(57)【要約】  建設機械のエンジンやポンプなどの機構部位の異常を複数のセンサ情報の関係に基づいて推定し、機械の故障を未然に防ぐことができる建設機械の異常検出装置を提供する。複数のセンサ１０１によって得られる時系列的なセンサ値から、相関係数算出部１０２によって互いの相関係数を算出し、相関係数比較部１０３によって該相関係数どうしを比較して相関係数のそれぞれについての他の相関係数との差異の程度を算出し、異常判定部１０４によって、算出された差異の程度が予め定められた値を超えている場合に、対応するセンサに関連する部位に異常があったと判定する。
2010110021.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
建設機械の複数の部位にそれぞれ配置されて複数の関連する物理状態を検出し、複数のセンサ情報を出力する複数のセンサ手段を備えた建設機械の異常検出装置において、
前記複数のセンサ手段から出力される複数のセンサ情報を入力して前記複数のセンサ手段に対応する複数のセンサ情報の各々の所定期間における時系列的物理状態情報を生成し、前記複数のセンサ情報の各々の時系列的物理状態情報に対して、時系列的物理状態情報間の複数の相関係数を算出する相関係数算出手段と、
該相関係数算出手段によって算出された複数の相関係数どうしを比較して前記複数の相関係数のそれぞれについての他の相関係数との差異の程度を算出する相関係数比較手段と、
該相関係数比較手段によって算出された差異の程度が予め定められた値を超えている場合に、対応するセンサ手段に関連する部位に異常があったと判定する異常判定手段とを備えたことを特徴とする異常検出装置。
【請求項２】
請求項１記載の建設機械の異常検出装置において、
前記複数のセンサ手段は、前記複数の関連する物理状態として３つ以上の同じ物理状態を検出する３つ以上のセンサ手段であり、
前記相関係数算出手段は、前記３つ以上のセンサ手段から出力される３つ以上のセンサ情報を入力して、同一期間における３つ以上の時系列的物理状態情報を生成し、前記３つ以上の時系列的物理状態情報から前記複数の相関係数を算出することを特徴とする異常検出装置。
【請求項３】
請求項１記載の建設機械の異常検出装置において、
前記複数のセンサ手段は、前記複数の関連する物理状態として２つ以上の関連して変化する物理状態を検出する２つ以上のセンサ手段であり、
前記相関係数算出手段は、前記２つ以上のセンサ手段から出力される２つ以上のセンサ情報を３つ以上の異なる期間のそれぞれにおいて入力して、センサ手段毎に同一期間における３つ以上の時系列的物理状態情報を生成し、前記センサ手段毎の３つ以上の時系列的物理状態情報から前記複数の相関係数を算出することを特徴とする異常検出装置。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか1項記載の建設機械の異常検出装置において、
前記相関係数比較手段は、前記相関係数算出手段によって算出された複数の相関係数のそれぞれについて前記複数の相関係数間の正規化した偏差を求め、この正規化した偏差に基づいて前記差異の程度を算出することを特徴とする異常検出装置。
【請求項５】
請求項１〜３のいずれか1項記載の建設機械の異常検出装置において、
前記相関係数比較手段は、前記相関係数算出手段によって算出された複数の相関係数からそれらの平均値と標準偏差を用いて前記複数の相関係数間の正規化した偏差を求め、この正規化した偏差の絶対値に応じて異常情報フラグとしての相関比較値を決定し、この相関比較値を集計して前記差異の程度を示す値を算出することを特徴とする異常検出装置。
【請求項６】
請求項１又は２記載の建設機械の異常検出装置において、
前記建設機械は複数の油圧ポンプを備え、
前記複数のセンサ手段は、前記複数の油圧ポンプにそれぞれ配置されて前記複数の油圧ポンプの圧力を検出し、圧力情報を出力する複数の圧力センサを含み、
前記異常判定手段は、前記相関係数比較手段によって算出された差異の程度が予め定められた値を超えている場合に、対応する相関係数の圧力センサに関連する油圧ポンプに異常があったと判定することを特徴とする異常検出装置。
【請求項７】
請求項６記載の建設機械の異常検出装置において、
該建設機械の操作情報を検出する操作情報検出手段と、
該操作情報に基づいて各油圧ポンプの動作状態を判定する油圧ポンプ動作判定手段とを備え、
前記相関係数算出手段は、前記動作判定手段の判定結果に基づいて、動作している油圧ポンプのみの圧力情報を用いて前記相関係数を算出することを特徴とする異常検出装置。
【請求項８】
請求項１又は２記載の建設機械の異常検出装置において、
前記建設機械は複数の気筒が配置されたエンジンを備え、
前記複数のセンサ手段は、前記エンジンの複数の気筒にそれぞれ配置されて前記複数の気筒の温度を検出し、温度情報を出力する複数の温度センサを含み、
前記異常判定手段は、前記相関係数比較手段によって算出された差異の程度が予め定められた値を超えている場合に、対応する温度センサに関連する気筒に異常があったと判定することを特徴とする異常検出装置。
【請求項９】
請求項８記載の建設機械の異常検出装置において、
前記エンジンのエンジン回転数を検出する回転数検出手段を備え、
前記相関係数算出手段は、前記回転数検出手段によって検出された前記エンジン回転数が所定の値以上の場合のみの該温度情報を用いて前記相関係数を算出することを特徴とする異常検出装置。
【請求項１０】
請求項１又は３記載の建設機械の異常検出装置において、
前記建設機械は、
エンジンと、
前記エンジンによって駆動され、タンク内の作動油を汲み上げて吐出する油圧ポンプと、
前記油圧ポンプから吐出された作動油がコントロールバルブを介して供給され、その作動油によって駆動される油圧アクチュエータと、
前記油圧アクチュエータから前記コントロールバルブを介してタンクへと戻される作動油を冷却する作動油冷却装置とを備え、
前記作動油冷却装置は、
作動油が戻される経路に配置され、前記作動油を冷却する作動油クーラと、
前記作動油クーラを冷却する冷却ファンとを有し、
前記複数のセンサ手段は、
外気温度を検出する第１温度センサと、
前記タンク内の作動油の温度を検出する第２温度センサと、
前記作動油クーラの入口側における作動油の温度を検出する第３温度センサと、
前記作動油クーラの出口側における作動油の温度を検出する第４温度センサとを含み、
前記異常判定手段は、前記相関係数比較手段によって算出された差異の程度が予め定められた値を超えている場合に、対応する温度センサに関連する前記作動冷却装置の部位に異常があったと判定することを特徴とする異常検出装置。
【請求項１１】
請求項１又は３記載の建設機械の異常検出装置において、
前記建設機械は、
エンジンと、
前記エンジンによって駆動され、オイルパン内のエンジンオイルを汲み上げて吐出しエンジン内を循環させるオイルポンプ、前記エンジン内を循環したエンジンオイルが前記オイルパンに戻される経路に配置され、前記作動油を冷却するオイルクーラを有するエンジンオイル冷却系統と、
前記オイルクーラを冷却するウォータージャケット、前記エンジンによって駆動され、冷却水を前記ウォータージャケットに供給するウォーターポンプ、前記ウォータージャケットを通過した冷却水が前記ウォーターポンプに戻される経路に配置され、前記冷却水を冷却するラジエータ、前記エンジンにより駆動され、前記ラジエータを冷却する冷却ファンを有する冷却水冷却系統とを備え、
前記複数のセンサ手段は、
前記エンジンのエンジン回転数を検出する回転数センサと、
前記オイルポンプから吐出されたエンジンオイルの圧力を検出する第１圧力センサと、
前記ウォーターポンプから吐出された冷却水の圧力を検出する第２圧力センサとを含み、
前記相関関数算出手段は、前記回転数センサから出力されるエンジン回転数情報と前記第１及び第２圧力センサから出力される圧力情報のそれぞれについて他の情報との相関係数を算出し、
前記相関係数比較手段は、前記相関係数算出手段によって算出された相関係数どうしを比較して差異の程度を算出し、
前記異常判定手段は、前記相関係数比較手段によって算出された差異の程度が予め定められた値を超えている場合に、対応するセンサ手段に関連する機器に異常があったと判定することを特徴とする異常検出装置。
【請求項１２】
請求項１又は３記載の建設機械の異常検出装置において、
前記建設機械は、
エンジンと、
前記エンジンによって駆動され、オイルパン内のエンジンオイルを汲み上げて吐出しエンジン内を循環させるオイルポンプ、前記エンジン内を循環したエンジンオイルが前記オイルパンに戻される経路に配置され、前記作動油を冷却するオイルクーラを有するエンジンオイル冷却系統と、
前記オイルクーラを冷却するウォータージャケット、前記エンジンによって駆動され、冷却水を前記ウォータージャケットに供給するウォーターポンプ、前記ウォータージャケットを通過した冷却水が前記ウォーターポンプに戻される経路に配置され、前記冷却水を冷却するラジエータ、前記エンジンにより駆動され、前記ラジエータを冷却する冷却ファンを有する冷却水冷却系統とを備え、
前記複数のセンサ手段は、
前記エンジンオイルの温度を検出する第１温度センサと、
前記冷却水の温度を検出する第２温度センサとを含み、
前記異常判定手段は、前記相関係数比較手段によって算出された差異の程度が予め定められた値を超えている場合に、前記エンジンオイル冷却系統及び前記冷却水冷却系統のうち、対応する温度センサに関連するものに異常があったと判定することを特徴とする異常検出装置。
【請求項１３】
請求項１〜１２のいずれか１項記載の建設機械の異常検出装置において、
前記相関係数算出手段及び相関係数比較手段に代えて、前記複数のセンサ情報の各々の時系列的物理状態情報に対して、時系列的物理状態情報間の複数の相対比を算出する相対比算出手段と、該相対比算出手段によって算出された相対比どうしを比較して前記複数の相対値のそれぞれについての他の相対値との差異の程度を算出する相対比比較手段とを備え、
前記異常判定手段は、該相対比比較手段によって算出された差異の程度が予め定められた値を超えている場合に、対応するセンサ手段に関連する部位に異常があったと判定することを特徴とする異常検出装置。
【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建設機械の異常を検出する異常検出装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
鉱山等で稼動する大型油圧ショベル等の建設機械においては、１日２４時間ほとんど停止することなく３６５日連続稼動することが要求されるものがあり、異常停止する前に予め保守作業によって機器を万全な状態に保持する必要がある。一般的には、定期的に点検作業によって専門の保守員が点検を実施し、異常個所がないかを調査するとともに、異常が発見された場合には、必要な保守作業を行うことによって良好な機器状態が維持される。一方、点検保守作業を実施するためには、機器を停止する必要が生じるため、連続稼動させたい運用者にとっては、機器状態が良好な限り、点検保守作業は運用にとっての障害となりうる。【０００３】
このため、各種センサを用いて機械の状態を測定し、異常がないかを監視する異常診断技術が開発されている。診断技術によって故障停止する前に異常を検出し、早期に保守対策を行うことで、機器の故障を未然に防ぐ予防保守が重視されるようになっている。【０００４】
一方で、異常診断のための診断アルゴリズムの開発には機械メーカが鋭意取り組んでいるもののアルゴリズム開発の難しさから、適切な判定ができないケースがあった。適切な判定が難しい理由は、アルゴリズム開発時に行った実験環境と機械を利用するユーザがおかれている使用環境や運用形態が異なる点にある。【０００５】
これに対して、実環境上での計測結果から判定しようとする発明がなされている。例えば特許文献１では、エンジンの気筒に配置された温度センサの出力の平均化温度を算出し、平均化温度との差異が一定以上になれば気筒の異常であると判定するものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平３−２９００４６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、鉱山向けの油圧ショベルなど大型のエンジンを搭載する機械においては、エンジンの冷却機構の配置によって気筒間で温度差があり、近年のエンジン制御においては低燃費化を向上するために馬力の必要ないときは、エンジンの片側バンクを休止させるといった複雑な制御を行っている。このような状況にあって平均化温度を基準とすることは誤検出を招くことになる。また、油圧ポンプの制御はオペレータの操作に応じて行われるが、その制御は複雑であり、エンジンの制御に用いる異常の判定方法とは別の判定方法を用いる必要があった。【０００８】
本発明は以上の問題点に鑑みてなされたもので、建設機械のエンジンやポンプなどの機構部位の異常を複数のセンサ情報の関係に基づいて推定し、機械の故障を未然に防ぐことができる建設機械の異常検出装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成するために、本発明は、建設機械の複数の部位にそれぞれ配置されて複数の関連する物理状態を検出し、複数のセンサ情報を出力する複数のセンサ手段を備えた建設機械の異常検出装置において、前記複数のセンサ手段から出力される複数のセンサ情報を入力して前記複数のセンサ手段に対応する複数のセンサ情報の各々の所定期間における時系列的物理状態情報を生成し、前記複数のセンサ情報の各々の時系列的物理状態情報に対して、時系列的物理状態情報間の複数の相関係数を算出する相関係数算出手段と、該相関係数算出手段によって算出された複数の相関係数どうしを比較して前記複数の相関係数のそれぞれについての他の相関係数との差異の程度を算出する相関係数比較手段と、該相関係数比較手段によって算出された差異の程度が予め定められた値を超えている場合に、対応するセンサ手段に関連する部位に異常があったと判定する異常判定手段とを備えたことを特徴とするものである。【００１０】
また、本発明の異常検出装置は、前記複数のセンサ手段は、前記複数の関連する物理状態として３つ以上の同じ物理状態を検出する３つ以上のセンサ手段であり、前記相関係数算出手段は、前記３つ以上のセンサ手段から出力される３つ以上のセンサ情報を入力して、センサ手段毎に同一期間における３つ以上の時系列的物理状態情報を生成し、前記センサ手段毎の３つ以上の時系列的物理状態情報から前記複数の相関係数を算出することを特徴とするものである。【００１１】
また、本発明の異常検出装置は、前記複数のセンサ手段は、前記複数の関連する物理状態として２つ以上の関連して変化する物理状態を検出する２つ以上のセンサ手段であり、前記相関係数算出手段は、前記２つ以上のセンサ手段から出力される２つ以上のセンサ情報を３つ以上の異なる期間のそれぞれにおいて入力して、センサ手段毎に同一期間における３つ以上の時系列的物理状態情報を生成し、前記センサ手段毎の３つ以上の時系列的物理状態情報から前記複数の相関係数を算出することを特徴とするものである。【００１２】
また、本発明の異常検出装置は、前記相関係数比較手段は、前記相関係数算出手段によって算出された複数の相関係数のそれぞれについて前記複数の相関係数間の正規化した偏差を求め、この正規化した偏差に基づいて前記差異の程度を算出することを特徴とするものである。【００１３】
更に、本発明の異常検出装置は、前記相関係数比較手段は、前記相関係数算出手段によって算出された複数の相関係数からそれらの平均値と標準偏差を用いて前記複数の相関係数間の正規化した偏差を求め、この正規化した偏差の絶対値に応じて異常情報フラグとしての相関比較値を決定し、この相関比較値を集計して前記差異の程度を示す値を算出することを特徴とするものである。【００１４】
また、本発明の異常検出装置は、前記建設機械は複数の油圧ポンプを備え、前記複数のセンサ手段は、前記複数の油圧ポンプにそれぞれ配置されて前記複数の油圧ポンプの圧力を検出し、圧力情報を出力する複数の圧力センサを含み、前記異常判定手段は、前記相関係数比較手段によって算出された差異の程度が予め定められた値を超えている場合に、対応する相関係数の圧力センサに関連する油圧ポンプに異常があったと判定することを特徴とするものである。【００１５】
また、本発明の異常検出装置は、該建設機械の操作情報を検出する操作情報検出手段と、該操作情報に基づいて各油圧ポンプの動作状態を判定する油圧ポンプ動作判定手段とを備え、前記相関係数算出手段は、前記動作判定手段の判定結果に基づいて、動作している油圧ポンプのみの圧力情報を用いて前記相関係数を算出することを特徴とするものである。【００１６】
更に、本発明の異常検出装置は、前記建設機械は複数の気筒が配置されたエンジンを備え、前記複数のセンサ手段は、前記エンジンの複数の気筒にそれぞれ配置されて前記複数の気筒の温度を検出し、温度情報を出力する複数の温度センサを含み、前記異常判定手段は、前記相関係数比較手段によって算出された差異の程度が予め定められた値を超えている場合に、対応する温度センサに関連する気筒に異常があったと判定することを特徴とするものである。【００１７】
また、本発明の異常検出装置は、前記エンジンのエンジン回転数を検出する回転数検出手段を備え、前記相関係数算出手段は、前記回転数検出手段によって検出された前記エンジン回転数が所定の値以上の場合のみの該温度情報を用いて前記相関係数を算出することを特徴とするものである。【００１８】
また、本発明の異常検出装置は、前記建設機械は、エンジンと、前記エンジンによって駆動され、タンク内の作動油を汲み上げて吐出する油圧ポンプと、前記油圧ポンプから吐出された作動油がコントロールバルブを介して供給され、その作動油によって駆動される油圧アクチュエータと、前記油圧アクチュエータから前記コントロールバルブを介してタンクへと戻される作動油を冷却する作動油冷却装置とを備え、前記作動油冷却装置は、作動油が戻される経路に配置され、前記作動油を冷却する作動油クーラと、前記作動油クーラを冷却する冷却ファンとを有し、前記複数のセンサ手段は、外気温度を検出する第１温度センサと、前記タンク内の作動油の温度を検出する第２温度センサと、前記作動油クーラの入口側における作動油の温度を検出する第３温度センサと、前記作動油クーラの出口側における作動油の温度を検出する第４温度センサとを含み、前記異常判定手段は、前記相関係数比較手段によって算出された差異の程度が予め定められた値を超えている場合に、対応する温度センサに関連する前記作動冷却装置の部位に異常があったと判定することを特徴とするものである。【００１９】
更に、本発明の異常検出装置は、前記建設機械は、エンジンと、前記エンジンによって駆動され、オイルパン内のエンジンオイルを汲み上げて吐出しエンジン内を循環させるオイルポンプ、前記エンジン内を循環したエンジンオイルが前記オイルパンに戻される経路に配置され、前記作動油を冷却するオイルクーラを有するエンジンオイル冷却系統と、前記オイルクーラを冷却するウォータージャケット、前記エンジンによって駆動され、冷却水を前記ウォータージャケットに供給するウォーターポンプ、前記ウォータージャケットを通過した冷却水が前記ウォーターポンプに戻される経路に配置され、前記冷却水を冷却するラジエータ、前記エンジンにより駆動され、前記ラジエータを冷却する冷却ファンを有する冷却水冷却系統とを備え、前記複数のセンサ手段は、前記エンジンのエンジン回転数を検出する回転数センサと、前記オイルポンプから吐出されたエンジンオイルの圧力を検出する第１圧力センサと、前記ウォーターポンプから吐出された冷却水の圧力を検出する第２圧力センサとを含み、前記相関関数算出手段は、前記回転数センサから出力されるエンジン回転数情報と前記第１及び第２圧力センサから出力される圧力情報のそれぞれについて他の情報との相関係数を算出し、前記相関係数比較手段は、前記相関係数算出手段によって算出された相関係数どうしを比較して差異の程度を算出し、前記異常判定手段は、前記相関係数比較手段によって算出された差異の程度が予め定められた値を超えている場合に、対応するセンサ手段に関連する機器に異常があったと判定することを特徴とするものである。【００２０】
また、本発明の異常検出装置は、前記エンジンオイル冷却系統と、前記冷却水冷却系統とを備え、前記複数のセンサ手段は、前記エンジンオイルの温度を検出する第１温度センサと、前記冷却水の温度を検出する第２温度センサとを含み、前記異常判定手段は、前記相関係数比較手段によって算出された差異の程度が予め定められた値を超えている場合に、前記エンジンオイル冷却系統及び前記冷却水冷却系統のうち、対応する温度センサに関連するものに異常があったと判定することを特徴とするものである。【００２１】
更に、本発明の異常検出装置は、前記相関係数算出手段及び相関係数比較手段に代えて、前記複数のセンサ情報の各々の時系列的物理状態情報に対して、時系列的物理状態情報間の複数の相対比を算出する相対比算出手段と、該相対比算出手段によって算出された相対比どうしを比較して前記複数の相対値のそれぞれについての他の相対値との差異の程度を算出する相対比比較手段とを備え、前記異常判定手段は、該相対比比較手段によって算出された差異の程度が予め定められた値を超えている場合に、対応するセンサ手段に関連する部位に異常があったと判定することを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００２２】
本発明の異常検出装置は、エンジンや油圧ポンプなどの機構部位の制御状態に応じて複数の温度センサもしくは圧力センサなどのセンサ手段から得たセンサ情報の相関係数の比較情報によって異常検出を行うので、予め建設機械の状態に応じた判定閾値や学習値を計測データから算出する必要がないため、建設機械の異なる使用環境や運用形態において、同一の判定方法によって機械に適切な判定を行い、機械の故障を未然に防ぐことができる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明の異常検出装置のシステム全体の構成図を示す図である。
【図２】本発明が適用される建設機械である油圧ショベルの全体構成を示す図である。
【図３】本発明が適用される建設機械（油圧ショベル）の油圧システムを示す図である。
【図４】本発明の実施例１の異常検出装置のシステム全体の構成図であり、図１のセンサをポンプケースドレン圧力センサに置き換えたものである。
【図５】実施例１で正常な状態のポンプ圧力を計測した結果を示す図である。
【図６】実施例１で正常な状態での相関係数を算出した結果を示す図である。
【図７】実施例１の油圧ポンプの正常時における相関係数に対応する正規化した偏差を示す図である。
【図８】実施例１の正常な状態での相関係数比較部の出力を示す図である。
【図９】実施例１で異常が発生した時のポンプ圧力を計測した結果を示す図である。
【図１０】実施例１で異常が発生した時の相関係数を算出した結果を示す図である。
【図１１】実施例１０の油圧ポンプの異常時における相関係数に対応する正規化した偏差を示す図である。
【図１２】実施例１で異常が発生した時の相関係数比較部の出力を示す図である。
【図１３】本発明の実施例２のシステム全体の構成図である。
【図１４】本発明の実施例３のシステム全体の構成図である。
【図１５】実施例３のエンジン気筒温度を示す図である。
【図１６】実施例３で異常が発生した時の相関係数を算出した結果を示す図である。
【図１７】実施例３で異常が発生した時の相関係数比較部の出力を示す図である。
【図１８】本発明の実施例４のシステム全体の構成図である。
【図１９】本発明の実施例５のシステム全体の構成図である。
【図２０】実施例５で異常が発生した時の相関係数を算出した結果を示す図である。
【図２１】実施例５で異常が発生した時の相関係数比較部の出力を示す図である。
【図２２】図３に示した油圧システムに作動油冷却装置を設けた場合の構成を示す図である。
【図２３】作動油冷却装置におけるリリーフ弁が正常時の温度変化とリリーフ弁が故障時の温度変化を示す図である。
【図２４】本発明の実施例６のシステム全体の構成図である。
【図２５】油圧ショベルのエンジンオイル冷却系統及び冷却水冷却系統の構成を示す図である。
【図２６】エンジン回転数、エンジンオイル圧力、冷却水圧力の時系列変化を示す図である。
【図２７】本発明の実施例７のシステム全体の構成図である。
【図２８】ラジエータ入口冷却水温度Trとエンジンオイル温度Teの時系列変化を示す図である。
【図２９】本発明の実施例８のシステム全体の構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
以下、本発明の実施例を図面を用いて説明する。
【実施例１】
【００２５】
（ポンプの事例（１）について）
本発明の一実施例について、建設機械である油圧ショベルを例に取り、図１〜図１２を用いて説明する。本実施例は、複数のセンサが複数の関連する物理状態として３つ以上の同じ物理状態を検出する場合のものである。なお、本発明は油圧ショベルに限らず、クレーン車、ホイールローダ、ブルドーザ等のその他の建設機械にも適用可能である。【００２６】
図１は本発明の異常検出装置のシステム全体の構成図を示したものである。【００２７】
本発明の異常検出装置１は複数のセンサ１０１ａ，１０１ｂ，１０１ｃ，…を備えた構成を示している。そして、これら複数のセンサ１０１ａ，１０１ｂ，１０１ｃ，…（以下適宜１０１で代表する）からのセンサ信号（センサ情報）を図示しないＡ／Ｄ変換部を介して相関係数算出部１０２に入力する。相関係数算出部１０２では、所定の同一期間の複数（３つ以上）のセンサ信号を入力し、そのセンサ信号に時刻情報を付加して同一期間における複数（３つ以上）の時系列的物理状態情報を生成し、その時系列的物理状態情報である複数のセンサ信号の時系列値について互いの相関係数を算出する。そして、これらの相関係数は相関係数比較部１０３に入力され、相関係数比較部１０３は相関係数に基づいて正規化した偏差を算出する。相関係数から正規化した偏差を算出する手順については後述するが、概要としては算出した相関係数からその平均値と標準偏差を用いて偏差の正規化を行う。その後、求めた正規化した偏差の絶対値に応じてた正規化した偏差を相関比較値として置き換えて、各相関係数毎にこれらの相関比較値の合計値を算出して相関比較合計値を求める。相関係数比較部１０３は、この相関比較合計値の百分率を出力として、異常判定部１０４に渡す。【００２８】
異常判定部１０４では、例えば、相関比較合計値の百分率が５０％以上については、「警告判定」、８０％以上については、「異常判定」を出力するよう構成する。【００２９】
また、図２は本発明の異常検出装置のシステム全体を搭載した、建設機械の全体構成図を示すものである。【００３０】
図２を用いて建設機械である油圧ショベル８５２の動作について説明する。油圧ショベル８５２は、備えられた各操作機構によって掘削などの動作を行うことができる。バケット８６１，アーム８６２，ブーム８６３は、油圧シリンダ８７１，８７２，８７３によって駆動される。これらの掘削に関わる部位全体はフロントと呼ばれることが多い。油圧シリンダ８７１，８７２，８７３が伸縮動作をすることによって、バケット８６１，アーム８６２，ブーム８６３などが動作する。ブーム８６３の基端は上部旋回体８５６の前部に回動可能に取り付けられている。上部旋回体８５６は、旋回機構８５４を介して下部走行体８５５上を旋回可能である。【００３１】
また、図３に油圧シリンダ８７１，８７２，８７３の油圧を発生させる油圧システムの構成を示す。【００３２】
図３において、エンジン９０２からのトルクにより油圧ポンプ９０４が駆動される。これによりタンク９４０に納められているオイルが油圧を制御するコントロールバルブ９０６に送られるようになる。コントロールバルブ９０６は外部から操作機構及び制御装置（ここでは図示せず）により制御され、例えば油圧シリンダ８７１，８７２，８７３等を稼働させて、バケット８６１，アーム８６２，ブーム８６３を動かす油圧を発生させる。また、コントロールバルブ９０６から制御にともない不要となるオイルについてはタンク９４２に排出されるようになっている。【００３３】
そして、この実施例では油圧ポンプ９０４に後述するポンプケースドレン圧力センサ２０１が設けられており、また、エンジン９０２にもエンジン気筒温度センサ３０１が設けられている。【００３４】
エンジン９０２によって駆動される油圧ポンプ９０４は複数個、例えば５個あり、それに応じてポンプケースドレン圧力センサ２０１も複数個、例えば５個ある。以下において、複数個の油圧ポンプ及び圧力センサをそれぞれ１つの符号で代表して説明する場合は符号９０４，２０１を用い、個別の油圧ポンプ及び圧力センサを表す場合は、添え字ａ，ｂ，ｃ，…を付した符号９０４ａ，９０４ｂ，９０４ｃ，…及び２０１ａ，２０１ｂ，２０１ｃ，…を用いて説明する。【００３５】
油圧ショベル８５２のエンジン９０２には複数個、例えば１６個の気筒が備わっており、それに応じてエンジン気筒温度センサ３０１も複数個、例えば１９個ある。以下において、エンジン気筒温度センサを１つの符号で代表して説明する場合は符号３０１を用い、個別のエンジン気筒温度センサを表す場合は、添え字ａ，ｂ，ｃ，…を付した符号３０１ａ，３０１ｂ，３０１ｃ，…を用いて説明する。【００３６】
油圧ショベル８５２の上部旋回体８５６のキャブ８５６ａ内にはモニタに接続されたコントローラ８５６ｂが配置されており、上述したＡ／Ｄ変換部（図示せず）、相関係数算出部１０２、相関係数比較部１０３、異常判定部１０４はそのコントローラ８５６ｂによって構成されている。なお、コントローラ８５６ｂは管理室等に別置きとし、油圧ショベル８５２ではセンサで検出したデータを一旦データベースに保存し、そのデータを定期的に取り出してコントローラに送信或いはダウンロードしてもよい。【００３７】
図４は、図１におけるセンサ１０１をポンプケースドレン圧力センサ２０１に置き換えたものであり、前述の建設機械８５２に用いられているものである。油圧ポンプ９０４は、伝達する圧力を調整する重要な部品である。ポンプケースドレン圧力センサ２０１を用いて、建設機械８５２が正常に運転動作している時の正常な状態のポンプ内の圧力を計測した結果を図５に示す。測定した経過時間帯においてポンプ内の圧力は突出した高い圧力が発生していないことを示している。ここでは、ポンプケースドレン圧力センサ２０１はポンプケースドレン圧力センサ２０１ａ〜２０１ｅ（図なし）までの５つのポンプ９０４ａ〜９０４ｅについて計測しているとする。相関係数算出部１０２では、同一期間の複数のセンサ信号を時系列的に入力し、同一期間における５つの時系列的な圧力情報を生成し、これらの圧力情報の時系列値について、相関係数算出部１０２を用いて互いの相関係数を算出する。その結果を図６の表６０１に示す。相関係数の算出方法は、以下の式１の通りである。【００３８】
入力値（ここではポンプケースドレン圧力センサ２０１を用いて測定されたドレン圧力値）のうち、任意の２つの入力値をＸｉとＸｊ（ｉ，ｊ＝１，・・・，ｎ）（ｎは入力値となるセンサの数、本実施例では５）とし、Ｘｉ，Ｘｊの時刻ｔの計測値をＸｉ(ｔ)，Ｘｊ(ｔ)で表すとし、時刻ｔ＝０から時刻ｔ＝Ｔ−１までの計測値について算出すると、入力値ＸｉとＸｊの相関係数ρ(ｉ，ｊ)は、平均μｉ，μｊと標準偏差σｉ，σｊを用いて下記の式で算出される。【００３９】
ρ(ｉ，ｊ)＝Σ(Ｘｉ(ｔ)−μｉ）（Ｘｊ(ｔ)−μｊ）／（Ｔ・σｉ・σｊ）
・・・・・  （式１）
ただし、
μｉ＝ΣＸｉ(ｔ)／Ｔ、μｊ＝ΣＸｊ(ｔ)／Ｔ
σｉ＝（ｎΣＸｉ(ｔ)2−(ΣＸｉ(ｔ))2）／（Ｔ・(Ｔ−１)）
σｊ＝（ｎΣＸｊ(ｔ)2−(ΣＸｊ(ｔ))2）／（Ｔ・(Ｔ−１)）
相関係数は、−１から１までの値をとり、図６に示した値はいずれも１に近い値を示しており（同じ値どうしの相関が１であるのは当然である）、強い相関があることが分かる。【００４０】
相関係数比較部１０３は、表４０１に示した相関係数に基づいて正規化した偏差を算出する。相関係数から正規化した偏差を算出する手順については、後述する。相関係数に基づいて算出された正規化した偏差を図７の表７０１に示す。相関係数比較部１０３は、この偏差を用いて、偏差の絶対値が３.０以上のときには１.０、３.０未満１.５以上のときには０.５、１．５未満のときには０の相関比較値として置き換える。この結果が図８に示した表８０１である。相関比較値１．０，０，５，０は異常フラグ情報として事前に決めた値である。相関係数比較部１０３は、最後にこれらの合計値を各相関係数について算出し、図８の表８０２に示す相関比較合計値を算出し、これを百分率として算出する。相関比較合計値或いはその百分率は相関比較値を集計して得た各相関係数の他の相関係数に対する差異の程度を示す値である。相関比較合計値が５０％未満の場合には、正常と判定される。相関比較合計値から直接異常を判定指定もよい。【００４１】
次に、図９に異常が発生した時のポンプ圧力を計測した結果を示す。図９で分かるように、＃３のポンプの圧力が高くなっている。このときの相関係数を相関係数算出部１０２を用いて算出すると、図１０の表１００１に示すとおりになる。＃３以外の相関係数に大きな変化は現れていないが、＃３の相関係数が小さくなっていることが分かる。すなわち、＃３のポンプは他のポンプの動きとは異なる傾向を示していることを示している。この相関係数に関して、相関係数比較部１０３を用いて、相関係数の変化、すなわち正規化した偏差を検出する。例えば、図１０の表１００１において、＃１からみた各ポンプの相関係数は、１.００，０.８８，０.１５，０.８９，０.８８である。相関係数比較部１０３では、これらの相関係数ρ(１，ｊ)（ｊ＝１，・・・，５）について、その平均μ(ρ１)と標準偏差σ(ρ１)を用いて正規化を行う。正規化した値をρｓ(１，ｊ)（ｊ＝１，・・・，５）とすれば、
ρｓ(１，ｊ)＝（ρ(１，ｊ)−μ(ρ１)）／σ(ρ１)          ・・・・・  （式２）
となり、＃１のポンプの相関係数１.００，０.８８，０.１５，０.８９，０.８８に対応する正規化した偏差は、それぞれ図１１の表１１０１に示したように０.７０，０.３５，−１.７７，０.３８，０.３５となる。式２を＃１〜＃５全体について汎化すると、式２′のようになる。【００４２】
ρｓ(ｉ，ｊ)＝（ρ(ｉ，ｊ)−μ(ρｉ)）／σ(ρｉ)  （ｉ＝１，・・・，５，ｊ＝１，・・・，５）                                          ・・・・・  （式２′）
相関係数比較部１０３は、この偏差を用いて、偏差の絶対値が３以上のときには１.０、３未満１.５以上のときには０.５、１．５未満のときには０の相関比較値として置き換える。この結果が図１２に示した表１２０１である。相関係数比較部１０３では、最後にこれらの合計値を各相関係数について算出する。図１２の表１２０２に示すように、＃１から＃５までのポンプ圧力に対する相関比較合計値は、それぞれ０，０，２.５，０，０となり、これを百分率で表すと、０％，０％，５０％，０％，０％となる。相関係数比較部１０３は、この相関比較合計値の百分率を出力として、異常判定部１０４に渡す。【００４３】
異常判定部１０４では、相関比較合計値の百分率が５０％以上については、「警告判定」、８０％以上については、「異常判定」を出力する。図１２の例では、異常判定部１０４による判定結果は、＃３のポンプに対して「警告判定」を出力するようになる。「異常判定」の出力方法としては、例えば「警告判定」或いは「異常判定」の文字をモニタに表示する。【００４４】
本実施例によれば、油圧ポンプの制御状態に応じて複数の圧力センサから得たセンサ情報の相関係数の比較情報によって異常検出を行うので、予め油圧ショベルの状態に応じた判定閾値や学習値を計測データから算出する必要がないため、油圧ショベルの異なる使用環境や運用形態において、同一の判定方法によって機械に適切な判定を行い、機械の故障を未然に防ぐことができる。
【実施例２】
【００４５】
（ポンプの事例（２）について）
本発明の他の実施例を上述した実施例および図１３を用いて説明する。本実施例は実施例１の変形例である。【００４６】
図１３において、本実施例における異常検出装置１は、図２に示した構成に加え、油圧ショベル８５２（図１８参照）の操作情報を検出する操作情報検出部２０２と、その操作情報に基づいて各油圧ポンプ９０４の動作状態を判定するポンプ動作判定部２０３を更に備えている。油圧ショベル８５２は、操作機構として、レバー操作量に応じた操作パイロット圧を生成し、その操作パイロット圧でコントロールバルブ９０６を駆動するコントロールレバー装置を備えている。操作情報検出部２０２は例えばその操作パイロット圧を検出する圧力センサである。その場合、ポンプ動作判定部２０３は操作パイロット圧が一定値を超えると、その操作パイロット圧によって駆動されるコントロールバルブ９０６に係わる油圧ポンプ９０４は動作状態にあると判定する。【００４７】
相関係数算出部１０２は、ポンプ動作判定部２０３の判定結果に基づいて、動作している油圧ポンプ９０４のみの圧力情報を用いて相関係数を算出する。【００４８】
本実施の形態によれば、動作していない油圧ポンプは診断から除外されるので、より正確な異常検出ができる。
【実施例３】
【００４９】
（エンジンの事例（１）について）
本発明の更に他の実施例について、建設機械である油圧ショベルを例に取り、上述した実施例および図１４から図１７を用いて説明する。本実施例も、複数のセンサが複数の関連する物理状態として３つ以上の同じ物理状態を検出する場合のものである。【００５０】
図１４は、図１におけるセンサ１０１をエンジン気筒温度センサ３０１に置き換えたものである。前述したように、油圧ショベル８５２のエンジン９０２には１６個の気筒が備わっており、エンジン気筒温度センサ３０１ａ〜３０１ｐ（図示せず）までの１６個のエンジン気筒温度センサによって各気筒の温度が測定され、エンジンの動作状態を知ることができる。【００５１】
図１５は、異常な状態として、例えばエンジン気筒に燃料を供給するインジェクション機構に異常が発生して、燃料が供給過多になったときのエンジン気筒温度センサ３０１ａ〜エンジン気筒温度センサ３０１ｐによって測定されたエンジン気筒温度を図示したものである。図１５から、＃３の気筒温度は他の気筒温度に比べて高く、＃４と＃９の気筒温度は他の気筒温度とは異なる変化を示している。これらの気筒温度について、上述した実施例１と同様に、相関係数算出部１０２によって相関係数が算出された結果を図１６に示す。そして、これを相関係数比較部１０３によって比較した結果を図１７に示す。相関比較合計値の百分率は、＃４のエンジンが４１％、＃９のエンジンが９４％である。これを異常判定部１０４によって判定すると、＃９のエンジンのみが「異常判定」として出力される（＃４のエンジンは４１％であるので、「警告判定」の５０％には及ばない）。
【実施例４】
【００５２】
（エンジンの事例（２）について）
本発明の更に他の実施例を上述した実施例および図１８を用いて説明する。本実施例は実施例３の変形例である。【００５３】
図１８において、本実施例における異常検出装置１は、図１４に示した構成に加え、エンジン９０２（図３参照）の回転数を検出する回転数センサ３０２を更に備えている。【００５４】
相関係数算出部１０２は、回転数センサ３０２によって検出されたエンジン回転数が所定の値以上の場合のみの温度情報を用いて相関係数を算出する。【００５５】
本実施の形態によれば、エンジン９０２が所定値未満の回転数で動作しているときの温度情報は診断から除外されるので、より正確な異常検出ができる。
【実施例５】
【００５６】
（エンジンの事例（３）について）
本発明の更に他の実施例について、建設機械である油圧ショベルを例に取り、上述した実施例および図１９〜図２１を用いて説明する。本実施例も、複数のセンサが複数の関連する物理状態として３つ以上の同じ物理状態を検出する場合のものである。【００５７】
実施例３では、＃９のエンジンに異常があることを判定して、＃４のエンジンにおいてはその兆候があることが分かったが、＃３のエンジンの異常は判定できなかった。これは、＃３のエンジンについては、温度範囲が他の気筒と異なるものの、変化の仕方は他の気筒と同じ振る舞いであったためである。【００５８】
この為、本実施例は＃３のエンジンのような異常を検出することを示したものである。【００５９】
図１９に、本実施例の構成を示す。実施例３の図１４の構成における相関係数算出部１０２及び相関係数比較部１０３の代わりとして、相対比算出部４０２及び相対比比較部４０３を備えた構成になっている。【００６０】
入力値（ここではエンジン気筒温度センサ３０１を用いて測定された気筒温度）のうち、任意の２つの入力値をＸｉとＸｊ（ｉ，ｊ＝１，・・・，ｎ）（ｎは入力値となるセンサの数、本実施例では１６）とし、Ｘｉ，Ｘｊの時刻ｔの計測値をＸｉ(ｔ)，Ｘｊ(ｔ)で表すとし、時刻ｔ＝０から時刻ｔ＝Ｔ−１までの計測値について算出すると、入力値Ｘｉに対するＸｊの相対比ν(ｉ，ｊ)は、下記の式で算出される。【００６１】
ν(ｉ，ｊ)＝（ΣＸｊ(ｔ)／Ｘｉ(ｔ)）／Ｔ                  ・・・・・  （式３）
相対比算出部４０２を用いて、エンジン気筒温度の相対比を算出すると、図２０の表に示すような結果となる。そして、相対比比較部４０３を用いて相対比比較合計値及びその百分率を算出すると、図２１のようになる。この相対比比較合計値の算出方法は、上述した実施例３における相関係数を相対比で置き換えて算出したものである。図２１に示すように、相対比比較合計値の百分率が、相対比算出部４０２から異常判定部１０４に出力され、異常判定部１０４によって、「異常判定」が出力されるようになる。【００６２】
なお、本実施例は実施例３の一部を変更するものとして説明したが、他の実施例に対しても同様に本実施例の考えを適用できるものである。
【実施例６】
【００６３】
（作動油冷却装置の事例）
本発明の更に他の実施例について、建設機械である油圧ショベルを例に取り、上述した実施例および図２２〜図２４を用いて説明する。本実施例は、複数のセンサが複数の関連する物理状態として２つ以上の関連して変化する物理状態を検出する場合のものである。【００６４】
図２２は、図３に示した油圧システムに作動油冷却装置を設けた場合の構成を示す図である。【００６５】
図２２において、前述したように、エンジン９０２によって発生された運動エネルギーは、油圧ポンプ９０４を駆動し、作動油タンク９４０から作動油を汲み上げ、コンロールバルブ９０６を経由して油圧シリンダ８７１，８７２，８７３等に送り、油圧シリンダ８７１，８７２，８７３等を稼働させて、バケット８６１，アーム８６２，ブーム８６３を動かす油圧を発生させる。【００６６】
油圧シリンダ８７１，８７２，８７３等が伸縮するのに伴い、作動油が作動油タンク９４０に戻される。作動油は油圧シリンダ８７１，８７２，８７３等を駆動する際にその圧力によって温度上昇するため、作動油タンク９４０に戻す前に作動油クーラー１９０４を通じて冷却される。作動油クーラー１９０４は、エンジン９０２に接続された冷却ファン１９０８を回転させ、外気を吸い込むことによって冷やされ、それによって作動油が冷やされて作動油タンク９４０に戻される。リリーフ弁１９０５は、コントロールバルブ９０６から戻された作動油の圧力が高いことで、作動油クーラー１９０４が壊れないようにするための安全弁である。リリーフ弁１９０５は必要に応じて開くようになっており、リリーフ弁１９０５が故障すると、各部の圧力や温度に異常が生じる。【００６７】
作動油クーラー１９０４は、外気温によって冷却されるため、外気温度Taが上昇するに伴って、作動油温度To、クーラー入口温度Tin、クーラー出口温度Toutも上昇することになる。【００６８】
図２３にリリーフ弁１９０５正常時の温度変化２００１とリリーフ弁１９０５故障時の温度変化２００２を示す。【００６９】
リリーフ弁１９０５が故障して、開いた状態のままになった場合を考える。リリーフ弁１９０５が開いたままになっているので、作動油クーラー１９０４に流入する作動油が減るため、作動油が十分に冷やされないという状態になる。温度変化２００２に示すように、クーラー出口温度Toutは、作動油クーラー１９０４に流入する作動油が減る分温度が下がるが、作動油クーラー１９０４に流入しない作動油が増える分、作動油温度Toは上昇する。結果として、作動油クーラー入口温度Tinも上昇することになる。【００７０】
本実施例の異常検出装置は、上記外気温度Ta、作動油温度To、クーラー入口温度Tin、クーラー出口温度Toutをそれぞれ温度センサ５０１ａ，５０１ｂ，５０１ｃ，５０１ｄで検出し、そのセンサ値を入力として、正常動作時の相関係数を基準として、異常動作時の相関係数の変化を検出する。これにより作動油冷却装置の異常（上記の例ではリリーフ弁１９０５の故障）を検出することができる。【００７１】
ここで、本実施例では、正常動作時の相関係数を得るために異なる期間の相関係数を利用する。【００７２】
すなわち、図２３において、異なる期間Ａ，Ｂ，Ｃを考える。期間Ａはリリーフ弁１９０５故障直後の期間である。期間Ｂはリリーフ弁１９０５故障直前の期間である。期間Ｃは期間Ｂの前の期間である。期間Ｂと期間Ｃでは、外気温度Taが上昇するに伴って、作動油温度To、クーラー入口温度Tin、クーラー出口温度Toutが上昇している。したがって、期間Ｂと期間Ｃのセンサ値を用いて期間Ｂと期間Ｃのそれぞれにおいて相関係数を算出し、その相関係数と期間Ａのセンサ値を用いて算出した相関係数とを比較することで、期間Ａで何らかの異常が発生したことを検知することができる。【００７３】
また、期間Ａにおける相関係数から、クーラー出口温度Toutがクーラー入口温度Tin及び作動油温度Toとは外気温度Taに対して異なる変化をしていることを知ることができ、温度センサ４０１ｄに係わる部位に異常が発生したと判定でき、リリーフ弁１９０５に故障が発生したことを推定することができる。【００７４】
図２４は本実施例における異常検出装置１の構成を示す図である。本実施例における異常検出装置１は、図１におけるセンサ１０１を温度センサ５０１ａ，５０１ｂ，５０１ｃ，５０１ｄに置き換え、相関係数算出部１０２を相関係数算出部５０２に置き換えたものである。【００７５】
温度センサ５０１ａ，５０１ｂ，５０１ｃ，５０１ｄは、それぞれ、上記外気温度Ta、作動油温度To、クーラー入口温度Tin、クーラー出口温度Toutを検出する。【００７６】
相関係数算出部５０２は、温度センサ５０１ａ，５０１ｂ，５０１ｃ，５０１ｄから出力されるセンサ信号を３つ以上の異なる所定期間（上記の例では期間Ａ，Ｂ，Ｃ）のそれぞれにおいて入力し、センサ毎に同一期間における３つ以上の時系列的物理状態情報（上記の例では外気温度Ta、作動油温度To、クーラー入口温度Tin、クーラー出口温度Touのそれぞれについて３つ以上の時系列的なセンサ値）を生成する。そして、その温度センサ毎の３つ以上の時系列的物理状態情報から相関係数を６つ以上算出する。【００７７】
相関係数比較部１０３及び異常判定部１０４は、実施例１等と同様な処理を行い、相関比較合計値の百分率が５０％以上については、「警告判定」、８０％以上については、「異常判定」を出力する。【００７８】
なお、上記実施例では、センサ信号を入力する期間の数は３つとしたが、３つよりも多くてもよい。センサ信号を入力する期間の数が増えれば増えるほど、正常動作時のセンサ信号が取り込まれる確率が高くなり、より正確な異常検出ができる。【００７９】
また、上記実施例では、センサ信号を入力する３つの期間を連続的な３つの期間としたが、これらの期間は非連続的であってもよい。
【実施例７】
【００８０】
（エンジンオイル冷却系統及び冷却水冷却系統の事例（１）について）
本発明の更に他の実施例について、建設機械である油圧ショベルを例に取り、上述した実施例および図２５〜図２７を用いて説明する。本実施例も、複数のセンサが複数の関連する物理状態として２つ以上の関連して変化する物理状態を検出する場合のものである。
【００８１】
図２５は、油圧ショベルのエンジンオイル冷却系統及び冷却水冷却系統の構成を示す図である。【００８２】
図２５において、エンジン１９０１は、その温度を冷やすためにエンジンオイルを用いる。オイルポンプ２１０２は，エンジン１９０１の回転部と接続されており、そのエンジン１９０１の回転に合わせて駆動する。オイルポンプ２１０２は、オイルパン２１０６からエンジンオイルを汲み上げ、オイルクーラ２１０３に送り込む。オイルクーラ２１０３は、ウォータージャケット２１０４に満たされた冷却水によって冷却され、オイルクーラ２１０３によって冷却されたエンジンオイルはオイルパン２１０６に戻される。また、ウォーターポンプ２１０５もエンジン１９０１の回転部に接続され、ウォータージャケット２１０４から冷却水を汲み上げてラジエータ２１０１で冷却水を冷やし、ウォータージャケット２１０４に戻す。ラジエータ２１０１は、エンジン１９０１の回転部に接続された冷却ファン１９０８によって空冷される。【００８３】
図２６にエンジン回転数Re、エンジンオイル圧力Pe、冷却水圧力Pcの時系列変化を示す。エンジン回転数Re（図ではグラフ2201）の変化に合わせて、エンジンオイル圧力Pe（図ではグラフ2202）と冷却水圧力Pc（図ではグラフ2203）が変化する。これは、図２５に示したように、オイルポンプ２１０２とウォーターポンプ２１０５がエンジン１９０１の回転部に取り付けられており、エンジン１９０１の回転に合わせて駆動することを示している。【００８４】
ここで、ウォーターポンプ２１０５が何らかの要因によって故障した場合を考える。ウォーターポンプ２１０５が故障することによって、冷却水が循環しない、あるいは十分な循環量が得られないという状況が起きる。この場合、図２６のグラフ２２０４に示すように、冷却水圧力に通常とは異なる変動が生じる。これにより、エンジン回転数Re、エンジンオイル圧力Pe、冷却水圧力Pcの間の相関に変化が生じることになる。【００８５】
本実施例の異常検出装置は、そのような考えに基づくものであり、上記エンジン回転数Re、エンジンオイル圧力Pe、冷却水圧力Pcをそれぞれ回転数センサ６０１ａ、エンジンオイル圧力センサ６０１ｂ、冷却水センサ６０１ｃで検出し、そのセンサ値を入力として、正常動作時の相関係数を基準として、異常動作時の相関係数の変化を検出する。これによりエンジンオイル系統或いは冷却水冷却系統の異常（上記の例ではウォーターポンプ２１０の故障）を検出することができる。【００８６】
本実施例においても正常動作時の相関係数を得るには、上述した実施例６と同様に異なる期間の相関係数を用いる。【００８７】
図２７は本実施例における異常検出装置１の構成を示す図である。本実施例における異常検出装置１は、図２４における温度センサ５０１ａ，５０１ｂ，５０１ｃ，５０１ｄを回転数センサ６０１ａ、エンジンオイル圧力センサ６０１ｂ、冷却水圧力センサ６０１ｃに置き換えたものである。【００８８】
回転数センサ６０１ａ、エンジンオイル圧力センサ６０１ｂ、冷却水圧力センサ６０１ｃは、それぞれ、上記エンジン回転数Re、エンジンオイル圧力Pe、冷却水圧力Pcを検出する。【００８９】
相関係数算出部５０２は、回転数センサ６０１ａ、エンジンオイル圧力センサ６０１ｂ、冷却水圧力センサ６０１から出力されるセンサ信号を３つ以上の異なる所定期間のそれぞれにおいて入力し、センサ毎に同一期間における３つ以上の時系列的物理状態情報を生成する。そして、そのセンサ毎の３つ以上の時系列的物理状態情報から相関係数を３つ以上算出する。【００９０】
相関係数比較部１０３及び異常判定部１０４は、実施例１等と同様な処理を行い、相関比較合計値の百分率が５０％以上については、「警告判定」、８０％以上については、「異常判定」を出力する。
【実施例８】
【００９１】
（エンジンオイル冷却系統及び冷却水冷却系統の事例（２）について）
本発明の更に他の実施例を上述した実施例および図２８及び図２９を用いて説明する。
本実施例も、複数のセンサが複数の関連する物理状態として２つ以上の関連して変化する物理状態を検出する場合のものである。また、本実施例は、検出される物理状態が２つである場合のものである。【００９２】
図２８は、図２５に示したエンジンオイル冷却系統及び冷却水冷却系統におけるラジエータ入口冷却水温度Tr（図ではグラフ2301）とエンジンオイル温度Te（図ではグラフ2302）の時系列変化を示す図である。図２８に示すように、ラジエータ入口冷却水温度Tr（図ではグラフ2301）とエンジンオイル温度Te（図ではグラフ2302）を見ると、正常時にはエンジンオイル温度Teの上昇に合わせてラジエータ入口冷却水温度Trも上昇するが、何らかの故障によってエンジンオイル温度Teが急激に上昇するという状況が起きた場合、これら２つの温度の相関係数の変化から、どちらかの温度に異常が生じたということだけは判定できる。３つのセンサデータ（３つの物理状態）の関係を用いると、どのセンサデータに通常とは異なる傾向が発生したかを検知できるが、２つのセンサデータ（２つの物理状態）のみの場合には、それら２つのセンサに関係する部位に異常が発生したということだけが判定できる。【００９３】
本実施例の異常検出装置は、そのような考えに基づくものであり、上記エンジンオイル温度Te及びラジエータ入口冷却水温度Trをそれぞれエンジンオイル温度センサ６０１ａ及びラジエータ入口冷却水温度センサ６０１ｂで検出し、そのセンサ値を入力として、正常動作時の相関係数を基準として、異常動作時の相関係数の変化を検出する。これによりエンジンオイル系統と冷却水冷却系統のいずれかが異常であることを検出することができる。【００９４】
本実施例においても正常動作時の相関係数を得るには、上述した実施例６と同様に異なる期間の相関係数を用いる。【００９５】
図２９は本実施例における異常検出装置１の構成を示す図である。本実施例における異常検出装置１は、図２４における温度センサ５０１ａ，５０１ｂ，５０１ｃ，５０１ｄをエンジンオイル温度センサ７０１ａ及びラジエータ入口冷却水温度センサ７０１ｂに置き換えたものである。【００９６】
エンジンオイル温度センサ７０１ａ及びラジエータ入口冷却水温度センサ７０１ｂは、それぞれ、上記エンジンオイル温度Te及びラジエータ入口冷却水温度Trを検出する。【００９７】
相関係数算出部５０２は、エンジンオイル温度センサ７０１ａ及びラジエータ入口冷却水温度センサ７０１ｂから出力されるセンサ信号を３つの異なる所定期間のそれぞれにおいて入力し、センサ毎に同一期間における３つの時系列的物理状態情報を生成する。そして、そのセンサ毎の３つの時系列的物理状態情報から相関係数を６つ算出する。【００９８】
相関係数比較部１０３及び異常判定部１０４は、実施例１等と同様な処理を行い、相関比較合計値の百分率が５０％以上については、「警告判定」、８０％以上については、「異常判定」を出力する。
【産業上の利用可能性】
【００９９】
建設機械全般に本発明を広く適用することが可能である。
【符号の説明】
【０１００】
１  異常検出装置
１０１（１０１ａ，１０１ｂ，１０１ｃ）  センサ
１０２  相関係数算出部
１０３  相関係数比較部
１０４  異常判定部
２０１（２０１ａ，２０１ｂ，２０１ｃ）  ポンプケースドレン圧力センサ
２０２  操作情報検出部
２０３  ポンプ動作判定部
３０１（３０１ａ，３０１ｂ，３０１ｃ）  エンジン気筒温度センサ
３０２  回転数センサ
４０２  相対比算出部
４０３  相対比比較部
５０１ａ  外気温度センサ
５０１ｂ  作動油温度センサ
５０１ｃ  作動油クーラ入口温度センサ
５０１ｄ  作動油クーラ出口温度センサ
５０２  相関係数算出手段
６０１ａ  回転数センサ
６０１ｂ  エンジンオイル圧力センサ
６０１ｃ  冷却水圧力センサ
７０１ａ  エンジンオイル温度センサ
７０１ｂ  冷却水温度センサ
８７１，８７２，８７３  油圧シリンダ
９０２  エンジン
９０４  油圧ポンプ
９０６  コントロールバルブ
１９０１  エンジン
１９０２  コントロールバルブ
１９０３  油圧シリンダ
１９０４  作動油クーラ
１９０５  リリーフ弁
１９０６  作動油タンク
１９０７  油圧ポンプ
１９０８  冷却ファン
２１０１  ラジエータ
２１０２  オイルポンプ
２１０３  オイルクーラ
２１０４  ウォータジャケット
２１０５  ウォータポンプ
２１０６  オイルパン
【図１】
2010110021.tif 000003
【図２】
2010110021.tif 000004
【図３】
2010110021.tif 000005
【図４】
2010110021.tif 000006
【図５】
2010110021.tif 000007
【図６】
2010110021.tif 000008
【図７】
2010110021.tif 000009
【図８】
2010110021.tif 000010
【図９】
2010110021.tif 000011
【図１０】
2010110021.tif 000012
【図１１】
2010110021.tif 000013
【図１２】
2010110021.tif 000014
【図１３】
2010110021.tif 000015
【図１４】
2010110021.tif 000016
【図１５】
2010110021.tif 000017
【図１６】
2010110021.tif 000018
【図１７】
2010110021.tif 000019
【図１８】
2010110021.tif 000020
【図１９】
2010110021.tif 000021
【図２０】
2010110021.tif 000022
【図２１】
2010110021.tif 000023
【図２２】
2010110021.tif 000024
【図２３】
2010110021.tif 000025
【図２４】
2010110021.tif 000026
【図２５】
2010110021.tif 000027
【図２６】
2010110021.tif 000028
【図２７】
2010110021.tif 000029
【図２８】
2010110021.tif 000030
【図２９】
2010110021.tif 000031
【国際調査報告】
2010110021.tif 000032
2010110021.tif 000033
2010110021.tif 000034
2010110021.tif 000035