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JP3842453B2 - Error canceling method and error canceling device for analog data transmission between controllers of construction machinery - Google Patents
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JP3842453B2 - Error canceling method and error canceling device for analog data transmission between controllers of construction machinery - Google Patents

Error canceling method and error canceling device for analog data transmission between controllers of construction machinery Download PDF

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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、複数のコントローラを備えコントローラ間でアナログデータを送受する油圧ショベル等の建設機械においてアナログデータ伝送の誤差をキャンセルする方法と装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来より例えば油圧ショベル等の動作制御においてディジタルコンピュータからなるコントローラを用いた電子制御システムがある。このコントローラは例えば運転室の近傍に配置され、油圧ショベルにおける作業機械の動作、あるいは走行体の動作に関係するディーゼルエンジンの動作を制御する機能を備えている。従来の油圧ショベルではその動作の面で制御的にそれほど高い機能が求められておらず、その結果、ディジタルコンピュータを利用してなるコントローラの制御機能は比較的簡素なものであった。しかしながら、近年、油圧ショベルにおいても、より精密な制御を要求される傾向が生じてきた。
【0003】
油圧ショベルにおいてディジタルコンピュータを利用してなるコントローラでその各種の動作を制御する場合において、望ましい制御状態を達成するため、コントローラの分散化によるシステム構成が提案される。例えば運転室の近傍に主コントローラを配備し、ディーゼルエンジンの近くに当該エンジンの燃料噴射量のみを制御するための専用コントローラを配備する構成が考えられる。エンジン専用のコントローラはディーゼルエンジンの近くに配置されることが好ましいが、運転室の近くに配置してもかまわない。上記において、主コントローラは副コントローラに対して制御上の必要情報を与える送信側コントローラとして機能し、副コントローラは主コントローラから必要情報を受ける受信側コントローラとして機能するように位置付けられる。
【0004】
前述のコントローラの分散システム構造を利用したシステム構成においてコントロール間でデータの伝送を行う場合、一般的な伝送制御の観点から述べると、それぞれのコントローラでの使用電圧に依存しないディジタル通信を用いることが望まれる。しかしながら、ディジタル通信を利用すると、専用のハードウェアが必要であるためコストが高くなる。高度な情報伝達であればその利用も考えられるが、例えば前述のごとく油圧ショベルのディーゼルエンジンの燃料噴射量のみを制御する簡単なコントローラに対して主コンントローラが必要データを伝送する場合には、高いコストをかけることは現実的ではない。換言すれば主コントローラから副コントローラへ比較的簡単なデータ伝送を行う場合には、アナログデータによるデータ伝送がコスト的に有利である。すなわち前述のようにエンジン回転数だけの情報が必要である場合のごとく、コントローラの制御動作に必要な情報量が少ない場合には、アナログデータによる伝送を採用することがコスト的に有利である。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
前述のごとく油圧ショベルの電子制御システムにおいて、少なくとも2つのコントローラ、すなわち主コントローラと副コントローラで、送信側の主コントローラから受信側の副コントローラに対してデータを伝送する場合、コントローラ間のデータ伝送でアナログデータを利用するように構成されるものでは次の問題が生じる。主コントローラではディジタル処理部においてデータをディジタルとして取り扱っており、送信するために、このディジタルデータをアナログデータへD/A変換器によって変換しなければならない。他方、副コントローラでは、そのディジタル処理部においてデータ処理をディジタルデータで行っているので、伝送されてくるアナログデータをA/D変換器によってディジタルデータに変換しなければならない。送信側主コントローラと受信側副コントローラにおいて、それぞれのD/A変換器とA/D変換器では基準電圧源から基準電圧を与えられ、この基準電圧に基いて変換動作が行われるようになっている。本来的に、主コントローラと副コントローラの各々の基準電圧は完全に同一であることが理想であり、同一でないとすると精度の高い情報を送信側コントローラから受信側コントローラに伝送することができない。しかしながら、実際には送信側コントローラと受信側コントローラの各基準電圧を比較すると、回路固有の理由により、あるいは周囲温度特性の理由により、一般的に受信側の副コントローラにおける基準電圧が低下する傾向にあり、出力誤差が生じるという問題も有している。このようなことから従来では、受信側コントローラにおけるA/D変換器の基準電圧の出力誤差ができる限り小さくなるように回路設計しなけらばならず、さらに送信側コントローラと受信側コントローラにおける周囲温度等に起因して生じる温度特性が可能な限り同等になるように回路設計するようにしていた。
【0006】
すなわち送信側コントローラのD/A変換器に与えられる基準電圧の電圧源と、受信側コントローラのA/D変換器に与えられる基準電圧の電圧源を同一の回路となるように設計し、さらに2つのコントローラ間の電圧誤差が最小になるように回路調整等が行わなければならなかった。
【0007】
しかしながら、油圧ショベル上に装置される少なくとも2つのコントローラにおいてそのような調整は面倒であり、かつ諸環境によって変動しやすいという問題を有していた。さらに搭載される少なくとも2つのコントローラが各々異なるメーカによって提供されるものである場合には、かかる調整はほとんど不可能であった。
【0008】
上記の問題は油圧ショベルだけの問題ではなく、同様な環境で作業を行い、同様な制御系を備えてなる建設機械に関して一般的に起り得る問題である。
【0009】
本発明の目的は、上記問題を解決することにあり、油圧ショベル等で電子制御系としてディジタル処理部を含む少なくとも2つのコントローラを備え、これらのコントローラ間でアナログデータで伝送を行い、各コントローラがD/A変換器またはA/D変換器を含むとき、当該変換器用の基準電圧に変動が生じ誤差が生じても、問題を簡単に解消して正しくアナログデータの伝送を行えるようにした建設機械のコントローラ間アナログデータ伝送の誤差キャンセル方法と誤差キャンセル装置を提供することにある。
【0010】
本発明の他の目的は、コントローラ間の信号伝送路で断線が生じた場合には故障解析を行って断線処理を迅速に行うことができ、安全性の観点から有用な上述の誤差キャンセル方法と誤差キャンセル装置を提供することにある。
【0011】
【課題を解決するための手段および作用】
本発明に係る建設機械のコントローラ間アナログデータ伝送の誤差キャンセル方法、上記目的を達成するために、次のように構成される。
第1の誤差キャンセル方法(請求項1に対応)は、建設機械にディジタル処理部(CPU回路)およびD/A変換部を含む第1コントローラ(送信側の主コントローラ)とディジタル処理部(CPU回路)およびA/D変換部を含む第2コントローラ(受信側の副コントローラ)とを搭載し、第1コントローラのD/A変換部から第2コントローラのA/D変換部へアナログデータを伝送するように構成されるものに適用される方法である。さらに、第1コントローラ内にD/A変換部に基準電圧を与える第1基準電圧源を設け、第2コントローラ内にA/D変換部に基準電圧を与える第2基準電圧源を設ける構成を前提とし、第1基準電圧源からA/D変換部を通して第2コントローラのディジタル処理部へ誤差キャンセル用電圧を伝送し、このディジタル処理部は、第1基準電圧源から出力される基準電圧と第2基準電圧源から出力される基準電圧の間の差異に起因するアナログデータの伝送誤差を誤差キャンセル用電圧(後述される参照電圧に対応)でキャンセルする方法である。
上記の誤差キャンセル方法では、第1コントローラから第2コントローラへ誤差キャンセル用電圧すなわち参照電圧を送り、この誤差キャンセル用電圧を利用して比率換算処理を行うことによって、受信側の第2コントローラで生じた基準電圧の変動に起因する差異を解消し、受信側で得られたデータの誤差をキャンセルし正しいデータを得るようにしている。
第2の誤差キャンセル方法(請求項2に対応)は、上記方法において、好ましくは、第2コントローラはディーゼルエンジンの燃料噴射量を制御する装置であり、第1コントローラはディーゼルエンジンの燃料噴射量制御に必要なエンジン回転数情報をアナログデータとして送る装置であることを特徴とする。エンジン回転数情報という簡単なデータを送るだけであるので、アナログデータによる伝送がコスト的にもっとも望ましい。
第3の誤差キャンセル方法(請求項3に対応)は、上記方法において、好ましくは、誤差キャンセル用電圧は第1基準電圧源から出力される基準電圧を分圧して得られるようにした。受信側の第2コントローラでは、その周囲温度特性等によって基準電圧が本来の値から低下する傾向にあるので、分圧により低い電圧値を誤差キャンセル用電圧として伝送することが回路設計の上で望ましい。
第4の誤差キャンセル方法(請求項4に対応)は、上記方法において、好ましくは、第2コントローラのディジタル処理部は、誤差キャンセル用電圧の比率を利用してアナログデータについての比率換算処理を行い、アナログデータの正しい比率を算出することを特徴とする。伝送誤差で生じたアナログデータの誤差分は誤差キャンセル用電圧に関して得られる比率でキャンセルされ、正しいディジタルデータが求められる。
本発明に係る建設機械のコントローラ間アナログデータ伝送の誤差キャンセル装置、上記目的を達成するために、次のように構成される。この誤差キャンセル装置は前述の誤差キャンセル方法を実施する装置である。
第1の誤差キャンセル装置(請求項5に対応)は、ディジタル処理部およびD/A変換部を含む第1コントローラとディジタル処理部およびA/D変換部を含む第2コントローラとを搭載し、第1コントローラのD/A変換部から第2コントローラのD/A変換部へアナログデータを伝送するように構成された建設機械に適用され、第1コントローラ内にD/A変換部に基準電圧を与える第1基準電圧源を設け、第2コントローラ内にA/D変換部に基準電圧を与える第2基準電圧源を設け、第1コントローラに第1基準電圧源からA/D変換部へ誤差キャンセル用電圧を送る回路を設け、第2コントローラのディジタル処理部は、第1基準電圧源から出力される基準電圧と第2基準電圧源から出力される基準電圧の間の差異に起因するアナログデータの伝送誤差を誤差キャンセル用電圧でキャンセルするキャンセル手段を含むように構成されている。
第2の誤差キャンセル装置(請求項6に対応)は、上記の構成において、好ましくは、第2コントローラはディーゼルエンジンの燃料噴射量を制御する装置であり、第1コントローラはディーゼルエンジンの燃料噴射量制御に必要なエンジン回転数情報をアナログデータとして送る装置である。
第3の誤差キャンセル装置(請求項7に対応)は、上記の構成において、好ましくは、誤差キャンセル用電圧を送る回路は分圧回路である。
第4の誤差キャンセル装置(請求項8に対応)は、上記の構成において、好ましくは、キャンセル手段は、誤差キャンセル用電圧の比率を利用してアナログデータについての比率換算処理を行い、アナログデータの正しい比率を算出することを特徴とする。
【0012】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明の好適な実施形態を添付図面に基づいて説明する。
【0013】
本発明に係るコントローラ間アナログデータ伝送の誤差キャンセル方法あるいは誤差キャンセル装置は、好ましくは、図1に示された油圧ショベルにおける主コントローラ100とディーゼルエンジン19の燃料噴射量制御用に設けられた副コントローラ200の間のアナログデータ伝送に適用される。
【0014】
上記油圧ショベルは、図示しない走行用油圧モータ等が設けられた下部走行体11と、この下部走行体11に設けられ、旋回用油圧モータ(図示せず)等により回転自在に構成された旋回装置12と、この旋回装置12によって下部走行体11上に旋回可能に搭載された作業機本体としての上部旋回体13を備える。さらに上部旋回体13は、骨組み構造なす旋回フレーム14と、旋回フレーム14の前部側に設けられた運転室15と、運転室15の後部側に位置して旋回フレーム14上に設けられたカウンタウェイト16と、作業装置17および機械室18とから構成されている。作業装置17は、旋回フレーム14の前部に回動可能に設けられたブーム17Aと、ブーム17Aの先端側に回動可能に設けられたアーム17Bと、アーム17Bの先端側に設けられたバケット17Cとから構成され、これらはそれぞれブームシリンダ17D、アームシリンダ17E、バケットシリンダ17Fによって駆動される。機械室18はボックス状に形成され、このボックス状機械室18の内部にディーゼルエンジン19が配備される。ディーゼルエンジン19には、当該エンジンの回転出力軸に取り付けられた冷却用ファン、ラジエータ等の熱交換器と、油圧ポンプ(図示せず)等が付設される。
【0015】
上記油圧ショベルでは、機械室18内の油圧ポンプから下部走行体11の走行用油圧モータ、旋回装置12の旋回用油圧モータ、および作業装置の各シリンダ17D,17E,17Fに対して適宜に圧油を供給することにより、走行、旋回、掘削等の動作や各種作業が行われる。この油圧ショベルは作業装置17を動作させるための油圧系の弁の動作あるいはディーゼルエンジン19の動作を制御することにおいてディジタル演算部(ディジタルコンピュータ)からなる制御システムで制御が行われる。さらにこの制御システムは、各種制御を実行する機能が備えられた主コントローラ100と、ディーゼルエンジン19の燃料噴射量制御のみを行うように構成された副コントローラ200とによって分散制御システムとして構成されている。主コントローラ100と副コントローラ200は共にディジタル処理部(CPU回路)を含み、各種の制御演算はディジタル処理によって行われている。ディーゼルエンジン19の燃料噴射量のみを制御する副コントローラ200は、主コントローラ100から送信されるエンジン回転数の情報を受信するように構成され、エンジン回転数情報はアナログデータとして主コントローラ100から副コントローラ200へ伝送される。
【0016】
油圧ショベルに装備された前述の制御システムの部分だけを取り出して示すと図2のごとくなる。運転室15に配置された主コントローラ100は各種制御を中心的に行う制御装置であり、運転室15に設けられた操作レバー等の操作装置21(操作手段の集合体とする)から出力された操作信号が入力されるように構成される。また主コントローラ100には例えばディーゼルエンジン19に付設されたエンジン回転数センサ22からの検出信号も入力されるようになっている。さらに実際の車両本体の各部あるいは作業装置17の各部には各種のセンサが設けられており、それらのセンサからも主コントローラ100に対して検出信号が入力される。主コントローラ100は操作装置21から与えられた操作に係る各種指令信号とエンジン回転数センサ22を含む各種センサから与えられる検出信号に基づいて所要の演算処理を行い必要とされる各種の制御指令信号やデータを生成する。これらの制御指令信号等は他の制御対象23に与えられる。主コントローラ100から見ると、副コントローラ200も実質的には必要データを提供するための制御対象となる。副コントローラ200は前述の通りディーゼルエンジン19の燃料噴射量を最適に制御するためのエンジン専用のコントローラである。燃料噴射量の制御ではディーゼルエンジン19の回転数に関する情報が必要であるため、副コントローラ200は主コントローラ100から送信されたエンジン回転数のデータを受信するように構成されている。主コントローラ100から副コントローラ200に伝送される信号s1は、エンジン回転数の情報に関するアナログデータである。副コントローラ200はアナログデータs1を受信しそのエンジン回転数情報を用いてディーゼルエンジン19の燃料噴射量制御に関する制御指令信号を生成し、ディーゼルエンジン19に提供する。
【0017】
主コントローラ100と副コントローラ200の内部構成およびそれらの間を接続する伝送路24の構成例を図3に示す。図3は第1の実施形態を示している。図3において、伝送路24は一本の共通ケーブルとなっている。送信側である主コントローラ100は、その内部にCPU回路101、D/A変換器102、D/A変換器102に対し基準電圧V0 を与える基準電圧源103、基準電圧V0 を分圧してそれよりも小さい電圧V1 を出力する分圧回路104を含んでいる。上記CPU回路101はディジタル演算処理部である。このCPU回路101によって各種制御のための演算処理が行われ、制御指令信号が生成される。CPU回路101とD/A変換器102の間はバスライン105で接続されている。このD/A変換器は、CPU回路101からエンジン回転数の情報がディジタルデータとしてバスライン105を通して送られてくるのを受け取り、それをアナログデータに変換し、受信側の副コントローラ200に伝送するための手段である。D/A変換器102におけるディジタル・アナログ変換の作用は基準電圧源103から出力される基準電圧V0 を利用して行われる。また基準電圧V0 を分圧してより低い電圧V1 を作る分圧回路104は、受信側の副コントローラ200に対して電圧V1 を参照電圧として与える回路である。D/A変換器102の下端に設けられた端子は接地されている。送信側主コントローラ100から受信側副コントローラ200に対して引き出されるラインは、エンジン回転数の情報に関するアナログデータs1を送るためのライン25と、分圧回路から出力される参照電圧V1 を送るライン26と、接地ライン27である。ライン25,26,27は前述のごとく1つの伝送路24として束ねられ、受信側副コントローラ200に接続されている。
【0018】
なお上記主コントローラ100では、実際上、操作装置21からの操作信号を受ける入出力部、各種センサから送られてくる検出信号を受ける入出力部、他の制御対象23に対して制御指令信号を送る入出力部等の構成が設けられているが、図3中では説明の便宜上それらの図示を省略している。
【0019】
一方、受信側の副コントローラ200は、主コントローラ100側から送られてくるアナログデータs1をディジタルデータに変換するA/D変換器201と、後述するキャンセル方法等を実行して燃料噴射量を制御するための制御指令信号を生成するCPU回路202と、A/D変換器201に対して基準電圧V0 を与える基準電圧源203を含んでいる。A/D変換器201の下側端子は接地されている。基準電圧源203は前述の基準電圧源103と実質的に同じ回路構成であり、理想的には同じ値の基準電圧V0 がA/D変換器201に与えられるようになっている。前述のライン25で送られてくるアナログデータs1とライン26で送られてくる参照電圧V1 はA/D変換器201に入力される。A/D変換器201でディジタルデータに変換されたアナログデータs1と参照電圧V1 はバスライン204を通ってCPU回路202に与えられる。上記接地ライン27はA/D変換器201の接地端子に接続されている。CPU回路202では後述するごとく入力された参照電圧V1 を利用して基準電圧源203から出力される基準電圧V0 の変動状態を調べ、その変動に起因する誤差を補正し、本来の正しいエンジン回転数データを取り出すような処理が行われる。そして、その後は正しいエンジン回転数データを用いて燃料噴射量を制御するための制御指令信号が作られる。なお、CPU回路202で生成された制御指令信号は図2に示すごとくディーゼルエンジン19に対して与えられるが、図3の図示例では入出力部等の構成は省略されている。
【0020】
図3に示された構成において、送信側の基準電圧源103と受信側の基準電圧源203は電気回路的に実質的に同じものであることが前提である。従って外部からの変動あるいは環境変動がなく、回路設計上の理想状態が維持される限りにおいて送信側の基準電圧と受信側の基準電圧は同じ電圧値に維持される。ところが、実際には、受信側の副コントローラ200は若干環境の悪い場所に配置されるため、特にその周囲温度特性等によって基準電圧V0 が変動する。通常、基準電圧V0 はその値が低下する方向に変化する。従って、送信側主コントローラ100の基準電圧V0 を用いてD/A変換器102によって得られたアナログデータs1を受信側副コントローラ200のA/D変換器201でディジタルデータに変換する時、受信側の基準電圧V0 は本来の値から低下しているため、正しいディジタルデータに変換することができないという状態が生じる。しかしながら本実施形態の構成では、受信側の副コントローラ200に対して送信側の主コントローラ100から参照電圧V1 が送られ、CPU回路202ではA/D変換器201での変換で得られたディジタルデータを当該参照電圧V1 を誤差キャンセル用電圧として用いて修正し、周囲温度特性等によって生じる誤差をキャンセルし、正しいディジタルデータを得るようにしている。
【0021】
次に図4のフローチャートを参照して副コントローラ200で実行されるコントローラ間のアナログデータs1の伝送で生じた誤差をキャンセルする方法と、そのキャンセル方法を実行する手段の構成(誤差キャンセル装置)を説明する。ここで量的関係を明らかにするため各部での値を定義する。前述の図3において送信側のCPU回路101から出力されるエンジン回転数データのディジタル値をa、D/A変換器102のD/A変換で得られたアナログデータs1の値をb、分圧回路104の分圧比をc、分圧回路104から出力される参照電圧の値をV1 、D/A変換器102の分解能を8ビットとする。また受信側のA/D変換器201のA/D変換で得られCPU回路202に入力されるエンジン回転数データのディジタル値をd、同様に受信側のA/D変換器201の変換で得られCPU回路202に入力される参照電圧V1 のディジタル値をe、A/D変換器201の分解能を8ビットとする。
【0022】
受信側の基準電圧V0 は周囲温度特性等によって変動し、V0 ′の値になっているものとする。通常V0 ′は基準電圧値V0 よりも小さい値に変化する。受信側の副コントローラ200ではその周囲温度特性等に起因して基準電圧源203から出力される基準電圧が、送信側の基準電圧源103の基準電圧と一致していないので、A/D変換器201でアナログデータs1をA/D変換するときに誤差が含まれることになる。すなわち副コントローラ200のA/D変換器201から出力されるエンジン回転数のディジタル値dには、2つのコントローラ100,200で構成される制御系であって主コントローラ100から副コントローラ200へのエンジン回転数情報の伝送をD/A変換またはA/D変換を利用してアナログデータs1という形態で伝送することによって生じた伝送誤差が含まれることになる。CPU回路202でプログラムによって実現される誤差キャンセル装置は、上記伝送誤差を以下の方法でキャンセルし、正しいエンジン回転数データを生成する。
【0023】
まず送信側の主コントローラ100でのD/A変換に関連する関係式を示すと、基準電圧V0 とエンジン回転数のディジタル値aとアナログデータs1の値bの間ではb=V0 /256×a…(式1)の関係があり、さらに基準電圧V0 と分圧比cと参照電圧V1 の間ではV1 =V0 /c…(式2)の関係がある。
【0024】
他方、受信側の副コントローラ200では、アナログデータs1(値b)と参照電圧V1 を入力すると、それぞれは、そのA/D変換器201によってディジタル値d,eに変換される。アナログデータs1(値b)とこれに対応するディジタル値d、参照電圧V1 とこれに対応するディジタル値e、基準電圧V0 ′の間では、次の関係を有する。
【0025】
【数1】
d=b/V0 ′×256 …(式3)
e=V1 /V0 ′×256…(式4)
【0026】
CPU回路202は上記ディジタル値d,eをバスライン204を経由して入力する。図4に示すステップS11は、A/D変換器201から送られるディジタル値d,eを取り込むステップである。CPU回路201のROM(図示せず)には予め分圧比cが記憶されている。そこでROMから分圧比cを取出す(ステップS12)。ステップS13は、アナログデータs1として伝送される送信データの中に含まれる伝送誤差をキャンセルし、正しいエンジン回転数データを計算するための演算処理(比率換算処理)である。すなわち、送信データ計算値=d×256/(e×c)…(式5)によって正しいエンジン回転数のデータを得ることができる。このようにステップS11〜S13で実現される伝送誤差のキャンセル方法によって、送信側の基準電圧源103から出力される基準電圧(値V0 )と受信側の基準電圧源203から出力される基準電圧(値V0 ′に変化している)が異なる状態が発生しても、CPU回路101から出力されるエンジン回転数データのディジタル値aと送信データ計算値とが一致することになる。
【0027】
ただし計算上は伝送誤差は0になるが、D/A変換器102とA/D変換器201の量子化誤差および分圧回路104の分圧誤差は残存するので、ディジタル値aと送信データ計算値の間には誤差が発生することになる。しかしながら、基準となる参照電圧を利用した処理を行わない場合に比較して非常に小さい誤差となる。
【0028】
上記の実施形態において、参照電圧として基準電圧源103から出力される基準電圧の分圧をとる理由は、受信側の基準電圧の変動が低下方向で生じるからである。通常の設計では例えば3/4の分圧が分圧回路104で行われる。
【0029】
図5は、コントロール間で伝送されるアナログデータの具体的内容の一例を解説する図である。この例では、本来の基準電圧V0 が100V(ボルト)であるのに対して、図中右側に示された受信側での基準電圧がV0 ′=90Vに低下した状態を示している。エンジン回転数(r.p.m.)は図示されるように例えば2000r.p.m.が100V(100%)に対応し、1000r.p.m.が50V(50%)に対応するようになっている。ここで上記ディジタルデータaが1000r.p.m.を表す場合、すなわち送信側ではディジタルデータaが50V(50%)である場合に、D/A変換器102でアナログデータs1に変換し、さらに矢印30のごとく副コントローラ200のA/D変換器201での変換で得られたディジタルデータは、基準電圧が90Vであるので約55.5V(約55.5%)となる。従って本実施形態のキャンセル方法が実行されないとすると、エンジン回転数の情報は約1111r.p.m.として副コントローラ200に対して伝送されることになる。
【0030】
しかしながら、本実施形態の場合には、前述のごとく参照電圧V1 が、すなわち例えば分圧比3/4で分圧された25Vが同様に伝送され、A/D変換器201で約27Vの値として得られる。従ってこの値を利用し、かつCPU回路202の記憶部に保存された参照電圧25Vと比較することにより、受信側の基準電圧の変動を上記の比率換算処理で算出し、上記の55.5Vを最初の正しい値50Vに計算し直すことができる。
【0033】
以上の実施形態では油圧ショベルに限って説明したが、同様な構成および動作環境を有する他の建設機械に適用できるのは勿論である。また一例として主コントローラ100と副コントローラ200の2つのコントローラの関係に関して説明したが、コントローラの数は2つに限定されず、それ以上の多数のコントローラで制御システムが構成される場合であっても同様である。
【0034】
【発明の効果】
以上の説明で明らかなように本発明によれば、電子制御システムを備えた油圧ショベル等の建設機械において、電子制御システムが少なくとも2つのディジタルコントローラからなる制御システムであってコントローラ間のデータの伝送をアナログデータで行うように構成される場合、送信側コントローラから受信側コントローラに対して伝送誤差をキャンセルするための電圧を送るように構成したため、受信側コントローラで必ず伝送誤差をキャンセルすることができ、常に正しいデータを得ることができる。特に、受信側コントローラがディーゼルエンジンの燃料噴射量を制御するための専用コントローラである場合に、送信側のコントローラからエンジン回転数の情報を正確に得ることができ、適切な燃料噴射量の制御を行うことができる。また伝送誤差をキャンセルするための電圧は送信側のコントローラに設けられた基準電圧源からの基準電圧を分圧してより小さい値の電圧として作るようにしたため、通常、受信側のコントローラでは基準電圧が小さくなる方向に変動する観点から特に都合が良く、常に正常な動作状態を維持することができる。さらに受信側コントローラで誤差キャンセル用電圧を受ける構成によれば、伝送路が断線したときにはその後の故障解析において都合が良いという効果も有する。
【図面の簡単な説明】
【図1】 建設機械の一例であり、2つのコントローラを備えた油圧ショベルの側面図である。
【図2】 2つのコントローラを含む制御系の構成図である。
【図3】 第1の実施形態の構成を示す電気回路図である。
【図4】 コントローラ間でアナログデータを伝送する結果生じる受信側コントローラでの誤差をキャンセルする方法を実施するフローチャートである。
【図5】 コントロール間で伝送されるアナログデータの具体的内容の一例を解説する図である。
【符号の説明】
15 運転室
17 作業装置
18 機械室
19 ディーゼルエンジン
100 主コントローラ
200 副コントローラ
24 伝送路(ケーブル)
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a method and apparatus for canceling an error in analog data transmission in a construction machine such as a hydraulic excavator that includes a plurality of controllers and transmits and receives analog data between the controllers.
[0002]
[Prior art]
2. Description of the Related Art Conventionally, there is an electronic control system using a controller composed of a digital computer in operation control of, for example, a hydraulic excavator. This controller is disposed, for example, in the vicinity of the cab and has a function of controlling the operation of the working machine in the hydraulic excavator or the operation of the diesel engine related to the operation of the traveling body. Conventional hydraulic excavators do not require such a high function in terms of operation, and as a result, the control function of a controller using a digital computer is relatively simple. However, in recent years, there has also been a tendency for more precise control to be required for hydraulic excavators.
[0003]
In the case where various operations are controlled by a controller using a digital computer in a hydraulic excavator, in order to achieve a desired control state, a system configuration based on distributed controllers is proposed. For example, a configuration is conceivable in which a main controller is disposed in the vicinity of the cab and a dedicated controller for controlling only the fuel injection amount of the engine is disposed in the vicinity of the diesel engine. The engine-dedicated controller is preferably disposed near the diesel engine, but may be disposed near the cab. In the above, the main controller functions as a transmission side controller that provides necessary information for control to the sub controller, and the sub controller is positioned so as to function as a reception side controller that receives necessary information from the main controller.
[0004]
When data is transmitted between controls in a system configuration using the above-described controller distributed system structure, digital communication that does not depend on the voltage used in each controller can be used from the viewpoint of general transmission control. desired. However, using digital communication increases the cost because dedicated hardware is required. For advanced information transmission, its use can be considered, but for example when the main controller transmits necessary data to a simple controller that controls only the fuel injection amount of the diesel engine of a hydraulic excavator as described above, High costs are not realistic. In other words, when relatively simple data transmission is performed from the main controller to the sub-controller, data transmission by analog data is advantageous in terms of cost. In other words, when the amount of information necessary for the control operation of the controller is small as in the case where information corresponding to the engine speed is required as described above, it is advantageous in terms of cost to employ transmission by analog data.
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
As described above, in the electronic control system of a hydraulic excavator, when data is transmitted from at least two controllers, that is, the main controller and the sub-controller, from the main controller on the transmitting side to the sub-controller on the receiving side, data transmission between the controllers is required. The following problems arise in the configuration configured to use analog data. In the main controller, data is handled as digital in the digital processing section, and this digital data must be converted into analog data by a D / A converter for transmission. On the other hand, since the sub-controller performs data processing with digital data in its digital processing section, the transmitted analog data must be converted into digital data by an A / D converter. In the transmitting main controller and the receiving sub controller, each D / A converter and A / D converter is supplied with a reference voltage from a reference voltage source, and a conversion operation is performed based on the reference voltage. Yes. Essentially, it is ideal that the reference voltages of the main controller and the sub-controller are completely the same, and if it is not the same, highly accurate information cannot be transmitted from the transmitting controller to the receiving controller. However, in actuality, when comparing the reference voltages of the transmission side controller and the reception side controller, the reference voltage in the sub controller on the reception side generally tends to decrease due to reasons specific to the circuit or due to ambient temperature characteristics. There is also a problem that an output error occurs. For this reason, conventionally, the circuit must be designed so that the output error of the reference voltage of the A / D converter in the receiving controller is as small as possible, and the ambient temperature in the transmitting controller and the receiving controller is further reduced. The circuit design is made so that the temperature characteristics caused by the above are as equal as possible.
[0006]
That is, the voltage source of the reference voltage supplied to the D / A converter of the transmission side controller and the voltage source of the reference voltage supplied to the A / D converter of the reception side controller are designed to be the same circuit. Circuit adjustment and the like had to be performed so as to minimize the voltage error between the two controllers.
[0007]
However, in at least two controllers installed on a hydraulic excavator, such adjustment is troublesome and has a problem that it easily varies depending on various environments. Furthermore, such adjustment was almost impossible if at least two controllers to be mounted were provided by different manufacturers.
[0008]
The above problem is not only a problem with a hydraulic excavator, but is a problem that can generally occur with a construction machine that operates in a similar environment and has a similar control system.
[0009]
An object of the present invention is to solve the above-described problem, and includes at least two controllers including a digital processing unit as an electronic control system in a hydraulic excavator or the like, and performs transmission with analog data between these controllers. When a D / A converter or an A / D converter is included, even if the reference voltage for the converter fluctuates and an error occurs, a construction machine that can easily solve the problem and correctly transmit analog data It is an object to provide an error canceling method and an error canceling device for analog data transmission between controllers.
[0010]
Another object of the present invention is to perform error analysis by performing failure analysis when a disconnection occurs in a signal transmission path between controllers, and the above-described error canceling method useful from the viewpoint of safety. An object of the present invention is to provide an error canceling device.
[0011]
[Means and Actions for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, an error canceling method for analog data transmission between controllers of a construction machine according to the present invention is configured as follows.
A first error canceling method (corresponding to claim 1) includes a first controller (a main controller on the transmission side) including a digital processing unit (CPU circuit) and a D / A conversion unit in a construction machine, and a digital processing unit (CPU circuit). ) And a second controller (sub-controller on the receiving side) including an A / D converter, and transmit analog data from the D / A converter of the first controller to the A / D converter of the second controller It is a method applied to what is comprised by. Further, it is assumed that a first reference voltage source for supplying a reference voltage to the D / A converter is provided in the first controller, and a second reference voltage source for supplying the reference voltage to the A / D converter is provided in the second controller. The error canceling voltage is transmitted from the first reference voltage source to the digital processing unit of the second controller through the A / D converter, and the digital processing unit outputs the reference voltage output from the first reference voltage source and the second voltage This is a method of canceling an analog data transmission error caused by a difference between reference voltages output from a reference voltage source with an error canceling voltage (corresponding to a reference voltage described later).
In the above error canceling method, an error canceling voltage, that is, a reference voltage is sent from the first controller to the second controller, and a ratio conversion process is performed using this error canceling voltage, so that it occurs in the second controller on the receiving side. Thus, the difference caused by the fluctuation of the reference voltage is eliminated, the error of the data obtained on the receiving side is canceled, and correct data is obtained.
In the above method, the second error canceling method (corresponding to claim 2) is preferably a device in which the second controller controls the fuel injection amount of the diesel engine, and the first controller controls the fuel injection amount of the diesel engine. It is a device that sends information on the engine speed necessary for the operation as analog data. Since only simple data such as engine speed information is sent, transmission by analog data is most desirable in terms of cost.
In the third error canceling method (corresponding to claim 3), in the above method, the error canceling voltage is preferably obtained by dividing the reference voltage output from the first reference voltage source. In the second controller on the receiving side, the reference voltage tends to decrease from the original value due to its ambient temperature characteristics and the like, so it is desirable in terms of circuit design to transmit a low voltage value as an error canceling voltage by voltage division. .
According to a fourth error canceling method (corresponding to claim 4), in the above method, preferably, the digital processing unit of the second controller performs a ratio conversion process on the analog data by using the ratio of the error canceling voltage. The correct ratio of analog data is calculated. The analog data error caused by the transmission error is canceled at a ratio obtained with respect to the error cancel voltage, and correct digital data is obtained.
In order to achieve the above object, an error canceling apparatus for analog data transmission between controllers of a construction machine according to the present invention is configured as follows. This error canceling device is a device that implements the above-described error canceling method.
A first error cancellation device (corresponding to claim 5) includes a first controller including a digital processing unit and a D / A conversion unit, and a second controller including a digital processing unit and an A / D conversion unit. Applied to construction machines configured to transmit analog data from the D / A converter of one controller to the D / A converter of the second controller, and provides a reference voltage to the D / A converter in the first controller A first reference voltage source is provided, a second reference voltage source for supplying a reference voltage to the A / D converter is provided in the second controller, and the first controller is used for error cancellation from the first reference voltage source to the A / D converter. A circuit for sending a voltage is provided, and the digital processing unit of the second controller is configured to analyze the difference between the reference voltage output from the first reference voltage source and the reference voltage output from the second reference voltage source. Transmission error of Gudeta is configured to include a canceling means for canceling the error canceling voltage.
In the above configuration, the second error canceling device (corresponding to claim 6) is preferably a device for controlling the fuel injection amount of the diesel engine, and the first controller is a fuel injection amount of the diesel engine. It is a device that sends engine speed information necessary for control as analog data.
In the third error canceling device (corresponding to claim 7), in the above configuration, the circuit for sending the error canceling voltage is preferably a voltage dividing circuit.
In the fourth error canceling device (corresponding to claim 8), in the above configuration, the canceling unit preferably performs ratio conversion processing on the analog data using the ratio of the error canceling voltage, It is characterized by calculating a correct ratio.
[0012]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Preferred embodiments of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings.
[0013]
The error canceling method or error canceling apparatus for analog data transmission between controllers according to the present invention is preferably a sub controller provided for controlling the fuel injection amount of the main controller 100 and the diesel engine 19 in the hydraulic excavator shown in FIG. Applies to analog data transmission between 200.
[0014]
The hydraulic excavator includes a lower traveling body 11 provided with a traveling hydraulic motor (not shown) and the like, and a turning device provided on the lower traveling body 11 and configured to be rotatable by a turning hydraulic motor (not shown). 12 and an upper swing body 13 as a work machine body mounted on the lower traveling body 11 by the swing device 12 so as to be swingable. Further, the upper swing body 13 includes a swing frame 14 having a skeleton structure, a driver's cab 15 provided on the front side of the swing frame 14, and a counter provided on the swing frame 14 at the rear side of the driver's cab 15. The weight 16 is composed of a working device 17 and a machine room 18. The working device 17 includes a boom 17A that is rotatably provided at the front portion of the revolving frame 14, an arm 17B that is rotatably provided at the distal end side of the boom 17A, and a bucket that is provided at the distal end side of the arm 17B. 17C, which are driven by a boom cylinder 17D, an arm cylinder 17E, and a bucket cylinder 17F, respectively. The machine room 18 is formed in a box shape, and a diesel engine 19 is provided in the box-like machine room 18. The diesel engine 19 is provided with a heat exchanger such as a cooling fan and a radiator attached to a rotation output shaft of the engine, a hydraulic pump (not shown), and the like.
[0015]
In the hydraulic excavator, pressure oil is appropriately applied from the hydraulic pump in the machine room 18 to the traveling hydraulic motor of the lower traveling body 11, the turning hydraulic motor of the turning device 12, and the cylinders 17D, 17E, and 17F of the working device. By supplying, operations such as traveling, turning, excavation, and various operations are performed. This hydraulic excavator is controlled by a control system composed of a digital computing unit (digital computer) in controlling the operation of a hydraulic valve for operating the working device 17 or the operation of the diesel engine 19. Furthermore, this control system is configured as a distributed control system by a main controller 100 having a function of executing various controls and a sub-controller 200 configured to perform only fuel injection amount control of the diesel engine 19. . Both the main controller 100 and the sub controller 200 include a digital processing unit (CPU circuit), and various control calculations are performed by digital processing. The sub controller 200 that controls only the fuel injection amount of the diesel engine 19 is configured to receive information on the engine speed transmitted from the main controller 100, and the engine speed information is received from the main controller 100 as analog data. 200.
[0016]
FIG. 2 shows only a part of the above-described control system mounted on the hydraulic excavator. The main controller 100 disposed in the cab 15 is a control device that mainly performs various controls, and is output from an operation device 21 (an assembly of operation means) such as an operation lever provided in the cab 15. An operation signal is configured to be input. For example, a detection signal from an engine speed sensor 22 attached to the diesel engine 19 is also input to the main controller 100. Furthermore, various sensors are provided in each part of the actual vehicle body or each part of the work device 17, and detection signals are input to the main controller 100 from these sensors. The main controller 100 performs various computation commands based on various command signals related to operations given from the operation device 21 and detection signals given from various sensors including the engine speed sensor 22, and various control command signals required. And generate data. These control command signals and the like are given to another control object 23. When viewed from the main controller 100, the sub-controller 200 is substantially a control target for providing necessary data. As described above, the sub controller 200 is an engine-dedicated controller for optimally controlling the fuel injection amount of the diesel engine 19. Since the information on the rotational speed of the diesel engine 19 is necessary for controlling the fuel injection amount, the sub controller 200 is configured to receive the engine rotational speed data transmitted from the main controller 100. The signal s1 transmitted from the main controller 100 to the sub controller 200 is analog data relating to information on the engine speed. The sub controller 200 receives the analog data s 1, generates a control command signal related to the fuel injection amount control of the diesel engine 19 using the engine speed information, and provides the control command signal to the diesel engine 19.
[0017]
FIG. 3 shows an example of the internal configuration of the main controller 100 and the sub controller 200 and the configuration of the transmission path 24 connecting them. FIG. 3 shows the first embodiment. In FIG. 3, the transmission line 24 is a single common cable. The main controller 100 on the transmission side includes a reference voltage V to the CPU circuit 101, the D / A converter 102, and the D / A converter 102. 0 Reference voltage source 103 and reference voltage V 0 Is divided by a voltage V smaller than that 1 Is included. The CPU circuit 101 is a digital arithmetic processing unit. The CPU circuit 101 performs arithmetic processing for various controls and generates a control command signal. The CPU circuit 101 and the D / A converter 102 are connected by a bus line 105. This D / A converter receives the information on the engine rotational speed sent from the CPU circuit 101 through the bus line 105 as digital data, converts it into analog data, and transmits it to the sub controller 200 on the receiving side. Means. The operation of the digital / analog conversion in the D / A converter 102 is the reference voltage V output from the reference voltage source 103. 0 It is done using. Reference voltage V 0 Is divided into lower voltage V 1 The voltage dividing circuit 104 for generating the voltage V 1 Is given as a reference voltage. A terminal provided at the lower end of the D / A converter 102 is grounded. The lines drawn from the transmission side main controller 100 to the reception side sub controller 200 are a line 25 for sending analog data s1 relating to information on the engine speed, and a reference voltage V outputted from the voltage dividing circuit. 1 Are a line 26 for transmitting the signal and a ground line 27. As described above, the lines 25, 26, and 27 are bundled as one transmission line 24 and connected to the receiving side sub controller 200.
[0018]
In the main controller 100, in practice, an input / output unit that receives an operation signal from the operating device 21, an input / output unit that receives detection signals sent from various sensors, and a control command signal to other control objects 23. Although an input / output unit and the like for sending are provided, they are not shown in FIG. 3 for convenience of explanation.
[0019]
On the other hand, the sub controller 200 on the receiving side controls the fuel injection amount by executing an A / D converter 201 that converts the analog data s1 sent from the main controller 100 side into digital data, a cancel method that will be described later, and the like. CPU circuit 202 for generating a control command signal for performing the operation, and a reference voltage V for A / D converter 201 0 A reference voltage source 203 is provided. The lower terminal of the A / D converter 201 is grounded. The reference voltage source 203 has substantially the same circuit configuration as the above-described reference voltage source 103, and ideally the reference voltage V having the same value. 0 Is supplied to the A / D converter 201. The analog data s1 sent through the line 25 and the reference voltage V sent through the line 26. 1 Is input to the A / D converter 201. Analog data s1 converted to digital data by the A / D converter 201 and the reference voltage V 1 Is supplied to the CPU circuit 202 through the bus line 204. The ground line 27 is connected to the ground terminal of the A / D converter 201. In the CPU circuit 202, the reference voltage V input as described later. 1 The reference voltage V output from the reference voltage source 203 using 0 The fluctuation state is checked, the error due to the fluctuation is corrected, and the original correct engine speed data is extracted. Then, a control command signal for controlling the fuel injection amount is generated using correct engine speed data. The control command signal generated by the CPU circuit 202 is given to the diesel engine 19 as shown in FIG. 2, but the configuration of the input / output unit and the like is omitted in the illustrated example of FIG.
[0020]
In the configuration shown in FIG. 3, it is assumed that the reference voltage source 103 on the transmission side and the reference voltage source 203 on the reception side are substantially the same in terms of electrical circuits. Accordingly, the reference voltage on the transmission side and the reference voltage on the reception side are maintained at the same voltage value as long as there are no external fluctuations or environmental fluctuations and the ideal state in circuit design is maintained. However, in actuality, the sub controller 200 on the receiving side is arranged in a slightly bad environment, so that the reference voltage V 0 Fluctuates. Usually, reference voltage V 0 Changes in the direction of decreasing its value. Therefore, the reference voltage V of the transmission side main controller 100 0 When the analog data s1 obtained by the D / A converter 102 is converted into digital data by the A / D converter 201 of the receiving side sub-controller 200 using 0 Since the value is lower than the original value, there is a state where it cannot be converted into correct digital data. However, in the configuration of the present embodiment, the reference voltage V from the main controller 100 on the transmission side with respect to the sub controller 200 on the reception side. 1 The CPU circuit 202 converts the digital data obtained by the conversion by the A / D converter 201 into the reference voltage V 1 Is corrected as an error canceling voltage to cancel errors caused by ambient temperature characteristics or the like, thereby obtaining correct digital data.
[0021]
Next, referring to the flowchart of FIG. 4, a method for canceling an error caused by transmission of the analog data s1 between the controllers executed by the sub-controller 200, and a configuration of the means for executing the canceling method (error canceling device) are described. explain. Here, in order to clarify the quantitative relationship, values in each part are defined. In FIG. 3, the digital value of the engine speed data output from the CPU circuit 101 on the transmission side is a, the analog data s1 value obtained by the D / A conversion of the D / A converter 102 is b, and the partial pressure The voltage dividing ratio of the circuit 104 is c, and the value of the reference voltage output from the voltage dividing circuit 104 is V. 1 The resolution of the D / A converter 102 is 8 bits. The digital value of the engine speed data obtained by the A / D conversion of the A / D converter 201 on the receiving side and input to the CPU circuit 202 is obtained by d, and similarly obtained by the conversion of the A / D converter 201 on the receiving side. The reference voltage V input to the CPU circuit 202 1 The digital value of e is A and the resolution of the A / D converter 201 is 8 bits.
[0022]
Reference voltage V on the receiving side 0 Varies depending on the ambient temperature characteristics, etc. 0 It is assumed that the value is ′. Normal V 0 'Is the reference voltage value V 0 To a smaller value. In the sub controller 200 on the receiving side, the reference voltage output from the reference voltage source 203 due to the ambient temperature characteristics or the like does not match the reference voltage of the reference voltage source 103 on the transmitting side. When the analog data s1 is A / D converted in 201, an error is included. In other words, the digital value d of the engine speed output from the A / D converter 201 of the secondary controller 200 is a control system composed of two controllers 100 and 200, and the engine from the main controller 100 to the secondary controller 200. A transmission error caused by transmitting the rotation speed information in the form of analog data s1 using D / A conversion or A / D conversion is included. An error canceling device realized by a program in the CPU circuit 202 cancels the transmission error by the following method and generates correct engine speed data.
[0023]
First, a relational expression related to D / A conversion in the main controller 100 on the transmission side is shown. 0 And b = V between the digital value a of the engine speed and the value b of the analog data s1. 0 / 256 × a (Expression 1) and reference voltage V 0 And voltage division ratio c and reference voltage V 1 V between 1 = V 0 / C (Expression 2)
[0024]
On the other hand, in the sub controller 200 on the receiving side, the analog data s1 (value b) and the reference voltage V 1 Are respectively converted into digital values d and e by the A / D converter 201. Analog data s1 (value b), corresponding digital value d, reference voltage V 1 And the corresponding digital value e, reference voltage V 0 ′ Has the following relationship.
[0025]
[Expression 1]
d = b / V 0 ′ × 256 (Formula 3)
e = V 1 / V 0 ′ × 256 (Formula 4)
[0026]
The CPU circuit 202 inputs the digital values d and e via the bus line 204. Step S11 shown in FIG. 4 is a step of taking in the digital values d and e sent from the A / D converter 201. A voltage division ratio c is stored in advance in a ROM (not shown) of the CPU circuit 201. Therefore, the partial pressure ratio c is taken out from the ROM (step S12). Step S13 is a calculation process (ratio conversion process) for canceling a transmission error included in the transmission data transmitted as the analog data s1, and calculating correct engine speed data. That is, the correct engine speed data can be obtained by the transmission data calculation value = d × 256 / (e × c) (Equation 5). Thus, the reference voltage (value V) output from the reference voltage source 103 on the transmission side is obtained by the transmission error canceling method realized in steps S11 to S13. 0 ) And the reference voltage (value V) output from the reference voltage source 203 on the receiving side 0 Even if a different state occurs, the digital value a of the engine speed data output from the CPU circuit 101 matches the calculated transmission data value.
[0027]
However, although the transmission error is 0 in the calculation, the quantization error of the D / A converter 102 and the A / D converter 201 and the voltage division error of the voltage dividing circuit 104 remain, so that the digital value a and the transmission data are calculated. There will be an error between the values. However, the error is very small as compared with the case where the process using the reference voltage as a reference is not performed.
[0028]
In the above embodiment, the reason why the reference voltage output from the reference voltage source 103 is divided as the reference voltage is that fluctuations in the reference voltage on the receiving side occur in a decreasing direction. In a normal design, for example, 3/4 voltage division is performed by the voltage dividing circuit 104.
[0029]
FIG. 5 is a diagram illustrating an example of specific contents of analog data transmitted between controls. In this example, the original reference voltage V 0 Is 100 V (volts), while the reference voltage on the receiving side shown on the right side of the figure is V 0 'Shows a state where the voltage drops to 90V. As shown in the figure, the engine speed (rpm) is such that, for example, 2000 rpm corresponds to 100 V (100%), and 1000 rpm corresponds to 50 V (50%). Here, when the digital data a represents 1000 rpm, that is, when the digital data a is 50 V (50%) on the transmission side, the digital data a is converted into analog data s1 by the D / A converter 102, and the arrow 30 Thus, the digital data obtained by the conversion by the A / D converter 201 of the sub controller 200 is about 55.5 V (about 55.5%) because the reference voltage is 90 V. Therefore, if the cancel method of the present embodiment is not executed, the information on the engine speed is transmitted to the sub controller 200 as about 1111 r.pm.
[0030]
However, in the case of this embodiment, as described above, the reference voltage V 1 That is, for example, 25 V divided by a voltage dividing ratio of 3/4 is transmitted in the same manner, and is obtained as a value of about 27 V by the A / D converter 201. Therefore, by using this value and comparing with the reference voltage 25V stored in the storage unit of the CPU circuit 202, the fluctuation of the reference voltage on the receiving side is calculated by the above ratio conversion processing, and the above 55.5V is calculated. It can be recalculated to the first correct value of 50V.
[0033]
In the above embodiment, the description is limited to the hydraulic excavator, but it is needless to say that the present invention can be applied to other construction machines having the same configuration and operating environment. Further, as an example, the relationship between the two controllers, the main controller 100 and the sub-controller 200, has been described. However, the number of controllers is not limited to two, and even when the control system is configured by a larger number of controllers. It is the same.
[0034]
【The invention's effect】
As is apparent from the above description, according to the present invention, in a construction machine such as a hydraulic excavator equipped with an electronic control system, the electronic control system is a control system including at least two digital controllers, and data transmission between the controllers is performed. Is configured to send the voltage to cancel the transmission error from the transmitter controller to the receiver controller, the transmission controller can always cancel the transmission error. You can always get the right data. In particular, when the receiving-side controller is a dedicated controller for controlling the fuel injection amount of a diesel engine, it is possible to accurately obtain information on the engine speed from the transmitting-side controller, and to control the appropriate fuel injection amount. It can be carried out. Also, the voltage for canceling the transmission error is generated by dividing the reference voltage from the reference voltage source provided in the controller on the transmission side to create a smaller value. It is particularly convenient from the viewpoint of changing in a decreasing direction, and a normal operating state can always be maintained. Furthermore, according to the configuration in which the error canceling voltage is received by the receiving side controller, there is an advantage that it is convenient in the subsequent failure analysis when the transmission line is disconnected.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is an example of a construction machine and is a side view of a hydraulic excavator provided with two controllers.
FIG. 2 is a configuration diagram of a control system including two controllers.
FIG. 3 is an electric circuit diagram showing the configuration of the first embodiment.
FIG. 4 is a flowchart for implementing a method of canceling an error at a receiving controller resulting from the transmission of analog data between controllers.
FIG. 5 is a diagram illustrating an example of specific contents of analog data transmitted between controls.
[Explanation of symbols]
15 cab
17 Working device
18 Machine room
19 Diesel engine
100 Main controller
200 Secondary controller
24 Transmission path (cable)

Claims (8)

建設機械にディジタル処理部およびD/A変換部を含む第1コントローラとディジタル処理部およびA/D変換部を含む第2コントローラとを搭載し、前記第1コントローラの前記D/A変換部から前記第2コントローラの前記A/D変換部へアナログデータを伝送するように構成され、
前記第1コントローラ内に前記D/A変換部に基準電圧を与える第1基準電圧源を設け、前記第2コントローラ内に前記A/D変換部に基準電圧を与える第2基準電圧源を設け、
前記第1基準電圧源から前記A/D変換部を通して前記第2コントローラの前記ディジタル処理部へ誤差キャンセル用電圧を伝送し、このディジタル処理部は、前記第1基準電圧源から出力される前記基準電圧と前記第2基準電圧源から出力される前記基準電圧の間の差異に起因する前記アナログデータの伝送誤差を前記誤差キャンセル用電圧でキャンセルすることを特徴とする建設機械のコントローラ間アナログデータ伝送の誤差キャンセル方法。
A construction machine includes a first controller including a digital processing unit and a D / A conversion unit, and a second controller including a digital processing unit and an A / D conversion unit, and the D / A conversion unit of the first controller Configured to transmit analog data to the A / D converter of the second controller;
A first reference voltage source for supplying a reference voltage to the D / A converter in the first controller; a second reference voltage source for supplying a reference voltage to the A / D converter in the second controller;
An error canceling voltage is transmitted from the first reference voltage source to the digital processing unit of the second controller through the A / D converter, and the digital processing unit outputs the reference output from the first reference voltage source. An analog data transmission between controllers of a construction machine, wherein a transmission error of the analog data caused by a difference between a voltage and the reference voltage output from the second reference voltage source is canceled by the error canceling voltage. Error cancellation method.
前記第2コントローラはディーゼルエンジンの燃料噴射量を制御する装置であり、前記第1コントローラは前記ディーゼルエンジンの燃料噴射量制御に必要なエンジン回転数情報を前記アナログデータとして送る装置であることを特徴とする請求項1記載の建設機械のコントローラ間アナログデータ伝送の誤差キャンセル方法。The second controller is a device that controls the fuel injection amount of the diesel engine, and the first controller is a device that sends engine speed information necessary for controlling the fuel injection amount of the diesel engine as the analog data. An error canceling method for analog data transmission between controllers of a construction machine according to claim 1. 前記誤差キャンセル用電圧は前記第1基準電圧源から出力される前記基準電圧を分圧して得られることを特徴とする請求項1または2記載の建設機械のコントローラ間アナログデータ伝送の誤差キャンセル方法。3. The error canceling method for analog data transmission between controllers of a construction machine according to claim 1, wherein the error canceling voltage is obtained by dividing the reference voltage output from the first reference voltage source. 前記第2コントローラの前記ディジタル処理部は、前記誤差キャンセル用電圧の比率を利用して前記アナログデータについての比率換算処理を行い、前記アナログデータの正しい比率を算出することを特徴とする請求項3記載の建設機械のコントローラ間アナログデータ伝送の誤差キャンセル方法。4. The digital processing unit of the second controller performs a ratio conversion process on the analog data using a ratio of the error cancel voltage, and calculates a correct ratio of the analog data. An error canceling method for analog data transmission between controllers of the described construction machine. ディジタル処理部およびD/A変換部を含む第1コントローラとディジタル処理部およびA/D変換部を含む第2コントローラとを搭載し、前記第1コントローラの前記D/A変換部から前記第2コントローラの前記D/A変換部へアナログデータを伝送するように構成された建設機械であり、
前記第1コントローラ内に前記D/A変換部に基準電圧を与える第1基準電圧源を設け、前記第2コントローラ内に前記A/D変換部に基準電圧を与える第2基準電圧源を設け、
前記第1コントローラに前記第1基準電圧源から前記A/D変換部へ誤差キャンセル用電圧を送る回路を設け、
前記第2コントローラの前記ディジタル処理部は、前記第1基準電圧源から出力される前記基準電圧と前記第2基準電圧源から出力される前記基準電圧の間の差異に起因する前記アナログデータの伝送誤差を前記誤差キャンセル用電圧でキャンセルするキャンセル手段を含むことを特徴とする建設機械のコントローラ間アナログデータ伝送の誤差キャンセル装置。
A first controller including a digital processing unit and a D / A conversion unit and a second controller including a digital processing unit and an A / D conversion unit are mounted, and from the D / A conversion unit of the first controller to the second controller A construction machine configured to transmit analog data to the D / A converter of
A first reference voltage source for supplying a reference voltage to the D / A converter in the first controller; a second reference voltage source for supplying a reference voltage to the A / D converter in the second controller;
A circuit for sending an error cancellation voltage from the first reference voltage source to the A / D converter in the first controller;
The digital processing unit of the second controller transmits the analog data due to a difference between the reference voltage output from the first reference voltage source and the reference voltage output from the second reference voltage source. An error canceling device for analog data transmission between controllers of a construction machine, comprising canceling means for canceling an error with the error canceling voltage.
前記第2コントローラはディーゼルエンジンの燃料噴射量を制御する装置であり、前記第1コントローラは前記ディーゼルエンジンの燃料噴射量制御に必要なエンジン回転数情報を前記アナログデータとして送る装置であることを特徴とする請求項5記載の建設機械のコントローラ間アナログデータ伝送の誤差キャンセル装置。The second controller is a device that controls the fuel injection amount of the diesel engine, and the first controller is a device that sends engine speed information necessary for controlling the fuel injection amount of the diesel engine as the analog data. 6. An error canceling device for analog data transmission between controllers of a construction machine according to claim 5. 前記誤差キャンセル用電圧を送る前記回路は分圧回路であることを特徴とする請求項5または6記載の建設機械のコントローラ間アナログデータ伝送の誤差キャンセル装置。7. The error canceling apparatus for analog data transmission between controllers of a construction machine according to claim 5, wherein the circuit for sending the error canceling voltage is a voltage dividing circuit. 前記キャンセル手段は、前記誤差キャンセル用電圧の比率を利用して前記アナログデータについての比率換算処理を行い、前記アナログデータの正しい比率を算出することを特徴とする請求項7記載の建設機械のコントローラ間アナログデータ伝送の誤差キャンセル装置。8. The controller of a construction machine according to claim 7, wherein the canceling unit performs a ratio conversion process on the analog data by using a ratio of the error canceling voltage, and calculates a correct ratio of the analog data. An error canceling device for analog data transmission.
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