JP2007224531A - 作業機械の故障診断装置 - Google Patents

Abstract

【課題】故障内容の把握や故障原因の特定が容易となる作業機械を提供する。
【解決手段】各検出器や各操作レバーから出力される信号値に基づいて、各装置２０，２２，２５では、どのような故障であるかを判断するとともに、該当する故障コードと故障内容とを、表示処理装置２７へ送信する。同時に、各装置２０，２２，２５のＲＡＭで記憶されている保存モニタ値のうち、故障内容に関連した保存モニタ値とその故障内容に対応する故障コードを各フラッシュメモリに記録する。故障診断モードが選択されて故障診断の表示が指示されると、故障コードと故障の内容とが表示部２９に表示される。また、故障コードに対応する項目の保存モニタ値は、表示部２９に優先的に表示される。
【選択図】図１

Description

本発明は、作業機械の故障診断技術に関する。

建設機械の各部の情報を表示装置に表示する表示制御装置が知られている。この表示制御装置では、エンジン回転数や作動油温度など作業機械の各部の状態や、故障内容を表示装置に表示するように制御している（特許文献１参照）。

特開平１１−３０３１５１号公報

しかし、従来の表示制御装置では、単に故障箇所を表示装置に表示させるだけであるため、故障内容の把握や故障原因の特定に時間を要していた。

（１） 請求項１の発明は、作業機械の各部の状態を検出し、機械の故障を診断する機能を有する作業機械の故障診断装置において、作業機械の各部の状態を検出する検出手段と、検出手段で検出された作業機械の各部の状態を示す第１の情報を記憶する第１の記憶手段と、検出手段で検出された第１の情報に基づいて、故障しているか否かを判定する故障判定手段と、故障判定手段で故障していると判断された際に、第１の記憶手段に記憶されている故障発生前の時点の情報を含む第２の情報を記憶する第２の記憶手段と、少なくとも第２の記憶手段で記憶した第２の情報を表示する表示手段とを備えることを特徴とする。
（２） 請求項２の発明は、請求項１に記載の作業機械の故障診断装置において、表示手段に表示させる第２の情報を制御する表示制御手段をさらに備え、表示制御手段は、第１の情報のうち故障判定手段で故障判定に用いられた情報、を含む第２の情報を優先して表示手段に表示させることを特徴とする。
（３） 請求項３の発明は、請求項２に記載の作業機械の故障診断装置において、表示制御手段は、故障判定手段で故障していると判定された場合、第２の情報のうち、故障判定手段で判定した故障内容に対応してあらかじめ定められた情報を表示手段に表示させることを特徴とする。
（４） 請求項４の発明は、請求項２または請求項３に記載の作業機械の故障診断装置において、故障判定手段は、複数箇所が故障していると判定した際に、故障内容に応じて故障箇所の重み付けを行い、表示制御手段は、故障判定手段による故障箇所の重みに基づいて、表示手段に表示する第２の情報の表示順序を決定することを特徴とする。
（５） 請求項５の発明は、請求項１〜４のいずれか一項に記載の作業機械の故障診断装置において、第２の記憶手段は、不揮発性のメモリであることを特徴とする。

本発明によれば、作業機械の各部の状態について、故障直前の状態を表示手段に表示できるので、故障内容の把握や故障原因の特定が容易となり、作業機械の迅速な修理が可能となる。

図１〜１４を参照して、本発明による作業機械の故障診断装置の一実施の形態を説明する。図１は、本発明による作業機械の故障診断装置を搭載した建設機械を示す図である。図１において、１は油圧ショベル等の建設機械である。建設機械１は、走行体２と、走行体２上に設けた旋回体３と、旋回体３の前部に設けた運転室４と、旋回体３の前部に装備したフロント機構５とを備えている。フロント機構５は、旋回体３に俯仰動可能に設けたブーム６と、ブーム６先端に回動可能に設けたアーム７と、アーム７の先端に回動可能に設けたバケット８とを備えている。またフロント機構５には、ブーム６を俯仰動させるための油圧シリンダ９と、アーム７を回動させるための油圧シリンダ１０と、バケット８を回動させるための油圧シリンダ１１と、油圧シリンダ１１とバケット８とを連結するリンク機構１２とが設けられている。

なお、図１の建設機械１の外部に示される電気系統および油圧系統は建設機械１内部に搭載されるものである。

これらの制御系統において、１３は油タンク、１４は油圧ポンプ、１５は油圧ポンプ１４からブーム駆動用の油圧シリンダ９に供給される圧油の流量を制御する制御弁である。１６は油圧ポンプ１４の吐出圧力を検出する圧力検出器、１７は油圧ポンプ１４の斜板の傾転位置を検出する斜板傾転位置検出器、１８は油タンク内の作動油の温度を検出する作動油温検出器、１９は油圧ポンプ１４の斜板傾転位置を制御する斜板傾転位置制御装置である。

また、２０は油圧ポンプ１４の制御装置である。制御装置２０は圧力検出器１６からの圧力信号Ｐｄおよび斜板傾転位置検出器１７からの斜板角度信号θに基づいて斜板傾転位置制御装置１９を介して油圧ポンプ１４の斜板の傾転位置を調整し、油圧ポンプ１４の押しのけ容積すなわち吐出流量を制御する。

また、２１はいわゆる電気レバーと呼ばれる操作レバーであり、ブームの上げ下げを操作するためのブーム操作レバー、２２はブーム操作レバー２１に接続するブーム制御装置である。３０は制御弁１５のスプールを駆動するパイロット圧油を制御するブーム上げ電磁比例弁、３１は制御弁１５のスプールを駆動するパイロット圧油を制御するブーム下げ電磁比例弁である。３２はブーム上げ電磁比例弁３０で制御されたパイロット圧油の圧力を検出するパイロット圧検出器、３３はブーム下げ電磁比例弁３１で制御されたパイロット圧油の圧力を検出するパイロット圧検出器である。

ブーム制御装置２２は、ブーム操作レバー２１の操作信号Ｘ１，Ｘ２に基づいて、ブーム上げ電磁比例弁３０およびブーム下げ電磁比例弁３１を制御する。すなわち、ブーム制御装置２２は、操作信号Ｘ１，Ｘ２に応じた圧力のパイロット圧油で制御弁１５のスプールを駆動するように、あらかじめ定めた演算式にしたがって電磁比例弁３０，３１への出力値を演算、出力して、ブーム上げ電磁比例弁３０およびブーム下げ電磁比例弁３１を制御する。これにより、ブーム操作レバー２１の操作量に応じて制御弁１５の弁開度が調節されて、ブーム６が駆動される。ブーム制御装置２２は、パイロット圧検出器３２，３３で検出された圧力に基づいて、ブーム操作レバー２１の操作信号Ｘ１，Ｘ２に応じたパイロット圧が出力されているか否かを常に監視する。

図１においては、油圧シリンダ９を制御するための制御弁１５、ブーム操作レバー２１、ブーム制御装置２２などからなるブーム駆動用の制御系統のみ示している。なお、アーム駆動用の油圧シリンダ１０、バケット駆動用の油圧シリンダ１１、旋回体駆動用の油圧モータおよび走行体駆動用の油圧モータを駆動するための制御系統も同様に設けられるが、ここでは説明の煩雑化を避けるためそれらの制御系統は省略されている。

２３はブーム６の回転角度を検出するブーム角度検出器、２４はアーム７の回転角度を検出するアーム角度検出器、３４は建設機械１の前後方向の傾斜角度を検出する前後傾斜検出器、３５は建設機械１の左右方向の傾斜角度を検出する左右傾斜検出器、２５はフロント機構５の姿勢を演算するための姿勢演算装置である。姿勢演算装置２５は、ブーム角度検出器２３、アーム角度検出器２４、前後傾斜検出器３４、左右傾斜検出器３５からの検出信号α，β，γ，εに基づいてフロント機構５の姿勢を演算する。

２６は表示装置である。表示装置２６は、表示処理装置２７と、表示切換部２８と、表示部２９とを備えている。表示処理装置２７は、後述する各種の情報を表示部２９に表示させるための処理を行う装置である。表示切換部２８は、表示部２９に表される内容を切り換えるための複数の表示切換スイッチを有する。表示部２９は、運転室４に設けられた表示モニタであり、後述する各種の情報を表示する。

表示処理装置２７、姿勢演算装置２５、ブーム制御装置２２、および制御装置２０は、共通の通信ライン４０に接続されており、双方向通信が可能である。

図２は、図１に示す制御装置２０の構成を示す図である。なお、図１に示す符号と同符号のものは同一部分を示す。２０１は、圧力検出器１６からの圧力信号Ｐｄと、斜板傾転位置検出器１７からの斜板傾転位置信号θと、作動油温検出器１８からの作動油温信号ｔとを入力してデジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換器である。２０２は中央演算処理装置（ＣＰＵ）、２０３は制御処理を行うための制御プログラム、故障診断プログラム等の各種プログラム、および制御に必要な定数を格納するリードオンリーメモリ（ＲＯＭ）である。２０４は演算処理の結果あるいは演算処理の途中の数値を一時記憶するランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、２０５は出力用のインターフェース（Ｉ／Ｏ）、２０６は油圧ポンプ１４の斜板の駆動信号を斜板位置制御装置１９に出力する増幅器である。２０７は共通の通信ライン４０に接続されている各制御装置との間の通信を制御する通信手段である。２０８は故障情報の履歴などを記憶しておく不揮発性メモリとしてのフラッシュメモリであり、電源オフの状態においても記憶内容が保持される。

図３は、図１に示すブーム制御装置２２の構成を示す図である。なお、図１に示す符号と同符号のものは同一部分を示す。２２１は、ブーム操作レバー２１からの操作信号Ｘをデジタルに変換するＡ／Ｄ変換器である。２２２は中央演算処理装置（ＣＰＵ）、２２３は制御処理のための制御プログラム、故障診断プログラム等の各種プログラム、および制御に必要な定数を格納するリードオンリーメモリ（ＲＯＭ）である。２２４は演算処理の結果あるいは演算処理の途中の数値を一時記憶するランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、２２５はデジタル信号をアナログ信号に変換するＤ／Ａ変換器、２２６はＤ／Ａ変換器２２５からの信号を各電磁比例弁３０，３１に出力するための増幅器である。２２７は共通の通信ライン４０に接続されている各制御装置との間の通信を制御するとともに、各種データを記憶するメモリを備える通信手段、２２８は故障情報の履歴などを記憶しておく不揮発性メモリであるフラッシュメモリである。

図４は、図１に示す姿勢演算装置２５の構成を示す図である。なお、図１に示す符号と同符号のものは同一部分を示す。２５１は、ブーム角度検出器２３からの角度信号αと、アーム角度検出器２４からの角度信号βと、前後傾斜検出器３４からの検出信号γと、左右傾斜検出器３５からの検出信号εとを入力してデジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換器である。２５２は中央演算処理装置（ＣＰＵ）、２５３は制御処理のための制御プログラム、故障診断プログラム等の各種プログラム、および制御に必要な定数を格納するリードオンリーメモリ（ＲＯＭ）である。２５４は演算処理の結果あるいは演算処理の途中の数値を一時記憶するランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、２５５はデジタル信号をアナログ信号に変換するＤ／Ａ変換器である。２５７は共通の通信ライン４０で接続されている制御装置との間の通信を制御するとともに、各種データを記憶するメモリを備える通信手段、２５７は故障情報の履歴などを記憶しておく不揮発性メモリであるフラッシュメモリである。

図５は、図１に示す表示装置２６を示す図である。なお、図１に示す符号と同符号のものは同一部分を示す。２８１、２８２、２８３・・・は、表示内容を切り換えるための複数の表示切換スイッチである。

２７１は表示切換スイッチ２８１〜２８３・・・からの信号を入力するためのインターフェース、２７２は中央演算処理装置（ＣＰＵ）、２７３は制御処理に必要な制御プログラム、故障診断プログラム等の各種プログラム、および制御に必要な定数を格納するリードオンリーメモリ（ＲＯＭ）である。２７４は演算結果あるいは演算途中の数値を一時記憶するランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、２７５は出力用のインターフェース（Ｉ／Ｏ）、２７６は表示部２９への表示指令を受けて、表示部２９にデータを送る画面表示制御装置である。２７７は故障情報の履歴を記憶しておく不揮発性メモリとしてのフラッシュメモリ、２７８は共通の通信ライン４０で接続されている制御装置との間の通信を制御する通信手段２７８である。

建設機械１では、各装置２０，２２，２５を介して、各検出器や各操作レバーから出力される信号値や、信号値に基づいて得られる実際の角度値などの物理量を表示部２９に表示できる。たとえば、制御装置２０を介して得られる信号値や物理量（モニタ値）は、圧力検出器１６からの圧力信号値Ｐｄ、斜板傾転位置検出器１７からの斜板角度信号θ、作動油温検出器１８からの作動油温信号ｔ、および、これらの信号値から得られる実際の吐出圧力、傾斜角度、作動油温度などである。

たとえば、ブーム制御装置２２を介して得られるモニタ値は、ブーム操作レバー２１の操作信号Ｘ１，Ｘ２（ブーム上レバー信号、ブーム下レバー信号）、ブーム上げ電磁比例弁３０を駆動する電流値（ブーム上比例弁出力）、ブーム下げ電磁比例弁３１を駆動する電流値（ブーム下比例弁出力）、パイロット圧検出器３１で検出されるブーム上パイロット圧、パイロット圧検出器３２で検出されるブーム下パイロット圧などである。

たとえば、姿勢演算装置２５を介して得られるモニタ値は、ブーム角度検出器２３、アーム角度検出器２４、前後傾斜検出器３４、左右傾斜検出器３５からの各検出信号α，β，γ，ε、および実際の角度値などである。表示部２９に表示可能な信号値や物理量のうち、操作レバーに関連する項目の一例を図６に示す。

なお、通信ライン４０には不図示のパイロットポンプ吐出圧力検出器やパイロット油温検出器、各種モード切り替えスイッチを制御する制御装置なども接続されている。これらの検出器の出力値やスイッチ切換状態もモニタ値として表示部２９に表示可能である。

建設機械１では、図６に示す各検出器や各操作レバーから出力される信号値を、各装置２０，２２，２５のＲＡＭ２０４，２２４，２５４で記憶するように構成されている。各ＲＡＭ２０４，２２４，２５４では、所定時間毎にサンプリングされた各信号値を、それぞれ所定の数だけ記録するように構成されている。なお、各ＲＡＭ２０４，２２４，２５４で所定の数だけ各信号値が記録された後は、それぞれ最も古い記録値が破棄されて、新しい信号値が記録される。

たとえば、ブーム制御装置２２のＲＡＭ２２４を例にとって説明する。図７に示すように、ＲＡＭ２２４では、モニタ項目ごとに、２００点のサンプリング値が保存モニタ値として記録される。サンプリング周期を１０ｍｓｅｃとすると、ＲＡＭ２２４には直近の２秒間分のサンプリング値が記録される。保存モニタ値として記録するモニタ項目としては、たとえば、上述したブーム上レバー信号、ブーム下レバー信号、ブーム上比例弁出力（ブーム上電流値）、ブーム下比例弁出力（ブーム下電流値）、ブーム上パイロット圧、ブーム下パイロット圧などが挙げられる。

図８に示すように、各フラッシュメモリ２０８，２２８，２５７は、後述する各故障コードと、各故障コードに対してあらかじめ優先的に表示部２９に表示させるモニタ項目と、各モニタ項目に対応する保存モニタ値とを記録するように構成されている。各装置２０，２２，２５のＣＰＵ２０２，２２２，２５２は、各検出器や各操作レバーから出力される各信号値に基づいて、故障であると判断すると、その故障内容に対応する故障コードを各フラッシュメモリ２０８，２２８，２５７に記録するように制御する。また、ＣＰＵ２０２，２２２，２５２は、故障であると判断すると、ＲＡＭ２０４，２２４，２５４で記憶されている保存モニタ値のうち、故障内容に関連した保存モニタ値を各フラッシュメモリ２０８，２２８，２５７にコピーするように制御する。

たとえば、ブーム６を上方へ回動させるようにブーム操作レバー２１が操作されてもブーム６が回動されなかった場合、ＣＰＵ２２２は故障コード６１の「ブーム上げ動作異常」であると判断する。そして、ＣＰＵ２２２は、「ブーム上げ動作異常」に該当する場合に優先表示されるモニタ項目として定められた、ブーム上げレバー信号、ブーム上げパイロット圧、ブーム上げ電流値についての保存モニタ値をＲＡＭ２２４から読み込んで、図９に示すようにフラッシュメモリ２２８に記録させる。

また、ＣＰＵ２０２，２２２，２５２は、故障であると判断すると、故障内容および故障内容に該当する故障コードを表示処理装置２７へ送信するとともに、故障であると判断したときの日時を各フラッシュメモリ２０８，２２８，２５７へ記録させる。ＣＰＵ２０２，２２２，２５２における故障判断については後述する。

なお、ＣＰＵ２０２，２２２，２５２で故障と判断される前の各フラッシュメモリ２０８，２２８，２５７の保存モニタ値の初期値は０である。また、サービスマンによる修理が完了した後、保存モニタ値のリセット（初期化）操作が行われた場合にも、各フラッシュメモリ２０８，２２８，２５７の保存モニタ値の初期値は０とされる。

−−−故障診断−−−
たとえば、各検出器や各操作レバーから出力される信号値があらかじめ定められた基準値以上、または基準値以下となったときのように、正常時には出力されることがない値となった場合、ＣＰＵ２０２，２２２，２５２は故障であると判断する。また、各検出器や各操作レバーから出力される信号値間で齟齬が生じた場合などにもＣＰＵ２０２，２２２，２５２は故障であると判断する。図１０は、操作レバーに関連する故障コードと故障内容の一例を示す図である。ＣＰＵ２０２，２２２，２５２は、各検出器や各操作レバーから出力される信号値に基づいて、どのような故障であるかを判断するとともに、該当する故障コードと故障内容とを、通信手段２０７，２２７，２５７および通信ライン４０を介して表示処理装置２７へ送信する。

たとえば、ブーム操作レバー２１の操作量に対するブーム６の駆動速度（すなわち操作レバーの操作感）を切り換えるスイッチからの出力電圧値が異常である場合、ＣＰＵ２２２は、故障コード４に示した「モード切り替えスイッチ１異常」であると判断する。そしてＣＰＵ２２２は、故障内容である「モード切り替えスイッチ１異常」という情報と、故障コードの番号「４」の情報とを表示処理装置２７へ送信する。なお、電圧値の異常と判断されるのは、たとえば検出された電圧値が０．５Ｖ未満となった場合や、４．５ｖを超えた場合である。

同様に、ブーム角度検出器２３からの検出信号αの出力電圧値が異常である場合、ＣＰＵ２５２は、故障コード７に示した「ブーム：フロント角センサ異常」であると判断し、故障内容と故障コードの番号を表示処理装置２７へ送信する。ブーム上レバー信号およびブーム下レバー信号が同時に検出された場合には、ＣＰＵ２２２は、故障コード１４に示した「ブーム：レバー信号同時出力」であると判断し、故障内容と故障コードの番号を表示処理装置２７へ送信する。

−−−表示処理装置２７における処理−−−
表示処理装置２７では、不図示のイグニッションスイッチがオンされると、エンジン冷却水温、燃料残量、操作レバーの操作感の設定モードなど、建設機械１の運転上必要な情報を建設機械１の各部から受信して表示部２９に表示するようにＣＰＵ２７２が各部を制御する。すなわち、ＣＰＵ２７２は、通信ライン４０で接続されている各制御装置から建設機械１の運転上必要な情報を、通信手段２７８を介して得て、表示部２９に表示させる。

表示切換部２８の表示切り替えスイッチ２８１〜２８３・・・が操作されると、ＣＰＵ２７２は、その操作内容に応じて表示部２９に表される内容を変更する。たとえば、建設機械１の左右方向の傾斜角度を表示するように表示切り替えスイッチ２８１〜２８３・・・が操作されると、ＣＰＵ２７２は、通信手段２７８を介して姿勢演算装置２５から左右傾斜角の情報を得る。そして、ＣＰＵ２７２は、姿勢演算装置２５から得た左右傾斜角の情報を表示部２９に表示させるように表示処理装置２７の各部を制御する。

また、表示処理装置２７では、各装置２０，２２，２５から送信された故障内容および故障コードを通信手段２７８で受信すると、受信した内容をＲＡＭ２７４またはフラッシュメモリ２７７に記録するようにＣＰＵ２７２が表示処理装置２７の各部を制御する。その後、表示切り替えスイッチ２８１〜２８３・・・が操作されて、故障診断モードが選択されると、図１１（ａ）に示すように、故障診断またはモニタ値の表示を選択する画面１００１が表示部２９に表示される。すなわち、ＣＰＵ２７２は、故障診断またはモニタ値の表示を選択する画面１００１を表示部２９に表示させるように表示処理装置２７の各部を制御する。

表示部２９に画面１００１が表示された状態で故障診断の表示を行うように表示切り替えスイッチ２８１〜２８３・・・（たとえばＦ３キー）が操作されると、表示部２９には、故障コードと故障の内容とを示す画面１００２が表示される（図１１（ｂ））。図１１（ｂ）に示した例では、表示部２９には、故障コード６１と故障の内容である「ブーム上げ動作異常」とが表示されている。

表示部２９に画面１００１が表示された状態でモニタ値の表示を行うように表示切り替えスイッチ２８１〜２８３・・・（たとえばＦ４キー）が操作されると、表示部２９には、故障コードに応じて優先的に表示させるモニタ項目を示す画面１００３が表示される（図１１（ｃ））。図１１（ｃ）に示した例では、表示部２９には、故障コード６１に対応して優先的に表示する項目として、ブーム上げレバー信号値と、ブーム上げパイロット圧と、ブーム上げ電流値とが表示されている。

表示部２９に画面１００３が表示された状態で、故障コードに対応して優先的に表示する項目のモニタ値の表示を行うように表示切り替えスイッチ２８１〜２８３・・・（たとえばＦ３キーとＦ２キー）が操作されると、表示部２９には、現在のモニタ値を表示するか、故障直前のモニタ値を表示するかを選択する画面１００４が表示される（図１１（ｄ））。

表示部２９に画面１００４が表示された状態で現在のモニタ値を表示するように表示切り替えスイッチ２８１〜２８３・・・（たとえばＦ１キー）が操作されると、表示部２９には、故障コードに応じて優先的に表示させるモニタ項目についての現在のモニタ値を示す画面１００５が表示される（図１２（ａ））。図１２（ａ）に示した例では、表示部２９には、故障コード６１に対応して優先的に表示する項目としての、ブーム上げレバー信号値、ブーム上げパイロット圧、ブーム上げ電流値のそれぞれの現在のモニタ値が表示されている。

すなわち、表示部２９に画面１００４が表示された状態でＦ１キーが操作されると、ＣＰＵ２７２は、通信手段２７８を介してブーム制御装置２２からブーム上げレバー信号、ブーム上げパイロット圧、ブーム上げ電流値についての現在のモニタ値を得る。そして、ＣＰＵ２７２は、ブーム制御装置２２から得たモニタ値を表示部２９に表示させるように表示処理装置２７の各部を制御する。

表示部２９に画面１００４が表示された状態で故障直前のモニタ値を表示するように表示切り替えスイッチ２８１〜２８３・・・（たとえばＦ２キー）が操作されると、表示部２９には、故障コードに応じて優先的に表示させるモニタ項目についての保存モニタ値を示す画面１００６が表示される（図１２（ｂ））。図１２（ｂ）に示した例では、表示部２９には、ブーム上げレバー信号値、ブーム上げパイロット圧、ブーム上げ電流値のそれぞれの保存モニタ値が、経過時間を横軸にとったグラフとして表示されている。

すなわち、表示部２９に画面１００４が表示された状態でＦ２キーが操作されると、ＣＰＵ２７２は、通信手段２７８を介してブーム制御装置２２のフラッシュメモリ２２８に記録されたブーム上げレバー信号、ブーム上げパイロット圧、ブーム上げ電流値についての保存モニタ値を得る。そして、ＣＰＵ２７２は、ブーム制御装置２２から得た保存モニタ値を表示部２９に表示させるように表示処理装置２７の各部を制御する。

たとえば、図１２（ｂ）に示した例では、細い実線で示した「１．ブーム上げレバー信号値」、および、太い実線で示した「３．ブーム上げ電流値」と比較して、破線で示した「２．ブーム上げパイロット圧」が急激に上昇している。この場合、故障の原因として、ブーム上げ電磁比例弁３０の固着が推定される。このように、表示部２９に表示された保存モニタ値を見ることで、オペレータやサービスマンは、故障の原因を迅速に特定できる。

なお、各装置２０，２２，２５のＣＰＵ２０２，２２２，２５２がいずれも故障であると判断していない場合（以下、単に「故障が生じていない場合」と呼ぶ）に、故障診断モードが選択されると、表示部２９には次のような画面が表示される。すなわち、故障が生じていない場合に表示切り替えスイッチ２８１〜２８３・・・が操作されて、故障診断モードが選択されると、上述の場合と同様に、故障診断またはモニタ値の表示を選択する画面１００１が表示部２９に表示される（図１１（ａ）、図１３（ａ））。

その後、表示部２９に画面１００１が表示された状態で故障診断の表示を行うようにＦ３キーが操作されると、表示部２９には、故障が生じていない旨を報知する画面１００７
が表示される（図１３（ｂ））。

同様に、故障が生じていない場合、表示部２９に画面１００１が表示された状態でＦ４キーが操作されると、表示部２９に表示させる現在のモニタ値の項目を選択する画面１００８が表示部２９に表示される（図１３（ｃ））。

表示部２９に画面１００８が表示された状態で表示すべきモニタ値を選択するように表示切り替えスイッチ２８１〜２８３・・・が操作されると、表示部２９には、選択された現在のモニタ値を示す画面１００９が表示される（図１３（ｄ））。たとえば、図１３（ｃ）に示すように、表示部２９に画面１００８が表示された状態で、「Ｆ３：ブーム角度センサ値」と「Ｆ４：アーム角度センサ値」とが選択されて、Ｆ２キーが操作されると、図１３（ｄ）に示すように、ブーム角度センサ値とアーム角度センサ値の現在のモニタ値が表示部２９に表示される。

すなわち、表示部２９に画面１００８が表示された状態でＦ３，Ｆ４キーおよびＦ２キーが操作されると、ＣＰＵ２７２は、通信手段２７８を介してブーム制御装置２２からブーム角度センサ値とアーム角度センサ値の現在のモニタ値を得る。そして、ＣＰＵ２７２は、ブーム制御装置２２から得たモニタ値を表示部２９に表示させるように表示処理装置２７の各部を制御する。

なお、図１１（ｃ）に示した、表示部２９に画面１００３が表示された状態で、故障コードに対応して優先的に表示する項目以外のモニタ値の表示を行うように表示切り替えスイッチ２８１〜２８３・・・（たとえばＦ１キー）が操作されると、表示部２９の表示画面は図１３（ｃ）に示した画面１００８に移行する。

−−−フローチャート−−−
図１４は、制御装置２０における保存モニタ値の記録動作を示すフローチャートである。なお、ブーム制御装置２２および姿勢演算装置２５における処理も同様であるので、説明を省略する。不図示のイグニッションスイッチがオンされると、図１４に示す処理を行うプログラムが起動され、ＣＰＵ２０２で実行される。ステップＳ１において、各検出器や各操作レバーから出力される信号値の所定時間毎のサンプリングおよびＲＡＭ２０４への記録を開始してステップＳ２へ進む。

ステップＳ２において、各検出器や各操作レバーから出力される各信号値に基づいて、故障であると判断されるまで待機する。ステップＳ２が肯定判断されるとステップＳ３へ進み、現在の時刻と、ステップＳ２で判断された故障内容に対応する故障コードとをフラッシュメモリ２０８に記録させてステップＳ４へ進む。

ステップＳ４において、ＲＡＭ２０４に記録されている保存モニタ値のうち、故障内容に関連した保存モニタ値をフラッシュメモリ２０８にコピーするように制御してステップＳ５へ進む。ステップＳ５において、故障内容および故障内容に該当する故障コードを表示処理装置２７へ送信するように通信手段２０７を制御してリターンする。

図１５は、故障診断モードが設定された場合の表示処理装置２７における動作を示すフローチャートである。表示切り替えスイッチ２８１〜２８３・・・が操作されて、故障診断モードが選択されると、図１５に示す処理を行うプログラムが起動され、ＣＰＵ２７２で実行される。ステップＳ１０１において故障診断またはモニタ値の表示を選択する画面（たとえば画面１００１）を表示部２９に表示させてステップＳ１０３へ進む。

ステップＳ１０３において、故障診断およびモニタ値のいずれを表示するように表示切り替えスイッチ２８１〜２８３・・・が操作されたかを判断する。ステップＳ１０３でモニタ値の表示を行うように表示切り替えスイッチ２８１〜２８３・・・が操作されたと判断されるとステップＳ１０５へ進み、故障が生じているか否かを判断する。すなわち、ステップＳ１０５において、各装置２０，２２，２５から送信される故障内容および故障コードをＲＡＭ２７４またはフラッシュメモリ２７７に記録しているか否かを判断する。

ステップＳ１０５が肯定判断されるとステップＳ１０７へ進み、故障コードに応じて優先的に表示させるモニタ項目を示す画面（たとえば画面１００３）を表示部２９に表示させてステップＳ１０９へ進む。ステップＳ１０９において、故障コードに対応して優先的に表示する項目のモニタ値の表示を行うように表示切り替えスイッチ２８１〜２８３・・・が操作されたか否かを判断する。

ステップＳ１０９が肯定判断されるとステップＳ１１１へ進み、現在のモニタ値を表示するか、故障直前のモニタ値を表示するかを選択する画面（たとえば画面１００４）を表示部２９に表示させてステップＳ１１３へ進む。ステップＳ１１３において、現在のモニタ値を表示するように表示切り替えスイッチ２８１〜２８３・・・が操作されたか否かを判断する。

ステップＳ１１３が肯定判断されるとステップＳ１１５へ進み、故障コードに対応して優先的に表示する項目の現在のモニタ値を、通信手段２７８を介して読み込んでステップＳ１１７へ進む。ステップＳ１１７において、ステップＳ１１５で読み込んだ現在のモニタ値を表示部２９に表示させて（たとえば画面１００５）、ステップＳ１１９へ進む。ステップＳ１１９において、表示部２９への表示を終了するように表示切り替えスイッチ２８１〜２８３・・・が操作されるまで待機する。ステップＳ１１９が肯定判断されるとリターンする。

ステップＳ１１３が否定判断されるとステップＳ１２１へ進み、故障直前のモニタ値を表示するように表示切り替えスイッチ２８１〜２８３・・・が操作されたか否かを判断する。ステップＳ１２１が否定判断されるとステップＳ１１３へ戻る。ステップＳ１２１が肯定判断されるとステップＳ１２３へ進み、故障コードに対応して優先的に表示する項目の保存モニタ値を、通信手段２７８を介して各装置２０，２２，２５の各フラッシュメモリ２０８，２２８，２５８から読み込んでステップＳ１２５へ進む。ステップＳ１２５において、ステップＳ１２３で読み込んだ保存モニタ値を表示部２９に表示させて（たとえば画面１００６）、ステップＳ１１９へ進む。

ステップＳ１０５が否定判断されるとステップＳ１３１へ進み、現在のモニタ値の項目の選択画面（たとえば画面１００８）を表示部２９に表示させる。ステップＳ１３１が実行されるか、ステップＳ１０９が否定判断されるとステップＳ１３３へ進み、モニタ値の項目を選択するように表示切り替えスイッチ２８１〜２８３・・・が操作されるまで待機する。ステップＳ１３３が肯定判断されるとステップＳ１３５へ進み、ステップＳ１３３で選択された項目に対応する現在のモニタ値を、通信手段２７８を介して読み込んでステップＳ１３７へ進む。ステップＳ１３７において、ステップＳ１３５で読み込んだ現在のモニタ値を表示部２９に表示させて（たとえば画面１００９）、ステップＳ１１９へ進む。

ステップＳ１０３で故障診断の表示を行うように表示切り替えスイッチ２８１〜２８３・・・が操作されたと判断されるとステップＳ１４１へ進み、故障が生じているか否かを判断する。すなわち、ステップＳ１４１において、各装置２０，２２，２５から送信される故障内容および故障コードをＲＡＭ２７４またはフラッシュメモリ２７７に記録しているか否かを判断する。

ステップＳ１４１が肯定判断されるとステップＳ１４３へ進み、故障コードと故障内容を表示する画面（たとえば画面１００２）を表示部２９に表示させてステップＳ１１９へ進む。ステップＳ１４１が否定判断されるとステップＳ１４５へ進み、故障が生じていない旨を報知する画面（たとえば画面１００７）を表示部２９に表示させてステップＳ１１９へ進む。

上述した建設機械１では、次の作用効果を奏する。
（１） 故障であると判断されると、ＲＡＭ２０４，２２４，２５４に記録されている保存モニタ値をフラッシュメモリ２０８，２２８，２５８にコピーするとともに、表示部２９に表示可能となるように構成した。これにより、各検出器や各操作レバーから出力される信号値について、故障直前の状態を把握できるので、故障内容の把握や故障原因の特定が容易となり、建設機械１の迅速な修理が可能となる。

（２） 故障であると判断されると、モニタ値の表示を行う際に、その故障に関連する項目を、他の項目に優先して表示するように構成した。これにより、多数のモニタ値の項目の中から、その故障に関連するモニタ値を容易に表示できるので、故障原因の特定を迅速化できる。

（３） 現在のモニタ値については、任意の項目を選択して表示可能であるので、各検出器や各操作レバーの異常の有無を点検でき、メンテナンス性が向上する。

−−−変形例−−−
（１） 上述の説明では、故障が生じた後に故障診断モードが選択されて故障診断の表示が指示されると、故障コードと故障の内容とが表示部２９に表示されるように構成されているが、本発明はこれに限定されない。たとえば、各装置２０，２２，２５から送信された故障内容および故障コードを通信手段２７８で受信すると、受信した内容を表示部２９に即座に表示するようにＣＰＵ２７２が表示処理装置２７の各部を制御するように構成してもよい。

（２） 上述の説明では、複数の故障が生じた場合については特に言及していないが、たとえば、各故障コードに対して、故障の重症度に応じた重み付けを行い、重症度がより高い故障コードに関する情報（故障コード、故障内容、保存モニタ値など）ほど、優先的に表示部２９に表示させるように構成してもよい。また、重症度が高い故障コードに関する情報については、上述した変形例のように、故障が生じた時点で即座に表示するように構成してもよい。これにより、オペレータは、重症度の高い故障の発生を即座に認識できるので、迅速な修理対応をすることができる。

（３） 上述の説明では、故障に関連する各種の情報を運転室４に設けられた表示部２９に表示するように構成しているが、本発明はこれに限定されない。たとえば、携帯端末を通信ライン４０に接続させて、携帯端末の表示部に上述した故障に関連する各種の情報を表示させるように構成してもよい。また、通信ライン４０に接続された無線通信回路および無線通信回線網を介して、建設機械１を管理する管理局のサーバに上述した故障に関連する各種の情報を送信するように構成してもよい。管理局では、サーバに接続された端末の表示部に故障に関連する各種の情報を表示させることが可能である。

（４） 上述の説明では、姿勢演算装置２５は、各検出器２３，２４，３４，３５からの検出信号α，β，γ，εに基づいてフロント機構５の姿勢を演算するように構成されているが、本発明はこれに限定されない。たとえば、油圧シリンダ９へ供給される圧油の圧力を検出する圧力検出器を設け、この圧力検出器で検出した圧油の圧力と、検出信号α，β，γ，εに基づいて算出したフロント機構５の姿勢とから、バケット８で吊り上げた荷の重量を演算するように構成してもよい。そして、姿勢演算装置２５で演算された荷の重量を表示部２９に表示するように構成してもよい。

（５） 上述の説明では、各検出器や各操作レバーから出力される信号値や、信号値に基づいて得られる実際の角度値などの物理量を表示部２９に表示できるように構成されているが、本発明はこれに限定されない。各検出器や各操作レバーから出力される信号値や、信号値に基づいて得られる実際の角度値などの物理量に基づいて得られる各種のデータをフラッシュメモリ２０８，２２８，２５７に記録し、表示部２９に表示できるように構成してもよい。たとえば、フラッシュメモリ２０８，２２８，２５７に記録するデータとして、操作レバー毎の操作方向や操作頻度、操作レバーの操作感を切り換える複数のモードについての各モードの使用時間、油圧ポンプ１４の吐出圧力の経時的な推移などが挙げられる。
（６） 上述の説明では、不揮発性のメモリとしてフラッシュメモリ２０８，２２８，２５７，２２７を用いているが、本発明はこれに限定されない。たとえば、フラッシュメモリ２０８，２２８，２５７，２２７に代わりにフラッシュメモリ以外の他の種類の不揮発性のメモリを用いてもよい。また、フラッシュメモリ２０８，２２８，２５７，２２７に代わりにＲＡＭを用い、このＲＡＭに対して、作業機械１のバッテリ、または、ＲＡＭ専用の電池などから給電することで、記憶内容を保持するようにしてもよい。
（７） 上述した各実施の形態および変形例は、それぞれ組み合わせてもよい。

以上の実施の形態およびその変形例において、たとえば、 第１の記憶手段はＲＡＭ２０４，２２４，２５４に、故障判定手段は各装置２０，２２，２５に、第２の記憶手段はフラッシュメモリ２０８，２２８，２５８に、表示手段は表示部２９に、表示制御手段は表示処理装置２７にそれぞれ対応する。検出手段は、ブーム操作レバー２１、各電磁弁３０，３１、パイロット圧検出器３２，３３、各検出器１６〜１８，２３，２４，３４，３５、および、各装置２０，２２，２５によって実現される。なお、以上の説明はあくまで一例であり、発明を解釈する際、上記の実施形態の記載事項と特許請求の範囲の記載事項の対応関係になんら限定も拘束もされない。

建設機械１を示す図である。 制御装置２０の構成を示す図である。 ブーム制御装置２２の構成を示す図である。 姿勢演算装置２５の構成を示す図である。 表示装置２６を示す図である。 表示部２９に表示可能な信号値や物理量のうち、操作レバーに関連する項目の一例を示す図である。 ＲＡＭ２０４，２２４，２５４に記録される情報の内容の一例を示す図である。 フラッシュメモリ２０８，２２８，２５７に記録される情報の内容の一例を示す図である。 フラッシュメモリ２０８，２２８，２５７に記録される情報の内容の一例を示す図である。 故障コードの一例を示す図である。 表示部２９の表示画面の遷移を示す図である。 表示部２９の表示画面の遷移を示す図である。 表示部２９の表示画面の遷移を示す図である。 制御装置２０における保存モニタ値の記録動作を示すフローチャートである。 表示処理装置２７における故障診断モードが設定されたときの動作を示すフローチャートである。

符号の説明

１ 建設機械 １６ 圧力検出器
１７ 斜板傾転位置検出器 １８ 作動油温検出器
２０ 制御装置 ２１ 操作レバー
２２ ブーム制御装置 ２３ ブーム角度検出器
２４ アーム角度検出器 ２５ 姿勢演算装置
２７ 表示処理装置 ２９ 表示部
３０ ブーム上げ電磁比例弁 ３１ ブーム下げ電磁比例弁
３２，３３ パイロット圧検出器 ３４ 前後傾斜検出器
３５ 左右傾斜検出器 ２０４，２２４，２５４ ＲＡＭ
２０８，２２８，２５８ フラッシュメモリ

Claims (5)

1. 作業機械の各部の状態を検出し、機械の故障を診断する機能を有する作業機械の故障診断装置において、
   作業機械の各部の状態を検出する検出手段と、
   前記検出手段で検出された作業機械の各部の状態を示す第１の情報を記憶する第１の記憶手段と、
   前記検出手段で検出された前記第１の情報に基づいて、故障しているか否かを判定する故障判定手段と、
   前記故障判定手段で故障していると判断された際に、前記第１の記憶手段に記憶されている故障発生前の時点の情報を含む第２の情報を記憶する第２の記憶手段と、
   少なくとも前記第２の記憶手段で記憶した前記第２の情報を表示する表示手段とを備えることを特徴とする作業機械の故障診断装置。
2. 請求項１に記載の作業機械の故障診断装置において、
   前記表示手段に表示させる前記第２の情報を制御する表示制御手段をさらに備え、
   前記表示制御手段は、前記第１の情報のうち前記故障判定手段で故障判定に用いられた情報、を含む前記第２の情報を優先して前記表示手段に表示させることを特徴とする作業機械の故障診断装置。
3. 請求項２に記載の作業機械の故障診断装置において、
   前記表示制御手段は、前記故障判定手段で故障していると判定された場合、前記第２の情報のうち、前記故障判定手段で判定した故障内容に対応してあらかじめ定められた情報を前記表示手段に表示させることを特徴とする作業機械の故障診断装置。
4. 請求項２または請求項３に記載の作業機械の故障診断装置において、
   前記故障判定手段は、複数箇所が故障していると判定した際に、故障内容に応じて故障箇所の重み付けを行い、
   前記表示制御手段は、前記故障判定手段による前記故障箇所の重みに基づいて、前記表示手段に表示する前記第２の情報の表示順序を決定することを特徴とする作業機械の故障診断装置。
5. 請求項１〜４のいずれか一項に記載の作業機械の故障診断装置において、
   前記第２の記憶手段は、不揮発性のメモリであることを特徴とする作業機械の故障診断装置。

Images