DE112013000193T5

DE112013000193T5 - Kommunikationsvorrichtung und damit ausgestattetes Arbeitsfahrzeug

Info

Publication number: DE112013000193T5
Application number: DE112013000193.4T
Authority: DE
Inventors: c/o KOMATSU LTD. Kawasaki Shinpei; c/o KOMATSU LTD. Ishidou Motoi; c/o KOMATSU LTD. Tsushimi Yasushi
Original assignee: Komatsu Ltd
Current assignee: Komatsu Ltd
Priority date: 2013-09-19
Filing date: 2013-09-19
Publication date: 2015-06-18
Also published as: US20150081177A1; IN2015DN00570A; US9230144B2; KR101680131B1; JPWO2015040716A1; WO2015040716A1; CN105518701B; KR20160002657A; CN105518701A; JP5695270B1

Abstract

Eine Leseschreibvorrichtung (15) (eine Kommunikationsvorrichtung) führt ein Lesen von Identifikationsinformationen von einem IC-Etikett (30) (einer Identifikationskomponente) und/oder ein Schreiben der Identifikationsinformationen in das IC-Etikett (30) durch. Die Leseschreibvorrichtung (15) enthält eine CPU-Platine (23) (eine Steuerplatine), die eine CPU (32) (eine Steuereinrichtung) und eine drahtlose Steuerschaltung (35) zum Ausgeben von elektrischen Wellen auf einen Befehl von der CPU (32) hin umfasst, eine Antenne (24), die von der CPU-Platine (23) beabstandet ist, und ein Verbindungskabel (26), das die CPU-Platine (23) elektrisch mit der Antenne (24) verbindet. Die CPU-Platine (23) umfasst einen Trennungsdetektor (61), der eine Trennung des Verbindungskabels (26) erfasst, und eine Sende-Steuereinrichtung, die eine Ausgabe aus der drahtlosen Steuerschaltung (35) zu der Antenne (24) unterbricht, wenn der Trennungsdetektor (61) bestimmt, dass das Verbindungskabel (26) getrennt ist.

Description

Technisches Gebiet
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Kommunikationsvorrichtung wie etwa eine Lesevorrichtung, eine Schreibvorrichtung oder eine Leseschreibvorrichtung des nichtkontaktierenden Typs sowie ein mit der Kommunikationsvorrichtung ausgestattetes Arbeitsfahrzeug (z. B. eine Baumaschine).
Stand der Technik
Ein Kraftstofffilter und ein Ölfilter in einer Baumaschine sind Verbrauchsmaterialien (auch als Ersatzkomponenten oder Nachfüllkomponenten bezeichnet), die jeweils nach einer vorbestimmten Anzahl von Betriebsstunden ausgewechselt werden.
Um das Auswechseln eines Filters in einem Motorraum oder einem Pumpenraum der Baumaschine zu erfassen, ist ein IC(integrierter Schaltkreis)-Etikett an dem Filter befestigt. Das Auswechseln des Filters kann erfasst werden, indem in dem IC-Etikett gespeicherte Informationen (nachfolgend als Identifikationsinformationen bezeichnet) unter Verwendung einer Leseschreibvorrichtung gelesen werden. Wenn die Leseschreibvorrichtung in dem Motorraum oder Pumpenraum untergebracht ist, kann die Leseschreibvorrichtung die Identifikationsinformationen kontinuierlich lesen. Die Leseschreibvorrichtung sendet Funkwellen an das IC-Etikett. Das die Funkwellen empfangende IC-Etikett wird aktiviert, um die darin gespeicherten Identifikationsinformationen an die Leseschreibvorrichtung mittels der Funkwellen zu senden. Weiterhin wurde ein Komponentenverwaltungssystem vorgeschlagen, bei dem die Identifikationsinformationen mittels einer drahtlosen Kommunikation an einen fernen Bereich unter Verwendung einer in der Baumaschine installierten drahtlosen Kommunikationsvorrichtung oder ähnlichem gesendet werden. Eine derartige Leseschreibvorrichtung sollte einen stabilen und ausfallsicheren Betrieb aufweisen.
Die Patentliteratur 1 gibt eine Ersatzkomponenten-Identifikationsvorrichtung für eine Baumaschine an, die einfach eine echte Komponente von einer gefälschten Komponente innerhalb der für die Baumaschine verwendeten Ersatzkomponenten unterscheiden kann und bei Identifizierung einer gefälschten Komponente eine Warnung oder einen Befehl zum Stoppen des Betriebs der Baumaschine ausgeben kann.
Referenzliste
Patentliteratur

Patentliteratur 1: JP-A-2005-273196

Zusammenfassung der Erfindung
Problemstellung der Erfindung
Eine instabile Ausgabe von Funkwellen, die durch eine Trennung in einem Sender zwischen einer CPU-Platine und einer Antenne der Leseschreibvorrichtung verursacht wird, sollte vermieden werden. Mit anderen Worten kann die instabile Ausgabe der Funkwellen ein stabiles Lesen und Schreiben der Identifikationsinformationen von/zu dem IC-Etikett stören.
Es ist eine Aufgabe der Erfindung, eine Kommunikationsvorrichtung, die ein Brechen eines Elements oder ähnliches und eine instabile Ausgabe von Funkwellen verhindern kann, und ein mit der Kommunikationsvorrichtung versehenes Arbeitsfahrzeug vorzusehen.
Problemlösung
Gemäß einem Aspekt der Erfindung wird eine Kommunikationsvorrichtung angegeben, die in einem Arbeitsfahrzeug montiert ist und das Lesen von Identifikationsinformationen, die in einer an einer Komponente des Arbeitsfahrzeugs angebrachten Identifikationskomponente gespeichert sind, und/oder das Schreiben der Identifikationsinformationen in die Identifikationskomponente durchführt, wobei die Kommunikationsvorrichtung umfasst: eine Steuerplatine, die umfasst: eine Kommunikations-Steuereinrichtung, die die Ausführung des Lesens und/oder Schreibens der Identifikationsinformationen steuert; und eine drahtlose Steuerschaltung, die eine Ausgabe von Funkwellen in Reaktion auf einen Befehl von der Kommunikations-Steuereinrichtung erzeugt; eine Antenne, die von der Steuerplatine beabstandet ist und die von der drahtlosen Steuerschaltung erhaltene Ausgabe sendet; und ein Verbindungskabel, das die Steuerplatine elektrisch mit der Antenne verbindet; wobei die Steuerplatine umfasst: einen Trennungsdetektor, der eine Trennung des Verbindungskabels erfasst; und eine Sende-Steuereinrichtung, die die Ausgabe von der drahtlosen Steuerschaltung zu der Antenne unterbricht, wenn der Trennungsdetektor bestimmt, dass das Verbindungskabel getrennt ist.
Wenn gemäß dem oben genannten Aspekt der Erfindung der Trennungsdetektor die Trennung des Verbindungskabels (einschließlich eines ausgesteckten Zustands des Verbindungskabels von einem Steckverbinder oder ähnlichem) erfasst, unterbricht die Sende-Steuereinrichtung die Ausgabe aus der drahtlosen Steuerschaltung zu der Antenne. Dementsprechend verursacht die Ausgabe keine Totalreflexion an einem Trennungsteil, sodass eine Beschädigung an dem Element und ähnliches verhindert werden kann. Weiterhin wird das Senden von instabilen Funkwellen durch die Unterbrechung der Ausgabe vermieden.
In der Kommunikationsvorrichtung gemäß dem oben genannten Aspekt der Erfindung umfasst die Steuerplatine vorzugsweise: eine Hauptstromversorgung; eine drahtlose Stromversorgung, die Strom für die drahtlose Steuerschaltung aus dem durch die Hauptstromversorgung zugeführten Strom erzeugt; und eine Drahtlosstromversorgungs-Steuereinrichtung, die zwischen einer Zufuhr und einer Unterbrechung des Stroms von der Hauptstromversorgung zu der drahtlosen Stromversorgung wechselt; wobei die Sende-Steuereinrichtung umfasst: die Drahtlosstromversorgungs-Steuereinrichtung; und einen Schaltbefehlerzeuger, der einen Schaltbefehl zum Unterbrechen der Stromzufuhr von der Hauptstromversorgung zu der drahtlosen Stromversorgung erzeugt und den Schaltbefehl an die Drahtlosstromversorgungs-Steuereinrichtung sendet, wenn der Trennungsdetektor bestimmt, dass das Verbindungskabel getrennt ist.
Weil bei dieser Anordnung die drahtlose Steuerschaltung nicht aktiviert gehalten wird, indem die Stromzufuhr von der Hauptstromversorgung zu der drahtlosen Stromversorgung unterbrochen wird, wird keine Ausgabe zu der Antenne erzeugt, sodass eine Totalreflexion der Ausgabe und ein Senden von instabilen Funkwellen zuverlässig verhindert werden können.
In der Kommunikationsvorrichtung gemäß dem oben genannten Aspekt der Erfindung kann die Kommunikations-Steuereinrichtung mit der drahtlosen Steuerschaltung über eine Übertragungsleitung verbunden sein, die Kommunikation der Identifikationsinformationen mit der drahtlosen Steuerschaltung steuern und einen Spannungspegel der Übertragungsleitung vermindern, wenn der Trennungsdetektor erfasst, dass das Verbindungskabel getrennt ist, wobei die Kommunikations-Steuereinrichtung alternativ hierzu mit der drahtlosen Steuerschaltung über eine Übertragungsleitung verbunden sein kann und die Kommunikation der Identifikationsinformationen mit der drahtlosen Steuerschaltung steuert, wobei die Übertragungsleitung ein Relais enthalten kann, das die Übertragungsleitung elektrisch unterbricht, wenn der Trennungsdetektor erfasst, dass das Verbindungskabel getrennt ist.
Wenn bei dieser Anordnung der Trennungsdetektor bestimmt, dass das Verbindungskabel getrennt ist, vermindert die Kommunikations-Steuereinrichtung die Spannung der Übertragungsleitung auf einen niedrigen Pegel oder unterbricht die Übertragungsleitung mittels des in der Übertragungsleitung vorgesehenen Relais. Dementsprechend kann ein Kriechstrom von der Kommunikations-Steuereinrichtung zu der drahtlosen Steuerschaltung unterdrückt werden, wodurch eine Aktivierung der drahtlosen Steuerschaltung durch einen derartigen Kriechstrom verhindert werden kann.
In der Kommunikationsvorrichtung gemäß dem oben genannten Aspekt der Erfindung enthält die Steuerplatine vorzugsweise einen Pullup-Widerstand, der mit einer Übertragungsleitung zwischen der Steuerplatine und der Antenne einschließlich des Verbindungskabels verbunden ist, enthält die Antenne einen Pulldown-Widerstand, der die Übertragungsleitung mit einer Erdungsleitung verbindet, und erfasst der Trennungsdetektor eine Spannung der Übertragungsleitung auf der Steuerplatine.
Bei dieser Anordnung ist lediglich ein Vergleich zwischen der zu erfassenden Erfassungsspannung und der mit dem Pullup-Widerstand und dem Pulldown-Widerstand zu berechenden Setzspannung erforderlich. Dementsprechend kann die Trennung einfach unter Verwendung eines einfachen Schaltungsaufbaus bestimmt werden.
In der Kommunikationsvorrichtung gemäß dem oben genannten Aspekt der Erfindung erfasst der Trennungsdetektor vorzugsweise die Trennung, wenn die Kommunikations-Steuereinrichtung aktiviert wird, indem Strom von einer Batterie des Arbeitsfahrzeugs empfangen wird.
Weil bei dieser Anordnung die Trennung unmittelbar bestimmt wird, wenn die Kommunikations-Steuereinrichtung aktiviert wird, können eine Totalreflexion und ein Senden von instabilen Funkwellen unterdrückt werden.
In der Kommunikationsvorrichtung gemäß dem oben genannten Aspekt der Erfindung erfasst der Trennungsdetektor vorzugsweise als die Trennung einen Bruch des Verbindungskabels oder einen ausgesteckten Zustand des Verbindungskabels von einem mit der Steuerplatine oder der Antenne verbundenen Steckverbinder.
Gemäß einem anderen Aspekt der Erfindung wird eine Kommunikationsvorrichtung angegeben, die in einem Arbeitsfahrzeug montiert ist und das Lesen von Identifikationsinformationen, die in einer an einer Komponente des Arbeitsfahrzeugs angebrachten Identifikationskomponente gespeichert sind, und/oder das Schreiben der Identifikationsinformationen in die Identifikationskomponente durchführt, wobei die Kommunikationsvorrichtung umfasst: eine Steuerplatine, die umfasst: eine Kommunikations-Steuereinrichtung, die die Ausführung des Lesens und/oder Schreibens der Identifikationsinformationen steuert; und eine drahtlose Steuerschaltung, die eine Ausgabe von Funkwellen in Reaktion auf einen Befehl von der Kommunikations-Steuereinrichtung erzeugt; eine Antenne, die von der Steuerplatine beabstandet ist und die von der drahtlosen Steuerschaltung erhaltene Ausgabe sendet; und ein Verbindungskabel, das die Steuerplatine elektrisch mit der Antenne verbindet; wobei die Steuerplatine umfasst: einen Trennungsdetektor, der eine Trennung des Verbindungskabels erfasst; eine Sende-Steuereinrichtung, die die Ausgabe von der drahtlosen Steuerschaltung zu der Antenne unterbricht, wenn der Trennungsdetektor bestimmt, dass das Verbindungskabel getrennt ist; eine Hauptstromversorgung; eine drahtlose Stromversorgung, die Strom für die drahtlose Steuerschaltung aus dem durch die Hauptstromversorgung zugeführten Strom erzeugt; eine Drahtlosstromversorgungs-Steuereinrichtung, die zwischen einer Zufuhr und einer Unterbrechung des Stroms von der Hauptstromversorgung zu der drahtlosen Stromversorgung wechselt; und einen Pullup-Widerstand, der mit einer Übertragungsleitung zwischen der Steuerplatine und der Antenne einschließlich des Verbindungskabels verbunden ist; wobei die Sende-Steuereinrichtung umfasst: die Drahtlosstromversorgungs-Steuereinrichtung; und einen Schaltbefehlerzeuger, der einen Schaltbefehl zum Unterbrechen der Stromzufuhr von der Hauptstromversorgung zu der drahtlosen Stromversorgung erzeugt und den Schaltbefehl an die Drahtlosstromversorgungs-Steuereinrichtung sendet, wenn der Trennungsdetektor bestimmt, dass das Verbindungskabel getrennt ist; wobei die Antenne einen Pulldown-Widerstand umfasst, der die Übertragungsleitung mit einer Erdungsleitung verbindet; und wobei der Trennungsdetektor eine Spannung der Übertragungsleitung an der Steuerplatine erfasst.
Das Arbeitsfahrzeug gemäß dem oben genannten Aspekt der Erfindung enthält die Kommunikationsvorrichtung gemäß einer der oben genannten Anordnungen. Das Arbeitsfahrzeug bietet somit die gleichen vorteilhaften Effekte wie die Kommunikationsvorrichtung.
Kurzbeschreibung der Zeichnungen
1 ist eine perspektivische Ansicht, die ein Arbeitsfahrzeug gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der Erfindung zeigt.
2 ist eine schematische Ansicht, die ein mit einem IC-Etikett versehenes Filter und eine Kommunikationsvorrichtung in einem Maschinenraum des Arbeitsfahrzeugs zeigt.
3 ist ein Blockdiagramm, das schematisch eine Anordnung eines Komponentenverwaltungssystems zeigt.
4 ist eine perspektivische Explosionsansicht der Kommunikationsvorrichtung.
5 ist eine Querschnittansicht, die eine montierte Kommunikationsvorrichtung entlang der Linie V-V von 4 zeigt.
6 ist ein Schaltungsblockdiagramm einer CPU-Platine, die in der Kommunikationsvorrichtung verwendet wird.
7 ist ein Steuerblockdiagramm der Kommunikationsvorrichtung.
8 zeigt eine Startsteuerung der Kommunikationsvorrichtung.
9 ist ein Flussdiagramm zu einer Trennungserfassung.
10 ist ein Flussdiagramm zu einer Temperaturerfassung.
11 zeigt die Trennungserfassungsschaltung.
12 zeigt einen Prozess der Temperaturerfassung.
13 ist eine Draufsicht auf das Innere des Maschinenraums.
Beschreibung einer Ausführungsform
Im Folgenden wird eine beispielhafte Ausführungsform der Erfindung mit Bezug auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben.
1 ist eine perspektivische Ansicht eines Hydraulikbaggers 1 (einer Baumaschine) als eines Arbeitsfahrzeugs, in dem eine Leseschreibvorrichtung 15 (eine Kommunikationsvorrichtung) der beispielhaften Ausführungsform der Erfindung montiert ist. In der beispielhaften Ausführungsform umfasst der Hydraulikbagger 1 einen Fahrzeugkörper 2 und eine Arbeitsausstattung 3. Der Fahrzeugkörper 2 umfasst eine Fahreinrichtung 4 und einen oberen Drehkörper 5. Der obere Drehkörper 5 enthält einen Maschinenraum 5A, in dem ein Bewegungskrafterzeuger (z. B. ein Motor EG), eine Hydraulikpumpe 12 und ähnliches aufgenommen sind. Der Maschinenraum 5A ist nahe einem Ende des oberen Drehkörpers 5 angeordnet.
In der beispielhaften Ausführungsform enthält der Hydraulikbagger 1 einen Verbrennungsmotor (z. B. einen Dieselmotor) als Bewegungskrafterzeuger. Die Anordnung des Hydraulikbaggers 1 ist jedoch nicht darauf beschränkt. Zum Beispiel kann der Hydraulikbagger 1 mit einem so genannten hybriden Bewegungskrafterzeuger versehen sein, in dem ein Verbrennungsmotor, ein Generator und ein Kondensator kombiniert sind.
Die Arbeitsausstattung 3 und die Kabine 5B sind in dem vorderen Teil des oberen Drehkörpers 5 vorgesehen, während der Maschinenraum 5A an der Rückseite des oberen Drehkörpers 5 vorgesehen ist. Der obere Drehkörper 5 umfasst die Kabine 5B. Der obere Drehkörper 5 umfasst weiterhin ein Gegengewicht 5C. Die Kabine 5B ist an dem oberen Drehkörper 5 montiert. Die Kabine 5B ist vor dem Maschinenraum 5A angeordnet. Das Gegengewicht 5C ist hinter dem Maschinenraum 5A angeordnet.
Das Gegengewicht 5C, das für einen Gewichtsausgleich mit der Arbeitsausstattung 3 vorgesehen ist, ist mit schweren Gewichten gefüllt.
Die Fahreinrichtung 4 umfasst Ketten 4a und 4b. Die Fahreinrichtung 4 betreibt einen Hydraulikmotor (nicht gezeigt), um die Ketten 4a und 4b für eine Fahrt zu drehen, wodurch der Hydraulikbagger 1 bewegt wird. Die Arbeitsausstattung 3 ist an einer lateralen Seite der Kabine 5B des oberen Drehkörpers 5 angebracht.
Wie oben beschrieben, sind die Arbeitsausstattung 3 und die Kabine 5B an der Vorderseite des oberen Drehkörpers 5 vorgesehen, während der Maschinenraum 5A an der Hinterseite des oberen Drehkörpers 5 vorgesehen ist. Die linken und rechten Seiten des oberen Drehkörpers 5 werden mit Bezug auf den nach vorne gerichteten oberen Drehkörper 5 bestimmt.
Die Arbeitsausstattung 3 umfasst einen Ausleger 6, einen Arm 7, eine Schaufel 8, einen Auslegerzylinder 6A, einen Armzylinder 7A und einen Schaufelzylinder 8A. Ein Basisendteil des Auslegers 6 ist an der Vorderseite des Fahrzeugkörpers 2 über einen Auslegerstift 6B angebracht, sodass der Ausleger 6 geschwenkt werden kann. Ein Basisendteil des Arms 7 ist an einem Spitzenendteil des Auslegers 6 über einen Armstift 7B angebracht, sodass der Arm 7 geschwenkt werden kann. Die Schaufel 8 ist an einem Spitzenendteil des Arms 7 über einen Schaufelstift 8B angebracht, sodass die Schaufel 8 geschwenkt werden kann.
13 ist eine Draufsicht auf das Innere des Maschinenraums 5A. In dem Maschinenraum 5A sind der Motor EG und die Hydraulikpumpe 12 aufgenommen. Der Maschinenraum 5A ist in der Nähe eines Endes (an der Hinterseite) des oberen Drehkörpers 5 angeordnet. Das Innere des Maschinenraums 5A wird durch eine Trennplatte 5A3 in einen Pumpenraum 5A1 und einen Motorraum 5A2 unterteilt. Wenn der Maschinenraum 5A von hinten betrachtet wird, ist der Pumpenraum 5A1 auf der rechten Seite des Maschinenraums 5 angeordnet, während der Motorraum 5A2 auf der linken Seite angeordnet ist. Die Trennplatte 5A3 ist eine Metallplatte, die verhindert, dass das Hydrauliköl auf heiße Teile des Motors EG spritzt. In dem Motorraum 5A2 ist eine Kühleinheit CU einschließlich eines Kühlkerns CC und ähnlichem zusätzlich zu dem Motor EG aufgenommen. Der Maschinenraum 5A ist von der Vorderseite über den Maschinenraum 5A hinaus durch eine Trennplatte (nicht gezeigt) getrennt. Die Kühleinheit CU ist dem Motor EG benachbart angeordnet und kühlt ein Kühlwasser, ein Hydrauliköl usw., die in den Motor EG fließen.
2 zeigt den Pumpenraum 5A1, wobei eine Tür (nicht gezeigt) auf der rechten Seite des Maschinenraums 5A des Hydraulikbaggers 1 geöffnet ist. Zum Beispiel ist eine an der Hydraulikpumpe 12 angebrachte Klammer 11A in dem Pumpenraum 5A1 des Maschinenraums 5A vorgesehen. Die Klammer 11A ist an einem Filterkopf 13A befestigt. Der Filterkopf 13A ist an einem Schlauch 14A befestigt.
Der Filterkopf 13A ist an einem Filter 20A befestigt. Das Filter 20A ist ein Motorölfilter. Staub und ähnliches in dem durch den Schlauch 14A fließenden Öl werden durch das Filter 20A entfernt.
An dem Pumpenraum 5A1 des Maschinenraums 5A ist über eine Klammer 11B ein Filterkopf 13B befestigt. Der Filterkopf 13B ist an einem Kraftstoffschlauch 14B befestigt.
Der Filterkopf 13B ist an einem Filter 20B befestigt. Das Filter ist ein Kraftstoffvorfilter. Staub und ähnliches in dem durch den Kraftstoffschlauch 14B fließenden Kraftstoff werden durch das Filter 20B entfernt.
Die Filterköpfe 13A und 13B sind jeweils eine Filterhaltekomponente zum Halten und Fixieren des Filters 20. Nachfolgend können die Filterköpfe 13A und 13B und ein Filterkopf (nicht gezeigt) zum Halten und Fixieren eines Kraftstoffhauptfilters 20C gesammelt als ein Filterkopf 13 bezeichnet werden. Das Kraftstoffhauptfilter 20C ist in dem Motorraum 5A2 wie in 13 gezeigt angeordnet, obwohl es in 2 nicht gezeigt ist. Wie weiter oben beschrieben und in 2 gezeigt, sind das Filter 20A und das Filter 20B in dem Pumpenraum 5A1 unter Verwendung des Schlauchs 14A und des Kraftstoffschlauchs 14B an einer Position angeordnet, wo ein Wartungstechniker das Filter 20 prüfen und ggf. auswechseln kann.
Ein Motorraum 5A2 (13) ist auf einer zu dem Pumpenraum 5A1 gegenüberliegenden Seite (d. h. auf der linken Seite des Hydraulikbaggers 1) angeordnet. Wie in 13 gezeigt, ist das Kraftstoffhauptfilter 20C nahe dem Motor EG in dem Motorraum 5A2 des Maschinenraums 5A unter Verwendung eines Filterkopfs (nicht gezeigt) vorgesehen. Das Kraftstoffhauptfilter 20C entfernt ebenfalls in dem Kraftstoff enthaltenen Staub und ähnliches. Der Kraftstoff fließt von einem Kraftstofftank (nicht gezeigt) zu dem Kraftstoffvorfilter 20B und weiter zu dem Kraftstoffhauptfilter 20C, um zu einem Kraftstoffeinspritzer (nicht gezeigt) geführt zu werden. Jedes der oben beschriebenen Filter 20A, 20B und 20C ist eine Komponente, die periodisch ausgewechselt werden muss, weil ein internes Filterglied im Verlauf der Nutzung verstopft wird. Die Zeiten für das periodische Auswechseln können zum Beispiel aus den an einer Betriebsmesseinrichtung angezeigten akkumulierten Betriebsstunden des Motors EG des Hydraulikbaggers 1 bestimmt werden. In der beispielhaften Ausführungsform ist der Hydraulikbagger 1 mit dem darin enthaltenen Kraftstoffvorfilter 20B gezeigt. Es kann jedoch auch ein Hydraulikbagger 1 ohne den Kraftstoffvorfilter 20B oder ein Hydraulikbagger 1 mit einer Vielzahl von Kraftstoffvorfiltern 20B verwendet werden.
3 ist ein Blockdiagramm, das schematisch eine Anordnung eines Komponentenverwaltungssystems zeigt. In 3 sind an den Filtern 20A, 20B und 20C jeweils IC-Etiketten 30A, 30B und 30C (d. h. eine Identifikationskomponente) angebracht, die Identifikationsinformationen für die entsprechenden Filter 20 speichern. Die Identifikationsinformationen wie etwa die Teilenummer zum Spezifizieren eines Komponententyps, ein Herstellungsdatum der Komponente, eine Seriennummer (Herstellungsnummer) zum Spezifizieren von Komponenten mit der gleichen Teilenummer, einen Herstellercode eines Herstellers der Komponenten und ähnliches sind in den IC-Etiketten 30A, 30B und 30C gespeichert.
In dem Maschinenraum 5A ist die Leseschreibvorrichtung 15, die die in den IC-Etiketten 30A, 30B und 30C gespeicherten Identifikationsinformationen liest, über eine Klammer 16 befestigt. In der beispielhaften Ausführungsform wird die Leseschreibvorrichtung 15 für die Erläuterungen verwendet. Die Erfindung ist jedoch nicht auf eine zum Lesen und Schreiben der Identifikationsinformationen befähigte Leseschreibvorrichtung 15 beschränkt, sondern kann auch auf eine nur zum Ausführen einer Funktion zum Lesen der Identifikationsinforationen der IC-Etiketten 30A, 30B und 30C befähigte Lesevorrichtung als der Kommunikationsvorrichtung angewendet werden. Weiterhin kann die Erfindung auch auf eine nur zum Ausführen einer Funktion zum Schreiben von Informationen in die IC-Etiketten 30A, 30B und 30C befähigte Schreibvorrichtung als der Kommunikationsvorrichtung angewendet werden.
Komponentenüberwachungssystem eines Arbeitsfahrzeugs
Im Folgenden wird ein Komponentenüberwachungssystem unter Verwendung der in den IC-Etiketten 30A, 30B und 30C der entsprechenden Filter 20A, 20B und 20C gespeicherten Identifikationsinformationen mit Bezug auf 3 beschrieben.
Das Komponentenüberwachungssystem umfasst ein Steuerzentrum 100, den Hydraulikbagger 1 und ein Kommunikationsnetzwerk 110, über das die Identifikationsinformationen zwischen dem Steuerzentrum 100 und einer Vielzahl von Hydraulikbaggern 1 gesendet und empfangen werden.
Das Steuerzentrum 100 steuert verschiedene Informationen einschließlich von Identifikationsinformationen zu einer Vielzahl von Arbeitsfahrzeugen auf einheitliche Weise. Mit anderen Worten erfasst und steuert das Steuerzentrum nicht nur die Identifikationsinformationen, sondern auch verschiedene Informationen wie etwa Informationen zu den akkumulierten Betriebsstunden und Ausfallsinformationen für jedes der Arbeitsfahrzeuge über eine drahtlose Kommunikation von jedem der Arbeitsfahrzeuge. Ein Steuerserver 101 des Steuerzentrums 100 steuert und speichert die Identifikationsinformationen des Hydraulikbaggers 1.
Das Kommunikationsnetzwerk 110 ist ein Netzwerk für eine Datenkommunikation mittels einer drahtlosen Kommunikation unter Verwendung eines Mobilfunknetzes und/oder eines Sattelitenkommunikationsnetzes.
Der Hydraulikbagger 1 (Arbeitsfahrzeug) ist mit einer Kommunikations-Steuereinrichtung 200 versehen, das einen Kommunikationsanschluss 202 aufweist, der mit einer Antenne 201 für eine Kommunikation über das Kommunikationsnetzwerk verbunden ist. Weiterhin enthält der Hydraulikbagger 1 eine Motor-Steuereinrichtung 211, eine Pumpen-Steuereinrichtung 212, einen Monitor 213 und die Leseschreibvorrichtung 15. Die Motor-Steuereinrichtung 211 steuert eine von einem Kraftstoffeinspritzer (nicht gezeigt) in den Motor EG einzuspritzende Kraftstoffmenge, um die Motorausgabe einzustellen. Die Pumpen-Steuereinrichtung 212 steuert den Winkel einer Taumelscheibe der Hydraulikpumpe 12 oder einen Hydraulikmotor (nicht gezeigt), um die Ausgabemenge des Hydrauliköls einzustellen. Der Monitor 213 weist Funktionen zum Anzeigen einer Restmenge des Kraftstoffs und zum Setzen von Betriebsbedingungen des Hydraulikbaggers 1 auf. In der beispielhaften Ausführungsform sind zwei Leseschreibvorrichtungen 15A und 15B als die Leseschreibvorrichtung 15 vorgesehen. Die Leseschreibvorrichtung 15 kann als eine einzelne Leseschreibvorrichtung oder als zwei oder mehr Leseschreibvorrichtungen vorgesehen sein. Ein Kommunikationszustand zwischen der Leseschreibvorrichtung 15 und jedem der IC-Etiketten 30A, 30B und 30C wird in Abhängigkeit von den relativen Positionen zwischen denselben bestimmt. Dementsprechend können bei einer Vielzahl von Leseschreibvorrichtungen 15 die Identifikationsvorrichtungen des IC-Etikettes zuverlässig gelesen werden oder können die Identifikationsinformationen von den mehreren IC-Etiketten gelesen werden. Diese Einrichtungen und die Kommunikations-Steuereinrichtung 200 sind derart verbunden, dass eine wechselseitige Datenkommunikation über ein im Fahrzeug integriertes Netzwerk 210 wie etwa ein CAN (Controller Area Network) möglich ist.
Wie in 2 gezeigt, ist die Leseschreibvorrichtung 15A in dem Pumpenraum 5A1 vorgesehen, während die Leseschreibvorrichtung 15B in dem Motorraum 5A2 vorgesehen ist. In der beispielhaften Ausführungsform kann jede der Leseschreibvorrichtungen 15A und 15B mit den IC-Etiketten 30A, 30B und 30C der entsprechenden Filter 20A, 20B und 20C kommunizieren. In der folgenden Beschreibung können die IC-Etiketten 30A, 30B und 30C gesammelt als ein IC-Etikett 30 bezeichnet werden. Die Leseschreibvorrichtungen 15 und 15B können gesammelt als die Leseschreibvorrichtung 15 bezeichnet werden.
Wenn ein Bediener einen Schlüsselschalter (nicht gezeigt) betätigt, um den Motor EG des Hydraulikbaggers 1 zu starten, wird die Leseschreibvorrichtung 15 von einer Batterie (nicht gezeigt) betrieben.
Alternativ hierzu kann die Kommunikations-Steuereinrichtung 200 eine Timerfunktion aufweisen, um die Leseschreibvorrichtung 15 periodisch (z. B. einmal pro Tag) zu betreiben, oder kann die Leseschreibvorrichtung nicht-periodisch gemäß einem Betriebsbefehl von einem Administrator in dem Steuerzentrum 100 oder einem Bediener des Hydraulikbaggers 1 betrieben werden. Insbesondere kann die Leseschreibvorrichtung 15 ausgebildet sein, um betrieben zu werden, wenn die Kommunikations-Steuereinrichtung 200 ein vorbestimmtes Betriebssignal empfängt, das der Administrator von dem Steuerzentrum 100 an den Hydraulikbagger 1 über das Kommunikationsnetzwerk 110 sendet. Alternativ hierzu kann die Leseschreibvorrichtung 15 ausgebildet sein, um betrieben zu werden, wenn die Kommunikations-Steuereinrichtung 200 ein vorbestimmtes Betriebssignal empfängt, das der Bediener des Hydraulikbaggers 1 durch das Betätigen einer Betätigungstaste sendet. Weiterhin kann ein Sensor, der die Anbringung/Lösung des Filters 20 erfasst, an dem Filterkopf 13 vorgesehen sein. Die Leseschreibvorrichtung 15 kann in Reaktion auf eine Ausgabe aus diesem Sensor betrieben werden. Wenn die Leseschreibvorrichtung 15 in Übereinstimmung mit den verschiedenen oben beschriebenen Betriebsfaktoren betrieben wird, wird Strom von einer Batterie (nicht gezeigt) zu der Leseschreibvorrichtung 15 zugeführt, um einen Ablauf zum Unterbrechen des Stroms in Übereinstimmung mit der Erfassung einer Trennung wie in 9 gezeigt oder einen Ablauf zum Unterbrechen des Stroms in Übereinstimmung mit der Erfassung von Temperaturen wie in 10 gezeigt durchzuführen.
Die Kommunikations-Steuereinrichtung 200 liest die Identifikationsinformationen des IC-Etiketts 30 über die Leseschreibvorrichtung 15, schreibt neue Identifikationsinformationen in das IC-Etikett 30 oder aktualisiert alte Identifikationsinformationen.
Die Kommunikations-Steuereinrichtung 200 sendet die von dem IC-Etikett 30 gelesenen Identifikationsinformationen an den Steuerserver 101 des Steuerzentrums 100 über den Kommunikationskanal 202, die Antenne 201 und das Kommunikationsnetzwerk 110. Die oben genannte Funktion der Kommunikations-Steuereinrichtung 200 kann auch für eine andere Steuereinrichtung wie etwa die Pumpen-Steuereinrichtung 212 vorgesehen werden.
Bei dem oben genannten Komponentenüberwachungssystem kann der Steuerserver 101 in einem von dem Hydraulikbagger 1 (Arbeitsfahrzeug) fernen Bereich die Anbringungszeiten der Filter 20A, 20B und 20C erkennen, indem sie die durch die Leseschreibvorrichtung 15 gelesenen Identifikationsinformationen der IC-Etiketten 30A, 30B und 30C erfasst. Dementsprechend kann der Steuerserver 101 einfach und zuverlässig eine Auswechselzeit für jedes der Filter 20A, 20B und 20C in dem Arbeitsfahrzeug verwalten. Weiterhin kann der Steuerserver 101 die Auswechselzeit für jedes der Filter 20A, 20B und 20C an einem Wartungstechniker für das Arbeitsfahrzeug übermitteln. Dementsprechend kann der Wartungstechniker zuverlässig Filter eines Arbeitsfahrzeugs eines Kunden zu entsprechenden Zeiten auswechseln.
Für die oben beschriebene Komponentenverwaltung ist es also ausschlaggebend, die Identifikationsinformationen des IC-Etiketts 30 unter Verwendung der Leseschreibvorrichtung 15 zuverlässig zu erfassen.
Anordnung des Maschinenraums
Im Folgenden wird das Filter 20 (20A, 20B, 20C) beschrieben.
Wie oben beschrieben oder in 2 und 3 gezeigt, sind in dem Maschinenraum 5A die Filter 20 mit den IC-Etiketten (nachfolgend einfach als Filter bezeichnet) wie etwa das Ölfilter 20A, das Kraftstoffvorfilter 20B und das Kraftstoffhauptfilter 20C angebracht.
Der Maschinenraum 5A ist weiterhin mit der Leseschreibvorrichtung 15 (15A, 15B) versehen, die die Identifikationsinformationen des an dem Filter 20 angebrachten IC-Etiketts 30 liest.
Leseschreibvorrichtung
Die Leseschreibvorrichtung 15 gemäß der beispielhaften Ausführungsform kommuniziert mit dem IC-Etikett 3 unter Verwendung von Funkwellen zum Beispiel im UHF-Band von 900 MHz. Unter Verwendung der Funkwellen in diesem Frequenzband kann die Leseschreibvorrichtung 15 mit den IC-Etiketten 30 kommunizieren, wenn diese ungefähr 1 m beabstandet sind. Dementsprechend kann die Leseschreibvorrichtung 15 auch in dem Motorraum 5A2 und dem Pumpenraum 5A1 des Hydraulikbaggers 1 verwendet werden.
4 ist eine perspektivische Explosionsansicht, die die Leseschreibvorrichtung 15 (Kommunikationsvorrichtung) zeigt. 5 ist eine Querschnittansicht, die eine zusammengebaute Leseschreibvorrichtung 15 (Kommunikationsvorrichtung) entlang einer Linie V-V von 4 zeigt. In 5 sind ein Steckverbinder 23A, eine Öffnung 22H, eine Lüftung 22C und ein Lüftungsschutzglied 22D nicht gezeigt. Außen am der Leseschreibvorrichtung 15 sind eine Metallbasisplatte 21 aus druckgegossenem Aluminium oder ähnlichem und eine Abdeckung 22 aus Kunststoff in der Form eines Kastens mit einer vorbestimmten Tiefe in der Y-Richtung wie in 4 gezeigt vorgesehen. In einem durch die Basisplatte 21 und die Abdeckung 22 definierten Innenraum sind untergebracht: eine CPU-Platine 23 (eine Steuerplatine), eine Antenne (nachfolgend gelegentlich auch als Antennensubstrat bezeichnet) 24, die von der CPU-Platine 23 in der Y-Richtung wie in 4 und 5 gezeigt beabstandet ist und die von einer weiter unten beschriebenen drahtlosen Steuereinheit 35 erhaltene Ausgabe in der Form von Funkwellen sendet, und ein Metallabschirmungsglied, das eine Komponenteninstallationsfläche von elektronischen Komponenten und ähnlichem (nachfolgend als Elemente bezeichnet) auf der CPU-Platine 23 bedeckt. Die CPU-Platine 23 und die Antenne 24 sind elektrisch miteinander über ein Verbindungskabel 26 verbunden. Die Antenne 24 wird durch das Ausbilden eines Antennenmusters auf der Platine und das Verbinden des Steckverbinders 26A mit der Antenne vorgesehen. Die Leseschreibvorrichtung 15 ist in dem Motorraum 5A2 und dem Pumpenraum 5A1 (siehe 2) vorgesehen, sodass der an der CPU-Platine 23 angebrachte Steckverbinder (Buchse) 23A nach unten gerichtet ist. Der Steckverbinder 23A liegt durch die Öffnung 22H an der Abdeckung 22 frei. Ein Steckverbinder, mit dem ein Kommunikationskabel für das im Fahrzeug integrierte Netzwerk 210, ein Stromkabel von der Batterie und ähnliches verbunden ist, ist in den Steckverbinder 23A eingesteckt.
Die Basisplatte 21 und die Abdeckung 22 sind miteinander über Schrauben 28 verbunden, wobei ein ringförmiges Dichtungsmaterial 27 zwischen der Basisplatte 21 und der Abdeckung 22 angeordnet ist. Die Basisplatte 21 ist mit einem Erdungsglied 21A versehen, das mit einem Metallrahmen des Fahrzeugkörpers 2 über eine Schraube (nicht gezeigt) oder ähnliches geerdet ist. Die Basisplatte 21 und eine Erdungsleitung der CPU-Platine 23 sind elektrisch miteinander über ein elastisches, leitendes Glied (nicht gezeigt) verbunden, das an der CPU-Platine 23 angebracht ist. Eine entsprechende Wärmestrahlungsschicht 21B ist an einer entsprechenden Position der Basisplatte 21 befestigt. Wenn die CPU-Platine 23 in Kontakt mit der Wärmestrahlungsschicht 21B ist, wird an der CPU-Platine 23 erzeugte Wärme zu der Basisplatte 21 übertragen, um von dort abgestrahlt zu werden.
Es kann ein beliebiges Material für die Abdeckung 22 verwendet werden, solange das Material ein für das Gehäuse einer gewöhnlichen elektronischen Einrichtung verwendetes Kunstharz ist. In der beispielhaften Ausführungsform, in der die Leseschreibvorrichtung 15 unter schweren Temperaturbedingungen verwendet wird, wird ein Kunstharz mit darin enthaltenen Glasfasern verwendet, um die Beständigkeit gegenüber Umweltbedingungen zu verbessern. Die Öffnung 22H ist in einem Teil der Abdeckung 22 vorgesehen, wo die Steckverbindung 23A angeordnet ist. Die Abdeckung 22 umfasst weiterhin die Lüftung 22C und das Lüftungsschutzglied 22D, die bündig mit der Öffnung 22H sind. Die Lüftung 22C gleicht atmosphärische Drücke innerhalb/außerhalb der Leseschreibvorrichtung 15 aus, um eine Kondensation in der Leseschreibvorrichtung 15 zu vermeiden. Das Lüftungsschutzglied 22D bezweckt, die Lüftung 22C vor Beschädigungen zu schützen, die verursacht werden können, wenn die Leseschreibvorrichtung 15 an dem Hydraulikbagger 1 angebracht wird.
Die Basisplatte 21 ist aus Metall ausgebildet und die Abdeckung 22 ist aus einem Kunstharz ausgebildet, weil Funkwellen durch die Abdeckung 22 gesendet/empfangen werden. Die von der Antenne 24 zu der Basisplatte 21 gesendeten Funkwellen werden durch die Basisplatte 21 reflektiert und dadurch von der Abdeckung 22 gegenüber der Basisplatte 21 gesendet. Indem die Funkwellen derart für das Senden und Empfangen ausgerichtet werden, können die Funkwellen mit einer erforderlichen Intensität zuverlässig das IC-Etikett 30 jedes der Filter 20 in dem Ziel erreichen. Die Leseschreibvorrichtung 15 kann auch die Funkwellen von jedem der IC-Etiketten 30 mit einer hohen Empfindlichkeit empfangen.
Eine Vielzahl von Montagebuckeln 22A für ein schraubendes Fixieren der CPU-Platine 23 und der Antenne 24 sind an einer Innenseite der Abdeckung 22 vorgesehen. Die CPU-Platine 23 wird in einen Kontakt mit den Montagebuckeln 22A gebracht, die sich von einer unteren Fläche 22B der Abdeckung 22 zu der Basisplatte 21 erstrecken. Die CPU-Platine 23 und das Abschirmungsglied 25 werden durch Schrauben 29 an der Abdeckung 22 fixiert. 5 zeigt nur die Montagebuckel 22A für die CPU-Platine 23. Es wird jedoch auch die Antenne 24 in einen Kontakt mit einem ähnlichen Montagebuckel 22A gebracht und mittels der Schrauben 29 an der Abdeckung 22 fixiert. Die CPU-Platine 23 und die Antenne 24 sind voneinander entlang der Y-Richtung wie in 4 und 5 gezeigt beabstandet. Die CPU-Platine 23 ist in der Nähe der Basisplatte 21 angeordnet. Die Antenne 24 ist von der Basisplatte 21 in der Y-Richtung wie in 4 und 5 gezeigt beabstandet.
Die CPU-Platine 23 und die Antenne 24 sind als separate Körper vorgesehen. Die CPU-Platine 23 und die Antenne 24 können jedoch auch in einer einzelnen Platine integriert sein. Um in diesem Fall ausreichende Funkwellen ausgeben zu können, muss der Antennenteil in einer Ebenenrichtung (X-Richtung oder Z-Richtung wie in 4 und 5 gezeigt) von einer CPU-Platine, auf der die Funkwellen-Sendeschaltung und ähnliches ausgebildet sind, beabstandet sein. Bei einer derartigen Anordnung ist die Fläche der verwendeten Platine groß, sodass die Vorsprungsfläche der Leseschreibvorrichtung groß wird und die Leseschreibvorrichtung insgesamt eine große Größe aufweist. Indem die CPU-Platine 23 von der Antenne 24 in einer Richtung (Y-Richtung) senkrecht zu der Ebenenrichtung beabstandet wird, wird die Vorsprungsfläche verkleinert, wodurch eine Verkleinerung der Leseschreibvorrichtung 15 erzielt werden kann.
Gelegentlich muss die Entwurfsgröße oder ähnliches der Antenne 24 nach dem Prüfen des Sendestatus der Funkwellen und ähnlichem eingestellt oder modifiziert werden. In diesem Fall erfordert eine Anordnung, in der die CPU-Platine 23 und die Antenne 24 integriert sind, einen Neuentwurf und eine Neuproduktion der gesamten integrierten Platine für die Einstellung usw. Bei der Anordnung gemäß der beispielhaften Ausführungsform, in der die CPU-Platine 23 und die Antenne 24 separat zueinander sind, ist jedoch nur eine Neuproduktion oder Umplatzierung der Antenne 24 erforderlich, was vorteilhaft hinsichtlich der Kosten und der Handhabung während der Einstellung und des Entwurfs ist.
Weil wie oben beschrieben die CPU-Platine 23 und die Antenne 24 voneinander beabstandet sind, können die Funkwellen mit einer erforderlichen Intensität an das IC-Etikett 30 gesendet werden.
Das Abschirmungsglied 25 dient dazu, eingehendes Rauschen abzuschirmen, sodass die auf der CPU-Platine 23 installierten Elemente stabil betrieben werden können, ohne durch ein Rauschen wie etwa störende Funkwellen aus der Umgebung der CPU-Platine 23 beeinflusst zu werden. Das Abschirmungsglied 25 weist die Form eines Kastens auf und wird durch die Verarbeitung eines dünnen Stahlblechs ausgebildet und dann über den auf der CPU-Platine 23 installierten Elementen angebracht. Das Verbindungskabel 26 ist ein Koaxialkabel für Hochfrequenzwellen und ist mit der CPU-Platine 23 und einer Platine für die Antenne 24 über einen Steckverbinder 26A verbunden (5). Das Verbindungskabel 26 umfasst einen Kern und ein den Kern umgebendes Abschirmungsdrahtgeflecht.
Anordnung der CPU-Platine
6 zeigt einen Schaltungsblock der CPU-Platine 23.
Auf der CPU-Platine 23 sind vorgesehen: eine Hauptstromversorgung 31, eine CPU 32 (Kommunikations-Steuereinrichtung), eine drahtlose Stromversorgung 33, eine Drahtlosstromversorgungs-Steuereinrichtung 34, eine drahtlose Steuerschaltung 35 und eine Vielzahl von Temperatursensoren 36 (36A, 36B) (Temperaturdetektor).
Die Hauptstromversorgung 31 erzeugt und führt Strom für die CPU 32 und Strom für die drahtlose Stromversorgung 33 basierend auf einem über die Steckverbindung 23A von außen zugeführten Strom zu.
Die CPU 32 steuert den Gesamtbetrieb der Leseschreibvorrichtung 15 einschließlich des Sendens einer Befehlseingabe über das im Fahrzeug integrierte Netzwerk 210 an einen RFID(Hochfrequenz-Identifikation)-Chip 41 der drahtlosen Steuerschaltung 35 als eines Befehlssignals (Befehls) und des Sendens des Befehlssignals von dem RFID-Chip 41 an das im Fahrzeug integrierte Netzwerk 210.
Die drahtlose Stromversorgung 33 sieht eine Vielzahl von Stromversorgungen für die drahtlose Steuerschaltung 35 basierend auf dem von der Hauptstromversorgung 31 zugeführten Strom vor. Eine der Stromversorgungen dient zum Betreiben des RFID-Chips 41. Eine andere der Stromversorgungen dient zum Betreiben einer anderen Schaltung in dem RFID-Chip 41. Eine weitere der Stromversorgungen dient zum Betreiben eines Leistungsverstärkers 44 (weiter unten beschrieben) der drahtlosen Steuerschaltung 35.
Die Drahtlosstromversorgungs-Steuereinrichtung 34 wird in Reaktion auf das Befehlssignal von der CPU 32 betrieben, um das Zuführen von Strom von der Hauptstromversorgung 31 zu der drahtlosen Stromversorgung 33 zu gestatten oder zu unterbrechen. Wie weiter unten für eine Modifikation beschrieben, kann die Drahtlosstromversorgungs-Steuereinrichtung 34 den Strom nicht nur unterbrechen, sondern auch die Größe des zugeführten Stroms vermindern.
Die drahtlose Steuerschaltung 35 besteht aus einer Hochfrequenzschaltung mit Elementen wie dem RFID-Chip 41, einem Ausgleicher 42, der eine Impedanzabstimmung einer Datenübertragungsleitung auf der Sendeseite durchführt, einer Filterschaltung 43 wie etwa einem Bandpassfilter, das eine Ausgabe außerhalb dem erforderlichen Frequenzband beseitigt, einem Leistungsverstärker 44, der die Ausgabe aus dem RFID-Chip 41 verstärkt, einem Koppler (Richtkoppler) 45, der das Senden an die Antenne 24 und den Empfang von der Antenne ohne Leistungsverminderung steuert, einer Filterschaltung 46, die eine Extraeingabe wie etwa Rauschen in dem Frequenzband beseitigt, und einem Ausgleicher 47, der eine Impedanzabstimmung einer Datenübertragungsleitung auf der Empfangsseite durchführt. Die Datenübertragungsleitung zum Senden der Identifikationsinformationen an das IC-Etikett 30 entspricht einer Leitung, die durch den RFID-Chip 41, den Ausgleicher 42, die Filterschaltung 43, den Leistungsverstärker 44, den Koppler 45 und weiterhin das Verbindungskabel 26 bis zu der Antenne 24 verläuft. Die Datenübertragungsleitung zum Empfangen der Identifikationsinformationen von dem IC-Etikett entspricht einer Leitung, die durch einen Teil des Verbindungskabels 26, der mit der Antenne 24 verbunden ist, den Koppler 45, das Filter 46 und den Ausgleicher 47 bis zu dem RFID-Chip 41 verläuft. Mit anderen Worten werden die Filterschaltung 46 und der Ausgleicher 47 verwendet, wenn die Identifikationsinformationen von dem IC-Etikett 30 empfangen werden.
Der Temperatursensor 36 umfasst einen Thermistor und ähnliches und erfasst die Temperatur um die CPU-Platine 23 herum, d. h. die Temperatur der Umgebungen, in denen die Elemente angeordnet sind. Insbesondere ist der Temperatursensor 36 an der Platine in der Nähe der CPU 32 derart installiert, dass er die Temperatur in der Nähe der Fläche, an welcher die CPU-Platine 23 installiert ist, erfassen kann.
Unter den die drahtlose Steuerschaltung 35 bildenden Elementen gibt der RFID-Chip 41 die Funkwellen aus und sendet diese, um das Lesen der Identifikationsinformationen von dem IC-Etikett 30 oder das Schreiben der Informationen in das IC-Etikett 30 basierend auf dem Befehlssignal von der CPU 32 zu steuern.
Der RFID-Chip 41 überwacht seine eigene Ausgabe, wenn diese aus dem Koppler 45 durch die Rückkopplungsleitung 48 zurückgeführt wird, um sicherzustellen, dass die Ausgabe eine entsprechende Größe aufweist.
Wenn in der beispielhaften Ausführungsform mit den zwei Leseschreibvorrichtungen 15A und 15B die Setzpositionen der Leseschreibvorrichtungen 15A und 15B derart bestimmt werden, dass jede der Leseschreibvorrichtungen 15A und 15B die gleichen Identifikationsinformationen des IC-Etiketts 30 lesen kann, kommunizieren die entsprechenden RFID-Chips 41 der Leseschreibvorrichtungen 15A und 15B mit dem IC-Etikett 30. In der Leseoperation werden die gleichen Identifikationsinformationen des IC-Etiketts 30 durch verschiedene RFID-Chips 41 gelesen und schließlich zu dem Steuerserver 101 gesendet. Auch wenn bei dieser Anordnung eine der Leseschreibvorrichtungen 15 eine Fehlfunktion aufgrund einer Trennung oder einer instabilen Temperaturbedingung wie weiter unten beschrieben aufweist, kann die andere der Leseschreibvorrichtungen 15 die Identifikationsinformationen des IC-Etiketts 30 lesen und die gelesenen Identifikationsinformationen an den Steuerserver 101 senden.
Weil die oben beschriebene CPU-Platine 23 separat zu der Antenne 24 vorgesehen ist, sind die CPU-Platine 23 und die Antenne 24 elektrisch über das Verbindungskabel 26 verbunden. Ein Zustand, in dem das Verbindungskabel 26 von der Steuereinrichtung 26A ausgesteckt ist, und ein Zustand, in dem das Verbindungskabel 26 etwa aufgrund einer Vibration gebrochen ist, werden als ein Trennungszustand oder einfach als Trennung definiert. Wenn das RFID-Etikett 41 in einem nicht leitenden Zustand mit Strom versorgt wird, um die Funkwellen zu senden, werden die ausgegebenen Funkwellen an dem von der Steckverbindung 26 getrennten Verbindungskabel 26 oder an dem gebrochenen Teil des Verbindungskabels 26 total reflektiert, wodurch eine Beschädigung an den Elementen in der Schaltung der CPU-Platine 23 verursacht werden kann, sodass instabile Funkwellen ausgegeben werden.
Der Hydraulikbagger 1 arbeitet unter Umständen in einer kalten Gegend, wo es sehr kalt sein kann, oder in einer heißen Gegend, wo es sehr heiß sein kann. Und weil die Leseschreibvorrichtung 15 in der Nähe des Motors EG, der Hydraulikpumpe 12 und ähnlichem, die Wärmequellen sind, angeordnet ist, muss die Leseschreibvorrichtung 15 unter schwierigen Temperaturen betrieben werden. Die Elemente in der Leseschreibvorrichtung 15 können innerhalb eines vorbestimmten Temperaturbereichs verwendet werden. Wenn sie jedoch außerhalb des vorbestimmten Temperaturbereichs verwendet werden, ist zu erwarten, dass kein stabiler Betrieb der Vorrichtung sichergestellt werden kann. Der verwendbare Temperaturbereich der Elemente wird durch einen Temperaturbereich definiert, in dem die Elemente nicht beschädigt werden, während sie nicht betrieben werden, und durch einen Temperaturbereich (betriebsfähigen Temperaturbereich), in dem die Vorrichtung sicher betrieben werden kann, ohne während des Betriebs beschädigt zu werden. In der beispielhaften Ausführungsform wird der verwendbare Temperaturbereich gesetzt, indem der betriebsfähige Temperaturbereich für eine Toleranz etwas verschmälert wird. Der Strom wird in Übereinstimmung mit der Temperaturerfassung unterbrochen (siehe 10). In der beispielhaften Ausführungsform wird der verwendbare Temperaturbereich basierend auf dem RFID-Chip 41 gesetzt, der das Element mit dem schmälsten betriebsfähigen Temperaturbereich (d. h. die obere Grenze bei hohen Temperaturen ist niedrig, und die obere Grenze bei niedrigen Temperaturen ist hoch) unter den Elementen der drahtlosen Steuerschaltung 35 ist. Der Temperaturbereich, in dem ein stabiler Betrieb der Elemente für die drahtlose Kommunikation zu erwarten ist, ist vorbestimmt. Wenn also die Elemente in Temperaturumgebungen außerhalb dieses Temperaturbereichs verwendet werden, wird die Ausgabe der Funkwellen möglicherweise instabil.
Aus diesem Grund überwacht die CPU 32 in der beispielhaften Ausführungsform den Verbindungszustand des Verbindungskabels 26 und einen gebrochenen Zustand des Verbindungskabels 26. Die CPU 32 ist mit verschiedenen Einrichtungen versehen, um eine instabile Ausgabe der Funkwellen zu vermeiden, wenn die oben definierte Trennung auftritt. Weiterhin ist die CPU 32 auch mit verschiedenen Einrichtungen versehen, um eine instabile Ausgabe der Funkwellen zu vermeiden, wenn die Temperatur der Fläche, an der die CPU-Platine 23 installiert ist, aus dem vorbestimmten Bereich fällt.
Anordnung der CPU
Im Folgenden wird die Gesamtanordnung der CPU 32 beschrieben.
In 7 enthält die CPU 32 eine externe Ein-/Ausgabeeinheit 51, eine Befehls-Ein-/Ausgabeeinheit 52 und eine arithmetische Verarbeitungseinheit 53. Weiterhin enthält die arithmetische Verarbeitungseinheit 53 einen Trennungsdetektor 61, einen Schaltbefehlerzeuger 62, eine Erfassungstemperatur-Erhaltungseinrichtung 63, einen Temperaturdifferenzberechner 64, eine Temperaturbestimmungseinheit 65, eine Antwortbestätigungseinheit 66 und eine Befehls-Ein-/Ausgabeeinheit-Steuereinrichtung 67. Der Schaltbefehlerzeuger 62 und die Drahtlosstromversorgungs-Steuereinrichtung 34 bilden eine Sendesteuereinrichtung.
Die externe Ein-/Ausgabeeinheit 51 gibt das Befehlssignal und die über das im Fahrzeug integrierte Netzwerk 210 gesendeten oder empfangenen Informationen ein/aus, gibt das Erfassungssignal aus dem Temperatursensor 36 aus, führ den Strom ein und liest Software aus einem Speicher (nicht gezeigt), um die CPU 32 für eine Funktion als die Komponenten 61 bis 67 anzuweisen.
Die Befehls-Ein-/Ausgabeeinheit 52 gibt das Befehlssignal von/zu dem RFID-Chip 41 ein/aus.
Die arithmetische Verarbeitungseinheit 53 führt nicht nur den Prozess zum Steuern der gesamten Leseschreibvorrichtung 15, sondern auch den Prozess jeder der Komponenten 61 bis 67 aus.
Wenn die CPU 32 aktiviert wird, erfasst der Trennungsdetektor 61 der arithmetischen Verarbeitungseinheit 53 eine Trennung von der Datenübertragungsleitung zwischen der CPU-Platine 23 und der Antenne 24 zum Beispiel aufgrund eines Bruchs des Verbindungskabels 26 oder eines ausgesteckten Zustands des Verbindungskabels 26 von der Steckverbindung 26A. Um insbesondere eine Trennung zu erfassen, wird zum Beispiel eine in 11 gezeigte Trennungserfassungsschaltung verwendet.
In der Trennungserfassungsschaltung von 11 ist ein Pullup-Widerstand R1 mit einem vorbestimmten Widerstandswert in der Datenübertragungsleitung an der CPU-Platine 23 vorgesehen und ist ein Pulldown-Widerstand R mit dem gleichen Widerstandswert wie der Pullup-Widerstand R1 zwischen der Datenübertragungsleitung und der Erdungsleitung an der Antenne 24 vorgesehen. Die CPU 32 überwacht eine Spannung Vin an einem Punkt P an der Datenübertragungsleitung. Die Trennung kann anhand einer Differenz zwischen einer Ausgangsspannung Vin an dem Punkt P bei einer normalen Leitung über das Verbindungskabel 26 und einer Spannung Vin bei der Trennung erfasst werden. Bei der normalen Leitung wird die durch eine Berechnungsformel Vin = (R2/(R1 + R2)) × Vc berechnete Spannung an dem Punkt P angelegt. Dabei gibt Vc eine an dem Pullup-Widerstand R1 angelegte Spannung mit einer vorbestimmten Größe wieder. Wenn jedoch der Kern und/oder das Abschirmungsdrahtgeflecht des aus einem Koaxialkabel bestehenden Verbindungskabels 26 gebrochen ist oder das Verbindungskabel 26 aus dem Steckverbinder 26A ausgesteckt wird, wird R2 in der oben genannten Formel unendlich und wird ein durch das Dividieren von R2 durch eine Summe aus R1 und R2 erhaltener Wert, d. h. (R2/(R1 + R2)), ungefähr gleich 1. Dementsprechend wird bei der Trennung Vin = 1 × Vc oder kurz Vin = Vc gemäß der oben genannten Form erfüllt. Wenn diese Beziehung erfüllt wird, bestimmt die CPU 32, dass das Verbindungskabel 26 getrennt ist.
Wenn der Trennungsdetektor 61 bestimmt, dass die CPU-Platine 23 und die Antenne 24 getrennt sind, sendet der Schaltbefehlerzeuger 62 ein Befehlssignal (AUS-Signal) zum Unterbrechen der Stromzufuhr zu der Drahtlosstromversorgungs-Steuereinrichtung 34. Wenn der Trennungsdetektor 61 bestimmt, dass die CPU-Platine 23 und die Antenne 24 normal verbunden sind, sendet der Schaltbefehlerzeuger 62 ein Befehlssignal (EIN-Signal), um die Stromzufuhr zu gestatten.
Wenn das AUS-Signal während der Trennung gesendet wird, sieht die Drahtlosstromversorgungs-Steuereinrichtung 34 einen offenen Zustand vor und unterbricht somit die Stromzufuhr von der Hauptstromversorgung 31 zu der drahtlosen Stromversorgung 33. Aus diesem Grund wird kein Strom zu dem RFID-Chip 41 zugeführt, sodass der RFID-Chip 41 nicht aktiviert gehalten wird. Dementsprechend werden die Funkwellen nicht aus dem RFID-Chip 41 zu der Antenne 24 ausgegeben, sodass eine Beschädigung der Elemente durch die totale Reflexion verhindert wird und das Senden von Funkwellen mit einer unerwarteten Ausgabe verhindert wird. Die Unterbrechung des Stroms aufgrund der Trennung wird wenigstens aufrechterhalten, bis die CPU 32 erneut mit Strom versorgt wird.
Die Erfassungstemperatur-Erhaltungseinrichtung 63 erhält Erfassungstemperaturen von den Temperatursensoren 36A und 36B jeweils nach spezifizierten Zeitperioden und wiederholt ein derartiges Erhalten mit einer vorbestimmten Anzahl von Wiederholungen (N mal). Die Erfassungstemperatur-Erhaltungseinrichtung 63 wiederholt das N-malige Erhalten für eine spezifizierte Zeitperiode.
Der Temperaturdifferenz-Berechner 64 berechnet einen beweglichen Durchschnitt der N mal durch die Erfassungstemperatur-Erhaltungseinrichtung 63 erhaltenen Erfassungstemperaturen, um eine bewegliche Durchschnittstemperatur in jeder spezifizierten Zeitperiode aus jedem der Temperatursensoren 36A und 36B zu erhalten. Weiterhin berechnet der Temperaturdifferenz-Berechner 64 nach Ablauf der spezifizierten Zeitperiode eine Temperaturdifferenz zwischen der beweglichen Durchschnittstemperatur des Temperatursensors 36A und der beweglichen Durchschnittstemperatur des Temperatursensors 36B, die in der letzten spezifizierten Zeitperiode erhalten wurden.
Die Temperatur-Bestimmungseinheit 65 bestimmt basierend auf den durch die Temperatursensoren 36A und 36B erfassten Temperaturen, ob sich die auf der CPU-Platine 23 installierten Elemente in einer Umgebung mit einem verwendbaren Temperaturbereich befinden oder nicht. Weiterhin bestimmt die Temperatur-Bestimmungseinheit 65 basierend auf den durch die Temperatursensoren 36A und 36B erfassten Temperaturen, ob die durch den Temperaturdifferenz-Berechner 64 berechnete Temperaturdifferenz in einen vorbestimmten Bereich fällt oder nicht. Ein Steuergrenzwert (z. B. ein oberer Grenzwert und ein unterer Grenzwert) ist in der Erfassungstemperatur gesetzt. Die Temperatur-Bestimmungseinheit 65 überwacht, ob wenigstens eine der beweglichen Durchschnittstemperaturen in den verwendbaren Temperaturbereich fällt und damit außerhalb des Steuergrenzwerts liegt oder nicht. Die Temperatur-Bestimmungseinheit 65 erkennt einen instabilen Bereich der Temperatursensoren 36A und 36B, wenn die durch den Temperaturdifferenz-Berechner 64 berechnete Temperaturdifferenz zwischen den beweglichen Durchschnittstemperaturen der Temperatursensoren 36A und 36B aus dem vorbestimmten Bereich fällt. Weiterhin bestimmt die Temperatur-Bestimmungseinheit 65 die Temperatur der CPU-Platine 23 in der Nähe der Installationsfläche als unerwartet höher oder niedriger, wenn wenigstens eine der beweglichen Durchschnittstemperaturen außerhalb des Steuergrenzwerts liegt. Ein Prozess für eine derartige Temperaturerfassung wird weiter unten im Detail beschrieben.
Auch wenn die Temperatur-Bestimmungseinheit 65 bestimmt, dass sich einer der Temperatursensoren 36A und 36B in einem instabilen Zustand befindet und die Temperatur der CPU-Platine 23 in der Nähe der Installationsfläche unerwartet höher oder niedriger ist, sendet der oben genannte Schaltbefehlerzeuger 62 das Befehlssignal (AUS-Signal) zum Unterbrechen der Stromzufuhr zu der Drahtlosstromversorgungs-Steuereinrichtung 34, um die Stromversorgung von der Hauptstromversorgung 31 zu der drahtlosen Stromversorgung 33 zu unterbrechen.
Wenn wie oben für die Antenne 24 bei einer Trennung beschrieben ein instabiler Zustand in einem der Temperatursensoren 36A und 36B erzeugt wird oder wenn die Erfassungstemperatur eines der Temperatursensoren 36A und 36B aus dem verwendbaren Temperaturbereich fällt, wird kein Strom zu dem RFID-Chip 41 geführt, wodurch der RFID-Chip 41 betriebsunfähig gehalten wird. Dementsprechend kann verhindert werden, dass die Elemente in einem Zustand, in dem die Temperatur nicht korrekt erfasst wird, und in einem Zustand, in dem die Temperatur aus dem verwendbaren Temperaturbereich fällt, verwendet werden, sodass verhindert werden kann, dass die Funkwellen mit einer unerwarteten Ausgabe gesendet werden. Weiterhin kann ein in den Elementen erzeugter Ausfall verhindert werden. Die Unterbrechung des Stroms aufgrund der Temperatur wird aufgehoben, wenn die Temperatur-Bestimmungseinheit 65 bestimmt, dass die als in einem instabilen Zustand erkannten Temperatursensoren zu einem stabilen Zustand zurückgekehrt sind, oder wenn die erfasste Temperatur zu dem verwendbaren Temperaturbereich zurückgekehrt ist. Mit anderen Worten sendet der Schaltbefehlerzeuger 62 das EIN-Signal, wodurch die Leistung von der drahtlosen Stromversorgung 33 zu dem RFID-Chip 41 zugeführt wird.
Eine derartige Unterbrechung der Stromzufuhr zu der drahtlosen Stromversorgung 33 basierend auf der Erfassungstemperatur bietet die folgenden Vorteile. Wenn zum Beispiel die Temperatur den oberen Grenzwert des verwendbaren Temperaturbereichs überschreitet, wird die Leistung des Leistungsverstärkers 44 verschlechtert. Obwohl der RFID-Chip 41 wahrscheinlich Funkwellen in einem unzulässigen Frequenzband sendet, um eine derartige Verschlechterung zu kompensieren, kann ein derartiges Senden verhindert werden. Und wenn die Temperatur den oberen Grenzwert des verwendbaren Temperaturbereichs überschreitet, kann ein verwendeter Kleber oder ähnliches erweicht werden, wodurch ein mechanischer Ausfall der Filterschaltungen 43 und 46 verursacht wird. Und wenn die Temperatur den oberen Grenzwert oder den unteren Grenzwert des verwendbaren Temperaturbereichs überschreitet, können die Filterschaltungen 43 und 46 ein unerwünschtes Frequenzband filtern.
Die Antwortbestätigungseinheit 66 überwacht das von dem RFID-Chip 41 gesendete Befehlssignal in Antwort auf das Befehlssignal, das die CPU 32 an den RFID-Chip 41 sendet. Wenn die Antwortbestätigungseinheit 66 bestimmt, dass kein Antwortbefehlssignal von dem RFID-Chip 41 gesendet wird, und annimmt, dass ein Fehler aufgetreten ist, sendet der Schaltbefehlerzeuger 62 das Befehlssignal (AUS-Signal) zum Unterbrechen der Stromzufuhr zu der Drahtlosstromversorgungs-Steuereinrichtung 34, um die Stromversorgung von der Hauptstromversorgung 31 zu der drahtlosen Stromversorgung 33 zu unterbrechen. Weil also mit anderen Worten kein stabiler Betrieb sichergestellt werden kann, wenn ein ursachenloser Ausfall auftritt, wird die Stromversorgung unterbrochen.
Wenn die Stromzufuhr zu der drahtlosen Stromversorgung 33 durch die Drahtlosstromversorgungs-Steuereinrichtung 34 unterbrochen wird, dient die Befehl-Ein-/Ausgabeeinheit-Steuereinrichtung 67 zum Setzen eines Kommunikationsanschlusses zwischen der CPU 32 und dem RFID-Chip 41, d. h. eines Kommunikationsanschlusses der Befehl-Ein-/Ausgabeeinheit 52, auf einen NIEDRIGEN Pegel (z. B. auf eine Spannung von ungefähr 0 V).
Weil die Stromzufuhr von der Hauptstromversorgung 31 zu der drahtlosen Stromversorgung 33 unterbrochen ist, wird kein Storm zu dem RFID-Chip 41 zugeführt, sodass der RFID-Chip 41 nicht aktiviert ist. Weil jedoch die CPU 32 aktiviert ist, wird eine vorbestimmte Spannung an dem Kommunikationsanschluss zwischen der CPU 32 und der drahtlosen Steuerschaltung 35 und damit an der Befehl-Ein-/Ausgabeeinheit 52 angelegt. In diesem Zustand kann ein Kriechstrom von der CPU 32 zu dem RFID-Chip 41 auftreten, weil die CPU 32 und der RFID-Chip 41 physikalisch durch die Übertragungsleitung verbunden werden. Der elektrische Strom wird in einen Kondensator oder ähnliches in dem RFID-Chip 41 geladen. In Abhängigkeit von den Bedingungen kann der elektrische Strom für den Betrieb des Leistungsverstärkers 44 oder ähnliches verwendet werden, sodass unerwartete Funkwellen mit einer vorbestimmten Ausgabe nach außen gesendet werden.
Wenn in der beispielhaften Ausführungsform die Drahtlosstromversorgungs-Steuereinrichtung 34 die Stromzufuhr zu der drahtlosen Stromversorgung 33 unterbricht, setzt die Befehl-Ein-/Ausgabeeinheit-Steuereinrichtung 67 die Spannung der Übertragungsleitung zwischen der Befehl-Ein-/Ausgabeeinheit 52 und dem RFID-Chip 41 auf den NIEDRIGEN Pegel (auf eine Spannung von ungefähr 0 V), um zu verhindern, dass der Kriechstrom von der CPU 32 zu dem RFID-Chip 41 in den RFID-Chip 41 fließt. Im Gegensatz zu der beispielhaften Ausführungsform, in der der oben genannte Kriechstrom unter Verwendung der CPU 32 verhindert wird, kann ein Fließen des elektrischen Stroms in den RFID-Chip 41 auch durch eine elektrische Unterbrechung der Übertragungsleitung zwischen der Befehl-Ein-/Ausgabeeinheit 52 und dem RFID-Chip 41 verhindert werden. Zum Beispiel ist ein Relais in der Übertragungsleitung integriert, wobei das Relais, wenn die Drahtlosstromversorgungs-Steuereinrichtung 34 die Stromzufuhr zu der drahtlosen Stromversorgung 33 unterbricht, aktiviert wird, um die Übertragungsleitung zu unterbrechen, wodurch ein Fließen des elektrischen Stroms in den RFID-Chip 41 verhindert werden kann.
Anordnung der Drahtlosstromversorgungs-Steuereinrichtung
Im Folgenden wird eine beispielhafte Funktion der Drahtlosstromversorgungs-Steuereinrichtung 34 beschrieben.
8 zeigt eine Startsteuerung der Kommunikationsvorrichtung. Die Abszissenachse von 8 gibt die Zeit (T) wieder, und die Ordinatenachse gibt eine Fluktuation der Spannung jeder der Stromversorgungsquellen oder eine Änderung des Steuersignals wieder. Wie in 7 gezeigt, enthält die Drahtlosstromversorgungs-Steuereinrichtung 34 eine Start-Steuereinrichtung 71. Bei Empfang eines EIN-Signals von der CPU 32 startet die Start-Steuereinrichtung 71 zu Beginn mit dem Zuführen von Strom zu der drahtlosen Stromversorgung 33 wie in 8 gezeigt, um zu veranlassen, dass die drahtlose Stromversorgung 33 Strom für den Betrieb des RFID-Chips 41 erzeugt (8(a)). Nachdem die Spannung der Stromzufuhr zu dem RFID-Chip 41 zu einem bestimmten Prozentsatz (90% in der beispielhaften Ausführungsform) erhöht wurde, sendet die Start-Steuereinrichtung 71 ein Steuersignal an die drahtlose Stromversorgung 33 (8(b)). Die drahtlose Stromversorgung 33 erzeugt Strom für den Betrieb des Leistungsverstärkers 44 und Strom für eine andere Schaltung als den RFID-Chip 41 (8(c), (d)).
Unter den Elementen der drahtlosen Steuerschaltung 35 wird der RFID-Chip 41, der eine Hauptsteuereinrichtung ist, zu Beginn aktiviert und wird der Strom dann zu den peripheren Elementen und Schaltungen zugeführt, um diese nacheinander zu starten, sodass die drahtlose Steuerschaltung 35 stabil betrieben wird.
Ablauf zur Unterbrechung der Stromzufuhr
Im Folgenden wird ein Ablauf zu Unterbrechung der Stromzufuhr in Reaktion auf die Erfassung einer Trennung mit Bezug auf das Flussdiagramm von 9 beschrieben. Ein Ablauf der Unterbrechung zur Stromzufuhr in Reaktion auf die Erfassung der Temperatur wird mit Bezug auf das Flussdiagramm von 10 beschrieben.
In 9 führt die Hauptstromversorgung 31 nach dem Empfang eines Betriebsfaktorsignals (z. B. eines Schlüsselschaltsignals) Strom zu der CPU 32 zu, um diese zu aktivieren. Wenn die CPU 32 aktiviert ist, erhält der Trennungsdetektor 61 der CPU 32 eine Spannung (Vin), um die Trennung wie in 11 gezeigt zu erfassen, und vergleicht die erhaltene Spannung (Vin) mit einer vorbestimmten Spannung (einer gemäß der oben genannten Formel berechneten Spannung) (STP1). Wenn der Vergleich ergibt, dass die erhaltene Spannung der vorbestimmten Spannung entspricht, bestimmt der Trennungsdetektor 61, dass die CPU-Platine 23 und die Antenne 24 normal leiten (STP1, JA).
Dann sendet der Schaltbefehlerzeuger 62 das EIN-Signal zu der Drahtlosstromversorgungs-Steuereinrichtung 34 (STP2).
Dementsprechend wird der Strom von der Hauptstromversorgung 31 zu der drahtlosen Stromversorgung 33 zugeführt und wird der Strom von der drahtlosen Stromversorgung 33 zu dem RFID-Chip 41 zugeführt, wodurch die drahtlose Steuerschaltung 35 mit dem darin enthaltenen RFID-Chip 41 aktiviert wird, um die Leseschreibvorrichtung 15 zu einer normalen Verwendungsbedingung zu versetzen.
Wenn die erhaltene Spannung (Vin) dagegen nicht der vorbestimmten Spannung (der gemäß der oben genannten Formel berechneten Spannung) entspricht und mit anderen Worten Vin nicht gleich Vc ist, bestimmt der Trennungsdetektor 61, dass die CPU-Platine 23 und die Antenne 24 getrennt sind (STP1, NEIN).
Dabei sendet der Schaltbefehlerzeuger 62 das AUS-Signal an die Drahtlosstromversorgungs-Steuereinrichtung 34 (STP3).
Dementsprechend wird der Strom nicht von der Hauptstromversorgung 31 zu der drahtlosen Stromversorgung 33 zugeführt, sodass der Strom für den RFID-Chip 41 und für beliebige andere Komponenten nicht erzeugt wird. Folglich wird die Ausgabe aus dem RFID-Chip 41 nicht gesendet, wodurch eine Beschädigung der Elemente durch eine totale Reflexion an einem Trennungsteil verhindert wird und das Senden von unerwarteten Funkwellen verhindert wird.
Im Folgenden wird ein Ablauf zur Unterbrechung des Stroms in Reaktion auf die Temperaturerfassung mit Bezug auf 10 und 12 beschrieben. In der Leseschreibvorrichtung 15 erhält während einer normalen Verwendung die Erfassungstemperatur-Erhaltungseinrichtung 63 der CPU 32 die Erfassungstemperaturen t1 und t2 von den Temperatursensoren 36A und 36B jeweils nach einer vorbestimmten Zeitperiode INT (STP1, die mit einer vorbestimmten Anzahl von Wiederholungen (N mal) wiederholt wird. Die Erfassungstemperatur-Erhaltungseinrichtung 63 wiederholt das N-malige Erhalten für eine spezifizierte Zeitperiode TM. Mit „N mal” wird hier die vorbestimmte Anzahl von Wiederholungen wiedergegeben.
Wenn die Temperaturerfassung die vorbestimmten „N mal” nicht erreicht, wird die Temperaturerfassung wiederholt (STP2, NEIN). Während des Erhaltens erhält der Temperaturdifferenz-Berechner 64 eine Vielzahl von Gruppen von Erfassungstemperaturen für N Wiederholungen, die durch die Erfassungstemperatur-Erhaltungseinrichtung 63 während der spezifizierten Zeitperiode TM erhalten werden, um einen Bewegungsbereich der erhaltenen Erfassungstemperaturen für die Berechnung von beweglichen Durchschnittstemperaturen T1 und T2 der entsprechenden Temperatursensoren 36A und 36B für jede spezifizierte Zeitperiode (TM1, TM2 usw.) zu erhalten. Weiterhin berechnet der Temperaturdifferenz-Berechner 64 eine Temperaturdifferenz ΔT zwischen der beweglichen Durchschnittstemperatur T1 des Temperatursensors 36A und der beweglichen Durchschnittstemperatur T2 des Temperatursensors 36B, die in der letzten spezifizierten Zeitperiode erhalten werden (STP3).
Der Prozess in STP2 von 10 wird im Folgenden eigens mit Bezug auf 12 beschrieben. Der nachfolgend beschriebene Prozess wird durch die Erfassungstemperatur-Erhaltungseinrichtung 63 ausgeführt, sodass die beweglichen Durchschnittstemperaturen T1 und T2 erhalten werden. Die Temperatursensoren 36A und 36B erfassen die Erfassungstemperaturen t1 und t2 jeweils nach einer vorbestimmten Zeitperiode INT. In der spezifizierten Zeitperiode TM1 sind die während der ersten spezifizierten Wiederholungen N erfassten Erfassungstemperaturen als d11 bis d1n definiert. Wenn die spezifizierte Zeitperiode TM1 nicht abgelaufen ist, werden die Erfassungstemperaturen (d21 bis d2n) während der nächsten spezifizierten Wiederholungen N erhalten. Gruppen (d11 bis d1n, d21 bis d2n usw.) der während der spezifizierten Wiederholungen N erfassten Erfassungstemperaturen werden jeweils gemittelt, um Durchschnittswerte (A1, A2 usw.) zu erhalten. Es wird hier beispielhaft angenommen, dass vier Durchschnittswerte A1 bis A4 für die spezifizierte Zeitperiode TM1 erhalten werden können. Ein Durchschnittswert der vier Durchschnittswerte wird erhalten und als die bewegliche Durchschnittstemperatur T1 oder T2 definiert. Wie in 12 gezeigt, wird mit dem Zählen der spezifizierten Zeitperiode TM mit jeder Ausführung der Temperaturerfassungen für die spezifizierten Wiederholungen N begonnen und wird jeweils die bewegliche Durchschnittstemperatur T1 oder T2 erhalten. Der Temperaturdifferenz-Berechner 64 berechnet die Temperaturdifferenz ΔT zwischen den beweglichen Durchschnittstemperaturen T1 und T2 in der letzten spezifizierten Zeitperiode TM. Indem die beweglichen Durchschnittstemperaturen auf diese Weise erhalten werden, kann eine genaue Erfassungstemperatur mit einer geringeren Beeinflussung durch Rauschen oder ähnliches auch dann erhalten werden, wenn der Temperatursensor 36A oder 36B momentan eine falsche Temperatur aufgrund der Beeinflussung durch Rauschen oder ähnliches erfasst. Basierend auf der Erfassungstemperatur kann die Unterbrechung des Stroms ausgeführt werden.
Dann bestimmt die Temperatur-Bestimmungseinheit 65, ob die durch den Temperaturdifferenz-Berechner 64 berechnete Temperaturdifferenz ΔT in den vorbestimmten Bereich fällt oder nicht und ob die letzten beweglichen Durchschnittstemperaturen T1 und T2 innerhalb des vorbestimmten Steuergrenzwerts liegen (STP4). Wenn die Temperaturdifferenz ΔT aus dem vorbestimmten Bereich fällt oder die beweglichen Durchschnittstemperaturen T1 und T2 außerhalb des Steuergrenzwerts liegen, weil die Anzahl von Betriebsstunden des Hydraulikbaggers 1 in schweren Temperaturumgebungen (d. h. in sehr heißen oder kalten Gegenden) größer ist (STP4, NEIN), sendet der Schaltbefehlerzeuger 62 das AUS-Signal an die Drahtlosstromversorgungs-Steuereinrichtung 34 (STP5), um die Stromzufuhr zu der drahtlosen Stromversorgung 33 zu unterbrechen.
Wenn dagegen in STP4 bestimmt wird, dass die Temperaturdifferenz ΔT in den vorbestimmten Bereich fällt und die beweglichen Durchschnittstemperaturen T1 und T2 innerhalb des Steuergrenzwerts liegen (STP4, JA), prüft die Temperatur-Bestimmungseinheit 65 den Zustand der Drahtlosstromversorgungs-Steuereinrichtung 34 (STP6). Wenn die Stromzufuhr von der Hauptstromversorgung 31 zu der drahtlosen Stromversorgung 33 durch das Senden des EIN-Signals an die Drahtlosstromversorgungs-Steuereinrichtung 34 abgeschlossen wird, wird die Stromzufuhr in diesem Zustand gehalten (STP6, JA). Wenn jedoch die Stromzufuhr von der Hauptstromversorgung 31 zu der drahtlosen Stromversorgung 33 durch das Senden des AUS-Signals an die Drahtlosstromversorgungs-Steuereinrichtung 34 unterbrochen wird (STP6, NEIN), sendet der Schaltbefehlgenerator 62 das EIN-Signal an die Drahtlosstromversorgungs-Steuereinrichtung 34 (STP7), um die Stromzufuhr zu der drahtlosen Stromversorgung 33 erneut zu starten.
Indem der oben beschriebene Ablauf durchgeführt wird, können ein Brechen der Elemente oder ähnliches und ein Senden der Funkwellen mit einer unerwarteten Ausgabe auch dann verhindert werden, wenn eine Trennung und eine Erfassungstemperatur in einem instabilen Zustand erkannt werden.
Modifikation(en)
Der Erfindungsumfang ist nicht auf die oben beschriebene Ausführungsform beschränkt, sondern umfasst verschiedene Variationen und Verbesserungen, solange die Aufgabe der Erfindung erzielt werden kann.
Zum Beispiel wird in der oben beschriebenen beispielhaften Ausführungsform die Stromzufuhr von der Hauptstromversorgung 31 zu der drahtlosen Stromversorgung 33 unterbrochen, wenn das Verbindungskabel 26 als getrennt bestimmt wird, wobei die in dem mit Strom versorgten RFID-Chip 41 erzeugte Ausgabe aber auch derart gesteuert werden kann, dass sie nicht zu der Übertragungsleitung einschließlich des Verbindungskabels 26 gesendet wird.
Die Erfindung kann nicht nur auf eine Baumaschine in der Form eines Hydraulikbaggers, sondern auch auf ein Arbeitsfahrzeug als einer Baumaschine in der Form eines Radladers oder eines Kipplasters sowie auf ein Arbeitsfahrzeug wie etwa einen Gabelstapler oder ein Landwirtschaftsfahrzeug angewendet werden. In der oben beschriebenen beispielhaften Ausführungsform ist das IC-Etikett 30 an einer Verbrauchskomponente oder einer periodisch auszuwechselnden Komponente in der Form eines Filters 20 angebracht. Die Erfindung kann jedoch auch auf ein IC-Etikett angewendet werden, das an einer anderen Verbrauchskomponente oder periodisch auszuwechselnden Komponente (z. B. an einem Hydraulikdruckschlauch in einem Arbeitsfahrzeug) oder an einer Komponente in Entsprechung zu einer Reparaturkomponente wie etwa dem Motor EG und dem Getriebe anzubringen ist.
Liste der Bezugszeichen

1: Hydraulikbagger (Arbeitsfahrzeug); 15, 15A, 15B: Leseschreibvorrichtung (Kommunikationsvorrichtung); 20, 20A, 20B, 20C: Filter (Verbrauchskomponente); 23: CPU-Platine (Steuerplatine); 24: Antenne; 26: Verbindungskabel; 30, 30A, 30B, 30C: IC-Etikett (Identifikationskomponente); 31: Hauptstromversorgung; 32: CPU (Kommunikations-Steuereinrichtung); 33: drahtlose Stromversorgung; 34: Drahtlosstromversorgungs-Steuereinrichtung; 35: drahtlose Steuerschaltung; 61: Trennungsdetektor; 62: Schaltbefehlerzeuger.

Claims

Kommunikationsvorrichtung, die in einem Arbeitsfahrzeug montiert ist und das Lesen von Identifikationsinformationen, die in einer an einer Komponente des Arbeitsfahrzeugs angebrachten Identifikationskomponente gespeichert sind, und/oder das Schreiben der Identifikationsinformationen in die Identifikationskomponente durchführt, wobei die Kommunikationsvorrichtung umfasst: eine Steuerplatine, die umfasst: eine Kommunikations-Steuereinrichtung, die die Ausführung des Lesens und/oder Schreibens der Identifikationsinformationen steuert; und eine drahtlose Steuerschaltung, die eine Ausgabe von Funkwellen in Reaktion auf einen Befehl von der Kommunikations-Steuereinrichtung erzeugt, eine Antenne, die von der Steuerplatine beabstandet ist und die von der drahtlosen Steuerschaltung erhaltene Ausgabe sendet, und ein Verbindungskabel, das die Steuerplatine elektrisch mit der Antenne verbindet, wobei die Steuerplatine umfasst: einen Trennungsdetektor, der eine Trennung des Verbindungskabels erfasst; und eine Sende-Steuereinrichtung, die die Ausgabe von der drahtlosen Steuerschaltung zu der Antenne unterbricht, wenn der Trennungsdetektor bestimmt, dass das Verbindungskabel getrennt ist.
Kommunikationsvorrichtung nach Anspruch 1, wobei: die Steuerplatine umfasst: eine Hauptstromversorgung; eine drahtlose Stromversorgung, die Strom für die drahtlose Steuerschaltung aus dem durch die Hauptstromversorgung zugeführten Strom erzeugt; und eine Drahtlosstromversorgungs-Steuereinrichtung, die zwischen einer Zufuhr und einer Unterbrechung des Stroms von der Hauptstromversorgung zu der drahtlosen Stromversorgung wechselt; und die Sende-Steuereinrichtung umfasst: die Drahtlosstromversorgungs-Steuereinrichtung; und einen Schaltbefehlerzeuger, der einen Schaltbefehl zum Unterbrechen der Stromzufuhr von der Hauptstromversorgung zu der drahtlosen Stromversorgung erzeugt und den Schaltbefehl an die Drahtlosstromversorgungs-Steuereinrichtung sendet, wenn der Trennungsdetektor bestimmt, dass das Verbindungskabel getrennt ist.
Kommunikationsvorrichtung nach Anspruch 2, wobei die Kommunikations-Steuereinrichtung mit der drahtlosen Steuerschaltung über eine Übertragungsleitung verbunden ist, die Kommunikation der Identifikationsinformationen mit der drahtlosen Steuerschaltung steuert und einen Spannungspegel der Übertragungsleitung vermindert, wenn der Trennungsdetektor erfasst, dass das Verbindungskabel getrennt ist.
Kommunikationsvorrichtung nach Anspruch 2, wobei: die Kommunikations-Steuereinrichtung mit der drahtlosen Steuerschaltung über eine Übertragungsleitung verbunden ist und die Kommunikation der Identifikationsinformationen mit der drahtlosen Steuerschaltung steuert, und die Übertragungsleitung ein Relais enthält, das die Übertragungsleitung elektrisch unterbricht, wenn der Trennungsdetektor erfasst, dass das Verbindungskabel getrennt ist.
Kommunikationsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei: die Steuerplatine einen Pullup-Widerstand enthält, der mit einer Übertragungsleitung zwischen der Steuerplatine und der Antenne einschließlich des Verbindungskabels verbunden ist, die Antenne einen Pulldown-Widerstand enthält, der die Übertragungsleitung mit einer Erdungsleitung verbindet, und der Trennungsdetektor eine Spannung der Übertragungsleitung auf der Steuerplatine erfasst.
Kommunikationsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei: der Trennungsdetektor die Trennung erfasst, wenn die Kommunikations-Steuereinrichtung aktiviert wird, indem Strom von einer Batterie des Arbeitsfahrzeugs empfangen wird.
Kommunikationsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei der Trennungsdetektor als die Trennung einen Bruch des Verbindungskabels oder einen ausgesteckten Zustand des Verbindungskabels von einem mit der Steuerplatine oder der Antenne verbundenen Steckverbinder erfasst.
Kommunikationsvorrichtung, die in einem Arbeitsfahrzeug montiert ist und das Lesen von Identifikationsinformationen, die in einer an einer Komponente des Arbeitsfahrzeugs angebrachten Identifikationskomponente gespeichert sind, und/oder das Schreiben der Identifikationsinformationen in die Identifikationskomponente durchführt, wobei die Kommunikationsvorrichtung umfasst: eine Steuerplatine, die umfasst: eine Kommunikations-Steuereinrichtung, die die Ausführung des Lesens und/oder Schreibens der Identifikationsinformationen steuert; und eine drahtlose Steuerschaltung, die eine Ausgabe von Funkwellen in Reaktion auf einen Befehl von der Kommunikations-Steuereinrichtung erzeugt, eine Antenne, die von der Steuerplatine beabstandet ist und die von der drahtlosen Steuerschaltung erhaltene Ausgabe sendet, und ein Verbindungskabel, das die Steuerplatine elektrisch mit der Antenne verbindet, wobei die Steuerplatine umfasst: einen Trennungsdetektor, der eine Trennung des Verbindungskabels erfasst; eine Sende-Steuereinrichtung, die die Ausgabe von der drahtlosen Steuerschaltung zu der Antenne unterbricht, wenn der Trennungsdetektor bestimmt, dass das Verbindungskabel getrennt ist; eine Hauptstromversorgung; eine drahtlose Stromversorgung, die Strom für die drahtlose Steuerschaltung aus dem durch die Hauptstromversorgung zugeführten Strom erzeugt; eine Drahtlosstromversorgungs-Steuereinrichtung, die zwischen einer Zufuhr und einer Unterbrechung des Stroms von der Hauptstromversorgung zu der drahtlosen Stromversorgung wechselt; und einen Pullup-Widerstand, der mit einer Übertragungsleitung zwischen der Steuerplatine und der Antenne einschließlich des Verbindungskabels verbunden ist, die Sende-Steuereinrichtung umfasst: die Drahtlosstromversorgungs-Steuereinrichtung; und einen Schaltbefehlerzeuger, der einen Schaltbefehl zum Unterbrechen der Stromzufuhr von der Hauptstromversorgung zu der drahtlosen Stromversorgung erzeugt und den Schaltbefehl an die Drahtlosstromversorgungs-Steuereinrichtung sendet, wenn der Trennungsdetektor bestimmt, dass das Verbindungskabel getrennt ist, die Antenne einen Pulldown-Widerstand umfasst, der die Übertragungsleitung mit einer Erdungsleitung verbindet, und der Trennungsdetektor eine Spannung der Übertragungsleitung an der Steuerplatine erfasst.
Arbeitsfahrzeug, das die Kommunikationsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8 umfasst.