持つキーフォブであってもよい。なお、オペレータ端末３００がキーフォブである場合、アプリケーションプログラムによって起動対象の作業機械１００の選択を受け付けることができない。この場合、アドバタイズパケットを受信した作業機械１００のうち、アドバタイズパケットの送信元のオペレータ端末３００とペアリング済みの作業機械が、すべて起動するようにしてもよい。

上述した実施形態に係る作業機械１００は、付加機能として作業機械１００の周辺の障害物を検知し、検知結果に基づいて走行体１１０、旋回体１２０および作業機１３０の動作を制限する衝突防止機能を有するが、これに限られない。例えば、他の実施形態に係る付加機能は、障害物の検知結果をタッチパネル１４５Ｄに表示し、アラームとして音声を出力するような他の安全機能であってもよい。また例えば、他の実施形態に係る付加機能は、予め設定された施工面より下方にバケット１３３が侵入しないように作業機１３０を自動的に制御する機能であってもよい。

上述した実施形態に係る作業機械１００は、タッチパネル１４５Ｄへの入力によって操作レバーの設定および注意事項が確認されたことを認識するが、これに限られない。例えば、他の実施形態に係る作業機械１００は、音声認識機能を有し、タッチパネル１４５Ｄへの表示に代えて、音声により操作レバーの設定および注意事項を出力し、音声認識によって操作レバーの設定および注意事項が確認されたか否かを判定してもよい。

上述した実施形態に係る作業機械１００は、タッチパネル１４５Ｄの表示を、オペレータの認証のためのオペレータの一覧画面Ｄ１１、操作設定内容を確認するための操作設定確認画面Ｄ１２、付加機能の注意事項確認画面Ｄ１３の順に切り替えるが、これに限られない。例えば、他の実施形態に係る作業機械１００は、タッチパネル１４５Ｄの表示を、オペレータの一覧画面Ｄ１１、注意事項確認画面Ｄ１３、操作設定確認画面Ｄ１２の順に切り替えてもよい。この場合、スタータ信号ユニット２０２は、オペレータによる注意事項の確認がなされるまで制御コントローラ２０５を起動させないようにしてもよい。例えば、スタータ信号ユニット２０２は、ロータリスイッチ１４４がＡＣＣポジションに入ったときに内部メモリの確認フラグがＦａｌｓｅである場合、制御コントローラ２０５に起動信号を送信せず、ロータリスイッチ１４４がＡＣＣポジションに入ったときに内部メモリの確認フラグがＴｒｕｅである場合に、制御コントローラ２０５に起動信号を送信してもよい。

上述した実施形態に係る制御システム１４５は、オペレータは付加機能に係る注意事項に同意する必要があるが、これに限られない。例えば、他の実施形態に係る制御システム１４５は、オペレータが付加機能に係る注意事項に同意しない場合に、当該付加機能を使用できないようにした上で、エンジン１２１を起動可能にしてもよい。例えば、モニタコントローラ２０４は、図７に示す注意事項確認画面Ｄ１３に、確認ボタンに加えて不同意ボタンを表示させる。モニタコントローラ２０４は、押下されたボタンの情報をゲートウェイ機能コントローラ２０３に送信する。押下されたボタンが確認ボタンである場合は、第１の実施形態と同様にエンジン１２１の始動を許可する。これに対し、押下されたボタンが不同意ボタンである場合、ゲートウェイ機能コントローラ２０３は、第２内部ネットワークＮ２を介して注意事項の送信元のコンポーネントに、停止信号を出力する。例えば、ゲートウェイ機能コントローラ２０３は、周辺監視コンポーネント２０９に停止信号を出力する。これにより、周辺監視コンポーネント２０９は動作を停止し、衝突軽減機能を実現しなくなる。ゲートウェイ機能コントローラ２０３は、周辺監視コンポーネント２０９の停止を確認すると、スタータ信号ユニット２０２に確認フラグをＴｒｕｅに書き換える指示を出力する。これにより、オペレータが付加機能に係る注意事項に同意しない場合に、当該付加機能を使用できないようにした上で、エンジン１２１を起動可能にすることができる。

上述した実施形態に係る作業機械１００は、油圧ショベルであるが、他の実施形態においてはこれに限られない。例えば、他の実施形態に係る作業機械１００は、ダンプトラック、ホイールローダ、モータグレーダなどの他の作業機械であってよい。

〈コンピュータ構成〉
図８は、少なくとも１つの実施形態に係るコンピュータの構成を示す概略ブロック図である。
上述の制御システム１４５が備える各機器（スタータ信号ユニット２０２、ゲートウェイ機能コントローラ２０３、モニタコントローラ２０４、制御コントローラ２０５など）は、コンピュータ９００に実装される。コンピュータ９００は、プロセッサ９１０、メインメモリ９３０、ストレージ９５０、インタフェース９７０を備える。上述した各処理部の動作は、プログラムの形式でストレージ９５０に記憶されている。プロセッサ９１０は、プログラムをストレージ９５０から読み出してメインメモリ９３０に展開し、当該プログラムに従って上記処理を実行する。また、プロセッサ９１０は、プログラムに従って、上述した各記憶部に対応する記憶領域をメインメモリ９３０に確保する。プロセッサ９１０の例としては、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＧＰＵ（Graphic Processing Unit）、マイクロプロセッサなどが挙げられる。

プログラムは、コンピュータ９００に発揮させる機能の一部を実現するためのものであってもよい。例えば、プログラムは、ストレージに既に記憶されている他のプログラムとの組み合わせ、または他の装置に実装された他のプログラムとの組み合わせによって機能を発揮させるものであってもよい。なお、他の実施形態においては、コンピュータ９００は、上記構成に加えて、または上記構成に代えてＰＬＤ（Programmable Logic Device）などのカスタムＬＳＩ（Large Scale Integrated Circuit）を備えてもよい。ＰＬＤの例としては、ＰＡＬ(Programmable Array Logic)、ＧＡＬ(Generic Array Logic)、ＣＰＬＤ(Complex Programmable Logic Device)、ＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）が挙げられる。この場合、プロセッサ９１０によって実現される機能の一部または全部が当該集積回路によって実現されてよい。このような集積回路も、プロセッサの一例に含まれる。

ストレージ９５０の例としては、磁気ディスク、光磁気ディスク、光ディスク、半導体メモリ等が挙げられる。ストレージ９５０は、コンピュータ９００のバス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９７０または通信回線を介してコンピュータ９００に接続される外部メディアであってもよい。また、このプログラムが通信回線によってコンピュータ９００に配信される場合、配信を受けたコンピュータ９００が当該プログラムをメインメモリ９３０に展開し、上記処理を実行してもよい。少なくとも１つの実施形態において、ストレージ９５０は、一時的でない有形の記憶媒体である。

また、当該プログラムは、前述した機能の一部を実現するためのものであってもよい。さらに、当該プログラムは、前述した機能をストレージ９５０に既に記憶されている他のプログラムとの組み合わせで実現するもの、いわゆる差分ファイル（差分プログラム）であってもよい。

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…エンジン １２１１…セルモータ １２２…油圧ポンプ １２３…コントロールバルブ １２４…旋回モータ １２５…燃料噴射装置 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…ドア １４１１…ロックアクチュエータ １４１２…ドアスイッチ １４２…運転席 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 １４４…ロータリスイッチ １４５…制御システム １４５Ｄ…タッチパネル ２０１…電源部 ２０２…スタータ信号ユニット ２０３…ゲートウェイ機能コントローラ ２０４…モニタコントローラ ２０５…制御コントローラ ２０６…エンジンコントローラ ２０７…広域通信コントローラ ３００…オペレータ端末 ５００…サーバ装置 ９００…コンピュータ ９１０…プロセッサ ９３０…メインメモリ ９５０…ストレージ ９７０…インタフェース

Claims (12)

1. 動力源と、所定の付加機能を実現する付加機能部とを備える作業機械の起動システムであって、
   前記付加機能に係る注意事項を提示する提示部と、
   オペレータが前記注意事項を確認した後に、前記動力源を起動可能とする起動制御部と
   を備える作業機械の起動システム。
2. 前記付加機能は、前記作業機械に備えられる撮像装置を用いて前記作業機械の周辺の障害物を検知する機能を含む
   請求項１に記載の作業機械の起動システム。
3. 前記付加機能は、前記障害物の検知結果に基づいて前記動力源によって駆動するアクチュエータの出力を制御する機能を含む
   請求項２に記載の作業機械の起動システム。
4. 前記作業機械は、
   前記動力源によって駆動するアクチュエータによって駆動される作業機と、
   前記作業機を駆動させる前記アクチュエータを制御する作業機制御装置と
   を備え、
   前記起動制御部は、前記オペレータが前記注意事項を確認した後に、前記作業機制御装置を起動可能とする
   請求項１から請求項３の何れか１項に記載の作業機械の起動システム。
5. 前記作業機械は、
   前記動力源によって駆動するアクチュエータを操作するための操作レバーを備え、
   前記提示部は、さらに前記操作レバーの操作パターンを提示し、
   前記起動制御部は、前記オペレータが前記注意事項および前記操作パターンを確認した後に、前記動力源を起動可能とする
   請求項１から請求項４の何れか１項に記載の作業機械の起動システム。
6. 前記作業機械を操作するオペレータを認証する認証部を備え、
   前記提示部は、前記オペレータの認証の後に、前記注意事項を提示する
   請求項１から請求項５の何れか１項に記載の作業機械の起動システム。
7. 前記作業機械は、
   前記動力源を制御する動力源制御部と、
   前記動力源制御部を駆動させるための始動スイッチと
   を備え、
   前記起動制御部は、前記オペレータが前記注意事項を確認した後に前記始動スイッチの操作がなされた場合に、前記動力源制御部を稼働させ、前記オペレータが前記注意事項を確認する前に前記始動スイッチの操作がなされた場合に、前記動力源制御部を稼働させない
   請求項１から請求項６の何れか１項に記載の作業機械の起動システム。
8. 前記提示部は、前記注意事項をモニタに表示させ、前記モニタに対する入力によって前記注意事項が確認されたか否かを判定する
   請求項１から請求項７の何れか１項に記載の作業機械の起動システム。
9. 前記提示部は、前記注意事項を音声出力させ、音声認識によって前記注意事項が確認されたか否かを判定する
   請求項１から請求項７の何れか１項に記載の作業機械の起動システム。
10. 動力源と、所定の付加機能を実現する付加機能部とを備える作業機械の起動方法であって、
    前記付加機能に係る注意事項を提示するステップと、
    オペレータによって前記注意事項が確認されたか否かを判定するステップと、
    前記注意事項が確認されたと判定した後に、前記動力源を起動するステップと
    を備える作業機械の起動方法。
11. 動力源と、
    前記動力源によって駆動する作業機と、
    前記作業機を操作するための操作レバーと、
    所定の付加機能を実現する付加機能部と、
    前記付加機能に係る注意事項を表示するモニタと、
    オペレータが前記注意事項を確認した後に、前記動力源を起動可能とする起動制御部と、
    を備える作業機械。
12. 前記モニタは、さらに前記操作レバーの操作パターンを提示し、
    前記起動制御部は、前記オペレータが前記注意事項および前記操作パターンを確認した後に、前記動力源を起動可能とする
    請求項１１に記載の作業機械。

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