JP3366837B2 - 機械の異常監視装置および方法 - Google Patents

機械の異常監視装置および方法

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    • G05B2223/00—Indexing scheme associated with group G05B23/00
    • G05B2223/06—Remote monitoring

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、建設機械などの機
械の稼働状況に基づき当該機械の異常を監視する装置に
関し、特に、監視局において車両の稼働状況データを収
集してこれらデータに基づき異常を監視する際に、デー
タ量を少なくすることができる装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】建設機械などの車両の稼働状況に基づ
き、この車両のエンジン油圧低下、オーバーヒートなど
の異常を監視することに関する発明として、たとえばＵ
ＳＰ５,４００,０１８に記載されたものがある。
【０００３】この文献には、車両の異常を監視するため
に、車両側から稼働状況に関するデータを監視局に収集
して、この収集されたデータに基づき車両を修理した
り、緊急停止指令を与えるなどの異常処理を行うか否か
を判断するようにしている。
【０００４】すなわち、車両側でエンジン油圧低下など
の異常が検出されると、この異常の種類（エンジン油圧
低下）がコード化され、この異常コードが監視局側に送
信される。監視局は、複数台の車両を監視しており、各
車両ごとに、過去に発生した異常の種類、異常発生の回
数、発生日時などの車両履歴データを保有している。
【０００５】そこで、車両から異常コードが送信される
と、これを上記車歴データと突き合わせて、この異常コ
ードに示される異常（エンジン油圧低下）の頻度が少な
いと判断した場合には、この異常が発生したときの状況
を詳細に探索するべく、この異常発生時のスナップショ
ットデータを監視局まで送信してくるよう、対応する車
両にスナップショットデータ要求指令を送信する。な
お、異常コードに示される異常の頻度が多い場合には、
この種の異常発生時のスナップショットデータは既に監
視局で保有しており、有用なデータではないものとし
て、対応する車両には要求指令を送信しない。
【０００６】ここで、スナップショットデータとは、車
両で異常が検出された時点の所定期間前後のデータであ
って、この異常（たとえばエンジン油圧低下）に関連す
る車両稼働パラメータ（エンジン回転数、車速など）の
データのことである。
【０００７】この要求指令を受けた車両は、監視局にあ
らためて異常検出時点前後のスナップショットデータを
送信するようにしている。
【０００８】このように、従来の発明にあっては、同一
の機械で同じ故障が頻繁に発生している場合には、スナ
ップショットデータを車両側に要求しないようにするこ
とで、監視局側に蓄積されるデータを最小限に抑えんと
している。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】しかし、上述した従来
技術にあっては、異常の種類を示す異常コードに対し
て、異常の種類、異常発生の回数、発生日時などが時系
列的に記録された車歴データとを突き合わせるだけで、
スナップショットデータを必要とするか否かを判断して
いるため、異常監視に必要なスナップショットデータを
見逃している可能性がある。逆に、異常監視に不要なス
ナップショットデータを要求している可能性もある。
【００１０】すなわち、実際には、過去に多数回発生し
ている同一種類の異常であっても、その発生状況は様々
であり、必ずしも同じ稼働状況の下で同一異常が発生し
ているとは限らない。そして、過去に同じ稼働状況の下
で同じ異常が多数回発生して実際の運行に支障はなかっ
たにせよ、別の稼働状況の下で同じ異常が発生すると、
車両に致命的な損傷を与えかねないことがある。従っ
て、過去に発生している異常の頻度のみからスナップシ
ョットデータを要求すべきか否かを判断することにする
と、車両に致命的な損傷を与えるかもしれない希少なス
ナップショットデータを収集できずに、車両に甚大な損
傷を与えかねない虞がある。
【００１１】そこで、本発明は、車両側から異常発生時
の状況を示す状況コードを異常コードに付加して監視局
側に送信することによって、監視局側で、スナップショ
ットデータを要求すべきか否かの判断をより正確に行え
るようにして、異常監視に必要なスナップショットデー
タのみを車両側から収集できるようにし、異常監視をよ
り的確に行えるようにすることを解決課題とするもので
ある。これに加えて、異常監視に必要なスナップショッ
トデータのみを車両側から収集できるようにすること
で、監視局におけるデータ量、メモリの記憶容量を少な
くできるようにすることを解決課題とするものである。
【００１２】
【課題を解決するための手段および効果】そこで、本発
明の第１発明では、複数の機械それぞれに、機械稼働時
に発生する各種異常を検出する異常検出手段を設けると
ともに、これら複数の機械それぞれの異常検出手段で検
出された異常検出データを収集して、これら複数の機械
の稼働状態を監視する監視局を設けるようにした機械の
異常監視装置において、前記機械それぞれに、当該機械
の稼働時に値が変化する複数種類の稼働パラメータの値
を逐次検出する稼働パラメータ検出手段と、当該機械の
稼働時に前記異常検出手段で異常が検出される毎に、異
常検出の履歴データを更新する履歴データ更新手段と、
当該機械の稼働時に前記異常検出手段で異常が検出され
た場合に、前記履歴データに基づいて、当該異常が検出
された時点の前後所定期間内における前記稼働パラメー
タの逐次の値を前記監視局に送信すべきか否かを判断す
る判断手段と、前記判断手段で送信すべきと判断された
場合に、前記検出された異常の種類と、この異常が検出
された時点で前記稼働パラメータ検出手段で検出された
値に加えて、この異常が検出された時点の前後所定期間
内における前記稼働パラメータの逐次の値を前記監視局
に送信するとともに、前記判断手段で送信すべきでない
と判断された場合に、前記検出された異常の種類と、こ
の異常が検出された時点で前記稼働パラメータ検出手段
で検出された値を前記監視局に送信する送信手段とを具
えるようにしている。
【００１３】また、本発明の第２発明では、第１発明の
構成に加えて、さらに、前記監視局に、各機械から送信
された異常の種類と、異常検出時の各種稼働パラメータ
の値とを累積して、異常と稼働パラメータの種類および
値とを関連づけるデータを生成する関連づけデータ生成
手段と、前記機械から送信された異常の種類と、異常検
出時の各種パラメータの値とを、前記関連づけデータに
照合して、当該異常と稼働パラメータの種類および値と
の関連づけがあるか否かを判断する関連づけ判断手段
と、前記関連づけ判断手段で関連づけがないと判断され
た場合に、当該機械に対して、一定期間だけ前記稼働パ
ラメータ検出手段で検出された値を前記監視局に送信す
るように要求する信号を送信する要求信号送信手段とを
具えるようにしている。
【００１４】第１発明の構成によれば、図４に示すよう
に、機械それぞれで、当該機械の稼働時に値が変化する
複数種類（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）、（Ｄ）の稼働パラメ
ータ（エンジン回転数、レバー操作位置、車速、けん引
力）の値が逐次検出される。
【００１５】そして、図３に示すように、当該機械の稼
働時に異常（エンジン油圧低下、オーバーヒート）が検
出される毎に、異常検出の履歴データが更新されてい
く。
【００１６】そして、図６に示すように、当該機械の稼
働時に異常（エンジン油圧低下）が検出された場合に、
履歴データに基づいて、当該異常が検出された時点ｔ0
の前後所定期間内（−１０ｍｉｎ〜５ｍｉｎ）における
稼働パラメータ（（Ａ）エンジン回転数、（Ｂ）レバー
操作位置、（Ｃ）車速、（Ｄ）けん引力）の逐次の値を
監視局に送信すべきか否かが判断される。
【００１７】そして、図５に示すように、送信すべきと
判断された場合に、検出された異常の種類（０００１
（エンジン油圧低下））と、この異常が検出された時点
で検出された値（（Ａ）２、（Ｂ）３、（Ｃ）３、
（Ｄ）２）に加えて、この異常が検出された時点の前後
所定期間内（−１０ｍｉｎ〜５ｍｉｎ）における稼働パ
ラメータの逐次の値が監視局に送信される。一方、送信
すべきでないと判断された場合には、検出された異常の
種類（０００１（エンジン油圧低下））と、この異常が
検出された時点で検出された値（（Ａ）２、（Ｂ）３、
（Ｃ）３、（Ｄ）２）が監視局に送信される。
【００１８】第２発明では、さらに、監視局において、
図７に示すように、各機械から送信された異常の種類
（０００１（エンジン油圧低下））と、異常検出時の各
種稼働パラメータの値（Ｃd5、Ｃd8、…）とが累積され
て、異常（０００１（エンジン油圧低下））と稼働パラ
メータの種類および値（Ｃd5、Ｃd8、…）とを関連づけ
るデータが生成される。
【００１９】そして、機械から送信された異常の種類
（０００１（エンジン油圧低下））と、異常検出時の各
種パラメータの値（Ｃd8）とが、関連づけデータに照合
されて、当該異常（０００１（エンジン油圧低下））と
稼働パラメータの種類および値（Ｃd8）との関連づけが
あるか否かが（発生件数Ｎがαよりも大きいか否かが）
判断される。
【００２０】この結果、関連づけがないと判断された場
合に（発生件数Ｎがα以下である場合に）、当該機械に
対して、一定期間（−１０ｍｉｎ〜５ｍｉｎ）だけ検出
された稼働パラメータの値（（Ａ）エンジン回転数、
（Ｂ）レバー操作位置、（Ｃ）車速、（Ｄ）けん引力）
を監視局に送信するように要求する信号が送信される。
【００２１】このように、第１発明の構成によれば、従
来のように、機械側から送られてくる異常の種類を示す
異常コードだけで、スナップショットデータを必要とす
るか否かを判断しているのではなくて、さらに、異常が
検出された時点で検出された稼働パラメータの値
（（Ａ）２、（Ｂ）３、（Ｃ）３、（Ｄ）２）を加え
て、判断するようにしたので、従来のように異常の発生
回数の頻度だけではなくて、異常が発生した稼働状況の
頻度などに基づいて、スナップショットデータを必要と
するか否かを判断できるようになり、より正確に要求す
べきかどうかの判断がなされ、異常監視に必要なデータ
のみを正確に機械側に要求できるようになる。
【００２２】さらに、第２発明によれば、異常の種類
と、稼働パラメータの種類および値とを関連づけるデー
タを生成しておき、この関連づけデータに、機械から送
られてくるデータを突き合わせることによって、スナッ
プショットデータを必要とするか否かが、正確に判断さ
れる。つまり、従来のように異常の発生回数の頻度だけ
ではなくて、異常とこのときの稼働状況との関連づけの
度合い（稼働状況の頻度など）に基づいて、スナップシ
ョットデータを必要とするか否かを判断できるようにな
り、より正確に要求すべきかどうかの判断がなされ、異
常監視に必要なデータのみを正確に機械側に要求できる
ようになる。
【００２３】以上のように、第１発明、第２発明によれ
ば、異常監視に必要なスナップショットデータのみを機
械から収集できるようになり、異常監視がより的確に行
えるようになるとともに、監視局におけるデータ量、メ
モリの記憶容量を少なくすることができる。
【００２４】
【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明に係
る機械の異常監視装置の実施形態について説明する。
【００２５】まず、はじめに、本発明の前提となる機械
の稼働中に発生し得る異常を監視する方法について説明
する。
【００２６】本実施形態では、機械として建設機械を想
定し、建設機械のオーバーホール時期、寿命を管理、監
視し、甚大な異常（故障）が発生した場合には建設機械
を緊急停止させたり、異常の発生状況に応じてメンテナ
ンス（点検、修理等）したりする装置を想定している。
なお、本発明としては、建設機械以外の任意の機械にも
適用可能である。
【００２７】これを実現するモニタリング装置は、以下
のように構成されている。
【００２８】すなわち、ブルドーザなどの建設機械のエ
ンジン油圧Ｐ、エンジン回転数Ｎe、レバー操作位置
Ｓ、車速ｖ、けん引力Ｗ、エンジンパワー（エンジン出
力）、トルク、各作業機にかかる荷重、各作業機の油圧
シリンダのストローク量、油圧駆動回路におけるエンジ
ンのブローバイ圧、ガバナのラック位置など、建設機械
の稼働時において、その値が逐次変化する各種稼働パラ
メータの値を検出するセンサが建設機械の各部に適宜配
設されている。
【００２９】これらセンサは、建設機械を駆動制御する
際に、制御用のフィーバック信号を得るために通常設け
られているセンサ（例えばエンジン回転数センサ）であ
れば、モニタリングのために新たにセンサを配設するこ
となく、既存のセンサをそのまま使用することができ
る。また、通常、建設機械を駆動制御する際に使用しな
い稼働パラメータであれば（例えばブローバイ圧）、モ
ニタリングのために、当該稼働パラメータを検出するセ
ンサを新たに設ける必要がある。
【００３０】これらセンサの検出信号は、ＣＰＵを中心
として構成されているモニタリング用のコントローラに
入力され、このコントローラで所定の処理が実行され
て、その処理結果がオペレータに視認できる位置に配設
された表示器に表示される。また、建設機械内部のコン
トローラと建設機械外部のパーソナルコンピュータ２１
とを所定の通信手段にて接続して、コントローラの処理
結果を外部の所定箇所（監視局２０の表示器）で視認で
きるようにしてもよい。
【００３１】図８は、本実施形態で想定している通信ネ
ットワーク４０、５０を示している。この通信ネットワ
ーク４０、５０は、全世界に出荷される各種建設機械
（ブルドーザ、ダンプトラック、ホイールローダ、油圧
ショベル等）のすべてについてのメンテナンス情報を相
互に通信し合い、個々のユーザにメンテナンス情報を提
示するために構築されているものである。
【００３２】すなわち、同図８に示すように、この通信
ネットワーク４０、５０は、大きくは、建設機械の個々
のユーザの作業現場３０内における通信ネットワークで
あるフィールドネット４０と、全世界に点在する建設機
械のメーカー本社、営業所、工場（部品倉庫、整備工
場、組立工場）間の通信ネットワークであるグローバル
ネット５０とから構成されている。
【００３３】フィールドネット４０は、鉱山などの広域
作業現場３０において、監視局２０によって多数のブル
ドーザ、ダンプトラック、ホイールローダ、油圧ショベ
ル（以下、適宜、車両という）１０、１１、１２、１３
…を管理、監視する広域作業現場監視システムを構成し
ている。なお、作業現場３０内の車両としては無人車両
であっても有人車両であってもよい。
【００３４】この広域作業現場監視システムは、車両間
通信Ｅ、Ｆ、Ｇ、Ｈ、Ｉによって車両相互の位置関係を
示すデータが送受信されるとともに、車両・監視局間通
信Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄによって、監視局２０から複数の車両
１０…への走行、停止等を指示する指示データ、複数の
車両１０…から監視局２０への車両データの送受信が行
われる。
【００３５】監視局２０内には、作業現場３０内の車両
を統括制御する機能を有するコンピュータ２１が設けら
れている。
【００３６】一方、グローバルネット５０は、建設機械
メーカーが全世界に出荷したすべての建設機械（車両）
に関するメンテナンス情報を統括管理する上位コンピュ
ータ５１と、この上位コンピュータ５１の下位に位置さ
れ、現地法人におけるコンピュータ５２、５３、あるい
は支社におけるコンピュータ５４と、コンピュータ５２
の下位に位置され、建設機械の組立工場（整備工場）に
おけるコンピュータ５５、部品の倉庫におけるコンピュ
ータ５６と、コンピュータ５３の下位に位置され、建設
機械の組立工場（整備工場）におけるコンピュータ５
７、５８と、コンピュータ５４の下位に位置され、建設
機械の組立工場（整備工場）におけるコンピュータ５
９、部品の倉庫におけるコンピュータ６０とから構成さ
れている。
【００３７】そして、たとえば、上記建設機械の組立工
場のコンピュータ５５と、この建設機械の組立工場から
出荷された建設機械の作業現場３０におけるコンピュー
タ２１との間では、相互に通信Ｊが行われるようになっ
ている。
【００３８】したがって、作業現場３０のコンピュータ
２１が有しているデータは、通信Ｊ、グローバルネット
５０における通信を介して上位コンピュータ５１に入力
されるとともに、上位コンピュータ５１が有しているデ
ータは、グローバルネット５０における通信、通信Ｊを
介して作業現場３０のコンピュータ２１に入力されるこ
とになる。
【００３９】以下、この通信ネットワーク４０、５０で
行われる処理について図１、図２に示すフローチャート
を参照して説明する。
【００４０】図１、図２は、監視局２０を介して各車両
１０…と上位コンピュータ５１とで行われる通信処理の
内容を示したものである。
【００４１】図１は、各車両、たとえばブルドーザであ
る車両１０のコントローラで実行される処理の手順を示
すフローチャートである。
【００４２】まず、ステップ１０１では、車両１０の稼
働中に、車両１０の異常が検出されると、この検出した
異常の種類を示す異常コードを生成する処理が実行され
る。
【００４３】すなわち、建設機械の稼働時において、そ
の値が逐次変化する各種稼働パラメータの組合せ（セッ
ト）の値が検出される。
【００４４】ここに、稼働パラメータの組合せ（セッ
ト）とは、互いに関連するパラメータの組合せのことで
あり、主パラメータとこれに従属する従属パラメータと
から成っている。
【００４５】組合せ（セット）の例としては、 １）エンジン油圧とエンジン回転数、操作レバー操作位
置、車速、けん引力 ２）エンジン回転数とトルク ３）作業機にかかる荷重と作業機の油圧シリンダのスト
ローク量 ４）エンジンのブローバイ圧とエンジン回転数とガバナ
のラック位置 などがある。ここで、上記１）の組合せであれば、エン
ジン油圧が主パラメータであり、エンジン回転数、操作
レバー操作位置、車速、けん引力が、この主パラメータ
に従属する従属パラメータとなる。
【００４６】そして、主パラメータでエンジン油圧Ｐに
ついて、その検出油圧Ｐが所定時間以上継続して所定の
しきい値以下になっている場合には、異常発生であると
判断し、この異常の種類（エンジン油圧低下）に対応づ
けられた異常コード（「０００１」）が生成される（ス
テップ１０１）。
【００４７】ここで、車両１０のコントローラのメモリ
には、異常の発生履歴のデータが記憶されている。
【００４８】この異常履歴データは、図３に示すよう
に、異常の種類に対して、この異常の発生日時と、この
異常の発生状況とが対応づけられたデータから成ってお
り、時系列的に構築されている。
【００４９】異常の種類は、異常コード、たとえば００
０１（エンジン油圧低下）、０００３（オーバーヒー
ト）で表されており、異常の発生状況は、異常が発生し
たときの従属稼働パラメータの値が記号化されて表され
ている。これを状況コードと称するすることになる。
【００５０】ここで、異常コード０００１のエンジン油
圧Ｐ（主パラメータ）の低下という異常の従属パラメー
タは、図４に示すように、（Ａ）エンジン回転数Ｎe、
（Ｂ）操作レバー装置位置Ｓ、（Ｃ）車速ｖ、（Ｄ）け
ん引力Ｗであり、これら各稼働パラメータ（Ａ）エンジ
ン回転数Ｎe、（Ｂ）操作レバー装置位置Ｓ、（Ｃ）車
速ｖ、（Ｄ）けん引力Ｗの値が各レベルに分割されてい
る。
【００５１】エンジン回転数Ｎeは、Ｎe＜Ｎe1（たとえ
ば１０００ｒｐｍ）、Ｎe1≦Ｎe≦Ｎe2（たとえば１５
００ｐｍ）、Ｎe＞Ｎe2に分割されており、 エンジン
回転数Ｎeが、Ｎe＜Ｎe1の範囲にあるとき、これを
「１」で表し、Ｎe1≦Ｎe≦Ｎe2の範囲にあるとき、こ
れを「２」で表し、Ｎe＞Ｎe2の範囲にあるとき、これ
を「３」で表すものとする。
【００５２】同様に、レバー操作位置Ｓは、ブレード上
昇位置、ブレード下降位置、ブレード左チルト位置、ブ
レード右チルト位置、リッパ上昇位置、リッパ下降位置
に分割されており、レバー装置位置Ｓが、ブレード上昇
位置にあるとき、これを「１」で表し、ブレード下降位
置にあるとき、これを「２」で表し、ブレード左チルト
位置にあるとき、これを「３」で表し、ブレード右チル
ト位置にあるとき、これを「４」で表し、リッパ上昇位
置にあるとき、これを「５」で表し、リッパ下降位置に
あるとき、これを「６」で表すものとする。なお、レバ
ー操作位置Ｓは、操作レバーが電気レバーであれば、こ
の電気レバーの操作量を検出するポテンショメータの出
力に基づき検出することができる。
【００５３】同様に、車速ｖは、ｖ＜ｖ1、ｖ1≦ｖ≦ｖ
2、ｖ＞ｖ2に分割されており、車速ｖが、ｖ＜ｖ1の範
囲にあるとき、これを「１」で表し、ｖ1≦ｖ≦ｖ2の範
囲にあるとき、これを「２」で表し、ｖ＞ｖ2の範囲に
あるとき、これを「３」で表すものとする。
【００５４】同様に、けん引力Ｗは、Ｗ＜Ｗ1、Ｗ1≦Ｗ
≦Ｗ2、Ｗ＞Ｗ2に分割されており、けん引力ＷがＷ＜Ｗ
1の範囲にあるとき、これを「１」で表し、Ｗ1≦Ｗ≦Ｗ
2の範囲にあるとき、これを「２」で表し、Ｗ＞Ｗ2の範
囲にあるとき、これを「３」で表すものとする。
【００５５】したがって、図３において、「１９９６年
１１月１５日」の「エンジン油圧低下」に対応づけられ
た状況コード（Ａ）２（Ｂ）３（Ｃ）２（Ｄ）３とある
のは、エンジン回転数Ｎeが、Ｎe1≦Ｎe≦Ｎe2の範囲に
あり、かつレバー操作位置Ｓが、ブレード左チルト位置
に位置されており、かつ車速ｖがｖ1≦ｖ≦ｖ2の範囲に
あり、かつけん引力ＷがＷ＞Ｗ2の範囲にあることを意
味している。
【００５６】そこで、履歴データを参照して、現在検出
されている異常（エンジン油圧低下）の過去の発生回数
（新車状態からの発生回数）を探索し、この異常発生回
数を示す異常発生回数コードを、上記異常コードに付加
するとともに、さらに、この異常が検出された時点の従
属稼働パラメータ（Ａ）エンジン回転数、（Ｂ）レバー
操作位置、（Ｃ）車速、（Ｄ）けん引力の値を各センサ
の出力に基づき検出し、この検出結果から、これら従属
稼働パラメータの状況コードを図４に基づき生成し、こ
の状況コードを上記異常コードに付加する。
【００５７】たとえば、各センサの検出結果から、エン
ジン回転数Ｎeが、Ｎe1≦Ｎe≦Ｎe2の範囲にあり、かつ
レバー操作位置Ｓが、ブレード左チルト位置であり、か
つ車速ｖがｖ＞ｖ2の範囲にあり、かつけん引力Ｗが、
Ｗ1≦Ｗ≦Ｗ2の範囲にあることが検出された場合には、
状況コード（Ａ）２（Ｂ）３（Ｃ）３（Ｄ）２が生成さ
れる。そして、エンジン油圧低下という異常の過去の発
生回数が７回であることが探索されると、エンジン油圧
低下を示す異常コード「０００１」に対して、異常発生
回数コード７（回）と、状況コード（Ａ）２（Ｂ）３
（Ｃ）３（Ｄ）２が付加された送信データが生成される
（ステップ１０２：図５参照）。
【００５８】つぎに、履歴データを参照して、過去一定
期間（たとえば１ヶ月）中に、現在検出された異常と同
一の異常（エンジン油圧低下）が発生しているか否かが
探索される（ステップ１０３）。
【００５９】この結果、現在検出された異常が過去一定
期間内に発生していなかった場合には、この異常検出時
点前後の従属稼働パラメータのスナップショットデータ
は、一応、異常監視にとって有用なデータであるとし
て、つぎのステップ１０４に移行される。このステップ
１０４では、現在検出された異常が、上位コンピュータ
５１の不要リストに含まれているか否かが判断される。
ここで、不要リストとは、予め各車両ごとに判明してい
る異常（初期の不具合などとして予め判明している）の
リストのことであり、このリストに含まれている異常が
検出されたならば、この異常に対応するスナップショッ
トデータを監視局２０側に送信する必要はない。
【００６０】そこで、不要リストに、現在検出された異
常が含まれていない場合には、この異常検出時点前後の
従属稼働パラメータのスナップショットデータＳＤを、
上記ステップ１０２で生成された送信データに付加し
て、この送信データを監視局２０に対して車両・監視局
間通信Ａを介して送信する。
【００６１】ここで、スナップショットデータＳＤにつ
いて説明すると、図６に示すように、従属稼働パラメー
タの一つである（Ａ）エンジン回転数Ｎeを例にとる
と、異常検出時点ｔ0の１０分前から、異常検出時点ｔ0
の５分後までのエンジン回転数Ｎeの値の連続したデー
タのことである。こうしたスナップショットデータＳＤ
を、任意の時刻で取得できるようにしておくべく、車両
１０の稼働パラメータの過去１０分間のデータを常に所
定のメモリ内に記憶しておかれる。
【００６２】結局、図５に示すように、先頭に、異常コ
ード（０００１）が、そのつぎに異常発生回数コード
（７回）が、そのつぎに状況コード（（Ａ）２（Ｂ）３
（Ｃ）３（Ｄ）２）が、最後にスナップショットデータ
ＳＤが付加されたプロトコルの送信データが監視局２０
に送信されることになる。
【００６３】そして、監視局２０から、通信Ｊ、グロー
バルネット５０における通信を介して上位コンピュータ
５１に上記送信データが送信される（ステップ１０
５）。
【００６４】一方、上記ステップ１０３で、現在検出さ
れた異常が過去一定期間中に発生していたことが判明し
た場合（ステップ１０３の判断ＹＥＳ）、あるいは、上
記ステップ１０４で、現在検出された異常が、不要リス
トに含まれている場合（ステップ１０４の判断ＹＥＳ）
には、この検出した異常に対応するスナップショットデ
ータデータは有用ではないと判断して、スナップショッ
トデータＳＤを付加することなく、送信データを監視局
２０を介して上位コンピュータ５１に送信する。
【００６５】すなわち、図５において、先頭に、異常コ
ード（０００１）が、そのつぎに異常発生回数コード
（７回）が、最後に状況コード（（Ａ）２（Ｂ）３
（Ｃ）３（Ｄ）２）が付加されたプロトコルの送信デー
タが、監視局２０を介して上位コンピュータ５１に送信
されることになる（ステップ１０６）。
【００６６】このようにして異常が検出されると、この
検出した異常に関連するデータ（異常コード、発生日
時、発生状況（状況コード））によって、異常履歴デー
タ（図３）の内容が更新されることになる（ステップ１
０７）。
【００６７】また、こうして異常が検出されると、現在
から一定期間（１０分間）前までの稼働パラメータの値
を保持するように、スナップショットデータＳＤの内容
が更新される。このように逐次、スナップショットデー
タＳＤの内容を更新するようにしているのは、少ないメ
モリ容量で対処するためと、即座にスナップショットデ
ータＳＤを取り出せるようにするためである（ステップ
１０８）。そして、車両１０のコントローラは、監視局
２０から後述するスナップショットデータＳＤの要求指
令信号が入力されているか否かを判断して、要求指令が
入力されていない場合には、手順は、再度ステップ１０
１に移行され、同様の手順が繰り返し実行されることに
なる。そして、監視局２０からスナップショットデータ
ＳＤの要求指令が入力されている場合には、ステップ１
０１で検出された異常に対応するスナップショットデー
タＳＤを監視局２０に送信する（ステップ１１０）。
【００６８】つぎに、上位コンピュータ５１側で、この
スナップショットデータＳＤの要求指令を送信するまで
の処理を図２を参照して説明する。
【００６９】同図２に示すように、上位コンピュータ５
１では、広域作業現場３０における各車両、ひいては全
世界における全出荷車両から送信されてくる図５に示す
態様の送信データが受信される（ステップ２０１）。
【００７０】そして、上位コンピュータ５１では、受信
した送信データ、たとえば車両１０から送信されてくる
図５に示す送信データの内容に基づいて、この送信デー
タに示される異常（エンジン油圧低下）が、全世界の全
車両のうちで、どの程度の割合で発生しているかを探索
する。
【００７１】具体的には、車両１０と同型式の車両の出
荷台数をＮT台として、エンジン油圧低下という過去の
発生件数が、今回の異常検出を含めて、ｘ回であったも
のとすると、ｘ/ＮTなる演算が実行される（ステップ２
０２）。
【００７２】つぎに、上記ステップ２０２で演算された
ｘ/ＮTが、所定のしきい値よりも大きくなっているか否
かが判断される（ステップ２０３）。この結果、ｘ/ＮT
が上記しきい値よりも大きくなっている場合には、今
回検出された異常（エンジン油圧低下）に対応するスナ
ップショットデータＳＤは、異常監視にとって、有用な
データではあり得ないとして、この異常（エンジン油圧
低下）を不要リストに含めるようにする。したがって、
仮に、このエンジン油圧低下という異常が不要リストに
含められると、次回から車両１０においてエンジン油圧
低下という異常が検出されたとしても、図１のステップ
１０４の判断結果はＮＯとなり、送信データにスナップ
ショットデータＳＤを付加する必要はなくなる（ステッ
プ２０４）。
【００７３】こうして、不要リストに、新たに、スナッ
プショットデータＳＤ送信不要の異常種類が追加される
と、この更新された内容の不要リストが、上位コンピュ
ータ５１から、グローバルネット５０における通信、通
信Ｊを介して監視局２０に送信され、監視局２０から車
両・監視局間通信Ａを介して、車両１０に送信されるこ
とになる（ステップ２０５）。
【００７４】一方、上記ステップ２０３において、ｘ/
ＮTが、上記しきい値以下であると判断された場合に
は、今回検出された異常（エンジン油圧低下）に対応す
るスナップショットデータＳＤは、異常監視にとって、
一応、有用なデータであるとして、ステップ２０６に移
行され、以後、車両１０に対してスナップショットデー
タＳＤを要求すべきか否かを判断する処理を実行する。
図７は、スナップショットデータＳＤを要求すべきか否
かを判断するために用いられる状況コードの分布を示し
ている。
【００７５】この状況コード分布は、車両の型式、車両
で発生する異常種類毎に生成される。
【００７６】図７の状況コード分布は、ブルドーザとい
う車両（車両１０も含まれる）で発生するエンジン油圧
低下という異常に対応づけられて生成された状況コード
分布である。
【００７７】この状況コード分布の横軸は、状況コード
Ｃdとなっており、縦軸は、異常（エンジン油圧低下）
の発生件数Ｎとなっている。この発生件数Ｎは、世界に
出荷された同じ型式のブルドーザで発生した異常の件数
である。
【００７８】ここで、今回、ブルドーザである車両１０
から送信されてきたエンジン油圧低下という異常の送信
データに示される状況コードＣdの内容は、（Ａ）２
（Ｂ）３（Ｃ）３（Ｄ）２であり、横軸のＣd8に対応し
ているので、この状況コードＣd8に対応する発生件数Ｎ
8が＋１増加されるように、状況コード分布が更新され
る（ステップ２０６）。
【００７９】この状況コード分布には、スナップショッ
トデータＳＤを要求すべきか否かを判断するために、発
生件数Ｎの大きさを２値的に判断するしきい値αが設定
されている。
【００８０】たとえば、状況コードＣd5が（Ａ）１
（Ｂ）２（Ｃ）３（Ｄ）２のときの異常発生件数はＮ5
であり、上記しきい値αよりも大きいので（ステップ２
０７の判断ＮＯ）、この状況コードＣd5で異常が発生す
るケースは非常に多く、このときのスナップショットデ
ータＳＤは有用なデータではないとして、「スナップシ
ョットデータＳＤ要求せず」との判断がなされる。そし
て、手順は再びステップ２０１に移行される。
【００８１】これに対して、状況コードＣd8が（Ａ）２
（Ｂ）３（Ｃ）３（Ｄ）２のときの異常発生件数はＮ8
であり、上記しきい値α以下であるので（ステップ２０
７の判断ＹＥＳ）、この状況コードＣd8で異常が発生す
るケースは非常に少なく、このときのスナップショット
データＳＤは有用なデータであるとして、「スナップシ
ョットデータＳＤ要求する」との判断がなされる。この
結果、この状況コードＣd8が付加された送信データを送
信してきた車両１０に対して、異常発生時点前後のスナ
ップショットデータＳＤを送信してくるよう、要求指令
を、上位コンピュータ５１から、グローバルネット５０
における通信、通信Ｊを介して監視局２０に送信する。
そして、この要求指令が、監視局２０から、車両・監視
局間通信Ａを介して、車両１０に送信されることになる
（ステップ２０８）。
【００８２】そして、図１のステップ１０９において、
車両１０のコントローラは、監視局２０からスナップシ
ョットデータＳＤの要求指令信号が入力されていること
を判断すると、ステップ１１０において、スナップショ
ットデータＳＤを監視局２０を介して上位コンピュータ
５１に送信する。
【００８３】なお、図２のステップ２０１で、既にスナ
ップショットデータＳＤが付加された送信データが受信
された場合には、ステップ２０７、２０８のスナップシ
ョットデータ要求指令生成処理を行う必要はない。
【００８４】以上のように、上位コンピュータ５１に、
異常コードに対して状況コードが付加された送信データ
を送信するようにしたので、この状況コードに基づく状
況コード分布からスナップショットデータＳＤを車両側
に要求すべきか否かを正確に判断することができる。ま
た、車両側に異常履歴データを備えるようにして、この
異常履歴データと、現在検出された異常とを突き合わ
せ、判断するようにしたので、この異常に対応するスナ
ップショットデータＳＤを、上位コンピュータ側に送信
すべきか否かを正確に判断することができる。
【００８５】このようにして、上位コンピュータ５１に
は、異常監視にとって必要なスナップショットデータＳ
Ｄのみが送信されてくるので、これらに基づき異常監視
がより的確に行えるようになる。さらに、異常監視にと
って必要なスナップショットデータＳＤのみが収集され
るので、上位コンピュータ５１におけるデータ量、メモ
リの記憶容量を必要最小限の容量まで小さくすることが
できる。
【００８６】なお、本実施形態では、上位コンピュータ
５１において、世界に出荷された車両のスナップショッ
トデータが収集される場合を想定しているが、収集の規
模は任意の大きさに設定することができる。たとえば、
図２に示す上位コンピュータ５１の機能を、広域作業現
場３０を統括制御する監視局２０のコンピュータ２１に
持たせるようにして、この監視局２０で、広域作業現場
に点在する各車両のスナップデータＳＤを収集して、広
域作業現場３０における各車両のメンテナンス時期を判
断したり、車両を緊急停止させるなどの指令を与えるこ
とができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は本発明に係る機械の異常監視装置および
方法の実施形態の処理手順を示すフローチャートであ
り、車両側で行われる処理内容を示すフローチャートで
ある。
【図２】図２は本発明に係る機械の異常監視装置および
方法の実施形態の処理手順を示すフローチャートであ
り、上位コンピュータ側で行われる処理内容を示すフロ
ーチャートである。
【図３】図３は車両の異常履歴データの内容を概念的に
示す図である。
【図４】図４は状況コードを説明する図である。
【図５】図５は車両から送信される送信データのプロト
コルを示す図である。
【図６】図６はスナップショットデータを説明するため
に用いた図であり、エンジン回転数が時間経過に伴い変
化する様子を示すタイムチャートである。
【図７】図８は状況コード分布を示すグラフである。
【図８】図８は実施形態における通信ネットワークを説
明するために用いた図である。
【符号の説明】
１０〜１３ 建設機械 ２０ 監視局 ５１ 上位コンピュータ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 秋山 定近 栃木県小山市横倉新田400 株式会社 小松製作所 小山工場内 (72)発明者 赤城 二郎 栃木県小山市横倉新田400 株式会社 小松製作所 小山工場内 (72)発明者 長谷川 信樹 栃木県小山市横倉新田400 株式会社 小松製作所 小山工場内 (72)発明者 黒本 和憲 神奈川県川崎市川崎区中瀬３−20−１ 株式会社 小松製作所 建機研究所内 (72)発明者 村上 卓 神奈川県川崎市川崎区中瀬３−20−１ 株式会社 小松製作所 建機研究所内 (56)参考文献 特開 平６−214820（ＪＰ，Ａ) 特開 平８−36415（ＪＰ，Ａ) 特開 平９−182318（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) G05B 23/00 - 23/02 G08B 25/00,25/01,26/00

Claims (4)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 複数の機械それぞれに、機械稼働時
    に発生する各種異常を検出する異常検出手段を設けると
    ともに、これら複数の機械それぞれの異常検出手段で検
    出された異常検出データを収集して、これら複数の機械
    の稼働状態を監視する監視局を設けるようにした機械の
    異常監視装置において、 前記機械それぞれに、 当該機械の稼働時に値が変化する複数種類の稼働パラメ
    ータの値を逐次検出する稼働パラメータ検出手段と、 当該機械の稼働時に前記異常検出手段で異常が検出され
    る毎に、異常検出の履歴データを更新する履歴データ更
    新手段と、 当該機械の稼働時に前記異常検出手段で異常が検出され
    た場合に、前記履歴データに基づいて、当該異常が検出
    された時点の前後所定期間内における前記稼働パラメー
    タの逐次の値を前記監視局に送信すべきか否かを判断す
    る判断手段と、 前記判断手段で送信すべきと判断された場合に、前記検
    出された異常の種類と、この異常が検出された時点で前
    記稼働パラメータ検出手段で検出された値に加えて、こ
    の異常が検出された時点の前後所定期間内における前記
    稼働パラメータの逐次の値を前記監視局に送信するとと
    もに、前記判断手段で送信すべきでないと判断された場
    合に、前記検出された異常の種類と、この異常が検出さ
    れた時点で前記稼働パラメータ検出手段で検出された値
    を前記監視局に送信する送信手段とを具えるようにした
    機械の異常監視装置。
  2. 【請求項２】 前記送信手段は、前記履歴データに
    基づいて、検出された異常の発生回数を探索し、この異
    常発生回数を示すデータを前記監視局に送信するように
    した請求項１記載の機械の異常監視装置。
  3. 【請求項３】 複数の機械それぞれに、機械稼働時
    に発生する各種異常を検出する異常検出手段を設けると
    ともに、これら複数の機械それぞれの異常検出手段で検
    出された異常検出データを収集して、これら複数の機械
    の稼働状態を監視する監視局を設けるようにした機械の
    異常監視装置において、 前記機械それぞれに、 当該機械の稼働時に値が変化する複数種類の稼働パラメ
    ータの値を逐次検出する稼働パラメータ検出手段と、 当該機械の稼働時に前記異常検出手段で異常が検出され
    る毎に、異常検出の履歴データを更新する履歴データ更
    新手段と、 当該機械の稼働時に前記異常検出手段で異常が検出され
    た場合に、前記履歴データに基づいて、当該異常が検出
    された時点の前後所定期間内における前記稼働パラメー
    タの逐次の値を前記監視局に送信すべきか否かを判断す
    る送信判断手段と、 前記送信判断手段で送信すべきと判断された場合に、前
    記検出された異常の種類と、この異常が検出された時点
    で前記稼働パラメータ検出手段で検出された値に加え
    て、この異常が検出された時点の前後所定期間内におけ
    る前記稼働パラメータの逐次の値を前記監視局に送信す
    るとともに、前記送信判断手段で送信すべきでないと判
    断された場合に、前記検出された異常の種類と、この異
    常が検出された時点で前記稼働パラメータ検出手段で検
    出された値を前記監視局に送信する異常データ送信手段
    とを具え、 前記監視局に、 各機械から送信された異常の種類と、異常検出時の各種
    稼働パラメータの値とを累積して、異常と稼働パラメー
    タの種類および値とを関連づけるデータを生成する関連
    づけデータ生成手段と、 前記機械から送信された異常の種類と、異常検出時の各
    種パラメータの値とを、前記関連づけデータに照合し
    て、当該異常と稼働パラメータの種類および値との関連
    づけがあるか否かを判断する関連づけ判断手段と、 前記関連づけ判断手段で関連づけがないと判断された場
    合に、当該機械に対して、一定期間だけ前記稼働パラメ
    ータ検出手段で検出された値を前記監視局に送信するよ
    うに要求する信号を送信する要求信号送信手段とを具え
    るようにした機械の異常監視装置。
  4. 【請求項４】 前記異常データ送信手段は、前記履
    歴データに基づいて、検出された異常の発生回数を探索
    し、この異常発生回数を示すデータを前記監視局に送信
    するようにした請求項３記載の機械の異常監視装置。
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