JP2005180225A

JP2005180225A - 建設機械のエンジン冷却水系統故障診断装置

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Publication number: JP2005180225A
Application number: JP2003418820A
Authority: JP
Inventors: Yoshinori Owada; 義宜大和田; Yoshinori Furuno; 義紀古野; Shinji Akino; 真司秋野; 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: JP4286649B2

Abstract

【課題】冷却水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エンジン冷却水系統故障診断装置を提供する。
【解決手段】油圧ショベル１のエンジン冷却水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，Ｔ５，Ｐ１，Ｐ２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〜Ｒ₅とを比較し、状態量データが所定の基準値範囲Ｒ₀〜Ｒ₅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４０と、このデータ記録装置４０で特定した部位を表示するディスプレイ３８とを備える。
【選択図】図２

Description

本発明は、建設機械のエンジン冷却水系統故障診断装置に係り、更に詳しくは、冷却水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エンジン冷却水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エンジン冷却水系統の故障を診断する故障診断装置としては、冷却水オーバーヒートが検出された際に、その異常が検出されるまでの一定期間の冷却水温度データを記憶・蓄積すると共に、その蓄積したデータをディスプレイ装置に表示させるもの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、冷却水オーバーヒートの発生に至るまでの冷却水温度の経過をディスプレイ装置に表示することにより、サービスマン等がそのデータを用いて有益に故障診断を行えるようにしている。

特開平７−１１９１８３号公報

一般に、冷却水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・クラック等によるラジエータ自体の不良、冷却水を循環させる冷却水ポンプの異常、又はラジエータ冷却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、上記従来技術では、冷却水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冷却水温度のみであるため、異常の発生に至るまでの冷却水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、冷却水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エンジン冷却水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、建設機械のエンジン冷却水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エンジン冷却水系統故障診断装置にある。

一般に、エンジン冷却水系統における主要な異常の１つである冷却水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・クラック等によるラジエータ自体の不良、冷却水を循環させる冷却水ポンプの異常、又はラジエータ冷却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、前述した特許文献１記載の従来技術によれば、冷却水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冷却水温度のみであるため、異常の発生に至るまでの冷却水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において、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、例えば冷却水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エンジン冷却水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により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、冷却水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、冷却水オーバーヒートの警報を発報する警報手段を更に備え、この警報手段が冷却水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記載の建設機械のエンジン冷却水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、前記エンジン冷却水系統の動作状態に係わる状態量のうちの冷却水温度と大気温度との偏差を算出する偏差計算手段をさらに備え、この偏差計算手段で算出した偏差が所定の基準値より大きい場合に、前記警報手段は冷却水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記載の建設機械のエンジン冷却水系統故障診断装置にある。

一般に、冷却水オーバーヒートはヒートバランスがくずれて冷却水温度が上昇することであり、単に冷却水温度のみを見ているのでは正確に冷却水オーバーヒートを検出することはできない。本発明によれば、大気温度を検出し、冷却水温度と大気温度との偏差を用いて冷却水オーバーヒート異常の検出を行うので、ヒートバランスの確認ができ、外気温度等に左右されることなく正確に冷却水オーバーヒートを検出し警報を発することが可能である。

（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、ラジエータ前面温度、ラジエータ入口温度、ラジエータ出口温度、ラジエータ入口圧力、ファン駆動モータ入口圧力、及びエンジンルーム内部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エンジン冷却水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エンジン冷却水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、冷却水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エンジン冷却水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エンジン冷却水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の構成のうちエンジン冷却水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の冷却水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冷却水オーバーヒート等の警報を発報する（詳細は後述）エンジンモニタ装置（警報手段；偏差計算手段）である。このエンジンモニタ装置１３にはエンジン１１の冷却水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はエンジン１１の冷却水系統の全体構成を概念的に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、１５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１４を介して駆動される冷却水ポンプ（なお、便宜上、図３ではポンプトランスミッション１４と反対側に図示している）、１６はこの冷却水ポンプ１５から吐出されエンジン１１を冷却して水温が上昇した冷却水を冷却するラジエータ、１７はこのラジエータ１６の入口に接続されたラジエータ入口配管、１８はラジエータ１６の出口に接続されたラジエータ出口配管、１９はこのラジエータ出口配管１８に設けた水温サーモスタット、２０はこの水温サーモスタット１９と冷却水ポンプ１５とを接続するバイパス配管である。

上記水温サーモスタット１９は冷却水温度が所定の温度ｔ₀より大きくなった場合にラジエータ出口配管１８を連通し、冷却水温度が所定の温度ｔ₀以下の場合にはラジエータ出口配管１８を遮断すると共にバイパス配管２０とラジエータ出口配管１８の水温サーモスタット１９下流側部分とを連通する構造となっている。すなわち、冷却水温度が所定の温度ｔ₀以下の場合には冷却水ポンプ１５から吐出された冷却水はエンジン１１内に導入されずにバイパス配管２０を流れ、水温サーモスタット１９及びラジエータ出口配管１８を経て冷却水ポンプ１５へ戻る（図３中矢印アに示すような循環となる）。一方、冷却水温度が所定の温度ｔ₀より大きい場合には冷却水ポンプ１５から吐出された冷却水はエンジン１１、ラジエータ入口配管１７、ラジエータ１６及びラジエータ出口配管１８を経て冷却水ポンプ１５へ戻る（図３中矢印イに示すような循環となる）。これにより、冷却水の過冷却（すなわちエンジン１１の過冷却）を防止できるようになっている。

また、２３は冷却水ポンプ１５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１４を介して駆動されるファン駆動ポンプ、２４はこのファン駆動ポンプ２３から吐出される圧油により駆動されるファン駆動モータ、２５はファン駆動ポンプ２３から吐出された圧油をファン駆動モータ２４に導入するファンモータ入口配管、２６はファン駆動モータ２４から流出される圧油をタンク２７へ導くファンモータ出口配管、２８はファン駆動モータ２４により駆動され、ラジエータ１６を冷却する風を生起する冷却ファンである。なお、上記冷却ファン２８及びファン駆動モータ２４はラジエータ１６の仕様冷却能力に合わせて複数機設置される（図３では２機図示している。なお、１機でもよい）。

また、Ｔ１はラジエータ１６のファン駆動モータ２８側（図３中右側）直近の空気温度（ラジエータ前面温度）を検出するラジエータ前面空気温度センサ、Ｔ２はラジエータ入口配管１７に設けられ、ラジエータ１６に流入する冷却水の温度（冷却水温度；ラジエータ入口温度）を検出するラジエータ入口温度センサ、Ｔ３はラジエータ出口配管１８に設けられ、ラジエータ１６から流出する冷却水の温度（ラジエータ出口温度）を検出するラジエータ出口温度センサ、Ｔ４はエンジンルーム３０の内部温度（エンジンルーム内部温度）を検出するエンジンルーム内部温度センサ、Ｔ５は油圧ショベル１の外部の温度（大気温度）を検出する大気温度センサ、Ｐ１はラジエータ入口配管１７に設けられ、ラジエータ１６に流入する冷却水の圧力（ラジエータ入口圧力）を検出するラジエータ入口圧センサ、Ｐ２はファンモータ入口配管２５に設けられ、ファン駆動モータ２４に流入する圧油の圧力（ファン駆動モータ入口圧力）を検出するファン駆動モータ入口圧センサである。

図２に戻り、上記ラジエータ前面空気温度センサＴ１で検出されるラジエータ前面温度、ラジエータ入口温度センサＴ２で検出されるラジエータ入口温度、ラジエータ出口温度センサＴ３で検出されるラジエータ出口温度、エンジンルーム内部温度センサＴ４で検出されるエンジンルーム内部温度、ラジエータ入口圧センサＰ１で検出されるラジエータ入口圧力、及びファンモータ入口圧センサＰ２で検出されるファンモータ入口圧力は、エンジンモニタ装置１３に入力される。また、エンジンモニタ装置１３はエンジン制御装置１０とシリアル通信３３によって接続され、一方で第１ネットワーク９Ａにより後述するデータ記録装置４０に接続されている。なお、大気温度センサＴ５で検出される大気温度はこのデータ記録装置４０に入力されるようになっている。

３５は例えば走行体２を操作する電気レバー、３６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、３７はこれら電気レバー３５，３６を制御すると共にそれら電気レバー３５，３６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、３８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、３９はこのディスプレイ３８の表示に係わる制御を行う表示制御装置である。また、４０はこの表示制御装置３９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３８の画面の切り替え等が行われるキーパッドである。上記表示制御装置３９及び電気レバー制御装置３７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４０に接続されている。

４０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１ネットワーク９Ａからの状態量、すなわちラジエータ前面温度、ラジエータ入口温度、ラジエータ出口温度、エンジンルーム内部温度、ラジエータ入口圧力、ファンモータ入口圧力、及び大気温度センサＴ５から直接入力される大気温度（以下、適宜、これらをまとめてエンジン冷却水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。このデータ記録装置４０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おり、これにより第１ネットワーク９Ａからの状態量をディスプレイ３８で表示することができるようになっている。

４１はこのデータ記録装置４０とシリアル通信４２を介して接続可能な携帯端末、４３はデータ記録装置４０にシリアル通信４４を介して接続された衛星通信端末、４５はこの衛星通信端末４３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、４６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４１と接続可能なＰＣ端末である。このとき、データ記録装置４０とＰＣ端末４６とを直接接続することもできる。

上記データ記録装置４０にはエンジン冷却水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４０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４１を介して現場事務所のＰＣ端末４６にダウンロードされたり、衛星通信端末４３及びアンテナ４５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４０は、入力されるエンジン冷却水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）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、エンジンモニタ装置１３から冷却水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、エンジン冷却水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）内の冷却水系状態量を記録し、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４０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、冷却水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３８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は冷却水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３８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、エンジンモニタ装置１３が、大気温度センサＴ５からデータ記録装置４０及び第１ネットワーク９Ａを介して入力される大気温度とラジエータ入口温度センサＴ２から入力されるラジエータ入口温度との偏差を計算する。

次のステップ２０では、エンジンモニタ装置１３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ｔ₁を読み出し、上記ステップ１０で算出した大気温度とラジエータ入口温度との偏差をこの基準値ｔ₁と比較する。ここで、上記基準値ｔ₁は、例えばエンジンモニタ装置１３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）、大気温度とラジエータ入口温度との偏差がこの基準値を超えた場合には冷却水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。なお、この基準値ｔ₁は前記の水温サーモスタット１９の所定の温度ｔ₀よりも大きい値であり、冷却水オーバーヒートが発生する際には必ず水温サーモスタット１９が開状態でありラジエータ出口配管１８が連通された状態となっている。偏差が基準値ｔ₁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、偏差が基準値ｔ₁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、エンジンモニタ装置１３が冷却水オーバーヒートの警報信号を第１ネットワーク９Ａ、データ記録装置４０、及び第２ネットワーク９Ｂを介して表示制御装置３９に送信し、これにより表示制御装置３９はディスプレイ３８が適宜の冷却水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）５０（図２参照）を備えており、エンジンモニタ装置１３がその警報ランプ５０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でエンジンモニタ装置１３から冷却水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４０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）のエンジン冷却水系状態量について、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４０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（すなわちラジエータ前面温度、ラジエータ入口温度、ラジエータ出口温度、エンジンルーム内部温度、ラジエータ入口圧力、ファンモータ入口圧力、及び大気温度）に対応する所定の基準値範囲（基準値でもよい）Ｒ₀〜Ｒ₅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〜Ｒ₅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〜Ｒ₅は、例えばエンジンモニタ装置１３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〜Ｒ₅の範囲外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。なお、基準値範囲Ｒ₀〜Ｒ₅の個数が状態量データ項目より１つ少ないのは、状態量項目のうちの大気温度はエンジン冷却水系の各温度との偏差を求めてヒートバランスの確認を行うための状態量であり、基準値範囲と比較して異常を判定するためのものではないからである（後述の図５参照）。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〜Ｒ₅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〜Ｒ₅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４０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５に示す。この図５に示すように、例えばラジエータ前面温度に異常がある場合にはラジエータ１６の目詰まり・クラック等が考えられ、対象部位はラジエータ１６となる。また、ファン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２３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２３となる。またさらに、ラジエータ入口圧力に異常がある場合には、冷却水ポンプ内の漏れ等による吐出圧の低下が考えられ、対象部位は冷却水ポンプ１５となる。

次のステップ７０では、データ記録装置４０が上記ステップ６０で特定した冷却水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３９に送信し、これにより表示制御装置３９はディスプレイ３８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３８による表示の一例を図６〜図８に示す。図６は対象部位がラジエータ１６である場合の表示であり、図７は対象部位がファン駆動ポンプ２３である場合の表示であり、また図８は対象部位が冷却水ポンプ１５である場合の表示である。これら図６〜図８において、１１はエンジン、１５は冷却水ポンプ、１６はラジエータ、２３はファン駆動ポンプ、２４はファン駆動モータ、２８は冷却ファンである。これら図６〜図８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エンジン冷却水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。
エンジンモニタ装置１３は、単位時間毎（例えば１秒毎）に大気温センサＴ５からの大気温度及びラジエータ入口温度センサＴ２から入力されるラジエータ入口温度を用いてこれらの偏差を求め、基準値ｔ₀と比較する。偏差が基準値ｔ₀よりも大きければ、冷却水オーバーヒートの警報信号をデータ記録装置４０及び表示制御装置３９に送信し、これによりディスプレイ３８に適宜の冷却水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４０は常時更新していた所定の時間範囲（例えば５分）のエンジン冷却水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）内のエンジン冷却水系状態量を記録し、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４０は、保存したスナップショットデータと基準値範囲Ｒ₀〜Ｒ₅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〜Ｒ₅内にあるかどうかを判定する。１項目でも基準値範囲Ｒ₀〜Ｒ₅外のものがあれば、データ記録装置４０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３９に送信する。これにより、ディスプレイ３８に冷却水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、冷却水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４０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３８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３８を見ることにより、冷却水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。

また本実施の形態によれば、大気温度とラジエータ入口温度との偏差を求め、その偏差によって冷却水オーバーヒート異常の検出を行う。一般に冷却水オーバーヒートとは、ヒートバランスがくずれて冷却水温度が上昇することであり、単に冷却水温度（すなわちラジエータ入口温度）のみを見ているのではヒートバランスが確認できず正確にオーバーヒートを検出することはできない。したがって、本実施の形態によれば、冷却水温度と大気温度との偏差を用いることによりヒートバランスの確認ができ、外気温度等に左右されることなく正確に冷却水オーバーヒート異常を検出し警報を発することができる。

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〜Ｒ₅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ラジエータ入口温度とラジエータ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Ｒ₆を設けてこれらを比較し、基準値範囲内であればラジエータの冷却能力低下が考えられるため対象部位をラジエータ１６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、スナップショットデータをデータ記録装置４０で直接判定してモニタ表示する他に、データ記録装置４０に記録したデータをＰＣ端末４６（又は管理側のＰＣ端末等）にダウンロードして判定及び表示することもできる。

本発明の建設機械のエンジン冷却水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エンジン冷却水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、エンジン冷却水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エンジン冷却水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エンジン冷却水系統の全体構成を概念的に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エンジン冷却水系統故障診断装置の一実施の形態における冷却水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エンジン冷却水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エンジン冷却水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、対象部位がラジエータである場合の図である。本発明の建設機械のエンジン冷却水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エンジン冷却水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、対象部位が冷却水ポンプである場合の図である。

符号の説明

１油圧ショベル
１３エンジンモニタ装置（警報手段；偏差計算手段）
３８ディスプレイ（表示手段；車載モニタ）
４０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ラジエータ前面空気温度センサ
Ｔ２ラジエータ入口温度センサ
Ｔ３ラジエータ出口温度センサ
Ｔ４エンジンルーム内部温度センサ
Ｔ５大気温度センサ
Ｐ１ラジエータ入口圧センサ
Ｐ２ファン駆動モータ入口圧センサ

Claims

建設機械のエンジン冷却水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エンジン冷却水系統故障診断装置。
冷却水オーバーヒートの警報を発報する警報手段を更に備え、この警報手段が冷却水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記載の建設機械のエンジン冷却水系統故障診断装置。
前記エンジン冷却水系統の動作状態に係わる状態量のうちの冷却水温度と大気温度との偏差を算出する偏差計算手段をさらに備え、この偏差計算手段で算出した偏差が所定の基準値より大きい場合に、前記警報手段は冷却水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記載の建設機械のエンジン冷却水系統故障診断装置。
前記第１の記憶手段は、ラジエータ前面温度、ラジエータ入口温度、ラジエータ出口温度、ラジエータ入口圧力、ファン駆動モータ入口圧力、及びエンジンルーム内部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エンジン冷却水系統故障診断装置。
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エンジン冷却水系統故障診断装置。