株式会社ブリヂストン (〒40 東京都中央区京橋１丁目１０番１号 Tokyo, 1048340, JP)
| 建設車両が走行する走行路の整備を支援するシステムであって、 前記建設車両に、この建設車両の走行位置データを連続的に取得する走行位置センサと、この建設車両に加わる加速度データを連続的に取得する加速度センサと、これらのセンサで取得したデータを格納するメモリとを取り付けるとともに、前記メモリから前記走行位置データを読み出して走行路を図式化し、前記加速度データを前記図式化された走行路上にマッピングし、予め定められた所定の加速度条件範囲を外れる加速度データに対応する走行路部分を、要整備走行路部分と特定する制御部を具えてなる建設車両用走行路整備支援システム。 |
| 前記加速度センサを、車両の左右方向の加速度データを取得するよう構成してなる請求項1に記載の建設車両用走行路整備支援システム。 |
| 前記予め定められた所定加速度条件範囲を0.05G以下とする請求項2に記載の建設車両用走行路整備支援システム。 |
| 前記制御部は、前記要整備走行路部分について、前記走行位置データに基づいてこの部分の曲率半径を算出し、この算出結果と、予め定められた、この走行路部分を走行する際の規定の車速とに基づいて、車両の左右方向の加速度を前記所定加速度範囲内に収めることのできるバンク傾斜角度を求め、もしくは、バンク傾斜角度と前記曲率半径との新たな組み合わせを計算しなおすよう構成されてなる請求項2もしくは3に記載の建設車両用走行路整備支援システム。 |
| 前記加速度センサを、車両の上下方向の加速度を検出するよう構成してなる請求項1に記載の建設車両用走行路整備支援システム。 |
本発明は、建設車両が走行する走行路の 備を支援するシステムに関し、特に、走行 路の整備を効率的に行わせることができる のに関する。
鉱山等の採掘現場では、超大型の建設車 を用いて、採掘ポイントで採掘した鉱石を 荷ポイントまで運ぶとともに、採掘に伴っ でる廃棄物を廃棄ポイントまで運搬するこ が行われている。そして、このような建設 両が走行するための走行路が布設され、ま 、日々整備されていて、例えば、カーブを する走行路においては、走行時の遠心力に って車両の左右方向の、カーブ曲率中心か 遠ざかる向きに大きな遠心力が作用するこ により、積載物が落下したり、車両やタイ の耐久性が低下したりしないようバンク勾 を設けたり、また、他の例としては、走行 の凸凹がひどくなって、同様の障害が生じ いよう整地をすることが行われている。
しかしながら、このような整備は、人に る感性や過去の経験によって進められてい のが通常であり、そのため、緊急度を要す 整備が後回しになったり、その必要性を見 していたりすることが多かった。
本発明は、このような問題点を鑑みてな れたものであり、走行路の路面整備を効率 に行うことができ、そのことによって、積 物が落下したり、車両やタイヤの耐久性が 下したりするのを有効に防止することので る建設車両用走行路整備支援システムを提 することを目的とする。
<1>は、建設車両が走行する走行路の整
を支援するシステムであって、
前記建設車両に、この建設車両の走行位置
ータを連続的に取得する走行位置センサと
この建設車両に加わる加速度データを連続
に取得する加速度センサと、これらのセン
で取得したデータを格納するメモリとを取
付けるとともに、前記メモリから前記走行
置データを読み出して走行路を図式化し、
記加速度データを前記図式化された走行路
にマッピングし、予め定められた所定の加
度条件範囲を外れる加速度データに対応す
走行路部分を、要整備走行路部分と特定す
制御部を具えてなる建設車両用走行路整備
援システムである。
<2>は、<1>において、前記加速度 ンサを、車両の左右方向の加速度を検出す よう構成してなる建設車両用走行路整備支 システムである。
<3>は、<2>において、前記予め定 られた所定加速度条件範囲を0.05G以下とす 建設車両用走行路整備支援システムである
<4>は、<2>もしくは<3>におい 、前記制御部は、前記要整備走行路部分に いて、前記走行位置データに基づいてこの 分の曲率半径を算出し、この算出結果と、 め定められた、この走行路部分を走行する の規定の車速とに基づいて、車両の左右方 の加速度を前記所定加速度範囲内に収める とのできるバンク傾斜角度を求め、もしく 、バンク傾斜角度と前記曲率半径との新た 組み合わせを計算しなおすよう構成されて る建設車両用走行路整備支援システムであ 。
<5>は、<1>において、前記加速度 ンサを、車両の上下方向の加速度を検出す よう構成してなる建設車両用走行路整備支 システムである。
<1>によれば、前記建設車両に、走行 置センサと、加速度センサと、車両の走行 これらのセンサから連続的に取得したデー を格納するメモリとを取り付けるとともに 前記メモリからこれらのデータを読み出し 走行路を図式化し図式化された走行路のう 、要整備走行路部分を特定する制御部と、 記図式化された走行路およびこの内から抽 された前記要整備走行路部分を表示する表 部とを具え、前記制御部は、予め定められ 所定の加速度条件範囲を外れる加速度デー に対応する走行路部分を、走行路の設計不 もしくは整備不良によるものと判断して、 整備走行路部分として特定するよう構成さ ているので、要整備走行路部分をデータに づいて提示することができ、しかも、それ 図式化して分かりやすく提示することがで るので、走行路の整備を効率的にかつ間違 なく実行させることができる。
<2>によれば、前記加速度センサを、 両の左右方向の加速度を検出するよう構成 たので、カーブを有する走行路を所定速度 走行する車両の各部分、あるいは、積載物 異常な遠心力が作用する走行路部分を特定 ることができ、そのカーブのバンク傾斜角 を修正する整備を行う必要がある旨の提示 行うことができる。
<3>によれば、前記予め定められた所 加速度条件範囲を0.05G以下としており、こ 加速度範囲は、積載物が遠心力によってカ ブの曲率半径外側に向かって移動させない 囲であるので、積載物が移動して車両の種 の部分にぶつかってそれらを損傷したり壊 たりしてしまうのを抑えることができ、ま 、この加速度範囲においては、タイヤのト ッド面に大きなタイヤ幅方向の力が作用す こともないので早期摩耗等も抑えることが きる。
<4>によれば、前記制御部は、前記要 備走行路部分について、前記走行位置デー に基づいてこの部分の曲率半径を算出し、 の算出結果と、予め定められた、この走行 部分を走行する際の規定の車速とに基づい 、車両の左右方向の加速度を前記所定加速 範囲内に収めることのできるバンク傾斜角 を求め、もしくは、バンク傾斜角度と前記 率半径との新たな組み合わせを計算しなお よう構成されているので、カーブのある走 部分整備する際に、整備目標とするバンク 斜角度をデータに基づいて正しく設定する とができる。
前記加速度センサを、車両の上下方向の 速度を検出するよう構成したので、正常な 下方向加速度範囲として、例えば、加速度 変化率か所定範囲内であるように設定する とにより、走行路の凹凸の激しい部分を要 備走行路部分として特定することができ、 かも、その加速度変化率の大きさにより、 備の緊急度を判定することもできる。
1 走行位置センサ
2 加速度センサ
3 メモリ
5 制御部
6 表示部
10 建設車両用走行路整備支援システム
11 調査車両
12 車両に搭載したコンピュータ
M0 走行路
M1 走行路部分
K0 走行路
K1、K2 走行路部分
図1は、この発明の第一の実施形態に係る 建設車両用走行路整備支援システムの構成を 示す模式図であり、建設車両用走行路整備支 援システム10は、調査用の建設車両11に、走 位置センサ1と、加速度センサ2と、車両の走 行中これらのセンサ1、2から連続的に取得し データを格納するメモリ3とを取り付けると ともに、メモリ3からこれらのデータを読み して走行路を図式化し図式化された走行路 要整備部分を特定する制御部5と、前記図式 された走行路およびこの内から抽出された 記要整備走行路部分を表示する表示部6とを 具えている。
そして、制御部5は、予め定められた所定 の加速度条件範囲を外れる加速度データに対 応する走行路部分を、前記要整備走行路部分 として特定するよう構成されている。
メモリ3としては、例えば、車両に搭載し たコンピュータ12に設けられた半導体メモリ HDDなどを用いることができ、この場合、こ コンピュータ12の一部を制御部5として機能 せることができ、また、表示部6としては、 このコンピュータ12に接続されたディスプレ とすることができる。
上記構成の代わりに、制御部5として、ラ ボ等に設けられたコンピュータを用いること もでき、この場合、メモリ3として、車両に 載したコンピュータ12に接続可能なUSBメモリ やリムーバブルHDDを用いることにより、走行 中のデータを格納したメモリ3を、車両に搭 したコンピュータ12から取り外してラボ等に 設けられたコンピュータに接続すればよい。
ここで、走行位置センサ1としては、GPS(Gl obal Positioning System)を利用したものを用いる とができ、この場合、走行中の建設車両の 続的な位置の取得を簡易に行うことができ 。
第一の実施形態においては、加速度セン 2は、車両の左右方向の加速度を測定するよ う構成されていて、図2は、表示部6によって 示された画面の一例を示すものであり、こ 画面は、カーブ部分を含む走行路M0を示し その中で、車両左右方向の加速度が所定の 囲外となった走行路部分M1を異なった色で表 示している。
走行位置センサ1からは、調査用車両11の通
した走行路に沿って、例えば所定時間間隔
tをもって取得される、緯線方向の位置x(t)、
経線方向の位置y(t)、および、高さh(t)を取得
ることができ、したがって、水平面座標点P
(x(t)、y(t))を時刻t0、t0+δt、t0+2δt、・・・・
ついて表示部6にプロットすれば、これらの
ータから、走行路M0を図式化することがで
、また、この走行路M0上の2点間の車速を式(1
)によって求めることができる。
一方、加速度データα(t)からは、加速度 ータα(t)が正常範囲として予め定められた範 囲の外になった時刻領域ts~teを知ることがで 、この時刻領域ts~teに対応する水平面座標 P(x(t)、y(t))(t=ts~te)の全部を、走行路M0上に異 る印でプロットすることにより、異常な加 度領域に対応する走行路部分M1を走行路M0上 に表示することができ、これを、バンク傾斜 角度の修正が必要な要整備走行路部分の候補 として提示することができる。
車速をVとしてこの車速Vにおける、車両左
方向の加速度αは、以下の式(2)によって求め
ることができ、この式から加速度が所定の値
以下(例えば、0.05g以下とするのが好ましい)
なるようなバンク傾斜角度θ(図3参照)の最小
値を求めることができる。
なお、式(2)において、Rは、カーブの曲率 半径を表し、曲率半径Rは、水平面座標点P(x(t )、y(t))(t=ts~te)のデータに基づく計算によって 求めることができるほか、水平面座標点P(x(t) 、y(t))をプロットして図式化したものからも めることができる。
上記の説明では、カーブを有する走行路 分の曲率半径は既存の値Rを使うものとした が、これに代えて、カーブの曲率半径を大き くすることによっても前記問題を解決するこ とができ、この場合、現状のバンク傾斜角度 、もしくは、新しいバンク傾斜角度を設定し た上でカーブの曲率半径を求めることになる 。
以上において、車速Vを予め定められた規 定の速度とすると、カーブ通過する際の進入 速度がこの制限速度に対してどの程度であっ たかは、先ほど説明したように、式(1)に基づ いて比較することができる。
図4は、第二の実施形態において調査車両 11を走行させた際の走行路K0を示す図であり 第二の実施形態の建設車両用走行路整備支 システムも、加速度センサとして、車両11の 上下方向に作用する加速度α(t)を収集する点 除けば、第一の実施形態と全く同様であり 走行路K0は、調査車両11の走行位置センサ1 らのデータを基にした、水平面座標点P(x(t) y(t))を時刻t0、t0+δt、t0+2δt、・・・・につい てプロットしたものとして求めることができ る。
図4おける、走行路K0のうちの、走行路部 K1、および、走行路部分K2における加速度α( t)の時間変化を、時間を横軸にとって示した ラフとして、それぞれ、図5および図6に示 。図4と図5に示した加速度の時間変化は明ら かに異なっており、走行路部分K2は滑らかで 下方向の加速度の変化が小さいのに対して 走行路部分K1においては、上下方向の加速 の変化が大きく、これは、走行路部分K1は路 面の凸凹が大きく整備の必要があることが分 かる。
このような凸凹の大きさを表す指標とし 、例えば、加速度の時間変化の大きさ、単 時間に現れる加速度の最大値等を用いるこ ができ、また、この場合に、整備を要する 行路部分K1の範囲として、前記指標が正常 囲として予め定められた範囲外になった時 領域ts~teに対応する水平面座標点P(x(t)、y(t))( t=ts~te)を、前記走行路K0上に、他の座標点と 異なる印を付けてプロットすることにより 異常な加速度領域に対応する走行路部分K1を 表示することができることは先に第一の実施 形態について説明した通りである。
また、複数の走行路部分に要整備に対応 るものであった場合、前記加速度データか それぞれの走行路部分の凸凹の大きさを判 することができ、どちらの走行路部分を優 的に整備すべきか提示することができる。