建設機械の情報管理装置
【課題】
通信プロトコルの仕様の異なるコントローラが混在している建設機械であっても、各コントローラ相互間でシリアル通信を可能ならしめることによって、エンジン等各種機器の制御の精度を向上させるとともに、信号線（ハーネス類）の数の増加を招かないようにする。
【解決手段】
通信プロトコルが同じ仕様（通信プロトコルＡ）の各車体内コントローラ３、４毎のデータばかりではなく、異なる通信プロトコルＢに従って通信が行われる車体内コントローラ５で取得されるデータについても、情報管理用コントローラ１にまとめて収集され、これらが突き合わせられ、加工されたデータが記憶される。よって情報管理用コントローラ１では、建設機械内の各車体内コントローラ３、４、５毎のデータを突き合わせた詳細な建設機械に関する情報が記憶される。
通信プロトコルの仕様の異なるコントローラが混在している建設機械であっても、各コントローラ相互間でシリアル通信を可能ならしめることによって、エンジン等各種機器の制御の精度を向上させるとともに、信号線（ハーネス類）の数の増加を招かないようにする。
【解決手段】
通信プロトコルが同じ仕様（通信プロトコルＡ）の各車体内コントローラ３、４毎のデータばかりではなく、異なる通信プロトコルＢに従って通信が行われる車体内コントローラ５で取得されるデータについても、情報管理用コントローラ１にまとめて収集され、これらが突き合わせられ、加工されたデータが記憶される。よって情報管理用コントローラ１では、建設機械内の各車体内コントローラ３、４、５毎のデータを突き合わせた詳細な建設機械に関する情報が記憶される。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は建設機械の車体内の情報を収集することによって建設機械を構成する部品の寿命、部品の交換時期、建設機械の作業量、稼働状態、故障等の異常などの情報を管理する建設機械の情報管理装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
さて建設機械は、機種、車格、仕向地などにより、搭載される電子制御装置たるコントローラの種類が異なる。
【０００３】
このため或るコントローラでは所定の通信プロトコルに従ったフレーム信号を送受信できるが、他の異なるコントローラでは上記所定の通信プロトコルに従ったフレーム信号を送受信できないといった事態が生じる。
【０００４】
このように通信プロトコルの仕様が異なる複数のコントローラが建設機械内に混在する場合は、各コントローラ間でのシリアル通信は事実上不可能となる。
【０００５】
そこで従来は図４に示す態様で各コントローラ間でデータの送受信が行われていた。
【０００６】
同図４に示すように建設機械のキャブ（運転室）内には、ポンプコントローラ３とモニタ（表示用コントローラ）４とが設けられている。
【０００７】
ポンプコントローラ３には各種センサ群２３、アクチュエータ群３３が接続されており、操作レバーの操作位置を示す信号等の各種検出信号を入力し、油圧ポンプの斜板を駆動する斜板駆動用アクチュエータ等に対して各種駆動信号を出力する。モニタ４は表示画面と各種スイッチが設けられたコントローラであり、スイッチ操作によって建設機械が行う各種作業の中から所望する作業モードが選択指示されるとともに、表示画面上に運転に必要な情報が表示される。
【０００８】
ポンプコントローラ３とモニタ４は、所定の通信プロトコルＡに従って通信が行われるシリアル通信回線１１によって接続されており、シリアル通信回線１１上でフレーム信号が伝送されることによってポンプコントローラ３とモニタ４との間でデータの授受が行われる。よってモニタ４の表示画面にはポンプコントローラ３に接続されたセンサ群２３で検出され、あるいはアクチュエータ群３３に対して出力されるべきデータの内容が表示される。
【０００９】
これに対して建設機械のキャブ外にはエンジンコントローラ５が設けられている。
【００１０】
エンジンコントローラ５には各種センサ群２５、アクチュエータ群３５が接続されており、燃料ダイヤル（目標エンジン回転数設定手段）４０で操作、設定されたスロットル位置を示す第１のスロットル信号ＳD等の各種検出信号を入力し、エンジンに燃料を供給する燃料供給用アクチュエータ（たとえばガバナを駆動するモータ）等に対して各種駆動信号を出力する。
【００１１】
エンジンコントローラ５は、上記通信プロトコルＡとは異なる通信プロトコルＢに従ってシリアル通信が行われる仕様のコントローラである。
【００１２】
よってポンプコントローラ３とエンジンコントローラ５との間で直接に双方向のシリアル通信を行うことはできない。
【００１３】
このためポンプコントローラ３とエンジンコントローラ５との間に信号の種類毎に並列に信号線を設け、パラレル通信によりデータの授受を行うようにしている。したがって信号の種類に応じた数の信号線を用意する必要がある。しかもデータの種類としてはコントローラ３、４間でアナログ信号として伝送されるか、オン、オフの信号として入出力されるものに限られる。
【００１４】
こうしたデータの入出力に制限があるため、ポンプコントローラ３とエンジンコントローラ５との間では最低限必要なデータしか授受が行われない。
【００１５】
すなわち上記第１スロットル信号ＳDは信号線９２を介してエンジンコントローラ５のＡ/Ｄ入力端子に入力されるとともに、ポンプコントローラ３のＡ/Ｄ入力端子に入力される。
【００１６】
そしてポンプコントローラ３のＤ/Ａ出力端子からエンジンコントローラ５のＡ/Ｄ入力端子に向けて第２スロットル信号が伝送される。第２スロットル信号とは、オートデセル信号、オーバーヒート信号、自動暖気信号など、ポンプコントローラ３で取得されたデータに従って生成され、エンジンコントローラ５に与えられるエンジン回転指令信号のことである。たとえばオートデセル信号とは、操作レバーが中立位置になったときにエンジンの回転数を低回転数まで下げることを指示するエンジン回転指令信号のことである。
【００１７】
エンジンコントローラ５では第１スロットル信号ＳDと第２スロットル信号とが比較され小さい値（エンジン目標回転数が小さい方）を示すスロットル信号に従って上記燃料供給用アクチュエータが駆動制御される。
【００１８】
これに対してエンジン１とモニタ４との間は、信号線によって接続されていない。
【００１９】
エンジンコントローラ５でエンジンに関する異常（故障）のデータの取得された場合、たとえばエンジンの回転数の異常な上昇、冷却水の温度の異常な上昇等の異常が発生した場合には、コーション用信号線１７を介してモニタ４とは別に配置されたコーションランプ群１６の対応するランプが点灯される。
【００２０】
よってコーションランプ群１６の点灯状態によってエンジンの異常についての警告内容をオペレータは認識することができる。しかしモニタ４の表示画面上ではエンジンの稼働状態を常時監視することはできない。
【００２１】
またモニタ４の表示画面に油圧ポンプの状態は表示されるもののエンジンの状態は表示されないため建設機械内のすべての機器についての情報を一括して管理することはできない。
【００２２】
さらにはコーションランプ群１６専用の信号線１７を新たに設ける必要がある。このためハーネス類が増加して部品点数の増加、コスト増大を招来する。
【００２３】
さらにはモニタ４からエンジンコントローラ５に対して直接データを送信できずポンプコントローラ３から限られたアナログデータ（第２スロットル信号）しか送信できないため、エンジンの制御の精度がよくないという問題点があった。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００２４】
本発明はこうした実状に鑑みてなされたものであり、通信プロトコルの仕様の異なるコントローラが混在している建設機械であっても、各コントローラ相互間でシリアル通信を可能ならしめることによって、エンジン等各種機器の制御の精度を向上させるとともに、信号線（ハーネス類）の数の増加を招かないようにすることを解決課題とするものである。
【課題を解決するための手段】
【００２５】
本発明では、上記解決課題達成のために、
所定の通信プロトコルに従って通信が行われるシリアル通信回線によって、建設機械内の複数の車体内コントローラ間相互を通信自在に接続し、フレーム信号を前記複数の車体内コントローラ間で伝送させ、前記複数の車体内コントローラ間でデータの送受信を行うとともに、前記フレーム信号に前記複数の車体内コントローラ毎に取得されるデータを記述し、当該フレーム信号に記述されたデータを読み取ることにより建設機械に関する情報を収集するようにした建設機械の情報管理装置において、
前記建設機械内に、当該建設機械内の情報を管理する情報管理用コントローラを設け、
前記所定の通信プロトコルとは異なる通信プロトコルに従って通信が行われるシリアル通信回線に、前記複数の車体内コントローラとは異なる車体内コントローラを通信自在に接続し、
前記情報管理用コントローラを介して、前記建設機械内の両シリアル通信回線同士を相互に通信自在に接続し、
前記情報管理用コントローラは、一方のシリアル通信回線に接続された車体内コントローラと、他方のシリアル通信回線に接続された車体内コントローラとの間でデータの送受信を行わせるとともに、一方のシリアル通信回線上で伝送されるフレーム信号と他方のシリアル通信回線上で伝送されるフレーム信号のそれぞれに記述されたデータを読み取ることにより建設機械に関する情報を収集するようにしたこと
を特徴とする。
【００２６】
本発明を図３を参照して説明する。
建設機械内には、複数の車体内コントローラ３、４が設けられている。これら複数の車体内コントローラ３、４間相互は、所定の通信プロトコルＡに従って通信が行われるシリアル通信回線１１によって通信自在に接続されている。このためフレーム信号が複数の車体内コントローラ３、４間で伝送されることで、複数の車体内コントローラ３、４間でデータの送受信が行われるとともに、フレーム信号に複数の車体内コントローラ３、４毎に取得されるデータが記述される。
【００２７】
そして建設機械内の情報を管理する情報管理用コントローラ１が設けられる。一方上記所定の通信プロトコルＡとは異なる通信プロトコルＢに従って通信が行われるシリアル通信回線１２に、上記複数の車体内コントローラ３、４とは異なる車体内コントローラ５が通信自在に接続されている。
【００２８】
そこで情報管理用コントローラ１を介して、建設機械内の両シリアル通信回線１１、１２同士が相互に通信自在に接続される。
【００２９】
このため情報管理用コントローラ１では、一方のシリアル通信回線１１上で伝送されるフレーム信号と他方のシリアル通信回線１２上で伝送されるフレーム信号のそれぞれに記述されたデータを読み取ることにより建設機械に関する情報が収集される。
【００３０】
すなわち通信プロトコルが同じ仕様（通信プロトコルＡ）の各車体内コントローラ３、４毎のデータばかりではなく、異なる通信プロトコルＢに従って通信が行われる車体内コントローラ５で取得されるデータについても、情報管理用コントローラ１にまとめて収集され、これらが突き合わせられ、加工されたデータが記憶される。よって情報管理用コントローラ１では、建設機械内の各車体内コントローラ３、４、５毎のデータを突き合わせた詳細な建設機械に関する情報が記憶される。
【００３１】
さらに本発明によれば、情報管理用コントローラ１を介して、一方のシリアル通信回線１１に接続された車体内コントローラ３、４と、他方のシリアル通信回線１２に接続された車体内コントローラ５との間でデータの送受信が行われる。
【００３２】
よってモニタ４からエンジンコントローラ５に対して直接ディジタルデータをシリアル送信することが可能となり、エンジンの制御の精度が向上する。
【００３３】
また従来はデータの入出力の制限があるためにデータの授受が行われていなかったエンジンコントローラ５とモニタ４との間も、２本のシリアル通信回線１１、１２だけでハーネス類の増加を招くことなく容易にシリアル通信を行うことができる。またエンジンコントローラ５からポンプコントローラ３に対してもデータを２本のシリアル通信回線１１、１２だけでハーネス類の増加を招くことなく送信することができる。
【発明の効果】
【００３４】
このように本発明によれば、通信プロトコルの仕様の異なるコントローラが混在している建設機械であっても、各コントローラ３、４、５相互間でシリアル通信が可能となる。このためエンジン等各コントローラの制御対象の各種機器の制御の精度が向上する。また信号線（ハーネス類）の数の増加を招くことなく車両内で通信を行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３５】
以下図面を参照して本発明に係る建設機械の情報管理装置の実施の形態について説明する。
【００３６】
図１は建設機械の車体内の構成を示すブロック図である。なお図２に示す実施形態では建設機械としてフロント部分とリア部分にそれぞれエンジンを備えた油圧ショベルを想定している。しかし建設機械であれば任意のものに本発明は適用可能である。
【００３７】
同図１に示すように、建設機械の車体内には、複数の車体内コントローラ６、７、４が設けられている。
【００３８】
車体内コントローラ６は、フロントエンジンおよび作業機を駆動制御するフロントエンジン・作業機用コントローラである。
【００３９】
コントローラ６には各種センサ群２６、アクチュエータ群３６が接続されている。センサ群２６としては、燃料ダイヤル（フロントエンジン目標回転数設定手段）で操作、設定されたスロットル位置を示すスロットル信号を検出するセンサ、フロントエンジンの実際の回転数を検出するセンサ、フロントエンジンを冷却するクーラント（冷却水）の温度を検出するセンサ、燃料量（燃料残量）を検出するセンサ、サービスメータ（フロントエンジンの稼働時間）を検出するセンサ、作業機を操作する操作レバーの操作位置をパイロット圧の圧力として検出するセンサ、作業機の油温を検出するセンサなどである。
【００４０】
アクチュエータ群３６としては、フロントエンジンに燃料を供給する燃料供給用アクチュエータ（たとえばガバナを駆動するモータ）、作業機を駆動する油圧アクチュエータ（油圧シリンダ、油圧モータ）に圧油を供給する操作弁（流量制御弁）に設けられた電磁ソレノイドなどである。
【００４１】
コントローラ６は、フロントエンジンおよび作業機に設けられたセンサ群２６から各種検出信号を入力し、フロントエンジンおよび作業機に設けられたアクチュエータ群３６に対して各種駆動信号を出力する。
【００４２】
車体内コントローラ７は、リアエンジンを駆動制御するリアエンジン用コントローラである。
【００４３】
コントローラ７には各種センサ群２７、アクチュエータ群３７が接続されている。センサ群２７としては、燃料ダイヤル（リアエンジンの目標回転数設定手段）で操作、設定されたスロットル位置を示すスロットル信号を検出するセンサ、リアエンジンの実際の回転数を検出するセンサ、リアエンジンを冷却するクーラント（冷却水）の温度を検出するセンサ、サービスメータ（リアエンジンの稼働時間）を検出するセンサなどである。
【００４４】
アクチュエータ群３７としては、リアエンジンに燃料を供給する燃料供給用アクチュエータ（たとえばガバナを駆動するモータ）などである。
【００４５】
コントローラ７は、リアエンジンに設けられたセンサ群２７から各種検出信号を入力し、リアエンジンに設けられたアクチュエータ群３７に対して各種駆動信号を出力する。
【００４６】
車体内コントローラ４は表示画面と各種スイッチが設けられた既設モニタパネルである。
【００４７】
モニタパネル４はスイッチの操作位置に応じた信号を入力し、表示画面に画像を表示するように表示制御用アクチュエータに対して駆動信号を出力する。
【００４８】
たとえばモニタパネル４の作業モード選択スイッチが選択操作されることによって建設機械が行う各種作業の中から所望する作業モードを示す信号が入力される。
【００４９】
これらコントローラ６、７、４間の相互は、所定の通信プロトコルＡに従って通信が行われるシリアル通信回線１１によって通信自在に接続されている。
【００５０】
したがって図２に示すように、コントローラ４とコントローラ７との間を、シリアル通信回線１１のバイパスケーブル１１′によって接続することにより、通信プロトコルＡの車体内ネットワークが単独で構成される。
【００５１】
すなわちシリアル通信回線１１上に上記通信プロトコルＡのフレーム信号が伝送される。するとフレーム信号が各コントローラ４、６、７…に伝送されフレーム信号に記述されたデータに従い各コントローラ４、６、７…に接続されたアクチュエータに駆動信号が出力されこれらアクチュエータが駆動制御されるとともに、各コントローラ４、６、７…に接続されたセンサで検出された検出データが取得されフレーム信号に記述される。
【００５２】
フレーム信号のデータ構造は、使用されるプロトコルにより異なるが、たとえば要求元のコントローラのＩＤを示すデータ、要求先のコントローラのＩＤを示すデータ、要求内容を示すデータとからなるデータ構造である。
【００５３】
このようにフレーム信号が複数のコントローラ４、６、７間で伝送されることで、複数のコントローラ４、６、７間でデータの送受信が行われるとともに、フレーム信号に複数のコントローラ４、６、７毎に取得されるデータが記述される。
【００５４】
たとえばモニタパネル４で作業モードとして負荷の大きい作業を示す重掘削モードがスイッチにより選択指示されると、この重掘削モードを示すデータが、上記フレーム信号に記述されてフロントエンジン・作業機用コントローラ６、リアエンジン用コントローラ７にシリアル通信回線１１を介して送信される。
【００５５】
このためコントローラ６では、フレーム信号が受信され、記述された重掘削モードを示すデータが読み取られる。そして重掘削モードに対応した目標エンジン回転数となるようにフロントエンジンの燃料供給用アクチュエータが駆動制御される。同様にしてコントローラ７においても受信されたフレーム信号に記述された重掘削モードを示すデータが読み取られ、重掘削モードに応じた目標回転数となるようにリアエンジンが駆動制御される。
【００５６】
一方リアエンジン用コントローラ７で、たとえばクーラントの水温の異常な上昇が検出されると、このクーラント水温を示すデータが上記フレーム信号に記述されてフロントエンジン・作業機用コントローラ６、モニタパネル４にシリアル通信回線１１を介して送信される。
【００５７】
このためモニタパネル４では、フレーム信号が受信され、記述されたクーラント水温を示すデータが読み取られる。そしてリアエンジンで異常が発生（クーラント水温異常）したという内容の表示が表示画面上になされる。
【００５８】
またフロントエンジン・作業機用コントローラ６においても上記フレーム信号を受信することにより、リアエンジンの異常に対応したフロントエンジンおよび作業機の制御を行うことができる。
【００５９】
建設機械の車体内には、建設機械内の情報を管理する情報管理用コントローラ１が設けられている。
【００６０】
この情報管理用コントローラ１は、建設機械が製造された後に、図２に示すシリアル通信回線１１のバイパスケーブル１１′を外すことによって、既存の車体内ネットワークに追加することができる。
【００６１】
また図１に示すように建設機械の製造時点からコントローラ４、５、６と情報管理用コントローラ１とをシリアル通信回線１１によって相互に接続しておくこともできる。
【００６２】
一方建設機械の車体内には、上記通信プロトコルＡとは異なる通信プロトコルＢに従って通信が行われる仕様の車体内コントローラ２が設けられている。
【００６３】
車体内コントローラ２は、表示画面と各種スイッチが設けられたディスプレイである。
【００６４】
情報管理用モニタ２はスイッチの操作位置に応じた信号を入力し、表示画面に画像を表示するように表示制御用アクチュエータに対して駆動信号を出力する。
【００６５】
情報管理用モニタ２は、通信プロトコルＢのシリアル通信回線１２を介して情報管理用コントローラ１に接続されている。他のコントローラをシリアル通信回線１２に接続してもよい。よってシリアル通信回線１２上を、通信プロトコルＢに従ったデータ構造のフレーム信号が伝送される。
【００６６】
情報管理用コントローラ１には、モニタリング用センサ群２１が接続されている。
【００６７】
モニタリング用センサ群２１は、たとえばエンジンの油温を検出するセンサ、ＰＴＯ軸の油温を検出するセンサ、可変容量型油圧ポンプの吐出圧を検出するセンサ、固定容量型油圧ポンプの吐出圧を検出するセンサなど、他のコントローラ４、６、７には接続されていないセンサのことである。また情報管理用コントローラ１にはコンタミセンサ９がコンタミアンプ８を介して接続されている。
【００６８】
コンタミセンサ９では、減速機内の作動油の粉塵の量がアナログ信号として検出されコンタミアンプ８により増幅されて情報管理用コントローラ１に入力される。
【００６９】
情報管理用コントローラ１には、ＲＳ−２３２Ｃなどのインターフェース１３を介してサービスツール１８が接続されている。
【００７０】
サービスツール１８は、後述するように情報管理用コントローラ１に記憶されたデータをダウンロードすることによりデータを記憶媒体に記憶させる情報収集手段のことである。たとえばＩＣカードにデータを書き込むＩＣカードライタ、パーソナルコンピュータなどである。
【００７１】
情報管理用コントローラ１には、上記シリアル通信回線１２、無線通信回線１４を介して監視局１９が接続されている。通信ネットワーク１２と無線通信回線１４との間で通信プロトコルが異なる場合には、所要のゲートウエイでプロトコル変換が行われて、シリアル通信回線１２と無線通信回線１４との間を信号が伝送される。
【００７２】
監視局１９は、建設機械の外部に設けられ、複数の建設機械に関する情報を管理するものである。
【００７３】
ここで情報管理用コントローラ１は、シリアル通信回線１１上の通信プロトコルＡのフレーム信号を通信プロトコルＢのデータ構造にプロトコル変換してシリアル通信回線１２にフレーム信号として伝送させるとともに、シリアル通信回線１２上の通信プロトコルＢのフレーム信号を通信プロトコルＡのデータ構造にプロトコル変換してシリアル通信回線１１にフレーム信号として伝送させる機能を備えている。また情報管理用コントローラ１では、シリアル通信回線１１上のフレーム信号に記述されたデータを読み取るとともに、シリアル通信回線１２上のフレーム信号に記述されたデータを読みとり、これら読み取られたデータを収集して、加工し、加工されたデータを所定のメモリに記憶する処理が行われる。
【００７４】
したがって情報管理用コントローラ１を介して、一方のシリアル通信回線１１に接続されたコントローラ４、６、７と、他方のシリアル通信回線１２に接続されたコントローラ２との間でデータの送受信が行われる。
【００７５】
よってたとえば通信プロトコルＡの仕様のコントローラ６から、異なるプロトコルＢの仕様の情報管理用モニタ２に対してディジタルデータをシリアル送信することが可能となる。
【００７６】
また情報管理用コントローラ１では、一方のシリアル通信回線１１上で伝送されるフレーム信号と他方のシリアル通信回線１２上で伝送されるフレーム信号のそれぞれに記述されたデータを読み取ることにより建設機械に関する情報が収集される。
【００７７】
すなわち通信プロトコルが同じ仕様（通信プロトコルＡ）の各コントローラ４、６、７毎のデータばかりではなく、異なる通信プロトコルＢに従って通信が行われるコントローラ２で取得されるデータについても、情報管理用コントローラ１にまとめて収集され、これらが突き合わせられ、加工されたデータが記憶される。よって情報管理用コントローラ１では、建設機械内の各コントローラ４、６、７、１０毎のデータを突き合わせた詳細な建設機械に関する情報が記憶される。また情報管理用コントローラ１に接続されたモニタリング用センサ群２１、コンタミセンサ９で検出されたデータがさらに突き合わせられ詳細な建設機械に関する情報が生成され記憶される。
【００７８】
ここで監視局１９からデータを要求する信号が無線通信回線１４、シリアル通信回線１２を介して情報管理用コントローラ１に送信されると、情報管理用コントローラ１は、当該コントローラ１に記憶されたデータを、シリアル通信回線１２、無線通信回線１４を介して監視局１９に送信する処理を行う。
【００７９】
したがって上記特開平６−３３０５３９号公報記載の発明を適用した場合のように、複数のコントローラ６、７、４それぞれで取得されたデータをコントローラ６、７、４毎に設けられた記憶部に記憶させ、各コントローラ６、７、４毎にデータを監視局１９に送信しなければならないという煩雑な通信処理は不要となる。すなわち情報管理用コントローラ１に記憶されたデータを一括して監視局１９に送信するという簡易な通信処理で済む。
【００８０】
さらに情報管理用コントローラ１には、各コントローラ６、７、４毎のデータ（他のコントローラ２、他のセンサ２１、９毎に取得されたデータについても）が収集され、これらが突き合わせられ、加工されたデータが記憶されている。つまり情報管理用コントローラ１には、建設機械内のデータを突き合わせた詳細な建設機械に関する情報が記憶されている。
【００８１】
このため情報管理用コントローラ１に記憶されたデータが一括して監視局１９に送信されると、監視局１９側で上記詳細な建設機械に関する情報が容易に取得することができる。つまり監視局１９側で一の建設機械に関するデータをあらためて加工し直して詳細な情報を生成する処理を施す必要がない。
【００８２】
このため監視局１９において、各建設機械から収集した複数の建設機械に関する情報を、きわめて効率的に管理できる。
【００８３】
ここでサービスツール１８がインタフェース１３を介して情報管理用コントローラ１に接続され、サービスツールたとえばパーソナルコンピュータ１８からデータを要求する信号がインターフェース１３を介して情報管理用コントローラ１に送信されると、情報管理用コントローラ１は、当該コントローラ１に記憶されたデータを、インタフェース１３を介してパーソナルコンピュータ１８に送信する処理を行う。
【００８４】
したがって上記特開平７−３０９７７号公報記載の発明を適用した場合のように、複数のコントローラ６、７、４それぞれで取得されたデータをコントローラ６、７、４毎に設けられた記憶部に記憶させ、各コントローラ６、７、４毎にデータをパーソナルコンピュータにダウンロードしなければならないという煩雑な通信処理は不要となる。すなわち情報管理用コントローラ１に記憶されたデータを一括してパーソナルコンピュータ１８に送信するという簡易な通信処理で済む。
【００８５】
さらに情報管理用コントローラ１には、各コントローラ６、７、４毎のデータ（他のコントローラ２、他のセンサ２１、９毎に取得されたデータについても）が収集され、これらが突き合わせられ、加工されたデータが記憶されている。つまり情報管理用コントローラ１には、建設機械内のデータを突き合わせた詳細な建設機械に関する情報が記憶されている。
【００８６】
このため情報管理用コントローラ１に記憶されたデータが一括してパーソナルコンピュータ１８に送信されることで、パーソナルコンピュータ１８側で上記詳細な建設機械に関する情報を容易に取得することができる。つまりパーソナルコンピュータ１８側では、記憶媒体（ハードディスク等）に記憶された建設機械に関するデータを加工し直して詳細な情報を生成する処理を施す必要がない。
【００８７】
よってサービスツール１８としてパーソナルコンピュータ１８を使用する場合であって当該パーソナルコンピュータ１８にデータ加工用のソフトウエアが備えられていない場合であっても、あるいはデータ加工処理機能を有しないＩＣカードライタ１８を使用する場合であっても、記憶媒体に記憶されたデータのみから建設機械に関する詳細な情報を容易に取得することが可能となる。このように記憶媒体に記憶されたデータについての演算処理等が不要となるので保守、点検等のサービス、管理等の作業をきわめて効率的に行うことができる。
【００８８】
また図１に示す実施形態によれば、つぎのような効果が得られる。
【００８９】
すなわち図１のシリアル通信回線１２自体にまたはシリアル通信回線１２に接続されたコントローラ２等に何らかの異常が発生した場合を想定する。
【００９０】
この場合には、図２に示すように、異常があったシリアル通信回線１２を情報管理用コントローラ１とともに、シリアル通信回線１１から切り離し、シリアル通信回線１１にバイパスケーブル１１′を取り付けることによって、通信プコトコルＡからなる車体内ネットワークを単独で構築することができる。
【００９１】
よって異常のあったシリアル通信回線１２による悪影響を受けることなく、コントローラ４、６、７相互で正常に通信を継続することが可能となる。またコントローラ４、６、７相互で正常に通信を継続している間に、異常のあったシリアル通信回線１２を修復することが可能となる。
【００９２】
つぎに図３を参照して別の実施形態について説明する。図３は図４に対応する実施形態である。図３ではエンジンによって油圧ポンプを駆動し油圧ポンプから吐出された圧油を操作弁を介して、作業機を駆動する油圧アクチュエータに供給する建設機械を想定している。
建設機械のキャブ（運転室）内には、ポンプコントローラ３とモニタ４と情報管理用コントローラ１と情報管理用モニタ２が設けられている。
【００９３】
ポンプコントローラ３は油圧ポンプを駆動制御するコントローラである。
【００９４】
ポンプコントローラ３には各種センサ群２３、アクチュエータ群３３が接続されている。ポンプコントローラ３は操作レバーの操作位置を示す信号等の各種検出信号を入力し、油圧ポンプの斜板を駆動する斜板駆動用アクチュエータ等に対して各種駆動信号を出力する。またポンプコントローラ３には、燃料ダイヤル（目標エンジン回転数設定手段）４０で操作、設定されたスロットル位置を示す第１のスロットル信号ＳDが信号線４２を介して入力される。
【００９５】
モニタ４は表示画面と各種スイッチが設けられたコントローラである。モニタ４では、スイッチ操作によって建設機械が行う各種作業の中から所望する作業モードが選択指示されるとともに、表示画面上に運転に必要な情報が表示される。
【００９６】
情報管理用コントローラ１とポンプコントローラ３とモニタ４は、通信プロトコルＡに従って通信が行われるシリアル通信回線１１によって接続されている。よってシリアル通信回線１１上でフレーム信号が伝送されることによって情報管理用コントローラ１とポンプコントローラ３とモニタ４との間でデータの授受が行われる。
【００９７】
これに対して建設機械のキャブ外にはエンジンコントローラ５が設けられている。
【００９８】
エンジンコントローラ５はエンジンを駆動制御するコントローラである。
【００９９】
エンジンコントローラ５には各種センサ群２５、アクチュエータ群３５が接続されている。
【０１００】
センサ群２５としては、エンジンの実際の回転数を検出するセンサ、エンジンを冷却するクーラント（冷却水）の温度を検出するセンサ、燃料量（燃料残量）を検出するセンサ、サービスメータ（フロントエンジンの稼働時間）を検出するセンサなどである。
【０１０１】
アクチュエータ群３５としては、フロントエンジンに燃料を供給する燃料供給用アクチュエータ（たとえばガバナを駆動するモータ）などである。
【０１０２】
コントローラ５は、エンジンに設けられたセンサ群２５から各種検出信号を入力し、エンジンに設けられたアクチュエータ群３５に対して各種駆動信号を出力する。
【０１０３】
エンジンコントローラ５は、上記通信プロトコルＡとは異なる通信プロトコルＢに従ってシリアル通信が行われる仕様のコントローラである。
【０１０４】
情報管理用コントローラ１と情報管理用モニタ２とエンジンコントローラ５は、上記通信プロトコルＢに従って通信が行われるシリアル通信回線１２によって接続されている。よってシリアル通信回線１２上でフレーム信号が伝送されることによって情報管理用コントローラ１と情報管理用モニタ２とエンジンコントローラ５との間でデータの授受が行われる。
【０１０５】
ここで情報管理用コントローラ１は、シリアル通信回線１１上の通信プロトコルＡのフレーム信号を通信プロトコルＢのデータ構造にプロトコル変換してシリアル通信回線１２にフレーム信号として伝送させるとともに、シリアル通信回線１２上の通信プロトコルＢのフレーム信号を通信プロトコルＡのデータ構造にプロトコル変換してシリアル通信回線１１にフレーム信号として伝送させる機能を備えている。また情報管理用コントローラ１では、シリアル通信回線１１上のフレーム信号に記述されたデータを読み取るとともに、シリアル通信回線１２上のフレーム信号に記述されたデータを読みとり、これら読み取られたデータを収集して、加工し、加工されたデータを所定のメモリに記憶する処理が行われる。
【０１０６】
したがって情報管理用コントローラ１を介して、一方のシリアル通信回線１１に接続されたコントローラ２、３、４と、他方のシリアル通信回線１２に接続されたコントローラ５との間でデータの送受信が行われる。
【０１０７】
よって通信プロトコルＡの仕様のポンプコントローラ３、モニタ４から、異なるプロトコルＢの仕様のエンジンコントローラ５に対してディジタルデータをシリアル送信することが可能となる。
【０１０８】
たとえばポンプコントローラ３からエンジンコントローラ５に対して第１スロットル信号ＳDと第２スロットル信号を示すデータが記述されたフレーム信号が送信される。第２スロットル信号とは、オートデセル信号、オーバーヒート信号、自動暖気信号など、ポンプコントローラ３で取得されたデータに従って生成され、エンジンコントローラ５に与えられるエンジン回転指令信号のことである。オートデセル信号とは、操作レバーが中立位置になったときにエンジンの回転数を低回転数まで下げることを指示するエンジン回転指令信号のことである。オーバーヒート信号とは、エンジンのオーバーヒート時にエンジンの設定回転数をアイドル回転数まで下げることを指示するエンジン回転指令信号のことである。自動暖気信号とは、エンジンの冷間時にエンジンの設定回転数を暖気回転数へ上昇させることを指示するエンジン回転指令信号のことである。
【０１０９】
またモニタ４からは作業モードを示すデータが記述されたフレーム信号がエンジンコントローラ５に対して送信される。
【０１１０】
エンジンコントローラ５では、フレーム信号に記述された第１スロットル信号ＳD、第２スロットル信号、作業モードの各データが読み取られ、これらに基づきエンジン目標回転数が定められ、燃料供給用アクチュエータが駆動制御される
このようにポンプコントローラ３のみならずモニタ４からもエンジンコントローラ５に対して直接ディジタルデータを送信できるため、エンジンの制御の精度が向上するという効果が得られる。
【０１１１】
また本実施形態によれば従来はデータの入出力の制限があるためにデータの授受が行われていなかったエンジンコントローラ５とモニタ４との間も、２本のシリアル通信回線１１、１２だけでハーネス類の増加を招くことなく容易にシリアル通信を行うことができる。
【０１１２】
たとえばモニタ４で作業モードとして負荷の大きい作業を示す重掘削モードがスイッチにより選択指示されると、この重掘削モードを示すデータが、上記フレーム信号に記述されてエンジンコントローラ５にシリアル通信回線１１、１２を介して送信される。
【０１１３】
このためコントローラ５では、フレーム信号が受信され、記述された重掘削モードを示すデータが読み取られる。そして重掘削モードに対応した目標エンジン回転数となるようにエンジンの燃料供給用アクチュエータが駆動制御される。
【０１１４】
一方エンジンコントローラ５で、たとえばクーラントの水温の異常な上昇が検出されると、このクーラント水温を示すデータが上記フレーム信号に記述されてモニタ４にシリアル通信回線１２、１１を介して送信される。
【０１１５】
このためモニタ４では、フレーム信号が受信され、記述されたクーラント水温を示すデータが読み取られる。そしてエンジンで異常が発生（クーラント水温異常）したという内容の表示が表示画面上になされる。
【０１１６】
またエンジンコントローラ５からポンプコントローラ３に対してもデータを２本のシリアル通信回線１２、１１だけでハーネス類の増加を招くことなく送信することができる。
【０１１７】
たとえばエンジンコントローラ５からポンプコントローラ３に対してエンジンの異常の発生により作業モード（ポンプ吸収トルク）の変更をする旨のデータがフレーム信号に記述して送信されたとする。ポンプコントローラ３では、このフレーム信号に記述されたデータが読み取られ、油圧ポンプの吸収トルクがエンジン異常に対応したトルクとなるように油圧ポンプの斜板が制御される。
【０１１８】
このように本実施形態によれば、通信プロトコルの仕様の異なるコントローラが混在している建設機械であっても、各コントローラ３、４、５相互間でシリアル通信が可能となる。このためエンジン等各コントローラの制御対象の各種機器の制御の精度が向上する。また信号線（ハーネス類）の数の増加を招くことなく車両内で通信を行うことができる。
【０１１９】
また情報管理用コントローラ１には、図１に示す実施形態と同様に各コントローラ３、４、５毎のデータが収集され、これらが突き合わせられ、加工されたデータが記憶される。よって図１の実施形態と同様に監視局１９ないしはサービスツール１８からの要求に応じて、情報管理用コントローラ１に記憶されたデータが一括して監視局１９ないしはサービスツール１８に送信される。このため監視局１９ないしはサービスツール１８側は建設機械に関する詳細情報を容易に取得することができ、建設機械に関する情報を、きわめて効率的に管理することができる。
【０１２０】
以下情報管理用コントローラ１で行われる具体的な処理内容について説明する。。
【０１２１】
情報管理用コントローラ１では、建設機械のエンジンの稼働時に値が変化する稼働パラメータのデータを収集し、この稼働パラメータのデータに基づきエンジンを構成する部品の種類毎に寿命を演算し該演算した部品の種類毎の寿命の情報を管理している。また部品の寿命の情報に基づいてエンジンの寿命を演算し該演算したエンジンの寿命の情報を管理している。
【０１２２】
情報管理用コントローラ１では以下の演算処理が実行される。
【０１２３】
さてエンジンに加えられる被害の態様、要因には、３種類あり、それは図５に分類して示される。図５はエンジンに加えられる被害の要因を、
（１）機械応力（高サイクル疲労）
（２）熱応力（低サイクル疲労）
（３）摩耗（運転条件）
に分けて示している。
【０１２４】
（１）の機械応力（高サイクル疲労）とは、エンジンが高温度にさらされることによる強度低下のことである。また（２）の熱応力（低サイクル疲労）とは、温度の上昇、下降の繰り返しによる熱劣化である。「熱疲労」ともいう。
【０１２５】
また（３）の摩耗（運転条件）とは、機械的疲労のことである。
【０１２６】
エンジンを構成する部品の種類毎に、これら（１）、（２）、（３）の各要因による影響の度合いは異なる。たとえば大きな回転変動に弱い部品（摩耗が進行し易い部品）もあれば、大きな回転変動に強い部品（摩耗が進行しにくい部品）もあるからである。
【０１２７】
（１）、（２）、（３）の被害要因毎に、影響が及ぶエンジン構成部品群ＰＴ１、ＰＴ２、ＰＴ３を対応づけた表を図６に示す。また部品群ＰＴ１、ＰＴ２、ＰＴ３毎に、各部品ＰＴが対応づけられている。
【０１２８】
そして上記（１）、（２）、（３）の被害要因毎に、つまり部品群ＰＴ１、ＰＴ２、ＰＴ３毎に、被害量（過酷度）を評価するに用いられる評価方法が対応づけられている。図６に○印で示している。すなわち部品群ＰＴ１は、負荷頻度マップＭ1を用いて被害量を求め寿命を演算することができる。また部品群ＰＴ２は、サイクルタイムＭ2と負荷移動マップＭ3を用いて被害量を求め寿命を演算することができる。また部品群ＰＴ３は、負荷頻度マップＭ1を用いて被害量を求め寿命を演算することができる。
【０１２９】
たとえば部品群ＰＴ１を構成する部品ＰＴであるクランクシャフトは、（１）の機械応力（高サイクル疲労）の影響を受け、その寿命は、負荷頻度マップＭ1を用いて演算することができる。
【０１３０】
つぎに実施形態における稼働パラメータＮe、Ｔの収集方法について説明する。
【０１３１】
本実施形態ではサンプリングタイムΔｔ毎に、エンジン回転数センサからのエンジンの実際の回転数Ｎe（ｒｐｍ）と燃料ダイヤル４０からのスロットル信号ＳDが情報管理用コントローラに収集される。
【０１３２】
図８はトルクＴの検出方法を説明する図である。同図８はエンジン回転数Ｎeを横軸としトルクＴを縦軸としてエンジンのトルクカーブＴcを表している。
【０１３３】
本実施形態では、エンジンとしてディーゼルエンジンを想定している。燃料噴射ポンプのガバナとしては電気式のガバナではなく機械式のガバナの使用を想定している。
【０１３４】
情報管理用コントローラ１には、図８（ａ）に示すように各レギュレーションラインＴa1、Ｔa2、Ｔa3、Ｔa4…毎にトルクカーブＴcが記憶されている。
【０１３５】
燃料ダイヤル４０から出力された現在のスロットル信号ＳDに基づいてエンジン目標回転数Ｎe2が演算される。そして図８（ｂ）に示すように、エンジン目標回転数Ｎe2に対応するトルクカーブＴc2が求められる。
【０１３６】
つぎに図８（ｃ）に示すように、エンジン回転数センサから出力された現在のエンジン回転数Ｎetに対応するトルクカーブＴc2上のトルク値Ｔtが現在トルク値として求められる。
【０１３７】
なお電気式のガバナであれば、コントロールラック位置をトルクＴとして代用することができる。コントロールラック位置は燃料噴射量と同等であり、トルクＴの代用となる。
【０１３８】
つぎに負荷頻度マップＭ1の算出方法について説明する。
【０１３９】
図９はエンジン回転数Ｎeを横軸としトルクＴを縦軸とするエンジン性能線図を示している。Ｔcはトルクカーブである。
【０１４０】
エンジン性能線図の横軸のエンジン回転数Ｎeは１７分割され、トルクＴ（燃料噴射量）は８分割される。このため横軸をｉとし縦軸をｊとしてＢijで表される各ブロック（レベル）Ｂijに分割される。
【０１４１】
情報管理用コントローラ１では、サンプリング時間Δｔ毎に得られる稼働パラメータＴ、Ｎeの値が、各ブロックＢijに入ったか否かを逐次判断している。このため各ブロックＢij毎に、入った頻度ｎijが積算されていく。稼働パラメータＴ、Ｎeの値が各ブロックＢijに入った頻度ｎijが各ブロックＢij毎に積算されていく。
【０１４２】
図１０は負荷頻度マップＭ1を概念的に示す斜視図である。同図１０ではエンジン回転数の１７分割のうち２０００ｒｐｍより大きい分割部分を省略している。
【０１４３】
本実施形態では負荷頻度マップＭ1として建設機械の出荷時から継続して頻度ｎijの積算が行われる恒久的なマップＭＤAと、データをクリアする旨の指示に応じて頻度ｎijの積算値がリセットされる一時的なマップＭＤBの２つが設けられている。データをクリアするためのデータクリア用スイッチは情報管理用モニタ２に設けられている。データクリア用スイッチは画面をタッチすることにより指示内容が入力されるスイッチを使用することができる。
【０１４４】
図１２はこれら２つの負荷頻度マップＭＤA、ＭＤBで時間経過に応じて積算処理がなされる様子を示す。
【０１４５】
同図１２（ａ）に示すように建設機械の出荷時（エンジン出荷時）から負荷頻度マップＭＤBでは、データクリア用スイッチの操作がない限りは頻度ｎijを継続して積算していく。しかし図１２（ｂ）に示すように時刻ｔ0でデータクリア用スイッチが操作されデータをクリアする旨の指示が入力されると負荷頻度マップＭＤBの積算値はクリアされる。負荷頻度マップＭＤBのクリアされる前の積算値はサービスツール１８に対してダウンロードされるか監視局１９に送信される。以後負荷頻度マップＭＤBでは積算値をリセットし図１２（ｃ）に示すように時刻ｔ0から新たに積算を開始する。一方恒久的な負荷頻度マップＭＤAではデータクリア用スイッチの操作の有無にかかわらずに積算が継続される。なお負荷頻度マップＭＤBの積算値がサービスツール１８に対してダウンロードされるか監視局１９に送信されるに応じて、自動的に積算値をリセットしてもよい。リセットを一定時間τ毎に行いリセット毎に自動的に積算値を記憶してもよい。
【０１４６】
図１１は負荷頻度マップＭ1の各ブロックＢij毎の頻度ｎijを％換算した表を示している。％換算した頻度ｎ′ijを全ブロックＢijについて合計した値が１００％となる。たとえばエンジン回転数Ｎeが０〜１３００ｒｐｍでトルクＴが０〜５０ｋｇｍのブロックＢ11では％換算した頻度ｎ′11は１３．５％となる。なお頻度ｎijを％換算しているのは、メモリの容量を小さくするためである。
【０１４７】
負荷頻度頻度マップＭ1の各ブロックＢijにはそれぞれ、そのブロックにおける負荷の大きさに応じた重みγijが設定されている。たとえば図９においてエンジンのトルクカーブＴc上の定格点に対応するブロックＢではエンジンに最も大きい負荷がかかっている状態となっているので、最大の重みを設定することができる。
【０１４８】
負荷頻度マップＭ1に基づく被害量δ1は次式（２）により求められる。
【０１４９】
δ1＝Σｎ′ij・γij …（２）
すなわち％換算された頻度ｎijに対して重みγijによる重み付けｎ′ij・γijを行い、これを全てのブロックＢijについてたしあわせた値が、一定時間τが経過するまでにエンジンに加えられた被害量（過酷度）δ1となる。
【０１５０】
図６に示すように部品群ＰＴ１と部品群ＰＴ３については、対応する負荷頻度マップＭ1に基づいて寿命を求めることができる。寿命の演算はたとえばつぎのように行われる。
【０１５１】
図７は被害量δと部品群（部品）の寿命の長さＬとの対応関係Ｅを示している。この対応関係Ｅはエンジンの開発時において予め耐久テストを行いテスト後の部品検査を行うことによって寿命直線として予め求めておくことができる。
【０１５２】
そして上記（２）式で得られた被害量δ′に対応する直線Ｅ上の点から寿命Ｌ′が求められる。
【０１５３】
重みγijの値は部品群ＰＴ１、ＰＴ３毎に異ならせることができる。また部品ＰＴ毎に寿命を演算する場合には、部品毎に重みγijの値を異ならせることができる。
【０１５４】
つぎにサイクルタイム（サイクルインターバル）Ｍ2について説明する。
【０１５５】
サイクルインターバルＭ2のデータ内容を図１２に示す。
【０１５６】
同図１２に示すように縦軸ｉにエンジンの回転数Ｎeの各変動幅ΔＮeiがとられ、横軸ｊに滞留時間Δτ1、Δτ2がとられる。滞留時間Δτ1はたとえば５ｓｅｃに設定され、滞留時間Δτ2はたとえば２０ｓｅｃに設定される。そして各ブロックＢijに分割される。
【０１５７】
そして稼働パラメータＮeがサンプリング時間Δｔ毎に入力され、レインフロー法による処理が施される。滞留時間Δτ1での回転変動幅ΔＮe、滞留時間Δτ2での回転変動幅ΔＮeが求められ、求めた回転変動幅ΔＮeの値が各ブロックＢijのいずれに入ったか否かが判断される。たとえば５秒間での回転変動幅（回転数最小値と最大値との差）が１００ｒｐｍであれば、滞留時間Δτ1（５秒間）、回転変動幅ΔＮe1（０〜２００ｒｐｍ）に対応するブロックＢ11に入ったと判断される。こうして各ブロックＢij毎に、入った頻度ｎijが積算されていく。積算は一定時間τが経過するまで行われ、一定時間τが経過する毎に積算値が出力される。なおサイクルタイムＭ2のマップについても負荷頻度マップＭ1と同様に恒久的なマップとリセット可能なマップの２種類を持たせるようにしてもよい。
【０１５８】
図１３のサイクルタイムＭ2の各ブロックＢij毎の頻度ｎijは、前述した図１１と同様にして％換算される。％換算した頻度ｎ′ijを全ブロックＢijについて合計した値が１００％となる。
【０１５９】
サイクルタイムＭ2の各ブロックＢijにはそれぞれ重みγijが設定されている。
【０１６０】
サイクルタイムＭ2に基づく被害量δ2は次式（３）により求められる。
【０１６１】
δ2＝Σｎ′ij・γij …（３）
すなわち％換算された頻度ｎijに対して重みγijによる重み付けｎ′ij・γijを行い、これを全てのブロックＢijについてたしあわせた値が、一定時間τが経過するまでにエンジンに加えられた被害量（過酷度）δ2となる。
【０１６２】
つぎに負荷移動マップＭ3について説明する。
【０１６３】
図１４はエンジン回転数Ｎeを横軸としトルクＴを縦軸とするエンジン性能線図を示している。Ｔcはトルクカーブである。
【０１６４】
エンジン性能線図の横軸のエンジン回転数Ｎeは２分割され、トルクＴ（燃料噴射量）は２分割される。このため４つの領域Ａ1、Ａ2、Ａ3、Ａ4に分割される。
【０１６５】
負荷移動マップＭ3のデータ内容を図１５に示す。
【０１６６】
同図１５に示すように縦軸ｉに領域間の変動軌跡（変動方向）ｕiがとられ、横軸ｊに滞留時間Δτ1、Δτ2がとられる。滞留時間Δτ1はたとえば５ｓｅｃに設定され、
滞留時間Δτ2はたとえば２０ｓｅｃに設定される。そして各ブロックＢijに分割される。
【０１６７】
情報管理用コントローラ１では、サンプリング時間Δｔ毎に得られる稼働パラメータＴ、Ｎeの値が、各領域Ａ1〜Ａ4のいずれに入ったか否かを逐次判断している。そして滞留時間Δτ1での変動軌跡ｕ、滞留時間Δτ2での変動軌跡ｕが求められ、求めた変動軌跡ｕが各ブロックＢijのいずれに入ったか否かが判断される。たとえば５秒間での変動軌跡（変動開始から変動終了までの方向）が図１４に示すｕであれば、滞留時間Δτ1（５秒間）、変動軌跡ｕ1（Ａ1からＡ2）に対応するブロックＢ11に入ったと判断される。こうして各ブロックＢij毎に、入った頻度ｎijが積算されていく。積算は一定時間τが経過するまで行われ、一定時間τが経過する毎に積算値が出力される。なお負荷移動マップＭ3のマップについても負荷頻度マップＭ1と同様に恒久的なマップとリセット可能なマップの２種類を持たせるようにしてもよい。
【０１６８】
図１５の負荷移動マップＭ3の各ブロックＢij毎の頻度ｎijは、前述した図１１と同様にして％換算される。％換算した頻度ｎ′ijを全ブロックＢijについて合計した値が１００％となる。
【０１６９】
負荷移動マップＭ3の各ブロックＢijにはそれぞれ重みγijが設定されている。
【０１７０】
負荷移動マップＭ3に基づく被害量δ3は次式（４）により求められる。
【０１７１】
δ3＝Σｎ′ij・γij …（４）
すなわち％換算された頻度ｎijに対して重みγijによる重み付けｎ′ij・γijを行い、これを全てのブロックＢijについてたしあわせた値が、一定時間τが経過するまでにエンジンに加えられた被害量（過酷度）δ3となる。
【０１７２】
ここで図６に示すように部品群ＰＴ２については、対応するサイクルタイムＭ2、負荷移動マップＭ3に基づいて寿命を求めることができる。
【０１７３】
この場合部品群ＰＴ２の寿命は、つぎのようにして求めることができる。すなわち上記（３）式から得られた被害量δ2と上記（４）式から得られた被害量δ3のうちいずれか大きい方の被害量δを選択する。そして図７に示すように、選択した被害量δに対応する寿命直線Ｅ上の点として寿命Ｌを求める。なお被害量δ2と被害量δ3の値を平均するなど、２つの被害量δ2、δ3の値から被害量δを求める演算は任意である。
【０１７４】
また被害量δ2、被害量δ3それぞれについて寿命Ｌを求め、いずれか小さい方を最終的に寿命であると決定してもよい。この場合も被害量δ2から求めた寿命と被害量δ3から求めた寿命を平均するなど、２つの寿命の値から寿命を決定する演算は任意である。
【０１７５】
なお部品群ＰＴ２を構成する部品ＰＴ毎に寿命を演算する場合には、部品毎に重みγijの値を異ならせることができる。
【０１７６】
エンジンの寿命はつぎのようにして求められる。
【０１７７】
すなわち部品群ＰＴ１について求められた寿命Ｌ、部品群ＰＴ２について求められた寿命Ｌ、部品群ＰＴ２について求められた寿命Ｌのうちで最も小さい寿命が最終的にエンジンの寿命であると決定される。なお各寿命を平均するなど３つの寿命の値から最終的にエンジンの寿命を決定する演算方法は任意である。
【０１７８】
また部品ＰＴ毎に寿命を演算し、各部品ＰＴ毎に求められた寿命のうちで最も小さい値を最終的にエンジンの寿命であると決定してもよい。この場合も各寿命の値を平均するなど部品の種類毎の寿命の値から最終的にエンジンの寿命を決定する演算方法は任意である。
【０１７９】
以上のように本実施形態によれば、部品群もしくは部品毎に、対応する１または２以上のマップＭ1、Ｍ2、Ｍ3から得られた積算値に基づいて寿命を演算し、各部品群もしくは各部品毎の寿命からエンジンの寿命を求めるようにしているので、エンジンの各部に加えられた被害量を正確に数値化することができ、エンジンの寿命を正確に求めることができる。このため最も適切な時期にエンジンのオーバーホール、修理等を行うことができ建設機械の修理、点検等のサービスの効率が飛躍的に向上するとともに、エンジンに重大な破損をきたすことが回避される。
【０１８０】
なお本実施形態では、図６に示すように部品群ＰＴ１に、負荷頻度マップＭ1を対応づけ、部品群ＰＴ２に、サイクルタイムＭ2と負荷移動マップＭ3を対応づけ、部品群ＰＴ３に、負荷頻度マップＭ1を対応づけている。しかし本発明としては、この図６に示す対応づけに限定されるものではない。
【０１８１】
負荷頻度マップＭ1は、（１）機械応力（高サイクル疲労）、（２）熱応力（低サイクル疲労）、（３）摩耗（運転条件）を要因とする被害量を評価することが可能である。またサイクルタイムＭ2は、（２）熱応力（低サイクル疲労）、（３）摩耗（運転条件）を要因とする被害量を評価することが可能である。また負荷移動マップＭ3は、（２）熱応力（低サイクル疲労）、（３）摩耗（運転条件）を要因とする被害量を評価することが可能である。
【０１８２】
よって部品群ＰＴ１に、負荷頻度マップＭ1を対応づけ、部品群ＰＴ２に、サイクルタイムＭ2を対応づけ 部品群ＰＴ３に、負荷移動マップＭ3を対応づけてもよい。要は、各部品群毎に、被害量を評価するに適切なマップＭ1、Ｍ2、Ｍ3を対応づけておくことができる。また場合によっては、負荷頻度マップＭ1、サイクルタイムＭ2、負荷移動マップＭ3を用いることなく、負荷頻度マップＭ1、サイクルタイムＭ2の２つのマップを用いて寿命を求めてもよく、また負荷頻度マップＭ1、負荷移動マップＭ3の２つの用いて寿命を求めてもよい。
【０１８３】
さらに以下に説明する連続運転時間マップＭ4を加えて寿命を演算してもよい。
【０１８４】
連続運転時間マップＭ4のデータ内容を図１６に示す。連続運転時間マップＭ4は負荷移動マップＭ3のデータに基づき生成される。
【０１８５】
同図１６に示すように縦軸ｉに連続運転時間Δτiがとられ、横軸ｊに領域Ａ1、Ａ2、Ａ3、Ａ4がとられる。連続運転時間Δτ1、Δτ2、Δτ3はたとえば、それぞれ５から１０ｓｅｃ、１０から２０ｓｅｃ、２０ｓｅｃ以上、に設定される。そして各ブロックＢijに分割される。
【０１８６】
情報管理用コントローラ１では、各ブロックＢij毎に、入った頻度ｎijが積算されていく。たとえば７秒間だけ領域Ａ1で連続稼働していれば、連続運転時間Δτ1（５〜１０秒間）、領域Ａ1に対応するブロックＢ11に入ったと判断される。積算は一定時間τが経過するまで行われ、一定時間τが経過する毎に積算値が出力される。なお連続運転時間マップＭ4についても負荷頻度マップＭ1と同様に恒久的なマップとリセット可能なマップの２種類を持たせるようにしてもよい。以下同様にして％換算された頻度ｎ′ijと重みγijに基づき被害量δ4が演算され、部品群または部品毎の寿命が演算される。
【０１８７】
連続運転時間マップＭ4は、（２）熱応力（低サイクル疲労）、（３）摩耗（運転条件）を要因とする被害量を評価することが可能である。
【０１８８】
よって図６において部品群ＰＴ２の寿命を演算するために、連続運転時間マップＭ4を加えて評価してもよい。また場合によっては、負荷移動マップＭ3の代わりに連続運転時間マップＭ4を用いてもよい。
【０１８９】
なおエンジンの寿命は、被害量（過酷度）に加えてエンジンで発生した異常を加味して評価すると、より精度よく求めることができる。エンジンで発生する異常は、たとえばブローバイ圧、最大ブローバイ圧時のエンジン回転数、最大ブローバイ圧時の燃圧、排気温度、エンジン油温、大気温度、大気圧のデータから判断することができる。
【０１９０】
情報管理用コントローラ１で演算された上記部品群または部品毎の寿命のデータ、エンジンの寿命のデータは、監視局１９に送信される。このため監視局１９では複数の建設機械のエンジンの寿命を管理することができる。このため各地に点在している複数の建設機械の点検、修理等のサービスの時期を正確に判断することができ、適切な時期に適切な人員に対してサービスの指示を与えることができる。また情報管理用コントローラ１で演算された上記部品群または部品毎の寿命のデータ、エンジンの寿命のデータは、サービスツール１８にダウンロードされる。このため整備員（サービスマン）は、現場でデータを解析する労力を要することなく即座に点検、修理の時期に達したか否かを判断することができる。これにより点検、修理等のサービスの作業効率が飛躍的に向上する。
【０１９１】
つぎに建設機械に設けられた油圧ポンプまたは油圧モータの寿命を演算する実施形態について説明する。
【０１９２】
油圧ポンプは、エンジンによって駆動される。可変容量型の油圧ポンプは、油圧アクチュエータ（油圧シリンダ、油圧モータ）の駆動源となる。固定容量型の油圧ポンプは、たとえば操作レバーで発生した操作信号がパイロット管路を介して流量制御弁に供給される際のパイロット圧油の駆動源となる。油圧モータは、油圧ポンプから吐出された圧油が流量制御弁を介して圧油流入ポートに流入されることによって回転駆動される油圧アクチュエータである。油圧モータはたとえば旋回体、走行体を作動させる。
【０１９３】
本実施形態では油圧ポンプを代表させて説明する。本実施形態では可変容量型のポンプを想定し、斜板（容量）ｑ（ｃｃ/ｒｅｖ）がＴＶＣ（トルク・バリュアブル・コントロール）弁によって制御される構成を想定している。ＴＶＣ弁は、たとえば図３に示すポンプコントローラ３から出力される制御信号ｉによって駆動される。ＴＶＣ弁によってなされる制御内容を図１７を用いて説明する。
【０１９４】
図１７は油圧ポンプのＰ−ｑカーブを表すグラフである。横軸は油圧ポンプから吐出される圧油の圧力たるポンプ圧Ｐ（ｋｇ/ｃｍ2）を示し、縦軸はポンプ１回転当たりの吐出流量たる容量ｑ（ｃｃ/ｒｅｖ）を示している。
【０１９５】
Ｐ−ｑカーブ上のラインＴpはポンプ吸収トルクが一定値Ｔpとなるラインを示している。ＴＶＣ弁は、油圧ポンプの吸収トルクを一定にするべく設けられている。すなわちポンプ圧Ｐと容量ｑとの積が一定となるように斜板の傾転角を制御する。なおＴＶＣ弁は、複数の油圧ポンプの合成吸収トルクを一定にするために用いられる。図１８に示すようにＴＶＣ弁に入力された制御電流値ｉが大きくなるに応じてポンプ吸収トルクＴが小さくなるように、ＴＶＣ弁は油圧ポンプの斜板を制御する。よって図１７に示すようにＴＶＣ弁への入力電流ｉの大きさに応じてＰ−ｑカーブ は変化し、トルク一定のラインはＴ1、Ｔ2、Ｔ3…へと変化する。
【０１９６】
以上のように油圧ポンプの吸収トルクＴはポンプコントローラ３から出力される電流ｉに応じて定まるので、ポンプコントローラ３で電流値ｉを取得することができる。なお電流値ｉを検出するセンサを設けてもよい。電流値ｉのデータは、情報管理用コントローラ１に送信される。情報管理用コントローラ１では電流値ｉからポンプ吸収トルクＴが演算される。ただし図１７に示すようにポンプ圧ＰがＰ1よりも小さい場合には、ラインＴp上にのらないので、下記（５）式によってポンプ吸収トルクＴが演算される。
【０１９７】
Ｔ＝Ｐ・ｑmax/２００π …（５）
なおトルクを直接検出するセンサを設けてポンプ吸収トルクＴを検出してもよい。また油圧ポンプの容量ｑとポンプ吐出圧Ｐを検出することによってポンプ吸収トルクＴを演算してもよい。
【０１９８】
図１９は情報管理用コントローラ１にサンプリング時間Δｔ毎に、収集される稼働パラメータつまりポンプ回転数Ｎ、ＴＶＣ弁への入力電流ｉ、ポンプ吐出圧Ｐを示している。図１９は一定時間τの間で稼働パラメータが変化する様子を示している。稼働パラメータの積算は以下に述べるように一定時間τ（たとえば２０時間）が経過毎に行われる。
【０１９９】
油圧ポンプの回転数Ｎはエンジン回転数センサで検出されたエンジン回転数Ｎeに対して既知の定数を乗算することにより得られる。よってエンジン回転数センサの検出値から、サンプリング時間Δｔ毎のポンプ回転数Ｎが取得される。
【０２００】
サンプリング時間Δｔ毎に入力される電流ｉに基づいてサンプリング時間Δｔ毎にポンプ吸収トルクＴが演算される。
【０２０１】
ポンプ圧力Ｐにはしきい値Ｐcが設定され、逐次の圧力値Ｐがこのしきい値Ｐc以上になったか否かが判断される。そして、サンプリング時間Δｔ毎の圧力値Ｐがしきい値Ｐc以上のピーク圧となる回数がカウントされ、一定時間τ（２０時間）が経過するまで積算される。そして積算されたピーク圧回数を一定時間τ（２０時間）で除算することによって、単位時間当たりのピーク圧回数ｎp（回/Ｈ）が求められる。
【０２０２】
油圧ポンプの寿命は、ベアリング（軸受け部品）の寿命によって基本的には定まる。
【０２０３】
ベアリングの寿命を求める式は、Ｔmを平均等価ポンプ吸収トルクとして、下記（６）式で表される。
【０２０４】
ベアリング寿命
∝１/（ポンプ回転速度Ｎ）・（平均等価ポンプ吸収トルクＴm）3.33
…（６）
本実施形態ではポンプ回転速度Ｎは一定値であると仮定してベアリング寿命が演算される。平均等価ポンプ吸収トルクＴmはたとえば次式（７）に示すように、サンプリング時間Δｔ毎に演算されるポンプ吸収トルク値Ｔiを一定時間τ（２０時間）が経過するまで積算し、これを平均した値として求めることができる。
【０２０５】
Ｔm＝（ΣＴi3.33/Δｔ）0.3 …（７）
なおポンプ回転数Ｎについても同様に平均等価ポンプ回転数を求めてもよい。
【０２０６】
図２０は上記（６）式に従いベアリングの寿命を演算する寿命直線Ｆを示している。
【０２０７】
図２０は平均等価ポンプ吸収トルクＴmとベアリングの寿命の長さＬ（Ｈ）（寿命ランクＳ、Ａ、Ｂ、Ｃ）の対応関係Ｆを示している。この対応関係Ｆは油圧ポンプの開発時において予め耐久テストを行いテスト後の部品検査を行うことによって寿命直線として予め求めておくことができる。
【０２０８】
そして上記演算された平均等価ポンプ吸収トルクＴmに対応する寿命直線Ｆ上の点から寿命ランクが求められる。
【０２０９】
図２１は図２０の縦軸の平均等価ポンプ吸収トルクＴmの各範囲と、図２０の横軸の各寿命ランクＳ、Ａ、Ｂ、Ｃとの対応関係を示している。各寿命ランクＳ、Ａ、Ｂ、Ｃ毎にオーバーホール（推奨）時間（Ｈ）が対応づけられている。
【０２１０】
ここでポンプ吸収トルクＴはポンプ圧力Ｐに比例している。よって平均等価ポンプ圧力Ｐmを上記（７）式と同様にして求め、同様にしてベアリングの寿命ランクを定めることができる。
【０２１１】
図２２は平均等価ポンプ圧力Ｐmとベアリングの寿命の長さＬ（Ｈ）（寿命ランクＳ、Ａ、Ｂ、Ｃ）の対応関係Ｇを示している。
【０２１２】
そして上記演算された平均等価ポンプ圧力Ｐmに対応する寿命直線Ｇ上の点から寿命ランクが求められる。
【０２１３】
図２２の縦軸の平均等価ポンプ圧力Ｐmの範囲１７０〜１８５ｋｇ/ｃｍ2が、図２０の横軸の寿命ランクＳ（８０００〜１００００時間）に対応している。同様に圧力Ｐmの範囲１６０〜１７０ｋｇ/ｃｍ2が、寿命ランクＡ（１００００〜１２０００時間）に対応し、また圧力Ｐmの範囲１５５〜１６０ｋｇ/ｃｍ2が、寿命ランクＢ（１２０００〜１４０００時間）に対応し、また圧力Ｐmの範囲１４５〜１５５ｋｇ/ｃｍ2が、寿命ランクＣ（１４０００〜１８０００時間）に対応している。
【０２１４】
上述するようにして演算された単位時間当たりのピーク圧回数ｎp（回/Ｈ）は、油圧ポンプが複数ある場合に各ポンプの負荷レベルを評価するために用いられる。単位時間当たりのピーク圧回数ｎpが大きいほど、ブームなどの作業機、上部旋回体、下部走行体を操作した頻度が多く、その分だけ対応する油圧ポンプには大きな負荷がかかっていることになる。
【０２１５】
図２３は単位時間当たりのピーク圧回数ｎpと寿命の長さＬ（Ｈ）（負荷レベルＳ、Ａ、Ｂ、Ｃ）の対応関係Ｉを示している。
【０２１６】
そして上記演算された単位時間当たりのピーク圧回数ｎpに対応する負荷レベル直線Ｉ上の点から負荷レベルが求められる。
【０２１７】
図２３の縦軸の単位時間当たりのピーク圧回数ｎpの範囲３６０〜４５０回/Ｈが、図２３の横軸の負荷レベルＳ（過酷レベル）に対応している。同様にピーク圧回数ｎpの範囲３００〜３６０回/Ｈが、負荷レベルＡ（重負荷レベル）に対応し、またピーク圧回数ｎpの範囲２６０〜３００回/Ｈが、負荷レベルＢ（中負荷レベル）に対応し、またピーク圧回数ｎpの範囲２００〜２６０回/Ｈが、負荷レベルＣ（軽負荷レベル）に対応している。
【０２１８】
負荷レベルは複数の油圧ポンプそれぞれについて求められる。そして負荷レベルを比較することによりいずれの油圧ポンプの負荷が大きく寿命が短いのかについて判断することができる。
【０２１９】
すなわち油圧ショベル等の建設機械では、最大６個程度の油圧ポンプが使用されることが多い。しかし油圧ポンプへの負荷のかかり具合は、作業形態によって異なり、必ずしも複数の油圧ポンプに均等に負荷がかかっているわけではない。そこで各油圧ポンプ毎に負荷レベルを求め、各油圧ポンプの負荷レベルを比較することによって、いずれの油圧ポンプの寿命が長いか短いかを見極めることが可能となる。
【０２２０】
本実施形態は、ピーク圧回数ｎp（回/Ｈ）に基づいてベアリングの寿命を演算しない場合を想定している。なおピーク圧回数ｎp（回/Ｈ）に基づいてベアリングの寿命を演算する実施も可能である。
【０２２１】
油圧ポンプの寿命は、負荷を要因とするベアリングの寿命によって主に定まる。しかしベアリングの劣化レベルは作動油温度という要因によっても変動する。作動油温度を要因としてＯ−リングなどのオイルシール部品の寿命が定まる。そこでベアリングの寿命として求めた油圧ポンプの寿命が、作動油温度を要因とするオイルシール部品の寿命によって補正される。この補正により油圧ポンプの寿命が高精度に求められる。
【０２２２】
本実施形態では作動油温度としてタンク内に環流される圧油の温度Ｒtを用いている。タンク内の油温は油温センサによってサンプリング時間Δｔ毎に検出され、情報管理用コントローラ１に入力される。そして同様にして一定時間τが経過するとタンク平均等価油温Ｒt（゜Ｃ）が演算される。
【０２２３】
図２４はタンク平均等価油温Ｒtとオイルシールの寿命の長さＬ（Ｈ）（寿命ランクＳ、Ａ、Ｂ、Ｃ）の対応関係Ｊを示している。
【０２２４】
そして上記演算されたタンク平均等価油温Ｒtに対応する寿命直線Ｊ上の点から寿命ランクが求められる。
【０２２５】
図２４の縦軸のタンク平均等価油温Ｒtの範囲８５〜９０゜Ｃが、図２４の横軸の寿命ランクＳ（８０００〜１００００時間）に対応している。同様に油温Ｒtの範囲８０〜８５゜Ｃが、寿命ランクＡ（１００００〜１２０００時間）に対応し、また油温Ｒtの範囲７５〜８０゜Ｃが、寿命ランクＢ（１２０００〜１４０００時間）に対応し、また油温Ｒtの範囲７０〜７５゜Ｃが、寿命ランクＣ（１４０００〜１８０００時間）に対応している。
【０２２６】
本実施形態ではタンク内油温Ｒt以外にも大気温度Ｒaを用いてオイルシールの寿命が演算される。外気温は温度センサによってサンプリング時間Δｔ毎に検出され、情報管理用コントローラ１に入力される。そして同様にして一定時間τが経過すると平均外気温Ｒa（゜Ｃ）が演算される。
【０２２７】
同図２４は平均外気温Ｒaとオイルシールの寿命の長さＬ（Ｈ）（寿命ランクＳ、Ａ、Ｂ、Ｃ）の対応関係Ｋを示している。
【０２２８】
そして上記演算された平均外気温Ｒaに対応する寿命直線Ｋ上の点から寿命ランクが求められる。
【０２２９】
図２４の縦軸の平均外気温Ｒaの範囲３２〜３８゜Ｃが、図２４の横軸の寿命ランクＳ（８０００〜１００００時間）に対応している。同様に平均外気温Ｒaの範囲２８〜３２゜Ｃが、寿命ランクＡ（１００００〜１２０００時間）に対応し、また平均外気温Ｒaの範囲２５〜２８゜Ｃが、寿命ランクＢ（１２０００〜１４０００時間）に対応し、また平均外気温Ｒaの範囲２０〜２５゜Ｃが、寿命ランクＣ（１４０００〜１８０００時間）に対応している。
【０２３０】
油圧ポンプの寿命はつぎのようにして求められる。
【０２３１】
すなわち平均等価ポンプ吸収トルクＴmから求められた寿命ランク、平均等価圧力Ｐmから求められた寿命ランク、タンク平均等価油温Ｒtから求められた寿命ランク、平均外気温Ｒaから求められた寿命ランクのうちで最も短い時間となる寿命ランクが最終的に油圧ポンプの寿命（オーバーホール時期）であると決定される。なお各寿命ランクの中心値を平均するなど、それぞれ求められた寿命ランクから最終的に油圧ポンプの寿命を決定する方法は任意である。
【０２３２】
本発明としては、少なくとも平均等価ポンプ吸収トルクＴmから求められた寿命ランクと、タンク平均等価油温Ｒtから求められた寿命ランクを求めることができれば、油圧ポンプの寿命を高精度に求めることができる。
【０２３３】
油圧モータの寿命についても油圧ポンプと同様にして求めることができる。
【０２３４】
以上のように本実施形態によれば油圧ポンプ、油圧モータの寿命が自動的にかつ正確に求められる。このため最も適切な時期に油圧ポンプ、油圧モータのオーバーホール、修理等を行うことができ建設機械の修理、点検等のサービスの効率が飛躍的に向上する。また油圧ポンプ、油圧モータに重大な破損をきたすことが回避される。
【０２３５】
情報管理用コントローラ１で演算された油圧ポンプ、油圧モータの寿命のデータは、監視局１９に送信される。このため監視局１９では複数の建設機械に備えられている油圧ポンプ、油圧モータの寿命を管理することができる。このため各地に点在している複数の建設機械の点検、修理等のサービスの時期を正確に判断することができ、適切な時期に適切な人員に対してサービスの指示を与えることができる。また情報管理用コントローラ１で演算された油圧ポンプ、油圧モータの寿命のデータは、サービスツール１８にダウンロードされる。このため整備員（サービスマン）は、現場でデータを解析する労力を要することなく油圧ポンプ、油圧モータが点検、修理の時期に達したか否かを即座に判断することができる。これにより点検、修理等のサービスの作業効率が飛躍的に向上する。
【０２３６】
情報管理用コントローラ１では建設機械の作業量、稼働状態の情報が生成され管理されている。以下これについて説明する。
【０２３７】
鉱山などの広域作業現場では、油圧ショベルは、ダンプトラックに掘削した土砂等を積み込む積込み作業を行う。広域作業現場を管理、監視する監視局にあっては、稼働中の複数の油圧ショベルの作業量を管理情報として取得することが、生産管理計画を立てる上で重要となる。
【０２３８】
油圧ショベルの時間当たりの作業量Ｖ（ｍ3/ｈ）は上述した（１）式（Ｖ＝Ｑv・（３６００/Ｓt）・α・（１/β））によって理論的に求められる。
【０２３９】
本実施形態では上記稼働率α、積込み占有率βが正確に算出され時間当たりの作業量Ｖが正確に求められる。
【０２４０】
建設機械内には、エンジンの稼働時間を積算するサービスメータＳＭ2（これを第２サービスメータという）とは別に、第１サービスメータＳＭ1、第３サービスメータＳＭ3が設けられている。図２５はこれら３つのサービスメータで時間ｔを積算する様子を概念的に示している。
【０２４１】
第２サービスメータＳＭ2は、エンジンが回転している時間を積算する積算手段であり、オルタネータの電圧値が所定のしきい値以上になっている時間あるいはエンジン回転数Ｎeが所定のしきい値（０回転よりも大きくアイドル回転数よりも高い回転数）以上になっている時間を積算することによりエンジン稼働時間ＳＭＲ2を積算するものである。
【０２４２】
第１サービスメータＳＭ1は、エンジンキースイッチがオンに投入され電源（バッテリ）から電力がコントローラに供給されているキースイッチオン時間ＳＭＲ1を積算するものである。
【０２４３】
建設機械では、作業機用操作レバーが中立位置から操作されることによってブームなどの作業機が作動される。また旋回体用操作レバーが中立位置から操作されることによって上部旋回体が旋回作動される。また走行体用操作レバーが中立から操作されることによって下部走行体が走行駆動される。操作レバーは油圧式レバーであれば、操作レバーの操作量に対応するパイロット圧がパイロット管路を介して流量制御弁に供給される。そこでパイロット管路に圧力センサを設け、パイロット管路内のパイロット圧Ｐrが所定のしきい値以上になったことを同圧力センサによって検出することによって操作レバーが操作されたことを検出することができる。なお操作レバーが電気式の操作レバーであれば、操作レバーの操作量に対応する電気信号を、たとえば操作レバーの回動量を検出するポテンショメータの電圧出力値として検出することができる。よってポテンショメータなどから出力される電気信号から同様に操作レバーが操作されたことを検出することができる。
【０２４４】
本実施形態では油圧式の操作レバーを想定している。作業機用操作レバーが操作されたことを示す圧力信号Ｐrw（所定のしきい値以上のパイロット圧）が作業機用圧力センサで検出される。また旋回体用操作レバーが操作されたことを示す圧力信号Ｐrs（所定のしきい値以上のパイロット圧）が旋回体用圧力センサで検出される。また走行体用操作レバーが操作されたことを示す圧力信号Ｐrt（所定のしきい値以上のパイロット圧）が走行体用圧力センサで検出される。
【０２４５】
第３サービスメータＳＭ3は、上記各圧力センサの検出信号Ｐrw、Ｐrs、Ｐrtから操作レバーが操作されている時間ＳＭＲ3つまり作業機、旋回体、走行体のいずれかが稼働している時間ＳＭＲ3を積算するものである。なお第３サービスメータＳＭ3としては、作業機用圧力センサの検出信号Ｐrwのみから作業機用操作レバーのみが操作されている時間ＳＭＲ3つまり作業機が稼働している時間ＳＭＲ3を積算するものであってもよい。
【０２４６】
図２６は建設機械の計画稼働時間ＳＭＲoと、各サービスメータＳＭ1、ＳＭ2、ＳＭ3の実際の積算値ＳＭＲ1、ＳＭＲ2、ＳＭＲ3との関係を例示している。図２６の横軸は日付であり、縦軸は計測されたサービスメータ値ＳＭＲを示している。計画稼働時間ＳＭＲ0は建設機械の種類、ユーザによって異なる。これは予めデータとして入力されておかれる。たとえば１日当たり２０時間が計画稼働時間ＳＭＲ0として入力、設定される。
【０２４７】
本実施形態では、下記（８）式によって稼働率αが演算される。
【０２４８】
α＝（ＳＭＲ3/ＳＭＲ0）・１００（％） …（８）
ＳＭＲ0−ＳＭＲ3が油圧ショベルが実際には積込み作業を行っていない時間つまりダウンタイムである。ダウンタイムが大きいほど上記稼働率αの値が小さくなる関係にある。
【０２４９】
このように本実施形態では作業機が稼働されている稼働時間の積算値ＳＭＲ3から稼働率αが求められる。このため図２５に示すようにたとえばエンジンの暖気時間（ダンプ待ち時間）が長くその分作業機が稼働している時間が短い作業態様の場合であっても正確な稼働率αが得られ、この正確な稼働率αに基づき作業量Ｖを正確に算出することが可能となる。
【０２５０】
つぎに積込み占有率βの演算処理について説明する。
【０２５１】
図２８は、上記作業機用圧力センサ、旋回体用圧力センサ、走行体用圧力センサから出力される各圧力検出信号Ｐrw、Ｐrs、Ｐrtが時間の変化に伴い変化する様子を示している。
【０２５２】
一方図２９は操作レバーの操作頻度マップのデータ内容を示している。
【０２５３】
同図２９に示すように縦軸ｉに各圧力検出信号の種類Ｐrw、Ｐrs、Ｐrtがとられ、横軸ｊに各圧力レベルＰrがとられる。圧力レベルＰrはたとえば０〜１００ｋｇ/ｃｍ2、１００〜２００ｋｇ/ｃｍ2、２００〜５００ｋｇ/ｃｍ2の３レベルに分割されている。そして各ブロックＢijに分割される。
【０２５４】
そして図２８に示すように圧力検出信号Ｐrw、Ｐrs、Ｐrtがサンプリング時間Δｔ毎に入力され、圧力値が各ブロックＢijのいずれに入ったか否かが判断される。たとえば時刻ｔ1で作業機の圧力検出信号Ｐrwが１３０ｋｇ/ｃｍ2の値を示している場合には、操作頻度マップの作業機Ｐrw、圧力レベルＰr2（１００〜２００ｋｇ/ｃｍ2）に対応するブロックＢ12に入ったと判断される。こうして各ブロックＢij毎に、入った頻度ｎijが積算されていく。積算は１日が経過するまで行われ、一日が経過する毎に積算値が出力される。そして１日毎の積算値が記憶されていき最大１００日分記憶することができる。メモリ容量を減らすために１００日経過後は最も古い日付のデータは消去され最も新しい日付の積算値によって更新される。
【０２５５】
図２９の操作頻度マップの各ブロックＢij毎の頻度ｎijは、前述した図１１と同様にして％換算される。％換算した頻度ｎ′ijを全ブロックＢijについて合計した値が１００％となる。
【０２５６】
本実施形態では、図２９に示す操作頻度マップの各ブロックＢijのうち作業機Ｐrwについてのブロックの頻度ｎ11、ｎ12、ｎ13が合計され作業機操作頻度ｎwが求められる。同様に旋回体Ｐrsについてのブロックの頻度ｎ21、ｎ22、ｎ23が合計され旋回体操作頻度ｎsが求められる。同様に走行体Ｐrtについてのブロックの頻度ｎ31、ｎ32、ｎ33が合計され走行体操作頻度ｎtが求められる。作業機操作頻度ｎw、旋回体操作頻度ｎs、走行体操作頻度ｎtは％換算される。％換算された作業機操作頻度ｎ′w、旋回体操作頻度ｎ′s、走行体操作頻度ｎ′tの比率を図３０に例示する。
【０２５７】
図３０は作業機、旋回体、走行体を横軸とし、縦軸に％換算された作業機頻度ｎ′w、旋回体操作頻度ｎ′s、走行体操作頻度ｎ′tを示している。
【０２５８】
本実施形態では、％換算された作業機頻度ｎ′w、旋回体操作頻度ｎ′s、走行体操作頻度ｎ′tに基づいて下記（９）式によって積込み占有率βが演算される。
【０２５９】
β＝１＋ｎ′t/（ｎ′w＋ｎ′s） …（９）
上記式の右辺第２項は、作業機操作頻度ｎ′wと旋回体操作頻度ｎ′sとの和ｎ′w＋ｎ′sに対して走行体操作頻度ｎ′tとの比をとった値ｎ′t/（ｎ′w＋ｎ′s）を示している。よって積込み占有率βはその値が小さいほど、走行に対して作業機を操作している時間が長く、実質的に積込み作業を行っている時間が多いことを示す。
【０２６０】
上記（９）式の意味について説明すると、作業機操作頻度ｎ′wが大きいと生産性が高い。よって作業機操作頻度ｎ′wが大きくなるほど比ｎ′t/（ｎ′w＋ｎ′s）の値は小さくなる。これにより積込み占有率βは値が小さくなる。
【０２６１】
また旋回体操作頻度ｎ′sが大きいと、比ｎ′t/（ｎ′w＋ｎ′s）の値は小さくなる。これにより積込み占有率βは値が小さくなる。
【０２６２】
また走行体操作頻度ｎ′tが大きいと、比ｎ′t/（ｎ′w＋ｎ′s）の値は大きくなる。これにより積込み占有率βは値が大きくなる。
【０２６３】
積込み占有率βは、上記（９）式に限定されることなく、作業機操作頻度ｎ′wと、旋回体操作頻度ｎ′sと、走行体操作頻度ｎ′tとの比率から、実質的に積み込み作業が行われている時間の大小を評価できる式であればよい。たとえば（９）式の代わりに、下記（９）′式を用いてもよい。
【０２６４】
β＝（ｎ′t＋ｎ′s）/（ｎ′w＋ｎ′s） …（９）′
上記（９）′式によれば旋回している時間が長く作業機を稼働していない時間が短い場合には積込み占有率βが大きくなり、実質的に作業機が稼働されていないことを評価することができる。
【０２６５】
本発明としては図３０に示す比率を用いて、実質的に作業機が稼働されているか否かを評価することができる演算式であればよい。
【０２６６】
また本実施形態では頻度の比率を用いているが、作業機が操作されている時間、旋回体が操作されている時間、走行体が操作されている時間を計時して、これらの時間の比率から積込み占有率βを演算してもよい。
【０２６７】
以上のように本実施形態によれば、走行したり旋回している時間が長くその分作業機を用いて実際に土砂を積み込んでいる時間が短い作業態様の場合であっても、正確な積込み占有率βを得ることができ、正確な積込み占有率βを用いて作業量Ｖを正確に算出することが可能となる。
【０２６８】
情報管理用コントローラ１では、上記演算された稼働率α、積込み占有率βを用いて作業量Ｖが演算される。この場合上記（１）式からＱ、Ｓなどの流動的な値を取り除きＶ＝α・（１/β）なる演算式にて作業量Ｖを求め、これを基準作業量Ｖrefと比較することによって建設機械の作業量を評価することができる。評価結果は生産性の効率および施工法の改善に反映させることができる。
【０２６９】
また燃費（ｌ/ｈ）を演算し、これと上記得られた時間当たりの作業量Ｖ（ｍ3/ｈ）とに基づいて単位燃料量（リッタ）当たりの作業量Ｖ′（ｍ3/ｌ）を演算してもよい。
【０２７０】
図２７は作業機操作頻度ｎ′w、旋回体操作頻度ｎ′sが時間経過に伴って変化する様子を示している。図２７の横軸は日付を示し、縦軸は頻度の％換算値を示している。このグラフから旋回体の操作と作業機の操作の割合を把握することができる。すなわち積込み作業時に旋回している時間が長いか短いか、その分作業機を用いて実際に土砂を積み込んでいる時間が短いか長いかなど建設機械の稼働状態の情報を取得することができる。
【０２７１】
また図２９に示す操作頻度マップに基づいて作業機、旋回体、走行体毎に、各圧力レベルに対応した頻度のグラフを図３１に示すように生成することができる。
【０２７２】
図３０（ａ）は作業機についてのグラフである。図３０（ａ）は各圧力範囲（０〜１００ｋｇ/ｃｍ2）、（１００〜２００ｋｇ/ｃｍ2）、（２００〜５００ｋｇ/ｃｍ2）を横軸としている。％換算された頻度ｎ′を縦軸としてる。各圧力範囲毎に頻度ｎ′11、ｎ′12、ｎ′13が対応づけられている（図２９参照）。
【０２７３】
同様に図３０（ｂ）は旋回体についてのグラフであり、各圧力範囲毎に頻度ｎ′21、ｎ′22、ｎ′23が対応づけられている（図２９参照）。同様に図３０（ｃ）は走行体についてのグラフであり、各圧力範囲毎に頻度ｎ′31、ｎ′32、ｎ′33が対応づけられている（図２９参照）。
【０２７４】
図３０に示すグラフから作業機で掘削がなされたときの掘削対象物の硬さの評価（発破の良く効いているベンチでの作業か否かの評価）や、旋回、走行時に作業抵抗によって作業速度が低下し作業効率が低下したか否かの評価などを行うことができる。この評価結果を施行法の改善に反映させることができる。
【０２７５】
また本実施形態によれば、３つのサービスメータＳＭ1、ＳＭ2、ＳＭ3を用いているので、従来に比較してより詳細な稼働状態の情報を取得することができる。
【０２７６】
すなわち図２５または図２６に示すように、第１サービスメータＳＭ1の積算値ＳＭＲ1と、第２サービスメータＳＭ2の積算値ＳＭＲ2との差分値から、エンジンのキースイッチがオンに投入されているにもかかわらずエンジンが実際には稼働されていない待機時間を算出することができる。
【０２７７】
また第２サービスメータＳＭ2の積算値ＳＭＲ2と、第３サービスメータＳＭ3の積算値ＳＭＲ3との差分値から、エンジンが稼働されているにもかかわらずブーム等の作業機が実際には稼働されていない暖気時間（ダンプ待ち時間）を算出することができる。
【０２７８】
このように本実施形態によれば、単なるエンジンの稼働時間のみならず、エンジンのキースイッチがオンに投入されているにもかかわらずエンジンが実際には稼働されていない待機時間、あるいはエンジンが稼働されているにもかかわらずブーム等の作業機が実際には稼働されていない暖気時間（ダンプ待ち時間）といった詳細情報を把握することができる。このため建設機械の稼働状態を従来よりも、より正確に管理、監視することが可能となる。
【０２７９】
情報管理用コントローラ１で演算された上述した作業量Ｖ、ないしは図２５〜図３１に示す稼働状態のデータは、監視局１９に送信される。このため監視局１９では複数の建設機械の作業量Ｖ、稼働状態を管理することができる。
【０２８０】
また情報管理用コントローラ１で演算された作業量Ｖ、稼働状態のデータは、サービスツール１８にダウンロードされる。このため現場でデータを解析する労力を要することなく建設機械の作業量、稼働状態を即座に認識することができる。
【０２８１】
つぎに情報管理用モニタ２で行われる表示内容について説明する。なお以下の説明は図１の構成を想定している。
【０２８２】
情報管理用モニタ２では、情報管理用コントローラ１に各コントローラから収集されたデータ、収集されたデータを加工したデータが、スイッチ操作に応じて画面上に表示される。
【０２８３】
図３２〜図４１は情報管理用モニタ２の表示画面が遷移する様子を示している。このうち図３２、図３３、図３５はオペレータが見ることができるオペレータ用画面であり、図３４、図３６〜図４１は特定操作を行わなければ表示されない（入力操作できない）サービス用画面である。
【０２８４】
これら図に示すように情報管理用モニタ２ではグラフィックユーザインターフェース（ＧＵＩ）が採用されている。オペレータないしはサービスマンは画面上に表示された「ボタン」などのスイッチをタッチ操作ないしはクリック操作するなどの入力操作をすることにより指示内容を入力することができる。なおキーボードなどの入力装置を用いて指示内容を入力してもよい。
【０２８５】
エンジンキースイッチがオンされ、電源が投入されると、情報管理用モニタ３の表示画面は、初期画面を経て図３２の画面５０に遷移する。
【０２８６】
図３２は建設機械の運転状態を表示する運転状態モニタ画面である。画面５０には、フロントエンジンのクーラントの現在の温度を表示する表示部５０ａなどが配置されている。画面５０上のボタン５１が操作されると、燃費を表示する画面に遷移される。画面５０上のボタン５２が操作されると、カレンダー（年、月、日、時刻）を設定する画面に遷移される。
画面５０上のボタン５２が操作されると、つぎの運転状態モニタ画面５５に遷移される。以後画面上のボタン５２が操作される毎に順次画面が切り換えられ、再び初期の運転状態モニタ画面５０に戻るという遷移が繰り返される。
【０２８７】
運転状態モニタ画面５０、５５…上のメンテナンスボタン５４が操作されると、図３３の画面５６に遷移される。
【０２８８】
図３３は建設機械のメンテナンス（整備、点検）状態を表示するメンテナンス状態モニタ画面である。画面５６には、各メンテナンス項目に対応づけて交換、点検までの残り時間が表示されている。たとえば「エンジンオイル」を示す表示部５６ａに対応づけて交換までの残り時間「１７０Ｈ」を示す表示部５６ｂが配置されている。
【０２８９】
画面５６上のボタン５７が操作されると、つぎのメンテナンス状態モニタ画面５８に遷移される。以後画面上のボタン５７が操作される毎に順次画面が切り換えられる。画面上のボタン５９が操作されると、ボタン５７が操作されたときの切換方向とは逆の方向に画面が切り換えられる。
【０２９０】
図３４はサービス用画面を示している。オペレータ用画面上で特定の操作がなされると、図３４の画面６０に遷移される。画面６０上にはテンキー６０ａが配置されている。テンキー６０ａを操作して予め設定された特定のデータ（パスワード）が入力されたことを条件として、つぎのサービスメニュー選択画面６１に遷移される。サービスメニュー選択画面６１上には、各サービスメニューを指示するボタン６１ａ〜６１ｈが配置されている。所望するボタンを操作することで対応する画面に遷移される。
【０２９１】
つぎに建設機械で故障等の異常が発生した場合の処理の内容について説明する。フロントエンジンでクーラントの温度が異常な温度に上昇した場合を想定する。
【０２９２】
図４２（ａ）は異常発生時処理の手順を示すフローチャートである。
【０２９３】
フロントエンジン用コントローラ６ではセンサ群２６の検出出力に基づき異常が発生したか否かを逐次判断している。たとえばクーラント温度がしきい値以上に達すると（ステップ１０１）、異常信号が入力され（ステップ１０２）、クーラント温度が一定時間内にしきい値以下に低下したか否かが判断される（ステップ１０３）。ここで図４２（ｂ）に示すように異常が一時的なものであれば、異常時処理を終了させる（ステップ１０９）。
【０２９４】
これに対して図４２（ｃ）に示すように異常が継続していれば、「フロントエンジンのクーラント温度異常」に対応するエラーコードが生成される（ステップ１０４）。なおエラーコードの生成は、異常の発生したコントローラ６で行い情報管理用コントローラ１にエラーコードを送信してもよい。また異常発生時点でコントローラ６からデータを継続して情報管理用コントローラ１に送信することによって、情報管理用コントローラ１側でエラーコードを生成してもよい。
【０２９５】
情報管理用コントローラ１では、エラーコードが生成された時点で、そのときのスナップショットデータを自動的に取得し記憶させる処理が行われる。ここでスナップショットデータとは、エラーコード生成時点の前後所定時間内における時系列的なデータのことである。エラー内容に関連するパラメータ（クーラント温度、エンジン回転数、油温、油圧等）のデータがスナップショットデータとして取得される（ステップ１０５）。またエラーコード生成時点のカレンダの計時値（年月日時刻）、サービスメータＳＭ2（エンジンの稼働時間を積算する第２サービスメータＳＭ2）の積算値ＳＭＲ2が記憶される（ステップ１０６）。
【０２９６】
これによりエラーコード、エラーコードに対応するエラー内容を示すエラーメッセージ、エラー発生の年月日時刻を示すデータ等が情報管理用モニタ２に送信される（ステップ１０７）。
【０２９７】
エラーコード、サービスメータ値、エラー発生年月日時刻、エラーメッセージが故障履歴データとして記憶される（ステップ１０８）。
【０２９８】
エラーコードが生成されるとエラー発生のフラグが論理１となる。このフラグはセンサの検出信号がしきい値以下に復帰すると、論理０になる。フラグが論理０になると、その時点でのサービスメータ値、カレンダ計時値が「修復サービスメータ値」、「修復完了年月日」として記憶される。
【０２９９】
図４３は情報管理用コントローラ１で生成、記憶される故障履歴（異常履歴）データの内容を示している。同図４３に示すように、エラーコード、エラー発生サービスメータ値、エラー発生年月日時刻、エラー修復サービスメータ値、修復完了年月日時刻、確認、エラーメッセージが対応づけられている。そしてこれらがエラー発生順に時系列的に記憶されている。同図４３において「確認」とは後述するようにサービス用画面上でエラー内容を確認した旨の入力操作があった場合に、０から１に切り替わるデータのことである。また「修復サービスメータ値」、「修復完了年月日」とは、修理等がなされ、しきい値以上の信号を検出していたセンサの検出信号が再びしきい値以下に復帰した時点のサービスメータ値、カレンダ計時値のことである。
【０３００】
つぎに異常発生時における情報管理用モニタ２における処理内容について説明する。
【０３０１】
図３５に示すように、エラーコード等が情報管理用コントローラ１から情報管理用モニタ２に送信されると、オペレータ用画面がいかなる画面であったとしても、図３５（ａ）に示す異常画面６２に自動的に遷移される。そして図３５（ｂ）に示す遷移前の通常画面５０と異常画面６２とが所定の間隔で交互に表示される。なお同時にエラーコードが複数種類入力されている場合には、複数の異常画面と通常画面５０とがサイクリックに表示される。
異常画面６２では、エラーメッセージと、これに対応する処置内容と、異常の度合いを示すアイコン６２ｂが表示される。よってオペレータは、表示された処置内容に従って迅速に適切な処置をとることができる。異常画面６２上のボタン６２ａが操作されると、異常画面６２は消え通常画面５０のみの表示に復帰される。ただし図３５（ｂ）に示すように通常画面５０上でも通常表示に加えて異常表示がなされる。
【０３０２】
運転状態モニタ画面５０上のフロントエンジンクーラント表示部５０ａでは、温度を指示するゲージのアイコン５０ｂが異常を表す色（例えば赤色）に変化される。また異常を示すアイコン５０ｃが画面５０上に生成される。これらによりオペレータに警告を与え、注意を喚起させることができる。なおアイコン５０ｃが操作されると、異常画面６２に遷移される。
【０３０３】
オペレータ用画面の異常表示からオペレータはサービスマンを要請することが可能となる。
【０３０４】
そこで図３４に示すサービスメニュー選択画面６１上で「故障履歴」のボタン６１ｂが操作される。これにより画面は図３９（ａ）に示す故障履歴画面６７に遷移される。故障履歴画面６７上には、図３９（ｂ）に示すように、「エラーコード」の表示部６７ｂ、「エラー内容（エラーメッセージ）」の表示部６７ｃ、「エラー発生年月日時刻」の表示部６７ｄ、「修復完了年月日時刻」の表示部６７ｅが対応づけられて配置されている。そしてこれらはエラー発生順に時系列的に表示されている。すなわち故障履歴画面６７の表示内容は、図４３に示す故障履歴の記憶内容に対応している。
現在発生している異常（「フロントエンジンクーラントの温度異常」）に対応する項目の「修復完了年月日時刻」の表示部６７ｅの内容は、空欄であるか現在時刻となっている。
【０３０５】
サービス用画面を用いて異常の原因を以下のようにして発見することができる。
【０３０６】
すなわち図３４に示すサービスメニュー選択画面６１上の「ダウンロード」のボタン６１ｃが操作されると、ダウンロードを指示するダウンロード画面に遷移される。ダウンロード画面上でダウンロードを指示する操作がなされると、パーソナルコンピュータ、ＩＣカードなどのサービスツール１８に、図４３に示す故障履歴データがダウンロードされる。故障履歴データから異常の原因、修復方法を迅速に発見することができる。また異常発生時点のスナップショットデータをダウンロードし、このスナップショットデータから異常の原因、修復方法を迅速に発見することができる。スナップショットデータはエラー発生順に時系列的に記憶されている。よって同一異常項目のスナップショットデータをダウンロードし、このスナップショットデータから異常の原因、修復方法を迅速に発見することができる。
【０３０７】
また図３４に示すサービスメニュー選択画面６１上の「スナップショットトリガ」のボタン６１ｄが操作されると、スナップショットデータ取得を指示するスナップショットリガ画面に遷移される。スナップショットトリガ画面上でスナップショットデータ取得を指示する操作がなされると、操作時点前後のスナップショットデータが取得される。よってこのスナップショットデータをダウンロードすることによって異常の原因、修復方法を迅速に発見することができる。
【０３０８】
また図３４に示すサービスメニュー選択画面６１上の「リアルタイムモニタ」のボタン６１ｅが操作されると、図４０に示す画面６８に遷移される。
【０３０９】
図４０は建設機械に設けられた各センサの現在の検出値を表示するリアルタイムモニタ画面を示している。画面６８には、各検出項目に対応づけて現時点での検出値が表示されている。たとえば「フロントエンジン回転数」を示す表示部に対応づけて現在の回転数「１８８７」ｒｐｍを示す表示部が配置されている。
【０３１０】
画面６８上のボタン６９が操作されると、つぎのリアルタイムモニタ画面７０に遷移される。以後画面上のボタン６９が操作される毎に順次画面が切り換えられる。画面上のボタン７１が操作されると、ボタン６９が操作されたときの切換方向とは逆の方向に画面が切り換えられる。
【０３１１】
よってこのリアルタイムモニタ画面の表示内容から異常の原因、修復方法を迅速に発見することができる。
【０３１２】
またリアルタイムモニタ画面としては単に現在のセンサ検出値を数値として表示するだけではなく、現在値を含む所定時間幅の時系列的な変化を表示してもよい。
【０３１３】
図４６はリアルタイムモニタ画面８２を例示している。建設機械のエンジンにはブローバイ圧を検出するブローバイ圧センサが設けられている。いま「ブローバイ圧異常」というエラーが発生したものとする。
【０３１４】
すると画面８２のエラー内容表示部８２ａにはエラーメッセージ「ブローバイ異常」が表示される。また発生時経時変化表示部８２ｂの異常項目表示部８２ｃには、異常項目「ブローバイ圧異常」に対応するブローバイ圧センサの検出信号が時系列的にスナップショットデータとして表示される。表示内容は異常発生時刻ｔe（エラーコード生成時）前後の所定時間内のセンサ検出値である。また異常発生時刻ｔeにおけるブローバイ圧が表示部８２ｅに表示される。異常項目に関連するセンサデータはデータ選択ボタン８３が選択操作されることによって選択される。選択されたセンサから得られたスナップショットデータが、表示部８２ｄに異常項目表示部８２ｃと同様にして表示される。また選択されたセンサの異常発生時刻ｔeにおける検出値が表示部８２ｆ、８２ｇ、８２ｈに表示される。
【０３１５】
異常に対して適切な修復がなされたものとする。すると、しきい値以上の信号を検出していたセンサの検出信号が再びしきい値以下に復帰する。
【０３１６】
エラーコードが生成された時点でエラー発生のフラグが論理１となっている。しかし修復によりセンサの検出信号がしきい値以下に復帰すると、フラグは論理０になる。なおエンジンキースイッチがオフされた状態で修復がなされた場合には、再度エンジンキースイッチがオンされた後に、しきい値以上の信号を検出していたセンサの検出信号がしきい値以下に復帰していることが確認された時点で、フラグが論理０となる。
【０３１７】
フラグが論理０になると、その時点でのサービスメータの積算値、カレンダによる計時値が「修復サービスメータ値」、「修復完了年月日」として、図４３に示す故障履歴データの対応する項目（「フロントエンジンクーラントの温度異常」）に記憶される。
【０３１８】
また図３９に示す故障履歴画面６７上では、同様にフラグが論理０になると、異常（「フロントエンジンクーラントの温度異常」）が発生していた項目の「修復完了年月日時刻」の表示部６７ｅの内容が、論理０になった時点でのカレンダの計時値に固定される。
【０３１９】
故障履歴画面６７上で修復されたことが確認されると、ボタン６７ａが操作される。これにより図４３に示す故障履歴データの対応する項目の「確認」が０から１に変化される。
【０３２０】
以上のようにして本実施形態によれば情報管理用モニタ２上の表示内容から異常に対して適切かつ迅速な処置をとることができるので、作業効率が飛躍的に向上する。
【０３２１】
なお図３４に示すサービスメニュー選択画面６１上の「メモリクリア」のボタン６１ｈが操作されると、所定の記憶データの消去を指示するメモリクリア画面に遷移される。メモリクリア画面上でデータ消去を指示する操作がなされると、図４３に示す故障履歴データが消去される。またメモリクリア画面上での操作によってスナップショットデータ、前述した負荷頻度マップＭ1（リセット可能なデータＭＤB）、後述するメンテナンス履歴データについても消去が可能である。たとえば当該建設機械の工場出荷時、納入時、オーバーホール後に記憶データが消去される。
【０３２２】
つぎにメンテナンス情報を管理する実施形態について説明する。
【０３２３】
図４５は情報管理用コントローラ１で生成、記憶されるメンテナンス履歴データ８１の内容を示している。同図４５に示すように、各メンテナンス項目毎に、
基準インターバル、設定インターバル、メンテナンス（交換）回数の１回目、２回目、３回目、４回目…が対応づけられている。
【０３２４】
同図４５において「基準インターバル」とはメーカが推奨するメンテナンス間隔（Ｈ）である。「設定インターバル」とは後述するようにサービス用画面上で基準インターバルを任意に短縮、延長した設定値である。設定インターバルにしたがってメンテナンス履歴が管理される。
【０３２５】
実際にメンテナンスがなされその旨の入力操作があった時点で、対応する「メンテナンス項目」（たとえば「エンジンオイル」）の、対応する「回数」（「１回目」）に、その時点でのサービスメータ値から得られた実際のメンテナンス間隔（「２００Ｈ」）が記憶されていく。
【０３２６】
つぎに情報管理用モニタ２における処理内容について説明する。
【０３２７】
図３４に示すサービスメニュー選択画面６１上の「メンテナンスモニタ」のボタン６１ａが操作されると、図３６に示す画面６３に遷移される。
【０３２８】
図３６はメンテナンス状態をサービス用画面上で管理するメンテナンスモニタ画面を示している。
【０３２９】
画面６３には、各メンテナンス項目に対応づけて交換、点検までの残り時間と、設定インターバルが表示されている。たとえば「燃料フィルタ交換」を示す表示部６３ａに、交換等のメンテナンスまでの残り時間「６０Ｈ」を示す表示部６３ｂと、設定インターバル「１７０Ｈ」を示す表示部６３ｃが対応づけられて配置されている。すなわちメンテナンスモニタ画面６３の表示内容は、図４５に示すメンテナンス履歴データ８１の記憶内容に対応している。
【０３３０】
メンテナンスが実施されることにより、画面６３上の対応するメンテナンス項目のボタン６３ｂが操作される。これによりリセット画面６４に遷移される。リセット画面６４上のリセット用ボタン６４ａが操作されると、図３７に示すようにメンテナンスモニタ画面６３は画面６３′の内容に更新される。すなわちメンテナンスモニタ画面６３′上のメンテナンス残り時間表示部６３′ｂの内容が設定インターバル（１７０Ｈ）にリセットされる。
【０３３１】
ここで図４４を参照してメンテナンス残り時間表示部６３ｂの表示内容について説明する。図４４はエンジンオイルフィルタ、エンジンオイルが○印で示す時刻で逐次交換され、その度に上記リセット用ボタン６４ａが操作され、そのときのサービスメータＳＭ2の積算値ＳＭＲ2が記憶領域８０に記憶されていく時間変化を示す。
【０３３２】
エンジンオイルを例にとると、エンジンオイルは工場出荷時にリセットされてから第１回目に時刻ｔ1で交換され、その時点でリセット用ボタン６４ａが操作される。すると記憶領域８０に、エンジンオイルの第１回目の交換時でのサービスメータ値２００Ｈが記憶される。以後サービスメータＳＭ2による積算値ＳＭＲ2と第１回目交換時でのサービスメータ値２００Ｈとの差分値がとられ、エンジンオイルの設定インターバルである２５０Ｈ（図４５参照）からこの差分値が減算される。この減算値がエンジンオイルの交換までの残り時間としてメンテナンスモニタ画面６３上の項目「エンジンオイル交換」に対応するメンテナンス残り時間表示部６３ｂに表示される。
【０３３３】
同様に時刻ｔ2 で第２回目にエンジンオイルが交換され、リセット用ボタン６４ａが操作されると、記憶領域８０に、エンジンオイルの第２回目の交換時でのサービスメータ値４３０Ｈが記憶される。以後同様の処理が繰り返される。エンジンオイルフィルタについても同様の処理がなされる。
【０３３４】
図４４に示す記憶領域８０に記憶されたデータに基づき図４５に示すようにメンテナンス履歴データ８１が更新されていく。
【０３３５】
図３３に示すオペレータ用メンテナンス状態モニタ画面５６上のメンテナンス残り時間表示部５６ｂにおいても、サービス画面６３上のメンテナンス残り時間表示部６３ｂと同様の表示がなされる。
【０３３６】
メンテナンス状態モニタ画面５６では、オペレータにメンテナンス時期が近づいたことを警告する表示がなされる。たとえば画面５６上の「エンジンオイル」に対応するメンテナンス残り時間表示部５６ｂの内容が、残り時間「１〜３０Ｈ」になると、黄色に変化するとともに点滅される。さらに残り時間「０〜１Ｈ」になると、赤色に変化するとともに点滅される。
【０３３７】
つぎに設定インターバルの変更操作について説明する。
【０３３８】
設定インターバルの変更を行うときは、図３６のメンテナンスモニタ画面６３上の、変更したいメンテナンス項目のボタン６３ｃが操作される。これにより画面６５に遷移される。画面６５上のボタン６５ａが操作されると、図３８に示す設定変更画面６６に遷移される。設定変更画面６６上のテンキー６６ａが操作され設定インターバルの変更値が入力される。そして設定終了ボタン６６ｂが操作されると、メンテナンスモニタ画面６３は画面６３″の内容に更新される。すなわちメンテナンスモニタ画面６３″上の設定インターバル表示部６３′ｃの内容が、設定変更画面６６で変更された設定インターバル（２５０Ｈ）の値に変更される。
【０３３９】
設定変更画面６６上で設定インターバルの変更操作がなされると、図４５に示すメンテナンス履歴データ８１の対応する項目の「設定インターバル」のデータが変更される。なおメンテナンス履歴データ８１は実際にメンテナンスが行われた間隔を記憶する内容となっているが、メンテナンスが行われる毎にカレンダによる計時値を記憶し、各項目毎にメンテナンスが行われた年月日時刻をメンテナンス順に記憶した内容としてもよい。
【０３４０】
なおメンテナンス終了後のメンテナンス残り時間のリセット、設定インターバルの変更をサービス用画面上で行うのは、オペレータによる不用意が操作がなされることによって建設機械の信頼性、安全性等が確保されなくなってしまう事態を回避するためである。
【０３４１】
図３４に示すサービスメニュー選択画面６１上の「ダウンロード」のボタン６１ｃが操作されると、ダウンロードを指示するダウンロード画面に遷移される。ダウンロード画面上でダウンロードを指示する操作がなされると、パーソナルコンピュータ、ＩＣカードなどのサービスツール１８に、図４５に示すメンテナンス履歴データ８１がダウンロードされる。そこでメンテナンス履歴データ８１と前述した故障履歴データとが突き合わせられる。これによりメンテナンスが十分になされていない項目を異常のファクタであるとするなどして異常の原因、修復方法を迅速に発見することができる。
【０３４２】
さて建設機械に搭載されるエンジン、油圧ポンプ等のコンポーネントのシリアル番号は、コンポーネントの製造元毎に管理している。このためエンジン等のコンポーネントが載せ換えられたりした場合に、建設機械に搭載されたコンポーネントのシリアル番号と当該建設機械のシリアル番号との対応づけをとることが管理者側で困難となる。
【０３４３】
また前述したように本実施形態では部品（コンポーネント）毎に、建設機械毎に寿命の情報を管理している。このためコンポーネントが載せ換えられた場合であっても建設機械のシリアル番号と搭載されているコンポーネントのシリアル番号との対応づけを追跡できるようにしておく必要がある。
【０３４４】
情報管理用モニタ２にはコンポーネントが載せ換えられた場合に、そのコンポーネントのシリアル番号を記憶する機能が設けられている。
【０３４５】
すなわち図３４に示すサービスメニュー選択画面６１上で「シリアルナンバー設定」のボタン６１ｇが操作される。これにより画面は図４１に示すシリアルナンバー設定画面７２に遷移される。シリアルナンバー設定画面７２上には、「建設機械モデル名」のボタン７２ａに対応して、建設機械モデル名表示部７２ｅが配置されている。また「バリエーションコード」のボタン７２ｂに対応して、バリエーションコード表示部７２ｆが配置されている。また「型」のボタン７２に対応して、型表示部７２ｇが配置されている。また「シリアル番号」のボタン７２ｄに対応して、シリアル番号表示部７２ｈが配置されている。
【０３４６】
ボタン７２ａが操作されると、７３に示すように建設機械モデル名表示部７２ｅの表示内容が変更される。またボタン７２ｂが操作されると、７４に示すようにバリエーションコード表示部７２ｆの表示内容が変更される。またボタン７２ｃが操作されると、７５に示すように型表示部７２ｇの表示内容が変更される。またボタン７２ｄが操作されると、シリアル番号表示部７２ｈの表示内容が変更される。
【０３４７】
画面７２上のボタン７６が操作されると、エンジン変更画面７７に遷移される。
【０３４８】
エンジン変更画面７７上には、「エンジンモデル名」のボタン７７ａに対応して、エンジンモデル名表示部７７ｅが配置されている。また「１台目シリアル番号」のボタン７７ｂに対応して、１代目シリアル番号表示部７７ｆが配置されている。また「２台目シリアル番号」のボタン７７ｃに対応して、２台目シリアル番号表示部７７ｇが配置されている。また「３台目シリアル番号」のボタン７７ｄに対応して、３台目シリアル番号表示部７７ｈが配置されている。
【０３４９】
建設機械の出荷時など１台目のエンジン搭載時にボタン７７ｂが操作されると、１台目シリアル番号表示部７７ｆに「１台目のエンジンのシリアル番号」が表示される。同様に、２台目のエンジン搭載時にボタン７７ｃが操作されると、２台目シリアル番号表示部７７ｇに「２台目のエンジンのシリアル番号」が表示され、３台目のエンジン搭載時にボタン７７ｈが操作されると、３台目シリアル番号表示部７７ｈに「３台目のエンジンのシリアル番号」が表示される。なお画面７７上のボタン７８が操作されると画面７２に戻る。
【０３５０】
なお本実施形態では建設機械のコンポーネントとしてエンジンを想定しているが、油圧ポンプ、油圧モータ、ＰＴＯ、トルコン、トランスミッション等各コンポーネントのシリアル番号を入力できるように構成してもよい。
【０３５１】
以上のようにして情報管理用モニタ２から入力されたシリアル番号のデータは、情報管理用コントローラ１で、寿命データなどと対応づけられる。このため、かかるデータが監視局１９に送信されると、監視局１９では、複数の建設機械の各シリアル番号に対応づけて寿命の情報等を管理することができる。このためコンポーネントが載せ換えられた場合であってもそのコンポーネントの寿命時期を追跡することが可能となり載せ換えの有無にかかわらず正確な寿命時期を判断することができる。
【０３５２】
情報管理用コントローラ１には、当該コントローラ１で生成されたデータをサービスツール１８にダウンロードするだけではなく、サービスツール１８のデータをコントローラ内部のメモリに読み込むアップロード機能が設けられている。
【０３５３】
そこで工場の製造ラインでコントローラにコンピュータからデータをアップロードすることでデータ入力作業を容易に行うことが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【０３５４】
【図１】図１は建設機械の車体内の構成を示すブロック図である。
【図２】図２は建設機械の車体内の構成を示すブロック図である。
【図３】図３は建設機械の車体内の構成を示すブロック図である。
【図４】図４は従来技術を示す図であり、建設機械の車体内の構成を示すブロック図である。
【図５】図５はエンジンにかかる被害の要因を説明する図である。
【図６】図６はエンジンにかかる被害の要因別に適用されるマップを対応づけた図である。
【図７】図７は被害量と寿命の関係を示す図である。
【図８】図８（ａ）、（ｂ）、（ｃ）はエンジンのトルクを演算する処理を説明する図である。
【図９】図９はエンジンの回転数とトルクの２次元平面を分割して示す図である。
【図１０】図１０は負荷頻度マップを斜視的に示す図である。
【図１１】図１１は負荷頻度マップの各分割要素を％換算した表を示す図である。
【図１２】図１２（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は負荷頻度マップのデータがリセットされる様子を説明する図である。
【図１３】図１３はサイクルタイムのマップを示す図である。
【図１４】図１４はエンジン回転数とトルクの２次元平面を分割して示す図である。
【図１５】図１５は負荷移動マップを示す図である。
【図１６】図１６は連続運転時間マップを示す図である。
【図１７】図１７はポンプ圧とポンプ容量との関係を示す図である。
【図１８】図１８はＴＶＣ弁入力電流とポンプ吸収トルクとの関係を示す図である。
【図１９】図１９はサンプリング間隔毎に収集されるデータを示す図である。
【図２０】図２０は平均等価ポンプ吸収トルクと寿命との関係を示す図である。
【図２１】図２１は寿命ランクとオーバーホール時間の対応関係を示す図である。
【図２２】図２２は平均等価圧力と寿命との関係を示す図である。
【図２３】図２３は単位時間当たりのピーク圧回数と寿命との関係を示す図である。
【図２４】図２４はタンク平均等価油温、平均外気温と寿命との関係を示す図である。
【図２５】図２５は各サービスメータの積算値の変化を概念的に示す図である。
【図２６】図２６は各サービスメータの積算値が日付の変化とともに変化する様子を示す図である。
【図２７】図２７は作業機操作頻度、旋回体操作頻度が日付の変化とともに変化する様子を示す図である。
【図２８】図２８は作業機、旋回体、走行体の操作パイロット圧の変化に応じて、データが記憶されていく様子を示す図である。
【図２９】図２９は操作頻度マップを示す図である。
【図３０】図３０は作業機操作、旋回体操作、走行体操作の頻度の比率を示す図である。
【図３１】図３１（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は作業機、旋回体、走行体別に、圧力レベル毎の頻度分布を示す図である。
【図３２】図３２は情報管理用モニタ上での表示画面が遷移する様子を示す図である。
【図３３】図３３は情報管理用モニタ上での表示画面が遷移する様子を示す図である。
【図３４】図３４は情報管理用モニタ上での表示画面が遷移する様子を示す図である。
【図３５】図３５は情報管理用モニタ上での表示画面が遷移する様子を示す図である。
【図３６】図３６は情報管理用モニタ上での表示画面が遷移する様子を示す図である。
【図３７】図３７は情報管理用モニタ上での表示画面が遷移する様子を示す図である。
【図３８】図３８は情報管理用モニタ上での表示画面が遷移する様子を示す図である。
【図３９】図３９は情報管理用モニタ上での表示画面が遷移する様子を示す図である。
【図４０】図４０は情報管理用モニタ上での表示画面が遷移する様子を示す図である。
【図４１】図４１は情報管理用モニタ上での表示画面が遷移する様子を示す図である。
【図４２】図４２（ａ）は異常発生時の処理手順を示す図であり、図４２（ｂ）、（ｃ）はセンサの検出値がしきい値を超える態様を示す図である。
【図４３】図４３は故障履歴データの内容を示す図である。
【図４４】図４４はメンテナンスがなされる毎にサービスメータの積算値が記憶されていく様子を示す図である。
【図４５】図４５はメンテナンス履歴データの内容を示す図である。
【図４６】図４６はリアルタイムモニタ画面を例示した図である。
【符号の説明】
【０３５５】
１ 情報管理用コントローラ
２ 情報管理用モニタ
１１、１２ シリアル通信回線
１８ サービスツール
１９ 監視局
【技術分野】
【０００１】
本発明は建設機械の車体内の情報を収集することによって建設機械を構成する部品の寿命、部品の交換時期、建設機械の作業量、稼働状態、故障等の異常などの情報を管理する建設機械の情報管理装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
さて建設機械は、機種、車格、仕向地などにより、搭載される電子制御装置たるコントローラの種類が異なる。
【０００３】
このため或るコントローラでは所定の通信プロトコルに従ったフレーム信号を送受信できるが、他の異なるコントローラでは上記所定の通信プロトコルに従ったフレーム信号を送受信できないといった事態が生じる。
【０００４】
このように通信プロトコルの仕様が異なる複数のコントローラが建設機械内に混在する場合は、各コントローラ間でのシリアル通信は事実上不可能となる。
【０００５】
そこで従来は図４に示す態様で各コントローラ間でデータの送受信が行われていた。
【０００６】
同図４に示すように建設機械のキャブ（運転室）内には、ポンプコントローラ３とモニタ（表示用コントローラ）４とが設けられている。
【０００７】
ポンプコントローラ３には各種センサ群２３、アクチュエータ群３３が接続されており、操作レバーの操作位置を示す信号等の各種検出信号を入力し、油圧ポンプの斜板を駆動する斜板駆動用アクチュエータ等に対して各種駆動信号を出力する。モニタ４は表示画面と各種スイッチが設けられたコントローラであり、スイッチ操作によって建設機械が行う各種作業の中から所望する作業モードが選択指示されるとともに、表示画面上に運転に必要な情報が表示される。
【０００８】
ポンプコントローラ３とモニタ４は、所定の通信プロトコルＡに従って通信が行われるシリアル通信回線１１によって接続されており、シリアル通信回線１１上でフレーム信号が伝送されることによってポンプコントローラ３とモニタ４との間でデータの授受が行われる。よってモニタ４の表示画面にはポンプコントローラ３に接続されたセンサ群２３で検出され、あるいはアクチュエータ群３３に対して出力されるべきデータの内容が表示される。
【０００９】
これに対して建設機械のキャブ外にはエンジンコントローラ５が設けられている。
【００１０】
エンジンコントローラ５には各種センサ群２５、アクチュエータ群３５が接続されており、燃料ダイヤル（目標エンジン回転数設定手段）４０で操作、設定されたスロットル位置を示す第１のスロットル信号ＳD等の各種検出信号を入力し、エンジンに燃料を供給する燃料供給用アクチュエータ（たとえばガバナを駆動するモータ）等に対して各種駆動信号を出力する。
【００１１】
エンジンコントローラ５は、上記通信プロトコルＡとは異なる通信プロトコルＢに従ってシリアル通信が行われる仕様のコントローラである。
【００１２】
よってポンプコントローラ３とエンジンコントローラ５との間で直接に双方向のシリアル通信を行うことはできない。
【００１３】
このためポンプコントローラ３とエンジンコントローラ５との間に信号の種類毎に並列に信号線を設け、パラレル通信によりデータの授受を行うようにしている。したがって信号の種類に応じた数の信号線を用意する必要がある。しかもデータの種類としてはコントローラ３、４間でアナログ信号として伝送されるか、オン、オフの信号として入出力されるものに限られる。
【００１４】
こうしたデータの入出力に制限があるため、ポンプコントローラ３とエンジンコントローラ５との間では最低限必要なデータしか授受が行われない。
【００１５】
すなわち上記第１スロットル信号ＳDは信号線９２を介してエンジンコントローラ５のＡ/Ｄ入力端子に入力されるとともに、ポンプコントローラ３のＡ/Ｄ入力端子に入力される。
【００１６】
そしてポンプコントローラ３のＤ/Ａ出力端子からエンジンコントローラ５のＡ/Ｄ入力端子に向けて第２スロットル信号が伝送される。第２スロットル信号とは、オートデセル信号、オーバーヒート信号、自動暖気信号など、ポンプコントローラ３で取得されたデータに従って生成され、エンジンコントローラ５に与えられるエンジン回転指令信号のことである。たとえばオートデセル信号とは、操作レバーが中立位置になったときにエンジンの回転数を低回転数まで下げることを指示するエンジン回転指令信号のことである。
【００１７】
エンジンコントローラ５では第１スロットル信号ＳDと第２スロットル信号とが比較され小さい値（エンジン目標回転数が小さい方）を示すスロットル信号に従って上記燃料供給用アクチュエータが駆動制御される。
【００１８】
これに対してエンジン１とモニタ４との間は、信号線によって接続されていない。
【００１９】
エンジンコントローラ５でエンジンに関する異常（故障）のデータの取得された場合、たとえばエンジンの回転数の異常な上昇、冷却水の温度の異常な上昇等の異常が発生した場合には、コーション用信号線１７を介してモニタ４とは別に配置されたコーションランプ群１６の対応するランプが点灯される。
【００２０】
よってコーションランプ群１６の点灯状態によってエンジンの異常についての警告内容をオペレータは認識することができる。しかしモニタ４の表示画面上ではエンジンの稼働状態を常時監視することはできない。
【００２１】
またモニタ４の表示画面に油圧ポンプの状態は表示されるもののエンジンの状態は表示されないため建設機械内のすべての機器についての情報を一括して管理することはできない。
【００２２】
さらにはコーションランプ群１６専用の信号線１７を新たに設ける必要がある。このためハーネス類が増加して部品点数の増加、コスト増大を招来する。
【００２３】
さらにはモニタ４からエンジンコントローラ５に対して直接データを送信できずポンプコントローラ３から限られたアナログデータ（第２スロットル信号）しか送信できないため、エンジンの制御の精度がよくないという問題点があった。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００２４】
本発明はこうした実状に鑑みてなされたものであり、通信プロトコルの仕様の異なるコントローラが混在している建設機械であっても、各コントローラ相互間でシリアル通信を可能ならしめることによって、エンジン等各種機器の制御の精度を向上させるとともに、信号線（ハーネス類）の数の増加を招かないようにすることを解決課題とするものである。
【課題を解決するための手段】
【００２５】
本発明では、上記解決課題達成のために、
所定の通信プロトコルに従って通信が行われるシリアル通信回線によって、建設機械内の複数の車体内コントローラ間相互を通信自在に接続し、フレーム信号を前記複数の車体内コントローラ間で伝送させ、前記複数の車体内コントローラ間でデータの送受信を行うとともに、前記フレーム信号に前記複数の車体内コントローラ毎に取得されるデータを記述し、当該フレーム信号に記述されたデータを読み取ることにより建設機械に関する情報を収集するようにした建設機械の情報管理装置において、
前記建設機械内に、当該建設機械内の情報を管理する情報管理用コントローラを設け、
前記所定の通信プロトコルとは異なる通信プロトコルに従って通信が行われるシリアル通信回線に、前記複数の車体内コントローラとは異なる車体内コントローラを通信自在に接続し、
前記情報管理用コントローラを介して、前記建設機械内の両シリアル通信回線同士を相互に通信自在に接続し、
前記情報管理用コントローラは、一方のシリアル通信回線に接続された車体内コントローラと、他方のシリアル通信回線に接続された車体内コントローラとの間でデータの送受信を行わせるとともに、一方のシリアル通信回線上で伝送されるフレーム信号と他方のシリアル通信回線上で伝送されるフレーム信号のそれぞれに記述されたデータを読み取ることにより建設機械に関する情報を収集するようにしたこと
を特徴とする。
【００２６】
本発明を図３を参照して説明する。
建設機械内には、複数の車体内コントローラ３、４が設けられている。これら複数の車体内コントローラ３、４間相互は、所定の通信プロトコルＡに従って通信が行われるシリアル通信回線１１によって通信自在に接続されている。このためフレーム信号が複数の車体内コントローラ３、４間で伝送されることで、複数の車体内コントローラ３、４間でデータの送受信が行われるとともに、フレーム信号に複数の車体内コントローラ３、４毎に取得されるデータが記述される。
【００２７】
そして建設機械内の情報を管理する情報管理用コントローラ１が設けられる。一方上記所定の通信プロトコルＡとは異なる通信プロトコルＢに従って通信が行われるシリアル通信回線１２に、上記複数の車体内コントローラ３、４とは異なる車体内コントローラ５が通信自在に接続されている。
【００２８】
そこで情報管理用コントローラ１を介して、建設機械内の両シリアル通信回線１１、１２同士が相互に通信自在に接続される。
【００２９】
このため情報管理用コントローラ１では、一方のシリアル通信回線１１上で伝送されるフレーム信号と他方のシリアル通信回線１２上で伝送されるフレーム信号のそれぞれに記述されたデータを読み取ることにより建設機械に関する情報が収集される。
【００３０】
すなわち通信プロトコルが同じ仕様（通信プロトコルＡ）の各車体内コントローラ３、４毎のデータばかりではなく、異なる通信プロトコルＢに従って通信が行われる車体内コントローラ５で取得されるデータについても、情報管理用コントローラ１にまとめて収集され、これらが突き合わせられ、加工されたデータが記憶される。よって情報管理用コントローラ１では、建設機械内の各車体内コントローラ３、４、５毎のデータを突き合わせた詳細な建設機械に関する情報が記憶される。
【００３１】
さらに本発明によれば、情報管理用コントローラ１を介して、一方のシリアル通信回線１１に接続された車体内コントローラ３、４と、他方のシリアル通信回線１２に接続された車体内コントローラ５との間でデータの送受信が行われる。
【００３２】
よってモニタ４からエンジンコントローラ５に対して直接ディジタルデータをシリアル送信することが可能となり、エンジンの制御の精度が向上する。
【００３３】
また従来はデータの入出力の制限があるためにデータの授受が行われていなかったエンジンコントローラ５とモニタ４との間も、２本のシリアル通信回線１１、１２だけでハーネス類の増加を招くことなく容易にシリアル通信を行うことができる。またエンジンコントローラ５からポンプコントローラ３に対してもデータを２本のシリアル通信回線１１、１２だけでハーネス類の増加を招くことなく送信することができる。
【発明の効果】
【００３４】
このように本発明によれば、通信プロトコルの仕様の異なるコントローラが混在している建設機械であっても、各コントローラ３、４、５相互間でシリアル通信が可能となる。このためエンジン等各コントローラの制御対象の各種機器の制御の精度が向上する。また信号線（ハーネス類）の数の増加を招くことなく車両内で通信を行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３５】
以下図面を参照して本発明に係る建設機械の情報管理装置の実施の形態について説明する。
【００３６】
図１は建設機械の車体内の構成を示すブロック図である。なお図２に示す実施形態では建設機械としてフロント部分とリア部分にそれぞれエンジンを備えた油圧ショベルを想定している。しかし建設機械であれば任意のものに本発明は適用可能である。
【００３７】
同図１に示すように、建設機械の車体内には、複数の車体内コントローラ６、７、４が設けられている。
【００３８】
車体内コントローラ６は、フロントエンジンおよび作業機を駆動制御するフロントエンジン・作業機用コントローラである。
【００３９】
コントローラ６には各種センサ群２６、アクチュエータ群３６が接続されている。センサ群２６としては、燃料ダイヤル（フロントエンジン目標回転数設定手段）で操作、設定されたスロットル位置を示すスロットル信号を検出するセンサ、フロントエンジンの実際の回転数を検出するセンサ、フロントエンジンを冷却するクーラント（冷却水）の温度を検出するセンサ、燃料量（燃料残量）を検出するセンサ、サービスメータ（フロントエンジンの稼働時間）を検出するセンサ、作業機を操作する操作レバーの操作位置をパイロット圧の圧力として検出するセンサ、作業機の油温を検出するセンサなどである。
【００４０】
アクチュエータ群３６としては、フロントエンジンに燃料を供給する燃料供給用アクチュエータ（たとえばガバナを駆動するモータ）、作業機を駆動する油圧アクチュエータ（油圧シリンダ、油圧モータ）に圧油を供給する操作弁（流量制御弁）に設けられた電磁ソレノイドなどである。
【００４１】
コントローラ６は、フロントエンジンおよび作業機に設けられたセンサ群２６から各種検出信号を入力し、フロントエンジンおよび作業機に設けられたアクチュエータ群３６に対して各種駆動信号を出力する。
【００４２】
車体内コントローラ７は、リアエンジンを駆動制御するリアエンジン用コントローラである。
【００４３】
コントローラ７には各種センサ群２７、アクチュエータ群３７が接続されている。センサ群２７としては、燃料ダイヤル（リアエンジンの目標回転数設定手段）で操作、設定されたスロットル位置を示すスロットル信号を検出するセンサ、リアエンジンの実際の回転数を検出するセンサ、リアエンジンを冷却するクーラント（冷却水）の温度を検出するセンサ、サービスメータ（リアエンジンの稼働時間）を検出するセンサなどである。
【００４４】
アクチュエータ群３７としては、リアエンジンに燃料を供給する燃料供給用アクチュエータ（たとえばガバナを駆動するモータ）などである。
【００４５】
コントローラ７は、リアエンジンに設けられたセンサ群２７から各種検出信号を入力し、リアエンジンに設けられたアクチュエータ群３７に対して各種駆動信号を出力する。
【００４６】
車体内コントローラ４は表示画面と各種スイッチが設けられた既設モニタパネルである。
【００４７】
モニタパネル４はスイッチの操作位置に応じた信号を入力し、表示画面に画像を表示するように表示制御用アクチュエータに対して駆動信号を出力する。
【００４８】
たとえばモニタパネル４の作業モード選択スイッチが選択操作されることによって建設機械が行う各種作業の中から所望する作業モードを示す信号が入力される。
【００４９】
これらコントローラ６、７、４間の相互は、所定の通信プロトコルＡに従って通信が行われるシリアル通信回線１１によって通信自在に接続されている。
【００５０】
したがって図２に示すように、コントローラ４とコントローラ７との間を、シリアル通信回線１１のバイパスケーブル１１′によって接続することにより、通信プロトコルＡの車体内ネットワークが単独で構成される。
【００５１】
すなわちシリアル通信回線１１上に上記通信プロトコルＡのフレーム信号が伝送される。するとフレーム信号が各コントローラ４、６、７…に伝送されフレーム信号に記述されたデータに従い各コントローラ４、６、７…に接続されたアクチュエータに駆動信号が出力されこれらアクチュエータが駆動制御されるとともに、各コントローラ４、６、７…に接続されたセンサで検出された検出データが取得されフレーム信号に記述される。
【００５２】
フレーム信号のデータ構造は、使用されるプロトコルにより異なるが、たとえば要求元のコントローラのＩＤを示すデータ、要求先のコントローラのＩＤを示すデータ、要求内容を示すデータとからなるデータ構造である。
【００５３】
このようにフレーム信号が複数のコントローラ４、６、７間で伝送されることで、複数のコントローラ４、６、７間でデータの送受信が行われるとともに、フレーム信号に複数のコントローラ４、６、７毎に取得されるデータが記述される。
【００５４】
たとえばモニタパネル４で作業モードとして負荷の大きい作業を示す重掘削モードがスイッチにより選択指示されると、この重掘削モードを示すデータが、上記フレーム信号に記述されてフロントエンジン・作業機用コントローラ６、リアエンジン用コントローラ７にシリアル通信回線１１を介して送信される。
【００５５】
このためコントローラ６では、フレーム信号が受信され、記述された重掘削モードを示すデータが読み取られる。そして重掘削モードに対応した目標エンジン回転数となるようにフロントエンジンの燃料供給用アクチュエータが駆動制御される。同様にしてコントローラ７においても受信されたフレーム信号に記述された重掘削モードを示すデータが読み取られ、重掘削モードに応じた目標回転数となるようにリアエンジンが駆動制御される。
【００５６】
一方リアエンジン用コントローラ７で、たとえばクーラントの水温の異常な上昇が検出されると、このクーラント水温を示すデータが上記フレーム信号に記述されてフロントエンジン・作業機用コントローラ６、モニタパネル４にシリアル通信回線１１を介して送信される。
【００５７】
このためモニタパネル４では、フレーム信号が受信され、記述されたクーラント水温を示すデータが読み取られる。そしてリアエンジンで異常が発生（クーラント水温異常）したという内容の表示が表示画面上になされる。
【００５８】
またフロントエンジン・作業機用コントローラ６においても上記フレーム信号を受信することにより、リアエンジンの異常に対応したフロントエンジンおよび作業機の制御を行うことができる。
【００５９】
建設機械の車体内には、建設機械内の情報を管理する情報管理用コントローラ１が設けられている。
【００６０】
この情報管理用コントローラ１は、建設機械が製造された後に、図２に示すシリアル通信回線１１のバイパスケーブル１１′を外すことによって、既存の車体内ネットワークに追加することができる。
【００６１】
また図１に示すように建設機械の製造時点からコントローラ４、５、６と情報管理用コントローラ１とをシリアル通信回線１１によって相互に接続しておくこともできる。
【００６２】
一方建設機械の車体内には、上記通信プロトコルＡとは異なる通信プロトコルＢに従って通信が行われる仕様の車体内コントローラ２が設けられている。
【００６３】
車体内コントローラ２は、表示画面と各種スイッチが設けられたディスプレイである。
【００６４】
情報管理用モニタ２はスイッチの操作位置に応じた信号を入力し、表示画面に画像を表示するように表示制御用アクチュエータに対して駆動信号を出力する。
【００６５】
情報管理用モニタ２は、通信プロトコルＢのシリアル通信回線１２を介して情報管理用コントローラ１に接続されている。他のコントローラをシリアル通信回線１２に接続してもよい。よってシリアル通信回線１２上を、通信プロトコルＢに従ったデータ構造のフレーム信号が伝送される。
【００６６】
情報管理用コントローラ１には、モニタリング用センサ群２１が接続されている。
【００６７】
モニタリング用センサ群２１は、たとえばエンジンの油温を検出するセンサ、ＰＴＯ軸の油温を検出するセンサ、可変容量型油圧ポンプの吐出圧を検出するセンサ、固定容量型油圧ポンプの吐出圧を検出するセンサなど、他のコントローラ４、６、７には接続されていないセンサのことである。また情報管理用コントローラ１にはコンタミセンサ９がコンタミアンプ８を介して接続されている。
【００６８】
コンタミセンサ９では、減速機内の作動油の粉塵の量がアナログ信号として検出されコンタミアンプ８により増幅されて情報管理用コントローラ１に入力される。
【００６９】
情報管理用コントローラ１には、ＲＳ−２３２Ｃなどのインターフェース１３を介してサービスツール１８が接続されている。
【００７０】
サービスツール１８は、後述するように情報管理用コントローラ１に記憶されたデータをダウンロードすることによりデータを記憶媒体に記憶させる情報収集手段のことである。たとえばＩＣカードにデータを書き込むＩＣカードライタ、パーソナルコンピュータなどである。
【００７１】
情報管理用コントローラ１には、上記シリアル通信回線１２、無線通信回線１４を介して監視局１９が接続されている。通信ネットワーク１２と無線通信回線１４との間で通信プロトコルが異なる場合には、所要のゲートウエイでプロトコル変換が行われて、シリアル通信回線１２と無線通信回線１４との間を信号が伝送される。
【００７２】
監視局１９は、建設機械の外部に設けられ、複数の建設機械に関する情報を管理するものである。
【００７３】
ここで情報管理用コントローラ１は、シリアル通信回線１１上の通信プロトコルＡのフレーム信号を通信プロトコルＢのデータ構造にプロトコル変換してシリアル通信回線１２にフレーム信号として伝送させるとともに、シリアル通信回線１２上の通信プロトコルＢのフレーム信号を通信プロトコルＡのデータ構造にプロトコル変換してシリアル通信回線１１にフレーム信号として伝送させる機能を備えている。また情報管理用コントローラ１では、シリアル通信回線１１上のフレーム信号に記述されたデータを読み取るとともに、シリアル通信回線１２上のフレーム信号に記述されたデータを読みとり、これら読み取られたデータを収集して、加工し、加工されたデータを所定のメモリに記憶する処理が行われる。
【００７４】
したがって情報管理用コントローラ１を介して、一方のシリアル通信回線１１に接続されたコントローラ４、６、７と、他方のシリアル通信回線１２に接続されたコントローラ２との間でデータの送受信が行われる。
【００７５】
よってたとえば通信プロトコルＡの仕様のコントローラ６から、異なるプロトコルＢの仕様の情報管理用モニタ２に対してディジタルデータをシリアル送信することが可能となる。
【００７６】
また情報管理用コントローラ１では、一方のシリアル通信回線１１上で伝送されるフレーム信号と他方のシリアル通信回線１２上で伝送されるフレーム信号のそれぞれに記述されたデータを読み取ることにより建設機械に関する情報が収集される。
【００７７】
すなわち通信プロトコルが同じ仕様（通信プロトコルＡ）の各コントローラ４、６、７毎のデータばかりではなく、異なる通信プロトコルＢに従って通信が行われるコントローラ２で取得されるデータについても、情報管理用コントローラ１にまとめて収集され、これらが突き合わせられ、加工されたデータが記憶される。よって情報管理用コントローラ１では、建設機械内の各コントローラ４、６、７、１０毎のデータを突き合わせた詳細な建設機械に関する情報が記憶される。また情報管理用コントローラ１に接続されたモニタリング用センサ群２１、コンタミセンサ９で検出されたデータがさらに突き合わせられ詳細な建設機械に関する情報が生成され記憶される。
【００７８】
ここで監視局１９からデータを要求する信号が無線通信回線１４、シリアル通信回線１２を介して情報管理用コントローラ１に送信されると、情報管理用コントローラ１は、当該コントローラ１に記憶されたデータを、シリアル通信回線１２、無線通信回線１４を介して監視局１９に送信する処理を行う。
【００７９】
したがって上記特開平６−３３０５３９号公報記載の発明を適用した場合のように、複数のコントローラ６、７、４それぞれで取得されたデータをコントローラ６、７、４毎に設けられた記憶部に記憶させ、各コントローラ６、７、４毎にデータを監視局１９に送信しなければならないという煩雑な通信処理は不要となる。すなわち情報管理用コントローラ１に記憶されたデータを一括して監視局１９に送信するという簡易な通信処理で済む。
【００８０】
さらに情報管理用コントローラ１には、各コントローラ６、７、４毎のデータ（他のコントローラ２、他のセンサ２１、９毎に取得されたデータについても）が収集され、これらが突き合わせられ、加工されたデータが記憶されている。つまり情報管理用コントローラ１には、建設機械内のデータを突き合わせた詳細な建設機械に関する情報が記憶されている。
【００８１】
このため情報管理用コントローラ１に記憶されたデータが一括して監視局１９に送信されると、監視局１９側で上記詳細な建設機械に関する情報が容易に取得することができる。つまり監視局１９側で一の建設機械に関するデータをあらためて加工し直して詳細な情報を生成する処理を施す必要がない。
【００８２】
このため監視局１９において、各建設機械から収集した複数の建設機械に関する情報を、きわめて効率的に管理できる。
【００８３】
ここでサービスツール１８がインタフェース１３を介して情報管理用コントローラ１に接続され、サービスツールたとえばパーソナルコンピュータ１８からデータを要求する信号がインターフェース１３を介して情報管理用コントローラ１に送信されると、情報管理用コントローラ１は、当該コントローラ１に記憶されたデータを、インタフェース１３を介してパーソナルコンピュータ１８に送信する処理を行う。
【００８４】
したがって上記特開平７−３０９７７号公報記載の発明を適用した場合のように、複数のコントローラ６、７、４それぞれで取得されたデータをコントローラ６、７、４毎に設けられた記憶部に記憶させ、各コントローラ６、７、４毎にデータをパーソナルコンピュータにダウンロードしなければならないという煩雑な通信処理は不要となる。すなわち情報管理用コントローラ１に記憶されたデータを一括してパーソナルコンピュータ１８に送信するという簡易な通信処理で済む。
【００８５】
さらに情報管理用コントローラ１には、各コントローラ６、７、４毎のデータ（他のコントローラ２、他のセンサ２１、９毎に取得されたデータについても）が収集され、これらが突き合わせられ、加工されたデータが記憶されている。つまり情報管理用コントローラ１には、建設機械内のデータを突き合わせた詳細な建設機械に関する情報が記憶されている。
【００８６】
このため情報管理用コントローラ１に記憶されたデータが一括してパーソナルコンピュータ１８に送信されることで、パーソナルコンピュータ１８側で上記詳細な建設機械に関する情報を容易に取得することができる。つまりパーソナルコンピュータ１８側では、記憶媒体（ハードディスク等）に記憶された建設機械に関するデータを加工し直して詳細な情報を生成する処理を施す必要がない。
【００８７】
よってサービスツール１８としてパーソナルコンピュータ１８を使用する場合であって当該パーソナルコンピュータ１８にデータ加工用のソフトウエアが備えられていない場合であっても、あるいはデータ加工処理機能を有しないＩＣカードライタ１８を使用する場合であっても、記憶媒体に記憶されたデータのみから建設機械に関する詳細な情報を容易に取得することが可能となる。このように記憶媒体に記憶されたデータについての演算処理等が不要となるので保守、点検等のサービス、管理等の作業をきわめて効率的に行うことができる。
【００８８】
また図１に示す実施形態によれば、つぎのような効果が得られる。
【００８９】
すなわち図１のシリアル通信回線１２自体にまたはシリアル通信回線１２に接続されたコントローラ２等に何らかの異常が発生した場合を想定する。
【００９０】
この場合には、図２に示すように、異常があったシリアル通信回線１２を情報管理用コントローラ１とともに、シリアル通信回線１１から切り離し、シリアル通信回線１１にバイパスケーブル１１′を取り付けることによって、通信プコトコルＡからなる車体内ネットワークを単独で構築することができる。
【００９１】
よって異常のあったシリアル通信回線１２による悪影響を受けることなく、コントローラ４、６、７相互で正常に通信を継続することが可能となる。またコントローラ４、６、７相互で正常に通信を継続している間に、異常のあったシリアル通信回線１２を修復することが可能となる。
【００９２】
つぎに図３を参照して別の実施形態について説明する。図３は図４に対応する実施形態である。図３ではエンジンによって油圧ポンプを駆動し油圧ポンプから吐出された圧油を操作弁を介して、作業機を駆動する油圧アクチュエータに供給する建設機械を想定している。
建設機械のキャブ（運転室）内には、ポンプコントローラ３とモニタ４と情報管理用コントローラ１と情報管理用モニタ２が設けられている。
【００９３】
ポンプコントローラ３は油圧ポンプを駆動制御するコントローラである。
【００９４】
ポンプコントローラ３には各種センサ群２３、アクチュエータ群３３が接続されている。ポンプコントローラ３は操作レバーの操作位置を示す信号等の各種検出信号を入力し、油圧ポンプの斜板を駆動する斜板駆動用アクチュエータ等に対して各種駆動信号を出力する。またポンプコントローラ３には、燃料ダイヤル（目標エンジン回転数設定手段）４０で操作、設定されたスロットル位置を示す第１のスロットル信号ＳDが信号線４２を介して入力される。
【００９５】
モニタ４は表示画面と各種スイッチが設けられたコントローラである。モニタ４では、スイッチ操作によって建設機械が行う各種作業の中から所望する作業モードが選択指示されるとともに、表示画面上に運転に必要な情報が表示される。
【００９６】
情報管理用コントローラ１とポンプコントローラ３とモニタ４は、通信プロトコルＡに従って通信が行われるシリアル通信回線１１によって接続されている。よってシリアル通信回線１１上でフレーム信号が伝送されることによって情報管理用コントローラ１とポンプコントローラ３とモニタ４との間でデータの授受が行われる。
【００９７】
これに対して建設機械のキャブ外にはエンジンコントローラ５が設けられている。
【００９８】
エンジンコントローラ５はエンジンを駆動制御するコントローラである。
【００９９】
エンジンコントローラ５には各種センサ群２５、アクチュエータ群３５が接続されている。
【０１００】
センサ群２５としては、エンジンの実際の回転数を検出するセンサ、エンジンを冷却するクーラント（冷却水）の温度を検出するセンサ、燃料量（燃料残量）を検出するセンサ、サービスメータ（フロントエンジンの稼働時間）を検出するセンサなどである。
【０１０１】
アクチュエータ群３５としては、フロントエンジンに燃料を供給する燃料供給用アクチュエータ（たとえばガバナを駆動するモータ）などである。
【０１０２】
コントローラ５は、エンジンに設けられたセンサ群２５から各種検出信号を入力し、エンジンに設けられたアクチュエータ群３５に対して各種駆動信号を出力する。
【０１０３】
エンジンコントローラ５は、上記通信プロトコルＡとは異なる通信プロトコルＢに従ってシリアル通信が行われる仕様のコントローラである。
【０１０４】
情報管理用コントローラ１と情報管理用モニタ２とエンジンコントローラ５は、上記通信プロトコルＢに従って通信が行われるシリアル通信回線１２によって接続されている。よってシリアル通信回線１２上でフレーム信号が伝送されることによって情報管理用コントローラ１と情報管理用モニタ２とエンジンコントローラ５との間でデータの授受が行われる。
【０１０５】
ここで情報管理用コントローラ１は、シリアル通信回線１１上の通信プロトコルＡのフレーム信号を通信プロトコルＢのデータ構造にプロトコル変換してシリアル通信回線１２にフレーム信号として伝送させるとともに、シリアル通信回線１２上の通信プロトコルＢのフレーム信号を通信プロトコルＡのデータ構造にプロトコル変換してシリアル通信回線１１にフレーム信号として伝送させる機能を備えている。また情報管理用コントローラ１では、シリアル通信回線１１上のフレーム信号に記述されたデータを読み取るとともに、シリアル通信回線１２上のフレーム信号に記述されたデータを読みとり、これら読み取られたデータを収集して、加工し、加工されたデータを所定のメモリに記憶する処理が行われる。
【０１０６】
したがって情報管理用コントローラ１を介して、一方のシリアル通信回線１１に接続されたコントローラ２、３、４と、他方のシリアル通信回線１２に接続されたコントローラ５との間でデータの送受信が行われる。
【０１０７】
よって通信プロトコルＡの仕様のポンプコントローラ３、モニタ４から、異なるプロトコルＢの仕様のエンジンコントローラ５に対してディジタルデータをシリアル送信することが可能となる。
【０１０８】
たとえばポンプコントローラ３からエンジンコントローラ５に対して第１スロットル信号ＳDと第２スロットル信号を示すデータが記述されたフレーム信号が送信される。第２スロットル信号とは、オートデセル信号、オーバーヒート信号、自動暖気信号など、ポンプコントローラ３で取得されたデータに従って生成され、エンジンコントローラ５に与えられるエンジン回転指令信号のことである。オートデセル信号とは、操作レバーが中立位置になったときにエンジンの回転数を低回転数まで下げることを指示するエンジン回転指令信号のことである。オーバーヒート信号とは、エンジンのオーバーヒート時にエンジンの設定回転数をアイドル回転数まで下げることを指示するエンジン回転指令信号のことである。自動暖気信号とは、エンジンの冷間時にエンジンの設定回転数を暖気回転数へ上昇させることを指示するエンジン回転指令信号のことである。
【０１０９】
またモニタ４からは作業モードを示すデータが記述されたフレーム信号がエンジンコントローラ５に対して送信される。
【０１１０】
エンジンコントローラ５では、フレーム信号に記述された第１スロットル信号ＳD、第２スロットル信号、作業モードの各データが読み取られ、これらに基づきエンジン目標回転数が定められ、燃料供給用アクチュエータが駆動制御される
このようにポンプコントローラ３のみならずモニタ４からもエンジンコントローラ５に対して直接ディジタルデータを送信できるため、エンジンの制御の精度が向上するという効果が得られる。
【０１１１】
また本実施形態によれば従来はデータの入出力の制限があるためにデータの授受が行われていなかったエンジンコントローラ５とモニタ４との間も、２本のシリアル通信回線１１、１２だけでハーネス類の増加を招くことなく容易にシリアル通信を行うことができる。
【０１１２】
たとえばモニタ４で作業モードとして負荷の大きい作業を示す重掘削モードがスイッチにより選択指示されると、この重掘削モードを示すデータが、上記フレーム信号に記述されてエンジンコントローラ５にシリアル通信回線１１、１２を介して送信される。
【０１１３】
このためコントローラ５では、フレーム信号が受信され、記述された重掘削モードを示すデータが読み取られる。そして重掘削モードに対応した目標エンジン回転数となるようにエンジンの燃料供給用アクチュエータが駆動制御される。
【０１１４】
一方エンジンコントローラ５で、たとえばクーラントの水温の異常な上昇が検出されると、このクーラント水温を示すデータが上記フレーム信号に記述されてモニタ４にシリアル通信回線１２、１１を介して送信される。
【０１１５】
このためモニタ４では、フレーム信号が受信され、記述されたクーラント水温を示すデータが読み取られる。そしてエンジンで異常が発生（クーラント水温異常）したという内容の表示が表示画面上になされる。
【０１１６】
またエンジンコントローラ５からポンプコントローラ３に対してもデータを２本のシリアル通信回線１２、１１だけでハーネス類の増加を招くことなく送信することができる。
【０１１７】
たとえばエンジンコントローラ５からポンプコントローラ３に対してエンジンの異常の発生により作業モード（ポンプ吸収トルク）の変更をする旨のデータがフレーム信号に記述して送信されたとする。ポンプコントローラ３では、このフレーム信号に記述されたデータが読み取られ、油圧ポンプの吸収トルクがエンジン異常に対応したトルクとなるように油圧ポンプの斜板が制御される。
【０１１８】
このように本実施形態によれば、通信プロトコルの仕様の異なるコントローラが混在している建設機械であっても、各コントローラ３、４、５相互間でシリアル通信が可能となる。このためエンジン等各コントローラの制御対象の各種機器の制御の精度が向上する。また信号線（ハーネス類）の数の増加を招くことなく車両内で通信を行うことができる。
【０１１９】
また情報管理用コントローラ１には、図１に示す実施形態と同様に各コントローラ３、４、５毎のデータが収集され、これらが突き合わせられ、加工されたデータが記憶される。よって図１の実施形態と同様に監視局１９ないしはサービスツール１８からの要求に応じて、情報管理用コントローラ１に記憶されたデータが一括して監視局１９ないしはサービスツール１８に送信される。このため監視局１９ないしはサービスツール１８側は建設機械に関する詳細情報を容易に取得することができ、建設機械に関する情報を、きわめて効率的に管理することができる。
【０１２０】
以下情報管理用コントローラ１で行われる具体的な処理内容について説明する。。
【０１２１】
情報管理用コントローラ１では、建設機械のエンジンの稼働時に値が変化する稼働パラメータのデータを収集し、この稼働パラメータのデータに基づきエンジンを構成する部品の種類毎に寿命を演算し該演算した部品の種類毎の寿命の情報を管理している。また部品の寿命の情報に基づいてエンジンの寿命を演算し該演算したエンジンの寿命の情報を管理している。
【０１２２】
情報管理用コントローラ１では以下の演算処理が実行される。
【０１２３】
さてエンジンに加えられる被害の態様、要因には、３種類あり、それは図５に分類して示される。図５はエンジンに加えられる被害の要因を、
（１）機械応力（高サイクル疲労）
（２）熱応力（低サイクル疲労）
（３）摩耗（運転条件）
に分けて示している。
【０１２４】
（１）の機械応力（高サイクル疲労）とは、エンジンが高温度にさらされることによる強度低下のことである。また（２）の熱応力（低サイクル疲労）とは、温度の上昇、下降の繰り返しによる熱劣化である。「熱疲労」ともいう。
【０１２５】
また（３）の摩耗（運転条件）とは、機械的疲労のことである。
【０１２６】
エンジンを構成する部品の種類毎に、これら（１）、（２）、（３）の各要因による影響の度合いは異なる。たとえば大きな回転変動に弱い部品（摩耗が進行し易い部品）もあれば、大きな回転変動に強い部品（摩耗が進行しにくい部品）もあるからである。
【０１２７】
（１）、（２）、（３）の被害要因毎に、影響が及ぶエンジン構成部品群ＰＴ１、ＰＴ２、ＰＴ３を対応づけた表を図６に示す。また部品群ＰＴ１、ＰＴ２、ＰＴ３毎に、各部品ＰＴが対応づけられている。
【０１２８】
そして上記（１）、（２）、（３）の被害要因毎に、つまり部品群ＰＴ１、ＰＴ２、ＰＴ３毎に、被害量（過酷度）を評価するに用いられる評価方法が対応づけられている。図６に○印で示している。すなわち部品群ＰＴ１は、負荷頻度マップＭ1を用いて被害量を求め寿命を演算することができる。また部品群ＰＴ２は、サイクルタイムＭ2と負荷移動マップＭ3を用いて被害量を求め寿命を演算することができる。また部品群ＰＴ３は、負荷頻度マップＭ1を用いて被害量を求め寿命を演算することができる。
【０１２９】
たとえば部品群ＰＴ１を構成する部品ＰＴであるクランクシャフトは、（１）の機械応力（高サイクル疲労）の影響を受け、その寿命は、負荷頻度マップＭ1を用いて演算することができる。
【０１３０】
つぎに実施形態における稼働パラメータＮe、Ｔの収集方法について説明する。
【０１３１】
本実施形態ではサンプリングタイムΔｔ毎に、エンジン回転数センサからのエンジンの実際の回転数Ｎe（ｒｐｍ）と燃料ダイヤル４０からのスロットル信号ＳDが情報管理用コントローラに収集される。
【０１３２】
図８はトルクＴの検出方法を説明する図である。同図８はエンジン回転数Ｎeを横軸としトルクＴを縦軸としてエンジンのトルクカーブＴcを表している。
【０１３３】
本実施形態では、エンジンとしてディーゼルエンジンを想定している。燃料噴射ポンプのガバナとしては電気式のガバナではなく機械式のガバナの使用を想定している。
【０１３４】
情報管理用コントローラ１には、図８（ａ）に示すように各レギュレーションラインＴa1、Ｔa2、Ｔa3、Ｔa4…毎にトルクカーブＴcが記憶されている。
【０１３５】
燃料ダイヤル４０から出力された現在のスロットル信号ＳDに基づいてエンジン目標回転数Ｎe2が演算される。そして図８（ｂ）に示すように、エンジン目標回転数Ｎe2に対応するトルクカーブＴc2が求められる。
【０１３６】
つぎに図８（ｃ）に示すように、エンジン回転数センサから出力された現在のエンジン回転数Ｎetに対応するトルクカーブＴc2上のトルク値Ｔtが現在トルク値として求められる。
【０１３７】
なお電気式のガバナであれば、コントロールラック位置をトルクＴとして代用することができる。コントロールラック位置は燃料噴射量と同等であり、トルクＴの代用となる。
【０１３８】
つぎに負荷頻度マップＭ1の算出方法について説明する。
【０１３９】
図９はエンジン回転数Ｎeを横軸としトルクＴを縦軸とするエンジン性能線図を示している。Ｔcはトルクカーブである。
【０１４０】
エンジン性能線図の横軸のエンジン回転数Ｎeは１７分割され、トルクＴ（燃料噴射量）は８分割される。このため横軸をｉとし縦軸をｊとしてＢijで表される各ブロック（レベル）Ｂijに分割される。
【０１４１】
情報管理用コントローラ１では、サンプリング時間Δｔ毎に得られる稼働パラメータＴ、Ｎeの値が、各ブロックＢijに入ったか否かを逐次判断している。このため各ブロックＢij毎に、入った頻度ｎijが積算されていく。稼働パラメータＴ、Ｎeの値が各ブロックＢijに入った頻度ｎijが各ブロックＢij毎に積算されていく。
【０１４２】
図１０は負荷頻度マップＭ1を概念的に示す斜視図である。同図１０ではエンジン回転数の１７分割のうち２０００ｒｐｍより大きい分割部分を省略している。
【０１４３】
本実施形態では負荷頻度マップＭ1として建設機械の出荷時から継続して頻度ｎijの積算が行われる恒久的なマップＭＤAと、データをクリアする旨の指示に応じて頻度ｎijの積算値がリセットされる一時的なマップＭＤBの２つが設けられている。データをクリアするためのデータクリア用スイッチは情報管理用モニタ２に設けられている。データクリア用スイッチは画面をタッチすることにより指示内容が入力されるスイッチを使用することができる。
【０１４４】
図１２はこれら２つの負荷頻度マップＭＤA、ＭＤBで時間経過に応じて積算処理がなされる様子を示す。
【０１４５】
同図１２（ａ）に示すように建設機械の出荷時（エンジン出荷時）から負荷頻度マップＭＤBでは、データクリア用スイッチの操作がない限りは頻度ｎijを継続して積算していく。しかし図１２（ｂ）に示すように時刻ｔ0でデータクリア用スイッチが操作されデータをクリアする旨の指示が入力されると負荷頻度マップＭＤBの積算値はクリアされる。負荷頻度マップＭＤBのクリアされる前の積算値はサービスツール１８に対してダウンロードされるか監視局１９に送信される。以後負荷頻度マップＭＤBでは積算値をリセットし図１２（ｃ）に示すように時刻ｔ0から新たに積算を開始する。一方恒久的な負荷頻度マップＭＤAではデータクリア用スイッチの操作の有無にかかわらずに積算が継続される。なお負荷頻度マップＭＤBの積算値がサービスツール１８に対してダウンロードされるか監視局１９に送信されるに応じて、自動的に積算値をリセットしてもよい。リセットを一定時間τ毎に行いリセット毎に自動的に積算値を記憶してもよい。
【０１４６】
図１１は負荷頻度マップＭ1の各ブロックＢij毎の頻度ｎijを％換算した表を示している。％換算した頻度ｎ′ijを全ブロックＢijについて合計した値が１００％となる。たとえばエンジン回転数Ｎeが０〜１３００ｒｐｍでトルクＴが０〜５０ｋｇｍのブロックＢ11では％換算した頻度ｎ′11は１３．５％となる。なお頻度ｎijを％換算しているのは、メモリの容量を小さくするためである。
【０１４７】
負荷頻度頻度マップＭ1の各ブロックＢijにはそれぞれ、そのブロックにおける負荷の大きさに応じた重みγijが設定されている。たとえば図９においてエンジンのトルクカーブＴc上の定格点に対応するブロックＢではエンジンに最も大きい負荷がかかっている状態となっているので、最大の重みを設定することができる。
【０１４８】
負荷頻度マップＭ1に基づく被害量δ1は次式（２）により求められる。
【０１４９】
δ1＝Σｎ′ij・γij …（２）
すなわち％換算された頻度ｎijに対して重みγijによる重み付けｎ′ij・γijを行い、これを全てのブロックＢijについてたしあわせた値が、一定時間τが経過するまでにエンジンに加えられた被害量（過酷度）δ1となる。
【０１５０】
図６に示すように部品群ＰＴ１と部品群ＰＴ３については、対応する負荷頻度マップＭ1に基づいて寿命を求めることができる。寿命の演算はたとえばつぎのように行われる。
【０１５１】
図７は被害量δと部品群（部品）の寿命の長さＬとの対応関係Ｅを示している。この対応関係Ｅはエンジンの開発時において予め耐久テストを行いテスト後の部品検査を行うことによって寿命直線として予め求めておくことができる。
【０１５２】
そして上記（２）式で得られた被害量δ′に対応する直線Ｅ上の点から寿命Ｌ′が求められる。
【０１５３】
重みγijの値は部品群ＰＴ１、ＰＴ３毎に異ならせることができる。また部品ＰＴ毎に寿命を演算する場合には、部品毎に重みγijの値を異ならせることができる。
【０１５４】
つぎにサイクルタイム（サイクルインターバル）Ｍ2について説明する。
【０１５５】
サイクルインターバルＭ2のデータ内容を図１２に示す。
【０１５６】
同図１２に示すように縦軸ｉにエンジンの回転数Ｎeの各変動幅ΔＮeiがとられ、横軸ｊに滞留時間Δτ1、Δτ2がとられる。滞留時間Δτ1はたとえば５ｓｅｃに設定され、滞留時間Δτ2はたとえば２０ｓｅｃに設定される。そして各ブロックＢijに分割される。
【０１５７】
そして稼働パラメータＮeがサンプリング時間Δｔ毎に入力され、レインフロー法による処理が施される。滞留時間Δτ1での回転変動幅ΔＮe、滞留時間Δτ2での回転変動幅ΔＮeが求められ、求めた回転変動幅ΔＮeの値が各ブロックＢijのいずれに入ったか否かが判断される。たとえば５秒間での回転変動幅（回転数最小値と最大値との差）が１００ｒｐｍであれば、滞留時間Δτ1（５秒間）、回転変動幅ΔＮe1（０〜２００ｒｐｍ）に対応するブロックＢ11に入ったと判断される。こうして各ブロックＢij毎に、入った頻度ｎijが積算されていく。積算は一定時間τが経過するまで行われ、一定時間τが経過する毎に積算値が出力される。なおサイクルタイムＭ2のマップについても負荷頻度マップＭ1と同様に恒久的なマップとリセット可能なマップの２種類を持たせるようにしてもよい。
【０１５８】
図１３のサイクルタイムＭ2の各ブロックＢij毎の頻度ｎijは、前述した図１１と同様にして％換算される。％換算した頻度ｎ′ijを全ブロックＢijについて合計した値が１００％となる。
【０１５９】
サイクルタイムＭ2の各ブロックＢijにはそれぞれ重みγijが設定されている。
【０１６０】
サイクルタイムＭ2に基づく被害量δ2は次式（３）により求められる。
【０１６１】
δ2＝Σｎ′ij・γij …（３）
すなわち％換算された頻度ｎijに対して重みγijによる重み付けｎ′ij・γijを行い、これを全てのブロックＢijについてたしあわせた値が、一定時間τが経過するまでにエンジンに加えられた被害量（過酷度）δ2となる。
【０１６２】
つぎに負荷移動マップＭ3について説明する。
【０１６３】
図１４はエンジン回転数Ｎeを横軸としトルクＴを縦軸とするエンジン性能線図を示している。Ｔcはトルクカーブである。
【０１６４】
エンジン性能線図の横軸のエンジン回転数Ｎeは２分割され、トルクＴ（燃料噴射量）は２分割される。このため４つの領域Ａ1、Ａ2、Ａ3、Ａ4に分割される。
【０１６５】
負荷移動マップＭ3のデータ内容を図１５に示す。
【０１６６】
同図１５に示すように縦軸ｉに領域間の変動軌跡（変動方向）ｕiがとられ、横軸ｊに滞留時間Δτ1、Δτ2がとられる。滞留時間Δτ1はたとえば５ｓｅｃに設定され、
滞留時間Δτ2はたとえば２０ｓｅｃに設定される。そして各ブロックＢijに分割される。
【０１６７】
情報管理用コントローラ１では、サンプリング時間Δｔ毎に得られる稼働パラメータＴ、Ｎeの値が、各領域Ａ1〜Ａ4のいずれに入ったか否かを逐次判断している。そして滞留時間Δτ1での変動軌跡ｕ、滞留時間Δτ2での変動軌跡ｕが求められ、求めた変動軌跡ｕが各ブロックＢijのいずれに入ったか否かが判断される。たとえば５秒間での変動軌跡（変動開始から変動終了までの方向）が図１４に示すｕであれば、滞留時間Δτ1（５秒間）、変動軌跡ｕ1（Ａ1からＡ2）に対応するブロックＢ11に入ったと判断される。こうして各ブロックＢij毎に、入った頻度ｎijが積算されていく。積算は一定時間τが経過するまで行われ、一定時間τが経過する毎に積算値が出力される。なお負荷移動マップＭ3のマップについても負荷頻度マップＭ1と同様に恒久的なマップとリセット可能なマップの２種類を持たせるようにしてもよい。
【０１６８】
図１５の負荷移動マップＭ3の各ブロックＢij毎の頻度ｎijは、前述した図１１と同様にして％換算される。％換算した頻度ｎ′ijを全ブロックＢijについて合計した値が１００％となる。
【０１６９】
負荷移動マップＭ3の各ブロックＢijにはそれぞれ重みγijが設定されている。
【０１７０】
負荷移動マップＭ3に基づく被害量δ3は次式（４）により求められる。
【０１７１】
δ3＝Σｎ′ij・γij …（４）
すなわち％換算された頻度ｎijに対して重みγijによる重み付けｎ′ij・γijを行い、これを全てのブロックＢijについてたしあわせた値が、一定時間τが経過するまでにエンジンに加えられた被害量（過酷度）δ3となる。
【０１７２】
ここで図６に示すように部品群ＰＴ２については、対応するサイクルタイムＭ2、負荷移動マップＭ3に基づいて寿命を求めることができる。
【０１７３】
この場合部品群ＰＴ２の寿命は、つぎのようにして求めることができる。すなわち上記（３）式から得られた被害量δ2と上記（４）式から得られた被害量δ3のうちいずれか大きい方の被害量δを選択する。そして図７に示すように、選択した被害量δに対応する寿命直線Ｅ上の点として寿命Ｌを求める。なお被害量δ2と被害量δ3の値を平均するなど、２つの被害量δ2、δ3の値から被害量δを求める演算は任意である。
【０１７４】
また被害量δ2、被害量δ3それぞれについて寿命Ｌを求め、いずれか小さい方を最終的に寿命であると決定してもよい。この場合も被害量δ2から求めた寿命と被害量δ3から求めた寿命を平均するなど、２つの寿命の値から寿命を決定する演算は任意である。
【０１７５】
なお部品群ＰＴ２を構成する部品ＰＴ毎に寿命を演算する場合には、部品毎に重みγijの値を異ならせることができる。
【０１７６】
エンジンの寿命はつぎのようにして求められる。
【０１７７】
すなわち部品群ＰＴ１について求められた寿命Ｌ、部品群ＰＴ２について求められた寿命Ｌ、部品群ＰＴ２について求められた寿命Ｌのうちで最も小さい寿命が最終的にエンジンの寿命であると決定される。なお各寿命を平均するなど３つの寿命の値から最終的にエンジンの寿命を決定する演算方法は任意である。
【０１７８】
また部品ＰＴ毎に寿命を演算し、各部品ＰＴ毎に求められた寿命のうちで最も小さい値を最終的にエンジンの寿命であると決定してもよい。この場合も各寿命の値を平均するなど部品の種類毎の寿命の値から最終的にエンジンの寿命を決定する演算方法は任意である。
【０１７９】
以上のように本実施形態によれば、部品群もしくは部品毎に、対応する１または２以上のマップＭ1、Ｍ2、Ｍ3から得られた積算値に基づいて寿命を演算し、各部品群もしくは各部品毎の寿命からエンジンの寿命を求めるようにしているので、エンジンの各部に加えられた被害量を正確に数値化することができ、エンジンの寿命を正確に求めることができる。このため最も適切な時期にエンジンのオーバーホール、修理等を行うことができ建設機械の修理、点検等のサービスの効率が飛躍的に向上するとともに、エンジンに重大な破損をきたすことが回避される。
【０１８０】
なお本実施形態では、図６に示すように部品群ＰＴ１に、負荷頻度マップＭ1を対応づけ、部品群ＰＴ２に、サイクルタイムＭ2と負荷移動マップＭ3を対応づけ、部品群ＰＴ３に、負荷頻度マップＭ1を対応づけている。しかし本発明としては、この図６に示す対応づけに限定されるものではない。
【０１８１】
負荷頻度マップＭ1は、（１）機械応力（高サイクル疲労）、（２）熱応力（低サイクル疲労）、（３）摩耗（運転条件）を要因とする被害量を評価することが可能である。またサイクルタイムＭ2は、（２）熱応力（低サイクル疲労）、（３）摩耗（運転条件）を要因とする被害量を評価することが可能である。また負荷移動マップＭ3は、（２）熱応力（低サイクル疲労）、（３）摩耗（運転条件）を要因とする被害量を評価することが可能である。
【０１８２】
よって部品群ＰＴ１に、負荷頻度マップＭ1を対応づけ、部品群ＰＴ２に、サイクルタイムＭ2を対応づけ 部品群ＰＴ３に、負荷移動マップＭ3を対応づけてもよい。要は、各部品群毎に、被害量を評価するに適切なマップＭ1、Ｍ2、Ｍ3を対応づけておくことができる。また場合によっては、負荷頻度マップＭ1、サイクルタイムＭ2、負荷移動マップＭ3を用いることなく、負荷頻度マップＭ1、サイクルタイムＭ2の２つのマップを用いて寿命を求めてもよく、また負荷頻度マップＭ1、負荷移動マップＭ3の２つの用いて寿命を求めてもよい。
【０１８３】
さらに以下に説明する連続運転時間マップＭ4を加えて寿命を演算してもよい。
【０１８４】
連続運転時間マップＭ4のデータ内容を図１６に示す。連続運転時間マップＭ4は負荷移動マップＭ3のデータに基づき生成される。
【０１８５】
同図１６に示すように縦軸ｉに連続運転時間Δτiがとられ、横軸ｊに領域Ａ1、Ａ2、Ａ3、Ａ4がとられる。連続運転時間Δτ1、Δτ2、Δτ3はたとえば、それぞれ５から１０ｓｅｃ、１０から２０ｓｅｃ、２０ｓｅｃ以上、に設定される。そして各ブロックＢijに分割される。
【０１８６】
情報管理用コントローラ１では、各ブロックＢij毎に、入った頻度ｎijが積算されていく。たとえば７秒間だけ領域Ａ1で連続稼働していれば、連続運転時間Δτ1（５〜１０秒間）、領域Ａ1に対応するブロックＢ11に入ったと判断される。積算は一定時間τが経過するまで行われ、一定時間τが経過する毎に積算値が出力される。なお連続運転時間マップＭ4についても負荷頻度マップＭ1と同様に恒久的なマップとリセット可能なマップの２種類を持たせるようにしてもよい。以下同様にして％換算された頻度ｎ′ijと重みγijに基づき被害量δ4が演算され、部品群または部品毎の寿命が演算される。
【０１８７】
連続運転時間マップＭ4は、（２）熱応力（低サイクル疲労）、（３）摩耗（運転条件）を要因とする被害量を評価することが可能である。
【０１８８】
よって図６において部品群ＰＴ２の寿命を演算するために、連続運転時間マップＭ4を加えて評価してもよい。また場合によっては、負荷移動マップＭ3の代わりに連続運転時間マップＭ4を用いてもよい。
【０１８９】
なおエンジンの寿命は、被害量（過酷度）に加えてエンジンで発生した異常を加味して評価すると、より精度よく求めることができる。エンジンで発生する異常は、たとえばブローバイ圧、最大ブローバイ圧時のエンジン回転数、最大ブローバイ圧時の燃圧、排気温度、エンジン油温、大気温度、大気圧のデータから判断することができる。
【０１９０】
情報管理用コントローラ１で演算された上記部品群または部品毎の寿命のデータ、エンジンの寿命のデータは、監視局１９に送信される。このため監視局１９では複数の建設機械のエンジンの寿命を管理することができる。このため各地に点在している複数の建設機械の点検、修理等のサービスの時期を正確に判断することができ、適切な時期に適切な人員に対してサービスの指示を与えることができる。また情報管理用コントローラ１で演算された上記部品群または部品毎の寿命のデータ、エンジンの寿命のデータは、サービスツール１８にダウンロードされる。このため整備員（サービスマン）は、現場でデータを解析する労力を要することなく即座に点検、修理の時期に達したか否かを判断することができる。これにより点検、修理等のサービスの作業効率が飛躍的に向上する。
【０１９１】
つぎに建設機械に設けられた油圧ポンプまたは油圧モータの寿命を演算する実施形態について説明する。
【０１９２】
油圧ポンプは、エンジンによって駆動される。可変容量型の油圧ポンプは、油圧アクチュエータ（油圧シリンダ、油圧モータ）の駆動源となる。固定容量型の油圧ポンプは、たとえば操作レバーで発生した操作信号がパイロット管路を介して流量制御弁に供給される際のパイロット圧油の駆動源となる。油圧モータは、油圧ポンプから吐出された圧油が流量制御弁を介して圧油流入ポートに流入されることによって回転駆動される油圧アクチュエータである。油圧モータはたとえば旋回体、走行体を作動させる。
【０１９３】
本実施形態では油圧ポンプを代表させて説明する。本実施形態では可変容量型のポンプを想定し、斜板（容量）ｑ（ｃｃ/ｒｅｖ）がＴＶＣ（トルク・バリュアブル・コントロール）弁によって制御される構成を想定している。ＴＶＣ弁は、たとえば図３に示すポンプコントローラ３から出力される制御信号ｉによって駆動される。ＴＶＣ弁によってなされる制御内容を図１７を用いて説明する。
【０１９４】
図１７は油圧ポンプのＰ−ｑカーブを表すグラフである。横軸は油圧ポンプから吐出される圧油の圧力たるポンプ圧Ｐ（ｋｇ/ｃｍ2）を示し、縦軸はポンプ１回転当たりの吐出流量たる容量ｑ（ｃｃ/ｒｅｖ）を示している。
【０１９５】
Ｐ−ｑカーブ上のラインＴpはポンプ吸収トルクが一定値Ｔpとなるラインを示している。ＴＶＣ弁は、油圧ポンプの吸収トルクを一定にするべく設けられている。すなわちポンプ圧Ｐと容量ｑとの積が一定となるように斜板の傾転角を制御する。なおＴＶＣ弁は、複数の油圧ポンプの合成吸収トルクを一定にするために用いられる。図１８に示すようにＴＶＣ弁に入力された制御電流値ｉが大きくなるに応じてポンプ吸収トルクＴが小さくなるように、ＴＶＣ弁は油圧ポンプの斜板を制御する。よって図１７に示すようにＴＶＣ弁への入力電流ｉの大きさに応じてＰ−ｑカーブ は変化し、トルク一定のラインはＴ1、Ｔ2、Ｔ3…へと変化する。
【０１９６】
以上のように油圧ポンプの吸収トルクＴはポンプコントローラ３から出力される電流ｉに応じて定まるので、ポンプコントローラ３で電流値ｉを取得することができる。なお電流値ｉを検出するセンサを設けてもよい。電流値ｉのデータは、情報管理用コントローラ１に送信される。情報管理用コントローラ１では電流値ｉからポンプ吸収トルクＴが演算される。ただし図１７に示すようにポンプ圧ＰがＰ1よりも小さい場合には、ラインＴp上にのらないので、下記（５）式によってポンプ吸収トルクＴが演算される。
【０１９７】
Ｔ＝Ｐ・ｑmax/２００π …（５）
なおトルクを直接検出するセンサを設けてポンプ吸収トルクＴを検出してもよい。また油圧ポンプの容量ｑとポンプ吐出圧Ｐを検出することによってポンプ吸収トルクＴを演算してもよい。
【０１９８】
図１９は情報管理用コントローラ１にサンプリング時間Δｔ毎に、収集される稼働パラメータつまりポンプ回転数Ｎ、ＴＶＣ弁への入力電流ｉ、ポンプ吐出圧Ｐを示している。図１９は一定時間τの間で稼働パラメータが変化する様子を示している。稼働パラメータの積算は以下に述べるように一定時間τ（たとえば２０時間）が経過毎に行われる。
【０１９９】
油圧ポンプの回転数Ｎはエンジン回転数センサで検出されたエンジン回転数Ｎeに対して既知の定数を乗算することにより得られる。よってエンジン回転数センサの検出値から、サンプリング時間Δｔ毎のポンプ回転数Ｎが取得される。
【０２００】
サンプリング時間Δｔ毎に入力される電流ｉに基づいてサンプリング時間Δｔ毎にポンプ吸収トルクＴが演算される。
【０２０１】
ポンプ圧力Ｐにはしきい値Ｐcが設定され、逐次の圧力値Ｐがこのしきい値Ｐc以上になったか否かが判断される。そして、サンプリング時間Δｔ毎の圧力値Ｐがしきい値Ｐc以上のピーク圧となる回数がカウントされ、一定時間τ（２０時間）が経過するまで積算される。そして積算されたピーク圧回数を一定時間τ（２０時間）で除算することによって、単位時間当たりのピーク圧回数ｎp（回/Ｈ）が求められる。
【０２０２】
油圧ポンプの寿命は、ベアリング（軸受け部品）の寿命によって基本的には定まる。
【０２０３】
ベアリングの寿命を求める式は、Ｔmを平均等価ポンプ吸収トルクとして、下記（６）式で表される。
【０２０４】
ベアリング寿命
∝１/（ポンプ回転速度Ｎ）・（平均等価ポンプ吸収トルクＴm）3.33
…（６）
本実施形態ではポンプ回転速度Ｎは一定値であると仮定してベアリング寿命が演算される。平均等価ポンプ吸収トルクＴmはたとえば次式（７）に示すように、サンプリング時間Δｔ毎に演算されるポンプ吸収トルク値Ｔiを一定時間τ（２０時間）が経過するまで積算し、これを平均した値として求めることができる。
【０２０５】
Ｔm＝（ΣＴi3.33/Δｔ）0.3 …（７）
なおポンプ回転数Ｎについても同様に平均等価ポンプ回転数を求めてもよい。
【０２０６】
図２０は上記（６）式に従いベアリングの寿命を演算する寿命直線Ｆを示している。
【０２０７】
図２０は平均等価ポンプ吸収トルクＴmとベアリングの寿命の長さＬ（Ｈ）（寿命ランクＳ、Ａ、Ｂ、Ｃ）の対応関係Ｆを示している。この対応関係Ｆは油圧ポンプの開発時において予め耐久テストを行いテスト後の部品検査を行うことによって寿命直線として予め求めておくことができる。
【０２０８】
そして上記演算された平均等価ポンプ吸収トルクＴmに対応する寿命直線Ｆ上の点から寿命ランクが求められる。
【０２０９】
図２１は図２０の縦軸の平均等価ポンプ吸収トルクＴmの各範囲と、図２０の横軸の各寿命ランクＳ、Ａ、Ｂ、Ｃとの対応関係を示している。各寿命ランクＳ、Ａ、Ｂ、Ｃ毎にオーバーホール（推奨）時間（Ｈ）が対応づけられている。
【０２１０】
ここでポンプ吸収トルクＴはポンプ圧力Ｐに比例している。よって平均等価ポンプ圧力Ｐmを上記（７）式と同様にして求め、同様にしてベアリングの寿命ランクを定めることができる。
【０２１１】
図２２は平均等価ポンプ圧力Ｐmとベアリングの寿命の長さＬ（Ｈ）（寿命ランクＳ、Ａ、Ｂ、Ｃ）の対応関係Ｇを示している。
【０２１２】
そして上記演算された平均等価ポンプ圧力Ｐmに対応する寿命直線Ｇ上の点から寿命ランクが求められる。
【０２１３】
図２２の縦軸の平均等価ポンプ圧力Ｐmの範囲１７０〜１８５ｋｇ/ｃｍ2が、図２０の横軸の寿命ランクＳ（８０００〜１００００時間）に対応している。同様に圧力Ｐmの範囲１６０〜１７０ｋｇ/ｃｍ2が、寿命ランクＡ（１００００〜１２０００時間）に対応し、また圧力Ｐmの範囲１５５〜１６０ｋｇ/ｃｍ2が、寿命ランクＢ（１２０００〜１４０００時間）に対応し、また圧力Ｐmの範囲１４５〜１５５ｋｇ/ｃｍ2が、寿命ランクＣ（１４０００〜１８０００時間）に対応している。
【０２１４】
上述するようにして演算された単位時間当たりのピーク圧回数ｎp（回/Ｈ）は、油圧ポンプが複数ある場合に各ポンプの負荷レベルを評価するために用いられる。単位時間当たりのピーク圧回数ｎpが大きいほど、ブームなどの作業機、上部旋回体、下部走行体を操作した頻度が多く、その分だけ対応する油圧ポンプには大きな負荷がかかっていることになる。
【０２１５】
図２３は単位時間当たりのピーク圧回数ｎpと寿命の長さＬ（Ｈ）（負荷レベルＳ、Ａ、Ｂ、Ｃ）の対応関係Ｉを示している。
【０２１６】
そして上記演算された単位時間当たりのピーク圧回数ｎpに対応する負荷レベル直線Ｉ上の点から負荷レベルが求められる。
【０２１７】
図２３の縦軸の単位時間当たりのピーク圧回数ｎpの範囲３６０〜４５０回/Ｈが、図２３の横軸の負荷レベルＳ（過酷レベル）に対応している。同様にピーク圧回数ｎpの範囲３００〜３６０回/Ｈが、負荷レベルＡ（重負荷レベル）に対応し、またピーク圧回数ｎpの範囲２６０〜３００回/Ｈが、負荷レベルＢ（中負荷レベル）に対応し、またピーク圧回数ｎpの範囲２００〜２６０回/Ｈが、負荷レベルＣ（軽負荷レベル）に対応している。
【０２１８】
負荷レベルは複数の油圧ポンプそれぞれについて求められる。そして負荷レベルを比較することによりいずれの油圧ポンプの負荷が大きく寿命が短いのかについて判断することができる。
【０２１９】
すなわち油圧ショベル等の建設機械では、最大６個程度の油圧ポンプが使用されることが多い。しかし油圧ポンプへの負荷のかかり具合は、作業形態によって異なり、必ずしも複数の油圧ポンプに均等に負荷がかかっているわけではない。そこで各油圧ポンプ毎に負荷レベルを求め、各油圧ポンプの負荷レベルを比較することによって、いずれの油圧ポンプの寿命が長いか短いかを見極めることが可能となる。
【０２２０】
本実施形態は、ピーク圧回数ｎp（回/Ｈ）に基づいてベアリングの寿命を演算しない場合を想定している。なおピーク圧回数ｎp（回/Ｈ）に基づいてベアリングの寿命を演算する実施も可能である。
【０２２１】
油圧ポンプの寿命は、負荷を要因とするベアリングの寿命によって主に定まる。しかしベアリングの劣化レベルは作動油温度という要因によっても変動する。作動油温度を要因としてＯ−リングなどのオイルシール部品の寿命が定まる。そこでベアリングの寿命として求めた油圧ポンプの寿命が、作動油温度を要因とするオイルシール部品の寿命によって補正される。この補正により油圧ポンプの寿命が高精度に求められる。
【０２２２】
本実施形態では作動油温度としてタンク内に環流される圧油の温度Ｒtを用いている。タンク内の油温は油温センサによってサンプリング時間Δｔ毎に検出され、情報管理用コントローラ１に入力される。そして同様にして一定時間τが経過するとタンク平均等価油温Ｒt（゜Ｃ）が演算される。
【０２２３】
図２４はタンク平均等価油温Ｒtとオイルシールの寿命の長さＬ（Ｈ）（寿命ランクＳ、Ａ、Ｂ、Ｃ）の対応関係Ｊを示している。
【０２２４】
そして上記演算されたタンク平均等価油温Ｒtに対応する寿命直線Ｊ上の点から寿命ランクが求められる。
【０２２５】
図２４の縦軸のタンク平均等価油温Ｒtの範囲８５〜９０゜Ｃが、図２４の横軸の寿命ランクＳ（８０００〜１００００時間）に対応している。同様に油温Ｒtの範囲８０〜８５゜Ｃが、寿命ランクＡ（１００００〜１２０００時間）に対応し、また油温Ｒtの範囲７５〜８０゜Ｃが、寿命ランクＢ（１２０００〜１４０００時間）に対応し、また油温Ｒtの範囲７０〜７５゜Ｃが、寿命ランクＣ（１４０００〜１８０００時間）に対応している。
【０２２６】
本実施形態ではタンク内油温Ｒt以外にも大気温度Ｒaを用いてオイルシールの寿命が演算される。外気温は温度センサによってサンプリング時間Δｔ毎に検出され、情報管理用コントローラ１に入力される。そして同様にして一定時間τが経過すると平均外気温Ｒa（゜Ｃ）が演算される。
【０２２７】
同図２４は平均外気温Ｒaとオイルシールの寿命の長さＬ（Ｈ）（寿命ランクＳ、Ａ、Ｂ、Ｃ）の対応関係Ｋを示している。
【０２２８】
そして上記演算された平均外気温Ｒaに対応する寿命直線Ｋ上の点から寿命ランクが求められる。
【０２２９】
図２４の縦軸の平均外気温Ｒaの範囲３２〜３８゜Ｃが、図２４の横軸の寿命ランクＳ（８０００〜１００００時間）に対応している。同様に平均外気温Ｒaの範囲２８〜３２゜Ｃが、寿命ランクＡ（１００００〜１２０００時間）に対応し、また平均外気温Ｒaの範囲２５〜２８゜Ｃが、寿命ランクＢ（１２０００〜１４０００時間）に対応し、また平均外気温Ｒaの範囲２０〜２５゜Ｃが、寿命ランクＣ（１４０００〜１８０００時間）に対応している。
【０２３０】
油圧ポンプの寿命はつぎのようにして求められる。
【０２３１】
すなわち平均等価ポンプ吸収トルクＴmから求められた寿命ランク、平均等価圧力Ｐmから求められた寿命ランク、タンク平均等価油温Ｒtから求められた寿命ランク、平均外気温Ｒaから求められた寿命ランクのうちで最も短い時間となる寿命ランクが最終的に油圧ポンプの寿命（オーバーホール時期）であると決定される。なお各寿命ランクの中心値を平均するなど、それぞれ求められた寿命ランクから最終的に油圧ポンプの寿命を決定する方法は任意である。
【０２３２】
本発明としては、少なくとも平均等価ポンプ吸収トルクＴmから求められた寿命ランクと、タンク平均等価油温Ｒtから求められた寿命ランクを求めることができれば、油圧ポンプの寿命を高精度に求めることができる。
【０２３３】
油圧モータの寿命についても油圧ポンプと同様にして求めることができる。
【０２３４】
以上のように本実施形態によれば油圧ポンプ、油圧モータの寿命が自動的にかつ正確に求められる。このため最も適切な時期に油圧ポンプ、油圧モータのオーバーホール、修理等を行うことができ建設機械の修理、点検等のサービスの効率が飛躍的に向上する。また油圧ポンプ、油圧モータに重大な破損をきたすことが回避される。
【０２３５】
情報管理用コントローラ１で演算された油圧ポンプ、油圧モータの寿命のデータは、監視局１９に送信される。このため監視局１９では複数の建設機械に備えられている油圧ポンプ、油圧モータの寿命を管理することができる。このため各地に点在している複数の建設機械の点検、修理等のサービスの時期を正確に判断することができ、適切な時期に適切な人員に対してサービスの指示を与えることができる。また情報管理用コントローラ１で演算された油圧ポンプ、油圧モータの寿命のデータは、サービスツール１８にダウンロードされる。このため整備員（サービスマン）は、現場でデータを解析する労力を要することなく油圧ポンプ、油圧モータが点検、修理の時期に達したか否かを即座に判断することができる。これにより点検、修理等のサービスの作業効率が飛躍的に向上する。
【０２３６】
情報管理用コントローラ１では建設機械の作業量、稼働状態の情報が生成され管理されている。以下これについて説明する。
【０２３７】
鉱山などの広域作業現場では、油圧ショベルは、ダンプトラックに掘削した土砂等を積み込む積込み作業を行う。広域作業現場を管理、監視する監視局にあっては、稼働中の複数の油圧ショベルの作業量を管理情報として取得することが、生産管理計画を立てる上で重要となる。
【０２３８】
油圧ショベルの時間当たりの作業量Ｖ（ｍ3/ｈ）は上述した（１）式（Ｖ＝Ｑv・（３６００/Ｓt）・α・（１/β））によって理論的に求められる。
【０２３９】
本実施形態では上記稼働率α、積込み占有率βが正確に算出され時間当たりの作業量Ｖが正確に求められる。
【０２４０】
建設機械内には、エンジンの稼働時間を積算するサービスメータＳＭ2（これを第２サービスメータという）とは別に、第１サービスメータＳＭ1、第３サービスメータＳＭ3が設けられている。図２５はこれら３つのサービスメータで時間ｔを積算する様子を概念的に示している。
【０２４１】
第２サービスメータＳＭ2は、エンジンが回転している時間を積算する積算手段であり、オルタネータの電圧値が所定のしきい値以上になっている時間あるいはエンジン回転数Ｎeが所定のしきい値（０回転よりも大きくアイドル回転数よりも高い回転数）以上になっている時間を積算することによりエンジン稼働時間ＳＭＲ2を積算するものである。
【０２４２】
第１サービスメータＳＭ1は、エンジンキースイッチがオンに投入され電源（バッテリ）から電力がコントローラに供給されているキースイッチオン時間ＳＭＲ1を積算するものである。
【０２４３】
建設機械では、作業機用操作レバーが中立位置から操作されることによってブームなどの作業機が作動される。また旋回体用操作レバーが中立位置から操作されることによって上部旋回体が旋回作動される。また走行体用操作レバーが中立から操作されることによって下部走行体が走行駆動される。操作レバーは油圧式レバーであれば、操作レバーの操作量に対応するパイロット圧がパイロット管路を介して流量制御弁に供給される。そこでパイロット管路に圧力センサを設け、パイロット管路内のパイロット圧Ｐrが所定のしきい値以上になったことを同圧力センサによって検出することによって操作レバーが操作されたことを検出することができる。なお操作レバーが電気式の操作レバーであれば、操作レバーの操作量に対応する電気信号を、たとえば操作レバーの回動量を検出するポテンショメータの電圧出力値として検出することができる。よってポテンショメータなどから出力される電気信号から同様に操作レバーが操作されたことを検出することができる。
【０２４４】
本実施形態では油圧式の操作レバーを想定している。作業機用操作レバーが操作されたことを示す圧力信号Ｐrw（所定のしきい値以上のパイロット圧）が作業機用圧力センサで検出される。また旋回体用操作レバーが操作されたことを示す圧力信号Ｐrs（所定のしきい値以上のパイロット圧）が旋回体用圧力センサで検出される。また走行体用操作レバーが操作されたことを示す圧力信号Ｐrt（所定のしきい値以上のパイロット圧）が走行体用圧力センサで検出される。
【０２４５】
第３サービスメータＳＭ3は、上記各圧力センサの検出信号Ｐrw、Ｐrs、Ｐrtから操作レバーが操作されている時間ＳＭＲ3つまり作業機、旋回体、走行体のいずれかが稼働している時間ＳＭＲ3を積算するものである。なお第３サービスメータＳＭ3としては、作業機用圧力センサの検出信号Ｐrwのみから作業機用操作レバーのみが操作されている時間ＳＭＲ3つまり作業機が稼働している時間ＳＭＲ3を積算するものであってもよい。
【０２４６】
図２６は建設機械の計画稼働時間ＳＭＲoと、各サービスメータＳＭ1、ＳＭ2、ＳＭ3の実際の積算値ＳＭＲ1、ＳＭＲ2、ＳＭＲ3との関係を例示している。図２６の横軸は日付であり、縦軸は計測されたサービスメータ値ＳＭＲを示している。計画稼働時間ＳＭＲ0は建設機械の種類、ユーザによって異なる。これは予めデータとして入力されておかれる。たとえば１日当たり２０時間が計画稼働時間ＳＭＲ0として入力、設定される。
【０２４７】
本実施形態では、下記（８）式によって稼働率αが演算される。
【０２４８】
α＝（ＳＭＲ3/ＳＭＲ0）・１００（％） …（８）
ＳＭＲ0−ＳＭＲ3が油圧ショベルが実際には積込み作業を行っていない時間つまりダウンタイムである。ダウンタイムが大きいほど上記稼働率αの値が小さくなる関係にある。
【０２４９】
このように本実施形態では作業機が稼働されている稼働時間の積算値ＳＭＲ3から稼働率αが求められる。このため図２５に示すようにたとえばエンジンの暖気時間（ダンプ待ち時間）が長くその分作業機が稼働している時間が短い作業態様の場合であっても正確な稼働率αが得られ、この正確な稼働率αに基づき作業量Ｖを正確に算出することが可能となる。
【０２５０】
つぎに積込み占有率βの演算処理について説明する。
【０２５１】
図２８は、上記作業機用圧力センサ、旋回体用圧力センサ、走行体用圧力センサから出力される各圧力検出信号Ｐrw、Ｐrs、Ｐrtが時間の変化に伴い変化する様子を示している。
【０２５２】
一方図２９は操作レバーの操作頻度マップのデータ内容を示している。
【０２５３】
同図２９に示すように縦軸ｉに各圧力検出信号の種類Ｐrw、Ｐrs、Ｐrtがとられ、横軸ｊに各圧力レベルＰrがとられる。圧力レベルＰrはたとえば０〜１００ｋｇ/ｃｍ2、１００〜２００ｋｇ/ｃｍ2、２００〜５００ｋｇ/ｃｍ2の３レベルに分割されている。そして各ブロックＢijに分割される。
【０２５４】
そして図２８に示すように圧力検出信号Ｐrw、Ｐrs、Ｐrtがサンプリング時間Δｔ毎に入力され、圧力値が各ブロックＢijのいずれに入ったか否かが判断される。たとえば時刻ｔ1で作業機の圧力検出信号Ｐrwが１３０ｋｇ/ｃｍ2の値を示している場合には、操作頻度マップの作業機Ｐrw、圧力レベルＰr2（１００〜２００ｋｇ/ｃｍ2）に対応するブロックＢ12に入ったと判断される。こうして各ブロックＢij毎に、入った頻度ｎijが積算されていく。積算は１日が経過するまで行われ、一日が経過する毎に積算値が出力される。そして１日毎の積算値が記憶されていき最大１００日分記憶することができる。メモリ容量を減らすために１００日経過後は最も古い日付のデータは消去され最も新しい日付の積算値によって更新される。
【０２５５】
図２９の操作頻度マップの各ブロックＢij毎の頻度ｎijは、前述した図１１と同様にして％換算される。％換算した頻度ｎ′ijを全ブロックＢijについて合計した値が１００％となる。
【０２５６】
本実施形態では、図２９に示す操作頻度マップの各ブロックＢijのうち作業機Ｐrwについてのブロックの頻度ｎ11、ｎ12、ｎ13が合計され作業機操作頻度ｎwが求められる。同様に旋回体Ｐrsについてのブロックの頻度ｎ21、ｎ22、ｎ23が合計され旋回体操作頻度ｎsが求められる。同様に走行体Ｐrtについてのブロックの頻度ｎ31、ｎ32、ｎ33が合計され走行体操作頻度ｎtが求められる。作業機操作頻度ｎw、旋回体操作頻度ｎs、走行体操作頻度ｎtは％換算される。％換算された作業機操作頻度ｎ′w、旋回体操作頻度ｎ′s、走行体操作頻度ｎ′tの比率を図３０に例示する。
【０２５７】
図３０は作業機、旋回体、走行体を横軸とし、縦軸に％換算された作業機頻度ｎ′w、旋回体操作頻度ｎ′s、走行体操作頻度ｎ′tを示している。
【０２５８】
本実施形態では、％換算された作業機頻度ｎ′w、旋回体操作頻度ｎ′s、走行体操作頻度ｎ′tに基づいて下記（９）式によって積込み占有率βが演算される。
【０２５９】
β＝１＋ｎ′t/（ｎ′w＋ｎ′s） …（９）
上記式の右辺第２項は、作業機操作頻度ｎ′wと旋回体操作頻度ｎ′sとの和ｎ′w＋ｎ′sに対して走行体操作頻度ｎ′tとの比をとった値ｎ′t/（ｎ′w＋ｎ′s）を示している。よって積込み占有率βはその値が小さいほど、走行に対して作業機を操作している時間が長く、実質的に積込み作業を行っている時間が多いことを示す。
【０２６０】
上記（９）式の意味について説明すると、作業機操作頻度ｎ′wが大きいと生産性が高い。よって作業機操作頻度ｎ′wが大きくなるほど比ｎ′t/（ｎ′w＋ｎ′s）の値は小さくなる。これにより積込み占有率βは値が小さくなる。
【０２６１】
また旋回体操作頻度ｎ′sが大きいと、比ｎ′t/（ｎ′w＋ｎ′s）の値は小さくなる。これにより積込み占有率βは値が小さくなる。
【０２６２】
また走行体操作頻度ｎ′tが大きいと、比ｎ′t/（ｎ′w＋ｎ′s）の値は大きくなる。これにより積込み占有率βは値が大きくなる。
【０２６３】
積込み占有率βは、上記（９）式に限定されることなく、作業機操作頻度ｎ′wと、旋回体操作頻度ｎ′sと、走行体操作頻度ｎ′tとの比率から、実質的に積み込み作業が行われている時間の大小を評価できる式であればよい。たとえば（９）式の代わりに、下記（９）′式を用いてもよい。
【０２６４】
β＝（ｎ′t＋ｎ′s）/（ｎ′w＋ｎ′s） …（９）′
上記（９）′式によれば旋回している時間が長く作業機を稼働していない時間が短い場合には積込み占有率βが大きくなり、実質的に作業機が稼働されていないことを評価することができる。
【０２６５】
本発明としては図３０に示す比率を用いて、実質的に作業機が稼働されているか否かを評価することができる演算式であればよい。
【０２６６】
また本実施形態では頻度の比率を用いているが、作業機が操作されている時間、旋回体が操作されている時間、走行体が操作されている時間を計時して、これらの時間の比率から積込み占有率βを演算してもよい。
【０２６７】
以上のように本実施形態によれば、走行したり旋回している時間が長くその分作業機を用いて実際に土砂を積み込んでいる時間が短い作業態様の場合であっても、正確な積込み占有率βを得ることができ、正確な積込み占有率βを用いて作業量Ｖを正確に算出することが可能となる。
【０２６８】
情報管理用コントローラ１では、上記演算された稼働率α、積込み占有率βを用いて作業量Ｖが演算される。この場合上記（１）式からＱ、Ｓなどの流動的な値を取り除きＶ＝α・（１/β）なる演算式にて作業量Ｖを求め、これを基準作業量Ｖrefと比較することによって建設機械の作業量を評価することができる。評価結果は生産性の効率および施工法の改善に反映させることができる。
【０２６９】
また燃費（ｌ/ｈ）を演算し、これと上記得られた時間当たりの作業量Ｖ（ｍ3/ｈ）とに基づいて単位燃料量（リッタ）当たりの作業量Ｖ′（ｍ3/ｌ）を演算してもよい。
【０２７０】
図２７は作業機操作頻度ｎ′w、旋回体操作頻度ｎ′sが時間経過に伴って変化する様子を示している。図２７の横軸は日付を示し、縦軸は頻度の％換算値を示している。このグラフから旋回体の操作と作業機の操作の割合を把握することができる。すなわち積込み作業時に旋回している時間が長いか短いか、その分作業機を用いて実際に土砂を積み込んでいる時間が短いか長いかなど建設機械の稼働状態の情報を取得することができる。
【０２７１】
また図２９に示す操作頻度マップに基づいて作業機、旋回体、走行体毎に、各圧力レベルに対応した頻度のグラフを図３１に示すように生成することができる。
【０２７２】
図３０（ａ）は作業機についてのグラフである。図３０（ａ）は各圧力範囲（０〜１００ｋｇ/ｃｍ2）、（１００〜２００ｋｇ/ｃｍ2）、（２００〜５００ｋｇ/ｃｍ2）を横軸としている。％換算された頻度ｎ′を縦軸としてる。各圧力範囲毎に頻度ｎ′11、ｎ′12、ｎ′13が対応づけられている（図２９参照）。
【０２７３】
同様に図３０（ｂ）は旋回体についてのグラフであり、各圧力範囲毎に頻度ｎ′21、ｎ′22、ｎ′23が対応づけられている（図２９参照）。同様に図３０（ｃ）は走行体についてのグラフであり、各圧力範囲毎に頻度ｎ′31、ｎ′32、ｎ′33が対応づけられている（図２９参照）。
【０２７４】
図３０に示すグラフから作業機で掘削がなされたときの掘削対象物の硬さの評価（発破の良く効いているベンチでの作業か否かの評価）や、旋回、走行時に作業抵抗によって作業速度が低下し作業効率が低下したか否かの評価などを行うことができる。この評価結果を施行法の改善に反映させることができる。
【０２７５】
また本実施形態によれば、３つのサービスメータＳＭ1、ＳＭ2、ＳＭ3を用いているので、従来に比較してより詳細な稼働状態の情報を取得することができる。
【０２７６】
すなわち図２５または図２６に示すように、第１サービスメータＳＭ1の積算値ＳＭＲ1と、第２サービスメータＳＭ2の積算値ＳＭＲ2との差分値から、エンジンのキースイッチがオンに投入されているにもかかわらずエンジンが実際には稼働されていない待機時間を算出することができる。
【０２７７】
また第２サービスメータＳＭ2の積算値ＳＭＲ2と、第３サービスメータＳＭ3の積算値ＳＭＲ3との差分値から、エンジンが稼働されているにもかかわらずブーム等の作業機が実際には稼働されていない暖気時間（ダンプ待ち時間）を算出することができる。
【０２７８】
このように本実施形態によれば、単なるエンジンの稼働時間のみならず、エンジンのキースイッチがオンに投入されているにもかかわらずエンジンが実際には稼働されていない待機時間、あるいはエンジンが稼働されているにもかかわらずブーム等の作業機が実際には稼働されていない暖気時間（ダンプ待ち時間）といった詳細情報を把握することができる。このため建設機械の稼働状態を従来よりも、より正確に管理、監視することが可能となる。
【０２７９】
情報管理用コントローラ１で演算された上述した作業量Ｖ、ないしは図２５〜図３１に示す稼働状態のデータは、監視局１９に送信される。このため監視局１９では複数の建設機械の作業量Ｖ、稼働状態を管理することができる。
【０２８０】
また情報管理用コントローラ１で演算された作業量Ｖ、稼働状態のデータは、サービスツール１８にダウンロードされる。このため現場でデータを解析する労力を要することなく建設機械の作業量、稼働状態を即座に認識することができる。
【０２８１】
つぎに情報管理用モニタ２で行われる表示内容について説明する。なお以下の説明は図１の構成を想定している。
【０２８２】
情報管理用モニタ２では、情報管理用コントローラ１に各コントローラから収集されたデータ、収集されたデータを加工したデータが、スイッチ操作に応じて画面上に表示される。
【０２８３】
図３２〜図４１は情報管理用モニタ２の表示画面が遷移する様子を示している。このうち図３２、図３３、図３５はオペレータが見ることができるオペレータ用画面であり、図３４、図３６〜図４１は特定操作を行わなければ表示されない（入力操作できない）サービス用画面である。
【０２８４】
これら図に示すように情報管理用モニタ２ではグラフィックユーザインターフェース（ＧＵＩ）が採用されている。オペレータないしはサービスマンは画面上に表示された「ボタン」などのスイッチをタッチ操作ないしはクリック操作するなどの入力操作をすることにより指示内容を入力することができる。なおキーボードなどの入力装置を用いて指示内容を入力してもよい。
【０２８５】
エンジンキースイッチがオンされ、電源が投入されると、情報管理用モニタ３の表示画面は、初期画面を経て図３２の画面５０に遷移する。
【０２８６】
図３２は建設機械の運転状態を表示する運転状態モニタ画面である。画面５０には、フロントエンジンのクーラントの現在の温度を表示する表示部５０ａなどが配置されている。画面５０上のボタン５１が操作されると、燃費を表示する画面に遷移される。画面５０上のボタン５２が操作されると、カレンダー（年、月、日、時刻）を設定する画面に遷移される。
画面５０上のボタン５２が操作されると、つぎの運転状態モニタ画面５５に遷移される。以後画面上のボタン５２が操作される毎に順次画面が切り換えられ、再び初期の運転状態モニタ画面５０に戻るという遷移が繰り返される。
【０２８７】
運転状態モニタ画面５０、５５…上のメンテナンスボタン５４が操作されると、図３３の画面５６に遷移される。
【０２８８】
図３３は建設機械のメンテナンス（整備、点検）状態を表示するメンテナンス状態モニタ画面である。画面５６には、各メンテナンス項目に対応づけて交換、点検までの残り時間が表示されている。たとえば「エンジンオイル」を示す表示部５６ａに対応づけて交換までの残り時間「１７０Ｈ」を示す表示部５６ｂが配置されている。
【０２８９】
画面５６上のボタン５７が操作されると、つぎのメンテナンス状態モニタ画面５８に遷移される。以後画面上のボタン５７が操作される毎に順次画面が切り換えられる。画面上のボタン５９が操作されると、ボタン５７が操作されたときの切換方向とは逆の方向に画面が切り換えられる。
【０２９０】
図３４はサービス用画面を示している。オペレータ用画面上で特定の操作がなされると、図３４の画面６０に遷移される。画面６０上にはテンキー６０ａが配置されている。テンキー６０ａを操作して予め設定された特定のデータ（パスワード）が入力されたことを条件として、つぎのサービスメニュー選択画面６１に遷移される。サービスメニュー選択画面６１上には、各サービスメニューを指示するボタン６１ａ〜６１ｈが配置されている。所望するボタンを操作することで対応する画面に遷移される。
【０２９１】
つぎに建設機械で故障等の異常が発生した場合の処理の内容について説明する。フロントエンジンでクーラントの温度が異常な温度に上昇した場合を想定する。
【０２９２】
図４２（ａ）は異常発生時処理の手順を示すフローチャートである。
【０２９３】
フロントエンジン用コントローラ６ではセンサ群２６の検出出力に基づき異常が発生したか否かを逐次判断している。たとえばクーラント温度がしきい値以上に達すると（ステップ１０１）、異常信号が入力され（ステップ１０２）、クーラント温度が一定時間内にしきい値以下に低下したか否かが判断される（ステップ１０３）。ここで図４２（ｂ）に示すように異常が一時的なものであれば、異常時処理を終了させる（ステップ１０９）。
【０２９４】
これに対して図４２（ｃ）に示すように異常が継続していれば、「フロントエンジンのクーラント温度異常」に対応するエラーコードが生成される（ステップ１０４）。なおエラーコードの生成は、異常の発生したコントローラ６で行い情報管理用コントローラ１にエラーコードを送信してもよい。また異常発生時点でコントローラ６からデータを継続して情報管理用コントローラ１に送信することによって、情報管理用コントローラ１側でエラーコードを生成してもよい。
【０２９５】
情報管理用コントローラ１では、エラーコードが生成された時点で、そのときのスナップショットデータを自動的に取得し記憶させる処理が行われる。ここでスナップショットデータとは、エラーコード生成時点の前後所定時間内における時系列的なデータのことである。エラー内容に関連するパラメータ（クーラント温度、エンジン回転数、油温、油圧等）のデータがスナップショットデータとして取得される（ステップ１０５）。またエラーコード生成時点のカレンダの計時値（年月日時刻）、サービスメータＳＭ2（エンジンの稼働時間を積算する第２サービスメータＳＭ2）の積算値ＳＭＲ2が記憶される（ステップ１０６）。
【０２９６】
これによりエラーコード、エラーコードに対応するエラー内容を示すエラーメッセージ、エラー発生の年月日時刻を示すデータ等が情報管理用モニタ２に送信される（ステップ１０７）。
【０２９７】
エラーコード、サービスメータ値、エラー発生年月日時刻、エラーメッセージが故障履歴データとして記憶される（ステップ１０８）。
【０２９８】
エラーコードが生成されるとエラー発生のフラグが論理１となる。このフラグはセンサの検出信号がしきい値以下に復帰すると、論理０になる。フラグが論理０になると、その時点でのサービスメータ値、カレンダ計時値が「修復サービスメータ値」、「修復完了年月日」として記憶される。
【０２９９】
図４３は情報管理用コントローラ１で生成、記憶される故障履歴（異常履歴）データの内容を示している。同図４３に示すように、エラーコード、エラー発生サービスメータ値、エラー発生年月日時刻、エラー修復サービスメータ値、修復完了年月日時刻、確認、エラーメッセージが対応づけられている。そしてこれらがエラー発生順に時系列的に記憶されている。同図４３において「確認」とは後述するようにサービス用画面上でエラー内容を確認した旨の入力操作があった場合に、０から１に切り替わるデータのことである。また「修復サービスメータ値」、「修復完了年月日」とは、修理等がなされ、しきい値以上の信号を検出していたセンサの検出信号が再びしきい値以下に復帰した時点のサービスメータ値、カレンダ計時値のことである。
【０３００】
つぎに異常発生時における情報管理用モニタ２における処理内容について説明する。
【０３０１】
図３５に示すように、エラーコード等が情報管理用コントローラ１から情報管理用モニタ２に送信されると、オペレータ用画面がいかなる画面であったとしても、図３５（ａ）に示す異常画面６２に自動的に遷移される。そして図３５（ｂ）に示す遷移前の通常画面５０と異常画面６２とが所定の間隔で交互に表示される。なお同時にエラーコードが複数種類入力されている場合には、複数の異常画面と通常画面５０とがサイクリックに表示される。
異常画面６２では、エラーメッセージと、これに対応する処置内容と、異常の度合いを示すアイコン６２ｂが表示される。よってオペレータは、表示された処置内容に従って迅速に適切な処置をとることができる。異常画面６２上のボタン６２ａが操作されると、異常画面６２は消え通常画面５０のみの表示に復帰される。ただし図３５（ｂ）に示すように通常画面５０上でも通常表示に加えて異常表示がなされる。
【０３０２】
運転状態モニタ画面５０上のフロントエンジンクーラント表示部５０ａでは、温度を指示するゲージのアイコン５０ｂが異常を表す色（例えば赤色）に変化される。また異常を示すアイコン５０ｃが画面５０上に生成される。これらによりオペレータに警告を与え、注意を喚起させることができる。なおアイコン５０ｃが操作されると、異常画面６２に遷移される。
【０３０３】
オペレータ用画面の異常表示からオペレータはサービスマンを要請することが可能となる。
【０３０４】
そこで図３４に示すサービスメニュー選択画面６１上で「故障履歴」のボタン６１ｂが操作される。これにより画面は図３９（ａ）に示す故障履歴画面６７に遷移される。故障履歴画面６７上には、図３９（ｂ）に示すように、「エラーコード」の表示部６７ｂ、「エラー内容（エラーメッセージ）」の表示部６７ｃ、「エラー発生年月日時刻」の表示部６７ｄ、「修復完了年月日時刻」の表示部６７ｅが対応づけられて配置されている。そしてこれらはエラー発生順に時系列的に表示されている。すなわち故障履歴画面６７の表示内容は、図４３に示す故障履歴の記憶内容に対応している。
現在発生している異常（「フロントエンジンクーラントの温度異常」）に対応する項目の「修復完了年月日時刻」の表示部６７ｅの内容は、空欄であるか現在時刻となっている。
【０３０５】
サービス用画面を用いて異常の原因を以下のようにして発見することができる。
【０３０６】
すなわち図３４に示すサービスメニュー選択画面６１上の「ダウンロード」のボタン６１ｃが操作されると、ダウンロードを指示するダウンロード画面に遷移される。ダウンロード画面上でダウンロードを指示する操作がなされると、パーソナルコンピュータ、ＩＣカードなどのサービスツール１８に、図４３に示す故障履歴データがダウンロードされる。故障履歴データから異常の原因、修復方法を迅速に発見することができる。また異常発生時点のスナップショットデータをダウンロードし、このスナップショットデータから異常の原因、修復方法を迅速に発見することができる。スナップショットデータはエラー発生順に時系列的に記憶されている。よって同一異常項目のスナップショットデータをダウンロードし、このスナップショットデータから異常の原因、修復方法を迅速に発見することができる。
【０３０７】
また図３４に示すサービスメニュー選択画面６１上の「スナップショットトリガ」のボタン６１ｄが操作されると、スナップショットデータ取得を指示するスナップショットリガ画面に遷移される。スナップショットトリガ画面上でスナップショットデータ取得を指示する操作がなされると、操作時点前後のスナップショットデータが取得される。よってこのスナップショットデータをダウンロードすることによって異常の原因、修復方法を迅速に発見することができる。
【０３０８】
また図３４に示すサービスメニュー選択画面６１上の「リアルタイムモニタ」のボタン６１ｅが操作されると、図４０に示す画面６８に遷移される。
【０３０９】
図４０は建設機械に設けられた各センサの現在の検出値を表示するリアルタイムモニタ画面を示している。画面６８には、各検出項目に対応づけて現時点での検出値が表示されている。たとえば「フロントエンジン回転数」を示す表示部に対応づけて現在の回転数「１８８７」ｒｐｍを示す表示部が配置されている。
【０３１０】
画面６８上のボタン６９が操作されると、つぎのリアルタイムモニタ画面７０に遷移される。以後画面上のボタン６９が操作される毎に順次画面が切り換えられる。画面上のボタン７１が操作されると、ボタン６９が操作されたときの切換方向とは逆の方向に画面が切り換えられる。
【０３１１】
よってこのリアルタイムモニタ画面の表示内容から異常の原因、修復方法を迅速に発見することができる。
【０３１２】
またリアルタイムモニタ画面としては単に現在のセンサ検出値を数値として表示するだけではなく、現在値を含む所定時間幅の時系列的な変化を表示してもよい。
【０３１３】
図４６はリアルタイムモニタ画面８２を例示している。建設機械のエンジンにはブローバイ圧を検出するブローバイ圧センサが設けられている。いま「ブローバイ圧異常」というエラーが発生したものとする。
【０３１４】
すると画面８２のエラー内容表示部８２ａにはエラーメッセージ「ブローバイ異常」が表示される。また発生時経時変化表示部８２ｂの異常項目表示部８２ｃには、異常項目「ブローバイ圧異常」に対応するブローバイ圧センサの検出信号が時系列的にスナップショットデータとして表示される。表示内容は異常発生時刻ｔe（エラーコード生成時）前後の所定時間内のセンサ検出値である。また異常発生時刻ｔeにおけるブローバイ圧が表示部８２ｅに表示される。異常項目に関連するセンサデータはデータ選択ボタン８３が選択操作されることによって選択される。選択されたセンサから得られたスナップショットデータが、表示部８２ｄに異常項目表示部８２ｃと同様にして表示される。また選択されたセンサの異常発生時刻ｔeにおける検出値が表示部８２ｆ、８２ｇ、８２ｈに表示される。
【０３１５】
異常に対して適切な修復がなされたものとする。すると、しきい値以上の信号を検出していたセンサの検出信号が再びしきい値以下に復帰する。
【０３１６】
エラーコードが生成された時点でエラー発生のフラグが論理１となっている。しかし修復によりセンサの検出信号がしきい値以下に復帰すると、フラグは論理０になる。なおエンジンキースイッチがオフされた状態で修復がなされた場合には、再度エンジンキースイッチがオンされた後に、しきい値以上の信号を検出していたセンサの検出信号がしきい値以下に復帰していることが確認された時点で、フラグが論理０となる。
【０３１７】
フラグが論理０になると、その時点でのサービスメータの積算値、カレンダによる計時値が「修復サービスメータ値」、「修復完了年月日」として、図４３に示す故障履歴データの対応する項目（「フロントエンジンクーラントの温度異常」）に記憶される。
【０３１８】
また図３９に示す故障履歴画面６７上では、同様にフラグが論理０になると、異常（「フロントエンジンクーラントの温度異常」）が発生していた項目の「修復完了年月日時刻」の表示部６７ｅの内容が、論理０になった時点でのカレンダの計時値に固定される。
【０３１９】
故障履歴画面６７上で修復されたことが確認されると、ボタン６７ａが操作される。これにより図４３に示す故障履歴データの対応する項目の「確認」が０から１に変化される。
【０３２０】
以上のようにして本実施形態によれば情報管理用モニタ２上の表示内容から異常に対して適切かつ迅速な処置をとることができるので、作業効率が飛躍的に向上する。
【０３２１】
なお図３４に示すサービスメニュー選択画面６１上の「メモリクリア」のボタン６１ｈが操作されると、所定の記憶データの消去を指示するメモリクリア画面に遷移される。メモリクリア画面上でデータ消去を指示する操作がなされると、図４３に示す故障履歴データが消去される。またメモリクリア画面上での操作によってスナップショットデータ、前述した負荷頻度マップＭ1（リセット可能なデータＭＤB）、後述するメンテナンス履歴データについても消去が可能である。たとえば当該建設機械の工場出荷時、納入時、オーバーホール後に記憶データが消去される。
【０３２２】
つぎにメンテナンス情報を管理する実施形態について説明する。
【０３２３】
図４５は情報管理用コントローラ１で生成、記憶されるメンテナンス履歴データ８１の内容を示している。同図４５に示すように、各メンテナンス項目毎に、
基準インターバル、設定インターバル、メンテナンス（交換）回数の１回目、２回目、３回目、４回目…が対応づけられている。
【０３２４】
同図４５において「基準インターバル」とはメーカが推奨するメンテナンス間隔（Ｈ）である。「設定インターバル」とは後述するようにサービス用画面上で基準インターバルを任意に短縮、延長した設定値である。設定インターバルにしたがってメンテナンス履歴が管理される。
【０３２５】
実際にメンテナンスがなされその旨の入力操作があった時点で、対応する「メンテナンス項目」（たとえば「エンジンオイル」）の、対応する「回数」（「１回目」）に、その時点でのサービスメータ値から得られた実際のメンテナンス間隔（「２００Ｈ」）が記憶されていく。
【０３２６】
つぎに情報管理用モニタ２における処理内容について説明する。
【０３２７】
図３４に示すサービスメニュー選択画面６１上の「メンテナンスモニタ」のボタン６１ａが操作されると、図３６に示す画面６３に遷移される。
【０３２８】
図３６はメンテナンス状態をサービス用画面上で管理するメンテナンスモニタ画面を示している。
【０３２９】
画面６３には、各メンテナンス項目に対応づけて交換、点検までの残り時間と、設定インターバルが表示されている。たとえば「燃料フィルタ交換」を示す表示部６３ａに、交換等のメンテナンスまでの残り時間「６０Ｈ」を示す表示部６３ｂと、設定インターバル「１７０Ｈ」を示す表示部６３ｃが対応づけられて配置されている。すなわちメンテナンスモニタ画面６３の表示内容は、図４５に示すメンテナンス履歴データ８１の記憶内容に対応している。
【０３３０】
メンテナンスが実施されることにより、画面６３上の対応するメンテナンス項目のボタン６３ｂが操作される。これによりリセット画面６４に遷移される。リセット画面６４上のリセット用ボタン６４ａが操作されると、図３７に示すようにメンテナンスモニタ画面６３は画面６３′の内容に更新される。すなわちメンテナンスモニタ画面６３′上のメンテナンス残り時間表示部６３′ｂの内容が設定インターバル（１７０Ｈ）にリセットされる。
【０３３１】
ここで図４４を参照してメンテナンス残り時間表示部６３ｂの表示内容について説明する。図４４はエンジンオイルフィルタ、エンジンオイルが○印で示す時刻で逐次交換され、その度に上記リセット用ボタン６４ａが操作され、そのときのサービスメータＳＭ2の積算値ＳＭＲ2が記憶領域８０に記憶されていく時間変化を示す。
【０３３２】
エンジンオイルを例にとると、エンジンオイルは工場出荷時にリセットされてから第１回目に時刻ｔ1で交換され、その時点でリセット用ボタン６４ａが操作される。すると記憶領域８０に、エンジンオイルの第１回目の交換時でのサービスメータ値２００Ｈが記憶される。以後サービスメータＳＭ2による積算値ＳＭＲ2と第１回目交換時でのサービスメータ値２００Ｈとの差分値がとられ、エンジンオイルの設定インターバルである２５０Ｈ（図４５参照）からこの差分値が減算される。この減算値がエンジンオイルの交換までの残り時間としてメンテナンスモニタ画面６３上の項目「エンジンオイル交換」に対応するメンテナンス残り時間表示部６３ｂに表示される。
【０３３３】
同様に時刻ｔ2 で第２回目にエンジンオイルが交換され、リセット用ボタン６４ａが操作されると、記憶領域８０に、エンジンオイルの第２回目の交換時でのサービスメータ値４３０Ｈが記憶される。以後同様の処理が繰り返される。エンジンオイルフィルタについても同様の処理がなされる。
【０３３４】
図４４に示す記憶領域８０に記憶されたデータに基づき図４５に示すようにメンテナンス履歴データ８１が更新されていく。
【０３３５】
図３３に示すオペレータ用メンテナンス状態モニタ画面５６上のメンテナンス残り時間表示部５６ｂにおいても、サービス画面６３上のメンテナンス残り時間表示部６３ｂと同様の表示がなされる。
【０３３６】
メンテナンス状態モニタ画面５６では、オペレータにメンテナンス時期が近づいたことを警告する表示がなされる。たとえば画面５６上の「エンジンオイル」に対応するメンテナンス残り時間表示部５６ｂの内容が、残り時間「１〜３０Ｈ」になると、黄色に変化するとともに点滅される。さらに残り時間「０〜１Ｈ」になると、赤色に変化するとともに点滅される。
【０３３７】
つぎに設定インターバルの変更操作について説明する。
【０３３８】
設定インターバルの変更を行うときは、図３６のメンテナンスモニタ画面６３上の、変更したいメンテナンス項目のボタン６３ｃが操作される。これにより画面６５に遷移される。画面６５上のボタン６５ａが操作されると、図３８に示す設定変更画面６６に遷移される。設定変更画面６６上のテンキー６６ａが操作され設定インターバルの変更値が入力される。そして設定終了ボタン６６ｂが操作されると、メンテナンスモニタ画面６３は画面６３″の内容に更新される。すなわちメンテナンスモニタ画面６３″上の設定インターバル表示部６３′ｃの内容が、設定変更画面６６で変更された設定インターバル（２５０Ｈ）の値に変更される。
【０３３９】
設定変更画面６６上で設定インターバルの変更操作がなされると、図４５に示すメンテナンス履歴データ８１の対応する項目の「設定インターバル」のデータが変更される。なおメンテナンス履歴データ８１は実際にメンテナンスが行われた間隔を記憶する内容となっているが、メンテナンスが行われる毎にカレンダによる計時値を記憶し、各項目毎にメンテナンスが行われた年月日時刻をメンテナンス順に記憶した内容としてもよい。
【０３４０】
なおメンテナンス終了後のメンテナンス残り時間のリセット、設定インターバルの変更をサービス用画面上で行うのは、オペレータによる不用意が操作がなされることによって建設機械の信頼性、安全性等が確保されなくなってしまう事態を回避するためである。
【０３４１】
図３４に示すサービスメニュー選択画面６１上の「ダウンロード」のボタン６１ｃが操作されると、ダウンロードを指示するダウンロード画面に遷移される。ダウンロード画面上でダウンロードを指示する操作がなされると、パーソナルコンピュータ、ＩＣカードなどのサービスツール１８に、図４５に示すメンテナンス履歴データ８１がダウンロードされる。そこでメンテナンス履歴データ８１と前述した故障履歴データとが突き合わせられる。これによりメンテナンスが十分になされていない項目を異常のファクタであるとするなどして異常の原因、修復方法を迅速に発見することができる。
【０３４２】
さて建設機械に搭載されるエンジン、油圧ポンプ等のコンポーネントのシリアル番号は、コンポーネントの製造元毎に管理している。このためエンジン等のコンポーネントが載せ換えられたりした場合に、建設機械に搭載されたコンポーネントのシリアル番号と当該建設機械のシリアル番号との対応づけをとることが管理者側で困難となる。
【０３４３】
また前述したように本実施形態では部品（コンポーネント）毎に、建設機械毎に寿命の情報を管理している。このためコンポーネントが載せ換えられた場合であっても建設機械のシリアル番号と搭載されているコンポーネントのシリアル番号との対応づけを追跡できるようにしておく必要がある。
【０３４４】
情報管理用モニタ２にはコンポーネントが載せ換えられた場合に、そのコンポーネントのシリアル番号を記憶する機能が設けられている。
【０３４５】
すなわち図３４に示すサービスメニュー選択画面６１上で「シリアルナンバー設定」のボタン６１ｇが操作される。これにより画面は図４１に示すシリアルナンバー設定画面７２に遷移される。シリアルナンバー設定画面７２上には、「建設機械モデル名」のボタン７２ａに対応して、建設機械モデル名表示部７２ｅが配置されている。また「バリエーションコード」のボタン７２ｂに対応して、バリエーションコード表示部７２ｆが配置されている。また「型」のボタン７２に対応して、型表示部７２ｇが配置されている。また「シリアル番号」のボタン７２ｄに対応して、シリアル番号表示部７２ｈが配置されている。
【０３４６】
ボタン７２ａが操作されると、７３に示すように建設機械モデル名表示部７２ｅの表示内容が変更される。またボタン７２ｂが操作されると、７４に示すようにバリエーションコード表示部７２ｆの表示内容が変更される。またボタン７２ｃが操作されると、７５に示すように型表示部７２ｇの表示内容が変更される。またボタン７２ｄが操作されると、シリアル番号表示部７２ｈの表示内容が変更される。
【０３４７】
画面７２上のボタン７６が操作されると、エンジン変更画面７７に遷移される。
【０３４８】
エンジン変更画面７７上には、「エンジンモデル名」のボタン７７ａに対応して、エンジンモデル名表示部７７ｅが配置されている。また「１台目シリアル番号」のボタン７７ｂに対応して、１代目シリアル番号表示部７７ｆが配置されている。また「２台目シリアル番号」のボタン７７ｃに対応して、２台目シリアル番号表示部７７ｇが配置されている。また「３台目シリアル番号」のボタン７７ｄに対応して、３台目シリアル番号表示部７７ｈが配置されている。
【０３４９】
建設機械の出荷時など１台目のエンジン搭載時にボタン７７ｂが操作されると、１台目シリアル番号表示部７７ｆに「１台目のエンジンのシリアル番号」が表示される。同様に、２台目のエンジン搭載時にボタン７７ｃが操作されると、２台目シリアル番号表示部７７ｇに「２台目のエンジンのシリアル番号」が表示され、３台目のエンジン搭載時にボタン７７ｈが操作されると、３台目シリアル番号表示部７７ｈに「３台目のエンジンのシリアル番号」が表示される。なお画面７７上のボタン７８が操作されると画面７２に戻る。
【０３５０】
なお本実施形態では建設機械のコンポーネントとしてエンジンを想定しているが、油圧ポンプ、油圧モータ、ＰＴＯ、トルコン、トランスミッション等各コンポーネントのシリアル番号を入力できるように構成してもよい。
【０３５１】
以上のようにして情報管理用モニタ２から入力されたシリアル番号のデータは、情報管理用コントローラ１で、寿命データなどと対応づけられる。このため、かかるデータが監視局１９に送信されると、監視局１９では、複数の建設機械の各シリアル番号に対応づけて寿命の情報等を管理することができる。このためコンポーネントが載せ換えられた場合であってもそのコンポーネントの寿命時期を追跡することが可能となり載せ換えの有無にかかわらず正確な寿命時期を判断することができる。
【０３５２】
情報管理用コントローラ１には、当該コントローラ１で生成されたデータをサービスツール１８にダウンロードするだけではなく、サービスツール１８のデータをコントローラ内部のメモリに読み込むアップロード機能が設けられている。
【０３５３】
そこで工場の製造ラインでコントローラにコンピュータからデータをアップロードすることでデータ入力作業を容易に行うことが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【０３５４】
【図１】図１は建設機械の車体内の構成を示すブロック図である。
【図２】図２は建設機械の車体内の構成を示すブロック図である。
【図３】図３は建設機械の車体内の構成を示すブロック図である。
【図４】図４は従来技術を示す図であり、建設機械の車体内の構成を示すブロック図である。
【図５】図５はエンジンにかかる被害の要因を説明する図である。
【図６】図６はエンジンにかかる被害の要因別に適用されるマップを対応づけた図である。
【図７】図７は被害量と寿命の関係を示す図である。
【図８】図８（ａ）、（ｂ）、（ｃ）はエンジンのトルクを演算する処理を説明する図である。
【図９】図９はエンジンの回転数とトルクの２次元平面を分割して示す図である。
【図１０】図１０は負荷頻度マップを斜視的に示す図である。
【図１１】図１１は負荷頻度マップの各分割要素を％換算した表を示す図である。
【図１２】図１２（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は負荷頻度マップのデータがリセットされる様子を説明する図である。
【図１３】図１３はサイクルタイムのマップを示す図である。
【図１４】図１４はエンジン回転数とトルクの２次元平面を分割して示す図である。
【図１５】図１５は負荷移動マップを示す図である。
【図１６】図１６は連続運転時間マップを示す図である。
【図１７】図１７はポンプ圧とポンプ容量との関係を示す図である。
【図１８】図１８はＴＶＣ弁入力電流とポンプ吸収トルクとの関係を示す図である。
【図１９】図１９はサンプリング間隔毎に収集されるデータを示す図である。
【図２０】図２０は平均等価ポンプ吸収トルクと寿命との関係を示す図である。
【図２１】図２１は寿命ランクとオーバーホール時間の対応関係を示す図である。
【図２２】図２２は平均等価圧力と寿命との関係を示す図である。
【図２３】図２３は単位時間当たりのピーク圧回数と寿命との関係を示す図である。
【図２４】図２４はタンク平均等価油温、平均外気温と寿命との関係を示す図である。
【図２５】図２５は各サービスメータの積算値の変化を概念的に示す図である。
【図２６】図２６は各サービスメータの積算値が日付の変化とともに変化する様子を示す図である。
【図２７】図２７は作業機操作頻度、旋回体操作頻度が日付の変化とともに変化する様子を示す図である。
【図２８】図２８は作業機、旋回体、走行体の操作パイロット圧の変化に応じて、データが記憶されていく様子を示す図である。
【図２９】図２９は操作頻度マップを示す図である。
【図３０】図３０は作業機操作、旋回体操作、走行体操作の頻度の比率を示す図である。
【図３１】図３１（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は作業機、旋回体、走行体別に、圧力レベル毎の頻度分布を示す図である。
【図３２】図３２は情報管理用モニタ上での表示画面が遷移する様子を示す図である。
【図３３】図３３は情報管理用モニタ上での表示画面が遷移する様子を示す図である。
【図３４】図３４は情報管理用モニタ上での表示画面が遷移する様子を示す図である。
【図３５】図３５は情報管理用モニタ上での表示画面が遷移する様子を示す図である。
【図３６】図３６は情報管理用モニタ上での表示画面が遷移する様子を示す図である。
【図３７】図３７は情報管理用モニタ上での表示画面が遷移する様子を示す図である。
【図３８】図３８は情報管理用モニタ上での表示画面が遷移する様子を示す図である。
【図３９】図３９は情報管理用モニタ上での表示画面が遷移する様子を示す図である。
【図４０】図４０は情報管理用モニタ上での表示画面が遷移する様子を示す図である。
【図４１】図４１は情報管理用モニタ上での表示画面が遷移する様子を示す図である。
【図４２】図４２（ａ）は異常発生時の処理手順を示す図であり、図４２（ｂ）、（ｃ）はセンサの検出値がしきい値を超える態様を示す図である。
【図４３】図４３は故障履歴データの内容を示す図である。
【図４４】図４４はメンテナンスがなされる毎にサービスメータの積算値が記憶されていく様子を示す図である。
【図４５】図４５はメンテナンス履歴データの内容を示す図である。
【図４６】図４６はリアルタイムモニタ画面を例示した図である。
【符号の説明】
【０３５５】
１ 情報管理用コントローラ
２ 情報管理用モニタ
１１、１２ シリアル通信回線
１８ サービスツール
１９ 監視局
【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定の通信プロトコルに従って通信が行われるシリアル通信回線によって、建設機械内の複数の車体内コントローラ間相互を通信自在に接続し、フレーム信号を前記複数の車体内コントローラ間で伝送させ、前記複数の車体内コントローラ間でデータの送受信を行うとともに、前記フレーム信号に前記複数の車体内コントローラ毎に取得されるデータを記述し、当該フレーム信号に記述されたデータを読み取ることにより建設機械に関する情報を収集するようにした建設機械の情報管理装置において、
前記建設機械内に、当該建設機械内の情報を管理する情報管理用コントローラを設け、
前記所定の通信プロトコルとは異なる通信プロトコルに従って通信が行われるシリアル通信回線に、前記複数の車体内コントローラとは異なる車体内コントローラを通信自在に接続し、
前記情報管理用コントローラを介して、前記建設機械内の両シリアル通信回線同士を相互に通信自在に接続し、
前記情報管理用コントローラは、一方のシリアル通信回線に接続された車体内コントローラと、他方のシリアル通信回線に接続された車体内コントローラとの間でデータの送受信を行わせるとともに、一方のシリアル通信回線上で伝送されるフレーム信号と他方のシリアル通信回線上で伝送されるフレーム信号のそれぞれに記述されたデータを読み取ることにより建設機械に関する情報を収集するようにしたこと
を特徴とする建設機械の情報管理装置。
【請求項１】
所定の通信プロトコルに従って通信が行われるシリアル通信回線によって、建設機械内の複数の車体内コントローラ間相互を通信自在に接続し、フレーム信号を前記複数の車体内コントローラ間で伝送させ、前記複数の車体内コントローラ間でデータの送受信を行うとともに、前記フレーム信号に前記複数の車体内コントローラ毎に取得されるデータを記述し、当該フレーム信号に記述されたデータを読み取ることにより建設機械に関する情報を収集するようにした建設機械の情報管理装置において、
前記建設機械内に、当該建設機械内の情報を管理する情報管理用コントローラを設け、
前記所定の通信プロトコルとは異なる通信プロトコルに従って通信が行われるシリアル通信回線に、前記複数の車体内コントローラとは異なる車体内コントローラを通信自在に接続し、
前記情報管理用コントローラを介して、前記建設機械内の両シリアル通信回線同士を相互に通信自在に接続し、
前記情報管理用コントローラは、一方のシリアル通信回線に接続された車体内コントローラと、他方のシリアル通信回線に接続された車体内コントローラとの間でデータの送受信を行わせるとともに、一方のシリアル通信回線上で伝送されるフレーム信号と他方のシリアル通信回線上で伝送されるフレーム信号のそれぞれに記述されたデータを読み取ることにより建設機械に関する情報を収集するようにしたこと
を特徴とする建設機械の情報管理装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図２４】
【図２５】
【図２６】
【図２７】
【図２８】
【図２９】
【図３０】
【図３１】
【図３２】
【図３３】
【図３４】
【図３５】
【図３６】
【図３７】
【図３８】
【図３９】
【図４０】
【図４１】
【図４２】
【図４３】
【図４４】
【図４５】
【図４６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図２４】
【図２５】
【図２６】
【図２７】
【図２８】
【図２９】
【図３０】
【図３１】
【図３２】
【図３３】
【図３４】
【図３５】
【図３６】
【図３７】
【図３８】
【図３９】
【図４０】
【図４１】
【図４２】
【図４３】
【図４４】
【図４５】
【図４６】
【公開番号】特開２００７−３２７３３１（Ｐ２００７−３２７３３１Ａ）
【公開日】平成１９年１２月２０日（２００７．１２．２０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−２０５５８９（Ｐ２００７−２０５５８９）
【出願日】平成１９年８月７日（２００７．８．７）
【分割の表示】特願平１１−１０８１９６の分割
【原出願日】平成１１年４月１５日（１９９９．４．１５）
【出願人】（０００００１２３６）株式会社小松製作所 (1,686)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１９年１２月２０日（２００７．１２．２０）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年８月７日（２００７．８．７）
【分割の表示】特願平１１−１０８１９６の分割
【原出願日】平成１１年４月１５日（１９９９．４．１５）
【出願人】（０００００１２３６）株式会社小松製作所 (1,686)
【Ｆターム（参考）】
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