WO1999054558A1

WO1999054558A1 - Controleur d'affichage de machine de construction

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Publication number: WO1999054558A1
Application number: PCT/JP1999/002059
Authority: WO
Inventors: Hiroshi Ogura; Hiroshi Watanabe
Original assignee: Hitachi Construction Machinery Co., Ltd.
Priority date: 1998-04-17
Filing date: 1999-04-19
Publication date: 1999-10-28
Also published as: EP0990740B8; EP0990740A4; DE69936369T2; JPH11303151A; EP0990740B1; CN1263577A; EP0990740A1; DE69936369D1; KR100371275B1; CN1086762C; KR20010013833A

Description

明糸田書建設機械の表示制御装置技術分野

本発明は、建設機械の表示制御装置に係わり、特に油圧ショベル等の建設機械を制御する複数の制御装置からの検出情報や故障情報を表示することのできる建設機械の表示制御装置に関する。背景技術

従来、油圧ショベル等の建設機械に設けられる制御装置は、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ァクチユエ一夕に出力する第 3 の制御装置と、建設機械に係わる各種の情報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。

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 — 1 1 3 8 5 4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データバスで接続して制御信号を授受する建設機械の表示制御装置が提案されている。こ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。

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られ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ィツチを備える表示装置を設けることが望まれている。

しかし、上述した複数の表示装置を、共通の通信ラインを介して分散配置される上述の複数の制御装置に接続する場合、そのための接続配線が増えて配線が複雑化する。また、複数の表示装置を建設機械の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。

また、上述のような複数個の操作部を兼ねる表示装置を運転室に設置する場合、通常、運転室内のオペレータのお前方に設置することになるが、オペレータは操作レバーの操作以外に前記表示装置への注視および表示装置に付設した操作部の操作を行わなければならず、オペレータにとって大きな負担になるという問題があった。本発明の目的は、上記種々の問題点を考慮して、運転室内の空間を十分に確保することができるとともに、オペレータの作業性を向上することのできる建設機械の表示制御装置を提供することにある。発明の開示

上記の目的を達成するために、請求項 1 の発明は、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で接続してなる建設機械の表示制御装置において、前記表示装置は、前記建設機械各部の状況を表す表示情報の切換表示を指令する入力手段と、前記指令に対応する表示情報を前記各制御装置から取り込み表示する表示手段とから構成されることを特徴とする。

また、請求項 2の発明は、請求項 1 の発明において、前記表示手段は、前記切換表示される各種の表示情報を表示する単一の表示部を備えることを特徴とする。

また、請求項 3 の発明は、請求項 1 または請求項 2 の発明において、前記各制御装置は、各制御装置に係わる検出手段および制御対 _ _g _

象の故障を診断する故障診断手段を備えることを特徴とする。

また、請求項 4の発明は、請求項 3 の発明において、前記制御装置の故障診断手段は、少なくとも、前記検出手段および当該建設機械のァクチユエ一夕の故障を診断することを特徴とする。

また、請求項 5 の発明は、請求項 3 または請求項 4 の発明において、前記表示装置は、前記各制御装置の故障診断手段において故障を検出したときは、故障情報以外の表示情報に優先して故障情報を表示することを特徴とする。

また、請求項 6 の発明は、請求項 3 または請求項 4 の発明において、前記指令は、前記故障情報の送信指令を含むことを特徴とする。図面の簡単な説明

図 1 は本発明の一実施形態に係わる建設機械の表示制御装置の概要を示す図である。図 2 は図 1 に示す制御装置 2 0 の構成を示す図である。図 3 は図 1 に示す制御装置 2 2の構成を示す図である。図 4は図 1 に示す姿勢演算装置 2 5 の構成を示す図である。図 5 は図 1 に示す表示装置 2 6 を示す図である。図 6は図 1 に示す制御装置 2 0 における吐出量制御の処理手順を示すフロ一チヤ一トである。図 7 は図 1 に示す制御装置 2 0 における共通の通信ライン 3 0 を介して他の制御装置からのデータの受信の処理手順を示すフローチヤ — トである。図 8は図 1 に示す制御装置 2 0から他の制御装置へのデ一夕の送信の処理手順を示すフローチヤ一トである。図 9 は図 1 に示す制御装置 2 2 における操作制御の処理手順を示すフローチヤ一卜である。図 1 0 は図 1 に示す姿勢演算装置 2 5 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 1 1 は図 1 に示す斜板傾転位置検出器 1 7 の入出力特性の一例を示す図である。図 1 2 は図 2 に示す制御装置 2 0 における R A M 2 0 4および E E R O M 2 0 8 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 1 3 は図 1 に示す制御装置 2 0 における斜板傾転角 0 に基づく故障診断の処理手順を示すフロ一チャートである。図 1 ,

- 4 -

4は図 1 に示す制御装置 2 0、制御装置 2 2および姿勢演算装置 2 5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 1 5 は図 1 に示す表示処理装置 2 7 の処理手順を示すフローチャートである。図 1 6 は図 1 に示す表示処理装置 2 7から送信されるメッセージ Αの内容を示す図である。図 1 7 は図 1 に示す制御装置 2 0から送信されるメッセージ B の内容を示す図である。図 1 8は図 1 に示す表示処理装置 2 7から送信されるメッセージ A ' の内容を示す図である。図 1 9 は図 1 に示す姿勢演算装置 2 5から送信されるメッセ一ジ Cの内容を示す図である。図 2 0は図 1 に示す表示処理装置 2 7から送信されるメッセージ A " の内容を示す図である。図 2 1 は図 1 に示す制御装置 2 0から送信されるメッセ一ジ Dの内容を示す図である。図 2 2 は図 1 に示す制御装置 2 2から送信されるメッセージ Eの内容を示す図である。図 2 3 は図 1 に示す姿勢演算装置 2 5から送信されるメッセージ F の内容を示す図である。図 2 4は図 1 の示す表示部 2 9 に切換表示された複数の表示例を示す図である。発明を実施するための最良の形態

以下に、本発明の一実施形態を図 1 から図 2 4 を用いて説明する。図 1 は、本実施形態に係る建設機械の表示制御装置を示す図である。

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ツト 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 1 0 と、バケツト 8 を回動させるための油圧シリンダ 1 1 と、油圧シリンダ 1 1 とバケット 8 とを連結するリンク機構 1 2 とから構成されている。 _c

一 b 一

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。

これらの制御系統において、 1 3は油タンク、 1 4は油圧ポンプ、 1 5 は油圧ポンプ 1 4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、 1 6 は油圧ポンプ 1 4の吐出圧力を検出する圧力検出器、 1 7 は油圧ポンプ 1 4の斜板の傾転位置を検出する斜板傾転位置検出器、 1 8 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、 1 9 は油圧ポンプ 1 4 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。

また、 2 0 は油圧ポンプ 1 4の制御装置であり、この装置 2 0 は圧力検出器 1 6からの圧力信号 P dおよび斜板傾転位置検出器 1 7 からの斜板角度信号 0 に基づいて斜板傾転位置制御装置 1 9 を介して油圧ポンプ 1 4の斜板の傾転位置を調整し、油圧ポンプ 1 4の押しのけ容積、即ち吐出流量を制御するものである。また、 2 1 はブーム操作レバ一、 2 2 はブーム操作レバー 2 1 に接続するブーム制御装置であり、この装置 2 2 はブーム操作レバー 2 1 の操作信号 Xに基づき制御弁 1 5 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。

なお、図 1 においては、ブ一ム駆動用の油圧シリンダ 9 を制御するための制御弁 1 5、ブーム操作レバー 2 1 、ブーム制御装置 2 2 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 1 0 、パケット駆動用の油圧シリンダ 1 1 、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夕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されている。

2 3 はブーム 6の回転角度を検出するブーム角度検出器、 2 4はアーム 7 の回転角度を検出するアーム角度検出器、 2 5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 2 5 はブーム角度検出器 2 3およびアーム角度検出器 2 4からの検出信号 αおよび検出信号 /3 に基づいてフロント機構 5 の姿勢を演算する ,

一 b 一

ものである。

2 6 は表示装置、 2 7 は表示処理装置、 2 8 は表示切換部、 2 9 は表示部である。

また、表示処理装置 2 7 、姿勢演算装置 2 5、ブーム制御装置 2 2、および油圧ポンプ 1 4の制御装置 2 0は、双方向通信が可能なように共通の通信ライン 3 0 に接続される。

図 2 は、図 1 に示す制御装置 2 0の構成を示す図である。なお、図 1 に示す符号と同符号の箇所は同一部分を示す。

同図において、 2 0 1 は圧力検出器 1 6からの圧力信号 P d と斜板傾転位置検出器 1 7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 AZ D変換器、 2 0 2 は中央演算処理装置（ C P U ) 、 2 0 3 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各種プログラム、および制御に必要な定数を格納するリードオンリ一メモリ（ R O M) 、 2 0 4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 ( R A M) 、 2 0 5 は出力用のインタ一フェース（ I Z O ) 、 2 0 6 は油圧ポンプ 1 4の斜板の駆動信号を斜板位置制御装置 1 9 に出力する増幅器、 2 0 7 は共通の通信ライン 3 0 に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通信データを記憶するメモリを備える通信手段、 2 0 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 E E P R O M (Electrical ly Erasable Progr ammable 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している。

図 3 は図 1 に示す制御装置 2 2 の構成を示す図である。なお、図 1 に示す符号と同符号の箇所は同一部分を示す。

同図において、 2 2 1 は、ブーム操作レバ一 2 1からの操作信号 Xをデジタル信号に変換する A/ D変換器、 2 2 2 は中央演算処理装置（ C P U ) 、 2 2 3 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各種プログラム、および制御に必要な定数を格納するリ一ドオンリ一メモリ（ R O M) 、 2 2 4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（ R AM) 、 2 2 5はデジタル信号をアナログ信号に変換する D ZA変換器、 2 2 6 は D/A変換器 2 2 5からの信号を制御弁 1 5 に出力するための増幅器、 2 2 7は共通の通信ライン 3 0 に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、通信デー夕を記憶するメモリを備える通信手段、 2 2 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 E E P R OMである。

図 4は図 1 に示す姿勢演算装置 2 5 の構成を示す図である。なお、図 1 に示す符号と同符号の箇所は同一部分を示す。

同図において、 2 5 1 はアーム角度検出器 2 3からの角度信号 α とブーム角度検出器 2 4からの角度信号） 3 とを入力してデジタル信号に変換する AZD変換器、 2 5 2は中央演算処理装置（ C P U) 、 2 5 3 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各種プログラム、および制御に必要な定数を格納するリ一ドオンリーメモリ（ R OM) 、 2 5 4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（ R AM) 、 2 5 5 はデジタル信号をアナログ信号に変換する D /A変換器、 2 5 6は共通の通信ライン 3 0 に接続されている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、 2 5 7 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 E P R OMである。

図 5 は、本実施形態に係る表示装置 2 6、表示処理装置 2 7 、および表示切換部 2 8、表示部 2 9 を示す図である。なお、図 1 に示す符号と同符号の箇所は同一部分を示す。

同図において、 2 8 1 、 2 8 2、 2 8 3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ィッチである。

2 7 1 は表示切換スィッチ 2 8 1 〜 2 8 3からの信号を入力するためのインタ一フェース、 2 7 2 は中央演算処理装置（ C P U) 、 2 7 3 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各種プログラム、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（ R OM) 、 2 7 4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（R AM) 、 2 7 5 は出力用のインタ一フェース（ I /O) 、 2 7 6は表示部 2 9への表示指令を受けて、表示部 2 9 にデータを送る画面表示制御装置、 2 7 7 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 E P R OM、 2 7 8 は共通の通信ライン 3 0で接続されている制御装置との間の通信を制御するとともに通信データを記憶するメモリを備える通信手段である。

なお、図 2〜図 5 に示す装置 2 0 , 2 2， 2 5， 2 7 において、点線の範囲内に示される AZD変換器またはインターフェース、中央演算処理装置（ C P U) 、リードオンリーメモリ（ R OM) 、ランダムアクセスメモリ（ R AM) 、および出力用のインタ一フエ一ス（ I ZO) 、 DZA変換器は、シングルチップマイコンで構成される。

次に、図 2 に示す制御装置 2 0 の動作について図 6から図 8 を用いて説明する。

図 6 は、図 2 に示す制御装置 2 0 における油圧ポンプ 1 4の吐出量制御の処理手順を示すフローチヤ一トである。

はじめに、ステップ 6 0 において、制御処理に必要な定数を R O M 2 0 3 あるいは E E P R OM 2 0 8から読み込む。次に、ステツプ 6 1 において、 AZD変換器 2 0 1 を介して圧力検出器 1 6から検出される圧力信号 P d、斜板傾転位置検出器 1 7から検出される斜板角度信号 0、および油タンク 1 3 の作動油温検出信号 t を読み込む。次に、ステップ 6 2 において、読み込んだ数値データに基づいて故障診断を行う。故障診断は、数値データが予め設定された上限値以上、あるいは予め設定された下限値以下であると故障と判定することにより行う。詳細は後述する。次に、ステップ 6 3 において、油圧ポンプ 1 4の目標傾転角 0 r を計算し、ステップ 6 4 において、目標傾転角 0 r に斜板傾転位置信号 0がー致するように斜板傾転位置制御装置 1 9 に制御信号を出力し、油圧ポンプ 1 4の傾転 _Q

- 9 -

角の制御を行い、油圧ポンプ 1 4の吐出量を制御する。

図 7 は、制御装置 2 0 における共通の通信ライン 3 0 を介して他の装置 2 2 , 2 5 ， 2 7から送信されてきたデータの処理手順を示すフローチヤ一トである。まず、図 2 に示す通信手段 2 0 7が他の装置 2 2 , 2 5 ， 2 7からのデ一夕の受信を正常に完了すると、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 2 0 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 2 0 7 内のメモリに蓄えられる。制御装置 2 0 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。

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 2 0 7 に格納されているデ一夕が R A M 2 0 4 に転送される。次に、ステップ 7 1 において、受信が完了したのでフラグをクリアする。制御装置 2 0 は、 R A M 2 0 4に格納されたデ一夕を利用して R O M 2 0 3 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。

なお、以上の説明は、制御装置 2 0 に他の装置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 2 0 と同様のデータの受信処理が行われる。

図 8は、制御装置 2 0 における共通の通信ライン 3 0 を介して他の装置 2 2 , 2 5 , 2 7 にデータを送信する処理手順を示すフローチヤ一卜である。

ステップ 8 0 において、送信するデータを図 2 に示す R A M 2 0 4から通信手段 2 0 7 内のメモリに転送する。次に、ステップ 8 1 において、送信要求フラグを立てる。通信手段 2 0 7 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 3 0 に送出する。

以上の説明は、制御装置 2 0から他の装置にデータを送信する場合の送信処理であるが、他のそれぞれの装置においても制御装置 2 , _n

一 10 —

0 と同様のデータの送信処理が行われる。

図 9 は、図 3 に示す制御装置 2 2 における制御弁 1 5の圧油の流量制御の処理手順を示すフローチヤ一トである。

はじめに、ステップ 9 0 において、制御演算に必要な定数を R O M 2 2 3 あるいは E E P R OM 2 2 8から読み込む。次に、ステツプ 9 1 において、 A Z D変換器 2 2 1 を通して、ブーム操作レバ一 2 1からの操作信号 Xを読み込む。次に、ステップ 9 2 において、操作信号 Xを利用して故障診断を行う。故障診断は、操作信号 Xが予め設定された上限値以上、あるいは予め設定された下限値以下であると故障と判定することにより行う。詳細は後述する。次に、ステツプ 9 3 において、操作信号 Xに応じた制御弁 1 5 の操作量の演算を行う。次に、ステップ 9 4 において、 07八変換器 2 2 5 、增幅器 2 2 6 を介して制御弁 1 5の操作量を出力する。

図 1 0 は、図 4 に示す姿勢演算装置 2 5 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。

はじめに、ステップ 1 0 0 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、 R OM 2 5 3 あるいは E E P R OM 2 5 7から読み込む。次に、ステップ 1 0 1 において、 A/D変換器 2 5 1 を通して、ブーム角度検出器 2 3からの角度信号ひおよびアーム角度検出器 2 4からの角度信号 /3を読み込む。次に、ステップ 1 0 2 において、前記角度信号を利用して故障診断を行う。故障診断は、角度信号 αおよび角度信号 3が予め設定された上限値以上、および予め設定された下限値以下であると故障と判定することにより行う。詳細は後述する。次に、ステップ 1 0 3 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、 /3 を用いて、フロント機構 5 の姿勢を演算し、 R AM 2 5 4に記憶する。

次に、制御装置 2 0 における斜板傾転位置検出器 1 7から検出される斜板傾転位置信号 S に基づく故障診断について図 1 1 から図 1 3 を用いて説明する。 _u

図 1 1 は、図 2 に示す AZ D変換器 2 0 1 における入出力特性の一例を示す図である。

同図において、斜板傾転位置検出器 1 7は、油圧ポンプ 1 4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 0 V〜 5 Vの電圧信号を出力する。この電気信号は AZ D変換器 2 0 1 によってアナログ信号から a 0から a 4の 8 ビッ卜のデジタル信号に変換されるとすると、斜板位置検出器 1 7が— 2 0 ° から 1 6 0 ° までの範囲を 0 Vから 5 Vとして検出可能な場合、一 2 0 ° の場合のデジタル値を a 0 に、 1 6 0 ° の場合をデジタル値 a 4 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。

ここで、油圧ポンプ 1 4の斜板傾転角の可動範囲が最大 4 5 ° としたときのデジタル値を a 2 とし、最小傾転位置において斜板傾転位置検出器 1 7が 0 ° を表す信号を出力するように斜板傾転位置検出器 1 7 を取り付けた場合、 AZ D変換器 2 0 1 を通じて得られる値はほぼ a 1 から a 2 となる。 a 1 より小さな値あるいは a 2 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 1 7 の故障診断を行うことができる。図 1 2は、図 2 に示す R AM 2 0 4および E E P R O M 2 0 8 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。

同図において、 2 0 4 1 は斜板傾転角 0 に係わる故障を判定したときセッ卜される 0故障フラグ、 2 0 4 2 は圧力信号 P d に係わる故障を判定したときセッ卜される P d故障フラグ、 2 0 4 3 は斜板傾転角 Θ に係わる 0故障履歴フラグ、 2 0 4 4は圧力信号 P dに係わる P d故障履歴フラグ、 2 0 8 1 は斜板傾転角 Θ に係わる Θ故障履歴フラグ、 2 0 8 2 は圧力信号 P dに係わる P d故障履歴フラグである。

Θ故障履歴フラグ 2 0 8 1 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。 R A M 2 0 4内の 0故障履歴フラグ 2 0 4 3およびは P d故障履歴フラグ 2 0 4 4はそれぞれ E E P R O M 2 0 8内の Θ故障履歴フラ _

一 1 L

グ 2 0 8 1 および P d故障履歴フラグ 2 0 8 2がコピーされたものであり、制御装置 2 0 の立ち上げ時にコピーされる。 R A M 2 0 4 の故障情報が消去されても常に E E P R O M 2 0 8 に確保される。図 1 3 は、制御装置 2 0 における斜板傾転角 0 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 1 1 において a 3以上と a 1以下に設定した。

同図において、ステップ 1 2 0 において、八 0変換器 2 0 1 を介して、斜板傾転位置信号 Θ を読み込む。次に、ステップ 1 2 1 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 a 1 よりも小さい場合、即ち斜板傾転位置角度が一 2 ° 以下の場合、斜板傾転位置信号 Θが a 3 よりも大きい場合、即ち斜板位置角度が 1 4 2 ° 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 a 1 よりも小さい場合、あるいは a 3よりも大きい場合には、斜板傾転位置検出器 1 7 の故障、制御装置 2 0 と斜板傾転位置検出器 1 7 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 1 2 1 において、斜板傾転位置信号 0が a 1 よりも小さいと判定された場合には、ステツプ 1 2 2 に進み、斜板傾転位置信号 0 の値が a 1 よりも小さいが、 a 1 で代表させる。次に、ステップ 1 2 3 において、 R A M 2 0 4の Θ故障フラグ 2 0 4 1 を「 1」にする。次に、ステップ 1 2 4 において、故障情報を図 8 に示す手順で表示処理装置 2 7 に送信する。

また、ステップ 1 2 1 において、斜板傾転位置信号 0が a 3 よりも大きいと判定された場合には、ステップ 1 2 5 に進み、読み込んだ斜板傾転位置信号 Θ の値が a 3 よりも大きいから、この信号 Θ を a 3で代表させる。

次に、ステップ 1 2 6 において、 R A M 2 0 4の 0故障フラグ 2 0 4 1 を「 1」にする。故障情報を図 8 に示す手順で表示処理装置 2 7 に送信する。 _

10 ^—

斜板傾転位置信号 0が上記の故障診断領域以外の場合には、ステップ 1 2 8 に進み、 11八1^ 2 0 4の 0故障フラグ 2 0 4 1 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 1 2 9 に進み、故障フラグ 2 0 4 1 を「 0」にする。

次に、ステップ 1 3 0 において、 R〇M 2 0 4の Θ故障フラグ 2 0 4 1 が「 1」、 0故障履歴フラグ 2 0 4 3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 1 3 1 に進み、 R AM 2 0 4内の故障履歴フラグ 2 0 4 3 「 1」にするとともに、 E E P R OM 2 0 8内の故障履歴フラグ 2 0 8 1 に「 1 」を転送する。

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 R O M 2 0 4および E E P R OM 2 0 8 に記憶することができる。

なお、上記の故障診断は制御装置 2 0 における斜板傾転角 Θ についてのみ行ったが、制御装置 2 0 における圧力信号 P d、制御装置 2 2および姿勢演算装置 2 5 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。

次に、図 1 に示す表示処理装置 2 7 による表示部 2 9 における各種データの切り換え表示について図 1 4から図 2 3 を用いて説明する。

図 1 4は装置 2 0 , 2 2 , 2 5および表示処理装置 2 7 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。

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 I D番号で構成され、 I D番号により受信が制御される。例えば、制御装置 2 0、制御装置 2 2および姿勢演算装置 2 5 にそれぞれ表示処理装置 2 7から I D番号 Aのメッセージを来た場合、制御装置 2 0および制御装置 2 2は受信するが、姿勢演算装置 2 5 は受信しないというように受信制御される。制御装置 2 0およ , _t

一 14 一

び制御装置 2 2では、メッセ一ジはそれぞれの通信手段 2 0 7および通信手段 2 2 7 に備えられるメモリ内に格納される。

このように、本実施形態によれば、装匱 2 0， 2 2 , 2 5 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。

図 1 5は、オペレータによる表示切り換え要求に対して、表示処理装置 2 7 における表示切り換え制御の処理手順を示すフローチヤ ― トである。

ここで、オペレータの表示切り換え要求は、図 5 に示す表示切換部 2 8 における表示切換スィッチ 2 8 1 〜 2 8 3 の何れかの操作によって行われる。

はじめに、ステップ 1 5 0 において、表示切換スィッチ 2 8 1 〜 2 8 3のいずれかからの操作信号は、インタ一フェース 2 7 1 を介して表示処理装置 2 7 に取り込まれ、ステップ 1 5 1 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 1 5 2 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 1 5 3 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 —夕が必要である場合にはステップ 1 5 4 に進む。ステップ 1 5 4 では、制御装置 2 0、制御装置 2 2および姿勢演算装置 2 5 に必要なデータの送信要求を行う。

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 2 0 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 2 5 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をするメッセ一ジを送信する。

図 1 6 は、表示処理装置 2 7から装置 2 0 , 2 2 , 2 5 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 2 9 に作動油温 t を表示させたいときに、表示処理装置 2 7か , _c

- l b -

ら制御装置 2 0 、制御装置 2 2および姿勢演算装置 2 5 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 1 4の制御装置 2 0は、このメッセ一ジを受信すると、作動油温 t を格納したメッセージ Bを表示処理装置 2 7 に送信する。図 1 7は、このときのメッセージ Bの内容を示す図である。

ここで、表示処理装置 2 7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、表示処理装置 2 7 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 2 0 、制御装置 2 2および姿勢演算装置 2 5 に送信する。

図 1 8 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 2 9 にフロント深さ dを表示したいときに、表示処理装置 2 7から制御装置 2 0、制御装置 2 2および姿勢演算装置 2 5 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 2 5 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を表示処理装置 2 7 に送信する。図 1 9 は、このときのメッセージ Cの内容を示す図である。

再び、図 1 5 に示すフローチャートのステップ 1 5 5 において、表示処理装置 2 7が新しいメッセ一ジ、例えば、メッセージ Cを受信した場合は、ステップ 1 5 6 において、表示部 2 9 にフロント機構 5 のフロント深さ dを表示する。

また、ステップ 1 5 9 の受信割り込みにより、ステップ 1 6 0 において、他の装置からの故障情報が逐次受信され、ステップ 1 5 6 において、表示部 2 9 に故障情報が表示される。

次に、保守 ' 点検時の表示処理について再び図 1 5 に示すフローチャートを用いて説明する。

ステップ 1 5 0 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による表示切り換え要求する場合は、表示切換部 2 8 における表示切換スィッチ 2 8 1 〜 2 8 3 の何 , _a

- 1 ο -

れかの操作によって行われる。ステップ 1 5 1 において、表示処理装置 2 7 に取り込まれた操作情報が解析される。ステップ 1 5 2 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 1 5 7 において、表示処理装置 2 7 は制御装置 2 0 , 2 2および姿勢演算装置 2 5 に保守 · 点検に必要なデータの送信要求を行う。図 2 0は表示処理装置 2 7から他の装置に送信されたメッセ一ジ A " の内容を示す図である。この内容は、図 1 6 または図 1 8 に示すメッセ一ジおいて、故障診断モード Kのフラグの部分を「 1 」（O N ) にしたものに相当する。

図 2 1 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 2 0が作動油温検出器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。同図において、ポンプ吐出圧力検出器 1 6 の圧力 P dの故障を表示するフラグ、斜板傾転位置検出器 1 7 の斜板傾転角 0 の故障を表示するフラグ、および作動油温検出器 1 8 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。

図 2 2 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 2 2が操作レバー 2 1 の故障を検出したときに送信するメッセ一ジ Eの内容を示す図である。同図において、操作レバ一 2 1 の操作 Xの故障を表示するフラグを「 1」にしている。

図 2 3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

けた姿勢演算装置 2 5が、ブーム角度検出器 2 3 の検出信号 αおよびアーム角度検出器 2 4からの検出信号 ]3の故障を検出したときに送信するメッセージ Ε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 ]3の故障を表示するフラグを「 1」にしている。

表示処理装置 2 7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 1 5 6 において、それまで表示していた情報に代えて故障情報を優先して表示する。

図 2 4は 1 つの表示部 2 9 に切換表示された複数の表示例を示す図であり、図 2 4 ( a ) は現在のエンジン回転数、作動油温度、稼働時間などの現在の建設機械の稼働状況の表示例であり、図 2 4 ( b ) は建設機械の傾斜画像と平面に対する建設機械の傾斜角の表示例であり、図 2 4 ( c ) は建設機械の故障情報の表示例である。

上記のごとく、本実施形態によれば、 1 つの表示部で運転に必要な情報、故障情報、故障の履歴など複数の情報を切換えて表示することができる。また、故障の情報は優先的に表示されるので、オペレー夕が故障の情報を素早く認識でき、センサあるいはァクチユエ一夕の故障による建設機械の誤動作を未然に防止することが可能となる。

さらに、表示装置は 1 つの表示部で複数の情報を表示するので、表示装置のコストの低減を図ることができると共に、運転室内の居住空間を広くすることができる。産業上の利用可能性

本発明は、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共通の通信ラインで接続したので、表示装置からの指令により、建設機械各部に設けられるセンサゃァクチユエ一タ等の入力信号、故障情報、制御演算の途中結果、故障履歴情報などを一つの表示部で切り換え表示させることができ、その結果、建設機械に係わる各種の情報を容易に入手することができるので、オペレータの作業効率を向上させることができる。また、 1 つの表示装置を運転室内に設ければよいので、運転室内の居住空間が広くすることができ、その居住性を向上させることができる。

Claims

請求の範囲

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で接続してなる建設機械の表示制御装置において、前記表示装置は、前記建設機械各部の状況を表す表示情報の切換表示を指令する入力手段と、前記指令に対応する表示情報を前記各制御装置から取り込み表示する表示手段とから構成されることを特徴とする建設機械の表示制御装置。

2 . 請求項 1 において、前記表示手段は、前記切換表示される各種の表示情報を表示する単一の表示部を備えることを特徴とする建設機械の表示制御装置。

3 . 請求項 1 または請求項 2 において、前記各制御装置は、各制御装置に係わる検出手段および制御対象の故障を診断する故障診断手段を備えることを特徴とする建設機械の表示制御装置。

4 . 請求項 3 において、前記制御装置の故障診断手段は、少なくとも、前記検出手段および当該建設機械のァクチユエ一夕の故障を診断することを特徴とする建設機械の表示制御装置。

5 . 請求項 3 または請求項 4 において、前記表示装置は、前記各制御装置の故障診断手段において故障を検出したときは、故障情報以外の表示情報に優先して故障情報を表示することを特徴とする建設機械の表示制御装置。

6 . 請求項 3 または請求項 4 において、前記指令は、前記故障情報の送信指令を含むことを特徴とする建設機械の表示制御装置。