JP2024055213A - 運搬車両の管理システム - Google Patents

Abstract

【課題】汎用性の高い情報に基づいて、運搬車両の機器の劣化状態を判定し、その判定結果を出力可能な運搬車両の管理システムを提供する。【解決手段】運搬車両の管理システムは、運搬車両の機器の劣化状態を判定する処理装置を備える。処理装置は、少なくとも運搬車両の車速、路面勾配、および積載量に基づいて、運搬車両の走行時における運搬車両の消費エネルギである車両エネルギを算出し、パワートレインが作動しているときの車両エネルギおよび運搬車両の投入エネルギに基づいて、パワートレインの効率を算出し、パワートレインの効率と、補機が作動しているときの運搬車両の投入エネルギとに基づいて、補機が作動しているときの運搬車両の消費エネルギである補機エネルギを算出し、補機エネルギに基づいて、補機を含む補機システムの劣化状態を判定し、補機システムの劣化状態の判定結果を通知装置に出力する。【選択図】図３

Description

本発明は、作業現場で鉱石等を運搬するダンプトラック等の運搬車両を管理する管理システムに関する。

作業現場で作業を行う作業機械の稼働情報を収集し、作業機械に搭載される機器のメンテナンスの時期に関する情報を算出する技術が知られている（特許文献１参照）。特許文献１には、作業機械のエンジン、メインポンプ、油圧アクチュエータのうちの少なくとも１つの機器についての積算仕事量を演算し、演算した積算仕事量に基づいて、機器のメンテナンスの時期に関する情報を算出するメンテナンス情報管理装置が開示されている。

このメンテナンス情報管理装置は、エンジンの出力トルクおよびエンジンの出力回転数に基づいて、エンジンの仕事率を算出する。また、メンテナンス情報管理装置は、油圧ポンプの吐出流量および吐出圧力に基づいて、油圧ポンプの仕事率を算出する。メンテナンス情報管理装置は、算出した各仕事率に関してそれぞれ経過時間で積算して、各機器の仕事量（積算仕事量）を算出する。メンテナンス情報管理装置は、積算仕事量が交換基準仕事量を超えた場合に、メンテナンス情報として、交換を促す旨の表示を表示装置に表示させる。

特開２０１２－２５５２１号公報

しかしながら、エンジンの出力トルクおよび出力回転数、ならびに油圧ポンプの吐出流量などは、機器の特性の分析に利用可能な秘匿性の高い情報である。このため、管理システムにおいて、これらの秘匿性の高い情報を収集できない場合がある。この場合、特許文献１に記載の技術では、機器の仕事率を算出することができず、メンテナンス時期に関する情報を算出することができない。

本発明は、容易に取得が可能な汎用性の高い情報に基づいて、運搬車両の機器の劣化状態を判定し、その判定結果を出力可能な運搬車両の管理システムを提供することを目的とする。

本発明の一態様による運搬車両の管理システムは、動力源を含むパワートレインと、前記動力源により駆動される補機とを備える運搬車両を管理する運搬車両の管理システムにおいて、前記運搬車両の機器の劣化状態を判定する処理装置を備え、前記処理装置は、少なくとも前記運搬車両の車速、路面勾配、および積載量に基づいて、前記運搬車両の走行時における前記運搬車両の消費エネルギである車両エネルギを算出し、前記パワートレインが作動しているときの前記車両エネルギおよび前記運搬車両の投入エネルギに基づいて、前記パワートレインの効率を算出し、前記パワートレインの効率と、前記補機が作動しているときの前記運搬車両の投入エネルギとに基づいて、前記補機が作動しているときの前記運搬車両の消費エネルギである補機エネルギを算出し、前記補機エネルギに基づいて、前記補機を含む補機システムの劣化状態を判定し、前記補機システムの劣化状態の判定結果を通知装置に出力する。

本発明によれば、容易に取得が可能な汎用性の高い情報に基づいて、運搬車両の機器の劣化状態を判定し、その判定結果を出力可能な運搬車両の管理システムを提供することができる。

図１は、本発明の第１実施形態に係る鉱山管理システムの全体像を示す図である。 図２は、本発明の第１実施形態に係る鉱山管理システムおよび鉱山管理システムの管理対象であるダンプトラックの構成の一例を示す図である。 図３は、鉱山管理システムの処理装置の機能ブロック図である。 図４は、ダンプトラックの状態変化の一例を示す図である。 図５は、ホイストシリンダの上げ動作時の燃料噴射量、およびボディアングルの時系列変化の一例について示す図である。 図６は、車両エネルギの算出方法の一例を示す図である。 図７は、劣化している機器の特定方法について説明する図である。 図８は、本発明の第１実施形態に係る処理装置により実行される劣化判定処理の流れの一例について示すフローチャートである。 図９Ａは、表示端末装置に表示される画面例であり、複数のダンプトラックの補機エネルギの棒グラフを示す。 図９Ｂは、表示端末装置に表示される画面例であり、複数のダンプトラックの空荷パワトレ効率の棒グラフを示す。 図１０Ａは、表示端末装置に表示される画面例であり、補機エネルギのトレンドを示す。 図１０Ｂは、表示端末装置に表示される画面例であり、空荷パワトレ効率のトレンドを示す。 本発明の第１実施形態の変形例１に係る処理装置により実行される劣化判定処理の一例について示すフローチャートである。 本発明の第１実施形態の変形例２に係る鉱山管理システムの管理対象であるダンプトラックの構成の一例を示す図である。 図１３は、本発明の第２実施形態に係る鉱山管理システムの管理対象であるダンプトラックの構成の一例を示す図である。 図１４は、本発明の第２実施形態に係る処理装置により実行される劣化判定処理の一例について示すフローチャートである。 図１５は、本発明の第２実施形態に係る処理装置により実行される劣化判定処理の別の例について示すフローチャートである。 図１６は、劣化状態の判定結果の出力例を示す図であり、複数の運搬車両の補機エネルギ、空荷パワトレ効率、およびトロリパワトレ効率を示す。 図１７は、劣化状態の判定結果の出力例を示す図であり、複数の運搬車両の劣化部位を示す。

＜第１実施形態＞
図１から図１０Ｂを用いて、本発明の第１実施形態に係る鉱山管理システム２００について説明する。図１は、本発明の第１実施形態に係る鉱山管理システム２００の全体像を示す図である。鉱山管理システム２００は、複数の鉱山機械（作業機械）１０１～１０３を管理する。鉱山管理システム２００は、まとめて管理される同一の鉱山エリア１００を走行する複数の鉱山機械１０１～１０３からそれぞれの位置情報および稼働情報を収集し、記憶するデータベース２０１（例えばデータベース）と、各鉱山機械１０１～１０３の位置情報および稼働情報を基に鉱山の生産性指標を算出するとともに、鉱山機械１０１～１０３の機器の劣化状態を判定する処理装置２０２（例えばサーバ）と、生産性指標および劣化状態等の情報をダッシュボード形式で表示画面に表示する表示端末装置２０３（例えばノートパソコン）と、を備えている。表示端末装置２０３は、鉱山管理システム２００のユーザに対して、鉱山機械１０１～１０３の機器の劣化状態の判定結果を通知する通知装置として機能する。

図１では、鉱山機械１０１がダンプトラックであり、鉱山機械１０２が油圧ショベルであり、鉱山機械１０３がホイールローダである例について示す。鉱山エリア１００では、複数のダンプトラック１０１、複数の油圧ショベル１０２、および複数のホイールローダ１０３が作業を行っている。ダンプトラック１０１は、鉱石等の運搬物が積載される荷台（ベッセル）１０９を備え、積載された運搬物を所定の場所に運搬する運搬車両である。油圧ショベル１０２およびホイールローダ１０３は、例えば、鉱石等を掘削し、ダンプトラック１０１の荷台１０９に積み込む。

ここで、各鉱山機械１０１～１０３の稼働データ（稼働情報）は鉱山管理システム２００に逐次送信されることが望ましいが、通信状況および通信コストを考えると必ずしも逐次送信できるとはかぎらない。そこで本実施形態に係る処理装置２０２は、ある程度まとまった量の稼働データをバッファリングした後に処理を開始する。ある程度まとまった量とは、例えば、積荷から次の積荷までの過去最長サイクルに相当する時間あるいは、最長サイクルに相当するデータ量によって決めることができる。

鉱山管理システム２００のユーザは、表示端末装置２０３に表示される情報（ダッシュボード情報）を用いて鉱山の生産性低下を早期に検知し、生産性の低下要因に基づいた対策を実施することで鉱山の生産性を維持・管理できる。例えば、鉱山の運行計画者３０１は、ダッシュボード情報を用いて、鉱山エリア１００に存在する複数のダンプトラック１０１の運行計画を修正できる。オペレータ指導者３０２は、ダッシュボード情報から運転を改善すべきオペレータを発見し、そのオペレータに対して運転指導を行うことができる。路面点検者３０３は、ダッシュボード情報から生産性低下につながっている路面個所を早期に特定して修理を行うことができる。機器保守員３０４は、ダッシュボード情報から鉱山機械１０１～１０３の機器の劣化や故障を特定し、キャリブレーションや修理を行うことができる。また、インターネット４００を介して取得した天候情報（履歴・予測）や鉱物価格（履歴・予測）とダッシュボード情報とを組み合わせることにより、採掘責任者３０５は、採掘・保守計画の修正を行うことができる。また、採掘責任者３０５は、運行計画者３０１、オペレータ指導者３０２、路面点検者３０３、機器保守員３０４に生産低下を防止するための改善指示を出すことができる。なお、表示端末装置２０３の表示形式はダッシュボード形式に限られず、レポート形式やメール形式であっても良い。

図１では、鉱山管理システム２００は、鉱山機械１０１～１０３の機器の劣化状態の判定結果だけでなく、生産性指標を表示端末装置２０３に表示可能なシステムである例について示している。しかしながら、鉱山機械１０１～１０３の機器の劣化状態の判定結果のみを表示端末装置２０３に表示させるシステムと、生産性指標を表示端末装置２０３に表示させるシステムとは、個別に設けられていてもよい。

図２は、鉱山管理システム２００および鉱山管理システム２００の管理対象であるダンプトラック１０１の構成の一例を示す図である。図２に示すように、鉱山管理システム２００の処理装置２０２は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）等のプロセッサ２１１、メモリ２１２、入出力インタフェース２１３、および、その他の周辺回路を備えたコンピュータで構成される。これらのハードウェアは、協働してソフトウェアを動作させ、複数の機能を実現する。なお、処理装置２０２は、１つのコンピュータで構成してもよいし、複数のコンピュータで構成してもよい。

メモリ２１２は、ＲＯＭ（Read Only Memory）、フラッシュメモリ等の不揮発性メモリと、所謂ＲＡＭ（Random Access Memory）と呼ばれる揮発性メモリとを有している。不揮発性メモリには、各種演算が実行可能なプログラムが格納されている。すなわち、不揮発性メモリは、本実施形態の機能を実現するプログラムを読み取り可能な記憶媒体（記憶装置）である。揮発性メモリは、プロセッサ２１１による演算結果および入出力インタフェース２１３から入力された信号を一時的に記憶する記憶媒体（記憶装置）である。プロセッサ２１１は、不揮発性メモリに記憶されたプログラムを揮発性メモリに展開して演算実行する装置であって、プログラムに従って入出力インタフェース２１３およびメモリ２１２から取り入れたデータに対して所定の演算処理を行う。

処理装置２０２は、表示端末装置２０３および通信装置２０４に接続される。入出力インタフェース２１３は、表示端末装置２０３および通信装置２０４から入力された信号をプロセッサ２１１で演算可能なデータに変換する。また、入出力インタフェース２１３は、プロセッサ２１１での演算結果に応じた出力用の信号を生成し、その信号を表示端末装置２０３および通信装置２０４に出力する。

ダンプトラック１０１は、自車両の稼働情報を収集し、通信装置１３１を介して、稼働情報を鉱山管理システム２００に送信する車載コントローラ１４０を備えている。車載コントローラ１４０は、鉱山管理システム２００の処理装置２０２と同様、ＣＰＵ等のプロセッサ１４１、メモリ１４２、入出力インタフェース１４４、および、その他の周辺回路を備えたコンピュータで構成される。これらのハードウェアは、協働してソフトウェアを動作させ、複数の機能を実現する。なお、車載コントローラ１４０は、１つのコンピュータで構成してもよいし、複数のコンピュータで構成してもよい。

車載コントローラ１４０は、時間の計測を行うＲＴＣ（リアルタイムクロック）１４３をさらに備えている。ダンプトラック１０１の通信装置１３１は、ネットワークＮＴに接続される中継器ＲＰと無線通信可能な無線通信装置であって、例えば２．１ＧＨｚ帯等の帯域を感受帯域とする通信アンテナを含む通信インタフェースを有する。通信装置１３１は、ネットワークＮＴを介して、鉱山管理システム２００と情報の授受を行う。中継器ＲＰは、例えば無線ＬＡＮアクセスポイント、ルータ、基地局等である。ネットワークＮＴは例えばインターネットである。

車載コントローラ１４０は、自車両の稼働情報の時系列データを、ダンプトラック１０１に固有の車両ＩＤとともに、通信装置１３１を介して鉱山管理システム２００に送信する。稼働情報の時系列データとは、後述する車速、積載量、路面勾配、燃料噴射量等の稼働情報がＲＴＣ３２で計測された時刻データに紐付けられたデータである。

鉱山管理システム２００の処理装置２０２は、ネットワークＮＴに接続されている通信装置２０４を介して、ダンプトラック１０１の稼働情報の時系列データを取得し、データベース２０１に格納する。データベース２０１には、ダンプトラック１０１の車両ＩＤ毎に、稼働情報の時系列データが記憶される。処理装置２０２は、後述する劣化状態の判定結果、劣化状態の判定に用いるパラメータ（補機エネルギ－、パワートレインの効率等）、劣化状態の判定を行ったダンプトラック１０１の車両ＩＤ等の情報を表示端末装置２０３に出力する。

また、処理装置２０２は、表示端末装置２０３に出力する情報と同様の情報を通信装置２０４を通じて機器保守員３０４等が所持している携帯端末３１０に送信する。携帯端末３１０は、スマートフォン、スマートウォッチ、タブレットＰＣなどである。つまり、通信装置２０４および携帯端末３１０は、鉱山管理システム２００のユーザ（機器保守員３０４等）に対して、鉱山機械１０１～１０３の機器の劣化状態の判定結果を通知する通知装置として機能する。

図２に示すように、ダンプトラック１０１は、パワートレイン１１０を構成する複数の機器（１１１～１１４）と、補機システム（油圧システム）１２０を構成する複数の機器（１２１～１２３）と、を備えている。

パワートレイン１１０は、動力源であるエンジン１１１と、エンジン１１１に燃料を供給する燃料噴射装置１１９と、エンジン１１１に機械的に接続されエンジン１１１が出力するトルクによって駆動される発電機１１２と、発電機１１２により発生する電力により回転駆動される電気モータ（以下、走行モータとも記す）１１４と、入力される直流電力を交流電力に変換して走行モータ１１４に供給するインバータ（電力変換装置）１１３と、を備える。エンジン１１１は、例えば、ディーゼルエンジン等の内燃機関により構成される原動機である。なお、図示しないが、発電機１１２とインバータ１１３との間には、発電機１１２により発生する交流電力を直流電力に変換して出力する整流回路が設けられている。インバータ１１３は、整流回路から出力される直流電力を交流電力に変換して走行モータ１１４に出力する。インバータ１１３は、ダンプトラック１０１に搭載されている車載コントローラ１４０から出力される指令に基づいて、走行モータ１１４のトルクを制御する。発電機１１２、インバータ１１３および走行モータ１１４は、エンジン１１１の動力によりダンプトラック１０１を走行させる走行電動システム１１５を構成する。

補機システム１２０は、エンジン１１１および発電機１１２に機械的に接続される油圧ポンプ１２１と、ダンプトラック１０１の荷台１０９を昇降駆動させる油圧シリンダであるホイストシリンダ１２３と、油圧ポンプ１２１からホイストシリンダ１２３に供給される作動油の流量および方向を制御する制御弁１２２と、を備える。

油圧ポンプ１２１は、エンジン１１１が出力するトルクによって駆動されて作動油を吐出する補機である。油圧ポンプ１２１は、斜板あるいは斜軸の傾転角を制御することにより、吐出容量を変更可能な可変容量型の油圧ポンプである。油圧ポンプ１２１の吐出容量は、図示しないレギュレータによって制御される。油圧ポンプ１２１から吐出された作動油は、図示しない油圧回路に設けられている制御弁１２２を通じてホイストシリンダ１２３に供給される。ホイストシリンダ１２３のボトム側油室に作動油が供給され、ロッド側油室から作動油が排出されると、ホイストシリンダ１２３が伸長する。これにより、荷台１０９のダンプ動作、すなわち荷台１０９の前部が上昇する動作が行われ、荷台１０９の後部から鉱石等の運搬物が放出される。

ダンプトラック１０１は、燃料噴射装置１１９、インバータ１１３、油圧ポンプ１２１および制御弁１２２を制御する車載コントローラ１４０と、車載コントローラ１４０に接続される複数のセンサ（車速センサ１３２、積載量センサ１３３、傾斜角センサ１３４、燃料噴射量センサ１３５）および測位装置１３６と、車速、積載量、路面勾配、燃料噴射量、およびダンプトラック１０１の位置に関する情報を鉱山管理システム２００に送信する通信装置１３１と、を備えている。

燃料噴射装置１１９は、車載コントローラ１４０から出力される燃料噴射指令に基づいて、燃料噴射量を制御し、エンジン１１１を動作させる。燃料噴射量センサ１３５は、燃料噴射量を算出可能なパラメータを検出するセンサである。車載コントローラ１４０は、燃料噴射量センサ１３５の検出結果に基づき燃料噴射量を算出する。

インバータ１１３は、車載コントローラ１４０から出力されるモータ駆動指令に基づいて、走行モータ１１４を動作させる。油圧ポンプ１２１のレギュレータは、車載コントローラ１４０から出力されるポンプ駆動指令に基づいて、油圧ポンプ１２１の吐出容量を制御する。

制御弁１２２は、車載コントローラ１４０からの制御指令に応じたスプール駆動圧を生成する電磁比例弁と、電磁比例弁により生成されたスプール駆動圧に応じて変位するスプール（弁体）と、を有している。制御弁１２２は、車載コントローラ１４０から電磁比例弁に出力される制御指令に応じて、油圧ポンプ１２１とホイストシリンダ１２３とを接続する油路に設けられたスプールが動作する。

車速センサ１３２は、自車両（ダンプトラック１０１）の車輪速を検出する車輪速センサ、または、ドップラー効果を利用して走行面に対する自車両（ダンプトラック１０１）の相対速度を検出するミリ波レーダ等であり、検出結果を表す信号を車載コントローラ１４０に出力する。車載コントローラ１４０は、車速センサ１３２の検出結果に基づき車速を算出する。

積載量センサ１３３は、例えば、サスペンションシリンダの圧力を検出する圧力センサであり、検出結果を表す信号を車載コントローラ１４０に出力する。なお、積載量センサ１３３には、積載された運搬物の重量に応じた車体フレームの変形量を検出する歪みゲージを用いることもできる。車載コントローラ１４０は、積載量センサ１３３の検出結果に基づき、ダンプトラック１０１の荷台１０９に積載されている運搬物の積載量を算出する。

傾斜角センサ１３４は、基準面（例えば、水平面）に対するダンプトラック１０１の前後方向の傾斜角（ピッチ角）を検出し、検出結果を表す信号を車載コントローラ１４０に出力する。傾斜角センサ１３４には、例えば、ＩＭＵ等の加速度センサを用いることができる。車載コントローラ１４０は、傾斜角センサ１３４の検出結果に基づき、ダンプトラック１０１が走行する路面の勾配である路面勾配を算出する。

測位装置１３６は、例えばＧＮＳＳ（Global Navigation Satellite System）の受信機であり、人工衛星ＳＴから受信したアンテナ位置のデータを車載コントローラ１４０に出力する。車載コントローラ１４０では、アンテナ位置とダンプトラック１０１の既知の機体寸法データから、地球座標系（独自に規定した座標系でも良い）におけるダンプトラック１０１の基準点（例えば車体重心）の位置が算出される。

図２に示すパワートレイン１１０では、燃料噴射装置１１９からエンジン１１１に燃料が投入され、エンジン１１１が駆動されることによって、発電機１１２が回転し、発電機１１２で電力が発生する。発電機１１２で発生した電力は、インバータ１１３を介して走行モータ１１４に供給される。走行モータ１１４の回転トルクは、図示しない動力伝達装置を介して車輪（駆動輪）に伝達され、ダンプトラック１０１が走行する。

補機システム１２０では、燃料噴射装置１１９からエンジン１１１に燃料が投入され、エンジン１１１が駆動されることによって、油圧ポンプ１２１が回転し、油圧ポンプ１２１から作動油が吐出される。油圧ポンプ１２１から吐出された作動油は、制御弁１２２を通じてホイストシリンダ１２３に供給される。ホイストシリンダ１２３が伸長することにより、荷台１０９のダンプ動作（ホイスト上げ動作）が行われる。

荷台１０９のダンプ動作（ホイスト上げ動作）が行われるときには、ダンプトラック１０１は停車している。つまり、ダンプトラック１０１の車体が走行面に対して動かないように、ブレーキ（不図示）がかけられている。このため、荷台１０９のダンプ動作が行われているときには、エンジン１１１に投入された燃料によって生成されるエネルギの大部分が、油圧ポンプ１２１を介してホイストシリンダ１２３で消費される。一方、荷台１０９のダンプ動作によって運搬物を放出した後、空荷状態（運搬物が荷台１０９に積載されていない状態）で走行しているときには、エンジン１１１に投入された燃料によって生成されるエネルギの大部分が、発電機１１２およびインバータ１１３を介して走行モータ１１４で消費される。

本実施形態に係る処理装置２０２では、このエネルギフローの違いを利用して、ダンプトラック１０１に搭載されている機器の劣化状態を判定し、劣化部位の特定を行う。処理装置２０２は、少なくともダンプトラック１０１の車速、路面勾配、および積載量に基づいて、後述する方法でダンプトラック１０１の走行時におけるダンプトラック１０１の消費エネルギである車両エネルギを算出する。処理装置２０２は、パワートレインが作動しているときの車両エネルギ、およびエンジン１１１への投入エネルギ（燃料量×低位発熱量）に基づいて、パワートレイン１１０の効率（車両エネルギ÷投入エネルギ）を算出する。また、処理装置２０２は、補機システム１２０への制御指令（ホイスト上げ指令）に基づき、ホイスト上げ動作時（補機が作動しているとき）のエンジン１１１への投入エネルギを算出する。さらに、処理装置２０２は、ホイスト上げ動作時の投入エネルギと、パワートレインの効率に基づいて、ホイスト上げ動作時に補機システム１２０で消費される補機エネルギ（パワートレインの効率×投入エネルギ）を算出する。そして、処理装置２０２は、算出したパワートレイン１１０の効率および補機エネルギに基づいて、パワートレイン１１０および補機システム１２０の劣化状態を判定する。本実施形態の特徴は、パワートレイン１１０の効率を用いて補機エネルギを算出し、その結果を用いて機器の劣化状態の判定および劣化機器の特定を行うことにある。以下、機器の劣化状態の判定に用いられる補機エネルギおよびパワートレイン１１０の効率の算出方法、および、補機エネルギおよびパワートレイン１１０の効率に基づく機器の劣化状態の判定方法について、詳しく説明する。

図３は、鉱山管理システム２００の処理装置２０２の機能ブロック図である。処理装置２０２は、状態判定部２０２ａと、投入エネルギ算出部２０２ｂと、車両エネルギ算出部２０２ｃと、効率算出部２０２ｄと、補機エネルギ算出部２０２ｅと、劣化判定部２０２ｇと、パラメータ校正部２０２ｆと、を有する。処理装置２０２は、メモリ２１２に記憶されたプログラムを実行することにより各部の機能を実現する。

状態判定部２０２ａは、車速に基づいて、ダンプトラック１０１が走行中か停車中かを判定し、その判定結果に応じた走行フラグを設定する。状態判定部２０２ａは、車速が予め定められた車速閾値未満である場合、ダンプトラック１０１は停車中であると判定し、走行フラグを０に設定する（走行フラグオフ）。状態判定部２０２ａは、車速が予め定められた車速閾値以上である場合、ダンプトラック１０１は走行中であると判定し、走行フラグを１に設定する（走行フラグオン）。車速閾値は、処理装置２０２のメモリ２１２に記憶されている。

図４は、ダンプトラック１０１の状態変化の一例を示す図である。図４の上段には、運搬物（鉱石）の積載量（積載重量）の時系列変化が示され、図４の下段には、走行フラグの設定状態（０または１）の時系列変化が示されている。

図４に示すように、ダンプトラック１０１の運搬サイクル（以下、サイクル）は、「積荷」、「積荷走行」、「放土」、「空荷走行」の４つの状態（作業）に分割できる。積荷では、停車しているダンプトラック１０１の荷台１０９に、油圧ショベル１０２等によって鉱石等の運搬物が積み込まれる。積荷走行では、荷台１０９に運搬物を積載したダンプトラック１０１が目的地（放土目的地）まで走行する。放土では、停車しているダンプトラック１０１において荷台１０９のダンプ動作（ホイストシリンダ１２３の上げ動作）が実行され、運搬物が放出される。空荷走行では、荷台１０９に運搬物を積載していない空荷状態のダンプトラック１０１が目的地（積込目的地）まで走行する。

状態判定部２０２ａは、積載量と走行フラグに基づいて、ダンプトラック１０１の４状態を判別する。走行フラグが０であるときに積載量が予め定められた積荷判定閾値Ｗ１以上になると、状態判定部２０２ａは、車両の状態を「積荷」と判定する（時点Ｔ１）。車両の状態が「積荷」であると判定された後、走行フラグが１に変化すると、状態判定部２０２ａは、車両の状態を「積荷走行」と判定する（時点Ｔ２）。車両の状態が「積荷走行」であると判定された後、走行フラグが０に設定され、かつ、積載量が予め定められた放土判定閾値Ｗ２未満になると、状態判定部２０２ａは、車両の状態を「放土」と判定する（時点Ｔ３）。車両の状態が「放土」と判定された後、走行フラグが１に変化すると、車両の状態を「空荷走行」と判定する（時点Ｔ４）。走行フラグが０であるときに積載量が再び積荷判定閾値Ｗ１以上になると、状態判定部２０２ａは、車両の状態を「積荷」と判定する（時点Ｔ５）。なお、状態判定部２０２ａは、車両の状態の判定とともに、積荷から空荷走行までの一連の動作（４状態）が終了した場合に、１サイクルが終了したと判定し、サイクル数のカウントも行う。

図５を参照して、ホイストシリンダ１２３の上げ動作時の燃料噴射量、およびボディアングルの時系列変化の一例について説明する。図５の上段には、ホイストシリンダ１２３を上げ動作させるために、車載コントローラ１４０から制御弁１２２に出力される制御指令であるホイスト上げ指令の時系列変化が示されている。図５の中段には、エンジン１１１に投入される燃料噴射量の時系列変化が示されている。図５の下段には、荷台１０９の基準姿勢からの傾斜角度であるボディアングルが示されている。

ダンプトラック１０１の運転室には、運転者により操作されるホイスト操作装置（レバーあるいはスイッチ）が設けられている。車載コントローラ１４０は、ホイスト操作装置の操作位置に応じた制御指令を油圧ポンプ１２１および制御弁１２２に出力する。停車中に、運転者によりホイスト操作装置が上げ位置に操作されると、車載コントローラ１４０からホイスト上げ指令（制御指令）が出力される（時点Ｔａ）。

ホイスト上げ指令が油圧ポンプ１２１のレギュレータに入力されると、油圧ポンプ１２１の吐出容量が０から増加し始める。また、ホイスト上げ指令が制御弁１２２の電磁比例弁に入力されると、制御弁１２２のスプールが上げ位置に切り換えられ、ホイストシリンダ１２３のボトム側油室と油圧ポンプ１２１とが連通するとともにホイストシリンダ１２３のロッド側油室とタンクとが連通する。したがって、ホイスト上げ指令が出力されると、エンジン１１１への燃料噴射量が増加するとともに、油圧ポンプ１２１から吐出される作動油の流量が増加する。これにより、ホイストシリンダ１２３が伸長し、ボディアングルが増加する。

なお、燃料噴射量は、ホイスト上げ指令が出力された後、急激に上昇し、ホイストシリンダが動き始めると、緩やかに減少し、運搬物の多くが放出されることにより急減している。

荷台１０９内の運搬物の放出が完了した後、運転者によりホイスト操作装置が下げ位置に操作されると、車載コントローラ１４０からホイスト下げ指令（制御指令）が出力される（時点Ｔｂ）。

ホイスト下げ指令が油圧ポンプ１２１のレギュレータに入力されると、油圧ポンプ１２１の吐出容量が減少する。また、ホイスト下げ指令が制御弁１２２の電磁比例弁に入力されると、制御弁１２２のスプールが下げ位置に切り換えられ、ホイストシリンダ１２３のロッド側油室と油圧ポンプ１２１とが連通するとともにホイストシリンダ１２３のボトム側油室とタンクとが連通する。したがって、ホイスト下げ指令が出力されると、エンジン１１１に投入される燃料噴射量が減少するとともに、油圧ポンプ１２１から吐出される作動油の流量が減少する。これにより、ホイストシリンダ１２３が収縮し、ボディアングルが減少する。

状態判定部２０２ａは、ホイスト上げ指令が出力されている状態（ホイスト上げ状態）を判定する。図５に示す例では、状態判定部２０２ａは、時点Ｔａから時点Ｔｂまでをホイスト上げ状態として特定する。

図３に示す投入エネルギ算出部２０２ｂは、燃料噴射量に基づいて、エンジン１１１への投入エネルギ［ＭＪ］を算出する。また、投入エネルギ算出部２０２ｂは、状態判定部２０２ａにより判定された状態（空荷走行状態、ホイスト上げ状態）での投入エネルギを算出する。具体的な算出方法は、以下のとおりである。

投入エネルギ算出部２０２ｂは、空荷走行を行っているとき（図４の時点Ｔ４から時点Ｔ５まで）にエンジン１１１に投入される燃料噴射量を積算することにより、空荷走行時の積算燃料量を算出する。また、投入エネルギ算出部２０２ｂは、ホイスト上げ指令が出力されているとき（図５の時点Ｔａから時点Ｔｂまで）にエンジン１１１に投入される燃料噴射量を積算することにより、ホイスト上げ動作時の積算燃料量を算出する。

投入エネルギ算出部２０２ｂは、空荷走行時にエンジン１１１で消費される燃料量（積算燃料量）と燃料の低位発熱量に基づいて、空荷走行時のエンジン１１１への投入エネルギ（すなわち、積算燃料熱量）を算出する。同様に、投入エネルギ算出部２０２ｂは、ホイスト上げ動作時にダンプトラック１０１で消費される燃料量（積算燃料量）と燃料の低位発熱量に基づいて、ホイスト上げ動作時のエンジン１１１への投入エネルギである燃料熱量（積算燃料熱量）を算出する。

車両エネルギ算出部２０２ｃは、少なくともダンプトラック１０１の車速、路面勾配、および積載量に基づいて、ダンプトラック１０１の走行時におけるダンプトラック１０１の消費エネルギである車両エネルギを算出する。車両エネルギは、車両走行時の運動エネルギに相当する。以下、図６を参照して、車両エネルギの算出方法について詳しく説明する。

図６は、車両エネルギの算出方法の一例を示す図である。車両エネルギ算出部２０２ｃは、ダンプトラック１０１に作用する空気抵抗、加速抵抗、勾配抵抗、および転がり抵抗の合計値である走行抵抗を算出する。車両エネルギ算出部２０２ｃは、走行抵抗に車速を乗算した値に、ベース消費エネルギを加算することにより、車両エネルギを算出する。ベース消費エネルギとは、エンジンアイドル運転時のダンプトラック１０１の消費エネルギ、空冷ファンやキャビン空調装置などの補機を動作させるために必要なベース電力（以下、補機電力とも記す）を加算することにより得られる。

車両エネルギ算出部２０２ｃは、車速に基づき空気抵抗および加速抵抗を算出する。なお、空気抵抗は、車速だけでなく、天候に応じて変化する空気密度にも依存する。しかしながら、ダンプトラック１０１の最高速度は５０[ｋｍ／ｈ]程度であるため、空気抵抗の影響は転がり抵抗およびベース消費エネルギと比較して小さい。このため、本実施形態では、空気抵抗は、車速のみに応じて決まる値としている。なお、空気抵抗は、ダンプトラック１０１の走行経路における高度によって決まる一定値としても良い。

車両エネルギ算出部２０２ｃは、車体重量に積載量を加えた車体総重量と路面勾配に基づき勾配抵抗を算出する。なお、本実施形態では、ダンプトラック１０１に設けられた傾斜角センサ１３４の検出結果から算出された路面勾配に基づき勾配抵抗を算出する例について説明するが、勾配抵抗の算出方法はこれに限られない。

例えば、車両エネルギ算出部２０２ｃは、ダンプトラック１０１の高度（鉛直方向の位置情報）の時間変化から路面勾配を算出し、算出した路面勾配に基づき勾配抵抗を算出してもよい。なお、ダンプトラック１０１の高度は、ダンプトラック１０１から送信されたダンプトラック１０１の２次元座標系での位置座標と、予め記憶装置に記憶されている高度マップとのマッチングにより算出可能である。また、ダンプトラック１０１の高度は、ダンプトラック１０１から送信されたダンプトラック１０１の３次元座標系での位置情報に含まれる高度情報に基づいて算出してもよい。さらに、ダンプトラック１０１の高度は、ダンプトラック１０１に設けられた気圧センサによって検出される気圧に基づいて算出してもよい。

図３に示すパラメータ校正部２０２ｆは、転がり抵抗の算出に用いるパラメータである路面係数、ならびにベース消費エネルギの算出に用いるパラメータである補機電力を、実際の稼働データに基づき校正する。これにより、ダンプトラック１０１の機種に関わらず、車両エネルギの算出精度（推定精度）を高めることができる。

パラメータ校正部２０２ｆは、例えば、後述する劣化状態の判定処理において正常と判定されている場合であって、パワートレイン１１０の効率が路面係数の増加補正判定値未満であるときには、路面係数を増加側に補正する。一方、パラメータ校正部２０２ｆは、劣化状態の判定処理において正常と判定されている場合であって、パワートレイン１１０の効率が路面係数の減少補正判定値以上であるときには、路面係数を減少側に補正する。路面係数の増加補正判定値および減少補正判定値は、路面係数を補正するか否かを決定するための閾値であり、予めメモリ２１２に記憶されている。なお、路面係数の補正は、パワートレイン１１０の効率がほぼ一定となる運転領域で行うことが好ましい。パラメータ校正部２０２ｆは、例えば、荷台１０９に運搬物が積み込まれた状態で、登り坂を走行しているとき（積荷登坂走行）のパワートレイン１１０の効率に基づいて、路面係数を補正することができる。ダンプトラック１０１が積荷登坂走行を行っているかどうかは、ダンプトラック１０１の位置情報および積載量の情報から判定可能である。

パラメータ校正部２０２ｆは、例えば、劣化状態の判定処理において正常と判定されている場合であって、エンジンアイドル運転時の空調装置等の補機の効率（以下、アイドル運転時効率）が補機電力の増加補正判定値未満であるときには、補機電力を増加側に補正する。一方、パラメータ校正部２０２ｆは、劣化状態の判定処理において正常と判定されている場合であって、エンジンアイドル運転時の空調装置等の補機の効率が補機電力の減少補正判定値以上であるときには、補機電力を減少側に補正する。補機電力の増加補正判定値および減少補正判定値は、補機電力を補正するか否かを決定するための閾値であり、予めメモリ２１２に記憶されている。なお、補機電力の補正は、補機の消費電力が支配的になるアイドル運転時に行うことが好ましい。

車両エネルギ算出部２０２ｃは、状態判定部２０２ａにより判定された所定の走行状態（例えば、空荷走行状態）での車両エネルギを算出する。

効率算出部２０２ｄは、パワートレイン１１０が作動しているとき、すなわちダンプトラック１０１が走行しているときの車両エネルギおよびダンプトラック１０１のエンジン１１１への投入エネルギに基づいて、パワートレイン１１０の効率（以下、パワトレ効率とも記す）を算出する。

本実施形態に係る効率算出部２０２ｄは、以下の式（１）により、空荷走行時のパワトレ効率をサイクル毎に算出する。
パワトレ効率＝車両エネルギ÷投入エネルギ …（１）
式（１）の「車両エネルギ」は、車両エネルギ算出部２０２ｃで算出された空荷走行時の車両エネルギ［ＭＪ］であり、式（１）の「投入エネルギ」は、投入エネルギ算出部２０２ｂで算出された空荷走行時の投入エネルギ［ＭＪ］である。以下では、空荷走行時の車両エネルギと投入エネルギに基づき算出されたパワトレ効率を、空荷パワトレ効率とも記す。

補機エネルギ算出部２０２ｅによる補機エネルギの算出方法について説明する。エンジン１１１により駆動される補機である油圧ポンプ１２１により消費される補機エネルギは、ホイスト上げ動作時（図５の時点ＴａからＴｂまでの間）の投入エネルギ（＝積算燃料量×低位発熱量）と、エンジン効率とを乗算することによって算出できる。

エンジン効率を計算するためには、エンジントルクが必要である。しかしながら、エンジントルクは、エンジンの特性の分析に利用可能な秘匿性の高い情報である。このため、ダンプトラック１０１から鉱山管理システム２００に送信される稼働情報に、エンジントルクが含まれていないことがある。また、過渡のエンジントルクを正確に推定することが技術的に困難であるため、仮にエンジントルクを取得することが可能であっても、補機エネルギを正確に推定することができないおそれがある。

そこで、本実施形態では、パワトレ効率をエンジン効率に代用する。この理由は、エンジン効率、発電効率、インバータ効率、およびモータ効率を乗算した値がパワトレ効率に相当するが（パワトレ効率＝エンジン効率×発電効率×インバータ効率×モータ効率）、エンジン効率が他の効率と比較して最も低く、かつ他の効率は１に近いため、パワトレ効率をエンジン効率の近似値とみなせるためである。

補機エネルギ算出部２０２ｅは、油圧ポンプ１２１が作動しているとき、すなわち油圧ポンプ１２１の吐出流量が０（ゼロ）でないときの補機エネルギをサイクル毎に算出する。ダンプトラック１０１では、車体を停止させた状態で荷台１０９を動作させるため、ホイスト上げ指令が出力されている間は、ダンプトラック１０１での消費エネルギが補機エネルギに相当する。

補機エネルギ算出部２０２ｅは、油圧ポンプ１２１が作動しているとき、すなわち油圧ポンプ１２１から吐出される作動油によりホイストシリンダ１２３によって荷台１０９をダンプ動作させるホイスト上げ指令が出力されているときの補機エネルギを算出する。

補機エネルギ算出部２０２ｅは、以下の式（２）により、パワトレ効率と、ホイスト上げ動作時のエンジン１１１への投入エネルギとに基づいて、補機エネルギ［ＭＪ］を算出する。
補機エネルギ＝パワトレ効率×投入エネルギ …（２）
式（２）の「パワトレ効率」は、効率算出部２０２ｄにより算出されたパワトレ効率である。式（２）の「投入エネルギ」は、投入エネルギ算出部２０２ｂで算出された油圧ポンプ１２１が作動しているとき（すなわち、ホイスト上げ動作時）のエンジン１１１への投入エネルギ（積算燃料熱量）［ＭＪ］である。

劣化判定部２０２ｇは、補機エネルギ算出部２０２ｅにより算出された補機エネルギに基づいて、補機システム１２０およびパワートレイン１１０の走行電動システム１１５の劣化状態を判定する。さらに、劣化判定部２０２ｇは、補機エネルギ算出部２０２ｅにより算出された補機エネルギ、および効率算出部２０２ｄにより算出されたパワトレ効率に基づいて、エンジン１１１の劣化状態を判定する。つまり、劣化判定部２０２ｇは、補機エネルギおよびパワトレ効率に基づいて、補機システム１２０およびパワートレイン１１０の劣化状態を判定する。

図７は、劣化している機器の特定方法について説明する図である。図７では、補機エネルギおよびパワトレ効率と、パワートレイン１１０の走行電動システム１１５およびエンジン１１１、ならびに補機システム１２０の劣化との関係の一例が示されている。

図７において、縦軸は補機エネルギ、横軸は空荷パワトレ効率について示している。油圧ポンプ１２１が劣化すると、油圧ポンプ１２１の吐出効率が低下する。吐出効率が低下すると、燃料噴射量が増加し、補機エネルギが正常時に比べて大きくなる。また、補機システム１２０を構成する各油圧機器（油圧ポンプ１２１、制御弁１２２、およびホイストシリンダ１２３）あるいは油圧配管の経年劣化が進むと、油圧系統における油圧機器あるいは油圧配管において作動油のリークが発生する。油圧系統において作動油のリークが発生すると、燃料噴射量が増加し、補機エネルギが正常時に比べて大きくなる。このため、本実施形態に係る劣化判定部２０２ｇは、補機エネルギが予め定められた第１エネルギ閾値Ｐ１以上である場合には、補機システム１２０が劣化していると判定する。

走行電動システム１１５の発電機１１２および走行モータ１１４の劣化には、例えば、発電機１１２および走行モータ１１４に用いられている磁石の磁力の低下、発電機１１２および走行モータ１１４の構成部品の摩耗が挙げられる。発電機１１２が劣化すると、発電機１１２の効率（発電効率）が低下する。走行モータ１１４が劣化すると、走行モータ１１４の効率（モータ効率）が低下する。また、走行電動システム１１５のインバータ１１３が劣化すると、インバータ１１３の効率（インバータ効率）が低下する。また、インバータ１１３の劣化により、内部抵抗値は増加し、排熱量が増加する。したがって、走行電動システム１１５を構成する機器のいずれかの効率が低下すると、パワトレ効率が低下するとともに補機エネルギ（＝投入エネルギ×パワトレ効率）が低下する。このため、劣化判定部２０２ｇは、補機エネルギが予め定められた第２エネルギ閾値Ｐ２未満である場合には、走行電動システム１１５が劣化していると判定する。

第１エネルギ閾値Ｐ１は、補機システム１２０の機差および積載量のばらつきによる補機エネルギの分布を考慮して設定される。第１エネルギ閾値Ｐ１は、例えば、新車相当の実験用の複数のダンプトラックで、複数回算出された補機エネルギから得られる補機エネルギ分布の上限値を元に定められる。第２エネルギ閾値Ｐ２は、第１エネルギ閾値Ｐ１よりも小さい値であり、例えば、前述の補機エネルギ分布の下限値を元に定められる。第１エネルギ閾値Ｐ１および第２エネルギ閾値Ｐ２は、処理装置２０２のメモリ２１２に予め記憶されている。

パワトレ効率は、エンジン効率を含んでいる。このため、エンジン１１１が劣化し、エンジン効率が低下するとパワトレ効率も低下する。なお、エンジン効率が低下すると、燃料噴射量が増加するため、補機エネルギは低下しない。このため、劣化判定部２０２ｇは、補機エネルギが第１エネルギ閾値Ｐ１未満、第２エネルギ閾値以上であり、かつ、空荷走行時のパワトレ効率が予め定められた第１効率閾値η１未満である場合には、エンジン１１１が劣化していると判定する。

第１効率閾値η１は、例えば、前述と同様、新車相当の実験用の複数のダンプトラックで、複数回算出された空荷走行時のパワトレ効率から得られるパワトレ効率分布の下限値を元に定められる。なお、第１効率閾値η１は、エンジン１１１、発電機１１２、インバータ１１３、および走行モータ１１４の仕様値から定めてもよい。また、第１効率閾値η１は、鉱山の生産性を考慮して、実際に稼働しているダンプトラック１０１の稼働情報から得られる空荷走行時のパワトレ効率分布を参考に定めてもよい。

このように、パワトレ効率の低下とともに補機エネルギが低下する場合には、走行電動システム１１５の劣化と判定することができ、パワトレ効率が低下するものの補機エネルギが低下しない場合には、エンジン１１１の劣化と判定することができる。

劣化判定部２０２ｇは、補機システム１２０およびパワートレイン１１０の劣化状態の判定結果を通信装置２０４に出力し、通信装置２０４を介して劣化状態の判定結果を携帯端末３１０に送信する。図８のフローチャートを参照して、処理装置２０２（劣化判定部２０２ｇ）による劣化判定処理の流れの一例について説明する。

図８に示すように、ステップＳ８０１において、劣化判定部２０２ｇは、補機エネルギが第１エネルギ閾値Ｐ１以上であるか否かを判定する。補機エネルギが第１エネルギ閾値Ｐ１以上であると判定された場合には、処理がステップＳ８０２に進む。一方、補機エネルギが第１エネルギ閾値Ｐ１未満であると判定された場合には、処理がステップＳ８０３に進む。

ステップＳ８０２において、劣化判定部２０２ｇは、補機システム１２０が劣化していると判定し、その判定結果と車両ＩＤを通信装置２０４を介して携帯端末３１０に送信し、図８のフローチャートに示す処理を終了する。携帯端末３１０は、補機システム１２０が劣化していることを表す画像を表示画面に表示する。ステップＳ８０３において、劣化判定部２０２ｇは、補機エネルギが第２エネルギ閾値Ｐ２未満であるか否かを判定する。補機エネルギが第２エネルギ閾値Ｐ２未満であると判定された場合には、処理がステップＳ８０４に進む。一方、補機エネルギが第２エネルギ閾値Ｐ２以上であると判定された場合には、処理がステップＳ８０５に進む。

ステップＳ８０４において、劣化判定部２０２ｇは、走行電動システム１１５が劣化していると判定し、その判定結果と車両ＩＤを通信装置２０４を介して携帯端末３１０に送信し、図８のフローチャートに示す処理を終了する。携帯端末３１０は、走行電動システム１１５が劣化していることを表す画像を表示画面に表示する。ステップＳ８０５において、劣化判定部２０２ｇは、パワトレ効率が第１効率閾値η１未満であるか否かを判定する。パワトレ効率が第１効率閾値η１未満であると判定された場合には、処理がステップＳ８０６に進む。一方、パワトレ効率が第１効率閾値η１以上であると判定された場合には、処理がステップＳ８０７に進む。

ステップＳ８０６において、劣化判定部２０２ｇは、エンジン１１１が劣化していると判定し、その判定結果と車両ＩＤを通信装置２０４を介して携帯端末３１０に送信し、図８のフローチャートに示す処理を終了する。携帯端末３１０は、エンジン１１１が劣化していることを表す画像を表示画面に表示する。ステップＳ８０７において、劣化判定部２０２ｇは、正常であると判定する。すなわち、劣化判定部２０２ｇは、劣化している機器は存在していないと判定する。ステップＳ８０７において、劣化判定部２０２ｇは、正常であると判定されると、その判定結果と車両ＩＤを通信装置２０４を介して携帯端末３１０に送信し、図８のフローチャートに示す処理を終了する。携帯端末３１０は、ダンプトラック１０１が正常であることを表す画像を表示画面に表示する。なお、携帯端末３１０は、正常であることを表す判定結果を取得したときには、そのことを表す画像を表示しないように設定されていてもよい。

携帯端末３１０から機器保守員３０４への通知方法（画像の表示方法）は、プッシュ通知であってもよいし、プル通知であってもよい。このように、本実施形態では、機器が劣化していると判定された際の自動通知機能により、機器保守員３０４は、どの車両のどの部分が劣化しているのかを適切に把握できる。これにより、機器保守員３０４は、検査および修理を適切なタイミングおよび適切な方法で行うことができる。機器保守員３０４は、劣化状態を検査で確認し、整備あるいは部品交換を行うことで、劣化の進展による故障を未然に防止できる。補機システム１２０の故障が防止されることにより、ダンプ動作が実行できなくなる不具合の発生が防止される。走行電動システム１１５の故障が防止されることにより、ダンプトラック１０１が走行できなくなる不具合の発生が防止される。

処理装置２０２は、複数のダンプトラック１０１から送信される稼働情報に基づき、ダンプトラック１０１毎に劣化状態の判定を行う。なお、機器の劣化状態は、サイクル毎のパラメータ（補機エネルギ、パワトレ効率）に基づき判定することができる。しかしながら、積載量や運転のばらつきの影響を低減するために、パラメータ（補機エネルギ、パワトレ効率）の所定期間あるいは所定回数の平均値や中央値を用いて、機器の劣化状態を判定することが望ましい。

またここでは、補機エネルギおよびパワトレ効率に基づき、劣化の判定を行う例について説明したが、補機エネルギおよびパワトレ効率に基づき、異常の判定を行ってもよい。なお、劣化とは、ダンプトラック１０１の運行には問題はないが、生産性が低下しており、他の車両よりも優先して保守（点検、整備、部品交換）が必要な状態である。異常とは、ダンプトラック１０１の生産性が極端に低下し、突発故障がすぐに起こる可能性が高く早急に保守が必要な状態である。

処理装置２０２は、複数のダンプトラック１０１の劣化状態の判定に用いたデータ（補機エネルギ、パワトレ効率）を表示端末装置２０３に出力する。表示端末装置２０３は、複数のダンプトラック１０１の補機エネルギおよびパワトレ効率を表示画面に表示する。その際、表示端末装置２０３は、測位装置１３６からダンプトラック１０１が稼働する現場における位置情報を取得して、稼働現場の地図情報におけるダンプトラック１０１の現在地を表すアイコンと上記データ（補機エネルギ、パワトレ効率）とを関連付けて表示画面に表示してもよい。これにより、複数のダンプトラック１０１ごとの情報を一元的に把握することが可能になる。

図９Ａ～図１０Ｂを参照して、表示端末装置２０３に表示される画面例について説明する。図９Ａに示す画面例では、複数のダンプトラック１０１の補機エネルギの棒グラフが示されている。画面には、補機エネルギの所定期間での平均値が大きい順に、左側から右側に向かって車両ＩＤとその車両の補機エネルギが並べて表示されている。また、画面には、第１エネルギ閾値Ｐ１および第２エネルギ閾値Ｐ２を示す破線が表示されている。なお、図９Ａにおいて、各車両ＩＤおよび補機エネルギの具体的な数値の図示は省略している。もちろん、数字の表示は任意に制御しうる。また破線の代わりに、たとえば、第１エネルギ閾値Ｐ１と第２エネルギ閾値Ｐ２を超えている棒グラフの色を、それぞれ赤、黄などで示し、色で識別表示することとしてもよい。これによって、劣化の進行度合いを色で直感的に識別することが可能になる。なお赤、黄は一例であって緊急度がわかるのであれば、他の色であってもよい。つまり、棒グラフにおいて、第１エネルギ閾値Ｐ１以上の部分、第１エネルギ閾値Ｐ１未満であって第２エネルギ閾値Ｐ２以上の部分、および第２エネルギ閾値Ｐ２未満の部分のそれぞれの色が、異なっていればよい。

機器保守員３０４は、図９Ａに示す画面から左側の車両ほど補機システム１２０（油圧ポンプ、油圧回路、制御弁、ホイストシリンダ）の劣化が進んでいること、右の車両ほど走行電動システム１１５（発電機、走行モータ、インバータ）の劣化が進んでいることを確認できる。これにより、機器保守員３０４は、保守を優先すべき車両の判断および検査場所の絞り込みを適切に行うことができる。なお車両ＩＤに対応する棒グラフの最大表示件数は任意に設定可能である。車両ＩＤは表示件数が多くなるほど一画面で判別しづらくなる。このため、表示端末装置２０３上で対象の棒グラフが指定された場合に、その棒グラフの横にポップアップのウィンドウで車両ＩＤが表示されるようにしてもよい。また、最大表示件数に応じて画面の表示形式は任意に変更することとしてもよい。

図９Ｂに示す画面例では、複数のダンプトラック１０１の空荷パワトレ効率の棒グラフが示されている。画面には、空荷パワトレ効率の所定期間での平均値が大きい順に、左側から右側に向かって車両ＩＤとその車両の空荷パワトレ効率が並べて表示されている。また、画面には、第１効率閾値η１を示す破線が表示されている。なお、図９Ｂにおいて、各車両ＩＤおよび空荷パワトレ効率の具体的な数値の図示は省略している。

機器保守員３０４は、図９Ｂに示す画面から右側の車両ほどパワートレイン１１０（エンジン、発電機、インバータ、走行モータ）の劣化が進んでいることを確認できる。機器保守員３０４は、第１効率閾値η１よりも小さい車両（右端の２台）であって、補機エネルギが正常範囲にある車両では、エンジン１１１が劣化していると判断できる。

このように、本実施形態では、表示端末装置２０３に、複数の車両の補機エネルギを一の画面上に同時に表示させる。また、表示端末装置２０３は、複数の車両の空荷パワトレ効率を一の画面上に同時に表示させる。なお、図９Ａに示す棒グラフと図９Ｂに示す棒グラフを一の画面上に同時に表示させてもよい。これにより、機器保守員３０４は、複数の車両の補機エネルギや空荷パワトレ効率を比較することで、劣化の進行度合いを相対的に把握することができる。その結果、機器保守員３０４は、どの車両を優先して保守するかを適切に判断することができる。

図１０Ａは、補機エネルギのトレンドを示す画面例であり、縦軸は補機エネルギを表し、横軸はホイスト動作回数（ダンプ動作回数）と相関が高いサイクル数を表している。図１０Ａに示すように、車両Ａと車両Ｂの現在（折れ線グラフの右端部）の補機エネルギは同レベルである。しかしながら、車両Ｂのサイクル数は車両Ａのサイクル数に比べて少ない。しかも車両Ａと比較し車両Ｂは、急激に補機エネルギが上昇している。このように、表示端末装置２０３の表示画面に、サイクル数に応じた補機エネルギのトレンドを表示させることで、機器保守員３０４は、車両Ｂの補機システム１２０の点検時期を車両Ａよりも早めるか否かを適切に判断できる。

図１０Ｂは、空荷パワトレ効率のトレンドを示す画面例であり、縦軸は空荷パワトレ効率を表し、横軸はパワートレインの劣化と相関が高い走行距離を表している。図１０Ｂに示すように、車両Ａと車両Ｂの現在（折れ線グラフの右端部）の空荷パワトレ効率は同レベルである。しかしながら、車両Ｂの走行距離は車両Ａの走行距離に比べて短い。しかも車両Ａと比較して車両Ｂは、急激に空荷パワトレ効率が低下している。このように、表示端末装置２０３の表示画面に、走行距離に応じた空荷パワトレ効率のトレンドを表示させることで、機器保守員３０４は、車両Ｂのパワートレイン１１０の点検時期を車両Ａよりも早めるか否かを適切に判断できる。なお、図１０Ｂの横軸は、走行距離に代えて、走行距離と同様、パワートレイン１１０の劣化と相関が高い走行時間、あるいは総燃料噴射量にしても良い。

なお、図９Ａ～図１０Ｂでは、表示端末装置２０３に表示される画面例について説明したが、同様の画面を携帯端末３１０に表示させる構成としてもよい。また表示形式は棒グラフ、折れ線グラフに限られるものではなく、劣化が進行している車両を特定できるのであれば、たとえばテキストメッセージであってもよい。表示形式は、機器保守員３０４によって任意に設定しうる。たとえば表示先の媒体が携帯端末３１０の場合、表示領域に制約がある。このため、携帯端末３１０の表示形式は、劣化が進行している上位３件の車両ＩＤと、測位装置１３６および車載コントローラ１４０から得られた現在の位置情報のみを表示するなどの簡易的な表示形式であってもよい。

上述した実施形態によれば、次の作用効果を奏する。

（１）鉱山管理システム（運搬車両の管理システム）２００は、エンジン（動力源）１１１を含むパワートレイン１１０と、エンジン１１１により駆動される油圧ポンプ（補機）１２１とを備えるダンプトラック（運搬車両）１０１を管理する。鉱山管理システム２００は、ダンプトラック１０１の機器の劣化状態を判定する処理装置２０２を備える。処理装置２０２は、少なくともダンプトラック１０１の車速、路面勾配、および積載量に基づいて、ダンプトラック１０１の走行時におけるダンプトラック１０１の消費エネルギである車両エネルギを算出する。処理装置２０２は、パワートレイン１１０が作動しているときの車両エネルギおよびダンプトラック１０１の投入エネルギに基づいて、パワートレイン１１０の効率を算出する。なお、ダンプトラック１０１の投入エネルギ（エンジン１１１への投入エネルギ）は、エンジン１１１で消費される燃料量と燃料の低位発熱量に基づいて算出される。処理装置２０２は、パワートレインの効率と、油圧ポンプ１２１が作動しているときのダンプトラック１０１の投入エネルギとに基づいて、油圧ポンプ１２１が作動しているときのダンプトラック１０１の消費エネルギである補機エネルギを算出する。処理装置２０２は、補機エネルギに基づいて、油圧ポンプ１２１を含む補機システム１２０の劣化状態を判定し、補機システム１２０の劣化状態の判定結果を通知装置（表示端末装置２０３、通信装置２０４、携帯端末３１０）に出力する。

ダンプトラック１０１の車両エネルギの算出に用いる車速、路面勾配、および積載量は、鉱山管理システム２００において、容易に取得が可能な汎用性の高い情報である。また、投入エネルギの算出に用いる燃料量も容易に取得が可能な汎用性の高い情報である。鉱山管理システム２００の処理装置２０２は、これら汎用性の高い情報に基づき、運転状況に応じた車両エネルギおよび投入エネルギを算出し、これらの情報に基づきパワートレイン１１０の効率を算出することができる。さらに、処理装置２０２は、パワートレイン１１０の効率をエンジン１１１の効率として代用することで補機エネルギを算出し、補機エネルギに基づき補機システム１２０の劣化状態を判定する。

このように、本実施形態によれば、補機システム１２０の劣化状態の判定に、エンジン１１１の出力トルク等の秘匿性の高い情報を用いる必要がない。つまり、本実施形態によれば、容易に取得が可能な汎用性の高い情報に基づいて、運搬車両の機器（補機システム１２０）の劣化状態を判定し、その判定結果を出力可能な鉱山管理システム２００を提供することができる。

（２）鉱山管理システム２００の処理装置２０２は、補機エネルギとパワートレイン１１０の効率に基づいて、パワートレイン１１０の劣化状態を判定し、パワートレイン１１０の劣化状態の判定結果を通知装置（表示端末装置２０３、通信装置２０４、携帯端末３１０）に出力する。

この構成によれば、容易に取得が可能な汎用性の高い情報（車速、路面勾配、および積載量）に基づいて、補機システム１２０だけでなく、パワートレイン１１０の劣化状態を判定し、その判定結果を出力可能な鉱山管理システム２００を提供することができる。

（３）処理装置２０２は、油圧ポンプ１２１から吐出される作動油によりホイストシリンダ（油圧シリンダ）１２３によって荷台１０９をダンプ動作させる指令（ホイスト上げ指令）が出力されているときの投入エネルギに基づいて、補機エネルギを算出する。荷台１０９のダンプ動作時には、ダンプトラック１０１は停止状態が維持されているため、補機エネルギを精度よく算出することができる。その結果、ダンプトラック１０１の機器の劣化状態を精度よく判定することができる。

（４）処理装置２０２は、ダンプトラック１０１が空荷走行しているときのダンプトラック１０１の車速、路面勾配および積載量に基づいて、空荷パワトレ効率の算出に用いる車両エネルギを算出する。ここで、処理装置２０２は、ダンプトラック１０１が積荷走行しているときの車速、路面勾配および積載量に基づいて車両エネルギを算出してもよいが、この場合、積載量の算出誤差が大きくなると、車両エネルギおよびパワトレ効率の算出誤差も大きくなってしまう。本実施形態では、空荷走行時の積載量を用いて車両エネルギを算出するため、車両エネルギの算出誤差を小さくすることができる。したがって、本実施形態によれば、積荷走行時の積載量に基づいて車両エネルギを算出する場合に比べて、車両エネルギおよびパワトレ効率の算出精度を高めることができる。

以上のとおり、本実施形態に係る鉱山管理システム２００は、一般的に提供される情報（データ）からパワートレイン１１０および補機システム１２０の劣化状態を判定し、劣化部位を特定することができる。劣化状態の判定結果は、通知装置（表示端末装置２０３や携帯端末３１０）を介して、鉱山管理システム２００のユーザに通知される。これにより、ユーザは、速やかに劣化した機器を有する運搬車両１０１の整備、部品の交換等を実施することで、鉱山の生産性を維持したり、改善したりできる。また、本実施形態によれば、パワトレ効率が低下した車両を速やかに検査、修理を実施することで、運搬車両が走行不能となってしまうようなパワートレイン１１０の故障の発生を防止することができる。また、検査や修理によって、パワトレ効率を改善することにより、当該車両の燃料ロスおよびＣＯ２排出量を低減することができる。また、本実施形態によれば、補機システム１２０の劣化に伴う故障等の異常を未然に防止できる。その結果、補機システム１２０の故障等の異常に起因した生産性の低下を防止できる。さらに、本実施形態に係る鉱山管理システム２００は、鉱山エリア（作業現場）１００に存在する複数の運搬車両１０１の機器の劣化状態の判定結果を収集することで、無駄な検査や部品交換が生じることを防止することができ、鉱山エリア１００の全体において効率のよいメンテナンス計画を容易に立てることができる。

＜第１実施形態の変形例１＞
劣化状態の判定方法は、上述の例に限定されない。例えば、図１１に示すように、ステップＳ８０２において補機システム１２０が劣化していると判定された後、処理がステップＳ８０３に進むようにしてもよい。つまり、処理装置２０２は、補機エネルギが第１エネルギ閾値Ｐ１以上であり、かつ、パワトレ効率が第１効率閾値η１未満である場合に、補機システム１２０およびエンジン１１１の双方が劣化していると判定し、その判定結果を表示端末装置２０３および通信装置２０４に出力する。この構成によれば、補機システム１２０およびエンジン１１１の双方が劣化していることを判定することができる。

＜第１実施形態の変形例２＞
第１実施形態では、図２に示すように、エンジン１１１によって走行電動システム１１５の発電機１１２および補機システム１２０の油圧ポンプ１２１が駆動されるダンプトラック１０１について説明した。しかしながら、ダンプトラック１０１の構成は、これに限定されない。例えば、ダンプトラック１０１は、図１２に示すように、動力源をバッテリ５１９とするパワートレイン５１０および補機システム５２０を備えていてもよい。パワートレイン５１０は、充放電可能なバッテリ（動力源）５１０と、バッテリ５１０の電圧を降圧するＤＣ／ＤＣコンバータ５１１と、ＤＣ／ＤＣコンバータ５１１から出力される直流電力を三相交流電力に変換して走行モータ１１４に供給するインバータ１１３と、インバータ１１３から供給される電力により回転する走行モータ１１４と、を備える。補機システム５２０は、油圧ポンプ１２１を駆動する電気モータ（以下、ポンプモータとも記す）５２５と、ＤＣ／ＤＣコンバータ５１１から出力される直流電力を三相交流電力に変換してポンプモータ５２５に供給するインバータ（電力変換装置）５２４と、を備える。

本変形例において、処理装置２０２は、バッテリ５１０の電力量に基づいてダンプトラック１０１の投入エネルギを算出し、算出した投入エネルギに基づいてパワトレ効率および補機エネルギを算出する。このように、本変形例によれば、補機システム５２０が電動化されたダンプトラック１０１において、第１実施形態と同様の効果を奏することができる。

＜第２実施形態＞
図１３～図１７を参照して、本発明の第２実施形態に係る鉱山管理システム２００について説明する。なお、第１実施形態および第１実施形態の変形例１で説明した構成と同一もしくは相当する構成には同一の参照記号を付し、相違点を主に説明する。図１３は、本発明の第２実施形態に係る鉱山管理システム２００の管理対象であるダンプトラック１０１の構成の一例を示す図である。

本第２実施形態に係るダンプトラック１０１は、走行電動システム１１５に集電装置（パンタグラフ）６１０が設けられている点が第１実施形態との相違点である。本第２実施形態では、集電装置６１０を介してトロリ線から供給される電力によって走行モータ１１４が駆動される。つまり、第２実施形態に係る運搬車両１０１は、車両本体に設けられた昇降可能な集電装置６１０を道路に沿って設けられたトロリ線に接触させ、トロリ線から電力を受けて走行可能なダンプトラックである。以下、この集電装置６１０を利用した走行時（トロリ走行時）は、エンジン１１１が停止あるいはアイドリング状態になることに着目した劣化判定方法について説明する。

図１４は、図８および図１１と同様の図であり、第２実施形態に係る処理装置２０２（劣化判定部２０２ｇ）により実行される劣化判定処理の一例について示すフローチャートである。図１４のフローチャートでは、図１１のフローチャートのステップＳ８０４の処理に代えて、ステップＳ１４０１～Ｓ１４０３の処理が実行される。

図１４に示すように、ステップＳ８０３において、補機エネルギが第２エネルギ閾値Ｐ２未満であると判定されると、処理がステップＳ１４０１に進む。ステップＳ１４０１において、劣化判定部２０２ｇは、後述するトロリパワトレ効率が第２効率閾値η２未満であるか否かを判定する。トロリパワトレ効率が第２効率閾値η２未満であると判定された場合には、処理がステップＳ１４０２に進む。一方、トロリパワトレ効率が第２効率閾値η２以上であると判定された場合には、処理がステップＳ１４０３に進む。

ステップＳ１４０２において、劣化判定部２０２ｇは、集電装置６１０、インバータ１１３、および走行モータ１１４の少なくともいずれかが劣化していると判定し、その判定結果と車両ＩＤを通信装置２０４を介して携帯端末３１０に送信し、図１４のフローチャートに示す処理を終了する。ステップＳ１４０３において、劣化判定部２０２ｇは、発電機１１２が劣化していると判定し、その判定結果と車両ＩＤを通信装置２０４を介して携帯端末３１０に送信し、図１４のフローチャートに示す処理を終了する。

トロリパワトレ効率は、ダンプトラック１０１のトロリ走行時のパワートレイン１１０の効率であって、効率算出部２０２ｄにより以下のようにして算出される。

本第２実施形態に係る効率算出部２０２ｄは、トロリ線から集電装置６１０を介してパワートレイン１１０の走行モータ１１４に電力が供給されることによりダンプトラック１０１が走行しているとき、すなわちトロリ走行時のダンプトラック１０１の車両エネルギおよび投入エネルギに基づいて、トロリパワトレ効率を算出する。具体的には、効率算出部２０２ｄは、式（１）により、トロリパワトレ効率をサイクル毎に算出する。ここで、式（１）の「車両エネルギ」は、車両エネルギ算出部２０２ｃで算出されたトロリ走行時の車両エネルギであり、式（１）の「投入エネルギ」は、投入エネルギ算出部２０２ｂで算出されたトロリ走行時の投入エネルギである。

投入エネルギ算出部２０２ｂは、トロリ走行時にエンジン１１１で消費される燃料量（積算燃料量）と燃料の低位発熱量に基づいて、積算燃料熱量を演算する。さらに、投入エネルギ算出部２０２ｂは、トロリ走行時にトロリ線から集電装置６１０を介して供給されるトロリ電力を積算することにより、積算トロリ電力を演算する。投入エネルギ算出部２０２ｂは、トロリ走行時の積算燃料熱量と積算トロリ電力量とを加算することにより、トロリ走行時のダンプトラック１０１の投入エネルギを算出する。

つまり、トロリパワトレ効率は、トロリ走行中の車両エネルギ÷（積算燃料量×低位発熱量＋積算トロリ電力）によって計算される。第２効率閾値η２は、例えば、新車相当の実験用の複数のダンプトラックで、複数回算出されたトロリ走行時のパワトレ効率から得られるトロリパワトレ効率分布の下限値を元に定められる。なお、第２効率閾値η２は、インバータ１１３および走行モータ１１４の仕様値から定めてもよい。また、第２効率閾値η２は、鉱山の生産性を考慮して、実際に稼働しているダンプトラック１０１の稼働情報から得られるトロリ走行時のパワトレ効率分布を参考に定めてもよい。

第１実施形態と同様、補機エネルギの算出には、空荷パワトレ効率が用いられる。補機エネルギが第２エネルギ閾値Ｐ２未満である場合、空荷パワトレ効率の低下が要因と考えられるため、発電機１１２、インバータ１１３および走行モータ１１４のうちの少なくともいずれかが劣化していると判定できる。ここで、トロリ走行時には、発電機１１２が使用されないため、トロリパワトレ効率は発電機１１２の効率の影響を受けない。したがって、トロリパワトレ効率が第２効率閾値η２未満になる場合、その要因は発電機１１２以外にある。換言すれば、補機エネルギが第２エネルギ閾値Ｐ２未満であって、かつ、トロリパワトレ効率が第２効率閾値η２以上である場合には、補機エネルギの低下の要因が発電機１１２にあるといえる。

なお、図１４に示す劣化判定処理のフローチャートでは、車両エネルギの算出に積載量が加味されている。ダンプトラック１０１において、積載量センサが故障しているなど、積載量センサにより検出された積載量が異常値である場合、例えば、積載量が実際の値よりも小さい値として検出されてしまっている場合には、積載量センサが異常であることを起因としてステップＳ１４０１において肯定判定されてしまう。このため、積載量センサが正常であるか否かを判定した上で、図１４に示す劣化判定処理を実行することが好ましい。

また、第２実施形態に係る劣化判定処理の流れは、図１４のフローチャートに示す例に限定されない。例えば、図１５に示すフローチャートに基づいて、劣化判定処理が行われてもよい。図１５は、図１４と同様の図であり、第２実施形態に係る処理装置２０２により実行される劣化判定処理の別の例について示すフローチャートである。図１５のフローチャートでは、図１４のフローチャートのステップＳ１４０２の処理に代えて、ステップＳ１４０４～Ｓ１４０６の処理が実行される。

図１５に示すように、ステップＳ１４０１において、トロリパワトレ効率が第２効率閾値η２未満であると判定されると、処理がステップＳ１４０４に進む。ステップ１４０４において、劣化判定部２０２ｇは、空荷パワトレ効率が第１効率閾値η１未満であるか否かを判定する。空荷パワトレ効率が第１効率閾値η１未満であると判定された場合には、処理がステップＳ１４０５に進む。一方、空荷パワトレ効率が第１効率閾値η１以上であると判定された場合には、処理がステップＳ１４０６に進む。

ステップＳ１４０５において、劣化判定部２０２ｇは、インバータ１１３および走行モータ１１４の少なくともいずれかが劣化していると判定し、その判定結果と車両ＩＤを通信装置２０４を介して携帯端末３１０に送信し、図１５のフローチャートに示す処理を終了する。ステップＳ１４０６において、劣化判定部２０２ｇは、集電装置６１０が劣化していると判定し、その判定結果と車両ＩＤを通信装置２０４を介して携帯端末３１０に送信し、図１５のフローチャートに示す処理を終了する。

図１５に示す劣化判定処理では、トロリパワトレ効率が第２効率閾値η２未満である場合に、さらなる劣化機器の特定のための処理が行われている。空荷走行時には集電装置６１０を利用しておらず、空荷パワトレ効率が高いにも関わらずトロリパワトレ効率が低ければければ集電装置６１０の劣化と判断できるからである。集電装置６１０の劣化としては集電板の摩耗等が考えられる。機器保守員３０４は、集電装置６１０が劣化していると判断した場合、適切なタイミングで集電装置６１０の検査、部品の交換を実施できる。

図１６は、劣化状態の判定結果の出力例を示す図である。図１６は、表示端末装置２０３の表示画面に出力されている劣化状態の判定結果について示す。劣化箇所を特定するための診断指標として、表示画面の上段に補機エネルギ、中段に空荷パワトレ効率、下段にトロリパワトレ効率が、車両ごとに示されている。また、画面には、第１エネルギ閾値Ｐ１、第２エネルギ閾値Ｐ２、第１効率閾値η１、および第２効率閾値η２を示す破線が表示されている。

車両Ａの補機エネルギは、第１エネルギ閾値Ｐ１と第２エネルギ閾値Ｐ２の間の値である。また、車両Ａの空荷パワトレ効率は第１効率閾値η１よりも大きく、車両Ａのトロリパワトレ効率は第２効率閾値η２よりも大きい。したがって、機器保守員３０４は、車両Ａの各機器は、正常に動作していると判断できる。

車両Ｂの補機エネルギは、正常範囲（第２エネルギ閾値Ｐ２以上第１エネルギ閾値Ｐ１未満）内にあるが、空荷パワトレ効率が第１効率閾値η１よりも低い。したがって、機器保守員３０４は、車両Ｂのエンジン１１１が劣化していると判断できる。なお、トロリパワトレ効率はエンジン１１１の影響をほとんど受けない。このため、車両Ｂのトロリパワトレ効率は、第２効率閾値η２よりも大きい。

車両Ｃの補機エネルギは、第１エネルギ閾値Ｐ１を超えている。したがって、機器保守員３０４は、車両Ｃの補機システム１２０（油圧系統）が劣化していると判断できる。

車両Ｄの補機エネルギは、第２エネルギ閾値Ｐ２よりも小さく、空荷パワトレ効率が第１効率閾値η１よりも大きく、かつトロリパワトレ効率が第２効率閾値η２よりも大きい。したがって、機器保守員３０４は、車両Ｄの発電機１１２が劣化していると判断できる。この理由は、上述したように、補機エネルギの低下は電動系の効率の低下が原因であるもののトロリパワトレ効率が低下していないことから集電装置６１０、走行モータ１１４およびインバータ１１３は正常と判断でき、残った発電機１１２の効率が低下していると判断できるからである。

車両Ｅの補機エネルギは、第２エネルギ閾値Ｐ２よりも小さい。したがって、機器保守員３０４は、車両Ｄと同様、車両Ｅでは走行電動システム１１５が劣化していると判断できる。また、車両Ｅのトロリパワトレ効率は、第２効率閾値η２よりも低い。したがって、機器保守員３０４は、走行電動システム１１５のうち、発電機１１２ではなく残りの集電装置６１０、走行モータ１１４およびインバータ１１３のいずれかの劣化と判断できる。さらに、車両Ｅの空荷パワトレ効率は、第１効率閾値η１よりも大きい。したがって、機器保守員３０４は、走行電動システム１１５のうち、集電装置６１０が劣化していると判断できる。

なお、図１６に示す出力例では、劣化状態の判定に用いたパラメータを車両ＩＤごとに示す例について説明したが、本発明はこれに限定されない。例えば、図１７に示すように、表示端末装置２０３や携帯端末３１０の表示画面に、処理装置２０２によって特定された劣化部位を表示させてもよい。この構成によれば、機器保守員３０４は、劣化部位を容易に認識することができる。

以上のとおり、本第２実施形態では、補機エネルギが第２エネルギ閾値Ｐ２未満であり、かつ、トロリパワトレ効率が第２効率閾値η２未満である場合には、集電装置６１０、インバータ１１３および走行モータ１１４のいずれかが劣化していると判定される。また、補機エネルギが第２エネルギ閾値Ｐ２未満であり、かつ、トロリパワトレ効率が第２効率閾値η２以上である場合には、発電機１１２が劣化していると判定される。したがって、機器保守員３０４等の鉱山管理システム２００のユーザに発電機１１２が劣化していることを通知することができる。その結果、ユーザは、発電機１１２の保守、部品の発注を適切に行うことができる。また、劣化した発電機１１２の継続使用が防止されることにより、燃料ロスやＣＯ２排出量の低減効果が期待できる。

また、本第２実施形態では、補機エネルギが第２エネルギ閾値Ｐ２未満であり、かつ、トロリパワトレ効率が第２効率閾値η２未満であり、かつ、空荷パワトレ効率が第１効率閾値η１未満である場合には、インバータ１１３および走行モータ１１４のいずれかが劣化していると判定される。また、補機エネルギが第２エネルギ閾値Ｐ２未満であり、かつ、トロリパワトレ効率が第２効率閾値η２未満であり、かつ、空荷パワトレ効率が第１効率閾値η１以上である場合には、集電装置６１０が劣化していると判定される。したがって、機器保守員３０４等の鉱山管理システム２００のユーザに集電装置６１０が劣化していることを通知することができる。その結果、ユーザは、集電装置６１０の保守、部品の発注を適切に行うことができる。また、劣化した集電装置６１０の継続使用が防止されることにより、トロリ線からの電力供給量の低減効果が期待できる。

このように、本第２実施形態に係る処理装置２０２は、トロリパワトレ効率に基づいて、発電機１１２または集電装置６１０の劣化状態を判定し、その判定結果を通知装置（表示端末装置２０３、携帯端末３１０）に出力する構成である。これにより、鉱山管理システム２００のユーザは、トロリ線から電力の供給を受けて走行するダンプトラック１０１に搭載される機器の劣化状態を適切に管理することができる。

次のような変形例も本発明の範囲内であり、変形例に示す構成と上述の実施形態で説明した構成を組み合わせたり、上述の異なる実施形態で説明した構成同士を組み合わせたり、以下の異なる変形例で説明する構成同士を組み合わせることも可能である。

＜変形例１＞
上記実施形態では、荷台１０９から運搬物を放出するダンプ動作時の燃料噴射量を積算し、積算燃料流量と低位発熱量に基づいて、ダンプ動作時の投入エネルギを算出する例について説明した。しかしながら、空荷でホイスト上げ動作が行われた場合、積算燃料量が減少し、補機エネルギが通常のダンプ動作時に比べて小さくなる。したがって、空荷でホイスト上げ動作が行われた場合の稼働情報では、適切に劣化状態の判定を行うことができないおそれがある。

そこで、本変形例に係る処理装置２０２は、運搬物の積載量（積載重量）が所定の重量閾値以上であるときに限り、補機エネルギを算出する。重量閾値は、メモリ２１２に予め記憶されている。

例えば、図３に示す状態判定部２０２ａは、積載量が重量閾値以上である状態において、ホイスト上げ指令（制御指令）が出力された場合に、運搬物を放出するダンプ動作が開始されたと判定し（図５の時点Ｔａ）、その後、ホイスト上げ指令が出力されなくなった場合に、ダンプ動作が終了したと判定する（図５の時点Ｔｂ）。

投入エネルギ算出部２０２ｂは、積載量が重量閾値以上である状態において、ホイスト上げ指令が出力されたときの、ホイスト上げ動作時にダンプトラック１０１で消費される燃料量（積算燃料量）と燃料の低位発熱量に基づいて、ホイスト上げ動作時のエンジン１１１への投入エネルギである燃料熱量（積算燃料熱量）を算出する。

補機エネルギ算出部２０２ｅは、積載量が重量閾値以上である状態でのホイスト上げ動作時の積算燃料量に基づいて、補機エネルギを算出する。一方、本変形例では、運搬物の積載量が重量閾値未満である状態において、ホイスト上げ指令が出力された場合には、空荷でホイスト上げ動作が実行されたものとして、ホイスト上げ動作時の投入エネルギおよび補機エネルギの算出は行わない。

このように、本変形例１に係る処理装置２０２は、積載量が重量閾値以上であるか否かを判定する。また、処理装置２０２は、積載量が重量閾値以上である状態で、荷台１０９をダンプ動作させる指令（ホイスト上げ指令）が出力されたときには、空荷パワトレ効率と、補機システム１２０が作動しているとき（油圧ポンプ１２１が作動しているとき）のダンプトラック１０１の投入エネルギとに基づいて、補機エネルギを算出する。一方、処理装置２０２は、積載量が重量閾値未満である状態で、荷台１０９をダンプ動作させる指令（ホイスト上げ指令）が出力されたときには、補機エネルギを算出しない。この構成によれば、補機エネルギを用いた劣化状態の判定を精度よく行うことができる。

＜変形例２＞
鉱山管理システム２００が、鉱山機械１０１～１０３の機器の詳細情報（エンジントルク、エンジン出力回転速度等）を取得できる場合、処理装置２０２は、取得した詳細情報をさらに加味することにより、より詳細な劣化状態の判定を行うことができる。また、鉱山管理システム２００の処理装置２０２は、取得した詳細情報から推定した劣化判定結果と、汎用的に取得可能な情報から推定した劣化判定結果とを比較し、その比較結果を通知装置（表示端末装置２０３、携帯端末３１０）に出力してもよい。これにより、鉱山管理システム２００のユーザは、汎用的に取得可能な情報（車速、積載量、路面勾配、燃料量）を検出するセンサ（車速センサ１３２、積載量センサ１３３、傾斜角センサ１３４、燃料噴射量センサ１３５）に不具合が生じている可能性があることについて認識することができる。

以上、本発明の実施形態について説明したが、上記実施形態は本発明の適用例の一部を示したに過ぎず、本発明の技術的範囲を上記実施形態の具体的構成に限定する趣旨ではない。なお、図中に示した制御線や情報線は説明上必要と考えられるものを示しており、製品上で必要な全ての制御線や情報線を示しているとは限らない。実際にはほとんど全ての構成が相互に接続されていると考えてもよい。

１００…鉱山エリア（作業現場）、１０１…ダンプトラック（運搬車両、鉱山機械）、１０２…油圧ショベル（運搬車両、鉱山機械）、１０３…ホイールローダ（運搬車両、鉱山機械）、１０９…荷台（ベッセル）、１１０…パワートレイン、１１１…エンジン（動力源）、１１２…発電機、１１３…インバータ（電力変換装置）、１１４…走行モータ（電気モータ）、１１５…走行電動システム、１１９…燃料噴射装置、１２０…補機システム、１２１…油圧ポンプ（補機）、１２２…制御弁、１２３…ホイストシリンダ（油圧シリンダ）、１３１…通信装置、１３２…車速センサ、１３３…積載量センサ、１３４…傾斜角センサ、１３５…燃料噴射量センサ、１３６…測位装置、１４０…車載コントローラ、１４１…プロセッサ、１４２…メモリ、１４４…入出力インタフェース、２００…鉱山管理システム、２０１…データベース、２０２…処理装置、２０２ａ…状態判定部、２０２ｂ…投入エネルギ算出部、２０２ｃ…車両エネルギ算出部、２０２ｄ…効率算出部、２０２ｅ…補機エネルギ算出部、２０２ｆ…パラメータ校正部、２０２ｇ…劣化判定部、２０３…表示端末装置（通知装置）、２０４…通信装置（通知装置）、２１１…プロセッサ、２１２…メモリ、２１３…入出力インタフェース、３１０…携帯端末（通知装置）、５１０…パワートレイン、５１０…バッテリ（動力源）、５１１…ＤＣ／ＤＣコンバータ、５１９…バッテリ（動力源）、５２０…補機システム、５２４…電力変換装置、５２５…ポンプモータ（電気モータ）、６１０…集電装置（パンタグラフ）

Claims (7)

1. 動力源を含むパワートレインと、前記動力源により駆動される補機とを備える運搬車両を管理する運搬車両の管理システムにおいて、
   前記運搬車両の機器の劣化状態を判定する処理装置を備え、
   前記処理装置は、
   少なくとも前記運搬車両の車速、路面勾配、および積載量に基づいて、前記運搬車両の走行時における前記運搬車両の消費エネルギである車両エネルギを算出し、
   前記パワートレインが作動しているときの前記車両エネルギおよび前記運搬車両の投入エネルギに基づいて、前記パワートレインの効率を算出し、
   前記パワートレインの効率と、前記補機が作動しているときの前記運搬車両の投入エネルギとに基づいて、前記補機が作動しているときの前記運搬車両の消費エネルギである補機エネルギを算出し、
   前記補機エネルギに基づいて、前記補機を含む補機システムの劣化状態を判定し、
   前記補機システムの劣化状態の判定結果を通知装置に出力する
   ことを特徴とする運搬車両の管理システム。
2. 請求項１に記載の運搬車両の管理システムにおいて、
   前記処理装置は、
   前記補機エネルギと前記パワートレインの効率に基づいて、前記パワートレインの劣化状態を判定し、
   前記パワートレインの劣化状態の判定結果を前記通知装置に出力する
   ことを特徴とする運搬車両の管理システム。
3. 請求項２に記載の運搬車両の管理システムにおいて、
   前記処理装置は、
   前記動力源がエンジンである場合、前記エンジンで消費される燃料量と燃料の低位発熱量に基づいて、前記投入エネルギを算出し、
   前記動力源がバッテリである場合、前記バッテリの電力量に基づいて、前記投入エネルギを算出する
   ことを特徴とする運搬車両の管理システム。
4. 請求項３に記載の運搬車両の管理システムにおいて、
   前記運搬車両は、荷台と、前記荷台を駆動させる油圧シリンダと、前記油圧シリンダに作動油を供給する油圧ポンプと、を備え、
   前記補機は前記油圧ポンプであり、
   前記補機が作動しているときとは、前記油圧ポンプから吐出される作動油により前記油圧シリンダによって前記荷台をダンプ動作させる指令が出力されているときである
   ことを特徴とする運搬車両の管理システム。
5. 請求項４に記載の運搬車両の管理システムにおいて、
   前記処理装置は、前記運搬車両が空荷走行しているときの前記運搬車両の車速、路面勾配、および積載量に基づいて、前記車両エネルギを算出する
   ことを特徴とする運搬車両の管理システム。
6. 請求項５に記載の運搬車両の管理システムにおいて、
   前記運搬車両は、車両本体に設けられた昇降可能な集電装置を道路に沿って設けられたトロリ線に接触させ、前記トロリ線から電力を受けて走行可能なダンプトラックであり、
   前記パワートレインは、前記動力源としてのエンジンと、前記エンジンによって駆動される発電機と、前記発電機により発生する電力によって駆動される走行モータと、を有し、
   前記処理装置は、
   前記トロリ線から前記集電装置を介して前記パワートレインに電力が供給されることにより前記運搬車両が走行しているときの前記車両エネルギおよび前記投入エネルギに基づいて、前記運搬車両のトロリ走行時の前記パワートレインの効率であるトロリパワトレ効率を算出し、
   前記トロリパワトレ効率に基づいて、前記発電機または前記集電装置の劣化状態を判定し、その判定結果を前記通知装置に出力する
   ことを特徴とする運搬車両の管理システム。
7. 請求項４に記載の運搬車両の管理システムにおいて、
   前記処理装置は、
   前記積載量が重量閾値以上であるか否かを判定し、
   前記積載量が前記重量閾値以上である状態で、前記荷台をダンプ動作させる指令が出力されたときには、前記パワートレインの効率と、前記補機が作動しているときの前記投入エネルギとに基づいて、前記補機エネルギを算出し、
   前記積載量が前記重量閾値未満である状態で、前記荷台をダンプ動作させる指令が出力されたときには、前記補機エネルギを算出しない
   ことを特徴とする運搬車両の管理システム。

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