JP2005179929A

JP2005179929A - 建設機械の作動油冷却系統故障診断装置

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Publication number: JP2005179929A
Application number: JP2003418821A
Authority: JP
Inventors: Yoshinori Owada; 義宜大和田; Shinji Akino; 真司秋野; Yoshinori Furuno; 義紀古野; Takanobu Ikari; 孝信井刈
Original assignee: Hitachi Construction Machinery Co Ltd
Current assignee: Hitachi Construction Machinery Co Ltd
Priority date: 2003-12-17
Filing date: 2003-12-17
Publication date: 2005-07-07
Anticipated expiration: 2023-12-17
Also published as: JP4178101B2

Abstract

【課題】作動油オーバーヒートが発生した場合に、その原因をサービスマン等の経験、技量に拠らずに誰でも容易に特定することができる建設機械の作動油冷却系統故障診断装置を提供する。
【解決手段】油圧ショベル１の作動油冷却系統の動作状態に係わる状態量を検出する各センサＴ１，Ｔ２，Ｔ３，Ｔ４，Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３と、これら各センサで検出した状態量を状態量データとして記録し、この記録した状態量データとその状態量データに対応する所定の基準値範囲Ｒ₀〜Ｒ₆とを比較し、状態量データが所定の基準値範囲Ｒ₀〜Ｒ₆外である場合には異常と判定すると共に、異常と判定した場合にその異常に係わる部位を特定するデータ記録装置５０と、このデータ記録装置５０で特定した部位を表示するディスプレイ１８とを備える。
【選択図】図２

Description

本発明は、建設機械の作動油冷却系統故障診断装置に係り、更に詳しくは、作動油オーバーヒートが発生した場合に、その原因をサービスマン等の経験、技量に拠らずに誰でも容易に特定することができる作動油冷却系統故障診断装置に関する。

建設機械、例えば油圧ショベル等の建設機械の故障を診断する故障診断装置としては、異常が検出された際に、その異常が検出されるまでの一定期間の異常に係わる状態量を記憶手段に記憶・蓄積すると共に、ディスプレイに表示させる建設機械の故障診断装置（油圧作業機のモニタ装置）が既に知られている（例えば、特許文献１参照。）。この従来技術では、上記異常が検出されるまでの一定期間の状態量を用いて異常診断を有益に行うことができ、異常原因の特定及びその修理を迅速に行うことを可能としている。

特開平７−１１９１８３号公報

上記特許文献１には特に明確には記載されていないが、上記従来技術のような手法により、例えば作動油がオーバーヒートした場合における故障診断を行う場合、例えば作動油タンクに設けた作動油温度検出手段で作動油温度を検出し、この作動油温度が基準値を上回った場合に異常を検出して、その異常検出までの一定期間の蓄積された作動油温度データを用いて診断を行うことが考えられる。

ここで、一般に作動油オーバーヒートの原因として考えられるものは、例えば目詰まり・クラック等によるオイルクーラ自体の不良、オイルクーラを冷却するオイルクーラファン駆動用のモータの異常、又はこのオイルクーラファン駆動用のモータに圧油を吐出するファンポンプの異常等、多種多様である。しかしながら、上記従来手法では、作動油オーバーヒートが発生した際に蓄積されるデータ項目が作動油温度のみであるため、異常の発生に至るまでの作動油温度の経過から原因を特定しなければならず、サービスマン等の経験、技量等に拠るところが大きかった。したがって、異常原因特定の容易性の点で更なる改善の余地があった。

本発明は上述した従来技術の問題に鑑みなされたもので、作動油オーバーヒートが発生した場合に、その原因をサービスマン等の経験、技量に拠らずに誰でも容易に特定することができる建設機械の作動油冷却系統故障診断装置を提供することを目的とする。

（１）上述した課題を解決するために、第１の発明は、建設機械の作動油冷却系統の動作状態に係わる状態量を検出する検出手段と、この検出手段で検出した状態量を状態量データとして記憶する第１の記憶手段と、前記状態量データに対応する所定の基準値範囲を記憶する第２の記憶手段と、前記第１の記憶手段に記憶した状態量データと前記第２の記憶手段に記憶した所定の基準値範囲とを比較し、前記状態量データが所定の基準値範囲外である場合には異常と判定する異常判定手段と、前記異常判定と関連付けされた部位を記憶する第３の記憶手段と、前記異常判定手段からの異常判定に基づいて、その異常に係わる部位を特定する部位特定手段と、この部位特定手段で特定した部位を表示する表示手段とを備えたことを特徴とする建設機械の作動油冷却系統故障診断装置にある。

一般に、作動油オーバーヒートの原因として考えられるものは、例えば目詰まり・クラック等によるオイルクーラ自体の不良、オイルクーラを冷却するオイルクーラファン駆動用のモータの異常、又はこのオイルクーラファン駆動用のモータに圧油を吐出するファンポンプの異常等、多種多様である。このとき、前述した従来技術のような手法によって作動油オーバーヒートの故障診断を行う場合、例えば作動油タンクに設けた作動油温度検出手段で作動油温度を検出し、この作動油温度が基準値を上回った場合に異常を検出して、その異常検出までの一定期間の蓄積された作動油温度データを用いて診断を行うことが考えられる。しかしながら、上記従来手法では、作動油オーバーヒートが発生した際に蓄積されるデータ項目が作動油温度のみであるため、異常の発生に至るまでの作動油温度の経過から原因を特定しなければならず、サービスマン等の経験、技量等に拠るところが大きかった。したがって、異常原因特定の容易性の点で更なる改善の余地があった。

これに対し、本発明においては、例えば作動油オーバーヒートが発生した場合には、検出手段で建設機械の作動油冷却系統の動作状態に係わる状態量を検出し、第１の記憶手段で状態量データとして記憶する。この第１の記憶手段で記憶した状態量データと、第２の記憶手段に記憶された状態量データに対応する所定の基準値範囲とを比較し、所定の基準値範囲外である場合には異常判定手段により異常と判定する。この異常判定に基づいて、第３の記憶手段に記憶された異常判定と関連付けされた部位を用いて部位特定手段でその異常に係わる部位を特定し、この特定した部位を表示手段で表示する。これにより、作動油オーバーヒートが発生した場合に、その原因をサービスマン等の経験、技量に拠らずに誰でも容易に特定することができる。

（２）上述した課題を解決するために、第２の発明は、作動油オーバーヒートの警報を発報する警報手段を更に備え、この警報手段が作動油オーバーヒートの警報を発報した場合に、前記第１の記憶手段は状態量を記憶することを特徴とする請求項１記載の建設機械の作動油冷却系統故障診断装置にある。

（３）上述した課題を解決するために、第３の発明は、前記警報手段は、作動油温度が所定の基準値より大きい場合に、作動油オーバーヒートの警報を発報することを特徴とする請求項２記載の建設機械の作動油冷却系統故障診断装置にある。

（４）上述した課題を解決するために、第４の発明は、前記第１の記憶手段は、作動油タンク温度、オイルクーラ前面空気温度、オイルクーラ出口温度、オイルクーラ入口圧力、ファン駆動モータ入口圧力、ファン駆動モータドレン圧力、及びファン駆動モータドレン温度を含む状態量を状態量データとして記憶することを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の建設機械の作動油冷却系統故障診断装置にある。

（５）上述した課題を解決するために、第５の発明は、前記表示手段は、建設機械の運転室内に設けた車載モニタであることを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれかに記載の建設機械の作動油冷却系統故障診断装置にある。

以上詳述した通り、本発明によれば、作動油オーバーヒートが発生した場合に、その原因をサービスマン等の経験、技量に拠らずに誰でも容易に特定することができる。

以下、本発明の建設機械の作動油冷却系統故障診断装置の一実施の形態を図面を参照しつつ説明する。
図１は、本発明の建設機械の作動油冷却系統故障診断装置の一実施の形態を備えた建設機械（この例では油圧ショベル）の全体構造を表す側面図である。

この図１において、１は油圧ショベルである。また、２は走行体、３はこの走行体２上に旋回可能に設けた旋回体、４はこの旋回体３の前部左側に設けた運転室、５は旋回体３の前部中央に俯仰動可能に設けたフロント作業機である。また、６は旋回体３に回動可能に設けたブーム、７はこのブーム６の先端に回動可能に設けたアーム、８はこのアーム７の先端に回動可能に設けたバケットであり、フロント作業機５はこれらブーム６、アーム７及びバケット８で構成されている。また、９は運転室４内に設置されたコントローラネットワークであり、油圧ショベル１の部位ごとの動作状態に係わる状態量を収集するためのものである。

なお、図１においては、油圧ショベル１は、機体重量数百トンクラスで例えば海外の鉱山等において用いられることの多い超大型ショベル（バックホウタイプ）を例にとって図示しているが、本発明の適用対象としてはこれに限られるものではない。すなわち、日本国内において各種建設工事現場等において最も活躍する機体重量数十トンクラスのいわゆる大型ショベル、中型ショベルや、小規模工事現場で活躍するそれよりさらに小型のいわゆるミニショベル等に適用してもよい。

図２はコントローラネットワーク９の構成のうち作動油冷却系統の故障診断に係わる要部を抽出して示す部分概略構成図である。
この図２において、１０は噴射量制御装置１２の制御を行うことによりエンジン１１（後述の図３参照）への燃料噴射量を制御するエンジン制御装置、１３はエンジン１１の動作状態に係わる状態量のモニタリングを行うエンジンモニタ装置であり、これらエンジン制御装置１０とエンジンモニタ装置１３とはシリアル通信１４により接続されている。また、エンジンモニタ装置１３には、エンジン１１の動作状態に係わる状態量を検出する各種センサからの検出信号が入力されるようになっている（但しこの図２では図示せず）。

１５は例えば走行体２を操作する電気レバー、１６は例えばフロント作業機５を操作するための電気レバー、１７はこれら電気レバー１５，１６の操作量に応じて油圧制御を行う（詳細は後述）と共にそれら電気レバー１５，１６の操作状態に係わる状態量を検出する電気レバー制御装置である。また、１８は運転室４内に設けられ、油圧ショベル１の各種稼働情報や警報情報等をオペレータに対して表示するディスプレイ（表示手段；車載モニタ）であり、１９はこのディスプレイ１８の表示に係わる制御を行う表示制御装置である。また、２０はこの表示制御装置１９に接続され、オペレータの操作入力により各種のデータ設定やディスプレイ１８の画面の切り替え等が行われるキーパッドである。

２３は油圧ショベル１の作動油冷却系統の動作状態に係わる状態量のモニタリングを行うと共に、所定の条件が満たされた場合に作動油オーバーヒート等の警報を発報する（詳細は後述）油圧モニタ装置（警報手段）である。この油圧モニタ装置２３には作動油冷却系統の動作状態に係わる状態量を検出する各種センサ（検出手段）からの検出信号が入力されるようになっている。

図３は油圧ショベル１の作動油冷却系統の全体概略構成を表すと共に上記各種センサの設置箇所を示す概念構成図である。
この図３において、１１は油圧ショベル１の旋回体３に搭載された前述のエンジンであり、２５はこのエンジン１１のクランクシャフト（図示せず）の回転駆動力によりポンプトランスミッション２６を介して駆動される可変容量型のメインポンプ、２７はこのメインポンプ２５から吐出される作動油により駆動されるアクチュエータ（例えばブームシリンダ、アームシリンダ等）、２８はメインポンプ２５の吐出配管２９に接続され、メインポンプ２５からアクチュエータ２７への作動油の流量及び流れ方向を制御するコントロールバルブ、３０は上記メインポンプ２５と同様にエンジン１１のクランクシャフト（図示せず）の回転駆動力によりポンプトランスミッション２６を介して駆動され、コントロールバルブ２８を切換駆動するためのパイロット元圧を生成する固定容量型のパイロットポンプ、３１はこのパイロットポンプ３０の吐出配管３２に接続され、パイロットポンプ３０で生成されたパイロット元圧を電気レバー制御装置１７からの制御信号に応じて減圧しパイロット圧を生成するパイロット減圧弁、３３はコントロールバルブ２８と作動油タンク３４とを接続する排油配管３５に複数系統（本実施の形態では２系統）設けられ、作動油を冷却するオイルクーラ、３６はこのオイルクーラ３３を冷却する冷却風を生起する冷却ファン、３７はこの冷却ファン３６を駆動するファン駆動モータ、３８はエンジン１１のクランクシャフト（図示せず）の回転駆動力によりポンプトランスミッション２６を介して駆動され、ファン駆動モータ３７を駆動するための作動油を吐出配管３９を介して供給する可変容量型のファン駆動ポンプ、４０はファン駆動モータ３７のドレン配管である。なお、この図３においては便宜上、アクチュエータ及びこれに対応したコントロールバルブやパイロット減圧弁を１つのみ図示しているが、実際には油圧ショベル１には多数のアクチュエータが搭載されており、それらに対応したコントロールバルブ及びパイロット減圧弁等の油圧機器が設けられている。

このような構成により、例えばオペレータがアクチュエータ２７が伸長するように電気レバー１６を操作すると、この電気レバー１６からの操作信号に応じて電気レバー制御装置１７が制御信号をパイロット減圧弁３１に出力し、これによりパイロット減圧弁３１は切換位置３１Ａに切り換わる。そして、パイロットポンプ３０からのパイロット元圧はパイロット減圧弁３１で電気レバー１６の操作量に応じて減圧され、そのパイロット圧が導圧配管４５を介してコントロールバルブ２８に伝えられる。これにより、コントロールバルブ２８はバネ２８ｂの力に抗して切換位置２８Ａに切り換わり、メインポンプ２５から吐出された作動油は吐出配管２９から切換位置２８Ａ及び作動油配管４６を介してアクチュエータ２７のボトム側２７Ａに流入する。その結果、アクチュエータ２７は伸長する。このとき、アクチュエータ２７のロッド側２７Ｂの作動油は作動油配管４８及びコントロールバルブ２８の切換位置２８Ａを経て排油配管３５に導かれ、オイルクーラ３３で冷却された後に作動油タンク３４に流入する。

一方、オペレータがアクチュエータ２７が縮短するように電気レバー１６を操作すると、この電気レバー１６からの操作信号に応じて電気レバー制御装置１７が制御信号をパイロット減圧弁３１に出力し、これによりパイロット減圧弁３１は切換位置３１Ｂに切り換わる。そして、パイロットポンプ３０からのパイロット元圧は減圧され、そのパイロット圧が導圧配管４７を介してコントロールバルブ２８に伝えられる。これにより、コントロールバルブ２８はバネ２８ａの力に抗して切換位置２８Ｂに切り換わり、メインポンプ２５から吐出された作動油は吐出配管２９から切換位置２８Ｂ及び作動油配管４８を介してアクチュエータ２７のロッド側２７Ｂに流入する。その結果、アクチュエータ２７は縮短する。このとき、アクチュエータ２７のボトム側２７Ａの作動油は作動油配管４６及びコントロールバルブ２８の切換位置２８Ｂを経て排油配管３５に導かれ、オイルクーラ３３で冷却された後に作動油タンク３４に流入する。

なお、電気レバー１６が操作されない場合にはパイロット減圧弁３１は中立位置３１Ｃとなり、パイロットポンプ３０で生成されたパイロット元圧はパイロット減圧弁３１で遮断され、導圧配管４５，４７には導かれない。これにより、コントロールバルブ２８は左右のバネ２８ａ，２８ｂの付勢力により中立位置２８Ｃとなり、メインポンプ２５から吐出された作動油はアクチュエータ２７に導入されずにコントロールバルブ２８をバイパスし、オイルクーラ３３で冷却されて作動油タンク３４に流入する。

また、Ｔ１は作動油タンク３４内の作動油温度を検出する作動油温度センサ、Ｔ２はオイルクーラ３３の冷却ファン３６側（図３中左側）前面の空気温度（オイルクーラ前面空気温度）を検出するオイルクーラ前面温度センサ、Ｔ３は排油配管３５におけるオイルクーラ３３の下流側に設けられ、オイルクーラ３３から流出する作動油の温度（オイルクーラ出口温度）を検出するオイルクーラ出口温度センサ、Ｔ４はファン駆動モータ３７のドレン配管４０に設けられ、ファン駆動モータ３７のドレン温度（ファン駆動モータドレン温度）を検出するファンモータドレン温度センサ、Ｐ１は排油配管３５に設けられ、オイルクーラ３３に流入する作動油の圧力（オイルクーラ入口圧力）を検出するオイルクーラ入口圧センサ、Ｐ２は吐出配管３９に設けられ、ファン駆動モータ３７に流入する作動油の圧力（ファン駆動モータ入口圧力）を検出するファンモータ入口圧センサ、Ｐ３はファン駆動モータ３７のドレン配管４０に設けられ、ファン駆動モータ３７のドレン圧（ファン駆動モータドレン圧力）を検出するファンモータドレン圧センサである。

図２に戻り、上記作動油温度センサＴ１で検出される作動油温度、オイルクーラ前面温度センサＴ２で検出されるオイルクーラ前面空気温度、オイルクーラ出口温度センサＴ３で検出されるオイルクーラ出口温度、ファンモータドレン温度センサＴ４で検出されるファン駆動モータドレン温度、オイルクーラ入口圧センサＰ１で検出されるオイルクーラ入口圧力、ファンモータ入口圧センサＰ２で検出されるファン駆動モータ入口圧力、及びファンモータドレン圧センサＰ３で検出されるファン駆動モータドレン圧力は、油圧モニタ装置２３に入力される。また、上記表示制御装置１９、電気レバー制御装置１７、及び油圧モニタ装置２３は、第２ネットワーク９Ｂを介して後述するデータ記録装置５０に接続されている。

５０は第１ネットワーク９Ａ及び第２ネットワーク９Ｂにそれぞれ接続され、第２ネットワーク９Ｂからの状態量、すなわち作動油温度、オイルクーラ前面空気温度、オイルクーラ出口温度、ファン駆動モータドレン温度、オイルクーラ入口圧力、ファン駆動モータ入口圧力、及びファン駆動モータドレン圧力（以下、適宜、これらをまとめて作動油冷却系状態量と記載する）を状態量データとして取り込み記録するデータ記録装置（第１の記憶手段；第２の記憶手段；異常判定手段；第３の記憶手段；部位特定手段）である。なお、ここでは特に記載しないが、エンジンモニタ装置１３に入力されるエンジン１１の動作状態に係わる各種状態量（以下、エンジン系状態量と記載する）についても第１ネットワーク９Ａを介して取り込み、記録可能になっている。さらに、このデータ記録装置５０は第１ネットワーク９Ａと第２ネットワーク９Ｂとの信号の橋渡しの役目も果たしている。

５１はこのデータ記録装置５０とシリアル通信５２を介して接続可能な携帯端末、５３はデータ記録装置５０にシリアル通信５４を介して接続された衛星通信端末、５５はこの衛星通信端末５３から図示しない通信衛星にデータを送信するためのアンテナ、５６は例えば油圧ショベル１が稼働する現場付近に設けた現場事務所内に設置され、上記携帯端末５１と接続可能なＰＣ端末である。このとき、データ記録装置５０とＰＣ端末５６とを直接接続することもできる。

上記データ記録装置５０には第１ネットワーク９Ａからのエンジン系状態量及び第２ネットワーク９Ｂからの作動油冷却系状態量が単位時間毎（例えば１秒毎）に入力されており、通常、データ記録装置５０は例えばこれらの状態量の所定時間単位（例えば３０分）毎の平均値（又は標準偏差等でもよい）を演算して一定期間（例えば１日）の範囲内における経時変化を表す稼働データ（すなわちトレンドデータ）を生成したり、エンジン累積稼働時間等の累積稼働データを生成して記録する。この一定期間の範囲内におけるトレンドデータ及び累積稼働データは、例えば日報として１日に１回携帯端末５１を介して現場事務所のＰＣ端末５６にダウンロードされたり、衛星通信端末５３及びアンテナ５５を介した衛星通信により油圧ショベル１の管理側（例えば油圧ショベル１のメーカ（又は販売店、ディーラ等）、所有者等）に送信されるようになっている。

一方、データ記録装置５０は、第２ネットワーク９Ｂから入力される作動油冷却系状態量を所定の時間範囲（例えば５分）内で単位時間毎（例えば１秒毎）にメモリ（図示せず）に取り込み記録しており、最新の状態量データとなるように常時更新を行っている。そして、油圧モニタ装置２３から作動油オーバーヒートの警報信号（詳細は後述する）が入力された場合には、作動油冷却系状態量について上記所定の時間記録した状態量データを更新されないように保存すると共に、警報信号が入力された時点から所定の時間範囲（例えば１分）内の作動油冷却系状態量を記録し、上記保存した状態量データと合わせて（すなわち警報信号入力時の前５分、後１分、計６分の状態量データとなる）スナップショットデータとして保存するようになっている。

以上のような構成である油圧ショベル１において、本実施の形態の最も大きな特徴は、データ記録装置５０が上記のようにして保存したスナップショットデータを、各状態量データ項目ごとにその状態量データに対応する所定の基準値範囲と比較することにより、作動油オーバーヒートの原因に係わる部位を特定し、ディスプレイ１８に表示するようにしたことである。以下、この詳細について説明する。

図４は作動油オーバーヒートの警報が発報されてからその異常の原因である部位がディスプレイ１８に表示されるまでの制御の流れを示すフローチャートである。

まず、ステップ１０では、油圧モニタ装置２３が作動油温度センサＴ１で検出される作動油温度を入力する。

次のステップ２０では、油圧モニタ装置２３において、例えば内部のメモリ（図示せず）から所定の基準値ｔ₀を読み出し、上記ステップ１０で入力した作動油温度をこの基準値ｔ₀と比較する。ここで、上記基準値ｔ₀は、例えば作動油モニタ装置２３の内部のメモリに予め記憶され（又は適宜入力するようにしてもよい）、作動油温度がこの基準値を超えた場合には作動油オーバーヒート異常が発生しているとみなすことのできる所定の基準値である。作動油温度が基準値ｔ₀以下である場合には、判定が満たされずにステップ１０に戻る。一方、作動油温度が基準値ｔ₀よりも大きい場合には判定が満たされて次のステップ３０に移る。

ステップ３０では、油圧モニタ装置２３が作動油オーバーヒートの警報信号を第２ネットワーク９Ｂに送信する。これにより、警報信号はデータ記録装置５０及び表示制御装置１９に入力される。警報信号を入力された表示制御装置１９はディスプレイ１８を適宜の作動油オーバーヒートの警報表示をするように制御する。なおこの警報発報時に、例えば油圧ショベル１が警報ランプ（例えばパトライト等）６０（図２参照）を備えており、油圧モニタ装置２３がその警報ランプ６０を点滅（又は点灯）させるようにしてもよい。

次のステップ４０では、前述したように、上記ステップ３０で油圧モニタ装置２３から作動油オーバーヒートの警報信号を入力されたデータ記録装置５０が、警報信号入力時点の前後を含む所定の時間範囲（例えば警報信号入力時の前５分、後１分の計６分）の作動油冷却系状態量について、スナップショットデータとして例えばメモリ（図示せず）に保存する。

次のステップ５０では、データ記録装置５０において、例えば内部のメモリ（図示せず）からスナップショットデータに含まれる各状態量データ項目（すなわち作動油温度、オイルクーラ前面空気温度、オイルクーラ出口温度、ファン駆動モータドレン温度、オイルクーラ入口圧力、ファン駆動モータ入口圧力、及びファン駆動モータドレン圧力）に対応する所定の基準値範囲（基準値でもよい）Ｒ₀〜Ｒ₆をそれぞれ読み出し、上記ステップ４０で保存したスナップショットデータがこれら所定の基準値範囲Ｒ₀〜Ｒ₆内に収まっているかどうかをそれぞれ比較・判定する。ここで、上記基準値範囲Ｒ₀〜Ｒ₆は、例えば油圧モニタ装置２３の内部のメモリに予め記憶され（又は適宜入力するようにしてもよい）、スナップショットデータ中の各状態量データがそれぞれに対応する基準値範囲Ｒ₀〜Ｒ₆の範囲外（又は範囲内でもよい）となるときがある場合には、その状態量データに係わる部位に何らかの異常が発生しているとみなすことのできる所定の基準値範囲である。これら基準値範囲Ｒ₀〜Ｒ₆のうちの基準値範囲Ｒ₀の一例を図５及び図６に示す。基準値範囲Ｒ₀はファンモータドレン圧センサＰ３で検出するファン駆動モータドレン圧力の基準値範囲である。

これら図５及び図６はファン駆動モータ３７のドレン圧力と時間との関係を示している。一般にモータ及び斜板ポンプにおいては正常時には図５のようにほぼドレン圧は一定となるが、異常が生じてくると故障の前兆として図６のような傾向を示すことがわかっている。そこで、本実施の形態では基準値範囲Ｒ₀を図６に示すように基準値Ｐ_H以下の範囲に定めると共に、回数Ｎを定め、ドレン圧が所定の基準値Ｐ_Hを超えた（すなわち基準値範囲Ｒ₀外となった）回数がＮ回以上となった場合に異常と判定するようにしている。

以上のように、本ステップ５０において、スナップショットデータのうち１項目でも基準値範囲Ｒ₀〜Ｒ₆の範囲外となるときがある場合には、その状態量データは異常と判定され、本ステップの判定が満たされて次のステップ６０に移る。一方、スナップショットデータの全項目が基準値範囲Ｒ₀〜Ｒ₆内である場合には、判定が満たされずに本フローを終了する。

ステップ６０では、データ記録装置５０において、例えば内部のメモリ（図示せず）から各状態量データ項目、その項目の用途・判定内容、及びその項目の対象部位との関係が示されたデータＤを読み出し、上記ステップ５０で異常と判定された状態量データと照らし合わせ、対象部位を特定する。上記データＤの一例を図７に示す。この図７に示すように、例えばオイルクーラ前面空気温度に異常がある場合にはオイルクーラ３３の目詰まり・クラック等が考えられ、対象部位はオイルクーラ３３となる。また、ファン駆動モータ入口圧力に異常がある場合にはファン駆動ポンプ３８の内部リーク等によりポンプ効率が低下していることが考えられ、対象部位はファン駆動ポンプ３８となる。またさらに、前述の図６に示したようにファン駆動モータ３７のドレン圧力に異常がある場合には、ファン駆動モータ３７の異常が考えられ、対象部位はファン駆動モータ３７となる。

次のステップ７０では、データ記録装置５０が上記ステップ６０で特定した作動油オーバーヒートの原因と考えられる対象部位の表示信号を表示制御装置１９に送信し、これにより表示制御装置１９はディスプレイ１８に対象部位を特定できるように表示させる。

このディスプレイ１８による表示の一例を図８〜図１０に示す。図８は対象部位がオイルクーラ３３である場合の表示であり、図９は対象部位がファン駆動ポンプ３８である場合の表示であり、また図１０は対象部位がファン駆動モータ３７である場合の表示である。なお、これら図８〜図１０において、１１はエンジン、２５はメインポンプ、２８はコントロールバルブ、３３はオイルクーラ、３８はファン駆動ポンプ、３７はファン駆動モータ、３６は冷却ファンである。これら図８〜図１０では、例えば対象部位を赤く点滅させるようにしている。なお、表示方法はここに示したものに限定されるわけではなく、例えば表示色は黄でも青でもその他の色でもよく、また対象部位を点滅させずに点灯させてもよい。すなわち、オペレータ等が対象部位を特定できるような表示であればよい。

次に、上記構成の本発明の建設機械の作動油冷却系統故障診断装置の一実施の形態の動作及び作用を以下に説明する。
油圧モニタ装置２３は、単位時間毎（例えば１秒毎）に作動油温度センサＴ１からの作動油温度を入力し、基準値ｔ₀と比較する。作動油温度が基準値ｔ₀よりも大きければ、作動油オーバーヒートの警報信号をデータ記録装置５０及び表示制御装置１９に送信し、これによりディスプレイ１８に適宜の作動油オーバーヒートの警報表示がなされる。同時に、データ記録装置５０は常時更新していた所定の時間範囲（例えば５分）の作動油冷却系状態量データを保存すると共に、警報信号が入力された時点から所定の時間範囲（例えば１分）内の作動油冷却系状態量を記録し、上記保存した状態量データと合わせてスナップショットデータとして保存する。次に、データ記録装置５０は、保存したスナップショットデータと基準値範囲Ｒ₀〜Ｒ₆とを比較し、各状態量データがそれぞれに対応した基準値範囲Ｒ₀〜Ｒ₆内にあるかどうかを判定する。１項目でも基準値範囲Ｒ₀〜Ｒ₆外のものがあれば、データ記録装置５０はその異常のあった状態量データ項目から対象部位を特定し、その部位の信号を表示制御装置１９に送信する。これにより、ディスプレイ１８に作動油オーバーヒートの原因である対象部位が表示される。

このように、本実施の形態によれば、作動油オーバーヒートが発生した場合に、その原因となった対象部位をデータ記録装置５０で自動的に特定し、且つその部位をオペレータ等が特定できるようにディスプレイ１８に視覚的に表示させることができる。したがって、本実施の形態によれば、ディスプレイ１８を見ることにより、作動油オーバーヒートの原因を経験、技量に拠らずに誰でも容易に特定することができる。

なお、上記本発明の一実施の形態においては、スナップショットデータとその各データ項目に対応した基準値範囲Ｒ₀〜Ｒ₆とを１対１で比較し異常を判定するようにしたが、これに限らない。すなわち、例えばスナップショットデータのうちの作動油温度とオイルクーラ出口温度との偏差を算出し、その偏差に対応する基準値範囲Ｒ₇を設けてこれらを比較し、基準値範囲内であればオイルクーラの冷却能力低下が考えられるため対象部位をオイルクーラ３３とする、といった判定を行うようにしてもよい。このように、スナップショットデータのうちの複数のデータ項目を扱って演算等を施し、その上で基準値範囲と比較するようにしてもよい。

また、データ記録装置５０でデータの判断を行わずに、ＰＣ端末５６（又は管理側のＰＣ端末等）にデータをダウンロードして、それらＰＣ端末でデータを解析して、ＰＣ端末の画面上に故障部位を表示することもできる。

本発明の建設機械の作動油冷却系統故障診断装置の一実施の形態を備えた油圧ショベルの全体構造を表す側面図である。本発明の建設機械の作動油冷却系統故障診断装置の一実施の形態を備えた油圧ショベルに搭載されたコントローラネットワークの構成のうち、作動油冷却系統の故障診断に係わる要部を抽出して示す部分概略構成図である。本発明の建設機械の作動油冷却系統故障診断装置の一実施の形態を備えた油圧ショベルの作動油冷却系統の全体概略構成を表すと共に各種センサの設置箇所を示す概念構成図である。本発明の建設機械の作動油冷却系統故障診断装置の一実施の形態における作動油オーバーヒートが発報されてからその異常原因である部位がディスプレイに表示されるまでの制御の流れを示すフローチャートである。本発明の建設機械の作動油冷却系統故障診断装置の一実施の形態を構成するファン駆動モータにおいて、正常時のドレン圧と時間との関係を示す図である。本発明の建設機械の作動油冷却系統故障診断装置の一実施の形態を構成するファン駆動モータにおいて、異常の兆候が現出した場合のドレン圧と時間との関係を示す図である。本発明の建設機械の作動油冷却系統故障診断装置の一実施の形態を構成するデータ記録装置に保存され、各状態量データ項目、その項目の用途・判定内容、及びその項目の対象部位との関係が示されたデータの一例を示す表である。本発明の建設機械の作動油冷却系統故障診断装置の一実施の形態を構成する表示制御装置によるディスプレイ表示の一例を示す図であり、対象部位がオイルクーラである場合の図である。本発明の建設機械の作動油冷却系統故障診断装置の一実施の形態を構成する表示制御装置によるディスプレイ表示の一例を示す図であり、対象部位がファン駆動ポンプである場合の図である。本発明の建設機械の作動油冷却系統故障診断装置の一実施の形態を構成する表示制御装置によるディスプレイ表示の一例を示す図であり、対象部位がファン駆動モータである場合の図である。

符号の説明

１油圧ショベル（建設機械）
１８ディスプレイ（表示手段；車載モニタ）
２３油圧モニタ装置（警報手段）
５０データ記録装置（第１の記憶手段；第２の記憶手段；異常判定手段；第３の記憶手段；部位特定手段）
Ｔ１作動油温度センサ（検出手段）
Ｔ２オイルクーラ前面温度センサ（検出手段）
Ｔ３オイルクーラ出口温度センサ（検出手段）
Ｔ４ファンモータドレン温度センサ（検出手段）
Ｐ１オイルクーラ入口圧センサ（検出手段）
Ｐ２ファン駆動モータ入口圧センサ（検出手段）
Ｐ３ファンモータドレン圧センサ（検出手段）

Claims

建設機械の作動油冷却系統の動作状態に係わる状態量を検出する検出手段と、
この検出手段で検出した状態量を状態量データとして記憶する第１の記憶手段と、
前記状態量データに対応する所定の基準値範囲を記憶する第２の記憶手段と、
前記第１の記憶手段に記憶した状態量データと前記第２の記憶手段に記憶した所定の基準値範囲とを比較し、前記状態量データが所定の基準値範囲外である場合には異常と判定する異常判定手段と、
前記異常判定と関連付けされた部位を記憶する第３の記憶手段と、
前記異常判定手段からの異常判定に基づいて、その異常に係わる部位を特定する部位特定手段と、
この部位特定手段で特定した部位を表示する表示手段と
を備えたことを特徴とする建設機械の作動油冷却系統故障診断装置。
作動油オーバーヒートの警報を発報する警報手段を更に備え、この警報手段が作動油オーバーヒートの警報を発報した場合に、前記第１の記憶手段は状態量を記憶することを特徴とする請求項１記載の建設機械の作動油冷却系統故障診断装置。
前記警報手段は、作動油温度が所定の基準値より大きい場合に、作動油オーバーヒートの警報を発報することを特徴とする請求項２記載の建設機械の作動油冷却系統故障診断装置。
前記第１の記憶手段は、作動油タンク温度、オイルクーラ前面空気温度、オイルクーラ出口温度、オイルクーラ入口圧力、ファン駆動モータ入口圧力、ファン駆動モータドレン圧力、及びファン駆動モータドレン温度を含む状態量を状態量データとして記憶することを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の建設機械の作動油冷却系統故障診断装置。
前記表示手段は、建設機械の運転室内に設けた車載モニタであることを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれかに記載の建設機械の作動油冷却系統故障診断装置。