特許 7069945 建設機械の作動油量測定装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2022-05-10

(45)【発行日】2022-05-18

(54)【発明の名称】建設機械の作動油量測定装置

(51)【国際特許分類】

   E02F 9/26 20060101AFI20220511BHJP

【ＦＩ】

E02F9/26 A

【請求項の数】 4

(21)【出願番号】P 2018061969

(22)【出願日】2018-03-28

(65)【公開番号】P2019173363

(43)【公開日】2019-10-10

【審査請求日】2020-10-14

(73)【特許権者】

【識別番号】000246273

【氏名又は名称】コベルコ建機株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110000800

【氏名又は名称】特許業務法人創成国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】細 幸広

【審査官】石川 信也

(56)【参考文献】

【文献】特開昭６２－２２４７０８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平０４－２３８９２１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１６－１１３８１９（ＪＰ，Ａ）

【文献】国際公開第２０１４／０１３９１１（ＷＯ，Ａ１）

【文献】特開平１１－２４１９７３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１２－２０２４２３（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｅ０２Ｆ ９／２６

Ｆ１５Ｂ ２０／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

１つ以上の油圧シリンダと、該油圧シリンダの駆動用の作動油を蓄える油タンクとを備える建設機械における作動油量の測定装置であって、
前記油圧シリンダの動作状態を示す動作状態情報を取得する動作状態情報取得部と、
前記動作状態情報に基づいて、前記油圧シリンダが保有する作動油量であるシリンダ油量を推定するシリンダ油量推定部と、
前記油タンクに蓄えられている作動油量であるタンク油量を計測するタンク油量計測部と、
少なくとも前記シリンダ油量の推定値と前記タンク油量の計測値とに基づいて、前記建設機械における作動油量の適否又は低下度合いに関する報知情報を出力する油量情報報知部とを備えており、
前記油量情報報知部は、前記報知情報を前記建設機械の外部の携帯端末に出力する機能を有するように構成されていると共に、前記建設機械の作動停止状態で前記油タンクへの作動油の補充を行う作業中に、前記タンク油量の計測値を所定の制御処理周期で逐次取得しつつ、該タンク油量の計測値の変化に応じて、前記携帯端末に出力する報知情報を変化させるように構成されていることを特徴とする建設機械の作動油量測定装置。

【請求項2】

請求項１記載の建設機械の作動油量測定装置において、
前記油タンクに蓄えられている作動油の温度を検出する温度センサをさらに備え、
前記油量情報報知部は、前記油量情報報知部は、前記シリンダ油量の推定値と前記タンク油量の計測値と前記温度の検出値とに基づいて、前記報知情報を出力するように構成されていることを特徴とする建設機械の作動油量測定装置。

【請求項3】

請求項１又は２記載の建設機械の作動油量測定装置において、
前記油量情報報知部は、前記建設機械における作動油量が不足状態であるか否かを、少なくとも前記シリンダ油量の推定値と前記タンク油量の計測値とに基づいて判断する機能を有し、当該判断結果が肯定的である場合に、その旨を示す情報を前記報知情報として出力するように構成されていることを特徴とする建設機械の作動油量測定装置。

【請求項4】

請求項３記載の建設機械の作動油量測定装置において、
前記判断結果が肯定的である場合に前記油量情報報知部が出力する報知情報は、前記建設機械における作動油量の不足量を示す情報を含むことを特徴とする建設機械の作動油量測定装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、油圧ショベル等の建設機械の作動油の油量を測定する装置に関する。

【背景技術】

【0002】

油圧ショベル等の建設機械では、作業時に、油タンクに蓄えられている作動油を、油圧ポンプを介して油圧シリンダ等の油圧アクチュエータに供給することで該油圧アクチュエータを作動させると共に、その作動時に油圧アクチュエータから排出される作動油を油タンクに戻すようにしている。

【0003】

そして、この種の建設機械では、例えば特許文献１に見られるように、油タンク内の作動油の液面レベルを示すレベルゲージを油タンクに付設し、このレベルゲージを視認することで、油タンク内の作動油量が適量範囲内にあるか否かを確認できるようにしたものが一般に知られている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【文献】特開２００７－２１２３８２号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

油圧ショベル等の建設機械に備えられている油圧アクチュエータは、一般に、比較的大きな油圧シリンダを含んでいる。そして、該油圧シリンダは、その油室の全体に充填される作動油量が、該油圧シリンダの動作状態（伸縮状態）に応じて変化する。ひいては、油タンク内の作動油量も、油圧シリンダの動作状態に応じて変化する。

【0006】

このため、この種の建設機械において、特許文献１に見られる如きレベルゲージを用いて油タンク内の作動油量を確認する場合、通常、当該確認のための油圧シリンダの基準の動作状態（あるいは該油圧シリンダにより駆動されるブーム、アーム、バケット等の作業装置の姿勢状態）が定められている。

【0007】

そして、油圧シリンダを基準の動作状態に保持した上で、作業者が、油タンク内の作動油量をレベルゲージにより確認することが行われる。さらに、この確認により、作動油量が不足していることが判明した場合には、作業者が、レベルゲージを視認しながら、不足分の作動油を油タンクに補充することが行われる。

【0008】

しかしながら、作動油量を確認するために、その都度、油圧シリンダを基準の動作状態に作動させることは、煩わしいものとなりやすいと共に、建設機械の運転を行い得る作業者を確保する必要がある。

【0009】

また、建設機械の配置場所等によっては、周囲の物体との干渉の発生等のために、油圧シリンダを基準の動作状態に作動させることが困難となる場合も多々ある。そして、このような場合には、建設機械を適当な場所に移動させた上で、油圧シリンダを基準の動作状態に作動させることが必要となるため、作動油量を確認する作業を適切な頻度で実行することができなくなりやすい。

【0010】

本発明はかかる背景に鑑みてなされたものであり、建設機械に備えられた油圧シリンダの動作状態によらずに、作動油量の確認を適切に行うことを可能とする作動油量測定装置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】

【0011】

本発明の建設機械の作動油量測定装置は、上記目的を達成するために、１つ以上の油圧シリンダと、該油圧シリンダの駆動用の作動油を蓄える油タンクとを備える建設機械における作動油量の測定装置であって、
前記油圧シリンダの動作状態を示す動作状態情報を取得する動作状態情報取得部と、
前記動作状態情報に基づいて、前記油圧シリンダが保有する作動油量であるシリンダ油量を推定するシリンダ油量推定部と、
前記油タンクに蓄えられている作動油量であるタンク油量を計測するタンク油量計測部と、
少なくとも前記シリンダ油量の推定値と前記タンク油量の計測値とに基づいて、前記建設機械における作動油量の適否又は低下度合いに関する報知情報を出力する油量情報報知部とを備えることを基本構成とする。

【0012】

なお、本発明において、前記建設機械における作動油量というのは、前記シリンダ油量及タンク油量を含めて該建設機械に保有されている作動油量を意味する。また、作動油量の適否又は低下度合いに関する報知情報というのは、該報知情報を受ける者が、該作動油量が適量であるか否か、あるいは、該作動油量が適量に対して、どの程度、低下しているか等を認識し得る情報を意味する。

【0013】

上記基本構成を有する本発明によれば、前記油量情報報知部は、少なくとも前記シリンダ油量の推定値と前記タンク油量の計測値とに基づいて前記報知情報を出力するので、該報知情報を受ける者は、建設機械に備えられた油圧シリンダの動作状態によらずに、該建設機械に保有されている作動油量の適否等を評価し得る情報を得ることができる。

【0014】

よって、上記基本構成を有する本発明によれば、建設機械に備えられた油圧シリンダの動作状態によらずに、作動油量の確認を適切に行うことが可能となる。
そして、上記基本構成を有する本発明では、前記油量情報報知部は、前記報知情報を前記建設機械の外部の携帯端末に出力する機能を有するように構成されている。さらに、前記油量情報報知部は、前記建設機械の作動停止状態で、前記タンク油量の計測値を逐次取得しつつ、該タンク油量の計測値の変化に応じて、前記携帯端末に出力する報知情報を変化させるように構成されている。
より具体的には、前記油量情報報知部は、前記報知情報を前記建設機械の外部の携帯端末に出力する機能を有するように構成されていると共に、前記建設機械の作動停止状態で前記油タンクへの作動油の補充を行う作業中に、前記タンク油量の計測値を所定の制御処理周期で逐次取得しつつ、該タンク油量の計測値の変化に応じて、前記携帯端末に出力する報知情報を変化させるように構成されていることを特徴とする（第１発明）。
これによれば、前記携帯端末を所持する者は、油タンクの注入口の近く等で、前記報知情報を携帯端末を介して取得することができる。このため、油タンクへの作動油の補充作業等を円滑に実施することが可能となる。さらに、前記携帯端末を所持する者は、油タンクへの作動油の補充作業を行いながら、前記報知情報を携帯端末を介して取得することができる。このため、作動油量の不足が解消したか否か等をリアルタイムで確認しながら、作動油の補充作業を行うことができる。ひいては、該補充作業を的確に実施できる。

【0015】

上記基本構成を有する本発明では、前記油タンクに蓄えられている作動油の温度を検出する温度センサをさらに備え、前記油量情報報知部は、前記油量情報報知部は、前記シリンダ油量の推定値と前記タンク油量の計測値と前記温度の検出値とに基づいて、前記報知情報を出力するように構成されていることが好ましい（第２発明）。

【0016】

これによれば、作動油の温度に応じた体積膨張を考慮した態様で、前記報知情報の出力を行うことが可能となる。ひいては、該報知情報の信頼性を高めることが可能となる。

【0017】

上記基本構成を有する本発明では、前記油量情報報知部は、前記建設機械における作動油量が不足状態であるか否かを、少なくとも前記シリンダ油量の推定値と前記タンク油量の計測値とに基づいて判断する機能を有し、当該判断結果が肯定的である場合に、その旨を示す情報を前記報知情報として出力するように構成され得る（第３発明）。

【0018】

これによれば、前記油量情報報知部は、前記建設機械における作動油量が不足状態であるか否かを、油圧シリンダの動作状態によらずに適切に判断できるので、該作動油量が不足状態になった旨を示す報知情報を、適切なタイミングで出力することができる。

【0019】

なお、第３発明を前記第２発明と組み合わせる場合には、前記油量情報報知部は、前記シリンダ油量の推定値と前記タンク油量の計測値と前記温度の検出値とに基づいて、前記建設機械における作動油量が不足状態であるか否かを判断するように構成され得る。

【0020】

上記第３発明では、前記判断結果が肯定的である場合に前記油量情報報知部が出力する報知情報は、前記建設機械における作動油量の不足量を示す情報を含むことが好ましい（第４発明）。

【0021】

これによれば、前記報知情報を受ける者は、前記油タンクに補充すべき作動油量を容易に認識することができる。

【図面の簡単な説明】

【0026】

【図1】本発明の実施形態における建設機械の一例としての油圧ショベルの側面図。

【図2】実施形態の油圧ショベルの要部のシステム構成を示す図。

【図3】実施形態の油圧ショベルに備えた油圧シリンダの内部構成と油圧回路構成を概略的に示す図。

【図4】図２に示す制御装置の処理を示すフローチャート。

【発明を実施するための形態】

【0027】

本発明の一実施形態を図１～図４を参照して以下に説明する。図１を参照して、本実施形態の作動油量測定装置は、建設機械の一例としての油圧ショベル１に備えられている。この油圧ショベル１は、クローラ式の走行体２と、走行体２上に搭載された旋回体３と、旋回体３に取り付けられた作業装置４とを備える。

【0028】

走行体２には、その左右のクローラをそれぞれ駆動する走行用アクチュエータとしての一対の油圧モータ（図示省略）が組み付けられている。

【0029】

旋回体３は、走行体２に対して、上下方向の旋回軸心Ｃｚ周りの方向（ヨー方向）に旋回し得るように、該走行体２に取り付けられており、旋回用アクチュエータとしての油圧モータ（図示省略）及び旋回ギヤ（図示省略）等を含む旋回駆動装置７により旋回駆動される。この旋回体３の前部には、作業者が搭乗する運転室５が備えられ、後部には、図示を省略するエンジン、油圧機器等の種々の機械類が収容された機械室６が備えられている。

【0030】

作業装置４は、旋回体３の前部から延設されたブーム１１ａと、ブーム１１ａの先端部から延設されたアーム１１ｂと、アーム１１ｂの先端部に組付けられたアタッチメント１１ｃ（図示例ではバケット）と、ブーム１１ａを旋回体３に対してピッチ方向（旋回体３の左右方向の軸周り方向）に揺動させるアクチュエータとしてのブーム用油圧シリンダ１２ａと、アーム１１ｂをブーム１１ａに対してピッチ方向に揺動させるアクチュエータとしてのアーム用油圧シリンダ１２ｂと、アタッチメント１１ｃをアーム１１ｂに対してピッチ方向に揺動させるアタッチメント用油圧シリンダ１２ｃとを備える。

【0031】

本実施形態では、これらの油圧シリンダ１２ａ，１２ｂ，１２ｃが本発明における油圧シリンダに相当する。以降の説明では、油圧シリンダ１２ａ，１２ｂ，１２ｃを区別する必要が無いときは、それぞれを単に油圧シリンダ１２と表記する。

【0032】

また、油圧ショベル１には、図２に示すように、油圧シリンダ１２（１２ａ，１２ｂ，１２ｃ）を含む各油圧アクチュエータの駆動用の作動油を蓄える油タンク２１と、各油圧アクチュエータの作動時に油タンク２１から各油圧アクチュエータに作動油を供給し、また、各油圧アクチュエータから排出される作動油を油タンク２１に戻すように構成された油圧回路装置２２とが搭載されている。これらの油タンク２１及び油圧回路装置２２は、機械室６に収容されている。

【0033】

なお、上記油圧アクチュエータには、油圧シリンダ１２ａ，１２ｂ，１２ｃの他、走行体２の走行用の油圧モータと、旋回体３の旋回用の油圧モータとが含まれる。

【0034】

油圧回路装置２２は、ポンプや、各油圧アクチュエータ毎の方向切換弁等を含む公知の回路構成のものであり、各油圧アクチュエータは、油圧回路装置２２を介して油タンク２１に接続されている。

【0035】

図３は、各油圧シリンダ１２に関する油圧回路装置２２の構成を概略的に示している。図示の如く、各油圧シリンダ１２は、筒体１２１と、筒体１２１内をその軸心方向に摺動自在なピストン１２２と、ピストン１２２から延設されたロッド１２３とを有し、筒体１２１内には、ピストン１２２により隔てられたボトム側油室１２４ａ及びロッド側油室１２４ｂが形成されている。

【0036】

そして、油圧回路装置２２は、油圧シリンダ１２のボトム側油室１２４ａ及びロッド側油室１２４ｂにそれぞれ油通路２２１ａ，２２１ｂを介して接続された方向切換弁２２２と、該方向切換弁２２２を油タンク２１に接続するメータイン側油通路２２３及びメータアウト側油通路２２４と、メータイン側油通路２２３に介装されたポンプ２２５とを有する。

【0037】

この場合、方向切換弁２２２は、ポンプ２２５を図示しないエンジンにより駆動した状態で、運転室５に配置された図示しない操作レバー等の操作器を操作することで駆動される。そして、その駆動により、メータイン側油通路２２３が油通路２２１ａ，２２１ｂの一方側に連通されると共に、メータアウト側油通路２２４が油通路２２１ａ，２２１ｂの他方側に連通される。

【0038】

これにより、油圧シリンダ１２のボトム側油室１２４ａ及びロッド側油室１２４ｂの一方側に、油タンク２１からメータイン側油通路２２３、方向切換弁２２２、及び油通路２２１ａ，２２１ｂの一方を介して作動油が供給されると共に、ボトム側油室１２４ａ及びロッド側油室１２４ｂの他方側から排出される作動油が、油通路２２１ａ，２２１ｂの他方、方向切換弁２２２及びメータアウト側油通路２２４を介して油タンク２１に戻される。

【0039】

ひいては、油圧シリンダ１２のピストン１２２及びロッド１２３が筒体１２１の軸心方向に移動する（ロッド１２３が筒体１２１の外部で伸縮する）ように油圧シリンダ１２が駆動される。

【0040】

図２に戻って、油圧ショベル１には、さらに、該油圧ショベル１の運転制御等を行う機能を有する制御装置３０と、各油圧シリンダ１２の動作状態を検出するためのシリンダ動作検出用センサ４０と、油タンク２１内の作動油の液面レベルを検出する液面レベルセンサ４１と、油タンク２１内の作動油の温度を検出する温度センサ４２と、油圧ショベル１の作動状態等に関する種々の情報を表示する表示器４５とが搭載されている。また、油タンク２１の側面部には、該油タンク２１内の作動油量を簡易的に視認し得る油量ゲージ４３が組み付けられている。

【0041】

油量ゲージ４３は、その内部の液体の液面又はフロートの高さが、油タンク２１内の作動油量の増減に伴い上下するように構成された公知の構造のゲージであり、該液面又はフロートの高さ（上下方向位置）を視認することで、油タンク２１内の作動油量を認識することが可能である。

【0042】

シリンダ動作検出用センサ４０は、例えば、旋回体３に対するブーム１１ａの回転角（以降、第１回転角という）を検出する角度センサ４０ａと、ブーム１１ａに対するアーム１１ｂの回転角（以降、第２回転角という）を検出する角度センサ４０ｂと、アーム１１ｂに対するアタッチメント１１ｃの回転角（以降、第３回転角）を検出する角度センサ４０ｃとを含む。これらの角度センサ４０ａ，４０ｂ，４０ｃは、例えば、ロータリエンコーダ、レゾルバ等により構成され、作業装置４に組付けられている。

【0043】

ここで、上記第１回転角、第２回転角、及び第３回転角のそれぞれは、ブーム用油圧シリンダ１２ａのロッド１２３（又はピストン１２２）の変位量、アーム用油圧シリンダ１２ｂのロッド１２３（又はピストン１２２）の変位量、及びアタッチメント用油圧シリンダ１２ｃのロッド１２３（又はピストン１２２）の変位量のそれぞれと一定の相関関係を有する。従って、第１回転角、第２回転角、及び第３回転角のそれぞれの検出値から、上記相関関係に基づいて、ブーム用油圧シリンダ１２ａ、アーム用油圧シリンダ１２ｂ、及びアタッチメント用油圧シリンダ１２ｃのそれぞれの動作状態を特定することが可能である。

【0044】

なお、シリンダ動作検出用センサ４０は、上記角度センサ４０ａ，４０ｂ，４０ｃの代わりに、ブーム用油圧シリンダ１２ａ、アーム用油圧シリンダ１２ｂ、及びアタッチメント用油圧シリンダ１２ｃのそれぞれのロッド１２３の変位量（ストローク量）を検出可能な変位センサを備えていてもよい。

【0045】

液面レベルセンサ４１は、例えば、レーザ式の測距センサにより構成され、油タンク２１の上面部に組付けられている。この場合、液面レベルセンサ４１は、油タンク２１内の作動油の液面に向かってレーザ光を照射しつつ、その反射光を受光することで、油タンク２１内の作動油の液面までの距離（換言すれば、該液面の高さ）を、三角測距方式又はＴＯＦ方式（ＴＯＦ：Time of Flight）で測定し、該距離の測定値に応じた検出信号を出力する。

【0046】

なお、液面レベルセンサ４１は、レーザ式の測距センサに限らず、例えば、赤外線式、あるいは、超音波式の測距センサ、あるいは、フロート式のレベルセンサを用いることも可能である。

【0047】

温度センサ４２は、サーミスタ等により構成され、油タンク２１内の作動油の温度を検出し得るように、該油タンク２１の側面部等に組付けられている。なお、温度センサ４２は、油タンク２１に連通する油通路に組付けられていてもよい。

【0048】

表示器４５は、液晶ディスプレイ、有機ＥＬディスプレイ等により構成され、運転室５に設置されている。

【0049】

制御装置３０は、マイクロコンピュータ、メモリ、インターフェース回路等を含む一つ以上の電子回路ユニットにより構成される。この制御装置３０には、前記シリンダ動作検出用センサ４０、液面レベルセンサ４１、温度センサ４２の検出信号が入力される。

【0050】

そして、制御装置３０は、実装されたハードウェア構成及びプログラム（ソフトウェア構成）の両方又は一方により実現される機能として、作動油量測定装置としての機能を含む。

【0051】

より詳しくは、制御装置３０は、シリンダ動作検出用センサ４０の検出信号を基に、各油圧シリンダ１２の動作状態を示す情報（具体的には、各油圧シリンダ１２のピストン１２２又はロッド１２３の変位量を示す情報）を取得する動作状態情報取得部３１としての機能と、各油圧シリンダ１２が保有する作動油量（詳しくは、ボトム側油室１２４ａ及びロッド側油室１２４ｂの全体に充填されている作動油量。以降、シリンダ油量Ｖｓという）を推定するシリンダ油量推定部３２としての機能と、液面レベルセンサ４１の検出信号を基に、油タンク２１内の作動油量（以降、タンク油量Ｖｔという）を計測するタンク油量計測部３３としての機能と、油圧ショベル１の作動油量の不足の有無の判断等を行って、該作動油量の適否等に関する報知情報を出力する油量情報報知部３４としての機能とを含む。

【0052】

さらに、制御装置３０は、表示器４５の表示を制御することが可能であると共に、スマートフォン、タブレット端末、フィーチャーフォン等の携帯端末５０とWi-Fi（登録商標）、Bluetooth（登録商標）等の通信方式で無線通信を行うことが可能である。この場合、携帯端末５０には、所定のアプリケーションがあらかじめインストールされており、該アプリケーションを起動した状態で、制御装置３０から送信される種々の情報を表示することが可能である。

【0053】

次に、油圧ショベル１の作動油量に関する制御装置３０の処理を図４のフローチャートを参照して説明する。

【0054】

油圧ショベル１の作動（詳しくは、走行体２の走行動作、旋回体３の旋回動作及び作業装置４の作動）が停止された状態で、制御装置３０が起動されると（あるいは、制御装置３０に対する所定の入力操作が行われると）、制御装置３０は、図４のフローチャートに示す処理を実行する。

【0055】

ＳＴＥＰ１において、制御装置３０は、タンク油量計測部３３により、現在のタンク油量Ｖｔを計測する処理を実行する。この処理では、タンク油量計測部３３は、液面レベルセンサ４１の検出信号を取得し、該検出信号により示される液面レベル（油タンク２１内の作動油の液面までの距離）の検出値から、該液面レベルとタンク油量との相関関係を表すものとしてあらかじめ作成された関数データ（演算式、マップデータ等）を用いてタンク油量Ｖｔ（計測値）を求める。

【0056】

次いで、ＳＴＥＰ２において、制御装置３０は、動作状態情報取得部３１により、各油圧シリンダ１２の現在の動作状態を示す情報（各油圧シリンダ１２のロッド１２３又はピストン１２２の変位量）を取得する処理を実行する。

【0057】

この処理では、動作状態情報取得部３１は、シリンダ動作検出用センサ４０（角度センサ４０ａ，４０ｂ，４０ｃ）の検出信号を取り込む。そして、動作状態情報取得部３１は、角度センサ４０ａによる第１回転角の検出値から、該第１回転角とブーム用油圧シリンダ１２ａのロッド１２３（又はピストン１２２）の変位量との相関関係を表すものとしてあらかじめ作成された関数データ（演算式、マップデータ等）を用いてブーム用油圧シリンダ１２ａのロッド１２３（又はピストン１２２）の変位量（計測値）を求める。

【0058】

同様に、動作状態情報取得部３１は、角度センサ４０ｂによる第２回転角の検出値から、該第２回転角とアーム用油圧シリンダ１２ｂのロッド１２３（又はピストン１２２）の変位量との相関関係を表す関数データ（演算式、マップデータ等）を用いてアーム用油圧シリンダ１２ｂのロッド１２３（又はピストン１２２）の変位量（計測値）を求める。また、動作状態情報取得部３１は、角度センサ４０ｃによる第３回転角の検出値から、該第３回転角とアタッチメント用油圧シリンダ１２ｃのロッド１２３（又はピストン１２２）の変位量との相関関係を表す関数データ（演算式、マップデータ等）を用いてアタッチメント用油圧シリンダ１２ｃのロッド１２３（又はピストン１２２）の変位量（計測値）を求める。

【0059】

なお、ＳＴＥＰ２で求められる各油圧シリンダ１２のロッド１２３（又はピストン１２２）の変位量は、より詳しくは、各油圧シリンダ１２のロッド１２３（又はピストン１２２）の基準位置からの変位量である。この場合、該基準位置は任意に設定され得る。

【0060】

次いで、ＳＴＥＰ３において、制御装置３０は、シリンダ油量推定部３２により、各油圧シリンダ１２の現在のシリンダ油量Ｖｓを推定する処理を実行する。この処理では、シリンダ油量推定部３２は、各油圧シリンダ１２のシリンダ油量Ｖｓの推定値を、該油圧シリンダ１２のサイズに応じて規定される次式（１ａ）～（１ｃ）により算出する。

【0061】

Ｖｓ＝Ｖ１＋Ｖ２ ……（１ａ）
ただし、
Ｖ１＝ボトム側油室の体積
＝π×(Ｄｓ／２)²×Ｌ１ ……（１ｂ）
Ｖ２＝ロッド側油室の体積
＝π×(Ｄｓ／２)²×Ｌ２－π×(Ｄｒ／２)²×Ｌ２ ……（１ｃ）

【0062】

ここで、図３を参照して、式（１ｂ），（１ｃ）におけるＤｓは油圧シリンダ１２の筒体１２１の内径、Ｄｒは油圧シリンダ１２のロッド１２３の外径、Ｌ１はボトム側油室１２４ａの軸心方向の長さ、Ｌ２はロッド側油室１２４ｂの軸心方向の長さである。

【0063】

この場合、Ｄｓ、Ｄｒの値は、各油圧シリンダ１２毎に、制御装置３０のメモリにあらかじめ記憶保持されている。

【0064】

また、Ｌ１，Ｌ２は、各油圧シリンダ１２のロッド１２３（又はピストン１２２）の変位量の計測値と、Ｌ１＋Ｌ２＝Ｌ－Ｌ３＝一定値（ただし、Ｌ：筒体１２１の内部の軸心方向の長さ、Ｌ３：ピストン１２２の厚さ）という関係式とから求められる。

【0065】

例えば、前記ＳＴＥＰ２において、各油圧シリンダ１２毎に、Ｌ１，Ｌ２の一方の値を、該油圧シリンダ１２のロッド１２３（又はピストン１２２）の変位量の計測値として得ることが可能である。この場合、Ｌ１，Ｌ２の他方の値は、一方の値と、Ｌ１＋Ｌ２＝Ｌ－Ｌ３という関係式とから算出できる。

【0066】

なお、Ｌ１，Ｌ２の値、あるいは、Ｖ１，Ｖ２の値を個別に求めずとも、各油圧シリンダ１２のロッド１２３（又はピストン１２２）の変位量から、例えばマップデータ、あるいは演算式を用いて、該油圧シリンダ１２のシリンダ油量Ｖｓを直接的に求めることも可能である。

【0067】

上記の如く各油圧シリンダ１２毎に求められるシリンダ油量Ｖｓ（推定値）は、各油圧シリンダ１２のロッド１２３（又はピストン１２２）の変位量に応じて変化する。この場合、筒体１２１の外部におけるロッド１２３の長さ（筒体１２１からの突出量）が大きいほど、筒体１２１の内部に存在するロッド１２３の体積が減少するため、シリンダ油量Ｖｓが増加する。

【0068】

なお、以降の説明では、各油圧シリンダ１２毎のシリンダ油量Ｖｓを区別するために、ブーム用油圧シリンダ１２ａのシリンダ油量ＶｓをＶｓａ、アーム用油圧シリンダ１２ｂのシリンダ油量ＶｓをＶｓｂ、アタッチメント用油圧シリンダ１２ｃのシリンダ油量ＶｓをＶｓｃと表記する場合がある。

【0069】

図４の説明に戻って、制御装置３０は、次に、油量情報報知部３４により、ＳＴＥＰ４～９の処理を実行する。

【0070】

ＳＴＥＰ４では、油量情報報知部３４は、ＳＴＥＰ１で求めたタンク油量Ｖｔの計測値と、ＳＴＥＰ３で求めた全ての油圧シリンダ１２（１２ａ，１２ｂ，１２ｃ）のシリンダ油量Ｖｓａ，Ｖｓｂ，Ｖｓｃの推定値とを加え合わせた総油量Ｖall（＝Ｖｔ＋Ｖｓａ＋Ｖｓｂ＋Ｖｓｃ）を算出する。

【0071】

次いで、ＳＴＥＰ５において、油量情報報知部３４は、総油量Ｖallの算出値を、前記温度センサ４２の検出信号により示される作動油の現在の温度Ｔoilの検出値に応じて補正する処理を実行する。この処理では、例えば次式（２ａ），（２ｂ）の演算を行うことで、総油量Ｖallが補正してなる値Ｖall_cが求められる。

【0072】

Ｖall_c＝Ｖall－δ(Ｔoil) ……（２ａ）
ただし、
δ(Ｔoil)＝Ｖall×α×（Ｔoil－Ｔbase） ……（２ｂ）

【0073】

ここで、δ(Ｔoil)は、作動油の温度Ｔoilに応じた体積膨張量、αは作動油の熱膨張率、Ｔbaseは基準温度（例えば常温）である。このように総油量Ｖallを補正することで、補正後の総油量Ｖall_cは、所定の基準温度Ｔbaseでの総油量を示すものとなる。

【0074】

なお、作動油の温度Ｔoilの検出値と基準温度Ｔbaseとの偏差が所定範囲内に収まる場合、あるいは、油圧ショベル１の作動停止後に、作動油の温度Ｔoilが、基準温度Ｔbase、又はそれに近い温度まで低下していることが明らかである場合（例えば油圧ショベル１の作動停止の継続時間が十分に長い場合）には、ＳＴＥＰ５では、Ｖall_c＝Ｖallとしてもよい。

【0075】

次いで、ＳＴＥＰ６において、油量情報報知部３４は、補正後の総油量Ｖall_cを、該総油量Ｖall_cが不足状態であるか否か（作動油の補充が必要であるか否か）を判断するための所定の判定基準値Ｖthと比較し、総油量Ｖall_cが判定基準値Ｖthよりも小さいか否かを判断する。なお、このＳＴＥＰ６の処理は、換言すれば、ＳＴＥＰ４で算出された総油量Ｖallと、上記判定基準値Ｖthを体積膨張量δ(Ｔoil)により補正してなる判定基準値（＝Ｖth＋δ(Ｔoil)）と比較する処理と等価である。

【0076】

このＳＴＥＰ６の判断結果が否定的である場合は、総油量Ｖall_cが適量なものとなっている（不足していない）状況である。この場合には、図４のフローチャートに示す処理が終了される。

【0077】

一方、ＳＴＥＰ６の判断結果が肯定的である場合は、総油量Ｖall_cが不足している状況である。この場合には、油量情報報知部３４は、ＳＴＥＰ７において、作動油が不足している旨を示す作動油不足情報（換言すれば、作動油を補充すべき旨を示す情報）と、作動油の不足量ΔＶ（換言すれば、作動油の補充必要量）を示す不足量情報とを表示器４５に表示させる。この場合、不足量ΔＶは、例えば、判定基準値Ｖthよりも所定量だけ大きい値から、ＳＴＥＰ５で求められた総油量Ｖall_cの算出値を減算してなる値として算出される。

【0078】

なお、不足量情報は、不足量ΔＶの数値に限らず、例えば、不足量ΔＶを、前記油量ゲージ４３の液面もしくはフロートの高さの変化量に換算してなる情報（例えば油量ゲージ４３に付設されている目盛で表される変化量を示す情報）であってもよい。

【0079】

上記のように、表示器４５に作動油不足情報と不足量情報とが表示されることで、油圧ショベル１の運転者は、表示器４５の表示によって、作動油を油タンク２１に補充すべきことと、作動油の不足量ΔＶとを認識することができる。

【0080】

なお、ＳＴＥＰ７では、作動油不足情報及び不足量情報を表示器４５で視覚的に報知する代わりに、又は、表示器４５での視覚的な報知に加えて、作動油不足情報及び不足量情報を音声等により聴覚的に報知するようにしてもよい。

【0081】

油量情報報知部３４は、さらに、ＳＴＥＰ８において、通信可能な携帯端末５０が存在するか否かを判断する。この判断結果が否定的である場合には、図４のフローチャートに示す処理が終了される。

【0082】

また、ＳＴＥＰ８の判断結果が肯定的である場合には、油量情報報知部３４は、ＳＴＥＰ９において、作動油量に関する報知情報を逐次更新しつつ携帯端末５０に表示させる端末報知処理を実行する。

【0083】

この端末報知処理では、油量情報報知部３４は、タンク油量Ｖｔの計測値を、所定の制御処理周期で、タンク油量計測部３３を介して逐次取得しつつ、ＳＴＥＰ４，５の処理を逐次実行することで、総油量Ｖall_cを逐次算出する。そして、油量情報報知部３４は、総油量Ｖall_cの算出毎に、該総油量Ｖall_cの新たな算出値に対してＳＴＥＰ６と同じ判断処理を実行し、その判断結果が肯定的となる状況では、前記作動油不足情報及び不足量情報と同一、もしくは類似の情報を携帯端末５０に送信して、該携帯端末５０で表示させる。

【0084】

そして、ＳＴＥＰ６と同じ判断処理の判断結果が否定的になると、油量情報報知部３４は、前記作動油不足情報及び不足量情報と同一、もしくは類似の情報を携帯端末５０に送信することを中止して、該情報の表示を終了させる。

【0085】

上記のように端末報知処理を行うことで、油タンク２１への作動油の補充を行う作業者は、携帯端末５０で表示させる情報を確認しながら、不足量ΔＶの作動油を油タンク２１に補充することを円滑に行うことができる。

【0086】

なお、ＳＴＥＰ９では、作動油不足情報及び不足量情報と同一、もしくは類似の情報を携帯端末５０で表示させることに加えて、又は該表示の代わりに、音声等により聴覚的な報知出力を携帯端末５０で発生してもよい。

【0087】

本実施形態では、以上説明した如く制御装置３０での処理が実行されるので、各油圧シリンダ１２の動作状態によらずに（換言すれば、作業装置４の姿勢状態によらずに）、油圧ショベル１が保有する作動油量の適否等を示す報知情報を、表示器４５や携帯端末５０を介して的確に出力することができる。ひいては、作業者等は、作業装置４を任意に姿勢状態で停止させた状態で、作動油量の適否等を適切に確認することができる。

【0088】

また、作業者等は自身が所持する携帯端末５０を介して作動油不足情報や不足量情報を取得できるので、油タンク２１の注入口の近く等で作動油量の適否等を確認することができる。このため、作動油量が不足している場合には、速やかに作動油を油タンク２１に補充する作業を開始することができる。

【0089】

また、作業者等は、油タンク２１への作動油の補充作業中でも、携帯端末５０を介して作動油不足情報や不足量情報をリアルタイムで取得できるので、補充作業の終了タイミング等を容易に認識するこができると共に、該補充作業を効率よく実施できる。

【0090】

なお、本発明は、以上説明した実施形態に限定されるものではなく、他の実施形態を採用することもできる。以下に他の実施形態をいくつか説明する。

【0091】

前記実施形態では、ＳＴＥＰ６において、タンク油量Ｖｔとシリンダ油量Ｖｓとを合わせた総油量Ｖall_cを判定基準値Ｖthと比較することで、油圧ショベル１の作動油量が不足状態であるか否かを判断するようにした。ただし、例えば、次のような手法で、作動油量が不足状態であるか否かを判断してもよい。

【0092】

すなわち、油圧ショベル１の作動油量が適量である場合におけるタンク油量の値（以降、適正タンク油量という）を、各油圧シリンダ１２の現在の動作状態でのシリンダ油量Ｖｓａ，Ｖｓｂ，Ｖｓｃの総和の油量である総シリンダ油量の推定値（又は該推定値を作動油の温度Ｔoilに応じて補正した値）と、作業装置４の基準姿勢状態での総シリンダ油量の値（所定値）との偏差に応じて設定する。そして、タンク油量Ｖｔの計測値（又は該計測値を作動油の温度Ｔoilに応じて補正した値）を、設定した適正タンク油量と比較することで、油圧ショベル１の作動油量が不足状態であるか否かを判断する。このようにしても、当該判断を適切に行うことができる。

【0093】

また、前記実施形態では、油量情報報知部３４は、油圧ショベル１の作動油量が不足していると判断される場合に、前記作動油不足情報と不足量情報とを報知情報として出力するようにした。ただし、例えば作動油不足情報と不足量情報との一方だけを出力するようにしてもよい。また、油圧ショベル１の作動油量が不足していない場合でも、そのことを示す情報を報知情報として出力するようにしてもよい。

【0094】

さらに、作動油不足情報及び不足量情報の一方又は両方に加えて、あるいは、作動油不足情報及び不足量情報の一方又は両方の代わりに、前記総油量Ｖall_c（又はＶall）と判定基準値Ｖthとを棒グラフ等により対比させた情報を報知情報として出力するようにしてもよい。

【0095】

また、前記実施形態では、本発明を適用する建設機械として、図１に示した油圧ショベル１を例示した。ただし、本発明を適用し得る建設機械は、他の構造の建設機械であってもよい。例えば、建設機械は、前記した３つの油圧シリンダ１２ａ，１２ｂ，１２ｃの他、ブーム１１ａを旋回体３に対してヨー方向に揺動させる油圧シリンダ、あるいは、ブーム１１ａを旋回体３の幅方向にスライドさせる油圧シリンダを備える油圧ショベル、あるいは、油圧シリンダを含むアタッチメントを備える油圧ショベル、あるいは、ドーザ用の油圧シリンダを備える油圧ショベル、あるいは、車輪型の走行体を備える油圧ショベルであってもよい。

【0096】

また、建設機械は、油圧ショベルに限らず、例えば、クレーン等の建設機械であってもよい。

【符号の説明】

【0097】

１…油圧ショベル（建設機械）、１２ａ，１２ｂ，１２ｃ…油圧シリンダ、２１…油タンク、３０…制御装置（作動油量測定装置）、３１…動作状態情報取得部、３２…シリンダ油量推定部、３３…タンク油量計測部、３４…油量情報報知部、４２…温度センサ、５０…携帯端末。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】