JP3663268B2 - 作業機械の稼働状態監視装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、作業機械の稼働状態監視装置に係わり、特に油圧ショベル、ダンプ等の作業機械における稼働状況を把握する稼働状態監視装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、油圧ショベル、ダンプ等の作業機械は過酷な状態で使用することが多く、機械各部の損傷が激しく、このため、これらの作業機械に対しては、適切な保守管理が要求される。
【０００３】
従来、作業機械の稼動状態を把握する監視装置としては、いくつかの形態のものが存在するが、その中で最も一般的なものとしては、キャブ内にメータ類やランプ、ブザー等を設けることにより、操作者に作業機械の稼動状態を表示する方法がある。また、有線や無線等の通信手段を利用して建設機械に搭載するコントローラから情報を入手する装置が存在する。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、従来の監視システムは、通信形態やユーザ毎の特別仕様により、システムが異なり、一定の形式で監視システムを作成することができず、また、種々の監視システムが個々に存在しているため、それらから入手した監視データからは有効なサービスを行い難く、また入手した情報の管理もやりにくい状況にあった。
【０００５】
また、機種に応じて監視システムのプログラムを作成する必要があるため、監視システムを作成するための設計工数、検査工数、メンテナンス工数にかかる負担も大きかった。
さらに、開発初期の監視システムと末期のものとでは、監視項目が異なり、また、故障したショベルの故障原因を追求するといった監視の目的とは異なる目的に対しては、当然のことながら必要な検出項目が異なっていた。しかし、従来はこのような要求に、簡便な方法で応える監視システムは存在していなかった。
【０００６】
従って、本発明では、前記の問題点に鑑み、通信形態や機種に応じて異なるプログラムを作成する負担を軽減し、また、開発時期や製品の立ち上がり時期等の時期によってまたは故障時等において、監視項目を変更したいという要求に対して、柔軟に対応ができ、かつ入手した情報の一元的管理が容易に行い得る稼動状態監視タシステムの提供を目的とするものである。
【０００７】
【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、本発明は、
作業機械に設けられ、
作業機械の稼働状態を検出する検出手段と、
前記検出手段から検出された稼働状態データを所定の監視データに処理し保存する保存処理用プログラム群、前記検出手段から検出された稼働状態データを前記保存処理用プログラム群のいずれの保存処理用プログラムで処理するかを決めるデータ処理コードテーブル、前記データ処理コードテーブルを一定周期で解釈し、前記選択された保存処理用プログラムの実行を指示するインタプリンタ、及び前記指示された保存処理用プログラムの実行を行う演算制御装置を有する監視データ収集手段と、
を備えた作業機械の稼働状態監視装置において、
前記監視データ収集手段に対して、監視データを保存する外部記憶手段、および監視データを保存し更に前記データ処理コードテーブルで設定される処理コードとは異なる処理コードが設定された他のデータ処理コードテーブルを備える他の外部記憶手段を着脱自在に装着すると共に、
前記他の外部記憶手段が装着された際には前記インタプリンタを前記他のデータ処理コードテーブルに接続するように切り換える切換えスイッチを設けた
ことを特徴とする。
【０００９】
【発明の実施の形態】
本発明の一実施形態を図１〜図８を用いて説明する。
【００１０】
図１および図２は本実施形態の作業機械の稼働状態監視装置の全体構成を示す図である。
【００１１】
図１において、１は油圧ショベル等の作業機械に装備される監視データ収集装置、２は作業機械の各種の稼働状態を検出するための稼働状態検出部、２１は、コントローラとの間で入出力される、作業機械の稼働状態を運転者に表示するモニタパネルからの検出部、２２は作業機械を制御するコントローラからの検出部、２３は作業機械の各場所の状態を検出するために搭載されたセンサからの検出部、３は、稼働状態検出部２から検出された稼動状態データを所定の監視データに処理し、該監視データを外部記憶装置に出力する監視データ収集部、３１はインターフェース、３２は所要の演算制御を行うＣＰＵ、３３はデータバス、３４は検出された稼動状態データを一定周期で更新保存するＲＡＭ等のメモリ、３４１はメモリ３４に保存される稼動状態データ、３５は、インタプリタおよび保存処理用プログラム群のプログラムや、データ処理コードテーブルを保存するＲＯＭ等のメモリ、３５１は、一定周期で、データ処理コードテーブルを解釈し、保存処理用プログラムの実行を指示するインタプリタ、３５２は各稼動状態データを所定の監視データに処理し保存する保存処理用プログラム群、３５３は各稼働状態データを保存処理用プログラム群のいずれの保存処理用プログラムで処理するかを決めるデータ処理コードテーブル、３６はインターフェース、４は、監視データ収集装置１の外部から着脱自在に装着され、監視データ収集部３から出力する監視データを保存する外部記憶装置、４１は保存される監視データである。
【００１２】
図２は、図１の監視データ収集装置１に装着した外部記憶装置４に代えて他の異なる外部記憶装置を装着した場合の全体構成を示す図であり、この図で、図１に示す部分と同一の部分は説明を省略する。
【００１３】
図において、５は、監視データ収集装置１の外部から着脱自在に装着され、稼働状態データの保存処理に使用するデータ処理コードテーブルと保存処理後の監視データを保存する外部記憶装置、５１は保存される監視データ、５２は保存されているデータ処理コードテーブルである。このように、外部記憶装置５は、図１の外部記憶装置４と異なり、監視データ５１の保存以外に、監視データ収集部３に対して所望の処理を行わせるためのデータ処理コードテーブル５２を一体に備えるものである。
【００１４】
図３は、図１に示す監視データ収集装置１に外部記憶装置４または図２に示す外部記憶装置５を装着した時の、監視データ収集装置１および外部記憶装置４，５内の各機能構成を示す図である。なお、点線で示す部分は、外部記憶装置４に代えて、外部記憶装置５を装着した時の状態を示す。
【００１５】
図において、３０１は稼働状態データを一定周期で更新保存する記憶部、３０２はインタプリンタとしての処理を実行するインタプリンタ部、３０３はデータ処理コードテーブル、３０４は、データ処理コードテーブル３０３をインタプリンタ部３０２によって順次解釈して、保存処理用プログラム群の中から所定の保存処理用プログラムを起動し、稼働状態データを所定の監視データに処理する監視データ保存処理部、３０５は、監視状態データ収集装置１に、外部記憶装置４が装着された時は、接点Ａ−Ｂ間を接続して、データ処理コードテーブル３０３とインタプリンタ部３０２間を接続し、外部記憶装置５が装着された時は、接点Ａ−Ｃ間を接続して、データ処理コードテーブル５２とインタプリンタ部３０２間を接続する切り換えスイッチ部である。その他の構成は図１および図２に示す構成と同じである。
【００１６】
次に、図４は図１〜図３に示す稼動状態検出部２で検出される稼動状態データの検出項目の一例を示す図であり、コントローラ２２との間で入出力され、油圧ショベルの状態を運転者に示すモニタパネル２１からはエンジンオーバーヒート、燃料残少、非常停止スイッチ等の検出項目があり、作業機械を制御をするコントローラ２２からはエンジン回転数、作動油温度等の検出項目、また作業機械の各場所の状態を検出するために搭載されたセンサ２３からはエンジンルーム温度、クーラント温度等の各検出項目がある。
【００１７】
図５は図１および図２に示す保存処理用プログラム群３５２の一例であり、ワーニングエラー保存、エマージェンシエラー保存、時間累積処理保存、平均最大最小演算保存、短期データ保存の各保存処理用プログラムがある。
【００１８】
図６は図１および図２に示すデータ処理コードテーブルの３５３，５２一例であり、このうち、図６（ａ）は監視データ収集部３内に保持するデータ処理コードテーブル３５３の一例であり、図６（ｂ）は外部記憶装置５内に保持するデータ処理コードテーブル５２の一例である。これらの各データ処理コードテーブルは、各稼働状態データに対して、保存処理用プログラム群のいずれの保存処理用プログラムで処理するかを決めるコード表から構成される。
【００１９】
図７は、図２に示す保存処理用プログラム３５２群によって処理され、外部記憶装置５に保存される各種の監視データの一例を示す図であり、ワーニングエラー、エマージェンシエラー、時間累積データ、平均最大最小データ、および短期データの各データが保存される。
【００２０】
図８は、監視データ収集装置１から外部記憶装置５を回収し、図示されていない表示装置等で監視データを表示した時の表示形態の一例であり、ワーニングエラーおよびエマージェンシエラーはエラーの有無、時間累積データは稼動時間の累積、短期データは短期的データの推移、および平均最大最小データは長期的データの推移等の所望の形態で表示される。
【００２１】
次に、本実施形態の作業機械の稼働状態監視装置の動作を図３に基づいて説明する。
【００２２】
稼動状態検出部２において、作業機械の稼動状態データを検出すると、該データは、監視データ収集部３に入力され、稼働状態データ記憶部３０１において一定周期でサンプリングして更新保存される。
【００２３】
ここで、例えば、定常的に作業機械の稼動状態を監視する時は、監視データ収集装置１に外部記憶装置４を装着する。この時、切り換えスイッチ部３０５の接点ＡーＢが接続されるので、インタプリタ部３０２は、データ処理コードテーブル３０３からのコマンドを解釈し、所定の保存処理用プログラムを起動させる。次いで、監視データ保存処理部３０４では、インタプリタ部３０２で起動された保存処理用プログラムによって、稼働状態データ記憶部３０１に保存されている稼動状態データを読み込み、所定の監視データに処理して出力し、外部記憶装置４に保存する。ここで監視データが保存された外部記憶装置４は後日回収され、表示装置等を用いて所望の形態で表示して作業機械の稼動状態を把握する。
【００２４】
また、前記の定常的な稼動状態の監視データの入手以外に、故障時等において、他の異なる監視データが必要になった時、またはエンジン用、油圧ポンプ用というように、監視対象を変更したい時には、所望の処理を行わせるためのデータ処理コードテーブルを備えた外部記憶装置５を用意し、監視データ収集装置１に装着する。この時、切り換えスイッチ部３０５の接点ＡーＣが接続されるので、インタプリタ部３０２は、データ処理コードテーブル５２からのコマンドを解釈し、所定の保存処理用プログラムを起動させる。監視データ保存処理部３０４では、インタプリタ部３０２で起動された保存処理用プログラムによって、稼働状態データ記憶部３０１に保存されている稼動状態データを読み込み、所定の監視用データに処理して出力し、外部記憶装置５に保存する。
【００２５】
この監視データが保存された外部記憶装置５は、前記と同様に、後に回収して、表示装置等を用いて所望の形態で表示し、作業機械の稼動状態を把握する。
次に一例として、エンジンオーバーヒートという稼働状態データを保存処理して得た監視データを外部記憶装置４に保存後、外部記憶装置４を回収して、監視データを入手する手順を図３に基づいて説明する。
【００２６】
稼働状態データ記憶部３０１に保存された稼動状態データは、通常、監視データ保存処理部３０４において、データ処理コードテーブル３０３に従って、一定周期で繰り返し監視データに保存処理されており、ここでは図６（ａ）に示すエンジンオーバーヒートという稼動状態データに対しては図５に示すエマージェンシエラー保存という処理「２」を割り付ける。これにより、エンジンオーバーヒートが起こったときは、エラー発生時刻、エラーの内容が図７に示すエマージェンシエラーとして外部記憶装置４に保存される。
【００２７】
後日回収された外部記憶装置４は、図示されていない表示装置等において、図８に示すエラー有無という表示形態で表示される。
また、本実施形態では、同一の稼働状態データに対して複数の保存処理用プログラムを割り当てることもできる。例えば、図６（ａ）に示すエンジン回転数という稼動状態データに対して時間累積処理保存「３」、および平均最大最小演算保存「４」の各処理が割り当てられ、これにより、アワーメータと同様に稼働時間を累積すると共に、一定時間周期の平均、最大、最小処理を行い、長期にわたるデータの推移を計測し、保存することができる。
【００２８】
次に、監視データ収集部３から入手する監視データを変更する場合の一例について、図３を用いて説明する。
【００２９】
図６（ａ）に示されるような監視データ収集部３内のデータ処理コードテーブル３０３から、特定の稼動状態データに対して処理項目を増やしたい時、例えば、エンジン関係の短期の稼働状態を把握したい時は、図６（ｂ）に示すように、エンジン回転数、作動油温、エンジンルーム温度、およびクーラント温度の各稼動状態データに対して、短期データ保存の処理「５」を追加したデータ処理コードテーブルを用いる。
【００３０】
次に、このような短期データ保存処理「５」を含むデータ処理コードテーブル５２を備えた外部記憶装置５を、監視データ収集装置１に装着する。その結果、監視データ収集部３内の切り換えスイッチ３０５によってこのデータ処理コードテーブル５２が接続され、その後は、短期データ保存の処理「５」を含むデータ処理コードテーブル５２に従って、前記と同様に稼動状態データの保存処理が行われる。
【００３１】
このように、本実施形態によれば、監視データを保存する外部記憶装置を監視データ収集装置の外部に着脱自在に装着したので、後日この外部記憶装置を回収することによって、作業機械の稼動状態を容易に把握することができる。また、作業機械の故障等で監視データを変更したい場合は、監視データを保存すると共に、故障内容に応じた所望の監視データを入手するためのデータ処理コードテーブルを備えた外部記憶装置を用意し、この外部記憶装置を監視データ収集装置に装着することによって、所定の保存処理を行わせ、所望の監視データを入手することができる。
【００３２】
さらに、本実施形態の監視データ収集装置は、データ処理コードテーブルに従って処理するように構成したので、稼動状態データとそれを処理して所定の監視データを作成する処理とが明確に分離でき、設計工数、検査工数、メンテナンス工数を大幅に縮小できる。
【００３３】
【発明の効果】
以上のごとく、本発明の作業機械の稼働状態監視装置は、監視データを着脱自在の外部記憶装置に保存したので、後で外部記憶装置を回収して作業機械の稼働状態を容易に把握することができ、また、監視データ収集手段に備えられるデータ処理コードテーブルで設定される処理コードとは異なる処理コードが設定されたデータ処理コードテーブルを有する他の外部記憶装置を用いることができるので、この他の外部記憶装置を介して監視データ収集手段に対して、容易に処理内容を変更することができ、また、処理内容を変更するためには、他の外部記憶装置の処理コードテーブルの変更だけでよいので、ソフトウエアの動作の信頼性を損うことがない。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態に係わる、作業機械の稼働状態監視装置の全体構成を示す図である。
【図２】本発明の一実施形態に係わる、作業機械の稼働状態監視装置の全体構成を示す図である。
【図３】図１および図２に示す監視データ収集装置および外部記憶装置の機能構成図である。
【図４】図１および図２に示す稼動状態検出部で検出される稼動状態データの検出項目の一例を示す図である。
【図５】図１および図２に示す保存処理用プログラム群の一例を示す図である。
【図６】図１および図２に示すデータ処理コードテーブルの一例を示す図である。
【図７】図２に示す保存される監視データの一例を示す図である。
【図８】表示装置に所望の形態で表示される監視データの一例を示す図である。
【符号の説明】
１ 監視データ収集装置
２ 稼動状態検出部
３ 監視データ収集部
３４ メモリ
３４１ 稼働状態データ
３５ メモリ
３５１ インタプリタ
３５２ 保存処理用プログラム群
３５３ データ処理コードテーブル
３０１ 稼動状態データ記憶部
３０２ インタプリタ部
３０３ データ処理コードテーブル
３０４ 監視データ保存処理部
３０５ 切り換えスイッチ部
４ 外部記憶装置
４１ 監視データ
５ 外部記憶装置
５１ 監視データ
５２ データ処理コードテーブル

Claims (1)

1. 作業機械に設けられ、
   作業機械の稼働状態を検出する検出手段と、
   前記検出手段から検出された稼働状態データを所定の監視データに処理し保存する保存処理用プログラム群、前記検出手段から検出された稼働状態データを前記保存処理用プログラム群のいずれの保存処理用プログラムで処理するかを決めるデータ処理コードテーブル、前記データ処理コードテーブルを一定周期で解釈し、前記選択された保存処理用プログラムの実行を指示するインタプリンタ、及び前記指示された保存処理用プログラムの実行を行う演算制御装置を有する監視データ収集手段と、
   を備えた作業機械の稼働状態監視装置において、
   前記監視データ収集手段に対して、監視データを保存する外部記憶手段、および監視データを保存し更に前記データ処理コードテーブルで設定される処理コードとは異なる処理コードが設定された他のデータ処理コードテーブルを備える他の外部記憶手段を着脱自在に装着すると共に、
   前記他の外部記憶手段が装着された際には前記インタプリンタを前記他のデータ処理コードテーブルに接続するように切り換える切換えスイッチを設けた
   ことを特徴とする作業機械の稼働状態監視装置。

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