JP6151366B2 - タイヤ管理システム及びタイヤ管理方法 - Google Patents

Description

この発明は、車両の作業効率の低下を極力抑えてタイヤの寿命を延ばすことができるタイヤ管理システム及びタイヤ管理方法に関する。

従来から砕石現場や鉱山などの広域作業現場では、ダンプトラックを走行させて土砂運搬作業を行っている。すなわち、ダンプトラックは、積込場において油圧ショベルやホイールローダなどによって砕石が積荷として積載され、所定の走行経路を経由してこの積荷を排土場まで搬送し、排土場でこの積荷を下ろす。そして、ダンプトラックは、再び所定の走行経路を経由して積込場に移動し、この積込場で積荷積載の待機を行う。ダンプトラックは、この一連の作業を繰り返し行う。

ここで、ダンプトラックのライフサイクルコストの中で、タイヤのコストの占める割合は高い。したがって、タイヤの寿命を延ばし、ライフサイクルコストを低減させることが要望されている。

このタイヤライフサイクルコストの低減のため、例えば、特許文献１では、鉱物資源を運搬する複数の車両のそれぞれに装着されたタイヤの状態を測定するセンサと、前記センサにより出力された測定値を無線により受信するタイヤ情報管理装置とを備え、前記タイヤ情報管理装置が、受信した前記測定値が許容範囲内でない場合には、該測定値の送信元の前記車両に対して、前記タイヤの劣化の進行を抑止するための劣化抑止情報を送信するようにしている。この劣化抑止情報とは、例えば、前記タイヤの点検を促す情報、前記車両の積載量を減少させることを促す情報、あるいは前記車両の速度を減少させることを促す情報である。

また、特許文献２には、タイヤあるいは車両に加わる荷重を測定する荷重センサと、タイヤの回転速度あるいは車の車速を検出するスピードセンサとを備え、これらセンサからのデータを用いて、タイヤの寿命を延ばすために車速や積載荷重を調整するものが記載されている。

特開２００７−９１２０２号公報 特開平０４−１３５９０２号公報

しかしながら、タイヤの寿命を延ばすため、上述したように車両の積載量を減少させ、あるいは車両の速度を減少させると、車両の作業効率が低下するという問題点があった。

この発明は、上記に鑑みてなされたものであって、車両の作業効率の低下を極力抑えてタイヤの寿命を延ばすことができるタイヤ管理システム及びタイヤ管理方法を提供することを目的とする。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、この発明にかかるタイヤ管理システムは、複数の車両にそれぞれ作業を割り当て、この割り当てられた作業を行う各車両に装着されたタイヤの負荷状態を管理するタイヤ管理システムであって、各車両に割り当てられた作業に対するタイヤ負荷が、各車両のタイヤ自体に設定された所定タイヤ負荷を超える過負荷車両を検出する過負荷車両検出部と、過負荷車両を検出した場合、該過負荷車両のタイヤ負荷が前記所定タイヤ負荷以下となるように該過負荷車両の作業内容を変更する処理を行う作業内容変更処理部と、を備えたことを特徴とする。

また、この発明にかかるタイヤ管理システムは、上記の発明において、無線接続された各車両から通知される積載量情報及び車両速度情報をもとに実稼働中の車両のタイヤ負荷である実タイヤ負荷を算出する実タイヤ負荷算出部を備え、前記過負荷車両検出部は、各車両に割り当てられた作業に対する実タイヤ負荷が、前記所定タイヤ負荷を超える過負荷車両を検出し、前記作業内容変更処理部は、過負荷車両を検出した場合、該過負荷車両の実稼働中の実タイヤ負荷が前記所定タイヤ負荷以下となるように該過負荷車両の作業内容を変更する処理を行うことを特徴とする。

また、この発明にかかるタイヤ管理システムは、上記の発明において、各車両に割り当てられた計画段階の作業に対する予測タイヤ負荷を算出する予測タイヤ負荷算出部を備え、前記過負荷車両検出部は、予測タイヤ負荷が、前記所定タイヤ負荷を超える過負荷車両を検出し、前記作業内容変更処理部は、過負荷車両を検出した場合、該過負荷車両の予測タイヤ負荷が前記所定タイヤ負荷以下となるように該過負荷車両の計画段階の作業内容を変更する処理を行うことを特徴とする。

また、この発明にかかるタイヤ管理システムは、上記の発明において、前記作業内容変更処理部は、検出された過負荷車両が所定タイヤ負荷以下となる走行経路があるか否かを判断し、所定タイヤ負荷以下となる走行経路がある場合、該走行経路に変更し、所定タイヤ負荷以下となる走行経路がない場合、過負荷車両を減速し、あるいは積載量を減少することを特徴とする。

また、この発明にかかるタイヤ管理システムは、上記の発明において、前記タイヤ負荷は、ＴＫＰＨであることを特徴とする。

また、この発明にかかるタイヤ管理方法は、複数の車両にそれぞれ作業を割り当て、この割り当てられた作業を行う各車両に装着されたタイヤの負荷状態を管理するタイヤ管理方法であって、各車両に割り当てられた作業に対するタイヤ負荷が、各車両のタイヤ自体に設定された所定タイヤ負荷を超える過負荷車両を検出する過負荷車両検出ステップと、過負荷車両を検出した場合、該過負荷車両のタイヤ負荷が前記所定タイヤ負荷以下となるように該過負荷車両の作業内容を変更する処理を行う作業内容変更処理ステップと、を含むことを特徴とする。

また、この発明にかかるタイヤ管理方法は、上記の発明において、無線接続された各車両から通知される積載量情報及び車両速度情報をもとに実稼働中の車両のタイヤ負荷である実タイヤ負荷を算出する実タイヤ負荷算出ステップを含み、前記過負荷車両検出ステップは、各車両に割り当てられた作業に対する実タイヤ負荷が、前記所定タイヤ負荷を超える過負荷車両を検出し、前記作業内容変更処理ステップは、過負荷車両を検出した場合、該過負荷車両の実稼働中の実タイヤ負荷が前記所定タイヤ負荷以下となるように該過負荷車両の作業内容を変更する処理を行うことを特徴とする。

また、この発明にかかるタイヤ管理方法は、上記の発明において、各車両に割り当てられた計画段階の作業に対する予測タイヤ負荷を算出する予測タイヤ負荷算出ステップを含み、前記過負荷車両検出ステップは、予測タイヤ負荷が、前記所定タイヤ負荷を超える過負荷車両を検出し、前記作業内容変更処理ステップは、過負荷車両を検出した場合、該過負荷車両の予測タイヤ負荷が前記所定タイヤ負荷以下となるように該過負荷車両の計画段階の作業内容を変更する処理を行うことを特徴とする。

また、この発明にかかるタイヤ管理方法は、上記の発明において、前記作業内容変更処理ステップは、検出された過負荷車両が所定タイヤ負荷以下となる走行経路があるか否かを判断し、所定タイヤ負荷以下となる走行経路がある場合、該走行経路に変更し、所定タイヤ負荷以下となる走行経路がない場合、過負荷車両を減速し、あるいは積載量を減少することを特徴とする。

また、この発明にかかるタイヤ管理方法は、上記の発明において、前記タイヤ負荷は、ＴＫＰＨであることを特徴とする。

この発明によれば、過負荷車両検出部は、各車両に割り当てられた作業に対するタイヤ負荷が、各車両のタイヤ自体に設定された所定タイヤ負荷を超える過負荷車両を検出し、作業内容変更処理部は、過負荷車両を検出した場合、該過負荷車両のタイヤ負荷が前記所定タイヤ負荷以下となるように該過負荷車両の作業内容を変更する処理を行うようにしている。この際、所定タイヤ負荷以下となる走行経路への作業内容変更を優先的に行っているので、車両の作業効率の低下を極力抑えてタイヤの寿命を延ばすことができる。

図１は、この発明の実施の形態１であるタイヤ管理システムを含む管理システムの概要構成を示す模式図である。 図２は、走行経路情報ＤＢに格納される走行経路網の一例を示す図である。 図３は、ダンプトラックの構成を示す側面図である。 図４は、ダンプトラックの構成を示すブロック図である。 図５は、管理装置の構成を示すブロック図である。 図６は、タイヤ負荷平準化処理部によるタイヤ負荷平準化処理手順を示すフローチャートである。 図７は、１サイクルの作業例を示すタイムチャートである。 図８は、ダンプトラックの実タイヤ負荷の時間変化を示す図である。 図９は、実施の形態２の管理装置の構成を示すブロック図である。 図１０は、図９に示したタイヤ負荷平準化処理部によるタイヤ負荷平準化処理手順を示すフローチャートである。

以下、添付図面を参照してこの発明の実施の形態について説明する。

（実施の形態１）
［システム概要］
図１は、この発明の実施の形態１であるタイヤ管理システムを含む管理システムの概要構成を示す模式図である。この管理システム１は、砕石現場や鉱山などの広域作業現場に設けられ、複数のダンプトラック２を走行させて土砂や鉱石などの運搬作業を行う。広域作業現場には、積込場Ｅ２１，Ｅ２２がある。積込場Ｅ２１，Ｅ２２には、積込機械３が配置される。積込機械３は、ダンプトラック２に積荷を積み込むことが可能である。積込機械３は、油圧ショベル、電気ショベル、及びホイールローダなどである。ダンプトラック２は、積荷を運搬する走行可能な車両の一例である。積荷は、採掘によって発生した土砂や鉱石である。

ダンプトラック２は、積込場Ｅ２１，Ｅ２２と排土場Ｅ１０，Ｅ１１との間の走行路ＨＬを走行することが可能である。ダンプトラック２は、積込場Ｅ２１，Ｅ２２において積荷が積み込まれる。積込場Ｅ２１，Ｅ２２は、鉱山において積荷の積込作業が行われる領域である。ダンプトラック２は、積込場Ｅ２１，Ｅ２２の積込位置Ｐ２１，Ｐ２２において積荷が積み込まれる。積込機械３は、積込位置Ｐ２１，Ｐ２２に配置されたダンプトラック２に積荷を積み込む。その後、ダンプトラック２は所定の走行路ＨＬを介して目的の排土場Ｅ１０，Ｅ１１に移動する。そして、ダンプトラック２は、目的の排土場Ｅ１０，Ｅ１１において積荷を下ろす。排土場Ｅ１０，Ｅ１１は、鉱山において積荷の排出作業が行われる領域である。ダンプトラック２は、排土場Ｅ１０，Ｅ１１の排土位置Ｐ１０，Ｐ１１において積荷を排土する。

この管理システム１は、少なくとも複数のダンプトラック２を管理する。各ダンプトラック２は、管理装置４からの指令信号によって作動する無人ダンプトラックであり、ダンプトラック２に作業者は搭乗していない。管理装置４は、管制施設６に配置される。管理装置４とダンプトラック２との間は、基地局５を介した無線接続される無線通信システムが形成される。

［走行経路網の一例］
ダンプトラック２は、積荷の運搬を積込場から排土場に運搬し、排土場において積荷を排土し、その後空荷で積込場に戻るというサイクルの作業を繰り返す。ダンプトラック２が行う作業は、積載物の積込、積荷走行、排土、空荷走行などを含む。広域作業現場では、図２に示した走行経路網に示すように、複数の積込場の積込位置Ｐ２１〜Ｐ２４、複数の排土場の排土位置Ｐ１１〜Ｐ１５、複数の交差点Ｐ３１〜Ｐ３４、これらの間を結ぶ複数の走行路ＨＬを有する。なお、図２において、積込位置Ｐ２１，Ｐ２２は、鉱石の積込位置であり、積込位置Ｐ２３，２４は、表土の積込位置である。また、排土位置Ｐ１１は、クラッシャへの排土位置であり、排土位置Ｐ１２，Ｐ１３は、鉱石の排土位置であり、排土位置Ｐ１４，Ｐ１５は、表土の排土位置である。その他、給油位置Ｐ４１及び駐機場位置Ｐ４２がある。具体的なダンプトラック２の作業は、例えば、図２に示した走行経路Ｒ１を経由する作業であり、積込位置Ｐ２１から鉱石を積み込んで交差点Ｐ３１，Ｐ３２を介して鉱石を運搬し、排土位置Ｐ１３で鉱石を排土し、交差点Ｐ３２，Ｐ３１を介して積込位置Ｐ２１に戻る。ダンプトラック２は、管理装置４からの運行指示に従った作業を行う。運行指示には、積込場、排土場、走行経路の情報が含まれる。なお、ダンプトラック２が行う作業には、給油位置への走行や駐機場位置への走行が含まれてもよい。

［ダンプトラック］
図３及び図４に示すように、ダンプトラック２は、車両本体２１と、ベッセル２２と、処理部２３と、ジャイロセンサ２４と、速度センサ２５と、荷重センサ２６と、アンテナ２７ａが接続された通信部２７と、アンテナ２８ａが接続され、車両本体２１の位置を検出するＧＰＳ装置２８とを有する。車両本体２１には、駆動装置が配置される。駆動装置は、ディーゼルエンジンのような内燃機関と、内燃機関によって作動する発電機と、発電機で発生した電力によって作動する電動機とを含む。電動機によって車輪２９が駆動される。車輪２９は、タイヤ２９ａ及びホイール２９ｂを含む、いわゆる電気駆動式である。なお、内燃機関の動力が、トルクコンバータを含むトランスミッションを介して車輪に伝達される、いわゆる機械駆動式であってもよい。

ベッセル２２は、積荷が積載される荷台を含む。ベッセル２２は、車両本体２１の上部に揺動可能に配置される。積込機械３により、ベッセル２２に積荷が積み込まれる。排土時は、ベッセル２２を持ち上げて積荷を排出する。荷重センサ２６は、サスペンションシリンダ３０に設けられ、ベッセル２２の積載量を検出する。荷重センサ２６は、検出信号を処理部２３に出力する。処理部２３は、荷重センサ２６の検出信号をもとに、ダンプトラック２の積載量を求める。

ジャイロセンサ２４は、ダンプトラック２の方位変化量を検出する。ジャイロセンサ２４は、検出信号を処理部２３に出力する。処理部２３は、ジャイロセンサ２４の検出信号に基づいて、ダンプトラック２の方位を求めることができる。

速度センサ２５は、ダンプトラック２の走行速度を検出する。速度センサ２５は、車輪２９の駆動軸の回転速度を検出して、ダンプトラック２の走行速度を検出する。速度センサ２５は、検出信号を処理部２３に出力する。処理部２３は、速度センサ２５の検出信号と、処理部２３内に内蔵されている図示しないタイマからの時間情報とに基づいてダンプトラック２の移動距離（走行距離）を求めることができる。

ＧＰＳ装置２８は、複数のＧＰＳ（Global Positioning System）衛星７（図１参照）からの信号を用いてダンプトラック２の位置を検出する。検出信号は、処理部２３に出力される。

処理部２３は、ダンプトラック２を識別する識別ＩＤ２３ａを有する。処理部２３は、識別ＩＤ２３ａとともに、少なくとも車両位置情報、積載量情報、及び車両速度情報を、通信部２７を介して管理装置４側に送信する。

これに対し、管理装置４は、識別ＩＤ２３ａとともに、計画された作業に対応した走行経路を走行するように、ダンプトラック２に対して走行経路や速度指令を出力する。走行制御部３１は、入力された走行経路や速度指令をもとに、対応するアクチュエータ３２を駆動制御してダンプトラック２を走行制御する。

［管理装置］
図５に示すように、管理装置４は、管理部４０と、操作入力部４１と、表示部４２と、記憶部４３と、アンテナ４４ａを含む通信部４４とを有する。

操作入力部４１は、キーボード、タッチパネル、マウスなどを含む。操作入力部４１は、管理部４０に操作信号を入力可能である。なお、操作入力部４１は、表示部４２を兼ねるタッチパネルであってもよい。

表示部４２は、例えば、液晶ディスプレイなどのようなフラットパネルディスプレイを含む。表示部４２は、ダンプトラック２の位置に関する情報などを表示可能である。

記憶部４３は、作業割当ＤＢ（データベース）５５と、走行経路情報ＤＢ（データベース）５６と、地図ＤＢ（データベース）５７とを有する。作業割当ＤＢ５５は、たとえは、ダンプトラック２の識別ＩＤ２３ａ毎に、１日分の複数の作業内容が記述される。この作業内容には、積込場と排土場と走行経路とが記述される。また、ダンプトラック２の識別ＩＤ２３ａ毎に、設定タイヤ負荷と、実タイヤ負荷と、所定タイヤ負荷とが記述される。設定タイヤ負荷と所定タイヤ負荷は、予め設定される値である。一方、実タイヤ負荷は、ダンプトラック２の稼働中にリアルタイムで更新される値である。

一般に、タイヤ負荷には、タイヤ自体に予め設定された負荷指標であるタイヤＴＫＰＨ（Ton Km Per Hour）と実作業での負荷指標である作業条件ＴＫＰＨとがある。設定タイヤ負荷は、タイヤＴＫＰＨであり、タイヤの発熱に対する限界を超えない範囲で、どれだけの仕事量が可能かを示す指標であり、（荷重×速度）で示される。一方、作業条件ＴＫＰＨは、実タイヤ負荷であり、（平均タイヤ負荷荷重）×（平均作業速度）で示される。平均タイヤ負荷荷重は、
平均タイヤ負荷荷重＝（（空車時のタイヤ負荷荷重）＋（積載時のタイヤ負荷荷重））／２
平均作業速度は、
平均作業速度＝（（１サイクルの距離）×（１日のサイクル回数））／（１日の総作業時間）
で求められる。空車時のタイヤ負荷荷重は、予め登録しているダンプトラック２の空車時の荷重をダンプトラックのタイヤ数で除算した平均タイヤ負荷荷重である。また、積載時のタイヤ負荷荷重は、ダンプトラック２側から送られる積載量情報をもとに求めたダンプトラック２の積載時の荷重をダンプトラックのタイヤ数で除算した平均タイヤ負荷荷重である。ここで、設定タイヤ負荷＞実タイヤ負荷となるようにタイヤを使用することが好ましい。この条件を満足しないで使用すると、タイヤがヒートセパレーションなどを起こしてタイヤ寿命が短くなる。なお、所定タイヤ負荷は、この実施の形態で設定される値であり、設定タイヤ負荷以下の閾値である。

走行経路情報ＤＢ５６は、図２に示した走行経路網の情報が記述される。この走行経路網の情報には、それぞれ積込位置、排土位置、交差点などの位置情報と、それぞれの接続関係情報が含まれる。さらに、走行経路情報ＤＢ５６には、各走行路ＨＬ上に設定された車両速度が規定されている。

通信部４４は、アンテナ４４ａ及び基地局５を介して各ダンプトラック２に通信接続される。

管理部４０は、作業割当処理部５０と、タイヤ負荷平準化処理部５１と、運行指示制御部５２と、監視部５３とを有する。作業割当処理部５０は、操作入力部４１からの操作入力に従って、１日分の作業割当ＤＢ５５を作成する処理を行う。この際、作業割当ＤＢ５５の実タイヤ負荷は、設定されない。

タイヤ負荷平準化処理部５１は、実タイヤ負荷算出部６１、過負荷車両検出部６２、及び作業内容変更処理部６３を有する。実タイヤ負荷算出部６１は、無線接続された各ダンプトラック２から通知される積載量情報及び車両速度情報をもとに実稼働中のダンプトラック２の実タイヤ負荷を算出する。過負荷車両検出部６２は、各ダンプトラック２に割り当てられた作業に対する実タイヤ負荷が、各ダンプトラックの設定タイヤ負荷以下の所定タイヤ負荷を超える過負荷車両を検出する。作業内容変更処理部６３は、過負荷車両を検出した場合、実稼働中の実タイヤ負荷が所定タイヤ負荷以下となるように各ダンプトラック２の作業内容を変更する処理を行う。なお、このタイヤ負荷平準化処理部５１の詳細処理については後述する。

運行指示制御部５２は、後述するように、作業割当ＤＢ５５に記述された作業内容を実行させる運行指示を各ダンプトラック２に出力して、ダンプトラック２の走行制御を指示する。

監視部５３は、ダンプトラック２の稼働状況を監視する。また、監視部５３は、ダンプトラック２から送られてくる車両位置情報や車両速度情報をもとに、ダンプトラック２の稼働状況を表示部４２に表示する。この際、表示部４２には、地図ＤＢ５７による地図と、この地図上に、走行経路情報ＤＢ５６による走行経路網が表示されるとともに、ダンプトラック２のアイコンが表示される。このアイコンは、積荷状態と空荷状態とで別態様の表示となる。例えば、荷台の色を積荷状態と空荷状態とで変えるようにしている。また、このアイコンには、ダンプトラックの識別ＩＤも添えられる。

［ダンプトラックの走行制御］
上述したように、管理部４０は、ダンプトラック２に、走行経路や速度指令を出力する。これに対し、ダンプトラック２は、入力された走行経路や速度指令をもとに、積込場と排土場との間の走行路ＨＬを走行する。処理部２３は、推測航法を用いてダンプトラック２の現在位置を推測しつつ、生成された走行経路に従ってダンプトラック２を走行させる。推測航法とは、経度及び緯度が既知の起点からの方位と移動距離とに基づいて、ダンプトラック２の現在位置を推測する航法をいう。ダンプトラック２の方位は、ダンプトラック２に配置されたジャイロセンサ２４を用いて検出される。ダンプトラック２の移動距離は、ダンプトラック２に配置された速度センサ２５を用いて検出される。処理部２３は、ダンプトラック２の方位及び移動距離をもとに、ダンプトラック２が計画された走行経路に従って走行するように、走行制御部３１に対して操舵指令や速度指令を出力する。

処理部２３は、上述した推測航法によって求められた推測位置を、ＧＰＳ装置２８を用いて補正しつつ、ダンプトラック２を走行させる。ダンプトラック２の走行距離が長くなると、ジャイロセンサ２４及び速度センサ２５の検出誤差の蓄積によって、推測された位置と実際の位置との間に誤差が生じる。この結果、ダンプトラック２は、走行経路から外れて走行してしまう可能性がある。このため、処理部２３は、ＧＰＳ装置２８によって検出されたダンプトラック２の位置情報を用いて補正しつつ、ダンプトラック２を走行させる。

［タイヤ負荷平準化処理］
ここで、図６に示したフローチャートを参照して、タイヤ負荷平準化処理部５１によるタイヤ負荷平準化処理手順について説明する。なお、この処理は、所定間隔ごとに繰り返し行われる。

図６において、まず、実タイヤ負荷算出部６１は、各ダンプトラック２の積載量情報と車両速度情報とを取得する（ステップＳ１０１）。そして、実タイヤ負荷算出部６１は、１作業サイクルの実タイヤ負荷を算出する（ステップＳ１０２）。その後、過負荷車両検出部６２は、実タイヤ負荷算出部６１が算出した実タイヤ負荷が所定タイヤ負荷を超えるか否かを判断する（ステップＳ１０３）。その後、作業内容変更処理部６３は、実タイヤ負荷が所定タイヤ負荷を超えない場合（ステップＳ１０３，Ｎｏ）には、本処理を終了する。なお、ステップＳ１０２では、１作業サイクルの実タイヤ負荷を算出するようにしているが、これに限らず、複数の作業サイクルの実タイヤ負荷を算出するようにしてもよい。

一方、実タイヤ負荷が所定タイヤ負荷を超えた場合（ステップＳ１０３，Ｙｅｓ）、作業内容変更処理部６３は、所定タイヤ負荷以下となる走行経路があるか否かを判断する（ステップＳ１０４）。作業内容変更処理部６３は、所定タイヤ負荷以下となる走行経路がある場合（ステップＳ１０４，Ｙｅｓ）には、対象となっているダンプトラック２の作業内容を、所定タイヤ負荷以下となる走行経路に変更する処理を行って（ステップＳ１０５）、本処理を終了する。

また、所定タイヤ負荷以下となる走行経路がない場合（ステップＳ１０４，Ｎｏ）、作業内容変更処理部６３は、対象となっているダンプトラック２の作業内容を、所定タイヤ負荷以下となるように減速した作業、または積載量を減少した作業に変更する処理を行って（ステップＳ１０６）、本処理を終了する。

ここで、ステップＳ１０４において、所定タイヤ負荷以下となる走行経路があるか否かの判断を行うのは、走行経路のみを変更する作業変更を優先的に行うことによって、ダンプトラック２の作業効率の低下が抑えられるからである。

なお、走行経路のみの作業変更には、図２に示すように、例えば現在の走行経路が、積込位置Ｐ２４、交差点Ｐ３４、排土位置Ｐ１５で定義されるＲ２である場合、積込位置Ｐ２４と排土位置Ｐ１５は変更せず、交差点Ｐ３４，Ｐ３３を経由する新たな走行経路Ｒ３とする場合や、さらに排土位置Ｐ１５が排土位置Ｐ１４に変更された走行経路Ｒ４に変更される場合がある。

図７に示すように、走行経路を経由する１つのサイクルの作業は、積込過程、積荷走行過程、排土過程、空荷走行過程より成り立っている。ここで、走行経路によっては、積荷走行過程や空荷走行過程の車両速度が低いものがあり、車両速度の低い走行経路に変更することによって、実タイヤ負荷を減らすことができる。また、積込過程や排土過程では、待ち時間が大きい積込位置や排土位置があるため、この待ち時間が大きい積込位置や排土位置を含む走行経路に変更することによって、実タイヤ負荷を減らすことができる。

なお、ステップＳ１０６による作業変更は、走行経路をそのままにして、ダンプトラック２自体の車両速度を減じ、または積載量を減少させるものである。

タイヤ負荷平準化処理部５１は、上述したように、極力、走行経路の変更による作業内容変更を行って、作業効率の低下を抑えつつ、各作業のタイヤ負荷を平準化し、全体的なタイヤの寿命を延ばすようにしている。

したがって、図８に示すように、設定タイヤ負荷Ｌを超える実タイヤ負荷特性Ｌ１を示すような作業が少なくなり、実タイヤ負荷特性Ｌ２，Ｌ３のように、所定タイヤ負荷Ｌｔｈ以下の実タイヤ負荷となるような作業に変更される。このため、作業のタイヤ負荷が平準化されて、全体的なタイヤの寿命を延ばすことができる。

なお、上述した実タイヤ負荷算出部６１の構成は、ダンプトラック２側に持たせて、算出結果を管理装置４側に送信するようにしてもよい。

（実施の形態２）
図９は、この発明の実施の形態２であるタイヤ管理システムの管理装置４の構成を示すブロック図である。上述した実施の形態１では、実タイヤ負荷をリアルタイムで検出して作業内容を変更するものであったが、この実施の形態２では、計画段階で予測タイヤ負荷を算出し、計画段階で、作業のタイヤ負荷を平準化するものである。

図９に示した管理装置４は、図５に示したタイヤ負荷平準化処理部５１に替えてタイヤ負荷平準化処理部７１を設けている。その他の構成は、実施の形態１と同じである。タイヤ負荷平準化処理部７１は、予測タイヤ負荷算出部８１、過負荷車両検出部８２、及び作業内容変更処理部８３を有する。

予測タイヤ負荷算出部８１は、各ダンプトラックに割り当てられた計画段階の作業に対する予測タイヤ負荷を算出する。過負荷車両検出部８２は、作業割当ＤＢ５５を参照して、予測タイヤ負荷が、各ダンプトラック２のタイヤ自体に設定された設定タイヤ負荷以下の所定タイヤ負荷を超える過負荷車両を検出する。作業内容変更処理部８３は、過負荷車両を検出した場合、該過負荷車両の予測タイヤ負荷が所定タイヤ負荷以下となるように各ダンプトラック２の計画段階の作業内容を変更する処理を行う。

［計画段階でのタイヤ負荷平準化処理］
ここで、図１０に示したフローチャートを参照して、タイヤ負荷平準化処理部７１によるタイヤ負荷平準化処理手順について説明する。なお、この処理は、所定間隔ごとに繰り返し行われる。

図１０において、まず、予測タイヤ負荷算出部８１は、作業割当ＤＢ５５から、各ダンプトラック２の計画段階における計画作業を取得する（ステップＳ２０１）。そして、予測タイヤ負荷算出部８１は、計画作業に対する予測タイヤ負荷を算出する（ステップＳ２０２）。

この予測タイヤ負荷（予測作業条件ＴＫＰＨ）は、
予測タイヤ負荷＝（予測タイヤ負荷荷重）×（予測作業速度）
で求められる。
予測タイヤ負荷荷重は、
予測タイヤ負荷荷重＝（（空車時のタイヤ負荷荷重）＋（積載時のタイヤ負荷荷重））／２
で求められる。上述したように、空車時のタイヤ負荷荷重は、予め登録しているダンプトラック２の空車時の荷重をダンプトラックのタイヤ数で除算した平均タイヤ負荷荷重である。また、積載時のタイヤ負荷荷重は、ダンプトラック２側から送られる積載量情報をもとに求めたダンプトラック２の積載時の荷重をダンプトラックのタイヤ数で除算した平均タイヤ負荷荷重である。

一方、予測作業速度は、走行経路情報ＤＢ５６に、走行路ＨＬ毎に予め登録されている区間車両速度をもとに求めることができる。なお、この予測作業速度は、走行経路情報ＤＢ５６の走行経路３次元情報をもとに演算されるダンプトラック２への指示速度（速度指令）をもとに求めてもよい。この指示速度は、走行路ＨＬの傾斜情報、曲率情報、旋回加速度制限等を用いて求まる速度である。また、この予測作業速度は、走行経路に対する過去のダンプトラック走行記録情報をもとに、区間速度情報を予測するようにしてもよい。

その後、過負荷車両検出部８２は、予測タイヤ負荷算出部８１が算出した予測タイヤ負荷が所定タイヤ負荷を超えるか否かを判断する（ステップＳ２０３）。その後、作業内容変更処理部８３は、予測タイヤ負荷が所定タイヤ負荷を超えない場合（ステップＳ２０３，Ｎｏ）には、本処理を終了する。

一方、予測タイヤ負荷が所定タイヤ負荷を超えた場合（ステップＳ２０３，Ｙｅｓ）、作業内容変更処理部８３は、所定タイヤ負荷以下となる走行経路があるか否かを判断する（ステップＳ２０４）。作業内容変更処理部８３は、所定タイヤ負荷以下となる走行経路がある場合（ステップＳ２０４，Ｙｅｓ）には、対象となっているダンプトラック２の計画作業の内容を、所定タイヤ負荷以下となる走行経路に変更する処理を行って（ステップＳ２０５）、本処理を終了する。

また、所定タイヤ負荷以下となる走行経路がない場合（ステップＳ２０４，Ｎｏ）、作業内容変更処理部８３は、対象となっているダンプトラック２の計画作業の内容を、所定タイヤ負荷以下となるように減速した計画作業、または積載量を減少した計画作業に変更する処理を行って（ステップＳ２０６）、本処理を終了する。

この実施の形態２では、実施の形態１と同様に、ステップＳ２０４において、所定タイヤ負荷以下となる走行経路があるか否かの判断を行うのは、走行経路のみを変更する作業変更を優先的に行うことによって、ダンプトラック２の作業効率の低下が抑えられるからである。

また、この実施の形態２では、ダンプトラック２の実稼働前に作業のタイヤ負荷平準化を行っているので、実稼働開始直後から、作業効率の低下を抑えつつ、タイヤの寿命を延ばすことができる。なお、この実施の形態２において、実稼働時に、実施の形態１と同様なリアルタイムのタイヤ負荷平準化処理を行ってもよい。

なお、上述した実施の形態１，２において、所定タイヤ負荷は、各ダンプトラックのタイヤ負荷（タイヤＴＫＰＨ）に対する所定割合で設定することが好ましい。また、所定タイヤ負荷は、ダンプトラック２などの各車両毎に設けることが好ましい。さらに、実施の形態２では、予め大きな所定タイヤ負荷を設定しておき、予測タイヤ負荷が所定タイヤ負荷を超えない場合、順次所定タイヤ負荷を下げていき、最も高い予測タイヤ負荷をもつ計画作業に対する作業内容変更を優先して行うことが好ましい。これによって、さらにタイヤの寿命を延ばすことができるタイヤ負荷平準化処理を確実に行うことができる。

また、上述した実施の形態１，２では、運搬車両の一例として無人ダンプトラックを例にあげて説明したが、有人ダンプトラックでも適用することができる。なお、有人ダンプトラックの場合、作業内容変更などの運行指示を有人ダンプトラックの表示部に表示し、これによって、運行指示を有人ダンプトラックのオペレータに通知するようにしてもよい。

さらに、親局としての管理装置４と子局としての各ダンプトラック２との間の無線通信システムは、基地局５を介して接続されるが、基地局５を用いない無線アドホックネットワークシステム、すなわち自律分散型無線ネットワークシステムであってもよい。この場合、１つのダンプトラック２に親局としての管理装置４と同様な機能を搭載しておくことが好ましい。そして、各ダンプトラック２間で車車間通信を行えば、簡易な構成の無線通信システムを実現できる。車車間通信の実現は、ダンプトラック２同士で通信する方式であってもよいし、路側に簡易な無線エリアを作って各ダンプトラック２間を通信接続するようにしてもよい。

１ 管理システム
２ ダンプトラック
３ 積込機械
４ 管理装置
５ 基地局
６ 管制施設
７ ＧＰＳ衛星
２１ 車両本体
２２ ベッセル
２３ 処理部
２３ａ 識別ＩＤ
２４ ジャイロセンサ
２５ 速度センサ
２６ 荷重センサ
２７ａ，２８ａ，４４ａ アンテナ
２７，４４ 通信部
２８ ＧＰＳ装置
２９ 車輪
２９ａ タイヤ
２９ｂ ホイール
３０ サスペンションシリンダ
３１ 走行制御部
３２ アクチュエータ
４０ 管理部
４１ 操作入力部
４２ 表示部
４３ 記憶部
５０ 作業割当処理部
５１，７１ タイヤ負荷平準化処理部
５２ 運行指示制御部
５３ 監視部
６１ 実タイヤ負荷算出部
６２，８２ 過負荷車両検出部
６３，８３ 作業内容変更処理部
８１ 予測タイヤ負荷算出部
５５ 作業割当ＤＢ
５６ 走行経路情報ＤＢ
５７ 地図ＤＢ
Ｒ１〜Ｒ４ 走行経路

Claims (10)

1. 複数の車両にそれぞれ作業を割り当て、この割り当てられた作業を行う各車両に装着されたタイヤの負荷状態を管理するタイヤ管理システムであって、
   各車両に割り当てられた作業に対するタイヤ負荷が、各車両のタイヤ自体に設定された所定タイヤ負荷を超える過負荷車両を検出する過負荷車両検出部と、
   過負荷車両を検出した場合、該過負荷車両のタイヤ負荷が前記所定タイヤ負荷以下となるように該過負荷車両の作業内容を変更する制御指令を発して前記タイヤ負荷を平準化する処理を行う作業内容変更処理部と、
   を備えたことを特徴とするタイヤ管理システム。
2. 無線接続された各車両から通知される積載量情報及び車両速度情報をもとに実稼働中の車両のタイヤ負荷である実タイヤ負荷を算出する実タイヤ負荷算出部を備え、
   前記過負荷車両検出部は、各車両に割り当てられた作業に対する実タイヤ負荷が、前記所定タイヤ負荷を超える過負荷車両を検出し、
   前記作業内容変更処理部は、過負荷車両を検出した場合、該過負荷車両の実稼動中の実タイヤ負荷が前記所定タイヤ負荷以下となるように該過負荷車両の作業内容を変更する制御指令を発して前記タイヤ負荷を平準化する処理を行うことを特徴とする請求項１に記載のタイヤ管理システム。
3. 各車両に割り当てられた計画段階の作業に対する予測タイヤ負荷を算出する予測タイヤ負荷算出部を備え、
   前記過負荷車両検出部は、予測タイヤ負荷が、前記所定タイヤ負荷を超える過負荷車両を検出し、
   前記作業内容変更処理部は、過負荷車両を検出した場合、該過負荷車両の予測タイヤ負荷が前記所定タイヤ負荷以下となるように該過負荷車両の計画段階の作業内容を変更する処理を行うことを特徴とする請求項１に記載のタイヤ管理システム。
4. 前記作業内容変更処理部は、検出された過負荷車両が所定タイヤ負荷以下となる走行経路があるか否かを判断し、所定タイヤ負荷以下となる走行経路がある場合、該走行経路に変更し、所定タイヤ負荷以下となる走行経路がない場合、過負荷車両を減速し、あるいは積載量を減少することを特徴とする請求項１〜３のいずれか一つに記載のタイヤ管理システム。
5. 前記タイヤ負荷は、ＴＫＰＨであることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一つに記載のタイヤ管理システム。
6. 複数の車両にそれぞれ作業を割り当て、この割り当てられた作業を行う各車両に装着されたタイヤの負荷状態を管理するタイヤ管理方法であって、
   各車両に割り当てられた作業に対するタイヤ負荷が、各車両のタイヤ自体に設定された所定タイヤ負荷を超える過負荷車両を検出する過負荷車両検出ステップと、
   過負荷車両を検出した場合、該過負荷車両のタイヤ負荷が前記所定タイヤ負荷以下となるように該過負荷車両の作業内容を変更する制御指令を発して前記タイヤ負荷を平準化する処理を行う作業内容変更処理ステップと、
   を含むことを特徴とするタイヤ管理方法。
7. 無線接続された各車両から通知される積載量情報及び車両速度情報をもとに実稼働中の車両のタイヤ負荷である実タイヤ負荷を算出する実タイヤ負荷算出ステップを含み、
   前記過負荷車両検出ステップは、各車両に割り当てられた作業に対する実タイヤ負荷が、前記所定タイヤ負荷を超える過負荷車両を検出し、
   前記作業内容変更処理ステップは、過負荷車両を検出した場合、該過負荷車両の実稼働中の実タイヤ負荷が前記所定タイヤ負荷以下となるように該過負荷車両の作業内容を変更する制御指令を発して前記タイヤ負荷を平準化する処理を行うことを特徴とする請求項６に記載のタイヤ管理方法。
8. 各車両に割り当てられた計画段階の作業に対する予測タイヤ負荷を算出する予測タイヤ負荷算出ステップを含み、
   前記過負荷車両検出ステップは、予測タイヤ負荷が、前記所定タイヤ負荷を超える過負荷車両を検出し、
   前記作業内容変更処理ステップは、過負荷車両を検出した場合、該過負荷車両の予測タイヤ負荷が前記所定タイヤ負荷以下となるように該過負荷車両の計画段階の作業内容を変更する処理を行うことを特徴とする請求項６に記載のタイヤ管理方法。
9. 前記作業内容変更処理ステップは、検出された過負荷車両が所定タイヤ負荷以下となる走行経路があるか否かを判断し、所定タイヤ負荷以下となる走行経路がある場合、該走行経路に変更し、所定タイヤ負荷以下となる走行経路がない場合、過負荷車両を減速し、あるいは積載量を減少することを特徴とする請求項６〜８のいずれか一つに記載のタイヤ管理方法。
10. 前記タイヤ負荷は、ＴＫＰＨであることを特徴とする請求項６〜９のいずれか一つに記載のタイヤ管理方法。

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