(57)【要約】【課題】稼働状態を正確に判定可能な情報収集装置を備えた作業機械を提供する。【解決手段】ディーゼルエンジン１及び油圧ポンプ２を含む車体各部の稼働データを収集する情報収集装置１３と、エンジン排ガス中に含まれる粒子状物質を捕集する粒子状物質捕集フィルタ６と、車体各部及び情報収集装置１３の駆動を制御する制御装置１２とを備える。情報収集装置１３の稼働判定部１３１は、車体各部が通常の稼働状態にあるのか、粒子状物質捕集フィルタ６の再生稼働中であるのかを判定し、各判定結果に応じた稼働データを稼働データ記録部１３２の各メモリ領域１３２ａ，１３２ｂ，１３２ｃに区分して記録する。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ディーゼルエンジン及びこれにより駆動される油圧ポンプを含む車体各部の稼働データを収集する情報収集装置と、エンジン排ガス中に含まれる粒子状物質を捕集する粒子状物質捕集フィルタと、前記車体各部及び前記情報収集装置の駆動を制御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、前記車体各部が通常の稼働状態にあるのか、或いは前記粒子状物質捕集フィルタの再生稼働中であるのかを判定し、前記粒子状物質捕集フィルタの再生稼働中であると判定した場合に、前記車体各部の稼働データを前記情報収集装置に記録することを特徴とする作業機械。
【請求項２】
前記制御装置は、前記車体各部が通常の稼働状態にあると判定した場合に、前記車体各部の稼働データを前記情報収集装置に記録することを特徴とする請求項１に記載の作業機械。
【請求項３】
前記制御装置は、前記車体各部が通常の稼働状態にあると判定した場合の前記車体各部の稼働データと、前記粒子状物質捕集フィルタの再生稼働中であると判定した場合の前記車体各部の稼働データを、前記情報収集装置に備えられた１つの記録手段の異なるアドレスに区分して記録することを特徴とする請求項２に記載の作業機械。
【請求項４】
前記車体各部が通常の稼働状態にあると判定した場合の前記車体各部の稼働データと、前記粒子状物質捕集フィルタの再生稼働中であると判定した場合の前記車体各部の稼働データは、フォーマットが共通であることを特徴とする請求項２及び請求項３のいずれか１項に記載の作業機械。
【請求項５】
前記車体各部の稼働データには、粒子状物質捕集フィルタの排ガス入口側温度及び排ガス出口側温度、並びに外気温を含むことを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれか１項に記載の作業機械。
【請求項６】
前記制御装置は、前記粒子状物質捕集フィルタの再生稼働中であると判定した場合、その粒子状物質捕集フィルタの再生稼働が、通常作業中に前記制御装置からの指令によって自動的に行われたものであるのか、オペレータの手動によって行われたものであるのかを更に判定し、前記情報収集装置に、前記粒子状物質捕集フィルタの再生稼働が通常作業中に前記制御装置からの指令によって自動的に行われたときの前記車体各部の稼働データと、前記粒子状物質捕集フィルタの再生稼働がオペレータの手動によって行われたときの前記車体各部の稼働データとを記録することを特徴とする請求項１乃至請求項５のいずれか１項に記載の作業機械。
【請求項７】
前記制御装置は、前記車体各部が通常の稼働状態にあると判定した場合の前記車体各部の稼働データと、前記粒子状物質捕集フィルタの再生稼働が通常作業中に前記制御装置からの指令によって自動的に行われたときの前記車体各部の稼働データと、前記粒子状物質捕集フィルタの再生稼働がオペレータの手動によって行われたときの前記車体各部の稼働データとを、前記情報収集装置に備えられた１つの記録手段の異なるアドレスに区分して記録することを特徴とする請求項６に記載の作業機械。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、油圧ショベルなどの作業機械に係り、特に、エンジン排ガス中に含まれる粒子状物質を捕集する粒子状物質捕集フィルタを備えた作業機械における稼働データの収集手段に関する。
【背景技術】
【０００２】
油圧ポンプの駆動源としてディーゼルエンジンを搭載した作業機械においては、エンジン排ガス中に含まれる粒子状物質を除去するため、粒子状物質捕集フィルタが備えられている。粒子状物質捕集フィルタに溜まった粒子状物質は、通常の作業中であれば、高温のエンジン排ガスに晒されるために自己燃焼するが、例えば油圧ショベルにおけるダンプ待ちの状態のようにディーゼルエンジンに対する負荷が軽い場合には、排ガス温度が自己燃焼可能な温度に達しないので、自己燃焼せず、粒子状物質捕集フィルタに堆積する。この場合には、粒子状物質捕集フィルタの能力低下を防止するため、堆積した粒子状物質を強制的に燃焼させて、粒子状物質捕集フィルタを再生する制御を行う必要があり、この技術は、トラック等で実用化されている（例えば、特許文献１参照。）。この特許文献１に開示されているように、粒子状物質捕集フィルタに堆積した粒子状物質を強制的に燃焼させる制御としては、オペレータの手動操作により粒子状物質の燃焼を開始する手動再生制御と、粒子状物質捕集フィルタにおける粒子状物質の堆積状態を検出し、粒子状物質捕集フィルタに所定量以上の粒子状物質が堆積したと判定されたとき、自動的に粒子状物質の燃焼を開始する自動再生制御とがある。
【０００３】
また、油圧ショベルなどの作業機械においては、個々の作業機械についての適切な保守管理を可能にするため、或いは新製品開発の基礎データを得る等のため、例えばエンジン回転数、エンジン排ガス温度、エンジン排ガス圧力、エンジン潤滑油の油温、エンジン冷却水の水温、エンジンの燃料消費率及び油圧ポンプの吐出圧等の各種データ（本明細書では、この種のデータを「稼働データ」という。）を収集する情報収集装置を備えたものが、従来知られている（例えば、特許文献２参照。）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００３−２７９９０号公報
【特許文献２】特開２００７−２０７２６３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、従来の情報収集装置を備えた作業機械においては、通常作業時の稼働データと粒子状物質の強制的燃焼時の稼働データとを峻別することなく、情報収集装置に記録しているため、作業機械の稼働状態を正確に判定することが困難であるという問題がある。即ち、作業機械の稼働データは、車体各部の劣化の状態などを判定するに収集されるものであり、車体各部の劣化の状態は、収集された稼働データを統計処理することにより得られる各項目についての頻度分布の変化から求められるので、収集された稼働データ中に粒子状物質の強制的燃焼時の稼働データが含まれていると、統計処理により求められる頻度分布が通常作業時の稼働データからシフトしてしまい、作業機械の稼働状態を正確に判定することができない。
【０００６】
本発明は、かかる従来技術の問題を解決するためになされたものであり、その目的は、通常作業時における作業機械の稼働データ及び粒子状物質捕集フィルタの再生稼働時における作業機械の稼働データを個別に取得可能で、作業機械の稼働状態を正確に判定可能な情報収集装置を備えた作業機械を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、上記目的を達成するため、第１に、ディーゼルエンジン及びこれにより駆動される油圧ポンプを含む車体各部の稼働データを収集する情報収集装置と、エンジン排ガス中に含まれる粒子状物質を捕集する粒子状物質捕集フィルタと、前記車体各部及び前記情報収集装置の駆動を制御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、前記車体各部が通常の稼働状態にあるのか、或いは前記粒子状物質捕集フィルタの再生稼働中であるのかを判定し、前記粒子状物質捕集フィルタの再生稼働中であると判定した場合に、前記車体各部の稼働データを前記情報収集装置に記録するという構成にした。
【０００８】
上述のように、粒子状物質捕集フィルタの再生稼働は、非作業時にエンジン負荷を高めることによって行われるので、エンジン回転数や油圧ポンプの吐出圧等を検出することにより、制御装置は、車体各部が通常の稼働状態にあるのか、或いは粒子状物質捕集フィルタの再生稼働中であるのかを判定することができる。そして、粒子状物質捕集フィルタの再生稼働中であると判定した場合に、車体各部の稼働データを情報収集装置に記録すると、粒子状物質捕集フィルタの再生稼働中における車体各部の稼働データを、通常運転時における車体各部の稼働データとは別個に情報収集装置に記録することが可能になるので、通常作業時の稼働データ及び粒子状物質捕集フィルタの再生稼働時の稼働データを正確に取得することができる。
【０００９】
本発明は第２に、前記第１の作業機械において、前記制御装置は、前記車体各部が通常の稼働状態にあると判定した場合に、前記車体各部の稼働データを前記情報収集装置に記録するという構成にした。
【００１０】
かかる構成によると、通常作業時の稼働データと粒子状物質捕集フィルタの再生稼働時の稼働データとを情報収集装置にそれぞれ記録するので、情報収集装置によって収集される有用な稼働データの増加を図ることができる。
【００１１】
本発明は第３に、前記第２の作業機械において、前記制御装置は、前記車体各部が通常の稼働状態にあると判定した場合の前記車体各部の稼働データと、前記粒子状物質捕集フィルタの再生稼働中であると判定した場合の前記車体各部の稼働データを、前記情報収集装置に備えられた１つの記録手段の異なるアドレスに区分して記録するという構成にした。
【００１２】
かかる構成によると、情報収集装置に複数の記録手段を備え、これら複数の記録手段に、通常作業時の稼働データと粒子状物質捕集フィルタの再生稼働時の稼働データとを区分して記録する場合に比べて、情報収集装置のメモリ構成を簡略化することができ、情報収集装置ひいては作業機械の低コスト化を図ることができる。
【００１３】
本発明は第４に、前記第２又は第３の作業機械において、前記車体各部が通常の稼働状態にあると判定した場合の前記車体各部の稼働データと、前記粒子状物質捕集フィルタの再生稼働中であると判定した場合の前記車体各部の稼働データは、フォーマットが共通であるという構成にした。
【００１４】
かかる構成によると、通常作業時の稼働データと粒子状物質捕集フィルタの再生稼働時の稼働データとのフォーマットが共通であるので、情報収集装置へのこれらの稼働データの記録を容易かつ高速に行うことができ、かつ各稼働データの対比を容易に行うことができる。
【００１５】
本発明は第５に、前記第１乃至第４の作業機械において、前記車体各部の稼働データには、粒子状物質捕集フィルタの排ガス入口側温度及び排ガス出口側温度、並びに外気温を含むという構成にした。
【００１６】
かかる構成によると、粒子状物質捕集フィルタを備えた作業機械に特有の稼働データである粒子状物質捕集フィルタの排ガス入口側温度及び排ガス出口側温度、並びに外気温を情報収集装置に記録するので、粒子状物質捕集フィルタを備えた作業機械の保守管理を適切に行うことができる。
【００１７】
本発明は第６に、前記第１乃至第５の作業機械において、前記制御装置は、前記粒子状物質捕集フィルタの再生稼働中であると判定した場合、その粒子状物質捕集フィルタの再生稼働が、通常作業中に前記制御装置からの指令によって自動的に行われたものであるのか、オペレータの手動によって行われたものであるのかを更に判定し、前記情報収集装置に、前記粒子状物質捕集フィルタの再生稼働が通常作業中に前記制御装置からの指令によって自動的に行われたときの前記車体各部の稼働データと、前記粒子状物質捕集フィルタの再生稼働がオペレータの手動によって行われたときの前記車体各部の稼働データとを記録するという構成にした。
【００１８】
かかる構成によると、粒子状物質捕集フィルタの再生稼働が前記制御装置からの指令によって自動的に行われたときの車体各部の稼働データと、オペレータの手動によって行われたときの車体各部の稼働データとを、情報収集装置に記録するので、粒子状物質捕集フィルタの再生稼働が行われていない状態での通常作業時の車体各部の稼働データを取得することが可能になり、車体各部の劣化や粒子状物質捕集フィルタの性能に関して、より信頼性の高い稼働データを蓄積することができる。
【００１９】
本発明は第７に、前記第６の作業機械において、前記制御装置は、前記車体各部が通常の稼働状態にあると判定した場合の前記車体各部の稼働データと、前記粒子状物質捕集フィルタの再生稼働が通常作業中に前記制御装置からの指令によって自動的に行われたときの前記車体各部の稼働データと、前記粒子状物質捕集フィルタの再生稼働がオペレータの手動によって行われたときの前記車体各部の稼働データとを、前記情報収集装置に備えられた１つの記録手段の異なるアドレスに区分して記録するという構成にした。
【００２０】
かかる構成によると、情報収集装置に複数の記録手段を備え、これら複数の記録手段に、車体各部が通常の稼働状態にあると判定した場合の車体各部の稼働データと、粒子状物質捕集フィルタの再生稼働が通常作業中に制御装置からの指令によって自動的に行われたときの車体各部の稼働データと、粒子状物質捕集フィルタの再生稼働がオペレータの手動によって行われたときの車体各部の稼働データとを区分して記録する場合に比べて、情報収集装置のメモリ構成を簡略化することができ、情報収集装置ひいては作業機械の低コスト化を図ることができる。
【発明の効果】
【００２１】
本発明の作業機械は、制御装置によって、車体各部が通常の稼働状態にあるのか、粒子状物質捕集フィルタの再生稼働中であるのかを判定し、粒子状物質捕集フィルタの再生稼働中であると判定した場合に、車体各部の稼働データを情報収集装置に記録するので、粒子状物質捕集フィルタの再生稼働中における車体各部の稼働データを、通常運転時における車体各部の稼働データとは別個に情報収集装置に記録することが可能となり、作業機械の状態を正確に判定可能な稼働データを収集することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】実施形態に係る作業機械のシステム構成図である。
【図２】実施形態に係る情報収集装置の構成を示すブロック図である。
【図３】実施形態に係る稼働データ記録部のメモリ構成を示す図である。
【図４】実施形態に係る作業機械の稼働データ峻別手順を示すフロー図である。
【図５】実施形態に係る作業機械の稼働データ記録手順を示すフロー図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
以下、本発明に係る作業機械の実施形態を、図を用いて説明する。図１に示すように、本例の作業機械は、ディーゼルエンジン１と、ディーゼルエンジン１により駆動される油圧ポンプ２と、油圧ポンプ２から吐出される圧油により駆動されるアクチュエータ３と、ディーゼルエンジン１、油圧ポンプ２及びアクチュエータ３の稼働状態等をモニタするモニタ装置４とを備えており、ディーゼルエンジン１の排気管５には、エンジン排ガス中に含まれる粒子状物質を捕集する粒子状物質捕集フィルタ６が備えられている。また、本例の作業機械には、車体ネットワーク１１を介して相互に接続された車体制御装置１２、情報収集装置１３、モニタ制御装置１４及びエンジン制御装置１５が備えられており、情報収集装置１３、モニタ制御装置１４及びエンジン制御装置１５は、車体制御装置１２からの指令にしたがって動作するようになっている。さらに、エンジン制御装置１５には、ディーゼルエンジン１の起動停止を指示するキースイッチ１５１と、ディーゼルエンジン１の目標回転数を指示するエンジンコントロールダイヤル１５２と、アクチュエータ３の駆動を制限するゲートロックレバーの切替位置を検出する位置検出器１５３とが接続されている。
【００２４】
ディーゼルエンジン１、油圧ポンプ２及びアクチュエータ３を含む車体各部には、図示しない複数のセンサ類が備えられており、それらの各センサ類にて検出された車体各部の稼働データは、車体ネットワーク１１を介して情報収集装置１３に取り込まれる。なお、車体各部の稼働データとしては、例えば、エンジン回転数、粒子状物質捕集フィルタ６の入口側及び出口側におけるエンジン排ガス温度、粒子状物質捕集フィルタ６の入口側及び出口側におけるエンジン排ガス圧力、エンジン潤滑油の油温、エンジン冷却水の水温、エンジンの燃料消費率、油圧ポンプの吐出圧、及び外気温等が挙げられる。
【００２５】
情報収集装置１３は、図２に示すように、作業機械が通常の稼働状態にあるのか、オペレータの指示による粒子状物質捕集フィルタ６の再生稼働（手動再生制御）中であるのか、さらには、車体制御装置１２からの指令に基づいて自動的に行われる粒子状物質捕集フィルタ６の再生稼働（自動再生制御）中であるのかを判定する稼働判定部１３１と、稼働判定部１３１の判定結果に応じて、作業機械が通常の稼働状態にあるときの稼働データ、作業機械が手動再生制御中であるときの稼働データ、及び作業機械が自動再生制御中であるときの稼働データを各センサ類から取り込んで記録する稼働データ記録部１３２と、稼働データ記録部１３２に記録された稼働データを、多数の作業機械に関する稼働データを集中管理し、各作業機械についての保守管理等を行う管理センタに無線送信する稼働データ送信部１３３とを備えている。
【００２６】
稼働判定部１３１は、車体各部に備えられた各センサ類、並びにエンジン制御装置１５に接続されたキースイッチ１５１、エンジンコントロールダイヤル１５２及び位置検出器１５３からの出力信号に基づいて、作業機械が通常の稼働状態にあるのか、手動再生制御中であるのか、自動再生制御中であるのかを判定する。
【００２７】
即ち、キースイッチ１５１がＯＮ位置に切り替えられてディーゼルエンジン１が起動しており、エンジンコントロールダイヤル１５２がエンジンの目標回転数を再生制御用の回転数に設定する位置に切り替えられ、かつゲートロックレバーがアクチュエータ３の駆動を制限する位置に操作されたことを示す出力信号が位置検出器１５３から出力されている場合には、粒子状物質捕集フィルタ６の手動再生制御を実行中と判定する。また、キースイッチ１５１がＯＮ位置に切り替えられてディーゼルエンジン１が起動しており、エンジンコントロールダイヤル１５２がエンジンの目標回転数を再生制御用の回転数に設定する位置に切り替えられ、かつゲートロックレバーがアクチュエータ３を駆動可能な位置に操作されたことを示す出力信号が位置検出器１５３から出力されている場合において、ディーゼルエンジン１の排気抵抗を検出する圧力検出器の検出値が予め設定された所定値を超えているときには、粒子状物質捕集フィルタ６の自動再生制御を実行中と判定する。さらに、キースイッチ１５１がＯＮ位置に切り替えられてディーゼルエンジン１が起動しており、エンジンコントロールダイヤル１５２がエンジンの目標回転数を作業用の回転数に設定する位置に切り替えられ、かつゲートロックレバーがアクチュエータ３を駆動可能な位置に操作されたことを示す出力信号が位置検出器１５３から出力されている場合において、ディーゼルエンジン１の排気抵抗を検出する圧力検出器の検出値が予め設定された所定値以下であるときには、通常の稼働状態であると判定する。
【００２８】
稼働データ記録部１３２は、図３に示すように、アドレスが異なる複数のメモリ領域１３２ａ，１３２ｂ，１３２ｃ・・・に分割されており、各メモリ領域ごとに、通常作業時の稼働データ、手動再生制御中の稼働データ、及び自動再生制御中の稼働データが区分して記録される。このようにすると、手動再生制御中の稼働データ及び自動再生制御中の稼働データを含まない通常作業時の稼働データを単独で取得することができるので、作業機械の劣化の状態などを正確に判断できると共に、手動再生制御中の稼働データ及び自動再生制御中の稼働データについても個別に取得できるので、新製品の開発等に有用なデータとすることができる。
【００２９】
各メモリ領域１３２ａ，１３２ｂ，１３２ｃ・・・に記録される稼働データは、共通のフォーマットを有するものとする。これにより、稼働データの記録を容易かつ高速に行うことができると共に、各稼働データの対比を容易に行うことができる。
【００３０】
なお、前記実施形態においては、稼働判定部１３１において、作業機械が通常の稼働状態にあるのか、手動再生制御中であるのか、及び自動再生制御中であるのかの３項目について判定したが、かかる構成に代えて、作業機械が通常の稼働状態にあるのか、再生制御中であるのかの２項目について判定する構成とすることもできる。
【００３１】
以下、稼働判定部１３１において、作業機械が通常の稼働状態にあるのか、再生制御中であるのかの２項目について判定する場合を例にとり、稼働データの峻別手順及び稼働データの記録手順を説明する。
【００３２】
稼働データの峻別手順は、図４に示すように、例えばエンジン回転数等の作業機械の稼働状態を判定するための稼働データをセンサ類等から取得（ステップＳ１）した後、所得された稼働データが粒子状物質捕集フィルタ６の再生制御中であることを示すものであるか否かを判定（ステップＳ２）し、ステップＳ２において、粒子状物質捕集フィルタ６は再生制御中であると判定した場合（Ｙｅｓ）には、ステップＳ３に移行して、稼働データに再生制御中であることを示すフラグを立てる。また、ステップＳ２において、粒子状物質捕集フィルタ６は再生制御中ではない（Ｎｏ）と判定した場合には、ステップＳ４に移行して、稼働データに再生制御中であることを示すフラグを削除する。
【００３３】
稼働データの記録手順は、図４で説明した稼働状態の峻別が実行された稼働データについて行われる。即ち、図５に示すように、稼働状態の峻別が実行された稼働データを取得（ステップＳ１１）した後、所得された稼働データに再生制御中であることを示すフラグが立てられているか否かを判定（ステップＳ１２）し、ステップＳ１２において、取得した稼働データに再生制御中であることを示すフラグが立てられていると判定した場合（Ｙｅｓ）には、ステップＳ１３に移行して、当該稼働データを稼働データ記録部１３２のメモリ領域１３２ｂに保存する。また、ステップＳ１２において、取得した稼働データには再生制御中であることを示すフラグが立てられていない（Ｎｏ）と判定した場合には、ステップＳ１４に移行して、当該稼働データを稼働データ記録部１３２のメモリ領域１３２ａに保存する。
【００３４】
これにより、作業機械が通常の稼働状態にある場合の稼働データと再生制御中である場合の稼働データとを、区別して稼働データ記録部１３２に記録することができる。
【産業上の利用可能性】
【００３５】
本発明は、油圧ショベルなどの作業機械の保守管理に利用することができる。
【符号の説明】
【００３６】
１    ディーゼルエンジン
２    油圧ポンプ
３    アクチュエータ
４    モニタ装置
５    排気管
６    粒子状物質捕集フィルタ
１１    車体ネットワーク
１２    車体制御装置
１３    情報収集装置
１４    モニタ制御装置
１５    エンジン制御装置
１３１    稼働判定部
１３２    稼働データ記録部
１３２ａ，１３２ｂ，１３２ｃ，・・・    メモリ領域
１３３    稼働データ送信部
１５１    キースイッチ
１５２    エンジンコントロールダイヤル
１５３    位置検出器
【図１】
2010275702.tif 000003
【図２】
2010275702.tif 000004
【図３】
2010275702.tif 000005
【図４】
2010275702.tif 000006
【図５】
2010275702.tif 000007