KR20010013833A

KR20010013833A - 건설기계의 표시제어장치

Info

Publication number: KR20010013833A
Application number: KR1019997011853A
Authority: KR
Inventors: 오구라히로시; 와타나베히로시
Original assignee: 세구치 류이치; 히다치 겡키 가부시키 가이샤
Priority date: 1998-04-17
Filing date: 1999-04-19
Publication date: 2001-02-26
Also published as: EP0990740B8; EP0990740A4; CN1263577A; WO1999054558A1; EP0990740A1; DE69936369T2; CN1086762C; DE69936369D1; KR100371275B1; EP0990740B1; JPH11303151A

Abstract

본 발명은 운전실내의 주거공간을 넓게 함과 동시에, 오퍼레이터의 작업효율을 향상시킬 수 있는 건설기계의 표시제어장치에 관한 것으로, 건설기계 각부에 설치한 검출수단으로부터 입수한 정보에 의거하여 건설기계 각부의 동작을 제어하는 복수의 제어장치(20, 22, 25)와, 건설기계 각부의 상황을 표시하는 표시장치(26)를 구비하고, 이들 제어장치 및 표시장치를 공통의 통신라인(30)으로 접속하고, 표시장치(26)를 상기 건설기계 각부의 상황을 나타내는 표시정보의 변환표시를 지령하는 입력수단(28)과, 상기 지령에 대응하는 표시정보를 상기 각 제어장치로부터 인출하여 표시하는 표시수단(27, 29)으로 구성하는 것을 특징으로 한다.

Description

건설기계의 표시제어장치{DISPLAY CONTROLLER OF CONSTRUCTION MACHINE}

종래 유압셔블 등의 건설기계에 설치되는 제어장치는 개략 건설기계에 대한 조작지령을 행하는 제 1 제어장치와, 이 제 1 제어장치로부터의 조작지령에 의거하여 건설기계 각부의 조작에 필요한 제어연산지령을 행하는 제 2 제어장치와, 이 제 2 제어장치로부터의 연산제어지령을 건설기계 각부를 구동하기 위한 엑츄에이터에 출력하는 제 3 제어장치와, 건설기계에 관한 각종 정보를 표시하는 표시장치로 구성되어 있다. 이들 제어장치나 표시장치사이에는 서로 관련된 신호를 주고받기 위한 전기신호선이 다수 설치되어 있다.

이 전기신호선의 다수 설치는 배선접속에 의하여 행하기 때문에 구조가 복잡화하여 고비용화를 초래하고 있었다. 이것을 해결하기 위하여 일본국 특공평7-113854호 공보에는 분산설치한 각 제어장치나 표시장치 사이를 공통의 데이터버스로 접속하여 제어신호를 주고받는 건설기계의 표시제어장치가 제안되어 있다. 이 종래 기술에 의하면, 전기신호선의 접속을 간소화하여 비용의 저감을 도모할 수 있고, 그 결과, 건설기계의 제어장치의 개선을 도모할 수 있다.

한편 건설기계는 건설기계의 조작성의 향상을 도모하기 위하여 각종 정보, 예를 들어 통상의 운전시에 필요한 연료잔량, 엔진회전수, 작동유온 등의 정보를 표시하는 표시장치나, 기계의 고장정보 및 그 이력정보를 표시하기 위한 표시장치나, 또는 고기능화된 건설기계에서는 건설기계 본체의 앞 부분에 설치된 프론트기구의 자세를 표시함과 동시에, 자동제어의 시동, 정지를 위한 조작스위치를 구비하는 표시장치를 설치하는 것이 요구되고 있다.

그러나 상기한 복수의 표시장치를 공통의 통신라인을 거쳐 분산설치되는 상기 복수의 제어장치에 접속하는 경우, 그 때문에 접속배선이 증가하여 배선이 복잡화한다. 또 복수의 표시장치를 건설기계의 운전실내에 설치하면, 운전실내의 공간이 좁아져 거주성이 악화한다는 문제가 있다.

또 상기한 바와 같이, 복수개의 조작부를 겸하는 표시장치를 운전실에 설치하는 경우, 통상 운전실내의 오퍼레이터의 오른쪽 전방에 설치하게 되나, 오퍼레이터는 조작레버의 조작이외에 상기 표시장치에 대한 주시 및 표시장치에 부설한 조작부의 조작을 행하지 않으면 안되어 오퍼레이터에 있어서 큰 부담이 된다는 문제가 있었다.

본 발명의 목적은 상기 각종의 문제점을 고려하여, 운전실내의 공간을 충분히 확보할 수 있음과 동시에, 오퍼레이터의 작업성을 향상할 수 있는 건설기계의 표시제어장치를 제공하는 데 있다.

본 발명은 건설기계의 표시제어장치에 관한 것으로, 특히 유압셔블 등의 건설기계를 제어하는 복수의 제어장치로부터의 검출정보나 고장정보를 표시할 수 있는 건설기계의 표시제어장치에 관한 것이다.

도 1은 본 발명의 일 실시형태에 관한 건설기계의 표시제어장치의 개요를 나타내는 도,

도 2는 도 1에 나타내는 제어장치(20)의 구성을 나타내는 도,

도 3은 도 1도에 나타내는 제어장치(22)의 구성을 나타내는 도,

도 4는 도 1에 나타내는 자세연산장치(25)의 구성을 나타내는 도,

도 5는 도 1에 나타내는 표시장치(26)를 나타내는 도,

도 6은 도 1에 나타내는 제어장치(20)에 있어서의 토출량제어의 처리순서를 나타내는 플로우차트,

도 7은 도 1에 나타내는 제어장치(20)에 있어서의 공통의 통신라인(30)을 거쳐 다른 제어장치로부터의 데이터의 수신의 처리순서를 나타내는 플로우차트,

도 8은 도 1에 나타내는 제어장치(20)로부터 다른 제어장치에 대한 데이터의 송신의 처리순서를 나타내는 플로우차트,

도 9는 도 1에 나타내는 제어장치(22)에 있어서의 조작제어의 처리순서를 나타내는 플로우차트,

도 10은 도 1에 나타내는 자세연산장치(25)에 있어서의 자세제어의 처리순서를 나타내는 플로우차트,

도 11은 도 1에 나타내는 사판경전위치검출기(17)의 입출력특성의 일예를 나타내는 도,

도 12는 도 2에 나타내는 제어장치(20)에 있어서의 RAM(204) 및 EEROM(208)에 기억되는 고장플러그 및 고장이력플러그의 관계를 나타내는 도,

도 13은 도 1에 나타내는 제어장치(20)에 있어서의 사판경전각(θ)에 의거하는 고장진단의 처리순서를 나타내는 플로우차트,

도 14는 도 1에 나타내는 제어장치(20), 제어장치(22) 및 자세연산장치(25)사이에 있어서 송수신되는 데이터의 최소단위인 메시지의 구성을 나타내는 도,

도 15는 도 1에 나타내는 표시처리장치(27)의 처리순서를 나타내는 플로우차트,

도 16은 도 1에 나타내는 표시처리장치(27)로부터 송신되는 메시지(A)의 내용을 나타내는 도,

도 17은 도 1에 나타내는 제어장치(20)로부터 송신되는 메시지(B)의 내용을 나타내는 도,

도 18은 도 1에 나타내는 표시처리장치(27)로부터 송신되는 메시지(A') 의 내용을 나타내는 도,

도 19는 도 1에 나타내는 자세연산장치(25)로부터 송신되는 메시지(C)의 내용을 나타내는 도,

도 20은 도 1에 나타내는 표시처리장치(27)로부터 송신되는 메시지(A") 의 내용을 나타내는 도,

도 21은 도 1에 나타내는 제어장치(20)로부터 송신되는 메시지(D)의 내용을 나타내는 도,

도 22는 도 1에 나타내는 제어장치(22)로부터 송신되는 메시지(E)의 내용을 나타내는 도,

도 23은 도 1에 나타내는 자세연산장치(25)로부터 송신되는 메시지(F)의 내용을 나타내는 도,

도 24는 도 1이 나타내는 표시부(29)로 변환표시된 복수의 표시예를 나타내는 도이다.

상기의 목적을 달성하기 위하여 청구항 1의 발명은, 건설기계 각부에 설치한 검출수단으로부터 입수한 정보에 의거하여 건설기계 각부의 동작을 제어하는 복수의 제어장치와, 건설기계 각부의 상황을 표시하는 표시장치를 구비하며, 이들 제어장치 및 표시장치를 공통의 통신라인으로 접속하여 이루어지는 건설기계의 표시제어장치에 있어서, 상기 표시장치는 상기 건설기계 각부의 상황을 나타내는 표시정보의 변환표시를 지령하는 입력수단과, 상기 지령에 대응하는 표시정보를 상기 각 제어장치로부터 잡아내어 표시하는 표시수단으로 구성된 것을 특징으로 한다.

또 청구항 2의 발명은 청구항 1의 발명에 있어서, 상기 표시수단은, 상기 변환표시되는 각종의 표시정보를 표시하는 단일의 표시부를 구비하는 것을 특징으로 한다.

또 청구항 3의 발명은 청구항 1 또는 청구항 2의 발명에 있어서, 상기 각 제어장치는, 각 제어장치에 관련된 검출수단 및 제어대상의 고장을 진단하는 고장진단수단을 구비하는 것을 특징으로 한다.

또 청구항 4의 발명은 청구항 3의 발명에 있어서, 상기 제어장치의 고장진단수단은, 적어도 상기 검출수단 및 그 건설기계의 엑츄에이터의 고장을 진단하는 것을 특징으로 한다.

또 청구항 5의 발명은 청구항 3 또는 청구항 4의 발명에 있어서, 상기 표시장치는, 상기 각 제어장치의 고장진단수단에 있어서 고장을 검출하였을 때는 고장정보 이외의 표시정보에 우선하여 고장정보를 표시하는 것을 특징으로 한다.

또 청구항 6의 발명은 청구항 3 또는 청구항 4의 발명에 있어서, 상기 지령은, 상기 고장정보의 송신지령을 포함하는 것을 특징으로 한다.

이하에 본 발명의 일 실시형태를 도 1 내지 도 24를 사용하여 설명한다.

도 1은 본 실시형태에 관한 건설기계의 표시제어장치를 나타내는 도면이다.

상기 도면에 있어서, 1은 유압셔블 등의 건설기계이며, 건설기계(1)는 개략 주행체(2)와 주행체(2)상에 설치한 선회체(3)와 선회체(3)의 앞 부분에 설치한 운전실(4)과 선회체(3)의 앞 부분에 설치한 프론트기구(5)와 선회체(3)에 부앙동(俯仰動)가능하게 설치한 부움(6)과 부움(6)선단에 회동가능하게 설치한 아암(7)과 아 암(7)의 선단에 회동가능하게 설치한 버킷(8)과 부움(6)을 부앙동시키기 위한 유압실린더(9)와 아암(7)을 회전시키기 위한 유압실린더(10)와 버킷(8)을 회동시키기 위한 유압실린더(ll)와 유압실린더(11)와 버킷(8)을 연결하는 링크기구(12)로 구성되어 있다.

또한 도 1의 건설기계(1)의 외부에 표시되는 전기계통 및 유압계통은 건설기계(l)내부에 탑재되는 것이다.

이들 제어계통에 있어서, 13은 오일탱크, 14는 유압펌프, 15는 유압펌프(14)로부터 부움구동용 유압실린더(9)에 공급되는 압유의 유량을 제어하는 제어밸브, 16은 유압펌프(14)의 토출압력을 검출하는 압력검출기, 17는 유압펌프(14)의 사판의 경전위치(tilting position)를 검출하는 사판경전위치검출기, l8은 오일탱크내의 작동유온을 검출하는 작동유온검출기, l9는 유압펌프(14)의 사판경전위치를 제어하는 사판경전위치 제어장치이다.

또 20은 유압펌프(14)의 제어장치이며, 이 장치(20)는 압력검출기(16)로부터의 압력신호(Pd) 및 사판경전위치검출기(l7)로부터의 사판각도신호(θ)에 의거하여 사판경전위치 제어장치(19)를 거쳐 유압펌프(14)의 사판의 경전위치를 조정하여 유압펌프(14)의 밀어젖힘 용적, 즉 토출유량을 제어하는 것이다. 또 2l은 부움조작레버, 22는 부움조작레버(2l)에 접속하는 부움제어장치이며, 이 장치(22)는 부움조작레버(21)의 조작신호(X)에 의거하여 제어밸브(15)를 조작하고, 그 밸브개방도를 조정하여 부움구동을 행하는 것이다.

또한 도 1에서는 부움구동용 유압실린더(9)를 제어하기 위한 제어밸브(15), 부움조작레버(2l), 부움제어장치(22)로 이루어지는 제어계통만 나타내었으나, 아암구동용 유압실린더(10), 버킷구동용 유압실린더(1l), 선회체 구동용 유압모터 및 주행체 구동용 유압모터를 구동하기 위한 제어계통도 마찬가지로 설치되나, 여기서는 설명의 번잡화를 피하기 위하여 그들 제어계통은 생략되어 있다.

23은 부움(6)의 회전각도를 검출하는 부움각도 검출기, 24는 아암(7)의 회전각도를 검출하는 아암각도 검출기, 25는 프론트기구(5)의 자세를 연산하기 위한 자세연산장치이며, 이 장치(25)는 부움각도 검출기(23) 및 아암각도 검출기(24)로부터의 검출신호(α) 및 검출신호(β)에 의거하여 프론트기구(5)의 자세를 연산하는 것이다.

26은 표시장치, 27은 표시처리장치, 28은 표시변환부, 29는 표시부이다.

또 표시처리장치(27), 자세연산장치(25), 부움제어장치(22) 및 유압펌프(14)의 제어장치(20)는 쌍방향통신이 가능하도록 공통의 통신라인(30)에 접속된다.

도 2는 도 1에 나타내는 제어장치(20)의 구성을 나타내는 도면이다. 또한 도 1에 나타내는 부호와 같은 부호의 개소는 동일부분을 나타낸다.

상기 도면에 있어서, 201은 압력검출기(16)로부터의 압력신호(Pd)와 사판경전위치검출기(17)로부터의 사판경전위치신호(θ)를 입력하여 디지털신호로 변환하는 A/D 변환기, 202는 중앙연산처리장치(CPU), 203은 제어처리를 행하기 위한 제어프로그램, 고장진단 프로그램 등의 각종 프로그램 및 제어에 필요한 정수를 저장하는 리드온리메모리(ROM), 204는 연산처리의 결과 또는 연산처리 도중의 수치를 일시 기억하는 랜덤엑세스메모리(RAM), 205는 출력용 인터페이스(I/O), 206은 유압펌프(14)의 사판의 구동신호를 사판위치제어장치(19)에 출력하는 증폭기, 207은 공통의 통신라인(30)에 접속되어 있는 각 제어장치 사이의 통신을 제어함과 동시에, 통신데이터를 기억하는 메모리를 구비하는 통신수단, 208은 고장정보의 이력을 기억해 두는 불휘발성 메모리로서의 EEPR0M(Electrically Erasable Programmabte Read OnIy Memory)이며, 전원 오프의 상태에 있어서도 고장정보를 기억하고 있다.

도 3은 도 1에 나타내는 제어장치(22)의 구성을 나타내는 도면이다. 또한 도 1에 나타내는 부호와 같은 부호의 개소는 동일부분을 나타낸다.

상기 도면에 있어서, 221은 부움조작레버(21)로부터의 조작신호(X)를 디지털신호로 변환하는 A/D 변환기, 222는 중앙연산처리장치(CPU), 223은 제어처리를 위한 제어프로그램, 고장진단 프로그램 등의 각종 프로그램 및 제어에 필요한 정수를 저장하는 리드온리메모리(ROM), 224는 연산처리의 결과 또는 연산처리 도중의 수치를 일시 기억하는 랜덤엑세스메모리(RAM), 225는 디지털신호를 아날로그신호로 변환하는 D/A 변환기, 226은 D/A 변환기(225)로부터의 신호를 제어밸브(15)에 출력하기 위한 증폭기, 227은 공통의 통신라인(30)에 접속되어 있는 각 제어장치 사이의 통신을 제어함과 동시에, 통신데이터를 기억하는 메모리를 구비하는 통신수단, 228은 고장정보의 이력을 기억해 두는 불휘발성 메모리로서의 EEPROM 이다.

도 4는 도 1에 나타내는 자세연산장치(25)의 구성을 나타내는 도면이다. 또한, 도 1에 나타내는 부호와 같은 부호의 개소는 동일부분을 나타낸다.

상기 도면에 있어서, 251은 아암각도 검출기(23)로부터의 각도신호(α)와 부움각도 검출기(24)로부터의 각도신호(β)를 입력하여 디지털신호로 변환하는 A/D 변환기, 252는 중앙연산처리장치(CPU), 253은 제어처리를 위한 제어프로그램, 고장진단 프로그램 등의 각종 프로그램 및 제어에 필요한 정수를 저장하는 리드온리메모리(ROM), 254는 연산처리의 결과 또는 연산처리 도중의 수치를 일시 기억하는 랜덤엑세스메모리(RAM), 255는 디지털신호를 아날로그신호로 변환하는 D/A 변환기, 256은 공통의 통신라인(30)에 접속되어 있는 제어장치 사이의 통신을 제어함과 동시에, 각종 데이터를 기억하는 메모리를 구비하는 통신수단, 257은 고장정보의 이력을 기억해 두는 불휘발성 메모리로서의 EEPROM 이다.

도 5는 본 실시형태에 관한 표시장치(26), 표시처리장치(27) 및 표시변환부 (28), 표시부(29)를 나타내는 도면이다. 또한 도 1에 나타내는 부호와 같은 부호의 개소는 동일부분을 나타낸다.

상기 도면에 있어서, 281, 282, 283은 오퍼레이터가 표시내용을 변환하고 싶을 때 조작하는 복수의 표시변환스위치이다.

271은 표시변환스위치(28l∼283)로부터의 신호를 입력하기 위한 인터페이스, 272은 중앙연산처리장치(CPU), 273은 제어처리에 필요한 제어프로그램, 고장진단 프로그램 등의 각종 프로그램 및 제어에 필요한 정수를 저장하는 리드온리메모리(ROM), 274는 연산결과 또는 연산도중의 수치를 일시 기억하는 랜덤엑세스메모리 (RAM), 275는 출력용 인터페이스(I/O), 276은 표시부(29)에 대한 표시지령을 받아 표시부(29)에 데이터를 보내는 화면표시제어장치, 277은 고장정보의 이력을 기억해 두는 불휘발성 메모리로서의 EEPROM, 278은 공통의 통신라인(30)으로 접속되어 있는 제어장치 사이의 통신을 제어함과 동시에, 통신데이터를 기억하는 메모리를 구비하는 통신수단이다.

또한 도 2∼도 5에 나타내는 장치(20, 22, 25, 27)에 있어서, 점선의 범위내에 표시되는 A/D 변환기 또는 인터페이스, 중앙연산처리장치(CPU), 리드온리메모리 (ROM), 랜덤엑세스메모리(RAM) 및 출력용 인터페이스(I/O), D/A변환기는 싱글칩마이크로컴퓨터로 구성된다.

다음에 도 2에 나타내는 제어장치(20)의 동작에 관하여 도 6 내지 도 8를 사용하여 설명한다.

도 6은 도 2에 나타내는 제어장치(20)에 있어서의 유압펌프(14)의 토출량제어의 처리순서를 나타내는 플로우차트이다.

처음에 스텝 60에 있어서, 제어처리에 필요한 정수를 ROM(203)또는 EEPROM (208)으로부터 판독한다. 다음에 스텝 61에 있어서, A/D 변환기(201)를 거쳐 압력검출기(16)로부터 검출되는 압력신호(Pd), 사판경전위치검출기(17)로부터 검출되는 사판각도신호(θ) 및 오일탱크(13)의 작동유온검출신호(t)를 판독한다. 다음에 스텝 62에 있어서 판독한 수치데이터에 의거하여 고장진단을 행한다. 고장진단은 수치데이터가 미리 설정된 상한치 이상, 또는 미리 설정된 하한치 이하이면, 고장이라고 판정함으로써 행한다. 상세한 것은 후기한다. 다음에 스텝 63에 있어서, 유압펌프(14)의 목표경전각(θr)을 계산하고, 스텝 64에 있어서, 목표경전각(θr)에 사판경전위치신호(θ)가 일치하도록 사판경전위치제어장치(19)에 제어신호를 출력하고, 유압펌프(14)의 경전각의 제어를 행하여 유압펌프(14)의 토출량을 제어한다.

도 7은 제어장치(20)에 있어서의 공통의 통신라인(30)을 거쳐 다른 장치(22, 25, 27)로부터 송신되어 온 데이터의 처리순서를 나타내는 플로우차트이다. 먼저, 도 2에 나타내는 통신수단(207)이 다른 장치(22, 25, 27)로부터의 데이터의 수신을 정상으로 완료하면, 수신처리를 정상으로 완료한 것을 나타내는 플러그를 세워 제어장치(20)에 수신완료 인터럽트신호를 보낸다. 이때 수신한 데이터는 통신수단 (207)내의 메모리에 축적된다. 제어장치(20)는 수신완료 인터럽트신호를 수신하면, 도 7에 나타내는 수신완료 인터럽트처리프로그램을 자동적으로 개시한다.

인터럽트처리가 개시되면, 스텝 70에 있어서 통신수단(207)에 저장되어 있는 데이터가 RAM(204)에 전송된다. 다음에 스텝 7l에서 수신이 완료하였기 때문에 플러그를 제거한다.

제어장치(20)는 RAM(204)에 저장된 데이터를 이용하여 ROM(203)에 저장되어 있는 제어프로그램에 의거하여 소정의 연산처리를 행한다.

또한 이상의 설명은 제어장치(20)에 다른 장치로부터의 데이터가 송신되어 온 경우의 수신처리에 관하여 설명하였으나, 다른 각각의 장치에 있어서도 제어장치(20)와 같은 데이터의 수신처리가 행하여진다.

도 8은 제어장치(20)에 있어서의 공통의 통신라인(30)을 거쳐 다른 장치(22, 25, 27)에 데이터를 송신하는 처리순서를 나타내는 플로우차트이다.

스텝 80에 있어서 송신하는 데이터를 도 2에 나타내는 RAM(204)으로부터 통신수단(207)내의 메모리에 전송한다. 다음에 스텝 81에 있어서 송신요구플러그를 세운다. 통신수단(207)은 송신요구플러그가 세워진 데이터를 시계열의 시리얼 데이터로 변환하여 공통의 통신라인(30)에 송출한다.

이상의 설명은 제어장치(20)로부터 다른 장치에 데이터를 송신하는 경우의 송신처리이나, 다른 각각의 장치에 있어서도 제어장치(20)와 같은 데이터의 송신처리가 행하여진다.

도 9는 도 3에 나타내는 제어장치(22)에 있어서의 제어밸브(15)의 압유의 유량제어의 처리순서를 나타내는 플로우차트이다.

처음에 스텝 90에 있어서, 제어연산에 필요한 정수를 ROM(223) 또는 EEPROM (228)으로부터 판독한다. 다음에 스텝 91에 있어서, A/D 변환기(221)를 통하여 부움조작레버(21)로부터의 조작신호(X)를 판독한다. 다음에 스텝 92에 있어서, 조작신호(X)를 이용하여 고장진단을 행한다. 고장진단은 조작신호(X)가 미리 설정된 상한치 이상, 또는 미리 설정된 하한치 이하이면, 고장이라고 판정함으로써 행한다. 상세한 것은 후기한다. 다음에 스텝 93에 있어서, 조작신호(X)에 따른 제어밸브(15)의 조작량의 연산을 행한다. 다음에 스텝 94에 있어서, D/A 변환기(225), 증폭기(226)를 거쳐 제어밸브(15)의 조작량을 출력한다.

도 10은 도 4에 나타내는 자세연산장치(25)에 있어서의 프론트기구(5)의 자세를 연산하는 처리순서를 나타내는 플로우차트이다.

처음에 스텝 100에 있어서, 프론트기구(5)의 자세를 연산하기 위하여 프론트기구(5)를 구성하는 부움(6), 아암(7) 등의 치수데이터를 ROM(253) 또는 EEPROM (257)으로부터 판독한다. 다음에 스텝 10l에서, A/D 변환기(25l)를 통하여 부움각도검출기(23)로부터의 각도신호(α) 및 아암각도검출기(24)로부터의 각도신호(β)를 판독한다. 다음에 스텝 l02에 있어서, 상기 각도신호를 이용하여 고장진단을 행한다. 고장진단은 각도신호(α) 및 각도신호(β)가 미리 설정된 상한치 이상 및 미리 설정된 하한치 이하이면, 고장이라고 판정함으로써 행한다. 상세한 것은 후기한다. 다음에 스텝 103에 있어서, 상기 프론트기구(5)의 각부의 치수데이터와 각도신호(α, β)를 사용하여 프론트기구(5)의 자세를 연산하고 RAM(254)에 기억한다.

다음에 제어장치(20)에 있어서의 사판경전위치검출기(17)로부터 검출되는 사판경전위치신호(θ)에 의거하는 고장진단에 관하여 도 11 내지 도 13을 사용하여 설명한다.

도 11은 도 2에 나타내는 A/D 변환기(201)에 있어서의 입출력특성의 일예를 나타내는 도면이다.

상기 도면에 있어서, 사판경전위치검출기(17)는 유압펌프(14)의 사판의 경전위치에 있는 경전각을 검출하고, 검출한 각도에 따라 0V∼5V의 전압신호를 출력한다. 이 전기신호는 A/D 변환기(201)에 의하여 아날로그신호로부터 a0 내지 a4의 8비트의 디지털신호로 변환된다고 하면, 사판위치검출기(17()가 -20° 내지 160°까지의 범위를 0V 내지 5V로서 검출가능한 경우, -20°인 경우의 디지털치를 a0에, 160°인 경우를 디지털치 a4에 대응시켜, 그 사이의 대응을 직선적인 비례관계로 설정한다.

여기서 유압펌프(14)의 사판경전각의 가동범위가 최대 45°로 하였을 때의 디지털치를 a2로 하고, 최소경전위치에 있어서 사판경전위치검출기(17)가 0°를 나타내는 신호를 출력하도록 사판경전위치검출기(17)를 설치한 경우, A/D 변환기 (201)를 통하여 얻어지는 값은 대략 al 내지 a2가 된다. a1 보다 작은 값 또는 a2보다 큰 값은, 구조상 입력되지 않게 된다. 이 원리를 이용함으로써 사판경전위치검출기(17)의 고장진단을 행할 수 있다.

도 12는 도 2에 나타내는 RAM(204) 및 EEPROM(208)에 기억되는 고장플러그 및 고장이력플러그의 관계를 나타내는 도면이다.

상기 도면에 있어서, 2041는 사판경전각(θ)에 관한 고장을 판정하였을 때 세트되는 θ고장플러그, 2042는 압력신호(Pd)에 관한 고장을 판정하였을 때 세트되는 Pd 고장플러그, 2043은 사판경전각(θ)에 관한 θ고장이력플러그, 2044는 압력신호(Pd)에 관한 Pd 고장이력플러그, 208l은 사판경전각(θ)에 관한 θ고장이력플러그, 2082는 압력신호(Pd)에 관한 Pd 고장이력플러그이다.

θ고장이력플러그(2081)에는, 과거에 사판경전위치신호( θ)의 값이 고장진단영역에 들어 간 적이 있으면 「1」이 입력되어 있다. RAM(204)내의 θ고장이력 플러그(2043) 및 Pd 고장이력플러그(2044)는 각각 EEPROM(208)내의 θ고장이력플러그(2081) 및 Pd 고장이력플러그(2082)가 복사된 것이며, 제어장치(20)의 상승시에 복사된다. RAM(204)의 고장정보가 삭제되더라도 항상 EEPROM(208)에 확보된다.

도 13은 제어장치(20)에 있어서의 사판경전각(θ)에 의거하는 고장진단프로그램의 처리순서를 나타내는 플로우차트이다. 또한 여기서는 여유를 보고 고장이라고 진단하는 범위를 도 11에 있어서 a3 이상과 al 이하로 설정하였다.

상기 도면에 있어서 스텝 120에 있어서, A/D 변환기(201)를 거쳐 사판경전위치신호(θ)를 판독한다. 다음에 스텝 l21에 있어서, 판독한 사판경전위치신호(θ)의 값을 조사하여, 사판경전위치신호(θ)가 a1 보다도 작은 경우, 즉 사판경전위치각도가 -2°이하인 경우, 사판경전위치신호(θ)가 a3 보다도 큰 경우, 즉 사판위치각도가 142°이상인 경우 및 상기 이외의 경우의 3가지의 경우로 나누어 판정한다. 사판경전위치신호(θ)가 al 보다도 작은 경우, 또는 a3 보다도 큰 경우에는, 사판경전위치검출기(17)의 고장, 제어장치(20)와 사판경전위치검출기(17) 사이의 전기배선의 단선 또는 쇼트 등을 생각할 수 있다. 스텝 12l에 있어서, 사판경전위치신호(θ)가 a1 보다도 작다고 판정된 경우에는, 스텝 l22로 진행하여 사판경전위치신호(θ)의 값이 a1 보다도 작으나, al로 대표시킨다. 다음에 스텝 123에 있어서, RAM(204)의 θ고장플러그(2041)을 「1」로 한다. 다음에 스텝 l24에 있어서, 고장정보를 도 8에 나타내는 순서로 표시처리장치(27)에 송신한다.

또 스텝 l2l에 있어서, 사판경전위치신호(θ)가 a3 보다도 크다고 판정된 경우에는, 스텝 125로 진행하여 판독한 사판경전위치신호(θ)의 값이 a3보다도 크기 때문에 이 신호(θ)를 a3으로 대표시킨다.

다음에 스텝 126에 있어서, RAM(204)의 θ고장플러그(2041)를 「1」 로 한다. 고장정보를 도 8에 나타내는 순서로 표시처리장치(27)에 송신한다.

사판경전위치신호(θ)가 상기의 고장진단영역 이외인 경우에는, 스텝 l28로 진행하여, RAM(204)의 θ고장플러그(2041)가 「0」으로 되어 있는 지의 여부를 조사한다. θ고장플러그가 「O」이 아니다고 판정된 경우에는, 스텝(129)으로 진행하여 고장플러그(204l)를「O」으로 한다.

다음에 스텝 130에 있어서, ROM(204)의 θ고장플러그(2041)가 「1」, θ고장이력플러그(2043)가「0」인지의 여부를 조사한다. 이 조건이 성립하는 경우는 이번에 새로이 고장이 발생한 것을 나타내기 때문에, 스텝 l31로 진행하여 RAM(204)내의 고장이력플러그(2043)를「1」으로 함과 동시에, EEPROM(208)내의 고장이력플러그(208l)에 「1」을 전송한다.

이상의 처리에 의하여 사판경전위치검출기(17)의 고장검출과, 그 고장의 이력을 기억ROM(204) 및 EEPROM(208)에 기억할 수 있다.

또한 상기의 고장진단은 제어장치(20)에 있어서의 사판경전각(θ)에 관해서만 행하였으나, 제어장치(20)에 있어서의 압력신호(Pd), 제어장치(22) 및 자세연산 장치(25)에 있어서의 고장진단도 상기와 같이 행하여지기 때문에 설명을 생략한다.

다음에 도 1에 나타내는 표시처리장치(27)에 의한 표시부(29)에 있어서의 각종 데이터의 변환표시에 관하여 도 14 내지 도 23을 사용하여 설명한다.

도 14는 장치(20, 22, 25) 및 표시처리장치(27)사이에 있어서 송수신되는 데이터의 최소단위인 메시지의 구성을 나타내는 도면이다.

이 메시지는 바이트형(8비트)데이터 최대 8개와, 메시지고유의 ID 번호로 구성되어 ID 번호에 의하여 수신이 제어된다. 예를 들어 제어장치(20), 제어장치 (22) 및 자세연산장치(25)에 각각 표시처리장치(27)로부터 ID 번호(A)의 메시지가온 경우, 제어장치(20) 및 제어장치(22)는 수신하나, 자세연산장치(25)는 수신하지않는다는 바와 같이 수신제어된다. 제어장치(20) 및 제어장치(22)에서는 메시지는 각각의 통신수단(207) 및 통신수단(227)에 구비되는 메모리내에 저장된다.

이와 같이 본 실시형태에 의하면, 장치(20, 22, 25)의 각 장치에 대하여, 미리 어떤 메시지를 수신할 지를 설정해 둠으로써, l : N (복수의 장치)의 송신을 한 개의 메시지의 송신만으로 행할 수 있다.

도 15는 오퍼레이터에 의한 표시변환요구에 대하여, 표시처리장치(27)에 있어서의 표시변환제어의 처리순서를 나타내는 플로우차트이다.

여기서 오퍼레이터의 표시변환요구는, 도 5에 나타내는 표시변환부(28)에 있어서의 표시변환스위치(281∼283)중의 어느 하나의 조작에 의하여 행하여진다.

처음에 스텝 150에 있어서, 표시변환스위치(281∼283)중 어느 하나로부터의 조작신호는 인터페이스(271)를 거쳐 표시처리장치(27)에 도입되고, 스텝 l5l에 있어서 입력된 조작정보가 해석된다. 다음에 스텝 152에 있어서 조작정보가 보수·점검모드인지의 여부를 판정한다. 보수·점검모드가 아닐 때는, 스텝 153에 있어서 현재 표시하고 있는 내용과 다른 내용의 표시요구인지의 여부를 판정하여, 다른 장치가 보유하는 데이터가 필요할 경우에는 스텝 154로 진행한다. 스텝 154에서는 제어장치(20), 제어장치(22) 및 자세연산장치(25)에 필요한 데이터의 송신요구를 행한다.

여기서 예를 들어 작동유온(t)을 표시중에 프론트깊이(d)의 표시요구가 있었던 경우, 제어장치(20)에는 메시지 송신의 정지를 요구하는 메시지를 송신하고, 자세연산장치(25)에는 프론트기구(5)의 깊이(d)에 관한 메시지의 송신을 요구하는 메시지를 송신한다.

도 16은 표시처리장치(27)로부터 장치(20, 22, 25)에 송신되는 메시지(A)의 내용을 나타내는 도면이다. 이 메시지(A)는 표시부(29)에 작동유온(t)을 표시시키고 싶을 때, 표시처리장치(27)로부터 제어장치(20), 제어장치(22) 및 자세연산장치 (25)에 송신된다. 이 메시지(A)에는 작동유온(t)을 요구하는 플러그가 세워져 있기 때문에, 유압펌프(14)의 제어장치(20)는 이 메시지를 수신하면, 작동유온(t)을 저장한 메시지(B)를 표시처리장치(27)에 송신한다. 도 17은 이때의 메시지(B)의 내용을 나타내는 도면이다.

여기서 표시처리장치(27)로부터 프론트기구(5)의 프론트깊이(d)의 표시요구가 있었던 경우에는, 표시처리장치(27)는 메시지(A)의 내용을 메시지(A')로 변경하여 제어장치(20), 제어장치(22) 및 자세연산장치(25)에 송신한다.

도 18은 이 때의 메시지(A')의 내용을 나타내는 도면이다. 메시지(A')는 표시부(29)에 프론트깊이(d)를 표시하고 싶을 때, 표시처리장치(27)로부터 제어장치 (20), 제어장치(22) 및 자세연산장치(25)에 송신되는 메시지이다. 이 메시지(A') 에는 프론트깊이(d)를 요구하는 플러그가 세워져 있기 때문에, 자세연산장치(25)는 이 메시지를 수신하면, 프론트깊이(d)를 저장한 메시지(C)를 표시처리장치(27)에 송신한다. 도 19는 이때의 메시지(C)의 내용을 나타내는 도면이다.

다시 도 15에 나타내는 플로우차트의 스텝 155에 있어서, 표시처리장치(27)가 새로운 메시지, 예를 들어 메시지(C)를 수신한 경우는, 스텝(156)에 있어서, 표시부(29)에 프론트기구(5)의 프론트깊이(d)를 표시한다.

또 스텝(l59)의 수신인터럽트에 의하여 스텝(160)에 있어서, 다른 장치부터의 고장정보가 순서대로 수신되어, 스텝 156에 있어서 표시부(29)에 고장정보가 표시된다.

다음에 보수·점검시의 표시처리에 관하여 다시 도 15에 나타내는 플로우차트를 사용하여 설명한다.

스텝 150에 있어서, 건설기계에 관하여 보수·점검하기 위하여, 오퍼레이터 또는 다른 작업자에 의한 표시변환을 요구하는 경우는, 표시변환부(28)에 있어서의 표시변환스위치(281∼283)중의 어느 하나의 조작에 의하여 행하여진다. 스텝 151에 있어서, 표시처리장치(27)에 도입된 조작정보가 해석된다. 스텝 152에 있어서, 보수·점검모드인지의 여부를 판정하여, 현재의 경우 보수·점검모드이기 때문에, 스텝 l57에 있어서, 표시처리장치(27)는 제어장치(20, 22) 및 자세연산장치(25)에 보수·점검에 필요한 데이터의 송신요구를 행한다. 도 20은 표시처리장치(27)로부터 다른 장치에 송신된 메시지(A")의 내용을 나타내는 도면이다. 이 내용은 도 16 또는 도 18에 나타내는 메시지에 있어서, 고장진단모드(K)의 플러그의 부분을「1」 (ON)으로 한 것에 상당한다.

도 21은 고장진단모드(K)의 플러그가 「1」로 되어 있는 메시지를 받은 제어장치(20)가 작동유온검출기의 고장을 검출하였을 때, 송신하는 메시지(D)의 내용을 나타내는 도면이다. 상기 도면에 있어서, 펌프토출압력 검출기(16)의 압력(Pd)의 고장을 나타내는 플러그, 사판경전위치검출기(17)의 사판경전각(θ)의 고장을 표시하는 플러그 및 작동유온검출기(18)의 작동유온(t)의 고장을 나타내는 플러그중, 작동유온(t)의 플러그를 「1」로 하고 있다.

도 22는 고장진단모드(K)의 플러그가 「1」로 되어 있는 메시지를 받은 제어장치(22)가 조작레버(21)의 고장을 검출하였을 때 송신하는 메시지(E)의 내용을 나타내는 도면이다. 상기 도면에 있어서, 조작레버(21)의 조작(x)의 고장을 나타내는 플러그를 「1」로 하고 있다.

도 23은 고장진단모드(K)의 플러그가 「1」로 되어 있는 메시지를 받은 자세연산장치(25)가 부움각도검출기(23)의 검출신호(α) 및 아암각도검출기(24)로부터의 검출신호(β)의 고장을 검출하였을 때 송신하는 메시지(E)의 내용을 나타내는 도면이다. 상기 도면에 있어서, 검출신호(α) 및 검출신호(β)의 고장을 나타내는 플러그를 「1」로 하고 있다.

표시처리장치(27)가 상기한 메시지(D, E, F)와 같은 고장정보가 포함되어 있는 메시지를 수신하였을 때에는, 스텝 156에 있어서 지금까지 표시하고 있던 정보를 대신하여 고장정보를 우선하여 표시한다.

도 24는 1개의 표시부(29)에 변환표시된 복수의 표시예를 나타내는 도면으로서, 도 24(a)는 현재의 엔진회전수, 작동유온, 가동시간 등의 현재의 건설기계의 가동상황의 표시예이며, 도 24(b)는 건설기계의 경사화상과 평면에 대한 건설기계의 경사각의 표시예이며, 도 24(c)는 건설기계의 고장정보의 표시예이다.

상기와 같이 본 실시형태에 의하면, 1개의 표시부에서 운전에 필요한 정보, 고장정보, 고장의 이력 등 복수의 정보를 변환하여 표시할 수 있다. 또 고장의 정보는 우선적으로 표시되기 때문에, 오퍼레이터가 고장의 정보를 민첩하게 인식할 수 있고, 센서 또는 엑츄에이터의 고장에 의한 건설기계의 오동작을 미연에 방지하는 것이 가능해진다.

또한 표시장치는 1개의 표시부에서 복수의 정보를 표시하기 때문에, 표시장치의 비용의 저감을 도모할 수 있음과 동시에, 운전실내의 거주공간을 넓게 할 수 있다.

본 발명은 건설기계 각부에 설치한 검출수단으로부터 입수한 정보에 의거하여 건설기계 각부의 동작을 제어하는 복수의 제어장치와, 건설기계 각부의 상황을 표시하는 표시장치를 공통의 통신라인으로 접속하였기 때문에, 표시장치로부터의 지령에 의하여 건설기계 각부에 설치되는 센서나 엑츄에이터 등의 입력신호, 고장정보, 제어연산의 도중결과, 고장이력정보 등을 1개의 표시부에서 변환하여 표시시키는 수 있고, 그 결과 건설기계에 관한 각종 정보를 용이하게 입수할 수 있기 때문에, 오퍼레이터의 작업효율을 향상시킬 수 있다. 또 l개의 표시장치를 운전실내에 설치하면 좋기 때문에, 운전실내의 거주공간을 넓게 할 수 있어, 그 거주성을 향상시킬 수 있다.

Claims

건설기계 각부에 설치한 검출수단으로부터 입수한 정보에 의거하여 건설기계 각부의 동작을 제어하는 복수의 제어장치와, 건설기계 각부의 상황을 표시하는 표시장치를 구비하고, 이들 제어장치 및 표시장치를 공통의 통신라인으로 접속하여 이루어지는 건설기계의 표시제어장치에 있어서,

상기 표시장치는 상기 건설기계 각부의 상황을 나타내는 표시정보의 변환표시를 지령하는 입력수단과, 상기 지령에 대응하는 표시정보를 상기 각 제어장치로부터 뽑아내어 표시하는 표시수단으로 구성되는 것을 특징으로 하는 건설기계의 표시제어장치.
제 1항에 있어서,

상기 표시수단은 상기 변환표시되는 각종의 표시정보를 표시하는 단일의 표시부를 구비하고 있는 것을 특징으로 하는 건설기계의 표시제어장치.
제 1항 또는 제 2항에 있어서,

상기 각 제어장치는 각 제어장치에 관한 검출수단 및 제어대상의 고장을 진단하는 고장진단수단을 구비하는 것을 특징으로 하는 건설기계의 표시제어장치.
제 3항에 있어서,

상기 제어장치의 고장진단수단은, 적어도 상기 검출수단 및 그 건설기계의 엑츄에이터의 고장을 진단하는 것을 특징으로 하는 건설기계의 표시제어장치.
제 3항 또는 제 4항에 있어서,

상기 표시장치는 상기 각 제어장치의 고장진단수단에 있어서 고장을 검출하였을 때는 고장정보 이외의 표시정보에 우선하여 고장정보를 표시하는 것을 특징으로 하는 건설기계의 표시제어장치.
제 3항 또는 제 4항에 있어서,

상기 지령은 상기 고장정보의 송신지령을 포함하는 것을 특징으로 하는 건설기계의 표시제어장치.