(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
建設機械にディジタル処理部およびＤ／Ａ変換部を含む第１コントローラとディジタル処理部およびＡ／Ｄ変換部を含む第２コントローラとを搭載し、前記第１コントローラの前記Ｄ／Ａ変換部から前記第２コントローラの前記Ａ／Ｄ変換部へアナログデータを伝送するように構成され、
前記第１コントローラ内に前記Ｄ／Ａ変換部に基準電圧を与える第１基準電圧源を設け、前記第２コントローラ内に前記Ａ／Ｄ変換部に基準電圧を与える第２基準電圧源を設け、
前記第１基準電圧源から前記Ａ／Ｄ変換部を通して前記第２コントローラの前記ディジタル処理部へ誤差キャンセル用電圧を伝送し、このディジタル処理部は、前記第１基準電圧源から出力される前記基準電圧と前記第２基準電圧源から出力される前記基準電圧の間の差異に起因する前記アナログデータの伝送誤差を前記誤差キャンセル用電圧でキャンセルすることを特徴とする建設機械のコントローラ間アナログデータ伝送の誤差キャンセル方法。
【請求項２】
前記第２コントローラはディーゼルエンジンの燃料噴射量を制御する装置であり、前記第１コントローラは前記ディーゼルエンジンの燃料噴射量制御に必要なエンジン回転数情報を前記アナログデータとして送る装置であることを特徴とする請求項１記載の建設機械のコントローラ間アナログデータ伝送の誤差キャンセル方法。
【請求項３】
前記誤差キャンセル用電圧は前記第１基準電圧源から出力される前記基準電圧を分圧して得られることを特徴とする請求項１または２記載の建設機械のコントローラ間アナログデータ伝送の誤差キャンセル方法。
【請求項４】
前記第２コントローラの前記ディジタル処理部は、前記誤差キャンセル用電圧の比率を利用して前記アナログデータについての比率換算処理を行い、前記アナログデータの正しい比率を算出することを特徴とする請求項３記載の建設機械のコントローラ間アナログデータ伝送の誤差キャンセル方法。
【請求項５】
ディジタル処理部およびＤ／Ａ変換部を含む第１コントローラとディジタル処理部およびＡ／Ｄ変換部を含む第２コントローラとを搭載し、前記第１コントローラの前記Ｄ／Ａ変換部から前記第２コントローラの前記Ｄ／Ａ変換部へアナログデータを伝送するように構成された建設機械であり、
前記第１コントローラ内に前記Ｄ／Ａ変換部に基準電圧を与える第１基準電圧源を設け、前記第２コントローラ内に前記Ａ／Ｄ変換部に基準電圧を与える第２基準電圧源を設け、
前記第１コントローラに前記第１基準電圧源から前記Ａ／Ｄ変換部へ誤差キャンセル用電圧を送る回路を設け、
前記第２コントローラの前記ディジタル処理部は、前記第１基準電圧源から出力される前記基準電圧と前記第２基準電圧源から出力される前記基準電圧の間の差異に起因する前記アナログデータの伝送誤差を前記誤差キャンセル用電圧でキャンセルするキャンセル手段を含むことを特徴とする建設機械のコントローラ間アナログデータ伝送の誤差キャンセル装置。
【請求項６】
前記第２コントローラはディーゼルエンジンの燃料噴射量を制御する装置であり、前記第１コントローラは前記ディーゼルエンジンの燃料噴射量制御に必要なエンジン回転数情報を前記アナログデータとして送る装置であることを特徴とする請求項５記載の建設機械のコントローラ間アナログデータ伝送の誤差キャンセル装置。
【請求項７】
前記誤差キャンセル用電圧を送る前記回路は分圧回路であることを特徴とする請求項５または６記載の建設機械のコントローラ間アナログデータ伝送の誤差キャンセル装置。
【請求項８】
前記キャンセル手段は、前記誤差キャンセル用電圧の比率を利用して前記アナログデータについての比率換算処理を行い、前記アナログデータの正しい比率を算出することを特徴とする請求項７記載の建設機械のコントローラ間アナログデータ伝送の誤差キャンセル装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、複数のコントローラを備えコントローラ間でアナログデータを送受する油圧ショベル等の建設機械においてアナログデータ伝送の誤差をキャンセルする方法と装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より例えば油圧ショベル等の動作制御においてディジタルコンピュータからなるコントローラを用いた電子制御システムがある。このコントローラは例えば運転室の近傍に配置され、油圧ショベルにおける作業機械の動作、あるいは走行体の動作に関係するディーゼルエンジンの動作を制御する機能を備えている。従来の油圧ショベルではその動作の面で制御的にそれほど高い機能が求められておらず、その結果、ディジタルコンピュータを利用してなるコントローラの制御機能は比較的簡素なものであった。しかしながら、近年、油圧ショベルにおいても、より精密な制御を要求される傾向が生じてきた。
【０００３】
油圧ショベルにおいてディジタルコンピュータを利用してなるコントローラでその各種の動作を制御する場合において、望ましい制御状態を達成するため、コントローラの分散化によるシステム構成が提案される。例えば運転室の近傍に主コントローラを配備し、ディーゼルエンジンの近くに当該エンジンの燃料噴射量のみを制御するための専用コントローラを配備する構成が考えられる。エンジン専用のコントローラはディーゼルエンジンの近くに配置されることが好ましいが、運転室の近くに配置してもかまわない。上記において、主コントローラは副コントローラに対して制御上の必要情報を与える送信側コントローラとして機能し、副コントローラは主コントローラから必要情報を受ける受信側コントローラとして機能するように位置付けられる。
【０００４】
前述のコントローラの分散システム構造を利用したシステム構成においてコントロール間でデータの伝送を行う場合、一般的な伝送制御の観点から述べると、それぞれのコントローラでの使用電圧に依存しないディジタル通信を用いることが望まれる。しかしながら、ディジタル通信を利用すると、専用のハードウェアが必要であるためコストが高くなる。高度な情報伝達であればその利用も考えられるが、例えば前述のごとく油圧ショベルのディーゼルエンジンの燃料噴射量のみを制御する簡単なコントローラに対して主コンントローラが必要データを伝送する場合には、高いコストをかけることは現実的ではない。換言すれば主コントローラから副コントローラへ比較的簡単なデータ伝送を行う場合には、アナログデータによるデータ伝送がコスト的に有利である。すなわち前述のようにエンジン回転数だけの情報が必要である場合のごとく、コントローラの制御動作に必要な情報量が少ない場合には、アナログデータによる伝送を採用することがコスト的に有利である。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
前述のごとく油圧ショベルの電子制御システムにおいて、少なくとも２つのコントローラ、すなわち主コントローラと副コントローラで、送信側の主コントローラから受信側の副コントローラに対してデータを伝送する場合、コントローラ間のデータ伝送でアナログデータを利用するように構成されるものでは次の問題が生じる。主コントローラではディジタル処理部においてデータをディジタルとして取り扱っており、送信するために、このディジタルデータをアナログデータへＤ／Ａ変換器によって変換しなければならない。他方、副コントローラでは、そのディジタル処理部においてデータ処理をディジタルデータで行っているので、伝送されてくるアナログデータをＡ／Ｄ変換器によってディジタルデータに変換しなければならない。送信側主コントローラと受信側副コントローラにおいて、それぞれのＤ／Ａ変換器とＡ／Ｄ変換器では基準電圧源から基準電圧を与えられ、この基準電圧に基いて変換動作が行われるようになっている。本来的に、主コントローラと副コントローラの各々の基準電圧は完全に同一であることが理想であり、同一でないとすると精度の高い情報を送信側コントローラから受信側コントローラに伝送することができない。しかしながら、実際には送信側コントローラと受信側コントローラの各基準電圧を比較すると、回路固有の理由により、あるいは周囲温度特性の理由により、一般的に受信側の副コントローラにおける基準電圧が低下する傾向にあり、出力誤差が生じるという問題も有している。このようなことから従来では、受信側コントローラにおけるＡ／Ｄ変換器の基準電圧の出力誤差ができる限り小さくなるように回路設計しなけらばならず、さらに送信側コントローラと受信側コントローラにおける周囲温度等に起因して生じる温度特性が可能な限り同等になるように回路設計するようにしていた。
【０００６】
すなわち送信側コントローラのＤ／Ａ変換器に与えられる基準電圧の電圧源と、受信側コントローラのＡ／Ｄ変換器に与えられる基準電圧の電圧源を同一の回路となるように設計し、さらに２つのコントローラ間の電圧誤差が最小になるように回路調整等が行わなければならなかった。
【０００７】
しかしながら、油圧ショベル上に装置される少なくとも２つのコントローラにおいてそのような調整は面倒であり、かつ諸環境によって変動しやすいという問題を有していた。さらに搭載される少なくとも２つのコントローラが各々異なるメーカによって提供されるものである場合には、かかる調整はほとんど不可能であった。
【０００８】
上記の問題は油圧ショベルだけの問題ではなく、同様な環境で作業を行い、同様な制御系を備えてなる建設機械に関して一般的に起り得る問題である。
【０００９】
本発明の目的は、上記問題を解決することにあり、油圧ショベル等で電子制御系としてディジタル処理部を含む少なくとも２つのコントローラを備え、これらのコントローラ間でアナログデータで伝送を行い、各コントローラがＤ／Ａ変換器またはＡ／Ｄ変換器を含むとき、当該変換器用の基準電圧に変動が生じ誤差が生じても、問題を簡単に解消して正しくアナログデータの伝送を行えるようにした建設機械のコントローラ間アナログデータ伝送の誤差キャンセル方法と誤差キャンセル装置を提供することにある。
【００１０】
本発明の他の目的は、コントローラ間の信号伝送路で断線が生じた場合には故障解析を行って断線処理を迅速に行うことができ、安全性の観点から有用な上述の誤差キャンセル方法と誤差キャンセル装置を提供することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段および作用】
本発明に係る建設機械のコントローラ間アナログデータ伝送の誤差キャンセル方法、上記目的を達成するために、次のように構成される。
第１の誤差キャンセル方法（請求項１に対応）は、建設機械にディジタル処理部（ＣＰＵ回路）およびＤ／Ａ変換部を含む第１コントローラ（送信側の主コントローラ）とディジタル処理部（ＣＰＵ回路）およびＡ／Ｄ変換部を含む第２コントローラ（受信側の副コントローラ）とを搭載し、第１コントローラのＤ／Ａ変換部から第２コントローラのＡ／Ｄ変換部へアナログデータを伝送するように構成されるものに適用される方法である。さらに、第１コントローラ内にＤ／Ａ変換部に基準電圧を与える第１基準電圧源を設け、第２コントローラ内にＡ／Ｄ変換部に基準電圧を与える第２基準電圧源を設ける構成を前提とし、第１基準電圧源からＡ／Ｄ変換部を通して第２コントローラのディジタル処理部へ誤差キャンセル用電圧を伝送し、このディジタル処理部は、第１基準電圧源から出力される基準電圧と第２基準電圧源から出力される基準電圧の間の差異に起因するアナログデータの伝送誤差を誤差キャンセル用電圧（後述される参照電圧に対応）でキャンセルする方法である。
上記の誤差キャンセル方法では、第１コントローラから第２コントローラへ誤差キャンセル用電圧すなわち参照電圧を送り、この誤差キャンセル用電圧を利用して比率換算処理を行うことによって、受信側の第２コントローラで生じた基準電圧の変動に起因する差異を解消し、受信側で得られたデータの誤差をキャンセルし正しいデータを得るようにしている。
第２の誤差キャンセル方法（請求項２に対応）は、上記方法において、好ましくは、第２コントローラはディーゼルエンジンの燃料噴射量を制御する装置であり、第１コントローラはディーゼルエンジンの燃料噴射量制御に必要なエンジン回転数情報をアナログデータとして送る装置であることを特徴とする。エンジン回転数情報という簡単なデータを送るだけであるので、アナログデータによる伝送がコスト的にもっとも望ましい。
第３の誤差キャンセル方法（請求項３に対応）は、上記方法において、好ましくは、誤差キャンセル用電圧は第１基準電圧源から出力される基準電圧を分圧して得られるようにした。受信側の第２コントローラでは、その周囲温度特性等によって基準電圧が本来の値から低下する傾向にあるので、分圧により低い電圧値を誤差キャンセル用電圧として伝送することが回路設計の上で望ましい。
第４の誤差キャンセル方法（請求項４に対応）は、上記方法において、好ましくは、第２コントローラのディジタル処理部は、誤差キャンセル用電圧の比率を利用してアナログデータについての比率換算処理を行い、アナログデータの正しい比率を算出することを特徴とする。伝送誤差で生じたアナログデータの誤差分は誤差キャンセル用電圧に関して得られる比率でキャンセルされ、正しいディジタルデータが求められる。
本発明に係る建設機械のコントローラ間アナログデータ伝送の誤差キャンセル装置、上記目的を達成するために、次のように構成される。この誤差キャンセル装置は前述の誤差キャンセル方法を実施する装置である。
第１の誤差キャンセル装置（請求項５に対応）は、ディジタル処理部およびＤ／Ａ変換部を含む第１コントローラとディジタル処理部およびＡ／Ｄ変換部を含む第２コントローラとを搭載し、第１コントローラのＤ／Ａ変換部から第２コントローラのＤ／Ａ変換部へアナログデータを伝送するように構成された建設機械に適用され、第１コントローラ内にＤ／Ａ変換部に基準電圧を与える第１基準電圧源を設け、第２コントローラ内にＡ／Ｄ変換部に基準電圧を与える第２基準電圧源を設け、第１コントローラに第１基準電圧源からＡ／Ｄ変換部へ誤差キャンセル用電圧を送る回路を設け、第２コントローラのディジタル処理部は、第１基準電圧源から出力される基準電圧と第２基準電圧源から出力される基準電圧の間の差異に起因するアナログデータの伝送誤差を誤差キャンセル用電圧でキャンセルするキャンセル手段を含むように構成されている。
第２の誤差キャンセル装置（請求項６に対応）は、上記の構成において、好ましくは、第２コントローラはディーゼルエンジンの燃料噴射量を制御する装置であり、第１コントローラはディーゼルエンジンの燃料噴射量制御に必要なエンジン回転数情報をアナログデータとして送る装置である。
第３の誤差キャンセル装置（請求項７に対応）は、上記の構成において、好ましくは、誤差キャンセル用電圧を送る回路は分圧回路である。
第４の誤差キャンセル装置（請求項８に対応）は、上記の構成において、好ましくは、キャンセル手段は、誤差キャンセル用電圧の比率を利用してアナログデータについての比率換算処理を行い、アナログデータの正しい比率を算出することを特徴とする。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明の好適な実施形態を添付図面に基づいて説明する。
【００１３】
本発明に係るコントローラ間アナログデータ伝送の誤差キャンセル方法あるいは誤差キャンセル装置は、好ましくは、図１に示された油圧ショベルにおける主コントローラ１００とディーゼルエンジン１９の燃料噴射量制御用に設けられた副コントローラ２００の間のアナログデータ伝送に適用される。
【００１４】
上記油圧ショベルは、図示しない走行用油圧モータ等が設けられた下部走行体１１と、この下部走行体１１に設けられ、旋回用油圧モータ（図示せず）等により回転自在に構成された旋回装置１２と、この旋回装置１２によって下部走行体１１上に旋回可能に搭載された作業機本体としての上部旋回体１３を備える。さらに上部旋回体１３は、骨組み構造なす旋回フレーム１４と、旋回フレーム１４の前部側に設けられた運転室１５と、運転室１５の後部側に位置して旋回フレーム１４上に設けられたカウンタウェイト１６と、作業装置１７および機械室１８とから構成されている。作業装置１７は、旋回フレーム１４の前部に回動可能に設けられたブーム１７Ａと、ブーム１７Ａの先端側に回動可能に設けられたアーム１７Ｂと、アーム１７Ｂの先端側に設けられたバケット１７Ｃとから構成され、これらはそれぞれブームシリンダ１７Ｄ、アームシリンダ１７Ｅ、バケットシリンダ１７Ｆによって駆動される。機械室１８はボックス状に形成され、このボックス状機械室１８の内部にディーゼルエンジン１９が配備される。ディーゼルエンジン１９には、当該エンジンの回転出力軸に取り付けられた冷却用ファン、ラジエータ等の熱交換器と、油圧ポンプ（図示せず）等が付設される。
【００１５】
上記油圧ショベルでは、機械室１８内の油圧ポンプから下部走行体１１の走行用油圧モータ、旋回装置１２の旋回用油圧モータ、および作業装置の各シリンダ１７Ｄ，１７Ｅ，１７Ｆに対して適宜に圧油を供給することにより、走行、旋回、掘削等の動作や各種作業が行われる。この油圧ショベルは作業装置１７を動作させるための油圧系の弁の動作あるいはディーゼルエンジン１９の動作を制御することにおいてディジタル演算部（ディジタルコンピュータ）からなる制御システムで制御が行われる。さらにこの制御システムは、各種制御を実行する機能が備えられた主コントローラ１００と、ディーゼルエンジン１９の燃料噴射量制御のみを行うように構成された副コントローラ２００とによって分散制御システムとして構成されている。主コントローラ１００と副コントローラ２００は共にディジタル処理部（ＣＰＵ回路）を含み、各種の制御演算はディジタル処理によって行われている。ディーゼルエンジン１９の燃料噴射量のみを制御する副コントローラ２００は、主コントローラ１００から送信されるエンジン回転数の情報を受信するように構成され、エンジン回転数情報はアナログデータとして主コントローラ１００から副コントローラ２００へ伝送される。
【００１６】
油圧ショベルに装備された前述の制御システムの部分だけを取り出して示すと図２のごとくなる。運転室１５に配置された主コントローラ１００は各種制御を中心的に行う制御装置であり、運転室１５に設けられた操作レバー等の操作装置２１（操作手段の集合体とする）から出力された操作信号が入力されるように構成される。また主コントローラ１００には例えばディーゼルエンジン１９に付設されたエンジン回転数センサ２２からの検出信号も入力されるようになっている。さらに実際の車両本体の各部あるいは作業装置１７の各部には各種のセンサが設けられており、それらのセンサからも主コントローラ１００に対して検出信号が入力される。主コントローラ１００は操作装置２１から与えられた操作に係る各種指令信号とエンジン回転数センサ２２を含む各種センサから与えられる検出信号に基づいて所要の演算処理を行い必要とされる各種の制御指令信号やデータを生成する。これらの制御指令信号等は他の制御対象２３に与えられる。主コントローラ１００から見ると、副コントローラ２００も実質的には必要データを提供するための制御対象となる。副コントローラ２００は前述の通りディーゼルエンジン１９の燃料噴射量を最適に制御するためのエンジン専用のコントローラである。燃料噴射量の制御ではディーゼルエンジン１９の回転数に関する情報が必要であるため、副コントローラ２００は主コントローラ１００から送信されたエンジン回転数のデータを受信するように構成されている。主コントローラ１００から副コントローラ２００に伝送される信号ｓ１は、エンジン回転数の情報に関するアナログデータである。副コントローラ２００はアナログデータｓ１を受信しそのエンジン回転数情報を用いてディーゼルエンジン１９の燃料噴射量制御に関する制御指令信号を生成し、ディーゼルエンジン１９に提供する。
【００１７】
主コントローラ１００と副コントローラ２００の内部構成およびそれらの間を接続する伝送路２４の構成例を図３に示す。図３は第１の実施形態を示している。図３において、伝送路２４は一本の共通ケーブルとなっている。送信側である主コントローラ１００は、その内部にＣＰＵ回路１０１、Ｄ／Ａ変換器１０２、Ｄ／Ａ変換器１０２に対し基準電圧Ｖ0 を与える基準電圧源１０３、基準電圧Ｖ0 を分圧してそれよりも小さい電圧Ｖ1 を出力する分圧回路１０４を含んでいる。上記ＣＰＵ回路１０１はディジタル演算処理部である。このＣＰＵ回路１０１によって各種制御のための演算処理が行われ、制御指令信号が生成される。ＣＰＵ回路１０１とＤ／Ａ変換器１０２の間はバスライン１０５で接続されている。このＤ／Ａ変換器は、ＣＰＵ回路１０１からエンジン回転数の情報がディジタルデータとしてバスライン１０５を通して送られてくるのを受け取り、それをアナログデータに変換し、受信側の副コントローラ２００に伝送するための手段である。Ｄ／Ａ変換器１０２におけるディジタル・アナログ変換の作用は基準電圧源１０３から出力される基準電圧Ｖ0 を利用して行われる。また基準電圧Ｖ0 を分圧してより低い電圧Ｖ1 を作る分圧回路１０４は、受信側の副コントローラ２００に対して電圧Ｖ1 を参照電圧として与える回路である。Ｄ／Ａ変換器１０２の下端に設けられた端子は接地されている。送信側主コントローラ１００から受信側副コントローラ２００に対して引き出されるラインは、エンジン回転数の情報に関するアナログデータｓ１を送るためのライン２５と、分圧回路から出力される参照電圧Ｖ1 を送るライン２６と、接地ライン２７である。ライン２５，２６，２７は前述のごとく１つの伝送路２４として束ねられ、受信側副コントローラ２００に接続されている。
【００１８】
なお上記主コントローラ１００では、実際上、操作装置２１からの操作信号を受ける入出力部、各種センサから送られてくる検出信号を受ける入出力部、他の制御対象２３に対して制御指令信号を送る入出力部等の構成が設けられているが、図３中では説明の便宜上それらの図示を省略している。
【００１９】
一方、受信側の副コントローラ２００は、主コントローラ１００側から送られてくるアナログデータｓ１をディジタルデータに変換するＡ／Ｄ変換器２０１と、後述するキャンセル方法等を実行して燃料噴射量を制御するための制御指令信号を生成するＣＰＵ回路２０２と、Ａ／Ｄ変換器２０１に対して基準電圧Ｖ0 を与える基準電圧源２０３を含んでいる。Ａ／Ｄ変換器２０１の下側端子は接地されている。基準電圧源２０３は前述の基準電圧源１０３と実質的に同じ回路構成であり、理想的には同じ値の基準電圧Ｖ0 がＡ／Ｄ変換器２０１に与えられるようになっている。前述のライン２５で送られてくるアナログデータｓ１とライン２６で送られてくる参照電圧Ｖ1 はＡ／Ｄ変換器２０１に入力される。Ａ／Ｄ変換器２０１でディジタルデータに変換されたアナログデータｓ１と参照電圧Ｖ1 はバスライン２０４を通ってＣＰＵ回路２０２に与えられる。上記接地ライン２７はＡ／Ｄ変換器２０１の接地端子に接続されている。ＣＰＵ回路２０２では後述するごとく入力された参照電圧Ｖ1 を利用して基準電圧源２０３から出力される基準電圧Ｖ0 の変動状態を調べ、その変動に起因する誤差を補正し、本来の正しいエンジン回転数データを取り出すような処理が行われる。そして、その後は正しいエンジン回転数データを用いて燃料噴射量を制御するための制御指令信号が作られる。なお、ＣＰＵ回路２０２で生成された制御指令信号は図２に示すごとくディーゼルエンジン１９に対して与えられるが、図３の図示例では入出力部等の構成は省略されている。
【００２０】
図３に示された構成において、送信側の基準電圧源１０３と受信側の基準電圧源２０３は電気回路的に実質的に同じものであることが前提である。従って外部からの変動あるいは環境変動がなく、回路設計上の理想状態が維持される限りにおいて送信側の基準電圧と受信側の基準電圧は同じ電圧値に維持される。ところが、実際には、受信側の副コントローラ２００は若干環境の悪い場所に配置されるため、特にその周囲温度特性等によって基準電圧Ｖ0 が変動する。通常、基準電圧Ｖ0 はその値が低下する方向に変化する。従って、送信側主コントローラ１００の基準電圧Ｖ0 を用いてＤ／Ａ変換器１０２によって得られたアナログデータｓ１を受信側副コントローラ２００のＡ／Ｄ変換器２０１でディジタルデータに変換する時、受信側の基準電圧Ｖ0 は本来の値から低下しているため、正しいディジタルデータに変換することができないという状態が生じる。しかしながら本実施形態の構成では、受信側の副コントローラ２００に対して送信側の主コントローラ１００から参照電圧Ｖ1 が送られ、ＣＰＵ回路２０２ではＡ／Ｄ変換器２０１での変換で得られたディジタルデータを当該参照電圧Ｖ1 を誤差キャンセル用電圧として用いて修正し、周囲温度特性等によって生じる誤差をキャンセルし、正しいディジタルデータを得るようにしている。
【００２１】
次に図４のフローチャートを参照して副コントローラ２００で実行されるコントローラ間のアナログデータｓ１の伝送で生じた誤差をキャンセルする方法と、そのキャンセル方法を実行する手段の構成（誤差キャンセル装置）を説明する。ここで量的関係を明らかにするため各部での値を定義する。前述の図３において送信側のＣＰＵ回路１０１から出力されるエンジン回転数データのディジタル値をａ、Ｄ／Ａ変換器１０２のＤ／Ａ変換で得られたアナログデータｓ１の値をｂ、分圧回路１０４の分圧比をｃ、分圧回路１０４から出力される参照電圧の値をＶ1 、Ｄ／Ａ変換器１０２の分解能を８ビットとする。また受信側のＡ／Ｄ変換器２０１のＡ／Ｄ変換で得られＣＰＵ回路２０２に入力されるエンジン回転数データのディジタル値をｄ、同様に受信側のＡ／Ｄ変換器２０１の変換で得られＣＰＵ回路２０２に入力される参照電圧Ｖ1 のディジタル値をｅ、Ａ／Ｄ変換器２０１の分解能を８ビットとする。
【００２２】
受信側の基準電圧Ｖ0 は周囲温度特性等によって変動し、Ｖ0 ′の値になっているものとする。通常Ｖ0 ′は基準電圧値Ｖ0 よりも小さい値に変化する。受信側の副コントローラ２００ではその周囲温度特性等に起因して基準電圧源２０３から出力される基準電圧が、送信側の基準電圧源１０３の基準電圧と一致していないので、Ａ／Ｄ変換器２０１でアナログデータｓ１をＡ／Ｄ変換するときに誤差が含まれることになる。すなわち副コントローラ２００のＡ／Ｄ変換器２０１から出力されるエンジン回転数のディジタル値ｄには、２つのコントローラ１００，２００で構成される制御系であって主コントローラ１００から副コントローラ２００へのエンジン回転数情報の伝送をＤ／Ａ変換またはＡ／Ｄ変換を利用してアナログデータｓ１という形態で伝送することによって生じた伝送誤差が含まれることになる。ＣＰＵ回路２０２でプログラムによって実現される誤差キャンセル装置は、上記伝送誤差を以下の方法でキャンセルし、正しいエンジン回転数データを生成する。
【００２３】
まず送信側の主コントローラ１００でのＤ／Ａ変換に関連する関係式を示すと、基準電圧Ｖ0 とエンジン回転数のディジタル値ａとアナログデータｓ１の値ｂの間ではｂ＝Ｖ0 ／２５６×ａ…（式１）の関係があり、さらに基準電圧Ｖ0 と分圧比ｃと参照電圧Ｖ1 の間ではＶ1 ＝Ｖ0 ／ｃ…（式２）の関係がある。
【００２４】
他方、受信側の副コントローラ２００では、アナログデータｓ１（値ｂ）と参照電圧Ｖ1 を入力すると、それぞれは、そのＡ／Ｄ変換器２０１によってディジタル値ｄ，ｅに変換される。アナログデータｓ１（値ｂ）とこれに対応するディジタル値ｄ、参照電圧Ｖ1 とこれに対応するディジタル値ｅ、基準電圧Ｖ0 ′の間では、次の関係を有する。
【００２５】
【数１】
ｄ＝ｂ／Ｖ0 ′×２５６  …（式３）
ｅ＝Ｖ1 ／Ｖ0 ′×２５６…（式４）
【００２６】
ＣＰＵ回路２０２は上記ディジタル値ｄ，ｅをバスライン２０４を経由して入力する。図４に示すステップＳ１１は、Ａ／Ｄ変換器２０１から送られるディジタル値ｄ，ｅを取り込むステップである。ＣＰＵ回路２０１のＲＯＭ（図示せず）には予め分圧比ｃが記憶されている。そこでＲＯＭから分圧比ｃを取出す（ステップＳ１２）。ステップＳ１３は、アナログデータｓ１として伝送される送信データの中に含まれる伝送誤差をキャンセルし、正しいエンジン回転数データを計算するための演算処理（比率換算処理）である。すなわち、送信データ計算値＝ｄ×２５６／（ｅ×ｃ）…（式５）によって正しいエンジン回転数のデータを得ることができる。このようにステップＳ１１〜Ｓ１３で実現される伝送誤差のキャンセル方法によって、送信側の基準電圧源１０３から出力される基準電圧（値Ｖ0 ）と受信側の基準電圧源２０３から出力される基準電圧（値Ｖ0 ′に変化している）が異なる状態が発生しても、ＣＰＵ回路１０１から出力されるエンジン回転数データのディジタル値ａと送信データ計算値とが一致することになる。
【００２７】
ただし計算上は伝送誤差は０になるが、Ｄ／Ａ変換器１０２とＡ／Ｄ変換器２０１の量子化誤差および分圧回路１０４の分圧誤差は残存するので、ディジタル値ａと送信データ計算値の間には誤差が発生することになる。しかしながら、基準となる参照電圧を利用した処理を行わない場合に比較して非常に小さい誤差となる。
【００２８】
上記の実施形態において、参照電圧として基準電圧源１０３から出力される基準電圧の分圧をとる理由は、受信側の基準電圧の変動が低下方向で生じるからである。通常の設計では例えば３／４の分圧が分圧回路１０４で行われる。
【００２９】
図５は、コントロール間で伝送されるアナログデータの具体的内容の一例を解説する図である。この例では、本来の基準電圧Ｖ0 が１００Ｖ（ボルト）であるのに対して、図中右側に示された受信側での基準電圧がＶ0 ′＝９０Ｖに低下した状態を示している。エンジン回転数（r.p.m.）は図示されるように例えば２０００r.p.m.が１００Ｖ（１００％）に対応し、１０００r.p.m.が５０Ｖ（５０％）に対応するようになっている。ここで上記ディジタルデータａが１０００r.p.m.を表す場合、すなわち送信側ではディジタルデータａが５０Ｖ（５０％）である場合に、Ｄ／Ａ変換器１０２でアナログデータｓ１に変換し、さらに矢印３０のごとく副コントローラ２００のＡ／Ｄ変換器２０１での変換で得られたディジタルデータは、基準電圧が９０Ｖであるので約５５．５Ｖ（約５５．５％）となる。従って本実施形態のキャンセル方法が実行されないとすると、エンジン回転数の情報は約１１１１r.p.m.として副コントローラ２００に対して伝送されることになる。
【００３０】
しかしながら、本実施形態の場合には、前述のごとく参照電圧Ｖ1 が、すなわち例えば分圧比３／４で分圧された２５Ｖが同様に伝送され、Ａ／Ｄ変換器２０１で約２７Ｖの値として得られる。従ってこの値を利用し、かつＣＰＵ回路２０２の記憶部に保存された参照電圧２５Ｖと比較することにより、受信側の基準電圧の変動を上記の比率換算処理で算出し、上記の５５．５Ｖを最初の正しい値５０Ｖに計算し直すことができる。
【００３３】
以上の実施形態では油圧ショベルに限って説明したが、同様な構成および動作環境を有する他の建設機械に適用できるのは勿論である。また一例として主コントローラ１００と副コントローラ２００の２つのコントローラの関係に関して説明したが、コントローラの数は２つに限定されず、それ以上の多数のコントローラで制御システムが構成される場合であっても同様である。
【００３４】
【発明の効果】
以上の説明で明らかなように本発明によれば、電子制御システムを備えた油圧ショベル等の建設機械において、電子制御システムが少なくとも２つのディジタルコントローラからなる制御システムであってコントローラ間のデータの伝送をアナログデータで行うように構成される場合、送信側コントローラから受信側コントローラに対して伝送誤差をキャンセルするための電圧を送るように構成したため、受信側コントローラで必ず伝送誤差をキャンセルすることができ、常に正しいデータを得ることができる。特に、受信側コントローラがディーゼルエンジンの燃料噴射量を制御するための専用コントローラである場合に、送信側のコントローラからエンジン回転数の情報を正確に得ることができ、適切な燃料噴射量の制御を行うことができる。また伝送誤差をキャンセルするための電圧は送信側のコントローラに設けられた基準電圧源からの基準電圧を分圧してより小さい値の電圧として作るようにしたため、通常、受信側のコントローラでは基準電圧が小さくなる方向に変動する観点から特に都合が良く、常に正常な動作状態を維持することができる。さらに受信側コントローラで誤差キャンセル用電圧を受ける構成によれば、伝送路が断線したときにはその後の故障解析において都合が良いという効果も有する。
【図面の簡単な説明】
【図１】  建設機械の一例であり、２つのコントローラを備えた油圧ショベルの側面図である。
【図２】  ２つのコントローラを含む制御系の構成図である。
【図３】  第１の実施形態の構成を示す電気回路図である。
【図４】  コントローラ間でアナログデータを伝送する結果生じる受信側コントローラでの誤差をキャンセルする方法を実施するフローチャートである。
【図５】  コントロール間で伝送されるアナログデータの具体的内容の一例を解説する図である。
【符号の説明】
１５                  運転室
１７                  作業装置
１８                  機械室
１９                  ディーゼルエンジン
１００                主コントローラ
２００                副コントローラ
２４                  伝送路（ケーブル）
【図１】
0003842453.tif 000002
【図２】
0003842453.tif 000003
【図３】
0003842453.tif 000004
【図４】
0003842453.tif 000005
【図５】
0003842453.tif 000006