(57)【要約】      （修正有）【課題】作業車両における作業機用油圧シリンダのセンサの故障原因を自動的に判断し、故障原因に応じた措置を早期に採れるようにした作業車両におけるセンサの故障原因判断方法を提供する。【解決手段】作業機用油圧シリンダが伸び側および縮み側それぞれでストローク限界に達したときのセンサの検出ストローク値を採取し、伸び側および縮み側の標準偏差の両方が一定値未満であるか否かに応じて、センサの状態が「位置ずれ」ないしは「正常」ないしは「センサ異常」のグループであるか、あるいは「ガタツキ」ないしは「データ不適正」のグループであるかを判断する。【選択図】図１０
2010229663.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
作業機用油圧シリンダによって作動する作業機と、作業機用油圧シリンダのストロークを間接的にまたは直接的に検出するセンサとを備えた作業車両に適用される作業車両におけるセンサの故障原因判断方法であって、
作業機用油圧シリンダが伸び側および縮み側それぞれでストローク限界に達したときのセンサの検出ストローク値を採取するステップと、
採取されたセンサの検出ストローク値の標準偏差を伸び側、縮み側の別に演算するステップと、
伸び側および縮み側の標準偏差の両方が一定値未満であるか否かに応じて、センサの状態が「位置ずれ」ないしは「正常」ないしは「センサ異常」のグループであるか、あるいは「ガタツキ」ないしは「データ不適正」のグループであるかを判断するステップと、
センサの状態が「ガタツキ」ないしは「データ不適正」のグループであると判断された場合には、伸び側および縮み側の標準偏差の両方が一定値以上であるか、あるいは伸び側および縮み側の標準偏差のうちいずれか一方のみが一定値以上であるかに応じて、センサの状態が「ガタツキ」であるか、あるいは「データ不適正」であるかを判断するステップと、
センサの状態が「位置ずれ」ないしは「正常」ないしは「センサ異常」のグループであると判断された場合には、作業機用油圧シリンダの理論ストローク限界値と検出ストローク値との間の位置ずれを伸び側および縮み側それぞれについて求め、それら伸び側の位置ずれと縮み側の位置ずれとの偏差が所定値未満であるか、あるいは所定値以上であるかに応じて、センサの状態が「位置ずれ」ないしは「正常」のグループであるか、あるいは「センサ異常」であるかを判断するステップと、
センサの状態が「位置ずれ」ないしは「正常」のグループであると判断された場合には、作業機用油圧シリンダの理論ストローク限界値と検出ストローク値との間の位置ずれが伸び側および縮み側のうち少なくとも一方について所定値以上であるか否かに応じて、センサの状態が「位置ずれ」であるか、あるいは「正常」であるかを判断するステップと
を含む作業車両におけるセンサの故障原因判断方法。  
【請求項２】
センサの状態が「位置ずれ」と判断された場合に、作業機用油圧シリンダの理論ストローク限界値と検出ストローク値との間の位置ずれに応じて、センサの位置ずれを補正すること
を特徴とする請求項１記載の作業車両におけるセンサの故障原因判断方法。
【請求項３】
作業機用油圧シリンダ内の油圧が伸び側および縮み側それぞれでリリーフ圧に達したとき、あるいは作業機用油圧シリンダに圧油を供給する油圧ポンプの吐出圧がリリーフに達したときをもって、作業機用油圧シリンダが伸び側および縮み側それぞれで
ストローク限界に達したと判断し、その時点におけるセンサの検出ストローク値を採取すること
を特徴とする請求項１記載の作業車両におけるセンサの故障原因判断方法。
【請求項４】
作業機用油圧シリンダ内の油圧が、軽負荷で作動していることを検出する
しきい値から、リリーフ圧よりも僅かに低めに設定された圧に、急速に変化したことをもって、ストローク限界に達したと判断すること
を特徴とする請求項３記載の作業車両におけるセンサの故障原因判断方法。
【請求項５】
作業機用油圧シリンダ内の油圧が、時間の経過につれて、軽負荷で作動していることを検出するしきい値から、リリーフ圧よりも僅かに低めに設定された圧に、順次変化したことをもって、ストローク限界に達したと判断すること
を特徴とする請求項３記載の作業車両におけるセンサの故障原因判断方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、作業機用油圧シリンダによって作動する作業機と、作業機用油圧シリンダのストロークを間接的にまたは直接的に検出するセンサとを備えた作業車両におけるセンサの故障原因を判断する方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
図１は、ホイールローダ１の車体１ａの前部に設けられた作業機２の構造を示している。
【０００３】
同図１に示すように、作業機２は、ブーム３とバケット４からなり、車体１ａには、ブーム３の根本が上方向および下方向に回動自在に取り付けられているとともに、ブーム３の先端には、バケット４がダンプ方向およびチルト方向に回動自在に取り付けられている。
【０００４】
ブーム３には、ブーム用油圧シリンダ５のロッド５ａが取り付けられているとともに、車体１ａには、ブーム用油圧シリンダ５のボディ５ｂが取り付けられている。ブーム用油圧シリンダ５のロッド５ａが伸長すると、ブーム３は、上方向に作動し、ブーム用油圧シリンダ５のロッド５ａが縮退すると、ブーム３は、下方向に作動する。
【０００５】
ブーム３には、ベルクランク７が揺動自在に取り付けられている。ベルクランク７の長手方向の一方には、バケット用油圧シリンダ６のロッド６ａが取り付けられている。車体１ａには、バケット用油圧シリンダ６のボディ６ｂが取り付けられている。ベルクランク７の長手方向の他方には、ロッド８の一端が取り付けられており、ロッド８の他端は、バケット４に取り付けられている。バケット用油圧シリンダ６のロッド６ａが伸長すると、バケット４は、チルト方向に作動し、バケット用油圧シリンダ６のロッド６ａが縮退すると、バケット４は、ダンプ方向に作動する。
【０００６】
ブーム３は、その根本の回動軸３ａ回りに回動するものであり、回動軸３ａには、ブーム３の回転角θ（以下、ブーム角度θ）を検出するブーム角度センサ９が設けられている。
【０００７】
バケット４は、ベルクランク７の揺動に連動して回動するものであり、ベルクランク７の揺動軸７ａには、ベルクランク７の揺動角φ（以下、ベルクランク角度φ）を検出するベルクランク角度センサ１０が設けられている。ブーム角度センサ９、ベルクランク角度センサ１０は、たとえばポテンショメータで構成される。
【０００８】
バケット用油圧シリンダ６のストロークＬk（以下、バケットシリンダストロークＬk）は、ブーム角度θとベルクランク角度φと、ベルクランク７とロッド８を含むリンク機構に関する既知のデータとに基づいて一義的に算出することができる。
【０００９】
ブーム用油圧シリンダ５のストロークLｍ（以下、ブームシリンダストロークLｍ）は、ブーム角度θとブーム３に関する既知のデータとに基づいて一義的に算出することができる。
【００１０】
ブーム３は、運転室に設けられたブーム用操作レバー１１を操作することで作動される。バケット４は、運転室に設けられたバケット用操作レバー１２を操作することで作動される。
【００１１】
下記の特許文献１には、油圧ショベルを対象として、作業機の角度を検出するポテンショメータが正規の角度から角度がずれている場合に、その角度ずれをコントローラによって自動的に補正するという発明が記載されている。
【００１２】
また、下記の特許文献２には、油圧ショベルに設けられたバケットの位置センサのキャリブレーションをオペレータの操作によって行い、組み立て時における各部の僅かな誤差や位置センサ自身の個体差を補正するという発明が記載されている。
【００１３】
また、下記の特許文献３には、油圧ショベルを対象として、作業機の角度を検出するポテンショメータの検出角度の変化率が通常の変化率を超えた場合に、ポテンショメータの異常であると判断するという発明が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１４】
【特許文献１】特開平５−２８００７４号公報
【特許文献２】特開平７−３８４５号公報
【特許文献３】特開平８−７４２９５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１５】
作業機用油圧シリンダのストロークの情報、たとえばバケットシリンダストロークＬkの情報は、ホイールローダ１の作業機２を制御するにあたり重要な情報である。ポテンショメータで構成されるブーム角度センサ９、ベルクランク角度センサ１０が、瞬間的に大きく正規の取付け位置からずれたり、経年変化により徐々に正規の取付け位置からずれたりすると、バケットシリンダストロークＬkの算出が正確に行なわれなくなり、作業機２の制御が正確に行なわれなくなる。このため、センサで取付け位置からの位置ずれを生じた場合には、早急に、取付け位置ずれ量を検出して、センサの取付け位置ずれを自動的に補正して、作業現場にて迅速にセンサを故障状態から正常な状態に復旧させる必要がある。
【００１６】
しかしながら、センサで検出誤差が生じるという故障の原因には、正規の取付け位置から一定ずれ量だけ位置ずれが生じるという単純な「位置ずれ」ばかりではない。つまりセンサの故障の原因には、取付け位置ずれを検出してセンサの取付け位置ずれを自動的に補正できる「位置ずれ」と、単純に位置ずれを自動的に補正できない「ガタツキ」、「センサ異常」がある。センサ取付け部の「ガタツキ」は、位置ずれがランダムに発生するため位置ずれを自動補正できず、センサ取付け部の補修等が必要となる。また、「センサ異常」は、センサの内部に異常が発生した場合であり、センサそのものを交換したり、補修する必要があり、やはり自動的な補正はできない。
【００１７】
センサの故障原因の特定が遅れ、復旧に手間取ると、作業効率が大きく損なわれることになる。
【００１８】
本発明は、こうした実情に鑑みてなされたものであり、作業車両における作業機用油圧シリンダのストロークを直接的あるいは間接的に検出するセンサの故障原因を自動的に判断し、特定することにより、故障原因に応じた措置を早期に採れるようにすることを解決課題とするものである。
【００１９】
なお、各特許文献１、２、３に記載された発明は、いずれもセンサの位置ずれを自動的に補正することができる単純な「位置ずれ」のみがセンサで発生することを前提とするものであり、他の「ガタツキ」、「センサ異常」などといった故障が発生することを想定していない。よって各特許文献は、何ら本発明の課題を示唆しないものである。
【課題を解決するための手段】
【００２０】
第１発明は、
作業機用油圧シリンダによって作動する作業機と、作業機用油圧シリンダのストロークを間接的にまたは直接的に検出するセンサとを備えた作業車両に適用される作業車両におけるセンサの故障原因判断方法であって、
作業機用油圧シリンダが伸び側および縮み側それぞれでストローク限界に達したときのセンサの検出ストローク値を採取するステップと、
採取されたセンサの検出ストローク値の標準偏差を伸び側、縮み側の別に演算するステップと、
伸び側および縮み側の標準偏差の両方が一定値未満であるか否かに応じて、センサの状態が「位置ずれ」ないしは「正常」ないしは「センサ異常」のグループであるか、あるいは「ガタツキ」ないしは「データ不適正」のグループであるかを判断するステップと、
センサの状態が「ガタツキ」ないしは「データ不適正」のグループであると判断された場合には、伸び側および縮み側の標準偏差の両方が一定値以上であるか、あるいは伸び側および縮み側の標準偏差のうちいずれか一方のみが一定値以上であるかに応じて、センサの状態が「ガタツキ」であるか、あるいは「データ不適正」であるかを判断するステップと、
センサの状態が「位置ずれ」ないしは「正常」ないしは「センサ異常」のグループであると判断された場合には、作業機用油圧シリンダの理論ストローク限界値と検出ストローク値との間の位置ずれを伸び側および縮み側それぞれについて求め、それら伸び側の位置ずれと縮み側の位置ずれとの偏差が所定値未満であるか、あるいは所定値以上であるかに応じて、センサの状態が「位置ずれ」ないしは「正常」のグループであるか、あるいは「センサ異常」であるかを判断するステップと、
センサの状態が「位置ずれ」ないしは「正常」のグループであると判断された場合には、作業機用油圧シリンダの理論ストローク限界値と検出ストローク値との間の位置ずれが伸び側および縮み側のうち少なくとも一方について所定値以上であるか否かに応じて、センサの状態が「位置ずれ」であるか、あるいは「正常」であるかを判断するステップと
を含むことを特徴とする。  
第２発明は、第１発明において、
センサの状態が「位置ずれ」と判断された場合に、作業機用油圧シリンダの理論ストローク限界値と検出ストローク値との間の位置ずれに応じて、センサの位置ずれを補正すること
を特徴とする。
【００２１】
第３発明は、第１発明において、
作業機用油圧シリンダ内の油圧が伸び側および縮み側それぞれでリリーフ圧に達したとき、あるいは作業機用油圧シリンダに圧油を供給する油圧ポンプの吐出圧がリリーフに達したときをもって、作業機用油圧シリンダが伸び側および縮み側それぞれでストローク限界に達したと判断し、その時点におけるセンサの検出ストローク値を採取すること
を特徴とする。
【００２２】
第４発明は、第３発明において、
作業機用油圧シリンダ内の油圧が、軽負荷で作動していることを検出するしきい値から、リリーフ圧よりも僅かに低めに設定された圧に、急速に変化したことをもって、ストローク限界に達したと判断すること
を特徴とする。
【００２３】
第５発明は、第３発明において、
作業機用油圧シリンダ内の油圧が、時間の経過につれて、軽負荷で作動していることを検出するしきい値から、リリーフ圧よりも僅かに低めに設定された圧に、順次変化したことをもって、ストローク限界に達したと判断すること
を特徴とする。
【発明の効果】
【００２４】
第１発明によれば、センサの状態が「正常」、「位置ずれ」、「センサ異常」、「ガタツキ」のいずれであるのかを正確に特定でき、センサの故障原因が、位置ずれを自動的に補正することが可能な「位置ずれ」であるのか、自動的に補正できない「センサ異常」、「ガタツキ」であるのかを判別することができる。これにより故障原因に応じた措置を早期に採ることができる。さらに、採取されたデータが不適正である場合には、「データ不適正」であると判断することができ、センサの故障と誤判断することがなくなる。これにより、故障原因の特定が正確に行われ、故障原因の判断結果の信頼性が向上する。
【００２５】
第２発明では、センサの状態が「位置ずれ」と判断された場合に、作業機用油圧シリンダの理論ストローク限界値と検出ストローク値との間の位置ずれに応じて、センサの位置ずれを補正するようにしたので、作業現場にて自動的かつ迅速にセンサを故障状態から正常な状態に復旧させることができる。
【００２６】
第３発明では、作業機用油圧シリンダ内の油圧が伸び側および縮み側それぞれでリリーフ圧に達したとき、あるいは作業機用油圧シリンダに圧油を供給する油圧ポンプの吐出圧がリリーフに達したときをもって、作業機用油圧シリンダが伸び側および縮み側それぞれでストローク限界に達したと判断し、その時点におけるセンサの検出ストローク値を採取して、センサの故障原因を判断するようにしたので、作業車両が作業機用油圧シリンダをストローク限界まで作動させることが通常行なわれる作業中に、逐次データを採取することができ、作業中にセンサの故障が発生すれば、早期に故障であると判断することができる。これにより作業中に位置ずれの補正が可能な故障が発生すれば、作業中にその補正を自動的に行い正常な状態に早期に復旧させ、作業を継続することが可能となる。また位置ずれの補正が不可能な故障であっても作業中に早期に故障原因が特定されるため、作業効率を損なうことなく早期に正常な状態に復旧させて作業を継続することが可能となる。具体的には、作業機用油圧シリンダ内の油圧が、軽負荷で作動していることを検出するしきい値から、リリーフ圧よりも僅かに低めに設定された圧に、急速に変化したことをもって、ストローク限界に達したと判断するか（第４発明）、あるいは、作業機用油圧シリンダ内の油圧が、時間の経過につれて、軽負荷で作動していることを検出するしきい値から、リリーフ圧よりも僅かに低めに設定された圧に、順次変化したことをもって、ストローク限界に達したと判断する（第５発明）。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】図１は、ホイールローダの車体の前部に設けられた作業機の構造を示した図である。
【図２】図２は、ホイールローダに搭載されている直列回路構成の油圧回路を示した図である。
【図３】図３は、ホイールローダに搭載されている並列回路構成の油圧回路を示した図である。
【図４】図４は、コントローラの記憶手段に記憶された内容を示した図である。
【図５】図５（ａ）、（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）、（ｅ）はそれぞれ、作業機の各姿勢を示した図である。
【図６】図６（ａ）、（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）は、ストローク限界に達した時点を判断する方法を説明する図である。
【図７】図７（ａ）、（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）はそれぞれ、バケット用油圧シリンダのストローク限界時点を判断して検出ストローク値を計測する条件を説明する図である。
【図８】図８（ａ）、（ｂ）はそれぞれ、図４に対応する図であり、検出ストローク値と検出ブーム角度値からなる作業機姿勢の点を複数採取して、これら採取点と、各ラインとを対比させたマップ図である。
【図９】図９（ａ）、（ｂ）はそれぞれ、図４に対応する図であり、検出ストローク値と検出ブーム角度値からなる作業機姿勢の点を複数採取して、これら採取点と、各ラインとを対比させたマップ図である。
【図１０】図１０は、コントローラで行われる処理手順を示したフローチャートである。
【図１１】図１１（ａ）、（ｂ）はそれぞれ、規定数のデータから得られたヒストグラムである。
【図１２】図１２（ａ）、（ｂ）はそれぞれ、規定数のデータから得られたヒストグラムである。
【発明を実施するための形態】
【００２８】
以下、図面を参照して本発明に係る作業車両におけるセンサの故障原因判断方法の実施の形態について説明する。
【００２９】
図１は、ホイールローダ１の車体１ａの前部に設けられた作業機２の構造を示している。
【００３０】
同図１に示すように、作業機２は、ブーム３とバケット４からなり、車体１ａには、ブーム３が上方向および下方向に回動軸３ａ回りに回動自在に取り付けられているとともに、ブーム３の先端には、バケット４がダンプ方向およびチルト方向に回動軸３ｂ回りに回動自在に取り付けられている。
【００３１】
ブーム３には、ブーム用油圧シリンダ５のロッド５ａが取り付けられているとともに、車体１ａには、ブーム用油圧シリンダ５のボディ５ｂが取り付けられている。ブーム用油圧シリンダ５のロッド５ａが伸長すると、ブーム３は、上方向に作動し、ブーム用油圧シリンダ５のロッド５ａが縮退すると、ブーム３は、下方向に作動する。
【００３２】
ブーム３には、ベルクランク７が揺動自在に取り付けられている。ベルクランク７の長手方向の一方には、バケット用油圧シリンダ６のロッド６ａが取り付けられている。車体１ａには、バケット用油圧シリンダ６のボディ６ｂが取り付けられている。ベルクランク７の長手方向の他方には、ロッド８の一端が取り付けられており、ロッド８の他端は、バケット４に取り付けられている。バケット用油圧シリンダ６のロッド６ａが伸長すると、バケット４は、チルト方向に作動し、バケット用油圧シリンダ６のロッド６ａが縮退すると、バケット４は、ダンプ方向に作動する。
【００３３】
ブーム３の根本の回動軸３ａには、ブーム３の回転角θ（以下、ブーム角度θ）を検出するブーム角度センサ９が設けられている。
【００３４】
ここで、ブーム３が水平姿勢、つまりブーム回動軸３ａ、３ｂ間を結ぶ線分が水平線に対して平行となっている姿勢を、ブーム角度θの零値（θ＝０）とし、ブーム水平姿勢に対してブーム３が上昇する方向を＋の値、ブーム水平姿勢に対してブーム３が下降する方向を−の値とする。
【００３５】
バケット４は、ベルクランク７の揺動に連動して回動するものであり、ベルクランク７の揺動軸７ａには、ベルクランク７の揺動角φ（以下、ベルクランク角度φ）を検出するベルクランク角度センサ１０が設けられている。ブーム角度センサ９、ベルクランク角度センサ１０は、たとえばポテンショメータで構成される。
【００３６】
バケット用油圧シリンダ６のストロークＬk（バケットシリンダストロークＬk）は、ブーム角度θとベルクランク角度φと、ベルクランク７とロッド８を含むリンク機構に関する既知のデータとに基づいて一義的に算出することができる。なお、ブーム角度の代わりにブーム３の高さを検出して、ブーム高さに基づいてバケットシリンダストロークＬkを算出することができる。バケットシリンダストロークＬkは、最縮退時のストローク値を０とし、チルト側に伸長するに伴い増加する値であると定義する。
【００３７】
ブーム角度センサ９、ベルクランク角度センサ１０は、バケットシリンダストロークＬkを間接的に検出するセンサを構成する。
【００３８】
また、バケットシリンダストロークＬkを直接的に検出するセンサを設けてもよい。
【００３９】
ブーム用油圧シリンダ５のストロークLｍ（ブームシリンダストロークLｍ）は、ブーム角度θとブーム３に関する既知のデータとに基づいて一義的に算出することができる。
【００４０】
ブーム角度センサ９は、ブームシリンダストロークＬkを間接的に検出するセンサを構成する。
【００４１】
また、ブームシリンダストロークＬｍを直接的に検出するセンサを設けてもよい。
【００４２】
ブーム３は、運転室に設けられたブーム用操作レバー１１を操作することで作動される。
【００４３】
バケット４は、運転室に設けられたバケット用操作レバー１２を操作することで作動される。
【００４４】
図２、図３は、ホイールローダ１に搭載されている油圧回路を示している。図２、図３のいずれかの油圧回路がホイールローダ１に搭載されている。
【００４５】
図２は、ブーム用制御弁１５、バケット用制御弁１６がポンプ吐出油路１４に対して直列に配置された直列（シリーズ）回路構成を示している。図３は、ポンプ吐出油路１４ａ、１４ｂそれぞれにブーム用制御弁１５、バケット用制御弁１６が設けられた並列（パラレル）回路構成を示している。
【００４６】
図２に示すように油圧ポンプ１３は、可変容量型であり、その吐出口１３ａは、ポンプ吐出油路１４に連通している。油圧ポンプ１３は、図示しないエンジンによって駆動されて、タンク１８から作動油を吸込み圧油をポンプ吐出油路１４に吐出する。油圧ポンプ１３の斜板１３ｂは、斜板制御バルブ１９によって駆動される。コントローラ２０は、斜板制御指令を電気信号として電気制御バルブ２１に出力する。電気制御バルブ２１は、電気信号を油圧信号に変換して斜板制御バルブ１９に出力する。
【００４７】
ポンプ吐出油路１４には、油圧ポンプ１３を上流側として、上流側にバケット用制御弁１６が、下流側にブーム用制御弁１５がそれぞれ設けられている。
【００４８】
バケット用制御弁１６と油圧ポンプ１３との間のポンプ吐出油路１４には、リリーフ弁１７が接続されている。リリーフ弁１７は、バケット用制御弁１６と油圧ポンプ１３との間のポンプ吐出油路１４が所定のリリーフ圧に達した場合に、圧油をタンク１８にリリーフする。
【００４９】
ブーム用制御弁１５、バケット用制御弁１６は、流量方向制御弁である。ブーム用制御弁１５は、ブーム用油圧シリンダ５に供給される圧油の方向および流量を制御する。バケット用制御弁１６は、バケット用油圧シリンダ６に供給される圧油の方向および流量を制御する。
【００５０】
ブーム用制御弁１５、バケット用制御弁１６は、電磁比例制御弁である。
【００５１】
ブーム用制御弁１５は、コントローラ２０から出力される電気信号としてのブーム作動指令信号がブーム用制御弁１５の電磁ソレノイド１５ａに加えられることより、作動する。
【００５２】
ブーム用操作レバー１１には、ブーム操作方向検出手段１１ａが設けられている。ブーム操作方向検出手段１１ａは、ブーム用操作レバー１１の操作方向、つまり「上げ操作」、「中立」、「下げ操作」の別および操作量を検出し、これらをブーム操作信号としてコントローラ２０に出力する。コントローラ２０では、ブーム操作信号に応じた弁位置にするためのブーム作動指令信号をブーム用制御弁１５に出力する。ブーム用制御弁１５は、ブーム作動指令信号に応じて作動する。
【００５３】
ブーム操作信号の内容が「上げ操作」である場合には、ブーム用制御弁１５の弁位置は、ボトム位置１５Ｂに切り換えられる。これにより弁位置に応じた開口面積の開口を、圧油が通過し、その開口面積に応じた流量の圧油が油路２２Ｂを介してブーム用油圧シリンダ５のボトム室５Ｂに供給されるとともに、ブーム用油圧シリンダ５のヘッド室５Ｈ内の圧油が油路２２Ｈ、ブーム用制御弁１５を介してタンク１８に排出される。この結果、ブーム用油圧シリンダ５のロッド５ａが伸長して、ブーム３が上げ方向に作動する。
【００５４】
また、ブーム操作信号の内容が「下げ操作」である場合には、ブーム用制御弁１５の弁位置は、ヘッド位置１５Ｈに切り換えられる。これにより弁位置に応じた開口面積の開口を、圧油が通過し、その開口面積に応じた流量の圧油が油路２２Ｈを介してブーム用油圧シリンダ５のヘッド室５Ｈに供給されるとともに、ブーム用油圧シリンダ５のボトム室５Ｂ内の圧油が油路２２Ｂ、ブーム用制御弁１５を介してタンク１８に排出される。この結果、ブーム用油圧シリンダ５のロッド５ａが縮退して、ブーム３が下げ方向に作動する。
【００５５】
また、ブーム操作信号の内容が「中立」である場合には、ブーム用制御弁１５の弁位置は、中立位置１５Ｃに切り換えられる。これにより開口が閉まり、ブーム用油圧シリンダ５への圧油供給および同ブーム用油圧シリンダ５からの圧油排出が遮断される。この結果、ブーム用油圧シリンダ５のロッド５ａの作動が停止して、ブーム３の作動が停止する。
【００５６】
一方、バケット用制御弁１６は、コントローラ２０から出力される電気信号としてのバケット作動指令信号がバケット用制御弁１６の電磁ソレノイド１６ａに加えられることより、作動する。
【００５７】
バケット用操作レバー１２には、バケット操作方向検出手段１２ａが設けられている。バケット操作方向検出手段１２ａは、バケット用操作レバー１２の操作方向、つまり「チルト操作」、「中立」、「ダンプ操作」の別および操作量を検出し、これらをバケット操作信号としてコントローラ２０に出力する。コントローラ２０では、バケット操作信号に応じた弁位置にするためのバケット作動指令信号をバケット用制御弁１６に出力する。バケット用制御弁１６は、バケット作動指令信号に応じて作動する。
【００５８】
バケット操作信号の内容が「チルト操作」である場合には、バケット用制御弁１６の弁位置は、ボトム位置１６Ｂに切り換えられる。これにより弁位置に応じた開口面積の開口を、圧油が通過し、その開口面積に応じた流量の圧油が油路２３Ｂを介してバケット用油圧シリンダ６のボトム室６Ｂに供給されるとともに、バケット用油圧シリンダ６のヘッド室６Ｈ内の圧油が油路２３Ｈ、バケット用制御弁１６を介してタンク１８に排出される。この結果、バケット用油圧シリンダ６のロッド６ａが伸長して、バケット４がチルト方向に作動する。
【００５９】
また、バケット操作信号の内容が「ダンプ操作」である場合には、バケット用制御弁１６の弁位置は、ヘッド位置１６Ｈに切り換えられる。これにより弁位置に応じた開口面積の開口を、圧油が通過し、その開口面積に応じた流量の圧油が油路２３Ｈを介してバケット用油圧シリンダ６のヘッド室６Ｈに供給されるとともに、バケット用油圧シリンダ６のボトム室６Ｂ内の圧油が油路２３Ｂ、バケット用制御弁１６を介してタンク１８に排出される。この結果、バケット用油圧シリンダ６のロッド６ａが縮退して、バケット４がダンプ方向に作動する。
【００６０】
また、バケット操作信号の内容が「中立」である場合には、バケット用制御弁１６の弁位置は、中立位置１６Ｃに切り換えられる。これにより開口が閉まり、バケット用油圧シリンダ６への圧油供給および同バケット用油圧シリンダ６からの圧油排出が遮断される。この結果、バケット用油圧シリンダ６のロッド６ａの作動が停止して、バケット４の作動が停止する。
【００６１】
各油路２２Ｂ、２２Ｈ、２３Ｂ、２３Ｈにはそれぞれ、チェック弁で構成されたサクションバルブ２４Ｂ、２４Ｈ、２５Ｂ、２５Ｈが接続されている。各サクションバルブ２４Ｂ、２４Ｈ、２５Ｂ、２５Ｈはそれぞれ、タンク１８からボトム室５Ｂの方向、タンク１８からヘッド５Ｈ室の方向、タンク１８からボトム室６Ｂの方向、タンク１８からヘッド室６Ｈの方向のみの圧油の流れを許容することで、ボトム室５Ｂ、ヘッド５Ｈ、ボトム室６Ｂ、ヘッド室６Ｈがそれぞれ負圧になった場合に、タンク１８から圧油を吸い込みボトム室５Ｂ、ヘッド５Ｈ、ボトム室６Ｂ、ヘッド室６Ｈそれぞれに供給するように作用する。
【００６２】
各油路２２Ｂ、２２Ｈ、２３Ｂ、２３Ｈにはそれぞれ、リリーフ弁２６Ｂ、２６Ｈ、２７Ｂ、２７Ｈが接続されている。各リリーフ弁２６Ｂ、２６Ｈ、２７Ｂ、２７Ｈはそれぞれ、ボトム室５Ｂ、ヘッド５Ｈ、ボトム室６Ｂ、ヘッド室６Ｈ内の油圧がリリーフ圧が達した場合に圧油をタンク１８にリリーフする。
【００６３】
ブーム角度センサ９で検出されたブーム角度θを示す信号およびベルクランク角度センサ１０で検出されたベルクランク角度φを示す信号は、コントローラ２０に入力される。コントローラ２０では、ブーム角度θとベルクランク角度φとに基づいてバケットシリンダストロークＬkが算出される。また、ブーム角度θに基づいてブームシリンダストロークLｍが算出される。
【００６４】
以上図２につき説明したが、図３に示す並列回路構成では、ポンプ吐出油路１４がポンプ吐出油路１４ａ、１４ｂに分岐されて、ポンプ吐出油路１４ａ、１４ｂそれぞれにブーム用制御弁１５、バケット用制御弁１６が設けられている他は、図２に示す直列回路構成と同じであるので繰り返しの説明は省略する。
【００６５】
図２に示す直列回路構成では、油圧ポンプ１３からみて上流側にバケット用制御弁１６が配置されており、バケット優先回路となっている。このためフルバケット操作を行うと、下流側のブーム用制御弁１５に吐出油が流れにくくなり、ブーム３の作動が抑制されることになる。
【００６６】
一方、図３に示す並列回路構成では、両制御弁１５、１６を同様に作動させると、負荷が軽い方の制御弁に吐出油が流れ易くなる。ホイールローダ１は、一般的にバケット優先である必要があるため、バケット操作と同時にブーム操作が行われた場合、コントローラ２０から、ブーム用制御弁１５の作動を抑制したブーム作動指令信号を出力することで、直列回路相当の動作を行なわせることができる。
【００６７】
図２、図３に示したハード構成は、既存のホイールローダ１に備えられているものである。以下では、コントローラ２０で行われる本発明の方法について説明する。本発明は、既存のハード構成に新たに構成要素を追加したり改変することなく、コントローラ２０にインストールされるプログラムあるいは記憶されるべきデータを適宜追加、改変するだけで、容易に実施することができる。
【００６８】
図４は、コントローラ２０の記憶手段２０Ｍに記憶された内容を示している。記憶手段２０Ｍには、バケット用油圧シリンダ６の伸び側および縮み側それぞれにおけるストローク限界が、ブーム角度θと、バケットシリンダストロークＬkとによって特定される作業機姿勢に対応づけられて記憶されている。以下、図４について図５と関連付けて説明する。
【００６９】
図４の横軸は、ブーム角度θであり、図中左方向はブーム３が下がる方向であり、図中右方向はブーム３が上がる方向である。図中左側にいくほどブーム３が低い作業機姿勢となり、図中右側にいくほどブーム３が高い作業機姿勢となる。
【００７０】
図４の縦軸は、バケットシリンダストロークＬkであり、図中上方向はバケット４がチルト側（伸び側）に作動する方向であり、図中下方向はバケット４がダンプ側（縮み側）に作動する方向である。
【００７１】
図５（ａ）、（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）、（ｅ）はそれぞれ、作業機２の各姿勢を示す。
【００７２】
図５（ａ）、（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）、（ｅ）の作業機姿勢はそれぞれ、図４における（ａ）点（ｂ）点、（ｃ）点、（ｄ）点、（ｅ）点における作業機姿勢に対応する。たとえば、現在の作業機２の姿勢が（ａ）点の姿勢であるとすると、それぞれ矢印で示す方向にブーム３、バケット４を作動させることで、各（ｂ）点、（ｃ）点、（ｄ）点、（ｅ）点における作業機姿勢となる。
【００７３】
図４に示すラインＬＮ１、ＬＮ２、ＬＮ３、ＬＮ４はそれぞれ、「ブーム上げ操作によってバケット４がチルト方向に強制的に作動するライン」、「バケット４がダンプ方向でストロークエンドになっているライン」、「ブーム下げ操作によってバケット４がダンプ方向に強制的に作動するライン」、「バケット４がチルト方向でストロークエンドになっているライン」であり、これらは「バケット用油圧シリンダ６のチルト側（伸び側）およびダンプ側（縮み側）それぞれにおけるストローク限界」である。
【００７４】
ここで「ストローク限界」とは、「ストロークエンド」または「機構限界」のことである。
【００７５】
「ストロークエンド」とは、バケット用油圧シリンダ６のロッド６ａが最も縮退した位置あるいはロッド６ａが最も伸長した位置にあることをいう。「機構限界」とは、作業機２がストッパに当接されることによってバケット用油圧シリンダ６のロッド６ａの動きが規制されることをいう。機構限界になったときは、ストロークエンドに達していない。
【００７６】
図５（ｂ）（図４の（ｂ）点）は、ブーム３が高い位置にあり、かつバケット３がダンプ状態にあるときに「機構限界」に達した作業機姿勢を例示している。この作業機姿勢（ｂ）は、ラインＬＮ１上にある。
【００７７】
作業機姿勢（ｂ）の状態からブーム３を更に上昇させると、ラインＬＮ１に沿ってバケット４がチルト方向に強制的に作動する。このときの動きを図４に矢印Ａ１にて示す。また作業機姿勢（ｂ）の状態からブーム３を下降させると、ラインＬＮ１に沿ってバケット４がダンプ方向に強制的に作動する。このときの動きを図４に矢印Ａ２にて示す。
【００７８】
ラインＬＮ１上の作業機姿勢となったときのバケットシリンダストロークＬkを「ストッパエンド」と呼ぶ。ストッパエンドの値は、ブーム角度θが大きくなるに伴い、チルト側に移行して、増加する。
【００７９】
図５（ｃ）（図４の（ｃ）点）は、ブーム３が低い位置にあり、かつバケット３がダンプ方向でストロークエンドに達した作業機姿勢を例示している。この作業機姿勢（ｃ）は、ラインＬＮ２上にある。
【００８０】
図５（ｄ）（図４の（ｄ）点）は、ブーム３が低い位置にあり、かつバケット３がチルト状態にあるときに「機構限界」に達した作業機姿勢を例示している。この作業機姿勢（ｄ）は、ラインＬＮ３上にある。ブーム３が低い位置にあるときにバケット３をチルト側に作動せると、ストロークエンドに達する前にバケット４がストッパ３ｃに当たる。このときも「ストッパエンド」となる（図５（ｄ）参照）。
【００８１】
図５（ｅ）（図４の（ｅ）点）は、ブーム３が高い位置にあり、かつバケット３がチルト方向でストロークエンドに達した作業機姿勢を例示している。この作業機姿勢（ｅ）は、ラインＬＮ４上にある。ブーム角度θが一定値以上になりブーム３が高い位置にあるときにはバケット３をチルト側に作動せると、ストッパ３ｃに当ることなくストロークエンドに達する（図５（ｅ）参照）。
【００８２】
上述の各ラインＬＮ１、ＬＮ２、ＬＮ３、ＬＮ４は、予めバケット用油圧シリンダ６の理論ストローク限界値Ｌk0と理論ブーム角度値θ0のデータとして予め記憶されているものとする。
【００８３】
しかし、前述のごとく経年経過などによりベルクランク角度センサ１０で位置ずれなどの故障が生じると、ストローク限界になったときの検出バケットシリンダストローク値Ｌkは、理論ストローク限界値Ｌk0からずれてくる。
【００８４】
ここで、作業中に、バケット用油圧シリンダ６がストローク限界に達するまで作動すると、バケット用油圧シリンダ６のボトム室６B側またはヘッド室６H側の油は逃げ場を失い、ボトム室６B側またはヘッド室６H側の油圧は、リリーフ弁２７Ｂ、２７Ｈの設定リリーフ圧に到達する。よって、作業中に、ホイールローダ１の作業機姿勢がストローク限界に達し、リリーフ弁２７Ｂ、２７Ｈの設定リリーフ圧に達した時点のブーム角度θと、バケットシリンダストロークＬkを計測すれば、理論ストローク限界値Ｌk0に対する検出ストローク値の位置ずれを求めることができる。
【００８５】
また、作業中に、バケット用油圧シリンダ６がストローク限界に達するまで作動すると、油圧ポンプ１３の吐出圧（以下、ポンプ圧）がリリーフ弁１７の設定リリーフ圧に到達する。よって、作業中に、ホイールローダ１の作業機姿勢がストローク限界に達し、リリーフ弁１７が設定リリーフ圧に達した時点のブーム角度θと、バケットシリンダストロークＬkを計測すれば、同様にして、理論ストローク限界値Ｌk0に対する検出ストローク値の位置ずれを求めることができる。
【００８６】
たとえば図２、図３に示すように、ポンプ吐出油路１４内の油圧を検出する油圧センサ３０を設け、油圧センサ３０の検出値をコントローラ２０に取り込むことでリリーフ弁１７が設定リリーフ圧に達したことを判断することができる。
【００８７】
図６は、ストローク限界に達した時点を判断する方法を説明する図である。
【００８８】
図６（ａ）は、時間とポンプ圧Ｐとの関係を示したグラフであり、図６（ｂ）は、図６（ａ）に対応させて、時間とバケットシリンダストロークＬkとの関係を示したグラフである。なお、図６（ａ）、（ｂ）では、バケットシリンダストロークＬkがチルト側に伸長する場合（バケットシリンダストローク値Ｌkがプラス方向に増加する場合）を例示している。
【００８９】
図６（ａ）、（ｂ）にそれぞれＬＭ１、ＬＭ２にて示すように、例えば軽負荷の状態で、バケット用油圧シリンダ６のロッド６ａが伸長し、ストローク限界に達すると、急激にポンプ圧Ｐが上昇しリリーフ圧に達する。よって、このときのポンプ圧Ｐの急変動を検出すれば、ストローク限界に達した時点を判断することができる。
【００９０】
しかし、ホイールローダ１のように作業中に負荷が変動する作業車両の場合、つぎの点が懸念される。
【００９１】
（懸念事項１）
すなわち、バケット用油圧シリンダ６の伸縮時にかかる負荷は、積荷の有無や作動油の温度条件などにより異なる。負荷が大きい重負荷のときには、図６（ａ）、（ｂ）にそれぞれＬＭ３、ＬＭ４にて示すごとく変化し、圧力変動（ＬＭ３）は、軽負荷の場合の圧力変動（ＬＭ１）よりも小さくなる。
【００９２】
このように負荷によって圧力変動の大きさが異なるため、圧力変動を正確に捉える計測が困難になることが懸念される。
【００９３】
また、ホイールローダ１のように、掘削作業時に岩盤が作業機２に衝突するなどして作業機２に外部から大きな力が加えられることがある作業車両の場合、つぎの点が懸念される。図６（ｃ）、（ｄ）はそれぞれ、図６（ａ）、（ｂ）に対応する図であり、外力の影響を説明するための図である。
【００９４】
（懸念事項２）
すなわち、たとえば掘削作業時に固い岩盤がバケット４に衝突すると、図６（ｃ）、（ｄ）にそれぞれＬＭ５、ＬＭ６にて示すごとく変化し、ストローク限界、つまりストロークエンド、ストッパエンド以外のストローク値でポンプ圧Ｐがリリーフ圧になる。よって、ストローク限界時点の検出ストローク値を正確に求めるためには、このような外力による影響を除外する必要がある。
【００９５】
懸念事項１を解消するために、実施例では、図７（ａ）、（ｂ）に示すごとく、ポンプ圧Ｐに２段階のしきい値Ｐt１、Ｐt2を設定して、ポンプ圧Ｐが、急速に、Ｐ＜Ｐt1からＰ＞Ｐt2に変化したことをもって、ストローク限界に達したと判断して、ストローク限界時点の検出ストローク値を計測するようにしている。また時間の経過につれて、Ｐ＜Ｐt1からＰ＞Ｐt2に順次変化したことをもって、ストローク限界に達したと判断して、ストローク限界時点の検出ストローク値を計測してもよい。
【００９６】
すなわち、図７（ａ）、（ｂ）はそれぞれ、図６（ａ）、（ｂ）に対応する図であり、実施例におけるバケット用油圧シリンダ６のチルト側ストローク限界時点を判断してチルト側ストローク値を計測する条件を説明する図である。
【００９７】
まず、バケット４が空荷の状態でかつ作動油温度などの検出可能な要因が一般的な条件となっている場合を想定して、しきい値Ｐt1、Ｐt2が設定される。しきい値Ｐt1は、負荷が軽負荷の状態でバケット用油圧シリンダ６がチルト側に作動していることを検出するしきい値である。しきい値Ｐt2は、リリーフ圧よりも僅かに低めに設定された圧であり、ポンプ圧がリリーフ圧に達したことを検出するためのしきい値である。Ｐt1、Ｐt2の値はそれぞれ、たとえば１５ＭＰａ、３０ＭＰａに設定される。
【００９８】
作業中に、バケット用油圧シリンダ６がチルト側（伸長側）に作動してバケットシリンダストロークＬｋの伸びが止まり、かつポンプ圧ＰがＰ＜Ｐt1からＰ＞Ｐt2に急速に上昇した時点で、チルト側ストローク限界に達した時点と判断し、その時点におけるバケットシリンダストロークＬｋをチルト側ストローク限界値として計測するとともに、その時点におけるブーム角度θを計測して、データを採取する。
【００９９】
同様に、図７（ｃ）、（ｄ）はそれぞれ、図７（ａ）、（ｂ）に対応する図であり、実施例におけるバケット用油圧シリンダ６のダンプ側ストローク限界時点を判断してダンプ側ストローク値を計測する条件を説明する図である。
【０１００】
まず、同様にして、バケット４が空荷の状態でかつ作動油温度などの検出可能な要因が一般的な条件となっている場合を想定して、しきい値Ｐｄ1、Ｐｄ2が設定される。
【０１０１】
作業中に、バケット用油圧シリンダ６がダンプ側（縮退側）に作動してバケットシリンダストロークＬｋの縮みが止まり、かつポンプ圧ＰがＰ＜Ｐｄ1を経てＰ＞Ｐｄ2になった時点で、ダンプ側ストローク限界に達した時点と判断し、その時点におけるバケットシリンダストロークＬｋをダンプ側ストローク限界値として計測するとともに、その時点におけるブーム角度θを計測して、データを採取する。
【０１０２】
なお、バケット用油圧シリンダ６が伸長側（チルト側）、縮退側（ダンプ側）のいずれに作動しているかは、バケット操作方向検出手段１２ａの検出信号からコントローラ２０で判断することができる。
【０１０３】
また、懸案事項２に関しては、後述するように、採取されたデータを統計的に処理し、平均値から離れたデータを除外した上でセンサの故障判断を行ったり、標準偏差が大きいデータを廃棄してセンサの故障とは判断しようないようにすることで、対処するようにしている。
【０１０４】
図８（ａ）、（ｂ）、図９（ａ）、（ｂ）はそれぞれ、図４に対応する図であり、図７で説明したごとく検出した検出ストローク値Ｌkと検出ブーム角度値θからなる作業機姿勢の点ＰＴ（以下、採取点ＰＴ）を複数採取して、これら各採取点ＰＴと、各ラインＬＮ１、ＬＮ２、ＬＮ３、ＬＮ４とを対比させたマップ図である。
【０１０５】
これら図８、図９を参照して、センサの各状態とマップ図の関係について説明する。
【０１０６】
（１）「位置ずれ」（図８（ａ））
センサの故障が「位置ずれ」の場合には、チルト側検出ストローク値の採取点ＰＴがチルト側理論ストローク限界値Ｌk0のラインＬＮ３、ＬＮ４に対してずれている方向と、ダンプ側検出ストローク値の採取点ＰＴがダンプ側理論ストローク限界値Ｌk0のラインＬＮ１、ＬＮ２に対してずれている方向とが一致する（「一方向への分布ずれ」）。図８（ａ）では、チルト側の各採取点ＰＴがチルト側のラインＬＮ３、ＬＮ４に対してダンプ側にほぼ等しい量ΔＬkだけずれているとともに、ダンプ側の各採取点ＰＴがダンプ側のラインＬＮ１、ＬＮ２に対して同じダンプ側にほぼ等しい量ΔＬkだけずれている場合を示しており、このような場合は、センサの故障原因は、位置ずれを補正することが可能な単純な「位置ずれ」と判断することができる。なお、同様にして、チルト側の各採取点ＰＴがチルト側のラインＬＮ３、ＬＮ４に対してチルト側にほぼ等しい量ΔＬkだけずれているとともに、ダンプ側の各採取点ＰＴがダンプ側のラインＬＮ１、ＬＮ２に対して同じチルト側にほぼ等しい量ΔＬkだけずれている場合にも、センサの故障原因は、位置ずれを補正することが可能な単純な「位置ずれ」と判断することができる。
【０１０７】
「位置ずれ」は、各採取点ＰＴのばらつきがチルト側、ダンプ側の両方で正常時の分布範囲に収まっていること、つまり位置ずれΔＬkの標準偏差σが所定のレベル未満であることが前提となる。また、位置ずれΔＬｋの量が所定のしきい値未満になっている場合には、センサの故障ではなく「正常」と判断することができる。
【０１０８】
なお、位置ずれΔＬｋの値は、チルト側理論ストローク限界値Ｌｋ0のラインＬＮ３、ＬＮ４およびダンプ側理論ストローク限界値Ｌｋ0のラインＬＮ１、ＬＮ２の正常値よりチルト側に分布した場合に正の値を、ダンプ側に分布した場合に負の値をとる。
【０１０９】
（２）「ガタツキ」（図８（ｂ））
センサの故障が「ガタツキ」の場合には、チルト側検出ストローク値の採取点ＰＴがチルト側理論ストローク限界値Ｌk0のラインＬＮ３、ＬＮ４に対して大きくばらつくとともに、ダンプ側検出ストローク値の採取点ＰＴがダンプ側理論ストローク限界値Ｌk0のラインＬＮ１、ＬＮ２に対して大きくばらつく（「異常なばらつき」）。図８（ｂ）では、チルト側の各採取点ＰＴが、チルト側のラインＬＮ３、ＬＮ４に対して正常時の分布範囲以上に異常にばらつくとともに、ダンプ側の各採取点ＰＴがダンプ側のラインＬＮ１、ＬＮ２に対して正常時の分布以上に異常にばらついている場合を示しており、このような場合は、センサの故障原因は、「ガタツキ」と判断することができる。すなわち、位置ずれΔＬkの標準偏差σがチルト側、ダンプ側の両方で所定のレベル以上である場合には、センサの故障原因は、「ガタツキ」であると判断される。
【０１１０】
（３）「データ不適正」
図８（ｂ）と同様にして各採取点ＰＴのばらつきが大きい場合であっても、チルト側、ダンプ側のうち一方のみでばらつきが大きい場合、たとえばチルト側の各採取点ＰＴが、チルト側のラインＬＮ３、ＬＮ４に対して正常時の分布範囲以上に異常にばらついてはいるが、ダンプ側の各採取点ＰＴがダンプ側のラインＬＮ１、ＬＮ２に対して正常時の分布範囲に収まっている場合には、採取されたデータは、作業機２に外部から大きな力が加えられた場合のデータを多数含むものとして、「データ不適正」と判断される。すなわち、位置ずれΔＬkの標準偏差σがチルト側、ダンプ側のうちいずれか一方のみで所定のレベル以上である場合には、採取されたデータは「データ不適正」であると判断される。「データ不適正」と判断されると、センサの故障と判断されることなく、その標準偏差が大きいデータは廃棄される。
【０１１１】
（４）「センサ異常」（図９（ａ）、（ｂ））
センサの故障が「センサ異常」の場合には、チルト側検出ストローク値の採取点ＰＴがチルト側理論ストローク限界値Ｌk0のラインＬＮ３、ＬＮ４に対してずれている方向と、ダンプ側検出ストローク値の採取点ＰＴがダンプ側理論ストローク限界値Ｌk0のラインＬＮ１、ＬＮ２に対してずれている方向とが一致せず逆向きとなる（「逆方向への分布ずれ」）。図９（ａ）では、チルト側の各採取点ＰＴがチルト側のラインＬＮ３、ＬＮ４に対してダンプ側にほぼ等しい量ΔＬkだけずれているとともに、ダンプ側の各採取点ＰＴがダンプ側のラインＬＮ１、ＬＮ２に対して逆のチルト側にほぼ等しい量ΔＬkだけずれている場合を示している。また、図９（ｂ）では、チルト側の各採取点ＰＴがチルト側のラインＬＮ３、ＬＮ４に対してチルト側にほぼ等しい量ΔＬkだけずれているとともに、ダンプ側の各採取点ＰＴがダンプ側のラインＬＮ１、ＬＮ２に対して逆のダンプ側にほぼ等しい量ΔＬkだけずれている場合を示している。このような場合は、センサの故障原因は、「センサ異常」と判断することができる。
【０１１２】
ただし「センサ異常」は、各採取点ＰＴのばらつきがチルト側、ダンプ側の両方で正常時の分布範囲に収まっていること、つまり位置ずれΔＬkの標準偏差σが所定のレベル未満であることが前提となる。また、互いに逆向きの位置ずれがあったとしても、位置ずれΔＬｋの量が所定のしきい値未満になっている場合には、センサの故障ではなく「正常」と判断することができる。
【０１１３】
コントローラ２０では、図１０に示す処理手順にて、センサの状態若しくは故障原因が判断される。
【０１１４】
（データ採取；ステップ１０１〜１０５）
まず、図７にしたがい、バケット用油圧シリンダ６がチルト側（伸び側）およびダンプ側（縮み側）それぞれでリリーフ圧に達したときの検出ストローク値Ｌkと検出ブーム角度値θが採取される。
【０１１５】
すなわち、まず、採取点ＰＴのデータ数がチルト側、ダンプ側それぞれで規定数（たとえば１００個）を超えたか否かが判断される（ステップ１０１）。  
採取点ＰＴのデータ数がチルト側、ダンプ側の少なくとも一方で規定数を超えていないと判断された場合には（ステップ１０１の判断ＮＯ）、データ採取が完了していないとして、つぎのステップ１０２で、図７（ｃ）、（ｄ）に示すダンプ側計測条件を満たしたか否かが判断される。つまりバケット用油圧シリンダ６のダンプ側への作動が停止して、ポンプ圧ＰがＰ＜Ｐｄ1を経てＰ＞Ｐｄ2になったか否かが判断される。なお、この場合、バケット用油圧シリンダ６のヘッド室６Ｈの油圧がリリーフ圧になったことを検出することで同様の判断を行うことができる（ステップ１０２；ダンプ側計測条件；図７（ｃ）、（ｄ））。かかるステップ１０２のダンプ側計測条件が成立した時点で（ステップ１０２の判断ＹＥＳ）、その時点におけるバケットシリンダストロークＬｋをダンプ側検出ストローク値として計測するとともに、その時点における検出ブーム角度θを検出ブーム角度値として計測し、点ＰＴのデータを採取する（ステップ１０４）。
【０１１６】
また、ステップ１０２のダンプ側計測条件が成立しなければ（ステップ１０２の判断ＮＯ）、つぎのステップ１０３で、図７（ａ）、（ｂ）に示すチルト側計測条件を満たしたか否かが判断される。つまりバケット用油圧シリンダ６のチルト側への作動が停止して、ポンプ圧ＰがＰ＜Ｐt1を経てＰ＞Ｐt2になったか否かが判断される。なお、この場合、バケット用油圧シリンダ６のボトム室６Ｂの油圧がリリーフ圧になったことを検出することで同様の判断を行うことができる（ステップ１０３；チルト側計測条件；図７（ａ）、（ｂ））。かかるステップ１０３のチルト側計測条件が成立した時点で（ステップ１０３の判断ＹＥＳ）、その時点におけるバケットシリンダストロークＬｋをチルト側検出ストローク限界値として計測するとともに、その時点における検出ブーム角度θを検出ブーム角度値として計測し、点ＰＴのデータを採取する（ステップ１０５）。
【０１１７】
（平均値、分散、標準偏差をチルト側、ダンプ側の別に演算；ステップ１０６）
採取点ＰＴのデータ数がチルト側、ダンプ側のそれぞれについて規定数を超えたと判断された場合には（ステップ１０１の判断ＹＥＳ）、ダンプ側の全採取点ＰＴ（ステップ１０４）、チルト側の全採取点ＰＴ（ステップ１０５）毎に、理論ストローク限界値Ｌk0と検出ストローク値Ｌkとの間の位置ずれΔＬkが算出される（ΔＬｋ＝Ｌｋ−Ｌｋ0）。そして、この位置ずれΔＬkの平均値Ｌkａｖ、分散σ2、標準偏差σが、ダンプ側の全採取点ＰＴ、チルト側の全採取点ＰＴ毎に算出される。ここで、平均値Ｌkａｖから離れたデータを除外した上で、さらに平均値Ｌkａｖを再計算し、分散σ2、標準偏差σを再計算してもよい。たとえば位置ずれΔＬkが平均値Ｌkａｖ±σ以内に入っているデータを残し、位置ずれΔＬkが平均値Ｌkａｖ±σ外にあるデータは除外して、平均値Ｌkａｖ、分散σ2、標準偏差σを再計算することができる。さらには、位置ずれΔＬkが平均値Ｌkａｖ±σ以内に入っているデータ数が全体のデータ数の９０％以上になっていない場合には、採取されたデータを廃棄して、以下のセンサ故障の判断に用いないようにすることもできる。これにより懸念事項２が解消され、信頼性のあるデータに基づいてセンサの故障判断を行うことができる（ステップ１０６）。
【０１１８】
以下では、図１１（ａ）、（ｂ）、図１２（ａ）、（ｂ）に示す各ヒストグラムを併せ参照して説明する。
【０１１９】
図１１（ａ）、（ｂ）、図１２（ａ）、（ｂ）はそれぞれ、規定数（１００個）のデータから得られたヒストグラムを示している。横軸に位置ずれΔＬkを取り、縦軸に度数をとっている。
【０１２０】
図１１（ａ）では、平均値Ｌkａｖが１．１０（ｃｍ）、分散σ2が０．０００１８３７９、標準偏差σが０．０１３５５６９２となっており、採取したデータが非常に平均値付近で収束しているのがわかる。
【０１２１】
図１１（ｂ）では、平均値Ｌkａｖが１．１０（ｃｍ）、分散σ2が０．０００３０４３、標準偏差σが０．０１７４４４２１となっており、図１１（ａ）のヒストグラムよりもややばらつきが大きいものの、採取したデータが平均値付近で収束しているのがわかる。
【０１２２】
図１２（ａ）では、平均値Ｌkａｖが１．１０（ｃｍ）、分散σ2が０．０００６２０４９、標準偏差σが０．０２４９０９６４となっており、図１１（ｂ）のヒストグラムよりも更にばらつきが大きく、もはや採取したデータが平均値付近で収束しているとは言い難いのがわかる。
【０１２３】
図１２（ｂ）では、平均値Ｌkａｖが１．１１（ｃｍ）、分散σ2が０．００１３１３５３、標準偏差σが０．０３６２４２５９となっており、ばらつきが大きいばかりでなく、ピークが平均値付近以外にもみられ、外部から力が加えられたことでストローク限界以外のデータを数多く採取した場合であることがわかる。
【０１２４】
（センサの状態が「位置ずれ」ないしは「正常」ないしは「センサ異常」のグループであるか、あるいは「ガタツキ」ないしは「データ不適正」のグループであるかの判断；ステップ１０７）
つぎに、チルト側およびダンプ側の標準偏差σの両方が一定値未満であるか否かに応じて、センサの状態が「位置ずれ」ないしは「正常」ないしは「センサ異常」のグループであるか、あるいは「ガタツキ」ないしは「データ不適正」のグループであるかが判断される。ここで、標準偏差σのしきい値である「一定値」は、たとえば０．０２に設定される（ステップ１０７）。
【０１２５】
（センサの状態が「ガタツキ」であるか、あるいは「データ不適正」であるかの判断；ステップ１０８、１０９、１１０）
チルト側の標準偏差σ、ダンプ側の標準偏差σのうち少なくともいずれか一方が一定値以上である場合には（ステップ１０７の判断「少なくとも一方が一定値以上」）、センサの状態が「ガタツキ」ないしは「データ不適正」のグループに入っているものと判断され、つぎに、チルト側およびダンプ側の標準偏差σの両方が一定値以上であるか、あるいはチルト側およびダンプ側の標準偏差σのうちいずれか一方のみが一定値以上であるかに応じて、センサの状態が「ガタツキ」であるか、あるいは「データ不適正」であるかが判断される（ステップ１０８）。
【０１２６】
すなわち、図８（ｂ）に示すごとく、チルト側の各採取点ＰＴが、チルト側のラインＬＮ３、ＬＮ４に対して正常時の分布範囲以上に異常にばらつくとともに、ダンプ側の各採取点ＰＴがダンプ側のラインＬＮ１、ＬＮ２に対して正常時の分布以上に異常にばらついている場合には、位置ずれΔＬkの標準偏差σがチルト側、ダンプ側の両方で一定値以上となり（ステップ１０８の判断「両方とも一定値以上」）、センサの故障原因は、「ガタツキ」であると判断される。たとえば、チルト側のデータ、ダンプ側のデータの両方が図１２（ａ）に示す分布を呈している場合には、センサの故障原因は、「ガタツキ」であると判断されることになる。この場合、センサの故障原因は、「ガタツキ」である旨がオペレータあるいはサービスマンに、警報、エラーコードなどによって通知されることになる（ステップ１０９）。なお、採取したデータは、一定期間、証拠保存、解析を行うためにコントローラ２０の所定の記憶領域に記憶されておかれ、その後、廃棄される（ステップ１１０）。
【０１２７】
これに対して図８（ｂ）と同様にして各採取点ＰＴのばらつきが大きい場合であっても、チルト側、ダンプ側のうち一方のみでばらつきが大きい場合、たとえばチルト側の各採取点ＰＴが、チルト側のラインＬＮ３、ＬＮ４に対して正常時の分布範囲以上に異常にばらついてはいるが、ダンプ側の各採取点ＰＴがダンプ側のラインＬＮ１、ＬＮ２に対して正常時の分布範囲に収まっている場合には、位置ずれΔＬkの標準偏差σがチルト側、ダンプ側のうちいずれか一方のみで一定値以上となり（ステップ１０８の判断「一方のみ一定値以上」）、採取されたデータは「データ不適正」であると判断される。たとえば、チルト側のデータが図１１（ｂ）に示す正常なばらつきの分布を呈してはいるものの、ダンプ側のデータが図１２（ｂ）に示す異常なばらつきの分布を呈している場合には、採取されたデータは「データ不適正」であると判断されることになる。この場合、採取されたデータは、作業機２に外部から大きな力が加えられた場合のデータを多数含むものとして、センサの故障と判断することなく、廃棄される（ステップ１１０）。
【０１２８】
（センサの状態が「位置ずれ」ないしは「正常」のグループであるか、あるいは「センサ異常」であるかの判断；ステップ１１１）
チルト側およびダンプ側の標準偏差σの両方が一定値未満であると判断された場合には（ステップ１０７の判断「両方とも一定値未満」）、センサの状態が「位置ずれ」ないしは「正常」ないしは「センサ異常」のグループに入っていると判断され、つぎに、チルト側平均値Ｌkａｖとダンプ側平均値Ｌkａｖとの偏差、つまり｜チルト側平均値Ｌkａｖ−ダンプ側平均値Ｌkａｖ｜が所定値（たとえば１０ｍｍ）未満であるか、あるいは所定値（１０ｍｍ）以上であるかに応じて、センサの状態が「位置ずれ」ないしは「正常」のグループであるか、あるいは「センサ異常」であるかが判断される（ステップ１１１）。所定値は、バケット用油圧シリンダ６のストローク量と比較して、適当と思われる値を用いる。
【０１２９】
図９（ａ）に示すように、チルト側の各採取点ＰＴがチルト側のラインＬＮ３、ＬＮ４に対してダンプ側にほぼ等しい量ΔＬkだけずれているとともに、ダンプ側の各採取点ＰＴがダンプ側のラインＬＮ１、ＬＮ２に対して逆のチルト側にほぼ等しい量ΔＬkだけずれている場合、あるいは、図９（ｂ）に示すように、チルト側の各採取点ＰＴがチルト側のラインＬＮ３、ＬＮ４に対してチルト側にほぼ等しい量ΔＬkだけずれているとともに、ダンプ側の各採取点ＰＴがダンプ側のラインＬＮ１、ＬＮ２に対して逆のダンプ側にほぼ等しい量ΔＬkだけずれている場合には、偏差｜チルト側平均値Ｌkａｖ−ダンプ側平均値Ｌkａｖ｜が所定値（たとえば１０ｍｍ）以上となり（ステップ１１１の判断「所定値以上」）、センサの故障原因は「センサ異常」であると判断される。この場合、センサの故障原因は、「センサ異常」である旨がオペレータあるいはサービスマンに通知されることになる（ステップ１１２）。なお、採取したデータは、一定期間、証拠保存、解析を行うためにコントローラ２０の所定の記憶領域に記憶されておかれ、その後、廃棄される（ステップ１１０）。
【０１３０】
これに対して、偏差｜チルト側平均値Ｌkａｖ−ダンプ側平均値Ｌkａｖ｜が所定値（たとえば１０ｍｍ）未満であると判断された場合には（ステップ１１１の判断「所定値未満」）、センサの状態は「位置ずれ」ないしは「正常」のグループに入っているものと判断されることになる。
【０１３１】
（センサの状態が「位置ずれ」であるか、あるいは「正常」であるかの判断；ステップ１１３）
ステップ１１１で、センサの状態が「位置ずれ」ないしは「正常」のグループであると判断された場合には、つぎに、チルト側平均値Ｌkａｖ、ダンプ側平均値Ｌkａｖのうち少なくとも一方が所定値以上であるか否かに応じて、センサの状態が「位置ずれ」であるか、あるいは「正常」であるかが判断される（ステップ１１３）。
【０１３２】
すなわち、チルト側平均値Ｌkａｖ、ダンプ側平均値Ｌkａｖのうち少なくとも一方が所定値（たとえば５ｍｍ）以上であると判断された場合には（ステップ１１３の判断「少なくとも一方が所定値以上」、図８（ａ）に示すように、チルト側、ダンプ側の両方で同じ方向に位置ずれΔＬkが生じており、その位置ずれΔＬkが正常な範囲から外れている場合であり、センサの故障原因は、補正可能な「位置ずれ」であると判断される。たとえば、位置ずれΔＬkの分布が図１１（ａ）または図１１（ｂ）に示す分布を呈し、チルト側、ダンプ側のデータ両方で位置ずれの方向が一致している場合には、センサの故障原因は「位置ずれ」と判断されることになる。この場合、算出されたチルト側平均値Ｌkａｖ、ダンプ側平均値Ｌkａｖに応じて、センサの位置ずれが自動的に補正される（ステップ１１４）。なお、データはその後、廃棄される（ステップ１１０）。
【０１３３】
これに対して、チルト側平均値Ｌkａｖ、ダンプ側平均値Ｌkａｖの両方が所定値（たとえば５ｍｍ）未満であると判断された場合には（ステップ１１３の判断「両方とも所定値未満」）、センサに故障はなく「正常」であると判断される。なお、データはその後、廃棄される（ステップ１１０）。
【０１３４】
以上、バケットシリンダストロークＬkを間接的に検出するブーム角度センサ９、ベルクランク角度センサ１０が設けられている場合を想定し、これらブーム角度センサ９、ベルクランク角度センサ１０の故障等の状態を判断する場合について説明したが、バケットシリンダストロークＬkを直接的あるいは間接的に検出する１つのセンサが設けられている場合には、この１つのセンサの故障等の状態を同様の手法によって判断することができる。
【０１３５】
また、同様にしてブームシリンダストロークＬkを間接的に検出するブーム角度センサ９の故障等の状態、ブームシリンダストロークＬkを直接的に検出するストロークセンサの故障等の状態についても同様の手法によって判断することができる。
【０１３６】
実施例では、作業車両としてホイールローダを想定して説明したが、作業機用油圧シリンダによって作動する作業機を備え、作業機用油圧シリンダのストロークを直接的にあるいは間接的に検出するセンサを備えた作業車両であれば、油圧ショベル等の他の作業車両についても同様に本発明を適用することができる。
【０１３７】
以上のように実施例によれば、センサの状態が「正常」、「位置ずれ」、「センサ異常」、「ガタツキ」のいずれであるのかを正確に特定でき、センサの故障原因が位置ずれを自動的に補正することが可能な「位置ずれ」であるのか、自動的に補正できない「センサ異常」、「ガタツキ」であるのかを判別することができる。これにより故障原因に応じた措置を早期に採ることができる。さらに、採取されたデータが不適正である場合には、「データ不適正」であると判断することができ、センサの故障と誤判断することがなくなる。これにより、故障原因の特定が正確に行われ、故障原因の判断結果の信頼性が向上する。
【０１３８】
また、センサの状態が「位置ずれ」と判断された場合に、作業機用油圧シリンダの理論ストローク限界値と検出ストローク値との間の位置ずれΔＬkに応じて、センサの位置ずれを補正するようにしたので、作業現場にて自動的かつ迅速にセンサを故障状態から正常な状態に復旧させることができる。
【０１３９】
また、作業機用油圧シリンダ内の油圧が伸び側および縮み側それぞれでリリーフ圧に達したとき、あるいは作業機用油圧シリンダに圧油を供給する油圧ポンプの吐出圧がリリーフに達したときをもって、作業機用油圧シリンダが伸び側および縮み側それぞれでストローク限界に達したと判断し、その時点におけるセンサ検出ストローク値を採取して、センサの故障原因を判断するようにしたので、作業車両が作業機用油圧シリンダをストローク限界まで作動させることが通常行なわれる作業中に、逐次データを採取することができ、作業中にセンサの故障が発生すれば、早期に故障であると判断することができる。これにより作業中に位置ずれの補正が可能な故障が発生すれば、作業中にその補正を自動的に行い正常な状態に早期に復旧させ、作業を継続することが可能となる。また位置ずれの補正が不可能な故障であっても作業中に早期に故障原因が特定されるため、作業効率を損なうことなく早期に正常な状態に復旧させて作業を継続することが可能となる。
【符号の説明】
【０１４０】
１  ホイールローダ（作業車両）、２  作業機、３  ブーム、４  バケット、５  ブーム用油圧シリンダ、６  バケット用油圧シリンダ、９  ブーム角度センサ、１０  ベルクランク角度センサ、２０  コントローラ、２０Ｍ  記憶手段
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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