JPWO2015040745A1 - タイヤ異常管理システム及びタイヤ異常管理方法 - Google Patents

Abstract

タイヤの異常状態を迅速に検出するため、各ダンプトラックのタイヤに組み込まれてタイヤ圧力および／またはタイヤ温度を検出するタイヤセンサと、各ダンプトラックに割り当てられた作業に対するタイヤ負荷が所定範囲内であるダンプトラック群にグループ化するグループ化処理部６２と、グループ化されたダンプトラック群内で前記タイヤセンサによって検出されたタイヤ圧力またはタイヤ温度の平均値に対する偏差などの統計量を求め、基準範囲を超えた統計量をもつダンプトラックがある場合に該ダンプトラックをタイヤが異常なダンプトラックであると特定するタイヤ異常車両特定部６３と、を備える。

Description

この発明は、タイヤの異常状態を迅速に検出することができるタイヤ異常管理システム及びタイヤ異常管理方法に関する。

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

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

このタイヤライフルコストの低減のため、例えば、特許文献１では、タイヤの内圧及びタイヤ内部温度のタイヤ情報と、記憶部に記憶された過去のタイヤ情報とを比較してタイヤの内圧あるいはタイヤ内部温度が許容範囲外である場合、タイヤが異常であると判断するものが記載されている。

特開２００９−２３４２９８号公報

しかしながら、タイヤは車両毎に異なる環境に置かれるため、単にタイヤの状態を測定するのみで、タイヤの異常状態を早期に判断することは容易ではない。すなわち、タイヤの異常状態を検出できた段階では、既にタイヤの異常の程度が大きくなっているおそれがある。

この発明は、上記に鑑みてなされたものであって、タイヤの異常状態を迅速に検出することができるタイヤ異常管理システム及びタイヤ異常管理方法を提供することを目的とする。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、この発明にかかるタイヤ異常管理システムは、複数の車両にそれぞれ作業を割り当て、この割り当てられた作業を行う各車両に装着されたタイヤの異常状態を管理するタイヤ異常管理システムであって、各車両のタイヤ圧力および／またはタイヤ温度を検出するタイヤセンサと、各車両に割り当てられた作業に対するタイヤ負荷が所定範囲内である車両群にグループ化するグループ化処理部と、グループ化された車両群内で前記タイヤセンサによって検出されたタイヤ圧力またはタイヤ温度に基づいてタイヤが異常な車両であると特定するタイヤ異常車両特定部と、を備えたことを特徴とする。

また、この発明にかかるタイヤ異常管理システムは、上記の発明において、前記タイヤ異常車両特定部は、グループ化された車両群内で前記タイヤセンサによって検出されたタイヤ圧力またはタイヤ温度をもとにした統計量を求め、基準範囲を超えた統計量をもつ車両がある場合に該車両をタイヤが異常な車両であると特定することを特徴とする。

また、この発明にかかるタイヤ異常管理システムは、上記の発明において、無線接続された各車両から通知される積載量情報及び車両速度情報をもとに実稼働中の車両のタイヤ負荷である実タイヤ負荷を算出する実タイヤ負荷算出部を備え、前記グループ化処理部は、各車両に割り当てられた作業に対する実タイヤ負荷が所定範囲内である車両群にグループ化することを特徴とする。

また、この発明にかかるタイヤ異常管理システムは、上記の発明において、各車両に割り当てられた計画段階の作業に対する予測タイヤ負荷を算出する予測タイヤ負荷算出部を備え、前記グループ化処理部は、各車両に割り当てられた作業に対する予測タイヤ負荷が所定範囲内である車両群にグループ化することを特徴とする。

また、この発明にかかるタイヤ異常管理システムは、上記の発明において、前記タイヤ異常車両特定部によって特定された車両の情報を外部出力することを特徴とする。

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

また、この発明にかかるタイヤ異常管理方法は、複数の車両にそれぞれ作業を割り当て、この割り当てられた作業を行う各車両に装着されたタイヤの異常状態を管理するタイヤ異常管理方法であって、各車両のタイヤのタイヤ圧力および／またはタイヤ温度を検出する検出ステップと、各車両に割り当てられた作業に対するタイヤ負荷が所定範囲内である車両群にグループ化するグループ化処理ステップと、グループ化された車両群内で前記検出ステップによって検出されたタイヤ圧力またはタイヤ温度に基づいてタイヤが異常な車両であると特定するタイヤ異常車両特定ステップと、を含むことを特徴とする。

また、この発明にかかるタイヤ異常管理方法は、上記の発明において、前記タイヤ異常車両特定ステップは、グループ化された車両群内で前記検出ステップによって検出されたタイヤ圧力またはタイヤ温度をもとにした統計量を求め、基準範囲を超えた統計量をもつ車両がある場合に該車両をタイヤが異常な車両であると特定することを特徴とする。

また、この発明にかかるタイヤ異常管理方法は、上記の発明において、無線接続された各車両から通知される積載量情報及び車両速度情報をもとに実稼働中の車両のタイヤ負荷である実タイヤ負荷を算出する実タイヤ負荷算出ステップを含み、前記グループ化処理ステップは、各車両に割り当てられた作業に対する実タイヤ負荷が所定範囲内である車両群にグループ化することを特徴とする。

また、この発明にかかるタイヤ異常管理方法は、上記の発明において、各車両に割り当てられた計画段階の作業に対する予測タイヤ負荷を算出する予測タイヤ負荷算出ステップを含み、前記グループ化処理ステップは、各車両に割り当てられた作業に対する予測タイヤ負荷が所定範囲内である車両群にグループ化することを特徴とする。

また、この発明にかかるタイヤ異常管理方法は、上記の発明において、前記タイヤ異常車両特定ステップによって特定された車両の情報を外部出力することを特徴とする。

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

この発明によれば、タイヤセンサが、各車両のタイヤ圧力および／またはタイヤ温度を検出し、グループ化処理部が、各車両に割り当てられた作業に対するタイヤ負荷が所定範囲内である車両群にグループ化し、タイヤ異常車両特定部が、グループ化された車両群内で前記タイヤセンサによって検出されたタイヤ圧力またはタイヤ温度に基づいてタイヤが異常な車両であると特定するようにしているので、タイヤの異常状態を迅速に検出することができる。

図１は、この発明の実施の形態１であるタイヤ異常管理システムを含む管理システムの概要構成を示す模式図である。 図２は、走行経路情報ＤＢに格納される走行経路網の一例を示す図である。 図３は、ダンプトラックの構成を示す側面図である。 図４は、ダンプトラックの構成を示すブロック図である。 図５は、実施の形態１の管理装置の構成を示すブロック図である。 図６は、タイヤ異常検出部によるタイヤ異常検出処理手順を示すフローチャートである。 図７は、実施の形態２の管理装置の構成を示すブロック図である。 図８は、図７に示したタイヤ異常検出部によるタイヤ異常検出処理手順を示すフローチャートである。

以下、添付図面を参照してこの発明の実施の形態について説明する。

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

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

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

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

［ダンプトラック］
図３及び図４に示すように、ダンプトラック２は、車両本体２１と、ベッセル２２と、処理部２３と、ジャイロセンサ２４と、速度センサ２５と、荷重センサ２６と、アンテナ２７ａが接続された通信部２７と、アンテナ２８ａが接続され、車両本体２１の位置を検出するＧＰＳ装置２８と、タイヤ圧力センサ３３と、タイヤ温度センサ３４と、センサ情報取得部３５とを有する。車両本体２１には、駆動装置が配置される。駆動装置は、ディーゼルエンジンのような内燃機関と、内燃機関によって作動する発電機と、発電機で発生した電力によって作動する電動機とを含む。電動機によって車輪２９が駆動される。車輪２９は、タイヤ２９ａ及びホイール２９ｂを含む、いわゆる電気駆動式である。なお、内燃機関の動力が、トルクコンバータを含むトランスミッションを介して車輪に伝達される、いわゆる機械駆動式であってもよい。

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

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

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

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

タイヤ圧力センサ３３及びタイヤ温度センサ３４は、それぞれタイヤ２９ａ内に組み込まれて、それぞれタイヤ圧力及びタイヤ温度を検出する。センサ情報取得部３５は、タイヤ圧力センサ３３及びタイヤ温度センサ３４と無線接続して、タイヤ圧力情報及びタイヤ温度情報を取得する。センサ情報取得部３５は、取得したタイヤ圧力情報及びタイヤ温度情報を処理部２３に出力する。タイヤ圧力センサ３３及びタイヤ温度センサ３４は、周波数が低いＲＦＩＤとし、センサ情報取得部３５が非接触でタイヤ圧力情報及びタイヤ温度情報を取得することができる。より確実には、タイヤ圧力センサ３３及びタイヤ温度センサ３４のそれぞれがバッテリを内蔵して、センサ情報取得部３５と無線接続することが好ましい。

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

タイヤ異常検出部５１は、実タイヤ負荷算出部６１、グループ化処理部６２、及びタイヤ異常車両特定部６３を有する。実タイヤ負荷算出部６１は、無線接続された各ダンプトラック２から通知される積載量情報及び車両速度情報をもとに実稼働中のダンプトラック２の実タイヤ負荷を算出する。グループ化処理部６２は、各ダンプトラック２に割り当てられた作業に対するタイヤ負荷が所定範囲内であるダンプトラック群にグループ化する。タイヤ異常車両特定部６３は、グループ化されたダンプトラック群内で、タイヤ圧力またはタイヤ温度をもとにした統計量を求め、基準範囲を超えた統計量をもつダンプトラック２がある場合に該ダンプトラック２をタイヤが異常なダンプトラックであると特定する。この統計量は、得られたタイヤ圧力またはタイヤ温度に統計演算を施したものであり、例えば、グループ化されたダンプトラック群のタイヤ圧力またはタイヤ温度の平均値に対する偏差である。なお、このタイヤ異常検出部５１の詳細処理については後述する。

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

監視部５３は、ダンプトラック２の稼働状況を監視する。また、監視部５３は、ダンプトラック２から送られてくる車両位置情報や車両速度情報をもとに、ダンプトラック２の稼働状況を表示部４２に表示する。この際、表示部４２には、地図ＤＢ５７による地図と、この地図上に、走行経路情報ＤＢ５６による走行経路網が表示されるとともに、ダンプトラック２のアイコンが表示される。このアイコンは、積荷状態と空荷状態とで別態様の表示となる。例えば、荷台の色を積荷状態と空荷状態とで変えるようにしている。また、このアイコンには、ダンプトラックの識別ＩＤも添えられる。なお、表示部４２には、タイヤ異常車両特定部６３が特定したダンプトラック２の情報及びタイヤ２９ａが異常である旨を表示出力する。もちろん、このダンプトラック２の情報及びタイヤが異常である旨の情報は、図示しない通信手段を介してサービスマンなどの外部に通知することが好ましい。

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

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

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

図６において、まず、実タイヤ負荷算出部６１は、各ダンプトラック２の積載量情報、車両速度情報、タイヤ圧力情報、及びタイヤ温度情報を取得する（ステップＳ１０１）。そして、実タイヤ負荷算出部６１は、１作業サイクルの実タイヤ負荷を算出する（ステップＳ１０２）。なお、ステップＳ１０２では、１作業サイクルの実タイヤ負荷を算出するようにしているが、これに限らず、複数の作業サイクルの実タイヤ負荷を算出するようにしてもよい。その後、グループ化処理部６２は、実タイヤ負荷算出部６１が算出した実タイヤ負荷が所定範囲内となるダンプトラック群にグループ化する処理を行う（ステップＳ１０３）。その後、タイヤ異常車両特定部６３は、グループ化されたダンプトラック群内で、タイヤ圧力またはタイヤ温度をもとにした統計量、例えば、タイヤ圧力またはタイヤ温度の平均値に対する偏差を求め、基準範囲を超えた統計量（偏差）をもつダンプトラック２があるか否かを判断する（ステップＳ１０４）。

この偏差をとるのは、グループ化されたダンプトラック群のタイヤ圧力またはタイヤ温度の平均値から、タイヤ圧力またはタイヤ温度の値が大きく外れているダンプトラックがあるか否かを判断するためである。なお、比較対象のタイヤ圧力またはタイヤ温度は、各ダンプトラックごとに、１作業サイクルの測定期間でサンプリングされた平均値に対する平均値を用いている。また、平均値は、統計量の一例であり、例えば、標準偏差などであってもよい。さらに、１つの作業サイクルの期間の中で、行きの積荷の積載状態と帰りの空荷状態とのタイヤ圧力またはタイヤ温度の偏差を統計量とし、この偏差の大小で判断してもよい。あるいは、測定期間におけるタイヤ圧力またはタイヤ温度の最大値と最小値との偏差を統計量とし、この偏差の大小で判断してもよい。また、タイヤ圧力の平均値及びタイヤ温度の平均値の２次元座標上に、各ダンプトラックごとに、タイヤ圧力の平均値に対するタイヤ温度の平均値をプロットし、２次元座標上において、１つのダンプトラックのプロット値に対する他のダンプトラックのプロット値への距離の平均値が基準範囲を超えたか否かを判断してもよい。この場合、タイヤ圧力とタイヤ温度との双方を加味した判断を行うことができる。なお、全ダンプトラックのタイヤ圧力の平均値に対する平均値とタイヤ温度の平均値に対する平均値とで決定される２次元座標上の平均位置を示すプロット値からの距離の大小をもとに判断してもよい。

グループ化されたダンプトラック群内で、タイヤ圧力またはタイヤ温度の平均値に対する偏差が基準範囲を超えるダンプトラック２がない場合（ステップＳ１０４，Ｎｏ）には、本処理を終了する。一方、グループ化されたダンプトラック群内で、タイヤ圧力またはタイヤ温度の平均値に対する偏差が基準範囲を超えるダンプトラック２がある場合（ステップＳ１０４，Ｙｅｓ）には、このダンプトラック２を、タイヤが異常なダンプトラック２として特定する（ステップＳ１０５）。さらに、このダンプトラック２が異常である旨を表示部４２に表示出力するとともに、図示しない外部のサービスセンターに通知し（ステップＳ１０６）、本処理を終了する。

なお、上述した実タイヤ負荷算出部６１の構成は、ダンプトラック２側に持たせて、算出結果を管理装置４側に送信するようにしてもよい。また、ダンプトラックが有人車両である場合、ダンプトラックが異常である旨を表示する表示部をダンプトラックの運転席に設けてもよい。

この実施の形態１では、実タイヤ負荷がほぼ同じである所定範囲のダンプトラック群にグループ化した後、このダンプトラック群内で、タイヤ圧力またはタイヤ温度の平均値に対する偏差などの統計量が基準範囲を超えて外れているダンプトラックを異常なダンプトラックとして特定するようにしているので、ほぼ同一実タイヤ負荷条件下で、タイヤの異常を早期に見出すことができ、タイヤの異常状態を迅速に検出することができる。特に、グループ化されたダンプトラック群は、同じようなタイヤ負荷で作業しているので、各ダンプトラックのタイヤ圧力やタイヤ温度は同じような値となるはずであるので、タイヤ圧力やタイヤ温度の小さな変化を早期に見出すことができ、結果的にタイヤの異常を迅速に検出することができる。

（実施の形態２）
図７は、この発明の実施の形態２であるタイヤ異常管理システムの管理装置４の構成を示すブロック図である。上述した実施の形態１では、実タイヤ負荷をリアルタイムで検出してダンプトラック群のグループ化を行い、このダンプトラック群内でタイヤが異常なダンプトラックを特定するものであったが、この実施の形態２では、計画段階で予測タイヤ負荷を算出し、この予測タイヤ負荷を用いてダンプトラック群のグループ化を行い、このダンプトラック群内でタイヤが異常なダンプトラックを特定するようにしている。

図７に示した管理装置４は、図５に示したタイヤ異常検出部５１に替えてタイヤ異常検出部７１を設けている。その他の構成は、実施の形態１と同じである。タイヤ異常検出部７１は、予測タイヤ負荷算出部８１、グループ化処理部８２、及びタイヤ異常車両特定部８３を有する。

予測タイヤ負荷算出部８１は、各ダンプトラック２に割り当てられた計画段階の作業に対する予測タイヤ負荷を算出する。グループ化処理部８２は、各ダンプトラック２に割り当てられた作業に対する予測タイヤ負荷が所定範囲内であるダンプトラック群にグループ化する。タイヤ異常車両特定部８３は、グループ化されたダンプトラック群内で、タイヤ圧力またはタイヤ温度の平均値に対する偏差などの統計量が基準範囲を超えるダンプトラック２がある場合に該ダンプトラック２をタイヤが異常なダンプトラック２であると特定する。

［予測タイヤ負荷を用いたタイヤ異常検出処理］
ここで、図８に示したフローチャートを参照して、タイヤ異常検出部７１によるタイヤ異常検出処理手順について説明する。なお、この処理は、所定間隔ごとに繰り返し行われる。

図８において、まず、予測タイヤ負荷算出部８１は、作業割当ＤＢ５５から、各ダンプトラック２の計画段階における計画作業を取得する（ステップＳ２０１）。その後、予測タイヤ負荷算出部８１は、タイヤ圧力情報及びタイヤ温度情報を取得する（ステップＳ２０２）。その後、予測タイヤ負荷算出部８１は、計画作業に対する予測タイヤ負荷を算出する（ステップＳ２０３）。

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

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

その後、グループ化処理部８２は、予測タイヤ負荷算出部８１が算出した予測タイヤ負荷が所定範囲内のダンプトラック群にグループ化する（ステップＳ２０４）。その後、タイヤ異常車両特定部８３は、グループ化されたダンプトラック群内で、タイヤ圧力またはタイヤ温度の平均値に対する偏差などの統計量が基準範囲を超えるダンプトラックがあるか否かを判断する（ステップＳ２０５）。

その後、グループ化されたダンプトラック群内で、タイヤ圧力またはタイヤ温度の平均値に対する偏差などの統計量が基準範囲を超えるダンプトラック２がない場合（ステップＳ２０５，Ｎｏ）には、本処理を終了する。一方、グループ化されたダンプトラック群内で、タイヤ圧力またはタイヤ温度の平均値に対する偏差などの統計量が基準範囲を超えるダンプトラック２がある場合（ステップＳ２０５，Ｙｅｓ）には、このダンプトラック２を、タイヤが異常なダンプトラック２として特定する（ステップＳ２０６）。さらに、このダンプトラック２が異常である旨を表示部４２に表示出力するとともに、図示しない外部のサービスセンターに通知し（ステップＳ２０７）、本処理を終了する。

この実施の形態２では、実施の形態１における実タイヤ負荷の実測と同様な予測タイヤ負荷を用いてダンプトラック群のグループ化を行って、タイヤが異常なダンプトラックを特定するようにしているので、簡易な処理で、タイヤの異常状態を迅速に検出することができる。

なお、上述した実施の形態１，２において、グループ化されるダンプトラック群のタイヤ負荷に対するタイヤ圧力とタイヤ温度の閾値がわかっている場合、この閾値をダンプトラック２側に送信しておき、ダンプトラック２側から管理装置４側に異常判定結果を返信するようにしてもよい。この閾値は、絶対的な値であり、上述した相対的な偏差などの統計量とは異なる。

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

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

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

Claims (12)

1. 複数の車両にそれぞれ作業を割り当て、この割り当てられた作業を行う各車両に装着されたタイヤの異常状態を管理するタイヤ異常管理システムであって、
   各車両のタイヤ圧力および／またはタイヤ温度を検出するタイヤセンサと、
   各車両に割り当てられた作業に対するタイヤ負荷が所定範囲内である車両群にグループ化するグループ化処理部と、
   グループ化された車両群内で前記タイヤセンサによって検出されたタイヤ圧力またはタイヤ温度に基づいてタイヤが異常な車両であると特定するタイヤ異常車両特定部と、
   を備えたことを特徴とするタイヤ異常管理システム。
2. 前記タイヤ異常車両特定部は、グループ化された車両群内で前記タイヤセンサによって検出されたタイヤ圧力またはタイヤ温度をもとにした統計量を求め、基準範囲を超えた統計量をもつ車両がある場合に該車両をタイヤが異常な車両であると特定することを特徴とする請求項１に記載のタイヤ異常管理システム。
3. 無線接続された各車両から通知される積載量情報及び車両速度情報をもとに実稼働中の車両のタイヤ負荷である実タイヤ負荷を算出する実タイヤ負荷算出部を備え、
   前記グループ化処理部は、各車両に割り当てられた作業に対する実タイヤ負荷が所定範囲内である車両群にグループ化することを特徴とする請求項１または２に記載のタイヤ異常管理システム。
4. 各車両に割り当てられた計画段階の作業に対する予測タイヤ負荷を算出する予測タイヤ負荷算出部を備え、
   前記グループ化処理部は、各車両に割り当てられた作業に対する予測タイヤ負荷が所定範囲内である車両群にグループ化することを特徴とする請求項１に記載のタイヤ異常管理システム。
5. 前記タイヤ異常車両特定部によって特定された車両の情報を外部出力することを特徴とする請求項１〜４のいずれか一つに記載のタイヤ異常管理システム。
6. 前記タイヤ負荷は、ＴＫＰＨであることを特徴とする請求項１〜５のいずれか一つに記載のタイヤ異常管理システム。
7. 複数の車両にそれぞれ作業を割り当て、この割り当てられた作業を行う各車両に装着されたタイヤの異常状態を管理するタイヤ異常管理方法であって、
   各車両のタイヤのタイヤ圧力および／またはタイヤ温度を検出する検出ステップと、
   各車両に割り当てられた作業に対するタイヤ負荷が所定範囲内である車両群にグループ化するグループ化処理ステップと、
   グループ化された車両群内で前記検出ステップによって検出されたタイヤ圧力またはタイヤ温度に基づいてタイヤが異常な車両であると特定するタイヤ異常車両特定ステップと、
   を含むことを特徴とするタイヤ異常管理方法。
8. 前記タイヤ異常車両特定ステップは、グループ化された車両群内で前記検出ステップによって検出されたタイヤ圧力またはタイヤ温度をもとにした統計量を求め、基準範囲を超えた統計量をもつ車両がある場合に該車両をタイヤが異常な車両であると特定することを特徴とする請求項７に記載のタイヤ異常管理方法。
9. 無線接続された各車両から通知される積載量情報及び車両速度情報をもとに実稼働中の車両のタイヤ負荷である実タイヤ負荷を算出する実タイヤ負荷算出ステップを含み、
   前記グループ化処理ステップは、各車両に割り当てられた作業に対する実タイヤ負荷が所定範囲内である車両群にグループ化することを特徴とする請求項７または８に記載のタイヤ異常管理方法。
10. 各車両に割り当てられた計画段階の作業に対する予測タイヤ負荷を算出する予測タイヤ負荷算出ステップを含み、
    前記グループ化処理ステップは、各車両に割り当てられた作業に対する予測タイヤ負荷が所定範囲内である車両群にグループ化することを特徴とする請求項７に記載のタイヤ異常管理方法。
11. 前記タイヤ異常車両特定ステップによって特定された車両の情報を外部出力することを特徴とする請求項７〜１０のいずれか一つに記載のタイヤ異常管理方法。
12. 前記タイヤ負荷は、ＴＫＰＨであることを特徴とする請求項７〜１１のいずれか一つに記載のタイヤ異常管理方法。

Images