JP4540695B2 - Information management device for construction machinery - Google Patents
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Description
本発明は建設機械の車体内の情報を収集することによって建設機械を構成する部品の寿命、部品の交換時期、建設機械の作業量、稼働状態、故障等の異常などの情報を管理する建設機械の情報管理装置に関するものである。 The present invention is a construction machine that manages information such as the life of parts constituting the construction machine, the replacement time of parts, the amount of work of the construction machine, the operating state, and abnormalities such as failure by collecting information in the vehicle body of the construction machine. It relates to the information management apparatus.
さて建設機械の点検、整備のサービスを行う上で、そのエンジンのオーバーホールの時期を正確に予測することは、きわめて重要である。 Now, it is extremely important to accurately predict the timing of engine overhaul when servicing construction machinery.
これは、オーバーホールの時期を正確に予測することができれば、適切な時期に施されるメンテナンスによりエンジンの大破などの重大な事故を未然に防止することができるからである。また、オーバーホールの時期を正確に予測することができれば、計画的な整備が可能となる。つまり、配車計画などの生産計画を正確に立てることができたり、オーバーホールに必要な部品を必要な時期に準備することができたり、整備員の管理が容易になったりするなどの利点が得られる。 This is because, if the overhaul time can be accurately predicted, it is possible to prevent a serious accident such as a major engine damage by maintenance performed at an appropriate time. In addition, if the overhaul time can be accurately predicted, systematic maintenance is possible. In other words, production plans such as vehicle allocation plans can be made accurately, parts necessary for overhaul can be prepared at the necessary time, and maintenance personnel can easily manage. .
しかしながら、建設機械は、その使用環境、個々のユーザの操作いかんによって、そのエンジンの稼働状況は大きく異なり、同一の機種の同一の型式のエンジンであっても、オーバーホールが必要となる時期は、大きく異なる。一義的にエンジンのオーバーホール時期を定めることはできない。 However, construction machines have very different operating conditions depending on the environment of use and the operation of individual users, and even when the same type of engine is the same model, the period when overhaul is required is large. Different. The engine overhaul time cannot be determined uniquely.
したがって、個々の建設機械、個々のエンジンそれぞれについて、そのオーバーホール時期、つまりエンジンの寿命を正確に予測することが要請される。 Therefore, it is required to accurately predict the overhaul time of each individual construction machine and each engine, that is, the engine life.
エンジンの寿命は、エンジンにそれまでに加えられた被害量、つまりエンジンにかかる負荷の累積に応じて定まると考えられる。 The life of the engine is considered to be determined according to the amount of damage that has been applied to the engine, that is, the cumulative load on the engine.
しかしながら、このエンジンに加えられた被害量を数値化することは、実際には困難であり、従来は、エンジンに加えられた被害量を、その時々のエンジンの稼働状況から間接的に数値化せんとする試みがなされていた。 However, it is actually difficult to quantify the amount of damage applied to this engine. Conventionally, the amount of damage applied to the engine has not been quantified indirectly based on the engine operating status at that time. Attempts have been made.
すなわち、従来にあっては、サービスツールによって定期的にエンジンの稼働状況を記録し、これと、予め設定された限界値とを比較することでオーバーホール時期であると判断していた。たとえば、バルブクリアランスを実際に計測し、この計測値と、ショップマニュアルで指示されている限界値とを比較し、計測値が限界値を超えた時点で、オーバーホール時期であると判断するようにしていた。また、エンジンの音を聞き分け、異音が出ていれば、オーバーホールの時期であると判断するようにしていた。 In other words, in the past, it was determined that it was an overhaul time by regularly recording the operating status of the engine with a service tool and comparing this with a preset limit value. For example, the valve clearance is actually measured, and this measured value is compared with the limit value specified in the shop manual. When the measured value exceeds the limit value, it is determined that the overhaul time is reached. It was. Also, the engine sound was recognized, and if there was an abnormal sound, it was judged that it was an overhaul time.
しかし、こうしたその時々のエンジンの稼働状況は、それまでにエンジンに加えられた被害量を必ずしも正確に示すものではなく、また、オーバーホール時期に達したかどうかの判断も整備員の熟練、経験に依存する部分が大きい。このため、オーバーホールの時期の予測は必ずしも正確になされているとは言い難い。 However, such engine operating conditions at that time do not necessarily accurately indicate the amount of damage that has been done to the engine so far, and whether or not the overhaul has been reached depends on the skill and experience of maintenance personnel. The dependent part is big. For this reason, it is hard to say that the prediction of the overhaul time has been made accurately.
また、こうしたその時々のエンジンの稼働状況だけではなく、エンジンのデータ（例えばエンジンの馬力）を、長い期間収集し、その経時的な変化から、オーバーホール時期を判断するという試みもなされている。 In addition, not only the engine operating status at that time but also engine data (for example, the horsepower of the engine) is collected for a long period, and an attempt is made to determine the overhaul time from the change over time.
しかし、エンジンに実際に加えられた被害量を、こうした時系列的なデータから数値化して、エンジンの寿命を判断することは難しい。つまり、エンジンが一定の負荷で連続して運転されていれば（たとえば、常に定格点で運転されていれば）、被害量は時間に比例して増加するものとして被害量を比較的容易に予測することはできるものの、エンジンの負荷が時間の経過に伴って変動する場合に、その被害量を数値化することは困難である。このため、オーバーホール時期に達したかどうかの判断はいきおい整備員の熟練、経験に依存することになっていた。 However, it is difficult to determine the engine life by quantifying the amount of damage actually applied to the engine from such time-series data. In other words, if the engine is operating continuously at a constant load (for example, if it is always operating at the rated point), the damage amount is expected to increase in proportion to time, and the damage amount can be predicted relatively easily. Although it is possible, it is difficult to quantify the amount of damage when the engine load fluctuates with time. For this reason, the judgment of whether or not the overhaul period was reached depended on the skill and experience of the maintenance staff.
さらにエンジンに実際に加えられた被害量を演算式から求め数値化し、求めた被害量を基準値（オーバーホール時期になったか否かを判断するしきい値）と比較することでオーバーホール時期を判断するという発明が、特許文献１に開示されている。
Furthermore, the amount of damage actually applied to the engine is obtained from an arithmetic expression and digitized, and the overhaul time is determined by comparing the calculated amount of damage with a reference value (threshold value for determining whether the overhaul time has come). This invention is disclosed in
この発明は、所定運転時間毎にエンジントルクカーブの定格点での燃料消費量と実際の燃料消費量との比率を演算式から求め、この比率からエンジンに加えられた被害量を数値化するというものである。 According to the present invention, a ratio between the fuel consumption at the rated point of the engine torque curve and the actual fuel consumption is obtained from an arithmetic expression every predetermined operation time, and the amount of damage applied to the engine is quantified from this ratio. Is.
しかし上記従来技術の判断にしたがってエンジンをオーバーホールしてみると、実際には予寿命が十分あることが多い。逆にオーバーホール時期に達していないとの判断にしたがってエンジンをオーバーホールしないまま稼働し続けてエンジンの破損をきたすことがある。このように従来技術にあってはエンジンの寿命予測の的中率は低いのが実状である。 However, when the engine is overhauled according to the judgment of the above-mentioned prior art, the actual life is often sufficient. On the contrary, the engine may continue to operate without overhaul according to the judgment that the overhaul time has not been reached, and the engine may be damaged. As described above, in the prior art, the accuracy of engine life prediction is low.
以上のように従来のオーバーホール時期の予測方法は、整備員の熟練度によって異なることがあるので、正確さに欠けるものであった。また被害量を数値化する試みもなされているがエンジン全体の被害量を一律に数値化して判断するというものであり、正確さに欠けるものであった。すなわちエンジンの構成する部品には、たとえば回転変動に弱い部品（摩耗が進行し易い部品）もあれば、大きな回転変動に強い部品（摩耗が進行しにくい部品）もあり、部品の種類ごとに寿命が異なる。よって一律にエンジン全体の被害量を数値化することはできない。
エンジンと同様にエンジンによって作動される油圧ポンプまたは油圧モータ（以下油圧ポンプ等）のオーバーホールや修理の時期の予測も困難である。
As described above, the conventional method of predicting the overhaul time may be inaccurate because it may vary depending on the skill level of maintenance personnel. Attempts have also been made to quantify the amount of damage, but the amount of damage for the entire engine is uniformly quantified and judged, which is not accurate. In other words, for example, there are parts that are vulnerable to rotational fluctuations (parts that are subject to wear) and parts that are resistant to major rotational fluctuations (parts that are subject to less wear). Is different. Therefore, the damage amount of the entire engine cannot be quantified uniformly.
As with an engine, it is difficult to predict the overhaul and repair timing of a hydraulic pump or a hydraulic motor (hereinafter referred to as a hydraulic pump or the like) operated by the engine.
現在行われている方法は、油圧ポンプ等のオーバーホール時間を、経験的な数値としてたとえば１万時間と予め定めておき、エンジンのサービスメータの値が上記オーバーホール時間に達した時点でオーバーホールを実施するというものである。 The currently used method is to predetermine the overhaul time of a hydraulic pump or the like as an empirical value, for example, 10,000 hours, and perform overhaul when the engine service meter value reaches the overhaul time. That's it.
しかし上記方法にしたがって油圧ポンプ等をオーバーホールしてみると、実際には構成部品に大きな劣化は進行しておらず予寿命が十分あることが多い。つまり整備員が無駄な分解、点検を行うことによって経済的な損失が招来する。逆にオーバーホール時期に達していないとの判断にしたがって油圧ポンプ等をオーバーホールしないまま稼働し続けて油圧ポンプ等の破損をきたすことがある。油圧ポンプ等は高価な部品で構成されているため破損が生じるとその経済的な損失は大きい。 However, when the hydraulic pump or the like is overhauled according to the above method, in reality, the component parts are not greatly deteriorated and often have a sufficient pre-life. In other words, an economical loss is incurred when maintenance personnel perform unnecessary disassembly and inspection. Conversely, the hydraulic pump or the like may continue to operate without overhaul according to the determination that the overhaul time has not been reached, and the hydraulic pump or the like may be damaged. Since hydraulic pumps and the like are composed of expensive parts, the economic loss is great if they are damaged.
このように従来技術にあっては油圧ポンプ等の寿命予測の的中率は低いのが実状である。また油圧ポンプ等全体の寿命を一律に定めるというものであり、正確さに欠けるものであった。すなわち油圧ポンプ等を構成する部品には、たとえばエンジンの負荷の影響を大きく受ける部品もあれば、油温の影響を大きく受ける部品もあり、部品の種類ごとに寿命に影響を与える要因が異なる。よって一律に油圧ポンプ等全体の寿命を定めることはできない。
本発明は、こうした実状に鑑みてなされたものであり、油圧ポンプまたは油圧モータの寿命を、自動的かつ正確に予測できるようにすることを解決課題とするものである。 The present invention has been made in view of such a situation, and an object of the present invention is to make it possible to automatically and accurately predict the life of a hydraulic pump or a hydraulic motor.
本発明は、上記解決課題を達成するために、
建設機械のエンジンの稼働時に値が変化する稼働パラメータのデータを収集し、この稼働パラメータのデータに基づきエンジンが駆動されるに応じて作動する油圧ポンプまたは油圧モータの寿命を演算し該演算した油圧ポンプまたは油圧モータの寿命の情報を管理する建設機械の情報管理装置において、
前記油圧ポンプまたは油圧モータにかかる負荷を、一定時間が経過するまで逐次計測し、計測した逐次の負荷値に基づいて、前記油圧ポンプまたは油圧モータを構成する軸受け部品の寿命を演算する軸受け部品寿命演算手段と、
前記油圧ポンプの吐出圧油または油圧モータの作動油の温度を、一定時間が経過するまで逐次計測し、計測した逐次の温度値に基づいて、前記油圧ポンプまたは油圧モータを構成する圧油シール部品の寿命を演算する圧油シール部品寿命演算手段と、
前記各部品寿命演算手段から得られた各寿命値に基づいて前記油圧ポンプまたは油圧モータの寿命を演算する寿命演算手段と
を具えたことを特徴とする。
In order to achieve the above-described solution, the present invention
Collecting data of operating parameters whose values change when the engine of the construction machine is operating, calculating the life of a hydraulic pump or a hydraulic motor that operates in accordance with the driving of the engine based on the operating parameter data, and calculating the calculated hydraulic pressure In the construction machine information management device that manages the life information of the pump or hydraulic motor,
A bearing component life that sequentially measures the load applied to the hydraulic pump or the hydraulic motor until a predetermined time elapses, and calculates the life of the bearing component constituting the hydraulic pump or the hydraulic motor based on the measured sequential load value. Computing means;
Pressure oil seal parts constituting the hydraulic pump or the hydraulic motor are sequentially measured until the predetermined time elapses and the temperature of the discharge hydraulic oil of the hydraulic pump or the hydraulic oil of the hydraulic motor is measured. Pressure oil seal part life calculation means to calculate the life of
Life calculating means for calculating the life of the hydraulic pump or hydraulic motor based on each life value obtained from each component life calculating means is provided.
本発明によれば、図１９に示すように油圧ポンプまたは油圧モータにかかる負荷Ｔが、一定時間τが経過するまで逐次（Δｔ）計測され、図２０に示すように計測した逐次の負荷値Ｔに基づいて、油圧ポンプまたは油圧モータを構成する軸受け部品の寿命（ランクＳ、Ａ、Ｂ、Ｃ）が演算される。 According to the present invention, as shown in FIG. 19, the load T applied to the hydraulic pump or the hydraulic motor is sequentially measured (Δt) until a predetermined time τ elapses, and the sequential load value T measured as shown in FIG. Based on the above, the lifetimes (ranks S, A, B, C) of the bearing parts constituting the hydraulic pump or the hydraulic motor are calculated.
そして油圧ポンプの吐出圧油または油圧モータの作動油の温度Ｒtが、一定時間τが経過するまで逐次計測され、図２４に示すように計測した逐次の温度値Ｒtに基づいて、油圧ポンプまたは油圧モータを構成する圧油シール部品の寿命（ランクＳ、Ａ、Ｂ、Ｃ）が演算される。 Then, the temperature Rt of the discharge pressure oil of the hydraulic pump or the hydraulic oil of the hydraulic motor is sequentially measured until a certain time τ elapses. Based on the measured temperature value Rt as shown in FIG. The lifetime (rank S, A, B, C) of the pressure oil seal component constituting the motor is calculated.
そして各寿命値に基づいて油圧ポンプまたは油圧モータの寿命が演算される。 Based on each life value, the life of the hydraulic pump or the hydraulic motor is calculated.
本発明は、油圧ポンプ等を構成する部品には、たとえばエンジンの負荷の影響を大きく受ける部品もあれば、油温の影響を大きく受ける部品もあり、部品の種類ごとに寿命に影響を与える要因が異なるという点に着目してなされたものである。そして油圧ポンプ等の寿命は、負荷を要因とする軸受け部品の寿命によって主に定まる。これを作動油温度を要因とするオイルシール部品の寿命によって補正する。この補正により油圧ポンプ等の寿命が高精度に求められる。そしてこうして求められた油圧ポンプ等の寿命の正確な情報を建設機械毎に管理することができる。 In the present invention, some components that make up a hydraulic pump or the like are, for example, parts that are greatly affected by the load of the engine, and parts that are greatly affected by the oil temperature. It was made paying attention to the point that is different. The service life of a hydraulic pump or the like is mainly determined by the service life of the bearing parts caused by the load. This is corrected by the life of the oil seal component caused by the hydraulic oil temperature. With this correction, the life of a hydraulic pump or the like is required with high accuracy. And accurate information on the life of the hydraulic pump or the like thus obtained can be managed for each construction machine.
以下図面を参照して本発明に係る建設機械の情報管理装置の実施の形態について説明する。 Embodiments of an information management apparatus for construction machines according to the present invention will be described below with reference to the drawings.
図１は建設機械の車体内の構成を示すブロック図である。なお図２に示す実施形態では建設機械としてフロント部分とリア部分にそれぞれエンジンを備えた油圧ショベルを想定している。しかし建設機械であれば任意のものに本発明は適用可能である。 FIG. 1 is a block diagram showing a configuration inside a vehicle body of a construction machine. In the embodiment shown in FIG. 2, a hydraulic excavator provided with an engine at each of a front part and a rear part is assumed as a construction machine. However, the present invention can be applied to any construction machine.
同図１に示すように、建設機械の車体内には、複数の車体内コントローラ６、７、４が設けられている。
As shown in FIG. 1, a plurality of in-
車体内コントローラ６は、フロントエンジンおよび作業機を駆動制御するフロントエンジン・作業機用コントローラである。
The in-
コントローラ６には各種センサ群２６、アクチュエータ群３６が接続されている。センサ群２６としては、燃料ダイヤル（フロントエンジン目標回転数設定手段）で操作、設定されたスロットル位置を示すスロットル信号を検出するセンサ、フロントエンジンの実際の回転数を検出するセンサ、フロントエンジンを冷却するクーラント（冷却水）の温度を検出するセンサ、燃料量（燃料残量）を検出するセンサ、サービスメータ（フロントエンジンの稼働時間）を検出するセンサ、作業機を操作する操作レバーの操作位置をパイロット圧の圧力として検出するセンサ、作業機の油温を検出するセンサなどである。
Various sensors 26 and actuators 36 are connected to the
アクチュエータ群３６としては、フロントエンジンに燃料を供給する燃料供給用アクチュエータ（たとえばガバナを駆動するモータ）、作業機を駆動する油圧アクチュエータ（油圧シリンダ、油圧モータ）に圧油を供給する操作弁（流量制御弁）に設けられた電磁ソレノイドなどである。 The actuator group 36 includes a fuel supply actuator (for example, a motor that drives a governor) that supplies fuel to a front engine, and an operation valve (flow rate) that supplies pressure oil to a hydraulic actuator (hydraulic cylinder, hydraulic motor) that drives a work machine. An electromagnetic solenoid provided in the control valve).
コントローラ６は、フロントエンジンおよび作業機に設けられたセンサ群２６から各種検出信号を入力し、フロントエンジンおよび作業機に設けられたアクチュエータ群３６に対して各種駆動信号を出力する。
The
車体内コントローラ７は、リアエンジンを駆動制御するリアエンジン用コントローラである。
The in-
コントローラ７には各種センサ群２７、アクチュエータ群３７が接続されている。センサ群２７としては、燃料ダイヤル（リアエンジンの目標回転数設定手段）で操作、設定されたスロットル位置を示すスロットル信号を検出するセンサ、リアエンジンの実際の回転数を検出するセンサ、リアエンジンを冷却するクーラント（冷却水）の温度を検出するセンサ、サービスメータ（リアエンジンの稼働時間）を検出するセンサなどである。
Various sensors 27 and actuators 37 are connected to the
アクチュエータ群３７としては、リアエンジンに燃料を供給する燃料供給用アクチュエータ（たとえばガバナを駆動するモータ）などである。 The actuator group 37 includes a fuel supply actuator (for example, a motor that drives a governor) that supplies fuel to the rear engine.
コントローラ７は、リアエンジンに設けられたセンサ群２７から各種検出信号を入力し、リアエンジンに設けられたアクチュエータ群３７に対して各種駆動信号を出力する。
The
車体内コントローラ４は表示画面と各種スイッチが設けられた既設モニタパネルである。
The in-
モニタパネル４はスイッチの操作位置に応じた信号を入力し、表示画面に画像を表示するように表示制御用アクチュエータに対して駆動信号を出力する。
The
たとえばモニタパネル４の作業モード選択スイッチが選択操作されることによって建設機械が行う各種作業の中から所望する作業モードを示す信号が入力される。
For example, when a work mode selection switch on the
これらコントローラ６、７、４間の相互は、所定の通信プロトコルＡに従って通信が行われるシリアル通信回線１１によって通信自在に接続されている。
The
したがって図２に示すように、コントローラ４とコントローラ７との間を、シリアル通信回線１１のバイパスケーブル１１′によって接続することにより、通信プロトコルＡの車体内ネットワークが単独で構成される。
Therefore, as shown in FIG. 2, the in-vehicle network of the communication protocol A is configured by connecting the
すなわちシリアル通信回線１１上に上記通信プロトコルＡのフレーム信号が伝送される。するとフレーム信号が各コントローラ４、６、７…に伝送されフレーム信号に記述されたデータに従い各コントローラ４、６、７…に接続されたアクチュエータに駆動信号が出力されこれらアクチュエータが駆動制御されるとともに、各コントローラ４、６、７…に接続されたセンサで検出された検出データが取得されフレーム信号に記述される。
That is, the frame signal of the communication protocol A is transmitted on the
フレーム信号のデータ構造は、使用されるプロトコルにより異なるが、たとえば要求元のコントローラのＩＤを示すデータ、要求先のコントローラのＩＤを示すデータ、要求内容を示すデータとからなるデータ構造である。 Although the data structure of the frame signal varies depending on the protocol used, it is a data structure composed of, for example, data indicating the requesting controller ID, data indicating the requesting controller ID, and data indicating the request contents.
このようにフレーム信号が複数のコントローラ４、６、７間で伝送されることで、複数のコントローラ４、６、７間でデータの送受信が行われるとともに、フレーム信号に複数のコントローラ４、６、７毎に取得されるデータが記述される。
As described above, the frame signal is transmitted between the plurality of
たとえばモニタパネル４で作業モードとして負荷の大きい作業を示す重掘削モードがスイッチにより選択指示されると、この重掘削モードを示すデータが、上記フレーム信号に記述されてフロントエンジン・作業機用コントローラ６、リアエンジン用コントローラ７にシリアル通信回線１１を介して送信される。
For example, when a heavy excavation mode indicating a heavy load operation is instructed as a work mode on the
このためコントローラ６では、フレーム信号が受信され、記述された重掘削モードを示すデータが読み取られる。そして重掘削モードに対応した目標エンジン回転数となるようにフロントエンジンの燃料供給用アクチュエータが駆動制御される。同様にしてコントローラ７においても受信されたフレーム信号に記述された重掘削モードを示すデータが読み取られ、重掘削モードに応じた目標回転数となるようにリアエンジンが駆動制御される。
Therefore, the
一方リアエンジン用コントローラ７で、たとえばクーラントの水温の異常な上昇が検出されると、このクーラント水温を示すデータが上記フレーム信号に記述されてフロントエンジン・作業機用コントローラ６、モニタパネル４にシリアル通信回線１１を介して送信される。
On the other hand, when the
このためモニタパネル４では、フレーム信号が受信され、記述されたクーラント水温を示すデータが読み取られる。そしてリアエンジンで異常が発生（クーラント水温異常）したという内容の表示が表示画面上になされる。
Therefore, the
またフロントエンジン・作業機用コントローラ６においても上記フレーム信号を受信することにより、リアエンジンの異常に対応したフロントエンジンおよび作業機の制御を行うことができる。
The front engine / working
建設機械の車体内には、建設機械内の情報を管理する情報管理用コントローラ１が設けられている。
An
この情報管理用コントローラ１は、建設機械が製造された後に、図２に示すシリアル通信回線１１のバイパスケーブル１１′を外すことによって、既存の車体内ネットワークに追加することができる。
The
また図１に示すように建設機械の製造時点からコントローラ４、５、６と情報管理用コントローラ１とをシリアル通信回線１１によって相互に接続しておくこともできる。
As shown in FIG. 1, the
一方建設機械の車体内には、上記通信プロトコルＡとは異なる通信プロトコルＢに従って通信が行われる仕様の車体内コントローラ２が設けられている。
On the other hand, a
車体内コントローラ２は、表示画面と各種スイッチが設けられたディスプレイである。
The in-
情報管理用モニタ２はスイッチの操作位置に応じた信号を入力し、表示画面に画像を表示するように表示制御用アクチュエータに対して駆動信号を出力する。
The
情報管理用モニタ２は、通信プロトコルＢのシリアル通信回線１２を介して情報管理用コントローラ１に接続されている。他のコントローラをシリアル通信回線１２に接続してもよい。よってシリアル通信回線１２上を、通信プロトコルＢに従ったデータ構造のフレーム信号が伝送される。
The
情報管理用コントローラ１には、モニタリング用センサ群２１が接続されている。
A
モニタリング用センサ群２１は、たとえばエンジンの油温を検出するセンサ、ＰＴＯ軸の油温を検出するセンサ、可変容量型油圧ポンプの吐出圧を検出するセンサ、固定容量型油圧ポンプの吐出圧を検出するセンサなど、他のコントローラ４、６、７には接続されていないセンサのことである。また情報管理用コントローラ１にはコンタミセンサ９がコンタミアンプ８を介して接続されている。
The
コンタミセンサ９では、減速機内の作動油の粉塵の量がアナログ信号として検出されコンタミアンプ８により増幅されて情報管理用コントローラ１に入力される。
In the
情報管理用コントローラ１には、ＲＳ−２３２Ｃなどのインターフェース１３を介してサービスツール１８が接続されている。
A
サービスツール１８は、後述するように情報管理用コントローラ１に記憶されたデータをダウンロードすることによりデータを記憶媒体に記憶させる情報収集手段のことである。たとえばＩＣカードにデータを書き込むＩＣカードライタ、パーソナルコンピュータなどである。
The
情報管理用コントローラ１には、上記シリアル通信回線１２、無線通信回線１４を介して監視局１９が接続されている。通信ネットワーク１２と無線通信回線１４との間で通信プロトコルが異なる場合には、所要のゲートウエイでプロトコル変換が行われて、シリアル通信回線１２と無線通信回線１４との間を信号が伝送される。
A
監視局１９は、建設機械の外部に設けられ、複数の建設機械に関する情報を管理するものである。
The
ここで情報管理用コントローラ１は、シリアル通信回線１１上の通信プロトコルＡのフレーム信号を通信プロトコルＢのデータ構造にプロトコル変換してシリアル通信回線１２にフレーム信号として伝送させるとともに、シリアル通信回線１２上の通信プロトコルＢのフレーム信号を通信プロトコルＡのデータ構造にプロトコル変換してシリアル通信回線１１にフレーム信号として伝送させる機能を備えている。また情報管理用コントローラ１では、シリアル通信回線１１上のフレーム信号に記述されたデータを読み取るとともに、シリアル通信回線１２上のフレーム信号に記述されたデータを読みとり、これら読み取られたデータを収集して、加工し、加工されたデータを所定のメモリに記憶する処理が行われる。
Here, the
したがって情報管理用コントローラ１を介して、一方のシリアル通信回線１１に接続されたコントローラ４、６、７と、他方のシリアル通信回線１２に接続されたコントローラ２との間でデータの送受信が行われる。
Therefore, data is transmitted and received between the
よってたとえば通信プロトコルＡの仕様のコントローラ６から、異なるプロトコルＢの仕様の情報管理用モニタ２に対してディジタルデータをシリアル送信することが可能となる。
Therefore, for example, digital data can be serially transmitted from the
また情報管理用コントローラ１では、一方のシリアル通信回線１１上で伝送されるフレーム信号と他方のシリアル通信回線１２上で伝送されるフレーム信号のそれぞれに記述されたデータを読み取ることにより建設機械に関する情報が収集される。
Further, the
すなわち通信プロトコルが同じ仕様（通信プロトコルＡ）の各コントローラ４、６、７毎のデータばかりではなく、異なる通信プロトコルＢに従って通信が行われるコントローラ２で取得されるデータについても、情報管理用コントローラ１にまとめて収集され、これらが突き合わせられ、加工されたデータが記憶される。よって情報管理用コントローラ１では、建設機械内の各コントローラ４、６、７、１０毎のデータを突き合わせた詳細な建設機械に関する情報が記憶される。また情報管理用コントローラ１に接続されたモニタリング用センサ群２１、コンタミセンサ９で検出されたデータがさらに突き合わせられ詳細な建設機械に関する情報が生成され記憶される。
That is, not only the data for each of the
ここで監視局１９からデータを要求する信号が無線通信回線１４、シリアル通信回線１２を介して情報管理用コントローラ１に送信されると、情報管理用コントローラ１は、当該コントローラ１に記憶されたデータを、シリアル通信回線１２、無線通信回線１４を介して監視局１９に送信する処理を行う。
Here, when a signal requesting data from the
したがって上記特開平６−３３０５３９号公報記載の発明を適用した場合のように、複数のコントローラ６、７、４それぞれで取得されたデータをコントローラ６、７、４毎に設けられた記憶部に記憶させ、各コントローラ６、７、４毎にデータを監視局１９に送信しなければならないという煩雑な通信処理は不要となる。すなわち情報管理用コントローラ１に記憶されたデータを一括して監視局１９に送信するという簡易な通信処理で済む。
Therefore, data obtained by each of the plurality of
さらに情報管理用コントローラ１には、各コントローラ６、７、４毎のデータ（他のコントローラ２、他のセンサ２１、９毎に取得されたデータについても）が収集され、これらが突き合わせられ、加工されたデータが記憶されている。つまり情報管理用コントローラ１には、建設機械内のデータを突き合わせた詳細な建設機械に関する情報が記憶されている。
Further, the
このため情報管理用コントローラ１に記憶されたデータが一括して監視局１９に送信されると、監視局１９側で上記詳細な建設機械に関する情報が容易に取得することができる。つまり監視局１９側で一の建設機械に関するデータをあらためて加工し直して詳細な情報を生成する処理を施す必要がない。
For this reason, when the data stored in the
このため監視局１９において、各建設機械から収集した複数の建設機械に関する情報を、きわめて効率的に管理できる。
For this reason, in the
ここでサービスツール１８がインタフェース１３を介して情報管理用コントローラ１に接続され、サービスツールたとえばパーソナルコンピュータ１８からデータを要求する信号がインターフェース１３を介して情報管理用コントローラ１に送信されると、情報管理用コントローラ１は、当該コントローラ１に記憶されたデータを、インタフェース１３を介してパーソナルコンピュータ１８に送信する処理を行う。
When the
したがって上記特開平７−３０９７７号公報記載の発明を適用した場合のように、複数のコントローラ６、７、４それぞれで取得されたデータをコントローラ６、７、４毎に設けられた記憶部に記憶させ、各コントローラ６、７、４毎にデータをパーソナルコンピュータにダウンロードしなければならないという煩雑な通信処理は不要となる。すなわち情報管理用コントローラ１に記憶されたデータを一括してパーソナルコンピュータ１８に送信するという簡易な通信処理で済む。
Therefore, the data acquired by each of the plurality of
さらに情報管理用コントローラ１には、各コントローラ６、７、４毎のデータ（他のコントローラ２、他のセンサ２１、９毎に取得されたデータについても）が収集され、これらが突き合わせられ、加工されたデータが記憶されている。つまり情報管理用コントローラ１には、建設機械内のデータを突き合わせた詳細な建設機械に関する情報が記憶されている。
Further, the
このため情報管理用コントローラ１に記憶されたデータが一括してパーソナルコンピュータ１８に送信されることで、パーソナルコンピュータ１８側で上記詳細な建設機械に関する情報を容易に取得することができる。つまりパーソナルコンピュータ１８側では、記憶媒体（ハードディスク等）に記憶された建設機械に関するデータを加工し直して詳細な情報を生成する処理を施す必要がない。
For this reason, the data stored in the
よってサービスツール１８としてパーソナルコンピュータ１８を使用する場合であって当該パーソナルコンピュータ１８にデータ加工用のソフトウエアが備えられていない場合であっても、あるいはデータ加工処理機能を有しないＩＣカードライタ１８を使用する場合であっても、記憶媒体に記憶されたデータのみから建設機械に関する詳細な情報を容易に取得することが可能となる。このように記憶媒体に記憶されたデータについての演算処理等が不要となるので保守、点検等のサービス、管理等の作業をきわめて効率的に行うことができる。
Therefore, even when the
また図１に示す実施形態によれば、つぎのような効果が得られる。 Further, according to the embodiment shown in FIG. 1, the following effects can be obtained.
すなわち図１のシリアル通信回線１２自体にまたはシリアル通信回線１２に接続されたコントローラ２等に何らかの異常が発生した場合を想定する。
That is, it is assumed that some abnormality has occurred in the
この場合には、図２に示すように、異常があったシリアル通信回線１２を情報管理用コントローラ１とともに、シリアル通信回線１１から切り離し、シリアル通信回線１１にバイパスケーブル１１′を取り付けることによって、通信プコトコルＡからなる車体内ネットワークを単独で構築することができる。
In this case, as shown in FIG. 2, the abnormal
よって異常のあったシリアル通信回線１２による悪影響を受けることなく、コントローラ４、６、７相互で正常に通信を継続することが可能となる。またコントローラ４、６、７相互で正常に通信を継続している間に、異常のあったシリアル通信回線１２を修復することが可能となる。
Therefore, it is possible to continue normal communication between the
つぎに図３を参照して別の実施形態について説明する。図３は図４に対応する実施形態である。図３ではエンジンによって油圧ポンプを駆動し油圧ポンプから吐出された圧油を操作弁を介して、作業機を駆動する油圧アクチュエータに供給する建設機械を想定している。
建設機械のキャブ（運転室）内には、ポンプコントローラ３とモニタ４と情報管理用コントローラ１と情報管理用モニタ２が設けられている。
Next, another embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 3 shows an embodiment corresponding to FIG. FIG. 3 assumes a construction machine in which a hydraulic pump is driven by an engine and pressure oil discharged from the hydraulic pump is supplied to a hydraulic actuator that drives a work machine via an operation valve.
A
ポンプコントローラ３は油圧ポンプを駆動制御するコントローラである。
The
ポンプコントローラ３には各種センサ群２３、アクチュエータ群３３が接続されている。ポンプコントローラ３は操作レバーの操作位置を示す信号等の各種検出信号を入力し、油圧ポンプの斜板を駆動する斜板駆動用アクチュエータ等に対して各種駆動信号を出力する。またポンプコントローラ３には、燃料ダイヤル（目標エンジン回転数設定手段）４０で操作、設定されたスロットル位置を示す第１のスロットル信号ＳDが信号線４２を介して入力される。
モニタ４は表示画面と各種スイッチが設けられたコントローラである。モニタ４では、スイッチ操作によって建設機械が行う各種作業の中から所望する作業モードが選択指示されるとともに、表示画面上に運転に必要な情報が表示される。
The
情報管理用コントローラ１とポンプコントローラ３とモニタ４は、通信プロトコルＡに従って通信が行われるシリアル通信回線１１によって接続されている。よってシリアル通信回線１１上でフレーム信号が伝送されることによって情報管理用コントローラ１とポンプコントローラ３とモニタ４との間でデータの授受が行われる。
The
これに対して建設機械のキャブ外にはエンジンコントローラ５が設けられている。
On the other hand, an
エンジンコントローラ５はエンジンを駆動制御するコントローラである。
The
エンジンコントローラ５には各種センサ群２５、アクチュエータ群３５が接続されている。
センサ群２５としては、エンジンの実際の回転数を検出するセンサ、エンジンを冷却するクーラント（冷却水）の温度を検出するセンサ、燃料量（燃料残量）を検出するセンサ、サービスメータ（フロントエンジンの稼働時間）を検出するセンサなどである。
The
アクチュエータ群３５としては、フロントエンジンに燃料を供給する燃料供給用アクチュエータ（たとえばガバナを駆動するモータ）などである。 The actuator group 35 includes a fuel supply actuator (for example, a motor that drives a governor) that supplies fuel to the front engine.
コントローラ５は、エンジンに設けられたセンサ群２５から各種検出信号を入力し、エンジンに設けられたアクチュエータ群３５に対して各種駆動信号を出力する。
The
エンジンコントローラ５は、上記通信プロトコルＡとは異なる通信プロトコルＢに従ってシリアル通信が行われる仕様のコントローラである。
The
情報管理用コントローラ１と情報管理用モニタ２とエンジンコントローラ５は、上記通信プロトコルＢに従って通信が行われるシリアル通信回線１２によって接続されている。よってシリアル通信回線１２上でフレーム信号が伝送されることによって情報管理用コントローラ１と情報管理用モニタ２とエンジンコントローラ５との間でデータの授受が行われる。
The
ここで情報管理用コントローラ１は、シリアル通信回線１１上の通信プロトコルＡのフレーム信号を通信プロトコルＢのデータ構造にプロトコル変換してシリアル通信回線１２にフレーム信号として伝送させるとともに、シリアル通信回線１２上の通信プロトコルＢのフレーム信号を通信プロトコルＡのデータ構造にプロトコル変換してシリアル通信回線１１にフレーム信号として伝送させる機能を備えている。また情報管理用コントローラ１では、シリアル通信回線１１上のフレーム信号に記述されたデータを読み取るとともに、シリアル通信回線１２上のフレーム信号に記述されたデータを読みとり、これら読み取られたデータを収集して、加工し、加工されたデータを所定のメモリに記憶する処理が行われる。
Here, the
したがって情報管理用コントローラ１を介して、一方のシリアル通信回線１１に接続されたコントローラ２、３、４と、他方のシリアル通信回線１２に接続されたコントローラ５との間でデータの送受信が行われる。
Therefore, data is transmitted and received between the
よって通信プロトコルＡの仕様のポンプコントローラ３、モニタ４から、異なるプロトコルＢの仕様のエンジンコントローラ５に対してディジタルデータをシリアル送信することが可能となる。
Accordingly, digital data can be serially transmitted from the
たとえばポンプコントローラ３からエンジンコントローラ５に対して第１スロットル信号ＳDと第２スロットル信号を示すデータが記述されたフレーム信号が送信される。第２スロットル信号とは、オートデセル信号、オーバーヒート信号、自動暖気信号など、ポンプコントローラ３で取得されたデータに従って生成され、エンジンコントローラ５に与えられるエンジン回転指令信号のことである。オートデセル信号とは、操作レバーが中立位置になったときにエンジンの回転数を低回転数まで下げることを指示するエンジン回転指令信号のことである。オーバーヒート信号とは、エンジンのオーバーヒート時にエンジンの設定回転数をアイドル回転数まで下げることを指示するエンジン回転指令信号のことである。自動暖気信号とは、エンジンの冷間時にエンジンの設定回転数を暖気回転数へ上昇させることを指示するエンジン回転指令信号のことである。
For example, a frame signal in which data indicating the first throttle signal SD and the second throttle signal is described is transmitted from the
またモニタ４からは作業モードを示すデータが記述されたフレーム信号がエンジンコントローラ５に対して送信される。
Further, a frame signal in which data indicating the work mode is described is transmitted from the
エンジンコントローラ５では、フレーム信号に記述された第１スロットル信号ＳD、第２スロットル信号、作業モードの各データが読み取られ、これらに基づきエンジン目標回転数が定められ、燃料供給用アクチュエータが駆動制御される
このようにポンプコントローラ３のみならずモニタ４からもエンジンコントローラ５に対して直接ディジタルデータを送信できるため、エンジンの制御の精度が向上するという効果が得られる。
The
また本実施形態によれば従来はデータの入出力の制限があるためにデータの授受が行われていなかったエンジンコントローラ５とモニタ４との間も、２本のシリアル通信回線１１、１２だけでハーネス類の増加を招くことなく容易にシリアル通信を行うことができる。
In addition, according to the present embodiment, the
たとえばモニタ４で作業モードとして負荷の大きい作業を示す重掘削モードがスイッチにより選択指示されると、この重掘削モードを示すデータが、上記フレーム信号に記述されてエンジンコントローラ５にシリアル通信回線１１、１２を介して送信される。
For example, when a heavy excavation mode indicating a heavy load operation is instructed as a work mode on the
このためコントローラ５では、フレーム信号が受信され、記述された重掘削モードを示すデータが読み取られる。そして重掘削モードに対応した目標エンジン回転数となるようにエンジンの燃料供給用アクチュエータが駆動制御される。
For this reason, the
一方エンジンコントローラ５で、たとえばクーラントの水温の異常な上昇が検出されると、このクーラント水温を示すデータが上記フレーム信号に記述されてモニタ４にシリアル通信回線１２、１１を介して送信される。
On the other hand, when the
このためモニタ４では、フレーム信号が受信され、記述されたクーラント水温を示すデータが読み取られる。そしてエンジンで異常が発生（クーラント水温異常）したという内容の表示が表示画面上になされる。
Therefore, the
またエンジンコントローラ５からポンプコントローラ３に対してもデータを２本のシリアル通信回線１２、１１だけでハーネス類の増加を招くことなく送信することができる。
Also, data can be transmitted from the
たとえばエンジンコントローラ５からポンプコントローラ３に対してエンジンの異常の発生により作業モード（ポンプ吸収トルク）の変更をする旨のデータがフレーム信号に記述して送信されたとする。ポンプコントローラ３では、このフレーム信号に記述されたデータが読み取られ、油圧ポンプの吸収トルクがエンジン異常に対応したトルクとなるように油圧ポンプの斜板が制御される。
For example, it is assumed that data indicating that the operation mode (pump absorption torque) is changed due to the occurrence of an engine abnormality is transmitted from the
このように本実施形態によれば、通信プロトコルの仕様の異なるコントローラが混在している建設機械であっても、各コントローラ３、４、５相互間でシリアル通信が可能となる。このためエンジン等各コントローラの制御対象の各種機器の制御の精度が向上する。また信号線（ハーネス類）の数の増加を招くことなく車両内で通信を行うことができる。
As described above, according to this embodiment, serial communication is possible between the
また情報管理用コントローラ１には、図１に示す実施形態と同様に各コントローラ３、４、５毎のデータが収集され、これらが突き合わせられ、加工されたデータが記憶される。よって図１の実施形態と同様に監視局１９ないしはサービスツール１８からの要求に応じて、情報管理用コントローラ１に記憶されたデータが一括して監視局１９ないしはサービスツール１８に送信される。このため監視局１９ないしはサービスツール１８側は建設機械に関する詳細情報を容易に取得することができ、建設機械に関する情報を、きわめて効率的に管理することができる。
Further, the
以下情報管理用コントローラ１で行われる具体的な処理内容について説明する。。
Hereinafter, specific processing contents performed by the
情報管理用コントローラ１では、建設機械のエンジンの稼働時に値が変化する稼働パラメータのデータを収集し、この稼働パラメータのデータに基づきエンジンを構成する部品の種類毎に寿命を演算し該演算した部品の種類毎の寿命の情報を管理している。また部品の寿命の情報に基づいてエンジンの寿命を演算し該演算したエンジンの寿命の情報を管理している。
The
情報管理用コントローラ１では以下の演算処理が実行される。
The
さてエンジンに加えられる被害の態様、要因には、３種類あり、それは図５に分類して示される。図５はエンジンに加えられる被害の要因を、
（１）機械応力（高サイクル疲労）
（２）熱応力（低サイクル疲労）
（３）摩耗（運転条件）
に分けて示している。
There are three types of damages and factors applied to the engine, which are classified and shown in FIG. Figure 5 shows the causes of damage to the engine.
(1) Mechanical stress (high cycle fatigue)
(2) Thermal stress (low cycle fatigue)
(3) Wear (operating conditions)
These are shown separately.
（１）の機械応力（高サイクル疲労）とは、エンジンが高温度にさらされることによる強度低下のことである。また（２）の熱応力（低サイクル疲労）とは、温度の上昇、下降の繰り返しによる熱劣化である。「熱疲労」ともいう。 The mechanical stress (high cycle fatigue) in (1) is a decrease in strength due to the engine being exposed to a high temperature. The thermal stress (low cycle fatigue) (2) is thermal deterioration due to repeated temperature rise and fall. Also called “thermal fatigue”.
また（３）の摩耗（運転条件）とは、機械的疲労のことである。 The wear (operating conditions) in (3) is mechanical fatigue.
エンジンを構成する部品の種類毎に、これら（１）、（２）、（３）の各要因による影響の度合いは異なる。たとえば大きな回転変動に弱い部品（摩耗が進行し易い部品）もあれば、大きな回転変動に強い部品（摩耗が進行しにくい部品）もあるからである。 The degree of influence due to each of the factors (1), (2), and (3) varies depending on the types of parts constituting the engine. This is because, for example, there are parts that are vulnerable to large rotational fluctuations (parts where wear easily progresses) and other parts that are resistant to large rotational fluctuations (parts where wear is difficult to progress).
（１）、（２）、（３）の被害要因毎に、影響が及ぶエンジン構成部品群ＰＴ１、ＰＴ２、ＰＴ３を対応づけた表を図６に示す。また部品群ＰＴ１、ＰＴ２、ＰＴ３毎に、各部品ＰＴが対応づけられている。 FIG. 6 shows a table in which the affected engine component groups PT1, PT2, and PT3 are associated with each of the damage factors (1), (2), and (3). Each component PT is associated with each component group PT1, PT2, PT3.
そして上記（１）、（２）、（３）の被害要因毎に、つまり部品群ＰＴ１、ＰＴ２、ＰＴ３毎に、被害量（過酷度）を評価するに用いられる評価方法が対応づけられている。図６に○印で示している。すなわち部品群ＰＴ１は、負荷頻度マップＭ1を用いて被害量を求め寿命を演算することができる。また部品群ＰＴ２は、サイクルタイムＭ2と負荷移動マップＭ3を用いて被害量を求め寿命を演算することができる。また部品群ＰＴ３は、負荷頻度マップＭ1を用いて被害量を求め寿命を演算することができる。 An evaluation method used for evaluating the damage amount (severity) is associated with each damage factor of (1), (2), and (3), that is, for each of the component groups PT1, PT2, and PT3. . This is indicated by a circle in FIG. That is, the component group PT1 can calculate the amount of damage using the load frequency map M1 and calculate the lifetime. The parts group PT2 can calculate the amount of damage by using the cycle time M2 and the load movement map M3 to calculate the lifetime. Further, the parts group PT3 can calculate the amount of damage using the load frequency map M1 and calculate the lifetime.
たとえば部品群ＰＴ１を構成する部品ＰＴであるクランクシャフトは、（１）の機械応力（高サイクル疲労）の影響を受け、その寿命は、負荷頻度マップＭ1を用いて演算することができる。 For example, a crankshaft, which is a part PT constituting the part group PT1, is affected by the mechanical stress (high cycle fatigue) of (1), and its life can be calculated using the load frequency map M1.
つぎに実施形態における稼働パラメータＮe、Ｔの収集方法について説明する。 Next, a method for collecting operating parameters Ne and T in the embodiment will be described.
本実施形態ではサンプリングタイムΔｔ毎に、エンジン回転数センサからのエンジンの実際の回転数Ｎe（ｒｐｍ）と燃料ダイヤル４０からのスロットル信号ＳDが情報管理用コントローラに収集される。
In this embodiment, the actual engine speed Ne (rpm) from the engine speed sensor and the throttle signal SD from the
図８はトルクＴの検出方法を説明する図である。同図８はエンジン回転数Ｎeを横軸としトルクＴを縦軸としてエンジンのトルクカーブＴcを表している。 FIG. 8 is a diagram for explaining a method of detecting the torque T. FIG. 8 shows an engine torque curve Tc with the engine speed Ne as the horizontal axis and the torque T as the vertical axis.
本実施形態では、エンジンとしてディーゼルエンジンを想定している。燃料噴射ポンプのガバナとしては電気式のガバナではなく機械式のガバナの使用を想定している。 In this embodiment, a diesel engine is assumed as the engine. As the governor of the fuel injection pump, it is assumed that a mechanical governor is used instead of an electric governor.
情報管理用コントローラ１には、図８（ａ）に示すように各レギュレーションラインＴa1、Ｔa2、Ｔa3、Ｔa4…毎にトルクカーブＴcが記憶されている。
The
燃料ダイヤル４０から出力された現在のスロットル信号ＳDに基づいてエンジン目標回転数Ｎe2が演算される。そして図８（ｂ）に示すように、エンジン目標回転数Ｎe2に対応するトルクカーブＴc2が求められる。
Based on the current throttle signal SD output from the
つぎに図８（ｃ）に示すように、エンジン回転数センサから出力された現在のエンジン回転数Ｎetに対応するトルクカーブＴc2上のトルク値Ｔtが現在トルク値として求められる。 Next, as shown in FIG. 8C, the torque value Tt on the torque curve Tc2 corresponding to the current engine speed Net output from the engine speed sensor is obtained as the current torque value.
なお電気式のガバナであれば、コントロールラック位置をトルクＴとして代用することができる。コントロールラック位置は燃料噴射量と同等であり、トルクＴの代用となる。 In the case of an electric governor, the control rack position can be substituted for the torque T. The control rack position is equivalent to the fuel injection amount, and substitutes for the torque T.
つぎに負荷頻度マップＭ1の算出方法について説明する。 Next, a method for calculating the load frequency map M1 will be described.
図９はエンジン回転数Ｎeを横軸としトルクＴを縦軸とするエンジン性能線図を示している。Ｔcはトルクカーブである。 FIG. 9 shows an engine performance diagram with the engine speed Ne as the horizontal axis and the torque T as the vertical axis. Tc is a torque curve.
エンジン性能線図の横軸のエンジン回転数Ｎeは１７分割され、トルクＴ（燃料噴射量）は８分割される。このため横軸をｉとし縦軸をｊとしてＢijで表される各ブロック（レベル）Ｂijに分割される。 The engine speed Ne on the horizontal axis of the engine performance diagram is divided into 17, and the torque T (fuel injection amount) is divided into 8. For this reason, the horizontal axis is i, the vertical axis is j, and each block (level) Bij is represented by Bij.
情報管理用コントローラ１では、サンプリング時間Δｔ毎に得られる稼働パラメータＴ、Ｎeの値が、各ブロックＢijに入ったか否かを逐次判断している。このため各ブロックＢij毎に、入った頻度ｎijが積算されていく。稼働パラメータＴ、Ｎeの値が各ブロックＢijに入った頻度ｎijが各ブロックＢij毎に積算されていく。
The
図１０は負荷頻度マップＭ1を概念的に示す斜視図である。同図１０ではエンジン回転数の１７分割のうち２０００ｒｐｍより大きい分割部分を省略している。 FIG. 10 is a perspective view conceptually showing the load frequency map M1. In FIG. 10, of the 17 divisions of the engine speed, the divisions greater than 2000 rpm are omitted.
本実施形態では負荷頻度マップＭ1として建設機械の出荷時から継続して頻度ｎijの積算が行われる恒久的なマップＭＤAと、データをクリアする旨の指示に応じて頻度ｎijの積算値がリセットされる一時的なマップＭＤBの２つが設けられている。データをクリアするためのデータクリア用スイッチは情報管理用モニタ２に設けられている。データクリア用スイッチは画面をタッチすることにより指示内容が入力されるスイッチを使用することができる。
In this embodiment, the load frequency map M1 is a permanent map MDA in which the frequency nij is continuously accumulated from the time of shipment of the construction machine, and the integrated value of the frequency nij is reset according to an instruction to clear the data. Two temporary maps MDB are provided. A data clearing switch for clearing data is provided in the
図１２はこれら２つの負荷頻度マップＭＤA、ＭＤBで時間経過に応じて積算処理がなされる様子を示す。 FIG. 12 shows how these two load frequency maps MDA and MDB are integrated as time elapses.
同図１２（ａ）に示すように建設機械の出荷時（エンジン出荷時）から負荷頻度マップＭＤBでは、データクリア用スイッチの操作がない限りは頻度ｎijを継続して積算していく。しかし図１２（ｂ）に示すように時刻ｔ0でデータクリア用スイッチが操作されデータをクリアする旨の指示が入力されると負荷頻度マップＭＤBの積算値はクリアされる。負荷頻度マップＭＤBのクリアされる前の積算値はサービスツール１８に対してダウンロードされるか監視局１９に送信される。以後負荷頻度マップＭＤBでは積算値をリセットし図１２（ｃ）に示すように時刻ｔ0から新たに積算を開始する。一方恒久的な負荷頻度マップＭＤAではデータクリア用スイッチの操作の有無にかかわらずに積算が継続される。なお負荷頻度マップＭＤBの積算値がサービスツール１８に対してダウンロードされるか監視局１９に送信されるに応じて、自動的に積算値をリセットしてもよい。リセットを一定時間τ毎に行いリセット毎に自動的に積算値を記憶してもよい。
As shown in FIG. 12A, in the load frequency map MDB from when the construction machine is shipped (engine is shipped), the frequency nij is continuously accumulated unless the data clear switch is operated. However, as shown in FIG. 12B, when the data clear switch is operated at time t0 and an instruction to clear data is input, the integrated value of the load frequency map MDB is cleared. The integrated value before the load frequency map MDB is cleared is downloaded to the
図１１は負荷頻度マップＭ1の各ブロックＢij毎の頻度ｎijを％換算した表を示している。％換算した頻度ｎ′ijを全ブロックＢijについて合計した値が１００％となる。たとえばエンジン回転数Ｎeが０〜１３００ｒｐｍでトルクＴが０〜５０ｋｇｍのブロックＢ11では％換算した頻度ｎ′11は１３．５％となる。なお頻度ｎijを％換算しているのは、メモリの容量を小さくするためである。 FIG. 11 shows a table in which the frequency nij for each block Bij in the load frequency map M1 is converted into%. The sum of the frequency n′ij converted to% for all blocks Bij is 100%. For example, in the block B11 in which the engine speed Ne is 0 to 1300 rpm and the torque T is 0 to 50 kgm, the frequency n'11 converted to% is 13.5%. The reason why the frequency nij is converted to% is to reduce the memory capacity.
負荷頻度頻度マップＭ1の各ブロックＢijにはそれぞれ、そのブロックにおける負荷の大きさに応じた重みγijが設定されている。たとえば図９においてエンジンのトルクカーブＴc上の定格点に対応するブロックＢではエンジンに最も大きい負荷がかかっている状態となっているので、最大の重みを設定することができる。 Each block Bij of the load frequency frequency map M1 is set with a weight γij corresponding to the magnitude of the load in that block. For example, in FIG. 9, the block B corresponding to the rated point on the torque curve Tc of the engine is in a state in which the engine is subjected to the largest load, so that the maximum weight can be set.
負荷頻度マップＭ1に基づく被害量δ1は次式（２）により求められる。 The damage amount δ1 based on the load frequency map M1 is obtained by the following equation (2).
δ1＝Σｎ′ij・γij …（２）
すなわち％換算された頻度ｎijに対して重みγijによる重み付けｎ′ij・γijを行い、これを全てのブロックＢijについてたしあわせた値が、一定時間τが経過するまでにエンジンに加えられた被害量（過酷度）δ1となる。
δ1 = Σn′ij · γij (2)
That is, the weight n′ij · γij by the weight γij is applied to the frequency nij converted to%, and the sum of these values for all the blocks Bij is the amount of damage applied to the engine until a predetermined time τ elapses. (Severity) δ1.
図６に示すように部品群ＰＴ１と部品群ＰＴ３については、対応する負荷頻度マップＭ1に基づいて寿命を求めることができる。寿命の演算はたとえばつぎのように行われる。 As shown in FIG. 6, for the parts group PT1 and parts group PT3, the lifetime can be obtained based on the corresponding load frequency map M1. The life calculation is performed as follows, for example.
図７は被害量δと部品群（部品）の寿命の長さＬとの対応関係Ｅを示している。この対応関係Ｅはエンジンの開発時において予め耐久テストを行いテスト後の部品検査を行うことによって寿命直線として予め求めておくことができる。 FIG. 7 shows the correspondence E between the damage amount δ and the life length L of the parts group (parts). This correspondence E can be obtained in advance as a life straight line by performing a durability test in advance during engine development and performing component inspection after the test.
そして上記（２）式で得られた被害量δ′に対応する直線Ｅ上の点から寿命Ｌ′が求められる。 The life L ′ is obtained from a point on the straight line E corresponding to the damage amount δ ′ obtained by the above equation (2).
重みγijの値は部品群ＰＴ１、ＰＴ３毎に異ならせることができる。また部品ＰＴ毎に寿命を演算する場合には、部品毎に重みγijの値を異ならせることができる。 The value of the weight γij can be different for each of the parts groups PT1 and PT3. Further, when the lifetime is calculated for each part PT, the value of the weight γij can be made different for each part.
つぎにサイクルタイム（サイクルインターバル）Ｍ2について説明する。 Next, the cycle time (cycle interval) M2 will be described.
サイクルインターバルＭ2のデータ内容を図１２に示す。 The data content of the cycle interval M2 is shown in FIG.
同図１２に示すように縦軸ｉにエンジンの回転数Ｎeの各変動幅ΔＮeiがとられ、横軸ｊに滞留時間Δτ1、Δτ2がとられる。滞留時間Δτ1はたとえば５ｓｅｃに設定され、滞留時間Δτ2はたとえば２０ｓｅｃに設定される。そして各ブロックＢijに分割される。 As shown in FIG. 12, the vertical axis i represents each fluctuation range ΔNei of the engine speed Ne, and the horizontal axis j represents residence times Δτ1 and Δτ2. The residence time Δτ1 is set to 5 seconds, for example, and the residence time Δτ2 is set to 20 seconds, for example. Then, it is divided into blocks Bij.
そして稼働パラメータＮeがサンプリング時間Δｔ毎に入力され、レインフロー法による処理が施される。滞留時間Δτ1での回転変動幅ΔＮe、滞留時間Δτ2での回転変動幅ΔＮeが求められ、求めた回転変動幅ΔＮeの値が各ブロックＢijのいずれに入ったか否かが判断される。たとえば５秒間での回転変動幅（回転数最小値と最大値との差）が１００ｒｐｍであれば、滞留時間Δτ1（５秒間）、回転変動幅ΔＮe1（０〜２００ｒｐｍ）に対応するブロックＢ11に入ったと判断される。こうして各ブロックＢij毎に、入った頻度ｎijが積算されていく。積算は一定時間τが経過するまで行われ、一定時間τが経過する毎に積算値が出力される。なおサイクルタイムＭ2のマップについても負荷頻度マップＭ1と同様に恒久的なマップとリセット可能なマップの２種類を持たせるようにしてもよい。 The operation parameter Ne is input every sampling time Δt, and processing by the rainflow method is performed. The rotation fluctuation width ΔNe at the residence time Δτ1 and the rotation fluctuation width ΔNe at the residence time Δτ2 are obtained, and it is determined whether the value of the obtained rotation fluctuation width ΔNe has entered any of the blocks Bij. For example, if the rotational fluctuation width (difference between the minimum and maximum rotational speeds) for 5 seconds is 100 rpm, the block B11 corresponding to the residence time Δτ1 (5 seconds) and the rotational fluctuation width ΔNe1 (0 to 200 rpm) is entered. It is judged that Thus, the entered frequency nij is accumulated for each block Bij. Integration is performed until a certain time τ elapses, and an integrated value is output every time the certain time τ elapses. As for the map of the cycle time M2, two types of maps, a permanent map and a resettable map, may be provided in the same manner as the load frequency map M1.
図１３のサイクルタイムＭ2の各ブロックＢij毎の頻度ｎijは、前述した図１１と同様にして％換算される。％換算した頻度ｎ′ijを全ブロックＢijについて合計した値が１００％となる。 The frequency nij for each block Bij of the cycle time M2 in FIG. 13 is converted to% in the same manner as in FIG. The sum of the frequency n′ij converted to% for all blocks Bij is 100%.
サイクルタイムＭ2の各ブロックＢijにはそれぞれ重みγijが設定されている。 A weight γij is set for each block Bij of the cycle time M2.
サイクルタイムＭ2に基づく被害量δ2は次式（３）により求められる。 The damage amount δ2 based on the cycle time M2 is obtained by the following equation (3).
δ2＝Σｎ′ij・γij …（３）
すなわち％換算された頻度ｎijに対して重みγijによる重み付けｎ′ij・γijを行い、これを全てのブロックＢijについてたしあわせた値が、一定時間τが経過するまでにエンジンに加えられた被害量（過酷度）δ2となる。
δ2 = Σn′ij · γij (3)
That is, the weight n′ij · γij by the weight γij is applied to the frequency nij converted to%, and the sum of these values for all the blocks Bij is the amount of damage applied to the engine until a predetermined time τ elapses. (Severity) δ2.
つぎに負荷移動マップＭ3について説明する。 Next, the load movement map M3 will be described.
図１４はエンジン回転数Ｎeを横軸としトルクＴを縦軸とするエンジン性能線図を示している。Ｔcはトルクカーブである。 FIG. 14 shows an engine performance diagram with the engine speed Ne as the horizontal axis and the torque T as the vertical axis. Tc is a torque curve.
エンジン性能線図の横軸のエンジン回転数Ｎeは２分割され、トルクＴ（燃料噴射量）は２分割される。このため４つの領域Ａ1、Ａ2、Ａ3、Ａ4に分割される。 The engine speed Ne on the horizontal axis of the engine performance diagram is divided into two, and the torque T (fuel injection amount) is divided into two. For this reason, it is divided into four areas A1, A2, A3 and A4.
負荷移動マップＭ3のデータ内容を図１５に示す。 The data contents of the load movement map M3 are shown in FIG.
同図１５に示すように縦軸ｉに領域間の変動軌跡（変動方向）ｕiがとられ、横軸ｊに滞留時間Δτ1、Δτ2がとられる。滞留時間Δτ1はたとえば５ｓｅｃに設定され、
滞留時間Δτ2はたとえば２０ｓｅｃに設定される。そして各ブロックＢijに分割される。
As shown in FIG. 15, the vertical axis i represents the variation trajectory (variation direction) ui between the regions, and the horizontal axis j represents the residence times Δτ 1 and
The residence time Δτ2 is set to 20 seconds, for example. Then, it is divided into blocks Bij.
情報管理用コントローラ１では、サンプリング時間Δｔ毎に得られる稼働パラメータＴ、Ｎeの値が、各領域Ａ1〜Ａ4のいずれに入ったか否かを逐次判断している。そして滞留時間Δτ1での変動軌跡ｕ、滞留時間Δτ2での変動軌跡ｕが求められ、求めた変動軌跡ｕが各ブロックＢijのいずれに入ったか否かが判断される。たとえば５秒間での変動軌跡（変動開始から変動終了までの方向）が図１４に示すｕであれば、滞留時間Δτ1（５秒間）、変動軌跡ｕ1（Ａ1からＡ2）に対応するブロックＢ11に入ったと判断される。こうして各ブロックＢij毎に、入った頻度ｎijが積算されていく。積算は一定時間τが経過するまで行われ、一定時間τが経過する毎に積算値が出力される。なお負荷移動マップＭ3のマップについても負荷頻度マップＭ1と同様に恒久的なマップとリセット可能なマップの２種類を持たせるようにしてもよい。
The
図１５の負荷移動マップＭ3の各ブロックＢij毎の頻度ｎijは、前述した図１１と同様にして％換算される。％換算した頻度ｎ′ijを全ブロックＢijについて合計した値が１００％となる。 The frequency nij for each block Bij in the load movement map M3 in FIG. 15 is converted into% in the same manner as in FIG. The sum of the frequency n′ij converted to% for all blocks Bij is 100%.
負荷移動マップＭ3の各ブロックＢijにはそれぞれ重みγijが設定されている。 A weight γij is set for each block Bij of the load movement map M3.
負荷移動マップＭ3に基づく被害量δ3は次式（４）により求められる。 The damage amount δ3 based on the load movement map M3 is obtained by the following equation (4).
δ3＝Σｎ′ij・γij …（４）
すなわち％換算された頻度ｎijに対して重みγijによる重み付けｎ′ij・γijを行い、これを全てのブロックＢijについてたしあわせた値が、一定時間τが経過するまでにエンジンに加えられた被害量（過酷度）δ3となる。
δ3 = Σn′ij · γij (4)
That is, the weight n′ij · γij by the weight γij is applied to the frequency nij converted to%, and the sum of these values for all the blocks Bij is the amount of damage applied to the engine until a predetermined time τ elapses. (Severity) δ3.
ここで図６に示すように部品群ＰＴ２については、対応するサイクルタイムＭ2、負荷移動マップＭ3に基づいて寿命を求めることができる。 Here, as shown in FIG. 6, the life of the component group PT2 can be obtained based on the corresponding cycle time M2 and load transfer map M3.
この場合部品群ＰＴ２の寿命は、つぎのようにして求めることができる。すなわち上記（３）式から得られた被害量δ2と上記（４）式から得られた被害量δ3のうちいずれか大きい方の被害量δを選択する。そして図７に示すように、選択した被害量δに対応する寿命直線Ｅ上の点として寿命Ｌを求める。なお被害量δ2と被害量δ3の値を平均するなど、２つの被害量δ2、δ3の値から被害量δを求める演算は任意である。 In this case, the lifetime of the parts group PT2 can be obtained as follows. That is, the larger damage amount δ is selected from the damage amount δ2 obtained from the equation (3) and the damage amount δ3 obtained from the equation (4). Then, as shown in FIG. 7, the life L is obtained as a point on the life straight line E corresponding to the selected damage amount δ. The calculation for determining the damage amount δ from the two damage amounts δ2 and δ3, such as averaging the damage amount δ2 and the damage amount δ3, is arbitrary.
また被害量δ2、被害量δ3それぞれについて寿命Ｌを求め、いずれか小さい方を最終的に寿命であると決定してもよい。この場合も被害量δ2から求めた寿命と被害量δ3から求めた寿命を平均するなど、２つの寿命の値から寿命を決定する演算は任意である。 Further, the life L may be obtained for each of the damage amount δ2 and the damage amount δ3, and the smaller one may be finally determined as the life. In this case as well, the operation for determining the life from the two life values is arbitrary, such as averaging the life obtained from the damage amount δ2 and the life obtained from the damage amount δ3.
なお部品群ＰＴ２を構成する部品ＰＴ毎に寿命を演算する場合には、部品毎に重みγijの値を異ならせることができる。 Note that when the lifetime is calculated for each part PT constituting the part group PT2, the value of the weight γij can be made different for each part.
エンジンの寿命はつぎのようにして求められる。 The life of the engine is obtained as follows.
すなわち部品群ＰＴ１について求められた寿命Ｌ、部品群ＰＴ２について求められた寿命Ｌ、部品群ＰＴ２について求められた寿命Ｌのうちで最も小さい寿命が最終的にエンジンの寿命であると決定される。なお各寿命を平均するなど３つの寿命の値から最終的にエンジンの寿命を決定する演算方法は任意である。 That is, the smallest life among the life L obtained for the part group PT1, the life L obtained for the part group PT2, and the life L obtained for the part group PT2 is finally determined to be the engine life. An arithmetic method for finally determining the engine life from three life values, such as averaging each life, is arbitrary.
また部品ＰＴ毎に寿命を演算し、各部品ＰＴ毎に求められた寿命のうちで最も小さい値を最終的にエンジンの寿命であると決定してもよい。この場合も各寿命の値を平均するなど部品の種類毎の寿命の値から最終的にエンジンの寿命を決定する演算方法は任意である。 Alternatively, the lifetime may be calculated for each component PT, and the smallest value among the lifetimes obtained for each component PT may be finally determined as the engine lifetime. In this case as well, an arithmetic method for finally determining the engine life from the life value for each type of component, such as averaging each life value, is arbitrary.
以上のように本実施形態によれば、部品群もしくは部品毎に、対応する１または２以上のマップＭ1、Ｍ2、Ｍ3から得られた積算値に基づいて寿命を演算し、各部品群もしくは各部品毎の寿命からエンジンの寿命を求めるようにしているので、エンジンの各部に加えられた被害量を正確に数値化することができ、エンジンの寿命を正確に求めることができる。このため最も適切な時期にエンジンのオーバーホール、修理等を行うことができ建設機械の修理、点検等のサービスの効率が飛躍的に向上するとともに、エンジンに重大な破損をきたすことが回避される。 As described above, according to the present embodiment, the life is calculated for each part group or each part based on the integrated value obtained from the corresponding one or more maps M1, M2, and M3. Since the life of the engine is obtained from the life of each part, the amount of damage applied to each part of the engine can be accurately quantified, and the life of the engine can be obtained accurately. Therefore, the engine can be overhauled and repaired at the most appropriate time, and the efficiency of services such as repair and inspection of construction machines can be dramatically improved, and serious damage to the engine can be avoided.
なお本実施形態では、図６に示すように部品群ＰＴ１に、負荷頻度マップＭ1を対応づけ、部品群ＰＴ２に、サイクルタイムＭ2と負荷移動マップＭ3を対応づけ、部品群ＰＴ３に、負荷頻度マップＭ1を対応づけている。しかし本発明としては、この図６に示す対応づけに限定されるものではない。 In this embodiment, as shown in FIG. 6, the load frequency map M1 is associated with the component group PT1, the cycle time M2 and the load movement map M3 are associated with the component group PT2, and the load frequency map is associated with the component group PT3. M1 is associated. However, the present invention is not limited to the correspondence shown in FIG.
負荷頻度マップＭ1は、（１）機械応力（高サイクル疲労）、（２）熱応力（低サイクル疲労）、（３）摩耗（運転条件）を要因とする被害量を評価することが可能である。またサイクルタイムＭ2は、（２）熱応力（低サイクル疲労）、（３）摩耗（運転条件）を要因とする被害量を評価することが可能である。また負荷移動マップＭ3は、（２）熱応力（低サイクル疲労）、（３）摩耗（運転条件）を要因とする被害量を評価することが可能である。 The load frequency map M1 can evaluate the amount of damage caused by (1) mechanical stress (high cycle fatigue), (2) thermal stress (low cycle fatigue), and (3) wear (operating conditions). . In addition, the cycle time M2 can evaluate the amount of damage caused by (2) thermal stress (low cycle fatigue) and (3) wear (operating conditions). Further, the load transfer map M3 can evaluate the amount of damage caused by (2) thermal stress (low cycle fatigue) and (3) wear (operating conditions).
よって部品群ＰＴ１に、負荷頻度マップＭ1を対応づけ、部品群ＰＴ２に、サイクルタイムＭ2を対応づけ 部品群ＰＴ３に、負荷移動マップＭ3を対応づけてもよい。要は、各部品群毎に、被害量を評価するに適切なマップＭ1、Ｍ2、Ｍ3を対応づけておくことができる。また場合によっては、負荷頻度マップＭ1、サイクルタイムＭ2、負荷移動マップＭ3を用いることなく、負荷頻度マップＭ1、サイクルタイムＭ2の２つのマップを用いて寿命を求めてもよく、また負荷頻度マップＭ1、負荷移動マップＭ3の２つの用いて寿命を求めてもよい。 Therefore, the load frequency map M1 may be associated with the component group PT1, the cycle time M2 may be associated with the component group PT2, and the load movement map M3 may be associated with the component group PT3. In short, maps M1, M2, and M3 appropriate for evaluating the amount of damage can be associated with each component group. In some cases, the life may be obtained by using two maps of the load frequency map M1 and the cycle time M2 without using the load frequency map M1, the cycle time M2, and the load movement map M3, and the load frequency map M1. The life may be obtained using two of the load movement maps M3.
さらに以下に説明する連続運転時間マップＭ4を加えて寿命を演算してもよい。 Furthermore, the lifetime may be calculated by adding a continuous operation time map M4 described below.
連続運転時間マップＭ4のデータ内容を図１６に示す。連続運転時間マップＭ4は負荷移動マップＭ3のデータに基づき生成される。 The data content of the continuous operation time map M4 is shown in FIG. The continuous operation time map M4 is generated based on the data of the load movement map M3.
同図１６に示すように縦軸ｉに連続運転時間Δτiがとられ、横軸ｊに領域Ａ1、Ａ2、Ａ3、Ａ4がとられる。連続運転時間Δτ1、Δτ2、Δτ3はたとえば、それぞれ５から１０ｓｅｃ、１０から２０ｓｅｃ、２０ｓｅｃ以上、に設定される。そして各ブロックＢijに分割される。 As shown in FIG. 16, a continuous operation time Δτi is taken on the vertical axis i, and regions A1, A2, A3, A4 are taken on the horizontal axis j. The continuous operation times Δτ1, Δτ2, and Δτ3 are set to, for example, 5 to 10 seconds, 10 to 20 seconds, and 20 seconds or more, respectively. Then, it is divided into blocks Bij.
情報管理用コントローラ１では、各ブロックＢij毎に、入った頻度ｎijが積算されていく。たとえば７秒間だけ領域Ａ1で連続稼働していれば、連続運転時間Δτ1（５〜１０秒間）、領域Ａ1に対応するブロックＢ11に入ったと判断される。積算は一定時間τが経過するまで行われ、一定時間τが経過する毎に積算値が出力される。なお連続運転時間マップＭ4についても負荷頻度マップＭ1と同様に恒久的なマップとリセット可能なマップの２種類を持たせるようにしてもよい。以下同様にして％換算された頻度ｎ′ijと重みγijに基づき被害量δ4が演算され、部品群または部品毎の寿命が演算される。
In the
連続運転時間マップＭ4は、（２）熱応力（低サイクル疲労）、（３）摩耗（運転条件）を要因とする被害量を評価することが可能である。 The continuous operation time map M4 can evaluate the amount of damage caused by (2) thermal stress (low cycle fatigue) and (3) wear (operation conditions).
よって図６において部品群ＰＴ２の寿命を演算するために、連続運転時間マップＭ4を加えて評価してもよい。また場合によっては、負荷移動マップＭ3の代わりに連続運転時間マップＭ4を用いてもよい。 Therefore, in order to calculate the life of the part group PT2 in FIG. 6, the continuous operation time map M4 may be added for evaluation. In some cases, a continuous operation time map M4 may be used instead of the load movement map M3.
なおエンジンの寿命は、被害量（過酷度）に加えてエンジンで発生した異常を加味して評価すると、より精度よく求めることができる。エンジンで発生する異常は、たとえばブローバイ圧、最大ブローバイ圧時のエンジン回転数、最大ブローバイ圧時の燃圧、排気温度、エンジン油温、大気温度、大気圧のデータから判断することができる。 The life of the engine can be determined more accurately by evaluating it taking into account the amount of damage (severity) and the abnormality that has occurred in the engine. Abnormalities occurring in the engine can be determined from data of, for example, blow-by pressure, engine speed at the maximum blow-by pressure, fuel pressure at the maximum blow-by pressure, exhaust temperature, engine oil temperature, atmospheric temperature, and atmospheric pressure.
情報管理用コントローラ１で演算された上記部品群または部品毎の寿命のデータ、エンジンの寿命のデータは、監視局１９に送信される。このため監視局１９では複数の建設機械のエンジンの寿命を管理することができる。このため各地に点在している複数の建設機械の点検、修理等のサービスの時期を正確に判断することができ、適切な時期に適切な人員に対してサービスの指示を与えることができる。また情報管理用コントローラ１で演算された上記部品群または部品毎の寿命のデータ、エンジンの寿命のデータは、サービスツール１８にダウンロードされる。このため整備員（サービスマン）は、現場でデータを解析する労力を要することなく即座に点検、修理の時期に達したか否かを判断することができる。これにより点検、修理等のサービスの作業効率が飛躍的に向上する。
The above-mentioned component group or lifetime data calculated by the
つぎに建設機械に設けられた油圧ポンプまたは油圧モータの寿命を演算する実施形態について説明する。 Next, an embodiment for calculating the life of a hydraulic pump or a hydraulic motor provided in the construction machine will be described.
油圧ポンプは、エンジンによって駆動される。可変容量型の油圧ポンプは、油圧アクチュエータ（油圧シリンダ、油圧モータ）の駆動源となる。固定容量型の油圧ポンプは、たとえば操作レバーで発生した操作信号がパイロット管路を介して流量制御弁に供給される際のパイロット圧油の駆動源となる。油圧モータは、油圧ポンプから吐出された圧油が流量制御弁を介して圧油流入ポートに流入されることによって回転駆動される油圧アクチュエータである。油圧モータはたとえば旋回体、走行体を作動させる。 The hydraulic pump is driven by the engine. The variable displacement hydraulic pump is a drive source for a hydraulic actuator (hydraulic cylinder, hydraulic motor). The fixed displacement hydraulic pump serves as a driving source for pilot pressure oil when, for example, an operation signal generated by an operation lever is supplied to the flow rate control valve via the pilot line. The hydraulic motor is a hydraulic actuator that is rotationally driven by the pressure oil discharged from the hydraulic pump flowing into the pressure oil inflow port via the flow rate control valve. The hydraulic motor operates, for example, a turning body and a traveling body.
本実施形態では油圧ポンプを代表させて説明する。本実施形態では可変容量型のポンプを想定し、斜板（容量）ｑ（ｃｃ/ｒｅｖ）がＴＶＣ（トルク・バリュアブル・コントロール）弁によって制御される構成を想定している。ＴＶＣ弁は、たとえば図３に示すポンプコントローラ３から出力される制御信号ｉによって駆動される。ＴＶＣ弁によってなされる制御内容を図１７を用いて説明する。
In this embodiment, a hydraulic pump will be representatively described. In this embodiment, a variable displacement pump is assumed, and a swash plate (capacity) q (cc / rev) is assumed to be controlled by a TVC (torque variable control) valve. The TVC valve is driven by a control signal i output from, for example, the
図１７は油圧ポンプのＰ−ｑカーブを表すグラフである。横軸は油圧ポンプから吐出される圧油の圧力たるポンプ圧Ｐ（ｋｇ/ｃｍ2）を示し、縦軸はポンプ１回転当たりの吐出流量たる容量ｑ（ｃｃ/ｒｅｖ）を示している。 FIG. 17 is a graph showing a Pq curve of the hydraulic pump. The horizontal axis indicates the pump pressure P (kg / cm 2) that is the pressure of the pressure oil discharged from the hydraulic pump, and the vertical axis indicates the capacity q (cc / rev) that is the discharge flow rate per pump rotation.
Ｐ−ｑカーブ上のラインＴpはポンプ吸収トルクが一定値Ｔpとなるラインを示している。ＴＶＣ弁は、油圧ポンプの吸収トルクを一定にするべく設けられている。すなわちポンプ圧Ｐと容量ｑとの積が一定となるように斜板の傾転角を制御する。なおＴＶＣ弁は、複数の油圧ポンプの合成吸収トルクを一定にするために用いられる。図１８に示すようにＴＶＣ弁に入力された制御電流値ｉが大きくなるに応じてポンプ吸収トルクＴが小さくなるように、ＴＶＣ弁は油圧ポンプの斜板を制御する。よって図１７に示すようにＴＶＣ弁への入力電流ｉの大きさに応じてＰ−ｑカーブ は変化し、トルク一定のラインはＴ1、Ｔ2、Ｔ3…へと変化する。 A line Tp on the Pq curve indicates a line where the pump absorption torque becomes a constant value Tp. The TVC valve is provided to make the absorption torque of the hydraulic pump constant. That is, the tilt angle of the swash plate is controlled so that the product of the pump pressure P and the capacity q is constant. The TVC valve is used to make the combined absorption torque of a plurality of hydraulic pumps constant. As shown in FIG. 18, the TVC valve controls the swash plate of the hydraulic pump so that the pump absorption torque T decreases as the control current value i input to the TVC valve increases. Therefore, as shown in FIG. 17, the Pq curve changes according to the magnitude of the input current i to the TVC valve, and the constant torque line changes to T1, T2, T3.
以上のように油圧ポンプの吸収トルクＴはポンプコントローラ３から出力される電流ｉに応じて定まるので、ポンプコントローラ３で電流値ｉを取得することができる。なお電流値ｉを検出するセンサを設けてもよい。電流値ｉのデータは、情報管理用コントローラ１に送信される。情報管理用コントローラ１では電流値ｉからポンプ吸収トルクＴが演算される。ただし図１７に示すようにポンプ圧ＰがＰ1よりも小さい場合には、ラインＴp上にのらないので、下記（５）式によってポンプ吸収トルクＴが演算される。
As described above, since the absorption torque T of the hydraulic pump is determined according to the current i output from the
Ｔ＝Ｐ・ｑmax/２００π …（５）
なおトルクを直接検出するセンサを設けてポンプ吸収トルクＴを検出してもよい。また油圧ポンプの容量ｑとポンプ吐出圧Ｐを検出することによってポンプ吸収トルクＴを演算してもよい。
T = P · qmax / 200π (5)
A pump absorption torque T may be detected by providing a sensor that directly detects the torque. Alternatively, the pump absorption torque T may be calculated by detecting the capacity q of the hydraulic pump and the pump discharge pressure P.
図１９は情報管理用コントローラ１にサンプリング時間Δｔ毎に、収集される稼働パラメータつまりポンプ回転数Ｎ、ＴＶＣ弁への入力電流ｉ、ポンプ吐出圧Ｐを示している。図１９は一定時間τの間で稼働パラメータが変化する様子を示している。稼働パラメータの積算は以下に述べるように一定時間τ（たとえば２０時間）が経過毎に行われる。
FIG. 19 shows the operation parameters collected by the
油圧ポンプの回転数Ｎはエンジン回転数センサで検出されたエンジン回転数Ｎeに対して既知の定数を乗算することにより得られる。よってエンジン回転数センサの検出値から、サンプリング時間Δｔ毎のポンプ回転数Ｎが取得される。 The rotational speed N of the hydraulic pump is obtained by multiplying the engine speed Ne detected by the engine speed sensor by a known constant. Therefore, the pump speed N for each sampling time Δt is acquired from the detected value of the engine speed sensor.
サンプリング時間Δｔ毎に入力される電流ｉに基づいてサンプリング時間Δｔ毎にポンプ吸収トルクＴが演算される。 Based on the current i input every sampling time Δt, the pump absorption torque T is calculated every sampling time Δt.
ポンプ圧力Ｐにはしきい値Ｐcが設定され、逐次の圧力値Ｐがこのしきい値Ｐc以上になったか否かが判断される。そして、サンプリング時間Δｔ毎の圧力値Ｐがしきい値Ｐc以上のピーク圧となる回数がカウントされ、一定時間τ（２０時間）が経過するまで積算される。そして積算されたピーク圧回数を一定時間τ（２０時間）で除算することによって、単位時間当たりのピーク圧回数ｎp（回/Ｈ）が求められる。 A threshold value Pc is set for the pump pressure P, and it is determined whether or not the sequential pressure value P is equal to or higher than the threshold value Pc. Then, the number of times that the pressure value P at each sampling time Δt becomes a peak pressure equal to or higher than the threshold value Pc is counted and integrated until a predetermined time τ (20 hours) elapses. Then, the number of peak pressures np (times / H) per unit time is obtained by dividing the accumulated number of peak pressures by a fixed time τ (20 hours).
油圧ポンプの寿命は、ベアリング（軸受け部品）の寿命によって基本的には定まる。 The life of a hydraulic pump is basically determined by the life of a bearing (bearing part).
ベアリングの寿命を求める式は、Ｔmを平均等価ポンプ吸収トルクとして、下記（６）式で表される。 The equation for obtaining the life of the bearing is expressed by the following equation (6), where Tm is the average equivalent pump absorption torque.
ベアリング寿命
∝１/（ポンプ回転速度Ｎ）・（平均等価ポンプ吸収トルクＴm）3.33
…（６）
本実施形態ではポンプ回転速度Ｎは一定値であると仮定してベアリング寿命が演算される。平均等価ポンプ吸収トルクＴmはたとえば次式（７）に示すように、サンプリング時間Δｔ毎に演算されるポンプ吸収トルク値Ｔiを一定時間τ（２０時間）が経過するまで積算し、これを平均した値として求めることができる。
Bearing life ∝1 / (Pump rotation speed N) ・ (Average equivalent pump absorption torque Tm) 3.33
... (6)
In this embodiment, the bearing life is calculated on the assumption that the pump rotational speed N is a constant value. For example, as shown in the following equation (7), the average equivalent pump absorption torque Tm is obtained by integrating the pump absorption torque value Ti calculated every sampling time Δt until a predetermined time τ (20 hours) elapses, and averaging this. It can be obtained as a value.
Ｔm＝（ΣＴi3.33/Δｔ）0.3 …（７）
なおポンプ回転数Ｎについても同様に平均等価ポンプ回転数を求めてもよい。
Tm = (ΣTi3.33 / Δt) 0.3 (7)
For the pump speed N, the average equivalent pump speed may be obtained in the same manner.
図２０は上記（６）式に従いベアリングの寿命を演算する寿命直線Ｆを示している。 FIG. 20 shows a life straight line F for calculating the life of the bearing according to the above equation (6).
図２０は平均等価ポンプ吸収トルクＴmとベアリングの寿命の長さＬ（Ｈ）（寿命ランクＳ、Ａ、Ｂ、Ｃ）の対応関係Ｆを示している。この対応関係Ｆは油圧ポンプの開発時において予め耐久テストを行いテスト後の部品検査を行うことによって寿命直線として予め求めておくことができる。 FIG. 20 shows the correspondence F between the average equivalent pump absorption torque Tm and the bearing life length L (H) (life rank S, A, B, C). This correspondence F can be obtained in advance as a life straight line by performing a durability test in advance during the development of the hydraulic pump and performing a component inspection after the test.
そして上記演算された平均等価ポンプ吸収トルクＴmに対応する寿命直線Ｆ上の点から寿命ランクが求められる。 A life rank is obtained from a point on the life straight line F corresponding to the calculated average equivalent pump absorption torque Tm.
図２１は図２０の縦軸の平均等価ポンプ吸収トルクＴmの各範囲と、図２０の横軸の各寿命ランクＳ、Ａ、Ｂ、Ｃとの対応関係を示している。各寿命ランクＳ、Ａ、Ｂ、Ｃ毎にオーバーホール（推奨）時間（Ｈ）が対応づけられている。 FIG. 21 shows the correspondence between each range of the average equivalent pump absorption torque Tm on the vertical axis in FIG. 20 and each life rank S, A, B, C on the horizontal axis in FIG. An overhaul (recommended) time (H) is associated with each life rank S, A, B, C.
ここでポンプ吸収トルクＴはポンプ圧力Ｐに比例している。よって平均等価ポンプ圧力Ｐmを上記（７）式と同様にして求め、同様にしてベアリングの寿命ランクを定めることができる。 Here, the pump absorption torque T is proportional to the pump pressure P. Therefore, the average equivalent pump pressure Pm can be obtained in the same manner as the above equation (7), and the bearing life rank can be determined in the same manner.
図２２は平均等価ポンプ圧力Ｐmとベアリングの寿命の長さＬ（Ｈ）（寿命ランクＳ、Ａ、Ｂ、Ｃ）の対応関係Ｇを示している。 FIG. 22 shows the correspondence G between the average equivalent pump pressure Pm and the bearing life length L (H) (life rank S, A, B, C).
そして上記演算された平均等価ポンプ圧力Ｐmに対応する寿命直線Ｇ上の点から寿命ランクが求められる。 A life rank is obtained from a point on the life straight line G corresponding to the calculated average equivalent pump pressure Pm.
図２２の縦軸の平均等価ポンプ圧力Ｐmの範囲１７０〜１８５ｋｇ/ｃｍ2が、図２０の横軸の寿命ランクＳ（８０００〜１００００時間）に対応している。同様に圧力Ｐmの範囲１６０〜１７０ｋｇ/ｃｍ2が、寿命ランクＡ（１００００〜１２０００時間）に対応し、また圧力Ｐmの範囲１５５〜１６０ｋｇ/ｃｍ2が、寿命ランクＢ（１２０００〜１４０００時間）に対応し、また圧力Ｐmの範囲１４５〜１５５ｋｇ/ｃｍ2が、寿命ランクＣ（１４０００〜１８０００時間）に対応している。
The range 170 to 185 kg /
上述するようにして演算された単位時間当たりのピーク圧回数ｎp（回/Ｈ）は、油圧ポンプが複数ある場合に各ポンプの負荷レベルを評価するために用いられる。単位時間当たりのピーク圧回数ｎpが大きいほど、ブームなどの作業機、上部旋回体、下部走行体を操作した頻度が多く、その分だけ対応する油圧ポンプには大きな負荷がかかっていることになる。 The peak pressure number np (times / H) calculated per unit time as described above is used to evaluate the load level of each pump when there are a plurality of hydraulic pumps. The greater the number of peak pressures np per unit time, the greater the frequency of operating booms and other work machines, upper swinging bodies, and lower traveling bodies, and the corresponding hydraulic pumps are heavily loaded. .
図２３は単位時間当たりのピーク圧回数ｎpと寿命の長さＬ（Ｈ）（負荷レベルＳ、Ａ、Ｂ、Ｃ）の対応関係Ｉを示している。 FIG. 23 shows the correspondence I between the number of peak pressures np per unit time and the life length L (H) (load levels S, A, B, C).
そして上記演算された単位時間当たりのピーク圧回数ｎpに対応する負荷レベル直線Ｉ上の点から負荷レベルが求められる。 Then, the load level is obtained from the point on the load level straight line I corresponding to the calculated peak pressure number np per unit time.
図２３の縦軸の単位時間当たりのピーク圧回数ｎpの範囲３６０〜４５０回/Ｈが、図２３の横軸の負荷レベルＳ（過酷レベル）に対応している。同様にピーク圧回数ｎpの範囲３００〜３６０回/Ｈが、負荷レベルＡ（重負荷レベル）に対応し、またピーク圧回数ｎpの範囲２６０〜３００回/Ｈが、負荷レベルＢ（中負荷レベル）に対応し、またピーク圧回数ｎpの範囲２００〜２６０回/Ｈが、負荷レベルＣ（軽負荷レベル）に対応している。
The range of 360 to 450 times / H of the peak pressure number np per unit time on the vertical axis in FIG. 23 corresponds to the load level S (severe level) on the horizontal axis in FIG. Similarly, the range of
負荷レベルは複数の油圧ポンプそれぞれについて求められる。そして負荷レベルを比較することによりいずれの油圧ポンプの負荷が大きく寿命が短いのかについて判断することができる。 The load level is obtained for each of a plurality of hydraulic pumps. By comparing the load levels, it can be determined which of the hydraulic pumps has a large load and a short life.
すなわち油圧ショベル等の建設機械では、最大６個程度の油圧ポンプが使用されることが多い。しかし油圧ポンプへの負荷のかかり具合は、作業形態によって異なり、必ずしも複数の油圧ポンプに均等に負荷がかかっているわけではない。そこで各油圧ポンプ毎に負荷レベルを求め、各油圧ポンプの負荷レベルを比較することによって、いずれの油圧ポンプの寿命が長いか短いかを見極めることが可能となる。 That is, a construction machine such as a hydraulic excavator often uses up to about six hydraulic pumps. However, the load applied to the hydraulic pump varies depending on the work mode, and the load is not necessarily applied evenly to the plurality of hydraulic pumps. Therefore, by obtaining the load level for each hydraulic pump and comparing the load level of each hydraulic pump, it is possible to determine which of the hydraulic pumps has a long or short life.
本実施形態は、ピーク圧回数ｎp（回/Ｈ）に基づいてベアリングの寿命を演算しない場合を想定している。なおピーク圧回数ｎp（回/Ｈ）に基づいてベアリングの寿命を演算する実施も可能である。 In the present embodiment, it is assumed that the bearing life is not calculated based on the number of peak pressures np (times / H). It is also possible to calculate the bearing life based on the peak pressure np (times / H).
油圧ポンプの寿命は、負荷を要因とするベアリングの寿命によって主に定まる。しかしベアリングの劣化レベルは作動油温度という要因によっても変動する。作動油温度を要因としてＯ−リングなどのオイルシール部品の寿命が定まる。そこでベアリングの寿命として求めた油圧ポンプの寿命が、作動油温度を要因とするオイルシール部品の寿命によって補正される。この補正により油圧ポンプの寿命が高精度に求められる。 The life of the hydraulic pump is mainly determined by the life of the bearing due to the load. However, the deterioration level of the bearing varies depending on the factor of the hydraulic oil temperature. The life of oil seal parts such as O-rings is determined by the hydraulic oil temperature. Therefore, the life of the hydraulic pump determined as the life of the bearing is corrected by the life of the oil seal component caused by the hydraulic oil temperature. With this correction, the life of the hydraulic pump is required with high accuracy.
本実施形態では作動油温度としてタンク内に環流される圧油の温度Ｒtを用いている。タンク内の油温は油温センサによってサンプリング時間Δｔ毎に検出され、情報管理用コントローラ１に入力される。そして同様にして一定時間τが経過するとタンク平均等価油温Ｒt（゜Ｃ）が演算される。
In this embodiment, the temperature Rt of the pressure oil circulating in the tank is used as the hydraulic oil temperature. The oil temperature in the tank is detected at every sampling time Δt by the oil temperature sensor and is input to the
図２４はタンク平均等価油温Ｒtとオイルシールの寿命の長さＬ（Ｈ）（寿命ランクＳ、Ａ、Ｂ、Ｃ）の対応関係Ｊを示している。 FIG. 24 shows the correspondence J between the tank average equivalent oil temperature Rt and the life length L (H) (life rank S, A, B, C) of the oil seal.
そして上記演算されたタンク平均等価油温Ｒtに対応する寿命直線Ｊ上の点から寿命ランクが求められる。 A life rank is obtained from a point on the life straight line J corresponding to the calculated tank average equivalent oil temperature Rt.
図２４の縦軸のタンク平均等価油温Ｒtの範囲８５〜９０゜Ｃが、図２４の横軸の寿命ランクＳ（８０００〜１００００時間）に対応している。同様に油温Ｒtの範囲８０〜８５゜Ｃが、寿命ランクＡ（１００００〜１２０００時間）に対応し、また油温Ｒtの範囲７５〜８０゜Ｃが、寿命ランクＢ（１２０００〜１４０００時間）に対応し、また油温Ｒtの範囲７０〜７５゜Ｃが、寿命ランクＣ（１４０００〜１８０００時間）に対応している。 The range of 85 to 90 ° C. of the tank average equivalent oil temperature Rt on the vertical axis in FIG. 24 corresponds to the life rank S (8000 to 10,000 hours) on the horizontal axis in FIG. Similarly, the oil temperature Rt range of 80 to 85 ° C corresponds to the life rank A (10000 to 12000 hours), and the oil temperature Rt range of 75 to 80 ° C corresponds to the life rank B (12000 to 14000 hours). In addition, the range of 70 to 75 ° C. of the oil temperature Rt corresponds to the life rank C (14,000 to 18000 hours).
本実施形態ではタンク内油温Ｒt以外にも大気温度Ｒaを用いてオイルシールの寿命が演算される。外気温は温度センサによってサンプリング時間Δｔ毎に検出され、情報管理用コントローラ１に入力される。そして同様にして一定時間τが経過すると平均外気温Ｒa（゜Ｃ）が演算される。
In this embodiment, the life of the oil seal is calculated using the atmospheric temperature Ra in addition to the oil temperature Rt in the tank. The outside air temperature is detected at every sampling time Δt by the temperature sensor and input to the
同図２４は平均外気温Ｒaとオイルシールの寿命の長さＬ（Ｈ）（寿命ランクＳ、Ａ、Ｂ、Ｃ）の対応関係Ｋを示している。 FIG. 24 shows the correspondence K between the average outside air temperature Ra and the life length L (H) (life rank S, A, B, C) of the oil seal.
そして上記演算された平均外気温Ｒaに対応する寿命直線Ｋ上の点から寿命ランクが求められる。 The life rank is determined from the point on the life straight line K corresponding to the calculated average outside air temperature Ra.
図２４の縦軸の平均外気温Ｒaの範囲３２〜３８゜Ｃが、図２４の横軸の寿命ランクＳ（８０００〜１００００時間）に対応している。同様に平均外気温Ｒaの範囲２８〜３２゜Ｃが、寿命ランクＡ（１００００〜１２０００時間）に対応し、また平均外気温Ｒaの範囲２５〜２８゜Ｃが、寿命ランクＢ（１２０００〜１４０００時間）に対応し、また平均外気温Ｒaの範囲２０〜２５゜Ｃが、寿命ランクＣ（１４０００〜１８０００時間）に対応している。 The range of 32-38 ° C. of the average outside air temperature Ra on the vertical axis in FIG. 24 corresponds to the life rank S (8000 to 10,000 hours) on the horizontal axis in FIG. Similarly, a range of 28 to 32 ° C. of the average outside air temperature Ra corresponds to the life rank A (10000 to 12000 hours), and a range of 25 to 28 ° C. of the average outside air temperature Ra corresponds to the life rank B (12000 to 14000 hours). In addition, the range of 20 to 25 ° C. of the average outside air temperature Ra corresponds to the life rank C (14000 to 18000 hours).
油圧ポンプの寿命はつぎのようにして求められる。 The life of the hydraulic pump is obtained as follows.
すなわち平均等価ポンプ吸収トルクＴmから求められた寿命ランク、平均等価圧力Ｐmから求められた寿命ランク、タンク平均等価油温Ｒtから求められた寿命ランク、平均外気温Ｒaから求められた寿命ランクのうちで最も短い時間となる寿命ランクが最終的に油圧ポンプの寿命（オーバーホール時期）であると決定される。なお各寿命ランクの中心値を平均するなど、それぞれ求められた寿命ランクから最終的に油圧ポンプの寿命を決定する方法は任意である。 That is, of the life rank obtained from the average equivalent pump absorption torque Tm, the life rank obtained from the average equivalent pressure Pm, the life rank obtained from the tank average equivalent oil temperature Rt, and the life rank obtained from the average outside temperature Ra. The life rank with the shortest time is finally determined to be the life (overhaul time) of the hydraulic pump. A method for finally determining the life of the hydraulic pump from the respective life ranks obtained, such as averaging the center values of the respective life ranks, is arbitrary.
本発明としては、少なくとも平均等価ポンプ吸収トルクＴmから求められた寿命ランクと、タンク平均等価油温Ｒtから求められた寿命ランクを求めることができれば、油圧ポンプの寿命を高精度に求めることができる。 In the present invention, if the life rank obtained from at least the average equivalent pump absorption torque Tm and the life rank obtained from the tank average equivalent oil temperature Rt can be obtained, the life of the hydraulic pump can be obtained with high accuracy. .
油圧モータの寿命についても油圧ポンプと同様にして求めることができる。 The life of the hydraulic motor can be obtained in the same manner as the hydraulic pump.
以上のように本実施形態によれば油圧ポンプ、油圧モータの寿命が自動的にかつ正確に求められる。このため最も適切な時期に油圧ポンプ、油圧モータのオーバーホール、修理等を行うことができ建設機械の修理、点検等のサービスの効率が飛躍的に向上する。また油圧ポンプ、油圧モータに重大な破損をきたすことが回避される。 As described above, according to this embodiment, the lifetimes of the hydraulic pump and the hydraulic motor are automatically and accurately obtained. For this reason, hydraulic pumps and hydraulic motors can be overhauled and repaired at the most appropriate time, and the efficiency of service such as repair and inspection of construction machines is dramatically improved. Also, serious damage to the hydraulic pump and hydraulic motor can be avoided.
情報管理用コントローラ１で演算された油圧ポンプ、油圧モータの寿命のデータは、監視局１９に送信される。このため監視局１９では複数の建設機械に備えられている油圧ポンプ、油圧モータの寿命を管理することができる。このため各地に点在している複数の建設機械の点検、修理等のサービスの時期を正確に判断することができ、適切な時期に適切な人員に対してサービスの指示を与えることができる。また情報管理用コントローラ１で演算された油圧ポンプ、油圧モータの寿命のデータは、サービスツール１８にダウンロードされる。このため整備員（サービスマン）は、現場でデータを解析する労力を要することなく油圧ポンプ、油圧モータが点検、修理の時期に達したか否かを即座に判断することができる。これにより点検、修理等のサービスの作業効率が飛躍的に向上する。
Data on the lifetime of the hydraulic pump and hydraulic motor calculated by the
情報管理用コントローラ１では建設機械の作業量、稼働状態の情報が生成され管理されている。以下これについて説明する。
The
鉱山などの広域作業現場では、油圧ショベルは、ダンプトラックに掘削した土砂等を積み込む積込み作業を行う。広域作業現場を管理、監視する監視局にあっては、稼働中の複数の油圧ショベルの作業量を管理情報として取得することが、生産管理計画を立てる上で重要となる。 In a wide-area work site such as a mine, a hydraulic excavator performs a loading operation of loading excavated earth and sand on a dump truck. In a monitoring station that manages and monitors a wide-area work site, it is important for making a production management plan to acquire the work amounts of a plurality of operating hydraulic excavators as management information.
油圧ショベルの時間当たりの作業量Ｖ（ｍ3/ｈ）は上述した（１）式（Ｖ＝Ｑv・（３６００/Ｓt）・α・（１/β））によって理論的に求められる。
The work amount V (
本実施形態では上記稼働率α、積込み占有率βが正確に算出され時間当たりの作業量Ｖが正確に求められる。 In the present embodiment, the operating rate α and the loading occupancy rate β are accurately calculated, and the work amount V per hour is accurately determined.
建設機械内には、エンジンの稼働時間を積算するサービスメータＳＭ2（これを第２サービスメータという）とは別に、第１サービスメータＳＭ1、第３サービスメータＳＭ3が設けられている。図２５はこれら３つのサービスメータで時間ｔを積算する様子を概念的に示している。 In the construction machine, a first service meter SM1 and a third service meter SM3 are provided separately from a service meter SM2 (which is referred to as a second service meter) that accumulates the engine operating time. FIG. 25 conceptually shows how the time t is integrated with these three service meters.
第２サービスメータＳＭ2は、エンジンが回転している時間を積算する積算手段であり、オルタネータの電圧値が所定のしきい値以上になっている時間あるいはエンジン回転数Ｎeが所定のしきい値（０回転よりも大きくアイドル回転数よりも高い回転数）以上になっている時間を積算することによりエンジン稼働時間ＳＭＲ2を積算するものである。 The second service meter SM2 is an integration means for integrating the time during which the engine is rotating, and the time during which the voltage value of the alternator is equal to or greater than a predetermined threshold or the engine speed Ne is a predetermined threshold ( The engine operating time SMR2 is accumulated by accumulating the time that is greater than 0 revolution and higher than the idling revolution number).
第１サービスメータＳＭ1は、エンジンキースイッチがオンに投入され電源（バッテリ）から電力がコントローラに供給されているキースイッチオン時間ＳＭＲ1を積算するものである。 The first service meter SM1 integrates a key switch on time SMR1 in which the engine key switch is turned on and power is supplied from the power source (battery) to the controller.
建設機械では、作業機用操作レバーが中立位置から操作されることによってブームなどの作業機が作動される。また旋回体用操作レバーが中立位置から操作されることによって上部旋回体が旋回作動される。また走行体用操作レバーが中立から操作されることによって下部走行体が走行駆動される。操作レバーは油圧式レバーであれば、操作レバーの操作量に対応するパイロット圧がパイロット管路を介して流量制御弁に供給される。そこでパイロット管路に圧力センサを設け、パイロット管路内のパイロット圧Ｐrが所定のしきい値以上になったことを同圧力センサによって検出することによって操作レバーが操作されたことを検出することができる。なお操作レバーが電気式の操作レバーであれば、操作レバーの操作量に対応する電気信号を、たとえば操作レバーの回動量を検出するポテンショメータの電圧出力値として検出することができる。よってポテンショメータなどから出力される電気信号から同様に操作レバーが操作されたことを検出することができる。 In a construction machine, a work machine such as a boom is operated by operating a work machine operating lever from a neutral position. Further, the upper swing body is turned by operating the swing body operating lever from the neutral position. Further, when the traveling body operating lever is operated from the neutral position, the lower traveling body is driven to travel. If the operation lever is a hydraulic lever, a pilot pressure corresponding to the operation amount of the operation lever is supplied to the flow control valve via the pilot line. Therefore, it is possible to detect that the operation lever has been operated by providing a pressure sensor in the pilot line and detecting by the pressure sensor that the pilot pressure Pr in the pilot line has exceeded a predetermined threshold value. it can. If the operation lever is an electric operation lever, an electric signal corresponding to the operation amount of the operation lever can be detected, for example, as a voltage output value of a potentiometer that detects the rotation amount of the operation lever. Accordingly, it is possible to detect that the operation lever has been operated in the same manner from an electric signal output from a potentiometer or the like.
本実施形態では油圧式の操作レバーを想定している。作業機用操作レバーが操作されたことを示す圧力信号Ｐrw（所定のしきい値以上のパイロット圧）が作業機用圧力センサで検出される。また旋回体用操作レバーが操作されたことを示す圧力信号Ｐrs（所定のしきい値以上のパイロット圧）が旋回体用圧力センサで検出される。また走行体用操作レバーが操作されたことを示す圧力信号Ｐrt（所定のしきい値以上のパイロット圧）が走行体用圧力センサで検出される。 In this embodiment, a hydraulic operation lever is assumed. A pressure signal Prw (pilot pressure equal to or higher than a predetermined threshold value) indicating that the work implement operating lever has been operated is detected by the work implement pressure sensor. In addition, a pressure signal Prs (pilot pressure equal to or higher than a predetermined threshold value) indicating that the revolving body operation lever has been operated is detected by the revolving body pressure sensor. Further, a pressure signal Prt (pilot pressure equal to or higher than a predetermined threshold value) indicating that the traveling body operation lever has been operated is detected by the traveling body pressure sensor.
第３サービスメータＳＭ3は、上記各圧力センサの検出信号Ｐrw、Ｐrs、Ｐrtから操作レバーが操作されている時間ＳＭＲ3つまり作業機、旋回体、走行体のいずれかが稼働している時間ＳＭＲ3を積算するものである。なお第３サービスメータＳＭ3としては、作業機用圧力センサの検出信号Ｐrwのみから作業機用操作レバーのみが操作されている時間ＳＭＲ3つまり作業機が稼働している時間ＳＭＲ3を積算するものであってもよい。 The third service meter SM3 accumulates the time SMR3 during which the operating lever is operated from the detection signals Prw, Prs, Prt of each of the pressure sensors, that is, the time SMR3 during which any of the work machine, the swinging body, and the traveling body is operating. To do. As the third service meter SM3, the time SMR3 during which only the work implement operating lever is operated, that is, the time SMR3 during which the work implement is operated, is added only from the detection signal Prw of the work implement pressure sensor. Also good.
図２６は建設機械の計画稼働時間ＳＭＲoと、各サービスメータＳＭ1、ＳＭ2、ＳＭ3の実際の積算値ＳＭＲ1、ＳＭＲ2、ＳＭＲ3との関係を例示している。図２６の横軸は日付であり、縦軸は計測されたサービスメータ値ＳＭＲを示している。計画稼働時間ＳＭＲ0は建設機械の種類、ユーザによって異なる。これは予めデータとして入力されておかれる。たとえば１日当たり２０時間が計画稼働時間ＳＭＲ0として入力、設定される。 FIG. 26 illustrates the relationship between the planned operation time SMRo of the construction machine and the actual integrated values SMR1, SMR2, and SMR3 of the service meters SM1, SM2, and SM3. In FIG. 26, the horizontal axis represents the date, and the vertical axis represents the measured service meter value SMR. The planned operating time SMR0 varies depending on the type of construction machine and the user. This is previously input as data. For example, 20 hours per day is input and set as the planned operation time SMR0.
本実施形態では、下記（８）式によって稼働率αが演算される。 In the present embodiment, the operation rate α is calculated by the following equation (8).
α＝（ＳＭＲ3/ＳＭＲ0）・１００（％） …（８）
ＳＭＲ0−ＳＭＲ3が油圧ショベルが実際には積込み作業を行っていない時間つまりダウンタイムである。ダウンタイムが大きいほど上記稼働率αの値が小さくなる関係にある。
α = (SMR3 / SMR0) · 100 (%) (8)
SMR0-SMR3 is a time during which the excavator is not actually loading, that is, a downtime. The larger the downtime, the smaller the value of the operating rate α.
このように本実施形態では作業機が稼働されている稼働時間の積算値ＳＭＲ3から稼働率αが求められる。このため図２５に示すようにたとえばエンジンの暖気時間（ダンプ待ち時間）が長くその分作業機が稼働している時間が短い作業態様の場合であっても正確な稼働率αが得られ、この正確な稼働率αに基づき作業量Ｖを正確に算出することが可能となる。 As described above, in this embodiment, the operation rate α is obtained from the integrated value SMR3 of the operation time during which the work implement is operated. For this reason, as shown in FIG. 25, for example, even in the case of a work mode in which the engine warm-up time (dump waiting time) is long and the working machine is operating for a short time, an accurate operation rate α is obtained. The work amount V can be accurately calculated based on the accurate operation rate α.
つぎに積込み占有率βの演算処理について説明する。 Next, calculation processing of the loading occupation ratio β will be described.
図２８は、上記作業機用圧力センサ、旋回体用圧力センサ、走行体用圧力センサから出力される各圧力検出信号Ｐrw、Ｐrs、Ｐrtが時間の変化に伴い変化する様子を示している。 FIG. 28 shows how the pressure detection signals Prw, Prs, and Prt output from the work machine pressure sensor, the swinging body pressure sensor, and the traveling body pressure sensor change with time.
一方図２９は操作レバーの操作頻度マップのデータ内容を示している。 On the other hand, FIG. 29 shows the data content of the operation frequency map of the operation lever.
同図２９に示すように縦軸ｉに各圧力検出信号の種類Ｐrw、Ｐrs、Ｐrtがとられ、横軸ｊに各圧力レベルＰrがとられる。圧力レベルＰrはたとえば０〜１００ｋｇ/ｃｍ2、１００〜２００ｋｇ/ｃｍ2、２００〜５００ｋｇ/ｃｍ2の３レベルに分割されている。そして各ブロックＢijに分割される。 As shown in FIG. 29, the vertical axis i represents the types of pressure detection signals Prw, Prs, and Prt, and the horizontal axis j represents the pressure levels Pr. The pressure level Pr is divided into, for example, three levels of 0 to 100 kg / cm <2>, 100 to 200 kg / cm <2>, and 200 to 500 kg / cm <2>. Then, it is divided into blocks Bij.
そして図２８に示すように圧力検出信号Ｐrw、Ｐrs、Ｐrtがサンプリング時間Δｔ毎に入力され、圧力値が各ブロックＢijのいずれに入ったか否かが判断される。たとえば時刻ｔ1で作業機の圧力検出信号Ｐrwが１３０ｋｇ/ｃｍ2の値を示している場合には、操作頻度マップの作業機Ｐrw、圧力レベルＰr2（１００〜２００ｋｇ/ｃｍ2）に対応するブロックＢ12に入ったと判断される。こうして各ブロックＢij毎に、入った頻度ｎijが積算されていく。積算は１日が経過するまで行われ、一日が経過する毎に積算値が出力される。そして１日毎の積算値が記憶されていき最大１００日分記憶することができる。メモリ容量を減らすために１００日経過後は最も古い日付のデータは消去され最も新しい日付の積算値によって更新される。
Then, as shown in FIG. 28, pressure detection signals Prw, Prs, and Prt are input every sampling time Δt, and it is determined which of the blocks Bij the pressure value has entered. For example, when the pressure detection signal Prw of the work implement indicates a value of 130 kg /
図２９の操作頻度マップの各ブロックＢij毎の頻度ｎijは、前述した図１１と同様にして％換算される。％換算した頻度ｎ′ijを全ブロックＢijについて合計した値が１００％となる。 The frequency nij for each block Bij in the operation frequency map of FIG. 29 is converted to% as in the case of FIG. The sum of the frequency n′ij converted to% for all blocks Bij is 100%.
本実施形態では、図２９に示す操作頻度マップの各ブロックＢijのうち作業機Ｐrwについてのブロックの頻度ｎ11、ｎ12、ｎ13が合計され作業機操作頻度ｎwが求められる。同様に旋回体Ｐrsについてのブロックの頻度ｎ21、ｎ22、ｎ23が合計され旋回体操作頻度ｎsが求められる。同様に走行体Ｐrtについてのブロックの頻度ｎ31、ｎ32、ｎ33が合計され走行体操作頻度ｎtが求められる。作業機操作頻度ｎw、旋回体操作頻度ｎs、走行体操作頻度ｎtは％換算される。％換算された作業機操作頻度ｎ′w、旋回体操作頻度ｎ′s、走行体操作頻度ｎ′tの比率を図３０に例示する。 In this embodiment, among the blocks Bij of the operation frequency map shown in FIG. 29, the block frequencies n11, n12, and n13 for the work machine Prw are summed to obtain the work machine operation frequency nw. Similarly, the block frequencies n21, n22 and n23 for the swing body Prs are summed to determine the swing body operation frequency ns. Similarly, the block frequencies n31, n32 and n33 for the traveling body Prt are added together to obtain the traveling body operation frequency nt. The work machine operation frequency nw, the turning body operation frequency ns, and the traveling body operation frequency nt are converted into%. FIG. 30 illustrates the ratio of the work machine operation frequency n′w, the turning body operation frequency n ′s, and the traveling body operation frequency n′t converted to%.
図３０は作業機、旋回体、走行体を横軸とし、縦軸に％換算された作業機頻度ｎ′w、旋回体操作頻度ｎ′s、走行体操作頻度ｎ′tを示している。 FIG. 30 shows the working machine frequency n′w, the turning body operation frequency n ′s, and the traveling body operation frequency n′t in terms of% on the vertical axis, with the working machine, the turning body, and the traveling body as the horizontal axis.
本実施形態では、％換算された作業機頻度ｎ′w、旋回体操作頻度ｎ′s、走行体操作頻度ｎ′tに基づいて下記（９）式によって積込み占有率βが演算される。 In the present embodiment, the loading occupancy ratio β is calculated by the following equation (9) based on the percentage-converted work machine frequency n′w, turning body operation frequency n ′s, and traveling body operation frequency n′t.
β＝１＋ｎ′t/（ｎ′w＋ｎ′s） …（９）
上記式の右辺第２項は、作業機操作頻度ｎ′wと旋回体操作頻度ｎ′sとの和ｎ′w＋ｎ′sに対して走行体操作頻度ｎ′tとの比をとった値ｎ′t/（ｎ′w＋ｎ′s）を示している。よって積込み占有率βはその値が小さいほど、走行に対して作業機を操作している時間が長く、実質的に積込み作業を行っている時間が多いことを示す。
β = 1 + n′t / (n′w + n ′s) (9)
The second term on the right side of the above equation is a value n obtained by taking the ratio of the traveling body operation frequency n't to the sum n'w + n's of the work machine operation frequency n'w and the turning body operation frequency n's. 'T / (n'w + n's) is shown. Accordingly, the smaller the value of the loading occupancy ratio β, the longer the time during which the work implement is operated for traveling, and the more time during which the loading operation is actually performed.
上記（９）式の意味について説明すると、作業機操作頻度ｎ′wが大きいと生産性が高い。よって作業機操作頻度ｎ′wが大きくなるほど比ｎ′t/（ｎ′w＋ｎ′s）の値は小さくなる。これにより積込み占有率βは値が小さくなる。 The meaning of the above equation (9) will be described. When the work machine operation frequency n′w is large, the productivity is high. Therefore, the value of the ratio n′t / (n′w + n ′s) decreases as the work implement operation frequency n′w increases. As a result, the value of the loading occupation ratio β decreases.
また旋回体操作頻度ｎ′sが大きいと、比ｎ′t/（ｎ′w＋ｎ′s）の値は小さくなる。これにより積込み占有率βは値が小さくなる。 Further, when the swivel operation frequency n's is large, the value of the ratio n't / (n'w + n's) becomes small. As a result, the value of the loading occupation ratio β decreases.
また走行体操作頻度ｎ′tが大きいと、比ｎ′t/（ｎ′w＋ｎ′s）の値は大きくなる。これにより積込み占有率βは値が大きくなる。 Further, when the traveling body operation frequency n't is large, the value of the ratio n't / (n'w + n's) increases. As a result, the loading occupation ratio β increases.
積込み占有率βは、上記（９）式に限定されることなく、作業機操作頻度ｎ′wと、旋回体操作頻度ｎ′sと、走行体操作頻度ｎ′tとの比率から、実質的に積み込み作業が行われている時間の大小を評価できる式であればよい。たとえば（９）式の代わりに、下記（９）′式を用いてもよい。 The loading occupancy rate β is not limited to the above equation (9), but is substantially determined from the ratio of the work machine operation frequency n′w, the swinging body operation frequency n ′s, and the traveling body operation frequency n′t. Any expression can be used as long as the time during which the loading operation is performed can be evaluated. For example, instead of the formula (9), the following formula (9) ′ may be used.
β＝（ｎ′t＋ｎ′s）/（ｎ′w＋ｎ′s） …（９）′
上記（９）′式によれば旋回している時間が長く作業機を稼働していない時間が短い場合には積込み占有率βが大きくなり、実質的に作業機が稼働されていないことを評価することができる。
β = (n′t + n ′s) / (n′w + n ′s) (9) ′
According to the above equation (9) ′, when the turning time is long and the working machine is not operated for a short time, the loading occupancy ratio β is increased, and it is evaluated that the working machine is not substantially operated. can do.
本発明としては図３０に示す比率を用いて、実質的に作業機が稼働されているか否かを評価することができる演算式であればよい。 The present invention may be any arithmetic expression that can evaluate whether or not the work implement is substantially operated using the ratio shown in FIG.
また本実施形態では頻度の比率を用いているが、作業機が操作されている時間、旋回体が操作されている時間、走行体が操作されている時間を計時して、これらの時間の比率から積込み占有率βを演算してもよい。 In the present embodiment, the frequency ratio is used. However, the time during which the work machine is operated, the time during which the revolving structure is operated, and the time during which the traveling body is operated are counted, and the ratio of these times. The loading occupancy β may be calculated from
以上のように本実施形態によれば、走行したり旋回している時間が長くその分作業機を用いて実際に土砂を積み込んでいる時間が短い作業態様の場合であっても、正確な積込み占有率βを得ることができ、正確な積込み占有率βを用いて作業量Ｖを正確に算出することが可能となる。 As described above, according to the present embodiment, accurate loading is possible even in the case of a working mode in which the traveling and turning time is long and the actual loading time of the earth and sand using the work machine is short. The occupation rate β can be obtained, and the work amount V can be accurately calculated using the accurate loading occupation rate β.
情報管理用コントローラ１では、上記演算された稼働率α、積込み占有率βを用いて作業量Ｖが演算される。この場合上記（１）式からＱ、Ｓなどの流動的な値を取り除きＶ＝α・（１/β）なる演算式にて作業量Ｖを求め、これを基準作業量Ｖrefと比較することによって建設機械の作業量を評価することができる。評価結果は生産性の効率および施工法の改善に反映させることができる。
In the
また燃費（ｌ/ｈ）を演算し、これと上記得られた時間当たりの作業量Ｖ（ｍ3/ｈ）とに基づいて単位燃料量（リッタ）当たりの作業量Ｖ′（ｍ3/ｌ）を演算してもよい。 Also, the fuel consumption (l / h) is calculated, and the work amount V '(m3 / l) per unit fuel amount (liter) is calculated based on this and the obtained work amount V (m3 / h) per hour. You may calculate.
図２７は作業機操作頻度ｎ′w、旋回体操作頻度ｎ′sが時間経過に伴って変化する様子を示している。図２７の横軸は日付を示し、縦軸は頻度の％換算値を示している。このグラフから旋回体の操作と作業機の操作の割合を把握することができる。すなわち積込み作業時に旋回している時間が長いか短いか、その分作業機を用いて実際に土砂を積み込んでいる時間が短いか長いかなど建設機械の稼働状態の情報を取得することができる。 FIG. 27 shows how the work machine operation frequency n′w and the swing body operation frequency n ′s change with time. In FIG. 27, the horizontal axis indicates the date, and the vertical axis indicates the frequency-converted value. From this graph, it is possible to grasp the ratio between the operation of the swing body and the operation of the work machine. In other words, it is possible to acquire information on the operating state of the construction machine, such as whether the turning time during loading work is long or short, and whether the time during which soil is actually loaded using the work machine is short or long.
また図２９に示す操作頻度マップに基づいて作業機、旋回体、走行体毎に、各圧力レベルに対応した頻度のグラフを図３１に示すように生成することができる。 Further, a frequency graph corresponding to each pressure level can be generated for each work implement, turning body, and traveling body based on the operation frequency map shown in FIG. 29 as shown in FIG.
図３０（ａ）は作業機についてのグラフである。図３０（ａ）は各圧力範囲（０〜１００ｋｇ/ｃｍ2）、（１００〜２００ｋｇ/ｃｍ2）、（２００〜５００ｋｇ/ｃｍ2）を横軸としている。％換算された頻度ｎ′を縦軸としてる。各圧力範囲毎に頻度ｎ′11、ｎ′12、ｎ′13が対応づけられている（図２９参照）。 FIG. 30A is a graph for the work machine. In FIG. 30A, the horizontal axis represents each pressure range (0 to 100 kg / cm 2), (100 to 200 kg / cm 2), and (200 to 500 kg / cm 2). The frequency n ′ converted in% is taken as the vertical axis. Frequency n'11, n'12, n'13 is associated with each pressure range (see FIG. 29).
同様に図３０（ｂ）は旋回体についてのグラフであり、各圧力範囲毎に頻度ｎ′21、ｎ′22、ｎ′23が対応づけられている（図２９参照）。同様に図３０（ｃ）は走行体についてのグラフであり、各圧力範囲毎に頻度ｎ′31、ｎ′32、ｎ′33が対応づけられている（図２９参照）。 Similarly, FIG. 30 (b) is a graph for the swivel body, and frequencies n'21, n'22, and n'23 are associated with each pressure range (see FIG. 29). Similarly, FIG. 30C is a graph for the traveling body, and frequencies n′31, n′32, and n′33 are associated with each pressure range (see FIG. 29).
図３０に示すグラフから作業機で掘削がなされたときの掘削対象物の硬さの評価（発破の良く効いているベンチでの作業か否かの評価）や、旋回、走行時に作業抵抗によって作業速度が低下し作業効率が低下したか否かの評価などを行うことができる。この評価結果を施行法の改善に反映させることができる。 From the graph shown in FIG. 30, the hardness of the object to be excavated when excavation is performed with a work machine (evaluation of whether or not the work is performed on a bench that is effective for blasting), and work by work resistance during turning and traveling It is possible to evaluate whether or not the speed is lowered and the working efficiency is lowered. This evaluation result can be reflected in the improvement of the enforcement law.
また本実施形態によれば、３つのサービスメータＳＭ1、ＳＭ2、ＳＭ3を用いているので、従来に比較してより詳細な稼働状態の情報を取得することができる。 Further, according to the present embodiment, since three service meters SM1, SM2, and SM3 are used, it is possible to acquire more detailed operating state information than in the past.
すなわち図２５または図２６に示すように、第１サービスメータＳＭ1の積算値ＳＭＲ1と、第２サービスメータＳＭ2の積算値ＳＭＲ2との差分値から、エンジンのキースイッチがオンに投入されているにもかかわらずエンジンが実際には稼働されていない待機時間を算出することができる。 That is, as shown in FIG. 25 or 26, the key switch of the engine is turned on from the difference value between the integrated value SMR1 of the first service meter SM1 and the integrated value SMR2 of the second service meter SM2. Regardless, it is possible to calculate the standby time when the engine is not actually operated.
また第２サービスメータＳＭ2の積算値ＳＭＲ2と、第３サービスメータＳＭ3の積算値ＳＭＲ3との差分値から、エンジンが稼働されているにもかかわらずブーム等の作業機が実際には稼働されていない暖気時間（ダンプ待ち時間）を算出することができる。 Further, from the difference value between the integrated value SMR2 of the second service meter SM2 and the integrated value SMR3 of the third service meter SM3, the working machine such as a boom is not actually operated although the engine is operated. Warm-up time (dump waiting time) can be calculated.
このように本実施形態によれば、単なるエンジンの稼働時間のみならず、エンジンのキースイッチがオンに投入されているにもかかわらずエンジンが実際には稼働されていない待機時間、あるいはエンジンが稼働されているにもかかわらずブーム等の作業機が実際には稼働されていない暖気時間（ダンプ待ち時間）といった詳細情報を把握することができる。このため建設機械の稼働状態を従来よりも、より正確に管理、監視することが可能となる。 As described above, according to the present embodiment, not only the engine operation time but also the standby time when the engine key switch is turned on and the engine is not actually operated, or the engine is operated. However, it is possible to grasp detailed information such as a warm-up time (dump waiting time) when a work machine such as a boom is not actually operated. For this reason, it becomes possible to manage and monitor the operating state of the construction machine more accurately than before.
情報管理用コントローラ１で演算された上述した作業量Ｖ、ないしは図２５〜図３１に示す稼働状態のデータは、監視局１９に送信される。このため監視局１９では複数の建設機械の作業量Ｖ、稼働状態を管理することができる。
The above-described work amount V calculated by the
また情報管理用コントローラ１で演算された作業量Ｖ、稼働状態のデータは、サービスツール１８にダウンロードされる。このため現場でデータを解析する労力を要することなく建設機械の作業量、稼働状態を即座に認識することができる。
Further, the work amount V and the operating state data calculated by the
つぎに情報管理用モニタ２で行われる表示内容について説明する。なお以下の説明は図１の構成を想定している。
Next, display contents performed on the
情報管理用モニタ２では、情報管理用コントローラ１に各コントローラから収集されたデータ、収集されたデータを加工したデータが、スイッチ操作に応じて画面上に表示される。
In the
図３２〜図４１は情報管理用モニタ２の表示画面が遷移する様子を示している。このうち図３２、図３３、図３５はオペレータが見ることができるオペレータ用画面であり、図３４、図３６〜図４１は特定操作を行わなければ表示されない（入力操作できない）サービス用画面である。
32 to 41 show the transition of the display screen of the
これら図に示すように情報管理用モニタ２ではグラフィックユーザインターフェース（ＧＵＩ）が採用されている。オペレータないしはサービスマンは画面上に表示された「ボタン」などのスイッチをタッチ操作ないしはクリック操作するなどの入力操作をすることにより指示内容を入力することができる。なおキーボードなどの入力装置を用いて指示内容を入力してもよい。
As shown in these figures, the
エンジンキースイッチがオンされ、電源が投入されると、情報管理用モニタ３の表示画面は、初期画面を経て図３２の画面５０に遷移する。
When the engine key switch is turned on and the power is turned on, the display screen of the
図３２は建設機械の運転状態を表示する運転状態モニタ画面である。画面５０には、フロントエンジンのクーラントの現在の温度を表示する表示部５０ａなどが配置されている。画面５０上のボタン５１が操作されると、燃費を表示する画面に遷移される。画面５０上のボタン５２が操作されると、カレンダー（年、月、日、時刻）を設定する画面に遷移される。
画面５０上のボタン５２が操作されると、つぎの運転状態モニタ画面５５に遷移される。以後画面上のボタン５２が操作される毎に順次画面が切り換えられ、再び初期の運転状態モニタ画面５０に戻るという遷移が繰り返される。
FIG. 32 is an operation state monitor screen that displays the operation state of the construction machine. On the
When the
運転状態モニタ画面５０、５５…上のメンテナンスボタン５４が操作されると、図３３の画面５６に遷移される。
When the
図３３は建設機械のメンテナンス（整備、点検）状態を表示するメンテナンス状態モニタ画面である。画面５６には、各メンテナンス項目に対応づけて交換、点検までの残り時間が表示されている。たとえば「エンジンオイル」を示す表示部５６ａに対応づけて交換までの残り時間「１７０Ｈ」を示す表示部５６ｂが配置されている。
FIG. 33 is a maintenance state monitor screen that displays the maintenance (maintenance, inspection) state of the construction machine. The
画面５６上のボタン５７が操作されると、つぎのメンテナンス状態モニタ画面５８に遷移される。以後画面上のボタン５７が操作される毎に順次画面が切り換えられる。画面上のボタン５９が操作されると、ボタン５７が操作されたときの切換方向とは逆の方向に画面が切り換えられる。
When the
図３４はサービス用画面を示している。オペレータ用画面上で特定の操作がなされると、図３４の画面６０に遷移される。画面６０上にはテンキー６０ａが配置されている。テンキー６０ａを操作して予め設定された特定のデータ（パスワード）が入力されたことを条件として、つぎのサービスメニュー選択画面６１に遷移される。サービスメニュー選択画面６１上には、各サービスメニューを指示するボタン６１ａ〜６１ｈが配置されている。所望するボタンを操作することで対応する画面に遷移される。
FIG. 34 shows a service screen. When a specific operation is performed on the operator screen, the screen transitions to a
つぎに建設機械で故障等の異常が発生した場合の処理の内容について説明する。フロントエンジンでクーラントの温度が異常な温度に上昇した場合を想定する。 Next, the contents of the processing when an abnormality such as a failure occurs in the construction machine will be described. Assume that the coolant temperature rises to an abnormal temperature in the front engine.
図４２（ａ）は異常発生時処理の手順を示すフローチャートである。 FIG. 42 (a) is a flowchart showing a procedure of processing when an abnormality occurs.
フロントエンジン用コントローラ６ではセンサ群２６の検出出力に基づき異常が発生したか否かを逐次判断している。たとえばクーラント温度がしきい値以上に達すると（ステップ１０１）、異常信号が入力され（ステップ１０２）、クーラント温度が一定時間内にしきい値以下に低下したか否かが判断される（ステップ１０３）。ここで図４２（ｂ）に示すように異常が一時的なものであれば、異常時処理を終了させる（ステップ１０９）。
The
これに対して図４２（ｃ）に示すように異常が継続していれば、「フロントエンジンのクーラント温度異常」に対応するエラーコードが生成される（ステップ１０４）。なおエラーコードの生成は、異常の発生したコントローラ６で行い情報管理用コントローラ１にエラーコードを送信してもよい。また異常発生時点でコントローラ６からデータを継続して情報管理用コントローラ１に送信することによって、情報管理用コントローラ１側でエラーコードを生成してもよい。
On the other hand, if the abnormality continues as shown in FIG. 42C, an error code corresponding to "front engine coolant temperature abnormality" is generated (step 104). The error code may be generated by the
情報管理用コントローラ１では、エラーコードが生成された時点で、そのときのスナップショットデータを自動的に取得し記憶させる処理が行われる。ここでスナップショットデータとは、エラーコード生成時点の前後所定時間内における時系列的なデータのことである。エラー内容に関連するパラメータ（クーラント温度、エンジン回転数、油温、油圧等）のデータがスナップショットデータとして取得される（ステップ１０５）。またエラーコード生成時点のカレンダの計時値（年月日時刻）、サービスメータＳＭ2（エンジンの稼働時間を積算する第２サービスメータＳＭ2）の積算値ＳＭＲ2が記憶される（ステップ１０６）。
In the
これによりエラーコード、エラーコードに対応するエラー内容を示すエラーメッセージ、エラー発生の年月日時刻を示すデータ等が情報管理用モニタ２に送信される（ステップ１０７）。 As a result, the error code, the error message indicating the error content corresponding to the error code, the data indicating the date of occurrence of the error, etc. are transmitted to the information management monitor 2 (step 107).
エラーコード、サービスメータ値、エラー発生年月日時刻、エラーメッセージが故障履歴データとして記憶される（ステップ１０８）。 The error code, service meter value, error occurrence date and time, and error message are stored as failure history data (step 108).
エラーコードが生成されるとエラー発生のフラグが論理１となる。このフラグはセンサの検出信号がしきい値以下に復帰すると、論理０になる。フラグが論理０になると、その時点でのサービスメータ値、カレンダ計時値が「修復サービスメータ値」、「修復完了年月日」として記憶される。
When the error code is generated, the error occurrence flag becomes
図４３は情報管理用コントローラ１で生成、記憶される故障履歴（異常履歴）データの内容を示している。同図４３に示すように、エラーコード、エラー発生サービスメータ値、エラー発生年月日時刻、エラー修復サービスメータ値、修復完了年月日時刻、確認、エラーメッセージが対応づけられている。そしてこれらがエラー発生順に時系列的に記憶されている。同図４３において「確認」とは後述するようにサービス用画面上でエラー内容を確認した旨の入力操作があった場合に、０から１に切り替わるデータのことである。また「修復サービスメータ値」、「修復完了年月日」とは、修理等がなされ、しきい値以上の信号を検出していたセンサの検出信号が再びしきい値以下に復帰した時点のサービスメータ値、カレンダ計時値のことである。
FIG. 43 shows the contents of failure history (abnormality history) data generated and stored by the
つぎに異常発生時における情報管理用モニタ２における処理内容について説明する。
Next, processing contents in the
図３５に示すように、エラーコード等が情報管理用コントローラ１から情報管理用モニタ２に送信されると、オペレータ用画面がいかなる画面であったとしても、図３５（ａ）に示す異常画面６２に自動的に遷移される。そして図３５（ｂ）に示す遷移前の通常画面５０と異常画面６２とが所定の間隔で交互に表示される。なお同時にエラーコードが複数種類入力されている場合には、複数の異常画面と通常画面５０とがサイクリックに表示される。
異常画面６２では、エラーメッセージと、これに対応する処置内容と、異常の度合いを示すアイコン６２ｂが表示される。よってオペレータは、表示された処置内容に従って迅速に適切な処置をとることができる。異常画面６２上のボタン６２ａが操作されると、異常画面６２は消え通常画面５０のみの表示に復帰される。ただし図３５（ｂ）に示すように通常画面５０上でも通常表示に加えて異常表示がなされる。
As shown in FIG. 35, when an error code or the like is transmitted from the
On the
運転状態モニタ画面５０上のフロントエンジンクーラント表示部５０ａでは、温度を指示するゲージのアイコン５０ｂが異常を表す色（例えば赤色）に変化される。また異常を示すアイコン５０ｃが画面５０上に生成される。これらによりオペレータに警告を与え、注意を喚起させることができる。なおアイコン５０ｃが操作されると、異常画面６２に遷移される。
In the front engine
オペレータ用画面の異常表示からオペレータはサービスマンを要請することが可能となる。 The operator can request a serviceman from the abnormal display on the operator screen.
そこで図３４に示すサービスメニュー選択画面６１上で「故障履歴」のボタン６１ｂが操作される。これにより画面は図３９（ａ）に示す故障履歴画面６７に遷移される。故障履歴画面６７上には、図３９（ｂ）に示すように、「エラーコード」の表示部６７ｂ、「エラー内容（エラーメッセージ）」の表示部６７ｃ、「エラー発生年月日時刻」の表示部６７ｄ、「修復完了年月日時刻」の表示部６７ｅが対応づけられて配置されている。そしてこれらはエラー発生順に時系列的に表示されている。すなわち故障履歴画面６７の表示内容は、図４３に示す故障履歴の記憶内容に対応している。
現在発生している異常（「フロントエンジンクーラントの温度異常」）に対応する項目の「修復完了年月日時刻」の表示部６７ｅの内容は、空欄であるか現在時刻となっている。
Therefore, the “failure history”
The content of the
サービス用画面を用いて異常の原因を以下のようにして発見することができる。 The cause of the abnormality can be found as follows using the service screen.
すなわち図３４に示すサービスメニュー選択画面６１上の「ダウンロード」のボタン６１ｃが操作されると、ダウンロードを指示するダウンロード画面に遷移される。ダウンロード画面上でダウンロードを指示する操作がなされると、パーソナルコンピュータ、ＩＣカードなどのサービスツール１８に、図４３に示す故障履歴データがダウンロードされる。故障履歴データから異常の原因、修復方法を迅速に発見することができる。また異常発生時点のスナップショットデータをダウンロードし、このスナップショットデータから異常の原因、修復方法を迅速に発見することができる。スナップショットデータはエラー発生順に時系列的に記憶されている。よって同一異常項目のスナップショットデータをダウンロードし、このスナップショットデータから異常の原因、修復方法を迅速に発見することができる。
That is, when the “download”
また図３４に示すサービスメニュー選択画面６１上の「スナップショットトリガ」のボタン６１ｄが操作されると、スナップショットデータ取得を指示するスナップショットリガ画面に遷移される。スナップショットトリガ画面上でスナップショットデータ取得を指示する操作がなされると、操作時点前後のスナップショットデータが取得される。よってこのスナップショットデータをダウンロードすることによって異常の原因、修復方法を迅速に発見することができる。
Further, when the “snapshot trigger”
また図３４に示すサービスメニュー選択画面６１上の「リアルタイムモニタ」のボタン６１ｅが操作されると、図４０に示す画面６８に遷移される。
Further, when the “real time monitor”
図４０は建設機械に設けられた各センサの現在の検出値を表示するリアルタイムモニタ画面を示している。画面６８には、各検出項目に対応づけて現時点での検出値が表示されている。たとえば「フロントエンジン回転数」を示す表示部に対応づけて現在の回転数「１８８７」ｒｐｍを示す表示部が配置されている。 FIG. 40 shows a real-time monitor screen that displays the current detection value of each sensor provided in the construction machine. On the screen 68, the detection value at the present time is displayed in association with each detection item. For example, a display unit indicating the current rotational speed “1887” rpm is arranged in association with the display unit indicating “front engine rotational speed”.
画面６８上のボタン６９が操作されると、つぎのリアルタイムモニタ画面７０に遷移される。以後画面上のボタン６９が操作される毎に順次画面が切り換えられる。画面上のボタン７１が操作されると、ボタン６９が操作されたときの切換方向とは逆の方向に画面が切り換えられる。
When the
よってこのリアルタイムモニタ画面の表示内容から異常の原因、修復方法を迅速に発見することができる。 Therefore, the cause of the abnormality and the repair method can be quickly found from the display content of the real-time monitor screen.
またリアルタイムモニタ画面としては単に現在のセンサ検出値を数値として表示するだけではなく、現在値を含む所定時間幅の時系列的な変化を表示してもよい。 The real-time monitor screen may display not only the current sensor detection value as a numerical value but also a time-series change in a predetermined time width including the current value.
図４６はリアルタイムモニタ画面８２を例示している。建設機械のエンジンにはブローバイ圧を検出するブローバイ圧センサが設けられている。いま「ブローバイ圧異常」というエラーが発生したものとする。
FIG. 46 illustrates a real-
すると画面８２のエラー内容表示部８２ａにはエラーメッセージ「ブローバイ異常」が表示される。また発生時経時変化表示部８２ｂの異常項目表示部８２ｃには、異常項目「ブローバイ圧異常」に対応するブローバイ圧センサの検出信号が時系列的にスナップショットデータとして表示される。表示内容は異常発生時刻ｔe（エラーコード生成時）前後の所定時間内のセンサ検出値である。また異常発生時刻ｔeにおけるブローバイ圧が表示部８２ｅに表示される。異常項目に関連するセンサデータはデータ選択ボタン８３が選択操作されることによって選択される。選択されたセンサから得られたスナップショットデータが、表示部８２ｄに異常項目表示部８２ｃと同様にして表示される。また選択されたセンサの異常発生時刻ｔeにおける検出値が表示部８２ｆ、８２ｇ、８２ｈに表示される。
Then, an error message “abnormal blow-by” is displayed on the error
異常に対して適切な修復がなされたものとする。すると、しきい値以上の信号を検出していたセンサの検出信号が再びしきい値以下に復帰する。 It is assumed that an appropriate repair has been made for the abnormality. Then, the detection signal of the sensor that has detected the signal that is equal to or greater than the threshold value returns to the threshold value or less again.
エラーコードが生成された時点でエラー発生のフラグが論理１となっている。しかし修復によりセンサの検出信号がしきい値以下に復帰すると、フラグは論理０になる。なおエンジンキースイッチがオフされた状態で修復がなされた場合には、再度エンジンキースイッチがオンされた後に、しきい値以上の信号を検出していたセンサの検出信号がしきい値以下に復帰していることが確認された時点で、フラグが論理０となる。
When an error code is generated, an error occurrence flag is
フラグが論理０になると、その時点でのサービスメータの積算値、カレンダによる計時値が「修復サービスメータ値」、「修復完了年月日」として、図４３に示す故障履歴データの対応する項目（「フロントエンジンクーラントの温度異常」）に記憶される。
When the flag becomes
また図３９に示す故障履歴画面６７上では、同様にフラグが論理０になると、異常（「フロントエンジンクーラントの温度異常」）が発生していた項目の「修復完了年月日時刻」の表示部６７ｅの内容が、論理０になった時点でのカレンダの計時値に固定される。
Similarly, on the
故障履歴画面６７上で修復されたことが確認されると、ボタン６７ａが操作される。これにより図４３に示す故障履歴データの対応する項目の「確認」が０から１に変化される。
When it is confirmed on the
以上のようにして本実施形態によれば情報管理用モニタ２上の表示内容から異常に対して適切かつ迅速な処置をとることができるので、作業効率が飛躍的に向上する。
As described above, according to the present embodiment, it is possible to take an appropriate and quick measure against an abnormality from the display content on the
なお図３４に示すサービスメニュー選択画面６１上の「メモリクリア」のボタン６１ｈが操作されると、所定の記憶データの消去を指示するメモリクリア画面に遷移される。メモリクリア画面上でデータ消去を指示する操作がなされると、図４３に示す故障履歴データが消去される。またメモリクリア画面上での操作によってスナップショットデータ、前述した負荷頻度マップＭ1（リセット可能なデータＭＤB）、後述するメンテナンス履歴データについても消去が可能である。たとえば当該建設機械の工場出荷時、納入時、オーバーホール後に記憶データが消去される。
When the “memory clear” button 61h on the service
つぎにメンテナンス情報を管理する実施形態について説明する。 Next, an embodiment for managing maintenance information will be described.
図４５は情報管理用コントローラ１で生成、記憶されるメンテナンス履歴データ８１の内容を示している。同図４５に示すように、各メンテナンス項目毎に、
基準インターバル、設定インターバル、メンテナンス（交換）回数の１回目、２回目、３回目、４回目…が対応づけられている。
FIG. 45 shows the contents of
The first interval, the second interval, the third interval, the fourth interval,... Of the reference interval, the set interval, and the number of maintenance (replacement) are associated with each other.
同図４５において「基準インターバル」とはメーカが推奨するメンテナンス間隔（Ｈ）である。「設定インターバル」とは後述するようにサービス用画面上で基準インターバルを任意に短縮、延長した設定値である。設定インターバルにしたがってメンテナンス履歴が管理される。 In FIG. 45, the “reference interval” is a maintenance interval (H) recommended by the manufacturer. The “setting interval” is a setting value obtained by arbitrarily shortening and extending the reference interval on the service screen as will be described later. Maintenance history is managed according to the set interval.
実際にメンテナンスがなされその旨の入力操作があった時点で、対応する「メンテナンス項目」（たとえば「エンジンオイル」）の、対応する「回数」（「１回目」）に、その時点でのサービスメータ値から得られた実際のメンテナンス間隔（「２００Ｈ」）が記憶されていく。 When maintenance is actually performed and an input operation to that effect is performed, the corresponding “maintenance item” (for example, “engine oil”) has a corresponding “number of times” (“first time”) with the service meter at that time The actual maintenance interval (“200H”) obtained from the value is stored.
つぎに情報管理用モニタ２における処理内容について説明する。
Next, processing contents in the
図３４に示すサービスメニュー選択画面６１上の「メンテナンスモニタ」のボタン６１ａが操作されると、図３６に示す画面６３に遷移される。
When the “maintenance monitor” button 61a on the service
図３６はメンテナンス状態をサービス用画面上で管理するメンテナンスモニタ画面を示している。 FIG. 36 shows a maintenance monitor screen for managing the maintenance state on the service screen.
画面６３には、各メンテナンス項目に対応づけて交換、点検までの残り時間と、設定インターバルが表示されている。たとえば「燃料フィルタ交換」を示す表示部６３ａに、交換等のメンテナンスまでの残り時間「６０Ｈ」を示す表示部６３ｂと、設定インターバル「１７０Ｈ」を示す表示部６３ｃが対応づけられて配置されている。すなわちメンテナンスモニタ画面６３の表示内容は、図４５に示すメンテナンス履歴データ８１の記憶内容に対応している。
The
メンテナンスが実施されることにより、画面６３上の対応するメンテナンス項目のボタン６３ｂが操作される。これによりリセット画面６４に遷移される。リセット画面６４上のリセット用ボタン６４ａが操作されると、図３７に示すようにメンテナンスモニタ画面６３は画面６３′の内容に更新される。すなわちメンテナンスモニタ画面６３′上のメンテナンス残り時間表示部６３′ｂの内容が設定インターバル（１７０Ｈ）にリセットされる。
By performing the maintenance, the corresponding
ここで図４４を参照してメンテナンス残り時間表示部６３ｂの表示内容について説明する。図４４はエンジンオイルフィルタ、エンジンオイルが○印で示す時刻で逐次交換され、その度に上記リセット用ボタン６４ａが操作され、そのときのサービスメータＳＭ2の積算値ＳＭＲ2が記憶領域８０に記憶されていく時間変化を示す。
Here, the display content of the remaining maintenance
エンジンオイルを例にとると、エンジンオイルは工場出荷時にリセットされてから第１回目に時刻ｔ1で交換され、その時点でリセット用ボタン６４ａが操作される。すると記憶領域８０に、エンジンオイルの第１回目の交換時でのサービスメータ値２００Ｈが記憶される。以後サービスメータＳＭ2による積算値ＳＭＲ2と第１回目交換時でのサービスメータ値２００Ｈとの差分値がとられ、エンジンオイルの設定インターバルである２５０Ｈ（図４５参照）からこの差分値が減算される。この減算値がエンジンオイルの交換までの残り時間としてメンテナンスモニタ画面６３上の項目「エンジンオイル交換」に対応するメンテナンス残り時間表示部６３ｂに表示される。
Taking the engine oil as an example, the engine oil is reset at the time t1 for the first time after being reset at the time of shipment from the factory, and the
同様に時刻ｔ2 で第２回目にエンジンオイルが交換され、リセット用ボタン６４ａが操作されると、記憶領域８０に、エンジンオイルの第２回目の交換時でのサービスメータ値４３０Ｈが記憶される。以後同様の処理が繰り返される。エンジンオイルフィルタについても同様の処理がなされる。
Similarly, when the engine oil is changed for the second time at time t2 and the
図４４に示す記憶領域８０に記憶されたデータに基づき図４５に示すようにメンテナンス履歴データ８１が更新されていく。
Based on the data stored in the
図３３に示すオペレータ用メンテナンス状態モニタ画面５６上のメンテナンス残り時間表示部５６ｂにおいても、サービス画面６３上のメンテナンス残り時間表示部６３ｂと同様の表示がなされる。
In the maintenance remaining
メンテナンス状態モニタ画面５６では、オペレータにメンテナンス時期が近づいたことを警告する表示がなされる。たとえば画面５６上の「エンジンオイル」に対応するメンテナンス残り時間表示部５６ｂの内容が、残り時間「１〜３０Ｈ」になると、黄色に変化するとともに点滅される。さらに残り時間「０〜１Ｈ」になると、赤色に変化するとともに点滅される。
On the maintenance
つぎに設定インターバルの変更操作について説明する。 Next, the setting interval changing operation will be described.
設定インターバルの変更を行うときは、図３６のメンテナンスモニタ画面６３上の、変更したいメンテナンス項目のボタン６３ｃが操作される。これにより画面６５に遷移される。画面６５上のボタン６５ａが操作されると、図３８に示す設定変更画面６６に遷移される。設定変更画面６６上のテンキー６６ａが操作され設定インターバルの変更値が入力される。そして設定終了ボタン６６ｂが操作されると、メンテナンスモニタ画面６３は画面６３″の内容に更新される。すなわちメンテナンスモニタ画面６３″上の設定インターバル表示部６３′ｃの内容が、設定変更画面６６で変更された設定インターバル（２５０Ｈ）の値に変更される。
When changing the setting interval, the
設定変更画面６６上で設定インターバルの変更操作がなされると、図４５に示すメンテナンス履歴データ８１の対応する項目の「設定インターバル」のデータが変更される。なおメンテナンス履歴データ８１は実際にメンテナンスが行われた間隔を記憶する内容となっているが、メンテナンスが行われる毎にカレンダによる計時値を記憶し、各項目毎にメンテナンスが行われた年月日時刻をメンテナンス順に記憶した内容としてもよい。
When a setting interval changing operation is performed on the setting
なおメンテナンス終了後のメンテナンス残り時間のリセット、設定インターバルの変更をサービス用画面上で行うのは、オペレータによる不用意が操作がなされることによって建設機械の信頼性、安全性等が確保されなくなってしまう事態を回避するためである。 Note that resetting the remaining maintenance time after the maintenance is completed and changing the setting interval on the service screen is because the reliability, safety, etc. of the construction machine cannot be secured due to the operator's careless operation. This is to avoid the situation.
図３４に示すサービスメニュー選択画面６１上の「ダウンロード」のボタン６１ｃが操作されると、ダウンロードを指示するダウンロード画面に遷移される。ダウンロード画面上でダウンロードを指示する操作がなされると、パーソナルコンピュータ、ＩＣカードなどのサービスツール１８に、図４５に示すメンテナンス履歴データ８１がダウンロードされる。そこでメンテナンス履歴データ８１と前述した故障履歴データとが突き合わせられる。これによりメンテナンスが十分になされていない項目を異常のファクタであるとするなどして異常の原因、修復方法を迅速に発見することができる。
When the “download”
さて建設機械に搭載されるエンジン、油圧ポンプ等のコンポーネントのシリアル番号は、コンポーネントの製造元毎に管理している。このためエンジン等のコンポーネントが載せ換えられたりした場合に、建設機械に搭載されたコンポーネントのシリアル番号と当該建設機械のシリアル番号との対応づけをとることが管理者側で困難となる。 Now, serial numbers of components such as engines and hydraulic pumps mounted on construction machines are managed for each component manufacturer. For this reason, when a component such as an engine is replaced, it is difficult for the administrator to associate the serial number of the component mounted on the construction machine with the serial number of the construction machine.
また前述したように本実施形態では部品（コンポーネント）毎に、建設機械毎に寿命の情報を管理している。このためコンポーネントが載せ換えられた場合であっても建設機械のシリアル番号と搭載されているコンポーネントのシリアル番号との対応づけを追跡できるようにしておく必要がある。 In addition, as described above, in the present embodiment, life information is managed for each part (component) and for each construction machine. Therefore, it is necessary to be able to track the correspondence between the serial number of the construction machine and the serial number of the mounted component even when the component is replaced.
情報管理用モニタ２にはコンポーネントが載せ換えられた場合に、そのコンポーネントのシリアル番号を記憶する機能が設けられている。
The
すなわち図３４に示すサービスメニュー選択画面６１上で「シリアルナンバー設定」のボタン６１ｇが操作される。これにより画面は図４１に示すシリアルナンバー設定画面７２に遷移される。シリアルナンバー設定画面７２上には、「建設機械モデル名」のボタン７２ａに対応して、建設機械モデル名表示部７２ｅが配置されている。また「バリエーションコード」のボタン７２ｂに対応して、バリエーションコード表示部７２ｆが配置されている。また「型」のボタン７２に対応して、型表示部７２ｇが配置されている。また「シリアル番号」のボタン７２ｄに対応して、シリアル番号表示部７２ｈが配置されている。
That is, the “serial number setting”
ボタン７２ａが操作されると、７３に示すように建設機械モデル名表示部７２ｅの表示内容が変更される。またボタン７２ｂが操作されると、７４に示すようにバリエーションコード表示部７２ｆの表示内容が変更される。またボタン７２ｃが操作されると、７５に示すように型表示部７２ｇの表示内容が変更される。またボタン７２ｄが操作されると、シリアル番号表示部７２ｈの表示内容が変更される。
When the
画面７２上のボタン７６が操作されると、エンジン変更画面７７に遷移される。
When the
エンジン変更画面７７上には、「エンジンモデル名」のボタン７７ａに対応して、エンジンモデル名表示部７７ｅが配置されている。また「１台目シリアル番号」のボタン７７ｂに対応して、１代目シリアル番号表示部７７ｆが配置されている。また「２台目シリアル番号」のボタン７７ｃに対応して、２台目シリアル番号表示部７７ｇが配置されている。また「３台目シリアル番号」のボタン７７ｄに対応して、３台目シリアル番号表示部７７ｈが配置されている。
On the
建設機械の出荷時など１台目のエンジン搭載時にボタン７７ｂが操作されると、１台目シリアル番号表示部７７ｆに「１台目のエンジンのシリアル番号」が表示される。同様に、２台目のエンジン搭載時にボタン７７ｃが操作されると、２台目シリアル番号表示部７７ｇに「２台目のエンジンのシリアル番号」が表示され、３台目のエンジン搭載時にボタン７７ｈが操作されると、３台目シリアル番号表示部７７ｈに「３台目のエンジンのシリアル番号」が表示される。なお画面７７上のボタン７８が操作されると画面７２に戻る。
When the
なお本実施形態では建設機械のコンポーネントとしてエンジンを想定しているが、油圧ポンプ、油圧モータ、ＰＴＯ、トルコン、トランスミッション等各コンポーネントのシリアル番号を入力できるように構成してもよい。 In this embodiment, an engine is assumed as a component of the construction machine. However, a serial number of each component such as a hydraulic pump, a hydraulic motor, a PTO, a torque converter, and a transmission may be input.
以上のようにして情報管理用モニタ２から入力されたシリアル番号のデータは、情報管理用コントローラ１で、寿命データなどと対応づけられる。このため、かかるデータが監視局１９に送信されると、監視局１９では、複数の建設機械の各シリアル番号に対応づけて寿命の情報等を管理することができる。このためコンポーネントが載せ換えられた場合であってもそのコンポーネントの寿命時期を追跡することが可能となり載せ換えの有無にかかわらず正確な寿命時期を判断することができる。
The serial number data input from the
情報管理用コントローラ１には、当該コントローラ１で生成されたデータをサービスツール１８にダウンロードするだけではなく、サービスツール１８のデータをコントローラ内部のメモリに読み込むアップロード機能が設けられている。
The
そこで工場の製造ラインでコントローラにコンピュータからデータをアップロードすることでデータ入力作業を容易に行うことが可能となる。 Therefore, data can be easily input by uploading data from the computer to the controller in the factory production line.
１ 情報管理用コントローラ
２ 情報管理用モニタ
１１、１２ シリアル通信回線
１８ サービスツール
１９ 監視局
DESCRIPTION OF
Claims (1)
前記油圧ポンプまたは油圧モータにかかる負荷を、一定時間が経過するまで逐次計測し、計測した逐次の負荷値に基づいて、前記油圧ポンプまたは油圧モータを構成する軸受け部品の寿命を演算する軸受け部品寿命演算手段と、
前記油圧ポンプの吐出圧油または油圧モータの作動油の温度を、一定時間が経過するまで逐次計測し、計測した逐次の温度値に基づいて、前記油圧ポンプまたは油圧モータを構成する圧油シール部品の寿命を演算する圧油シール部品寿命演算手段と、
前記各部品寿命演算手段から得られた各寿命値に基づいて前記油圧ポンプまたは油圧モータの寿命を演算する寿命演算手段と
を具えたことを特徴とする建設機械の情報管理装置。 Collecting data of operating parameters whose values change when the engine of the construction machine is operating, calculating the life of a hydraulic pump or a hydraulic motor that operates in accordance with the driving of the engine based on the operating parameter data, and calculating the calculated hydraulic pressure In the construction machine information management device that manages the life information of the pump or hydraulic motor,
A bearing component life that sequentially measures the load applied to the hydraulic pump or the hydraulic motor until a predetermined time elapses, and calculates the life of the bearing component constituting the hydraulic pump or the hydraulic motor based on the measured sequential load value. Computing means;
Pressure oil seal parts constituting the hydraulic pump or the hydraulic motor are sequentially measured until the predetermined time elapses and the temperature of the discharge hydraulic oil of the hydraulic pump or the hydraulic oil of the hydraulic motor is measured. Pressure oil seal part life calculation means to calculate the life of
A construction machine information management device comprising: life calculation means for calculating the life of the hydraulic pump or hydraulic motor based on each life value obtained from each component life calculation means.
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