JP3545003B2 - 油圧回路の電子制御装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、油圧ショベル、油圧クレーン等の油圧機械に用いる油圧駆動回路、原動機などの制御装置に係わり、特に、複数の制御ユニットを備えた油圧回路の電子制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、油圧ショベル、油圧クレーン等油圧駆動方式により作業装置を駆動する建設機械において、種々の作業に適応するための高機能化、操作性の改善、省エネルギー化等を目的として油圧駆動装置、原動機などの電子制御化が進められている。図１２にその一例である油圧回路の電子制御装置の全体構成を示す。
【０００３】
図１２において、油圧回路は、油圧ポンプ１０１、油圧ポンプ１０１の吐出した圧油により駆動されるアクチュエータ１０２、油圧回路１０１とアクチュエータ１０２との間に接続されアクチュエータ１０２に供給される圧油の流量を制御するコントロールバルブ１０３とを有する。
油圧ポンプ１０１は圧力検出器１０５及び斜板位置検出器１０６によって吐出圧と斜板１０１ａの傾転角とが検出され、それぞれの圧力信号Ｐd1及び斜板位置信号θ1は制御ユニット１１２に入力される。制御ユニット１１２はこれを基に斜板位置制御装置１０８を介して油圧ポンプ１０１の斜板１０１ａの位置を調整し、油圧ポンプ１０１の押しのけ容積即ち吐出流量を制御する。
コントロールバルブ１０３は、操作レバー１０４の操作信号Ｘ1に基づく制御ユニット１１３からの信号によって電磁弁１０３Ｌ及び１０３Ｒの開度が調整され、アクチュエータ１０２あるいはタンク１０９への圧油の方向及び流量を制御する。
制御ユニット１１２の構成を図１３に示す。
図１３において、制御ユニット１１２は、圧力検出器１０５の圧力信号Ｐd1と斜板検出器１０６からの斜板位置信号θ1とを入力してデジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換器１２０ｄ、中央演算装置（ＣＰＵ）１２１ｄ、制御手順のプログラムや制御に必要な基本データを格納するリードオンリーメモリ（ＲＯＭ）１２２ｄ、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）１２３ｄ、出力用のインターフェイス（Ｉ／Ｏ）１２４ｄ、及び油圧ポンプ１０１の斜板１０１ａの駆動信号を斜板制御装置１０８へ出力する増幅器１２５から構成される。
【０００４】
制御ユニット１１３の構成を図１４に示す。制御ユニット１１２と共通の部品は添字を除いて共通の番号で示す。
図１４において、制御ユニット１１３は、操作レバー１０４からの操作信号Ｘ1をデジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換器１２０ｅと、デジタル信号をアナログ信号に再変換するＤ／Ａ変換器１２６ｅとを有する。Ｄ／Ａ変換器１２６ｅからの信号は増幅器１２８Ｌ，１２８Ｒにより増幅され、電磁弁１０３Ｌ，１０３Ｒを介して出力される。
【０００５】
制御ユニット１１２のＲＯＭ１２２ｄに格納された制御手順のフローチャートを図１５に示す。
まず手順５００において、Ａ／Ｄ変換器１２０ｄを介し圧力検出器１０５からの圧力信号Ｐd1及び斜板検出器１０６からの斜板位置信号θ1を読み込む。
次に手順５１０において、圧力信号Ｐd1と予めＲＯＭ１２２ｄに記憶された油圧ポンプ目標吸収トルクＴr1とを次の式に代入することにより目標傾転角θr1を演算する。
θr1＝ Ｃ・Ｔr1／Ｐd1
この時のＴr1はこの油圧回路を使用する機種によって固有の値となる。
次に手順５２０において、目標傾転角θr1に斜板位置信号θ1が一致するように斜板制御装置１０８に制御信号が出力されて傾転角の制御が行われ、このフローを終了して手順５００に戻る。
【０００６】
制御ユニット１１３のＲＯＭ１２２ｅに格納された制御手順のフローチャートを図１６に示す。
まず手順６００において、Ａ／Ｄ変換器１２０ｅを介して操作レバー１０４からの操作信号Ｘ1を読み込む。
次に手順６１０において、操作信号Ｘ1と、予めＲＯＭ１２２ｅに記憶された演算係数Ｋy1及び不感帯の値Ｘo1とを用いて、以下の式によりコントロールバルブ１０３のバルブ操作量Ｙ3，Ｙ4を演算する。
Ｘ1≧０のとき
Ｙ3＝Ｋy1・（Ｘ1−Ｘo1）
Ｙ4＝０
Ｘ1＜０のとき
Ｙ3＝０
Ｙ4＝Ｋy1・（｜Ｘ1｜−Ｘo1）
この時のＫy1，Ｘo1はこの油圧回路が使用される機種によって固有の値となる。
次に手順６２０において、Ｄ／Ａ変換器１２６ｅ、増幅器１２８Ｌ，１２８Ｒを介しバルブ操作量Ｙ3，Ｙ4をコントロールバルブ１０３へ出力し、このフローを終了して手順６００に戻る。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記構成の従来技術においては以下に示す４つの問題点が存在する。
まず、制御ユニットの数が複数個でも１個でも生じる問題には次のものがある。
▲１▼制御ユニット１１２または１１３は、検出信号の入力、データの処理、機器駆動信号の出力のすべてを行うことから、上記のようにＡ／Ｄ変換器１２０ｄ，１２０ｅ、Ｉ／Ｏインターフェイス１２４ｄ、増幅器１２５等の高価な入出力機器を必要とし、またこれに伴って大容量の電源及び大面積の基板を必要とし、制御ユニットの単価は高価となる。したがって、性能向上を目的に基本データを変更する際、高価な制御ユニット１１２または１１３そのものをそのつど交換する必要があり不経済である。
【０００８】
▲２▼制御ユニット１１２及び１１３はこの油圧回路が使用される油圧機械の機種が異なるとき、制御ユニット１１２同士或いは制御ユニット１１３同士でそれぞれ基本データＴ r1 、Ｋ y1 、Ｘ o1 以外の制御プログラムは共通であるが、先の図１５及び図１６に示したように演算で使用する基本データＴr1，Ｋy1，Ｘo1は機種に応じて異なる。したがって、制御ユニット１１２及び１１３は、それぞれ、制御プログラムが共通にも係わらず機種別に多種類の制御ユニットを用意しなくてはならないため、この点でも制御ユニット１１２及び１１３は高価となる。また、生産管理が煩雑になる。
【０００９】
また、制御ユニットが複数個の場合に生じる問題には以下のものがある。
▲３▼上記▲２▼の理由により機種別に多種類の制御ユニットが存在するため、制御ユニットが複数個ある場合は、組立時に制御ユニット１１２と１１３の組み合わせを誤る可能性がある。
【００１０】
▲４▼故障時に制御ユニット１１２あるいは１１３の交換する際にも▲３▼と同様の誤りが起こる可能性がある。
【００１１】
本発明の第１の目的は、性能向上を安価に行うことができる油圧回路の電子制御装置を提供することである。
【００１２】
本発明の第２の目的は、基本データの違いだけのために何種類もの制御ユニットを生産しなくてはならない煩雑さを避け、生産管理を容易にする油圧回路の電子制御装置を提供することである。
本発明の第３の目的は、複数の制御ユニットがあっても、組立時や修理時に制御ユニットの組み合わせを誤ることのない油圧回路の電子制御装置を提供することである。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
上記第１、第２及び第３の目的を達成するために、本発明は、複数の第１の制御ユニットを備え、前記複数の第１の制御ユニットは、油圧回路を使用する油圧建設機械の機種に固有の一組の基本データを用いて制御演算を行い、前記油圧回路に係わる複数の部位をそれぞれ制御する電子制御装置において、前記一組の基本データを記憶する保持手段と、前記複数の第１の制御ユニット及び前記保持手段とは別の基本データ読込送信専用の第２の制御ユニットを設け、前記第２の制御ユニットは、前記保持手段から前記複数の第１の制御ユニットのそれぞれが制御演算で用いる機種に固有の一組の基本データを読み込む手段と、前記複数の第１の制御ユニット及び第２の制御ユニットの起動時にその読み込んだ一組の基本データを前記複数の第１の制御ユニットに送信する第１の通信手段を有し、前記複数の第１の制御ユニットは、それぞれ、前記複数の第１の制御ユニット及び第２の制御ユニットの起動時に前記第２の制御ユニットから送信される一組の基本データのうちの自身に該当するものを受信する第２の通信手段と、受信した基本データを記憶する手段と、通常制御時にその記憶した基本データを用い、前記第２の制御ユニットからの受信データ無しで前記複数の第１の制御ユニットにそれぞれ予め記憶したプログラムにより前記制御演算を行う手段とを有するものとする。
【００１５】
好ましくは、前記油圧回路の電子制御装置において、前記保持手段は、前記第２の制御ユニットに着脱可能に設けられることを特徴とする油圧回路の電子制御装置が提供される。
【００１６】
【作用】
以上のように構成した本発明においては、機種に対応した基本データは保持手段のみが記憶することにより、第１及び第２の制御ユニットはそれぞれ全機種共通のものを用いて性能向上の際に保持手段のみを交換すれば足り、制御ユニットの交換は不要となる。したがって性能向上が安価に行える。また、第１及び第２の制御ユニットはそれぞれ全機種共通となるので、それぞれ量産が可能であり安価に製造することができ、制御ユニット全体のコストを安価にできる。
【００１７】
また本発明においては、機種に対応した基本データは保持手段のみが記憶することにより、第１の制御ユニットは基本データの記憶を必要としないのでそれぞれ全機種共通のものを用意すれば足りる。よって機種別に何種類もの第１の制御ユニットを生産する煩雑さを避けることができ、生産管理が行い易くなる。また組立時・故障交換時においては全機種共通の第１の制御ユニット及び第２の制御ユニットに対して機種別の保持手段を組み合わせることとなり、制御ユニットの組み合わせを誤る問題は生じ得ない。
【００１８】
また前記保持手段は前記第２の制御ユニットに着脱可能とすることにより、性能向上の際の交換作業を容易に行える。
【００１９】
【実施例】
以下、本発明の一実施例を図１〜図１１により説明する。
本実施例の油圧回路の電子制御装置の全体構成を図１に示す。
図１において、油圧回路は、油圧ポンプ１、油圧ポンプ１の吐出した圧油により駆動されるアクチュエータ２、油圧回路１とアクチュエータ２との間に接続されアクチュエータ２に供給される圧油の流量を制御するコントロールバルブ３とを有する。
油圧ポンプ１は圧力検出器５及び斜板位置検出器６によって吐出圧と斜板１ａの傾転角とが検出され、それぞれの圧力信号Ｐd及び斜板位置信号θは制御ユニット７に入力される。制御ユニット７はこれを基に斜板位置制御装置８を介して油圧ポンプ１の斜板１ａの位置を調整し、油圧ポンプ１の押しのけ容積即ち吐出流量を制御する。
コントロールバルブ３は、操作レバー４の操作信号Ｘにもとづく制御ユニット１０からの信号によって電磁弁３Ｌ及び３Ｒの開度が調整され、アクチュエータ２あるいはタンク９への圧油の方向及び流量を制御する。
制御ユニット１１は、脱着可能なメモリカード（後述）に基本データＴr，Ｋy，Ｘo（後述）を記憶し、制御ユニット７及び１０との間でその基本データの通信を行う。
【００２０】
制御ユニット７の構成を図２に示す。
図２において、制御ユニット７は、圧力検出器５の圧力信号Ｐdと斜板検出器６からの斜板位置信号θとを入力してデジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換器２０ａ、中央演算装置（ＣＰＵ）２１ａ、制御手順のプログラムや制御に必要な基本データを格納するリードオンリーメモリ（ＲＯＭ）２２ａ、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）２３ａ、出力用のインターフェイス（Ｉ／Ｏ）２４ａ、油圧ポンプ１の斜板１ａへの駆動信号を斜板制御装置８へ出力する増幅器２５、及びＣＰＵ２１ａの指令で他の制御ユニット１０，１１とデータの通信を行うシリアルインターフェイス（ＳＩ／Ｏ）２７ａから構成される。
【００２１】
制御ユニット１０の構成を図３に示す。制御ユニット７と共通の部品は添字を除いて共通の番号で示す。
図３において、制御ユニット１０のＣＰＵ２１ｂ、ＲＯＭ２２ｂ、及びＲＡＭ２３ｂは、制御ユニット７と同様である。また制御ユニット１０は、操作レバー４からの操作信号Ｘをデジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換器２０ｂと、デジタル信号をアナログ信号に再変換するＤ／Ａ変換器２６ｂとを有する。Ｄ／Ａ変換器２６ｂからの信号は増幅器２８Ｌ，２８Ｒにより増幅され、それぞれコントロールバルブ３の電磁弁３Ｌ，３Ｒへ出力される。またシリアルインターフェイス（ＳＩ／Ｏ）２７ｂは、ＣＰＵ２１ｂの指令で他の制御ユニット７，１１とデータの通信を行う。
【００２２】
制御ユニット１１の構成を図４に示す。制御ユニット７，１０と共通の部品は添字を除いて共通の番号で示す。
図４において、制御ユニット１１のＣＰＵ２１ｃ、ＲＯＭ２２ｃ、及びＲＡＭ２３ｃは、他の制御ユニット７及び１０と同様である。またシリアルインターフェイス（ＳＩ／Ｏ）２７ｃはＣＰＵ２１ｃの指令で他の制御ユニット７，１０とデータの通信を行う。さらに制御ユニット１１には、基本データを記憶する脱着可能なメモリカード３０と、メモリカード３０とＣＰＵ２１ｃとの間のデータ授受のためのメモリーカードインターフェイス２９とが設けられている。
【００２３】
以上の構成において、制御ユニット７，１０，１１のシリアルインターフェイス（ＳＩ／Ｏ）２７ａ〜ｃを使用して行われる通信方法の一例を図５に示す。
図５は制御ユニット１１から制御ユニット７へ通信を行う場合の通信方法の例を示している。図５において、制御ユニット１１のＳＩ／Ｏ ２７ｃは、ＣＰＵ２１ｃから送られてきたパラレルの１データをビットごとにシリアルの時系列のデータに変換し、通信先である制御ユニット７のＳＩ／Ｏ ２７ａへ送信する。制御ユニット７のＳＩ／Ｏ ２７ａは１ビットずつ時系列的に送られてきたシリアルのデータを受け取って、再びパラレルの１データに変換する。
ＣＰＵ２１ａは、ＳＩ／Ｏ ２７ａの状態を見ていて、ＳＩ／Ｏ ２７ａからパラレルのデータが入力されるとそのデータを読み込む。
以上の動作を繰り返すことによって複数のデータの通信を行うことができる。これらのＳＩ／Ｏは市販のＬＳＩとして簡単に入手することができるものである。
【００２４】
また、以上の構成の各制御ユニット７，１０，１１において、ＲＯＭ２２ａ〜２２ｃに格納された制御手順のフローチャートを図６〜図８に示す。
ＲＯＭ２２ｃに格納された制御ユニット１１の制御手順を図６に示す。
まず手順３００において、制御ユニット７での制御演算に使用する基本データである油圧ポンプ１の目標吸収トルクＴrと制御ユニット１０での制御演算に使用する演算係数Ｋy及び不感帯の値Ｘoとをメモリカードインターフェイス２９を介してメモリカード３０から読み込む。
【００２５】
次に手順３１０において、ＳＩ／Ｏ ２７ｃを介して制御ユニット７のＳＩ／Ｏ ２７ａへ基本データＴrを送信する。その後手順３２０において同様にＳＩ／Ｏ ２７ｃを介して制御ユニット１０のＳＩ／Ｏ ２７ｂへ基本データＫy，Ｘoを送信する。このとき基本データＴr，Ｋy，Ｘoは、これらが一組となって特定の一機種に対応している。
【００２６】
上記手順のうちの手順３１０の詳細を図７に示す。
まず最初に手順３１１において、制御ユニット１１のＳＩ／Ｏ ２７ｃの初期設定、すなわちシリアル通信における１データのビット数、通信速度などを設定する。
【００２７】
次に手順３１２において、ＳＩ／Ｏ ２７ｃを介して制御ユニット７のＳＩ／Ｏ ２７ａへ基本データＴrを送信する。この際のデータ構成を図８（ａ）に示す。制御ユニット７のＳＩ／Ｏ ２７ａへの送信は、データの始まりを示すスタートコード、データを受信した制御ユニットが自分への送信であることを識別するための送り先アドレス（この場合は制御ユニット７の番号）、具体的なＴrの値であるＴrデータ、及びデータの終わりを示す終了コードを一組のデータとして送信する（図８（ａ））。すなわち、図５に示したＳＩ／Ｏ ２７ｃとＳＩ／Ｏ ２７ａとによる通信手順を、スタートコード・送り先アドレス・Ｔrデータ・終了コードの４回行って送信することになる。
【００２８】
次に手順３１３へ移り、制御ユニット７からの応答を受信したかを判定する。すなわち制御ユニット７は予め制御ユニット１１から手順３１２において送信されたデータを受信するとそれに対して応答を返すようにしておく（後述）。この応答データは、スタートコード、どの制御ユニットからの応答であるかを示す送り元アドレス、応答コード、終了コードの一組のデータにより構成されている。これを図８（ｂ）に示す。この際は、制御ユニット７のＳＩ／Ｏ ２７ａが図５に示した通信手順を逆にして４回行って送信し、その一組のデータを制御ユニット１１のＳＩ／Ｏ ２７ｃが受信することになる。ここで制御ユニット７からのデータ受信がない場合は手順３１４へ行く。
【００２９】
手順３１４では、制御ユニット７からの応答遅れを考慮して一定時間経過したかどうかを判定する。経過していなければ再度手順３１３に戻り制御ユニット７からの応答の有無を判定する。経過している場合は手順３１２へ戻って再度制御ユニット７へデータを送信する。制御ユニット７が通信準備ができていなかったために制御ユニット１１からのデータを受信できず、応答を返すことができなかったとみなすのである。
【００３０】
一方手順３１３において制御ユニット７からの応答の受信を確認した場合は、手順３２０へ移って制御ユニット１０へ基本データＫy，Ｘoを送信する。この手順は手順３１０とほぼ同様である。すなわち制御ユニット１１のＳＩ／Ｏ ２７ｃから制御ユニット１０のＳＩ／Ｏ ２７ｂへ送信するデータは、送り先アドレスが制御ユニット１０となり、またＫyデータ及びＸoデータの２つの基本データを送信するので全部で５データで一組となる（図８（ｃ））。また制御ユニット１０からの応答データは、送り元アドレスが制御ユニット１０になる以外は図８（ｂ）と同じ構成である（図８（ｄ））。
【００３１】
手順３２０が終了すると制御ユニット１１による制御は終了する。
【００３２】
ＲＯＭ２２ａに格納された制御ユニット７の制御手順を図９に示す。
まず手順１３０において、ＳＩ／Ｏ ２７ａを介し制御ユニット１１のＳＩ／Ｏ ２７ｃから制御演算に使用する基本データである油圧ポンプ１の目標吸収トルクＴrを読み込みＲＡＭ２３ａに記憶する。
【００３３】
次に手順１００において、Ａ／Ｄ変換器２０ａを介し圧力検出器５からの圧力信号Ｐd及び斜板検出器６からの斜板位置信号θを読み込む。
【００３４】
次に手順１１０において、圧力信号ＰdとＲＡＭ２３ａに記憶された油圧ポンプ目標吸収トルクＴrとを次の式に代入することにより目標傾転角θrを演算する。
θr＝ Ｃ・Ｔr／Ｐd
このときのＴrはこの油圧回路を使用する機種によって固有の値となる。
次に手順１２０において、目標傾転角θrに斜板位置信号θが一致するように斜板制御装置１０８に制御信号が出力されて油圧ポンプ１の傾転角の制御が行われこのフローを終了して手順１００に戻る。
【００３５】
上記手順のうちの手順１３０の詳細を図１０に示す。
図１０において、まず手順１３１で制御ユニット７のＳＩ／Ｏ ２７ａの初期設定、すなわちシリアル通信における１データのビット数、通信速度などを設定する。次に手順１３２において、制御ユニット１１から基本データＴrを受信したかどうかを判定する。受信していない場合はデータを受信するまで手順１３２を繰り返す。受信していた場合は手順１３３へ移る。
【００３６】
手順１３３においては、制御ユニット１１からのデータのうち送り先アドレスが自分自身即ち制御ユニット７であるかどうかを判定する。自分自身のアドレスでないと判定された場合は手順１３２へ戻り再び制御ユニット１１からの通信を待つ。自分自身のアドレスであると判定された場合は手順１３４へ移る。
【００３７】
手順１３４では制御ユニット１１から受信したＴrの値をＲＡＭ２３ａに記憶する。その後手順１３５へ移り制御ユニット１１のＳＩ／Ｏ ２７ｃへ応答を送信する。
【００３８】
上記手順１３１〜１３５が終了すると、手順１００へ移り通常の制御を開始する。
【００３９】
ＲＯＭ２２ｂに格納された制御ユニット１０の制御手順を図１１に示す。
まず手順２３０において、ＳＩ／Ｏ ２７ｂを介し制御ユニット１１のＳＩ／Ｏ ２７ｃから制御演算に使用する基本データである演算係数Ｋy、不感帯の値Ｘoを読み込みＲＡＭ２３ｂに記憶する。この手順は、制御ユニット７の制御手順のうち図１０に示した手順１３０とほぼ同様であり、受信するデータがＫyデータ及びＸoデータを含む図８（ｃ）に示すものとなること、及び制御ユニット１１への応答が図８（ｄ）のものとなることが異なるだけである。
【００４０】
次に手順２００において、Ａ／Ｄ変換器２０ｂを介して操作レバー４からの操作信号Ｘを読み込む。
その後に手順２１０において、操作信号Ｘと、手順２３０でＲＡＭ２３ｂに読み込んだＫy及びＸoを用いて、以下の式によりコントロールバルブ３のバルブ操作量Ｙ1，Ｙ2を演算する。
Ｘ≧０のとき
Ｙ1＝Ｋy・（Ｘ−Ｘo）
Ｙ2＝０
Ｘ＜０のとき
Ｙ1＝０
Ｙ2＝Ｋy・（｜Ｘ｜−Ｘo）
このときのＫy，Ｘoはこの油圧回路が使用される機種によって固有の値となる。
次に手順２２０において、Ｄ／Ａ変換器２６ｂ、増幅器２８Ｌ,２８Ｒを介しコントロールバルブ３へバルブ操作量Ｙ1，Ｙ2を出力し、このフローを終了して手順２００に戻る。
【００４１】
以上の３台の制御ユニットの構成により、本発明の制御装置の電源が入り制御ユニットが起動すると、まず制御ユニット１１と制御ユニット７との間で基本データＴrの通信が行われる。これが終了すると制御ユニット７は通常の制御を開始する。
その後制御ユニット１１と制御ユニット１０との間で基本データＫy，Ｘoの通信が行われる。これが終了すると制御ユニット１０は通常の制御を開始する。
【００４２】
以上において、各機種ごとの異なる基本データＴr，Ｋy，Ｘoはメモリカード３０に記憶されていることより、制御ユニット７，１０，１１は、それぞれ全機種共通のものを使用し、性能向上の際にはメモリカード３０のみを交換すれば足り、制御ユニット７，１０，１１の交換は不要となる。よって性能向上が安価に行える。
【００４３】
また、制御ユニット７，１０は基本データＴr，Ｋy，Ｘoを記憶する必要がなく全機種共通のもので足りることにより、機種別に何種類もの制御ユニット７，１０を生産する煩雑さを避けることができ、生産管理が行い易くなる。また、組立時・故障交換時においては全機種共通の制御ユニット７，１０，１１に対し機種別のメモリーカード３０を組み合わせることとなり、制御ユニットの組み合わせを誤る問題は生じ得ない。
【００４４】
したがって本実施例によれば、性能向上の際にはメモリカード３０のみを交換すれば足り制御ユニット７，１０，１１の交換は不要であるので性能向上が安価に行える。また、制御ユニット７，１０，１１は量産が可能であるので安価に製造することができ、さらに制御ユニット１１は高価な入出力機器及びそれに付属する機器がなく安価に製造できる。したがって制御ユニット全体のコスト減を図れる。なお、これらの効果は制御ユニットが１個の場合、すなわち制御ユニット７のみ若しくは１０のみの場合についても同様に得られる。
【００４５】
また本実施例によれば、機種に対応した基本データＴr，Ｘo，Ｋyは制御ユニット１１のメモリカード３０が記憶し、制御ユニット７，１０はそれぞれ全機種共通のものを用意すれば足りるので、この２つの制御ユニットについて機種別に何種類も生産する煩雑さを避けることができ制御ユニットの生産管理が行い易くなる。また組立時・故障交換時においては、全機種共通の制御ユニット７，１０，１１に対し機種に対応したメモリカード３０を装着するだけの容易な作業となり、制御ユニットの組み合わせの誤りといった問題は生じえない。よって信頼性を向上できる。
【００４６】
なお以上の実施例において、この基本データの通信手順におけるＳＩ／Ｏの機能は本発明を規制するものではなく、ＬＡＮなどに使用するＬＳＩを使用したり、パラレル信号で通信する方法などほかの手段でも良い。また通信データの構成も本実施例に示したものに限定されるものではなく、固定データ長としてスタートコード及び終了コードを省略する、あるいはデータを全て文字コードに変換して通信するなど制御ユニット間で整合が取れればどのような構成でも良い。さらに脱着可能な記憶手段としてメモリカードを使用したが、その他ＲＯＭメモリとソケットの組み合わせなど他の方法でも良い。また本実施例では油圧ポンプ、およびコントロールバルブの制御ユニットについて示したが建設機械として考えられる他の制御ユニット、例えばエンジン用、モニタ表示用などに適用することもできる。
【００４７】
【発明の効果】
本発明によれば、性能向上の際保持手段のみ交換すれば足り第１及び第２の制御ユニットの交換は不要であるので、性能向上を安価に行うことができる。また第１及び第２の制御ユニットはそれぞれ全機種共通となるので、それぞれ量産が可能となって安価に製造することができ、制御ユニット全体のコスト減を図れる。
【００４８】
また本発明によれば、複数の第１の制御ユニットはそれぞれ全機種共通のもので足りるので制御ユニットの生産管理が行い易くなる。また組立時・故障交換時に制御ユニットの組み合わせを誤る問題は起こりえず、信頼性を向上できる。
【００４９】
さらに保持手段は第２の制御ユニットに着脱可能であるので、性能向上の際の交換作業を容易に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例の油圧回路の電子制御装置の全体構成図である。
【図２】制御ユニットの構成図である。
【図３】制御ユニットの構成図である。
【図４】制御ユニットの構成図である。
【図５】シリアルインターフェイスを使用した通信方法の一例を示す図である。
【図６】制御ユニットのＲＯＭに格納された制御手順を示すフローチャートである。
【図７】制御手順の詳細を示すフローチャートである。
【図８】データ通信におけるデータ構成を示す図である。
【図９】制御ユニットのＲＯＭに格納された制御手順を示すフローチャートである。
【図１０】制御手順の詳細を示すフローチャートである。
【図１１】制御ユニットのＲＯＭに格納された制御手順を示すフローチャートである。
【図１２】従来技術による油圧回路の電子制御装置の全体構成図である。
【図１３】制御ユニットの構成図である。
【図１４】制御ユニットの構成図である。
【図１５】制御ユニットのＲＯＭに格納された制御手順を示すフローチャートである。
【図１６】制御ユニットのＲＯＭに格納された制御手順を示すフローチャートである。
【符号の説明】
７ 制御ユニット
１０ 制御ユニット
１１ 制御ユニット
２１ａ〜ｅ 中央演算装置（ＣＰＵ）
２２ａ〜ｅ リードオンリーメモリ（ＲＯＭ）
２３ａ〜ｅ ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）
２７ａ〜ｃ シリアルインターフェイス（ＳＩ／Ｏ）
２９ メモリーカードインターフェイス
３０ メモリーカード
【産業上の利用分野】
本発明は、油圧ショベル、油圧クレーン等の油圧機械に用いる油圧駆動回路、原動機などの制御装置に係わり、特に、複数の制御ユニットを備えた油圧回路の電子制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、油圧ショベル、油圧クレーン等油圧駆動方式により作業装置を駆動する建設機械において、種々の作業に適応するための高機能化、操作性の改善、省エネルギー化等を目的として油圧駆動装置、原動機などの電子制御化が進められている。図１２にその一例である油圧回路の電子制御装置の全体構成を示す。
【０００３】
図１２において、油圧回路は、油圧ポンプ１０１、油圧ポンプ１０１の吐出した圧油により駆動されるアクチュエータ１０２、油圧回路１０１とアクチュエータ１０２との間に接続されアクチュエータ１０２に供給される圧油の流量を制御するコントロールバルブ１０３とを有する。
油圧ポンプ１０１は圧力検出器１０５及び斜板位置検出器１０６によって吐出圧と斜板１０１ａの傾転角とが検出され、それぞれの圧力信号Ｐd1及び斜板位置信号θ1は制御ユニット１１２に入力される。制御ユニット１１２はこれを基に斜板位置制御装置１０８を介して油圧ポンプ１０１の斜板１０１ａの位置を調整し、油圧ポンプ１０１の押しのけ容積即ち吐出流量を制御する。
コントロールバルブ１０３は、操作レバー１０４の操作信号Ｘ1に基づく制御ユニット１１３からの信号によって電磁弁１０３Ｌ及び１０３Ｒの開度が調整され、アクチュエータ１０２あるいはタンク１０９への圧油の方向及び流量を制御する。
制御ユニット１１２の構成を図１３に示す。
図１３において、制御ユニット１１２は、圧力検出器１０５の圧力信号Ｐd1と斜板検出器１０６からの斜板位置信号θ1とを入力してデジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換器１２０ｄ、中央演算装置（ＣＰＵ）１２１ｄ、制御手順のプログラムや制御に必要な基本データを格納するリードオンリーメモリ（ＲＯＭ）１２２ｄ、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）１２３ｄ、出力用のインターフェイス（Ｉ／Ｏ）１２４ｄ、及び油圧ポンプ１０１の斜板１０１ａの駆動信号を斜板制御装置１０８へ出力する増幅器１２５から構成される。
【０００４】
制御ユニット１１３の構成を図１４に示す。制御ユニット１１２と共通の部品は添字を除いて共通の番号で示す。
図１４において、制御ユニット１１３は、操作レバー１０４からの操作信号Ｘ1をデジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換器１２０ｅと、デジタル信号をアナログ信号に再変換するＤ／Ａ変換器１２６ｅとを有する。Ｄ／Ａ変換器１２６ｅからの信号は増幅器１２８Ｌ，１２８Ｒにより増幅され、電磁弁１０３Ｌ，１０３Ｒを介して出力される。
【０００５】
制御ユニット１１２のＲＯＭ１２２ｄに格納された制御手順のフローチャートを図１５に示す。
まず手順５００において、Ａ／Ｄ変換器１２０ｄを介し圧力検出器１０５からの圧力信号Ｐd1及び斜板検出器１０６からの斜板位置信号θ1を読み込む。
次に手順５１０において、圧力信号Ｐd1と予めＲＯＭ１２２ｄに記憶された油圧ポンプ目標吸収トルクＴr1とを次の式に代入することにより目標傾転角θr1を演算する。
θr1＝ Ｃ・Ｔr1／Ｐd1
この時のＴr1はこの油圧回路を使用する機種によって固有の値となる。
次に手順５２０において、目標傾転角θr1に斜板位置信号θ1が一致するように斜板制御装置１０８に制御信号が出力されて傾転角の制御が行われ、このフローを終了して手順５００に戻る。
【０００６】
制御ユニット１１３のＲＯＭ１２２ｅに格納された制御手順のフローチャートを図１６に示す。
まず手順６００において、Ａ／Ｄ変換器１２０ｅを介して操作レバー１０４からの操作信号Ｘ1を読み込む。
次に手順６１０において、操作信号Ｘ1と、予めＲＯＭ１２２ｅに記憶された演算係数Ｋy1及び不感帯の値Ｘo1とを用いて、以下の式によりコントロールバルブ１０３のバルブ操作量Ｙ3，Ｙ4を演算する。
Ｘ1≧０のとき
Ｙ3＝Ｋy1・（Ｘ1−Ｘo1）
Ｙ4＝０
Ｘ1＜０のとき
Ｙ3＝０
Ｙ4＝Ｋy1・（｜Ｘ1｜−Ｘo1）
この時のＫy1，Ｘo1はこの油圧回路が使用される機種によって固有の値となる。
次に手順６２０において、Ｄ／Ａ変換器１２６ｅ、増幅器１２８Ｌ，１２８Ｒを介しバルブ操作量Ｙ3，Ｙ4をコントロールバルブ１０３へ出力し、このフローを終了して手順６００に戻る。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記構成の従来技術においては以下に示す４つの問題点が存在する。
まず、制御ユニットの数が複数個でも１個でも生じる問題には次のものがある。
▲１▼制御ユニット１１２または１１３は、検出信号の入力、データの処理、機器駆動信号の出力のすべてを行うことから、上記のようにＡ／Ｄ変換器１２０ｄ，１２０ｅ、Ｉ／Ｏインターフェイス１２４ｄ、増幅器１２５等の高価な入出力機器を必要とし、またこれに伴って大容量の電源及び大面積の基板を必要とし、制御ユニットの単価は高価となる。したがって、性能向上を目的に基本データを変更する際、高価な制御ユニット１１２または１１３そのものをそのつど交換する必要があり不経済である。
【０００８】
▲２▼制御ユニット１１２及び１１３はこの油圧回路が使用される油圧機械の機種が異なるとき、制御ユニット１１２同士或いは制御ユニット１１３同士でそれぞれ基本データＴ r1 、Ｋ y1 、Ｘ o1 以外の制御プログラムは共通であるが、先の図１５及び図１６に示したように演算で使用する基本データＴr1，Ｋy1，Ｘo1は機種に応じて異なる。したがって、制御ユニット１１２及び１１３は、それぞれ、制御プログラムが共通にも係わらず機種別に多種類の制御ユニットを用意しなくてはならないため、この点でも制御ユニット１１２及び１１３は高価となる。また、生産管理が煩雑になる。
【０００９】
また、制御ユニットが複数個の場合に生じる問題には以下のものがある。
▲３▼上記▲２▼の理由により機種別に多種類の制御ユニットが存在するため、制御ユニットが複数個ある場合は、組立時に制御ユニット１１２と１１３の組み合わせを誤る可能性がある。
【００１０】
▲４▼故障時に制御ユニット１１２あるいは１１３の交換する際にも▲３▼と同様の誤りが起こる可能性がある。
【００１１】
本発明の第１の目的は、性能向上を安価に行うことができる油圧回路の電子制御装置を提供することである。
【００１２】
本発明の第２の目的は、基本データの違いだけのために何種類もの制御ユニットを生産しなくてはならない煩雑さを避け、生産管理を容易にする油圧回路の電子制御装置を提供することである。
本発明の第３の目的は、複数の制御ユニットがあっても、組立時や修理時に制御ユニットの組み合わせを誤ることのない油圧回路の電子制御装置を提供することである。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
上記第１、第２及び第３の目的を達成するために、本発明は、複数の第１の制御ユニットを備え、前記複数の第１の制御ユニットは、油圧回路を使用する油圧建設機械の機種に固有の一組の基本データを用いて制御演算を行い、前記油圧回路に係わる複数の部位をそれぞれ制御する電子制御装置において、前記一組の基本データを記憶する保持手段と、前記複数の第１の制御ユニット及び前記保持手段とは別の基本データ読込送信専用の第２の制御ユニットを設け、前記第２の制御ユニットは、前記保持手段から前記複数の第１の制御ユニットのそれぞれが制御演算で用いる機種に固有の一組の基本データを読み込む手段と、前記複数の第１の制御ユニット及び第２の制御ユニットの起動時にその読み込んだ一組の基本データを前記複数の第１の制御ユニットに送信する第１の通信手段を有し、前記複数の第１の制御ユニットは、それぞれ、前記複数の第１の制御ユニット及び第２の制御ユニットの起動時に前記第２の制御ユニットから送信される一組の基本データのうちの自身に該当するものを受信する第２の通信手段と、受信した基本データを記憶する手段と、通常制御時にその記憶した基本データを用い、前記第２の制御ユニットからの受信データ無しで前記複数の第１の制御ユニットにそれぞれ予め記憶したプログラムにより前記制御演算を行う手段とを有するものとする。
【００１５】
好ましくは、前記油圧回路の電子制御装置において、前記保持手段は、前記第２の制御ユニットに着脱可能に設けられることを特徴とする油圧回路の電子制御装置が提供される。
【００１６】
【作用】
以上のように構成した本発明においては、機種に対応した基本データは保持手段のみが記憶することにより、第１及び第２の制御ユニットはそれぞれ全機種共通のものを用いて性能向上の際に保持手段のみを交換すれば足り、制御ユニットの交換は不要となる。したがって性能向上が安価に行える。また、第１及び第２の制御ユニットはそれぞれ全機種共通となるので、それぞれ量産が可能であり安価に製造することができ、制御ユニット全体のコストを安価にできる。
【００１７】
また本発明においては、機種に対応した基本データは保持手段のみが記憶することにより、第１の制御ユニットは基本データの記憶を必要としないのでそれぞれ全機種共通のものを用意すれば足りる。よって機種別に何種類もの第１の制御ユニットを生産する煩雑さを避けることができ、生産管理が行い易くなる。また組立時・故障交換時においては全機種共通の第１の制御ユニット及び第２の制御ユニットに対して機種別の保持手段を組み合わせることとなり、制御ユニットの組み合わせを誤る問題は生じ得ない。
【００１８】
また前記保持手段は前記第２の制御ユニットに着脱可能とすることにより、性能向上の際の交換作業を容易に行える。
【００１９】
【実施例】
以下、本発明の一実施例を図１〜図１１により説明する。
本実施例の油圧回路の電子制御装置の全体構成を図１に示す。
図１において、油圧回路は、油圧ポンプ１、油圧ポンプ１の吐出した圧油により駆動されるアクチュエータ２、油圧回路１とアクチュエータ２との間に接続されアクチュエータ２に供給される圧油の流量を制御するコントロールバルブ３とを有する。
油圧ポンプ１は圧力検出器５及び斜板位置検出器６によって吐出圧と斜板１ａの傾転角とが検出され、それぞれの圧力信号Ｐd及び斜板位置信号θは制御ユニット７に入力される。制御ユニット７はこれを基に斜板位置制御装置８を介して油圧ポンプ１の斜板１ａの位置を調整し、油圧ポンプ１の押しのけ容積即ち吐出流量を制御する。
コントロールバルブ３は、操作レバー４の操作信号Ｘにもとづく制御ユニット１０からの信号によって電磁弁３Ｌ及び３Ｒの開度が調整され、アクチュエータ２あるいはタンク９への圧油の方向及び流量を制御する。
制御ユニット１１は、脱着可能なメモリカード（後述）に基本データＴr，Ｋy，Ｘo（後述）を記憶し、制御ユニット７及び１０との間でその基本データの通信を行う。
【００２０】
制御ユニット７の構成を図２に示す。
図２において、制御ユニット７は、圧力検出器５の圧力信号Ｐdと斜板検出器６からの斜板位置信号θとを入力してデジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換器２０ａ、中央演算装置（ＣＰＵ）２１ａ、制御手順のプログラムや制御に必要な基本データを格納するリードオンリーメモリ（ＲＯＭ）２２ａ、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）２３ａ、出力用のインターフェイス（Ｉ／Ｏ）２４ａ、油圧ポンプ１の斜板１ａへの駆動信号を斜板制御装置８へ出力する増幅器２５、及びＣＰＵ２１ａの指令で他の制御ユニット１０，１１とデータの通信を行うシリアルインターフェイス（ＳＩ／Ｏ）２７ａから構成される。
【００２１】
制御ユニット１０の構成を図３に示す。制御ユニット７と共通の部品は添字を除いて共通の番号で示す。
図３において、制御ユニット１０のＣＰＵ２１ｂ、ＲＯＭ２２ｂ、及びＲＡＭ２３ｂは、制御ユニット７と同様である。また制御ユニット１０は、操作レバー４からの操作信号Ｘをデジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換器２０ｂと、デジタル信号をアナログ信号に再変換するＤ／Ａ変換器２６ｂとを有する。Ｄ／Ａ変換器２６ｂからの信号は増幅器２８Ｌ，２８Ｒにより増幅され、それぞれコントロールバルブ３の電磁弁３Ｌ，３Ｒへ出力される。またシリアルインターフェイス（ＳＩ／Ｏ）２７ｂは、ＣＰＵ２１ｂの指令で他の制御ユニット７，１１とデータの通信を行う。
【００２２】
制御ユニット１１の構成を図４に示す。制御ユニット７，１０と共通の部品は添字を除いて共通の番号で示す。
図４において、制御ユニット１１のＣＰＵ２１ｃ、ＲＯＭ２２ｃ、及びＲＡＭ２３ｃは、他の制御ユニット７及び１０と同様である。またシリアルインターフェイス（ＳＩ／Ｏ）２７ｃはＣＰＵ２１ｃの指令で他の制御ユニット７，１０とデータの通信を行う。さらに制御ユニット１１には、基本データを記憶する脱着可能なメモリカード３０と、メモリカード３０とＣＰＵ２１ｃとの間のデータ授受のためのメモリーカードインターフェイス２９とが設けられている。
【００２３】
以上の構成において、制御ユニット７，１０，１１のシリアルインターフェイス（ＳＩ／Ｏ）２７ａ〜ｃを使用して行われる通信方法の一例を図５に示す。
図５は制御ユニット１１から制御ユニット７へ通信を行う場合の通信方法の例を示している。図５において、制御ユニット１１のＳＩ／Ｏ ２７ｃは、ＣＰＵ２１ｃから送られてきたパラレルの１データをビットごとにシリアルの時系列のデータに変換し、通信先である制御ユニット７のＳＩ／Ｏ ２７ａへ送信する。制御ユニット７のＳＩ／Ｏ ２７ａは１ビットずつ時系列的に送られてきたシリアルのデータを受け取って、再びパラレルの１データに変換する。
ＣＰＵ２１ａは、ＳＩ／Ｏ ２７ａの状態を見ていて、ＳＩ／Ｏ ２７ａからパラレルのデータが入力されるとそのデータを読み込む。
以上の動作を繰り返すことによって複数のデータの通信を行うことができる。これらのＳＩ／Ｏは市販のＬＳＩとして簡単に入手することができるものである。
【００２４】
また、以上の構成の各制御ユニット７，１０，１１において、ＲＯＭ２２ａ〜２２ｃに格納された制御手順のフローチャートを図６〜図８に示す。
ＲＯＭ２２ｃに格納された制御ユニット１１の制御手順を図６に示す。
まず手順３００において、制御ユニット７での制御演算に使用する基本データである油圧ポンプ１の目標吸収トルクＴrと制御ユニット１０での制御演算に使用する演算係数Ｋy及び不感帯の値Ｘoとをメモリカードインターフェイス２９を介してメモリカード３０から読み込む。
【００２５】
次に手順３１０において、ＳＩ／Ｏ ２７ｃを介して制御ユニット７のＳＩ／Ｏ ２７ａへ基本データＴrを送信する。その後手順３２０において同様にＳＩ／Ｏ ２７ｃを介して制御ユニット１０のＳＩ／Ｏ ２７ｂへ基本データＫy，Ｘoを送信する。このとき基本データＴr，Ｋy，Ｘoは、これらが一組となって特定の一機種に対応している。
【００２６】
上記手順のうちの手順３１０の詳細を図７に示す。
まず最初に手順３１１において、制御ユニット１１のＳＩ／Ｏ ２７ｃの初期設定、すなわちシリアル通信における１データのビット数、通信速度などを設定する。
【００２７】
次に手順３１２において、ＳＩ／Ｏ ２７ｃを介して制御ユニット７のＳＩ／Ｏ ２７ａへ基本データＴrを送信する。この際のデータ構成を図８（ａ）に示す。制御ユニット７のＳＩ／Ｏ ２７ａへの送信は、データの始まりを示すスタートコード、データを受信した制御ユニットが自分への送信であることを識別するための送り先アドレス（この場合は制御ユニット７の番号）、具体的なＴrの値であるＴrデータ、及びデータの終わりを示す終了コードを一組のデータとして送信する（図８（ａ））。すなわち、図５に示したＳＩ／Ｏ ２７ｃとＳＩ／Ｏ ２７ａとによる通信手順を、スタートコード・送り先アドレス・Ｔrデータ・終了コードの４回行って送信することになる。
【００２８】
次に手順３１３へ移り、制御ユニット７からの応答を受信したかを判定する。すなわち制御ユニット７は予め制御ユニット１１から手順３１２において送信されたデータを受信するとそれに対して応答を返すようにしておく（後述）。この応答データは、スタートコード、どの制御ユニットからの応答であるかを示す送り元アドレス、応答コード、終了コードの一組のデータにより構成されている。これを図８（ｂ）に示す。この際は、制御ユニット７のＳＩ／Ｏ ２７ａが図５に示した通信手順を逆にして４回行って送信し、その一組のデータを制御ユニット１１のＳＩ／Ｏ ２７ｃが受信することになる。ここで制御ユニット７からのデータ受信がない場合は手順３１４へ行く。
【００２９】
手順３１４では、制御ユニット７からの応答遅れを考慮して一定時間経過したかどうかを判定する。経過していなければ再度手順３１３に戻り制御ユニット７からの応答の有無を判定する。経過している場合は手順３１２へ戻って再度制御ユニット７へデータを送信する。制御ユニット７が通信準備ができていなかったために制御ユニット１１からのデータを受信できず、応答を返すことができなかったとみなすのである。
【００３０】
一方手順３１３において制御ユニット７からの応答の受信を確認した場合は、手順３２０へ移って制御ユニット１０へ基本データＫy，Ｘoを送信する。この手順は手順３１０とほぼ同様である。すなわち制御ユニット１１のＳＩ／Ｏ ２７ｃから制御ユニット１０のＳＩ／Ｏ ２７ｂへ送信するデータは、送り先アドレスが制御ユニット１０となり、またＫyデータ及びＸoデータの２つの基本データを送信するので全部で５データで一組となる（図８（ｃ））。また制御ユニット１０からの応答データは、送り元アドレスが制御ユニット１０になる以外は図８（ｂ）と同じ構成である（図８（ｄ））。
【００３１】
手順３２０が終了すると制御ユニット１１による制御は終了する。
【００３２】
ＲＯＭ２２ａに格納された制御ユニット７の制御手順を図９に示す。
まず手順１３０において、ＳＩ／Ｏ ２７ａを介し制御ユニット１１のＳＩ／Ｏ ２７ｃから制御演算に使用する基本データである油圧ポンプ１の目標吸収トルクＴrを読み込みＲＡＭ２３ａに記憶する。
【００３３】
次に手順１００において、Ａ／Ｄ変換器２０ａを介し圧力検出器５からの圧力信号Ｐd及び斜板検出器６からの斜板位置信号θを読み込む。
【００３４】
次に手順１１０において、圧力信号ＰdとＲＡＭ２３ａに記憶された油圧ポンプ目標吸収トルクＴrとを次の式に代入することにより目標傾転角θrを演算する。
θr＝ Ｃ・Ｔr／Ｐd
このときのＴrはこの油圧回路を使用する機種によって固有の値となる。
次に手順１２０において、目標傾転角θrに斜板位置信号θが一致するように斜板制御装置１０８に制御信号が出力されて油圧ポンプ１の傾転角の制御が行われこのフローを終了して手順１００に戻る。
【００３５】
上記手順のうちの手順１３０の詳細を図１０に示す。
図１０において、まず手順１３１で制御ユニット７のＳＩ／Ｏ ２７ａの初期設定、すなわちシリアル通信における１データのビット数、通信速度などを設定する。次に手順１３２において、制御ユニット１１から基本データＴrを受信したかどうかを判定する。受信していない場合はデータを受信するまで手順１３２を繰り返す。受信していた場合は手順１３３へ移る。
【００３６】
手順１３３においては、制御ユニット１１からのデータのうち送り先アドレスが自分自身即ち制御ユニット７であるかどうかを判定する。自分自身のアドレスでないと判定された場合は手順１３２へ戻り再び制御ユニット１１からの通信を待つ。自分自身のアドレスであると判定された場合は手順１３４へ移る。
【００３７】
手順１３４では制御ユニット１１から受信したＴrの値をＲＡＭ２３ａに記憶する。その後手順１３５へ移り制御ユニット１１のＳＩ／Ｏ ２７ｃへ応答を送信する。
【００３８】
上記手順１３１〜１３５が終了すると、手順１００へ移り通常の制御を開始する。
【００３９】
ＲＯＭ２２ｂに格納された制御ユニット１０の制御手順を図１１に示す。
まず手順２３０において、ＳＩ／Ｏ ２７ｂを介し制御ユニット１１のＳＩ／Ｏ ２７ｃから制御演算に使用する基本データである演算係数Ｋy、不感帯の値Ｘoを読み込みＲＡＭ２３ｂに記憶する。この手順は、制御ユニット７の制御手順のうち図１０に示した手順１３０とほぼ同様であり、受信するデータがＫyデータ及びＸoデータを含む図８（ｃ）に示すものとなること、及び制御ユニット１１への応答が図８（ｄ）のものとなることが異なるだけである。
【００４０】
次に手順２００において、Ａ／Ｄ変換器２０ｂを介して操作レバー４からの操作信号Ｘを読み込む。
その後に手順２１０において、操作信号Ｘと、手順２３０でＲＡＭ２３ｂに読み込んだＫy及びＸoを用いて、以下の式によりコントロールバルブ３のバルブ操作量Ｙ1，Ｙ2を演算する。
Ｘ≧０のとき
Ｙ1＝Ｋy・（Ｘ−Ｘo）
Ｙ2＝０
Ｘ＜０のとき
Ｙ1＝０
Ｙ2＝Ｋy・（｜Ｘ｜−Ｘo）
このときのＫy，Ｘoはこの油圧回路が使用される機種によって固有の値となる。
次に手順２２０において、Ｄ／Ａ変換器２６ｂ、増幅器２８Ｌ,２８Ｒを介しコントロールバルブ３へバルブ操作量Ｙ1，Ｙ2を出力し、このフローを終了して手順２００に戻る。
【００４１】
以上の３台の制御ユニットの構成により、本発明の制御装置の電源が入り制御ユニットが起動すると、まず制御ユニット１１と制御ユニット７との間で基本データＴrの通信が行われる。これが終了すると制御ユニット７は通常の制御を開始する。
その後制御ユニット１１と制御ユニット１０との間で基本データＫy，Ｘoの通信が行われる。これが終了すると制御ユニット１０は通常の制御を開始する。
【００４２】
以上において、各機種ごとの異なる基本データＴr，Ｋy，Ｘoはメモリカード３０に記憶されていることより、制御ユニット７，１０，１１は、それぞれ全機種共通のものを使用し、性能向上の際にはメモリカード３０のみを交換すれば足り、制御ユニット７，１０，１１の交換は不要となる。よって性能向上が安価に行える。
【００４３】
また、制御ユニット７，１０は基本データＴr，Ｋy，Ｘoを記憶する必要がなく全機種共通のもので足りることにより、機種別に何種類もの制御ユニット７，１０を生産する煩雑さを避けることができ、生産管理が行い易くなる。また、組立時・故障交換時においては全機種共通の制御ユニット７，１０，１１に対し機種別のメモリーカード３０を組み合わせることとなり、制御ユニットの組み合わせを誤る問題は生じ得ない。
【００４４】
したがって本実施例によれば、性能向上の際にはメモリカード３０のみを交換すれば足り制御ユニット７，１０，１１の交換は不要であるので性能向上が安価に行える。また、制御ユニット７，１０，１１は量産が可能であるので安価に製造することができ、さらに制御ユニット１１は高価な入出力機器及びそれに付属する機器がなく安価に製造できる。したがって制御ユニット全体のコスト減を図れる。なお、これらの効果は制御ユニットが１個の場合、すなわち制御ユニット７のみ若しくは１０のみの場合についても同様に得られる。
【００４５】
また本実施例によれば、機種に対応した基本データＴr，Ｘo，Ｋyは制御ユニット１１のメモリカード３０が記憶し、制御ユニット７，１０はそれぞれ全機種共通のものを用意すれば足りるので、この２つの制御ユニットについて機種別に何種類も生産する煩雑さを避けることができ制御ユニットの生産管理が行い易くなる。また組立時・故障交換時においては、全機種共通の制御ユニット７，１０，１１に対し機種に対応したメモリカード３０を装着するだけの容易な作業となり、制御ユニットの組み合わせの誤りといった問題は生じえない。よって信頼性を向上できる。
【００４６】
なお以上の実施例において、この基本データの通信手順におけるＳＩ／Ｏの機能は本発明を規制するものではなく、ＬＡＮなどに使用するＬＳＩを使用したり、パラレル信号で通信する方法などほかの手段でも良い。また通信データの構成も本実施例に示したものに限定されるものではなく、固定データ長としてスタートコード及び終了コードを省略する、あるいはデータを全て文字コードに変換して通信するなど制御ユニット間で整合が取れればどのような構成でも良い。さらに脱着可能な記憶手段としてメモリカードを使用したが、その他ＲＯＭメモリとソケットの組み合わせなど他の方法でも良い。また本実施例では油圧ポンプ、およびコントロールバルブの制御ユニットについて示したが建設機械として考えられる他の制御ユニット、例えばエンジン用、モニタ表示用などに適用することもできる。
【００４７】
【発明の効果】
本発明によれば、性能向上の際保持手段のみ交換すれば足り第１及び第２の制御ユニットの交換は不要であるので、性能向上を安価に行うことができる。また第１及び第２の制御ユニットはそれぞれ全機種共通となるので、それぞれ量産が可能となって安価に製造することができ、制御ユニット全体のコスト減を図れる。
【００４８】
また本発明によれば、複数の第１の制御ユニットはそれぞれ全機種共通のもので足りるので制御ユニットの生産管理が行い易くなる。また組立時・故障交換時に制御ユニットの組み合わせを誤る問題は起こりえず、信頼性を向上できる。
【００４９】
さらに保持手段は第２の制御ユニットに着脱可能であるので、性能向上の際の交換作業を容易に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例の油圧回路の電子制御装置の全体構成図である。
【図２】制御ユニットの構成図である。
【図３】制御ユニットの構成図である。
【図４】制御ユニットの構成図である。
【図５】シリアルインターフェイスを使用した通信方法の一例を示す図である。
【図６】制御ユニットのＲＯＭに格納された制御手順を示すフローチャートである。
【図７】制御手順の詳細を示すフローチャートである。
【図８】データ通信におけるデータ構成を示す図である。
【図９】制御ユニットのＲＯＭに格納された制御手順を示すフローチャートである。
【図１０】制御手順の詳細を示すフローチャートである。
【図１１】制御ユニットのＲＯＭに格納された制御手順を示すフローチャートである。
【図１２】従来技術による油圧回路の電子制御装置の全体構成図である。
【図１３】制御ユニットの構成図である。
【図１４】制御ユニットの構成図である。
【図１５】制御ユニットのＲＯＭに格納された制御手順を示すフローチャートである。
【図１６】制御ユニットのＲＯＭに格納された制御手順を示すフローチャートである。
【符号の説明】
７ 制御ユニット
１０ 制御ユニット
１１ 制御ユニット
２１ａ〜ｅ 中央演算装置（ＣＰＵ）
２２ａ〜ｅ リードオンリーメモリ（ＲＯＭ）
２３ａ〜ｅ ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）
２７ａ〜ｃ シリアルインターフェイス（ＳＩ／Ｏ）
２９ メモリーカードインターフェイス
３０ メモリーカード
Claims (2)
- 複数の第１の制御ユニットを備え、前記複数の第１の制御ユニットは、油圧回路を使用する油圧建設機械の機種に固有の一組の基本データを用いて制御演算を行い、前記油圧回路に係わる複数の部位をそれぞれ制御する電子制御装置において、
前記一組の基本データを記憶する保持手段と、前記複数の第１の制御ユニット及び前記保持手段とは別の基本データ読込送信専用の第２の制御ユニットを設け、
前記第２の制御ユニットは、前記保持手段から前記複数の第１の制御ユニットのそれぞれが制御演算で用いる機種に固有の一組の基本データを読み込む手段と、前記複数の第１の制御ユニット及び第２の制御ユニットの起動時にその読み込んだ一組の基本データを前記複数の第１の制御ユニットに送信する第１の通信手段を有し、
前記複数の第１の制御ユニットは、それぞれ、前記複数の第１の制御ユニット及び第２の制御ユニットの起動時に前記第２の制御ユニットから送信される一組の基本データのうちの自身に該当するものを受信する第２の通信手段と、受信した基本データを記憶する手段と、通常制御時にその記憶した基本データを用い、前記第２の制御ユニットからの受信データ無しで前記複数の第１の制御ユニットにそれぞれ予め記憶したプログラムにより前記制御演算を行う手段とを有することを特徴とする油圧回路の電子制御装置。 - 請求項１記載の油圧回路の電子制御装置において、前記保持手段は、前記第２の制御ユニットに着脱可能に設けられることを特徴とする油圧回路の電子制御装置。
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