JPS6245586B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 【産業上の利用分野】

この発明はダンプトラツク、ローダその他の建
設機械の作業を、携帯可能なカード型メモリを用
いて作業目標値乃至最適値を設定しておき、実作
業により得られた実作業データをフイードバツク
しその結果をオペレータに伝え、且つ実作業作業
内容を携帯可能なカード型メモリに記録する建設
機械の稼動データ記録システムに関する。

【従来の技術】

建設機械の作業管理を行うためにその作業状況
をデイジタル的に記録する構成は、デジタル式タ
コメータや、稼動データ管理システムとして種々
の技術が提案されている。 しかし、これらの構成は実作業のデータをデイ
ジタル的に記録するのみであり、作業予定の内容
や、その作業の際の最適化条件については何等考
慮されていない。 また、作業予定や最適化条件を実作業データと
比較するため予めコンピユータのメモリ等へ設定
するとしても一定内容を記憶させるに過ぎないの
で作業内容が日々変化する作業の場合に充分対応
することができない。

【発明が解決しようとする問題点】

この発明は上記事情に鑑み、鋭意研究の結果創
案されたものであつて、その主たる課題は、作業
機械の作業目標値及びコンポーネントの最適値を
携帯可能な入力データ用カード型メモリに記録し
ておき、実作業時に該データを入力して実作業デ
ータと比較し判定した結果をフイードバツクする
と共に、実作業データは出力データ用記憶体にデ
イジタル的に記録する建設機械の稼動データ記録
システムを提供するにある。

【問題点を解決するための手段】

上記課題を解決するため、この発明を第１図に
示す機能ブロツク図に基づいて説明する。 着脱自在のカード型メモリを建設機械に搭載さ
れたデータ記録装置に装着して、該建設機械に設
けられたセンサより検出された当該建設機械の稼
動データと、外部入力手段から入力された当該建
設機械の稼動データを上記ガードに記録し、該記
録後のカード型メモリを管理事務所等も別途設け
られたデータ処理装置に装着して前記記録された
データを分析処理する建設機械の稼動データ記録
システムにおいて、 (a) 建設機械車輌の当該輌における作業の目標値
及び該作業における稼動コンポーネントの最適
値と識別コードを記録したカード型メモリ４
と、 (b) カード型メモリ４が装着されたデータ記録装
置の読取部３で読取つた識別コードが当該車輌
側の予め設定されたコードとマツチした場合に
前記目標値及び最適値を読み込み記録するデー
タ格納部１０Ｂを設ける。 (c) 建設機械に設けられて車速を検出する車速セ
ンサＳ１と、エンジン回転数を検出するエンジ
ン回転数センサＳ２と、作業間隔又は作業時間
を検出する作業時検出センサＳ３と、作業量を
検出する作業量検出センサＳ７を設ける、 (d) 該センサに接続されて、該センサから入力さ
れた検知信号から稼動データを演算するデータ
演算手段１０Ａを設ける、 (e) 得られた車速データ、エンジン回転数データ
を基に、前記データ格納部１０Ｂに記憶された
稼動コンポーネントの最適値と比較判定し、ま
た作業時データ、作業量データを基に作業目標
値と比較判定し、判定結果に基づいて指示パタ
ーンを決定する達成度判定手段１０Ｃを設け
る、 (f) 達成度判定手段１０Ｃによつて判定された指
示パターンに従つて外部表示装置に外部表示し
又は稼動コンポーネントを最適値まで自動制御
する最適化作業補助手段８を設ける、 (g) 前記データ演算手段で得られた作業データを
出力データ用記憶体６に書込むデータ書込部５
を設ける、 という手段を講じた。

【作用】

次のこの発明における作業データ記録システム
の手順を第２図に基づいて説明する。 先づ管理者サイドにおいて、ステツプで管理
用外部コンピユータ等の情報設定（書込）手段に
より携帯用の入力データ用記憶体４に作業予定デ
ータが書き込まれる。 次ぎにステツプで上記記憶体４に書かれた情
報を作業機械側のデータ読取手段３で読取り、デ
ータ格納部１０Ｂに格納する。 そして、前記入力データ用記憶体４に書込まれ
たデータがデータ格納部１０Ｂに格納された後ス
テツプで入力データ用記憶体４に書込まれてい
るデータをクリアする。 次に、ステツプでセンサ手段又は測定手段Ｓ
からの測定信号を実作業データ演算処理手段等に
より換算して実作業データを得て、この得られた
実作業データを基に、それに対応する作業時の最
適値又は目標値データをデータ格納部１０Ｂから
呼び出し両者を比較する。 実作業データが適切な作業量か否かをステツプ
の達成度判定手段１０Ｃで判定し、適切でない
場合はステツプで外部表示手段８を介してオペ
レータに操作指示を与える等の最適化作業補助手
段を講じる。 次にステツプで実作業データはデータ書込手
段５の装着部に脱着可能に装着された前記入力デ
ータ用記憶体４から転換した出力データ用記憶体
６に書込まれる。 そしてステツプで作業終了と判断された場合
は書込みを終了し、一時的な停止と判断された場
合はステツプに戻り前記手順を繰り返す。 そして、作業終了によりデータ書込手段５から
外された出力データ用記憶体６は、作業機械外部
の管理用外部コンピユータに接続された再生（読
取）装置等で実作業データが読取られ、データの
解析処理等が行われる。 この実作業データが管理用外部コンピユータに
読取られた出力データ用記憶体６は、その記録さ
れた実作業データを消去することにより再度作業
予定データの書込用記憶体４として転換・利用し
てもよい。 なお、この発明においては、記憶体自体に記憶
容量の大きい記憶手段を用いる場合には、最適化
データを消去せずに、実作業データを併せて記憶
することもできる。

【実施例】

以下に、この発明の作業機械の作業データ記録
システム１をダンプトラツクに適用した場合の一
実施例を第３図以降の図面に基づいて説明する。 この作業データ記録システム１は、携帯用の入
力データ用記憶体４及び出力データ用記憶体６
と、前記入力データ用記憶体４を脱着可能に装着
してデータを読取るデータ読取手段３と、携帯用
の出力データ用記憶体６を脱着可能に装着してデ
ータを書込むデータ書込手段５と、測定信号入力
用端子２と外部表示手段出力用端子７とを備えた
マイクロコンピユータ構成のシステム本体１０
と、これらに接続されるセンサ手段又は測定手段
Ｓと、外部表示手段８とから構成される。 即ち、測定信号入力用端子２は本実施例の場合
端子Ｔ１〜Ｔ６及びCHを有している。 Ｔ１は、スピードメータや車輪の回転数等から
車速を検出する車速センサＳ１用端子であり、 Ｔ２は、エンジン回転数を検出するエンジン回
転数センサＳ２接続用の端子であり、 Ｔ３は、作業時検出センサとしてのベツセルの
昇降回数を検出するダンプスイツチＳ３接続用の
端子であり、Ｔ４とＴ５は拡張用端子である。 尚Ｔ６は車輌のスタータスイツチ（デイスコネ
クタスイツチ）Ｓ６と接続する端子である。 これらセンサ手段又は測定手段Ｓ１〜Ｓ６は、
インターフエースＩ／Ｆを介して測定信号（検出
信号）をシステム本体１０へ出力する。 また、このシステム本体１０は車載バツテリＶ
にコネクタケーブルを介して接続され供電され
る。 ここで、センサ手段又は測定手段は車載された
センサ又は測定装置を用いても或いは車外に設置
された測定装置からの測定信号をシステム本体１
０へ入力するものでもよい。 CHはRS232Cの通信用端子であつて、例え
ば、積載重量計測装置（ダンプスケール）S7で
計測された積載重量データをシリアル転送により
システム本体１０へ入力することができる。 この発明の入力ポート１ａに通じる測定信号入
力用端子２は上記センサの外、管理すべき稼動デ
ータを検出するための適宜種類のセンサ又は測定
装置Ｓを接続しうる構成となつているので、異な
るセンサ手段又は測定手段であつてもインターフ
エースＩ／Ｆを介す等して接続することができる
ため拡張性及び汎用性がある。 次に、データ読取手段３は、携帯可能な入力デ
ータ用記憶体４にストアされている情報を読取つ
てシステム本体１０へ入力する構成である。 本実施例では、携帯用の入力データ用記憶体４
及び出力データ用記憶体６の一例としてICカー
ドを用いた。 ここで、入力データ用ICカード４には、作業
機械のコンポーネントの所定作業における最適値
又は所定作業の目標値のデータが記録されてい
る。 この最適値は、天候・積荷の種類・重さ・車速
等に応じたエンジン回転数その他の各コンポーネ
ントの最適（最適効率）の作業条件の値であり、
又目標値は、一日の目標作業量・運搬重量等作業
内容に応じ予め設定された値である。 その他、この入力データ用記憶体４には単位期
間内の作業メニユーとして例えば１日の作業メニ
ユーや作業手順（作業プログラム）及び後述の達
成度判定手段１０Ｃや稼動状態判定手段等の達成
度判定手順（プログラム）又は稼動状態判定手順
（プログラム）その他作業乃至管理に有用な適宜
管理情報を併せて記録しておいてもよい。 次に入力データ用ICカード４は、管理者サイ
ドの管理用外部コンピユータ等の情報設定（書
込）手段２０によつて上記作業予定データが書込
まれる。 そして、この入力データ用ICカード４は車載
されたシステム本体に接続されているデータ読取
手段３の装着部に挿入されて、入力データ用IC
カード４に書込まれている情報がシステム本体の
データ格納部１０Ｂに格納されている。 また、システム本体１０には、ダンプトラツク
の各コンポーネントの稼動状態を検出するセンサ
手段及びダンプトラツクの稼動状態を測定する測
定手段（例えば積荷重量計測装置等）Ｓから入力
された測定信号を作業データに換算処理する作業
データ演算処理手段１０Ａが設けられている。 この作業データ演算処理手段１０Ａは、本実施
例の場合、車速センサＳ１から入力された信号を
基に単位時間毎の車速データを得る車速データ演
算処理手段１１と、 車速データにシステム本体１０の時計機能Ｔか
ら得られた走行時間データを用いて得る走行距離
データ演算処理手段１２と、 エンジン回転数センサＳ２から入力された信号
を基に単位時間毎のエンジン回転数を得るエンジ
ン回転数演算処理手段１３と、 ダンプスイツチＳ３から得られた信号を基に時
計機能Ｔから得られたダンプ間隔時間データを得
ると共に、該ダンプ間隔時間データに対応する走
行距離を算出するダンプ間隔データ演算処理手段
１４と、 積載重量計測装置から入力された積載重量値デ
ータを対応するダンプ時の積載重量値とする積載
重量データ処理手段１５とからなつている。 このようにして、作業データ演算処理手段１０
Ａから得られた実作業データは、時系列の実作業
データとして、又は上記時系列の実作業データを
基に適宜統計手法により統計処理する統計処理手
段１０Ｄを経て統計データとしてデータ書込手段
５に送られる。 ここで、この実作業データは時系列に処理され
たものでも、或いは積算処理又は統計処理された
ものでもよく、いずれか一方でも或いは両方のデ
ータが異なる出力データ用ICカード６，６に多
重記録されるものであつてもよい。 この実作業データとしては積算距離、エンジン
回転数、車速、燃料消費量、作業機油圧、実作業
時間等がある。 これと共に、実作業データは達成度判定手段１
０Ｃに送られる。 この達成度判定手段１０Ｃは、前記ICカード
４から入力されてデータ格納部１０Ｂに格納され
ている所定作業時における最適値又は目標値を呼
び出し、これを基準として実作業データを比較す
るものである。 そして両者の差異の算出し、その差異の程度に
応じて予めデータ格納部１０Ｂ又はメモリＭに記
憶しておいた操作指示パターンを選択し、その選
択された操作指示パターンにもとづいて操作指示
を車載されているLED又はCRT等の最適化作業
補助手段８の外部表示部に表示しオペレータに知
らせる。 この操作指示パターンは現在の実作業データを
基に、各コンポーネントの稼動状態を最適値（最
高効率値）にするために必要とされる操作手段へ
の操作指示（例えばローアイドルからハイアイド
ルへの切換指示や速度コントロール指示等）を類
型化したものである。 これにより、オペレータは実作業データをフイ
ードバツクしてより最適なダンプトラツクの稼動
を遂行することができる。 ここで目標値が定められている場合、例えば一
定土量を運搬する場合、ダンプ毎の正味積込重量
を累積して目標値より減算残りの積込重量又は運
搬回数をデイジタル表示すればオペレータは目標
値までの残りの仕事量を具体的に知ることができ
る。 尚、達成度判定手段１０Ｃによつて判定した結
果、最適化作業補助手段８として、操作指示の外
部表示の代わりに、実際に指示された操作を自動
的に遂行する自動制御機構（図示せず）を設けて
もよいこと勿論である。 本実施例において、作業予定データが記録され
る入力データ用ICカード４と実作業データが記
録される出力データ用ICカード６とは、後述の
如く同一（一枚）のICカードを用いているが、
それぞれ別（二枚）のICカードを用いてもよ
い。 本実施例では、データ読取手段３で入力データ
用ICカード４にストアされたデータが読取ら
れ、全てがシステム本体のデータ格納部１０Ｂに
格納が終了した場合にデータ消去機能Ｃが働いて
データ読取手段３の装着部に挿入されているIC
カード４の読取り済みデータ（作業予定データ
等）が消去される（データ書込手段５で上記デー
タ消去してもよいこと勿論である）。このデータ
消去によつて入力データ用ICカード４は出力デ
ータ用ICカード６に転換することになる。 そして、このように転換した出力データ用IC
カード６をデータ書込手段５の装着部に挿入する
ことによつて、実作業データが出力データ用記憶
体６に書込み可能な状態となる。 次に、この発明の作用をシステム本体のROM
に記憶された作業データ記録プログラムに基づ
き、第４図に示すフローチヤートに従つて説明す
る。 ステツプで作業予定データの記録された入力
データ用ICカード４がデータ読取手段３の装着
部に装着されると、ステツプでIDコードの判
定が行われる。 IDコードが一致しない場合はステツプ′でブ
ザー音又は警告灯の点灯等の外部警報手段で記憶
体が一致していない旨をオペレータに知らせる。 記憶体のIDコードがマツチングした場合はス
テツプで作業予定データが読取られ、順次デー
タ格納部１０Ｂへ格納される。 ステツプで全ての作業予定データがデータ格
納部１０Ｂへ格納されると、入力データ用ICカ
ード４に記録されている作業予定データが消去さ
れる。 次に作業機械の作業が開始される。そして、セ
ンサ手段や測定手段を介して作業時における各コ
ンポーネントの稼動データや作業状態等の実作業
データが得られる。 本実施例の場合、先ずステツプでエンジンの
油圧の上昇がセンサで検出されたら車両エンジン
のスタートと判定する。この際ステツプで必要
に応じエンジンの回転立上がりの時刻を書込む。 次にステツプで後述の如く各センサ手段又は
測定手段から入力された測定信号を実作業データ
に換算する。 この測定信号がアナログ値である場合にはＡ／
Ｄ変換を行う前処理が必要となる。 このようにして得られた実作業データは、順次
時系列データとして処理される。 そしてステツプで、この実作業データに対応
する作業予定データをデータ格納部１０Ｂから呼
び出し判定処理を行う。 ステツプで実作業データが最適化データと比
較して適切でないと判定された場合、その度合に
応じてステツプにより指示パターンを選択し、
それに基づいて操作指示を最適化作業補助手段の
外部表示部に表示する（ステツプ）。 これにより、実作業データが適切か否かがオペ
レータにフイードバツクされ、適切な操作が行わ
れる。 このようにして得られる実作業データはそのま
ま或いは統計処理される等してステツプ〓でデー
タ書込手段５によつて出力データ用ICカード６
に書込まれる。 そして、ステツプでエンジン回転が０と判断
された場合は、ステツプで時計機能によりその
時刻が書込まれ、次いでステツプでそのエンジ
ン停止か一時的な停止か否か判定され、続行の場
合は本実施例の場合オペレータが続行の押釦を押
すことにより判断されてステツプに戻り、終了
の場合は終了の押釦が押されることにより判断さ
れて、このプログラムが終了する。 ここで、前記ステツプで行われる各測定信号
毎の稼動データ演算処理手段を次に見る。 (1) エンジン回転数 本実施例では、一定時間におけるエンジン回
転数はパルス数として入力されるので回転数に
換算（１回転で４パルスの場合、パルス数÷４
＝回転数）し、単位時間毎の時系列データとし
て、或いは等間隔の回転数領域毎に分けられた
ヒストグラムに変換してからデータ記憶体６に
書込む。 (2) 走行速度・走行距離 スピードメータからの測定信号を基に、或い
は車輪の一定時間における回転数に車輪外周を
積算すること等の方法によつて算出される。 この場合も時系列データとして或いはヒスト
グラムとしてデータ記憶体６に書込む。 走行距離は、走行速度を走行時間で積分処理
することによつて算出される。 (3) 積載量、ダンプ回数 ダンプのスイツチがONになつたと判定され
た場合に、その時刻およびエンジン回転立上が
りから今までの走行距離を算出しその走行距離
値、および通信回線を経てバスケツトボール等
の積荷重量測定装置からRS232Cインターフエ
イスを介して転送されたダンプ時直前の積載重
量値を記録し、ダンプ時刻、走行距離と共に出
力データ用ICカード６に書込む。 ここで積荷重量値は積荷重量測定装置からの書
込要求コマンドの入力を待つて書込むことができ
る構成が好ましい。 尚、積荷重量計測装置が支持機構の油圧力や歪
量の変化から算出する構成の場合等の如くセンサ
手段が車載されている場合には拡張用端子Ｔ５ま
たはＴ６に上記センサ手段を接続して測定信号を
入力し作業データ演算処理手段により所定の換算
処理を行い積載重量を算出する構成であつてもよ
い。 尚、この発明においては、可変要素のないデー
タ、例えば日付、予め設定された稼動コース、機
種ナンバー等は、キーボード等の外部入力手段Ｋ
を用いてシステム本体１０へ入力され、実作業デ
ータと共に出力データ用ICカード６に記録させ
る。 このようにしてデータ処理された作業データ
は、データ書込手段５を介して出力データ用IC
カード６に書込まれ、作業終了と共にオペレータ
によつてデータ書込手段５の装着部から抜取ら
れ、次に管理者サイドの管理用外部コンピユータ
等のデータ再生手段３０Ａの装着部に差込まれて
実作業データが読取られる。 この読取られた実作業データは上記データ再生
手段３０Ａと一体又は別体のデータ解析手段３０
Ｂに転送され、運行乃至稼動管理プログラム等に
従つてデータ分析が遂行され、また稼動日報その
他の管理資料や分析資料が作成されることにな
る。 尚、システム本体１０の出力ポート１ｂに外部
表示手段出力用の端子７であるＴ１０，Ｔ１１を
オプシヨンとして設けておけば、出力データ用
ICカード６に書込むデータをCRT等のデイスプ
レイ、プリンタ、Ｘ−Ｙプロツタ等に適宜出力さ
せることができ、管理資料を作成することができ
るので、データ解析装置の外部表示手段（図示せ
ず）による外部表示を待たずに稼動データをハー
ドコピーしうる。 本発明においてICカードで例示する入力デー
タ用記憶体４は、要するにデータ読取手段３又は
データ書込手段５の装着部に脱着可能に取付けら
れて読取り又は書込みが行われる記憶媒体であれ
ば、その記憶方式は特に限定せず如何なる構成の
ものであつてもよい。 またストアされたデータを基にデータ処理を行
うインテリジエント機能を併有する構成であつて
もよい。 また、上記実施例においてデータ読取手段３と
データ書込手段５とは別体構成としたが、例えば
同一装置でデータの読取りと、書込み更に消去を
行う構成としておけばICカード等の記憶体を前
記装置の装着部に一回装着するだけで作業終了ま
で抜取る必要がなく便利である。 また、達成度判定手段１０Ｃの外に実作業デー
タから各コンポーネントの稼動状態が正常か否か
を判定する稼動状態判定手段（図示せず）を設け
てもよい。 この場合には、重機の各コンポーネントの稼動
状態を検出するセンサとして、例えば潤滑油温度
センサ、潤滑油圧力センサ、排気温度センサ、吸
入空気温度センサ、吸入空気圧センサ、冷却水温
度センサ、作業機吐出圧センサ、作業油温度セン
サ等を設けそれらからの検出データが予めメモリ
等にストアされた正常基準値を超えたか否かを判
定し、異常と判定した場合に、実作業データの記
録間隔を狭めて高密度で実作業データを出力デー
タ用記憶体６に書込む構成としてもよい。 また異常を表示する外部表示手段又は異常をオ
ペレータに知らせる異常報知手段、或いは当該コ
ンポーネントの駆動又は重機自体を停止させる緊
急停止手段を設けてもよい。

【発明の効果】

この発明は、建設機械の作業の目標値とコンポ
ーネントの最適値とをカード型メモリ記憶体に入
力すると共に、作業内容に応じた適宜センサ手段
又は測定手段から得られた実作業データをフイー
ドバツクして最適な操作をオペレータになさしめ
或いは自動制御化しうると共に、実作業データを
出力データ用記憶体に記録して実作業データの管
理を行うことができる。 また、一つの記憶体を入力データ用記憶体から
出力データ用記憶体に転換することによつて、作
業予定乃至目標となる情報とその作業結果の情報
を格納することができ極めて簡便であり且つ記憶
体を管理しやすい。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の機能ブロツク図、第２図は
この発明の作用を示すフローチヤート、第３図
は、この発明をダンプトラツクに適用した場合の
一実施例を示す機能ブロツク図、第４図はこの実
施例のシステム本体にで制御する作業データ記録
手順を示すフローチヤートである。 １……建設機械の稼動データ記録システム、３
……データ読取手段、４……入力データ用記憶
体、５……データ書込手段、６……出力データ用
記憶体、７……外部表示手段出力用端子、Ｓ……
センサ手段又は測定手段、１０Ａ……実作業デー
タ演算処理手段、１０Ｂ……データ格納部、１０
Ｃ……達成度判定手段。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 着脱自在のカード型メモリを建設機械に搭載
   されたデータ記録装置に装着して、該建設機械に
   設けられたセンサより検出された当該建設機械の
   稼動データと、外部入力手段から入力された当該
   建設機械の稼動データを上記ガードに記録し、該
   記録後のカード型メモリを管理事務所等も別途設
   けられたデータ処理装置に装着して前記記録され
   たデータを分析処理する建設機械の稼動データ記
   録システムにおいて、 建設機械車輌の当該車輌における作業の目標値
   及び該作業における稼動コンポーネントの最適値
   と識別コードを記録したカード型メモリと、 カード型メモリが装着されたデータ記録装置の
   読取部で読取つた識別コードが当該車輌側の予め
   設定されたコードとマツチした場合に前記目標値
   及び最適値を読み込み記録するデータ格納部と、 車速を検出する車速センサと、エンジン回転数
   を検出するエンジン回転数センサと、作業間隔又
   は作業時間を検出する作業時検出センサと、作業
   量を検出する作業量検出センサと、 該センサに接続されて、該センサから入力され
   た検知信号から稼動データを演算するデータ演算
   手段と、 得られた車速データ、エンジン回転数データを
   基に、前記データ格納部に記憶された稼動コンポ
   ーネントの最適値と比較判定し、また作業時デー
   タ、作業量データを基に作業目標値と比較判定
   し、判定結果に基づいて指示パターンを決定する
   達成度判定手段と、 達成度判定手段によつて判定された指示パター
   ンに従つて外部表示装置に外部表示し又は稼動コ
   ンポーネントを最適値まで自動制御する最適化作
   業補助手段と、 前記データ演算手段で得られた作業データを出
   力データ用記憶体に書込むデータ書込手段とから
   なる建設機械のデータ記録システム。