挖土机的异常判定方法、管理装置及挖土机的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及基于从挖土机取得的某个物理量的检测值判定挖土机的异常的有无 的方法、以及判定挖土机的异常的有无的管理装置及挖土机。
【背景技术】
[0002] 挖土机等作业机械在各种各样的建设现场、土木工程现场等中被使用，当发生了 故障时，要求迅速的故障修理。开发了基于根据作业机械的状态而变动的各种参数检测异 常的评价系统（专利文献1、2)。例如，基于发动机转速、工作油压等多个参数检测异常。作 为一例，利用从作业机械收集的各种参数的时间积分值等。通过进行时间积分，能够将噪声 的影响排除。
[0003] 在专利文献3中，公开了一种向进行挖土机的管理及服务的管理部门、供给燃料 及工作油的燃料供给部门、租赁液压挖土机的出租业者、检查土木工程量并管理施工的进 展状况的施工现场监督部门等发送关于挖土机的信息的装置信息发送系统。在专利文献3 所公开的装置信息发送系统中，将关于挖土机的信息分类为有关工作时间的管理的信息、 有关工作场所的管理的信息、有关定期维护服务的信息、有关防盗的信息、有关消耗品交换 服务的信息等。
[0004] 按照部门设置有显示有关挖土机的信息的监视显示器。在各部门的监视显示器上 显示对该部门有用的信息。
[0005] 以往技术文献
[0006] 专利文献
[0007] 专利文献1 :日本特开2006 - 53818号公报
[0008] 专利文献2 :日本特开2007 - 257366号公报
[0009] 专利文献3 :日本特开2002 - 203066号公报
【发明内容】
[0010] 发明所要解决的课题
[0011] 如果进行检测到的各种参数的时间积分，则即使在短时间中发生异常的变动，也 不能检测到该变动。本发明的目的是提供一种能够检测短时间的异常的变动、判定挖土机 的异常的异常判定方法。
[0012] 根据本发明的一技术方案，提供一种挖土机的异常判定方法，准备表示在将挖土 机运转并进行某个既定动作的期间从上述挖土机得到的关注物理量的检测值的时间变化 的多个参照波形，基于上述参照波形判定与上述挖土机相同型号的评价对象挖土机的异常 的有无，具有：(a)在将上述评价对象挖土机运转并进行与上述既定动作类似的动作的期 间、检测从上述评价对象挖土机得到的上述关注物理量、取得作为检测值的时间变化的评 价波形的工序；(b)基于多个上述参照波形和上述评价波形判定上述评价对象挖土机的异 常的有无的工序。
[0013] 根据本发明的另一技术方案，提供一种挖土机的管理装置，具有：存储装置，保存 有表示在运转挖土机并进行某个既定动作的期间从上述挖土机得到的关注物理量的检测 值随时间变化的多个参照波形；通信装置，与评价对象挖土机进行通信；以及处理装置，上 述处理装置在上述评价对象挖土机进行与上述既定动作类似的动作的期间，取得作为从上 述评价对象挖土机得到的上述关注物理量的检测值随时间变化的评价波形，基于多个上述 参照波形和上述评价波形判定上述评价对象挖土机的异常的有无。
[0014] 根据本发明的另一技术方案，提供一种挖土机，具有保存有表示在进行某个既定 动作的期间所得到的关注物理量的检测值随时间变化的多个参照波形的存储装置和处理 装置，上述处理装置取得在进行与上述既定动作类似的动作的期间所得到的上述关注物理 量的检测值随时间变化的评价波形，基于多个上述参照波形和上述评价波形判定异常的有 无。
[0015] 发明的效果
[0016] 能够检测关注物理量的短时间的异常的变动，判定挖土机的异常。
【附图说明】
[0017] 图1是在实施例的挖土机的异常判定方法中使用的管理装置、判定对象的挖土机 及挖土机的状态显示装置的块图。
[0018] 图2是实施例的异常判定方法的准备阶段的流程图。
[0019] 图3是表示用来说明挖土机的既定动作的动臂升高指令先导压、动臂降低指令先 导压及发动机转速随时间变化的一例的曲线图。
[0020] 图4A是表示参照波形的一例的曲线图，图4B及图4C是表示从评价对象挖土机取 得的评价波形的一例的曲线图。
[0021] 图5是表示参照波形的一例的曲线图。
[0022] 图6A是表示参照波形的特征量及代表值的一例的图表，图6B是表示评价波形的 特征量的一例的图表。
[0023] 图7是实施例的异常判定方法的流程图。
[0024] 图8是图7所示的步骤SB2的详细的流程图。
[0025] 图9是表示评价波形的马氏距离MD的定义式的图。
[0026] 图10是另一实施例的异常判定方法的步骤SB2的流程图。
[0027] 图11是表示标准化的多个参照矢量及标准化的评价矢量的一例的曲线图。
[0028] 图12是表示标准化的异常时矢量及标准化的评价矢量的一例的曲线图。
[0029] 图13是表示标准化的异常时矢量及标准化的评价矢量的、与图12不同的例子的 曲线图。
[0030] 图14是表示异常判定结果信息的一例的图表。
[0031] 图15是挖土机的状态显示装置的处理装置执行的处理的流程图。
[0032] 图16是表示在挖土机的状态显示装置的显示装置上显示的图像的一例的图。
[0033] 图17A是表示在挖土机的状态显示装置的显示装置上显示的图像的另一例的图， 图17B是表示在挖土机的图标被轻击后显示的图像的一例的图。
[0034] 图18是表示与图17A的状态相比地图的比例尺缩小的情况下在显示装置上显示 的图像的图。
[0035] 图19是表示显示在显示装置上的图像的一例的图。
[0036] 图20是表示显示在显示装置上的图像的一例的图。
[0037] 图21是制作因果关系信息的处理的流程图。
[0038] 图22是表示在步骤SDl (图21)中取得的运转变量的测量值及异常类别的另一例 的图表。
[0039] 图23是运转时间A的柱状图。
[0040] 图24是表示离散化处理后的运转变量及异常类别的一览的图表。
[0041] 图25是表示异常推测模型的事前概率及带条件概率的一例的图表。
[0042] 图26是使用因果关系信息进行异常判定的方法的流程图。
[0043] 图27是表示计算出的事后概率的一例的图表。
[0044] 图28是另一实施例的挖土机及挖土机管理装置的块图。
【具体实施方式】
[0045] 在图1中表示在实施例的挖土机的异常判定方法中使用的管理装置45、作为判定 对象的挖土机30及挖土机的状态显示装置50的块图。
[0046] 在挖土机30中，具备车辆控制器31、通信装置32、GPS (全地球测位系统）接收器 33、显示装置34及传感器35。传感器35测量挖土机的各种运转变量。将传感器35的测量 值向车辆控制器31输入。在运转变量中，例如包括运转时间、液压泵压力、冷却水温度、液 压负荷、工作时间等。车辆控制器31将挖土机的机体识别信息、各种运转变量的测量值及 由GPS接收器33计算出的当前位置信息从通信装置32经由通信线路40向管理装置45发 送。进而，车辆控制器31将关于挖土机的各种信息显示在显示装置34上。
[0047] 管理装置45包括通信装置46、处理装置47、存储装置48及显示装置49。将从挖 土机30经由通信线路40发送的各种信息经由通信装置46向处理装置47输入。在存储装 置48中，存储有处理装置47执行的程序、各种管理信息。处理装置47基于从挖土机30接 收到的机体识别信息、各种运转变量的测量值、当前位置信息及存储在存储装置48中的管 理信息，进行挖土机30的异常判定。在异常判定处理中，利用存储在存储装置48中的参照 波形等。将异常判定结果向显示装置49输出。进而，处理装置47将机体识别信息、当前位 置信息及异常判定结果信息从通信装置46经由通信线路40向挖土机的状态显示装置50 发送。
[0048] 挖土机的状态显示装置50包括收发电路51、处理装置52、存储装置53、显示装置 54及输入装置55。在挖土机的状态显示装置50中，使用例如触摸面板式的平板电脑终端。 在此情况下，显示装置54也作为输入装置55发挥作用。
[0049] 在图2中表示实施例的异常判定方法的准备阶段的流程图。在准备阶段中，进行 在异常判定方法中使用的参照波形的收集，并计算在参照波形中附带的各种数值。
[0050] 在步骤SAl中，在正常的状态的挖土机30 (图1)的既定动作中，取得由挖土机30 测量出的关注物理量。具体而言，将由挖土机30(图1)检测出的关注物理量的检测值经由 通信线路40向管理装置45发送。既定动作是指从挖土机的运转中的各种动作选择的一个 动作。
[0051] 参照图3,对既定动作进行说明。图3表示动臂升高指令先导压、动臂降低指令 先导压及发动机转速随时间变化的一例。在时刻tl，如果将运转键开启，则发动机开始旋 转。此时的发动机转速例如是约lOOOrpm。在时刻t2,如果操作者将发动机转速设定为 1200rpm，则发动机转速上升到约1200rpm。
[0052] 在时刻t3,如果操作者进行动臂升高的操作，则产生动臂升高指令先导压。如果 在时刻t4停止操作，则动臂升高指令先导压回到初始值。此时，发动机转速例如被维持为 1200rpm。在时刻t5,如果操作者进行动臂降低的操作，则产生动臂降低指令先导压。在时 刻t6,如果操作被停止，则动臂降低指令先导压回到初始值。在时刻t4与t5之间，发动机 转速上升到约1800rpm。根据挖土机的运转状况而自动调整发动机转速。
[0053] 选择从时刻tl到t2的空转动作、从时刻t3到t4的动臂升高动作、以及从时刻t5 到t6的动臂降低动作中的1个动作作为既定动作。另外，除此以外，也可以选择液压释放 动作、回转动作、前进动作、后退动作等作为既定动作。
[0054]