JP3020794B2 - 建設機械の電子制御装置 - Google Patents
建設機械の電子制御装置Info
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- JP3020794B2 JP3020794B2 JP6050650A JP5065094A JP3020794B2 JP 3020794 B2 JP3020794 B2 JP 3020794B2 JP 6050650 A JP6050650 A JP 6050650A JP 5065094 A JP5065094 A JP 5065094A JP 3020794 B2 JP3020794 B2 JP 3020794B2
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Description
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、建設機械の電子制御装
置に関するもので、特にその冗長回路に特徴を有するも
のである。
置に関するもので、特にその冗長回路に特徴を有するも
のである。
【０００２】
【従来の技術】近年の油圧ショベル等の建設機械におけ
る油圧システムは電子制御化され、図５に示されるよう
に、電源＋Ｂに、油圧回路の電磁弁Ｂ1 〜Ｂn に電気信
号を送って油圧システムを自動制御するコントローラＣ
onと、コントローラ不具合時に油圧システムを操作スイ
ッチＳ1 〜Ｓn により手動制御する冗長回路ＪO とが、
冗長選択スイッチＳ0 を介して択一的に接続されてい
る。
る油圧システムは電子制御化され、図５に示されるよう
に、電源＋Ｂに、油圧回路の電磁弁Ｂ1 〜Ｂn に電気信
号を送って油圧システムを自動制御するコントローラＣ
onと、コントローラ不具合時に油圧システムを操作スイ
ッチＳ1 〜Ｓn により手動制御する冗長回路ＪO とが、
冗長選択スイッチＳ0 を介して択一的に接続されてい
る。
【０００３】そして、通常はコントローラＣonより油圧
回路の電磁弁Ｂ1 〜Ｂn に電気信号を送って油圧システ
ムを制御している。コントローラ不具合時は、冗長選択
スイッチＳ0 を冗長側に切換えることにより、コントロ
ーラＣonは停止する。その後、各電磁弁Ｂ1 〜Ｂn に対
応する操作スイッチＳ1 〜Ｓn をオンすることにより、
電磁弁Ｂ1 〜Ｂn に作動信号が送られる。抵抗器Ｒ1 〜
Ｒn の抵抗値を適正値にすることにより電磁弁Ｂ1 〜Ｂ
n へ流れる電流を適正値にすることができる。
回路の電磁弁Ｂ1 〜Ｂn に電気信号を送って油圧システ
ムを制御している。コントローラ不具合時は、冗長選択
スイッチＳ0 を冗長側に切換えることにより、コントロ
ーラＣonは停止する。その後、各電磁弁Ｂ1 〜Ｂn に対
応する操作スイッチＳ1 〜Ｓn をオンすることにより、
電磁弁Ｂ1 〜Ｂn に作動信号が送られる。抵抗器Ｒ1 〜
Ｒn の抵抗値を適正値にすることにより電磁弁Ｂ1 〜Ｂ
n へ流れる電流を適正値にすることができる。
【０００４】
(1) 電磁弁Ｂ1 〜Ｂn は大電流が必要であり、抵抗器Ｒ
1 〜Ｒn の消費電力は大きなものとなる。このため、抵
抗器Ｒ1 〜Ｒn の大型化によるコストアップ、取付場所
の制限、耐振性の低下を招く。
1 〜Ｒn の消費電力は大きなものとなる。このため、抵
抗器Ｒ1 〜Ｒn の大型化によるコストアップ、取付場所
の制限、耐振性の低下を招く。
【０００５】(2) 抵抗器Ｒ1 〜Ｒn は発熱するので、取
付場所の制限を受ける。
付場所の制限を受ける。
【０００６】(3) 今後、電子制御化が進むにつれ、コン
トローラＣonの制御対象（電磁弁Ｂ1〜Ｂn ）の増加と
ともに、冗長回路ＪO の抵抗器Ｒ1 〜Ｒn も多数にな
り、(1)，(2) の理由により実用困難となる。実用的に
は２〜４系統程度の電磁弁冗長回路が限界であり、冗長
したくてもできないものが多かった。
トローラＣonの制御対象（電磁弁Ｂ1〜Ｂn ）の増加と
ともに、冗長回路ＪO の抵抗器Ｒ1 〜Ｒn も多数にな
り、(1)，(2) の理由により実用困難となる。実用的に
は２〜４系統程度の電磁弁冗長回路が限界であり、冗長
したくてもできないものが多かった。
【０００７】(4) 操作スイッチＳ1 〜Ｓn には大電流が
流れるので、この操作スイッチＳ1 〜Ｓn を大きなもの
とする必要であった。これは、抵抗器Ｒ1 〜Ｒn の大型
化とともに制御装置の大型化、コストアップにつながっ
ている。
流れるので、この操作スイッチＳ1 〜Ｓn を大きなもの
とする必要であった。これは、抵抗器Ｒ1 〜Ｒn の大型
化とともに制御装置の大型化、コストアップにつながっ
ている。
【０００８】本発明は、このような点に鑑みなされたも
ので、小形、軽量、安価かつ発熱の少ない冗長回路を備
えた建設機械における電子制御装置を提供することを目
的とするものである。
ので、小形、軽量、安価かつ発熱の少ない冗長回路を備
えた建設機械における電子制御装置を提供することを目
的とするものである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】請求項１に記載の発明
は、電源に、油圧回路の電磁弁に電気信号を送って油圧
システムを自動制御するコントローラと、コントローラ
不具合時に油圧システムを手動制御する冗長回路とが、
冗長選択スイッチを介して択一的に接続された建設機械
における電子制御装置において、前記冗長回路が、電磁
弁のソレノイドへ出力される電圧をスイッチングにより
オン・オフの矩形波に制御するスイッチング素子と、こ
のスイッチング素子に出力するスイッチング制御信号に
て前記矩形波の周期に対するオン時間比を制御すること
により前記ソレノイドへ出力される電流を制御する波形
制御回路とを具備した構成である。
は、電源に、油圧回路の電磁弁に電気信号を送って油圧
システムを自動制御するコントローラと、コントローラ
不具合時に油圧システムを手動制御する冗長回路とが、
冗長選択スイッチを介して択一的に接続された建設機械
における電子制御装置において、前記冗長回路が、電磁
弁のソレノイドへ出力される電圧をスイッチングにより
オン・オフの矩形波に制御するスイッチング素子と、こ
のスイッチング素子に出力するスイッチング制御信号に
て前記矩形波の周期に対するオン時間比を制御すること
により前記ソレノイドへ出力される電流を制御する波形
制御回路とを具備した構成である。
【００１０】請求項２に記載の発明は、請求項１記載の
電子制御装置における波形制御回路が、三角波発生回路
より三角波電圧を出力する発振部と、その三角波電圧と
スイッチ操作により抵抗器にて電圧降下される直流電圧
との大小関係によってスイッチング制御信号を出力する
比較器とにより構成され、この比較器の出力によりスイ
ッチング素子としてのトランジスタをオン・オフ制御す
るものである。
電子制御装置における波形制御回路が、三角波発生回路
より三角波電圧を出力する発振部と、その三角波電圧と
スイッチ操作により抵抗器にて電圧降下される直流電圧
との大小関係によってスイッチング制御信号を出力する
比較器とにより構成され、この比較器の出力によりスイ
ッチング素子としてのトランジスタをオン・オフ制御す
るものである。
【００１１】請求項３に記載の発明は、請求項１または
２記載の電子制御装置において、発振部が独立に設置さ
れ、比較器とスイッチング素子とからなるドライバが増
設可能に設けられたものである。
２記載の電子制御装置において、発振部が独立に設置さ
れ、比較器とスイッチング素子とからなるドライバが増
設可能に設けられたものである。
【００１２】請求項４に記載の発明は、請求項２記載の
電子制御装置にて、比較器に入力される直流電圧を決定
する抵抗器として、可変抵抗器を外部操作可能に設けた
ものである。
電子制御装置にて、比較器に入力される直流電圧を決定
する抵抗器として、可変抵抗器を外部操作可能に設けた
ものである。
【００１３】
【作用】請求項１に記載の発明は、スイッチング素子に
より電磁弁へ出力される矩形波電圧の周期に対するオン
時間比を波形制御回路により制御することにより、電磁
弁のソレノイドに通電される出力電流を制御する。
より電磁弁へ出力される矩形波電圧の周期に対するオン
時間比を波形制御回路により制御することにより、電磁
弁のソレノイドに通電される出力電流を制御する。
【００１４】請求項２に記載の発明は、発振部から出力
された三角波電圧と、抵抗器にて決定される直流電圧と
を比較器に入力し、両電圧の大小関係によって比較器か
らトランジスタへスイッチング制御信号を出力し、トラ
ンジスタから電磁弁へ矩形波電圧を出力する。
された三角波電圧と、抵抗器にて決定される直流電圧と
を比較器に入力し、両電圧の大小関係によって比較器か
らトランジスタへスイッチング制御信号を出力し、トラ
ンジスタから電磁弁へ矩形波電圧を出力する。
【００１５】請求項３に記載の発明は、一つの発振部を
共通に使用して、比較器とスイッチング素子とからなる
ドライバを必要に応じて増設し、各ドライバから対応す
る電磁弁に出力電流を供給する。
共通に使用して、比較器とスイッチング素子とからなる
ドライバを必要に応じて増設し、各ドライバから対応す
る電磁弁に出力電流を供給する。
【００１６】請求項４に記載の発明は、外部操作可能の
可変抵抗器により比較器に入力される直流電圧を変化さ
せることにより三角波電圧との関係を変化させ、冗長中
でも比較器からトランジスタへ出力されるスイッチング
制御信号を手動制御する。
可変抵抗器により比較器に入力される直流電圧を変化さ
せることにより三角波電圧との関係を変化させ、冗長中
でも比較器からトランジスタへ出力されるスイッチング
制御信号を手動制御する。
【００１７】
【実施例】以下、本発明を、図１乃至図３に示される一
実施例および図４に示される部分変形例を参照して詳細
に説明する。
実施例および図４に示される部分変形例を参照して詳細
に説明する。
【００１８】図２は建設機械における電子制御装置を示
し、電源＋Ｂに、油圧回路の電磁弁Ｂ1 〜Ｂn に電気信
号を送って油圧システムを自動制御するコントローラＣ
onと、コントローラ不具合時に油圧システムを手動制御
する冗長回路ＪO とが、冗長選択スイッチＳ0 を介して
択一的に接続されている。
し、電源＋Ｂに、油圧回路の電磁弁Ｂ1 〜Ｂn に電気信
号を送って油圧システムを自動制御するコントローラＣ
onと、コントローラ不具合時に油圧システムを手動制御
する冗長回路ＪO とが、冗長選択スイッチＳ0 を介して
択一的に接続されている。
【００１９】そして、コントローラＣonより油圧回路の
電磁弁Ｂ1 〜Ｂn に電気信号を送り、油圧システムを制
御している。コントローラ不具合時は、冗長選択スイッ
チＳ0 を冗長に切換えることにより、コントローラＣon
は停止する。その後、各電磁弁Ｂ1 〜Ｂn に対応する操
作スイッチＳ1 〜Ｓn をオンすることにより、冗長回路
ＪO から、電磁弁Ｂ1 〜Ｂn に作動信号が送られる。
電磁弁Ｂ1 〜Ｂn に電気信号を送り、油圧システムを制
御している。コントローラ不具合時は、冗長選択スイッ
チＳ0 を冗長に切換えることにより、コントローラＣon
は停止する。その後、各電磁弁Ｂ1 〜Ｂn に対応する操
作スイッチＳ1 〜Ｓn をオンすることにより、冗長回路
ＪO から、電磁弁Ｂ1 〜Ｂn に作動信号が送られる。
【００２０】コントローラＣonの出力端子に接続された
冗長回路ＪO の入力端子IN1 〜INnは、図１に示される
ように冗長回路ＪO の出力端子 OUT1 〜 OUTn に直結さ
れている。
冗長回路ＪO の入力端子IN1 〜INnは、図１に示される
ように冗長回路ＪO の出力端子 OUT1 〜 OUTn に直結さ
れている。
【００２１】次に、図１により冗長回路ＪO を説明す
る。この冗長回路ＪO は、独立に設置された一つの発振
部Ｏscに対し、比較器Ｃ1 〜Ｃn とスイッチング素子と
してのトランジスタＱ1 〜Ｑn とからなる複数のドライ
バＤ1 〜Ｄn が増設可能に設けられている。各々のドラ
イバＤ1 〜Ｄn は、従来の抵抗器Ｒ1 〜Ｒn （図５）の
代りにトランジスタＱ1 〜Ｑn で電流をスイッチングし
制限するものである。
る。この冗長回路ＪO は、独立に設置された一つの発振
部Ｏscに対し、比較器Ｃ1 〜Ｃn とスイッチング素子と
してのトランジスタＱ1 〜Ｑn とからなる複数のドライ
バＤ1 〜Ｄn が増設可能に設けられている。各々のドラ
イバＤ1 〜Ｄn は、従来の抵抗器Ｒ1 〜Ｒn （図５）の
代りにトランジスタＱ1 〜Ｑn で電流をスイッチングし
制限するものである。
【００２２】以下の説明では、一つのドライバＤ1 を例
にとって発振部ＯscとドライバＤ1との組合せ回路を説
明するが、ドライバＤ2 〜Ｄn も同様である。
にとって発振部ＯscとドライバＤ1との組合せ回路を説
明するが、ドライバＤ2 〜Ｄn も同様である。
【００２３】前記発振部Ｏscは、直流電源回路Ｅと三角
波発生回路Δとにより構成されている。この三角波発生
回路Δは、図３に示される三角波電圧ＶD を出力する発
振器である。
波発生回路Δとにより構成されている。この三角波発生
回路Δは、図３に示される三角波電圧ＶD を出力する発
振器である。
【００２４】前記比較器Ｃ1 は、前記三角波発生回路Δ
より出力された三角波電圧ＶD を＋端子に入力し、電源
回路Ｅより出力された直流電圧＋Ｂ２から操作スイッチ
Ｓ1のオンにより抵抗器ＲA1，ＲB1における抵抗器ＲB1
にて電圧降下される直流電圧ＶRef を−端子に入力し、
＋端子の三角波電圧ＶD と−端子の直流電圧ＶRef とを
比較し、この２端子に入力される信号の大小関係によっ
てスイッチング制御信号「Ｈ」「Ｌ」を出力するもので
ある。
より出力された三角波電圧ＶD を＋端子に入力し、電源
回路Ｅより出力された直流電圧＋Ｂ２から操作スイッチ
Ｓ1のオンにより抵抗器ＲA1，ＲB1における抵抗器ＲB1
にて電圧降下される直流電圧ＶRef を−端子に入力し、
＋端子の三角波電圧ＶD と−端子の直流電圧ＶRef とを
比較し、この２端子に入力される信号の大小関係によっ
てスイッチング制御信号「Ｈ」「Ｌ」を出力するもので
ある。
【００２５】この比較器Ｃ1 の出力部がトランジスタＱ
1 のベースに接続されている。このトランジスタＱ
1 は、比較器Ｃ1 から出力されたベース電流によりコレ
クタ電流をオン・オフ制御され、出力端子 OUT1 より電
磁弁Ｂ1 のソレノイドに印加される電圧＋Ｂを、図３
（Ｂ）に示されるようにオン・オフの矩形波に制御する
スイッチング素子である。
1 のベースに接続されている。このトランジスタＱ
1 は、比較器Ｃ1 から出力されたベース電流によりコレ
クタ電流をオン・オフ制御され、出力端子 OUT1 より電
磁弁Ｂ1 のソレノイドに印加される電圧＋Ｂを、図３
（Ｂ）に示されるようにオン・オフの矩形波に制御する
スイッチング素子である。
【００２６】前記発振部ＯscおよびドライバＤ1 の比較
器Ｃ1 は、前記図３（Ｂ）に示される矩形波の周期Ｔに
対するオン時間ＴONの比（Ｄuty ＝ＴON／Ｔ）を制御す
ることにより、前記電磁弁Ｂ1 のソレノイドへ出力され
る電流ＩB1を制御する波形制御回路Ａ1 を構成してい
る。
器Ｃ1 は、前記図３（Ｂ）に示される矩形波の周期Ｔに
対するオン時間ＴONの比（Ｄuty ＝ＴON／Ｔ）を制御す
ることにより、前記電磁弁Ｂ1 のソレノイドへ出力され
る電流ＩB1を制御する波形制御回路Ａ1 を構成してい
る。
【００２７】なお、共通の発振部Ｏscと各ドライバＤ2
〜Ｄn の比較器Ｃ2 〜Ｃn とによっても、それぞれの波
形制御回路が構成されているが、その符号は省略する。
〜Ｄn の比較器Ｃ2 〜Ｃn とによっても、それぞれの波
形制御回路が構成されているが、その符号は省略する。
【００２８】次に、この図１乃至図３に示された実施例
の動作を説明する。
の動作を説明する。
【００２９】冗長選択スイッチＳ0 を冗長側へ切換える
と、コントローラＣonは停止し、冗長回路ＪO に電源の
電圧＋Ｂが印加される。
と、コントローラＣonは停止し、冗長回路ＪO に電源の
電圧＋Ｂが印加される。
【００３０】この電圧＋Ｂが印加されると（操作スイッ
チＳ1 はオフのままとする）、比較器Ｃ1 の−端子には
抵抗器ＲB1を通じ電圧ＶRef が印加されるが、比較器Ｃ
1 の−端子および＋端子は高インピーダンスなので抵抗
器ＲB1には電流がほとんど流れない。よって、抵抗器Ｒ
B1での電圧降下はほぼ０（Ｖ）であり、電圧ＶRef には
電圧＋Ｂ２が印加される。
チＳ1 はオフのままとする）、比較器Ｃ1 の−端子には
抵抗器ＲB1を通じ電圧ＶRef が印加されるが、比較器Ｃ
1 の−端子および＋端子は高インピーダンスなので抵抗
器ＲB1には電流がほとんど流れない。よって、抵抗器Ｒ
B1での電圧降下はほぼ０（Ｖ）であり、電圧ＶRef には
電圧＋Ｂ２が印加される。
【００３１】三角波発生回路Δの出力端子からは図３
（Ａ）のような適当な周波数の三角波が出力され、比較
器Ｃ1 の＋端子にアース GNDに対する電圧ＶD が印加さ
れる。この三角波電圧ＶD の最大値をＶDHとし、最小値
をＶDLとする。
（Ａ）のような適当な周波数の三角波が出力され、比較
器Ｃ1 の＋端子にアース GNDに対する電圧ＶD が印加さ
れる。この三角波電圧ＶD の最大値をＶDHとし、最小値
をＶDLとする。
【００３２】比較器Ｃ1 は、−端子より＋端子の電位が
高い時に出力が「Ｈ」電位となり、スイッチング素子
（トランジスタ）Ｑ1 をオンにする。このとき、電圧＋
Ｂはスイッチング素子Ｑ1 を経て出力端子 OUT1 から電
磁弁Ｂ1 へ印加される。
高い時に出力が「Ｈ」電位となり、スイッチング素子
（トランジスタ）Ｑ1 をオンにする。このとき、電圧＋
Ｂはスイッチング素子Ｑ1 を経て出力端子 OUT1 から電
磁弁Ｂ1 へ印加される。
【００３３】反対に、−端子より＋端子の電位が低いと
出力が「Ｌ」電位となり、スイッチング素子Ｑ1 はオフ
し、出力端子 OUT1 からは何も出力されない。
出力が「Ｌ」電位となり、スイッチング素子Ｑ1 はオフ
し、出力端子 OUT1 からは何も出力されない。
【００３４】いずれにしても、操作スイッチＳ1 がオフ
の場合は、電圧ＶRef ＝＋Ｂ２であるから、図３（Ａ）
に示されるように＋端子の電圧ＶD より−端子の電圧Ｖ
Refの電位が高く、比較器Ｃ1 の出力は常に「Ｌ」であ
り、スイッチング素子Ｑ1 は常にオフであり、出力端子
OUT1 からは何も出力されない。つまり操作スイッチＳ
1 がオフであれば、出力端子 OUT1 からは無出力であ
る。
の場合は、電圧ＶRef ＝＋Ｂ２であるから、図３（Ａ）
に示されるように＋端子の電圧ＶD より−端子の電圧Ｖ
Refの電位が高く、比較器Ｃ1 の出力は常に「Ｌ」であ
り、スイッチング素子Ｑ1 は常にオフであり、出力端子
OUT1 からは何も出力されない。つまり操作スイッチＳ
1 がオフであれば、出力端子 OUT1 からは無出力であ
る。
【００３５】一方、この冗長状態で操作スイッチＳ1 を
オンにすると、電圧ＶRef は＋Ｂ２が抵抗器ＲB1と抵抗
器ＲA1とで分割された電圧に低下し、図３（Ｂ）に示さ
れるように電圧ＶD の最大値ＶDHと最小値ＶDLとの間に
位置し、この電圧ＶRef が比較器Ｃ1 の−端子に印加さ
れる。
オンにすると、電圧ＶRef は＋Ｂ２が抵抗器ＲB1と抵抗
器ＲA1とで分割された電圧に低下し、図３（Ｂ）に示さ
れるように電圧ＶD の最大値ＶDHと最小値ＶDLとの間に
位置し、この電圧ＶRef が比較器Ｃ1 の−端子に印加さ
れる。
【００３６】このため、図３（Ｂ）に示されるように三
角波電圧ＶD が電圧ＶRef よりも高いか低いかによっ
て、比較器Ｃ1 の出力は「Ｈ」と「Ｌ」を繰返し、スイ
ッチング素子Ｑ1 はオン・オフ動作し、出力端子 OUT1
からは、図３（Ｂ）に示される電圧＋Ｂ（実際はスイッ
チング素子Ｑ1 のコレクタ・エミッタ間電位差ＶCEを＋
Ｂから差引いた値）が矩形波状に出力される。
角波電圧ＶD が電圧ＶRef よりも高いか低いかによっ
て、比較器Ｃ1 の出力は「Ｈ」と「Ｌ」を繰返し、スイ
ッチング素子Ｑ1 はオン・オフ動作し、出力端子 OUT1
からは、図３（Ｂ）に示される電圧＋Ｂ（実際はスイッ
チング素子Ｑ1 のコレクタ・エミッタ間電位差ＶCEを＋
Ｂから差引いた値）が矩形波状に出力される。
【００３７】電磁弁Ｂ1 はソレノイド構造であり、大き
なインダクタンスを持っているので、出力端子 OUT1 よ
り電磁弁Ｂ1 のソレノイドに矩形波状に電圧＋Ｂを印加
しても、ソレノイドに出力される電流ＩB1（アンペア）
は、図３（Ｂ）に示されるように直流に近いものとな
り、出力端子 OUT1 より電磁弁Ｂ1 への電圧印加がない
ときでも、フライホイールダイオードCR1 によりソレノ
イドに出力電流ＩB1が流れる。この出力電流ＩB1は、下
記の式によって表わされる。
なインダクタンスを持っているので、出力端子 OUT1 よ
り電磁弁Ｂ1 のソレノイドに矩形波状に電圧＋Ｂを印加
しても、ソレノイドに出力される電流ＩB1（アンペア）
は、図３（Ｂ）に示されるように直流に近いものとな
り、出力端子 OUT1 より電磁弁Ｂ1 への電圧印加がない
ときでも、フライホイールダイオードCR1 によりソレノ
イドに出力電流ＩB1が流れる。この出力電流ＩB1は、下
記の式によって表わされる。
【００３８】
【式１】 このように、抵抗器ＲB1と抵抗器ＲA1との比により電圧
ＶRef を設定でき、この電圧ＶRef を設定することによ
りＤuty を設定でき、このＤuty の設定により電磁弁Ｂ
1 に流れる電流ＩB1を設定でき、従来の抵抗器Ｒ1 〜Ｒ
n と同等の機能を持たすことができる。
ＶRef を設定でき、この電圧ＶRef を設定することによ
りＤuty を設定でき、このＤuty の設定により電磁弁Ｂ
1 に流れる電流ＩB1を設定でき、従来の抵抗器Ｒ1 〜Ｒ
n と同等の機能を持たすことができる。
【００３９】従来の抵抗器Ｒ1 〜Ｒn の場合は電力消費
をもって電流を制御するが、本装置ではスイッチング素
子Ｑ1 により結果的に電流を制御するので、理論上の電
力消費は「０」であり、実際はスイッチング素子Ｑ1 の
オン作動時の抵抗分のみの電力消費となり、ごく小さな
発熱で通電制御を実現でき、冗長回路ＪO を小形化でき
る。また、操作スイッチＳ1 〜Ｓn は小電流のため、小
形スイッチでも使用可能となる。
をもって電流を制御するが、本装置ではスイッチング素
子Ｑ1 により結果的に電流を制御するので、理論上の電
力消費は「０」であり、実際はスイッチング素子Ｑ1 の
オン作動時の抵抗分のみの電力消費となり、ごく小さな
発熱で通電制御を実現でき、冗長回路ＪO を小形化でき
る。また、操作スイッチＳ1 〜Ｓn は小電流のため、小
形スイッチでも使用可能となる。
【００４０】次に、本発明の変形例を説明する。先ず、
スイッチング素子Ｑ1 としては、図１に示されるように
一般トランジスタを例示したが、この一般トランジスタ
の他に、例えば電界効果トランジスタ（ＦＥＴ）を使用
してもよい。
スイッチング素子Ｑ1 としては、図１に示されるように
一般トランジスタを例示したが、この一般トランジスタ
の他に、例えば電界効果トランジスタ（ＦＥＴ）を使用
してもよい。
【００４１】また、比較器Ｃ1 の入力側抵抗器は、図１
に示された固定抵抗器ＲA1，ＲB1の代わりに、図４に示
されるように可変抵抗器VR1 にすれば任意に電圧ＶRef
を変化させて、電磁弁Ｂ1 への出力電流ＩB1を自由に設
定できる。
に示された固定抵抗器ＲA1，ＲB1の代わりに、図４に示
されるように可変抵抗器VR1 にすれば任意に電圧ＶRef
を変化させて、電磁弁Ｂ1 への出力電流ＩB1を自由に設
定できる。
【００４２】この可変抵抗器を各ドライバに設けること
により、各電磁弁Ｂ1 〜Ｂn に流す電流を各々最適値に
設定でき、一つの冗長回路ＪO で多種の冗長すべきシス
テムに対応できる。
により、各電磁弁Ｂ1 〜Ｂn に流す電流を各々最適値に
設定でき、一つの冗長回路ＪO で多種の冗長すべきシス
テムに対応できる。
【００４３】さらに、前記可変抵抗器VR1 を外部に設け
て外部操作可能としておけば、冗長中でも手動で電磁弁
Ｂ1 への出力電流ＩB1を変化でき、例えば油圧ショベル
でのポンプ出力馬力の調整等を行うことが可能である。
て外部操作可能としておけば、冗長中でも手動で電磁弁
Ｂ1 への出力電流ＩB1を変化でき、例えば油圧ショベル
でのポンプ出力馬力の調整等を行うことが可能である。
【００４４】以上は、一つのドライバＤ1 について説明
したが、図１の冗長回路詳細図に示されるように、ドラ
イバＤ2 〜Ｄn を増設することにより安価かつ容易に多
系統の冗長回路が実現できる。
したが、図１の冗長回路詳細図に示されるように、ドラ
イバＤ2 〜Ｄn を増設することにより安価かつ容易に多
系統の冗長回路が実現できる。
【００４５】最後に、以上の実施例に示された電子制御
システムの効果をまとめると、次のようになる。
システムの効果をまとめると、次のようになる。
【００４６】(1) スイッチング素子としてのトランジス
タＱ1 〜Ｑn により電流制限するので従来の抵抗器Ｒ1
〜Ｒn のような発熱が少ない。
タＱ1 〜Ｑn により電流制限するので従来の抵抗器Ｒ1
〜Ｒn のような発熱が少ない。
【００４７】(2) 発熱が少ないので、小形化が可能であ
る。
る。
【００４８】(3) 小形化可能であるからコストダウンで
きる。特に多系統になるほどコストダウンの効果が顕著
である。
きる。特に多系統になるほどコストダウンの効果が顕著
である。
【００４９】(4) 内部の小電力抵抗器ＲA1〜ＲAnおよび
ＲB1〜ＲBnの抵抗値を変化させるだけで電磁弁Ｂ1 〜Ｂ
n のソレノイドに対する電流制限量を容易に設定できる
ので、多種の電流制限量を持った電子制御装置でも製作
が容易である。
ＲB1〜ＲBnの抵抗値を変化させるだけで電磁弁Ｂ1 〜Ｂ
n のソレノイドに対する電流制限量を容易に設定できる
ので、多種の電流制限量を持った電子制御装置でも製作
が容易である。
【００５０】(5) 前記 (4)の固定抵抗器ＲA1〜ＲAn，Ｒ
B1〜ＲBnの代わりに可変抵抗器VR1 を接続すれば、冗長
動作中でも外部より電磁弁Ｂ1 〜Ｂn への電流を容易に
調整できる。例えば、油圧ショベルのポンプ出力を調整
するバルブを動作させるための電磁弁の冗長回路にこの
可変抵抗器VR1 を適用すれば、コントローラの不具合時
でも手動によりポンプ出力を調整できる。
B1〜ＲBnの代わりに可変抵抗器VR1 を接続すれば、冗長
動作中でも外部より電磁弁Ｂ1 〜Ｂn への電流を容易に
調整できる。例えば、油圧ショベルのポンプ出力を調整
するバルブを動作させるための電磁弁の冗長回路にこの
可変抵抗器VR1 を適用すれば、コントローラの不具合時
でも手動によりポンプ出力を調整できる。
【００５１】(6) (1),(2),(3) の理由により、多数の
ドライバＤ1 〜Ｄn を増設して容易に多系統化できるの
で、例えば、油圧ショベル等で制御対象（電磁弁Ｂ1 〜
Ｂn ）の全てを冗長することも可能である。
ドライバＤ1 〜Ｄn を増設して容易に多系統化できるの
で、例えば、油圧ショベル等で制御対象（電磁弁Ｂ1 〜
Ｂn ）の全てを冗長することも可能である。
【００５２】
【発明の効果】請求項１に記載の発明によれば、建設機
械の電子制御システムにて従来の冗長回路における抵抗
器の代わりに、スイッチング素子より出力される矩形波
を波形制御回路にて制御することにより、電磁弁のソレ
ノイドへ出力される電流を制限したから、小形、軽量か
つ発熱の少ない冗長回路を提供できる。
械の電子制御システムにて従来の冗長回路における抵抗
器の代わりに、スイッチング素子より出力される矩形波
を波形制御回路にて制御することにより、電磁弁のソレ
ノイドへ出力される電流を制限したから、小形、軽量か
つ発熱の少ない冗長回路を提供できる。
【００５３】請求項２に記載の発明によれば、三角波電
圧と直流電圧とを比較して矩形波を得るようにしたか
ら、直流電圧を変化させて両電圧の大小関係を変化させ
ることにより、結果的に電磁弁のソレノイドに供給され
る電流を容易に設定でき、またその可変調整も容易に行
うことができる。
圧と直流電圧とを比較して矩形波を得るようにしたか
ら、直流電圧を変化させて両電圧の大小関係を変化させ
ることにより、結果的に電磁弁のソレノイドに供給され
る電流を容易に設定でき、またその可変調整も容易に行
うことができる。
【００５４】請求項３に記載の発明によれば、発振部を
独立させるとともにドライバを増設する構造としたか
ら、多数の電磁弁に対応できる多回路化を容易に達成で
き、多数の電磁弁を冗長動作できる。
独立させるとともにドライバを増設する構造としたか
ら、多数の電磁弁に対応できる多回路化を容易に達成で
き、多数の電磁弁を冗長動作できる。
【００５５】請求項４に記載の発明によれば、外部操作
可能の可変抵抗器により冗長動作中でも電磁弁への供給
電流を容易に調整でき、例えば、コントローラ不具合時
でも建設機械のポンプ出力などを手動調整できる。
可能の可変抵抗器により冗長動作中でも電磁弁への供給
電流を容易に調整でき、例えば、コントローラ不具合時
でも建設機械のポンプ出力などを手動調整できる。
【図１】本発明の建設機械の電子制御装置における冗長
回路の一実施例を示す電気回路図である。
回路の一実施例を示す電気回路図である。
【図２】同上電子制御装置の概要を示す電気回路図であ
る。
る。
【図３】（Ａ）は同上冗長回路の操作スイッチＳ1 がオ
フのときの比較器の＋端子電圧と−端子電圧との関係を
示す波形図、（Ｂ）はその操作スイッチＳ1 がオンのと
きの比較器の＋端子電圧と−端子電圧との関係を示す波
形図、冗長回路の出力端子からの矩形波および電磁弁に
通電される出力電流波形を示す波形図である。
フのときの比較器の＋端子電圧と−端子電圧との関係を
示す波形図、（Ｂ）はその操作スイッチＳ1 がオンのと
きの比較器の＋端子電圧と−端子電圧との関係を示す波
形図、冗長回路の出力端子からの矩形波および電磁弁に
通電される出力電流波形を示す波形図である。
【図４】比較器の入力部の変形例を示す回路図である。
【図５】従来の建設機械における電子制御装置を示す回
路図である。
路図である。
＋Ｂ 電源 Ｂ1 〜Ｂn 電磁弁 Ｃon コントローラ ＪO 冗長回路 Ｓ0 冗長選択スイッチ Ｑ1 〜Ｑn スイッチング素子としてのトランジスタ Ａ1 波形制御回路 Δ 三角波発生回路 Ｏsc 発振部 ＲA1〜ＲAn，ＲB1〜ＲBn 抵抗器 Ｃ1 〜Ｃn 比較器 Ｄ1 〜Ｄn ドライバ VR1 可変抵抗器
Claims (4)
- 【請求項１】 電源に、油圧回路の電磁弁に電気信号を
送って油圧システムを自動制御するコントローラと、コ
ントローラ不具合時に油圧システムを手動制御する冗長
回路とが、冗長選択スイッチを介して択一的に接続され
た建設機械における電子制御装置において、 前記冗長回路が、 電磁弁のソレノイドへ出力される電圧をスイッチングに
よりオン・オフの矩形波に制御するスイッチング素子
と、 このスイッチング素子に出力するスイッチング制御信号
にて前記矩形波の周期に対するオン時間比を制御するこ
とにより前記ソレノイドへ出力される電流を制御する波
形制御回路とを具備したことを特徴とする建設機械の電
子制御装置。 - 【請求項２】 波形制御回路が、三角波発生回路より三
角波電圧を出力する発振部と、その三角波電圧とスイッ
チ操作により抵抗器にて電圧降下される直流電圧との大
小関係によってスイッチング制御信号を出力する比較器
とにより構成され、この比較器の出力によりスイッチン
グ素子としてのトランジスタをオン・オフ制御すること
を特徴とする請求項１記載の建設機械の電子制御装置。 - 【請求項３】 発振部が独立に設置され、比較器とスイ
ッチング素子とからなるドライバが増設可能に設けられ
たことを特徴とする請求項１または２記載の建設機械の
電子制御装置。 - 【請求項４】 比較器に入力される直流電圧を決定する
抵抗器として、可変抵抗器を外部操作可能に設けたこと
を特徴とする請求項２記載の建設機械の電子制御装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6050650A JP3020794B2 (ja) | 1994-03-22 | 1994-03-22 | 建設機械の電子制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6050650A JP3020794B2 (ja) | 1994-03-22 | 1994-03-22 | 建設機械の電子制御装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07259133A JPH07259133A (ja) | 1995-10-09 |
| JP3020794B2 true JP3020794B2 (ja) | 2000-03-15 |
Family
ID=12864823
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6050650A Expired - Fee Related JP3020794B2 (ja) | 1994-03-22 | 1994-03-22 | 建設機械の電子制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3020794B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN108895190B (zh) * | 2018-08-15 | 2023-10-03 | 中山市铧禧电子科技有限公司 | 兼容多种比例阀的控制驱动电路 |
-
1994
- 1994-03-22 JP JP6050650A patent/JP3020794B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH07259133A (ja) | 1995-10-09 |
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