JPH1181392A - 自動運転建設機械 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】安全・保護機能を向上させた分散型コントロー
ラシステムを備える自動運転建設機械を提供すること。 【解決手段】複数コントローラ１０１〜１０３、１０６
と、ＬＡＮ１０８と、から構成される自動運転手段を備
え、該自動運転手段によって、教示された掘削から放土
までの一連の動作を再生操作により繰り返し動作させる
自動運転建設機械において、各コントローラは、各コン
トローラのいずれかにおいて検出された安全・保護信号
をＬＡＮを介して他のコントローラに出力する手段と、
コントローラのうちの安全・保護を行うコントローラ１
０６と残余のコントローラ間に、安全・保護信号を伝達
するための別個の信号伝達手段１０９を設け、安全・保
護コントローラは、ＬＡＮおよび別個の信号伝達手段を
介して残余のコントローラのいずれかから安全・保護信
号を受信して、安全・保護処理を行う。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は自動運転建設機械に
係わり、特に、分散型のコントローラシステムを備えた
自動運転建設機械の安全・保護機能の改善に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、建設機械の自動化、自動運転が行
われてきており、例えば、大規模砕石所や鉱山では、ダ
ンプトラックの自動運転が行われており、同様にショベ
ルによる自動積み込みの二一ズも高くなってきている。

【０００３】このような、自動化のために適用されるコ
ントローラシステムは、鉱山の場合は、各鉱山毎に必要
とする機能が異なり、統一的なコントローラシステムを
適用することは困難な場合が多い。

【０００４】従来、この問題を解決するために、例え
ば、特公平７−１１３８５４号公報にも見られるよう
に、コントローラを複数機能別に分割構成し、分割した
各コントローラ間をバスで接続して全体として統合され
たシステムに構成する、いわゆる分散型システムが提案
されている。これは自動運転ショベルのように少量多品
種の機種のように、ユーザ毎に細かく仕様が異なる建設
機械には実用的なシステムである。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】一般に、自動積み込み
を行うような自動運転ショベルにおいては、マニュアル
運転に比べて、より一層のシステムの保護、安全装置の
信頼性の確保が重要である。即ち、自動運転中に、万一
建設機械が故障、もしくは運転できないような事態が発
生した時は、即時に運転を停止する等の安全・保護動作
を迅速かつ確実に行う必要がある。

【０００６】上記従来の分散型システムを備える自動運
転建設機械では、非常停止等の安全・保護信号を含む全
ての信号をＬＡＮ形式の信号線で伝送する方法が取られ
ているため、万一、安全・保護信号を送受できない場合
には安全・保護動作を行えない恐れがある。

【０００７】例えば、自動運転時、自動運転ショベルの
サーボ制御系にショベルの軌跡指令に基づくサーボ動作
を行わせている状態で、万一サーボ制御系コントローラ
以外の要因、例えばエンジン不調が起き、アクチュエー
タへの油圧回路の流量不足が起これば、サーボ制御系コ
ントローラがその制御を正常に行ったとしても、指令値
と実際の軌跡の差が大きくなり、実際の軌跡が教示した
軌跡から外れ、ホッパ等の建設機械や周辺装置と衝突す
るような事態も起こりえる。これを阻止するには、教示
・再生用コントローラが実際のアクチュエータの状態を
認識し、速度指令値そのものを変更するようにソフト的
にシステムを工夫しておいても、組まれたソフトの予測
から外れた事態が発生すれば、自動運転は不可能にな
る。

【０００８】また、自動運転ショベルでは非常、緊急の
事態に対処する手段として、アクチュエータへの油圧回
路を遮断するオンオフ弁、電磁弁ユニットへの電源遮断
を行うリレー、さらには、緊急停止を行うためにエンジ
ン停止等の安全・保護装置が設けられている。しかし、
分散型コントローラを備える自動運転ショベルでは、前
述のように信号をＬＡＮ形式で各コントローラ間を伝送
しており、そのためシステムの拡張性には優れている
が、ＬＡＮ信号であるため、万一の信号系統の故障時に
は緊急の安全・保護動作を行えない恐れがある。また、
受信された信号は、一且各々のコントローラで解読して
始めて、安全・保護装置を働かせるため、動作遅れが生
じる問題がある。

【０００９】本発明は、上記の従来技術の問題点に鑑み
て、ＬＡＮ形式の信号線を介してコントローラを分散配
置する自動運転建設機械において、非常停止等の安全・
保護動作を迅速かつ確実に行わせることのできる自動運
転建設機械を提供することにある。

【００１０】

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

【００１１】異なる機能を備える分散配置された複数の
コントローラと、該複数のコントローラ間の信号を伝達
するＬＡＮ形式の信号伝達手段と、から構成される自動
運転手段を備え、該自動運転手段によって、教示された
掘削から放土までの一連の動作を再生操作により繰り返
し動作させる自動運転建設機械において、前記複数の各
コントローラは、前記複数のコントローラのいずれかに
おいて検出された安全・保護信号を前記信号伝達手段を
介して他のコントローラに出力する手段と、前記複数の
コントローラのうちの安全・保護制御を行うコントロー
ラと残余のコントローラ間に、安全・保護信号を伝達す
るために前記信号伝達手段とは別個の信号伝達手段を設
け、前記安全・保護制御を行うコントローラは、前記信
号伝達手段および前記別個の信号伝達手段を介して前記
残余のコントローラとの間で前記安全・保護信号を送受
信した時、安全・保護処理を行うことを特徴とする。

【００１２】また、異なる機能を備える分散配置された
複数のコントローラと、該複数のコントローラ間の信号
を伝達するＬＡＮ形式の信号伝達手段と、から構成され
る自動運転手段を備え、該自動運転手段によって、教示
された掘削から放土までの一連の動作を再生操作により
繰り返し動作させる自動運転建設機械において、前記複
数のコントローラと、前記信号伝達手段に接続されない
安全・保護制御を行うコントローラとの間に、安全・保
護信号を伝達するための前記信号伝達手段とは別個の信
号伝達手段を設け、前記安全・保護制御を行うコントロ
ーラは、前記別個の信号伝達手段を介して前記複数のコ
ントローラとの間で前記安全・保護信号を送受信して、
安全・保護処理を行うことを特徴とする。

【００１３】また、請求項２に記載の自動運転建設機械
において、前記安全・保護制御を行うコントローラは、
前記別個の信号伝達手段介して前記複数のコントローラ
との間で前記安全・保護信号を送受信して、コンピュー
タ処理を介在することなく、安全・保護処理を行うこと
を特徴とする。

【００１４】また、請求項１ないしは請求項３のいずれ
か１つの請求項に記載の自動運転建設機械において、前
記別個の信号伝達手段は、複数の安全・保護レベルに対
応して配設される複数本のワイヤードな信号線から構成
されることを特徴とする。

【００１５】また、請求項１ないしは請求項３のいずれ
か１つの請求項に記載の自動運転建設機械において、前
記別個の信号伝達手段は、複数の安全・保護レベルに対
応して配設される複数本のバスから構成されることを特
徴とする。

【００１６】

【発明の実施の形態】以下に、本発明の第１の実施形態
を図１〜図８を用いて説明する。

【００１７】はじめに、図２は、本実施形態に係わる後
述する分散型のコントローラシステムを備えた自動運転
ショベルの全体構成図である。

【００１８】図において、１は図示されていない土石貯
留所に貯留された土石を掘削して砕石機２に放出する油
圧ショベル、２は油圧ショベル１から投下された土石を
砕石する砕石機、３は油圧ショベル１の再生操作を行う
のに適した任意の場所に設置された操作ボックスであ
る。

【００１９】油圧ショベル１は、走行体１０と、走行体
１０上に旋回可能に設けられた旋回体１１と、旋回体１
１に俯仰動可能に設けられたブーム１２と、ブーム１２
の先端に回動可能に設けられたアーム１３と、アーム１
３の先端に回動可能に設けられたバケット１４と、ブー
ム１２、アーム１３、バケット１４をそれぞれ俯仰動作
するためのシリンダ１５，１６，１７と、旋回体１１に
設けられた運転室１８と、操作ボックス３との間で信号
の送受信を行うアンテナ１９とから構成されている。

【００２０】また、油圧ショベル１には、教示・再生処
理時の位置データを入手するために、旋回体１１の旋回
角を検出する角度センサ１１２、ブーム１２の俯仰角を
検出する角度センサ１１３と、ブーム１２とアーム１３
との回動角を検出する角度センサ１１４、アーム１３と
バケット１４との回動角を検出する角度センサ１１５が
設けられている。

【００２１】また、砕石機２は、走行体２０と、ホッパ
２１と、ホッパ２１の下方に設けられた砕石部２２と、
砕石部２２の下方に設けられたコンベア２３とから構成
されており、２４は砕石機２によって粉砕された土石を
示す。

【００２２】また、操作ボックス３は、支持台３０と、
支持台３０に固定され、教示操作および再生操作を行う
操作パネル３１とから構成されており、操作パネル３１
には非常停止釦３１１等のスイッチ、教示再生操作の結
果を表示する表示部３１２と、油圧ショベル１のアンテ
ナ１９との間で信号の送受信を行うアンテナ３１３とを
備えられている。

【００２３】図１は、本実施形態に係わる分散型コント
ローラシステムを備える自動運転ショベルのシステムブ
ロツク図である。

【００２４】図において、１００は図１に示す操作ボッ
クス３に備えられる操作パネル３１または運転室１８内
に備えられる操作パネル、１０１は操作パネル１００と
他のコントローラ間に介在し各種制御信号の形成、授受
を行うマンマシン系コントローラ、１０２は、教示時に
は複数の教示点を教示し、再生時には教示された教示点
間を補間して再生信号を出力処理する教示・再生用コン
トローラ、１０３は自動運転時、教示・再生用コントロ
ーラ１０２から再生信号を受けて後述する電磁弁ユニッ
トを駆動するための駆動信号を出力する自動運転用サー
ボ系コントローラ、１０４は、油圧ショベル１の各部に
設けられ、自動運転用コントローラ１０３からの駆動信
号を受けて油圧信号を出力する電磁弁ユニット、１０５
は、油圧ショベルの各部に設けられ、電磁弁ユニット１
０４によって油圧制御されアクチュエータを駆動するメ
インバルブ、１０６は、信号伝送用ＬＡＮおよび安全保
護信号線を介して、他の各コントローラとの間で、安全
・保護に係わる信号の送受信を行い、安全・保護装置に
安全・保護信号を出力する安全・保護制御コントロー
ラ、、１０７は安全・保護制御コントローラ１０６から
安全保護レベル毎に出力される安全・保護信号入力し
て、後述するエンジン停止リレー、オンオフ弁、電源遮
断リレーのいずれか１つまたは複数を動作させる安全・
保護装置、１０８は各コントローラ間に接続される信号
伝送用ＬＡＮ、１０９は安全・保護制御コントローラ１
０６と他の各コントローラ１０１〜１０３間にワイヤー
ド接続された安全・保護信号線、１１０は安全・保護制
御コントローラ１０６と安全・保護装置１０７間に接続
される安全・保護信号線である。

【００２５】なお、本実施形態では、信号伝送用ＬＡＮ
として、自動車用車内ＬＡＮの規格ＣＡＮのクラスＣを
用いる。クラスＣは通信速度１Ｍｂｐｓの高速信号伝送
が行える。

【００２６】図３は、図２に示す各コントローラの入出
力および接続の具体的な構成を示すシステムブロック図
である。

【００２７】なお、図２に示す部分と重複する部分につ
いては説明を省略する。

【００２８】図において、１００１は操作ボックス３の
操作パネル１００または運転室１８の操作パネル１００
に設けられる非常停止スイッチ、１１２〜１１５は図２
に示したものと同じ角度センサ、１０８は油圧ショベか
ら入手したエンジン回転数、１０９は自動運転用サーボ
系コントローラ１０３から出力されるエンジン回転数を
ＵＰまたはＤＯＷＮする信号である。

【００２９】安全・保護信号線１０９，１１０は、図示
するように、安全・保護レベルに応じた安全・保護信号
を出力するためにレベル１，レベル２，レベル３の３本
の信号線から構成され、安全・保護制御コントローラ１
０６と他の各コントローラ１０１〜１０３間に接続され
る。なお、安全・保護信号線の本数は安全・保護レベル
に応じて任意に設定できる。

【００３０】Ａ／Ｉ，Ｄ／Ｉ，Ｄ／Ｏ，ＳＣＩは各コン
トローラに設けられるインタフェースを表し、Ａ／Ｉは
アナログ入力用、Ｄ／Ｉはデジタル入力用、Ｄ／Ｏはデ
ジタル出力用、ＳＣＩはシリアルコミニュケーションイ
ンタフェースである。

【００３１】図４は信号伝送用ＬＡＮ１０８で伝送され
る信号データ形式の一例を示すもので、データ数とＩＤ
上位、ＩＤ下位、複数の各データが所定の単位で伝送さ
れる。

【００３２】図５は図４に示すＩＤ番号に対応して、信
号の種類を表す。ＩＤの０は非常停止信号に相当する車
両緊急信号、ＩＤの１はエンジン停止、制御バルブ遮断
信号、サーボオフ等の緊急信号、ＩＤの２は制御エラ
ー、偏差量過大信号等の制御の緊急信号、ＩＤの３はブ
ーム角度、アーム角度、バケット角度、旋回角度等のア
クチュエータの動作信号、ＩＤの４はブーム角度指令
値、アーム角度指令値、バケット角度指令値、旋回角度
指令値等の制御信号を表している。

【００３３】次に、図１〜図３に基づいて自動運転ショ
ベルの動作について説明する。

【００３４】操作パネル１００から自動運転を行うため
の指令信号がマンマシーン系コントローラ１０１へ伝達
されると、マンマシン系コントローラ１０１から信号伝
送用ＬＡＮ１０８を経由して教示・再生用コントローラ
１０２に伝達され、教示・再生用コントローラ１０２は
自動運転すべき油圧ショベルのアクチュエータの軌跡を
生成し、信号伝送用ＬＡＮ１０８を経由して自動運転用
サーボ系コントローラ１０３に指令信号を伝送する。自
動運転用サーボ系コントローラ１０３は指令信号に従っ
て、角度センサ１１２〜１１５から得られるブーム機構
の各位置データと対比して、電磁弁ユニット１０４を駆
動する。電磁弁ユニット１０４は、メインバルブのパイ
ロット圧を制御してメインバルブを動作させ、油圧ショ
ベル１の各アクチュエータ（旋回モータ、ブームシリン
ダ１５、アームシリンダ１６、バケットシリンダ１７、
旋回モータ、走行モータ）を制御し駆動して自動運転を
行う。

【００３５】このように、本実施形態の自動運転ショベ
ルにおいても、各コントローラは信号伝送用ＬＡＮを介
して個々に各種の信号を送受信する。また、個々のコン
トローラの機能は、ソフトを変更することにより変更で
き、システムを容易に変更することができる。また、Ｌ
ＡＮ形式で信号伝送されるために、コントローラそのも
のを迫加または削除することにより、容易にコントロー
ラシステムを変更することができる。

【００３６】次に本実施形態に係わる安全・保護機能に
ついて、図６〜図８に基づいて説明する。

【００３７】図６は図１および図３に示す安全・保護制
御コントローラ１０６の内部構造およびその入出力状態
を表したものである。

【００３８】１０６１は分散配置される各コントローラ
から最も緊急性の高いレベル１の安全保護信号を安全・
保護線１０９および信号伝送用ＬＡＮ１０８の何れかか
ら検出した時、リレー駆動回路１０６４を介して、エン
ジンを停止するためのレベル１の安全保護信号を出力す
るレベル１ＯＲ回路、１０６２は分散配置される各コン
トローラから比較的緊急性の高いレベル２の安全保護信
号を安全保護線１０９および信号伝送用ＬＡＮ１０８の
何れかから検出した時、リレー駆動回路１０６４を介し
て、オンオフ弁を遮断するためのレベル２の安全保護信
号を出力するレベル２ＯＲ回路、１０６３は分散配置さ
れる各コントローラから比較的緊急性の低いレベル３の
安全保護信号を安全保護線１０９および信号伝送用ＬＡ
Ｎ１０８の何れかから検出した時、リレー駆動回路１０
６４を介して、電源を遮断するためのレベル３の安全保
護信号を出力するレベル３ＯＲ回路、１０６５は信号伝
送用ＬＡＮ１０８を経由して受信した各コントローラか
らの各レベルの安全・保護信号を各レベル分けしてそれ
ぞれレベル１ＯＲ回路〜レベル３ＯＲ回路に伝達する１
チップＭＰＵである。

【００３９】図７は安全・保護制御コントローラ１０６
の内部構造およびその入出力状態の他の例を示すもので
あり、図６に示す安全・保護制御コントローラ１０６と
は、信号伝送用ＬＡＮ１０８を介して安全・保護信号を
送受信するように構成されていない点で相違する。この
安全・保護制御コントローラでは、安全・保護線１０９
のみから安全・保護信号を送受信するものであり、この
ように構成しても、安全・保護線１０９による安全・保
護機能の信頼性が高いので、十分有用である。

【００４０】図８は、図６または図７に示す安全・保護
制御コントローラ１０６がレベル１，レベル２およびレ
ベル３のいずれかの安全・保護信号を検出した時に動作
する安全・保護回路図である。

【００４１】図において、安全・保護制御コントローラ
１０６において、レベル１の安全・保護信号がトランジ
スタＴｒ１に入力されると、エンジン停止リレーＲｅ１
が動作して、接点３−４間が遮断される。その結果、燃
料供給弁２００への通電が遮断されてエンジンへの燃料
供給が停止してエンジンが停止する。同時に、ＯＮ−Ｏ
ＦＦ弁駆動リレーＲｅ４への通電も遮断されて、レベル
２のＯＮ−ＯＦＦ弁も遮断される。さらに、エンジン停
止リレーＲｅ１の接点３−４間が遮断されると、ＯＮ−
ＯＦＦ弁停止リレーＲｅ２の接点３−４および制御停止
リレーＲｅ３の接点３−４間の通電が無くなり、サーボ
コントローラ２０１においてレベル３の電源供給が停止
される。

【００４２】また、レベル２の安全・保護信号がトラン
ジスタＴｒ２に入力されると、ＯＮ−ＯＦＦ弁停止リレ
ーＲｅ２が動作して、接点３−４が遮断され、ＯＮ−Ｏ
ＦＦ弁駆動リレーＲｅ４の接点３−６への通電が無くな
り、ＯＮ−ＯＦＦ弁２０２への通電を停止する。同時
に、制御停止リレーＲｅ３の接点３−４間の通電が無く
なり、レベル３のサーボコントローラ２０１において電
源供給が停止される。

【００４３】さらにまた、レベル３の安全・保護信号が
トランジスタＴｒ３に入力されると、制御停止リレーＲ
ｅ３が動作して、接点３−４間の通電が遮断され、レベ
ル３のサーボコントローラ２０１において電源供給が停
止される。なお、レベル１〜レベル３のいずれかの安全
・保護信号が検出されると、エンジン停止リレーＲｅ
１、ＯＮ−ＯＦＦ弁停止リレーＲｅ２、および制御停止
リレーＲｅ３のいずれかの接点３−６を介してパトライ
ト点灯リレーＲｅ５が動作して異常表示パトライト２０
３が点灯する。

【００４４】このように、安全・保護制御コントローラ
１０６において、上位レベルの安全・保護信号が検出さ
れると、それより下位レベルの安全・保護動作も実行す
るように構成されている。

【００４５】以上のごとく、本実施形態によれば、制御
信号をＬＡＮ形式で伝送すると共に、ＬＡＮと別個に安
全・保護用のワイヤードな信号線を独立させて設け、シ
ステムを構成したので、ＬＡＮ経由と安全・保護信号線
の両者を介して安全・保護信号を伝送することができ
る。この結果、分散型のコントローラシステムの拡張性
を維持するとことができると共に、安全・保護機能を向
上させたシステムを構成できる。また、本実施形態によ
れば、安全・保護信号を信号伝送用ＬＡＮから入手する
のみならず、安全保護の度合いに応じて階層化された専
用の安全・保護線を介して入手するように構成したの
で、安全・保護動作を迅速かつ確実を行うことができ
る。

【００４６】さらにまた、本実施形態によれば、安全・
保護処理を行うために、他のコントローラに対して、安
全・保護制御コントローラを付加接続するのみで容易に
システムを構成できる。さらに、自動運転のように少量
多品種の制御システムでは、既存のコントローラを使用
する例が多いが、本実施形態によれば、安全・保護コン
トローラの論理回路、即ちＯＲ回路の部分を製作するだ
けで、既存のコントローラのＤ／Ｉ、Ｄ／Ｏを使うこと
により簡単に安全・保護機能を付加してコントローラシ
ステムを構築できる。

【００４７】次に、本発明の第２の実施形態を図９〜図
１３を用いて説明する。

【００４８】図９は本実施形態に係わる分散配置したコ
ントローラを備える自動運転ショベルのシステムブロツ
ク図である。

【００４９】図において、１０９’はバスで構成された
安全・保護線である。第１の実施形態では、図１および
図３に示すように、安全保護線１０９がレベル分けされ
たワイヤードな信号線で構成されているのに対して、本
実施形態では安全・保護線をレベル分けされたバスで構
成している点で相違する。その他の構成は図１に示すも
のと相違しないので説明を省略する。

【００５０】図１０は、図９に示す安全・保護制御コン
トローラ１０６の内部構造およびその入出力状態を表し
たものであり、前記と同様に、第１の実施形態で説明し
た図６のものと比べて、安全・保護制御コントローラ１
０６と他の各コントローラ１０１〜１０３に接続される
安全・保護信号線１０９’がレベル分けされたバスで構
成されている点、および第１の実施形態では安全・保護
信号をワイヤーＯＲ回路１０６１〜１０６３で検出して
いるのに対して、論理回路１０６１’〜１０６３’で検
出するように構成されている点で相違し、その他の構成
は相違しない。

【００５１】図１１も、図１０と同様に、第１の実施形
態で説明した図５にものと比べて、安全・保護制御コン
トローラ１０６と他の各コントローラ１０１〜１０３に
接続される安全・保護信号線１０９’がレベル分けされ
たバスで構成されている点、および第１の実施形態では
安全・保護信号をワイヤーＯＲ回路１０６１〜１０６３
で検出しているのに対して、論理回路１０６１’〜１０
６３’で検出するように構成されている点で相違し、そ
の他の構成は相違しない。

【００５２】図１２は、図９に示すコントローラ１０１
〜１０３および１０６に用いられるコントローラの内部
構造を表しており、１００１はレベル１のバス１０９’
から安全・保護信号を検出するワイヤードＯＲで構成さ
れるレベル検出回路、１００２はレベル１のバス１０
９’を介して他のコントローラにレベル１の安全・保護
信号を出力すると共にレベル検出回路１００１に出力し
て、バス１０９’に安全・保護信号が出力したことを確
認するように構成されているレベル出力回路、１００３
および１００５はレベル検出回路１００１と同様の機能
を果たすレベル２検出回路およびレベル３検出回路、１
００４および１００６はレベル出力回路１００２と同様
の機能を果たすレベル２出力回路およびレベル３出力回
路、１００７は種々の演算処理を実行するＭＰＵ、Ａ／
Ｉ，Ａ／Ｏ，Ｄ／Ｉ，Ｄ／Ｏ，ＳＣＩは図３において説
明したと同様に、各コントローラに設けられるインタフ
ェースを表わす。

【００５３】図１３は、図９に示すコントローラ１０１
〜１０３および１０６に用いられるコントローラの他の
内部構造であり、図１２に示したコントローラとは、レ
ベル１検出回路１００１で検出された安全・保護信号を
ＭＰＵ、インタフェースを介することなく、直接リレー
駆動回路を介してレベル１としての安全・保護信号を出
力するように構成している点で相違する。

【００５４】このように構成することにより、レベル１
の安全・保護信号をより迅速確実に出力することができ
る。

【００５５】なお、ここで、レベル１の出力のみを出力
するように構成したが、その他のレベルについてもレベ
ル１と同様に構成することも可能である。

【００５６】上記のごとく、本実施形態によれば、第１
の実施形態と同様に、必要に応じてコントローラを増減
して柔軟にシステムを構築でき、また、各コントローラ
間を信号伝送用ＬＡＮと安全・保護信号伝送用のバスで
だけ結合することにより、安全・保護機能を充実させた
コントローラシステムを構築することができる。そのた
め、特に自動運転などの安全・保護動作を確実に行うこ
とが要求される自動運転建設機械にとって極めて有用で
ある。

【００５７】また、本実施形態では、図１０および図１
１に示すように、安全・保護信号を安全・保護レベル毎
に独立した論理回路で検出して処理するように構成し
た。その結果、論理回路のうちの１つが万一故障したと
しても、他の論理回路での安全・保護信号の受信に影響
を及ぼさず、より一層安全・保護機能の信頼性を高める
ことができる。

【００５８】さらに、安全・保護信号を検出し処理する
論理回路を、ＣＰＵ等を介在しない論理回路で構成して
いるので、ソフトバグ等を回避でき、安全・保護機能の
信頼性をより一層向上させることができる。

【００５９】

【発明の効果】以上、本発明によれば、分散配置された
コントローラをＬＡＮ形式の信号伝達手段とワイヤード
な安全・保護用の信号線またはバスで接続したため、自
動運転建設機械として拡張性の高いコントローラシステ
ムを構成できると共に、安全・保護用の信号線またはバ
スのを介して安全・保護信号を送受信できるため、安全
・保護動作を迅速確実に行うことができ、従来のものに
比べて、自動運転建設機械の信頼性を大幅に向上させる
ことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１の実施形態に係わる分散型コントローラシ
ステムを備える自動運転ショベルのシステムブロツク図
である。

【図２】本実施形態に係わる分散型コントローラシステ
ムを備える自動運転ショベルの全体構成図である。

【図３】図１に示す各コントローラの入出力およびその
接続関係の具体的な構成を示す自動運転ショベルのシス
テムブロック図である。

【図４】本実施形態に係わる、信号伝送用ＬＡＮで伝送
される信号データ形式を示す図である。

【図５】図４に示すＩＤ番号に対応して、信号の種類を
表わす図である。

【図６】図１および図３に示す安全・保護制御コントロ
ーラ１０６の内部構造および入出力状態を表したブロッ
ク図である。

【図７】本実施形態に係わる、安全・保護制御コントロ
ーラ１０６の内部構造および入出力状態の他の例を示す
ブロック図である。

【図８】本実施形態に係わる示す安全・保護制御コント
ローラ１０６がレベル１〜レベル３の安全・保護信号を
検出した時に動作する安全・保護回路図である。

【図９】第２の実施形態に係わる分散配置したコントロ
ーラシステムを備える自動運転ショベルのシステムブロ
ツク図である。

【図１０】図９に示す安全・保護制御コントローラ１０
６の内部構造および入出力状態を示すシステムブロック
図である。

【図１１】本実施形態に係わる、安全・保護制御コント
ローラ１０６の内部構造および入出力状態の他の例を示
すシステムブロック図である。

【図１２】図９に示すコントローラ１０１〜１０３およ
び１０６に用いられるコントローラの内部構造を示すブ
ロック図である。

【図１３】図９に示すコントローラ１０１〜１０３およ
び１０６に用いられるコントローラの他の内部構造を示
すブロック図である。

【符号の説明】

１０１ マンマシン系コントローラ １０２ 教示・再生用コントローラ １０３ 自動運転用サーボ系コントローラ １０６ 安全・保護制御コントローラ １０６１ レベル１ＯＲ回路 １０６２ レベル２ＯＲ回路 １０６３ レベル３ＯＲ回路 １０６１’ レベル１論理回路 １０６２’ レベル２論理回路 １０６３’ レベル３論理回路 １０７ 安全・保護装置 １０８ 信号伝送用ＬＡＮ １０９ 安全・保護信号線 １０９’ 安全・保護信号バス

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 永野 好幸 茨城県土浦市神立町650番地 日立建機株 式会社土浦工場内 (72)発明者 石橋 英人 茨城県土浦市神立町650番地 日立建機株 式会社土浦工場内 (72)発明者 橋本 昭 茨城県土浦市神立町650番地 日立建機株 式会社土浦工場内 (72)発明者 安田 元 茨城県土浦市神立町650番地 日立建機株 式会社土浦工場内

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 異なる機能を備える分散配置された複数
   のコントローラと、該複数のコントローラ間の信号を伝
   達するＬＡＮ形式の信号伝達手段と、から構成される自
   動運転手段を備え、 該自動運転手段によって、教示された掘削から放土まで
   の一連の動作を再生操作により繰り返し動作させる自動
   運転建設機械において、 前記複数の各コントローラは、前記複数のコントローラ
   のいずれかにおいて検出された安全・保護信号を前記信
   号伝達手段を介して他のコントローラに出力する手段
   と、 前記複数のコントローラのうちの安全・保護制御を行う
   コントローラと残余のコントローラ間に、安全・保護信
   号を伝達するために、前記信号伝達手段とは別個の信号
   伝達手段を設け、 前記安全・保護制御を行うコントローラは、前記信号伝
   達手段および前記別個の信号伝達手段を介して前記残余
   のコントローラとの間で前記安全・保護信号を送受信し
   て、安全・保護処理を行うことを特徴とする自動運転建
   設機械。
2. 【請求項２】 異なる機能を備える分散配置された複数
   のコントローラと、該複数のコントローラ間の信号を伝
   達するＬＡＮ形式の信号伝達手段と、から構成される自
   動運転手段を備え、 該自動運転手段によって、教示された掘削から放土まで
   の一連の動作を再生操作により繰り返し動作させる自動
   運転建設機械において、 前記複数のコントローラと、前記信号伝達手段に接続さ
   れない安全・保護制御を行うコントローラとの間に、安
   全・保護信号を伝達するための前記信号伝達手段とは別
   個の信号伝達手段を設け、 前記安全・保護制御を行うコントローラは、前記別個の
   信号伝達手段を介して前記複数のコントローラとの間で
   前記安全・保護信号を送受信して、安全・保護処理を行
   うことを特徴とする自動運転建設機械。
3. 【請求項３】 請求項２の記載において、 前記安全・保護制御を行うコントローラは、前記別個の
   信号伝達手段介して前記複数のコントローラとの間で前
   記安全・保護信号を送受信して、コンピュータ処理を介
   在することなく、安全・保護処理を行うことを特徴とす
   る自動運転建設機械。
4. 【請求項４】 請求項１ないしは請求項３のいずれか１
   つの請求項記載において、 前記別個の信号伝達手段は、複数の安全・保護レベルに
   対応して配設される複数本のワイヤードな信号線から構
   成されることを特徴とする自動運転建設機械。
5. 【請求項５】 請求項１ないしは請求項３のいずれか１
   つの請求項記載において、前記別個の信号伝達手段は、
   複数の安全・保護レベルに対応して配設される複数本の
   バスから構成されることを特徴とする自動運転建設機
   械。