(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
作業装置、油圧ポンプ、前記作業装置を駆動するアクチュエータ、前記油圧ポンプから前記アクチュエータに供給される圧油を制御する制御弁を操作する操作手段を備える建設機械において、
共通の通信ラインと、この共通の通信ラインに追加、交換可能に接続され、前記作業装置の回転角信号及び前記操作手段の操作信号を取込み、前記前記作業装置を駆動するアクチュエータに対する制御演算を行う第４の制御装置と、前記共通の通信ラインに追加、交換可能に接続され、前記操作手段からの信号に基づいて前記制御弁を制御する第３の制御装置とを備え、
前記第３の制御装置は、前記第４の制御装置が前記共通の通信ラインに接続されていない場合は、前記第４の制御装置からの送信データを用いずに前記操作手段からの信号を用いた演算処理を行う第１処理手段と、前記第４の制御装置が前記共通の通信ラインに接続された場合は、前記第４の制御装置からの前記作業装置に関する送信データを用いて演算処理を行う第２処理手段と、前記共通の通信ラインに前記第４の制御装置が接続されているか否かを検出する検出手段と、前記検出手段で前記第４の制御装置の接続が検出されないときは前記第１処理手段の演算処理を実行し、前記検出手段で前記第４の制御装置の接続が検出されると前記第２処理手段の演算処理を実行する処理選択・実行手段とを備えることを特徴とする建設機械の電子制御システム。
【請求項２】
請求項１に記載の建設機械の電子制御システムにおいて、
前記共通の通信ラインに追加、交換可能に接続され、前記油圧ポンプを制御する第２の制御装置を更に備え、
前記第２の制御装置は、前記第３の制御装置が前記共通の通信ラインに接続されていない場合は、前記第３の制御装置からの送信データを用いずに前記油圧ポンプの吐出量を演算処理を行う第１処理手段と、前記第３の制御装置が前記共通の通信ラインに接続された場合は、前記第３の制御装置からの前記操作手段からの信号に基づいて前記油圧ポンプの吐出量を演算処理を行う第２処理手段と、前記共通の通信ラインに前記第３の制御装置が接続されているか否かを検出する検出手段と、前記検出手段で前記第３の制御装置の接続が検出されないときは前記第１処理手段の演算処理を実行し、前記検出手段で前記第３の制御装置の接続が検出されると前記第２処理手段の演算処理を実行する処理選択・実行手段とを備えることを特徴とする建設機械の電子制御システム。
【請求項３】
請求項１又は２記載の建設機械の電子制御システムにおいて、前記検出手段は他の制御装置からのデータの受信の有無でフラグの状態を変え、前記処理選択・実行手段はそのフラグの状態で他の制御装置の接続の有無を判別し、実行すべき演算処理を切り換えることを特徴とする建設機械の電子制御システム。
【請求項４】
請求項２に記載の建設機械の電子制御システムにおいて、前記各制御装置は、それぞれのデータにデータ固有の識別子を付しておき、前記検出手段は、前記複数の他の制御装置からのデータの受信の有無で前記複数の他の制御装置の接続の有無を検出すると共に、受信したデータの識別子で前記他の制御装置のいずれが接続されているかを検出することを特徴とする建設機械の電子制御システム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明が属する技術分野】
本発明は建設機械の制御装置に係わり、特に建設機械の原動機、油圧機器、作業装置、表示器などを制御する複数の制御装置を備え、これらの複数の制御装置を共通の通信ラインを介して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。
【０００２】
【従来の技術】
近年、建設機械、特にその代表例である油圧ショベルは電子制御化が進み、電子制御の各種演算を行うため、制御装置の演算量も増加の一途をたどっている。演算量が増えると、高機能のマイクロコンピュータを使用しなければならないため、コストも増加する。また、入出力信号も増え、ワイヤ・ハーネスの増加を招いている。この問題を解決するため、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制御を行う、制御装置の分散化が検討されている。
【０００３】
例えば、特公平７−１１３８５４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ローラに接続し、このマスターコントローラでシステム全体の統合を維持する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。
【０００４】
また、特公平８−２８９１１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ワークを構成し、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。
【０００５】
更に、SAE Paper 941796 Development of Intelligent Hydraulic Excavator - HYPER GX Series （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ワークと高速ネットワークに分け、高速通信データの信頼性確保とシステム全体のコスト低減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。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
建設機械の代表例である油圧ショベルは、前述したように、電子制御化が進み、かつその制御性能及び製作コストの面で種々改善がなされている。
【０００７】
一方、油圧ショベルに対する顧客ニーズは、例えば高機能化を要求するものから廉価を要求するものまであり、多様化している。
【０００８】
特公平７−１１３８５４号公報に記載の電子制御システムでは、上述した顧客ニーズを満たすためには、各要求に応じて、その都度、マスターコントローラのソフトウエアを開発、変更し、マスターコントローラを交換しなければならないと共に、このマスターコントローラの交換に伴って、これに接続する機器毎の制御装置のソフトウエアも開発、変更し、既存の制御装置と交換しなければならない。特に、高機能化を要求される場合、例えば油圧ショベルの掘削作業装置に対して、その動作範囲制限、軌跡制御等の自動制御機能を付加したい場合には、制御装置のソフトウエアの種類が増加するので、その開発工数、開発コストあるいは管理コストが増加する。
【０００９】
上述とは逆に、油圧ショベルの高機能化が必要でない場合にも、それに応じてマスターコントローラ及び制御装置のソフトウエアを開発、変更し、既存のものと交換しなければならない。このため、同様にソフトウエアの開発工数、開発コストが増加する。
【００１０】
特公平８−２８９１１号公報やSAE Paper 941796に記載の電子制御システムでは、各機器の制御装置をネットワーク上で接続し、ネットワークにより各制御装置で送受信される全ての信号を伝送することができるので、多数の信号を送受信する場合でも信号線の数を増加させる必要がない上、新たな機能を持った制御装置を付加する場合にも信号線の数を増加させる必要がなく、システムの拡張に対して柔軟に対応することができる。
【００１１】
しかし、システムの拡張のため制御装置を増やす場合、信号線の数は増加させる必要がないが、制御装置自体は送受信する信号数（データ数）の増加に対応できなければならず、制御装置を交換する必要があり、コストの上昇を招く。また、高機能化が必要でなく、制御装置の数を減らしたい場合も、制御装置は送受信する信号数（データ数）の減少に対応できなければならず、この場合も制御装置を交換する必要がある。更に、油圧システム又は制御システムの変更に伴って複数の制御装置の１つを別の制御装置に交換する場合でも、複数の制御装置のうちの特定の制御装置が受信信号を用いて処理を行うものであり、上記制御装置の交換に伴ってその信号を送信する制御装置がなくなる場合は、その特定の制御装置も交換する必要がある。
【００１２】
本発明の目的は、複数の制御装置を共通の通信ラインを介して接続した建設機械の電子制御システムにおいて、既存の制御装置のソフトウエアの変更や制御装置自体の交換をすることなく、共通の通信ラインへの制御装置の追加接続や共通の通信ラインからの制御装置の切り離しが行え、制御装置の増減や交換を含むシステムの変更を容易に行える建設機械の電子制御システムを提供することである。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
（１）上記目的を達成するために、本発明は、作業装置、油圧ポンプ、前記作業装置を駆動するアクチュエータ、前記油圧ポンプから前記アクチュエータに供給される圧油を制御する制御弁を操作する操作手段を備える建設機械において、共通の通信ラインと、この共通の通信ラインに追加、交換可能に接続され、前記作業装置の回転角信号及び前記操作手段の操作信号を取込み、前記作業装置を駆動するアクチュエータに対する制御演算を行う第４の制御装置と、前記共通の通信ラインに追加、交換可能に接続され、前記操作手段からの信号に基づいて前記制御弁を制御する第３の制御装置とを備え、前記第３の制御装置は、前記第４の制御装置が前記共通の通信ラインに接続されていない場合は、前記第４の制御装置からの送信データを用いずに前記操作手段からの信号を用いた演算処理を行う第１処理手段と、前記第４の制御装置が前記共通の通信ラインに接続された場合は、前記第４の制御装置からの前記作業装置に関する送信データを用いて演算処理を行う第２処理手段と、前記共通の通信ラインに前記第４の制御装置が接続されているか否かを検出する検出手段と、前記検出手段で前記第４の制御装置の接続が検出されないときは前記第１処理手段の演算処理を実行し、前記検出手段で前記第４の制御装置の接続が検出されると前記第２処理手段の演算処理を実行する処理選択・実行手段とを備えることを特徴とする建設機械の電子制御システムにある。
（２）また、上記（１）において、前記共通の通信ラインに追加、交換可能に接続され、前記油圧ポンプを制御する第２の制御装置を更に備え、
前記第２の制御装置は、前記第３の制御装置が前記共通の通信ラインに接続されていない場合は、前記第３の制御装置からの送信データを用いずに前記油圧ポンプの吐出量を演算処理を行う第１処理手段と、前記第３の制御装置が前記共通の通信ラインに接続された場合は、前記第３の制御装置からの前記操作手段からの信号に基づいて前記油圧ポンプの吐出量を演算処理を行う第２処理手段と、前記共通の通信ラインに前記第３の制御装置が接続されているか否かを検出する検出手段と、前記検出手段で前記第３の制御装置の接続が検出されないときは前記第１処理手段の演算処理を実行し、前記検出手段で前記第３の制御装置の接続が検出されると前記第２処理手段の演算処理を実行する処理選択・実行手段とを備えることを特徴とする建設機械の電子制御システムにある。
【００１４】
このように制御装置に第１処理手段、第２処理手段、検出手段、処理切換手段を設けることにより、他の制御装置が共通の通信ラインに接続されている場合は、そのことが検出手段で検出され、処理切換手段は第２処理手段の演算処理を実行する一方、制御装置の数を減らす場合や、複数の制御装置の一部の交換に伴って上記他の制御装置が不要になった場合に、当該他の制御装置を共通の通信ラインから切り離した場合は、そのことが検出手段で検出され、処理切換手段は第１処理手段の演算処理を実行する。このため、既存の制御装置のソフトウエアの変更や制御装置自体の交換をすることなく、制御装置の共通の通信ラインからの切り離しや交換を行える。
【００１５】
逆に、他の制御装置が共通の通信ラインに接続されていない場合は、そのことが検出手段で検出され、処理切換手段は第１処理手段の演算処理を実行する一方、他の制御装置を共通の通信ラインに追加接続して制御装置の数を増やした場合は、そのことが検出手段で検出され、処理切換手段は第２処理手段の演算処理を実行する。このため、既存の制御装置のソフトウエアの変更や制御装置自体の交換をすることなく、制御装置の共通の通信ラインへの追加接続が行える。
【００１６】
このように既存の制御装置のソフトウエアの変更や制御装置自体の交換をすることなく、共通の通信ラインへの制御装置の追加接続や共通の通信ラインからの制御装置の切り離しが行え、制御装置の増減や交換を含むシステムの変更を容易に行うことができ、開発コストの上昇を少なくすることができる。
【００１８】
これにより、ソフトウエア上の処理で他の制御装置の接続の有無を検出することができる。
【００１９】
（３）また、上記（１）又は（２）において、好ましくは、前記検出手段は他の制御装置からのデータの受信の有無でフラグの状態を変え、前記処理選択・実行手段はそのフラグの状態で他の制御装置の接続の有無を判別し、実行すべき演算処理を切り換える。
【００２０】
これにより、ソフトウエア上の処理で他の制御装置の接続の有無を検出し、実行すべき演算処理を切り換えることができる。
【００２１】
（４）また、上記（２）において、好ましくは、前記各制御装置は、それぞれのデータにデータ固有の識別子を付しておき、前記検出手段は、前記他の制御装置からのデータの受信の有無で前記他の制御装置の接続の有無を検出すると共に、受信したデータの識別子で前記他の制御装置のいずれが接続されているかを検出する。
【００２２】
これにより、他の制御装置が複数あり、第２処理手段がその複数の他の制御装置からの送信データを用いて演算処理を行う場合でも、検出手段は複数の他の制御装置の接続の有無を個別に検出し、処理切換手段は適切な演算処理の切り換えを行い、第２処理手段は適切な演算処理を行える。
【００２３】
【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。
【００２４】
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回路と共に示す図である。この図１において、１は油圧ショベルを示し、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１４や油圧ポンプ１８（後述）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。
【００２５】
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ット１０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１１と、アーム９を回動させるアーム操作用のシリンダ１２と、バケット１０を回動させるバケット操作用のシリンダ１３とで構成されている。
【００２６】
原動機１４は上記のように収納室４内に配置され、かつ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１５を備えている。原動機１４の目標回転数Ｎｒは目標回転数設定器１６により設定される。
【００２７】
１７は原動機１４の制御系に設けられ、原動機１４を制御する第１の制御装置１７であり、この第１の制御装置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Ｎｒ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。
【００２８】
油圧ポンプ１８は上記のように収納室４内に配置され、かつ原動機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１９には斜板位置調節器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２２が設けられている。
【００２９】
２３は油圧ポンプ１８の制御系に設けられ、油圧ポンプ１８を制御する第２の制御装置であり、この第２の制御装置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Ｐｄ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θ１とに基づいて所定の演算を行い、油圧ポンプ１８の斜板位置調節器２０に制御信号を出力し、斜板１９の位置を調整し、油圧ポンプ１８の押しのけ容積、即ち吐出流量を制御する。
【００３０】
ブーム操作用の油圧シリンダ１１、アーム操作用のシリンダ１２、バケッ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は上記収納室４内に配置されている。
【００３１】
また、制御弁２４，２５，２６に対しては操作レバー２７，２８，２９が設けられ、各操作レバー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は各操作レバー２７，２８，２９の操作量に対応した電気信号を操作信号として出力する。
【００３２】
３３は操作レバー２７，２８，２９により制御弁２４，２５，２６を操作する操作系に設けられた第３の制御装置であり、この第３の制御装置３３は各レバー作動器３０，３１，３２からの電気信号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２４Ｌ，２４Ｒ，２５Ｌ，２５Ｒ，２６Ｌ，２６Ｒに制御信号を出力する。操作部２４Ｌ，２４Ｒ，２５Ｌ，２５Ｒ，２６Ｌ，２６Ｒはそれぞれ比例電磁弁からなり、その制御信号に応じたパイロット圧を出力してそれぞれの制御弁２４，２５，２６の開度を調整し、各シリンダ１１，１２，１３に供給される圧油の流量及び方向を制御する。
【００３３】
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３４、アーム９の回転角度を検出するアーム回転角検出器３５、バケット１０の回転角度を検出するバケット回転角検出器３６が設けられている。
【００３４】
３７は掘削作業装置７の制御系に設けられ、掘削作業装置７を制御する第４の制御装置であり、この第４の制御装置３７は、各回転角検出器３４，３５，３６からの回転角度信号α，β，γに基づいて掘削作業装置７の先端位置の計算を行うと共に、レバー作動器３０，３１，３２から出力され第３の制御装置３３で処理された操作信号を入力し、掘削作業装置７の先端位置の計算値に基づいて所定の制御演算を行い、制御ユニット３３に制御駆動指令Ｙα，Ｙβ，Ｙγを出力する。
【００３５】
３８は第５の制御装置を構成する表示・設定装置であり、この表示・設定装置３８は第４の制御装置３７に対して掘削作業装置７の目標とする作業軌跡を指示する。また、制御ユニット３７で演算された掘削作業装置７の先端位置を入力し、これを表示する。
【００３６】
上記の第３の制御装置３３と第４の制御装置３７は共通の通信ライン３９により接続され、この通信ライン３９を介して互いにデータの送受信を行う。また、表示・設定装置３８はシリアル通信ライン６０によって第４の制御装置３７と接続され、このシリアル通信ライン６０を介して互いにデータの送受信を行う。
【００３７】
第２の制御装置２３のハードウェアの構成を図２に示す。この第２の制御装置２３は、斜板位置検出器２１からの斜板位置信号θと圧力検出器２２からの圧力信号Ｐｄを入力してデジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換器２３０と、中央演算処理装置（ＣＰＵ）２３１と、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）２３２と、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）２３３と、出力用のインターフェース（Ｉ／Ｏ）２３４とを含むシングルチップマイコン２３５と、油圧ポンプ１８の斜板１９の駆動信号を斜板位置調節器２０に出力する増幅器２３６と、機種別あるいはグレード別の制御定数などを記憶しておく不揮発性メモリ（ＥＥＰＲＯＭ(Electrically Erasable Programmable Read Only Memory)）２３８とで構成されている。
【００３８】
第１の制御ユニット１７及び表示・設定装置３８の画面表示制御手段を除いた制御装置部分のハードウェアの構成も第２の制御装置２３と基本的に同じであり、説明は省略する。
【００３９】
第３の制御装置３３のハードウェアの構成を図３に示す。この第３の制御装置３３は、操作レバー２７，２８，２９に対応するレバー作動器３０，３１，３２からの操作信号Ｘ１，Ｘ２，Ｘ３をデジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換器３３０と、中央演算処理装置（ＣＰＵ）３３１と、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）３３２と、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）３３３と、デジタル信号ををアナログ信号に変換するＤ／Ａ変換器３３４とを含むシングルチップマイコン３３５と、Ｄ／Ａ変換器３３４からの信号を各制御弁２４，２５，２６の操作部２４Ｌ，２４Ｒ，２５Ｌ，２５Ｒ，２６Ｌ，２６Ｒに出力する増幅器３３６ａ〜３３６ｆと、共通の通信ライン３９に接続され、第４の制御装置３７との通信を制御する通信手段３３７と、機種別あるいはグレード別の制御定数などを記憶しておく不揮発性メモリ（ＥＥＰＲＯＭ）３３８とで構成されている。
【００４０】
第４の制御装置３７のハードウェアの構成を図４に示す。この第４の制御装置３７は、ブーム回転角度検出器３４からの角度信号αとアーム回転角度検出器３５からの角度信号βとバケット回転角度検出器３６からの角度信号γを入力してデジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換器３７０と、中央演算処理装置（ＣＰＵ）３７１と、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）３７２と、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）３７３とを含むシングルチップマイコン３７４と、共通の通信ライン３９及びシリアル通信ライン６０に接続され、第３の制御装置３３及び表示・設定装置３８との通信を制御する通信手段３７５と、機種別あるいはグレード別の制御定数などを記憶しておく不揮発性メモリ（ＥＥＰＲＯＭ）３７６とで構成されている。
【００４１】
油圧ショベル１で行う作業で、掘削作業装置７の動作範囲に高さあるいは深さの制限がある場合、オペレータが設定した領域に掘削作業装置７が入らないようにする機能がある。以下、このような機能を範囲制限制御と呼び、この範囲制限制御を実現させるための処理を例に挙げて、第３及び第４の制御装置３３，３７の処理を説明する。
【００４２】
なお、以下の説明で、タイマ割り込み処理とはマイコン内蔵のタイマ機能（図示せず）を用いて一定時間毎に起動される割り込み処理であり、受信割り込み処理とは通信手段３３７，３７５からマイコン３３５，３７４側に受信割り込み信号が送信される度に起動する割り込み処理である。また、通信手段３３７，３７５はそれぞれの制御装置に必要なデータを受信すると受信割り込み信号を発生する機能を有している（後述）。
【００４３】
第３の制御装置３３の処理について、まず第４の制御装置３７が接続されていない場合の処理を、図５のフローチャートを用いて説明する。
【００４４】
第４の制御装置３７が接続されていない場合の第３の制御装置３３の処理にはタイマ割込み処理と、メイン処理とがある。
【００４５】
このタイマ割込み処理では、タイマ割り込み処理が起動される毎、即ち、一定時間毎に、操作レバー２７，２８，２９に対応するレバー作動器３０，３１，３２からの操作信号Ｘ１，Ｘ２，Ｘ３を取り込む処理（ＳＴＥＰ４０１）と、メイン処理により求められた出力指令値を制御弁２４，２５，２６の操作部２４Ｌ，２４Ｒ，２５Ｌ，２５Ｒ，２６Ｌ，２６Ｒへ出力する処理（ＳＴＥＰ４０２）とを行う。
【００４６】
メイン処理では、入力した操作信号Ｘ１，Ｘ２，Ｘ３に応じて、制御弁２４，２５，２６に与えるべき目標パイロット圧力を演算し（ＳＴＥＰ４０５）、必要に応じてフィルタ処理などを行い（ＳＴＥＰ４２０）、出力すべきパイロット圧力にするための操作部、即ち電磁弁２４Ｌ，２４Ｒ，２５Ｌ，２５Ｒ，２６Ｌ，２６Ｒへの指令値を求める（ＳＴＥＰ４２１）。
【００４７】
次に、第４の制御装置３７が図１に示す如く追加接続された場合の第３の制御装置３３の処理を、図６及び図７に示すフローチャートを用いて説明する。図６中、図５に示す処理と同じ処理には同じ符号を付している。
【００４８】
第４の制御装置３７が接続されている場合の第３の制御装置３３の処理にはタイマ割込み処理と、受信割込み処理と、メイン処理とがある。
【００４９】
タイマ割込み処理では、図６に示すように、タイマ割り込み処理が起動される毎、即ち一定時間毎に、操作レバー２７，２８，２９に対応するレバー作動器３０，３１，３２からの操作信号Ｘ１，Ｘ２，Ｘ３を取り込む処理（ＳＴＥＰ４０１）と、第４の制御装置３７より受信した出力指令値を制御弁２４，２５，２６の操作部２４Ｌ，２４Ｒ，２５Ｌ，２５Ｒ，２６Ｌ，２６Ｒに出力する処理（ＳＴＥＰ４０２）とを行う。また、図７に示すように、一定時間毎に送信時間管理テーブル（後述）のカウント値を増やし（ＳＴＥＰ４３０）、予め定めた送信設定時間である周期とカウント値を比較し（ＳＴＥＰ４３１）、周期とカウント値が等しくなれば、メイン処理で演算した目標パイロット圧力をデータとして送信する処理を通信手段３３７（図３参照）に行わせる（ＳＴＥＰ４０３）。
【００５０】
受信割込み処理では、通信手段３３７（図３参照）が第４の制御装置３７からのデータ（制御弁２４，２５，２６の操作部２４Ｌ，２４Ｒ，２５Ｌ，２５Ｒ，２６Ｌ，２６Ｒに出力すべき出力指令値）を受信し、受信割り込み信号がマイコン側に送信される毎、受信割り込み処理が起動し、通信手段３３７で受信したデータの格納を行う（ＳＴＥＰ４０４）。
【００５１】
メイン処理では、入力した操作信号Ｘ１，Ｘ２，Ｘ３に応じて、制御弁２４，２５，２６に与えるべき目標パイロット圧力を演算する（ＳＴＥＰ４０５）。
【００５２】
一方、第４の制御装置３７が図１に示す如く追加接続された場合の第４の制御装置３７は、図６及び図７にフローチャートで示す処理を行う。
【００５３】
この場合の第４の制御装置３７の処理にもタイマ割込み処理と、受信割込み処理と、メイン処理とがある。
【００５４】
タイマ割込み処理では、タイマ割込み処理が起動される毎、即ち一定時間毎に、掘削作業装置７の角度データである角度検出器３４，３５，３６からの角度信号α，β，γの入力を行う（ＳＴＥＰ４０６）。また、図７で説明したように、一定時間毎に送信時間管理テーブル（後述）のカウント値を増やし（ＳＴＥＰ４３０）、予め定めた送信設定時間である周期とカウント値を比較し（ＳＴＥＰ４３１）、周期とカウント値が等しくなれば、メイン処理で演算した電磁弁への出力指令値をデータとして第３の制御装置３３へ送信する処理を通信手段３７５（図４参照）に行わせる（ＳＴＥＰ４０７）。
【００５５】
受信割込み処理では、通信手段３７５（図４参照）が第３の制御装置３３からのデータ（目標パイロット圧力）を受信し、受信割り込み信号がマイコン側に送信される毎、受信割り込み処理が起動し、通信手段３７５で受信したデータの格納を行う（ＳＴＥＰ４０８）。
【００５６】
メイン処理では、入力した角度信号α，β，γを元に掘削作業装置７の先端位置の演算を行い、この位置データと第３の制御装置３３より受信した目標パイロット、表示・設定装置３８から受信した範囲制限制御の設定データを元に姿勢制御演算を行い（ＳＴＥＰ４０９）、最後に、制御演算結果に基づいた出力指令値の演算を行う（ＳＴＥＰ４１０）。
【００５７】
第３の制御装置３３は上記のように第４の制御装置３７が共通の通信ライン３９に接続されているか否かで処理を切り換えるものであり、そのために第４の制御装置３７が共通の通信ライン３９に接続されているか否かを検出する検出機能と、その検出結果に応じて処理を切り換える処理切換機能とを有している。以下、これらの検出機能及び処理切換機能について図８〜図１１を用いて説明する。
【００５８】
図８は第３の制御装置３３及び第４の制御装置３７のソフトウエアの全体の処理機能を機能ブロック図で示すものである。
【００５９】
図８において、第３の制御装置３３は通信管理手段７１と、フラグ設定手段７２と、処理選択・実行手段７３と、処理Ａを実行する処理手段７４と、処理Ｂを実行する処理手段７５と、処理Ｃを実行する処理手段７６と、処理Ｄを実行する処理手段７７とを有している。ここで、処理Ａは、図５及び図６に示したＳＴＥＰ４０５の処理に相当し、処理Ｂは、図５に示したＳＴＥＰ４２０の処理に相当し、処理Ｃは、図５に示したＳＴＥＰ４２１の処理に相当し、処理Ｄは、図５及び図６に示したＳＴＥＰ４０１，４０２の処理に相当する。
【００６０】
また、第４の制御装置３７は通信管理手段８１と、フラグ設定手段８２と、処理選択・実行手段８３と、処理Ｅを実行する処理手段８４と、処理Ｆを実行する処理手段８５と、処理Ｇを実行する処理手段８６とを有している。ここで、処理Ｅは、図６に示したＳＴＥＰ４０９の処理に相当し、処理Ｆは、図６に示したＳＴＥＰ４１０の処理に相当し、処理Ｇは、図６に示したＳＴＥＰ４０６の処理に相当する。
【００６１】
第３の制御装置３３の通信管理手段７１は図６及び図７に示したタイマ割り込み処理におけるＳＴＥＰ４０３及びＳＴＥＰ４３０，４３１の一定時間毎にデータを送信する機能と、図６に示した受信割り込み処理のＳＴＥＰ４０４の機能を有し、第４の制御装置３７の通信管理手段８１は図６及び図７に示したタイマ割り込み処理におけるＳＴＥＰ４０７及びＳＴＥＰ４３０，４３１の一定時間毎にデータを送信する機能と、図６に示した受信割り込み処理のＳＴＥＰ４０８の機能を有している。更に、通信管理手段７１，８１は、ぞれぞれ、受信割り込み処理の一部として、データの受信で他の制御装置が接続されているか否かを検出する機能を有している。
【００６２】
第３の制御装置３３の処理選択・実行手段７３及び第４の制御装置３７の処理選択・実行手段８３は、マイコン内蔵のタイマ機能（図示せず）を用いて、必要な時間間隔で各処理Ａ〜Ｄ及びＥ〜Ｇを選択・実行するプログラムである。
【００６３】
まず、通信管理手段７１，８１のタイマ割り込み処理における一定時間毎にデータを送信する機能について、図９〜図１３を用いて更に具体的に説明する。図９〜図１３は送受信管理手段７１，８１において作成・使用される各種の送受信管理テーブルを示すものである。
【００６４】
図９は各制御装置間で共通に利用できるデータ定義テーブルの一例である。各データにはデータ固有のＩＤが付されている。例えば、データＩＤの「１」はブーム用の操作レバー２７からのブーム上げの操作信号を表し、そのデータは２バイト（１６ビット）で表されるデータであることを示している。
【００６５】
図１０は第４の制御装置３７のＲＯＭ３７２（図４参照）に格納されるメッセージ定義テーブルの一例である。ここで、「メッセージ」とは複数のデータをユニット化したものであり、各メッセージにはメッセージ固有の番号が付されている。例えばメッセージ番号「１」は図９に示すデータ定義テーブルのデータＩＤが１，２，３，４のブームとアームの操作信号データ群を表す。また、データの送受信はメッセージ単位で行われ、送信／受信はメッセージの送受信種別を表し、送信周期はメッセージの送信の周期間隔を表す。図１０は第４の制御装置３７内のテーブルであるので、第４の制御装置３７で演算される、制御弁２４，２５，２６の操作部（電磁弁）２４Ｌ，２４Ｒ，２５Ｌ，２５Ｒ，２６Ｌ，２６Ｒへの出力指令値データ群であるメッセージ３が送信属性となり、第３の制御装置３３から受信する操作信号データ群であるメッセージ１とメッセージ２が受信属性となる。
【００６６】
図１１は第４の制御装置３７のＲＡＭ３７３に作成される送信時間管理テーブルの一例を表す。例えば、メッセージ番号３は送信周期が５ｍｓであり、カウンタには第４の制御装置３７が備えるタイマによって計時されたカウント値が入力される。
【００６７】
図１２は第３の制御装置３３のＲＯＭ３３２に格納されるメッセージ定義テーブルの一例である。このテーブルでは、第３の制御装置３３で演算される操作レバーからの操作信号群であるメッセージ１とメッセージ２が送信属性となり、第４の制御装置３７から送信される出力指令値データ群であるメッセージ３が受信属性となる。
【００６８】
図１３は第３の制御装置３３のＲＡＭ３３３に作成される送信時間管理テーブルの一例を表す。例えば、メッセージ番号１及び２は送信周期が５ｍｓであり、カウンタには第３の制御装置３３が備えるタイマによって計時されたカウント値が入力される。
【００６９】
第３の制御装置３３の通信管理手段７１は、データの送信に関して、先に説明した図６及び図７のタイマ割込み処理におけるＳＴＥＰ４３０，４３１（図７）及びＳＴＥＰ４０３（図６）の処理を行う。即ち、図７のＳＴＥＰ４３０，４３１では、図１３に示した送信時間管理テーブルを用い、一定時間毎に送信時間管理テーブルのカウント値を増やし（ＳＴＥＰ４３０）、予め定めた送信設定時間である周期とカウント値を比較し（ＳＴＥＰ４３１）、周期とカウント値が等しくなれば、図６のＳＴＥＰ４０３で、メイン処理で演算した目標パイロット圧力をデータとして送信する処理を通信手段３３７（図３参照）に行わせる。
【００７０】
第４の制御装置３７の通信管理手段８１は、データの送信に関して、先に説明した図６及び図７のタイマ割込み処理におけるＳＴＥＰ４３０，４３１（図７）及びＳＴＥＰ４０７（図６）の処理を行う。即ち、図７のＳＴＥＰ４３０，４３１では、図１１に示した送信時間管理テーブルを用い、一定時間毎に送信時間管理テーブルのカウント値を増やし（ＳＴＥＰ４３０）、予め定めた送信設定時間である周期とカウント値を比較し（ＳＴＥＰ４３１）、周期とカウント値が等しくなれば、ＳＴＥＰ４０７で、メイン処理で演算した電磁弁への出力指令値をデータとして第３の制御装置３３へ送信する処理を通信手段３７５（図４参照）に行わせる。
【００７１】
次に、通信管理手段７１，８１のデータの受信で他の制御装置が接続されているか否かを検出する機能について説明する。
【００７２】
図１４は先に説明した図６のＳＴＥＰ４０４，４０８の受信割り込み処理の詳細を示すフローチャートである。
【００７３】
まず、通信手段３３７，３７５（図３及び図４参照）は共通の通信ライン３９から上述した複数のデータをユニット化したメッセージを受信すると、そのメッセージに付された前述したメッセージ番号を識別子として、そのメッセージがそれぞれの制御装置に必要なメッセージかどうかを判断し、必要なメッセージであれば受信割り込み信号をマイコン３３５，３７４側に送る機能を有している。マイコン側の通信管理手段７１，８１はその受信割り込み信号を受けて受信割り込み処理を起動させ、次のような処理を行う。
【００７４】
図１４において、通信手段３３７又は通信手段３７５（図３及び図４参照）が共通の通信ライン３９から受信した、上述した複数のデータをユニット化したメッセージをＲＡＭ３３３（図３参照）又はＲＡＭ３７３（図４参照）に格納し（ＳＴＥＰ４５０）、フラグ設定手段７２又は８２のフラグに「１」を書き込み（ＳＴＥＰ４５１）、処理を終了する。
【００７５】
ここで、フラグ設定手段７２又は８２のフラグはそれぞれの制御装置３３，３７の電源投入直後に初期化され、初期値として「０」が書き込まれている。従って、図１４の受信割り込み処理が起動され、ＳＴＥＰ４５１でフラグに「１」を書き込むことは、共通の通信ライン３９にデータを受信すべき他の制御装置（第３の制御装置３３の場合は第４の制御装置３７）が接続されたことを検出することであり、処理選択・実行手段７３，８３はその検出結果に応じて制御装置が行うべき処理を切り換える。
【００７６】
第３の制御装置３３の処理選択・実行手段７３の処理を、図１５に示すフローチャートを用いて説明する。
【００７７】
図１５において、フラグ設定手段７２のフラグの状態を検査し（ＳＴＥＰ４６０）、フラグが「０」ならば処理Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄを実行し（ＳＴＥＰ４６１）、終了する。フラグが「１」ならば処理Ａ，Ｄを実行し（ＳＴＥＰ４６２）、終了する。
【００７８】
第４の制御装置３７の処理選択・実行手段８３の処理を、図１６に示すフローチャートを用いて説明する。
【００７９】
図１６において、フラグ設定手段８２のフラグの状態を検査し（ＳＴＥＰ４７０）、フラグが「１」の場合は処理Ｅ〜Ｇを実行し（ＳＴＥＰ４７１）、終了する。フラグが「０」の場合は何もしないで終了する（ＳＴＥＰ４７２）。
【００８０】
以上のように構成した本実施形態においては、図１７に示すように共通の通信ライン３９に第４の制御装置３７が接続されていない場合は、第３の制御装置３３では、上記のように通信管理手段７１の受信割り込み処理が起動されず、フラグは初期値「０」のままであり、処理選択・実行手段７３は処理Ａ〜Ｄを選択し起動する。図１７中、起動中の処理ブロックを斜線で示している。このため図５に示した処理がなされ、操作レバーからの操作信号を用いた通常の作業が行える。
【００８１】
一方、図１及び図８に示すように共通の通信ライン３９に第４の制御装置３７を追加接続した場合は、第３の制御装置３３では、上記のように通信管理手段７１がフラグに「１」を書き込み、処理選択・実行手段７３は処理Ａ，Ｄを選択し起動する。また、第４の制御装置３７では、上記のように通信管理手段８１がフラグに「１」を書き込み、処理選択・実行手段８３は処理Ｅ〜Ｇを選択し実行する。図８中、起動中の処理ブロックを斜線で示している。このため図６に示した処理がなされ、第４の制御装置３７を用いた範囲制限制御が行える。
【００８２】
従って、油圧ショベルの機能追加、つまりグレードアップのため、図１７に示す第４の制御装置３７のない電子制御システムから図１に示す第４の制御装置３７のある電子制御システムに変更する場合でも、第４の制御装置３７を共通の通信ライン３９に追加接続するだけでそのような変更が行え、第３の制御装置３３のプログラムの変更あるいは第３の制御装置３３自体の交換は不要である。
【００８３】
また、油圧ショベルの機能の簡素化のため、図１に示す電子制御システムから図１７に示す電子制御システムへ変更する場合も、第４の制御装置３７を共通の通信ライン３９から切り離すだけでそのような変更が行え、第３の制御装置３３のプログラムの変更あるいは第３の制御装置３３自体の交換は不要である。
【００８４】
このように既存の制御装置３３のソフトウエアの変更や制御装置３３自体の交換をすることなく、共通の通信ライン３９への制御装置３７の追加接続や共通の通信ライン３９からの制御装置３７の切り離しが行え、制御装置３７の増減や交換を含むシステムの変更を容易に行うことができ、開発コストの上昇を少なくすることができる。
【００８５】
また、既存の制御装置３３に対し、新たな機能を盛り込んだ制御装置３７を追加するだけで、油圧ショベルの機能アップを図ることができ、保守作業を行う者の工数を低減する効果がある。
【００８６】
本発明の第２の実施形態を図１８〜図３２を用いて説明する。図中、図１〜図１７に示すものと同等のものには同じ符号を付している。本実施形態は共通の通信ラインに３個以上の制御装置が接続される場合のものである。
【００８７】
図１８は本実施形態の電子制御システムの全体構成を示すもので、図中、２３Ａ，３３，３７Ａ，３８Ａは、それぞれ、本実施形態に係わる第２の制御装置、第３の制御装置、第４の制御装置及び第５の制御装置を構成する表示・設定装置であり、これら第２の制御装置２３Ａ、第３の制御装置３３、第４の制御装置３７Ａ及び表示・設定装置３８Ａは共通の通信ライン３９に接続され、通信ライン３９を介して互いにデータの送受信を行う。
【００８８】
第３及び第４の制御装置３３，３７Ａのハードウェアの構成は図３及び図４に示した第１の実施形態のものと実質的に同じである。
【００８９】
第２の制御装置２３Ａのハードウェアの構成を図１９に示す。この第２の制御装置２３Ａは、図２に示した第２の制御装置２３と同様の構成を有するシングルチップマイコン２３５と、増幅器２３６及び不揮発性メモリ（ＥＥＰＲＯＭ）２３８とを有すると共に、共通の通信ライン３９に接続され、他の制御装置３３，３７Ａ，３８Ａとの通信を制御する通信手段２３７を備えている。
【００９０】
表示・設定装置３８Ａのハードウェアの構成を図２０に示す。この表示・設定装置３８Ａは、表示内容を切り替えるためのスイッチ、キー等の入力手段３８０Ａ，３８０Ｂ，３８０Ｃと、入力手段３８０Ａ，３８０Ｂ，３８０Ｃからの信号を入力するインターフェース（Ｉ／Ｏ）３８１と、中央演算処理装置（ＣＰＵ）３８２と、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）３８３と、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）３８４と、出力用のインターフェース（Ｉ／Ｏ）３８５とを含むシングルチップマイコン３８６と、情報を表示するＬＣＤ等の表示部３８７と、ＣＰＵ３８２から表示部３８７への表示指令を受けて、表示部３８７にデータを送る画面表示制御手段３８８と、共通の通信ライン３９に接続され、他の制御装置２３Ａ，３３，３７Ａとの通信を制御する通信手段３８９とで構成されている。
【００９１】
第２の制御装置２３Ａ、第３の制御装置３３、第４の制御装置３７Ａ及び表示・設定装置３８Ａのマイコン２３５，３３５，３７４，３８６におけるソフトウエアの全体の処理機能を図２１に機能ブロック図で示す。
【００９２】
図２１において、第３の制御装置３３の処理機能は図８に示した第１の実施形態のものと実質的に同じである。
【００９３】
第４の制御装置３７Ａの処理機能は図８に示した第１の実施形態ものと以下の点を除いて実質的に同じである。
【００９４】
第４の制御装置３７Ａにおいて、通信管理手段８１Ａは、図６に示したタイマ割り込み処理におけるＳＴＥＰ４０７の一定時間毎にデータを送信する機能において、制御弁２４，２５，２６の操作部（電磁弁）２４Ｌ，２４Ｒ，２５Ｌ，２５Ｒ，２６Ｌ，２６Ｒへの出力指令値に加え、ブーム回転角度検出器３４からの角度信号αとアーム回転角度検出器３５からの角度信号βをデータとして送信する処理を通信手段３７５（図４参照）に行わせる。
【００９５】
図２２は第４の制御装置３７Ａの通信管理手段８１Ａで作成・使用される送受信管理テーブルであるメッセージ定義テーブルの一例であり、図２３は同じく送信時間管理テーブルの一例である。通信管理手段８１Ａでは、図２２に示すように、上記の電磁弁への出力指令値データ群であるメッセージ３に加え、ブーム角度信号αとアーム角度信号βのデータ群であるメッセージ４が送信属性となる。また、図２３に示すように、メッセージ番号３，４は送信周期がそれぞれ５ｍｓであり、カウンタには第４の制御装置３７Ａが備えるタイマによって計時されたカウント値が入力される。
【００９６】
また、図２１において、第２の制御装置２３Ａは通信管理手段９１と、フラグ設定手段９２と、処理選択・実行手段９３と、処理Ｌを実行する処理手段９４と、処理Ｍを実行する処理手段９５と、処理Ｎを実行する処理手段９６とを有している。ここで、処理Ｌは、普通のポンプ傾転制御を行う処理であり、処理Ｍは、操作レバーからの操作信号に応じたポンプ傾転制御を行う処理であり、処理Ｎは、ポンプ吐出圧Ｐｄ及び斜板傾転位置θを入力する処理である。
【００９７】
表示・設定装置３８Ａは通信管理手段１０１と、フラグ設定手段１０２と、処理選択・実行手段１０３と、処理Ｐを実行する処理手段１０４と、処理Ｑを実行する処理手段１０５とを有している。ここで、処理Ｐは、ポンプ吐出圧を表示する処理であり、処理Ｑは、オペレータが入力した設定値を表示する処理である。
【００９８】
第２の制御装置２３Ａの通信管理手段９１及び表示・設定装置３８Ａの通信管理手段１０１は、第３及び第４の制御装置３３，３７のものと同様、タイマ割り込み処理における一定時間毎にデータを送信する機能と受信データを格納する受信割り込み処理の機能を有し、かつ受信割り込み処理の機能の一部として、データの受信で他の制御装置が接続されているか否かを検出する機能を有している。
【００９９】
第２の制御装置２３Ａの処理選択・実行手段９３及び表示・設定装置３８Ａの処理選択・実行手段１０３は、マイコン内蔵のタイマ機能（図示せず）を用いて、必要な時間間隔で各処理Ｌ〜Ｍ及びＰ，Ｑを選択・実行するプログラムである。
【０１００】
通信管理手段９１，１０１の一定時間毎にデータを送信する機能について、図２４〜図２７を用いて更に具体的に説明する。図２４〜図２７は送受信管理手段９１，１０１において作成・使用される各種の送受信管理テーブルを示すものである。
【０１０１】
図２４は第２の制御装置２３ＡのＲＯＭ２３２（図１９参照）に格納されるメッセージ定義テーブルの一例であり、図２５は第２の制御装置２３ＡのＲＡＭ２３３（図１９参照）に作成される送信時間管理テーブルの一例である。図２４において、通信管理手段９１では、表示・設定装置３８Ａで使用されるポンプ吐出圧データであるメッセージ５が送信属性となり、第３の制御装置３３から受信する操作信号データ群であるメッセージ１とメッセージ２、第４の制御装置３７Ａから受信する出力指令値データ群であるメッセージ３と角度信号データ群であるメッセージ４とが受信属性となる。図２５において、例えば、メッセージ番号５は送信周期が１０ｍｓであり、カウンタには第２の制御装置２３Ａが備えるタイマによって計時されたカウント値が入力される。
【０１０２】
図２６は表示・設定装置３８ＡのＲＯＭ３８３（図２０参照）に格納されるメッセージ定義テーブルの一例であり、図２７は表示・設定装置３８ＡのＲＡＭ３８４（図２０参照）に作成される送信時間管理テーブルの一例である。図２６において、通信管理手段１０１では、第４の制御装置３７Ａで使用される設定値であるメッセージ６が送信属性となり、第３の制御装置３３から受信する操作信号データ群であるメッセージ１とメッセージ２、第４の制御装置３７Ａから受信する出力指令値データ群であるメッセージ３と角度信号データ群であるメッセージ４と、第２の制御装置２３Ａから受信するポンプ吐出圧データであるメッセージ５が受信属性となる。図２７において、例えば、メッセージ番号６は送信周期が５０ｍｓであり、カウンタには表示・設定装置３８Ａが備えるタイマによって計時されたカウント値が入力される。
【０１０３】
第２の制御装置２３Ａの通信管理手段９１及び表示・設定装置３８Ａの通信管理手段１０１は、データの送信に関して、図２５及び図２７に示した送信時間管理テーブルを用い、第１の実施形態で説明した図６及び図７のタイマ割込み処理におけるＳＴＥＰ４３０，４３１（図７）及びＳＴＥＰ４０３又は４０７（図６）と同様にデータを送信する処理を行う。
【０１０４】
次に、第２の制御装置２３Ａの通信管理手段９１及び表示・設定装置３８Ａの通信管理手段１０１の受信割り込み機能及びその機能の一部であるデータの受信で他の制御装置が接続されているか否かを検出する機能について説明する。
【０１０５】
まず、第２の制御装置２３Ａのフラグ設定手段９２及び表示・設定装置３８Ａのフラグ設定手段１０２におけるフラグの構成を図２８に示す。フラグの構成は、図に示すそれぞれ４ビット構成となっており、ビット１は第２の制御装置２３Ａからのメッセージの受信、ビット２は第３の制御装置３３からのメッセージの受信、ビット３は第４の制御装置３７Ａからのメッセージの受信、ビット４は表示・設定装置３８Ａからのメッセージの受信にそれぞれ割り当てられ、それぞれの受信割り込み信号でＯＮする（「１」を書き込む）構成となっている。
【０１０６】
図２９は第２の制御装置２３Ａの通信管理手段９１における受信割り込み処理を示すフローチャートである。
【０１０７】
まず、第２の制御装置２３Ａの通信手段２３７（図１９参照）は共通の通信ライン３９から上述した複数のデータをユニット化したメッセージを受信すると、そのメッセージに付された前述したメッセージ番号を識別子として、そのメッセージが第２の制御装置２３Ａに必要なメッセージかどうかを判断し、必要なメッセージであれば受信割り込み信号をマイコン２３５側に送る機能を有している。マイコン側の通信管理手段９１はその受信割り込み信号を受けて受信割り込み処理を起動させ、次のような処理を行う。
【０１０８】
図２９において、通信手段２３７が共通の通信ライン３９から受信した、上述した複数のデータをユニット化したメッセージをＲＡＭ２３３（図１９参照）に格納し（ＳＴＥＰ４５５）、その後そのメッセージに付されたメッセージ番号を識別子として、そのメッセージがどの制御装置からのメッセージであるかどうかを判断し、第３の制御装置３３からのメッセージであれば、フラグのビット２をＯＮし（「１」を書き込み）、第４の制御装置３７Ａからのメッセージであれば、フラグのビット３をＯＮし（「１」を書き込み）、表示・設定装置３８Ａからのメッセージであれば、フラグのビット４をＯＮし（「１」を書き込み）（ＳＴＥＰ４５６）、処理を終了する。
【０１０９】
ここで、フラグ設定手段９２のフラグの各ビットは第２の制御装置２３Ａの電源投入直後に初期化され、初期値として「０」が書き込まれている。従って、図２９の受信割り込み処理が起動され、ＳＴＥＰ４５６でフラグの各ビットに「１」を書き込むことは、共通の通信ライン３９にデータを受信すべき他の制御装置（第２の制御装置２３Ａの場合は第３の制御装置３３、第４の制御装置３７Ａ及び表示・設定装置３８Ａ）が接続されたことを検出することであり、処理選択・実行手段９３はその検出結果に応じて第２の制御装置２３Ａが行うべき処理を切り換える。
【０１１０】
処理選択・実行手段９３の処理を、図３０に示すフローチャートを用いて説明する。
【０１１１】
図３０において、フラグ設定手段９２のフラグのビット２の状態を検査し（ＳＴＥＰ４８０）、ビット２がＯＦＦ（「０」）ならば処理Ｌ，Ｎを実行し（ＳＴＥＰ４８１）、終了する。ビット２が「１」ならば処理Ｍ，Ｎを実行し（ＳＴＥＰ４８２）、終了する。
【０１１２】
これにより第２の制御装置２３Ａにおいては、メッセージ番号１，２の付いたメッセージを受信することで第３の制御装置３３の接続を検出した場合は、処理Ｍ，Ｎを選択して、操作レバーの操作信号を利用して、油圧ポンプ１８の斜板位置調節部２０への出力値の演算を行い、第３の制御装置３３からのデータを受信せずに第３の制御装置３３の接続を検出しなかった場合は、処理Ｌ，Ｍを選択して、操作信号データを用いないで斜板位置調節部２０への出力値の演算を行う。また、図示はしないが、ビット３、ビット４のＯＮ，ＯＦＦ状態を見ることにより、第４の制御装置３７Ａからの受信メッセージである制御用の出力指令値又は表示・設定装置３８Ａからの受信メッセージである設定値を使用したポンプ傾転制御を行う処理を選択し、油圧ポンプ１８を制御することも可能である。
【０１１３】
図３１は表示・設定装置３８Ａの通信管理手段１０１における受信割り込み処理を示すフローチャートである。
【０１１４】
まず、表示・設定装置３８Ａの通信手段３８９（図２０参照）は共通の通信ライン３９から上述した複数のデータをユニット化したメッセージを受信すると、そのメッセージに付された前述したメッセージ番号を識別子として、そのメッセージが表示・設定装置３８Ａに必要なメッセージかどうかを判断し、必要なメッセージであれば受信割り込み信号をマイコン３８６側に送る機能を有している。マイコン側の通信管理手段１０１はその受信割り込み信号を受けて受信割り込み処理を起動させ、次のような処理を行う。
【０１１５】
図３１において、通信手段３８９が共通の通信ライン３９から受信した、上述した複数のデータをユニット化したメッセージをＲＡＭ３８４（図２０参照）に格納し（ＳＴＥＰ４５７）、その後そのメッセージに付されたメッセージ番号を識別子として、そのメッセージがどの制御装置からのメッセージであるかどうかを判断し、第２の制御装置２３Ａからのメッセージであれば、フラグのビット１をＯＮし（「１」を書き込み）、第３の制御装置３３からのメッセージであれば、フラグのビット２をＯＮし（「１」を書き込み）、第４の制御装置３７Ａからのメッセージであれば、フラグのビット３をＯＮし（「１」を書き込み）、（ＳＴＥＰ４５８）、処理を終了する。
【０１１６】
ここで、フラグ設定手段１０２のフラグの各ビットは表示・設定装置３８Ａの電源投入直後に初期化され、初期値として「０」が書き込まれている。従って、図３１の受信割り込み処理が起動され、ＳＴＥＰ４５８でフラグの各ビットに「１」を書き込むことは、共通の通信ライン３９にデータを受信すべき他の制御装置（表示・設定装置３８Ａの場合は第２の制御装置２３Ａ、第３の制御装置３３及び第４の制御装置３７Ａ）が接続されたことを検出することであり、処理選択・実行手段１０３はその検出結果に応じて表示・設定装置３８Ａが行うべき処理を切り換える。
【０１１７】
処理選択・実行手段１０３の処理を、図３２に示すフローチャートを用いて説明する。
【０１１８】
図３２において、フラグ設定手段１０２のフラグのビット１の状態を検査し（ＳＴＥＰ４９０）、ビット１がＯＦＦ（「０」）ならば処理Ｑを実行し（ＳＴＥＰ４９１）、終了する。ビット１が「１」ならば処理Ｐを実行し（ＳＴＥＰ４９２）、終了する。
【０１１９】
これにより表示・設定装置３８Ａにおいては、操作者の要求に応じて第２の制御装置２３Ａから送られてくるメッセージ５を元にポンプ吐出圧Ｐｄを表示する。また、図示はしないが、ビット２、ビット３のＯＮ，ＯＦＦ状態を見ることにより、第３の制御装置３３から送られてくるメッセージ番号１，２の付いたメッセージを元に操作レバーの操作信号を表示し、第４の制御装置３７Ａから送られてくるメッセージ番号３の付いたメッセージを元に掘削作業装置の角度α，βを表示する処理を選択し、それらを表示することも可能である。
【０１２０】
以上のように構成した本実施形態においては、第３の制御装置３３及び第４の制御装置３７Ａについては、第１の実施形態のものと同様に機能する。
【０１２１】
また、図１８に示す電子制御システムに対し、第３の制御装置３３が共通の通信ライン３９に接続されていない場合は、第２の制御装置２３Ａでは、上記のように通信管理手段９１の受信割り込み処理でフラグのビット２はＯＦＦ（初期値「０」）のままであり、処理選択・実行手段９３は処理Ｌ，Ｎを選択し起動する。このため、操作信号データを用いないで斜板位置調節部２０への出力値の演算を行い、油圧ポンプの吐出量を制御する。
【０１２２】
一方、図１８に示すように共通の通信ライン３９に第３の制御装置３３を追加接続した場合は、第２の制御装置２３Ａでは、上記のように通信管理手段９１の受信割り込み処理でフラグのビット２をＯＮにし（「１」を書き込み）、処理選択・実行手段９３は処理Ｍ，Ｎを選択し起動する。このため、操作レバーの操作信号を利用して、油圧ポンプ１８の斜板位置調節部２０への出力値の演算を行い、レバー操作量に応じた油圧ポンプ１８の吐出量制御を行う。
【０１２３】
また、図１８に示す電子制御システムに対し、第２の制御装置２７Ａが共通の通信ライン３９に接続されていない場合は、表示・設定装置３８Ａでは、上記のように通信管理手段１０１の受信割り込み処理でフラグのビット１はＯＦＦ（初期値「０」）のままであり、処理選択・実行手段１０３は処理Ｑを選択し起動する。このため、表示・設定装置３８Ａはオペレータが入力した設定値を表示する。
【０１２４】
一方、図１８に示すように共通の通信ライン３９に第２の制御装置２３Ａを追加接続した場合は、表示・設定装置３８Ａでは、上記のように通信管理手段１０１の受信割り込み処理でフラグのビット１をＯＮにし（「１」を書き込み）、処理選択・実行手段１０３は処理Ｐを選択し起動する。このため、表示・設定装置３８Ａは操作者の要求に応じて第２の制御装置２３Ａから送られてくるメッセージ５を元にポンプ吐出圧Ｐｄを表示する。
【０１２５】
従って、本実施形態によれば、第２の制御装置２３Ａ及び表示・設定装置３８Ａのようにデータを受信する制御装置が複数あり、処理手段９４〜９６又は処理手段１０４，１０５がそれら複数の制御装置からの送信データを用いて演算処理を行う場合でも、通信管理手段は９１，１０１はフラグのビットのＯＮ・ＯＦＦでそれら複数の制御装置の接続の有無を個別に検出し、処理選択・実行手段９３，１０３に適切な演算処理の切り換えを行わせ、それぞれの演算処理を行うので、既存の制御装置２３Ａ又は３８Ａのソフトウエアの変更や制御装置２３Ａ又は３８Ａ自体の交換をすることなく、共通の通信ライン３９への制御装置３３又は２３Ａの追加接続や共通の通信ライン３９からの制御装置３３又は２３Ａの切り離しが行え、制御装置３３又は２３Ａの増減や交換を含むシステムの変更を容易に行うことができ、開発コストの上昇を少なくすることができる。
【０１２６】
また、既存の制御装置２３Ａ又は３８Ａに対し、新たな機能を盛り込んだ制御装置３３又は２３Ａを追加するだけで、油圧ショベルの機能アップを図ることができ、保守作業を行う者の工数を低減する効果がある。
【０１２７】
なお、上記実施形態では、建設機械として油圧ショベルについて説明したが、同様の作業装置とその制御系、油圧機器とその制御系又は操作系など、それぞれ制御装置を有する複数の制御系又は操作系を備えた建設機械であれば、本発明を同様に適用することができる。
【０１２８】
【発明の効果】
本発明によれば、複数の制御装置を共通の通信ラインを介して接続した建設機械の電子制御システムにおいて、既存の制御装置のソフトウエアの変更や制御装置自体の交換をすることなく、共通の通信ラインへの制御装置の追加接続や共通の通信ラインからの制御装置の切り離しが行え、制御装置の増減や交換を含むシステムの変更を容易に行え、要求される機能に応じた種々の電子制御システムを安価に提供することができる。
【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】図１に示した第１の制御装置のハード構成を示す図である。
【図３】図１に示した第３の制御装置のハード構成を示す図である。
【図４】図１に示した第４の制御装置のハード構成を示す図である。
【図５】共通の通信ラインに第４の制御装置が接続されていない場合の第３の制御装置の処理内容を示すフローチャートである。
【図６】共通の通信ラインに第４の制御装置が接続されている場合の第３の制御装置の処理内容を、第４の制御装置の処理内容と共に示すフローチャートである。
【図７】通信管理手段の処理機能の一部であるデータの送信処理において、予め決められた送信周期になったかどうかを管理する処理を示すフローチャートである。
【図８】第３の制御装置及び第４の制御装置のソフトウエアの全体の処理機能を示す機能ブロック図である。
【図９】各制御装置間で共通に使用するデータ定義テーブルの一例を示す図である。
【図１０】第４の制御装置で使用されるメッセージ定義テーブルを示す図である。
【図１１】第４の制御装置で作成される送信時間管理テーブルを示す図である。
【図１２】第３の制御装置で使用されるメッセージ定義テーブルを示す図である。
【図１３】第３の制御装置で作成される送信時間管理テーブルを示す図である。
【図１４】第３及び第４の制御装置の通信管理手段で行われる受信割り込み処理を示すフローチャートである。
【図１５】第３の制御装置の処理選択・実行手段で行われる選択・実行処理を示すフローチャートである。
【図１６】第４の制御装置の処理選択・実行手段で行われる選択・実行処理を示すフローチャートである。
【図１７】共通の通信ラインに第３の制御装置のみが接続されている場合の第３の制御装置の処理機能の状態を示す図である。
【図１８】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１９】図１８に示した第２の制御装置のハード構成を示す図である。
【図２０】図１８に示した表示・設定装置のハード構成を示す図である。
【図２１】第２の制御装置、第３の制御装置、第４の制御装置及び表示・設定装置のソフトウエアの全体の処理機能を示す機能ブロック図である。
【図２２】第４の制御装置で使用されるメッセージ定義テーブルを示す図である。
【図２３】第４の制御装置で作成される送信時間管理テーブルを示す図である。
【図２４】第２の制御装置で使用されるメッセージ定義テーブルを示す図である。
【図２５】第２の制御装置で作成される送信時間管理テーブルを示す図である。
【図２６】表示・設定装置で使用されるメッセージ定義テーブルを示す図である。
【図２７】表示・設定装置で作成される送信時間管理テーブルを示す図である。
【図２８】フラグ設定手段のフラグの構成を示す図である。
【図２９】第２の制御装置の通信管理手段で行われる受信割り込み処理を示すフローチャートである。
【図３０】第２の制御装置の処理選択・実行手段で行われる選択・実行処理を示すフローチャートである。
【図３１】表示・設定装置の通信管理手段で行われる受信割り込み処理を示すフローチャートである。
【図３２】表示・設定装置の処理選択・実行手段で行われる選択・実行処理を示すフローチャートである。
【符号の説明】
１…油圧ショベル
２…走行体
３…旋回体
６…運転室
７…掘削作業装置
１４…原動機
１５…ガバナ装置
１６…目標回転数設定器
１７…第１の制御装置
１８…油圧ポンプ
１９…斜板
２３…第２の制御装置
２４，２５，２６…制御弁
２７，２８，２９…操作レバー
３０，３１，３２…レバー作動器
３３…第３の制御装置
３７…第４の制御装置
３８…表示・設定装置（第５の制御装置）
３９…共通の通信ライン
７１，８１…通信管理手段（検出手段）
７２，８２…フラグ設定手段（検出手段）
７３，８３…処理選択・実行手段（処理切換手段）
７４〜７７，８４〜８６…処理手段
９１，１０１…通信管理手段（検出手段）
９２，１０２…フラグ設定手段（検出手段）
９３，１０３…処理選択・実行手段（処理切換手段）
９４〜９６，１０４，１０５…処理手段
２３５，３３５，３７４，３８６…シングルチップマイコン
２３７，３３７，３７５，３８９…通信手段
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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