JP2010180636A - 建設機械の故障情報表示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】センサの故障内容は文字で表示されるため、オペレータが故障内容を把握するのに時間がかかったため、これを解消する建設機械の故障情報表示装置を提供する。
【解決手段】センサＳからの信号に基づきセンサＳの故障内容を判定する判定手段１１と、判定手段１１により判定された故障内容に対応したシンボル画像を生成する画像生成手段１２と、センサＳの回路図にシンボル画像を合わせて表示する表示手段１０，１４とを備える。
【選択図】図３

Description

本発明は、クレーンや油圧ショベル等の建設機械に設けられた各種センサの故障情報を表示する建設機械の故障情報表示装置に関する。

従来より、センサの故障情報を運転室内のモニタに表示するようにした装置が知られている（例えば特許文献１参照）。この特許文献１記載の装置では、故障の詳細情報を表示する詳細情報画面において、故障の詳細内容や故障の発生している部位を表す部位図、その詳細図等が表示され、回路図画面において、故障発生部位の回路図が表示される。

特開２００５−８２９６１号公報

しかしながら、上記特許文献１記載の装置では、故障の詳細内容は文字で表示されるため、オペレータが故障内容を具体的に把握するのに時間がかかった。

本発明は、センサの故障情報をモニタに表示する建設機械の故障情報表示装置であって、センサからの信号に基づきセンサの故障内容を判定する判定手段と、判定手段により判定された故障内容に対応したシンボル画像を生成する画像生成手段と、センサの回路図にシンボル画像を合わせて表示する表示手段とを備えることを特徴とする。

本発明によれば、センサの回路図に、故障内容に対応したシンボル画像を合わせて表示するようにしたので、オペレータは故障内容を容易に把握できる。

本発明が適用される建設機械の一例である油圧ショベルの外観側面図。 図１の油圧ショベルに搭載された油圧システムの一例を示す回路図。 本実施の形態に係る故障情報表示装置の構成を示すブロック図。 表示画面の遷移を示す図。 回路図画面に表示される表示画像の第１の例を示す図。 回路図画面に表示される表示画像の第２の例を示す図。 回路図画面に表示される表示画像の第３の例を示す図。 回路図画面に表示される表示画像の第４の例を示す図。 エラーコードとシンボル情報との対応関係を示す図。 本実施の形態の第１の変形例を示す図。 本実施の形態の第２の変形例を示す図。

以下、図１〜図１１を参照して本発明による建設機械の故障情報表示装置の実施の形態について説明する。
図１は、本発明が適用される建設機械の一例である油圧ショベルの外観側面図である。この油圧ショベルは、走行体１と、走行体１上に旋回可能に設けられた旋回体２と、旋回体２の前部左側に設けられた運転室３と、この旋回体１の前部中央に俯仰動可能に設けられたフロント作業機４とを備える。フロント作業機４は、旋回体２に回動可能に設けられたブーム５と、ブーム５の先端部に回動可能に設けられたアーム６と、アーム６の先端部に回動可能に設けられたバケット７とを有する。運転室３内にはコントローラ１０が設置されている。

図２は、図１の油圧ショベルに搭載された油圧システムの一例を示す回路図である。この油圧システムは、エンジンＥにより駆動される油圧ポンプ２１ａ，２１ｂと、油圧ポンプ２１ａ，２１ｂからの圧油により駆動する油圧アクチュエータ、すなわちブームシリンダ２３、アームシリンダ２４、バケットシリンダ２５、旋回モータ２６および走行モータ２７，２８と、油圧ポンプ２１ａ，２１ｂから各油圧アクチュエータ２３〜２８への圧油の流れを制御するコントロールバルブ２９ａ〜２９ｇと、コントロールバルブ２９ａ〜２９ｇを操作する操作レバー３０〜３３とを有する。

コントローラ１０には、ブーム上げのパイロット圧を検出する圧力センサ４０と、旋回パイロット圧を検出する圧力センサ４１と、走行パイロット圧を検出する圧力センサ４２と、エンジンキースイッチのオンオフを検出するセンサ４３と、ポンプ２１ａ，２１ｂの吐出圧を検出する圧力センサ４４と、作動油温を検出する油温センサ４５と、エンジン回転数を検出する回転数センサ４６と、燃料消費量を検出する燃料センサ４７と、エンジンＥのターボブースト圧を検出する圧力センサ４８と、エンジン冷却水の温度を検出する温度センサ４９からの信号が入力される。

なお、図示は省略するが、上述した以外にも例えばエンジンＥの各シリンダごとの排気温度を検出するセンサ、電子ガバナ装置のスロットル位置を検出するセンサ、燃料レベルを検出するセンサ、バッテリ電圧を検出するセンサ、吸気マニホールドの温度を検出するセンサ、ラジエータの上部マニホールドにおける圧力を検出するセンサ、ラジエータの前面における空気温度を検出するセンサ、ラジエータ用冷却ファンの油圧モータ入口圧力を検出するセンサ、冷却水ポンプの吐出圧力を検出するセンサ、インタークーラの温度を検出するセンサ、オイルクーラの入口／出口温度、出口圧力を検出するセンサ、ブーム角度を検出するセンサ、大気圧を検出するセンサ、大気温度を検出するセンサ等の各種センサが設けられ、これらの信号もコントローラ１０に入力される。なお、以下ではセンサをＳで表す。

図３は、本実施の形態に係る故障情報表示装置の構成を示すブロック図である。コントローラ１０は、コントロールユニット１１と情報表示ユニット１２とを有し、ＣＰＵ，ＲＯＭ，ＲＡＭその他の周辺回路などを有する演算処理装置を含んで構成される。

コントロールユニット１１には、上記各センサＳからの信号が入力される。コントロールユニット１１は、各センサＳからの信号に基づきセンサＳの故障の有無を判定し、故障時には故障状態に対応したエラーコードを出力する。例えばセンサＳの出力ｖがｖ１１≦ｖ≦ｖ２１のときにセンサＳは正常であり、ｖ≦ｖ１２（＜ｖ１１）およびｖ≧ｖ２２（＞ｖ２１）のときに異常であるとする。ここで、ｖ１１，ｖ２１は例えば０．５ｖ，４．５ｖであり、ｖ１２，ｖ２２は例えば０．２５ｖ，４．７５ｖである。

このときコントロールユニット１１は、センサ出力ｖがｖ≦ｖ１２またはｖ≧ｖ２２であるか否かを判定し、ｖ≦ｖ１２であればエラーコードｎ１（下限エラー）を、ｖ≧ｖ２２であればエラーコードｎ２（上限エラー）を出力する。入力装置１３は、操作ボタンが配置されたキーパット等により構成される。入力装置１３は運転室３内に設けられ、情報表示ユニット１２にはオペレータの入力装置１３の操作により画像切換指令等が入力される。

情報表示ユニット１２は、コントロールユニット１１からの出力信号と入力装置１３からの画像切換指令に応じた画像信号を生成する。そして、その画像信号を運転室３内の表示モニタ１４に出力し、表示モニタ１４に画像を表示する。この際、後述するようにセンサＳの回路図画像に、故障内容に対応したシンボル画像を合わせて表示する。

図４は、画像切換指令により切換表示される表示画面の遷移を示す図である。電源オン後の初期状態では、初期画面１００が表示される。初期画面１００には、センサＳからの信号に基づきエンジン回転数、エンジン冷却水温、ターボブースト圧、残燃料レベル、作動油温、大気温度、バッテリ電圧等がメータ画面等により表示される。この状態で、入力装置１３を操作して画像切換指令を入力すると、現在発生している故障内容の一覧を表す故障リスト画面１０１が表示される。

故障リスト画面１０１の中から詳細表示したい故障内容を選択し、画像切換指令を入力すると、選択された故障内容の詳細を表す詳細情報画面１０２が表示される。詳細情報画面１０２には、故障の名称とその詳細内容が文字で表示される。また、故障の発生している部位を表す部位図やその詳細図（例えば拡大図）が表示される。したがって、オペレータは表示内容を確認することで、どのような部位にどのような故障が発生しているかを把握できる。

但し、画面サイズには制約があり、表示できるメッセージの量は限られている。このため、全てのメッセージを表示するためには、オペレータは画面をスクロールする必要があり、故障内容の把握が容易でない。また、文字で故障内容を表示したのでは、故障内容の把握に時間がかかる。

詳細情報画面１０２を表示した状態で、さらに入力装置１３を操作して画像切換指令を入力すると、故障の発生箇所であるセンサＳの回路図画面１０３が表示される。図５〜図８は、回路図画面１０３に表示される表示画像の一例を示す図である。回路図画面１０３の左側にはセンサＳ（例えば圧力センサ４０）とコントロールユニット１１の接続状態を模式的に示す回路図が、右側にはコントロールユニット１１の位置を示す配置図が表示されている。

回路図上には、センサＳを表すセンサ画像５１とコントロールユニット１１を表すコントロールユニット画像５２が表示されている。これらセンサ画像５１とコントロールユニット画像５２は、電源供給用の信号線Ｌ１を表す画像５３、信号出力用の信号線Ｌ２を表す画像５４およびアース用信号線Ｌ３を表す画像５５によりそれぞれ接続されている。以上の画像５１〜５５は固定画像として画面上の所定位置に表示される。

さらに回路図には故障内容に対応したシンボル画像５６〜５９が合わせて表示されている。ここで、シンボル画像５６は信号線Ｌ１の短絡を、シンボル画像５７は信号線Ｌ２の短絡を、シンボル画像５８は信号線Ｌ２のアースを、シンボル画像５９は信号線Ｌ２，Ｌ３の短絡を、それぞれ示している。

図９は、コントロールユニット１１から出力されるエラーコードとシンボル情報（シンボル画像とその位置座標）との対応関係を示す図である。なお、位置座標はシンボル画像の表示位置を示す座標であり、画面の左上を原点とした座標として定められている。エラーコードがｎ１（下限エラー）のときは、故障内容として信号線Ｌ１の断線、信号線Ｌ２の断線、信号線Ｌ２のアースおよび信号線Ｌ２，Ｌ３の短絡が考えられ、エラーコードがｎ２（上限エラー）のときは、故障内容として信号線Ｌ３の断線および信号線Ｌ１，Ｌ２の短絡が考えられる。

これらの関係は予めコントローラ１０に記憶され、各エラーコードに対応したシンボル画像が信号線画像５３〜５５に対応付けてそれぞれ位置座標上に表示される。この場合、エラーコードに対応した故障内容が複数あるときは、その故障内容を表すシンボル画像が所定時間ｔ１（例えば１秒）毎に順次表示される。

すなわち、エラーコードがｎ１のときは、まず、図５に示すようにシンボル画像５６が位置座標（Ｘ１ａ，Ｙ１ａ）に表示される。その所定時間ｔ１後には、図６に示すようにシンボル画像５７が位置座標（Ｘ１ｂ，Ｙ１ｂ）に表示される。その所定時間ｔ１後には、図７に示すようにシンボル画像５８が位置座標（Ｘ１ｃ，Ｙ１ｃ）に表示される。その所定時間ｔ１後には、図８に示すようにシンボル画像５９が位置座標（Ｘ１ｄ，Ｙ１ｄ）に表示される。さらにその所定時間ｔ１後には、再び図５に示すようにシンボル画像５６が表示され、以降、入力装置１３の操作により画像切換指令が出力されるまで、図５〜図８の表示が繰り返される。

本実施の形態によれば以下のような作用効果を奏することができる。
（１）情報表示ユニット１２で、センサＳからの信号に基づきエラーコードに対応したシンボル画像５６〜５９を生成し、回路図画面１０３にて、センサＳの回路図画像上に故障内容を表すシンボル画像５６〜５９を重ねて表示するようにした。これによりオペレータは、センサＳのどの部分にどのような故障が生じているのか、故障内容を容易に認識することができる。
（２）故障内容を表すメッセージを複数の言語に対応した文字で表示する必要がないので、メモリ容量を節約できる。
（３）信号線Ｌ１〜Ｌ３の断線、短絡、アースを、各信号線画像５３〜５５に対応付けて別々のシンボル画像で表示するので、オペレータはセンサＳの故障原因を容易に判断できる。
（４）故障内容が複数あるときに、各故障内容に対応したシンボル画像を所定時間ｔ１毎に順次表示するようにしたので、オペレータは複数の故障内容を容易に把握できる。

なお、上記実施の形態では、各故障内容に対応したシンボル画像５６〜５９を所定時間ｔ１毎に順次表示するようにしたが、例えば図１０に示すようにこれらを同時に表示するようにしてもよい。回路図画面１０３にセンサＳの回路図とコントロールユニット１１の配置図を並べて表示するようにしたが、回路図のみ表示するようにしてもよい。また、センサの故障原因を特定するために、点検作業が必要な場合には、図１１に示すようにその点検内容を文字で表示するようにしてもよい。すなわち表示手段としてのコントローラ１０の構成は上述したものに限らない。コントロールユニット１１でセンサＳの故障内容を判定してエラーコードを出力するようにしたが、判定手段の構成はこれに限らない。

上記実施の形態では、大型の油圧ショベルに適用する例を示したが、中型、小型の油圧ショベルやクレーン等、他の建設機械にも同様に適用可能である。すなわち、本発明の特徴、機能を実現できる限り、本発明は実施の形態の故障情報表示装置に限定されない。

１０ コントローラ
１１ コントロールユニット
１２ 情報表示ユニット
１３ 入力装置
１４ 表示モニタ
５１ センサ画像
５２ コントロールユニット画像
５３〜５５ 信号線画像
５６〜５９ シンボル画像
Ｓ センサ

Claims (4)

1. センサの故障情報をモニタに表示する建設機械の故障情報表示装置であって、
   前記センサからの信号に基づきセンサの故障内容を判定する判定手段と、
   前記判定手段により判定された故障内容に対応したシンボル画像を生成する画像生成手段と、
   前記センサの回路図に前記シンボル画像を合わせて表示する表示手段とを備えることを特徴とする建設機械の故障情報表示装置。
2. 請求項１に記載の建設機械の故障情報表示装置において、
   前記表示手段は、前記判定手段により前記センサの信号線の断線または短絡と判定されると、前記センサの回路図上の断線または短絡位置に前記シンボル画像を表示することを特徴とする建設機械の故障情報表示装置。
3. 請求項１または２に記載の建設機械の故障情報表示装置において、
   前記表示手段は、前記判定手段により故障内容が複数あると判定されると、各故障内容に対応した個々のシンボル画像を前記回路図に順次表示することを特徴とする建設機械の故障情報表示装置。
4. 請求項１または２に記載の建設機械の故障情報表示装置において、
   前記表示手段は、前記判定手段により故障内容が複数あると判定されると、各故障内容に対応した複数のシンボル画像を前記回路図に同時に表示することを特徴とする建設機械の故障情報表示装置。

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