JP2000073408A - 建設機械の電子制御システム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】複数の制御装置を共通の通信ラインを介して接
続した建設機械の電子制御システムにおいて、制御装置
の増減や交換を含むシステムの変更を容易に行えるよう
にする。 【解決手段】掘削作業装置７、油圧ポンプ１８、アクチ
ュエータ１１，１２，１３、制御弁２４，２５，２６を
操作する操作レバー２７，２８，２９を備える油圧ショ
ベル１に、制御装置１７，２３，３３，３７及び表示・
設定装置３８を設け、制御装置３３と３７を共通の通信
ライン３９を介して互いに接続しデータの送受信を行
う。制御装置３３と３７は、それぞれ、データの受信で
他の制御装置の接続の有無を検出し、他の制御装置が接
続されているときと接続されていないときで処理を切り
換える。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明が属する技術分野】本発明は建設機械の制御装置
に係わり、特に建設機械の原動機、油圧機器、作業装
置、表示器などを制御する複数の制御装置を備え、これ
らの複数の制御装置を共通の通信ラインを介して互いに
接続しデータの送受信を行う建設機械の電子制御システ
ムに関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、建設機械、特にその代表例である
油圧ショベルは電子制御化が進み、電子制御の各種演算
を行うため、制御装置の演算量も増加の一途をたどって
いる。演算量が増えると、高機能のマイクロコンピュー
タを使用しなければならないため、コストも増加する。
また、入出力信号も増え、ワイヤ・ハーネスの増加を招
いている。この問題を解決するため、油圧ショベルの制
御機能を単位機能に分け、単位機能毎に制御装置を設
け、これらの制御装置をネットワークで結ぶことで制御
を行う、制御装置の分散化が検討されている。

【０００３】例えば、特公平７−１１３８５４号公報に
は、各機器毎に制御装置を設け、この各機器毎の制御装
置を共通の通信ラインを介してマスターコントローラに
接続し、このマスターコントローラでシステム全体の統
合を維持するようにした油圧ショベルの電子制御システ
ムが開示されている。

【０００４】また、特公平８−２８９１１号公報には、
各機器毎に制御装置を設け、制御装置間を多重伝送シリ
アル通信回路で結合することによって双方向通信が可能
なネットワークを構成し、システムの拡張を容易にした
建設機械の電子制御システムが開示されている。

【０００５】更に、SAE Paper 941796 Development of
Intelligent Hydraulic Excavator- HYPER GX Series
（1994年発行）には、各機器毎に制御装置を設け、これ
ら制御装置をネットワーク上で接続すると共に、そのネ
ットワークを低速ネットワークと高速ネットワークに分
け、高速通信データの信頼性確保とシステム全体のコス
ト低減を図った油圧ショベルの電子制御システムが開示
されている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】建設機械の代表例であ
る油圧ショベルは、前述したように、電子制御化が進
み、かつその制御性能及び製作コストの面で種々改善が
なされている。

【０００７】一方、油圧ショベルに対する顧客ニーズ
は、例えば高機能化を要求するものから廉価を要求する
ものまであり、多様化している。

【０００８】特公平７−１１３８５４号公報に記載の電
子制御システムでは、上述した顧客ニーズを満たすため
には、各要求に応じて、その都度、マスターコントロー
ラのソフトウエアを開発、変更し、マスターコントロー
ラを交換しなければならないと共に、このマスターコン
トローラの交換に伴って、これに接続する機器毎の制御
装置のソフトウエアも開発、変更し、既存の制御装置と
交換しなければならない。特に、高機能化を要求される
場合、例えば油圧ショベルの掘削作業装置に対して、そ
の動作範囲制限、軌跡制御等の自動制御機能を付加した
い場合には、制御装置のソフトウエアの種類が増加する
ので、その開発工数、開発コストあるいは管理コストが
増加する。

【０００９】上述とは逆に、油圧ショベルの高機能化が
必要でない場合にも、それに応じてマスターコントロー
ラ及び制御装置のソフトウエアを開発、変更し、既存の
ものと交換しなければならない。このため、同様にソフ
トウエアの開発工数、開発コストが増加する。

【００１０】特公平８−２８９１１号公報やSAE Paper
941796に記載の電子制御システムでは、各機器の制御装
置をネットワーク上で接続し、ネットワークにより各制
御装置で送受信される全ての信号を伝送することができ
るので、多数の信号を送受信する場合でも信号線の数を
増加させる必要がない上、新たな機能を持った制御装置
を付加する場合にも信号線の数を増加させる必要がな
く、システムの拡張に対して柔軟に対応することができ
る。

【００１１】しかし、システムの拡張のため制御装置を
増やす場合、信号線の数は増加させる必要がないが、制
御装置自体は送受信する信号数（データ数）の増加に対
応できなければならず、制御装置を交換する必要があ
り、コストの上昇を招く。また、高機能化が必要でな
く、制御装置の数を減らしたい場合も、制御装置は送受
信する信号数（データ数）の減少に対応できなければな
らず、この場合も制御装置を交換する必要がある。更
に、油圧システム又は制御システムの変更に伴って複数
の制御装置の１つを別の制御装置に交換する場合でも、
複数の制御装置のうちの特定の制御装置が受信信号を用
いて処理を行うものであり、上記制御装置の交換に伴っ
てその信号を送信する制御装置がなくなる場合は、その
特定の制御装置も交換する必要がある。

【００１２】本発明の目的は、複数の制御装置を共通の
通信ラインを介して接続した建設機械の電子制御システ
ムにおいて、既存の制御装置のソフトウエアの変更や制
御装置自体の交換をすることなく、共通の通信ラインへ
の制御装置の追加接続や共通の通信ラインからの制御装
置の切り離しが行え、制御装置の増減や交換を含むシス
テムの変更を容易に行える建設機械の電子制御システム
を提供することである。

【００１３】

【課題を解決するための手段】（１）上記目的を達成す
るために、本発明は、作業装置、油圧ポンプ、前記作業
装置を駆動するアクチュエータ、前記油圧ポンプから前
記アクチュエータに供給される圧油を制御する制御弁を
操作する操作手段を備える建設機械に、前記作業装置、
油圧ポンプ、操作手段のいずれかに係わる複数の制御装
置を設け、これら複数の制御装置を共通の通信ラインを
介して互いに接続しデータの送受信を行う建設機械の電
子制御システムにおいて、前記複数の制御装置の少なく
とも１つは、他の制御装置からの送信データを用いずに
演算処理を行う第１処理手段と、他の制御装置からの送
信データを用いて演算処理を行う第２処理手段と、前記
共通の通信ラインに前記他の制御装置が接続されている
か否かを検出する検出手段と、前記検出手段で他の制御
装置の接続が検出されないときは前記第１処理手段の演
算処理を実行し、前記検出手段で他の制御装置の接続が
検出されると前記第２処理手段の演算処理を実行する処
理切換手段とを備えるものとする。

【００１４】このように制御装置に第１処理手段、第２
処理手段、検出手段、処理切換手段を設けることによ
り、他の制御装置が共通の通信ラインに接続されている
場合は、そのことが検出手段で検出され、処理切換手段
は第２処理手段の演算処理を実行する一方、制御装置の
数を減らす場合や、複数の制御装置の一部の交換に伴っ
て上記他の制御装置が不要になった場合に、当該他の制
御装置を共通の通信ラインから切り離した場合は、その
ことが検出手段で検出され、処理切換手段は第１処理手
段の演算処理を実行する。このため、既存の制御装置の
ソフトウエアの変更や制御装置自体の交換をすることな
く、制御装置の共通の通信ラインからの切り離しや交換
を行える。

【００１５】逆に、他の制御装置が共通の通信ラインに
接続されていない場合は、そのことが検出手段で検出さ
れ、処理切換手段は第１処理手段の演算処理を実行する
一方、他の制御装置を共通の通信ラインに追加接続して
制御装置の数を増やした場合は、そのことが検出手段で
検出され、処理切換手段は第２処理手段の演算処理を実
行する。このため、既存の制御装置のソフトウエアの変
更や制御装置自体の交換をすることなく、制御装置の共
通の通信ラインへの追加接続が行える。

【００１６】このように既存の制御装置のソフトウエア
の変更や制御装置自体の交換をすることなく、共通の通
信ラインへの制御装置の追加接続や共通の通信ラインか
らの制御装置の切り離しが行え、制御装置の増減や交換
を含むシステムの変更を容易に行うことができ、開発コ
ストの上昇を少なくすることができる。

【００１７】（２）上記（１）において、好ましくは、
前記検出手段は前記他の制御装置からのデータの受信の
有無で他の制御装置の接続の有無を検出する。

【００１８】これにより、ソフトウエア上の処理で他の
制御装置の接続の有無を検出することができる。

【００１９】（３）また、上記（２）において、好まし
くは、前記検出手段は他の制御装置からのデータの受信
の有無でフラグの状態を変え、前記処理切換手段はその
フラグの状態で他の制御装置の接続の有無を判別し、実
行すべき演算処理を切り換える。

【００２０】これにより、ソフトウエア上の処理で他の
制御装置の接続の有無を検出し、実行すべき演算処理を
切り換えることができる。

【００２１】（４）また、上記（１）において、好まし
くは、前記他の制御装置は複数あり、この複数の他の制
御装置から送信されるそれぞれのデータにデータ固有の
識別子を付しておき、前記検出手段は、前記複数の他の
制御装置からのデータの受信の有無で前記複数の他の制
御装置の接続の有無を検出すると共に、受信したデータ
の識別子で前記複数の他の制御装置のいずれが接続され
ているかを検出する。

【００２２】これにより、他の制御装置が複数あり、第
２処理手段がその複数の他の制御装置からの送信データ
を用いて演算処理を行う場合でも、検出手段は複数の他
の制御装置の接続の有無を個別に検出し、処理切換手段
は適切な演算処理の切り換えを行い、第２処理手段は適
切な演算処理を行える。

【００２３】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
を用いて説明する。

【００２４】図１は、本発明の第１の実施形態による油
圧ショベルの電子制御システムを、油圧ショベル及びこ
れに搭載される油圧回路と共に示す図である。この図１
において、１は油圧ショベルを示し、この油圧ショベル
１は、走行体２、走行体２上に旋回可能に設けれられた
旋回体３、旋回体３上に構成された原動機１４や油圧ポ
ンプ１８（後述）等の油圧機器等の収納室４、旋回体３
の後部に設けたカウンタウエイト５、旋回体３の前部左
側に設けられた運転室６、旋回体３の前部中央に設けら
れた掘削作業装置７を備えている。

【００２５】掘削作業装置７は、旋回体３に俯仰動可能
に設けられたブーム８と、このブーム８の先端に回動可
能に設けられたアーム９と、このアーム９の先端に回動
可能に設けられたバケット１０と、ブーム８を俯仰動さ
せるブーム操作用の油圧シリンダ１１と、アーム９を回
動させるアーム操作用のシリンダ１２と、バケット１０
を回動させるバケット操作用のシリンダ１３とで構成さ
れている。

【００２６】原動機１４は上記のように収納室４内に配
置され、かつその回転速度をある範囲に維持するための
電子式のガバナ装置１５を備えている。原動機１４の目
標回転数Ｎｒは目標回転数設定器１６により設定され
る。

【００２７】１７は原動機１４の制御系に設けられ、原
動機１４を制御する第１の制御装置１７であり、この第
１の制御装置１７は目標回転数設定器１６からの目標回
転数Ｎｒとガバナ装置１５で検出された実際の回転数Ｎ
ｅとに基づいて所定の演算を行い、実際の回転数Ｎｅが
目標回転数Ｎｒに一致するようにガバナ装置１５に制御
信号Ｒを出力する。

【００２８】油圧ポンプ１８は上記のように収納室４内
に配置され、かつ原動機１４によって回転駆動される。
また、油圧ポンプ１８は可変容量型のポンプであり、そ
の吐出量を変える斜板１９を備え、この斜板１９には斜
板位置調節器２０が連結されている。また、斜板１９の
傾転位置を検出する斜板位置検出器２１及び油圧ポンプ
１８の吐出圧力を検出する圧力検出器２２が設けられて
いる。

【００２９】２３は油圧ポンプ１８の制御系に設けら
れ、油圧ポンプ１８を制御する第２の制御装置であり、
この第２の制御装置２３は、圧力検出器２２によって検
出された油圧ポンプ１８の吐出圧力Ｐｄと斜板位置検出
器２１によって検出された斜板１９の傾転位置θ１とに
基づいて所定の演算を行い、油圧ポンプ１８の斜板位置
調節器２０に制御信号を出力し、斜板１９の位置を調整
し、油圧ポンプ１８の押しのけ容積、即ち吐出流量を制
御する。

【００３０】ブーム操作用の油圧シリンダ１１、アーム
操作用のシリンダ１２、バケット操作用のシリンダ１３
はそれぞれ制御弁２４，２５，２６を介して油圧ポンプ
１８に接続され、制御弁２４，２５，２６により油圧ポ
ンプ１８から各シリンダ１１，１２，１３に供給される
圧油の流量及び方向が調整される。制御弁２４，２５，
２６は上記収納室４内に配置されている。

【００３１】また、制御弁２４，２５，２６に対しては
操作レバー２７，２８，２９が設けられ、各操作レバー
２７，２８，２９にレバー作動器３０，３１，３２が連
結され、これらのレバー作動器３０，３１，３２は各操
作レバー２７，２８，２９の操作量に対応した電気信号
を操作信号として出力する。

【００３２】３３は操作レバー２７，２８，２９により
制御弁２４，２５，２６を操作する操作系に設けられた
第３の制御装置であり、この第３の制御装置３３は各レ
バー作動器３０，３１，３２からの電気信号に基づいて
所定の演算処理を行い、各制御弁２４，２５，２６の操
作部２４Ｌ，２４Ｒ，２５Ｌ，２５Ｒ，２６Ｌ，２６Ｒ
に制御信号を出力する。操作部２４Ｌ，２４Ｒ，２５
Ｌ，２５Ｒ，２６Ｌ，２６Ｒはそれぞれ比例電磁弁から
なり、その制御信号に応じたパイロット圧を出力してそ
れぞれの制御弁２４，２５，２６の開度を調整し、各シ
リンダ１１，１２，１３に供給される圧油の流量及び方
向を制御する。

【００３３】掘削作業装置７にはブーム８の回転角度を
検出するブーム回転角検出器３４、アーム９の回転角度
を検出するアーム回転角検出器３５、バケット１０の回
転角度を検出するバケット回転角検出器３６が設けられ
ている。

【００３４】３７は掘削作業装置７の制御系に設けら
れ、掘削作業装置７を制御する第４の制御装置であり、
この第４の制御装置３７は、各回転角検出器３４，３
５，３６からの回転角度信号α，β，γに基づいて掘削
作業装置７の先端位置の計算を行うと共に、レバー作動
器３０，３１，３２から出力され第３の制御装置３３で
処理された操作信号を入力し、掘削作業装置７の先端位
置の計算値に基づいて所定の制御演算を行い、制御ユニ
ット３３に制御駆動指令Ｙα，Ｙβ，Ｙγを出力する。

【００３５】３８は第５の制御装置を構成する表示・設
定装置であり、この表示・設定装置３８は第４の制御装
置３７に対して掘削作業装置７の目標とする作業軌跡を
指示する。また、制御ユニット３７で演算された掘削作
業装置７の先端位置を入力し、これを表示する。

【００３６】上記の第３の制御装置３３と第４の制御装
置３７は共通の通信ライン３９により接続され、この通
信ライン３９を介して互いにデータの送受信を行う。ま
た、表示・設定装置３８はシリアル通信ライン６０によ
って第４の制御装置３７と接続され、このシリアル通信
ライン６０を介して互いにデータの送受信を行う。

【００３７】第２の制御装置２３のハードウェアの構成
を図２に示す。この第２の制御装置２３は、斜板位置検
出器２１からの斜板位置信号θと圧力検出器２２からの
圧力信号Ｐｄを入力してデジタル信号に変換するＡ／Ｄ
変換器２３０と、中央演算処理装置（ＣＰＵ）２３１
と、制御手順のプログラムや制御に必要な定数を格納す
るリードオンリーメモリー（ＲＯＭ）２３２と、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（ＲＡＭ）２３３と、出力用のインターフェ
ース（Ｉ／Ｏ）２３４とを含むシングルチップマイコン
２３５と、油圧ポンプ１８の斜板１９の駆動信号を斜板
位置調節器２０に出力する増幅器２３６と、機種別ある
いはグレード別の制御定数などを記憶しておく不揮発性
メモリ（ＥＥＰＲＯＭ(Electrically Erasable Program
mable Read Only Memory)）２３８とで構成されてい
る。

【００３８】第１の制御ユニット１７及び表示・設定装
置３８の画面表示制御手段を除いた制御装置部分のハー
ドウェアの構成も第２の制御装置２３と基本的に同じで
あり、説明は省略する。

【００３９】第３の制御装置３３のハードウェアの構成
を図３に示す。この第３の制御装置３３は、操作レバー
２７，２８，２９に対応するレバー作動器３０，３１，
３２からの操作信号Ｘ１，Ｘ２，Ｘ３をデジタル信号に
変換するＡ／Ｄ変換器３３０と、中央演算処理装置（Ｃ
ＰＵ）３３１と、制御手順のプログラムや制御に必要な
定数を格納するリードオンリーメモリー（ＲＯＭ）３３
２と、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（ＲＡＭ）３３３と、デジタル
信号ををアナログ信号に変換するＤ／Ａ変換器３３４と
を含むシングルチップマイコン３３５と、Ｄ／Ａ変換器
３３４からの信号を各制御弁２４，２５，２６の操作部
２４Ｌ，２４Ｒ，２５Ｌ，２５Ｒ，２６Ｌ，２６Ｒに出
力する増幅器３３６ａ〜３３６ｆと、共通の通信ライン
３９に接続され、第４の制御装置３７との通信を制御す
る通信手段３３７と、機種別あるいはグレード別の制御
定数などを記憶しておく不揮発性メモリ（ＥＥＰＲＯ
Ｍ）３３８とで構成されている。

【００４０】第４の制御装置３７のハードウェアの構成
を図４に示す。この第４の制御装置３７は、ブーム回転
角度検出器３４からの角度信号αとアーム回転角度検出
器３５からの角度信号βとバケット回転角度検出器３６
からの角度信号γを入力してデジタル信号に変換するＡ
／Ｄ変換器３７０と、中央演算処理装置（ＣＰＵ）３７
１と、制御手順のプログラムや制御に必要な定数を格納
するリードオンリーメモリー（ＲＯＭ）３７２と、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（ＲＡＭ）３７３とを含むシングルチップ
マイコン３７４と、共通の通信ライン３９及びシリアル
通信ライン６０に接続され、第３の制御装置３３及び表
示・設定装置３８との通信を制御する通信手段３７５
と、機種別あるいはグレード別の制御定数などを記憶し
ておく不揮発性メモリ（ＥＥＰＲＯＭ）３７６とで構成
されている。

【００４１】油圧ショベル１で行う作業で、掘削作業装
置７の動作範囲に高さあるいは深さの制限がある場合、
オペレータが設定した領域に掘削作業装置７が入らない
ようにする機能がある。以下、このような機能を範囲制
限制御と呼び、この範囲制限制御を実現させるための処
理を例に挙げて、第３及び第４の制御装置３３，３７の
処理を説明する。

【００４２】なお、以下の説明で、タイマ割り込み処理
とはマイコン内蔵のタイマ機能（図示せず）を用いて一
定時間毎に起動される割り込み処理であり、受信割り込
み処理とは通信手段３３７，３７５からマイコン３３
５，３７４側に受信割り込み信号が送信される度に起動
する割り込み処理である。また、通信手段３３７，３７
５はそれぞれの制御装置に必要なデータを受信すると受
信割り込み信号を発生する機能を有している（後述）。

【００４３】第３の制御装置３３の処理について、まず
第４の制御装置３７が接続されていない場合の処理を、
図５のフローチャートを用いて説明する。

【００４４】第４の制御装置３７が接続されていない場
合の第３の制御装置３３の処理にはタイマ割込み処理
と、メイン処理とがある。

【００４５】このタイマ割込み処理では、タイマ割り込
み処理が起動される毎、即ち、一定時間毎に、操作レバ
ー２７，２８，２９に対応するレバー作動器３０，３
１，３２からの操作信号Ｘ１，Ｘ２，Ｘ３を取り込む処
理（ＳＴＥＰ４０１）と、メイン処理により求められた
出力指令値を制御弁２４，２５，２６の操作部２４Ｌ，
２４Ｒ，２５Ｌ，２５Ｒ，２６Ｌ，２６Ｒへ出力する処
理（ＳＴＥＰ４０２）とを行う。

【００４６】メイン処理では、入力した操作信号Ｘ１，
Ｘ２，Ｘ３に応じて、制御弁２４，２５，２６に与える
べき目標パイロット圧力を演算し（ＳＴＥＰ４０５）、
必要に応じてフィルタ処理などを行い（ＳＴＥＰ４２
０）、出力すべきパイロット圧力にするための操作部、
即ち電磁弁２４Ｌ，２４Ｒ，２５Ｌ，２５Ｒ，２６Ｌ，
２６Ｒへの指令値を求める（ＳＴＥＰ４２１）。

【００４７】次に、第４の制御装置３７が図１に示す如
く追加接続された場合の第３の制御装置３３の処理を、
図６及び図７に示すフローチャートを用いて説明する。
図６中、図５に示す処理と同じ処理には同じ符号を付し
ている。

【００４８】第４の制御装置３７が接続されている場合
の第３の制御装置３３の処理にはタイマ割込み処理と、
受信割込み処理と、メイン処理とがある。

【００４９】タイマ割込み処理では、図６に示すよう
に、タイマ割り込み処理が起動される毎、即ち一定時間
毎に、操作レバー２７，２８，２９に対応するレバー作
動器３０，３１，３２からの操作信号Ｘ１，Ｘ２，Ｘ３
を取り込む処理（ＳＴＥＰ４０１）と、第４の制御装置
３７より受信した出力指令値を制御弁２４，２５，２６
の操作部２４Ｌ，２４Ｒ，２５Ｌ，２５Ｒ，２６Ｌ，２
６Ｒに出力する処理（ＳＴＥＰ４０２）とを行う。ま
た、図７に示すように、一定時間毎に送信時間管理テー
ブル（後述）のカウント値を増やし（ＳＴＥＰ４３
０）、予め定めた送信設定時間である周期とカウント値
を比較し（ＳＴＥＰ４３１）、周期とカウント値が等し
くなれば、メイン処理で演算した目標パイロット圧力を
データとして送信する処理を通信手段３３７（図３参
照）に行わせる（ＳＴＥＰ４０３）。

【００５０】受信割込み処理では、通信手段３３７（図
３参照）が第４の制御装置３７からのデータ（制御弁２
４，２５，２６の操作部２４Ｌ，２４Ｒ，２５Ｌ，２５
Ｒ，２６Ｌ，２６Ｒに出力すべき出力指令値）を受信
し、受信割り込み信号がマイコン側に送信される毎、受
信割り込み処理が起動し、通信手段３３７で受信したデ
ータの格納を行う（ＳＴＥＰ４０４）。

【００５１】メイン処理では、入力した操作信号Ｘ１，
Ｘ２，Ｘ３に応じて、制御弁２４，２５，２６に与える
べき目標パイロット圧力を演算する（ＳＴＥＰ４０
５）。

【００５２】一方、第４の制御装置３７が図１に示す如
く追加接続された場合の第４の制御装置３７は、図６及
び図７にフローチャートで示す処理を行う。

【００５３】この場合の第４の制御装置３７の処理にも
タイマ割込み処理と、受信割込み処理と、メイン処理と
がある。

【００５４】タイマ割込み処理では、タイマ割込み処理
が起動される毎、即ち一定時間毎に、掘削作業装置７の
角度データである角度検出器３４，３５，３６からの角
度信号α，β，γの入力を行う（ＳＴＥＰ４０６）。ま
た、図７で説明したように、一定時間毎に送信時間管理
テーブル（後述）のカウント値を増やし（ＳＴＥＰ４３
０）、予め定めた送信設定時間である周期とカウント値
を比較し（ＳＴＥＰ４３１）、周期とカウント値が等し
くなれば、メイン処理で演算した電磁弁への出力指令値
をデータとして第３の制御装置３３へ送信する処理を通
信手段３７５（図４参照）に行わせる（ＳＴＥＰ４０
７）。

【００５５】受信割込み処理では、通信手段３７５（図
４参照）が第３の制御装置３３からのデータ（目標パイ
ロット圧力）を受信し、受信割り込み信号がマイコン側
に送信される毎、受信割り込み処理が起動し、通信手段
３７５で受信したデータの格納を行う（ＳＴＥＰ４０
８）。

【００５６】メイン処理では、入力した角度信号α，
β，γを元に掘削作業装置７の先端位置の演算を行い、
この位置データと第３の制御装置３３より受信した目標
パイロット、表示・設定装置３８から受信した範囲制限
制御の設定データを元に姿勢制御演算を行い（ＳＴＥＰ
４０９）、最後に、制御演算結果に基づいた出力指令値
の演算を行う（ＳＴＥＰ４１０）。

【００５７】第３の制御装置３３は上記のように第４の
制御装置３７が共通の通信ライン３９に接続されている
か否かで処理を切り換えるものであり、そのために第４
の制御装置３７が共通の通信ライン３９に接続されてい
るか否かを検出する検出機能と、その検出結果に応じて
処理を切り換える処理切換機能とを有している。以下、
これらの検出機能及び処理切換機能について図８〜図１
１を用いて説明する。

【００５８】図８は第３の制御装置３３及び第４の制御
装置３７のソフトウエアの全体の処理機能を機能ブロッ
ク図で示すものである。

【００５９】図８において、第３の制御装置３３は通信
管理手段７１と、フラグ設定手段７２と、処理選択・実
行手段７３と、処理Ａを実行する処理手段７４と、処理
Ｂを実行する処理手段７５と、処理Ｃを実行する処理手
段７６と、処理Ｄを実行する処理手段７７とを有してい
る。ここで、処理Ａは、図５及び図６に示したＳＴＥＰ
４０５の処理に相当し、処理Ｂは、図５に示したＳＴＥ
Ｐ４２０の処理に相当し、処理Ｃは、図５に示したＳＴ
ＥＰ４２１の処理に相当し、処理Ｄは、図５及び図６に
示したＳＴＥＰ４０１，４０２の処理に相当する。

【００６０】また、第４の制御装置３７は通信管理手段
８１と、フラグ設定手段８２と、処理選択・実行手段８
３と、処理Ｅを実行する処理手段８４と、処理Ｆを実行
する処理手段８５と、処理Ｇを実行する処理手段８６と
を有している。ここで、処理Ｅは、図６に示したＳＴＥ
Ｐ４０９の処理に相当し、処理Ｆは、図６に示したＳＴ
ＥＰ４１０の処理に相当し、処理Ｇは、図６に示したＳ
ＴＥＰ４０６の処理に相当する。

【００６１】第３の制御装置３３の通信管理手段７１は
図６及び図７に示したタイマ割り込み処理におけるＳＴ
ＥＰ４０３及びＳＴＥＰ４３０，４３１の一定時間毎に
データを送信する機能と、図６に示した受信割り込み処
理のＳＴＥＰ４０４の機能を有し、第４の制御装置３７
の通信管理手段８１は図６及び図７に示したタイマ割り
込み処理におけるＳＴＥＰ４０７及びＳＴＥＰ４３０，
４３１の一定時間毎にデータを送信する機能と、図６に
示した受信割り込み処理のＳＴＥＰ４０８の機能を有し
ている。更に、通信管理手段７１，８１は、ぞれぞれ、
受信割り込み処理の一部として、データの受信で他の制
御装置が接続されているか否かを検出する機能を有して
いる。

【００６２】第３の制御装置３３の処理選択・実行手段
７３及び第４の制御装置３７の処理選択・実行手段８３
は、マイコン内蔵のタイマ機能（図示せず）を用いて、
必要な時間間隔で各処理Ａ〜Ｄ及びＥ〜Ｇを選択・実行
するプログラムである。

【００６３】まず、通信管理手段７１，８１のタイマ割
り込み処理における一定時間毎にデータを送信する機能
について、図９〜図１３を用いて更に具体的に説明す
る。図９〜図１３は送受信管理手段７１，８１において
作成・使用される各種の送受信管理テーブルを示すもの
である。

【００６４】図９は各制御装置間で共通に利用できるデ
ータ定義テーブルの一例である。各データにはデータ固
有のＩＤが付されている。例えば、データＩＤの「１」
はブーム用の操作レバー２７からのブーム上げの操作信
号を表し、そのデータは２バイト（１６ビット）で表さ
れるデータであることを示している。

【００６５】図１０は第４の制御装置３７のＲＯＭ３７
２（図４参照）に格納されるメッセージ定義テーブルの
一例である。ここで、「メッセージ」とは複数のデータ
をユニット化したものであり、各メッセージにはメッセ
ージ固有の番号が付されている。例えばメッセージ番号
「１」は図９に示すデータ定義テーブルのデータＩＤが
１，２，３，４のブームとアームの操作信号データ群を
表す。また、データの送受信はメッセージ単位で行わ
れ、送信／受信はメッセージの送受信種別を表し、送信
周期はメッセージの送信の周期間隔を表す。図１０は第
４の制御装置３７内のテーブルであるので、第４の制御
装置３７で演算される、制御弁２４，２５，２６の操作
部（電磁弁）２４Ｌ，２４Ｒ，２５Ｌ，２５Ｒ，２６
Ｌ，２６Ｒへの出力指令値データ群であるメッセージ３
が送信属性となり、第３の制御装置３３から受信する操
作信号データ群であるメッセージ１とメッセージ２が受
信属性となる。

【００６６】図１１は第４の制御装置３７のＲＡＭ３７
３に作成される送信時間管理テーブルの一例を表す。例
えば、メッセージ番号３は送信周期が５ｍｓであり、カ
ウンタには第４の制御装置３７が備えるタイマによって
計時されたカウント値が入力される。

【００６７】図１２は第３の制御装置３３のＲＯＭ３３
２に格納されるメッセージ定義テーブルの一例である。
このテーブルでは、第３の制御装置３３で演算される操
作レバーからの操作信号群であるメッセージ１とメッセ
ージ２が送信属性となり、第４の制御装置３７から送信
される出力指令値データ群であるメッセージ３が受信属
性となる。

【００６８】図１３は第３の制御装置３３のＲＡＭ３３
３に作成される送信時間管理テーブルの一例を表す。例
えば、メッセージ番号１及び２は送信周期が５ｍｓであ
り、カウンタには第３の制御装置３３が備えるタイマに
よって計時されたカウント値が入力される。

【００６９】第３の制御装置３３の通信管理手段７１
は、データの送信に関して、先に説明した図６及び図７
のタイマ割込み処理におけるＳＴＥＰ４３０，４３１
（図７）及びＳＴＥＰ４０３（図６）の処理を行う。即
ち、図７のＳＴＥＰ４３０，４３１では、図１３に示し
た送信時間管理テーブルを用い、一定時間毎に送信時間
管理テーブルのカウント値を増やし（ＳＴＥＰ４３
０）、予め定めた送信設定時間である周期とカウント値
を比較し（ＳＴＥＰ４３１）、周期とカウント値が等し
くなれば、図６のＳＴＥＰ４０３で、メイン処理で演算
した目標パイロット圧力をデータとして送信する処理を
通信手段３３７（図３参照）に行わせる。

【００７０】第４の制御装置３７の通信管理手段８１
は、データの送信に関して、先に説明した図６及び図７
のタイマ割込み処理におけるＳＴＥＰ４３０，４３１
（図７）及びＳＴＥＰ４０７（図６）の処理を行う。即
ち、図７のＳＴＥＰ４３０，４３１では、図１１に示し
た送信時間管理テーブルを用い、一定時間毎に送信時間
管理テーブルのカウント値を増やし（ＳＴＥＰ４３
０）、予め定めた送信設定時間である周期とカウント値
を比較し（ＳＴＥＰ４３１）、周期とカウント値が等し
くなれば、ＳＴＥＰ４０７で、メイン処理で演算した電
磁弁への出力指令値をデータとして第３の制御装置３３
へ送信する処理を通信手段３７５（図４参照）に行わせ
る。

【００７１】次に、通信管理手段７１，８１のデータの
受信で他の制御装置が接続されているか否かを検出する
機能について説明する。

【００７２】図１４は先に説明した図６のＳＴＥＰ４０
４，４０８の受信割り込み処理の詳細を示すフローチャ
ートである。

【００７３】まず、通信手段３３７，３７５（図３及び
図４参照）は共通の通信ライン３９から上述した複数の
データをユニット化したメッセージを受信すると、その
メッセージに付された前述したメッセージ番号を識別子
として、そのメッセージがそれぞれの制御装置に必要な
メッセージかどうかを判断し、必要なメッセージであれ
ば受信割り込み信号をマイコン３３５，３７４側に送る
機能を有している。マイコン側の通信管理手段７１，８
１はその受信割り込み信号を受けて受信割り込み処理を
起動させ、次のような処理を行う。

【００７４】図１４において、通信手段３３７又は通信
手段３７５（図３及び図４参照）が共通の通信ライン３
９から受信した、上述した複数のデータをユニット化し
たメッセージをＲＡＭ３３３（図３参照）又はＲＡＭ３
７３（図４参照）に格納し（ＳＴＥＰ４５０）、フラグ
設定手段７２又は８２のフラグに「１」を書き込み（Ｓ
ＴＥＰ４５１）、処理を終了する。

【００７５】ここで、フラグ設定手段７２又は８２のフ
ラグはそれぞれの制御装置３３，３７の電源投入直後に
初期化され、初期値として「０」が書き込まれている。
従って、図１４の受信割り込み処理が起動され、ＳＴＥ
Ｐ４５１でフラグに「１」を書き込むことは、共通の通
信ライン３９にデータを受信すべき他の制御装置（第３
の制御装置３３の場合は第４の制御装置３７）が接続さ
れたことを検出することであり、処理選択・実行手段７
３，８３はその検出結果に応じて制御装置が行うべき処
理を切り換える。

【００７６】第３の制御装置３３の処理選択・実行手段
７３の処理を、図１５に示すフローチャートを用いて説
明する。

【００７７】図１５において、フラグ設定手段７２のフ
ラグの状態を検査し（ＳＴＥＰ４６０）、フラグが
「０」ならば処理Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄを実行し（ＳＴＥＰ４
６１）、終了する。フラグが「１」ならば処理Ａ，Ｄを
実行し（ＳＴＥＰ４６２）、終了する。

【００７８】第４の制御装置３７の処理選択・実行手段
８３の処理を、図１６に示すフローチャートを用いて説
明する。

【００７９】図１６において、フラグ設定手段８２のフ
ラグの状態を検査し（ＳＴＥＰ４７０）、フラグが
「１」の場合は処理Ｅ〜Ｇを実行し（ＳＴＥＰ４７
１）、終了する。フラグが「０」の場合は何もしないで
終了する（ＳＴＥＰ４７２）。

【００８０】以上のように構成した本実施形態において
は、図１７に示すように共通の通信ライン３９に第４の
制御装置３７が接続されていない場合は、第３の制御装
置３３では、上記のように通信管理手段７１の受信割り
込み処理が起動されず、フラグは初期値「０」のままで
あり、処理選択・実行手段７３は処理Ａ〜Ｄを選択し起
動する。図１７中、起動中の処理ブロックを斜線で示し
ている。このため図５に示した処理がなされ、操作レバ
ーからの操作信号を用いた通常の作業が行える。

【００８１】一方、図１及び図８に示すように共通の通
信ライン３９に第４の制御装置３７を追加接続した場合
は、第３の制御装置３３では、上記のように通信管理手
段７１がフラグに「１」を書き込み、処理選択・実行手
段７３は処理Ａ，Ｄを選択し起動する。また、第４の制
御装置３７では、上記のように通信管理手段８１がフラ
グに「１」を書き込み、処理選択・実行手段８３は処理
Ｅ〜Ｇを選択し実行する。図８中、起動中の処理ブロッ
クを斜線で示している。このため図６に示した処理がな
され、第４の制御装置３７を用いた範囲制限制御が行え
る。

【００８２】従って、油圧ショベルの機能追加、つまり
グレードアップのため、図１７に示す第４の制御装置３
７のない電子制御システムから図１に示す第４の制御装
置３７のある電子制御システムに変更する場合でも、第
４の制御装置３７を共通の通信ライン３９に追加接続す
るだけでそのような変更が行え、第３の制御装置３３の
プログラムの変更あるいは第３の制御装置３３自体の交
換は不要である。

【００８３】また、油圧ショベルの機能の簡素化のた
め、図１に示す電子制御システムから図１７に示す電子
制御システムへ変更する場合も、第４の制御装置３７を
共通の通信ライン３９から切り離すだけでそのような変
更が行え、第３の制御装置３３のプログラムの変更ある
いは第３の制御装置３３自体の交換は不要である。

【００８４】このように既存の制御装置３３のソフトウ
エアの変更や制御装置３３自体の交換をすることなく、
共通の通信ライン３９への制御装置３７の追加接続や共
通の通信ライン３９からの制御装置３７の切り離しが行
え、制御装置３７の増減や交換を含むシステムの変更を
容易に行うことができ、開発コストの上昇を少なくする
ことができる。

【００８５】また、既存の制御装置３３に対し、新たな
機能を盛り込んだ制御装置３７を追加するだけで、油圧
ショベルの機能アップを図ることができ、保守作業を行
う者の工数を低減する効果がある。

【００８６】本発明の第２の実施形態を図１８〜図３２
を用いて説明する。図中、図１〜図１７に示すものと同
等のものには同じ符号を付している。本実施形態は共通
の通信ラインに３個以上の制御装置が接続される場合の
ものである。

【００８７】図１８は本実施形態の電子制御システムの
全体構成を示すもので、図中、２３Ａ，３３，３７Ａ，
３８Ａは、それぞれ、本実施形態に係わる第２の制御装
置、第３の制御装置、第４の制御装置及び第５の制御装
置を構成する表示・設定装置であり、これら第２の制御
装置２３Ａ、第３の制御装置３３、第４の制御装置３７
Ａ及び表示・設定装置３８Ａは共通の通信ライン３９に
接続され、通信ライン３９を介して互いにデータの送受
信を行う。

【００８８】第３及び第４の制御装置３３，３７Ａのハ
ードウェアの構成は図３及び図４に示した第１の実施形
態のものと実質的に同じである。

【００８９】第２の制御装置２３Ａのハードウェアの構
成を図１９に示す。この第２の制御装置２３Ａは、図２
に示した第２の制御装置２３と同様の構成を有するシン
グルチップマイコン２３５と、増幅器２３６及び不揮発
性メモリ（ＥＥＰＲＯＭ）２３８とを有すると共に、共
通の通信ライン３９に接続され、他の制御装置３３，３
７Ａ，３８Ａとの通信を制御する通信手段２３７を備え
ている。

【００９０】表示・設定装置３８Ａのハードウェアの構
成を図２０に示す。この表示・設定装置３８Ａは、表示
内容を切り替えるためのスイッチ、キー等の入力手段３
８０Ａ，３８０Ｂ，３８０Ｃと、入力手段３８０Ａ，３
８０Ｂ，３８０Ｃからの信号を入力するインターフェー
ス（Ｉ／Ｏ）３８１と、中央演算処理装置（ＣＰＵ）３
８２と、制御手順のプログラムや制御に必要な定数を格
納するリードオンリーメモリー（ＲＯＭ）３８３と、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（ＲＡＭ）３８４と、出力用のインター
フェース（Ｉ／Ｏ）３８５とを含むシングルチップマイ
コン３８６と、情報を表示するＬＣＤ等の表示部３８７
と、ＣＰＵ３８２から表示部３８７への表示指令を受け
て、表示部３８７にデータを送る画面表示制御手段３８
８と、共通の通信ライン３９に接続され、他の制御装置
２３Ａ，３３，３７Ａとの通信を制御する通信手段３８
９とで構成されている。

【００９１】第２の制御装置２３Ａ、第３の制御装置３
３、第４の制御装置３７Ａ及び表示・設定装置３８Ａの
マイコン２３５，３３５，３７４，３８６におけるソフ
トウエアの全体の処理機能を図２１に機能ブロック図で
示す。

【００９２】図２１において、第３の制御装置３３の処
理機能は図８に示した第１の実施形態のものと実質的に
同じである。

【００９３】第４の制御装置３７Ａの処理機能は図８に
示した第１の実施形態ものと以下の点を除いて実質的に
同じである。

【００９４】第４の制御装置３７Ａにおいて、通信管理
手段８１Ａは、図６に示したタイマ割り込み処理におけ
るＳＴＥＰ４０７の一定時間毎にデータを送信する機能
において、制御弁２４，２５，２６の操作部（電磁弁）
２４Ｌ，２４Ｒ，２５Ｌ，２５Ｒ，２６Ｌ，２６Ｒへの
出力指令値に加え、ブーム回転角度検出器３４からの角
度信号αとアーム回転角度検出器３５からの角度信号β
をデータとして送信する処理を通信手段３７５（図４参
照）に行わせる。

【００９５】図２２は第４の制御装置３７Ａの通信管理
手段８１Ａで作成・使用される送受信管理テーブルであ
るメッセージ定義テーブルの一例であり、図２３は同じ
く送信時間管理テーブルの一例である。通信管理手段８
１Ａでは、図２２に示すように、上記の電磁弁への出力
指令値データ群であるメッセージ３に加え、ブーム角度
信号αとアーム角度信号βのデータ群であるメッセージ
４が送信属性となる。また、図２３に示すように、メッ
セージ番号３，４は送信周期がそれぞれ５ｍｓであり、
カウンタには第４の制御装置３７Ａが備えるタイマによ
って計時されたカウント値が入力される。

【００９６】また、図２１において、第２の制御装置２
３Ａは通信管理手段９１と、フラグ設定手段９２と、処
理選択・実行手段９３と、処理Ｌを実行する処理手段９
４と、処理Ｍを実行する処理手段９５と、処理Ｎを実行
する処理手段９６とを有している。ここで、処理Ｌは、
普通のポンプ傾転制御を行う処理であり、処理Ｍは、操
作レバーからの操作信号に応じたポンプ傾転制御を行う
処理であり、処理Ｎは、ポンプ吐出圧Ｐｄ及び斜板傾転
位置θを入力する処理である。

【００９７】表示・設定装置３８Ａは通信管理手段１０
１と、フラグ設定手段１０２と、処理選択・実行手段１
０３と、処理Ｐを実行する処理手段１０４と、処理Ｑを
実行する処理手段１０５とを有している。ここで、処理
Ｐは、ポンプ吐出圧を表示する処理であり、処理Ｑは、
オペレータが入力した設定値を表示する処理である。

【００９８】第２の制御装置２３Ａの通信管理手段９１
及び表示・設定装置３８Ａの通信管理手段１０１は、第
３及び第４の制御装置３３，３７のものと同様、タイマ
割り込み処理における一定時間毎にデータを送信する機
能と受信データを格納する受信割り込み処理の機能を有
し、かつ受信割り込み処理の機能の一部として、データ
の受信で他の制御装置が接続されているか否かを検出す
る機能を有している。

【００９９】第２の制御装置２３Ａの処理選択・実行手
段９３及び表示・設定装置３８Ａの処理選択・実行手段
１０３は、マイコン内蔵のタイマ機能（図示せず）を用
いて、必要な時間間隔で各処理Ｌ〜Ｍ及びＰ，Ｑを選択
・実行するプログラムである。

【０１００】通信管理手段９１，１０１の一定時間毎に
データを送信する機能について、図２４〜図２７を用い
て更に具体的に説明する。図２４〜図２７は送受信管理
手段９１，１０１において作成・使用される各種の送受
信管理テーブルを示すものである。

【０１０１】図２４は第２の制御装置２３ＡのＲＯＭ２
３２（図１９参照）に格納されるメッセージ定義テーブ
ルの一例であり、図２５は第２の制御装置２３ＡのＲＡ
Ｍ２３３（図１９参照）に作成される送信時間管理テー
ブルの一例である。図２４において、通信管理手段９１
では、表示・設定装置３８Ａで使用されるポンプ吐出圧
データであるメッセージ５が送信属性となり、第３の制
御装置３３から受信する操作信号データ群であるメッセ
ージ１とメッセージ２、第４の制御装置３７Ａから受信
する出力指令値データ群であるメッセージ３と角度信号
データ群であるメッセージ４とが受信属性となる。図２
５において、例えば、メッセージ番号５は送信周期が１
０ｍｓであり、カウンタには第２の制御装置２３Ａが備
えるタイマによって計時されたカウント値が入力され
る。

【０１０２】図２６は表示・設定装置３８ＡのＲＯＭ３
８３（図２０参照）に格納されるメッセージ定義テーブ
ルの一例であり、図２７は表示・設定装置３８ＡのＲＡ
Ｍ３８４（図２０参照）に作成される送信時間管理テー
ブルの一例である。図２６において、通信管理手段１０
１では、第４の制御装置３７Ａで使用される設定値であ
るメッセージ６が送信属性となり、第３の制御装置３３
から受信する操作信号データ群であるメッセージ１とメ
ッセージ２、第４の制御装置３７Ａから受信する出力指
令値データ群であるメッセージ３と角度信号データ群で
あるメッセージ４と、第２の制御装置２３Ａから受信す
るポンプ吐出圧データであるメッセージ５が受信属性と
なる。図２７において、例えば、メッセージ番号６は送
信周期が５０ｍｓであり、カウンタには表示・設定装置
３８Ａが備えるタイマによって計時されたカウント値が
入力される。

【０１０３】第２の制御装置２３Ａの通信管理手段９１
及び表示・設定装置３８Ａの通信管理手段１０１は、デ
ータの送信に関して、図２５及び図２７に示した送信時
間管理テーブルを用い、第１の実施形態で説明した図６
及び図７のタイマ割込み処理におけるＳＴＥＰ４３０，
４３１（図７）及びＳＴＥＰ４０３又は４０７（図６）
と同様にデータを送信する処理を行う。

【０１０４】次に、第２の制御装置２３Ａの通信管理手
段９１及び表示・設定装置３８Ａの通信管理手段１０１
の受信割り込み機能及びその機能の一部であるデータの
受信で他の制御装置が接続されているか否かを検出する
機能について説明する。

【０１０５】まず、第２の制御装置２３Ａのフラグ設定
手段９２及び表示・設定装置３８Ａのフラグ設定手段１
０２におけるフラグの構成を図２８に示す。フラグの構
成は、図に示すそれぞれ４ビット構成となっており、ビ
ット１は第２の制御装置２３Ａからのメッセージの受
信、ビット２は第３の制御装置３３からのメッセージの
受信、ビット３は第４の制御装置３７Ａからのメッセー
ジの受信、ビット４は表示・設定装置３８Ａからのメッ
セージの受信にそれぞれ割り当てられ、それぞれの受信
割り込み信号でＯＮする（「１」を書き込む）構成とな
っている。

【０１０６】図２９は第２の制御装置２３Ａの通信管理
手段９１における受信割り込み処理を示すフローチャー
トである。

【０１０７】まず、第２の制御装置２３Ａの通信手段２
３７（図１９参照）は共通の通信ライン３９から上述し
た複数のデータをユニット化したメッセージを受信する
と、そのメッセージに付された前述したメッセージ番号
を識別子として、そのメッセージが第２の制御装置２３
Ａに必要なメッセージかどうかを判断し、必要なメッセ
ージであれば受信割り込み信号をマイコン２３５側に送
る機能を有している。マイコン側の通信管理手段９１は
その受信割り込み信号を受けて受信割り込み処理を起動
させ、次のような処理を行う。

【０１０８】図２９において、通信手段２３７が共通の
通信ライン３９から受信した、上述した複数のデータを
ユニット化したメッセージをＲＡＭ２３３（図１９参
照）に格納し（ＳＴＥＰ４５５）、その後そのメッセー
ジに付されたメッセージ番号を識別子として、そのメッ
セージがどの制御装置からのメッセージであるかどうか
を判断し、第３の制御装置３３からのメッセージであれ
ば、フラグのビット２をＯＮし（「１」を書き込み）、
第４の制御装置３７Ａからのメッセージであれば、フラ
グのビット３をＯＮし（「１」を書き込み）、表示・設
定装置３８Ａからのメッセージであれば、フラグのビッ
ト４をＯＮし（「１」を書き込み）（ＳＴＥＰ４５
６）、処理を終了する。

【０１０９】ここで、フラグ設定手段９２のフラグの各
ビットは第２の制御装置２３Ａの電源投入直後に初期化
され、初期値として「０」が書き込まれている。従っ
て、図２９の受信割り込み処理が起動され、ＳＴＥＰ４
５６でフラグの各ビットに「１」を書き込むことは、共
通の通信ライン３９にデータを受信すべき他の制御装置
（第２の制御装置２３Ａの場合は第３の制御装置３３、
第４の制御装置３７Ａ及び表示・設定装置３８Ａ）が接
続されたことを検出することであり、処理選択・実行手
段９３はその検出結果に応じて第２の制御装置２３Ａが
行うべき処理を切り換える。

【０１１０】処理選択・実行手段９３の処理を、図３０
に示すフローチャートを用いて説明する。

【０１１１】図３０において、フラグ設定手段９２のフ
ラグのビット２の状態を検査し（ＳＴＥＰ４８０）、ビ
ット２がＯＦＦ（「０」）ならば処理Ｌ，Ｎを実行し
（ＳＴＥＰ４８１）、終了する。ビット２が「１」なら
ば処理Ｍ，Ｎを実行し（ＳＴＥＰ４８２）、終了する。

【０１１２】これにより第２の制御装置２３Ａにおいて
は、メッセージ番号１，２の付いたメッセージを受信す
ることで第３の制御装置３３の接続を検出した場合は、
処理Ｍ，Ｎを選択して、操作レバーの操作信号を利用し
て、油圧ポンプ１８の斜板位置調節部２０への出力値の
演算を行い、第３の制御装置３３からのデータを受信せ
ずに第３の制御装置３３の接続を検出しなかった場合
は、処理Ｌ，Ｍを選択して、操作信号データを用いない
で斜板位置調節部２０への出力値の演算を行う。また、
図示はしないが、ビット３、ビット４のＯＮ，ＯＦＦ状
態を見ることにより、第４の制御装置３７Ａからの受信
メッセージである制御用の出力指令値又は表示・設定装
置３８Ａからの受信メッセージである設定値を使用した
ポンプ傾転制御を行う処理を選択し、油圧ポンプ１８を
制御することも可能である。

【０１１３】図３１は表示・設定装置３８Ａの通信管理
手段１０１における受信割り込み処理を示すフローチャ
ートである。

【０１１４】まず、表示・設定装置３８Ａの通信手段３
８９（図２０参照）は共通の通信ライン３９から上述し
た複数のデータをユニット化したメッセージを受信する
と、そのメッセージに付された前述したメッセージ番号
を識別子として、そのメッセージが表示・設定装置３８
Ａに必要なメッセージかどうかを判断し、必要なメッセ
ージであれば受信割り込み信号をマイコン３８６側に送
る機能を有している。マイコン側の通信管理手段１０１
はその受信割り込み信号を受けて受信割り込み処理を起
動させ、次のような処理を行う。

【０１１５】図３１において、通信手段３８９が共通の
通信ライン３９から受信した、上述した複数のデータを
ユニット化したメッセージをＲＡＭ３８４（図２０参
照）に格納し（ＳＴＥＰ４５７）、その後そのメッセー
ジに付されたメッセージ番号を識別子として、そのメッ
セージがどの制御装置からのメッセージであるかどうか
を判断し、第２の制御装置２３Ａからのメッセージであ
れば、フラグのビット１をＯＮし（「１」を書き込
み）、第３の制御装置３３からのメッセージであれば、
フラグのビット２をＯＮし（「１」を書き込み）、第４
の制御装置３７Ａからのメッセージであれば、フラグの
ビット３をＯＮし（「１」を書き込み）、（ＳＴＥＰ４
５８）、処理を終了する。

【０１１６】ここで、フラグ設定手段１０２のフラグの
各ビットは表示・設定装置３８Ａの電源投入直後に初期
化され、初期値として「０」が書き込まれている。従っ
て、図３１の受信割り込み処理が起動され、ＳＴＥＰ４
５８でフラグの各ビットに「１」を書き込むことは、共
通の通信ライン３９にデータを受信すべき他の制御装置
（表示・設定装置３８Ａの場合は第２の制御装置２３
Ａ、第３の制御装置３３及び第４の制御装置３７Ａ）が
接続されたことを検出することであり、処理選択・実行
手段１０３はその検出結果に応じて表示・設定装置３８
Ａが行うべき処理を切り換える。

【０１１７】処理選択・実行手段１０３の処理を、図３
２に示すフローチャートを用いて説明する。

【０１１８】図３２において、フラグ設定手段１０２の
フラグのビット１の状態を検査し（ＳＴＥＰ４９０）、
ビット１がＯＦＦ（「０」）ならば処理Ｑを実行し（Ｓ
ＴＥＰ４９１）、終了する。ビット１が「１」ならば処
理Ｐを実行し（ＳＴＥＰ４９２）、終了する。

【０１１９】これにより表示・設定装置３８Ａにおいて
は、操作者の要求に応じて第２の制御装置２３Ａから送
られてくるメッセージ５を元にポンプ吐出圧Ｐｄを表示
する。また、図示はしないが、ビット２、ビット３のＯ
Ｎ，ＯＦＦ状態を見ることにより、第３の制御装置３３
から送られてくるメッセージ番号１，２の付いたメッセ
ージを元に操作レバーの操作信号を表示し、第４の制御
装置３７Ａから送られてくるメッセージ番号３の付いた
メッセージを元に掘削作業装置の角度α，βを表示する
処理を選択し、それらを表示することも可能である。

【０１２０】以上のように構成した本実施形態において
は、第３の制御装置３３及び第４の制御装置３７Ａにつ
いては、第１の実施形態のものと同様に機能する。

【０１２１】また、図１８に示す電子制御システムに対
し、第３の制御装置３３が共通の通信ライン３９に接続
されていない場合は、第２の制御装置２３Ａでは、上記
のように通信管理手段９１の受信割り込み処理でフラグ
のビット２はＯＦＦ（初期値「０」）のままであり、処
理選択・実行手段９３は処理Ｌ，Ｎを選択し起動する。
このため、操作信号データを用いないで斜板位置調節部
２０への出力値の演算を行い、油圧ポンプの吐出量を制
御する。

【０１２２】一方、図１８に示すように共通の通信ライ
ン３９に第３の制御装置３３を追加接続した場合は、第
２の制御装置２３Ａでは、上記のように通信管理手段９
１の受信割り込み処理でフラグのビット２をＯＮにし
（「１」を書き込み）、処理選択・実行手段９３は処理
Ｍ，Ｎを選択し起動する。このため、操作レバーの操作
信号を利用して、油圧ポンプ１８の斜板位置調節部２０
への出力値の演算を行い、レバー操作量に応じた油圧ポ
ンプ１８の吐出量制御を行う。

【０１２３】また、図１８に示す電子制御システムに対
し、第２の制御装置２７Ａが共通の通信ライン３９に接
続されていない場合は、表示・設定装置３８Ａでは、上
記のように通信管理手段１０１の受信割り込み処理でフ
ラグのビット１はＯＦＦ（初期値「０」）のままであ
り、処理選択・実行手段１０３は処理Ｑを選択し起動す
る。このため、表示・設定装置３８Ａはオペレータが入
力した設定値を表示する。

【０１２４】一方、図１８に示すように共通の通信ライ
ン３９に第２の制御装置２３Ａを追加接続した場合は、
表示・設定装置３８Ａでは、上記のように通信管理手段
１０１の受信割り込み処理でフラグのビット１をＯＮに
し（「１」を書き込み）、処理選択・実行手段１０３は
処理Ｐを選択し起動する。このため、表示・設定装置３
８Ａは操作者の要求に応じて第２の制御装置２３Ａから
送られてくるメッセージ５を元にポンプ吐出圧Ｐｄを表
示する。

【０１２５】従って、本実施形態によれば、第２の制御
装置２３Ａ及び表示・設定装置３８Ａのようにデータを
受信する制御装置が複数あり、処理手段９４〜９６又は
処理手段１０４，１０５がそれら複数の制御装置からの
送信データを用いて演算処理を行う場合でも、通信管理
手段は９１，１０１はフラグのビットのＯＮ・ＯＦＦで
それら複数の制御装置の接続の有無を個別に検出し、処
理選択・実行手段９３，１０３に適切な演算処理の切り
換えを行わせ、それぞれの演算処理を行うので、既存の
制御装置２３Ａ又は３８Ａのソフトウエアの変更や制御
装置２３Ａ又は３８Ａ自体の交換をすることなく、共通
の通信ライン３９への制御装置３３又は２３Ａの追加接
続や共通の通信ライン３９からの制御装置３３又は２３
Ａの切り離しが行え、制御装置３３又は２３Ａの増減や
交換を含むシステムの変更を容易に行うことができ、開
発コストの上昇を少なくすることができる。

【０１２６】また、既存の制御装置２３Ａ又は３８Ａに
対し、新たな機能を盛り込んだ制御装置３３又は２３Ａ
を追加するだけで、油圧ショベルの機能アップを図るこ
とができ、保守作業を行う者の工数を低減する効果があ
る。

【０１２７】なお、上記実施形態では、建設機械として
油圧ショベルについて説明したが、同様の作業装置とそ
の制御系、油圧機器とその制御系又は操作系など、それ
ぞれ制御装置を有する複数の制御系又は操作系を備えた
建設機械であれば、本発明を同様に適用することができ
る。

【０１２８】

【発明の効果】本発明によれば、複数の制御装置を共通
の通信ラインを介して接続した建設機械の電子制御シス
テムにおいて、既存の制御装置のソフトウエアの変更や
制御装置自体の交換をすることなく、共通の通信ライン
への制御装置の追加接続や共通の通信ラインからの制御
装置の切り離しが行え、制御装置の増減や交換を含むシ
ステムの変更を容易に行え、要求される機能に応じた種
々の電子制御システムを安価に提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施形態による油圧ショベルの
電子制御システムを、油圧ショベル及び油圧システムと
共に示す図である。

【図２】図１に示した第１の制御装置のハード構成を示
す図である。

【図３】図１に示した第３の制御装置のハード構成を示
す図である。

【図４】図１に示した第４の制御装置のハード構成を示
す図である。

【図５】共通の通信ラインに第４の制御装置が接続され
ていない場合の第３の制御装置の処理内容を示すフロー
チャートである。

【図６】共通の通信ラインに第４の制御装置が接続され
ている場合の第３の制御装置の処理内容を、第４の制御
装置の処理内容と共に示すフローチャートである。

【図７】通信管理手段の処理機能の一部であるデータの
送信処理において、予め決められた送信周期になったか
どうかを管理する処理を示すフローチャートである。

【図８】第３の制御装置及び第４の制御装置のソフトウ
エアの全体の処理機能を示す機能ブロック図である。

【図９】各制御装置間で共通に使用するデータ定義テー
ブルの一例を示す図である。

【図１０】第４の制御装置で使用されるメッセージ定義
テーブルを示す図である。

【図１１】第４の制御装置で作成される送信時間管理テ
ーブルを示す図である。

【図１２】第３の制御装置で使用されるメッセージ定義
テーブルを示す図である。

【図１３】第３の制御装置で作成される送信時間管理テ
ーブルを示す図である。

【図１４】第３及び第４の制御装置の通信管理手段で行
われる受信割り込み処理を示すフローチャートである。

【図１５】第３の制御装置の処理選択・実行手段で行わ
れる選択・実行処理を示すフローチャートである。

【図１６】第４の制御装置の処理選択・実行手段で行わ
れる選択・実行処理を示すフローチャートである。

【図１７】共通の通信ラインに第３の制御装置のみが接
続されている場合の第３の制御装置の処理機能の状態を
示す図である。

【図１８】本発明の第２の実施形態による油圧ショベル
の電子制御システムを、油圧ショベル及び油圧システム
と共に示す図である。

【図１９】図１８に示した第２の制御装置のハード構成
を示す図である。

【図２０】図１８に示した表示・設定装置のハード構成
を示す図である。

【図２１】第２の制御装置、第３の制御装置、第４の制
御装置及び表示・設定装置のソフトウエアの全体の処理
機能を示す機能ブロック図である。

【図２２】第４の制御装置で使用されるメッセージ定義
テーブルを示す図である。

【図２３】第４の制御装置で作成される送信時間管理テ
ーブルを示す図である。

【図２４】第２の制御装置で使用されるメッセージ定義
テーブルを示す図である。

【図２５】第２の制御装置で作成される送信時間管理テ
ーブルを示す図である。

【図２６】表示・設定装置で使用されるメッセージ定義
テーブルを示す図である。

【図２７】表示・設定装置で作成される送信時間管理テ
ーブルを示す図である。

【図２８】フラグ設定手段のフラグの構成を示す図であ
る。

【図２９】第２の制御装置の通信管理手段で行われる受
信割り込み処理を示すフローチャートである。

【図３０】第２の制御装置の処理選択・実行手段で行わ
れる選択・実行処理を示すフローチャートである。

【図３１】表示・設定装置の通信管理手段で行われる受
信割り込み処理を示すフローチャートである。

【図３２】表示・設定装置の処理選択・実行手段で行わ
れる選択・実行処理を示すフローチャートである。

【符号の説明】

１…油圧ショベル ２…走行体 ３…旋回体 ６…運転室 ７…掘削作業装置 １４…原動機 １５…ガバナ装置 １６…目標回転数設定器 １７…第１の制御装置 １８…油圧ポンプ １９…斜板 ２３…第２の制御装置 ２４，２５，２６…制御弁 ２７，２８，２９…操作レバー ３０，３１，３２…レバー作動器 ３３…第３の制御装置 ３７…第４の制御装置 ３８…表示・設定装置（第５の制御装置） ３９…共通の通信ライン ７１，８１…通信管理手段（検出手段） ７２，８２…フラグ設定手段（検出手段） ７３，８３…処理選択・実行手段（処理切換手段） ７４〜７７，８４〜８６…処理手段 ９１，１０１…通信管理手段（検出手段） ９２，１０２…フラグ設定手段（検出手段） ９３，１０３…処理選択・実行手段（処理切換手段） ９４〜９６，１０４，１０５…処理手段 ２３５，３３５，３７４，３８６…シングルチップマイ
コン ２３７，３３７，３７５，３８９…通信手段

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】作業装置、油圧ポンプ、前記作業装置を駆
   動するアクチュエータ、前記油圧ポンプから前記アクチ
   ュエータに供給される圧油を制御する制御弁を操作する
   操作手段を備える建設機械に、前記作業装置、油圧ポン
   プ、操作手段のいずれかに係わる複数の制御装置を設
   け、これら複数の制御装置を共通の通信ラインを介して
   互いに接続しデータの送受信を行う建設機械の電子制御
   システムにおいて、 前記複数の制御装置の少なくとも１つは、他の制御装置
   からの送信データを用いずに演算処理を行う第１処理手
   段と、他の制御装置からの送信データを用いて演算処理
   を行う第２処理手段と、前記共通の通信ラインに前記他
   の制御装置が接続されているか否かを検出する検出手段
   と、前記検出手段で他の制御装置の接続が検出されない
   ときは前記第１処理手段の演算処理を実行し、前記検出
   手段で他の制御装置の接続が検出されると前記第２処理
   手段の演算処理を実行する処理切換手段とを備えること
   を特徴とする建設機械の電子制御システム。
2. 【請求項２】請求項１記載の建設機械の電子制御システ
   ムにおいて、前記検出手段は前記他の制御装置からのデ
   ータの受信の有無で他の制御装置の接続の有無を検出す
   ることを特徴とする建設機械の電子制御システム。
3. 【請求項３】請求項２記載の建設機械の電子制御システ
   ムにおいて、前記検出手段は他の制御装置からのデータ
   の受信の有無でフラグの状態を変え、前記処理切換手段
   はそのフラグの状態で他の制御装置の接続の有無を判別
   し、実行すべき演算処理を切り換えることを特徴とする
   建設機械の電子制御システム。
4. 【請求項４】請求項１記載の建設機械の電子制御システ
   ムにおいて、前記他の制御装置は複数あり、この複数の
   他の制御装置から送信されるそれぞれのデータにデータ
   固有の識別子を付しておき、前記検出手段は、前記複数
   の他の制御装置からのデータの受信の有無で前記複数の
   他の制御装置の接続の有無を検出すると共に、受信した
   データの識別子で前記複数の他の制御装置のいずれが接
   続されているかを検出することを特徴とする建設機械の
   電子制御システム。