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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2024139069
(43)【公開日】2024-10-09
(54)【発明の名称】作業機械
(51)【国際特許分類】
E02F 9/26 20060101AFI20241002BHJP
E02F 9/20 20060101ALI20241002BHJP
【ＦＩ】
E02F9/26 B
E02F9/20 N
【審査請求】有
【請求項の数】5
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2023049861
(22)【出願日】2023-03-27
(11)【特許番号】
(45)【特許公報発行日】2024-05-22
(71)【出願人】
【識別番号】000005522
【氏名又は名称】日立建機株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】110001829
【氏名又は名称】弁理士法人開知
(72)【発明者】
【氏名】生井 伸夫
(72)【発明者】
【氏名】山林 純
(72)【発明者】
【氏名】神田 佳
【テーマコード（参考）】
2D003
2D015
【Ｆターム（参考）】
2D003AA01
2D003AB01
2D003AB02
2D003AB03
2D003AB04
2D003BA06
2D003BA07
2D003CA02
2D003DA04
2D003DB02
2D003DB03
2D003DB04
2D003DB07
2D015HA03
(57)【要約】
【課題】蓄積される損傷度の定量化を精度よく行うことが可能な作業機械を提供する。
【解決手段】作業機械は、車体と、車体に取り付けられる作業装置と、車体または作業装置に取り付けられる加速度センサと、制御装置と、を備える。制御装置は、作業機械の稼働情報に基づいて、複数の動作状態のうち、いずれの動作状態であるのかを判定し、加速度センサの検出結果に基づいて、動作状態毎の振動の影響度による重み付けを行って、動作状態毎に作業機械に作用する負荷の累積値を表す累積負荷を演算し、動作状態毎の累積負荷を足し合わせることにより総累積負荷を演算し、総累積負荷を出力する。
【選択図】図５
【解決手段】作業機械は、車体と、車体に取り付けられる作業装置と、車体または作業装置に取り付けられる加速度センサと、制御装置と、を備える。制御装置は、作業機械の稼働情報に基づいて、複数の動作状態のうち、いずれの動作状態であるのかを判定し、加速度センサの検出結果に基づいて、動作状態毎の振動の影響度による重み付けを行って、動作状態毎に作業機械に作用する負荷の累積値を表す累積負荷を演算し、動作状態毎の累積負荷を足し合わせることにより総累積負荷を演算し、総累積負荷を出力する。
【選択図】図５
【特許請求の範囲】
【請求項1】
車体と、前記車体に取り付けられる作業装置と、前記車体または前記作業装置に取り付けられる加速度センサと、制御装置と、を備える作業機械において、
前記制御装置は、
前記作業機械の稼働情報に基づいて、複数の動作状態のうち、いずれの動作状態であるのかを判定し、
前記加速度センサの検出結果に基づいて、前記動作状態毎の振動の影響度による重み付けを行って、前記動作状態毎に前記作業機械に作用する負荷の累積値を表す累積負荷を演算し、
前記動作状態毎の前記累積負荷を足し合わせることにより総累積負荷を演算し、
前記総累積負荷を出力する
ことを特徴とする作業機械。
前記制御装置は、
前記作業機械の稼働情報に基づいて、複数の動作状態のうち、いずれの動作状態であるのかを判定し、
前記加速度センサの検出結果に基づいて、前記動作状態毎の振動の影響度による重み付けを行って、前記動作状態毎に前記作業機械に作用する負荷の累積値を表す累積負荷を演算し、
前記動作状態毎の前記累積負荷を足し合わせることにより総累積負荷を演算し、
前記総累積負荷を出力する
ことを特徴とする作業機械。
【請求項2】
請求項１に記載の作業機械において、
前記車体は、走行体と、前記走行体に旋回輪を介して旋回可能に設けられた旋回体とを有し、
前記旋回体に搭載される原動機と、
前記原動機の回転速度を検出する回転速度センサと、
前記走行体、前記旋回体、及び前記作業装置に対する操作を検出する操作センサと、を備え、
前記稼働情報には、前記回転速度センサの検出結果及び前記操作センサの検出結果が含まれ、
前記制御装置は、
前記回転速度センサの検出結果に基づき、前記原動機が稼働している状態であるか否かを判定し、
前記操作センサの検出結果に基づき、前記走行体、前記旋回体、及び前記作業装置のそれぞれが操作されているか否かを判定し、
前記原動機が稼働している状態であり、かつ、前記走行体、前記旋回体、及び前記作業装置のいずれも操作されていない状態である場合には、前記動作状態をアイドル状態と判定し、
前記走行体が操作されている状態である場合には、前記動作状態を走行状態と判定し、
前記作業装置及び前記旋回体のうち少なくとも一方が操作されている状態である場合には、前記動作状態を作業状態と判定し、
前記アイドル状態での前記累積負荷を０とし、
前記作業状態での前記累積負荷と前記走行状態での前記累積負荷とを足し合わせることにより前記総累積負荷を演算する
ことを特徴とする作業機械。
前記車体は、走行体と、前記走行体に旋回輪を介して旋回可能に設けられた旋回体とを有し、
前記旋回体に搭載される原動機と、
前記原動機の回転速度を検出する回転速度センサと、
前記走行体、前記旋回体、及び前記作業装置に対する操作を検出する操作センサと、を備え、
前記稼働情報には、前記回転速度センサの検出結果及び前記操作センサの検出結果が含まれ、
前記制御装置は、
前記回転速度センサの検出結果に基づき、前記原動機が稼働している状態であるか否かを判定し、
前記操作センサの検出結果に基づき、前記走行体、前記旋回体、及び前記作業装置のそれぞれが操作されているか否かを判定し、
前記原動機が稼働している状態であり、かつ、前記走行体、前記旋回体、及び前記作業装置のいずれも操作されていない状態である場合には、前記動作状態をアイドル状態と判定し、
前記走行体が操作されている状態である場合には、前記動作状態を走行状態と判定し、
前記作業装置及び前記旋回体のうち少なくとも一方が操作されている状態である場合には、前記動作状態を作業状態と判定し、
前記アイドル状態での前記累積負荷を０とし、
前記作業状態での前記累積負荷と前記走行状態での前記累積負荷とを足し合わせることにより前記総累積負荷を演算する
ことを特徴とする作業機械。
【請求項3】
請求項２に記載の作業機械において、
前記作業状態での前記累積負荷の演算に用いる重み付けは、前記走行状態での前記累積負荷の演算に用いる重み付けよりも大きい
ことを特徴とする作業機械。
前記作業状態での前記累積負荷の演算に用いる重み付けは、前記走行状態での前記累積負荷の演算に用いる重み付けよりも大きい
ことを特徴とする作業機械。
【請求項4】
請求項２に記載の作業機械において、
前記制御装置は、
前記動作状態毎の稼働時間を演算し、
前記動作状態毎の稼働時間を足し合わせることにより総稼働時間を演算し、
前記総稼働時間と前記総累積負荷とを対応付けて出力するとともに、前記動作状態毎の稼働時間及び前記総稼働時間に対する前記動作状態毎の稼働時間の割合の少なくとも一方を出力する
ことを特徴とする作業機械。
前記制御装置は、
前記動作状態毎の稼働時間を演算し、
前記動作状態毎の稼働時間を足し合わせることにより総稼働時間を演算し、
前記総稼働時間と前記総累積負荷とを対応付けて出力するとともに、前記動作状態毎の稼働時間及び前記総稼働時間に対する前記動作状態毎の稼働時間の割合の少なくとも一方を出力する
ことを特徴とする作業機械。
【請求項5】
請求項２に記載の作業機械において、
前記旋回体は、前記旋回輪により支持されるセンターフレームと、前記センターフレームの側方に設けられ前記センターフレームにより支持されるサイドフレームと、を有し、
前記加速度センサは、前記センターフレームに取り付けられている
ことを特徴とする作業機械。
前記旋回体は、前記旋回輪により支持されるセンターフレームと、前記センターフレームの側方に設けられ前記センターフレームにより支持されるサイドフレームと、を有し、
前記加速度センサは、前記センターフレームに取り付けられている
ことを特徴とする作業機械。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、作業機械に関する。
【背景技術】
【0002】
作業機械の消耗度を把握するために、作業機械の各動作状態の累積時間の合計を出力する作業機械が知られている（特許文献１参照）。なお、特許文献１に記載の作業機械は、合計累積時間だけでなく、所定のタイミング毎に走行振動を判定し、その判定結果を出力する。具体的には、特許文献１に記載の作業機械は、所定のタイミング毎に振動の大きさである振動強度を算出し、算出した振動強度を９つのレベルに分類し、９つの振動強度レベルのそれぞれに関して判定回数をカウントし、サーバに送信する（特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【特許文献1】ＷＯ２０２１／０２５０３４Ａ１
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
しかしながら、特許文献１に記載の技術では、作業機械による日々の作業で蓄積される損傷度の定量化が難しい。このため、蓄積する損傷度を精度よく定量化できる技術が要望されている。
【0005】
本発明は、蓄積される損傷度の定量化を精度よく行うことが可能な作業機械を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0006】
本発明の一態様による作業機械は、車体と、前記車体に取り付けられる作業装置と、前記車体または前記作業装置に取り付けられる加速度センサと、制御装置と、を備える。前記制御装置は、前記作業機械の稼働情報に基づいて、複数の動作状態のうち、いずれの動作状態であるのかを判定し、前記加速度センサの検出結果に基づいて、前記動作状態毎の振動の影響度による重み付けを行って、前記動作状態毎に前記作業機械に作用する負荷の累積値を表す累積負荷を演算し、前記動作状態毎の前記累積負荷を足し合わせることにより総累積負荷を演算し、前記総累積負荷を出力する。
【発明の効果】
【0007】
本発明によれば、蓄積される損傷度の定量化を精度よく行うことが可能な作業機械を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【0008】
【発明を実施するための形態】
【0009】
以下、本発明の実施形態に係る作業機械について図面を用いて説明する。なお、以下では、作業機械が、作業装置の先端の作業具（アタッチメント）としてバケット１０を備える油圧ショベルである例について説明する。
【0010】
＜第１実施形態＞
－油圧ショベルの全体構成－
図１は、本発明の第１実施形態に係る油圧ショベル１の構成図である。図１に示すように、油圧ショベル１は、車体（機体）１Ｂと、車体１Ｂに取り付けられる多関節型のフロント作業装置（以下、単に作業装置と記す）１Ａと、を備える。車体１Ｂは、左右の走行油圧モータ（油圧アクチュエータ）３ａ，３ｂにより走行する下部走行体１１と、下部走行体１１に旋回輪１７を介して旋回可能に設けられる上部旋回体１２と、を有する。上部旋回体１２は、旋回油圧モータ（油圧アクチュエータ）４により旋回する。
－油圧ショベルの全体構成－
図１は、本発明の第１実施形態に係る油圧ショベル１の構成図である。図１に示すように、油圧ショベル１は、車体（機体）１Ｂと、車体１Ｂに取り付けられる多関節型のフロント作業装置（以下、単に作業装置と記す）１Ａと、を備える。車体１Ｂは、左右の走行油圧モータ（油圧アクチュエータ）３ａ，３ｂにより走行する下部走行体１１と、下部走行体１１に旋回輪１７を介して旋回可能に設けられる上部旋回体１２と、を有する。上部旋回体１２は、旋回油圧モータ（油圧アクチュエータ）４により旋回する。
【0011】
作業装置１Ａは、複数の駆動対象部材（ブーム８、アーム９及びバケット１０）と、駆動対象部材を駆動する複数の油圧アクチュエータと、を備える。複数の駆動対象部材は、直列的に連結されている。ブーム８の基端部は上部旋回体１２の前部においてブームピンを介して回動可能に支持されている。ブーム８の先端部にはアームピンを介してアーム９が回動可能に連結されている。アーム９の先端部にはバケットピンを介して作業具としてのバケット１０が回動可能に連結されている。ブーム８は、油圧アクチュエータである油圧シリンダ（以下、ブームシリンダとも記す）５によって駆動される。アーム９は、油圧アクチュエータである油圧シリンダ（以下、アームシリンダとも記す）６によって駆動される。バケット１０は、油圧アクチュエータである油圧シリンダ（以下、バケットシリンダとも記す）７によって駆動される。
【0012】
ブーム８、アーム９及びバケット１０の回動角度を測定可能なように、ブーム８にブーム角度センサ５０、アーム９にアーム角度センサ５１、バケットリンク１３にバケット角度センサ５２が取り付けられている。上部旋回体１２には、基準面（例えば水平面）に対する上部旋回体１２（車体１Ｂ）の傾斜角を検出する車体傾斜角度センサ５３が取り付けられている。
【0013】
上部旋回体１２の前部左側には運転室１６が設けられ、運転室１６の後方には機械室１９が設けられている。運転室１６には、油圧ショベル１の各種操作を行う操作装置、及び、オペレータが着席する運転席等が配置されている。機械室１９には、エンジン２３、油圧ポンプ及び旋回油圧モータ４などが搭載される。また、上部旋回体１２の後部には、作業時のバランスをとるためのカウンタウェイト１８が設けられている。上部旋回体１２と下部走行体１１との間には旋回輪１７が設けられている。旋回輪１７は旋回油圧モータ４により駆動し、上部旋回体１２を下部走行体１１に対して右方向または左方向に旋回させる。
【0014】
図２は、油圧ショベル１のシステム構成を示す図である。油圧ショベル１は、油圧ショベル１の各部の動作を制御する制御装置である車体コントローラ１４と、エンジン回転速度の上限値を手動で変更するためのエンジンコントロールダイヤル１５と、原動機としてエンジン２３と、エンジン２３を制御する制御装置であるエンジンコントローラ２４と、を備えている。エンジンコントローラ２４には、エンジン２３の回転速度を検出するピックアップセンサ等の回転速度センサ２３ａが接続されている。なお、本実施の形態では、原動機としてエンジン２３を例に挙げるが、電動モータ等の原動機を用いることもできる。
【0015】
車体コントローラ１４は、エンジンコントローラ２４等と、ＣＡＮ（Controller Area Network）と呼ばれる車載ネットワークにより接続され、相互に情報（データ）の送受信を行っている。
【0016】
車体コントローラ１４及びエンジンコントローラ２４は、協働してエンジン２３の回転速度を制御する。エンジン回転速度制御において、車体コントローラ１４は、エンジンコントロールダイヤル１５の操作位置、後述する各アクチュエータ（３～７）の操作装置３１，３２，３３の操作状態、後述するメインポンプ２１の負荷状態などに基づいて、エンジン目標回転速度を演算し、そのエンジン目標回転速度をエンジンコントローラ２４に出力する。
【0017】
エンジンコントローラ２４は、回転速度センサ２３ａの信号からエンジン実回転速度を演算する。エンジンコントローラ２４は、エンジン実回転速度がエンジン目標回転速度となるようにエンジン２３を制御する。エンジンコントローラ２４は、演算したエンジン実回転速度を車体コントローラ１４に出力する。
【0018】
油圧ショベル１は、可変容量型の油圧ポンプであるメインポンプ２１及び固定容量型の油圧ポンプであるパイロットポンプ２２を備えている。メインポンプ２１及びパイロットポンプ２２は、エンジン２３によって駆動され、油タンク２５から作動油を吸い込み、吐出配管に作動油を吐出する。パイロットポンプ２２の吐出配管であるパイロットラインには、ロック弁２６が設けられる。パイロットラインにおけるロック弁２６とパイロットポンプ２２との間には、ポンプレギュレータ２７が接続されている。
【0019】
ロック弁２６は、パイロットポンプ２２のパイロットラインを遮断可能な電磁切替弁である。ロック弁２６は、車体コントローラ１４によって駆動するソレノイドによって回路遮断位置と回路連通位置に切り換えられる。ロック弁２６は、オペレータにより操作される。運転室１６内には、ロックレバー装置３０が設置されている。ロックレバー装置３０がロック位置にあるとき、ロック弁２６は回路遮断位置に切り換えられる。この状態では、パイロットポンプ２２から吐出される作動油は、ロック弁２６の下流側に流れない。ロックレバー装置３０がロック解除位置にあるとき、ロック弁２６は回路連通位置に切り換えられる。この状態では、パイロットポンプ２２から吐出される作動油は、ロック弁２６の下流側に流れる。
【0020】
ポンプレギュレータ２７は、パイロットポンプ２２の吐出圧（パイロット一次圧）を減圧して出力する電磁比例弁であるポンプ流量制御弁を有している。ポンプレギュレータ２７は、車体コントローラ１４からの制御信号（電流）に応じてパイロット一次圧を減圧して二次圧を出力する。ポンプレギュレータ２７は、メインポンプ２１の傾転角（押除け容積）制御機構を内蔵しており、ポンプ流量制御弁の出力（二次圧）であるポンプ流量制御圧に応じてメインポンプ２１の押除け容積（すなわち吐出流量）を制御する。
【0021】
メインポンプ２１は、ブームシリンダ５、アームシリンダ６、バケットシリンダ７、走行油圧モータ３ａ，３ｂ、旋回油圧モータ４などの油圧アクチュエータを駆動するための駆動源である。なお、図２では、メインポンプ２１を１つのみ表記しているが、メインポンプ２１は複数あってもよい。
【0022】
油圧ショベル１は、ブームシリンダ５を操作するブーム操作装置と、アームシリンダ６を操作するアーム操作装置と、バケットシリンダ７を操作するバケット操作装置とを備える。なお、図２では、ブーム操作装置、アーム操作装置、バケット操作装置のうちの一つを代表する作業操作装置３１が示されている。また、図２では、ブームシリンダ５、アームシリンダ６及びバケットシリンダ７のうちの一つを代表する油圧シリンダＳが示されている。
【0023】
油圧ショベル１は、下部走行体１１の左クローラの走行油圧モータ３ａを操作する左走行操作装置と、下部走行体１１の右クローラの走行油圧モータ３ｂを操作する右走行操作装置と、旋回油圧モータ４を操作する旋回操作装置３３とを備える。なお、図２では、右走行操作装置及び左走行操作装置のうちの一つを代表する走行操作装置３２が示されている。また、図２では、左クローラの走行油圧モータ３ａ及び右クローラの走行油圧モータ３ｂのうちの一つを代表する走行油圧モータ３が示されている。
【0024】
作業操作装置３１は、オペレータによって傾動操作される操作レバー３１ｃと、油圧パイロット方式の一対の減圧弁３１ａ，３１ｂとを有する。走行操作装置３２は、オペレータによって傾動操作される操作レバー３２ｃと、油圧パイロット方式の一対の減圧弁３２ａ，３２ｂとを有する。旋回操作装置３３は、オペレータによって傾動操作される操作レバー３３ｃと、油圧パイロット方式の一対の減圧弁３３ａ，３３ｂとを有する。
【0025】
操作装置３１，３２，３３の減圧弁３１ａ，３１ｂ，３２ａ，３２ｂ，３３ａ，３３ｂは、パイロットラインにおけるロック弁２６の下流側に設けられている。ロック弁２６が回路連通位置に切り換えられている場合、減圧弁３１ａ，３１ｂ，３２ａ，３２ｂ，３３ａ，３３ｂは、パイロットポンプ２２の吐出圧を元圧として、操作レバー３１ｃ，３２ｃ，３３ｃの操作量と操作方向に応じたパイロット圧（操作圧とも称する）を発生する。
【0026】
減圧弁３１ａ，３１ｂ，３２ａ，３２ｂ，３３ａ，３３ｂによって発生したパイロット圧は、コントロールバルブ４０に導かれる。コントロールバルブ４０は、メインポンプ２１から油圧アクチュエータ（Ｓ，３，４）に供給される作動油の流量を制御するための流量制御弁４１，４２，４３を有している。
【0027】
減圧弁３１ａ，３１ｂ，３２ａ，３２ｂ，３３ａ，３３ｂによって発生したパイロット圧（操作圧）は、油圧アクチュエータ（Ｓ，３，４）を動作させる指令（信号）として利用される。
【0028】
操作装置３１，３２，３３の操作レバー３１ｃ，３２ｃ，３３ｃが操作されると、その操作方向及び操作量に応じた操作圧（信号）がコントロールバルブ４０の流量制御弁４１，４２，４３の受圧部４１ａ，４１ｂ，４２ａ，４２ｂ，４３ａ，４３ｂに導かれ、流量制御弁４１，４２，４３が動作する。これにより、メインポンプ２１から吐出された作動油は、流量制御弁４１，４２，４３を通じて、その流量制御弁４１，４２，４３に対応する油圧アクチュエータ（Ｓ，３，４）に供給され、油圧アクチュエータ（Ｓ，３，４）が駆動される。
【0029】
油圧ショベル１は、操作装置３１，３２，３３の操作圧（操作量）を検出する操作センサ（作業操作センサ３４ａ，３４ｂ、走行操作センサ３５ａ，３５ｂ、旋回操作センサ３６ａ，３６ｂ）を有している。本実施形態では、操作センサ３４ａ，３４ｂ，３５ａ，３５ｂ，３６ａ，３６ｂは、操作装置３１，３２，３３の減圧弁３１ａ，３１ｂ，３２ａ，３２ｂ，３３ａ，３３ｂと流量制御弁４１，４２，４３の受圧部４１ａ，４１ｂ，４２ａ，４２ｂ，４３ａ，４３ｂとを接続するパイロットラインに設けられる圧力センサである。
【0030】
操作センサ３４ａ，３４ｂ，３５ａ，３５ｂ，３６ａ，３６ｂは、オペレータによる操作レバー３１ｃ，３２ｃ，３３ｃによる作業装置１Ａ、下部走行体１１、及び上部旋回体１２に対する操作によって生じる操作圧（操作量）を検出し、検出結果を車体コントローラ１４に出力する。
【0031】
作業操作センサ３４ａ，３４ｂは、流量制御弁４１の受圧部４１ａ，４１ｂに作用する操作圧（作業操作圧とも記す）を検出する。なお、作業操作装置３１がブーム操作装置である場合、作業操作センサ３４ａ，３４ｂは、ブームシリンダ５の操作圧（すなわち、ブーム８の操作）を検出するブーム操作センサである。また、作業操作装置３１がアーム操作装置である場合、作業操作センサ３４ａ，３４ｂは、アームシリンダ６の操作圧（すなわち、アーム９の操作）を検出するアーム操作センサである。作業操作装置３１がバケット操作装置である場合、作業操作センサ３４ａ，３４ｂは、バケットシリンダ７の操作圧（すなわち、バケット１０の操作）を検出するバケット操作センサである。このように、作業操作センサ３４ａ，３４ｂは、作業装置１Ａを動作させるための操作圧（操作量）を検出する。
【0032】
走行操作センサ３５ａ，３５ｂは、流量制御弁４２の受圧部４２ａ，４２ｂに作用する操作圧（走行操作圧とも記す）を検出する。つまり、走行操作センサ３５ａ，３５ｂは、下部走行体１１を動作（走行）させるための操作圧（操作量）を検出する。旋回操作センサ３６ａ，３６ｂは、流量制御弁４３の受圧部４３ａ，４３ｂに作用する操作圧（旋回操作圧とも記す）を検出する。つまり、旋回操作センサ３６ａ，３６ｂは、上部旋回体１２を動作（旋回）させるための操作圧（操作量）を検出する。
【0033】
作業操作センサ３４ａ，３４ｂ、走行操作センサ３５ａ，３５ｂ、旋回操作センサ３６ａ，３６ｂの信号は車体コントローラ１４に入力される。車体コントローラ１４は、操作センサ３４ａ，３４ｂ，３５ａ，３５ｂ，３６ａ，３６ｂからの信号に基づいて、油圧ショベル１の操作状況を把握する。
【0034】
車体コントローラ１４は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）等の処理装置１４１、ＲＯＭ（Read Only Memory）、フラッシュメモリ、ハードディスクドライブ等の不揮発性メモリ１４２、所謂ＲＡＭ（Random Access Memory）と呼ばれる揮発性メモリ１４３、入出力インタフェース１４４、及び、その他の周辺回路を備えたコンピュータで構成される。なお、車体コントローラ１４は、１つのコンピュータで構成してもよいし、複数のコンピュータで構成してもよい。
【0035】
不揮発性メモリ１４２には、各種演算が実行可能なプログラムが格納されている。すなわち、不揮発性メモリ１４２は、本実施形態の機能を実現するプログラムを読み取り可能な記憶媒体（記憶装置）である。揮発性メモリ１４３は、処理装置１４１による演算結果及び入出力インタフェース１４４から入力された信号を一時的に記憶する記憶媒体（記憶装置）である。処理装置１４１は、不揮発性メモリ１４２に記憶されたプログラムを揮発性メモリ１４３に展開して演算実行する装置である。処理装置１４１は、プログラムに従って入出力インタフェース１４４、不揮発性メモリ１４２及び揮発性メモリ１４３から取り入れたデータに対して所定の演算処理を行う。
【0036】
車体コントローラ１４は、ブーム角度センサ５０、アーム角度センサ５１、バケット角度センサ５２、車体傾斜角度センサ５３、操作センサ３４ａ，３４ｂ，３５ａ，３５ｂ，３６ａ，３６ｂ、エンジンコントローラ２４、ポンプレギュレータ２７、ロックレバー装置３０、ロック弁２６、エンジンコントロールダイヤル１５、通信装置７１、及び表示装置７２のそれぞれに接続される。
【0037】
入出力インタフェース１４４の入力部は、各種装置（エンジンコントローラ２４、エンジンコントロールダイヤル１５、ロックレバー装置３０、ブーム角度センサ５０、アーム角度センサ５１、バケット角度センサ５２、車体傾斜角度センサ５３、操作センサ３４ａ，３４ｂ，３５ａ，３５ｂ，３６ａ，３６ｂ、及び通信装置７１等）から入力された信号を処理装置１４１で演算可能なデータに変換する。また、入出力インタフェース１４４の出力部は、処理装置１４１での演算結果に応じた出力用の信号を生成し、その信号を各種装置（エンジンコントローラ２４、ロック弁２６、ポンプレギュレータ２７、通信装置７１、及び表示装置７２等）に出力する。
【0038】
ロックレバー装置３０は、操作装置３１，３２，３３による油圧アクチュエータ（Ｓ，３，４）の動作を可能な状態とするロック解除位置と、操作装置３１，３２，３３による油圧アクチュエータ（Ｓ，３，４）の動作を不能な状態とするロック位置とに切換可能な操作装置である。
【0039】
ロックレバー装置３０は、ロック位置とロック解除位置とに選択的に操作されるロックレバー３０ａと、ロックレバー３０ａの操作位置に応じた信号を車体コントローラ１４に出力する操作位置センサ３０ｂと、を備える。
【0040】
車体コントローラ１４は、操作位置センサ３０ｂから出力される信号に基づいてロックレバー３０ａの操作位置を検出し、ロックレバー装置３０の操作位置に応じてロック弁２６を制御する。車体コントローラ１４は、ロックレバー３０ａがロック位置に操作されている場合には、ロック弁２６を回路遮断位置に切り換える。車体コントローラ１４は、ロックレバー３０ａがロック解除位置に操作されている場合には、ロック弁２６を回路連通位置に切り換える。
【0041】
ロック弁２６が回路遮断位置にある場合、パイロットポンプ２２から操作装置３１，３２，３３に供給されるパイロット一次圧がロック弁２６により遮断され、操作装置３１，３２，３３による油圧アクチュエータ（Ｓ，３，４）の動作が不能な状態となる。ロック弁２６が回路連通位置にある場合、パイロットポンプ２２から操作装置３１，３２，３３にパイロット一次圧が供給される。したがって、操作量に応じて操作装置３１，３２，３３で生成されるパイロット圧（操作圧）が流量制御弁４１，４２，４３に導かれるため、操作装置３１，３２，３３による油圧アクチュエータ（Ｓ，３，４）の動作が可能な状態となる。
【0042】
車体傾斜角度センサ５３は、直交３軸の軸方向の加速度を検出する加速度センサ５３ａと、直交３軸の軸まわりの角速度を検出する角速度センサ５３ｂと、を有するＩＭＵ（Inertial Measurement Unit：慣性計測装置）である。ブーム角度センサ５０、アーム角度センサ５１、及びバケット角度センサ５２も同様の構成を有するＩＭＵである。車体コントローラ１４は、各ＩＭＵで取得した情報に基づいてブーム角、アーム角、バケット角及び車体傾斜角を演算する。なお、角度センサ（５０，５１，５２）には、ポテンショメータが採用されていてもよい。
【0043】
油圧ショベル１では、走行中及び作業中に振動や衝撃が負荷として作用する。油圧ショベル１に繰り返し負荷が作用することにより、油圧ショベル１の構成部品は劣化する。なお、油圧ショベル１の動作状態が走行状態であるときに作用する振動に起因して劣化する部品群と、油圧ショベル１の動作状態が作業状態であるときに作用する振動に起因して劣化する部品群との間には違いがあり、その影響度も異なる。このため、本実施形態に係る車体コントローラ１４は、加速度センサ５３ａの検出結果に基づいて、油圧ショベル１の動作状態毎の振動の影響度に応じた重み付けを行って、動作状態毎に油圧ショベル１に作用する負荷の累積値を表す累積負荷を演算する。
【0044】
本実施形態では、車体コントローラ１４は、車体傾斜角度センサ５３に含まれる加速度センサ５３ａによって検出される加速度の時刻歴データに基づいて、油圧ショベル１の累積負荷を演算する。図３を参照して、車体傾斜角度センサ５３の取付位置について説明する。図３は、旋回フレーム１００の斜視図であり、車体傾斜角度センサ５３の取付位置について示す。
【0045】
図３に示すように、上部旋回体１２は、運転室１６、機械室１９、及びカウンタウェイト１８と、これらを支持する旋回フレーム１００と、を有する。旋回フレーム１００の上部には、左前方に運転室１６が設けられ、運転室１６の後方に機械室１９が設けられている。また、機械室１９の後方にはカウンタウェイト１８が設けられ、上部旋回体１２の前方に設けられた作業装置１Ａの掘削動作による前後の重量バランスをとるように構成されている。
【0046】
旋回フレーム１００は、旋回フレーム１００の中央部分を構成するセンターフレーム１１０と、センターフレーム１１０の左側方に設けられる左サイドフレーム１２０と、センターフレーム１１０の右側方に設けられる右サイドフレーム１３０と、を備えている。センターフレーム１１０は、平板状の底板１１１と、底板１１１上に立設される左右一対の縦板（左縦板及び右縦板）１１２と、を有する。左右の縦板１１２は、それぞれ前後方向に延在している。底板１１１の下面側には、旋回輪１７（図１参照）が取り付けられている。つまり、センターフレーム１１０は、旋回輪１７によって支持されている。
【0047】
縦板１１２は、側面視で山形状に形成されている。つまり、縦板１１２は、上端に向かって前後の長さが短くなるように形成されている。縦板１１２の頂部には、ブーム８が回動可能にピン結合されるブーム結合部１１２ａが設けられている。縦板１１２の前端部には、ブームシリンダ５の基端側が回動可能にピン結合されるシリンダ結合部１１２ｂが設けられている。
【0048】
左右一対の縦板１１２の間には、縦板１１２の左右方向への倒れに対する強度を高めるための補強板１１４が設けられる。補強板１１４の左右両端部は、左右一対の縦板１１２の内側面に溶接されている。センターフレーム１１０の後端部には、カウンタウェイト１８が取り付けられるウェイト取付部１１３が設けられている。
【0049】
左サイドフレーム１２０は、センターフレーム１１０から左方向に延在する複数のビーム１２５を有し、ビーム１２５を介してセンターフレーム１１０によって支持されている。複数のビーム１２５は、基端部がセンターフレーム１１０に溶接により固定されている。また、左サイドフレーム１２０は、複数のビーム１２５の先端部に固定される部材であって前後方向に延在する外枠部１２１と、最前部のビーム１２５の基端部に固定される部材であって当該ビーム１２５から前方に延在する内枠部１２４と、外枠部１２１と内枠部１２４の前端部同士を連結する部材であって左右方向に延在する前枠部１２２と、外枠部１２１とセンターフレーム１１０の後端部同士を連結する部材であって左右方向に延在する後部プレート１２３と、を有している。
【0050】
右サイドフレーム１３０は、左サイドフレーム１２０と同様、複数のビーム１３５と、外枠部１３１と、内枠部と、前枠部と、後部プレート１３３と、を有している。右サイドフレーム１３０は、左サイドフレーム１２０と同様の構成を有しているため、詳細な説明を省略する。
【0051】
左サイドフレーム１２０の前枠部１２２と前側２本のビーム１２５には、円形のマウント取付孔が設けられている。これらの取付孔には、防振マウントを介して運転室１６が取り付けられる。
【0052】
旋回フレーム１００は旋回輪１７によって支持され、外枠部１２１，１３１は、センターフレーム１１０から延在するビーム１２５，１３５によって片持ち状態で設けられている。このため、油圧ショベル１に作用する振動は、旋回輪１７からの距離によって異なり、旋回中心から離れた場所ほど振動が大きくなる。外枠部１２１，１３１に加速度センサ５３ａが取り付けられた場合、下部走行体１１から旋回フレーム１００に負荷が作用すると、ビーム１２５，１３５の撓みにより増幅された振動が加速度センサ５３ａによって検出されることになる。下部走行体１１や作業装置１Ａから旋回フレーム１００に作用する振動、すなわち、掘削や走行など車体１Ｂが稼働することで上部旋回体１２に発生する振動を可能な限り直接的に検出するためには、高剛性の旋回輪１７の近傍に加速度センサ５３ａを取り付けることが好ましい。
【0053】
本実施形態では、左右一対の縦板１１２のいずれか一方における内側面に、加速度センサ５３ａを含む車体傾斜角度センサ５３が取り付けられている。車体傾斜角度センサ５３は、底板１１１の近傍、すなわちブームピンの取付孔よりも底板１１１に近い位置に取り付けられている。なお、加速度センサ５３ａの取付位置は、これに限定されない。例えば、加速度センサ５３ａは、縦板１１２の外側面における底板１１１の近傍に取り付けてもよいし、底板１１１における縦板１１２の近傍（例えば、平面視で旋回輪１７の内側）に取り付けてもよい。つまり、本実施形態において、加速度センサ５３ａは、旋回輪１７により支持されるセンターフレーム１１０に取り付けられる。これにより、下部走行体１１や作業装置１Ａから旋回フレーム１００に作用する振動、すなわち、掘削や走行など車体１Ｂが稼働することで上部旋回体１２に発生する振動を直接的に検出することができる。
【0054】
なお、加速度センサ５３ａは、センターフレーム１１０に取り付けられる場合に限定されない。例えば、加速度センサ５３ａは、最前部のビーム１２５の基端部側から前方に延在する内枠部１２４に取り付けてもよい。内枠部１２４は、外枠部１２１に比べて旋回輪１７に近い位置に設けられている。また、内枠部１２４は、外枠部１２１や機械室１９を形成する建屋カバーなどに比べて断面二次モーメントが大きい。このため、内枠部１２４に加速度センサ５３ａを取り付けた場合であっても、下部走行体１１や作業装置１Ａから旋回フレーム１００に作用する振動、すなわち、掘削や走行など車体１Ｂが稼働することで上部旋回体１２に発生する振動を精度よく検出することができる。
【0055】
図４を参照して、車体コントローラ１４の機能について詳しく説明する。図４は、車体コントローラ１４の機能ブロック図である。図４に示すように、車体コントローラ１４は、動作状態判定部１５１、稼働時間演算部１５２、フィルタ処理部１５３、負荷演算部１５４、及び出力制御部１５９としての機能を有する。
【0056】
動作状態判定部１５１は、車体コントローラ１４に入力される油圧ショベル１の稼働情報（稼働データ）に基づいて、複数の動作状態のうち、いずれの動作状態であるのかを判定する。油圧ショベル１の動作状態としては、アイドル状態（待機状態）、走行状態、及び作業状態がある。稼働情報には、回転速度センサ２３ａの検出結果、操作センサ３４ａ，３４ｂ，３５ａ，３５ｂ，３６ａ，３６ｂの検出結果、及び角度センサ５０～５３の検出結果が含まれる。なお、図４では、回転速度センサ２３ａが直接車体コントローラ１４に接続されている例について示しているが、上述したように、車体コントローラ１４は、エンジンコントローラ２４を介して実エンジン回転速度を取得してもよい。
【0057】
動作状態判定部１５１は、油圧ショベル１の稼働情報に基づいて、油圧ショベル１の動作状態がアイドル状態（待機状態）、走行状態、及び作業状態のいずれであるかを判定する。動作状態判定部１５１は、アイドリング条件が成立した場合に、油圧ショベル１の動作状態をアイドル状態と判定する。アイドリング条件は、以下の（条件１）及び（条件２）の双方が満たされた場合に成立する。
（条件１）エンジン２３が稼働している状態である。
（条件２）下部走行体１１、上部旋回体１２、及び作業装置１Ａのいずれも操作されていない状態である。
（条件１）エンジン２３が稼働している状態である。
（条件２）下部走行体１１、上部旋回体１２、及び作業装置１Ａのいずれも操作されていない状態である。
【0058】
動作状態判定部１５１は、車体コントローラ１４に入力されたエンジン２３の回転速度Ｎｅが下限値Ｎｅ１以上、かつ上限値Ｎｅ２以下である場合に、（条件１）が満たされていると判定する。ここで、エンジン２３の回転速度の下限値Ｎｅ１は、例えば、エンジンコントロールダイヤル１５により設定される最小値に相当し、エンジン２３の回転速度の上限値Ｎｅ２は、エンジンコントロールダイヤル１５により設定される最大値に相当する。なお、エンジン２３の回転速度が上下するようなモードを有している場合、上限値Ｎｅ２は、そのモードの設定回転速度に相当する値となる。また、車体コントローラ１４が、オートアイドル機能を有している場合、下限値Ｎｅ１は、オートアイドル回転速度に相当する値としてもよい。オートアイドル機能とは、一定時間、操作が行われなかった場合に、エンジン２３の回転速度を上記最小値よりも低いオートアイドル回転速度に制御する機能である。
【0059】
動作状態判定部１５１は、操作センサ３４ａ，３４ｂ，３５ａ，３５ｂ，３６ａ，３６ｂから車体コントローラ１４に入力された走行操作圧、旋回操作圧、及び作業操作圧のいずれもが操作圧閾値Ｐ０未満である場合に、（条件２）が満たされていると判定する。ここで、操作圧閾値Ｐ０は、操作装置３１～３３が操作されているか否かを判定するための閾値であり、予め不揮発性メモリ１４２に記憶されている。
【0060】
動作状態判定部１５１は、走行条件が成立した場合に、油圧ショベル１の動作状態を走行状態と判定する。走行条件は、走行単独操作が行われている場合、すなわち以下の（条件３）及び（条件４）の双方が満たされた場合に成立する。
（条件３）下部走行体１１が操作されている状態である。
（条件４）上部旋回体１２及び作業装置１Ａのいずれも操作されていない状態である。
（条件３）下部走行体１１が操作されている状態である。
（条件４）上部旋回体１２及び作業装置１Ａのいずれも操作されていない状態である。
【0061】
動作状態判定部１５１は、操作センサ３５ａ，３５ｂから車体コントローラ１４に入力された走行操作圧の一方（前進方向または後進方向の走行操作圧）が操作圧閾値Ｐ０以上である場合に、（条件３）が満たされていると判定する。動作状態判定部１５１は、操作センサ３４ａ，３４ｂ，３６ａ，３６ｂから車体コントローラ１４に入力された旋回操作圧及び作業操作圧のいずれもが操作圧閾値Ｐ０未満である場合に、（条件４）が満たされていると判定する。
【0062】
なお、エンジン２３が稼働していない状態では、走行操作圧は操作圧閾値Ｐ０以上となることはない。このため、（条件３）が満たされた場合には、エンジン２３が稼働状態であるとみなすことができる。
【0063】
動作状態判定部１５１は、作業条件が成立した場合に、油圧ショベル１の動作状態を作業状態と判定する。作業条件は、以下の（条件５）が満たされた場合に成立する。
（条件５）作業装置１Ａ及び上部旋回体１２のうち少なくとも一方が操作されている状態である。
（条件５）作業装置１Ａ及び上部旋回体１２のうち少なくとも一方が操作されている状態である。
【0064】
動作状態判定部１５１は、操作センサ３４ａ，３４ｂ，３６ａ，３６ｂから車体コントローラ１４に入力された旋回操作圧及び作業操作圧の少なくともいずれかが操作圧閾値Ｐ０以上である場合に、（条件５）が満たされていると判定する。
【0065】
なお、エンジン２３が稼働していない状態では、旋回操作圧及び作業操作圧は操作圧閾値Ｐ０以上となることはない。このため、（条件５）が満たされた場合には、エンジン２３が稼働状態であるとみなすことができる。
【0066】
稼働時間演算部１５２は、油圧ショベル１の動作状態毎の時間を積算することにより、動作状態毎の稼働時間を演算する。稼働時間演算部１５２は、エンジンキースイッチによりエンジン２３が始動されてから稼働時間の演算を開始する。稼働時間演算部１５２は、エンジンキースイッチによりエンジン２３が停止すると、動作状態毎の稼働時間を足し合わせることにより、油圧ショベル１の総稼働時間Ｔｔを演算する。動作状態毎の稼働時間は、エンジン２３が停止した後も不揮発性メモリ１４２に記憶保持され、次回の稼働時間の演算の初期値として使用される。
【0067】
稼働時間演算部１５２は、総稼働時間Ｔｔに対する動作状態毎の稼働時間の割合を演算する。総稼働時間Ｔｔに対するアイドル状態の稼働時間の割合Ｒ０は、アイドル状態での稼働時間Ｔ０を総稼働時間Ｔｔで除することにより演算される（Ｒ１＝Ｔ０／Ｔｔ）。総稼働時間Ｔｔに対する作業状態の稼働時間の割合Ｒ１は、作業状態での稼働時間Ｔ１を総稼働時間Ｔｔで除することにより演算される（Ｒ１＝Ｔ１／Ｔｔ）。総稼働時間Ｔｔに対する走行状態の稼働時間の割合Ｒ２は、走行状態での稼働時間Ｔ２を総稼働時間Ｔｔで除することにより演算される（Ｒ２＝Ｔ２／Ｔｔ）。
【0068】
フィルタ処理部１５３は、加速度センサ５３ａの検出結果を表す信号（加速度信号）にフィルタ処理を実行する。加速度信号は、不揮発性メモリ１４２に時刻歴データ（時刻歴波形）として記憶されている。フィルタ処理部１５３は、加速度信号にハイパスフィルタ処理を施すことにより、加速度信号の低周波数成分（第１カットオフ周波数ｆｃ１よりも低い周波数成分）を除去する。第１カットオフ周波数ｆｃ１は、例えば、０．１～１．０[Ｈｚ]程度である。これにより、後述する演算処理に対して、加速度信号に含まれる重力加速度の成分が与える影響を低減することができる。
【0069】
フィルタ処理部１５３は、加速度信号にローパスフィルタ処理を施すことにより、加速度信号の高周波数成分（第２カットオフ周波数ｆｃ２よりも高い周波数成分）を除去する。第２カットオフ周波数ｆｃ２は、例えば、２０～４０[Ｈｚ]程度である。これにより、後述する演算処理に対して、加速度信号に含まれるエンジン２３の振動成分が与える影響を低減することができる。本実施形態では、サンプリング周波数を１００～２００[Ｈｚ]程度として、疲労強度に影響を与える０．１～４０[Ｈｚ]の周波数の加速度信号を用いることで、適切に負荷の演算が可能となる。
【0070】
負荷演算部１５４は、フィルタ処理部１５３によりフィルタ処理が施された加速度の時刻歴データに基づいて、油圧ショベル１の累積負荷を演算する。
【0071】
構造物に振動や衝撃などの負荷が作用すると、構造物に応力が発生する。構造物の累積損傷度は、応力の時刻歴データから抽出される応力の極値に基づいて算出可能である。具体的には、応力の時刻歴データ（時刻歴波形）の極大値と極小値に基づいて、応力が変動する範囲である応力振幅（応力レンジ）を抽出し、応力振幅毎の出現頻度を算出する。応力振幅Δσｉの応力が繰り返し作用した場合の破断までの回数、すなわち応力振幅Δσｉの疲労寿命（破断繰り返し数）をＮｉ、疲労寿命Ｎｉに対応する応力振幅Δσｉの繰り返し数をｎｉとすると、線形累積損傷側により、累積損傷度は、次式により表される。
累積損傷度＝Σ（ｎｉ／Ｎｉ）
つまり、累積損傷度は、各応力レンジで発生した応力の繰り返し数を破損までの繰り返し数で割り、全ての応力振幅に渡って足し合わせたものに相当する。
累積損傷度＝Σ（ｎｉ／Ｎｉ）
つまり、累積損傷度は、各応力レンジで発生した応力の繰り返し数を破損までの繰り返し数で割り、全ての応力振幅に渡って足し合わせたものに相当する。
【0072】
本実施形態では、応力を加速度で置換することにより、累積損傷度に相当する累積負荷を演算する。応力を加速度で置換する際には、応力と加速度の相関関係を考慮した係数を用いる。この係数は、予め実験により定められる。加速度センサ５３ａは、加速度と応力との間（すなわち、加速度に基づく累積負荷と、応力に基づく累積損傷度との間）に高い相関関係が得られる位置に取り付けられている。累積負荷と累積損傷度との間の相関関係は、予め実験等により検証される。実験では、旋回フレーム１００の複数箇所にひずみゲージを取り付け、油圧ショベル１が通常行う作業（例えば、掘削作業、土羽打ち作業）において、加速度センサ５３ａの検出結果に基づき演算された累積負荷と、ひずみゲージの検出結果に基づき演算された累積損傷度とが比較された。
【0073】
本実施形態では、加速度に基づく累積負荷と応力に基づく累積損傷度とが比例関係となるように、加速度センサ５３ａの取付位置が定められている。このため、本実施形態では、加速度センサ５３ａの検出結果に基づき演算された累積負荷を累積損傷度に相当する値（指標）として演算することができる。
【0074】
具体的には、負荷演算部１５４は、頻度算出部１５５と、負荷換算部１５６と、累積負荷演算部１５８とを備える。頻度算出部１５５は、加速度の時刻歴データにおいて所定時間幅毎にレインフロー法等によって頻度処理を行う。これにより、加速度の時刻歴データは、加速度振幅（加速度レンジ）とその加速度の頻度（発生回数）のデータである頻度データに変換される。なお、１[ｍ／ｓ２]以下の加速度振幅は、負荷としては極僅かであり、ノイズなどの測定誤差も含んでいる。このため、頻度算出部１５５は、１[ｍ／ｓ２]以下の加速度振幅の頻度を除外する。負荷換算部１５６は、頻度算出部１５５で演算された頻度データに基づき、所定時間幅毎の累積負荷である単位累積負荷を演算する。
【0075】
累積負荷演算部１５８は、動作状態判定部１５１で判定された動作状態毎に累積負荷を演算する。累積負荷演算部１５８は、加速度の時刻歴データにおいて、動作状態が作業状態と判定された時刻区間における単位累積負荷を全て足し合わせた値に重み係数ｋ１を乗じることにより重み付けを行って、作業状態での累積負荷Ｄ１を演算する。累積負荷演算部１５８は、加速度の時刻歴データにおいて、動作状態が走行状態と判定された時刻区間における単位累積負荷を全て足し合わせた値に重み係数ｋ２を乗じることにより、重み付けを行って、走行状態での累積負荷Ｄ２を演算する。
【0076】
作業状態において消耗する部品群と、走行状態において消耗する部品群とでは、部品群の消耗度に対する振動の影響度が異なる。また、油圧ショベル１の動作状態毎に、加速度信号と累積損傷度の相関関係が異なる。本実施形態に係る油圧ショベル１では、作業状態において消耗する部品群に対する振動の影響度が、走行状態において消耗する部品群に対する振動の影響度に比べて大きい。また、作業状態のときの累積損傷度に対する加速度信号の影響度は、走行状態のときの累積損傷度に対する加速度信号の影響度よりも大きい。このため、作業状態での累積負荷Ｄ１の演算に用いる重み係数ｋ１は、走行状態での累積負荷Ｄ２の演算に用いる重み係数ｋ２よりも大きい値に設定して、振動の影響度が大きい方に大きい値の重み係数を用いるようにしている。
【0077】
なお、アイドル状態での累積負荷は実験的にほぼゼロとなる。このため、負荷演算部１５４は、アイドル状態での累積負荷Ｄ０を０（ゼロ）として演算する。
【0078】
累積負荷演算部１５８は、エンジンキースイッチによりエンジン２３が始動されてからエンジンキースイッチによりエンジン２３が停止するまでの時刻区間における動作状態毎の累積負荷Ｄ０，Ｄ１，Ｄ２を足し合わせることにより油圧ショベル１の総累積負荷Ｄｔを演算する（Ｄｔ＝Ｄ０＋Ｄ１＋Ｄ２，Ｄ０＝０）。
【0079】
出力制御部１５９は、通信装置７１を用いて、負荷演算部１５４の演算結果及び稼働時間演算部１５２の演算結果を外部のサーバ１８０に出力する。サーバ１８０と油圧ショベル１は、油圧ショベル１を管理する管理システムとして構成される。管理システムには、サーバ１８０に接続される表示装置１８１や入力装置１８２が含まれる。
【0080】
出力制御部１５９は、負荷演算部１５４により演算された総累積負荷Ｄｔと稼働時間演算部１５２により演算された総稼働時間Ｔｔとを対応付けた出力用データを生成する。出力用データには、油圧ショベル１の固有の識別ＩＤ、及び、動作状態毎の稼働時間Ｔ０，Ｔ１，Ｔ２及び総稼働時間Ｔｔに対する動作状態毎の稼働時間の割合Ｒ０，Ｒ１，Ｒ２も含まれる。
【0081】
総累積負荷及び総稼働時間の演算処理及び出力処理は、エンジンキースイッチのオフ操作による車体停止処理の中で実行される。なお、総累積負荷及び総稼働時間の演算処理及び出力処理は、エンジンキースイッチのオン操作による車体始動処理の中で実行してもよい。この場合、前回のエンジン始動から停止までの稼働情報に基づいて総累積負荷及び総稼働時間の演算処理及び出力処理が行われる。
【0082】
通信装置７１は、サーバ１８０と通信を行うための装置である。サーバ１８０は、油圧ショベル１から離れた場所に設置される管理室等の施設に配置されている。車体コントローラ１４は、通信装置７１に出力用データを出力し、通信装置７１を介して、出力用データをサーバ１８０に送信する。通信装置７１は、広域ネットワークである通信回線１９０と無線通信可能な無線通信装置であって、所定の周波数帯域を感受帯域とする通信アンテナを含む通信インタフェースを有する。通信回線１９０は、携帯電話事業者等が展開する携帯電話通信網（移動通信網）、インターネット等である。なお、通信装置７１は、Ｗｉ－Ｆｉ（登録商標）、ＺｉｇＢｅｅ（登録商標）、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）などの通信方式を利用して、サーバ１８０と直接的に、あるいは間接的に情報の授受を行うようにしてもよい。
【0083】
サーバ１８０には、液晶ディスプレイ装置等の表示装置１８１と、キーボード、マウス等の入力装置１８２と、が接続されている。サーバ１８０は、通信回線１９０を介して、油圧ショベル１と通信を行うための通信装置１８３と、油圧ショベル１から受信した出力用データを記憶するハードディスクドライブ等の記憶装置１８４と、を備える。サーバ１８０は、記憶装置１８４に記憶された出力用データを所定の表示態様で表示装置１８１に表示させる。管理者は、サーバ１８０を入力装置１８２により操作し、所定の油圧ショベル１の情報を表示装置１８１の表示画面に表示させることで、所定の油圧ショベル１の総累積負荷Ｄｔ及び総稼働時間Ｔｔを把握することができる。
【0084】
図５のフローチャートを参照して、車体コントローラ１４により実行される処理の流れの一例について説明する。車体コントローラ１４は、エンジンキースイッチがオフからオンされると、油圧ショベル１の稼働情報（操作圧、加速度、実エンジン回転速度等）を繰り返し取得し、記憶装置に記憶する。車体コントローラ１４は、エンジンキースイッチがオンからオフされると、記憶装置に蓄積されている稼働情報の時刻歴データ（時刻歴波形）に基づき、図５のフローチャートに示す処理を実行する。なお、処理のタイミングは、エンジンキースイッチがオフされるときに限らず、所定の時間間隔で実行してもよい。
【0085】
ステップＳ１１５において、フィルタ処理部１５３は、加速度の時刻歴データに対してフィルタ処理を実行し、処理をステップＳ１２０に進める。
【0086】
ステップＳ１２０において、動作状態判定部１５１は、動作状態の判定処理を行う。動作状態判定部１５１は、稼働情報（操作圧、及び実エンジン回転速度）の時刻歴データから時刻毎の動作状態を判定する。動作状態判定部１５１は、アイドル状態が連続する時刻区間をアイドル区間として特定する。動作状態判定部１５１は、作業状態が連続する時刻区間を作業区間として特定する。動作状態判定部１５１は、走行状態が連続する時刻区間を走行区間として特定する。
【0087】
ステップＳ１２０で作業区間の特定が完了すると、処理がステップＳ１３０に進む。頻度算出部１５５は、作業区間における所定時間幅毎に、加速度レンジ（加速度振幅）毎の頻度（繰り返し回数）をレインフロー法等により算出し、処理をステップＳ１３３に進める。
【0088】
ステップＳ１３３において、負荷換算部１５６は、ステップＳ１３０で算出された加速度レンジ毎の頻度を、その加速度レンジでの破損までの頻度で割ることにより、その加速度レンジでの損傷度（負荷相当量）を演算する。負荷換算部１５６は、全ての加速度レンジでの損傷度（負荷相当量）を足し合わせることにより所定時間幅での単位累積負荷を演算し、処理をステップＳ１３６に進める。
【0089】
ステップＳ１３６において、累積負荷演算部１５８は、ステップＳ１３３で演算された作業区間内の全ての単位累積負荷を足し合わせることにより、作業区間での累積負荷Ｄ１を演算する。
【0090】
次のステップＳ１３９において、稼働時間演算部１５２は、作業区間での稼働時間Ｔ１を演算する。
【0091】
ステップＳ１２０で走行区間の特定が完了すると、処理がステップＳ１４０に進む。頻度算出部１５５は、走行区間における所定時間幅毎に、加速度レンジ（加速度振幅）毎の頻度（繰り返し回数）をレインフロー法等により算出し、処理をステップＳ１４３に進める。
【0092】
ステップＳ１４３において、負荷換算部１５６は、ステップＳ１４０で算出された加速度レンジ毎の頻度を、その加速度レンジでの破損までの頻度で割ることにより、その加速度レンジでの損傷度（負荷相当量）を演算する。負荷換算部１５６は、全ての加速度レンジでの損傷度（負荷相当量）を足し合わせることにより所定時間幅での単位累積負荷を演算し、処理をステップＳ１４６に進める。
【0093】
ステップＳ１４６において、累積負荷演算部１５８は、ステップＳ１４３で演算された走行区間内の全ての単位累積負荷を足し合わせることにより、走行区間での累積負荷Ｄ２を演算する。
【0094】
次のステップＳ１４９において、稼働時間演算部１５２は、走行区間での稼働時間Ｔ２を演算する。
【0095】
ステップＳ１２０でアイドル区間の特定が完了すると、処理がステップＳ１５６に進む。ステップＳ１５６において、負荷演算部１５４は、アイドル区間の累積負荷Ｄ０を０として演算し、処理をステップＳ１５９に進める。
【0096】
ステップＳ１５９において、稼働時間演算部１５２は、アイドル区間での稼働時間Ｔ０を演算する。
【0097】
ステップＳ１３９，Ｓ１４９，Ｓ１５９の処理が完了すると、処理がステップＳ１６０に進む。なお、ステップＳ１３０～Ｓ１３９の処理（作業区間に対する処理）と、ステップＳ１４０～Ｓ１４９の処理（走行区間に対する処理）と、ステップＳ１５６，Ｓ１５９の処理（アイドル区間に対する処理）は、並列で実行してもよいし、直列で実行してもよい。
【0098】
ステップＳ１６０において、稼働時間演算部１５２は、ステップＳ１３９，Ｓ１４９，Ｓ１５９で演算された作業区間の稼働時間Ｔ１、走行区間の稼働時間Ｔ２、及びアイドル区間の稼働時間Ｔ０を足し合わせることにより総稼働時間Ｔｔを演算し、処理をステップＳ１６５に進める。
【0099】
ステップＳ１６５において、稼働時間演算部１５２は、総稼働時間Ｔｔに対する各動作状態の稼働時間の割合を演算する。具体的には、稼働時間演算部１５２は、総稼働時間Ｔｔに対する作業区間の稼働時間Ｔ１の割合Ｒ１（＝Ｔ１／Ｔｔ）、総稼働時間Ｔｔに対する走行区間の稼働時間Ｔ２の割合Ｒ２（＝Ｔ２／Ｔｔ）、及び総稼働時間Ｔｔに対するアイドル区間の稼働時間Ｔ０の割合Ｒ０（＝Ｔ０／Ｔｔ）を演算する。
【0100】
次のステップＳ１７０において、累積負荷演算部１５８は、ステップＳ１３６で演算された作業状態での累積負荷Ｄ１、及びステップＳ１４６で演算された走行状態での累積負荷Ｄ２を足し合わせることにより総累積負荷Ｄｔを演算し、処理をステップＳ１８０に進める。
【0101】
ステップＳ１８０において、出力制御部１５９は、ステップＳ１６０で演算された総稼働時間Ｔｔと、ステップＳ１７０で演算された総累積負荷Ｄｔと、自車両に固有の識別ＩＤとを対応付けて、サーバ１８０に出力する。なお、出力制御部１５９は、ステップＳ１３９，Ｓ１４９，Ｓ１５９で演算された各動作状態の稼働時間Ｔ１，Ｔ２，Ｔ０、及びステップＳ１６５で演算された各動作状態の稼働時間の割合Ｒ１，Ｒ２，Ｒ０もサーバ１８０に出力する。
【0102】
【0103】
図６に示すように、時刻ｔ０において、エンジンキースイッチによりエンジン２３が始動されると、油圧ショベル１の動作状態はアイドル状態となる。時刻ｔ１において、オペレータが作業操作装置３１及び旋回操作装置３３を操作して作業装置１Ａによる掘削作業を開始すると、油圧ショベル１の動作状態は作業状態となる。時刻ｔ２において、オペレータが作業操作装置３１及び旋回操作装置３３の操作を終了し、走行操作装置３２を操作して下部走行体１１による走行を開始すると、油圧ショベル１の動作状態は走行状態となる。時刻ｔ３において、オペレータが走行操作装置３２の操作を終了し、作業操作装置３１及び旋回操作装置３３を操作して作業装置１Ａによる掘削作業を開始すると、油圧ショベル１の動作状態は再び作業状態となる。
【0104】
時刻ｔ４において、オペレータが作業操作装置３１及び旋回操作装置３３の操作を終了して休憩をとると、油圧ショベル１の動作状態はアイドル状態となる。時刻ｔ５において、オペレータが休憩を終了し、作業操作装置３１及び旋回操作装置３３を操作して作業装置１Ａによる掘削作業を再開すると、油圧ショベル１の動作状態は再び作業状態となる。時刻ｔ６では、オペレータが作業操作装置３１及び旋回操作装置３３の操作を終了し、エンジンキースイッチによりエンジン２３を停止する。
【0105】
アイドル状態での稼働時間Ｔ０は、時刻ｔ０から時刻ｔ１までのアイドル区間１と時刻ｔ４から時刻ｔ５までのアイドル区間２のそれぞれの時間を足し合わせることにより得られる。なお、アイドル状態での、累積負荷Ｄ０は０（ゼロ）とされる。
【0106】
作業状態での累積負荷Ｄ１は、時刻ｔ１から時刻ｔ２までの作業区間１において演算された複数の単位累積負荷と、時刻ｔ３から時刻ｔ４までの作業区間２において演算された複数の単位累積負荷と、時刻ｔ５から時刻ｔ６までの作業区間３において演算された複数の単位累積負荷とが、全て足し合わされることにより得られる。作業状態での稼働時間Ｔ１は、作業区間１、作業区間２、及び作業区間３のそれぞれの時間を足し合わせることにより得られる。
【0107】
走行状態での累積負荷Ｄ２は、時刻ｔ２から時刻ｔ３までの走行区間１において演算された複数の単位累積負荷が、全て足し合わされることにより得られる。走行状態での稼働時間Ｔ２は、走行区間１の時間に相当する。
【0108】
時刻ｔ６で、エンジンキースイッチによりエンジン２３の停止操作が行われると、車体コントローラ１４は、終了処理の一つとして、エンジン２３の始動から停止までの時刻区間における稼働時間Ｔ０，Ｔ１，Ｔ２、累積負荷Ｄ０，Ｄ１，Ｄ２、総稼働時間Ｔｔ（＝Ｔ０＋Ｔ１＋Ｔ２）、及び総累積負荷Ｄｔ（＝Ｄ０＋Ｄ１＋Ｄ２）をサーバ１８０に送信する。
【0109】
図７は、表示装置１８１の表示画面に表示される表示画像の一例を示す図である。サーバ１８０は、複数台の油圧ショベル１から出力用データ（総累積負荷Ｄｔ、総稼働時間Ｔｔ、動作状態毎の累積負荷Ｄ０，Ｄ１，Ｄ２、動作状態毎の稼働時間Ｔ０，Ｔ１，Ｔ２及び稼働時間の割合Ｒ０，Ｒ１，Ｒ２等の稼働データ）を取得し、図７に示すグラフ及び表を表示装置１８１の表示画面に表示させる。
【0110】
図７に示すグラフは、横軸が総稼働時間Ｔｔ、縦軸が累積負荷を表している。図７に示すグラフでは、第１の作業現場で作業を行っている油圧ショベル（以下、ショベルＡと記す）の稼働データと、第２の作業現場で作業を行っている油圧ショベル（以下、ショベルＢと記す）の稼働データとがプロットされている。サーバ１８０は、油圧ショベル１から稼働データを記憶装置１８４に蓄積し、蓄積した稼働データを表示装置１８１に表示させる。
【0111】
黒丸のデータは、ショベルＡの総稼働時間Ｔｔに対する総累積負荷Ｄｔを示している。黒で塗り潰された四角のデータは、ショベルＢの総稼働時間Ｔｔに対する総累積負荷Ｄｔを示している。このように、異なる複数の油圧ショベル１の稼働データを一つのグラフにプロットすることにより、油圧ショベル１に蓄積された損傷度の比較を容易に行うことができる。
【0112】
また、白丸に斜線のハッチングが施されたデータは、ショベルＡの総稼働時間Ｔｔに対する累積負荷Ｄ１を示している。白丸のデータは、ショベルＡの総稼働時間Ｔｔに対する累積負荷Ｄ２を示している。このように、油圧ショベル１の動作状態毎の累積負荷Ｄ１，Ｄ２を表示させてもよい。これにより、油圧ショベル１に蓄積された損傷度の主たる要因を容易に確認することができる。
【0113】
なお、図７では、ショベルＢの稼働データとして総累積負荷Ｄｔのみをプロットする例について示しているが、ショベルＢの累積負荷Ｄ１，Ｄ２をプロットしてもよい。また、その他の油圧ショベルの稼働データをさらに表示させてもよい。管理者は、入力装置１８２を操作することにより、稼働データの表示内容や表示形態を変更することができる。
【0114】
図７に示すように、サーバ１８０は、総稼働時間に対する動作状態毎の稼働時間の割合Ｒ０，Ｒ１，Ｒ２及び動作状態毎の稼働時間Ｔ０，Ｔ１，Ｔ２を示す表を表示画面に表示させる。表に表されるデータは、過去に取得したデータのうちで最も新しいものとしてもよいし、過去に取得したデータの平均値としてもよい。これにより、管理者は、油圧ショベル１の使われ方の傾向を容易に確認することができる。また、割合の高い動作状態に起因して消耗する部品の交換時期をより適切に推定することができる。その結果、管理者は、メンテナンス計画をより適切に立てることができる。
【0115】
なお、動作状態毎の稼働時間に関するデータの表示形式は、図７に示す例に限定されない。例えば、横軸を総稼働時間、縦軸を総稼働時間に対する動作状態毎の稼働時間の割合とするグラフ形式で、蓄積されている稼働時間の割合を表示してもよい。動作状態毎の稼働時間の割合の時間変化が表示されることになるため、管理者は、油圧ショベル１の使われ方の傾向の変化を容易に確認することができる。
【0116】
このように、様々な作業現場での油圧ショベル１の総稼働時間に対する累積負荷のデータが表示装置１８１に表示される。管理者は、同じ総稼働時間でも累積負荷が大きい油圧ショベル１を特定することができる。また、管理者は、累積負荷が大きくなりやすい作業現場を特定することができる。
【0117】
管理者が油圧ショベル１の販売者である場合、管理者は、油圧ショベル１のユーザに対し、買い替えタイミングの提案、中古査定、売却及び新規製品の仕様の提案などを適切に行うことができる。管理者が油圧ショベル１のレンタル業者である場合、管理者は、作業現場に応じたレンタル費を適切に設定することができる。管理者が油圧ショベル１のメンテナンス業者である場合、管理者は、適切にメンテナンスの計画を立てることができる。管理者が油圧ショベル１の開発者である場合、管理者は、作業現場の特性に合わせた製品の開発を適切に行うことができる。
【0118】
上述した実施形態によれば、次の作用効果を奏する。
【0119】
（１）油圧ショベル（作業機械）１は、車体１Ｂと、車体１Ｂに取り付けられる作業装置１Ａと、車体１Ｂに取り付けられる加速度センサ５３ａと、車体コントローラ（制御装置）１４と、を備える。車体コントローラ１４は、油圧ショベル１の稼働情報（実エンジン回転速度、及び操作圧）に基づいて、複数の動作状態のうち、いずれの動作状態であるのかを判定する。車体コントローラ１４は、加速度センサ５３ａの検出結果に基づいて、動作状態毎の振動の影響度による重み付けを行って、動作状態毎に油圧ショベル１に作用する負荷の累積値を表す累積負荷Ｄ０，Ｄ１，Ｄ２を演算する。車体コントローラ１４は、動作状態毎の累積負荷を足し合わせることにより総累積負荷Ｄｔを演算し、演算した総累積負荷Ｄｔを出力する。
【0120】
この構成では、油圧ショベル１による日々の作業で蓄積される損傷度が、動作状態毎に重みを考慮して演算された累積負荷の総和である総累積負荷Ｄｔとして演算される。このため、損傷度（総累積負荷Ｄｔ）の定量化を精度よく行うことが可能な油圧ショベル１を提供することができる。
【0121】
（２）車体１Ｂは、下部走行体（走行体）１１と、下部走行体１１に旋回輪１７を介して旋回可能に設けられた上部旋回体（旋回体）１２とを有している。油圧ショベル１は、上部旋回体１２に搭載されるエンジン（原動機）２３と、エンジン２３の回転速度を検出する回転速度センサ２３ａと、下部走行体１１、上部旋回体１２、及び作業装置１Ａに対する操作を検出する操作センサ３４ａ，３４ｂ，３５ａ，３５ｂ，３６ａ，３６ｂと、を備える。稼働情報には、回転速度センサ２３ａの検出結果及び操作センサ３４ａ，３４ｂ，３５ａ，３５ｂ，３６ａ，３６ｂの検出結果が含まれる。
【0122】
車体コントローラ１４は、回転速度センサ２３ａの検出結果に基づき、エンジン２３が稼働している状態であるか否かを判定する。車体コントローラ１４は、操作センサ３４ａ，３４ｂ，３５ａ，３５ｂ，３６ａ，３６ｂの検出結果に基づき、下部走行体１１、上部旋回体１２、及び作業装置１Ａのそれぞれが操作されているか否かを判定する。車体コントローラ１４は、エンジン２３が稼働している状態であり、かつ、下部走行体１１、上部旋回体１２、及び作業装置１Ａのいずれも操作されていない状態である場合には、油圧ショベル１の動作状態をアイドル状態と判定する。車体コントローラ１４は、下部走行体１１が操作され、かつ作業装置１Ａ及び上部旋回体１２の双方が操作されていない状態である場合には、油圧ショベル１の動作状態を走行状態と判定する。車体コントローラ１４は、作業装置１Ａ及び上部旋回体１２のうち少なくとも一方が操作されている状態である場合には、油圧ショベル１の動作状態を作業状態と判定する。車体コントローラ１４は、アイドル状態での累積負荷を０とする。車体コントローラ１４は、異なる重み係数ｋ１，ｋ２を用いて作業状態での累積負荷Ｄ１と走行状態での累積負荷Ｄ２を演算する。車体コントローラ１４は、作業状態での累積負荷Ｄ１と走行状態での累積負荷Ｄ２とを足し合わせることにより総累積負荷Ｄｔを演算する。
【0123】
アイドル状態での累積負荷を０とすることにより、演算負荷及び演算時間を低減することができる。また、本実施形態では、累積負荷に対する加速度の影響度の違いを考慮して、作業状態での累積負荷Ｄ１の演算に用いる重み付けが、走行状態での累積負荷Ｄ２の演算に用いる重み付けよりも大きい。これにより、作業状態での累積負荷と、走行状態での累積負荷とを適切に求めることができ、総累積負荷Ｄｔの演算精度を高めることができる。
【0124】
（３）車体コントローラ１４は、動作状態毎の稼働時間Ｔ０，Ｔ１，Ｔ２を演算し、動作状態毎の稼働時間Ｔ０，Ｔ１，Ｔ２を足し合わせることにより総稼働時間Ｔｔを演算する。車体コントローラ１４は、総稼働時間Ｔｔと総累積負荷Ｄｔとを対応付けて出力するとともに、動作状態毎の稼働時間Ｔ０，Ｔ１，Ｔ２及び総稼働時間Ｔｔに対する動作状態毎の稼働時間Ｔ０，Ｔ１，Ｔ２の割合Ｒ０，Ｒ１，Ｒ２を出力する。
【0125】
この構成によれば、総累積負荷Ｄｔと総稼働時間Ｔｔとの関係を容易に確認することができる。また、動作状態毎の稼働時間やその割合を確認することにより、油圧ショベル１の使われ方の傾向を容易に把握することができる。さらに、割合の高い動作状態に起因して消耗する部品の交換時期を適切に推定することができる。
【0126】
（４）上部旋回体１２は、旋回輪１７により支持されるセンターフレーム１１０と、センターフレーム１１０の側方に設けられセンターフレーム１１０により支持されるサイドフレーム１２０，１３０と、を有している。加速度センサ５３ａは、例えば、センターフレーム１１０に取り付けられている。旋回輪１７の近くの曲げ剛性の高い部位に加速度センサ５３ａを取り付けることで、例えば、地面から油圧ショベル１に対して突き上げるように作用する振動を直接的に測定することができる。
【0127】
（５）累積負荷の演算に用いる加速度を検出する加速度センサ５３ａは、上部旋回体１２（車体１Ｂ）の傾斜角を検出する慣性計測装置である車体傾斜角度センサ５３に含まれている。このため、車体傾斜角度センサ５３とは別に加速度センサを設ける場合に比べて、部品点数を低減することができる。
【0128】
次のような変形例も本発明の範囲内であり、変形例に示す構成と上述の実施形態で説明した構成を組み合わせたり、以下の異なる変形例で説明する構成同士を組み合わせたりすることも可能である。
【0129】
＜変形例１＞
上記実施形態では、アイドル状態での累積負荷Ｄ０を０にする例について説明した。しかしながら、アイドル状態での累積負荷Ｄ０（＞０）を演算してもよい。この場合、負荷演算部１５４は、加速度の時刻歴データにおいて、動作状態がアイドル状態と判定された時刻区間（アイドル区間）における頻度データを生成し、生成した頻度データに基づいてアイドル状態での累積負荷Ｄ０を演算する。
上記実施形態では、アイドル状態での累積負荷Ｄ０を０にする例について説明した。しかしながら、アイドル状態での累積負荷Ｄ０（＞０）を演算してもよい。この場合、負荷演算部１５４は、加速度の時刻歴データにおいて、動作状態がアイドル状態と判定された時刻区間（アイドル区間）における頻度データを生成し、生成した頻度データに基づいてアイドル状態での累積負荷Ｄ０を演算する。
【0130】
＜変形例２＞
動作状態の判定方法は、上記実施形態で説明した例に限定されない。例えば、メインポンプ２１が作業装置１Ａの油圧シリンダＳ、走行油圧モータ３、及び旋回油圧モータ４のそれぞれに対応して複数設けられている場合、メインポンプ２１の負荷率に基づいて、動作状態を判定してもよい。車体コントローラ１４は、吐出圧センサにより検出されるメインポンプ２１の吐出圧Ｐと、メインポンプ２１の容積（傾転角）ｑに基づき、メインポンプ２１に作用する負荷トルクＴｏを算出する（Ｔｏ＝ｑ×Ｐ／２π）。車体コントローラ１４は、算出した負荷トルクＴｏを、メインポンプ２１の仕様上の最大ポンプトルクＴｏｍａｘで除することによりポンプ負荷率を演算する。
動作状態の判定方法は、上記実施形態で説明した例に限定されない。例えば、メインポンプ２１が作業装置１Ａの油圧シリンダＳ、走行油圧モータ３、及び旋回油圧モータ４のそれぞれに対応して複数設けられている場合、メインポンプ２１の負荷率に基づいて、動作状態を判定してもよい。車体コントローラ１４は、吐出圧センサにより検出されるメインポンプ２１の吐出圧Ｐと、メインポンプ２１の容積（傾転角）ｑに基づき、メインポンプ２１に作用する負荷トルクＴｏを算出する（Ｔｏ＝ｑ×Ｐ／２π）。車体コントローラ１４は、算出した負荷トルクＴｏを、メインポンプ２１の仕様上の最大ポンプトルクＴｏｍａｘで除することによりポンプ負荷率を演算する。
【0131】
車体コントローラ１４は、全てのメインポンプ２１の負荷率が負荷率閾値未満である場合には、（条件２）が満たされていると判定する。車体コントローラ１４は、走行油圧モータ３に作動油を供給するメインポンプ２１の負荷率が負荷率閾値以上である場合には、（条件３）が満たされていると判定する。車体コントローラ１４は、旋回油圧モータ４に作動油を供給するメインポンプ２１の負荷率、及び油圧シリンダＳに作動油を供給するメインポンプ２１の負荷率のいずれもが負荷率閾値未満である場合には、（条件４）が満たされていると判定する。車体コントローラ１４は、旋回油圧モータ４に作動油を供給するメインポンプ２１の負荷率、及び油圧シリンダＳに作動油を供給するメインポンプ２１の負荷率の少なくとも一方が負荷率閾値以上である場合には、（条件５）が満たされていると判定する。
【0132】
また、車体コントローラ１４は、角度センサ５０～５３の検出結果から作業装置１Ａ、上部旋回体１２、及び下部走行体１１の実際の動作を検知することにより、（条件２）～（条件５）が満たされているか否かを判定してもよい。さらに、車体コントローラ１４は、ロックレバー装置３０がロック位置に操作されている場合には、（条件２）が満たされていると判定してもよい。
【0133】
＜変形例３＞
上記実施形態では、動作状態が、アイドル状態、作業状態、及び走行状態のいずれかである例について説明した。しかしながら、動作状態は、さらに細分化してもよい。例えば、作業状態を掘削作業状態と土羽打ち作業状態と整地作業状態とに区分してもよい。掘削作業状態と土羽打ち作業状態と整地作業状態とでは、それぞれ異なる重みが考慮されて累積負荷が演算される。アイドル状態をオートアイドル状態とそれ以外のアイドル状態とに細分化してもよい。また、複数の速度段に変速可能な変速機構を備えている場合には、走行状態を速度段に応じた走行状態に細分化してもよい。
上記実施形態では、動作状態が、アイドル状態、作業状態、及び走行状態のいずれかである例について説明した。しかしながら、動作状態は、さらに細分化してもよい。例えば、作業状態を掘削作業状態と土羽打ち作業状態と整地作業状態とに区分してもよい。掘削作業状態と土羽打ち作業状態と整地作業状態とでは、それぞれ異なる重みが考慮されて累積負荷が演算される。アイドル状態をオートアイドル状態とそれ以外のアイドル状態とに細分化してもよい。また、複数の速度段に変速可能な変速機構を備えている場合には、走行状態を速度段に応じた走行状態に細分化してもよい。
【0134】
＜変形例４＞
上記実施形態では、上部旋回体１２に取り付けられる加速度センサ５３ａの検出結果に基づいて累積負荷が演算される例について説明した。しかしながら、累積負荷の演算に用いる加速度を検出する加速度センサ５３ａの取付位置は、上部旋回体１２に限定されない。加速度センサ５３ａは、下部走行体１１のフレームに取り付けてもよい。また、累積負荷の演算に用いる加速度を検出する加速度センサは、作業装置１Ａに取り付けてもよい。
上記実施形態では、上部旋回体１２に取り付けられる加速度センサ５３ａの検出結果に基づいて累積負荷が演算される例について説明した。しかしながら、累積負荷の演算に用いる加速度を検出する加速度センサ５３ａの取付位置は、上部旋回体１２に限定されない。加速度センサ５３ａは、下部走行体１１のフレームに取り付けてもよい。また、累積負荷の演算に用いる加速度を検出する加速度センサは、作業装置１Ａに取り付けてもよい。
【0135】
＜変形例５＞
上記実施形態では、車体１Ｂの傾斜角を検出する車体傾斜角度センサ５３に含まれる加速度センサ５３ａを利用して、車体１Ｂに作用する振動や衝撃による累積負荷を演算する例について説明した。しかしながら、累積負荷の演算に用いる加速度を検出する加速度センサは、車体傾斜角度センサ５３とは別に設けてもよい。この場合、加速度センサは、直交３軸の軸方向の加速度を計測するものである必要はなく、単軸加速度計としてもよい。
上記実施形態では、車体１Ｂの傾斜角を検出する車体傾斜角度センサ５３に含まれる加速度センサ５３ａを利用して、車体１Ｂに作用する振動や衝撃による累積負荷を演算する例について説明した。しかしながら、累積負荷の演算に用いる加速度を検出する加速度センサは、車体傾斜角度センサ５３とは別に設けてもよい。この場合、加速度センサは、直交３軸の軸方向の加速度を計測するものである必要はなく、単軸加速度計としてもよい。
【0136】
＜変形例６＞
上記実施形態では、車体コントローラ１４が、動作状態毎の稼働時間Ｔ０，Ｔ１，Ｔ２及び総稼働時間Ｔｔに対する動作状態毎の稼働時間Ｔ０，Ｔ１，Ｔ２の割合Ｒ０，Ｒ１，Ｒ２の双方を出力する例について説明した。しかしながら、車体コントローラ１４は、動作状態毎の稼働時間Ｔ０，Ｔ１，Ｔ２及び総稼働時間Ｔｔに対する動作状態毎の稼働時間Ｔ０，Ｔ１，Ｔ２の割合Ｒ０，Ｒ１，Ｒ２の一方のみを出力することとしてもよい。つまり、車体コントローラ１４は、動作状態毎の稼働時間Ｔ０，Ｔ１，Ｔ２及び総稼働時間Ｔｔに対する動作状態毎の稼働時間Ｔ０，Ｔ１，Ｔ２の割合Ｒ０，Ｒ１，Ｒ２の少なくとも一方を出力する構成とすることが好ましい。
上記実施形態では、車体コントローラ１４が、動作状態毎の稼働時間Ｔ０，Ｔ１，Ｔ２及び総稼働時間Ｔｔに対する動作状態毎の稼働時間Ｔ０，Ｔ１，Ｔ２の割合Ｒ０，Ｒ１，Ｒ２の双方を出力する例について説明した。しかしながら、車体コントローラ１４は、動作状態毎の稼働時間Ｔ０，Ｔ１，Ｔ２及び総稼働時間Ｔｔに対する動作状態毎の稼働時間Ｔ０，Ｔ１，Ｔ２の割合Ｒ０，Ｒ１，Ｒ２の一方のみを出力することとしてもよい。つまり、車体コントローラ１４は、動作状態毎の稼働時間Ｔ０，Ｔ１，Ｔ２及び総稼働時間Ｔｔに対する動作状態毎の稼働時間Ｔ０，Ｔ１，Ｔ２の割合Ｒ０，Ｒ１，Ｒ２の少なくとも一方を出力する構成とすることが好ましい。
【0137】
＜変形例７＞
上記実施形態では、累積負荷及び稼働時間の演算結果が、油圧ショベル１から離れた場所に設けられた施設内の表示装置１８１に表示される例について説明したが、油圧ショベル１の運転室１６内に設けられる液晶ディスプレイ装置等の表示装置７２に演算結果を表示してもよい。車体コントローラ１４は、自車両の累積負荷及び稼働時間だけでなく、他車両からの累積負荷及び稼働時間を取得して表示してもよい。
上記実施形態では、累積負荷及び稼働時間の演算結果が、油圧ショベル１から離れた場所に設けられた施設内の表示装置１８１に表示される例について説明したが、油圧ショベル１の運転室１６内に設けられる液晶ディスプレイ装置等の表示装置７２に演算結果を表示してもよい。車体コントローラ１４は、自車両の累積負荷及び稼働時間だけでなく、他車両からの累積負荷及び稼働時間を取得して表示してもよい。
【0138】
＜変形例８＞
上記実施形態では、作業状態での累積負荷Ｄ１の演算に用いる重み係数ｋ１が、走行状態での累積負荷Ｄ２の演算に用いる重み係数ｋ２よりも大きい例について説明した。しかしながら、油圧ショベル１の仕様によっては、振動の影響度が作業状態のときよりも走行状態のときの方が大きく、走行状態での累積負荷Ｄ２の演算に用いる重み係数ｋ２を、作業状態での累積負荷Ｄ１の演算に用いる重み係数ｋ１よりも大きくすることが好ましい場合もある。また、複数の動作状態のうち、ある動作状態と別の動作状態において振動の影響度がほぼ同じである場合には、同じ重み係数を用いてもよい。例えば、作業状態での振動の影響度と走行状態での振動の影響度との差が小さい場合には、重み係数ｋ１と重み係数ｋ２とを同じ値に設定してもよい。
上記実施形態では、作業状態での累積負荷Ｄ１の演算に用いる重み係数ｋ１が、走行状態での累積負荷Ｄ２の演算に用いる重み係数ｋ２よりも大きい例について説明した。しかしながら、油圧ショベル１の仕様によっては、振動の影響度が作業状態のときよりも走行状態のときの方が大きく、走行状態での累積負荷Ｄ２の演算に用いる重み係数ｋ２を、作業状態での累積負荷Ｄ１の演算に用いる重み係数ｋ１よりも大きくすることが好ましい場合もある。また、複数の動作状態のうち、ある動作状態と別の動作状態において振動の影響度がほぼ同じである場合には、同じ重み係数を用いてもよい。例えば、作業状態での振動の影響度と走行状態での振動の影響度との差が小さい場合には、重み係数ｋ１と重み係数ｋ２とを同じ値に設定してもよい。
【0139】
＜変形例９＞
上記実施形態では、作業機械が油圧ショベル１である例について説明した。しかしながら、作業機械は油圧ショベルである場合に限定されない。例えば、作業機械は、ホイールローダであってもよい。作業機械がホイールローダの場合、作業装置が動作しているときの動作状態は作業状態と判定され、作業装置が非動作で走行モータが動作しているときの動作状態は走行状態と判定される。
上記実施形態では、作業機械が油圧ショベル１である例について説明した。しかしながら、作業機械は油圧ショベルである場合に限定されない。例えば、作業機械は、ホイールローダであってもよい。作業機械がホイールローダの場合、作業装置が動作しているときの動作状態は作業状態と判定され、作業装置が非動作で走行モータが動作しているときの動作状態は走行状態と判定される。
【0140】
以上、本発明の実施形態について説明したが、上記実施形態は本発明の適用例の一部を示したに過ぎず、本発明の技術的範囲を上記実施形態の具体的構成に限定する趣旨ではない。
【符号の説明】
【0141】
１…油圧ショベル（作業機械）、１Ａ…作業装置、１Ｂ…車体、３…走行油圧モータ、４…旋回油圧モータ、５…ブームシリンダ（油圧シリンダ）、６…アームシリンダ（油圧シリンダ）、７…バケットシリンダ（油圧シリンダ）、８…ブーム、９…アーム、１０…バケット、１１…下部走行体（走行体）、１２…上部旋回体（旋回体）、１４…車体コントローラ（制御装置）、１５…エンジンコントロールダイヤル、１６…運転室、１７…旋回輪、１９…機械室、２１…メインポンプ（油圧ポンプ）、２２…パイロットポンプ（油圧ポンプ）、２３…エンジン、２３ａ…回転速度センサ、２６…ロック弁、３０…ロックレバー装置、３１…作業操作装置（操作装置）、３２…走行操作装置（操作装置）、３３…旋回操作装置（操作装置）、３４ａ，３４ｂ…作業操作センサ（操作センサ）、３５ａ，３５ｂ…走行操作センサ（操作センサ）、３６ａ，３６ｂ…旋回操作センサ（操作センサ）、５０…ブーム角度センサ（角度センサ）、５１…アーム角度センサ（角度センサ）、５２…バケット角度センサ（角度センサ）、５３…車体傾斜角度センサ（角度センサ）、５３ａ…加速度センサ、７１…通信装置、７２…表示装置、１００…旋回フレーム、１１０…センターフレーム、１１１…底板、１１２…縦板、１２０…左サイドフレーム（サイドフレーム）、１２１…外枠部、１２４…内枠部、１２５…ビーム、１３０…右サイドフレーム（サイドフレーム）、１３１…外枠部、１３５…ビーム、１４１…処理装置、１４２…不揮発性メモリ（記憶装置）、１４３…揮発性メモリ（記憶装置）、１５１…動作状態判定部、１５２…稼働時間演算部、１５３…フィルタ処理部、１５４…負荷演算部、１５５…頻度算出部、１５６…負荷換算部、１５８…累積負荷演算部、１５９…出力制御部、１８０…サーバ、１８１…表示装置、１８２…入力装置、１８３…通信装置、１８４…記憶装置、１９０…通信回線、Ｓ…油圧シリンダ
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【手続補正書】
【提出日】2024-04-04
【手続補正1】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項1】
走行体を含む車体と、前記車体に取り付けられる作業装置と、前記車体または前記作業装置に取り付けられる加速度センサと、制御装置と、を備える作業機械において、
前記制御装置は、
前記作業機械の稼働情報に基づいて、前記走行体が動作している走行状態と、前記作業装置が動作している作業状態と、前記走行体及び前記作業装置が動作していないアイドル状態と、を含む複数の動作状態のうち、いずれの動作状態であるのかを判定し、
前記加速度センサの検出結果に基づいて、前記動作状態毎の振動の影響度による重み付けを行って、前記動作状態毎に前記作業機械に作用する負荷の累積値を表す累積負荷を演算し、
前記動作状態毎の前記累積負荷を足し合わせることにより総累積負荷を演算し、
前記総累積負荷を出力する
ことを特徴とする作業機械。
前記制御装置は、
前記作業機械の稼働情報に基づいて、前記走行体が動作している走行状態と、前記作業装置が動作している作業状態と、前記走行体及び前記作業装置が動作していないアイドル状態と、を含む複数の動作状態のうち、いずれの動作状態であるのかを判定し、
前記加速度センサの検出結果に基づいて、前記動作状態毎の振動の影響度による重み付けを行って、前記動作状態毎に前記作業機械に作用する負荷の累積値を表す累積負荷を演算し、
前記動作状態毎の前記累積負荷を足し合わせることにより総累積負荷を演算し、
前記総累積負荷を出力する
ことを特徴とする作業機械。
【請求項2】
請求項１に記載の作業機械において、
前記車体は、前記走行体に旋回輪を介して旋回可能に設けられた旋回体を有し、
前記旋回体に搭載される原動機と、
前記原動機の回転速度を検出する回転速度センサと、
前記走行体、前記旋回体、及び前記作業装置に対する操作を検出する操作センサと、を備え、
前記稼働情報には、前記回転速度センサの検出結果及び前記操作センサの検出結果が含まれ、
前記制御装置は、
前記回転速度センサの検出結果に基づき、前記原動機が稼働している状態であるか否かを判定し、
前記操作センサの検出結果に基づき、前記走行体、前記旋回体、及び前記作業装置のそれぞれが操作されているか否かを判定し、
前記原動機が稼働している状態であり、かつ、前記走行体、前記旋回体、及び前記作業装置のいずれも操作されていない状態である場合には、前記動作状態を前記アイドル状態と判定し、
前記走行体が操作されている状態である場合には、前記動作状態を前記走行状態と判定し、
前記作業装置及び前記旋回体のうち少なくとも一方が操作されている状態である場合には、前記動作状態を前記作業状態と判定し、
前記アイドル状態での前記累積負荷を０とし、
前記作業状態での前記累積負荷と前記走行状態での前記累積負荷とを足し合わせることにより前記総累積負荷を演算する
ことを特徴とする作業機械。
前記車体は、前記走行体に旋回輪を介して旋回可能に設けられた旋回体を有し、
前記旋回体に搭載される原動機と、
前記原動機の回転速度を検出する回転速度センサと、
前記走行体、前記旋回体、及び前記作業装置に対する操作を検出する操作センサと、を備え、
前記稼働情報には、前記回転速度センサの検出結果及び前記操作センサの検出結果が含まれ、
前記制御装置は、
前記回転速度センサの検出結果に基づき、前記原動機が稼働している状態であるか否かを判定し、
前記操作センサの検出結果に基づき、前記走行体、前記旋回体、及び前記作業装置のそれぞれが操作されているか否かを判定し、
前記原動機が稼働している状態であり、かつ、前記走行体、前記旋回体、及び前記作業装置のいずれも操作されていない状態である場合には、前記動作状態を前記アイドル状態と判定し、
前記走行体が操作されている状態である場合には、前記動作状態を前記走行状態と判定し、
前記作業装置及び前記旋回体のうち少なくとも一方が操作されている状態である場合には、前記動作状態を前記作業状態と判定し、
前記アイドル状態での前記累積負荷を０とし、
前記作業状態での前記累積負荷と前記走行状態での前記累積負荷とを足し合わせることにより前記総累積負荷を演算する
ことを特徴とする作業機械。
【請求項3】
請求項１に記載の作業機械において、
前記作業状態での前記累積負荷の演算に用いる重み付けは、前記走行状態での前記累積負荷の演算に用いる重み付けよりも大きい
ことを特徴とする作業機械。
前記作業状態での前記累積負荷の演算に用いる重み付けは、前記走行状態での前記累積負荷の演算に用いる重み付けよりも大きい
ことを特徴とする作業機械。
【請求項4】
請求項１に記載の作業機械において、
前記制御装置は、
前記動作状態毎の稼働時間を演算し、
前記動作状態毎の稼働時間を足し合わせることにより総稼働時間を演算し、
前記総稼働時間と前記総累積負荷とを対応付けて出力するとともに、前記動作状態毎の稼働時間及び前記総稼働時間に対する前記動作状態毎の稼働時間の割合の少なくとも一方を出力する
ことを特徴とする作業機械。
前記制御装置は、
前記動作状態毎の稼働時間を演算し、
前記動作状態毎の稼働時間を足し合わせることにより総稼働時間を演算し、
前記総稼働時間と前記総累積負荷とを対応付けて出力するとともに、前記動作状態毎の稼働時間及び前記総稼働時間に対する前記動作状態毎の稼働時間の割合の少なくとも一方を出力する
ことを特徴とする作業機械。
【請求項5】
請求項２に記載の作業機械において、
前記旋回体は、前記旋回輪により支持されるセンターフレームと、前記センターフレームの側方に設けられ前記センターフレームにより支持されるサイドフレームと、を有し、
前記加速度センサは、前記センターフレームに取り付けられている
ことを特徴とする作業機械。
前記旋回体は、前記旋回輪により支持されるセンターフレームと、前記センターフレームの側方に設けられ前記センターフレームにより支持されるサイドフレームと、を有し、
前記加速度センサは、前記センターフレームに取り付けられている
ことを特徴とする作業機械。
【手続補正2】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【0006】
本発明の一態様による作業機械は、走行体を含む車体と、前記車体に取り付けられる作業装置と、前記車体または前記作業装置に取り付けられる加速度センサと、制御装置と、を備える。前記制御装置は、前記作業機械の稼働情報に基づいて、前記走行体が動作している走行状態と、前記作業装置が動作している作業状態と、前記走行体及び前記作業装置が動作していないアイドル状態と、を含む複数の動作状態のうち、いずれの動作状態であるのかを判定し、前記加速度センサの検出結果に基づいて、前記動作状態毎の振動の影響度による重み付けを行って、前記動作状態毎に前記作業機械に作用する負荷の累積値を表す累積負荷を演算し、前記動作状態毎の前記累積負荷を足し合わせることにより総累積負荷を演算し、前記総累積負荷を出力する。