JP2023148987A - System and method for estimating weight of load in specially-equipped vehicle and computer program - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、特装車の積載重量推定システム、特装車の積載重量推定方法、及びコンピュータプログラムに関する。 The present invention relates to a system for estimating the loaded weight of a specially equipped vehicle, a method for estimating the loaded weight of a specially equipped vehicle, and a computer program.
トラックなどの特装車には、荷台を傾斜させるための油圧機構が搭載されている。特許文献１には、油圧機構が備える油圧シリンダのシリンダ圧を含む計測データを取得し、取得した計測データに基づき、荷台における積載重量を推定するシステムが開示されている。
Specially equipped vehicles such as trucks are equipped with a hydraulic mechanism to tilt the loading platform.
しかしながら、シリンダ圧を含む計測データに経過時間に伴う変動が生じた場合、正確に積載重量を推定することができない。 However, if measurement data including cylinder pressure fluctuates over time, the loaded weight cannot be accurately estimated.
本発明は、計測データに経過時間に伴う変動が生じた場合であっても、正確に積載重量を推定できる特装車の積載重量推定システム、特装車の積載重量推定方法、及びコンピュータプログラムを提供することを目的とする。 The present invention provides a system for estimating the loaded weight of a specially equipped vehicle, a method for estimating the loaded weight of a specially equipped vehicle, and a computer program that can accurately estimate the loaded weight even when measurement data fluctuates with elapsed time. purpose.
本発明の一態様に係る特装車の積載重量推定システムは、荷箱を昇降させるための油圧アクチュエータを備える特装車に関して前記油圧アクチュエータに作用する油圧の大きさを計測する圧力計からの出力に基づき、前記油圧の大きさに関するデータを取得する取得部と、時間経過に伴う油圧低下分の補正を前記データに施す補正部と、補正後の油圧の大きさに関するデータに基づき、前記荷箱における積載重量を推定する推定部とを備える。 A loaded weight estimation system for a specially equipped vehicle according to one aspect of the present invention is based on an output from a pressure gauge that measures the magnitude of hydraulic pressure acting on the hydraulic actuator for a specially equipped vehicle equipped with a hydraulic actuator for raising and lowering a cargo box. an acquisition unit that acquires data regarding the magnitude of oil pressure; a correction unit that corrects the data for the decrease in oil pressure over time; and a correction unit that calculates the loaded weight in the cargo box based on the data regarding the magnitude of the oil pressure after correction. and an estimator for estimating.
本発明の一態様に係る特装車の積載重量推定方法は、荷箱を昇降させるための油圧アクチュエータを備える特装車に関して前記油圧アクチュエータに作用する油圧の大きさを計測する圧力計からの出力に基づき、前記油圧の大きさに関するデータを取得し、時間経過に伴う油圧低下分の補正を前記データに施し、補正後の油圧の大きさに関するデータに基づき、前記荷箱における積載重量を推定する処理をコンピュータにより実行する。 A method for estimating the loaded weight of a specially equipped vehicle according to one aspect of the present invention is based on an output from a pressure gauge that measures the magnitude of hydraulic pressure acting on the hydraulic actuator for a specially equipped vehicle equipped with a hydraulic actuator for raising and lowering a cargo box. A computer performs a process of acquiring data regarding the magnitude of hydraulic pressure, correcting the data for a decrease in hydraulic pressure over time, and estimating the loaded weight in the cargo box based on the corrected data regarding the magnitude of the hydraulic pressure. Execute.
本発明の一態様に係るコンピュータプログラムは、コンピュータに、荷箱を昇降させるための油圧アクチュエータを備える特装車に関して前記油圧アクチュエータに作用する油圧の大きさを計測する圧力計からの出力に基づき、前記油圧の大きさに関するデータを取得し、時間経過に伴う油圧低下分の補正を前記データに施し、補正後の油圧の大きさに関するデータに基づき、前記荷箱における積載重量を推定する処理を実行させるためのコンピュータプログラムである。 A computer program according to one aspect of the present invention causes a computer to calculate the hydraulic pressure based on an output from a pressure gauge that measures the magnitude of hydraulic pressure acting on the hydraulic actuator regarding a specially equipped vehicle equipped with a hydraulic actuator for raising and lowering a cargo box. to obtain data regarding the magnitude of the hydraulic pressure, correct the data for a decrease in oil pressure over time, and execute a process of estimating the loaded weight in the cargo box based on the data regarding the corrected hydraulic pressure magnitude. is a computer program.
本願によれば、計測データに経過時間に伴う変動が生じた場合であっても、正確に積載重量を推定できる。 According to the present application, even if measurement data fluctuates with elapsed time, it is possible to accurately estimate the loaded weight.
以下、本発明をその実施の形態を示す図面に基づいて具体的に説明する。
（実施の形態１）
図１は実施の形態１に係る特装車１の全体構成を示す側面図、図２はその平面図、図３は荷箱を起立させた状態の側面図である。図１～図３に例示する特装車１は、走行部であるトラックシャシ２と、走行部に搭載される架装装置の一例であるダンプ装置３とを備えるダンプトラックである。以下の説明において、前後、左右、上下の各方向は、トラックシャシ２の運転席に座った運転手から見た前後、左右、上下の各方向を表すものとする。なお、図２では、説明のために、ダンプ装置３を取り除いた状態を示している。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The present invention will be specifically described below based on drawings showing embodiments thereof.
(Embodiment 1)
FIG. 1 is a side view showing the overall configuration of a specially equipped
トラックシャシ２は、運転席が設けられるキャブ２０と、キャブ２０を支持するシャシフレーム２１とを備える。シャシフレーム２１は、前後方向に延びる左右一対のメインフレーム（縦根太）２１Ａ，２１Ａと、左右一対のメインフレーム２１Ａ，２１Ａを連結する複数のクロスメンバ（横根太）２１Ｂ，…，２１Ｂとにより構成される（図２を参照）。トラックシャシ２の前輪２２Ｆ及び後輪２２Ｒ，２２Ｒは不図示の懸架装置を介してメインフレーム２１Ａ，２１Ａに回転可能に取り付けられる。トラックシャシ２は、エンジン７０（原動機）と、このエンジン７０にクラッチを介して連結される変速機とを備えており、駆動輪（例えば前輪２２Ｆ）の駆動系にエンジン７０の駆動力を変速機を介して伝達することによって、走行するように構成されている。
The
ダンプ装置３は、シャシフレーム２１上に固定されるサブフレーム３０と、サブフレーム３０によって支持され、土砂などの荷が積載される荷箱４とを備える。荷箱４は、サブフレーム３０の後端部にて左右方向に延びるヒンジ軸３１の回りに回動可能に支持されている。荷箱４は、上方が開放された箱体であり、矩形状の底部４０を囲むように配置されたフロントパネル４１、左右一対のサイドパネル４２、及びリアパネル（後アオリ）４３を備える。リアパネル４３は開閉可能に構成されている。
The
ダンプ装置３は、荷箱４を傾斜させるためのホイスト機構５を備える。ホイスト機構５は、例えば、リフトアーム５１、油圧シリンダ５２、テンションリンク５３を備える。ホイスト機構５の油圧シリンダ５２を伸長させると、荷箱４は、その前部が持ち上げられ、傾斜角度が大きくなる方向に回動する。傾斜角度が大きくなる方向への荷箱４の回動を、本実施の形態では荷箱４の上昇ともいう。一方、ホイスト機構５の油圧シリンダ５２を短縮させると、荷箱４は、その前部が下げられ、傾斜角度が小さくなる方向に回動する。傾斜角度が小さくなる方向への荷箱４の回動を、本実施の形態では荷箱４の下降ともいう。
The
油圧シリンダ５２を伸縮させる油圧機構は、油圧ポンプ６１、作動油タンク６２、制御弁６３などを備える。油圧供給源である油圧ポンプ６１は、ＰＴＯ７１（Power Take-Off）を介して伝達されるエンジン７０の動力によって駆動されることにより、油圧配管６４を通じて作動油タンク６２内の作動油を汲み上げ、吐出口に接続された主管６５を通じて油圧シリンダ５２に作動油（圧油）を供給する。なお、エンジン７０の動力伝達の断接は、キャブ２０内に設けられるＰＴＯスイッチ７２により切り替えられる。
The hydraulic mechanism that expands and contracts the
油圧ポンプ６１から吐出される作動油の供給方向は、手動式の操作レバー６７によって操作される制御弁６３により切り替えられる。例えば、操作レバー６７の操作により制御弁６３が中立位置にあると、油圧ポンプ６１から油圧シリンダ５２に作動油は供給されず、荷箱４の傾動動作は行われない。操作レバー６７が上昇位置に操作されると、制御弁６３が切り替えられ、油圧ポンプ６１から油圧シリンダ５２に作動油（圧油）が供給される。油圧シリンダ５２は、作動油が供給されることによって伸長し、荷箱４を上昇させる。一方、操作レバー６７が下降位置に操作されると、制御弁６３が切り替えられ、油圧シリンダ５２に供給された作動油は作動油タンク６２に還流する。これに伴い、油圧シリンダ５２は短縮し、荷箱４を下降させる。
The supply direction of hydraulic oil discharged from the
油圧機構には、油圧シリンダ５２に作用する油圧の大きさを計測するための圧力計８１が設けられている。また、特装車１には、トラックシャシ２の傾斜（ピッチ及びロール）を計測するための傾斜計８２と、荷箱４の傾斜（ピッチ及びロール）を計測するための傾斜計８３が設けられている。
The hydraulic mechanism is provided with a
圧力計８１は、油圧シリンダ５２のシリンダ圧（油圧）を時系列的に計測し、計測したシリンダ圧に係る計測データを出力する。傾斜計８２は、シャシフレーム２１の適宜箇所（例えば前後方向及び左右方向の中央付近）に取り付けられる。傾斜計８２は、重力方向（鉛直方向）を基準としたトラックシャシ２の前後方向の傾斜（ピッチ）、及び左右方向の傾斜（ロール）を時系列的に計測し、計測した傾斜に係る計測データを出力する。傾斜計８３は、荷箱４の適宜箇所に取り付けられ、重力方向（鉛直方向）を基準とした荷箱４の前後方向（ピッチ）、及び左右方向の傾斜（ロール）を時系列的に計測し、計測した傾斜に係る計測データを出力する。傾斜計８３の計測値と傾斜計８２の計測値との差分をとることによって、トラックシャシ２に対する荷箱４のダンプ角度が算出される。
The
特装車１は、圧力計８１より得られるデータに基づき、積載物の重量（積載重量）を推定する推定装置１００を備える。本実施の形態において、積載重量は、荷箱４に積載されている積載物の重量を表し、特装車１に乗車している乗員、特装車１に積まれている燃料、特装車１を構成する走行部及び架装装置などの重量は入らないものとする。なお、荷を積んでいないときの走行部や架装装置の重量は既知であるとする。推定装置１００の内部構成、及び推定装置１００が実行する処理の内容については後に詳述することとするが、本実施の形態では、圧力計８１より油圧の大きさに関するデータを取得した場合、時間経過に伴う油圧低下分を補正し、補正度のデータに基づき、積載重量を推定する。推定装置１００は、例えばキャブ２０の内部に設けられる。代替的に、推定装置１００はシャシフレーム２１に取り付けられてもよい。
The specially equipped
本実施の形態では、特装車１の一例としてダンプ装置３を備えたダンプトラックについて説明するが、特装車１は、ダンプトラックに限らず、ダンプ排出式吸引車やダンプ排出式塵芥収集車など、油圧シリンダを有するダンプ装置を備えた任意の特装車であってもよい。
In this embodiment, a dump truck equipped with a
以下、本実施の形態に係る積載重量推定システムの構成について説明する。
図４は積載重量推定システムの構成を説明するブロック図である。積載重量表示システムは、時間経過に伴う油圧低下分を補正した油圧のデータに基づき、特装車１の積載重量を推定する推定装置１００と、推定装置１００が推定した積載重量に関する情報を報知するための表示装置１２０とを備える。
The configuration of the loaded weight estimation system according to this embodiment will be described below.
FIG. 4 is a block diagram illustrating the configuration of the loaded weight estimation system. The loaded weight display system includes an
推定装置１００は、専用又は汎用のコンピュータであり、制御部１０１、記憶部１０２、操作部１０３、入力部１０４、出力部１０５、及び通信部１０６を備える。
The
制御部１０１は、例えば、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＲＡＭ（Random Access Memory）などを備える。制御部１０１が備えるＲＯＭには、推定装置１００が備えるハードウェア各部の動作を制御する制御プログラム等が記憶される。制御部１０１内のＣＰＵは、ＲＯＭに記憶された制御プログラムや後述する記憶部１０２に記憶された各種コンピュータプログラムを実行し、ハードウェア各部の動作を制御することによって、本実施の形態における推定装置１００としての機能を実現する。制御部１０１が備えるＲＡＭには、演算の実行中に利用されるデータ等が一時的に記憶される。
The
制御部１０１は、日時情報を出力するクロック、計測開始指示を与えてから計測終了指示を与えるまでの経過時間を計測するタイマ、数をカウントするカウンタ等の機能を搭載するものであってもよい。
The
記憶部１０２は、ハードディスク、フラッシュメモリなどを用いた記憶装置を備える。記憶部１０２には、制御部１０１によって実行されるコンピュータプログラム、外部から取得した各種データ、推定装置１００の内部にて生成した各種データ等が記憶される。
The
記憶部１０２に記憶されるコンピュータプログラムは、圧力計８１より得られる油圧の大きさに関するデータを補正し、補正後のデータに基づき、特装車１の積載重量を推定するための推定プログラムＰＧ１などを含む。
The computer programs stored in the
記憶部１０２に記憶されるコンピュータプログラムは、例えば、コンピュータプログラムを読み取り可能に記録した非一時的な記録媒体ＲＭ１により提供される。記録媒体ＲＭ１は、例えば、ＣＤ－ＲＯＭ、ＵＳＢメモリ、ＳＤ（Secure Digital）カードなどの可搬型メモリである。制御部１０１は、図に示していない読取装置を用いて、記録媒体ＲＭ１から各種プログラムを読み取り、読み取った各種プログラムを記憶部１０２に記憶させる。また、記憶部１０２に記憶されるコンピュータプログラムは、通信により提供されてもよい。この場合、制御部１０１は、所定のサーバから必要なコンピュータプログラムをダウンロードし、ダウンロードしたコンピュータプログラムを記憶部１０２に記憶させる。
The computer program stored in the
また、記憶部１０２は、油圧値を補正する際に適用される油圧補正式ＣＦ１を記憶する。油圧補正式ＣＦ１は、経過時間を入力値として、油圧補正量を出力する関数である。油圧補正式ＣＦ１については後に詳述する。
The
また、記憶部１０２は、補正後の油圧の大きさに関するデータ（第１データ）、傾斜計８２より得られるトラックシャシ２の傾斜角に関するデータ（第２データ）、及び積載重量を含むデータ間の関係を規定する関係テーブルＴＢ１を備える。傾斜計８２より得られるトラックシャシ２の傾斜角に関するデータ（第２データ）は、車両全体、すなわち特装車１の傾斜角のデータとして考えることができる。関係テーブルＴＢ１の構成については後に詳述する。なお、関係テーブルＴＢ１において規定する第１データは、補正後の油圧値のデータであってもよく、補正後の油圧値を所定の関係式に従って積載重量に換算した換算重量のデータであってもよい。換算に用いる関係式は、特装車１や油圧シリンダ５２の種類に応じて用意されるとよい。
The
操作部１０３は、スイッチやボタンなどにより構成されており、各種の操作を受付ける。制御部１０１は、操作部１０３を通じて受付けた操作に基づき、適宜の処理を実行する。なお、本実施の形態では、推定装置１００が操作部１０３を備える構成としたが、操作部１０３は必須ではなく、外部に接続された機器や通信部１０６を介して操作を受付ける構成であってもよい。
The
入力部１０４は、各種センサを接続するためのインタフェースを備え、圧力計８１、傾斜計８２，８３などのセンサが接続される。入力部１０４には、これらのセンサが有線によって接続されてもよく、無線によって接続されてもよい。入力部１０４には、圧力計８１より出力される油圧シリンダ５２のシリンダ圧に係る計測データ、傾斜計８２より出力される特装車１の傾斜に係る計測データ、傾斜計８３より出力される荷箱４の傾斜に係る計測データ等が適宜入力される。
The
出力部１０５は、液晶モニタなどの表示装置１２０を接続するための出力インタフェースを備える。表示装置１２０は、例えばキャブ２０の運転席近傍に設けられる。代替的に、表示装置１２０は、フロントパネル４１の後面側に設けられてもよい。出力部１０５が備える出力インタフェースは、アナログ形式の映像信号を出力する出力インタフェースであってもよく、ＤＶＩ（Digital Visual Interface）やＨＤＭＩ（High-Definition Multimedia Interface、登録商標）などのデジタル形式の映像信号を出力する出力インタフェースであってもよい。出力部１０５は、例えば、積載重量の推定結果を表示装置１２０に表示させるべく、表示データを表示装置１２０へ出力する。
The
本実施の形態では、推定装置１００の外部に表示装置１２０を接続する構成としたが、推定装置１００が表示装置１２０を搭載するものであってもよい。
In this embodiment, the
通信部１０６は、外部機器との間で各種のデータを送受信する通信インタフェースを備える。推定装置１００が通信部１０６を介して通信する相手先の一例は、特装車１に搭載される各種ＥＣＵ（Electronic Controller Unit）やＰＬＣ（Programmable Logic Controller）である。この場合、通信部１０６は、特装車１に搭載される各種ＥＣＵやＰＬＣと通信するために、例えばＲＳ－４８５に準拠した通信ポートを備えてもよく、ＣＡＮ（Controller Area Network）などの車内通信用の通信規格に準拠した通信インタフェースを備えてもよい。推定装置１００が通信部１０６を介して通信する相手先の他の例は、特装車１の外部に設置されるサーバ装置やユーザが所持する携帯端末などである。この場合、通信部１０６は、外部のサーバ装置などと通信するために、ＷｉＦｉ（登録商標）、３Ｇ、４Ｇ、５Ｇ、ＬＴＥ（Long Term Evolution）等の無線通信の通信規格に準じた通信インタフェースを備えてもよい。
The
推定装置１００は、荷箱４への積み込み作業が実施されている間、圧力計８１より油圧の大きさに関するデータを随時取得し、取得したデータに基づき積載重量をリアルタイムに推定する。しかしながら、以下に示すように、油圧シリンダ５２のシリンダ圧（油圧）は時間の経過と共に低下するので、時間経過に伴う油圧低下分を補正しなければ、正確な積載重量を求めることはできない。
The
図５は圧力計８１により計測される油圧の時間変化を示すグラフである。グラフの横軸は、計量準備が完了してからの経過時間（ｓ）を示し、縦軸は、圧力計８１により計測される油圧（ＭＰａ）を示している。灰色の実線は、荷箱４における積載重量を一定とした場合の油圧の実測値を示している。グラフに示されるように、油圧の実測値は、荷箱４における積載重量が一定であっても、時間の経過と共に概ね単調に減少することが分かる。
FIG. 5 is a graph showing changes in oil pressure measured by the
グラフに示す黒色の破線は、実測値の近似曲線を示している。近似曲線として例えば２次曲線を採用することができる。近似曲線をＰ＝ａｔ2 －ｂｔ＋ｃ（Ｐは油圧、ｔは経過時間、ａ，ｂ，ｃは係数）とした場合、最小二乗法などの近似手法を用いることにより、ａ＝５．９８×１０-7、ｂ＝７．８３×１０-4、ｃ＝８．６２のように各係数を求めることができる。 The black dashed line shown in the graph indicates an approximate curve of the actually measured values. For example, a quadratic curve can be employed as the approximate curve. If the approximate curve is P = at 2 - bt + c (P is oil pressure, t is elapsed time, a, b, c are coefficients), by using an approximation method such as the least squares method, a = 5.98 × 10 -7 , b=7.83× 10-4 , and c=8.62.
この例では、油圧の低下分Ｐｄは、Ｐｄ＝－ａｔ2 ＋ｂｔにより表される。すなわち、油圧の実測値Ｐが得られた場合、実測値Ｐに油圧の低下分Ｐｄを加算することにより、補正後の油圧値Ｐｃ（＝Ｐ＋Ｐｄ）を求めることができる。 In this example, the decrease in oil pressure Pd is expressed by Pd=-at 2 +bt. That is, when the actual oil pressure value P is obtained, the corrected oil pressure value Pc (=P+Pd) can be obtained by adding the oil pressure drop Pd to the actual oil pressure value P.
図６は補正後の油圧値の時間変化を示すグラフである。グラフの横軸は、計量準備が完了してからの経過時間（ｓ）を示し、縦軸は、圧力計８１により計測される油圧（ＭＰａ）を示している。補正後の油圧値Ｐｃは、Ｐ＋Ｐｄ（Ｐは油圧の実測値、Ｐｄは油圧の低下分）により算出される。なお、図６のグラフでは、補正後の油圧値Ｐｃのデータ数を間引いて示している。
FIG. 6 is a graph showing changes over time in oil pressure values after correction. The horizontal axis of the graph shows the elapsed time (s) after the completion of measurement preparation, and the vertical axis shows the oil pressure (MPa) measured by the
図６のグラフに示すように、油圧の実測値Ｐに対して、油圧低下分Ｐｄに基づく補正を施すことにより、経過時間に応じて多少変動するものの、ほぼ一定の油圧値が得られることが分かる。 As shown in the graph of FIG. 6, by correcting the actual oil pressure value P based on the oil pressure drop Pd, it is possible to obtain an almost constant oil pressure value, although it fluctuates somewhat depending on the elapsed time. I understand.
以上により、油圧の実測値を２次式（＝ａｔ2 －ｂｔ＋ｃ）で近似した場合、実測値に対する油圧補正式ＣＦ１として、－ａｔ2 ＋ｂｔを採用することができる。制御部１０１は、経過時間ｔにおける油圧の実測値Ｐを取得した場合、Ｐ－ａｔ2 ＋ｂｔを計算することにより、補正後の油圧値Ｐｃを求めることができる。
As described above, when the actual measured value of the oil pressure is approximated by the quadratic formula (=at 2 -bt+c), -at 2 +bt can be adopted as the oil pressure correction formula CF1 for the actual measured value. When the
本実施の形態では、油圧の実測値を２次式で補正する構成としたが、実測値を近似する近似式は２次式に限らず、１次式若しくは３次以上の多項式であってもよく、その他の関数であってもよい。 In this embodiment, the actual measured value of the oil pressure is corrected using a quadratic equation, but the approximate equation that approximates the actual measured value is not limited to the quadratic equation, but can also be a linear equation or a polynomial of 3rd or higher order. It may also be any other function.
本実施の形態に係る推定装置１００は、補正後の油圧値に基づき、荷箱４における積載重量を推定する。推定手法は、油圧の大きさに関するデータを用いる任意の手法を採用することが可能である。以下では、その一例として、油圧の大きさに関するデータ（以下、第１データ）、特装車１の傾斜角に関するデータ（以下、第２データ）、及び荷箱４における積載重量を含むデータ間の関係を記憶する関係テーブルＴＢ１を用いて、積載重量を推定する手法について説明する。
図７は実施の形態１における関係テーブルＴＢ１の構成例を示す概念図である。関係テーブルＴＢ１は、油圧値より得られる換算重量（i_weight）、特装車１の傾斜角（Pitch, Roll）、及び積載重量（a_weight）を関連付けて記憶する。ここで、換算重量及び傾斜角は入力値であり、それぞれ第１データ（油圧の大きさに関するデータ）及び第２データ（傾斜角に関するデータ）を表す。一方、積載重量は、入力値が与えられた場合の出力値であり、荷箱４における積載重量の推定値を表す。なお、図７の関係テーブルＴＢ１に示した第１データは、油圧値を所定の関係式に従って積載重量に換算した換算重量のデータであるが、油圧値自体のデータであってもよい。換算に用いる関係式は、特装車１や油圧シリンダ５２の種類に応じて用意されるとよい。
FIG. 7 is a conceptual diagram showing a configuration example of the relationship table TB1 in the first embodiment. The relational table TB1 stores the converted weight (i_weight) obtained from the oil pressure value, the inclination angle (Pitch, Roll) of the specially equipped
実施の形態１では、関係テーブルＴＢ１は、換算重量（i_weight）の値として、３．０～１２．９トンの範囲の値を０．１トン刻みで記憶し、ピッチ角（Pitch）の値として、－８～８度の範囲の値を１度刻みで記憶し、ロール角（Roll）の値として、０～４度の範囲の値を１度刻みで記憶している。なお、ロール角に関しては、ほぼ左右対称の特性となるため、絶対値を用いることができる。ただし、左右対称の特性とならない場合もあるので、その場合には、左右それぞれのロール角の値に対してピッチ角や換算重量の値を設定するようにしてもよい。 In the first embodiment, the relational table TB1 stores values in the range of 3.0 to 12.9 tons in 0.1 ton increments as the value of the converted weight (i_weight), and stores values in the range of 3.0 to 12.9 tons in increments of 0.1 ton as the value of the pitch angle (Pitch). , values in the range of -8 to 8 degrees are stored in 1 degree increments, and values in the range of 0 to 4 degrees are stored in 1 degree increments as roll angle values. Regarding the roll angle, the absolute value can be used since the roll angle has a substantially bilaterally symmetrical characteristic. However, since the characteristics may not be bilaterally symmetrical, in that case, the values of the pitch angle and the converted weight may be set for the values of the left and right roll angles.
上述した入力値及び出力値（推定値）は、実際のメモリ内部ではアドレスマップに変換されて格納されている。制御部１０１は、入力値（i_weight, Pitch, Roll）が与えられた場合、アドレスを指定して関係テーブルＴＢ１から積載重量の値（a_weight）を読み出す。制御部１０１は、関係テーブルＴＢ１から読み出した値を基に、荷箱４における積載重量を推定する。
The input values and output values (estimated values) described above are converted into an address map and stored in the actual memory. When the
図８は入力値が与えられた場合の積載重量の算出方法を説明する説明図である。入力値として、換算重量：８．５５トン、ピッチ角：５．５度、ロール角：２．５度が与えられた場合を例にとり、積載重量の算出方法について説明する。換算重量、ピッチ角、及びロール角をそれぞれ座標軸にとった３次元空間を想定した場合、関係テーブルＴＢ１に記憶されている換算重量（i_weight）及び傾斜角（Pitch, Roll）を指定したとき（アドレスを指定したとき）に定まる点は、上記３次元空間内の格子点を表す。 FIG. 8 is an explanatory diagram illustrating a method of calculating the loaded weight when input values are given. The method for calculating the loaded weight will be explained by taking as an example a case where a converted weight: 8.55 tons, a pitch angle: 5.5 degrees, and a roll angle: 2.5 degrees are given as input values. Assuming a three-dimensional space with the converted weight, pitch angle, and roll angle as the coordinate axes, when the converted weight (i_weight) and inclination angle (Pitch, Roll) stored in the relationship table TB1 are specified (address The points determined by ) represent grid points in the three-dimensional space.
上述の入力値を表す点（図中の星印で示される点）は、何れの格子点にも一致しておらず、図８に示す８つの格子点ＬＰ１～ＬＰ８を頂点とする直方体の内部に含まれている。この場合、制御部１０１は、入力値を表す点を囲む８つの格子点ＬＰ１～ＬＰ８（アドレス）を指定し、各格子点ＬＰ１～ＬＰ８（アドレス）に関連付けて記憶されている積載重量（a_weight）の値を関係テーブルＴＢ１から読み出す。例えば、格子点ＬＰ１（換算重量：８．５トン、ピッチ角：５度、ロール角：２度）に対応するアドレスを指定した場合、積載重量（a_weight）として、８．９トンという値を読み出すことができる。他の格子点ＬＰ２～ＬＰ８に対応するアドレスを指定した場合についても同様である。
The points representing the above-mentioned input values (points indicated by stars in the figure) do not coincide with any grid points, and are located inside the rectangular parallelepiped whose vertices are the eight grid points LP1 to LP8 shown in FIG. included in. In this case, the
制御部１０１は、まず、格子点ＬＰ１～ＬＰ８から読み出した値に元に、i_weight方向の区間値を算出する。例えば、制御部１０１は、ＬＰ１－ＬＰ２の区間値として、（９．０－８．９）×（８．５５－８．５）／０．１＋８．９＝８．９５を算出し、ＬＰ３－ＬＰ４の区間値として、（９．１－９．０）×（８．５５－８．５）／０．１＋９．０＝９．０５を算出する。制御部１０１は、ＬＰ５－ＬＰ６の区間値、及びＬＰ７－ＬＰ８の区間値についても同様にすることができる。
The
制御部１０１は、次に、算出したi_weight方向の区間値を元に、Pitch方向の区間値を算出する。例えば、制御部１０１は、ＬＰ１，ＬＰ２－ＬＰ３，ＬＰ４の区間値として、（９．０５－８．９５）×（５．５－５）／１＋８．９５＝９．００を算出し、ＬＰ５，ＬＰ６－ＬＰ７，ＬＰ８の区間値として、（９．０５－８．９５）×（５．５－５）／１＋８．９５＝９．００を算出する。
The
制御部１０１は、最後に、算出したPitch方向の区間値を元に、Roll方向の区間値を算出する。例えば、制御部１０１は、Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３，Ｌ４－Ｌ５，Ｌ６，Ｌ７，Ｌ８の区間値として、（９．００－８．００）×（２．５－２）／１＋９．００＝９．００を算出する。
Finally, the
以上の演算により、制御部１０１は、入力値として、換算重量：８．５５トン、ピッチ角：５．５度、ロール角：２．５度が与えられた場合の積載重量の推定値として、９．００トンという推定値を得る。
Through the above calculation, the
なお、本実施の形態では、i_weight方向、Pitch方向、Roll方向の区間値をこの順に算出する手順としたが、区間値を算出する順序は上記に限定されるものではなく、適宜設定され得る。 Note that in this embodiment, the interval values in the i_weight direction, the pitch direction, and the roll direction are calculated in this order, but the order in which the interval values are calculated is not limited to the above, and can be set as appropriate.
以下、積載重量の推定手順について説明する。
図９は実施の形態１における積載重量の推定手順を説明するフローチャートである。推定装置１００の制御部１０１は、トラックシャシ２に対して荷箱４を所定のダンプ角度にした状態において、記憶部１０２から推定プログラムＰＧ１を読み出して実行することにより、以下の処理を実行する。
The procedure for estimating the loaded weight will be explained below.
FIG. 9 is a flowchart illustrating the procedure for estimating the loaded weight in the first embodiment. The
制御部１０１は、計量準備が完了したか否かを判断する（ステップＳ１０１）。例えば、制御部１０１は、計量スイッチ８９がオンされたか否かを判断し、計量スイッチ８９がオンされたと判断した場合、計量準備が完了したと判断してもよい。また、制御部１０１は、計量スイッチ８９がオンされた後、ダンプ角度の調整をユーザに促し、ダンプ角度が設定範囲内に入った場合、計量準備が完了したと判断してもよい。制御部１０１は、傾斜計８３の計測値として得られる荷箱４の傾斜角度から傾斜計８２の計測値として得られるトラックシャシ２の傾斜角度を差し引くことにより、ダンプ角度を求めることができる。
The
計量準備が完了していないと判断した場合（Ｓ１０１：ＮＯ）、制御部１０１は、計量準備が完了するまで待機する。
If it is determined that the measurement preparation is not completed (S101: NO), the
計量準備が完了したと判断した場合（Ｓ１０１：ＹＥＳ）、制御部１０１は、内蔵タイマを作動させ、計時を開始する（ステップＳ１０２）。計量準備が完了した後、荷箱４への積載作業が随時実施される。また、制御部１０１は、圧力計８１より時系列的に出力される油圧の大きさに関するデータ、及び傾斜計８２より時系列的に出力される特装車１の傾斜角に関するデータ等を、入力部１０４を通じて取得する（ステップＳ１０３）。
If it is determined that the measurement preparation is completed (S101: YES), the
制御部１０１は、取得した油圧の大きさに関するデータに対し、時間経過に伴う油圧低下分の補正を施す（ステップＳ１０４）。具体的には、時間ｔが経過したときの圧力計８１が示す油圧値をＰとした場合、制御部１０１は、記憶部１０２に記憶されている油圧補正式ＣＦ１を参照し、Ｐ＋Ｐｄを算出することにより、補正後の油圧値を求める。ここで、Ｐｄは、上述した例では、－ａｔ2 ＋ｂｔ（ｔは時間、ａ，ｂは事前に求められる係数）であり、時間経過に伴う油圧低下分を表す。
The
次いで、制御部１０１は、関係テーブルＴＢ１を参照することにより、荷箱４における積載重量を推定する（ステップＳ１０５）。制御部１０１は、補正後の油圧値から換算重量のデータを取得し、取得した換算重量のデータ（第１データ）と特装車１の傾斜角のデータ（第２データ）とを入力値として、関係テーブルＴＢ１から出力値を読み出すことにより、積載重量を推定することができる。積載重量を推定する際、制御部１０１は、上記入力値を囲む８つの格子点を特定し、各格子点に対するアドレスを指定することにより、関係テーブルＴＢ１において出力値として設定されている積載重量の値（a_weight）を読み出し、i_weight方向、Pitch方向、Roll方向の区間値を順次求めることにより、積載重量の推定値を算出すればよい。
Next, the
制御部１０１は、推定した積載重量を報知する（ステップＳ１０６）。このとき、制御部１０１は、推定した積載重量の情報を出力部１０５より出力し、表示装置１２０に表示させる。図１０は積載重量の表示例を示す模式図である。図１０では、積載重量の推定値、積載率、及び推定日時の情報を文字情報として表示装置１２０に表示させた例を示している。ここで、積載重量の推定値は、関係テーブルＴＢ１を参照して推定した積載重量の値である。積載率は、上限値に対する積載重量（推定値）の割合として算出される値である。推定日時は、積載重量を推定した日時であり、例えば制御部１０１の内蔵クロックから得られる情報である。制御部１０１は、関係テーブルＴＢ１を参照して推定した積載重量の推定値、上限値に対する割合として算出される積載率、内蔵クロックから得られる日時の情報に基づき、表示画面のデータを生成し、生成した表示画面のデータを表示装置１２０へ出力することにより、図１０に示すような画面を表示装置１２０に表示させることができる。
The
以上のように、本実施の形態では、時間経過に伴う油圧低下分を補正した上で、油圧に関するデータに基づいて積載重量を推定するので、積載作業などで時間が経過した場合であっても、より正確に積載重量を推定することができる。 As described above, in this embodiment, the loaded weight is estimated based on the data regarding the hydraulic pressure after correcting the decrease in the hydraulic pressure due to the passage of time. , the loaded weight can be estimated more accurately.
なお、本実施の形態では、油圧の大きさに関するデータ（換算重量のデータ）、特装車１の傾斜角に関するデータ、及び積載重量の関係を規定した関係テーブルＴＢ１を用いて積載重量を推定する構成としたが、関係テーブルＴＢ１には、油圧の大きさに関するデータ（油圧値若しくは換算重量のデータ）と、積載重量との関係のみが規定されていてもよい。また、関係テーブルＴＢ１を用いて積載重量を推定する構成に代えて、油圧値を含むデータと、積載重量との関係を規定する関数や学習モデルを利用して積載重量を推定する構成としてもよい。
In this embodiment, the loaded weight is estimated using data related to the magnitude of the hydraulic pressure (converted weight data), data related to the inclination angle of the specially equipped
また、図７に示す関係テーブルＴＢ１では、積載重量の全範囲（図７の例では３～１３トン）にわたって０．１トン刻みでデータを用意したが、特装車１の最大積載重量付近でデータが密となり、それ以外の範囲でデータが疎となるように、データの粒度を設定してもよい。例えば、最大積載重量が１０トンである場合、９．００～１０．９９トンの範囲の分解能を０．０１トンとし、それ以外の範囲の分解能を０．１トンとしてもよい。
In addition, in the relational table TB1 shown in FIG. 7, data is prepared in 0.1 ton increments over the entire range of loaded weights (3 to 13 tons in the example of FIG. 7), but data near the maximum loaded weight of specially equipped
（実施の形態２）
実施の形態２では、荷箱４を上昇させた後に停止させた状態と、荷箱４を下降させた後に停止させた状態とを区別して、積載重量を推定する構成について説明する。
(Embodiment 2)
In the second embodiment, a configuration will be described in which the loaded weight is estimated by distinguishing between a state in which the
本願発明者らは、トラックシャシ２のピッチ角と油圧値との関係を詳細に調べたところ、荷箱４を上昇させた後に停止させた場合の油圧値と、荷箱４を下降させた後に停止させた場合の油圧値との間に差異が生じることを見出した。そこで、実施の形態２における積載重量推定システムでは、荷箱４を上昇後に停止させた状態と、荷箱４を下降後に停止させた状態とを区別し、両者で異なる関係テーブルを用いて積載重量の推定を行う。
The inventors of the present application investigated in detail the relationship between the pitch angle of the
図１１は実施の形態２における積載重量推定システムの構成を説明するブロック図である。推定装置１００は、制御部１０１、記憶部１０２、操作部１０３、入力部１０４、出力部１０５、及び通信部１０６を備える。これらハードウェア各部の構成は実施の形態１において説明したものと同様であるため、その説明を省略する。
FIG. 11 is a block diagram illustrating the configuration of a loaded weight estimation system in the second embodiment. The
記憶部１０２は、上昇停止用の関係テーブルＴＢ１０と、下降停止用の関係テーブルＴＢ２０とを備える。上昇停止用の関係テーブルＴＢ１０は、荷箱４が上昇後に停止した状態にて取得した換算重量（i_weight）及び傾斜角（Pitch, Roll）のデータと、積載重量との関係を規定するテーブルである。下降停止用の関係テーブルＴＢ２０は、荷箱４が下降後に停止した状態にて取得した換算重量（i_weight）及び傾斜角（Pitch, Roll）のデータと、積載重量との関係を規定するテーブルである。関係テーブルＴＢ１０，ＴＢ２０は、全範囲で分解能が一定のテーブルであってもよく、最大積載重量付近の範囲で分解能を向上させたテーブルであってもよい。
The
図１２は実施の形態２における積載重量の推定手順を説明するフローチャートである。推定装置１００の制御部１０１は、入力部１０４を通じて入力される信号を監視することにより、計量スイッチ８９がオンされたか否かを判断する（ステップＳ２０１）。オンされていない場合（Ｓ２０１：ＮＯ）、制御部１０１は、計量スイッチ８９がオンされるまで待機する。
FIG. 12 is a flowchart illustrating the procedure for estimating the loaded weight in the second embodiment. The
計量スイッチ８９がオンされた場合（Ｓ２０１：ＹＥＳ）、制御部１０１は積載重量の推定処理を開始する。推定処理を開始する際、ダンプ角度を所定角度に調整するようユーザに指示を与えてもよい。所定角度は、例えば０．５度より大きく、１．５度より小さい範囲の角度である。制御部１０１は、表示装置１２０に文字情報などを表示することにより指示を与えてもよく、図に示していないスピーカより音声を出力することにより指示を与えてもよい。実施の形態２において、ダンプ角度は操作レバー６７を用いて手動により調整される。
When the weighing switch 89 is turned on (S201: YES), the
制御部１０１は、入力部１０４を通じて、傾斜計８２，８３にて時系列的に計測される傾斜角度の計測データを順次取得し、取得した計測データに基づき、現在のダンプ角度を検出する（ステップＳ２０２）。制御部１０１は、傾斜計８３の計測値として得られる荷箱４の傾斜角度から傾斜計８２の計測値として得られるトラックシャシ２の傾斜角度を差し引くことにより、ダンプ角度を求めることができる。制御部１０１は、検出したダンプ角度を時系列的に記憶部１０２に記憶させる。
The
制御部１０１は、ステップＳ２０２で検出したダンプ角度が最小角度θ１より大きいか否かを判断する（ステップＳ２０３）。最小角度θ１は、荷箱４の積載重量を計測するのに適した角度範囲の最小値として設定される値である。最小角度θ１の一例は０．５度である。
The
現在のダンプ角度が最小角度θ１以下であると判断した場合（Ｓ２０３：ＮＯ）、制御部１０１は、ユーザに対して荷箱４の上昇を指示する（ステップＳ２０４）。制御部１０１は、荷箱４を上昇させるべき旨の文字情報を表示装置１２０に表示させることにより、ユーザへの指示を行う。代替的に、制御部１０１は、荷箱４を上昇させるべき旨の音声を図に示していないスピーカから出力させることにより、ユーザへの指示を行ってもよい。指示を受けたユーザは、操作レバー６７を操作して、荷箱４を適宜の角度だけ上昇させ停止させる。制御部１０１は、ユーザへの指示を行った後、処理をステップＳ２０２へ戻す。
If it is determined that the current dump angle is less than or equal to the minimum angle θ1 (S203: NO), the
現在のダンプ角度が最小角度θ１より大きいと判断した場合（Ｓ２０３：ＹＥＳ）、制御部１０１は、現在のダンプ角度が最大角度θ２より小さいか否かを判断する（ステップＳ２０５）。最大角度θ２は、荷箱４の積載重量を計測するのに適した角度範囲の最大値として設定される値である。最大角度θ２の一例は１．５度である。
When determining that the current dump angle is larger than the minimum angle θ1 (S203: YES), the
現在のダンプ角度が最大角度θ２以上であると判断した場合（Ｓ２０５：ＮＯ）、制御部１０１は、ユーザに対して荷箱４の下降を指示する（ステップＳ２０６）。制御部１０１は、例えば、荷箱４を下降させるべき旨の文字情報を表示装置１２０に表示させてユーザへの指示を行う。代替的に、制御部１０１は、荷箱４を下降させるべき旨の音声を図に示していないスピーカから出力させてユーザへの指示を行ってもよい。指示を受けたユーザは、操作レバー６７を操作して、荷箱４を適宜の角度だけ下降させ停止させる。制御部１０１は、ユーザへの指示を行った後、処理をステップＳ２０２へ戻す。
If it is determined that the current dump angle is greater than or equal to the maximum angle θ2 (S205: NO), the
現在のダンプ角度が最大角度θ２より小さいと判断した場合（Ｓ２０５：ＹＥＳ）、制御部１０１は、内蔵タイマの出力を参照して、ダンプ角度が設定された角度範囲に入ってから所定時間が経過したか否かを判断する（ステップＳ２０７）。所定時間が経過していない場合（Ｓ２０７：ＮＯ）、制御部１０１は、所定時間が経過するまで待機する。
If it is determined that the current dump angle is smaller than the maximum angle θ2 (S205: YES), the
所定時間が経過したと判断した場合（Ｓ２０７：ＹＥＳ）、制御部１０１は、所定時間が経過するまでの間、荷箱４が停止状態であったか否かを判断する（ステップＳ２０８）。制御部１０１は、記憶部１０２に記憶させたダンプ角度の履歴データから変化の有無を判断することにより、荷箱４が停止状態であったか否かを判断することができる。停止状態でなかった場合（Ｓ２０８：ＮＯ）、制御部１０１は、処理をステップＳ２０２へ戻す。
If it is determined that the predetermined time has elapsed (S207: YES), the
所定時間が経過するまでの間、荷箱４が停止状態であった場合（Ｓ２０８：ＹＥＳ）、制御部１０１は、荷箱４は上昇後に停止したか否かを判断する（ステップＳ２０９）。制御部１０１は、記憶部１０２に記憶させたダンプ角度の履歴データから、荷箱４が上昇後に停止したか否かを判断することができる。
If the
制御部１０１は、荷箱４が上昇後に停止したと判断した場合（Ｓ２０９：ＹＥＳ）、積載重量の推定の際に参照するテーブルとして、上昇停止用の関係テーブルＴＢ１０を選択する（ステップＳ２１０）。一方、制御部１０１は、荷箱４が下降後に停止したと判断した場合（Ｓ２０９：ＮＯ）、積載重量の際に参照するテーブルとして、下降停止用の関係テーブルＴＢ２０を選択する（ステップＳ２１１）。
When the
次いで、制御部１０１は、積載重量の計量準備ができた旨をユーザに報知する（ステップＳ２１２）。制御部１０１は、例えば、積載重量の計量準備ができた旨の文字情報を表示装置１２０に表示させる。代替的に、制御部１０１は、積載重量の計量準備ができた旨の音声を図に示していないスピーカから出力させてもよい。
Next, the
制御部１０１は、計量準備が完了した場合、内蔵タイマを作動させて計時を開始する（ステップＳ２１３）。計量準備が完了した後、荷箱４への積載作業が随時実施される。また、制御部１０１は、圧力計８１より時系列的に出力される油圧の大きさに関するデータ、及び傾斜計８２より時系列的に出力される特装車１の傾斜角に関するデータ等を、入力部１０４を通じて取得する（ステップＳ２１４）。
When the preparation for measurement is completed, the
制御部１０１は、取得した油圧の大きさに関するデータに対し、時間経過に伴う油圧低下分の補正を施す（ステップＳ２１５）。具体的には、時間ｔが経過したときの圧力計８１が示す油圧値をＰとした場合、制御部１０１は、記憶部１０２に記憶されている油圧補正式ＣＦ１を参照し、Ｐ＋Ｐｄを算出することにより、補正後の油圧値を求める。ここで、Ｐｄは、上述した例では、－ａｔ2 ＋ｂｔ（ｔは時間、ａ，ｂは事前に求められる係数）であり、時間経過に伴う油圧低下分を表す。
The
次いで、制御部１０１は、関係テーブルＴＢ１を参照することにより、荷箱４における積載重量を推定する（ステップＳ２１６）。制御部１０１は、補正後の油圧値から換算重量のデータを取得し、取得した換算重量のデータ（第１データ）と特装車１の傾斜角のデータ（第２データ）とを入力値として、関係テーブルＴＢ１から出力値を読み出すことにより、積載重量を推定することができる。
Next, the
制御部１０１は、推定した積載重量を報知する（ステップＳ２１７）。このとき、制御部１０１は、推定した積載重量の情報を出力部１０５より出力し、表示装置１２０に表示させる。
The
実施の形態２では、荷箱４を上昇後に停止させた状態と、荷箱４を下降後に停止させた状態とを区別し、両者で異なる関係テーブルを用いて積載重量の推定を行うので、両者で共通のテーブルを用いて推定する場合と比較して、推定精度の低下を抑えることができる。
In the second embodiment, a state in which the
（実施の形態３）
実施の形態３では、上昇停止動作を自動的に行う構成について説明する。
(Embodiment 3)
In
図１３は実施の形態３における積載重量推定システムの構成を説明するブロック図である。実施の形態３に係る積載重量推定システムは、推定装置１００と、推定装置１００に接続される昇降制御装置２００とを備える。推定装置１００は、実施の形態２において説明したものと同様であり、制御部１０１、記憶部１０２、操作部１０３、入力部１０４、出力部１０５、及び通信部１０６を備える。なお、実施の形態３では、上昇停止用の関係テーブルＴＢ１０のみを用いるので、下降停止用の関係テーブルＴＢ２０は記憶部１０２に記憶されていなくてもよい。
FIG. 13 is a block diagram illustrating the configuration of a loaded weight estimation system according to the third embodiment. The loaded weight estimation system according to the third embodiment includes an
昇降制御装置２００は、入力部２０１、制御部２０２、及び出力部２０３を備えており、特装車１が備える油圧機構の動作を制御することにより、荷箱４の昇降を制御する。入力部２０１は入力インタフェースを備える。入力部２０１には、推定装置１００から出力される情報、操作レバー６７の操作情報、ＰＴＯスイッチ７２の操作情報などが入力される。入力部２０１に入力された情報は制御部２０２に出力される。
The
制御部２０２は、例えばＰＬＣ（Programmable Logic Controller）により構成される。制御部２０２は、プログラムされたロジックに従って、入力部２０１を通じて入力された情報に基づき荷箱４を昇降制御するための制御信号を生成する。制御部２０２は、生成した制御信号を出力部２０３より制御弁６３へ出力する。出力部２０３は、出力インタフェースを備えており、制御弁６３や推定装置１００などが接続されている。なお、実施の形態３における制御弁６３は、電気的に制御可能な電磁制御弁として構成されているものとする。
The
本実施の形態では、積載重量推定システムが推定装置１００と昇降制御装置２００とを別体として備える構成としたが、両者が一体の構成であってもよい。
In the present embodiment, the loaded weight estimation system has a configuration in which the
図１４は実施の形態３における積載重量の推定手順を説明するフローチャートである。推定装置１００の制御部１０１は、入力部１０４を通じて入力される信号を監視することにより、計量スイッチ８９がオンされたか否かを判断する（ステップＳ３０１）。オンされていない場合（Ｓ３０１：ＮＯ）、制御部１０１は、計量スイッチ８９がオンされるまで待機する。
FIG. 14 is a flowchart illustrating the procedure for estimating the loaded weight in the third embodiment. The
計量スイッチ８９がオンされた場合（Ｓ３０１：ＹＥＳ）、制御部１０１は、ＰＴＯスイッチ７２がオンであるか否かを判断する（ステップＳ３０２）。ＰＴＯスイッチ７２がオンでない場合（Ｓ３０２：ＮＯ）、制御部１０１は、ユーザに対してＰＴＯスイッチ７２をオンするように指示し（ステップＳ３０３）、エンジン７０の動力伝達先を油圧ポンプ６１に切り替えさせる。ユーザへの指示は、表示装置１２０に文字情報を表示することにより行ってもよく、図に示していないスピーカより音声として出力することにより行ってもよい。
If the metering switch 89 is turned on (S301: YES), the
ＰＴＯスイッチ７２がオンである場合（Ｓ３０２：ＹＥＳ）、制御部１０１は、ダンプ角度を調整する旨をユーザに報知する（ステップＳ３０４）。制御部１０１は、例えば、ダンプ角度を調整する旨の文字情報を表示装置１２０に表示させる。代替的に、制御部１０１は、ダンプ角度を調整する旨の音声を図に示していないスピーカから出力させてもよい。
If the
次いで、制御部１０１は、荷箱４の上昇を昇降制御装置２００に指示する（ステップＳ３０５）。具体的には、制御部１０１は、荷箱４の上昇を指示する制御信号を生成し、生成した制御信号を出力部１０５より昇降制御装置２００へ出力することにより、昇降制御装置２００への指示を行う。昇降制御装置２００の制御部２０２は、推定装置１００からの指示に応じて、荷箱４を上昇させるための制御信号を制御弁６３へ出力することにより、荷箱４を上昇させる。
Next, the
制御部１０１は、入力部１０４を通じて、傾斜計８２，８３にて時系列的に計測される傾斜角度の計測データを順次取得し、取得した計測データに基づき、現在のダンプ角度を検出する（ステップＳ３０６）。
The
制御部１０１は、ステップＳ３０６で検出したダンプ角度が最小角度θ１より大きいか否かを判断する（ステップＳ３０７）。最小角度θ１は、荷箱４の積載重量を計測するのに適した角度範囲の最小値として設定される値である。最小角度θ１の一例は０．５度である。
The
現在のダンプ角度が最小角度θ１以下であると判断した場合（Ｓ３０７：ＮＯ）、制御部１０１は、処理をステップＳ３０５へ戻し、荷箱４の上昇制御を継続させる。
If it is determined that the current dump angle is less than or equal to the minimum angle θ1 (S307: NO), the
現在のダンプ角度が最小角度θ１より大きいと判断した場合（Ｓ３０７：ＹＥＳ）、制御部１０１は、現在のダンプ角度が最大角度θ２より小さいか否かを判断する（ステップＳ３０８）。最大角度θ２は、荷箱４の積載重量を計測するのに適した角度範囲の最大値として設定される値である。最大角度θ２の一例は１．５度である。
When determining that the current dump angle is larger than the minimum angle θ1 (S307: YES), the
現在のダンプ角度が最大角度θ２以上であると判断した場合（Ｓ３０８：ＮＯ）、制御部１０１は、荷箱４の傾斜角度が積載重量を計測するのに適した角度範囲から外れているため、エラーを報知し（ステップＳ３０９）、本フローチャートによる処理を終了する。エラーを報知した後、制御部１０１は、荷箱４の下降を昇降制御装置２００に指示してもよい。
If it is determined that the current dump angle is greater than or equal to the maximum angle θ2 (S308: NO), the
現在のダンプ角度が最大角度θ２より小さいと判断した場合（Ｓ３０８：ＹＥＳ）、制御部１０１は、荷箱４の上昇後の停止を指示する（ステップＳ３１０）。具体的には、制御部１０１は、荷箱４の停止を指示する制御信号を生成し、生成した制御信号を出力部１０５より昇降制御装置２００へ出力することにより、昇降制御装置２００への指示を行う。昇降制御装置２００の制御部２０２は、推定装置１００からの指示に応じて、荷箱４を停止させるための制御信号を制御弁６３へ出力することにより、荷箱４を停止させる。
If it is determined that the current dump angle is smaller than the maximum angle θ2 (S308: YES), the
次いで、制御部１０１は、積載重量の推定の際に参照するテーブルとして、上昇停止用の関係テーブルＴＢ１０を設定し（ステップＳ３１１）、積載重量の計量の準備ができた旨をユーザに報知する（ステップＳ３１２）。制御部１０１は、例えば、積載重量の計量の準備ができた旨の文字情報を表示装置１２０に表示させる。代替的に、制御部１０１は、積載重量の計量の準備ができた旨の音声情報を図に示していないスピーカから出力させてもよい。
Next, the
制御部１０１は、計量準備が完了した場合、内蔵タイマを作動させて計時を開始する（ステップＳ３１３）。計量準備が完了した後、荷箱４への積載作業が随時実施される。また、制御部１０１は、圧力計８１より時系列的に出力される油圧の大きさに関するデータ、及び傾斜計８２より時系列的に出力される特装車１の傾斜角に関するデータ等を、入力部１０４を通じて取得する（ステップＳ３１４）。
When the preparation for measurement is completed, the
制御部１０１は、取得した油圧の大きさに関するデータに対し、時間経過に伴う油圧低下分の補正を施す（ステップＳ３１５）。具体的には、時間ｔが経過したときの圧力計８１が示す油圧値をＰとした場合、制御部１０１は、記憶部１０２に記憶されている油圧補正式ＣＦ１を参照し、Ｐ＋Ｐｄを算出することにより、補正後の油圧値を求める。ここで、Ｐｄは、上述した例では、－ａｔ2 ＋ｂｔ（ｔは時間、ａ，ｂは事前に求められる係数）であり、時間経過に伴う油圧低下分を表す。
The
次いで、制御部１０１は、関係テーブルＴＢ１を参照することにより、荷箱４における積載重量を推定する（ステップＳ３１６）。制御部１０１は、補正後の油圧値から換算重量のデータを取得し、取得した換算重量のデータ（第１データ）と特装車１の傾斜角のデータ（第２データ）とを入力値として、関係テーブルＴＢ１から出力値を読み出すことにより、積載重量を推定することができる。
Next, the
制御部１０１は、推定した積載重量を報知する（ステップＳ３１７）。このとき、制御部１０１は、推定した積載重量の情報を出力部１０５より出力し、表示装置１２０に表示させる。
The
制御部１０１は、積載重量を推定し、ユーザに報知した後、荷箱４を下降させる指示を昇降制御装置２００に与えてもよい。昇降制御装置２００の制御部２０２は、推定装置１００からの指示に応じて、荷箱４を下降させるための制御信号を制御弁６３へ出力することにより、荷箱４を下降させればよい。
After estimating the loaded weight and notifying the user, the
積載重量を手動計測する場合、ダンプ角度を所定角度（例えば１．０度）に合わせる必要があるため、ユーザに操作の煩わしさを感じさせる場合がある。これに対し、本実施の形態では、計量スイッチ８９の操作によって自動的に積載重量を計測することができるので、操作の煩わしさを軽減できる。 When manually measuring the loaded weight, it is necessary to adjust the dump angle to a predetermined angle (for example, 1.0 degrees), which may make the user feel that the operation is troublesome. In contrast, in the present embodiment, the loaded weight can be automatically measured by operating the weighing switch 89, so that the troublesome operation can be reduced.
（実施の形態４）
実施の形態４では、荷箱４を上昇させた後に停止させた場合と、荷箱４を下降させた後に停止させた場合とで共通の関係テーブルＴＢ３０を用いて積載重量を推定する構成について説明する。
(Embodiment 4)
In
図１５は実施の形態４における積載重量推定システムの構成を説明するブロック図である。推定装置１００は、制御部１０１、記憶部１０２、操作部１０３、入力部１０４、出力部１０５、及び通信部１０６を備える。これらハードウェア各部の構成は実施の形態１において説明したものと同様であるため、その説明を省略する。
FIG. 15 is a block diagram illustrating the configuration of a loaded weight estimation system according to the fourth embodiment. The
記憶部１０２は、荷箱４を上昇させた後に停止させた場合と、荷箱４を下降させた後に停止させた場合とで共通の関係テーブルＴＢ３０を備える。関係テーブルＴＢ３０の構成は、実施の形態１で説明した関係テーブルＴＢ１と同様であり、換算重量（i_weight）及び傾斜角（Pitch, Roll）のデータと、積載重量との関係を規定する。関係テーブルＴＢ３０は、全範囲で分解能が一定のテーブルであってもよく、最大積載重量付近の範囲で分解能を向上させたテーブルであってもよい。
The
実施の形態４では、制御部１０１は、関係テーブルＴＢ３０を用いて積載重量を推定する前処理として、荷箱４を上昇させた後に停止させた場合には、上昇停止用の関係式（第１関係式）を用いて補正後の油圧値を換算重量に変換し、荷箱４を下降させた後に停止させた場合には、下降停止用の関係式（第２関係式）を用いて補正後の油圧値を換算重量に変換する。これらの関係式は、計測条件が同一であれば、上昇停止後の油圧値（補正後）から変換した換算重量と、下降停止後の油圧値（補正後）から変換した換算重量とが同一の値を示すように、各関係式の関数形が事前に定められているものとする。各関係式は記憶部１０２に記憶される。制御部１０１は、上昇停止後の油圧値を取得した場合、時間経過に伴う油圧低下分の補正を行った後に上昇停止用の関係式を記憶部１０２から読み出して油圧値を換算重量に変換し、下降停止後の油圧値を取得した場合、時間経過に伴う油圧低下分の補正の補正を行った後に下降停止用の関係式を記憶部１０２から読み出して油圧値を換算重量に変換する。これにより、上昇停止か下降停止かに関わらず、一意に換算重量を計算することができる。制御部１０１は、換算重量を基に関係テーブルＴＢ３０を参照して、積載重量を推定する。
In the fourth embodiment, as a preprocess for estimating the loaded weight using the relational table TB30, when the
図１６は実施の形態４における積載重量の推定手順を説明するフローチャートである。推定装置１００の制御部１０１は、図１２に示すフローチャートのＳ２０１～Ｓ２０８と同様の手順を実行し（ステップＳ４０１～Ｓ４０８）、計量準備を完了させ後に、積載重量の計量の準備ができた旨をユーザに報知する（ステップＳ４０９）。制御部１０１は、計量準備が完了した場合、内蔵タイマを作動させて計時を開始する（ステップＳ４１０）。計量準備が完了した後、荷箱４への積載作業が随時実施される。また、制御部１０１は、圧力計８１より時系列的に出力される油圧の大きさに関するデータ、及び傾斜計８２より時系列的に出力される特装車１の傾斜角に関するデータ等を、入力部１０４を通じて取得する（ステップＳ４１１）。
FIG. 16 is a flowchart illustrating the procedure for estimating the loaded weight in the fourth embodiment. The
制御部１０１は、取得した油圧の大きさに関するデータに対し、時間経過に伴う油圧低下分の補正を施す（ステップＳ４１２）。具体的には、時間ｔが経過したときの圧力計８１が示す油圧値をＰとした場合、制御部１０１は、記憶部１０２に記憶されている油圧補正式ＣＦ１を参照し、Ｐ＋Ｐｄを算出することにより、補正後の油圧値を求める。ここで、Ｐｄは、上述した例では、－ａｔ2 ＋ｂｔ（ｔは時間、ａ，ｂは事前に求められる係数）であり、時間経過に伴う油圧低下分を表す。
The
油圧低下分の補正を実行した後、制御部１０１は、Ｓ４０１からＳ４０８の間で荷箱４は上昇後に停止したか否かを判断する（ステップＳ４１３）。制御部１０１は、荷箱４が上昇後に停止したと判断した場合（Ｓ４１３：ＹＥＳ）、上昇停止用の関係式を記憶部１０２から読み出して、補正後の油圧値を換算重量に変換する（ステップＳ４１４）。一方、制御部１０１は、荷箱４が下降後に停止したと判断した場合（Ｓ４１３：ＮＯ）、下降停止用の関係式を記憶部１０２から読み出して、補正後の油圧値を換算重量に変換する（ステップＳ４１５）。
After correcting the oil pressure drop, the
制御部１０１は、ステップＳ４１４又はステップＳ４１５で変換した換算重量を基に、関係テーブルＴＢ３０を参照することにより、荷箱４における積載重量を推定する（ステップＳ４１６）。関係テーブルＴＢ３０を用いた積載重量の推定方法は、実施の形態１と同様である。
The
次いで、制御部１０１は、推定した積載重量を報知する（ステップＳ４１７）。このとき、制御部１０１は、推定した積載重量の情報を出力部１０５より出力し、表示装置１２０に表示させる。制御部１０１は、積載重量の情報を文字情報として表示装置１２０に表示させてもよく、グラフ表示やメータ表示などの模式的な表示方法を用いてもよい。また、制御部１０１は、推定した積載重量の情報を図に示していないスピーカから音声として出力させる構成としてもよい。これらの一連の処理が終了した後、ユーザは、操作レバー６７を操作して、荷箱４をダンプ角度が０度となるまで下降させる。その後、計量スイッチ８９がオフされることにより、計量が終了する。
Next, the
以上のように、実施の形態４では、上昇停止用の関係式と、下降停止用の関係式とを併用し、上昇停止時の油圧値と下降停止時の油圧値の差異を解消した換算重量を計算する。このため、換算重量から積載重量を推定するために２種類の関係テーブル（上昇停止用の関係テーブル及び下降停止用の関係テーブル）を用意する必要がなくなり、記憶部１０２の記憶容量が比較的少ない推定装置１００であっても積載重量の推定が可能となる。
As described above, in the fourth embodiment, the relational expression for stopping the rise and the relational expression for stopping the descent are used together, and the converted weight eliminates the difference between the oil pressure value at the time of stopping the rise and the oil pressure value when stopping the descent. Calculate. Therefore, there is no need to prepare two types of relational tables (a relational table for raising and stopping and a relational table for lowering and stopping) in order to estimate the loaded weight from the converted weight, and the storage capacity of the
（実施の形態５）
実施の形態５では、上昇停止後に計測され、油圧低下分が補正された油圧値と、下降停止後に計測され、油圧低下分が補正された油圧値との関係（第３関係式）を把握しておき、上昇停止後に計測され、補正された油圧値、及び、下降停止後に計測され、補正された油圧値の何れか一方を第３関係式を用いて補正する構成について説明する。
(Embodiment 5)
In the fifth embodiment, the relationship (third relational expression) between the oil pressure value measured after the ascent is stopped and the oil pressure drop is corrected, and the oil pressure value is measured after the descent is stopped and the oil pressure drop is corrected. Next, a configuration will be described in which either the oil pressure value measured and corrected after the ascent is stopped, or the oil pressure value measured and corrected after the descent is stopped, using the third relational expression.
実施の形態５における推定装置１００の構成は、実施の形態５において説明したものと同様である。すなわち、実施の形態５における推定装置１００は、荷箱４を上昇させた後に停止させた状態と、荷箱４を下降させた後に停止させた状態とで共通の関係テーブルＴＢ３０を備える。
The configuration of
実施の形態５では、荷箱４の上昇停止後に計測され、油圧低下分が補正された油圧値と、荷箱４の下降停止後に計測され、油圧低下分が補正された油圧値との関係を事前に把握しているものとする。例えば、計測条件が同じである場合、荷箱４の上昇停止後に計測され、油圧低下分が補正された油圧値ＰＶ１と、荷箱４の下降停止後に計測され、油圧低下分が補正された油圧値ＰＶ２との間には、ＰＶ１＝ＰＶ２＋ΔＰＶなる関係があるものとする。ΔＰＶはＰＶ１とＰＶ２との差圧であり、実施の形態５では既知であるとする。この関係を示す関係式（第３関係式）は記憶部１０２に記憶される。
In
制御部１０１は、上昇停止後に計測され、油圧低下分が補正された油圧値ＰＶ１を取得した場合、取得した油圧値ＰＶ１を所定の関係式に従って換算重量に変換し、変換後の換算重量を基に関係テーブルＴＢ３０を参照して積載重量を推定する。一方、制御部１０１は、下降停止後に計測され、油圧低下分が補正された油圧値ＰＶ２を取得した場合、記憶部１０２に記憶されている第３関係式に従って油圧値ＰＶ２を補正する。すなわち、制御部１０１は、取得した油圧値ＰＶ２に差分ΔＰＶを加算する補正を行う。制御部１０１は、補正後の油圧値（＝ＰＶ２＋ΔＰＶ）を前述の所定の関係式に従って換算重量に変換した後、関係テーブルＴＢ３０を参照して積載重量を推定する。
When the
図１７は実施の形態５における積載重量の推定手順を説明するフローチャートである。推定装置１００の制御部１０１は、図１２に示すフローチャートのＳ２０１～Ｓ２０８と同様の手順を実行し（ステップＳ５０１～Ｓ５０８）、計量準備を完了させ後に、積載重量の計量の準備ができた旨をユーザに報知する（ステップＳ５０９）。制御部１０１は、計量準備が完了した場合、内蔵タイマを作動させて計時を開始する（ステップＳ５１０）。計量準備が完了した後、荷箱４への積載作業が随時実施される。また、制御部１０１は、圧力計８１より時系列的に出力される油圧の大きさに関するデータ、及び傾斜計８２より時系列的に出力される特装車１の傾斜角に関するデータ等を、入力部１０４を通じて取得する（ステップＳ５１１）。
FIG. 17 is a flowchart illustrating the procedure for estimating the loaded weight in the fifth embodiment. The
制御部１０１は、取得した油圧の大きさに関するデータに対し、時間経過に伴う油圧低下分の補正を施す（ステップＳ５１２）。具体的には、時間ｔが経過したときの圧力計８１が示す油圧値をＰとした場合、制御部１０１は、記憶部１０２に記憶されている油圧補正式ＣＦ１を参照し、Ｐ＋Ｐｄを算出することにより、補正後の油圧値を求める。ここで、Ｐｄは、上述した例では、－ａｔ2 ＋ｂｔ（ｔは時間、ａ，ｂは事前に求められる係数）であり、時間経過に伴う油圧低下分を表す。
The
油圧低下分を補正した後、制御部１０１は、Ｓ５０１からＳ５０８の間で荷箱４は上昇後に停止したか否かを判断する（ステップＳ５１３）。制御部１０１は、荷箱４が上昇後に停止したと判断した場合（Ｓ５１３：ＹＥＳ）、所定の関係式に従って、上昇停止後の油圧値Ｐ１を換算重量に変換する（ステップＳ５１５）。一方、制御部１０１は、荷箱４が下降後に停止したと判断した場合（Ｓ５１３：ＮＯ）、下降停止後の油圧値Ｐ２に差圧ΔＰＶを加算する（ステップＳ５１４）。その後、制御部１０１は、ステップＳ５１５に進み、差圧が加算された油圧値（＝ＰＶ２＋ΔＰＶ）を所定の関係式に従って換算重量に変換する（ステップＳ５１５）。
After correcting the oil pressure drop, the
制御部１０１は、ステップＳ５１５で変換した換算重量を基に、関係テーブルＴＢ３０を参照することにより、荷箱４における積載重量を推定する（ステップＳ５１６）。関係テーブルＴＢ３０を用いた積載重量の推定方法は、実施の形態１と同様である。
The
次いで、制御部１０１は、推定した積載重量を報知する（ステップＳ５１７）。このとき、制御部１０１は、推定した積載重量の情報を出力部１０５より出力し、表示装置１２０に表示させる。制御部１０１は、積載重量の情報を文字情報として表示装置１２０に表示させてもよく、グラフ表示やメータ表示などの模式的な表示方法を用いてもよい。また、制御部１０１は、推定した積載重量の情報を図に示していないスピーカから音声として出力させる構成としてもよい。これらの一連の処理が終了した後、ユーザは、操作レバー６７を操作して、荷箱４をダンプ角度が０度となるまで下降させる。その後、計量スイッチ８９がオフされることにより、計量が終了する。
Next, the
以上のように、実施の形態５では、上昇停止後に計測され、油圧低下分が補正された油圧値と、下降停止後に計測され、油圧低下分が補正された油圧値との関係を把握しているので、例えば、下降停止後に計測され、油圧低下分が補正された油圧値を、同じ条件で計測され、油圧低下分が補正された上昇停止後の油圧値と同等の油圧値に補正することができる。このため、油圧値（換算重量）から積載重量を推定するために２種類の関係テーブル（上昇停止用の関係テーブル及び下降停止用の関係テーブル）を用意する必要がなくなり、記憶部１０２の記憶容量が比較的少ない推定装置１００であっても積載重量の推定が可能となる。
As described above, in the fifth embodiment, the relationship between the oil pressure value measured after the ascent is stopped and the oil pressure drop is corrected, and the oil pressure value is measured after the descent is stopped and the oil pressure drop is corrected. Therefore, for example, the oil pressure value measured after the descent has stopped and the oil pressure drop has been corrected can be corrected to the same oil pressure value as the oil pressure value after the ascent has stopped, which has been measured under the same conditions and the oil pressure drop has been corrected. I can do it. Therefore, there is no need to prepare two types of relational tables (a relational table for lifting and stopping and a relational table for lowering and stopping) in order to estimate the loaded weight from the hydraulic pressure value (converted weight), and the storage capacity of the
なお、本実施の形態では、下降停止後に得られた油圧低下分の補正後の油圧値に対して差圧を加算する構成としたが、上昇停止後に得られた油圧低下分の補正後の油圧値から差圧を減算する構成としてもよい。また、差圧の加算（又は減算）に限らず、任意の関係式を用いて、何れか一方の油圧値を補正してもよい。 In this embodiment, the differential pressure is added to the oil pressure value after correction for the oil pressure drop obtained after stopping the descent, but the pressure difference is added to the oil pressure value after correction for the oil pressure drop obtained after stopping the descent. A configuration may be adopted in which the differential pressure is subtracted from the value. Furthermore, instead of adding (or subtracting) the differential pressure, any one of the hydraulic pressure values may be corrected using any relational expression.
（実施の形態６）
実施の形態６では、関係テーブルＴＢ１の作成方法について説明する。
(Embodiment 6)
In the sixth embodiment, a method for creating the relationship table TB1 will be described.
実施の形態６では、外部のサーバ装置５００において関係テーブルＴＢ１を作成する構成について説明する。図１８は実施の形態６におけるサーバ装置５００の構成を説明するブロック図である。サーバ装置５００は、専用又は汎用のコンピュータであり、制御部５０１、記憶部５０２、通信部５０３、操作部５０４、及び表示部５０５を備える。
In the sixth embodiment, a configuration for creating a relationship table TB1 in an
制御部５０１は、例えば、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＲＡＭ（Random Access Memory）などを備える。制御部５０１が備えるＲＯＭには、サーバ装置５００が備えるハードウェア各部の動作を制御する制御プログラム等が記憶される。制御部５０１内のＣＰＵは、ＲＯＭに記憶された制御プログラムや後述する記憶部５０２に記憶された各種コンピュータプログラムを実行し、ハードウェア各部の動作を制御することによって、本実施の形態におけるサーバ装置５００としての機能を実現する。制御部５０１が備えるＲＡＭには、演算の実行中に利用されるデータ等が一時的に記憶される。
The
制御部５０１は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、及びＲＡＭを備える構成としたが、代替的に、ＧＰＵ（Graphics Processing Unit）、ＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）、ＤＳＰ（Digital Signal Processor）、量子プロセッサ、揮発性又は不揮発性のメモリ等を備える１又は複数の演算回路又は制御回路であってもよい。また、制御部５０１は、日時情報を出力するクロック、計測開始指示を与えてから計測終了指示を与えるまでの経過時間を計測するタイマ、数をカウントするカウンタ等の機能を備えていてもよい。
Although the
記憶部５０２は、ハードディスク、フラッシュメモリなどを用いた記憶装置を備える。記憶部５０２には、制御部５０１によって実行されるコンピュータプログラム、外部から取得した各種データ、サーバ装置５００の内部にて生成した各種データ等が記憶される。
The
記憶部５０２に記憶されるコンピュータプログラムは、学習モデルＬＭ１を生成するための学習プログラムＰＧ２を含む。ここで、学習モデルＬＭ１は、第１データ（換算重量を含む油圧の大きさに関するデータ）及び第２データ（特装車１の傾斜に関するデータ）を入力した場合、積載重量に関するデータを出力するよう構成される。学習モデルＬＭ１の構成は後に詳述する。
The computer program stored in
これらのコンピュータプログラムは、コンピュータプログラムを読み取り可能に記録した非一時的な記録媒体ＲＭ２により提供されてもよい。記録媒体ＲＭ２は、例えば、ＣＤ－ＲＯＭ、ＵＳＢメモリ、ＳＤカードなどの可搬型メモリである。制御部５０１は、図に示していない読取装置を用いて、記録媒体ＲＭ２から各種プログラムを読み取り、読み取った各種プログラムを記憶部５０２に記憶させる。代替的に、コンピュータプログラムは、通信により提供されてもよい。
These computer programs may be provided by a non-transitory recording medium RM2 that readably records the computer programs. The recording medium RM2 is, for example, a portable memory such as a CD-ROM, a USB memory, or an SD card. The
通信部５０３は、インターネット網などの通信ネットワークに接続するための通信インタフェースを備える。通信部５０３が備えるインタフェースは、例えば、ＷｉＦｉ（登録商標）、３Ｇ、４Ｇ、５Ｇ、ＬＴＥ（Long Term Evolution）等の無線通信規格に準じた通信インタフェースである。通信部５０３は、外部へ通知すべき各種情報を送信すると共に、外部から自装置宛に送信される各種情報を受信する。
The
操作部５０４は、キーボードやマウスなどの入力デバイスを備えており、各種情報の入力を受付ける。制御部５０１は、操作部５０４から入力される情報に基づき適宜の制御を行い、必要に応じて入力された情報を記憶部５０２に記憶させる。
The operation unit 504 includes input devices such as a keyboard and a mouse, and accepts input of various information. The
表示部５０５は、液晶表示パネル、有機ＥＬ表示パネル等の表示デバイスを備えており、制御部５０１から出力される制御信号に基づいて、管理者等に通知すべき情報を表示する。
The
図１９は学習モデルＬＭ１の構成例を説明する模式図である。本実施の形態における学習モデルＬＭ１は、例えばサポートベクタ回帰モデルであり、各種データが入力される入力層と、入力層に入力されたデータに基づき所定の演算を行うカーネルを含む中間層と、中間層からの出力を結合し、演算結果を出力する出力層とを備える。 FIG. 19 is a schematic diagram illustrating a configuration example of the learning model LM1. The learning model LM1 in this embodiment is, for example, a support vector regression model, and includes an input layer into which various data are input, an intermediate layer including a kernel that performs a predetermined calculation based on the data input to the input layer, and an intermediate layer that includes a kernel that performs a predetermined calculation based on the data input to the input layer. and an output layer that combines outputs from the layers and outputs calculation results.
学習モデルＬＭ１の入力層、中間層、及び出力層には、１つまたは複数のノードが存在し、各層のノードは前後の層に存在するノードと一方向に結合荷重で結合されている。なお、カーネルトリックを用いて非線形に拡張したサポートベクタマシンでは、中間層から出力層への結合荷重が学習により適応的に決定される。一方、入力層から中間層への結合荷重は固定であり、訓練データから機械的に求められる。 One or more nodes exist in the input layer, middle layer, and output layer of the learning model LM1, and the nodes in each layer are connected in one direction to the nodes in the previous and following layers using connection weights. Note that in a support vector machine that is nonlinearly extended using a kernel trick, the connection weight from the intermediate layer to the output layer is adaptively determined by learning. On the other hand, the connection weight from the input layer to the hidden layer is fixed and mechanically determined from training data.
学習モデルＬＭ１の入力層には第１データ（換算重量を含む油圧の大きさに関するデータ）及び第２データ（特装車１の傾斜に関するデータ）が入力される。入力層に入力されたデータは、訓練データを用いて決定された結合荷重により重み付けされて中間層へ出力される。中間層は、入力層から入力されたデータに基づきカーネルを用いた演算を実行する。中間層の各カーネルにおいて演算されたデータは、学習によって決定された結合荷重により重み付けされて出力層へ出力される。出力層は、中間層から入力されたデータを結合することにより、積載重量に関する演算結果を出力する。 First data (data related to the magnitude of oil pressure including converted weight) and second data (data related to the inclination of the specially equipped vehicle 1) are input to the input layer of the learning model LM1. Data input to the input layer is weighted by connection weights determined using training data and output to the intermediate layer. The intermediate layer executes calculations using kernels based on data input from the input layer. The data calculated in each kernel of the intermediate layer is weighted by the connection weight determined by learning and output to the output layer. The output layer outputs a calculation result regarding the loaded weight by combining the data input from the intermediate layer.
ここで、出力層が出力する演算結果は、積載重量の推定値であってもよく、ある積載重量に該当する確率であってもよい。後者の場合、出力層は、複数のノードにより構成され、第１ノードからは積載重量が１トンである確率、第２ノードからは積載重量が２トンである確率、…、第Ｎノード（Ｎは２以上の整数）からは積載重量がＮトンである確率といったように、ある積載重量である確率を出力すればよい。 Here, the calculation result output by the output layer may be an estimated value of the loaded weight, or may be a probability corresponding to a certain loaded weight. In the latter case, the output layer is composed of a plurality of nodes, the probability that the loaded weight is 1 ton from the first node, the probability that the loaded weight is 2 tons from the second node, ..., the Nth node (N is an integer greater than or equal to 2), it is sufficient to output the probability of a certain loaded weight, such as the probability that the loaded weight is N tons.
サーバ装置５００は、学習モデルＬＭ１を生成するために訓練データを用意する。図２０は訓練データの概念図である。訓練データは、積載重量を固定して計測した特装車１の傾斜角（ピッチ角及びロール角）と、計測された油圧シリンダ５２の油圧値（シリンダ圧）に基づいた換算重量とを含む。図２０の例では、特装車１の荷箱４に３トン（実測値）の積載物を積載して様々な状況で計測した傾斜角と計測された油圧値に基づく換算重量、特装車１の荷箱４に４トン（実測値）の積載物を積載して様々な状況で計測した傾斜角と計測された油圧値に基づく換算重量、特装車１の荷箱４に５トン（実測値）の積載物を積載して様々な状況で計測した傾斜角と計測された油圧値に基づく換算重量等が訓練データに含まれている。
上述した実測値に代えて、若しくは、上述した実測値と共に、ＣＡＥ（Computer-Aided Engineering）解析の解析結果を訓練データに用いてもよい。 In place of or in addition to the actual measured values described above, the results of CAE (Computer-Aided Engineering) analysis may be used as the training data.
図２１は学習モデルＬＭ１の第１の生成方法を説明するフローチャートである。サーバ装置５００の制御部５０１は、記憶部５０２から学習プログラムＰＧ２を読み出して実行することにより、以下の処理を実行する。
FIG. 21 is a flowchart illustrating the first method of generating the learning model LM1. The
制御部５０１は、訓練データから一組のデータを選択する（ステップＳ６０１）。訓練データは、同じ時間に計測された一連の計測データと、これらの計測データが得られたときの積載重量の値とを含む。
The
次いで、制御部５０１は、選択した訓練データを学習モデルＬＭ１へ入力し（ステップＳ６０２）、学習モデルＬＭ１による演算を実行する（ステップＳ６０３）。すなわち、制御部５０１は、学習モデルＬＭ１の入力層を構成するノードに、油圧値に基づく換算重量、傾斜角などの計測データを入力し、中間層のカーネルを用いた演算を実行し、演算結果を出力層から出力する処理を行う。なお、学習が開始される前の初期段階には、学習モデルＬＭ１を記述する定義情報には初期値が与えられる。
Next, the
次いで、制御部５０１は、ステップＳ６０３で得られた演算結果を評価し（ステップＳ６０４）、学習が完了したか否かを判断する（ステップＳ６０５）。具体的には、制御部５０１は、ステップＳ６０３で得られる演算結果と訓練データとに基づく誤差関数（目的関数、損失関数、コスト関数ともいう）を用いて、演算結果を評価することができる。制御部５０１は、例えば、最急降下法などの勾配降下法により誤差関数を最適化（最小化又は最大化）する課程で、誤差関数が閾値以下（又は閾値以上）となった場合、学習が完了したと判断してもよい。なお、過学習の問題を避けるために、交差検定、早期打ち切りなどの手法を取り入れ、適切なタイミングにて学習を終了させてもよい。
Next, the
学習が完了してないと判断した場合（Ｓ６０５：ＮＯ）、制御部５０１は、学習モデルＬＭ１のノード間における結合荷重を更新して（ステップＳ６０６）、処理をステップＳ６０１へ戻し、別の訓練データを用いた学習を継続する。制御部５０１は、学習モデルＬＭ１の出力層から入力層に向かって、ノード間の結合荷重を順次更新する誤差逆伝搬法を用いて、ノード間の結合荷重を更新することができる。
If it is determined that learning has not been completed (S605: NO), the
学習が完了したと判断した場合（Ｓ６０５：ＹＥＳ）、制御部５０１は、学習済みの学習モデルＬＭ１として記憶部５０２に記憶させ（ステップＳ６０７）、本フローチャートによる処理を終了する。
If it is determined that the learning has been completed (S605: YES), the
訓練データとして、ＣＡＥ解析による訓練データと、実測値による訓練データを利用可能な場合、これらの訓練データを用いて、学習モデルＬＭ１を生成してもよい。 If training data based on CAE analysis and training data based on actual measurement values are available as training data, the learning model LM1 may be generated using these training data.
図２２は学習モデルＬＭ１の第２の生成方法を説明するフローチャートである。サーバ装置５００の記憶部５０２には、ＣＡＥ解析による訓練データと、実測値による訓練データとが記憶されているものとする。
FIG. 22 is a flowchart illustrating the second method of generating the learning model LM1. It is assumed that the
制御部５０１は、記憶部５０２からＣＡＥ解析による訓練データ（ＣＡＥデータ）を取得し（ステップＳ６２１）、ＣＡＥデータを用いて学習を行う（ステップＳ６２２）。学習手順は、図２１に示すフローチャートの手順と同様であり、ＣＡＥ解析による訓練データから一組のデータを選択し、学習対象のモデルに入力して演算を行い、演算結果と訓練データとに基づく誤差関数を用いて、演算結果を評価することにより学習を進めればよい。制御部５０１は、ＣＡＥデータを用いた学習により初期モデルを生成する。
The
次いで、制御部５０１は、記憶部５０２から実データを取得し（ステップＳ６２３）、実データを用いて追加学習を行う（ステップＳ６２４）。制御部５０１は、ステップＳ６２２の学習により生成された初期モデルに対して追加学習を行うことにより、学習モデルＬＭ１を生成することができる。学習手順は、図２１に示すフローチャートの手順と同様であり、実測値による訓練データから一組のデータを選択し、学習対象のモデル（初期モデル）に入力して演算を行い、演算結果と訓練データとに基づく誤差関数を用いて、演算結果を評価することにより学習を進めればよい。
Next, the
以上により、制御部５０１は、第１データ（換算重量を含む油圧の大きさに関するデータ）及び第２データ（特装車１の傾斜に関するデータ）を入力した場合、積載重量に関するデータを出力するよう構成された学習モデルＬＭ１を生成することができる。
As described above, the
制御部５０１は、生成した学習モデルＬＭ１を用いて、関係テーブルＴＢ１を作成することができる。すなわち、制御部５０１は、所望の分解能で第１データ及び第２データを学習モデルＬＭ１に入力し、学習モデルＬＭ１による演算を実行することにより、推定される積載重量の値を取得することができる。このとき入力した第１データ及び第２データ、並びに、学習モデルＬＭ１から出力される積載重量の値をテーブルとして格納していくことにより、関係テーブルＴＢ１を作成することができる。また、同様の手順により、最大積載重量付近の分解能を向上させた関係テーブル（不図示）、上昇停止用の関係テーブルＴＢ１０、下降停止用の関係テーブルＴＢ２０を作成することができる。
The
サーバ装置５００において作成された関係テーブルＴＢ１（ＴＢ１０，ＴＢ２０）は、特装車１の推定装置１００に提供される。推定装置１００に提供された関係テーブルＴＢ１（ＴＢ１０，ＴＢ２０）は、記憶部１０２に格納され、積載重量を推定する際に参照される。
The relationship table TB1 (TB10, TB20) created in the
今回開示された実施形態は、全ての点において例示であって、制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上述した意味ではなく、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内での全ての変更が含まれることが意図される。 The embodiments disclosed herein are illustrative in all respects and should not be considered restrictive. The scope of the present invention is indicated by the claims, not the above-mentioned meaning, and is intended to include meanings equivalent to the claims and all changes within the scope.
例えば、本実施の形態では、特装車１として、積載重量を推定する推定装置１００と、推定装置１００が推定した積載重量に関する情報を報知する表示装置１２０と、ダンプ装置３とを備えるダンプトラックを例に挙げて説明したが、本発明はダンプトラックに限らず、油圧シリンダを有するダンプ装置を備えた種々の特装車に適用可能である。例えば、ダンプ排出式吸引車やダンプ排出式塵芥収集車、荷役アームを備えたコンテナ脱着車等の特装車に適用できる。
For example, in the present embodiment, the specially equipped
１ 特装車
２ トラックシャシ
３ ダンプ装置
４ 荷箱
５ ホイスト機構
２０ キャブ
２１ シャシフレーム
２２Ｆ 前輪
２２Ｒ 後輪
２３Ｆ，２３Ｒ 車軸
３０ サブフレーム
８１ 圧力計
８２ 傾斜計（シャシ）
８３ 傾斜計（荷箱）
１００ 推定装置
１０１ 制御部
１０２ 記憶部
１０３ 操作部
１０４ 入力部
１０５ 出力部
１０６ 通信部
ＰＧ１ 推定プログラム
ＣＦ１ 油圧補正式
ＴＢ１ 関係テーブル
1 Specially equipped
83 Inclinometer (packing box)
100
Claims (11)
時間経過に伴う油圧低下分の補正を前記データに施す補正部と、
補正後の油圧の大きさに関するデータに基づき、前記荷箱における積載重量を推定する推定部と
を備える特装車の積載重量推定システム。 an acquisition unit that acquires data regarding the magnitude of the hydraulic pressure based on an output from a pressure gauge that measures the magnitude of the hydraulic pressure acting on the hydraulic actuator for a specially equipped vehicle equipped with a hydraulic actuator for raising and lowering a cargo box;
a correction unit that corrects the data for a decrease in oil pressure over time;
A system for estimating the loaded weight of a specially equipped vehicle, comprising: an estimating unit that estimates the loaded weight in the cargo box based on data regarding the magnitude of the hydraulic pressure after correction.
を備え、
前記推定部は、前記記憶部に記憶されている前記データ間の関係を参照して、前記荷箱における積載重量を推定する
請求項１に記載の積載重量推定システム。 A storage unit that stores a relationship between data including data regarding the magnitude of the hydraulic pressure and a loaded weight in the cargo box,
The loaded weight estimation system according to claim 1, wherein the estimating unit estimates the loaded weight in the packing box by referring to a relationship between the data stored in the storage unit.
前記計量準備が完了したと判断した場合、計時を開始する計時部と
を備え、
前記補正部は、前記計時部により計時される時間に応じて前記データを補正する
請求項１又は請求項２に記載の積載重量推定システム。 a determination unit that determines whether preparation for measuring the loaded weight is completed;
and a timekeeping unit that starts timekeeping when it is determined that the measurement preparation is complete,
The loaded weight estimation system according to claim 1 or 2, wherein the correction section corrects the data according to the time measured by the time measurement section.
請求項３に記載の積載重量推定システム。 The determining unit determines whether the packing box is in a stopped state after being raised or stopped after being lowered, and whether the inclination angle of the packing box in the stopped state is within a set range. The loaded weight estimation system according to claim 3, wherein it is determined whether weighing preparation is completed.
請求項２に記載の積載重量推定システム。 Claim 2 further comprising an information processing device that creates a relationship between the data using a learning model configured to output data regarding the loaded weight in the cargo box in response to input of data regarding the magnitude of hydraulic pressure. Loaded weight estimation system described in .
ＣＡＥ（Computer-Aided Engineering）解析の解析結果を訓練データに用いて、前記油圧の大きさに関するデータの入力に応じて、前記積載重量に関するデータを出力するよう構成された初期モデルを生成する第１生成部と、
補正後の油圧の大きさに関するデータと、前記積載重量の実測値とを追加学習用の訓練データに用いて、前記初期モデルを追加学習することにより前記学習モデルを生成する第２生成部と
を備える請求項５に記載の積載重量推定システム。 The information processing device includes:
A first step of generating an initial model configured to output data regarding the loaded weight in response to input of data regarding the magnitude of the hydraulic pressure, using analysis results of CAE (Computer-Aided Engineering) analysis as training data. A generation section,
a second generation unit that generates the learning model by additionally learning the initial model using data regarding the corrected hydraulic pressure magnitude and the actual measured value of the loaded weight as training data for additional learning; The loaded weight estimation system according to claim 5.
前記推定部は、前記荷箱が上昇後に停止したか下降後に停止したかに応じて、前記２つの関係の何れか一方を参照し、前記荷箱における積載重量を推定する
請求項２に記載の積載重量推定システム。 The storage unit stores a relationship between the data that should be referenced when the packing box stops after being raised, and a relationship between the data that should be referenced when the packing box stops after descending. can be,
The estimating unit estimates the loaded weight in the shipping box by referring to either of the two relationships depending on whether the shipping box has stopped after being raised or stopped after being lowered. Loaded weight estimation system.
前記関係は、前記第１関係式又は前記第２関係式により変換される換算重量、及び前記荷箱における積載重量を含むデータ間の関係を規定してある
請求項２に記載の積載重量推定システム。 The storage unit stores a first relational expression that converts first data acquired by the acquisition unit after the loading box stops rising and is corrected by the correction unit into a converted weight, and a first relational expression that converts the first data acquired by the acquisition unit after the loading box stops rising, and the acquisition unit after the loading box stops moving downward. and a second relational expression for converting the second data obtained by and corrected by the correction unit into a converted weight,
The loaded weight estimation system according to claim 2, wherein the relationship defines a relationship between data including a converted weight converted by the first relational expression or the second relational expression and the loaded weight in the packing box. .
校正後の第１データ、及び、校正後の第２データの何れか一方を、前記第３関係式を用いて補正する第２の補正部
を備える請求項２に記載の積載重量推定システム。 The storage unit stores first data acquired by the acquisition unit after the loading box stops rising and corrected by the correction unit, and first data acquired by the acquisition unit after the loading box stops moving down and corrected by the correction. A third relational expression representing the relationship between the two data is stored,
The loaded weight estimation system according to claim 2, further comprising: a second correction unit that corrects either the first data after calibration or the second data after calibration using the third relational expression.
時間経過に伴う油圧低下分の補正を前記データに施し、
補正後の油圧の大きさに関するデータに基づき、前記荷箱における積載重量を推定する
処理をコンピュータにより実行する特装車の積載重量推定方法。 Obtaining data regarding the magnitude of the hydraulic pressure based on the output from a pressure gauge that measures the magnitude of the hydraulic pressure acting on the hydraulic actuator regarding a specially equipped vehicle equipped with a hydraulic actuator for raising and lowering a cargo box;
The data is corrected for the oil pressure drop over time,
A method for estimating the loaded weight of a specially equipped vehicle, in which a computer executes a process of estimating the loaded weight in the cargo box based on data regarding the magnitude of the hydraulic pressure after correction.
荷箱を昇降させるための油圧アクチュエータを備える特装車に関して前記油圧アクチュエータに作用する油圧の大きさを計測する圧力計からの出力に基づき、前記油圧の大きさに関するデータを取得し、
時間経過に伴う油圧低下分の補正を前記データに施し、
補正後の油圧の大きさに関するデータに基づき、前記荷箱における積載重量を推定する
処理を実行させるためのコンピュータプログラム。 to the computer,
Obtaining data regarding the magnitude of the hydraulic pressure based on the output from a pressure gauge that measures the magnitude of the hydraulic pressure acting on the hydraulic actuator regarding a specially equipped vehicle equipped with a hydraulic actuator for raising and lowering a cargo box;
The data is corrected for the oil pressure drop over time,
A computer program for executing a process of estimating a loaded weight in the cargo box based on data regarding the magnitude of hydraulic pressure after correction.
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