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(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】2024-12-04
(45)【発行日】2024-12-12
(54)【発明の名称】作業機械
(51)【国際特許分類】
E02F 9/00 20060101AFI20241205BHJP
E02F 9/20 20060101ALI20241205BHJP
【ＦＩ】
E02F9/00 D
E02F9/20 C
【請求項の数】
5
(21)【出願番号】P 2021060212
(22)【出願日】2021-03-31
(65)【公開番号】P2022156491
(43)【公開日】2022-10-14
【審査請求日】2023-12-13
(73)【特許権者】
【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】110000442
【氏名又は名称】弁理士法人武和国際特許事務所
(72)【発明者】
【氏名】森下 隼斗
【審査官】山口 剛
(56)【参考文献】
【文献】特開２０２０－１３３３９８（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２００２－１３８５１７（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１３－０３６３８２（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２００４－２３９１２２（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１７－１１０４９５（ＪＰ，Ａ）
【文献】米国特許出願公開第２００８／０２２９７２０（ＵＳ，Ａ１）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｅ０２Ｆ ９／００ － ９／２８
Ｆ０２Ｍ ３５／００ － ３５／１６
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
エンジンと、前記エンジンに空気を供給する吸気管と、
内部に設けたフィルタによって、前記吸気管内を通過する空気に含まれる塵埃を捕集するエアクリーナと、
前記エアクリーナを通過した単位時間当たりの空気量を検知する空気量センサと、
前記エアクリーナを通過した空気の空気圧を検知する空気圧センサと、
情報を報知する報知装置とを備える作業機械において、
前記空気量センサで検知された空気量が所定の範囲に含まれるときに前記空気圧センサで検知された空気圧を過去圧力値として記憶するメモリを有するコントローラを備え、
前記コントローラは、
前記空気量センサで検知された空気量が前記所定の範囲に含まれるときに前記空気圧センサで検知される最新の空気圧である現在圧力値を前記過去圧力値から減じて差分圧力値を算出すると共に、前記差分圧力値の算出後に前記現在圧力値を前記過去圧力値として前記メモリに記憶させ、
算出された前記差分圧力値が予め定められた閾値圧力値以上であった場合には、前記エアクリーナが清掃されたものとして清掃回数を加算し、
前記清掃回数が予め定められた閾値回数以上となったときに、前記フィルタの交換の必要性を前記報知装置を通じて報知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、前記コントローラは、前記差分圧力値が前記閾値圧力値以上の場合において、
前記現在圧力値が予め定められた下限圧力値より大きい場合に、前記清掃回数に１を加算し、前記現在圧力値を前記過去圧力値として前記メモリに記憶させ、前記清掃回数が前記閾値回数以上の場合に、前記フィルタの交換の必要性を前記報知装置を通じて報知し、
前記現在圧力値が前記下限圧力値以下の場合に、前記清掃回数に０を設定し、前記現在圧力値を前記過去圧力値として前記メモリに記憶させ、前記フィルタが交換されたことを前記報知装置を通じて報知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、前記メモリは、直近に前記清掃回数を加算した更新時刻を記憶し、
前記コントローラは、前記清掃回数を加算したときの現在時刻から前記メモリに記憶された直近に前記清掃回数を加算したときの前記更新時刻を減じた清掃間隔が予め定められた閾値間隔未満の場合に、前記フィルタの清掃頻度が高いことを前記報知装置を通じて報知することを特徴とする作業機械。
【請求項4】
請求項３に記載の作業機械において、前記コントローラは、前記清掃回数を加算するときに、前記清掃間隔が前記閾値間隔未満で且つ前記過去圧力値が予め定められた上限圧力値未満の場合に、前記フィルタの清掃頻度が高いことを前記報知装置を通じて報知することを特徴とする作業機械。
【請求項5】
請求項１に記載の作業機械において、前記報知装置は、モニタであり、
前記コントローラは、前記モニタに対する表示によって報知を行う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、エアクリーナを搭載した作業機械に関する。
【背景技術】
【0002】
従来より、塵埃の多い環境で使用される作業機械には、エンジンに空気を供給する吸気管にエアクリーナが設置されて、塵埃を取り除いた後の空気がエンジンに供給される。但し、エアクリーナは、時間の経過と共に目詰まりして性能が劣化するので、定期的に清掃する必要がある。
【0003】
そこで、特許文献１には、エアクリーナを通過する空気の空気量及び空気圧をセンサで検知し、検知した空気量及び空気圧の組み合わせに基づいて目詰まりの度合いを判定する技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【文献】特許５６４３１６５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
エアクリーナの清掃とは、高圧空気によってエレメント（フィルタ）に付着した塵埃を吹き飛ばすのが一般的である。そして、エアクリーナの性能は、高圧空気が吹き付けられることによっても徐々に劣化する。しかしながら、特許文献１には、清掃に起因するエアクリーナの性能劣化については何ら言及されていない。
【0006】
本発明は、上記した実状に鑑みてなされたものであり、その目的は、エアクリーナのフィルタの交換時期を、適切なタイミングで報知可能な作業機を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0007】
上記目的を達成するために、本発明は、エンジンと、前記エンジンに空気を供給する吸気管と、内部に設けたフィルタによって、前記吸気管内を通過する空気に含まれる塵埃を捕集するエアクリーナと、前記エアクリーナを通過した単位時間当たりの空気量を検知する空気量センサと、前記エアクリーナを通過した空気の空気圧を検知する空気圧センサと、情報を報知する報知装置とを備える作業機械において、前記空気量センサで検知された空気量が所定の範囲に含まれるときに前記空気圧センサで検知された空気圧を過去圧力値として記憶するメモリを有するコントローラを備え、前記コントローラは、前記空気量センサで検知された空気量が前記所定の範囲に含まれるときに前記空気圧センサで検知される最新の空気圧である現在圧力値を前記過去圧力値から減じて差分圧力値を算出すると共に、前記差分圧力値の算出後に前記現在圧力値を前記過去圧力値として前記メモリに記憶させ、算出された前記差分圧力値が予め定められた閾値圧力値以上であった場合には、前記エアクリーナが清掃されたものとして清掃回数を加算し、前記清掃回数が予め定められた閾値回数以上となったときに、前記フィルタの交換の必要性を前記報知装置を通じて報知することを特徴とする。
【発明の効果】
【0008】
本発明によれば、エアクリーナのフィルタの交換時期を、適切なタイミングで報知することができる。なお、上記した以外の課題、構成及び効果は、以下の実施形態の説明により明らかにされる。
【図面の簡単な説明】
【0009】
【図1】油圧ショベルの側面図である。
【図2】エアクリーナの分解斜視図である。
【図3】油圧ショベルのハードウェア構成図である。
【図4】コントローラの機能ブロック図である。
【図5】報知制御処理のフローチャートである。
【図6】清掃間隔判定処理のフローチャートである。
【図7】空気圧センサによって検知される圧力値の時間変化の例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【0010】
本発明に係る油圧ショベル１（作業機械）の実施形態について、図面を用いて説明する。なお、作業機械の具体例は油圧ショベル１に限定されず、ホイールローダ、クレーン、ダンプトラック等でもよい。また、本明細書中の前後左右は、特に断らない限り、油圧ショベル１に搭乗して操作するオペレータの視点を基準としている。
【0011】
【0012】
下部走行体２は、無限軌道帯である左右一対のクローラ８を備える。そして、走行モータ（図示省略）の駆動により、左右一対のクローラ８が独立して回転する。その結果、油圧ショベル１が走行する。但し、下部走行体２は、クローラ８に代えて、装輪式であってもよい。
【0013】
上部旋回体３は、旋回モータ（図示省略）によって旋回可能に下部走行体２に支持されている。上部旋回体３は、ベースとなる旋回フレーム５と、旋回フレーム５の前方中央に上下方向に回動可能に取り付けられたフロント作業機４（作業装置）と、旋回フレーム５の前方左側に配置されたキャブ（運転席）７と、旋回フレーム５の後部に配置されたカウンタウェイト６と、エンジン建屋９とを主に備える。
【0014】
フロント作業機４は、上部旋回体３に起伏可能に支持されたブーム４ａと、ブーム４ａの先端に回動可能に支持されたアーム４ｂと、アーム４ｂの先端に回動可能に支持されたバケット４ｃと、ブーム４ａを駆動させるブームシリンダ４ｄと、アーム４ｂを駆動させるアームシリンダ４ｅと、バケット４ｃを駆動させるバケットシリンダ４ｆとを含む。カウンタウェイト６は、フロント作業機４との重量バランスを取るためのもので、上面視円弧形状を成す重量物である。
【0015】
キャブ７には、油圧ショベル１を操作するオペレータが搭乗する内部空間が形成されている。そして、キャブ７の内部空間には、オペレータが着席するシートと、シートに着席したオペレータにより操作される操作装置と、シートに着席したオペレータに対して情報を表示するモニタ２５（図３参照）とが配置されている。
【0016】
操作装置は、油圧ショベル１を動作させるためのオペレータの操作を受け付ける。オペレータによって操作装置が操作されることによって、下部走行体２が走行し、上部旋回体３が旋回し、フロント作業機４が動作する。なお、操作装置の具体例としては、レバー、ステアリングホイール、アクセルペダル、ブレーキペダル、スイッチ等が挙げられる。
【0017】
モニタ２５は、コントローラ２０（図３参照）の制御に従って、オペレータに対して情報（文字、映像）を表示する。モニタ２５は、キャブ７のオペレータに情報を報知する報知装置の一例である。但し、報知装置の具体例はモニタ２５に限定されず、スピーカ、ＬＥＤランプ等でもよい。
【0018】
エンジン建屋９は、キャブ７とカウンタウェイト６との間において、上部旋回体３に支持されている。エンジン建屋９は、エンジン１０の他、油圧ショベル１を動作させるための構成部品（例えば、ラジエータ、ファン、作動油タンク、油圧ポンプ等）を収容する内部空間を有する。
【0019】
エンジン１０は、空気及び燃料を混合して燃焼させることによって、油圧ショベル１を駆動させるための駆動力を発生させる。エンジン１０には、吸気管１１を通じて油圧ショベル１の外部から空気が供給される。また、吸気管１１には、吸気管１１を通過する空気から塵埃を除去するエアクリーナ１２が取り付けられている。
【0020】
図２は、エアクリーナ１２の分解斜視図である。エアクリーナ１２は、空気が通過する過程において、当該空気に含まれる塵埃を捕集する。すなわち、油圧ショベル１の外部から吸気管１１に流入した塵埃を含む空気は、エアクリーナ１２で塵埃が除去されてエンジン１０に供給される。図２に示すように、エアクリーナ１２は、例えば、筐体１３と、エレメント１４（フィルタ）と、キャップ１５とで構成される。
【0021】
筐体１３は、吸気管１１の途中に取り付けられた円筒体である。エレメント１４は、筐体１３の内部空間に収容される。エレメント１４は、筐体１３を通過する空気に含まれる塵埃を捕集する。キャップ１５は、筐体１３に着脱されることによって、筐体１３の開口を開閉する。すなわち、エレメント１４は、キャップ１５を取り外すことによって、筐体１３に対して着脱可能となっている。
【0022】
エアクリーナ１２は、キャップ１５に設けられた流入口（図示省略）と、筐体１３に設けられた流出口１６とによって、吸気管１１に接続されている。そして、流入口を通じて吸気管１１から流入した空気は、エレメント１４で塵埃が除去され、流出口１６を通じて吸気管１１に流出する。すなわち、エアクリーナ１２は、筐体１３の内部空間に設けたエレメント１４によって、吸気管１１を通過する空気に含まれる塵埃を捕集する。エアクリーナ１２の構成は既に周知なので、詳細な説明は省略する。
【0023】
図３は、油圧ショベル１のハードウェア構成図である。図３に示すように、油圧ショベル１は、コントローラ２０を備える。コントローラ２０は、例えば、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）２１と、メモリ２２と含む。コントローラ２０は、メモリ２２に格納されたプログラムコードをＣＰＵ２１が読み出して実行することによって、油圧ショベル１の全体動作を制御する。
【0024】
但し、コントローラ２０の具体的な構成はこれに限定されず、ＡＳＩＣ（Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ Ｓｐｅｃｉｆｉｃ Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ）、ＦＰＧＡ（Ｆｉｅｌｄ－Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ｇａｔｅ Ａｒｒａｙ）などのハードウェアによって実現されてもよい。
【0025】
また、コントローラ２０には、空気量センサ２３と、空気圧センサ２４と、モニタ２５とが接続されている。空気量センサ２３及び空気圧センサ２４は、吸気管１１に設置されている。より詳細には、空気量センサ２３及び空気圧センサ２４は、エアクリーナ１２より空気の流通方向の下流側（すなわち、エンジン１０側）において、吸気管１１に設置されている。モニタ２５は、キャブ７の内部空間に設置されている。
【0026】
空気量センサ２３は、エアクリーナ１２を通過した単位時間当たりの空気の量（以下、「空気量」を表記する。）を検知し、検知した空気量を示す空気量信号をコントローラ２０に出力する。空気圧センサ２４は、エアクリーナ１２を通過した空気の圧力（以下、「空気圧」と表記する。）を検知し、検知した空気圧を示す空気圧信号をコントローラ２０に出力する。
【0027】
メモリ２２は、例えば、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）、ＭＶＲＡＭ（Ｎｏｎ－Ｖｏｌａｔｉｌｅ ＲＡＭ）、またはこれらの組み合わせで構成される。メモリ２２は、例えば、ＣＰＵ２１によって実行されるプログラムの他、過去圧力値ＰＰと、取得時刻ＴＧと、清掃回数Ｎと、更新時刻ＴＵとを記憶している。
【0028】
過去圧力値ＰＰは、空気圧センサ２４によって過去に検知された空気圧の圧力値である。取得時刻ＴＧと、メモリ２２に記憶された過去圧力値ＰＰの取得時刻である。清掃回数Ｎは、筐体１３に収容されたエレメント１４が清掃されたと判定した回数である。清掃回数Ｎの初期値は０である。更新時刻ＴＵは、メモリ２２に記憶された清掃回数Ｎを直近に更新した時刻である。時刻は、例えば、コントローラ２０が備えるシステムクロックから取得される。
【0029】
図４は、コントローラ２０の機能ブロック図である。図４に示すように、コントローラ２０は、圧力値取得部３１と、判定部３２と、報知処理部３３と、データ更新部３４とで構成される。図４に示す各機能ブロックは、メモリ２２に記憶されたプログラムをＣＰＵ２１が実行することによって実現される。但し、機能ブロックの役割分担は、図４の例に限定されない。
【0030】
圧力値取得部３１は、空気圧センサ２４で検知された空気圧を、現在圧力値ＰＣとして取得する。より詳細には、圧力値取得部３１は、空気量センサ２３で検知された空気量が特定範囲（＝所定の範囲）に含まれるタイミングで、空気圧センサ２４で検知される最新の空気圧を、現在圧力値ＰＣとして取得する。
【0031】
エンジン１０に単位時間当たりに供給される空気の量は、例えば、エンジン１０の回転数に応じて増減する。より詳細には、エンジン１０に単位時間当たりに供給される空気の量は、エンジン１０の回転数が高くなるほど多くなり、エンジン１０の回転数が低くなるほど少なくなる。そして、「特定範囲」とは、無負荷（例えば、油圧ショベル１が停車している状態）で且つアイドル状態（例えば、アクセルが踏み込まれていない状態）のエンジン１０が必要とする空気の量の範囲を指す。
【0032】
判定部３２は、メモリ２２に記憶された各種データと、圧力値取得部３１によって取得された圧力値とを用いて、種々の判定を行う。本実施形態に係る判定部３２は、例えば、清掃判定部３５と、交換判定部３６と、劣化判定部３７と、間隔判定部３８と、目詰判定部３９とを含む。
【0033】
清掃判定部３５は、エレメント１４が清掃されたか否かを判定する。エレメント１４の使用を継続すると、エレメント１４が徐々に塵埃を捕集（すなわち、エレメント１４が徐々に目詰まり）して、空気圧センサ２４で検知される圧力値が徐々に上昇する。一方、エレメント１４を清掃すると、エレメント１４が捕集した塵埃が除去（すなわち、目詰まりが解消）されて、その後に空気圧センサ２４で検知される圧力値が清掃前と比較して低下する。
【0034】
そこで、清掃判定部３５は、過去圧力値ＰＰから現在圧力値ＰＣを減じて得られる差分圧力値（ＰＰ－ＰＣ）と、予め定められた閾値圧力値Ｐｔｈとを比較する。そして、清掃判定部３５は、差分圧力値（ＰＰ－ＰＣ）が閾値圧力値Ｐｔｈ以上の場合に、エレメント１４が清掃された可能性があると判定する。清掃判定部３５は、差分圧力値（ＰＰ－ＰＣ）が閾値圧力値Ｐｔｈ未満の場合に、エレメント１４が清掃されていないと判定する。
【0035】
閾値圧力値Ｐｔｈは、エレメント１４を清掃したことによって生じる空気圧の変化に対応する値である。閾値圧力値Ｐｔｈは、エレメント１４の清掃前及び清掃後の目詰まりの変化の度合を予め検証して設定される値である。閾値圧力値Ｐｔｈは、例えば、空気圧のばらつきや清掃の具合のばらつきを考慮して、誤判定しないように余裕を持った値に設定される。
【0036】
交換判定部３６は、エレメント１４が清掃されたか、またはエレメント１４が交換されたかを判定する。エレメント１４を清掃すれば、その後に空気圧センサ２４で検知され圧力値が低下するものの、新品のエレメント１４の状態に戻ることはない。そこで、交換判定部３６は、現在圧力値ＰＣと予め定められた下限圧力値ＰＬとを比較する。そして、交換判定部３６は、現在圧力値ＰＣが下限圧力値ＰＬより大きい場合に、エレメント１４が清掃されたと判定する。一方、交換判定部３６は、現在圧力値ＰＣが下限圧力値ＰＬ以下の場合に、エレメント１４が交換されたと判定する。
【0037】
下限圧力値ＰＬは、新品のエレメント１４がエアクリーナ１２に取り付けられた場合において、圧力値取得部３１によって取得される予め定められた圧力値である。より詳細には、下限圧力値ＰＬは、新品のエレメント１４を特定範囲の空気量が通過する場合において、空気圧センサ２４で検知される空気圧である。
【0038】
なお、「エレメント１４の清掃」とは、エアクリーナ１２から取り外した使用済みのエレメント１４を清掃（高圧空気による塵埃の除去）し、清掃後のエレメント１４を再びエアクリーナ１２に取り付ける作業を指す。一方、「エレメント１４の交換」とは、エアクリーナ１２から使用済みのエレメント１４を取り外し、新品のエレメント１４をエアクリーナ１２に取り付ける作業を指す。
【0039】
劣化判定部３７は、清掃に起因するエレメント１４の性能劣化を判定する。エレメント１４の性能は、清掃を繰り返すことによって徐々に劣化する。そこで、劣化判定部３７は、清掃回数Ｎと予め定められた閾値回数Ｎｔｈとを比較する。そして、劣化判定部３７は、清掃回数Ｎが閾値回数Ｎｔｈ以上の場合に、交換が必要な程度（以下、「限界性能」と表記する。）にまでエレメント１４の性能が劣化したと判定する。一方、劣化判定部３７は、清掃回数Ｎが閾値回数Ｎｔｈ未満の場合に、エレメント１４の継続使用が可能だと判定する。
【0040】
閾値回数Ｎｔｈは、新品のエレメント１４が限界性能にまで劣化するのに必要な清掃回数（例えば、４回）に設定される。閾値回数Ｎｔｈは、例えば、エレメント１４の取扱説明書に記載された清掃方法で清掃した場合に、エレメント１４が限界性能まで劣化するのに必要な清掃回数に設定される。
【0041】
間隔判定部３８は、適正な頻度でエレメント１４が清掃されているか否かを判定する。より詳細には、間隔判定部３８は、現在時刻ＴＣから更新時刻ＴＵを減じた清掃間隔（ＴＣ－ＴＵ）と、予め定められた閾値間隔Ｔｔｈとを比較する。そして、間隔判定部３８は、清掃間隔が閾値間隔Ｔｔｈ未満の場合に、エレメント１４の清掃頻度が高い可能性があると判定する。一方、間隔判定部３８は、清掃間隔が閾値間隔Ｔｔｈ以上の場合に、エレメント１４の清掃頻度が適正だと判定する。
【0042】
閾値間隔Ｔｔｈは、エレメント１４の適正な清掃間隔を示す。閾値間隔Ｔｔｈは、例えば、エレメント１４の取扱説明書に記載された清掃間隔（例えば、２５０時間）より短い時間に設定される。また、閾値間隔Ｔｔｈは、油圧ショベル１の使用環境（例えば、塵埃が多いか否か等）によって適宜設定されてもよい。
【0043】
目詰判定部３９は、清掃が必要な程度までエレメント１４が目詰まりしていたか否かを判定する。塵埃の少ない環境で油圧ショベル１が使用される場合、取扱説明書に記載された頻度でエレメント１４を清掃すれば十分である。一方、塵埃の多い環境で油圧ショベル１が使用される場合、取扱説明書に記載された頻度より高い頻度で清掃しなければ、目詰まりが酷くなってエンジン１０への空気の供給が滞る。
【0044】
そこで、目詰判定部３９は、過去圧力値ＰＰと予め定められた上限圧力値ＰＵとを比較する。そして、目詰判定部３９は、過去圧力値ＰＰが上限圧力値ＰＵ以上の場合に、清掃が必要な程度までエレメント１４が目詰まりしていたと判定する。一方、目詰判定部３９は、過去圧力値ＰＰが上限圧力値ＰＵ未満の場合に、エレメント１４の清掃が必要でなかったと判定する。
【0045】
上限圧力値ＰＵは、清掃が必要な程度にまでエレメント１４の目詰まりが進んだ場合において、圧力値取得部３１によって取得される予め定められた圧力値である。より詳細には、上限圧力値ＰＵは、目詰まりが進んだエレメント１４を特定範囲の空気量が通過する場合において、空気圧センサ２４で検知される空気圧である。すなわち、上限圧力値ＰＵは、下限圧力値ＰＬより大きい値に設定される。
【0046】
報知処理部３３は、判定部３２による判定結果に基づいて、報知装置を通じて種々の情報を報知する。報知処理部３３は、例えば、モニタ２５に情報（文字、映像）を表示させる。但し、報知の方法は、前述の例に限定されず、スピーカからガイド音声を出力してもよいし、ＬＥＤを明滅させてもよい。データ更新部３４は、判定部３２による判定結果に基づいて、メモリ２２に記憶された各種データ（過去圧力値ＰＰ、取得時刻ＴＧ、清掃回数Ｎ、更新時刻ＴＵ）を更新する。
【0047】
次に、図５～図７を参照して、コントローラ２０の動作を説明する。図５は、報知制御処理のフローチャートである。図６は、清掃間隔判定処理のフローチャートである。図７は、空気圧センサ２４によって検知される圧力値Ｐの時間変化の例を示す図である。
【0048】
コントローラ２０は、例えば、エンジン１０が始動される度に、報知制御処理を実行する。また、報知制御処理の開始時点において、メモリ２２には、直近のステップＳ１４、Ｓ１６、Ｓ２０で更新された過去圧力値ＰＰ、取得時刻ＴＧ、清掃回数Ｎ、更新時刻ＴＵが記憶されているものとする。以下、図７に示すように、時刻Ｔ０～Ｔ９の各時刻に報知制御処理が実行され、時刻Ｔ０、Ｔ８にエレメント１４が交換されたものとして説明する。
【0049】
まず、圧力値取得部３１は、エンジン１０の回転が安定して、エアクリーナ１２を通過した空気量が特定範囲に含まれるようになるまで（Ｓ１１：Ｎｏ）、ステップＳ１２の実行を待機する。また、報知処理部３３は、エンジン１０の回転が安定するまで（Ｓ１１：Ｎｏ）、「油圧ショベル１を動作させないでください」などのメッセージを、モニタ２５に表示させてもよい。
【0050】
次に、圧力値取得部３１は、空気量センサ２３で検知された空気量が特定範囲に含まれたタイミングで（Ｓ１１：Ｙｅｓ）、空気圧センサ２４で検知された空気圧を、現在圧力値ＰＣとして取得する（Ｓ１２）。
【0051】
次に、清掃判定部３５は、メモリ２２に記憶された過去圧力値ＰＰから直前のステップＳ１２で取得された現在圧力値ＰＣを減じて、差分圧力値（ＰＰ－ＰＣ）を算出する。そして、清掃判定部３５は、差分圧力値（ＰＰ－ＰＣ）が閾値圧力値Ｐｔｈ以上か否かを判定する（Ｓ１３）。
【0052】
そして、清掃判定部３５は、差分圧力値（ＰＰ－ＰＣ）が閾値圧力値Ｐｔｈ未満の場合に（Ｓ１３：Ｎｏ）、エレメント１４が清掃されていないと判定する。例えば図７において、過去圧力値ＰＰ＝Ｐ０、取得時刻ＴＧ＝Ｔ０、現在圧力値ＰＣ＝Ｐ１、現在時刻ＴＣ＝Ｔ１のタイミングでは、エレメント１４が清掃されていないと判定される。
【0053】
この場合、データ更新部３４は、直前のステップＳ１２で取得した現在圧力値ＰＣでメモリ２２に記憶された過去圧力値ＰＰを上書きし、直前のステップＳ１２の実行時刻（＝現在時刻ＴＣ）でメモリ２２に記憶された取得時刻ＴＧを上書きする（Ｓ１４）。すなわち、過去圧力値ＰＰは、空気量センサ２３で検知された空気量が特定範囲に含まれるときに、空気圧センサ２４で検知される空気圧である。
【0054】
一方、清掃判定部３５は、差分圧力値（ＰＰ－ＰＣ）が閾値圧力値Ｐｔｈ以上の場合に（Ｓ１３：Ｙｅｓ）、エレメント１４が清掃された可能性があると判定する。この場合、交換判定部３６は、直前のステップＳ１２で取得した現在圧力値ＰＣが下限圧力値ＰＬより大きいか否かを判定する（Ｓ１５）。
【0055】
そして、交換判定部３６は、現在圧力値ＰＣが下限圧力値ＰＬより大きい場合に（Ｓ１５：Ｙｅｓ）、エレメント１４が清掃されたと判定する。例えば図７において、過去圧力値ＰＰ＝Ｐ１、取得時刻ＴＧ＝Ｔ１、現在圧力値ＰＣ＝Ｐ２、現在時刻ＴＣ＝Ｔ２のタイミングでは、エレメント１４が清掃されたと判定される。
【0056】
この場合、データ更新部３４は、メモリ２２に記憶された清掃回数Ｎに１を加算すると共に、直前のステップＳ１２の実行時刻（＝現在時刻ＴＣ）でメモリ２２に記憶された更新時刻ＴＵを上書きする（Ｓ１６）。すなわち、清掃回数Ｎは、少なくとも過去圧力値ＰＰから現在圧力値ＰＣを減じた差分圧力値（ＰＰ－ＰＣ）が予め定められた閾値圧力値Ｐｔｈ以上となる回数に基づいて算出される値である。次に、コントローラ２０は、後述する清掃間隔判定処理を実行する（Ｓ１７）。
【0057】
次に、劣化判定部３７は、直前のステップＳ１６で更新（加算）された清掃回数Ｎが閾値回数Ｎｔｈ以上か否かを判定する（Ｓ１８）。そして、劣化判定部３７は、清掃回数Ｎが閾値回数Ｎｔｈ以上の場合に（Ｓ１８：Ｙｅｓ）、エレメント１４が限界性能まで劣化したと判定する。例えば図７において、過去圧力値ＰＰ＝Ｐ７、取得時刻ＴＧ＝Ｔ７、現在圧力値ＰＣ＝Ｐ８、現在時刻ＴＣ＝Ｔ８のタイミングでは、エレメント１４が限界性能まで劣化したと判定される。
【0058】
過去圧力値ＰＰは、例えば、直近にエンジン１０を停止したタイミングにおける、空気圧センサ２４により検知された最新の圧力値である。図７におけるエンジン１０を停止したタイミングが時刻Ｔ７の場合には、圧力値Ｐ７もしくはその値に近い圧力値Ｐ７よりわずかに低い値が過去圧力値ＰＰとして用いられる。
【0059】
この場合、報知処理部３３は、エレメント１４の交換の必要性を、モニタ２５を通じてオペレータに報知する（Ｓ１９）。報知処理部３３は、例えばステップＳ１９において、「エレメント１４を交換してください」等のメッセージをモニタ２５に表示する。次に、データ更新部３４は、前述したステップＳ１４の処理を実行する。
【0060】
一方、劣化判定部３７は、清掃回数Ｎが閾値回数Ｎｔｈ未満の場合に（Ｓ１８：Ｎｏ）、エレメント１４が限界性能まで劣化していないと判定する。この場合、報知処理部３３は、ステップＳ１９の処理を実行しない。一方、データ更新部３４は、前述したステップＳ１４の処理を実行する。
【0061】
また、交換判定部３６は、現在圧力値ＰＣが下限圧力値ＰＬ以下の場合に（Ｓ１５：Ｎｏ）、エレメント１４が交換されたと判定する。例えば図７において、過去圧力値ＰＰ＝Ｐ８、取得時刻ＴＧ＝Ｔ８、現在圧力値ＰＣ＝Ｐ０、現在時刻ＴＣ＝Ｔ９のタイミングでは、エレメント１４が交換されたと判定される。
【0062】
この場合、データ更新部３４は、メモリ２２に記憶された清掃回数Ｎに０を設定（初期化）すると共に、直前のステップＳ１２の実行時刻（＝現在時刻ＴＣ）でメモリ２２に記憶された更新時刻ＴＵを上書きする（Ｓ２０）。次に、報知処理部３３は、エレメント１４が交換されたことを、モニタ２５を通じてオペレータに報知する（Ｓ２１）。報知処理部３３は、例えばステップＳ２１において、「エレメント１４が交換されました」等のメッセージをモニタ２５に表示する。次に、データ更新部３４は、前述したステップＳ１４の処理を実行する。
【0063】
また、図６に示す清掃間隔判定処理において、間隔判定部３８は、現在時刻ＴＣから更新時刻ＴＵを減じた清掃間隔（ＴＣ－ＴＵ）を算出する。次に、間隔判定部３８は、清掃間隔（ＴＣ－ＴＵ）が閾値間隔Ｔｔｈ未満か否かを判定する。そして、間隔判定部３８は、清掃間隔（ＴＣ－ＴＵ）が閾値間隔Ｔｔｈ未満の場合に（Ｓ３１：Ｙｅｓ）、エレメント１４の清掃頻度が高い可能性があると判定する。
【0064】
この場合、目詰判定部３９は、メモリ２２に記憶された過去圧力値ＰＰが上限圧力値ＰＵ以上か否かを判定する（Ｓ３２）。そして、目詰判定部３９は、過去圧力値ＰＰが上限圧力値ＰＵ以上の場合に（Ｓ３２：Ｙｅｓ）、エレメント１４の清掃が必要でなかったと判定する。
【0065】
この場合、報知処理部３３は、エレメント１４の清掃間隔が短いことを、モニタ２５を通じて報知する（Ｓ３３）。報知処理部３３は、例えばステップＳ３３において、「エレメントの劣化を抑制するために、清掃頻度を落してください」等のメッセージをモニタ２５に表示する。そして、コントローラ２０は、図５のステップＳ１８以降の処理を実行する。
【0066】
一方、間隔判定部３８は、清掃間隔（ＴＣ－ＴＵ）が閾値間隔Ｔｔｈ以上の場合に（Ｓ３１：Ｎｏ）、エレメント１４の清掃頻度が適正だと判定する。また、目詰判定部３９は、過去圧力値ＰＰが上限圧力値ＰＵ以上の場合に（Ｓ３２：Ｎｏ）、清掃が必要な程度までエレメント１４が目詰まりしていたと判定する。この場合、報知処理部３３は、ステップＳ３３の処理を実行しない。そして、コントローラ２０は、図５のステップＳ１８以降の処理を実行する。
【0067】
上記の実施形態によれば、過去圧力値ＰＰと現在圧力値ＰＣとの差に基づいてエレメント１４が清掃されたか否かを判定し、清掃回数Ｎが閾値回数Ｎｔｈに達したタイミングでエレメント１４の交換の必要性が報知される。これにより、エアクリーナ１２のエレメント１４の交換時期を、適切なタイミングで報知することができる。
【0068】
また、上記の実施形態によれば、差分圧力値（ＰＰ－ＰＣ）が閾値圧力値Ｐｔｈ以上の場合において、現在圧力値ＰＣと下限圧力値ＰＬとの大小関係によって、エレメント１４が清掃されたか交換されたかを判定する。これにより、エレメント１４が清掃されたかをさらに適切に判定することができる。
【0069】
また、上記の実施形態によれば、差分圧力値（ＰＰ－ＰＣ）が閾値圧力値Ｐｔｈ以上の場合において、清掃間隔（ＴＣ－ＴＵ）と閾値間隔Ｔｔｈとの大小関係によって、エレメント１４の清掃頻度を判定する。これにより、清掃頻度が高いとエレメント１４の劣化が進むことを、オペレータに注意喚起することができる。
【0070】
さらに、上記の実施形態によれば、清掃間隔（ＴＣ－ＴＵ）が閾値間隔Ｔｔｈ未満で且つ過去圧力値ＰＰが上限圧力値ＰＵ未満の場合に、エレメント１４の清掃頻度が高いことが報知される。換言すれば、塵埃の多い環境で油圧ショベル１が使用される場合に、エレメント１４を高頻度で清掃したとしても、オペレータへの注意喚起が省略される。これにより、適切な頻度でオペレータにエレメント１４を清掃させることができる。
【0071】
なお、図７の時刻Ｔ１に圧力値Ｐ１を検知した直後に、エンジン１０を停止させてエレメント１４を清掃した場合、時刻Ｔ２で実行されるステップＳ１３では、過去圧力値Ｐ１と現在圧力値Ｐ２との差は大きくなる。一方、図７の時刻Ｔ３に圧力値Ｐ３を検知した後、時刻Ｔ３’までエンジン１０の駆動を継続すると、エアクリーナ１２を通過する空気の空気圧は圧力値Ｐ３より高い圧力値Ｐ３’まで上昇するものの、メモリ２２に記憶された過去圧力値ＰＰは圧力値Ｐ３のままである。この場合、時刻Ｔ４で実行されるステップＳ１３では、過去圧力値Ｐ３と現在圧力値Ｐ４との差は、時刻Ｔ２のときより小さくなる。
【0072】
そのため、時刻Ｔ２、Ｔ４の直前に同じようにエレメント１４が清掃されているにも拘わらず、時刻Ｔ４に実行されるステップＳ１３では、時刻Ｔ２に実行されるステップＳ１３と比較して、エレメント１４が清掃されていないと判定されやすくなる。そこで、清掃判定部３５は、報知制御処理の実行間隔に応じて閾値圧力値Ｐｔｈを可変にしてもよい。
【0073】
より詳細には、清掃判定部３５は、現在時刻ＴＣからメモリ２２に記憶された取得時刻ＴＧを減じた取得間隔が長いほど、閾値圧力値Ｐｔｈを小さくすればよい。一方、清掃判定部３５は、取得間隔が短いほど、閾値圧力値Ｐｔｈを大きくすればよい。これにより、報知制御処理の実行タイミング（実行間隔）に拘わらず、エレメント１４が清掃されたか否かをさらに適切に判定することができる。
【0074】
上述した実施形態は、本発明の説明のための例示であり、本発明の範囲をそれらの実施形態にのみ限定する趣旨ではない。当業者は、本発明の要旨を逸脱することなしに、他の様々な態様で本発明を実施することができる。
【符号の説明】
【0075】
１ 油圧ショベル
２ 下部走行体
３ 上部旋回体
４ フロント作業機
４ａ ブーム
４ｂ アーム
４ｃ バケット
４ｄ ブームシリンダ
４ｅ アームシリンダ
４ｆ バケットシリンダ
５ 旋回フレーム
６ カウンタウェイト
７ キャブ
８ クローラ
９ エンジン建屋
１０ エンジン
１１ 吸気管
１２ エアクリーナ
１３ 筐体
１４ エレメント
１５ キャップ
１６ 流出口
２０ コントローラ
２１ ＣＰＵ
２２ メモリ
２３ 空気量センサ
２４ 空気圧センサ
２５ モニタ
３１ 圧力値取得部
３２ 判定部
３３ 報知処理部
３４ データ更新部
３５ 清掃判定部
３６ 交換判定部
３７ 劣化判定部
３８ 間隔判定部
３９ 目詰判定部
２ 下部走行体
３ 上部旋回体
４ フロント作業機
４ａ ブーム
４ｂ アーム
４ｃ バケット
４ｄ ブームシリンダ
４ｅ アームシリンダ
４ｆ バケットシリンダ
５ 旋回フレーム
６ カウンタウェイト
７ キャブ
８ クローラ
９ エンジン建屋
１０ エンジン
１１ 吸気管
１２ エアクリーナ
１３ 筐体
１４ エレメント
１５ キャップ
１６ 流出口
２０ コントローラ
２１ ＣＰＵ
２２ メモリ
２３ 空気量センサ
２４ 空気圧センサ
２５ モニタ
３１ 圧力値取得部
３２ 判定部
３３ 報知処理部
３４ データ更新部
３５ 清掃判定部
３６ 交換判定部
３７ 劣化判定部
３８ 間隔判定部
３９ 目詰判定部
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】