JP2010235027A - 作業機械の表示装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】予め定めた一連の動作を行うために基準となる作業時間内において、全アクチュエータでの累積仕事量ΣWACTを算出し(S110)、且つ、累積燃料消費量ΣWFUELを求める(S140)。累積仕事量ΣWACTを累積燃料消費量ΣWFUELで割ることにより、上記作業時間における燃料1リットル当たりの仕事量(単位:ジュール)を表示する。
【選択図】図5
Description
また、作業前にオペレータが予め設定した目標とする燃費に対して、実際の燃費を比較して表示する装置が知られている(特許文献2)。
請求項2に記載の発明は、予め定めた一連の動作を行うための基準作業時間内において、前記一連の動作を行うために使用したアクチュエータの仕事量を累算し、累積仕事量を出力する累積仕事量算出手段と、前記一連の動作を行うために使用したアクチュエータを駆動するために用いるエンジンが前記基準作業時間内において発生した累積エンジン発生仕事量を算出する累積エンジン発生仕事量算出手段と、前記累積エンジン発生仕事量から前記累積仕事量を差し引いた結果を報知する報知手段とを備え作業機械の表示装置である。
図1は、本発明を適用した油圧ショベルの全体構成図である。本図において、下部走行体10は、一対のクローラ11およびクローラフレーム12、各クローラ11を独立して駆動制御する一対の走行用油圧モータ13,14およびその減速機構(図示せず)を備えている。
(§1)押しボタン52を用いたサイクルタイムの設定
掘削作業を例にあげて説明していく。この掘削作業例では、バケットからダンプカーへ土を1回だけ積み込むための一連の動作を、1サイクルタイムとして設定する。説明を容易にするために、ISOレバー方式によるショベルの動きを示した図4を参照しながら、サイクルタイムの設定操作を述べる。
作業内容ごとに定められている既定値を選択するために、ボタンA〜Gのいずれか一つをオペレータが押下する。スタートボタン52Aおよびストップボタン52Bは使用しない。すなわち、作業ごとによるサイクルタイムを予め登録しておき、オペレータは、これから行う作業内容に応じたボタンを押下する。例えば、掘削積込(ダンプ位置90度)、掘削積込(ダンプ位置180度)、ならし作業(5m2)、ならし作業(10m2)、法面整形作業(5m2)、法面整形作業(10m2)などのように、作業内容に応じてボタンA〜Gのいずれか一つを押下する。さらに、土の固さなどを考慮してより細かな作業内容を登録しておくことにより、より細かなサイクルタイムを設定することができる。
(1)累積仕事量ΣWACT記憶領域
(2)累積仕事量ΣWENG記憶領域
(3)累積燃料消費量ΣWFUEL記憶領域
(4)演算時間TCAL記憶領域
の記憶データを零にリセットする。累積仕事量ΣWACTと累積仕事量ΣWENGと累積燃料消費量ΣWFUELとについては、以下のステップにおいて説明する。
各油圧シリンダ32,34,36における仕事量を求めるために、まず次式に従って、シリンダ推力を演算する。
推力(N)=π×シリンダ半径2(mm2)×圧力(MPa)×シリンダ効率
次に、ロッド位置検出器αから得られた位置情報に基づいて、ロッドの移動速度(m/s)を求める。仕事率(J/s)は次式に従って求めることができる。
仕事率(J/s)=推力(N)×移動速度(m/s)
次に、上記仕事率(J/s)に演算周期d(例えば、10ミリ秒)を乗じることにより、演算周期dにおける仕事量(J)を求める。
仕事量(J)=仕事率(J/s)×演算周期d(s)
以上の演算により、油圧シリンダごとの仕事量WACTを算出する。
なお、シリンダ半径およびシリンダ効率は各油圧シリンダにより異なるが、これらの値は記憶部70Cに予め記憶させておく。また、シリンダのボトム側とロッド側でシリンダ半径およびシリンダ効率は異なるが、これらの値も同様に記憶部70Cに記憶させておく。
油圧モータ13,14,26における仕事量を求めるために、まず次式に従って、出力トルクを演算する。
出力トルク(N・m)=圧力(MPa)×モータ容量(cm3/rev)×効率×ギア比/2π
次に、回転角度検出器γからの検出データに基づき1分間当たりの回転数(rpm)を算出する。仕事率(J/s)は、次式により求める。
仕事率(J/s)=2π×出力トルク(N・m)×回転数(rpm)/60
このようにして求めた仕事率(J/s)に演算周期d(例えば、10ミリ秒)を乗じることにより、演算周期dにおける仕事量(J)を求める。
仕事量(J)=仕事率(J/s)×演算周期d(s)
以上の演算により、油圧モータごとの仕事量WACTを算出する。
なお、モータ容量,効率,ギア比は記憶部70Cに予め記憶させておく。
エンジンの発生トルクをτとし、回転角速度をωとすると、エンジンの仕事率P(J/s)は、P=τ・ωであるので、ステップS120で検出した回転数に基づいて、記憶部70Cに記憶されているエンジン特性データから発生トルクτを読み出す。この仕事率P(J/s)に演算周期d(例えば、10ミリ秒)を乗じることにより、演算周期dにおける仕事量(J)を求める。そして、記憶部70Cの累積仕事量ΣWENG記憶領域に既に記憶されているデータに加算して、新たな累積仕事量ΣWENGを記憶する。
そこで、図9に示すような棒グラフ表示とすることにより、1サイクルタイムの長短とそれぞれのサイクルタイムにおける仕事効率(J/L)とを時系列的に表示することができる。特に、サイクルタイムの値が途中で変更されたときにも、そのサイクルタイムの変化量を目視することができる。この図9においては、棒グラフの高さが高いほど1サイクルタイム当たりの仕事効率が良いことを示している。
本実施の形態によれば、以下のような作用・効果を奏することができる。
(1)これまで説明した実施の形態では、オペレータが押しボタンを押すことによりサイクルタイムを設定する構成としたが、サイクルタイムを記憶させた記録媒体を表示制御装置に挿入することにより、あるいは、遠隔操作によりサイクルタイムを設定することができる。
実施の形態と変形例の一つとを組み合わせること、もしくは、実施の形態と変形例の複数とを組み合わせることも可能である。
変形例同士をどのように組み合わせることも可能である。
さらに、本発明の技術的思想の範囲内で考えられる他の形態についても、本発明の範囲内に含まれる。
13,14 走行用油圧モータ
20 上部旋回体
22 エンジン
32 ブームシリンダ
34 アームシリンダ
36 バケットシリンダ
40 油圧制御システム
50 表示器
52,54 押しボタン
45 エンジン回転数検出器
47 エンジンコントローラ
55 サイクルタイム設定部
70 表示制御装置
α ロッド位置検出器
β 圧力検出器
γ 回転角度検出器
δ 圧力検出器
Claims (5)
- 予め定めた一連の動作を行うための基準作業時間内において、前記一連の動作を行うために使用したアクチュエータの仕事量を累算し、累積仕事量を出力する累積仕事量算出手段と、
前記基準作業時間内における累積燃料消費量を算出する累積燃料消費量算出手段と、
前記累積仕事量を前記累積燃料消費量で除算した結果を報知する報知手段とを備えたことを特徴とする作業機械の表示装置。 - 予め定めた一連の動作を行うための基準作業時間内において、前記一連の動作を行うために使用したアクチュエータの仕事量を累算し、累積仕事量を出力する累積仕事量算出手段と、
前記一連の動作を行うために使用したアクチュエータを駆動するために用いるエンジンが前記基準作業時間内において発生した累積エンジン発生仕事量を算出する累積エンジン発生仕事量算出手段と、
前記累積エンジン発生仕事量から前記累積仕事量を差し引いた結果を報知する報知手段とを備えたことを特徴とする作業機械の表示装置。 - 請求項1または請求項2に記載の作業機械の表示装置において、
前記報知手段は、前記基準作業時間ごと生じる報知結果を時系列的に並べて出力することを特徴とする作業機械の表示装置。 - 請求項1ないし3のいずれか一項に記載の作業機械の表示装置において、
前記累積仕事量算出手段は、前記予め定めた一連の動作を行うための基準作業時間内において油圧シリンダのロッド位置検出センサおよび圧力センサから出力される検出値に基づいて算出される仕事量、ならびに、前記予め定めた一連の動作を行うための基準作業時間内において油圧モータの回転角度センサおよび圧力センサから出力される検出値に基づいて算出される仕事量を累算することを特徴とする作業機械の表示装置。 - 請求項1ないし4のいずれか一項に記載の作業機械の表示装置において、さらに加えて、
前記予め定めた一連の動作を行うための基準作業時間をサイクルタイムとして可変設定するサイクルタイム設定手段を備えることを特徴とする建設機械の表示装置。
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