WO2013161946A1

WO2013161946A1 - 作業機管理装置

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Publication number: WO2013161946A1
Application number: PCT/JP2013/062227
Authority: WO
Inventors: 一輝久保田; 足立　宏之; 象平神谷; 渡辺　豊; 洋佐々波; 雅史庄司
Original assignee: 日立建機株式会社
Priority date: 2012-04-27
Filing date: 2013-04-25
Publication date: 2013-10-31
Also published as: JPWO2013161946A1; EP2843140A1; JP5993448B2; US9366011B2; KR102039371B1; KR20150013131A; EP2843140B1; US20150149047A1; EP2843140A4; CN104271846B; CN104271846A

Abstract

　作業機管理装置は、作業機から、作業機の各部の状態を表すセンサデータと、作業機に異常が発生したと作業機が判断したことを表すアラームデータと、を受信する受信部と、受信部により受信されたセンサデータに基づいて、作業機の稼動状態を複数の所定の稼動レベルのいずれかに分類する稼動レベル分類部と、を備える。

Description

作業機管理装置

　本発明は、作業機管理装置に関する。

　油圧ショベルやクレーンなどの建設機械（作業機）は複数の部品から構成されており、各々の部品は故障することがある。故障内容は様々であり、簡単な故障であれば建設機械のオペレータが修理できるが、故障の内容によってはオペレータでは対応できず、メーカのサービスマンに連絡する必要がある。例えば特許文献１には、作業機の各部の状態が示す故障の対処法を演算し、その対処法を送信する故障対処法出力方法が記載されている。

国際公開番号ＷＯ０１／０７３２２４号公報

　従来技術では、作業機から送信された警報信号や故障信号に基づいて故障の対処法を演算していたため、故障を未然に防止することができないという問題があった。

　本発明の第１の態様による作業機管理装置は、作業機から、作業機の各部の状態を表すセンサデータと、作業機に異常が発生したと作業機が判断したことを表すアラームデータと、を受信する受信部と、受信部により受信されたセンサデータに基づいて、作業機の稼動状態を複数の所定の稼動レベルのいずれかに分類する稼動レベル分類部と、を備える。
　本発明の第２の態様によると、第１の態様の作業機管理装置において、稼動レベル分類部により分類された作業機の稼動レベルに基づいて、作業機の稼動状態を正常状態にするために必要な対処方法をオペレータに報知する報知部を更に備えることが好ましい。
　本発明の第３の態様によると、第２の態様の作業機管理装置において、報知部により報知された対処方法に対応する準備動作を作業機に行わせるための対処準備信号を作業機に送信する送信部を更に備えてもよい。
　本発明の第４の態様によると、第２または第３の態様の作業機管理装置において、対処方法が実施されたことに応じて作業機から送信されるイベントデータを受信するイベント受信部を更に備え、稼動レベル分類部は、イベント受信部により受信されたイベントデータに基づいて、作業機の稼動状態を複数の稼動レベルのいずれかに再度分類するのが好ましい。
　本発明の第５の態様によると、第２～４のいずれか一の態様の作業機管理装置において、報知部は、稼動レベル分類部により分類された作業機の稼動レベルごとに、複数の対処方法から少なくとも１つを選択してオペレータに報知するのが好ましい。
　本発明の第６の態様によると、第１～５のいずれか一の態様の作業機管理装置において、作業機の現在位置を受信する位置受信部と、表示画面に地図を表示させると共に、表示画面の全体のうち、位置受信部により受信された作業機の現在位置に対応する位置に、稼動レベル分類部により分類された作業機の稼動レベルを表すシンボルを地図に重畳して表示させる表示部とを更に備えるのが好ましい。

　本発明によれば、作業機の故障を未然に防止することができる。

図１は、本発明の第１の実施の形態に係る油圧ショベルの管理システムの概略を説明する図である。図２は、各油圧ショベルの構成を示す模式図である。図３は、油圧ショベルの油圧回路の概略を示す模式図である。図４は、油圧ショベルの各部の状態を検出して状態データを送信するための制御系のブロック図である。図５は、センサ群に含まれるセンサを示す図である。図６は、基地局の構成を示すブロック図である。図７は、管理端末の構成を示すブロック図である。図８は、データベースに格納されるデータの一例を示す図である。図９は、管理端末の表示装置に表示される表示画面の一例を示す図である。図１０は、基地局による油圧ショベルの稼動レベル分類処理のフローチャートである。図１１は、図１０のステップＳ２０で呼び出される、差圧センサに基づく分類処理のフローチャートである。図１２は、図１０のステップＳ４０で呼び出される、温度センサに基づく分類処理のフローチャートである。

（第１の実施の形態）
　以下、図面を用いて、本発明を油圧ショベルの管理システムに適用した実施の形態について説明する。

　図１は、本発明の第１の実施の形態に係る油圧ショベルの管理システムの概略を説明する図である。本実施形態の管理システム１は、複数の作業地区Ａ、Ｂ、Ｃでそれぞれ稼動する複数の油圧ショベルを管理するシステムである。地区Ａでは油圧ショベルａ１～ａｎが、地区Ｂでは油圧ショベルｂ１～ｂｎが、地区Ｃでは油圧ショベルｃ１～ｃｎがそれぞれ稼働している。地区Ａ、Ｂ、Ｃは同一の作業現場ではなく、地理的に離れている。各油圧ショベルはＧＰＳ受信機を搭載し、ＧＰＳ衛星ＧＳからの信号を受信して現在地を算出することができる。

　管理システム１には基地局ＢＣが含まれる。基地局ＢＣは、通信衛星ＣＳを介した無線通信により、各油圧ショベルとのデータの授受が可能に構成されている。基地局ＢＣは、一般公衆回線網ＰＣを介して、複数の管理端末ＴＭ１～ＴＭｎに接続されている。詳細は後述するが、基地局ＢＣはこれら複数の管理端末ＴＭ１～ＴＭｎに所定の表示データを送信することにより、各管理端末ＴＭ１～ＴＭｎの表示画面に油圧ショベルの稼動状態等を表示させることができる。また、各管理端末ＴＭ１～ＴＭｎにおいてオペレータにより所定の操作（例えばボタンの押下等）が為されると、各管理端末ＴＭ１～ＴＭｎから基地局ＢＣに、当該操作に応じた操作データが送信される。

　この実施の形態では、各油圧ショベルが自身の各部の状態を検出し、検出した状態を表す状態データを基地局ＢＣに送信する。本実施形態では、状態データには３種類のデータが含まれる。第１の種類のデータは、油圧ショベルが稼動に支障を来す何らかの異常を検知したことを表すデータである。第２の種類のデータは、油圧ショベルのユーザにより何らかの操作がなされたこと、および、その操作に応じた処理の実施が完了したことを表すデータである。第３の種類のデータは、例えば油圧ショベルに設けられたセンサにより検知されたセンサ量や、ＧＰＳ受信機により算出された油圧ショベルの現在位置など、油圧ショベルの稼働状況を表すデータである。

　これら３種類のデータは、それぞれ適切なタイミングにおいて油圧ショベルから送信される。例えば第１の種類のデータであれば、当該データにより表される異常が検知されたタイミングにおいて送信される。また第２の種類のデータは、当該データにより表される操作や処理が完了したタイミングにおいて送信される。第３の種類のデータは、第１および第２の種類のデータを送信する際にそれらのデータに付随して送信される他、所定の周期（例えば数分～数時間）毎に送信されたり、あるいは当該データに対応する稼働状況（例えばセンサ量）が変化したことに応じて送信されたりする。以下の説明では、第１の種類のデータをアラームデータ、第２の種類のデータをイベントデータ、第３の種類の情報をセンサデータと呼ぶ。

（油圧ショベルの構成の説明）
　図２は、各油圧ショベルの構成を示す模式図である。油圧ショベルは、走行体８１と、走行体８１の上部に旋回可能に連結された旋回体８２とを有する。旋回体８２には、運転室８３と、作業装置８４と、エンジン８５と、旋回モータ８６とが設けられている。作業装置８４は、旋回体８２の本体に回動可能に取り付けられたブームＢＭと、ブームＢＭに回動可能に連結されたアームＡＭと、アームＡＭに回動可能に連結されたアタッチメント、たとえばバケットＢＫとからなる。ブームＢＭはブームシリンダＣ１により昇降され、アームＡＭはアームシリンダＣ２によりクラウドとダンプ操作が行われ、バケットＢＫはバケットシリンダＣ３によりクラウドとダンプ操作が行われる。走行体８１には左右の走行用油圧モータ８７、８８が設けられている。

　図３は、油圧ショベルの油圧回路の概略を示す模式図である。エンジン８５は油圧ポンプ２を駆動する。この油圧ポンプ２から吐出される圧油は、複数のコントロールバルブ３ｓ、３ｔｒ、３ｔｌ、３ｂ、３ａおよび３ｂｋでその方向と油量が制御され、上述した旋回油圧モータ８６、左右の走行用油圧モータ８７、８８、油圧シリンダＣ１、Ｃ２、Ｃ３を駆動する。複数のコントロールバルブ３ｓ、３ｔｒ、３ｔｌ、３ｂ、３ａおよび３ｂｋはそれぞれ対応する複数のパイロットバルブ４ｓ、４ｔｒ、４ｔｌ、４ｂ、４ａおよび４ｂｋからそれぞれ供給されるパイロット圧力によって切換操作される。パイロットバルブ４ｓ、４ｔｒ、４ｔｌ、４ｂ、４ａおよび４ｂｋは、パイロット油圧ポンプ５から所定圧力のパイロット油圧が供給され、操作レバー４Ｌｓ、４Ｌｔｒ、４Ｌｔｌ、４Ｌｂ、４Ｌａ、４Ｌｂｋの操作量に応じたパイロット圧力を出力する。複数のコントロールバルブ３ｓ、３ｔｒ、３ｔｌ、３ｂ、３ａおよび３ｂｋは１つのバルブブロックに集約される。また、複数のパイロットバルブ４ｓ、４ｔｒ、４ｔｌ、４ｂ、４ａおよび４ｂｋも１つのバルブブロックに集約される。

　図４は、油圧ショベルの各部の状態を検出して状態データを送信するための制御系のブロック図である。油圧ショベルには、上述した各部の状態を検出する複数のセンサから成るセンサ群１０が搭載されている。センサ群１０から出力される状態検出信号は、所定のタイミングでコントローラ２０に読み込まれる。コントローラ２０は走行操作時間、旋回操作時間、およびフロント（掘削）操作時間を積算するためのタイマ機能２０ａを有している。コントローラ２０は読み込んだ状態検出信号に基づいて、走行操作時間、旋回操作時間、フロント操作時間を算出する。これら算出された操作時間は記憶装置２１に格納される。油圧ショベルは、エンジン８５を起動するキースイッチ２２と、エンジン８５の稼働時間を計測するアワメータ２３も有している。

　油圧ショベルにはＧＰＳ受信機２４が搭載されている。ＧＰＳ受信機２４は、ＧＰＳ衛星ＧＳからのＧＰＳ信号を受信し、ＧＰＳ信号に基づいて油圧ショベルの位置を算出してコントローラ２０へ出力する。油圧ショベルの運転席には各種情報を表示するためのモニタ２５が設けられている。

　コントローラ２０は時計機能２０ｂを有しており、キースイッチ２２のオン時刻、オフ時刻、エンジン始動時刻、エンジン停止時刻を認識することができる。これらの時刻も記憶装置２１に格納される。アワメータ２３の計測値も所定のタイミングでコントローラ２０に読み込まれ、記憶装置２１に格納される。記憶装置２１に記憶された走行、旋回およびフロントの操作時間とキースイッチオン時刻などは所定のタイミングで送信機３０を介して送信される。送信機３０から送信された電波は衛星ＣＳを経由して基地局ＢＣで受信される。コントローラ２０には受信機４０も接続されている。受信機４０は、通信衛星ＣＳを介して基地局ＢＣから送られてくる対処準備信号などの信号を受信してコントローラ２０へ送出する。

　図５は、センサ群１０に含まれるセンサを示す図である。センサ群１０は、メイン油圧回路系の圧力状態を検出する圧力センサ１１を備えている。すなわち、油圧ポンプ２の吐出圧力を計測する圧力センサ１１ｐと、走行油圧モータ８７、８８の駆動圧力を計測する圧力センサ１１ｔｒ、１１ｔｌと、旋回油圧モータ８６の駆動圧力を計測する圧力センサ１１ｓと、ブーム油圧シリンダＣ１の駆動圧力を計測する圧力センサ１１ｂと、アーム油圧シリンダＣ２の駆動圧力を計測する圧力センサ１１ａと、バケット油圧シリンダＣ３の駆動圧力を計測する圧力センサ１１ｂｋとを備えている。

　センサ群１０は、パイロット油圧回路系の圧力状態を検出する圧力センサ１３も備えている。すなわち、走行油圧パイロットバルブ４ｔｒ、４ｔｌから出力されるパイロット圧力Ｐｔｒ、Ｐｔｌを計測する圧力センサ１３ｔｒ、１３ｔｌと、旋回油圧パイロットバルブ４ｓから出力されるパイロット圧力Ｐｓを計測する圧力センサ１３ｓと、ブーム油圧パイロットバルブ４ｂから出力されるパイロット圧力Ｐｂを計測する圧力センサ１３ｂと、アーム油圧パイロットバルブ４ａから出力されるパイロット圧力Ｐａを計測する圧力センサ１３ａと、バケット油圧パイロットバルブ４ｂｋから出力されるパイロット圧力Ｐｂｋを計測する圧力センサ１３ｂｋとを有している。

　走行操作時間は、走行パイロット圧力センサ１３ｔｒ、１３ｔｌで検出した圧力ＰｔｒまたはＰｔｌが所定値以上である時間を積算した時間である。旋回操作時間は、旋回パイロット圧力センサ１３ｓで検出した圧力Ｐｓが所定値以上である時間を積算した時間である。フロント操作時間は、ブーム、アームおよびバケット用パイロット圧力センサ１３ｂ、１３ａおよび１３ｂｋのいずれかで検出した圧力Ｐｂ、Ｐａ、Ｐｂｋが所定値以上である時間を積算した時間である。

　センサ群１０はまた、メイン油圧ラインに配設されたフィルタの目詰まりを検出する圧力センサ１４ｆ、油圧モータや油圧シリンダを駆動する作動油の温度を検出する温度センサ１４ｔも備えている。さらにセンサ群１０は、エンジン系統の状態を検出する各種のセンサ１５を有している。すなわち、排気ガスに含まれる粒子状物質（ＰＭ）を捕集するディーゼル微粒子捕集フィルター（ＤＰＦ）の上流側と下流側の前後差圧を検出するＤＰＦ差圧センサ１５ｄと、エンジン８５の冷却水温を検出する冷却水温度センサ１５ｗと、エンジンオイルの圧力を検出するエンジンオイル圧力センサ１５ｏｐと、エンジンオイルの温度を検出するエンジンオイル温度センサ１５ｏｔと、エンジンオイルのレベルを検出するエンジンオイルレベルセンサ１５ｏｌと、エアフィルタの目詰まりを検出する目詰まりセンサ１５ａｔと、燃料残量を計測する燃料残量センサ１５ｆと、バッテリの充電電圧を検出するバッテリ電圧センサ１５ｖと、エンジン回転数を検出する回転数センサ１５ｒとを有している。

（基地局ＢＣの構成の説明）
　図６は、基地局ＢＣの構成を示すブロック図である。基地局ＢＣには、通信衛星ＣＳから送信されてくる無線信号を受信し、油圧ショベルにより送信された状態データを復元する受信機３１と、受信機３１により復元された状態データを一時的に格納する記憶装置３２と、管理端末へ送信すべきデータを一般公衆回線網ＰＣを介して送信するための送信部としてのモデム３３と、これらの各種機器を制御する制御装置３４とを備えている。

　基地局ＢＣは更に、油圧ショベルにより送信された状態データを集約して記憶するデータベース３５を備える。制御装置３４は、記憶装置３２に一時的に格納された状態データを、所定の様式に整形してデータベース３５へ格納する。データベース３５の詳細については後に詳述する。

（管理端末ＴＭの構成の説明）
　図７は、管理端末ＴＭの構成を示すブロック図である。管理端末ＴＭには、基地局ＢＣから一般公衆回線網ＰＣを経由して送られてくる信号を受信するモデム４１と、モデム４１で受信した信号を格納する記憶装置４２と、種々の演算処理を実行する処理装置４３と、処理装置４３に接続された表示装置４４と、キーボード４６とを備えている。処理装置４３は、基地局ＢＣから送信された表示データに基づいて、表示装置４４の表示画面に各油圧ショベルの状態や現在位置等を表示する。また、キーボード４６等の入力装置によってなされた操作に応じて、基地局ＢＣへ操作データを送信する。

（データベース３５の構成の説明）
　図８は、データベース３５に格納されるデータの一例を示す図である。データベース３５には、各油圧ショベルから送信された状態データが、当該状態データを識別するための通し番号（Ｎｏ．）と、当該油圧ショベルを識別するための作業機ＩＤと、当該状態データの受信日時（または送信日時）とを付加されて、時系列順に集約される。

　基地局ＢＣの制御装置３４は、油圧ショベルから状態データを受信すると、その状態データに上記の各情報を付加してデータベース３５へ格納（追記）する。そして、後述する稼動レベルの分類処理においてデータベース３５を参照することにより稼動レベルを分類したり、データベース３５に格納されている状態データに基づいて表示データを作成し、管理端末ＴＭに送信したりする。

（基地局ＢＣによる油圧ショベルの稼動レベル分類の説明）
　本実施形態の基地局ＢＣは、油圧ショベルから状態データが送信される度に、当該状態データやデータベース３５に格納されている過去の状態データ等に基づいて、当該油圧ショベルの稼動レベルを４つのレベルに分類する。以下、これら４つの稼動レベルについて説明する。

　第１レベルは、油圧ショベルの稼動に障害となる要素が見当たらないことを表すレベルである。管理端末ＴＭのオペレータや油圧ショベルのユーザは、第１レベルに分類されている油圧ショベルに対して、特別な操作を行う必要はない。

　第２レベルは、油圧ショベルにおいて、障害の兆候が見受けられることを表すレベルである。管理端末ＴＭのオペレータや油圧ショベルのユーザは、第２レベルに分類されている油圧ショベルについて、すぐに何らかの特別な操作を行う必要はないものの、今後の状態の推移を注視する必要がある。

　第３レベルは、油圧ショベルにおいて、重大な障害に繋がる何らかの問題が発生していることを表すレベルである。管理端末ＴＭのオペレータは、第３レベルに分類された油圧ショベルについて、例えば油圧ショベルのユーザに特定の操作を指示したり、あるいは後述する対処準備信号を油圧ショベルに送信する等、何らかの特別な処置を施す必要がある。

　第４レベルは、油圧ショベル周囲の環境や送信機３０の故障など何らかの理由によって、油圧ショベルと基地局ＢＣとの通信が途絶していることを表すレベルである。この稼動レベルは例外的に、基地局ＢＣによる分類が、油圧ショベルから状態データが送信された際以外のタイミングで為される。基地局ＢＣは例えば、一定時間以上状態データが送信されていない油圧ショベルについて、その油圧ショベルを第４レベルに分類する。

（管理端末ＴＭの表示画面の説明）
　図９は、管理端末ＴＭの表示装置４４に表示される表示画面の一例を示す図である。表示装置４４には、地図１０１と、作業機リスト１０２が表示される。管理端末ＴＭのオペレータは、キーボード４６等を操作することにより、地図１０１の縮尺を変更したり、スクロールさせたりすることができる。処理装置４３は、基地局ＢＣから受信した表示データに基づいて、地図１０１に重畳して、各油圧ショベルの現在位置に応じた位置へ、その油圧ショベルを表すシンボル１０３～１０６を表示する。つまり、オペレータは地図１０１を見て、油圧ショベルがどの地域で何台稼動しているかを直感的に把握することができる。

　油圧ショベルのシンボル１０３～１０６は、各油圧ショベルの稼動レベルに応じて、それぞれ異なる態様で表示される。本実施形態では、シンボル１０３～１０６は、それぞれ各油圧ショベルの稼動レベルに応じた色で表示されている。例えば、第１レベルの油圧ショベルを表すシンボル１０６は緑、第２レベルの油圧ショベルを表すシンボル１０５は黄、第３レベルの油圧ショベルを表すシンボル１０４は赤、第４レベルの油圧ショベルを表すシンボル１０３は黒、というように、それぞれ異なる色のシンボルによって、各油圧ショベルの稼動レベルが表されている。

　地図１０１の下には、当該地図１０１に含まれる油圧ショベルのリストである作業機リスト１０２が表示されている。作業機リスト１０２には、各油圧ショベルについて、その稼動レベル１０２ａ、モデルナンバー１０２ｂ、シリアルナンバー１０２ｃなど、油圧ショベルの属性が一覧表示されている。管理端末ＴＭのオペレータはキーボード４６等によって、いずれかの油圧ショベルの選択操作を行うことが可能である。例えばマウスにより稼動レベルを表すシンボルをクリックする等の選択操作が為されると、処理装置４３は表示装置４４の表示内容を、選択操作の対象となった油圧ショベルに関する情報を表示する画面に切り替える。切り替わった後の画面には、当該油圧ショベルの状態に加えて、その油圧ショベルが現在の稼動レベルに分類された理由が表示される。また、稼動レベルが第２レベルや第３レベルの場合には、更に、油圧ショベルに対して行うべき処置の手順が表示される。

　以上の表示内容は、全て基地局ＢＣから送信された表示データに基づくものである。つまり、管理端末ＴＭの処理装置４３は、基地局ＢＣから送信された表示データに基づいて、表示装置４４に所定の内容を表示する。

（基地局ＢＣによる稼動レベルの分類の具体例）
　次に、基地局ＢＣがどのように稼動レベルの分類を行うのか、（１）ＤＰＦの再生機構の例と、（２）エンジンの冷却機構の例を用いて説明する。なお実際には、基地局ＢＣはこれら以外の各センサからの出力も用いて油圧ショベルの稼動レベルを分類する。

（１）ＤＰＦの再生機構
　本実施形態の油圧ショベルが備えるエンジン８５は、排気ガスの排出経路にＤＰＦを備えている。ＤＰＦ差圧センサ１５ｄはＤＰＦの前後の圧力の差を検知する。この圧力の差は、ＤＰＦへのＰＭの堆積量（ＤＰＦの目詰まりの度合い）を表している。検出されたＰＭの堆積量は、センサデータとして、所定値以上の変化が発生する度に基地局ＢＣに送信される。

　油圧ショベルのコントローラ２０は、ＤＰＦが目詰まりしてしまうことを防止するため、ＤＰＦの再生制御を実行する。再生制御は、例えばポスト噴射を実行したり、エンジンの回転数を上げたりすることによって、ＤＰＦを通過する排気の温度を上昇させ、ＰＭを燃焼させる制御である。コントローラ２０は、所定時間毎に自動的に実行する時間再生制御と、油圧ショベルのオペレータによる手動操作に応じて実行する手動再生制御と、の２種類の再生制御を実行可能である。再生制御には、例えば燃費が悪くなったり、エンジン８５の出力が落ちたりといった、油圧ショベルの稼動に対する影響がある。コントローラ２０は時間再生制御において、ＤＰＦの再生効果が小さいもののこのような影響が少なくなるような制御を行う。また、手動再生制御においてより再生効果が大きい制御を行うが、このときは、例えば油圧ショベルを用いた作業が行えなかったり、あるいはその作業内容に制限が出る等、油圧ショベルの稼動に時間再生制御より大きな影響が出る。

　コントローラ２０は、再生制御の実行が完了すると、再生制御の実行が完了したことを表すイベントデータと共に、再生完了後にＤＰＦ差圧センサ１５ｄにより検出されたＰＭの堆積量のセンサデータを送信する。基地局ＢＣは、時間再生制御完了時のＰＭの堆積量が所定のしきい値以上である場合、すなわち、時間再生制御を実行したにも関わらず、ＰＭの堆積量が十分に下がらなかった場合には、その油圧ショベルの稼動レベルを第３レベルに分類する。そして、その油圧ショベルを特定するＩＤ等に関連付けて、ＤＰＦの目詰まりを解消させるための所定の手順が含まれた表示データを、管理端末ＴＭに送信する。これにより、管理端末ＴＭの表示装置４４には、その油圧ショベルの位置に第３レベルを表す赤いシンボル１０４が表示されることになる。

　管理端末ＴＭのオペレータは、この赤いシンボル１０４を視認することで、当該油圧ショベルに何らかの処置を施す必要があることを認識する。そして、その油圧ショベルの選択操作を実行する。このとき表示装置４４には、基地局ＢＣから送信された表示データに基づいて、ＤＰＦの目詰まりを解消させるための所定の手順が表示される。例えば、「油圧ショベルのオペレータに対し、手動再生の実施を依頼して下さい」のような表示が為される。管理端末ＴＭのオペレータはこの表示に応じて、油圧ショベルのオペレータに対して手動再生の実施を依頼する。油圧ショベルのオペレータは手動再生ボタンを押下する等の操作により、油圧ショベルのコントローラ２０に手動再生制御を実行させる。

　手動再生制御では、上述した時間再生制御よりも高い温度の排気がＤＰＦに送り込まれ、時間再生制御では燃焼しきれなかったＰＭが燃焼されることにより、時間再生制御では解消できなかったＤＰＦの目詰まりが解消される可能性がある。手動再生制御が完了すると、油圧ショベルのコントローラ２０は基地局ＢＣに、手動再生制御が完了したことを表すイベントデータと共に、手動再生制御完了後のＰＭの堆積量のセンサデータを送信する。基地局ＢＣはこのセンサデータから、当該油圧ショベルの稼動レベルを再分類する。例えば、ＰＭの堆積量が十分に下がっていた場合には第１レベルに再分類し、管理端末ＴＭ上のシンボルを緑色のシンボル１０６に変化させる。他方、手動再生制御を実行してもＰＭの堆積量が所定のしきい値未満まで下がらなかった場合には、その油圧ショベルを再度第３レベルに分類する。このとき管理端末ＴＭの表示装置４４には引き続き第３レベルを表す赤いシンボル１０４が表示されるが、当該油圧ショベルの選択操作がなされたときには、前回とは異なる手順が表示される。例えば、現場に移動して故障診断を行うよう指示したり、ＤＰＦ差圧センサ１５ｄ自体が故障していないかを調べるよう指示したりする。

　なお、表示装置４４には、各油圧ショベルの稼動レベルと共に、その油圧ショベルがその稼動レベルに分類された時点を表す日時が表示される。従って、管理端末ＴＭのオペレータは、基地局ＢＣが油圧ショベルを再度第３レベルに分類した場合であっても、前回第３レベルに分類されたときから状況に変化があったことを認識することができる。また、作業機リスト１０２に表示される作業機の並び順を、稼動レベルの分類日時順（降順）にしてもよい。このようにすることで、作業機リスト１０２の上位には、最近稼働状況に変化があった作業機が並ぶことになる。

　このように、基地局ＢＣは、油圧ショベルでは判断しきれない異常の兆候を油圧ショベルから送信された状態データに基づいて判断することにより、当該油圧ショベルの稼動レベルを分類する。そして、オペレータにその稼動レベルおよび実施すべき処置の手順を報知することで、油圧ショベルの稼動に支障を来すような問題を未然に防止する。換言すれば、アラームデータが送信されるような状態になり、サービスマンによる修理・点検等が必要となってしまう前に、油圧ショベルのオペレータ自身で解決できる対処手順を提示することができる。そして、その対処手順に従っても問題が解決できなかった場合に初めて、修理・点検等の手順が示される。このとき、管理端末ＴＭのオペレータは、油圧ショベルのどの箇所にどのような問題があるか、という情報を得ることができるので、サービスマンによる修理・点検の事前準備をスムーズに行うことが可能になる。

（２）エンジンの冷却機構
　本実施形態の油圧ショベルは、エンジン冷却水温度センサ１５ｗによってエンジン冷却水の温度を検出する。また、作動油温度センサ１４ｔによって、油圧モータや油圧シリンダを駆動する作動油の温度を検出する。更に、図示しない外気温センサにより、油圧ショベルが稼動している場所の外気温度を検出する。以下、これらの各センサが出力するデータを用いた稼動レベルの分類について説明する。

　油圧ショベルにおいて検出されたこれらのセンサデータは、油圧ショベルのコントローラ２０によって、基地局ＢＣに定期的に送信される。基地局ＢＣは、例えば直近１時間以内に各油圧ショベルから送信されてきたエンジン冷却水の温度から、エンジン冷却水温度の平均温度を算出する。作動油温度、外気温度についても同様に、平均温度を算出する。

　基地局ＢＣは、ある油圧ショベルについて、その油圧ショベルから送信されてきた最新の温度（エンジン冷却水の温度、作動油温度、外気温度）、上記の各平均温度、過去にその油圧ショベルから送信されてきた温度などに基づいて、その油圧ショベルの稼動レベルを分類する。そして、管理端末ＴＭに表示データを送信することにより、その油圧ショベルに対して実行すべき処置の手順を表示装置４４に表示させる。以下、稼動レベルの分類例を挙げる。

（２－１）平常時
　ある油圧ショベルにおいて検出された冷却水温度と作動油温度のそれぞれについて、各油圧ショベルにおいて検出された温度の平均値との差が一定範囲内であれば、エンジンの冷却系に特に問題はないと考えられるので、基地局ＢＣはその油圧ショベルを第１レベルに分類する。

（２－２）第１しきい値を超える場合
　ある油圧ショベルにおいて検出された冷却水温度と作動油温度のそれぞれが、各油圧ショベルにおいて検出された温度の平均値よりもある程度高ければ（第１のしきい値よりも大きな差があれば）、その油圧ショベルのラジエータがある程度目詰まりしていると考えられる。そこで基地局ＢＣは、その油圧ショベルを第２レベルに分類する。このとき表示装置４４には、今後の推移に注視するよう促す表示がなされる。

（２－３）第１しきい値より大きい第２しきい値を超える場合
　ある油圧ショベルにおいて検出された冷却水温度と作動油温度のそれぞれが、各油圧ショベルにおいて検出された温度の平均値よりも非常に高ければ（第１のしきい値より大きい第２のしきい値を超える差があれば）、その油圧ショベルのラジエータがかなり目詰まりしていると考えられる。この状況を放置してしまうといずれ深刻な故障が発生することも考えられるため、基地局ＢＣはその油圧ショベルを第３レベルに分類する。このとき表示装置４４には、ラジエータを点検するよう促す表示がなされる。

（２－４）冷却水温度のみが高い場合
　ある油圧ショベルにおいて検出された作動油温度は平均温度と大差ないにも関わらず、同じ油圧ショベルにおいて検出された冷却水温度は平均温度よりも十分に高い（第２のしきい値よりも大きな差がある）場合、その油圧ショベルのエンジンの冷却系に異常が発生しつつあると考えられる。そこで基地局ＢＣは、その油圧ショベルを第３レベルに分類する。このとき表示装置４４には、エンジンの冷却系を点検するよう促す表示がなされる。

（２－５）アラームデータが送信された場合
　本実施形態の油圧ショベルは、冷却水温度が一定値以上になると、オーバーヒート警告を表すアラームデータを送信するように構成されている。基地局ＢＣは、ある油圧ショベルにおいて検出された冷却水温度と作動油温度のそれぞれが、平均温度と大差ないにも関わらず、その油圧ショベルからオーバーヒート警告を表すアラームデータが送信されてきた場合、その油圧ショベルの電気系に異常が発生しつつあると判断する。そして、その油圧ショベルを第３レベルに分類する。このとき表示装置４４には、当該油圧ショベルの電気系を点検するよう促す表示がなされる。

　以上のように、基地局ＢＣは、油圧ショベルでは判断しきれない異常の兆候を、その油圧ショベルから送信された状態データのみならず、他の油圧ショベルから送信された状態データに基づいて判断する（例えば、その油圧ショベルにおいて検出された温度と他の油圧ショベルにおいて検出された温度とを比較する）ことにより、当該油圧ショベルの稼動レベルを分類する。そして、オペレータにその稼動レベルおよび実施すべき処置の手順を報知することで、油圧ショベルの稼動に支障をきたすような問題を未然に防止する。またこのとき、管理端末ＴＭには、同じ第３レベルであってもそれぞれ異なる作業手順が表示される。これは、同じ第３レベルに分類された場合であっても、どのような問題が考えられるために第３レベルに分類したかが異なるため、その問題を解消するために必要な処置も異なるためである。

　図１０は、基地局ＢＣによる油圧ショベルの稼動レベル分類処理のフローチャートである。この処理は、基地局ＢＣの制御装置３４が、不図示の記憶媒体（例えばＲＯＭ）に予め格納されている制御プログラムを読み込むことにより実行する。制御装置３４は、図１０に示す処理を繰り返し実行することにより、各油圧ショベルの稼動レベルを分類する。

　ステップＳ１０において、制御装置３４は、油圧ショベルからＤＰＦ差圧センサ１５ｄのセンサデータを受信したか否かを判定する。ＤＰＦ差圧センサ１５ｄのセンサデータを受信した場合にはステップＳ２０に進み、後述する差圧センサに基づく分類処理を実行する。他方、ＤＰＦ差圧センサ１５ｄのセンサデータを受信していない場合にはステップＳ３０に進む。

　ステップＳ３０では、制御装置３４が、油圧ショベルからエンジン冷却水温度センサ１５ｗ等の温度センサからのセンサデータを受信したか否かを判定する。温度センサからのセンサデータを受信した場合にはステップＳ４０に進み、後述する温度センサに基づく分類処理を実行する。他方、温度センサのセンサデータを受信していない場合には図１０に示す処理を終了する。

　図１１は、図１０のステップＳ２０で呼び出される、差圧センサに基づく分類処理のフローチャートである。この処理は、制御装置３４が実行する制御プログラムに含まれる処理である。まずステップＳ１００において、制御装置３４は、時間再生制御の実行完了を表すイベントデータを受信したか否かを判定する。このイベントデータを受信していた場合にはステップＳ１１０に進み、時間再生制御完了時のセンサ値（ＰＭの堆積量）が所定のしきい値を上回っているか否かを判定する。センサ値が所定のしきい値を上回っていた場合にはステップＳ１２０に進み、当該油圧ショベルを第３レベルに分類する。そして、続くステップＳ１３０において、対処方法として手動再生制御の実行の手順をオペレータに提示する。すなわち、当該油圧ショベルが第３レベルに分類されたことと、上記手順とを表す表示データを管理端末ＴＭに送信する。管理端末ＴＭではこの表示データの受信に応じて、地図１０１上に第３レベルを表すシンボル１０４を表示し、オペレータによる選択操作に応じて上記手順を表示する。

　他方、ステップＳ１１０においてセンサ値が所定のしきい値以下であった場合にはステップＳ１８０に進み、制御装置３４は当該油圧ショベルを第１レベルに分類する。そして、当該油圧ショベルが第１レベルに分類されたことを表す表示データを管理端末ＴＭに送信する。

　ステップＳ１００において時間再生制御の実行完了を表すイベントデータが受信されていない場合にはステップＳ１４０に進む。そしてステップＳ１４０では、制御装置３４が、手動再生制御の実行完了を表すイベントデータを受信したか否かを判定する。このイベントデータが受信されていない場合にはステップＳ１８０に進み、制御装置３４は当該油圧ショベルを第１レベルに分類する。そして、当該油圧ショベルが第１レベルに分類されたことを表す表示データを管理端末ＴＭに送信する。他方、手動再生制御の実行が完了していた場合にはステップＳ１５０に進む。

　ステップＳ１５０において制御装置３４は、手動再生制御完了時のセンサ値（ＰＭの堆積量）が所定のしきい値を上回っているか否かを判定する。センサ値が所定のしきい値を上回っていた場合にはステップＳ１６０に進み、当該油圧ショベルを第３レベルに分類する。そして、続くステップＳ１７０において、対処方法としてサービスマンによる点検など、手動再生制御の実行とは異なる手順をオペレータに提示する。すなわち、当該油圧ショベルが第３レベルに分類されたことと、上記手順とを表す表示データを管理端末ＴＭに送信する。管理端末ＴＭではこの表示データの受信に応じて、地図１０１上に第３レベルを表すシンボル１０４を表示し、オペレータによる選択操作に応じて上記手順を表示する。他方、ステップＳ１５０においてセンサ値が所定のしきい値以下であった場合にはステップＳ１８０に進み、制御装置３４は当該油圧ショベルを第１レベルに分類する。そして、当該油圧ショベルが第１レベルに分類されたことを表す表示データを管理端末ＴＭに送信する。

　図１２は、図１０のステップＳ４０で呼び出される、温度センサに基づく分類処理のフローチャートである。この処理は、制御装置３４が実行する制御プログラムに含まれる処理である。まずステップＳ２００において、制御装置３４は、油圧ショベルからオーバーヒート警告を表すアラームデータを受信したか否かを判定する。このアラームデータを受信していた場合にはステップＳ３２０に進み、エンジン冷却水の温度と作動油温度がそれぞれ平均温度より所定量以上高いか否かを判定する。これらの温度が平均温度より所定量以上高い場合にはステップＳ３３０に進み、当該油圧ショベルを第３レベルに分類する。そして、続くステップＳ３４０において、対処方法としてサービスマンによる作業機の点検等の手順をオペレータに提示する。すなわち、当該油圧ショベルが第３レベルに分類されたことと、上記手順とを表す表示データを管理端末ＴＭに送信する。管理端末ＴＭではこの表示データの受信に応じて、地図１０１上に第３レベルを表すシンボル１０４を表示し、オペレータによる選択操作に応じて上記手順を表示する。

　他方、ステップＳ３２０においてエンジン冷却水の温度と作動油温度がそれぞれ平均温度より所定量以上高くなかった場合にはステップＳ３５０に進む。ステップＳ３５０で制御装置３４は、当該油圧ショベルを第３レベルに分類する（上述の２－５）。そして、続くステップＳ３６０において、対処方法として電気系の点検等の手順をオペレータに提示する。すなわち、当該油圧ショベルが第３レベルに分類されたことと、上記手順とを表す表示データを管理端末ＴＭに送信する。管理端末ＴＭではこの表示データの受信に応じて、地図１０１上に第３レベルを表すシンボル１０４を表示し、オペレータによる選択操作に応じて上記手順を表示する。

　ステップＳ２００においてアラームデータが受信されていなかった場合、処理はステップＳ２１０に進む。ステップＳ２１０において制御装置３４は、作動油温度とエンジン冷却水温度をそれぞれの平均温度と比較する。そして、それら２つの温度の、それぞれの平均値との差を算出する。これら２つの差がそれぞれ第２のしきい値以上である場合、処理はステップＳ２１０からステップＳ２２０に進む。ステップＳ２２０では制御装置３４が、当該油圧ショベルを第３レベルに分類する（上述の２－３）。そして、続くステップＳ２３０において、対処方法としてサービスマンによる作業機の点検等の手順をオペレータに提示する。すなわち、当該油圧ショベルが第３レベルに分類されたことと、上記手順とを表す表示データを管理端末ＴＭに送信する。

　ステップＳ２１０において否定判定がなされた場合、処理はステップＳ２４０に進む。ステップＳ２４０では制御装置３４が、作動油温度の平均値との差が第１のしきい値未満であり、且つエンジン冷却水温度の平均値との差が第２のしきい値以上であるか否かを判定する。この条件が満たされていた場合にはステップＳ２５０に進む。ステップＳ２５０では制御装置３４が、当該油圧ショベルを第３レベルに分類する（上述の２－４）。そして、続くステップＳ２６０において、対処方法としてエンジンの冷却系の点検等の手順をオペレータに提示する。すなわち、当該油圧ショベルが第３レベルに分類されたことと、上記手順とを表す表示データを管理端末ＴＭに送信する。

　ステップＳ２４０において否定判定がなされた場合、処理はステップＳ２７０に進む。ステップＳ２４０では制御装置３４が、上述した２つの温度の平均値との差が、それぞれ第１のしきい値以上であるか否かを判定する。この条件が満たされていた場合にはステップＳ２８０に進む。ステップＳ２８０では制御装置３４が、当該油圧ショベルを第２レベルに分類する（上述の２－２）。そして、続くステップＳ２９０において、対処方法として今後の推移に注意する旨をオペレータに提示する。すなわち、当該油圧ショベルが第２レベルに分類されたことと、上記手順とを表す表示データを管理端末ＴＭに送信する。

　ステップＳ２７０において否定判定がなされた場合、処理はステップＳ３００に進む。ステップＳ３００では制御装置３４が、当該油圧ショベルを第１レベルに分類する（上述の２－１）。

　上述した第１の実施の形態による油圧ショベルの管理システムによれば、次の作用効果が得られる。
（１）受信機３１は、油圧ショベルから、油圧ショベルの各部の状態を表すセンサデータと、油圧ショベルに異常が発生したと油圧ショベルが判断したことを表すアラームデータとを受信する。制御装置３４は、受信機３１により受信されたセンサデータに基づいて、油圧ショベルの稼動状態を４つの稼動レベルのいずれかに分類する。このようにしたので、作業機の故障を未然に防止することができる。

（２）制御装置３４は、分類した油圧ショベルの稼動レベルに基づいて、油圧ショベルの稼動状態を正常状態にするために必要な対処方法を含む表示データをモデム３３を介して管理端末ＴＭに送信し、管理端末ＴＭのオペレータにその対処方法を報知する。このようにしたので、オペレータは自身の能力や経験に依存せずに、的確な対処方法を選択することができる。

（３）受信機３１は、報知した対処方法が実施されたことに応じて油圧ショベルから送信されるイベントデータを受信する。制御装置３４は、受信されたイベントデータに基づいて、油圧ショベルの稼動状態を４つの稼動レベルのいずれかに再度分類する。このようにしたので、報知した対処方法だけでは問題が解消しなかった場合に、管理端末ＴＭのオペレータに第２、第３の対処方法を提示することが可能になる。

（４）制御装置３４は、分類した油圧ショベルの稼動レベルごとに、複数の対処方法から少なくとも１つを選択して管理端末ＴＭのオペレータに報知する。換言すれば、同じ稼動レベルであっても、その稼動レベルに分類した理由に応じて、それぞれ異なる対処方法を管理端末ＴＭのオペレータに報知する。このようにしたので、同じ稼動レベルであっても、それぞれ最適な対処方法をオペレータに提示することが可能となり、油圧ショベルの問題により的確に対処することができる。

（５）受信機３１は、油圧ショベルの現在位置を受信する。制御装置３４は、モデム３３を介して管理端末ＴＭに表示データを送信することにより、表示装置４４の表示画面に地図１０１を表示させると共に、受信機３１により受信された油圧ショベルの現在位置に対応する位置に、分類した油圧ショベルの稼動レベルを表すシンボル１０３～１０６を地図１０１に重畳して表示させる。このようにしたので、管理端末ＴＭのオペレータは、油圧ショベルの稼動位置を容易に把握することができる。

　次のような変形も本発明の範囲内であり、変形例の一つ、もしくは複数を上述の実施形態と組み合わせることも可能である。

（変形例１）
　上述した実施形態において、基地局ＢＣが、油圧ショベルを構成するエンジン等の種類に基づいて稼動レベルの分類を行うようにしてもよい。これは、異なる種類のエンジンが搭載されている作業機は、それぞれ異なる種類の状態データを送信するためである。また、例えば、「１００」という値がそれぞれ異なる量のセンサ値を表すなど、同一の状態データであってもその意味するところが異なる可能性もあるので、そのような要素も考慮し、エンジンの種類毎に分類方法を変えることが望ましい。

（変形例２）
　基地局ＢＣが、過去の状態データに基づいて稼動レベルの分類を行うようにしても良い。例えばある油圧ショベルについて、過去一週間の間、冷却水温度が徐々に上昇しており、最新の冷却水温度もその上昇ライン上に存在する場合には、その温度変化は経年変化（例えばフィルタの目詰まり等）によるものと考えられる。他方、前日までの温度から急に冷却水温度が上昇している場合には、例えばエンジン冷却水温度センサ１５ｗに異常が発生した可能性が高い。そこで基地局ＢＣは、前者と後者とで、異なる処置の手順をオペレータに提示する。このように、過去に蓄積した状態データを稼動レベルの分類に用いることで、より正確な処置手順をオペレータに提示することが可能になる。

（変形例３）
　管理端末ＴＭのオペレータに処置手順を提示後、そのオペレータからの操作に応じて、基地局ＢＣがモデム等の送信部を介して油圧ショベルに何らかの制御信号を送信するようにしてもよい。例えば油圧ショベルのオペレータが手動再生制御をみだりに実行してしまわないよう制限をかけておく。つまり、通常は手動再生ボタンを押下する等の操作を行っても手動再生制御が行われないようにしておく。そして、油圧ショベルが第３レベルに分類され、管理端末ＴＭのオペレータに手動再生制御を実行する対処手順を提示した場合には、管理端末ＴＭにおけるオペレータの操作に応じて基地局ＢＣから当該油圧ショベルに、対処準備信号が送信される。油圧ショベルはこの対処準備信号の受信に応じて、手動再生制御の準備を行う。具体的には、手動再生制御の実行制限を解除し、手動再生制御を実行可能な状態となる。その後、油圧ショベルのオペレータは手動再生ボタンを押下することにより、油圧ショベルのコントローラ２０に手動再生制御を実行させる。

（変形例４）
　油圧ショベルの多数の箇所に同時に異常が発生した場合に、管理端末ＴＭに同時に複数の対処方法が表示されるようにしてもよい。あるいは、所定の優先順位に基づいて、それら複数の対処方法からいずれか１つが選択され表示されるようにしてもよい。なお、複数の箇所に異常が発生していた場合には、それぞれの箇所の状態に基づいてそれぞれ個別に稼動レベルの分類を行い、最も高い（悪い）稼動レベルをその油圧ショベルの稼動レベルとして採用する。例えば、ＤＰＦの再生機構について第３レベル、エンジンの冷却系について第２レベルと分類された場合には、管理端末ＴＭにはその油圧ショベルの稼動レベルが第３レベルであるかのような表示がなされる。

（変形例５）
　上述した実施の形態では、ＤＰＦの再生とエンジンの冷却系について、油圧ショベルの稼動レベルを分類する例を説明したが、本発明はこのような実施の形態に限定されない。その他種々の状態を検知する場合においても本発明を適用することが可能である。また、本発明は油圧ショベルの管理装置のみならず、他の作業機を管理する管理装置に適用することもできる。

（変形例６）
　上述した実施形態では、管理端末ＴＭと基地局ＢＣをそれぞれ異なる装置としていたが、これらを一体の装置としてもよい。

　本発明の特徴を損なわない限り、本発明は上記実施の形態に限定されるものではなく、本発明の技術的思想の範囲内で考えられるその他の形態についても、本発明の範囲内に含まれる。

　次の優先権基礎出願の開示内容は引用文としてここに組み込まれる。
　日本国特許出願２０１２年第１０２８４９号（２０１２年４月２７日出願）

Claims

　作業機から、前記作業機の各部の状態を表すセンサデータと、前記作業機に異常が発生したと前記作業機が判断したことを表すアラームデータと、を受信する受信部と、
　前記受信部により受信された前記センサデータに基づいて、前記作業機の稼動状態を複数の所定の稼動レベルのいずれかに分類する稼動レベル分類部と、
を備える作業機管理装置。
　請求項１に記載の作業機管理装置において、
　前記稼動レベル分類部により分類された前記作業機の稼動レベルに基づいて、前記作業機の稼動状態を正常状態にするために必要な対処方法をオペレータに報知する報知部を更に備える作業機管理装置。
　請求項２に記載の作業機管理装置において、
　前記報知部により報知された前記対処方法に対応する準備動作を前記作業機に行わせるための対処準備信号を前記作業機に送信する送信部を更に備える作業機管理装置。
　請求項２または請求項３に記載の作業機管理装置において、
　前記対処方法が実施されたことに応じて前記作業機から送信されるイベントデータを受信するイベント受信部を更に備え、
　前記稼動レベル分類部は、前記イベント受信部により受信された前記イベントデータに基づいて、前記作業機の稼動状態を前記複数の稼動レベルのいずれかに再度分類する作業機管理装置。
　請求項２～４のいずれか一項に記載の作業機管理装置において、
　前記報知部は、前記稼動レベル分類部により分類された前記作業機の稼動レベルごとに、複数の前記対処方法から少なくとも１つを選択してオペレータに報知する作業機管理装置。
　請求項１～５のいずれか一項に記載の作業機管理装置において、
　前記作業機の現在位置を受信する位置受信部と、
　表示画面に地図を表示させると共に、前記表示画面の全体のうち、前記位置受信部により受信された前記作業機の現在位置に対応する位置に、前記稼動レベル分類部により分類された前記作業機の稼動レベルを表すシンボルを前記地図に重畳して表示させる表示部とを更に備える作業機管理装置。