JP4700596B2 - 建設機械のエンジン制御装置 - Google Patents

Description

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駆動装置に送り、エンジン駆動装置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。

従来、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、エンジン駆動装置の種類（エンジン駆動方式）として、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ガバナ方式がある。電子ガバナ方式のエンジンは、例えば、特開２００３−２５４１３７号（特許文献１）に記載されている。

図９にメカニカルガバナ方式のエンジンとそのエンジン制御装置を示し、図１０に電子ガバナ方式のエンジンとそのエンジン制御装置を示す。

図９において、エンジン１０１はエンジンコントロールモータ（以下、ＥＣモータという）１０３及びガバナレバー１０７と、メカニカルガバナ１０２とを有するメカニカルガバナ方式のエンジン駆動装置１０１Ｍを備え、ＥＣモータ１０３は、車体コントローラ１０５から信号線１０６を介して送られる目標エンジン回転数の指令信号（パルス信号）により駆動され、その回転がガバナレバー１０７を介してメカニカルガバナ１０２のガバナ軸１０２ａに伝えられる。メカニカルガバナ１０２はガバナ軸１０２ａの回転により燃料噴射量を調整し、エンジン１０１の回転数を制御する。

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からの指示信号（電圧）に基づき目標エンジン回転数を演算し、この目標エンジン回転数をメカニカルガバナ方式に対応した指令信号（パルス信号）に変換し、信号線１０６を介してＥＣモータ１０３に出力する。

図１０において、エンジン２０１はエンジンコントローラ２０３と電子ガバナ２０２とを有する電子ガバナ方式のエンジン駆動装置２０１Ｅを備え、エンジンコントローラ２０３は、車体コントローラ２０５から信号線２０６を介してＣＡＮ通信により目標エンジン回転数の指令信号を受信し、その指令信号に基づいて燃料噴射指令を演算し、この燃料噴射指令を電子ガバナ２０２に出力する。電子ガバナ２０２はその燃料噴射指令により燃料噴射量を調整し、エンジン２０１の回転数を制御する。

車体コントローラ２０５はＥＣダイヤル２０４からの指示信号（電圧）に基づき目標エンジン回転数を演算する。また、自動制御システムを搭載している場合は、ＥＣダイヤル２０４の指示に優先してそれら制御システムにより演算された目標エンジン回転数を設定する。そして、車体コントローラ２０５は、その目標エンジン回転数を電子ガバナ方式に対応した指令信号（シリアル通信又はＣＡＮ信号）に変換し、信号線２０６を介してエンジンコントローラ２０３に出力する。

特開２００３−２５４１３７号公報

しかしながら、上記従来技術には次のような問題がある。

近年は、制御の多様化や排ガス対策への対応のし易さのため、建設機械の生産時に搭載するエンジンの駆動方式は電子ガバナ方式が増えつつある。建設機械に電子ガバナ方式のエンジンを搭載する場合、車体コントローラは電子ガバナ方式に対応したものとする必要がある。また、減少傾向にあるとはいえ、メカニカルガバナ方式のエンジンを搭載した建設機械も生産されており、この場合は、車体コントローラはメカニカルガバナ方式に対応したものとする必要がある。更に、市場で稼働中の建設機械には、メカニカルガバナ方式のエンジンを搭載した建設機械も数多く存在しており、このような建設機械のメンテナンス時に車体コントローラを交換する際には、メカニカルガバナ方式に対応した車体コントローラが必要となる。

従来のエンジン制御装置は、上記のように、エンジン駆動方式の相違に対して、それぞれ、別々の車体コントローラ１０５，２９５を用いている。その結果、建設機械の生産時やメンテナンス時にエンジン駆動方式の相違に対応するためには、エンジン駆動方式の違いに応じた複数種類の車体コントローラ１０５，２０５を生産し、用意しておく必要がある。しかし、このようにするためには、複数種類の車体コントローラを製造する必要があり、車体コントローラのコストダウンが難しかった。

また、複数種類の車体コントローラを製造し、保管する必要があるため、設計管理や在庫管理等の諸管理が煩雑となるという問題もあった。

本発明の目的は、１種類の車体コントローラでエンジン駆動方式の異なる複数種類のエンジンを制御することができるようにし、車体コントローラのコストダウンを可能としかつ設計管理や在庫管理等の諸管理を容易にする建設機械のエンジン制御装置を提供することである。

（１）上記目的を達成するために、本発明は、エンジンと、目標エンジン回転数に基づいて前記エンジンを制御するエンジン駆動装置とを備える建設機械のエンジン制御装置において、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いて前記目標エンジン回転数を演算する車体コントローラとを備え、前記車体コントローラは、前記エンジン駆動装置が、エンジンコントロールモータ、ガバナレバー及びメカニカルガバナとを備え、前記メカニカルガバナにより燃料噴射量を調整して前記エンジンの回転数を制御するメカニカルガバナ方式であるか、エンジンコントローラと電子ガバナとを備え、前記電子ガバナにより燃料噴射量を調整して前記エンジンの回転数を制御する、ＣＡＮ通信信号を用いる電子ガバナ方式であるかに応じて、前記メカニカルガバナ方式のエンジン駆動装置と前記ＣＡＮ通信信号を用いる電子ガバナ方式のエンジン駆動装置とを選択的に接続可能とする出力ポートと、前記エンジン駆動装置が、前記メカニカルガバナ方式であるときは第１位置を選択し、前記エンジン駆動装置が前記ＣＡＮ通信信号を用いる電子ガバナ方式であるときは第２位置を選択する選択部と、前記選択部が前記第１位置を選択したとき、前記目標エンジン回転数を前記メカニカルガバナ方式に対応した指令信号に変換し、その指令信号を前記出力ポートから出力する第１出力変換部と、前記選択部が前記第２位置を選択したとき、前記目標エンジン回転数を前記電子ガバナ方式に対応したＣＡＮ通信を用いる指令信号に変換し、その指令信号を前記出力ポートから出力する第２出力変換部とを有し、前記選択部が前記第１位置を選択したとき、前記メカニカルガバナ方式のエンジン駆動装置における前記エンジンコントロールモータは、前記メカニカルガバナ方式に対応した前記指令信号により回転駆動されて、その回転を前記ガバナレバーを介して前記メカニカルガバナのガバナ軸に伝達し、前記選択部が前記第２位置を選択したとき、前記電子ガバナ方式のエンジン制御装置における前記エンジンコントローラは、前記ＣＡＮ通信により受信した前記指令信号に基づいて燃料噴射指令を演算し、この燃料噴射指令を前記電子ガバナに出力するものとする。

このように車体コントローラに出力ポート、選択部、第１及び第２出力変換部を設け、選択部により選択したエンジン駆動装置の種類がメカニカルガバナ方式のエンジン駆動装置とＣＡＮ通信信号を用いる電子ガバナ方式のエンジン駆動装置のいずれかであるかに応じて目標エンジン回転数を対応する指令信号に変換し出力ポートから出力する構成とすることにより、車体コントローラは、選択部を切り換えることで、エンジン駆動装置がメカニカルガバナ方式のエンジン駆動装置であるエンジンとエンジン駆動装置がＣＡＮ通信信号を用いる電子ガバナ方式のエンジン駆動装置であるエンジンのいずれに対しても対応可能となり、１種類の車体コントローラでエンジン駆動方式の異なる複数種類のエンジンを制御することができる。

また、１種類の車体コントローラで、エンジン駆動装置がメカニカルガバナ方式のエンジン駆動装置であるエンジンとエンジン駆動装置がＣＡＮ通信信号を用いる電子ガバナ方式のエンジン駆動装置であるエンジンを制御することがでるので、１種類の車体コントローラを複数種類のエンジンに共用することができ、車体コントローラの生産個数の増加により量産効果が高まり、車体コントローラのコストダウンが可能となる。また、駆動方式の異なるエンジン毎に異なる車体コントローラを生産し、保管する必要がないため、車体コントローラの設計管理、在庫管理等の諸管理が容易となる。

（２）また、上記（１）において、好ましくは、前記車体コントローラの出力ポートは、前記エンジン駆動装置が、前記メカニカルガバナ方式であるか、前記ＣＡＮ通信信号を用いる電子ガバナ方式であるか、エンジンコントローラと電子ガバナとを備え、前記電子ガバナにより燃料噴射量を調整して前記エンジンの回転数を制御する、シリアル通信信号を用いる電子ガバナ方式であるかに応じて、前記メカニカルガバナ方式のエンジン駆動装置と前記ＣＡＮ通信信号を用いる電子ガバナ方式のエンジン駆動装置と前記シリアル通信信号を用いる電子ガバナ方式のエンジン駆動装置を選択的に接続可能とする出力ポートであり、前記選択部は、前記エンジン駆動装置が前記メカニカルガバナ方式であるときは前記第１位置を選択し、前記エンジン駆動装置が前記ＣＡＮ通信信号を用いる電子ガバナ方式であるときは前記第２位置を選択し、前記エンジン駆動装置が前記シリアル通信信号を用いる電子ガバナ方式であるときは第３位置を選択可能であり、前記選択部が前記第３位置を選択したとき、前記目標エンジン回転数を前記電子ガバナ方式に対応したシリアル通信信号を用いる指令信号に変換し、その指令信号を前記出力ポートから出力する第３出力変換部を更に有し、前記選択部が前記第３位置を選択したとき、前記シリアル通信信号を用いる電子ガバナ方式のエンジン制御装置における前記エンジンコントローラは、前記シリアル通信により受信した前記指令信号に基づいて燃料噴射指令を演算し、この燃料噴射指令を前記電子ガバナに出力する。

これにより１種類の車体コントローラで、メカニカルガバナ方式のエンジン駆動装置を備えたエンジンとＣＡＮ通信信号を用いる電子ガバナ方式のエンジン駆動装置を備えたエンジンとシリアル通信信号を用いる電子ガバナ方式の３種類のエンジンのうちの、少なくとも２種類のエンジンを制御することができる。

（３）更に、上記（１）又は（２）において、前記車体コントローラに接続可能な外部設定装置を更に備え、前記選択部は、前記外部設定装置により切り換えられる。

これにより、選択部は外部設定装置を接続しない限り切り換えることができないので、操作者が作業中に誤って切換部を切り換えてしまうことが防止され、作業を安全に行うことができる。

本発明によれば、１種類の車体コントローラで、エンジン駆動装置がメカニカルガバナ方式のエンジン駆動装置であるエンジンとエンジン駆動装置がＣＡＮ通信信号を用いる電子ガバナ方式のエンジン駆動装置であるエンジンを制御することができ、車体コントローラのコストダウンが可能となり、かつ駆動方式の異なるエンジン毎に異なる車体コントローラを生産し、保管する必要がないため、車体コントローラの設計管理、在庫管理等の諸管理が容易となる。

また、選択部は外部設定装置を接続しない限り切り換えることができないので、操作者が作業中に誤って切換部を切り換えることが防止され、作業を安全に行うことができる。

以下、本発明の実施の形態を図面を用いて説明する。

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をエンジンと共に示す図であり、エンジン制御装置を符号１で示している。

図１において、エンジン制御装置１は、目標エンジン回転数を指示する指示信号（電圧信号）を出力するエンジンコントロールダイヤル（エンジン回転指示装置）４と、このエンジンコントロールダイヤル（以下、ＥＣダイヤルという）４からの指示信号（電圧信号）に基づき目標エンジン回転数（目標回転数）を演算し、この目標エンジン回転数を指令信号に変換して出力する車体コントローラ５とを備えている。車体コントローラ５は２つの出力ポート５ａ，５ｂを有し、この出力ポート５ａ，５ｂに信号線６ａ，６ｂを接続することにより、２種類のディーゼルエンジン（以下単にエンジンという）１１，２１のそれぞれのエンジン駆動装置１１Ｍ，２１Ｅが選択的に接続可能である。

また、車体コントローラ５は入力ポート５ｄを有し、この入力ポート５ｄに通信線９ａを接続することにより、外部設定装置９が接続可能である。

２種類のエンジン１１，２１のうち、エンジン１１は、エンジン駆動装置１１Ｍがメカニカルガバナ方式のエンジン駆動装置であるエンジン（以下、メカニカルガバナ方式のエンジンという）であり、エンジン２１は、エンジン駆動装置２１ＥがＣＡＮ通信信号（以下ＣＡＮ信号という）を用いる電子ガバナ方式のエンジン駆動装置であるエンジン（以下、ＣＡＮ通信電子ガバナ方式のエンジンという）である。図示の実施の形態では、車体コントローラ５にメカニカルガバナ方式のエンジン１１のエンジン駆動装置１１Ｍを接続した場合を示している。このエンジン１１は建設機械に搭載され、油圧源である油圧ポンプを駆動する。例えば、建設機械が油圧ショベルである場合、その油圧ポンプはエンジン１１により駆動されることにより圧油を吐出し、その吐出油はブームシリンダ、アームシリンダ等の各種アクチュエータに供給され、それらアクチュエータを駆動する。油圧ショベルは、それらアクチュエータが駆動されることにより掘削作業、走行作業等の各種作業を行う。ＣＡＮ通信電子ガバナ方式のエンジン２１が建設機械に搭載される場合も同様である。

ここで、エンジン１１のメカニカルガバナ方式のエンジン駆動装置１１Ｍは、エンジンコントロールモータ（以下、ＥＣモータという）１３及びガバナレバー１７と、メカニカルガバナ１２とを備えている。ＥＣモータ１３は、車体コントローラ５から信号線６ａを介して送られる目標エンジン回転数の指令信号（パルス信号）により駆動され、その回転がガバナレバー１７を介してメカニカルガバナ１２のガバナ軸１２ａに伝えられる。メカニカルガバナ１２はガバナ軸１２ａの回転により燃料噴射量を調整し、エンジン１１の回転数を制御する。

エンジン２１のＣＡＮ通信信号を用いる電子ガバナ方式のエンジン駆動装置２１Ｅは、エンジンコントローラ２３と電子ガバナ２２とを備えている。エンジンコントローラ２３は、車体コントローラ５から信号線６ｂを介してＣＡＮ通信により目標エンジン回転数の指令信号を受信し、その指令信号に基づいて燃料噴射指令を演算し、この燃料噴射指令を電子ガバナ２２に出力する。電子ガバナ２２はその燃料噴射指令により燃料噴射量を調整し、エンジン２１の回転数を制御する。

車体コントローラ５はそのような２種類のエンジン１１，２１の制御を行うエンジン制御部２を備え、このエンジン制御部２は、選択部３と、第１エンジン演算部７と、第２エンジン演算部８の各処理機能を有している。

選択部３は、ａ位置とｂ位置の２つの切換位置を有し、ａ位置にあるときは、ＥＣダイヤル４からの指示信号（電圧信号）を第１エンジン演算部７に送り、ｂ位置にあるときは、ＥＣダイヤル４からの指示信号（電圧信号）を第２エンジン演算部８に送る。本実施の形態では、車体コントローラ５はメカニカルガバナ方式のエンジン１１に接続されているため、選択部３はａ位置に切り換えられている。車体コントローラ５がＣＡＮ通信電子ガバナ方式のエンジン２１に接続される場合は、選択部３はｂ位置に切り換えられる。

選択部３の切換位置の変更は外部設定装置９により行う。すなわち、選択部３の切換位置を変更するときは、外部設定装置９の通信線９ａを車体コントローラ５の入力ポート５ｄに接続し、外部設定装置９を操作して選択部３の切換位置を切り換える。

第１エンジン演算部７及び第２エンジン演算部８は、それぞれ、選択部３の切り換え位置に応じて目標エンジン回転数の指令信号を生成し出力する。

第１エンジン演算部７及び第２エンジン演算部８の処理機能の詳細を図２及び図３に示す。

第１エンジン演算部７は、図２に示すように、目標エンジン回転数演算部７ａと出力変換部７ｂとを有している。目標エンジン回転数演算部７ａは、ＥＣダイヤル４から選択部３を介して入力された指示信号（電圧信号）をメモリに記憶してあるテーブルに参照させ、その指示信号に対応する目標エンジン回転数を演算する。メモリのテーブルには、図示の如く、指示信号の電圧が高くなるにしたがって目標エンジン回転数が増加するよう、指示信号と目標エンジン回転数との関係が設定されている。出力変換部７ｂは、演算部７ａで演算された目標エンジン回転数をメカニカルガバナ方式のエンジン駆動装置１１Ｍに対応した指令信号（パルス信号）に変換して出力する。

第２エンジン演算部８は、図３に示すように、目標エンジン回転数演算部８ａと出力変換部８ｂとを有している。目標エンジン回転数演算部８ａの処理機能は第１エンジン演算部７の目標エンジン回転数演算部７ａと同じであり、ＥＣダイヤル４から選択部３を介して入力された指示信号（電圧信号）に基づいて、目標エンジン回転数を演算する。出力変換部８ｂは、演算部８ａで演算された目標エンジン回転数をＣＡＮ通信電子ガバナ方式のエンジン駆動装置２１Ｅに対応した指令信号（ＣＡＮ信号）に変換して出力する。

以上のように構成した本実施の形態の動作を説明する。

例えば建設機械の生産（製造、組み立て）時、エンジンがメカニカルガバナ方式のエンジン１１である場合は、車体コントローラ５の出力ポート５ａに信号線６ａを介してメカニカルガバナ方式のエンジン駆動装置１１Ｍを接続する。この場合、選択部３の初期位置をａ位置とすれば、選択部３の位置の切り換えは不要である。

また、このように車体コントローラ５にメカニカルガバナ方式のエンジン駆動装置１１Ｍが接続された場合、ＥＣダイヤル４から車体コントローラ５に入力された目標エンジン回転数の指示信号（電圧信号）はａ位置にある選択部３を介して第１エンジン演算部７に送られる。第１エンジン演算部７は、目標エンジン回転数演算部７ａにおいて、その指示信号（電圧信号）に基づいて目標エンジン回転数を演算し、出力変換部７ｂにおいて、メカニカルガバナ方式のエンジン駆動装置１１Ｍに対応した指令信号（パルス信号）に変換し、その指令信号を出力ポート５ａから出力する。これにより車体コントローラ５はメカニカルガバナ方式のエンジン駆動装置１１Ｍを駆動し、エンジン１１を制御することができる。

建設機械の製造、組み立て時、エンジンがＣＡＮ通信電子ガバナ方式のエンジン２１である場合は、車体コントローラ５の出力ポート５ｂに信号線６ｂを介してＣＡＮ通信電子ガバナ方式のエンジン駆動装置２１Ｅを接続する。図４はこの状態を示している。また、車体コントローラ５の入力ポート５ｄに通信線９ａを介して外部設定装置９を接続し、外部設定装置９を操作して車体コントローラ５の選択部３を図１に示すａ位置から図４に示すｂ位置に切り換える。

このように車体コントローラ５にＣＡＮ通信電子ガバナ方式のエンジン駆動装置２１Ｅが接続された場合は、ＥＣダイヤル４から車体コントローラ５に入力された目標エンジン回転数の指示信号（電圧信号）はｂ位置にある選択部３を介して第２エンジン演算部８に送られる。第２エンジン演算部８は、目標エンジン回転数演算部８ａにおいて、その指示信号（電圧信号）に基づいて目標エンジン回転数を演算し、出力変換部８ｂにおいて、ＣＡＮ通信電子ガバナ方式のエンジン駆動装置２１Ｅに対応した指令信号（ＣＡＮ信号）に変換し、その指令信号を出力ポート５ｂから出力する。これにより車体コントローラ５はＣＡＮ通信電子ガバナ方式のエンジン駆動装置２１Ｅを駆動し、エンジン２１を制御することができる。

建設機械のメンテナンス時に車体コントローラを交換する場合も、同様である。すなわち、メンテナンスの対象となる建設機械に搭載されるエンジンがメカニカルガバナ方式のエンジン１１、ＣＡＮ通信電子ガバナ方式のエンジン２１のいずれであっても、車体コントローラを本実施の形態に係わる車体コントローラ５に交換し、外部設定装置９を接続し、エンジン駆動方式に応じて選択部３をａ位置かｂ位置のいずれかに切り換える。これによりエンジン駆動方式が異なっても、１種類の車体コントローラ５でエンジンを制御することができる。

以上のように本実施の形態によれば、１種類の車体コントローラ５でエンジン駆動方式の異なる２種類のエンジン１１，２１を制御することができる。

また、１種類の車体コントローラ５でエンジン駆動方式の異なる２種類のエンジン１１，２１を制御することができるので、１種類の車体コントローラ５を２種類のエンジン１１，２１に共用することができ、その分、車体コントローラ５の生産個数が増加する。その結果、車体コントローラ５の量産効果が高まり、車体コントローラのコストダウンが可能となる。また、駆動方式の異なるエンジン毎に異なる車体コントローラを生産し、保管する必要がないため、車体コントローラの設計管理、在庫管理等の諸管理が容易となる。

また、車体コントローラ５の選択部３は、外部設定装置９からの切換信号によってのみ切り換えることができ、外部設定装置９は、選択部３を切り換える必要がある場合にのみコントローラ５に接続すればよいので、操作者が作業中に誤って選択部３を切り換えることが防止され、作業を安全に行うことができる。

本発明の第２の実施の形態を図５〜図８を用いて説明する。本実施の形態は、エンジン制御装置をエンジン駆動方式の異なる３種類のエンジンに共用できるようにしたものである。

図５は、本実施の形態に係わる建設機械のエンジン制御装置をエンジンと共に示す図であり、エンジン制御装置を符号１Ａで示している。図中、図１と同等の部材には同じ符号を付し、説明を省略する。

図５において、エンジン制御装置１Ａは、車体コントローラ５に代え車体コントローラ５Ａを備えている。車体コントローラ５Ａは３つの出力ポート５ａ，５ｂ，５ｃを有し、この出力ポート５ａ，５ｂ，５ｃに信号線６ａ，６ｂ，６ｃを接続することにより、エンジン駆動方式の異なる３種類のディーゼルエンジン（以下単にエンジンという）１１，２１，３１のそれぞれのエンジン駆動装置１１Ｍ，２１Ｅ，３１Ｅが選択的に接続可能である。

また、車体コントローラ５Ａは入力ポート５ｄを有し、この入力ポート５ｄに通信線９ａを接続することにより、外部設定装置９Ａが接続可能である。

３種類のエンジン１１，２１，３１のうち、エンジン１１，２１は、それぞれ前述したように、エンジン駆動装置１１Ｍがメカニカルガバナ方式のエンジン駆動装置であるメカニカルガバナ方式のエンジンと、エンジン駆動装置２１ＥがＣＡＮ通信信号（以下ＣＡＮ信号という）を用いる電子ガバナ方式のエンジン駆動装置であるＣＡＮ通信電子ガバナ方式のエンジンである。また、エンジン３１は、シリアル通信信号を用いる電子ガバナ方式のエンジン駆動装置３１Ｅを備えたエンジン（以下、シリアル通信電子ガバナ方式のエンジンという）である。図示の実施の形態では、車体コントローラ５Ａにメカニカルガバナ方式のエンジン１１を接続した場合を示している。

エンジン３１のシリアル通信信号を用いる電子ガバナ方式のエンジン駆動装置３１Ｅは、エンジンコントローラ３３と電子ガバナ３２とを備えている。エンジンコントローラ３３は、車体コントローラ５Ａから信号線６ｂを介してシリアル通信信号により目標エンジン回転数の指令信号を受信し、その指令信号に基づいて燃料噴射指令を演算し、この燃料噴射指令を電子ガバナ３２に出力する。電子ガバナ３２はその燃料噴射指令により燃料噴射指量を調整し、エンジン３１の回転数を制御する。

車体コントローラ５Ａはそのような３種類のエンジン１１，２１，３１の制御を行うエンジン制御部２Ａを備え、このエンジン制御部２Ａは、選択部３Ａと、第１エンジン演算部７と、第２エンジン演算部８と、第３エンジン演算部１８の各処理機能を有している。

選択部３Ａは、ａ位置とｂ位置とｃ位置の３つの切換位置を有し、ａ位置にあるときは、ＥＣダイヤル４からの指示信号（電圧信号）を第１エンジン演算部７に送り、ｂ位置にあるときは、ＥＣダイヤル４からの指示信号（電圧信号）を第２エンジン演算部８に送り、ｃ位置にあるときは、ＥＣダイヤル４からの指示信号（電圧信号）を第３エンジン演算部に送る。本実施の形態では、車体コントローラ５Ａはメカニカルガバナ方式のエンジン１１に接続されているため、選択部３Ａはａ位置に切り換えられている。車体コントローラ５ＡがＣＡＮ通信電子ガバナ方式のエンジン２１に接続される場合は、選択部３Ａはｂ位置に切り換えられ、車体コントローラ５Ａがシリアル通信電子ガバナ方式のエンジン２１に接続される場合は、選択部３Ａはｃ位置に切り換えられる。

選択部３Ａの切換位置の変更は、上記第１の実施の形態と同様に外部設定装置９Ａにより行う。

第１エンジン演算部７、第２エンジン演算部８及び第３エンジン演算部１８は、それぞれ、選択部３Ａの切換位置に応じて目標エンジン回転数の指令信号を生成し出力する。第１エンジン演算部７及び第２エンジン演算部８の処理機能は第１の実施の形態におけるものと同じである（図２及び図３）。

第３エンジン演算部１８の処理機能の詳細を図６に示す。第３エンジン演算部１８は、図６に示すように、目標エンジン回転数演算部１８ａと出力変換部１８ｂとを有している。目標エンジン回転数演算部１８ａの処理機能は第１及び第２エンジン演算部７，８の目標エンジン回転数演算部７ａ，８ａと同じである。出力変換部１８ｂは、演算部１８ａで演算された目標エンジン回転数をシリアル通信電子ガバナ方式のエンジン駆動装置３１Ｅに対応した指令信号（シリアル信号）に変換して出力する。

以上のように構成した本実施の形態の動作を説明する。

建設機械の製造、組み立て時やメンテナンス時において、エンジンがメカニカルガバナ方式のエンジン１１である場合及びＣＡＮ通信電子ガバナ方式のエンジン２１である場合の動作は、第１の実施の形態と同じである。すなわち、車体コントローラ５にメカニカルガバナ方式のエンジン駆動装置１１Ｍ又はＣＡＮ通信電子ガバナ方式のエンジン駆動装置２１Ｅを接続し、選択部３Ａをａ位置又はＢ位置に切り換えることで、エンジン１１又は２１を制御することができる。図７は、車体コントローラ５にＣＡＮ通信電子ガバナ方式のエンジン駆動装置２１Ｅを接続した状態を示している。

また、建設機械の製造、組み立て時、エンジンがシリアル通信電子ガバナ方式のエンジン３１である場合は、車体コントローラ５Ａの出力ポート５ｃに信号線６ｃを介してシリアル通信電子ガバナ方式のエンジン駆動装置３１Ｅを接続する。図８はこの状態を示している。また、車体コントローラ５Ａの入力ポート５ｄに通信線９ａを介して外部設定装置９Ａを接続し、外部設定装置９Ａを操作して車体コントローラ５Ａの選択部３Ａを図５に示すａ位置から図８に示すｃ位置に切り換える。

このように車体コントローラ５Ａにシリアル通信電子ガバナ方式のエンジン駆動装置３１Ｅを接続した場合は、ＥＣダイヤル４から車体コントローラ５Ａに入力された目標エンジン回転数の指示信号（電圧信号）はｃ位置にある選択部３Ａを介して第３エンジン演算部１８に送られる。第３エンジン演算部１８は、目標エンジン回転数演算部１８ａにおいて、その指示信号（電圧信号）に基づいて目標エンジン回転数を演算し、出力変換部１８ｂにおいて、シリアル通信電子ガバナ方式のエンジン駆動装置３１Ｅに対応した指令信号（シリアル信号）に変換し、その指令信号を出力ポート５ｃから出力する。これにより車体コントローラ５Ａはシリアル通信電子ガバナ方式のエンジン駆動装置３１Ｅを駆動し、エンジン３１を制御することができる。

建設機械のメンテナンス時に車体コントローラを交換する場合も、同様である。すなわち、メンテナンスの対象となる建設機械に搭載されるエンジンがシリアル通信電子ガバナ方式のエンジン３１である場合は、車体コントローラ５Ａに交換し、外部設定装置９Ａを用い、選択部３Ａをｃ位置に切り換える。これにより車体コントローラ５Ａはシリアル通信電子ガバナ方式のエンジン駆動装置３１Ｅを駆動し、エンジン３１を制御することができる。

以上のように本実施の形態によれば、１種類の車体コントローラ５Ａでエンジン駆動方式の異なる３種類のエンジンを制御することができる。

また、本実施の形態によれば、１種類の車体コントローラ５Ａでエンジン駆動方式の異なる３種類のエンジンを制御することができるので、１種類の車体コントローラ５Ａを３種類のエンジンに共用することができ、その分、車体コントローラ５Ａの生産個数が更に増加する。その結果、車体コントローラ５Ａの量産効果が一層高まり、車体コントローラのコストダウンが可能となる。また、駆動方式の異なるエンジン毎に異なる車体コントローラを生産し、保管する必要がないため、車体コントローラの設計管理、在庫管理等の諸管理が容易となる。

なお、上記第１の実施の形態では、エンジン駆動方式の異なる２種類のエンジンがメカニカルガバナ方式のエンジン１１とＣＡＮ通信電子ガバナ方式のエンジン２１である場合のものとして説明したが、エンジンがメカニカルガバナ方式のエンジン１１とシリアル通信電子ガバナ方式のエンジン３１の２種類、或いは、ＣＡＮ通信電子ガバナ方式のエンジン２１とシリアル通信電子ガバナ方式のエンジン３１の２種類であってもよく、その場合も本発明を適用し、同様の効果を得ることができる。

また、上記第２の実施の形態では、エンジン制御装置をエンジン駆動方式の異なる３種類のエンジンに共用できるようにしたが、エンジン制御装置をエンジン駆動方式の異なる４種類以上のエンジンに共用できるようにしてもよい。

更に、上記第１及び第２の実施の形態では、車体コントローラにエンジン駆動方式の異なるエンジンの種類毎に対応する数の出力ポート５ａ，５ｂ又は５ａ，５ｂ，５ｃを設けたが、出力ポートを１つにし、この１つの出力ポートをそれぞれの信号線６ａ，６ｂ又は６ａ，６ｂ，６ｃに接続できるようにしてもよい。

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をエンジンと共に示す図である。 車体コントローラにおける第１エンジン演算部の処理機能の詳細を示す図である。 車体コントローラにおける第２エンジン演算部の処理機能の詳細を示す図である。 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コントローラにＣＡＮ通信電子ガバナ方式のエンジン接続した状態を示す図である。 本発明の第２の実施の形態に係わる建設機械のエンジン制御装置をエンジンと共に示す図である。 車体コントローラにおける第３エンジン演算部の処理機能の詳細を示す図である。 本発明の第２の実施の形態に係わる建設機械のエンジン制御装置のコントローラにＣＡＮ通信電子ガバナ方式のエンジンを接続した状態を示す図である。 本発明の第２の実施の形態に係わる建設機械のエンジン制御装置のコントローラにシリアル通信電子ガバナ方式のエンジンを接続した状態を示す図である。 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。 従来の電子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。

符号の説明

１，１Ａ エンジン駆動装置
２，２Ａ エンジン制御部
３，３Ａ 選択部
４ エンジンコントロールダイヤル（エンジン回転指示装置）
５，５Ａ 車体コントローラ
５ａ，５ｂ，５ｃ 出力ポート
９ｄ 入力ポート
６ａ，６ｂ， 信号線
７ 第１エンジン演算部
８ 第２エンジン演算部
７ａ，８ａ，１８ａ 演算部
７ｂ，８ｂ，１８ｂ 出力変換部
９，９Ａ 外部設定装置
９ａ 信号線
１１，２１，３１ エンジン
１２ メカニカルガバナ
１２ａ ガバナ軸
１３ エンジンコントロールモータ
１７ ガバナレバー
１８ 第３エンジン演算部
２２，３２ 電子ガバナ
２３，３３ エンジンコントローラ

Claims (3)

1. エンジンと、目標エンジン回転数に基づいて前記エンジンを制御するエンジン駆動装置とを備える建設機械のエンジン制御装置において、
   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いて前記目標エンジン回転数を演算する車体コントローラとを備え、
   前記車体コントローラは、
   前記エンジン駆動装置が、エンジンコントロールモータ、ガバナレバー及びメカニカルガバナとを備え、前記メカニカルガバナにより燃料噴射量を調整して前記エンジンの回転数を制御するメカニカルガバナ方式であるか、エンジンコントローラと電子ガバナとを備え、前記電子ガバナにより燃料噴射量を調整して前記エンジンの回転数を制御する、ＣＡＮ通信信号を用いる電子ガバナ方式であるかに応じて、前記メカニカルガバナ方式のエンジン駆動装置と前記ＣＡＮ通信信号を用いる電子ガバナ方式のエンジン駆動装置とを選択的に接続可能とする出力ポートと、
   前記エンジン駆動装置が、前記メカニカルガバナ方式であるときは第１位置を選択し、前記エンジン駆動装置が前記ＣＡＮ通信信号を用いる電子ガバナ方式であるときは第２位置を選択する選択部と、
   前記選択部が前記第１位置を選択したとき、前記目標エンジン回転数を前記メカニカルガバナ方式に対応した指令信号に変換し、その指令信号を前記出力ポートから出力する第１出力変換部と、
   前記選択部が前記第２位置を選択したとき、前記目標エンジン回転数を前記電子ガバナ方式に対応したＣＡＮ通信を用いる指令信号に変換し、その指令信号を前記出力ポートから出力する第２出力変換部とを有し、
   前記選択部が前記第１位置を選択したとき、前記メカニカルガバナ方式のエンジン駆動装置における前記エンジンコントロールモータは、前記メカニカルガバナ方式に対応した前記指令信号により回転駆動されて、その回転を前記ガバナレバーを介して前記メカニカルガバナのガバナ軸に伝達し、
   前記選択部が前記第２位置を選択したとき、前記電子ガバナ方式のエンジン制御装置における前記エンジンコントローラは、前記ＣＡＮ通信により受信した前記指令信号に基づいて燃料噴射指令を演算し、この燃料噴射指令を前記電子ガバナに出力することを特徴とする建設機械のエンジン制御装置。
2. 請求項１記載のエンジン駆動装置において、
   前記車体コントローラの出力ポートは、前記エンジン駆動装置が、前記メカニカルガバナ方式であるか、前記ＣＡＮ通信信号を用いる電子ガバナ方式であるか、エンジンコントローラと電子ガバナとを備え、前記電子ガバナにより燃料噴射量を調整して前記エンジンの回転数を制御する、シリアル通信信号を用いる電子ガバナ方式であるかに応じて、前記メカニカルガバナ方式のエンジン駆動装置と前記ＣＡＮ通信信号を用いる電子ガバナ方式のエンジン駆動装置と前記シリアル通信信号を用いる電子ガバナ方式のエンジン駆動装置を選択的に接続可能とする出力ポートであり、
   前記選択部は、前記エンジン駆動装置が前記メカニカルガバナ方式であるときは前記第１位置を選択し、前記エンジン駆動装置が前記ＣＡＮ通信信号を用いる電子ガバナ方式であるときは前記第２位置を選択し、前記エンジン駆動装置が前記シリアル通信信号を用いる電子ガバナ方式であるときは第３位置を選択可能であり、
   前記選択部が前記第３位置を選択したとき、前記目標エンジン回転数を前記電子ガバナ方式に対応したシリアル通信信号を用いる指令信号に変換し、その指令信号を前記出力ポートから出力する第３出力変換部を更に有し、
   前記選択部が前記第３位置を選択したとき、前記シリアル通信信号を用いる電子ガバナ方式のエンジン制御装置における前記エンジンコントローラは、前記シリアル通信により受信した前記指令信号に基づいて燃料噴射指令を演算し、この燃料噴射指令を前記電子ガバナに出力することを特徴とする建設機械のエンジン制御装置。
3. 請求項１又は２記載のエンジン制御装置において、
   前記車体コントローラに接続可能な外部設定装置を更に備え、
   前記選択部は、前記外部設定装置により切り換えられることを特徴とする建設機械のエンジン制御装置。

Images