JP4286649B2 - Engine cooling water system fault diagnosis device for construction machinery - Google Patents
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Description
本発明は、建設機械のエンジン冷却水系統故障診断装置に係り、更に詳しくは、冷却水オーバーヒートが発生した場合に、その原因をサービスマン等の経験、技量に拠らずに誰でも容易に特定することができるエンジン冷却水系統故障診断装置に関する。 The present invention relates to an engine cooling water system failure diagnosis apparatus for a construction machine, and more specifically, when a cooling water overheat occurs, the cause can be easily identified by anyone without relying on the experience and skill of a service person or the like. TECHNICAL FIELD The present invention relates to an engine cooling water system failure diagnosis device that can be used.
建設機械、例えば油圧ショベル等の建設機械のエンジン冷却水系統の故障を診断する故障診断装置としては、冷却水オーバーヒートが検出された際に、その異常が検出されるまでの一定期間の冷却水温度データを記憶・蓄積すると共に、その蓄積したデータをディスプレイ装置に表示させるものが既に知られている(例えば、特許文献1参照。)。この従来技術では、冷却水オーバーヒートの発生に至るまでの冷却水温度の経過をディスプレイ装置に表示することにより、サービスマン等がそのデータを用いて有益に故障診断を行えるようにしている。 As a failure diagnosis device for diagnosing a failure of an engine coolant system of a construction machine such as a hydraulic excavator, when a coolant overheat is detected, the coolant temperature for a certain period until the abnormality is detected A device that stores and accumulates data and displays the accumulated data on a display device is already known (for example, see Patent Document 1). In this prior art, the progress of the cooling water temperature until the occurrence of the cooling water overheat is displayed on the display device, so that a service person can perform a useful fault diagnosis using the data.
一般に、冷却水オーバーヒートの原因として考えられるものは、例えば目詰まり・クラック等によるラジエータ自体の不良、冷却水を循環させる冷却水ポンプの異常、又はラジエータ冷却ファン駆動用のモータに圧油を吐出するファンポンプの異常等、多種多様である。しかしながら、上記従来技術では、冷却水オーバーヒートが発生した際に蓄積されるデータ項目が冷却水温度のみであるため、異常の発生に至るまでの冷却水温度の経過から原因を特定しなければならず、サービスマン等の経験、技量等に拠るところが大きかった。したがって、異常原因特定の容易性の点で更なる改善の余地があった。 In general, possible causes of cooling water overheating include failure of the radiator itself due to, for example, clogging or cracking, abnormality of the cooling water pump circulating the cooling water, or discharge of pressure oil to the motor for driving the radiator cooling fan There are various types of fan pump abnormalities. However, in the above prior art, the only data item that is accumulated when the cooling water overheat occurs is the cooling water temperature. Therefore, the cause must be identified from the progress of the cooling water temperature until the occurrence of the abnormality. Dependent on the experience and skill of servicemen. Therefore, there is room for further improvement in terms of ease of identifying the cause of the abnormality.
本発明は上述した従来技術の問題に鑑みなされたもので、冷却水オーバーヒートが発生した場合に、その原因をサービスマン等の経験、技量に拠らずに誰でも容易に特定することができる建設機械のエンジン冷却水系統故障診断装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above-described problems of the prior art, and in the event of cooling water overheating, anyone can easily identify the cause without relying on the experience and skill of a service person or the like. An object of the present invention is to provide a machine engine cooling water system fault diagnosis device.
(1)上述した課題を解決するために、本発明は、建設機械のエンジン冷却水系統の動作状態に係わる状態量として冷却水温度と大気温度及び他の複数の動作状態を含む複数の状態量を検出する検出手段と、この検出手段で検出した前記他の複数の状態量含む複数の状態量を複数の状態量データとして記憶する第1の記憶手段と、前記冷却水温度と前記大気温度との偏差の所定の基準値及び前記複数の状態量データに対応する各所定の基準値範囲を記憶する第2の記憶手段と、前記複数の状態量データと前記各所定の基準範囲に基づく異常とを関連付けた複数の部位を記憶する第3の記憶手段と、前記冷却水温度と前記大気温度との偏差を算出し、この偏差計算手段で算出した偏差が前記第2の記憶手段に記憶した所定の基準値より大きい場合に、冷却水オーバーヒートの警報を発報する手段と、冷却水オーバーヒートの警報を発報すると、警報信号が入力された時点前後の所定の時間範囲の前記複数の状態量データを前記第1の記憶手段に記憶し、前記第1の記憶手段に記憶された前記複数の状態量データと前記第2の記憶手段に記憶した前記複数の状態量データに対応する前記各所定の基準値範囲とを比較し、前記複数の状態量のデータの内のいずれかが前記各所定の基準値範囲外である場合にはその状態量データを異常と判定する異常判定手段と、前記異常判定手段からの異常判定に基づいて、第3の記憶手段に記憶された異常と判定された状態量データに係わる部位を特定する部位特定手段と、この部位特定手段で特定した部位を表示する表示手段とを備えるものとする。 (1) In order to solve the above-described problem, the present invention provides a plurality of state quantities including a cooling water temperature, an atmospheric temperature, and a plurality of other operation states as state quantities relating to the operation state of the engine cooling water system of the construction machine. A first storage means for storing a plurality of state quantities including the plurality of other state quantities detected by the detection means as a plurality of state quantity data, the cooling water temperature and the atmospheric temperature. second storage means for storing a predetermined reference value and the predetermined reference value range corresponding to the plurality of status variable data deviation of said plurality of status variable data the abnormality based on each predetermined reference range And a third storage means for storing a plurality of parts associated with each other, a deviation between the cooling water temperature and the atmospheric temperature is calculated, and the deviation calculated by the deviation calculation means is stored in the second storage means. Larger than the standard value of , The means for alarm alarms coolant overheat, when alarm alarms coolant overheat, the first storing the plurality of status variable data in a predetermined time range before and after the time when the alarm signal is input The plurality of state quantity data stored in the first storage means and the predetermined reference value ranges corresponding to the plurality of state quantity data stored in the second storage means. and, if any of the data of said plurality of state quantities are the a respective predetermined reference value range is an abnormality judging means for judging the state quantity data and the abnormality, the abnormality determination from the abnormality determination means based on, it shall comprise a part specifying means for specifying a site according to the third state quantity data determined with the stored abnormality in the storage means, and display means for displaying a site identified in this region identification means And
一般に、エンジン冷却水系統における主要な異常の1つである冷却水オーバーヒートの原因として考えられるものは、例えば目詰まり・クラック等によるラジエータ自体の不良、冷却水を循環させる冷却水ポンプの異常、又はラジエータ冷却ファン駆動用のモータに圧油を吐出するファンポンプの異常等、多種多様である。しかしながら、前述した特許文献1記載の従来技術によれば、冷却水オーバーヒートが発生した際に蓄積されるデータ項目が冷却水温度のみであるため、異常の発生に至るまでの冷却水温度の経過から原因を特定しなければならず、サービスマン等の経験、技量等に拠るところが大きかった。したがって、異常原因特定の容易性において、更なる改善の余地があった。 In general, one of the major abnormalities in the engine cooling water system that can be considered as the cause of cooling water overheating is, for example, a failure of the radiator itself due to clogging or cracking, an abnormality of a cooling water pump that circulates cooling water, or There are various types such as an abnormality of a fan pump that discharges pressure oil to a motor for driving a radiator cooling fan. However, according to the prior art described in Patent Document 1 described above, since the data item accumulated when the cooling water overheat occurs is only the cooling water temperature, from the progress of the cooling water temperature until the occurrence of the abnormality. The cause had to be identified, and it was largely dependent on the experience and skill of service personnel. Therefore, there is room for further improvement in the ease of identifying the cause of the abnormality.
これに対し、本発明においては、冷却水温度と大気温度との偏差を算出し、この偏差計算手段で算出した偏差が第2の記憶手段に記憶された所定の基準値より大きい場合に、冷却水オーバーヒートの警報を発報し、冷却水オーバーヒートの警報を発報すると、警報信号が入力された時点前後の所定の時間範囲の複数の状態量データを前記第1の記憶手段に記憶する。この第1の記憶手段で記憶した複数の状態量データと、第2の記憶手段に記憶された複数の状態量データに対応する各所定の基準値範囲とを比較し、複数の状態量のデータの内のいずれかが所定の基準値範囲外である場合にはその状態量データを異常判定手段により異常と判定する。この異常判定に基づいて、第3の記憶手段に記憶された異常と判定された状態量データと関連付けされた部位を用いて部位特定手段により異常に係わる部位を特定し、この特定した部位を表示手段で表示する。これにより、冷却水オーバーヒートが発生した場合に、その原因をサービスマン等の経験、技量に拠らずに誰でも容易に特定することができる。
また、本発明は、大気温度を検出し、冷却水温度と大気温度との偏差を用いて冷却水オーバーヒート異常の検出を行うので、ヒートバランスの確認ができ、外気温度等に左右されることなく正確に冷却水オーバーヒートを検出し警報を発することが可能である。
On the other hand, in the present invention, the deviation between the cooling water temperature and the atmospheric temperature is calculated, and when the deviation calculated by the deviation calculation means is larger than a predetermined reference value stored in the second storage means, the cooling is performed. When a water overheat alarm is issued and a cooling water overheat alarm is issued, a plurality of state quantity data in a predetermined time range before and after the alarm signal is input is stored in the first storage means . The plurality of state quantity data stored in the first storage means and each predetermined reference value range corresponding to the plurality of state quantity data stored in the second storage means are compared, and a plurality of state quantity data If any of the values is outside the predetermined reference value range, the state quantity data is determined to be abnormal by the abnormality determination means. Based on the abnormality determination, the part related to the abnormality is specified by the part specifying means using the part associated with the state quantity data determined to be abnormal stored in the third storage means, and the specified part is displayed. Display by means. Thereby, when the cooling water overheat occurs, the cause can be easily identified by anyone without depending on the experience and skill of a serviceman or the like.
In addition, the present invention detects the atmospheric temperature and detects the cooling water overheating abnormality using the deviation between the cooling water temperature and the atmospheric temperature, so that the heat balance can be confirmed without being affected by the outside air temperature or the like. It is possible to accurately detect cooling water overheating and issue an alarm.
(2)上記(1)において、好ましくは、前記第1の記憶手段は、ラジエータ前面空気温度、ラジエータ入口冷却水温度、ラジエータ出口冷却水温度、ラジエータ入口冷却水圧力、ファン駆動モータ入口圧油圧力、及びエンジンルーム内部温度を含む状態量を前記複数の状態量データとして記憶する。 (2) In the above (1), preferably, the first storage means includes a radiator front air temperature, a radiator inlet cooling water temperature, a radiator outlet cooling water temperature, a radiator inlet cooling water pressure, a fan drive motor inlet pressure oil pressure. And a state quantity including the engine room internal temperature is stored as the plurality of state quantity data.
(3)更に、上記(1)又は(2)において、好ましくは、前記表示手段は、建設機械の運転室内に設けた車載モニタである。 (3) Further, in the above (1) or (2), preferably, the display means is an in-vehicle monitor provided in a cab of a construction machine.
以上詳述した通り、本発明によれば、大気温度を検出し、冷却水温度と大気温度との偏差を用いて冷却水オーバーヒート異常の検出を行うので、ヒートバランスの確認ができ、外気温度等に左右されることなく正確に冷却水オーバーヒートを検出し警報を発することが可能であると共に冷却水オーバーヒートが発生した場合に、その原因をサービスマン等の経験、技量に拠らずに誰でも容易に特定することができる。 As described in detail above, according to the present invention, the atmospheric temperature is detected, and the cooling water overheat abnormality is detected using the deviation between the cooling water temperature and the atmospheric temperature, so the heat balance can be confirmed, the outside air temperature, etc. It is possible to accurately detect and overwarm the cooling water without being affected by the situation, and when a cooling water overheat occurs, anyone can easily determine the cause regardless of the experience and skill of the service person Can be specified.
以下、本発明の建設機械のエンジン冷却水系統故障診断装置の一実施の形態を図面を参照しつつ説明する。
図1は、本発明の建設機械のエンジン冷却水系統故障診断装置の一実施の形態を備えた建設機械(この例では油圧ショベル)の全体構造を表す側面図である。
Hereinafter, an embodiment of an engine cooling water system failure diagnosis device for a construction machine according to the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is a side view showing the entire structure of a construction machine (in this example, a hydraulic excavator) provided with an embodiment of an engine coolant diagnosis system for a construction machine according to the present invention.
この図1において、1は油圧ショベルである。また、2は走行体、3はこの走行体2上に旋回可能に設けた旋回体、4はこの旋回体3の前部左側に設けた運転室、5は旋回体3の前部中央に俯仰動可能に設けたフロント作業機である。また、6は旋回体3に回動可能に設けたブーム、7はこのブーム6の先端に回動可能に設けたアーム、8はこのアーム7の先端に回動可能に設けたバケットであり、フロント作業機5はこれらブーム6、アーム7及びバケット8で構成されている。また、9は運転室4内に設置されたコントローラネットワークであり、油圧ショベル1の部位ごとの動作状態に係わる状態量を収集するためのものである。
In FIG. 1, reference numeral 1 denotes a hydraulic excavator. 2 is a traveling body, 3 is a revolving body provided on the
なお、図1においては、油圧ショベル1は、機体重量数百トンクラスで例えば海外の鉱山等において用いられることの多い超大型ショベル(バックホウタイプ)を例にとって図示しているが、本発明の適用対象としてはこれに限られるものではない。すなわち、日本国内において各種建設工事現場等において最も活躍する機体重量数十トンクラスのいわゆる大型ショベル、中型ショベルや、小規模工事現場で活躍するそれよりさらに小型のいわゆるミニショベル等に適用してもよい。 In FIG. 1, the hydraulic excavator 1 is illustrated with an example of an ultra-large excavator (backhoe type) that has a body weight of several hundred tons and is often used in overseas mines, for example. The target is not limited to this. In other words, it can be applied to so-called large and medium-sized excavators with a weight of several tens of tons class that are most active in various construction sites in Japan, and so-called mini-excavators that are even smaller than those that are active in small-scale construction sites. Good.
図2はコントローラネットワーク9の構成のうちエンジン冷却水系統の故障診断に係わる要部を抽出して示す部分概略構成図である。
この図2において、10は噴射量制御装置12の制御を行うことによりエンジン11(後述の図3参照)への燃料噴射量を制御するエンジン制御装置、13はエンジン11の冷却水系統の動作状態に係わる状態量のモニタリングを行うと共に、所定の条件が満たされた場合に冷却水オーバーヒート等の警報を発報する(詳細は後述)エンジンモニタ装置(警報手段;偏差計算手段)である。このエンジンモニタ装置13にはエンジン11の冷却水系統の動作状態に係わる状態量を検出する各種センサ(検出手段)からの検出信号が入力されるようになっている。
FIG. 2 is a partial schematic configuration diagram showing a main part related to the failure diagnosis of the engine cooling water system extracted from the configuration of the controller network 9.
In FIG. 2, 10 is an engine control device that controls the fuel injection amount to the engine 11 (see FIG. 3 described later) by controlling the injection
図3はエンジン11の冷却水系統の全体構成を概念的に表すと共に上記各種センサの設置箇所を示す概念構成図である。
FIG. 3 is a conceptual configuration diagram conceptually showing the overall configuration of the cooling water system of the
この図3において、11は油圧ショベル1の旋回体3に搭載された前述のエンジンであり、15はこのエンジン11のクランクシャフト(図示せず)の回転駆動力によりポンプトランスミッション14を介して駆動される冷却水ポンプ(なお、便宜上、図3ではポンプトランスミッション14と反対側に図示している)、16はこの冷却水ポンプ15から吐出されエンジン11を冷却して水温が上昇した冷却水を冷却するラジエータ、17はこのラジエータ16の入口に接続されたラジエータ入口配管、18はラジエータ16の出口に接続されたラジエータ出口配管、19はこのラジエータ出口配管18に設けた水温サーモスタット、20はこの水温サーモスタット19と冷却水ポンプ15とを接続するバイパス配管である。
In FIG. 3,
上記水温サーモスタット19は冷却水温度が所定の温度t0より大きくなった場合にラジエータ出口配管18を連通し、冷却水温度が所定の温度t0以下の場合にはラジエータ出口配管18を遮断すると共にバイパス配管20とラジエータ出口配管18の水温サーモスタット19下流側部分とを連通する構造となっている。すなわち、冷却水温度が所定の温度t0以下の場合には冷却水ポンプ15から吐出された冷却水はエンジン11内に導入されずにバイパス配管20を流れ、水温サーモスタット19及びラジエータ出口配管18を経て冷却水ポンプ15へ戻る(図3中矢印アに示すような循環となる)。一方、冷却水温度が所定の温度t0より大きい場合には冷却水ポンプ15から吐出された冷却水はエンジン11、ラジエータ入口配管17、ラジエータ16及びラジエータ出口配管18を経て冷却水ポンプ15へ戻る(図3中矢印イに示すような循環となる)。これにより、冷却水の過冷却(すなわちエンジン11の過冷却)を防止できるようになっている。
Together with the
また、23は冷却水ポンプ15と同様にエンジン11のクランクシャフト(図示せず)の回転駆動力によりポンプトランスミッション14を介して駆動されるファン駆動ポンプ、24はこのファン駆動ポンプ23から吐出される圧油により駆動されるファン駆動モータ、25はファン駆動ポンプ23から吐出された圧油をファン駆動モータ24に導入するファンモータ入口配管、26はファン駆動モータ24から流出される圧油をタンク27へ導くファンモータ出口配管、28はファン駆動モータ24により駆動され、ラジエータ16を冷却する風を生起する冷却ファンである。なお、上記冷却ファン28及びファン駆動モータ24はラジエータ16の仕様冷却能力に合わせて複数機設置される(図3では2機図示している。なお、1機でもよい)。
Similarly to the
また、T1はラジエータ16のファン駆動モータ28側(図3中右側)直近の空気温度(ラジエータ前面温度)を検出するラジエータ前面空気温度センサ、T2はラジエータ入口配管17に設けられ、ラジエータ16に流入する冷却水の温度(冷却水温度;ラジエータ入口温度)を検出するラジエータ入口温度センサ、T3はラジエータ出口配管18に設けられ、ラジエータ16から流出する冷却水の温度(ラジエータ出口温度)を検出するラジエータ出口温度センサ、T4はエンジンルーム30の内部温度(エンジンルーム内部温度)を検出するエンジンルーム内部温度センサ、T5は油圧ショベル1の外部の温度(大気温度)を検出する大気温度センサ、P1はラジエータ入口配管17に設けられ、ラジエータ16に流入する冷却水の圧力(ラジエータ入口圧力)を検出するラジエータ入口圧センサ、P2はファンモータ入口配管25に設けられ、ファン駆動モータ24に流入する圧油の圧力(ファン駆動モータ入口圧力)を検出するファン駆動モータ入口圧センサである。
T1 is a radiator front air temperature sensor that detects the air temperature (radiator front surface temperature) closest to the
図2に戻り、上記ラジエータ前面空気温度センサT1で検出されるラジエータ前面温度、ラジエータ入口温度センサT2で検出されるラジエータ入口温度、ラジエータ出口温度センサT3で検出されるラジエータ出口温度、エンジンルーム内部温度センサT4で検出されるエンジンルーム内部温度、ラジエータ入口圧センサP1で検出されるラジエータ入口圧力、及びファンモータ入口圧センサP2で検出されるファンモータ入口圧力は、エンジンモニタ装置13に入力される。また、エンジンモニタ装置13はエンジン制御装置10とシリアル通信33によって接続され、一方で第1ネットワーク9Aにより後述するデータ記録装置40に接続されている。なお、大気温度センサT5で検出される大気温度はこのデータ記録装置40に入力されるようになっている。
Returning to FIG. 2, the radiator front surface temperature detected by the radiator front air temperature sensor T1, the radiator inlet temperature detected by the radiator inlet temperature sensor T2, the radiator outlet temperature detected by the radiator outlet temperature sensor T3, and the engine room internal temperature. The engine room internal temperature detected by the sensor T4, the radiator inlet pressure detected by the radiator inlet pressure sensor P1, and the fan motor inlet pressure detected by the fan motor inlet pressure sensor P2 are input to the
35は例えば走行体2を操作する電気レバー、36は例えばフロント作業機5を操作するための電気レバー、37はこれら電気レバー35,36を制御すると共にそれら電気レバー35,36の操作状態に係わる状態量を検出する電気レバー制御装置である。また、38は運転室4内に設けられ、油圧ショベル1の各種稼働情報や警報情報等をオペレータに対して表示するディスプレイ(表示手段;車載モニタ)であり、39はこのディスプレイ38の表示に係わる制御を行う表示制御装置である。また、40はこの表示制御装置39に接続され、オペレータの操作入力により各種のデータ設定やディスプレイ38の画面の切り替え等が行われるキーパッドである。上記表示制御装置39及び電気レバー制御装置37は、第2ネットワーク9Bを介して後述するデータ記録装置40に接続されている。
35 is an electric lever for operating the traveling
40は第1ネットワーク9A及び第2ネットワーク9Bにそれぞれ接続され、第1ネットワーク9Aからの状態量、すなわちラジエータ前面温度、ラジエータ入口温度、ラジエータ出口温度、エンジンルーム内部温度、ラジエータ入口圧力、ファンモータ入口圧力、及び大気温度センサT5から直接入力される大気温度(以下、適宜、これらをまとめてエンジン冷却水系状態量と記載する)を状態量データとして取り込み記録するデータ記録装置(第1の記憶手段;第2の記憶手段;異常判定手段;第3の記憶手段;部位特定手段)である。このデータ記録装置40は第1ネットワーク9Aと第2ネットワーク9Bとの信号の橋渡しの役目も果たしており、これにより第1ネットワーク9Aからの状態量をディスプレイ38で表示することができるようになっている。
40 is connected to the first network 9A and the second network 9B, respectively, and state quantities from the first network 9A, that is, radiator front surface temperature, radiator inlet temperature, radiator outlet temperature, engine room internal temperature, radiator inlet pressure, fan motor inlet A data recording device (first storage means) that captures and records the pressure and the atmospheric temperature directly input from the atmospheric temperature sensor T5 (hereinafter, collectively referred to as the engine cooling water system state quantity) as state quantity data. Second storage means; abnormality determination means; third storage means; site specifying means). The
41はこのデータ記録装置40とシリアル通信42を介して接続可能な携帯端末、43はデータ記録装置40にシリアル通信44を介して接続された衛星通信端末、45はこの衛星通信端末43から図示しない通信衛星にデータを送信するためのアンテナ、46は例えば油圧ショベル1が稼働する現場付近に設けた現場事務所内に設置され、上記携帯端末41と接続可能なPC端末である。このとき、データ記録装置40とPC端末46とを直接接続することもできる。
41 is a portable terminal that can be connected to the
上記データ記録装置40にはエンジン冷却水系状態量が単位時間毎(例えば1秒毎)に入力されており、通常、データ記録装置40は例えばこれらの状態量の所定時間単位(例えば30分)毎の平均値(又は標準偏差等でもよい)を演算して一定期間(例えば1日)の範囲内における経時変化を表す稼働データ(すなわちトレンドデータ)を生成したり、エンジン累積稼働時間等の累積稼働データを生成して記録する。この一定期間の範囲内におけるトレンドデータ及び累積稼働データは、例えば日報として1日に1回携帯端末41を介して現場事務所のPC端末46にダウンロードされたり、衛星通信端末43及びアンテナ45を介した衛星通信により油圧ショベル1の管理側(例えば油圧ショベル1のメーカ(又は販売店、ディーラ等)、所有者等)に送信されるようになっている。
In the
一方、データ記録装置40は、入力されるエンジン冷却水系状態量を所定の時間範囲(例えば5分)内で単位時間毎(例えば1秒毎)にメモリ(図示せず)取り込み記録しており、最新の状態量データとなるように常時更新を行っている。そして、エンジンモニタ装置13から冷却水オーバーヒートの警報信号(詳細は後述する)が入力された場合には、エンジン冷却水系状態量について上記所定の時間記録した状態量データを更新されないように保存すると共に、警報信号が入力された時点から所定の時間範囲(例えば1分)内の冷却水系状態量を記録し、上記保存した状態量データと合わせて(すなわち警報信号入力時の前5分、後1分、計6分の状態量データとなる)スナップショットデータとして保存するようになっている。
On the other hand, the
以上のような構成である油圧ショベル1において、本実施の形態の最も大きな特徴は、データ記録装置40が上記のようにして保存したスナップショットデータを、各状態量データ項目ごとにその状態量データに対応する所定の基準値範囲と比較することにより、冷却水オーバーヒートの原因に係わる部位を特定し、ディスプレイ38に表示するようにしたことである。以下、この詳細について説明する。
In the hydraulic excavator 1 configured as described above, the greatest feature of the present embodiment is that the snapshot data stored by the
図4は冷却水オーバーヒートの警報が発報されてからその異常の原因である部位がディスプレイ38に表示されるまでの制御の流れを示すフローチャートである。
FIG. 4 is a flowchart showing the flow of control from when the warning of the cooling water overheat is issued until the part that is the cause of the abnormality is displayed on the
まず、ステップ10では、エンジンモニタ装置13が、大気温度センサT5からデータ記録装置40及び第1ネットワーク9Aを介して入力される大気温度とラジエータ入口温度センサT2から入力されるラジエータ入口温度との偏差を計算する。
First, in
次のステップ20では、エンジンモニタ装置13において、例えば内部のメモリ(図示せず)から所定の基準値t1を読み出し、上記ステップ10で算出した大気温度とラジエータ入口温度との偏差をこの基準値t1と比較する。ここで、上記基準値t1は、例えばエンジンモニタ装置13の内部のメモリに予め記憶され(又は適宜入力するようにしてもよい)、大気温度とラジエータ入口温度との偏差がこの基準値を超えた場合には冷却水オーバーヒート異常が発生しているとみなすことのできる所定の基準値である。なお、この基準値t1は前記の水温サーモスタット19の所定の温度t0よりも大きい値であり、冷却水オーバーヒートが発生する際には必ず水温サーモスタット19が開状態でありラジエータ出口配管18が連通された状態となっている。偏差が基準値t1以下である場合には、判定が満たされずにステップ10に戻る。一方、偏差が基準値t1よりも大きい場合には判定が満たされて次のステップ30に移る。
In the
ステップ30では、エンジンモニタ装置13が冷却水オーバーヒートの警報信号を第1ネットワーク9A、データ記録装置40、及び第2ネットワーク9Bを介して表示制御装置39に送信し、これにより表示制御装置39はディスプレイ38が適宜の冷却水オーバーヒートの警報表示をするように制御する。なおこの警報発報時に、例えば油圧ショベル1が警報ランプ(例えばパトライト等)50(図2参照)を備えており、エンジンモニタ装置13がその警報ランプ50を点滅(又は点灯)させるようにしてもよい。
In
次のステップ40では、前述したように、上記ステップ30でエンジンモニタ装置13から冷却水オーバーヒートの警報信号を入力されたデータ記録装置40が、警報信号入力時点の前後を含む所定の時間範囲(例えば警報信号入力時の前5分、後1分の計6分)のエンジン冷却水系状態量について、スナップショットデータとして例えばメモリ(図示せず)に保存する。
In the
次のステップ50では、データ記録装置40において、例えば内部のメモリ(図示せず)からスナップショットデータに含まれる各状態量データ項目(すなわちラジエータ前面温度、ラジエータ入口温度、ラジエータ出口温度、エンジンルーム内部温度、ラジエータ入口圧力、ファンモータ入口圧力、及び大気温度)に対応する所定の基準値範囲(基準値でもよい)R0〜R5をそれぞれ読み出し、上記ステップ40で保存したスナップショットデータがこれら所定の基準値範囲R0〜R5内に収まっているかどうかをそれぞれ比較・判定する。ここで、上記基準値範囲R0〜R5は、例えばエンジンモニタ装置13の内部のメモリに予め記憶され(又は適宜入力するようにしてもよい)、スナップショットデータ中の各状態量データがそれぞれに対応する基準値範囲R0〜R5の範囲外となるときがある場合には、その状態量データに係わる部位に何らかの異常が発生しているとみなすことのできる所定の基準値範囲である。なお、基準値範囲R0〜R5の個数が状態量データ項目より1つ少ないのは、状態量項目のうちの大気温度はエンジン冷却水系の各温度との偏差を求めてヒートバランスの確認を行うための状態量であり、基準値範囲と比較して異常を判定するためのものではないからである(後述の図5参照)。本ステップ50において、スナップショットデータのうち1項目でも基準値範囲R0〜R5の範囲外となるときがある場合には、その状態量データは異常と判定され、本ステップの判定が満たされて次のステップ60に移る。一方、スナップショットデータの全項目が基準値範囲R0〜R5内である場合には、判定が満たされずに本フローを終了する。
In the
ステップ60では、データ記録装置40において、例えば内部のメモリ(図示せず)から各状態量データ項目、その項目の用途・判定内容、及びその項目の対象部位との関係が示されたデータDを読み出し、上記ステップ50で異常と判定された状態量データと照らし合わせ、対象部位を特定する。上記データDの一例を図5に示す。この図5に示すように、例えばラジエータ前面温度に異常がある場合にはラジエータ16の目詰まり・クラック等が考えられ、対象部位はラジエータ16となる。また、ファンモータ入口圧力に異常がある場合にはファン駆動ポンプ23の内部リーク等によりポンプ効率が低下していることが考えられ、対象部位はファン駆動ポンプ23となる。またさらに、ラジエータ入口圧力に異常がある場合には、冷却水ポンプ内の漏れ等による吐出圧の低下が考えられ、対象部位は冷却水ポンプ15となる。
In
次のステップ70では、データ記録装置40が上記ステップ60で特定した冷却水オーバーヒートの原因と考えられる対象部位の表示信号を表示制御装置39に送信し、これにより表示制御装置39はディスプレイ38に対象部位を特定できるように表示させる。
In the
このディスプレイ38による表示の一例を図6〜図8に示す。図6は対象部位がラジエータ16である場合の表示であり、図7は対象部位がファン駆動ポンプ23である場合の表示であり、また図8は対象部位が冷却水ポンプ15である場合の表示である。これら図6〜図8において、11はエンジン、15は冷却水ポンプ、16はラジエータ、23はファン駆動ポンプ、24はファン駆動モータ、28は冷却ファンである。これら図6〜図8では、例えば対象部位を赤く点滅させるようにしている。なお、表示方法はここに示したものに限定されるわけではなく、例えば表示色は黄でも青でもその他の色でもよく、また対象部位を点滅させずに点灯させてもよい。すなわち、オペレータ等が対象部位を特定できるような表示であればよい。
An example of display on the
次に、上記構成の本発明の建設機械のエンジン冷却水系統故障診断装置の一実施の形態の動作及び作用を以下に説明する。
エンジンモニタ装置13は、単位時間毎(例えば1秒毎)に大気温センサT5からの大気温度及びラジエータ入口温度センサT2から入力されるラジエータ入口温度を用いてこれらの偏差を求め、基準値t0と比較する。偏差が基準値t0よりも大きければ、冷却水オーバーヒートの警報信号をデータ記録装置40及び表示制御装置39に送信し、これによりディスプレイ38に適宜の冷却水オーバーヒートの警報表示がなされる。同時に、データ記録装置40は常時更新していた所定の時間範囲(例えば5分)のエンジン冷却水系状態量データを保存すると共に、警報信号が入力された時点から所定の時間範囲(例えば1分)内のエンジン冷却水系状態量を記録し、上記保存した状態量データと合わせてスナップショットデータとして保存する。次に、データ記録装置40は、保存したスナップショットデータと基準値範囲R0〜R5とを比較し、各状態量データがそれぞれに対応した基準値範囲R0〜R5内にあるかどうかを判定する。1項目でも基準値範囲R0〜R5外のものがあれば、データ記録装置40はその異常のあった状態量データ項目から対象部位を特定し、その部位の信号を表示制御装置39に送信する。これにより、ディスプレイ38に冷却水オーバーヒートの原因である対象部位が表示される。
Next, the operation and action of an embodiment of the engine cooling water system failure diagnosis apparatus for construction machines of the present invention having the above-described configuration will be described below.
The
このように、本実施の形態によれば、冷却水オーバーヒートが発生した場合に、その原因となった対象部位をデータ記録装置40で自動的に特定し、且つその部位をオペレータ等が特定できるようにディスプレイ38に表示させることができる。したがって、本実施の形態によれば、ディスプレイ38を見ることにより、冷却水オーバーヒートの原因を経験、技量に拠らずに誰でも容易に特定することができる。
As described above, according to the present embodiment, when the cooling water overheat occurs, the
また本実施の形態によれば、大気温度とラジエータ入口温度との偏差を求め、その偏差によって冷却水オーバーヒート異常の検出を行う。一般に冷却水オーバーヒートとは、ヒートバランスがくずれて冷却水温度が上昇することであり、単に冷却水温度(すなわちラジエータ入口温度)のみを見ているのではヒートバランスが確認できず正確にオーバーヒートを検出することはできない。したがって、本実施の形態によれば、冷却水温度と大気温度との偏差を用いることによりヒートバランスの確認ができ、外気温度等に左右されることなく正確に冷却水オーバーヒート異常を検出し警報を発することができる。 According to the present embodiment, the deviation between the atmospheric temperature and the radiator inlet temperature is obtained, and the cooling water overheat abnormality is detected based on the deviation. In general, cooling water overheating means that the heat balance is lost and the cooling water temperature rises. By simply looking at the cooling water temperature (ie, the radiator inlet temperature), the heat balance cannot be confirmed and the overheating is detected accurately. I can't do it. Therefore, according to the present embodiment, the heat balance can be confirmed by using the deviation between the cooling water temperature and the atmospheric temperature, and the cooling water overheating abnormality can be accurately detected and alarmed without being influenced by the outside air temperature or the like. Can be emitted.
なお、上記本発明の一実施の形態においては、スナップショットデータとその各データ項目に対応した基準値範囲R0〜R5とを1対1で比較し異常を判定するようにしたが、これに限らない。すなわち、例えばスナップショットデータのうちのラジエータ入口温度とラジエータ出口温度との偏差を算出し、その偏差に対応する基準値範囲R6を設けてこれらを比較し、基準値範囲内であればラジエータの冷却能力低下が考えられるため対象部位をラジエータ16とする、といった判定を行うようにしてもよい。このように、スナップショットデータのうちの複数のデータ項目を扱って演算等を施し、その上で基準値範囲と比較するようにしてもよい。
In the above-described embodiment of the present invention, the snapshot data and the reference value ranges R 0 to R 5 corresponding to the respective data items are compared on a one-to-one basis to determine abnormality. Not limited to. That is, for example, the deviation between the radiator inlet temperature and the radiator outlet temperature in the snapshot data is calculated, and a reference value range R 6 corresponding to the deviation is calculated and compared. It may be determined that the target portion is the
また、スナップショットデータをデータ記録装置40で直接判定してモニタ表示する他に、データ記録装置40に記録したデータをPC端末46(又は管理側のPC端末等)にダウンロードして判定及び表示することもできる。
In addition to determining the snapshot data directly by the
1 油圧ショベル
13 エンジンモニタ装置(警報手段;偏差計算手段)
38 ディスプレイ(表示手段;車載モニタ)
40 データ記録装置(第1の記憶手段;第2の記憶手段;異常判定手段;第3の記憶手段;部位特定手段)
T1 ラジエータ前面空気温度センサ
T2 ラジエータ入口温度センサ
T3 ラジエータ出口温度センサ
T4 エンジンルーム内部温度センサ
T5 大気温度センサ
P1 ラジエータ入口圧センサ
P2 ファン駆動モータ入口圧センサ
1
38 Display (display means; in-vehicle monitor)
40 Data recording device (first storage means; second storage means; abnormality determination means; third storage means; part specifying means)
T1 Radiator front air temperature sensor T2 Radiator inlet temperature sensor T3 Radiator outlet temperature sensor T4 Engine room internal temperature sensor T5 Air temperature sensor P1 Radiator inlet pressure sensor P2 Fan drive motor inlet pressure sensor
Claims (3)
この検出手段で検出した前記他の複数の状態量含む複数の状態量を複数の状態量データとして記憶する第1の記憶手段と、
前記冷却水温度と前記大気温度との偏差の所定の基準値及び前記複数の状態量データに対応する各所定の基準値範囲を記憶する第2の記憶手段と、
前記複数の状態量データと前記各所定の基準範囲に基づく異常とを関連付けた複数の部位を記憶する第3の記憶手段と、
前記冷却水温度と前記大気温度との偏差を算出し、この偏差計算手段で算出した偏差が前記第2の記憶手段に記憶した所定の基準値より大きい場合に、冷却水オーバーヒートの警報を発報する手段と、
冷却水オーバーヒートの警報を発報すると、警報信号が入力された時点前後の所定の時間範囲の前記複数の状態量データを前記第1の記憶手段に記憶し、前記第1の記憶手段に記憶された前記複数の状態量データと前記第2の記憶手段に記憶した前記複数の状態量データに対応する前記各所定の基準値範囲とを比較し、前記複数の状態量のデータの内のいずれかが前記各所定の基準値範囲外である場合にはその状態量データを異常と判定する異常判定手段と、
前記異常判定手段からの異常判定に基づいて、第3の記憶手段に記憶された異常と判定された状態量データに係わる部位を特定する部位特定手段と、
この部位特定手段で特定した部位を表示する表示手段と
を備えたことを特徴とする建設機械のエンジン冷却水系統故障診断装置。 Detecting means for detecting a plurality of state quantities including a cooling water temperature and an atmospheric temperature and a plurality of other operation states as state quantities relating to an operation state of the engine coolant system of the construction machine;
First storage means for storing a plurality of state quantities including the plurality of other state quantities detected by the detection means as a plurality of state quantity data;
Second storage means for storing a predetermined reference value of deviation between the cooling water temperature and the atmospheric temperature and each predetermined reference value range corresponding to the plurality of state quantity data;
A third storage unit for storing a plurality of parts that associate the plurality of state quantity data with the abnormality based on each predetermined reference range;
A deviation between the cooling water temperature and the atmospheric temperature is calculated, and when the deviation calculated by the deviation calculation means is larger than a predetermined reference value stored in the second storage means, a warning of cooling water overheat is issued. Means to
When a cooling water overheat alarm is issued, the plurality of state quantity data in a predetermined time range before and after the alarm signal is input are stored in the first storage unit, and stored in the first storage unit. The plurality of state quantity data is compared with each predetermined reference value range corresponding to the plurality of state quantity data stored in the second storage means, and any one of the plurality of state quantity data There if the a respective predetermined reference value range is an abnormality judging means for judging the state quantity data as abnormal,
Based on the abnormality determination from the abnormality determination means, a part specifying means for specifying the part related to the state quantity data determined to be abnormal stored in the third storage means ;
An engine coolant diagnosis system for a construction machine, comprising: display means for displaying a part specified by the part specifying means.
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