JP2000297443A - 建設機械の情報管理装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】建設機械内の各コントローラ毎に収集されたデ
ータを突き合わせた詳細な情報を、煩雑な通信処理を要
することなく容易に取得できるようにする。 【解決手段】建設機械内には、複数の車体内コントロー
ラ６、７、４が設けられている。これら複数の車体内コ
ントローラ６、７、４間相互は、所定の通信プロトコル
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。そして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が設けられる。また
建設機械の外部に、当該建設機械を含む少なくとも１以
上の建設機械に関する情報を管理する監視局１９が設け
られる。そして情報管理用コントローラ１を介して、建
設機械内のシリアル通信回線１１と監視局１９との間が
相互に通信自在に接続される。そこで情報管理用コント
ローラ１では、複数の車体内コントローラ６、７、４毎
に取得されるデータが収集され、加工され、記憶され
る。そして記憶されたデータが監視局１９に送信され
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】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。

【０００２】

【従来の技術および発明が解決しようとする課題】建設
機械についてのサービスメータ、燃料量、エンジン回転
数などのデータは、車両を管理する上で必要な情報であ
る。

【０００３】これら建設機械に関する情報を取得する方
法として従来は保守員（サービスマン）が建設機械まで
出向き、目視で確認するか若しくは建設機械にパーソナ
ルコンピュータを接続することによって建設機械内部の
メモリに書き込まれた建設機械に関するデータをダウン
ロードすることで行うようにしていた。そして複数の建
設機械から収集されたデータを監視局（管理部）のコン
ピュータのメモリに記憶格納させることで、複数の建設
機械を管理するようにしていた。

【０００４】しかし情報の収集は人手によるため、建設
機械の数が多数となるほど情報収集は煩雑となり情報収
集の作業効率は大幅に損なわれる。

【０００５】そこで特開平６−３３０５３９号公報など
にみられるように、建設機械の情報の取得を人手に頼る
ことなく通信手段を用いて自動的に行う試みがなされて
いる。

【０００６】上記公報記載の発明は、管理部と建設機械
との間を通信手段で双方向通信自在に接続し、管理部か
らデータ要求を送信し建設機械でデータを抽出し管理部
に送り返すというものである。このように建設機械内部
で取得された情報は要求のあった管理部に収集される。
上記特開平６−３３０５３９号公報記載の発明では、建
設機械内部に一の運転コントローラが設けられ、この一
の運転コントローラで取得されたデータが運転コントロ
ーラの記憶部に記憶され、この記憶されたデータが管理
部に送信される。

【０００７】ところが近年建設機械の内部には、エンジ
ン、油圧ポンプなどの構成要素毎に複数のコントローラ
が設けられている。特公平８−２８９１１号公報には、
複数のコントローラをシリアル通信回線によって接続し
てこのシリアル通信回線上にフレーム信号を伝送させる
ことによって各コントローラ相互間でデータの送受信を
行わせるという発明が記載されている。

【０００８】複数のコントローラが設けられた建設機械
に上記特開平６−３３０５３９号公報記載の発明を適用
すると、複数のコントローラそれぞれで取得されたデー
タをコントローラ毎に設けられた記憶部に記憶させ、各
コントローラ毎にデータを管理部に送信する必要があ
る。このように各コントローラ毎に送信をする必要があ
るため通信処理は煩雑なものとなる。

【０００９】また特開平７−３０９７７号公報には、建
設機械内にパーソナルコンピュータを接続して建設機械
内の複数のコントローラ毎に取得され記憶されたエラー
情報などのデータをダウンロードして、当該パーソナル
コンピュータの記憶媒体に記憶させるという発明が記載
されている。

【００１０】この公報記載の発明においても各コントロ
ーラ毎の情報をダウンロードする必要があるため通信処
理は煩雑なものとなる。

【００１１】さらに従来技術によれば、管理部またはパ
ーソナルコンピュータに各コントローラ毎のデータが収
集されるだけである。ここで建設機械内の各コントロー
ラ毎に収集されたデータを突き合わせることによって、
より詳細な建設機械に関する情報を取得したいとの要請
がある。しかし管理部またはパーソナルコンピュータに
各コントローラ毎のデータを収集しただけでは、各コン
トローラ毎に収集されたデータを突き合わせた詳細な情
報を取得することができなかった。

【００１２】本発明はこうした実状に鑑みてなされたも
のであり、建設機械内の各コントローラ毎に収集された
データを突き合わせた詳細な情報を、煩雑な通信処理を
要することなく容易に取得できるようにすることを第１
の解決課題とするものである。

【００１３】さて建設機械は、機種、車格、仕向地など
により、搭載される電子制御装置たるコントローラの種
類が異なる。

【００１４】このため或るコントローラでは所定の通信
プロトコルに従ったフレーム信号を送受信できるが、他
の異なるコントローラでは上記所定の通信プロトコルに
従ったフレーム信号を送受信できないといった事態が生
じる。

【００１５】このように通信プロトコルの仕様が異なる
複数のコントローラが建設機械内に混在する場合は、各
コントローラ間でのシリアル通信は事実上不可能とな
る。

【００１６】そこで従来は図４に示す態様で各コントロ
ーラ間でデータの送受信が行われていた。

【００１７】同図４に示すように建設機械のキャブ（運
転室）内には、ポンプコントローラ３とモニタ（表示用
コントローラ）４とが設けられている。

【００１８】ポンプコントローラ３には各種センサ群２
３、アクチュエータ群３３が接続されており、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。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り、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。

【００１９】ポンプコントローラ３とモニタ４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によって接続されており、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。よってモニタ４の表示画面にはポンプコントロー
ラ３に接続されたセンサ群２３で検出され、あるいはア
クチュエータ群３３に対して出力されるべきデータの内
容が表示される。

【００２０】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。

【００２１】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が接続されており、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Ｓ
D等の各種検出信号を入力し、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）等に対して各種駆動信号を出力する。

【００２２】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。

【００２３】よってポンプコントローラ３とエンジンコ
ントローラ５との間で直接に双方向のシリアル通信を行
うことはできない。

【００２４】このためポンプコントローラ３とエンジン
コントローラ５との間に信号の種類毎に並列に信号線を
設け、パラレル通信によりデータの授受を行うようにし
ている。したがって信号の種類に応じた数の信号線を用
意する必要がある。しかもデータの種類としてはコント
ローラ３、４間でアナログ信号として伝送されるか、オ
ン、オフの信号として入出力されるものに限られる。

【００２５】こうしたデータの入出力に制限があるた
め、ポンプコントローラ３とエンジンコントローラ５と
の間では最低限必要なデータしか授受が行われない。

【００２６】すなわち上記第１スロットル信号ＳDは信
号線９２を介してエンジンコントローラ５のＡ/Ｄ入力
端子に入力されるとともに、ポンプコントローラ３のＡ
/Ｄ入力端子に入力される。

【００２７】そしてポンプコントローラ３のＤ/Ａ出力
端子からエンジンコントローラ５のＡ/Ｄ入力端子に向
けて第２スロットル信号が伝送される。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。たとえばオ
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。

【００２８】エンジンコントローラ５では第１スロット
ル信号ＳDと第２スロットル信号とが比較され小さい値
（エンジン目標回転数が小さい方）を示すスロットル信
号に従って上記燃料供給用アクチュエータが駆動制御さ
れる。

【００２９】これに対してエンジン１とモニタ４との間
は、信号線によって接続されていない。

【００３０】エンジンコントローラ５でエンジンに関す
る異常（故障）のデータの取得された場合、たとえばエ
ンジンの回転数の異常な上昇、冷却水の温度の異常な上
昇等の異常が発生した場合には、コーション用信号線１
７を介してモニタ４とは別に配置されたコーションラン
プ群１６の対応するランプが点灯される。

【００３１】よってコーションランプ群１６の点灯状態
によってエンジンの異常についての警告内容をオペレー
タは認識することができる。しかしモニタ４の表示画面
上ではエンジンの稼働状態を常時監視することはできな
い。

【００３２】またモニタ４の表示画面に油圧ポンプの状
態は表示されるもののエンジンの状態は表示されないた
め建設機械内のすべての機器についての情報を一括して
管理することはできない。

【００３３】さらにはコーションランプ群１６専用の信
号線１７を新たに設ける必要がある。このためハーネス
類が増加して部品点数の増加、コスト増大を招来する。

【００３４】さらにはモニタ４からエンジンコントロー
ラ５に対して直接データを送信できずポンプコントロー
ラ３から限られたアナログデータ（第２スロットル信
号）しか送信できないため、エンジンの制御の精度がよ
くないという問題点があった。

【００３５】本発明はこうした実状に鑑みてなされたも
のであり、上述した第１の解決課題に加えて、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、各コントローラ相互間でシリアル通信
を可能ならしめることによって、エンジン等各種機器の
制御の精度を向上させるとともに、信号線（ハーネス
類）の数の増加を招かないようにすることを第２の解決
課題とするものである。

【００３６】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。

【００３７】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。

【００３８】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。

【００３９】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。

【００４０】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。

【００４１】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。

【００４２】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。

【００４３】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。

【００４４】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。

【００４５】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。

【００４６】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、特開平６−１０７４８号公報に開示されてい
る。

【００４７】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。

【００４８】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。

【００４９】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。本発明は、こうした実状に鑑みてなされ
たものであり、エンジンに加えられた被害量を正確に数
値化することによって、エンジンの寿命を、熟練を要す
ることなく、自動的かつ正確に予測できるようにするこ
とを第３の解決課題とするものである。

【００５０】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。

【００５１】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。

【００５２】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。

【００５３】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。

【００５４】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第４の解決
課題とするものである。

【００５５】さて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。

【００５６】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。

【００５７】油圧ショベルの時間当たりの作業量Ｖ（ｍ
3/ｈ）は下記（１）式によって理論的に求められる。

【００５８】 Ｖ＝Ｑv・（３６００/Ｓt）・α・（１/β） …（１） ただし、Ｑvはバケット容量（ｍ3）であり、Ｓtは積込
み作業のサイクルタイム（ｓｅｃ）であり、αは稼働率
であり、βは積込み占有率である。

【００５９】ここで上記稼働率α、積込み占有率βの算
出は、オペレータの報告に基づき行われている。すなわ
ち１日の作業を終えると油圧ショベルのオペレータは１
日のサービスメータの積算時間を日報に記録する。サー
ビスメータはエンジンの稼働時間を積算するものであ
る。同様にダンプトラックのオペレータは１日に積み込
まれた土砂の量、排土した回数を日報に記録する。そし
てこれら日報に記録したデータを突き合わせることで稼
働率α、βを算出し時間当たりの作業量Ｖが求められ
る。

【００６０】しかしオペレータの記録に頼るため上記作
業量Ｖの値は正確ではない場合が多い。しかもエンジン
の稼働時間の積算値から作業量Ｖを求めるために、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には
正確な稼働率αが得られず作業量Ｖを正確に算出するこ
とはできない。

【００６１】本発明はこうした実状に鑑みてなされたも
のであり、いかなる作業態様であっても正確な稼働率α
を自動的にかつ正確に求めることによって建設機械の作
業量Ｖを精度よく取得することを第５の解決課題とする
ものである。

【００６２】また上述した作業量Ｖの算出方法にあって
は、エンジンの稼働時間の積算値から作業量Ｖを求める
ために、たとえば走行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
様の場合には正確な積込み占有率βが得られず作業量Ｖ
を正確に算出することはできない。

【００６３】本発明はこうした実状に鑑みてなされたも
のであり、いかなる作業態様であっても正確な積込み占
有率βを自動的にかつ正確に求めることによって建設機
械の作業量Ｖを精度よく取得することを第６の解決課題
とするものである。

【００６４】さて建設機械には、通常エンジンの稼働時
間を積算するサービスメータが備えられている。従来は
サービスメータの積算値を１日ごとに収集し、監視局側
で日付ごとにエンジン稼働時間を帯グラフで表した稼働
マップを作成し、油圧ショベルの稼働状態を把握するよ
うにしていた。

【００６５】しかし稼働マップは単にエンジンが稼働し
ている時間を表すものでしかないため、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）までも上記稼働マップからは把握することはできな
い。

【００６６】本発明はこうした実状に鑑みてなされたも
のであり、建設機械の稼働状態をより正確に把握できる
ようにすることを第７の解決課題とするものである。

【００６７】

【課題を解決するための手段、作用および効果】そこで
本発明の第１発明では上記第１の解決課題を達成するた
めに、所定の通信プロトコルに従って通信が行われるシ
リアル通信回線によって、建設機械内の複数の車体内コ
ントローラ間相互を通信自在に接続し、前記複数の車体
内コントローラ毎に取得されるデータに基づいて建設機
械に関する情報を管理するようにした建設機械の情報管
理装置において、前記建設機械内に、当該建設機械内の
情報を管理する情報管理用コントローラを設けるととも
に、前記建設機械の外部に、前記建設機械を含む少なく
とも１以上の建設機械に関する情報を管理する監視局を
設け、前記情報管理用コントローラを介して、前記建設
機械内のシリアル通信回線と前記監視局との間を相互に
通信自在に接続し、前記情報管理用コントローラは、前
記複数の車体内コントローラ毎に取得されるデータを収
集し、加工し、記憶するとともに、当該記憶されたデー
タを前記監視局に送信するようにしたことを特徴とす
る。

【００６８】第１発明を図１を参照して説明する。

【００６９】建設機械内には、複数の車体内コントロー
ラ６、７、４が設けられている。これら複数の車体内コ
ントローラ６、７、４間相互は、所定の通信プロトコル
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。

【００７０】そして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が設けられる。また建設機械の外部
に、当該建設機械を含む少なくとも１以上の建設機械に
関する情報を管理する監視局１９が設けられる。

【００７１】そして情報管理用コントローラ１を介し
て、建設機械内のシリアル通信回線１１と監視局１９と
の間が相互に通信自在に接続される。

【００７２】そこで情報管理用コントローラ１では、複
数の車体内コントローラ６、７、４毎に取得されるデー
タが収集され、加工され、記憶される。そして記憶され
たデータが監視局１９に送信される。

【００７３】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
処理で済むという効果が得られる。

【００７４】さらに情報管理用コントローラ１には、各
車体内コントローラ６、７、４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。よって情報管理用コントローラ１では、建設機械内
の各車体内コントローラ６、７、４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。たと
えば従来技術によれば燃料量とサービスメータ値を例に
とると、燃料量、サービスメータ値それぞれ単独のデー
タしか取得することができなかった。しかし本発明によ
れば、燃料量のデータとサービスメータ値のデータとを
突き合わせデータを加工することによりエンジンの稼働
時間と燃料消費量との関係を管理情報として取得するこ
とができる。

【００７５】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
取得される。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。

【００７６】このため監視局１９において、一ないしは
複数の建設機械に関する情報を、きわめて効率的に管理
できるという効果が得られる。

【００７７】また第２発明では、上記第１の解決課題達
成のために、所定の通信プロトコルに従って通信が行わ
れるシリアル通信回線によって、建設機械内の複数の車
体内コントローラ間相互を通信自在に接続し、前記複数
の車体内コントローラ毎に取得されるデータに基づいて
建設機械に関する情報を管理するようにした建設機械の
情報管理装置において、前記建設機械内に、当該建設機
械内の情報を管理する情報管理用コントローラを設ける
とともに、前記建設機械の外部に、前記建設機械内の情
報を収集して記憶媒体に記憶させる情報収集手段を設
け、前記情報管理用コントローラを介して、前記建設機
械内のシリアル通信回線と前記情報収集手段との間を相
互に通信自在に接続し、前記情報管理用コントローラ
は、前記複数の車体内コントローラ毎に取得されるデー
タを収集し、加工し、記憶するとともに、当該記憶され
たデータを前記情報収集手段に送信するようにしたこと
を特徴とする。

【００７８】第２発明を図１を参照して説明する。

【００７９】建設機械内には、複数の車体内コントロー
ラ６、７、４が設けられている。これら複数の車体内コ
ントローラ６、７、４間相互は、所定の通信プロトコル
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。

【００８０】そして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が設けられる。また建設機械の外部
に、建設機械内の情報を収集して記憶媒体に記憶させる
情報収集手段１８（パーソナルコンピュータ、ＩＣカー
ドライタ）が設けられる。

【００８１】そして情報管理用コントローラ１を介し
て、建設機械内のシリアル通信回線１１と情報収集手段
１８との間が相互に通信自在に接続される。

【００８２】そこで情報管理用コントローラ１では、複
数の車体内コントローラ６、７、４毎に取得されるデー
タが収集され、加工され、記憶される。そして記憶され
たデータが情報収集手段１８に送信される。

【００８３】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という効
果が得られる。

【００８４】さらに情報管理用コントローラ１には、各
車体内コントローラ６、７、４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。よって情報管理用コントローラ１では、建設機械内
の各車体内コントローラ６、７、４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。たと
えば従来技術によれば燃料量とサービスメータ値を例に
とると、燃料量、サービスメータ値それぞれ単独のデー
タしか取得することができなかった。しかし本発明によ
れば、燃料量のデータとサービスメータ値のデータとを
突き合わせデータを加工することによりエンジンの稼働
時間と燃料消費量との関係を管理情報として取得するこ
とができる。

【００８５】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情報収集手段１８に送信される
と、情報収集手段１８側で上記詳細な建設機械に関する
情報が容易に取得される。情報収集処理手段１８側で
は、記憶媒体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。

【００８６】よって情報収集手段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。

【００８７】また第３発明では、上記第２の解決課題達
成のために、所定の通信プロトコルに従って通信が行わ
れるシリアル通信回線によって、建設機械内の複数の車
体内コントローラ間相互を通信自在に接続し、フレーム
信号を前記複数の車体内コントローラ間で伝送させ、前
記複数の車体内コントローラ間でデータの送受信を行う
とともに、前記フレーム信号に前記複数の車体内コント
ローラ毎に取得されるデータを記述し、当該フレーム信
号に記述されたデータを読み取ることにより建設機械に
関する情報を収集するようにした建設機械の情報管理装
置において、前記建設機械内に、当該建設機械内の情報
を管理する情報管理用コントローラを設け、前記所定の
通信プロトコルとは異なる通信プロトコルに従って通信
が行われるシリアル通信回線に、前記複数の車体内コン
トローラとは異なる車体内コントローラを通信自在に接
続し、前記情報管理用コントローラを介して、前記建設
機械内の両シリアル通信回線同士を相互に通信自在に接
続し、前記情報管理用コントローラは、一方のシリアル
通信回線に接続された車体内コントローラと、他方のシ
リアル通信回線に接続された車体内コントローラとの間
でデータの送受信を行わせるとともに、一方のシリアル
通信回線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
報を収集するようにしたことを特徴とする。

【００８８】第３発明を図３を参照して説明する。建設
機械内には、複数の車体内コントローラ３、４が設けら
れている。これら複数の車体内コントローラ３、４間相
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。このためフレーム信号が複数の車体内コントローラ
３、４間で伝送されることで、複数の車体内コントロー
ラ３、４間でデータの送受信が行われるとともに、フレ
ーム信号に複数の車体内コントローラ３、４毎に取得さ
れるデータが記述される。

【００８９】そして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が設けられる。一方上記所定の通信
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
が行われるシリアル通信回線１２に、上記複数の車体内
コントローラ３、４とは異なる車体内コントローラ５が
通信自在に接続されている。

【００９０】そこで情報管理用コントローラ１を介し
て、建設機械内の両シリアル通信回線１１、１２同士が
相互に通信自在に接続される。

【００９１】このため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。

【００９２】すなわち通信プロトコルが同じ仕様（通信
プロトコルＡ）の各車体内コントローラ３、４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
信が行われる車体内コントローラ５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
機械内の各車体内コントローラ３、４、５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。

【００９３】よって本第３発明においても第１発明、第
２発明と同様の効果が得られる。

【００９４】さらに第３発明によれば、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
続された車体内コントローラ３、４と、他方のシリアル
通信回線１２に接続された車体内コントローラ５との間
でデータの送受信が行われる。

【００９５】よってモニタ４から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シリアル送信するこ
とが可能となり、エンジンの制御の精度が向上する。

【００９６】また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。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１１、１２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。

【００９７】このように本第３発明によれば、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。

【００９８】また第４発明は、第３の解決課題を達成す
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
する建設機械の情報管理装置において、エンジンのトル
クまたはエンジンの回転数を各レベルに分割し、前記稼
働パラメータの値が各レベルに入った頻度を各レベル毎
に一定時間が経過するまで積算する負荷頻度積算手段
と、エンジンの回転数の変動幅を各レベルに分割し、前
記稼働パラメータの値が各レベルに入った頻度を各レベ
ル毎に一定時間が経過するまで積算する回転変動幅頻度
積算手段と、エンジンのトルクの変動軌跡またはエンジ
ンの回転数の変動軌跡を各軌跡に分類し、前記稼働パラ
メータの値が各軌跡に沿って変動した頻度を各軌跡毎に
一定時間が経過するまで積算する変動軌跡頻度積算手段
と、部品の種類毎に、前記負荷頻度積算手段、前記回転
変動幅頻度積算手段および前記変動軌跡頻度演算手段の
いずれか１つまたは２以上の組み合わせを予め対応づけ
ておき、部品の種類毎に、対応する１または２以上の頻
度演算手段から得られた積算値に基づいて寿命を演算す
る寿命演算手段とを具えたことを特徴とする。

【００９９】第４発明によれば、図６に示すようにエン
ジンを構成する部品ＰＴの種類毎に、負荷頻度積算手段
Ｍ1、回転変動幅頻度積算手段Ｍ2および変動軌跡頻度演
算手段Ｍ3のいずれか１つまたは２以上の組み合わせが
予め対応づけられている。

【０１００】負荷頻度演算手段Ｍ1では、図１０に示す
ように、エンジンのトルクＴまたはエンジンの回転数Ｎ
eが各レベルＢijに分割され、稼働パラメータＴ、Ｎeの
値が各レベルＢijに入った頻度ｎijが各レベルＢij毎に
一定時間τが経過するまで積算される。

【０１０１】また回転変動幅頻度演算手段Ｍ2では、図
１２に示すようにエンジンの回転数Ｎeの変動幅ΔＮeが
各レベルＢijに分割され、稼働パラメータΔＮeの値が
各レベルＢijに入った頻度ｎijが各レベルＢij毎に一定
時間τが経過するまで積算される。

【０１０２】また変動軌跡頻度積算手段Ｍ3では、図１
４、図１５に示すようにエンジンのトルクＴの変動軌跡
またはエンジンの回転数Ｎeの変動軌跡ｕが各軌跡Ｂij
に分類され、稼働パラメータＴ、Ｎeの値が各軌跡Ｂij
に沿って変動した頻度ｎijが各軌跡Ｂij毎に一定時間τ
が経過するまで積算される。

【０１０３】そして部品の種類毎に、対応する１または
２以上の頻度演算手段Ｍ1、Ｍ2、Ｍ3から得られた積算
値に基づいて寿命が演算される。このため各部品毎の寿
命からエンジンの寿命を正確に求めることができる。

【０１０４】このように第４発明は、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
が異なるという点に着目してなされたものである。そし
て部品の種類毎に、異なる組み合わせの頻度積算手段Ｍ
1、Ｍ2、Ｍ3を用いて被害量の評価を行い部品の種類毎
に寿命を定めるようにしたものである。なお図６に示す
ように「部品ＰＴ」は、各区分（１）、（２）、（３）
に対応する「部品群ＰＴ１、ＰＴ２、ＰＴ３」であって
もよい。よって本発明によればエンジン全体の被害量を
正確に数値化することができ、エンジンの寿命が正確に
求められる。そしてこうして求められたエンジンの寿命
の正確な情報を建設機械毎に管理することができる。ま
た従来のようにエンジンの寿命を判断するのに熟練を要
することもない。また第４発明としてはエンジンを構成
する部品の種類毎の寿命の情報を収集し管理するにとど
めてもよい。この場合にはエンジンを構成する部品の種
類毎に正確な寿命の情報を取得することができるという
効果が得られる。

【０１０５】また第５発明は、第４の解決課題を達成す
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。

【０１０６】第５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。

【０１０７】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。

【０１０８】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。

【０１０９】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。

【０１１０】また第６発明は、第５の解決課題を達成す
るために、作業機を備えた建設機械の作業量を演算し該
演算した作業量の情報を管理する建設機械の情報管理装
置において、前記作業機が稼働されている時間を計時す
る計時手段と、前記計時手段で計時された時間と、建設
機械の計画稼働時間とに基づいて前記作業量を演算する
作業量演算手段とを具えたことを特徴とする。

【０１１１】第６発明によれば、図２６に示すように作
業機が稼働されている時間ＳＭＲ3が計時される。そし
て計時された時間ＳＭＲ3と、建設機械の計画稼働時間
ＳＭＲ0とに基づいて稼働率αが求められ作業量Ｖが演
算される。

【０１１２】本発明によれば、オペレータの記録に頼る
ことなく作業量Ｖの値が自動的に正確に得られる。作業
機が稼働されている稼働時間の積算値ＳＭＲ3から作業
量Ｖを求めるようにしているために、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が得られ作業量Ｖを正確に
算出することができる。

【０１１３】また第７発明は、第６の解決課題を達成す
るために、作業機と、旋回体と、走行体とを備えた建設
機械の作業量を演算し該演算した作業量の情報を管理す
る建設機械の情報管理装置において、前記作業機が操作
された頻度または操作された時間を一定時間が経過する
まで積算する作業機積算手段と、前記旋回体が操作され
た頻度または操作された時間を一定時間が経過するまで
積算する旋回体積算手段と、前記走行体が操作された頻
度または操作された時間を一定時間が経過するまで積算
する走行体積算手段と、前記作業機積算手段で積算され
た作業機積算値と、前記旋回体積算手段で積算された旋
回体積算値と、前記走行体積算手段で積算された走行体
積算値との比率によって前記作業量を演算する作業量演
算手段とを具えたことを特徴とする。

【０１１４】第７発明によれば、図３０に示すように、
作業機が操作された頻度または操作された時間ｎ′wが
一定時間が経過するまで積算される。また旋回体が操作
された頻度または操作された時間ｎ′sが一定時間が経
過するまで積算される。

【０１１５】また走行体が操作された頻度または操作さ
れた時間ｎ′tが一定時間が経過するまで積算される。

【０１１６】そして作業機積算値ｎ′wと、旋回体積算
値ｎ′sと、走行体積算値ｎ′tとの比率が図３０に示す
ように求められる。そしてこの比率から占有率βが求め
られ作業量Ｖが演算される。

【０１１７】本発明によれば、たとえば走行している時
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を得ることができ作業量Ｖを正確に算出する
ことができる。

【０１１８】また第８発明は、第７の解決課題を達成す
るために、スイッチ手段に応じて電源がオンされ、エン
ジンを駆動源として作動する作業機を備えた建設機械の
稼働状態の情報を管理する建設機械の情報管理装置にお
いて、前記スイッチ手段がオンされている時間を計時す
る第１の計時手段と、前記エンジンが稼働されている時
間を計時する第２の計時手段と、前記作業機が稼働され
ている時間を計時する第３の計時手段と、前記第１、第
２および第３の計時手段で計時された時間の差分値を求
め、当該差分値に基づいて建設機械の稼働状態の情報を
収集する稼働情報収集手段とを具えたことを特徴とす
る。

【０１１９】第８発明によれば、図２５に示すように第
１の計時手段ＳＭ1によってスイッチ手段がオンされて
いる時間ＳＭＲ1が計時される。

【０１２０】また第２の計時手段ＳＭ2によってエンジ
ンが稼働されている時間ＳＭＲ2が計時される。

【０１２１】また第３の計時手段ＳＭ3によって作業機
が稼働されている時間ＳＭＲ3が計時される。そして第
１、第２および第３の計時手段ＳＭ1、ＳＭ2、ＳＭ3で
計時された時間ＳＭＲ1、ＳＭＲ2、ＳＭＲ3の差分値が
求められ、当該差分値に基づいて建設機械の稼働状態の
情報が収集される。

【０１２２】本発明によれば、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）についても把握するこ
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。

【０１２３】

【発明の実施の形態】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。

【０１２４】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。

【０１２５】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。

【０１２６】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。

【０１２７】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。

【０１２８】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。

【０１２９】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。

【０１３０】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。

【０１３１】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。

【０１３２】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。

【０１３３】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。

【０１３４】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。

【０１３５】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。

【０１３６】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。

【０１３７】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。

【０１３８】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。

【０１３９】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。

【０１４０】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。

【０１４１】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。

【０１４２】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。

【０１４３】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。

【０１４４】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。

【０１４５】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。

【０１４６】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。

【０１４７】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。

【０１４８】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。

【０１４９】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。

【０１５０】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。

【０１５１】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。

【０１５２】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。

【０１５３】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。

【０１５４】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。

【０１５５】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。

【０１５６】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。

【０１５７】情報管理用コントローラ１には、ＲＳ−２
３２Ｃ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。

【０１５８】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。

【０１５９】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１
９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。

【０１６０】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。

【０１６１】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。

【０１６２】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。

【０１６３】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。

【０１６４】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。

【０１６５】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。

【０１６６】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。

【０１６７】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。

【０１６８】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。

【０１６９】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。

【０１７０】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。

【０１７１】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。

【０１７２】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。

【０１７３】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。

【０１７４】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。

【０１７５】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。

【０１７６】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。

【０１７７】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。

【０１７８】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。

【０１７９】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。

【０１８０】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。

【０１８１】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。

【０１８２】ポンプコントローラ３には各種センサ群２
３、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。

【０１８３】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。

【０１８４】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。

【０１８５】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。

【０１８６】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。

【０１８７】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。

【０１８８】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。

【０１８９】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。

【０１９０】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。

【０１９１】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。

【０１９２】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。

【０１９３】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。

【０１９４】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。

【０１９５】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。

【０１９６】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。

【０１９７】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。

【０１９８】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。

【０１９９】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。

【０２００】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。

【０２０１】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。

【０２０２】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。

【０２０３】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。

【０２０４】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。

【０２０５】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。

【０２０６】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。

【０２０７】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１
８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。

【０２０８】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。。

【０２０９】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。

【０２１０】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。

【０２１１】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。

【０２１２】（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。

【０２１３】また（３）の摩耗（運転条件）とは、機械
的疲労のことである。

【０２１４】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。

【０２１５】（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、ＰＴ
２、ＰＴ３毎に、各部品ＰＴが対応づけられている。

【０２１６】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Ｐ
Ｔ３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。

【０２１７】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。

【０２１８】つぎに実施形態における稼働パラメータＮ
e、Ｔの収集方法について説明する。

【０２１９】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。

【０２２０】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。

【０２２１】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。

【０２２２】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、Ｔ
a2、Ｔa3、Ｔa4…毎にトルクカーブＴcが記憶されてい
る。

【０２２３】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。

【０２２４】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。

【０２２５】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。

【０２２６】つぎに負荷頻度マップＭ1の算出方法につ
いて説明する。

【０２２７】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。

【０２２８】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。

【０２２９】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。

【０２３０】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。

【０２３１】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。

【０２３２】図１２はこれら２つの負荷頻度マップＭＤ
A、ＭＤBで時間経過に応じて積算処理がなされる様子を
示す。

【０２３３】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ｎ
ij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。

【０２３４】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０〜１
３００ｒｐｍでトルクＴが０〜５０ｋｇｍのブロックＢ
11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。

【０２３５】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。

【０２３６】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。

【０２３７】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Ｂ
ij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。

【０２３８】図６に示すように部品群ＰＴ１と部品群Ｐ
Ｔ３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。

【０２３９】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。

【０２４０】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。

【０２４１】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。

【０２４２】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。

【０２４３】サイクルインターバルＭ2のデータ内容を
図１２に示す。

【０２４４】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２０ｓ
ｅｃに設定される。そして各ブロックＢijに分割され
る。

【０２４５】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（０〜２００
ｒｐｍ）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。

【０２４６】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。

【０２４７】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。

【０２４８】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。

【０２４９】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Ｂ
ij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。

【０２５０】つぎに負荷移動マップＭ3について説明す
る。

【０２５１】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。Ｔ
cはトルクカーブである。

【０２５２】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。

【０２５３】負荷移動マップＭ3のデータ内容を図１５
に示す。

【０２５４】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Δ
τ1、Δτ2がとられる。滞留時間Δτ1はたとえば５ｓ
ｅｃ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。

【０２５５】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Δ
τ1（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。

【０２５６】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。

【０２５７】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。

【０２５８】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。

【０２５９】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Ｂ
ij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。

【０２６０】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。

【０２６１】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δ
2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。

【０２６２】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。

【０２６３】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。

【０２６４】エンジンの寿命はつぎのようにして求めら
れる。

【０２６５】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。

【０２６６】また部品ＰＴ毎に寿命を演算し、各部品Ｐ
Ｔ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。

【０２６７】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Ｍ
1、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。

【０２６８】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。

【０２６９】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。

【０２７０】よって部品群ＰＴ１に、負荷頻度マップＭ
1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Ｍ
1、負荷移動マップＭ3の２つの用いて寿命を求めてもよ
い。

【０２７１】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。

【０２７２】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。

【０２７３】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。

【０２７４】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。

【０２７５】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。

【０２７６】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。

【０２７７】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。

【０２７８】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。

【０２７９】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。

【０２８０】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。

【０２８１】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。

【０２８２】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。

【０２８３】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。

【０２８４】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。

【０２８５】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。

【０２８６】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。

【０２８７】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。

【０２８８】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。

【０２８９】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。

【０２９０】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。

【０２９１】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。

【０２９２】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。

【０２９３】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。

【０２９４】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。

【０２９５】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。

【０２９６】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。

【０２９７】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。

【０２９８】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。

【０２９９】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。

【０３００】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。

【０３０１】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。

【０３０２】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。

【０３０３】図２３は単位時間当たりのピーク圧回数ｎ
p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。

【０３０４】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。

【０３０５】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。

【０３０６】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。

【０３０７】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。

【０３０８】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。

【０３０９】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。

【０３１０】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。

【０３１１】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。

【０３１２】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。

【０３１３】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（１０
０００〜１２０００時間）に対応し、また油温Ｒtの範
囲７５〜８０゜Ｃが、寿命ランクＢ（１２０００〜１４
０００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。

【０３１４】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。

【０３１５】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。

【０３１６】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。

【０３１７】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（１０００
０〜１２０００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（１２０００〜１
４０００時間）に対応し、また平均外気温Ｒaの範囲２
０〜２５゜Ｃが、寿命ランクＣ（１４０００〜１８００
０時間）に対応している。

【０３１８】油圧ポンプの寿命はつぎのようにして求め
られる。

【０３１９】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。

【０３２０】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。

【０３２１】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。

【０３２２】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。

【０３２３】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。

【０３２４】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。

【０３２５】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。

【０３２６】油圧ショベルの時間当たりの作業量Ｖ（ｍ
3/ｈ）は上述した（１）式（Ｖ＝Ｑv・（３６００/Ｓ
t）・α・（１/β））によって理論的に求められる。

【０３２７】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。

【０３２８】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。

【０３２９】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Ｓ
ＭＲ2を積算するものである。

【０３３０】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。

【０３３１】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。

【０３３２】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。

【０３３３】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。

【０３３４】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ＳＭＲ
0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。

【０３３５】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。

【０３３６】 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。

【０３３７】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。

【０３３８】つぎに積込み占有率βの演算処理について
説明する。

【０３３９】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。

【０３４０】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。

【０３４１】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０〜１
００ｋｇ/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。

【０３４２】そして図２８に示すように圧力検出信号Ｐ
rw、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（１００〜２０
０ｋｇ/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。

【０３４３】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。

【０３４４】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ｎ
s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ｎ
s、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。

【０３４５】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。

【０３４６】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。

【０３４７】 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。

【０３４８】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。

【０３４９】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。

【０３５０】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。

【０３５１】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。

【０３５２】 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。

【０３５３】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。

【０３５４】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。

【０３５５】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。

【０３５６】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。

【０３５７】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。

【０３５８】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。

【０３５９】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。

【０３６０】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/ｃ
ｍ2）、（１００〜２００ｋｇ/ｃｍ2）、（２００〜５
００ｋｇ/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）。

【０３６１】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）。

【０３６２】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。

【０３６３】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。

【０３６４】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。

【０３６５】また第２サービスメータＳＭ2の積算値Ｓ
ＭＲ2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。

【０３６６】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。

【０３６７】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。

【０３６８】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。

【０３６９】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。

【０３７０】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。

【０３７１】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。

【０３７２】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。

【０３７３】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。

【０３７４】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。

【０３７５】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。

【０３７６】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。

【０３７７】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。

【０３７８】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。

【０３７９】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。

【０３８０】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。

【０３８１】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）。

【０３８２】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。

【０３８３】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１０
５）。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）。

【０３８４】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）。

【０３８５】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）。

【０３８６】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。

【０３８７】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。

【０３８８】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。

【０３８９】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。

【０３９０】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。

【０３９１】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。

【０３９２】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６７
ｂ、「エラー内容（エラーメッセージ）」の表示部６７
ｃ、「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。

【０３９３】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。

【０３９４】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。

【０３９５】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。

【０３９６】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。

【０３９７】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。

【０３９８】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。

【０３９９】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。

【０４００】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。

【０４０１】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。

【０４０２】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８
２ｆ、８２ｇ、８２ｈに表示される。

【０４０３】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。

【０４０４】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。

【０４０５】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４
３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。

【０４０６】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。

【０４０７】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。

【０４０８】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。

【０４０９】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。

【０４１０】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。

【０４１１】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。

【０４１２】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。

【０４１３】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。

【０４１４】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。

【０４１５】図３４に示すサービスメニュー選択画面６
１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。

【０４１６】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。

【０４１７】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。

【０４１８】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。

【０４１９】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。

【０４２０】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６
３ｂに表示される。

【０４２１】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。

【０４２２】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。

【０４２３】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５６
ｂ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。

【０４２４】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。

【０４２５】つぎに設定インターバルの変更操作につい
て説明する。

【０４２６】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。

【０４２７】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。

【０４２８】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。

【０４２９】図３４に示すサービスメニュー選択画面６
１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。

【０４３０】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。

【０４３１】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。

【０４３２】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。

【０４３３】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６１
ｇ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。

【０４３４】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７
２ｈの表示内容が変更される。

【０４３５】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。

【０４３６】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。

【０４３７】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７
７ｇ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。

【０４３８】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。

【０４３９】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。

【０４４０】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。

【０４４１】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。

【図面の簡単な説明】

【図１】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。

【図２】図２は建設機械の車体内の構成を示すブロック
図である。

【図３】図３は建設機械の車体内の構成を示すブロック
図である。

【図４】図４は従来技術を示す図であり、建設機械の車
体内の構成を示すブロック図である。

【図５】図５はエンジンにかかる被害の要因を説明する
図である。

【図６】図６はエンジンにかかる被害の要因別に適用さ
れるマップを対応づけた図である。

【図７】図７は被害量と寿命の関係を示す図である。

【図８】図８（ａ）、（ｂ）、（ｃ）はエンジンのトル
クを演算する処理を説明する図である。

【図９】図９はエンジンの回転数とトルクの２次元平面
を分割して示す図である。

【図１０】図１０は負荷頻度マップを斜視的に示す図で
ある。

【図１１】図１１は負荷頻度マップの各分割要素を％換
算した表を示す図である。

【図１２】図１２（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は負荷頻度マ
ップのデータがリセットされる様子を説明する図であ
る。

【図１３】図１３はサイクルタイムのマップを示す図で
ある。

【図１４】図１４はエンジン回転数とトルクの２次元平
面を分割して示す図である。

【図１５】図１５は負荷移動マップを示す図である。

【図１６】図１６は連続運転時間マップを示す図であ
る。

【図１７】図１７はポンプ圧とポンプ容量との関係を示
す図である。

【図１８】図１８はＴＶＣ弁入力電流とポンプ吸収トル
クとの関係を示す図である。

【図１９】図１９はサンプリング間隔毎に収集されるデ
ータを示す図である。

【図２０】図２０は平均等価ポンプ吸収トルクと寿命と
の関係を示す図である。

【図２１】図２１は寿命ランクとオーバーホール時間の
対応関係を示す図である。

【図２２】図２２は平均等価圧力と寿命との関係を示す
図である。

【図２３】図２３は単位時間当たりのピーク圧回数と寿
命との関係を示す図である。

【図２４】図２４はタンク平均等価油温、平均外気温と
寿命との関係を示す図である。

【図２５】図２５は各サービスメータの積算値の変化を
概念的に示す図である。

【図２６】図２６は各サービスメータの積算値が日付の
変化とともに変化する様子を示す図である。

【図２７】図２７は作業機操作頻度、旋回体操作頻度が
日付の変化とともに変化する様子を示す図である。

【図２８】図２８は作業機、旋回体、走行体の操作パイ
ロット圧の変化に応じて、データが記憶されていく様子
を示す図である。

【図２９】図２９は操作頻度マップを示す図である。

【図３０】図３０は作業機操作、旋回体操作、走行体操
作の頻度の比率を示す図である。

【図３１】図３１（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は作業機、旋
回体、走行体別に、圧力レベル毎の頻度分布を示す図で
ある。

【図３２】図３２は情報管理用モニタ上での表示画面が
遷移する様子を示す図である。

【図３３】図３３は情報管理用モニタ上での表示画面が
遷移する様子を示す図である。

【図３４】図３４は情報管理用モニタ上での表示画面が
遷移する様子を示す図である。

【図３５】図３５は情報管理用モニタ上での表示画面が
遷移する様子を示す図である。

【図３６】図３６は情報管理用モニタ上での表示画面が
遷移する様子を示す図である。

【図３７】図３７は情報管理用モニタ上での表示画面が
遷移する様子を示す図である。

【図３８】図３８は情報管理用モニタ上での表示画面が
遷移する様子を示す図である。

【図３９】図３９は情報管理用モニタ上での表示画面が
遷移する様子を示す図である。

【図４０】図４０は情報管理用モニタ上での表示画面が
遷移する様子を示す図である。

【図４１】図４１は情報管理用モニタ上での表示画面が
遷移する様子を示す図である。

【図４２】図４２（ａ）は異常発生時の処理手順を示す
図であり、図４２（ｂ）、（ｃ）はセンサの検出値がし
きい値を超える態様を示す図である。

【図４３】図４３は故障履歴データの内容を示す図であ
る。

【図４４】図４４はメンテナンスがなされる毎にサービ
スメータの積算値が記憶されていく様子を示す図であ
る。

【図４５】図４５はメンテナンス履歴データの内容を示
す図である。

【図４６】図４６はリアルタイムモニタ画面を例示した
図である。

【符号の説明】

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

フロントページの続き (72)発明者 余喜多 仁 大阪府枚方市上野３−１−１ 株式会社小 松製作所大阪工場内 (72)発明者 斎藤 秀明 栃木県小山市横倉新田400 株式会社小松 製作所小山工場内 (72)発明者 橋本 晴夫 神奈川県川崎市川崎区中瀬３−20−１ 株 式会社小松製作所建機研究所内 Ｆターム(参考） 2D003 AA00 AB05 AB06 BA06 BA08 CA03 DA03 DA04 DB01 DB02 DB03 DB04 DB05 DB06 DB07 FA02 5K048 AA05 BA34 BA41 DA02 DC04 EB10 EB11 EB12 HA01 HA02

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 所定の通信プロトコルに従って通信
   が行われるシリアル通信回線によって、建設機械内の複
   数の車体内コントローラ間相互を通信自在に接続し、前
   記複数の車体内コントローラ毎に取得されるデータに基
   づいて建設機械に関する情報を管理するようにした建設
   機械の情報管理装置において、 前記建設機械内に、当該建設機械内の情報を管理する情
   報管理用コントローラを設けるとともに、前記建設機械
   の外部に、前記建設機械を含む少なくとも１以上の建設
   機械に関する情報を管理する監視局を設け、 前記情報管理用コントローラを介して、前記建設機械内
   のシリアル通信回線と前記監視局との間を相互に通信自
   在に接続し、 前記情報管理用コントローラは、前記複数の車体内コン
   トローラ毎に取得されるデータを収集し、加工し、記憶
   するとともに、当該記憶されたデータを前記監視局に送
   信するようにしたことを特徴とする建設機械の情報管理
   装置。
2. 【請求項２】 所定の通信プロトコルに従って通信
   が行われるシリアル通信回線によって、建設機械内の複
   数の車体内コントローラ間相互を通信自在に接続し、前
   記複数の車体内コントローラ毎に取得されるデータに基
   づいて建設機械に関する情報を管理するようにした建設
   機械の情報管理装置において、 前記建設機械内に、当該建設機械内の情報を管理する情
   報管理用コントローラを設けるとともに、前記建設機械
   の外部に、前記建設機械内の情報を収集して記憶媒体に
   記憶させる情報収集手段を設け、 前記情報管理用コントローラを介して、前記建設機械内
   のシリアル通信回線と前記情報収集手段との間を相互に
   通信自在に接続し、 前記情報管理用コントローラは、前記複数の車体内コン
   トローラ毎に取得されるデータを収集し、加工し、記憶
   するとともに、当該記憶されたデータを前記情報収集手
   段に送信するようにしたことを特徴とする建設機械の情
   報管理装置。
3. 【請求項３】 所定の通信プロトコルに従って通信
   が行われるシリアル通信回線によって、建設機械内の複
   数の車体内コントローラ間相互を通信自在に接続し、フ
   レーム信号を前記複数の車体内コントローラ間で伝送さ
   せ、前記複数の車体内コントローラ間でデータの送受信
   を行うとともに、前記フレーム信号に前記複数の車体内
   コントローラ毎に取得されるデータを記述し、当該フレ
   ーム信号に記述されたデータを読み取ることにより建設
   機械に関する情報を収集するようにした建設機械の情報
   管理装置において、 前記建設機械内に、当該建設機械内の情報を管理する情
   報管理用コントローラを設け、 前記所定の通信プロトコルとは異なる通信プロトコルに
   従って通信が行われるシリアル通信回線に、前記複数の
   車体内コントローラとは異なる車体内コントローラを通
   信自在に接続し、 前記情報管理用コントローラを介して、前記建設機械内
   の両シリアル通信回線同士を相互に通信自在に接続し、 前記情報管理用コントローラは、一方のシリアル通信回
   線に接続された車体内コントローラと、他方のシリアル
   通信回線に接続された車体内コントローラとの間でデー
   タの送受信を行わせるとともに、一方のシリアル通信回
   線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を収
   集するようにしたことを特徴とする建設機械の情報管理
   装置。
4. 【請求項４】 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
   報を管理する建設機械の情報管理装置において、 エンジンのトルクまたはエンジンの回転数を各レベルに
   分割し、前記稼働パラメータの値が各レベルに入った頻
   度を各レベル毎に一定時間が経過するまで積算する負荷
   頻度積算手段と、 エンジンの回転数の変動幅を各レベルに分割し、前記稼
   働パラメータの値が各レベルに入った頻度を各レベル毎
   に一定時間が経過するまで積算する回転変動幅頻度積算
   手段と、 エンジンのトルクの変動軌跡またはエンジンの回転数の
   変動軌跡を各軌跡に分類し、前記稼働パラメータの値が
   各軌跡に沿って変動した頻度を各軌跡毎に一定時間が経
   過するまで積算する変動軌跡頻度積算手段と、 部品の種類毎に、前記負荷頻度積算手段、前記回転変動
   幅頻度積算手段および前記変動軌跡頻度演算手段のいず
   れか１つまたは２以上の組み合わせを予め対応づけてお
   き、 部品の種類毎に、対応する１または２以上の頻度演算手
   段から得られた積算値に基づいて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。
5. 【請求項５】 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建設機械の情報
   管理装置。
6. 【請求項６】 作業機を備えた建設機械の作業量を
   演算し該演算した作業量の情報を管理する建設機械の情
   報管理装置において、 前記作業機が稼働されている時間を計時する計時手段
   と、 前記計時手段で計時された時間と、建設機械の計画稼働
   時間とに基づいて前記作業量を演算する作業量演算手段
   とを備えたことを特徴とする建設機械の情報管理装置。
7. 【請求項７】 作業機と、旋回体と、走行体とを備えた
   建設機械の作業量を演算し該演算した作業量の情報を管
   理する建設機械の情報管理装置において、 前記作業機が操作された頻度または操作された時間を一
   定時間が経過するまで積算する作業機積算手段と、 前記旋回体が操作された頻度または操作された時間を一
   定時間が経過するまで積算する旋回体積算手段と、 前記走行体が操作された頻度または操作された時間を一
   定時間が経過するまで積算する走行体積算手段と、 前記作業機積算手段で積算された作業機積算値と、前記
   旋回体積算手段で積算された旋回体積算値と、前記走行
   体積算手段で積算された走行体積算値との比率に基づい
   て前記作業量を演算する作業量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。
8. 【請求項８】 スイッチ手段に応じて電源がオンさ
   れ、エンジンを駆動源として作動する作業機を備えた建
   設機械の稼働状態の情報を管理する建設機械の情報管理
   装置において、 前記スイッチ手段がオンされている時間を計時する第１
   の計時手段と、 前記エンジンが稼働されている時間を計時する第２の計
   時手段と、 前記作業機が稼働されている時間を計時する第３の計時
   手段と、 前記第１、第２および第３の計時手段で計時された時間
   の差分値を求め、当該差分値に基づいて建設機械の稼働
   状態の情報を収集する稼働情報収集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。