JPH0379745B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 【産業上の利用分野】

この発明はダンプトラツクやローダ、その他の
建設機械の稼動データをデイジタル方式で記録す
るシステムに関する。

【従来の技術】

自動車等の運行管理を行うために、等速回転す
る円形記録紙上へ印字針で速度、走行距離、エン
ジンの回転数をアナログ表示するタコメータが用
いられていることは周知である。 しかし、タコメータは機械的な計測・記録方法
によるため記録紙の幅の狭さと相俟つて正確に読
取ることが困難であると共にデータの処理を自動
化（例えば平均車速、積算走行距離等を自動算
出）することができない。 そこで、例えば特開昭59−172088号に見られる
如く、稼動データを携帯型メモリに記録して、別
途のデータ処理装置で分析する建設機械の管理方
法及び装置がある。 また特開昭57−144423号に見られる如く、燃費
効率測定装置による測定データをメモリパツケー
ジに記憶させておき、それを別途計算機により処
理する構成が知られている。 これら構成では、データの演算処理方法は予め
一定に制定されているので稼動時のデータを単に
記憶しているだけで、建設機械の各作業毎のきめ
の細かいデータ管理を行うことができない欠点が
ある。 しかし、建設機械はその作業の種類が多く、ま
た作業対象物の相違、作業地の気温等の環境の相
違、作業地の地質の相違等により稼動条件が様々
に変化するので、一律の演算方法で稼動データを
記録するだけでは十分に管理することができな
い。 特に、コンポーネントの異常の判断や最適稼動
の判断においては、建設機械の当該作業における
具体的な作業条件に対応した具体的なパラメータ
や最適効率値を作業日毎に設定する必要があるが
従来構成では不可能であつた。

【発明が解決しようとする問題点】

この発明は上記事情に鑑み、鋭意研究の結果創
案されたものであつて、その主たる課題は、作業
日（または単位）毎に、建設機械外部に設けられ
た管理事務所等のデータ処理装置で当該作業に合
わせた稼動データ演算処理プログラムを予めカー
ド型メモリに書込んでおき、このカード型メモリ
に記録されたプログラムを建設機械に装備された
マイクロコンピユータ等の演算処理手段に入力し
てから、検出された稼動データを携帯型メモリに
記録すると共に、異常検出用のセンサから検出さ
れたデータが異常値であるか否かを判定し、また
正常時の場合は最適効率値であるか否かを判定し
うる汎用性のある建設機械の稼動データ記録シス
テムを提供するにある。

【問題点を解決するための手段および作用】

第１図は、上記課題を解決するためのこの発明
の機能ブロツク図を示す。 建設機械に搭載された演算処理装置１（のデー
タ書込手段等）を介して該建設機械に設けられた
センサより検出された当該建設機械の稼動データ
を携帯型メモリ６に記録し、該記録後の携帯型メ
モリ６のデータを建設機械外部に設けられたデー
タ処理装置３０に入力して前記記録されたデータ
を分析処理する建設機械の稼動データ記録システ
ムにおいて、 (a) 建設機械に、車速を検出する車速センサＳ１
と、エンジン回転数を検出するエンジン回転数
センサＳ２と、作業間隔又は作業時間を検出す
る作業時検出センサＳ３と、作業量を検出する
作業量検出センサＳ７とからなる稼動検出用セ
ンサを設ける、 (b) 所定コンポーネントの稼動状態を検出する異
常検出用センサ１０を設ける、 (c) 検出機械外部に設けられたデータ処理装置に
よつて、予め各検出機械の所定作業に対応して
稼動データ演算処理プログラムを書き込んだプ
ログラム入力用のカード型メモリ４を設ける、 上記稼動データ演算処理プログラムは、前記
稼動検出用センサＳ１〜Ｓ３及びＳ７からの検
出データをもとに建設機械の稼動データを算出
する稼動データ算出用プログラムと、上記得ら
れた建設機械の稼動データを所定基準値と比較
し建設機械の稼動を判定する最適稼動判定プロ
グラムと、異常検出用センサ１０からの検出デ
ータを基に所定コンポーネントの異常を判定す
る異常判定プログラムとからなつている、 (d) 建設機械に搭載された演算処理装置１に、上
記カード型メモリ４を装着して（プログラム読
取手段を介する等して）稼動データ演算処理プ
ログラムを読み込むデータ格納部Ｍを設ける、 (e) 該データ格納部Ｍに読み込まれた稼動データ
演算処理プログラムに従い、上記各稼動検出用
センサからの入力信号から建設機械の稼動デー
タを演算するデータ演算手段１Ａを設ける、 (f) 上記建設機械の稼動データをもとに所定基準
値と対比し建設機械の稼動を判定し、その結果
を外部に表示８Ｂする最適稼動判定手段１６Ｂ
を設ける、 (g) 各コンポーネントの異常検出用センサＳ１０
からの検出データが異常か否かを判定する異常
判定手段１６Ａを設ける、 (h) 前記異常判定手段１６Ａで異常が検出される
とそれを外部に表示する異常報知手段又は異常
停止手段８Ａを設ける、 という技術的手段を講じている。

【実施例】 以下に、この発明の建設機械の稼動データ記録
システムをダンプトラツク（オフハイウエイトラ
ツク）に適用した場合の一実施例を第２図以降の
図面に基づいて説明する。 この稼動データ記録システムは、測定信号入力
用端子２とプログラム読取手段３とデータ書込手
段５とを備えた演算処理装置１のシステム本体１
０と、管理事務所等に設けられて予め各建設機械
の所定作業に対応したプログラム乃至データをカ
ード型メモリに書き込むプログラム設定手段２０
と、作業終了後に管理事務所等で稼動データが書
き込まれたカード型メモリからデータをデータ再
生手段３０Ａで読取り演算処理するデータ解析手
段３０Ｂとからなつている。 上記演算処理装置はマイクロコンピユータから
なつており、前記測定信号出力用端子２は本実施
例の場合、６つの端子Ｔ１〜Ｔ６を有している。 Ｔ１は、スピードメータや車輪の回転数等から
車速を検出する車速センサＳ１用端子であり、Ｔ
２は、エンジン回転数を検出するエンジン回転数
センサＳ２接続用の端子であり、Ｔ３は、作業検
出センサの一例を示すベツセルの昇降回数を検出
するダンプスイツチＳ３接続用の端子であり、Ｔ
４とＴ５は拡張用端子である。尚Ｔ６は車輛のス
タータスイツチ（デイスコネクタスイツチ）Ｓ６
と接続する端子である。 これらセンサ手段又は測定手段Ｓ１〜Ｓ６は、
インターフエースＩ／Ｆを介して測定信号（検出
信号）をシステム本体１０へ出力する。 また、このシステム本体１０は車載バツテリＶ
にコネクタケーブルを介して接続され供電され
る。本実施例において、センサ手段又は測定手段
は全て車載されたセンサ又は測定装置を用いてい
るが車外に設置された測定装置からの測定信号を
システム本体１０へ入力してもよい。 CHはRS232Cの通信用端子であつて、例えば、
現地に設置された作業量検出手段の一例を示す積
載重量計測装置（ダンプスケール）Ｓ７で計測さ
れた積載重量データをシリアル転送によりシステ
ム本体１０へ入力することができる。 この発明の入力ポート１ａに通じる測定信号入
力用端子２は上記センサの外、管理すべき稼動デ
ータを検出するための適宜種類のセンサ又は測定
装置を接続しうる構成となつているので、異なる
センサ手段又は測定手段であつてもインターフエ
ースＩ／Ｆを介す等して接続することができるた
め拡張性及び汎用性がある。 次に、プログラム読取手段３は、カード型記憶
体４にストアされている建設機械の稼動データを
算出するプログラム、異常判定プログラムおよび
最適稼動判定プログラムとからなる稼動データ演
算処理プログラムや稼動データ制御プログラムを
読取つてシステム本体１０へ入力する構成であ
る。 尚、稼動データ制御プログラムは、予めシステ
ム本体のメモリに格納されているものであつても
よい。 このカード型記憶体４にストアされた稼動デー
タ演算処理プログラムは、マイクロコンピユータ
構成のプログラム設定手段２０によつて、作業日
（または作業単位）毎に各作業条件に応じて設定
されて書き込まれる。 上記カード型記憶体４にストアされた稼動デー
タ演算処理プログラムがプログラム読取手段３に
装着され、これを介して入力ポート１ａを通りシ
ステム本体１０へ入力されることによりこのシス
テム本体１０の稼動データ処理が特色づけられ
る。 従つて、上記稼動データ算出用プログラムが異
なれば、同一の測定信号が入力された場合でも、
稼動データを時系列的に処理したり或いはヒスト
グラムとして処理したり等異なるデータ処理を施
すことができる。 また異なる測定信号が入力された場合にはそれ
に応じた稼動データの演算処理を施すことができ
る。 従つて、このシステム本体１０はいわば稼動デ
ータの演算処理に関しては、クリーンな構成とい
うことができる。 本実施例では、カード型記憶体４に設定された
プログラムが読込まれることによつてシステム本
体１０には、車速センサＳ１から入力された信号
を基に単位時間毎の車速データを得る車速データ
演算処理手段１１と、車速データにシステム本体
１０の時計機能Ｔから得られた走行時間データを
用いて得る走行距離データ演算処理手段１２と、
エンジン回転数センサＳ２から入力された信号を
基に単位時間毎のエンジン回転数を得るエンジン
回転数演算処理手段１３と、ダンプスイツチＳ３
から得られた信号を基に時計機能Ｔから得られた
ダンプ間隔時間データを得ると共に、該ダンプ間
隔時間データに対応する走行距離を算出するダン
プ間隔データ演算処理手段１４と、積載重量計測
装置から入力された積載重量値データを対応する
ダンプ時の積載重量値とする積載重量データ処理
手段１５とが備えられる。 また、これら稼動データ演算処理手段によつて
得られた稼動データやその他の最適稼動条件判定
用のセンサからの検出データ、あるいはコンポー
ネントの異常判定用のセンサからの検出データを
所定基準値と対比し、その結果に応じて所定外部
表示等を行う稼動データ判定手段１６が設けられ
ている。 この稼動データ判定手段１６は、第１図で示し
た如く異常判定手段１６Ａと最適稼動判定手段１
６Ｂとからなつている。 即ち異常判定手段１６Ａは、異常検出用センサ
Ｓ１０の一例として示すセンサ即ち、潤滑油温度
センサ、潤滑油圧センサ、排気温度センサ、吸入
空気温度センサ、吸入空気圧センサ、冷却水温度
センサ、作業機吐出圧センサ、作業油温度センサ
等からの検出データが上記カード型記憶体４に記
憶された異常判定プログラムに予め設定された基
準値を超えたか否かを判定するものである。 この基準値は、各作業日（単位）毎に作業対象
物、作業地の気温等の環境、作業地の地質等によ
り具体的な稼動条件が決定されることになる。 この異常判定手段１６Ａで所定コンポーネント
の検出データが異常と判定されると、その異常を
知らせる信号をデイスプレイ８（又は異常をオペ
レータに知らせる異常報知手段）に出力しオペレ
ータに異常を知らせる。 また上記構成と共に、当該コンポーネントの駆
動又は建設機械の走行自体を自動制御により停止
させる緊急停止手段を設けてもよい。 次に、最適稼動判定手段１６Ｂは、前記稼動デ
ータ演算処理手段によつて得られた建設機械の稼
動データを予め設定された基準値と比較して、建
設機械の稼動が最適な稼動か否かを判定するもの
である。 この場合に、基準値は、最適稼動判定プログラ
ム中に設定されてカード型記憶体４に記録されて
いる。 また、上記判定手段に加えて、建設機械の各コ
ンポーネントの稼動が最適条件（最高効率）にあ
るか否かを判定してもよい。 この場合、稼動効率の検出用のセンサ、例えば
エンジン回転数センサ、燃料供給量センサ、ポン
プ流量検出センサ、ポンプ吐出圧検出センサ等か
らの検出データが予め制定された各コンポーネン
トの最高効率値と比較してどの位置にあるかに応
じてオペレータに操作指示がデイスプレイ又はプ
リンタの外部表示手段８から出力されて指示する
ことが好ましい。 また、このカード型記憶体４又はシステム本体
１０内のROMには上記稼動データ演算処理プロ
グラムを実行させ、前記各センサから入力された
測定信号を所定の稼動データ演算処理プログラム
に入力して各種稼動データを得て、これをデータ
書込手段５や外部表示手段８へ出力するための稼
動データ制御プログラムが格納されており稼動デ
ータ制御手段１８を形成している。 この稼動データ制御手段１８は、第３図のフロ
ーチヤートで示す如く、ステツプでプログラム
読取手段３によりプログラム等を記憶したカード
型記憶体４からプログラムが読込まれる。 次に、ステツプでデータ書込手段５に装着さ
れたデータ記憶用のカード型記憶体６について
IDコードの判定を行う。 IDコードがマツチした場合にステツプでデ
ータ書込手段５が駆動し、データ記憶用のカード
型記憶体６に書込み可能な状態となる。 ステツプでこの各稼動データ演算処理プログ
ラムが実行されて、センサ手段又は測定手段から
の測定値を入力して各稼動データを得る。 そしてこれと同時に異常判定手段及び最適稼動
判定手段もそれぞれ前述の如く作動する（ステツ
プ）。 この得られた稼動データはステツプでシステ
ム本体のRAMに一時的にストアされてから或い
はステツプを省略して直接ステツプでデータ
書込手段５へ出力されデータ記憶用のカード型記
憶体６へ書込みがおこなわれる。 ステツプでダンプトラツクの稼動が終了した
場合或いはステツプで稼動データ演算処理プロ
グラムの終了又は変更が必要な場合はステツプ
でシステム本体の供電の停止、プログラム等を記
憶したカード型記憶体４のプログラム読取手段３
からの引抜き等によつて稼動データ演算処理プロ
グラムが消去し終了となる。 次に、カード型記憶体４に設定された稼動デー
タ演算処理プログラムに基づいて各稼動データ演
算処理手段１１〜１５は第４図のフローチヤート
で示す手順に従い稼動データを演算処理する。 即ち、データ書込手段５に差込まれたデータ記
憶用のカード型記憶体６が予め設定されている
IDコードと合致するか否か判定し、合致した場
合にデータ書込手段５が書込み可能となつてこの
手順はスタートする。 先ずステツプでエンジンの油圧の上昇がセン
サで検出されたら車両エンジンのスタートと判定
する。 この際ステツプで必要に応じエンジンの回転
立上がりの時刻を書込む。 次にステツプで後述の如く各センサ手段又は
測定手段から入力された測定信号を稼動データに
換算する。 この測定信号がアナログ値である場合にはＡ／
Ｄ変換を行う前処理が必要となる。 また、前記各センサからの検出値をもとに異常
判定手段及び最適稼動判定手段はそれぞれ前述の
ように異常の有無および最適稼動か否かを判定す
る。 この稼動データは、次いで順次時系列データと
して記録してもよいが、ステツプによりヒスト
グラム作成その他のデータ処理を施してもよい。 これらデータはステツプで一時システム本体
１０のRAMに仮想メモリとして記憶される等し
てデータ書込手段５を介してデータ記憶用のカー
ド型記憶体６に書込まれる（ステツプ）。 ステツプでエンジン回転が０と判断された場
合は、ステツプで時計機能によりその時刻が書
込まれ、次いでステツプでそのエンジン停止か
一時的な停止か否か判定され、続行の場合は本実
施例の場合オペレータが続行の押釦を押すことに
より判断されてステツプに戻り、終了の場合は
終了の押釦が押されることにより判断されて、こ
の手順を終了させる。 ここで、前記ステツプで行われる各測定信号
毎の稼動データ演算処理手段を次に見る。 (1) エンジン回転数 本実施例では、一定時間におけるエンジン回
転数はパルス数として入力されるので回転数に
換算（１回転で４パルスの場合、パルス数÷４
＝回転数）し、単位時間毎の時系列データとし
て、或いは等間隔の回転数領域毎に分けられた
ヒストグラムに変換してからデータ記憶用のカ
ード型記憶体６に書込む。 (2) 走行速度・走行距離 スピードメータからの測定信号を基に、或い
は車輪の一定時間における回転数に車輪外周を
積算すること等の方法によつて算出される。 この場合も時系列データとして或いはヒスト
グラムとしてデータ記憶用のカード型記憶体６
に書込む。 走行距離は、走行速度を走行時間で積分処理
することによつて算出される。 (3) 積載量、ダンプ回数 ダンプのスイツチがONになつたと判定され
た場合に、その時刻およびエンジン回転立上が
りから今までの走行距離を算出しその走行距離
値、および通信回線を経てバケツトスケール等
の積載物重量測定装置からRS232Cインターフ
エイスを介して転送されたダンプ時直前の積載
重量値を記録し、ダンプ時刻、走行距離と共に
データ記憶用のカード型記憶体６に書込む。 ここで積載重量値は積載物重量測定装置からの
書込要求コマンドの入力を待つて書込むことがで
きる構成が好ましい。 尚、積載重量計測装置が支持機構の油圧力や歪
量の変化から算出する構成の場合等の如くセンサ
手段が車載されている場合には拡張用端子Ｔ５ま
たはＴ６に上記センサ手段を接続して測定信号を
入力しシステム本体内で積載重量値を換算する構
成であつてもよい。 尚、この発明においては、可変要素のないデー
タ、例えば日付、予め設定された稼動コース、機
種ナンバー等は、キーボード等の外部入力手段Ｋ
を用いてシステム本体１０へ入力される。 このようにしてデータ処理された稼動データ
は、データ書込手段５を介してデータ記憶用のカ
ード型記憶体６に書込まれ、稼動終了と共にオペ
レータによつて抜取られ、次に管理者サイドのデ
ータ再生手段３０Ａに差込まれて稼動データが読
取られる。 この読取られた稼動データは上記データ再生手
段３０Ａと一体又は別体のデータ解析手段３０Ｂ
に転送され、運行乃至稼動管理プログラム等に従
つてデータ分析が遂行され、また稼動日報その他
の管理資料や分析資料が作成されることになる。 尚、システム本体１０の出力ポート１ｂに外部
表示手段出力用の端子７であるＴ１０，Ｔ１１を
オプシヨンとして設けておけば、データ記憶用の
カード型記憶体６に書込むデータをCRTやLED
等のデイスプレイ、プリンタ、Ｘ−Ｙプロツタ等
に適宜出力させることができ、管理資料を作成す
ることができるので、データ解析装置の外部表示
手段（図示せず）による外部表示を待たずに稼動
データをハードコピーしうる。 尚、この発明において、建設機械や車両の如く
共通の稼動データを必要とする場合にはシステム
本体１０に基本的な稼動データ演算処理手段（本
実施例ではタコメータに対応する走行速度、エン
ジン回転数等の稼動データ演算処理手段）とオプ
シヨン的な稼動データ演算処理手段（ダンプ間隔
データ演算処理手段等）とを設け、稼動内容に応
じたオプシヨン的な稼動データ演算処理手段を適
宜変更していく方法を用いてもよい。 また、プログラム等を記憶したカード型記憶体
４とデータ記憶用のカード型記憶体６とは共に同
一の記録媒体であることから、データ記憶用のカ
ード型記憶体６の記憶容量が一杯になつた場合に
は、プログラム記憶用のカード型記憶体４の残り
の記憶容量を利用しまたはデータを消去して稼動
データ記録用のカード型記憶体６の補充用として
使用してもよい。 なお、プログラム読取手段３とデータ書込手段
５とは別体であつても両用であつてもよい。 このプログラム等を記憶したカード型記憶体４
とデータ記憶用のカード型記憶体６とは、要する
にプログラム読取手段３又はデータ書込手段５に
脱着可能に取付けられて読取り又は書込みが行わ
れるカード型の記憶媒体であれば、その記憶方式
は特に限定せず如何なる構成のものであつてもよ
い。 またストアされたデータを基にデータ処理を行
うインテリジエント機能を併有する構成であつて
もよい。 この記憶体としては例えば、ICカード、レー
ザカードその他のカード型の記録媒体が用いられ
る。

【発明の効果】

この発明は、作業の内容、作業現場の環境等に
より変化する稼動条件を、そのつど予め管理事務
所等に設けられたデータ処理機でカード型メモリ
に記憶しておき、稼動データの記録の前にデータ
記録装置に読み込ませてデータ記録乃至データ処
理を行うので、きめの細かいデータ管理を行うこ
とができる。 また、コンポーネントの異常や最適効率の判定
には、上記各日の稼動条件に基づいた基準値や最
適効率値が設定されるので、画一的でない正しい
データ判定を行うことが可能となる。 また前記データ演算用のプログラムやパラメー
タを記録するカード型メモリと、稼動データを記
録するカード型メモリとは同一構成からなつてい
るので、稼動データがカード型メモリの容量を越
える場合は補充用のカード型メモリとして使用す
ることもできる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の機能ブロツク図、第２図は
この発明をダンプトラツクに適用した場合の一実
施例を示す機能ブロツク図、第３図はこの実施例
のシステム本体に内蔵された稼動データ制御手段
の稼動データ制御手順を示すフローチヤート、第
４図はこの実施例の稼動データ演算処理手段の稼
動データ演算処理手順を示すフローチヤートであ
る。 １……演算処理装置、４……カード型メモリ、
６……携帯型メモリ、１６Ａ……異常判定手段、
１６Ｂ……最適稼動判定手段、３０……建設機械
外部に設けられたデータ処理装置、Ｍ……データ
格納部、１Ａ……データ演算手段、Ｓ１……車速
センサ、Ｓ２……エンジン回転数センサ、Ｓ３…
…作業時検出センサ、Ｓ１０……異常検出用セン
サ。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 建設機械に搭載された演算処理装置を介して
   該建設機械に設けたセンサの検出データを携帯型
   メモリに記録し、該記録後の携帯型メモリのデー
   タを建設機械外部に設けられたデータ処理装置に
   入力して前記記録されたデータを分析処理する建
   設機械の稼動データ記録システムにおいて、 建設機械に設けられて車速を検出する車速セン
   サと、エンジン回転数を検出するエンジン回転数
   センサと、作業間隔又は作業時間を検出する作業
   時検出センサと、作業量を検出する作業量検出セ
   ンサとからなる稼動検出用センサと、 所定コンポーネントの稼動状態を検出する異常
   検出用センサと、 上記稼動検出用センサからの検出データをもと
   に建設機械の稼動データを算出する稼動データ算
   出用プログラムと、上記得られた建設機械の稼動
   データを所定基準値と比較し建設機械の稼動を判
   定する最適稼動判定プログラムと、上記異常検出
   用センサからの検出データを基に所定コンポーネ
   ントの異常を判定する異常判定プログラムとから
   なる稼動データ演算処理プログラムと、 予め各建設機械の所定作業に対応して書き込ん
   だプログラム入力用のカード型メモリと、 建設機械に搭載された演算処理装置に設けられ
   て、上記カード型メモリから上記稼動データ演算
   処理プログラムを入力するデータ格納部と、 該データ格納部に読み込まれた稼動データ演算
   処理プログラムに従い、上記稼動検出用センサか
   らの入力信号から建設機械の稼動データを演算す
   るデータ演算手段と、 上記建設機械の稼動データをもとに所定基準値
   と対比し建設機械の稼動を判定しその結果を外部
   表示装置に出力する最適稼動判定手段と、 各異常検出用センサからの検出データが異常か
   否かを判定する異常判定手段と、 前記異常判定手段で異常が検出されるとそれを
   外部に表示する異常報知手段又は異常停止手段と
   を設けてなることを特徴とする建設機械の稼動デ
   ータ記録システム。 ２ プログラム入力用のカード型メモリがICカ
   ードからなつていることを特徴とする特許請求の
   範囲第１項記載の建設機械の稼動データ記録シス
   テム。 ３ 異常検出用センサが、潤滑油温度センサ、潤
   滑油圧センサ、排気温度センサ、吸入空気温度セ
   ンサ、吸入空気圧センサ、冷却水温度センサ、作
   業機吐出圧センサ、作業油温度センサからなつて
   いることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載
   の建設機械の稼動データ記録システム。 ４ 携帯型メモリがカード型メモリからなつてお
   り、プログラム入力用のカード型メモリと兼用さ
   れてなることを特徴とする特許請求の範囲第１項
   記載の建設機械の稼動データ記録システム。