JP6425859B1 - 作業車両の燃費計測システム及び作業車両の燃費計測方法 - Google Patents

Abstract

作業車両の燃費計測システムは、エンジンに噴射される燃料噴射量に基づいて燃料消費に係る第１燃料データを算出する第１燃料データ算出部と、燃料タンクの燃料量の変化量に基づいて燃料消費に係る第２燃料データを算出する第２燃料データ算出部と、第１燃料データと第２燃料データとに基づいて補正係数を算出する補正係数算出部と、補正係数が規定範囲か否かを判定する補正係数判定部と、規定範囲であると判定された補正係数と第１燃料データとに基づいて燃料消費率を示す燃費データを算出する燃費データ算出部と、燃費データを出力する出力部と、を備える。

Description

本発明は、作業車両の燃費計測システム及び作業車両の燃費計測方法に関する。

乗用車両に搭載されている表示装置にリアルタイムでエンジンの燃料消費率（燃費）を表示する技術が知られている。

特開２０１５−２００６１６号公報

作業車両においても、エンジンの燃費をリアルタイムで且つ高精度に計測したいという要望がある。作業車両の作業において、作業車両は、作業機の駆動と停止とを頻繁に繰り返したり、走行と停止とを頻繁に繰り返したりする場合が多い。そのため、作業車両のエンジンの駆動状態は、頻繁に変化する可能性が高い。つまり、作業車両の作業内容に応じて、エンジンに噴射される燃料噴射量は頻繁に変化する。また、エンジンを制御するためのエンジン制御装置は燃料噴射装置に燃料噴射指令を出力するが、燃料噴射装置は燃料噴射指令が示す燃料噴射量通りの量の燃料を噴射することが難しい。したがって、仮に燃料噴射指令が示す燃料噴射量そのものを蓄積して燃費を求めようとしても、変化が激しい燃料噴射量のセンシングの難しさや燃料噴射装置の応答性能の限界から、作業車両の燃費としては精度が悪いものしか計測できない可能性がある。

本発明の態様は、作業車両の燃費計測精度の悪化を抑制することを目的とする。

本発明の態様に従えば、エンジンに噴射される燃料噴射量に基づいて燃料消費に係る第１燃料データを算出する第１燃料データ算出部と、燃料タンクの燃料量の変化量に基づいて燃料消費に係る第２燃料データを算出する第２燃料データ算出部と、前記第１燃料データと前記第２燃料データとに基づいて補正係数を算出する補正係数算出部と、前記補正係数が規定範囲か否かを判定する補正係数判定部と、前記規定範囲であると判定された前記補正係数と前記第１燃料データとに基づいて燃料消費率を示す燃費データを算出する燃費データ算出部と、を備える作業車両の燃費計測システムが提供される。

本発明の態様によれば、作業車両の燃費計測精度の悪化を抑制することができる。

図１は、実施形態に係る作業車両を示す側面図である。 図２は、実施形態に係る燃費計測システムを示す機能ブロック図である。 図３は、実施形態に係るエンジンのトルク線図を示す図である。 図４は、実施形態に係る燃費計測方法を示すフローチャートである。 図５は、実施形態に係る燃費計測方法を示すフローチャートである。 図６は、実施形態に係る燃費計測方法を示すフローチャートである。 図７は、実施形態に係るコンピュータシステムを示すブロック図である。

以下、本発明に係る実施形態について図面を参照しながら説明するが、本発明はこれに限定されない。以下で説明する実施形態の構成要素は、適宜組み合わせることができる。また、一部の構成要素を用いない場合もある。

［作業車両］
図１は、本実施形態に係る作業車両１を示す側面図である。本実施形態において、作業車両１は、アーティキュレート式作業車両の一種であるホイールローダ１である。ホイールローダ１は、バケット１２ですくい取った被掘削物を運搬車両に積み込んだり所定の排出場所に排出したりする。

図１に示すように、ホイールローダ１は、車体２と、運転台３と、走行装置４と、エンジン７と、燃料タンク８と、油圧ポンプ９と、作業機１０と、燃料センサ２１と、速度センサ２２と、通信装置３０と、燃費計測システム５０とを備える。

車体２は、車体前部２Ｆと車体後部２Ｒとを含む。運転台３は、車体後部２Ｒに支持される。運転台３に運転室３Ｒが設けられる。ホイールローダ１は、運転室３Ｒに搭乗した操作者によって運転される。

エンジン７、燃料タンク８、及び油圧ポンプ９のそれぞれは、車体２に搭載される。エンジン７は、ディーゼルエンジンを含む。燃料タンク８に収容されている燃料がエンジン７に供給される。燃料タンク８は、車体後部２Ｒの下方に配置されている。エンジン７は、インジェクタ２３を有する。インジェクタ２３は、エンジン７に燃料を噴射する。エンジン７に燃料が供給されることにより、エンジン７が駆動する。油圧ポンプ９は、エンジン７に接続される。エンジン７が駆動することにより、油圧ポンプ９が駆動する。油圧ポンプ９から吐出された作動油が、作業機１０を動かすためのブームシリンダ１３やバケットシリンダ１４、及びホイールローダ１を旋回させるためのステアリングシリンダなどに供給される。

燃料センサ２１は、燃料タンク８に収容されている燃料の量を示す燃料量Ｍを検出する。燃料量Ｍは、燃料の体積でもよいし、燃料の重量でもよい。燃料量Ｍは、燃料タンク８の燃料残量を示す。燃料センサ２１は、燃料タンク８に収容されている燃料の表面の高さを検出することによって、燃料タンク８に収容されている燃料量Ｍを検出する。燃料センサ２１は、燃料タンク８に収容されている燃料に浮かぶフロートと、フロートの位置を検出する検出器とを有する。検出器の検出方式として、印刷抵抗方式、巻線抵抗方式、及び静電容量方式の少なくとも一つが例示される。

走行装置４は、車体２を支持する。走行装置４は、関節機構１９と、車輪５とを有する。関節機構１９は、車体前部２Ｆと車体後部２Ｒとを屈曲可能に連結する。関節機構１９は、ステアリングシリンダを含む。ステアリングシリンダが伸縮することによって車体２が屈曲する。車体２が屈曲することによって、ホイールローダ１が旋回する。車輪５は、エンジン７が発生する動力により回転する。タイヤ６が車輪５に装着される。車輪５は、車体前部２Ｆに支持される左右の前輪５Ｆと、車体後部２Ｒに支持される左右の後輪５Ｒとを含む。タイヤ６は、前輪５Ｆに装着される前タイヤ６Ｆと、後輪５Ｒに装着される後タイヤ６Ｒとを含む。車輪５が回転することによって、ホイールローダ１は地面ＲＳを走行する。速度センサ２２は、ホイールローダ１の走行速度を検出する。

作業機１０は、車体前部２Ｆに支持される。作業機１０は、車体２に対して揺動可能に連結されるブーム１１と、ブーム１１に対して揺動可能に連結されるバケット１２と、ベルクランク１５と、リンク１６とを有する。

ブーム１１は、ブームシリンダ１３が発生する動力によって上下方向に揺動する。ブームシリンダ１３は、油圧ポンプ９から吐出された作動油により作動する。ブームシリンダ１３の一端部は、車体２に連結される。ブームシリンダ１３の他端部は、ブーム１１に連結される。

バケット１２は、刃先を含む先端部１２Ｂを有する作業具である。バケット１２は、前タイヤ６Ｆよりも前方に配置される。バケット１２は、ブーム１１の先端部に連結される。バケット１２は、バケットシリンダ１４が発生する動力によって揺動する。バケットシリンダ１４は、油圧ポンプ９から吐出された作動油により作動する。ベルクランク１５の中央部がブーム１１に対して回転可能に連結される。バケットシリンダ１４の一端部は、車体２に連結される。バケットシリンダ１４の他端部は、ベルクランク１５の一端部に連結される。ベルクランク１５の他端部は、リンク１６を介してバケット１２に連結される。

運転室３Ｒには、操作者が着座する運転席と、操作者に操作される操作装置１７と、表示装置１８とが設けられる。操作装置１７は、アクセルペダル、ブレーキペダル、ステアリングレバー、前後進切換スイッチ、及び作業機操作レバーを含む。

操作者は、操作装置１７のアクセルペダル、ブレーキペダル、ステアリングレバー、及び前後進切換スイッチを操作して、走行装置４の駆動、制動、旋回、及び前後進の切り換えを実施することができる。

操作者は、操作装置１７のアクセルペダル及びブレーキペダルを操作して、走行装置４の駆動、制動、及び走行速度の調整を実施することができる。操作者は、操作装置１７のステアリングレバーを操作して、ホイールローダ１の旋回を実施することができ、前後進切換レバーを操作して、ホイールローダ１の前後進の切り換えを実施することができる。

操作者は、操作装置１７の作業機操作レバーを操作して、ブームシリンダ１３の作動及びバケットシリンダ１４の作動を実施することができる。ブームシリンダ１３が伸縮することにより、ブーム１１は上げ動作又は下げ動作する。バケットシリンダ１４が伸縮することにより、バケット１２はチルト動作又はダンプ動作する。

表示装置１８は、表示データを表示する。表示装置１８は、液晶ディスプレイ（Liquid Crystal Display：ＬＣＤ）又は有機ＥＬディスプレイ（Organic Electroluminescence Display：ＯＥＬＤ）のようなフラットパネルディスプレイを含む。

通信装置３０は、通信ネットワーク３１を介して作業車両１の外部のサーバ３２と通信可能である。通信ネットワーク３１として、ローカルエリアネットワーク（ＬＡＮ：Local Area Network）、インターネット（internet）、携帯電話通信網、及び衛星通信網の少なくとも一つが例示される。サーバ３２は、作業車両１の外部に設けられているコンピュータシステムを含む。

［燃費計測システム］
図２は、本実施形態に係る燃費計測システム５０を示す機能ブロック図である。燃費計測システム５０は、作業車両１の燃料消費率（燃費）を計測する。作業車両１において、燃費は、単位時間当たりの燃料消費量を示し、単位は［Ｌ／ｈ］である。

燃費計測システム５０は、制御装置４０を含む。制御装置４０は、コンピュータシステムを含む。制御装置４０は、車体２に搭載される。制御装置４０は、作業車両１を制御する。制御装置４０は、エンジン７の制御を実施するエンジン制御装置４０Ａと、作業車両１の燃費の算出、表示装置１８の制御、及び燃費データの出力などを実施するデータ処理装置４０Ｂとを含む。

エンジン制御装置４０Ａは、エンジン制御部４１と、噴射データ取得部４２と、第１燃料データ算出部４３と、噴射データ記憶部４４と、タイマ６１とを有する。

データ処理装置４０Ｂは、センサデータ取得部５１と、第２燃料データ算出部５２と、補正係数算出部５３と、補正係数判定部５４と、燃費データ算出部５５と、出力部５６と、補正係数記憶部５７と、燃料供給判定部５８と、走行条件判定部５９と、燃料量記憶部６０と、タイマ６２と、メモリ６３とを有する。

エンジン制御部４１は、インジェクタ２３を制御する制御指令を出力する。エンジン制御部４１は、操作装置１７のアクセルペダルの操作量に基づいて、制御指令を出力する。エンジン制御部４１から出力される制御指令は、エンジン７に噴射される燃料噴射量を制御する制御指令、及び単位時間当たりの燃料噴射回数を制御する制御指令を含む。燃料噴射量は、インジェクタ２３の１回の噴射動作で噴射される燃料の重量を示し、単位は［ｍｇ／ｓｔｒｏｋｅ］である。燃料噴射回数は、単位時間当たりに実施されるインジェクタ２３の噴射動作の回数を示し、単位は［ｓｔｒｏｋｅ／ｓ］である。

噴射データ取得部４２は、インジェクタ２３による燃料噴射に係る噴射データを取得する。噴射データは、燃料噴射量及び燃料噴射回数を含む。また、噴射データは、燃料比重及びインジェクタ補正係数を含む。燃料比重は燃料の比重を示し、単位は［ｍｇ／ｍｍ^３］である。燃料比重は、燃料タンク８に収容される燃料の物性データから導出可能な既知データであり、噴射データ記憶部４４に記憶されている。噴射データ取得部４２が取得する燃料噴射量は、インジェクタ２３の１回の噴射動作で噴射される燃料の重量である。燃料比重に基づいて、重量［ｍｇ］で示される燃料噴射量が、体積［ｍｍ^３］で示される燃料噴射量に変換される。すなわち、燃料比重に基づいて、燃料噴射量として、インジェクタ２３の１回の噴射動作で噴射される燃料の体積［ｍｍ^３／ｓｔｒｏｋｅ］が算出される。

図３は、本実施形態に係るエンジン７のトルク線図を示す図である。エンジン７の上限トルク特性が最大出力トルク線Ｌａによって規定される。エンジン制御部４１は、上限トルク特性及びエンジン目標出力に基づいて、インジェクタ２３を制御する。エンジン制御部４１は、エンジン７の回転数及びトルクが、最大出力トルク線Ｌａを超えないように、エンジン７に対する燃料噴射量を調整する。

本実施形態においては、インジェクタ２３から規定の燃料噴射量で燃料を噴射されたときにエンジン７において規定の回転数及びトルクが発生するように、燃料噴射量と回転数及びトルクとの関係を補正するインジェクタ補正係数が規定される。インジェクタ補正係数は、例えばホイールローダ１を生産する工場におけるホイールローダ１の出荷時において一義的に定められる固定値であり、噴射データ記憶部４４に記憶されている。

第１燃料データ算出部４３は、噴射データに基づいて、燃料消費に係る第１燃料データＤ１を算出する。第１燃料データ算出部４３は、少なくともエンジン７に噴射される燃料噴射量に基づいて、第１燃料データＤ１を算出する。

第１燃料データＤ１は、規定の開始時点ｔａと終了時点ｔｂとの間のエンジン７の稼働時間Ｔにおける平均燃料消費率を示す平均燃費Ｄａｆ１を含む。本実施形態において、第１燃料データ算出部４３は、燃料比重に基づいて、重量［ｍｇ／ｓｔｒｏｋｅ］で示される燃料噴射量を、体積［ｍｍ^３／ｓｔｒｏｋｅ］で示される燃料噴射量に変換する。タイマ６１は、稼働時間Ｔを計測可能である。平均燃費Ｄａｆ１を算出する場合、第１燃料データ算出部４３は、燃料噴射量［ｍｍ^３／ｓｔｒｏｋｅ］と燃料噴射回数［ｓｔｒｏｋｅ／ｓ］と稼働時間Ｔとに基づいて、稼働時間Ｔにおける平均燃費Ｄａｆ１［Ｌ／ｈ］を示す第１燃料データＤ１を算出することができる。

なお、第１燃料データＤ１は、規定の開始時点ｔａと終了時点ｔｂとの間のエンジン７の稼働時間Ｔにおける累積燃料消費量Ｄｃｆ１を含んでもよい。累積燃料消費量Ｄｃｆ１を算出する場合、第１燃料データ算出部４３は、燃料噴射量と燃料噴射回数と稼働時間Ｔとに基づいて、稼働時間Ｔにおける累積燃料消費量Ｄｃｆ１を示す第１燃料データＤ１を算出することができる。

センサデータ取得部５１は、燃料センサ２１の検出データ及び速度センサ２２の検出データを取得する。燃料センサ２１は、燃料タンク８の燃料量Ｍを規定周期で検出し、検出データをセンサデータ取得部５１に出力する。速度センサ２２は、作業車両１の走行速度Ｖを規定周期で検出し、検出データをセンサデータ取得部５１に出力する。

第２燃料データ算出部５２は、センサデータ取得部５１により取得された検出データに基づいて、燃料消費に係る第２燃料データＤ２を算出する。第２燃料データ算出部５２は、少なくとも燃料センサ２１により検出された燃料タンク８の燃料量Ｍの変化量に基づいて、第２燃料データＤ２を算出する。

第２燃料データＤ２は、規定の開始時点ｔａと終了時点ｔｂとの間のエンジン７の稼働時間Ｔにおける燃料消費率を示す燃費Ｄａｆ２を含む。タイマ６１は、稼働時間Ｔを計測可能である。燃費Ｄａｆ２を計測する場合、第２燃料データ算出部５２は、稼働時間Ｔの開始時点ｔａ及び終了時点ｔｂのそれぞれの燃料タンク８の燃料量Ｍと稼働時間Ｔとに基づいて、稼働時間Ｔにおける燃費Ｄａｆ２を示す第２燃料データＤ２を算出することができる。すなわち、第２燃料データ算出部５２は、稼働時間Ｔの開始時点ｔａの燃料タンク８の燃料量Ｍａと稼働時間Ｔの終了時点ｔｂの燃料タンク８の燃料量Ｍｂとの差［Ｌ］と、稼働時間Ｔ［ｈ］とに基づいて、燃費Ｄａｆ２［Ｌ／ｈ］を算出することができる。

なお、第２燃料データＤ２は、規定の開始時点ｔａと終了時点ｔｂとの間のエンジン７の稼働時間Ｔにおける燃料消費量Ｄｃｆ２を含んでもよい。燃料消費量Ｄｃｆ２を算出する場合、第２燃料データ算出部５２は、稼働時間Ｔの開始時点ｔａ及び終了時点ｔｂのそれぞれの燃料タンク８の燃料量Ｍに基づいて、燃料消費量Ｄｃｆ２を示す第２燃料データＤ２を算出することができる。

補正係数算出部５３は、第１燃料データＤ１と第２燃料データＤ２とに基づいて、燃費データＤｆの算出に使用される補正係数ｋｔを算出する。補正係数算出部５３は、補正係数ｋｔとして、第１燃料データＤ１と第２燃料データＤ２との比を算出する。第１燃料データＤ１がエンジン７の稼働時間Ｔにおける平均燃費Ｄａｆ１であり、第２燃料データＤ２がエンジン７の稼働時間Ｔにおける燃費Ｄａｆ２である場合、補正係数算出部５３は、補正係数ｋｔとして、平均燃費消費率Ｄａｆ１と燃費消費率Ｄａｆ２との比である［Ｄａｆ１／Ｄａｆ２］を算出する。第１燃料データＤ１がエンジン７の稼働時間Ｔにおける累積燃料消費量Ｄｃｆ１を含み、第２燃料データＤ２がエンジン７の稼働時間Ｔにおける燃料消費量Ｄｃｆ２を含む場合、補正係数算出部５３は、補正係数ｋｔとして、累積燃料消費量Ｄｃｆ１と燃料消費量Ｄｃｆ２との比である［Ｄｃｆ１／Ｄｃｆ２］を算出する。

補正係数ｋｔの算出方法の一例について説明する。以下、第１燃料データＤ１が平均燃費Ｄａｆ１であり、第２燃料データＤ２が燃費Ｄａｆ２であることとする。

稼働時間Ｔの開始時点ｔａにおける燃料量Ｍが燃料量Ｍａであり、その後、稼働時間Ｔが経過した時点である終了時点ｔｂにおける燃料量Ｍが燃料量Ｍｂである場合、燃費Ｄａｆ２を示す第２燃料データＤ２は、（１）式で示される。

Ｄ２＝（Ｍａ−Ｍｂ）／Ｔ …（１）

平均燃費Ｄａｆ１を示す第１燃料データＤ１は、稼働時間Ｔにおける累積燃料消費量Ｄｃｆ１に基づいて、（２）式で示される。

Ｄ１＝Ｄｃｆ１／Ｔ …（２）

補正係数ｋｔは、第１燃料データＤ１と第２燃料データＤ２との比であり、（３）式で示される。

ｋｔ＝Ｄ２／Ｄ１ …（３）

補正係数判定部５４は、補正係数ｋｔが規定範囲Ｒか否かを判定する。本実施形態において、規定範囲Ｒは、０．８以上１．２以下である。すなわち、補正係数判定部５４は、求められた補正係数Ｋｔが［０．８≦ｋｔ≦１．２］の条件を満足するか否かを判定する。例えば、第１燃料データ算出部４３で算出された第１燃料データＤ１（平均燃費Ｄａｆ１又は累積燃料消費量Ｄｃｆ１）と第２燃料データＤ２（燃費Ｄａｆ２又は燃料消費量Ｄｃｆ２）とが一致する場合、補正係数ｋｔは１であり、規定範囲Ｒ内である条件を満足する。第１燃料データ算出部４３で算出された第１燃料データＤ１（平均燃費Ｄａｆ１又は累積燃料消費量Ｄｃｆ１）と第２燃料データＤ２（燃費Ｄａｆ２又は燃料消費量Ｄｃｆ２）とが異なり、求められた補正係数ｋｔが０．８を下回ったり１．２を上回ったりした場合、補正係数ｋｔは規定範囲Ｒ外であり条件を満足しない。

燃費データ算出部５５は、規定範囲Ｒであると判定された補正係数ｋｔと第１燃料データＤ１とに基づいて、燃料消費率を示す燃費データＤｆを算出する。燃費データ算出部５５は、第１燃料データ算出部４３により算出された第１燃料データＤ１と補正係数ｋｔとを乗算して、燃費データＤｆを算出する。

出力部５６は、燃費データ算出部５５により算出された燃費データＤｆを出力する。出力部５６は、ホイールローダ１に搭載されている表示装置１８に燃費データＤｆを出力する。本実施形態において、出力部５６は、燃費データＤｆを表示装置１８が表示可能な表示データに変換した後、表示装置１８に出力する。

また、出力部５６は、作業車両１の外部のサーバ３２に燃費データＤｆを送信する。出力部５６は、通信装置３０を介して、サーバ３２に燃費データＤｆを出力する。なお、出力部５６は、読み書き可能なメモリ６３に燃費データＤｆを出力し、メモリ６３は、燃費データＤｆを蓄積するようにしてもよい。この場合、出力部５６は、予め設定したタイミングでメモリ６３から燃費データＤｆを読み出し、通信装置３０を介してサーバ３２に燃費データＤｆを出力してもよい。

補正係数記憶部５７は、補正係数判定部５４において規定範囲Ｒであると判定された補正係数ｋｔを記憶する。燃費データ算出部５５は、補正係数算出部５３により算出された補正係数ｋｔが規定範囲Ｒでないと補正係数判定部５４により判定された場合、補正係数記憶部５７に記憶されている補正係数ｋｔと第１燃料データ算出部４３により算出された第１燃料データＤ１とに基づいて、燃費データＤｆを算出する。燃費データ算出部５５は、補正係数算出部５３により算出された補正係数ｋｔが規定範囲Ｒであると補正係数判定部５４により判定された場合、補正係数算出部５３により算出された補正係数ｋｔと第１燃料データ算出部４３により算出された第１燃料データＤ１とに基づいて、燃費データＤｆを算出する。

燃料供給判定部５８は、燃料センサ２１の検出データに基づいて、燃料タンク８に燃料が供給されたか否かを判定する。燃料センサ２１の検出データに基づいて、燃料タンク８に収容されている燃料量Ｍが増加していると判定した場合、燃料供給判定部５８は、燃料タンク８に燃料が供給されたと判定する。燃料タンク８に収容されている燃料量Ｍが減少していると判定した場合、燃料供給判定部５８は、燃料タンク８に燃料が供給されていないと判定する。補正係数算出部５３は、燃料タンク８に燃料が供給されていないと燃料供給判定部５８により判定された場合、補正係数ｋｔを算出する。補正係数算出部５３は、燃料タンク８に燃料が供給されていると燃料供給判定部５８により判定された場合、補正係数ｋｔを算出しない。

走行条件判定部５９は、ホイールローダ１が規定の走行条件を満足するか否かを判定する。走行条件は、ホイールローダ１の走行速度Ｖが速度閾値以下である状態が規定時間継続した状態を含む。本実施形態において、速度閾値は１［ｋｍ／ｈ］であり、規定時間は６０［ｓ］である。すなわち、走行条件は、ホイールローダ１の走行速度Ｖが１［ｋｍ／ｈ］以下である状態が６０秒間継続した状態を含む。ホイールローダ１が発進や停止を繰り返しているような状況では、慣性力により燃料タンク８に収容されている燃料の液面が大きく波打ち揺れるため、燃料センサ２１は燃料量Ｍを安定的に計測できない。一方、ホイールローダ１が規定の走行条件を満足している状態は、慣性力が低下し燃料タンク８に収容されている燃料の液面の揺れが治まり液面が安定している状態となる。

第２燃料データ算出部５２は、ホイールローダ１が規定の走行条件を満足するときにセンサデータ取得部５１により取得された燃料タンク８の燃料量Ｍの変化量に基づいて、第２燃料データＤ２を算出する。走行条件判定部５９は、作業車両１が低速で走行している状態又は停車した状態が、規定時間経過した場合、燃料タンク８の燃料の液面が安定していると判定する。第２燃料データ算出部５２は、燃料タンク８の燃料の液面が安定しているときに燃料センサ２１により検出された燃料量Ｍに基づいて、第２燃料データＤ２を算出する。

燃料量記憶部６０は、センサデータ取得部５１により取得され、燃料供給判定部５８において燃料タンク８に燃料が供給されていないと判定されたときの燃料量Ｍを記憶する。

［燃費計測方法］
次に、図４、図５、及び図６を参照して、本実施形態に係る燃費計測方法について説明する。図４、図５、及び図６のそれぞれは、本実施形態に係る燃費計測方法を示すフローチャートである。

図４に示すように、本実施形態において、燃費計測方法は、補正係数ｋｔを算出する補正係数算出フェーズＳＰ１と、補正係数算出フェーズＳＰ１において算出された補正係数ｋｔに基づいて燃費データＤｆを算出する燃費データ出力フェーズＳＰ２とを含む。図５は、補正係数算出フェーズＳＰ１を示すフローチャートである。図６は、燃費データ出力フェーズＳＰ２を示すフローチャートである。

図５を参照しながら補正係数算出フェーズＳＰ１について説明する。

エンジン制御装置４０Ａにおいて、噴射データ取得部４２は、エンジン制御部４１から燃料噴射量及び噴射回数を含む噴射データを取得する。また、噴射データ取得部４２は、噴射データ記憶部４４から燃料比重及びインジェクタ補正係数を含む噴射データを取得する（ステップＳＡ１）。

第１燃料データ算出部４３は、噴射データに基づいて、第１燃料データＤ１を算出する。本実施形態において、第１燃料データ算出部４３は、第１燃料データＤ１として、規定の開始時点ｔａと終了時点ｔｂとの間のエンジン７の稼働時間Ｔにおける累積燃料消費量Ｄｃｆ１を算出する（ステップＳＡ２）。

第１燃料データ算出部４３は、燃料比重に基づいて、重量［ｍｇ／ｓｔｒｏｋｅ］で示される燃料噴射量を、体積［ｍｍ^３／ｓｔｒｏｋｅ］で示される燃料噴射量に変換する。タイマ６１は、稼働時間Ｔを計測可能である。累積燃料消費量Ｄｃｆ１を算出する場合、第１燃料データ算出部４３は、燃料噴射量［ｍｍ^３／ｓｔｒｏｋｅ］と燃料噴射回数［ｓｔｒｏｋｅ／ｓ］と稼働時間Ｔとに基づいて、稼働時間Ｔにおける累積燃料消費量Ｄｃｆ１を示す第１燃料データＤ１を算出することができる。

データ処理装置４０Ｂにおいて、センサデータ取得部５１は、速度センサ２２からホイールローダ１の走行速度Ｖの検出データを取得し、燃料センサ２１から燃料タンク８の燃料量Ｍの検出データを取得する（ステップＳＢ１）。

走行条件判定部５９は、ホイールローダ１の走行速度Ｖの検出データに基づいて、ホイールローダ１が規定の走行条件を満足するか否かを判定する（ステップＳＢ２）。

走行条件は、ホイールローダ１の走行速度Ｖが速度閾値である１［ｋｍ／ｈ］以下である状態が規定時間である６０［ｓ］継続した状態を含む。

ステップＳＢ２において、ホイールローダ１が走行条件を満足すると判定された場合（ステップＳＢ２：Ｙｅｓ）、燃料供給判定部５８は、燃料タンク８の燃料量Ｍの検出データに基づいて、燃料タンク８に燃料が供給されたか否かを判定する。すなわち、燃料供給判定部５８は、燃料タンク８に収容されている燃料量Ｍが前回の検出時よりも減少したか否かを判定する（ステップＳＢ３）。

ステップＳＢ３において、燃料タンク８に収容されている燃料量Ｍが増加していると判定した場合（ステップＳＢ３：Ｎｏ）、燃料供給判定部５８は、燃料タンク８に燃料が供給されたと判定する。燃料タンク８に収容されている燃料量Ｍが減少していると判定した場合、燃料供給判定部５８は、燃料タンク８に燃料が供給されていないと判定する。

ステップＳＢ３において、燃料タンク８に収容されている燃料量Ｍが減少していると判定した場合（ステップＳＢ３：Ｙｅｓ）、燃料供給判定部５８は、燃料量記憶部６０に記憶されている燃料量Ｍと、ステップＳＢ１において取得されステップＳＢ２において走行条件を満足すると判定されステップＳＢ３において燃料タンク８に燃料が供給されていないと判定されたときの燃料量Ｍとの差を示す燃料量Ｍの変化量が、変化量閾値Ｃ以上か否かを判定する（ステップＳＢ４）。

本実施形態において、変化量閾値Ｃは、１５６［Ｌ］である。以下の説明において、燃料量記憶部６０に記憶されている燃料量Ｍを適宜、前回燃料量Ｍａ、と称し、ステップＳＢ１において取得されステップＳＢ２において走行条件を満足すると判定されステップＳＢ３において燃料タンク８に燃料が供給されていないと判定されたときの燃料量Ｍを適宜、今回燃料量Ｍｂ、と称する。前回燃料量Ｍａは、ホイールローダ１の稼働時間Ｔの開始時点ｔａにおいて計測された燃料量Ｍａに相当する。今回燃料量Ｍｂは、ホイールローダ１の稼働時間Ｔの終了時点ｔｂにおいて計測された燃料量Ｍｂに相当する。

ステップＳＢ４において、燃料量Ｍの変化量が変化量閾値Ｃ以上であると判定された場合（ステップＳＢ４：Ｙｅｓ）、第２燃料データ算出部５２は、燃料タンク８の燃料量Ｍの変化量に基づいて、第２燃料データを算出する（ステップＳＢ５）。

本実施形態において、第２燃料データ算出部５２は、第２燃料データＤ２として、規定の開始時点ｔａと終了時点ｔｂとの間のエンジン７の稼働時間Ｔにおける燃費Ｄａｆ２を算出する。第２燃料データ算出部５２は、稼働時間Ｔの開始時点ｔａの燃料タンク８の燃料量Ｍを示す前回燃料量Ｍａと稼働時間Ｔの終了時点ｔｂの燃料タンク８の燃料量Ｍを示す今回燃料量Ｍｂとの差［Ｌ］と、稼働時間Ｔ［ｈ］とに基づいて、燃費Ｄａｆ２［Ｌ／ｈ］を算出することができる。すなわち、第２燃料データ算出部５２は、上述の（１）式に基づいて、燃費Ｄａｆ２を示す第２燃料データＤ２を算出する。

補正係数算出部５３は、ステップＳＡ２において算出された累積燃料消費量Ｄｃｆ１を示す第１燃料データＤ１と、ステップＳＢ５において算出された燃費Ｄａｆ２を示す第２燃料データＤ２とに基づいて、補正係数ｋｔを算出する（ステップＳＢ６）。

すなわち、補正係数算出部５３は、上述の（２）式及び（３）式に基づいて、補正係数ｋｔを算出する。

補正係数判定部５４は、ステップＳＢ６において算出された補正係数ｋｔが規定範囲Ｒか否かを判定する（ステップＳＢ７）。

上述のように、本実施形態において、規定範囲Ｒは、０．８以上１．２以下である。補正係数判定部５４は、求められた補正係数Ｋｔが［０．８≦ｋｔ≦１．２］の条件を満足するか否かを判定する。

ステップＳＢ７において、補正係数ｋｔが規定範囲Ｒであると判定された場合（ステップＳＢ７：Ｙｅｓ）、補正係数判定部５４は、規定範囲Ｒであると判定された補正係数ｋｔを補正係数記憶部５７に記憶させる。

補正係数記憶部５７に既に記憶されている補正係数ｋｔは、ステップＳＢ６において算出されステップＳＢ７において規定範囲Ｒであると判定された新たな補正係数ｋｔに更新される（ステップＳＢ８）。

ステップＳＢ７において、補正係数ｋｔが規定範囲Ｒでないと判定された場合（ステップＳＢ７：Ｎｏ）、補正係数判定部５４は、補正係数記憶部５７に記憶されている補正係数ｋｔを更新しない（ステップＳＢ９）。

すなわち、前回燃料量Ｍａに基づいて算出された補正係数ｋｔを示す前回補正係数ｋｔａが補正係数記憶部５７に維持される。

燃料量記憶部６０に既に記憶されている前回燃料量Ｍａは、ステップＳＢ３で燃料タンク８に燃料が供給されたと判定された場合（ステップＳＢ３：Ｎｏ）、又は、ステップＳＢ３において燃料タンク８に燃料が供給されていないと判定されステップＳＢ４において前回燃料量Ｍａに対して変化量閾値Ｃよりも減少したと判定された場合、今回燃料量Ｍｂに更新される（ステップＳＢ１０）。

ステップＳＢ２において、ホイールローダ１が走行条件を満足しないと判定された場合（ステップＳＢ２：Ｎｏ）、ステップＳＢ４において、燃料量Ｍの変化量が変化量閾値Ｃ未満であると判定された場合（ステップＳＢ４：Ｎｏ）、ステップＳＢ１の処理に戻り、補正係数算出フェーズＳＰ１が繰り返される。

次に、図６を参照しながら燃費データ出力フェーズＳＰ２について説明する。

エンジン制御装置４０Ａにおいて、噴射データ取得部４２は、エンジン制御部４１から燃料噴射量及び噴射回数を含む噴射データを取得する。また、噴射データ取得部４２は、噴射データ記憶部４４から燃料比重及びインジェクタ補正係数を含む噴射データを取得する（ステップＳＡ２１）。

第１燃料データ算出部４３は、噴射データに基づいて、第１燃料データＤ１を算出する。本実施形態において、第１燃料データ算出部４３は、第１燃料データＤ１として、規定の開始時点ｔａと終了時点ｔｂとの間のエンジン７の稼働時間Ｔにおける平均燃費Ｄａｆ１を算出する（ステップＳＡ２２）。

燃費データ算出部５５は、補正係数記憶部５７から、規定範囲Ｒであると判定された補正係数ｋｔを取得する（ステップＳＢ２１）。

図５に示したステップＳＢ９において、補正係数ｋｔが規定範囲Ｒであると判定された場合、今回燃料量Ｍｂに基づいて算出された最新の補正係数ｋｔを示す今回補正係数ｋｔｂが補正係数記憶部５７に記憶されている。燃費データ算出部５５は、補正係数記憶部５７に記憶されている今回補正係数ｋｔｂを取得する。一方、図５に示したステップＳＢ９において、補正係数ｋｔが規定範囲Ｒでないと判定された場合、補正係数記憶部５７は更新されず（ステップＳＢ１３）、前回燃料量Ｍａに基づいて算出された前回補正係数ｋｔａが補正係数記憶部５７に記憶されている。燃費データ算出部５５は、補正係数記憶部５７に記憶されている前回補正係数ｋｔａを取得する。

燃費データ算出部５５は、補正係数記憶部５７から取得した補正係数ｋｔと、ステップＳＡ２２において算出された第１燃料データＤ１とに基づいて、燃費データＤｆを算出する（ステップＳＢ２２）。

燃費データ算出部５５は、補正係数ｋｔと第１燃料データＤ１とを乗算することによって、燃費データＤｆを算出する。

出力部５６は、燃費データ算出部５５により算出された燃費データＤｆを表示装置１８及びサーバ３２のそれぞれに出力する（ステップＳＢ２３）。さらに、出力部５６は、メモリ６３に燃費データＤｆを出力しメモリ６３は燃費データＤｆを蓄積してもよい。

［コンピュータシステム］
図７は、本実施形態に係るコンピュータシステム１０００を示すブロック図である。上述のエンジン制御装置４０Ａ、データ処理装置４０Ｂ、及びサーバ３２のそれぞれは、コンピュータシステム１０００を含む。コンピュータシステム１０００は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）のようなプロセッサ１００１と、ＲＯＭ（Read Only Memory）のような不揮発性メモリ及びＲＡＭ（Random Access Memory）のような揮発性メモリを含むメインメモリ１００２と、ストレージ１００３と、入出力回路を含むインターフェース１００４とを有する。上述のエンジン制御装置４０Ａ、データ処理装置４０Ｂ、及びサーバ３２の機能は、プログラムとしてストレージ１００３に記憶されている。プロセッサ１００１は、プログラムをストレージ１００３から読み出してメインメモリ１００２に展開し、プログラムに従って上述の処理を実行する。なお、プログラムは、ネットワークを介してコンピュータシステム１０００に配信されてもよい。

［効果］
以上説明したように、本実施形態によれば、補正係数算出フェーズＳＰ１において、エンジン７に噴射される燃料噴射量に基づいて第１燃料データＤ１が算出される。燃料タンク８の燃料量Ｍの変化量（減少量）に基づいて第２燃料データＤ２が算出される。第１燃料データＤ１と第２燃料データＤ２とが比較され、第１燃料データＤ１と第２燃料データＤ２とが同一又は近似する場合、すなわち、第１燃料データＤ１と第２燃料データＤ２との比が１又は１近傍である場合（規定範囲Ｒである場合）、第１燃料データＤ１と第２燃料データＤ２との比が補正係数ｋｔとして採用される。燃費データ出力フェーズＳＰ２においては、補正係数算出フェーズＳＰ１において算出された補正係数ｋｔを用いて、エンジン７に噴射される燃料噴射量に基づいて算出された第１燃料データＤ１を補正することにより、正確な燃費データＤｆをリアルタイムで求めることができる。

例えば、ホイールローダ１が走行条件を満足するときに計測された燃料量Ｍに基づいて補正係数ｋｔを算出しても、ホイールローダ１の燃料タンク８が傾斜している場合、収容されている燃料の液面も大きく傾斜している可能性が高く、燃料センサ２１は正確な燃料量Ｍを検出することが困難となる。燃料センサ２１により検出される燃料量Ｍが不正確である場合、第２燃料データＤ２も不正確である可能性が高い。

本実施形態においては、第１燃料データＤ１と第２燃料データＤ２とを比較して、第１燃料データＤ１と第２燃料データＤ２とが同一又は近似した場合に、補正係数ｋｔを、燃費を求めるために利用可能なものとして算出する。これにより、不正確な第２燃料データＤ２に基づいて補正係数ｋｔが算出されてしまう不具合の発生を抑制することができる。

本実施形態においては、第１燃料データＤ１と第２燃料データＤ２とが近似しない場合、すなわち、第１燃料データＤ１と第２燃料データＤ２との比が規定範囲Ｒでない場合、補正係数記憶部５７に記憶されている前回補正係数ｋｔａに基づいて第１燃料データＤ１を補正することにより、燃費データＤｆをリアルタイムで計測する場合の計測精度の悪化を抑制することができる。

［他の実施形態］
なお、上述の実施形態においては、作業車両１がホイールローダであることとした。作業車両１は、作業において走行と停止とを頻繁に繰り返すダンプトラックでもよい。また、作業車両１は、作業において作業機の駆動と駆動停止とを頻繁に繰り返したり、走行と停止とを頻繁に繰り返したりするブルドーザ、モータグレーダ、エンジン式フォークリフト、及び油圧ショベルの少なくとも一つでもよい。

１…ホイールローダ（作業車両）、２…車体、２Ｆ…車体前部、２Ｒ…車体後部、３…運転台、３Ｒ…運転室、４…走行装置、５…車輪、５Ｆ…前輪、５Ｒ…後輪、６…タイヤ、６Ｆ…前タイヤ、６Ｒ…後タイヤ、７…エンジン、８…燃料タンク、９…油圧ポンプ、１０…作業機、１１…ブーム、１２…バケット、１２Ｂ…先端部、１３…ブームシリンダ、１４…バケットシリンダ、１５…ベルクランク、１６…リンク、１７…操作装置、１８…表示装置、１９…関節機構、２１…燃料センサ、２２…速度センサ、２３…インジェクタ、３０…通信装置、３１…通信ネットワーク、３２…サーバ（コンピュータシステム）、４０…制御装置、４０Ａ…エンジン制御装置、４０Ｂ…データ処理装置、４１…エンジン制御部、４２…噴射データ取得部、４３…第１燃料データ算出部、５０…燃費計測システム、５１…センサデータ取得部、５２…第２燃料データ算出部、５３…補正係数算出部、５４…補正係数判定部、５５…燃費データ算出部、５６…出力部、５７…補正係数記憶部、５８…燃料供給判定部、５９…走行条件判定部、６０…燃料量記憶部、６１…タイマ、６２…タイマ、６３…メモリ、Ｄ１…第１燃料データ、Ｃ…変化量閾値、Ｄａｆ１…平均燃費、Ｄｃｆ１…累積燃料消費量、Ｄ２…第２燃料データ、Ｄａｆ２…燃費、Ｄｃｆ２…燃料消費量、ｋｔ…補正係数、ｋｔａ…前回補正係数、ｋｔｂ…今回補正係数、Ｍ…燃料量、Ｍａ…燃料量（前回燃料量）、Ｍｂ…燃料量（今回燃料量）、Ｒ…規定範囲、Ｔ…稼働時間、Ｖ…走行速度。

Claims (12)

1. エンジンに噴射される燃料噴射量に基づいて燃料消費に係る第１燃料データを算出する第１燃料データ算出部と、
   燃料タンクの燃料量の変化量に基づいて燃料消費に係る第２燃料データを算出する第２燃料データ算出部と、
   前記第１燃料データと前記第２燃料データとに基づいて補正係数を算出する補正係数算出部と、
   前記補正係数が規定範囲か否かを判定する補正係数判定部と、
   前記規定範囲であると判定された前記補正係数と前記第１燃料データとに基づいて燃料消費率を示す燃費データを算出する燃費データ算出部と、
   を備える作業車両の燃費計測システム。
2. 前記規定範囲であると判定された前記補正係数を記憶する補正係数記憶部を備え、
   前記燃費データ算出部は、前記補正係数算出部により算出された前記補正係数が規定範囲でないと判定された場合、前記補正係数記憶部に記憶されている前記補正係数と前記第１燃料データとに基づいて、前記燃費データを算出する、
   請求項１に記載の作業車両の燃費計測システム。
3. 作業車両が規定の走行条件を満足するか否かを判定する走行条件判定部を備え、
   前記第２燃料データ算出部は、前記作業車両が前記走行条件を満足するときに取得された前記燃料タンクの燃料量の変化量に基づいて、前記第２燃料データを算出する、
   請求項１又は請求項２に記載の作業車両の燃費計測システム。
4. 前記走行条件は、前記作業車両の走行速度が速度閾値以下である状態が規定時間継続した状態を含む、
   請求項３に記載の作業車両の燃費計測システム。
5. 前記燃料タンクに燃料が供給されたか否かを判定する燃料供給判定部を備え、
   前記補正係数算出部は、前記燃料タンクに燃料が供給されていないと判定された場合、前記補正係数を算出する、
   請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の作業車両の燃費計測システム。
6. 前記燃費データを出力する出力部を備え、
   前記出力部は、作業車両に搭載されている表示装置に前記燃費データを出力する、
   請求項１から請求項５のいずれか一項に記載の作業車両の燃費計測システム。
7. 前記燃費データを出力する出力部を備え、
   前記出力部は、作業車両の外部のコンピュータシステムに前記燃費データを送信する、
   請求項１から請求項５のいずれか一項に記載の作業車両の燃費計測システム。
8. 前記第２燃料データは、前記エンジンの稼働時間における燃料消費率を含み、
   前記第２燃料データ算出部は、前記稼働時間の開始時点及び終了時点のそれぞれの前記燃料タンクの燃料量と前記稼働時間とに基づいて、前記第２燃料データを算出する、
   請求項１から請求項７のいずれか一項に記載の作業車両の燃費計測システム。
9. 前記第１燃料データは、前記稼働時間における平均燃料消費率を含み、
   前記第１燃料データ算出部は、前記燃料噴射量と燃料噴射回数と前記稼働時間とに基づいて、前記第１燃料データを算出し、
   前記補正係数算出部は、前記補正係数として、前記第１燃料データと前記第２燃料データとの比を算出する、
   請求項８に記載の作業車両の燃費計測システム。
10. 前記第２燃料データは、前記エンジンの稼働時間における燃料消費量を含み、
    前記第２燃料データ算出部は、前記稼働時間の開始時点及び終了時点のそれぞれの前記燃料タンクの燃料量に基づいて、前記第２燃料データを算出する、
    請求項１から請求項７のいずれか一項に記載の作業車両の燃費計測システム。
11. 第１燃料データは、前記稼働時間における累積燃料消費量を含み、
    前記第１燃料データ算出部は、前記燃料噴射量と燃料噴射回数と前記稼働時間とに基づいて、前記第１燃料データを算出し、
    前記補正係数算出部は、前記補正係数として、前記燃料消費量と前記累積燃料消費量との比を算出する、
    請求項１０に記載の作業車両の燃費計測システム。
12. エンジンに噴射される燃料噴射量に基づいて燃料消費に係る第１燃料データを算出することと、
    燃料タンクの燃料量の変化量に基づいて燃料消費に係る第２燃料データを算出することと、
    前記第１燃料データと前記第２燃料データとに基づいて補正係数を算出することと、
    前記補正係数が規定範囲か否かを判定することと、
    前記規定範囲であると判定された前記補正係数と前記第１燃料データとに基づいて燃料消費率を示す燃費データを算出することと、
    を含む作業車両の燃費計測方法。

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