JP2010041305A - 通信システム - Google Patents

Abstract

【課題】作業機械において、通信線の切断等の破損時に、人手による通信線の交換を要することなく、所望の通信を可能にさせることができる通信システムの提供。
【解決手段】油圧ショベルに備えられ、駆動系通信線１０及び情報系通信線１１のそれぞれに接続される第１コントローラとして、車体コントローラ１２とモニタコントローラ１３を設け、通信線１０，１１のいずれか１つに接続される第２コントローラとしてエンジンコントローラ１４を設け、車体コントローラ１２とエンジンコントローラ１４との間に位置する駆動系通信線１０の部分に破損箇所Ａが発生して、車体コントローラ１２とエンジンコントローラ１４との間の通信が不能となったときに、破損を生じていない情報通信線１１、及びモニタコントローラ１３を介して通信を迂回させて、車体コントローラ１２とエンジンコントローラ１４との間の通信を可能にさせるように構成した。
【選択図】図２

Description

本発明は、通信線と複数のコントローラとによって通信ネットワークを形成するようにした通信システムに係り、特に油圧ショベル等の作業機械に備えられる通信システムに関する。

通信線と複数のコントローラとによって通信ネットワークを形成するようにした従来の通信システムが、特許文献１に開示されている。この従来技術は、船舶等に搭載されるネットワーク通信線が示され、このネットワーク通信線は、２つの通信線と、これらの通信線のそれぞれに接続される第１コントローラすなわちノードＡと、通信線のいずれか１つに直接的に接続される第２コントローラすなわちノードＥ，Ｂ，Ｃとを備えた構成になっている。また、通信線に接続され、この通信線の切断を検出する専用コントローラ、すなわちノードＤも備えられている。

この従来技術では、第２コントローラであるノードＢと、第１コントローラであるノードＡとを接続する通信線の部分に切断を生じてノードＢとノードＡとの間の通信が不能となったことが専用コントローラであるノードＤで検出されると、このノードＤの検出信号に応じて、切断を生じていない方の通信線を介して通信を迂回させて、ノードＢとノードＡとの間の通信を可能にさせるようにしてある。
特許第３６３０４１８号公報

上述した特許文献１に示される発明は、船舶等に関する発明であるが、昨今では油圧ショベル等の作業機械においても、通信線と複数のコントローラとによって通信ネットワークを形成することが行なわれている。このような作業機械の分野にあっては、複数のコントローラを接続する通信線の部分に切断等の破損が生じたときには、その通信線を人手によって交換することが従来から行なわれていた。しかし、作業機械では構造上、通信線が長くなることからこの通信線の交換は煩雑なものとなり、多大な作業時間を要しやすい。これに伴って、作業機械によって実施される各種の作業の停止を余儀なくされ、この作業機械の作業効率が低下してしまう。

本発明は、上述した従来技術における実状からなされたもので、その目的は、作業機械において、通信線の切断等の破損時に、人手による通信線の交換を要することなく、所望の通信を可能にさせることができる通信システムを提供することにある。

この目的を達成するために、本発明に係る通信システムは、少なくとも２つの通信線と、これらの通信線のそれぞれに接続される第１コントローラと、上記通信線のうちのいずれか１つに接続される第２コントローラとによって通信ネットワークが形成され、上記通信線のいずれかの部分に破損が生じて上記第１コントローラと上記第２コントローラとの間の通信が不能となったときに、上記第１コントローラが接続される上記通信線のうちの破損を生じていない通信線を介して通信を迂回させて、上記第１コントローラと上記第２コントローラとの間の通信を可能にさせるようにした通信システムにおいて、作業機械に備えられ、上記第１コントローラを少なくとも２つ有し、これらの第１コントローラを互いに接続するいずれかの通信線の部分に上記第２コントローラを接続し、上記第１コントローラのいずれかと上記第２コントローラとの間に位置する通信線の部分に破損が生じて該当する第１コントローラと上記第２コントローラとの間の通信が不能となったときに、上記該当する第１コントローラと他の第１コントローラとを接続する破損を生じていない通信線、及び上記他の第１コントローラを介して通信を迂回させて、上記該当する第１コントローラと上記第２コントローラとの間の通信を可能にさせるようにしたことを特徴としている。

このように構成した本発明は、例えば作業機械の駆動中等に行なわれる少なくとも２つの通信線のそれぞれに接続される第１コントローラと、いずれかの通信線に接続される第２コントローラとの通信は、これらの第１コントローラと第２コントローラとが接続される通信線を介して支障なく行なわれる。

例えば、このような正常な通信が行なわれている状況にあって、少なくとも２つの第１コントローラのうちのいずれか該当する第１コントローラと、第２コントローラとの間に位置する通信線の部分に、経年劣化した状態において与えられる大きな振動などにより切断等の破損が生じ、該当する第１コントローラと第２コントローラとの間の通信が不能となったときには、該当する第１コントローラと他のコントローラとを接続する破損を生じていない通信線、及び他のコントローラを迂回させて、該当する第１コントローラと第２コントローラとの間の通信が可能となる。すなわち、作業機械において、通信線の切断等の破損時に、人手による通信線の交換を要することなく、短時間のうちに一時的に通信が不能となった該当する第１コントローラと第２コントローラとの間の所望の通信を可能にさせることができる。

また、本発明に係る通信システムは、上記発明において、上記第１コントローラのそれぞれ、及び上記第２コントローラは、上記作業機械の制御に係る制御信号を通信するものから成ることを特徴としている。

また、本発明に係る通信システムは、上記発明において、上記第２コントローラは、上記第１コントローラからの上記作業機械の制御に係る制御信号を受信した際に、その制御信号に応じて上記作業機械に備えられる装置を制御することを特徴としている。

また、本発明に係る通信システムは、上記発明において、上記作業機械が、走行体、旋回体、及びフロント作業機を有する油圧ショベルから成り、上記少なくとも２つの通信線が、上記作業機械の駆動に関係する駆動系通信線と、上記作業機械に備えられるモニタに関係する情報系通信線とを含み、上記少なくとも２つの第１コントローラが、車体コントローラとモニタコントローラとを含み、上記第２コントローラがエンジンコントローラから成ることを特徴としている。

本発明の通信システムは、作業機械に備えられるとともに、第１コントローラを少なくとも２つ有し、これらの第１コントローラにそれぞれ接続される複数の通信線のうちのいずれかの通信線の部分に第２コントローラを接続し、第１コントローラのいずれかと第２コントローラとの間に位置する通信線の部分に破損が生じて該当する第１コントローラと第２コントローラとの間の通信が不能となったときに、該当する第１コントローラと他の第１コントローラとを接続する破損を生じていない通信線、及び他の第１コントローラを介して通信を迂回させて、該当する第１コントローラと第２コントローラとの間の通信を可能にさせるようにしたことから、作業機械において、通信線の切断等の破損時に、人手による通信線の交換を要することなく、所望の通信を可能にさせることができ、通信線の切断等の破損時であっても当該建設機械の作業を継続させることができ、従来に比べて作業効率を向上させることができる。

以下，本発明に係る通信システムを実施するための最良の形態を図に基づいて説明する。

図１は本発明に係る通信システムの一実施形態が備えられる作業機械の一例として挙げた油圧ショベルを示す側面図である。

この図１に示す油圧ショベルは、走行体１と、この走行体１上に配置される旋回体２と、この旋回体２に上下方向の回動可能に取り付けられ、土砂等の掘削作業などを行なうフロント作業機３とを備えている。フロント作業機３は、旋回体２に上下方向の回動可能に取り付けられるブーム４と、このブーム４の先端に取り付けられ、上下方向に回動可能なアーム５と、このアーム５の先端に取り付けられ、上下方向に回動可能なバケット６とを備えている。また、旋回体２の前側位置にはフロント作業機３等を駆動する操作装置が備えられる運転室７が設けられ、後側位置には重量バランスを確保するカウンタウエイト８が設けられている。

図２は本実施形態に係る通信システムの要部構成を示す図である。本実施形態に係る通信システムは、図２に示すように、少なくとも２つの通信線、例えば駆動系の制御信号が送信される駆動系通信線１０と、情報系の制御信号が送信される情報系通信線１１を備えている。また、駆動系通信線１０と情報系通信線１１のそれぞれに接続される第１コントローラと、通信線１０，１１のうちのいずれか１つ、例えば駆動系通信線１０に接続される第２コントローラとを備えている。これらの駆動系通信線１０、情報系通信線１１、第１コントローラ及び第２コントローラによって通信ネットワークが形成されている。

本実施形態は、上述した第１コントローラを少なくとも２つ有しており、これらの２つの第１コントローラは、例えばこの油圧ショベルの駆動制御に関係する車体コントローラ１２と、図１に示す運転室７に配置されるモニタの表示処理に関係するモニタコントローラ１３とから成っている。車体コントローラ１２は配線１５を介して駆動系通信線１０に接続してあり、配線１６を介して情報系通信線１１に接続してある。モニタコントローラ１３は、配線１７を介して駆動系通信線１０に接続してあり、配線１８を介して情報系通信線１１に接続してある。これらの車体コントローラ１２及びモニタコントローラ１３は、駆動系通信線１０及び情報系通信線１１のいずれに対しても通信が可能になっており、共に例えば図１に示す運転室７に配置してある。

上述した第２コントローラは、例えばこの油圧ショベルに備えられる装置の一つであるエンジンを制御するエンジンコントローラ１４から成り、図２に示すように、第１コントローラを構成する車体コントローラ１２とモニタコントローラ１３とを互いに接続するいずれかの通信線１０，１１の部分に、例えば駆動系通信線１０の部分に、配線１９を介して接続してある。このエンジンコントローラ１４は例えば、運転室７とカウンタウエイト８との間に設けられる機械室内に配置してある。

なお、車体コントローラ１２からエンジンコントローラ１４へは、送信される制御信号として例えばエンジン目標回転数信号が送信される。エンジンコントローラ１４から車体コントローラ１２へは、送信される制御信号として例えばエンジン実回転数信号が送信される。

図３は本実施形態に備えられる車体コントローラ、モニタコントローラ、及びエンジンコントローラのそれぞれにおける処理手順を示すフローチャートである。

このように構成した本実施形態に係る通信システムは、例えばフロント作業機３の駆動による掘削作業中に行なわれる駆動系通信線１０及び情報系通信線１１に接続される第１コントローラである車体コントローラ１２と、第２コントローラであるエンジンコントローラ１４との通信は、これらの車体コントローラ１２とエンジンコントローラ１４とが接続される駆動系通信線１０を介して支障なく行なわれる。

すなわち、図３に示すように、車体コントローラ１２においてなされる、駆動系通信線１０よりエンジンコントローラ１４のデータを受信できたかどうかの判断はイエスとなり（手順Ｓ１）、車体コントローラ１２から配線１５を介して駆動系通信線１０へデータが送信され（手順Ｓ２）、エンジンコントローラ１４は駆動系通信線１０より配線１９を介して車体コントローラ１２のデータを受信する（手順Ｓ３）。

例えば、このように正常な通信が行なわれているときに、車体コントローラ１２とエンジンコントローラ１４との間に位置する駆動系通信線１０の部分に、経年劣化した状態において与えられるフロント作業機３による作業等に伴う大きな振動などにより、切断等の破損箇所Ａが発生し、車体コントローラ１２とエンジンコントローラ１４との間の通信が不能となったときには、車体コトンローラ１２と、第１コントローラを構成する他のコントローラ、すなわちモニタコントローラ１３とを接続する破損を生じていない通信線である情報系通信線１１、及び他のコントローラであるモニタコントローラ１３を迂回させて、車体コントローラ１２とエンジンコントローラ１４との間の通信が可能となる。

すなわち、図３に示すように、駆動系通信線１０に発生した破損箇所Ａのために、車体コントローラ１２において、駆動系通信線１０によりエンジンコントローラ１４のデータを受信できないと判断されると（手順Ｓ１）、この車体コントローラ１２から配線１６を介して情報系通信線１１へデータが送信され（手順Ｓ４）、モニタコントローラ１３は、情報系通信線１１より配線１８を介して車体コントローラ１２のデータを受信して、そのデータを配線１７を介して駆動系通信線１０へ送信し（手順Ｓ５）、エンジンコントローラ１４は、駆動系通信線１０より配線１９を介して車体コントローラ１２のデータを受信することができる（手順Ｓ３）。

以上のように、本実施形態に係る通信システムによれば、油圧ショベルにおいて、例えば駆動系通信線１０の切断等の破損時に、人手による駆動系通信線１０の交換を要することなく、短時間のうちに一時的に通信が不能となった車体コントローラ１２とエンジンコントローラ１４の間の所望の通信を可能にさせることができる。したがって、このような駆動系通信線１０の切断等の破損時であっても、この油圧ショベルの作業を継続させることができ、作業効率を向上させることができる。

なお、上記では車体コントローラ１２とエンジンコントローラ１４との間に位置する駆動系通信線１０の部分の破損を例に挙げて説明したが、モニタコントローラ１３とエンジンコントローラ１４間に位置する駆動系通信線１０の部分に破損を生じた場合にも、上述と同様に、モニタコントローラ１３から情報系通信線１１、車体コントローラ１２、駆動系通信線１０を迂回させてエンジンコントローラ１４にデータを送信することができる。

車体コントローラ１２とモニタコントローラ１３との間に位置する情報系通信線１１の部分に破損を生じた場合には、駆動系通信線１０を介してこれらの車体コントローラ１２とモニタコントローラ１３間の通信を行なうことができる。

なお、上記では、駆動系通信線１０と情報系通信線１１のそれぞれに接続される第１コントローラとして、車体コントローラ１２とモニタコントローラ１３の２つのコントローラを設けたが、駆動系通信線１０と情報系通信線１１のそれぞれに接続される第１コントローラを３つ以上設けるようにしてもよい。

また、第２コントローラとしてエンジンコントローラ１４を設けたが、この第２コントローラとして、例えばエンジンコントローラ１４に加えて、情報処理を行なう情報コントローラを備え、この情報コントローラを情報系通信線１１に接続した構成にしてもよい。

本発明に係る通信システムの一実施形態が備えられる作業機械の一例として挙げた油圧ショベルを示す側面図である。 本実施形態に係る通信システムの要部構成を示す図である。 本実施形態に備えられる車体コントローラ、モニタコントローラ、及びエンジンコントローラのそれぞれにおける処理手順を示すフローチャートである。

符号の説明

１ 走行体
２ 旋回体
３ フロント作業機
４ ブーム
５ アーム
６ バケット
７ 運転室
８ カウンタウエイト
１０ 駆動系通信線
１１ 情報系通信線
１２ 車体コントローラ（第１コントローラ）
１３ モニタコントローラ（第１コントローラ）
１４ エンジンコントローラ（第２コントローラ）
１５ 配線
１６ 配線
１７ 配線
１８ 配線
１９ 配線
Ａ 破損箇所

Claims (4)

1. 少なくとも２つの通信線と、これらの通信線のそれぞれに接続される第１コントローラと、上記通信線のうちのいずれか１つに接続される第２コントローラとによって通信ネットワークが形成され、上記通信線のいずれかの部分に破損が生じて上記第１コントローラと上記第２コントローラとの間の通信が不能となったときに、上記第１コントローラが接続される上記通信線のうちの破損を生じていない通信線を介して通信を迂回させて、上記第１コントローラと上記第２コントローラとの間の通信を可能にさせるようにした通信システムにおいて、
   作業機械に備えられ、
   上記第１コントローラを少なくとも２つ有し、これらの第１コントローラを互いに接続するいずれかの通信線の部分に上記第２コントローラを接続し、
   上記第１コントローラのいずれかと上記第２コントローラとの間に位置する通信線の部分に破損が生じて該当する第１コントローラと上記第２コントローラとの間の通信が不能となったときに、上記該当する第１コントローラと他の第１コントローラとを接続する破損を生じていない通信線、及び上記他の第１コントローラを介して通信を迂回させて、上記該当する第１コントローラと上記第２コントローラとの間の通信を可能にさせるようにしたことを特徴とする通信システム。
2. 上記請求項１記載の通信システムにおいて、
   上記第１コントローラのそれぞれ、及び上記第２コントローラは、上記作業機械の制御に係る制御信号を通信するものから成ることを特徴とする通信システム。
3. 上記請求項１記載の通信システムにおいて、
   上記第２コントローラは、上記第１コントローラからの上記作業機械の制御に係る制御信号を受信した際に、その制御信号に応じて上記作業機械に備えられる装置を制御することを特徴とする通信システム。
4. 上記請求項１記載の通信システムにおいて、
   上記作業機械が、走行体、旋回体、及びフロント作業機を有する油圧ショベルから成り、
   上記少なくとも２つの通信線が、上記作業機械の駆動に関係する駆動系通信線と、上記作業機械に備えられるモニタに関係する情報系通信線とを含み、
   上記少なくとも２つの第１コントローラが、車体コントローラとモニタコントローラとを含み、上記第２コントローラがエンジンコントローラから成ることを特徴とする通信システム。

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