WO2019172344A1 - 作業車両の状態検出システム、作業車両、及び作業車両の状態検出方法 - Google Patents

作業車両の状態検出システム、作業車両、及び作業車両の状態検出方法 Download PDF

Info

Publication number
WO2019172344A1
WO2019172344A1 PCT/JP2019/008964 JP2019008964W WO2019172344A1 WO 2019172344 A1 WO2019172344 A1 WO 2019172344A1 JP 2019008964 W JP2019008964 W JP 2019008964W WO 2019172344 A1 WO2019172344 A1 WO 2019172344A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
vibration
work vehicle
state
rotating machine
data
Prior art date
Application number
PCT/JP2019/008964
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
慎哉 佐野
義隆 平野
吉本　松男
小林　伸二
Original Assignee
株式会社小松製作所
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 株式会社小松製作所 filed Critical 株式会社小松製作所
Priority to US16/967,161 priority Critical patent/US20200364952A1/en
Priority to CN201980010924.0A priority patent/CN111699373B/zh
Publication of WO2019172344A1 publication Critical patent/WO2019172344A1/ja

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60G—VEHICLE SUSPENSION ARRANGEMENTS
    • B60G11/00—Resilient suspensions characterised by arrangement, location or kind of springs
    • B60G11/26—Resilient suspensions characterised by arrangement, location or kind of springs having fluid springs only, e.g. hydropneumatic springs
    • B60G11/265—Resilient suspensions characterised by arrangement, location or kind of springs having fluid springs only, e.g. hydropneumatic springs hydraulic springs
    • G—PHYSICS
    • G07—CHECKING-DEVICES
    • G07C—TIME OR ATTENDANCE REGISTERS; REGISTERING OR INDICATING THE WORKING OF MACHINES; GENERATING RANDOM NUMBERS; VOTING OR LOTTERY APPARATUS; ARRANGEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS FOR CHECKING NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • G07C5/00—Registering or indicating the working of vehicles
    • G07C5/02—Registering or indicating driving, working, idle, or waiting time only
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60G—VEHICLE SUSPENSION ARRANGEMENTS
    • B60G17/00—Resilient suspensions having means for adjusting the spring or vibration-damper characteristics, for regulating the distance between a supporting surface and a sprung part of vehicle or for locking suspension during use to meet varying vehicular or surface conditions, e.g. due to speed or load
    • B60G17/015—Resilient suspensions having means for adjusting the spring or vibration-damper characteristics, for regulating the distance between a supporting surface and a sprung part of vehicle or for locking suspension during use to meet varying vehicular or surface conditions, e.g. due to speed or load the regulating means comprising electric or electronic elements
    • B60G17/019—Resilient suspensions having means for adjusting the spring or vibration-damper characteristics, for regulating the distance between a supporting surface and a sprung part of vehicle or for locking suspension during use to meet varying vehicular or surface conditions, e.g. due to speed or load the regulating means comprising electric or electronic elements characterised by the type of sensor or the arrangement thereof
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E02—HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02F—DREDGING; SOIL-SHIFTING
    • E02F9/00—Component parts of dredgers or soil-shifting machines, not restricted to one of the kinds covered by groups E02F3/00 - E02F7/00
    • E02F9/26—Indicating devices
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01M—TESTING STATIC OR DYNAMIC BALANCE OF MACHINES OR STRUCTURES; TESTING OF STRUCTURES OR APPARATUS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01M13/00—Testing of machine parts
    • G01M13/02—Gearings; Transmission mechanisms
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01M—TESTING STATIC OR DYNAMIC BALANCE OF MACHINES OR STRUCTURES; TESTING OF STRUCTURES OR APPARATUS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01M13/00—Testing of machine parts
    • G01M13/02—Gearings; Transmission mechanisms
    • G01M13/028—Acoustic or vibration analysis
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01M—TESTING STATIC OR DYNAMIC BALANCE OF MACHINES OR STRUCTURES; TESTING OF STRUCTURES OR APPARATUS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01M13/00—Testing of machine parts
    • G01M13/04—Bearings
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01M—TESTING STATIC OR DYNAMIC BALANCE OF MACHINES OR STRUCTURES; TESTING OF STRUCTURES OR APPARATUS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01M17/00—Testing of vehicles
    • G01M17/007—Wheeled or endless-tracked vehicles
    • G—PHYSICS
    • G07—CHECKING-DEVICES
    • G07C—TIME OR ATTENDANCE REGISTERS; REGISTERING OR INDICATING THE WORKING OF MACHINES; GENERATING RANDOM NUMBERS; VOTING OR LOTTERY APPARATUS; ARRANGEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS FOR CHECKING NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • G07C5/00—Registering or indicating the working of vehicles
    • G07C5/008—Registering or indicating the working of vehicles communicating information to a remotely located station
    • G—PHYSICS
    • G07—CHECKING-DEVICES
    • G07C—TIME OR ATTENDANCE REGISTERS; REGISTERING OR INDICATING THE WORKING OF MACHINES; GENERATING RANDOM NUMBERS; VOTING OR LOTTERY APPARATUS; ARRANGEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS FOR CHECKING NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • G07C5/00—Registering or indicating the working of vehicles
    • G07C5/08—Registering or indicating performance data other than driving, working, idle, or waiting time, with or without registering driving, working, idle or waiting time
    • G07C5/0808—Diagnosing performance data
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60G—VEHICLE SUSPENSION ARRANGEMENTS
    • B60G2202/00—Indexing codes relating to the type of spring, damper or actuator
    • B60G2202/10—Type of spring
    • B60G2202/15—Fluid spring
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60G—VEHICLE SUSPENSION ARRANGEMENTS
    • B60G2204/00—Indexing codes related to suspensions per se or to auxiliary parts
    • B60G2204/10—Mounting of suspension elements
    • B60G2204/11—Mounting of sensors thereon
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60G—VEHICLE SUSPENSION ARRANGEMENTS
    • B60G2300/00—Indexing codes relating to the type of vehicle
    • B60G2300/02—Trucks; Load vehicles
    • B60G2300/026—Heavy duty trucks
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60G—VEHICLE SUSPENSION ARRANGEMENTS
    • B60G2300/00—Indexing codes relating to the type of vehicle
    • B60G2300/09—Construction vehicles, e.g. graders, excavators
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60G—VEHICLE SUSPENSION ARRANGEMENTS
    • B60G2400/00—Indexing codes relating to detected, measured or calculated conditions or factors
    • B60G2400/30—Propulsion unit conditions
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60G—VEHICLE SUSPENSION ARRANGEMENTS
    • B60G2400/00—Indexing codes relating to detected, measured or calculated conditions or factors
    • B60G2400/50—Pressure
    • B60G2400/51—Pressure in suspension unit
    • B60G2400/512—Pressure in suspension unit in spring
    • B60G2400/5122—Fluid spring
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60G—VEHICLE SUSPENSION ARRANGEMENTS
    • B60G2600/00—Indexing codes relating to particular elements, systems or processes used on suspension systems or suspension control systems
    • B60G2600/08—Failure or malfunction detecting means

Definitions

  • the present invention relates to a work vehicle state detection system, a work vehicle, and a work vehicle state detection method.
  • a wheel-driven work vehicle such as a dump truck or a wheel loader includes a power source such as an internal combustion engine and a rotary machine such as a transmission device or an axle device.
  • the power generated by the power source is transmitted to the wheel via the transmission device and the axle device.
  • the work vehicle travels by the rotation of the wheel.
  • Rotating machines have mechanical parts that constitute rotating parts such as gears or bearings.
  • a small initial peeling occurs on the surface of the machine part. If the machine part is continuously used with the initial peeling left untreated, the peeling proceeds and eventually the machine part is damaged.
  • a great maintenance cost and a long maintenance period are required. Therefore, there is a demand for a technology that can detect an abnormality of a machine part at an early stage before the damage expands even if an abnormality such as initial peeling occurs in the machine part.
  • An object of the present invention is to accurately recognize the state of a rotating machine of a work vehicle.
  • the recognition of normality and abnormality of the rotating machine will be described including the signs.
  • a traveling state detection device that is provided in a work vehicle having a rotating machine and detects the traveling state of the working vehicle, a vibration sensor that is disposed in the rotating machine, and traveling state data that indicates the traveling state
  • a driving condition data acquiring unit that acquires the condition
  • a condition establishment determining unit that determines whether or not the driving condition satisfies a specified condition
  • a detection value of the vibration sensor when the driving condition satisfies the specified condition.
  • Vibration detection data acquisition unit for acquiring vibration detection data indicating vibration normal data for storing vibration normal data indicating a detection value of the vibration sensor when the rotating machine is normal and the running state satisfies the specified condition
  • a storage unit for storing vibration normal data indicating a detection value of the vibration sensor when the rotating machine is normal and the running state satisfies the specified condition
  • a storage unit for storing vibration normal data indicating a detection value of the vibration sensor when the rotating machine is normal and the running state satisfies the specified condition
  • an analysis unit that analyzes a state of the rotating machine when the vibration detection data is acquired based on the vibration detection data and the vibration normal data.
  • FIG. 1 is a perspective view of an example of a work vehicle according to the present embodiment as viewed from the rear.
  • FIG. 2 is a diagram schematically illustrating an example of a work vehicle according to the present embodiment.
  • FIG. 3 is a view of a part of the rotating machine according to the present embodiment as viewed from the rear.
  • FIG. 4 is a plan view showing an example of a rotating machine according to the present embodiment.
  • FIG. 5 is a functional block diagram illustrating an example of a state detection system according to the present embodiment.
  • FIG. 6 is a diagram illustrating an example of the defining conditions according to the present embodiment.
  • FIG. 7 is a diagram illustrating vibration spectrum characteristics of vibration normal data and vibration detection data according to the present embodiment.
  • FIG. 1 is a perspective view of an example of a work vehicle according to the present embodiment as viewed from the rear.
  • FIG. 2 is a diagram schematically illustrating an example of a work vehicle according to the present embodiment.
  • FIG. 3 is a view of a
  • FIG. 8 is a diagram illustrating an example of correlation data according to the present embodiment.
  • FIG. 9 is a flowchart illustrating an example of a state detection method according to the present embodiment.
  • FIG. 10 is a flowchart illustrating an example of a state detection method according to the present embodiment.
  • FIG. 1 is a perspective view of an example of a work vehicle 100 according to the present embodiment as viewed from the rear.
  • FIG. 2 is a diagram schematically illustrating an example of the work vehicle 100 according to the present embodiment.
  • the work vehicle 100 is a dump truck that travels with a load loaded at a mining site.
  • the work vehicle 100 is appropriately referred to as a dump truck 100.
  • the dump truck 100 has a driver's cab in which the driver is boarded.
  • the dump truck 100 is a manned dump truck operated by a driver.
  • the dump truck 100 is a rigid dump truck.
  • the dump truck 100 includes a power source 70, a vehicle body frame 110, a dump body 120, and a traveling device 130.
  • the power source 70 is supported by the vehicle body frame 110.
  • the power source 70 includes an internal combustion engine such as a diesel engine.
  • the power source 70 may include a generator that operates by power generated by the internal combustion engine and an electric motor that operates by power generated by the generator.
  • the vehicle body frame 110 supports the dump body 120.
  • the dump body 120 is a member on which a load is loaded.
  • the traveling device 130 supports the vehicle body frame 110.
  • the traveling device 130 includes a wheel 150 on which the tire 140 is mounted, a suspension device 160, and a steering device 170.
  • Wheel 150 is supported by the suspension device 160.
  • Wheel 150 includes a front wheel 150F and a rear wheel 150R.
  • the rear wheel 150R rotates around the rotation axis AX.
  • a direction parallel to the rotation axis AX is appropriately referred to as a vehicle width direction
  • a traveling direction of the dump truck 100 is appropriately referred to as a front-rear direction
  • directions orthogonal to the vehicle width direction and the front-rear direction are respectively referred to. It will be referred to as the vertical direction as appropriate.
  • the front wheel 150F is disposed in front of the rear wheel 150R.
  • the front wheel 150F is disposed on both sides in the vehicle width direction.
  • the rear wheel 150R is disposed on both sides in the vehicle width direction.
  • the dump body 120 is disposed above the body frame 110.
  • the suspension device 160 supports the wheel 150.
  • the suspension device 160 includes a suspension cylinder 161 that supports the wheel 150.
  • the suspension cylinder 161 is disposed between the wheel 150 and the vehicle body frame 110. Hydraulic oil is enclosed in the suspension cylinder 161.
  • the suspension cylinder 161 expands and contracts according to the uneven state of the road surface on which the traveling device 130 travels. As the suspension cylinder 161 expands and contracts, the pressure of the hydraulic oil enclosed in the suspension cylinder 161 varies.
  • Steering device 170 steers front wheel 150F. Steering device 170 operates when a driver operates a steering wheel disposed in a driver's cab.
  • the traveling device 130 has the rotating machine 1 that transmits the power generated by the power source 70 to the rear wheel 150R.
  • the rotating machine 1 includes an axle device 1A and a transmission device 1B.
  • the power generated by the power source 70 is transmitted to the axle device 1A via the transmission device 1B.
  • the transmission device 1B rotates the drive shaft 3.
  • the drive shaft 3 gives a rotational force to the axle device 1A.
  • the axle device 1A transmits the power of the power source 70 supplied via the transmission device 1B and the drive shaft 3 to the rear wheel 150R.
  • the rear wheel 150R rotates around the rotation axis AX by the supplied power. Thereby, the traveling device 130 travels.
  • the dump truck 100 includes a rotation speed sensor 410, a pressure sensor 420, an accelerator opening sensor 430, a steering angle sensor 440, a position sensor 60, a notification device 80, a communication device 180, and a control device 200.
  • the vibration analysis apparatus 300 is provided.
  • the rotational speed sensor 410 detects the rotational speed N per unit time of the drive shaft 3 that gives rotational force to the axle device 1A. By detecting the rotational speed N, which is the rotational speed N per unit time, of the drive shaft 3, the traveling speed V of the dump truck 100 is detected.
  • the pressure sensor 420 detects the pressure P of the hydraulic oil sealed in the suspension cylinder 161.
  • the pressure sensor 420 detects the pressure P of the hydraulic oil in the suspension cylinder 161 and detects a load acting on the suspension cylinder 161.
  • the hydraulic oil pressure P in the suspension cylinder 161 varies according to the uneven state of the road surface on which the traveling device 130 travels.
  • the pressure sensor 420 functions as a road surface state sensor that detects the uneven state of the road surface. By detecting the pressure P of the hydraulic oil in the suspension cylinder 161, the uneven state of the road surface is detected.
  • the hydraulic oil pressure P of the suspension cylinder 161 varies according to the weight of the load loaded on the dump body 120.
  • the pressure sensor 420 functions as a load sensor that detects the weight of the load loaded on the dump body 120.
  • Accelerator opening sensor 430 detects the amount of operation (depression amount) of accelerator pedal 73. Based on the operation amount of the accelerator pedal 73, the accelerator opening W (throttle opening) of the throttle valve of the power source 70 is adjusted.
  • the accelerator pedal 73 functions as an operating device that adjusts the output of the power source 70 that drives the rotary machine 1.
  • the operation amount of the operating device includes the accelerator opening W. By adjusting the accelerator opening W, the output of the power source 70 that drives the rotary machine 1 is adjusted.
  • the steering angle sensor 440 detects the steering angle ⁇ of the steering device 170.
  • the traveling device 130 goes straight.
  • the traveling device 130 turns.
  • the traveling device 130 By detecting the steering angle ⁇ of the steering device 170, it is detected whether the traveling device 130 is in a straight traveling state or a turning state.
  • the position sensor 60 detects an absolute position indicating the position of the dump truck 100 in the global coordinate system by a global navigation system (GNSS).
  • GNSS global navigation system
  • GPS Global Positioning System
  • the position sensor 60 includes a GPS receiver.
  • the notification device 80 is mounted on the dump truck 100.
  • the notification device 80 is disposed in the cab and notifies the driver of data.
  • the notification device 80 includes at least one of a display device, a light emitting device, and a sound output device.
  • the display device includes a flat panel display such as a liquid crystal display (LCD: Liquid Crystal Display) or an organic EL display (OELD: Organic Electroluminescence Display).
  • the light emitting device includes a light source such as a light emitting diode (LED).
  • the sound output device includes a siren or a sound output device capable of generating a warning sound.
  • the notification device notifies the driver of data using at least one of display data displayed on the display device, light emitted from the light emitting device, and sound output from the sound output device.
  • the communication device 180 can communicate with an external device. Communication device 180 is connected to control device 200.
  • FIG. 3 is a view of a part of the axle device 1A according to the present embodiment as viewed from the rear.
  • FIG. 4 is a plan view showing an example of an axle device 1A according to the embodiment of the present invention.
  • the axle device 1A is a rear axle that drives the rear wheel 150R.
  • the axle device 1 ⁇ / b> A has an axle housing 2.
  • the axle housing 2 is a cylindrical member.
  • a plurality of mechanical parts such as the gear 10 or the bearing 20 are accommodated in the internal space of the axle housing 2.
  • the axle housing 2 is supported by the vehicle body frame 110 via the suspension device 160.
  • a vibration sensor 50 is provided in the axle housing 2.
  • a plurality of vibration sensors 50 are provided on the outer surface of the axle housing 2.
  • a plurality of vibration sensors 50 are provided on the upper surface of the axle housing 2 at intervals.
  • the vibration sensor 50 is provided on the axle housing 2 so as to detect vibration in the vertical direction (vertical direction).
  • the vibration sensor 50 provided in the axle housing 2 includes four vibration sensors 50A, 50B, 50C, and 50D.
  • the vibration sensor 50 ⁇ / b> A is provided at the center in the vehicle width direction and at the center in the front-rear direction on the upper surface of the axle housing 2.
  • the vibration sensor 50B is provided at the center of the upper surface of the axle housing 2 in the vehicle width direction and in front of the vibration sensor 50A.
  • the vibration sensor 50C is provided at the center of the upper surface of the axle housing 2 in the front-rear direction and to the left of the vibration sensor 50A.
  • the vibration sensor 50D is provided at the center of the upper surface of the axle housing 2 in the front-rear direction and to the right of the vibration sensor 50A.
  • the number of vibration sensors 50 provided in the axle housing 2 may be two or three, or any number of five or more.
  • the number of vibration sensors 50 provided in the axle housing 2 may be one.
  • the axle device 1 ⁇ / b> A includes an axle housing 2, a differential disposed in the internal space 2 ⁇ / b> H of the axle housing 2, and a rotational force of the drive shaft 3 via the differential 4.
  • the axle housing 2 has a differential body 2A that houses the differential 4 and a side body 2B that is connected to each of the left and right portions of the differential body 2A.
  • the drive shaft 3 is rotated by the driving force generated by the engine.
  • the drive shaft 3 extends in the front-rear direction and rotates about the rotation axis BX.
  • the rotation axis BX extends in the front-rear direction.
  • the power generated by the power source 70 is transmitted to the axle device 1A via the transmission device 1B and the drive shaft 3.
  • the axle shaft rotates about the rotation axis AX.
  • the rotation axis AX extends in the vehicle width direction.
  • the rotation axis AX and the rotation axis BX are substantially orthogonal.
  • FIG. 5 is a functional block diagram showing an example of the state detection system 1000 according to the present embodiment.
  • the state detection system 1000 includes a control device 200, a vibration analysis device 300, a travel state detection device 400, and a vibration sensor 50.
  • the state detection system 1000 includes a position sensor 60, a notification device 80, and a communication device 180.
  • the state detection system 1000 can communicate with the server 500 via the communication device 180 and the communication device 190.
  • the state detection system 1000 is provided in the dump truck 100.
  • Server 500 is provided outside dump truck 100.
  • the communication device 190 is connected to the server 500.
  • the communication device 180 of the state detection system 1000 and the communication device 190 of the server 500 communicate via a communication network.
  • the communication network includes the Internet. Note that the communication network may include a cellular phone communication network.
  • the control device 200 includes a computer system.
  • the control device 200 includes an arithmetic processing device 210 including a processor such as a CPU (Central Processing Unit), a volatile memory such as a RAM (Random Access Memory), and a nonvolatile memory such as a ROM (Read Only Memory).
  • a storage device 220 and an input / output interface 230 are included.
  • the vibration analysis apparatus 300 includes a computer system.
  • the vibration analysis device 300 includes an arithmetic processing device 310 including a processor such as a CPU, a storage device 320 including a volatile memory such as a RAM and a nonvolatile memory such as a ROM, and an input / output interface 330.
  • arithmetic processing device 310 including a processor such as a CPU, a storage device 320 including a volatile memory such as a RAM and a nonvolatile memory such as a ROM, and an input / output interface 330.
  • the server 500 includes a computer system.
  • the server 500 includes an arithmetic processing device 510 including a processor such as a CPU, a storage device 520 including a volatile memory such as a RAM and a nonvolatile memory such as a ROM, and an input / output interface 530.
  • arithmetic processing device 510 including a processor such as a CPU, a storage device 520 including a volatile memory such as a RAM and a nonvolatile memory such as a ROM, and an input / output interface 530.
  • the input / output interface 230 of the control device 200 includes an interface circuit that connects the arithmetic processing device 210 and the storage device 220 to an external device.
  • the input / output interface 230 is connected to the vibration analysis device 300, the traveling state detection device 400, the position sensor 60, the notification device 80, and the communication device 180.
  • the input / output interface 330 of the vibration analysis device 300 includes an interface circuit that connects the arithmetic processing device 310 and the storage device 320 to an external device.
  • the input / output interface 330 is connected to the control device 200, the traveling state detection device 400, and the vibration sensor 50.
  • the input / output interface 530 of the server 500 includes an interface circuit that connects the arithmetic processing unit 510 and the storage unit 520 to an external device.
  • a communication device 190 is connected to the input / output interface 530.
  • the traveling state detection device 400 is provided in the dump truck 100.
  • the traveling state detection device 400 detects the traveling state of the dump truck 100.
  • the traveling state detection device 400 includes a rotation speed sensor 410, a pressure sensor 420, an accelerator opening sensor 430, and a steering angle sensor 440.
  • the traveling state of the dump truck 100 detected by the traveling state detection device 400 includes the rotational speed per unit time of the drive shaft 3 detected by the rotational speed sensor 410, the pressure of the suspension cylinder 161 detected by the pressure sensor 420, and the accelerator. It includes at least one of an accelerator opening for adjusting the output of the power source 70 detected by the opening sensor 430 and a steering angle of the steering device 170 detected by the steering angle sensor 440.
  • the vibration sensor 50 is provided in the axle housing 2 of the axle device 1A.
  • the vibration sensor 50 detects the vibration of the axle device 1A.
  • the arithmetic processing unit 210 of the control device 200 includes a traveling state data acquisition unit 240 that acquires traveling state data indicating the traveling state of the dump truck 100, a position acquisition unit 250 that acquires position data indicating the position of the dump truck 100, and It has a condition establishment determination unit 260 that determines whether or not the traveling state of the dump truck 100 satisfies a specified condition, and a trigger unit 270 that outputs a trigger signal to the vibration analysis device 300.
  • the storage device 220 of the control device 200 includes a specified condition storage unit 221, a position data storage unit 222, and a data storage unit 223.
  • the traveling state data acquisition unit 240 acquires traveling state data from the traveling state detection device 400.
  • the traveling state data acquisition unit 240 includes a rotation speed acquisition unit 241 that acquires the rotation speed N of the drive shaft 3 from the rotation speed sensor 410, a pressure acquisition unit 242 that acquires the pressure P of the suspension cylinder 161 from the pressure sensor 420, and an accelerator.
  • An accelerator opening degree acquisition unit 243 that acquires the accelerator opening degree W from the opening degree sensor 430 and a steering angle acquisition unit 244 that acquires the steering angle ⁇ of the steering device 170 from the steering angle sensor 440 are included.
  • the position acquisition unit 250 acquires the position of the dump truck 100 from the position sensor 60.
  • the specified condition storage unit 221 stores specified conditions related to the traveling state of the dump truck 100.
  • the regulation condition defines the traveling state of the dump truck 100 that can detect the state of the axle device 1A in a state where disturbance is suppressed when the vibration sensor 50 detects the vibration of the axle device 1A.
  • the fact that the traveling state of the dump truck 100 satisfies the specified condition means that the vibration sensor 50 can accurately detect the vibration of the axle device 1A in a state where the disturbance applied to the vibration sensor 50 is suppressed.
  • the position data storage unit 222 acquires the position of the dump truck 100 acquired by the position acquisition unit 250 and the travel state data acquisition unit 240 when the dump truck 100 is traveling the position acquired by the position acquisition unit 250. Based on the travel state of the dump truck 100, position data indicating the position of the dump truck 100 when the travel state satisfies the specified condition is stored. The position data storage unit 222 stores the position of the dump truck 100 when traveling while satisfying the specified condition.
  • the data storage unit 223 stores the travel state data acquired by the travel state data acquisition unit 240 and the vibration detection data of the vibration sensor 50.
  • the condition establishment determination unit 260 determines whether or not the traveling state acquired by the traveling state data acquisition unit 240 satisfies the specified condition based on the specified condition stored in the specified condition storage unit 221.
  • the condition establishment determination unit 260 outputs determination data to the vibration analysis device 300.
  • the trigger unit 270 outputs a trigger signal for starting vibration analysis to the vibration analysis device 300 when a state where the traveling state satisfies the specified condition is maintained for a specified time.
  • the specified time is, for example, 5 [seconds].
  • the arithmetic processing unit 310 of the vibration analysis apparatus 300 includes a traveling state data acquisition unit 340 that acquires traveling state data indicating the traveling state of the dump truck 100 and vibration detection data that acquires vibration detection data indicating a detection value of the vibration sensor 50.
  • the acquisition unit 350 an analysis unit 360 that analyzes the state of the axle device 1A when the vibration detection data acquisition unit 350 acquires vibration detection data, and an output unit 370 that outputs the analysis result of the analysis unit 360.
  • the storage device 320 of the vibration analysis device 300 includes a vibration normal data storage unit 321, a correlation data storage unit 322, and a data storage unit 323.
  • the traveling state data acquisition unit 340 acquires traveling state data from the traveling state detection device 400.
  • the traveling state data acquisition unit 340 of the vibration analysis device 300 has a function equivalent to that of the traveling state data acquisition unit 240 of the control device 200.
  • the normal vibration data storage unit 321 stores normal vibration data indicating a detection value of the vibration sensor 50 when the axle device 1A is normal and the traveling state of the dump truck 100 satisfies a specified condition.
  • the normal state of the axle device 1A means that the mechanical parts of the axle device 1A are normal, the state where the mechanical parts of the axle device 1A are not deteriorated, the state where the surface is not peeled off, and the state where they are not damaged. including.
  • the axle device 1A is new, the axle device 1A is normal.
  • the normal vibration data is collected, for example, when the axle device 1A is new and the dump truck 100 is traveling under a specified condition, and is stored in the normal vibration data storage unit 321.
  • the fact that the axle device 1A is normal is not limited to the fact that the axle device 1A is new.
  • the correlation data storage unit 322 stores correlation data indicating the relationship between the rotational speed N of the drive shaft 3 and the vibration characteristics of the axle device 1A when the mechanical parts of the axle device 1A are abnormal.
  • the correlation data is used when an abnormal mechanical part is specified among a plurality of mechanical parts of the axle device 1A.
  • the data storage unit 323 stores the travel state data acquired by the travel state data acquisition unit 340 and the vibration detection data of the vibration sensor 50.
  • the vibration detection data acquisition unit 350 acquires vibration detection data indicating the detection value of the vibration sensor 50 from the vibration sensor 50.
  • the vibration detection data acquisition unit 350 acquires vibration sensor 50 vibration detection data when the traveling state of the dump truck 100 satisfies a specified condition.
  • the determination data of the condition establishment determination unit 260 is supplied to the vibration detection data acquisition unit 350.
  • the vibration detection data acquisition unit 350 acquires vibration detection data of the vibration sensor 50 when the condition establishment determination unit 260 determines that the traveling state of the dump truck 100 satisfies the specified condition, and stores the vibration detection data in the data storage unit 323. .
  • the analysis unit 360 Based on the normal vibration data stored in the normal vibration data storage unit 321 and the vibration detection data acquired by the vibration detection data acquisition unit 350, the analysis unit 360 causes the vibration detection data acquisition unit 350 to generate vibration detection data.
  • the state of the axle device 1A at the time of acquisition is analyzed.
  • the vibration detection data is vibration waveform data detected by the vibration sensor 50 when the running state satisfies a specified condition.
  • the normal vibration data is also vibration waveform data detected by the vibration sensor 50 when the running state satisfies a specified condition. That is, the traveling state of the dump truck 100 when the vibration detection data is acquired and the traveling state of the dump truck 100 when the vibration normal data are acquired are the same conditions (regulated conditions).
  • the vibration detection data is substantially equal to the vibration normal data.
  • the vibration detection data is different from the vibration normal data. That is, when the axle device 1A is normal, the vibration detection data and the vibration normal data are substantially equal, and when the axle device 1A is abnormal, the vibration detection data and the vibration normal data are different.
  • the abnormality of the axle device 1A means that the mechanical parts of the axle device 1A are abnormal. At least a part of the mechanical parts of the axle device 1A is deteriorated, the surface is peeled off, or is damaged. Including at least one of the states.
  • the analysis unit 360 determines whether there is an abnormality in the axle device 1A by comparing the normal vibration data stored in the normal vibration data storage unit 321 with the vibration detection data acquired in the vibration detection data acquisition unit 350. can do.
  • the analysis unit 360 can identify an abnormal mechanical part based on the correlation data stored in the correlation data storage unit 322 and the vibration detection data acquired by the vibration detection data acquisition unit 350.
  • the output unit 370 outputs the analysis result of the analysis unit 360.
  • the output unit 370 outputs the analysis result to the data storage unit 323.
  • the data storage unit 323 stores the analysis result.
  • the output unit 370 outputs the analysis result to the control device 200.
  • the data storage unit 223 of the control device 200 stores the analysis result.
  • the control device 200 outputs the analysis result to the notification device 80.
  • the control device 200 transmits the analysis result to the server 500 via the communication device 180.
  • the output unit 370 may output the analysis result to the notification device 80 or the server 500 without using the control device 200.
  • the prescribed condition storage unit 221 stores prescribed conditions relating to the traveling state of the dump truck 100.
  • the regulation condition defines the traveling state of the dump truck 100 that can detect the state of the axle device 1A in a state where disturbance is suppressed when the vibration sensor 50 detects the vibration of the axle device 1A.
  • FIG. 6 is a diagram illustrating an example of the regulation conditions according to the present embodiment.
  • the prescribed conditions are a prescribed condition relating to the rotational speed N of the drive shaft 3, a prescribed condition relating to the pressure P of the suspension cylinder 161, a prescribed condition relating to the accelerator opening W, and a prescribed condition relating to the steering angle ⁇ of the steering device 170. Includes conditions.
  • the specified condition regarding the rotational speed N of the drive shaft 3 includes that the rotational speed N per unit time of the drive shaft 3 is equal to or higher than the specified rotational speed Nr.
  • the rotational speed N of the drive shaft 3 detected by the rotational speed sensor 410 is not less than the specified rotational speed Nr, the specified condition is satisfied, and when the rotational speed N is less than the specified rotational speed Nr, the specified condition is not satisfied.
  • the axle device 1A When the axle device 1A is not operating, the axle device 1A does not vibrate in the first place. Even if the vibration of the axle device 1 ⁇ / b> A is detected by the vibration sensor 50, it is difficult to determine whether there is an abnormality in the machine part from vibration detection data of the vibration sensor 50. In order to determine whether there is an abnormality in the mechanical parts, it is necessary to detect vibration in a state where the axle device 1A is operated. Therefore, when detecting vibration, the rotational speed N of the drive shaft 3 needs to be equal to or higher than the specified rotational speed Nr.
  • the rotational speed N of the drive shaft 3 corresponds to the traveling speed V of the dump truck 100. Therefore, the specified condition may include that the traveling speed V of the dump truck 100 is equal to or higher than the specified traveling speed Vr. When the traveling speed V of the dump truck 100 is equal to or higher than the specified traveling speed Vr, the specified condition is satisfied, and when the traveling speed V is less than the specified traveling speed Vr, the specified condition is not satisfied.
  • the prescribed condition regarding the rotational speed N of the drive shaft 3 includes that the fluctuation amount ⁇ N per unit time of the rotational speed N of the drive shaft 3 is within the first fluctuation range ⁇ ⁇ Nr.
  • the specified condition is satisfied, and when it is outside the first fluctuation range ⁇ ⁇ Nr, the specified condition is not satisfied.
  • a large fluctuation amount ⁇ N means that the fluctuation amount ⁇ V per unit time of the traveling speed V of the dump truck 100 is large. That is, a large fluctuation amount ⁇ N means that the dump truck 100 is repeatedly accelerated or decelerated. If the fluctuation amount ⁇ V of the traveling speed V is large, the vibration characteristics of the axle device 1A change, and the accuracy of the vibration analysis result that is performed based on the vibration detection data of the vibration sensor 50 may be reduced. Therefore, when detecting the vibration of the axle device 1A, the fluctuation amount ⁇ N of the rotational speed N of the drive shaft 3 is within the first fluctuation range ⁇ ⁇ Nr, that is, the fluctuation amount ⁇ V of the traveling speed V of the dump truck 100 is the first fluctuation range. Must be within ⁇ ⁇ Vr.
  • the prescribed condition regarding the pressure P of the suspension cylinder 161 includes that the fluctuation amount ⁇ P per unit time of the pressure P of the suspension cylinder 161 is within the second fluctuation range ⁇ ⁇ Pr.
  • the fluctuation amount ⁇ P derived from the detection data of the pressure sensor 420 is within the second fluctuation range ⁇ ⁇ Pr [%]
  • the prescribed condition is satisfied, and when the fluctuation amount ⁇ P is outside the second fluctuation range ⁇ Pr [%], it is prescribed. Does not satisfy the conditions.
  • the large fluctuation amount ⁇ P means that the road surface on which the dump truck 100 travels is severely uneven.
  • the vibration characteristics of the axle device 1A change, and the accuracy of the vibration analysis result performed based on the detection data of the vibration sensor 50 may be reduced. . Therefore, when detecting the vibration of the axle device 1A, the fluctuation amount ⁇ P of the pressure P of the suspension cylinder 161 needs to be equal to or less than the second fluctuation range ⁇ ⁇ Pr.
  • the specified condition regarding the accelerator opening W includes that the accelerator opening W is equal to or greater than the specified accelerator opening Wr (specified adjustment amount).
  • the specified condition is satisfied, and when the accelerator opening Wr is less than the specified accelerator opening Wr [%], the specified condition is set. I'm not satisfied.
  • the gear 10 of the axle device 1A When the accelerator pedal 73 is operated and the drive shaft 3 rotates, the gear 10 of the axle device 1A also rotates.
  • the gear 10A and the gear 10B mesh with each other when the gear 10A rotates, the front tooth surface of the gear 10A and the rear tooth surface of the gear 10B come into contact with each other.
  • the accelerator pedal 73 when the accelerator pedal 73 is not operated and is in a so-called engine brake state, the front tooth surface of the gear 10A and the rear tooth surface of the gear 10B are separated by backlash (play between gears), or the rear tooth surface of the gear 10A. And the front tooth surface of the gear 10B come into contact with each other.
  • the contact state of the tooth surface of the gear 10 changes based on whether or not the accelerator pedal 73 is operated or the operation amount.
  • the vibration characteristics of the axle device 1A change, and the accuracy of the vibration analysis result performed based on the detection data of the vibration sensor 50 may be reduced. Therefore, when detecting the vibration of the axle device 1A, the accelerator opening W needs to be equal to or greater than the specified accelerator opening Wr in order to reduce the influence of backlash and to make the contact state of the tooth surface of the gear 10 constant. is there.
  • the prescribed condition regarding the steering angle ⁇ of the steering device 170 includes that the steering angle ⁇ is within the prescribed steering angle ⁇ ⁇ r.
  • the specified condition is satisfied, and when it is outside the specified steering angle ⁇ ⁇ r, the specified condition is not satisfied.
  • a small steering angle ⁇ means that the dump truck 100 is in a straight traveling state
  • a large steering angle ⁇ means that the dump truck 100 is in a turning state.
  • the vibration of the axle device 1A is preferably detected under a certain condition. Further, when the dump truck 100 is in a turning state, due to the action of the differential 4, a difference occurs between the rotational speed of the right gear 10 and the rotational speed of the left gear 10 in the vehicle width direction, and the vibration characteristics of the axle device 1A are Therefore, the accuracy of the vibration analysis result performed based on the detection data of the vibration sensor 50 may be reduced. Therefore, when detecting the vibration of the axle device 1A, it is necessary that the steering angle ⁇ is within the specified steering angle ⁇ ⁇ r, that is, the dump truck 100 is in a substantially straight traveling state.
  • FIG. 7 is a diagram illustrating vibration spectrum characteristics of vibration normal data and vibration detection data according to the present embodiment.
  • FIG. 7 shows a vibration spectrum obtained by performing a fast Fourier transform on each of vibration normal data and vibration detection data.
  • the horizontal axis represents frequency and the vertical axis represents vibration intensity.
  • the acquired vibration spectrum differs depending on whether the machine part is normal or abnormal.
  • the difference ⁇ S between the peak value of the vibration spectrum calculated based on the normal vibration data and the peak value of the vibration spectrum calculated based on the vibration detection data is greater than or equal to a predetermined threshold value.
  • the analysis unit 360 determines that there is an abnormality in the machine part.
  • the analysis unit 360 performs not only the presence / absence of an abnormality of the machine part but also the specification of an abnormal machine part.
  • the analysis unit 360 identifies abnormal mechanical parts based on the correlation data stored in the correlation data storage unit 322.
  • FIG. 8 is a diagram illustrating an example of correlation data according to the present embodiment.
  • the correlation data storage unit 322 shows the relationship between the rotational speed No of the drive shaft 3 and the vibration characteristics of the axle device 1A detected by the vibration sensor 50 when the mechanical component is abnormal.
  • Correlation data is stored.
  • the correlation data is derived, for example, by simulation performed based on the design data of the axle device 1A.
  • the design data of the axle device 1A includes shape data of the gear 10 such as a cutting edge circle diameter, a reference circle diameter, and the number of teeth, and shape data of the bearing 20 such as dimensions of the inner ring.
  • the axle device 1A vibrates with the first vibration characteristic.
  • the drive shaft 3 rotates at the rotation speed No while the inner ring of the first bearing is abnormal, vibration with the frequency Nb1 [Hz] is detected most significantly.
  • the axle device 1A vibrates with the second vibration characteristic.
  • the vibration with the frequency Nb2 [Hz] is detected most prominently.
  • the vibration of the frequency Ng1 [Hz] is most prominently detected, and when the first gear is abnormal (tooth surface wear), the vibration of the frequency Ng2 [Hz] is the largest.
  • the vibration of the frequency Ng3 [Hz] is detected most prominently, and when the second gear is abnormal (tooth surface wear), the frequency Ng4 [Hz] is detected. Vibration is detected most prominently.
  • the vibration characteristics of the axle device 1A change based on the machine part where the abnormality has occurred.
  • Correlation data indicating the vibration characteristics of the axle device 1 ⁇ / b> A that changes based on the machine part in which an abnormality has occurred is derived in advance by simulation and stored in the correlation data storage unit 322. Note that the correlation data may be derived by actual experiments.
  • the analysis unit 360 can identify an abnormal mechanical part based on the correlation data stored in the correlation data storage unit 322 and the vibration detection data detected by the vibration sensor 50. For example, when vibration with the frequency Nb1 [Hz] is detected most significantly by the vibration sensor 50, the analysis unit 360 determines that the inner ring of the first bearing is abnormal. When vibration of the frequency Ng1 [Hz] is detected most prominently by the vibration sensor 50, the analysis unit 360 determines that the first gear is abnormal (tooth missing).
  • correlation data shown in FIG. 8 is an example. Actually, correlation data is derived for each of the plurality of rotation speeds N. Further, correlation data based on various parameters such as correlation data regarding the frequency of the acceleration component of vibration, correlation data regarding the frequency of the velocity component of vibration, and correlation data regarding the frequency of the displacement component of vibration are derived.
  • Steps SA1 to SA8 shown in FIG. 9 are processes of the control apparatus 200
  • steps SB1 to SB8 shown in FIG. 10 are processes of the vibration analysis apparatus 300.
  • the processing of the control device 200 will be described with reference to FIG.
  • the traveling state data acquisition unit 240 of the control device 200 acquires traveling state data indicating the traveling state of the dump truck 100 from the traveling state detection device 400 (step SA1).
  • the condition establishment determination unit 260 determines whether or not the traveling state acquired by the traveling state data acquisition unit 240 satisfies the specified condition stored in the specified condition storage unit 221 (step SA2).
  • step SA2 When it is determined in step SA2 that the traveling state does not satisfy the prescribed condition (step SA2: No), the processing returns to step SA1, and the traveling state data acquisition unit 240 continues to acquire the traveling state data.
  • step SA2 When it is determined in step SA2 that the traveling state satisfies the specified condition (step SA2: Yes), the trigger unit 270 determines that the elapsed time from the first determination that the specified condition is satisfied is determined in advance. It is determined whether or not the time has been exceeded (step SA3).
  • step SA3 When it is determined in step SA3 that the elapsed time does not exceed the specified time (step SA3: No), the process returns to step SA1, and the driving state data acquisition unit 240 continues to acquire the driving state data and triggers.
  • the unit 270 determines whether or not the elapsed time from the time when the traveling state satisfies the specified condition has exceeded the specified time.
  • step SA3 when it is determined that the elapsed time exceeds the specified time (step SA3: Yes), the trigger unit 270 outputs a trigger signal to the analysis unit 360 (step SA4). That is, the trigger unit 270 outputs a trigger signal to the analysis unit 360 when it is determined that the state in which the traveling state of the dump truck 100 satisfies the specified condition has been maintained for the specified time.
  • the output unit 370 of the vibration analysis apparatus 300 outputs an analysis result indicating that there is an abnormality in the machine part and an analysis result indicating the machine part that is specified to be abnormal.
  • the input / output interface 230 of the control device 200 acquires the analysis result output from the vibration analysis device 300 (step SA5). This means that the analysis result of step SB5 shown in FIG. 10 is obtained.
  • the input / output interface 230 outputs the analysis result to the notification device 80.
  • the notification device 80 notifies the analysis result to the driver of the dump truck 100 (step SA6).
  • the analysis unit 360 determines that there is an abnormality in the mechanical part
  • the notification device 80 includes a display device, display data indicating that the mechanical part is abnormal is displayed.
  • the notification device 80 includes a sound output device, a sound indicating that there is an abnormality in the mechanical component is output.
  • the notification device 80 may display display data indicating that the mechanical component is normal, or output a sound indicating that the mechanical component is normal.
  • the input / output interface 230 outputs the analysis result to the data storage unit 223.
  • the data storage unit 223 stores the analysis result (step SA7).
  • the input / output interface 230 outputs the analysis result to the communication device 180.
  • the communication device 180 transmits the analysis result to the server 500 (step SA8).
  • the abnormality determination unit 540 of the arithmetic processing unit 510 determines whether or not the axle device 1A of the dump truck 100 is abnormal based on the analysis result. In addition, the analysis result of the axle device 1A is transmitted to the server 500 from each of the plurality of dump trucks 100. The abnormality determination unit 540 determines whether or not each of the axle devices 1A of the plurality of dump trucks 100 is abnormal. Analysis results of the plurality of axle devices 1A and abnormality determination results are stored in the data storage unit 550 of the storage device 520. A maintenance person of the dump truck 100 can perform maintenance of the dump truck 100 based on an analysis result or an abnormality determination result stored in the data storage unit 550.
  • step SA6 in which the notification device 80 notifies the driver of the dump truck 100 of the analysis result may be omitted.
  • the traveling state data acquisition unit 340 of the vibration analysis device 300 Similar to the traveling state data acquisition unit 240 of the control device 200, the traveling state data acquisition unit 340 of the vibration analysis device 300 also acquires traveling state data indicating the traveling state of the dump truck 100 from the traveling state detection device 400.
  • the driving state data acquired by the driving state data acquisition unit 240 and the driving state data acquired by the driving state data acquisition unit 340 are the same data.
  • the vibration detection data acquisition unit 350 of the vibration analysis device 300 acquires the vibration detection data of the axle device 1A from the vibration sensor 50 (step SB1).
  • the data storage unit 323 stores the vibration detection data acquired in the vibration detection data acquisition unit 350 (step SB2).
  • the data storage unit 323 sequentially stores a plurality of vibration detection data corresponding to the elapsed time.
  • the analysis unit 360 acquires the trigger signal output from the trigger unit 270. As described above, the trigger unit 270 outputs a trigger signal to the analysis unit 360 (step SA4).
  • the analysis unit 360 acquires, from the data storage unit 323, vibration detection data acquired during a period between the current time point tn when the trigger signal is acquired and a retroactive time point ta retroactive from the current time point tn (step SB3).
  • the analysis unit 360 acquires vibration normal data from the vibration normal data storage unit 321 (step SB4).
  • the analysis unit 360 analyzes the state of the axle device 1A based on the vibration detection data acquired from the data storage unit 323 and acquired during the period between the current time point tn and the retroactive time point ta. Based on the vibration normal data stored in the vibration normal data storage unit 321 and the vibration detection data acquired in step SB3, the analysis unit 360 is a driving state data acquisition unit at a specified time when the driving state satisfies a specified condition.
  • the state of the axle device 1A when 340 acquires vibration detection data is analyzed (step SB5).
  • the analysis unit 360 performs, for example, fast Fourier transform on each of vibration normal data and vibration detection data to calculate a vibration spectrum.
  • the analysis unit 360 compares the vibration normal data and the vibration detection data to determine whether or not there is an abnormality in the mechanical component of the axle device 1A (step SB6).
  • the analysis unit 360 determines the difference ⁇ S between the peak value of the vibration spectrum calculated based on the normal vibration data and the peak value of the vibration spectrum calculated based on the vibration detection data. Whether or not there is an abnormality in the machine part is determined based on whether or not is greater than a predetermined threshold value.
  • step SB6 when the difference ⁇ S is less than the threshold value and it is determined that there is no abnormality in the machine part (step SB6: No), the output unit 370 outputs an analysis result indicating that there is no abnormality in the machine part (step SB6). SB8).
  • step SB6 when it is determined that the difference ⁇ S is equal to or greater than the threshold value and the machine part is abnormal (step SB6: No), the analysis unit 360 stores the correlation data and vibration detection data stored in the correlation data storage unit 322. Based on the above, an abnormal machine part is specified (step SB7).
  • the correlation data storage unit 322 stores correlation data indicating the relationship between the rotational speed N of the drive shaft 3 and the vibration characteristics of the axle device 1A when the mechanical component is abnormal. Has been.
  • the rotational speed N of the drive shaft 3 is the rotational speed No and the frequency at which the difference ⁇ S is equal to or greater than the threshold value as shown in FIG. 7 is Ng1, for example, the analysis unit 360 has an abnormal first gear (missing teeth). Can be specified.
  • the output unit 370 outputs an analysis result indicating that there is an abnormality in the machine part and an analysis result indicating the machine part specified to be abnormal (step SB8).
  • the output unit 370 outputs the analysis result to the control device 200.
  • the input / output interface 230 of the control device 200 acquires the analysis result output from the vibration analysis device 300 (step SA5).
  • the state of the axle device 1A is analyzed based on the vibration detection data detected when the traveling state of the dump truck 100 satisfies the specified condition.
  • the state of the axle device 1A can be analyzed under the condition that the traveling state is constant.
  • the vibration detection data detected by the vibration sensor 50 can suppress the influence of disturbance. Therefore, based on the analysis result of the vibration detection data, it is possible to accurately recognize the state of the axle device 1A and to detect an abnormality of the mechanical component at an early stage.
  • the traveling state is detected by the traveling state detection device 400, and based on the vibration detection data detected by the vibration sensor 50 when the traveling state detected by the traveling state detection device 400 satisfies a specified condition.
  • the state of the axle device 1A was analyzed. For example, when the position data indicating the position of the dump truck 100 when the traveling state of the dump truck 100 satisfies the specified condition is acquired by the position acquisition unit 250 and stored in the position data storage unit 222, the analysis unit 360 The state of the axle device 1A may be analyzed based on vibration detection data acquired when the dump truck 100 travels the position. The dump truck 100 often travels a predetermined route a plurality of times.
  • the traveling state of the dump truck 100 is always constant at a certain position of the route.
  • the condition satisfaction determining unit 260 is It can be determined that the traveling state satisfies the specified condition. That is, when the dump truck 100 travels a predetermined route a plurality of times, if the traveling state detection device 400 detects the traveling state only once or a plurality of times, the analysis unit 360 thereafter performs the dump truck 100.
  • the state of the axle device 1A can be analyzed based on the vibration detection data acquired when the vehicle travels through the position.
  • control device 200 may be provided in the server 500, or at least a part of the functions of the vibration analysis device 300 may be provided in the server 500. Further, for example, the control device 200 may be mounted on the dump truck 100 and the vibration analysis device 300 may be disposed outside the dump truck 100.
  • state detection system 1000 and the state detection method described in the above-described embodiment can also be applied to the transmission device 1B.
  • the dump truck 100 may be an unmanned dump truck that travels by remote operation or autonomously travels.
  • the throttle opening (accelerator opening) of the throttle valve of the power source 70 is adjusted based on a remote operation signal or a control signal.
  • the dump truck 100 is a rigid dump truck.
  • the dump truck 100 may be an articulated dump truck having a front body frame, a rear body frame, and a joint mechanism that connects the front body frame and the rear body frame.
  • the work vehicle 100 is a dump truck.
  • the work vehicle 100 may be a wheel-driven work vehicle, and may be a wheel loader, for example.
  • steering device 180 ... communication device, 190 ... communication device , 200 ... control device, 210 ... arithmetic processing device, 220 ... storage device, 2 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Prescription
  • Traveling state detection device 321 ... vibration Normal data storage unit, 322 ... correlation data storage unit, 323 ... data storage unit, 330 ... input / output interface, 340 ... running state data acquisition unit, 350 ... vibration detection data acquisition unit, 360 ... analysis unit, 370 ... output unit, 400: Traveling state detection device 410: Rotational speed sensor 420: Pressure sensor 430 Accelerator opening sensor 440 Steering angle sensor 500 ... server, 510 ... processing unit, 520 ... storage device, 530 ... output interface, 540 ... abnormality determining unit, 550 ... data storage unit, 1000 ... state detection system, AX ... rotary shaft, BX ... rotary shaft.

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Acoustics & Sound (AREA)
  • Mining & Mineral Resources (AREA)
  • Civil Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
  • Measurement Of Mechanical Vibrations Or Ultrasonic Waves (AREA)
  • Testing Of Devices, Machine Parts, Or Other Structures Thereof (AREA)

Abstract

作業車両の状態検出システムは、回転機械を有する作業車両に設けられ作業車両の走行状態を検出する走行状態検出装置と、回転機械に設けられる振動センサと、走行状態を示す走行状態データを取得する走行状態データ取得部と、走行状態が規定条件を満足するか否かを判定する条件成立判定部と、走行状態が規定条件を満足するときの振動センサの検出値を示す振動検出データを取得する振動検出データ取得部と、回転機械が正常であり走行状態が規定条件を満足するときの振動センサの検出値を示す振動正常データを記憶する振動正常データ記憶部と、振動検出データと振動正常データとに基づいて、振動検出データを取得した時の回転機械の状態を解析する解析部と、を備える。

Description

作業車両の状態検出システム、作業車両、及び作業車両の状態検出方法
　本発明は、作業車両の状態検出システム、作業車両、及び作業車両の状態検出方法に関する。
　ダンプトラック又はホイールローダのようなホイール駆動の作業車両は、内燃機関のような動力源と、トランスミッション装置又はアクスル装置のような回転機械とを備える。動力源で発生した動力は、トランスミッション装置及びアクスル装置を介してホイールに伝達される。ホイールが回転することにより、作業車両は走行する。
　回転機械は、ギヤ又はベアリングのような回転部を構成する機械部品を有する。機械部品が劣化すると、機械部品の表面に小さい初期剥離が発生する。初期剥離を放置した状態で機械部品を使用し続けると、剥離が進行し、やがて機械部品は破損してしまう。また、破損した機械部品の破片が周囲に飛び散ったり周辺の機械部品が損傷したりして被害が拡大した場合、多大なメンテナンスコスト及び長期のメンテナンス期間を要する。そのため、機械部品に初期剥離のような異常が発生しても、被害が拡大する前に、機械部品の異常を早期に検出できる技術が要望される。
特開２０１６－１４５７１２号公報
　機械部品が初期剥離の段階では、発生する振動や異音の大きさが小さく、作業車両の回転機械の異常に気付き難い。そのため、機械部品が破損し被害が拡大してから、回転機械の異常が認識される場合がある。
　本発明の態様は、作業車両の回転機械の状態を的確に認識することを目的とする。以下で詳しく、回転機械の正常と異常の認識についてその予兆も含めて説明する。
　本発明の態様に従えば、回転機械を有する作業車両に設けられ前記作業車両の走行状態を検出する走行状態検出装置と、前記回転機械に設けられる振動センサと、前記走行状態を示す走行状態データを取得する走行状態データ取得部と、前記走行状態が規定条件を満足するか否かを判定する条件成立判定部と、前記走行状態が前記規定条件を満足するときの前記振動センサの検出値を示す振動検出データを取得する振動検出データ取得部と、前記回転機械が正常であり前記走行状態が前記規定条件を満足するときの前記振動センサの検出値を示す振動正常データを記憶する振動正常データ記憶部と、前記振動検出データと前記振動正常データとに基づいて、前記振動検出データを取得した時の前記回転機械の状態を解析する解析部と、を備える作業車両の状態検出システムが提供される。
　本発明の態様によれば、作業車両の回転機械の状態を的確に認識することができる。
図１は、本実施形態に係る作業車両の一例を後方から見た斜視図である。 図２は、本実施形態に係る作業車両の一例を模式的に示す図である。 図３は、本実施形態に係る回転機械の一部を後方から見た図である。 図４は、本実施形態に係る回転機械の一例を示す平面図である。 図５は、本実施形態に係る状態検出システムの一例を示す機能ブロック図である。 図６は、本実施形態に係る規定条件の一例を示す図である。 図７は、本実施形態に係る振動正常データ及び振動検出データの振動スペクトル特性を示す図である。 図８は、本実施形態に係る相関データの一例を示す図である。 図９は、本実施形態に係る状態検出方法の一例を示すフローチャートである。 図１０は、本実施形態に係る状態検出方法の一例を示すフローチャートである。
　以下、本発明に係る実施形態について図面を参照しながら説明するが本発明はこれに限定されない。以下で説明する実施形態の構成要素は適宜組み合わせることができる。また、一部の構成要素を用いない場合もある。
［作業車両］
　図１は、本実施形態に係る作業車両１００の一例を後方から見た斜視図である。図２は、本実施形態に係る作業車両１００の一例を模式的に示す図である。本実施形態おいて、作業車両１００は、鉱山の採掘現場において積荷を積んで走行するダンプトラックである。以下の説明においては、作業車両１００を適宜、ダンプトラック１００、と称する。
　本実施形態において、ダンプトラック１００は、運転者が搭乗する運転室を有する。ダンプトラック１００は、運転者によって操作される有人ダンプトラックである。また、本実施形態において、ダンプトラック１００は、リジッド式のダンプトラックである。
　図１及び図２に示すように、ダンプトラック１００は、動力源７０と、車体フレーム１１０と、ダンプボディ１２０と、走行装置１３０とを備える。
　動力源７０は、車体フレーム１１０に支持される。動力源７０は、ディーゼルエンジンのような内燃機関を含む。なお、動力源７０は、内燃機関で発生した動力により作動する発電機と、発電機で発生した電力により作動する電動モータとを有してもよい。
　車体フレーム１１０は、ダンプボディ１２０を支持する。ダンプボディ１２０は、積荷が積まれる部材である。
　走行装置１３０は、車体フレーム１１０を支持する。走行装置１３０は、タイヤ１４０が装着されるホイール１５０と、サスペンション装置１６０と、操舵装置１７０とを備える。
　ホイール１５０は、サスペンション装置１６０に支持される。ホイール１５０は、フロントホイール１５０Ｆと、リアホイール１５０Ｒとを含む。リアホイール１５０Ｒは、回転軸ＡＸを中心に回転する。
　以下の説明においては、回転軸ＡＸと平行な方向を適宜、車幅方向と称し、ダンプトラック１００の進行方向を適宜、前後方向、と称し、車幅方向及び前後方向のそれぞれと直交する方向を適宜、上下方向、と称する。
　前後方向の一方が前方であり、前方の逆方向が後方である。車幅方向の一方が右方であり、右方の逆方向が左方である。上下方向の一方が上方であり、上方の逆方向が下方である。フロントホイール１５０Ｆは、リアホイール１５０Ｒよりも前方に配置される。フロントホイール１５０Ｆは、車幅方向両側に配置される。リアホイール１５０Ｒは、車幅方向両側に配置される。ダンプボディ１２０は、車体フレーム１１０よりも上方に配置される。
　サスペンション装置１６０は、ホイール１５０を支持する。サスペンション装置１６０は、ホイール１５０を支持するサスペンションシリンダ１６１を有する。サスペンションシリンダ１６１は、ホイール１５０と車体フレーム１１０との間に配置される。サスペンションシリンダ１６１の内部に作動油が封入される。サスペンションシリンダ１６１は、走行装置１３０が走行する路面の凹凸状態に応じて伸縮する。サスペンションシリンダ１６１が伸縮することにより、サスペンションシリンダ１６１の内部に封入されている作動油の圧力が変動する。
　操舵装置１７０は、フロントホイール１５０Ｆを操舵する。操舵装置１７０は、運転室に配置されているステアリングホイールが運転者に操作されることにより作動する。
　走行装置１３０は、動力源７０で発生した動力をリアホイール１５０Ｒに伝達する回転機械１を有する。回転機械１は、アクスル装置１Ａ及びトランスミッション装置１Ｂを含む。動力源７０で発生した動力は、トランスミッション装置１Ｂを介してアクスル装置１Ａに伝達される。トランスミッション装置１Ｂは、ドライブシャフト３を回転させる。ドライブシャフト３は、アクスル装置１Ａに回転力を与える。アクスル装置１Ａは、トランスミッション装置１Ｂ及びドライブシャフト３を介して供給された動力源７０の動力をリアホイール１５０Ｒに伝達する。リアホイール１５０Ｒは、供給された動力により回転軸ＡＸを中心に回転する。これにより、走行装置１３０は走行する。
　また、ダンプトラック１００は、回転数センサ４１０と、圧力センサ４２０と、アクセル開度センサ４３０と、操舵角センサ４４０と、位置センサ６０と、報知装置８０と、通信装置１８０と、制御装置２００と、振動解析装置３００とを備える。
　回転数センサ４１０は、アクスル装置１Ａに回転力を与えるドライブシャフト３の単位時間当たりの回転数Ｎを検出する。ドライブシャフト３の単位時間当たりの回転数Ｎである回転速度が検出されることにより、ダンプトラック１００の走行速度Ｖが検出される。
　圧力センサ４２０は、サスペンションシリンダ１６１に封入されている作動油の圧力Ｐを検出する。圧力センサ４２０は、サスペンションシリンダ１６１の作動油の圧力Ｐを検出して、サスペンションシリンダ１６１に作用する負荷を検出する。走行装置１３０が走行する路面の凹凸状態に応じて、サスペンションシリンダ１６１の作動油の圧力Ｐが変動する。圧力センサ４２０は、路面の凹凸状態を検出する路面状態センサとして機能する。サスペンションシリンダ１６１の作動油の圧力Ｐが検出されることにより、路面の凹凸状態が検出される。
　また、ダンプボディ１２０に積載された積荷の重量に応じて、サスペンションシリンダ１６１の作動油の圧力Ｐが変動する。圧力センサ４２０は、ダンプボディ１２０に積載された積荷の重量を検出する積載量センサとして機能する。
　アクセル開度センサ４３０は、アクセルペダル７３の操作量（踏込量）を検出する。アクセルペダル７３の操作量に基づいて、動力源７０のスロットルバルブのアクセル開度Ｗ（スロットル開度）が調整される。アクセルペダル７３は、回転機械１を駆動する動力源７０の出力を調整する操作装置として機能する。操作装置の操作量は、アクセル開度Ｗを含む。アクセル開度Ｗが調整されることにより、回転機械１を駆動する動力源７０の出力が調整される。
　操舵角センサ４４０は、操舵装置１７０の操舵角θを検出する。操作角θが０［°］のとき、走行装置１３０は直進する。操舵角θが大きくなると、走行装置１３０は旋回する。操舵装置１７０の操舵角θが検出されることにより、走行装置１３０が直進状態か旋回状態かが検出される。
　位置センサ６０は、全地球測位システム（Global　Navigation　Satellite　System：ＧＮＳＳ）により、グローバル座標系におけるダンプトラック１００の位置を示す絶対位置を検出する。全地球航法衛星システムの一例として、ＧＰＳ（Global　Positioning　System）が挙げられる。位置センサ６０は、ＧＰＳ受信機を含む。
　報知装置８０は、ダンプトラック１００に搭載される。報知装置８０は、運転室に配置され、運転者にデータを報知する。報知装置８０は、表示装置、発光装置，及び音出力装置の少なくとも一つを含む。表示装置は、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ：Liquid　Crystal　Display）又は有機ＥＬディスプレイ（ＯＥＬＤ：Organic　Electroluminescence　Display）のようなフラットパネルディスプレイを含む。発光装置は、発光ダイオード（ＬＥＤ：Light　Emitting　Diode）のような光源を含む。音出力装置は、警告音を発生可能なサイレン又は音声出力装置を含む。報知装置は、表示装置に表示される表示データ、発光装置から射出される光、及び音出力装置から出力される音の少なくとも一つを使って、運転者にデータを報知する。
　通信装置１８０は、外部機器と通信可能である。通信装置１８０は、制御装置２００と接続される。
［回転機械］
　図３は、本実施形態に係るアクスル装置１Ａの一部を後方から見た図である。図４は、本発明の実施形態に係るアクスル装置１Ａの一例を示す平面図である。本実施形態において、アクスル装置１Ａは、リアホイール１５０Ｒを駆動するリアアクスルである。アクスル装置１Ａは、アクスルハウジング２を有する。アクスルハウジング２は、筒状の部材である。アクスルハウジング２の内部空間に、ギヤ１０又はベアリング２０のような複数の機械部品が収容される。
　アクスルハウジング２は、サスペンション装置１６０を介して車体フレーム１１０に支持される。アクスルハウジング２に振動センサ５０が設けられる。振動センサ５０は、アクスルハウジング２の外面に複数設けられる。振動センサ５０は、アクスルハウジング２の上面に間隔をあけて複数設けられる。振動センサ５０は、上下方向（鉛直方向）の振動を検出するようにアクスルハウジング２に設けられる。
　本実施形態において、アクスルハウジング２に設けられる振動センサ５０は、４つの振動センサ５０Ａ，５０Ｂ，５０Ｃ，５０Ｄを含む。振動センサ５０Ａは、アクスルハウジング２の上面の車幅方向の中央部且つ前後方向の中央部に設けられる。振動センサ５０Ｂは、アクスルハウジング２の上面の車幅方向の中央部であって振動センサ５０Ａの前方に設けられる。振動センサ５０Ｃは、アクスルハウジング２の上面の前後方向の中央部であって振動センサ５０Ａの左方に設けられる。振動センサ５０Ｄは、アクスルハウジング２の上面の前後方向の中央部であって振動センサ５０Ａの右方に設けられる。なお、アクスルハウジング２に設けられる振動センサ５０は、２つ又は３つでもよいし、５つ以上の任意の数でもよい。なお、アクスルハウジング２に設けられる振動センサ５０は、１つでもよい。
　図４に示すように、アクスル装置１Ａは、アクスルハウジング２と、アクスルハウジング２の内部空間２Ｈに配置され、ドライブシャフト３に連結されるデファレンシャルと、デファレンシャル４を介してドライブシャフト３の回転力が伝達されるアクスルシャフトとを有する。アクスルシャフトが回転することにより、走行装置１３０のリアホイール１５０Ｒが回転する。
　アクスルハウジング２は、デファレンシャル４を収容するデフボディ２Ａと、デフボディ２Ａの左部及び右部のそれぞれに接続されるサイドボディ２Ｂとを有する。
　ドライブシャフト３は、エンジンで発生した駆動力によって回転する。ドライブシャフト３は、前後方向に延在し、回転軸ＢＸを中心に回転する。回転軸ＢＸは、前後方向に延在する。
　動力源７０で発生した動力は、トランスミッション装置１Ｂ及びドライブシャフト３を介してアクスル装置１Ａに伝達される。
　ドライブシャフト３が回転軸ＢＸを中心に回転すると、アクスルシャフトが回転軸ＡＸを中心に回転する。回転軸ＡＸは、車幅方向に延在する。回転軸ＡＸと回転軸ＢＸとは実質的に直交する。アクスルシャフトが回転軸ＡＸを中心に回転することにより、アクスルシャフトに接続されるリアホイール１５０Ｒが回転軸ＡＸを中心に回転する。
［状態検出システム］
　図５は、本実施形態に係る状態検出システム１０００の一例を示す機能ブロック図である。図５に示すように、状態検出システム１０００は、制御装置２００と、振動解析装置３００と、走行状態検出装置４００と、振動センサ５０とを備える。
　また、状態検出システム１０００は、位置センサ６０と、報知装置８０と、通信装置１８０とを備える。状態検出システム１０００は、通信装置１８０及び通信装置１９０を介してサーバ５００と通信可能である。
　状態検出システム１０００は、ダンプトラック１００に設けられる。サーバ５００は、ダンプトラック１００の外部に設けられる。
　通信装置１９０は、サーバ５００と接続される。状態検出システム１０００の通信装置１８０と、サーバ５００の通信装置１９０とは、通信ネットワークを介して通信する。通信ネットワークは、インターネット（Internet）を含む。なお、通信ネットワークが携帯電話通信網を含んでもよい。
　制御装置２００は、コンピュータシステムを含む。制御装置２００は、ＣＰＵ（Central　Processing　Unit）のようなプロセッサを含む演算処理装置２１０と、ＲＡＭ（Random　Access　Memory）のような揮発性メモリ及びＲＯＭ（Read　Only　Memory）のような不揮発性メモリを含む記憶装置２２０と、入出力インターフェース２３０とを有する。
　振動解析装置３００は、コンピュータシステムを含む。振動解析装置３００は、ＣＰＵのようなプロセッサを含む演算処理装置３１０と、ＲＡＭのような揮発性メモリ及びＲＯＭのような不揮発性メモリを含む記憶装置３２０と、入出力インターフェース３３０とを有する。
　サーバ５００は、コンピュータシステムを含む。サーバ５００は、ＣＰＵのようなプロセッサを含む演算処理装置５１０と、ＲＡＭのような揮発性メモリ及びＲＯＭのような不揮発性メモリを含む記憶装置５２０と、入出力インターフェース５３０とを有する。
　制御装置２００の入出力インターフェース２３０は、演算処理装置２１０及び記憶装置２２０と外部機器とを接続するインターフェース回路を含む。入出力インターフェース２３０には、振動解析装置３００、走行状態検出装置４００、位置センサ６０、報知装置８０、及び通信装置１８０が接続される。
　振動解析装置３００の入出力インターフェース３３０は、演算処理装置３１０及び記憶装置３２０と外部機器とを接続するインターフェース回路を含む。入出力インターフェース３３０には、制御装置２００、走行状態検出装置４００、及び振動センサ５０が接続される。
　サーバ５００の入出力インターフェース５３０は、演算処理装置５１０及び記憶装置５２０と外部機器とを接続するインターフェース回路を含む。入出力インターフェース５３０には、通信装置１９０が接続される。
　走行状態検出装置４００は、ダンプトラック１００に設けられる。走行状態検出装置４００は、ダンプトラック１００の走行状態を検出する。本実施形態において、走行状態検出装置４００は、回転数センサ４１０、圧力センサ４２０、アクセル開度センサ４３０、及び操舵角センサ４４０を含む。
　走行状態検出装置４００によって検出されるダンプトラック１００の走行状態は、回転数センサ４１０によって検出されるドライブシャフト３の単位時間当たりの回転数、圧力センサ４２０によって検出されるサスペンションシリンダ１６１の圧力、アクセル開度センサ４３０によって検出される動力源７０の出力を調整するアクセル開度、及び操舵角センサ４４０によって検出される操舵装置１７０の操舵角の少なくとも一つを含む。
　振動センサ５０は、アクスル装置１Ａのアクスルハウジング２に設けられる。振動センサ５０は、アクスル装置１Ａの振動を検出する。
　制御装置２００の演算処理装置２１０は、ダンプトラック１００の走行状態を示す走行状態データを取得する走行状態データ取得部２４０と、ダンプトラック１００の位置を示す位置データを取得する位置取得部２５０と、ダンプトラック１００の走行状態が規定条件を満足するか否かを判定する条件成立判定部２６０と、振動解析装置３００にトリガ信号を出力するトリガ部２７０とを有する。
　制御装置２００の記憶装置２２０は、規定条件記憶部２２１と、位置データ記憶部２２２と、データ蓄積部２２３とを有する。
　走行状態データ取得部２４０は、走行状態検出装置４００から走行状態データを取得する。走行状態データ取得部２４０は、回転数センサ４１０からドライブシャフト３の回転数Ｎを取得する回転数取得部２４１と、圧力センサ４２０からサスペンションシリンダ１６１の圧力Ｐを取得する圧力取得部２４２と、アクセル開度センサ４３０からアクセル開度Ｗを取得するアクセル開度取得部２４３と、操舵角センサ４４０から操舵装置１７０の操舵角θを取得する操舵角取得部２４４とを含む。
　位置取得部２５０は、位置センサ６０からダンプトラック１００の位置を取得する。
　規定条件記憶部２２１は、ダンプトラック１００の走行状態に関する規定条件を記憶する。規定条件は、振動センサ５０がアクスル装置１Ａの振動を検出するときに外乱が抑制された状態でアクスル装置１Ａの状態を検出できるダンプトラック１００の走行状態を規定する。ダンプトラック１００の走行状態が規定条件を満足することは、振動センサ５０に与えられる外乱が抑制されている状態で振動センサ５０がアクスル装置１Ａの振動を的確に検出できることを意味する。
　位置データ記憶部２２２は、位置取得部２５０に取得されたダンプトラック１００の位置と、位置取得部２５０に取得された位置をダンプトラック１００が走行していたときに走行状態データ取得部２４０に取得されたダンプトラック１００の走行状態とに基づいて、走行状態が規定条件を満足するときのダンプトラック１００の位置を示す位置データを記憶する。位置データ記憶部２２２は、規定条件を満足しながら走行しているときのダンプトラック１００の位置を記憶する。
　データ蓄積部２２３は、走行状態データ取得部２４０に取得された走行状態データ及び振動センサ５０の振動検出データを記憶する。
　条件成立判定部２６０は、規定条件記憶部２２１に記憶邸されている規定条件に基づいて、走行状態データ取得部２４０で取得された走行状態が規定条件を満足するか否かを判定する。条件成立判定部２６０は、判定データを振動解析装置３００に出力する。
　トリガ部２７０は、走行状態が規定条件を満足する状態が規定時間維持されたときに、振動解析を開始させるためのトリガ信号を振動解析装置３００に出力する。本実施形態において、規定時間は、例えば５［秒］である。
　振動解析装置３００の演算処理装置３１０は、ダンプトラック１００の走行状態を示す走行状態データを取得する走行状態データ取得部３４０と、振動センサ５０の検出値を示す振動検出データを取得する振動検出データ取得部３５０と、振動検出データ取得部３５０が振動検出データを取得した時のアクスル装置１Ａの状態を解析する解析部３６０と、解析部３６０の解析結果を出力する出力部３７０とを有する。
　振動解析装置３００の記憶装置３２０は、振動正常データ記憶部３２１と、相関データ記憶部３２２と、データ蓄積部３２３とを有する。
　走行状態データ取得部３４０は、走行状態検出装置４００から走行状態データを取得する。振動解析装置３００の走行状態データ取得部３４０は、制御装置２００の走行状態データ取得部２４０と同等の機能を有する。
　振動正常データ記憶部３２１は、アクスル装置１Ａが正常でありダンプトラック１００の走行状態が規定条件を満足するときの振動センサ５０の検出値を示す振動正常データを記憶する。アクスル装置１Ａが正常であるとは、アクスル装置１Ａの機械部品が正常であることをいい、アクスル装置１Ａの機械部品が劣化していない状態、表面剥離していない状態、及び破損していない状態を含む。例えばアクスル装置１Ａが新品であるとき、アクスル装置１Ａは正常である。振動正常データは、例えばアクスル装置１Ａが新品であり、ダンプトラック１００が規定条件で走行しているときに収集され、振動正常データ記憶部３２１に記憶される。なお、アクスル装置１Ａが正常であることは、アクスル装置１Ａが新品であることに限られない。
　相関データ記憶部３２２は、ドライブシャフト３の回転数Ｎと、アクスル装置１Ａの機械部品が異常であるときのアクスル装置１Ａの振動特性との関係を示す相関データを記憶する。相関データは、アクスル装置１Ａの複数の機械部品のうち異常な機械部品を特定するときに使用される。
　データ蓄積部３２３は、走行状態データ取得部３４０に取得された走行状態データ、及び振動センサ５０の振動検出データを記憶する。
　振動検出データ取得部３５０は、振動センサ５０から、振動センサ５０の検出値を示す振動検出データを取得する。本実施形態において、振動検出データ取得部３５０は、ダンプトラック１００の走行状態が規定条件を満足するときの振動センサ５０振動検出データを取得する。条件成立判定部２６０の判定データは、振動検出データ取得部３５０に供給される。振動検出データ取得部３５０は、ダンプトラック１００の走行状態が規定条件を満足すると条件成立判定部２６０に判定されたときの振動センサ５０の振動検出データを取得して、データ蓄積部３２３に記憶させる。
　解析部３６０は、振動正常データ記憶部３２１に記憶されている振動正常データと、振動検出データ取得部３５０に取得された振動検出データとに基づいて、振動検出データ取得部３５０が振動検出データを取得した時のアクスル装置１Ａの状態を解析する。
　振動検出データは、走行状態が規定条件を満足しているときに振動センサ５０によって検出される振動波形データである。振動正常データも、走行状態が規定条件を満足しているときに振動センサ５０によって検出される振動波形データである。すなわち、振動検出データが取得されるときのダンプトラック１００の走行状態と、振動正常データが取得されるときのダンプトラック１００の走行状態とは、同一条件（規定条件）である。
　振動検出データを取得するときにアクスル装置１Ａの機械部品が正常である場合、その振動検出データは、振動正常データと実質的に等しくなる。一方、振動検出データを取得するときにアクスル装置１Ａの機械部品が異常である場合、その振動検出データは、振動正常データとは異なる。つまり、アクスル装置１Ａが正常である場合、振動検出データと振動正常データとは実質的に等しく、アクスル装置１Ａが異常である場合、振動検出データと振動正常データとは異なる。アクスル装置１Ａが異常であるとは、アクスル装置１Ａの機械部品が異常であることをいい、アクスル装置１Ａの少なくとも一部の機械部品が劣化している状態、表面剥離している状態、及び破損している状態の少なくとも一つを含む。
　解析部３６０は、振動正常データ記憶部３２１に記憶されている振動正常データと、振動検出データ取得部３５０に取得された振動検出データとを比較することによって、アクスル装置１Ａの異常の有無を判定することができる。
　また、解析部３６０は、相関データ記憶部３２２に記憶されている相関データと、振動検出データ取得部３５０に取得された振動検出データとに基づいて、異常な機械部品を特定することができる。
　出力部３７０は、解析部３６０の解析結果を出力する。本実施形態において、出力部３７０は、解析結果をデータ蓄積部３２３に出力する。データ蓄積部３２３は、解析結果を記憶する。また、出力部３７０は、解析結果を制御装置２００に出力する。制御装置２００のデータ蓄積部２２３は、解析結果を記憶する。また、制御装置２００は、解析結果を報知装置８０に出力する。また、制御装置２００は、通信装置１８０を介して、解析結果をサーバ５００に送信する。なお、出力部３７０は、制御装置２００を介さずに、解析結果を報知装置８０に出力したり、サーバ５００に出力したりしてもよい。
［規定条件］
　次に、規定条件について説明する。規定条件記憶部２２１は、ダンプトラック１００の走行状態に関する規定条件を記憶する。規定条件は、振動センサ５０がアクスル装置１Ａの振動を検出するときに外乱が抑制された状態でアクスル装置１Ａの状態を検出できるダンプトラック１００の走行状態を規定する。
　図６は、本実施形態に係る規定条件の一例を示す図である。図６に示すように、規定条件は、ドライブシャフト３の回転数Ｎに関する規定条件、サスペンションシリンダ１６１の圧力Ｐに関する規定条件、アクセル開度Ｗに関する規定条件、及び操舵装置１７０の操舵角θに関する規定条件を含む。
　ドライブシャフト３の回転数Ｎに関する規定条件は、ドライブシャフト３の単位時間当たりの回転数Ｎが規定回転数Ｎｒ以上であることを含む。回転数センサ４１０で検出されたドライブシャフト３の回転数Ｎが、規定回転数Ｎｒ以上である場合、規定条件を満足し、規定回転数Ｎｒ未満である場合、規定条件を満足しない。
　アクスル装置１Ａが作動していない場合、そもそもアクスル装置１Ａは振動しない。振動センサ５０でアクスル装置１Ａの振動を検出しても、振動センサ５０の振動検出データから機械部品の異常の有無を判定することは困難である。機械部品の異常の有無を判定するためには、アクスル装置１Ａを作動させた状態で振動を検出する必要がある。したがって、振動を検出するとき、ドライブシャフト３の回転数Ｎが規定回転数Ｎｒ以上である必要がある。
　なお、ドライブシャフト３の回転数Ｎは、ダンプトラック１００の走行速度Ｖに対応する。そのため、規定条件は、ダンプトラック１００の走行速度Ｖが規定走行速度Ｖｒ以上であることを含んでもよい。ダンプトラック１００の走行速度Ｖが、規定走行速度Ｖｒ以上である場合、規定条件を満足し、規定走行速度Ｖｒ未満である場合、規定条件を満足しない。
　ドライブシャフト３の回転数Ｎに関する規定条件は、ドライブシャフト３の回転数Ｎの単位時間当たりの変動量ΔＮが第１変動範囲±ΔＮｒ内であることを含む。回転数センサ４１０の検出データから導出される変動量ΔＮが、第１変動範囲±ΔＮｒ内である場合、規定条件を満足し、第１変動範囲±ΔＮｒ外である場合、規定条件を満足しない。
　変動量ΔＮが大きいことは、ダンプトラック１００の走行速度Ｖの単位時間当たりの変動量ΔＶが大きいことを意味する。すなわち、変動量ΔＮが大きいことは、ダンプトラック１００が加速又は減速を繰り返していることを意味する。走行速度Ｖの変動量ΔＶが大きいと、アクスル装置１Ａの振動特性が変化してしまうため、振動センサ５０の振動検出データに基づいて実施される振動解析結果の精度が低下する可能性がある。したがって、アクスル装置１Ａの振動を検出するとき、ドライブシャフト３の回転数Ｎの変動量ΔＮが第１変動範囲±ΔＮｒ内、すなわち、ダンプトラック１００の走行速度Ｖの変動量ΔＶが第１変動範囲±ΔＶｒ内である必要がある。
　サスペンションシリンダ１６１の圧力Ｐに関する規定条件は、サスペンションシリンダ１６１の圧力Ｐの単位時間当たりの変動量ΔＰが第２変動範囲±ΔＰｒ内であることを含む。圧力センサ４２０の検出データから導出される変動量ΔＰが、第２変動範囲±ΔＰｒ［％］内である場合、規定条件を満足し、第２変動範囲±Ｐｒ［％］外である場合、規定条件を満足しない。
　変動量ΔＰが大きいことは、ダンプトラック１００が走行する路面の凹凸状態が激しいことを意味する。凹凸状態が激しい路面をダンプトラック１００が走行すると、アクスル装置１Ａの振動特性が変化してしまうため、振動センサ５０の検出データに基づいて実施される振動解析結果の精度が低下する可能性がある。したがって、アクスル装置１Ａの振動を検出するとき、サスペンションシリンダ１６１の圧力Ｐの変動量ΔＰが第２変動範囲±ΔＰｒ以下である必要がある。
　アクセル開度Ｗに関する規定条件は、アクセル開度Ｗが規定アクセル開度Ｗｒ（規定調整量）以上であることを含む。アクセル開度センサ４３０で検出されるアクセル開度Ｗが、規定アクセル開度Ｗｒ［％］以上である場合、規定条件を満足し、規定アクセル開度Ｗｒ［％］未満である場合、規定条件を満足しない。
　アクセルペダル７３が操作され、ドライブシャフト３が回転すると、アクスル装置１Ａのギヤ１０も回転する。ギヤ１０Ａとギヤ１０Ｂとが噛み合う場合、ギヤ１０Ａが回転すると、ギヤ１０Ａの前歯面とギヤ１０Ｂの後歯面とが接触する。一方、アクセルペダル７３が操作されず、所謂エンジンブレーキ状態の場合、バックラッシュ（ギヤ間の遊び）により、ギヤ１０Ａの前歯面とギヤ１０Ｂの後歯面とが離れたり、ギヤ１０Ａの後歯面とギヤ１０Ｂの前歯面とが接触したりする。すなわち、アクセルペダル７３の操作の有無又は操作量に基づいて、ギヤ１０の歯面の接触状態が変化する。ギヤ１０の歯面の接触状態が変化すると、アクスル装置１Ａの振動特性が変化してしまうため、振動センサ５０の検出データに基づいて実施される振動解析結果の精度が低下する可能性がある。したがって、アクスル装置１Ａの振動を検出するとき、バックラッシュの影響を低減し、ギヤ１０の歯面の接触状態を一定にするために、アクセル開度Ｗが規定アクセル開度Ｗｒ以上である必要がある。
　操舵装置１７０の操舵角θに関する規定条件は、操舵角θが規定操舵角±θｒ内であることを含む。操舵角センサ４４０によって検出される操舵装置１７０の操舵角θが、規定操舵角±θｒ内である場合、規定条件を満足し、規定操舵角±θｒ外である場合、規定条件を満足しない。
　操舵角θが小さいことは、ダンプトラック１００が直進状態であることを意味し、操舵角θが大きいことは、ダンプトラック１００が旋回状態であることを意味する。アクスル装置１Ａの振動は、一定条件の下で検出されることが好ましい。また、ダンプトラック１００が旋回状態であると、デファレンシャル４の作用により、車幅方向において右側のギヤ１０の回転数と左側のギヤ１０の回転数とに差異が生じ、アクスル装置１Ａの振動特性が変化してしまうため、振動センサ５０の検出データに基づいて実施される振動解析結果の精度が低下する可能性がある。したがって、アクスル装置１Ａの振動を検出するとき、操舵角θが規定操舵角±θｒ内である、すなわちダンプトラック１００がほぼ直進状態である必要がある。
［振動解析］
　図７は、本実施形態に係る振動正常データ及び振動検出データの振動スペクトル特性を示す図である。図７は、振動正常データ及び振動検出データのそれぞれを高速フーリエ変換することによって取得された振動スペクトルを示す。図７において、横軸は周波数であり、縦軸は振動強度である。
　図７に示すように、機械部品が正常なときと異常なときとで、取得される振動スペクトルは異なる。本実施形態においては、振動正常データに基づいて算出された振動スペクトルのピーク値と、振動検出データに基づいて算出された振動スペクトルのピーク値との差ΔＳが、予め決められている閾値以上のとき、解析部３６０は、機械部品に異常があると判定する。
　本実施形態において、解析部３６０は、機械部品の異常の有無のみならず、異常な機械部品の特定も実施する。解析部３６０は、相関データ記憶部３２２に記憶されている相関データに基づいて、異常な機械部品を特定する。
　図８は、本実施形態に係る相関データの一例を示す図である。図８に示すように、相関データ記憶部３２２には、ドライブシャフト３の回転数Ｎｏと、機械部品が異常であるときの振動センサ５０によって検出されるアクスル装置１Ａの振動特性との関係を示す相関データが記憶されている。相関データは、例えばアクスル装置１Ａの設計データに基づいて実施されるシミュレーションにより導出される。アクスル装置１Ａの設計データは、刃先円直径、基準円直径、及び歯数のようなギヤ１０の形状データ、及び内輪の寸法のようなベアリング２０の形状データを含む。
　例えば、第１ベアリングの内輪が異常な状態で、ドライブシャフト３が規定の回転数Ｎｏで回転するとき、アクスル装置１Ａは、第１の振動特性で振動する。図８に示す例では、第１ベアリングの内輪が異常な状態でドライブシャフト３が回転数Ｎｏで回転するとき、周波数Ｎｂ１［Ｈｚ］の振動が最も顕著に検出される。
　また、第１ベアリングの外輪が異常な状態で、ドライブシャフト３が回転数Ｎｏで回転するとき、アクスル装置１Ａは、第２の振動特性で振動する。図８に示す例では、周波数Ｎｂ２［Ｈｚ］の振動が最も顕著に検出される。
　同様に、第２ベアリングの内輪が異常なとき、周波数Ｎｂ３［Ｈｚ］の振動が顕著に検出され、第２ベアリングの外輪が異常なとき、周波数Ｎｂ４［Ｈｚ］の振動が顕著に検出される。
　また、第１ギヤが異常（歯欠け）なとき、周波数Ｎｇ１［Ｈｚ］の振動が最も顕著に検出され、第１ギヤが異常（歯面摩耗）なとき、周波数Ｎｇ２［Ｈｚ］の振動が最も顕著に検出され、第２ギヤが異常（歯欠け）なとき、周波数Ｎｇ３［Ｈｚ］の振動が最も顕著に検出され、第２ギヤが異常（歯面摩耗）なとき、周波数Ｎｇ４［Ｈｚ］の振動が最も顕著に検出される。
　このように、異常が発生した機械部品に基づいて、アクスル装置１Ａの振動特性が変化する。異常が発生した機械部品に基づいて変化するアクスル装置１Ａの振動特性を示す相関データは、シミュレーションにより予め導出され、相関データ記憶部３２２に記憶される。なお、相関データは、実際の実験により導出されてもよい。
　解析部３６０は、相関データ記憶部３２２に記憶されている相関データと、振動センサ５０によって検出される振動検出データとに基づいて、異常な機械部品を特定することができる。例えば、振動センサ５０によって周波数Ｎｂ１［Ｈｚ］の振動が最も顕著に検出された場合、解析部３６０は、第１ベアリングの内輪が異常であると判定する。また、振動センサ５０によって周波数Ｎｇ１［Ｈｚ］の振動が最も顕著に検出された場合、解析部３６０は、第１ギヤが異常（歯欠け）であると判定する。
　なお、図８に示す相関データは一例である。実際には、複数の回転数Ｎのそれぞれについて相関データが導出される。また、振動の加速度成分の周波数についての相関データ、振動の速度成分の周波数についての相関データ、及び振動の変位成分の周波数についての相関データなど、様々なパラメータに基づく相関データが導出される。
［状態検出方法］
　図９及び図１０は、本実施形態に係る状態検出方法の一例を示すフローチャートである。図９に示すステップＳＡ１からステップＳＡ８は、制御装置２００の処理であり、図１０に示すステップＳＢ１からステップＳＢ８は、振動解析装置３００の処理である。
　図９を参照しながら制御装置２００の処理について説明する。制御装置２００の走行状態データ取得部２４０は、走行状態検出装置４００からダンプトラック１００の走行状態を示す走行状態データを取得する（ステップＳＡ１）。
　条件成立判定部２６０は、走行状態データ取得部２４０に取得された走行状態が、規定条件記憶部２２１に記憶されている規定条件を満足するか否かを判定する（ステップＳＡ２）。
　ステップＳＡ２において、走行状態が規定条件を満足しないと判定されたとき（ステップＳＡ２：Ｎｏ）、ステップＳＡ１の処理に戻り、走行状態データ取得部２４０は、走行状態データの取得を継続する。
　ステップＳＡ２において、走行状態が規定条件を満足すると判定されたとき（ステップＳＡ２：Ｙｅｓ）、トリガ部２７０は、規定条件を満足すると最初に判定された時点からの経過時間が予め決められている規定時間を超えたか否かを判定する（ステップＳＡ３）。
　ステップＳＡ３において、経過時間は規定時間を超えていないと判定されたとき（ステップＳＡ３：Ｎｏ）、ステップＳＡ１の処理に戻り、走行状態データ取得部２４０は、走行状態データの取得を継続し、トリガ部２７０は、走行状態が規定条件を満足した時点からの経過時間が規定時間を超えたか否かを判定する。
　ステップＳＡ３において、経過時間は規定時間を超えたと判定されたとき（ステップＳＡ３：Ｙｅｓ）、トリガ部２７０は、解析部３６０にトリガ信号を出力する（ステップＳＡ４）。すなわち、トリガ部２７０は、ダンプトラック１００の走行状態が規定条件を満足する状態が規定時間維持されたと判定したとき、解析部３６０にトリガ信号を出力する。
　後述するように、振動解析装置３００の出力部３７０は、機械部品に異常があることを示す解析結果、及び異常であることが特定された機械部品を示す解析結果を出力する。制御装置２００の入出力インターフェース２３０は、振動解析装置３００から出力された解析結果を取得する（ステップＳＡ５）。これは、図１０に示すステップＳＢ５の解析結果の入手を意味する。
　入出力インターフェース２３０は、解析結果を報知装置８０に出力する。報知装置８０は、ダンプトラック１００の運転者に解析結果を報知する（ステップＳＡ６）。解析部３６０において機械部品に異常があると判定されたとき、報知装置８０が表示装置を含む場合、機械部品に異常があることを示す表示データを表示する。また、報知装置８０が音出力装置を含む場合、機械部品に異常があることを示す音を出力する。なお、報知装置８０は、機械部品が正常であることを示す表示データを表示したり、機械部品が正常であることを示す音を出力したりしてもよい。
　また、入出力インターフェース２３０は、解析結果をデータ蓄積部２２３に出力する。データ蓄積部２２３は、解析結果を記憶する（ステップＳＡ７）。
　また、入出力インターフェース２３０は、解析結果を通信装置１８０に出力する。通信装置１８０は、解析結果をサーバ５００に送信する（ステップＳＡ８）。
　演算処理装置５１０の異常判定部５４０は、解析結果に基づいて、ダンプトラック１００のアクスル装置１Ａが異常か否かを判定する。また、サーバ５００には、複数のダンプトラック１００のそれぞれからアクスル装置１Ａの解析結果が送信される。異常判定部５４０は、複数のダンプトラック１００のアクスル装置１Ａのそれぞれについて、異常か否かを判定する。複数のアクスル装置１Ａの解析結果、及び異常の判断結果は、記憶装置５２０のデータ蓄積部５５０に記憶される。ダンプトラック１００の保守者は、データ蓄積部５５０に記憶された解析結果又は異常の判断結果に基づいて、ダンプトラック１００のメンテナンスを実施することができる。
　なお、本実施形態において、報知装置８０がダンプトラック１００の運転者に解析結果を報知する処理（ステップＳＡ６）は、省略されてもよい。
　次に、図１０を参照しながら振動解析装置３００の処理について説明する。制御装置２００の走行状態データ取得部２４０と同様、振動解析装置３００の走行状態データ取得部３４０も、走行状態検出装置４００からダンプトラック１００の走行状態を示す走行状態データを取得する。走行状態データ取得部２４０が取得する走行状態データと、走行状態データ取得部３４０が取得する走行状態データとは、同一のデータである。また、振動解析装置３００の振動検出データ取得部３５０は、振動センサ５０からアクスル装置１Ａの振動検出データを取得する（ステップＳＢ１）。
　データ蓄積部３２３は、振動検出データ取得部３５０に取得された振動検出データを記憶する（ステップＳＢ２）。データ蓄積部３２３は、経過時間に対応して複数の振動検出データを順次記憶する。
　走行状態が規定条件を満足する状態が規定時間維持されたとき、解析部３６０は、トリガ部２７０から出力されたトリガ信号を取得する。上述のように、トリガ部２７０は、解析部３６０にトリガ信号を出力する（ステップＳＡ４）。解析部３６０は、トリガ信号を取得した現在時点ｔｎと、現在時点ｔｎから規定時間遡及した遡及時点ｔａとの期間に取得された振動検出データを、データ蓄積部３２３から取得する（ステップＳＢ３）。
　また、解析部３６０は、振動正常データ記憶部３２１から振動正常データを取得する（ステップＳＢ４）。
　解析部３６０は、データ蓄積部３２３から取得した、現在時点ｔｎと遡及時点ｔａとの期間に取得された振動検出データに基づいて、アクスル装置１Ａの状態を解析する。解析部３６０は、振動正常データ記憶部３２１に記憶されている振動正常データと、ステップＳＢ３で取得した振動検出データとに基づいて、走行状態が規定条件を満足する規定時間において走行状態データ取得部３４０が振動検出データを取得した時のアクスル装置１Ａの状態を解析する（ステップＳＢ５）。
　図７を参照して説明したように、解析部３６０は、例えば振動正常データ及び振動検出データのそれぞれを高速フーリエ変換して、振動スペクトルを算出する。
　解析部３６０は、振動正常データと振動検出データとを比較して、アクスル装置１Ａの機械部品に異常があるか否かを判定する（ステップＳＢ６）。
　図７を参照して説明したように、解析部３６０は、振動正常データに基づいて算出された振動スペクトルのピーク値と、振動検出データに基づいて算出された振動スペクトルのピーク値との差ΔＳが、予め決められている閾値以上か否かに基づいて、機械部品に異常があるか否かを判定する。
　ステップＳＢ６において、差ΔＳが閾値未満であり、機械部品に異常はないと判定したとき（ステップＳＢ６：Ｎｏ）、出力部３７０は、機械部品に異常がないことを示す解析結果を出力する（ステップＳＢ８）。
　ステップＳＢ６において、差ΔＳが閾値以上であり、機械部品に異常があると判定したとき（ステップＳＢ６：Ｎｏ）、解析部３６０は、相関データ記憶部３２２に記憶されている相関データと振動検出データとに基づいて、異常な機械部品を特定する（ステップＳＢ７）。
　図８を参照して説明したように、相関データ記憶部３２２には、ドライブシャフト３の回転数Ｎと機械部品が異常であるときのアクスル装置１Ａの振動特性との関係を示す相関データが記憶されている。ドライブシャフト３の回転数Ｎが回転数Ｎｏであり、図７に示したような差ΔＳが閾値以上である周波数が例えばＮｇ１である場合、解析部３６０は、第１ギヤが異常（歯欠け）であると特定することができる。
　出力部３７０は、機械部品に異常があることを示す解析結果、及び異常であることが特定された機械部品を示す解析結果を出力する（ステップＳＢ８）。
　上述のように、出力部３７０は、解析結果を制御装置２００に出力する。制御装置２００の入出力インターフェース２３０は、振動解析装置３００から出力された解析結果を取得する（ステップＳＡ５）。
［効果］
　以上説明したように、本実施形態によれば、ダンプトラック１００の走行状態が規定条件を満足するときに検出された振動検出データに基づいて、アクスル装置１Ａの状態が解析される。これにより、走行状態が一定条件の下で、アクスル装置１Ａの状態を解析することができる。また、走行状態が規定条件を満足するときにおいては、振動センサ５０によって検出される振動検出データは、外乱の影響が抑制される。したがって、振動検出データの解析結果に基づいて、アクスル装置１Ａの状態を的確に認識して、機械部品の異常を早期に検出することができる。
［他の実施形態］
　上述の実施形態においては、走行状態検出装置４００で走行状態が検出され、走行状態検出装置４００で検出された走行状態が規定条件を満足するときに振動センサ５０で検出された振動検出データに基づいて、アクスル装置１Ａの状態を解析することとした。例えば、ダンプトラック１００の走行状態が規定条件を満足するときのダンプトラック１００の位置を示す位置データが位置取得部２５０に取得され、位置データ記憶部２２２に記憶される場合、解析部３６０は、ダンプトラック１００がその位置を走行するときに取得された振動検出データに基づいて、アクスル装置１Ａの状態を解析してもよい。ダンプトラック１００は、決められたルートを複数回走行する場合が多い。ルートのある位置においてダンプトラック１００の走行状態は常に一定である可能性が高い。そのような場合、ダンプトラック１００の走行状態を走行状態検出装置４００が常にモニタしていなくても、ダンプトラック１００がその位置を走行しているときには、条件成立判定部２６０は、ダンプトラック１００の走行状態が規定条件を満足すると判定することができる。すなわち、ダンプトラック１００が決められたルートを複数回走行する場合、最初の１回又は複数回だけ走行状態検出装置４００が走行状態を検出すれば、その後においては、解析部３６０は、ダンプトラック１００がその位置を走行するときに取得された振動検出データに基づいて、アクスル装置１Ａの状態を解析することができる。
　なお、上述の実施形態において、制御装置２００の少なくとも一部の機能がサーバ５００に設けられてもよいし、振動解析装置３００の少なくとも一部の機能がサーバ５００に設けられてもよい。また、例えば制御装置２００がダンプトラック１００に搭載され、振動解析装置３００がダンプトラック１００の外部に配置されてもよい。
　なお、上述の実施形態で説明した状態検出システム１０００及び状態検出方法は、トランスミッション装置１Ｂにも適用することができる。
　なお、上述の実施形態において、ダンプトラック１００は、遠隔操作により走行したり自律走行したりする無人ダンプトラックでもよい。また、ダンプトラック１００が無人ダンプトラックである場合、動力源７０のスロットルバルブのスロットル開度（アクセル開度）は、遠隔操作信号また制御信号に基づいて調整される。
　なお、上述の実施形態においては、ダンプトラック１００がリジッド式のダンプトラックであることとした。ダンプトラック１００は、前部の車体フレームと、後部の車体フレームと、前部の車体フレームと後部の車体フレームとを連結する関節機構とを有するアーティキュレート式ダンプトラックでもよい。
　なお、上述の実施形態においては、作業車両１００がダンプトラックであることとした。作業車両１００はホイール駆動の作業車両であればよく、例えばホイールローダでもよい。
　１…回転機械、１Ａ…アクスル装置（回転機械）、１Ｂ…トランスミッション装置（回転機械）、２…アクスルハウジング、２Ａ…デフボディ、２Ｂ…サイドボディ、２Ｈ…内部空間、３…ドライブシャフト、８…ピニオンケージ、１０…ギヤ、２０…ベアリング、５０…振動センサ、６０…位置センサ、７０…動力源、７３…アクセルペダル（調整装置）、８０…報知装置、１００…ダンプトラック（作業車両）、１１０…車体フレーム、１２０…ダンプボディ、１３０…走行装置、１４０…タイヤ、１５０…ホイール、１５０Ｆ…フロントホイール、１５０Ｒ…リアホイール、１６０…サスペンション装置、１７０…操舵装置、１８０…通信装置、１９０…通信装置、２００…制御装置、２１０…演算処理装置、２２０…記憶装置、２２１…規定条件記憶部、２２２…位置データ記憶部、２２３…データ蓄積部、２３０…入出力インターフェース、２４０…走行状態データ取得部、２４１…回転数取得部、２４２…圧力取得部、２４３…アクセル開度取得部、２４４…操舵角取得部、２５０…位置取得部、２６０…条件成立判定部、２７０…トリガ部、３００…振動解析装置、３１０…演算処理装置、３２０…記憶装置、３２１…振動正常データ記憶部、３２２…相関データ記憶部、３２３…データ蓄積部、３３０…入出力インターフェース、３４０…走行状態データ取得部、３５０…振動検出データ取得部、３６０…解析部、３７０…出力部、４００…走行状態検出装置、４１０…回転数センサ、４２０…圧力センサ、４３０…アクセル開度センサ、４４０…操舵角センサ、５００…サーバ、５１０…演算処理装置、５２０…記憶装置、５３０…入出力インターフェース、５４０…異常判定部、５５０…データ蓄積部、１０００…状態検出システム、ＡＸ…回転軸、ＢＸ…回転軸。

Claims (16)

  1. 　回転機械を有する作業車両に設けられ前記作業車両の走行状態を検出する走行状態検出装置と、
    　前記回転機械に設けられる振動センサと、
    　前記走行状態を示す走行状態データを取得する走行状態データ取得部と、
    　前記走行状態が規定条件を満足するか否かを判定する条件成立判定部と、
    　前記走行状態が前記規定条件を満足するときの前記振動センサの検出値を示す振動検出データを取得する振動検出データ取得部と、
    　前記回転機械が正常であり前記走行状態が前記規定条件を満足するときの前記振動センサの検出値を示す振動正常データを記憶する振動正常データ記憶部と、
    　前記振動検出データと前記振動正常データとに基づいて、前記振動検出データを取得した時の前記回転機械の状態を解析する解析部と、
    を備える作業車両の状態検出システム。
  2. 　前記回転機械の状態の解析は、前記回転機械の異常の有無の判定を含む、
    請求項１に記載の作業車両の状態検出システム。
  3. 　前記走行状態は、前記回転機械に回転力を与えるドライブシャフトの回転数を含み、
    　前記規定条件は、前記回転数が規定回転数以上であること及び前記回転数の単位時間当たりの変動量が第１変動範囲内であることの一方又は両方を含む、
    請求項１又は請求項２に記載の作業車両の状態検出システム。
  4. 　前記走行状態は、前記作業車両のサスペンションシリンダの圧力を含み、
    　前記規定条件は、前記圧力の単位時間当たりの変動量が第２変動範囲内であることを含む、
    請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の作業車両の状態検出システム。
  5. 　前記走行状態は、前記回転機械を駆動する動力源の出力を調整する操作装置の操作量を含み、
    　前記規定条件は、前記操作量が規定操作量以上であることを含む、
    請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の作業車両の状態検出システム。
  6. 　前記走行状態は、前記作業車両の操舵装置の操舵角を含み、
    　前記規定条件は、前記操舵角が規定操舵角内であることを含む、
    請求項１から請求項５のいずれか一項に記載の作業車両の状態検出システム。
  7. 　前記作業車両の位置を検出する位置センサと、
    　前記走行状態が前記規定条件を満足するときの前記作業車両の位置を示す位置データを記憶する位置データ記憶部と、を備え、
    　前記解析部は、前記作業車両が前記位置を走行するときに取得された前記振動検出データに基づいて、前記回転機械の状態を解析する、
    請求項１から請求項６のいずれか一項に記載の作業車両の状態検出システム。
  8. 　前記回転機械は、複数の機械部品を有し、
    　前記回転機械に回転力を与えるドライブシャフトの回転数と前記機械部品が異常であるときの前記回転機械の振動特性との関係を示す相関データを記憶する相関データ記憶部を備え、
    　前記解析部は、前記相関データと前記振動検出データとに基づいて、異常な前記機械部品を特定する、
    請求項１から請求項７のいずれか一項に記載の作業車両の状態検出システム。
  9. 　前記回転機械は、複数の機械部品を収容するハウジングを有し、
    　前記振動センサは、鉛直方向の振動を検出するように前記ハウジングに設けられる、
    請求項１から請求項８のいずれか一項に記載の作業車両の状態検出システム。
  10. 　前記走行状態が前記規定条件を満足する状態が規定時間維持されたときに前記解析部にトリガ信号を出力するトリガ部を備え、
    　前記解析部は、前記トリガ信号を取得した現在時点と前記現在時点から前記規定時間遡及した遡及時点との期間に取得された前記振動検出データに基づいて前記回転機械の状態を解析する、
    請求項１から請求項９のいずれか一項に記載の作業車両の状態検出システム。
  11. 　前記解析部の解析結果を出力する出力部を備える、
    請求項１から請求項１０のいずれか一項に記載の作業車両の状態検出システム。
  12. 　前記出力部は、前記解析結果を前記作業車両に搭載されている報知装置に出力する、
    請求項１１に記載の作業車両の状態検出システム。
  13. 　前記出力部は、前記解析結果を前記作業車両の外部に設けられるサーバに出力する、
    請求項１１又は請求項１２に記載の作業車両の状態検出システム。
  14. 　請求項１から請求項１３のいずれか一項に記載の作業車両の状態検出システムを備える作業車両。
  15. 　制御装置が、
    　回転機械を有する作業車両の走行状態を示す走行状態データを取得し、
    　前記走行状態が規定条件を満足するか否かを判定し、
    　前記回転機械が正常であり前記走行状態が前記規定条件を満足するときの前記回転機械の振動の検出値を示す振動正常データと前記走行状態が前記規定条件を満足するときの前記回転機械の振動の検出値を示す振動検出データとに基づいて解析された、前記振動検出データを取得した時の前記回転機械の状態の解析結果を取得する、
    作業車両の状態検出方法。
  16. 　回転機械を有する作業車両の走行状態を検出し、
    　前記回転機械の振動を検出し、
    　前記走行状態が規定条件を満足するか否かを判定し、
    　前記走行状態が規定条件を満足するときの振動検出データと、記憶してある前記回転機械が正常であり前記走行状態が前記規定条件を満足するときの振動正常データとに基づいて、前記振動検出データを取得した時の前記回転機械の状態を判定し、
    　判定結果を出力する、
    作業車両の状態検出方法。
PCT/JP2019/008964 2018-03-06 2019-03-06 作業車両の状態検出システム、作業車両、及び作業車両の状態検出方法 WO2019172344A1 (ja)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US16/967,161 US20200364952A1 (en) 2018-03-06 2019-03-06 Work vehicle state detection system, work vehicle, and work vehicle state detection method
CN201980010924.0A CN111699373B (zh) 2018-03-06 2019-03-06 作业车辆的状态检测系统、作业车辆以及作业车辆的状态检测方法

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2018040133A JP2019152631A (ja) 2018-03-06 2018-03-06 作業車両の状態検出システム、作業車両、及び作業車両の状態検出方法
JP2018-040133 2018-03-06

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2019172344A1 true WO2019172344A1 (ja) 2019-09-12

Family

ID=67846257

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/JP2019/008964 WO2019172344A1 (ja) 2018-03-06 2019-03-06 作業車両の状態検出システム、作業車両、及び作業車両の状態検出方法

Country Status (4)

Country Link
US (1) US20200364952A1 (ja)
JP (1) JP2019152631A (ja)
CN (1) CN111699373B (ja)
WO (1) WO2019172344A1 (ja)

Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP7083315B2 (ja) * 2019-02-22 2022-06-10 日立建機株式会社 施工管理システム
JP7327327B2 (ja) * 2020-09-07 2023-08-16 トヨタ自動車株式会社 異常判定用の写像の学習方法
JP7308236B2 (ja) * 2021-03-04 2023-07-13 本田技研工業株式会社 故障予兆検知システム、車両、故障予兆検知方法、及びプログラム
CN113417327B (zh) * 2021-06-10 2022-07-26 中国煤炭科工集团太原研究院有限公司 一种井下蓄电池铲运机
US11787255B2 (en) * 2021-09-20 2023-10-17 Caterpillar Inc. Suspension system with individual ride height and dampening control
CN116047105B (zh) * 2023-04-03 2023-06-30 中国航发四川燃气涡轮研究院 一种转速键相基准获取方法
CN116452050B (zh) * 2023-04-18 2023-09-12 山东大迈车业有限公司 基于数据分析的电动车架加工质检分析系统

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004268633A (ja) * 2003-03-05 2004-09-30 Mazda Motor Corp 遠隔故障予測システム
JP2008134115A (ja) * 2006-11-28 2008-06-12 Nsk Ltd 異常診断装置
JP2009281389A (ja) * 2009-08-07 2009-12-03 Fuji Heavy Ind Ltd データ記録装置およびデータ記録装置のシャットダウン方法
JP2011203116A (ja) * 2010-03-25 2011-10-13 Toyota Motor Corp 車両用異常予測装置及び方法
WO2015140966A1 (ja) * 2014-03-19 2015-09-24 株式会社小松製作所 路面状態判定方法、路面状態出力方法、路面状態判定装置および路面状態出力装置
JP2016038269A (ja) * 2014-08-07 2016-03-22 Ntn株式会社 自動車向け車輪周辺部品の状態監視装置
JP2016215787A (ja) * 2015-05-19 2016-12-22 Ntn株式会社 車輪締結状態のサーバ利用判定装置
WO2017191313A1 (en) * 2016-05-06 2017-11-09 Dana Italia S.R.L Sensor system for monitoring a vehicle axle and for discriminating between a plurality of axle failure modes

Family Cites Families (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001305024A (ja) * 2000-04-21 2001-10-31 Nsk Ltd 大型回転機用異常診断装置
JP2002022617A (ja) * 2000-07-05 2002-01-23 Mitsubishi Electric Corp 軸受診断装置
JP3874110B2 (ja) * 2002-08-30 2007-01-31 日本精工株式会社 異常診断システム
JP3993593B2 (ja) * 2004-09-22 2007-10-17 財団法人鉄道総合技術研究所 防振部材の評価装置
US20110046842A1 (en) * 2009-08-21 2011-02-24 Honeywell International Inc. Satellite enabled vehicle prognostic and diagnostic system
CN201575927U (zh) * 2009-12-31 2010-09-08 中国铁道科学研究院机车车辆研究所 转向架状态监测装置
EP2393067A1 (en) * 2010-06-04 2011-12-07 BAE Systems Bofors AB Condition based maintenance support schedule management
JP5692783B2 (ja) * 2010-11-25 2015-04-01 国立大学法人茨城大学 配管の閉塞物診断方法
CN202038323U (zh) * 2011-05-04 2011-11-16 广州市地下铁道总公司 城市轨道交通在线运营状态检测显示系统
WO2013040633A1 (en) * 2011-09-20 2013-03-28 Tech Mining Pty Ltd Acn 153 118 024 Stress and/or accumulated damage monitoring system
JP6272133B2 (ja) * 2014-05-16 2018-01-31 株式会社日立ハイテクノロジーズ 弁状態診断システムおよび弁状態診断方法
CN104458252A (zh) * 2014-08-30 2015-03-25 吉林大学 一种高速列车齿轮箱运行状态监测方法
US10657735B2 (en) * 2017-10-09 2020-05-19 Textron Innovations Inc. System and method for adaptable trend detection for component condition indicator data

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004268633A (ja) * 2003-03-05 2004-09-30 Mazda Motor Corp 遠隔故障予測システム
JP2008134115A (ja) * 2006-11-28 2008-06-12 Nsk Ltd 異常診断装置
JP2009281389A (ja) * 2009-08-07 2009-12-03 Fuji Heavy Ind Ltd データ記録装置およびデータ記録装置のシャットダウン方法
JP2011203116A (ja) * 2010-03-25 2011-10-13 Toyota Motor Corp 車両用異常予測装置及び方法
WO2015140966A1 (ja) * 2014-03-19 2015-09-24 株式会社小松製作所 路面状態判定方法、路面状態出力方法、路面状態判定装置および路面状態出力装置
JP2016038269A (ja) * 2014-08-07 2016-03-22 Ntn株式会社 自動車向け車輪周辺部品の状態監視装置
JP2016215787A (ja) * 2015-05-19 2016-12-22 Ntn株式会社 車輪締結状態のサーバ利用判定装置
WO2017191313A1 (en) * 2016-05-06 2017-11-09 Dana Italia S.R.L Sensor system for monitoring a vehicle axle and for discriminating between a plurality of axle failure modes

Also Published As

Publication number Publication date
JP2019152631A (ja) 2019-09-12
CN111699373B (zh) 2022-10-21
US20200364952A1 (en) 2020-11-19
CN111699373A (zh) 2020-09-22

Similar Documents

Publication Publication Date Title
WO2019172344A1 (ja) 作業車両の状態検出システム、作業車両、及び作業車両の状態検出方法
KR100506444B1 (ko) 차량의 보조 기기 구동 장치
CN110525511A (zh) 用于被动和主动监控并评估电动转向系统的系统
US20180370563A1 (en) Method for Monitoring the Status of an Electronic Power Steering Device of at Least One Component of the Electronic Power Steering Device of a Motor Vehicle
US11932050B2 (en) Wheel hub
US9199624B2 (en) Method of controlling a brake system of a vehicle
JP6492481B2 (ja) 車両診断装置、端末装置及び車両診断方法
JP2008081090A (ja) インホイール型モータ内蔵センサ付き車輪用軸受装置
US20130292144A1 (en) Anti-bounce control system for a machine
KR20190074711A (ko) 전동 파워 스티어링 시스템 중 벨트 전동장치의 건강상태 평가 방법
SE1650059A1 (en) A system and a method for monitoring a gearbox
JP2005059800A (ja) 路面状態推定方法及び路面状態推定装置
WO2019202998A1 (ja) 作動油の監視システム及び作動油の監視方法
AU2004223687A1 (en) Method and control system for positioning a mine vehicle
WO2023171296A1 (ja) ブレーキ効力判定装置
CN106662238A (zh) 操控液压机的操控装置和操控方法
JP2021088304A (ja) クローラ走行装置、クロ−ラ監視システム、クロ−ラ走行車及びクロ−ラ監視方法
US10519626B2 (en) System and method for controlling machine
JP2008081089A (ja) インホイール型モータ内蔵センサ付き車輪用軸受装置
FR3109360B1 (fr) Système et procédé de pilotage d’un système de contrôle latéral d’un véhicule automobile en fonction d’une modélisation d’un système de braquage des roues
JP5615577B2 (ja) 電気自動車の挙動変化の把握支援装置、挙動変化の把握支援方法、車両点検装置及び車両点検方法
WO2024075768A1 (ja) 応力推定装置
US11860061B2 (en) Undercarriage wear measurement using a gyro sensor
US20240001845A1 (en) Too Steep to Park Warning System and Method for a Machine
JP7453445B1 (ja) 作業車両

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 19763298

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 19763298

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1