(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
作業機械各部の状態データを収集する状態データ収集手段と、前記状態データ収集手段にて収集された状態データを管理部側保守装置に送信する通信手段とを備える作業機械側保守装置と、
前記作業機械側保守装置より送信された状態データを受信する通信装置と、前記通信装置にて受信した状態データを保存し表示する状態データ入手手段とを備える管理部側保守装置と、
から構成される作業機械の保守装置において、
前記状態データ収集手段は、不具合状態に対応して押圧される複数の不具合内容スイッチで構成される不具合情報入力手段を備え、前記複数の不具合内容スイッチのうち押圧された不具合内容スイッチに対応して入力される不具合情報に応じて、前記作業機械各部の状態データを収集することを特徴とする作業機械の保守装置。
【請求項２】
請求項１の記載において、
前記状態データ収集手段は、
前記入力された不具合情報に応じて、前記作業機械を操作すべき操作内容を表示する操作指示表示手段を備え、
前記操作内容に従う前記作業機械の操作後に、前記入力された不具合情報に応じて、前記作業機械の状態データを収集することを特徴とする作業機械の保守装置。
【請求項３】
請求項１ないしは請求項２のいずれか１つに記載の請求項において、
前記作業機械側保守装置は、
内部に前記状態データ収集手段と前記通信手段を備え、外部表面に前記不具合情報入力手段としての複数のスイッチおよび前記操作指示表示手段としての表示画面を備える、収納体から構成されることを特徴とする作業機械の保守装置。
【請求項４】
請求項１ないしは請求項２のいずれか１つに記載の請求項において、
前記管理部側保守装置は、
内部に前記状態データ入手手段と前記通信手段を備え、外部表面に前記状態データ入手手段によって入手した状態データを表示する表示画面を備える、携帯可能な収納体から構成されることを特徴とする作業機械の保守装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、作業機械の保守装置に係わり、特に、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簡便な方法で保守管理が可能な作業機械の保守装置に関する。
【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、作業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。保守管理には高度な専門的知識が要求されので、作業機械メーカーが保守管理を行うのが通例である。従来、保守管理は、保守員が保守対象の作業機械のある作業現場に出向し、当該作業機械を作動させて、その作業機械の所要個所に備えられている各種センサから入手した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、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あるいはその兆候を検出することにより行われていた。
【０００３】
ここで、作業機械の各部に設置されるセンサの設置例を図１５を用いて説明する。
【０００４】
図において、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と、その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、これにより図示されていない作業機械各部の作業機構が駆動され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、上記作業機構には駆動量（（角度）を検出するセンサ等が備えられている。
【０００５】
ところで、作業機械は、通常、作業の都合上または作業計画の変更等により作業現場を移動していることが多く、保守員が顧客等からの連絡により、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発生し、その場合は、保守員の作業現場への出向が無駄になり保守効率が著しく低下する。また、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、その作業現場に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い。
【０００６】
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をできるようにし、保守員が作業機械のオペレータに依頼して作業機械に所要の態様で運転させ、または保守員が作業機械を所要の態様で遠隔自動運転して、その運転の結果得られた各種センサデータを受信し、それに基づいて作業機械の診断を行う手段が開示されている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、通常、作業現場は騒音が激しくかつ電波状況も悪く、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い。また、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未だ十分安全な状態で自動運転することはできないという問題がある。
【０００８】
本発明は、上記の種々の問題点に鑑みて、建設機械の保守点検時、確実に所要の態様で運転操作を行わせることができ、ひいては、確実に建設機械から所要のデータを入手することのできる作業機械の保守装置を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記の課題を解決するために、次のような手段を採用した。
【００１０】
作業機械各部の状態データを収集する状態データ収集手段と、前記状態データ収集手段にて収集された状態データを管理部側保守装置に送信する通信手段とを備える作業機械側保守装置と、
前記作業機械側保守装置より送信された状態データを受信する通信装置と、前記通信装置にて受信した状態データを保存し表示する状態データ入手手段とを備える管理部側保守装置と、
から構成される作業機械の保守装置において、
前記状態データ収集手段は、不具合状態に対応して押圧される複数の不具合内容スイッチで構成される不具合情報入力手段を備え、前記複数の不具合内容スイッチのうち押圧された不具合内容スイッチに対応して入力される不具合情報に応じて、前記作業機械各部の状態データを収集することを特徴とする。
【００１１】
また、前記状態データ収集手段は、
前記入力された不具合情報に応じて、前記作業機械を操作すべき操作内容を表示する操作指示表示手段を備え、
前記操作内容に従う前記作業機械の操作後に、前記入力された不具合情報に応じて、前記作業機械の状態データを収集することを特徴とする。
【００１２】
また、前記作業機械側保守装置は、
内部に前記状態データ収集手段と前記通信手段を備え、外部表面に前記不具合情報入力手段としての複数のスイッチおよび前記操作指示表示手段としての表示画面を備える、収納体から構成されることを特徴とする作業機械の保守装置。
【００１３】
また、前記管理部側保守装置は、
内部に前記状態データ入手手段と前記通信手段を備え、外部表面に前記状態データ入手手段によって入手した状態データを表示する表示画面を備える、携帯可能な収納体から構成されることを特徴とする。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明の一実施形態に係わる作業機械の保守装置を、図１〜図１４を用いて説明する。
【００１５】
図１は本実施形態に係わる作業機械の保守装置のブロック図である。
【００１６】
図において、２０は管理事務所等に設置されるまたは保守員が携行する管理部側保守装置、２１は管理部側制御部、２２は表示部、２３は通信コントローラ、２３ａはアンテナであり、２１１は演算処理を行うＣＰＵ、２１２は種々のプログラムおよびデータを格納するＲＯＭ、２１３は演算結果等のデータを記憶するＲＡＭ、２１４は作業機械から送信されるデータを記憶するＲＡＭから成るデータ記憶部、２１５はＲＡＭまたはＲＯＭから成る不具合内容コード記憶部、２１６は入出力インタフェースである。
【００１７】
３０は作業機械に備えられる機械側保守装置、３１は機械側制御部、３２は表示部、３３は不具合内容スイッチ群、３４は操作終了スイッチ、３５データ確定スイッチ、３６は通信コントローラ、３６ａはアンテナであり、３１１は演算処理を行うＣＰＵ、３１２はプログラムおよびデータを格納するＲＯＭ、３１３は演算結果のデータや運転コントローラ４０から取得したセンサデータを記憶するＲＡＭ、３１４はクロック、３１５はＲＡＭまたはＲＯＭから成る不具合内容コード記憶部、３１６はＲＡＭまたはＲＯＭから成る操作指示コード記憶部、３１７はＲＡＭまたはＲＯＭから成るデータ格納アドレス記憶部、３１８は入出力インタフェースである。
【００１８】
４０は作業機械の各種の運転制御を行うための作業機械に備えられる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る。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からの検出データや各種スイッチのセンサデータを取り込んで作業機械の所要の制御、例えば油圧ショベルの掘削制御等を行う。
【００１９】
図２は本実施形態に係わる機械側保守装置３０、運転コントローラ４０、および通信コントローラ３６等が搭載される作業機械としての油圧ショベルの側面図である。
【００２０】
図において、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、その検出値は運転コントローラ４０の記憶部に記憶される。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。３６ａは図１に示すアンテナである。
【００２１】
図３は図１に示す管理部側保守装置２０の表示部２２を示す図である。
【００２２】
図において、２２は作業機械から伝送されてくる不具合情報とその不具合に対応して操作して得られた各種センサデータを表示する表示部、２００は表示部２２のケース、２０１，２０２はそれぞれ管理部側制御部２１に接続するためのケーブルおよびコネクタである。
【００２３】
なお、ケース２００には、管理側制御部２１自体も収納することが可能であり、さらに通信コントローラ２３およびそのアンテナ２３ａも収納することが可能である。このようにケース２００に全ての装置を収納した場合は、管理部側保守装置を小型にして保守員が携帯することが可能となる。
【００２４】
図４は図１に示す機械側保守装置３０の不具合内容スイッチ群、操作終了スイッチ、データ確定スイッチ、および表示部を備えるケースの斜視図である。
【００２５】
図において、３２はオペレータに操作内容を指示する表示部、３３は油圧ショベルの種々の不具合状態に対応して押圧される複数の不具合内容スイッチ３３ａ、３３ｂ、３３ｃ・・・で構成される不具合内容スイッチ群、３４は操作終了スイッチ、３５はデータ確定スイッチ、３００はケース、３０１，３０２はそれぞれケース３００と機械側制御部３１を接続するためのケーブルおよびコネクタである。
【００２６】
なお、ケース３００には、機械側制御部３１自体を収納することが可能であり、さらには通信コントローラ２３およびそのアンテナ２３ａも収納することも可能である。
【００２７】
また、不具合内容スイッチ群３３は、例えば、３３ａは「エンストを起こす」、３３ｂは「旋回が遅い」、３３ｃは「エアコンが効かない」等の不具合内容に応じて区別されるスイッチ群で構成され、不具合内容スイッチ群３３のいずれかが押されると、それに対応する操作指示が表示部３２に表示されるようになっており、例えば、不具合内容スイッチ３３ａが押されると、「エンジンを最高回転にして、アームいっぱいクラウドした状態で、操作レバーをフルストロークに入れて下さい」という操作指示が表示部３２に表示される仕組みになっている。
【００２８】
図５は、図４に示すケース３００の異なる事例であり、図１に示す機械側保守装置３０の不具合内容スイッチ群、操作終了スイッチ、データ確定スイッチ、および表示部を備えるケースの斜視図である。
【００２９】
４００は、タッチパネルやコネクタ取り付けられているケース、４０１は画面がスイッチとなっている液晶表示画面であり、操作指示内容を表示すると共に、表示面を押圧することによって不具合内容スイッチ群、操作終了スイッチ、操作確定スイッチの各スイッチ機能を奏することができる。４０２，４０３はそれぞれケース４００と機械側制御部３１を接続するためのケーブルおよびコネクタである。
【００３０】
なお、ケース４００は、図４のケース３００の場合と同様に、ケース４００内に機械側制御部３１自体を収納することが可能であり、また通信コントローラ３６およびそのアンテナ３６ａを収納することも可能である。
【００３１】
図６は、図１に示す不具合内容コード記憶部３１５に格納される対照テーブルの内容を示す図である。
【００３２】
このテーブルは、図示するように、各不具合内容スイッチ３３ａ、３３ｂ・・・のスイッチ番号に対応する不具合内容コードから構成されている。
【００３３】
図７は、図１に示す不具合内容コード記憶部３１５に格納される対照テーブルの内容を示す図である。
【００３４】
このテーブルは、図示するように、この不具合内容コードに対応するセンサデータ要求番号から構成されている。
【００３５】
図８は、図１に示す操作指示コード記憶部３１６に格納される対照テーブルの内容を示す図である。
【００３６】
このテーブルは、図示するように、不具合内容コードに対応するオペレータに対する操作指示コードから構成されている。
【００３７】
図９は、図１に示すデータ格納アドレス記憶部３１７に格納される対照テーブルを示す図である。
【００３８】
このテーブルは、センサデータ要求番号と運転コントローラ４０内の図示されていない各種センサの検出値、各スイッチのスイッチ状態等のセンサデータを格納する記憶部のアドレスから構成されている。
【００３９】
図１０は、図１に示す不具合内容コード記憶部２１５に格納されている対照テーブルの内容を示す図である。
【００４０】
このテーブルは、図示するように、不具合内容コードに対応する不具合内容から構成されており、機械側保守装置３０から伝送されてくる不具合内容コードに対応する不具合内容を管理部保守装置２０の表示部２２に出力するためのテーブルである。
【００４１】
図１１は、図１に示す機械側保守装置３０から管理側保守装置２０に伝送されるデータ群を示す図である。
【００４２】
図において、Ｄ１はデータ取得数のシリアル番号ｎを示し、Ｎは収集される所定のデータ取得数、Ｄ２は不具合内容コード、Ｄ３は操作終了フラグを示し、「「１」はそのシリアル番号における操作が終了したことを示す。Ｄ４は、例えば、エンジン目標回転数、エンジン回転数等の各種のセンサデータｉを示し、Ｄ５は各データ取得時の時刻、Ｄ６は各シリアル番号毎のデータ取得の終了を示す終了フラグである。
【００４３】
一連の操作によって機械側保守装置３０から管理側保守装置２０に図示するような所定のデータ取得数Ｎに至るまセンサデータが伝送される。
【００４４】
図１２は、図１１に示すセンサデータが伝送され、管理部側保守装置２０の表示部２２に表示された状態を示す図である。
【００４５】
図において、「エンストが起きる」はエンストが起きるという不具合を示し、番号はセンサデータのシリアル番号を表し、開始・終了はデータのデータ取得の開始終了を示すフラグを表し、「エンジン目標回転数」、「エンジン回転数」・・・はそれぞれ当該項目についての各センサによって検出されるセンサデータ項目である。
【００４６】
図には、「エンストが起きる」という不具合に対して、所定の取得データ数Ｎのセンサデータが表示される。
【００４７】
次に本実施形態に係わる保守装置の処理手順を図１３〜図１４に示すフローチャートを用いて説明する。
【００４８】
図１３は機械側保守装置３０の処理手順を示すフローチャートである。
【００４９】
図において、ステップ１００では、不具合内容スイッチ群３３のいずれかが押されたか否かを判定し、押されるとステップ１０１において、センサデータ取得数を所定取得数Ｎに設定し、シリアル番号ｎおよびセンサデータ要求番号の順位ｉを初期値「１」に設定する。次に、ステップ１０２において、不具合内容スイッチ３３が押されたことにより、それに対応する不具合内容コードが不具合内容コード記憶部３１５から読み出される。ステップ１０３では、読み出された不具合内容コードに対応する操作指示コードが操作指示コード記憶部３１６から読み出され、その操作指示コードが表示部３２に表示される。オペレータは、表示部３２に表示された操作指示に従って、図示されていない作業機械の操作部を操作して作業機械を動作させる。ステップ１０４において、不具合内容コードに対応するセンサデータ要求番号が不具合内容コード記憶部３１５から読み出され、さらに読み出されたセンサデータ要求番号に対応する運転コントローラアドレスがデータ格納アドレス記憶部３１７から読み出される。ステップ１０５において、読み出された運転コントローラアドレスに従って、運転コントローラ内の図示されていないデータ記憶部からセンサデータを入手しＲＡＭ３１３に記憶する。ステップ１０４からステップ１０７の処理を繰り返して、全てのセンサデータ要求番号ｉに対応するセンサデータを入手すると、ステップ１０６で、図７に示す終了フラグＥＮＤを検出し、ステップ１０８において図１１に示すシリアル番号ｎに相当する全てのデータを合成する。次に、ステップ１０９において、合成されたセンサデータを通信コントローラ３６を介して、管理部側保守装置２０に送信する。次に、ステップ１０４からステップ１１１までの処理を繰り返して、ステップ１１０において、図１１にも示すように、所定のデータ取得数Ｎに達すると、データの取得を終了する。次に、ステップ１１２において、オペレータは全てのデータの取得を確認するとデータ確定スイッチ３５をオンする。データ確定スイッチ３５がオンされない場合は、再びステップ１０１からの処理を行ってデータの取得を行う。
【００５０】
次に、図１４に示す管理側保守装置２０の処理手順を示すフローチャートについて説明する。
【００５１】
図において、ステップ２００において、管理部側保守装置２０は、機械側保守装置３０からの通信の有無を判定し、ステップ２０１において、データが送信されると、管理部側制御部２１は受信データを読み込み、ステップ２０２において、データ記憶部２１４にそのデータを格納する。ステップ２０３において、表示部２２に、例えば、図１２に示されるような形態で取得したデータを表示する。
【００５２】
このように、本実施形態によれば、管理部側から保守員の指示がなくても、不具合の発生時、作業機械側で、オペレータは、不具合内容に対応する不具合内容情報を入力し、表示部に表示される操作指示に従って作業機械を操作し、その操作状態におけるセンサデータが取得して、自動的に不具合内容情報とセンサデータを管理部側に伝送する。そのため、保守員とオペレータとの面倒なやりとりが省略され、効率的に保守診断を行うことができる。
【００５３】
【発明の効果】
以上述べたように、本発明では、オペレータが、不具合に応じて、その不具合に相当する情報を機械側保守装置に入力することにより、機械側保守装置は、自動的に作業機械から状態データを取得して、管理部側保守装置に伝送するので、管理部では簡単に作業機械の状態データが入手でき、効率的に作業機械の保守診断を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態に係る作業機械の保守装置を示すブロック図である。
【図２】本実施形態に係わる作業機械である油圧ショベルの側面図である。
【図３】図１に示す管理部側保守装置の表示部の斜視図である。
【図４】図１に示す機械側保守装置の不具合内容スイッチ群、操作終了スイッチ、データ確定スイッチ、および表示部を収納するケースの斜視図である。
【図５】図１に示す機械側保守装置の不具合内容スイッチ群、操作終了スイッチ、データ確定スイッチ、および表示部を収納する図４と異なるケースの斜視図である。
【図６】図１に示す不具合内容コード記憶部３１５に格納される対照テーブルを示す図である。
【図７】図１に示す不具合内容コード記憶部３１５に格納される対照テーブルを示す図である。
【図８】図１に示す操作指示コード記憶部３１６に格納される対照テーブルを示す図である。
【図９】図１に示すデータ格納アドレス記憶部３１７に格納される対照テーブルを示す図である。
【図１０】図１に示す不具合内容コード記憶部２１５に格納される対照テーブルを示す図である。
【図１１】図１に示す機械側保守装置３０から管理側保守装置２０に伝送されるデータを示す図である。
【図１２】図１に示す管理部側保守装置２０の表示部２２に表示されるデータを示す図である。
【図１３】機械側保守装置３０の処理手順を示すフローチャートである。
【図１４】管理部側保守装置３０の処理手順を示すフローチャートである。
【図１５】作業機械の各部に設置されるセンサの設置例を示す図である。
【符号の説明】
２０  管理部側保守装置
２１  管理部側制御部
２２  表示部
２３、３６  通信コントローラ
３０  機械側保守装置
３１  機械側制御部
３２  表示部
３３  不具合内容スイッチ群
４０  運転コントローラ
【図１】
0003668586.tif 000002
【図２】
0003668586.tif 000003
【図３】
0003668586.tif 000004
【図４】
0003668586.tif 000005
【図５】
0003668586.tif 000006
【図６】
0003668586.tif 000007
【図７】
0003668586.tif 000008
【図８】
0003668586.tif 000009
【図９】
0003668586.tif 000010
【図１０】
0003668586.tif 000011
【図１１】
0003668586.tif 000012
【図１２】
0003668586.tif 000013
【図１３】
0003668586.tif 000014
【図１４】
0003668586.tif 000015
【図１５】
0003668586.tif 000016