JP2023116047A - 検出システム、検出方法、および、検出プログラム - Google Patents

Abstract

【課題】作業機械の走行装置の疲労度を評価することが可能な検出システム、検出方法、および、検出プログラムを提供する。【解決手段】機械本体２５の加速度を検出する加速度検出装置と、加速度検出装置が検出した加速度に基づいて、クローラ２６の疲労度を評価する評価手段と、を有する。【選択図】図１

Description

本発明は、作業機械の走行状態を検出する検出システム、検出方法、および、検出プログラムに関する。

特許文献１には、走行操作中に、走行モータ負荷圧を測定し、実測した負荷頻度カーブが、標準的な負荷頻度カーブを超えているときには、走行モータ、走行ギヤ、スプロケット、履帯等の走行駆動系機構に過負荷がかかっていると判定することが開示されている。

特開２００５－１６３４７０号公報

ところで、作業機械が急発進・急停止を行う回数が多いほど、走行装置が故障しやすくなる。走行装置が故障する時期を推定するために、走行装置の疲労度を評価できることが望まれる。

本発明の目的は、作業機械の走行装置の疲労度を評価することが可能な検出システム、検出方法、および、検出プログラムを提供することである。

本発明に係る検出システムは、作業機械の走行状態を検出する検出システムであって、前記作業機械は、走行装置を有する機械本体を有し、前記機械本体の加速度を検出する加速度検出装置と、前記加速度検出装置が検出した前記加速度に基づいて、前記走行装置の疲労度を評価する評価手段と、を有することを特徴とする。

また、本発明に係る検出方法は、作業機械の走行状態を検出する検出方法であって、前記作業機械は、走行装置を有する機械本体を有し、前記機械本体の加速度を検出する加速度検出ステップと、前記加速度検出ステップで検出した前記加速度に基づいて、前記走行装置の疲労度を評価する評価ステップと、を有することを特徴とする。

また、本発明に係る検出プログラムは、作業機械の走行状態を検出するようにコンピュータを機能させる検出プログラムであって、前記作業機械は、走行装置を有する機械本体を有し、前記機械本体の加速度を検出する加速度検出手段と、前記加速度検出手段で検出した前記加速度に基づいて、前記走行装置の疲労度を評価する評価手段としてコンピュータを機能させることを特徴とする。

本発明によると、機械本体の加速度に基づいて、走行装置の疲労度が評価される。例えば、機械本体が急発進・急停止した場合に、機械本体の加速度が急変する。例えば、加速度の急変に基づいて、作業機械の走行装置の疲労度を評価することができる。

検出システムの構成図である。 検出システムの回路構成を示す図である。 累積日数と、クローラが稼働している確率との関係を示す図である。 第１実施形態における作業機械側の検出処理のフローチャートである。 第１実施形態におけるサーバ側の検出処理のフローチャートである。 変形例における作業機械側の検出処理のフローチャートである。 変形例におけるサーバ側の検出処理のフローチャートである。 第２実施形態における作業機械側の検出処理のフローチャートである。

以下、本発明の好適な実施の形態について、図面を参照しつつ説明する。

［第１実施形態］
（検出システムの構成）
本発明の第１実施形態による検出システムは、作業機械の走行状態を検出するものである。検出システム１の構成図である図１に示すように、検出システム１は、作業機械２０と、作業機械２０の外部に設けられたサーバ５０と、を有している。作業機械２０は、例えば油圧ショベルである。作業機械２０は、キャブ（運転室）２３（後述）内の作業者（オペレータ）に操作される場合があってもよく、遠隔操作される場合があってもよく、自動運転される場合があってもよい。サーバ５０は、管理者が管理する管理ＰＣ（Personal Computer）などである。なお、サーバ５０の機能は作業機械２０に搭載されるコントローラによりその一部又は全部が実現されてもよい。

作業機械２０は、下部走行体２１と上部旋回体２２とを備えた機械本体２５と、アタッチメント３０と、シリンダ４０と、を有している。

下部走行体２１は、作業機械２０を走行させる部分であり、例えば、左右のクローラ（走行装置）２６を備える。上部旋回体２２は、下部走行体２１の上部に旋回装置２４を介して旋回可能に取り付けられる。上部旋回体２２の前部には、キャブ（運転室）２３が設けられている。

アタッチメント３０は、上下方向に回動可能に上部旋回体２２に取り付けられる。アタッチメント３０は、ブーム３１と、アーム３２と、バケット３３と、を備える。ブーム３１は、上下方向に回動可能（起伏可能）に上部旋回体２２に取り付けられる。アーム３２は、上下方向に回動可能にブーム３１に取り付けられる。バケット３３は、前後方向に回動可能にアーム３２に取り付けられる。バケット３３は、アタッチメント３０の先端部である先端アタッチメントであり、土砂の、掘削、均し、すくい、などの作業を行う部分である。なお、バケット３３が保持する作業対象物は、土砂に限定されず、石でもよく、廃棄物（産業廃棄物など）でもよい。また、先端アタッチメントは、バケット３３に限られず、グラップルやリフティングマグネット等であってもよい。

シリンダ４０は、アタッチメント３０を油圧で回動させることが可能である。シリンダ４０は、油圧式の伸縮シリンダである。シリンダ４０は、ブームシリンダ４１と、アームシリンダ４２と、バケットシリンダ４３と、を備える。

ブームシリンダ４１は、上部旋回体２２に対してブーム３１を回動させる。ブームシリンダ４１の基端部は、上部旋回体２２に回動可能に取り付けられる。ブームシリンダ４１の先端部は、ブーム３１に回動可能に取り付けられる。

アームシリンダ４２は、ブーム３１に対してアーム３２を回動させる。アームシリンダ４２の基端部は、ブーム３１に回動可能に取り付けられる。アームシリンダ４２の先端部は、アーム３２に回動可能に取り付けられる。

バケットシリンダ４３は、アーム３２に対してバケット３３を回動させる。バケットシリンダ４３の基端部は、アーム３２に回動可能に取り付けられる。バケットシリンダ４３の先端部は、バケット３３に回動可能に取り付けられたリンク部材３４に、回動可能に取り付けられる。

作業機械２０は、機械本体２５を走行させるための指令値を出力する走行レバー（操作装置）２８を有する。走行レバー２８は、キャブ２３内に複数設けられている。走行レバー２８からの指令値により、クローラ２６が駆動される。以下、機械本体２５の動作状態として、機械本体２５が走行している状態を走行状態、機械本体２５が停止している状態を停止状態という。

走行レバー２８の指令値の大きさ（操作量）に応じたパイロット圧によって、コントロールバルブ（図示せず）が制御される。これにより、クローラ２６を駆動させる走行モータ（図示せず）に供給される作動油の供給方向および流量が制御される。なお、走行レバー２８は、指令値の大きさに応じた電気信号を出力する、いわゆる電気レバー又は電気ペダルであってもよい。なお、走行レバー２８は、作業機械２０を遠隔操作するための端末装置に設けられてもよい。走行レバー２８は、作業機械２０の構成要素でなくてもよい。走行レバー２８は、例えば、ペダル、スイッチ、ボタン、またはタッチパネルなどで構成されてもよい。

（検出システムの回路構成）
検出システム１の回路構成を示す図である図２に示すように、作業機械２０は、コントローラ７１と、加速度センサ（加速度検出装置）７２と、記憶装置７３と、ディスプレイ７５と、通信装置７６と、を有している。

加速度センサ７２は、機械本体２５の加速度を検出する。加速度センサ７２は、少なくとも１軸方向（例えば、下部走行体２１の前後方向（ｘ方向））における機械本体２５の加速度を検出する。本実施形態では、加速度センサ７２は、相互に交差する３軸方向の各々における機械本体２５の加速度を検出する。ここで、相互に交差する３軸方向は、例えば、下部走行体２１の前後方向（ｘ方向）と、下部走行体２１の左右方向（幅方向）（ｙ方向）と、下部走行体２１の上下方向（ｚ方向）と、であるが、これに限定されない。

コントローラ７１には、加速度センサ７２が検出した検出値が入力される。また、コントローラ７１には、走行レバー２８からの指令値が入力される。ディスプレイ７５は、キャブ２３内に設けられてもよい。ディスプレイ７５は、作業機械２０の外部に配置されてもよい。この場合、ディスプレイ７５は、作業機械２０の外部のサーバ５０に設けられてもよく、サーバ５０とは異なる装置に設けられてもよい。ディスプレイ７５が、作業機械２０の外部かつサーバ５０とは異なる装置に設けられる場合、ディスプレイ７５は、例えば通信デバイス（端末装置）に搭載された表示装置などであり、具体的には例えば、パーソナルコンピュータ、タブレット、スマートフォン等に搭載された表示装置である。また、コントローラ７１の一部の機能が作業機械２０の外部に配置されてもよい。

コントローラ（第１判定手段）７１は、加速度センサ７２が検出した加速度に基づいて、機械本体２５の加速度が急変したことを判定する。

具体的には、コントローラ（算出手段）７１は、機械本体２５が走行を開始してから所定時間が経過するまでの加速度の変化量を算出する。コントローラ（第１判定手段）７１は、自身が算出した加速度の変化量が閾値を超えた場合に、機械本体２５が急発進したと判定する。この閾値は、例えば、機械本体２５を緩やかに発進させたときの加速度の最大値に基づいて設定される。

また、コントローラ（算出手段）７１は、機械本体２５が停止する所定時間前から機械本体２５が停止するまでの加速度の変化量を算出する。コントローラ（第１判定手段）７１は、自身が算出した加速度の変化量が閾値を超えた場合に、機械本体２５が急停止したと判定する。この閾値は、例えば、機械本体２５を緩やかに停止させたときの加速度の最大値に基づいて設定される。

このように、所定時間内の加速度の変化量を求めることで、車両本体２５の急発進・急停止を好適に検出することができる。

なお、単純に加速度の生データの変化量を求めるのではなく、変化量の最大値の変動や、変化量の絶対値を取った際の平均値の変動、複数方向の加速度を合成した合成加速度の最大値の変動や平均値の変動などを求めてもよい。その際に着目する加速度も、例えば前後方向（ｘ方向）だけでなく、左右方向（ｙ方向）や上下方向（ｚ方向）に着目してもよい。

コントローラ（変化手段）７１は、走行レバー２８からの指令値の大きさに応じて、閾値を変化させる。例えば、走行レバー２８からの指令値の大きさが小さい場合に、走行レバー２８からの指令値の大きさが大きい場合に比べて、閾値を小さくする。

クローラ２６が疲労している場合、指令値の大きさが小さくても、機械本体２５が急発進・急停止する場合がある。そこで、指令値の大きさが小さい場合に、閾値を小さくすることで、機械本体２５の急発進・急停止を好適に検出することができる。

コントローラ（カウント手段）７１は、機械本体２５の加速度が急変した回数をカウントする。具体的には、急発進カウンタにおいて、機械本体２５が急発進した回数をカウントし、急停止カウンタにおいて、機械本体２５が急停止した回数をカウントする。カウントされた回数は、記憶装置７３に記憶される。

コントローラ（報知手段）７１は、所定のタイミングで、自身がカウントした回数を報知する。具体的には、コントローラ７１は、所定のタイミングで、自身がカウントした回数をディスプレイ７５に表示させる。所定のタイミングは、例えば、エンジンが停止したタイミングである。これにより、機械本体２５が急発進・急停止した回数を知ることができる。なお、音声などによって、報知が行われてもよい。

サーバ５０は、サーバ側コントローラ８１と、サーバ側通信装置８２と、サーバ側記憶装置８３と、を有している。

サーバ側コントローラ（評価手段）８１は、加速度センサ７２が検出した加速度に基づいて、クローラ２６の疲労度を評価する。具体的には、サーバ側コントローラ（評価手段）８１は、機械本体２５の加速度が急変したことを判定するコントローラ７１の判定結果に基づいてクローラ２６の疲労度を評価する。

より具体的には、サーバ側コントローラ（累積回数記録手段）８１は、複数の作業機械２０を管理可能であり、作業機械２０ごとに、１日（単位時間）当たりの加速度の急変の累積回数をサーバ側記憶装置８３に記録する。サーバ側コントローラ（単位時間記録手段）８１は、作業機械２０ごとに、累積回数が閾値を超えた日付をサーバ側記憶装置８３に記録する。サーバ側コントローラ（確率算出手段）８１は、作業機械２０ごとに、累積回数が閾値を超えた日付を累積した累積日数に基づいて、クローラ２６が故障する確率を算出する。この確率によって、クローラ２６がいつ頃故障するかを予測することができる。なお、単位時間を１日としているが、単位時間はこれに限定されない。

累積日数と、クローラ２６が稼働している確率との関係を図３に示す。クローラ２６が故障する確率は、クローラ２６の稼働時間と、図３に示す関係とから導出される。図３に示すように、累積日数が同じであるなら、稼働時間が長いほどクローラ２６が故障する確率が高くなる。なお、図３の関係は、レイリー分布の累積分布関数の補分布に基づいているが、過去のデータを蓄積することで導出されたものであってもよい。

以上のように、加速度の急変の判定結果に基づいて、クローラ２６の疲労度を評価することができる。この疲労度から、クローラ２６が故障する時期を推定することができる。

ここで、コントローラ（セキュリティ処理手段）７１は、サーバ５０に送信される、急発進カウンタのカウント、および、急停止カウンタのカウントの情報に対して情報セキュリティに関する処理を行う。具体的には、コントローラ７１は、サーバ５０に送信する情報に署名を付ける。サーバ５０は、この署名を検証し、検証に成功した場合に、累積回数の記録などを行う。コントローラ７１から送信された情報に付けられた署名を、サーバ５０が検証することで、情報の改ざんを検知することができるとともに、送信元を確認し、なりすましを防止することができる。これにより、情報のセキュリティを確保することができる。

また、コントローラ７１は、サーバ５０に送信される、急発進カウンタのカウント、および、急停止カウンタのカウントの情報を暗号化する。暗号化は、公開鍵暗号方式であっても、共通鍵暗号方式であってもよい。サーバ５０は、暗号化された情報を復号化し、復号化に成功した場合に、累積回数の記録などを行う。コントローラ７１から送信された、暗号化された情報を、サーバ５０が復号化することで、高い秘匿性を維持することができる。これにより、情報のセキュリティを確保することができる。

（検出システムの動作）
次に、作業機械２０側の検出処理のフローチャートである図４、および、サーバ５０側の検出処理のフローチャートである図５を参照して、検出システム１の動作を説明する。

まず、作業機械２０側の動作を説明する。図４に示すように、コントローラ７１は、まず、エンジンが始動されたか否かを判定する（ステップＳ１）。ステップＳ１において、エンジンが始動されていないと判定した場合には（Ｓ１：ＮＯ）、コントローラ７１は、ステップＳ１を繰り返す。一方、ステップＳ１において、エンジンが始動されたと判定した場合には（Ｓ１：ＹＥＳ）、コントローラ７１は、急発進カウンタおよび急停止カウンタのカウントをリセットする（ステップＳ２）。

次に、コントローラ７１は、機械本体２５の動作状態を、停止状態に設定する（ステップＳ３）。次に、コントローラ７１は、走行レバー２８が操作されたか否かを判定する（ステップＳ４）。ここで、走行レバー２８が操作されるとは、実際に操作されているか否かに関わらず、指令値を出力していることを意味する。ステップＳ４において、走行レバー２８が操作されたと判定した場合には（Ｓ４：ＹＥＳ）、コントローラ７１は、機械本体２５の動作状態を、走行状態に設定する（ステップＳ５）。

次に、コントローラ７１は、機械本体２５が走行を開始してから所定時間が経過するまでの加速度の変化量が閾値を超えたか否かを判定する（ステップＳ６）。ステップＳ６において、加速度の変化量が閾値を超えたと判定した場合には（Ｓ６：ＹＥＳ）、コントローラ７１は、機械本体２５が急発進したと判定して、急発進カウンタをカウントアップする（ステップＳ７）。

ステップＳ４において、走行レバー２８が操作されていないと判定した場合（Ｓ４：ＮＯ）、ステップＳ６において、加速度の変化量が閾値を超えていないと判定した場合（Ｓ６：ＮＯ）、または、ステップＳ７の後に、コントローラ７１は、走行レバー２８の無操作状態が所定時間継続しているか否かを判定する（ステップＳ８）。ここで、走行レバー２８の無操作状態とは、実際に操作されていないだけでなく、指令値が出力されていない状態を意味する。ステップＳ８において、走行レバー２８の無操作状態が所定時間継続していると判定した場合には（Ｓ８：ＹＥＳ）、コントローラ７１は、機械本体２５の動作状態が走行状態に設定されていたか否かを判定する（ステップＳ９）。

ステップＳ９において、機械本体２５の動作状態が走行状態に設定されていたと判定した場合には（Ｓ９：ＹＥＳ）、コントローラ７１は、機械本体２５の動作状態を、停止状態に設定する（ステップＳ１０）。そして、コントローラ７１は、機械本体２５が停止する所定時間前から機械本体２５が停止するまでの加速度の変化量が閾値を超えたか否かを判定する（ステップＳ１１）。ステップＳ１１において、加速度の変化量が閾値を超えたと判定した場合には（Ｓ１１：ＹＥＳ）、コントローラ７１は、機械本体２５が急停止したと判定して、急停止カウンタをカウントアップする（ステップＳ１２）。

ステップＳ８において、走行レバー２８の無操作状態が所定時間継続していないと判定した場合（Ｓ８：ＮＯ）、ステップＳ９において、機械本体２５の動作状態が走行状態に設定されていないと判定した場合（Ｓ９：ＮＯ）、ステップＳ１１において、加速度の変化量が閾値を超えていないと判定した場合（Ｓ１１：ＮＯ）、または、ステップＳ１２の後に、コントローラ７１は、エンジンが停止したか否かを判定する（ステップＳ１３）。ステップＳ１３において、エンジンが停止していないと判定した場合には（Ｓ１３：ＮＯ）、コントローラ７１は、ステップＳ４に戻る。

一方、ステップＳ１３において、エンジンが停止したと判定した場合には（Ｓ１３：ＹＥＳ）、コントローラ７１は、急発進カウンタのカウント、および、急停止カウンタのカウントをディスプレイ７５に表示させる（ステップＳ１４）。そして、急発進カウンタのカウント、および、急停止カウンタのカウントを、自身のＩＤに対応付けてサーバ５０に送信し（ステップＳ１５）、本フローを終了する。

次に、サーバ５０側の動作を説明する。図５に示すように、サーバ側コントローラ８１は、作業機械２０から、急発進カウンタのカウント、および、急停止カウンタのカウントを受信したか否かを判定する（ステップＳ２１）。ステップＳ２１において、作業機械２０からカウントを受信していないと判定した場合には（Ｓ２１：ＮＯ）、サーバ側コントローラ８１は、ステップＳ２１を繰り返す。

一方、ステップＳ２１において、作業機械２０からカウントを受信したと判定した場合には（Ｓ２１：ＹＥＳ）、サーバ側コントローラ８１は、日付が変わったか否かを判定する（ステップＳ２２）。ステップＳ２２において、日付が変わったと判定した場合には（Ｓ２２：ＹＥＳ）、サーバ側コントローラ８１は、日付情報を更新する（ステップＳ２３）。

ステップＳ２２において、日付が変わっていないと判定した場合（Ｓ２２：ＮＯ）、または、ステップＳ２３の後に、サーバ側コントローラ８１は、作業機械２０のＩＤと、それに対応付けられたカウントを抽出する（ステップＳ２４）。そして、サーバ側コントローラ８１は、１日当たりの急発進・急停止の累積回数を日付に対応付けて、急操作情報として記録する（ステップＳ２５）。そして、サーバ側コントローラ８１は、１日当たりの累積回数が閾値を超えた作業機械２０を抽出し（ステップＳ２６）、抽出した作業機械２０を対象として累積日数に基づいてクローラ２６が故障する確率を算出し（ステップＳ２７）、本フローを終了する。さらに、サーバ側コントローラ８１が算出した、クローラ２６が故障する確率を作業機械２０に送信するようにし、コントローラ７１が受信した、クローラ２６が故障する確率をディスプレイ７５に表示させるようにしてもよい。

（変形例）
なお、作業機械２０のコントローラ７１において、所定時間内の加速度の変化量を算出し、機械本体２５が急発進・急停止したと判定しているが、これらを、サーバ５０のサーバ側コントローラ８１が行ってもよい。この場合、作業機械２０のコントローラ７１への負荷を軽減させることができる。

本変形例における検出システム１の動作を、作業機械２０側の検出処理のフローチャートである図６、および、サーバ５０側の検出処理のフローチャートである図７を参照して説明する。

まず、作業機械２０側の動作を説明する。図６に示すように、コントローラ７１は、まず、エンジンが始動されたか否かを判定する（ステップＳ３１）。ステップＳ３１において、エンジンが始動されていないと判定した場合には（Ｓ３１：ＮＯ）、コントローラ７１は、ステップＳ３１を繰り返す。一方、ステップＳ３１において、エンジンが始動されたと判定した場合には（Ｓ３１：ＹＥＳ）、コントローラ７１は、加速度センサ７２が検出した加速度の時系列データをサーバ５０に送信する（ステップＳ３２）。

そして、コントローラ７１は、エンジンが停止したか否かを判定する（ステップＳ３３）。ステップＳ３３において、エンジンが停止していないと判定した場合には（Ｓ３３：ＮＯ）、コントローラ７１は、ステップＳ３２に戻る。

一方、ステップＳ３３において、エンジンが停止したと判定した場合には（Ｓ３３：ＹＥＳ）、コントローラ７１は、サーバ５０から、急操作情報を受信したか否かを判定する（ステップＳ３４）。急操作情報は、１日当たりの急発進・急停止の累積回数を日付に対応付けたものである。ステップＳ３４において、急操作情報を受信していないと判定した場合には（Ｓ３４：ＮＯ）、コントローラ７１は、ステップＳ３４を繰り返す。

一方、ステップＳ３４において、急操作情報を受信したと判定した場合には（Ｓ３４：ＹＥＳ）、コントローラ７１は、急操作情報をディスプレイ７５に表示させ（ステップＳ３５）、本フローを終了する。

次に、サーバ５０側の動作を説明する。図７に示すように、サーバ側コントローラ８１は、まず、作業機械２０から、加速度の時系列データを受信したか否かを判定する（ステップＳ４１）。ステップＳ４１において、加速度の時系列データを受信していないと判定した場合には（Ｓ４１：ＮＯ）、サーバ側コントローラ８１は、ステップＳ４１を繰り返す。

一方、ステップＳ４１において、加速度の時系列データを受信したと判定した場合には（Ｓ４１：ＹＥＳ）、サーバ側コントローラ８１は、日付が変わったか否かを判定する（ステップＳ４２）。ステップＳ４２において、日付が変わったと判定した場合には（Ｓ４２：ＹＥＳ）、サーバ側コントローラ８１は、日付情報を更新する（ステップＳ４３）。そして、サーバ側コントローラ８１は、急発進カウンタおよび急停止カウンタのカウントをリセットする（ステップＳ４４）。

ステップＳ４２において、日付が変わっていないと判定した場合（Ｓ４２：ＮＯ）、または、ステップＳ４４の後に、サーバ側コントローラ８１は、機械本体２５の動作状態を、停止状態に設定する（ステップＳ４５）。次に、サーバ側コントローラ８１は、走行レバー２８が操作されたか否かを判定する（ステップＳ４６）。ここで、走行レバー２８が操作されるとは、実際に操作されているか否かに関わらず、指令値を出力していることを意味する。ステップＳ４６において、走行レバー２８が操作されたと判定した場合には（Ｓ４６：ＹＥＳ）、サーバ側コントローラ８１は、機械本体２５の動作状態を、走行状態に設定する（ステップＳ４７）。

次に、サーバ側コントローラ８１は、機械本体２５が走行を開始してから所定時間が経過するまでの加速度の変化量が閾値を超えたか否かを判定する（ステップＳ４８）。ステップＳ４８において、加速度の変化量が閾値を超えたと判定した場合には（Ｓ４８：ＹＥＳ）、サーバ側コントローラ８１は、機械本体２５が急発進したと判定して、急発進カウンタをカウントアップする（ステップＳ４９）。

ステップＳ４６において、走行レバー２８が操作されていないと判定した場合（Ｓ４６：ＮＯ）、ステップＳ４８において、加速度の変化量が閾値を超えていないと判定した場合（Ｓ４８：ＮＯ）、または、ステップＳ４９の後に、サーバ側コントローラ８１は、走行レバー２８の無操作状態が所定時間継続しているか否かを判定する（ステップＳ５０）。ここで、走行レバー２８の無操作状態とは、実際に操作されていないだけでなく、指令値が出力されていない状態を意味する。ステップＳ５０において、走行レバー２８の無操作状態が所定時間継続していると判定した場合には（Ｓ５０：ＹＥＳ）、サーバ側コントローラ８１は、機械本体２５の動作状態が走行状態に設定されていたか否かを判定する（ステップＳ５１）。

ステップＳ５１において、機械本体２５の動作状態が走行状態に設定されていたと判定した場合には（Ｓ５１：ＹＥＳ）、サーバ側コントローラ８１は、機械本体２５の動作状態を、停止状態に設定する（ステップＳ５２）。そして、サーバ側コントローラ８１は、機械本体２５が停止する所定時間前から機械本体２５が停止するまでの加速度の変化量が閾値を超えたか否かを判定する（ステップＳ５３）。ステップＳ５３において、加速度の変化量が閾値を超えたと判定した場合には（Ｓ５３：ＹＥＳ）、サーバ側コントローラ８１は、機械本体２５が急停止したと判定して、急停止カウンタをカウントアップする（ステップＳ５４）。

ステップＳ５０において、走行レバー２８の無操作状態が所定時間継続していないと判定した場合（Ｓ５０：ＮＯ）、ステップＳ５１において、機械本体２５の動作状態が走行状態に設定されていないと判定した場合（Ｓ５１：ＮＯ）、ステップＳ５３において、加速度の変化量が閾値を超えていないと判定した場合（Ｓ５３：ＮＯ）、または、ステップＳ５４の後に、サーバ側コントローラ８１は、加速度の時系列データが終了したか否かを判定する（ステップＳ５５）。ステップＳ５５において、加速度の時系列データが終了していないと判定した場合には（Ｓ５５：ＮＯ）、サーバ側コントローラ８１は、ステップＳ４６に戻る。

一方、ステップＳ５５において、加速度の時系列データが終了したと判定した場合には（Ｓ５５：ＹＥＳ）、サーバ側コントローラ８１は、１日当たりの急発進・急停止の累積回数を日付に対応付けて、急操作情報として記録する（ステップＳ５６）。そして、サーバ側コントローラ８１は、１日当たりの累積回数が閾値を超えた作業機械２０を抽出し（ステップＳ５７）、抽出した作業機械２０を対象として累積日数に基づいてクローラ２６が故障する確率を算出する（ステップＳ５８）。そして、サーバ側コントローラ８１は、急操作情報を作業機械２０に送信し（ステップＳ５９）、本フローを終了する。なお、サーバ側コントローラ８１が算出した、クローラ２６が故障する確率を作業機械２０に送信するようにし、コントローラ７１が受信した、クローラ２６が故障する確率をディスプレイ７５に表示させるようにしてもよい。

［第２実施形態］
次に、第２実施形態の検出システム１０１について、図面を参照しつつ説明する。なお、第１実施形態と共通する構成およびそれにより奏される効果については説明を省略し、主に、第１実施形態と異なる点について説明する。なお、第１実施形態と同じ部材については、第１実施形態と同じ符号を付している。

（検出システムの構成）
第１実施形態の検出システム１では、図２に示すように、コントローラ７１は、機械本体２５が走行を開始してから所定時間が経過するまでの加速度の変化量を算出し、その変化量が閾値を超えた場合に、機械本体２５が急発進したと判定していた。また、コントローラ７１は、機械本体２５が停止する所定時間前から機械本体２５が停止するまでの加速度の変化量を算出し、その変化量が閾値を超えた場合に、機械本体２５が急停止したと判定していた。

これに対して、本実施形態の検出システム１０１では、図２に示すように、コントローラ（取得手段）７１は、機械本体２５が走行を開始してから所定時間が経過するまでの加速度の時系列データ、および、機械本体２５が停止する所定時間前から機械本体２５が停止するまでの加速度の時系列データを取得する。そして、コントローラ（第２判定手段）７１は、これら加速度の時系列データを周波数変換し、特定の周波数にスペクトルのピークがある場合に、機械本体２５の加速度が急変したと判定する。コントローラ７１の判定結果に基づいて、サーバ側コントローラ８１がクローラ２６の疲労度を評価するのは、第１実施形態と同様である。

周波数変換を利用することで、機械本体２５の急発進・急停止を高い精度で検出することができる。

（検出システムの動作）
次に、作業機械２０側の検出処理のフローチャートである図８を参照して、検出システム１の動作を説明する。

図８に示すように、コントローラ７１は、まず、エンジンが始動されたか否かを判定する（ステップＳ７１）。ステップＳ７１において、エンジンが始動されていないと判定した場合には（Ｓ７１：ＮＯ）、コントローラ７１は、ステップＳ７１を繰り返す。一方、ステップＳ７１において、エンジンが始動されたと判定した場合には（Ｓ７１：ＹＥＳ）、コントローラ７１は、急発進カウンタおよび急停止カウンタのカウントをリセットする（ステップＳ７２）。

次に、コントローラ７１は、機械本体２５の動作状態を、停止状態に設定する（ステップＳ７３）。次に、コントローラ７１は、走行レバー２８が操作されたか否かを判定する（ステップＳ７４）。ここで、走行レバー２８が操作されるとは、実際に操作されているか否かに関わらず、指令値を出力していることを意味する。ステップＳ７４において、走行レバー２８が操作されたと判定した場合には（Ｓ７４：ＹＥＳ）、コントローラ７１は、機械本体２５の動作状態を、走行状態に設定する（ステップＳ７５）。

次に、コントローラ７１は、加速度の時系列データを記憶装置７３に記憶させる（ステップＳ７６）。次に、コントローラ７１は、走行レバー２８の無操作状態が所定時間継続しているか否かを判定する（ステップＳ７７）。ここで、走行レバー２８の無操作状態とは、実際に操作されていないだけでなく、指令値が出力されていない状態を意味する。ステップＳ７７において、走行レバー２８の無操作状態が所定時間継続していないと判定した場合には（Ｓ７７：ＮＯ）、コントローラ７１は、ステップＳ７４に戻る。一方、ステップＳ７７において、走行レバー２８の無操作状態が所定時間継続していると判定した場合には（Ｓ７７：ＹＥＳ）、コントローラ７１は、機械本体２５の動作状態が走行状態に設定されていたか否かを判定する（ステップＳ７８）。

ステップＳ７８において、機械本体２５の動作状態が走行状態に設定されていなかったと判定した場合には（Ｓ７８：ＮＯ）、コントローラ７１は、ステップＳ７４に戻る。一方、ステップＳ７８において、機械本体２５の動作状態が走行状態に設定されていたと判定した場合には（Ｓ７８：ＹＥＳ）、コントローラ７１は、機械本体２５の動作状態を、停止状態に設定する（ステップＳ７９）。そして、コントローラ７１は、加速度の時系列データから、機械本体２５が走行を開始してから所定時間が経過するまでの加速度の時系列データ、および、機械本体２５が停止する所定時間前から機械本体２５が停止するまでの加速度の時系列データを抽出する（ステップＳ８０）。

次に、コントローラ７１は、抽出した時系列データを周波数変換する（ステップＳ８１）。そして、コントローラ７１は、機械本体２５が走行を開始してから所定時間が経過するまでの加速度の時系列データにおいて、特定の周波数にピークがあるか否かを判定する（ステップＳ８２）。ステップＳ８２において、特定の周波数にピークがあると判定した場合には（Ｓ８２：ＹＥＳ）、コントローラ７１は、機械本体２５が急発進したと判定して、急発進カウンタをカウントアップする（ステップＳ８３）。

ステップＳ８２において、特定の周波数にピークがないと判定した場合（Ｓ８２：ＮＯ）、または、ステップＳ８３の後に、コントローラ７１は、機械本体２５が停止する所定時間前から機械本体２５が停止するまでの加速度の時系列データにおいて、特定の周波数にピークがあるか否かを判定する（ステップＳ８４）。ステップＳ８４において、特定の周波数にピークがあると判定した場合には（Ｓ８４：ＹＥＳ）、コントローラ７１は、機械本体２５が急停止したと判定して、急停止カウンタをカウントアップする（ステップＳ８５）。

ステップＳ８２において、特定の周波数にピークがないと判定した場合（Ｓ８４：ＮＯ）、または、ステップＳ８５の後に、コントローラ７１は、エンジンが停止したか否かを判定する（ステップＳ８６）。ステップＳ８６において、エンジンが停止していないと判定した場合には（Ｓ８６：ＮＯ）、コントローラ７１は、ステップＳ７４に戻る。

一方、ステップＳ８６において、エンジンが停止したと判定した場合には（Ｓ８６：ＹＥＳ）、コントローラ７１は、急発進カウンタのカウント、および、急停止カウンタのカウントをディスプレイ７５に表示させる（ステップＳ８７）。そして、急発進カウンタのカウント、および、急停止カウンタのカウントを、自身のＩＤに対応付けてサーバ５０に送信し（ステップＳ８８）、本フローを終了する。

サーバ５０側の動作は、図５に示したサーバ５０側の検出処理のフローチャートと同じであるので、その説明を省略する。

（効果）
以上に述べたように、本実施形態に係る検出システム１，１０１によれば、機械本体２５の加速度に基づいて、クローラ２６の疲労度が評価される。例えば、機械本体２５が急発進・急停止した場合に、機械本体２５の加速度が急変する。例えば、加速度の急変に基づいて、作業機械２０のクローラ２６の疲労度を評価することができる。

また、所定時間内の加速度の変化量が閾値を超えた場合に、機械本体２５の加速度が急変したと判定される。例えば、機械本体２５が走行を開始してから所定時間が経過するまでの加速度の変化量が閾値を超えた場合に、機械本体２５が急発進したと判定される。また、機械本体２５が走行を停止する所定時間前から機械本体２５が停止するまでの加速度の変化量が閾値を超えた場合に、機械本体２５が急停止したと判定される。このように、所定時間内の加速度の変化量を求めることで、機械本体２５の急発進・急停止を好適に検出することができる。

また、走行レバー２８が出力する指令値の大きさに応じて、閾値が変化される。例えば、指令値の大きさが小さい場合に、指令値の大きさが大きい場合に比べて、閾値を小さくする。クローラ２６が疲労している場合、指令値の大きさが小さくても、機械本体２５が急発進・急停止する場合がある。そこで、指令値の大きさが小さい場合に、閾値を小さくすることで、機械本体２５の急発進・急停止を好適に検出することができる。

また、加速度の時系列データが周波数変換され、特定の周波数にスペクトルのピークがある場合に、機械本体２５の加速度が急変したと判定される。周波数変換を利用することで、機械本体２５の急発進・急停止を高い精度で検出することができる。

また、所定のタイミングで、機械本体２５の加速度が急変した回数が報知される。これにより、機械本体２５が急発進・急停止した回数を知ることができる。

また、単位時間（１日）当たりの加速度の急変の累積回数が記録される。そして、累積回数が閾値を超えた単位時間が記録される。そして、累積回数が閾値を超えた単位時間の数に基づいて、クローラ２６が故障する確率が算出される。この確率によって、クローラ２６がいつ頃故障するかを予測することができる。

また、コントローラ７１がカウントした情報に対して情報セキュリティに関する処理が行われる。例えば、情報の改ざんを検知したり、情報を暗号化したりすることで、情報のセキュリティを確保することができる。

以上、本発明の実施形態を説明したが、具体例を例示したに過ぎず、特に本発明を限定するものではなく、具体的構成などは、適宜設計変更可能である。また、発明の実施の形態に記載された、作用及び効果は、本発明から生じる最も好適な作用及び効果を列挙したに過ぎず、本発明による作用及び効果は、本発明の実施の形態に記載されたものに限定されるものではない。

１，１０１ 検出システム
２０ 作業機械
２１ 下部走行体
２２ 上部旋回体
２３ キャブ
２４ 旋回装置
２５ 機械本体
２６ クローラ（走行装置）
２８ 走行レバー（操作装置）
３０ アタッチメント
３１ ブーム
３２ アーム
３３ バケット
３４ リンク部材
４０ シリンダ
４１ ブームシリンダ
４２ アームシリンダ
４３ バケットシリンダ
５０ サーバ
７１ コントローラ（算出手段、第１判定手段、変化手段、取得手段、第２判定手段、報知手段、カウント手段、セキュリティ処理手段）
７２ 加速度センサ（加速度検出装置）
７３ 記憶装置
７５ ディスプレイ
７６ 通信装置
８１ サーバ側コントローラ（評価手段、累積回数記録手段、単位時間記録手段、確率算出手段）
８２ サーバ側通信装置
８３ サーバ側記憶装置

Claims (9)

1. 作業機械の走行状態を検出する検出システムであって、
   前記作業機械は、走行装置を有する機械本体を有し、
   前記機械本体の加速度を検出する加速度検出装置と、
   前記加速度検出装置が検出した前記加速度に基づいて、前記走行装置の疲労度を評価する評価手段と、
   を有することを特徴とする検出システム。
2. 前記機械本体が走行を開始してから所定時間が経過するまでの前記加速度の変化量、および、前記機械本体が停止する所定時間前から前記機械本体が停止するまでの前記加速度の変化量を算出する算出手段と、
   前記算出手段が算出した前記加速度の変化量が閾値を超えた場合に、前記機械本体の前記加速度が急変したと判定する第１判定手段と、
   を有し、
   前記評価手段は、前記第１判定手段の判定結果に基づいて前記走行装置の疲労度を評価することを特徴とする請求項１に記載の検出システム。
3. 前記機械本体を走行させるための指令値を出力する操作装置を有し、
   前記指令値の大きさに応じて、前記閾値を変化させる変化手段を有することを特徴とする請求項２に記載の検出システム。
4. 前記機械本体が走行を開始してから所定時間が経過するまでの前記加速度の時系列データ、および、前記機械本体が停止する所定時間前から前記機械本体が停止するまでの前記加速度の時系列データを取得する取得手段と、
   前記加速度の時系列データを周波数変換し、特定の周波数にスペクトルのピークがある場合に、前記機械本体の前記加速度が急変したと判定する第２判定手段と、
   を有し、
   前記評価手段は、前記第２判定手段の判定結果に基づいて前記走行装置の疲労度を評価することを特徴とする請求項１に記載の検出システム。
5. 前記機械本体の前記加速度が急変した回数を所定のタイミングで報知する報知手段を有することを特徴とする請求項１～４のいずれか１項に記載の検出システム。
6. 前記評価手段は、
   単位時間当たりの前記加速度の急変の累積回数を記録する累積回数記録手段と、
   前記累積回数が閾値を超えた前記単位時間を記録する単位時間記録手段と、
   前記単位時間記録手段に記録された、前記累積回数が閾値を超えた前記単位時間の数に基づいて、前記走行装置が故障する確率を算出する確率算出手段と、
   を有することを特徴とする請求項２～５のいずれか１項に記載の検出システム。
7. 前記機械本体の前記加速度が急変した回数をカウントするカウント手段と、
   前記カウント手段がカウントした情報に対して情報セキュリティに関する処理を行うセキュリティ処理手段と、
   を有することを特徴とする請求項２～６のいずれか１項に記載の検出システム。
8. 作業機械の走行状態を検出する検出方法であって、
   前記作業機械は、走行装置を有する機械本体を有し、
   前記機械本体の加速度を検出する加速度検出ステップと、
   前記加速度検出ステップで検出した前記加速度に基づいて、前記走行装置の疲労度を評価する評価ステップと、
   を有することを特徴とする検出方法。
9. 作業機械の走行状態を検出するようにコンピュータを機能させる検出プログラムであって、
   前記作業機械は、走行装置を有する機械本体を有し、
   前記機械本体の加速度を検出する加速度検出手段と、
   前記加速度検出手段で検出した前記加速度に基づいて、前記走行装置の疲労度を評価する評価手段としてコンピュータを機能させることを特徴とする検出プログラム。

Images