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公開番号2021035812
公報種別公開特許公報(A)
公開日20210304
出願番号2019158165
出願日20190830
発明の名称作業機械
出願人日立建機株式会社
代理人個人
主分類B60R 16/02 20060101AFI20210205BHJP(車両一般)
要約【課題】簡単な構成にしてワイヤ・ハーネスの故障を的確に検知することができる作業機械を提供する。
【解決手段】複数のセンサと、複数のセンサによって検出された検出情報が入力されるコントローラと、複数のセンサに供給する電力を蓄電するバッテリと、一方が複数のセンサのそれぞれに、他方がコントローラ及びバッテリに接続する集合回路と、を備えた作業機械において、コントローラは、複数のセンサから入力される情報に基づき(S20)、集合回路のうち故障がある範囲である故障範囲を判定する(S80)回路故障判定部を有する。
【選択図】図6
特許請求の範囲【請求項1】
複数のセンサと、
前記複数のセンサによって検出された検出情報が入力されるコントローラと、
前記複数のセンサに供給する電力を蓄電するバッテリと、
一方が前記複数のセンサのそれぞれに、他方が前記コントローラ及び前記バッテリに接続する集合回路と、を備えた作業機械において、
前記コントローラは、前記複数のセンサから入力される情報に基づき、前記集合回路のうち故障がある範囲である故障範囲を判定する回路故障判定部を有することを特徴とする作業機械。
続きを表示(約 890 文字)【請求項2】
前記集合回路は、
前記複数のセンサからそれぞれ延び、前記コントローラに前記検出情報を通信可能に接続する複数の通信線と、
前記バッテリから前記複数のセンサに電力を供給する複数の電力供給線と、を有し、
前記電力供給線は、前記複数のセンサに複数回枝分かれして延びて接続し、
前記コントローラは、
前記複数のセンサのうち異常な検出情報を該コントローラに入力するセンサとしての異常センサを判定する異常判定部を有し、
前記回路故障判定部は、前記異常判定部によって判定された前記異常センサが複数あるとき、該複数の異常センサが接続する前記通信線及び前記電力供給線の接続態様に基づいて前記故障範囲を判定する、
ことを特徴とする、請求項1に記載の作業機械。
【請求項3】
前記回路故障判定部は、
前記通信線及び前記電力供給線のうち、前記複数の異常センサのすべてが接続する前記集合回路中の経路の最も下流側である故障範囲下流位置と、
前記通信線及び前記電力供給線のうち、前記複数のセンサのうち正常な検出情報を前記コントローラに入力する正常センサのすべてが接続する前記集合回路中の経路の最も下流側である故障範囲上流位置とを判定し、前記故障範囲を前記故障範囲下流位置から前記故障範囲上流位置までの範囲と判定する、
ことを特徴とする、請求項2に記載の作業機械。
【請求項4】
前記コントローラは、前記複数のセンサから入力される情報と前記故障範囲との関係性を示すデータベースを記憶する記憶部を有し、
前記回路故障判定部は、前記複数のセンサから入力される情報を前記データベースと照合して前記故障範囲を判定する、
ことを特徴とする、請求項2に記載の作業機械。
【請求項5】
前記コントローラは、前記回路故障判定部が判定する前記故障範囲のうち、故障している可能性が高い箇所を推定する故障箇所推定部を有する、
ことを特徴とする、請求項1に記載の作業機械。

発明の詳細な説明【技術分野】
【0001】
本発明は作業機械に係り、特にワイヤ・ハーネスの故障を検知する技術に関する。
続きを表示(約 5,900 文字)【背景技術】
【0002】
油圧ショベル等の建設機械では、故障検知用のセンサの増加を抑えるために、既存の制御用のセンサからの信号を利用して油圧機器の故障や、コントローラの故障(以下、機器等の故障という)を検知している(特許文献1)。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
特開平10−280488号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
ところで、油圧ショベル等の建設機械において電気的な不具合が発生した場合、故障検知システムによってセンサ信号に問題がある箇所についてエラーコードが生成され、いくつかの警告信号などがモニタに表示されることが一般的である。しかしながら、作業者は、このようなエラーコードを参照しても、センサに問題があるのか、またはワイヤ・ハーネスに問題があるのかどうかを特定することが難しい場合があった。
【0005】
一方で、通常の制御には使用しない、ワイヤ・ハーネスの故障の検知のみを目的とした部品、およびシステムを追加することで故障の検知範囲や精度を向上させることも考えられるが、部品点数の増加、検知システムが正常であるかを判断する必要性があるなど、コスト増加およびシステムの複雑化が問題となる。
【0006】
本発明はこのような課題に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、簡単な構成にしてワイヤ・ハーネス(集合回路)の故障を的確に検知することができる作業機械を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0007】
上記の目的を達成するため、本発明の作業機械は、複数のセンサと、前記複数のセンサによって検出された検出情報が入力されるコントローラと、前記複数のセンサに供給する電力を蓄電するバッテリと、一方が前記複数のセンサのそれぞれに、他方が前記コントローラ及び前記バッテリに接続する集合回路と、を備えた作業機械において、前記コントローラは、前記複数のセンサから入力される情報に基づき、前記集合回路のうち故障がある範囲である故障範囲を判定する回路故障判定部を有することを特徴とする。
【0008】
これにより、複数のセンサから入力される情報に基づき、集合回路のうち故障がある範囲である故障範囲を判定することで、故障範囲を検出するためのセンサを設けることなく、故障範囲を判定することが可能とされる。
【0009】
その他の態様として、前記集合回路は、前記複数のセンサからそれぞれ延び、前記コントローラに前記検出情報を通信可能に接続する複数の通信線と、前記バッテリから前記複数のセンサに電力を供給する複数の電力供給線と、を有し、前記電力供給線は、前記複数のセンサに複数回枝分かれして延びて接続し、前記コントローラは、前記複数のセンサのうち異常な検出情報を該コントローラに入力するセンサとしての異常センサを判定する異常判定部を有し、前記回路故障判定部は、前記異常判定部によって判定された前記異常センサが複数あるとき、該複数の異常センサが接続する前記通信線及び前記電力供給線の接続態様に基づいて前記故障範囲を判定するのが好ましい。
【0010】
これにより、異常判定部によって判定された異常センサが複数あるとき、複数の異常センサが接続する通信線及び電力供給線の接続態様に基づいて故障範囲を判定することで、例えば複数の異常センサの組み合わせと通信線及び電力供給線の接続態様から故障範囲を判定することが可能とされる。
【0011】
その他の態様として、前記回路故障判定部は、前記通信線及び前記電力供給線のうち、前記複数の異常センサのすべてが接続する前記集合回路中の経路の最も下流側である故障範囲下流位置と、前記通信線及び前記電力供給線のうち、前記複数のセンサのうち正常な検出情報を前記コントローラに入力する正常センサのすべてが接続する前記集合回路中の経路の最も下流側である故障範囲上流位置とを判定し、前記故障範囲を前記故障範囲下流位置から前記故障範囲上流位置までの範囲と判定するのが好ましい。
【0012】
これにより、複数の異常センサのすべてが接続する経路の最も下流側である故障範囲下流位置から、複数のセンサのうち正常な検出情報をコントローラに入力する正常センサのすべてが接続する経路の最も下流側である故障範囲上流位置まで、の範囲を故障範囲とすることで、故障範囲の判定精度を高めることが可能とされる。
【0013】
その他の態様として、前記コントローラは、前記複数のセンサから入力される情報と前記故障範囲との関係性を示すデータベースを記憶する記憶部を有し、前記回路故障判定部は、前記複数のセンサから入力される情報を前記データベースと照合して前記故障範囲を判定するのが好ましい。
【0014】
これにより、記憶部に記憶されたデータベースと複数のセンサから入力される情報とを照合して故障範囲を判定することで、回路故障判定部による判定精度を高めることが可能とされる。
【0015】
その他の態様として、前記コントローラは、前記回路故障判定部が判定する前記故障範囲のうち、故障している可能性が高い箇所を推定する故障箇所推定部を有するのが好ましい。
これにより、回路故障判定部が判定する故障範囲のうち、故障している可能性が高い箇所を推定することで、例えば推定した故障箇所をテスタに表示して修理する箇所を的確に案内することが可能とされる。
【発明の効果】
【0016】
本発明の作業機械によれば、複数のセンサから入力される情報に基づき、集合回路のうち故障がある範囲である故障範囲を判定するようにしたので、故障範囲を検出するためのセンサを設けることなく、故障範囲を判定することができる。
これにより、簡単な構成にしてワイヤ・ハーネスの故障を的確に検知することができる。
【図面の簡単な説明】
【0017】
本実施形態に係る油圧ショベルの側面図である。
油圧ショベルの上視図である。
総合配線の回路図の一部である。
図1中のA部の拡大図である。
本発明に係る油圧ショベルの制御に係るコントローラの接続構成が示されたブロック図である。
コントローラが実行する、本発明に係るエラー判定制御の制御手順を示すルーチンのフローチャートである。
故障データベースの一例を示す表である。
【発明を実施するための形態】
【0018】
以下、図面に基づき本発明の一実施形態について説明する。
図1を参照すると、本実施形態に係る油圧ショベル1の側面図が示されている。油圧ショベル(作業機械)1は、鉱山などの現場で稼働する大型の油圧ショベルであり、例えば最大で前後長25m、左右長7m、地上高15の大きさの機械である。この油圧ショベル1は、下部走行体2と上部旋回体3と旋回装置4とを備えている。
【0019】
下部走行体2は油圧ショベル1の走行手段であり、ここではクローラ式の下部走行体2を例示している。上部旋回体3は、上部旋回体3の下側の骨格を形成する旋回フレーム3a及び旋回装置4を介して下部走行体2に連結されている。旋回装置4は、下部走行体2に対して上部旋回体3を相対的に旋回することが可能である。これにより、油圧ショベル1は、旋回式作業機を構成している。
【0020】
上部旋回体3は、旋回フレーム3a上に運転室5、フロントアタッチメント6及び建屋7等が搭載されている。運転室5には、油圧ショベル1を操作する各種の操作手段が設けられている。したがって、オペレータは、運転室5に搭乗することで、旋回装置4を操作する旋回操作やフロントアタッチメント6を操作する作業操作等の油圧ショベル1の各種操作を行うことが可能である。建屋7は、エンジン8や油圧ポンプ9等の機械を収容するものであり、運転室5の後方に配置している。
【0021】
フロントアタッチメント6は、上部旋回体3の前部に運転室5とほぼ並ぶようにして設けられており、ブーム10、アーム11及びバケット12を備えている。ブーム10は、基端部が旋回フレーム3aに図示しない連結ピンにより軸支されている。これにより、ブーム10は、旋回フレーム3aに対して相対的に揺動可能である。このブーム10の先端には、アーム11が上下方向に回動可能に連結され、アーム11の先端には、バケット12が上下方向に回動可能に連結されている。
【0022】
ここで、ブーム10は、ブームシリンダ10aを調整して伸縮することにより調整して回動することが可能である。同様に、アーム11は、アームシリンダ11aにより、バケット12は、バケットシリンダ12aを調整して伸縮することにより調整して回動することが可能である。したがって、フロントアタッチメント6は、ブームシリンダ10a、アームシリンダ11a及びバケットシリンダ12aを適宜調整して伸縮することにより、ブーム10、アーム11及びバケット12を適宜調整して回動し、掘削作業等の作業を行うことが可能である。
【0023】
図2を参照すると、油圧ショベル1の上視図が示されている。油圧ショベル1には、第1センサ21、第2センサ22、第3センサ23、第4センサ24及び第5センサ25を含む複数のセンサ(以下、総じて「各センサ20」ともいう。)、コントローラ(CU)27及びバッテリ(Batt)28が配設されている。第1センサ21は、ブーム10の左側面に設けられ、ブーム10の姿勢を検出するセンサである。第2センサ22は、油圧ショベル1の外部の雰囲気温度を検出する温度センサである。
【0024】
第3センサ23は、エンジン(ENG)8の図示しないアウトプットシャフトの回転数を検出するセンサである。第4センサ24は、エンジン8内を循環する冷却水の温度を検出するセンサである。第5センサ25は、油圧ポンプ9から突出される作動油の圧力を検出するセンサである。なお、一例として各センサ20についてそれぞれ説明したが、油圧ショベル1に配設されるセンサの数や種類はこれらに限られなくてもよい。
【0025】
コントローラ27は、エンジン8の運転制御をはじめとして総合的な制御を行うための制御装置であり、入出力装置、記憶装置(ROM、RAM、不揮発性RAM等)、中央処理装置(CPU)等を含んで構成されている。なお、コントローラ27の構成については、後程説明する。バッテリ28は、エンジン8が駆動する際に図示しないオルタネータによって発電する電力を蓄電する電池である。このバッテリ28は、各センサ20やコントローラ27、その他油圧ショベル1の電気機器に電力を供給することが可能である。
【0026】
図3を参照すると、総合配線(集合回路)29の回路図の一部が示されている。各センサ20、コントローラ27及びバッテリ28は、総合配線29によってそれぞれ電気的に接続している。ここで、総合配線29は、主配線30、第1配線31、第2配線32、第3配線33、第4配線34、第5配線35及び第6配線36を備えている。主配線30は、一方(下流側)が第6コネクタ46及び第7コネクタ47を介して第8コネクタ48に接続し、他方(上流側)がコントローラ27及びバッテリ28に接続している。なお、本実施形態では、第8コネクタ48より下流側の配線について説明を省略するが、作動油の温度を検出する温度センサ等の各種センサや油圧ポンプ9の稼働量を制御するコントローラ等の各種電気機器を接続するようにしてもよい。
【0027】
第1配線31、第2配線32、第4配線34及び第5配線35は、分岐点P1、P2、P4、P5でそれぞれ主配線30から分岐して延び、第1コネクタ41、第2コネクタ42、第4コネクタ44及び第5コネクタ45を介して第1センサ21、第2センサ22、第4センサ24及び第5センサ25に電気的に接続している。また、第3配線33及び第6配線36は、上流側が分岐点P3、P6でそれぞれ第1配線31及び第4配線34から分岐して延びる電気線である。この第3配線33は、下流側が第3コネクタ43を介して第3センサ23に電気的に接続している。なお、第6配線36の下流側については、ここでの説明は省略するが、アーム11の姿勢を検出するセンサ等の電気機器に接続するようにしてもよい。
【0028】
図4を参照すると、図1中のA部の拡大図が示されている。第1センサ21は、バッテリ28から主配線30及び第1配線31を介して電力が供給されることで稼働してブーム10の姿勢を検出する。また、第1センサ21は、検出した情報を電気信号に変換し、第1配線31を介してコントローラ27に出力する。
【0029】
ここで、第1配線31には、第1コネクタ41が取り付けられている。第1コネクタ41は、第1配線31の上流側と下流側とを電気的に接続するコネクタである。これにより、第1配線31を加工することなく、第1コネクタ41を上流側と下流側とに分離させることで、第1センサ21を簡単に着脱することができる。また、第1配線31は、後述する第1電力供給線51、第1信号線71及び第6信号線76を束ね、ラバー等の保護部材によって覆われている。
【0030】
図3に戻り、総合配線29は、信号線や電力線を束ねた電線である。この図3においては、電力の供給を目的とした電線(電力供給線)を実線で示し、信号伝達を目的とした電線(信号線)を一点鎖線で示している。図3によると、電力供給線は、第1電力供給線(電力供給線)51及び第2電力供給線(電力供給線)52を備えており、それぞれバッテリ28から下流側に向かって延びている。
(【0031】以降は省略されています)

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