JP7414762B2 - 作業機械 - Google Patents

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Description

本発明は、作業機械に関する。
作業機械の情報を携帯電話等の移動体通信に適用される無線通信システムを介して取得し、作業機械を管理する管理装置を備えた管理システムが知られている(特許文献1参照)。
特許文献1に記載の作業機械は、作業機械に関する情報としての作業機械情報を生成する情報生成部と、作業機械情報を所定のデータ量毎に分割して、分割作業機械情報を生成する分割部と、分割作業機械情報に、この分割作業機械情報の属性を示す属性情報を付与する情報付与部と、作業機械情報または属性情報が付与された分割作業機械情報を作業機械の外部に送信する通信部と、を含む。分割部は、作業機械情報を分割する必要がない場合でも、作業機械情報を分割作業機械情報として処理し、情報付与部は、分割作業機械情報に属性情報を付与する。
国際公開WO2015/029268
しかしながら、特許文献1に記載の技術では、作業機械の上空が厚い雲で覆われるなど、天候の状況の変化に起因する通信速度の変化を考慮していない。また、特許文献1に記載の技術では、作業機械の状態の変化に起因する通信速度の変化も考慮していない。このため、特許文献1に記載の技術では、通信速度が低下した場合に、通信速度が十分であるときと同様に分割作業機械情報を管理装置に送信する処理が継続されてしまうことになり、作業機械情報を適切に管理装置へ送信することができないおそれがある。
本発明は、作業機械の情報を適切に外部装置へ送信することを目的とする。
本発明の一態様による作業機械は、機体と、前記機体に取り付けられる作業装置と、前記機体の外部に設置された外部装置にデータを送信する送信処理を実行する制御装置と、を備える。前記制御装置は、前記外部装置との通信速度を測定し、前記通信速度が予め定められる要求速度未満の場合、前記送信処理の機能を制限し、前記通信速度が低いほど、前記送信処理の機能の制限を大きくし、前記作業機械の状態が、動作状態である場合、動作状態でない場合に比べて前記送信処理の機能の制限を大きくする。
本発明によれば、作業機械の情報を適切に外部装置へ送信することができる。
本発明の実施形態に係る管理システムを示す図。 情報制御ユニットの機能ブロック図。 作業機械の状態遷移図。 遠隔サービス要求情報について示す図。 不揮発性メモリに記憶されているデータ保存量テーブルについて示す図。 情報制御ユニットによって実行される送信処理の内容について示すフローチャート。 表示装置の表示画面に表示される画面の一例について示す図であり、ブームシリンダ圧力が車体データとして表示されている例について示す。 表示装置の表示画面に表示される画面の一例について示す図であり、通信ログが表示されている例について示す。 車載表示入力機器の表示画面に表示される画面の一例について示す図。 変形例2に係る作業機械で用いられる選定条件テーブルについて示す図。 変形例3に係る管理システムを示す図。
図面を参照して、本発明の実施形態に係る作業機械について説明する。
図1は、本発明の実施形態に係る管理システム1を示す図である。図1に示すように、管理システム1は、作業現場で作業を行う作業機械101と、作業現場から離れた場所にある管理センタ内に設けられる管理装置105と、を含む。本実施形態では、作業機械101がクローラ式の油圧ショベルである例について説明する。作業機械101は、作業現場において、土木作業、建設作業、解体作業、浚渫作業等の作業を行う。
作業機械101は、機体5と、機体5に取り付けられる作業装置4と、機体5の外部に設置された管理装置105にデータを送信する送信処理及び管理装置105からデータを受信する受信処理を実行する制御装置10と、を備える。機体5は、クローラ式の走行体2と、走行体2上に旋回可能に設けられた旋回体3と、を有する。制御装置10は旋回体3に搭載される。作業装置4は、旋回体3に取り付けられる多関節型の作業装置であって、ブーム11、アーム12及びバケット13、並びにこれらを駆動する油圧シリンダ(ブームシリンダ11a、アームシリンダ12a及びバケットシリンダ13a)を有する。
旋回体3は、旋回フレームに設けられる運転室18と、運転室18の後側に設けられるエンジン室17とを有する。エンジン室17には、エンジン19及びエンジン19により駆動される油圧ポンプ等の油圧機器が収容されている。エンジン19は、作業機械101の動力源であり、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。
管理装置105は、作業機械101の状態を遠隔で管理(把握、監視)する外部装置である。管理装置105は、例えば、作業機械101の製造業者(メーカー)の本社、支社、工場等の施設、作業機械101のレンタル会社、サーバの運営を専門的に行うデータセンタ、作業機械101を所有するオーナーの施設等に設置される。
管理システム1は、作業現場で作業を行う作業機械101と、作業現場から離れた場所に設置される管理装置105との間で広域ネットワークである第1通信ネットワーク109を介して双方向通信を行うことができるように構成されている。すなわち、作業機械101と管理装置105とは、第1通信ネットワーク109を介してデータの送信及び受信を行うことができる。
第1通信ネットワーク109は、携帯電話事業者等が展開する携帯電話通信網(移動通信網)、インターネット等である。例えば、作業機械101と無線基地局109aとが携帯電話通信網(移動通信網)で接続されている場合、無線基地局109aは、作業機械101からデータを受信すると、受信したデータをインターネットを介して管理装置105に送信する。管理装置105は、作業機械101から取得した車体データを表示装置165の表示画面166に表示させる。
管理装置105は、管理サーバ150と、管理サーバ150へ所定の情報を入力するための入力装置161と、作業機械101から送信される情報(時系列で変化する作業機械101の車体データ等)を受信する通信装置162と、管理サーバ150からの制御信号に基づいて所定の情報を出力する出力装置である表示装置165と、を備える。入力装置161は、例えば、キーボード、マウス等である。表示装置165は、例えば、液晶ディスプレイ装置であり、管理サーバ150からの表示制御信号に基づいて、作業機械101の車体データ等の表示画像を表示画面166に表示する。
管理サーバ150は、動作回路としてのCPU(Central Processing Unit)151、記憶装置としての所謂RAM(Random Access Memory)と呼ばれる揮発性メモリ153、記憶装置としてのEEPROM(Electrically Erasable Programmable Read Only Memory)、フラッシュメモリ等の不揮発性メモリ152、第1通信インタフェース154、第2通信インタフェース155、及び、その他の周辺回路を備えたコンピュータで構成される。なお、管理サーバ150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。第1通信インタフェース154は、通信装置162に接続され第1通信ネットワーク109を介して作業機械101の制御装置10とデータの授受を行う。第2通信インタフェース155は、有線により、入力装置161及び表示装置165と接続される。なお、管理サーバ150と、入力装置161及び表示装置165とは、第1通信ネットワーク109を介して接続してもよい。この場合、入力装置161及び表示装置165を遠隔端末として、管理センタ及び作業現場の双方と離れた場所に設置することができる。なお、入力装置161及び表示装置165は、サービス員が携帯可能なノートPC、タブレットPC、スマートフォンとしてもよい。
作業機械101は、作業機械101の各部を制御する制御装置10を備えている。制御装置10は、第1通信ネットワーク109を介して管理装置105と通信を行う通信端末127と、第2通信ネットワーク107を介して相互に通信可能に接続され、作業機械101が備える機器を制御する複数の制御ユニット(情報制御ユニット100、エンジン制御ユニット121、作業制御ユニット122、補機制御ユニット123及び表示制御ユニット124)と、車載表示入力機器125と、を有する。第2通信ネットワーク107は、例えば、CAN(Controller Area Network)と呼ばれる車載ネットワークである。なお、図示する例では、第2通信ネットワーク107は、情報制御ユニット100、エンジン制御ユニット121及び作業制御ユニット122を相互に接続する第1車載ネットワーク107aと、情報制御ユニット100、補機制御ユニット123及び表示制御ユニット124を相互に接続する第2車載ネットワーク107bと、を有している。
通信端末127は、第1通信ネットワーク109に接続される無線基地局109a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。通信端末127は、無線基地局109a及び第1通信ネットワーク109を介して、管理装置105等と情報(データ)の授受を行う。
情報制御ユニット100は、作業機械101の車体データを収集(取得)する。車体データには、作業機械101が備える各種センサで検出されるセンサ情報、及び、複数の制御ユニット(121~124)の制御情報が含まれる。情報制御ユニット100は、管理装置105から第1通信ネットワーク109を介して後述する遠隔サービスの実行指令を受信する受信処理を実行する。また、情報制御ユニット100は、受信した実行指令に基づいて、収集した車体データを第1通信ネットワーク109を介して管理装置105に送信する送信処理を実行する。
エンジン制御ユニット121は、燃料噴射装置(不図示)により、エンジン19のシリンダ内に噴射する燃料の噴射量を調整してエンジン回転数を制御する。作業制御ユニット122は、運転室18内の操作装置からの操作指令等に基づいて、作業機械101に搭載されている油圧機器(例えば、油圧ポンプ、電磁比例弁、電磁切換弁等)の動作を制御することにより、作業装置4、旋回体3及び走行体2の動作を制御する。例えば、作業制御ユニット122は、ブーム上げ操作指令が入力されると、ブーム上げ用電磁比例弁を制御し、電磁比例弁によってパイロット圧を生成する。生成されたパイロット圧は、ブーム用方向制御弁をブーム上げ側に移動させる。これにより、油圧ポンプから吐出された作動流体(作動油)が、ブーム用方向制御弁を通じてブームシリンダ11aのボトム側油室に供給されるとともに、ブームシリンダ11aのロッド側油室からタンクへ作動流体が排出される。その結果、ブーム11が上げ側に動作する。
補機制御ユニット123は、ワイパー、ルームライト等の補機の制御を行う。表示制御ユニット124は、作業機械101の運転室18内に設けられる車載表示入力機器125に接続されている。車載表示入力機器125は、表示部兼入力部として機能するタッチパネルモニタ等である。表示制御ユニット124は、例えば、車載表示入力機器125に対して所定の情報を表示させる操作入力がなされると、所定の情報を車載表示入力機器125の表示画面126に表示させる。
情報制御ユニット100は、動作回路としてのCPU(Central Processing Unit)111、記憶装置としての所謂RAM(Random Access Memory)と呼ばれる揮発性メモリ113、記憶装置としてのEEPROM(Electrically Erasable Programmable Read Only Memory)、フラッシュメモリ等の不揮発性メモリ112、DRAM(Dynamic RAM)等のバッファメモリ116、車外通信インタフェース(第1通信インタフェース)114、車内通信インタフェース(第2通信インタフェース)115、及び、その他の周辺回路を備えたコンピュータで構成される。なお、情報制御ユニット100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。車外通信インタフェース114は、通信端末127に接続され第1通信ネットワーク109を介して管理装置105とデータの授受を行う。車内通信インタフェース115は、第2通信ネットワーク107を介して情報制御ユニット100に接続される複数の制御ユニット(121~124)とデータの授受を行う。
情報制御ユニット100の不揮発性メモリ112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112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である。CPU111は、不揮発性メモリ112に記憶されたプログラムを揮発性メモリ113に展開して演算実行する処理装置であって、プログラムに従って車外通信インタフェース114、車内通信インタフェース115、不揮発性メモリ112及び揮発性メモリ113から取り入れた信号に対して所定の演算処理を行う。
なお、図示しないが、エンジン制御ユニット121、作業制御ユニット122、補機制御ユニット123及び表示制御ユニット124は、情報制御ユニット100と同様、CPU、揮発性メモリ、不揮発性メモリ、車内通信インタフェース、及び、その他の周辺回路を備えたコンピュータで構成される。
情報制御ユニット100は、エンジン制御ユニット121、作業制御ユニット122、補機制御ユニット123、表示制御ユニット124から車体データを取得する。例えば、情報制御ユニット100は、エンジン制御ユニット121からエンジン19の回転速度(エンジン回転数)、エンジン冷却水の温度、及び、エンジン19の状態を表す状態情報を車体データとして取得する。なお、エンジン回転数は、エンジン制御ユニット121に接続される回転数センサにより検出され、エンジン冷却水の温度は、エンジン制御ユニット121に接続される温度センサにより検出される。
情報制御ユニット100は、作業制御ユニット122から油圧シリンダ(例えば、ブームシリンダ11a、アームシリンダ12a、バケットシリンダ13a)の圧力、メインポンプの吐出圧、ブーム角度、アーム角度、バケット角度、作動流体(作動油)の温度、及び、作業機械101の状態を表す状態情報を車体データとして取得する。なお、これらの圧力情報、角度情報及び温度情報は、作業制御ユニット122に接続される圧力センサ、角度センサ及び温度センサによって検出される。
情報制御ユニット100は、補機制御ユニット123からルームライト、ワイパー等の補機の状態を表す状態情報を車体データとして取得する。情報制御ユニット100は、表示制御ユニット124から車載表示入力機器125に対する操作情報を取得する。
図2は、情報制御ユニット100の機能ブロック図である。図2に示すように、情報制御ユニット100は、車外通信データ入出力部131、車内通信データ入出力部132、データ送受信部133、遠隔サービス処理部134、処理方法決定部135、通信性能管理部136、及び、状態管理部137として機能する。なお、車外通信データ入出力部131の機能は車外通信インタフェース114により実現され、車内通信データ入出力部132の機能は車内通信インタフェース115により実現される。
データ送受信部133は、第1通信ネットワーク109を介して管理装置105からデータを受信する受信処理を実行し、第1通信ネットワーク109を介して管理装置105へデータを送信する送信処理を実行する。また、データ送受信部133は、第2通信ネットワーク107を介して制御ユニット(121~124)からデータを受信する受信処理を実行し、第2通信ネットワーク107を介して制御ユニット(121~124)へデータを送信する送信処理を実行する。
遠隔サービス処理部134は、管理装置105から送信された遠隔サービスの実行指令がデータ送受信部133によって受信されたか否かを判定する。遠隔サービス処理部134は、遠隔サービスの実行指令が受信されたと判定されると、遠隔サービスを開始する。本実施形態において、遠隔サービスとは、作業機械101の車体データを管理装置105に送信することにより、作業機械101の状態を作業機械101から遠く離れた場所(遠隔地)で監視可能とする遠隔モニタリングである。
遠隔サービスが開始されると、遠隔サービス処理部134は、データ送受信部133が取得した車体データの中から管理装置105へ送信する車体データを選択する。遠隔サービス処理部134は、データ送受信部133を制御し、選択した車体データを第1通信ネットワーク109を介して管理装置105に送信する送信処理を実行する。管理装置105は、作業機械101の車体データを取得し、取得した車体データを表示装置165の表示画面166に表示させる。
これにより、管理者に対して、作業現場で作業を行っている作業機械101の車体データが提示される。したがって、管理装置105によって作業機械101を管理する管理者は、自身から遠く離れた作業現場で作業を行う作業機械101の状態の監視を行うことができる。
通信性能管理部136は、第1通信ネットワーク109を介した管理装置105との通信速度(受信速度および送信速度)を測定する。通信速度とは、単位時間当たりのデータ通信量であり、通信性能とも呼ばれる。
状態管理部137は、第2通信ネットワーク107を介して制御ユニット(121~124)から取得した状態情報に基づいて、作業機械101の状態を管理する。
状態管理部137は、エンジン制御ユニット121からエンジン19の状態を表す状態情報を取得する。状態管理部137は、エンジン制御ユニット121からエンジン19が停止中であることを表す状態情報を取得した場合、作業機械101のエンジン(動力源)19は停止している状態であり、作業機械101の状態は動作状態ではないと判断し、作業機械101の状態を「待機状態」として設定する。
状態管理部137は、作業制御ユニット122から作業装置4の状態を表す状態情報、旋回体3の状態を表す状態情報、及び、走行体2の状態を表す状態情報を取得する。状態管理部137は、取得したエンジン19の状態情報が、動作中であることを表す情報であり、かつ、取得した作業装置4、旋回体3及び走行体2の状態情報の全てが、停止中であることを表す情報である場合、作業機械101のエンジン(動力源)19は動作しているが、作業機械101は動作状態ではないと判断する。この場合、状態管理部137は、作業機械101の状態を「停止状態」として設定する。
状態管理部137は、取得した走行体2の状態情報が動作中であることを表す情報である場合、作業機械101は動作状態であると判断し、作業機械101の状態を「走行状態」として設定する。状態管理部137は、取得した作業装置4の状態情報が動作中であることを表す情報である場合、作業機械101は動作状態であると判断し、作業機械101の状態を「作業状態」として設定する。また、状態管理部137は、取得した旋回体3の状態情報が動作中であることを表す情報である場合、作業機械101は動作状態であると判断し、作業機械101の状態を「作業状態」として設定する。
図3は、作業機械101の状態遷移図である。図3に示すように、待機状態S401であるときに作業機械101のエンジン19が起動されると(E401)、作業機械101の状態は、待機状態S401から停止状態S402に遷移する。停止状態S402であるときに作業機械101のエンジン19が停止されると(E402)、作業機械101の状態は、停止状態S402から待機状態S401に遷移する。停止状態S402であるときに作業機械101が走行を開始すると(E403)、作業機械101の状態は、停止状態S402から走行状態S403に遷移する。走行状態S403であるときに作業機械101が走行を停止すると(E404)、作業機械101の状態は、走行状態S403から停止状態S402に遷移する。停止状態S402であるときに、作業機械101が作業を開始すると(E405)、作業機械101の状態は、停止状態S402から作業状態S404に遷移する。作業状態S404であるときに、作業機械101が作業を停止すると(E406)、作業機械101の状態は、作業状態S404から停止状態S402に遷移する。
図2に示すように、処理方法決定部135は、通信性能管理部136での通信速度の測定結果、及び、状態管理部137で設定される作業機械101の状態に基づいて、車体データの送信処理方法を決定する。
遠隔サービス処理部134は、処理方法決定部135で決定された送信処理方法に基づいて、データ送受信部133による車体データの送信処理を制御する。データ送受信部133は、管理装置105から遠隔サービス要求情報300を取得する。遠隔サービス要求情報300は、遠隔サービスの実行指令に含まれる。データ送受信部133で取得した遠隔サービス要求情報300は、不揮発性メモリ112に記憶される。処理方法決定部135は、不揮発性メモリ112に記憶されている遠隔サービス要求情報300に基づいて、送信処理方法を決定する。
図4は、遠隔サービス要求情報300について示す図である。図4に示すように、遠隔サービス要求情報300は、要求速度情報301と、処理プロファイル302と、選定条件テーブル303と、処理内容詳細情報304と、を有する。
要求速度情報301には、遠隔サービス(遠隔モニタリング)に要求される管理装置105への単位時間当たりのデータ送信量である要求速度(要求量)Tsrが定義されている。要求速度Tsrは、車体データの送信処理方法の変更を伴わずに、通常の送信処理方法で車体データの送信処理を実行するか否かを決定するために予め定められる閾値である。本実施形態では、要求速度Tsrは、5[Mbps]に設定されている。
処理方法決定部135は、通信性能管理部136で測定された通信速度Tsmが、要求速度Tsr以上であるか否かを判定する。通信速度Tsmが要求速度Tsr以上であると判定されると、処理方法決定部135は、通常の送信処理方法を選定する。通信速度Tsmが要求速度Tsr未満であると判定されると、処理方法決定部135は、選定条件テーブル303に定義されている選定条件の成立要否と、選定条件に対応する送信処理方法(以下、単に処理方法とも記す)が定義された処理プロファイル302に基づいて、処理方法を選定する。以下、詳しく説明する。
処理プロファイル302には、複数の処理方法(第1~第4の処理方法)が定義されている。第1の処理方法は、バッファ処理及びデータ削減送信処理を実行する処理方法である。第2の処理方法は、データ削減送信処理を実行する処理方法である。第3の処理方法は、送信中断処理及びバッファ処理を実行する処理方法である。第4の処理方法は、送信中断処理及びリトライ要求処理を実行する処理方法である。このように、処理プロファイル302は、データ削減送信処理、バッファ処理、送信中断処理及びリトライ要求処理の組み合わせからなる処理方法が複数定義されている。
送信中断処理は、車体データの送信を中断する処理である。リトライ要求処理は、送信中断処理が実行された後、通信状況が回復し、通信速度が要求速度Tsr以上になった場合に、車体データの送信処理の再開を要求するリトライ要求を管理装置105に送信する処理である。バッファ処理は、車体データをバッファメモリ116に保存し、通信速度が要求速度Tsr以上になった場合に、バッファメモリ116に保存されている車体データを管理装置105に送信する処理である。
データ削減送信処理は、車体データの一部を削除する処理である。本実施形態では、データ削減送信処理は、車体データを予め定められた時間間隔で規則的に間引いて送信する。例えば、遠隔サービス処理部134は、通常の送信処理方法にしたがった送信処理では、所定の時間間隔T0で取得される車体データをデータ送受信部133により管理装置105へ送信する。遠隔サービス処理部134は、データ削減送信処理を実行する場合には、所定の時間間隔T0よりも長い時間間隔T1(例えば、所定の時間間隔T0よりも2倍長い時間間隔T1)で取得される車体データをデータ送受信部133により管理装置105へ送信する。
選定条件テーブル303には、処理プロファイル302に定義された複数の処理方法の選定に用いられる複数の選定条件(第1~第5の選定条件)が定義されている。第1~第5の選定条件は、それぞれ、複数の条件(有効無効条件、データ送信許容量条件及びデータ保存許容時間条件)の組み合わせで構成されている。
有効無効条件は、処理プロファイル302で定義された処理方法の実行可否の判定に用いられる条件の1つである。有効無効条件は、複数の選定条件毎に設定される。有効無効条件には、有効フラグ(フラグF=1)または無効フラグ(フラグF=0)が設定されている。有効無効条件は、管理装置105からの情報に基づいて更新される。
データ送信許容量条件は、通信性能管理部136で測定される第1通信ネットワーク109の通信速度(本実施形態では、送信速度、すなわち通信端末127から第1通信ネットワーク109を介して管理装置105へ単位時間当たりに送信されるデータ量)Tsmと比較され、処理プロファイル302で定義された処理方法の実行可否の判定に用いられる条件の1つである。
データ保存許容時間条件は、データ保存時間Taと比較され、処理プロファイル302で定義された処理方法の実行可否の判定に用いる条件の1つである。処理方法決定部135は、通信性能管理部136で測定される第1通信ネットワーク109の通信速度Tsmと、バッファメモリ116に記憶するデータ量(以下、データ保存量と記す)Daとに基づいて、データ保存時間Taを算出する。データ保存時間Taは、データ保存量Daを通信速度Tsmで除算することにより得られる(Ta=Da/Tsm)。
図5は、不揮発性メモリ112に記憶されているデータ保存量テーブル500について示す図である。図5に示すように、データ保存量テーブル500は、作業機械101の状態に関連付けられたデータ保存量Daが記憶されたデータテーブルである。本実施形態では、待機状態S401及び停止状態S402のときのデータ保存量Daは500[MByte]である。また、走行状態S403のときのデータ保存量Daは100[MByte]であり、作業状態S404のときのデータ保存量Daは10[MByte]である。
作業機械101の制御装置10は、作業装置4、旋回体3及び走行体2のアクチュエータの制御に必要なデータの通信を、遠隔サービスの実行に必要なデータの通信よりも優先して実行する。作業機械101は、4つの状態(S401~S404)の中では、作業状態S404のときの第2通信ネットワーク107を介したデータの通信量が最も大きくなる。作業機械101は、4つの状態(S401~S404)の中では、待機状態S401及び停止状態S402のときの第2通信ネットワーク107を介したデータの通信量が最も小さくなる。走行状態S403のときの第2通信ネットワーク107を介したデータの通信量は、待機状態S401及び停止状態S402のときに比べて大きくなり、作業状態S404のときに比べて小さくなる。
本実施形態では、作業機械101の状態が作業状態S404であるときのデータ保存量Daが、作業機械101の状態が走行状態S403であるときのデータ保存量Daに比べて小さい。また、作業機械101の状態が走行状態S403であるときのデータ保存量Daは、作業機械101の状態が待機状態S401及び停止状態S402のときのデータ保存量Daに比べて小さい。つまり、作業機械101の状態が動作状態(作業状態S404及び走行状態S403)であるときのデータ保存量Daは、作業機械101の状態が動作状態でないときのデータ保存量Daに比べて小さい。
上述したように、データ保存量Daは、データ保存時間Taの算出に用いられる。後述するように、データ保存量Daが大きいほどデータ保存時間Taが長くなるため、バッファ処理が実行されやすくなる。また、バッファ処理が実行される場合において、データ保存量Daが小さいほどバッファ処理が実行される時間が短くなる。このため、作業状態S404及び走行状態S403においてバッファ処理が実行される状況を低減することができる。その結果、作業状態S404及び走行状態S403での第2通信ネットワーク107を介した作業装置4、旋回体3及び走行体2の制御に必要なデータの通信が、バッファ処理によって妨げられることが抑制される。
図4に示すように、第1の選定条件は、有効フラグが設定され、通信速度Tsmが1[Mbps]以上5[Mbps]未満であり、データ保存時間Taがデータ保存許容時間Ta0(Ta0=1[min])以上である場合に成立する。第1の選定条件は、無効フラグが設定されている場合、通信速度Tsmが1[Mbps]以上5[Mbps]未満でない場合、または、データ保存時間Taがデータ保存許容時間Ta0(Ta0=1[min])未満である場合には成立しない。
第2の選定条件は、有効フラグが設定され、通信速度Tsmが1[Mbps]以上5[Mbps]未満であり、データ保存時間Taがデータ保存許容時間Ta0(Ta0=1[min])未満である場合に成立する。第2の選定条件は、無効フラグが設定されている場合、通信速度Tsmが1[Mbps]以上5[Mbps]未満でない場合、または、データ保存時間Taがデータ保存許容時間Ta0(Ta0=1[min])以上である場合には成立しない。
第3の選定条件は、有効フラグが設定され、通信速度Tsmが500[kbps]以上1[Mbps]未満であり、データ保存時間Taがデータ保存許容時間Ta0(Ta0=1[min])以上である場合に成立する。第3の選定条件は、無効フラグが設定されている場合、通信速度Tsmが500[kbps]以上1[Mbps]未満でない場合、または、データ保存時間Taがデータ保存許容時間Ta0(Ta0=1[min])未満である場合には成立しない。
第4の選定条件は、有効フラグが設定され、通信速度Tsmが500[kbps]以上1[Mbps]未満であり、データ保存時間Taがデータ保存許容時間Ta0(Ta0=1[min])未満である場合に成立する。第4の選定条件は、無効フラグが設定されている場合、通信速度Tsmが500[kbps]以上1[Mbps]未満でない場合、または、データ保存時間Taがデータ保存許容時間Ta0(Ta0=1[min])以上である場合には成立しない。
第5の選定条件は、有効フラグが設定され、通信速度Tsmが500[kbps]未満である場合に成立する。第5の選定条件は、無効フラグが設定されている場合、または、通信速度Tsmが500[kbps]以上である場合には成立しない。
図2に示す処理方法決定部135は、第1~第5の選定条件の成立要否に基づいて処理方法を決定する。処理方法決定部135は、第1の選定条件が成立した場合には第1の処理方法を選定し、第2の選定条件が成立した場合には第2の処理方法を選定し、第3の選定条件が成立した場合には第3の処理方法を選定し、第4の選定条件が成立した場合には第4の処理方法を選定し、第5の選定条件が成立した場合には第4の処理方法を選定する。処理方法決定部135は、第1~第5の選定条件のいずれも成立しない場合には、通常の処理方法、すなわち送信中断処理、リトライ要求処理、バッファ処理及びデータ削減送信処理のいずれも実行しない処理方法を選定する。
図4を参照して、処理内容詳細情報304について説明する。図4に示すように、処理内容詳細情報304は、バッファ処理に関連付けられたバッファ関連データ345と、データ削減送信処理に関連付けられたデータ削減関連データ346と、を有する。バッファ関連データ345には、バッファ対象テーブル341及びバッファ量テーブル342が含まれ、データ削減関連データ346には、データ削減対象テーブル343及びデータ削減量テーブル344が含まれる。バッファ対象テーブル341には、バッファ処理が実行される場合に、バッファ処理の対象となるデータを特定する情報が定義されている。バッファ量テーブル342には、バッファ処理が実行される場合に、バッファ処理の対象となるデータのバッファ量、すなわち単位時間当たりにバッファメモリ116に保存するデータ量が定義されている。データ削減対象テーブル343には、データ削減送信処理が実行される場合に、データ削減送信処理の対象となるデータを特定する情報が定義されている。データ削減量テーブル344には、データ削減送信処理の対象となるデータのデータ削減量、すなわち単位時間当たりのデータの低減量が定義されている。
バッファ関連データ345及びデータ削減関連データ346は、第1~第4の処理方法と関連付けて記憶されている。遠隔サービス処理部134は、処理方法決定部135によって第1の処理方法が選択された場合、処理内容詳細情報304を参照し、「Data No.xx」をバッファ処理の対象として設定し、バッファ量を300[kbps]に設定する。遠隔サービス処理部134は、処理方法決定部135によって第1の処理方法が選択された場合、処理内容詳細情報304を参照し、「Data No.yy」をデータ削減送信処理の対象として設定し、データ削減量を200[kbps]に設定する。
遠隔サービス処理部134は、処理方法決定部135によって第2の処理方法が選択された場合、処理内容詳細情報304を参照し、「Data No.yy」をデータ削減送信処理の対象として設定し、データ削減量を500[kbps]に設定する。遠隔サービス処理部134は、処理方法決定部135によって第3の処理方法が選択された場合、処理内容詳細情報304を参照し、「Data No.xx」をバッファ処理の対象として設定し、バッファ量を500[kbps]に設定する。
遠隔サービス要求情報300の一部のデータは、入力装置161を操作することにより変更可能である。例えば、入力装置161は、遠隔サービス要求情報300の有効無効条件の有効フラグ及び無効フラグの設定が可能である。また、入力装置161は、処理内容詳細情報304のバッファ処理の対象及びデータ削減送信処理の対象の選択が可能である。
以上のように、本実施形態に係る情報制御ユニット100は、通信速度Tsmが予め定められる要求速度Tsr以上の場合には、通常の送信処理方法にしたがって送信処理を実行する。一方、情報制御ユニット100は、通信速度Tsmが要求速度Tsr未満の場合、遠隔サービス要求情報300で定義される処理方法にしたがって送信処理の機能を制限する。情報制御ユニット100は、通信速度Tsmが低いほど、送信処理の機能の制限度合いを大きくし、作業機械101の状態が、動作状態である場合、動作状態でない場合に比べて送信処理の機能の制限度合いを大きくする。
具体的には、第1の選定条件及び第2の選定条件のデータ送信許容量条件の下限値を許容速度Tsaとしたとき、情報制御ユニット100は、通信速度Tsmが、要求速度Tsr未満であり、かつ、予め定められる許容速度Tsa(図4に示す例では1[Mbps])以上である場合には、第1の処理方法または第2の処理方法にしたがって、データを規則的に間引いて送信するデータ削減送信処理を実行する。情報制御ユニット100は、通信速度Tsmが、許容速度Tsa未満である場合には、第3の処理方法または第4の処理方法にしたがって、データの送信を中断する送信中断処理を実行する。このように、情報制御ユニット100は、通信速度Tsmが許容速度Tsa以上のときに単位時間当たりに管理装置105に送信するデータ量に比べて、通信速度Tsmが許容速度Tsa未満のときに単位時間当たりに管理装置105に送信するデータ量を小さくする。つまり、制御装置10は、通信速度Tsmが許容速度Tsa以上のときの送信機能の制限度合いに比べて、通信速度Tsmが許容速度Tsa未満のときの送信機能の制限度合いを大きくしている。
また、情報制御ユニット100は、作業機械101の状態が動作状態であるときに実行されるデータ削減送信処理におけるデータ削減量を、作業機械101の状態が動作状態でないときに実行されるデータ削減送信処理におけるデータ削減量に比べて大きくすることにより、作業機械の状態が、動作状態である場合、動作状態でない場合に比べて送信処理の機能の制限度合いを大きくする。例えば、通信速度Tsmが2[Mbps]の場合であって、作業機械101の状態が動作状態でないときには、データ保存時間Taがデータ保存許容時間Ta0(Ta0=1[min])以上となる。このため、情報制御ユニット100は、第1の処理方法にしたがって、「Data No.yy」のデータ削減量が200[kbps]となるように、データ削減送信処理を実行する。これに対して、通信速度Tsmが2[Mbps]の場合であって作業機械101の状態が動作状態であるときには、データ保存時間Taがデータ保存許容時間Ta0(Ta0=1[min])未満となる。このため、情報制御ユニット100は、第2の処理方法にしたがって、「Data No.yy」のデータ削減量が500[kbps]となるように、データ削減送信処理を実行する。このように、情報制御ユニット100は、作業機械101の状態が、動作状態である場合、動作状態でない場合に比べて、所定の車体データの単位時間当たりに管理装置105に送信するデータ量を小さくする。つまり、情報制御ユニット100は、作業機械101の状態が、動作状態である場合、動作状態でない場合に比べて送信処理の機能の制限度合いを大きくする。
情報制御ユニット100は、通信速度Tsmが要求速度Tsr未満であって、データ保存時間Taが予め定められるデータ保存許容時間Ta0以上であるときには、車体データ(Data No.xx)をバッファメモリ116に保存し、通信速度Tsmが要求速度Tsr以上になった場合に、バッファメモリ116に保存されているデータ(Data No.xx)を管理装置105に送信するバッファ処理を実行する。上述したように、作業機械101の状態が動作状態であるときのデータ保存量Daは、作業機械101の状態が動作状態でないときのデータ保存量Daに比べて小さい(図5参照)。このため、作業機械101の状態が動作状態であるときにバッファ処理が実行される頻度を小さくすることができる。
例えば、情報制御ユニット100は、第1の処理方法にしたがって送信処理を実行する場合、バッファ処理を実行する。バッファ処理では、通信状況が回復されるまで、バッファ処理の対象となる車体データの送信を行わず、通信状況が回復した後、バッファメモリ116に保存した車体データの送信を行う。これに対して、情報制御ユニット100は、第2の処理方法にしたがって送信処理を実行する場合、バッファ処理を実行しない。このため、第2の処理方法が選定された場合に情報制御ユニット100から管理装置105に送信される総データ量は、第1の処理方法が選定されたときよりも小さくなる。このように、情報制御ユニット100は、作業機械101の状態が、動作状態である場合、動作状態でない場合に比べて送信処理の機能の制限度合いを大きくする。また、情報制御ユニット100は、作業機械101の状態が、動作状態である場合、動作状態でない場合に比べてバッファメモリ116へ保存するデータ量を小さくすることにより、バッファ処理の機能の制限を行っているともいえる。これにより、作業機械101の作業装置4、旋回体3及び走行体2の動作制御に必要なデータ通信が、バッファ処理によって妨げられることが抑制されるので、作業機械101を適切に動作させることができる。
情報制御ユニット100は、送信中断処理とともに実行されるバッファ処理におけるバッファ量(500[kbps])を、データ削減送信処理とともに実行されるバッファ処理におけるバッファ量(300[kbps])に比べて大きくする。これにより、通信状況が悪化し、送信中断処理及びバッファ処理が実行された後、通信状況が回復した場合に送信するデータ量を増やすことができる。
図6を参照して、情報制御ユニット100によって実行される送信処理の内容について説明する。図6に示すフローチャートの処理は、作業機械101のイグニッションスイッチがオンされ、通信端末127が第1通信ネットワーク109を介して管理装置105と無線通信可能になると開始される。
図6に示すように、ステップS101において、情報制御ユニット100は、管理装置105から遠隔サービスの実行指令(遠隔サービス要求情報300を含む)を受信すると、ステップS105へ進む。ステップS105において、情報制御ユニット100は、第1通信ネットワーク109の通信速度Tsmを測定し、ステップS110へ進む。
ステップS110において、情報制御ユニット100は、ステップS105で測定された第1通信ネットワーク109の通信速度Tsmが要求速度Tsr以上であるか否かを判定する。ステップS110において、通信速度Tsmが要求速度Tsr以上であると判定されるとステップS113へ進み、通信速度Tsmが要求速度Tsr未満であると判定されるとステップS125へ進む。
ステップS113において、情報制御ユニット100は、通常の処理方法を選定し、ステップS115へ進む。
ステップS115において、情報制御ユニット100は、現在選定されている処理方法にしたがって車体データを送信する送信処理を実行し、ステップS120へ進む。つまり、情報制御ユニット100は、現在選定されている処理方法にしたがって遠隔サービス(遠隔モニタリング)を実行する。
ステップS120において、情報制御ユニット100は、遠隔サービスに必要な処理が完了したか否かを判定する。ステップS120において、遠隔サービスに必要な処理が完了したと判定されると図6のフローチャートに示す処理を終了する。例えば、情報制御ユニット100は、管理装置105から遠隔サービスの終了指令を受信したとき、遠隔サービスに必要な処理が完了したと判定する。また、情報制御ユニット100は、遠隔サービス要求情報300に遠隔サービスの終了時刻が登録されている場合、現在時刻が終了時刻に達したとき、遠隔サービスに必要な処理が完了したと判定する。ステップS120において、遠隔サービスに必要な処理が完了していないと判定されると、情報制御ユニット100は、所定の時間が経過するまで遠隔サービスを継続的に実行し(すなわち車体データの送信処理を繰り返し実行し)、所定の時間が経過した後、ステップS105へ戻る。
ステップS110において、通信速度Tsmが要求速度Tsr未満であると判定されるとステップS125へ進み、処理方法の選定処理が実行される。処理方法の選定処理(ステップS125)において、情報制御ユニット100は、第1通信ネットワーク109の通信速度Tsm及び作業機械101の状態に基づいて、遠隔サービス要求情報300で定義される複数の選定条件のいずれかが成立しているか否かを判定し、その判定結果に基づいて遠隔サービスの処理方法(すなわち、車体データの送信処理の処理方法)を選定する。
情報制御ユニット100は、第1~第5の選定条件のそれぞれについて、条件が成立しているか否かを判定する。第1の選定条件が成立していると判定されると、情報制御ユニット100は、第1の処理方法を選定する。第2の選定条件が成立していると判定されると、情報制御ユニット100は、第2の処理方法を選定する。第3の選定条件が成立していると判定されると、情報制御ユニット100は、第3の処理方法を選定する。第4の選定条件が成立していると判定されると、情報制御ユニット100は、第4の処理方法を選定する。第5の選定条件が成立していると判定されると、情報制御ユニット100は、第4の処理方法を選定する。
なお、情報制御ユニット100は、第1~第5の選定条件のいずれも成立しないと判定されると、通常の処理方法を選定する。処理方法の選定処理(ステップS125)が完了すると、ステップS130へ進む。
ステップS130において、情報制御ユニット100は、ステップS125で選定した処理方法に関する情報を管理装置105に送信し、ステップS135へ進む。管理装置105は、作業機械101で選定された処理方法に関する情報を受信すると、表示装置165の表示画面166に、作業機械101で選定された処理方法を表す画像を表示させる。
ステップS135において、情報制御ユニット100は、ステップS125で選定した処理方法に、送信中断処理が含まれているか否かを判定する。ステップS125において、選定した処理方法に送信中断処理が含まれていないと判定されると、ステップS115へ進む。ステップS115において、情報制御ユニット100は、ステップS125において選定された処理方法にしたがって、車体データの送信処理を実行する。ステップS125において、選定した処理方法に送信中断処理が含まれていると判定されると、ステップS140へ進む。
ステップS140において、情報制御ユニット100は、送信中断処理を実行することを表す情報を管理装置105に送信し、ステップS145へ進む。管理装置105は、作業機械101から送信中断処理を実行することを表す情報を受信すると、表示装置165の表示画面166に、作業機械101において送信中断処理が実行されることを表す画像を表示させる。
ステップS145において、情報制御ユニット100は、送信中断処理を実行し、ステップS150へ進む。ステップS150において、情報制御ユニット100は、ステップS125で選定した処理方法に、バッファ処理が含まれているか否かを判定する。ステップS150において、選定した処理方法にバッファ処理が含まれていると判定されるとステップS153へ進み、選定した処理方法にバッファ処理が含まれていないと判定されるとステップS170へ進む。
ステップS153において、情報制御ユニット100は、車体データ「Data No.yy」のバッファメモリ116への保存を開始し、ステップS155へ進む。
ステップS155において、情報制御ユニット100は、第1通信ネットワーク109の通信速度Tsmを測定し、ステップS160へ進む。ステップS160において、情報制御ユニット100は、ステップS155で測定された第1通信ネットワーク109の通信速度Tsmが要求速度Tsr以上であるか否かを判定する。ステップS160において、通信速度Tsmが要求速度Tsr以上であると判定されるとステップS165へ進み、通信速度Tsmが要求速度Tsr未満であると判定されるとステップS155へ戻る。
ステップS165において、情報制御ユニット100は、車体データ「Data No.yy」のバッファメモリ116への保存を終了し、バッファメモリ116に保存されている車体データ「Data No.yy」を管理装置105に送信し、ステップS113へ進む。
なお、図示しないが、ステップS125において、第1の処理方法が選定された場合、ステップS115において、ステップS150,S153と同様の処理が実行される。さらに、ステップS120において、遠隔サービスに必要な処理が完了していないと判定されると、情報制御ユニット100は、所定の時間が経過するまで第1の処理方法にしたがった遠隔サービスを継続的に実行し、所定の時間が経過した後、ステップS105へ戻る。ステップS105で測定された通信速度Tsmが要求速度Tsr以上になると、ステップS113において、ステップS165と同様の処理が実行された後、通常の処理方法が選定され、ステップS115へ進む。
ステップS170において、情報制御ユニット100は、第1通信ネットワーク109の通信速度Tsmを測定し、ステップS175へ進む。ステップS175において、情報制御ユニット100は、ステップS170で測定された第1通信ネットワーク109の通信速度Tsmが要求速度Tsr以上であるか否かを判定する。ステップS175において、通信速度Tsmが要求速度Tsr以上であると判定されるとステップS180へ進み、通信速度Tsmが要求速度Tsr未満であると判定されるとステップS170へ戻る。
ステップS180において、情報制御ユニット100は、管理装置105にリトライ要求を送信し、図6のフローチャートに示す処理を終了する。管理装置105は、リトライ要求を受信すると、表示装置165の表示画面166にリトライ要求を受信したことを表す画像を表示させる。管理者により、入力装置161が操作され、管理装置105から遠隔サービス要求情報300を含む再開指令(遠隔モニタリングの実行指令)が送信されると、情報制御ユニット100は遠隔サービス要求情報300を受信し(ステップS101)、遠隔サービス(遠隔モニタリング)を再開する。
本実施形態に係る管理システム1の動作の一例について説明する。図7A及び図7Bは、表示装置165の表示画面166に表示される画面の一例について示す図である。図7Aは、ブームシリンダ圧力が車体データとして表示されている例について示し、図7Bは、通信ログが表示されている例について示す。図8は、車載表示入力機器125の表示画面126に表示される画面の一例について示す図である。
管理装置105にインストールされている遠隔サービス用アプリケーションが実行されると、図7Aに示すように、表示装置165の表示画面166に遠隔サービス選択領域601が表示される。遠隔サービス選択領域601は、複数の遠隔サービス(遠隔モニタリング、遠隔操縦、キャリブレーション、ガイダンス等)の中から1つを選択するための遠隔サービス選択領域611と、複数の遠隔サービスのそれぞれに設定される複数の機能の中から1つを選択するための機能選択領域612と、選択した遠隔サービスを実行するための実行ボタン613と、実行中の遠隔サービスを終了するための終了ボタン614と、を有する。
管理者は、入力装置161を操作し、遠隔サービス選択領域601の複数の遠隔サービスの中から遠隔モニタリングを選択する。これにより、機能選択領域612が表示され遠隔モニタリングの機能A,Bのいずれかの選択が可能になる。管理者は、入力装置161によって、機能選択領域612の複数の機能の中から機能Aを選択し、実行ボタン613を操作することにより、管理装置105から遠隔モニタリングの実行指令が送信される。
管理装置105は、不揮発性メモリ152に記憶されている遠隔サービス要求情報300を作業機械101の情報制御ユニット100に送信する。情報制御ユニット100は、遠隔サービス要求情報300を受信すると、第1通信ネットワーク109の通信速度Tsmの測定を開始し、遠隔サービス要求情報300、測定された通信速度Tsm、及び、作業機械101の動作状態に基づいて、処理方法を選定する。
通信状況が良好であり、通信速度Tsmが要求速度Tsr以上である場合、情報制御ユニット100は、通常の送信処理方法にしたがって車体データを送信する。情報制御ユニット100から管理装置105に車体データが送信されると、管理装置105は、表示装置165の表示画面166の車体データ表示領域602に、車体データを表す車体データ画像621を表示させる。車体データ画像621は、車体データの種類(図示する例では、ブームシリンダ圧力)を表示する種類表示領域621aと、車体データの時間変化を示すグラフ621bと、を有する。
車体データ表示領域602には、表示する車体データを選択する種類選択領域622、通信ログを表示させる通信ログボタン623が表示される。管理者は、入力装置161を操作することにより、種類選択領域622の複数の車体データの中から表示装置165の表示画面166に表示させたい車体データを選択することができる。管理者は、入力装置161によって、通信ログボタン623を操作すると、図7Bに示すように、表示画面166に通信ログ表示領域603が表示される。
作業機械101の上空が厚い雲で覆われるなど天候の状況の変化により、作業機械101の通信アンテナの通信状況が悪化し、通信速度Tsmが要求速度Tsr未満になると、情報制御ユニット100から管理装置105への車体データの送信機能に制限がかけられる。なお、第1~第5の処理方法に対する有効無効条件は、全て有効に設定されているものとして、以下、具体例について説明する。
通信速度Tsmが2[Mbps]まで低下すると、図4に示すように、第1または第2の処理方法が選定され、車体データを間引いて送信するデータ削減送信処理が実行される。つまり、送信機能に制限がかけられる。ここで、作業機械101の状態が待機状態あるいは停止状態である場合、データ保存量Daは500[MByte](図5参照)であるので、データ保存時間Taは250[s]となる。このため、情報制御ユニット100は、第1の処理方法を選定し、データ削減量が200[kbps]となるように車体データを間引いて送信するデータ削減送信処理を実行するとともに、バッファ量が300[kbps]となるように車体データを一時的にバッファメモリ116に保存するバッファ処理を実行する。
作業機械101の状態が走行状態である場合、データ保存量Daは100[MByte](図5参照)であるので、データ保存時間Taは50sとなる。このため、情報制御ユニット100は、第2の処理方法を選定し、データ削減量が500[kbps]となるように車体データを間引いて送信するデータ削減送信処理を実行する。また、作業機械101の状態が作業状態である場合、データ保存量Daは10[MByte](図5参照)であるので、データ保存時間Taは5[s]となる。このため、情報制御ユニット100は、第2の処理方法を選定し、データ削減量が500[kbps]となるように車体データを間引いて送信するデータ削減送信処理を実行する。
このように、本実施形態では、作業機械101の状態が動作状態である場合(走行状態、作業状態)、動作状態でない場合(待機状態、停止状態)に比べて、データ削減量が大きく、送信処理の機能の制限度合いが大きくなっている。第1の処理方法が選定され、バッファ処理が実行された後、通信状況が回復し、通信速度Tsmが要求速度Tr(5[Mbps])以上になると、バッファメモリ116に記憶されていた車体データが、管理装置105へ送信され、その後、通常の処理方法で送信処理が実行される。
作業機械101の通信アンテナの通信状況が悪化し、通信速度が500[kbps]まで低下すると、第3または第4の処理方法が選定され、車体データの送信処理が中断される。情報制御ユニット100は、送信中断処理の実行に先立って送信中断処理を実行する旨の通知情報を管理装置105に送信する。管理装置105は、送信中断処理の通知情報を受信すると、図7Bに示すように、表示装置165の表示画面166の通信ログ表示領域603に通知情報を表す画像(送信中断通知画像)631を表示させる。本実施形態では、送信中断通知画像631に、通知時刻、通信速度及び処理方法の情報、並びに、遠隔サービス機能が中断されたことを通知するためのメッセージ、及び、リトライが通知されるまで待機するように促すメッセージが含まれる。
作業機械101の状態が待機状態あるいは停止状態である場合、データ保存量Daは500[MByte](図5参照)であるので、データ保存時間Taは1000[s]となる。このため、図4に示すように、情報制御ユニット100は、第3の処理方法を選定し、バッファ量が500[kbps]となるように車体データを一時的にバッファメモリ116に保存するバッファ処理を実行する。作業機械101の状態が走行状態である場合、データ保存量Daは100[MByte](図5参照)であるので、データ保存時間Taは200[s]となる。このため、情報制御ユニット100は、第3の処理方法を選定し、バッファ量が500[kbps]となるように車体データを一時的にバッファメモリ116に保存するバッファ処理を実行する。
第3の処理方法が選定され、バッファ処理が実行された後、通信状況が回復し、通信速度Tsmが要求速度Tsr(5[Mbps])以上になると、バッファメモリ116に記憶されていた車体データが、管理装置105へ送信される。
これに対して、作業機械101の状態が作業状態である場合、データ保存量Daは10[MByte](図5参照)であるので、データ保存時間Taは20[s]となる。このため、情報制御ユニット100は、第4の処理方法を選定し、バッファ処理を実行することなく送信中断処理を実行する。第4の処理方法が選定され、送信中断処理が実行された後、通信状況が回復し、通信速度Tsmが要求速度Tsr(5[Mbps])以上になると、情報制御ユニット100は、リトライ要求を管理装置105に送信する。
管理装置105は、リトライ要求を受信すると、図7Bに示すように、表示装置165の表示画面166の通信ログ表示領域603にリトライ要求を受信したことを表す画像(リトライ通知画像)632を表示する。本実施形態では、リトライ通知画像632に、通知時刻、通信速度及び通信状況回復直前の処理方法の情報、並びに、リトライが可能になったことを通知するためのメッセージが含まれる。管理者が、入力装置161によって、遠隔サービスの実行ボタン613を操作すると、遠隔サービスの再開指令(遠隔サービス要求情報300を含む)が情報制御ユニット100に送信される。その結果、遠隔サービスが再開される。
なお、図8に示すように、車載表示入力機器125の表示画面126には、遠隔サービスの種類を表す情報を表示するサービス内容表示領域701と、通信ログ表示領域702と、が表示される。通信ログ表示領域702には、送信中断通知画像731及びリトライ通知画像732が表示される。本実施形態では、送信中断通知画像731には、送信中断通知画像631と同様、通知時刻、通信速度及び処理方法の情報、及び遠隔サービス機能が中断されたことを通知するためのメッセージが含まれ、さらに、遠隔サービス機能の中断を管理装置105に通知したことを示すメッセージが含まれる。また、リトライ通知画像732には、リトライ通知画像632と同様、通知時刻、通信速度及び通信状況回復直前の処理方法の情報、並びに、リトライが可能になったことを通知するためのメッセージが含まれ、さらに、リトライ要求を管理装置105に送信したことを示すメッセージが含まれる。これにより、作業機械101を運転するオペレータは、現在、どのような遠隔サービスが実行されているのか、通信状況の変化、及び、通信状況の変化による遠隔サービスの機能の制限の内容(現在設定されている処理方法)について知ることができる。
上述した実施形態によれば、次の作用効果を奏する。
(1)作業機械101は、機体5と、機体5に取り付けられる作業装置4と、機体5の外部に設置された管理装置(外部装置)105に車体データを送信する送信処理を実行する制御装置10と、を備えている。制御装置10は、管理装置105との通信速度Tsmを測定し、通信速度Tsmが予め定められる要求速度Tsr未満の場合、送信処理の機能を制限し、通信速度Tsmが低いほど、送信処理の機能の制限度合いを大きくし、作業機械101の状態が、動作状態である場合、動作状態でない場合に比べて送信処理の機能の制限度合いを大きくする。
本実施形態では、制御装置10は、通信速度Tsmが、要求速度Tsr未満であり、かつ、予め定められる許容速度Tsa以上である場合には、車体データを間引いて送信するデータ削減送信処理を実行し、通信速度Tsmが、許容速度Tsa未満である場合には、車体データの送信を中断する送信中断処理を実行することにより、通信速度Tsmが低いほど、送信処理の機能の制限度合いを大きくする。
本実施形態では、制御装置10は、作業機械101の状態が動作状態であるときに実行されるデータ削減送信処理におけるデータ削減量を、作業機械101の状態が動作状態でないときに実行されるデータ削減送信処理におけるデータ削減量に比べて大きくすることにより、作業機械の状態が、動作状態である場合、動作状態でない場合に比べて送信処理の機能の制限度合いを大きくする。
このように、本実施形態では、通信状況及び作業機械101の状態に応じた制限度合いで送信処理の機能を制限する。このため、例えば、通信状況が悪い状態で作業機械101の状態が動作状態であるとき、あるいは、通信状況が著しく悪い状態のときなどに、通常の処理方法で送信処理が継続されることが防止される。仮に、通信状況が悪い状態で作業機械101の状態が動作状態であるとき、あるいは、通信状況が著しく悪い状態のときなどに、通常の処理方法で車体データの送信処理が継続されると、車体データの欠損等が発生し、送信される車体データが不安定になるなどして車体データを適切に管理装置105へ送信することができないおそれがある。これに対して、本実施形態によれば、上述したように、通信状況及び作業機械101の状態に応じた制限度合いで送信処理の機能を制限するので、作業機械101の情報を適切に管理装置105へ送信することができる。なお、データ削減送信処理では、予め定められた処理方法にしたがって車体データを規則的に間引いて送信する。つまり、本実施形態に係る情報制御ユニット100は、データ削減送信処理において、車体データを安定して管理装置105に送信することができるので、管理者は、作業機械101の監視を継続して行うことができる。
(2)制御装置10は、通信速度Tsmと、作業機械101の状態に関連付けられたデータ保存量Daとに基づいて、データ保存時間Taを算出する。制御装置10は、通信速度Tsmが要求速度Tsr未満であって、データ保存時間Taが予め定められるデータ保存許容時間Ta0以上であるときには、車体データをバッファメモリ116に保存し、通信速度Tsmが要求速度Tsr以上になった場合に、バッファメモリ116に保存されているデータを管理装置105に送信するバッファ処理を実行する。作業機械101の状態が動作状態であるときのデータ保存量Daは、作業機械101の状態が動作状態でないときのデータ保存量Daに比べて小さい。
これにより、通信状況が悪化しているときの車体データの送信量を低減することができる。また、通信状況が回復すると、バッファメモリ116に保存されているデータが管理装置105に送信されるため、通信状況が悪化していたときの車体データを表示装置165の表示画面166に適切に表示させることができる。作業機械101の状態が動作状態であるときのデータ保存量Daが、作業機械101の状態が動作状態でないときのデータ保存量Daに比べて小さいため、作業機械101の状態が動作状態であるときにバッファ処理が実行される頻度を小さくすることができる。これにより、作業機械101の作業装置4、旋回体3及び走行体2の動作制御に必要なデータ通信が、バッファ処理によって妨げられることが抑制されるので、作業機械101を適切に動作させることができる。
(3)制御装置10は、送信中断処理とともに実行されるバッファ処理におけるバッファ量(500[kbps])を、データ削減送信処理とともに実行されるバッファ処理におけるバッファ量(300[kbps])に比べて大きくする(図4参照)。これにより、通信状況が悪化し、送信中断処理及びバッファ処理が実行された後、通信状況が回復した場合に送信するデータ量を増やすことができる。
(4)動作状態には、作業機械101のエンジン(動力源)19が停止している待機状態、及び、作業機械101のエンジン(動力源)19は動作しているが走行体2及び作業装置4が停止している停止状態は含まれず、走行体2が動作している走行状態、及び、作業装置4が動作している作業状態が含まれる。作業機械101の状態が作業状態であるときのデータ保存量Daは、作業機械101の状態が走行状態であるときのデータ保存量Daに比べて小さい(図5参照)。これにより、作業機械101の作業装置4及び旋回体3の動作制御に必要なデータ通信が、バッファ処理によって妨げられることを効果的に抑制し、作業機械101による作業を適切に行うことができる。また、作業機械101の走行体2の動作制御に必要なデータ通信は、作業状態のときに比べて小さい。このため、走行状態のときにバッファ処理が実行される頻度を作業状態のときにバッファ処理が実行される頻度に比べて大きくすることにより、バッファ処理が実行された後、通信状況が回復した場合に送信するデータ量を増やすことができる。
(5)制御装置10は、送信中断処理が実行された後、通信速度Tsmが要求速度Tsr以上になった場合に、送信処理の再開を要求するリトライ要求を管理装置105に送信する。通信状況が悪化した場合に、早期に車体データの送信を中断し、通信状況が回復した場合に、早期に車体データの送信の再開を適切に行うことができる。
(6)制御装置10は、要求速度Tsr、複数の処理方法が定義された処理プロファイル302、及び、処理プロファイル302に定義された複数の処理方法の選定に用いられる複数の選定条件を管理装置105から取得する。制御装置10は、通信速度Tsmが要求速度Tsr未満の場合、複数の選定条件が成立しているか否かを判定し、その判定結果に基づいて処理方法を選定する。制御装置10は、選定された処理方法にしたがって送信処理を実行する。
本実施形態では、処理プロファイル302は、車体データを間引いて送信するデータ削減送信処理、車体データをバッファメモリ116に保存し、通信速度Tsmが要求速度Tsr以上になった場合に、バッファメモリ116に保存されている車体データを管理装置105に送信するバッファ処理、車体データの送信を中断する送信中断処理、及び、送信中断処理が実行された後、通信速度Tsmが要求速度Tsr以上になった場合に、送信処理の再開を要求するリトライ要求を管理装置105に送信するリトライ要求処理の組み合わせからなる処理方法が複数定義されている。
制御装置10は、データ削減送信処理に関連付けられたデータ削減関連データ346と、バッファ処理に関連付けられたバッファ関連データ345を管理装置105から取得する。データ削減関連データ346には、データ削減送信処理の対象となるデータを特定する情報、及び、データ削減送信処理におけるデータ削減量が定義される(図4参照)。バッファ関連データ345には、バッファ処理の対象となるデータを特定する情報、及び、バッファ処理におけるバッファ量が定義されている(図4参照)。
これにより、要求速度Tsr、処理プロファイル302に定義される処理方法、及び、複数の選定条件等の更新が容易となる。その結果、制御装置10は、通信状況が悪化した場合に、管理者の要望に沿った処理方法で車体データの送信を行うことができる。
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、以下の異なる変形例で説明する構成同士を組み合わせたりすることも可能である。
<変形例1>
上記実施形態では、遠隔サービス要求情報300が管理装置105から作業機械101へ送信され、作業機械101の不揮発性メモリ112に記憶される例について説明したが、本発明はこれに限定されない。遠隔サービス要求情報300は、作業機械101の不揮発性メモリ112に予め記憶されていてもよい。
<変形例2>
上記実施形態では、制御装置10が、通信速度Tsmと、作業機械101の状態に関連付けられたデータ保存量Daとに基づいて、データ保存時間Taを算出し、通信速度Tsmが要求速度Tsr未満であって、データ保存時間Taが予め定められるデータ保存許容時間Ta0以上であるときには、バッファ処理を実行する例について説明したが、本発明はこれに限定されない。図9に示すように、選定条件テーブル303Bに作業機械101の状態条件を定義してもよい。選定条件テーブル303Bには、第1及び第3の選定条件に、作業機械101の状態が動作状態でないことが含まれ、第2及び第4の選定条件に、作業機械101の状態が動作状態であることが含まれている。これにより、例えば、通信速度Tsmが、2[Mbps]であり、有効無効条件に有効フラグが設定されている場合において、作業機械101の状態が動作状態でない場合には第1の処理方法が選択され、作業機械101の状態が動作状態である場合には第2の処理方法が選択される。また、例えば、通信速度Tsmが、1[Mbps]であり、有効無効条件に有効フラグが設定されている場合において、作業機械101の状態が動作状態でない場合には第3の処理方法が選択され、作業機械101の状態が動作状態である場合には第4の処理方法が選択される。これにより、作業機械101の作業装置4、旋回体3及び走行体2の動作制御に必要なデータ通信が、バッファ処理によって妨げられることが防止されるので、作業機械101を適切に動作させることができる。
<変形例3>
上記実施形態では、遠隔サービスが遠隔モニタリングである例について説明したが、本発明はこれに限定されない。遠隔サービスは、遠隔操縦、キャリブレーション(パラメータの調整)等、少なくとも作業機械101から車体データを管理装置105に送信する送信処理が実行されるものであればよい。
図10は、本変形例3に係る管理システム1を示す図である。図10に示すように、管理装置105は、管理サーバ150と接続される遠隔操縦装置360を備えている。なお、遠隔操縦装置360は、管理サーバ150と第1通信ネットワーク109を介して情報の授受を行うようにしてもよい。遠隔操縦装置360は、作業機械101から送信される車体データ(画像データを含む)を表示画面に表示する表示装置365と、作業装置4、走行体2及び旋回体3の操作指令を出力する操作装置361と、を備える。
作業機械101は、第2通信ネットワーク107に接続される複数の撮影装置329を備えている。撮影装置329は、例えば、耐久性、耐候性に優れたCCD、CMOSなどの撮像素子と広角レンズを備えた広角ビデオカメラである。複数の撮影装置329は、旋回体3に取り付けられ、旋回体3の前方、後方、左方及び右方をそれぞれ撮影する。情報制御ユニット100は、撮影装置329で撮影された画像のデータ(以下、撮影画像データとも記す)を車体データとして第1通信ネットワーク109を介して管理装置105に送信する。管理装置105は、受信した撮影画像データを表示装置365に出力する。表示装置365は、入力された撮影画像データを表示画面に表示させる。
管理装置105の管理サーバ150には、操作装置361から作業機械101を遠隔から操作するための指令(以下、遠隔操縦指令と記す)が入力される。管理装置105は、入力された遠隔操縦指令を第1通信ネットワーク109を介して情報制御ユニット100に送信する。情報制御ユニット100は、第1通信ネットワーク109を介して管理装置105から遠隔操縦指令を受信すると、遠隔操縦指令を第2通信ネットワーク107を介して作業制御ユニット122に出力する。作業制御ユニット122は、第2通信ネットワーク107を介して情報制御ユニット100から入力された遠隔操縦指令に基づいて、作業装置4、走行体2及び旋回体3の動作を制御する。
本変形例では、通信状況が悪化し、通信速度Tsmが例えば2[Mbps]になると、撮影装置329で撮影された画像データのフレームレートを低くして、すなわち車体データとしての撮影画像データを所定時間間隔で規則的に間引いて管理装置105に送信する。これにより、作業機械101の遠隔操縦を継続することができるため、通信状況の悪化に起因する作業機械101の非稼働時間の増加を抑制することができる。
通信状況がさらに悪化し、通信速度Tsmが例えば500[kbps]になると、制御装置10は、撮影画像データの送信及び遠隔操縦指令の受信を中断する。ここで、仮に撮影画像データの送信を中断しない場合、遠隔操縦装置360に送信される撮影画像データの不規則的な欠落、遅延等の発生により、表示装置365に表示される画像(動画)が不安定になるおそれがある。このような状況下で遠隔操縦が継続されてしまうと、適切な作業を行うことができず、通信状況が回復した後、作業のやり直しが生じるおそれがある。本実施形態では、通信速度Tsmが許容速度Tsa未満になると、撮影画像データの送信を中断し、通信状況が回復した後、リトライ要求を管理装置105に送信する。このため、通信状況が著しく悪い場合に、オペレータによって、遠隔操縦が継続されることを防止し、作業のやり直しが発生することを防止することができる。
<変形例4>
上記実施形態では、作業機械101がクローラ式の油圧ショベルである例について説明したが、本発明はこれに限定されない。作業機械101は、ホイール式の油圧ショベル、ホイールローダ、ダンプトラック、作業ロボット等であってもよい。つまり、作業機械101は、機体と機体に取り付けられる作業装置とを備えていればよい。
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。
1…管理システム、2…走行体、3…旋回体、4…作業装置、5…機体、10…制御装置、19…エンジン(動力源)、100…情報制御ユニット、101…作業機械、105…管理装置(外部装置)、107…第2通信ネットワーク、109…第1通信ネットワーク、114…車外通信インタフェース(第1通信インタフェース)、115…車内通信インタフェース(第2通信インタフェース)、116…バッファメモリ、121…エンジン制御ユニット(制御ユニット)、122…作業制御ユニット(制御ユニット)、123…補機制御ユニット(制御ユニット)、124…表示制御ユニット(制御ユニット)、127…通信端末、133…データ送受信部、134…遠隔サービス処理部、135…処理方法決定部、136…通信性能管理部、137…状態管理部、150…管理サーバ、161…入力装置、162…通信装置、165…表示装置、300…遠隔サービス要求情報、301…要求速度情報、302…処理プロファイル、303,303B…選定条件テーブル、304…処理内容詳細情報、329…撮影装置、345…バッファ関連データ、346…データ削減関連データ、360…遠隔操縦装置、361…操作装置、365…表示装置、500…データ保存量テーブル、Da…データ保存量、Ta…データ保存時間、Ta0…データ保存許容時間、Tsa…許容速度、Tsm…通信速度、Tsr…要求速度

Claims (10)

  1. 機体と、前記機体に取り付けられる作業装置と、前記機体の外部に設置された外部装置にデータを送信する送信処理を実行する制御装置と、を備えた作業機械において、
    前記制御装置は、
    前記外部装置との通信速度を測定し、
    前記通信速度が予め定められる要求速度未満の場合、前記送信処理の機能を制限し、
    前記通信速度が低いほど、前記送信処理の機能の制限を大きくし、
    前記作業機械の状態が、動作状態である場合、動作状態でない場合に比べて前記送信処理の機能の制限を大きくする、
    ことを特徴とする作業機械。
  2. 請求項1に記載の作業機械において、
    前記制御装置は、
    前記通信速度が、前記要求速度未満であり、かつ、予め定められる許容速度以上である場合には、前記データを間引いて送信するデータ削減送信処理を実行し、前記通信速度が、前記許容速度未満である場合には、前記データの送信を中断する送信中断処理を実行することにより、前記通信速度が低いほど、前記送信処理の機能の制限を大きくする、
    ことを特徴とする作業機械。
  3. 請求項2に記載の作業機械において、
    前記制御装置は、
    前記作業機械の状態が動作状態であるときに実行される前記データ削減送信処理におけるデータ削減量を、前記作業機械の状態が動作状態でないときに実行される前記データ削減送信処理におけるデータ削減量に比べて大きくすることにより、前記作業機械の状態が、動作状態である場合、動作状態でない場合に比べて前記送信処理の機能の制限を大きくする、
    ことを特徴とする作業機械。
  4. 請求項3に記載の作業機械において、
    前記制御装置は、
    前記通信速度と、前記作業機械の状態に関連付けられたデータ保存量とに基づいて、データ保存時間を算出し、
    前記通信速度が前記要求速度未満であって、前記データ保存時間が予め定められるデータ保存許容時間以上であるときには、前記データをバッファメモリに保存し、
    前記通信速度が前記要求速度以上になった場合に、前記バッファメモリに保存されている前記データを前記外部装置に送信するバッファ処理を実行し、
    前記作業機械の状態が動作状態であるときのデータ保存量は、前記作業機械の状態が動作状態でないときのデータ保存量に比べて小さい、
    ことを特徴とする作業機械。
  5. 請求項4に記載の作業機械において、
    前記機体は、走行体を有し、
    前記動作状態には、前記走行体が動作している走行状態、及び、前記作業装置が動作している作業状態が含まれ、
    前記作業機械の状態が前記作業状態であるときのデータ保存量は、前記作業機械の状態が前記走行状態であるときのデータ保存量に比べて小さい、
    ことを特徴とする作業機械。
  6. 請求項2に記載の作業機械において、
    前記制御装置は、
    前記送信中断処理が実行された後、前記通信速度が前記要求速度以上になった場合に、前記送信処理の再開を要求するリトライ要求を前記外部装置に送信する、
    ことを特徴する作業機械。
  7. 請求項1に記載の作業機械において、
    前記制御装置は、
    前記要求速度、複数の処理方法が定義された処理プロファイル、及び、前記処理プロファイルに定義された前記複数の処理方法の選定に用いられる複数の選定条件を前記外部装置から取得し、
    前記通信速度が前記要求速度未満の場合、前記複数の選定条件が成立しているか否かを判定し、その判定結果に基づいて前記処理方法を選定し、
    選定された前記処理方法にしたがって前記送信処理を実行する、
    ことを特徴とする作業機械。
  8. 請求項7に記載の作業機械において、
    前記処理プロファイルは、
    前記データを間引いて送信するデータ削減送信処理、前記データをバッファメモリに保存し、前記通信速度が前記要求速度以上になった場合に、前記バッファメモリに保存されている前記データを前記外部装置に送信するバッファ処理、前記データの送信を中断する送信中断処理、及び、前記送信中断処理が実行された後、前記通信速度が前記要求速度以上になった場合に、前記送信処理の再開を要求するリトライ要求を前記外部装置に送信するリトライ要求処理の組み合わせからなる処理方法が複数定義され、
    前記制御装置は、前記データ削減送信処理に関連付けられたデータ削減関連データと、前記バッファ処理に関連付けられたバッファ関連データを前記外部装置から取得し、
    前記データ削減関連データには、前記データ削減送信処理の対象となるデータを特定する情報、及び、前記データ削減送信処理におけるデータ削減量が定義され、
    前記バッファ関連データには、前記バッファ処理の対象となるデータを特定する情報、及び、前記バッファ処理におけるバッファ量が定義されている、
    ことを特徴とする作業機械。
  9. 請求項1に記載の作業機械において、
    前記制御装置は、
    第1通信ネットワークを介して前記外部装置と通信を行う通信端末と、
    第2通信ネットワークを介して相互に接続され、前記作業機械が備える機器を制御する複数の制御ユニットと、を有し、
    前記複数の制御ユニットには、前記データを前記外部装置に送信する送信処理を実行する情報制御ユニットが含まれ、
    前記情報制御ユニットは、前記通信端末に接続され前記第1通信ネットワークを介して前記外部装置とデータの授受を行う第1通信インタフェースと、前記第2通信ネットワークを介して前記情報制御ユニットに接続される前記複数の制御ユニットとデータの授受を行う第2通信インタフェースと、を有し、
    前記複数の制御ユニットは、前記作業装置の動作を制御する作業制御ユニットを含み、
    前記情報制御ユニットは、前記第2通信インタフェースを介して前記作業制御ユニットから取得した情報に基づいて、前記作業機械の状態を管理する、
    ことを特徴とする作業機械。
  10. 請求項9に記載の作業機械において、
    前記第2通信ネットワークに接続される撮影装置をさらに備え、
    前記情報制御ユニットは、
    前記撮影装置で撮影された画像のデータを前記第1通信ネットワークを介して前記外部装置に送信し、
    前記作業機械を遠隔から操作するための指令を前記第1通信ネットワークを介して前記外部装置から受信し、
    前記作業制御ユニットは、前記第2通信ネットワークを介して前記情報制御ユニットから入力された前記指令に基づいて、前記作業装置の動作を制御する、
    ことを特徴とする作業機械。
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