JP2012162966A - 作業機械の電子制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】作業機械に設けられた複数の検出素子と、これら検出素子による検出の結果に基づき作業機械の制御に係る処理を行うコントローラとの間の電気配線を簡素化すること。
【解決手段】油圧ショベルに設けられた検出素子４１〜７１、車体コントローラ７２Ａ、エンジンコントローラ７２Ｂの間に設けられたＣＡＮによる通信手段は、バスライン８０上の常用アクセスポイント８１にバス結合しているコンバータ９０Ａ〜９０Ｆを備え、これらのコンバータ９０Ａ〜９０Ｆは検出素子４１〜７１のうちの接続されたものからのアナログ信号を入力する複数の検出素子用ポート、これらの検出素子用ポートに入力されたアナログ信号から得られるアナログ値をデジタル値に変換するＡ／Ｄ変換器、このＡ／Ｄ変換器により生成されたデジタル値に対しフィルタリングを行うフィルタリング手段、フィルタリングされたデジタル値に基づき通信信号を生成し送出する伝送手段とを備える。
【選択図】図２

Description

本発明は、作業機械の様々な箇所に設けられた複数の検出素子による検出の結果に基づき、作業機械の制御に係る処理を行う作業機械の電子制御装置に関する。

従来、作業機械は複数の検出素子と、これらの検出素子による検出の結果に基づき作業機械の制御に係る処理を行うコントローラとを備える。例えば油圧ショベルに備えられる検出素子としては、アームクラウドの指令に相当するパイロット圧を検出するパイロット圧センサ、旋回の指令に相応するパイロット圧を検出するパイロット圧センサ、走行の指令に相当するパイロット圧を検出するパイロット圧センサ、ディーゼルエンジンのキースイッチのオンオフを検出するセンサ、油圧ポンプの吐出圧を検出する吐出圧センサ、作動油の温度を検出する油温センサ、エンジンの回転を検出するエンジン回転センサ、ディーゼルエンジンの燃料噴射装置の燃料噴射量を検出する燃料噴射量センサ、ディーゼルエンジンのシリンダのブローバイ圧を検出するブローバイ圧センサ、ディーゼルエンジンを冷却する冷却水の温度を検出する水温センサ、バケットシリンダのボトム室内の圧力を検出するバケットシリンダ用ボトム圧センサ、アームシリンダのボトム室内の圧力を検出するアームシリンダ用ボトム圧センサ、走行モータの負荷圧力を検出する走行モータ用負荷圧センサ、旋回モータの負荷圧力を検出する旋回モータ用負荷圧センサなどがあり、これらのセンサによる検出の結果に相応する検出信号（アナログ信号）は、コントローラに入力されるようになっている。（特許文献１参照）
また、従来の油圧ショベルにおいては、バス型ネットワークであるＣＡＮ（Controller Area Network）を用いて油圧ショベルの様々な制御が行われている。バスラインには、電気レバーコントローラ、車体コントローラ、作業範囲制限制御用コントローラなどの複数のコントローラが通信可能に結合している。電気レバーコントローラは、オペレータにより操作された２軸の電気式操作レバーの操作量を取得し、取得された操作量に基づいてフロント作業装置を制御するための指令値を算出する。その指令値はバスラインを介して車体制御コントローラに伝送される。作業範囲制限制御コントローラは、旋回体の傾斜角を検出する傾斜センサ、バケットシリンダのストロークを検出するバケットストロークセンサ、ブームに対するアームの回動角度をアーム角センサ、旋回体に対するブームの回動角度を検出するブーム角センサのそれぞれからの検出信号に基づいて、フロント作業装置が設定された進入禁止領域に入らないようフロント作業装置を制御するための指令値を算出する。その指令値はＣＡＮバスラインを介して車体制御コントローラに伝送される。車体コントローラは、電気レバーコントローラからの指令値、作業範囲制限制御コントローラからの指令値に基づいて、ブームシリンダ、アームシリンダおよびバケットシリンダに供給される圧油の流量を制御する。（特許文献２参照）

特開２００４−２１２８６公報（段落００３６〜００４２、図２） 特開２００４−２６３４８９公報（段落０００７〜００１４、図１）

前述した従来の作業機械において、コントローラは検出素子と電気ケーブルで直接的に接続されている。その電気ケーブルを通じて検出素子からコントローラに、アナログ信号から成る検出信号が入力され、コントローラはその検出信号に示されるアナログ値をデジタル値に変換し、そのデジタル値に基づき作業機械の制御に係る処理を行う。一般に作業機械に搭載される各種コントローラは塵埃、熱などに対する対策が施された所定箇所、例えば運転室内にまとめて設けられている。これに対して検出素子はディーゼルエンジン、油圧ポンプ、作業装置など、作業機械の様々な箇所に分散して多数設けられている。したがって、運転室外の複数の検出素子と、これらの検出素子が接続される運転室内のコントローラとの間には、複数の検出素子と同じ数の電線が配線されている。それらの電線の配線作業は非常に煩雑である。

本発明は前述の事情を考慮してなされたものであり、その目的は、作業機械に設けられた複数の検出素子と、これらの検出素子による検出の結果に基づき作業機械の制御に係る処理を行うコントローラとの間の電気配線を簡素化できる作業機械の電子制御装置を提供することにある。

前述の目的を達成するために本発明に係る作業機械の電子制御装置は次のように構成されている。

本発明に係る作業機械の電子制御装置は、作業機械に設けられた複数の検出素子と、これら複数の検出素子のそれぞれからの検出結果に相応するアナログ信号に基づき作業機械の制御に係る処理を行うコントローラとを備える作業機械の電子制御装置において、前記検出素子と前記コントローラとの間にバス型ネットワークを用いた通信手段が設けられ、この通信手段は、バス型ネットワークの母線を成すバスラインと、このバスラインに複数設けられたアクセスポイントと、これらのアクセスポイントのそれぞれにバス結合しているコンバータとを備え、前記コンバータは、前記検出素子により出力されたアナログ信号を入力する複数の検出素子用ポートと、これらの検出素子用ポートに入力されたアナログ信号から得られるアナログ値をデジタル値に変換するＡ／Ｄ変換器と、このＡ／Ｄ変換器により生成されたデジタル値に対しフィルタリングを行うフィルタリング手段と、このフィルタリング手段によりフィルタリングされたデジタル値に基づき通信信号を生成して前記アクセスポイントに送出する伝送手段とを備えることを特徴とする。

このように構成された本発明に係る作業機械の電子制御装置においては、複数の検出素子のそれぞれがアナログ信号を出力し、これらのアナログ信号のそれぞれは、複数の検出素子用ポートのうち複数の検出素子が接続されているポートを通じてコンバータに入力される。このコンバータにおいて、Ａ／Ｄ変換器は、検出素子用ポートに入力されたアナログ信号に示されたアナログ値をデジタル値に変換し、次にフィルタリング手段はＡ／Ｄ変換器からのデジタル値に対してフィルタリングを行い、次に伝送手段は、フィルタリングされたデジタル値に基づき通信信号を生成してアクセスポイントに送出する。コントローラはバスラインを通じてその通信信号を取得し、その通信信号に基づき作業機械の制御を行う。

また、本発明に係る作業機械の電子制御装置においては、複数の検出素子が接続されているコンバータがバスラインを介してコントローラと接続されていることにより、複数の検出素子による検出の結果がコンバータを介して間接的にコントローラに伝送されるようになっている。したがって、複数の検出素子とコンバータとの間の電気配線は複数の検出素子と同数の電線が必要になるものの、コンバータとコントローラとの間の配線にはバスラインを成す通信線と、バスライン上のアクセスポイントにコンバータをバス結合する通信線とで済ませることができる。この結果、作業機械に設けられた複数の検出素子と、これらの検出素子による検出の結果に基づき作業機械の制御に係る処理を行うコントローラとの間の電気配線を簡素化できる。

本発明に係る作業機械の電子制御装置によれば、前述のように作業機械に設けられた複数の検出素子と、これらの検出素子による検出の結果に基づき作業機械の制御に係る処理を行うコントローラとの間の電気配線を簡素化できる。したがって、複数の検出素子とコントローラの間における配線作業、および、検出素子の電気的な接触不良などの不具合の発生部位を特定する点検作業を容易化できる。

本発明の一実施形態に係る電子制御装置が適用される作業機械の図である。 図１に示した作業機械の油圧駆動装置に設けられた本実施形態に係る電子制御装置のブロック図である。 図２に示したコンバータの構成の詳細を示すブロック図である。 コントローラと複数のコンバータとを通信可能に接続するバス型ネットワークの具体的な配線構造を示す図である。 図４に示した配線構造に点検用コンバータが接続される様子を示す図である。

本発明の一実施形態に係る作業機械の電子制御装置について図１〜図５を用いて説明する。

図１に示す油圧ショベル１は、履帯を駆動して走行する走行体２と、この走行体２に旋回可能に結合する旋回体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７とを備える。旋回体３は、フロント作業装置７の左側方に設けられた運転室４と、運転室４およびフロント作業装置７の後方に設けられた機械室５と、この機械室５の後方に設けられて旋回体３の後端部を形成しているカウンタウェイト６とを備える。フロント作業装置７は、旋回体３の前部に回動可能に結合したブーム８と、このブーム８に回動可能に結合したアーム９と、このアーム９に回動可能に結合したバケット１０とを備える。

油圧ショベル１は図２に示す油圧駆動装置２０を備える。この油圧駆動装置２０は、走行体２を駆動する右走行モータ２１（油圧モータ）および左走行モータ２２（油圧モータ）と、旋回体３を駆動する旋回モータ２３（油圧モータ）と、ブーム８の左右両側方に設けられて旋回体３に対してブーム８を回動させるブームシリンダ２４（油圧シリンダ）と、ブーム８に対してアーム９を回動させるアームシリンダ２５（油圧シリンダ）と、アーム９に対してバケット１０を回動させるバケットシリンダ２６（油圧シリンダ）と、ディーゼルエンジン２７と、このディーゼルエンジン２７の出力を伝達されて駆動される油圧ポンプ２８，２９（斜板式可変容量形ピストンポンプ）と、バケットシリンダ２６と油圧ポンプ２８の間に介在して油圧ポンプ２８からバケットシリンダ２６に供給される圧油の流れを制御するバケット用方向制御弁３０と、ブームシリンダ２４と油圧ポンプ２８の間に介在して油圧ポンプ２８からブームシリンダ２４に供給される圧油の流れを制御する第１ブーム用方向制御弁３１と、右走行モータ２１と油圧ポンプ２８の間に介在して油圧ポンプ２８から右走行モータ２１に供給される圧油の流れを制御する右走行用方向制御弁３２と、ブームシリンダ２４と油圧ポンプ２９の間に介在して油圧ポンプ２９からブームシリンダ２４に供給される圧油の流れを制御する第２ブーム用方向制御弁３３と、アームシリンダ２５と油圧ポンプ２９の間に介在して油圧ポンプ２９からアームシリンダ２５に供給される圧油の流れを制御するアーム用方向制御弁３４と、旋回モータ２３と油圧ポンプ２９の間に介在して油圧ポンプ２９から旋回モータ２３に供給される圧油の流れを制御する旋回用方向制御弁３５と、左右走行モータ２２と油圧ポンプ２９の間に介在して油圧ポンプ２９から左旋回モータ２３に供給される圧油の流れを制御する左走行用方向制御弁３６とを備える。

アーム用方向制御弁３４と旋回用方向制御弁３５は油圧パイロット式の弁であり、アーム・旋回用操作レバー装置３７により生成されるパイロット圧によって操作されるものである。アーム・旋回用操作レバー装置３７は、中立位置から前方向、後方向、右方向、左方向、右前方向、左前方向、右後方向、左後方向に操作可能な操作レバーを備え、前方向にレバー操作されて左旋回の指令に相当するパイロット圧を生成し、後方向にレバー操作されて右旋回の指令に相当するパイロット圧を生成し、右方向にレバー操作されてアームのダンプ（押出し）の指令に相当するパイロット圧を生成し、左方向にレバー操作されてアームのクラウド（引込み）の指令に相当するパイロット圧を生成するものである。

バケット用方向制御弁３０、第１ブーム用方向制御弁３１および第２ブーム用方向制御弁３３は油圧パイロット式の弁であり、ブーム・バケット用操作レバー装置３８により生成されるパイロット圧によって操作されるものである。ブーム・バケット用操作レバー装置３８は、中立位置から前方向、後方向、右方向、左方向、右前方向、左前方向、右後方向、左後方向に操作可能な操作レバーを備え、前方向にレバー操作されてブーム下げの指令に相当するパイロット圧を生成し、後方向にレバー操作されてブーム上げの指令に相当するパイロット圧を生成し、右方向にレバー操作されてバケットのダンプ（上げ）の指令に相当するパイロット圧を生成し、左方向にレバー操作されてバケットのクラウド（下げ）の指令に相当するパイロット圧を生成するものである。

右走行用方向制御弁３２および左走行用方向制御弁３６は油圧パイロット式の弁であり、右走行用方向制御弁３２は右走行用操作レバー装置３９により生成されるパイロット圧によって操作されるものであり、左走行用方向制御弁３６は左走行用操作レバー装置４０により生成されるパイロット圧によって操作されるものである。右走行用操作レバー装置３９は、中立位置から前方向と後方向に操作可能なペダル付き操作レバーを備え、前方向にレバー操作されて走行体２の右側の履帯の前進の指令に相当するパイロット圧を生成し、後方向にレバー操作されて右側の履帯の後進の指令に相当するパイロット圧を生成するものである。左走行用操作レバー装置４０は、中立位置から前方向と後方向に操作可能なペダル付き操作レバーを備え、前方向にレバー操作されて走行体２の左側の履帯の前進の指令に相当するパイロット圧を生成し、後方向にレバー操作されて左側の履帯の後進の指令に相当するパイロット圧を生成するものである。

本実施形態に係る電子制御装置１１は、油圧ショベル１の様々な箇所に設けられた複数の検出素子を備える。具体的な検出素子としては例えば、アーム・旋回用操作レバー装置３７により生成される左旋回の指令に相当するパイロット圧、同じくアーム・旋回用操作レバー装置３７により生成される右旋回の指令に相当するパイロット圧、同じくアーム・旋回用操作レバー装置３７により生成されるアームのダンプ（押出し）の指令に相当するパイロット圧、同じくアーム・旋回用操作レバー装置３７により生成されるアームのクラウド（引込み）の指令に相当するパイロット圧をそれぞれ検出するパイロット圧センサ４１〜４４と、ブーム・バケット用操作レバー装置３８により生成されるブーム下げの指令に相当するパイロット圧、同じくブーム・バケット用操作レバー装置３８により生成されるブーム上げの指令に相当するパイロット圧、同じくブーム・バケット用操作レバー装置３８により生成されるバケットのダンプ（上げ）の指令に相当するパイロット圧、同じくブーム・バケット用操作レバー装置３８により生成されるバケットのクラウド（下げ）の指令に相当するパイロット圧をそれぞれ検出するパイロット圧センサ４５〜４８と、右走行用操作レバー装置３９により生成される走行体２の右側の履帯の前進の指令に相当するパイロット圧、同じく右走行用操作レバー装置３９により生成される走行体２の右側の履帯の後進の指令に相当するパイロット圧をそれぞれ検出するパイロット圧センサ４９，５０と、左走行用操作レバー装置４０により生成される走行体２の左側の履帯の前進の指令に相当するパイロット圧、同じく左走行用操作レバー装置４０により生成される走行体２の左側の履帯の後進の指令に相当するパイロット圧をそれぞれ検出するパイロット圧センサ５１，５２とがある。

具体的な検出素子としては更に、油圧ポンプ２８の吐出圧を検出する吐出圧センサ５３と、油圧ポンプ２８の斜板の傾角を検出する傾角センサ５５と、油圧ポンプ２９の吐出圧を検出する吐出圧センサ５４と、油圧ポンプ２９の斜板の傾角を検出する傾角センサ５６と、作動油の温度を検出する油温センサ５７とがある。

具体的な検出素子としては更に、ディーゼルエンジン２７の回転を検出するエンジン回転センサ５８と、燃料噴射量を検出する燃料噴射量センサ５９と、ディーゼルエンジン２７のシリンダのブローバイ圧を検出するブローバイ圧センサ６０と、ディーゼルエンジン２７の冷却水の温度を検出する水温センサ６１とがある。

具体的な検出素子としては更に、バケットシリンダ２６のボトム室内の圧力を検出するバケットシリンダ用ボトム圧センサ６２、アームシリンダ２５のボトム室内の圧力を検出するアームシリンダ用ボトム圧センサ６３、ブームシリンダ２４のボトム室内の圧力を検出するブームシリンダ用ボトム圧センサ６４、ブーム８の旋回体３に対する回動角度を検出するブーム角度センサ６５と、ブーム８に対するアーム９の回動角度を検出するアーム角度センサ６６と、油圧ショベル１の水平面に対する傾きを検出する傾斜センサ６７と、旋回体３の旋回角度を検出する旋回角度センサ６８と、右走行モータ２１の負荷圧力を検出する右走行モータ用負荷圧センサ６９と、左右走行モータ２２の負荷圧力を検出する左走行モータ用負荷圧センサ７０と、旋回モータ２３の負荷圧力を検出する旋回モータ用負荷圧センサ７１とがある。

なお、油圧ショベル１には例示した検出素子以外の検出素子も設けられているが、それらの検出素子の図示を省略した。また、油圧ショベル１に設けられる検出素子の種類には前述した種類以外にリミットスイッチ、圧力スイッチ、サーモスタットなどもある。

本実施形態に係る電子制御装置１１は、各検出素子による検出の結果に基づき油圧ショベル１の制御に係る処理を行うコントローラを備える。具体的なコントローラとしては、油圧ショベル１の走行体２、旋回体３およびフロント作業装置７の動作の制御に係る処理を行う車体コントローラ７２Ａと、ディーゼルエンジン２７の制御に係る処理を行うエンジンコントローラ７２Ｂがある。これら車体コントローラ７２Ａおよびエンジンコントローラ７２Ｂは塵埃、熱への対策が施された所定箇所（例えば運転室４）にまとめて設置されている。なお、それらの車体コントローラ７２Ａおよびエンジンコントローラ７２Ｂ以外のコントローラも油圧ショベル１は運転室４に備えるが、ここでは図示を省略した。

本実施形態に係る電子制御装置１１は、検出素子とコントローラとの間にバス型ネットワークを用いた通信手段を備える。この通信手段は、バス型ネットワークの母線を成すバスライン８０と、このバスライン８０に複数設けられた常用アクセスポイント８１および予備用アクセスポイント８２と、常用アクセスポイント８１にバス結合しているコンバータ９０Ａ〜９０Ｆとを備える。なお、予備用アクセスポイント８２は、検出素子の点検時および検出素子の増設時に用いられるものであり、それらのときに作業を行いやすい油圧ショベル１の箇所に設けられている。

図３に示すように、コンバータ９０Ａ〜９０Ｆの構成は同じである。これらのコンバータ９０Ａ〜Ｆは何れも、検出素子により出力されたアナログ信号を入力する複数（本実施形態では８個）の検出素子用ポート９１と、これらの検出素子用ポート９１に入力されたアナログ信号から得られるアナログ値をデジタル値に変換するＡ／Ｄ変換器９２と、このＡ／Ｄ変換器９２により生成されたデジタル値に対し所定の処理を行ってデータを作成する演算装置９３と、この演算装置９３により作成されたデータを常用アクセスポイント８１に送出する伝送手段９４とを備える。

演算装置９３は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、外部記憶装置（補助記憶装置）を備えてマルチタスク方式で情報処理を行うものであり、制御プログラムにより設定された手段であるフィルタリング手段９３ａを備える。

このフィルタリング手段９３ａは、Ａ／Ｄ変換器９２により生成されたデジタル値に対しフィルタリングを行うソフトフィルタを備えたものであり、検出素子の種類に対応するソフトフィルタはコンバータ９０Ａ〜９０Ｆの外部記憶装置に記憶されている。次にコンバータ９０Ａ〜９０Ｆのそれぞれに接続されている検出素子の種類と、そのコンバータに備えられるソフトフィルタの種類について説明する。

コンバータ９０Ａの８個の検出素子用ポート９１には８個のパイロット圧センサ４１〜４８が接続されている。これらのパイロット圧センサ４１〜４８は、同種の検出素子である。コンバータ９０Ａのフィルタリング手段９３ａにおいては、８個の検出素子用ポート９１の全てのチャネル（１ｃｈ〜８ｃｈ）に低圧センサ用ソフトフィルタが予め対応付けられている。

コンバータ９０Ｂにおいては８個の検出素子用ポート９１のうちの４個にパイロット圧センサ４９〜５２が接続されている。これらのパイロット圧センサ４９〜５２は、同種の検出素子である。コンバータ９０Ｂのフィルタリング手段９３ａにおいては、それら４個の検出素子用ポート９１のそれぞれのチャネル（例えば１ｃｈ〜４ｃｈ）に低圧センサ用ソフトフィルタが予め対応付けられている。

コンバータ９０Ｃにおいては８個の検出素子用ポート９１のうちの５個に、吐出圧センサ５３、吐出圧センサ５４、傾角センサ５５、傾角センサ５６および油温センサ５７が接続されている。これら５個の検出素子は３種類の検出素子から構成されている。コンバータ９０Ｃのフィルタリング手段９３ａはその３種類の検出素子のそれぞれに対応するソフトフィルタを備える。そして、コンバータ９０Ｃのフィルタリング手段９３ａにおいては、吐出圧センサ５３，５４のそれぞれが接続されている２個の検出素子用ポート９１のそれぞれのチャネル（例えば１ｃｈ，２ｃｈ）に、高圧センサ用ソフトフィルタが予め対応付けられていて、傾角センサ５５，５６のそれぞれが接続されている２個の検出素子用ポート９１のそれぞれのチャネル（例えば３ｃｈ，４ｃｈ）に、傾角センサ用ソフトフィルタが予め対応付けられていて、油温センサ５７が接続されている１個の検出素子用ポート９１のチャネル（例えば５ｃｈ）に油温センサ用ソフトフィルタが予め対応付けられている。

コンバータ９０Ｄにおいては８個の検出素子用ポート９１のうちの４個に、エンジン回転センサ５８、燃料噴射量センサ５９、ブローバイ圧センサ６０および水温センサ６１が接続されている。これら４個の検出素子は４種類の検出素子から構成されている。コンバータ９０Ｄのフィルタリング手段９３ａはその４種類の検出素子のそれぞれに対応するソフトフィルタを備える。そして、コンバータ９０Ｄのフィルタリング手段９３ａにおいては、エンジン回転センサ５８が接続されている１個の検出素子用ポート９１のチャネル（例えば１ｃｈ）に、エンジン回転センサ用ソフトフィルタが予め対応付けられていて、燃料噴射量センサ５９が接続されている１個の検出素子用ポート９１のチャネル（例えば２ｃｈ）に、燃料噴射量センサ用ソフトフィルタが予め対応付けられていて、ブローバイ圧センサ６０が接続されている１個の検出素子用ポート９１のチャネル（例えば３ｃｈ）にブローバイ圧センサ用ソフトフィルタが予め対応付けられていて、水温センサ６１が接続されている１個の検出素子用ポート９１のチャネル（例えば４ｃｈ）に水温センサ用ソフトフィルタが予め対応付けられている。

コンバータ９０Ｅにおいては８個の検出素子用ポート９１のうちの６個に、バケットシリンダ用ボトム圧センサ６２、アームシリンダ用ボトム圧センサ６３、ブームシリンダ用ボトム圧センサ６４、ブーム角度センサ６５、アーム角度センサ６６および傾斜センサ６７が接続されている。これら６個の検出素子は３種類の検出素子から構成されている。コンバータ９０Ｅのフィルタリング手段９３ａはそれら３種類の検出素子のそれぞれに対応するソフトフィルタを備える。そして、コンバータ９０Ｅのフィルタリング手段９３ａにおいては、バケットシリンダ用ボトム圧センサ６２、アームシリンダ用ボトム圧センサ６３およびブームシリンダ用ボトム圧センサ６４のそれぞれが接続されている３個の検出素子用ポート９１のそれぞれのチャネル（例えば１ｃｈ，２ｃｈ）に高圧センサ用ソフトフィルタが予め対応付けられていて、ブーム角度センサ６５およびアーム角度センサ６６のそれぞれが接続されている２個の検出素子用ポート９１のそれぞれのチャネル（例えば３ｃｈ，４ｃｈ）のそれぞれに、角度センサ用ソフトフィルタが予め対応付けられていて、傾斜センサ６７が接続されている１個の検出素子用ポート９１のチャネル（例えば５ｃｈ）に傾斜センサ用ソフトフィルタが予め対応付けられている。

コンバータ９０Ｆにおいては８個の検出素子用ポート９１のうちの４個に、旋回角度センサ６８、右走行モータ用負荷圧センサ６９、左走行モータ用負荷圧センサ７０および旋回モータ用負荷圧センサ７１が接続されている。これら４個の検出素子は２種類の検出素子から構成されている。コンバータ９０Ｅのフィルタリング手段９３ａはその２種類の検出素子のそれぞれに対応するソフトフィルタを備える。そして、コンバータ９０Ｅのフィルタリング手段９３ａにおいては、旋回角度センサが接続されている１個の検出素子用ポート９１のチャネル（例えば１ｃｈ）に角度センサ用ソフトフィルタが予め対応付けられていて、右走行モータ用負荷圧センサ６９、左走行モータ用負荷圧センサ７０および旋回モータ用負荷圧センサ７１のそれぞれが接続されている３個の検出素子用ポート９１のそれぞれのチャネル（例えば２ｃｈ，３ｃｈ，４ｃｈ）に高圧センサ用ソフトフィルタが予め対応付けられている。

コンバータ９０Ａ〜９０Ｆは更に、演算装置９３からのデータを通信信号に変換して常用アクセスポイント８１に送出する伝送手段９４を備える。この伝送手段９４はＣＡＮドライバ装置９５と通信ポート９６とから構成されている。ＣＡＮドライバ装置９５は、演算装置９３により制御される装置であって、Ａ／Ｄ変換器９２からのデジタル値に基づき作成されたデータをＣＡＮ通信可能な通信信号に変換するものである。通信ポート９６は通信ケーブル８０ａにより常用アクセスポイント８１に接続されているものであり、ＣＡＮドライバ装置９５からの通信信号をその常用アクセスポイント８１に送出するものである。

コンバータ９０Ａ〜９０Ｆは、そのコンバータに接続された検出素子からのアナログ信号をどのような通信信号に変換するかの設定を演算装置９３に記憶させる通信設定ドライバ装置９７と、この通信設定ドライバ装置９７に設定内容を入力するための機器が接続される通信設定ポート９８とを備える。通信設定ドライバ装置９７による設定では、Ａ／Ｄ変換器９２における変換処理の内容と、通信信号に含ませるデータの内容とが決められる。Ａ／Ｄ変換器９２における変換処理の内容では、Ａ／Ｄ変換器９２の分解能や標本化周期などが通信設定ドライバ装置９７による設定の対象となっている。通信信号に含ませるデータの内容では、検出素子用ポート９１のチャネルと、検出素子の検出対象と、ソフトフィルタの種類と、検出の結果の送信先となるコントローラとの対応関係が通信設定ドライバ装置９７による設定の対象となっている。

コンバータ９０Ａ〜９０Ｆは、油圧ショベル１に搭載されたバッテリ（図示省略）などの主電源から供給された電力をコンバータ９０の駆動に適した電力に変換するコンバータ用電源部１００と、このコンバータ用電源部１００により変換して得られた電力を検出素子に供給する電力に変換する検出素子用電源部１０１とを備える。

また、コバータ９０Ａ〜９０Ｆのそれぞれの演算装置９３は、制御プログラムにより設定された手段であるエラーチェック手段９３ｂを備える。このエラーチェック手段９３ｂは、Ａ／Ｄ変換器９２により生成されたデジタル値に対しエラーチェックを行うものであり、具体的には、デジタル値の大きさが正常とされる基準範囲内にあるかどうかを判定するものである。基準範囲は検出素子の種類ごとに予め設定されていて、エラーチェック手段９３ｂはそれらの複数種類の基準範囲を、コンバータ９０の外部記憶装置（補助記憶装置）に記憶されている。検出素子用ポート９１と検出素子の種類ごとの基準範囲との対応関係は、通信設定ドライバ装置９７を用いて行われる。伝送手段９４のＣＡＮドライバ装置９５は、エラーチェック手段９３ｂによるチェックの結果を示すデータを通信信号に含ませるようになっている。

コンバータ９０Ａ〜９０Ｆと、車体コントローラ７２Ａおよびエンジンコントローラ７２Ｂとを通信可能に結合する具体的な配線構造は、図４に示すように構成されている。この図４においては、コンバータ９０が図２に示したコンバータ９０Ａ〜９０Ｆに相当し、コントローラ７２が図２に示した車体コントローラ７２Ａまたはエンジンコントローラ７２Ｂに相当する。また、図２に示した常用アクセスポイント８１および予備用アクセスポイント８２はそれぞれ、バスライン８０を成す通信ケーブル８０ａに断続的に設けられた３又コネクタ８１ａ，８２ａのそれぞれから構成されている。常用アクセスポイント８１を成す３又コネクタ８１ａのそれぞれにコントローラ９０が接続されてバス型ネットワークが構成されている。

なお、図５に示すように、油圧ショベル１に設けられた検出素子の点検が行われる場合には、予備アクセスポイント８２を成す３又コネクタ８２ａに、コンバータ９０と同じ構成の点検用コンバータ１０３が接続され、この点検用コンバータ１０３には点検対象の検出素子と同種の検出素子から成る点検用検出素子（図示省略）が接続される。その点検用検出素子は、点検中、点検対象の検出素子と同じものを検出できる油圧ショベル１の箇所に設けられる。また、点検用検出素子が接続される点検用コンバータ１０３とは別の点検用コンバータ１０３には、点検用アプリケーションソフトがインストールされたパソコン１０４が接続される。点検者は、パソコン１０４に点検対象の検出素子による検出の結果と、点検用の検出素子による検出の結果とをパソコン１０４に取り込み、これらの検出の結果を比較して点検対象の検出素子に係るエラーの有無、エラーの内容を把握する。

本実施形態に係る電子制御装置１１によれば次の効果を得られる。

本実施形態に係る電子制御装置１１においては、パイロット圧センサ４１〜４８と車体コントローラ７２Ａとの間にコンバータ９０Ａおよびバスライン８０を介在させているので、パイロット圧センサ４１〜４８のそれぞれを個別に電気ケーブルにより車体コントローラ７２Ａと直接的に接続するよりも、パイロット圧センサ４１〜４８と車体コントローラ７２Ａとの間の電気配線を簡素化できる。これと同様の理由でパイロット圧センサ４９〜５２と車体コントローラ７２Ａとの間の電気配線を簡素化でき、また吐出圧センサ５３、傾角センサ５５、吐出圧センサ５４、傾角センサ５６および油温センサ５７との車体コントローラ７２Ａとの間の電気配線を簡素化でき、またエンジン回転センサ５８、燃料噴射量センサ５９、ブローバイ圧センサ６０および水温センサ６１とエンジンコントローラ７２Ｂとの間の電気配線を簡素化でき、またバケットシリンダ用ボトム圧センサ６２、アームシリンダ用ボトム圧センサ６３、ブームシリンダ用ボトム圧センサ６４、ブーム角度センサ６５およびアーム角度センサ６６と車体コントローラ７２Ａとの間の電気配線を簡素化でき、また傾斜センサ６７、旋回角度センサ６８、右走行モータ用負荷圧センサ６９、左走行モータ用負荷圧センサ７０および旋回モータ用負荷圧センサ７１と車体コントローラ７２Ａとの間の電気配線を簡素化できる。このように本実施形態に係る電子制御装置１１によれば、油圧ショベル１に設けられている複数の検出素子とコントローラとの間の電気配線を簡素化できるので、油圧ショベル１に設けられている複数の検出素子とコントローラの間における配線作業、および、検出素子の電気的な接触不良などの不具合の発生部位を特定する点検作業を容易化できる。

本実施形態に係る電子制御装置１１において、コンバータ９０Ｃに接続されている複数の検出素子は複数種類の検出素子、すなわち吐出圧センサ、傾角センサ、油温センサの３種類の検出素子から構成され、コンバータ９０Ｃのフィルタリング手段９３ａは、その３種類の検出素子のそれぞれに対応するソフトフィルタを備える。コンバータ９０Ｄ〜９０Ｆについても同様に、そのコンバータに接続されている複数の検出素子は複数種類の検出素子から構成され、そのコンバータのフィルタリング手段９３ａはそれら複数種類の検出素子のそれぞれに対応するソフトフィルタを備える。これにより、複数種類の検出素子のそれぞれによる検出の結果を１個のコンバータでバスラインに送出することができる。したがって、複数種類の検出素子とコントローラとの間の電気配線を簡素化できる。

本実施形態に係る電子制御装置１１において、コンバータ９０Ａ〜９０ＦはＡ／Ｄ変換器９２により生成されたデジタル値に対しエラーチェックを行うエラーチェック手段を備え、伝送手段９４は、エラーチェック手段９３ｂによるチェックの結果を示すデータを通信信号に含ませる。これにより、検出素子に関連するエラーを検出することができる。

本実施形態に係る電子制御装置１１においては、アクセスポイントとしてコンバータ９０Ａ〜９０Ｆがバス結合している常用アクセスポイント８１と、何もバス結合していない予備用アクセスポイント８２とを備える。したがって、油圧ショベル１に備えられた検出素子を点検する際、常用アクセスポイント８１にバス結合しているコンバータ９０Ａ〜９０Ｆとは別に、予備用アクセスポイント８２に点検用コンバータ１０３をバス結合させることができ、この点検用コンバータ１０３に点検対象の検出素子との比較のための点検用検出素子を接続することができ、別の点検用コンバータ１０３にパソコン１０３を接続することができる。これにより、このパソコン１０３に点検対象の検出素子による検出の結果と点検用検出素子による検出の結果とを油圧ショベル１の１回の動作中に同時に取得し、それらの検出の結果を比較してエラーの有無、エラーの内容を把握することができる。つまり、油圧ショベル１を動作させて点検対象の検出素子による検出の結果を得た後に、その検出対象の検出素子を点検用検出素子に付け替え、再び油圧ショベル１を動作させて点検用検出素子による検出の結果を得る、煩雑な作業を無くすことができる。また、油圧ショベル１の動作中に生じる現象を点検対象の検出素子と点検用検出素子とで同時に検出させることができるので、エラーの検出精度を向上させることができる。また、油圧ショベル１のフロント作業装置７のアタッチメント応じて検出素子の個数を変更することも容易になる。

なお、前述の実施形態における通信手段はＣＡＮを用いた通信を行うものであるが、本発明における通信手段はバス型ネットワークを用いた通信手段であればよく、例えばＦｌｅｘＲａｙ（次世代高速車載通信ネットワーク）を用いた通信手段であってもよい。

１ 油圧ショベル
１１ 電子制御装置
４１〜４４ パイロット圧センサ
４５〜４８ パイロット圧センサ
４９，５０ パイロット圧センサ
５１，５２ パイロット圧センサ
５３，５４ 吐出圧センサ
５５，５６ 傾角センサ
５７ 油温センサ
５８ エンジン回転センサ
５９ 燃料噴射量センサ
６０ ブローバイ圧センサ
６１ 水温センサ
６２ バケットシリンダ用ボトム圧センサ
６３ アームシリンダ用ボトム圧センサ
６４ ブームシリンダ用ボトム圧センサ
６５ ブーム角度センサ
６６ アーム角度センサ
６７ 傾斜センサ
６８ 旋回角度センサ
６９ 右走行モータ用負荷圧センサ
７０ 左走行モータ用負荷圧センサ
７１ 旋回モータ用負荷圧センサ
７２ コントローラ
７２Ａ 車体コントローラ
７３Ｂ エンジンコントローラ
８０ バスライン
８０ａ 通信ケーブル
８１ 常用アクセスポイント
８１ａ ３又コネクタ
８２ 予備用アクセスポイント
８２ａ ３又コネクタ
９０，９０Ａ〜９０Ｆ コンバータ
９１ 検出素子用ポート
９２ Ａ／Ｄ変換器
９３ 演算装置
９３ａ フィルタリング手段
９３ｂ エラーチェック手段
９４ 伝送手段
９５ ＣＡＮドライバ装置
９６ 通信ポート
９７ 通信設定ドライバ装置
９８ 通信設定ポート
１００ コンバータ用電源部
１０１ 検出素子用電源部
１０３ 点検用コンバータ
１０４ パソコン

Claims (1)

1. 作業機械に設けられた複数の検出素子と、これら複数の検出素子のそれぞれからの検出結果に相応するアナログ信号に基づき作業機械の制御に係る処理を行うコントローラとを備える作業機械の電子制御装置において、
   前記検出素子と前記コントローラとの間にバス型ネットワークを用いた通信手段が設けられ、
   この通信手段は、
   バス型ネットワークの母線を成すバスラインと、
   このバスラインに複数設けられたアクセスポイントと、
   これらのアクセスポイントのそれぞれにバス結合しているコンバータと
   を備え、
   前記コンバータは、
   前記検出素子により出力されたアナログ信号を入力する複数の検出素子用ポートと、
   これらの検出素子用ポートに入力されたアナログ信号から得られるアナログ値をデジタル値に変換するＡ／Ｄ変換器と、
   このＡ／Ｄ変換器により生成されたデジタル値に対しフィルタリングを行うフィルタリング手段と、
   このフィルタリング手段によりフィルタリングされたデジタル値に基づき通信信号を生成して前記アクセスポイントに送出する伝送手段と
   を備える
   ことを特徴とする作業機械の電子制御装置。

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