(57)【要約】【課題】  作業機械内の複数のコンポーネントの性能に応じて、作業機械の総合性能を所期のものにレギュレートしたりカスタマイズしたりする。【解決手段】  各コンポーネント２２、２４、２６、２８にはその性能試験の結果である性能試験データが記録される。各コンポーネントが作業機械４０に組込まれると、作業機械４０内のコントローラ３０で、各コンポーネントの性能試験データから各コンポーネンの実性能が把握され、その性格に応じ所定の最適化ルールに従い、制御定数や制御関数などの制御セッティングが最適化され、作業機械４０の性能が標準的性能にレギュレートされる。作業機械４０の販売時、ユーザからの特別性能要求５２が入力されると、コントローラ３０で、制御セッティングが更に最適化され、作業機械４０の性能が特別性能要求５２を満たすようにカスタマイズされる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のコンポーネント（２２、２４、２６、２８）を有する作業機械（４０）に搭載され、前記複数のコンポーネントの個別性能がもつ複数種類の性能項目にそれぞれ関連する複数種類の制御設定値を用いて前記複数のコンポーネントの動作を制御する制御手段（３８）と、
前記複数のコンポーネントの前記複数種類の性能項目における実性能を示す実性能データ（１２０）を取得し、前記実性能データに基づいて、前記複数種類の性能項目に関連する前記複数種類の制御設定値の中から補正されるべき制御設定値を選び、選ばれた制御設定値を補正する第１の最適化手段（３６のS１〜S４）と
を備えた作業機械の性能調整装置。
【請求項２】
請求項１記載の装置において、
前記第１の最適化手段（３６のS１〜S４）が前記作業機械（４０）に搭載されている、作業機械の性能調整装置。
【請求項３】
請求項１記載御装置において、
前記第１の最適化手段（３６のS１〜S４）が、前記複数のコンポーネントの前記複数種類の性能項目における所望性能を示す所望性能データ（４２）を有し、前記実性能データ（１２０）と前記所望性能データ（４２）とを比較し、比較結果に基づいて補正されるべき制御設定値を選ぶ、作業機械の性能調整装置。
【請求項４】
請求項１記載御装置において、
前記第１の最適化手段（３６のS１〜S４）が、前記複数のコンポーネントの各々の性能試験の結果を示す性能試験データ（１１０）を入力し、入力された性能試験データを解析して前記実性能データ（１２０）を作成する、作業機械の性能調整装置。
【請求項５】
請求項１記載御装置において、
前記複数のコンポーネントの各々に付属するメモリ（２２A、２４A、２６A、２８A）が、各コンポーネントの前記性能試験データ（１１０）を記憶しており、
前記第１の最適化手段（３６のS１〜S４）が、前記メモリから前記性能試験データを読み込む、作業機械の性能調整装置。
【請求項６】
請求項１記載御装置において、
前記作業機械の外に設置された、前記第１の最適化手段と通信可能であるサーバ（２５０）が、前記複数のコンポーネントの前記性能試験データ（１１０）を記憶しており、
前記第１の最適化手段（３６のS１〜S４）が、前記サーバから前記複数のコンポーネントの前記性能試験データ（１１０）を読み込む、作業機械の性能調整装置。
【請求項７】
請求項１記載御装置において、
前記複数のコンポーネントの個別性能がもつ複数種類の性能項目に対する特別要求（１３０）を取得し、前記特別要求に基づいて、補正されるべき制御設定値を選び、選ばれた制御設定値を補正する第２の最適化手段（３６のS１１〜S１４）を更に備えた作業機械の性能調整装置。
【請求項８】
請求項１記載御装置において、
前記第２の最適化手段（３６のS１１〜S１４）が、前記作業機械の総合性能に対する特別要求（５２）を入力し、入力された前記総合性能に対する特別要求（５２）に基づいて、前記複数のコンポーネントの個別性能がもつ複数種類の性能項目に対する特別要求（１３０）を作成する、作業機械の性能調整装置。
【請求項９】
複数のコンポーネントと、
前記複数のコンポーネントの個別性能がもつ複数種類の性能項目にそれぞれ関連する複数種類の制御設定値を用いて前記複数のコンポーネントの動作を制御する制御手段と、
前記複数のコンポーネントの前記複数種類の性能項目における実性能を示す実性能データを取得し、前記実性能データに基づいて、前記複数種類の性能項目に関連する前記複数種類の制御設定値の中から補正されるべき制御設定値を選び、選ばれた制御設定値を補正する第１の最適化手段と
を備えた作業機械。
【請求項１０】
作業機械内の複数のコンポーネントの動作を、前記複数のコンポーネントの個別性能がもつ複数種類の性能項目にそれぞれ関連する複数種類の制御設定値を用いて制御するステップと、
前記複数のコンポーネントの前記複数種類の性能項目における実性能を示す実性能データを取得するステップと、
前記実性能データに基づいて、前記複数種類の性能項目に関連する前記複数種類の制御設定値の中から補正されるべき制御設定値を選び、選ばれた制御設定値を補正するステップと
を備えた作業機械の性能調整方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、建設機械や作業車両などの作業機械の性能を自動的に調整するための装置及び方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
作業機械は、例えばエンジン、油圧ポンプ、変速機、サスペンションなどの多数のコンポーネント又は部品から構成される。特許文献１には、建設機械などの移動機械内の多数の部品の仕様を、遠隔のコンピュータで自動的に把握し管理するようにした部品情報管理システムが開示されている。この部品情報管理システムでは、建設機械内の多数の部品のそれぞれにＩＣチップが取り付けられ、各ＩＣチップに各部品の部品番号や部品名を示す部品情報が記憶され、それらのＩＣチップから読み出された部品情報が、その建設機械から衛星通信により遠隔のコンピュータに送信され、そのコンピュータのデータベースに蓄積され、所望時に参照できる。
【０００３】
【特許文献１】特開２００４−６２６７５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
作業機械の総合的な性能は、多数のコンポーネントのそれぞれの性能に左右される。同一種類のコンポーネントでも個体毎に性能のばらつきがある。そのため、作業機械の総合性能も固体毎にばらつくことになる。一つの理想は、個体毎の性能のばらつきが無く、いずれの個体も所期の性能をもつことである。
【０００５】
また、同一機種の作業機械であっても、個体毎にユーザから要求される性能が異なる場合がある。例えば、あるユーザに販売される機械は大馬力を出せることが望まれるところ、別のユーザに販売される同一機種の機械には低燃費が望まれるというような場合がある。
【０００６】
従って、本発明の目的は、作業機械の複数のコンポーネントの性能に応じて、作業機械の性能を所期のものに調整できるようにすることにある。
【０００７】
本発明の別の目的は、作業機械の個体毎に性能をカスタマイズできるようにすることにある。
【０００８】
本発明の別の目的は、作業機械のコンポーネントが交換された場合でも、作業機械の性能を所期のものに調整できるようにすることにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の一つの側面に従う作業機械の性能調整装置は、複数のコンポーネントを有する作業機械に搭載され、複数のコンポーネントの個別性能がもつ複数種類の性能項目にそれぞれ関連する複数種類の制御設定値を用いて、複数のコンポーネントの動作を制御する制御手段と、複数のコンポーネントの複数種類の性能項目における実性能を示す実性能データを取得し、実性能データに基づいて、上記複数種類の性能項目に関連する複数種類の制御設定値の中から補正されるべき制御設定値を選び、選ばれた制御設定値を補正する第１の最適化手段とを備える。第１の最適化手段により、複数種類の性能項目に関連する複数種類の制御設定値の中から、複数のコンポーネントの実性能に応じて、補正されるべき制御設定値が選ばれて補正される。その後は、制御手段が、補正された制御設定値を用いて、複数のコンポーネントの動作を制御する。複数のコンポーネントの実性能のばらつきは様々であり、コンポーネントの個体に応じて、それがもつ複数の性能項目のそれぞれの特性が異なる。しかし、そうであっても、本発明の性能調整装置によれば、コンポーネントの実性能の多様なばらつきに応じて、複数種類の制御設定値の中から補正されるべき制御設定値を選択して補正できるので、どの作業機械も所望の性能を発揮できるようにレギュレートできる。換言すれば、作業機械の総合性能を、そのコンポーネントの性能の分布範囲よりも狭い分布範囲内に集中させることができる。
【００１０】
好適な実施形態では、第１の最適化手段が作業機械に搭載されている。そのため、作業機械内部で上記の補正処理が可能である。したがって、作業機械の製造工程で性能調整が可能であるだけでなく、工場外の場所で修理やメンテナンスのためにコンポーネントの交換が行われた場合にも、同様の性能調整を行うことができる。
【００１１】
好適な実施形態では、第１の最適化手段が、複数のコンポーネントの複数種類の性能項目における所望性能を示す所望性能データを有し、実性能データと所望性能データとを比較し、比較結果に基づいて補正されるべき制御設定値を選ぶようになっている。これにより、どの作業機械の性能も、所望性能データが示す所望性能にレギュレートすることができる。
【００１２】
好適な実施形態では、第１の最適化手段が、複数のコンポーネントの各々の性能試験の結果を示す性能試験データを入力し、入力された性能試験データを解析して、実性能データを作成するようになっている。そのため、コンポーネントの製造工程では、コンポーネントの性能試験データを用意すればよく、わざわざ、その性能試験データを解析して実性能データを用意する必要はない。また、性能試験データから実性能データを作り出すための解析手法に改良がなされた場合や、作業機械の機種ごとに解析手法を変えたい場合に対する対応が、容易である。
【００１３】
好適な実施形態では、複数のコンポーネントの各々に付属するメモリが、各コンポーネントの性能試験データを記憶しており、第１の最適化手段が、それらのメモリから記性能試験データを読み込むようになっている。また、別の好適な実施形態では、作業機械の外に設置されたサーバが、複数のコンポーネントの性能試験データを記憶しており、第１の最適化手段が、そのサーバから複数のコンポーネントの性能試験データを読み込むようになっている。
【００１４】
本発明の性能調整装置は、上記構成に加えて、複数のコンポーネントの個別性能がもつ複数種類の性能項目に対する特別要求を取得し、その特別要求に基づいて、補正されるべき制御設定値を選び、選ばれた制御設定値を補正する第２の最適化手段を更に備えることができる。この第２の最適化手段により、上記特別要求を満たすように、作業機械の性能をカスタマイズすることができる。
【００１５】
好適な実施形態では、第２の最適化手段が、作業機械の総合性能に対する特別要求を入力し、入力された総合性能に対する特別要求に基づいて、複数のコンポーネントの個別性能がもつ複数種類の性能項目に対する特別要求を作成するようになっている。そのため、特別要求を外部から入力する際には、コンポーネント毎の細かい性能項目に対する要求ではなくて、作業機械の総合性能に関するより大まかな要求を入力すればよく、自動的に、その大まかな要求に沿うような性能のカスタマイズが行われる。
【００１６】
本発明の第２の側目に従う作業機械は、複数のコンポーネントと、それら複数のコンポーネントの個別性能がもつ複数種類の性能項目にそれぞれ関連する複数種類の制御設定値を用いて、それら複数のコンポーネントの動作を制御する制御手段と、複数のコンポーネントの複数種類の性能項目における実性能を示す実性能データを取得し、実性能データに基づいて、上記複数種類の性能項目に関連する複数種類の制御設定値の中から補正されるべき制御設定値を選び、選ばれた制御設定値を補正する第１の最適化手段とを備える。作業機械毎に、そこに組み込まれる複数のコンポーネントの実性能に様々なばらつきがあるが、どの作業機械も、その性能を所望のものにレギュレートすることができる。
【００１７】
本発明の第３の側面に従う作業機械の性能調整方法は、作業機械内の複数のコンポーネントの動作を、それら複数のコンポーネントの個別性能がもつ複数種類の性能項目にそれぞれ関連する複数種類の制御設定値を用いて制御するステップと、それら複数のコンポーネントの複数種類の性能項目における実性能を示す実性能データを取得するステップと、その実性能データに基づいて、上記複数種類の性能項目に関連する複数種類の制御設定値の中から補正されるべき制御設定値を選び、選ばれた制御設定値を補正するステップとを備える。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、作業機械の複数のコンポーネントの性能に応じて、作業機械の性能を所期のものに調整することができる。
【００１９】
また、本発明に従う第２の最適化手段を備えた構成によれば、作業機械の個体毎に性能をカスタマイズすることができる。
【００２０】
また、本発明に従う第１の最適化手段が作業機械に搭載された構成によれば、作業機械のコンポーネントが交換された場合でも、作業機械の性能を所期のものに調整することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
図１は、本発明に従う作業機械の性能調整装置の全体構造を示す。この実施形態では、作業機械の一例として、ブルドーザ又はパワーショベルのような建設車両を取り上げる。
【００２２】
図１において、車両製造工場１０では、建設車両４０が組み立てられる。建設車両４０は、例えば、油圧ポンプ２２、エンジン２４、変速機２６、サスペンション２８、コントローラ３０および図示しない油圧回路の各種操作弁やその他の部品など、多種類の多数のコンポーネントから構成される。ここで、コントローラ３０は、上述の油圧ポンプ２２、エンジン２４、変速機２６、サスペンション２８などの所定コンポーネントの動作や機能を制御することにより建設車両の４０の総合的な動作や機能を制御するためのコンピュータ、電子回路又はそれらの組み合わせからなる装置である。コントローラ３０は、また、後に詳述するように、本発明の原理に従って、建設車両４０内の複数のコンポーネントのそれぞれの性能に応じて、建設車両４０の総合性能が所望のものになるよう、上記所定コンポーネントの制御方法を調整する機能をもつ。
【００２３】
上述した多種類のコンポーネントはそれぞれの種類のコンポーネント製造工場で製造される。例えば、油圧ポンプ２２はポンプ製造工場１２で、エンジン２４はエンジン製造工場１４で、変速機２６は変速機製造工場１６で、サスペンション２８はサスペンション製造工場１８で、また、コントローラ２０はコントローラ製造工場２０で製造される。これらのコンポーネントが車両製造工場１０に集められ、そこで、建設車両４０に組み立てられる。
【００２４】
建設車両４０の多数のコンポーネントの中には、その動作又は機能がコントローラ３０により制御されるものであり且つその性能がコントローラ３０に把握されるべきものとして選ばれた複数種類のコンポーネントが存在する。以下では、そのように選ばれたコンポーネントを「主要コンポーネント」という。主要コンポーネントとして具体的に何を選ぶかは、建設車両４０の機種や設計などに応じて定められればよく、厳格な制限はないが、そのコンポーネントの性能が建設車両４０の総合性能に影響する度合いがある程度高く、しかも、個体毎の性能のばらつきも無視できないような、重要なコンポーネントであることが望ましい。この実施形態では、少なくとも図示された油圧ポンプ２２、エンジン２４、変速機２６、サスペンション２８及び図示しない油圧回路の主要な操作弁などは、主要コンポーネントとして選ばれている。
【００２５】
主要コンポーネント２２、２４、２６、２８の各々には、メモリ２２Ａ、２４Ｂ、２６Ｃ、２８Ｄが付属している。メモリ２２Ａ、２４Ｂ、２６Ｃ、２８Ｄは、典型的にはＥＥＰＲＯＭチップのような不揮発性の半導体ＩＣメモリであるが、必ずしもそうでなければならないわけではなく、磁気記録媒体や２次元バーコード印刷物のようにその記憶データが機械読み取り可能な記録媒体であればよい。メモリ２２Ａ、２４Ｂ、２６Ｃ、２８Ｄは、対応する主要コンポーネント２２、２４、２６、２８に取り付けられていても、離れていてもよいが、いずれにしても、対応する主要コンポーネント２２、２４、２６、２８と共に建設車両４０に組み込まれ、そして、その記録データをコントローラ３０が自動的に読み取ることができるように、コントローラ３０に接続されるようになっている。
【００２６】
メモリ２２Ａ、２４Ｂ、２６Ｃ、２８Ｄの各々には、それが付属する主要コンポーネント２２、２４、２６、２８の個別の性能を表すデータが記録されている。本実施形態では、個別性能を表すデータとして、各コンポーネントに対して実施された性能試験で得られた試験結果のデータ（以下、性能試験データという）が記録されている。通常、それぞれのコンポーネント製造工場１２、１４、１６、１８において、それぞれの主要コンポーネント２２、２４、２６、２８の性能試験が実施され、その結果である性能試験データがそれぞれのメモリ２２Ａ、２４Ｂ、２６Ｃ、２８Ｄに書き込まれる。
【００２７】
図２は、性能試験データの具体例を示す。
【００２８】
図２に示す例は、油圧ポンプ２２の性能試験データの例である。油圧ポンプ２２の性能試験では、規定の複数の試験対象特性の試験が所定の順序で実施され、それぞれの特性試験は所定の試験条件の下で行われる。この性能試験は、図２に示すように、試験条件１００として、ポンプ２２への入力、例えば回転数、吐出圧、LS（ロードセンシング）圧、差圧、操作弁、GP旋回などを、図示のように所定のパターンで変化させながら、ポンプ２２を駆動する。そして、試験中の各時点で、試験条件１００としての上述した各種の入力値と、試験結果１１０としてのポンプ２２からの出力値、例えば吐出油の流量が測定される。その結果、図２に示したような試験条件１００と試験結果１１０をそれぞれ示すデータが得られる。得られた試験条件１００と試験結果１１０の双方のデータが、性能試験データとして、油圧ポンプ２２のメモリ２２Aに記録される。或いは、試験条件１００が既知のものであって、建設車両４０のコントローラ３０にて、試験結果１１０のデータだけからそのポンプ２２の性能が正確に把握できる場合、或いは、コントローラ３０にて、試験条件１００のデータを別ルートで（例えば、外部のデータサーバなどから）取得できる場合には、試験結果１１０のデータだけが、性能試験データとして、ポンプ２２のメモリ２２Aに記録されてもよい。
【００２９】
図２に示された例は油圧ポンプ２２に関わるものであるが、他の種類の主要コンポーネント、例えばエンジン２４や変速機２６やサスペンション２８などについても、試験条件１００及び試験結果１１０としての具体的な物理量の種類が異なる点を除いて、上記と同様のデータ構造をもつ性能試験結果データが、それぞれの主要コンポーネント１４、１６、１８のメモリ２４Ｂ、２６Ｃ、２８Ｄに記録される。
【００３０】
再び図１を参照する。建設車両４０のコントローラ３０は、上述したように、建設車両４０の主要コンポーネント２２、２４、２６、２８を始めとする各種のコンポーネントの動作や機能を制御するためのコンピュータ、電子回路又はそれらの組み合わせである。コントローラ３０は、建設車両４０に組み込まれたとき、同じ建設車両４０に組み込まれた制御対象である主要コンポーネント２２、２４、２６、２８を始めとする各種のコンポーネントに通信可能に接続されて、それら制御対象のコンポーネントに制御指令を送ることができ、また、主要コンポーネント２２、２４、２６、２８のメモリ２２Ａ、２４Ｂ、２６Ｃ、２８Ｄから主要コンポーネント２２、２４、２６、２８の性能試験データを読み込むことができる。
【００３１】
コントローラ３０は、制御のための各種情報処理を行うプロセッサ３２と、その情報処理で使用される各種データを記憶するメモリ３４を有する。コントローラ製造工場３０でコントローラ３０が製造されるときに、プロセッサ３２には、設定最適化プログラム３６と運転制御プログラム３８がプログラムされ、また、メモリ３４には、標準性能データ４２と標準セッティング４４が書き込まれる。プロセッサ３２の設定最適化プログラム３６は、主要コンポーネント２２、２４、２６、２８がもつ実際の性能に応じて、主要コンポーネント２２、２４、２６、２８を含む各種の制御対象コンポーネントの制御のための各種の設定値（例えば、各種の制御入出力間の関係を決める制御関数、その制御関数で用いられる各種の制御定数など）を最適化するためのプログラムである。また、運転制御プログラム３８は、設定最適化プログラム３６により最適化された制御設定値を用いて、主要コンポーネント２２、２４、２６、２８を含む各種の制御対象コンポーネントの動作や機能を制御するプログラムである。
【００３２】
メモリ３４内の標準性能データ４２は、主要コンポーネント２２、２４、２６、２８がそれぞれ本来持つべき標準的な性能を定義したデータである。標準セッティング４４は、上記各種の制御設定値の標準的な値を定義したデータである。もし、主要コンポーネント２２、２４、２６、２８の実際の性能が標準性能データ４２により定義された標準的な性能と一致するならば、運転制御プログラム３８が標準セッティング４４で定義された標準的な制御設値を用いて各制御対象コンポーネントを制御すれば、建設機械４０は設計で期待された通りの標準的な総合性能を発揮することができることになる。
【００３３】
上述した設定最適化プログラム３６は、車両製造工場１０にてコントローラ３０が建設車両４０に組み込まれた際、同じ建設車両４０内の主要コンポーネント２２、２４、２６、２８のメモリ２２Ａ、２４Ｂ、２６Ｃ、２８Ｄから、主要コンポーネント２２、２４、２６、２８の性能試験データを読み込む。設定最適化プログラム３６は、主要コンポーネント２２、２４、２６、２８の性能試験データを解析することにより、主要コンポーネント２２、２４、２６、２８の実際の性能を把握する。設定最適化プログラム３６は、主要コンポーネント２２、２４、２６、２８の実際の性能と、標準性能データ４２に定義されているそれぞれの標準的な性能とを比較し、それにより、主要コンポーネント２２、２４、２６、２８毎に、実際の性能が標準的な性能から相対的にどのように相違しているかを示す性格データを作成する。そして、設定最適化プログラム３６は、主要コンポーネント２２、２４、２６、２８の性格データに基づいて、標準セッティング４４で定義された各種制御対象コンポーネント用の標準的制御設定値を、所定の最適化ルールに従って補正する。ここで、上記一般最適化ルールは、設定最適化プログラム３６の中に組み込まれていてもよいし、或いは、知識ベースの形で設定最適化プログラム３６に付属して設定最適化プログラム３６により参照されるようになっていてもよい。この補正により、主要コンポーネント２２、２４、２６、２８の実際の性能の下で上記標準的な総合性能を建設車両４０が発揮することを可能にするように最適化された、各種制御対象コンポーネント用の制御設定値が作成される。それら最適化された制御設定値は、一般最適化セッティング４６として、メモリ３４に格納される。
【００３４】
車両製造工場１０から建設車両４０が出荷される際には、建設車両４０のコントローラ３０のメモリ３４内には、上述した一般最適化セッティング４６が格納されている。この状態で建設車両４０が運転される場合には、運転制御プログラム３８は、一般最適化セッティング４６で定義された最適化制御設値を用いて、各種の制御対象コンポーネントの動作や機能を制御する。それにより、主要コンポーネント２２、２４、２６、２８の実際の性能が上記標準的な性能からずれていても、その実際の性能の下で建設機械４０は上記設計で期待された通りの標準的な総合性能を発揮することができるようになる。
【００３５】
建設車両４０が車両製造工場１０から出荷された後、通常、その建設車両４０はディーラを経てユーザに渡されることになる。その過程で、建設車両４０に対する特別性能要求５２を、コントローラ３０に入力することが可能である。ここで、特別性能要求５２とは、典型的には、ユーザが所望する建設車両４０の総合性能に対する特別の要求（例えば、標準性能より大きい馬力が欲しい、機械の動作感を標準性能よりハード目又はソフト目にしたい、燃費を標準性能より小さく抑制したい、などの総合性能のカスタマイズの要求）である。特別性能要求５２が入力できる場所や時間には格別の制限はないから、ディーラ店舗５０又はユーザ車庫でディーラの販売員又はメカニックが入力してもよいし、或いは、作業現場６０でユーザ又はメカニックが入力しても良い。
【００３６】
特別性能要求５２がコントローラ３０に入力された場合、コントローラ３０の設定最適化プログラム３６が、特別性能要求５２を満たすためには主要コンポーネント２２、２４、２６、２８の上記性格データがどのような姿に変更さればよいかを表した性格変更データを作成する。そして、設定最適化プログラム３６は、主要コンポーネント２２、２４、２６、２８の上記性格データと上記性格変更データとを比較して相違を求め、その相違に基づいて、前述した所定の最適化ルールに従って、一般最適化セッティング４６に定義された各種制御対象コンポーネント用の設定値を更に補正する。この更なる補正により、主要コンポーネント２２、２４、２６、２８の実際の性能の下で特別性能要求５２を満たす総合性能を建設車両４０が発揮することを可能にするように最適化された、各種制御対象コンポーネント用の制御設定値が作成される。それら最適化された制御設定値は、特別最適化セッティング５４として、メモリ３４に格納される。
【００３７】
特別最適化セッティング５４がコントローラ３０のメモリ３４に一旦格納されると、建設車両４０が運転される場合には、運転制御プログラム３８は、通常、特別最適化セッティング５４で定義された最適化制御設値を用いて、各種の制御対象コンポーネントの動作や機能を制御する。それにより、主要コンポーネント２２、２４、２６、２８の実際の性能が上記標準的な性能からずれていても、その実際の性能の下で建設機械４０は特別性能要求５２を満たす総合性能を発揮することができるようになる。
【００３８】
また、作業現場６０で、メンテナンスや修理などのために、或る主要コンポーネントの交換が行われた場合、新たに組み込まれた交換コンポーネント６２とコントローラ３０とが接続された後に、コントローラ３０は、交換コンポーネント６２の実性能を把握して、既に説明したような一般最適化や特別最適化の処理を再度行うことができる。それにより、交換コンポーネント６２の実性能が前のコンポーネントとは違っていても、建設車両４０は、今までどおりの総合性能を発揮し続けることができる。
【００３９】
以上のように、コントローラ３０の設定最適化プログラム３６が、主要コンポーネント２２、２４、２６、２８の実際の性能に応じて、或いは、更に特別性能要求５２にも応じて、各種制御対象コンポーネント用の制御設定値を最適化することにより、主要コンポーネント２２、２４、２６、２８の実際の性能が標準的な性能とは相違しても、所期の総合性能を発揮するように建設車両４０を動作及び機能を制御することが可能である。
【００４０】
以下では、コントローラ３０の設定最適化プログラム３６が行う最適化処理について、より詳細に説明ずる。
【００４１】
図３は、制御設定値の一般最適化の処理の流れを示す。図４は、一般最適化処理で使用される各種のデータの例を示す。
【００４２】
図３に示すように、設定最適化プログラム３６では、ステップS１で、各主要コンポーネント２２、２４、２６、２８から性能試験データが読み込まれ、これがメモリ３４に記憶される。ステップS２で、各主要コンポーネント２２、２４、２６、２８の性能試験データが解析されて、各主要コンポーネント２２、２４、２６、２８の実性能データ１２０が作成され、これがメモリ３４に記憶される。ここで、実性能データ１２０は、図４に油圧ポンプ２２とエンジン２４に関して例示されているように、主要コンポーネント２２、２４、２６、２８の個別の性能について、所定の複数の性能項目（例えば、ポンプ２２に関しては、最大流量、最小流量、定格馬力、LS（ロードセンシング）セット、ポンプ効率、騒音周波数特性、振動周波数特性など）における実性能の数値を示すものである。また、予めメモリ３４に記録されている標準性能データ４２も、主要コンポーネント２２、２４、２６、２８の個別の性能について、上記と同じ複数の性能項目における標準的性能の数値を示すものである。
【００４３】
再び図３を参照して、ステップS３で、実性能データ１２０と標準性能データ４２とが比較されて、性格データ１２２が作成され、それがメモリ３４に記憶される。ここで、性格データ１２２は、図４に油圧ポンプ２２とエンジン２４に関して例示されているように、主要コンポーネント２２、２４、２６、２８のそれぞれについて、上記複数の性能項目における実性能と標準性能間の相違（換言すれば、標準性能に対する実性能の相対値）を示すものである。この実施形態では、各項目の相違は、複数段階のレベル、例えば、実性能が標準性能より小さい又は低いことを意味する「小／低」と、実性能が標準性能とほぼ等しいことを意味する「中」と、実性能が標準性能より大きい又は高いことを意味する「大／高」の３段階のレベルで表現される。従って、性格データ１２２において、或る性能項目のレベルが「中」であれば、その性能項目においては実性能が標準性能と実質的に等しいことを意味する。他方、そのレベルが「小／低」又は「大／高」である性能項目については、実性能が標準性能からずれていることを意味する。
【００４４】
再び図３を参照して、ステップS４で、性格データ１２２に基づいて、所定の最適化ルール１２６に従い、標準セッティング４４で定義された各種の制御設定値が補正されて一般最適セッティング４６が作成され、それがメモリ３４に記憶される。
【００４５】
ここで、最適化ルール１２６は、図４に油圧ポンプ２２とエンジン２４に関して例示されているように、性格データ１２２のレベルが「小／低」又は「大／高」である性能項目（つまり、実性能が標準性能からずれているため修正されるべき性能項目）について、それに関連する１又は２以上の制御設定値を、多種類の制御設定値の中から選択して、その選択された制御設定値をどのように補正するかという方法を定めたルールである。最適化ルール１２６によれば、図４中の性格データ１２２のテーブル内で矢印で示されるように、各性能項目について、実性能のレベルが「小／低」又は「大／高」である場合、それを「中」レベルの実性能（つまり標準性能）に修正するように（換言すれば、運転時には標準性能が発揮されるように）、関連する制御設定値が選択されて補正される。ここで、各性能項目は、図４にテーブル１２４で○印を付けた性格修正可能項目と、○印を付けてない性格修正不可能項目のいずれかに分類される。性格修正可能項目とは、コントローラ３０から該当のコンポーネントに出力される電気的な制御指令により直接的に、その性能項目の実性能を修正できる項目である。他方、性格修正不可能項目は、電気的な制御指令による直接的な修正は不可能であり、間接的な方法で調整できるに過ぎない性能項目である。
【００４６】
最適化ルール１２６に従う制御設定値の補正の具体例を、図４の例を用いて示すと次のとおりである。図４の性格データ１２２によれば、ポンプ２２の「定格馬力」（これは性格修正可能項目の一つである）の実性能は「大／高」である。これは、そのポンプ２２が標準より大きい定格馬力を持つことを意味する。この場合、最適化ルール１２６により、ポンプ２２の馬力を制御するための制御設定値である馬力定数が、補正対象の制御設定値として選ばれ、そして、その馬力定数が標準値より低めの値に補正される。標準値より低めに補正された馬力定数を用いることで、コントローラ３０の運転制御プログラム３８は、ポンプ２２の吸収馬力を低めに制御するようになる。その結果、そのポンプ２２の定格馬力は実質的に標準値に修正されることになる。
【００４７】
或いは、性格データ１２２によれば、ポンプ２２の「応答性」（これは性格修正可能項目の一つである）の実性能は「小／低」である。これは、そのポンプ２２の応答性が標準より遅いことを意味する。その場合、最適化ルール１２６によれば、ポンプ２２の応答性を左右する制御設定値である応答性定数が、補正対象の制御設定値として選ばれ、そして、その応答性定数が標準値より高めの値に補正される。標準値より高めに補正された応答性定数を用いることで、運転制御プログラム３８は、ポンプ２２の応答速度がより高くなるようにポンプ２２を制御するようになる。その結果、ポンプ２２は標準の応答性でもって動作することになる。
【００４８】
或いは、性格データ１２２によれば、ポンプ２２の「騒音（周波数特性）」（これは性格修正不可能項目の一つである）の実性能は「大／高」である。これは、そのポンプ２２の騒音量が標準より大きいことを意味する。この場合、最適化ルール１２６によれば、騒音に大きく影響する特性であるポンプ２２とエンジン２４間のマッチング回転数が着目され、このマッチング回転数を左右する制御定数、例えば、エンジン２４の燃料噴射量の制御定数が補正対象の制御設定値として選ばれ、そして、その燃料噴射量制御定数が、マッチング回転数を標準値より低めにするように補正される。このように補正された燃料噴射制御定数を用いることで、運転制御プログラム３８は、ポンプ２２の回転数を標準より低めに制御することになり、その結果、間接的にポンプ２２の騒音量が標準量に修正される。
【００４９】
図４に示した最適化ルール１２６の例は、一つの主要コンポーネントの一つの性能項目の性格に着目したものである。しかし、それだけでなく、相互に関連し合う複数の主要コンポーネントの実性能間の関係に着目したルールも、最適化ルール１２６に含ませることができる。そのようなルールの例を示せば次の（１）〜（４）のとおりである。
【００５０】
（１）  ポンプ２２の吸収馬力特性が標準より大きめであり、かつエンジン２４の出力馬力特性が標準より大きめである場合、ポンプ２２とエンジン２４の馬力特性は互いマッチしているので、少なくともポンプ２２とエンジン２４間のマッチングの観点からは、馬力特性に関する制御設定値の補正は不要である。
【００５１】
（２）  ポンプ２２の吸収馬力特性が標準より大きめであるが、エンジン２４の出力馬力特性が標準より小さめである場合、両者が釣り合わないための障害（例えば、エンジンストールなど）が生じる可能性があるので、ポンプ２２の吸収馬力を低めに修正するようにポンプ２２の馬力特性に関する制御設定値を補正する。
【００５２】
（３）  ポンプ２２の応答性が標準より速めであり、かつ操作弁の応答性が標準より遅めである場合、両者の応答性が相殺されて標準の応答性が得られるから、応答性に関する制御設定値の変更は不要である。
【００５３】
（４）  ポンプ２２の応答性が標準より速めであり、かつ操作弁の応答性も標準より早めである場合、全体の応答性が早めで安定しないので、ポンプ２２と操作弁の少なくとも一方の応答性を低めるように応答性に関する制御設定値を補正する。
【００５４】
更に、各制御項目の実性能が標準性能より高いか低いかという単純な性格に基づくだけでなく、実性能の特性カーブのようなより詳細な性格に基づいて、制御設定値を補正するようなルールも、背最適化ルール１２６に含ませることができる。そのようなルールの例を示せば次の（５）、（６）のとおりである。
【００５５】
（５）  ポンプ２２の騒音量又は振動量が、定格回転に近い特定の回転数でのみ標準より大きめになる場合、その特定の回転数ではポンプ２２とエンジン２４がマッチングしないように、エンジン２４の燃料噴射量制御定数などの補正を行なう。
【００５６】
（６）  エンジン２４の燃費又は騒音量が定格回転数に近い特定の回転数において特別に良く又は静かになる場合、その特定の回転数で常に動作するようにポンプ２２の吸収馬力の制御定数を補正する。
【００５７】
ところで、最適ルール１２６に含まれる多数のルールの中には、互に両立し得ないルールが存在する場合がある。例えば、或る性格データの下で複数のルールが適用可能であるが、そのうちの一つのルールに従えばポンプの馬力を高めるような補正が行われるが、別のルールに従えばポンプ馬力が低めるような補正が行われるというような場合である。このような両立し得ないルールが干渉し合わないようにするために、どの性能特性又はどのルールを優先するかといったルール間の取捨選択や優先順位などを、プログラムで自動的に、又はマニュアルで予め制御するようにしてもよい。
【００５８】
以上の例から分かるように、一般最適化処理により作成された一般最適セッティング４６は、主要コンポーネント２２、２４、２６、２８の実性能を、標準的な性能に実質的に修正する機能をもつ。主要コンポーネント２２、２４、２６、２８の実性能にばらつきがあっても、一般最適セッティング４６が運転制御で用いられることにより、どの建設車両４０の総合性能も、設計で期待されたとおりの標準的な性能にレギュレートされることになる。
【００５９】
次に、制御設定値の特別最適化の処理について説明する。
【００６０】
図５は、制御設定値の特別最適化の処理の流れを示す。図６は、この特別最適化の処理で使用される各種データの例を示す。
【００６１】
図５に示すように、設定最適化プログラム３６は、ステップS１１で、建設車両４０の総合性能に関する特別性能要求５２の入力を受け、入力された特別性能要求５２をメモリ３４に格納する。ここで、特別性能要求５２は、図６に例示するように、建設車両４０の総合性能を、例えば、「馬力」、「ソフト／ハード」、「燃費」及び「騒音」などの複数の性能項目に分類した場合における、それぞれの性能項目に対する「低」、「中」及び「高」などの複数レベルの要求値を示すものである。特別性能要求５２を決める者は典型的にはユーザである。ユーザは、大馬力を出力できる性能が欲しければ性能項目「馬力」の要求値として「高」を選択し、応答性の良いきびきびとしたハードな動作を望む場合には性能項目「ソフト／ハード」の要求値として「高」を選択し、また、騒音が小さいことを望むならば性能項目「騒音」の要求値として「低」を選択するというように、各性能項目について希望する要求値を選択する。入力される特別性能要求５２は、上記のようにして選択された性能項目毎の要求値のセットからなる。
【００６２】
ステップS１２で、入力された総合性能に対する特別性能要求５２が、主要コンポーネント２２、２４、２６、２８の個別性能に対する特別性能要求１３０に展開され、それがメモリ３４に記憶される。この展開の処理では、総合性能がもつ複数の性能項目と各主要コンポーネントの個別性能がもつ複数の性能項目との間の所定の関連性に基づいて、総合性能の各性能項目に対する要求値が、それに関連する主要コンポーネントの個別性能の１又は２以上の性能項目に対する要求値に変換される。例えば、図６に例示するように、総合性能における性能項目「馬力」に対する要求値「高」は、その項目「馬力」に関連する各主要コンポーネントの性能項目、例えばポンプ２２の「最大流量」、「定格馬力」及び「LSセット」、並びにエンジン２４の「最大馬力」及び「馬力特性」のそれぞれに対する対応する要求値、例えば「高」を変換される。このような展開処理により、主要コンポーネント２２、２４、２６、２８の各種性能項目に対する要求値のセットからなる特別性能要求１３０が作成される。
【００６３】
ところで、特別性能要求１３０の中には、両立しない要求が存在する。例えば、図６に例示された特別性能要求１３０において、「馬力」の要求値「高」から展開されたポンプ２２の「LSセット」の要求値「高」と、「燃費」の要求値「低」から展開されたポンプ２２の「LSセット」の要求値「低」とは相反し、両立しない。このような両立し得ない要求が干渉し合わないようにするために、どの性能項目に対する要求を優先するかといった要求間の取捨選択や優先順位などを、プログラムで自動的に、又はマニュアルで予め制御するようにしてもよい。
【００６４】
ステップS１３では、上記ステップS１２で作成された主要コンポーネント２２、２４、２６、２８の性能についての特別性能要求１３０に基づいて、その特別性能要求１３０を満たすためにあるべき主要コンポーネント２２、２４、２６、２８の性格（つまり、目標の性格）を表した性格変更データ１３２が作成される。性格変更データ１３２は、図６に例示するように、前述した性格データ１２２と同様の形式で、主要コンポーネント２２、２４、２６、２８の各性能項目についての目標のレベルを示している。すなわち、性格データ１２２に表される実際の性格が、性格変更データ１３２に表される目標の正確に修正されれば、特別性能要求１３０を満たすことができることになる。
【００６５】
ステップS１４では、性格変更データ１３２と性格データ１２２が比較され、所定の最適化ルールに従って、性格データ１２２を性格変更データ１３２に実質的に修正するように（すなわち、性格変更データ１３２で示される性格を実際にもつ場合と同様の性能が発揮できるように）、一般最適化セッティング４５で定義された各種の制御設定値に対する補正が行われ、補正された制御設定値のセットが、特別最適化セッティング５４として、メモリ３４に記憶される。ここで用いられる最適化ルールとしては、この特別最適化に専用に用意されたルールであってもよいし、或いは、図４に例示されたような一般最適化用の最適化ルール１２６が用いられもよいし、或いは、一般最適化用の最適化ルール１２６を別最適化用にアレンジしたルールが用いられてもよい。因みに、一般最適化の処理は、全性能項目のレベルが「中」であるという目標の性格に性格データ１２２を実質的に修正することであり、これに対し、特別最適化の処理は、性格変更データ１３２で定義された目標の性格に性格データ１２２を実質的に修正することである。それ故、一般最適化でも特別最適化でも、同様の基本的な最適化ポリシーに従った最適化ルールを採用することが可能である。
【００６６】
以上のようにして作成された特別最適セッティング５４を用いてコントローラ３０の運転制御プログラム３８が各種制御対象コンポーネントを制御することにより、建設車両４０は特別性能要求５２で要求された総合性能を発揮することができる。すなわち、特別最適セッティング５４が運転制御で用いられることにより、建設車両４０の総合性能は、特別性能要求５２を満たすようなものにカスタマイズされる。
【００６７】
図７は、コントローラ３０の運転制御プログラム３８の動作を示す。
【００６８】
建設車両４０の運転開始の際、運転制御プログラム３８は、図７のステップS２１で、一般最適化セッティング４６と特別最適化セッティング５４のうちのどちらを使用するか判断する。この判断の一例は次のとおりである。すなわち、特別最適化セッティング５４がメモリ３４に既に記録されていれば、通常は、特別最適化セッティング５４を使用すると判断し、他方、特別最適化セッティング５４が未だ記録されていない、或いは、記録されているが特別に一般最適化セッティング４６を使用するようオペレータから指示された場合には、一般最適化セッティング４６を使用すると判断する。
【００６９】
特別最適化セッティング５４を使用すると判断された場合、ステップS２２で、運転制御プログラム３８は、特別最適化セッティング５４を用いて、各種の制御対象コンポ−ネントに対する制御指令を作成してそれらのコンポーネントに制御指令を出力する。その結果、建設車両４０は、特別性能要求５２で要求された総合性能を発揮するように動作する。
【００７０】
他方、一般最適化セッティング４６を使用すると判断された場合、ステップS２３で、運転制御プログラム３８は、一般最適化セッティング４６を用いて、各種の制御対象コンポ−ネントに対する制御指令を作成してそれらのコンポーネントに制御指令を出力する。これにより、建設車両４０は、標準性能データ４２で定義された標準的な総合性能を発揮するように動作する。
【００７１】
図８は、本発明の別の実施形態にかかる作業機械の性能調整装置の全体構造を示す。
【００７２】
既に説明した実施形態では、図１に示すように、主要コンポーネント２２、２４、２６、２８に付属するメモリ２２A、２４A、２６A、２８Aに主要コンポーネント２２、２４、２６、２８の性能試験データが記録されている。これに対し、図８に示す実施形態では、各コンポーネント工場２００で測定された各主要コンポーネント２１０の性能試験データ２３０は、各コンポーネント工場２００から通信ネットワーク２４０を通じてデータサーバ２５０に送られ、そこで保存される。また、各コンポーネント工場２００では、各主要コンポーネント２１０の性能試験データ２３０の保存場所を特定するための情報（例えば、データサーバ２５０内の性能試験データの保存場所のURLなどのネットワークアドレス、或いは、その主要コンポーネント２１０のシリアル番号のような固有識別コード、など）２２０が、各主要コンポーネント２１０に付属するメモリ２１０Aに書き込まれてから、各主要コンポーネント２１０が出荷される。メモリ２１０Aに書き込まれる情報量は小さいので、メモリ２１０Aは２次元バーコード印刷物のような簡単なものであってよい。
【００７３】
その後、車両製造工場１０において、各コンポーネント２１０が建設車両４０に組み込まれる際、各コンポーネント２１０のメモリ１２０Aに記録されている保存場所特定情報２２０が、メモリリーダ（例えば、バーコードリーダ）２６０によりメモリ１２０Aから読み出され、同じ建設車両４０に組み込まれるコントローラ３０に入力される。或いは、変形例として、各コンポーネント２１０とコントローラ３０が建設車両４０に組み込まれて両者が接続された後に、各コンポーネント２１０のメモリ２１０Aに記録されている保存場所特定情報２２０が、コントローラ３０に読み取られる。
【００７４】
コントローラ３０は、保存場所特定情報２２０に基づいて、データサーバ２５０から通信ネットワーク２４０を通じて、各コンポーネント２１０の性能試験データ２３０を取得する。その後、コントローラ３０は、前の実施形態と同様に、各コンポーネント２１０の性能試験データ２３０を解析し、そして、一般最適化処理や特別最適化処理を行う。
【００７５】
以上、本発明の実施形態を説明したが、この実施形態は本発明の説明のための例示にすぎず、本発明の範囲をこの実施形態にのみ限定する趣旨ではない。本発明は、その要旨を逸脱することなく、その他の様々な態様でも実施することができる。
【００７６】
例えば、上述した２つの実施形態では、各主要コンポーネントのメモリ又はデータサーバには、各主要コンポーネントの性能試験データが記録されており、コントローラは、その性能試験データを入力して解析することで、各主要コンポーネントの性能データを生成する。しかし、変形例として、各主要コンポーネントのメモリ又はデータサーバには、各主要コンポーネントの性能試験データではなく、性能試験データを予め解析して得られた性能データを記録し、その性能データがコントローラに入力されるようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００７７】
【図１】本発明の一実施形態にかかる作業機械の性能調整装置の全体構造を示すブロック図。
【図２】性能試験データの具体例を示す図。
【図３】設定最適化プログラム３６による制御設定値の一般最適化の処理を示すフローチャート。
【図４】一般最適化の処理で使用される各種データの例を示す図。
【図５】設定最適化プログラム３６による制御設定値の特別最適化の処理を示すフローチャート。
【図６】特別最適化の処理で使用される各種データの例を示す図。
【図７】運転制御プログラム３８の動作を示すフローチャート。
【図８】本発明の別の実施形態にかかる作業機械の性能調整装置の全体構造を示すブロック図。
【符号の説明】
【００７８】
１０  車両製造工場
１２  ポンプ製造工場
１４  エンジン製造工場
１６  変速機製造工場
１８  サスペンション製造工場
２０  コントローラ製造工場
２２  油圧ポンプ
２４  エンジン
２６  変速機
２８  サスペンション
２２A、２４A、２６A、２８A  メモリ
３０  コントローラ
３２  プロセッサ
３４  メモリ
３６  設定最適化プログラム
３８  運転制御プログラム
４２  標準性能データ
４４  標準セッティング
４６  一般最適セッティング
５２  総合性能についての特別性能要求
５４  特別最適セッティング
１２０  性能データ
１２２  性格データ
１２６  最適化ルール
１３０  主要コンポーネントの性能についての特別性能要求
１３２  性格変更データ
２００  コンポーネント製造工場
２１０  主要コンポーネント
２１０A  メモリ
２２０  保存場所特定情報
２３０  性能試験データ
２６０  メモリリーダ
【図１】
2006297959.tif 000003
【図２】
2006297959.tif 000004
【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】
2006297959.tif 000009
【図８】
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