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発明の名称 作業機械の故障診断装置
発行国 日本国特許庁(JP)
公報種別 公開特許公報(A)
公開番号 特開2007−224531(P2007−224531A)
公開日 平成19年9月6日(2007.9.6)
出願番号 特願2006−44708(P2006−44708)
出願日 平成18年2月22日(2006.2.22)
代理人 【識別番号】100084412
【弁理士】
【氏名又は名称】永井 冬紀
発明者 藤島 一雄 / 那須 且良 / 山口 毅
要約 課題
故障内容の把握や故障原因の特定が容易となる作業機械を提供する。

解決手段
各検出器や各操作レバーから出力される信号値に基づいて、各装置20,22,25では、どのような故障であるかを判断するとともに、該当する故障コードと故障内容とを、表示処理装置27へ送信する。同時に、各装置20,22,25のRAMで記憶されている保存モニタ値のうち、故障内容に関連した保存モニタ値とその故障内容に対応する故障コードを各フラッシュメモリに記録する。故障診断モードが選択されて故障診断の表示が指示されると、故障コードと故障の内容とが表示部29に表示される。また、故障コードに対応する項目の保存モニタ値は、表示部29に優先的に表示される。
特許請求の範囲
【請求項1】
作業機械の各部の状態を検出し、機械の故障を診断する機能を有する作業機械の故障診断装置において、
作業機械の各部の状態を検出する検出手段と、
前記検出手段で検出された作業機械の各部の状態を示す第1の情報を記憶する第1の記憶手段と、
前記検出手段で検出された前記第1の情報に基づいて、故障しているか否かを判定する故障判定手段と、
前記故障判定手段で故障していると判断された際に、前記第1の記憶手段に記憶されている故障発生前の時点の情報を含む第2の情報を記憶する第2の記憶手段と、
少なくとも前記第2の記憶手段で記憶した前記第2の情報を表示する表示手段とを備えることを特徴とする作業機械の故障診断装置。
【請求項2】
請求項1に記載の作業機械の故障診断装置において、
前記表示手段に表示させる前記第2の情報を制御する表示制御手段をさらに備え、
前記表示制御手段は、前記第1の情報のうち前記故障判定手段で故障判定に用いられた情報、を含む前記第2の情報を優先して前記表示手段に表示させることを特徴とする作業機械の故障診断装置。
【請求項3】
請求項2に記載の作業機械の故障診断装置において、
前記表示制御手段は、前記故障判定手段で故障していると判定された場合、前記第2の情報のうち、前記故障判定手段で判定した故障内容に対応してあらかじめ定められた情報を前記表示手段に表示させることを特徴とする作業機械の故障診断装置。
【請求項4】
請求項2または請求項3に記載の作業機械の故障診断装置において、
前記故障判定手段は、複数箇所が故障していると判定した際に、故障内容に応じて故障箇所の重み付けを行い、
前記表示制御手段は、前記故障判定手段による前記故障箇所の重みに基づいて、前記表示手段に表示する前記第2の情報の表示順序を決定することを特徴とする作業機械の故障診断装置。
【請求項5】
請求項1〜4のいずれか一項に記載の作業機械の故障診断装置において、
前記第2の記憶手段は、不揮発性のメモリであることを特徴とする作業機械の故障診断装置。
発明の詳細な説明
【技術分野】
【0001】
本発明は、作業機械の故障診断技術に関する。
【背景技術】
【0002】
建設機械の各部の情報を表示装置に表示する表示制御装置が知られている。この表示制御装置では、エンジン回転数や作動油温度など作業機械の各部の状態や、故障内容を表示装置に表示するように制御している(特許文献1参照)。
【0003】
【特許文献1】特開平11−303151号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
しかし、従来の表示制御装置では、単に故障箇所を表示装置に表示させるだけであるため、故障内容の把握や故障原因の特定に時間を要していた。
【課題を解決するための手段】
【0005】
(1) 請求項1の発明は、作業機械の各部の状態を検出し、機械の故障を診断する機能を有する作業機械の故障診断装置において、作業機械の各部の状態を検出する検出手段と、検出手段で検出された作業機械の各部の状態を示す第1の情報を記憶する第1の記憶手段と、検出手段で検出された第1の情報に基づいて、故障しているか否かを判定する故障判定手段と、故障判定手段で故障していると判断された際に、第1の記憶手段に記憶されている故障発生前の時点の情報を含む第2の情報を記憶する第2の記憶手段と、少なくとも第2の記憶手段で記憶した第2の情報を表示する表示手段とを備えることを特徴とする。
(2) 請求項2の発明は、請求項1に記載の作業機械の故障診断装置において、表示手段に表示させる第2の情報を制御する表示制御手段をさらに備え、表示制御手段は、第1の情報のうち故障判定手段で故障判定に用いられた情報、を含む第2の情報を優先して表示手段に表示させることを特徴とする。
(3) 請求項3の発明は、請求項2に記載の作業機械の故障診断装置において、表示制御手段は、故障判定手段で故障していると判定された場合、第2の情報のうち、故障判定手段で判定した故障内容に対応してあらかじめ定められた情報を表示手段に表示させることを特徴とする。
(4) 請求項4の発明は、請求項2または請求項3に記載の作業機械の故障診断装置において、故障判定手段は、複数箇所が故障していると判定した際に、故障内容に応じて故障箇所の重み付けを行い、表示制御手段は、故障判定手段による故障箇所の重みに基づいて、表示手段に表示する第2の情報の表示順序を決定することを特徴とする。
(5) 請求項5の発明は、請求項1〜4のいずれか一項に記載の作業機械の故障診断装置において、第2の記憶手段は、不揮発性のメモリであることを特徴とする。
【発明の効果】
【0006】
本発明によれば、作業機械の各部の状態について、故障直前の状態を表示手段に表示できるので、故障内容の把握や故障原因の特定が容易となり、作業機械の迅速な修理が可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【0007】
図1〜14を参照して、本発明による作業機械の故障診断装置の一実施の形態を説明する。図1は、本発明による作業機械の故障診断装置を搭載した建設機械を示す図である。図1において、1は油圧ショベル等の建設機械である。建設機械1は、走行体2と、走行体2上に設けた旋回体3と、旋回体3の前部に設けた運転室4と、旋回体3の前部に装備したフロント機構5とを備えている。フロント機構5は、旋回体3に俯仰動可能に設けたブーム6と、ブーム6先端に回動可能に設けたアーム7と、アーム7の先端に回動可能に設けたバケット8とを備えている。またフロント機構5には、ブーム6を俯仰動させるための油圧シリンダ9と、アーム7を回動させるための油圧シリンダ10と、バケット8を回動させるための油圧シリンダ11と、油圧シリンダ11とバケット8とを連結するリンク機構12とが設けられている。
【0008】
なお、図1の建設機械1の外部に示される電気系統および油圧系統は建設機械1内部に搭載されるものである。
【0009】
これらの制御系統において、13は油タンク、14は油圧ポンプ、15は油圧ポンプ14からブーム駆動用の油圧シリンダ9に供給される圧油の流量を制御する制御弁である。16は油圧ポンプ14の吐出圧力を検出する圧力検出器、17は油圧ポンプ14の斜板の傾転位置を検出する斜板傾転位置検出器、18は油タンク内の作動油の温度を検出する作動油温検出器、19は油圧ポンプ14の斜板傾転位置を制御する斜板傾転位置制御装置である。
【0010】
また、20は油圧ポンプ14の制御装置である。制御装置20は圧力検出器16からの圧力信号Pdおよび斜板傾転位置検出器17からの斜板角度信号θに基づいて斜板傾転位置制御装置19を介して油圧ポンプ14の斜板の傾転位置を調整し、油圧ポンプ14の押しのけ容積すなわち吐出流量を制御する。
【0011】
また、21はいわゆる電気レバーと呼ばれる操作レバーであり、ブームの上げ下げを操作するためのブーム操作レバー、22はブーム操作レバー21に接続するブーム制御装置である。30は制御弁15のスプールを駆動するパイロット圧油を制御するブーム上げ電磁比例弁、31は制御弁15のスプールを駆動するパイロット圧油を制御するブーム下げ電磁比例弁である。32はブーム上げ電磁比例弁30で制御されたパイロット圧油の圧力を検出するパイロット圧検出器、33はブーム下げ電磁比例弁31で制御されたパイロット圧油の圧力を検出するパイロット圧検出器である。
【0012】
ブーム制御装置22は、ブーム操作レバー21の操作信号X1,X2に基づいて、ブーム上げ電磁比例弁30およびブーム下げ電磁比例弁31を制御する。すなわち、ブーム制御装置22は、操作信号X1,X2に応じた圧力のパイロット圧油で制御弁15のスプールを駆動するように、あらかじめ定めた演算式にしたがって電磁比例弁30,31への出力値を演算、出力して、ブーム上げ電磁比例弁30およびブーム下げ電磁比例弁31を制御する。これにより、ブーム操作レバー21の操作量に応じて制御弁15の弁開度が調節されて、ブーム6が駆動される。ブーム制御装置22は、パイロット圧検出器32,33で検出された圧力に基づいて、ブーム操作レバー21の操作信号X1,X2に応じたパイロット圧が出力されているか否かを常に監視する。
【0013】
図1においては、油圧シリンダ9を制御するための制御弁15、ブーム操作レバー21、ブーム制御装置22などからなるブーム駆動用の制御系統のみ示している。なお、アーム駆動用の油圧シリンダ10、バケット駆動用の油圧シリンダ11、旋回体駆動用の油圧モータおよび走行体駆動用の油圧モータを駆動するための制御系統も同様に設けられるが、ここでは説明の煩雑化を避けるためそれらの制御系統は省略されている。
【0014】
23はブーム6の回転角度を検出するブーム角度検出器、24はアーム7の回転角度を検出するアーム角度検出器、34は建設機械1の前後方向の傾斜角度を検出する前後傾斜検出器、35は建設機械1の左右方向の傾斜角度を検出する左右傾斜検出器、25はフロント機構5の姿勢を演算するための姿勢演算装置である。姿勢演算装置25は、ブーム角度検出器23、アーム角度検出器24、前後傾斜検出器34、左右傾斜検出器35からの検出信号α,β,γ,εに基づいてフロント機構5の姿勢を演算する。
【0015】
26は表示装置である。表示装置26は、表示処理装置27と、表示切換部28と、表示部29とを備えている。表示処理装置27は、後述する各種の情報を表示部29に表示させるための処理を行う装置である。表示切換部28は、表示部29に表される内容を切り換えるための複数の表示切換スイッチを有する。表示部29は、運転室4に設けられた表示モニタであり、後述する各種の情報を表示する。
【0016】
表示処理装置27、姿勢演算装置25、ブーム制御装置22、および制御装置20は、共通の通信ライン40に接続されており、双方向通信が可能である。
【0017】
図2は、図1に示す制御装置20の構成を示す図である。なお、図1に示す符号と同符号のものは同一部分を示す。201は、圧力検出器16からの圧力信号Pdと、斜板傾転位置検出器17からの斜板傾転位置信号θと、作動油温検出器18からの作動油温信号tとを入力してデジタル信号に変換するA/D変換器である。202は中央演算処理装置(CPU)、203は制御処理を行うための制御プログラム、故障診断プログラム等の各種プログラム、および制御に必要な定数を格納するリードオンリーメモリ(ROM)である。204は演算処理の結果あるいは演算処理の途中の数値を一時記憶するランダムアクセスメモリ(RAM)、205は出力用のインターフェース(I/O)、206は油圧ポンプ14の斜板の駆動信号を斜板位置制御装置19に出力する増幅器である。207は共通の通信ライン40に接続されている各制御装置との間の通信を制御する通信手段である。208は故障情報の履歴などを記憶しておく不揮発性メモリとしてのフラッシュメモリであり、電源オフの状態においても記憶内容が保持される。
【0018】
図3は、図1に示すブーム制御装置22の構成を示す図である。なお、図1に示す符号と同符号のものは同一部分を示す。221は、ブーム操作レバー21からの操作信号Xをデジタルに変換するA/D変換器である。222は中央演算処理装置(CPU)、223は制御処理のための制御プログラム、故障診断プログラム等の各種プログラム、および制御に必要な定数を格納するリードオンリーメモリ(ROM)である。224は演算処理の結果あるいは演算処理の途中の数値を一時記憶するランダムアクセスメモリ(RAM)、225はデジタル信号をアナログ信号に変換するD/A変換器、226はD/A変換器225からの信号を各電磁比例弁30,31に出力するための増幅器である。227は共通の通信ライン40に接続されている各制御装置との間の通信を制御するとともに、各種データを記憶するメモリを備える通信手段、228は故障情報の履歴などを記憶しておく不揮発性メモリであるフラッシュメモリである。
【0019】
図4は、図1に示す姿勢演算装置25の構成を示す図である。なお、図1に示す符号と同符号のものは同一部分を示す。251は、ブーム角度検出器23からの角度信号αと、アーム角度検出器24からの角度信号βと、前後傾斜検出器34からの検出信号γと、左右傾斜検出器35からの検出信号εとを入力してデジタル信号に変換するA/D変換器である。252は中央演算処理装置(CPU)、253は制御処理のための制御プログラム、故障診断プログラム等の各種プログラム、および制御に必要な定数を格納するリードオンリーメモリ(ROM)である。254は演算処理の結果あるいは演算処理の途中の数値を一時記憶するランダムアクセスメモリ(RAM)、255はデジタル信号をアナログ信号に変換するD/A変換器である。257は共通の通信ライン40で接続されている制御装置との間の通信を制御するとともに、各種データを記憶するメモリを備える通信手段、257は故障情報の履歴などを記憶しておく不揮発性メモリであるフラッシュメモリである。
【0020】
図5は、図1に示す表示装置26を示す図である。なお、図1に示す符号と同符号のものは同一部分を示す。281、282、283・・・は、表示内容を切り換えるための複数の表示切換スイッチである。
【0021】
271は表示切換スイッチ281〜283・・・からの信号を入力するためのインターフェース、272は中央演算処理装置(CPU)、273は制御処理に必要な制御プログラム、故障診断プログラム等の各種プログラム、および制御に必要な定数を格納するリードオンリーメモリ(ROM)である。274は演算結果あるいは演算途中の数値を一時記憶するランダムアクセスメモリ(RAM)、275は出力用のインターフェース(I/O)、276は表示部29への表示指令を受けて、表示部29にデータを送る画面表示制御装置である。277は故障情報の履歴を記憶しておく不揮発性メモリとしてのフラッシュメモリ、278は共通の通信ライン40で接続されている制御装置との間の通信を制御する通信手段278である。
【0022】
建設機械1では、各装置20,22,25を介して、各検出器や各操作レバーから出力される信号値や、信号値に基づいて得られる実際の角度値などの物理量を表示部29に表示できる。たとえば、制御装置20を介して得られる信号値や物理量(モニタ値)は、圧力検出器16からの圧力信号値Pd、斜板傾転位置検出器17からの斜板角度信号θ、作動油温検出器18からの作動油温信号t、および、これらの信号値から得られる実際の吐出圧力、傾斜角度、作動油温度などである。
【0023】
たとえば、ブーム制御装置22を介して得られるモニタ値は、ブーム操作レバー21の操作信号X1,X2(ブーム上レバー信号、ブーム下レバー信号)、ブーム上げ電磁比例弁30を駆動する電流値(ブーム上比例弁出力)、ブーム下げ電磁比例弁31を駆動する電流値(ブーム下比例弁出力)、パイロット圧検出器31で検出されるブーム上パイロット圧、パイロット圧検出器32で検出されるブーム下パイロット圧などである。
【0024】
たとえば、姿勢演算装置25を介して得られるモニタ値は、ブーム角度検出器23、アーム角度検出器24、前後傾斜検出器34、左右傾斜検出器35からの各検出信号α,β,γ,ε、および実際の角度値などである。表示部29に表示可能な信号値や物理量のうち、操作レバーに関連する項目の一例を図6に示す。
【0025】
なお、通信ライン40には不図示のパイロットポンプ吐出圧力検出器やパイロット油温検出器、各種モード切り替えスイッチを制御する制御装置なども接続されている。これらの検出器の出力値やスイッチ切換状態もモニタ値として表示部29に表示可能である。
【0026】
建設機械1では、図6に示す各検出器や各操作レバーから出力される信号値を、各装置20,22,25のRAM204,224,254で記憶するように構成されている。各RAM204,224,254では、所定時間毎にサンプリングされた各信号値を、それぞれ所定の数だけ記録するように構成されている。なお、各RAM204,224,254で所定の数だけ各信号値が記録された後は、それぞれ最も古い記録値が破棄されて、新しい信号値が記録される。
【0027】
たとえば、ブーム制御装置22のRAM224を例にとって説明する。図7に示すように、RAM224では、モニタ項目ごとに、200点のサンプリング値が保存モニタ値として記録される。サンプリング周期を10msecとすると、RAM224には直近の2秒間分のサンプリング値が記録される。保存モニタ値として記録するモニタ項目としては、たとえば、上述したブーム上レバー信号、ブーム下レバー信号、ブーム上比例弁出力(ブーム上電流値)、ブーム下比例弁出力(ブーム下電流値)、ブーム上パイロット圧、ブーム下パイロット圧などが挙げられる。
【0028】
図8に示すように、各フラッシュメモリ208,228,257は、後述する各故障コードと、各故障コードに対してあらかじめ優先的に表示部29に表示させるモニタ項目と、各モニタ項目に対応する保存モニタ値とを記録するように構成されている。各装置20,22,25のCPU202,222,252は、各検出器や各操作レバーから出力される各信号値に基づいて、故障であると判断すると、その故障内容に対応する故障コードを各フラッシュメモリ208,228,257に記録するように制御する。また、CPU202,222,252は、故障であると判断すると、RAM204,224,254で記憶されている保存モニタ値のうち、故障内容に関連した保存モニタ値を各フラッシュメモリ208,228,257にコピーするように制御する。
【0029】
たとえば、ブーム6を上方へ回動させるようにブーム操作レバー21が操作されてもブーム6が回動されなかった場合、CPU222は故障コード61の「ブーム上げ動作異常」であると判断する。そして、CPU222は、「ブーム上げ動作異常」に該当する場合に優先表示されるモニタ項目として定められた、ブーム上げレバー信号、ブーム上げパイロット圧、ブーム上げ電流値についての保存モニタ値をRAM224から読み込んで、図9に示すようにフラッシュメモリ228に記録させる。
【0030】
また、CPU202,222,252は、故障であると判断すると、故障内容および故障内容に該当する故障コードを表示処理装置27へ送信するとともに、故障であると判断したときの日時を各フラッシュメモリ208,228,257へ記録させる。CPU202,222,252における故障判断については後述する。
【0031】
なお、CPU202,222,252で故障と判断される前の各フラッシュメモリ208,228,257の保存モニタ値の初期値は0である。また、サービスマンによる修理が完了した後、保存モニタ値のリセット(初期化)操作が行われた場合にも、各フラッシュメモリ208,228,257の保存モニタ値の初期値は0とされる。
【0032】
−−−故障診断−−−
たとえば、各検出器や各操作レバーから出力される信号値があらかじめ定められた基準値以上、または基準値以下となったときのように、正常時には出力されることがない値となった場合、CPU202,222,252は故障であると判断する。また、各検出器や各操作レバーから出力される信号値間で齟齬が生じた場合などにもCPU202,222,252は故障であると判断する。図10は、操作レバーに関連する故障コードと故障内容の一例を示す図である。CPU202,222,252は、各検出器や各操作レバーから出力される信号値に基づいて、どのような故障であるかを判断するとともに、該当する故障コードと故障内容とを、通信手段207,227,257および通信ライン40を介して表示処理装置27へ送信する。
【0033】
たとえば、ブーム操作レバー21の操作量に対するブーム6の駆動速度(すなわち操作レバーの操作感)を切り換えるスイッチからの出力電圧値が異常である場合、CPU222は、故障コード4に示した「モード切り替えスイッチ1異常」であると判断する。そしてCPU222は、故障内容である「モード切り替えスイッチ1異常」という情報と、故障コードの番号「4」の情報とを表示処理装置27へ送信する。なお、電圧値の異常と判断されるのは、たとえば検出された電圧値が0.5V未満となった場合や、4.5vを超えた場合である。
【0034】
同様に、ブーム角度検出器23からの検出信号αの出力電圧値が異常である場合、CPU252は、故障コード7に示した「ブーム:フロント角センサ異常」であると判断し、故障内容と故障コードの番号を表示処理装置27へ送信する。ブーム上レバー信号およびブーム下レバー信号が同時に検出された場合には、CPU222は、故障コード14に示した「ブーム:レバー信号同時出力」であると判断し、故障内容と故障コードの番号を表示処理装置27へ送信する。
【0035】
−−−表示処理装置27における処理−−−
表示処理装置27では、不図示のイグニッションスイッチがオンされると、エンジン冷却水温、燃料残量、操作レバーの操作感の設定モードなど、建設機械1の運転上必要な情報を建設機械1の各部から受信して表示部29に表示するようにCPU272が各部を制御する。すなわち、CPU272は、通信ライン40で接続されている各制御装置から建設機械1の運転上必要な情報を、通信手段278を介して得て、表示部29に表示させる。
【0036】
表示切換部28の表示切り替えスイッチ281〜283・・・が操作されると、CPU272は、その操作内容に応じて表示部29に表される内容を変更する。たとえば、建設機械1の左右方向の傾斜角度を表示するように表示切り替えスイッチ281〜283・・・が操作されると、CPU272は、通信手段278を介して姿勢演算装置25から左右傾斜角の情報を得る。そして、CPU272は、姿勢演算装置25から得た左右傾斜角の情報を表示部29に表示させるように表示処理装置27の各部を制御する。
【0037】
また、表示処理装置27では、各装置20,22,25から送信された故障内容および故障コードを通信手段278で受信すると、受信した内容をRAM274またはフラッシュメモリ277に記録するようにCPU272が表示処理装置27の各部を制御する。その後、表示切り替えスイッチ281〜283・・・が操作されて、故障診断モードが選択されると、図11(a)に示すように、故障診断またはモニタ値の表示を選択する画面1001が表示部29に表示される。すなわち、CPU272は、故障診断またはモニタ値の表示を選択する画面1001を表示部29に表示させるように表示処理装置27の各部を制御する。
【0038】
表示部29に画面1001が表示された状態で故障診断の表示を行うように表示切り替えスイッチ281〜283・・・(たとえばF3キー)が操作されると、表示部29には、故障コードと故障の内容とを示す画面1002が表示される(図11(b))。図11(b)に示した例では、表示部29には、故障コード61と故障の内容である「ブーム上げ動作異常」とが表示されている。
【0039】
表示部29に画面1001が表示された状態でモニタ値の表示を行うように表示切り替えスイッチ281〜283・・・(たとえばF4キー)が操作されると、表示部29には、故障コードに応じて優先的に表示させるモニタ項目を示す画面1003が表示される(図11(c))。図11(c)に示した例では、表示部29には、故障コード61に対応して優先的に表示する項目として、ブーム上げレバー信号値と、ブーム上げパイロット圧と、ブーム上げ電流値とが表示されている。
【0040】
表示部29に画面1003が表示された状態で、故障コードに対応して優先的に表示する項目のモニタ値の表示を行うように表示切り替えスイッチ281〜283・・・(たとえばF3キーとF2キー)が操作されると、表示部29には、現在のモニタ値を表示するか、故障直前のモニタ値を表示するかを選択する画面1004が表示される(図11(d))。
【0041】
表示部29に画面1004が表示された状態で現在のモニタ値を表示するように表示切り替えスイッチ281〜283・・・(たとえばF1キー)が操作されると、表示部29には、故障コードに応じて優先的に表示させるモニタ項目についての現在のモニタ値を示す画面1005が表示される(図12(a))。図12(a)に示した例では、表示部29には、故障コード61に対応して優先的に表示する項目としての、ブーム上げレバー信号値、ブーム上げパイロット圧、ブーム上げ電流値のそれぞれの現在のモニタ値が表示されている。
【0042】
すなわち、表示部29に画面1004が表示された状態でF1キーが操作されると、CPU272は、通信手段278を介してブーム制御装置22からブーム上げレバー信号、ブーム上げパイロット圧、ブーム上げ電流値についての現在のモニタ値を得る。そして、CPU272は、ブーム制御装置22から得たモニタ値を表示部29に表示させるように表示処理装置27の各部を制御する。
【0043】
表示部29に画面1004が表示された状態で故障直前のモニタ値を表示するように表示切り替えスイッチ281〜283・・・(たとえばF2キー)が操作されると、表示部29には、故障コードに応じて優先的に表示させるモニタ項目についての保存モニタ値を示す画面1006が表示される(図12(b))。図12(b)に示した例では、表示部29には、ブーム上げレバー信号値、ブーム上げパイロット圧、ブーム上げ電流値のそれぞれの保存モニタ値が、経過時間を横軸にとったグラフとして表示されている。
【0044】
すなわち、表示部29に画面1004が表示された状態でF2キーが操作されると、CPU272は、通信手段278を介してブーム制御装置22のフラッシュメモリ228に記録されたブーム上げレバー信号、ブーム上げパイロット圧、ブーム上げ電流値についての保存モニタ値を得る。そして、CPU272は、ブーム制御装置22から得た保存モニタ値を表示部29に表示させるように表示処理装置27の各部を制御する。
【0045】
たとえば、図12(b)に示した例では、細い実線で示した「1.ブーム上げレバー信号値」、および、太い実線で示した「3.ブーム上げ電流値」と比較して、破線で示した「2.ブーム上げパイロット圧」が急激に上昇している。この場合、故障の原因として、ブーム上げ電磁比例弁30の固着が推定される。このように、表示部29に表示された保存モニタ値を見ることで、オペレータやサービスマンは、故障の原因を迅速に特定できる。
【0046】
なお、各装置20,22,25のCPU202,222,252がいずれも故障であると判断していない場合(以下、単に「故障が生じていない場合」と呼ぶ)に、故障診断モードが選択されると、表示部29には次のような画面が表示される。すなわち、故障が生じていない場合に表示切り替えスイッチ281〜283・・・が操作されて、故障診断モードが選択されると、上述の場合と同様に、故障診断またはモニタ値の表示を選択する画面1001が表示部29に表示される(図11(a)、図13(a))。
【0047】
その後、表示部29に画面1001が表示された状態で故障診断の表示を行うようにF3キーが操作されると、表示部29には、故障が生じていない旨を報知する画面1007
が表示される(図13(b))。
【0048】
同様に、故障が生じていない場合、表示部29に画面1001が表示された状態でF4キーが操作されると、表示部29に表示させる現在のモニタ値の項目を選択する画面1008が表示部29に表示される(図13(c))。
【0049】
表示部29に画面1008が表示された状態で表示すべきモニタ値を選択するように表示切り替えスイッチ281〜283・・・が操作されると、表示部29には、選択された現在のモニタ値を示す画面1009が表示される(図13(d))。たとえば、図13(c)に示すように、表示部29に画面1008が表示された状態で、「F3:ブーム角度センサ値」と「F4:アーム角度センサ値」とが選択されて、F2キーが操作されると、図13(d)に示すように、ブーム角度センサ値とアーム角度センサ値の現在のモニタ値が表示部29に表示される。
【0050】
すなわち、表示部29に画面1008が表示された状態でF3,F4キーおよびF2キーが操作されると、CPU272は、通信手段278を介してブーム制御装置22からブーム角度センサ値とアーム角度センサ値の現在のモニタ値を得る。そして、CPU272は、ブーム制御装置22から得たモニタ値を表示部29に表示させるように表示処理装置27の各部を制御する。
【0051】
なお、図11(c)に示した、表示部29に画面1003が表示された状態で、故障コードに対応して優先的に表示する項目以外のモニタ値の表示を行うように表示切り替えスイッチ281〜283・・・(たとえばF1キー)が操作されると、表示部29の表示画面は図13(c)に示した画面1008に移行する。
【0052】
−−−フローチャート−−−
図14は、制御装置20における保存モニタ値の記録動作を示すフローチャートである。なお、ブーム制御装置22および姿勢演算装置25における処理も同様であるので、説明を省略する。不図示のイグニッションスイッチがオンされると、図14に示す処理を行うプログラムが起動され、CPU202で実行される。ステップS1において、各検出器や各操作レバーから出力される信号値の所定時間毎のサンプリングおよびRAM204への記録を開始してステップS2へ進む。
【0053】
ステップS2において、各検出器や各操作レバーから出力される各信号値に基づいて、故障であると判断されるまで待機する。ステップS2が肯定判断されるとステップS3へ進み、現在の時刻と、ステップS2で判断された故障内容に対応する故障コードとをフラッシュメモリ208に記録させてステップS4へ進む。
【0054】
ステップS4において、RAM204に記録されている保存モニタ値のうち、故障内容に関連した保存モニタ値をフラッシュメモリ208にコピーするように制御してステップS5へ進む。ステップS5において、故障内容および故障内容に該当する故障コードを表示処理装置27へ送信するように通信手段207を制御してリターンする。
【0055】
図15は、故障診断モードが設定された場合の表示処理装置27における動作を示すフローチャートである。表示切り替えスイッチ281〜283・・・が操作されて、故障診断モードが選択されると、図15に示す処理を行うプログラムが起動され、CPU272で実行される。ステップS101において故障診断またはモニタ値の表示を選択する画面(たとえば画面1001)を表示部29に表示させてステップS103へ進む。
【0056】
ステップS103において、故障診断およびモニタ値のいずれを表示するように表示切り替えスイッチ281〜283・・・が操作されたかを判断する。ステップS103でモニタ値の表示を行うように表示切り替えスイッチ281〜283・・・が操作されたと判断されるとステップS105へ進み、故障が生じているか否かを判断する。すなわち、ステップS105において、各装置20,22,25から送信される故障内容および故障コードをRAM274またはフラッシュメモリ277に記録しているか否かを判断する。
【0057】
ステップS105が肯定判断されるとステップS107へ進み、故障コードに応じて優先的に表示させるモニタ項目を示す画面(たとえば画面1003)を表示部29に表示させてステップS109へ進む。ステップS109において、故障コードに対応して優先的に表示する項目のモニタ値の表示を行うように表示切り替えスイッチ281〜283・・・が操作されたか否かを判断する。
【0058】
ステップS109が肯定判断されるとステップS111へ進み、現在のモニタ値を表示するか、故障直前のモニタ値を表示するかを選択する画面(たとえば画面1004)を表示部29に表示させてステップS113へ進む。ステップS113において、現在のモニタ値を表示するように表示切り替えスイッチ281〜283・・・が操作されたか否かを判断する。
【0059】
ステップS113が肯定判断されるとステップS115へ進み、故障コードに対応して優先的に表示する項目の現在のモニタ値を、通信手段278を介して読み込んでステップS117へ進む。ステップS117において、ステップS115で読み込んだ現在のモニタ値を表示部29に表示させて(たとえば画面1005)、ステップS119へ進む。ステップS119において、表示部29への表示を終了するように表示切り替えスイッチ281〜283・・・が操作されるまで待機する。ステップS119が肯定判断されるとリターンする。
【0060】
ステップS113が否定判断されるとステップS121へ進み、故障直前のモニタ値を表示するように表示切り替えスイッチ281〜283・・・が操作されたか否かを判断する。ステップS121が否定判断されるとステップS113へ戻る。ステップS121が肯定判断されるとステップS123へ進み、故障コードに対応して優先的に表示する項目の保存モニタ値を、通信手段278を介して各装置20,22,25の各フラッシュメモリ208,228,258から読み込んでステップS125へ進む。ステップS125において、ステップS123で読み込んだ保存モニタ値を表示部29に表示させて(たとえば画面1006)、ステップS119へ進む。
【0061】
ステップS105が否定判断されるとステップS131へ進み、現在のモニタ値の項目の選択画面(たとえば画面1008)を表示部29に表示させる。ステップS131が実行されるか、ステップS109が否定判断されるとステップS133へ進み、モニタ値の項目を選択するように表示切り替えスイッチ281〜283・・・が操作されるまで待機する。ステップS133が肯定判断されるとステップS135へ進み、ステップS133で選択された項目に対応する現在のモニタ値を、通信手段278を介して読み込んでステップS137へ進む。ステップS137において、ステップS135で読み込んだ現在のモニタ値を表示部29に表示させて(たとえば画面1009)、ステップS119へ進む。
【0062】
ステップS103で故障診断の表示を行うように表示切り替えスイッチ281〜283・・・が操作されたと判断されるとステップS141へ進み、故障が生じているか否かを判断する。すなわち、ステップS141において、各装置20,22,25から送信される故障内容および故障コードをRAM274またはフラッシュメモリ277に記録しているか否かを判断する。
【0063】
ステップS141が肯定判断されるとステップS143へ進み、故障コードと故障内容を表示する画面(たとえば画面1002)を表示部29に表示させてステップS119へ進む。ステップS141が否定判断されるとステップS145へ進み、故障が生じていない旨を報知する画面(たとえば画面1007)を表示部29に表示させてステップS119へ進む。
【0064】
上述した建設機械1では、次の作用効果を奏する。
(1) 故障であると判断されると、RAM204,224,254に記録されている保存モニタ値をフラッシュメモリ208,228,258にコピーするとともに、表示部29に表示可能となるように構成した。これにより、各検出器や各操作レバーから出力される信号値について、故障直前の状態を把握できるので、故障内容の把握や故障原因の特定が容易となり、建設機械1の迅速な修理が可能となる。
【0065】
(2) 故障であると判断されると、モニタ値の表示を行う際に、その故障に関連する項目を、他の項目に優先して表示するように構成した。これにより、多数のモニタ値の項目の中から、その故障に関連するモニタ値を容易に表示できるので、故障原因の特定を迅速化できる。
【0066】
(3) 現在のモニタ値については、任意の項目を選択して表示可能であるので、各検出器や各操作レバーの異常の有無を点検でき、メンテナンス性が向上する。
【0067】
−−−変形例−−−
(1) 上述の説明では、故障が生じた後に故障診断モードが選択されて故障診断の表示が指示されると、故障コードと故障の内容とが表示部29に表示されるように構成されているが、本発明はこれに限定されない。たとえば、各装置20,22,25から送信された故障内容および故障コードを通信手段278で受信すると、受信した内容を表示部29に即座に表示するようにCPU272が表示処理装置27の各部を制御するように構成してもよい。
【0068】
(2) 上述の説明では、複数の故障が生じた場合については特に言及していないが、たとえば、各故障コードに対して、故障の重症度に応じた重み付けを行い、重症度がより高い故障コードに関する情報(故障コード、故障内容、保存モニタ値など)ほど、優先的に表示部29に表示させるように構成してもよい。また、重症度が高い故障コードに関する情報については、上述した変形例のように、故障が生じた時点で即座に表示するように構成してもよい。これにより、オペレータは、重症度の高い故障の発生を即座に認識できるので、迅速な修理対応をすることができる。
【0069】
(3) 上述の説明では、故障に関連する各種の情報を運転室4に設けられた表示部29に表示するように構成しているが、本発明はこれに限定されない。たとえば、携帯端末を通信ライン40に接続させて、携帯端末の表示部に上述した故障に関連する各種の情報を表示させるように構成してもよい。また、通信ライン40に接続された無線通信回路および無線通信回線網を介して、建設機械1を管理する管理局のサーバに上述した故障に関連する各種の情報を送信するように構成してもよい。管理局では、サーバに接続された端末の表示部に故障に関連する各種の情報を表示させることが可能である。
【0070】
(4) 上述の説明では、姿勢演算装置25は、各検出器23,24,34,35からの検出信号α,β,γ,εに基づいてフロント機構5の姿勢を演算するように構成されているが、本発明はこれに限定されない。たとえば、油圧シリンダ9へ供給される圧油の圧力を検出する圧力検出器を設け、この圧力検出器で検出した圧油の圧力と、検出信号α,β,γ,εに基づいて算出したフロント機構5の姿勢とから、バケット8で吊り上げた荷の重量を演算するように構成してもよい。そして、姿勢演算装置25で演算された荷の重量を表示部29に表示するように構成してもよい。
【0071】
(5) 上述の説明では、各検出器や各操作レバーから出力される信号値や、信号値に基づいて得られる実際の角度値などの物理量を表示部29に表示できるように構成されているが、本発明はこれに限定されない。各検出器や各操作レバーから出力される信号値や、信号値に基づいて得られる実際の角度値などの物理量に基づいて得られる各種のデータをフラッシュメモリ208,228,257に記録し、表示部29に表示できるように構成してもよい。たとえば、フラッシュメモリ208,228,257に記録するデータとして、操作レバー毎の操作方向や操作頻度、操作レバーの操作感を切り換える複数のモードについての各モードの使用時間、油圧ポンプ14の吐出圧力の経時的な推移などが挙げられる。
(6) 上述の説明では、不揮発性のメモリとしてフラッシュメモリ208,228,257,227を用いているが、本発明はこれに限定されない。たとえば、フラッシュメモリ208,228,257,227に代わりにフラッシュメモリ以外の他の種類の不揮発性のメモリを用いてもよい。また、フラッシュメモリ208,228,257,227に代わりにRAMを用い、このRAMに対して、作業機械1のバッテリ、または、RAM専用の電池などから給電することで、記憶内容を保持するようにしてもよい。
(7) 上述した各実施の形態および変形例は、それぞれ組み合わせてもよい。
【0072】
以上の実施の形態およびその変形例において、たとえば、 第1の記憶手段はRAM204,224,254に、故障判定手段は各装置20,22,25に、第2の記憶手段はフラッシュメモリ208,228,258に、表示手段は表示部29に、表示制御手段は表示処理装置27にそれぞれ対応する。検出手段は、ブーム操作レバー21、各電磁弁30,31、パイロット圧検出器32,33、各検出器16〜18,23,24,34,35、および、各装置20,22,25によって実現される。なお、以上の説明はあくまで一例であり、発明を解釈する際、上記の実施形態の記載事項と特許請求の範囲の記載事項の対応関係になんら限定も拘束もされない。
【図面の簡単な説明】
【0073】
【図1】建設機械1を示す図である。
【図2】制御装置20の構成を示す図である。
【図3】ブーム制御装置22の構成を示す図である。
【図4】姿勢演算装置25の構成を示す図である。
【図5】表示装置26を示す図である。
【図6】表示部29に表示可能な信号値や物理量のうち、操作レバーに関連する項目の一例を示す図である。
【図7】RAM204,224,254に記録される情報の内容の一例を示す図である。
【図8】フラッシュメモリ208,228,257に記録される情報の内容の一例を示す図である。
【図9】フラッシュメモリ208,228,257に記録される情報の内容の一例を示す図である。
【図10】故障コードの一例を示す図である。
【図11】表示部29の表示画面の遷移を示す図である。
【図12】表示部29の表示画面の遷移を示す図である。
【図13】表示部29の表示画面の遷移を示す図である。
【図14】制御装置20における保存モニタ値の記録動作を示すフローチャートである。
【図15】表示処理装置27における故障診断モードが設定されたときの動作を示すフローチャートである。
【符号の説明】
【0074】
1 建設機械 16 圧力検出器
17 斜板傾転位置検出器 18 作動油温検出器
20 制御装置 21 操作レバー
22 ブーム制御装置 23 ブーム角度検出器
24 アーム角度検出器 25 姿勢演算装置
27 表示処理装置 29 表示部
30 ブーム上げ電磁比例弁 31 ブーム下げ電磁比例弁
32,33 パイロット圧検出器 34 前後傾斜検出器
35 左右傾斜検出器 204,224,254 RAM
208,228,258 フラッシュメモリ




 

 


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