(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
作業機械に、この作業機械を構成する各部の状態を示すデータを取り込んで格納する作業機械側データ記憶手段と、外部とのデータの授受を行う作業機械側送受信手段とを備えるとともに、前記作業機械の保守を行う管理部に、外部とのデータの授受を行う管理部側送受信手段と、前記作業機械側送受信手段および前記管理部側送受信手段を介して入力されたデータを格納する管理部側データ記憶手段とを備えた作業機械の保守システムにおいて、
前記作業機械に、同作業機械が実行する各種操作内容を示す操作内容信号をそれぞれ出力する複数の操作内容信号出力手段を設けるとともに、それらの各種操作内容に対応して前記作業機械側データ記憶手段から採取すべきデータを予め定めておき、前記作業機械側で前記複数の操作内容信号出力手段の何れかを操作して所定の操作内容が前記作業機械により実行されたときに、この操作内容に対応して予め定められた前記データを前記作業機械側データ記憶手段から採取して、この採取したデータを、操作した前記操作内容信号出力手段から出力される操作内容信号と共に前記管理部側送受信手段に送信して管理部側データ記憶手段に格納し、その採取したデータを、前記作業機械により実行された操作内容と併せて前記管理部側の表示手段に表示するように構成したことを特徴とする作業機械の保守システム。
【請求項２】
請求項１において、前記操作内容信号出力手段は、作業機械の各操作内容に対応して設けられた各スイッチであることを特徴とする作業機械の保守システム。
【請求項３】
請求項１記載の作業機械の保守システムにおいて、前記管理部側の表示手段に、更に操作時刻データを表示することを特徴とする作業機械の保守システム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、油圧ショベル、クレーン、ブルドーザ等の作業機械に対して所要の保守を行うための作業機械の保守システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、作業機械は過酷な状態で使用されることが多く、機械各部の損耗が激しい。このため、これら作業機械に対しては適切な保守管理が要望される。この保守管理には高度に専門的な知識を要するので、作業機械メーカー側が保守管理を行うのが通常である。従来の保守管理は、保守員が保守対象の作業機械の作業現場に出向し、当該作業機械を作動させ、その作業機械の所要個所に備えられた各種センサで得られるデータをコントローラおよびデータ書込装置を介してＩＣカードに記録し、このように記録された各種データを解析装置により解析して作業機械の異常又はその兆候を検出することにより行われていた。上記各種センサの設置例を図７に示す。
【０００３】
図７は作業機械の油圧回路の一部の回路図である。この図で、１はエンジン、１ａはエンジン１のガバナレバー、２は油圧ポンプ、２ａは油圧ポンプ１のおしのけ容積可変機構、３はパイロットポンプ、４は油圧シリンダ、５は油圧ポンプ２と油圧シリンダ４との間に介在する流量制御弁、６は流量制御弁５を操作するパイロット弁、６ａはパイロット弁６の操作レバー、７は作動油タンクである。オペレータが操作レバー６ａをいずれかの方向に操作することにより、当該操作方向に応じて流量制御弁５が変位し、油圧ポンプ２の圧油が油圧シリンダ４へ供給されてこれを駆動し、これにより作業部が駆動されて所要の作業が行われる。図中、８、９は操作レバー６ａの操作方向を検出する圧力スイッチ、１０はガバナレバー１ａの変位量を検出する角度センサ、１１はエンジン１の回転数を検出する回転数センサ、１３は油圧ポンプ１の吐出圧を検出する圧力センサ、１４は作動油タンク７の温度を検出する温度センサである。なお、図示されていないが、上記作業部の駆動量（角度）を検出するセンサ等が備えられている。
【０００４】
ところで、作業機械の作業現場は、作業の都合上又は作業計画の変更等により絶えず移動していることが多く、保守員が保守を行なうため、顧客等から得た情報により、保守対象となっている作業機械の作業現場に出向いても、そこには当該作業機械が存在しないという事態がしばしば生じ、この場合、保守員の作業現場出向が無駄になり保守効率が著しく低下する。又、作業現場が鉱山や採石場等比較的遠隔地にある場合には、その作業現場へ保守員が出向くだけでも長時間を要し、同様に、作業効率は著しく悪くなる。
【０００５】
このような事情に対処するため、例えば特開平７−１６６５８２号公報には、保守員が常駐する管理部と作業機械との間で無線通信ができるようにし、保守員が作業機械のオペレータに依頼して作業機械を所要の態様で運転させ、又は保守員が作業機械を所要の態様で遠隔自動運転し、その運転の結果得られた各種センサのデータを受信し、この受信されたデータに基づいて作業機械の診断を行う手段が提示されている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、作業現場は騒音が激しくかつ電波状況も悪い場合が通常であり、保守員がオペレータに所要の態様の運転を依頼しても確実にこれを伝えることが困難な場合が多く、又、作業機械の自動運転は、事故が生じないように予め何らかの手段を講じなければならず手間と時間を要し、そのような手段を講じてもまだ完全に安全であるとはいえないという問題がある。
【０００７】
本発明の目的は、上記従来技術における課題を解決し、作業現場での運転操作内容を管理部へ確実に知らせることができ、ひいては、確実に作業機械の診断を行うことができる作業機械の保守システムを提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するため、本発明は、作業機械に、この作業機械を構成する各部の状態を示すデータを取り込んで格納する作業機械側データ記憶手段と、外部とのデータの授受を行う作業機械側送受信手段とを備えるとともに、前記作業機械の保守を行う管理部に、外部とのデータの授受を行う管理部側送受信手段と、前記作業機械側送受信手段および前記管理部側送受信手段を介して入力されたデータを格納する管理部側データ記憶手段とを備えた作業機械の保守システムにおいて、前記作業機械に、同作業機械が実行する各種操作内容を示す操作内容信号をそれぞれ出力する複数の操作内容信号出力手段を設けるとともに、それらの各種操作内容に対応して前記作業機械側データ記憶手段から採取すべきデータを予め定めておき、前記作業機械側で前記複数の操作内容信号出力手段の何れかを操作して所定の操作内容が前記作業機械により実行されたときに、この操作内容に対応して予め定められた前記データを前記作業機械側データ記憶手段から採取して、この採取したデータを、操作した前記操作内容信号出力手段から出力される操作内容信号と共に前記管理部側送受信手段に送信して管理部側データ記憶手段に格納し、その採取したデータを、前記作業機械により実行された操作内容と併せて前記管理部側の表示手段に表示するように構成したことを特徴とする。
また、本発明は、作業機械の保守システムにおいて、前記管理部側の表示手段に、更に操作時刻データを表示することを特徴とする。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を図示の実施の形態に基づいて説明する。
図１は本発明の実施の形態に係る作業機械の保守システムのブロック図である。この図で、２０は管理部に設置され又は保守員が携行する管理部側保守装置を示し、管理部側制御部２１、表示部２２、通信コントローラ２３（送受信機を含む）、およびそのアンテナ２３ａを備えている。管理部側制御部２１は、中央処理ユニット（ＣＰＵ）２１１、ＣＰＵ２１１の処理手順を格納するリードオンリメモリ（ＲＯＭ）２１２、演算制御等の結果を格納するランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）２１３、作業機械から送信されたデータを格納するデータ記憶部２１４、操作内容コード記憶部２１５（後述）、および入出力インタフェース２１６で構成されている。
【００１０】
３０は作業機械に備えられる機械側保守装置を示し、機械側制御部３１、操作内容スイッチ群３２（後述）、操作終了スイッチ３３（後述）、通信コントローラ３４（送受信機を含む）、およびそのアンテナ３４ａを備えている。機械側制御部３１は、中央処理ユニット（ＣＰＵ）３１１、ＣＰＵ３１１の処理手順を格納するリードオンリメモリ（ＲＯＭ）３１２、演算制御等の結果を格納するランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）３１３、クロック３１４、操作内容コード記憶部３１５（後述）、データ格納アドレス記憶部３１６（後述）、および入出力インタフェース３１７で構成されている。
【００１１】
なお、４０は作業機械の各種の制御を行うための運転コントローラであり、マイクロコンピュータで構成されている。この運転コントローラ４０は、作業機械に備えられている各種センサの検出値や各種スイッチの状態を取り込んで記憶部の所定のアドレスに格納し、上記検出値やスイッチの状態に基づいて作業機械の所要の制御、例えば油圧ショベルの水平掘削制御等を行う。
【００１２】
図２は作業機械である油圧ショベルの側面図である。この図で、５０は油圧ショベル、５１はクローラを備えた下部走行体、５２は下部走行体５１に旋回可能に設けられた上部旋回体、５２ａは上部旋回体５２に配置された運転室、５３はブーム、５４はアーム、５５はバケットである。図示されていないが、ブーム５３、アーム５４、バケット５５の回転中心には角度センサが取り付けられており、それら角度センサの検出値もブーム角、アーム角、バケット角として運転コントローラ４０の記憶部の所定のアドレスに格納される。３０は図１に示す機械側保守装置であり、運転室５２ａに設けられている。３４ａは図１に示すアンテナである。
【００１３】
図３は機械側保守装置の操作内容スイッチ群および操作終了スイッチの斜視図である。この図で、３２は図１に示す操作内容スイッチ群であり、操作内容スイッチ３２ａ、３２ｂ、３２ｃより成る。各操作内容スイッチには番号が付されているが、その図示は省略する。操作内容スイッチ３２ａ、３２ｂ、３２ｃは、例えば、それぞれ、油圧ショベルで「ブーム上げ単独操作」、「ブーム上げと上部旋回体の旋回との複合操作」、「走行の単独操作」を行ったことを知らせる場合に用いられる。これら操作内容スイッチは必要な数だけ設けられるが、図では他の操作内容スイッチの図示は省略されている。又、各操作内容スイッチに対して操作内容が表示されているが、それらの表示の図示も省略されている。３３は図１に示す操作終了スイッチであり、１つの操作の終了を確定するためのものである。３００は操作内容スイッチ群３２の各操作内容スイッチおよび操作終了スイッチを取付け収納するケース、３０１は各操作内容スイッチおよび操作終了スイッチを機械側制御部３１に接続するコネクタ、３０２は接続ケーブルを示す。なお、機械側制御部３１をケース３００に収納することもでき、さらに通信コントローラ３６をケース３００に収納することもできる。
【００１４】
図４は図１に示す操作内容コード記憶部２１５、３１５に格納された対照テーブルおよびデータ格納アドレス記憶部３１６の内容を説明する図である。図４の（ａ）は操作内容コード記憶部２１５、３１５に格納された対照テーブルを示し、操作内容スイッチ群３２の各操作内容スイッチの各番号それぞれと、これらに対応する操作内容コードとを関連付けるものである。管理側保守装置２０の操作内容コード記憶部２１５に格納された内容と、機械側保守装置３０の操作内容コード記憶部３１５に格納された内容とは同一であり、管理側保守装置２０の管理部側制御部２１には、さらに、各操作内容スイッチの番号に対応する例えば「ブーム上げ単独操作」のような文字に変換する変換手段が備えられている。
【００１５】
図４の（ｂ）はデータ格納アドレス記憶部３１６に格納された対照テーブルを示し、操作内容コードとこれに対応するアドレス（運転コントローラ４０の記憶部のアドレス）より成る。作業機械の各操作内容に対しては、予め採取すべきデータが定められている。図４の（ｂ）に示すアドレスの項には、各操作内容に対して、これら予め採取すべきデータが格納されているアドレスが記憶されている。したがって、ほとんどの場合、１つの操作内容に対して複数のアドレスが関連付けられている。
【００１６】
次に、本実施の形態の動作を図５に示すデータの構成図、および図６に示す表示画面を示す図を参照しながら説明する。今、管理部側保守装置２０に保守員が、作業機械にオペレータ又は保守員（オペレータで代表させる）が配置されているものとする。定期的な保守を行う場合、又は何らかの理由で当該作業機械の保守診断が必要となった場合、管理部側から作業機械側へ、又は作業機械側から管理部側へデータ採取の要請があり、次いで、管理部側が作業機械側保守装置３０の通信コントローラへアクセスし、回線接続動作を行う。一方、オペレータは自己が作業機械で実施しようとする操作内容、例えば「ブーム上げと上部旋回体の旋回との複合操作」に相当する操作内容スイッチ（この例の場合操作内容スイッチ３２ｂ）をＯＮとし、作業機械の操作を開始する。そして、この操作が終了すると、オペレータは操作終了スイッチ３３をＯＮとする。
【００１７】
一方、機械側制御部３１のＣＰＵ３１１は、回線接続を確認した時点で、操作内容スイッチに対応する操作内容コード（操作内容が例えば上記複合操作の場合、例えばコード「０２」）すなわち作業機械が実行する当該操作内容に係るコードを操作内容コード記憶部３１５から読み出し、データ格納アドレス記憶部３１６から当該コードに対して定められた運転コントローラ４０における記憶部のアドレスに順次アクセスしてそのアドレスに格納されているデータを順次採取し、当該操作内容に対応して予め定められたデータを運転コントローラ４０の記憶部から採取する。こうして、定められた送信すべき全てのアドレスのデータの採取が終了すると、これらの送信すべきデータを一つの群として送信できるように処理し、こうした一群のデータを、当該操作内容を示す操作内容信号としての操作内容コードに係る信号と共に、通信コントローラ３４を介して管理部側制御部２１へ送信する。このようにして機械側制御部３１から管理部側制御部２１へ送信されるデータ群が図５に示されている。
【００１８】
このデータ群は、シリアル番号（送信順に付されたデータ群の番号）Ｄ1 、操作内容コード（この場合上記複合操作を表す「０２」）Ｄ2 、操作終了フラグ（操作終了スイッチのＯＮ時に「１」となる）Ｄ3 、各センサやスイッチ状態のデータＤ4 、時刻のデータ（データＴ）Ｄ5 、およびデータ群終了フラグ（ＥＯＤ）Ｄ6 で構成されている。このデータ群の送信はシリアル番号毎に実行されるが、必ずしもシリアル番号毎に送信する必要はなく、１つの操作内容に対するデータをまとめて送信することもできる。なお、時刻のデータはデータ採取時のクロック３１４が示す時刻である。又、図５では、他の操作（操作内容コード「０３」）におけるデータ群も示されている。
【００１９】
他方、管理部側制御部２１のＣＰＵ２１１は機械側制御部３１からのデータの送信を待ち、データの送信があるとデータ群の各データを、当該データ群のデータ群終了フラグ（ＥＯＤ）が送信されるまで、順次入力し一時格納してゆき、データ群終了フラグ（ＥＯＤ）が確認されると、このシリアル番号のデータ群をデータ記憶部２１４へ格納し、格納したデータ群の操作終了フラグをみて１つの操作における全データの送信が終了したか否かを判断する。このような処理を継続し、操作終了フラグが「１」になり、その操作の全データの送信が終了したと判断すると、ＣＰＵ２１１は、データ記憶部２１４に格納されたデータを表示部２２に出力して表示させる。この場合、ＣＰＵ２１１は、操作内容コード記憶部２１５からデータＤ2 である操作内容コードに対応する操作スイッチ番号を読み出し、この番号を操作内容を示す語、例えば「ブーム上げ、旋回」に変換して、運転コントローラ４０の記憶部から採取したデータを、その操作内容を示す語と併せて表示する。なお、上記表示は、保守員の指示を待って行ってもよいし、又、１つのデータ群の受信毎に行ってもよい。
【００２０】
図６に表示の一例が示されている。図中、２４０は表示部２２の表示画面を示す。さきの例に従うと、最初に油圧ショベルの操作内容「ブーム上げ、旋回」が示され、その下に、左から順に、送信された「シリアル番号」、「操作開始、終了状態」、「ポンプ吐出圧」データ、「エンジン回転数」データ、「圧力スイッチ」の状態、…………、「ポンプ傾転角」データが表示されている。このようにして１つの操作に対するデータの収集が終了し、他の操作が必要な場合には再度上記の処理を繰り返す。
【００２１】
このように、本実施の形態では、オペレータが操作内容スイッチにより管理側に操作内容を知らせるようにしたので、管理側の保守員は、機械の操作内容を正確に把握することができ、保守用の正確なデータを得ることができる。又、作業機械の操作はオペレータや保守員により行われるので、自動運転におけるような危険を生じることはない。さらに、時刻データを用いることにより保守診断をより一層精密に行うことができる。
【００２２】
なお、上記実施の形態の説明では、送信データ中に操作時刻データを付加する例について説明したが、操作時刻データは必ずしも付加する必要はない。
【００２３】
【発明の効果】
以上述べたように、本発明では、作業機械に、同作業機械が実行する各種操作内容を示す操作内容信号をそれぞれ出力する複数の操作内容信号出力手段を設けるとともに、それらの各種操作内容に対応して前記作業機械側データ記憶手段から採取すべきデータを予め定めておき、前記作業機械側で前記複数の操作内容信号出力手段の何れかを操作して所定の操作内容が前記作業機械により実行されたときに、この操作内容に対応して予め定められた前記データを前記作業機械側データ記憶手段から採取して、この採取したデータを、操作した前記操作内容信号出力手段から出力される操作内容信号と共に前記管理部側送受信手段に送信して管理部側データ記憶手段に格納し、その採取したデータを、前記作業機械により実行された操作内容と併せて前記管理部側の表示手段に表示するように構成したので、管理側の保守員は、機械の操作内容を正確に把握することができ、保守用の正確なデータを得ることができる。又、作業機械の操作はオペレータや保守員により行われるので、自動運転におけるような危険を生じることはない。さらに、時刻データを管理部側の表示手段に表示することにより保守診断をより一層精密に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態に係る作業機械の保守システムのブロック図である。
【図２】作業機械である油圧ショベルの側面図である。
【図３】機械側保守装置の操作内容スイッチ群、操作終了スイッチの斜視図である。
【図４】図１に示す操作内容指示コード記憶部およびデータ格納アドレス記憶部に格納された対照テーブルを示す図である。
【図５】機械側から管理部側へ送信されるデータの構成図である。
【図６】表示部に表示されるデータを示す図である。
【図７】作業機械の油圧回路の一部の回路図である。
【符号の説明】
２０  管理部側保守装置
２１  管理部側制御部
２４  表示部
２３、３４  通信コントローラ
３０  機械側保守装置
３１  機械側制御部
３２  操作内容スイッチ群
３３  操作終了スイッチ
４０  運転コントローラ
【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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