JPH11324024A - 建設機械における分散型制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 運転室内に必要最少限の表示装置を設けて運
転室空間を十分に確保するとともに、共通の通信ライン
および分散配置された各制御装置における通信量を調節
可能にすること。 【解決手段】 建設機械１各部に設けた検出手段から入
手した情報に基づいて、建設機械各部の動作を制御する
複数の制御装置２０，２２，２５と、建設機械各部の状
況を表示する表示装置２６とを備え、これらの制御装置
および表示装置を共通の通信ラインを介して接続してな
る建設機械における分散型制御装置において、前記表示
装置２６は、複数種類の表示情報を切換表示可能な単一
の表示部２９を備え、前記各制御装置および前記表示装
置は、前記各制御装置または前記表示装置における時間
あたりの通信量が所定の範囲を越える場合は、時間当た
りの通信量を変更する送受信管理手段を備えることを特
徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、建設機械における
分散型制御装置に係わり、特に油圧ショベル等の建設機
械の各部を制御する複数の制御装置と建設機械各部の状
況を表示する表示装置を共通の通信ラインを介して接続
した建設機械における分散型制御装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、油圧ショベル等の建設機械に備え
られる制御装置は、概略、建設機械への操作指令を行う
第１の制御装置と、この第１の制御装置からの操作指令
に基づいて、建設機械各部の操作に必要な制御演算指令
を行う第２の制御装置と、この第２の制御装置からの演
算制御指令を建設機械各部を駆動するためのアクチュエ
ータに出力する第３の制御装置と、建設機械の各部の状
況を表示する表示装置とから構成されている。これらの
制御装置や表示装置間には相互に関連する信号を授受す
るための電気信号線が多数配設されている。

【０００３】この電気信号線の多数配設は、配線接続に
よって行うために構造が複雑化し、高コスト化を招いて
いた。これを解決するために、特公平７−１１３８５４
号公報には、分散配置した各制御装置や表示装置間を共
通のバスで接続して制御信号を授受する建設機械におけ
る分散型制御装置が提案されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上記の従来技術によれ
ば、電気信号線の接続を簡素化し、コストの低減を図る
ことができ、その結果、建設機械の制御装置の改善を図
ることができる。

【０００５】一方、建設機械は、建設機械の操作性の向
上を図るために、種々の情報、例えば、通常の運転時に
必要な燃料残量、エンジン回転数、作動油温等の情報を
表示する表示装置や、機械の故障情報およびその履歴情
報を表示するための表示装置や、さらには高機能化され
た建設機械では建設機械本体の前部に設けたフロント機
構の姿勢を表示するとともに自動制御の始動、停止のた
めの操作スイッチを備える表示装置を設けることが望ま
れている。そのため、これらの表示装置を、共通の通信
ラインを介して上述の複数の制御装置に接続すると、接
続配線が増加し、また複数の表示装置を運転室内に設置
すると、運転室内の空間が狭くなり、居住性が悪化する
という問題がある。

【０００６】しかし、表示装置を少なくして、例えば、
１つの表示装置に各種の情報を表示しようとすると、そ
の時の表示情報の内容や各制御装置間の通信量によって
は共通の通信ラインに接続される複数の制御装置や表示
装置間の通信量が過大になり、複数の制御装置や表示装
置間で適切なデータの送受信ができないことがある。

【０００７】本発明の目的は、上記の種々の問題点を考
慮して、運転室内には必要最少限の表示装置を設け運転
室内の空間を十分に確保するとともに、共通の通信ライ
ン上の通信量をそのときの状況に応じて適切な通信量に
調節することを可能にした建設機械における分散型制御
装置を提供することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記課題を解
決するために、次のような手段を採用した。

【０００９】建設機械各部に設けた検出手段から入手し
た情報に基づいて、建設機械各部の動作を制御する複数
の制御装置と、建設機械各部の状況を表示する表示装置
とを備え、これらの制御装置および表示装置を共通の通
信ラインを介して接続してなる建設機械における分散型
制御装置において、前記表示装置は、複数種類の表示情
報を切換表示可能な単一の表示部を備え、前記各制御装
置および前記表示装置は、前記各制御装置、前記表示装
置または前記共通の通信ラインにおける時間あたりの通
信量が所定値を越える場合は、時間当たりの通信量を変
更する送受信管理手段を備えることを特徴とする。

【００１０】また、請求項１に記載の建設機械における
分散型制御装置において、前記表示装置は、前記表示情
報の表示切換を要求する入力手段と、前記入力手段から
要求された表示情報の表示に伴って前記各制御装置にお
ける時間あたりの通信量が所定値を越える場合は、前記
各制御装置の送受信管理手段に送受信周期の変更を促す
通知手段とを備えることを特徴とする。

【００１１】また、建設機械各部に設けた検出手段から
入手した情報に基づいて、建設機械各部の動作を制御す
る複数の制御装置と、建設機械各部の状況を表示する表
示装置とを備え、これらの制御装置および表示装置を共
通の通信ラインを介して接続してなる建設機械における
分散型制御装置において、前記各制御装置および前記表
示装置は、送受信周期の変更可能な送受信管理手段を備
え、前記表示装置は、複数種類の表示情報を切換表示可
能な単一の表示部と、前記表示情報の表示切換を要求す
る入力手段と、前記入力手段から要求された表示情報の
表示に伴って前記表示装置における時間あたりの通信量
が、所定値以上になる場合は前記各制御装置の送受信管
理手段に送受信周期を長くするように通知するととも
に、所定値以下になる場合は前記各制御装置の送受信管
理手段に所定の送受信周期に戻すように通知する通知手
段とを備えることを特徴とする。

【００１２】また、建設機械各部に設けた検出手段から
入手した情報に基づいて、建設機械各部の動作を制御す
る複数の制御装置と、建設機械各部の状況を表示する表
示装置とを備え、これらの制御装置および表示装置を共
通の通信ラインを介して接続してなる建設機械における
分散型制御装置において、前記各制御装置および前記表
示装置は、送受信周期の変更可能な送受信管理手段を備
え、前記表示装置は、複数種類の表示情報を切換表示可
能な単一の表示部と、前記表示情報の表示切換を要求す
る入力手段と、前記入力手段から要求された表示情報の
表示に伴って前記表示装置または共通の通信ラインにお
ける時間あたりの通信量が、所定値以上になる場合は前
記各制御装置の送受信管理手段に送受信周期を長くする
ように通知するとともに、所定値以下になる場合は前記
各制御装置の送受信管理手段に所定の送受信周期に戻す
ように通知する通知手段とを備えることを特徴とする。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下に、本発明の一実施形態を図
１から図３０を用いて説明する。

【００１４】図１は、本実施形態に係る建設機械の表示
制御装置の概要を示す図である。

【００１５】同図において、１は油圧ショベル等の建設
機械であり、建設機械１は、概略、走行体２と、走行体
２上に設けた旋回体３と、旋回体３の前部に設けた運転
室４と、旋回体３の前部に装備したフロント機構５と、
旋回体３に俯仰動可能に設けたブーム６と、ブーム６先
端に回動可能に設けたアーム７と、アーム７の先端に回
動可能に設けたバケット８と、ブーム６を俯仰動させる
ための油圧シリンダ９と、アーム７を回動させるための
油圧シリンダ１０と、バケット８を回動させるための油
圧シリンダ１１と、油圧シリンダ１１とバケット８とを
連結するリンク機構１２とから構成されている。

【００１６】なお、図１の建設機械１の外部に示される
電気系統および油圧系統は建設機械１内部に搭載される
ものである。

【００１７】これらの制御系統において、１３は油タン
ク、１４は油圧ポンプ、１５は油圧ポンプ１４からブー
ム駆動用の油圧シリンダ９に供給される圧油の流量を制
御する制御弁、１６は油圧ポンプ１４の吐出圧力を検出
する圧力検出器、１７は油圧ポンプ１４の斜板の傾転位
置を検出する斜板傾転位置検出器、１８は油タンク内の
作動油の温度を検出する作動油温検出器、１９は油圧ポ
ンプ１４の斜板傾転位置を制御する斜板傾転位置制御装
置である。

【００１８】また、２０は油圧ポンプ１４の制御装置で
あり、この装置２０は圧力検出器１６からの圧力信号Ｐ
ｄおよび斜板傾転位置検出器１７からの斜板角度信号θ
に基づいて斜板傾転位置制御装置１９を介して油圧ポン
プ１４の斜板の傾転位置を調整し、油圧ポンプ１４の押
しのけ容積すなわち吐出流量を制御するものである。

【００１９】また、２１はブーム操作レバー、２２はブ
ーム操作レバー２１に接続するブーム制御装置であり、
この装置２２はブーム操作レバー２１の操作信号Ｘに基
づき制御弁１５を操作し、その弁開度を調整してブーム
駆動するものである。

【００２０】なお、図１においては、ブーム駆動用の油
圧シリンダ９を制御するための制御弁１５、ブーム操作
レバー２１、ブーム制御装置２２からなる制御系統のみ
示したが、アーム駆動用の油圧シリンダ１０、バケット
駆動用の油圧シリンダ１１、旋回体駆動用の油圧モータ
および走行体駆動用の油圧モータを駆動するための制御
系統も同様に設けられるが、ここでは説明の煩雑化を避
けるためそれらの制御系統は省略する。

【００２１】２３はブーム６の回転角度を検出するブー
ム角度検出器、２４はアーム７の回転角度を検出するア
ーム角度検出器、２５はフロント機構５の姿勢を演算す
るための姿勢演算装置であり、この装置２５はブーム角
度検出器２３およびアーム角度検出器２４からの検出信
号αおよび検出信号βに基づいてフロント機構５の姿勢
を演算するものである。

【００２２】２６は表示装置、２７は表示制御装置、２
８は表示切換部、２９は表示部である。

【００２３】また、表示制御装置２７、姿勢演算装置２
５、ブーム制御装置２２、および油圧ポンプ１４の制御
装置２０は、双方向通信が可能なように共通の通信ライ
ン３０に接続される。

【００２４】図２は、図１に示す制御装置２０の構成を
示す図である。なお、図１に示す符号と同符号のものは
同一部分を示す。

【００２５】同図において、２０１は圧力検出器１６か
らの圧力信号Ｐｄと斜板傾転位置検出器１７からの斜板
傾転位置信号θとを入力してデジタル信号に変換するＡ
／Ｄ変換器、２０２は中央演算処理装置（ＣＰＵ）、２
０３は制御処理を行うための制御プログラム、故障診断
プログラム等のプログラム、および制御に必要な定数を
格納するリードオンリーメモリ（ＲＯＭ）、２０４は演
算処理の結果あるいは演算処理の途中の数値を一時記憶
するランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、２０５は出力
用のインターフェース（Ｉ／Ｏ）、２０６は油圧ポンプ
１４の斜板の駆動信号を斜板位置制御装置１９に出力す
る増幅器、２０７は共通の通信ライン３０に接続されて
いる各制御装置との間の通信を制御する通信手段、２０
８は故障情報の履歴を記憶しておく不揮発性メモリとし
てのＥＥＰＲＯＭ(ElectricallyErasable Programmable
Read Only Memory)であり、電源オフの状態においても
故障情報を記憶する。

【００２６】なお、通信手段２０７には各種データを記
憶するメモリを備えている。

【００２７】図３は図１に示す制御装置２２の構成を示
す図である。なお、図１に示す符号と同符号のものは同
一部分を示す。

【００２８】同図において、２２１は、ブーム操作レバ
ー２１からの操作信号Ｘをデジタルに変換するＡ／Ｄ変
換器、２２２は中央演算処理装置（ＣＰＵ）、２２３は
制御処理のための制御プログラム、故障診断プログラム
等のプログラム、および制御に必要な定数を格納するリ
ードオンリーメモリ（ＲＯＭ）、２２４は演算処理の結
果あるいは演算処理の途中の数値を一時記憶するランダ
ムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、２２５はデジタル信号を
をアナログ信号に変換するＤ／Ａ変換器、２２６はＤ／
Ａ変換器２２５からの信号を制御弁１５に出力するため
の増幅器、２２７は共通の通信ライン３０で接続されて
いる各制御装置との間の通信を制御するとともに、各種
データを記憶するメモリを備える通信手段、２２８は故
障情報の履歴を記憶しておく不揮発性メモリとしてのＥ
ＥＰＲＯＭである。

【００２９】図４は図１に示す姿勢演算装置２５の構成
を示す図である。なお、図１に示す符号と同符号のもの
は同一部分を示す。

【００３０】同図において、２５１はブーム角度検出器
２３からの角度信号αとブーム角度検出器２４からの角
度信号βとを入力してデジタル信号に変換するＡ／Ｄ変
換器、２５２は中央演算処理装置（ＣＰＵ）、２５３は
制御処理のための制御プログラム、故障診断プログラム
等のプログラム、および制御に必要な定数を格納するリ
ードオンリーメモリ（ＲＯＭ）、２５４は演算処理の結
果あるいは演算処理の途中の数値を一時記憶するランダ
ムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、２５５はデジタル信号を
アナログ信号に変換するＤ／Ａ変換器、２５６は共通の
通信ライン３０で接続されている他の制御装置との間の
通信を制御するとともに、各種データを記憶するメモリ
を備える通信手段、２５７は故障情報の履歴を記憶して
おく不揮発性メモリとしてのＥＥＰＲＯＭである。

【００３１】図５は、本実施形態に係る表示装置２６、
表示制御装置２７、および表示切換部２８、表示部２９
を示す図である。なお、図１に示す符号と同符号のもの
は同一部分を示す。

【００３２】同図において、２８１、２８２、２８３は
オペレータが表示内容を切り換えたい時に操作する複数
の表示切換スイッチである。

【００３３】２７１は表示切換スイッチ２８１〜２８３
からの信号を入力するためのインターフェース、２７２
は中央演算処理装置（ＣＰＵ）、２７３は制御処理に必
要な制御プログラム、故障診断プログラム等のプログラ
ム、および制御に必要な定数を格納するリードオンリー
メモリ（ＲＯＭ）、２７４は演算結果あるいは演算途中
の数値を一時記憶するランダムアクセスメモリ（ＲＡ
Ｍ）、２７５は出力用のインターフェース（Ｉ／Ｏ）、
２７６は表示部２９への表示指令を受けて、表示部２９
にデータを送る画面表示制御装置、２７７は故障情報の
履歴を記憶しておく不揮発性メモリとしてのＥＥＰＲＯ
Ｍ、２７８は共通の通信ライン３０で接続されている他
の制御装置との間の通信を制御する通信手段２７８であ
る。なお、図２〜図５に示す装置２０，２２，２５，２
７において、点線の範囲内に示されるＡ／Ｄ変換器また
はインターフェース、中央演算処理装置（ＣＰＵ）、リ
ードオンリーメモリ（ＲＯＭ）、ランダムアクセスメモ
リ（ＲＡＭ）、および出力用のインターフェース（Ｉ／
Ｏ）は、シングルチップマイコンで構成される。

【００３４】次に、制御装置２０の動作を図６から図８
を用いて説明する。

【００３５】図６は、図２に示す制御装置２０における
油圧ポンプ１４の吐出量制御の処理手順を示すフローチ
ャートである。

【００３６】はじめに、ステップ６０において、制御処
理に必要な定数をＲＯＭ２０３あるいはＥＥＰＲＯＭ２
０８から読み込む。次に、ステップ６１において、Ａ／
Ｄ変換器２０１を介して圧力検出器１６から検出される
圧力信号Ｐｄ、斜板傾転位置検出器１７から検出される
斜板角度信号θ、および油タンク１３の作動油温検出信
号ｔを読み込む。次に、ステップ６２において、油圧ポ
ンプ１４の目標傾転角θｒを計算し、ステップ６３にお
いて、目標傾転角θｒに斜板傾転位置信号θが一致する
ように斜板傾転位置制御装置１９に制御信号を出力し、
油圧ポンプ１４の傾転角の制御を行い、油圧ポンプ１４
の吐出量を制御する。

【００３７】図７は、制御装置２０における共通の通信
ライン３０を介して他の装置２２，２５，２７から送信
されてきたデータの処理手順を示すフローチャートであ
る。

【００３８】まず、図２に示す通信手段２０７が他の装
置２２，２５，２７から正常に受信を完了すると、受信
処理を正常に完了したことを示すフラグを立て、制御装
置２０に受信完了割込み信号を送る。このとき、受信し
たデータは通信手段２０７内のメモリに蓄えられる。制
御装置２０は受信完了割込み信号を受信すると、図７に
示す受信完了割込み処理プログラムを自動的に開始す
る。

【００３９】割り込み処理が開始されると、ステップ７
０において、通信手段２０７に格納されているデータが
ＲＡＭ２０４に転送される。次に、ステップ７１におい
て、受信が完了したことによりフラグをクリアする。

【００４０】制御装置２０は、ＲＡＭ２０４に格納され
たデータを利用してＲＯＭ２０３に格納されている制御
プログラムに従って所定の演算処理を行う。

【００４１】なお、以上の説明は、制御装置２０に他の
装置２２，２５，２７からのデータが送信されてきた場
合の受信処理について説明したが、他のそれぞれの装置
においても、制御装置２０と同様のデータの受信処理が
行われる。

【００４２】図８は、制御装置２０における共通の通信
ライン３０を介して他の装置２２，２５，２７にデータ
を送信する処理手順を示すフローチャートである。

【００４３】ステップ８０において、送信するデータを
図２に示すＲＡＭ２０４から通信手段２０７内のメモリ
に転送する。次に、ステップ８１において、送信要求フ
ラグを立てる。通信手段２０７は、送信要求フラグが立
てられたデータを、時系列のシリアルのデータに変換し
て共通の通信ライン３０に送出する。

【００４４】以上の説明は、制御装置２０から他の装置
２２，２５，２７にデータを送信する場合の送信処理に
ついて説明したが、他のそれぞれの装置においても制御
装置２０と同様のデータの送信処理が行われる。

【００４５】図９は、図３に示す制御装置２２における
制御弁１５の圧油の流量制御の処理手順を示すフローチ
ャートである。

【００４６】ステップ９０において、制御演算に必要な
定数をＲＯＭ２２３あるいはＥＥＰＲＯＭ２２８から読
み込む。次に、ステップ９１において、Ａ／Ｄ変換器２
２１を通して、ブーム操作レバー２１からの操作信号Ｘ
を読み込み、ステップ９２において、操作信号Ｘに応じ
た制御弁１５の操作量の演算を行う。次に、ステップ９
３において、Ｄ／Ａ変換器２２５、増幅器２２６を介し
て制御弁１５の操作量を出力する。

【００４７】図１０は、図４に示す姿勢演算装置２５に
おけるフロント機構５の姿勢を演算する処理手順を示す
フローチャートである。

【００４８】ステップ１００において、フロント機構５
の姿勢を演算するために、フロント機構５を構成するブ
ーム６、アーム７等の寸法データを、ＲＯＭ２５３ある
いはＥＥＰＲＯＭ２５７から読み込む。次に、ステップ
１０１において、Ａ／Ｄ変換器２５１を通して、ブーム
角度検出器２３からの角度信号αおよびアーム角度検出
器２４からの角度信号βを読み込む。そして、ステップ
１０２において、上記フロント機構５の各部の寸法デー
タと角度信号α、βを用いて、フロント機構５の姿勢を
演算し、ＲＡＭ２５４に記憶する。

【００４９】次に、制御装置２０における斜板傾転位置
検出器１７から検出される斜板傾転位置信号θに基づく
故障診断について図１１から図１３を用いて説明する。

【００５０】図１１は、図２に示すＡ／Ｄ変換器２０１
における入出力特性の一例を示す図である。

【００５１】同図において、斜板傾転位置検出器１７
は、油圧ポンプ１４の斜板の傾転位置である傾転角を検
出し、検出した角度に応じて０Ｖ〜５Ｖの電圧信号を出
力する。この電気信号はＡ／Ｄ変換器２０１によってア
ナログ信号からａ０からａ４の８ビットのデジタル信号
に変換される。例えば、斜板位置検出器１７が−２０°
から１６０°までを０Ｖから５Ｖとして検出可能な場合
において、−２０°の場合のデジタル値をａ０に、１６
０°の場合のデジタル値をａ３に対応させ、その間の対
応を直線的な比例関係に設定する。

【００５２】ここで、油圧ポンプ１４の斜板傾転角の可
動範囲が最大４５°としたときのデジタル値をａ２と
し、最小傾転位置において斜板傾転位置検出器１７が０
°を表す信号を出力するように斜板傾転位置検出器１７
を取り付けた場合、Ａ／Ｄ変換器２０１を通じて得られ
る値はほぼａ１からａ２なる。ａ１より小さな値あるい
はａ２より大きな値は、構造上入力されないことにな
る。この原理を利用することにより斜板傾転位置検出器
１７の故障診断を行うことができる。

【００５３】図１２は、図２に示すＲＡＭ２０４および
ＥＥＰＲＯＭ２０８に記憶される故障フラグおよび故障
履歴フラグの関係を示す図である。

【００５４】図において、２０４１は斜板傾転角θに係
わる故障を判定したときセットされるθ故障フラグ、２
０４２は圧力信号Ｐｄに係わる故障を判定したときセッ
トされるＰｄ故障フラグ、２０４３は斜板傾転角θに係
わるθ故障履歴フラグ、２０４４は圧力信号Ｐｄに係わ
るＰｄ故障履歴フラグ、２０８１は斜板傾転角θに係わ
るθ故障履歴フラグ、２０８２は圧力信号Ｐｄに係わる
Ｐｄ故障履歴フラグである。

【００５５】θ故障履歴フラグ２０８１には、過去に斜
板傾転位置信号θの値が故障診断領域に入ったことがあ
れば「１」が書き込まれている。ＲＡＭ２０４内のθ故
障履歴フラグ２０４３およびはＰｄ故障履歴フラグ２０
４４はそれぞれＥＥＰＲＯＭ２０８内のθ故障履歴フラ
グ２０８１およびＰｄ故障履歴フラグ２０８２がコピー
されたものであり、制御装置２０の立ち上げ時にコピー
される。ＲＡＭ２０４の故障情報が消去されても常にＥ
ＥＰＲＯＭ２０８に確保される。

【００５６】図１３は、制御装置２０における斜板傾転
角θに基づく故障診断プログラムの処理手順を示すフロ
ーチャートである。なお、ここでは、余裕をみて故障と
診断する範囲を図１１においてａ３以上とａ１以下とに
設定した。

【００５７】同図において、ステップ１２０において、
Ａ／Ｄ変換器２０１を介して、斜板傾転位置信号θを読
み込む。次に、ステップ１２１において、読み込んだ斜
板傾転位置信号θの値を調べて、斜板傾転位置信号θが
ａ１よりも小さい場合、即ち斜板傾転位置角度が−２°
以下の場合、斜板傾転位置信号θがａ３よりも大きい場
合、即ち斜板位置角度が１４２°以上の場合、および上
記以外の場合の３つの場合に分けて判定する。斜板傾転
位置信号θがａ１よりも小さい場合、あるいはａ３より
も大きい場合には、斜板傾転位置検出器１７の故障、制
御装置２０と斜板傾転位置検出器１７との間の電気配線
の断線あるいはショート等が考えられる。ステップ１２
１において、斜板傾転位置信号θがａ１よりも小さいと
判定された場合には、ステップ１２２に進み、斜板傾転
位置信号θの値がａ１よりも小さいが、ａ１で代表させ
る。次に、ステップ１２３において、ＲＡＭ２０４のθ
故障フラグ２０４１を「１」にする。次に、ステップ１
２４において、故障情報を図８に示す手順で表示制御装
置２７に送信する。

【００５８】また、ステップ１２１において、斜板傾転
位置信号θがａ３よりも大きいと判定された場合には、
ステップ１２５に進み、読み込んだ斜板傾転位置信号θ
の値がａ３よりも大きいから、この信号θをａ３で代表
させる。

【００５９】次に、ステップ１２６において、ＲＡＭ２
０４のθ故障フラグ２０４１を「１」にする。故障情報
を図８に示す手順で表示制御装置２７に送信する。

【００６０】斜板傾転位置信号θが上記の故障診断領域
以外の場合には、ステップ１２８に進み、ＲＡＭ２０４
のθ故障フラグ２０４１が「０」になっているかどうか
を調べる。θ故障フラグが「０」でないと判定された場
合には、ステップ１２９に進み、故障フラグ２０４１を
「０」にする。

【００６１】次に、ステップ１３０において、ＲＯＭ２
０４のθ故障フラグ２０４１が「１」、θ故障履歴フラ
グ２０４３が「０」であるかどうかを調べる。この条件
が成立する場合は、今回新たに故障が発生したことを表
すから、ステップ１３１に進み、ＲＡＭ２０４内の故障
履歴フラグ２０４３を「１」にするとともに、ＥＥＰＲ
ＯＭ２０８内の故障履歴フラグ２０８１に「１」を転送
する。

【００６２】以上の処理により、斜板傾転位置検出器１
７の故障検出と、その故障の履歴を記憶ＲＯＭ２０４お
よびＥＥＰＲＯＭ２０８に記憶することができる。

【００６３】なお、上記の故障診断は制御装置２０にお
ける斜板傾転角θについてのみ説明したが、制御装置２
０における圧力信号Ｐｄ、装置２２，２５における故障
診断も前記と同様に行われるので説明を省略する。

【００６４】次に、図１に示す表示制御装置２７による
表示部２９における各種データの切り換え表示について
図１４から図２３を用いて説明する。

【００６５】図１４は装置２０，２２，２５および表示
制御装置２７間において送受信されるデータの最小単位
であるメッセージの構成を示す図である。

【００６６】このメッセージはバイト型（８ビット）デ
ータ最大８個と、メッセージ固有のＩＤ番号で構成さ
れ、ＩＤ番号により受信が制御される。例えば、制御装
置２０、制御装置２２および姿勢演算装置２５がそれぞ
れ表示制御装置２７からＩＤ番号Ａのメッセージを来た
場合、制御装置２０および制御装置２２は受信するが、
姿勢演算装置２５は受信しないように受信制御される。
制御装置２０および制御装置２２では、それぞれの通信
手段２０７および通信手段２２７に備えられるメモリ内
に格納される。

【００６７】このように、本実施形態によれば、制御装
置２０、制御装置２２および制御装置２５の各装置に対
して、前もってどのメッセージを受信するかを設定して
おくことにより、１：Ｎ（複数の装置）の送信を、１つ
のメッセージの送信だけで行うことができる。

【００６８】図１５は、オペレータによる表示切り換え
要求に対して、表示制御装置２７における表示切り換え
制御の処理手順を示すフローチャートである。

【００６９】はじめに、オペレータからの表示切り換え
要求は、図５に示す表示切換部２８における表示切換ス
イッチ２８１〜２８３の何れかを操作することによって
行われる。

【００７０】次いで、ステップ１５０において、表示切
換スイッチ２８１〜２８３のいずれかからの操作信号
は、インターフェース２７１を介して表示制御装置２７
に取り込まれ、ステップ１５１において入力された操作
情報が解析される。次に、ステップ１５２において、操
作情報が保守・点検モードか否かを判定する。保守・点
検モードでないときは、ステップ１５３において、現在
表示している内容と異なる内容の表示要求であるか否か
を判定し、他の装置が保有するデータが必要である場合
にはステップ１５４に進む。ステップ１５４では、制御
装置２０、制御装置２２および姿勢演算装置２５に必要
なデータの送信要求を行う。

【００７１】ここで、例えば、作動油温ｔを表示中にフ
ロント深さｄの表示要求があった場合、制御装置２０に
はメッセージの送信の停止を要求するメッセージを送信
し、姿勢演算装置２５にはフロント機構５の深さｄに関
するメッセージの送信を要求するメッセージを送信す
る。

【００７２】図１６は、表示制御装置２７から制御装置
２０，２２，２５に送信されるメッセージＡの内容を示
す図である。このメッセージＡは、表示部２９に作動油
温ｔを表示させたいときに、表示制御装置２７から制御
装置２０、制御装置２２および制御装置２５に送信され
る。このメッセージＡには作動油温ｔを要求するフラグ
が立っているので、油圧ポンプ１４の制御装置２０は、
このメッセージを受信すると、作動油温ｔを格納したメ
ッセージＢを表示制御装置２７に送信する。図１７は、
このときのメッセージＢの内容を示す図である。

【００７３】ここで、表示制御装置２７からフロント機
構５のフロント深さｄの表示要求があった場合には、表
示制御装置２７はメッセージＡの内容をメッセージＡ’
に変更して制御装置２０、制御装置２２および姿勢演算
装置２５に送信する。図１８は、このときのメッセージ
Ａ’の内容を示す図である。メッセージＡ’は、表示部
２９にフロント深さｄを表示したいときに、表示制御装
置２７から制御装置２０、制御装置２２および姿勢演算
装置２５に送信されるメッセージである。このメッセー
ジＡ’にはフロント深さｄを要求するフラグが立ってい
るので、姿勢演算装置２５は、このメッセージを受信す
ると、フロント深さｄを格納したメッセージＣを表示制
御装置２７に送信する。図１９は、このときのメッセー
ジＣの内容を示す図である。

【００７４】ここで、図１５に示すフローチャートのス
テップ１５５において、表示制御装置２７が新しいメッ
セージ、例えば、メッセージＣを受信した場合は、ステ
ップ１５６において、表示部２９にフロント機構５のフ
ロント深さｄについて表示する。

【００７５】次に、保守・点検時の表示処理について再
び図１５に示すフローチャートを用いて説明する。ステ
ップ１５０において、建設機械について保守・点検する
ために、オペレータまたは他の作業者が表示切換部２８
における表示切換スイッチ２８１〜２８３の何れかを操
作し表示切り換えを要求すると、ステップ１５１におい
て、表示制御装置２７に取り込まれた操作情報が解析さ
れる。ステップ１５２において、保守・点検モードであ
るか否かが判定され、今の場合保守・点検モードである
ので、ステップ１５７において、表示制御装置２７は制
御装置２０，２２，２５に保守・点検に必要なデータの
送信要求を行う。図２０は表示制御装置２７から他の装
置に送信されたメッセージＡ”の内容を示す図である。
この内容は、図１６または図１８に示すメッセージおい
て、故障診断モードＫのフラグの部分を「１」（ＯＮ）
にしたものに相当する。

【００７６】図２１は、故障診断モードＫのフラグが
「１」になっているメッセージを受けた制御装置２０が
作動油温検出器１８の故障を検出したときに送信するメ
ッセージＤの内容を示す図である。図において、ポンプ
吐出圧力検出器１６の圧力Ｐｄの故障を表示するフラ
グ、斜板傾転位置検出器１７の斜板傾転角θの故障を表
示するフラグ、および作動油温検出器１８の作動油温ｔ
の故障を表示するフラグのうち、作動油温ｔのフラグを
「１」にしている。

【００７７】図２２は、故障診断モードＫのフラグが
「１」になっているメッセージを受けた制御装置２２が
操作レバー２１の故障を検出したときに送信するメッセ
ージＥの内容を示す図である。同図において、操作レバ
ー２１の操作Ｘの故障を表示するフラグを「１」にして
いる。

【００７８】図２３は、故障診断モードＫのフラグが
「１」になっているメッセージを受信した演算制御装置
２５が、ブーム角度検出器２３の検出信号αおよびアー
ム角度検出器２４からの検出信号βの故障を検出したと
きに送信するメッセージＥの内容を示す図である。同図
において、検出信号αおよび検出信号βの故障を表示す
るフラグを「１」にしている。

【００７９】図１５のステップ１５８において、表示制
御装置２７が前記したメッセージＤ、Ｅ、Ｆのような故
障情報が含まれているメッセージを受信したときには、
ステップ１５６において、故障情報を表示する。

【００８０】次に、オペレータ等による表示切換要求の
結果、共通の通信ライン上の通信量が過大または減少す
る場合の表示制御装置２７および各装置２０，２２，２
５における処理手順を図２４に示すフローチャートを用
いて説明する。

【００８１】図２４（ａ）は表示制御装置２７における
処理を表し、図２４（ｂ）は各装置２０，２２，２５に
おける処理を表す。

【００８２】はじめに、図２４（ａ）において、ステッ
プ２４１において、表示切換部２８から表示切換要求が
出力されると、ステップ２４２において、表示要求され
た表示情報を表示するに伴って必要なデータ数をカウン
トする。次いで、ステップ２４３において、通常に表示
する所定のデータ数より多いか少ないかを判定する。表
示要求データ数が所定データ数より多い場合は、ステッ
プ２４４において、各装置２０，２２，２５に通信量を
減少するように通知する。また、ステップ２４３におい
て、表示要求データ数が所定データ数より少ない場合
は、ステップ２４５において、各装置２０，２２，２５
に通信量を増加するように通知する。

【００８３】図２４（ｂ）において、各装置２０，２
２、２５では、受信割り込みにより、表示制御装置２７
から通信量を減少または増加するように通知されると、
はじめに、ステップ２４５において、通信量を減少すべ
きとの通知を受信した場合は、ステップ２４７におい
て、各装置２０，２２，２５のメッセージ送受信周期管
理テーブルの送信周期を長くするように制御する。ま
た、ステップ２４８において、通信量を増加すべきとの
通知を受信した場合は、各制御装置２０，２２，２５の
メッセージ送受信周期管理テーブルの送信周期を元の所
定の送信周期に戻すように制御する。

【００８４】次に、各装置２０，２２，２５，２７に記
憶され送受信に必要な各種テーブルおよび送信処理につ
いて図２５から図２７を用いて説明する。

【００８５】図２５はメッセージ定義テーブルの一例で
あり、このテーブルは、全ての装置、表示装置間で共通
に使用される。データの送受信は各メッセージ単位で行
われ、送信／受信は各メッセージの送受信別を表し、送
信周期は各メッセージの送受信間隔を表す。送受信周期
を変更したい場合は送受信周期の数値を変更するだけで
よい。図２６は送受信周期管理テーブルの一例であり、
このテーブルも、各装置２０，２２，２５，２７におい
て利用される。例えばメッセージ番号１は送信周期が１
０ｍｓであり、カウンタには各装置２０，２２，２５，
２７に備えるタイマによって計時されそのカウント値が
入力される。

【００８６】図２７は各装置２０，２２，２５，２７に
おける送信周期制御の処理手順を示すフローチャートで
ある。

【００８７】ステップ２７１において、各装置２０，２
２，２５，２７内の図示されていないタイマによって計
時され、一定時間毎にタイマ割り込みが行われる。ステ
ップ２７２において、図２６に示す送受信周期管理テー
ブルのカウンタに計時毎に加算して行く。ステップ２７
３において送信周期とカウンタ値とを対比する。両者が
等しくなった時は、ステップ２７４において各装置にお
いて所定のメッセージを他の制御装置等に送信し、等し
くない時は、ステップ２７５において他の処理に戻る。

【００８８】次に、表示制御装置２７から各装置２０，
２２，２５にメッセージ送信周期を長くするようにとの
通知を受信した時の各装置２０，２２，２５における送
受信量の変化の様子を図２８および図２９を用いて説明
する。

【００８９】図２８は１０ｍｓ毎の各装置２０，２２，
２５，２７間のメッセージ送受信を行った場合のタイム
チャートを示す図である。

【００９０】ここで、図２８（ａ）は、装置２０，２
２，２５、および表示制御装置２７の送受信メッセージ
を表す。なお、白枠は送信メッセージ、黒枠は受信メッ
セージを表す。１４０１は制御装置２０から姿勢演算装
置２５への送信メッセージ、１４０１’は姿勢演算装置
２５の受信メッセージを表す。１４０２は姿勢演算装置
２５から制御装置２２への送信メッセージ、１４０２’
は制御装置２２の受信メッセージを表す。以下同様に１
４０３，１４０４，１４０５，１４０６，１４０７は送
信メッセージを表し、１４０３’，１４０４’，１４０
５’，１４０６’，１４０７’は受信メッセージを表
す。

【００９１】図２８（ｂ）は、姿勢演算装置２５のにお
ける送信メッセージおよび受信メッセージの送受信処理
タイミングを表す。

【００９２】図２８（ａ）から理解されるように、姿勢
演算装置２５は、これ以上送受信処理量が増加すると１
回の制御演算が１０ｍｓで終了しない可能性があること
を示している。そのためのメッセージの送受信の周期を
延長する必要がある。

【００９３】図２９（ａ）は、処理周期を１５ｍｓ毎に
延長して装置２０，２２，２５，２７間のメッセージ送
受信を行う場合のタイムチャートを示す図であり、図２
９（ｂ）は、このときの姿勢演算装置２５における送信
メッセージおよび受信メッセージの送受信処理タイミン
グを表す。

【００９４】このように、表示制御装置２７は表示切換
要求の結果、指定された表示情報を表示するために必要
なデータ数を計算し、データ数が所定のデータ数より多
いと判断したときは、各装置における送受信量が過大に
ならないように各装置の送受信周期を延長する。送受信
周期を延長すると、例えば、図２９（ａ）に示すよう
に、姿勢演算装置２５は送信メッセージ１５０１、１５
０２（網目枠で示される）の送信処理が加えられても、
全体としては時間当たりの送信処理は増加せず、所定の
処理周期である１５ｍｓ以内に送受信処理を終了するこ
とができる。

【００９５】上記のごとく、本実施形態によれば、１つ
の表示装置で、建設機械の運転に必要な情報、故障情
報、故障の履歴などの複数種類の情報を切り換え表示す
ることがでる。

【００９６】また、従来のものに比べて表示装置の表示
部を少なくすることができるので、コスト低減に寄与す
る。

【００９７】また、共通の通信ライン上に通信量が増大
する場合は、メッセージの送信周期を自動的に長くする
ことができるので、各制御装置の制御プログラムの実行
周期も一定に保たれ、制御に必要なデータが一定時間毎
に更新され、各制御装置の制御を安定して行うことがで
きる。

【００９８】また、共通の通信ライン上の集中的に増大
する通信量を抑制することができるので、通常運転時の
通信量に合わせた通信用ＩＣを選択することができ、高
速の通信用ＩＣを必要としないので、通信用ＩＣに安価
なものを用いることができる。

【００９９】また、通信速度を一時的に増大する通信量
に合わせる必要がないので、通信用ＩＣの通信速度を必
要な範囲まで遅く設定することができ、耐ノイズ性能を
向上することができる。

【０１００】

【発明の効果】上記のごとく、本発明は、表示装置に表
示情報を切換表示可能な単一の表示部を設け、各制御装
置および表示装置に、前記各制御装置、前記表示装置ま
たは前記共通の通信ラインにおける時間あたりの通信量
が所定値を越える場合は、時間当たりの通信量を変更す
る送受信管理手段を設けたので、表示装置に表示する表
示情報を入手するためのに通信量が一時的に過大になる
場合は、各制御装置や表示装置からのデータの送信間隔
を建設機械の各部の制御に影響しない範囲で長くするこ
とができ、建設機械に適合した分散型の制御システムを
構築することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態に係わる建設機械における
分散型制御装置の概要を示す図である。

【図２】図１に示す制御装置２０の構成を示す図であ
る。

【図３】図１に示す制御装置２２の構成を示す図であ
る。

【図４】図１に示す姿勢演算装置２５の構成を示す図で
ある。

【図５】図１に示す表示装置２６の構成を示す図であ
る。

【図６】図１に示す制御装置２０における吐出量制御の
処理手順を示すフローチャートである。

【図７】図１に示す制御装置２０における共通の通信ラ
イン３０を介して他の装置２２，２５，２７からのデー
タ受信の処理手順を示すフローチャートである。

【図８】図１に示す制御装置２０から他の装置２２，２
５，２７へのデータ送信の処理手順を示すフローチャー
トである。

【図９】図１に示す制御装置２２における操作制御の処
理手順を示すフローチャートである。

【図１０】図１に示す姿勢演算装置２５における姿勢制
御の処理手順を示すフローチャートである。

【図１１】図１に示す斜板傾転位置検出器１７の入出力
特性の一例を示す図である。

【図１２】図２に示す制御装置２０におけるＲＡＭ２０
４およびＥＥＲＯＭ２０８に記憶される故障フラグおよ
び故障履歴フラグとの関係を示す図である。

【図１３】図１に示す制御装置２０における斜板傾転角
θに基づく故障診断の処理手順を示すフローチャートで
ある。

【図１４】図１に示す各装置２０，２２，２５，２７間
において送受信されるデータの最小単位であるメッセー
ジの構成を示す図である。

【図１５】図１に示す表示制御装置２７の表示処理の処
理手順を示すフローチャートである。

【図１６】図１に示す表示制御装置２７から送信される
メッセージＡの内容の一例を示す図である。

【図１７】図１に示す制御装置２０から送信されるメッ
セージＢの内容の一例を示す図である。

【図１８】図１に示す表示制御装置２７から送信される
メッセージＡ’の内容の一例を示す図である。

【図１９】図１に示す姿勢演算装置２５から送信される
メッセージＣの内容の一例を示す図である。

【図２０】図１に示す表示制御装置２７から送信される
メッセージＡ”の内容の一例を示す図である。

【図２１】図１に示す制御装置２０から送信されるメッ
セージＤの内容の一例を示す図である。

【図２２】図１に示す制御装置２２から送信されるメッ
セージＥの内容の一例を示す図である。

【図２３】図１に示す姿勢演算装置２５から送信される
メッセージＦの内容の一例を示す図である。

【図２４】表示切換要求時の表示制御装置２７における
処理手順を示すフローチャートである。

【図２５】図１に示す装置２０，２２，２５，２７が備
えるメッセージ定義テーブルである。

【図２６】図１に示す装置２０，２２，２５，２７が備
える送受信周期管理テーブルである。

【図２７】図１に示す装置２０，２２，２５および表示
制御装置２７における送信管理の処理手順を示すフロー
チャートである。

【図２８】図１に示す各装置２０，２２，２５および表
示制御装置２７において、１０ｍｓの送受信周期でメッ
セージの送受信を行った場合のタイムチャートである。

【図２９】図１に示す各装置２０，２２，２５および表
示制御装置２７において、送受信周期を延長して１５ｍ
ｓの周期でメッセージの送受信を行う場合のタイムチャ
ートである。

【符号の説明】

１ 建設機械 ２ 走行体 ３ 旋回体 ４ 運転室 ５ フロント機構 ６ ブーム ７ アーム ８ バケット １４ 油圧ポンプ １５ 制御弁 １６ 圧力検出器 １７ 斜板傾転位置検出器 １８ 作動油温検出器 １９ 斜板位置制御装置 ２０ 油圧ポンプ制御装置 ２１ ブーム操作レバー ２２ ブーム制御装置 ２３ ブーム角度検出器 ２４ アーム角度検出器 ２５ 姿勢演算装置 ２６ 表示装置 ２７ 表示制御装置 ２８ 表示切換部 ２９ 表示部 ３０ 共通の通信ライン

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 建設機械各部に設けた検出手段から入手
   した情報に基づいて、建設機械各部の動作を制御する複
   数の制御装置と、建設機械各部の状況を表示する表示装
   置とを備え、これらの制御装置および表示装置を共通の
   通信ラインを介して接続してなる建設機械における分散
   型制御装置において、 前記表示装置は、複数種類の表示情報を表示切換可能な
   単一の表示部を備え、前記各制御装置および前記表示装
   置は、前記各制御装置、前記表示装置または前記共通の
   通信ラインにおける時間あたりの通信量が所定値を越え
   る場合は、時間当たりの通信量を変更する送受信管理手
   段を備えることを特徴とする建設機械における分散型制
   御装置。
2. 【請求項２】 請求項１の記載において、 前記表示装置は、前記表示情報の表示切換を要求する入
   力手段と、前記入力手段から要求された表示情報の表示
   に伴って前記各制御装置における時間あたりの通信量が
   所定値を越える場合は、前記各制御装置の送受信管理手
   段に送受信周期の変更を促す通知手段とを備えることを
   特徴とする建設機械における分散型制御装置。
3. 【請求項３】 建設機械各部に設けた検出手段から入手
   した情報に基づいて、建設機械各部の動作を制御する複
   数の制御装置と、建設機械各部の状況を表示する表示装
   置とを備え、これらの制御装置および表示装置を共通の
   通信ラインを介して接続してなる建設機械における分散
   型制御装置において、 前記各制御装置および前記表示装置は、送受信周期の変
   更可能な送受信管理手段を備え、前記表示装置は、複数
   種類の表示情報を切換表示可能な単一の表示部と、前記
   表示情報の表示切換を要求する入力手段と、前記入力手
   段から要求された表示情報の表示に伴って前記表示装置
   における時間あたりの通信量が、所定値以上になる場合
   は前記各制御装置の送受信管理手段に送受信周期を長く
   するように通知するとともに、所定値以下になる場合は
   前記各制御装置の送受信管理手段に所定の送受信周期に
   戻すように通知する通知手段とを備えることを特徴とす
   る建設機械における分散型制御装置。
4. 【請求項４】 建設機械各部に設けた検出手段から入手
   した情報に基づいて、建設機械各部の動作を制御する複
   数の制御装置と、建設機械各部の状況を表示する表示装
   置とを備え、これらの制御装置および表示装置を共通の
   通信ラインを介して接続してなる建設機械における分散
   型制御装置において、 前記各制御装置および前記表示装置は、送受信周期の変
   更可能な送受信管理手段を備え、前記表示装置は、複数
   種類の表示情報を切換表示可能な単一の表示部と、前記
   表示情報の表示切換を要求する入力手段と、前記入力手
   段から要求された表示情報の表示に伴って前記表示装置
   または共通の通信ラインにおける時間あたりの通信量
   が、所定値以上になる場合は前記各制御装置の送受信管
   理手段に送受信周期を長くするように通知するととも
   に、所定値以下になる場合は前記各制御装置の送受信管
   理手段に所定の送受信周期に戻すように通知する通知手
   段とを備えることを特徴とする建設機械における分散型
   制御装置。