JP6827011B2 - Construction machinery - Google Patents
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Description
本発明は、例えば油圧ショベル等のような建設機械に関する。 The present invention relates to construction machinery such as, for example, hydraulic excavators.
近年、油圧ショベル等のような建設機械において、施工の効率化や仕上げ精度を向上させるため、および、オペレータの能力不足を補って工事施工期間の短縮化を図るために、GPSによる位置情報、地図情報等を用いて電子制御でオペレータを補助する技術が注目されている。このような油圧ショベルでは、アクチュエータの動作を直接制御するコントローラを備えている。コントローラは、操作装置(無線リモコン受信系、電気レバー等)からの制御入力を受けて各種の処理を行い、アクチュエータの作動を制御する。 In recent years, in construction machines such as hydraulic excavators, GPS location information and maps have been used to improve construction efficiency and finishing accuracy, and to compensate for the lack of operator capacity and shorten the construction period. Technology that assists operators by electronic control using information and the like is attracting attention. Such a hydraulic excavator includes a controller that directly controls the operation of the actuator. The controller receives control inputs from operating devices (wireless remote controller receiving system, electric lever, etc.), performs various processes, and controls the operation of the actuator.
ところで、例えば操作装置から出力される信号に異常が発生した場合、誤った信号がコントローラに向けて出力される。コントローラが操作装置の異常を検知できなかった場合、油圧ショベル等の建設機械は意図しない動作を行う。また、例えばコントローラが異常を検知した場合、オペレータに警告を発することで、オペレータによって油圧ショベルを停止させることが可能である。しかしながら、油圧ショベルの稼働停止は施工現場おける作業工程に影響を与える。 By the way, for example, when an abnormality occurs in the signal output from the operating device, an erroneous signal is output toward the controller. If the controller cannot detect an abnormality in the operating device, the construction machine such as a hydraulic excavator will perform an unintended operation. Further, for example, when the controller detects an abnormality, the operator can stop the hydraulic excavator by issuing a warning to the operator. However, the shutdown of the hydraulic excavator affects the work process at the construction site.
そこで、操作装置の異常を検知した上で、建設機械の稼働を継続する手法が知られている(特許文献1)。特許文献1には、操作装置の機器構成を工夫することによって、操作装置が出力する操作信号に異常が発生した際に、他の操作信号を用いてバックアップ制御を行う構成が開示されている。特許文献1に記載された建設機械では、操作装置単独およびその信号系統範囲の異常を検知した上で、稼働を継続することができる。
Therefore, there is known a method of continuing the operation of a construction machine after detecting an abnormality in an operating device (Patent Document 1).
一方、電子制御によるオペレータの補助を行う建設機械は、建設機械の動作状態を検出するために、例えば角度センサ、ストロークセンサのような各種センサを備えている。操作装置に限らず、これらの各種センサでも、例えば電圧異常を始めとした各種故障が発生する可能性がある。一般的に、ハードウェアとしての診断機構を設けると、診断対象の周辺が複雑になり、コストの増大を招く。そのため、各種センサ専用の検出機構を新規に追加することなく故障検知を行えることが望ましい。 On the other hand, a construction machine that assists an operator by electronic control is provided with various sensors such as an angle sensor and a stroke sensor in order to detect an operating state of the construction machine. Not only the operating device but also these various sensors may cause various failures such as voltage abnormality. In general, if a diagnostic mechanism as hardware is provided, the periphery of the diagnosis target becomes complicated, which causes an increase in cost. Therefore, it is desirable to be able to detect failures without newly adding detection mechanisms dedicated to various sensors.
本発明は、上述した従来技術の問題に鑑みなされたもので、本発明の目的は、操作装置に異常が発生しても、可能な範囲で作業を継続することができる建設機械を提供することにある。 The present invention has been made in view of the above-mentioned problems of the prior art, and an object of the present invention is to provide a construction machine capable of continuing work to the extent possible even if an abnormality occurs in an operating device. It is in.
上述した課題を解決するため、本発明は、アクチュエータと、前記アクチュエータを操作する操作装置と、前記アクチュエータの動作状態を検出する検出装置と、前記操作装置から出力される二重の操作信号に従って前記アクチュエータの動作を制御するコントローラと、を備えた建設機械において、前記コントローラは、前記操作装置から出力される前記二重の操作信号に基づく信号データと、前記二重の操作信号の信号データに対応して前記検出装置により検出された検出値に基づく計測データとを記憶する第1記憶部と、正常状態における前記信号データと前記計測データとの対応関係を示すマッピングデータを記憶する第2記憶部と、を備え、前記第1記憶部に記憶された前記信号データおよび前記計測データと、前記第2記憶部に記憶された前記マッピングデータとを照会することによって、前記操作信号の異常を判断し、前記二重の操作信号のうち一方の操作信号に異常があると判定したときには、他方の正常な操作信号を用いて前記アクチュエータの動作制御を継続することを特徴としている。 In order to solve the above-mentioned problems, the present invention relates to an actuator, an operation device for operating the actuator, a detection device for detecting the operating state of the actuator, and the dual operation signal output from the operation device. In a construction machine including a controller for controlling the operation of an actuator, the controller corresponds to signal data based on the double operation signal output from the operation device and signal data of the double operation signal. A first storage unit that stores measurement data based on the detection value detected by the detection device, and a second storage unit that stores mapping data indicating the correspondence between the signal data and the measurement data in a normal state. By inquiring the signal data and the measurement data stored in the first storage unit and the mapping data stored in the second storage unit, an abnormality of the operation signal is determined. When it is determined that one of the double operation signals has an abnormality, the operation control of the actuator is continued by using the other normal operation signal.
本発明によれば、操作装置に異常が発生しても、コントローラで異常を検知して、可能な範囲で作業を継続することができる。 According to the present invention, even if an abnormality occurs in the operating device, the controller can detect the abnormality and continue the work to the extent possible.
以下、本発明の実施の形態による建設機械として油圧ショベルを例に挙げて、添付図面を参照しつつ詳細に説明する。 Hereinafter, a hydraulic excavator will be taken as an example of a construction machine according to an embodiment of the present invention, and will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
まず、図1ないし図15を参照して、第1の実施の形態による油圧ショベル1について説明する。図1は、第1の実施の形態による油圧ショベル1を示している。図1に示すように、油圧ショベル1は、自走可能なクローラ式の下部走行体2と、下部走行体2上に旋回装置3を介して旋回可能に搭載された上部旋回体4と、上部旋回体4の前側に設けられ掘削作業等を行う多関節構造の作業装置5とを備えている。下部走行体2および上部旋回体4は、油圧ショベル1の車体を構成している。下部走行体2は、走行動作を行うための油圧モータ2Aを備えている。旋回装置3は、旋回動作を行うための油圧モータ3Aを備えている。なお、下部走行体2としてクローラ式を例示したが、ホイール式でもよい。
First, the
作業装置5は、フロントアクチュエータ機構である。作業装置5は、例えばブーム5A、アーム5B、バケット5Cと、これらを駆動するブームシリンダ5D、アームシリンダ5E、バケットシリンダ5Fとによって構成されている。ブームシリンダ5D、アームシリンダ5E、バケットシリンダ5Fはアクチュエータを構成している。作業装置5は、上部旋回体4の旋回フレーム6に取付けられている。作業装置5は、油圧ポンプ11が送出する作動油により駆動される。なお、作業装置5は、バケット5Cを備えたものに限らず、例えばグラップル等を備えたものでもよい。
The
作業装置5の関節部には、掘削位置を高精度に制御する目的で、ブーム角度センサ7、アーム角度センサ8、バケット角度センサ9が設けられている。ブーム角度センサ7、アーム角度センサ8、バケット角度センサ9は、アクチュエータ(シリンダ5D〜5F)の動作状態を検出する検出装置を構成している。ブーム角度センサ7は、旋回フレーム6に対するブーム5Aの角度であるブーム角度を検出する。アーム角度センサ8は、ブーム5Aに対するアーム5Bの角度であるアーム角度を検出する。バケット角度センサ9は、アーム5Bに対するバケット5Cの角度であるバケット角度を検出する。なお、検出装置は、角度センサ7〜9に限らず、シリンダ5D〜5Fのストロークを検出するシリンダストロークセンサによって構成してもよく、シリンダ5D〜5Fの供給される作動油の圧力を検出する油圧センサによって構成してもよい。
A
図2に示すように、上部旋回体4は、例えばディーゼルエンジンのような内燃機関であるエンジン10と、エンジン10によって駆動される油圧ポンプ11(メインポンプ)およびパイロットポンプ12とを備えている。エンジン10の出力は、エンジンコントローラ10Aによって制御される。油圧ポンプ11およびパイロットポンプ12は、作動油を送出する。油圧ポンプ11は、例えば可変容量ポンプによって構成され、高圧の主油圧回路に圧油を供給する。油圧ポンプ11が吐出する作動油によって、下部走行体2と、上部旋回体4と、作業装置5とがそれぞれ独立して動作する。
As shown in FIG. 2, the
具体的には、下部走行体2は、走行用の油圧モータ2Aに油圧ポンプ11から作動油が供給されることによって、一対のクローラ2B(図1は片側のみ図示)を走行駆動する。上部旋回体4は、旋回用の油圧モータ3Aに油圧ポンプ11から作動油が供給されることによって、旋回駆動する。また、シリンダ5D〜5Fは、油圧ポンプ11から供給される作動油によって、伸長または縮小する。これにより、作業装置5は、俯仰の動作を行い、掘削、整地等の作業を行う。また、上部旋回体4は、キャブ13を備えている。キャブ13には、報知装置14が設けられている。報知装置14は、例えばモニタ装置、警報音装置によって構成されている。オペレータは、キャブ13に搭乗して、油圧ショベル1を操作する。
Specifically, the
油圧ショベル1の油圧システムの一部分を図2に示す。実際の油圧システムは、油圧モータ2A,3A、シリンダ5D〜5Fのようなアクチュエータ毎にコントロールバルブ15および電磁比例減圧弁16,17を備えている。
A part of the hydraulic system of the
以降の説明を簡略化するために、操作対象のアクチュエータはアームシリンダ5Eのみとする。このため、コントロールバルブ15は、アームシリンダ5Eを制御するものとする。図2には、角度センサとしてアーム角度センサ8のみを図示している。なお、図2では、例えばリリーフ弁等のように、本発明の実施の形態と直接的に関連しない機構については、省略している。
In order to simplify the following description, the actuator to be operated is only the
コントロールバルブ15は、アクチュエータであるアームシリンダ5Eへの圧油供給を切り換える。コントロールバルブ15は、例えば4ポート3位置の方向切換弁によって構成されている。コントロールバルブ15は、中立位置(a)から2つの切換位置(b),(c)に切り換えられることによって、圧油の流れる方向を切り換えて、アームシリンダ5Eの動作を制御する。例えば、コントロールバルブ15が一方の切換位置(b)に切り換えられた場合は、油圧ポンプ11の供給する作動油がアームシリンダ5Eのロッド側の油室に供給され、アームシリンダ5Eは収縮する方向に動作する。コントロールバルブ15が他方の切換位置(c)に切り換えられた場合は、油圧ポンプ11の供給する作動油がアームシリンダ5Eのボトム側の油室に供給され、アームシリンダ5Eは伸長する方向に動作する。
The
コントロールバルブ15の動作は、パイロット回路によって制御される。パイロット回路への圧油の供給は、パイロットポンプ12によって行われる。パイロット回路には、主油圧回路よりも低圧の圧油が供給される。
The operation of the
電磁比例減圧弁16,17は、パイロット回路の圧油の制御を行う。電磁比例減圧弁16,17の制御は、コントローラ20が行う。例えば、コントローラ20が供給する励磁電流によって、電磁比例減圧弁16が、パイロット圧の供給位置(d)から排出位置(e)に切り換えられた場合、コントロールバルブ15の一方のパイロット圧(図2中の左側)が低下し、コントロールバルブ15は、一方の切換位置(c)に切り換わる。その結果、主油圧回路の圧油が、アームシリンダ5Eのボトム側の油室に供給され、アームシリンダ5Eは、伸長する方向に動作する。これに対し、コントローラ20の制御出力によって、電磁比例減圧弁17が、パイロット圧の供給位置(d)から排出位置(e)に切り換えられた場合、コントロールバルブ15の他方のパイロット圧(図2中の右側)が低下し、コントロールバルブ15は、他方の切換位置(b)に切り換わる。その結果、主油圧回路の圧油が、アームシリンダ5Eのロッド側の油室に供給され、アームシリンダ5Eは、縮小する方向に動作する。
The electromagnetic proportional
即ち、コントローラ20がパイロット回路の電磁比例減圧弁16,17を制御することによって、コントロールバルブ15が制御される。その結果、主油圧回路のアクチュエータであるアームシリンダ5Eが駆動される。
That is, the
コントローラ20は、例えばマイクロコンピュータからなる中央処理装置21(以下、CPU21という)を備えている。コントローラ20は、アーム操作装置26から出力される二重の操作信号SA,SBに従ってアクチュエータ(アームシリンダ5E)の動作を制御する。具体的には、コントローラ20は、アーム操作装置26およびアーム角度センサ8からの入力信号に基づいて、CPU21で演算処理を行い、電磁比例減圧弁16,17に対する励磁電流を制御する。
The
また、コントローラ20は、例えばアームシリンダ油圧センサ、アーム制御パイロット油圧センサ、その他入力装置(いずれも図示せず)からの入力信号に基づいて、油圧ポンプ11のポンプ容量を制御する。これに加え、コントローラ20は、エンジンコントローラ10Aに指令を送信し、エンジン10を制御する。コントローラ20は、各種の情報を報知装置14に出力する。報知装置14は、各種の情報をオペレータに通知する。
Further, the
次に、図3を参照して、本実施の形態によるコントローラ20の構成を説明する。
Next, the configuration of the
コントローラ20は、入力受信部22、RAM23、ROM24、減圧弁制御部25を備えている。コントローラ20は、入力受信部22によって各種の入力信号(操作信号SA,SB等)を受信する。コントローラ20は、受信した入力信号に基づいて、CPU21によって演算を実施し、出力信号(励磁電流等)を生成する。
The
コントローラ20のCPU21は、アーム操作装置26からの操作信号SA,SBをサンプリングするサンプリング部21Aと、アーム5Bの角速度(アーム角速度ω)を演算する角速度演算部21Bと、二重の操作信号SA,SBの正常と異常を判定する二重入力判定部21Cとを有している。二重入力判定部21Cは、異常な状態をカウントするエラーカウンタECの値に基づいて、二重の操作信号SA,SBの正常と異常を判定する。サンプリング部21Aは、予め決められた制御周期Δt毎に、操作信号SA,SBをサンプリングする。角速度演算部21Bは、アーム角度センサ8から入力されるアーム角度の時間変化に基づいて、アーム角速度ωを演算する。
The
RAM23は、読み出しと書き込みが可能なメモリによって構成されている。RAM23は、サンプリングされた二重の操作信号SA,SBの信号データと、アーム角度センサ8により検出されたアーム角度(検出値)に基づくアーム角速度ωの計測データとを一時的に保存する。
The
ROM24は、読み出しのみが可能なメモリによって構成されている。ROM24は、正常状態における操作信号SA,SBの信号データとアーム角速度ωの計測データとの対応関係を示すマッピングデータMa,Mbを記憶している。また、ROM24は、図11に示す異常判定処理のプログラムを記憶している。コントローラ20は、異常判定処理のプログラムを実行する。これにより、コントローラ20は、RAM23に記憶された信号データおよび計測データと、ROM24に記憶されたマッピングデータMa,Mbとを照会することによって、操作信号SA,SBの異常を判断する。
The
この場合、RAM23が第1記憶部を構成し、ROM24が第2記憶部を構成している。なお、第1記憶部と第2記憶部は、必ずしもデバイスを分ける必要はない。例えば、コントローラ20内のメモリに、第1記憶部に相当する領域と第2記憶部に相当する領域を設けてもよい。減圧弁制御部25は、操作信号SA,SBに基づいて、電磁比例減圧弁16,17に供給する励磁電流を演算し、出力する。
In this case, the
また、コントローラ20は、二重の操作信号SA,SBが両者の整合性に応じた第1異常判定条件を満たすか否かに基づいて操作信号SA,SBの異常を判定する第1エラー判定部20Aと、操作信号SA,SBの信号データおよびアーム角速度ωの計測データとマッピングデータMa,Mbとの間の整合性に応じた第2異常判定条件を満たすか否かに基づいて操作信号SA,SBの異常を判定する第2エラー判定部20Bと、を備えている。
Further, the
アーム操作装置26は、アクチュエータ(アームシリンダ5E)を操作する操作装置を構成している。アーム操作装置26は、例えば操作レバーからなり、運転席(図示せず)の周囲に位置して、キャブ13内に設けられている。オペレータがアーム操作装置26を中立位置から+側に操作したきには、アーム5Bは、ブーム5Aから遠ざかる方向に回動するアームダンプ動作を行う。オペレータがアーム操作装置26を中立位置から−側に操作したきには、アーム5Bは、ブーム5Aに近付く方向に回動するアームクラウド動作を行う。アーム操作装置26は、コントローラ20に接続されている。アーム操作装置26は、例えば操作量(操作入力)に応じて抵抗値が変化するポテンショメータを備え、電圧信号からなる二重の操作信号SA,SBを出力する。このとき、アーム操作装置26は、予め決められた対応関係を有する二重の操作信号SA,SBを出力する。このため、アーム操作装置26とコントローラ20との間は、単一の制御系に対して2系統の信号伝達経路を備えている。なお、アクチュエータを操作する操作装置は、操作レバーに限らず、例えば遠隔操作系における油圧ショベル1側の受信装置であってもよい。
The
ここで、二重の操作信号SA,SBについて説明する。図4に、操作信号SA,SBの一例を示す。アーム操作装置26は、単一の操作入力に対して、2つの操作信号SA,SBを出力する。アーム操作装置26が中立位置に配置された場合は、操作信号SA,SBは互いに同じ一定値C0となる。アーム操作装置26が中立位置から+側に操作された場合は、操作信号SAは一定値C0から増加し、操作信号SBは一定値C0から減少する。アーム操作装置26が中立位置から−側に操作された場合は、操作信号SAは一定値C0から減少し、操作信号SBは一定値C0から増加する。このように、2つの操作信号SA,SBは、操作入力に対して、一方が増加するときに、他方が減少するようなクロス信号となっている。
Here, the double operation signals SA and SB will be described. FIG. 4 shows an example of operation signals SA and SB. The
また、2つの操作信号SA,SBは、両者の和Sabが一定値Xとなっている。このとき、正常時には、2つの操作信号SA,SBの和Sabは、理想値となる一定値Xを中心として規定範囲(X±ΔX)の値となる。そこで、コントローラ20の第1エラー判定部20Aは、操作信号SA,SBの和Sabが規定範囲(X±ΔX)に収まるか否かによって、二重の操作信号SA,SBが両者の整合性に応じた第1異常判定条件を満たすか否かを判定する。この場合、2つの操作信号SA,SBの和Sabの値が規定範囲(X±ΔX)を逸脱した場合に、異常が発生したものと判別することができる。
Further, in the two operation signals SA and SB, the sum Sab of both is a constant value X. At this time, under normal conditions, the sum Sab of the two operation signals SA and SB is a value within a specified range (X ± ΔX) centered on a constant value X which is an ideal value. Therefore, in the first
なお、操作信号SA,SBは、両者の和Sabが一定となるようなクロス信号に限らない。操作信号SA,SBは、操作入力に応じて変化するものであって、両者の間で予め決められた所定の規則に従っていればよい。このため、操作信号SA,SBは、互いに同一な2つの信号でもよく、互いに比例関係をもった2つの信号でもよい。例えば、操作信号SA,SBが互いに同一な2つの信号となる場合には、正常時には、2つの操作信号SA,SBの差分がほぼゼロになる。このため、2つの操作信号SA,SBの差分の絶対値が規定値よりも小さいか否かによって、第1異常判定条件を満たすか否かを判定することができる。即ち、2つの操作信号SA,SBの差分の絶対値が規定値よりも大きくなったときに、信号に異常が発生したものと判別することができる。 The operation signals SA and SB are not limited to cross signals such that the sum Sab of both is constant. The operation signals SA and SB change according to the operation input, and may follow a predetermined rule predetermined between the two. Therefore, the operation signals SA and SB may be two signals that are identical to each other or two signals that have a proportional relationship with each other. For example, when the operation signals SA and SB are two signals that are the same as each other, the difference between the two operation signals SA and SB becomes almost zero under normal conditions. Therefore, it can be determined whether or not the first abnormality determination condition is satisfied depending on whether or not the absolute value of the difference between the two operation signals SA and SB is smaller than the specified value. That is, when the absolute value of the difference between the two operation signals SA and SB becomes larger than the specified value, it can be determined that an abnormality has occurred in the signal.
次に、ROM24に記憶されたマッピングデータMa,Mbについて、図5ないし図10を用いて説明する。まず、操作信号SA,SBとアーム角速度ωとの関係について、説明する。
Next, the mapping data Ma and Mb stored in the
アーム操作装置26が操作されておらず、中立位置となっている場合、操作信号SA,SBは、いずれも一定値C0となる。このとき、アームシリンダ5Eは伸長も収縮もせず、アーム5Bは停止状態となるから、アーム角度の角速度であるアーム角速度ωは0(ゼロ)になる。
When the
これに対し、アーム操作装置26が中立位置から+側に最大操作された場合は、操作信号SAは一定値C0から増加した値Cpaとなり、操作信号SBは一定値C0から減少した値Cpbとなる(図6参照)。このとき、図5に示すように、アームシリンダ5Eは収縮動作を行い、アーム5Bはブーム5Aから離れる方向に回動する。これにより、アーム角速度ωは、例えば時計回り方向に対応して正側の値ω1となる。
On the other hand, when the
一方、アーム操作装置26が中立位置から−側に最大操作された場合は、操作信号SAは一定値C0から減少した値Cnaとなり、操作信号SBは一定値C0から増加した値Cnbとなる(図8参照)。このとき、図7に示すように、アームシリンダ5Eは伸長動作を行い、アーム5Bはブーム5Aに近付く方向に回動する。これにより、アーム角速度ωは、例えば反時計回り方向に対応して負側の値(−ω2)となる。
On the other hand, when the
このように、オペレータによるアーム操作装置26の操作量(レバーの倒し度合)に対して、操作信号SA,SBの値は一意に定まると共に、アーム角速度ωも操作信号SA,SBの値の大小に応じて相関を有するように変化する。即ち、操作信号SA,SBの値に対して、アーム角速度ωは依存性を有する。
In this way, the values of the operation signals SA and SB are uniquely determined with respect to the amount of operation of the
図5ないし図8に基づいて、操作信号SA,SBとアーム角速度ωとの関係を図示すると、図9および図10のようになる。図9に示すように、操作信号SAが増加すると、アーム角速度ωは増加する。これに対し、図10に示すように、操作信号SBが増加すると、アーム角速度ωは減少する。図9および図10に示すマッピングデータMa,Mbは、コントローラ20のROM24に保存されている。
9 and 10 show the relationship between the operation signals SA and SB and the arm angular velocity ω based on FIGS. 5 to 8. As shown in FIG. 9, as the operation signal SA increases, the arm angular velocity ω increases. On the other hand, as shown in FIG. 10, as the operation signal SB increases, the arm angular velocity ω decreases. The mapping data Ma and Mb shown in FIGS. 9 and 10 are stored in the
そこで、コントローラ20の第2エラー判定部は、操作信号SA,SBの信号データがアーム角速度ωの計測データに定められるマッピングデータMa,Mbの値と一致するか否かによって、操作信号SA,SBの信号データおよびアーム角速度ωの計測データとマッピングデータMa,Mbとの間の整合性に応じた第2異常判定条件を満たすか否かを判定する。
Therefore, the second error determination unit of the
次に、コントローラ20による異常判定処理について、図11を参照して説明する。なお、図11に示す異常判定処理は、入力のサンプリング周期Δt毎に実行される。また、エラーカウンタECの値は、初期値を0とし、0以上の整数であるとする。キースイッチ(図示せず)がONになると、コントローラ20は、ROM24から図11に示すプログラムを読み出して、異常判定処理を実行する。
Next, the abnormality determination process by the
まず、ステップS1では、操作信号SA,SBの値(信号データ)と、アーム角速度ωの値(計測データ)とをRAM23から取得する。続くステップS2では、操作信号SA,SBの和Sabが規定範囲(X±ΔX)から逸脱しているか否かを判定する。
First, in step S1, the values of the operation signals SA and SB (signal data) and the values of the arm angular velocity ω (measurement data) are acquired from the
ステップS2で「NO」と判定したときには、操作信号SA,SBの和Sabが規定範囲(X±ΔX)に収まっており、操作信号SA,SBは整合している。このため、ステップS3に移行して、エラーカウンタECをリセット(EC=0)し、処理を終了する。 When it is determined as "NO" in step S2, the sum Sab of the operation signals SA and SB is within the specified range (X ± ΔX), and the operation signals SA and SB are consistent. Therefore, the process proceeds to step S3, the error counter EC is reset (EC = 0), and the process ends.
一方、ステップS2で「YES」と判定したときには、操作信号SA,SBの和Sabが規定範囲(X±ΔX)から逸脱し、操作信号SA,SBに不整合が生じている。このため、ステップS4に移行して、エラーカウンタECの値を1だけ増加させる。 On the other hand, when it is determined as "YES" in step S2, the sum Sab of the operation signals SA and SB deviates from the specified range (X ± ΔX), and the operation signals SA and SB are inconsistent. Therefore, the process proceeds to step S4, and the value of the error counter EC is increased by 1.
続くステップS5では、エラーカウンタECの値が3以下か否かを判定する。異常が発生していなくても、例えば片側の信号線にノイズが重畳したことによって、2つの操作信号SA,SBの和Sabが、規定範囲(X±ΔX)を瞬間的に逸脱してしまう場合もある。そのような現象を誤って検出することを防止するため、エラーカウンタECを用いている。 In the following step S5, it is determined whether or not the value of the error counter EC is 3 or less. Even if no abnormality has occurred, for example, when noise is superimposed on one signal line, the sum Sab of the two operation signals SA and SB momentarily deviates from the specified range (X ± ΔX). There is also. An error counter EC is used to prevent such a phenomenon from being erroneously detected.
二重の操作信号SA,SBの不整合が連続して発生すると、エラーカウンタECの値は次第に大きくなっていく。ステップS5で「NO」と判定したときには、エラーカウンタECは十分に増加していないから、そのまま処理を終了する。 When the inconsistency of the double operation signals SA and SB occurs continuously, the value of the error counter EC gradually increases. When it is determined as "NO" in step S5, the error counter EC has not increased sufficiently, so the process ends as it is.
これに対し、ステップS5で「YES」と判定したときには、エラーカウンタECの値は、異常と判定できる程度まで十分に増加している。即ち、一定の回数(例えば3回)だけ連続して不整合が発生した場合には、アーム操作装置26に異常が発生したと判定する。このとき、ステップS6〜S13の処理を実行し、コントローラ20は、操作信号SA,SBおよびアーム角速度ωをROM24に記憶されたマッピングデータMa,Mbと照会する照会処理を実行する。
On the other hand, when it is determined as "YES" in step S5, the value of the error counter EC is sufficiently increased to the extent that it can be determined as abnormal. That is, when the inconsistency occurs continuously a certain number of times (for example, three times), it is determined that an abnormality has occurred in the
ステップS6では、マッピングデータMa,MbをROM24から取得する。続くステップS7では、アーム角速度ωに基づいて、操作信号SA,SBのどちらがマッピングデータMa,Mbに一致するかを判定する。ステップS7で、マッピングデータMaに操作信号SAが一致すると判定したときには、ステップS8に移行する。ステップS8では、操作信号SBの入力を遮断する。続くステップS9では、コントローラ20は、報知装置14に信号を出力し、アーム操作装置26の異常をオペレータに報知する。続くステップS10では、コントローラ20は、正常と判定された操作信号SAに基づいて、アームシリンダ5Eの制御動作を継続する。
In step S6, the mapping data Ma and Mb are acquired from the
一方、ステップS7で、マッピングデータMbに操作信号SBが一致すると判定したときには、ステップS11に移行する。ステップS11では、操作信号SAの入力を遮断する。続くステップS12では、コントローラ20は、報知装置14に信号を出力し、アーム操作装置26の異常をオペレータに報知する。続くステップS13では、コントローラ20は、正常と判定された操作信号SBに基づいて、アームシリンダ5Eの制御動作を継続する。
On the other hand, when it is determined in step S7 that the operation signal SB matches the mapping data Mb, the process proceeds to step S11. In step S11, the input of the operation signal SA is blocked. In the following step S12, the
なお、異常が発生して、ステップS10,S13のいずれかを実行した後は、図11に示す異常判定処理を実行する必要はない。また、ステップS2が第1エラー判定部20Aの具体的な処理内容を示し、ステップS7が第2エラー判定部20Bの具体的な処理内容を示している。
It is not necessary to execute the abnormality determination process shown in FIG. 11 after the abnormality occurs and any one of steps S10 and S13 is executed. Further, step S2 shows the specific processing content of the first
次に、一例として操作信号SAに異常が生じた場合のコントローラ20の具体的な異常判定処理の内容について、図12ないし図15を参照して説明する。
Next, as an example, the specific contents of the abnormality determination process of the
図12および図13に、操作信号SA,SB等の時間変化を示す。図12および図13に示すように、時刻t0まで操作信号SA,SBはいずれも正常である。このため、オペレータによるアーム操作装置26の操作に応じて、操作信号SAが一定値C0よりも大きい値となるときに、操作信号SBは一定値C0よりも小さい値になる。このため、操作信号SA,SBの和Sabは規定範囲(X±ΔX)となっている。
12 and 13 show time changes of operation signals SA, SB, and the like. As shown in FIGS. 12 and 13, the operation signals SA and SB are normal until time t0. Therefore, when the operation signal SA becomes a value larger than the constant value C0 in response to the operation of the
例えば信号線の切断等によって、時刻t0で操作信号SAに異常が生じると、操作信号SAは、一定値C0に比べて低下する。このとき、操作信号SA,SBの和Sabは、操作信号SAに従って低下するから、規定範囲(X±ΔX)から逸脱する。従って、時刻t0以降の時刻t1〜t3のいずれでも、操作信号SA,SBの和Sabは規定範囲(X±ΔX)から逸脱するから、エラーカウンタECは3回連続して増加する。この結果、コントローラ20は、操作信号SA,SBおよびアーム角速度ωをROM24に記憶されたマッピングデータMa,Mbと照会する照会処理を実行する。
For example, if an abnormality occurs in the operation signal SA at time t0 due to disconnection of the signal line or the like, the operation signal SA is lower than the constant value C0. At this time, since the sum Sab of the operation signals SA and SB decreases according to the operation signal SA, it deviates from the specified range (X ± ΔX). Therefore, at any of the times t1 to t3 after the time t0, the sum Sab of the operation signals SA and SB deviates from the specified range (X ± ΔX), so that the error counter EC increases three times in a row. As a result, the
図13に示すように、時刻t3で、アーム角速度ωは値ωfとなり、操作信号SAが値Cafとなり、操作信号SBが値Cbfとなる。このため、コントローラ20は、これらの値ωf,Caf,CbfをマッピングデータMa,Mbと照会する。
As shown in FIG. 13, at time t3, the arm angular velocity ω becomes the value ωf, the operation signal SA becomes the value Caf, and the operation signal SB becomes the value Cbf. Therefore, the
このとき、アーム角速度ωの値ωfは正の値になっている。従って、マッピングデータMa,Mbに従えば、操作信号SA,SBが正常な状態では、操作信号SAは一定値C0よりも大きな値Caf′となり(図14参照)、操作信号SBは一定値C0よりも小さな値となる(図15参照)。 At this time, the value ωf of the arm angular velocity ω is a positive value. Therefore, according to the mapping data Ma and MB, when the operation signals SA and SB are normal, the operation signal SA becomes a value Caf'larger than the constant value C0 (see FIG. 14), and the operation signal SB is from the constant value C0. Is also a small value (see FIG. 15).
これに対し、図13に示すように、時刻t3で操作信号SA,SBの値Caf,Cbfは、いずれも一定値C0よりも小さくなっている。図15に示すように、操作信号SBの値Cbfは、アーム角速度ωは値ωfによって求められるマッピングデータMbによる値と一致する。このため、コントローラ20は、操作信号SBが正常であると判定する。これに対し、図14に示すように、操作信号SAの値Cafは、アーム角速度ωは値ωfによって求められるマッピングデータMaによる値Caf′と一致しない。これにより、コントローラ20は、操作信号SAが異常で、操作信号SBが正常であると判定する。この結果、コントローラ20は、操作信号SAを遮断して、操作信号SBを用いて以降のアーム5Bの制御を継続する。
On the other hand, as shown in FIG. 13, the values Caf and Cbf of the operation signals SA and SB are all smaller than the constant value C0 at the time t3. As shown in FIG. 15, the value Cbf of the operation signal SB has the arm angular velocity ω coincident with the value obtained by the mapping data Mb obtained by the value ωf. Therefore, the
かくして、第1の実施の形態によれば、コントローラ20は、アーム操作装置26から出力される二重の操作信号SA,SBに基づく信号データと、これら二重の操作信号SA,SBの値に対応してアーム角度センサ8(検出装置)により検出された検出値に基づくアーム角速度ωの計測データとを記憶するRAM23(第1記憶部)と、正常状態における操作信号SA,SBの信号データとアーム角速度ωの計測データとの対応関係を示すマッピングデータMa,Mbを記憶するROM24(第2記憶部)と、を備えている。これに加え、コントローラ20は、RAM23に記憶された操作信号SA,SBの信号データおよびアーム角速度ωの計測データと、ROM24に記憶されたマッピングデータMa,Mbとを照会することによって、操作信号SA,SBの異常を判断する。
Thus, according to the first embodiment, the
これにより、コントローラ20は、操作信号SA,SBの片方が正常な場合に、操作信号SA,SBのうち異常なものと正常なものとを判別することができる。即ち、アーム操作装置26に異常が発生しても、コントローラ20で異常を検知して、操作信号SA,SBのうち正常なものを判別することができる。このため、コントローラ20は、操作信号SA,SBのうち正常なものを用いて、アーム5Bの動作を制御することができる。この結果、コントローラ20は、二重の操作信号SA,SBのうち一方の操作信号(例えば操作信号SA)に異常があると判定したときには、他方の正常な操作信号(例えば操作信号SB)を用いてアームシリンダ5E(アクチュエータ)の動作制御を継続することができ、可能な範囲で作業を継続することができる。
As a result, when one of the operation signals SA and SB is normal, the
また、コントローラ20は、二重の操作信号SA,SBが両者の整合性に応じた第1異常判定条件を満たすか否かに基づいて操作信号SA,SBの異常を判定する第1エラー判定部20Aと、操作信号SA,SBの信号データおよびアーム角速度ωの計測データとマッピングデータMa,Mbとの間の整合性に応じた第2異常判定条件を満たすか否かに基づいて操作信号SA,SBの異常を判定する第2エラー判定部20Bと、を備えている。
Further, the
このため、操作信号SA,SBの片方が異常な場合には、コントローラ20は、第1エラー判定部20Aの判定結果と第2エラー判定部20Bの判定結果とに基づいて、操作信号SA,SBのうち異常な操作信号(例えば操作信号SA)と正常な操作信号(例えば操作信号SB)を判別することができる。
Therefore, when one of the operation signals SA and SB is abnormal, the
このとき、コントローラ20は、二重の操作信号SA,SBが両者の整合性に応じた第1異常判定条件を満たさなくなったときに、操作信号SA,SBの信号データおよびアーム角速度ωの計測データとマッピングデータMa,Mbとを照会し、二重の操作信号SA,SBのうち信号データがマッピングデータMa,Mbに整合した操作信号(例えば操作信号SB)を用いて、アームシリンダ5E(アクチュエータ)の動作制御を継続する。
At this time, the
このため、コントローラ20は、二重の操作信号SA,SBが第1異常判定条件を満たすか否かを判定することによって、操作信号SA,SBの両方が正常か否かは判定することができ、マッピングデータMa,Mbとの照会処理を抑制することができる。従って、コントローラ20の処理負荷を低減することができる。
Therefore, the
また、コントローラ20は、二重の操作信号SA,SBが第1異常判定条件を満たさなくなったときに、操作信号SA,SBの信号データおよびアーム角速度ωの計測データとマッピングデータMa,Mbとを照会する。このため、コントローラ20は、二重の操作信号SA,SBのうち信号データがマッピングデータMa,Mbに整合した操作信号(例えば操作信号SB)を用いて、アームシリンダ5Eの動作制御を継続することができ、作業の中断を抑制することができる。
Further, when the double operation signals SA and SB do not satisfy the first abnormality determination condition, the
次に、図2、図16ないし図19を用いて、本発明の第2の実施の形態について説明する。第2の実施の形態の特徴は、コントローラは、二重の操作信号の両方にマッピングデータとの乖離を検知した場合には、二重の操作信号が両者の整合性に応じた第1異常判定条件を満たすか否かを判断することにある。なお、第2の実施の形態において、第1の実施の形態と同一の構成要素は同一の符号を付し、その説明を省略する。 Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 2, 16 to 19. The feature of the second embodiment is that when the controller detects a deviation from the mapping data in both of the double operation signals, the double operation signal determines the first abnormality according to the consistency between the two. It is to judge whether or not the condition is satisfied. In the second embodiment, the same components as those in the first embodiment are designated by the same reference numerals, and the description thereof will be omitted.
図2に示すように、第2の実施の形態のコントローラ30は、第1の実施の形態のコントローラ20とほぼ同様に構成されている。このとき、コントローラ30は、二重の操作信号SA,SBが両者の整合性に応じた第1異常判定条件を満たすか否かに基づいて操作信号SA,SBの異常を判定する第1エラー判定部30Aと、操作信号SA,SBの信号データおよびアーム角速度ωの計測データとマッピングデータMa,Mbとの間の整合性に応じた第2異常判定条件を満たすか否かに基づいて操作信号SA,SBの異常を判定する第2エラー判定部30Bと、を備えている。また、図16に示すように、コントローラ30は、CPU21、入力受信部22、RAM23、ROM24、減圧弁制御部25を備えている。
As shown in FIG. 2, the
但し、CPU21の二重入力判定部21Cは、第1エラーカウンタEC1の値および第2エラーカウンタEC2の値に基づいて、二重の操作信号SA,SBの正常と異常を判定する。この点で、コントローラ30は、単一のエラーカウンタECの値に基づいて、二重の操作信号SA,SBの正常と異常を判定する第1の実施の形態のコントローラ20とは異なっている。
However, the double
次に、コントローラ30による異常判定処理について、図18および図19を参照して説明する。なお、図18および図19に示す異常判定処理は、入力のサンプリング周期Δt毎に実行される。また、エラーカウンタEC1,EC2の値は、初期値を0とし、0以上の整数であるとする。キースイッチ(図示せず)がONになると、コントローラ30は、ROM24から図18および図19に示すプログラムを読み出して、異常判定処理を実行する。
Next, the abnormality determination process by the
まず、ステップS21では、操作信号SA,SBの値(信号データ)と、アーム角速度ωの値(計測データ)とをRAM23から取得する。続くステップS22では、マッピングデータMa,MbをROM24から取得する。
First, in step S21, the values of the operation signals SA and SB (signal data) and the values of the arm angular velocity ω (measurement data) are acquired from the
続くステップS23では、アーム角速度ωに基づいて、操作信号SAがマッピングデータMaに一致するか否かを判定する。ステップS23で「YES」と判定したときには、マッピングデータMaに操作信号SAが一致するから、ステップS24に移行する。ステップS24では、アーム角速度ωに基づいて、操作信号SBがマッピングデータMbに一致するか否かを判定する。 In the following step S23, it is determined whether or not the operation signal SA matches the mapping data Ma based on the arm angular velocity ω. When it is determined as "YES" in step S23, the operation signal SA matches the mapping data Ma, so the process proceeds to step S24. In step S24, it is determined whether or not the operation signal SB matches the mapping data Mb based on the arm angular velocity ω.
ステップS24で「NO」と判定したときには、操作信号SBがマッピングデータMbに一致していない。このため、ステップS25に移行して、第1エラーカウンタEC1の値を1だけ増加させる。 When it is determined as "NO" in step S24, the operation signal SB does not match the mapping data Mb. Therefore, the process proceeds to step S25, and the value of the first error counter EC1 is increased by 1.
続くステップS26では、第1エラーカウンタEC1の値が3以下か否かを判定する。ステップS26で「NO」と判定したときには、第1エラーカウンタEC1は十分に増加していないから、ステップS31に移行して、第2エラーカウンタEC2をリセット(EC2=0)し、処理を終了する。 In the following step S26, it is determined whether or not the value of the first error counter EC1 is 3 or less. When it is determined as "NO" in step S26, the first error counter EC1 has not increased sufficiently, so the process proceeds to step S31, the second error counter EC2 is reset (EC2 = 0), and the process ends. ..
これに対し、ステップS26で「YES」と判定したときには、第1エラーカウンタEC1の値は、異常と判定できる程度まで十分に増加している。このため、ステップS27に移行して、操作信号SBが異常であると判定する。続くステップS28では、コントローラ30は、報知装置14に信号を出力し、アーム操作装置26の異常をオペレータに報知する。続くステップS29では、コントローラ30は、正常と判定された操作信号SAに基づいて、アームシリンダ5Eの制御動作を継続する。
On the other hand, when it is determined as "YES" in step S26, the value of the first error counter EC1 is sufficiently increased to the extent that it can be determined as abnormal. Therefore, the process proceeds to step S27, and it is determined that the operation signal SB is abnormal. In the following step S28, the
一方、ステップS24で「YES」と判定したときには、操作信号SA,SBはいずれも正常である。このため、ステップS30に移行して、第1エラーカウンタEC1をリセット(EC1=0)する。続くステップS31では、第2エラーカウンタEC2をリセット(EC2=0)し、処理を終了する。 On the other hand, when it is determined as "YES" in step S24, both the operation signals SA and SB are normal. Therefore, the process proceeds to step S30, and the first error counter EC1 is reset (EC1 = 0). In the following step S31, the second error counter EC2 is reset (EC2 = 0), and the process ends.
また、ステップS23で「NO」と判定したときには、ステップS32に移行する。ステップS32では、アーム角速度ωに基づいて、操作信号SBがマッピングデータMbに一致するか否かを判定する。 Further, when it is determined as "NO" in step S23, the process proceeds to step S32. In step S32, it is determined whether or not the operation signal SB matches the mapping data Mb based on the arm angular velocity ω.
ステップS32で「YES」と判定したときには、操作信号SBがマッピングデータMbに一致し、操作信号SAがマッピングデータMaに一致していない。このため、ステップS33に移行して、第1エラーカウンタEC1の値を1だけ増加させる。 When "YES" is determined in step S32, the operation signal SB matches the mapping data Mb, and the operation signal SA does not match the mapping data Ma. Therefore, the process proceeds to step S33, and the value of the first error counter EC1 is increased by 1.
続くステップS34では、第1エラーカウンタEC1の値が3以下か否かを判定する。ステップS34で「NO」と判定したときには、第1エラーカウンタEC1の値は十分に増加していないから、ステップS31に移行して、第2エラーカウンタEC2をリセット(EC2=0)し、処理を終了する。 In the following step S34, it is determined whether or not the value of the first error counter EC1 is 3 or less. When it is determined as "NO" in step S34, the value of the first error counter EC1 has not increased sufficiently. Therefore, the process proceeds to step S31, the second error counter EC2 is reset (EC2 = 0), and the process is performed. finish.
これに対し、ステップS34で「YES」と判定したときには、第1エラーカウンタEC1の値は、異常と判定できる程度まで十分に増加している。このため、ステップS35に移行して、操作信号SAが異常であると判定する。続くステップS36では、コントローラ30は、報知装置14に信号を出力し、アーム操作装置26の異常をオペレータに報知する。続くステップS37では、コントローラ30は、正常と判定された操作信号SBに基づいて、アームシリンダ5Eの制御動作を継続する。
On the other hand, when it is determined as "YES" in step S34, the value of the first error counter EC1 is sufficiently increased to the extent that it can be determined as abnormal. Therefore, the process proceeds to step S35, and it is determined that the operation signal SA is abnormal. In the following step S36, the
また、ステップS32で「NO」と判定したときには、操作信号SA,SBがいずれもマッピングデータMa,Mbに一致していない。このため、ステップS38に移行して、第2エラーカウンタEC2の値を1だけ増加させる。 Further, when it is determined as "NO" in step S32, none of the operation signals SA and SB match the mapping data Ma and Mb. Therefore, the process proceeds to step S38, and the value of the second error counter EC2 is increased by 1.
続くステップS39では、第2エラーカウンタEC2の値が3以下か否かを判定する。ステップS39で「NO」と判定したときには、第2エラーカウンタEC2の値は十分に増加していないから、ステップS40に移行して、第1エラーカウンタEC1をリセット(EC1=0)し、処理を終了する。 In the following step S39, it is determined whether or not the value of the second error counter EC2 is 3 or less. When it is determined as "NO" in step S39, the value of the second error counter EC2 has not increased sufficiently. Therefore, the process proceeds to step S40, the first error counter EC1 is reset (EC1 = 0), and the process is performed. finish.
これに対し、ステップS39で「YES」と判定したときには、第2エラーカウンタEC2の値は、異常と判定できる程度まで十分に増加している。このため、ステップS41に移行して、操作信号SA,SBの和Sabが規定範囲(X±ΔX)から逸脱しているか否かを判定する。 On the other hand, when it is determined as "YES" in step S39, the value of the second error counter EC2 is sufficiently increased to the extent that it can be determined as abnormal. Therefore, the process proceeds to step S41, and it is determined whether or not the sum Sab of the operation signals SA and SB deviates from the specified range (X ± ΔX).
ステップS41で「NO」と判定したときには、操作信号SA,SBの和Sabが規定範囲(X±ΔX)に収まっており、操作信号SA,SBは整合している。このため、ステップS42に移行して、アーム角度センサ8が異常であると判定する。続くステップS43では、コントローラ30は、報知装置14に信号を出力し、アーム角度センサ8の異常をオペレータに報知する。続くステップS44では、コントローラ30は、操作信号SA,SBに基づいて、アームシリンダ5Eの制御動作を継続する。
When "NO" is determined in step S41, the sum Sab of the operation signals SA and SB is within the specified range (X ± ΔX), and the operation signals SA and SB are consistent. Therefore, the process proceeds to step S42, and it is determined that the
一方、ステップS41で「YES」と判定したときには、操作信号SA,SBの和Sabが規定範囲(X±ΔX)から逸脱している。このため、ステップS45に移行して、例えば電源電圧が低下して、操作信号SA,SBがいずれも低下している場合のように、アーム操作装置26に例外的な異常が生じていると判定する。続くステップS46では、コントローラ30は、報知装置14に信号を出力し、アーム操作装置26の例外的な異常をオペレータに報知する。続くステップS47では、コントローラ30は、操作信号SA,SBを遮断し、アームシリンダ5Eの制御動作を停止する。
On the other hand, when it is determined as "YES" in step S41, the sum Sab of the operation signals SA and SB deviates from the specified range (X ± ΔX). Therefore, in the transition to step S45, it is determined that an exceptional abnormality has occurred in the
なお、第2の実施の形態では、ステップS47では、アームシリンダ5Eの制御動作を停止するものとしたが、本発明はこれに限らない。例えばステップS47では、作業装置5が安全姿勢になるように、コントローラ30によってシリンダ5D〜5Fを強制的に制御してもよい。
In the second embodiment, the control operation of the
また、異常が発生して、ステップS29,S37,S44,S47のいずれかを実行した後は、図18および図19に示す異常判定処理を実行する必要はない。さらに、ステップS41が第1エラー判定部30Aの具体的な処理内容を示し、ステップS23,S24,S32が第2エラー判定部30Bの具体的な処理内容を示している。
Further, after an abnormality occurs and any one of steps S29, S37, S44, and S47 is executed, it is not necessary to execute the abnormality determination process shown in FIGS. 18 and 19. Further, step S41 shows the specific processing contents of the first
かくして、このように構成された第2の実施の形態においても、前述した第1の実施の形態とほぼ同様の作用効果を得ることができる。また、第2の実施の形態では、コントローラ30は、二重の操作信号SA,SBの両方の信号データにマッピングデータMa,Mbとの乖離を検知した場合には、二重の操作信号SA,SBが両者の整合性に応じた第1異常判定条件を満たすか否かを判断する。このため、コントローラ30は、二重の操作信号SA,SBの両方の信号データにマッピングデータMa,Mbとの乖離を検知した場合であって、二重の操作信号SA,SBが第1異常判定条件を満たすときは、操作信号SA,SBではなく、アーム角度センサ8の異常であると判定する。このため、コントローラ30は、二重の操作信号SA,SBが第1異常判定条件を満たすときは、アームシリンダ5Eの動作制御を継続させる。
Thus, even in the second embodiment configured in this way, it is possible to obtain almost the same effect and effect as in the first embodiment described above. Further, in the second embodiment, when the
一方、アーム操作装置26の内部で二重の操作信号SA,SBを直接生成しない部位に異常が生じることも考えられる。例えば、アーム操作装置26の内部で基準電圧生成部が故障し、電圧が低下した場合、操作信号SA,SBは、図17中に破線で示す正常な特性に対して、図17中に実線で示す異常な特性になる可能性がある。
On the other hand, it is conceivable that an abnormality may occur in a portion where the double operation signals SA and SB are not directly generated inside the
これに対し、コントローラ30は、二重の操作信号SA,SBの両方の信号データにマッピングデータMa,Mbとの乖離を検知した場合であって、二重の操作信号SA,SBが第1異常判定条件を満たさないときは、操作信号SA,SBの両方が異常であると判定する。このため、コントローラ30は、二重の操作信号SA,SBが第1異常判定条件を満たさないときは、アームシリンダ5Eの動作制御を停止させる。
On the other hand, the
次に、図2、図20および図21を用いて、本発明の第3の実施の形態について説明する。第3の実施の形態の特徴は、コントローラは、二重の操作信号に異常が生じたときに、エンジンの出力制限を可能としたことにある。なお、第2の実施の形態において、第1の実施の形態と同一の構成要素は同一の符号を付し、その説明を省略する。 Next, a third embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 2, 20 and 21. A feature of the third embodiment is that the controller makes it possible to limit the output of the engine when an abnormality occurs in the double operation signal. In the second embodiment, the same components as those in the first embodiment are designated by the same reference numerals, and the description thereof will be omitted.
図2に示すように、第3の実施の形態のコントローラ40は、第1の実施の形態のコントローラ20とほぼ同様に構成されている。このとき、コントローラ40は、二重の操作信号SA,SBが両者の整合性に応じた第1異常判定条件を満たすか否かに基づいて操作信号SA,SBの異常を判定する第1エラー判定部40Aと、操作信号SA,SBの信号データおよびアーム角速度ωの計測データとマッピングデータMa,Mbとの間の整合性に応じた第2異常判定条件を満たすか否かに基づいて操作信号SA,SBの異常を判定する第2エラー判定部40Bと、を備えている。
As shown in FIG. 2, the controller 40 of the third embodiment is configured in substantially the same manner as the
次に、第3の実施の形態による異常判定処理について、図20を参照して説明する。なお、図20に示す異常判定処理は、入力のサンプリング周期Δt毎に実行される。また、エラーカウンタECの値は、初期値を0とし、0以上の整数であるとする。キースイッチ(図示せず)がONになると、コントローラ40は、ROM24から図20に示すプログラムを読み出して、異常判定処理を実行する。
Next, the abnormality determination process according to the third embodiment will be described with reference to FIG. The abnormality determination process shown in FIG. 20 is executed every input sampling cycle Δt. Further, the value of the error counter EC is assumed to be an initial value of 0 and an integer of 0 or more. When the key switch (not shown) is turned on, the controller 40 reads the program shown in FIG. 20 from the
まず、ステップS51では、操作信号SA,SBの値(信号データ)と、アーム角速度ωの値(計測データ)とをRAM23から取得する。続くステップS52では、操作信号SA,SBの和Sabが規定範囲(X±ΔX)から逸脱しているか否かを判定する。
First, in step S51, the values of the operation signals SA and SB (signal data) and the values of the arm angular velocity ω (measurement data) are acquired from the
ステップS52で「NO」と判定したときには、操作信号SA,SBの和Sabが規定範囲(X±ΔX)になっており、操作信号SA,SBは整合している。このため、ステップS53に移行して、エラーカウンタECをリセット(EC=0)し、処理を終了する。 When "NO" is determined in step S52, the sum Sab of the operation signals SA and SB is within the specified range (X ± ΔX), and the operation signals SA and SB are consistent. Therefore, the process proceeds to step S53, the error counter EC is reset (EC = 0), and the process ends.
一方、ステップS52で「YES」と判定したときには、操作信号SA,SBの和Sabが規定範囲(X±ΔX)から逸脱し、操作信号SA,SBに不整合が生じている。このため、ステップS54に移行して、エラーカウンタECの値を1だけ増加させる。 On the other hand, when it is determined as "YES" in step S52, the sum Sab of the operation signals SA and SB deviates from the specified range (X ± ΔX), and the operation signals SA and SB are inconsistent. Therefore, the process proceeds to step S54, and the value of the error counter EC is increased by 1.
続くステップS55では、エラーカウンタECの値が3以下か否かを判定する。ステップS55で「NO」と判定したときには、エラーカウンタECは十分に増加していないから、そのまま処理を終了する。 In the following step S55, it is determined whether or not the value of the error counter EC is 3 or less. When it is determined as "NO" in step S55, the error counter EC has not increased sufficiently, so the process ends as it is.
これに対し、ステップS55で「YES」と判定したときには、エラーカウンタECの値は、異常と判定できる程度まで十分に増加している。このため、ステップS56に移行して、マッピングデータMa,MbをROM24から取得する。続くステップS57では、アーム角速度ωに基づいて、操作信号SA,SBのどちらがマッピングデータMa,Mbに一致するかを判定する。ステップS57で、マッピングデータMaに操作信号SAが一致すると判定したときには、ステップS58に移行する。ステップS58では、操作信号SB異常時エンジン連携処理を実行する。一方、ステップS57で、マッピングデータMbに操作信号SBが一致すると判定したときには、ステップS59に移行する。ステップS59では、操作信号SA異常時エンジン連携処理を実行する。
On the other hand, when it is determined as "YES" in step S55, the value of the error counter EC is sufficiently increased to the extent that it can be determined as abnormal. Therefore, the process proceeds to step S56, and the mapping data Ma and Mb are acquired from the
次に、操作信号SB異常時エンジン連携処理について、図21を参照して説明する。 Next, the engine cooperation process when the operation signal SB is abnormal will be described with reference to FIG.
ステップS61では、操作信号SA,SBを両方とも遮断する。続くステップS62では、コントローラ40は、報知装置14に信号を出力し、アーム操作装置26の異常をオペレータに報知する。続くステップS63では、エンジン10の出力を継続するか制限するかのいずれを選択するか、オペレータに確認し、ステップS64に移行する。
In step S61, both the operation signals SA and SB are blocked. In the following step S62, the controller 40 outputs a signal to the
ステップS64では、エンジン10の出力を制限するか否かを判定する。ステップS64で「YES」と判定したときには、ステップS65に移行して、コントローラ40は、エンジンコントローラ10Aにエンジン10の出力を制限する出力制限指令を送信する。続くステップS66では、エンジンコントローラ10Aから予め決められた規定時間内に応答があったか否かを判定する。
In step S64, it is determined whether or not to limit the output of the
ステップS66で「NO」と判定したときには、エンジン出力の制限前であるから、ステップS65に戻る。一方、ステップS66で「YES」と判定したときには、エンジンコントローラ10Aは、コントローラ40による出力制限指令を受信して、エンジン出力の制限を開始している。この場合、エンジン10は、例えば作業装置5を安定姿勢に変更が可能となり、最小限の走行移動が可能となるような油圧が発生する回転数で駆動する。このため、ステップS67に移行する。
When "NO" is determined in step S66, the process returns to step S65 because the engine output has not been limited. On the other hand, when it is determined as "YES" in step S66, the
また、ステップS64で「NO」と判定したときも、ステップS67に移行する。ステップS67では、正常な操作信号SAのみ遮断を解除する。続くステップS68では、操作信号SAに基づいて、アームシリンダ5Eの制御を継続する。
Further, when it is determined as "NO" in step S64, the process proceeds to step S67. In step S67, only the normal operation signal SA is released. In the following step S68, the control of the
なお、操作信号SA異常時エンジン連携処理は、ステップS67で解除するのが操作信号SBになる点、および、ステップS68で操作信号SBに基づいてアームシリンダ5Eの制御を継続する点の2点が異なるものの、残りの処理は操作信号SB異常時エンジン連携処理と同一である。このため、操作信号SA異常時エンジン連携処理について、詳細な説明は省略する。
The engine cooperation process when the operation signal SA is abnormal has two points: that the operation signal SB is released in step S67 and that the control of the
また、ステップS52が第1エラー判定部40Aの具体的な処理内容を示し、ステップS57が第2エラー判定部40Bの具体的な処理内容を示している。
Further, step S52 shows the specific processing content of the first
かくして、このように構成された第3の実施の形態においても、前述した第1の実施の形態とほぼ同様の作用効果を得ることができる。また、操作信号SA,SBのいずれかに異常が生じたときには、稼働を継続する場合であっても、所定の制限を設けるのが好ましい場合がある。特に、エンジン10は、異常が発生した以降は、その出力を制限した方がよい場合がある。これに対し、第3の実施の形態では、操作信号SA,SBに異常が生じたときに、エンジン10の出力制限も併せて実行することができる。
Thus, even in the third embodiment configured in this way, it is possible to obtain almost the same effect and effect as in the first embodiment described above. Further, when an abnormality occurs in any of the operation signals SA and SB, it may be preferable to set a predetermined limit even when the operation is continued. In particular, it may be better to limit the output of the
一方、操作信号SA,SBに異常が生じたときであっても、例えば油圧ショベル1が急な傾斜面に位置する場合のように、油圧ショベル1が不安定な場所に位置していることがある。この場合、油圧ショベル1の駆動力を確保して、油圧ショベル1を安定した場所に移動させるために、エンジン10の出力は制限しない方がよい。これに対し、第3の実施の形態では、操作信号SA,SBに異常が生じたときには、オペレータによってエンジン10の出力を制限するか否かを選択可能としている。これにより、操作信号SA,SBに異常が生じたときでも、必要なエンジン10の出力を確保することができる。
On the other hand, even when an abnormality occurs in the operation signals SA and SB, the
なお、第3の実施の形態では、操作信号SA異常時エンジン連携処理や操作信号SB異常時エンジン連携処理でエンジン10の出力制限を行うか否かを選択するものとした。本発明はこれに限らず、例えばこれらの処理に加えて、その他入力装置(図示せず)を通じて、エンジン10の出力制限を行うか否かを選択できる機能を追加してもよい。
In the third embodiment, it is selected whether or not to limit the output of the
第3の実施の形態では、第1の実施の形態による異常判定処理に、操作信号SA異常時エンジン連携処理と操作信号SB異常時エンジン連携処理を適用するものとした。本発明はこれに限らず、第2の実施の形態による異常判定処理に、操作信号SA異常時エンジン連携処理と操作信号SB異常時エンジン連携処理を適用してもよい。即ち、図18中のステップS27〜S29に代えて、操作信号SB異常時エンジン連携処理を適用し、図18中のステップS35〜S37に代えて、操作信号SA異常時エンジン連携処理を適用してもよい。 In the third embodiment, the operation signal SA abnormality engine cooperation processing and the operation signal SB abnormality engine cooperation processing are applied to the abnormality determination processing according to the first embodiment. The present invention is not limited to this, and the operation signal SA abnormality engine cooperation processing and the operation signal SB abnormality engine cooperation processing may be applied to the abnormality determination processing according to the second embodiment. That is, the operation signal SB abnormal engine cooperation process is applied instead of steps S27 to S29 in FIG. 18, and the operation signal SA abnormal engine cooperation process is applied instead of steps S35 to S37 in FIG. May be good.
前記各実施の形態では、コントローラ20,30,40は、アーム角度センサ8を用いたアームシリンダ5Eの制御に用いた場合を例に挙げて説明した。本発明はこれに限らず、コントローラは、ブーム角度センサ7を用いたブームシリンダ5Dの制御に用いてもよく、バケット角度センサ9を用いたバケットシリンダ5Fの制御に用いてもよい。
In each of the above-described embodiments, the
前記各実施の形態では、操作信号SA,SBは、例えば操作入力に応じて電圧値が変わるアナログ信号である場合を例に説明した。本発明はこれに限らず、例えば操作信号は、操作入力に応じてデューティ比が変わる信号でもよい。この場合、一方の操作信号は、他方の操作信号を反転させたものでもよい。 In each of the above-described embodiments, the case where the operation signals SA and SB are analog signals whose voltage values change according to the operation input has been described as an example. The present invention is not limited to this, and for example, the operation signal may be a signal whose duty ratio changes according to the operation input. In this case, one operation signal may be an inverted version of the other operation signal.
前記各実施の形態では、RAM23は、アーム角度センサ8によって検出されたアーム角度に基づいて、角速度演算部21Bが演算したアーム角速度ωを保存するものとした。本発明はこれに限らず、例えば検出装置に角速度センサを用いることによってアーム角速度ωが直接的に検出できる場合には、RAM23は、検出装置がよって検出されたアーム角速度ωを保存してもよい。この点は、ブーム角速度、バケット角速度を検出する場合でも、同様である。
In each of the above embodiments, the
前記各実施の形態では、建設機械として油圧ショベル1を例に挙げて説明した。本発明はこれに限らず、例えばホイールローダのような各種の建設機械に適用可能である。
In each of the above-described embodiments, the
1 油圧ショベル(建設機械)
5 作業装置
5D ブームシリンダ(アクチュエータ)
5E アームシリンダ(アクチュエータ)
5F バケットシリンダ(アクチュエータ)
7 ブーム角度センサ(検出装置)
8 アーム角度センサ(検出装置)
9 バケット角度センサ(検出装置)
14 報知装置
15 コントロールバルブ
16,17 電磁比例減圧弁
20,30,40 コントローラ
20A,30A,40A 第1エラー判定部
20B,30A,40A 第2エラー判定部
23 RAM(第1記憶部)
24 ROM(第2記憶部)
26 アーム操作装置(操作装置)
1 Hydraulic excavator (construction machinery)
5 Working
5E arm cylinder (actuator)
5F bucket cylinder (actuator)
7 Boom angle sensor (detector)
8 Arm angle sensor (detector)
9 Bucket angle sensor (detector)
14
24 ROM (second storage unit)
26 Arm operating device (operating device)
Claims (4)
前記アクチュエータを操作する操作装置と、
前記アクチュエータの動作状態を検出する検出装置と、
前記操作装置から出力される二重の操作信号に従って前記アクチュエータの動作を制御するコントローラと、を備えた建設機械において、
前記コントローラは、
前記操作装置から出力される前記二重の操作信号に基づく信号データと、前記二重の操作信号の信号データに対応して前記検出装置により検出された検出値に基づく計測データとを記憶する第1記憶部と、
正常状態における前記信号データと前記計測データとの対応関係を示すマッピングデータを記憶する第2記憶部と、を備え、
前記第1記憶部に記憶された前記信号データおよび前記計測データと、前記第2記憶部に記憶された前記マッピングデータとを照会することによって、前記操作信号の異常を判断し、
前記二重の操作信号のうち一方の操作信号に異常があると判定したときには、他方の正常な操作信号を用いて前記アクチュエータの動作制御を継続することを特徴とする建設機械。 Actuator and
An operating device that operates the actuator and
A detection device that detects the operating state of the actuator and
In a construction machine provided with a controller that controls the operation of the actuator according to a double operation signal output from the operation device.
The controller
A second that stores signal data based on the double operation signal output from the operation device and measurement data based on a detection value detected by the detection device corresponding to the signal data of the double operation signal. 1 storage unit and
A second storage unit for storing mapping data indicating a correspondence relationship between the signal data and the measurement data in a normal state is provided.
By inquiring the signal data and the measurement data stored in the first storage unit and the mapping data stored in the second storage unit, an abnormality of the operation signal is determined.
A construction machine characterized in that when it is determined that one of the double operation signals has an abnormality, the operation control of the actuator is continued by using the other normal operation signal.
前記二重の操作信号が両者の整合性に応じた第1異常判定条件を満たさなくなったときに、前記信号データおよび前記計測データと前記マッピングデータとを照会し、
前記二重の操作信号のうち前記信号データが前記マッピングデータに整合した操作信号を用いて、前記アクチュエータの動作制御を継続することを特徴とする請求項2に記載の建設機械。 The controller
When the double operation signal no longer satisfies the first abnormality determination condition according to the consistency between the two, the signal data, the measurement data, and the mapping data are queried.
The construction machine according to claim 2, wherein the operation control of the actuator is continued by using the operation signal whose signal data matches the mapping data among the double operation signals.
前記二重の操作信号の両方の信号データが前記マッピングデータと乖離した場合には、前記二重の操作信号が両者の整合性に応じた第1異常判定条件を満たすか否かを判断し、
前記二重の操作信号が第1異常判定条件を満たすときは、前記アクチュエータの動作制御を継続し、
前記二重の操作信号が第1異常判定条件を満たさないときは、前記アクチュエータの動作制御を停止させることを特徴とする請求項2に記載の建設機械。 The controller
When both signal data of the double operation signal deviate from the mapping data, it is determined whether or not the double operation signal satisfies the first abnormality determination condition according to the consistency between the two.
When the double operation signal satisfies the first abnormality determination condition, the operation control of the actuator is continued.
The construction machine according to claim 2, wherein when the double operation signal does not satisfy the first abnormality determination condition, the operation control of the actuator is stopped.
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