JP3189862B2

JP3189862B2 - 作業装置の検出器診断装置

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Publication number: JP3189862B2
Application number: JP22729994A
Authority: JP
Inventors: 孝明大葉
Original assignee: Aichi Corp
Current assignee: Aichi Corp
Priority date: 1994-08-29
Filing date: 1994-08-29
Publication date: 2001-07-16
Anticipated expiration: 2016-07-16
Also published as: JPH0867500A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、起伏、伸縮および水平
旋回が自在なブーム等の作動手段を備えた作業装置に関
し、さらに詳しくは、作動手段の作動に伴って変化する
対象値を検出するための検出器の診断装置に関するもの
である。

【０００２】

【従来の技術】高所作業車やクレーン車等に用いられる
ブームは、車体に対して起伏作動や水平旋回作動した
り、またそれ自体が伸縮作動したりする。ブームの作動
速度は、作動させようとする量の大きさ（大きな作動量
かインチングか等）に応じて高低２種類の所定速度に設
定することができるようになっていることが多い。この
ようなブームの先端には作業者搭乗用の作業台が取り付
けられたり重量物が吊り下げられたりし、これら先端荷
重とブームの位置との関係により定まる大きさのモーメ
ント（転倒方向モーメント）が車体にこれを転倒させる
方向に作用する。

【０００３】最近のブームには、ブームの各作動に伴っ
て変化する起伏角度，伸長長さ，旋回位置および転倒方
向モーメントといった対象値を検出する検出器（セン
サ）が取り付けられており、これら検出器による検出値
は、車体が不安定になるのを防止するためブームの作動
を自動的に規制する安全装置等にて演算用データとして
用いられる。したがって、このような検出器が正常であ
るか否かは重大な問題であり、従来検出器の異常を判定
するための種々の方法・装置が提案されている。例え
ば、正常な検出器が検出値として示し得る値の範囲（正
常範囲）と、実際の検出値とを比較して、実際の検出値
が上記正常範囲外であるときは検出器を異常と判定する
ものがある。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、例示し
たような方法では、検出器が各対象値を正確に検出して
いなくても、検出値が正常範囲内に入っていれば異常判
定は行われないという問題がある。そして、このような
見かけ上正常な検出器が安全装置に使用されたのでは、
安全に対する信頼性に欠けることになる。本発明は、こ
のような問題に鑑みてなされたものであり、作業装置に
おいて検出器の異常を確実に判定できるようにした検出
器診断装置を提供することを目的としている。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、本発明の検出器診断装置は、所定速度で作動する
作動手段を備えた作業装置に用いられる。この診断装置
は、検出器の診断開始を指示するため操作される診断指
示手段と、作動手段が所定速度で作動し且つ診断指示手
段が操作されたときに、この操作後において検出器によ
り検出される対象値が所定量変化するまでの作動手段の
作動速度を検出器の検出値に基づいて算出する作動速度
算出手段と、この作動速度算出手段により算出された算
出速度と作動手段が正常なときに作動する所定速度とを
比較する比較手段と、この比較手段において算出速度と
所定速度が不一致のときに検出器が異常であると判定す
る判定手段とから構成される。また、もう一つの本発明
においては、診断装置は、検出器の診断開始を指示する
ため操作される診断指示手段と、作動手段が所定速度で
作動し且つ診断指示手段が操作されたときに、この操作
後において検出器により検出された対象値が所定時間内
に変化した量を算出する変化量算出手段と、この変化量
算出手段により算出された算出変化量と作動手段が正常
な状態で所定速度で所定時間作動したときの対象値の変
化量である規定変化量とを比較する比較手段と、この比
較手段において算出変化量と規定変化量とが不一致のと
きに検出器が異常であると判定する判定手段とから構成
される。なお、診断指示手段の操作に基づいて作動手段
を所定速度で作動させる自動診断開始手段を設けてもよ
い。

【０００６】

【作用】このような検出器診断装置では、作動速度は所
定速度に設定されているため、変化量（所定変化量）が
決められたときは作動手段が所定変化量作動する間の作
動速度（所定速度）が検出器診断の指標として用いられ
る。この所定速度は予め計算等されて判定手段に記憶さ
れる。そして、作動手段が作動し且つ診断指示手段が操
作されたときは、この操作時点から作動手段が所定変化
量作動したことが検出器により検出されるまでの間の作
動速度（算出速度）が作動速度算出手段により算出さ
れ、この結果が比較手段により所定速度と比較される。
両者が一致する場合は判定手段により検出器が正常と判
定されるが、両者が不一致の場合は検出器が正確に対象
値を検出しない異常状態であると判定される。また、診
断に要する時間（所定時間）が決められたときは、この
間に変化し得る対象値の変化量（規定変化量）が検出器
診断の指標として用いられ、実際の変化量（算出変化
量）との比較により検出器の診断が行われる。このよう
な指標を用いて検出器の診断を行うことにより、検出器
による検出値が正常範囲内にあるか否かということに関
する検出器の異常判定を確実に行える。なお、診断指示
手段の操作に基づいて作動手段を所定速度で作動させる
自動診断開始手段を用いれば、検出器診断を行う場合に
必要な操作を簡略化することができる。

【０００７】

【実施例】以下、本発明の好ましい実施例について図面
を参照しながら説明する。図１には、本発明に係るセン
サ診断装置を備えた高所作業車（作業装置）を示してい
る。この高所作業車１０は、トラックをベースとして構
成されており、車体１の後部にはこの車体１に対して水
平旋回が自在な旋回台２が取り付けられている。この旋
回台２は、車体１に取り付けられた油圧旋回モータ（図
示せず）の作動によって旋回駆動される。旋回台２の上
部には、ブーム（作動手段）４が起伏自在に取り付けら
れている。ブーム４の基端部下側と旋回台２の下部の間
には油圧起伏シリンダ５が取り付けられている。起伏シ
リンダ５の下端は、旋回台２の２枚の側板２ａ，２ａ間
に掛け渡された枢支ピン２ｂにより上下方向に回動自在
に取り付けられている。

【０００８】ブーム４は、旋回台２に取り付けられた基
端ブーム４ａと、この基端ブーム４ａに長手方向に移動
自在に挿入された中間ブーム４ｂと、さらにこの中間ブ
ーム４ｂに長手方向に移動自在に挿入された先端ブーム
４ｃとからテレスコープ状に伸縮自在に構成されてい
る。ブーム４の内部には、油圧伸縮シリンダ（図示せ
ず）とこの伸縮シリンダの伸縮作動とともに動いてブー
ム４を伸縮駆動するチェーン機構（図示せず）が取り付
けられている。ブーム４（先端ブーム４ｃ）の先端に
は、作業台７が上下に揺動自在に取り付けられている。
作業台７は、図示しないレベリング装置によって、ブー
ム４の起伏状態にかかわらず常にほぼ水平に維持され
る。

【０００９】作業台７には、旋回台２およびブーム４の
各作動を制御するための操作装置８が取り付けられてい
る。この操作装置８には、各作動に対応する複数の操作
レバー８ａが設けられている。作業台７に搭乗した作業
者（図示せず）がこれら操作レバー８ａを操作すると、
旋回台２の側板２ａに取り付けられた油圧バルブユニッ
ト９が切換作動し、車体１に搭載された油圧ポンプＰか
ら上記操作に対応する油圧アクチュエータ（旋回モー
タ，起伏シリンダ５又は伸縮シリンダ）に作動油が供給
され、旋回台２やブーム４を作動させることができる。
なお、油圧バルブユニット９は電磁切換弁が組み合わさ
れたものである。

【００１０】また、油圧ポンプＰはパワーテイクオフ機
構（図示せず）を介して車体１に取り付けられたエンジ
ンＥにより駆動される。油圧ポンプＰからの吐出流量は
エンジンＥの回転数に対応し、エンジンＥの回転数は操
作装置８に取り付けられたアクセルスイッチ８ｂの操作
により高低２段階に切換えることができるようになって
いる。このため、旋回台２やブーム４の作動速度も所定
の高速度と低速度に切り換えることができる。こうして
ブーム４等が作動することにより、作業者は作業台７と
ともに任意の高所に移動することができる。

【００１１】図１に示すように、車体１における旋回台
２の下側には、旋回角センサ１１が取り付けられてい
る。この旋回角センサ１１は、旋回台２の車体１に対す
る旋回位置（対象値）に対応する検出信号（電気信号）
を出力するものであり、旋回台２の旋回軸に回転軸が連
結された回転式ポテンショメータからなる。また、基端
ブーム４ａの側面には、起伏角センサ１２が取り付けら
れている。この起伏角センサ１２は、図２に示すよう
に、回転軸から吊下げたおもり１２ａを利用する重垂式
のポテンショメータ１２ｐからなり、ブーム４の水平レ
ベルに対する起伏角度θ（対象値）に対応する検出信号
を出力する。

【００１２】基端ブーム４ａの最基端部には、伸長量セ
ンサ１３が取り付けられている。この伸長量センサ１３
は、図１および図３に示すように、先端ブーム４ｃの先
端に取り付けられたワイヤ１３ａの繰出・巻取を行う巻
取ドラム１３ｂと、このドラム１３ｂと一体回転する回
転軸を有した回転式ポテンショメータ１３ｐとからな
る。伸長量センサ１３は巻取ドラム１３ｂからのワイヤ
１３ａの繰出し長さ、即ち、ブーム４の伸長量（対象
値）に応じた検出信号を出力する。

【００１３】さらに、図４に示すように、枢支ピン２ｂ
に負荷センサ１４が取り付けられている。この負荷セン
サ１４はロードセルからなる。枢支ピン２ｂは、転倒方
向モーメントを支える起伏シリンダ５から軸力を受けて
たわむので、このたわみ量、つまりは転倒モーメントに
より生ずる負荷（対象値）に対応する検出信号が負荷セ
ンサ１４から出力される。なお、これらセンサから出力
された検出信号はモーメントリミッタ（図示せず）に入
力される。モーメントリミッタは、これら検出信号によ
り示されるブーム４の旋回位置，起伏角度，伸長量およ
び負荷を演算用データとして用い、車体１が不安定状態
に陥る前にブーム４等の作動を規制する。

【００１４】次に、本発明に係るセンサ診断装置の構成
について図５を用いて説明する。このセンサ診断装置２
０は、操作検出器２１と、診断スイッチ２２と、判定器
２３と、タイマー２４と、異常表示器２５とから構成さ
れている。操作検出器（作動検出手段）２１は、操作装
置８の内部に各操作レバー８ａごとに取り付けられてい
る。例えば、起伏作動用操作レバー８ａには起仰側に操
作検出器２１が取り付けられており、伸縮作動用操作レ
バー８ａには伸長側に操作検出器２１が取り付けられて
いる。このため、起伏作動用操作レバー８ａを起仰側に
投入したり、伸縮作動用操作レバー８ａを伸長側に投入
したりすれば、対応する操作検出器２１から検出信号
（電気信号）が出力される。

【００１５】診断スイッチ（診断指示手段）２２は操作
装置８上に取り付けられており、作業者がオン操作する
ことによって各センサの異常診断を開始させるための開
始信号（電気信号）を出力する。この開始信号は判定器
２３のほかに、アクセルスイッチ８ｂにも送出される。
アクセルスイッチ８ｂはこの開始信号を受けると、自動
的に高回転側に切り換わり、エンジンＥを高回転作動さ
せる。

【００１６】判定器２３には、上記各センサ１１〜１４
から出力された検出信号が入力される。また、各操作検
出器２１から操作信号が入力され、診断スイッチ２２か
ら開始信号が入力される。さらに、判定器２３は、予め
上記各センサ１１〜１４の診断を行うために必要なブー
ム４（旋回台２）の旋回，起仰および伸長作動（以下、
診断用作動という）に対応する規定時間を記憶してい
る。ここで、規定時間とは、ブーム４が所定速度で作動
した場合に、対象値が所定量だけ変化するのに要する理
論時間又は実測時間である。例えば、図６に示すように
ブーム４の伸長作動で考えると、上記理論時間は、所定
速度ｖで伸長作動するブーム４の伸長量が所定量ΔＬだ
け変化するのに要する時間（＝ΔＬ／ｖ）として計算さ
れる。なお、伸長作動における所定速度ｖは、伸縮シリ
ンダのボアとこれに供給される作動油流量（高回転作動
する油圧ポンプＰの吐出流量）との関係から計算され
る。また、負荷センサ１４に関しては、全縮状態にある
ブーム４が第１起伏角度からこれより大きな第２起伏角
度に起仰作動するのに要する理論時間又は実測時間が規
定時間として記憶される。

【００１７】判定器２３は、操作検出器２１からの信号
によりブーム４のどの診断用作動が行われるかを判断
し、行われる診断用作動に対応する規定時間を選択す
る。また、診断スイッチ２２からの開始信号を受けたと
きは、診断用作動によって変化する対象値（例えば、診
断用作動が伸長作動であるときは伸長長さ）のセンサ１
１〜１４による検出値（原検出値）を記憶する。これと
同時にタイマー２４による時間のカウントも開始する。
そして、センサ１１〜１４による実検出値が原検出値と
所定量との和に一致したときに、タイマー２４のカウン
ト数（測定時間）を記憶する。さらに、この測定時間と
規定時間とを比較して、測定時間が規定時間に対して、
検出誤差を考慮して設定される所定幅以上大きいか又は
小さいとき（以下、単に不一致のときという）は異常信
号（電気信号）を出力する。

【００１８】異常表示器２５は、ランプ又はブザーを有
し、操作装置８に取り付けられている（ただし、図１に
は示さず）。そして、判定器２３からの異常信号を受け
たときは、ランプを点滅作動させたりブザーを鳴らした
りする。

【００１９】次に、このセンサ検出器診断装置２０によ
るセンサ１１〜１４の診断について説明する。なお、こ
こでは伸長量センサ１３の診断を例として図６を用いて
説明する。伸縮作動用操作レバー８ａが伸長側に投入さ
れると、ブーム４の伸長作動（診断用作動）が開始され
る。これとともに、判定器２３は伸長側に設けられた操
作検出器８ａから操作信号を受け、記憶した規定信号の
中から伸長作動に対応するものを選択する。診断スイッ
チ２２がオン操作されると、判定器２３はその時に伸長
量センサ１３により検出された伸長長さＬ1 （原伸長長
さ）を記憶するとともに、タイマー２４をリセットす
る。これと同時に開始信号を受けたアクセルスイッチ８
ｂの切換作動によってブーム４の伸長作動は高速作動に
なる（当初から高速作動である場合はそのまま）。

【００２０】その後、伸長量センサ１３により検出され
た伸長長さが原伸長長さＬ１と所定量ΔＬとの和である
診断目標長さＬ2 になるまでの時間がタイマー２４によ
りカウントされ、判定器２３はこれを記憶する。そし
て、この測定時間と選択された規定時間とを比較して、
測定時間と規定時間とが不一致のときは、異常表示器２
５に異常信号を送出しこれを作動させる。なお、タイマ
ー２４によるカウントは、伸伸長長さが診断目標長さＬ
2 に達する前に伸縮作動用操作レバー８ａが中立に戻さ
れたときは中断され、再び伸縮作動用操作レバー８ａが
伸長側に投入されたときから続行される。

【００２１】ここで、伸長量センサ１３が正常な場合に
おいて、ブーム４の伸長量が零〜最大ＬMAX まで変化す
るときに出力し得る検出信号の値Ｄは、図７に実線グラ
フで示すように、Ｄ0 〜ＤMAX である。このため、伸長
量センサ１３内でショート等が起こって検出信号がＤMA
X を超えた様な場合（異常パターンＩ）であれば、従来
の診断装置（実際の検出値が上記正常範囲外であるとき
に異常判定するタイプのもの）でも異常判定を行える
し、また、本検出器診断装置２０においても伸長量セン
サ１３により検出される伸長長さがいつまでたっても増
加せず、当然に測定時間が規定時間より大きくなるので
異常判定がなされる。

【００２２】一方、検出信号がＤ0 〜ＤMAX の範囲にあ
るが伸長量センサ１３の劣化等により実際の伸長長さよ
りも短い伸長長さに対応した検出信号しか出力していな
いような場合（異常パターンＩＩ）は、伸長量センサ１
３により診断目標長さＬ２が検出されたときは既に実際
のブーム４の伸長長さはＬ2 よりも長いＬ2 ′になって
いる。このため、測定時間は規定時間より長くなり、伸
長量センサ１３の異常判定がなされる。なお、検出信号
がＤ0 〜ＤMAX の範囲にある以上、異常パターンＩＩに
関しては上記従来の診断装置では異常判定することはで
きない。

【００２３】なお、ここでは伸長量センサ１３の診断に
ついて説明したが、旋回角センサ１１および起伏角セン
サ１２の診断も同様にして行われる。また、負荷センサ
１４の診断については図８を用いて、ブーム４の起仰作
動を通じて行う場合について説明する。まず、ブーム４
は前述した第１起伏角度θ1に起伏角度が設定される。
ここで起伏作動用操作レバー８ａが起仰側に投入される
と起仰作動が開始され、同時に診断スイッチ２２がオン
操作されると、判定器２３はその時に負荷センサ１４に
より検出された負荷（原負荷）Ｆ1 を記憶する。なお、
アクセルスイッチ８ｂの自動切換によって、ブーム４は
高速で起仰作動する。その後、負荷センサ１４により検
出された負荷が原負荷Ｆ1 と所定量ΔＦとの和である診
断目標負荷Ｆ2 （第２起伏角度θ2 に対応する負荷）に
なるまでの時間がタイマー２４によりカウントされ、判
定器２３はこれを記憶する。さらに、この測定時間と選
択された規定時間とを比較し、測定時間と規定時間とが
不一致のときは、異常表示器２５を作動させる。ただ
し、この負荷センサ１４の診断を行う場合は起伏角セン
サ１１が正常であることが前提となるため、起伏角セン
サ１１の正常を確認した上で行う必要がある。

【００２４】ここまでの実施例では、操作レバー８ａの
投入（操作検出器２１による検出）および診断スイッチ
２２のオン操作を経て各センサ１１〜１４の診断を行え
るようにした検出器診断装置について説明したが、本発
明に係る検出器診断装置はこれに限られるものではな
い。例えば、図９に示すように、診断スイッチ２２′の
オン操作のみにより即各センサ１１〜１４の診断を行え
るようにしてもよい。

【００２５】図９に示す検出器診断装置２０′は、診断
スイッチ２２′と、判定器２３′と、タイマー２４と、
異常表示器２５と、バルブコントローラ（自動診断開始
手段）９１とから構成されている。診断スイッチ２２′
は、操作装置８にセンサ１１〜１４ごとに取り付けられ
る。各診断スイッチ２２′はそれぞれオン操作される
と、判定器２３′に開始信号を出力する。判定器２３′
はこの開始信号から診断するセンサを判断し、このセン
サの診断用作動（例えば、起伏角センサ１１の場合は起
仰作動であり、伸長量センサ１３の場合は伸長作動であ
る。）に対応する規定時間を選択する。また、開始信号
はバルブコントローラ９１にも送出される。バルブコン
トローラ９１はは開始信号を受けると、バルブユニット
９′の切換制御を行い、上記診断用作動を行わせる油圧
アクチュエータ（起仰作動であれば起伏シリンダ５であ
り、伸長作動であれば伸縮シリンダである。）に所定流
量の作動油を供給させる。これにより、診断スイッチ２
２′のオン操作のみでブーム４が所定速度で診断用作動
を開始し、検出器診断装置２０′では上記実施例と同様
にして各センサ１１〜１４の診断が行われる。

【００２６】なお、上記いずれの実施例でも規定時間を
指標としてセンサの異常判定を行う検出器診断装置につ
いて説明したが、指標を他の要素にすることもできる。
例えば、伸長量センサ１３の診断を行う場合においてブ
ーム４の所定伸長速度を指標とするのであれば、伸長量
が所定量ΔＬ変化するまでに要した時間を測定し、さら
にこの間の作動速度（＝ΔＬ／測定時間）を算出する。
そして、この算出速度と所定伸長速度（＝ΔＬ／所定時
間）とを比較して両者が不一致のときは、伸長センサ１
４を異常と診断することができる。また、伸長量センサ
１３の診断を行う場合において、ブーム４が所定時間内
に伸長すべき所定伸長量ΔＬを指標とするのであれば、
所定時間内に実際に変化した伸長量（Ｌ2 −Ｌ1 ）を伸
長量センサ１３の検出信号から算出し、この算出伸長量
と所定伸長量ΔＬとを比較して両者が不一致のときは、
伸長センサ１３を異常と診断することができる。さら
に、上記いずれの実施例でも高所作業車のブームに適用
した場合について説明したものであるが、本発明の検出
器診断装置はこれに限られるものではなく、クレーン車
のブーム等にも適用が可能である。

【００２７】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の検出器診
断装置では、検出器による検出値に基づいて測定・算出
した作動手段の作動速度又は作動量（変化量）を、予め
計算等された所定速度又は所定変化量と比較して、これ
らが不一致の場合に検出器の異常判定を行う。このた
め、本検出器診断装置を用いれば、検出器による検出値
が正常範囲内にあるか否かということに関する検出器の
異常を確実に発見することができる。なお、診断開始操
作に基づいて作動手段の作動が開始されるようにすれ
ば、検出器診断を行おうとするときに操作者が行うべき
操作を簡略化することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る検出器診断装置を備えた高所作業
車の側面図である。

【図２】上記高所作業車に取り付けられた起伏角センサ
の概念図である。

【図３】上記高所作業車に取り付けられた伸縮センサの
概念図である。

【図４】上記高所作業車に取り付けられた負荷センサの
概念図である。

【図５】上記検出器診断装置の構成図である。

【図６】上記検出器診断装置の作動説明図である。

【図７】上記検出器診断装置の作動説明用グラフ図であ
る。

【図８】上記検出器診断装置の作動説明用グラフ図であ
る。

【図９】上記検出器診断装置の第２実施例の構成図であ
る。

【符号の説明】

１０高所作業車４ブーム１１〜１４センサ（検出器）２０，２０′ 検出器診断装置

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) B66F 9/00 - 11/04

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】所定速度で作動する作動手段と、この作
動手段の作動に伴って変化する対象値を検出する検出器
とを備えてなる作業装置の検出器診断装置であって、前記検出器の診断開始を指示するため操作される診断指
示手段と、前記作動手段が前記所定速度で作動し且つ前記診断指示
手段が操作されたときに、この操作後において前記検出
器により検出される前記対象値が所定量変化するまでの
前記作動手段の作動速度を前記検出器の検出値に基づい
て算出する作動速度算出手段と、この作動速度算出手段により算出された算出速度と前記
作動手段が正常なときに作動する前記所定速度とを比較
する比較手段と、この比較手段において前記算出速度と前記所定速度が不
一致のときに前記検出器が異常であると判定する判定手
段とから構成されることを特徴する作業装置の検出器診
断装置。
【請求項２】所定速度で作動する作動手段と、この作
動手段の作動に伴って変化する対象値を検出する検出器
とを備えてなる作業装置の検出器診断装置であって、前記検出器の診断開始を指示するため操作される診断指
示手段と、前記作動手段が前記所定速度で作動し且つ前記診断指示
手段が操作されたときに、この操作後において前記検出
器により検出された前記対象値が所定時間内に変化した
量を算出する変化量算出手段と、この変化量算出手段により算出された算出変化量と前記
作動手段が正常な状態で前記所定速度で前記所定時間作
動したときの前記対象値の変化量である規定変化量とを
比較する比較手段と、この比較手段において前記算出変化量と前記規定変化量
とが不一致のときに前記検出器が異常であると判定する
判定手段とから構成されることを特徴する作業装置の検
出器診断装置。
【請求項３】前記診断指示手段の操作に基づいて前記
作動手段を前記所定速度で作動させる自動診断開始手段
を備えたことを特徴とする請求項１もしくは２に記載の
作業装置の検出器診断装置。