轮胎异常管理系统和轮胎异常管理方法
轮胎异常管理系统和轮胎异常管理方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及能够迅速地检测出轮胎的异常状态的轮胎异常管理系统和轮胎异常管理方法。
【背景技术】
[0002]以往，在碎石工地或矿山等广域作业现场，使自卸车行走来进行砂土运输作业。即，自卸车在装载场中由液压挖掘机或轮式装载机等装载碎石作为货物之后，经由规定的行走路径将该货物运输到卸土场，并在卸土场卸下该货物。然后，自卸车再次经由规定的行走路径移动到装载场，在该装载场中等待装载货物。自卸车反复进行该一连串的作业。
[0003]这里，在自卸车的寿命周期成本中，轮胎的成本所占的比例较高。因此，需要延长轮胎的寿命来降低寿命周期成本。
[0004]为了降低该轮胎寿命周期成本，例如在专利文献1中记载了如下装置:对轮胎内压及轮胎内部温度等轮胎信息与存储在存储部中的先前的轮胎信息进行比较，如果轮胎内压或轮胎内部温度在容许范围之外则判断为轮胎发生异常。
[0005]专利文献1:日本特开2009-234298号公报
【发明内容】
[0006]然而，由于每个车辆的轮胎处于不同的环境中，所以仅测量轮胎的状态，很难早期判断出轮胎的异常状态。即，在能够检测出轮胎的异常状态的阶段，有可能轮胎的异常程度已经很大。
[0007]本发明是鉴于上述问题而完成的，其目的在于提供一种能够迅速地检测出轮胎的异常状态的轮胎异常管理系统和轮胎异常管理方法。
[0008]为了解决上述问题、实现发明目的，本发明涉及一种轮胎异常管理系统，其对多个车辆分别分配作业，并对安装于执行该被分配的作业的各车辆的轮胎的异常状态进行管理，上述轮胎异常管理系统的特征在于，包括:轮胎传感器，其检测各车辆的轮胎压力和/或轮胎温度;分组处理部，其进行分组而组成与被分配给各车辆的作业对应的轮胎负载在规定范围内的车辆组；以及轮胎异常车辆确定部，其在分组而得到的车辆组内基于由上述轮胎传感器检测出的轮胎压力或轮胎温度来确定轮胎发生异常的车辆。
[0009]此外，根据上述的发明，本发明涉及的轮胎异常管理系统中，上述轮胎异常车辆确定部在分组而得到的车辆组内求取基于由上述轮胎传感器检测出的轮胎压力或轮胎温度的统计量，在存在具有超过基准范围的统计量的车辆时，将该车辆确定为轮胎发生异常的车辆。
[0010]此外，根据上述的发明，本发明涉及的轮胎异常管理系统中，包括:实际轮胎负载计算部，其基于由无线连接的各车辆通知的装载量信息和车辆速度信息，计算实际工作中的车辆的轮胎负载即实际轮胎负载，上述分组处理部进行分组而组成与被分配给各车辆的作业对应的实际轮胎负载在规定范围内的车辆组。
[0011]此外，根据上述的发明，本发明涉及的轮胎异常管理系统中，包括:预测轮胎负载计算部，其计算与被分配给各车辆的计划阶段的作业对应的预测轮胎负载，上述分组处理部进行分组而组成与被分配给各车辆的作业对应的预测轮胎负载在规定范围内的车辆组。
[0012]此外，根据上述的发明，本发明涉及的轮胎异常管理系统中，将由上述轮胎异常车辆确定部确定出的车辆的信息输出到外部。
[0013]此外，根据上述的发明，本发明涉及的轮胎异常管理系统中，上述轮胎负载是指TKPH。
[0014]此外，本发明涉及一种轮胎异常管理方法，用于对多个车辆分别分配作业，并对安装于执行该被分配的作业的各车辆的轮胎的异常状态进行管理，上述轮胎异常管理方法的特征在于，包括:检测步骤，检测各车辆的轮胎的轮胎压力和/或轮胎温度;分组处理步骤，进行分组而组成与被分配给各车辆的作业对应的轮胎负载在规定范围内的车辆组；以及轮胎异常车辆确定步骤，在分组而得到的车辆组内，基于在上述检测步骤中检测出的轮胎压力或轮胎温度来确定轮胎发生异常的车辆。
[0015]此外，根据上述的发明，本发明涉及的轮胎异常管理方法中，在上述轮胎异常车辆确定步骤中，在分组而得到的车辆组内求取基于在上述检测步骤中检测出的轮胎压力或轮胎温度的统计量，在存在具有超过基准范围的统计量的车辆时，将该车辆确定为轮胎发生异常的车辆。
[0016]此外，根据上述的发明，本发明涉及的轮胎异常管理方法包括:实际轮胎负载计算步骤，基于由无线连接的各车辆通知的装载量信息和车辆速度信息，计算实际工作中的车辆的轮胎负载即实际轮胎负载，在上述分组处理步骤中，进行分组而组成与被分配给各车辆的作业对应的实际轮胎负载在规定范围内的车辆组。
[0017]此外，根据上述的发明，本发明涉及的轮胎异常管理方法包括:预测轮胎负载计算步骤，计算与被分配给各车辆的计划阶段的作业对应的预测轮胎负载，在上述分组处理步骤中，进行分组而组成与被分配给各车辆的作业对应的预测轮胎负载在规定范围内的车辆组。
[0018]此外，根据上述的发明，本发明涉及的轮胎异常管理方法中，将通过上述轮胎异常车辆确定步骤确定出的车辆的信息输出到外部。
[0019]此外，根据上述的发明，本发明涉及的轮胎异常管理方法中，上述轮胎负载是指TKPH。
[0020]根据本发明，轮胎传感器检测各车辆的轮胎压力和/或轮胎温度，分组处理部进行分组而组成与被分配给各车辆的作业对应的轮胎负载在规定范围内的车辆组，轮胎异常车辆确定部在分组而得到的车辆组内，基于由上述轮胎传感器检测出的轮胎压力或轮胎温度来确定轮胎发生异常的车辆，因此能够迅速地检测出轮胎的异常状态。
【附图说明】
[0021]图1是表示包括本发明实施方式1的轮胎异常管理系统在内的管理系统的概要结构的示意图。
[0022]图2是表示存储在行走路径信息DB中的行走路径网的一个示例的图。
[0023]图3是表示自卸车的结构的侧视图。
[0024]图4是表示自卸车的结构的框图。
[0025]图5是表示实施方式1的管理装置的结构的框图。
[0026]图6是表示轮胎异常检测部的轮胎异常检测处理步骤的流程图。
[0027]图7是表示实施方式2的管理装置的结构的框图。
[0028]图8是表示图7所示的轮胎异常检测部的轮胎异常检测处理步骤的流程图。
[0029]符号说明
[0030]1管理系统
[0031]2 自卸车
[0032]3装载机械
[0033]4管理装置
[0034]5 基站
[0035]6管制设施
[0036]7 GPS 卫星
[0037]21 车辆主体
[0038]22 箱斗
[0039]23处理部
[0040]23a 识别 ID[0041 ]24陀螺仪传感器
[0042]25速度传感器
[0043]26载荷传感器
[0044]27a、28a、44a 天线
[0045]27、44 通信部
[0046]28 GPS 装置
[0047]29 车轮
[0048]29a 轮胎
[0049]29b 轮毂
[0050]30悬挂缸[0051 ]31行走控制部
[0052]32致动机构
[0053]33轮胎压力传感器
[0054]34轮胎温度传感器
[0055]35传感器信息获取部
[0056]40管理部
[0057]41操作输入部
[0058]42 显示部
[0059]43存储部
[0060]50作业分配处理部[0061 ]51,71轮胎异常检测部
[0062]52运行指示控制部
[0063]53监视部
[0064]61实际轮胎负载计算部
[0065]62、82分组处理部
[0066]63、83轮胎异常车辆确定部
[0067]81预测轮胎负载计算部
[0068]55作业分配DB
[0069]56行走路径信息DB
[0070]57 地图 DB
[0071]R1?R4行走路径
【具体实施方式】
[0072]下面，参照附图对本发明的实施方式 进行说明。
[0073]实施方式1
[0074]系统概要
[0075]图1是表示包括本发明实施方式1的轮胎异常管理系统在内的管理系统的概要结构的示意图。该管理系统1设置在碎石工地或矿山等广域作业现场中，使多辆自卸车2行走来进行砂土或矿石等的运输作业。在广域作业现场中有装载场E21、E22。在装载场E21、E22中配置装载机械3。装载机械3能够将货物装载到自卸车2中。装载机械3是液压挖掘机、电动挖掘机和轮式装载机等。自卸车2是用于运输货物能够行走的车辆的一个示例。货物是因开采而产生的砂土或矿石。
[0076]自卸车2能够在装载场E21、E22与卸土场E10、E11之间的行走路径HL上行走。自卸车2在装载场E21、E22中装载货物。装载场E21、E22是在矿山中进行货物的装载作业的区域。自卸车2在装载场E21、E22的装载位置P21、P22装载货物。装载机械3将货物装载到配置于装载位置P21、P22的自卸车2上。然后，自卸车2经由规定的行走路径HL移动到目标卸土场E10、E11。然后，自卸车2在目标卸土场E10、E11中卸下货物。卸土场E10、E11是矿山中进行货物卸载作业的区域。自卸车2在卸土场E10、E11的卸土位置P10、P11卸下货物。
[0077]该管理系统1至少对多个自卸车2进行管理。各自卸车2是根据来自管理装置4的指令信号进行工作的无人自卸车，在自卸车2上没有搭乘操作员。管理装置4配置在管制设施6中。管理装置4与自卸车2之间形成经由基站5进行无线连接的无线通信系统。
[0078]行走路径网的一个示例
[0079]自卸车2反复进行将货物从装载场运输到卸土场，在卸土场卸下货物，然后空载返回到装载场这样的循环作业。自卸车2进行的作业包括装载物的装载、载货行走、卸土、空载行走等。如图2的行走路径网所示，广域作业现场中包括多个装载场的装载位置P21?P24、多个卸土场的卸土位置P11?P15、多个交叉点P31?P34、以及连接它们之间的多个行走路径HL。另外，在图2中，装载位置P21、P22是矿石的装载位置，装载位置P23、P24是表土的装载位置。此外，卸土位置P11是向碎矿机的卸土位置，卸土位置P12、P13是矿石的卸土位置，卸土位置P14、P15是表土的卸土位置。此外，还有供油位置P41和停车场位置P42。自卸车2的具体作业例如是经由图2所示的行走路径R1的作业，在装载位置P21装载矿石并经由交叉路口P31、P32运输矿石，在卸土位置P13卸下矿石，并经由交叉路口 P32、P31返回到装载位置P21。自卸车2根据来自管理装置4的运行指示进行作业。在运行指示中包含装载场、卸土场、行走路径的信息。另外，自卸车2进行的作业中也可以包含向供油位置的行走和向停车场位置的行走。
[0080] 自卸车
[0081 ] 如图3和图4所示，自卸车2包括车辆主体21、箱斗22、处理部23、陀螺仪传感器24、速度传感器25、载荷传感器26、连接有天线27a的通信部27、以及连接有天线28a并检测车辆主体21的位置的GPS装置28、轮胎压力传感器33、轮胎温度传感器34和传感器信息获取部35。在车辆主体21配置有驱动装置。驱动装置包括柴油发动机这样的内燃机、由内燃机驱动的发电机、以及由发电机产生的电力驱动的电动机。车轮29由电动机驱动。车轮29包含轮胎29a和轮毂2%，是所谓的电驱动式。另外，也可以是将内燃机的动力经由包含液力变矩器的变速器传递给车轮的所谓机械驱动式。
[0082]箱斗22包括装载货物的装载台。箱斗22可倾动地配置于车辆主体21的上部。由装载机械3将货物装载到箱斗22中。卸土时举起箱斗22卸下货物。载荷传感器26设置于悬挂缸30，对箱斗22的装载量进行检测。载荷传感器26将检测信号输出到处理部23。处理部23基于载荷传感器26的检测信号，求取自卸车2的装载量。
[0083]陀螺仪传感器24检测自卸车2的方位变化量。陀螺仪传感器24将检测信号输出到处理部23。处理部23能够基于陀螺仪传感器24的检测信号求取自卸车2的方位。
[0084]速度传感器25检测自卸车2的行走速度。速度传感器25检测车轮29的驱动轴的转速，来检测自卸车2的行走速度。速度传感器25将检测信号输出到处理部23。处理部23基于速度传感器25的检测信号和来自内置于处理部23内的未图示的计时器的时间信息求取自卸车2的移动距离(行走距离)。
[0085]GPS装置28使用来自多个GPS(Global Posit1ning System，全球定位系统)卫星7(参照图1)的信号检测自卸车2的位置。检测信号被输出到处理部23。
[0086]轮胎压力传感器33和轮胎温度传感器34分别安装在轮胎29a内，分别检测轮胎压力或轮胎温度。传感器信息获取部35与轮胎压力传感器33及轮胎温度传感器34进行无线连接，获取轮胎压力信息和轮胎温度信息。传感器信息获取部35将获取的轮胎压力信息和轮胎温度信息输出到处理部23。轮胎压力传感器33和轮胎温度传感器34可以采用频率较低的RFID(rad1 frequency identifier，射频识别技术)，从而传感器信息获取部35以非接触方式获取轮胎压力信息和轮胎温度信息。为了进一步提高可靠性，优选轮胎压力传感器33和轮胎温度传感器34分别内置电池，与传感器信息获取部35进行无线连接。
[0087]处理部23具有用于识别自卸车2的识别ID23a。处理部23通过通信部27至少将车辆位置信息、装载量信息、车辆速度信息、轮胎压力信息及轮胎温度信息与识别ID23a—起发送到管理装置4。
[0088]然后，管理装置4将行走路径或速度指令与识别ID23a—起输出到自卸车2，使其在与计划的作业对应的行走路径上行走。行走控制部31基于被输入的行走路径和速度指令，驱动控制对应的执行机构32，来对自卸车2进行行走控制。
[0089]管理装置
[0090]如图5所示，管理装置4具有管理部40、操作输入部41、显示部42、存储部43和包括天线44a的通信部44。
[0091]操作输入部41包括键盘、触摸面板、鼠标等。操作输入部41能够向管理部40输入操作信号。另外，操作输入部41也可以是兼作显示部42的触摸面板。
[0092]显示部42例如包括液晶显示器等平板显示器。显示部42能够显示关于自卸车2的位置的信息等。
[0093]存储部43具有作业分配DB(数据库)55、行走路径信息DB(数据库)56和地图DB(数据库)57。作业分配DB55例如按每个自卸车2的识别ID23a记述1天的多个作业内容。在该作业内容中记述有装载场、卸土场和行走路径。此外，按每个自卸车2的识别ID23a记述有设计轮胎负载、实际轮胎负载和规定轮胎负载。设计轮胎负载和规定轮胎负载是预先设定的值。另一方面，实际轮胎负载是在自卸车2的工作期间内被实时更新的值。
[0094]一般而言，轮胎负载包括作为预先对轮胎本身设定的负载指标的轮胎TKPH(TonKm Per Hour，每小时吨公里)和作为实际作业时的负载指标的作业条件TKPH。设计轮胎负载是轮胎TKPH，是表示在不超过轮胎的耐发热极限的范围内能够进行多少工作量的指标，由(载荷X速度)表示。另一方面，作业条件TKPH是实际轮胎负载，由(平均轮胎负载载荷)X(平均作业速度)表示。平均轮胎负载载荷用下式求取:平均轮胎负载载荷=((空车时的轮胎负载载荷)+ (装载时的轮胎负载载荷))/2。平均作业速度用下式求取:平均作业速度=((1循环的距离)X(1天的循环次数))/(1天的总作业时间)。空车时的轮胎负载载荷是预先登记的自卸车2在空车时的载荷除以自卸车的轮胎数而得到的平均轮胎负载载荷。此外，装载时的轮胎负载载荷是基于从自卸车2发送的装载量信息而求出的自卸车2在装载时的载重除以自卸车2的轮胎数而得到的平均轮胎负载载荷。这里，优选以使设计轮胎负载>实际轮胎负载的方式使用轮胎。如果不满足这个条件地使用，则轮胎会发生热脱层(heatseparat1n)等使轮胎寿命缩短。另外，规定轮胎负载是在本实施方式中被设定的值，是设计轮胎负载以下的阈值。
[0095]行走路径信息 DB56记述图2所示的行走路径网的信息。在该行走路径网的信息中包含各装载位置、卸土位置、交叉路口等的位置信息和各位置的连接关系信息。而且，行走路径信息DB56中规定了在各行走路径HL中设定的车辆速度。
[0096]通信部44经由天线44a和基站5与各自卸车2进行通信连接。
[0097]管理部40具有作业分配处理部50、轮胎异常检测部51、运行指示控制部52和监控部53。作业分配处理部50根据来自操作输入部41的操作输入，进行制作1天的作业分配DB55的处理。此时，作业分配DB55的实际轮胎负载没有被设定。
[0098]轮胎异常检测部51具有实际轮胎负载计算部61、分组处理部62和轮胎异常车辆确定部63。实际轮胎负载计算部61基于由无线连接的各自卸车2通知的装载量信息和车辆速度信息，计算实际工作中的自卸车2的实际轮胎负载。分组处理部62进行分组而组成与被分配给各自卸车2的作业对应的轮胎负载在规定范围内的自卸车组。轮胎异常车辆确定部63在分组而得到的自卸车组内求取基于轮胎压力或轮胎温度的统计量，如果存在具有超过基准范围的统计量的自卸车2，则将该自卸车2确定为轮胎发生异常的自卸车。该统计量是对所得到的轮胎压力或轮胎温度实施统计运算而得到的，例如是相对于分组而得到的自卸车组的轮胎压力或轮胎温度的平均值的偏差。另外，该轮胎异常检测部51的详细处理将在后文中说明。
[0099]如后所述，运行指示控制部52将执行记述在作业分配DB55中的作业内容的指示输出到各自卸车2，指示自卸车2的行走控制。
[0100]监控部53监控自卸车2的工作状况。此外，监控部53基于从自卸车2发送来的车辆位置信息和车辆速度信息，在显示部42中显示自卸车2的工作状况。此时，在显示部42中显示基于地图DB57的地图并在该地图上显示基于行走路径信息DB56的行走路径网，并且显示自卸车2的图标。该图标在载货状态和空载状态下显示不同的形态。例如在载货状态和空载状态下改变装载台的颜色。此外，该图标中还附加有自卸车的识别ID。另外，在显示部42中显示输出由轮胎异常车辆确定部63确定的自卸车2的信息及轮胎29a发生异常的信息。当然，优选该自卸车2的信息及轮胎发生异常的信息通过未图示的通信装置通知给外部的维修人员等。
[0101]自卸车的行走控制
[0102]如上所述，管理部40向自卸车2输出行走路径或速度指令。与此对应地，自卸车2基于输入的行走路径或速度指令，在装载场和卸土场之间的行走路径HL上行走。处理部23使用航位推算法推算自卸车2的当前位置，并使自卸车2按照生成的行走路径行走。航位推算法是基于从已知经度和玮度的起点起的方位和移动距离来推算自卸车2的当前位置的导航方法。自卸车2的方位使用配置于自卸车2的陀螺仪传感器24来检测。自卸车2的移动距离使用配置于自卸车2的速度传感器25来检测。处理部23基于自卸车2的方位和移动距离，向行走控制部31输出转向指令和速度指令，以使自卸车2按照计划好的行走路径行走。
[0103]处理部23在使自卸车2行走的同时利用GPS装置28对通过上述的航位推算法求出的推算位置进行修正。如果自卸车2的行走距离增加，则会因陀螺仪传感器24和速度传感器25的检测误差的累积而在推算出的位置与实际位置之间产生误差。其结果，存在自卸车2脱离行走路径行走的可能性。因此，处理部23在使自卸车2行走的同时使用由GPS装置28检测出的自卸车2的位置信息进行修正。
[0104]轮胎异常检测处理
[0105]这里，参照图6所示的流程图，对由轮胎异常检测部51进行的轮胎异常检测处理步骤进行说明。另外，该处理每隔规定间隔反复进行。
[0106]在图6中，首先，实际轮胎负载计算部61获取各自卸车2的装载量信息、车辆速度信息、轮胎压力信息和轮胎温度信息(步骤S101)。然后，实际轮胎负载计算部61计算1个作业循环的实际轮胎负载(步骤S102)。另外，在步骤S102中计算的是1个作业循环的实际轮胎负载，不过不局限于此，也可以计算多个作业循环的实际轮胎负载。然后，分组处理部62进行将实际轮胎负载计算部61计算出的实际轮胎负载在规定范围内的自卸车分组的分组处理(步骤S103)。然后，轮胎异常车辆确定部63在分组而得到的自卸车组内求取基于轮胎压力或轮胎温度的统计量、例如轮胎压力或轮胎温度的相对于平均值的偏差，判断是否存在具有超过基准范围的统计量(偏差)的自卸车2(步骤S104)。
[0107]求取该偏差是为了判断是否存在轮胎压力或轮胎温度的值大幅偏离分组而得到的自卸车组的轮胎压力或轮胎温度的平均值的自卸车。另外，作为比较对象的轮胎压力或轮胎温度使用的是与每个自卸车在1个作业循环的测量期间内进行取样得到的平均值对应的平均值。此外，平均值是统计量的一个示例，例如也可以是标准偏差等。而且，也可以在1个作业循环的期间中，将去程的载货状态和回程的空载状态的轮胎压力或轮胎温度的偏差作为统计量，根据该偏差的大小进行判断。或者，也可以将测量期间内的轮胎压力或轮胎温度的最大值与最小值的偏差作为统计量，根据该偏差的大小进行判断。此外，也可以在轮胎压力的平均值和轮胎温度的平均值的二维坐标上，按各自卸车标绘轮胎温度的平均值相对于轮胎压力的平均值的曲线，判断在二维坐标上1个自卸车的标绘值与其它自卸车的标绘值的距离的平均值是否超过基准范围。在这种情况下，能够考虑轮胎压力和轮胎温度这两者来进行判断。另外，也可以基于距下述标绘值的距离的大小来进行判断，该标绘值表示由全部自卸车的与轮胎压力的平均值对应的平均值和与轮胎温度的平均值对应的平均值决定的二维坐标上的平均位置。
[0108]在分组而得到的自卸车组内，如果不存在轮胎压力或轮胎温度的相对于平均值的偏差超过基准范围的自卸车2(步骤S104，“否”)，则结束本处理。另一方面，在分组而得到的自卸车组内，如果存在轮胎压力或轮胎温度的相对于平均值的偏差超过基准范围的自卸车2(步骤S104，“是”)，则将该自卸车2确定为轮胎发生异常的自卸车2(步骤S105)。而且，在显示部42中显示输出该自卸车2发生异常的信息，并且通知未图示的外部的维修人员(步骤S106)，结束本处理。
[0109]另外，上述的实际轮胎负载计算部61的结构也可以设置在自卸车2中，将计算结果发送到管理装置4。此外，在自卸车是有人车辆的情况下，也可以将显示自卸车发生异常的信息的显示部设置在自卸车的驾驶席。
[0110]在本实施方式1中，在进行分组而组成实际轮胎负载大致相同的规定范围的自卸车组之后，在该自卸车组内，将轮胎压力或轮胎温度的相对于平均值的偏差等统计量超过并脱离了基准范围的自卸车确定为发生异常的自卸车，因此在大致相同的实际轮胎负载条件下能够早期发现轮胎的异常，能够迅速地检测出轮胎的异常状态。特别是，由于分组而得到的自卸车组是在几乎相同的轮胎负载下进行作业的，所以各自卸车的轮胎压力或轮胎温度应当成为几乎相同的值，因此能够较早地发现轮胎压力或轮胎温度的较小的变化，其结果能够迅速地检测轮胎的异常。
[0111]实施方式2
[0112]图7是表示本发明实施方式2的轮胎异常管理系统的管理装置4的结构的框图。在上述的实施方式1中，实时地检测实际轮胎负载来组成自卸车组，并在该自卸车组内确定轮胎发生异常的自卸车，不过在实施方式2中，在计划阶段计算预测轮胎负载，使用该预测轮胎负载组成自卸车组，并在该自卸车组内确定轮胎发生异常的自卸车。
[0113]图7所示的管理装置4中设置轮胎异常检测部71来替代图5所示的轮胎异常检测部51。其它结构与实施方式1相同。轮胎异常检测部71具有预测轮胎负载计算部81、分组处理部82和轮胎异常车辆确定部83。
[0114]预测轮胎负载计算部81计算与被分配给各自卸车2的计划阶段的作业对应的预测轮胎负载。分组处理部82进行分组而组成与被分配给各自卸车2的作业对应的预测轮胎负载在规定范围内的自卸车组。在分组而得到的自卸车组内存在轮胎压力或轮胎温度的相对于平均值的偏差等统计量超过基准范围的自卸车2时，轮胎异常车辆确定部83将该自卸车2确定为轮胎发生异常的自卸车2。
[0115]利用预测轮胎负载的轮胎异常检测处理
[0116]这里 ，参照图8所示的流程图，对轮胎异常检测部71执行的轮胎异常检测处理步骤进行说明。另外，该处理每隔规定间隔反复进行。
[0117]在图8中，首先，预测轮胎负载计算部81从作业分配DB55获取各自卸车2的计划阶段的计划作业(步骤S201)。然后，预测轮胎负载计算部81获取轮胎压力信息和轮胎温度信息(步骤S202)。然后，预测轮胎负载计算部81针对计划作业计算预测轮胎负载(步骤S203)。
[0118]该预测轮胎负载(预测作业条件TKPH)由下式求取:预测轮胎负载=(预测轮胎负载载荷)χ(预测作业速度)。预测轮胎负载载荷由下式求取:预测轮胎负载载荷=((空车时的轮胎负载载荷)+(装载时的轮胎负载载荷))/2。如上所述，空车时的轮胎负载载荷是预先登记的自卸车2在空车时的载荷除以自卸车轮胎数而得到的平均轮胎负载载荷。此外，装载时的轮胎负载载荷是基于从自卸车2发送的装载量信息求出的自卸车2在装载时的载荷除以自卸车轮胎数而得到的平均轮胎负载载荷。
[0119]另一方面，预测作业速度能够基于按每条行走路径HL预先登记在行走路径信息DB56中的区间车辆速度来求取。另外，该预测作业速度也可以基于对自卸车2的指示速度(速度指令)来求取，该指示速度基于行走路径信息DB56的行走路径三维信息来计算。该指示速度是使用行走路径HL的倾斜信息、曲率信息、回转加速度限制等求取的速度。此外，对于该预测作业速度，也可以是基于过去的与行走路径对应的自卸车行走记录信息来预测区间速度信息。
[0120]然后，分组处理部82进行分组而组成由预测轮胎负载计算部81计算出的预测轮胎负载在规定范围内的自卸车组(步骤S204)。然后，轮胎异常车辆确定部83判断在分组而得到的自卸车组内是否存在其轮胎压力或轮胎温度相对于平均值的偏差等统计量超过基准范围的自卸车(步骤S205)。
[0121]然后，在分组而得到的自卸车组内，如果不存在其轮胎压力或轮胎温度相对于平均值的偏差等统计量超过基准范围的自卸车2(步骤S205，“否”)，则结束本处理。另一方面，在分组而得到的自卸车组内如果存在其轮胎压力或轮胎温度相对于平均值的偏差等统计量超过基准范围的自卸车2(步骤S205，“是”)，则将该自卸车2确定为轮胎发生异常的自卸车2(步骤S206)。然后，在显示部42中显示输出该自卸车2发生异常的信息，并且通知未图示的外部的维修中心(步骤S207)，并结束本处理。
[0122]在该实施方式2中，使用与实施方式1中的实际测量出的实际轮胎负载同样的预测轮胎负载来进行自卸车组的分组，并确定轮胎发生异常的自卸车，因此通过简单的处理就能够迅速地检测出轮胎的异常状态。
[0123]另外，在上述的实施方式1、2中，在已知与分组而得到的自卸车组的轮胎负载对应的轮胎压力和轮胎温度的阈值的情况下，也可以将该阈值预先发送到自卸车2，并从自卸车2将异常判定结果发送到管理装置4。该阈值是绝对的值，与上述的相对偏差等统计量不同。
[0124]此外，在上述的实施方式1、2中，作为运载车辆的一个示例，以无人自卸车为例进行了说明，不过也能够应用在有人自卸车。另外，在有人自卸车的情况下，也可以通过在有人自卸车的显示部中显示作业内容变更等运行指示，由此向有人自卸车的操作员通知运行指示。
[0125]而且，作为母站的管理装置4与作为子站的各自卸车2之间的无线通信系统经由基站5连接，不过也可以是不使用基站5的无线自组网络系统、即自治分布式无线网络系统。在这种情况下，优选在1个自卸车2中安装与作为主站的管理装置4相同的功能。而且，如果在各自卸车2之间进行车间通信，则能够实现简单结构的无线通信系统。车间通信可以是以自卸车2彼此之间进行通信的方式实现，也可以通过在路边建立简单的无线通信区域将各自卸车2之间通信连接来实现。
【主权项】
1.一种轮胎异常管理系统，其对多个车辆分别分配作业，并对安装于执行该被分配的作业的各车辆的轮胎的异常状态进行管理，所述轮胎异常管理系统的特征在于，包括: 轮胎传感器，其检测各车辆的轮胎压力和/或轮胎温度； 分组处理部，其进行分组而组成与被分配给各车辆的作业对应的轮胎负载在规定范围内的车辆组；以及 轮胎异常车辆确定部，其在分组而得到的车辆组内基于由所述轮胎传感器检测出的轮胎压力或轮胎温度来确定轮胎发生异常的车辆。2.根据权利要求1所述的轮胎异常管理系统，其特征在于: 所述轮胎异常车辆确定部在分组而得到的车辆组内求取基于由所述轮胎传感器检测出的轮胎压力或轮胎温度的统计量，在存在具有超过基准范围的统计量的车辆时，将该车辆确定为轮胎发生异常的车辆。3.根据权利要求1或2所述的轮胎异常管理系统，其特征在于，包括: 实际轮胎负载计算部，其基于由无线连接的各车辆通知的装载量信息和车辆速度信息，计算实际工作中的车辆的轮胎负载即实际轮胎负载， 所述分组处理部进行分组而组成与被分配给各车辆的作业对应的实际轮胎负载在规定范围内的车辆组。4.根据权利要求1所述的轮胎异常管理系统，其特征在于，包括: 预测轮胎负载计算部，其计算与被分配给各车辆的计划阶段的作业对应的预测轮胎负载， 所述分组处理部进行分组而组成与被分配给各车辆的作业对应的预测轮胎负载在规定范围内的车辆组。5.根据权利要求1至4中任一项所述的轮胎异常管理系统，其特征在于: 将由所述轮胎异常车辆确定部确定出的车辆的信息输出到外部。6.根据权利要求1至5中任一项所述的轮胎异常管理系统，其特征在于: 所述轮胎负载是指TKPH。7.—种轮胎异常管理方法，用于对多个车辆分别分配作业，并对安装于执行该被分配的作业的各车辆的轮胎的异常状态进行管理，所述轮胎异常管理方法的特征在于，包括: 检测步骤，检测各车辆的轮胎的轮胎压力和/或轮胎温度； 分组处理步骤，进行分组而组成与被分配给各车辆的作业对应的轮胎负载在规定范围内的车辆组；以及 轮胎异常车辆确定步骤，在分组而得到的车辆组内，基于在所述检测步骤中检测出的轮胎压力或轮胎温度来确定轮胎发生异常的车辆。8.根据权利要求7所述的轮胎异常管理方法，其特征在于: 在所述轮胎异常车辆确定步骤中，在分组而得到的车辆组内求取基于在所述检测步骤中检测出的轮胎压力或轮胎温度的统计量，在存在具有超过基准范围的统计量的车辆时，将该车辆确定为轮胎发生异常的车辆。9.根据权利要求7或8所述的轮胎异常管理方法，其特征在于，包括: 实际轮胎负载计算步骤，基于由无线连接的各车辆通知的装载量信息和车辆速度信息，计算实际工作中的车辆的轮胎负载即实际轮胎负载， 在所述分组处理步骤中，进行分组而组成与被分配给各车辆的作业对应的实际轮胎负载在规定范围内的车辆组。10.根据权利要求7所述的轮胎异常管理方法，其特征在于，包括: 预测轮胎负载计算步骤，计算与被分配给各车辆的计划阶段的作业对应的预测轮胎负载， 在所述分组处理步骤中，进行分组而组成与被分配给各车辆的作业对应的预测轮胎负载在规定范围内的车辆组。11.根据权利要求7至10中任一项所述的轮胎异常管理方法，其特征在于: 将通过所述轮胎异常车辆确定步骤确定出的车辆的信息输出到外部。12.根据权利要求7至11中任一项所述的轮胎异常管理方法，其特征在于: 所述轮胎负载是指TKPH。
【专利摘要】本发明提供一种能够迅速地检测出轮胎的异常状态的轮胎异常管理系统，其包括：轮胎传感器，其安装于各自卸车的轮胎，检测轮胎压力和/或轮胎温度；分组处理部（62），其进行分组而组成与被分配给各自卸车的作业对应的轮胎负载在规定范围内的自卸车组；以及轮胎异常车辆确定部（63），其在分组而得到的自卸车组内求取由上述轮胎传感器检测出的轮胎压力或轮胎温度的相对于平均值的偏差等统计量，在存在具有超过基准范围的统计量的自卸车时，将该自卸车确定为轮胎发生异常的自卸车。
【IPC分类】B60C23/04, B60C23/20, B60C19/00
【公开号】CN105492224
【申请号】CN201380079322
【发明人】须藤次男
【申请人】株式会社小松制作所
【公开日】2016年4月13日
【申请日】2013年9月20日
【公告号】CA2923679A1, WO2015040745A1
【技术领域】
[0001]本发明涉及能够迅速地检测出轮胎的异常状态的轮胎异常管理系统和轮胎异常管理方法。
【背景技术】
[0002]以往，在碎石工地或矿山等广域作业现场，使自卸车行走来进行砂土运输作业。即，自卸车在装载场中由液压挖掘机或轮式装载机等装载碎石作为货物之后，经由规定的行走路径将该货物运输到卸土场，并在卸土场卸下该货物。然后，自卸车再次经由规定的行走路径移动到装载场，在该装载场中等待装载货物。自卸车反复进行该一连串的作业。
[0003]这里，在自卸车的寿命周期成本中，轮胎的成本所占的比例较高。因此，需要延长轮胎的寿命来降低寿命周期成本。
[0004]为了降低该轮胎寿命周期成本，例如在专利文献1中记载了如下装置:对轮胎内压及轮胎内部温度等轮胎信息与存储在存储部中的先前的轮胎信息进行比较，如果轮胎内压或轮胎内部温度在容许范围之外则判断为轮胎发生异常。
[0005]专利文献1:日本特开2009-234298号公报
【发明内容】
[0006]然而，由于每个车辆的轮胎处于不同的环境中，所以仅测量轮胎的状态，很难早期判断出轮胎的异常状态。即，在能够检测出轮胎的异常状态的阶段，有可能轮胎的异常程度已经很大。
[0007]本发明是鉴于上述问题而完成的，其目的在于提供一种能够迅速地检测出轮胎的异常状态的轮胎异常管理系统和轮胎异常管理方法。
[0008]为了解决上述问题、实现发明目的，本发明涉及一种轮胎异常管理系统，其对多个车辆分别分配作业，并对安装于执行该被分配的作业的各车辆的轮胎的异常状态进行管理，上述轮胎异常管理系统的特征在于，包括:轮胎传感器，其检测各车辆的轮胎压力和/或轮胎温度;分组处理部，其进行分组而组成与被分配给各车辆的作业对应的轮胎负载在规定范围内的车辆组；以及轮胎异常车辆确定部，其在分组而得到的车辆组内基于由上述轮胎传感器检测出的轮胎压力或轮胎温度来确定轮胎发生异常的车辆。
[0009]此外，根据上述的发明，本发明涉及的轮胎异常管理系统中，上述轮胎异常车辆确定部在分组而得到的车辆组内求取基于由上述轮胎传感器检测出的轮胎压力或轮胎温度的统计量，在存在具有超过基准范围的统计量的车辆时，将该车辆确定为轮胎发生异常的车辆。
[0010]此外，根据上述的发明，本发明涉及的轮胎异常管理系统中，包括:实际轮胎负载计算部，其基于由无线连接的各车辆通知的装载量信息和车辆速度信息，计算实际工作中的车辆的轮胎负载即实际轮胎负载，上述分组处理部进行分组而组成与被分配给各车辆的作业对应的实际轮胎负载在规定范围内的车辆组。
[0011]此外，根据上述的发明，本发明涉及的轮胎异常管理系统中，包括:预测轮胎负载计算部，其计算与被分配给各车辆的计划阶段的作业对应的预测轮胎负载，上述分组处理部进行分组而组成与被分配给各车辆的作业对应的预测轮胎负载在规定范围内的车辆组。
[0012]此外，根据上述的发明，本发明涉及的轮胎异常管理系统中，将由上述轮胎异常车辆确定部确定出的车辆的信息输出到外部。
[0013]此外，根据上述的发明，本发明涉及的轮胎异常管理系统中，上述轮胎负载是指TKPH。
[0014]此外，本发明涉及一种轮胎异常管理方法，用于对多个车辆分别分配作业，并对安装于执行该被分配的作业的各车辆的轮胎的异常状态进行管理，上述轮胎异常管理方法的特征在于，包括:检测步骤，检测各车辆的轮胎的轮胎压力和/或轮胎温度;分组处理步骤，进行分组而组成与被分配给各车辆的作业对应的轮胎负载在规定范围内的车辆组；以及轮胎异常车辆确定步骤，在分组而得到的车辆组内，基于在上述检测步骤中检测出的轮胎压力或轮胎温度来确定轮胎发生异常的车辆。
[0015]此外，根据上述的发明，本发明涉及的轮胎异常管理方法中，在上述轮胎异常车辆确定步骤中，在分组而得到的车辆组内求取基于在上述检测步骤中检测出的轮胎压力或轮胎温度的统计量，在存在具有超过基准范围的统计量的车辆时，将该车辆确定为轮胎发生异常的车辆。
[0016]此外，根据上述的发明，本发明涉及的轮胎异常管理方法包括:实际轮胎负载计算步骤，基于由无线连接的各车辆通知的装载量信息和车辆速度信息，计算实际工作中的车辆的轮胎负载即实际轮胎负载，在上述分组处理步骤中，进行分组而组成与被分配给各车辆的作业对应的实际轮胎负载在规定范围内的车辆组。
[0017]此外，根据上述的发明，本发明涉及的轮胎异常管理方法包括:预测轮胎负载计算步骤，计算与被分配给各车辆的计划阶段的作业对应的预测轮胎负载，在上述分组处理步骤中，进行分组而组成与被分配给各车辆的作业对应的预测轮胎负载在规定范围内的车辆组。
[0018]此外，根据上述的发明，本发明涉及的轮胎异常管理方法中，将通过上述轮胎异常车辆确定步骤确定出的车辆的信息输出到外部。
[0019]此外，根据上述的发明，本发明涉及的轮胎异常管理方法中，上述轮胎负载是指TKPH。
[0020]根据本发明，轮胎传感器检测各车辆的轮胎压力和/或轮胎温度，分组处理部进行分组而组成与被分配给各车辆的作业对应的轮胎负载在规定范围内的车辆组，轮胎异常车辆确定部在分组而得到的车辆组内，基于由上述轮胎传感器检测出的轮胎压力或轮胎温度来确定轮胎发生异常的车辆，因此能够迅速地检测出轮胎的异常状态。
【附图说明】
[0021]图1是表示包括本发明实施方式1的轮胎异常管理系统在内的管理系统的概要结构的示意图。
[0022]图2是表示存储在行走路径信息DB中的行走路径网的一个示例的图。
[0023]图3是表示自卸车的结构的侧视图。
[0024]图4是表示自卸车的结构的框图。
[0025]图5是表示实施方式1的管理装置的结构的框图。
[0026]图6是表示轮胎异常检测部的轮胎异常检测处理步骤的流程图。
[0027]图7是表示实施方式2的管理装置的结构的框图。
[0028]图8是表示图7所示的轮胎异常检测部的轮胎异常检测处理步骤的流程图。
[0029]符号说明
[0030]1管理系统
[0031]2 自卸车
[0032]3装载机械
[0033]4管理装置
[0034]5 基站
[0035]6管制设施
[0036]7 GPS 卫星
[0037]21 车辆主体
[0038]22 箱斗
[0039]23处理部
[0040]23a 识别 ID[0041 ]24陀螺仪传感器
[0042]25速度传感器
[0043]26载荷传感器
[0044]27a、28a、44a 天线
[0045]27、44 通信部
[0046]28 GPS 装置
[0047]29 车轮
[0048]29a 轮胎
[0049]29b 轮毂
[0050]30悬挂缸[0051 ]31行走控制部
[0052]32致动机构
[0053]33轮胎压力传感器
[0054]34轮胎温度传感器
[0055]35传感器信息获取部
[0056]40管理部
[0057]41操作输入部
[0058]42 显示部
[0059]43存储部
[0060]50作业分配处理部[0061 ]51,71轮胎异常检测部
[0062]52运行指示控制部
[0063]53监视部
[0064]61实际轮胎负载计算部
[0065]62、82分组处理部
[0066]63、83轮胎异常车辆确定部
[0067]81预测轮胎负载计算部
[0068]55作业分配DB
[0069]56行走路径信息DB
[0070]57 地图 DB
[0071]R1?R4行走路径
【具体实施方式】
[0072]下面，参照附图对本发明的实施方式 进行说明。
[0073]实施方式1
[0074]系统概要
[0075]图1是表示包括本发明实施方式1的轮胎异常管理系统在内的管理系统的概要结构的示意图。该管理系统1设置在碎石工地或矿山等广域作业现场中，使多辆自卸车2行走来进行砂土或矿石等的运输作业。在广域作业现场中有装载场E21、E22。在装载场E21、E22中配置装载机械3。装载机械3能够将货物装载到自卸车2中。装载机械3是液压挖掘机、电动挖掘机和轮式装载机等。自卸车2是用于运输货物能够行走的车辆的一个示例。货物是因开采而产生的砂土或矿石。
[0076]自卸车2能够在装载场E21、E22与卸土场E10、E11之间的行走路径HL上行走。自卸车2在装载场E21、E22中装载货物。装载场E21、E22是在矿山中进行货物的装载作业的区域。自卸车2在装载场E21、E22的装载位置P21、P22装载货物。装载机械3将货物装载到配置于装载位置P21、P22的自卸车2上。然后，自卸车2经由规定的行走路径HL移动到目标卸土场E10、E11。然后，自卸车2在目标卸土场E10、E11中卸下货物。卸土场E10、E11是矿山中进行货物卸载作业的区域。自卸车2在卸土场E10、E11的卸土位置P10、P11卸下货物。
[0077]该管理系统1至少对多个自卸车2进行管理。各自卸车2是根据来自管理装置4的指令信号进行工作的无人自卸车，在自卸车2上没有搭乘操作员。管理装置4配置在管制设施6中。管理装置4与自卸车2之间形成经由基站5进行无线连接的无线通信系统。
[0078]行走路径网的一个示例
[0079]自卸车2反复进行将货物从装载场运输到卸土场，在卸土场卸下货物，然后空载返回到装载场这样的循环作业。自卸车2进行的作业包括装载物的装载、载货行走、卸土、空载行走等。如图2的行走路径网所示，广域作业现场中包括多个装载场的装载位置P21?P24、多个卸土场的卸土位置P11?P15、多个交叉点P31?P34、以及连接它们之间的多个行走路径HL。另外，在图2中，装载位置P21、P22是矿石的装载位置，装载位置P23、P24是表土的装载位置。此外，卸土位置P11是向碎矿机的卸土位置，卸土位置P12、P13是矿石的卸土位置，卸土位置P14、P15是表土的卸土位置。此外，还有供油位置P41和停车场位置P42。自卸车2的具体作业例如是经由图2所示的行走路径R1的作业，在装载位置P21装载矿石并经由交叉路口P31、P32运输矿石，在卸土位置P13卸下矿石，并经由交叉路口 P32、P31返回到装载位置P21。自卸车2根据来自管理装置4的运行指示进行作业。在运行指示中包含装载场、卸土场、行走路径的信息。另外，自卸车2进行的作业中也可以包含向供油位置的行走和向停车场位置的行走。
[0080] 自卸车
[0081 ] 如图3和图4所示，自卸车2包括车辆主体21、箱斗22、处理部23、陀螺仪传感器24、速度传感器25、载荷传感器26、连接有天线27a的通信部27、以及连接有天线28a并检测车辆主体21的位置的GPS装置28、轮胎压力传感器33、轮胎温度传感器34和传感器信息获取部35。在车辆主体21配置有驱动装置。驱动装置包括柴油发动机这样的内燃机、由内燃机驱动的发电机、以及由发电机产生的电力驱动的电动机。车轮29由电动机驱动。车轮29包含轮胎29a和轮毂2%，是所谓的电驱动式。另外，也可以是将内燃机的动力经由包含液力变矩器的变速器传递给车轮的所谓机械驱动式。
[0082]箱斗22包括装载货物的装载台。箱斗22可倾动地配置于车辆主体21的上部。由装载机械3将货物装载到箱斗22中。卸土时举起箱斗22卸下货物。载荷传感器26设置于悬挂缸30，对箱斗22的装载量进行检测。载荷传感器26将检测信号输出到处理部23。处理部23基于载荷传感器26的检测信号，求取自卸车2的装载量。
[0083]陀螺仪传感器24检测自卸车2的方位变化量。陀螺仪传感器24将检测信号输出到处理部23。处理部23能够基于陀螺仪传感器24的检测信号求取自卸车2的方位。
[0084]速度传感器25检测自卸车2的行走速度。速度传感器25检测车轮29的驱动轴的转速，来检测自卸车2的行走速度。速度传感器25将检测信号输出到处理部23。处理部23基于速度传感器25的检测信号和来自内置于处理部23内的未图示的计时器的时间信息求取自卸车2的移动距离(行走距离)。
[0085]GPS装置28使用来自多个GPS(Global Posit1ning System，全球定位系统)卫星7(参照图1)的信号检测自卸车2的位置。检测信号被输出到处理部23。
[0086]轮胎压力传感器33和轮胎温度传感器34分别安装在轮胎29a内，分别检测轮胎压力或轮胎温度。传感器信息获取部35与轮胎压力传感器33及轮胎温度传感器34进行无线连接，获取轮胎压力信息和轮胎温度信息。传感器信息获取部35将获取的轮胎压力信息和轮胎温度信息输出到处理部23。轮胎压力传感器33和轮胎温度传感器34可以采用频率较低的RFID(rad1 frequency identifier，射频识别技术)，从而传感器信息获取部35以非接触方式获取轮胎压力信息和轮胎温度信息。为了进一步提高可靠性，优选轮胎压力传感器33和轮胎温度传感器34分别内置电池，与传感器信息获取部35进行无线连接。
[0087]处理部23具有用于识别自卸车2的识别ID23a。处理部23通过通信部27至少将车辆位置信息、装载量信息、车辆速度信息、轮胎压力信息及轮胎温度信息与识别ID23a—起发送到管理装置4。
[0088]然后，管理装置4将行走路径或速度指令与识别ID23a—起输出到自卸车2，使其在与计划的作业对应的行走路径上行走。行走控制部31基于被输入的行走路径和速度指令，驱动控制对应的执行机构32，来对自卸车2进行行走控制。
[0089]管理装置
[0090]如图5所示，管理装置4具有管理部40、操作输入部41、显示部42、存储部43和包括天线44a的通信部44。
[0091]操作输入部41包括键盘、触摸面板、鼠标等。操作输入部41能够向管理部40输入操作信号。另外，操作输入部41也可以是兼作显示部42的触摸面板。
[0092]显示部42例如包括液晶显示器等平板显示器。显示部42能够显示关于自卸车2的位置的信息等。
[0093]存储部43具有作业分配DB(数据库)55、行走路径信息DB(数据库)56和地图DB(数据库)57。作业分配DB55例如按每个自卸车2的识别ID23a记述1天的多个作业内容。在该作业内容中记述有装载场、卸土场和行走路径。此外，按每个自卸车2的识别ID23a记述有设计轮胎负载、实际轮胎负载和规定轮胎负载。设计轮胎负载和规定轮胎负载是预先设定的值。另一方面，实际轮胎负载是在自卸车2的工作期间内被实时更新的值。
[0094]一般而言，轮胎负载包括作为预先对轮胎本身设定的负载指标的轮胎TKPH(TonKm Per Hour，每小时吨公里)和作为实际作业时的负载指标的作业条件TKPH。设计轮胎负载是轮胎TKPH，是表示在不超过轮胎的耐发热极限的范围内能够进行多少工作量的指标，由(载荷X速度)表示。另一方面，作业条件TKPH是实际轮胎负载，由(平均轮胎负载载荷)X(平均作业速度)表示。平均轮胎负载载荷用下式求取:平均轮胎负载载荷=((空车时的轮胎负载载荷)+ (装载时的轮胎负载载荷))/2。平均作业速度用下式求取:平均作业速度=((1循环的距离)X(1天的循环次数))/(1天的总作业时间)。空车时的轮胎负载载荷是预先登记的自卸车2在空车时的载荷除以自卸车的轮胎数而得到的平均轮胎负载载荷。此外，装载时的轮胎负载载荷是基于从自卸车2发送的装载量信息而求出的自卸车2在装载时的载重除以自卸车2的轮胎数而得到的平均轮胎负载载荷。这里，优选以使设计轮胎负载>实际轮胎负载的方式使用轮胎。如果不满足这个条件地使用，则轮胎会发生热脱层(heatseparat1n)等使轮胎寿命缩短。另外，规定轮胎负载是在本实施方式中被设定的值，是设计轮胎负载以下的阈值。
[0095]行走路径信息 DB56记述图2所示的行走路径网的信息。在该行走路径网的信息中包含各装载位置、卸土位置、交叉路口等的位置信息和各位置的连接关系信息。而且，行走路径信息DB56中规定了在各行走路径HL中设定的车辆速度。
[0096]通信部44经由天线44a和基站5与各自卸车2进行通信连接。
[0097]管理部40具有作业分配处理部50、轮胎异常检测部51、运行指示控制部52和监控部53。作业分配处理部50根据来自操作输入部41的操作输入，进行制作1天的作业分配DB55的处理。此时，作业分配DB55的实际轮胎负载没有被设定。
[0098]轮胎异常检测部51具有实际轮胎负载计算部61、分组处理部62和轮胎异常车辆确定部63。实际轮胎负载计算部61基于由无线连接的各自卸车2通知的装载量信息和车辆速度信息，计算实际工作中的自卸车2的实际轮胎负载。分组处理部62进行分组而组成与被分配给各自卸车2的作业对应的轮胎负载在规定范围内的自卸车组。轮胎异常车辆确定部63在分组而得到的自卸车组内求取基于轮胎压力或轮胎温度的统计量，如果存在具有超过基准范围的统计量的自卸车2，则将该自卸车2确定为轮胎发生异常的自卸车。该统计量是对所得到的轮胎压力或轮胎温度实施统计运算而得到的，例如是相对于分组而得到的自卸车组的轮胎压力或轮胎温度的平均值的偏差。另外，该轮胎异常检测部51的详细处理将在后文中说明。
[0099]如后所述，运行指示控制部52将执行记述在作业分配DB55中的作业内容的指示输出到各自卸车2，指示自卸车2的行走控制。
[0100]监控部53监控自卸车2的工作状况。此外，监控部53基于从自卸车2发送来的车辆位置信息和车辆速度信息，在显示部42中显示自卸车2的工作状况。此时，在显示部42中显示基于地图DB57的地图并在该地图上显示基于行走路径信息DB56的行走路径网，并且显示自卸车2的图标。该图标在载货状态和空载状态下显示不同的形态。例如在载货状态和空载状态下改变装载台的颜色。此外，该图标中还附加有自卸车的识别ID。另外，在显示部42中显示输出由轮胎异常车辆确定部63确定的自卸车2的信息及轮胎29a发生异常的信息。当然，优选该自卸车2的信息及轮胎发生异常的信息通过未图示的通信装置通知给外部的维修人员等。
[0101]自卸车的行走控制
[0102]如上所述，管理部40向自卸车2输出行走路径或速度指令。与此对应地，自卸车2基于输入的行走路径或速度指令，在装载场和卸土场之间的行走路径HL上行走。处理部23使用航位推算法推算自卸车2的当前位置，并使自卸车2按照生成的行走路径行走。航位推算法是基于从已知经度和玮度的起点起的方位和移动距离来推算自卸车2的当前位置的导航方法。自卸车2的方位使用配置于自卸车2的陀螺仪传感器24来检测。自卸车2的移动距离使用配置于自卸车2的速度传感器25来检测。处理部23基于自卸车2的方位和移动距离，向行走控制部31输出转向指令和速度指令，以使自卸车2按照计划好的行走路径行走。
[0103]处理部23在使自卸车2行走的同时利用GPS装置28对通过上述的航位推算法求出的推算位置进行修正。如果自卸车2的行走距离增加，则会因陀螺仪传感器24和速度传感器25的检测误差的累积而在推算出的位置与实际位置之间产生误差。其结果，存在自卸车2脱离行走路径行走的可能性。因此，处理部23在使自卸车2行走的同时使用由GPS装置28检测出的自卸车2的位置信息进行修正。
[0104]轮胎异常检测处理
[0105]这里，参照图6所示的流程图，对由轮胎异常检测部51进行的轮胎异常检测处理步骤进行说明。另外，该处理每隔规定间隔反复进行。
[0106]在图6中，首先，实际轮胎负载计算部61获取各自卸车2的装载量信息、车辆速度信息、轮胎压力信息和轮胎温度信息(步骤S101)。然后，实际轮胎负载计算部61计算1个作业循环的实际轮胎负载(步骤S102)。另外，在步骤S102中计算的是1个作业循环的实际轮胎负载，不过不局限于此，也可以计算多个作业循环的实际轮胎负载。然后，分组处理部62进行将实际轮胎负载计算部61计算出的实际轮胎负载在规定范围内的自卸车分组的分组处理(步骤S103)。然后，轮胎异常车辆确定部63在分组而得到的自卸车组内求取基于轮胎压力或轮胎温度的统计量、例如轮胎压力或轮胎温度的相对于平均值的偏差，判断是否存在具有超过基准范围的统计量(偏差)的自卸车2(步骤S104)。
[0107]求取该偏差是为了判断是否存在轮胎压力或轮胎温度的值大幅偏离分组而得到的自卸车组的轮胎压力或轮胎温度的平均值的自卸车。另外，作为比较对象的轮胎压力或轮胎温度使用的是与每个自卸车在1个作业循环的测量期间内进行取样得到的平均值对应的平均值。此外，平均值是统计量的一个示例，例如也可以是标准偏差等。而且，也可以在1个作业循环的期间中，将去程的载货状态和回程的空载状态的轮胎压力或轮胎温度的偏差作为统计量，根据该偏差的大小进行判断。或者，也可以将测量期间内的轮胎压力或轮胎温度的最大值与最小值的偏差作为统计量，根据该偏差的大小进行判断。此外，也可以在轮胎压力的平均值和轮胎温度的平均值的二维坐标上，按各自卸车标绘轮胎温度的平均值相对于轮胎压力的平均值的曲线，判断在二维坐标上1个自卸车的标绘值与其它自卸车的标绘值的距离的平均值是否超过基准范围。在这种情况下，能够考虑轮胎压力和轮胎温度这两者来进行判断。另外，也可以基于距下述标绘值的距离的大小来进行判断，该标绘值表示由全部自卸车的与轮胎压力的平均值对应的平均值和与轮胎温度的平均值对应的平均值决定的二维坐标上的平均位置。
[0108]在分组而得到的自卸车组内，如果不存在轮胎压力或轮胎温度的相对于平均值的偏差超过基准范围的自卸车2(步骤S104，“否”)，则结束本处理。另一方面，在分组而得到的自卸车组内，如果存在轮胎压力或轮胎温度的相对于平均值的偏差超过基准范围的自卸车2(步骤S104，“是”)，则将该自卸车2确定为轮胎发生异常的自卸车2(步骤S105)。而且，在显示部42中显示输出该自卸车2发生异常的信息，并且通知未图示的外部的维修人员(步骤S106)，结束本处理。
[0109]另外，上述的实际轮胎负载计算部61的结构也可以设置在自卸车2中，将计算结果发送到管理装置4。此外，在自卸车是有人车辆的情况下，也可以将显示自卸车发生异常的信息的显示部设置在自卸车的驾驶席。
[0110]在本实施方式1中，在进行分组而组成实际轮胎负载大致相同的规定范围的自卸车组之后，在该自卸车组内，将轮胎压力或轮胎温度的相对于平均值的偏差等统计量超过并脱离了基准范围的自卸车确定为发生异常的自卸车，因此在大致相同的实际轮胎负载条件下能够早期发现轮胎的异常，能够迅速地检测出轮胎的异常状态。特别是，由于分组而得到的自卸车组是在几乎相同的轮胎负载下进行作业的，所以各自卸车的轮胎压力或轮胎温度应当成为几乎相同的值，因此能够较早地发现轮胎压力或轮胎温度的较小的变化，其结果能够迅速地检测轮胎的异常。
[0111]实施方式2
[0112]图7是表示本发明实施方式2的轮胎异常管理系统的管理装置4的结构的框图。在上述的实施方式1中，实时地检测实际轮胎负载来组成自卸车组，并在该自卸车组内确定轮胎发生异常的自卸车，不过在实施方式2中，在计划阶段计算预测轮胎负载，使用该预测轮胎负载组成自卸车组，并在该自卸车组内确定轮胎发生异常的自卸车。
[0113]图7所示的管理装置4中设置轮胎异常检测部71来替代图5所示的轮胎异常检测部51。其它结构与实施方式1相同。轮胎异常检测部71具有预测轮胎负载计算部81、分组处理部82和轮胎异常车辆确定部83。
[0114]预测轮胎负载计算部81计算与被分配给各自卸车2的计划阶段的作业对应的预测轮胎负载。分组处理部82进行分组而组成与被分配给各自卸车2的作业对应的预测轮胎负载在规定范围内的自卸车组。在分组而得到的自卸车组内存在轮胎压力或轮胎温度的相对于平均值的偏差等统计量超过基准范围的自卸车2时，轮胎异常车辆确定部83将该自卸车2确定为轮胎发生异常的自卸车2。
[0115]利用预测轮胎负载的轮胎异常检测处理
[0116]这里 ，参照图8所示的流程图，对轮胎异常检测部71执行的轮胎异常检测处理步骤进行说明。另外，该处理每隔规定间隔反复进行。
[0117]在图8中，首先，预测轮胎负载计算部81从作业分配DB55获取各自卸车2的计划阶段的计划作业(步骤S201)。然后，预测轮胎负载计算部81获取轮胎压力信息和轮胎温度信息(步骤S202)。然后，预测轮胎负载计算部81针对计划作业计算预测轮胎负载(步骤S203)。
[0118]该预测轮胎负载(预测作业条件TKPH)由下式求取:预测轮胎负载=(预测轮胎负载载荷)χ(预测作业速度)。预测轮胎负载载荷由下式求取:预测轮胎负载载荷=((空车时的轮胎负载载荷)+(装载时的轮胎负载载荷))/2。如上所述，空车时的轮胎负载载荷是预先登记的自卸车2在空车时的载荷除以自卸车轮胎数而得到的平均轮胎负载载荷。此外，装载时的轮胎负载载荷是基于从自卸车2发送的装载量信息求出的自卸车2在装载时的载荷除以自卸车轮胎数而得到的平均轮胎负载载荷。
[0119]另一方面，预测作业速度能够基于按每条行走路径HL预先登记在行走路径信息DB56中的区间车辆速度来求取。另外，该预测作业速度也可以基于对自卸车2的指示速度(速度指令)来求取，该指示速度基于行走路径信息DB56的行走路径三维信息来计算。该指示速度是使用行走路径HL的倾斜信息、曲率信息、回转加速度限制等求取的速度。此外，对于该预测作业速度，也可以是基于过去的与行走路径对应的自卸车行走记录信息来预测区间速度信息。
[0120]然后，分组处理部82进行分组而组成由预测轮胎负载计算部81计算出的预测轮胎负载在规定范围内的自卸车组(步骤S204)。然后，轮胎异常车辆确定部83判断在分组而得到的自卸车组内是否存在其轮胎压力或轮胎温度相对于平均值的偏差等统计量超过基准范围的自卸车(步骤S205)。
[0121]然后，在分组而得到的自卸车组内，如果不存在其轮胎压力或轮胎温度相对于平均值的偏差等统计量超过基准范围的自卸车2(步骤S205，“否”)，则结束本处理。另一方面，在分组而得到的自卸车组内如果存在其轮胎压力或轮胎温度相对于平均值的偏差等统计量超过基准范围的自卸车2(步骤S205，“是”)，则将该自卸车2确定为轮胎发生异常的自卸车2(步骤S206)。然后，在显示部42中显示输出该自卸车2发生异常的信息，并且通知未图示的外部的维修中心(步骤S207)，并结束本处理。
[0122]在该实施方式2中，使用与实施方式1中的实际测量出的实际轮胎负载同样的预测轮胎负载来进行自卸车组的分组，并确定轮胎发生异常的自卸车，因此通过简单的处理就能够迅速地检测出轮胎的异常状态。
[0123]另外，在上述的实施方式1、2中，在已知与分组而得到的自卸车组的轮胎负载对应的轮胎压力和轮胎温度的阈值的情况下，也可以将该阈值预先发送到自卸车2，并从自卸车2将异常判定结果发送到管理装置4。该阈值是绝对的值，与上述的相对偏差等统计量不同。
[0124]此外，在上述的实施方式1、2中，作为运载车辆的一个示例，以无人自卸车为例进行了说明，不过也能够应用在有人自卸车。另外，在有人自卸车的情况下，也可以通过在有人自卸车的显示部中显示作业内容变更等运行指示，由此向有人自卸车的操作员通知运行指示。
[0125]而且，作为母站的管理装置4与作为子站的各自卸车2之间的无线通信系统经由基站5连接，不过也可以是不使用基站5的无线自组网络系统、即自治分布式无线网络系统。在这种情况下，优选在1个自卸车2中安装与作为主站的管理装置4相同的功能。而且，如果在各自卸车2之间进行车间通信，则能够实现简单结构的无线通信系统。车间通信可以是以自卸车2彼此之间进行通信的方式实现，也可以通过在路边建立简单的无线通信区域将各自卸车2之间通信连接来实现。
【主权项】
1.一种轮胎异常管理系统，其对多个车辆分别分配作业，并对安装于执行该被分配的作业的各车辆的轮胎的异常状态进行管理，所述轮胎异常管理系统的特征在于，包括: 轮胎传感器，其检测各车辆的轮胎压力和/或轮胎温度； 分组处理部，其进行分组而组成与被分配给各车辆的作业对应的轮胎负载在规定范围内的车辆组；以及 轮胎异常车辆确定部，其在分组而得到的车辆组内基于由所述轮胎传感器检测出的轮胎压力或轮胎温度来确定轮胎发生异常的车辆。2.根据权利要求1所述的轮胎异常管理系统，其特征在于: 所述轮胎异常车辆确定部在分组而得到的车辆组内求取基于由所述轮胎传感器检测出的轮胎压力或轮胎温度的统计量，在存在具有超过基准范围的统计量的车辆时，将该车辆确定为轮胎发生异常的车辆。3.根据权利要求1或2所述的轮胎异常管理系统，其特征在于，包括: 实际轮胎负载计算部，其基于由无线连接的各车辆通知的装载量信息和车辆速度信息，计算实际工作中的车辆的轮胎负载即实际轮胎负载， 所述分组处理部进行分组而组成与被分配给各车辆的作业对应的实际轮胎负载在规定范围内的车辆组。4.根据权利要求1所述的轮胎异常管理系统，其特征在于，包括: 预测轮胎负载计算部，其计算与被分配给各车辆的计划阶段的作业对应的预测轮胎负载， 所述分组处理部进行分组而组成与被分配给各车辆的作业对应的预测轮胎负载在规定范围内的车辆组。5.根据权利要求1至4中任一项所述的轮胎异常管理系统，其特征在于: 将由所述轮胎异常车辆确定部确定出的车辆的信息输出到外部。6.根据权利要求1至5中任一项所述的轮胎异常管理系统，其特征在于: 所述轮胎负载是指TKPH。7.—种轮胎异常管理方法，用于对多个车辆分别分配作业，并对安装于执行该被分配的作业的各车辆的轮胎的异常状态进行管理，所述轮胎异常管理方法的特征在于，包括: 检测步骤，检测各车辆的轮胎的轮胎压力和/或轮胎温度； 分组处理步骤，进行分组而组成与被分配给各车辆的作业对应的轮胎负载在规定范围内的车辆组；以及 轮胎异常车辆确定步骤，在分组而得到的车辆组内，基于在所述检测步骤中检测出的轮胎压力或轮胎温度来确定轮胎发生异常的车辆。8.根据权利要求7所述的轮胎异常管理方法，其特征在于: 在所述轮胎异常车辆确定步骤中，在分组而得到的车辆组内求取基于在所述检测步骤中检测出的轮胎压力或轮胎温度的统计量，在存在具有超过基准范围的统计量的车辆时，将该车辆确定为轮胎发生异常的车辆。9.根据权利要求7或8所述的轮胎异常管理方法，其特征在于，包括: 实际轮胎负载计算步骤，基于由无线连接的各车辆通知的装载量信息和车辆速度信息，计算实际工作中的车辆的轮胎负载即实际轮胎负载， 在所述分组处理步骤中，进行分组而组成与被分配给各车辆的作业对应的实际轮胎负载在规定范围内的车辆组。10.根据权利要求7所述的轮胎异常管理方法，其特征在于，包括: 预测轮胎负载计算步骤，计算与被分配给各车辆的计划阶段的作业对应的预测轮胎负载， 在所述分组处理步骤中，进行分组而组成与被分配给各车辆的作业对应的预测轮胎负载在规定范围内的车辆组。11.根据权利要求7至10中任一项所述的轮胎异常管理方法，其特征在于: 将通过所述轮胎异常车辆确定步骤确定出的车辆的信息输出到外部。12.根据权利要求7至11中任一项所述的轮胎异常管理方法，其特征在于: 所述轮胎负载是指TKPH。
【专利摘要】本发明提供一种能够迅速地检测出轮胎的异常状态的轮胎异常管理系统，其包括：轮胎传感器，其安装于各自卸车的轮胎，检测轮胎压力和/或轮胎温度；分组处理部（62），其进行分组而组成与被分配给各自卸车的作业对应的轮胎负载在规定范围内的自卸车组；以及轮胎异常车辆确定部（63），其在分组而得到的自卸车组内求取由上述轮胎传感器检测出的轮胎压力或轮胎温度的相对于平均值的偏差等统计量，在存在具有超过基准范围的统计量的自卸车时，将该自卸车确定为轮胎发生异常的自卸车。
【IPC分类】B60C23/04, B60C23/20, B60C19/00
【公开号】CN105492224
【申请号】CN201380079322
【发明人】须藤次男
【申请人】株式会社小松制作所
【公开日】2016年4月13日
【申请日】2013年9月20日
【公告号】CA2923679A1, WO2015040745A1
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