KR102041858B1 - 작업 기계 - Google Patents

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다이키 아이자와
가츠마사 우지
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Abstract

본 발명은, 오설정을 방지할 수 있는 작업 기계의 식별 시스템을 제공하기 위해, 작업 기계의 식별 시스템은, 작업 기계의 전체를 제어하는 제1 제어 장치와, 상기 작업 기계의 구성 요소를 제어하는 복수의 제2 제어 장치를 구비한 작업 기계의 식별 시스템이며, 상기 제1 제어 장치는, 상기 작업 기계의 차체 전체에 관한 정보를 취득하고, 상기 제2 제어 장치는, 상기 제2 제어 장치의 상기 작업 기계로의 탑재 부위에 기초하여 다른 상기 제2 제어 장치와는 상이한 상기 구성 요소의 상태에 관한 정보를 취득하고, 상기 상태에 관한 정보와 상기 차체 전체에 관한 정보에 기초하여 상기 제2 제어 장치의 기능을 설정한다.

Description

작업 기계
본 발명은 작업 기계에 관한 것이다.
종래, 복수의 컨트롤 유닛이 공통으로 갖는 ID(Identifier: 식별자) 테이블을 사용하여, ID 테이블에 등록되어 있는 ID의 범위에서 중복되지 않는 ID를, 각 컨트롤 유닛에 설정하는 차량 탑재 네트워크 시스템이 알려져 있다(특허문헌 1).
일본 특허 공개 제2012-222527호 공보
그러나, 특허문헌 1에 기재된 차량 탑재 네트워크 시스템은 ID 테이블로부터 무작위로 결정한 ID를 설정하기 때문에, ID의 오설정이 발생할 우려가 있다.
본 발명의 일 양태에 의한 작업 기계의 식별 시스템은, 작업 기계의 전체를 제어하는 제1 제어 장치와, 상기 작업 기계의 구성 요소를 제어하는 복수의 제2 제어 장치를 구비한 작업 기계의 식별 시스템이며, 상기 제1 제어 장치는, 상기 작업 기계의 차체 전체에 관한 정보를 취득하고, 상기 제2 제어 장치는, 상기 제2 제어 장치의 상기 작업 기계로의 탑재 부위에 기초하여 다른 상기 제2 제어 장치와는 상이한 상기 구성 요소의 상태에 관한 정보를 취득하고, 상기 상태에 관한 정보와 상기 차체 전체에 관한 정보에 기초하여 상기 제2 제어 장치의 기능을 설정한다.
본 발명에 따르면, 컨트롤 유닛의 작업 기계로의 탑재 부위에 기초하여 컨트롤 유닛의 기능을 설정할 수 있으므로, 오설정을 방지할 수 있다.
도 1은 작업 기계의 일례인 유압 셔블(100)의 측면도이다.
도 2는 제1 실시 형태에 관한 식별 시스템(10)이 적용되는 유압 셔블(100)의 구성예를 도시하는 블록도이다.
도 3은 제1 실시 형태에 관한 PCU(103)의 구성예를 도시하는 블록도이다.
도 4의 (a)는 MCU(101)에 있어서의 처리의 일례를 도시하는 흐름도이고, 도 4의 (b)는 PCU(103)에 있어서의 처리의 일례를 도시하는 흐름도이다.
도 5는 제1 실시 형태에 관한 PCU(103)에 있어서의 판정 처리의 일례를 도시하는 흐름도이다.
도 6은 제2 실시 형태에 관한 PCU(103)에 있어서의 판정 처리의 일례를 도시하는 흐름도이다.
(제1 실시 형태)
도 1은, 작업 기계의 일례인 유압 셔블(100)의 측면도이다. 또한, 설명의 편의상, 도 1에 도시한 바와 같이 유압 셔블(100)의 전후 및 상하 방향을 규정한다. 유압 셔블(100)은, 주행체(11)와, 주행체(11) 상에 선회 가능하게 설치된 선회체(12)를 구비한다. 선회체(12)의 전방부에는, 프론트 작업 장치(13)가 설치되어 있다.
프론트 작업 장치(13)는, 붐(14), 아암(15) 및 버킷(16)을 구비한다. 붐(14)은, 선회체(12)의 프레임에 있어서, 선회체(12)에 대하여 상하 방향으로 회동 가능하게 설치되어 있다. 붐(14)은, 붐 실린더(14a)에 의해 구동되어 기복한다.
아암(15)은, 붐(14)의 선단에 있어서, 붐(14)에 대하여 상하 방향으로 회동 가능하게 설치되어 있다. 아암(15)은, 아암 실린더(15a)에 의해 구동되어 기복한다. 버킷(16)은, 아암(15)의 선단에 있어서, 아암(15)에 대하여 상하 방향으로 회동 가능하게 설치되어 있다. 버킷(16)은, 버킷 실린더(16a)에 의해 구동된다.
선회체(12)에는, 오퍼레이터가 탑승하는 운전실(17)과, 카운터 웨이트(19)가 구비되어 있다. 운전실(17)에는, 조작 레버가 설치되어 있다. 조작 레버는, 프론트 작업 장치(13)나 선회체(12)의 구동을 지령한다. 조작 레버의 조작량은, 파일럿압 센서에 의해 검출된다. 파일럿압 센서는, 조작 레버의 조작량에 따른 조작 신호를 생성한다.
도 2는, 제1 실시 형태에 관한 식별 시스템(10)이 적용되는 유압 셔블(100)의 구성예를 도시하는 블록도이다. 유압 셔블(100)은, 메인 컨트롤 유닛(이하, MCU(101)로 기재함)과, 내연 기관인 엔진(105)과, 엔진(105)을 제어하는 엔진 컨트롤 유닛(이하, ECU(102)로 기재함)과, 유압 펌프(106)와, 회전 센서부(110A)와, 엔진(105)의 동력의 보조 및 발전을 행하는 어시스트 발전 모터(108)와, 선회용의 유압 모터(이하, 선회 유압 모터(112)로 기재함)와, 회전 센서부(110B)와, 선회용의 전동 모터(이하, 선회 전동 모터(109)로 기재함)와, 전원부(107)와, 게이트 로크 레버(114)와, 게이트 로크 스위치(115)를 구비한다.
유압 셔블(100)은, 또한, 파워 컨트롤 유닛(이하, PCU(103)로 기재함)을 2개, 즉 어시스트 발전 모터(108)를 제어하는 파워 컨트롤 유닛(이하, PCU(103A)로 기재함) 및 선회 전동 모터(109)를 제어하는 파워 컨트롤 유닛(이하, PCU(103B)로 기재함)을 구비한다. 유압 셔블(100)의 식별 시스템(10)은 MCU(101)와, PCU(103A)와, PCU(103B)를 포함하여 구성된다. PCU(103A)는 탑재 부위(20A)에 탑재되고, PCU(103B)는 탑재 부위(20B)에 탑재되어 있다.
MCU(101)는 CPU나 기억 장치인 ROM 및 RAM, 그 밖의 주변 회로 등을 갖는 연산 처리 장치를 포함하여 구성되어 있다. MCU(101)는, 유압 셔블(100)의 시스템 전체의 제어를 행한다. MCU(101)는, ECU(102), PCU(103A), PCU(103B) 및 게이트 로크 스위치(115) 등의 구성 요소와 통신 네트워크를 통해 접속되어 있다. MCU(101)는, 통신 네트워크를 통해 유압 셔블(100)의 각 구성 요소와 데이터 통신을 행한다. 데이터 통신에는, CAN(Controller Area Network) 등의 통신 방식이 사용된다. 유압 셔블(100)의 각 구성 요소는, 예를 들어 시리얼 신호를 사용하여 데이터 통신을 행한다.
MCU(101)는, 조작 레버의 조작량에 따른 조작 신호 등에 기초하여 PCU(103A), PCU(103B)에 대한 제어 신호를 생성한다. MCU(101)는, 또한, 각 구성 요소로부터 입력되는 신호에 기초하여, 유압 셔블(100)의 차체 전체에 관한 정보를 취득한다. MCU(101)는, 취득한 차체 전체에 관한 정보인 차체 전체 정보를 PCU(103A) 및 PCU(103B)에 출력한다. MCU(101)는, 후술하는 PCU(103A)를 구성하는 스위칭 소자를 제어하는 게이트 OFF 제어 신호를 생성하여, PCU(103A)에 출력한다.
ECU(102)는, 엔진(105)의 회전 속도를 검출하는 회전 속도 검출부를 갖는다. 회전 속도 검출부는, 엔진(105)의 회전 속도에 따른 검출 신호를 생성한다. ECU(102)는, 회전 속도 검출부에서 취득된 검출 신호를 MCU(101)에 출력한다.
게이트 로크 레버(114)는, 유압 셔블(100)의 조작 레버의 지령을 무효로 하는 로크 위치와, 조작 레버의 지령을 유효로 하는 로크 해제 위치로 선택적으로 조작된다. 게이트 로크 스위치(115)는, 게이트 로크 레버(114)의 조작 위치에 따른 게이트 로크 레버 상태 신호를 MCU(101) 및 PCU(103B)에 출력한다.
전원부(107)는, 예를 들어 충방전 가능한 커패시터를 포함하여 구성된다. 커패시터는, 어시스트 발전 모터(108) 및 선회 전동 모터(109)의 구동 상태에 따라 충방전된다. 또한, 전원부(107)는, 리튬 이온 배터리 등의 이차 전지를 포함하여 구성해도 된다.
어시스트 발전 모터(108)는 엔진(105)에 의해 회전 구동됨으로써 발전하거나, 엔진(105)을 어시스트하는 회전 토크를 생성하여, 엔진(105)과 협동하여 유압 펌프(106)를 구동시키거나 한다.
회전 센서부(110A)는, 리졸버 등의 회전각 센서를 갖는다. 회전 센서부(110A)는, 어시스트 발전 모터(108)의 자극 위치에 따른 위치 신호를 취득하고, 위치 신호에 기초하여 어시스트 발전 모터(108)의 회전 속도를 산출한다. 회전 센서부(110A)는, 어시스트 발전 모터(108)의 회전 속도에 따른 모터 상태 신호를 PCU(103A)에 출력한다.
유압 펌프(106)는 엔진(105) 및 어시스트 발전 모터(108)에 의해 구동되어, 압유를 토출한다. 유압 펌프(106)로부터 토출되는 압유는, 컨트롤 밸브에 의해 유압 실린더(붐 실린더(14a), 아암 실린더(15a), 버킷 실린더(16a)) 등의 각 유압 액추에이터에 공급된다. 유압 펌프(106)의 구동축은, 엔진(105) 및 어시스트 발전 모터(108)의 구동축과 동축 상에 설치되어 있다.
선회 전동 모터(109)는, 회전 토크를 생성하여 선회 유압 모터(112)와 협동하여 선회체(12)를 구동시키거나, 선회체(12)에 의해 회전 구동됨으로써 발전하거나 한다. 선회 전동 모터(109)는, 예를 들어 선회체(12)의 감속시(제동시)의 회생에 의해 발전한다.
회전 센서부(110B)는, 리졸버 등의 회전각 센서를 갖는다. 회전 센서부(110B)는, 선회 전동 모터(109)의 자극 위치에 따른 위치 신호를 취득하고, 위치 신호에 기초하여 선회 전동 모터(109)의 회전 속도를 산출한다. 회전 센서부(110B)는, 선회 전동 모터(109)의 회전 속도에 따른 모터 상태 신호를 PCU(103B)에 출력한다.
선회 유압 모터(112)는 유압 펌프(106)로부터 컨트롤 밸브를 통해 공급되는 압유에 기초하여, 선회체(12)를 구동시킨다. 선회 유압 모터(112)와 선회 전동 모터(109)의 구동축은, 동축 상에 설치되어 있다.
PCU(103A)는 MCU(101)로부터 출력되는 제어 신호에 기초하여, 어시스트 발전 모터(108)를 제어한다. PCU(103B)는 MCU(101)로부터 출력되는 제어 신호에 기초하여, 선회 전동 모터(109)를 제어한다.
도 3은, 제1 실시 형태에 관한 PCU(103)의 구성예를 도시하는 블록도이다. PCU(103A) 및 PCU(103B)는, 각각이 도 3에 도시하는 구성을 갖고 있다.
PCU(103B)는, 인버터부(401)와, 게이트 구동부(402)와, 연산부(403)와, 콘덴서(404)를 포함하여 구성된다. PCU(103B)는, 전원부(107)로부터의 직류 전력을 교류 전력으로 변환하여 선회 전동 모터(109)에 출력하거나, 또는 선회 전동 모터(109)로부터의 교류 전력을 직류 전력으로 변환하여 전원부(107)에 출력한다. PCU(103B)는, 단자(405)로부터 입력되는 게이트 로크 스위치(115)에서 생성된 게이트 로크 레버 상태 신호를 그대로 또는 신호 처리하여, 게이트 강제 OFF 신호로서 취득한다. 신호 처리는, 예를 들어 신호의 노이즈 성분을 제거하는 처리이다.
연산부(403)는 CPU나 기억 장치인 ROM 및 RAM, 그 밖의 주변 회로 등을 갖는 연산 처리 장치를 포함하여 구성되어 있다. 연산부(403)는 단자(406)를 통해 MCU(101)와, ECU(102)와, PCU(103A)와 접속되고, 식별용의 ID를 사용하여 데이터 통신을 행한다. 연산부(403)는, MCU(101)로부터의 지령에 따라 게이트 구동부(402)에 제어 신호를 출력하여, 게이트 구동부(402)의 제어를 행한다. 연산부(403)에는, 게이트 로크 레버 상태 신호에 기초한 게이트 강제 OFF 신호가 입력되고, 단자(407)를 통해 회전 센서부(110B)로부터 선회 전동 모터(109)의 회전 속도에 따른 모터 상태 신호가 입력된다.
게이트 구동부(402)는, 인버터부(401)의 스위칭 소자를 구동하는 프리 드라이버 회로를 포함하여 구성된다. 게이트 구동부(402)는 연산부(403)에 의해 출력된 제어 신호에 기초하여, 인버터부(401)의 스위칭 소자를 제어하는 게이트 구동 신호를 생성한다. 게이트 구동부(402)는, 생성한 게이트 구동 신호를 인버터부(401)에 출력한다. 게이트 구동부(402)는, 예를 들어 게이트 구동 신호로서 PWM 신호를 출력하고, 인버터부(401)의 스위칭 소자를 온오프 제어한다. 게이트 구동부(402)에는, 게이트 로크 레버 상태 신호에 기초한 게이트 강제 OFF 신호가 입력된다.
인버터부(401)는, 복수의 스위칭 소자, 각 스위칭 소자에 병렬 접속되는 다이오드를 포함하여 구성된다. 스위칭 소자는, 예를 들어 IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor: 절연 게이트 바이폴라 트랜지스터)이다. 모선(408A) 및 모선(408B)은, 초퍼 등을 통해 전원부(107)의 커패시터와 접속된다. 초퍼는, 전원부(107)의 커패시터로부터 공급되는 직류 전압을 승압하여 모선(408A) 및 모선(408B)에 공급하거나, 모선(408A) 및 모선(408B)으로부터 공급되는 직류 전압을 강압하여 전원부(107)의 커패시터에 공급하거나 한다. 모선(408A)과 모선(408B)의 사이에는, 전압 평활용의 콘덴서(404)가 접속되어 있다.
인버터부(401)는, 게이트 구동부(402)에 의해 출력되는 게이트 구동 신호에 의해 구동된다. 인버터부(401)는, 선회 전동 모터(109)의 모터 구동시에는 모선(408A) 및 모선(408B)의 직류 전력으로부터 교류 전력을 생성하고, 단자(409A), 단자(409B) 및 단자(409C)를 통해 선회 전동 모터(109)에 출력한다. 인버터부(401)는, 선회 전동 모터(109)의 발전시에는 선회 전동 모터(109)로부터의 교류 전력을 직류 전력으로 변환하여, 모선(408A) 및 모선(408B)에 출력한다.
게이트 구동부(402)는, 게이트 강제 OFF 신호가 인에이블 상태(예를 들어, 신호의 전압 레벨이 하이레벨)인 경우에 스위칭 소자를 오프시키도록 인버터부(401)를 제어함으로써, 선회 전동 모터(109)로의 전력 공급을 정지시킨다. 게이트 로크 스위치(115)는, 게이트 로크 레버(114)가 로크 위치에 있는 경우에 하이레벨의 게이트 로크 레버 상태 신호를 출력함으로써, 게이트 강제 OFF 신호를 인에이블 상태로 한다. 게이트 구동부(402)는, 게이트 로크 레버(114)가 로크 위치로 조작된 경우에 선회 전동 모터(109)로의 전력 공급을 강제적으로 정지함으로써, 조작 레버의 오조작 등에 의한 선회체(12)의 오동작을 방지한다.
PCU(103A)는 PCU(103B)와 마찬가지로, 인버터부(401)와, 게이트 구동부(402)와, 연산부(403)와, 콘덴서(404)를 포함하여 구성된다. PCU(103A)는, 전원부(107)로부터의 직류 전력을 교류 전력으로 변환하여 어시스트 발전 모터(108)에 출력하거나, 또는 어시스트 발전 모터(108)로부터의 교류 전력을 직류 전력으로 변환하여 전원부(107)에 출력한다. 연산부(403)에는, 단자(407)를 통해 회전 센서부(110A)로부터 어시스트 발전 모터(108)의 회전 속도에 따른 모터 상태 신호가 입력된다.
PCU(103A)는, 단자(405)로부터 입력되는 MCU(101)에서 생성된 게이트 OFF 제어 신호를 그대로 또는 신호 처리하여, 게이트 강제 OFF 신호로서 취득한다. 게이트 구동부(402) 및 연산부(403)에는, 게이트 강제 OFF 신호가 입력된다. 게이트 구동부(402)는, 게이트 OFF 제어 신호가 하이레벨, 즉 게이트 강제 OFF 신호가 인에이블 상태인 경우에 스위칭 소자를 오프시키도록 인버터부(401)를 제어한다.
PCU(103A) 및 PCU(103B)에는, 공통의 하드웨어 구성의 2개의 PCU(103)가 사용된다. PCU(103)는, PCU(103A)용의 탑재 부위(20A) 또는 PCU(103B)용의 탑재 부위(20B)에 탑재된다. PCU(103)는, 탑재 부위(20A) 또는 탑재 부위(20B)의 각각에 대응하는 복수의 기능을 갖고 있다.
연산부(403)는, 탑재된 부위에 기초하여 다른 PCU(103)의 연산부(403)와는 상이한 유압 셔블(100)의 구성 요소와 접속됨으로써, 다른 PCU(103)와는 상이한 유압 셔블(100)의 구성 요소의 상태에 관한 정보를 취득한다. 연산부(403)는, 취득한 유압 셔블(100)의 구성 요소의 상태에 관한 정보와, MCU(101)에서 취득되는 유압 셔블(100)의 차체 전체에 관한 정보(차체 전체 정보)에 기초하여 PCU(103)의 기능을 판정한다. 연산부(403)는, 복수의 탑재 부위의 각각에 대응하는 처리를 실행하기 위한 프로그램을 ROM 등에 기억하고 있다. 연산부(403)는, 판정 결과에 기초하여 ROM에 기억된 프로그램을 실행함으로써, 탑재 부위에 대응하는 기능을 설정한다.
PCU(103)에 있어서 설정되는 기능은, 예를 들어 제어 대상이 되는 모터의 출력 특성에 관한 제어 기능이며, 제어 프로그램이나 제어 파라미터 등이 포함된다. PCU(103)는, 어시스트 발전 모터(108)의 제어에 필요한 설정을 함으로써 PCU(103A)로서 기능하고, 선회 전동 모터(109)의 제어에 필요한 설정을 함으로써 PCU(103B)로서 기능한다.
PCU(103)는, 또한, 기능의 판정 결과에 기초하여 통신 기능을 설정한다. PCU(103)는, 통신 기능의 설정에 있어서, 탑재 부위에 대응하는 ID를 설정함으로써 다른 PCU(103)와는 중복되지 않는 ID가 할당된다. PCU(103)는 탑재 부위에 대응하는 ID로서, 예를 들어 PCU(103A) 및 PCU(103B)의 각각의 통신의 우선 순위에 기초한 ID를 설정한다.
제1 실시 형태에서는, MCU(101)는, 게이트 로크 레버 상태 신호에 기초하여유압 셔블(100)의 차체 전체 정보를 취득한다. PCU(103B)용의 탑재 부위(20B)에 탑재된 PCU(103)는, 게이트 로크 레버 상태 신호에 기초한 게이트 강제 OFF 신호를 유압 셔블(100)의 구성 요소의 상태에 관한 정보로서 취득한다. PCU(103A)용의 탑재 부위(20A)에 탑재된 PCU(103)는, 게이트 OFF 제어 신호에 기초한 게이트 강제 OFF 신호를 유압 셔블(100)의 구성 요소의 상태에 관한 정보로서 취득한다. PCU(103)는, 게이트 로크 상태일 때에 인에이블 상태의 게이트 강제 OFF 신호를 취득한 경우에는 PCU(103B)로서 기능하고, 게이트 로크 상태일 때에 디세이블 상태의 게이트 강제 OFF 신호를 취득한 경우에는 PCU(103A)로서 기능한다.
도 4의 (a)는 MCU(101)에 있어서의 처리의 일례를 도시하는 흐름도이고, 도 4의 (b)는 PCU(103)에 있어서의 처리의 일례를 도시하는 흐름도이다. 도 4의 (b)의 흐름도에 도시한 처리는, 2개의 PCU(103) 각각에 있어서 행해진다. 도 4의 흐름도에 도시한 처리는, 예를 들어 도시하지 않은 키 스위치의 온에 의해 개시된다.
스텝 S100에 있어서, MCU(101)는, PCU(103A)용의 탑재 부위(20A)에 탑재된 PCU(103)와, PCU(103B)용의 탑재 부위(20B)에 탑재된 PCU(103)에 대하여 초기 설정 요구를 송신하여, 스텝 S110으로 진행된다.
스텝 S200에 있어서, PCU(103)는 초기 설정 요구를 수신하여, 스텝 S210으로 진행된다. 스텝 S210에 있어서, PCU(103)는, 구성 요소의 상태에 관한 정보와 차체 전체 정보에 기초하여 PCU(103)의 기능을 판정하는 판정 기능을 유효로 하여, 스텝 S220으로 진행된다.
스텝 S110에 있어서, MCU(101)는, 로크 위치에 대응하는 게이트 로크 레버 상태 신호에 기초하여, 유압 셔블(100)의 차체 전체 정보로서 게이트 로크 상태를 나타내는 정보를 취득한다. MCU(101)는, 2개의 PCU(103)에 대하여 취득 결과에 따른 차체 전체 정보를 송신한다.
스텝 S220에 있어서, PCU(103)는 차체 전체 정보를 수신하여, 스텝 S230으로 진행된다. 스텝 S230에 있어서, PCU(103)는, 유압 셔블(100)의 구성 요소의 상태에 관한 정보를 취득한다. PCU(103)는, 구성 요소의 상태에 관한 정보와 차체 전체 정보에 기초하여 PCU(103)의 기능을 판정한다. PCU(103)는, 판정 결과에 기초하여 기능을 설정하면, 도 4에 도시한 처리를 종료한다.
도 5는, 제1 실시 형태에 관한 PCU(103)에 있어서의 판정 처리의 일례를 도시하는 흐름도이다. 도 5는, 도 4의 (b)에 도시한 처리의 상세를 설명하는 도면이다. 도 5의 흐름도에 도시한 처리는, 예를 들어 도시하지 않은 키 스위치의 온에 의해 2개의 PCU(103)의 각각에 있어서 개시된다.
스텝 S300에 있어서, PCU(103)는, MCU(101)로부터 초기 설정의 요구가 되어 있는지 여부를 판정한다. 스텝 S300에서 긍정 판정되면 스텝 S310으로 진행되고, 스텝 S300에서 부정 판정되면 도 5에 도시한 처리를 종료한다.
스텝 S310에 있어서, PCU(103)는 PCU(103)의 기능을 판정하는 판정 기능을 유효로 하여, 스텝 S320으로 진행된다.
스텝 S320에 있어서, PCU(103)는 MCU(101)로부터 입력되는 차체 전체 정보에 기초하여, 유압 셔블(100)이 게이트 로크 상태인지 여부를 판정한다. 스텝 S320에서 긍정 판정되면 스텝 S330으로 진행되고, 스텝 S320에서 부정 판정되면 도 5에 도시한 처리를 종료한다.
스텝 S330에 있어서, PCU(103)는, 게이트 강제 OFF 신호에 기초하여 게이트 강제 OFF 상태인지 여부를 판정한다. PCU(103B)용의 탑재 부위(20B)에 탑재된 PCU(103)는, 게이트 로크 레버 상태 신호에 기초한 게이트 강제 OFF 신호를 유압 셔블(100)의 상태에 관한 정보로서 취득한다. PCU(103A)용의 탑재 부위(20A)에 탑재된 PCU(103)는, 게이트 OFF 제어 신호에 기초한 게이트 강제 OFF 신호를 유압 셔블(100)의 상태에 관한 정보로서 취득한다.
유압 셔블(100)이 게이트 로크 상태인 경우, 즉 게이트 로크 레버(114)의 조작 위치가 로크 위치인 경우에는, 게이트 로크 레버 상태 신호는 하이레벨이 된다. PCU(103B)용의 탑재 부위(20B)에 탑재된 PCU(103)는, 인에이블 상태의 게이트 강제 OFF 신호를 취득하고, 게이트 강제 OFF 상태라고 판정하여, 스텝 S350으로 진행된다. 이에 비해, PCU(103)의 초기 설정시에 게이트 로크 레버(114)의 조작 위치가 로크 위치인 경우, MCU(101)에 의해 생성되는 게이트 OFF 제어 신호는 로우 레벨이 된다. PCU(103A)용의 탑재 부위(20A)에 탑재된 PCU(103)는, 디세이블 상태의 게이트 강제 OFF 신호를 취득하고, 게이트 강제 OFF 상태가 아니라고 판정하여, 스텝 S340으로 진행된다.
스텝 S340에 있어서, PCU(103A)용의 탑재 부위(20A)에 탑재된 PCU(103)는, 어시스트 발전 모터(108)의 제어를 행하는 PCU(103A)의 설정을 보존하고, 도 5에 도시한 처리를 종료한다. 스텝 S350에 있어서, PCU(103B)용의 탑재 부위(20B)에 탑재된 PCU(103)는, 선회 전동 모터(109)의 제어를 행하는 PCU(103B)의 설정을 보존하고, 도 5에 도시한 처리를 종료한다.
본 실시 형태의 동작을 종합하면 다음과 같아진다. 제조 공장 또는 정비 공장에 있어서, 2개의 PCU(103)가 유압 셔블(100)에 탑재된다. 오퍼레이터가 키 스위치를 온하면, 유압 셔블(100)이 기동한다. 오퍼레이터는 서비스 툴의 조작을 행함으로써, MCU(101)에 설정 개시의 요구를 행한다. MCU(101)는, 2개의 PCU(103)에 대하여 초기 설정 요구를 송신한다. MCU(101)는, 게이트 로크 레버(114)가 로크 위치인 경우에 유압 셔블(100)의 게이트 로크 상태에 관한 정보를 취득하고, 2개의 PCU(103)에 송신한다.
PCU(103)는, MCU(101)로부터 초기 설정의 요구가 되면, PCU(103)의 기능을 판정하는 판정 기능을 유효로 한다. PCU(103)는, MCU(101)로부터 게이트 로크 상태인 것을 나타내는 정보를 수신하면, 게이트 강제 OFF 신호에 기초하여 PCU(103)의 기능의 판정을 행한다.
PCU(103)는, 게이트 강제 OFF 신호가 인에이블 상태인 경우에는 PCU(103B)용의 설정을 보존하고, 게이트 강제 OFF 신호가 디세이블 상태인 경우에는 PCU(103A)용의 설정을 보존한다.
상술한 실시 형태에 의하면, 다음의 작용 효과가 얻어진다.
(1) 유압 셔블(100)의 식별 시스템(10)은, 유압 셔블(100)의 전체를 제어하는 MCU(101)(제1 제어 장치)와, 유압 셔블(100)의 구성 요소를 제어하는 복수의 PCU(103)(제2 제어 장치)를 구비한다. MCU(101)는, 유압 셔블(100)의 차체 전체에 관한 정보를 취득한다. PCU(103)는, PCU(103)의 유압 셔블(100)로의 탑재 부위에 기초하여 다른 PCU(103)와는 상이한 구성 요소의 상태에 관한 정보를 취득하고, 상태에 관한 정보와 차체 전체에 관한 정보에 기초하여 PCU(103)의 기능을 판정한다. 본 실시 형태에서는, 유압 셔블(100)로의 탑재 부위에 기초하여 PCU(103)의 기능을 판정하고, 판정 결과에 따른 기능을 설정하도록 하였다. 탑재 부위에 대응하는 기능을 설정할 수 있으므로, 오설정을 방지할 수 있다.
(2) PCU(103)는, 탑재 부위(20A) 및 탑재 부위(20B)의 각각에 대응하는 복수의 기능을 갖고, 판정의 결과에 기초하여 탑재 부위(20A) 또는 탑재 부위(20B)에 대응하는 기능을 설정한다. 이와 같이 하였으므로, 유압 셔블(100)로의 탑재 후에 탑재 부위에 대응하는 기능으로 설정할 수 있다.
(3) PCU(103)가 1개의 기능만을 갖는 경우에는, 유압 셔블(100)로의 탑재 후에 기능을 전환할 수 없다. 그로 인해, 공통의 하드웨어 구성의 2개의 PCU(103)를 사용하는 경우에 오조립이 발생할 우려가 있다. 이에 비해, 본 실시 형태에서는, PCU(103)는 어시스트 발전 모터 제어용 및 선회 전동 모터 제어용의 기능을 갖고, 유압 셔블(100)로의 탑재 후에 탑재 부위에 대응하는 기능으로 설정하므로, 오조립을 방지할 수 있다. 그 결과, 보수 관리를 위한 부품 재고를 저감할 수 있다.
(4) PCU(103)는, PCU(103)의 유압 셔블(100)로의 탑재 부위에 기초하여 다른PCU(103)와는 상이한 구성 요소와 접속됨으로써, 다른 PCU(103)와는 상이한 상태에 관한 정보를 취득한다. 본 실시 형태에서는, PCU(103B)용의 탑재 부위(20B)에 탑재된 PCU(103)는, 게이트 로크 레버 상태 신호에 기초한 게이트 강제 OFF 신호를 유압 셔블(100)의 상태에 관한 정보로서 취득한다. PCU(103A)용의 탑재 부위(20A)에 탑재된 PCU(103)는, 게이트 OFF 제어 신호에 기초한 게이트 강제 OFF 신호를 유압 셔블(100)의 상태에 관한 정보로서 취득한다. 이와 같이 하였으므로, 복수의PCU(103)에 대하여 각각의 탑재 부위에 적합한 기능을 판정할 수 있다.
(5) 유압 셔블(100)로의 탑재 후에 PCU(103)의 기능을 설정하는 방법으로서, 기계적 스위치를 설치하여, 스위치의 온오프에 의해 각 PCU(103)의 기능의 설정을 행하는 방법을 생각할 수 있다. 이에 비해, 본 실시 형태에서는, 기존의 단자 및 신호선을 사용하여 PCU(103)의 기능의 설정을 행하기 때문에, 기계적 스위치의 추가 등의 하드웨어의 개조를 필요로 하지 않는다.
(6) 제1 실시 형태에서는, PCU(103)에 의해 취득되는 유압 셔블(100)의 상태에 관한 정보는, 유압 셔블(100)의 조작 레버의 지령을 무효로 하는 로크 위치와, 조작 레버의 지령을 유효로 하는 로크 해제 위치로 조작되는 게이트 로크 레버(114)의 조작 위치에 관한 정보이다. MCU(101)에 의해 취득되는 차체 전체에 관한 정보는, 게이트 로크 레버(114)가 로크 위치로 조작되어 있는 게이트 로크 상태이다. 이와 같이 하였으므로, 게이트 로크 레버의 조작 위치에 관한 정보에 기초하여 PCU(103)의 기능을 설정할 수 있다.
(제2 실시 형태)
제2 실시 형태에 관한 유압 셔블(100) 및 PCU(103)는, 제1 실시 형태에 관한 유압 셔블(100) 및 PCU(103)와 마찬가지의 구성을 갖고 있다(도 2, 도 3 참조). 제1 실시 형태에서는, MCU(101)는 게이트 로크 레버 상태 신호에 기초하여 유압 셔블(100)의 차체 전체 정보를 취득하고, PCU(103)는 게이트 로크 레버(114)의 조작 위치에 관한 신호를 유압 셔블(100)의 구성 요소의 상태에 관한 정보로서 사용하는 예에 대하여 설명하였다. 이에 비해, 제2 실시 형태에서는, MCU(101)는 엔진(105)의 회전 속도에 따른 검출 신호에 기초하여 유압 셔블(100)의 차체 전체 정보를 취득하고, PCU(103)는 어시스트 발전 모터(108) 및 선회 전동 모터(109)의 회전 속도에 관한 신호를 유압 셔블(100)의 구성 요소의 상태에 관한 정보로서 사용한다.
MCU(101)는, ECU(102)에서 생성되는 엔진(105)의 회전 속도에 따른 검출 신호에 기초하여, 유압 셔블(100)의 차체 전체 정보로서 엔진 구동 상태를 나타내는 정보를 취득한다. MCU(101)는, 예를 들어 엔진(105)의 회전 속도가 소정값(예를 들어, 200rpm) 이상인 경우에 엔진 구동 상태로 판정한다. MCU(101)는, 2개의 PCU(103)에 대하여 판정 결과에 따른 차체 전체 정보를 송신한다. PCU(103)는, 엔진 구동 상태일 때에 모터의 회전 속도가 소정값 이상이 되는 모터 상태 신호를 취득한 경우에는 PCU(103A)로서 기능하고, 엔진 구동 상태일 때에 모터의 회전 속도가 소정값 이상이 되지 않는 모터 상태 신호를 취득한 경우에는 PCU(103B)로서 기능한다.
도 6은, 제2 실시 형태에 관한 PCU(103)에 있어서의 판정 처리의 일례를 도시하는 흐름도이다. 도 6의 흐름도에 도시한 처리는, 예를 들어 도시하지 않은 키 스위치의 온에 의해 2개의 PCU(103)의 각각에 있어서 개시된다.
스텝 S400에 있어서, PCU(103)는, MCU(101)로부터 초기 설정의 요구가 되어 있는지 여부를 판정한다. 스텝 S400에서 긍정 판정되면 스텝 S410으로 진행되고, 스텝 S400에서 부정 판정되면 도 6에 도시한 처리를 종료한다.
스텝 S410에 있어서, PCU(103)는 PCU(103)의 기능을 판정하는 판정 기능을 유효로 하여, 스텝 S420으로 진행된다.
스텝 S420에 있어서, PCU(103)는 MCU(101)로부터 입력되는 차체 전체 정보에 기초하여, 유압 셔블(100)이 엔진 구동 상태인지 여부를 판정한다. 스텝 S420에서 긍정 판정되면 스텝 S430으로 진행되고, 스텝 S420에서 부정 판정되면 도 6에 도시한 처리를 종료한다.
스텝 S430에 있어서, PCU(103A)용의 탑재 부위(20A)에 탑재된 PCU(103)는, 어시스트 발전 모터(108)의 회전 속도에 따른 모터 상태 신호에 기초하여 모터의 회전 속도가 소정값 이상인지 여부를 판정한다. PCU(103B)용의 탑재 부위(20B)에 탑재된 PCU(103)는, 선회 전동 모터(109)의 회전 속도에 따른 모터 상태 신호에 기초하여, 모터의 회전 속도가 소정값 이상인지 여부를 판정한다. 판정에 사용되는 소정값은, 모터가 정지 상태인지 여부를 판정하기 위한 역치이며, 예를 들어 200rpm으로 설정된다.
유압 셔블(100)이 엔진 구동 상태인 경우에는, 어시스트 발전 모터(108)는 구동 상태가 된다. PCU(103A)용의 탑재 부위(20A)에 탑재된 PCU(103)는 모터의 회전 속도가 소정값 이상이라고 판정하여, 스텝 S450으로 진행된다. 이에 비해, PCU(103)의 초기 설정시에는, 선회 전동 모터(109)는 정지 상태가 된다. PCU(103B)용의 탑재 부위(20B)에 탑재된 PCU(103)는 모터의 회전 속도가 소정값 이상이 아니라고 판정하여, 스텝 S440으로 진행된다.
스텝 S440에 있어서, PCU(103B)용의 탑재 부위(20B)에 탑재된 PCU(103)는, 선회 전동 모터(109)의 제어를 행하는 PCU(103B)의 설정을 보존하고, 도 6에 도시한 처리를 종료한다. 스텝 S450에 있어서, PCU(103A)용의 탑재 부위(20A)에 탑재된 PCU(103)는, 어시스트 발전 모터(108)의 제어를 행하는 PCU(103A)의 설정을 보존하고, 도 6에 도시한 처리를 종료한다.
상술한 실시 형태에 의하면, 제1 실시 형태에서 설명한 (1) 내지 (5)와 마찬가지의 작용 효과에 더하여 다음의 작용 효과가 얻어진다.
(7) 제2 실시 형태에서는, PCU(103A) 및 PCU(103B)에 의해 각각 취득되는 유압 셔블(100)의 상태에 관한 정보는, 유압 셔블(100)의 모터의 회전 속도에 관한 정보이다. MCU(101)에 의해 취득되는 차체 전체에 관한 정보는, 엔진(105)의 회전 속도가 소정값 이상이 되는 엔진 구동 상태이다. 이와 같이 하였으므로, 엔진 구동 상태에서의 어시스트 발전 모터(108) 및 선회 전동 모터(109)의 회전 속도에 기초하여 PCU(103)의 기능을 판정할 수 있다.
다음과 같은 변형도 본 발명의 범위 내이며, 변형예의 하나, 혹은 복수를 상술한 실시 형태와 조합하는 것도 가능하다.
(변형예 1)
상술한 제1 실시 형태에서는, 게이트 로크 레버의 조작 위치에 관한 신호를 사용하여 PCU(103)의 기능의 판정을 행하는 예에 대하여 설명하였다. 그러나, 차체의 일부 동작을 정지시키기 위한 다른 조작 레버의 조작 위치에 관한 신호를 사용하여, PCU(103)의 기능의 판정을 할 수 있도록 해도 된다. 예를 들어, 엔진(105) 또는 선회체(12)를 정지시키기 위한 정지 레버의 조작 위치에 관한 신호를 본 발명에 사용할 수 있다.
(변형예 2)
상술한 실시 형태에서는, 2개의 PCU(103)의 각각에 있어서, PCU(103)의 기능의 판정을 행하는 예에 대하여 설명하였다. 그러나, 2개의 PCU(103) 중 한쪽의 PCU(103)가 기능의 판정을 행한다. 다른쪽의 PCU(103)는 한쪽의 PCU(103)의 판정 결과에 기초하여 기능의 설정을 행하도록 해도 된다.
(변형예 3)
상술한 실시 형태에서는, 작업 기계로서 유압 셔블(100)을 예로 들어 설명했지만, 본 발명은 이것으로 한정되지 않고, 예를 들어 휠 로더, 포크리프트, 텔레 핸들러, 리프트 트럭, 덤프 트럭, 크레인 등, 다른 작업 기계에 본 발명을 적용할 수도 있다.
상기에서는 다양한 실시 형태 및 변형예를 설명했지만, 본 발명은 이들의 내용으로 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 기술적 사상의 범위 내에서 생각되는 그 밖의 형태도 본 발명의 범위 내에 포함된다.
10: 식별 시스템
20A: 탑재 부위
20B: 탑재 부위
101: MCU(제1 제어 장치)
103: PCU(제2 제어 장치)
105: 엔진
108: 어시스트 발전 모터(모터)
109: 선회 전동 모터(모터)
114: 게이트 로크 레버
100: 유압 셔블(작업 기계)

Claims (5)

  1. 차체 전체를 제어하는 제1 제어 장치와, 상기 차체의 복수의 제어 대상을 제어하는 복수의 제2 제어 장치를 구비한 작업 기계이며,
    상기 제1 제어 장치는,
    상기 복수의 제어 대상 중 소정의 제어 대상을 구동 및 정지시키기 위한 구성 요소에 있어서의 조작 위치에 대응한 구성 요소 상태 신호에 기초하여, 상기 차체의 전체 상태에 관한 정보를 취득하여 상기 복수의 제2 제어 장치에 각각 출력하고,
    상기 복수의 제2 제어 장치는 각각,
    상기 복수의 제어 대상에 대응한 탑재 부위에 탑재되어 있으며, 탑재된 탑재 부위에 대응한 상태의 상기 구성 요소 상태 신호를 상기 구성 요소의 상태에 관한 정보로서 취득하고, 상기 제1 제어 장치로부터 출력된 상기 차체의 전체 상태에 관한 정보와 상기 구성 요소의 상태에 관한 정보에 기초하여, 탑재된 탑재 부위에 적합한 기능이 설정되는 것을 특징으로 하는 작업 기계.
  2. 차체 전체를 제어하는 제1 제어 장치와, 상기 차체의 복수의 제어 대상을 제어하는 복수의 제2 제어 장치를 구비한 작업 기계이며,
    상기 제1 제어 장치는,
    상기 복수의 제어 대상 중 소정의 제어 대상을 구동시키는 구성 요소에 있어서의 구동 상태에 대응한 신호에 기초하여, 상기 구성 요소의 상태에 관한 정보를 취득하여 상기 복수의 제2 제어 장치에 각각 출력하고,
    상기 복수의 제2 제어 장치는 각각,
    상기 복수의 제어 대상에 대응한 탑재 부위에 탑재되어 있으며, 탑재된 탑재 부위에 대응한 제어 대상의 구동 상태 신호를 취득하고, 상기 제1 제어 장치로부터 출력된 상기 구성 요소의 상태에 관한 정보와 상기 구동 상태 신호에 기초하여, 탑재된 탑재 부위에 적합한 기능이 설정되는 것을 특징으로 하는 작업 기계.
  3. 제1항에 있어서,
    주행체와,
    상기 주행체 상에 선회 가능하게 설치된 선회체와,
    상기 선회체의 전방부에 설치된 프론트 작업 장치와,
    상기 선회체 및 상기 프론트 작업 장치의 구동을 지령하는 조작 레버와,
    내연 기관인 엔진과,
    상기 엔진의 동력의 보조 및 발전을 행하는 어시스트 발전 모터와,
    상기 선회체를 구동시키는 선회 전동 모터와,
    상기 조작 레버의 지령을 무효로 하는 로크 위치와 상기 조작 레버의 지령을 유효로 하는 로크 해제 위치로 조작되는 게이트 로크 레버를 구비하며,
    상기 제1 제어 장치는,
    상기 게이트 로크 레버의 상기 로크 위치에 대응한 게이트 로크 레버 상태 신호에 기초하여, 상기 차체의 게이트 로크 상태를 나타내는 정보를 취득하고,
    상기 복수의 제2 제어 장치는,
    상기 어시스트 발전 모터에 대응한 탑재 부위에 탑재된 어시스트 발전 모터용 제2 제어 장치와,
    상기 선회 전동 모터에 대응한 탑재 부위에 탑재된 선회 전동 모터용 제2 제어 장치를 포함하고,
    상기 어시스트 발전 모터용 제2 제어 장치는, 상기 제1 제어 장치로부터 출력된 상기 차체의 게이트 로크 상태를 나타내는 정보와, 상기 구성 요소의 상태에 관한 정보인 디세이블 상태의 상기 게이트 로크 레버 상태 신호를 취득함으로써, 상기 어시스트 발전 모터의 제어에 필요한 기능이 설정되고,
    상기 선회 전동 모터용 제2 제어 장치는, 상기 제1 제어 장치로부터 출력된 상기 차체의 게이트 로크 상태를 나타내는 정보와, 상기 구성 요소의 상태에 관한 정보인 인에이블 상태의 상기 게이트 로크 레버 상태 신호를 취득함으로써, 상기 선회 전동 모터의 제어에 필요한 기능이 설정되는 것을 특징으로 하는 작업 기계.
  4. 제2항에 있어서,
    주행체와,
    상기 주행체 상에 선회 가능하게 설치된 선회체와,
    내연 기관인 엔진과,
    상기 엔진의 동력의 보조 및 발전을 행하는 어시스트 발전 모터와,
    상기 선회체를 구동시키는 선회 전동 모터를 구비하고,
    상기 제1 제어 장치는,
    상기 엔진의 회전 속도에 따른 검출 신호에 기초하여, 상기 엔진의 회전 속도가 소정값 이상으로 되는 엔진 구동 상태를 나타내는 정보를 취득하고,
    상기 복수의 제2 제어 장치는,
    상기 어시스트 발전 모터에 대응한 탑재 부위에 탑재된 어시스트 발전 모터용 제2 제어 장치와,
    상기 선회 전동 모터에 대응한 탑재 부위에 탑재된 선회 전동 모터용 제2 제어 장치를 포함하고,
    상기 어시스트 발전 모터용 제2 제어 장치는, 상기 제1 제어 장치로부터 출력된 상기 엔진 구동 상태를 나타내는 정보와, 상기 구동 상태 신호인 소정값 이상의 회전 속도로 되는 모터 상태 신호를 취득함으로써, 상기 어시스트 발전 모터의 제어에 필요한 기능이 설정되고,
    상기 선회 전동 모터용 제2 제어 장치는, 상기 제1 제어 장치로부터 출력된 상기 엔진 구동 상태를 나타내는 정보와, 상기 구동 상태 신호인 상기 소정값보다도 작은 회전 속도로 되는 모터 상태 신호를 취득함으로써, 상기 선회 전동 모터의 제어에 필요한 기능이 설정되는 것을 특징으로 하는 작업 기계.
  5. 삭제
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