JP7352532B2 - 作業機械および作業機械管理システム - Google Patents

Description

本発明は、作業機械および作業機械管理システムに関する。

近年、作業機械の監視や保守のためのモニタリングを、現場を離れた管理センタから遠隔で行いたいという需要が高まっている。そのために、作業機械の稼働情報を移動体通信網や通信衛星などを介して管理センタへリアルタイムでまたは所定時間内に送信することが一般的になってきている。管理センタ側では、集められた稼働情報を解析して、作業機械の故障原因を特定したり、あるいは、異常が発生する前の予兆を検出してあらかじめ部品交換を手配したりなどの対策を行うことができる。

しかしながら、ネットワークの伝送可能なトラフィック容量の関係から、常時全ての稼働情報データをセンタ側に収集することは困難であることが多い。

例えば、作業機械が稼働する作業現場が山奥で移動体通信網の提供エリア外であったり、またはエリア内であってもトンネルなどのように電波が届かず、直接は管理センタと通信できなかったりする場合が典型的である。このような直接通信不能な作業現場では、無線マルチホップ通信によるアドホックネットワーク技術や、蓄積運搬型転送による遅延耐性ネットワーク技術等を用いることで、直接はセンタと通信できない場合であっても、作業機械の稼働情報をセンタへ中継して伝送することが考えられる。しかしながら、この場合には、途中の中継器の記憶容量の制限や、中継用の無線通信で伝送可能なトラフィック容量の制限などがあるため、すべての稼働情報を記憶し、これを管理センタに送信することは困難である。

このような問題に対しては、作業機械で異常を検出した場合に、その異常発生時を基準とした所定期間（異常発生前後）のみの稼働情報をスナップショットデータとして記憶し、これを管理センタに送信することがよく行われる。

この場合でも、管理センタに送信する前に、情報量が作業機械の記憶域の上限に達した場合には、いずれかのスナップショットを削除することになるので、必要なスナップショットが優先して残されるような考慮が必要となる。

例えば、特許文献１にかかる従来技術では、スナップショットデータに含まれる異常の種類（異常コード）毎に優先順位を付しておき、新たなスナップショットデータを記憶する空きが無いときに新たな異常が発生した場合において、記憶されている過去のスナップショットデータのなかに新たな異常に係る優先順位よりも優先順位が低いものがあるとき、当該優先順位の低い過去のスナップショットデータに代えて、新たな異常に係るスナップショットデータを記憶する。

これにより、優先順位が高い異常に係るスナップショットデータを優先的に記憶しておくことができるので、対応の緊急度の高い異常に係るスナップショットデータを確実に保存し、管理側端末に出力することができる。

特開２０１１－７０３９７号公報

しかしながら、従来の技術では、作業機械の数が多い場合に、優先度の高い作業機械の情報が適切に伝送されないという課題があった。

作業現場では、例えばホイールローダやショベル等の多種多様な多数の作業機械が混在して稼働している。作業現場あたりで稼働する作業機械の台数が多い場合には、特許文献１のような技術を用いて、1台の作業機械からの稼働情報のデータ量を制限したとしても、作業現場で稼働している全ての作業機械からの稼働情報全体のデータ量が、上述したネットワークの伝送可能なトラフィック容量の上限を超えてしまう場合がある。この結果として、全ての作業機械の稼働情報を管理センタに常時伝送することが不可能になる場合がある。

このような場合には、一般的には先入れ先出しの原則で、先にデータを送信した作業機械が優先され、後から送信した作業機械のデータが破棄される。これらの破棄されたデータは、完全に喪失されてセンタに届かないか、もしくは、何度か再送された後に大幅に遅れてセンタに届くことになる。これにより、本来であれば、故障の予兆を診断できたはずのケースであっても診断できなかったり、対策が手遅れになったりする可能性がある。

一方で、ある作業現場で稼働するそれぞれの作業機械における優先度（たとえばモニタリングの必要性）は、作業機械ごとに異なることがある。例えば、まだ新しいので故障の心配が少ない作業機械もあれば、古くなったり酷使されていたりで故障する可能性の高い作業機械もある。あるいは、その作業現場の作業計画で重要な工程を担っていたり代替機が入手しにくかったり等の理由で、故障した場合の影響が大きい作業機械もあれば、そうでない作業機械もある。

このように、故障リスク（故障の起こりやすさ、および故障時の影響の度合い）の大きなものについては、故障、もしくは予兆を確実に診断して、早急に対策を打つことが望まれる。また、故障リスク以外にも、優先度の高い作業機械の情報は、確実に収集することが望まれる。

本発明の目的は、作業機械の数が多い場合であっても、優先度の高い作業機械の情報をより適切に伝送することができる、作業機械および作業機械管理システムを提供することにある。

本発明に係る作業機械の一例は、
作業機械の第１稼働情報を取得し、前記作業機械の外部に設けた管理サーバから管理サーバ情報を受信するコントローラを備えた作業機械において、
前記第１稼働情報は、キー信号、オーバーヒート信号、エンジン油圧、エンジン実回転数、水温、エアフィルタ差圧、メイン油圧ポンプ圧、のうち少なくとも１つを表す情報を含み、
前記管理サーバ情報は、前記作業機械と別の作業機械との間の優先順位を表す車体優先度と、前記作業機械の故障可能性、現場作業における前記作業機械の重要度、前記作業機械が別の作業機械によって代替され得る可能性、のうち少なくとも1つと、を含み、
前記コントローラは、
前記第１稼働情報の内容と、前記管理サーバ情報とに基づき、前記第１稼働情報の送信優先順位を決定し、
前記送信優先順位に従って、前記管理サーバまたは中継器に前記第１稼働情報を送信することを特徴とする。

本発明に係る作業機械管理システムの一例は、
上述の作業機械と、前記管理サーバとを備える、作業機械管理システムにおいて、
前記管理サーバは、前記作業機械の故障可能性、現場作業における前記作業機械の重要度、前記作業機械が別の作業機械によって代替され得る可能性、のうち少なくとも1つに基づいて、前記車体優先度を決定する、
ことを特徴とする。

本発明に係る作業機械および作業機械管理システムは、作業機械の数が多い場合であっても、優先度の高い作業機械の情報をより適切に伝送することができる。

実施例１に係る作業機械の外観構成の一例を示す図である。 実施例１に係る作業機械管理システムの構成例を示す図である。 実施例１に係る故障リスク情報の例を示す図である。 実施例１の作業機械および中継器の構成をより詳細に説明する図である。 実施例１の情報コントローラの処理例を説明するフローチャートである。 実施例１における重要度対応表のデータ構造例を示す図である。 実施例１における優先順位決定表のデータ構造例を示す図である。 実施例１で用いられる稼働情報のパケットフォーマット例を示す図である。 実施例１の中継器の処理例を説明するフローチャートである。 実施例２の情報コントローラの処理例を説明するフローチャートである。

以下、添付図面を参照して本実施形態について説明する。添付図面では、機能的に同じ要素は同じ番号で表示される場合もある。なお、添付図面は本開示の原理に則った実施例を示しているが、これらは本開示の理解のためのものであり、決して本開示を限定的に解釈するために用いられるものではない。本明細書の記述は典型的な例示に過ぎず、本開示の特許請求の範囲又は適用例を如何なる意味においても限定するものではない。

各実施例では、当業者が本開示を実施するのに十分詳細にその説明がなされているが、他の実装または形態も可能であり、本開示の技術的思想の範囲と精神を逸脱することなく構成および構造の変更や多様な要素の置き換えが可能であることを理解する必要がある。従って、以降の記述をこれに限定して解釈してはならない。

図１は、本発明の実施例１に係る作業機械の外観構成の一例を示している。実施例１の作業機械１０は、一例として、油圧ショベルであり、例えば上部旋回体１１１０と、下部走行体１１２０と、作業機１１３０と、旋回機構１１４０と、シリンダ１１６０とを備えている。

上部旋回体１１１０は、下部走行体１１２０の上部に旋回機構１１４０を介して旋回可能に取り付けられる。上部旋回体１１１０には、オペレータが運転を行うための運転室１１１１が備えられている。運転室１１１１には、オペレータが作業機械１０を操作するための操作レバー１１１２が備え付けられている。

上部旋回体１１１０は、作業機械１０の高さ方向に平行な回転軸を中心に、下部走行体１１２０に対して旋回する。上部旋回体１１１０は、例えば、エンジン等を含む油圧装置を収容している。下部走行体１１２０は、例えば、図示を省略する油圧モータによって駆動される履帯１１２１を備え、後述する制御システムの制御の下で作業機械１０を走行させる。

作業機１１３０は、例えば、上部旋回体１１１０の前部に設けられる。作業機１１３０は、シリンダ１１６０によって駆動されて掘削作業などの作業を行う。作業機１１３０は、例えば、ブーム１１３１と、アーム１１３２と、バケット１１３３とを有する。旋回機構１１４０は、図示を省略する油圧モータ又は電動モータを有する。旋回機構１１４０は、後述する制御システムの制御の下、作業機械１０の高さ方向に平行な回転軸を中心に、上部旋回体１１１０を下部走行体１１２０に対して旋回させる。

他の作業機械の例として、ホイールローダ、ブルドーザ、ダンプトラックがある。

図２は、実施例１に係る作業機械管理システムの構成例を示す図である。作業機械管理システムはたとえば１つの作業現場に設けられるが、複数の作業現場にわたって設けられてもよく、１つの作業現場に複数の作業機械管理システムが設けられてもよい。

作業機械管理システムは、複数の作業機械１０と、管理サーバ９０とを備える。図２の例では、同一の作業現場内において複数の作業機械１０が稼働する。これらの作業機械１０の稼働情報を、管理サーバ９０が収集する。管理サーバ９０は、作業機械１０の外部に設けられるコンピュータであり、たとえば管理センタ内に設置される。

各作業機械１０は、作業機械を識別する識別ＩＤ１１を記憶する。また、各作業機械１０は、自車優先度１２（後述）を記憶する。

管理サーバ９０は、たとえば公知のコンピュータを用いて構成することができ、たとえば演算手段、記憶手段、入力手段および出力手段を備える。演算手段はたとえばプロセッサを含む。記憶手段はたとえば半導体記憶媒体および磁気ディスクを含む。入力手段はたとえばキーボードおよびマウスを含む。出力手段はたとえばディスプレイ装置９２および印刷装置を含む。記憶手段はプログラムを記憶してもよい。演算手段がこのプログラムを実行することにより、管理サーバ９０は本明細書に記載される機能を実現してもよい。

管理センタは、たとえば作業機械１０から離れた場所にある。管理サーバ９０と作業機械１０とは、遠距離通信（例えば第４世代移動体通信または衛星通信）によって接続される。

ただし、前述のように作業現場によっては遠距離通信が使用できない場合がある。その場合は、作業機械管理システムは中継器８０を備えてもよく、中継器８０が通信を中継することができる。中継器８０は、作業機械１０と同一の作業現場内に設置される。中継器８０は、例えばＩＥＥＥ８０２．１１規格による無線ＬＡＮ通信や、ＩＥＥＥ８０２．１５．４規格による近距離無線通信によって、作業機械１０と接続される。

なお、中継器８０は作業機械１０に搭載されて作業機械１０の一部を構成してもよいし、作業機械１０が中継器８０としての機能を備えていてもよい。その場合は、作業機械１０は、近距離通信によって、１台以上の別の作業機械１０を介して、管理サーバ９０とのデータ送受信を行うことができる。

管理サーバ９０は、作業現場で稼働する作業機械１０（たとえば該当するすべての作業機械１０）についての故障リスク情報９１を記憶している。図３に、故障リスク情報９１の例を示す。図３（ａ）は、故障リスク情報９１の構成例を示す。故障リスク情報９１は、作業機械１０の識別ＩＤ（図２の識別ＩＤ１１に対応する）毎に故障リスク情報が登録されたテーブルとして構成される。故障リスク情報９１の各レコードは、故障可能性、作業重要度、代替機有無、リスク評価値、および車体優先度のフィールドを含む。

故障可能性は、その作業機械１０の故障可能性を表すものであり、たとえば大、中、小の３段階で表される。故障可能性は、その作業機械１０の通算稼働時間、過去の故障歴、等に基づいて作業現場の管理者が決定することができる。

作業重要度は、現場作業におけるその作業機械１０の重要度を表す。たとえば、その作業現場での作業計画上、その作業機械が担っている工程がどのくらい重要かを表す。作業重要度は、たとえば大、中、小の３段階で表される。作業重要度は、その作業機械１０が関与する工程の日程の余裕度、後工程との関係、等に基づいて管理者が決定することができる。

代替機有無は、その作業機械１０が別の作業機械１０によって代替され得る可能性を表す情報の例である。たとえば、その作業機械１０の代替として使える予備機が、その作業現場または代理店等に準備されている場合には代替機有無は「有」であり、そうでない場合には「無」である。代替機有無は、管理者が決定することができる。

以上の、故障可能性、作業重要度、および代替機有無のフィールドの設定値は、例えば作業現場の管理者が管理サーバ９０に入力する。管理サーバ９０は、入力された情報を故障リスク情報９１として記憶する。

図３（ｂ）は、車体優先度を決定するために用いられる情報（例として、故障可能性、作業重要度、および代替機有無）を入力するための入力インタフェース画面の例である。この例では、車体識別ＩＤが２２２２である作業機械１０に対して、代替機有無について「？」が表示され、代替機有無の入力が促されている。

図３（ａ）のリスク評価値は、故障可能性、作業重要度および代替機有無を総合的に評価した値である。故障可能性および作業重要度については、例えば、大を３０点、中を２０点、小を１０点とする。また、代替機有無については、例えば、有を０点、無を１０点とする。管理サーバ９０は、これらの点数を合計することにより、各作業機械１０のリスク評価値を算出する。

車体優先度は、作業機械間の優先順位を表し、たとえば、各作業機械について、他の１台以上の作業機械との間の優先順位を表す。管理サーバ９０は、車体優先度を、例えば、リスク評価値の大きい順に並べた場合の順位として決定する。

以上のようにして決めた車体優先度は、管理サーバ９０から、管理サーバ情報として、遠距離無線や中継器８０を介して各作業機械１０に配信される。各作業機械１０は、この管理サーバ情報を受信し、管理サーバ情報に含まれる車体優先度を、自車優先度１２（図２）として記憶する。

故障リスク情報は、他の方法で生成してもよい。例えば、故障可能性、作業重要度、代替機有無の各フィールドは、管理サーバ９０が他のコンピュータ（車体管理システム、作業計画システム、代理店システム、等）との通信を介して自動的に決定するようにしても良い。また、リスク評価値は、単純な足し算でなく、各項目をどの程度重視するかを表す係数を各項目に乗じてから加算するようにしても良い。

車体優先度は、単純な順位ではなく、リスク評価値の分布を考慮した偏差値として表してもよい。また、車体優先度を決定する際に、図３（ａ）に示す情報をすべて参照する必要はない。たとえば、管理サーバ９０は、故障可能性、作業重要度、および代替機有無のうち少なくとも1つに基づいて、車体優先度を決定することができる。また、その場合には、図３（ｂ）の入力インタフェース画面は、故障可能性、作業重要度、および代替機有無のうち少なくとも１つを入力するために用いられる。

次に、図４のブロック図を参照して、本実施例の作業機械１０および中継器８０の構成をより詳細に説明する。

作業機械１０は、本実施の形態に係る制御システムとして、コントローラを備える。コントローラは、情報コントローラ２０と、エンジンコントローラ３０と、車体コントローラ４０と、通信コントローラ５０とを含む。情報コントローラ２０と、エンジンコントローラ３０と、車体コントローラ４０と、通信コントローラ５０とは、車体ネットワーク６０を介して相互に接続されている。

情報コントローラ２０は、たとえば公知のコンピュータを用いて構成することができ、たとえば演算手段および記憶手段を備える。演算手段はたとえばプロセッサを含む。記憶手段はたとえば半導体記憶媒体および／または磁気ディスクを含む。記憶手段はプログラムを記憶してもよい。演算手段がこのプログラムを実行することにより、情報コントローラ２０は本明細書に記載される機能を実現してもよい。

エンジンコントローラ３０、車体コントローラ４０および通信コントローラ５０もまた、同様に公知のコンピュータを用いて構成することができる。情報コントローラ２０、エンジンコントローラ３０、車体コントローラ４０、通信コントローラ５０のうち２以上が、１つのコンピュータによって実現されてもよいし、情報コントローラ２０が２以上のコンピュータによって実現されてもよい。

情報コントローラ２０は、作業機械１０の稼働情報（第１稼働情報）を取得する。稼働情報は、たとえば、エンジンコントローラ３０および車体コントローラ４０によって検出され、車体ネットワーク６０を介して送信され、情報コントローラ２０はこの稼働情報を受信して取得する。

情報コントローラ２０は、取得された稼働情報を、所定の時間間隔で（例えば１日に１回または１時間に１回）、通信コントローラ５０を介して管理サーバ９０に送信する。

エンジンコントローラ３０は、エンジンに備えられる電子ガバナを制御する。エンジンコントローラ３０は、エンジン実回転数センサなどの各種センサ３１を備える。エンジンコントローラ３０は、各種センサ３１からの検出信号を取得する。エンジンコントローラ３０は、燃料の噴射量を制御する。エンジンコントローラ３０は、エンジン回転数および出力トルクを制御するために、電子ガバナなどの各機器３２に指令信号を出力する。

車体コントローラ４０は、作業機械１０の油圧駆動装置を制御する。油圧駆動装置は、たとえばその構成要素として、以下の油圧機器を含む。
‐エンジンにより回転駆動される油圧ポンプ
‐油圧ポンプから吐出された圧油により駆動され、作業機１１３０等の被駆動体を駆動する複数の油圧アクチュエータ
‐油圧ポンプから油圧アクチュエータに供給される圧油の流れを制御するコントロールバルブ
‐コントロールバルブを操作し対応する油圧アクチュエータを駆動する操作レバー１１１２（図１）

油圧アクチュエータは、例えば図１のブーム１１３１、アーム１１３２、バケット１１３３をそれぞれ駆動するブーム用油圧シリンダ、アーム用油圧シリンダ、及びバケット用油圧シリンダを含む。また、油圧アクチュエータは、下部走行体１１２０を走行させる走行用油圧モータ、上部旋回体１１１０を旋回させる旋回用油圧モータ、等を含む。

車体コントローラ４０は、例えば、操作レバー１１１２の操作量を検出する検出センサ等の各種センサ４１から検出信号を取得する。車体コントローラ４０は、油圧ポンプの傾転角（容量）を制御して、その操作量に応じた流量を吐出するように、レギュレータなどの各機器４２に指令信号を出力する。

通信コントローラ５０は、遠距離通信装置５１を介して管理サーバ９０との送受信を制御する。また、通信コントローラ５０は、近距離通信装置５２を介して中継器８０との送受信を制御する。

また、通信コントローラ５０は、ＧＰＳアンテナ５３を介して、ＧＰＳ衛星からの位置情報および時刻情報を受信する。

中継器８０は、作業機械１０から送信される情報を、近距離通信装置８２を介して受信し、これを中継して、遠距離通信装置８１を介して管理サーバ９０に伝送する。

情報コントローラ２０は、機能ブロックとして、モニタリング部２０１、バッファ部２０２、稼働情報の重要度判定部２０３、重要度対応表２０４、自車優先度１２（自車の車体優先度）、送信データの優先順位決定表２０６、送信データの優先順位決定部２０７、情報送受信部２０８、内部時計２０９、等を備える。情報コントローラ２０は、これらの機能ブロックとして機能することができる。

次に、情報コントローラ２０の処理について説明する。図５は、情報コントローラ２０の処理例を説明するフローチャートである。

まずステップ５０１で、モニタリング部２０１が、エンジンコントローラ３０および車体コントローラ４０から、車体ネットワーク６０を介して稼働情報を受信する。稼働情報は、たとえば作業機械１０の稼働状況を表す。

各種センサ３１，４１の例としては、例えば、キー信号センサ、オーバーヒート信号センサ、エンジン油圧センサ、エンジン実回転数センサ、水温センサ、エアフィルタ差圧センサ、メイン油圧ポンプ圧センサ、等がある。稼働情報の具体例として、キー信号、オーバーヒート信号、エンジン油圧、エンジン実回転数、水温、エアフィルタ差圧、メイン油圧ポンプ圧、等のうち少なくとも１つを表す情報が利用可能である。

たとえば、オーバーヒート信号センサは、エンジン冷却水温が設定値以上に到達したときに発信されるオーバーヒート信号を検出する。エンジン油圧センサは、エンジン油圧を検出することにより、エンジンオイル循環系統の異常を検出する。例えば、エンジン油圧が所定閾値以下である場合には、エンジンオイル循環系統にオイル漏れ等の異常が発生したことが検出される。その他のセンサの説明については省略するが、公知のセンサを適宜用いることができる。

稼働情報を取得しなかった場合には、処理はステップ５０５に進む。一方、稼働情報を取得した場合には、ステップ５０２で、重要度判定部２０３が、稼働情報の重要度を判定する。判定にあたっては、重要度対応表を用いて行う。これについて図６を用いて説明する。

図６は、重要度対応表２０４のデータ構造例である。各レコードが稼働情報の種類の１つに対応する。各レコードは、稼働情報の種類を表す情報コードと、稼働情報の種類の名称（文字列）を表す情報種類と、稼働情報の重要度を表す重要度とのフィールドを含む。重要度判定部２０３は、取得された稼働情報の種類を情報コードに基づいて識別することにより、その稼働情報の重要度を判定する。ここで、重要度は、大、中、小の３段階で示したが、これに限るものではない。

次にステップ５０３で、優先順位決定部２０７は、稼働情報を処理すべき優先順位を決定する。決定にあたっては、自車優先度１２および優先順位決定表を用いる。これについて図７を用いて説明する。

図７は、優先順位決定表２０６のデータ構造例である。優先順位決定表２０６は、マトリックスとして表される。マトリックスにおいて、縦軸が車体優先度を表し、横軸が稼働情報の重要度を表す。図７は、車体優先度が１から４（１が高く、４が低い）のそれぞれについて、稼働情報の重要度が大である場合、中である場合、小である場合、の３通りについての送信優先順位を示す。

マトリックスの対応する位置に、その組み合わせでの送信優先順位が記載されており、値が小さいほうが高優先である。この例の場合には、稼働情報の重要度が高くても、車体の優先度が低い場合は、送信優先順位が低くなるように設定されている。例えば、車体優先度が４（最低）の場合は、稼働情報の重要度が大（最高）であっても送信優先順位は９なので、車体優先度が１（最高）で稼働情報の優先度が小（最低）の送信優先順位４よりも低い送信優先順位となる。

このようにして、優先順位決定部２０７は、稼働情報の内容（すなわち種類）と、管理サーバ情報（たとえば管理サーバ情報に含まれる車体優先度）とに基づき、稼働情報の送信優先順位を決定する。

このように送信優先順位を設定することで、重要な作業機械（たとえば、故障リスクが大きくモニタリングの必要性が高い作業機械）の稼働情報を、そうでない作業機械のものよりも優先させることができる。

次にステップ５０４で、稼働情報の内容を、上記で決定した送信優先順位および内部時計２０９の時刻と共に、バッファ部２０２に記憶する。ここで、内部時計２０９の時刻は、通信コントローラ５０が受信したＧＰＳからの時刻情報によって補正されていてもよい。

ステップ５０５では、バッファ部２０２に記憶された稼働情報が存在するかが判定される。バッファ部２０２に稼働情報が記憶されていない場合には、ステップ５０１に戻って稼働情報の受信を待つ。一方、バッファ部２０２に稼働情報が記憶されている場合には、ステップ５０６で、バッファ部２０２から、最も送信優先順位の高い稼働情報を取得する。

ステップ５０７では、取得した稼働情報の再送条件を確認してもよい。再送条件が満たされない場合（ステップ５０７：ＹＥＳ。例えば、所定の再送回数を超えていたり、あるいは所定の再送タイムアウト時間を過ぎていたりする場合）には、送信失敗となってステップ５１２に進んでもよい。

一方、再送条件が満たされている場合（ステップ５０７：ＮＯ）には、ステップ５０８で情報送受信部２０８が通信コントローラ５０を介して、稼働情報を管理サーバに送信する。ここでの通信は遠距離通信が用いられる。

ここで、変形例として、情報コントローラ２０は、送信優先順位に応じて再送条件を決定してもよい。たとえば、送信優先順位に応じて、稼働情報の再送間隔、稼働情報の再送回数、稼働情報の再送タイムアウト値、のうち少なくとも一つを決定してもよい。

より具体的には、送信優先順位が高い場合には再送間隔を短く、たとえば１秒とし、送信優先順位が低い場合には再送間隔を長く、たとえば１０秒とする。または、送信優先順位が高い場合には再送回数を大きく、たとえば１０回とし、送信優先順位が低い場合には再送回数を小さく、たとえば３回とする。または、送信優先順位が高い場合には再送タイムアウトを長く、たとえば１０分とし、送信優先順位が低い場合には再送タイムアウトを短く、たとえば１分とする。

ステップ５０９で、ステップ５０８の通信の成否を確認し、成功の場合にはステップ５１２に進む。通信が失敗した場合は、ステップ５１０で情報送受信部２０８が通信コントローラ５０を介して、稼働情報を中継器８０に送信する。ここでの通信は近距離通信が用いられる。ステップ５１１で、ステップ５１０の通信の成否を確認する。成否の確認は、例えば管理サーバ９０に対して行うことができる。この確認処理は、中継器８０によって中継されてもよい。通信が成功していた場合にはステップ５１２に進み、バッファ部２０２から該当の稼働情報を削除した後にステップ５０１に戻る。

一方、ステップ５１１で通信が失敗していた場合には、バッファ部２０２の中の稼働情報の再送回数を１増加させたのちにステップ５０１に戻る。

このように、ステップ５０６～５１１において、情報コントローラ２０は、送信優先順位に従って稼働情報を送信する。

なお、ステップ５１０における中継器８０への送信では、送信優先順位を稼働情報に関連付けて送信する。これについて図８を用いて説明する。

図８は、実施例１で用いられる稼働情報のパケットフォーマット例である。このパケットフォーマットはたとえば近距離通信で用いられる。パケットは、送信先ＩＤ、送信元ＩＤ、送信優先順位、情報コード、稼働情報本体データを含む。ここで、送信先ＩＤは、稼働情報の本来の宛先である管理サーバ９０の識別情報であり、例えばそのＩＰアドレスである。また、送信元ＩＤは、このパケットを作成した作業機械１０の識別ＩＤ１１である。

後述するように、中継器８０は送信優先順位のフィールドを参照することで、受信した複数のパケットの中からどのパケットを優先して処理すればよいかを知ることができる。

情報コードは図６の情報コードに対応する。稼働情報本体データは、管理サーバ９０に送信すべき稼働情報そのものを含む。

ここで、変形例として、情報コントローラ２０は、送信優先順位に応じて、稼働情報の送信間隔または送信量を決定してもよい。送信間隔とは、たとえば図５のステップ５０５が実行される時間的間隔を意味する。たとえば、送信優先順位が高い稼働情報については、ステップ５０５がより頻繁に実行される。

送信量とは、１回の送信処理において送信される稼働情報の量を意味し、たとえばビット単位またはバイト単位で表される。なお、送信処理の回数の単位は当業者が適宜定義可能であるが、たとえば図８に示すパケットを１つ送信する処理が１回の送信処理に対応する。

具体例として、送信優先順位が高い場合には、稼働情報の全体が送信され、送信優先順位が低い場合には、稼働情報の一部のみが送信されて他の部分は廃棄される。たとえば、稼働情報のうち重要でない部分（たとえば下位ビット）を省略してもよいし、１分ごとに取得された稼働情報のうち１０分ごとに取得されたものを送信し、他のタイミングで取得されたものを破棄してもよい。

次に、図９を用いて、中継器８０の処理を説明する。図９は、実施例１の中継器８０の処理例を説明するフローチャートである。

まずステップ９０１で、近距離通信により周囲の作業機械１０から送られてきた稼働情報を受信する。稼働情報を受信した場合には、ステップ９０２で稼働情報を内部のバッファに格納する。稼働情報が受信されなければ再びステップ９０１に戻って受信を待つ。

次にステップ９０３で、バッファに格納された稼働情報が存在するかを確認する。バッファが空であればステップ９０１に戻って受信を待つ。バッファに稼働情報が存在する場合には、ステップ９０４で、バッファから最も送信優先順位の高い稼働情報を取得する。

ステップ９０５では、取得した稼働情報の再送条件を確認する。再送条件が満たされていない場合（ステップ９０５：ＹＥＳ。例えば、所定の再送回数を超えていたり、あるいは所定の再送タイムアウト時間を過ぎていたりする場合）には、送信失敗となってステップ９０６に進む。ステップ９０６では、バッファから当該稼働情報（より厳密には、対応するパケット）を削除し、ステップ９０７で送信結果として送信失敗の旨を中継依頼元の作業機械１０へ送信する。

一方、再送条件が満たされている場合（ステップ９０５：ＮＯ）は、ステップ９０８で稼働情報を管理サーバに送信する。ここでの通信は遠距離通信が用いられる。ステップ９０９で、ステップ９０８の通信の成否を確認し、成功の場合にはステップ９１０に進む。ステップ９１０では、バッファから該当の稼働情報を削除した後にステップ９０３に戻る。なお、通信方式によっては、ステップ９１０において、送信結果として送信成功の旨を中継依頼元の作業機械１０へ送信してもよい。

一方、ステップ９０９で、通信が失敗していた場合には、当該稼働情報の再送回数を１増加させたのちにステップ９０１に戻る。

以上説明したように、本実施例によれば、故障リスクの大きな作業機械の稼働情報が、故障リスクの小さな作業機械よりも優先されるので、より確実に管理サーバ９０に届くようになる。その結果、管理者は、故障リスクの大きな作業機械の異常を早期に把握して対処できるようになる。

このように、実施例１に係る作業機械１０および作業機械管理システムによれば、作業機械１０の数が多い場合であっても、優先度の高い作業機械１０の情報をより適切に伝送することができる。

実施例１では、管理サーバ情報が車体優先度を含むので、作業機械１０がそれぞれ自身の車体優先度を決定する必要がなく、情報コントローラ２０の構成が簡素になる。

また、実施例１では、管理サーバ９０が、故障可能性、作業重要度、代替機有無、等に基づいて車体優先度を決定するので、様々な要因を考慮して車体優先度を決定することができる。

また、実施例１の変形例において、管理サーバ情報が故障可能性、作業重要度、代替機有無、等を含む場合には、各作業機械１０がそれぞれ独立して自身の車体優先度を決定することができ、管理サーバ９０の構成が簡素になる。

また、実施例１では、管理サーバ９０が図３（ｂ）の入力インタフェース画面をディスプレイ装置９２に出力するので、故障可能性、作業重要度、代替機有無、等の入力が容易である。

また、実施例１の変形例において、送信優先順位に応じて、稼働情報の再送間隔、再送回数、再送タイムアウト値、等を決定する場合には、送信優先順位の高い稼働情報の再送をより多く試行することができる。

また、実施例１の変形例において、送信優先順位に応じて、稼働情報の送信間隔または送信量を決定する場合には、送信優先順位の高い稼働情報をより迅速に送信することができ、または、送信優先順位の高い稼働情報については情報量を落とさずに送信することができる。

次に、本発明の実施例２について説明する。図１０は、実施例２の情報コントローラ２０の処理例を説明するフローチャートである。実施例２は、実施例１において、作業機械１０が中継器８０としても動作するようにしたものである。

作業機械管理システムの全体構成と、作業機械１０の構成とは、実施例１において説明したもの（図２および図４）と共通のため省略する。また、図１０のフローチャートにおいても、第１の実施例の図５のフローチャートと共通する部分については同一の符号を付して重複する説明を省略する場合がある。

図１０において、ステップ５０１でモニタリング部２０１が稼働情報（第１稼働情報）を取得しなかった場合には、処理はステップ６０１に進む。ステップ６０１では、情報送受信部２０８が通信コントローラ５０を介して、別の作業機械１０から送られてきた稼働情報（第２稼働情報）を、中継データとして受信する。この通信には近距離通信が用いられる。ステップ６０１で稼働情報が受信されなければ、処理はステップ５０５に進む。

一方、ステップ６０１で第２稼働情報が受信された場合には、ステップ６０２で、第２稼働情報をバッファ部２０２に格納する。このとき、受信した第２稼働情報のパケットには、図８に示すように送信優先順位が示されている。すなわち、情報コントローラ２０は、別の作業機械から、第２稼働情報と、第２稼働情報の送信優先順位とを受信することができる。

このようにして、ステップ６０２では、ステップ５０４で記憶される第１稼働情報と同形式のデータが記憶される。したがって、続くステップ５０５からステップ５１１では、実施例１と同様の処理を行うことにより、情報コントローラ２０が搭載されている作業機械１０の稼働情報（第１稼働情報）と、中継すべき稼働情報（第２稼働情報）とが同じように扱われ、優先順位の高いデータがステップ５０６で取得されてステップ５０８で送信される。すなわち、情報コントローラ２０は、第１稼働情報の送信優先順位と、第２稼働情報の送信優先順位とに基づき、第１稼働情報および第２稼働情報のうち送信優先順位の高い方を優先して送信する。

ステップ５０７で第２稼働情報の再送条件が満たされていなかった場合（送信失敗）には、ステップ６０３でその旨の結果を依頼元の作業機械１０に送信し、処理をステップ５１２に進める。また、ステップ５０９およびステップ５１１で送信が成功した場合にも、処理をステップ５１２に進める。

以上説明したように、本実施例によれば、作業現場に専用の中継器８０を設置できない場合でも、作業機械１０自身が中継器となって機能して通信可能範囲を広げることができる。その場合であっても、故障リスクの大きな作業機械の稼働情報が、故障リスクの小さな作業機械よりも優先されるので、より確実に管理サーバ９０に届くようになる。その結果、管理者は、故障リスクの大きな作業機械の異常を早期に把握して対処できるようになる。

また、他の効果についても、実施例１と同様の効果を得ることができる。

なお、複数の作業機械１０のうち、中継器８０として動作するものを選択する方法は、当業者が適宜決定することができる。たとえば、管理サーバと直接的に通信できるもの（たとえば遠距離通信機能を持つもの）、中継器として動作した実績があるもの、等が選択されるように構成することができる。また、複数の作業機械１０が中継器８０として機能し、バケツリレー方式による通信を実現してもよい。

［その他の実施例］
実施例１または２においては、上述の変形例に加え、以下のような変形例も可能である。

実施例１および２では、管理サーバ９０が、車体優先度を、管理サーバ情報の一部として各作業機械１０に送信する。変形例として、車体優先度は、各作業機械１０が決定してもよい。その場合には、管理サーバ９０が、車体優先度を決定するための情報を、各作業機械１０に送信してもよい。

たとえば、管理サーバ９０は、各作業機械１０に、管理サーバ情報として、故障可能性、作業重要度、代替機有無、のうち少なくとも1つを送信してもよい。また、各作業機械１０は、稼働情報の内容と、受信した管理サーバ情報とに基づき、稼働情報の送信優先順位を決定してもよい。具体的な決定は、たとえば実施例１において図３（ａ）を用いて説明した方法によって行われる。

１０…作業機械、１２…自車優先度（車体優先度）、２０…情報コントローラ（コントローラ）、３０…エンジンコントローラ、３１，４１…センサ、３２，４２…機器、４０…車体コントローラ、５０…通信コントローラ、５１，８１…遠距離通信装置、５２，８２…近距離通信装置、５３…ＧＰＳアンテナ、６０…車体ネットワーク、８０…中継器、９０…管理サーバ、９１…故障リスク情報、９２…ディスプレイ装置、２０１…モニタリング部、２０２…バッファ部、２０３…重要度判定部、２０４…重要度対応表、２０６…優先順位決定表、２０７…優先順位決定部、２０８…情報送受信部、２０９…内部時計、１１１０…上部旋回体、１１１１…運転室、１１１２…操作レバー、１１２０…下部走行体、１１２１…履帯、１１３０…作業機、１１３１…ブーム、１１３２…アーム、１１３３…バケット、１１４０…旋回機構、１１６０…シリンダ

Claims (7)

1. 作業機械の第１稼働情報を取得し、前記作業機械の外部に設けた管理サーバから管理サーバ情報を受信するコントローラを備えた作業機械において、
   前記第１稼働情報は、キー信号、オーバーヒート信号、エンジン油圧、エンジン実回転数、水温、エアフィルタ差圧、メイン油圧ポンプ圧、のうち少なくとも１つを表す情報を含み、
   前記管理サーバ情報は、前記作業機械と別の作業機械との間の優先順位を表す車体優先度と、前記作業機械の故障可能性、現場作業における前記作業機械の重要度、前記作業機械が別の作業機械によって代替され得る可能性、のうち少なくとも1つと、を含み、
   前記コントローラは、
   前記第１稼働情報の内容と、前記管理サーバ情報とに基づき、前記第１稼働情報の送信優先順位を決定し、
   前記送信優先順位に従って、前記管理サーバまたは中継器に前記第１稼働情報を送信することを特徴とする作業機械。
2. 前記コントローラは、前記送信優先順位を前記第１稼働情報に関連付けて送信することを特徴とする請求項１に記載の作業機械。
3. 前記コントローラは、前記送信優先順位に応じて、前記第１稼働情報の再送間隔、前記第１稼働情報の再送回数、前記第１稼働情報の再送タイムアウト値、のうち少なくとも一つを決定することを特徴とする請求項１に記載の作業機械。
4. 前記コントローラは、前記送信優先順位に応じて、
   ‐前記第１稼働情報の送信間隔、または、
   ‐１回の送信処理において送信される前記第１稼働情報の量
   を決定することを特徴とする請求項１に記載の作業機械。
5. 前記コントローラは、
   別の作業機械から、第２稼働情報と、前記第２稼働情報の送信優先順位とを受信し、
   前記第１稼働情報の前記送信優先順位と、前記第２稼働情報の前記送信優先順位とに基づき、前記第１稼働情報および前記第２稼働情報のうち送信優先順位の高い方を優先して、前記管理サーバまたは前記中継器に送信し、
   前記第２稼働情報は、キー信号、オーバーヒート信号、エンジン油圧、エンジン実回転数、水温、エアフィルタ差圧、メイン油圧ポンプ圧、のうち少なくとも１つを表す情報を含む
   ことを特徴とする請求項２に記載の作業機械。
6. 請求項１に記載の作業機械と、前記管理サーバとを備える、作業機械管理システムにおいて、
   前記管理サーバは、前記作業機械の故障可能性、現場作業における前記作業機械の重要度、前記作業機械が別の作業機械によって代替され得る可能性、のうち少なくとも1つに基づいて、前記車体優先度を決定する、
   ことを特徴とする作業機械管理システム。
7. 前記管理サーバは、前記車体優先度を決定するために用いられる情報を入力するための入力インタフェース画面を、ディスプレイ装置に出力することを特徴とする請求項６に記載の作業機械管理システム。

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