WO2002006592A1 - Systeme de commande electronique d'une machine de construction - Google Patents

Description

明細書 建設機械の電子制御システム 技術分野

本発明は建設機械の電子制御システムに係わり、 特に、 原動機、 油圧機器及び システム、 作業装置を備える建設機械に、 機能毎に分けた複数の制御装置と、 建 設機械の状態を監視する少なくとも 1つのモニタ装置を設け、 これら複数の制御 装置とモニタ装置を互いに接続し、 データの送受信を行う建設機械の電子制御シ ステムに関する。 背景技術

近年、 建設機械、 特にその代表例である油圧ショベルは性能向上あるいは多用 途化に対する要望が大きく、 それに対処するために電子制御化が進んでいる。 そ のため、 それに係わる電子制御システムは高速の演算が必要となり、 制御装置に 高機能のマイクロコンピュータを使用しなくてはならないためコス卜が増加する。 また、 システムの入出力信号が増加し、 制御装置及びワイヤ ·ハーネスが複雑化 する。 このような問題に対処するため、 油圧ショベルの制御機能を単位機能に分 け、 単位機能毎に制御装置を設け、 これらの制御装置をネットワークで結ぶこと で機械全体の制御を行う制御装置の分散化が検討されている。

例えば、 特公平 7— 1 1 3 8 5 4号公報には、 各機器毎に制御装置を設け、 こ の各機器毎の制御装置を共通の通信ラインを介してマスターコント口一ラに接続 し、 このマスタ一コント口一ラでシステム全体の統合制御を行うようにした油圧 ショベルの電子制御システムが開示されている。

また、 特公平 8— 2 8 9 1 1号公報には、 各機器毎に制御装置を設け、 制御装 置間を多重伝送シリアル通信回路で結合することによって双方向通信が可能なネ ットヮ一クを構成し、 システムの拡張を容易にした建設機械の電子制御システム が開示されている。 また、 この公報には、 多重伝送シリアル通信回路上にシステ ムの動作状態を表示する表示モニタを接続することが開示されている。 更に、 SAE Paper 941796 Development of Int el l igent Hydraul i c Excavator - HYPER GX Ser ies (1994年発行） には、 各機器毎に制御装置を設け、 これら制 御装置をネットワーク上で接続すると共に、 そのネットワークを低速ネットヮ一 クと高速ネットワーク （バス） に分け、 高速通信データの信頼性確保を図った油 圧ショベルの電子制御システムが開示されている。

一方、 油圧ショベル等の建設機械においては、 機械本体のメンテナンスのため に機械の稼動データを記録し運転状態を監視したり、 オペレータの作業を援助す るために作業装置の状態を表示するなど、 制御の目的だけでなくモニタリングの 機能も要求されている。 例えば、 特開平 7— 1 1 0 2 8 7号公報には、 機械本体 のメンテナンスのために機械の稼動データを圧縮記録し、 運転状態を監視するこ とが示されている。 発明の開示

しかしながら、 上記従来技術には次のような問題がある。

建設機械、 特にその代表例である油圧ショベルでは、 電子制御化が進むに従い 制御装置で使用するデータ量、 その更新頻度 （通信速度） が増加している。 また、 機械本体のメンテナンスのために機械の稼動データを記録したり、 ォペレ一夕の 作業を援助するために作業装置の状態を表示するなど、 制御の目的だけでなくモ 二夕リングの機能も要求されており、 制御に用いるデータ以外にモニタリングで 使用するデ一夕量も増加しつつある。 このような状況で上記従来技術の制御シス テムを適用していくと、 いくつかの問題が発生する。

特公平 7— 1 1 3 8 5 4号公報に示された分散制御システムでは、 各機器毎に 設けられた制御装置は全てのデータを共通通信ラインを介してマスターコント口 —ラへ送信し、 それらのデータをマス夕一コントローラで一括処理し、 その後、 制御指令を各制御装置へ送信する。 このシステムにモニタリングの機能を追加す ると、 制御データとモニタデータの全てをマスターコントローラで扱う必要が生 じるので、 各制御装置とマス夕一コントローラ間のデータ通信量は膨大なものと なり、 一番重視すべき制御性能に影響を与えないようにするには高速な通信ので きる共通通信ラインと高速処理の可能なマスターコントローラが必要となる。 そ のため、 システムの各構成機器が複雑ィ匕し、 システムがコストアップとなる。 また、 制御データとモニタデータを同じ共通通信ラインで通信する構成となる ため、 どちらかのデータに障害が発生した楊合、 相互に影響を受けて通信できな くなり、 システムが停止してしまう可能性がある。 特に、 モニタデータの障害で 制御系が停止してしまうことは避けなければならない。

特公平 8— 2 8 9 1 1号公報に示された分散制御システムは、 単一の多重伝送 シリアル通信回線に機能毎に分けた制御装置が接続され、 相互に通信する構成で あるため、 特公平 7— 1 1 3 8 5 4号公報に示された分散制御システムほどはデ 一夕通信量は膨大にならないと考えられる。 しかし、 制御データとモニタデータ を同じ共通通信ラインで通信する構成となるので、 どちらかのデータに障害が発 生した場合、 相互に影響を受けて通信できなくなり、 システムが停止してしまう 可能性があるという問題は残っている。

また、 多重伝送シリアル通信回線上のデータ通信量、 通信頻度は、 制御データ、 モニタデータが混在している状況で制御に最適なものとなるように設定されてい る。 このため、 新たな制御装置 （機能） の追加を行うと、 通信データの増加に対 してデータ通信量、 通信頻度を再設定しなくてはならず、 機能の追加に対し柔軟 なシステムとはいえない。 特に、 モニタデータの増加が制御デ一夕に影響を与え る事態は避けなくてはいけない。

SAE Paper 941796 Development of Intel l igent Hydraul ic Excavator - HYPE R GX Ser ies に示された分散制御システムでは、 ネットワークを低速ネットヮー クと高速ネットワークに分けている。 また、 低速ネットワーク上にシステムの制 御装置全てを接続して広域ネットワークとして使用し、 高速ネッ卜ワークは制御 上高速通信の必要な制御装置間の接続だけに限定して使用している。 このシステ ムにモニタリングの機能を追加する場合、 種々のモニタデ一タを取り扱う必要が あることから広域ネットワーク上にモニタリングに係わる制御装置が接続される ことになる。 そのため、 特公平 8— 2 8 9 1 1号公報の場合と同様、 制御データ とモニタデータの相互干渉の問題、 及び機能の追加に対する柔軟性の欠如の問題 がある。

本発明の目的は、 制御機能とモニタリングの機能を有するもので、 1本の共通 通信ライン上のデータ通信量、 通信頻度の増加を抑え、 制御デ一夕とモニタデー 夕の相互千渉を起こさず、 かつ機能の追加に柔軟に対応できる建設機械の電子制 御システム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、 原動機、 油圧機器及びシステム、 作業装置を備える建設機械に、 機能毎に分けた複数の制御装置と、 建設機械の運 転状態を監視する少なくとも 1つのモニタ装置を設け、 前記複数の制御装置とモ 二夕装置を互いに接続し、 制御データとモニタデータの通信を行う建設機械の電 子制御システムにおいて、 前記制御データの通信を行うための第 1の共通通信ラ インと、 前記モニタデータの通信を行うための第 2共通の通信ラインの少なくと も 2系統の共通通信ラインを設け、 前記複数の制御装置を前記第 1の共通通信ラ インに接続し、 この第 1の共通通信ラインにより前記複数の制御装置間で前記制 御データの通信を行い、 前記モニタ装置と前記複数の制御装置のうちの特定の制 御装置を前記第 2の共通通信ラインに接続し、 この第 2の共通通信ラインにより 前記モニタ装置と前記特定の制御装置間で前記モニタデータの通信を行うものと する。

このように第 1及び第 2の共通通信ラインを設け、 少なくとも制御用とモニタ 用に共通通信ラインを分けることにより、 通信のデータ量、 通信頻度は各々の共 通通信ラインに分散され、 1本の共通通信ライン上でのデータ通信量、 通信頻度 の増加は抑えられる。 このため極端な高速の共通通信ラインや演算処理装置を必 要とせず、 各構成機器の複雑化、 コストアップを避けることができる。

また、 少なくとも制御用とモニタ用に共通通信ラインを分けることにより、 制 御デ一夕とモニタデ一夕の相互干渉を起こさなくなる。 このため通制御データと モニタデータのどちらかのデータに障害が発生しても、 相互に影響を受けること はなく、 特に、 モニタデータ通信の障害で機械本体が停止してしまうことが防げ る。

更に、 例えばモニタ用の共通通信ライン上に機能追加のためにモニタ装置を追 加しても、 制御用の共通通信ラインに対するデータ通信量、 通信頻度に影響を与 えることがなく、 機器の追加に柔軟に対応することができる。

( 2 ) 上記 （1 ) において、 電子制御システムは、 好ましくは、 前記第 2の共 通通信ラインに接続され、 この第 2の共通通信ラインで通信されるモニタデータ を表示する表示装置を更に備える。

これにより制御性能に影響することなく、 オペレータにモニタデータを表示す ることができる。

( 3 ) 上記 （2 ) において、 好ましくは、 前記表示装置は前記第 2の共通通信 ラインで通信されるモニタデ一タをグラフィカルに表示する処理手段を有する。 これによりオペレータに対しモニタデータを分かり易く表示することができる。

( 4 ) また、 上記 （1 ) において、 電子制御システムは、 好ましくは、 前記第 1及び第 2の共通通信ラインの双方に接続され、 前記第 1の共通通信ラインで通 信される制御デ一夕と前記第 2の共通通信ラインで通信されるモニタデータを選 択的に表示する表示装置を更に備える。

これによりモニタデ一夕だけでなく制御データを同じ表示装置に表示すること ができるので、 建設機械のように狭い運転室であっても 1台の表示装置でォペレ —夕にモニタデータと制御デ一夕を表示することができる。 また、 表示装置を多 数備える必要がなくなるので、 システムが安価になる。

( 5 ) 上記 （4 ) において、 好ましくは、 前記表示装置は前記第 1の共通通信 ラインで通信される制御データと前記第 2の共通通信ラインで通信されるモニタ データの少なくとも一方をグラフィカルに表示する処理手段を有する。

これによりオペレータにモニタデータ及び制御データを分かり易く表示するこ とができる。

( 6 ) また、 上記 （4 ) において、 好ましくは、 前記表示装置は入力手段を備 え、 この入力手段の操作により表示画面の内容に連動して制御用の指令信号及び モニタ用の指令信号を生成し、 前記制御用の指令信号を前記第 1の共通通信ライ ンにより前記複数の制御装置の対応するものに送信し、 前記モニタ用の指令信号 を前記第 2の共通通信ラインにより前記モニタ装置に送信する。

これにより表示装置から制御装置とモニタ装置の双方の操作を可能とし、 操作 の煩雑さを緩和できる。 図面の簡単な説明 図 1は、 本発明の第 1の実施形態による油圧ショベルの電子制御システムを、 油圧ショベル及び油圧システムと共に示す図である。

図 2は、 図 1に示した第 1の制御ュニッ卜の構成を示す図である。

図 3は、 図 1に示した第 2の制御ュニットの構成を示す図である。

図 4は、 図 1に示した第 3の制御ュニッ卜の構成を示す図である。

図 5は、 図 1に示した第 1のモニタュニットの構成を示す図である。

図 6は、 図 1に示した第 2のモニタュニットの構成を示す図である。

図 7は、 第 1の実施の形態における共通通信ラインの通信デ一夕を表形式で示 す図である。

図 8は、 第 1及び第 2通信部の構成を示す図である。

図 9は、 C P Uのタイマ割り込み処理を説明するフローチヤ一トである。 図 1 0は、 通信部のデータ送信処理を説明するフローチヤ一トである。

図 1 1は、 通信部のデータ受信処理を説明するフ口一チャートである。

図 1 2は、 C P Uの受信割り込み処理を説明するフローチャートである。 図 1 3は、 第 1の制御ュニッ卜のメイン処理を説明するフローチャート図であ る。 '

図 1 4は、 第 2の制御ュニットのメイン処理を説明するフローチヤ一ト図であ る。

図 1 5は、 第 3の制御ユニットのメイン処理を説明するフローチャート図であ る。

図 1 6は、 第 1のモニタュニットのメイン処理を説明するフ口一チャート図で ある。

図 1 7は、 第 2のモニタユニットのメイン処理の全体の流れを説明するフロー チャート図である。

図 1 8は、 第 2のモニタユニットのメイン処理におけるエンジン稼動記録処理 の詳細を説明するフローチャート図である。

図 1 9は、 第 2のモニタュニットのメイン処理により E E P R OMに記録され るデータの様子を示す図である。

図 2 0は、 第 2のモニタユニットのメイン処理におけるエンジン油圧異常記録 処理の詳細を説明するフローチャート図である。

図 2 1は、 第 2のモニタユニットのメイン処理におけるフィルタ圧力異常記録 処理の詳細を説明するフローチャート図である。

図 2 2は、 第 2のモニタュニットのメイン処理における燃料残量警告記録処理 の詳細を説明するフローチャート図である。

図 2 3は、 第 2のモニタユニットのメイン処理における冷却水温頻度分布記録 処理の詳細を説明するフローチャート図である。

図 2 4は、 第 3通信部の構成を示す図である。

図 2 5は、 第 2のモニタユニットのメイン処理における P C通信処理の詳細を 説明するフローチャート図である。

図 2 6は、 本発明の第 2の実施形態による油圧ショベルの電子制御システムを、 油圧ショベル及び油圧システムと共に示す図である。

図 2 7は、 図 2 6に示した表示装置の構成を示す図である。

図 2 8は、 第 2の実施の形態における共通通信ラインの通信デ一夕を表形式で 示す図である。

図 2 9は、 表示装置の表示画面の一例を示す図であり、 （a ) は画面 1を、 ( b ) は画面 2を、 （c ) は画面 3を示す。

図 3 0は、 表示装置のメイン処理を説明するフローチャートである。

図 3 1は、 表示装置のメイン処理における画面 1の表示処理の詳細を説明す るフローチヤ一トである。

図 3 2は、 表示装置のメイン処理における画面 2の表示処理の詳細を説明する フローチヤ一卜である。

図 3 3は、 表示装置のメイン処理における画面 3の表示処理の詳細を説明する フローチヤ一トである。

図 3 4は、 本発明の第 3の実施形態による油圧ショベルの電子制御システムを、 油圧ショベル及び油圧システムと共に示す図である。

図 3 5は、 図 3 4に示した第 4の制御ユニットの構成を示す図である。

図 3 6は、 図 3 4に示した表示装置の構成を示す図である。

図 3 7は、 第 3の実施の形態における共通通信ラインの通信データを表形式で 示す図である。

図 3 8は、 第 4の制御ュニットのメイン処理を説明するフローチャート図であ る。

図 3 9は、 第 3の実施の形態における表示装置のメイン処理を説明するフロー チャート図である。

図 4 0は、 第 3の実施の形態における表示装置の表示画面の一例を示す図であ り、 ) は画面 4を、 （b ) は画面 5を示す。

図 4 1は、 表示装置のメイン処理における画面 4の表示処理の詳細を説明する フローチヤ一トである。

図 4 2は、 表示装置のメイン処理における画面 5の表示処理の詳細を説明する フローチャートである。 発明を実施するための最良の形態

以下、 本発明の実施の形態を図面を用いて説明する。

<第 1の実施の形態 >

図 1は、 本発明の第 1の実施形態による油圧ショベルの電子制御システムを、 油圧ショベル及びこれに搭載される油圧システムと共に示す図である。 この図 1 において、 1は油圧ショベルであり、 この油圧ショベル 1は、 走行体 2、 走行体 2上に旋回可能に設けれられた旋回体 3、 旋回体 3上に構成された原動機 1 4や 油圧ポンプ 1 8等の油圧機器等の収納室 4、 旋回体 3の後部に設けたカウンタウ エイト 5、 旋回体 3の前部左側に設けられた運転室 6、 旋回体 3の前部中央に設 けられた掘削作業装置 7を備えている。

掘削作業装置 7は、 旋回体 3に俯仰動可能に設けられたブーム 8と、 このブー ム 8の先端に回動可能に設けられたアーム 9と、 このアーム 9の先端に回動可能 に設けられたバケツト 1 0と、 ブーム 8を俯仰動させるブーム操作用の油圧シリ ンダ 1 1と、 アーム 9を回動させるアーム操作用の油圧シリンダ 1 2と、 バケツ ト 1 0を回動させるバケツト操作用の油圧シリンダ 1 3とで構成されている。 原動機 1 4はディーゼルエンジンであり、 その回転速度をある範囲に維持する ための電子式のガバナ装置 1 5を備えている。 原動機 1 4の目標回転数 N rは目 標回転数設定器 16により設定される。

油圧ポンプ 18は原動機 14によって回転駆動される。 また、 油圧ポンプ 18 は可変容量型のポンプであり、 その吐出量を変える斜板 19を備え、 この斜板 1 9には吐出量調整装置 20が連結されている。 また、 斜板 19の傾転位置を検出 する斜板位置検出器 21及び油圧ポンプ 18の吐出圧力を検出する圧力検出器 2 2が設けられている。

原動機 14には第 1の制御ュニッ卜 17が設けられ、 この制御ュニット 17は 目標回転数設定器 16からの目標回転数 Nrとガバナ装置 15で検出された実際 の回転数 Neとに基づいて所定の演算を行い、 実際の回転数 Neが目標回転数 N rに一致するようにガバナ装置 15に制御信号 Rを出力する。

油圧ポンプ 18には第 2の制御ユニット 23が設けられ、 この第 2の制御ュニ ット 23は、 圧力検出器 22によって検出された油圧ポンプ 18の吐出圧力 P d と斜板位置検出器 21によって検出された斜板 19の傾転位置 0とに基づいて所 定の演算を行い、 油圧ポンプ 18の吐出量調整装置 20に斜板 19の制御信号を 出力する。

ブーム操作用の油圧シリンダ 1 1、 アーム操作用のシリンダ 12、 バケツト操 作用のシリンダ 13はそれぞれ制御弁 24, 25, 26を介して油圧ポンプ 18 に接続され、 制御弁 24, 25， 26により油圧ポンプ 18から各シリンダ 11, 12, 13に供給される圧油の流量及び方向が調整される。

制御弁 24, 25， 26に対しては操作レバー 27, 28, 29が設けられ、 各操作レバ一 27, 28, 29にレバー作動器 30， 31， 32が連結され、 こ れらのレバー作動器 30, 31， 32は各操作レバ一 27, 28, 29の操作量 に対応した電気信号を操作信号 XI, X2, X 3として出力する。

操作信号 X 1 , X2, X 3は第 3の制御ュニット 33に入力され、 この制御ュ ニット 33は操作信号 X 1, X2, X 3に基づいて所定の演算処理を行い、 各制 御弁 24， 25, 26の操作部 24 L， 24R, 25 L, 25 R, 26 L, 26 Rに制御信号を出力する。

また、 原動機 14には潤滑油の圧力を計測するための油圧センサ 41、 ェンジ ンの冷却用水を冷却するラジェ一夕 51に備えられた水温センサ 42が備わり、 これらのセンサの検出するエンジンオイル圧力 P oi l、 冷却水温 Twの各信号は第 1の制御ュニット 1 7へ入力され、 原動機 1 4の異常状態監視のために用いられ る。

更に、 この電子制御システムには油圧ショベル 1の各機器の状態をモニタリン グするためのセンサ類が設置されている。 本実施の形態では、 燃料残量を計測す る燃料レベルセンサ 4 3、 及び油圧回路に備わるフィルタ 5 0の目詰まりを検知 するための圧力センサ 4 4が設置されており、 これらセンサのの検出する燃料レ ベル F uel、 フィルタ圧力 P f l tの各信号は第 1のモニタュニット 4 5に入力され る。 第 1のモニタユニット 4 5は、 運転室 6内に備わる計器パネル 5 2上にそれ らの情報をメータあるいは警報ランプなどの形態で表示する。

また、 電子制御システムには油圧ショベル 1の稼動状況を記憶する第 2のモニ タュニット 4 6が備わり、 第 1のモニタュニット 4 5及び第 1の制御ュニット 1 7が出力した信号を通信で受け、 これらを処理することで、 油圧ショベル 1の稼 動時間、 稼動状態を時系列的に、 あるいは統計的に計測し、 記憶する。 この記憶 し情報はモニタユニット 4 6にパーソナルコンピュータ （P C ) 5 3などの外部 機器を接続して出力することができる。

データ通信のための共通バスとして、 制御データを通信するための第 1の共通 通信ライン 3 9とモニタデ一夕を通信するための第 2の共通通信ライン 4 0の 2 系統が設けられている。 制御ユニット 1 7， 2 3， 3 3は第 1の共通通信ライン 3 9を介して接続され、 制御に必要とする信号 （制御データ） を相互に送受信す る。 また、 モニタユニット 4 5 , 4 6と第 1の制御ユニット 1 7は第 2の共通通 信ライン 4 0を介して接続され、 モニタリングに必要な信号 （モニタデータ） を 相互に送受信する。

第 1の制御ュニット 1 7の構成を図 2に示す。 図 2において、 制御ュニット 1 7は、 スロットル 1 6からの目標回転数信号 N r、 油圧センサ 4 1からのェンジ ン圧力信号 P oi l、 水温センサ 4 2からの冷却水温信号 Twを切換え、 AZD変換 器 1 7 1へ出力するマルチプレクサ 1 7 0、 マルチプレクサ 1 7 0から受け取つ たアナログ信号をデジタル信号に変換する AZD変換器 1 7 1、 ガバナ装置 1 5 からの原動機実回転数 N eをパルス信号で入力するカウンタ 1 7 5、 R OM 1 7 3に記憶された制御手順のプログラムや制御に必要な定数に従って制御コニット 17全体を制御する中央演算処理装置 （CPU) 172、 CPU172の行う制 御手順のプロダラムゃ制御に必要な定数を格納するリードオンリ一メモリー （ R OM) 173、 演算結果あるいは演算途中の数値を一時記憶するランダムァクセ スメモリ （RAM) 174、 デジタル信号ををアナログ信号に変換する DZA変 換器 178、 DZ A変換器からの信号をガバナ装置 15へ出力するための増幅器 1780、 第 1の共通通信ライン 39で接続されている制御ュニット間の通信を 制御する第 1通信部 176、 第 2の共通通信ライン 40に接続されているモニタ ュニット、 制御ュニット間の通信を制御する第 2通信部 177で構成される。 第 2の制御ユニット 23の構成を図 3示す。 図 3において、 制御ユニット 23 は、 圧力検出器 22の圧力信号 Pdと斜板位置検出器 21からの斜板位置信号 0 とを切換て AZD変換器 231へ出力するマルチプレクサ 230、 マルチプレク サから入力したアナログ信号をデジタル信号に変換する AZD変換器 23、 中央 演算処理装置 （CPU) 232、 制御手順のプログラムや制御に必要な定数を格 納するリードオンリーメモリー （ROM) 233、 演算結果あるいは演算途中の 数値を一時記憶するランダムアクセスメモリ （RAM) 234、 油圧ポンプ 10 1の斜扳 101 aの駆動信号出力を駆動信号増幅器 150を介して斜板位置調節 部 20へ出力するインターフェース （IZO) 239、 第 1の共通通信ライン 3 9に接続されている制御ュニット間の通信を制御する第 1通信部 236で構成さ れる。

第 3の制御ュニット 33の構成を図 4に示す。 図 4において、 制御ュニット 3 3は、 電気レバー 27， 28, 29の信号発生部 30， 31， 32からの操作信 号 XI, X2, X3を切換え A/D変換器 331へ出力するマルチプレクサ 33 0、 マルチプレクサ 330から入力したアナログ信号をデジタル信号に変換する A/D変換器 331、 ROM 333に記憶された制御手順のプログラムや制御に 必要な定数に従い制御ユニット全体を制御する中央演算処理装置 （CPU) 33 2、 演算結果あるいは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) 334、 コントロールバルブ 24, 25， 26に備えられた電磁比例 弁 24R, 24L, 25 R, 25L, 26R, 26 Lへの駆動信号を増幅器 33 90〜3395を介して出力するデジタルの駆動信号をアナログ信号に変換する DZA変換器 339、 第 1の共通通信ライン 39に接続されている制御ユニット 間の通信を制御する第 1通信部.336で構成される。

第 1のモニタユニット 45の構成を図 5に示す。 図 5において、 モニタュニッ ト 45は、 圧力センサ 44のフィルタ圧力信号 Pflt、 燃料レベルセンサ 43から の燃料レベル信号 Fuelとを切換て A/D変換器 451へ出力すマルチプレクサ 4 50、 マルチプレクサから入力したアナログ信号をデジタル信号に変換する AZ D変換器 451、 ROM453に記憶されたモニタリング手順のプログラムゃ演 算に必要な定数に従いモニタュニット全体を制御する中央演算処理装置 （CP U) 452、 モニタリング手順のプログラムや演算に必要な定数を格納するリ一 ドオンリ一メモリー （ROM) 453、 演算結果あるいは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) 454、 燃料レベル信号、 フィル夕 圧力信号、 あるいは他の制御ユニット、 モニタユニットから入力した信号に従い 計器パネル 52へ出力するインターフ in—ス （IZO) 458、 第 2の共通通信 ライン 40に接続されているモニタュニットあるいは制御ュニット間の通信を制 御する第 2通信部 457で構成される。

第 2のモニタユニット 46の構成を図 6に示す。 図 6において、 モニタュニッ ト 46は、 ROM463に記憶されたモニタリング手順のプログラムや演算に必 要な定数に従いモニタユニット全体を制御する中央演算処理装置 （CPU) 46 2、 モニタリング手煩のプログラムや演算に必要な定数を格納するリードオンリ 一メモリ一 （ROM) 463、 演算結果あるいは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) 464、 第 1の制御ユニット 17、 モニタュ ニット 45から入力した信号に従い処理されたモニタリングデータを記憶する書 き込み可能な不揮発性メモリ （EEPROM) 4602、 現在時刻を出力するリ アルタイムクロック （RTC) 4603、 第 2の共通通信ライン 40に接続され ているモニタュニットあるいは制御ュニット間の通信を制御する第 2通信部 46 7、 EEPROM 4602に記憶されたモニタリングデータを P C 53などの外 部機器へ通信するための第 3通信部 4601で構成される。

次に、 第 1及び第 2の共通通信ライン 39, 40による通信について説明する。 図 7に第 1及び第 2の共通通信ライン 39, 40を介して通信するデータを示 す。 図 7の表中、 I DNoは個々のデータにつけられる識別番号である。 〇印は 各制御ュニッ卜の送信するデータを示している。 參印は各制御ュニッ卜の受信デ 一夕を示している。 周期はそのデータを送信する制御ュニットがそのデータを通 信する間隔、 つまりデータを更新する時間間隔を示している。 周期はそのデータ が制御上、 あるいはモニタリングで必要とされる、 あるいはデータの変化速度を 鑑みて決定される。 例えば、 制御ユニット 17において、 原動機 14の目標回転 数 Nrは一度設定されればほとんど変化しないことから 5 OmS程度の送信周期 で十分であり、 原動機 14の実回転数 Neはその辺加速度から 2 OmSの周期で 通信することが望ましい。 また、 制御ユニット 33の送信する操作信号 X I, X 2, X3は制御ュニット 23における油圧ポンプの目標傾転角 Θ rの演算に必要 であり、 その送信周期は 1 OmS程度が必要となる。

図 8に制御ュニット 17内の第 1通信部 1 76の構成の一例を示す。 図 7にお いて、 図 1及び図 2に示す符号と同符号のものは同一部分を示す。 第 1通信部 1 76はデータに付加された I D N oと同じ番号でデ一夕を管理する記憶場所を有 するメモリ 80と、 通信コントローラ 81と、 制御ユニット 17内の CPU 17 2に接続するデータライン 82と、 通信コントローラ 8 1から CPU1 72に受 信割り込み信号を送る割り込み信号ライン 83と、 通信コントローラ 81と第 1 の共通通信ライン 39とを接続する受信ライン 84及び送信ライン 85で構成さ れている。

制御ュニット 17内の第 2通信部 177並びに他の制御ュニット及びモニタュ ニット内の第 1及び第 2通信部も同様に構成されている。

次に、 第 1及び第 2の共通通信ライン 39, 40を介したデータの送受信につ いて説明する。

まず、 データの送信方法を制御ユニット 1 7を例に説明する。 図 7の表で説明 したように、 各データは図 7の送信周期に従った一定時間間隔の送信が必要であ る。 制御ュニット 17内の CPU 172は、 夕イマ （図示せず） により一定時間 毎、 例えば ImS毎にタイマ割り込みを発生し、 メイン処理 （後述） を中断して 図 9にフローチヤ一卜で示すタイマ割り込み処理プログラムを起動する。 図 9に 従いタイマ割り込み処理を説明する。

STEP 5010 ：

各データ毎に設けられたカウン夕をインクリメント （+ 1) する。 つまりこの S T E Pで夕イマ割り込みが発生する毎に各力ゥン夕を更新していく。 例えば夕 イマ割り込みが lmS毎に実行されるのであれば各カウンタは lmS毎に更新さ れる。

STEP 5020 ：

次に各カウン夕の値が表 1に示したデータ毎の送信周期に一致したか判定する。 一致していない場合はそのままタイマ割り込み処理を終了してメイン処理へ戻る。

STEP 5020でカウンタ値が周期と一致したと判断された場合は STEP 5030以降へ処理が移る。

STEP 5030 ：

周期の一致したデータのカウンタ値をクリア （0) にする。

STEP 5040 ：

周期の一致した送信デ一夕を通信部のメモリ上の I DNoに相当する記憶場所 に書き込む。

STEP 5050 ：

通信部に送信処理を行わせるために通信コントローラの通信要求フラグをセッ トする。

処理を終え、 メイン処理へ戻る。

例えば、 図 7の表に示されている第 1の制御ュニット 17の送信データ中、 目 標エンジン回転数 N rは通信周期が 5 OmSなので、 このタイマ割り込み処理を 50回行う毎にカウンタ値が周期と一致して STEP 5030〜 5050が実行 される。

以上の CPU 172の処理が終了すると第 1通信部 176内の通信コント口一 ラ 81が図 10のフローチャートに示す処理を行い、 制御データを第 1の共通通 信ライン 39へ送信する。 図 10に従い第 1通信部 176内の通信コントローラ 81の動作を説明する。

STEP 6010 ： 通信コントローラ内の送信要求フラグがセットされたかを監視し、 セットされ たら処理を STEP 6020へ進める。

STEP 6020 ：

C P Uによつて書き込まれたメモリ内の記憶場所のデータを読み出す。

STEP 6030 ：

読み出したデータに記憶場所に相当する I Dを付加する。

STEP 6040 ：

共通通信ラインの空き状態を監視し、 空いていたら STEP 6050へ処理を 進める。 .

STEP 6050 ：

I Dを付加したデ一夕を時系列のシリアルデータに変換して共通通信ラインへ 送信する。

STEP 6060 ：

次の CPUからの送信要求を受け付けられるように通信コントローラ内の送信 要求フラグをリセットする。

次に、 デ一夕の受信方法を制御ユニット 23を例に説明する。 まず、 制御ュニ ット 23内通信部 236の動作を図 11に示したフローチャートで説明する。

STEP 7010 ：

共通通信ライン 39から送信されてくる全てのデータを読み込む。

STEP 7020 ：

読み込んだデータの I DNoが通信部の通信コントローラに CPU 232によ り予め設定されている I DNoか判定する。 一致した場合は STEP 7030へ 進む。 一致しない場合は STEP 7010へ戻り次の送信データを読み込む。

STEP 7030 ：

I DNoがー致したデータから I DNoを取り、 I DNoに相当するメモリ 8 0内の記憶場所に書き込む。

S TE P 7040 ：

CPU 232に対し受信が完了したことを知らせるために通信コントローラ内 の受信割り込みフラグをセッ卜し、 CPU232に対して受信割り込み信号を発 生する。

CPU 232では通信部 236からの受信割り込み信号を受け、 メイン処理 (後述） を中断して受信割り込み処理を行う。

受信割り込み処理を図 1 2フローチャートに従って説明する。

STEP 801 0 ：

通信部 236内のメモリ 80上の I DNoに相当する所定の記憶場所からデー 夕を読み出し、 RAM234へ書き込む。

STEP 8020 ：

通信コントローラ 81内の受信割り込みフラグをリセッ卜する。

従って、 例えば制御ュニット 17で 5 OmS毎に送信した目標エンジン回転数

N rは制御ュニット 23においてデータが送信されてくる周期で受信処理が行わ れる。

以上で第 1の共通通信ライン 39のデータ送受信における制御ユニット 17, 23内の CPU1 72, 232、 第 1通信部 176， 236の処理及び動作を説 明したが、 制御ュニット 1 7の第 2通信部 177、 他の制御ュニット及びモニタ ュニットの第 1及び第 2通信部も同様の処理、 動作により第 1及び第 2の共通通 信ライン 39, 40を介したデータの送受信を行う。

次に、 各制御ュニット及びモニタュニットのメイン処理について説明する。 まず、 制御ュニット 17のメイン処理を図 13を用いて説明する。

制御ュニット 1 7の ROM 173には、 図 13にフローチャートで示す制御プ ログラムが格納されており、 ROM173は電源 ON時にこの制御プログラムを 起動し、 次のような処理を行う。

STEP 170 1 ：

制御演算に必要な定数を ROM 1 73から読み込む。

STEP 1702 ：

AZD変換器を介し、 スロットル 16からの目標回転数 Nr、 エンジン油圧 P oil、 冷却水温 Twを読み込む。

STEP 1703 ：

ガバナ装置 15からの原動機 14の実回転数 Neをカウン夕 1 Ί 5を介して入 力する。

STEP 1704 ：

目標回転数 N rに実回転数 N eがー致するようにガバナ装置 15に制御信号 R を出力し、 原動機 14の回転数が制御がされる。

STEP 1702へ戻り、 処理を繰り返す。

次に、 制御ュニット 23のメイン処理を図 14を用いて説明する。

制御ュニット 23の ROM 233には、 図 14にフローチャートで示す制御プ ログラムが格納されており、 ROM233は電源 ON時にこの制御プログラムを 起動し、 次のような処理を行う。

STEP 2301 ：

制御演算に必要な定数を ROM 233から読み込む。

STEP 2302 ：

A/D変換器を介し、 圧力検出器 22からの圧力信号 Pd及び斜板位置検出器 21からの斜板位置信号 Θを読み込む。

STEP 2303 ：

制御ュニット 17からの通信データ Nr, Neを用い原動機 14の負荷状態を 演算する。

STEP 2304 ：

制御ユニット 33からの通信データ XI， X2, X3から油圧ポンプ 18に要 求される圧油の吐出量を演算する。

STEP 2305 ：

先に演算した油圧ポンプの要求吐出量を基に原動機の負荷状態、 及び p から 油圧ポンプが可能な吐出量を演算し、 その吐出量から目標傾転角 0 rを計算する。

STEP 2306 ：

目標傾転角 Θ rに斜板位置信号 Θがー致するように斜板位置調節部 20に制御 信号を出力し、 油圧ポンプ 18の斜板 19の傾転位置を制御する。

STEP 2302に戻り、 処理を繰り返す。

次に、 制御ュニット 33のメイン処理を図 15を用いて説明する。

制御ュニット 33の ROM 333には、 図 15にフローチャートで示す制御プ ログラム力 S格納されており、 R〇M333は電源 ON時にこの制御プログラムを 起動し、 次のような処理を行う。

STEP 3301 ：

制御演算に必要な定数を ROM 333から読み込む。

STEP 3302 ：

AZD変換器 331を介し、 電気レバー 27， 28, 29からの操作信号 XI, X2, X 3を読み込む。

STEP 3303 ：

操作信号 XI, X2, X 3に応じたバルブ操作量の演算を行う。

STEP 3304 ：

DZA変換器 337、 増幅器 3390〜3395を介してコントロールバルブ を駆動する比例弁 24 R〜 26 Lへ操作指令を出力し、 STEP 3302へ戻る。 次に、 第 1のモニタュニット 45のメイン処理を図 16を用いて説明する。 第 1のモニタュニット 45の ROM453には、 図 16にフローチャートで示 す制御プログラムが格納されており、 ROM453は電源 ON時にこの制御プロ グラムを起動し、 次のような処理を行う。

STEP4501 ：

A/D変換器 451を介してフィルタ圧力 Pflt、 燃料レベル Fuelを入力する。 STEP 4502 ：

フィルタ圧力から目詰まりを判定し、 警報信号 Wfltを設定する。

STEP 4503 ：

IZ0458を介して、 通信で入力したエンジン回転数 Ne、 エンジン油圧 P oil、 冷却水温 Tw、 及び、 燃料レベル Fuel、 警報信号 Wfl tを計器パネルに表示 する。

S TE P 4501へ戻る。

次に、 第 2のモニタユニット 46のメイン処理を図 17〜図 25を用いて説明 する。

図 17は第 2のモニタュニット 46の ROM 463に記憶されている制御プロ グラムの全体を示している。 まず、 モニタユニット 46に電源が入りプログラムがスタートすると、 ブロッ ク 9000の初期値設定が行われる。 ここでは、 後のブロック 9100〜 940 0で使用されるエンジン稼動フラグ、 エンジン油圧異常フラグ、 フィル夕圧力異 常フラグ、 燃料残量警告フラグを〇 F F状態に設定する。

次に、 ブロック 9100のエンジン稼動記録処理が行われる。 その処理の詳細 を図 18に示す。 以下、 図 18に従ってブロック 9100の処理を説明する。

STEP 9101 ：

まず、 共通通信ラインから先に説明した通信方法で受信したエンジン回転数 N eがエンジンの稼動判定回転数 N 0より大きいか判定する。 N eが N 0より大き い場合、 処理は STEP 9102へ進む。 Neが NOより小さい場合は STEP 9106へ進む。 この場合の稼動判定回転数 NOは例えばエンジンのアイドル回 転数よりやや低いところに設定しておく。

STEP 9102 ：

エンジン回転数 N eが稼動判定回転数 N 0より大きい場合、 前回この処理が行 われたときにェンジンが稼動していたか否かを示すェンジン稼動フラグが〇 N

(稼動していたの意味） かどうか判定する。 ONであった場合、 前回と状態の変 化が無いということなのでブロック 9100の処理は終了する。 OFFであった 場合、 処理は STEP 9103へ進む。 初期状態ではこのエンジン稼動フラグは OFFなので、 必ず STEP 9103へ進む。

STEP 9103 ：

エンジン稼動フラグを ONにし、 エンジンが稼動したことを示す。

STEP 9104 ：

RTC4603より現在時刻を読み込む。

STEP 9105 ：

EEPROM4602にエンジンスタート時刻を記録する。 EE PROM内で は例えば図 19に示したエンジン稼動記録のように 「年、 月、 日、 時刻、 STA RTJ の形で記録する。 そしてブロック 9100を終了する。

STEP 9106 ：

一方、 S T E P 9101でエンジン回転数 N eが稼動判定回転数 N 0より小さ いと判定された場合、 STEP 9106が実行される。 ここではエンジン稼動フ ラグが OFFであったか判定する。 OFFであった場合は前回と変化が無いと言 うことなのでブロック 9100の処理は終了する。 エンジン稼動フラグが ONで あった場合、 処理は STEP 9107へ進む。

STEP 9107 ：

エンジン稼動フラグを OFFにし、 エンジンが停止したことを示す。

S TEP 9108 ：

RTC4603より現在時刻を読み込む。

STEP 9109 ：

EEPROM4602にエンジンストップ時刻を記録する。 先に示したように EEPROM内では例えば図 19に示したエンジン稼動記録のように 「年、 月、 日、 時刻、 STOP」 の形で記録する。

STEP 9110 ：

次に、 EEPROM 4602のエンジン稼動記録に記憶されている最新のェン ジンスタ一卜時間を読み出し、 その時刻と今回のエンジンストップ時刻の差で稼 動時間を演算する。 図 19の例では最新のエンジンスタート時間は 2000年 1 月 28日、 AM9時 10分であり、 今回のエンジンストップ時刻が 2000年 1 月 28日、 PM4時 30分なのでその差は 7時間 20分となる。 この時間がェン ジンが稼動していた時間である。

STEP 9111 ：

次に EEPROM4602内に記憶されているエンジン累積稼動時間を読み出 し、 STEP 9110で演算した稼動時間を加算して再度 EE PROM4602 内のエンジン累積稼動時間に記憶する。 そしてブロック 9100を終了する。 ブロック 9100を終了すると、 次にブロック 9200を実行する。 図 20に ブロック 9200の詳細をフローチャートで示す。 以下、 図 20に従ってブロッ ク 9200を説明する。

STEP 9201 ：

まず、 エンジンが稼動中であるかをエンジン稼動フラグが ONになっているか どうかで判定する。 エンジン稼動が稼動していない （エンジン稼動フラグが OF F) の場合はブロック 9200を終了する。 エンジン稼動中であれば STEP 9 202へ処理を進める。

STEP 9202 ：

共通通信ラインから受信したエンジン油圧 Poilが異常判定圧力 P 0より低いか 判定する。 低い場合は異常であると判定し、 STEP 9203へ処理を進める。 エンジン油圧 Poilが異常判定圧力 P 0より高い場合は、 正常と判断して STEP 9207へ処理を進める。

STEP 9203 ：

STEP 9202で異常と判断された場合、 現在のエンジン油圧異常フラグが 〇 Nであるか判定する。 O Nであった場合は異常状態が継続しているのでそのま まブロック 9200を終了する。 エンジン油圧異常フラグが ONでない、 つまり、 OFFであると判断されると STEP 9204へ処理を進める。

STEP 9204 ：

エンジン油圧異常フラグを ONにする。

STEP 9205 ：

RTC4603より現在時刻を読み出す。

S TE P 9206 ：

EEPROM4602に図 19に示すように E E P R OM内のエンジン油圧異 常の記憶場所にエンジン油圧異常発生時刻を 「年、 月、 日、 時、 分 ON」 の形 式で記憶する。 そして、 ブロック 9200を終了する。

この第 2のモニタュニット 46が起動した時は初期値設定 9000でエンジン 油圧異常フラグは OFFに設定される。 従って、 起動してから最初のエンジン油 圧異常が発生した時点で STEP 9202— 9203— 9204— 9205— 9 206の処理が行われ、 エンジン油圧異常フラグが ONになる。

STEP 9207 ：

一方、' STEP 9202においてエンジン油圧に異常が無い （Poil≥P O) と 判断された場合、 エンジン油圧異常フラグが OFFか判定する。 OFFであれば エンジン油圧が正常な状態が継続しているのでそのままブロック 9200を終了 する。 エンジン油圧異常フラグが OFFでない、 つまり、 前回の処理サイクルま でエンジン油圧異常が起きていた場合は STEP 9208へ処理を進める。

STEP 9208 ：

エンジン油圧異常フラグを〇 F Fにする。

STEP 9209 ：

RTC4603より現在時刻を読み出す。

STEP 9210 ：

EEPROM4602に図 19に示すように EE P ROM内のエンジン油圧異 常の記憶場所にエンジン油圧異常解除時刻を 「年、 月、 日、 時、 分 OFF」 の 形式で記憶する。 そして、 ブロック 9200を終了する。

以上の説明のようにエンジン油圧の異常が発生または解除される毎に図 19に 示したように EE PROM 4602に記録していく。

ブロック 9200を終了すると、 次にプロック 9300を実行する。 図 21に ブロック 9300の詳細をフローチャートで示す。 以下、 図 21に従ってブロッ ク 9300を説明する。

STEP 9301 ：

まず、 エンジンが稼動中であるかをエンジン稼動フラグが ONになっているか どうかで判定する。 エンジン稼動が稼動していない （エンジン稼動フラグが OF F) の場合はブロック 9300を終了する。 エンジン稼動中であれば STEP 9 302へ処理を進める。

STEP 9302 ：

共通通信ラインから受信したフィルタ圧力 PHtが異常判定圧力 P 1より高いか 判定する。 高い場合は異常であると判定し、 STEP 9303へ処理を進める。 フィルタ圧力 P Π tが異常判定圧力 P 1より低い場合は、 正常と判断して STEP 9307へ処理を進める。

STEP 9303 ：

STEP 9302で異常と判断された場合、 現在のフィルタ圧力異常フラグが ONであるか判定する。 ONであった場合は異常状態が継続しているのでそのま まブロック 9300を終了する。 フィルタ圧力異常フラグが ONでない、 つまり、 OFFであると判断されると STEP 9304へ処理を進める。 STEP 9304 ：

フィルタ圧力異常フラグを ONにする。

STEP 9305 ：

RTC 4603より現在時刻を読み出す。

STEP 9306 ：

EEPROM4602に図 19に示すように E E P R〇M内のフィルタ圧力異 常の記憶場所にフィル夕圧力異常発生時刻を 「年、 月、 日、 時、 分 〇N」 の形 式で記憶する。 そして、 ブロック 9300を終了する。

この第 2のモニタユニット 46が起動した時は初期値設定 9000でフィルタ 圧力異常フラグは OFFに設定される。 従って、 起動してから最初のフィルタ圧 力異常が発生した時点で S TE P 9302— 9303— 9304— 9305— 9 306の処理が行われ、 フィルタ圧力異常フラグが ONになる。

STEP 9307 :

一方、 STEP 9302においてフィル夕圧力に異常が無い （Pfltく P 1) と 判断された場合、 フィルタ圧力異常フラグが OFFか判定する。 OFFであれば フィルタ圧力が正常な状態が継続しているのでそのままブロック 9300を終了 する。 フィルタ圧力異常フラグが OFFでない、 つまり、 前回の処理サイクルま でフィル夕圧力異常が起きていた場合は STEP 9308へ処理を進める。

STEP 9308 ：

フィルタ圧力異常フラグを OFFにする。

STEP 9309 ：

RTC4603より現在時刻を読み出す。

STE P 9310 ：

EEPROM4602に図 19に示すように E E P ROM内のフィルタ圧力異 常の記憶場所にフィルタ圧力異常解除時刻を 「年、 月、 日、 時、 分 OFF」 の 形式で記憶する。 そして、 ブロック 9300を終了する。

以上の説明のようにフィルタ圧力の異常が発生または解除される毎に図 19に 示したように EEPROM4602に記録していく。

ブロック 9300を終了すると、 次にプロック 9400を実行する。 図 22に ブロック 9400の詳細をフローチャートで示す。 以下、 図 22に従ってブロッ ク 9400を説明する。

STEP 9401 ：

共通通信ラインから受信した燃料レベル Fuelが警告判定値 F 0より低いか判定 する。 低い場合は警告状態 （燃料不足） であると判定し、 STEP 9402へ処 理を進める。 燃料レベル Fuelが警告判定値 F 0より高い場合は、 正常と判断して STEP 9406へ処理を進める。

STEP 9402 :

STEP 9401で警告状態 （燃料不足） と判断された場合、 現在の燃料残量 警告フラグが ONであるか判定する。 ONであった場合は警告状態が継続してい るのでそのままブロック 9400を終了する。 燃料残量警告フラグが ONでない、 つまり、 OFFであると判断されると STEP 9403へ処理を進める。

STEP 9403 ：

燃料残量警告フラグを 0 Nにする。

STEP 9404 ：

RTC4603より現在時刻を読み出す。

STEP9405 ：

EEPROM4602に図 19に示すように E E P R OM内の燃料残量警告の 記憶場所に燃料残量警告発生時刻を 「年、 月、 日、 時、 分 〇N」 の形式で記憶 する。 そして、 ブロック 9400を終了する。

この第 2のモニタユニット 46が起動した時は初期値設定 9000で燃料残量 警告フラグは OFFに設定される。 従って、 起動してから最初の燃料残量警告が 発生した時点で STEP 9401— 9402— 9403— 9404— 9405の 処理が行われ、 燃料残量警告フラグが ONになる。

STEP 9406 ：

一方、 STEP 9401において燃料残量に燃料不足が無い （Fuel>F 0) と 判断された場合、 燃料残量警告フラグが OFFか判定する。 OFFであれば燃料 残量が正常な状態が継続しているのでそのままブロック 9400を終了する。 燃 料残量警告フラグが OFFでない、 つまり、 前回の処理サイクルまで燃料残量警 告が起きていた場合は STEP 9407へ処理を進める。

STEP 9407 ：

燃料残量警告フラグを〇 F Fにする。

STEP 9408 ：

RTC4603より現在時刻を読み出す。

STEP 9409 ：

EEPROM4601に図 19に示すように E E P R〇M内の燃料残量警告の 記憶場所に燃料残量警告解除時刻を 「年、 月、 日、 時、 分 OFF」 の形式で記 憶する。 そして、 ブロック 9400を終了する。

以上の説明のように燃料残量の警告が発生または解除される毎に図 19に示し たように EEPROM4602に記録していく。

ブロック 9400を終了すると、 次にブロック 9500を実行する。 図 23に ブロック 9500の詳細をフローチャートで示す。 以下、 図 23に従ってブロッ ク 9500を説明する。

S TE P 9501 ：

まず、 エンジンが稼動中であるかをエンジン稼動フラグが ONになっているか どうかで判定する。 エンジン稼動が稼動していない （エンジン稼動フラグが OF F) の場合はブロック 9500を終了する。 エンジン稼動中であれば STEP 9 302へ処理を進める。

STEP 9502〜9505 :

共通通信ラインから受信した冷却水温 Twが、

(1) Tw≥Tmax

(2) Tmax≤>Tw≥T2

(3) T 2>Tw≥T 1

(4) T l>Tw≥T0

(5) T0>Tw

の 5領域のどこに当てはまるかを判定する。 判定の結果、

(1) Tw≥Tmax"'STEP 9507へ

(2) Tmax>Tw≥T 2— STEP 9508へ (3) T2>Tw≥Tト-STEP 9509へ

(4) T l>Tw≥T0〜STEP 9510へ

(5) T0〉Tw〜STEP 9506へ

処理を進める。

STEP 9506〜9510 ：

図 19の水温頻度分布に示すようにそれぞれの記憶場所にモニタュニッ卜 46 のブロック 9100〜9600の処理周期△ t時間 （単位は例えば mS) を加算 していく。 例えば STEP 9502において、 冷却水温 Twが Tmax以上であると 判断された場合には処理は STEP 9507へ進む。 そして、 STEP 9507 において EE PROM 4602内の水温頻度分布の Tw≥Tmaxの記憶場所に記録 されている時間に Δ tを加算する。

この処理を継続して行くに従って、 水温頻度分布の記憶場所には図 19に示す ように冷却水温の時間が累積され時間的な冷却水温の頻度分布が記録される。 図 19の例では、

(1) Tw≥Tmax〜 10 h r

( 2 ) Tmax>Tw≥T 2… 190 h r

(3) T2>Tw≥T 1… 310 h r

(4) Tl>Tw≥TC^" 520 r

(5) T0>Tw〜220 h r

のようになっており、 エンジン累積稼動時間 1250 h rである中で 520 h r が T l>Tw≥T 0の範囲に入っていることが分かる。

ここで使用している判定値 Tmax, T2, T l， Τ 0は機械本体の機種別に設定 すればよい。 例えば Tmaxは設計上のオーバーヒート温度、 丁0は氷点温度0° C、 他は Tmaxから T 0を等分した値のように決めればよい。

以上でブロック 9500を終了する。

ブロック 9500を終了すると、 処理はブロック 9600へ進む。 ブロック 9 600はブロック 9100〜9500でEEPROM4602に記録した各情報 をモニタユニット 46にパーソナルコンピュータ （PC) 53を接続して出力す る処理を示している。 PC 53は常に接続するのではなく、 サービス員が車体の 整備を行うときにモニタユニット 46通信部 4601の端子に PC 53を接続し て情報を出力する。

まず、 第 2のモニタュニット 46の第 3通信部 4601の内部構成を図 24に 示す。 第 3通信部 4601は PC 53からシリアル信号のデータを受信するとこ れをデジタルデータに変換して受信レジスタ 90に記憶する。 受信レジスタ 90 にデー夕が入力されると受信コントローラ 91内の受信完了フラグがセットされ る。 C P Uはその受信完了フラグを監視することでデータの入力を知ることがで きる。 また、 CPUからデータを送信する場合は、 送信コントローラ 93内にあ る送信レジス夕の空き状態を示す送信フラグが空き状態 （セット） されているか を監視し、 送信フラグがセッ卜されていることが確認できた場合に CPUは送信 レジスタ 92にデジタルの送信データを書き込める。 第 3通信部 4601は送信 レジスタ 92にデータが書き込まれると、 自動的にシリアルのデータに変換して PCへ送信する。 データは例えば文字コードであり、 命令 （コマンド） あるいは 数値などを文字コードで送受信する。

以上の第 3通信部 4601の機能を用いて PCへの通信を行う。 以下、 図 25 に詳細なフローチャートを示し、 これを説明する。

STEP 9601 ：

まず、 第 3通信部 4601の受信フラグを見ることで、 PCからコマンド （文 字コード） を受信していないか判定する。 コマンドを受信していなければブロッ ク 9600を終了する。 コマンドを受信していた場合は STEP 9602以下へ 処理を進める。

STEP 9602〜9606 ：

文字コードをコマンドとして解釈する。 それらの処理ば次のようになる。

(1) STEP 9602 :

コマンド （文字コード） が "Τ" '·'3ΤΕΡ 9607へ

(2) STEP 9603 ：

コマンド （文字コード） が "E" ·'·3ΤΕΡ 9608へ

(3) STEP 9604 ：

コマンド （文字コード） が " P" … STEP 9609へ (4) STE P 9605 ：

コマンド （文字コード） が "F" -STEP 9610へ

(5) STEP 9606 ：

コマンド （文字コード） が "W" '··3ΤΕΡ 9611へ

(6) STEP 9606 ：

コマンド （文字コード） が "W" 以外…ブロック 9600終了

STEP 9607〜9611 :

コマンドが判定されると STEP 9607〜 9611において、 図 19に示す EEPROM4602内の記録データを PCへ出力する。 出力方法ば、 例えば記 録されている内容を文字コード列に変換し、 第 3通信部 4621内の送信コント 口一ラ内送信フラグの状況を確認しながら通信レジスタに一文字ずつ送り、 通信 部がシリアルデータに変換して PC 53へ送る。 または、 文字コードに変換せず、 数値のまま送信しても良い。

例えば、 STEP 9602でコマンドが "T" であると判定された場合は ST EP 9607において EE PROM内のエンジン稼動記録からエンジンのス夕一 ト、 ストップ時刻及び累積稼動時間を PCへ送信する。

PC 53にも第 3通信部 4601と同様の通信部が備わっており、 同様の処理 によってデ一夕を読み込む。

以上でプロック 9600を終了する。

ブロック 9600を終了すると処理はブロック 9100へ戻る。 モニタュニッ ト 46ではブロック 9100〜 9600の処理を繰り返し行う。 その繰り返し時 間が、 先に水温頻度分布のところで説明した処理周期 Δ t時間となる。

以上の構成により、 各々の制御ュニットまたはモニタュニットは制御用の第 1 の共通通信ライン 39、 モニタ用の第 2の通通信ライン 40から最適な通信周期 でデ一夕を受信し、 各々の処理を実行することができる。 このような構成により、 本実施の形態によれば次の効果が得られる。

(1) 制御用の第 1の共通通信ライン 39とモニタ用の第 2の共通通信ライン 40に共通通信ラインを分けたので、 通信のデータ量、 通信頻度は各々の共通通 信ライン 39 , 40に分散され、 極端な高速の共通通信ラインゃ演算処理装置を 必要とせず、 各構成機器 （制御ユニットやモニタユニット） の複雑化、 コストア ップを避けることができる。

( 2 ) 制御用の第 1の共通通信ライン 3 9とモニタ用の第 2の共通通信ライン 4 0に共通通信ラインを分けたので、 制御データとモニタデータのどちらかのデ 一夕に障害が発生しても、 相互に影響を受けることはなく、 特に、 モニタデータ 通信の障害で油圧ショベル 1の機械本体が停止してしまうことが防げる。

( 3 ) 制御用の第 1の共通通信ライン 3 9とモニタ用の第 2の共通通信ライン 4 0に共通通信ラインを分けたので、 例えばモニタ用の第 2の共通通信ライン 4 0上に機能追加のためにモニタユニットを追加しても、 制御用の第 1の共通通信 ライン 3 9に対するデータ通信量、 通信頻度に影響を与えることがなく、 柔軟な システムを構築することができる （第 2の実施の形態参照） 。

く第 2の実施の形態 >

本発明の第 2の実施の形態を図 2 6〜図 3 3を用いて説明する。

図 2 6において、 第 2の実施の形態は第 1の実施の形態に加え、 モニタ用の第 2の共通通信ライン 4 0に表示装置 4 7を追加した構成となっている。

図 2 7に表示装置 4 7の構成を示す。 表示装置 4 7は、 オペレータが表示を切 り替えたい時などに押すスィツチ、 キー等の入力手段 4 7 0 3 a , 4 7 0 3 b , 4 7 0 3 c、 この入力手段 4 7 0 3 a , 4 7 0 3 b , 4 7 0 3 cからの信号を入 力するための I Z〇インタ一フェース 4 7 0 4、 中央演算処理装置 （C P U) 4 7 2、 制御手順のプログラムや制御に必要な定数を格納するリードオンリーメモ リ一 （R OM) 4 7 3、 演算結果あるいは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 （R AM) 4 7 4、 出力用のインターフェース （I /O) 4 7 0 5、 情報を表示する L C D等の表示部 4 7 0 6、 第 2の共通通信ライン 4 0に 接続されているモニタュニット間の通信を制御する第 2通信部 4 7 7で構成され る。

図 2 8の表に第 1及び第 2の共通通信ライン 3 9， 4 0を介して送受信される データの送受信関係及びその周期を示す。 ここでは、 表示装置 4 7を用いてオペ レー夕へ表示するデータがモニタ用の第 2の共通通信ライン 4 0の部分に追加さ れている。 また、 第 1の実施の形態において第 1のモニタュニット 4 5に接続さ れていた計器パネルの代わりに、 表示装置 47へ計器パネル相当の表示を行う。 また、 第 2のモニタユニット 46で記録していた稼動時間、 エンジン油圧、 フィ ル夕圧力などの信号、 あるいは水温 Twの頻度分布データなどを表示装置 47へ 送信する。 このため、 第 1及び第 2のモニタユニット 45， 46は、 第 1〜第 3 の制御ュニット 17, 23, 33における送信方法と同様の方法で、 タイマ割り 込み信号によりそれらのデータを表示装置 47に送信する。 表示装置 47ではそ れらのデータを受信し、 各々を切り替えて、 あるいは同時に組み合わせる等の表 示方法で表示を行う。

図 29にその表示方法として表示装置 47の表示画面の一例を示す。

図 29 (a) の画面 1は第 1のモニタユニット 45に接続されていた計器パネ ルに相当する表示画面である。 画面 1には第 1の制御ュニット 17から受信した エンジン回転数 Ne、 冷却水温 Tw、 第 1のモニタユニット 45から受信した燃 料レベル Fuelを数字あるいは棒グラフで表示し、 第 1の制御ユニット 17から第 2の共通通信ライン 40を介して受信したエンジン油圧 Poil、 第 1のモニタュニ ット 45から第 2の共通通信ライン 40を介して受信したフィルタ圧力 Pfltは異 常がある場合のみ画面上にその項目を表示するようにする。 各データの異常判定 は第 1の実施の形態中、 図 20、 図 21の第 2のモニタユニット 46の処理フロ —で示したものと同様に異常判定を行う。

図 29 (b) の画面 2は先の第 1実施の形態で示した第 2のモニタユニット 4 6で収集 ·記録した稼動時間 Tmwork：、 冷却水温頻度分布 HisTw、 及び RTC 46 03の出力する時刻 Timeを第 2の共通通信ライン 40を介して受信し、 それらを 表示したものである。

図 29 (c) の画面 3は画面 2の冷却水温頻度分布 Hi sTwの代わりに、 第 1の 実施の形態の第 2のモニタユニット 46で収集 ·記録したエンジン油圧異常、 フ ィル夕圧力異常の履歴を表示したものである。

これらの画面表示を行う表示装置 47の処理フローを図 30に示す。 以下、 図 30に従って詳細を説明する。

STEP4710 ：

まず、 表示装置 47が起動すると現在どの画面を表示しているかを示す表示画 面フラグを画面 1に設定する。 つまり、 初期の画面は画面 1に設定されることに なる。

STEP4711 ：

次に、 表示装置 47に備えられたスィッチ 4703 a, 4703 b, 4703 cのいずれかが押されていないか判定する。 押されていない場合は処理を STE P4716へ進める。 押された場合は処理を 4712へ進める。

STEP 4712 ：

押されたスィッチが 4703 a， 4703 b, 4703 cのどれかを判定する。 スィッチ 4703 aの場合は STEP4713へ、 スィッチ 4703 bの場合は STEP4714へ、 スィッチ 4703 cの場合は STEP 4715へ処理を進 める。

STEP4713 ：

画面表示フラグを画面 1に設定する。

STEP 4714 ：

画面表示フラグを画面 2に設定する。

STEP4715 ：

画面表示フラグを画面 3に設定する。 つまり、 STEP4713, 47 14あ るいは 4715において、 押されたスィッチに従って画面を切り替えるために画 面表示フラグを設定する。

STEP4716 ：

次に STEP4713, 4714, 4715で設定された画面表示フラグを判 定する。 画面表示フラグが画面 1の場合は STEP4717へ、 画面 2の場合は STEP4718へ、 画面 3の場合は STEP4719へ処理を進める。 先の S TEP 4711でスィッチが押されていないと判断された場合は画面表示フラグ が変更されずに直接 STEP 4716が実行されるので前回と同じ画面が表示さ れる。

STEP 4717 ：

図 29 (a) に示す画面 1の表示を行う。

STEP4718 ： 図 29 (b) に示す画面 2の表示を行う。

STEP 4719 ：

図 29 (c) に示す画面 3の表示を行う。

STEP4717, 4718または 4719を終了したら処理を S T E P 47 1 1へ戻し、 以下繰り返す。

図 31に STEP 4717の詳細を示す。 以下、 図 31に従って STEP 47 17の処理を説明する。

STEP4717-1 :

第 2の共通通信ライン 40から受信したエンジン回転数 N eの数値を表示用の 文字列 （文字 （Ne) ) (図 29 (a) の画面 1の例では Ne ： 2150である ので文字列は "2" 、 "1" 、 "5" 、 "0" ) に変換する。

STEP4717-2 :

文字列 "エンジン回転数" 、 文字 （Ne) 、 文字列 "r pm" の順に表示する。 つまり、 図 29 (a) の画面 1の 1行目の "エンジン回転数 2150 r pm" が 表示される。

STEP4717-3 ：

だい 2の共通通信ライン 40から受信した冷却水温 Twの数値から棒グラフの 長さ （Graph (Tw) ) を演算する。 演算式は、

(Graph (Tw) ) = (Tw) / (棒グラフメモリの最大値） * (棒ダラ

フの最大長さ）

となり、 例えば、

冷却水温 Tw= 60 ° C

棒グラフメモリ最大値 = 100° C

棒グラフの最大長さ =50画素

とすれば、

(Graph (Tw) ) =607100 * 50 = 30画素

となる。

STEP4717-4 :

文字列 "冷却水温" 、 （Graph (Tw) ) の順に表示する （図 29 (a) 画面 1の 2行目） 。

STEP4717-5 ：

上記 （3) 項と同様に、 第 2の共通通信ライン 40から受信した燃料レベル F uelの数値から棒グラフの長さ （Graph (Fuel) ) を演算する。

STEP4717-6 :

文字列 "燃料レベル" 、 （Graph (Fuel) ) の順に表示する （図 29 (a) 画 面 1の 3行目） 。

STEP4717-7 ：

第 2の共通通 0から受信したエンジン油圧 P 0 i 1が異常判定値 P 0よ り低いか判定する。 低い場合、 つまり異常がある場合は STEP 4717— 8へ 進み、 高い場合、 つまり正常な場合は STEP 4717— 9へ進む。

STEP4717-8 ：

文字列 "〇 I L" を表示する （図 29 (a) 画面 1の 4行目、 "〇 I L" の表 示） 。

STEP4717-9 :

文字列 "0 I L" を消す。

STEP4717- 10 ：

フィルタ圧力 Pfltが異常判定値 P 1より高いか判定する。 高い場合、 つまり異 常な場合は STEP 4717— 11へ進み、 低い場合、 つまり正常な場合は ST EP4717- 12へ進む。

STEP4717- 11 ：

文字列 " F I LTER" を表示する （図 29 (a) 画面 1の 4行目、 "O I L " の表示） 。

STEP4717- 12 ：

文字列 "0 I L" を消す。

以上で STEP 4717を終了する。

次に、 図 30中の STEP4718の詳細を図 32に示す。 以下、 図 32に従 い説明する。

STEP4718- 1 ： 図 29 (b) に示す画面 2の表示データは図 28に示したように一定時間毎に 通信するものではなく、 表示装置 47からのデータ送信要求に応じて第 2モニタ ュニット 46から必要なデータを受信する方法で通信データを授受する。 つまり、 表示装置 47のスィッチ 4703 bが押されると、 図 30のフローチャートにお ける STEP4714, 4718が選択され、 これと同時に S T E P 4718の 本 STEP 4718— 1では、 時刻 Time、 稼動時間 Tmwork、 水温頻度分布 His Twの送信要求コマンドを共通通信ラインを介して第 2のモニタュニット 46へ送 信する。

STEP4718-2 :

前 STEPで送信した送信要求コマンドに対する応答として第 2モニタュニッ トで取得、 記録している時刻 Time、 稼動時間 Tmwork、 水温頻度分布 HisTwのデ —夕を受信する。

STEP47 18-3 :

まず、 時刻 Timeデータの数値を表示用に文字列 （T ime) へ変換する。

STEP4718-4 :

文字列 （T ime) を表示する。 例えば、 図 29 (b) 画面 2の 1行目 「JA N， 31， PMO 5 : 29」 と表示する。

STEP4718-5 ：

次に、 稼動時間 Tmworkの数値を表示用に文字列 （Tmwo r k) へ変換する。 STEP4718-6 :

文字列 "稼動時間" と文字列 （Tmwo r k) 、 文字列 "h r" を表示する。 例えば、 図 29 (b) 画面 2の 2行目右の 「稼動時間： 1250 h r」 と表示す る。

STEP4718-7 :

水温頻度分布 HisTwの数値から各温度域の棒グラフの長さを計算する。 それを 配列 Graph (HisTw (N) ) とする。 Nは区分された温度域を示す。 演算式は、 (Graph (HisTw (N) ) )

= (HisTw (N) ) / (棒グラフメモリの最大値） * (棒グ ラフの最大長さ） となり、 例えば Tw≥Tmaxの領域で、

HisTw= 10 h r

棒グラフメモリ最大値 =500 h r

棒グラフの最大長さ = 50画素

とすれば、

(Graph (Tw) ) =10/500 * 50 = 1画素

となる。

STEP4718-8 ：

文字列 "冷却水温頻度分布" 、 グラフ目盛、 Graph (HisTw (N) ) の棒ダラ フの順に表示する。 図 29 (b) 画面 2の 2行目左の "冷却水温頻度分布" 、 中 段以下の棒グラフの表示になる。

以上で STEP 4718を終了する。

次に、 STEP4719の詳細を図 33に示す。 以下、 図 33に従って説明す る。

STEP47 19- 1 :

STEP 4718と同様に、 図 29 (c) に示す画面 3の表示デ一夕は表 2に 示したように一定時間毎に通信するものではなく、 表示装置 47からのデータ送 信要求に応じて第 2のモニタユニット 46から必要なデータを受信する方法で通 信データを授受する。 つまり、 表示装置 47のスィッチ 4703 cが押されると、 図 30のフローチャートにおける STEP4715， 4719が選択され、 これ と同時に STEP 4719の本 STEP 4719- 1では、 時刻 Time、 稼動時間 T磨 ork、 異常検出履歴 HisWの送信要求コマンドを第 2の共通通信ライン 40を 介して第 2のモニタュニット 46へ送信する。

STEP4719-2 ：

前 S T E Pで送信した送信要求コマンドに対する応答として第 2のモニタュニ ット 46で取得、 記録している時刻 Time、 稼動時間 Tnwork、 異常検出履歴 His _wのデータを受信する。

STEP4719-3 ：

まず、 時刻 Timeデータの数値を表示用に文字列 （T ime) へ変換する。 STEP4719-4 :

文字列 （T ime) を表示する。 例えば、 図 29 (c) 画面 3の 1行目 「JA N, 31， PM05 ： 29J と表示する。

STEP4719-5 :

次に、 稼動時間 Tmworkの数値を表示用に文字列 （Tmwo r k) へ変換する。 STEP4719-6 :

文字列 "稼動時間" と文字列 （Tmwo r k) 、 文字列 "h r" を表示する。 例えば、 図 29 (c) 画面 3の 2行目右の 「稼動時間： 1250 h r」 と表示す る。

STEP4719-7 :

異常検出履歴 Hi sWの情報を文字列 （H i sW (N) ) へ変換する。 Nは各々の 異常情報を示す。

STEP4719-8 :

文字列 "異常検出履歴" 、 文字列 （H i sW (N) ) を表示する。 図 29 (c) 画面 3の 2行目左の "異常検出履歴" 、 中段以下の異常検出情報の表示に なる。

以上で STEP4719を終了する。

STEP 4717, 4718, 4719のいずれかを終了すると、 処理は S T EP 4711へ戻る。

以上のように構成した本実施の形態においては、 制御用の第 1の共通通信ライ ン 39とモニタ用の第 2の共通通信ライン 40に共通通信ラインを分けたので、 モニタ用の第 2の共通通信ライン 40上に機能追加のために表示装置 47 (1種 のモニタユニット） を追加しても、 制御用の第 1の共通通信ライン 39に対する データ通信量、 通信頻度に影響を与えることがなく、 柔軟なシステムを構築する ことができる （第 1の実施の形態の （3) の効果） 。

また、 本実施の形態によれば、 モニタ用の第 2の共通通信ライン 40に表示装 置 47を追加したので、 第 1の実施の形態の （1) 〜 （3) の効果に加えて次の 効果が得られる。

(4) モニタ用の第 2の共通通信ライン 40上に表示装置 47を接続したので、 制御性能に影響することなく、 オペレータにモニタデータを表示することができ る。

( 5 ) 表示装置 4 7にモニタデータをグラフィカルに表示するので、 オペレー 夕に対しモニタデータを分かり易く表示することができる。

<第 3の実施の形態 >

本発明の第 3の実施の形態を図 3 4〜図 4 2を用いて説明する。

図 3 4において、 本実施の形態では、 第 2の実施の形態のシステム構成に加え、 掘削作業装置 7の制御を行う第 4の制御ユニット 4 8を追加している。 また、 制 御用の第 1の共通通信ライン 3 9に表示装置 4 7 Aが接続されている。

掘削作業装置 7にはブーム 8の回転角度を検出するブーム回転角検出器 3 4、 アーム 9の回転角度を検出するアーム回転角検出器 3 5、 バケツト 1 0の回転角 度を検出するバケツト回転角検出器 3 6が設けられている。

第 4の制御ユニット 4 8は各回転角検出器 3 4 , 3 5， 3 6からの回転角度信 号 β , a , ァに基づいて所定の演算処理を行い、 第 2の制御ユニット 3 3に制御 駆動指令 Y iS , Y a , Y rを提供する。

図 3 5に第 4の制御ュニット 4 8の構成を示す。 制御ュニット 4 8は、 作業装 置のブーム、 アーム、 バケツトの各角度信号 i3， , ァを切り替えて AZD変換 器 4 8 1へ出力するマルチプレクサ 4 8 0、 マルチプレクサ 4 8 0から入力した アナログ信号をデジタル信号に変換する AZD変換器 4 8 1、 R OM 4 8 3に記 憶された制御手順に従い制御ュニット全体を制御する C P U 4 8 2、 制御手順を 記憶した R OM 4 8 3、 演算途中のデータを一時記億する R AM 4 8 4、 制御系 の共通通信ライン 3 9との通信を行う第 1通信部 4 8 6、 モニタ用の第 2の共通 通信ライン 4 0との通信を行う第 2通信部 4 8 7で構成される。

図 3 6に表示装置 4 7 Aの構成を示す。.表示装置 4 7 Aは、 第 2の実施の形態 の表示装置 4 7の構成部品に加え、 第 1の共通通信ライン 3 9に接続されている 制御ュニット、 モニタュニッ卜間の通信を制御する第 1通信部 4 7 6を備えてい る。

図 3 7に第 1及び第 2の共通通信ライン 3 9， 4 0のデータ、 及びその送受信 関係、 通信周期を示している。 この実施の形態では、 先の第 2の実施の形態に加 え、 表示装置 47 Aに制御ュニット 48で演算した掘削作業装置 7の状態を表示 すると共に、 オペレータの設定操作に従い、 表示装置 47 Aから制御ユニット 4 8に対して制御目標値 （自動操作指令 Cauto及び目標軌跡 h r) を通信する構成 となっている。 この場合、 掘削作業装置 7の状態表示はモニタ用の第 2の共通通 信ライン 40を用い、 制御に関わるデータの授受は制御用の第 1の共通通信ライ ン 39を介して行う。

図 38に第 4の制御ュニット 48の ROM483に記憶された処理手順をフロ —チャートで示す。 この処理は設定された深さにバケツト先端が達すると掘削作 業装置 7を停止する範囲制限制御を一例としている。 以下、 図 38に従って処理 の詳細を説明する。

STEP4801 ：

まず、 制御ュニット 48の ROM 483内に基本データとして記憶されている ブーム 8、 アーム 9、 パケット 10の長さ Lb, L a， Lc及び各角度計 34， 35， 36の出力するブーム角度 /3、 アーム角度 ο;、 バゲット角度了からバケツ ト 10の先端位置、 深さ hx、 リーチ hyを演算する。 ただし、 深さ hxの数値 は地面を 0とし、 深さ方向に （一） とする。

STEP 4802 ：

表示装置 47 Aから共通通信ライン 39を介して送られてくる自動操作指令 C auto (後述） が "ON" か判定する。 "ON" でない場合は処理を STEP 48 05へ進める。 "ON" の場合、 つまり範囲制限を実行する場合は処理を STE P 4803へ進める。

STEP 4803 ：

表示装置 47 Aから共通通信ライン 39を介して送られてくる目標軌跡 h r (この場合、 制御が範囲制限なので設定深さになる） からバゲット先端深さ hx を減じ、 偏差 Δίιを演算する。

STEP4804 ：

バケツト先端位置が目標軌跡 （設定深さ） を越えているかを先に演算した深さ 偏差 Ahが 0以上であるかどうかで判定する。 ここで Ah≥0の場合、 つまり、 バケツトの先端が設定深さ以下の深さになった場合は STEP 4806へ処理を 進める。 Δίι<0の場合、 つまりパケット先端がまだ設定深さに至らない場合は 処理を STEP 4805へ進める。

STEP4805 ：

この処理は、 STEP4802で Cautoが "OFF" と判定された場合と、 S TEP4804でバケツト先端がまだ設定深さに至らないと判断された場合に実 行される。 ここでは第 1の共通通信ライン 39を介して制御ュニット 33 Aへ通 信する駆動指令 Yj6， Υα, Υγに制御ユニット 33Αから第 1の共通通信ライ ン 39を介して受信した操作信号 XI， Χ2, X 3を代入し、 制御ユニット 33 Αが操作指令通りに制御弁 24， 25， 26を駆動するようにする。

STEP 4806 ：

この処理は、 STEP 4804においてバケツトの先端が設定深さ以下の深さ になったと判断された場合に実行される。 ここでは第 1の共通通信ライン 39を 介して制御ユニット 33Aへ通信する駆動指令 Y ;3， Υα, Υτに 0設定し、 制 御ュニット 33 Αが制御弁 24， 25， 26の駆動を停止するようにする。

以上、 STEP4805、 または、 4806を終了すると処理を STEP 48 01へ戻す。

次に、 表示装置 47 Aの処理について説明する。 図 39に表示装置 47 Aの処 理手順をフローチャートで示す。 先の図 26で示した第 2の実施の形態の表示装 置 47.との違いは、 先の画面 1， 2, 3に加え、 図 40 (a) 及び （b) に示す 画面 4, 5を追加したことである。 図 40 (a) に示す画面 4は第 4の制御ュニ ット 48の演算する掘削作業装置 7の位置を油圧ショベルの絵を描くことで表示 するものであり、 図 40 (b) に示す画面 5は範囲制限制御の目標軌跡 （設定深 さ） を設定するものである。 また、 本実施の形態では、 表示装置のスィッチ 47 03 a, 4703 b, 4703 cの使用方法が第 2の実施の形態と異なる。 以下、 図 39に従い詳細を説明する。

STEP 4720 ：

まず、 初期設定を行う。 ここでは先に説明した表示画面フラグを画面 1に設定 し、 目標軌跡 h rの値を 0. 00mに設定する。

STEP4721 ： スィッチ 4703 aが押されたか判定する。 押されていない場合は STEP 4 731へ処理を進める。 押されている場合は STEP 4722〜4730を実行 する。

STEP 4722〜4730 :

スィッチ 4703 aが押されるたびに表示画面フラグを次の画面の設定へ更新 する判定を行う。 例えば、 現状の表示画面フラグが画面 1の場合にスィッチ 47

03 aが押されると、 STEP4722において現状の画面表示フラグが画面 1 であると判定され、 STEP 4726において画面表示フラグが画面 2に更新さ れる。 また現状の表示画面フラグが画面 5の場合は STEP 4730が実行され て表示画面フラグは画面 1になる

STEP4731〜4736 ：

先の STEP4722〜4730において設定された表示画面フラグに従い画 面 1〜5を表示する。 STEP4717, 4718, 47 19は先の図 30で示 した同じ番号の STEPと同じ処理である。 ただし、 STEP 4718, 471 9の詳細である図 31及び図 32に示したフローチャートの STEP 4718— 1、 STEP4719- 1において、 本実施の形態では、 スィッチ 4703 b,

4703 cではなくスィッチ 4703 aの操作によりモニタデータの送信要求コ マンドが生成され送信されることになる。

STEP4731〜4736を終了すると処理は S T E P 4721へ戻る。 図 41に STEP4735の詳細をフローチャートで示す。 以下、 図 41に従 い画面 4の表示処理を説明する。

STEP4735- 1 ：

画面 4では範囲制限制御を解除し、 掘削作業装置 7の状態のみを表示するので、 この S T E Pにおいて自動操作指令 Cautoを O F Fにする。

STEP4735-2 ：

第 4の制御ユニット 48から第 2の共通通信ライン 40を介して送信されるバ ケット先端深さ hx、 リーチ hyを表示用の文字列、 文字 （hx) 、 文字 （h y) に変換する。

STEP4735-3 ： 画面 4の上部に、 "バケツト先端リーチ" 、 文字 （hy) 、 "m" 、 "バケツ ト先端深さ" 、 文字 （hx) 、 "m" を表示する。

STEP 4735 -4 :

ブーム 8、 アーム 9、 パケット 10の長さ Lb, L a, Lc、 及び各角度計 3 4, 35， 36の出力するブーム角度 ]3、 アーム角度 α、 パケット角度 rの情報 から画面 4の中央から下部にかけて油圧ショベルの絵を描画する。

以上で STEP 4735を終了する。

次に、 図 42を用いて STEP 4736の詳細を説明する。

STEP4736- 1 ：

画面 5では範囲制限制御を有効にする。 この S T E Pでは自動操作指令 Cauto を ONとする。

STEP4736- ：

第 4の制御ュニット 48から第 2の共通通信ライン 40を介して送信されるバ ケット先端深さ hx、 リーチ hyを表示用の文字列、 文字 （hx) 、 文字 （h y) に変換する。

STEP4736-3 ：

画面 5の上部に、 "バケツト先端リーチ" 、 文字 （hy) 、 "m" 、 "バケツ ト先端深さ" 、 文字 （hx) 、 "m" を表示する。

STEP4736-4 :

ブーム 8、 アーム 9、 バゲット 10の長さ Lb， L a, Lc、 及び各角度計 3 4, 35， 36の出力するブーム角度) 3、 アーム角度ひ、 パケット角度 rの情報 から画面 5の中央から下部にかけて油圧ショベルの絵を描画する。

STEP4736- 5〜一 9 ：

ここでは目標軌跡 h rの設定を行う。 設定は表示装置 47 Aが記憶している目 標軌跡 h rに対し、 スィッチ 4703 bが押されると Δϊι増加し、 スィッチ 47 03 cが押されると Ah減少するようにする。 この増減値 Ahは例えば 0. 01 mのように予め数値を決めておく。

STEP4736- 10 ：

目標軌跡 h rの数値を表示用に文字列、 文字 （h r) に変換する。 STEP4736- 11 ：

画面 5の下部に示すように、 "設定深さ" 、 文字 （h r) 、 "m" の順に表示 する。

STEP4736- 11 ：

画面 5に示すように油圧ショベルの絵の中の目標軌跡 （設定深さ） h rに相当 する位置に直線を描く。

以上で STEP 4736を終了する。

以上のように構成した本実施の形態によれば、 第 1及び第 2の実施の形態の (1) 〜 （5) の効果に加えて次の効果が得られる。

(6) 表示装置 47を制御用の共通通信ライン 39とモニタ用の共通通信ライ ン 40の双方に接続したので、 モニタデータだけでなく制御データを同じ表示装 置 47で表示することができ、 建設機械のように狭い蓮転室 6であっても 1台の 表示装置 47を設置することで、 オペレータに対しモニタデータと制御デ一夕を 表示することができる。

(7) 表示装置 47は制御データ及びモニタデータをグラフィカルに表示する ので、 オペレータに対してモニタデータ及び車体制御に関する情報等の制御デー 夕の両方を分かり易く表示することができる。

(8) 表示装置 47の入力手段 4703 a， 4703 b, 4703 cの操作で 表示画面の内容に連動して制御用あるいはモニタ用の指令信号を生成し送信する ので （図 39の STEP4718, 4719におけるスィッチ 4703 aの操作 によるモニタデ一夕の送信要求コマンドの生成及び送信 （図 31の STEP47 18- 1, 図 32の STEP 4719— 1におけるスィッチ 4703 b， 470 3 cの操作によるモニタデータの送信要求コマンドの生成及び送信についての説 明参照） ；図 38の STEP4802, 4803及び図 42の STEP4736 - 1, 4736— 5〜9におけるスィッチ 4703 a, 4703 b, 4703 c による自動操作指令 C au t o及び目標軌跡 h rの生成及びそのタイマ割り込み処理 による送信） 、 表示装置 47から第 4の制御ユニット 48と第 2のモニタュニッ ト 46の双方の操作を可能とし、 操作の煩雑さを緩和できる。

(9) 表示装置 47を多数備える必要がなくなるので、 システムが安価になる。 なお、 以上の実施の形態では、 データ通信のための共通バスとして、 制御用の 第 1の共通通信ライン 3 9とモニタ用の第 2の共通通信ライン 4 0の 2系統の共 通通信ラインを設けたが、 制御データあるいはモニタデータが増加した場合は、 第 1の共通通信ライン 3 9あるいは第 2の共通通信ライン 4 0の数を増やし、 3 系統以上の共通通信ラインとしてもよい。 また、 通信データの種類として制御デ 一夕とモニタデータの 2種類について述べたが、 音響機器その他の付帯設備を搭 載した油圧ショベルにあっては、 それらのオーディオデータやスィッチ系統のデ 一夕を第 2の共通の通信ライン 4 0を用いて通信してもよいし、 専用の第 3の共 通通信ラインを設けて通信してもよい。 産業上の利用可能性

本発明によれば、 次の効果が得られる。

( 1 ) 少なくとも制御用とモニタ用に共通通信ラインを分けたので、 通信のデ 一夕量、 通信頻度は各々の共通通信ラインに分散され、 極端な高速の共通通信ラ インや演算処理装置を必要とせず、 各構成機器の複雑化、'コストアップを避ける ことができる。

( 2 ) 少なくとも制御用とモニタ用に共通通信ラインを分けたので、 制御デ一 夕とモニタデータのどちらかのデータに障害が発生しても、 相互に影響を受ける ことはなく、 特に、 モニタデータ通信の障害で機械本体が停止してしまうことが 防げる。

( 3 ) 少なくとも制御用とモニタ用に共通通信ラインを分けたので、 例えばモ 二夕用の共通通信ライン上に機能追加のためにモニタ装置を追加しても、 制御用 の共通通信ラインに対するデータ通信量、 通信頻度に影響を与えることがなく、 柔軟なシステムを構築することができる。

( 4 ) モニタ用の共通通信ライン上に表示装置を接続したので、 制御性能に影 響することなく、 オペレータにモニタデータを表示することができる。

( 5 ) 表示装置にモニタデータをグラフィカルに表示するので、 オペレータに 対しモニタデータを分かり易く表示することができる。

( 6 ) 表示装置を制御用の共通通信ラインとモニタ用の共通通信ラインの双方 に接続するので、 モニタデータだけでなく制御データを同じ表示装置で表示する ことができ、 建設機械のように狭い運転室であっても 1台の表示装置を設置する ことで、 オペレ一夕に対しモニタデータと制御デ一夕を表示することができる。

( 7 ) 表示装置は制御データあるいはモニタデ一夕の少なくとも一方をグラフ ィカルに表示するので、 オペレータに対してモニタデータあるいは制御データを 分かり易く表示することができる。

( 8 ) 表示装置の入力手段の操作で表示画面の内容に連動して制御用及びモニ 夕用の指令信号を生成し送信するので、 表示装置から制御装置とモニタ装置の双 方の操作を可能とし、 操作の煩雑さを緩和できる。

( 9 ) 表示装置を多数備える必要がなくなるので、 システムが安価になる。

Claims

請求の範囲

1 . 原動機（14)、 油圧機器及びシステム（1卜 13, 19, 24-26)、 作業装置 (7)を備え る建設機械 (1)に、 機能毎に分けた複数の制御装置 (17， 23, 33)と、 建設機械の運転 状態を監視する少なくとも 1つのモニタ装置 (45又は 46)を設け、 前記複数の制御 装置とモニタ装置を互いに接続し、 制御データとモニタデータの通信を行う建設 機械の電子制御システムにおいて、

前記制御データの通信を行うための第 1の共通通信ライン（39)と、 前記モニタ データの通信を行うための第 2共通通信ライン（40)の少なくとも 2系統の共通通 信ラインを設け、

前記複数の制御装置（17, 23, 33)を前記第 1の共通通信ライン（39)に接続し、 こ の第 1の共通通信ラインにより前記複数の制御装置間で前記制御データの通信を 行い、 前記モニタ装置 (45又は 46)と前記複数の制御装置のうちの特定の制御装置 (17)を前記第 2の共通通信ライン（40)に接続し、 この第 2の共通通信ラインによ り前記モニタ装置と前記特定の制御装置間で前記モニタデータの通信を行うこと を特徴とする電子制御システム。

2 . 請求項 1記載の建設機械の電子制御システムにおいて、

前記第 2の共通通信ライン（40)に接続され、 この第 2の共通通信ラインで通信 されるモニタデータを表示する表示装置 (47 ; 47A)を更に備えることを特徴とする 電子制御システム。

3 . 請求項 2記載の建設機械の電子制御システムにおいて、

前記表示装置 (47； 7A)は前記第 2の共通通信ラィンで通信されるモニタデータ をグラフィカルに表示する処理手段（4710- 4719； 4720-4736)を有することを特徴と する電子制御システム。

4 . 請求項 1記載の建設機械の電子制御システムにおいて、

前記第 1及び第 2の共通通信ライン（39， 40)の双方に接続され、 前記第 1の共通 通信ラインで通信される制御データと前記第 2の共通通信ラインで通信されるモ 二夕データを選択的に表示する表示装置 (47A)を更に備えることを特徴とする電子 制御システム。

5 . 請求項 4記載の建設機械の電子制御システムにおいて、

前記表示装置 (47A)は前記第 1の共通通信ライン (39)で通信される制御データと 前記第 2の共通通信ライン (40)で通信されるモニタデータの少なくとも一方をグ ラフィカルに表示する処理手段 (4720-4736)を有することを特徴とする電子制御シ ステム。

6 . 請求項 4記載の建設機械の電子制御システムにおいて、

前記表示装置（47A)は入力手段 (4703a, 4703b，4703c)を備え、 この入力手段の操 作により表示画面の内容に連動して制御用の指令信号及びモニタ用の指令信号を 生成し、 前記制御用の指令信号を前記第 1の共通通信ライン（39)により前記複数 の制御装置（17， 23， 33， 48)の対応するもの（48)に送信し、 前記モニタ用の指令信号 を前記第 2の共通通信ライン（40)により前記モニタ装置 (46)に送信することを特 徵とする電子制御システム。