JP4562667B2 - Control device for electromagnetic proportional valve of construction machinery - Google Patents

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Description

本発明は建設機械の電磁比例弁の制御装置に関し、特に、油圧ショベル等の建設機械において油圧システムで利用される電磁比例弁の出力範囲を簡単に切り換えるのに適した電磁比例弁の制御装置に関する。   The present invention relates to a control device for an electromagnetic proportional valve of a construction machine, and more particularly, to an electromagnetic proportional valve control device suitable for easily switching the output range of an electromagnetic proportional valve used in a hydraulic system in a construction machine such as a hydraulic excavator. .

油圧ショベル等の建設機械における電磁装置の従来の制御回路について特許文献1に記載されたものがある。この特許文献1に記載された電磁装置の制御回路は、比例ソレノイド部を有する電磁装置を制御する制御回路において演算処理部が暴走したときに電磁装置に供給される電流を適切に抑制し電子回路的にフェイルセーフ機能を実現している。   Patent Document 1 discloses a conventional control circuit for an electromagnetic device in a construction machine such as a hydraulic excavator. The control circuit of the electromagnetic device described in Patent Document 1 appropriately suppresses the current supplied to the electromagnetic device when the arithmetic processing unit runs away in the control circuit that controls the electromagnetic device having the proportional solenoid unit. Fail safe function is realized.

上記の特許文献1に記載された電磁装置の制御回路の基本的回路構成を説明する。この制御回路では、まず1つのCPUが複数の電磁比例弁の各々に対して指令信号を生成する。またCPUは、生成した指令信号を供給すべき電磁比例弁の信号供給チャンネルをマルチプレクサで選択する。上記指令信号は、CPUが上記マルチプレクサを介して選択したチャンネルにおけるコンデンサに指令電圧として保持される。その後にPWM変換回路を介してスイッチングトランジスタ(FET等)をオン・オフするためのパルス信号に変換される。複数のスイッチングトランジスタの各々は、1つの電源から複数の電磁比例弁の各々に設けられた各給電路に配置されている。スイッチングトランジスタは、対応する上記パルス信号がゲートに入力されると、その給電路(ソース・ドレイン間経路)にてゲートに入力されたパルス信号に対応する駆動電流を流す。こうして、上記変換で作られたパルス信号に基づいてスイッチングトランジスタにより作られる上記駆動電流は電磁比例弁に供給される。複数の電磁比例弁の各々に供給される電磁比例弁を駆動するための上記駆動電流は、CPUで作られる上記指令信号との間で一対一の関係になっている。
特開2000−252118号公報
A basic circuit configuration of the control circuit of the electromagnetic device described in Patent Document 1 will be described. In this control circuit, first, one CPU generates a command signal for each of a plurality of electromagnetic proportional valves. The CPU also uses a multiplexer to select a signal supply channel of the electromagnetic proportional valve to which the generated command signal is to be supplied. The command signal is held as a command voltage in the capacitor in the channel selected by the CPU via the multiplexer. Thereafter, the signal is converted into a pulse signal for turning on / off a switching transistor (FET or the like) via a PWM conversion circuit. Each of the plurality of switching transistors is arranged in each power supply path provided in each of the plurality of electromagnetic proportional valves from one power source. When the corresponding pulse signal is input to the gate of the switching transistor, a driving current corresponding to the pulse signal input to the gate flows through the power supply path (source-drain path). Thus, the drive current generated by the switching transistor based on the pulse signal generated by the conversion is supplied to the electromagnetic proportional valve. The drive current for driving the solenoid proportional valve supplied to each of the plurality of solenoid proportional valves has a one-to-one relationship with the command signal generated by the CPU.
JP 2000-252118 A

油圧ショベル等の建設機械において、複数の機械的駆動部の各々を動作させるための油圧システムで、油圧回路における複数の電磁比例弁の各々の弁動作は、1つのCPUで制御される。CPUは、前述の通り、複数の電磁比例弁の各々の弁動作を制御するための電流に対応させて個々の指令信号を生成する。各電磁比例弁は、比例ソレノイド部と弁部とから構成される。電磁比例弁における弁部の弁動作に係る出力範囲は、比例ソレノイド部に供給される駆動電流、すなわち電磁比例弁に流れる電流に応じて決まる。建設機械に装備された油圧システムにおける複数の電磁比例弁の各々の出力範囲は、電磁比例弁に流す電流に基づき、建設機械の機種に応じて設計の段階で予め決められている。より具体的には、建設機械の対象が決まり、初期設定のソフトウェア(プログラム)を組み込む段階で決定される。   In a construction machine such as a hydraulic excavator, a hydraulic system for operating each of a plurality of mechanical drive units, and each valve operation of a plurality of electromagnetic proportional valves in a hydraulic circuit is controlled by one CPU. As described above, the CPU generates individual command signals corresponding to the currents for controlling the valve operations of the plurality of electromagnetic proportional valves. Each electromagnetic proportional valve includes a proportional solenoid part and a valve part. The output range related to the valve operation of the valve portion in the electromagnetic proportional valve is determined according to the drive current supplied to the proportional solenoid portion, that is, the current flowing through the electromagnetic proportional valve. The output range of each of the plurality of electromagnetic proportional valves in the hydraulic system installed in the construction machine is determined in advance at the design stage according to the model of the construction machine based on the current flowing through the electromagnetic proportional valve. More specifically, the target of the construction machine is determined, and is determined at the stage of incorporating the initial setting software (program).

ところで現在の油圧ショベル等の建設機械における実際の使用の態様では、或る特定の機種の建設機械において電磁比例弁の出力範囲につきCPUに上記駆動電流の範囲を設定する場合に、当該油圧システムを他の機種の建設機械に用いる必要が生じることがあった。従来の建設機械における油圧システムの電磁装置の制御回路では、他の機種に建設機械のために用意される電磁比例弁の出力範囲を変更する場合には、CPUすなわちコントローラそのものを変更するか、または、当該コントローラの内部における電流を決定する抵抗の定数を変更するという方法しかなかった。しかし、このような電磁比例弁の出力範囲の変更方法では、融通性がなく、使用勝手が非常に悪いものであった。   By the way, in the actual use mode in construction machines such as current hydraulic excavators, when setting the range of the drive current to the CPU for the output range of the electromagnetic proportional valve in a certain type of construction machine, the hydraulic system is used. It may be necessary to use it for other types of construction machines. In the control circuit of the electromagnetic device of the hydraulic system in the conventional construction machine, when changing the output range of the electromagnetic proportional valve prepared for the construction machine in another model, the CPU, that is, the controller itself is changed, or The only way was to change the constant of the resistance that determines the current inside the controller. However, such a method for changing the output range of the electromagnetic proportional valve is not flexible and is very unusable.

本発明の目的は、上記の課題に鑑み、建設機械の油圧システムに装備された複数の電磁比例弁の各々についての出力範囲を変更する場合に、コントローラを変更することなく、かつコントローラ内部の定数を変更することなく、ソフトウェアを調整するだけで容易に変更することができる建設機械の電磁比例弁の制御装置を提供することにある。   In view of the above problems, the object of the present invention is to change the output range for each of the plurality of electromagnetic proportional valves provided in the hydraulic system of the construction machine without changing the controller and constants inside the controller. It is an object of the present invention to provide a control device for an electromagnetic proportional valve of a construction machine that can be easily changed by adjusting software without changing.

本発明に係る建設機械の電磁比例弁の制御装置は、上記の目的を達成するために、次のように構成される。   In order to achieve the above object, a control apparatus for an electromagnetic proportional valve for a construction machine according to the present invention is configured as follows.

第1の建設機械の電磁比例弁の制御装置(請求項1に対応)は、建設機械に装備された
油圧システムの複数の電磁比例弁の各々の動作を制御して建設機械の動作を制御する制御
装置である。この制御装置は、制御対象である電磁比例弁に応じて選択された制御プログ
ラムを記憶するメモリを有し、このメモリから当該制御プログラムを読み出し実行して
磁比例弁に流す電流を指令する指令信号を出力する演算処理手段(CPU)と、指令信号
を電圧信号に変換する変換手段(D/A変換器)と、電圧信号を分圧して電圧値の異なる
複数の電圧信号を出力する抵抗回路部と、演算処理手段で実行された制御プログラムに従
って演算処理手段から与えられる選択指示信号に基づき、抵抗回路部から出力される複数
の電圧信号のうちのいずれか1つの電圧信号を選択する選択手段(第1マルチプレクサ)
と、選択手段で選択された電圧信号を、指令信号に対応する電磁比例弁のチャンネルに供
給する切換手段(第2マルチプレクサ)と、切換手段から与えられる電圧信号を保持する
コンデンサと、コンデンサに保持された電圧信号をパルス信号に変換する変換手段(PW
M変換回路)と、パルス信号に基づき電磁比例弁に流す電流を生成するスイッチング手段
(FET等)とから構成される。
The control device for the electromagnetic proportional valve of the first construction machine (corresponding to claim 1) controls the operation of the construction machine by controlling the operation of each of the plurality of electromagnetic proportional valves of the hydraulic system equipped in the construction machine. It is a control device. This control device is a control program selected according to the electromagnetic proportional valve to be controlled.
An arithmetic processing means (CPU) for reading out and executing the control program from the memory and outputting a command signal for instructing a current to flow through the electromagnetic proportional valve; Conversion means (D / A converter) for converting to a voltage signal, a resistance circuit section that divides the voltage signal and outputs a plurality of voltage signals having different voltage values, and control executed by the arithmetic processing means Follow the program
Based on the selection instruction signal supplied from the processing unit I, selection means for selecting either one of the voltage signals of the plurality of voltage signals output from the resistor circuit (first multiplexer)
And a switching means (second multiplexer) for supplying the voltage signal selected by the selection means to the channel of the electromagnetic proportional valve corresponding to the command signal, a capacitor for holding the voltage signal given from the switching means, and holding in the capacitor Converting means (PW) for converting the applied voltage signal into a pulse signal
M conversion circuit) and switching means (such as an FET) for generating a current to flow through the electromagnetic proportional valve based on the pulse signal.

上記の制御装置の構成では、予め抵抗回路部により1つの指令信号に対して分圧作用で
複数の電圧を生じさせるようにし、演算処理手段で実行され、制御対象である電磁比例弁
に応じて選択された制御プログラムに基づき選択手段で使用する当該電磁比例弁の電流の
出力範囲に対応する電圧信号を選択し、制御対象である建設機械の油圧システムの動作制
御を行う。演算処理手段から出力される指令信号に対応する電圧信号は、演算処理手段で
実行される制御プログラムによって決定される。当該制御プログラムは、適用される建設
機械の機種が決定される段階で初期的に設定される。
また上記の構成によって、適用される建設機械の機種に応じて初期設定の段階で制御
プログラムを変更することにより、電磁比例弁の電流の出力範囲を変更することができ
、各種の建設機械の油圧システムの電磁比例弁に適応させることができる。
In the above configuration of the control device in advance by the resistance circuit unit so as to generate a plurality of voltages for dividing effect for one command signal is performed by the arithmetic processing means, an electromagnetic proportional valve to be controlled
Selects the voltage signal corresponding to the output range of the current of the proportional solenoid valve used in the selection means based on the selected control program controls the operation of the hydraulic system of a construction machine to be controlled in accordance with the. The voltage signal corresponding to the command signal output from the arithmetic processing means is determined by a control program executed by the arithmetic processing means. The control program is initially set when a construction machine model to be applied is determined.
In addition, with the above configuration, control is performed at the initial setting stage according to the type of construction machine to be applied.
By changing the program, the current output range of the proportional solenoid valve can be changed.
It can be applied to electromagnetic proportional valves of various construction machinery hydraulic systems.

の建設機械の電磁比例弁の制御装置(請求項に対応)は、上記の構成において、
好ましくは、電磁比例弁に流れる電流を電圧に変換する抵抗素子を備え、この抵抗素子で
得た電圧を変換手段にフィードバックすることを特徴とする。この構成によって、電磁比
例弁に流れる電流を安定させる。
The control device (corresponding to claim 2 ) of the electromagnetic proportional valve of the second construction machine has the above-described configuration.
Preferably, a resistance element that converts a current flowing through the electromagnetic proportional valve into a voltage is provided, and a voltage obtained by the resistance element is fed back to the conversion means. With this configuration, the current flowing through the electromagnetic proportional valve is stabilized.

の建設機械の電磁比例弁の制御装置(請求項に対応)は、上記の構成において、
好ましくは、コンデンサに保持される電圧信号と抵抗素子で得られた電圧との偏差を積分
する積分手段を備えることを特徴とする。これによって、電磁比例弁に流れる電流を安定
させる。
The control device (corresponding to claim 3 ) of the electromagnetic proportional valve of the third construction machine has the above configuration,
Preferably, an integration means for integrating the deviation between the voltage signal held in the capacitor and the voltage obtained by the resistance element is provided. This stabilizes the current flowing through the electromagnetic proportional valve.

本発明によれば、油圧システムの制御装置において、CPUから出力される電磁比例弁
の指令信号を抵抗回路部によってそれぞれ値の異なる電圧に分圧するようにし、さらに初
期設定で予め用意された、制御対象である電磁比例弁に応じて選択された制御プログラム
による選択指令信号に基づきマルチプレクサで切り換えて電圧値を適宜に用いることがで
きるようにしたため、コントローラを換えず、または内部の定数を変更せずに、ソフトウ
ェアを切り換えるだけで電磁比例弁の電流範囲を変更することができ、これにより各種の
機種の建設機械に適応させることができる。

According to the present invention, in the control system for a hydraulic system, so as to divide the different voltages respectively value command signal of the electromagnetic proportional valve output from the CPU by the resistance circuit unit, prepared in advance further in the initial setting, the control Since the voltage value can be used appropriately by switching with a multiplexer based on the selection command signal by the control program selected according to the target electromagnetic proportional valve , the controller is not changed or the internal constant is not changed. In addition, the current range of the electromagnetic proportional valve can be changed by simply switching the software, which can be adapted to various types of construction machines.

以下に、本発明の好適な実施形態(実施例)を添付図面に基づいて説明する。   DESCRIPTION OF EMBODIMENTS Preferred embodiments (examples) of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings.

図1と図2を参照して本発明の実施形態に係る建設機械の電磁比例弁の制御装置を説明する。図1は制御装置の電気回路構成を示し、図2は電気回路各部の信号波形を示している。   A control device for an electromagnetic proportional valve of a construction machine according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 and 2. FIG. 1 shows an electric circuit configuration of the control device, and FIG. 2 shows signal waveforms of each part of the electric circuit.

図1では、油圧ショベル等の建設機械の複数の機械的駆動部の各々に対して、その動作を行わせるための油圧システムの制御装置を示す。機械的駆動部の動作は、対応する電磁比例弁の動作状態によって決まる。図1では2個の電磁比例弁10−1〜10−nが示されている。実際の装置では電磁比例弁10−1〜10−nは複数(一般的にはn個)であるが、この実施形態の説明では、説明を簡易化するため、便宜的に2個を図示する。複数の電磁比例弁10−1〜10−nの各々には、電源(バッテリ)11から、対応するスイッチングトランジスタ(FET等)12−1〜12−nを経由して駆動のための電流が供給される。電磁比例弁10−1〜10−nを駆動するための電流すなわち電磁比例弁10−1〜10−nに流れる電流は、上記のスイッチングトランジスタのオン・オフ動作で決まるパルス状の電流である。複数のスイッチングトランジスタ12−1〜12−nの各々のオン・オフ動作を制御する指令信号は、対応する電磁比例弁10−1〜10−nの出力動作に応じて、コントローラ13のCPU14から与えられる。 FIG. 1 shows a control device of a hydraulic system for causing each of a plurality of mechanical drive units of a construction machine such as a hydraulic excavator to perform its operation. The operation of the mechanical drive is determined by the operating state of the corresponding electromagnetic proportional valve. In FIG. 1, two electromagnetic proportional valves 10-1 to 10-n are shown. In an actual apparatus, there are a plurality (generally n) of electromagnetic proportional valves 10-1 to 10-n , but in the description of this embodiment, two are illustrated for convenience in order to simplify the description. . Each of the plurality of proportional solenoid valves 10-1 to 10-n is supplied with current for driving from the power source (battery) 11 via the corresponding switching transistors (FET, etc.) 12-1 to 12-n. Is done. Current or the current flowing through the electromagnetic proportional valve 10-1 to 10-n for driving a solenoid proportional valves 10-1 to 10-n is a pulsed current determined by on-off operations of the switching transistor. A command signal for controlling the on / off operation of each of the plurality of switching transistors 12-1 to 12-n is given from the CPU 14 of the controller 13 in accordance with the output operation of the corresponding electromagnetic proportional valves 10-1 to 10-n. It is done.

図1に示した油圧システムの制御装置では、油圧回路における複数の電磁比例弁10−1〜10−nの各々の弁動作は1つのCPU14で制御される。CPU14は、前述の通り、複数の電磁比例弁10−1〜10−nの各々の弁動作を制御するための電流に対応させて個々の指令信号SIG1を生成する。各電磁比例弁10−1〜10−nの動作範囲すなわち出力範囲は、予め適用される建設機械の特性に応じて初期段階で設定されている。換言すれば、複数の電磁比例弁10−1〜10−nのそれぞれに対してCPU14から与えられる指令信号SIG1の範囲は初期設定により予め決められている。 In the control device of the hydraulic system shown in FIG. 1, the valve operation of each of the plurality of electromagnetic proportional valves 10-1 to 10-n in the hydraulic circuit is controlled by one CPU 14. As described above, the CPU 14 generates the individual command signals SIG1 corresponding to the currents for controlling the valve operations of the plurality of electromagnetic proportional valves 10-1 to 10-n. Operating range that is, the output range of the solenoid proportional valves 10-1 to 10-n is set at an initial stage depending on the characteristics of the construction machine to be pre-applied. In other words, the range of the command signal SIG1 provided from the CPU 14 to each of the plurality of electromagnetic proportional valves 10-1 to 10-n is determined in advance by initial setting.

本実施形態に係る上記制御装置は、上記のコントローラ13を含み、かつ当該コントローラ13は1つのCPU14から構成される。CPU14は制御プログラム等を内蔵するメモリ15を備えている。CPU14はメモリ15に内蔵される制御プログラムおよびデータを用いて電磁比例弁制御用の指令信号SIG1等を出力する。指令信号SIG1はデジタル形式で表現されている。CPU14から出力された指令信号SIG1はD/A変換器16によってアナログ信号SIG2に変換される。指令信号SIG1に対応するアナログ信号SIG2は、指令信号に対応して生成される例えば0〜5Vの電圧信号である。D/A変換器16の出力側の次段にはオペアンプ17が設けられる。当該オペアンプ17はバッファ用演算増幅器である。オペアンプ17の増幅率は1であり、オペアンプ17は、D/A変換器16から出力された電圧信号をそのまま出力する。   The control device according to the present embodiment includes the controller 13, and the controller 13 includes a single CPU 14. The CPU 14 includes a memory 15 that contains a control program and the like. The CPU 14 outputs a command signal SIG1 and the like for electromagnetic proportional valve control using a control program and data built in the memory 15. Command signal SIG1 is expressed in digital form. The command signal SIG1 output from the CPU 14 is converted into an analog signal SIG2 by the D / A converter 16. The analog signal SIG2 corresponding to the command signal SIG1 is a voltage signal of 0 to 5 V, for example, generated corresponding to the command signal. An operational amplifier 17 is provided at the next stage on the output side of the D / A converter 16. The operational amplifier 17 is a buffer operational amplifier. The operational amplifier 17 has an amplification factor of 1, and the operational amplifier 17 outputs the voltage signal output from the D / A converter 16 as it is.

オペアンプ17の後段には、例えば6つの抵抗21a,21b,22a,22b,23a,23bを用いてブリッジ回路状の接続構造を有する抵抗回路部20が設けられる。抵抗回路部20では、オペアンプ17の出力端と接地部の間で直列に接続された2つの抵抗21a,21bにより分圧された電圧V1、同じく直列に接続された2つの抵抗22a,22bにより分圧された電圧V2、同じく直列に接続された2つの抵抗23a,23bにより分圧された電圧V3がそれぞれ出力される。3つの電圧V1,V2,V3の大小関係は、例えばV1<V2<V3に設定される。また抵抗回路部20の6つの抵抗21a,21b,22a,22b,23a,23bの各抵抗値は、このような電圧の大小関係が生じるように設定される。抵抗21a,21bで形成される枝路、抵抗22a,22bで形成された枝路、抵抗23a,23bで形成された枝路は並列な接続関係に形成されている。この実施形態では、枝路の数(n)は一例として3であるが、これに限定されない。任意の枝路にして、任意の数の分圧電圧を作ることができる。   At the subsequent stage of the operational amplifier 17, for example, a resistor circuit section 20 having a bridge circuit-like connection structure using six resistors 21a, 21b, 22a, 22b, 23a, and 23b is provided. In the resistance circuit unit 20, the voltage V1 divided by the two resistors 21a and 21b connected in series between the output terminal of the operational amplifier 17 and the ground unit is divided by the two resistors 22a and 22b that are also connected in series. The compressed voltage V2 and the voltage V3 divided by the two resistors 23a and 23b connected in series are output. The magnitude relationship between the three voltages V1, V2, and V3 is set to, for example, V1 <V2 <V3. Further, the resistance values of the six resistors 21a, 21b, 22a, 22b, 23a, and 23b of the resistance circuit unit 20 are set so that such a voltage magnitude relationship is generated. The branches formed by the resistors 21a and 21b, the branches formed by the resistors 22a and 22b, and the branches formed by the resistors 23a and 23b are formed in a parallel connection relationship. In this embodiment, the number (n) of branches is 3 as an example, but is not limited to this. Any number of divided voltages can be created in any branch.

上記抵抗回路部20で作られた分圧電圧は次段の第1マルチプレクサ31に入力される。   The divided voltage generated by the resistor circuit unit 20 is input to the first multiplexer 31 at the next stage.

第1マルチプレクサ31は、CPU14が、n個の電磁比例弁10−1〜10−nのうち使用すべきいずれかの電磁比例弁に対して指令信号SIG1を出力したとき、CPU14から提供される切換え信号SIG31を受ける。CPU14から出力された指令信号SIG1は、上記のD/A変換器16とオペアンプ17と抵抗回路部20を経由して所定の電圧信号に変換された後に、電圧信号として第1マルチプレクサ31に入力される。第1マルチプレクサ31は、抵抗回路部20から入力される複数の電圧V1,V2,V3を、電磁比例弁10−1〜10−nのうち使用する電磁比例弁に合わせて上記切換え信号SIG3に基づいて選択し、出力する。第1マルチプレクサ31から出力された電圧信号SIG4は第2マルチプレクサ32に入力される。 The first multiplexer 31 is a switching provided from the CPU 14 when the CPU 14 outputs a command signal SIG1 to any one of the n electromagnetic proportional valves 10-1 to 10-n to be used. Receives signal SIG31. The command signal SIG1 output from the CPU 14 is converted into a predetermined voltage signal via the D / A converter 16, the operational amplifier 17, and the resistance circuit unit 20, and then input to the first multiplexer 31 as a voltage signal. The The first multiplexer 31 adjusts the plurality of voltages V1, V2, and V3 input from the resistance circuit unit 20 to the electromagnetic proportional valve to be used among the electromagnetic proportional valves 10-1 to 10-n, and the switching signal SIG3 1 Select based on, and output. The voltage signal SIG4 output from the first multiplexer 31 is input to the second multiplexer 32.

第2マルチプレクサ32は、第1マルチプレクサ31から出力される電圧信号SIG4を入力し、かつCPU14から供給される切換え信号SIG32に基づいて、対応する電磁比例弁の各チャンネルにおけるコンデンサ33−133−nに対して充電を行う。第2マルチプレクサ32によって選択された各チャンネルのコンデンサ33−133−nは、指令信号SIG1に基づいて所定の電圧(SIG4)を保持し、保持された電圧(SIG4)はその後段のオペアンプ34−1〜34−nを通して出力される。 The second multiplexer 32 receives the voltage signal SIG 4 output from the first multiplexer 31 and, based on the switching signal SIG 32 supplied from the CPU 14, capacitors 33-1 to 33 in each channel of the corresponding electromagnetic proportional valve. -N is charged. The capacitors 33-1 to 33-n of each channel selected by the second multiplexer 32 hold a predetermined voltage (SIG4) based on the command signal SIG1, and the held voltage (SIG4) is the operational amplifier 34 in the subsequent stage. -1 through 34-n.

オペアンプ34−1〜34−nから出力される電圧信号SIG5は、その後、積分回路35−1〜35−nに入力される。積分回路35−1〜35−nでは、オペアンプ34−1〜34−nから入力される電圧信号SIG5と、電磁比例弁10−1〜10−nの抵抗36−1〜36−nを通して取り出されかつフィードバックされた電圧信号との差分(偏差)が積分され、この積分処理で生じた電圧信号SIG6が出力される。積分回路35−1〜35−nでの積分演算で得られた電圧信号SIG6はPWM変換回路37−1〜37−nに入力される。   The voltage signal SIG5 output from the operational amplifiers 34-1 to 34-n is then input to the integrating circuits 35-1 to 35-n. In the integration circuits 35-1 to 35 -n, the voltage signals SIG 5 input from the operational amplifiers 34-1 to 34 -n and the resistors 36-1 to 36 -n of the electromagnetic proportional valves 10-1 to 10 -n are taken out. The difference (deviation) from the fed back voltage signal is integrated, and the voltage signal SIG6 generated by this integration processing is output. The voltage signal SIG6 obtained by the integration calculation in the integration circuits 35-1 to 35-n is input to the PWM conversion circuits 37-1 to 37-n.

PWM変換回路37−1〜37−nにはさらにディザ波形発振回路38からディザ波形信号SIG7が入力されている。PWM変換回路37−1〜37−nは、積分回路35−1〜35−nから供給される電圧信号SIG6を、ディザ波形信号SIG7に基づいてパルス信号SIG8に変換し、このパルス信号SIG8を出力信号として出力する。PWM変換回路37−1〜37−nの出力信号SIG8は、前述のスイッチングトランジスタ12−1〜12−nのゲートに入力され、当該スイッチングトランジスタ12−1〜12−nの動作をオン・オフさせる。これにより、スイッチングトランジスタ12−1〜12−nのソース・ドレイン間に流れる電流をほぼパルス状に変換する。スイッチングトランジスタ12−1〜12−nは、電磁比例弁10−1〜10−nに流す電流をオン・オフして、CPU14から出力される指令電圧SIG1に見合った電流を電磁比例弁10−1〜10−nに供給する。スイッチングトランジスタ12−1〜12−nから供給されるほぼパルス状の電流I1〜Inは、電磁比例弁10−1〜10−nの入力端aに流れ込み、その出力端bから流れ出す。電磁比例弁10−1〜10−nの出力端bから流れ出した電流は前述の抵抗36−1〜36−nを流れる。抵抗36−1〜36−nは、電磁比例弁10−1〜10−nを流れた電流を電圧に変換し、当該電圧信号を積分回路35−1〜35−nにフィードバックさせる。複数の電磁比例弁10−1〜10−nの各々にこのようなフィードバック回路を設けることにより、電磁比例弁10−1〜10−nにおいて指令信号SIG1に対応する一定の駆動電流が流れるように制御が行われる。   A dither waveform signal SIG7 is further input from the dither waveform oscillation circuit 38 to the PWM conversion circuits 37-1 to 37-n. The PWM conversion circuits 37-1 to 37-n convert the voltage signal SIG6 supplied from the integration circuits 35-1 to 35-n into a pulse signal SIG8 based on the dither waveform signal SIG7, and output the pulse signal SIG8. Output as a signal. The output signal SIG8 of the PWM conversion circuits 37-1 to 37-n is input to the gates of the switching transistors 12-1 to 12-n, and turns on / off the operations of the switching transistors 12-1 to 12-n. . As a result, the current flowing between the source and drain of the switching transistors 12-1 to 12-n is converted into a substantially pulse shape. The switching transistors 12-1 to 12-n turn on / off the current flowing through the electromagnetic proportional valves 10-1 to 10-n, and supply the current corresponding to the command voltage SIG1 output from the CPU 14 to the electromagnetic proportional valve 10-1. -10-n. The substantially pulsed currents I1 to In supplied from the switching transistors 12-1 to 12-n flow into the input terminal a of the electromagnetic proportional valves 10-1 to 10-n and flow out from the output terminal b. The current flowing out from the output terminal b of the electromagnetic proportional valves 10-1 to 10-n flows through the resistors 36-1 to 36-n described above. The resistors 36-1 to 36-n convert the current flowing through the electromagnetic proportional valves 10-1 to 10-n into a voltage and feed back the voltage signal to the integrating circuits 35-1 to 35-n. By providing such a feedback circuit for each of the plurality of proportional solenoid valves 10-1 to 10-n, a constant drive current corresponding to the command signal SIG1 flows in the proportional solenoid valves 10-1 to 10-n. Control is performed.

上記の制御装置の電気回路の構成によれば、CPU14から出力される指令信号SIG1を、上記抵抗回路部20により分圧して得た複数の電圧信号V1〜V3(またはV1〜V)に変換し、第1マルチプレクサ31によって電圧信号V1〜V3のいずれかを選択して取り出し、取り出した電圧信号に基づいて対応する所定の電磁比例弁10−1〜10−nに流れる電流I1〜Inを制御する。電圧V1を選択したときに流れる電流をI1、電圧V2を選択したときに流れる電流をI2、電圧V3を選択したときに流れる電流をI3とすると、電流I1,I2,I3の大小関係ではI1<I2<I3の関係が成り立つ。電磁比例弁10−1〜10−nの使用する種類に応じて電圧V1,V2,V3を切り換えて、適用する建設機械にもっとも適した電磁比例弁の出力範囲、すなわち電磁比例弁に流れる電流の制御範囲を選択することができる。 According to the configuration of the electric circuit of the control apparatus, converts the command signal SIG1 output from the CPU 14, the resistor circuit 20 by dividing obtained was plurality of voltage signals V1~V3 (or V1~V N) Then, the first multiplexer 31 selects and takes out one of the voltage signals V1 to V3, and controls the currents I1 to In flowing through the corresponding predetermined electromagnetic proportional valves 10-1 to 10-n based on the taken out voltage signal. To do. Assuming that the current that flows when the voltage V1 is selected is I1, the current that flows when the voltage V2 is selected is I2, and the current that flows when the voltage V3 is selected is I3, the magnitude relationship between the currents I1, I2, and I3 is I1 < The relationship of I2 <I3 is established. The voltage V1, V2, V3 is switched according to the type of the solenoid proportional valves 10-1 to 10-n used, and the output range of the solenoid proportional valve most suitable for the construction machine to be applied, that is, the current flowing through the solenoid proportional valve A control range can be selected.

上記のごとく、抵抗回路部20での電圧分圧作用により作った複数の電圧V1〜V3を第1マルチプレクサ31によって任意に選択できる構成とし、選択された電圧の値によって、動作制御しようとする電磁比例弁に流れる電流の範囲を容易に切り換えることができる。   As described above, the first multiplexer 31 can arbitrarily select a plurality of voltages V1 to V3 created by the voltage dividing action in the resistance circuit unit 20, and the electromagnetics whose operation is to be controlled according to the selected voltage value. The range of the current flowing through the proportional valve can be easily switched.

上記の実施形態によれば、油圧システムの制御装置のCPU14からの指令信号SIG1を抵抗回路部20によってそれぞれ値の異なる電圧に分圧しかつ第1マルチプレクサ31によって切り換えて適宜に用いることができるようにしたため、コントローラ13を換えず、または内部の定数要素を変更せずに、ソフトウェアを切り換えるだけで電磁比例弁の電流範囲を変更するだけで、各種の機種の建設機械に適応させることができる。   According to the above-described embodiment, the command signal SIG1 from the CPU 14 of the control device of the hydraulic system can be divided into voltages having different values by the resistance circuit unit 20 and switched by the first multiplexer 31 to be used as appropriate. Therefore, it is possible to adapt to various types of construction machines by changing the current range of the solenoid proportional valve by simply switching the software without changing the controller 13 or changing the internal constant elements.

以上の実施形態で説明された構成等については本発明が理解・実施できる程度に概略的に示したものにすぎず、従って本発明は、説明された実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に示される技術的思想の範囲を逸脱しない限り様々な形態に変更することができる。   The configurations and the like described in the above embodiments are merely schematically shown to such an extent that the present invention can be understood and implemented. Therefore, the present invention is not limited to the described embodiments and is not limited to patents. Various modifications can be made without departing from the scope of the technical idea shown in the claims.

本発明は、油圧ショベル等の建設機械の油圧システムに適用され、複数の電磁比例弁の出力範囲の変更に利用される。   The present invention is applied to a hydraulic system of a construction machine such as a hydraulic excavator and is used to change the output range of a plurality of electromagnetic proportional valves.

本発明の建設機械の電磁比例弁の制御装置の実施形態に係る電気回路の回路構成図である。電気回路各部の信号波形を示している。It is a circuit block diagram of the electric circuit which concerns on embodiment of the control apparatus of the electromagnetic proportional valve of the construction machine of this invention. The signal waveform of each part of an electric circuit is shown. 図1に示した電気回路の回路各部の信号波形を示す波形チャートである。It is a waveform chart which shows the signal waveform of each circuit part of the electric circuit shown in FIG.

符号の説明Explanation of symbols

10−1〜10−n 電磁比例弁
11 電源
12−1〜12−n スイッチングトランジスタ
13 コントローラ
14 CPU
15 メモリ
16 D/A変換器
20 抵抗回路部
31 第1マルチプレクサ
32 第2マルチプレクサ
33−1〜33−n コンデンサ
35−1〜35−n 積分回路
37−1〜37−n PWM変換回路
38 ディザ波形回路
10-1 to 10-n Proportional solenoid valve 11 Power supply 12-1 to 12-n Switching transistor 13 Controller 14 CPU
DESCRIPTION OF SYMBOLS 15 Memory 16 D / A converter 20 Resistance circuit part 31 1st multiplexer 32 2nd multiplexer 33-1 to 33-n Capacitor 35-1 to 35-n Integration circuit 37-1 to 37-n PWM conversion circuit 38 Dither waveform circuit

Claims (3)

建設機械に装備された油圧システムの複数の電磁比例弁の各々の動作を制御して前記建
設機械の動作を制御する制御装置において、
制御対象である電磁比例弁に応じて選択された制御プログラムを記憶するメモリを有し
、このメモリから前記制御プログラムを読み出し実行して前記電磁比例弁に流す電流を指
令する指令信号を出力する演算処理手段と、
前記指令信号を電圧信号に変換する変換手段と、
前記電圧信号を分圧して電圧値の異なる複数の電圧信号を出力する抵抗回路部と、
前記演算処理手段で実行された前記制御プログラムに従って前記演算処理手段から与え
られる選択指示信号に基づき、前記抵抗回路部から出力される前記複数の電圧信号のうち
のいずれか1つの電圧信号を選択する選択手段と、
前記選択手段で選択された前記電圧信号を、前記指令信号に対応する前記電磁比例弁の
チャンネルに供給する切換手段と、
前記切換手段から与えられる前記電圧信号を保持するコンデンサと、
前記コンデンサに保持された前記電圧信号をパルス信号に変換する変換手段と、
前記パルス信号に基づき前記電磁比例弁に流す前記電流を生成するスイッチング手段と

を備えることを特徴とする建設機械の電磁比例弁の制御装置。
In the control device for controlling the operation of the construction machine by controlling the operation of each of the plurality of electromagnetic proportional valves of the hydraulic system equipped in the construction machine,
It has a memory to store the control program selected according to the electromagnetic proportional valve to be controlled
Arithmetic processing means for reading out and executing the control program from the memory and outputting a command signal for instructing a current to flow through the electromagnetic proportional valve;
Conversion means for converting the command signal into a voltage signal;
A resistance circuit that divides the voltage signal and outputs a plurality of voltage signals having different voltage values ;
Based on the selection instruction signal given from the arithmetic processing means according to the control program executed by the arithmetic processing means, one of the plurality of voltage signals output from the resistance circuit unit is selected. A selection means;
Switching means for supplying the voltage signal selected by the selection means to a channel of the electromagnetic proportional valve corresponding to the command signal;
A capacitor for holding the voltage signal given from the switching means;
Conversion means for converting the voltage signal held in the capacitor into a pulse signal;
Switching means for generating the current to flow through the electromagnetic proportional valve based on the pulse signal;
A control device for an electromagnetic proportional valve of a construction machine.
前記電磁比例弁に流れる前記電流を電圧に変換する抵抗素子を備え、この抵抗素子で得
た前記電圧を前記変換手段にフィードバックすることを特徴とする請求項1記載の建設機
械の電磁比例弁の制御装置。
Wherein comprises a resistive element for converting the current flowing to the proportional solenoid valve to the voltage, proportional solenoid valve for a construction machine according to claim 1 Symbol mounting, characterized in that the feedback of the voltage obtained by the resistor element to the converting means Control device.
前記コンデンサに保持される前記電圧信号と前記抵抗素子で得られた電圧との偏差を積
分する積分手段を備えることを特徴とする請求項記載の建設機械の電磁比例弁の制御装
置。
3. The control device for an electromagnetic proportional valve for a construction machine according to claim 2, further comprising integrating means for integrating a deviation between the voltage signal held in the capacitor and a voltage obtained by the resistance element.
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