JP2011012626A - 建設機械の駆動制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】目標回転数指令信号の出力先が車体コントローラからエンジンコントローラに切り換えられた状態において、エンジンコントローラによるエンジンの燃料噴射装置の制御に加え、車体コントローラによるメインポンプのレギュレータの制御を、目標回転数指令装置による指令に対応させることができる建設機械の駆動制御装置を提供すること。
【解決手段】トグルスイッチ２１ｂによりも目標回転数指令装置２１からの目標回転数指令信号の出力先が車体コントローラ２２からエンジンコントローラ２３に切り換えられた状態において、エンジンコントローラ２３により演算された目標回転数を、車体コントローラ２２が通信ネットワーク２４を介して取得し、取得した目標回転数に基づき車体コントローラ２２がメインポンプ１２のレギュレータ１６を制御する。
【選択図】図２

Description

本発明は、油圧ショベル等の建設機械に備えられ、エンジンの目標回転数の指令に基づきメインポンプのレギュレータの制御およびエンジンの燃料噴射装置の制御を行う建設機械の駆動制御装置に関する。

建設機械、例えば油圧ショベルには、原動機としてディーゼルエンジンが搭載されている。このディーゼルエンジンによりメインポンプが駆動され、このメインポンプから吐出される圧油によりブームシリンダ、アームシリンダ、バケットシリンダ、旋回モータ、走行モータが駆動される。ディーゼルエンジンの燃料噴射装置としては、燃料噴射バルブの電子制御により燃焼噴射制御を行うコモンレール式等の電子制御式のものがある。油圧ショベルは、燃料噴射装置を制御するためのエンジン制御装置と、メインポンプのレギュレータを制御するためのポンプ制御装置とが、互いに一部を共有して構成された駆動制御装置を備えている。

従来のエンジン制御装置としては、特許文献１に開示されたものがある。この従来のエンジン制御装置は、手動操作部としてのダイヤルの操作量に応じた指令値（電圧）の目標回転数指令信号を出力する目標回転数指令装置と、この目標回転数指令装置からの目標回転数指令信号を入力して、その目標回転数指令信号の指令値に基づき目標回転数を演算し、演算した目標回転数に基づいてメインポンプのレギュレータを制御する車体コントローラと、この車体コントローラからからの目標回転数に基づき燃料噴射装置を制御するエンジンコントローラとを備えている。

目標回転数指令装置には、目標回転数指令信号の出力先を手動操作に応じて車体コントローラからエンジンコントローラに切り換える切換手段としてのトグルスイッチが設けられている。エンジンコントローラは、目標回転数指令信号を入力して、その目標回転数指令信号の指令値に基づき目標回転数を演算し、演算した目標回転数に基づき燃料噴射装置を制御する第１非常用回転数制御手段と、最低目標回転数に対応した燃料噴射装置の制御を行う第２非常用回転数制御手段と、車体コントローラからの目標回転数の異常を検知する異常目標回転数検知手段を備えている。エンジンコントローラは、さらに、異常目標回転数検知手段による異常の検知を契機に第２非常用回転数制御手段により燃料噴射装置を制御し、トグルスイッチの切り換えにより目標回転数指令装置からの目標回転数指令信号の入力を契機に第１非常用回転数制御手段により燃料噴射装置を制御するよう設定されている。

このように構成された従来のエンジン制御装置において、エンジンコントローラが車体コントローラから入力される目標回転数の異常を異常目標回転数検知手段により検知すると、エンジンコントローラは第２非常用回転数制御手段によって、最低目標回転数に対応した燃料噴射装置の制御を行う。このため、オペレータが目標回転数指令装置の手動操作部の操作量を変化させても、エンジン回転数が変化しない状態になる。この状態になったことに、オペレータは、ダイヤルの操作量にエンジン音等が対応しないことから気付くと、切換手段を操作して目標回転数指令信号の出力先を車体コントローラからエンジンコントローラに切り換える。これによって、目標回転数指令信号がエンジンコントローラに入力されると、エンジンコントローラは第１非常用回転数制御手段によって、目標回転数指令信号の指令値に基づき目標回転数を演算し、演算した目標回転数に基づく燃料噴射装置の制御を行うようになる。つまり、車体コントローラにより演算された目標回転数をエンジンコントローラに取得させる通信の異常が回避され、目標回転数指令装置による指令に対応する燃料噴射装置の制御が行われるようになる。

特開２００３−２５４１３７号公報

建設機械の駆動制御装置において、ポンプ制御装置はエンジン制御装置との間で、目標回転数指令装置と、車体コントローラにおける目標回転数を演算する機能とを共有している。車体コントローラは、ポンプ制御装置の構成要素として、目標回転数を演算する機能の他に、目標回転数に基づきメインポンプのレギュレータを制御する機能を有する。

油圧ショベルで作業を行うためには、エンジン制御装置において燃料噴射装置が目標回転数指令装置による指令に対応するよう制御されることだけなく、ポンプ制御装置においてメインポンプのレギュレータもその指令に対応するよう制御されることが必要である。前述した従来のエンジン制御装置は、ポンプ制御装置との間で目標回転数指令装置を共有しているので、車体コントローラにより演算された目標回転数をエンジンコントローラに取得させる通信の異常を回避するために切換手段により目標回転数指令信号の出力先を車体コントローラからエンジンコントローラに切り換えると、車体コントローラに目標回転数指令信号が入力されなくなり、ポンプ制御装置において目標回転数指令装置による指令に対応したレギュレータの制御が行われなくなる。

本発明の目的は、目標回転数指令信号の出力先が車体コントローラからエンジンコントローラに切り換えられた状態において、エンジンコントローラによるエンジンの燃料噴射装置の制御に加え、車体コントローラによるメインポンプのレギュレータの制御を、目標回転数指令装置による指令に対応させることができる建設機械の駆動制御装置を提供することにある。

本発明に係る建設機械の駆動制御装置は、前述の目的を達成するために次のように構成されている。

〔１〕 本発明に係る建設機械の駆動制御装置は、手動操作部の操作量に応じた指令値の目標回転数指令信号を出力する目標回転数指令装置と、前記目標回転数指令信号を入力し、その目標回転数指令信号の指令値に基づき目標回転数を演算し、演算した目標回転数に基づきメインポンプのレギュレータを制御する車体コントローラと、前記車体コントローラで演算された目標回転数に基づき、エンジンの燃料噴射装置を制御するエンジンコントローラと、前記目標回転数指令装置から出力される前記目標回転数指令信号の出力先を操作に応じて前記車体コントローラおよび前記エンジンコントローラの一方に選択的に切換可能な切換手段と、前記エンジンコントローラに設けられ、前記目標回転数指令信号の指令値に基づき目標回転数を演算し、演算した目標回転数に基づきエンジンの前記燃料噴射装置を制御する非常用回転数制御手段とを備えた建設機械の駆動制御装置において、前記エンジンコントローラの前記非常用回転数制御手段により演算された目標回転数を、前記車体コントローラに取得させるための通信線を備え、前記車体コントローラは、前記通信線を介して前記エンジンコントローラから取得した目標回転数に基づき前記レギュレータを制御する非常用ポンプ制御手段を備えたことを特徴とする。

この「〔１〕」に記載の建設機械の駆動制御装置において、目標回転数指令装置から車体コントローラに入力される目標回転数指令信号の異常、および、車体コントローラにより演算された目標回転数をエンジンコントローラに取得させる通信の異常の少なくとも一方があると、目標回転数指令装置による指令に対応した燃料噴射装置の制御が行われない状態になる。この状態になったことに、オペレータは手動操作部の操作量にエンジン音等が対応しないことから気付くと、切換手段を操作して目標回転数指令信号の出力先を車体コントローラからエンジンコントローラに切り換える。これに伴い、エンジンコントローラは非常用回転数制御手段によって、目標回転数指令信号の指令値に基づき目標回転数を演算し、演算した目標回転数に基づきエンジンの燃料噴射装置を制御するようになる。つまり、車体コントローラに入力される目標回転数指令信号の異常、および、車体コントローラにより演算された目標回転数をエンジンコントローラに取得させる通信の異常が回避され、エンジンコントローラによるエンジンの燃料噴射装置の制御が目標回転数指令装置による指令に対応するようになる。

車体コントローラは、エンジンコントローラが非常用回転数制御手段により演算した目標回転数を、通信線を介して取得する。そして、車体コントローラは非常用ポンプ制御手段によって、目標回転数に基づきメインポンプのレギュレータを制御する。これにより、目標回転数指令信号の出力先が車体コントローラからエンジンコントローラに切り換えられた状態においても、車体コントローラによるメインポンプのレギュレータの制御を、目標回転数指令装置による指令に対応させることができる。

〔２〕 本発明は、「〔１〕」に記載の建設機械の駆動制御装置において、前記車体コントローラは、前記目標回転数指令信号の異常を検知する異常指令検知手段を備え、前記非常用ポンプ制御手段は、前記エンジンコントローラから取得した目標回転数に基づいて前記レギュレータを制御する第１非常用ポンプ制御手段と、予め設定された設定目標回転数に基づいて前記レギュレータを制御する第２非常用ポンプ制御手段とを備え、前記第２非常用ポンプ制御手段は、前記異常指令検知手段により異常が検知されると前記車体コントローラから入力される目標回転数に代えて、前記設定目標回転数に基づいて前記レギュレータを制御するように設定され、前記第１非常用ポンプ制御手段は、前記エンジンコントローラが演算した目標回転数が入力されるとこの目標回転数に基づいて前記レギュレータを制御するように設定され、前記エンジンコントローラの前記非常用回転数制御手段は、前記目標回転数指令信号の指令値に基づいて目標回転数を演算し、演算された目標回転数に基づいてエンジンの前記燃料噴射装置を制御する第１非常用回転数制御手段と、予め設定された設定目標回転数に基づいてエンジンの前記燃料噴射装置を制御する第２非常用回転数制御手段とを備え、前記第２非常用回転数制御手段は、前記車体コントローラによって演算された目標回転数が取得できなくなると前記設定目標回転数に基づいて前記燃料噴射装置を制御するように設定され、前記第１非常用回転数制御手段は、前記目標回転数指令信号の入力により目標回転数を演算し、演算された目標回転数により前記燃料噴射装置を制御するように設定されたことを特徴とする。

この「〔２〕」に記載の建設機械の駆動制御装置において、異常指令検知手段が目標回転数指令信号の異常を検知すると、車体コントローラはエンジンコントローラに目標回転数を取得させるための通信を中止して第２非常用ポンプ制御手段によりレギュレータの制御を行うようになる。エンジンコントローラは、車体コントローラにより演算された目標回転数を取得できなくなったことを契機に、第２非常用回転数制御手段により設定目標回転数（例えば最低目標回転数）に対応した燃料噴射装置の制御を行う。このため、オペレータが目標回転数指令装置の手動操作部の操作量を変化させてもエンジン回転数は変化しない状態になる。この状態になったことに、オペレータは手動操作部の操作量にエンジン音等が対応しないことから気付くと、切換手段を操作して目標回転数指令信号の出力先を車体コントローラからエンジンコントローラに切り換える。これによって目標回転数指令信号がエンジンコントローラに入力され、これに伴い、エンジンコントローラは第１非常用回転数制御手段によって、目標回転数指令信号の指令値に基づき目標回転数を演算し、演算した目標回転数に基づく燃料噴射装置の制御を行うようになる。すなわち、車体コントローラに入力される目標回転数指令信号の異常が回避され、目標回転数指令装置による指令に対応した燃料噴射装置の制御が行われるようになる。

車体コントローラは、エンジンコントローラが第１非常用回転数制御手段により演算した目標回転数を、通信線を介して取得する。これに伴い、車体コントローラは、第２非常用ポンプ制御手段によりレギュレータを制御する状態から第１非常用ポンプ制御手段によりレギュレータを制御する状態に移行する。つまり、エンジンコントローラが第１非常用回転数制御手段により演算した目標回転数に基づきメインポンプのレギュレータを制御すようになる。これにより、目標回転数指令信号の出力先が車体コントローラからエンジンコントローラに切り換えられた状態においても、車体コントローラによるメインポンプのレギュレータの制御を、目標回転数指令装置による指令に対応させることができる。

〔３〕 本発明は、「〔１〕」に記載の建設機械の駆動制御装置において、前記エンジンコントローラは、前記車体コントローラから入力される目標回転数に係る通信の異常を検出する異常目標回転数検知手段を備え、前記非常用回転数制御手段は、前記目標回転数指令信号の指令値に基づいて目標回転数を演算し、演算された目標回転数に基づいてエンジンの前記燃料噴射装置を制御する第１非常用回転数制御手段と、予め設定された設定目標回転数に基づいてエンジンの前記燃料噴射装置を制御する第２非常用回転数制御手段とを備え、前記第２非常用回転数制御手段は、前記異常目標回転数検知手段によって異常が検知されると、前記設定目標回転数に基づいてエンジンの前記燃料噴射装置を制御するように設定され、前記第１非常用回転数制御手段は、前記目標回転数指令装置から前記目標回転数指令信号が入力されると目標回転数を演算し、演算された目標回転数により前記燃料噴射装置を制御するように設定されたことを特徴とする。

この「〔３〕」に記載の発明において、異常目標回転数検知手段が目標回転数の異常を検知すると、エンジンコントローラは第２非常用回転数制御手段により、最低目標回転数に対応した燃料噴射装置の制御を行うようになる。このため、オペレータが目標回転数指令装置の手動操作部の操作量を変化させてもエンジン回転数は変化しない状態になる。この状態になったことに、オペレータは手動操作部の操作量にエンジン音等が対応しないことから気付くと、切換手段を操作して目標回転数指令信号の出力先を車体コントローラからエンジンコントローラに切り換える。これによって目標回転数指令信号がエンジンコントローラに入力され、これに伴い、エンジンコントローラは第１非常用回転数制御手段によって、目標回転数指令信号の指令値に基づき目標回転数を演算し、演算した目標回転数に基づく燃料噴射装置の制御を行うようになる。すなわち、車体コントローラからエンジンコントローラに送信された目標回転数の異常を回避して、手動操作部の操作量に対応する燃料噴射装置の制御が行われるようになる。

車体コントローラは、エンジンコントローラが第１非常用回転数制御手段により演算した目標回転数を、通信線を介して取得する。そして、車体コントローラは第１非常用ポンプ制御手段によって、目標回転数に基づきメインポンプのレギュレータを制御する。これにより、目標回転数指令信号の出力先が車体コントローラからエンジンコントローラに切り換えられた状態においても、車体コントローラによるメインポンプのレギュレータの制御を、目標回転数指令装置による指令に対応させることができる。

〔４〕 本発明は、「〔１〕」に記載の建設機械の駆動制御装置において、前記通信線は、前記車体ミントローラと前記エンジンコントローラとを直接通信可能とし、または他の端末装置を中継装置として間接的に通信可能にする構成の通信ネットワークから構成され、前記車体コントローラは、前記エンジンコントローラから目標回転数を直接取得できない場合に、前記他の端末装置を介して間接的に前記目標回転数を取得するように設定されたことを特徴とする。

この「〔４〕」に記載の建設機械の駆動制御装置において、エンジンコントローラにより演算された目標回転数は、エンジンコントローラから車体コントローラへの直接的通信、および、エンジンコントローラから車体コントローラへの他の端末装置を介した通信の両方により、車体コントローラに取得させることができる。これにより、エンジンコントローラにより演算された目標回転数を車体コントローラに取得させることの確実性を向上させることができる。

〔５〕 本発明は、「〔４〕」に記載の建設機械の駆動制御装置において、前記車体コントローラに設けられた前記非常用ポンプ制御手段は、最低目標回転数と最高目標回転数との間の回転数であって予め設定された中間目標回転数に基づいて前記レギユレータの制御を行なう第３非常用ポンプ制御手段を備え、前記第３非常用ポンプ制御手段は、前記エンジンコントローラおよび前記他の端末装置のいずれからも目標回転数が取得できないときに、前記中間目標回転数に基づいて前記レギュレータを制御するように設定されたことを特徴とする。

この「〔５〕」に記載の建設機械の駆動制御装置によれば、エンジンコントローラにより演算された目標回転数を車体コントローラに取得させることができなくなっても、建設機械に作業を行わせることができる。

本発明によれば、前述したように、目標回転数指令信号の出力先が車体コントローラからエンジンコントローラに切り換えられた状態において、エンジンコントローラによるエンジンの燃料噴射装置の制御に加え、車体コントローラによるメインポンプのレギュレータの制御を、目標回転数指令装置による指令に対応させることができる。これにより、目標回転数指令装置から車体コントローラに入力される目標回転数指令信号に異常が発生したり、車体コントローラにより演算された目標回転数をエンジンコントローラに取得させるための通信に目標回転数に異常が発生したりした際、サービスマン等が復旧のために作業現場に到着するまでの間、それらの異常を回避して建設機械に作業を行わせることができる。

本発明の一実施形態に係る建設機械の駆動制御装置が適用される油圧ショベルの側面図である。 本発明の一実施形態に係る建設機械の駆動制御装置を示す図である。 図２に示した車体コントローラの機能的構成を示すブロック図である。 図２に示したエンジンコントローラの機能的構成を示すブロック図である。 図２に示した情報収集装置の機能的構成を示すブロック図である。

本発明の一実施形態に係る建設機械の駆動制御装置について図１〜図５を用いて説明する。

図１に示すように、油圧ショベル１は、履帯２ａを駆動して走行する走行体２と、この走行体２に旋回可能に結合した、運転室３ａや機械室３ｂを含む旋回体３と、この旋回体３の前部に設けられたフロント作業装置４とを備えている。

走行体２は、その後部に走行モータ２ｂ（油圧モータ）を備えている。この走行モータ２ｂは走行体２の左右両側部に搭載されていて、走行体２はそれらの走行モータ２ｂを駆動源としている。旋回体３は図示してない旋回モータ（油圧モータ）を駆動源としている。

フロント作業装置４は、旋回体３の前部に上下方向に回動可能に結合したブーム５と、このブーム５に回動可能に結合したアーム６と、このアーム６に回動可能に設けられたバケット７とを備えている。ブーム５、アーム６およびバケット７はそれぞれブームシリンダ５ａ（油圧シリンダ）、アームシリンダ６ａ（油圧シリンダ）、バケットシリンダ７ａ（油圧シリンダ）の伸縮により駆動するようになっている。

図２に示すように、油圧ショベル１の油圧駆動装置１０は、原動機としてのディーゼルエンジン１１と、このディーゼルエンジン１１により駆動されるメインポンプ１２と、このメインポンプ１２とともにディーゼルエンジン１１により駆動されるパイロットポンプ１３とを備えている。メインポンプ１２は作動油タンク１４内の作動油を吸い込み、走行モータ２ｂ、旋回モータ、ブームシリンダ５ａ、アームシリンダ６ａ、バケットシリンダ７ａに供給する圧油を吐出する油圧ポンプである。メインポンプ１２と、走行モータ２ｂ、旋回モータ、ブームシリンダ５ａ、アームシリンダ６ａおよびバケットシリンダ７ａのそれぞれの間には、メインポンプ１２からそのシリンダに供給される圧油の流れを制御するコントロールバルブ（図示してない）が設けられている。それらのコントロールバルブは油圧パイロット式である。図２における１５は、走行モータ２ｂ、旋回モータ、ブームシリンダ５ａ、アームシリンダ６ａおよびバケットシリンダ７ａのうちの１つのシリンダに対応して設けられたレバー操作式のパイロット弁である。パイロット弁１５はレバー操作量に応じたパイロット圧力を、パイロットポンプ１３を油圧源として生成する。

ディーゼルエンジン１１は、電子制御式、例えばコモンレール式の燃料噴射装置１１ａを備えている。このディーゼルエンジン１１には、コモンレール圧やエンジン回転数等の、ディーゼルエンジン１１の運転状態に係る状態量を検出する数種類のセンサが設けられている。図２では、それらの複数種類のセンサをまとめてセンサ１１ｂとしてある。

メインポンプ１２は、ポンプピストンの押し退け容積を可変にする容積可変機構部１２ａを備えた可変容量形油圧ポンプである。容積可変機構部１２ａは、コントロールピストン１２ｂに連動して押し退け容積を増減させるよう動作する。コントロールピストン１２ｂの位置は、サーボ弁１６ａと電磁弁１６ｂを備えたレギュレータ１６により制御される。

本実施形態に係る駆動制御装置２０は、運転室３ａ内に設けられて手動操作部であるダイヤル２１ａの操作量に応じた指令値（電圧）の目標回転数指令信号を出力する目標回転数指令装置２１と、この目標回転数指令装置２１から出力された目標回転数指令信号を入力する車体コントローラ２２とを備えている。この車体コントローラ２２は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭを備え、予め記憶したコンピュータプログラムに従って動作するものである。この車体コントローラ２２は、入力した目標回転数指令信号の指令値に基づき目標回転数を演算する目標回転数演算手段２２ｂと、演算した目標回転数に基づきメインポンプ１２のレギュレータ１６を制御する通常用ポンプ制御手段２２ｃと、車体コントローラ２２の外部から取得した目標回転数に基づきレギュレータ１６を制御する第１非常用ポンプ制御手段２２ｄと、予め設定された設定目標回転数である最低目標回転数に対応したレギュレータ１６の制御を行う第２非常用ポンプ制御手段２２ｅとを備えている。

駆動制御装置２０は、ディーゼルエンジン１１の燃料噴射装置１１ａを制御するエンジンコントローラ２３を備えている。エンジンコントローラ２３はＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭを備えていて、予め記憶したコンピュータプログラムに従って動作するものである。このエンジンコントローラ２３と前出の車体コントローラ２２は、通信装置２３ｅ，２２ｇをそれぞれ備えている。駆動制御装置２０おいて、車体コントローラ２２とエンジンコントローラ２３は、ＣＡＮバス方式の通信ネットワーク２４を介して直接通信することも、他の端末装置である情報収集装置２５を中継装置として間接的に通信することも可能になっている。

その通信ネットワーク２４は、車体コントローラ２２と情報収集装置２５とを通信可能に接続している第１ＣＡＮバス２４ａと、車体コントローラ２２とエンジンコントローラ２３と情報収集装置２５とを通信可能に接続している第２ＣＡＮバス２４ｂとを備えている。情報収集装置２５はＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭを備えていて、予め記憶したコンピュータプログラムに従って動作するものであるとともに、通信装置２５ａと外部記憶装置２５ｂとを備えていて、車体コントローラ２２の状態に係るデータや、車体コントローラ２２に記憶された油圧ショベル１の状態に係るデータを、第１ＣＡＮバス２４ａから通信装置２５ａにより取得し外部記憶装置２５ｂに蓄積するようになっている。また、エンジンコントローラ２３の状態に係るデータや、エンジンコントローラ２３に記憶されたディーゼルエンジン１１の状態に係るデータを、第２ＣＡＮバス２４ｂから通信装置２５ａにより取得し外部記憶装置２５ｂに蓄積するようになっている。

車体コントローラ２２は、目標回転数指令信号の異常を検知する異常指令検知手段２２ａを備えている。目標回転数指令信号の指令値は電圧であり、その正常範囲は電圧０．５〜４．５Ｖに設定されている。目標回転数指令信号の指令値がその正常範囲外であると、異常指令検知手段２２ａは目標回転数指令信号を異常と判定する。

車体コントローラ２２は、異常指令検知手段２２ａにより異常が検知されない状態において、通信装置２２ｇにより目標回転数を第２ＣＡＮバス２４ｂに送出するよう設定されている。また、異常指令検知手段２２ａによる異常の検知を契機に目標回転数の第２ＣＡＮバス２４ｂへの送出を中止、すなわち、エンジンコントローラ２３に目標回転数を取得させるための通信を中止し、通信ネットワーク２４を介して外部から目標回転数を取得するための目標回転数取得モードになるよう設定されている。

車体コントローラ２２は、異常指令検知手段２２ａにより異常が検知されたことを契機に、第２非常用ポンプ制御手段２２ｅによりレギュレータ１６を制御するよう設定されているとともに、目標回転数を通信ネットワーク２４を介して外部から取得したことを契機に第１非常用ポンプ制御手段２２ｄによりレギュレータ１６を制御するよう設定されている。

目標回転数指令装置２１は、目標回転数指令信号の出力先を手動操作に応じて車体コントローラ２２およびエンジンコントローラ２３の一方に選択的に切換可能な切換手段としてのトグルスイッチ２１ｂと、このトグルスイッチ２１ｂを車体コントローラ２２およびエンジンコントローラ２３のそれぞれに電気的に接続している電線２１ｃ，２１ｄを備えている。

なお、トグルスイッチ２１ｂにより目標回転数指令信号の出力先がエンジンコントローラ２３に保持された状態では、車体コントローラ２２に目標回転数指令信号が入力されなくなる、すなわち、目標回転数指令信号の指令値である電圧が正常範囲よりも小さい０Ｖになる。したがって、車体コントローラ２２は異常指令検知手段２２ａにより、トグルスイッチ２１ｂがエンジンコントローラ２３に切り換えられた状態を異常と判定することになる。

燃料噴射装置１１ａを制御する手段としてのエンジンコントローラ２３は、車体コントローラ２２により演算された目標回転数を第２ＣＡＮバス２４ｂを介して取得し、取得した目標回転数に基づき燃料噴射装置１１ａを制御する通常用回転数制御手段２３ｄと、目標回転数指令信号の指令値に基づき目標回転数を演算し、演算した目標回転数に基づきディーゼルエンジン１１の燃料噴射装置１１ａを制御する第１非常用回転数制御手段２３ｂと、最低目標回転数に対応した燃料噴射装置１１ａの制御を行う第２非常用回転数制御手段２３ｃとを備えている。さらに、第２ＣＡＮバス２４ｂから目標回転数を取得できなくなったことを契機に、すなわち目標回転数を取得できない状態が予め設定された時間経過したことを契機に、第２非常用回転数制御手段２３ｃによってディーゼルエンジン１１の燃料噴射装置１１ａを制御するよう設定されているとともに、目標回転数指令信号の入力を契機に第１非常用回転数制御手段２３ｂにより燃料噴射装置１１ａを制御するよう設定されている。

エンジンコントローラ２３は、目標回転数の異常を検知する異常目標回転数検知手段２３ａを備えている。この異常目標回転数検知手段２３ａは、パリティーチェック、チェックサム、ＣＲＣ等の周知の方法により目標回転数の通信データの異常を判定する。

異常目標回転数検知手段２３ａは、さらに、目標回転数を予め設定された時間取得できないことも、目標回転数の異常と判定する。これにより、車体コントローラ２２がエンジンコントローラ２３に目標回転数を取得させるための通信を中止したことは、異常として検知されることになる。

エンジンコントローラ２３、車体コントローラ２２および情報収集装置２５は、エンジンコントローラ２３により演算された目標回転数を車体コントローラ２２に取得させる通信を、第２ＣＡＮバス２４ｂを介して直接的に行うことも、情報収集装置２５を中継装置とし第１ＣＡＮバス２４ａを介して間接的に行うこともできるよう設定されている。車体コントローラ２２の目標回転数取得モードは、エンジンコントローラ２３から第１ＣＡＮバス２４ａよりも第２ＣＡＮバス２４ｂを介して取得した目標回転数を優先し、第２ＣＡＮバス２４ｂから目標回転数を取得できないときに、第１ＣＡＮバス２４ａから目標回転数を取得するよう設定されている。

車体コントローラ２２は、最低目標回転数と最高目標回転数の間の中間値であって建設機械が作業を行えるエンジン回転数として予め設定された中間目標回転数に対応したレギュレータ１６の制御を行う第３非常用ポンプ制御手段２２ｆを備えている。この第３非常用ポンプ制御手段２２ｆは、目標回転数取得モードになった時点から予め設定された時間経過するまでに目標回転数を取得できないことを契機に作動するよう設定されている。

駆動制御装置２０の動作について「＜１＞」〜「＜４＞」で説明する。

＜１＞ はじめに駆動制御装置２０の通常動作について説明する。

目標回転数指令装置２１において、トグルスイッチ２１ｂの位置は、目標回転数指令信号の出力先として車体コントローラ２２を選択した位置に保持されている。この状態でダイヤル２１ａが操作されると、目標回転数指令装置２１から目標回転数指令信号が出力され、車体コントローラ２２に入力される。車体コントローラ２２は、目標回転数演算手段２２ｂにより目標回転数指令信号の指令値に基づき目標回転数を演算する。この演算の際、車体コントローラ２２は異常指令検知手段２２ａにより、目標回転数指令信号の指令値である電圧が正常範囲内かどうかを判定する。今回、電圧は正常範囲内であり、したがって異常指令検知手段２２ａは目標回転数指令信号に異常なしと判定する。そして、車体コントローラ２２はこの演算した目標回転数に基づき通常用ポンプ制御手段２３ｄによりレギュレータ１６を制御する。レギュレータ１６の制御において、車体コントローラ２２は電磁弁１６ｂに制御信号Ｃｐ（電流）を出力する。

また、車体コントローラ２２は演算した目標回転数を、通信装置２２ｇにより第２ＣＡＮバス２４ｂに送出する。エンジンコントローラ２３は、第２ＣＡＮバス２４ｂから取得した目標回転数に異常があるかどうかを、異常目標回転数検知手段２３ａにより判定する。今回は異常なしと判定する。そして、エンジンコントローラ２３は通常用回転数制御手段２３ｄにより、車体コントローラ２２からの目標回転数に基づき燃料噴射装置１１ａを制御する。燃料噴射装置１１ａの制御において、エンジンコントローラ２３は燃料噴射装置１１ａに制御信号Ｃｅ（電流）を出力するとともに、センサ１１ｂからの検出信号Ｓｅから得られるエンジン回転数等の検出値に基づき、目標回転数と実際のエンジン回転数とが一致するよう制御信号Ｃｅを補正する。

＜２＞ 目標回転数指令装置２１と車体コントローラ２２の間の電線２１ｃが断線した状態における駆動制御装置２０の動作について次に説明する。ただし、エンジンコントローラ２３から車体コントローラ２２への第２ＣＡＮバス２４ｂを介した通信、および、エンジンコントローラ２３から車体コントローラ２２への情報収集装置２５を中継装置とし第１ＣＡＮバス２４ａを介した通信の少なくとも一方が可能であるとする。

目標回転数指令装置２１において、トグルスイッチ２１ｂの位置は、目標回転数指令信号の出力先として車体コントローラ２２を選択した位置に保持されている。この状態でダイヤル２１ａが操作されても、今回は目標回転数指令装置２１と車体コントローラ２２の間の電線２１ｃが断線しているため、目標回転数指令信号の指令値である電圧は正常範囲外の０Ｖであり、異常指令検知手段２２ａにより異常と判定される。つまり、断線に伴う目標回転数指令信号の異常が検知される。この検知を契機に、車体コントローラ２２は第２非常用ポンプ制御手段２２ｅによりレギュレータ１６を制御し、また、エンジンコントローラ２３への目標回転数の送信を中止し、また、目標回転数取得モードになる。

車体コントローラ２２が第２ＣＡＮバス２４ｂへの目標回転数の送出を中止したことに伴い、エンジンコントローラ２３は異常目標回転数検知手段２３ａにより、目標回転数が取得できない異常を検知する。この異常の検知を契機に、エンジンコントローラ２３は第２非常用回転数制御手段２３ｃにより、最低目標回転数に対応した燃料噴射装置１１ａの制御を行う。このため、エンジン回転数はダイヤル２１ａの操作量を増加させても最低エンジン回転数から上昇しなくなる。オペレータは、エンジン回転数を増加させられない異常に、ダイヤル２１ａの操作量にエンジン音等が対応しないことから気付くと、トグルスイッチ２１ｂを手動操作して目標回転数指令信号の出力先を車体コントローラ２２からエンジンコントローラ２３に切り換える。これにより、目標回転数指令信号はエンジンコントローラ２３に入力されるようになる。

エンジンコントローラ２３は、第２ＣＡＮバス２４ｂから目標回転数を取得できない異常が検知された状態で目標回転数指令信号を入力したことを契機に、第１非常用回転数制御手段２３ｂによって、入力した目標回転数指令信号の指令値から目標回転数を演算し、演算した目標回転数に基づき燃料噴射装置１１ａを制御する。これにより、目標回転数指令装置２１と車体コントローラ２２の間の電線２１ｃに断線していても、目標回転数指令装置２１による指令に対応した燃料噴射装置１１ａの制御が行われる。

また、エンジンコントローラ２３は第１非常用回転数制御手段２３ｂにより演算した目標回転数を、通信装置２３ｅにより第２ＣＡＮバス２４ｂに送出する。冒頭にただし書きしたように、今は、エンジンコントローラ２３から車体コントローラ２２への第２ＣＡＮバス２４ｂを介した通信、および、エンジンコントローラ２３から車体コントローラ２２への情報収集装置２５を中継装置とし第１ＣＡＮバス２４ａを介した通信の少なくとも一方が可能である。したがって、車体コントローラ２２は通信ネットワーク２４を介してエンジンコントローラ２３から直接的に、または情報収集装置２５を介して間接的に目標回転数を取得し、この目標回転数の取得を契機に第１非常用ポンプ制御手段２２ｄによりレギュレータ１６を制御するようになる。この結果、目標回転数指令装置２１と車体コントローラ２２の間の電線２１ｃが断線していても、目標回転数指令装置２１による指令に対応したレギュレータ１６の制御が行われる。

＜３＞ 車体コントローラ２２からエンジンコントローラ２３の方向の通信に異常（ノイズや断線等）がある状態における駆動制御装置２０の動作について説明する。ただし、目標回転数指令装置２１と車体コントローラ２２の間に異常はないとするとともに、エンジンコントローラ２３から車体コントローラ２２への第２ＣＡＮバス２４ｂを介した通信、および、エンジンコントローラ２３から車体コントローラ２２への情報収集装置２５を中継装置とし第１ＣＡＮバス２４ａを介した通信の少なくとも一方が可能であるとする。

目標回転数指令装置２１において、トグルスイッチ２１ｂの位置は、目標回転数指令信号の出力先として車体コントローラ２２を選択した位置に保持されている。この状態でダイヤル２１ａが操作されると、目標回転数指令装置２１から目標回転数指令信号が出力され、車体コントローラ２２に入力される。車体コントローラ２２は、入力した目標回転数指令信号の指令値から目標回転数を演算する。この演算の際、車体コントローラ２２は異常指令検知手段２２ａにより、目標回転数指令信号の指令値である電圧が正常範囲内かどうかを判定する。今回は、目標回転数指令装置２１と車体コントローラ２２の間には異常がない。したがって、目標回転数指令信号の指令値である電圧は正常範囲内であり、異常指令検知手段２２ａは目標回転数指令信号に異常なしと判定する。そして、車体コントローラ２２は通常用ポンプ制御手段２２ｃにより、演算した目標回転数に基づきレギュレータ１６を制御する。

また、車体コントローラ２２は通信装置２２ｇにより、演算した目標回転数を第２ＣＡＮバス２４ｂに送出する。エンジンコントローラ２３は、第２ＣＡＮバス２４ｂから取得した目標回転数に異常があるかどうかを、異常目標回転数検知手段により判定する。今、車体コントローラ２２からエンジンコントローラ２３の方向の通信に異常があり、その異常は異常目標回転数手段により検知される。この異常の検知を契機に、エンジンコントローラ２３は第２非常用回転数制御手段２３ｃにより、最低目標回転数に対応した燃料噴射装置１１ａの制御を行う。このため、エンジン回転数はダイヤル２１ａの操作量を増加させても最低エンジン回転数から上昇しなくなる。オペレータは、エンジン回転数を増加させられない異常に、ダイヤル２１ａの操作量にエンジン音等が対応しないことから気付くと、トグルスイッチ２１ｂを手動操作して目標回転数指令信号の出力先を車体コントローラ２２からエンジンコントローラ２３に切り換える。これにより、目標回転数指令信号はエンジンコントローラ２３に入力されるようになる。エンジンコントローラ２３は、目標回転数の異常が検知された状態で目標回転数指令信号を入力したことを契機に、第１非常用回転数制御手段２３ｂにより目標回転数指令信号の指令値に基づき目標回転数を演算し、演算した目標回転数に基づきディーゼルエンジン１１の燃料噴射装置１１ａを制御する。この結果、車体コントローラ２２からエンジンコントローラ２３に目標回転数を取得させる通信に異常があっても、目標回転数指令装置２１による指令に対応した燃料噴射装置１１ａの制御が行われる。

一方、トグルスイッチ２１ｂにより目標回転数指令信号の出力先がエンジンコントローラ２３に切り換えられたことに伴い、車体コントローラ２２に入力される目標回転数指令信号の指令値がなくなったこと、すなわち、指令値である電圧が０Ｖになる。したがって、車体コントローラ２２は異常指令検知手段２２ａにより目標回転数指令信号に異常ありと判定し、目標回転数指令信号の出力先のエンジンコントローラ２３への切換わりを異常として検知する。この異常の検知を契機に、車体コントローラ２２は第２非常用ポンプ制御手段２２ｅによりレギュレータ１６を制御するようになるとともに、目標回転数取得モードになる。

エンジンコントローラ２３は第１非常用回転数制御手段２３ｂにより演算した目標回転数を、通信装置により第２ＣＡＮバス２４ｂに送出する。冒頭にただし書きしたように、今は、エンジンコントローラ２３から車体コントローラ２２への第２ＣＡＮバス２４ｂを介した通信、および、エンジンコントローラ２３から車体コントローラ２２への情報収集装置２５を中継装置とし第１ＣＡＮバス２４ａを介した通信の少なくとも一方が可能である。したがって、車体コントローラ２２は通信ネットワーク２４を介してエンジンコントローラ２３から直接的に、または情報収集装置２５を介して間接的に目標回転数を取得し、この目標回転数の取得を契機に第１非常用ポンプ制御手段２２ｄによりレギュレータ１６を制御するようになる。この結果、車体コントローラ２２からエンジンコントローラ２３に目標回転数を取得させる通信に異常があっても、目標回転数指令装置２１による指令に対応したレギュレータ１６の制御が行われる。

＜４＞ 前述の「＜２＞」，「＜３＞」において、エンジンコントローラ２３から車体コントローラ２２への第２ＣＡＮバス２４ｂを介した通信、および、エンジンコントローラ２３から車体コントローラ２２への情報収集装置２５を中継装置とし第１ＣＡＮバス２４ａを介した通信の両方に異常が発生したときの駆動制御装置２０の動作について説明する。

この場合、車体コントローラ２２は、エンジンコントローラ２３の第１非常用回転数制御手段２３ｂにより演算された目標回転数を取得できない。

車体コントローラ２２は、目標回転数取得モードになってから予め設定された時間経過したことを契機に、第３非常用ポンプ制御手段２２ｆにより、最高目標回転数の８０％の中間目標回転数に対応したレギュレータ１６の制御を行う。これにより、目標回転数指令装置２１により中間目標回転数以上の目標回転数が指令された状態であれば、すなわち、エンジンコントローラ２３が第１非常用回転数制御手段２３ｂにより中間目標回転数以上の目標回転数に対応した燃料噴射装置１１ａの制御を行っていれば、目標回転数指令装置２１による指令に対応したエンジン回転数の制御は行われないものの、油圧ショベル１がエンストすることなく、油圧ショベルでの作業が可能になる。

本実施形態に係る建設機械の駆動制御装置２０によれば次の効果を得られる。

駆動制御装置２０において、目標回転数指令信号の出力先が車体コントローラ２２からエンジンコントローラ２３に切り換えられたとき、車体コントローラ２２は通信ネットワーク２４を介してエンジンコントローラ２３により演算された目標回転数を取得し、取得した目標回転数に基づきレギュレータ１６を制御する。これにより、目標回転数指令装置２１から車体コントローラ２２に入力される目標回転数指令信号に異常が発生したり、車体コントローラ２２により演算された目標回転数をエンジンコントローラ２３に取得させる通信に異常が発生したりした際、サービスマン等が復旧のために作業現場に到着するまでの間、それらの異常を回避して油圧ショベル１に作業を行わせることができる。

駆動制御装置２０において、エンジンコントローラ２３が第１非常用回転数制御手段２３ｂにより演算した目標回転数は、エンジンコントローラ２３から車体コントローラ２２への第２ＣＡＮバス２４ｂを介した直接的通信、および、エンジンコントローラ２３から車体コントローラ２２への情報収集装置２５を中継装置とし第１ＣＡＮバス２４ａを介した間接的通信の両方により、車体コントローラ２２に取得させることができる。これにより、エンジンコントローラ２３により演算された目標回転数を車体コントローラ２２に取得させることの確実性を向上させることができる。

駆動制御装置２０において、車体コントローラ２２は第３非常用ポンプ制御手段２２ｆによりレギュレータ１６を制御する。これにより、エンジンコントローラ２３により演算された目標回転数を車体コントローラ２２に取得させることができない通信の異常が発生しても、油圧ショベル１に作業を行わせることができる。

１ 油圧ショベル
２ 走行体
２ａ 履帯
２ｂ 走行モータ
３ 旋回体
３ａ 運転室
３ｂ 機械室
４ フロント作業装置
５ ブーム
５ａ ブームシリンダ
６ アーム
６ａ アームシリンダ
７ バケット
７ａ バケットシリンダ
１０ 油圧駆動装置
１１ ディーゼルエンジン
１１ａ 燃料噴射装置
１１ｂ センサ
１２ メインポンプ
１２ａ 容積可変機構部
１２ｂ コントロールピストン
１３ パイロットポンプ
１４ 作動油タンク
１５ パイロット弁
１６ レギュレータ
１６ａ サーボ弁
１６ｂ 電磁弁
２０ 駆動制御装置
２１ 目標回転数指令装置
２１ａ ダイヤル（手動操作部）
２１ｂ トグルスイッチ（切換手段）
２１ｃ，２１ｄ 電線
２２ 車体コントローラ
２２ａ 異常指令検知手段
２２ｂ 目標回転数演算手段
２２ｃ 通常用ポンプ制御手段
２２ｄ 第１非常用ポンプ制御手段
２２ｅ 第２非常用ポンプ制御手段
２２ｆ 第３非常用ポンプ制御手段
２２ｇ 通信装置
２３ エンジンコントローラ
２３ａ 異常目標回転数検知手段
２３ｂ 第１非常用回転数制御手段
２３ｃ 第２非常用回転数制御手段
２３ｄ 通常用回転数制御手段
２３ｅ 通信装置
２４ 通信ネットワーク（通信線）
２４ａ 第１ＣＡＮバス
２４ｂ 第２ＣＡＮバス
２５ 情報収集装置（他の端末装置）
２５ａ 通信装置
２５ｂ 外部記憶装置

Claims (5)

1. 手動操作部の操作量に応じた指令値の目標回転数指令信号を出力する目標回転数指令装置と、
   前記目標回転数指令信号を入力し、その目標回転数指令信号の指令値に基づき目標回転数を演算し、演算した目標回転数に基づきメインポンプのレギュレータを制御する車体コントローラと、
   前記車体コントローラで演算された目標回転数に基づき、エンジンの燃料噴射装置を制御するエンジンコントローラと、
   前記目標回転数指令装置から出力される前記目標回転数指令信号の出力先を操作に応じて前記車体コントローラおよび前記エンジンコントローラの一方に選択的に切換可能な切換手段と、
   前記エンジンコントローラに設けられ、前記目標回転数指令信号の指令値に基づき目標回転数を演算し、演算した目標回転数に基づきエンジンの前記燃料噴射装置を制御する非常用回転数制御手段とを備えた建設機械の駆動制御装置において、
   前記エンジンコントローラの前記非常用回転数制御手段により演算された目標回転数を、前記車体コントローラに取得させるための通信線を備え、
   前記車体コントローラは、前記通信線を介して前記エンジンコントローラから取得した目標回転数に基づき前記レギュレータを制御する非常用ポンプ制御手段を備えた
   ことを特徴とする建設機械の駆動制御装置。
2. 請求項１に記載の建設機械の駆動装置において、
   前記車体コントローラは、前記目標回転数指令信号の異常を検知する異常指令検知手段を備え、
   前記非常用ポンプ制御手段は、前記エンジンコントローラから取得した目標回転数に基づいて前記レギュレータを制御する第１非常用ポンプ制御手段と、予め設定された設定目標回転数に基づいて前記レギュレータを制御する第２非常用ポンプ制御手段とを備え、
   前記第２非常用ポンプ制御手段は、前記異常指令検知手段により異常が検知されると前記車体コントローラから入力される目標回転数に代えて、前記設定目標回転数に基づいて前記レギュレータを制御するように設定され、
   前記第１非常用ポンプ制御手段は、前記エンジンコントローラが演算した目標回転数が入力されるとこの目標回転数に基づいて前記レギュレータを制御するように設定され、
   前記エンジンコントローラの前記非常用回転数制御手段は、前記目標回転数指令信号の指令値に基づいて目標回転数を演算し、演算された目標回転数に基づいてエンジンの前記燃料噴射装置を制御する第１非常用回転数制御手段と、予め設定された設定目標回転数に基づいてエンジンの前記燃料噴射装置を制御する第２非常用回転数制御手段とを備え、
   前記第２非常用回転数制御手段は、前記車体コントローラによって演算された目標回転数が取得できなくなると前記設定目標回転数に基づいて前記燃料噴射装置を制御するように設定され、
   前記第１非常用回転数制御手段は、前記目標回転数指令信号の入力により目標回転数を演算し、演算された目標回転数により前記燃料噴射装置を制御するように設定されたことを特徴とする建設機械の駆動制御装置。
3. 請求項１に記載の建設機械の駆動制御装置において、
   前記エンジンコントローラは、前記車体コントローラから入力される目標回転数に係る通信の異常を検出する異常目標回転数検知手段を備え、
   前記非常用回転数制御手段は、前記目標回転数指令信号の指令値に基づいて目標回転数を演算し、演算された目標回転数に基づいてエンジンの前記燃料噴射装置を制御する第１非常用回転数制御手段と、予め設定された設定目標回転数に基づいてエンジンの前記燃料噴射装置を制御する第２非常用回転数制御手段とを備え、
   前記第２非常用回転数制御手段は、前記異常目標回転数検知手段によって異常が検知されると、前記設定目標回転数に基づいてエンジンの前記燃料噴射装置を制御するように設定され、
   前記第１非常用回転数制御手段は、前記目標回転数指令装置から前記目標回転数指令信号が入力されると目標回転数を演算し、演算された目標回転数により前記燃料噴射装置を制御するように設定された
   ことを特徴とする建設機械の駆動制御装置。
4. 請求項１に記載の建設機械の駆動制御装置において、
   前記通信線は、前記車体ミントローラと前記エンジンコントローラとを直接通信可能とし、または他の端末装置を中継装置として間接的に通信可能にする構成の通信ネットワークから構成され、
   前記車体コントローラは、前記エンジンコントローラから目標回転数を直接取得できない場合に、前記他の端末装置を介して間接的に前記目標回転数を取得するように設定された
   ことを特徴とする建設機械の駆動制御装置。
5. 請求項４に記載の建設機械の駆動制御装置において、
   前記車体コントローラに設けられた前記非常用ポンプ制御手段は、最低目標回転数と最高目標回転数との間の回転数であって予め設定された中間目標回転数に基づいて前記レギユレータの制御を行なう第３非常用ポンプ制御手段を備え、
   前記第３非常用ポンプ制御手段は、前記エンジンコントローラおよび前記他の端末装置のいずれからも目標回転数が取得できないときに、前記中間目標回転数に基づいて前記レギュレータを制御するように設定された
   ことを特徴とする建設機械の駆動制御装置。

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