JP6964396B2 - 速度制御表示システム及び方法ならびに表示モジュール - Google Patents

Description

本発明は、車両速度制御のための操作者表示機器に関する。特に、本発明は、現在の車両位置からの予測到着時刻に基づく計画的な到着時刻調節に関する。本発明は、自動調節機械介入制御システムと共に使用可能な、最適な指標のための調節された機械動作の操作者表示を含む。

採掘作業中のオフハイウェイ大型ダンプトラックなどの車両の操作者制御は、複数の機械の予定された計画についての効率損失を防ぐために、ある位置にある時刻に到着することを要求する場合がある。採掘の適用例のように、電力ワイヤロープショベルなどの積載装置器具は、運搬トラックの到着を待つときに作業効率が失われる。

引き続き採掘の適用例では、ショベルの待機時間を最短にするための解決法は、ショベルにより採掘された材料を運搬するために複数の運搬トラックを割り当てることであり、これにより運搬トラックの待機行列が生じて、運搬トラックは、ショベルがそれぞれの運搬トラックに積載することのできる、順番に並んだ積載位置のための機会を待つ。その結果、列で待機する運搬トラックは、運搬サイクル全体においてより最適な動作モードを使用したかもしれないときに、戻り走行時間を最短にするために最大出力を使用する方法で動作するため、効率の増加を逃しているおそれがある。

結果として生じ得る別の欠点は、待機行列にかかる時間であり、これにより、機械部品が、エンジン排気管システム、エンジン冷却システム、油圧システム、エンジン排気触媒流体システムなどで見られるような、より高い温度ヒステリシスを有する。一般に最大動力設定時に最高温度に到達し、一般に待機行列で単にアイドリングしている際に最低温度に到達する。行列での待機中、結果として到達した低温によって、運転室の発熱又は触媒排気システム動作に対して不十分な性能又はより低い性能を生じさせ、行列での待機中にこれらの温度を適切なレベルまで上昇させるには追加の電力消費を必要とすることがある。

別の欠点は、トラックの待機行列を収容するために存在する全体空間が限られていることがあるため、混雑が生じ、トラック間の空間間隙の通路が少なくなることである。通路空間が少ないと、狭い領域での動きの動作モードを通じて衝突破損や機械の損耗の可能性が高くなり得る。待機するトラックの数を減らせば、この限定された空間の問題を減少させることができる。

推定到着時刻を調節するための速度及び／又はエンジン制御の方法及びシステムを通じて、本発明により先行技術の欠点に対処する。

一実施形態によれば、目的地への車両の到着時刻を調節する方法は、車両運搬サイクルに対する車両の特徴である、記憶された車両の最適経路に対して車両のリアルタイム位置を判定するステップと、車両のリアルタイム速度を判定するステップと、記憶された最適経路に対する判定された車両のリアルタイム速度及び判定されたリアルタイム位置に基づいて、目的地への車両の推定到着時刻を判定するステップと、記憶された最適到着時刻からの推定到着時刻の偏差を判定するステップと、車両の自動制御を開始するステップと、推定到着時刻が記憶された最適到着時刻より前である場合に、車両操作者による介入なしで車両の動力設定値を減少させるステップと、車両の自動制御以外では使用できない車両の最大動力設定値を用いることにより、車両が記憶された最適到着時刻を実現できるかどうかを判定するステップと、推定到着時刻が記憶された最適到着時刻より後である場合であり、かつ、車両の最大動力設定値を用いることにより、車両が記憶された最適到着時刻を実現できる場合に、車両操作者による介入なしで車両の動力設定値を増加させるステップと、動力設定値の減少又は動力設定値の増加を示すように表示モジュールを更新するステップと、推定到着時刻が記憶された最適到着時刻より前であるか後であるかを示すように表示モジュールを更新するステップとを含むことができる。

別の実施形態によれば、経路に沿った車両の特性情報を記憶する方法は、車両経路に沿ったポイントで車両の特性に関する情報を受信するステップと、車両の特性に関する受信した情報を、車両経路に沿った車両特性の複数回の繰返しを記憶するように構成されたメモリに記憶させるステップと、車両が経路の端にあるかどうかを判定するステップと、車両が経路の端にある場合に、車両経路に沿った車両特性の許容平均セットが記憶されていないことを判定するステップと、記憶された車両特性をメモリから取り出すステップと、記憶された車両特性から車両経路に沿った車両特性を生成するステップと、車両経路に沿った生成された車両特性をメモリに記憶させるステップと、車両経路に沿った生成された車両特性から、車両経路に沿った車両特性の許容平均セットを生成するステップと、車両が経路の端にない場合に、車両経路に沿った車両特性の許容平均セットが記憶されていることを判定するステップと、車両経路に沿った車両特性の平均セットから車両の特性に関する情報の偏差を判定するステップと、判定された偏差に基づいて、車両が経路上にあるかどうかを判定するステップと、を含むことができる。

別の実施形態によれば、オフハイウェイダンプトラック車両用の表示モジュールは、車両を表す記号と、タイムスケールと、タイムスケールのサイズを修正するように構成されたタイムスケール乗算器と、タイムスケール上の位置を指すように構成された標示部材であって、記号に対する標示部材の位置が、目的地への車両の推定到着時刻が記憶された最適到着時刻より前であるか後であるかを示し、車両の推定到着時刻が、記憶された最適経路に対する車両のリアルタイム速度及びリアルタイム位置に基づいて判定される標示部材と、動力設定値の減少又は動力設定値の増加がアクティブであるかどうかを示すように構成された動力設定修正インジケータであって、推定到着時刻が記憶された最適到着時刻より前である場合に、車両操作者による介入なしで動力設定値が減少したことを示し、推定到着時刻が記憶された最適到着時刻より後である場合であり、かつ、車両の最大動力設定値を用いることにより、車両が記憶された最適到着時刻を実現できる場合に、車両操作者による介入なしで動力設定値が増加したことを示し、最大動力設定を車両操作者が機能させることができない動力設定修正インジケータと、を含むことができる。

以下の図面及び詳細な説明を考察すれば、その他のシステム、方法、特徴、及び利点が当業者に明らかになろう。そのようなさらなるシステム、方法、特徴、及び利点はすべて本説明に含まれるものであり、本発明の範囲内にあって、以下の特許請求の範囲により保護されるものである。

図面と併せて以下の説明を読むことにより、以下で説明する実施形態をより完全に理解できるだろう。

一実施形態による車両の図である。 一実施形態による、操作者インタフェースの更新プロセスのプロセスフロー図である。 一実施形態による、操作者インタフェースのコントローラのプロセスフロー図である。 一実施形態による、運搬トラックの適用中における例示的な出力使用量のグラフである。 一実施形態による、例示的な運搬プロファイルに、一般的なｘ軸の距離に対する例示的な時間プロットを重ねたグラフである。 一実施形態による、例示的な表示インタフェースを示す図である。 一実施形態による、様々な標示が示された例示的な表示インタフェースを示す図である。 一実施形態による、例示的なコントローラユニットを示す図である。

図１は、採掘環境における材料の運搬に使用されるオフハイウェイ採掘トラックを表すことのできる例示的な車両１０１の図である。例示的な車両１０１は、発電アセンブリ１０３に連結されたエンジン１０２を含み、発電アセンブリ１０３は、車両１０１に牽引力を与える電気トラクションモータ１０５へ、電気制御部１０４を通して、電気エネルギーを制御して伝達する。電気トラクションモータ１０５は、必要に応じて、回転エネルギーを取り出し、結果として生じる電気エネルギーを、減速格子アセンブリ１０６を通して熱として大気中に消散させることによって、減速動作で動作することができる。エンジンコントローラ１２１は、エンジン１０２の多くの態様を監視及び制御し、記憶されたデータとリアルタイムデータの両方を取り出すことができる。エンジンの空気系は、空気清浄機アセンブリ１０７、吸気管１０８、ターボチャージャ１０９、排気管１１０、排出流体注入器１１１、触媒反応チャンバ１１２、テールパイプ排気管１１３を含む。排気処理システムは、排出流体注入器１１１、触媒反応チャンバ１１２、弁システム１１４、流体リザーバ１１５、及び排気処理システムコントローラ１２０を含む。操作者制御室１１６は、器具類、スイッチ、レバー、ディスプレイ、ハンドル、及び他のそのような種類の人間と機械とのインタフェースを含む操作者インタフェース１１７を含む。機械コントローラ１１８及び積載量測定システムコントローラ１１９などの他のシステムコントローラも、例示的な車両１０１に共通である。例示的な車両１０１は、単に説明のためのものであり、本発明をこの例のみに限定するものと解釈すべきではない。

図２は、車両動作パラメータを更新するプロセスを示す。図３は、車両情報を記憶するプロセスを示す。

図３は、車両の特性情報を記憶するための例示的な実施形態のプロセスフロー図である。プロセッサコントローラ３０８は、セグメント３０６が後に続くコントローラ３０４から使用可能であるか又は導き出すことのできる車両特性情報を受信することができる。コントローラ３０４は、セグメント３０２が後に続くセンサ３０１から直接、又はセグメント３０５が後に続く別のコントローラ３０７から、特性データを受信することができ、又は導き出すことができる。プロセッサコントローラ３０８は、セグメント３０３が後に続くセンサ３０１から直接特性データを受信することができる。セグメント３０３及びセグメント３０６は、セグメント３０９につながってポイント記憶ブロック３１０に至り、ここでは受信したデータの即時記録がその後セグメント３１１に沿って一時経路ブロック３１２に記憶され、一時経路ブロック３１２は、これらの記憶事例を毎回順番に収集する。例えば、一時経路ブロック３１２は、一時経路ブロック３１２に四本の柱で示すように、記憶されたデータの四つの事例を示す。記憶されたデータの任意の数の事例を一時経路ブロック３１２に含むことができる。

ポイント記憶ブロック３１０は決定菱形３１４に至り、ここでは車両が時間又は位置においてでルートの端にあるかどうかなど、車両が経路の端にあるかどうかを、真のセグメント３１５及び偽のセグメント３１６を用いて判定する。車両が経路の端にない場合、次の偽のセグメント３１６は決定菱形３３８に至り、ここでは記憶された有効平均経路の判定が、偽のセグメント３４０及び真のセグメント３３９を用いて行われる。有効平均経路は、前に記憶された経路の許容平均を使用可能である場合に記憶される。例えば、二つの記憶された経路の平均は、データセットが限定されすぎているため許容されないことがあるが、三つ以上の記憶された経路の平均は許容されることがある。任意の数の記憶されたデータ経路が、有効平均経路を有するよう許容されると見なされる。記憶された有効平均経路を使用できない場合、偽のセグメント３４０は現在のデータ記憶事例の終了ループに至り、次のデータ記憶事例ループを開始し、この場合、さらなるデータポイントが記憶される。記憶された有効平均経路を使用できる場合、真のセグメント３３９はデルタ判定ブロック３４１に至り、ここでは記憶された有効平均経路からのずれを計算する。

デルタ判定ブロック３４１はセグメント３４２に続く決定菱形３４３に至り、ここでは車両の実際の経路も記憶された有効平均経路３３５に適度に等しいかどうかを、真のセグメント３４４及び偽のセグメント３４５を用いて判定する。車両の実際の経路が記憶された有効平均経路に等しいかどうかを判定するために、公差を決定菱形３４３に含むことができ、そのため、記憶された有効平均経路から１０％などのわずかに逸れた実際の経路も、記憶された有効平均経路に等しいと考えられる。公差は動作条件に基づいて変化させることができる。決定菱形３４３が、実際の経路が記憶された有効平均経路に等しくない、すなわち車両が記憶された有効平均経路上にないと判定した場合には、偽のセグメント３４５がセグメント３４０につながってブロック３３７に至り、この場合、さらなるデータポイントが記憶される。決定菱形３４３が、実際の経路が記憶された有効平均経路に等しいと判定した場合、真のセグメント３４４は更新ブロック２４０のプロセスに至り、これにセグメント３４７、次いでセグメント３４０が続く。プロセス更新ブロック２４０では、図２に関して説明した例により、操作者表示及び機械機能修正が必要に応じて更新される。

引き続き図３では、車両が経路の端にない場合、次の真のセグメント３１５が決定菱形３１６に至り、ここでは記憶装置の無効経路データの判定が偽のセグメント３１７及び真のセグメント３１８を用いて行われる。例えば、経路のデータポイントの有効セットが記憶されると、決定菱形３１６内の経路フラグが真となる。経路のデータポイントの無効セットが記憶されると、決定菱形３１６内の経路フラグが偽となる。データの許容量未満が記憶された場合、又は誤ったデータが記憶された場合などに、データが有効であるか無効であるかをデータの量又は質に基づいて判定することができる。他の特性を使用して、データが有効であるか無効であるかを判定してもよい。経路データポイントの無効セットが記憶されたときに、偽のセグメント３１７はブロック３１９に至り、ブロック３１９は、一時経路ブロック３１２からセグメント３２０に沿ってデータを取り出して、特性３２０の追加偏差について処理し、追加特性３２０を各データセット３１３につなぐ。このようにして、経路のデータポイントの有効セットを生成することができる。セグメント３２１は経路記憶ブロック３２２に至り、ここでは生成されたデータポイントの有効セットが記憶される。セグメント３２３は３１２のデータをブロック３１９からのデータ３２０と共にプロセッサコントローラ３０８の記憶領域に導き、ここでは完了したばかりの有効な経路３２４のコースについての特定の特性及び導き出された特性３２５が記憶される。各データセット３１３に記憶させることのできる例示的なタイプのデータとしては、時間、距離、エンジン回転速度、エンジン出力、駆動輪モータ電流、駆動輪モータ電圧、エンジン冷却液ファン回転速度、エンジン冷却液温度、積載量材料質量、エンジン燃料比、積載量、フロントサスペンション圧力、リアサスペンション、及びボディダウン（ｂｏｄｙ ｄｏｗｎ）近接スイッチ状態が挙げられる。３２０で導き出すことのできる例示的なタイプのデータとしては、駆動性能、エンジン燃料性能、エンジンファン出力、駆動ラインファン出力、ファンの全出力、及び駆動輪の全出力が挙げられる。経路３２４について導き出すことのできる例示的なタイプのデータとしては、ファンの全累積エネルギー、地上動力（ｇｒｏｕｎｄ ｐｏｗｅｒ）推進エネルギー、エンジン出力エネルギー、１トン当たりの駆動出力エネルギー、及び１トン当たりのエンジン出力エネルギーが挙げられる。他のタイプのデータを記憶させても、導き出してもよい。

プロセッサコントローラ３０８内の記憶領域は、有効経路データポイントの複数のセットを含むことができる。一実施形態によれば、決定菱形３２９で設定数の記憶された経路データセットがまだ存在していないと判定されると、真のセグメント３３０はブロック３３２に至り、ブロック３３２はセグメント３３３及びセグメント３３４を呼び出して、プロセッサコントローラ３０８に記憶された経路データポイントの有効セットから平均経路データセットを作成する。平均経路ブロック３３５は、経路３３５について導き出されたデータ３３６のセットである。別の実施形態によれば、このデータセット３３５は、導き出された後にコントローラ３０４を通ってセグメント３０６に沿ってプロセッサコントローラ３０８へ受信された、車両に内在する、又は車両から離れたデータベースセットの他のソースから導き出すことができる。ブロック３２７に至る次のセグメント３２６は、その後セグメント３２８により決定菱形３２９に至り、ここでは偽のセグメント３３１及び真のセグメント３３０を有するデータセット３３５についての無効データセットが存在するかどうかを判定する。無効データセットが存在する場合、次の偽のセグメント３３１はセグメント３４０につながって、次のポイント記憶という名称のブロック３３７に至り、この場合、さらなるデータポイントが記憶される。図３に関して説明したプロセスは、収集し記憶した新しいデータポイントを有する、記憶された平均経路データを連続的に更新する。このようにして、車両が複数の経路を終了するにつれて、記憶された平均経路が記憶されたデータを連続的に反映する。

図２は、図３に示す更新ブロック２４０の更新プロセスの一つの例示的な方法のプロセスフロー図である。プロセスブロック２４０では、操作者表示及び機械機能修正が必要に応じて更新される。更新のプロセスは、決定菱形２０２に至る入力セグメント２０１で始まり、有効データがあるかどうかを判定し、決定菱形２０２は偽のセグメント２０３及び真のセグメント２０４を有する。有効データがない場合、次の偽のセグメント２０３は決定菱形２２８に至り、機械自動制御がアクティブであるかどうかを判定し、決定菱形２２８は偽のセグメント２３０及び真のセグメント２２９を有する。次の偽のセグメント２３０は更新表示ブロック２１３に至り、セグメント２１４でプロセスから出る。

引き続き図２では、機械自動制御がアクティブである場合、次の真のセグメント２２９は部分戻りブロック２３１に至り、ここではゼロ修正指令に向けた調節を行う。決定菱形２０２で判定されたときに有効データがない場合、自動制御の基になるデータが信頼できるものでないおそれがあるため、自動制御によって機械を動作させることは望ましくないことがある。しかしながら、自動制御を直ちに停止させるのではなく、機械を非自動制御設定に徐々に戻すことが望ましいことがある。決定菱形２３３は、修正指令値がゼロに近いかどうかを判定し、これにより、修正が最小であるように、自動制御修正指令値が機械の通常の非自動制御動作に近いかどうかを判定する。決定菱形２３３は偽のセグメント２３５及び真のセグメント２３４を有する。自動制御修正指令値がゼロに近くない場合、すなわち修正が最小でない場合、次の偽のセグメント２３５はセグメント２３０につながって更新表示ブロック２１３に至る。自動制御は、指令値がゼロに近くなるまで、部分戻りブロック２３１内で徐々に減少する。自動制御修正指令値がゼロに近くなると、次の真のセグメント２３４は経路フラグ偽設定ブロック２３６に至り、これによりアクティブ制御の完全無効状態を確立することができ、すなわち自動制御修正指令をオフ又はオフ近くにすることができる。その後、ブロック２３６はセグメント２３７につながってゼロ調節設定ブロック２３８に至り、ここでは自動制御修正指令値の調節をゼロに設定して、ゼロ調節を確実に実現する。その後ブロック２３６はセグメント２３９に至り、セグメント２３０につながって更新表示ブロック２１３に至る。

引き続き図２では、有効データがあることを判定した真のセグメント２０４は、位置判定ブロック２０５に至り、ここでは最適経路に対するリアルタイム位置を判定する。車両の経路は、積載ショベルに対して行き来する採掘車両の運搬サイクルなどの運搬サイクルに対する車両の特徴を参照することができる。経路は、車両が所望の到着時刻に対して早いか遅いかなどの車両の時間指標を参照することができる。加えて又はあるいは、車両の経路は、運搬サイクルルートに対する車両の位置を参照することができる。最適経路により、車両は最適時刻に目的地に到着することができる。最適時刻は、車両が目的地に到着する最も早い可能な時間であってもよく、そうでなくてもよい。最適時刻は、車両の非アクティブな期間を最短にする時刻であってもよい。例えば、運搬トラックがその積載ポイントに到着する最適時刻は、運搬トラックに材料を積載するために装置を使用できる時刻に一致した時刻であってよい。そのような最適時刻により、運搬トラックが待機行列でアイドリングしている時間を最短にすることができる。アイドリング時間を短くすることによって、車両が運搬サイクル全体を通して最も効率的な状態で動作できることにより燃料効率を向上させることができる。

位置判定ブロック２０５に続いて、セグメント２０６が到着判定ブロック２０７に至り、到着判定ブロック２０７は、運搬サイクルにおける距離の地点について記憶された最適経路データに基づいて推定到着時刻を判定する。このようにして、推定到着時刻を、経路に沿った任意のポイント（地点）においてリアルタイムで判定することができる。これに続いて、セグメント２０８が調節判定ブロック２０９に至り、ここでは最適経路からリアルタイムデータのポイントへのずれが確定される。ずれは、機械が最適到着時刻などの基準ポイントより前又は後のある時刻であってよい。加えて又はあるいは、ずれは、機械がルートの上のあるポイントから離れている距離か、又はルート全体から離れている距離であってよい。これにより、セグメント２１０によって決定菱形２１１に至り、アクティブ機械制御介入が、プロセスの真のセグメント２１５及びプロセスの偽のセグメント２１２を用いて可能であるかどうかを判定する。次の偽のセグメント２１２は更新表示ブロック２１３に至る。

引き続き図２で、アクティブ機械制御介入が可能であると判定した真のセグメント２１５は、速度判定ブロック２１６に至り、ここではリアルタイム速度比較が最適経路に対して判定され、これに続いてセグメント２１７が決定菱形２１８に至り、真のセグメント２００及び偽のセグメント２１９を用いて、推定到着時刻が最適到着時刻に関して早いかどうかを判定する。決定菱形２１８は、推定到着時刻が最適到着時刻より早いかどうかを判定する。推定到着時刻が最適到着時刻より早い場合、次の真のセグメント２２０は出力減少ブロック２２４に至り、ここではアクティブ制御により動力設定値を減少させ、これにセグメント２２５が続き、セグメント２３０、次いで更新表示ブロック２１３に至る。動力設定値の減少により、推定到着時刻を最適到着時刻に変更することができる。推定到着時刻が最適到着時刻より遅い場合、次の偽のセグメント２１９は決定菱形２２１に至り、真のセグメント２２３及び偽のセグメント２２２を用いて、機械の最大性能特性に基づいて遅い推定到着時刻を判定し、これにより、機械の最大性能を用いることによって、推定到着時刻が最適到着時刻に等しくなり得るかどうかを判定する。次の真のセグメント２２３は出力増加ブロック２２６に至り、出力増加ブロック２２６は最大駆動システム出力設定値（最大動力設定値）を要求する。最大駆動システム出力設定値は、操作者の任意の使用に対して標準機械がもたらすものより大きくてよい。出力増加ブロック２２６はセグメント２２７に至り、セグメント２３０につながって更新表示ブロック２１３に至る。自動アクティブ制御は、車両の運転者などの機械の操作者による介入又は動作なしで動力設定値を調節することができる。加えて又はあるいは、操作者からの指示値が自動アクティブ制御の指令値に一致していない場合、又は指令と矛盾しているか相反する場合などに、自動アクティブ制御設定値が、操作者からの指示値を拒絶又は無視することができる。例えば、推定到着時刻が最適到着時刻に等しくなるように自動アクティブ制御により機械の動力設定値を減少させる場合、自動アクティブ制御により、車両のアクセルを押し下げるなどの操作者からの動力設定値の増加の指示を無視することができる。

表示更新ブロック２１３は、最適到着時刻に関して推定到着時刻を標示することかできる。例えば、表示は、機械が最適到着時刻より２分早く到着すると推定されることを示すことができる。表示更新ブロック２１３は、自動制御を使用して機械の動力設定値を修正しているかどうかを標示することができる。例えば、表示は、推定到着時刻が最適到着時刻に等しくなるように動力設定値が増減されたことを示すことができる。

引き続き図２では、例示的な実施形態のさらなる説明について、この例に限定されるものと解釈すべきではないが、車両の動力設定値が、例における三つの変形体、すなわち、修正なし、減少、増加に効果的になる。別の実施形態では、動力設定値の減少が段階的であるか、又は減少レベルが漸減してもよい。別の実施形態では、動力設定値の増加が段階的であるか、又は増加レベルが漸減してもよい。別の実施形態では、通常の動力設定値へのブロック２３１における段階的な戻りが、ブロック２２４又はブロック２２６で行われる修正ブロックのステップと異なっていてもよい。別の実施形態では、通常の非修正動力設定値が、一般的なの機械標準レベルではない何らかの所望の性能特性レベルに基づいて実際の現場条件に合わせて調節された設定レベルであってよい。例えば、運搬サイクルの運搬部分の間におけるエンジン出力の一般的な機械標準所望レベルは、寒冷環境で行われる運搬サイクルの運搬部分の間におけるエンジン出力の所望レベルより低くてもよい。

図４は、エンジン出力のｙ軸スケール４１４及び時間のｘ軸スケール４２８を有する、オフハイウェイ採掘運搬トラックとしての車両１０１の例示的な適用を示す。一般的な運搬サイクル時間４２２は、セグメント４０１〜４０５を包括的に含む通常の動作適用により示される。修正された動作の例示的な実施形態は、セグメント４０２〜４０５のそれぞれに対応するセグメント４１８〜４２１により示される。開始４１１から終了４１２までの通常の動作適用経路は第２のｘ軸に示され、これには、積載４０６、運搬４０７、ダンピング４０８、減速４０９、及び待機４１０の運搬サイクルセグメントが含まれ、対応するエンジン出力は、ｙ軸に、アイドリング４１７、減速４１６、ターンダンプ及びスポット（ｔｕｒｎ ｄｕｍｐ ａｎｄ ｓｐｏｔ）４１５並びにフル４１３で示される。最大生産運搬サイクル時間４２３も示され、これは、通常の動作と例示的な修正実施形態動作との間の時間４０５及び時間４２１の異なる待機時間を示す。図示したように、通常の動作の待機時間４０５は、例示的な実施形態動作の待機時間４２１より長くてよい。前述したように、待機時間を短くすることは、車両効率及びメンテナンスなどの様々な理由で有利となり得る。図４に示すように、例示的な修正実施形態動作４１８に必要な最大エンジン出力は、通常の動作適用４０２に必要な最大エンジン出力より少なくてもよい。

図５は、オフハイウェイ採掘運搬トラックとしての車両１０１の例示的な適用の動作条件の例を示す。水平距離のｘ軸スケール５１７と垂直距離のｙ軸スケール５１８とを有するサンプル運搬プロファイル５１９は、ゼロポイント５１６から始まり、ここでは車両１０１がショベルなどの土質材料積載機械のところにあり、完全に積載されたときに動き始める。その後、車両１０１は積載ショベル領域から水平セグメント５０１を通って操作し、運搬道５０２の開始部分でその経路を上方へ向け始める。運搬道５０２は、運搬プロファイルルートに上昇セグメント５０３、５０５、５０７、５０９、５１１、５１３及び短い平坦セクション５０４、５０６、５０８、５１０、５１２を有することができる。その後、車両１０１は、比較的水平な地面ダンピング領域セグメント５１４に出会うことができる。プロファイル５１９の端５１５で、ダンピング動作などにおいて積荷が放出される。その後、車両１０１は、同じプロファイルを介して戻り方向に戻り、下降して土質材料積載ショベルへ戻って始動位置５１６に再び到着する。この往復の例のタイプの適用、この場合、積荷がある上昇する運搬及び空の下降する戻りが運搬サイクルの例である。この例の逆などの他の運搬サイクルが可能であり得る。

図５は、ｙ軸スケール５２０の時間を運搬サイクルに沿ったｘ軸スケール５１７の距離に対して表すグラフも含む。ラインセグメント５２１〜５３７（円形動作ポイントを含む）は、車両１０１の最大速度生産使用量についての時間対距離特性を示し、図４のグラフセグメント４０１〜４０５のそれぞれにも対応する。ラインセグメント５４０〜５５４は、車両１０１の最大速度生産使用量についてのダンピング動作後の戻り走行の時間対距離特性を示す。垂直距離のｙ軸スケール５１８は、ラインセグメント５２１〜５５４には適用できない。戻り走行はダンピング領域への走行よりもかかる時間が短いことがある。ダンピングがより高い高さで行われ、積載がより低い高さで行われるなどの場合に、車両１０１が戻るときにより高い速度を使用することがあるからである。車両の始動ポイントをポイント５２１で示し、同じ位置への車両１０１の戻りをポイント５５５で示す。この場合の待機行列時間は、図４のグラフセグメント４０５に対応する、セグメント５５６によりポイント５５７に至るポイント５５５で始まる垂直ラインセグメントから示される。

図５はまた、最適特性時間対距離の線を、ｙ軸スケール５２０の時間と運搬サイクルに沿ったｘ軸スケール５１７の距離と共に表すグラフを含む。車両の始動ポイントはポイント５５８で示され、線はポイント及びラインセグメント５５９〜５７４（菱形動作ポイント）を包括的に含み、これは図４のグラフセグメント４０１、４１８、４１９、４２０に対応する。ラインセグメント５７７〜５９１は、車両１０１の最適な使用量についてのダンピング動作後の戻り走行の時間対距離特性を示す。垂直距離のｙ軸スケール５１８はラインセグメント５５９〜５９１に適用することができない。この場合の待機行列時間は、図４のグラフセグメント４２１に対応する、セグメント５９３によりポイント５９４に至るポイント５９２で始まる垂直ラインセグメントから示される。図４に示すように、車両１０１の最適な使用量についての待機行列時間は、車両１０１の最大速度使用についての待機行列時間より短くてよい。したがって、前述したように、車両１０１の最適な使用量は、車両１０１の最大速度使用量よりも効率的なものとなり得る。

図６は、タイムスケールの背景６０３を有する標示針６０４を含む例示的な表示の実施形態の代表図であり、ここではタイムスケールが分の単位又は他の時間単位であってよい。スケール乗算器インジケータ６０２は、代替スケール乗算器がアクティブであるときに点灯する。例えば、スケール乗算器インジケータ６０２が点灯すると、タイムスケールは”分”に対して”１０分の１の分”として表示される。インジケータ６０６は、自動アクティブ制御が車両の動力設定値を減少させたときなどに、機械修正がより遅い速度についてアクティブになることを通知するためのものである。インジケータ６０５は、自動アクティブ制御が車両の動力設定値を増加させたときなどに、機械修正がより速い速度についてアクティブになることを通知するためのものである。インジケータ６０７は、機械アクティブ性能制御が、目的地への所望の到着時刻を実現するために、コース経路をたどるアルゴリズムに従って機械の性能を自動で調節していることを通知するためのものである。例えば、車両が最適時刻に目的地に到着するようにするために、自動アクティブ制御が巡航制御と同様に車両の速度を調節しているときに、インジケータ６０７を起動することができる。符号６０８は車両を表す。

図７は、異なる標示を示す例示的な表示の実施形態の代表図である。最適到着時刻の約２分前及び早く計算された到着時刻の標示が標示７０１に示される。標示７０１に示すように、符号６０８は針６０４より先にあり、車両が予定より早いことを示す。最適到着時刻の約４分前及び早く計算された到着時刻の標示が標示７０２に示される。標示７０１と同様に、符号６０８は針６０４より先にあり、車両が予定より早いことを示す。標示７０１及び７０２の両方において、推定到着時刻を最適到着時刻に合わせるために、車両動力設定値を自動アクティブ制御によって減少させることができる。最適到着時刻より約５分後及び遅く計算された到着時刻の標示が標示７０３に示される。標示７０３に示すように、符号６０８は針６０４より後にあり、車両が予定より遅いことを示す。標示７０３では、推定到着時刻を最適到着時刻に合わせるために、車両動力設定値を自動アクティブ制御によって増加させることができる。標示７０１は、車両１０１の最適使用量ラインより約２分下である、図５のポイント５９６辺りに対応する。標示７０２は、車両１０１の最適使用量ラインより約４分下である、図５のポイント５９５辺りに対応する。最適使用量ラインをポイント５９６、５９５に下方へ移動することにより、最適使用量ラインセグメントの戻り部分を対応して下方へ移動し、これにより、最適使用量ラインの終ポイント５９２を下方へ、より早い時間に移動させる。標示７０３は、車両１０１の最適使用量ラインより約５分上である、図５のポイント５９７辺りに対応する。最適使用量ラインをポイント５９７に上方へ移動することにより、最適使用量ラインセグメントの戻り部分を対応して上方へ移動し、これにより、最適使用量ラインの終ポイント５９２を上方へ、より遅い時間に移動させる。

図８は、図１〜図７に関して説明した車両、プロセス、又は表示インタフェースのいずれかを運転するように使用可能であり構成されたコントローラユニット８００の実施形態の例を示す。コントローラユニット８００は、中央処理装置（ＣＰＵ）、グラフィック処理装置（ＧＰＵ）、又はこれらの両方などのプロセッサ８０２を含むことができる。プロセッサ８０２は、一つ以上の汎用プロセッサ、デジタル信号プロセッサ、特定用途向け集積回路、フィールドプログラマブルゲートアレイ、サーバ、ネットワーク、デジタル回路、アナログ回路、これらの組合せ、又はデータの解析及び処理のための他の現在公知のデバイス若しくは将来開発されるデバイスであってよい。プロセッサ８０２は、手動で生成された（すなわち、プログラムされた）コードなどのソフトウェアプログラムを実施することができる。

コントローラユニット８００は、バス８０８を介して通信可能なメモリ８０４を含むことができる。メモリ８０４は、メインメモリ、スタティックメモリ、又はダイナミックメモリであってよい。メモリ８０４としては、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、読み出し専用メモリ（ＲＯＭ）、プログラマブル読み出し専用メモリ（ＰＲＯＭ）、電気的プログラマブル読み出し専用メモリ（ＥＰＲＯＭ）、電気的消去可能プログラマブル読み出し専用メモリ（ＥＥＲＯＭ）、フラッシュメモリ、磁気テープ又はディスク、光学媒体などを含むがこれに限定されない様々なタイプの揮発性及び不揮発性記憶媒体などのコンピュータ可読記憶媒体が挙げられるが、これに限定されない。一つの事例では、メモリ８０４がプロセッサ８０２のキャッシュメモリ又はランダムアクセスメモリを含むことができる。あるいは又は加えて、メモリ８０４は、プロセッサのキャッシュメモリ、システムメモリ、又は他のメモリなど、プロセッサ８０２とは別であってもよい。メモリ８０４は、データを記憶するための外部記憶デバイス又はデータベースであってもよい。例として、ハードドライブ、コンパクトディスク（ＣＤ）、デジタルビデオディスク（ＤＶＤ）、メモリカード、メモリスティック、フロッピーディスク、ユニバーサルシリアルバス（ＵＳＢ）メモリデバイス、又はデータを記憶するように動作する他のデバイスが挙げられる。メモリ８０４は、プロセッサ８０２により実行可能な指示８２４を記憶するように動作可能であってよい。図示し、本明細書で説明した機能、プロセス、動作、又はタスクを、メモリ８０４に記憶された指示８２４を実行するプログラムプロセッサ８０２によって行うことができる。あるいは又は加えて、本明細書で説明した機能、プロセス、動作、又はタスクを実施するための指示８２４を、ハードウェア、ソフトウェア、又はコントローラのＲＯＭなどの両方の何らかの組合せに組み込んでもよい。機能、プロセス、動作、又はタスクは、特定のタイプの指示セット、記憶媒体、プロセッサ又は処理戦略とは独立していてよく、単独で、又は組み合わせて動作するソフトウェア、ハードウェア、集積回路、ファームウェア、マイクロコードなどによって行うことができる。同様に、処理戦略は、多重処理、多重タスキング、並列処理などを含むことができる。

コントローラユニット８００は、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）、有機発光ダイオード（ＯＬＥＤ）、フラットパネルディスプレイ、固体ディスプレイ、ブラウン管（ＣＲＴ）、プロジェクタ、プリンタ、又は判定情報を出力するための他の現在公知の表示デバイス若しくは将来開発される表示デバイスなどのディスプレイ８１０をさらに含み、又はこれと通信する。ディスプレイ８１０は、図６、図７を参照して説明した表示の実施形態と同様に動作することができる。ディスプレイ８１０は、ユーザがプロセッサ８０２の機能を見るためのインタフェースとして、又は詳細には、メモリ８０４又はドライブユニット８０６に記憶されたソフトウェアとのインタフェースとして動作することができる。

加えて、コントローラユニット８００は、コントローラユニット８００の部品のいずれかとユーザが対話できるように構成された入力デバイス８１２を含み、又はこれと通信することができる。入力デバイス８１２は、テンキー、キーボード、又はマウス若しくはジョイスティックなどのカーソル制御デバイス、タッチスクリーンディスプレイ、コントローラユニット８００と対話するように動作する遠隔制御デバイス又は他のデバイスであってよい。入力デバイス８１２は、ディスプレイ８１０の一部であってよい。

コントローラユニット８００は、ディスク又は光学ドライブユニット８０６を含んでもよい。ディスクドライブユニット８０６は、一つ以上のセットの指示８２４、例えばソフトウェアを組み込み可能なコンピュータ可読媒体８２２を含むことができる。さらに、指示８２４は、本明細書に記載の一つ以上の方法又は論理を実行することができる。指示８２４は、コントローラユニット８００による実行中に、完全に、又は少なくとも部分的にメモリ８０４内及び／又はプロセッサ８０２内にあってよい。メモリ８０４及びプロセッサ８０２は、前述したように、コンピュータ可読媒体を含んでもよい。

本開示は、指示８２４を含む、又は伝搬信号に応答して指示８２４を受信し実行するコンピュータ可読媒体８２２を考慮しており、ネットワーク８１６に接続されたデバイスが、ネットワーク８１６上で声、映像、音声、画像、又は他のデータを通信できるようにする。さらに、通信インタフェース８１４を介してネットワーク８１６上で指示８２４を送受信することができる。通信インタフェース８１４は、プロセッサ８０２の一部であっても別の部品であってもよい。通信インタフェース８１４はソフトウェア内に作成されても、ハードウェア内の物理的接続であってもよい。通信インタフェース８１４を、ネットワーク８１６、追加のデバイス、外部媒体、ディスプレイ８１０、又はコントローラユニット８００の他の部品、又はこれらの組合せに接続するように構成してもよい。通信インタフェース８１４との接続は、ＲＳ−２３２接続、有線イーサネット（登録商標）接続、以下で説明する無線接続、又は他のタイプの接続などの物理的接続であってよい。同様に、コントローラユニット８００の他の部品とのさらなる接続は、物理的接続であっても、無線で確立されたものであってもよい。

ネットワーク８１６は、有線ネットワーク、無線ネットワーク、又はこれらの組合せと共に使用される追加のデバイスを含むことができる。無線ネットワークは、携帯電話ネットワーク、８０２．１１、８０２．１６、８０２．２０、又はＷｉＭａｘネットワークであってよい。さらに、ネットワーク８１６は、インターネットなどのパブリックネットワーク、イントラネットなどのプライベートネットワーク、又はこれらの組合せであってよく、ＴＣＰ／ＩＰベースのネットワークプロトコルを含むがこれに限定されない、現在使用可能な、又は将来開発される様々なネットワークプロトコルを使用することができる。

コンピュータ可読媒体８２２は単一媒体であってよく、又はコンピュータ可読媒体８２２は、集中若しくは分散データベース、及び／又は一つ以上のセットの指示を記憶する関連キャッシュ及びサーバなどの、単一媒体若しくは複数媒体であってよい。「コンピュータ可読媒体」という用語は、プロセッサにより実行する指示のセットを記憶、符号化、若しくは搬送可能な媒体、又は本明細書に開示された方法若しくは動作のいずれか一つ以上をコンピュータシステムに実行させることのできる媒体を含んでもよい。

コンピュータ可読媒体８２２は、メモリカード又は一つ以上の不揮発性読み出し専用メモリを収容する他のパッケージなどの固体メモリを含んでもよい。コンピュータ可読媒体８２２は、ランダムアクセスメモリ又は他の揮発性書換可能メモリであってもよい。加えて、コンピュータ可読媒体８２２は、ディスク又はテープ、又は伝送媒体を通じて通信された信号などの搬送波信号を取り込む他の記憶デバイスなどの光磁気又は光学媒体を含んでもよい。電子メール又は他の単独情報アーカイブ又はアーカイブのセットへのデジタルファイルの添付を、有形的記憶媒体であり得る配布媒体と考えてもよい。したがって、本開示は、データ又は指示を記憶可能なコンピュータ可読媒体又は配布媒体及び他の等価物及び後継媒体の一つ以上を含むものと考えられる。

図１〜図８に関して説明した車両、プロセス、表示インタフェース、及びコントローラは、車両の推定到着時刻を調節する手段を提供し、これにより、最短移動時間での最大出力の動作方法が待機行列で待機する余分な時間を生じさせるときに、燃料燃焼、排気システムなどのシステムの温度安定性、出力安定性の平均、エンジン冷却液システム、運転室のヒータシステムなどの多くの可能な指標に関して車両到着時刻を最適化することによって、背景の段落で扱った問題を解決する。

本発明の様々な実施形態ついて説明したが、本発明の範囲内でより多くの実施形態及び実施が可能であることが当業者に明らかであろう。したがって、本発明は、添付の特許請求の範囲及びその等価物を考慮することなしには限定されない。

Claims (20)

1. 目的地への車両の到着時刻を調節する方法であって、
   運搬サイクルについての、記憶された前記車両の最適経路に対して前記車両のリアルタイム位置を判定するステップと、
   前記車両のリアルタイム速度を判定するステップと、
   前記記憶された最適経路に対する前記車両の前記判定されたリアルタイム速度及び前記判定されたリアルタイム位置に基づいて、前記最適経路に沿った目的地への前記車両の推定到着時刻を判定するステップと、
   記憶された前記目的地への最適到着時刻からの前記推定到着時刻の偏差を判定するステップと、
   前記車両の自動制御を開始するステップと、を含み、
   前記自動制御が、
   前記推定到着時刻が前記記憶された最適到着時刻より前である場合に、車両操作者による介入なしで前記車両の動力設定値を減少させるステップと、
   前記車両の最大性能を発揮する最大動力設定値を用いることにより、前記車両が前記記憶された最適到着時刻を実現できるかどうかを判定するステップと、
   前記推定到着時刻が前記記憶された最適到着時刻より後である場合であり、かつ、前記車両の前記最大動力設定値を用いることにより、前記車両が前記記憶された最適到着時刻を実現できる場合に、前記車両操作者による介入なしで前記車両の前記動力設定値を増加させるステップと、を含む方法。
2. 前記最適経路が、前記車両の運搬サイクルに沿った位置における前記車両の到着時刻のシーケンスである、請求項１に記載の方法。
3. 前記最適経路が、前記車両の運搬サイクル内の時間における前記車両の位置のシーケンスである、請求項１に記載の方法。
4. 前記車両がオフハイウェイダンプトラックであり、前記車両の運搬サイクルが、前記車両に第１の位置で積載すること、前記車両が第２の位置へ移動すること、積荷を第２の位置で車両から除去することを含み、前記第１の位置が前記第２の位置とは異なる、請求項１に記載の方法。
5. 前記自動制御が、
   動力設定値の減少又は動力設定値の増加を示すように、前記車両のために表示される表示モジュールを更新するステップと、
   前記推定到着時刻が前記記憶された最適到着時刻より前であるか後であるかを示すように前記表示モジュールを更新するステップと、をさらに含む、請求項１に記載の方法。
6. 有効車両データが使用可能であるかどうかを判定するステップと、
   前記車両の自動制御がアクティブであるかどうかを判定するステップと、
   有効車両データが使用できない場合であり、かつ、前記車両の自動制御がアクティブである場合に、
   車両の設定が非アクティブな自動制御設定レベルに向かって動くように前記車両の設定を修正するよう、前記自動制御を通して前記車両に指示するステップと、
   前記車両の設定が、前記非アクティブな自動制御設定レベルに近いかどうかを判定するステップと、
   前記車両の設定を、前記非アクティブな自動制御設定レベルに等しくなるように調節するステップと、
   自動制御が前記車両の設定を修正していないことを示すように表示モジュールを更新するステップと、をさらに含む、請求項１に記載の方法。
7. 前記車両の設定が動力の設定である、請求項６に記載の方法。
8. 前記車両操作者からの指示値が前記車両の前記自動制御によって決まる設定値と相反する場合に、前記車両操作者からの指示を無視するステップをさらに含む、請求項６に記載の方法。
9. 前記目的地での前記車両の待機時間が、前記最適到着時刻が実現されたときの方が、前記最適到着時刻が実現されないときに比べて短い、請求項１に記載の方法。
10. 前記最適経路をたどる前記車両が、前記最適経路をたどらない前記車両に比べて、車両効率特性が高い、請求項１に記載の方法。
11. 前記車両効率特性が、
    車両待機時間、
    車両アイドリング時間、
    触媒排気システム性能、及び
    運転室の発熱
    の少なくとも一つを含む、請求項１０に記載の方法。
12. 前記動力設定値を減少させるステップが段階的な減少を含む、請求項１に記載の方法。
13. 前記動力設定値を増加させるステップが段階的な増加を含む、請求項１に記載の方法。
14. 前記表示モジュールが、
    前記車両を表す記号と、
    タイムスケールと、
    前記タイムスケールのサイズを修正するように構成されたタイムスケール乗算器と、
    前記タイムスケール上の位置を指すように構成された標示部材であって、前記記号に対する前記標示部材の位置が、前記車両の前記推定到着時刻が前記記憶された最適到着時刻より前であるか後であるかを示す標示部材と、
    前記動力設定値の減少又は前記動力設定値の増加を示すように構成された動力設定修正インジケータと、を含む、請求項５に記載の方法。
15. 経路に沿った車両の特性情報を記憶する方法であって、
    車両経路に沿ったポイントで前記車両の特性に関する情報を受信するステップと、
    前記車両の特性に関する前記受信した情報を、前記車両経路に沿った車両特性の複数回の繰返しを記憶するように構成されたメモリに記憶させるステップと、
    前記車両が前記経路の端にあるかどうかを判定するステップと、
    前記車両が前記経路の端にある場合に、
    前記車両経路に沿った車両特性の許容平均セットが記憶されていないことを判定するステップと、
    記憶された車両特性を前記メモリから取り出すステップと、
    前記記憶された車両特性から前記車両経路に沿った車両特性を生成するステップと、
    前記車両経路に沿った前記生成された車両特性を前記メモリに記憶させるステップと、
    前記車両経路に沿った前記生成された車両特性から、前記車両経路に沿った車両特性の許容平均セットを生成するステップと、
    前記車両が前記経路の端にない場合に、
    前記車両経路に沿った車両特性の許容平均セットが記憶されていることを判定するステップと、
    前記車両経路に沿った車両特性の許容平均セットから前記車両の特性に関する情報の偏差を判定するステップと、
    前記判定された偏差に基づいて、前記車両が前記経路上にあるかどうかを判定するステップと、を含む方法。
16. 前記記憶された車両特性から前記車両経路に沿って車両特性を生成するステップが、
    前記車両の特性に関する前記受信した情報から車両特性を導き出すステップと、
    前記車両経路に沿って車両特性を生成するために、前記導き出された車両特性を前記記憶された車両特性に加えるステップと、をさらに含む、請求項１５に記載の方法。
17. オフハイウェイダンプトラック車両用の表示モジュールであって、
    車両を表す記号と、
    タイムスケールと、
    前記タイムスケールのサイズを修正するように構成されたタイムスケール乗算器と、
    前記タイムスケール上の位置を指すように構成された標示部材であって、前記記号に対する前記標示部材の位置が、目的地への前記車両の推定到着時刻が記憶された最適到着時刻より前であるか後であるかを示し、前記車両の前記推定到着時刻が、記憶された最適経路に対する前記車両のリアルタイム速度及びリアルタイム位置に基づいて判定される標示部材と、
    動力設定値の減少又は動力設定値の増加がアクティブであるかどうかを示すように構成された動力設定修正インジケータであって、前記推定到着時刻が前記記憶された最適到着時刻より前である場合に、車両操作者による介入なしで前記動力設定値が減少したことを示し、前記推定到着時刻が前記記憶された最適到着時刻より後である場合であり、かつ、前記車両の最大動力設定値を用いることにより、前記車両が前記記憶された最適到着時刻を実現できる場合に、前記車両操作者による介入なしで前記動力設定値が増加したことを表示し、最大動力の設定を前記車両操作者が機能させることができない動力設定修正インジケータと、を含む表示モジュール。
18. 車両の速度が車両操作者による介入なしで自動で制御されていることを示すように構成されたアクティブ性能制御インジケータをさらに含む、請求項１７に記載の表示モジュール。
19. 前記タイムスケールが分の単位であり、前記タイムスケール乗算器がアクティブであるときに前記タイムスケールが分の分数となる、請求項１７に記載の表示モジュール。
20. 前記記憶された最適経路が、車両運搬サイクルに沿った位置における前記車両の到着時刻のシーケンスであるか、又は前記車両運搬サイクル内の時間における前記車両の位置のシーケンスである、請求項１７に記載の表示モジュール。

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