(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ボディ(4) に搭載した積載物を排土し、排土後にボディ(4) を降下させるダンプトラックで、かつダンプトラックのエンジン、トランスミッション、アクスル、サスペンション、油空圧システム及びブレーキ等の作動、機能を診断する診断装置を有するダンプトラックの故障診断方法において、
ボディ(4) の降下中に、エンジンの所定回転時のエンジン、トランスミッション、アクスル、サスペンション、油空圧システム及びブレーキの少なくともいずれかの装置の作動、機能を診断することを特徴とするダンプトラックの故障診断方法。
【請求項２】
エンジン、トランスミッション、アクスル、サスペンション、油空圧システム及びブレーキ等各装置の温度、圧力及び位置等の状態を検出する状態検出手段(20)を有し、かつ前記各装置の作動、機能を診断するダンプトラックの故障診断装置において、
積載物を搭載するボディ(4) と、
ボディ(4) の上昇及び降下を指令するボディ操作手段(50)と、
ボディ操作手段(50)からの指令によってボディ(4) を降下させる方向切換弁(7) と、
ボディ操作手段(50)が所定の操作位置のときに、エンジンの所定回転時におけるエンジン、トランスミッション、アクスル、サスペンション、油空圧システム及びブレーキの少なくともいずれかの装置の状態を状態検出手段(20)により検出し、かつこの検出値を履歴データとして記憶し、故障診断するときには、この履歴データに基づいて前記検出値の大きさや変化率と規格値との比較を行って各装置の作動、機能の診断を行なう自己診断制御装置(11)とを備えたことを特徴とするダンプトラックの故障診断装置。
【請求項３】
請求項２に記載のダンプトラックの故障診断装置において、ボディ(4) の降下開始を検出するボディ降下開始検出手段(40)を付設し、
前記自己診断制御装置(11)は、ボディ降下開始検出手段(40)の検出信号がボディ降下開始のときで、かつ、ボディ操作手段(50)が所定の操作位置のときに、エンジンの所定回転時におけるエンジン、トランスミッション、アクスル、サスペンション、油空圧システム及びブレーキの少なくともいずれかの装置の状態を状態検出手段(20)により検出し、かつこの検出値を履歴データとして記憶し、故障診断するときには、この履歴データに基づいて前記検出値の大きさや変化率と規格値との比較を行って各装置の作動、機能の診断を行なうことを特徴とするダンプトラックの故障診断装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ダンプトラックの故障診断方法及び装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ダンプトラック等の産業車両においては、故障時のダウンタイムを短縮化することが重要な課題となっており、このために従来から様々な故障診断装置が提案されている。これらの故障診断装置は、車両に何らかの故障が発生した時にどの装置のどこの部品、箇所が故障しているかを診断している。例えば、各センサ、各アクチュエータ、各コントローラ等の作動及び機能が正常か否かを順次診断して行き、異常が検出されたときのその部位名や異常コード番号等を表示器でオペレータに知らせるようになっている。こうして、故障が指摘された箇所の故障部品等を交換又は修理することによって、短時間で修理を完了することが可能となる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来のような故障診断装置では、異常状態が継続せずに断続的にしか発生しないような故障要因に対して、真の故障箇所を検出できない場合が生じている。このような場合には、それぞれの故障内容に対応して要因及び故障箇所を推定し、これに関連する部品、センサ等を交換して様子を見るなどの処置を行っているが、修理が完全でないときには何回も部品交換等を行なうことになる。このために、真の要因究明までに長時間を要し、故障修理時の作業能率が良くなく、ダウンタイムを短縮化できないという問題が生じている。
【０００４】
さらに、最近では、故障発生時に修理するだけではなく、故障発生前にこれを予知して未然に故障発生を防止することにより、ダウンタイムの短縮化を図れるような故障診断装置の開発が強く要望されている。これは、エンジン、トランスミッション、アクスル、サスペンション、油空圧システム及びブレーキ等各装置の状態を定期的に診断し、そしてこの診断データを履歴として記憶しておき、これらの履歴に基づいて故障発生を予測しようとするもの（いわゆる、トレンドアナリシス）である。また、故障発生した場合でも、このような故障診断装置によればこれらの履歴を参照して真の故障要因を診断することが可能となる。そして、この定期的な診断のために車両の作業を中断して特別の作業を行なうことは、車両の稼働率を低下させて生産効率を阻害することになるので好ましくはなく、実作業を中断しないような診断方法が望まれている。しかしながら、この診断方法においては、履歴として記憶する診断データは、故障箇所を的確に診断できるような、すなわち故障発生に至る過程の状態トレンドを正確に表現できるようなものでなければならない。
【０００５】
本発明は、上記のような問題点に着目してなされたものであり、故障発生を未然に防止すると共に、真の故障要因を短時間で診断できるダンプトラックの故障診断方法及び装置を提供することを目的としている。
【０００６】
【課題を解決するための手段、作用及び効果】
上記の目的を達成するために、請求項１に記載の発明は、ボディ４に搭載した積載物を排土し、排土後にボディ４を降下させるダンプトラックで、かつダンプトラックのエンジン、トランスミッション、アクスル、サスペンション、油空圧システム及びブレーキ等の作動、機能を診断する診断装置を有するダンプトラックの故障診断方法において、ボディ４の降下中に、エンジンの所定回転時のエンジン、トランスミッション、アクスル、サスペンション、油空圧システム及びブレーキの少なくともいずれかの装置の作動、機能を診断する方法としている。
【０００７】
請求項１に記載の発明によると、排土完了後にボディが降下している時は、油圧ポンプ等の油圧回路構成要素は所定の定常状態にある。したがって、定常状態でエンジン、トランスミッション、アクスル、サスペンション、油空圧システム及びブレーキ等各装置の状態を測定して診断すると常に同一条件で診断でき、よって、この診断データは各装置の状態トレンドを正確に表すことができる。この結果、この診断データを履歴として記憶することにより、故障箇所の的確な診断が可能となる。また、診断のために実作業を中断しなくてもよいので、車両の稼働率が低下せずに生産効率が維持される。
【０００８】
また、請求項２に記載の発明は、エンジン、トランスミッション、アクスル、サスペンション、油空圧システム及びブレーキ等各装置の温度、圧力及び位置等の状態を検出する状態検出手段２０を有し、かつ前記各装置の作動、機能を診断するダンプトラックの故障診断装置において、積載物を搭載するボディ４と、ボディ４の上昇及び降下を指令するボディ操作手段５０と、ボディ操作手段５０からの指令によってボディ４を降下させる方向切換弁７と、ボディ操作手段５０が所定の操作位置のときに、エンジンの所定回転時におけるエンジン、トランスミッション、アクスル、サスペンション、油空圧システム及びブレーキの少なくともいずれかの装置の状態を状態検出手段(20)により検出し、かつこの検出値を履歴データとして記憶し、故障診断するときには、この履歴データに基づいて前記検出値の大きさや変化率と規格値との比較を行って各装置の作動、機能の診断を行なう自己診断制御装置１１とを備えた構成としている。
【０００９】
請求項２に記載の発明によると、排土時にオペレータが例えば操作レバー等のボディ操作手段を所定の操作位置（例えばフロート位置や降下位置等）に操作したとき、ボディ昇降を制御する方向切換弁が上記の操作位置に対応した位置に切り換わり、昇降用のホイストシリンダが縮小して降下する。このとき、油圧ポンプは一定の負荷状態になり、ダンプトラックの油圧回路の各油圧機器は安定した定常状態にある。この状態において、エンジン、トランスミッション、サスペンション及びブレーキ等各装置の温度、圧力及び位置等の状態を検出する状態検出手段の各センサからの信号は、常時同一条件で測定されて自己診断制御装置に入力される。したがって、この各センサの検出値に基づいた診断データは上記各装置の状態トレンドを正確に表している。よって、この診断データを履歴として記憶し、この履歴データに基づいて上記検出値の大きさや変化率と基準値との比較を行なうことにより、故障箇所の的確な診断が可能となる。また、診断はボディ降下中に実施されるので、診断のために実作業を中断しなくてもよく、よって、車両の稼働率が低下せずに生産効率が維持される。
【００１０】
また、請求項３に記載の発明は、請求項２に記載のダンプトラックの故障診断装置において、ボディ４の降下開始を検出するボディ降下開始検出手段４０を付設し、前記自己診断制御装置１１は、ボディ降下開始検出手段４０の検出信号がボディ降下開始のときで、かつ、前記ボディ操作手段５０が所定の操作位置のときに、エンジンの所定回転時におけるエンジン、トランスミッション、アクスル、サスペンション、油空圧システム及びブレーキの少なくともいずれかの装置の状態を状態検出手段２０により検出し、かつこの検出値を履歴データとして記憶し、故障診断するときには、この履歴データに基づいて前記検出値の大きさや変化率と規格値との比較を行って各装置の作動、機能の診断を行なうことを特徴とする。
【００１１】
請求項３に記載の発明によると、ボディ降下開始検出手段がボディ降下開始を検出し、かつ、ボディ操作手段が所定の操作位置のときに初めて、所定の故障診断処理を行うために、エンジン、トランスミッション、サスペンション及びブレーキ等各装置の温度、圧力及び位置等の状態を検出する状態検出手段の各センサからの信号を入力するようにしている。よって、確実に一定条件での各装置の状態を検出できるので、診断の信頼性を向上できる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下に、図１〜図４を参照して実施形態を説明する。
図１は、本発明に係わるダンプトラックの斜視図を表している。ダンプトラック１は回動自在な車輪２を有する車体と、車体上の後部に昇降可能で、かつ積載物を搭載するボディ４と、車体左右にボディ４を昇降させるホイストシリンダ３、３とを備えている。各車輪２と車体との間には、車輪２を支持するアクスル１９と、衝撃を吸収するサスペンション９とがそれぞれ配設され、各車輪２には図示していないブレーキ装置が配設されている。また、車体の前部には運転室５が配設されており、運転室５内にはボディ４の昇降を指令するボディ操作手段５０の一例として操作レバー６が設けられている。
【００１３】
図２は、本発明に係わる故障診断装置の構成ブロック図を表している。
同図において、自己診断制御装置１１は例えばマイクロコンピュータ等を中心にしたコンピュータシステムにより構成されており、本故障診断装置の中核をなしている。ボディ操作手段５０には操作位置を検出する操作位置検出器５１が設けられていて、操作位置が上昇か降下か又はフロート位置かを検出している。なお、ボディ操作手段５０としては操作レバー６に限定されずに他の手段でもよく、例えば押しボタンスイッチ等で操作してもよい。操作位置検出器５１は、例えば操作位置に対応して作動するリミットスイッチ、又は操作レバー６の中立位置からの操作量を検出するポテンショメータ等で構成される。また、ボディ４が降下を開始したことを検出するために、ボディ降下開始検出手段４０を設けている。本実施形態では、ボディ降下開始検出手段４０は、ボディ４が上昇端に位置することを検出するボディ上昇端検出スイッチ４１により構成されている。すなわち、ボディ４が上昇端から移動開始したときに、ボディ４が降下を開始したと判断している。なお、ボディ降下開始検出手段４０はボディ上昇端検出スイッチ４１に限定されず、ボディ４の降下開始を検出する他の方法でもよく、例えばボディ４の積載重量値を検出してこの積載重量値が空車状態と等しくなったことにより排土完了すなわちボディ降下開始と判断してもよい。
【００１４】
また、エンジン制御装置１２は、自己診断制御装置１１からの回転数指令に基づいて、図示していないエンジンが所定回転数になるように制御する。トランスミッション制御装置１３は、自己診断制御装置１１からの変速段指令に基づいて、図示していないトランスミッションの変速段を制御する。ブレーキ制御装置１４は、自己診断制御装置１１からの制動指令に基づいて、ブレーキ装置を作動させて車両に制動をかける。自己診断制御装置１１は操作位置検出器５１の検出信号を入力し、ボディ操作手段５０が所定の操作位置のときにエンジン制御装置１２、トランスミッション制御装置１３及びブレーキ制御装置１４に所定の指令を出力している。
【００１５】
状態検出手段２０はダンプトラック１のエンジン、トランスミッション、アクスル１９、サスペンション９、油空圧システム及びブレーキ等の各装置の状態を検出するものであり、例えば温度センサ２１、圧力センサ２２、位置センサ２３等で構成されている。この状態検出手段２０は、例えば、エンジンに関しては油温、油圧、回転数、ブローバイ圧、排気温度、オイルレベル等の状態を検出し、トランスミッションに関しては油温、オイルレベル、及びクラッチ断続計測時間等の状態を検出する。また、ブレーキ装置に関してはその内部にある図示していないディスクを圧接して制動力を得るための図示していないピストンのストローク量からブレーキ磨耗量、異常磨耗状態等を、サスペンション９に関しては空車時のサスペンション９に加わる圧力値等を検出する。これらの状態検出値はそれぞれのセンサから自己診断制御装置１１に入力され、自己診断制御装置１１内の所定の記憶エリアに履歴データとして記憶されるようになっている。自己診断制御装置１１では、これらの履歴データに基づいて上記状態検出値の大きさや変化率のトレンドを算出し、この算出値とこれに対応する基準値との比較を行なう。そして、比較した結果によって異常現象の検出や故障発生の予測を行ったり、故障発生時の原因究明に参照する。
【００１６】
また、図３は本発明に係わるボディ昇降制御の油圧回路図の一例を表している。方向切換弁７は例えば操作レバー６からの指示により切り換えられ、油圧ポンプ８から吐出された圧油をホイストシリンダ３へ供給する方向を制御している。なお、ボディ操作手段５０が操作レバー６以外の例えば押しボタンスイッチ等で構成されている場合には、押しボタンスイッチの操作信号に応じて図示しないコントローラが電気的な、または、空圧又は油圧信号の指令により方向切換弁７を切り換えるようにしてもよい。方向切換弁７の２つの入力ポートの内一方は管路３１を介して油圧ポンプ８に接続され、他方は管路３２及びチェック弁１７を介して油圧ポンプ８に接続されている。そして、方向切換弁７の戻りポートは管路３３を介してタンク１６に接続されている。また、方向切換弁７の３つの出力ポートの内、第一の出力ポートは管路３７を介してタンク１６に接続され、第二の出力ポートは管路３４を介して左右のホイストシリンダ３、３のボトム室３ｂに接続されている。さらに、第三の出力ポートは管路３５、弁１５及び管路３６を介して左右のホイストシリンダ３、３のヘッド室３ａに接続されている。弁１５は絞り弁及びチェック弁からなり、圧油がヘッド室３ａ内から流出するときは上記チェック弁により遮断されて上記絞り弁を経由するようになっている。
【００１７】
操作レバー６がボディ保持位置のときは、方向切換弁７のスプールは中立位置７ｂにあり、ホイストシリンダ３のヘッド室３ａ及びボトム室３ｂの油は流出しないので、ボディ４はその位置を保持している。また、このとき油圧ポンプ８からの圧油は管路３１、３７を経由してタンク１６へドレーンする。操作レバー６が上昇位置のときは、方向切換弁７のスプールは位置７ａにあり、油圧ポンプ８からの圧油はチェック弁１７、管路３２、３５、弁１５及び管路３６を経由してホイストシリンダ３、３のヘッド室３ａ内に流入する。ボトム室３ｂ内の油は管路３４、３７を経由してタンク１６へドレーンする。これによって、ホイストシリンダ３、３が伸長してボディ４が上昇する。また、操作レバー６が降下位置のときは、方向切換弁７のスプールは位置７ｄにあり、油圧ポンプ８からの圧油はチェック弁１７、管路３２、３４を経由してホイストシリンダ３、３のボトム室３ｂ内に流入する。ヘッド室３ａ内の油は管路３６、弁１５、管路３５、３３を経由してタンク１６へドレーンする。これによって、ホイストシリンダ３、３が縮小してボディ４が下降する。このように、排土完了後に操作レバー６を降下位置に操作した場合には、油圧ポンプ８には一定条件で負荷がかかり、油圧回路が定常状態となる。
【００１８】
一方、操作レバー６がフロート位置のときは、方向切換弁７のスプールは位置７ｃにあり、油圧ポンプ８から吐出された圧油の大部分は管路３１、３７を経由してタンク１６へドレーンする。そして、ボディ４の自重がホイストシリンダ３、３にかかるので、ヘッド室３ａ内の油は管路３６、弁１５、管路３５、３３を経由してタンク１６へドレーンする。これに伴いボトム室３ｂ内が負圧になるので、油圧ポンプ８から吐出された圧油の一部はチェック弁１７を経由してボトム室３ｂ内に流入する。このとき、ボディ４の自重によりホイストシリンダ３、３が縮小してボディ４が下降するので、油圧ポンプ８には負荷がかかっていない。したがって、このとき他の油圧機器を駆動していない状態では、油圧回路は無負荷の定常状態となる。
【００１９】
図４に本故障診断装置における自己診断制御装置１１の処理フローチャートを示しており、以下同図に基づいて作用を説明する。本発明に係わる故障診断装置は各装置の定常状態を時系列的に記録した履歴情報を使用して故障診断を行なうので、この履歴情報は同一条件で測定されることが好ましい。したがって、本実施形態の例では、上記のように排土完了後の油圧回路が一定条件で作動する定常状態において測定するようにしている。なお、各処理ステップ番号はＳを付して示している。
【００２０】
Ｓ１において、ボディ降下開始検出手段４０が降下開始を検出したか否かを判断し、降下開始を検出したときはＳ２に進み、そうでないときはＳ１を繰り返す。ここで、ボディ降下開始検出手段４０がボディ上昇端検出スイッチ４１である場合には、ボディ上昇端検出スイッチ４１がオン（上昇端）からオフになったか否かを判断し、オフになったときにＳ２に進む。Ｓ２で操作位置検出器５１から入力した信号に基づいてボディ操作手段５０が故障診断を行なうべき所定の操作位置か否かを判断し、所定の操作位置でないときはＳ２を繰り返して所定の操作位置になるのを待つ。ここで、所定の操作位置とは、フロート位置又は降下位置である。所定の操作位置になったときは、Ｓ３でトランスミッション、ブレーキ等の各装置を故障診断のための初期状態にする。この初期状態は、例えばトランスミッション制御装置１３に指令を出力してトランスミッション変速段をニュートラルにし、ブレーキ制御装置１４に指令を出力してブレーキをオンにした状態等である。そして、これ以後、定常診断の処理を行なう。まず、Ｓ４でエンジン制御装置１２に回転数指令を出力して第１の所定回転数に固定する。そして、Ｓ５で状態検出手段２０から各状態信号を入力し、これらの状態検出値を所定の記憶エリアに履歴データとして記憶する。次に、Ｓ６で、トランスミッション制御装置１３及びブレーキ制御装置１４等に指令を出力してトランスミッション及びブレーキ等の各装置を初期状態から他の状態に自動的に遷移させ、この遷移している時の状態変化を状態検出手段２０により検出しながら、これらの状態検出値を履歴データとして記憶する。この後、Ｓ７で、トランスミッション及びブレーキ等の各装置の状態を前ステップと同様にして自動的に元の初期状態に遷移させ、この遷移している時の状態変化を状態検出手段２０により検出しながら、これらの状態検出値を履歴データとして記憶する。
【００２１】
次に、Ｓ８において、エンジン制御装置１２に所定の回転数遷移指令を出力して第１の所定回転数から第２の所定回転数に上昇又は下降させる。そして、Ｓ９で、この回転数が遷移している時の状態変化を状態検出手段２０により検出しながら、これらの状態検出値を履歴データとして記憶する。さらに、Ｓ１０でエンジン回転数を第２の所定回転数に固定した後、Ｓ１１において上述のＳ５〜Ｓ７と同様の処理を行なう。次に、Ｓ１２で、今回の診断処理で記憶したデータと、これまでに記憶されている履歴データとに基づいて、異常の有無を判断する。すなわち、今回記憶したデータと履歴データとの差から変化率等を演算すると共に、今回記憶したデータの大きさや演算した変化率等とそれに対応する規格値とを比較する。そして、Ｓ１３でこの比較の結果で異常がある場合に異常発生を外部に通報（例えば、ランプやブザー等で警報、又は、外部装置等への異常内容の送信）する。
【００２２】
以上説明したように、各装置の状態を予め決められた所定の定常状態で検出し、あるいは、この所定の定常状態から他の定常状態に遷移させながらこの状態変化を検出しているので、これらの各状態は同一条件で毎回測定される。そして、この測定データは履歴として記憶されている。したがって、履歴データは各装置の異常に至る状態トレンドを精度良く表しており、このデータに基づいて故障診断しているので異常現象の検出、故障発生の予測、故障箇所の推定等の信頼性が高まる。
また、上記診断は実作業中の通常の作業と同時に行うので、診断のための作業を特別に設ける必要がない。したがって、車両の稼働率を低下せず、生産効率を阻害することはない。
【００２３】
なお、上記で説明した処理フローチャートにおいては、エンジン回転数について第１及び第２の所定回転数を予め設定しているが、これには限定されずに、例えば２箇所以上の所定回転数を設定しても、あるいは、一箇所の所定回転数で診断してもよい。そして、上記のような処理フローチャートの全てを毎回の診断時に行わなくとも、例えば一部の処理のみを毎回行なっても、あるいは、所定診断回数の内で一回だけ全ての診断を行なうようにしてもよい。
また、油圧回路の定常状態は上記のような排土完了後のボディ降下時の状態に限定されず、例えば作業終了後の電源遮断直前でもよい。また、エンジンの定常状態は上記のように予め決められた所定回転数に固定したとき、又は、所定回転数から他の所定回転数へ遷移させたときのいずれでもよく、このときの所定回転数は例えばローアイドル又は定格回転数等に設定してもよい。これらの状態を組み合わせて測定することも可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係わるダンプトラックの斜視図を表す。
【図２】本発明に係わる故障診断装置の構成ブロック図を示す。
【図３】本発明に係わる故障診断装置のボディ昇降の油圧回路図を示す。
【図４】本発明に係わる故障診断装置の処理フローチャート例を示す。
【符号の説明】
１…ダンプトラック、２…車輪、３…ホイストシリンダ、４…ボディ、５…運転室、６…操作レバー、６ａ…操作位置検出器、７…方向切換弁、８…油圧ポンプ、９…サスペンション、１１…自己診断制御装置、１２…エンジン制御装置、１３…トランスミッション制御装置、１４…ブレーキ制御装置、１５…弁、１６…タンク、１７…チェック弁、１９…アクスル、２０…状態検出手段、２１…温度センサ、２２…圧力センサ、２３…位置センサ、３１、３２、３３、３４、３５、３６、３７…管路。４０…ボディ降下開始検出手段、４１…ボディ上昇端検出スイッチ、５０…ボディ操作手段、５１…操作位置検出手段。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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