JP7281875B2 - メンテナンス支援装置、作業機械、メンテナンス支援システム及びメンテナンス支援方法 - Google Patents

メンテナンス支援装置、作業機械、メンテナンス支援システム及びメンテナンス支援方法 Download PDF

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Description

本発明は、メンテナンス支援装置、作業機械、メンテナンス支援システム及びメンテナンス支援方法に関する。
特許文献１には、土木・建設機械のメンテナンス時期表示装置であって、キースイッチをオンにして、バッテリー電源がコントローラの電源に供給されている時間、すなわち、コントローラ電源オン時間をコントローラで演算・積算し、このコントローラ電源オン時間を実際の機械の稼働時間とみなして、メンテナンス時期を表示させるメンテナンス時期表示装置が開示されている。
特開２０００－０３４７４８号公報
ところで、油圧ショベル等の作業機械は、例えばブレーカ等のアタッチメントをバケットと交換して、通常の作業とは異なる作業を行う場合がある。このようなアタッチメントを用いた作業を行う場合、作業機械の基本動作を行う油圧系統に加え、アタッチメント専用の油圧系統を使用する場合があるため、各種消耗品（作動油、作動油エレメント等）への負荷が、通常の作業と比べて大きくなることがある。そのため、従来の方法では、アタッチメントを装着して作業を行った場合に、消耗品のメンテナンス時期を適切に把握できなくなることが懸念される。
本発明は、アタッチメントを装着して通常よりも負荷が大きい作業を行った場合であっても、消耗品のンテナンス時期を適切に算出することが可能なメンテナンス支援装置、作業機械、メンテナンス支援システム及びメンテナンス支援方法を提供することを目的とする。
本発明の一態様によれば、メンテナンス支援装置は、作業機械に装着される、バケットとは異なるアタッチメントを使用した時間を取得するアタッチメント使用時間取得部と、前記アタッチメントを使用した時間に基づいて前記作業機械に搭載される消耗品のメンテナンス目安時間を算出するメンテナンス目安時間算出部と、を備える。
上記態様のうち少なくとも１つの態様によれば、アタッチメントを装着して通常よりも負荷が大きい作業を行った場合であっても、メンテナンス時期を適切に算出することができる。
第１の実施形態に係る油圧ショベルの全体構成を示す図である。 第１の実施形態に係る油圧ショベルの運転席の構成を示す図である。 第１の実施形態に係る油圧ショベルの機能構成を示す図である。 第１の実施形態に係るメンテナンス支援装置の動作を説明するための図である。 第１の実施形態に係るメンテナンス支援装置の動作を説明するための図である。 第１の実施形態に係るメンテナンス支援装置の動作を説明するための図である。 第１の実施形態の変形例に係るメンテナンス支援装置の動作を説明するための図である。 第１の実施形態及びその変形例に係るコントローラのコンピュータとしての構成を示す図である。
＜第１の実施形態＞
以下、第１の実施形態に係るメンテナンス支援装置及びこれを搭載する油圧ショベルについて、図１～図６を参照しながら詳細に説明する。
（油圧ショベルの全体構成）
図１は、第１の実施形態に係る油圧ショベルの全体構成を示す図である。
油圧ショベル１は、作業機械の一態様であり、作業現場等において土砂などを掘削、整地する。
図１に示すように、油圧ショベル１は、走行するための下部走行体１１と、下部走行体１１の上部に設置され旋回可能な上部旋回体１２とを有してなる。また、上部旋回体１２には、運転室１２Ａ、作業機１２Ｂ、カウンタウエイト１２Ｃなどが設けられている。
運転室１２Ａは、油圧ショベル１のオペレータが搭乗し、操作を行う場所である。運転室１２Ａは、例えば、上部旋回体１２の前端部左側部分に設置される。運転室１２Ａの詳細な構成については後述する。
作業機１２Ｂは、ブームＢＭ、アームＡＲ及びバケットＢＫからなる。ブームＢＭは、上部旋回体１２の前端部に装着される。また、ブームＢＭにはアームＡＲが取り付けられる。また、アームＡＲにはバケットＢＫが取り付けられる。また、上部旋回体１２とブームＢＭとの間にはブームシリンダＳＬ１が取り付けられる。ブームシリンダＳＬ１を駆動することで上部旋回体１２に対しブームＢＭを動作することができる。ブームＢＭとアームＡＲとの間にはアームシリンダＳＬ２が取り付けられる。アームシリンダＳＬ２を駆動することで、ブームＢＭに対しアームＡＲを動作することができる。アームＡＲとバケットＢＫとの間にはバケットシリンダＳＬ３が取り付けられる。バケットシリンダＳＬ３を駆動することでアームＡＲに対しバケットＢＫが動作することができる。
本実施形態においては、図１に示すように、作業機１２Ｂの先端にはバケットＢＫの代わりにブレーカＢＲが装着されている。ブレーカＢＲは、油圧ショベル１に対するアタッチメントの一態様であって、例えば、砕石小割、岩盤掘削などの特殊な作業を行う際に、バケットＢＫとの交換により装着される装着部品である。
ブレーカＢＲを用いる作業では、油圧ショベル１の基本動作である４軸動作（ブームシリンダＳＬ１、アームシリンダＳＬ２、バケットシリンダＳＬ３の伸縮動作、及び、上部旋回体１２の旋回動作）に加え、ブレーカＢＲによる打撃動作が行われる。ブレーカＢＲによる打撃動作は、アタッチメントによる特殊動作の一態様である。
図１に示すように、油圧ショベル１は、メンテナンス支援装置２を搭載している。メンテナンス支援装置２は、コントローラ２０、モニタ２１及びブザー２２を有してなる。メンテナンス支援装置２の具体的な構成及び機能については後述する。
（油圧ショベルの運転室の構成）
図２は、第１の実施形態に係る油圧ショベルの運転室の構成を示す図である。
操作レバーＬ１、Ｌ２は、運転室１２Ａ内のオペレータシートＳＴの左右に配置される。操作レバーＬ１、Ｌ２は、上部旋回体１２の旋回動作と作業機１２ＢのブームＢＭ、アームＡＲ、ブレーカＢＲ（バケットＢＫ）の動作制御を行うための操作機構である。
フットペダルＦ及びアタッチメント用フットペダルＦＢは、運転室１２Ａ内、オペレータシートＳＴの前方、床面に配置される。フットペダルＦ及び走行レバーＬ３は、下部走行体１１の動作制御、すなわち油圧ショベル１の走行制御を行うための操作機構である。また、アタッチメント用フットペダルＦＢは、ブレーカＢＲによる打撃動作を行うための操作機構である。本実施形態におけるアタッチメント用フットペダルＦＢは、アタッチメント用の操作機構の一態様である。
ブレーカＢＲを用いた作業を行う場合、オペレータは、まず、操作レバーＬ１、Ｌ２を操作することで所望の位置、姿勢にブレーカＢＲを固定し、続いて、アタッチメント用フットペダルＦＢを踏み込むことで打撃動作を行う。
ここで、油圧ショベル１がバケットＢＫを装着して通常の作業を行う場合、油圧ショベル１が行う動作は、操作レバーＬ１、Ｌ２の操作に基づく上述の基本動作のみである。他方、ブレーカＢＲを装着して破砕作業等を行う場合、油圧ショベル１が行う動作は、上述の基本動作に加え、更に、アタッチメント用フットペダルＦＢの踏み込みに基づく打撃動作が加わる。そのため、ブレーカＢＲを装着して行う作業は、バケットＢＫを装着して行う通常の作業よりも、油圧系統及び消耗品への負荷が大きくなる。
なお、作業機械が行う「通常の作業」とは、その作業機械が主として行う作業であって、その作業機械に標準的に装着されるアタッチメントを用いて行う作業である。本実施形態のように、作業機械が油圧ショベル１である場合、通常の作業とは、バケットＢＫを用いて行う土砂の掘削、積み込み、整地作業等である。
運転室１２Ａには、メンテナンス支援装置２のモニタ２１及びブザー２２が配置される。
モニタ２１は、タッチセンサ式のディスプレイを搭載してなる入出力装置である。モニタ２１には、コントローラ２０によって算出された各種消耗品のメンテナンスまでの残り時間等が表示される。
ここで、消耗品とは、油圧ショベル１の動作に伴い、本来有している機能が徐々に劣化する部品であって、定期的に当該機能の回復措置である「メンテナンス」を行う必要がある部品である。本実施形態においては、消耗品は、例えば、作業油、作業油エレメント、パイロットフィルタエレメント、ブレーカ用増設フィルタ等であり、これらの消耗品については、メンテナンスとして交換を行う。なお、消耗品及びメンテナンスの態様は、上記に限定されない。例えば、消耗品の一態様はタンクであってもよく、当該タンクについて行うメンテナンスの一態様としては、洗浄や清掃などであってもよい。
ブザー２２は、ある消耗品についての残り時間が所定値以下となったときに発報してオペレータに通知する。
オペレータシートＳＴの右側部には、イグニッションキーＫが配置されている。油圧ショベル１に搭乗したオペレータは、最初にイグニッションキーＫをオンする、すなわちキーオン操作を行う。これにより、油圧ショベル１のエンジン、ポンプ、メンテナンス支援装置２等を含むシステム全体が起動する。また、油圧ショベル１による作業を終了する場合には、イグニッションキーＫをオフし、すなわちキーオフ操作し、油圧ショベル１のシステム全体の動作を停止させる。
（メンテナンス支援装置等の機能構成）
図３は、第１の実施形態に係るメンテナンス支援装置等の機能構成を示す図である。
図３に示すように、メンテナンス支援装置２は、コントローラ２０と、モニタ２１と、ブザー２２とを有してなる。
コントローラ２０は、メンテナンス支援装置２の動作全体を制御する。本実施形態に係るコントローラ２０は、内部にＣＰＵを有している。そして、当該ＣＰＵが専用のプログラムに従って動作することで、後述の各種機能を発揮する。なお、他の実施形態においては、コントローラ２０は、上記構成に加えて、または上記構成に代えてＰＬＤ（Programmable Logic Device）などのカスタムＬＳＩ（Large Scale Integrated Circuit）を備えてもよい。ＰＬＤの例としては、ＰＡＬ(Programmable Array Logic)、ＧＡＬ(Generic Array Logic)、ＣＰＬＤ(Complex Programmable Logic Device)、ＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）が挙げられる。この場合、プロセッサによって実現される機能の一部または全部が当該集積回路によって実現されてよい。
具体的には、コントローラ２０は、稼働時間取得部２０１、アタッチメント使用時間取得部２０２、メンテナンス目安時間算出部２０３、判定部２０４、及び、通知処理部２０５としての機能を発揮する。
稼働時間取得部２０１は、油圧ショベル１が稼働している時間（稼働時間）の累積値を取得する。具体的には、稼働時間取得部２０１は、稼働時間の累積値として、イグニッションキーＫがオン操作されてエンジンが稼働してから、オフ操作されてエンジンが停止されるまでの時間を累積する。なお、油圧ショベル１の新品の段階からのエンジンの稼働時間の累積値をＳＭＲ（Service Meter Reading）とも表記する。
アタッチメント使用時間取得部２０２は、油圧ショベル１に装着される、バケットＢＫとは異なるブレーカＢＲを使用した時間（ブレーカ使用時間）の累積値を取得する。具体的には、アタッチメント使用時間取得部２０２は、オペレータのアタッチメント用フットペダルＦＢへの入力時間（踏み込み時間）を累積することで、ブレーカＢＲを使用した時間の累積値を取得する。
メンテナンス目安時間算出部２０３は、ブレーカＢＲを使用した時間に基づいて消耗品のメンテナンス目安時間を演算する。ここで、メンテナンス目安時間とは、消耗品のメンテナンス時期の目安となる情報であって、本実施形態においては、現時点からその消耗品を更に使用できる時間を示す「残り時間」であるものとする。
特に、本実施形態に係るメンテナンス目安時間算出部２０３は、油圧ショベル１が稼働している時間の累積値と、ブレーカＢＲを使用した時間の累積値とに基づいて消耗品の残り時間を演算する。
判定部２０４は、メンテナンス目安時間算出部２０３が算出した残り時間に基づいて、消耗品を交換（メンテナンス）するか否かを判定する。
通知処理部２０５は、メンテナンス目安時間算出部２０３が算出した、各消耗品の残り時間を作業者に通知する。本実施形態においては、通知処理部２０５は、各種消耗品の残り時間をモニタ２１へ表示する。また、通知処理部２０５は、消耗品の残り時間が所定の判定閾値以下となった場合に、モニタ２１、ブザー２２等を用いたアラート処理を行う。
図３に示すように、油圧ショベル１は、メンテナンス支援装置２以外のシステムコントローラであるポンプコントローラ３０、エンジンコントローラ４０、モニタコントローラ５０等を備えている。
コントローラ２０、ポンプコントローラ３０、エンジンコントローラ４０及びモニタコントローラ５０は、車体ＣＡＮを通じて互いに通信可能に接続されている。
また、コントローラ２０、ポンプコントローラ３０、エンジンコントローラ４０及びモニタコントローラ５０は、イグニッションキーＫと接続されている。オペレータがイグニッションキーＫに対して操作を行うと、当該操作に基づくキーオン信号又はキーオフ信号が、コントローラ２０、ポンプコントローラ３０、エンジンコントローラ４０及びモニタコントローラ５０のそれぞれに入力される。
（メンテナンス支援装置の動作）
図４～図７は、それぞれ、第１の実施形態に係るメンテナンス支援装置の動作を説明するための図である。
図４は、メンテナンス支援装置２のコントローラ２０が実行する処理フローを示している。図４に示される処理フローは、オペレータがイグニッションキーＫに対するキーオン操作を行い、コントローラ２０の起動が完了した時点から開始され、イグニッションキーＫに対するキーオフ操作を行い、コントローラ２０の動作が停止するまで繰り返し実行される。
まず、コントローラ２０の稼働時間取得部２０１は、現在ＳＭＲを取得する（ステップＳ０１）。現在ＳＭＲとは、現時点におけるＳＭＲである。後述するように、現在ＳＭＲは、ステップＳ０１の処理が繰り返し実行されることで、コントローラ２０の稼働中において時々刻々と更新される。
次に、コントローラ２０のアタッチメント使用時間取得部２０２は、現在ブレーカ使用時間累積値を取得する（ステップＳ０２）。現在ブレーカ使用時間累積値とは、現時点における、油圧ショベル１の新品の段階からのブレーカ使用時間の累積値である。換言すると、現在ブレーカ使用時間累積値とは、現時点における、油圧ショベル１の新品の段階からのアタッチメント用フットペダルＦＢが踏み込まれている時間の累積値である。この現在ブレーカ使用時間累積値も、コントローラ２０の稼働中において時々刻々と更新されるパラメータである。
次に、コントローラ２０のメンテナンス目安時間算出部２０３は、ステップＳ０１で取得された現在ＳＭＲ、及び、ステップＳ０２で取得された現在ブレーカ使用時間累積値に基づいて、各種消耗品についての残り時間を演算する（ステップＳ０３）。以下、メンテナンス目安時間算出部２０３によるステップＳ０３の具体的な処理について、図５を参照しながら詳しく説明する。
図５は、消耗品についての交換間隔とブレーカ稼働率との関係を示すグラフ図である。
ブレーカ稼働率とは、消耗品の使用を開始してからの稼働時間の累積値に対するブレーカ使用時間の累積値の割合である。交換間隔とは、消耗品の使用を開始してから交換を行うまでの、間隔である。交換間隔は、メンテナンス間隔の一例である。
図５をみれば明らかなように、各種消耗品の交換間隔は、ブレーカ稼働率が大きくなるほど短く設定するように規定されている。これは、ブレーカ稼働率が大きいほど消耗品への負荷が大きくなることによるものである。
そこで、本実施形態に係るコントローラ２０（メンテナンス目安時間算出部２０３）は、式（１）により残り時間を演算する。
Figure 0007281875000001
式（１）において、前回交換時ＳＭＲとは、消耗品の交換を行った時点でのＳＭＲである。（現在ＳＭＲ－前回交換時ＳＭＲ）は、消耗品の交換を行った時点からの稼働時間の累積値を表している。
また、式（１）において、前回交換時ブレーカ使用時間累積値とは、消耗品の交換を行った時点でのブレーカ使用時間の累積値である。（現在ブレーカ使用時間累積値－前回交換時ブレーカ使用時間累積値）は、消耗品の交換を行った時点からのブレーカ使用時間の累積値を表している。
また、式（１）に示すように、第１係数αは、（現在ＳＭＲ－前回交換時ＳＭＲ）に乗じる係数である。また、第２係数βは、（現在ブレーカ使用時間累積値－前回交換時ブレーカ使用時間累積値）に乗ずる係数である。第１係数α及び第２係数βは、図５に示すような消耗品固有の寿命特性に基づいて適宜決定される。
例えば、消耗品の一態様である作業油、作業油エレメント、パイロットフィルタエレメント等は、油圧ショベル１の基本動作に加え、アタッチメントによる特殊動作（打撃動作）によっても消耗する。したがって、これらの消耗品については、例えば、第１係数α＝１、第２係数β＝３～５などと設定する。これに対し、ブレーカ用増設フィルタは、ブレーカＢＲの使用時にのみ消耗する消耗品である。したがって、このような消耗品については、例えば、第１係数α＝０、第２係数β＝１などと設定する。同様に、ブレーカＢＲの使用が残り時間に影響しない消耗品については、第１係数α＝１、第２係数β＝０などと設定する。このように、第１係数α及び第２係数βは、消耗品毎に、その消耗品の特性に応じて自由にカスタマイズ可能である。
式（１）に用いられる前回交換時ＳＭＲ及び前回交換時ブレーカ使用時間累積値は、オペレータによって実際に消耗品の交換がなされた際に、オペレータの所定の操作に応じて更新される。具体的には、コントローラ２０は、消耗品の交換作業を行ったオペレータから所定の操作を受け付けた場合に、前回交換時ＳＭＲを現在ＳＭＲに更新し、前回交換時ブレーカ使用時間累積値を現在ブレーカ使用時間累積値に更新する。これにより、残り時間のリセットがなされる。
図４に戻り、次に、コントローラ２０の通知処理部２０５は、ステップＳ０３で算出された残り時間をモニタ２１に表示させる（ステップＳ０４）。以下、通知処理部２０５によるステップＳ０４の具体的な処理について、図６を参照しながら詳しく説明する。
図６に示す残り時間テーブルＤ１は、通知処理部２０５がモニタ２１に表示させる情報の一例である。残り時間テーブルＤ１には、消耗品毎に、その交換間隔と、ステップＳ０４の処理の結果である残り時間とが表示されている。
なお、ブレーカ使用時間を用いて残り時間が演算されている場合には、通知処理部２０５は、通知（表示）している残り時間が、バケットＢＫとは異なるアタッチメント（ブレーカＢＲ）を使用したことを考慮して算出していることを示す情報を通知（表示）してもよい。具体的には、通知処理部２０５は、残り時間テーブルＤ１のように、残り時間に併せて“ブレーカの使用を考慮”等の案内文（ガイダンス）を表示してもよい。このようにすることで、例えば、以下のような効果を得ることができる。
即ち、ブレーカ使用時間を用いて残り時間が演算される場合、消耗品の残り時間が、実際の時間の流れよりも速いスピードで減少し、オペレータに違和感を与えてしまうことが想定される。そこで、“ブレーカの使用を考慮”等の案内文を併せて表示させておくことで、オペレータに、実際の時間の流れよりも速いスピードで減少し得ることについて違和感を与えないようにすることができる。
図４に戻り、次に、コントローラ２０の判定部２０４は、ステップＳ０３の算出結果である残り時間が所定の判定閾値以下となったか否かを判定する（ステップＳ０５）。ある消耗品について、その残り時間が所定の判定閾値以下となっていた場合（ステップＳ０５：ＹＥＳ）、通知処理部２０５は、モニタ２１、ブザー２２を通じて、その消耗品について残り時間が僅かであることを通知するアラートを発報する（ステップＳ０６）。この場合、コントローラ２０は、アラートの発報処理とともに、図４の処理フローを終了する。
いずれの消耗品についても、その残り時間が所定の判定閾値以下となっていない場合（ステップＳ０５：ＮＯ）、通知処理部２０５はステップＳ０６のアラート処理を行うことなく次のステップへ進む。
次に、コントローラ２０は、一定時間（例えば、３０分、１時間等）が経過したか否かを判定する（ステップＳ０７）。一定時間が経過していない場合（ステップＳ０７：ＮＯ）、コントローラ２０は、一定時間が経過するまで待機する。一定時間が経過した場合（ステップＳ０７：ＹＥＳ）、コントローラ２０は、ステップＳ０１の処理に戻って以上の処理を繰り返し実行する。
（作用、効果）
以上、第１の実施形態に係るメンテナンス支援装置２は、油圧ショベル１に搭載される消耗品の残り時間を演算するメンテナンス目安時間算出部２０３と、油圧ショベル１に装着される、バケットＢＫとは異なるアタッチメント（ブレーカＢＲ）を使用した時間の累積値を取得するアタッチメント使用時間取得部２０２と、を備える。そして、メンテナンス目安時間算出部２０３は、アタッチメントを使用した時間（ブレーカ使用時間）の累積値に基づいて消耗品の残り時間を演算する。
このようにすることで、ブレーカＢＲを装着して通常よりも負荷が大きい作業を行った場合であっても、メンテナンス時期を適切に算出することができる。
また、第１の実施形態に係るメンテナンス目安時間算出部２０３は、油圧ショベル１が稼働している時間の累積値（ＳＭＲ）と、アタッチメントを使用した時間の累積値（ブレーカ使用時間）とに基づいて消耗品の残り時間を演算する。
このようにすることで、油圧ショベル１の基本動作に伴う消耗品の劣化と、アタッチメントによる特殊動作に伴う消耗品の劣化と、の両方を考慮して合理的に消耗品の残り時間を演算することができる。
また、第１の実施形態に係るメンテナンス目安時間算出部２０３は、消耗品の交換間隔から、油圧ショベル１の稼働時間に所定の第１係数αを乗じた値と、ブレーカ使用時間累積値に所定の第２係数βを乗じた値と、を引くことで消耗品の残り時間を演算する（式（１）参照）。
このようにすることで、消耗品毎に適切な残り時間の演算式を柔軟に設定することができる。
また、第１の実施形態に係るアタッチメント使用時間取得部２０２は、オペレータがアタッチメント用の操作機構（アタッチメント用フットペダルＦＢ）への入力時間を積算することで、ブレーカＢＲを使用した時間の累積値を取得する。
このようにすることで、簡便かつ精度良くブレーカＢＲを使用した時間の累積値を取得することができる。
（変形例）
以上、第１の実施形態に係るメンテナンス支援装置２について詳細に説明したが、メンテナンス支援装置２の具体的な態様は、上述のものに限定されることはなく、要旨を逸脱しない範囲内において種々の設計変更等を加えることは可能である。
図７は、第１の実施形態の変形例に係るメンテナンス支援装置の動作を説明するための図である。
以下、変形例に係る通知処理部２０５によるステップＳ０４の具体的な処理について、図７を参照しながら詳しく説明する。
図７に示す残り時間テーブルＤ２は、通知処理部２０５がモニタ２１に表示させる情報の一例である。残り時間テーブルＤ２には、残り時間テーブルＤ１（図６）と同様に、消耗品毎に、その交換間隔と、残り時間とが表示されている。ただし、残り時間テーブルＤ２に表示される残り時間は、ブレーカ使用時間の累積値を考慮しないで算出した残り時間である。換言すると、残り時間テーブルＤ２に表示される残り時間は、式（１）において、第１係数α＝１とし、第２係数β＝０とすることで算出される残り時間である。ただし、ブレーカＢＲの使用時にのみ消耗するブレーカ用増設フィルタについては、残り時間テーブルＤ２においても、ブレーカ使用時間の累積値のみに基づく残り時間を表示する。
変形例に係るコントローラ２０は、オペレータの所定の操作に応じて、残り時間テーブルＤ１及び残り時間テーブルＤ２の何れか一方又は両方をモニタ２１に表示させるようにしてもよい。
この場合において、メンテナンス目安時間算出部２０３は、稼働時間の累積値とブレーカ使用時間の累積値とに基づく消耗品の第１の残り時間（第１のメンテナンス目安時間）と、稼働時間の累積値のみに基づく消耗品の第２の残り時間（第２のメンテナンス目安時間）と、の両方を演算する。ここで、第１の残り時間は、メンテナンス目安時間テーブルＤ１に表示される残り時間であり、第２の残り時間は、メンテナンス目安時間テーブルＤ２に表示される残り時間である。
このようにすることで、オペレータは、ブレーカＢＲの使用を考慮して算出された残り時間（第１のメンテナンス目安時間）と、ブレーカＢＲの使用を考慮しないで算出された場合の残り時間（第２のメンテナンス目安時間）との両方を把握することができる。
また、第１の実施形態に係るアタッチメント使用時間取得部２０２は、アタッチメント用フットペダルＦＢへの入力時間を積算することで、ブレーカＢＲを使用した時間の累積値を取得するものとして説明したが、他の実施形態においてはこの態様に限定されない。
例えば、他の実施形態に係る油圧ショベル１は、ブレーカＢＲを使用する際に、オペレータが所定のモード切替スイッチを操作して、バケットＢＫを使用する通常動作モードからブレーカＢＲを使用するブレーカ使用モードへの切り替えを行う態様であってもよい。この場合、アタッチメント使用時間取得部２０２は、ブレーカ使用時間として、ブレーカ使用モードが選択されている時間の累積値を取得してもよい。
また、他の実施形態に係るアタッチメント使用時間取得部２０２は、車載カメラ等の映像に基づいて、作業機１２Ｂの先端にバケットＢＫが装着されているか、ブレーカＢＲが装着されているかを自動識別するとともに、ブレーカＢＲが装着されている時間を累積することでブレーカ使用時間の累積値を取得してもよい。
また、第１の実施形態に係る稼働時間取得部２０１は、イグニッションキーＫに対するキーオン操作を受け付けてからキーオフ操作を受け付けるまでの時間を稼働時間として取得するものとして説明したが、他の実施形態においてはこの態様に限定されない。
例えば、稼働時間取得部２０１は、油圧ショベル１が基本動作を行っている時間の累積値を稼働時間の累積値として取得してもよい。
また、第１の実施形態に係るメンテナンス支援装置２は、各種消耗品についての残り時間の演算結果を、モニタ２１等を通じて油圧ショベル１のオペレータに通知するのみであったが、他の実施形態においてはこの態様に限定されない。例えば、メンテナンス支援装置２は、無線による広域通信網を通じて、各種消耗品についての残り時間の演算結果を、逐次外部サーバに送信する機能を有していてもよい。このようにすることで、複数の作業機械の消耗品の残り時間を集約して一括管理することができる。
また、第１の実施形態に係るメンテナンス支援装置２は、コントローラ２０、及び、モニタ２１、ブザー２２等のユーザインタフェースが、いずれも油圧ショベル１に搭載されるものとして説明したが、他の実施形態においてはこの態様に限定されない。
例えば、他の実施形態においては、コントローラ２０の各種機能が油圧ショベル１の外部に配置された外部サーバやモバイル端末等（以下、単に外部装置と記載する。）に具備される態様であってもよい。換言すると、メンテナンス支援システムは、メンテナンス支援装置２と、油圧ショベル１（作業機械）と、を有し、メンテナンス支援装置２は、油圧ショベル１の外部に設置されている態様であってもよい。
この場合、油圧ショベル１は、稼働状態（エンジンが稼働中か否か、ブレーカＢＲが使用されているか否か等）を示す状態情報を逐次、遠隔に配置された外部装置へ送信する機能を有しているものとする。外部装置は、油圧ショベル１から受信した状態情報の時系列に基づいてアタッチメントを使用した時間を算出する。
また、メンテナンス支援システムは、コントローラ２０の各種機能（稼働時間取得部２０１、アタッチメント使用時間取得部２０２、メンテナンス目安時間算出部２０３及び通知処理部２０４）の全てが外部装置に具備される態様であってもよいし、各種機能の一部のみが外部装置に具備される態様であってもよい。アタッチメント使用時間取得部２０２は、アタッチメント使用時間取得装置の一例である。また、メンテナンス目安時間算出部２０３は、メンテナンス目安時間算出装置の一例である。
また、第１の実施形態に係るメンテナンス支援装置２は、コントローラ２０のほか、ユーザインタフェースとして、モニタ２１及びブザー２２を具備するものとして説明したが、他の実施形態においてはこの態様に限定されない。他の実施形態に係るメンテナンス支援装置２は、ユーザインタフェースとして、モニタ２１及びブザー２２のうちのいずれか一方のみを具備する態様であってもよいし、これら以外のユーザインタフェースを具備するものであってもよい。
また、第１の実施形態に係るメンテナンス支援装置２は、図４のステップＳ０３で算出された、消耗品別の残り時間をモニタ２１に表示させ（図４のステップＳ０４）、かつ、残り時間が所定値以下となった場合にアラート処理を行う（図４のステップＳ０６）ものとして説明したが、他の実施形態においてはこの態様に限定されない。例えば、他の実施形態に係るメンテナンス支援装置２は、単に、消耗品別の残り時間をモニタ２１に表示させるのみで、アラート処理を行わない態様であってもよい。逆に、他の実施形態に係るメンテナンス支援装置２は、消耗品別の残り時間をモニタ２１に表示させず、単に、アラート処理のみを行う態様であってもよい。
また、第１の実施形態に係るメンテナンス支援装置２は、図４のステップＳ０３で消耗品別の残り時間を算出した後、一定時間（例えば、３０分、１時間等）が経過するまで待機する（図４のステップＳ０７）ものとして説明したが、他の実施形態においてはこの態様に限定されない。例えば、他の実施形態に係るメンテナンス支援装置２は、一定時間の待機を行うことなく、消耗品別の残り時間を更新する態様であってもよい。
また、第１の実施形態では、アタッチメントの一態様としてブレーカＢＲを例に説明したが、他の実施形態においてはこの態様に限定されない。例えば、他の実施形態に係る作業機１２Ｂは、圧砕具等の他のアタッチメントを搭載してもよい。
また、第１の実施形態では、作業機械の一態様として油圧ショベル１を例に説明したが、他の実施形態においてはこの態様に限定されない。例えば、他の実施形態に係るメンテナンス支援装置２は、作業機械の一態様であるホイールローダに搭載されてもよい。なお、ホイールローダが装着するアタッチメントの一態様として、例えば、林業の現場、家屋の解体などに使用されるグラップル等であってもよい。この場合、グラップルの爪を動かして物をつかむ動作は、ホイールローダが行う通常の作業（土砂の掘削、積み込み、整地作業等）よりも消耗品への負荷が大きくなる。
また、第１の実施形態に係るメンテナンス目安時間算出部２０３は、メンテナンス目安時間の一態様として「残り時間」を算出するものとして説明したが、他の実施形態においてはこの態様に限定されない。他の実施形態に係るメンテナンス目安時間算出部２０３は、メンテナンス目安時間として、例えば、実際にその消耗品を使用した時間の累積値である「使用済み時間」を算出するものであってもよい。使用済み時間は、例えば、（現在ＳＭＲ－前回交換時ＳＭＲ）に第１係数αを乗じた値と、（現在ブレーカ使用時間累積値－前回交換時ブレーカ使用時間累積値）に第２係数βを乗じた値との和によって算出される。この場合において、通知処理部２０４は、例えば、算出した使用済み時間が、その消耗品に規定された交換間隔に所定値以上近づいた場合に、アラート処理（図４のステップＳ０６）を行う態様であってもよい。
また、メンテナンス目安時間として、例えば、その消耗品をメンテナンスする時期である「メンテナンス時期」を算出するものであってもよい。例えば、メンテナンス時期は、現在の日時に上述の方法で求められる残り時間を加算することで算出される。
また、第１の実施形態に係るメンテナンス支援装置２は、モニタ２１に「残り時間」を表示させるものとして説明したが他の実施形態においてはこの態様に限定されない。他の実施形態に係るメンテナンス支援装置２は、モニタ２１に、上述の「使用済み時間」を表示させるものであってもよいし、現在の日時に「残り時間」を加算することで得られる、メンテナンス時期を表示するものであってもよい。
また、他の実施形態に係るメンテナンス支援装置２は、消耗品の状態を色の変化で示す態様であってもよい。例えば、他の実施形態に係るメンテナンス支援装置２は、消耗品の残り時間が所定値以上確保されている場合、状態が良好であることを示す色（例えば、緑）を表示し、消耗品の残り時間が所定値以下となった場合、メンテナンスを要することを示す色（例えば、赤）を表示してもよい。
また、第１の実施形態において、メンテナンス支援装置２は、油圧ショベル１の稼働中、常にモニタ２１にメンテナンス目安時間（残り時間テーブルＤ２）を表示する態様であってもよい。ただし、他の実施形態においては、メンテナンス支援装置２は、作業者による所定の操作（定められたボタンのタッチ操作等）を受け付けた場合にのみ、メンテナンス目安時間を表示する態様であってもよい。この場合において、メンテナンス支援装置２は、メンテナンス目安時間を表示していない状態であったとしても、図４のステップＳ０６のアラート処理の際には、ブザー２２によるアラート発報、及び、モニタ２１によるコーション表示のうちの少なくともいずれか一方を行ってもよい。
（コンピュータ構成）
図８は、第１の実施形態及びその変形例に係るコントローラのコンピュータとしての構成を示す図である。
コンピュータ９９は、プロセッサ９９１、メインメモリ９９２、ストレージ９９３、インタフェース９９４を備える。
上述した第１の実施形態及びその変形例に係るコントローラ２０は、それぞれ、コンピュータ９９を備える。コントローラ２０がそれぞれ具備する各機能部は、プログラムとしてストレージ９９３に記憶されている。プロセッサ９９１は、プログラムをストレージ９９３から読み出してメインメモリ９９２に展開し、当該プログラムにしたがって動作することで、図２、図３に示す各種機能部としての機能を発揮する。ストレージ９９３は、一時的でない有形の媒体の一例である。一時的でない有形の媒体の他の例としては、インタフェース９９４を介して接続される光ディスク、磁気ディスク、光磁気ディスクおよび半導体メモリが挙げられる。
なお、電源ＯＦＦ状態においては、汎用ＯＳは、ストレージ９９３の所定領域に予め記録されており、オペレータによるキーオン操作を受け付けると、ＣＰＵ９９１は、所定のブートプログラムに従って動作することで、汎用ＯＳの起動プロセスを開始する。
プログラムは、ネットワークを介してコンピュータ９９に配信されてもよい。この場合、コンピュータ９９は、配信されたプログラムをメインメモリ９９２に展開し、上記処理を実行する。プログラムは、上述した機能の一部を実現するためのものであってもよい。例えば、プログラムは、上述した機能をストレージ９９３に既に記憶されている他のプログラムとの組み合わせ、または他の装置に実装された他のプログラムとの組み合わせで実現するものであってもよい。また上述した機能の一部は、ネットワークを介して接続された他の装置によって実行されてもよい。つまり、上述した機能は、クラウドコンピューティング、グリッドコンピューティング、クラスタコンピューティング、またはその他の並列コンピューティングにより実現されてもよい。
コンピュータ９９は、上記構成に加えて、または上記構成に代えてＰＬＤ（Programmable Logic Device）を備えてもよい。ＰＬＤの例としては、ＰＡＬ(Programmable Array Logic)、ＧＡＬ(Generic Array Logic)、ＣＰＬＤ(Complex Programmable Logic Device)、ＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）が挙げられる。
以上、本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
１ 油圧ショベル（作業機械）、１１ 下部走行体、１２ 上部旋回体、１２Ａ 運転室、１２Ｂ 作業機、１２Ｃ カウンタウエイト、２ メンテナンス支援装置、２０ コントローラ、２０１ 稼働時間取得部、２０２ アタッチメント使用時間取得部、２０３
メンテナンス目安時間算出部、２０４ 判定部、２０５ 通知処理部、２１ モニタ、２２ ブザー、３０ ポンプコントローラ、４０ エンジンコントローラ、５０ モニタコントローラ、９９ コンピュータ、９９１ プロセッサ、９９２ メインメモリ、９９３ ストレージ、９９４ インタフェース、ＢＲ ブレーカ、ＢＫ バケット、Ｋ イグニッションキー、ＦＢ アタッチメント用フットペダル

Claims (9)

  1. 作業機械に装着される、バケットとは異なるアタッチメントを使用した時間を取得するアタッチメント使用時間取得部と、
    前記アタッチメントを使用した時間に基づいて前記作業機械に搭載される消耗品のメンテナンス目安時間を算出するメンテナンス目安時間算出部と、を備え、
    前記メンテナンス目安時間算出部は、前記消耗品のメンテナンス間隔から、前記作業機械が稼働している時間に所定の第１係数を乗じた値と、前記アタッチメントを使用した時間に所定の第２係数を乗じた値と、を引くことで前記メンテナンス目安時間を算出する
    メンテナンス支援装置。
  2. 前記メンテナンス目安時間算出部は、前記消耗品のメンテナンス間隔から、前記作業機械が稼働している時間に所定の第１係数を乗じた値と、前記アタッチメントを使用した時間に所定の第２係数を乗じた値と、を引くことで算出される前記メンテナンス目安時間である第２メンテナンス目安時間と、前記作業機械が稼働している時間の累積値のみに基づく前記消耗品の残り時間として算出される第１メンテナンス目安時間と、の両方を算出する
    請求項１に記載のメンテナンス支援装置。
  3. 作業機械に装着される、バケットとは異なるアタッチメントを使用した時間を取得するアタッチメント使用時間取得部と、
    前記アタッチメントを使用した時間に基づいて前記作業機械に搭載される消耗品のメンテナンス目安時間を算出するメンテナンス目安時間算出部と、を備え、
    前記メンテナンス目安時間算出部は、前記作業機械が稼働している時間に所定の第１係数を乗じた値と、前記アタッチメントを使用した時間に所定の第２係数を乗じた値との和を前記メンテナンス目安時間として算出する、
    メンテナンス支援装置。
  4. 前記メンテナンス目安時間算出部は、前記作業機械が稼働している時間に所定の第１係数を乗じた値と、前記アタッチメントを使用した時間に所定の第２係数を乗じた値との和として算出される前記メンテナンス目安時間である第２メンテナンス目安時間と、前記作業機械が稼働している時間の累積値のみに基づく前記消耗品の残り時間として算出される第１メンテナンス目安時間と、の両方を算出する
    請求項３に記載のメンテナンス支援装置。
  5. 前記アタッチメント使用時間取得部は、オペレータがアタッチメント用の操作機構への入力時間を積算することで、前記アタッチメントを使用した時間を取得する
    請求項１から請求項４の何れか一項に記載のメンテナンス支援装置。
  6. 前記メンテナンス目安時間を作業者に通知する通知処理部を更に備え、
    前記通知処理部は、更に、通知した前記メンテナンス目安時間が、前記バケットとは異なるアタッチメントを使用したことを考慮して算出していることを示す情報を通知する
    請求項１から請求項５のいずれか一項に記載のメンテナンス支援装置。
  7. 請求項１から請求項６の何れか一項に記載のメンテナンス支援装置
    を備える作業機械。
  8. 作業機械に装着される、バケットとは異なるアタッチメントを使用した時間を取得するアタッチメント使用時間取得部と、
    前記アタッチメントを使用した時間に基づいて前記作業機械に搭載される消耗品のメンテナンス目安時間を算出するメンテナンス目安時間算出部と、を備え、
    前記メンテナンス目安時間算出部は、前記消耗品のメンテナンス間隔から、前記作業機械が稼働している時間に所定の第１係数を乗じた値と、前記アタッチメントを使用した時間に所定の第２係数を乗じた値と、を引くことで前記メンテナンス目安時間を算出する
    を備えるメンテナンス支援システム。
  9. 作業機械に装着される、バケットとは異なるアタッチメントを使用した時間を取得するステップと、
    前記アタッチメントを使用した時間に基づいて前記作業機械に搭載される消耗品のメンテナンス目安時間を算出するステップと、を有し、
    前記消耗品のメンテナンス目安時間を算出するステップは、前記消耗品のメンテナンス間隔から、前記作業機械が稼働している時間に所定の第１係数を乗じた値と、前記アタッチメントを使用した時間に所定の第２係数を乗じた値と、を引くことで前記メンテナンス目安時間を算出する
    メンテナンス支援方法。
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