JP4070478B2 - 建設機械のエンジン制御装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は油圧ショベル等の建設機械に設けられ、車体コントローラで演算・設定した目標エンジン回転数をエンジンコントローラに送り、エンジンコントローラでエンジンを制御する建設機械のエンジン制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
油圧ショベル等の建設機械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（以下、単にエンジンという）には、モータ駆動のメカニカルガバナを用いて燃料噴射制御を行うメカニカルガバナ方式と、電子制御によりバルブを開閉して燃料噴射制御を行う電子制御方式とがあり、近年、制御の多様化に伴い電子制御方式が増えつつある。
【０００３】
図１２にメカニカルガバナ方式を示し、図１３及び図１４に電子制御方式を示す。
【０００４】
図１２において、メカニカルガバナ方式は車体コントローラ１０５を備え、車体コントローラ１０５はエンジンコントロールダイヤル（以下、ＥＣダイヤルという）１０４からの電圧信号に基づき目標エンジン回転を演算する。また、車体コントローラ１０５はエンジンコントロールモータ（以下、ＥＣモータという）１０３を回動し、ガバナ１０２を操作することで目標エンジン回転数となるようエンジン回転数を制御する。
【０００５】
図１３において、電子制御方式では、車体コントローラ２０５とは別にエンジンコントローラ２０３を備えている。車体コントローラ２０５はオートアイドル制御、モード切換制御等のエンジン自動制御システムを搭載しており、エンジンコントロールダイヤル（以下、ＥＣダイヤルという）１０４からの電圧信号に基づき目標エンジン回転を演算する他、それら制御システムが作動しているときはＥＣダイヤル１０４の指示に優先し、その制御システムにより目標回転数を設定する。車体コントローラ２０５は、このようにして演算、設定した目標回転数を対応する電圧（例えばアイドル回転数＝１Ｖ〜最高回転数＝４Ｖ）に変換し、それをハーネス２０６を介してエンジンコントローラ２０３に送る。エンジンコントローラ２０３は、車体コントローラ２０５から入力した電圧信号に基づき燃料調整装置２０２を制御し、目標エンジン回転数となるようエンジン回転数を制御する。
【０００６】
図１４は、図１３に示すものがハーネス２０６を介してエンジンコントローラ２０３に目標エンジン回転数に対応する電圧信号を送るのに対して、車体コントローラ３０５とエンジンコントローラ３０３とを接続する信号線を通信路３０６とし、シリアル通信やＣＡＮ通信によって車体コントローラ３０５からエンジンコントローラ３０３に目標エンジン回転数信号を伝えるものである。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
上述したように建設機械のエンジン制御装置は、制御の多様化への対応のしやすさから電子制御方式に移行しつつある。しかし、電子制御方式では、ハーネス２０６や通信路３０６の信号にノイズが乗ったり、それが断線するとエンジン回転数を制御できなくなり、車体動作に影響を及ぼしたり、エンジンが停止し自走での移動ができなくなるという問題がある。
【０００８】
例えば、図１３に示す電子制御方式では、車体コントローラ２０５が目標エンジン回転数として例えばアイドル回転数の電圧である１Ｖをエンジンコントローラ２０３に送っているとき、ハーネス２０６の被覆劣化等で、外部から大きな電圧（一種のノイズ）が入力されると、エンジンが吹き上がったり、外部からの電圧の変動に追従し、エンジン回転数が急上昇、急下降し、それが車体動作に影響を及ぼす。また、道路での作業中にハーネス２０６が断線すると、エンジン１０１は停止し自走での移動ができなくなる。
【０００９】
図１４に示す電子制御方式においても、通信路３０６の信号にノイズが乗ったり通信路３０６が断線すると、同様の問題を生じる。
【００１０】
本発明の目的は、電子制御方式のエンジン制御装置において、車体コントローラとエンジンコントローラとを接続する信号線の信号にノイズが乗ったり、それが断線しても、復旧させるまでの間、安定したエンジン回転数制御を実現することのできる建設機械のエンジン制御装置を提供することである。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
（１）上記第１の目的を達成するために、本発明は、エンジン回転指示装置と、このエンジン回転指示装置からの指示に基づき目標エンジン回転数を演算する車体コントローラと、この車体コントローラからの目標エンジン回転数に基づき燃料噴射指令を演算するエンジンコントローラと、前記燃料噴射指令に基づきエンジン回転数を制御する燃料調整装置と、前記車体コントローラから前記エンジンコントローラに車体コントローラで演算した目標エンジン回転数を送る信号線とを備える建設機械のエンジン制御装置において、前記信号線により前記車体コントローラから前記エンジンコントローラに送られる目標エンジン回転数の異常を検出する異常検出手段と、応急用の目標エンジン回転数を生成する手段と、前記異常検出手段で前記目標エンジン回転数の異常が検出されると前記車体コントローラからの目標エンジン回転数を前記応急用の目標エンジン回転数に切り換え、これを前記燃料噴射指令を演算するための目標エンジン回転数として出力する選択手段と、前記エンジン回転指示装置と車体コントローラとの接続を、前記エンジン回転指示装置とエンジンコントローラとの接続に切り換える接続切換手段とを備え、前記応急用の目標エンジン回転数を生成する手段は、前記エンジン回転指示装置と車体コントローラとの接続が前記エンジン回転指示装置とエンジンコントローラとの接続に切り換えられることにより前記エンジン回転数指示装置からの指示を直接入力し、その指示に応じた目標エンジン回転数を演算し前記応急用の目標エンジン回転数とする手段であるものとする。
【００１２】
このように異常検出手段と、応急用の目標エンジン回転数を生成する手段と、選択手段とを設け、目標エンジン回転数の異常が検出されると車体コントローラからの目標エンジン回転数を応急用の目標エンジン回転数に切り換え、これを目標エンジン回転数として出力することにより、信号線の信号にノイズが乗ったり信号線が断線したときは応急用の目標エンジン回転数によりエンジン回転数制御を行うことができるようになり、復旧させるまでの間、応急用の目標エンジン回転数により安定したエンジン回転数制御を実現することができる。その結果、エンジン回転数の急上昇や急降下による車体動作への悪影響を回避し安全に作業を行えるとともに、道路での作業中に断線しても、道路で動けなくなることを防止することができる。
【００１８】
また、接続切換手段を設け、エンジン回転指示装置と車体コントローラとの接続がエンジン回転指示装置とエンジンコントローラとの接続に切り換えられることによりエンジン回転数指示装置からの指示を直接入力し、その指示に応じた目標エンジン回転数を演算し応急用の目標エンジン回転数とすることにより、エンジン回転指示装置と車体コントローラとの接続を、エンジン回転指示装置とエンジンコントローラとの接続に切り換えた後は、応急用の目標エンジン回転数としてエンジン回転数指示装置の指示に応じた目標エンジン回転数が与えることができるので、復旧させるまでの間、エンジン回転数指示装置によりエンジン回転数を制御することができる。
【００１９】
（２）また、上記（１）において、好ましくは、前記選択手段は、最低エンジン回転数を設定する第１手段と、前記異常検出手段で前記目標エンジン回転数の異常が検出されると前記車体コントローラからの目標エンジン回転数を前記最低エンジン回転数に切り換える第２手段と、前記応急用の目標エンジン回転数と前記最低エンジン回転数のうちの大きな方を選択する第３手段とを有するものとする。
【００２０】
これにより異常が検出されると、まず応急用の目標エンジン回転数として最低エンジン回転数が設定されるので、素早く異常事態を回避することができる。また、エンジン回転指示装置と車体コントローラとの接続を、エンジン回転指示装置とエンジンコントローラとの接続に切り換えた後は、上記（１）で述べたように応急用の目標エンジン回転数としてエンジン回転数指示装置の指示に応じた目標エンジン回転数が与えられるので、復旧させるまでの間、エンジン回転数指示装置によりエンジン回転数を制御することができる。
【００２１】
（３）上記（２）において、好ましくは、前記接続切換手段により前記エンジン回転指示装置と車体コントローラとの接続から前記エンジン回転指示装置とエンジンコントローラとの接続に切り換えられたことを検出する接続切換検出手段を更に備え、前記選択手段の第２手段は、前記接続切換検出手段により接続の切換が検出されると前記最低エンジン回転数を保持するものとする。
【００２２】
これにより、信号線が断線と短絡（正常状態）を繰り返したり、信号にノイズが乗ったり乗らなかったりを繰り返すなど、その異常状態が非連続的に発生したとしても、一旦、エンジン回転指示装置とエンジンコントローラとの接続に切り換えた後は、選択手段は常に応急用の目標エンジン回転数を保持するので、その場合でも復旧させるまでの間、安定したエンジン回転数制御を実現することができる。
【００２９】
【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。
【００３０】
図１は、本発明の第１の実施の形態に係わる建設機械のエンジン制御装置の全体構成を示す図である。
【００３１】
図１において、１は建設機械、例えば建設機械の代表例である油圧ショベルに搭載されるエンジンであり、このエンジン１により図示しない油圧ポンプを駆動し、この油圧ポンプから吐出される圧油によりブームシリンダ、アームシリンダ等の各種アクチュエータを駆動し、掘削作業、走行作業等の各種作業を行う。
【００３２】
エンジン１は例えばディーゼルエンジンであり、電子制御の燃料調整装置２を備えている。燃料調整装置２はエンジンコントローラ３からの燃料噴射指令により制御され、エンジン回転数を制御する。
【００３３】
エンジン１の回転指示装置としてエンジンコントロールダイヤル（以下、適宜ＥＣダイヤルという）４が設けられており、ＥＣダイヤル４の指示信号（電圧）は車体コントローラ５に送られる。
【００３４】
車体コントローラ５は、ＥＣダイヤル４の指示信号（電圧）から目標エンジン回転数を演算する。また、車体コントローラ５は、オートアイドル制御、モード切換制御等のエンジン自動制御システムを搭載しており、これら制御システムが作動しているときはＥＣダイヤル４の指示信号（電圧）による目標エンジン回転数に優先し、その制御システムにより設定された目標回転数を出力する。車体コントローラ５は、演算、設定した目標回転数をシリアル通信やＣＡＮ通信によって通信路（信号線）６を介してエンジンコントローラ３に送る。
【００３５】
エンジンコントローラ３は、車体コントローラ５から受け取った目標エンジン回転数に基づき燃料噴射指令を演算し、この燃料噴射指令により燃料調整装置２を制御し、目標エンジン回転数となるようエンジン回転数を制御する。
【００３６】
ＥＣダイヤル４と車体コントローラ５はハーネス７ａ、接続切換スイッチ８、ハーネス７ｂを介して接続される。また、ＥＣダイヤル４はスイッチ８の切換によりハーネス７ａ、スイッチ８、ハーネス７ｃを介してエンジンコントローラ３に直接接続可能となっている。つまり、スイッチ８を切り換えることによりＥＣダイヤル４と車体コントローラ５との接続を、ＥＣダイヤル４とエンジンコントローラ３との接続に切り換えることができる。スイッチ８は例えば操作ピンの傾きを二位置で切り換えるトグルスイッチである。
【００３７】
通信路６にノイズが乗ったり通信路６が断線し、エンジン１が停止したり、エンジン回転数制御ができなくなるような障害が発生すると、オペレータはスイッチ８を切り換えてＥＣダイヤル４からの指示信号を直接エンジンコントローラ３に入力する。エンジンコントローラ３はＥＣダイヤル４の指示信号から目標エンジン回転数を演算し、これを応急用の目標エンジン回転数としてエンジン回転数を制御する。
【００３８】
図２にエンジンコントローラ３の障害発生時の制御機能を機能ブロック図で示す。
【００３９】
図２において、エンジンコントローラ３は、最低回転数設定部１１、異常検出部１２、切り換え部１３、目標エンジン回転数演算部１４、最大値選択部１５の各機能を有している。
【００４０】
最低回転数設定部１１はエンジン１の最低エンジン回転数、例えばアイドル回転数を設定する。
【００４１】
異常検出部１２は、通信路６により車体コントローラ５からエンジンコントローラ３に送られる目標エンジン回転数（通信データ）の異常を検出するものである。
【００４２】
異常検出部１２における異常検出の具体的方法として、通信路６の信号にノイズが乗ることにより生じる通信データ異常は、公知のパリティーチェック、チェックサム、ＣＲＣ等により検出する。また、通信路６の断線或いは短絡は、ある一定時間正常の通信データが来ているかどうかによりチェックし、ある一定時間正常の通信データが来ていなければ断線或いは短絡と判断する。更に、通信データ異常として、通信路６より送られてきた目標回転数が正規の目標回転数範囲（例えば８００〜２２００ｒｐｍ）内にあるかどうかをチェックし、通信路６より送られてきた目標回転数が正規の目標回転数範囲内になければ、車体コントローラとエンジンコントローラの機種の組み合わせが誤っていると判断する。
【００４３】
切り換え部１３は、車体コントローラ５から送られてきた目標エンジン回転数と最低回転数設定部１１で設定された最低エンジン回転数の一方を選択するスイッチであり、異常検出部１２で通信データに異常が検出されないときは、通信で受け取った目標エンジン回転数を選択し、異常が検出されると最低エンジン回転数に切り換える。
【００４４】
目標エンジン回転数演算部１４は、ハーネス７ｃから送られるＥＣダイヤル４の指示信号（電圧）を入力し、その電圧から目標エンジン回転数（応急用の目標エンジン回転数）を演算する。
【００４５】
最大値選択部１５は、切り換え部１３で選択したエンジン回転数と演算部１４で演算した目標エンジン回転数の大きな方を選択し、制御用の目標エンジン回転数とする。
【００４６】
以上において、最低回転数設定部１１、切り換え部１３、最大値選択部１５は、異常検出部（異常検出手段）１２で目標エンジン回転数の異常が検出されると車体コントローラ３からの目標エンジン回転数を応急用の目標エンジン回転数に切り換え、これを燃料噴射指令を演算するための目標エンジン回転数として出力する選択手段を構成する。
【００４７】
このように構成したエンジンコントローラ３では、通信路６により送られてきた目標エンジン回転数データ（通信データ）に異常がないときは、切り換え部１３は通信で受け取った目標エンジン回転数を選択する。このとき、図１に示すスイッチ８は図示の位置にあるため、ＥＣダイヤル入力ハーネス７ｃから送られる電圧は０であり、目標エンジン回転数演算部１４では最低エンジン回転数を演算する。このため、最大値選択部１５では切り換え部１３からの目標エンジン回転数を選択し、それを制御用の目標回転数とする。このため、エンジン回転数は車体コントローラ５から送られる目標エンジン回転数となるよう制御される。
【００４８】
通信路６により送られてきた目標エンジン回転数データの異常が異常検出部１２で検出されると、切り換え部１３は最低エンジン回転数を選択する。このため、最大値選択部１５では、応急用の目標エンジン回転数として、その最低エンジン回転数或いは目標エンジン回転数演算部１４で演算された最低エンジン回転数を選択し、それを制御用の目標回転数とする。このため、エンジン１の回転数は最低回転数まで低下する。
【００４９】
一方、オペレータは、エンジン回転数が低下することにより通信路６の通信データの異常を察知し、図１に示すスイッチ８を図示の位置から切り換え、ＥＣダイヤル４とエンジンコントローラ３とを直接接続する。その結果、目標エンジン回転数演算部１４にはＥＣダイヤル４からの指示信号（電圧）が直接入力され、演算部１４はその電圧に応じた目標エンジン回転数を演算し、それを最大値選択部１５に出力する。このため、最大値選択部１５では、応急用の目標エンジン回転数として、目標エンジン回転数演算部１４からの目標エンジン回転数を選択し、それを制御用の目標回転数とする。これにより通信路６の信号にノイズが乗ったり、断線しても、復旧させるまでの間、安定したエンジン回転数制御を実現することができる。
【００５０】
以上のように本実施の形態によれば、通信路６の信号にノイズが乗ったり通信路６が断線し、エンジン１が停止したり、エンジン回転数制御ができなくなるような障害が発生しても、復旧させるまでの間、目標エンジン回転数演算部１４で演算した目標エンジン回転数（応急用の目標エンジン回転数）により安定したエンジン回転数制御を実現することができる。その結果、エンジン回転数の急上昇や急降下による油圧ショベルの車体動作への悪影響を回避し安全に作業を行えるとともに、道路での作業中に断線しても、道路で動けなくなることを防止することができる。
【００５１】
また、異常が検出されると、まず応急用の目標エンジン回転数として最低エンジン回転数が設定されるので、素早く異常事態を回避することができる。
【００５２】
また、ＥＣダイヤル４とエンジンコントローラ３とを直接接続した後は、応急用の目標エンジン回転数としてＥＣダイヤル４からの指示信号に応じた目標エンジン回転数が演算されるので、復旧させるまでの間、ＥＣダイヤル４によりエンジン回転数を制御することができる。
【００５３】
本発明の第２の実施の形態を図３により説明する。図３は、本実施の形態におけるエンジンコントローラの障害発生時の制御機能を機能ブロック図で示すものであり、図中、図２に示す部分と同等のものには同じ符号を付している。
【００５４】
図３において、エンジンコントローラ３は、最低回転数設定部１１、異常検出部１２、切り換え部１３Ａ、目標エンジン回転数演算部１４、最大値選択部１５の各機能に加え、接続切換検出部１６の機能を有している。
【００５５】
接続切換検出部１６は、スイッチ８を切り換えることでＥＣダイヤル４と車体コントローラ５との接続を、ＥＣダイヤル４とエンジンコントローラ３との接続に切り換えたかどうかを検出するものであり、手動操作手段としての接続切換スイッチ８が操作されたかどうかを検出する操作検出手段を構成する。また、接続切換検出部１６は、ハーネス７ｃ（図１参照）からの入力を監視し、ハーネス７ｃよりＥＣダイヤル４の指示信号（電圧）が入力されると、ＥＣダイヤル４とエンジンコントローラ３との接続に切り換えられたと判断する。
【００５６】
切り換え部１３Ａは、異常検出部１２で通信データ或いは目標エンジン回転数に異常が検出されないときは、通信路６を介して通信で受け取った目標エンジン回転数を選択し、異常が検出されると最低エンジン回転数に切り換えるとともに、接続切換検出部１６によりＥＣダイヤル４とエンジンコントローラ３との接続に切り換えられたことが検出されると、異常検出部１２での判断結果に係わらず最低エンジン回転数に切り換えた状態を保持する。
【００５７】
通信路６の通信データに異常が発生する場合として、例えば通信路６の切断部分が不規則に接触するなどして断線と短絡（正常状態）を繰り返したり、信号にノイズが乗ったり乗らなかったりを繰り返すなど、その異常状態が非連続的に発生する場合がある。このような場合、異常検出部１２の判断結果だけで切り換え部１３Ａの切り換えると、最低回転数設定部１１の最低エンジン回転数と通信路６より受け取った目標エンジン回転数とが交互に選択され、安定したエンジン回転数制御ができなくなる。
【００５８】
本実施の形態によれば、異常検出部１２で通信データに異常が検出された後、オペレータがスイッチ８を切り換え、ＥＣダイヤル４とエンジンコントローラ３との接続に切り換えると、そのことが接続切換検出部１６により検出され、切り換え部１３Ａは最低エンジン回転数を保持する。このため、一旦スイッチ８を切り換えた後は、通信データの異常状態が非連続的に発生しても、切り換え部１３Ａは常に最低エンジン回転数を保持するので、最大値選択部１５では、常に応急用の目標エンジン回転数として、演算部１４で演算した目標エンジン回転数を選択しそれを制御用の目標エンジン回転数とするので、その場合でも安定したエンジン回転数制御を実現することができる。
【００５９】
本発明の第３の実施の形態を図４により説明する。図４は、本実施の形態に係わるエンジン制御装置の全体構成を示す図である。図中、図１に示す部分と同等のものには同じ符号を付している。
【００６０】
図４において、ハーネス７ａ，７ｂには接続切換コネクタ１８の端子１８ａ，１８ｂが設けられており、ＥＣダイヤル４と車体コントローラ５はハーネス７ａ、接続切換コネクタ１８、ハーネス７ｂを介して接続されている。また、ハーネス７ｃにも切換コネクタ１８の端子１８ｃが設けられており、ＥＣダイヤル４はコネクタ１８の端子接続を端子１８ａ，１８ｂから端子１８ａ，１８ｃに切り換えることによりハーネス７ａ、コネクタ１８、ハーネス７ｃを介してエンジンコントローラ３に直接接続可能となっている。
【００６１】
このように本実施の形態においても、コネクタ１８を用いてＥＣダイヤル４と車体コントローラ５との接続を、ＥＣダイヤル４とエンジンコントローラ３との接続に切り換えることができる。
【００６２】
したがって、本実施の形態によっても、第１の実施の形態と同様の効果が得られる。
【００６３】
本発明の第１の参考例を図５及び図６により説明する。図５は、本参考例に係わるエンジン制御装置の全体構成を示す図であり、図６は、本参考例におけるエンジンコントローラの障害発生時の制御機能を機能ブロック図で示すものであり、それぞれ、図１及び図２に示す部分と同等のものには同じ符号を付している。
【００６４】
図５において、ＥＣダイヤル４と車体コントローラ５はハーネス２１を介して接続されている。また、エンジン回転数固定スイッチ２２が入力線２３を介してエンジンコントローラ３Ａに接続され、エンジン回転数固定スイッチ２２をオン（閉成）すると入力線２２を接地線２４に接続し接地状態（ショート）とする。
【００６５】
図６において、エンジンコントローラ３Ａは、一定目標エンジン回転数設定部２５、異常検出部１２、スイッチ操作検出部２６、切り換え部１３Ａの各機能を有している。
【００６６】
一定目標エンジン回転数設定部２５は応急用の目標エンジン回転数としてエンジン１の一定の目標回転数を設定する。
【００６７】
スイッチ操作検出部２６は、エンジン回転数固定スイッチ２２の操作状況を検出するものであり、入力線２２の接地状態を監視し、入力線２２が接地状態になるとエンジン回転数固定スイッチ２２がオンされたと判断する。
【００６８】
切り換え部１３Ａは、異常検出部１２で目標エンジン回転数データ（通信データ）に異常が検出されないときは、通信路６を介して通信で受け取った目標エンジン回転数を選択し、異常が検出されると一定の目標エンジン回転数に切り換えるとともに、スイッチ操作検出部２６によりエンジン回転数固定スイッチ２２がオンされたことが検出されると、異常検出部１２での判断結果に係わらず一定の目標エンジン回転数に切り換えた状態を保持する。
【００６９】
以上のように構成した本実施の形態においては、通信路６により送られてきた目標エンジン回転数データ（通信データ）に異常が検出されると、切り換え部１３Ａは一定の目標エンジン回転数（応急用の目標エンジン回転数）を選択し、それを制御用の目標回転数とする。このため、通信路６の信号にノイズが乗ったり、断線しても、復旧させるまでの間、安定したエンジン回転数制御を実現することができる。
【００７０】
また、このとき、オペレータはエンジン回転数固定スイッチ２２をオンすると、そのことがスイッチ操作検出部２６で検出され、切り換え部１３Ａは一定の目標エンジン回転数を保持する。このため、一旦スイッチ２２をオンした後は、通信データの異常状態が非連続的に発生しても、切り換え部１３Ａは常に一定の目標エンジン回転数を保持し、それを制御用の目標回転数とするので、その場合でも安定したエンジン回転数制御を実現することができる。
【００７１】
したがって、本参考例によっても第１及び第２の実施の形態と同様の効果が得られる。
【００７２】
また、本参考例では、異常が検出されると、直ちに応急用の目標エンジン回転数としてＥＣダイヤル４からの指示信号に応じた目標エンジン回転数が与えられるので、素早くＥＣダイヤル４によりエンジン回転数を制御することができる。
【００７３】
本発明の第２の参考例を図７及び図８により説明する。図７は、本参考例に係わるエンジン制御装置の全体構成を示す図であり、図８は、本参考例におけるエンジンコントローラの障害発生時の制御機能を機能ブロック図で示すものであり、それぞれ、図１及び図２に示す部分と同等のものには同じ符号を付している。
【００７４】
図７において、ＥＣダイヤル４と車体コントローラ５とはハーネス２１を介して接続されている。また、エンジンコントローラ３Ｂはハーネス２１，３１を介してＥＣダイヤル４に直接接続されている。
【００７５】
図８において、エンジンコントローラ３Ｂは、異常検出部１２、切り換え部１３、目標エンジン回転数演算部１４の各機能を有している。
【００７６】
目標エンジン回転数演算部１４は、ハーネス２１，２２から送られるＥＣダイヤル４の指示信号（電圧）を入力し、その電圧から目標エンジン回転数（応急用の目標エンジン回転数）を演算する。
【００７７】
切り換え部１３は、通信路６を介して通信で受け取った目標エンジン回転数と目標エンジン回転数演算部１４で演算した目標エンジン回転数の一方を選択するスイッチであり、異常検出部１２で通信データ或いは目標エンジン回転数に異常が検出されないときは、通信で受け取った目標エンジン回転数を選択し、異常が検出されると目標エンジン回転数演算部１４で演算した目標エンジン回転数に切り換える。
【００７８】
以上のように構成した本参考例においては、通信路６により送られてきた目標エンジン回転数データ（通信データ）に異常が検出されると、切り換え部１３は目標エンジン回転数演算部１４で演算した目標エンジン回転数（応急用の目標エンジン回転数）を選択し、それを制御用の目標回転数とする。このため、通信路６の信号にノイズが乗ったり、通信路６が断線しても、復旧させるまでの間、安定したエンジン回転数制御を実現することができる。
【００７９】
したがって、本参考例によっても第１の実施の形態と同様の効果が得られる。
【００８０】
本発明の第３の参考例を図７及び図９により説明する。本参考例に係わる装置の全体構成は図７に示した第１の参考例のものと同じである。図９は、本参考例におけるエンジンコントローラの障害発生時の制御機能を機能ブロック図で示すものであり、図中、図２及び図８に示す部分と同等のものには同じ符号を付している。
【００８１】
図９において、エンジンコントローラ３Ｂ（図７参照）は、異常検出部１２、切り換え部１３Ａ、目標エンジン回転数演算部１４の各機能に加え、ハンディターミナル設定ＯＮ／ＯＦＦ部３２の機能を有している。
【００８２】
ハンディターミナル設定ＯＮ／ＯＦＦ部３２は、外部のハンディターミナルからの信号を監視し、ハンディターミナルが操作されるとハンディターミナルＯＮを設定するものである。
【００８３】
切り換え部１３Ａは、異常検出部１２で通信データに異常が検出されないときは、通信で受け取った目標エンジン回転数を選択し、異常が検出されると演算部１４で演算した目標エンジン回転数に切り換えるとともに、ハンディターミナル設定ＯＮ／ＯＦＦ部３２でハンディターミナルＯＮが設定されると、異常検出部１２での判断結果に係わらず演算部１４で演算した目標エンジン回転数に切り換えた状態を保持する。
【００８４】
本参考例によれば、異常検出部１２で目標エンジン回転数データ（通信データ）に異常が検出された後、オペレータがハンディターミナルを操作すると、ハンディターミナル設定ＯＮ／ＯＦＦ部３２で ハンディターミナルＯＮが設定され、切り換え部１３Ａは演算部１４で演算した目標エンジン回転数を保持する。このため、一旦ハンディターミナルを操作した後は、通信データの異常状態が非連続的に発生しても、切り換え部１３Ａは常に演算部１４で演算した目標エンジン回転数を保持し、それを制御用の目標エンジン回転数とするので、その場合でも安定したエンジン回転数制御を実現することができる。
【００８５】
本発明の第４の参考例を図１０及び図１１により説明する。図１０は、本参考例に係わるエンジン制御装置の全体構成を示す図であり、図１１は、本参考例におけるエンジンコントローラの障害発生時の制御機能を機能ブロック図で示すものであり、それぞれ、図１、図５及び図７、図２、図６及び図８に示す部分と同等のものには同じ符号を付している。
【００８６】
図１０において、ＥＣダイヤル４と車体コントローラ５とはハーネス２１を介して接続され、エンジンコントローラ３Ｃはハーネス２１，３１を介してＥＣダイヤル４に直接接続されている。また、エンジン回転数固定スイッチ２２が入力線２３を介してエンジンコントローラ３Ｃに接続され、エンジン回転数固定スイッチ２２をオン（閉成）すると入力線２２を接地線２４に接続し接地状態（ショート）とする。
【００８７】
図１１において、エンジンコントローラ３Ｃは、異常検出部１２、切り換え部１３Ａ、目標エンジン回転数演算部１４の各機能に加え、スイッチ操作検出部２６の機能を有している。
【００８８】
スイッチ操作検出部２６は、上述したようにエンジン回転数固定スイッチ２２の操作状況を検出するものであり、入力線２２の接地状態を監視し、入力線２２が接地状態になるとエンジン回転数固定スイッチ２２がオンされたと判断する。
【００８９】
切り換え部１３Ａは、異常検出部１２で目標エンジン回転数データ（通信データ）に異常が検出されないときは、通信路６を介して通信で受け取った目標エンジン回転数を選択し、異常が検出されると演算部１４で演算した目標エンジン回転数（応急用の目標エンジン回転数）に切り換えるとともに、スイッチ操作検出部２６によりエンジン回転数固定スイッチ２２がオンされたことが検出されると、異常検出部１２での判断結果に係わらず演算部１４で演算した目標エンジン回転数に切り換えた状態を保持する。
【００９０】
以上のように構成した本参考例においては、通信路６により送られてきた目標エンジン回転数データ（通信データ）に異常が検出されると、切り換え部１３Ａは目標エンジン回転数演算部１４で演算した目標エンジン回転数（応急用の目標エンジン回転数）を選択し、それを制御用の目標回転数とする。このため、通信路６の信号にノイズが乗ったり、通信路６が断線・短絡しても、復旧させるまで安定したエンジン回転数制御を実現することができる。
【００９１】
また、このとき、オペレータはエンジン回転数固定スイッチ２２をオンすると、そのことがスイッチ操作検出部２６で検出され、切り換え部１３Ａは演算部１４で演算した目標エンジン回転数（応急用の目標エンジン回転数）を保持する。このため、一旦スイッチ２２をオンした後は、通信データの異常状態が非連続的に発生しても、切り換え部１３Ａは常に演算部１４で演算した目標エンジン回転数を保持し、それを制御用の目標エンジン回転数とするので、その場合でも安定したエンジン回転数制御を実現することができる。
【００９２】
したがって、本参考例によっても第１及び第２の実施の形態と同様の効果が得られる。
【００９３】
また、本参考例では、異常が検出されると、直ちに応急用の目標エンジン回転数としてＥＣダイヤル４からの指示信号に応じた目標エンジン回転数が与えられるので、素早くＥＣダイヤル４によりエンジン回転数を制御することができる。
【００９４】
なお、以上の参考例では、車体コントローラ５とエンジンコントローラ３〜３Ｃとを接続する信号線を通信路６とし、車体コントローラ５からエンジンコントローラ３に車体コントローラ５で演算した目標エンジン回転数をシリアル通信やＣＡＮ通信によって送るものとしたが、図１３に示した従来技術のように、車体コントローラ５とエンジンコントローラ３〜３Ｃとを接続する信号線をハーネス２０６とし、車体コントローラ５では、演算、設定した目標回転数を対応する電圧（例えばアイドル回転数＝１Ｖ〜最高回転数＝４Ｖ）に変換し、車体コントローラ５からエンジンコントローラ３に車体コントローラ５にその電圧信号を送るものにも本発明は適用でき、この場合も同様の効果が得られる。
【００９５】
【発明の効果】
本発明によれば、信号線の信号にノイズが乗ったり信号線が断線したときは応急用の目標エンジン回転数によりエンジン回転数制御を行うことができるので、復旧させるまでの間、応急用の目標エンジン回転数により安定したエンジン回転数制御を実現することができ、エンジン回転数の急上昇や急降下による車体動作への悪影響を回避し安全に作業を行えるとともに、道路での作業中に断線しても、道路で動けなくなることを防止することができる。
【００９６】
また、信号線が断線と短絡（正常状態）を繰り返したり、信号にノイズが乗ったり乗らなかったりを繰り返すなど、その異常状態が非連続的に発生したとしても、一旦手動操作手段を操作した後は、選択手段は常に応急用の目標エンジン回転数を保持するので、その場合でも復旧させるまでの間、安定したエンジン回転数制御を実現することができる。
【００９７】
更に、応急用の目標エンジン回転数としてエンジン回転数指示装置の指示に応じた目標エンジン回転数を与えることができるので、復旧させるまでの間、エンジン回転数指示装置によりエンジン回転数を制御することができる。
【００９８】
また、異常が検出されると、まず応急用の目標エンジン回転数として最低エンジン回転数が設定されるので、素早く異常事態を回避することができる。
【００９９】
また、異常が検出されと、直ちに応急用の目標エンジン回転数としてエンジン回転数指示装置の指示に応じた目標エンジン回転数が与えられるので、素早くエンジン回転数指示装置によりエンジン回転数を制御することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係わる建設機械のエンジン制御装置の全体構成を示す図である。
【図２】エンジンコントローラの障害発生時の制御機能を示す機能ブロック図である。
【図３】本発明の第２の実施の形態におけるエンジンコントローラの障害発生時の制御機能を示す機能ブロック図である。
【図４】本発明の第３の実施の形態に係わる建設機械のエンジン制御装置の全体構成を示す図である。
【図５】本発明の第４の実施の形態に係わる建設機械のエンジン制御装置の全体構成を示す図である。
【図６】エンジンコントローラの障害発生時の制御機能を示す機能ブロック図である。
【図７】本発明の第５の実施の形態に係わる建設機械のエンジン制御装置の全体構成を示す図である。
【図８】エンジンコントローラの障害発生時の制御機能を示す機能ブロック図である。
【図９】本発明の第６の実施の形態におけるエンジンコントローラの障害発生時の制御機能を示す機能ブロック図である。
【図１０】本発明の第７の実施の形態に係わる建設機械のエンジン制御装置の全体構成を示す図である。
【図１１】エンジンコントローラの障害発生時の制御機能を示す機能ブロック図である。
【図１２】従来のメカニカルガバナ方式の建設機械のエンジン制御装置を示す図である。
【図１３】従来の電子制御方式の建設機械のエンジン制御装置を示す図である。
【図１４】従来の他の電子制御方式の建設機械のエンジン制御装置を示す図である。
【符号の説明】
１ エンジン
２ 燃料調整装置
３，３Ａ，３Ｂ，３Ｃ エンジンコントローラ
４ エンジンコントロールダイヤル（ＥＣダイヤル）
５ 車体コントローラ
６ 通信路（信号線）
７ａ，７ｂ，７ｃ ハーネス
８ 接続切換スイッチ
１１ 最低回転数設定部
１２ 異常検出部
１３，１３Ａ 切り換え部
１４ 目標エンジン回転数演算部
１５ 最大値選択部
１６ 接続切換検出部
１８ 接続切換コネクタ
２１ ハーネス
２２ エンジン回転数固定スイッチ
２３ 入力線
２４ 接地線
２５ 一定目標エンジン回転数設定部
２６ スイッチ操作検出部
３１ ハーネス
３２ ハンディターミナル設定ＯＮ／ＯＦＦ部
【発明の属する技術分野】
本発明は油圧ショベル等の建設機械に設けられ、車体コントローラで演算・設定した目標エンジン回転数をエンジンコントローラに送り、エンジンコントローラでエンジンを制御する建設機械のエンジン制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
油圧ショベル等の建設機械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（以下、単にエンジンという）には、モータ駆動のメカニカルガバナを用いて燃料噴射制御を行うメカニカルガバナ方式と、電子制御によりバルブを開閉して燃料噴射制御を行う電子制御方式とがあり、近年、制御の多様化に伴い電子制御方式が増えつつある。
【０００３】
図１２にメカニカルガバナ方式を示し、図１３及び図１４に電子制御方式を示す。
【０００４】
図１２において、メカニカルガバナ方式は車体コントローラ１０５を備え、車体コントローラ１０５はエンジンコントロールダイヤル（以下、ＥＣダイヤルという）１０４からの電圧信号に基づき目標エンジン回転を演算する。また、車体コントローラ１０５はエンジンコントロールモータ（以下、ＥＣモータという）１０３を回動し、ガバナ１０２を操作することで目標エンジン回転数となるようエンジン回転数を制御する。
【０００５】
図１３において、電子制御方式では、車体コントローラ２０５とは別にエンジンコントローラ２０３を備えている。車体コントローラ２０５はオートアイドル制御、モード切換制御等のエンジン自動制御システムを搭載しており、エンジンコントロールダイヤル（以下、ＥＣダイヤルという）１０４からの電圧信号に基づき目標エンジン回転を演算する他、それら制御システムが作動しているときはＥＣダイヤル１０４の指示に優先し、その制御システムにより目標回転数を設定する。車体コントローラ２０５は、このようにして演算、設定した目標回転数を対応する電圧（例えばアイドル回転数＝１Ｖ〜最高回転数＝４Ｖ）に変換し、それをハーネス２０６を介してエンジンコントローラ２０３に送る。エンジンコントローラ２０３は、車体コントローラ２０５から入力した電圧信号に基づき燃料調整装置２０２を制御し、目標エンジン回転数となるようエンジン回転数を制御する。
【０００６】
図１４は、図１３に示すものがハーネス２０６を介してエンジンコントローラ２０３に目標エンジン回転数に対応する電圧信号を送るのに対して、車体コントローラ３０５とエンジンコントローラ３０３とを接続する信号線を通信路３０６とし、シリアル通信やＣＡＮ通信によって車体コントローラ３０５からエンジンコントローラ３０３に目標エンジン回転数信号を伝えるものである。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
上述したように建設機械のエンジン制御装置は、制御の多様化への対応のしやすさから電子制御方式に移行しつつある。しかし、電子制御方式では、ハーネス２０６や通信路３０６の信号にノイズが乗ったり、それが断線するとエンジン回転数を制御できなくなり、車体動作に影響を及ぼしたり、エンジンが停止し自走での移動ができなくなるという問題がある。
【０００８】
例えば、図１３に示す電子制御方式では、車体コントローラ２０５が目標エンジン回転数として例えばアイドル回転数の電圧である１Ｖをエンジンコントローラ２０３に送っているとき、ハーネス２０６の被覆劣化等で、外部から大きな電圧（一種のノイズ）が入力されると、エンジンが吹き上がったり、外部からの電圧の変動に追従し、エンジン回転数が急上昇、急下降し、それが車体動作に影響を及ぼす。また、道路での作業中にハーネス２０６が断線すると、エンジン１０１は停止し自走での移動ができなくなる。
【０００９】
図１４に示す電子制御方式においても、通信路３０６の信号にノイズが乗ったり通信路３０６が断線すると、同様の問題を生じる。
【００１０】
本発明の目的は、電子制御方式のエンジン制御装置において、車体コントローラとエンジンコントローラとを接続する信号線の信号にノイズが乗ったり、それが断線しても、復旧させるまでの間、安定したエンジン回転数制御を実現することのできる建設機械のエンジン制御装置を提供することである。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
（１）上記第１の目的を達成するために、本発明は、エンジン回転指示装置と、このエンジン回転指示装置からの指示に基づき目標エンジン回転数を演算する車体コントローラと、この車体コントローラからの目標エンジン回転数に基づき燃料噴射指令を演算するエンジンコントローラと、前記燃料噴射指令に基づきエンジン回転数を制御する燃料調整装置と、前記車体コントローラから前記エンジンコントローラに車体コントローラで演算した目標エンジン回転数を送る信号線とを備える建設機械のエンジン制御装置において、前記信号線により前記車体コントローラから前記エンジンコントローラに送られる目標エンジン回転数の異常を検出する異常検出手段と、応急用の目標エンジン回転数を生成する手段と、前記異常検出手段で前記目標エンジン回転数の異常が検出されると前記車体コントローラからの目標エンジン回転数を前記応急用の目標エンジン回転数に切り換え、これを前記燃料噴射指令を演算するための目標エンジン回転数として出力する選択手段と、前記エンジン回転指示装置と車体コントローラとの接続を、前記エンジン回転指示装置とエンジンコントローラとの接続に切り換える接続切換手段とを備え、前記応急用の目標エンジン回転数を生成する手段は、前記エンジン回転指示装置と車体コントローラとの接続が前記エンジン回転指示装置とエンジンコントローラとの接続に切り換えられることにより前記エンジン回転数指示装置からの指示を直接入力し、その指示に応じた目標エンジン回転数を演算し前記応急用の目標エンジン回転数とする手段であるものとする。
【００１２】
このように異常検出手段と、応急用の目標エンジン回転数を生成する手段と、選択手段とを設け、目標エンジン回転数の異常が検出されると車体コントローラからの目標エンジン回転数を応急用の目標エンジン回転数に切り換え、これを目標エンジン回転数として出力することにより、信号線の信号にノイズが乗ったり信号線が断線したときは応急用の目標エンジン回転数によりエンジン回転数制御を行うことができるようになり、復旧させるまでの間、応急用の目標エンジン回転数により安定したエンジン回転数制御を実現することができる。その結果、エンジン回転数の急上昇や急降下による車体動作への悪影響を回避し安全に作業を行えるとともに、道路での作業中に断線しても、道路で動けなくなることを防止することができる。
【００１８】
また、接続切換手段を設け、エンジン回転指示装置と車体コントローラとの接続がエンジン回転指示装置とエンジンコントローラとの接続に切り換えられることによりエンジン回転数指示装置からの指示を直接入力し、その指示に応じた目標エンジン回転数を演算し応急用の目標エンジン回転数とすることにより、エンジン回転指示装置と車体コントローラとの接続を、エンジン回転指示装置とエンジンコントローラとの接続に切り換えた後は、応急用の目標エンジン回転数としてエンジン回転数指示装置の指示に応じた目標エンジン回転数が与えることができるので、復旧させるまでの間、エンジン回転数指示装置によりエンジン回転数を制御することができる。
【００１９】
（２）また、上記（１）において、好ましくは、前記選択手段は、最低エンジン回転数を設定する第１手段と、前記異常検出手段で前記目標エンジン回転数の異常が検出されると前記車体コントローラからの目標エンジン回転数を前記最低エンジン回転数に切り換える第２手段と、前記応急用の目標エンジン回転数と前記最低エンジン回転数のうちの大きな方を選択する第３手段とを有するものとする。
【００２０】
これにより異常が検出されると、まず応急用の目標エンジン回転数として最低エンジン回転数が設定されるので、素早く異常事態を回避することができる。また、エンジン回転指示装置と車体コントローラとの接続を、エンジン回転指示装置とエンジンコントローラとの接続に切り換えた後は、上記（１）で述べたように応急用の目標エンジン回転数としてエンジン回転数指示装置の指示に応じた目標エンジン回転数が与えられるので、復旧させるまでの間、エンジン回転数指示装置によりエンジン回転数を制御することができる。
【００２１】
（３）上記（２）において、好ましくは、前記接続切換手段により前記エンジン回転指示装置と車体コントローラとの接続から前記エンジン回転指示装置とエンジンコントローラとの接続に切り換えられたことを検出する接続切換検出手段を更に備え、前記選択手段の第２手段は、前記接続切換検出手段により接続の切換が検出されると前記最低エンジン回転数を保持するものとする。
【００２２】
これにより、信号線が断線と短絡（正常状態）を繰り返したり、信号にノイズが乗ったり乗らなかったりを繰り返すなど、その異常状態が非連続的に発生したとしても、一旦、エンジン回転指示装置とエンジンコントローラとの接続に切り換えた後は、選択手段は常に応急用の目標エンジン回転数を保持するので、その場合でも復旧させるまでの間、安定したエンジン回転数制御を実現することができる。
【００２９】
【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。
【００３０】
図１は、本発明の第１の実施の形態に係わる建設機械のエンジン制御装置の全体構成を示す図である。
【００３１】
図１において、１は建設機械、例えば建設機械の代表例である油圧ショベルに搭載されるエンジンであり、このエンジン１により図示しない油圧ポンプを駆動し、この油圧ポンプから吐出される圧油によりブームシリンダ、アームシリンダ等の各種アクチュエータを駆動し、掘削作業、走行作業等の各種作業を行う。
【００３２】
エンジン１は例えばディーゼルエンジンであり、電子制御の燃料調整装置２を備えている。燃料調整装置２はエンジンコントローラ３からの燃料噴射指令により制御され、エンジン回転数を制御する。
【００３３】
エンジン１の回転指示装置としてエンジンコントロールダイヤル（以下、適宜ＥＣダイヤルという）４が設けられており、ＥＣダイヤル４の指示信号（電圧）は車体コントローラ５に送られる。
【００３４】
車体コントローラ５は、ＥＣダイヤル４の指示信号（電圧）から目標エンジン回転数を演算する。また、車体コントローラ５は、オートアイドル制御、モード切換制御等のエンジン自動制御システムを搭載しており、これら制御システムが作動しているときはＥＣダイヤル４の指示信号（電圧）による目標エンジン回転数に優先し、その制御システムにより設定された目標回転数を出力する。車体コントローラ５は、演算、設定した目標回転数をシリアル通信やＣＡＮ通信によって通信路（信号線）６を介してエンジンコントローラ３に送る。
【００３５】
エンジンコントローラ３は、車体コントローラ５から受け取った目標エンジン回転数に基づき燃料噴射指令を演算し、この燃料噴射指令により燃料調整装置２を制御し、目標エンジン回転数となるようエンジン回転数を制御する。
【００３６】
ＥＣダイヤル４と車体コントローラ５はハーネス７ａ、接続切換スイッチ８、ハーネス７ｂを介して接続される。また、ＥＣダイヤル４はスイッチ８の切換によりハーネス７ａ、スイッチ８、ハーネス７ｃを介してエンジンコントローラ３に直接接続可能となっている。つまり、スイッチ８を切り換えることによりＥＣダイヤル４と車体コントローラ５との接続を、ＥＣダイヤル４とエンジンコントローラ３との接続に切り換えることができる。スイッチ８は例えば操作ピンの傾きを二位置で切り換えるトグルスイッチである。
【００３７】
通信路６にノイズが乗ったり通信路６が断線し、エンジン１が停止したり、エンジン回転数制御ができなくなるような障害が発生すると、オペレータはスイッチ８を切り換えてＥＣダイヤル４からの指示信号を直接エンジンコントローラ３に入力する。エンジンコントローラ３はＥＣダイヤル４の指示信号から目標エンジン回転数を演算し、これを応急用の目標エンジン回転数としてエンジン回転数を制御する。
【００３８】
図２にエンジンコントローラ３の障害発生時の制御機能を機能ブロック図で示す。
【００３９】
図２において、エンジンコントローラ３は、最低回転数設定部１１、異常検出部１２、切り換え部１３、目標エンジン回転数演算部１４、最大値選択部１５の各機能を有している。
【００４０】
最低回転数設定部１１はエンジン１の最低エンジン回転数、例えばアイドル回転数を設定する。
【００４１】
異常検出部１２は、通信路６により車体コントローラ５からエンジンコントローラ３に送られる目標エンジン回転数（通信データ）の異常を検出するものである。
【００４２】
異常検出部１２における異常検出の具体的方法として、通信路６の信号にノイズが乗ることにより生じる通信データ異常は、公知のパリティーチェック、チェックサム、ＣＲＣ等により検出する。また、通信路６の断線或いは短絡は、ある一定時間正常の通信データが来ているかどうかによりチェックし、ある一定時間正常の通信データが来ていなければ断線或いは短絡と判断する。更に、通信データ異常として、通信路６より送られてきた目標回転数が正規の目標回転数範囲（例えば８００〜２２００ｒｐｍ）内にあるかどうかをチェックし、通信路６より送られてきた目標回転数が正規の目標回転数範囲内になければ、車体コントローラとエンジンコントローラの機種の組み合わせが誤っていると判断する。
【００４３】
切り換え部１３は、車体コントローラ５から送られてきた目標エンジン回転数と最低回転数設定部１１で設定された最低エンジン回転数の一方を選択するスイッチであり、異常検出部１２で通信データに異常が検出されないときは、通信で受け取った目標エンジン回転数を選択し、異常が検出されると最低エンジン回転数に切り換える。
【００４４】
目標エンジン回転数演算部１４は、ハーネス７ｃから送られるＥＣダイヤル４の指示信号（電圧）を入力し、その電圧から目標エンジン回転数（応急用の目標エンジン回転数）を演算する。
【００４５】
最大値選択部１５は、切り換え部１３で選択したエンジン回転数と演算部１４で演算した目標エンジン回転数の大きな方を選択し、制御用の目標エンジン回転数とする。
【００４６】
以上において、最低回転数設定部１１、切り換え部１３、最大値選択部１５は、異常検出部（異常検出手段）１２で目標エンジン回転数の異常が検出されると車体コントローラ３からの目標エンジン回転数を応急用の目標エンジン回転数に切り換え、これを燃料噴射指令を演算するための目標エンジン回転数として出力する選択手段を構成する。
【００４７】
このように構成したエンジンコントローラ３では、通信路６により送られてきた目標エンジン回転数データ（通信データ）に異常がないときは、切り換え部１３は通信で受け取った目標エンジン回転数を選択する。このとき、図１に示すスイッチ８は図示の位置にあるため、ＥＣダイヤル入力ハーネス７ｃから送られる電圧は０であり、目標エンジン回転数演算部１４では最低エンジン回転数を演算する。このため、最大値選択部１５では切り換え部１３からの目標エンジン回転数を選択し、それを制御用の目標回転数とする。このため、エンジン回転数は車体コントローラ５から送られる目標エンジン回転数となるよう制御される。
【００４８】
通信路６により送られてきた目標エンジン回転数データの異常が異常検出部１２で検出されると、切り換え部１３は最低エンジン回転数を選択する。このため、最大値選択部１５では、応急用の目標エンジン回転数として、その最低エンジン回転数或いは目標エンジン回転数演算部１４で演算された最低エンジン回転数を選択し、それを制御用の目標回転数とする。このため、エンジン１の回転数は最低回転数まで低下する。
【００４９】
一方、オペレータは、エンジン回転数が低下することにより通信路６の通信データの異常を察知し、図１に示すスイッチ８を図示の位置から切り換え、ＥＣダイヤル４とエンジンコントローラ３とを直接接続する。その結果、目標エンジン回転数演算部１４にはＥＣダイヤル４からの指示信号（電圧）が直接入力され、演算部１４はその電圧に応じた目標エンジン回転数を演算し、それを最大値選択部１５に出力する。このため、最大値選択部１５では、応急用の目標エンジン回転数として、目標エンジン回転数演算部１４からの目標エンジン回転数を選択し、それを制御用の目標回転数とする。これにより通信路６の信号にノイズが乗ったり、断線しても、復旧させるまでの間、安定したエンジン回転数制御を実現することができる。
【００５０】
以上のように本実施の形態によれば、通信路６の信号にノイズが乗ったり通信路６が断線し、エンジン１が停止したり、エンジン回転数制御ができなくなるような障害が発生しても、復旧させるまでの間、目標エンジン回転数演算部１４で演算した目標エンジン回転数（応急用の目標エンジン回転数）により安定したエンジン回転数制御を実現することができる。その結果、エンジン回転数の急上昇や急降下による油圧ショベルの車体動作への悪影響を回避し安全に作業を行えるとともに、道路での作業中に断線しても、道路で動けなくなることを防止することができる。
【００５１】
また、異常が検出されると、まず応急用の目標エンジン回転数として最低エンジン回転数が設定されるので、素早く異常事態を回避することができる。
【００５２】
また、ＥＣダイヤル４とエンジンコントローラ３とを直接接続した後は、応急用の目標エンジン回転数としてＥＣダイヤル４からの指示信号に応じた目標エンジン回転数が演算されるので、復旧させるまでの間、ＥＣダイヤル４によりエンジン回転数を制御することができる。
【００５３】
本発明の第２の実施の形態を図３により説明する。図３は、本実施の形態におけるエンジンコントローラの障害発生時の制御機能を機能ブロック図で示すものであり、図中、図２に示す部分と同等のものには同じ符号を付している。
【００５４】
図３において、エンジンコントローラ３は、最低回転数設定部１１、異常検出部１２、切り換え部１３Ａ、目標エンジン回転数演算部１４、最大値選択部１５の各機能に加え、接続切換検出部１６の機能を有している。
【００５５】
接続切換検出部１６は、スイッチ８を切り換えることでＥＣダイヤル４と車体コントローラ５との接続を、ＥＣダイヤル４とエンジンコントローラ３との接続に切り換えたかどうかを検出するものであり、手動操作手段としての接続切換スイッチ８が操作されたかどうかを検出する操作検出手段を構成する。また、接続切換検出部１６は、ハーネス７ｃ（図１参照）からの入力を監視し、ハーネス７ｃよりＥＣダイヤル４の指示信号（電圧）が入力されると、ＥＣダイヤル４とエンジンコントローラ３との接続に切り換えられたと判断する。
【００５６】
切り換え部１３Ａは、異常検出部１２で通信データ或いは目標エンジン回転数に異常が検出されないときは、通信路６を介して通信で受け取った目標エンジン回転数を選択し、異常が検出されると最低エンジン回転数に切り換えるとともに、接続切換検出部１６によりＥＣダイヤル４とエンジンコントローラ３との接続に切り換えられたことが検出されると、異常検出部１２での判断結果に係わらず最低エンジン回転数に切り換えた状態を保持する。
【００５７】
通信路６の通信データに異常が発生する場合として、例えば通信路６の切断部分が不規則に接触するなどして断線と短絡（正常状態）を繰り返したり、信号にノイズが乗ったり乗らなかったりを繰り返すなど、その異常状態が非連続的に発生する場合がある。このような場合、異常検出部１２の判断結果だけで切り換え部１３Ａの切り換えると、最低回転数設定部１１の最低エンジン回転数と通信路６より受け取った目標エンジン回転数とが交互に選択され、安定したエンジン回転数制御ができなくなる。
【００５８】
本実施の形態によれば、異常検出部１２で通信データに異常が検出された後、オペレータがスイッチ８を切り換え、ＥＣダイヤル４とエンジンコントローラ３との接続に切り換えると、そのことが接続切換検出部１６により検出され、切り換え部１３Ａは最低エンジン回転数を保持する。このため、一旦スイッチ８を切り換えた後は、通信データの異常状態が非連続的に発生しても、切り換え部１３Ａは常に最低エンジン回転数を保持するので、最大値選択部１５では、常に応急用の目標エンジン回転数として、演算部１４で演算した目標エンジン回転数を選択しそれを制御用の目標エンジン回転数とするので、その場合でも安定したエンジン回転数制御を実現することができる。
【００５９】
本発明の第３の実施の形態を図４により説明する。図４は、本実施の形態に係わるエンジン制御装置の全体構成を示す図である。図中、図１に示す部分と同等のものには同じ符号を付している。
【００６０】
図４において、ハーネス７ａ，７ｂには接続切換コネクタ１８の端子１８ａ，１８ｂが設けられており、ＥＣダイヤル４と車体コントローラ５はハーネス７ａ、接続切換コネクタ１８、ハーネス７ｂを介して接続されている。また、ハーネス７ｃにも切換コネクタ１８の端子１８ｃが設けられており、ＥＣダイヤル４はコネクタ１８の端子接続を端子１８ａ，１８ｂから端子１８ａ，１８ｃに切り換えることによりハーネス７ａ、コネクタ１８、ハーネス７ｃを介してエンジンコントローラ３に直接接続可能となっている。
【００６１】
このように本実施の形態においても、コネクタ１８を用いてＥＣダイヤル４と車体コントローラ５との接続を、ＥＣダイヤル４とエンジンコントローラ３との接続に切り換えることができる。
【００６２】
したがって、本実施の形態によっても、第１の実施の形態と同様の効果が得られる。
【００６３】
本発明の第１の参考例を図５及び図６により説明する。図５は、本参考例に係わるエンジン制御装置の全体構成を示す図であり、図６は、本参考例におけるエンジンコントローラの障害発生時の制御機能を機能ブロック図で示すものであり、それぞれ、図１及び図２に示す部分と同等のものには同じ符号を付している。
【００６４】
図５において、ＥＣダイヤル４と車体コントローラ５はハーネス２１を介して接続されている。また、エンジン回転数固定スイッチ２２が入力線２３を介してエンジンコントローラ３Ａに接続され、エンジン回転数固定スイッチ２２をオン（閉成）すると入力線２２を接地線２４に接続し接地状態（ショート）とする。
【００６５】
図６において、エンジンコントローラ３Ａは、一定目標エンジン回転数設定部２５、異常検出部１２、スイッチ操作検出部２６、切り換え部１３Ａの各機能を有している。
【００６６】
一定目標エンジン回転数設定部２５は応急用の目標エンジン回転数としてエンジン１の一定の目標回転数を設定する。
【００６７】
スイッチ操作検出部２６は、エンジン回転数固定スイッチ２２の操作状況を検出するものであり、入力線２２の接地状態を監視し、入力線２２が接地状態になるとエンジン回転数固定スイッチ２２がオンされたと判断する。
【００６８】
切り換え部１３Ａは、異常検出部１２で目標エンジン回転数データ（通信データ）に異常が検出されないときは、通信路６を介して通信で受け取った目標エンジン回転数を選択し、異常が検出されると一定の目標エンジン回転数に切り換えるとともに、スイッチ操作検出部２６によりエンジン回転数固定スイッチ２２がオンされたことが検出されると、異常検出部１２での判断結果に係わらず一定の目標エンジン回転数に切り換えた状態を保持する。
【００６９】
以上のように構成した本実施の形態においては、通信路６により送られてきた目標エンジン回転数データ（通信データ）に異常が検出されると、切り換え部１３Ａは一定の目標エンジン回転数（応急用の目標エンジン回転数）を選択し、それを制御用の目標回転数とする。このため、通信路６の信号にノイズが乗ったり、断線しても、復旧させるまでの間、安定したエンジン回転数制御を実現することができる。
【００７０】
また、このとき、オペレータはエンジン回転数固定スイッチ２２をオンすると、そのことがスイッチ操作検出部２６で検出され、切り換え部１３Ａは一定の目標エンジン回転数を保持する。このため、一旦スイッチ２２をオンした後は、通信データの異常状態が非連続的に発生しても、切り換え部１３Ａは常に一定の目標エンジン回転数を保持し、それを制御用の目標回転数とするので、その場合でも安定したエンジン回転数制御を実現することができる。
【００７１】
したがって、本参考例によっても第１及び第２の実施の形態と同様の効果が得られる。
【００７２】
また、本参考例では、異常が検出されると、直ちに応急用の目標エンジン回転数としてＥＣダイヤル４からの指示信号に応じた目標エンジン回転数が与えられるので、素早くＥＣダイヤル４によりエンジン回転数を制御することができる。
【００７３】
本発明の第２の参考例を図７及び図８により説明する。図７は、本参考例に係わるエンジン制御装置の全体構成を示す図であり、図８は、本参考例におけるエンジンコントローラの障害発生時の制御機能を機能ブロック図で示すものであり、それぞれ、図１及び図２に示す部分と同等のものには同じ符号を付している。
【００７４】
図７において、ＥＣダイヤル４と車体コントローラ５とはハーネス２１を介して接続されている。また、エンジンコントローラ３Ｂはハーネス２１，３１を介してＥＣダイヤル４に直接接続されている。
【００７５】
図８において、エンジンコントローラ３Ｂは、異常検出部１２、切り換え部１３、目標エンジン回転数演算部１４の各機能を有している。
【００７６】
目標エンジン回転数演算部１４は、ハーネス２１，２２から送られるＥＣダイヤル４の指示信号（電圧）を入力し、その電圧から目標エンジン回転数（応急用の目標エンジン回転数）を演算する。
【００７７】
切り換え部１３は、通信路６を介して通信で受け取った目標エンジン回転数と目標エンジン回転数演算部１４で演算した目標エンジン回転数の一方を選択するスイッチであり、異常検出部１２で通信データ或いは目標エンジン回転数に異常が検出されないときは、通信で受け取った目標エンジン回転数を選択し、異常が検出されると目標エンジン回転数演算部１４で演算した目標エンジン回転数に切り換える。
【００７８】
以上のように構成した本参考例においては、通信路６により送られてきた目標エンジン回転数データ（通信データ）に異常が検出されると、切り換え部１３は目標エンジン回転数演算部１４で演算した目標エンジン回転数（応急用の目標エンジン回転数）を選択し、それを制御用の目標回転数とする。このため、通信路６の信号にノイズが乗ったり、通信路６が断線しても、復旧させるまでの間、安定したエンジン回転数制御を実現することができる。
【００７９】
したがって、本参考例によっても第１の実施の形態と同様の効果が得られる。
【００８０】
本発明の第３の参考例を図７及び図９により説明する。本参考例に係わる装置の全体構成は図７に示した第１の参考例のものと同じである。図９は、本参考例におけるエンジンコントローラの障害発生時の制御機能を機能ブロック図で示すものであり、図中、図２及び図８に示す部分と同等のものには同じ符号を付している。
【００８１】
図９において、エンジンコントローラ３Ｂ（図７参照）は、異常検出部１２、切り換え部１３Ａ、目標エンジン回転数演算部１４の各機能に加え、ハンディターミナル設定ＯＮ／ＯＦＦ部３２の機能を有している。
【００８２】
ハンディターミナル設定ＯＮ／ＯＦＦ部３２は、外部のハンディターミナルからの信号を監視し、ハンディターミナルが操作されるとハンディターミナルＯＮを設定するものである。
【００８３】
切り換え部１３Ａは、異常検出部１２で通信データに異常が検出されないときは、通信で受け取った目標エンジン回転数を選択し、異常が検出されると演算部１４で演算した目標エンジン回転数に切り換えるとともに、ハンディターミナル設定ＯＮ／ＯＦＦ部３２でハンディターミナルＯＮが設定されると、異常検出部１２での判断結果に係わらず演算部１４で演算した目標エンジン回転数に切り換えた状態を保持する。
【００８４】
本参考例によれば、異常検出部１２で目標エンジン回転数データ（通信データ）に異常が検出された後、オペレータがハンディターミナルを操作すると、ハンディターミナル設定ＯＮ／ＯＦＦ部３２で ハンディターミナルＯＮが設定され、切り換え部１３Ａは演算部１４で演算した目標エンジン回転数を保持する。このため、一旦ハンディターミナルを操作した後は、通信データの異常状態が非連続的に発生しても、切り換え部１３Ａは常に演算部１４で演算した目標エンジン回転数を保持し、それを制御用の目標エンジン回転数とするので、その場合でも安定したエンジン回転数制御を実現することができる。
【００８５】
本発明の第４の参考例を図１０及び図１１により説明する。図１０は、本参考例に係わるエンジン制御装置の全体構成を示す図であり、図１１は、本参考例におけるエンジンコントローラの障害発生時の制御機能を機能ブロック図で示すものであり、それぞれ、図１、図５及び図７、図２、図６及び図８に示す部分と同等のものには同じ符号を付している。
【００８６】
図１０において、ＥＣダイヤル４と車体コントローラ５とはハーネス２１を介して接続され、エンジンコントローラ３Ｃはハーネス２１，３１を介してＥＣダイヤル４に直接接続されている。また、エンジン回転数固定スイッチ２２が入力線２３を介してエンジンコントローラ３Ｃに接続され、エンジン回転数固定スイッチ２２をオン（閉成）すると入力線２２を接地線２４に接続し接地状態（ショート）とする。
【００８７】
図１１において、エンジンコントローラ３Ｃは、異常検出部１２、切り換え部１３Ａ、目標エンジン回転数演算部１４の各機能に加え、スイッチ操作検出部２６の機能を有している。
【００８８】
スイッチ操作検出部２６は、上述したようにエンジン回転数固定スイッチ２２の操作状況を検出するものであり、入力線２２の接地状態を監視し、入力線２２が接地状態になるとエンジン回転数固定スイッチ２２がオンされたと判断する。
【００８９】
切り換え部１３Ａは、異常検出部１２で目標エンジン回転数データ（通信データ）に異常が検出されないときは、通信路６を介して通信で受け取った目標エンジン回転数を選択し、異常が検出されると演算部１４で演算した目標エンジン回転数（応急用の目標エンジン回転数）に切り換えるとともに、スイッチ操作検出部２６によりエンジン回転数固定スイッチ２２がオンされたことが検出されると、異常検出部１２での判断結果に係わらず演算部１４で演算した目標エンジン回転数に切り換えた状態を保持する。
【００９０】
以上のように構成した本参考例においては、通信路６により送られてきた目標エンジン回転数データ（通信データ）に異常が検出されると、切り換え部１３Ａは目標エンジン回転数演算部１４で演算した目標エンジン回転数（応急用の目標エンジン回転数）を選択し、それを制御用の目標回転数とする。このため、通信路６の信号にノイズが乗ったり、通信路６が断線・短絡しても、復旧させるまで安定したエンジン回転数制御を実現することができる。
【００９１】
また、このとき、オペレータはエンジン回転数固定スイッチ２２をオンすると、そのことがスイッチ操作検出部２６で検出され、切り換え部１３Ａは演算部１４で演算した目標エンジン回転数（応急用の目標エンジン回転数）を保持する。このため、一旦スイッチ２２をオンした後は、通信データの異常状態が非連続的に発生しても、切り換え部１３Ａは常に演算部１４で演算した目標エンジン回転数を保持し、それを制御用の目標エンジン回転数とするので、その場合でも安定したエンジン回転数制御を実現することができる。
【００９２】
したがって、本参考例によっても第１及び第２の実施の形態と同様の効果が得られる。
【００９３】
また、本参考例では、異常が検出されると、直ちに応急用の目標エンジン回転数としてＥＣダイヤル４からの指示信号に応じた目標エンジン回転数が与えられるので、素早くＥＣダイヤル４によりエンジン回転数を制御することができる。
【００９４】
なお、以上の参考例では、車体コントローラ５とエンジンコントローラ３〜３Ｃとを接続する信号線を通信路６とし、車体コントローラ５からエンジンコントローラ３に車体コントローラ５で演算した目標エンジン回転数をシリアル通信やＣＡＮ通信によって送るものとしたが、図１３に示した従来技術のように、車体コントローラ５とエンジンコントローラ３〜３Ｃとを接続する信号線をハーネス２０６とし、車体コントローラ５では、演算、設定した目標回転数を対応する電圧（例えばアイドル回転数＝１Ｖ〜最高回転数＝４Ｖ）に変換し、車体コントローラ５からエンジンコントローラ３に車体コントローラ５にその電圧信号を送るものにも本発明は適用でき、この場合も同様の効果が得られる。
【００９５】
【発明の効果】
本発明によれば、信号線の信号にノイズが乗ったり信号線が断線したときは応急用の目標エンジン回転数によりエンジン回転数制御を行うことができるので、復旧させるまでの間、応急用の目標エンジン回転数により安定したエンジン回転数制御を実現することができ、エンジン回転数の急上昇や急降下による車体動作への悪影響を回避し安全に作業を行えるとともに、道路での作業中に断線しても、道路で動けなくなることを防止することができる。
【００９６】
また、信号線が断線と短絡（正常状態）を繰り返したり、信号にノイズが乗ったり乗らなかったりを繰り返すなど、その異常状態が非連続的に発生したとしても、一旦手動操作手段を操作した後は、選択手段は常に応急用の目標エンジン回転数を保持するので、その場合でも復旧させるまでの間、安定したエンジン回転数制御を実現することができる。
【００９７】
更に、応急用の目標エンジン回転数としてエンジン回転数指示装置の指示に応じた目標エンジン回転数を与えることができるので、復旧させるまでの間、エンジン回転数指示装置によりエンジン回転数を制御することができる。
【００９８】
また、異常が検出されると、まず応急用の目標エンジン回転数として最低エンジン回転数が設定されるので、素早く異常事態を回避することができる。
【００９９】
また、異常が検出されと、直ちに応急用の目標エンジン回転数としてエンジン回転数指示装置の指示に応じた目標エンジン回転数が与えられるので、素早くエンジン回転数指示装置によりエンジン回転数を制御することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係わる建設機械のエンジン制御装置の全体構成を示す図である。
【図２】エンジンコントローラの障害発生時の制御機能を示す機能ブロック図である。
【図３】本発明の第２の実施の形態におけるエンジンコントローラの障害発生時の制御機能を示す機能ブロック図である。
【図４】本発明の第３の実施の形態に係わる建設機械のエンジン制御装置の全体構成を示す図である。
【図５】本発明の第４の実施の形態に係わる建設機械のエンジン制御装置の全体構成を示す図である。
【図６】エンジンコントローラの障害発生時の制御機能を示す機能ブロック図である。
【図７】本発明の第５の実施の形態に係わる建設機械のエンジン制御装置の全体構成を示す図である。
【図８】エンジンコントローラの障害発生時の制御機能を示す機能ブロック図である。
【図９】本発明の第６の実施の形態におけるエンジンコントローラの障害発生時の制御機能を示す機能ブロック図である。
【図１０】本発明の第７の実施の形態に係わる建設機械のエンジン制御装置の全体構成を示す図である。
【図１１】エンジンコントローラの障害発生時の制御機能を示す機能ブロック図である。
【図１２】従来のメカニカルガバナ方式の建設機械のエンジン制御装置を示す図である。
【図１３】従来の電子制御方式の建設機械のエンジン制御装置を示す図である。
【図１４】従来の他の電子制御方式の建設機械のエンジン制御装置を示す図である。
【符号の説明】
１ エンジン
２ 燃料調整装置
３，３Ａ，３Ｂ，３Ｃ エンジンコントローラ
４ エンジンコントロールダイヤル（ＥＣダイヤル）
５ 車体コントローラ
６ 通信路（信号線）
７ａ，７ｂ，７ｃ ハーネス
８ 接続切換スイッチ
１１ 最低回転数設定部
１２ 異常検出部
１３，１３Ａ 切り換え部
１４ 目標エンジン回転数演算部
１５ 最大値選択部
１６ 接続切換検出部
１８ 接続切換コネクタ
２１ ハーネス
２２ エンジン回転数固定スイッチ
２３ 入力線
２４ 接地線
２５ 一定目標エンジン回転数設定部
２６ スイッチ操作検出部
３１ ハーネス
３２ ハンディターミナル設定ＯＮ／ＯＦＦ部
Claims (3)
- エンジン回転指示装置と、このエンジン回転指示装置からの指示に基づき目標エンジン回転数を演算する車体コントローラと、この車体コントローラからの目標エンジン回転数に基づき燃料噴射指令を演算するエンジンコントローラと、前記燃料噴射指令に基づきエンジン回転数を制御する燃料調整装置と、前記車体コントローラから前記エンジンコントローラに車体コントローラで演算した目標エンジン回転数を送る信号線とを備える建設機械のエンジン制御装置において、
前記信号線により前記車体コントローラから前記エンジンコントローラに送られる目標エンジン回転数の異常を検出する異常検出手段と、
応急用の目標エンジン回転数を生成する手段と、
前記異常検出手段で前記目標エンジン回転数の異常が検出されると前記車体コントローラからの目標エンジン回転数を前記応急用の目標エンジン回転数に切り換え、これを前記燃料噴射指令を演算するための目標エンジン回転数として出力する選択手段と、
前記エンジン回転指示装置と車体コントローラとの接続を、前記エンジン回転指示装置とエンジンコントローラとの接続に切り換える接続切換手段とを備え、
前記応急用の目標エンジン回転数を生成する手段は、前記エンジン回転指示装置と車体コントローラとの接続が前記エンジン回転指示装置とエンジンコントローラとの接続に切り換えられることにより前記エンジン回転数指示装置からの指示を直接入力し、その指示に応じた目標エンジン回転数を演算し前記応急用の目標エンジン回転数とする手段であることを特徴とする建設機械のエンジン制御装置。 - 請求項１記載の建設機械のエンジン制御装置において、
前記選択手段は、最低エンジン回転数を設定する第１手段と、前記異常検出手段で前記目標エンジン回転数の異常が検出されると前記車体コントローラからの目標エンジン回転数を前記最低エンジン回転数に切り換える第２手段と、前記応急用の目標エンジン回転数と前記最低エンジン回転数のうちの大きな方を選択する第３手段とを有することを特徴とする建設機械のエンジン制御装置。 - 請求項２記載の建設機械のエンジン制御装置において、
前記接続切換手段により前記エンジン回転指示装置と車体コントローラとの接続から前記エンジン回転指示装置とエンジンコントローラとの接続に切り換えられたことを検出する接続切換検出手段を更に備え、
前記選択手段の第２手段は、前記接続切換検出手段により接続の切換が検出されると前記最低エンジン回転数を保持することを特徴とする建設機械のエンジン制御装置。
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