专利名称：工程机械的机器诊断装置及机器诊断系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及对工程机械的机器状态进行诊断的机器诊断装置及 机器诊断系统。
背景技术：
在矿山等使用的大型液压挖掘机等工程机械以及其他的工程机
械中，要求一天24小时几乎不停止地365天连续运转，在异常停止前 需要通过预先维护作业来使机器保持在万无一失的状态。 一般情况 下，专门的维护人员通过定期的检修作业实施检修，并对是否存在 异常部位进行调查，在发现异常的情况下，通过进行必要的维护作 业来维持良好的机器状态。
另一方面，为了实施检修维护作业，而需要使机器停止，因此， 对于想进行连续运转的使用者而言，只要机器状态良好，检修维护 作业可能成为运用过程中的障碍。
近年来，与飞机中的飞行记录器同样地，在机器主体中配备记 录装置(驾驶记录器，专利文献l),存在通过各种方式对其进行活 用的动向。在机器中具有各种传感器，通过对传感器输出的机器的 内部状态信息进行检查，能够使其来替代是否有必要进行维护作业 的检修作业。在以往那样的机器内部的诊断电路输出的警报信息中， 存在机器状态已经恶化的情况，在最严重的情况下，机器有可能已 经停止，但是，只要使用记录在记录装置中的传感器信息来实施检 修，就能够在机器停止前得知状态的恶化，能够对维护计划进行制 定。最近，通过计算机对记录在记录装置中的各种传感器信息进行 数据处理的诊断装置渐渐被活用。
对于该时序数据的处理方法来说，关于计算机网络中的非法侵入检测等课题，以及从移动体的通信终端的电波状态检测出移动体是移动还是静止 的专利文献3。另外，在专利文献4中提出了对机器的诊断进行学习并活用于异 常检测的手法。而且，作为液压挖掘机等工程机械的故障诊断装置，在专利文献5、 6等中也有记载。在专利文献5中，通过各传感器对与液压挖掘 机的发动机冷却水系统的动作状态相关的状态量进行检测，将这些 通过各传感器检测出的状态量作为状态量数据进行记录，将该记录 的状态量数据和与该状态量数据对应的规定基准值范围进行比较， 将状态量数据在规定基准值范围外的情况判定为异常。在专利文献6 中，将通过对与发动机的给排气系统的动作状态相关的状态量进行 检测的各传感器检测出的中间冷却器入口压力、中间冷却器出口压 力、中间冷却器入口温度、中间冷却器出口温度、发动机排气温度、 外部空气温度、发动机转速、节气门位置作为读入运转数据记录在 数据记录装置中，并且，在数据记录装置中记录用于与运转数据进 行比较的比较数据，将在该数据记录装置中记录的运转数据和比较 数据读入到显示控制装置中，将其作为显示信号输出到显示器上。日本特开2002 — 73153号7>才艮 日本特开2005 - 4658号公报 日本特开2002 - 21781 l号公报 曰本特表2003 - 516275号公报 日本特开2005 - 180225号公报 日本特开2005 - 163754号公报 在专利文献2以及专利文献3中，如液压挖掘机等工程机械那样， 对于状态变化的变化点不明确，根据动作环境条件，机器状态发生 各种变化，仅通过局部地观察时序信息很难判断出处于何种状态的 对象来说，在该时序信息的处理方法上还有可研究的课题。在专利文献4中，由于预先设定在机器内部的警报仅能发挥学习专利文献l 专利文献2 专利文献3 专利文献4 专利文献5 专利文献6功能，所以，不能对应未知的异常，有可能出现误诊断。在专利文献5及6中，由于没有考虑其他的状态量对异常诊断所 使用的状态量数据的影响，因此，该情况下也可能出现误诊断。发明内容本发明的目的在于提供一种工程机械的机器诊断装置及机器诊 断系统，输出错误的判定结果的可能性降低，能够实现维护作业的 效率化。为了解决上述课题，在本发明的工程机械的机器诊断装置中， 具有机身、及设在该机身上的作业机的工程机械所具有的组件中的 至少一个作为对象机器进行诊断，其中具有数据判定机构，在对 象机器的外部环境信息、以及具有显示对象机器的动作信息的动作 条件信息和显示对象机器的动作状态信息的内部状态信息的机器信 息被输入的情况下，对机器信息的动作条件信息和预先存储的动作 条件信息进行比较，进行是否一致的判定，对判定结果信息进行输 出；状态诊断机构，在判定结果信息显示为一致的情况下，对机器 信息的内部状态信息和预先存储的内部状态信息进行比较，对比较 结果进行输出。发明的效果通过本发明，能够降低输出错误的判定结果的可能性，并使现 维护作业的高效率化。
图l是表示本发明的机器诊断系统的一个实施例的图。图2是说明本发明的 一 个实施例中的机器诊断装置的数据判定 部及状态诊断部的动作的流程图。图3是说明本发明的 一 个实施例中的机器诊断装置的诊断数据 库更新部的动作的流程图。图4是表示本发明的一个实施例中的机器信息的一例的图。ii图5是说明学习期间和学习范围的关系的图。 图6是说明本发明的 一 个实施例中的机器诊断装置输出的信息 的显示例的图。图7是说明本发明的一个实施例中的机器诊断装置输出的信息 的显示例的图。图8是说明本发明的一个实施例中的机器诊断装置输出的信息 的显示例的图。图9是说明本发明的 一 个实施例中的机器诊断装置输出的信息 的显示例的图。图10是说明本发明的 一 个实施例中的机器诊断装置输出的信息 的显示例的图。图11是说明动作条件信息(外部空气温度)和内部状态信息(散 热器水温)的关系的一例的图。图12是说明本发明的一个实施例中的机器诊断装置输出的信息 的显示例的图。图13是表示本发明的器诊断系统的其他实施例的图。图14是说明本发明的其他实施例中的机器诊断装置的数据判定 部及状态诊断部的动作的流程图。图15是说明本发明的其他实施例中的机器诊断装置输出的信,氛、 的显示例的图。图16是说明本发明的其他实施例中的机器诊断装置输出的信息 的显示例的图。图17是表示大型液压挖掘机的整体结构和本发明的机器诊断系 统的其他实施例的图。图18是表示设置在液压挖掘机的驾驶室内的控制器网络的图。 图19是表示液压挖掘机所具有的结构的一个泵变速箱装置的图。图20是将变速箱压力油及工作油的冷却系统与液压系统的概要 及泵变速箱装置一起表示的图。图21是表示发动机和其冷却系统的图。图22是表示本发明的机器诊断系统的图17所示的实施例中的机 器诊断装置的结构的图。 附图标记的说明1 液压挖掘才几2 行驶体3 旋转体4 驾驶室5 前作业机 6动臂7 斗杆8 铲斗9 数据记录装置11 计算机11A 计算机主体 11B 显示部 11C 鼠标 11D 键盘12 服务器13 无线电台14 通信卫星15 基地站16 互联网21 发动机控制器22 车身控制器23 监视器控制器24 液压系统计测单元25 发动机计测单元 27A 第一共用通信线27B 第二共用通信线28 电子调节器29A、 29B 电气控制杆装置31 显示器32 操作部40 发动机41 泵变速箱装置42 容器43 油盘44 上部油积存部45 抽吸部46 油过滤器47 齿轮泵48 变速箱油冷却装置 51~53 温度传感器 55 油箱56a、 56b 控制阀57 执行机构58 工作油冷却装置59 泄油配管60 溢流阀61 风扇马达62 辅助泵 64 电》兹阀65、 68 压力传感器66、 67、 69 温度传感器71 发动一几主体72 涡轮增压器73a、 73b 后冷却装置75 散热器
76 LTA散热器
77 冷却水泵 79 风扇马达 82~85 温度传感器 86、 87 压力传感器 89 倾斜传感器
101、 101A 数据判定部
102 过程学习机构
103、 103 A 状态诊断冲几构
104 诊断数据库更新部
111 诊断数据库
111a 动作条件数据存储部 111b 内部状态数据存储部 111c 维护信息数据存储部
112 过程数据库
120 属性信息数据库
121 机器信息(传感器信息及属性信息) 121A 传感器信息
121B 属性信息
201、 201A、 201B 机器诊断装置 202 输入装置 204 显示装置 Pl、 P2、 P3 主泵
具体实施例方式
以下使用附图对各实施例进行说明。 实施例l
对本发明的诊断装置的一个实施例参照以下图l ~图16进行说明。
在本实施例中，以建筑机械等工程机械(例如液压挖掘机)所 具有的各种组件作为诊断对象的对象机器进行说明。
图l表示本实施例的机器诊断系统结构，机器诊断系统具有机器
诊断装置201、输入装置202及显示装置204,机器诊断装置201具有 数据判定部IOI、过程学习部102、状态诊断部103、诊断数据库更新 部104、诊断数据库lll、过程数据库112。
首先，数据判定部101从外部接收表示诊断对象即对象机器的状 态的机器信息121,并输入。被输入的机器信息121包括动作条件信 息和内部状态信息，如图4所示，动作条件信息是与对象机器的外部 环境信息、对象机器的动作信息及其运用相关的信息，是在怎样的 环境下怎样使对象机器动作的条件。例如，外部空气温度数据、机 器操作数据、湿度数据、气候数据等气象数据、表示路面状态的路 面数据、油门的踩踏方式以及驾驶习惯等操作数据、驾驶者的性别、 年龄、熟练程度等驾驶者数据等。内部状态信息是在上述动作条件 下使对象机器动作的情况下，表示如何动作的动作状态信息，是表 示对象机器所具有的各种传感器信息。例如，发动机转速数据、散 热器水温数据、油温数据、燃料消耗数据、对象机器发出的声音数 据、振动数据等。
被输入了机器信息121的数据判定部101参照诊断数据库111 。诊 断数据库l 11由动作条件数据存储部11 la、内部状态数据存储部 lllb、维护信息数据存储部lllc构成，其中，在动作条件数据存储 部11 la和内部状态数据存储部11 lb中分别存储有机器信息121所包 含的动作条件信息和内部状态信息。
此外，存储在动作条件数据存储部11 la中的动作条件信息和存 储在内部状态数据存储部11 lb中的内部状态信息相互关联地被存 储。另外，存储在维护信息数据存储部lllc中的维护信息与存储在 动作条件数据存储部11 la中的动作条件信息及存储在内部状态数据 存储部111 b中的内部状态信息关联地被存储。200880013023.9
数据判定部101对在存储有预先动作条件信息的动作条件数据
存储部llla中是否包含与被输入的机器信息121的动作条件信息一 致的信息进行检索，也就是说，对被输入的机器信息121的动作条件 信息和预先存储在所述动作条件数据存储部111 a中的动作条件信息 进行比较，对其是否一致进行判定，在包含一致的数据的情况下， 将与 一致的动作条件数据存储部11 la的动作条件信息对应的内部状 态信息从内部状态数据存储部11 lb读出，与被输入的机器信息121相 关联地一起作为判定结果信息输出到状态诊断部103。
在状态诊断部10 3中，对被输入的机器信息中的内部状态信息和
较，输出比较结果。在包含比较后的结果一致的内部状态信息的情 况下，从维护信息数据存储部11 lc读出显示对象机器为正常或为异 常的维护信息，在显示该维护信息为"正常"的情况下，将正常作 为诊断结果输出到外部的显示装置204。在显示维护信息为"异常" 的情况下，将异常部位、异常内容、对应内容中的某一个或这些的 组合一起作为诊断结果输出到显示装置204。另外，在了解内部状态 信息的变化率，而能够推定意味着异常会对对象机器的运转状况产 生影响的影响时期的情况下，与该影响时期相结合地向显示装置204 输出。
图12中的显示画面1101是将这些诊断结果显示在显示装置204 上的情况的例子。也就是说，显示有异常部位、异常内容、对应内 容、影响时期。对其进行观察的利用者(操作者、使用者)，能够 判断出在何时、在什么地点对对象机器进行怎样的维护较好。这些 维护信息通过诊断数据库更新部104被输入或被选择，是被存储在维 护信息数据存储部lllc中的信息(后述)。
另一方面，在状态诊断部103中，对被输入的机器信息中的内部
息进行比较的结果为，在显示不包含一致的内部状态信息这样的判 定的情况下，为了预防保全，将存在对象机器异常的可能性的情况
17作为诊断结果输出到显示装置204。
这里，不包含与输入到内部状态数据存储部11 lb中的内部状态 信息一致的内部状态信息的情况包括仅存在维护信息"正常"的 情况下的内部状态信息，输入的内部状态信息与其内部状态信息不 一致的情况；和仅存在维护信息"异常"的情况下的内部状态信息， 输入的内部状态信息与其内部状态信息不一致的情况。但是，在向 诊断数据库lll追加、更新过程学习信息的情况下，由于从维护信息 "正常，，的情况下的过程学习信息向诊断数据库lll进行追加、更新 的情况较多，所以，不包含与输入的内部状态信息一致的内部状态 信息的情况是仅存在维护信息"正常"情况下的内部状态信息的情 况的可能性较高。因此，该情况下，为了预防保全，考虑到存在对 象机器为异常的可能性，将该情况作为诊断结果输出到显示装置 204。
另 一方面，数据判定部101对是否包含与被输入到动作条件数据 存储部llla中的机器信息121的动作条件信息一致的信息进行检索， 也就是说，对被输入的机器信息121的动作条件信息和预先存储所述 动作条件数据存储部llla中的动作条件信息进行比较，对其是否一 致进行判定，在作为判定结果信息显示不包含一致的数据这样的判 定的情况下，将成为不一致的因素的动作条件作为不一致信息，与 被输入的机器信息(包含动作条件信息和内部状态信息双方)一起 输出到过程学习部102。例如，如图5所示，在已经反映在诊断数据 库lll中的动作条件信息中，关于外部空气温度数据，若假定基于图 示那样的"学习期间A"学习结束，则诊断数据库lll为学习结束的 数据为图示那样的从Ta到Tb的温度范围的数据。但是，随着时间的 经过，并在实际上超过了学习范围那样的动作条件下，在使用对象 机器的情况下，如图所示，温度范围会从Td扩大到Tc。该情况下， 两个学习温度范围外期间B及C成为未学习期间。通常，在这样的情 况下，若直接使用诊断数据库lll进行诊断，则无论正常与否，都会 因学习不足引起误判定的问题。因此，过程学习部102是，在包含没有保存在诊断数据库lll中 的动作条件信息的机器信息被输入的情况下(从数据判定部101输出 的判定结果信息显示不一致的情况下)，对该机器信息进行学习， 将学习的结果作为过程学习信息存储在过程数据库112中。图6是显 示将向过程数据库112进行保存的情况通知图17的利用者(未图示) 的通知画面601的图。过程学习部102是，在包含没有保存在诊断数 据库111中的动作条件信息的机器信息被输入的情况下，也就是说， 在未学习数据被输入的情况下，将检测出该未学习数据的情况显示 在显示装置204中，并且，将未学习数据作为过程学习信息进行存储 的情况与其存储的日期一起显示在显示装置204上。在图6的例子中， 显示出了与图5所示的学习温度范围外期间B和学习温度范围外期间 C对应的下述两个期间。
B: 2007/ 11 / 0118: 30 ~ 2008 / 03 / 3115: 30 C: 2008/05/ 12 12: 30- 2008/09/20 09: 00 使用图2的流程图对以上的流程进行说明。首先，数据判定部IOI 对是否有机器信息121被输入的情况进行判定(S201)。在有机器信 息121被输入的情况下，参照动作条件数据存储部llla对是否存在与 机器信息121的动作条件信息 一致的动作条件信息进行判定(S202 )。 在检测出 一 致的信息的情况下，将输入的机器信息121输出到状态诊 断部103,在状态诊断部103中，参照诊断数据库111进行机器信息121 的诊断(S203 ),将诊断结果输出到外部的显示装置等(S204)。 在没有检测出与动作条件数据存储部111 a—致的信息的情况下，将 机器信息121输出到过程学习部102,在过程学习部102中，对机器信 息121进行学习(S205 )，并作为过程学习信息存储在过程数据库112 中(S206)。
图17中的利用者(未图示)使用输入装置202及显示装置204的 过程学习显示要求画面(未图示)从过程数据库112读出过程学习信 息，从而能够将图7所示那样的过程学习信息的一览画面701显示在 显示装置204上。此外，过程数据库112关联地存储有其过程学习信息和过程学习信息被学习的日期数据。因此，在显示装置上能够对 应地显示过程学习信息和该过程学习信息被学习的日期数据。在图
示的例子中，作为从过程学习部10 2输出的过程学习信息即不 一 致信 息，在一览画面701的各项目的上侧显示不一致期间，在下侧作为不 一致理由显示例如"操作数据不一致"、"外部空气温度数据不一 致"。另外，在项目2及3上显示与图5所示的学习温度范围外期间B 和学习温度范围外期间C对应的不一致信息。
诊断数据库更新部104对过程数据库112是否被更新进行检测， 并在检测出被更新的情况下，输出过程数据库更新要求信息。该过 程数据库更新要求信息，例如，如图8所示，将"将过程学习信息反 映到诊断数据库"的注释、数据的对象期间以及在该期间内对象机 器是否正常，作为输入或选择的诊断数据库更新要求画面801、 802 显示在显示装置204中。诊断数据库更新要求画面801与学习温度范 围外期间B对应，诊断数据库更新要求画面802与学习温度范围外期 间C对应。
图17的利用者(未图示)确认数据的对象期间的机器状态，并 通过按压或选择或输入诊断数据库更新要求画面801、 802的"正常" 或"异常"按钮将表示对象机器为正常还是异常的异常判定结果通 知诊断数据库更新部104。这里，向诊断数据库更新要求画面801、 802的输入使用输入装置202进行。输入装置202为图17的利用者(未 图示)利用的键盘以及鼠标等。诊断数据库更新要求画面801、 802 和输入装置202构成维护信息输入机构。
在图17的利用者(未图示)选择"正常"作为异常判定结果的 情况下，也就是说在通过输入装置202从诊断数据库更新要求画面 801输入显示为"正常"的维护信息的情况下，诊断数据库更新部104 将异常判定结果"正常，，与过程学习信息(与机器信息对应) 一起 作为诊断信息在诊断数据库111的维护信息数据存储部111 c中追加、 更新。图9是在更新时通知利用者的、显示装置204的通知画面的例 子，是在图8的诊断数据库更新要求画面801所显示的学习温度范围外期间B对象机器为正常的情况下的附图。在图9所示的通知画面901 中，诊断数据库更新部104在显示将过程学习信息反映给诊断数据库 的情况的同时，还显示反映的日期。
在图17的利用者(未图示)选择"异常"作为异常判定结果的 情况下，也就是说在使用输入装置202及诊断数据库更新要求画面 802输入显示"异常"的维护信息的情况下，诊断数据库更新部104, 如图10所示，使维护信息输入画面1001显示在显示装置204上，该维 护信息输入画面1001要求使用者输入故障时期、异常部位、异常内 容、对应内容等项目。显示画面1001是在图8的诊断数据库更新要求 画面802所显示的学习温度范围外期间C内，对象机器为异常的情况 下的画面，在故障时期、异常部位、异常内容、对应内容等项目中 分别输入"2008/06/20 09: 00 ~ 2008 / 08 / 0112: 00"、"散 热器"、"清扫不良"、"清扫"。
图11是表示动作条件信息为外部空气温度、内部状态信息为散 热器水温的情况下的外部空气温度和散热器水温的关系的 一例的 图。在外部空气温度如图5那样发生变化时，散热器水温也受到外部 空气温度的影响产生相似的变化。学习温度范围外期间B是对象机器 正常的期间，学习温度范围外期间C是包含对象机器发生异常的故障 时期在内的期间。在学习温度范围外期间B,散热器水温相对于外部 空气温度的变化以与学习期间A的水温Ra的变化大致相同的比例发 生变化。在学习温度范围外期间C,在期间C内的从时刻tl到时刻t2 的期间D,散热器水温相对于外部空气温度的变化，与其他的期间相 比更急剧地发生变化，在时刻t2,散热器水温显示为峰值。在期间D 时散热器的水温的变化变得急剧的原因为，例如在散热器的散热片 上附着有大量的灰尘，在时刻t2，通过维护人员对散热器进行清扫， 时刻12以后，散热器水温的变化恢复到正常时的变化。
在工程机械中搭载有对机器信息121进行记录的数据记录装置 (后述)，图17的利用者通过使记录在数据记录装置中的散热器水 温的数据显示在显示装置中能够得知过去的散热器水温的变化。图
2117的利用者基于该散热器水温数据，在图IO所显示的故障时期的项 目中输入期间D (包含从散热器水温的异常变化显示出峰值的时刻t2 之前的时刻到时刻t2的规定期间)。
通过输入装置202在利用者完成向维护信息输入画面1001的输 入的时刻，诊断数据库更新部104将异常判定结果"异常"与这些输 入内容一起作为诊断信息向诊断数据库111的维护信息数据存储部 lllc进行追加、更新并存储。同时，将过程学习信息(此时的动作 条件信息(例如外部空气温度)和内部状态信息(例如散热器水温)) 与该维护信息相关联地存储到动作条件数据存储部11 la及内部状态 数据存储部lllb。此时，在与期间D的内部状态信息(散热器水温) 对应的维护信息中附加有异常判定结果"异常，，。这样，将与不以 故障发生的时刻作为起始点而是以散热器水温开始急剧发生变化的 时刻tl作为起始点的期间D中的内部状态信息(散热器水温)对应的 维护信息显示为"异常"，由此，能够进行作为对象机器(散热器) 及其关联机构的预防保全的诊断。即，随后，如图11所示的期间C那 样，外部空气温度和散热器水温发生变化，在通过状态诊断部103比 较的被输入的机器信息中的内部状态信息与内部状态数据存储部 lllb所包含的内部状态信息一致时，从期间D开始后，维护信息马上 显示为"异常"，该诊断结果被输出到显示装置204。其结果为，能 够在产生故障前诊断出异常，能够进行作为预防保全的维护作业。
使用图3的流程图对以上的流程进行说明。
首先，诊断数据库更新部104从过程数据库112读入过程学习信 息(S301)。利用者(未图示)通过维护信息输入画面1001对是否 有维护信息输入进行判定(S302)。作为判定结果若判定为有维护 信息输入，则读入维护信息，在被读入的过程学习信息上附加维护 信息，作为诊断数据向诊断数据库111的维护信息数据存储部111 c中 追加、更新并存储，同时将过程学习信息(当时的动作条件信息及 内部状态信息)存储到动作条件数据存储部llla及内部状态数据存 储部lllb中(S304)。如以上那样，将机器信息分成动作条件信息和内部状态信息进 行记录，通过附加维护信息，能够提高诊断装置的判定精度。
实施例2
下面，以与实施例1的差异部分为中心参照图13~ 16对与实施例 1不同的其他实施例进行说明。
本实施例的机器诊断系统的结构如图13所示，机器诊断装置的 数据判定机构的流程如图14所示。
首先，在图13中，本实施例的机器诊断系统中，其机器诊断装 置201A的数据判定部101A及状态诊断部103A的功能与图1所示的不 同。
即，在图14中，数据判定部101A对是否有机器信息121 (动作条 件信息和内部状态信息)输入进行判定(S401)。在有机器信息121 输入的情况下，将被输入的机器信息121的动作条件信息和预先存储 在动作条件数据存储部llla中的动作条件信息进行比较，进行其是 否一致的判定(S402)。在检测出一致的情况下，与图2的流程同样 地，将被输入的机器信息121输出到状态诊断部103A，在状态诊断部 103A中，参照诊断数据库111进行机器信息121的诊断(S403 ),将 诊断结果输出到外部的显示装置(S404)。在没有检测出与动作条 件数据存储部llla—致的信息的情况下，除了异常部位、异常内容、 影响时期以外，还将表示附条件进行判定的不一致信息附加作为"条 件内容，，(S405 )。将附加有该条件内容的不一致信息作为诊断结 果进行输出(S404)。然后，与图2的实施例同样地，进行过程学习 处理S205和诊断数据库更新处理S206。此外，也可以在处理S404前 进行图2的过程学习处理S205和诊断数据库更新处理S206。
图15是该不一致信息的诊断结果显示在显示装置上的情况下的 画面的一例。除异常部位、异常内容、影响时期之外，还将表示附 带条件进行判定的不一致信息显示在"条件内容"的项目中。在该 例中，动作条件信息中，外部空气温度数据与预先存储在动作条件 数据库中的数据不一致的情况下，在条件内容的项目中显示有不一致的情况、外部空气温度这样的不 一致数据名和该数据的不 一致程 度的差异为"+ 2.5"。
作为其他的例子，在处理S401中，在多条机器信息121被输入的 情况下，对于各机器信息，参照动作条件数据存储部llla在处理S402 中判定是否存在与机器信息121的动作条件信息一致的动作条件信 息。这里，在多条机器信息的动作条件信息中，在至少有一条动作 条件信息没有存储在动作条件数据存储部11 la中而不能进行比较的 情况下，判定为其动作条件信息不一致。该情况下，在处理S405中， 与上述同样地，除异常部位、异常内容、影响时期以外，还将表示 附带条件进行判定的不一致信息作为"条件内容"的项目附加显示。 将附加有该条件内容的不一致信息作为诊断结果输出(S404)。被 输出的异常部位、异常内容、影响时期、条件内容被显示在显示装 置上。此时，在条件内容的项目中，如图16所示，不显示不一致的 情况，而是在显示装置上显示数据缺损的情况以及缺损的数据名。 具体来说，图16向利用者(未图示)示出了在动作条件信息中没有 存储外部空气温度数据的情况。
此外，在上述中，将异常部位、异常内容、影响时期、条件内 容这四项作为不一致信息进行显示，但是无需显示全部，可以在异 常部位、异常内容、影响时期中的某一项上附加条件内容作成不一
致信息并进行显示。例如，可以将异常内容和在异常内容上附加条 件内容作成不一致信息并显示。
如以上那样，即使在未学习状态的机器数据被输入的情况下， 通过附加动作条件信息的不一致信息从而输出诊断结果，能够向利 用者提示临时的诊断结果。
实施例3
使用图17~图22对将本发明适用于大型液压挖掘机的机器诊断 的实施例进行说明。
图17是表示大型液压挖掘机的全体结构和机器诊断系统的图。 在该图17中，液压挖掘机1是机身重量数百吨级的例如在海外的
24矿山等使用情况较多的超大型挖掘机(反伊型)。该液压挖掘机l具
有行驶体2;能够旋转地设置在该行驶体2上的旋转体(机身)3; 设在该旋转体3的前部左侧的驾驶室4;能够俯仰动作地设在旋转体3 的前部中央的前作业机5。前作业机5由以下部件构成能转动地设 在旋转体3上的动臂6;能转动地设在该动臂6的前端的斗杆7;能转 动地设在该斗杆7的前端的伊斗8。在旋转体3上装备有例如两台发动 机和由这些发动机驱动的多台主泵(后述)。行驶体2通过左右的行 驶马达2a、 2b分别驱动左右的履带而前进后退，旋转体3通过未图示 的旋转马达相对于行驶体2被旋转驱动。动臂6、斗杆7、铲斗8分别 由动臂液压缸6a、斗杆液压缸7a、铲斗液压缸8a驱动。在驾马史室4内 设置有数据记录装置9，在该数据记录装置9中以规定的时间间隔输 入来自各种传感器(检测机构)的检测信号，这些信息作为机器信 息121A被存储。具有机器诊断装置201B的计算机11通过电缆能够连 接在数据记录装置9上，将计算机11连接在数据记录装置9上，由此， 能够将被存储在数据记录装置9中的机器信息121A下载到计算机11 上。计算机11具有计算机主体11A、作为显示机构的显示部11B、作 为输入机构的鼠标11C及键盘11D。
另外，机器诊断装置201B也可以设置在设于液压挖掘机1的管理 事务所(例如液压挖掘机l的制造商、销售店、经销商、租赁业者等 事务所)的服务器12上。该情况下，数据记录装置9具有无线电台13， 记录在数据记录装置9中的机器信息121A经由无线电台13、通信卫星 14、基地站15、互联网16定期地向服务器12发送。在管理事务所距 作业现场比较近的情况下，服务人员也可以将存储卡等移动存储介 质连接在数据记录装置9上从而对机器信息121A进行下载，将该存储 介质带回管理事务所，从存储介质下载到服务器。
图18是表示设置在液压挖掘机1的驾驶室4内的控制器网络的 图。液压挖掘机1的控制器网络具有发动机控制器21、车身控制器22、 监一见器控制器23、液压系统计测单元24、发动机计测单元25、上述 的数据记录装置9。发动机控制器21被连接在第一共用通信线27A上，车身控制器22、监视器控制器23、液压系统计测单元24、发动机计 测单元25被连接在第二共用通信线27B上，数据记录装置9被连接在 第一及第二共用通信线27A、 27B两者上。
燃料喷射量进行控制的装置，车身控制器22是通过输入电气控制杆 装置29A、 29B的操作信号(电信号)，并根据该操作信号控制电磁 阀(未图示)从而控制液压系统的装置。监视器控制器23被连接在 显示器31及操作部3 2上，根据操作部3 2的输入操作进行与显示器31 的显示相关的控制。液压系统计测单元24是通过输入与泵变速箱装 置等液压系统相关的各种状态量的检测信号来进行收集，发动机计 测单元25是通过输入与散热器等发动机系统相关的各种状态量的检 测信号来进行收集。
数据记录装置9将由液压系统计测单元24及发动机计测单元25 收集的状态量数据以及发动机控制器21、车身控制器22、监视器控 制器23的输入数据及输出数据中的必要的数据以规定间隔经由第一 及第二共用通信线27A、 27B进行输入，并将这些数据作为机器信息 121A进行存储。如前所述，在数据记录装置9上能够连接计算机11 (机器诊断装置201B)，能够将存储在数据记录装置9中的机器信息 121A下载到计算机ll上。另外，存储在数据记录装置9中的机器信息 121A经由无线电台13定期发送到管理事务所的服务器12 (机器诊断 装置)。而且，还可以使监视器控制器23具有机器诊断装置的功能， 该情况下，存储在数据记录装置9中的机器信息121A经由第二共用通 信线27B定期发送到监视器控制器23。
图19是表示液压挖掘机1所具备的组件之一的泵变速箱装置的图。
超大型的液压挖掘机1是，将一 台发动机40的动力经由齿轮机构 (未图示)分配给多台(例如四台)主泵，需要通过一台发动机40 驱动多台(例如四台)主泵，作为为此而设的机构设有泵变速箱装 置41。图中，Pl、 P2、 P3概要地示出了泵的端面，为了避免图示的复杂性，省略了剩余一个泵端面和齿轮机构的图示。从包括泵P1、
P2、 P3的多个主泵喷出的压力油被供给到动臂液压缸6a、斗杆液压 缸7a、妒斗液压缸8、旋转马达等多个执行机构。
泵变速箱装置41具有内置有齿轮机构(未图示)的容器42; 设在容器42的底部的油盘43;设在容器42的顶部的上部油积存部44; 抽吸部45;油过滤器46;齿轮泵47;变速箱油冷却装置48。油盘43 的形状因机种而异，存在底面为向下侧突出形状的研钵形状的情况， 以及底面整体地成为平坦的平坦形状的情况。图示的油盘43是研钵 形状的例子。油盘43内的变速箱油(润滑油)通过齿轮泵47从抽吸 部45被吸上，经过油过滤器46、变速箱油冷却装置48向上部油积存 部44供给。上部油积存部44边维持一定量的油水平，边将被供给的 油从下部喷嘴49向下方散布。由此，齿轮机构的啮合部被润滑，并 且，吸收由齿轮机构的啮合产生的摩擦热，防止齿轮机构的温度上 升。润滑后的变速箱油返回油盘43，通过齿4仑泵47再次一皮吸上从而 进行循环。另外，变速箱油通过变速箱油冷却装置48被冷却，能够 维持作为润滑油的合适的温度。齿轮泵47也由发动机40驱动。
在齿轮泵47的出口侧的配管上设有测定变速箱压力油的油温的 温度传感器51,在变速箱油冷却装置48的入口侧的配管和出口侧的 配管上分别设有测定变速箱油冷却装置48的入口侧的变速箱油的油 温的温度传感器52及测定出口侧的变速箱油的油温的温度传感器 53。这些温度传感器51 ~ 5 3的检测信号被输入到图18所示的液压系 统计测单元24。
图20是将变速箱油及工作油的冷却系统和液压系统的概略及泵 变速箱装置一起表示的图。
液压挖掘木U所具备的液压系统具有包括上述泵P1、 P2、 P3 的多个主泵；油箱55;多个控制阀(由附图标记56a、 56b代表)、 动臂液压缸6a、斗杆液压缸7a、伊斗液压缸8、旋转马达等多个执行 机构(由附图标记57代表)、工作油冷却装置58。油箱55内的工作 油通过包含泵P1、 P2、 P3的多个主泵^皮吸上，并^皮供给到包含控制阀56a、 56b的多个控制阀中，在这里对流量和方向进行调整从而向 多个执行机构57供给。来自执行机构57的回流油经过包含控制阀 56a、 56b的多个控制阀回到油箱55。此时，经过多个控制阀中的一 部分(例如控制阀56a)的工作油直接回到油箱55,剩余的经过控制 阀(例如控制阀56b)的工作油通过工作油冷却装置58,在这里^皮冷 却后回到油箱55。另外，包含泵P1、 P2、 P3的多个主泵通过内部泄 漏的工作油(内部泄漏油)进行自身润滑(滑动部分的润滑)，内 部泄漏油如以泵P3为代表示出的那样，从设在泵下部的泄油口经由 泄油配管59回到油箱55。工作油冷却装置58的入口侧经由安全阀(溢 流阀)60连接在油箱55上，在工作油冷却装置58过度的压力损失 (pressure drop)上升时，为了保护工作油冷却装置58,使工作油冷却 装置58的入口侧的工作油绕过工作油冷却装置58而经由安全阀60直 才妄回到油箱。
变速箱油冷却装置48及工作油冷却装置58由通过使风扇马达61 旋转而生成的冷却风冷却，在变速箱油冷却装置48及工作油冷却装 置58的内部流动的变速箱油及工作油纟皮冷却。风扇马达61通过辅助 泵62的喷出油被旋转驱动。辅助泵62通过电磁阀64被控制，以使变 速箱压力油及工作油的油温维持在合适的温度范围内的方式对风扇 马达63的转速进行控制。辅助泵62也由发动机40驱动。
在包含泵P1、 P2、 P3的多个主泵的泄油口上，如以泵P3为代表 示出的那样，设有对泵壳体内的泄放压进行测定的压力传感器65, 在动油冷却装置58的入口侧的配管和出口侧的配管上分别设有对工 作油冷却装置58的入口侧的工作油温度进行测定的温度传感器66及 对出口侧的工作油温度进行测定的温度传感器67，在风扇马达63的 工作油的入口侧设有对马达入口压力进行测定的压力传感器68，在 工作油冷却装置58的前面侧设有对工作油冷却装置的前面空气温度 (外部空气温度)进行测定的温度传感器69。这些传感器65 69的 冲企测信号也#:输入到图18所示的液压系统计测单元24。
图21是表示发动机及其冷却系统的图。发动机40在发动机主体71的上部具有涡轮增压器72和后冷却装置73a、 73b,使由涡轮增压 器72加给的空气被后冷却装置73a、 73b冷却，该冷却的空气经由各 吸气歧管被向各气筒供给。发动机冷却系统具有散热器75和低温后 冷却装置散热器(Low Temperature Aftercooler Radiator; LTA散热器)
主体进行冷却，通过LTA散热器76对后冷却装置73a、 73b的冷却水进 行冷却并对由发动机40的各气筒吸气的空气进行冷却。在散热器75 及LTA散热器76的冷却水的循环系统中配置有共用的冷却水泵77。 另外，散热器75和LTA散热器76在前后被重叠地配置，与变速箱油 冷却装置48及工作油冷却装置58的情况同样地，通过使散热器用的 风扇马达79旋转而产生的冷却风被冷却，在内部流动的冷却水被冷 却。风扇马达79与油冷却装置用的风扇马达63同样地，通过未图示 的辅助泵的喷出油旋转驱动。
81 ，在散热器75的入口侧的配管和出口侧的配管上分别设有对散热 器75的入口侧的冷却水温度进行测定的温度传感器82及对出口侧的 冷却水温度进行测定的温度传感器83,在LTA散热器76的入口侧的 配管和出口侧的配管上分别设有对LTA散热器76的入口侧的冷却水 温度进行测定的温度传感器84及对出口侧的冷却水温度进行测定的 温度传感器85,在发动机主体71的冷却水路径上设有对冷却水的供 给压力进行测定的压力传感器86,在风扇马达79的工作油的入口侧 设有对马达入口压力进行测定的压力传感器87。这些传感器81 ~87 的检测信号也被输入到图18所示的发动机计测单元25。
回到图17,在液压挖掘机1的旋转体3的合适位置上设有倾斜传 感器89,倾斜传感器89的检测信号被输入到图18所示的车身控制器 22。
图22是表示机器诊断装置201B的结构的图。机器诊断装置201B 的结构除下述方面以外与图1所示的实施例1的机器诊断装置201实 质上相同。(1) 机器诊断装置201B还具有属性信息数据库120,作为传感 器计测值以外的机器信息，图17A的利用者使用鼠标11C及键盘11D 等输入装置从而手动输入的作为属性信息的机器信息121B被存储在 该属性信息数据库120中。
(2) 数据判定部IOI,在对从数据记录装置9下载的机器信息 121 A进行输入时，同时对存储在属性信息数据库120中的机器信息 121B进行读取，并利用机器信息121A、 121B进行判定。
(3 )在从数据记录装置9下载的机器信息121A及被存储在属性 信息数据库120中的机器信息(属性信息)121B上注有特定的液压挖 掘机l(工程机械)的ID编号，在数据判定部101对这些机器信息121A、 121B进行输入或读取时，与其ID编号一起被存储在自身的緩存(未 图示)中。
(4) 另外，机器诊断装置201B应诊断的对象机器的种类以及用 于该对象机器的诊断的内部状态信息及动作条件信息的种类按照工 程机械的种类预先确定，数据判定部101在对机器信息121A、 121B 进行输入或读取并存储在緩存中时，按照对象机器选择相关联的机 器信息并从緩存读取，进行数据判定。此时，在对于一个对象机器 存在应比较判定的多条内部状态信,氛-的情况下，按照内部状态信息 对动作条件信息进行选择并读取，并进行数据判定。另外，在对于 一条内部状态信息存在应比较判定的多条动作条件信息的情况下， 按照每条动作条件信息进行数据判定。
(5) 与数据判定部101的上述(4)的数据判定对应地，状态诊 断部103、过程学习部102也按照每个对象机器、每个内部状态信息、 每个动作条件信息分别进行处理。
(6) 在诊断数据库lll中，按照每个工程机械、每个对象机器、 每个内部状态信息，与动作条件信息和维护信息相关联地存储内部 状态信息，诊断数据库更新部104按照每个工程机械、每个对象机器、 每个内部状态信息，对诊断数据进行更新。
以下，作为对象机器以泵变速箱装置41、变速箱油冷却装置48、
30工作油冷却装置58、主泵P3、发动机40、散热器75、 76为例对用于 预防保全的机器诊断的具体例进行说明。
(1 )在对象机器为泵变速箱装置41的情况下
在对象机器为泵变速箱装置41的情况下，作为应进行比较判定 的内部状态信息，有变速箱油的油温(温度传感器53的计测值)和 变速箱油的劣化度(手动输入值；定期取样或计测值)。
在内部状态信息为变速箱油的油温的情况下，作为与该内部状 态信息相关联地应进行比较判定的动作条件信息存在下述信息。
■外部空气温度(温度传感器69的计测值)
■油等级(手动输入值或计测值)
-路面数据(倾斜角)(倾斜传感器89的计测值)+机种数据 (油盘43的形状；属性信息；手动输入值)
,维护人员或驾驶者数据(属性信息；手动输入值) ■变速箱油的劣化度(属性信息；手动输入值；定期取样，或 计测值)
■变速箱油冷却装置48的性能(诊断值)
另外，该情况下的维护信息为是否需要例如泵变速箱装置41的 维护检修(例如分解检修)。
在内部状态信息为变速箱油的劣化度的情况下，作为与其内部 状态信息相关联地应进行比较判定的动作条件信息存在下述信息。
,作业现场数据(属性信息；手动输入值)
气候数据(属性信息；手动输入值)
另外，该情况下的维护信息是否需要例如变速箱压力油的更换。 在对象机器为泵变速箱装置41的情况下，在发生齿轮的轴承的 摩耗等异常，齿轮的摩擦阻力增加时，由于摩擦热，变速箱油的油 温上升。因此，通过对变速箱油的油温的变化进行监一见，能够诊断 出是否存在泵变速箱装置41的异常。但是，变速箱油的油温不仅受 到泵变速箱装置41的异常的影响，也会因外部空气温度、路面状况 (车身的倾斜角)、维护人员的油充填量的多少、驾驶者的液压挖掘机的使用方法、变速箱油冷却装置48的性能等其他的因素而发生 变化。另外，基于泵变速箱装置41的异常产生的变速箱油的油温的 变化的程度根据油等级、机种(油盘43的形状)、变速箱油的劣化 度等发生变化。
例如，变速箱油所涉及的系统的热平衡(由泵变速箱装置4施加 的热量和被油冷却装置48取出的热量之间的平衡)受到外部空气温 度的影响，若外部空气温度上升则热平衡发生变化，变速箱油的油
置41的异常，需要结合外部空气温度进行诊断。
"'、
根据油等级(例如是30号还是40号)，冷却性能也不相同，变 速箱油的油温受到其影响。因此，为了进行准确的诊断，需要结合 油等级进行诊断。
在^各面倾斜的情况下，相应地车身也倾斜，油面的位置相对于 油盘43内的抽吸部45也发生变化。其结果为，通过齿轮泵47吸上的 变速箱油量也发生变化，变速箱油的油温发生变化。其倾斜的影响 的程度根据油盘43的形状而异，与油盘43为研钵形状的情况相比， 形成为平坦形状的情况下的影响的程度较大。因此，在该情况下， 为了进行准确的诊断，需要结合路面的倾斜角和机种的不同进行诊 断。
在泵变速箱装置41中充填的油量(油水平)存在合适量，需要 不使泵变速箱装置41的齿轮下端浸入到变速箱油油面。若泵变速箱 装置41的齿轮下端浸入到变速箱油油面，则齿轮会对变速箱油进行 搅拌，使油温上升。另一方面，不一定所有维护人员都能够把握变 速箱油的合适量，还存在有的维护人员认为油量多则冷却效果更好 的情况。另外，在液压挖掘机l的使用方法中存在驾驶者(操作者) 的习惯，例如在进行重挖掘作业频率较多的驾驶的情况下，泵变速 箱装置41的负荷变高，变速箱油的油温上升。因此，为了避免这些 影响，维护人员或驾驶者需要结合数据进行判断。
变速箱油的冷却性能受到变速箱油的劣化度以及变速箱油冷却装置48的性能的影响。因此，为了避免这些影响，需要结合这些数 据进行判断。变速箱油冷却装置48的性能是对象机器为变速箱油冷 却装置48的情况下的诊断结果(后述)。
在这样将变速箱油的油温作为内部状态信,t、的情况下，通过将 外部空气温度、路面数据(车身的倾斜角)、维护人员及驾驶者数 据、变速箱油冷却装置48的性能、油等级、机种(油盘43的形状)、 变速箱油的劣化度等作为动作条件信息进行判定及诊断，能够准确 地对泵变速箱装置41的异常进行判定，并能够准确地预测是否需要 泵变速箱装置41的维护检修。
另外，在变速箱油的劣化度超过某值时，由于需要更换变速箱 油，所以，需要定期取样并检查变速箱油的劣化度。期待将来对变 速箱油的劣化度进行测定的传感器能够实用化。变速箱油的劣化是 由于盐酸化、全氧化、含有水分、混入二氧化硅粒子等而产生的， 这些受到作业现场的环境的影响。例如，在作业现场为湿地带的情 况下，或在雨季进行作业的情况下，水分的含有量增加，变速箱油 的劣化速度变快。因此，在从现在的变速箱油的劣化度(内部状态 信息)预想是否需要更换变速箱油时，需要将作业现场数据、气候 数据等环境数据作为动作条件信息并结合这些环境信息进行判断。 即变速箱油的劣化度，在使变速箱油的油温作为内部状态信息的情 况下成为动作条件信息的一个，在预测是否更换的情况下成为内部 状态信息。
在这样将变速箱油的劣化度作为内部状态信,t的情况下，通过 将作业现场数据、候数据等环境数据作为动作条件信息进行判定及 诊断，能够准确地对变速箱油的异常进行判定，并能够准确地对是 否更换变速箱油进行预测。
在诊断数据库lll中，变速箱油的油温(内部状态信息)与外部 空气温度、路面数据(车身的倾斜角)、维护人员及驾驶者数据、 变速箱油冷却装置48的性能、油等级、机种(油盘43的形状)、 速箱油的劣化度等动作条件信息相关联地被存储，变速箱油的劣化度(内部状态信息)与作业现场数据、气候数据等动作条件信息相 关联地被存储。另外，诊断数据库更新部104以使外部空气温度、路 面数据(车身的倾斜角)、维护人员及驾驶者数据、变速箱油冷却
装置48的性能、油等级、机种(油盘43的形状)、变速箱油的劣化 度等动作条件信息与变速箱油的油温(内部状态信息)相关联地对 诊断数据库lll的诊断数据进行更新，并以使作业现场数据、气候数 据等动作条件信息和维护信息与变速箱油的劣化度(内部状态信息)
相关联地对诊断数据库111的诊断数据进行更新。
(2)在对象机器为变速箱油冷却装置48的情况下 在对象机器为变速箱油冷却装置48的情况下，作为应进行比较 判定的内部状态信息，有变速箱油冷却装置48的入口和出口的温度 差(温度传感器52、 53的计测值的差)，作为与其内部状态信息相 关联地应进行比较判定的动作条件信息，有下述信息。 ,外部空气温度(温度传感器69的计测值) ■作业现场数据(手动输入值) ■有无冷却装置选项(消音管)(手动输入值) ■风扇马达63的转速(工作油的入口压力；压力传感器68的计 测值)
该情况下的维护信息为是否进行变速箱油冷却装置48的清扫。 在对象机器为变速箱油冷却装置48的情况下，当在散热片上附 着有大量的灰尘等不良情况(异常)发生时，冷却性能降低。灰尘 的附着量在散热片为波紋型的情况下容易变得特别多。在变速箱油 冷却装置48的冷却性能降低时，变速箱油冷却装置48的入口和出口 的温度差增大。因此，通过对变速箱油冷却装置48的入口和出口的 温度差进行监视，能够诊断出变速箱油冷却装置48的异常(例如灰 尘大量的附着)。但是，变速箱油冷却装置48的入口和出口的温度 差不仅因变速箱油冷却装置48的异常发生变化，还会因外部空气温 度、作业现场状况、有无冷却装置选项(消音管)、风扇马达63的 转速等其他的因素发生变化。例如，在外部空气温度上升时，变速箱油冷却装置48的放热量 发生变化，变速箱油冷却装置48的入口和出口的温度差发生变化。 因此，为了根据变速箱油冷却装置48的入口和出口的温度差准确诊 断出变速箱油冷却装置48的异常，需要结合外部空气温度进行诊断。
另外，散热片的灰尘的附着量根据作业现场的周围环境而变化。 例如，在金矿山中存在以析出金成份为目的使用石灰的情况，在使 用石灰的金矿山为作业现场的情况下，由于向散热片的灰尘附着量 变多，所以，灰尘附着量对变速箱油冷却装置48的入口和出口的温 度差的变化的影响程度较大。因此，为了通过变速箱油冷却装置48 的入口和出口的温度差准确地诊断出变速箱油冷却装置48的异常， 需要结合作业现场状况进行诊断。
根据液压挖掘机的使用者，存在为了降低噪音与变速箱油冷却 装置48相邻地并列设置消音管的情况。若并列设置消音管，则其成 为阻力因素，通过变速箱油冷却装置48的风量减少，变速箱油冷却 装置48的入口和出口的温度差增加。因此，为了通过变速箱油冷却 装置48的入口和出口的温度差准确地诊断出变速箱油冷却装置48的 异常，需要结合是否存在消音管等选项进行诊断。
而且，变速箱油冷却装置48的入口和出口的温度差根据风扇马 达63的转速发生变化。风扇马达63的转速大致与风扇马达63的工作 油的入口压力成比例，能够通过检测其入口压力来推定风扇马达63 的转速。因此，为了通过变速箱油冷却装置48的入口和出口的温度 差准确地诊断出变速箱油冷却装置48的异常，需要结合风扇马达63 的工作油的入口压力(风扇转速)进行诊断。
在这样将变速箱油冷却装置48的入口和出口的温度差作为内部 状态信息的情况下，通过将外部空气温度、作业现场状况、有无冷 却装置选项(消音管)、风扇马达63的转速等作为动作条件信息并 进行判定及诊断，能够准确判断出变速箱油冷却装置48的异常，并 能够准确预测变速箱油冷却装置48是否需要清扫。
在诊断数据库lll中，变速箱油冷却装置48的入口和出口的温度差(内部状态信息)与外部空气温度、作业现场数据、有无冷却装
置选项(消音管)、风扇马达63的工作油的入口压力(风扇转速) 等动作条件信息相关联地被存储。另外，诊断数据库更新部104以使 变速箱油冷却装置48的入口和出口的温度差(内部状态信息)与外 部空气温度、作业现场数据、有无冷却装置选项(消音管)、风扇 马达63的工作油的入口压力(风扇转速)等动作条件信息和维护信 息相关联地对诊断数据库111的诊断数据进行更新。 (3)在对象机器为工作油冷却装置58的情况下 在对象机器为工作油冷却装置58的情况下，作为应进行比较判 定的内部状态信息有工作油冷却装置58的入口和出口的温度差(温 度传感器66、 67的计测值的差)，与其内部状态信息相关联地应进 行比较判定的动作条件信息有下述信息。
,外部空气温度(温度传感器69的计测值) ■作业现场数据(手动输入值) ■有无冷却装置选项(消音管)(手动输入值) ■风扇马达63的转速(工作油的入口压力；压力传感器68的计 测值)
该情况下的维护信息为工作油油冷却装置58是否需要清扫。 在对象机器为工作油油冷却装置58的情况下，将工作油冷却装 置58的入口和出口的温度差作为内部状态信息从而能对工作油冷却 装置58的异常(例如灰尘大量的附着)进行诊断的理由，以及在该 情况下，将外部空气温度、作业现场数据、有无冷却装置选项(消 音管)、风扇马达63的转速(工作油的入口压力)作为动作条件信 息，并通过结合这些信息进行诊断能够对工作油冷却装置58的异常 进行准确诊断的理由与对象机器为变速箱油冷却装置48的情况相 同。
在诊断数据库lll中，工作油冷却装置58的入口和出口的温度差 (内部状态信息)与外部空气温度、作业现场数据、有无冷却装置 选项(消音管)、风扇马达63的工作油的入口压力(风扇转速)等动作条件信息相关联地被存储。另外，诊断数据库更新部104使工作
油冷却装置58的入口和出口的温度差(内部状态信息)与外部空气 温度、作业现场数据、有无冷却装置选项(消音管)、风扇马达63 的工作油的入口压力(风扇转速)等动作条件信息和维护信息相关 联地对诊断数据库111的诊断数据进行更新。 (4)在对象机器为主泵P3的情况下
在对象机器为主泵P3的情况下，作为应进行比较判定的内部状 态信息有内部泄漏量(压力传感器65的计测值)，作为与其内部状 态信息相关联地应进行比较判定的动作条件信息有下述信息。
-操作数据(电气控制杆装置29A、 29B的操作信号的计测值) +机种(属性信息；手动输入值)
外部空气温度(温度传感器69的计测值)
■工作油的油等级(手动输入值或计测值)
该情况下的维护信息为是否更换泵零件。
在大型的液压挖掘机1的情况下，前述那样的通过一 台发动机40 驱动例如四台主泵，并通过这些主泵的喷出油来驱动动臂液压缸6a、 斗杆液压缸7a、伊斗液压缸8等扭^亍才几构。在四台主泵中，通常，三 台使排量(斜板的倾转角)成为最大并以最大喷出流量进行驱动， 使剩余一台的排量(斜板的倾转角)通过电气控制杆装置29A、 29B 的特定的操作信号(特定的操作)进行调整，对喷出流量进行调整。 主泵P3就是与这样被调整了喷出流量的液压泵对应的装置。因此， 主泵P3的斜板、活塞、液压缸等零件的摩耗较快，与其他的泵相比 是尤其需要维护检修的泵。
主泵P3，随着斜板等零件逐渐被摩耗，内部泄漏量增加，泵性 能降低。因此，通过对主泵P3的内部泄漏量进行监视，能够对主泵 P3的异常(零件摩耗量的增大)进行诊断。但是，主泵P3的内部泄 漏量的增加不仅因主泵P3的零件的摩耗而产生，还由于操作数据、 机种、外部空气温度、工作油的油等级等其他的因素而产生。
例如，在使主泵P3的喷出流量减少的特定操作的出现频率较多的作业现场以及在该特定操作的出现频率较少的作业现场，主泵P 3的零件摩耗量不同，对于该特定操作的出现频率较多的作业现场，
主泵P3的内部泄漏量的增加速度较快。另外，该特定操作的出现频率在液压挖掘机l为反伊型(图17)的情况和为装载型的情况下也不同。在反伊型的情况下，该特定操作仅为斗杆卸载操作，但在装载型的情况下，该特定操作为斗杆卸载和斗杆铲装操作。因此，为了根据主泵P3的内部泄漏量对主泵P3的异常进行准确地诊断，需要结合该特定操作的出现频率和液压挖掘机的机种进行诊断。
另外，根据外部空气温度以及油等级，工作油的粘性及润滑性能发生变化，内部泄漏量发生变化。因此，为了根据主泵P3的内部泄漏量对主泵P3的异常进行准确地诊断，需要结合外部空气温度以及油等级进行诊断。
在这样将主泵P 3的内部泄漏量作为内部状态信息的情况下，通过将操作数据、机种、外部空气温度、工作油的油等级等作为动作条件信息进行判定及诊断，能够对主泵P3的异常进行准确地判定，并能够对是否需要泵零件更换进行准确地预测。
在诊断数据库lll中，主泵P3的内部泄漏量(内部状态信息)与操作数据、机种、外部空气温度、工作油的油等级等动作条件信息相关联地被存储。另外，诊断数据库更新部104以使操作数据、机种、外部空气温度、工作油的油等级等动作条件信息和维护信息与主泵P3的内部泄漏量(内部状态信息)相关联地对诊断数据库lll的诊断数据进行更新。
此外，对于其他的主泵P1、 P2等也能够使用相同的数据，进行同样的诊断。另外，在对象机器为泵的情况下，将泵的声音数据以及振动数据作为内部状态信息，将与声音或振动相关的环境数据作为动作条件信息进行利用，能够对泵的异常进行诊断。(5)在对象机器为发动机的情况下
在对象机器为发动机40的情况下，作为应进行比较判定的内部状态信息有发动机转速(转速传感器81的计测值)，作为与该内部
38作条件信息有下述信息。■标高(气压)(计测值),燃料等级(手动输入值),发动机油等级(手动输入值)
■泵的状况(发动机的负荷的变化；计算值)该情况下的维护信息为是否需要进行发动机40的维护检修(例如分解检修)。
若发动机40的性能降低，则发动机转速下降。因此，通过对发动机转速进行监视，能够对发动机40的性能降低(异常)进行诊断。但是，发动机转速的降低不仅由于发动机性能的降低，还根据标高(气压)、燃料等级、发动机油等级、作为发动机负荷的液压泵的状况等发生变化。因此，在将发动机转速作为内部状态信息对发动机40的异常进行诊断的情况下，需要将标高(气压)、燃料等级、
息相结合地进行诊断，由此，能够对发动机40的异常进行准确地判定，并能够对是否需要进行发动机40的维护检修进行准确地预测。
在诊断数据库lll中，发动机转速(内部状态信息)与标高(气压)、燃料等级、发动机油等级、泵的状况(发动机的负荷的变化)等动作条件相关联地被存储。另外，诊断数据库更新部104使发动机转速(内部状态信息)与标高(气压)、燃料等级、发动机油等级、泵的状况(发动机的负荷的变化)等动作条件和维护信息相关联地对诊断数据库111的诊断数据进行更新。
此外，在对象机器为发动机的情况下，将燃料消耗数据作为内部状态信息，将标高(气压)、燃料等级、发动机油等级、泵的状况(发动机的负荷的变化)等作为动作条件信息进行利用，能够对发动机的异常进行诊断。
(6)在对象机器为散热器的情况下
在对象机器为散热器75及LTA散热器76的情况下，作为应进行比较判定的内部状态信息有各散热器的入口和出口的温度差，作为与该内部状态信息相关联地应进行比较判定的动作条件信息有下述信息。
■外部空气温度(温度传感器69的计测值)
■作业现场数据(手动输入值)
■有无散热器选项(消音管)(手动输入值)
■风扇马达69的转速(工作油的入口压力；压力传感器87的计测值)
■冷却水泵77的性能(压力传感器86的计测值)该情况下的维护信息为是否需要散热器7 5及/或L TA散热器7 6的清扫。
在对象机器为散热器75及LTA散热器76的情况下，与变速箱油冷却装置48以及工作油冷却装置58的情况下相同，通过分别对散热器75及LTA散热器76的各入口和出口的温度差进行监视，能够对散热器75、 76的异常(例如灰尘的大量附着)进行诊断。另外，散热器75、 76的各入口和出口的温度差由于是根据外部空气温度、作业现场数据、有无散热器选项(消音管)、风扇马达69的转速、冷却水泵77的性能等其他的因素发生变化的，因此，通过将这些信息作为动作条件信息相结合地进行诊断能够对异常进行准确地诊断，并能够对是否需要散热器75及/或LTA散热器76的清扫进行准确地预测。
在诊断数据库111中，散热器75、 76的各入口和出口的温度差(内部状态信息)与外部空气温度、作业现场数据、有无散热器选项(消音管)、风扇马达69的转速、冷却水泵77的性能等动作条件相关联地被存储。另外，诊断数据库更新部104以使散热器75、 76的各入口和出口的温度差(内部状态信息)与外部空气温度、作业现场数据、有无散热器选项(消音管)、风扇马达69的转速、冷却水泵77的性能等动作条件信息和维护信息相关联地对诊断数据库lll的诊断数据进行更新。
此外，上述实施例是将本发明适用于超大型液压挖掘机(反4产型)的情况下的实施例，但是，只要在机身上设有作业机的工程机械，除此以外的作业才几也可以。例如，装载型的液压挖掘才几、比超大型尺寸小的液压挖掘机(例如通常的大型液压挖掘机或中型液压挖掘机)，而且，即使对于液压挖掘机以外的轮式装载机、起重机、推土机等工程机械，也能够同样地适用本发明。
权利要求
1.一种工程机械的机器诊断装置，将具有机身(3)以及设在该机身(3)上的作业机(4)的工程机械所具有的组件中的至少一个作为对象机器进行诊断，其特征在于，具有数据判定机构(101；101A)，在所述对象机器(40，41，48，58，P3，75、76)的外部环境信息、以及具有显示对象机器的动作信息的动作条件信息和显示对象机器的动作状态信息的内部状态信息的机器信息(121；121A，121B)被输入的情况下，对所述机器信息的动作条件信息和预先存储的动作条件信息进行比较，进行是否一致的判定，对判定结果信息进行输出；状态诊断机构(103；103A)，在所述判定结果信息显示为一致的情况下，对所述机器信息的所述内部状态信息和预先存储的内部状态信息进行比较，对比较结果进行输出。
2. 如权利要求l所述的工程机械的机器诊断装置，其特征在于 所述预先存储的动作条件信息和内部状态信息相关联地被存储。
3. 如权利要求l所述的工程机械的机器诊断装置，其特征在于 所述状态诊断机构(103; 103A)对所述机器信息的所述内部状态信息和预先存储的内部状态信息进行比较，进行是否 一 致的判定， 在所述判定结果信息显示为一致的情况下，根据与所述预先存储的 内部状态信息上附带的维护信息相应地输出诊断结果，在所述判定 结果信息不显示为一致的情况下，输出异常的诊断结果。
4. 如权利要求l所述的工程机械的机器诊断装置，其特征在于 所述动作条件信息包括温度数据、湿度数据、气候数据、路面数据、操作数据、维护人员数据、驾驶者数据、机种数据、作业现 场数据、油等级、油劣化度、相关机器的动作信息中的至少一个。
5. 如权利要求l所述的工程机械的机器诊断装置，其特征在于 所述内部状态信息包含发动机转速数据、散热器水温数据、油温数据、油劣化度、内部泄漏量、燃料消耗数据、对象机器的声音 数据、对象机器的振动数据中的至少一个。
6. 如权利要求l所述的工程机械的机器诊断装置，其特征在于 还具有过程学习机构(102),在从所述数据判定机构(101;101A)输出的所述判定结果信息显示为不一致的情况下，对所述机 器信息(121; 121A, 121B)进行学习，将学习的结果作为过程学 习信息存储在过程数据库(112)中。
7. 如权利要求l所述的工程机械的机器诊断装置，其特征在于 还具有诊断数据库(111),其具有存储有所述动作条件信息的动作条件数据存储部(llla)，所述数据判定机构(101; 101A)对被输入的机器信息(121; 121A, 121B)的动作条件信息和被存储在所述动作条件数据存储部 (llla)中的所述动作条件信息进行比较。
8. 如权利要求l所述的工程机械的机器诊断装置，其特征在于 还具有诊断数据库(111),其具有存储有所述内部状态信息的内部状态数据存储部(lllb)，所述状态诊断机构(103; 103A)对被输入的机器信息(121; 121A, 121B)的内部状态信息和被存储在所述内部状态数据存储部 (lllb)中的所述内部状态信息进行比较。
9. 如权利要求6所述的工程机械的机器诊断装置，其特征在于 还具有诊断数据库更新机构(104)，其对所述过程数据库(112)是否被更新进行检测，在检测出被更新的情况下，输出过程数据库 更新要求信息。
10. —种工程机械的机器诊断系统，其特征在于，具有如权利 要求1 5中的任一项所述的机器诊断装置(201; 201A; 201B)和 显示所述诊断结果的显示装置(204)。
11. 如权利要求10所述的工程机械的机器诊断系统，其特征在于所述机器诊断装置(201; 201A; 201B )具有过程学习机构(102)，在从所述数据判定机构(101; 101A)输出的所述判定结果信息显示 为不一致的情况下，该过程学习机构(102)对所述机器信息(121; 121A， 121B)进行学习，并将学习的结果作为过程学习信息存储在 过程数据库(112)中，所述显示装置(204)对被存储在所述过程数据库中的过程学习 信息进行显示。
12. 如权利要求ll所述的工程机械的机器诊断系统，其特征在于所述过程数据库(112)将所述过程学习信息和所述过程学习信 息被学习的日期数据相关联地存储，所述显示装置(204)对所述过程学习信息和所述过程学习信息 被学习的日期数据进行显示。
13. 如权利要求10或11所述的工程机械的机器诊断系统，其特 征在于还具有输 入维护信息的维护信息输入机构(202， 801、 802), 所述机器诊断装置(201; 201A; 201B )具有诊断数据库更新机 构(104),其从所述过程数据库(112)读取所述过程学习信息， 对是否从所述维护信息输入机构输入了所述维护信息进行判定，作 为判定结果，在所述维护信息被输入的情况下，将所述维护信息附 加到被读取的所述过程学习信息上，并存储在诊断数据库(111)的 维护信息数据存储部(lllc)中。
14. 如权利要求13所述的工程机械的机器诊断系统，其特征在于所述维护信息为显示所述对象机器(40, 41, 48， 58， P3， 75、 76)为正常还是异常的信息。
15. 如权利要求14所述的工程机械的机器诊断系统，其特征在于所述诊断数据库更新机构(104),在从所述维护信息输入机构 (202, 801、 802 )输入的维护信息显示为异常的情况下，使要求输入异常内容的维护信息输入画面(1001 )显示在所述显示装置(204) 上。
16. 如权利要求15所述的工程机械的机器诊断系统，其特征在于所述维护信息输入画面(1001)，作为故障时期具有输入规定 期间的项目，所述规定期间是包含从内部状态信息的异常的变化显 示为峰值的时点前到该时点的期间。
17. 如权利要求10所述的工程机械的机器诊断系统，其特征在于所述机器诊断装置(201A),在从所述数据判定机构(101A) 输出的所述判定结果信息显示为不一致的情况下，向所述显示装置 (204)输出异常内容及不一致内容，所述显示装置(204)显示所述异常内容及所述不一致内容。
18. 如权利要求10所述的工程机械的机器it断系统，其特4正在于所述机器诊断装置(201A)的所述数据判定机构(101A)，在 多条所述机器信息(121 )被输入的情况下，且在所述多条机器信息 的动作条件信息中存在不能与所述预先存储的动作条件信息进行比 较的动作条件信息的情况下，向所述显示装置(204)输出异常内容 及所述不能比较的动作条件信息，所述显示装置(204)对所述异常内容及所述不能比较的动作条 件信息进行显示。
19. 如权利要求l ~3中的任一项所述的工程机械的机器诊断装 置，其特征在于所述对象机器有多个，所述数据判定机构(101A)按照每个所述对象机器对相关的机 器信息(121A, 121B)进行选择，并进行所述动作条件信息的判定。
20. 如权利要求19所述的工程机械的机器诊断装置，其特征在于在与进行所述判定的对象机器相关的内部状态信息有多条时，所述数据判定机构(101A)按照每条所述内部状态信息在所述动作 条件信息中对关联的信息进行选择，并进行判定。
21. 如权利要求19所述的工程机械的机器诊断装置，其特征在于在与进行所述判定的对象机器的内部状态信息相关的动作条件 信息有多条时，所述数据判定机构(101A)按照每条所述动作条件 信息进行判定。
22. 如权利要求1 ~ 3中的任一项所示的工程机械的机器诊断装 置，其特征在于所述工程机械具有被搭载在所述机身(3)上的至少一台发动 机(40)及通过该发动机驱动的多台主泵(P1 P3);被所述主泵 喷出的工作油驱动且对所述前作业机进行驱动的多个执行机构(6a, 7a, 8a, 57);将所述发动机的动力分配给所述多台主泵的泵变速 箱装置(41);对用于该泵变速箱装置的冷却用的变速箱油进行冷 却的变速箱油冷却装置(48);对由所述主泵喷出并对所述多台执 行机构进行驱动的工作油进行冷却的工作油冷却装置(58);对所 述发动机的冷却水进行冷却的散热器(75, 76 ),所述对象机器为所述泵变速箱装置、变速箱油冷却装置、工作 油冷却装置、主泵、发动机、散热器中的至少一个，所述数据判定机构(101A),在所述对象机器有多台时，按照 每台所述对象机器对关联的机器信息(121A, 121B)进行选择，并 进行所述动作条件信息的判定。
23. 如权利要求22所述的工程机械的机器诊断装置，其特征在于在所述对象机器为所述泵变速箱装置(41)时，所述内部状态 信息为所述变速箱油的油温和所述变速箱油的劣化度中的某一个，在所述内部状态信息为所述变速箱油的油温时，所述内部状态 信息为外部空气温度、路面数据(车身的倾斜角)、维护人员数据、驾驶者数据、所述变速箱油冷却装置的性能、油等级、所述工程机 械的机种数据、变速箱油的劣化度中的至少一个，在所述内部状态信息为所述变速箱油的劣化度时，所述内部状 态信息为作业现场数据、气候数据中的至少一个，所述数据判定机构(101A)按照每条所述内部状态信息在所述 动作条件信息中对相关的信息进行选择，按照每条所述动作条件信 息进行判定。
24. 如权利要求22所述的工程机械的机器诊断装置，其特征在于在所述对象机器为所述变速箱油冷却装置(48)时，所述内部 状态信息为所述变速箱油冷却装置的入口和出口的温度差，所述动 作条件信息为外部空气温度、作业现场数据、是否有冷却装置选项、 风扇马达的转速中的至少一个，所述数据判定机构(101A)按照每条所述动作条件信息进行判定。
25. 如权利要求22所述的工程机械的机器诊断装置，其特征在于在所述对象机器为所述工作油冷却装置(58)时，所述内部状 态信息为所述工作油冷却装置的入口和出口的温度差，所述动作条 件信息为外部空气温度、作业现场数据、是否有冷却装置选项、风 扇马达的转速中的至少一个，所述数据判定机构(101A)按照每条所述动作条件信息进行判定。
26. 如权利要求22所述的工程机械的机器诊断装置，其特征在于在所述对象机器为所述多台主泵中的一台(P3)时，所述内部 状态信息为所述主泵的内部泄漏量，所述动作条件信息为所述前作 业机的操作数据、所述工程机械的机种数据、外部空气温度、工作 油的油等级中的至少 一 个，所述数据判定机构(101A)按照每条所述动作条件信息进行判定。
27. 如权利要求22所述的工程机械的机器诊断装置，其特征在于在所述对象机器为所述发动机(40)时，所述内部状态信息为 所述发动机的转速，所述动作条件信息为标高、燃料等级、发动机 油等级、发动机的负荷变化中的至少一个，所述数据判定机构(101A)按照每条所述动作条件信息进行判定。
28. 如权利要求22所述的工程机械的机器诊断装置，其特征在于在所述对象机器为所述散热器(75, 76 )时，所述内部状态信 息为所述散热器的入口和出口的温度差，所述动作条件信息为外部 空气温度、作业现场数据、有无散热器选项、风扇马达(79)的转 速、冷却水泵(77)的性能中的一个，所述数据判定机构U01A)按照每条所述动作条件信息进行判定。
全文摘要
本发明提供一种工程机械的机器诊断装置及机器诊断系统，机器诊断装置(201)具有数据判定机构(101)和状态诊断机构(103)，其中，数据判定机构(101)在具有动作条件信息和内部状态信息的机器信息(121)被输入的情况下，对其机器信息的动作条件信息和预先存储在数据库(111)中的动作条件信息进行比较，进行是否一致的判定，并输出判定结果信息；状态诊断机构(103)在该判定结果信息显示为一致的情况下，对机器信息的内部状态信息和预先存储在数据库中的内部状态信息进行比较，输出比较结果。由此，能够降低输出错误的判定结果的可能性，能够实现维护作业的高效率化。
文档编号G06Q50/00GK101675195SQ20088001302
公开日2010年3月17日 申请日期2008年8月11日 优先权日2007年8月9日
发明者古野义纪, 柴田浩一, 渡边丰, 渡边洋, 铃木英明 申请人:日立建机株式会社