[go: up one dir, main page]
More Web Proxy on the site http://driver.im/

JP7594959B2 - Solenoid valve control device - Google Patents

Solenoid valve control device Download PDF

Info

Publication number
JP7594959B2
JP7594959B2 JP2021055411A JP2021055411A JP7594959B2 JP 7594959 B2 JP7594959 B2 JP 7594959B2 JP 2021055411 A JP2021055411 A JP 2021055411A JP 2021055411 A JP2021055411 A JP 2021055411A JP 7594959 B2 JP7594959 B2 JP 7594959B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
load drive
voltage
load
drive voltage
circuit
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
JP2021055411A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2022152584A (en
Inventor
秀太 樋口
信幸 萩原
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hitachi Construction Machinery Co Ltd
Original Assignee
Hitachi Construction Machinery Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hitachi Construction Machinery Co Ltd filed Critical Hitachi Construction Machinery Co Ltd
Priority to JP2021055411A priority Critical patent/JP7594959B2/en
Publication of JP2022152584A publication Critical patent/JP2022152584A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP7594959B2 publication Critical patent/JP7594959B2/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Landscapes

  • Magnetically Actuated Valves (AREA)
  • Electromagnets (AREA)

Description

本発明は、電磁弁の制御装置に関する。 The present invention relates to a control device for a solenoid valve.

この種の電磁弁は、自動車、建設機械、産業用機械等の分野において、例えば電気回路と油圧回路とのインタフェースとして広く利用されている。例えば建設機械の油圧ショベルでは、下部走行体の走行、上部旋回体の旋回、作業フロントの動作等を油圧アクチュエータにより行っており、油圧アクチュエータはコントロール弁の切換に応じた作動油の供給により駆動される。従来の油圧システムでは、オペレータの操作を機械的にコントロール弁に伝達したが、より的確な油圧ショベルの操作を目的として、近年では、オペレータの操作情報やセンサ情報に基づき電子制御ユニットによりコントロール弁を電気的に駆動制御する構成が採用されている。そのためには電子制御ユニットからの電気信号を油圧信号に変換してコントロール弁に伝達する必要があり、その役割を電磁弁の一種である電磁比例弁が果たしている。 This type of solenoid valve is widely used in the fields of automobiles, construction machinery, industrial machinery, etc., as an interface between, for example, electrical circuits and hydraulic circuits. For example, in a hydraulic excavator, a construction machine, the travel of the lower traveling body, the rotation of the upper rotating body, the operation of the work front, etc. are performed by a hydraulic actuator, and the hydraulic actuator is driven by the supply of hydraulic oil according to the switching of a control valve. In a conventional hydraulic system, the operation of the operator is mechanically transmitted to the control valve, but in recent years, a configuration has been adopted in which the control valve is electrically driven and controlled by an electronic control unit based on the operation information of the operator and sensor information in order to operate the hydraulic excavator more accurately. To do this, the electrical signal from the electronic control unit needs to be converted into a hydraulic signal and transmitted to the control valve, and this role is performed by a solenoid proportional valve, which is a type of solenoid valve.

例えば、作業フロントのブームを傾動させるブームシリンダの場合、ブームレバーの操作量に対応するデューティ比の負荷駆動信号を電子制御ユニットで生成し、電磁比例弁のソレノイドに入力する。電磁比例弁によりパイロット油圧ポンプからの作動油が切り換えられ、パイロット圧としてコントロール弁の受圧室に入力される。コントロール弁によりメイン油圧ポンプからの作動油が切り換えられてブームシリンダに供給され、これによりブームレバーの操作に対応してブームシリンダが駆動されてブームを傾動させる。 For example, in the case of a boom cylinder that tilts the boom on the work front, a load drive signal with a duty ratio corresponding to the amount of operation of the boom lever is generated by the electronic control unit and input to the solenoid of the electromagnetic proportional valve. The electromagnetic proportional valve switches hydraulic oil from the pilot hydraulic pump and inputs it to the pressure-receiving chamber of the control valve as pilot pressure. The control valve switches hydraulic oil from the main hydraulic pump and supplies it to the boom cylinder, which drives the boom cylinder in response to the operation of the boom lever to tilt the boom.

従来からの油圧システムでは、ブームレバーとコントロール弁とが機械的に連動するため、その間に動作遅れは発生しない。しかしながら、上記のような電磁比例弁を備えた構成では、電磁比例弁の制御応答性が悪いと、ブームレバーの操作に対してコントロール弁の切換、ひいてはブームの動作に遅れが生じるため、オペレータに操作応答性が悪い印象を与えてしまう。従って、ブーム等の操作対象の操作応答性の観点から、電磁比例弁には良好な制御応答性が要求されている。 In conventional hydraulic systems, the boom lever and control valve are mechanically linked, so there is no operational delay between them. However, in a configuration equipped with an electromagnetic proportional valve as described above, if the control response of the electromagnetic proportional valve is poor, a delay occurs in switching the control valve and therefore in the movement of the boom in response to the operation of the boom lever, giving the operator the impression that the operational response is poor. Therefore, from the perspective of the operational response of the object to be operated, such as the boom, good control response is required of the electromagnetic proportional valve.

電磁弁の制御応答性を向上させる技術として、例えば特許文献1には燃料インジェクタの制御装置が開示されている。この発明では、燃料インジェクタを迅速に開弁させるべく、開弁後の通常動作時に比較して、開弁時には燃料インジェクタにより高い駆動電圧を印加している。詳しくは特許文献1の図4に示すように、燃料インジェクタの開弁タイミングに至ると、まず高い駆動電圧を印加して燃料インジェクタを開方向に駆動し、駆動電流が予め設定されたピーク電流値Ipeakに達すると、駆動電圧を0以下まで低下させ、それに伴って駆動電流が予め設定された所定値404まで低下すると、低い駆動電圧でON・OFFさせることにより駆動電流を目標保持電流値403の近傍に保っている。このような電流制御は、燃料噴射量に基づき予め設定したプロファイルに基づき実行されている。 As a technology for improving the control response of an electromagnetic valve, for example, Patent Document 1 discloses a fuel injector control device. In this invention, in order to open the fuel injector quickly, a higher drive voltage is applied to the fuel injector when the fuel injector is opened, compared to normal operation after the valve is opened. In detail, as shown in FIG. 4 of Patent Document 1, when the timing for opening the fuel injector is reached, a high drive voltage is first applied to drive the fuel injector in the opening direction, and when the drive current reaches a preset peak current value Ipeak, the drive voltage is reduced to 0 or less, and when the drive current accordingly drops to a preset value 404, the drive current is kept close to the target holding current value 403 by turning the drive voltage ON and OFF at a low drive voltage. This type of current control is executed based on a profile preset based on the fuel injection amount.

国際公開第2019/044395号International Publication No. 2019/044395

燃料インジェクタを対象とした特許文献1の技術では、燃料噴射量等のごく限られたパラメータに基づき電流制御のプロファイルを設定できた。しかしながら、電磁弁の用途や種類によっては、多数のパラメータをプロファイルに反映させる必要がある故に、当該技術を適用できない場合が数多くある。 The technology in Patent Document 1, which is targeted at fuel injectors, allows the current control profile to be set based on very limited parameters such as the fuel injection amount. However, depending on the application and type of solenoid valve, a large number of parameters need to be reflected in the profile, and there are many cases in which this technology cannot be applied.

例えば上記した建設機械に適用される電磁比例弁では、ブームの傾動操作等のオペレータによる操作情報、或いはブームの傾動角度やブームシリンダの油圧等のセンサ情報に基づき、電磁比例弁に供給すべき目標電流指令値を設定している。加えて、この目標電流指令値を、実際に電磁比例弁のコイルに流れる負荷電流値に基づきフィードバックしている。従って、このような多種多様のパラメータをプロファイルに反映させることは現実的に困難であり、従来から抜本的な対策が要望されていた。 For example, in the electromagnetic proportional valve applied to the construction machinery described above, the target current command value to be supplied to the electromagnetic proportional valve is set based on operation information by the operator, such as boom tilt operation, or sensor information, such as the boom tilt angle and boom cylinder hydraulic pressure. In addition, this target current command value is fed back based on the load current value that actually flows through the electromagnetic proportional valve coil. Therefore, it is practically difficult to reflect such a wide variety of parameters in the profile, and a drastic solution has been desired for some time.

本発明はこのような問題点を解決するためになされたもので、その目的とするところは、事前の電流制御に関するプロファイルの設定を要することなく、電磁弁の制御応答性を向上させることができる電磁弁の制御装置を提供することにある。 The present invention was made to solve these problems, and its purpose is to provide a control device for a solenoid valve that can improve the control response of the solenoid valve without the need to set a profile for current control in advance.

上記の目的を達成するため、本発明の電磁弁の制御装置は、電磁弁のコイルに流れる負荷電流値を検出する負荷電流検出回路と、前記電磁弁に対し設定された目標電流指令値と前記負荷電流検出回路により検出された負荷電流値とに基づき、前記負荷電流値を前記目標電流指令値に一致させるためのPWM信号のデューティ比を算出するデューティ比算出部と、前記デューティ比算出部により算出されたデューティ比に基づき、前記PWM信号を生成するPWM信号生成部と、前記PWM信号生成部により生成されたPWM信号を電圧源から供給される負荷駆動電圧により昇圧し、負荷駆動信号として前記電磁弁のコイルに供給する負荷駆動回路と、を備えた電磁弁の制御装置において、前記電圧源と前記負荷駆動回路との間に接続され、前記電圧源から前記負荷駆動回路に供給される前記負荷駆動電圧を可変可能な負荷駆動電圧切換回路と、前記目標電流指令値と前記負荷電流値とに基づき、前記負荷駆動回路に供給すべき前記負荷駆動電圧を決定する電流値比較部と、前記電流値比較部により決定された前記負荷駆動電圧への切換指令を表す負荷駆動電圧切換信号を前記負荷駆動電圧切換回路に出力する負荷駆動電圧切換信号生成部と、をさらに備えた流体回路用の電磁弁の制御装置であることを特徴とする。 In order to achieve the above object, a control device for a solenoid valve of the present invention includes a load current detection circuit that detects a load current value flowing through a coil of a solenoid valve, a duty ratio calculation unit that calculates a duty ratio of a PWM signal for making the load current value coincide with a target current command value set for the solenoid valve and the load current value detected by the load current detection circuit, a PWM signal generation unit that generates the PWM signal based on the duty ratio calculated by the duty ratio calculation unit, and a load drive voltage supplied from a voltage source to boost the PWM signal generated by the PWM signal generation unit and output the PWM signal as a load drive signal. and a load drive circuit that supplies a voltage to a coil of a magnetic valve. The control device for a solenoid valve for a fluid circuit further comprises a load drive voltage switching circuit connected between the voltage source and the load drive circuit and capable of varying the load drive voltage supplied from the voltage source to the load drive circuit, a current value comparison unit that determines the load drive voltage to be supplied to the load drive circuit based on the target current command value and the load current value, and a load drive voltage switching signal generation unit that outputs a load drive voltage switching signal to the load drive voltage switching circuit, the load drive voltage switching signal representing a switch command to the load drive voltage determined by the current value comparison unit .

本発明の電磁弁の制御装置によれば、事前の電流制御に関するプロファイルの設定を要することなく、流体回路用の電磁弁の制御応答性を向上させることができる。 According to the control device for a solenoid valve of the present invention, it is possible to improve the control responsiveness of a solenoid valve for a fluid circuit without the need to set a profile related to current control in advance.

実施形態の電磁比例弁の制御装置が搭載された油圧ショベルを示す側面図である。1 is a side view showing a hydraulic excavator equipped with a control device for a solenoid proportional valve according to an embodiment. 油圧ショベルの油圧システムを示す全体構成図である。FIG. 1 is an overall configuration diagram showing a hydraulic system of a hydraulic excavator. 電磁比例弁の制御装置を示す制御ブロック図である。FIG. 2 is a control block diagram showing a control device for a solenoid proportional valve. 制御装置中の特に電子制御ユニットの構成を示す制御ブロック図である。FIG. 2 is a control block diagram showing the configuration of an electronic control unit in the control device. 負荷駆動電圧を設定するために演算処理部により実行される負荷駆動電圧設定ルーチンを示すフローチャートである。5 is a flowchart showing a load drive voltage setting routine executed by a calculation processing unit for setting a load drive voltage. 目標電流指令値CInがCI1からCI2に増加したときの制御状況を示すタイムチャートである。11 is a time chart showing a control state when a target current command value CIn is increased from CI1 to CI2. 負荷駆動電圧を3段階に切り換える別例1を示す図4に対応する制御ブロック図である。5 is a control block diagram corresponding to FIG. 4 and showing another example 1 in which the load drive voltage is switched between three stages. FIG. 別例1の負荷駆動電圧設定ルーチンを示す図5に対応するフローチャートである。6 is a flowchart showing a load drive voltage setting routine according to a first modification, which corresponds to FIG. 5 . 電圧源として第1及び第2電圧源を備えた別例2を示す図4に対応する制御ブロック図である。FIG. 5 is a control block diagram corresponding to FIG. 4 and showing a second modified example in which a first voltage source and a second voltage source are provided as voltage sources. 制御ゲインGを増加補正する処理を追加した別例2を示す図5に対応するフローチャートである。6 is a flowchart corresponding to FIG. 5 and illustrating a second modified example in which a process for increasing and correcting the control gain G is added. 油圧システムの異常発生時に負荷駆動Vpwmを高速側に切り換える別例3を示す図5に対応するフローチャートである。6 is a flowchart corresponding to FIG. 5 and showing another example 3 of switching the load drive Vpwm to a high speed side when an abnormality occurs in the hydraulic system.

以下、本発明を油圧ショベルに搭載された電磁比例弁の制御装置に具体化した一実施形態を説明する。
図1は本実施形態の電磁比例弁の制御装置が搭載された油圧ショベルを示す側面図であり、まず同図に基づき、油圧ショベルの全体構成を説明する。
油圧ショベル1の下部走行体2には左右一対のクローラ3が備えられ、クローラ3は走行用油圧モータ3a(図2に示す)により駆動されて油圧ショベル1を走行させる。下部走行体2上には図示しない旋回装置を介して上部旋回体4が設けられ、旋回装置に備えられた旋回用油圧モータ4a(図2に示す)に駆動されて上部旋回体4が旋回する。
Hereinafter, an embodiment in which the present invention is embodied in a control device for an electromagnetic proportional valve mounted on a hydraulic excavator will be described.
FIG. 1 is a side view showing a hydraulic excavator equipped with a control device for a proportional solenoid valve according to this embodiment, and first, the overall configuration of the hydraulic excavator will be described with reference to this figure.
A pair of left and right crawlers 3 are provided on a lower traveling structure 2 of the hydraulic excavator 1, and the crawlers 3 are driven by a traveling hydraulic motor 3a (shown in FIG. 2) to travel the hydraulic excavator 1. An upper rotating structure 4 is provided on the lower traveling structure 2 via a rotating device (not shown), and the upper rotating structure 4 is driven by a rotating hydraulic motor 4a (shown in FIG. 2) provided on the rotating device to rotate.

上部旋回体4の前部には多関節型の作業フロント5が設けられ、作業フロント5はブーム6、アーム7、及びバケット8から構成されている。ブーム6はブームシリンダ6aにより傾動し、アーム7はアームシリンダ7aにより傾動し、バケット8はバケットシリンダ8aにより傾動する。
上部旋回体4の前部にはオペレータが搭乗する運転室10が設けられ、運転室10の後側には燃料タンク11や機械室12が設けられている。機械室12内には油圧パワーユニット13(図2,3に示す)が設けられ、この油圧パワーユニット13により、上記した走行用及び旋回用油圧モータ3a,4aや作業フロント5の各シリンダ6a~8a(以下、油圧アクチュエータと総称する場合もある)が駆動される。
An articulated front work unit 5 is provided at the front of the upper rotating body 4, and the front work unit 5 is composed of a boom 6, an arm 7, and a bucket 8. The boom 6 is tilted by a boom cylinder 6a, the arm 7 is tilted by an arm cylinder 7a, and the bucket 8 is tilted by a bucket cylinder 8a.
A cab 10 for an operator is provided at the front of the upper rotating body 4, and a fuel tank 11 and a machine room 12 are provided behind the cab 10. A hydraulic power unit 13 (shown in FIGS. 2 and 3) is provided in the machine room 12, and this hydraulic power unit 13 drives the above-mentioned traveling and rotating hydraulic motors 3a, 4a and the cylinders 6a to 8a (hereinafter sometimes collectively referred to as hydraulic actuators) of the front work unit 5.

図2は油圧ショベル1の油圧システムを示す全体構成図、図3は電磁比例弁の制御装置を示す制御ブロック図である。油圧パワーユニット13は、動力源であるエンジン14、エンジン14により回転駆動されるポンプユニット15、ポンプユニット15からの作動油を切換制御する電磁比例弁16、及び電磁比例弁16から供給されるパイロット圧に基づきポンプユニット15からの作動油を切り換えて各油圧アクチュエータを駆動するコントロール弁17により構成されている。なお、図2,3では電磁比例弁16及びコントロール弁17を簡略化して示しているが、実際には各油圧アクチュエータに対応してそれぞれ設けられている。 Figure 2 is an overall configuration diagram showing the hydraulic system of the hydraulic excavator 1, and Figure 3 is a control block diagram showing the control device for the solenoid proportional valve. The hydraulic power unit 13 is composed of an engine 14 as a power source, a pump unit 15 that is driven and rotated by the engine 14, a solenoid proportional valve 16 that controls the switching of hydraulic oil from the pump unit 15, and a control valve 17 that switches the hydraulic oil from the pump unit 15 based on the pilot pressure supplied from the solenoid proportional valve 16 to drive each hydraulic actuator. Note that although the solenoid proportional valve 16 and the control valve 17 are shown simplified in Figures 2 and 3, in reality they are provided corresponding to each hydraulic actuator.

以下に詳述すると、油圧パワーユニット13を制御する電子制御ユニット18には、操作装置19及び各種センサ20が接続されている。操作装置19は、油圧ショベル1の走行、上部旋回体4の旋回、作業フロント5のブーム6、アーム、バケット等を操作するための入力装置である。各種センサ20は、例えばコントロール弁17の切換に応じて各油圧アクチュエータに供給される作動油の圧力を検出する圧力センサ、シリンダ6a~8aのストローク位置を検出する位置センサ、ブーム6等の傾動角度を検出する角度センサ等からなる。これらの操作装置19からの操作情報O_in及び各種センサ20からのセンサ情報S_inに基づき、電子制御ユニット18は各油圧アクチュエータの制御目標値として負荷駆動信号PWMを算出する。 To be more specific, an operating device 19 and various sensors 20 are connected to an electronic control unit 18 that controls the hydraulic power unit 13. The operating device 19 is an input device for operating the travel of the hydraulic excavator 1, the rotation of the upper rotating body 4, and the boom 6, arm, bucket, etc. of the work front 5. The various sensors 20 include, for example, a pressure sensor that detects the pressure of the hydraulic oil supplied to each hydraulic actuator in response to switching of the control valve 17, a position sensor that detects the stroke position of the cylinders 6a to 8a, and an angle sensor that detects the tilt angle of the boom 6, etc. Based on the operation information O_in from the operating device 19 and the sensor information S_in from the various sensors 20, the electronic control unit 18 calculates a load drive signal PWM as a control target value for each hydraulic actuator.

ポンプユニット15は図示しないパイロット油圧ポンプ及びメイン油圧ポンプからなり、パイロット油圧ポンプから吐出された作動油はポンプ管路21を介して各電磁比例弁16に供給される。電磁比例弁16にはコイルを内蔵したソレノイド16aが備えられ、コイルの励磁に応じて作動するようになっている。各電磁比例弁16のソレノイド16aには電子制御ユニット18から負荷駆動信号PWMが入力され、負荷駆動信号PWMによるコイルの励磁状態に応じて各電磁比例弁16が開度調整される。そして、電磁比例弁16の開度に応じてパイロット油圧ポンプから供給される作動油の圧力が変化し、パイロット圧としてコントロール弁17の受圧室に入力される。即ち、電磁比例弁16は、電気信号である負荷駆動信号PWMを油圧信号であるパイロット圧に変換する機能を奏し、本発明の電磁弁に相当する。 The pump unit 15 is composed of a pilot hydraulic pump and a main hydraulic pump (not shown), and the hydraulic oil discharged from the pilot hydraulic pump is supplied to each electromagnetic proportional valve 16 via the pump line 21. The electromagnetic proportional valve 16 is equipped with a solenoid 16a with a built-in coil, and is designed to operate according to the excitation of the coil. A load drive signal PWM is input from the electronic control unit 18 to the solenoid 16a of each electromagnetic proportional valve 16, and the opening of each electromagnetic proportional valve 16 is adjusted according to the excitation state of the coil by the load drive signal PWM. The pressure of the hydraulic oil supplied from the pilot hydraulic pump changes according to the opening of the electromagnetic proportional valve 16, and is input to the pressure receiving chamber of the control valve 17 as pilot pressure. In other words, the electromagnetic proportional valve 16 functions to convert the load drive signal PWM, which is an electrical signal, into pilot pressure, which is a hydraulic signal, and corresponds to the solenoid valve of the present invention.

一方、メイン油圧ポンプから吐出された作動油はポンプ管路22を介して各コントロール弁17に供給されており、各コントロール弁17は、受圧室に入力されるパイロット圧に応じてメイン油圧ポンプからの作動油を切り換え、対応する油圧アクチュエータに供給する。これにより各油圧アクチュエータが駆動され、その駆動力により操作対象であるクローラ3、上部旋回体4、作業フロント5等が作動する。このような油圧アクチュエータの駆動を可能とするために、メイン油圧ポンプの吐出圧は、油圧信号として利用されるパイロット油圧ポンプの吐出圧よりも高く設定されている。 Meanwhile, hydraulic oil discharged from the main hydraulic pump is supplied to each control valve 17 via pump line 22, and each control valve 17 switches the hydraulic oil from the main hydraulic pump according to the pilot pressure input to the pressure receiving chamber, and supplies it to the corresponding hydraulic actuator. This drives each hydraulic actuator, and the driving force of the actuator operates the crawler 3, upper rotating body 4, front work unit 5, etc., which are the objects to be operated. To enable the driving of such hydraulic actuators, the discharge pressure of the main hydraulic pump is set higher than the discharge pressure of the pilot hydraulic pump, which is used as a hydraulic signal.

なお、電子制御ユニット18からの負荷駆動信号PWMは、ポンプユニット15に設けられた電磁比例弁16のソレノイド16aにも入力され、メイン及びパイロット油圧ポンプの傾転角、ひいては作動油の吐出量が調整される。 The load drive signal PWM from the electronic control unit 18 is also input to the solenoid 16a of the electromagnetic proportional valve 16 provided in the pump unit 15, and the tilt angle of the main and pilot hydraulic pumps, and therefore the discharge volume of hydraulic oil, are adjusted.

図4は制御装置中の特に電子制御ユニット18の構成を示す制御ブロック図であり、単一の電磁比例弁16に対応する箇所を抜粋している。
上記のように電子制御ユニット18には、操作装置19、各種センサ20及び電磁比例弁16が接続されると共に、車載バッテリ等の電圧源24が接続されている。電子制御ユニット18は、演算処理部25、負荷駆動回路26、負荷駆動電圧切換回路36、電圧変換回路37及び負荷電流検出回路27からなる。
FIG. 4 is a control block diagram showing the configuration of the electronic control unit 18 in the control device, in particular, and shows an excerpt of a portion corresponding to a single proportional solenoid valve 16.
As described above, the electronic control unit 18 is connected to the operation device 19, various sensors 20, and the solenoid proportional valve 16, as well as to a voltage source 24 such as an on-board battery. The electronic control unit 18 is made up of a calculation processing unit 25, a load drive circuit 26, a load drive voltage switching circuit 36, a voltage conversion circuit 37, and a load current detection circuit 27.

電子制御ユニット18内の全体的な処理の流れは、以下の通りである。演算処理部25では、操作装置19からの操作情報O_in及び各種センサ20からのセンサ情報S_inに基づき算出した電磁比例弁16の目標電流指令値CInと、負荷電流検出回路27から入力される電磁比例弁16の通電電流と相関する電圧値(後述する負荷電流平均値ADn)との偏差CIn-ADnに基づき、PWM信号PWM_cを生成して負荷駆動回路26に出力する。電圧変換回路37では、電圧源24から供給される電圧V1をより高い電圧V2に昇圧する。以下の説明では、電圧V1を通常処理時電圧と称し、電圧V2を高速処理時電圧と称する。 The overall processing flow within the electronic control unit 18 is as follows. The calculation processing unit 25 generates a PWM signal PWM_c based on the deviation CIn-ADn between the target current command value CIn of the solenoid proportional valve 16 calculated based on the operation information O_in from the operation device 19 and the sensor information S_in from the various sensors 20 and a voltage value (load current average value ADn described later) correlated with the current flowing through the solenoid proportional valve 16 input from the load current detection circuit 27, and outputs the PWM signal PWM_c to the load drive circuit 26. The voltage conversion circuit 37 boosts the voltage V1 supplied from the voltage source 24 to a higher voltage V2. In the following description, the voltage V1 is referred to as the normal processing voltage, and the voltage V2 is referred to as the high-speed processing voltage.

通常処理時電圧V1及び高速処理時電圧V2は負荷駆動電圧切換回路36に入力され、負荷駆動電圧切換回路36では、それらの何れかを負荷駆動電圧Vpwmとして設定して負荷駆動回路26に出力する。負荷駆動回路26では、負荷駆動電圧VpwmによりPWM信号PWM_cを昇圧し、これにより生成した負荷駆動信号PWMを電磁比例弁16に供給して開度調整する。 The normal processing voltage V1 and the high-speed processing voltage V2 are input to the load drive voltage switching circuit 36, which sets one of them as the load drive voltage Vpwm and outputs it to the load drive circuit 26. The load drive circuit 26 boosts the PWM signal PWM_c using the load drive voltage Vpwm, and supplies the generated load drive signal PWM to the solenoid proportional valve 16 to adjust the opening.

以上の電子制御ユニット18内で実行される処理について詳述する。まず、操作情報O_in及びセンサ情報S_inは演算処理部25の目標電流指令値算出部29に入力され、これらの情報に基づき、目標電流指令値算出部29は目標電流指令値CInを算出して電流値比較部30に出力する。例えばブーム6の操作に関しては、操作情報O_inの1つである図示しないブームレバーからの操作量に基づき、ブームシリンダ6aの電磁比例弁16に対する目標電流指令値CInが算出される。 The above processing executed within the electronic control unit 18 will now be described in detail. First, the operation information O_in and the sensor information S_in are input to a target current command value calculation unit 29 of the arithmetic processing unit 25, and based on this information, the target current command value calculation unit 29 calculates a target current command value CIn and outputs it to a current value comparison unit 30. For example, with regard to the operation of the boom 6, a target current command value CIn for the solenoid proportional valve 16 of the boom cylinder 6a is calculated based on the amount of operation from the boom lever (not shown), which is one piece of operation information O_in.

一方、電磁比例弁16のソレノイド16aに流れる電流が負荷電流値Ifbとして負荷電流検出回路27により検出され、負荷電流検出回路27は、負荷電流値Ifbを演算処理部25が取得可能な電圧信号Vfbに変換して演算処理部25の負荷電流取得部31に出力する。負荷電流取得部31は、電圧信号Vfbを演算処理部25が処理可能なディジタル信号Vfb_Dに変換して、負荷電流平均値算出部32に出力する。負荷電流平均値算出部32は、ディジタル信号Vfb_DをPWM信号PWM_cのキャリア周波数の1周期分で平均化して負荷電流平均値ADn(本発明の負荷電流値に相当)を算出し、フィードバック情報として電流値比較部30及びデューティ比算出部33に出力する。 Meanwhile, the current flowing through the solenoid 16a of the electromagnetic proportional valve 16 is detected as a load current value Ifb by the load current detection circuit 27, which converts the load current value Ifb into a voltage signal Vfb that can be acquired by the calculation processing unit 25 and outputs it to the load current acquisition unit 31 of the calculation processing unit 25. The load current acquisition unit 31 converts the voltage signal Vfb into a digital signal Vfb_D that can be processed by the calculation processing unit 25 and outputs it to the load current average value calculation unit 32. The load current average value calculation unit 32 averages the digital signal Vfb_D over one period of the carrier frequency of the PWM signal PWM_c to calculate the load current average value ADn (corresponding to the load current value of the present invention), and outputs it to the current value comparison unit 30 and the duty ratio calculation unit 33 as feedback information.

なお、上記した目標電流指令値算出部29による目標電流指令値CInの算出処理は、PWM信号PWM_cのキャリア周波数の1周期よりも短い周期で実行される。同様に、負荷電流平均値算出部32ではキャリア周波数の1周期分でディジタル信号Vfb_Dを平均化するため、負荷電流取得部31によるディジタル信号Vfb_Dへの変換処理についても、キャリア周波数の1周期よりも短い周期で実行される。 The calculation process of the target current command value CIn by the target current command value calculation unit 29 described above is performed in a cycle shorter than one period of the carrier frequency of the PWM signal PWM_c. Similarly, since the load current average value calculation unit 32 averages the digital signal Vfb_D over one period of the carrier frequency, the conversion process to the digital signal Vfb_D by the load current acquisition unit 31 is also performed in a cycle shorter than one period of the carrier frequency.

電流値比較部30は、目標電流指令値算出部29から入力された目標電流指令値CInと、負荷電流平均値算出部32から入力された負荷電流平均値ADnとの偏差CIn-ADnに基づき、負荷駆動電圧Vpwmとして通常処理時電圧V1または高速処理時電圧V2の何れかを選択し、選択結果を表す電流比較信号Com_iを生成してデューティ比算出部33及び負荷駆動電圧切換信号生成部38に出力する。
図5は負荷駆動電圧Vpwmを設定するために電流値比較部30により実行される負荷駆動電圧設定ルーチンを示すフローチャートであり、当該ルーチンは、例えばPWM信号PWM_cの1周期を制御インターバルとして実行される。
The current value comparison unit 30 selects either the normal processing voltage V1 or the high-speed processing voltage V2 as the load drive voltage Vpwm based on the deviation CIn-ADn between the target current command value CIn input from the target current command value calculation unit 29 and the load current average value ADn input from the load current average value calculation unit 32, generates a current comparison signal Com_i indicative of the selection result, and outputs it to the duty ratio calculation unit 33 and the load drive voltage switching signal generation unit 38.
FIG. 5 is a flowchart showing a load drive voltage setting routine executed by the current value comparison unit 30 in order to set the load drive voltage Vpwm. This routine is executed with one period of the PWM signal PWM_c as the control interval, for example.

ルーチンが開始されると、まずステップS1で目標電流指令値CInと負荷電流平均値ADnとの偏差CIn-ADnが負荷駆動電圧切換閾値Xv未満であるか否かを判定し、Yes(肯定)のときにはステップS2に移行する。本実施形態では、目標電流指令値CInに対する所定の割合(目標電流指令値CInに対する誤差を意味し、例えば10%)を負荷駆動電圧切換閾値Xv(本発明の切換閾値に相当)とし、予め内部変数として電流値比較部30に保持されている。ステップS2では負荷駆動電圧Vpwmとして通常処理時電圧V1を選択し、続くステップS3で通常処理時電圧V1の選択を表す電流比較信号Com_iを出力した後にルーチンを終了する。また、ステップS1でNo(否定)の判定を下したときには、ステップS4に移行する。ステップS4では負荷駆動電圧Vpwmとして高速処理時電圧V2を選択し、続くステップS3で高速処理時電圧V2の選択を表す電流比較信号Com_iを出力する。 When the routine starts, first in step S1, it is determined whether the deviation CIn-ADn between the target current command value CIn and the load current average value ADn is less than the load drive voltage switching threshold value Xv, and if the result is Yes (affirmative), the process proceeds to step S2. In this embodiment, a predetermined ratio to the target current command value CIn (meaning the error to the target current command value CIn, for example, 10%) is set as the load drive voltage switching threshold value Xv (corresponding to the switching threshold value of the present invention), which is previously stored as an internal variable in the current value comparison unit 30. In step S2, the normal processing voltage V1 is selected as the load drive voltage Vpwm, and in the following step S3, a current comparison signal Com_i representing the selection of the normal processing voltage V1 is output, and then the routine ends. Also, if the determination in step S1 is No (negative), the process proceeds to step S4. In step S4, the high-speed processing voltage V2 is selected as the load drive voltage Vpwm, and in the following step S3, a current comparison signal Com_i representing the selection of the high-speed processing voltage V2 is output.

ステップS1でNoの判定が下される状況(CIn-ADn≧Xv)とは、現在の負荷電流平均値ADnよりもかなり大きな(Xv以上)目標電流指令値CInが設定され、この目標電流指令値CInに負荷電流平均値ADnを追従させるために、迅速な負荷駆動信号PWMの増加が要求される状況と見なせる。このような場合に負荷駆動電圧Vpwmとして高速処理時電圧V2が選択され、詳細は後述するが、負荷電流値Ifbの変化率が増大して負荷駆動信号PWMの迅速な増加が図られる。 A situation where the result of the No judgment in step S1 (CIn-ADn≧Xv) is reached is one where a target current command value CIn is set that is significantly larger (Xv or more) than the current load current average value ADn, and a rapid increase in the load drive signal PWM is required to make the load current average value ADn follow this target current command value CIn. In such a case, the high-speed processing voltage V2 is selected as the load drive voltage Vpwm, and as will be described in detail later, the rate of change of the load current value Ifb increases, resulting in a rapid increase in the load drive signal PWM.

一例を述べると、負荷駆動電圧切換閾値Xvが目標電流指令値CInの10%に定められている場合、目標電流指令値CIn=500mAのときには負荷駆動電圧切換閾値Xv=50mAとなる。このとき負荷電流平均値ADn=100mAであった場合、目標電流指令値CInと負荷電流平均値ADnとの偏差CIn-ADn=400mAとなり、負荷駆動電圧切換閾値Xv以上であることから、負荷駆動電圧Vpwmとして高速処理時電圧V2が選択される。 As an example, if the load drive voltage switching threshold Xv is set to 10% of the target current command value CIn, when the target current command value CIn = 500mA, the load drive voltage switching threshold Xv = 50mA. In this case, if the load current average value ADn = 100mA, the deviation between the target current command value CIn and the load current average value ADn is CIn-ADn = 400mA, which is greater than the load drive voltage switching threshold Xv, and the high-speed processing voltage V2 is selected as the load drive voltage Vpwm.

上記条件に基づくフィードバック制御の結果、負荷電流平均値ADnが増加してADn=490mAに達した時点では、目標電流指令値CInと負荷電流平均値ADnとの偏差CIn-ADn=10mAとなり、負荷駆動電圧切換閾値Xv未満になることから、負荷駆動電圧Vpwmとして通常処理時電圧V1が選択される。 As a result of feedback control based on the above conditions, when the load current average value ADn increases and reaches ADn = 490 mA, the deviation between the target current command value CIn and the load current average value ADn becomes CIn - ADn = 10 mA, which is less than the load drive voltage switching threshold value Xv, so the normal processing voltage V1 is selected as the load drive voltage Vpwm.

図4に戻って説明を続けると、デューティ比算出部33には、目標電流指令値算出部29からの目標電流指令値CIn、負荷電流平均値算出部32からの負荷電流平均値ADn、及び電流値比較部30からの電流比較信号Com_iが入力される。デューティ比算出部33は、これらの値CIn,ADn,Com_iに基づきPID制御等を用いて、負荷電流平均値ADnを目標電流指令値CInに一致させるためのPWM信号PWM_cのデューティ比MVnを算出する。基本的に目標電流指令値CInよりも負荷電流平均値ADnが小のときにデューティ比MVnを前回制御時よりも増加させ、逆に目標電流指令値CInよりも負荷電流平均値ADnが大のときにデューティ比MVnを前回制御時よりも減少させる。またデューティ比算出部33は、このときの増加量や減少量と偏差CIn-ADnの絶対値|CIn-ADn|との関係を規定する所定の制御ゲインGを予め内部変数として保持しており、この制御ゲインGをデューティ比MVnの算出処理に適用する。 Returning to FIG. 4, the duty ratio calculation unit 33 receives the target current command value CIn from the target current command value calculation unit 29, the load current average value ADn from the load current average value calculation unit 32, and the current comparison signal Com_i from the current value comparison unit 30. Based on these values CIn, ADn, and Com_i, the duty ratio calculation unit 33 uses PID control or the like to calculate the duty ratio MVn of the PWM signal PWM_c for matching the load current average value ADn to the target current command value CIn. Basically, when the load current average value ADn is smaller than the target current command value CIn, the duty ratio MVn is increased compared to the previous control, and conversely, when the load current average value ADn is larger than the target current command value CIn, the duty ratio MVn is decreased compared to the previous control. The duty ratio calculation unit 33 also holds a predetermined control gain G, which defines the relationship between the amount of increase or decrease at this time and the absolute value |CIn-ADn| of the deviation CIn-ADn, as an internal variable, and applies this control gain G to the calculation process of the duty ratio MVn.

デューティ比算出部33で算出されたデューティ比MVnはPWM信号生成部35に出力され、PWM信号生成部35は、デューティ比MVn及び予め設定されたキャリア周波数に対応するPWM信号PWM_cを生成して負荷駆動回路26に出力する。PWM信号PWM_cは演算処理部25の電源電圧に依存する演算処理用の低電圧のため、電磁比例弁16を駆動可能な電圧となるように負荷駆動回路26により昇圧される。そのために負荷駆動回路26はスイッチング動作して、PWM信号PWM_cを負荷駆動電圧切換回路36から供給される負荷駆動電圧Vpwmに昇圧し、負荷駆動信号PWMとして電磁比例弁16のソレノイド16aに供給する。 The duty ratio MVn calculated by the duty ratio calculation unit 33 is output to the PWM signal generation unit 35, which generates a PWM signal PWM_c corresponding to the duty ratio MVn and a preset carrier frequency and outputs it to the load drive circuit 26. Since the PWM signal PWM_c is a low voltage for calculation processing that depends on the power supply voltage of the calculation processing unit 25, it is boosted by the load drive circuit 26 to a voltage that can drive the solenoid proportional valve 16. For this reason, the load drive circuit 26 performs a switching operation to boost the PWM signal PWM_c to the load drive voltage Vpwm supplied from the load drive voltage switching circuit 36, and supplies it to the solenoid 16a of the solenoid proportional valve 16 as the load drive signal PWM.

負荷駆動信号PWMのデューティ比MVnに応じて電磁比例弁16の開度が調整され、上記したようにコントロール弁17の受圧室に入力されるパイロット圧が変化し、コントロール弁17により切り換えられた作動油が油圧アクチュエータに供給され、油圧アクチュエータが駆動制御される。そして、このとき電磁比例弁16のソレノイド16aに流れる負荷電流値Ifbが、負荷電流検出回路27による電圧信号Vfbへの変換処理、負荷電流取得部31によるディジタル信号Vfb_Dへの変換処理、負荷電流平均値算出部32による平均化処理を経て、負荷電流平均値ADnとして電流値比較部30にフィードバックされ、再び上記した順序に従って処理が繰り返される。 The opening of the solenoid proportional valve 16 is adjusted according to the duty ratio MVn of the load drive signal PWM, the pilot pressure input to the pressure receiving chamber of the control valve 17 changes as described above, the hydraulic oil switched by the control valve 17 is supplied to the hydraulic actuator, and the hydraulic actuator is driven and controlled. Then, the load current value Ifb flowing through the solenoid 16a of the solenoid proportional valve 16 at this time is converted to a voltage signal Vfb by the load current detection circuit 27, converted to a digital signal Vfb_D by the load current acquisition unit 31, and averaged by the load current average value calculation unit 32, and is fed back to the current value comparison unit 30 as the load current average value ADn, and the process is repeated again in the above order.

一方、負荷駆動電圧切換信号生成部38は、電流値比較部30から入力された電流比較信号Com_iに基づき、負荷駆動電圧切換信号SW_vを生成して負荷駆動電圧切換回路36に出力する。電流比較信号Com_iが通常処理時電圧V1の選択を表すときには、負荷駆動電圧切換信号SW_vとして通常処理時電圧V1への切換指令を出力し、高速処理時電圧V2の選択を表すときには、高速処理時電圧V2への切換指令を出力する。 On the other hand, the load drive voltage switching signal generating unit 38 generates a load drive voltage switching signal SW_v based on the current comparison signal Com_i input from the current value comparing unit 30, and outputs it to the load drive voltage switching circuit 36. When the current comparison signal Com_i indicates the selection of the normal processing voltage V1, it outputs a switching command to the normal processing voltage V1 as the load drive voltage switching signal SW_v, and when it indicates the selection of the high-speed processing voltage V2, it outputs a switching command to the high-speed processing voltage V2.

負荷駆動電圧切換回路36は、入力された負荷駆動電圧切換信号SW_vが通常処理時電圧V1への切換指令のときには、負荷駆動電圧Vpwmとして電圧源24から供給される通常処理時電圧V1を負荷駆動回路26に出力する。また、高速処理時電圧V2への切換指令のときには、負荷駆動電圧Vpwmとして電圧変換回路37から供給される高速処理時電圧V2を負荷駆動回路26に出力する。そして、このような負荷駆動電圧Vpwmに基づき、負荷駆動回路26のスイッチング動作によりPWM信号PWM_cが昇圧され、これにより生成された負荷駆動信号PWMが供給されて電磁比例弁16が駆動される。 When the input load drive voltage switching signal SW_v is a command to switch to the normal processing voltage V1, the load drive voltage switching circuit 36 outputs the normal processing voltage V1 supplied from the voltage source 24 to the load drive circuit 26 as the load drive voltage Vpwm. When the input load drive voltage switching signal SW_v is a command to switch to the high-speed processing voltage V2, the load drive voltage switching circuit 36 outputs the high-speed processing voltage V2 supplied from the voltage conversion circuit 37 as the load drive voltage Vpwm to the load drive circuit 26. Then, based on this load drive voltage Vpwm, the PWM signal PWM_c is boosted by the switching operation of the load drive circuit 26, and the generated load drive signal PWM is supplied to drive the solenoid proportional valve 16.

次いで、以上のように構成された電磁比例弁16の制御装置の制御状況を図6のタイムチャートに基づき説明する。同図は、目標電流指令値CInがCI1からCI2に増加したときの制御状態を示しており、例えば、ブームレバーが所定の操作量に保持されてブーム6の傾動角度が上げ方向または下げ方向にほぼ一定速度で変化している状況(CIn=CI1)から、ブーム6の傾動速度を速めるべくブームレバーの操作量が増加し(CIn=CI2)、その後に増加後の操作量に保たれた場合に発生する制御状況である。 Next, the control state of the control device of the solenoid proportional valve 16 configured as described above will be explained based on the time chart of Figure 6. The figure shows the control state when the target current command value CIn increases from CI1 to CI2, and is the control state that occurs when, for example, the boom lever is held at a predetermined operation amount and the tilt angle of the boom 6 changes in the upward or downward direction at a substantially constant speed (CIn = CI1), and then the operation amount of the boom lever is increased (CIn = CI2) to increase the tilt speed of the boom 6, and then the increased operation amount is maintained.

まず期間t1では、目標電流指令値CInとしてほぼ一定値CI1が設定され、この目標電流指令値CI1の近傍に負荷電流平均値ADnが保たれている。このときの制御状態は、上記ブーム操作の例では、ブームレバーの操作量に対応する速度でブーム6の傾動角度が変化している状況に相当する。このときの偏差CIn-ADnはほぼ0、即ち、負荷駆動電圧切換閾値Xv未満であることから、図5のステップS1でYesの判定が下され、負荷駆動電圧Vpwmとして通常処理時電圧V1が選択されている。 First, in period t1, a substantially constant value CI1 is set as the target current command value CIn, and the load current average value ADn is maintained near this target current command value CI1. In the above boom operation example, the control state at this time corresponds to a situation in which the tilt angle of the boom 6 is changing at a speed corresponding to the amount of operation of the boom lever. Since the deviation CIn-ADn at this time is substantially 0, that is, less than the load drive voltage switching threshold value Xv, a Yes determination is made in step S1 of Figure 5, and the normal processing voltage V1 is selected as the load drive voltage Vpwm.

通常処理時電圧V1に基づく相対的に低電圧の負荷駆動信号PWMが、所定の制御ゲインGの適用により目標電流指令値CInと負荷電流平均値ADnとの偏差CIn-ADnから求められたデューティ比MVnに基づき生成される。このときの電磁比例弁16のソレノイド16aに流れる負荷電流値Ifbは、ソレノイド16aに備えられているコイルの影響により、負荷駆動信号PWMのON・OFFに対して遅れをもって追従する。即ち、負荷電流値Ifbは、図6中に示すように負荷駆動信号PWMがONすると所定の変化率で増加し、OFFすると所定の変化率で低下し、その1周期分の平均値として負荷電流平均値ADnが算出される。従って、デューティ比MVnに応じて1周期における負荷電流値Ifbの増加区間と低下区間との比、ひいては1周期中の負荷電流値Ifbの増減方向が定まる。 A relatively low-voltage load drive signal PWM based on the normal processing voltage V1 is generated based on a duty ratio MVn calculated from the deviation CIn-ADn between the target current command value CIn and the load current average value ADn by applying a predetermined control gain G. At this time, the load current value Ifb flowing through the solenoid 16a of the solenoid proportional valve 16 follows the ON/OFF of the load drive signal PWM with a delay due to the influence of the coil provided in the solenoid 16a. That is, as shown in FIG. 6, when the load drive signal PWM is turned ON, the load current value Ifb increases at a predetermined rate of change, and when it is turned OFF, it decreases at a predetermined rate of change, and the load current average value ADn is calculated as the average value for one cycle. Therefore, the ratio between the increasing section and the decreasing section of the load current value Ifb in one cycle, and thus the direction of increase/decrease of the load current value Ifb in one cycle, is determined according to the duty ratio MVn.

そして、負荷電流値Ifbの変化状況には、デューティ比MVnのみならず負荷駆動信号PWMの電圧も影響を及ぼす。即ち、通常処理時電圧V1に基づく低電圧の負荷駆動信号PWMが電磁比例弁16に供給された場合には、負荷電流値Ifbが緩やかに増減し、換言すると、小さな変化率をもって負荷電流値Ifbが増加及び低下する。一方、高速処理時電圧V2に基づく高電圧の負荷駆動信号PWMが電磁比例弁16に供給されると、図6に示すように、負荷電流値Ifbの低下側の変化率は通常処理時電圧V1の場合と同一であるものの、増加側の変化率は通常処理時電圧V1の場合よりも大きくなる。 The change in the load current value Ifb is influenced not only by the duty ratio MVn but also by the voltage of the load drive signal PWM. That is, when a low-voltage load drive signal PWM based on the normal processing voltage V1 is supplied to the solenoid proportional valve 16, the load current value Ifb increases and decreases gently, in other words, the load current value Ifb increases and decreases with a small rate of change. On the other hand, when a high-voltage load drive signal PWM based on the high-speed processing voltage V2 is supplied to the solenoid proportional valve 16, as shown in FIG. 6, the rate of change of the load current value Ifb on the decreasing side is the same as in the case of the normal processing voltage V1, but the rate of change on the increasing side is greater than in the case of the normal processing voltage V1.

目標電流指令値CInがCI1からCI2へとステップ的に増加すると、期間t1から期間t2に移行し、このときの制御状態は、上記ブーム操作の例ではブームレバーの操作量を増加させた状況に相当する。図6の例では、演算処理部25の処理タイミングと一致しないタイミングでブームレバーが操作されたため、期間t2の継続中には、演算処理部25による制御状況は変化しない。 When the target current command value CIn increases stepwise from CI1 to CI2, a transition occurs from period t1 to period t2, and the control state at this time corresponds to a situation in which the amount of operation of the boom lever is increased in the boom operation example described above. In the example of FIG. 6, the boom lever is operated at a timing that does not coincide with the processing timing of the calculation processing unit 25, so the control state by the calculation processing unit 25 does not change during the duration of period t2.

演算処理部25が次回の処理タイミングに至ると期間t3に移行し、目標電流指令値CInと負荷電流平均値ADnとの偏差CIn-ADnから求められたデューティ比MVn及び所定のキャリア周波数に基づき、PWM信号PWM_cが生成される。このときの偏差CIn-ADnは負荷駆動電圧切換閾値Xvを超えることから、図5のステップS1でNoの判定が下され、負荷駆動電圧Vpwmとして高速処理時電圧V2が選択される。このため高速処理時電圧V2に基づく高電圧の負荷駆動信号PWMが生成され、電磁比例弁16に供給される。 When the calculation processing unit 25 reaches the next processing timing, the process moves to period t3, and a PWM signal PWM_c is generated based on a predetermined carrier frequency and the duty ratio MVn calculated from the deviation CIn-ADn between the target current command value CIn and the load current average value ADn. Since the deviation CIn-ADn at this time exceeds the load drive voltage switching threshold value Xv, a No judgment is made in step S1 of FIG. 5, and the high-speed processing voltage V2 is selected as the load drive voltage Vpwm. Therefore, a high-voltage load drive signal PWM based on the high-speed processing voltage V2 is generated and supplied to the solenoid proportional valve 16.

デューティ比算出部33では、偏差CIn-ADnを減少させるべく、期間t1,t2の場合に比較してデューティ比MVnが増加方向に設定されるが、加えて本実施形態では、負荷駆動信号PWMの高電圧側への切換により偏差CIn-ADnの迅速な減少が図られている。先に述べたように、高速処理時電圧V2に基づく高電圧の負荷駆動信号PWMが電磁比例弁16に供給されると、負荷電流値Ifbの増加側の変化率は通常処理時電圧V1の場合よりも大きくなる。結果として負荷電流値Ifb、ひいては負荷電流平均値ADnが目標電流指令値CInに追従して速やかに増加し、偏差CIn-ADnが迅速に減少して負荷駆動電圧切換閾値Xv未満になる。 In the duty ratio calculation unit 33, the duty ratio MVn is set to an increasing direction compared to the periods t1 and t2 in order to reduce the deviation CIn-ADn, but in addition, in this embodiment, the deviation CIn-ADn is quickly reduced by switching the load drive signal PWM to the high voltage side. As described above, when a high-voltage load drive signal PWM based on the high-speed processing voltage V2 is supplied to the solenoid proportional valve 16, the rate of change on the increasing side of the load current value Ifb becomes larger than in the case of the normal processing voltage V1. As a result, the load current value Ifb and therefore the load current average value ADn quickly increase following the target current command value CIn, and the deviation CIn-ADn quickly decreases to become less than the load drive voltage switching threshold value Xv.

従って、演算処理部25が次回の処理タイミングに至って期間t4に移行すると、図5のステップS1でのYesの判定に基づき負荷駆動電圧Vpwmとして通常処理時電圧V1が選択される。期間t3の継続中には、負荷電流値Ifb及び負荷電流平均値ADnに若干のオーバシュートが生じるが、期間t4ではデューティ比MVnの低下によりオーバシュートが抑制され、負荷電流平均値ADnは次第に目標電流指令値CInに接近して、その近傍に保たれる。それ以降は、ほぼ一定値の目標電流指令値CI2に対応する負荷駆動信号PWMのデューティ比MVnに保持されると共に、デューティ比MVnのON・OFFに応じて負荷電流値Ifbが増減しながら追従する。このときの制御状態は、上記ブーム操作の例では、増加後のブームレバーの操作量に保った状況に相当する。 Therefore, when the calculation processing unit 25 reaches the next processing timing and moves to period t4, the normal processing voltage V1 is selected as the load drive voltage Vpwm based on the judgment of Yes in step S1 of FIG. 5. During the duration of period t3, a slight overshoot occurs in the load current value Ifb and the load current average value ADn, but in period t4, the overshoot is suppressed by the decrease in the duty ratio MVn, and the load current average value ADn gradually approaches the target current command value CIn and is maintained in its vicinity. After that, the duty ratio MVn of the load drive signal PWM corresponding to the target current command value CI2 is maintained at a substantially constant value, and the load current value Ifb increases and decreases according to the ON/OFF of the duty ratio MVn. In the above boom operation example, the control state at this time corresponds to a state in which the boom lever operation amount after the increase is maintained.

以上の説明は、目標電流指令値CInの増加に応じて負荷駆動信号PWMを増加させる場合であったが、目標電流指令値CInの低下に応じて負荷駆動信号PWMを低下させる場合についても、上記と同様の処理手順が採られる。但し、この場合には偏差CIn-ADnが負側になるため、ステップS1でのYesの判定に基づき通常処理時電圧V1に相当する負荷駆動信号PWMが生成され続けて、負荷電流値Ifbが緩やかに増減するように制御される。この点は、後述する別例1~3についても同様である。 The above explanation was for the case where the load drive signal PWM is increased in response to an increase in the target current command value CIn, but the same processing procedure as above is also adopted when the load drive signal PWM is decreased in response to a decrease in the target current command value CIn. However, in this case, since the deviation CIn-ADn is on the negative side, the load drive signal PWM equivalent to the normal processing voltage V1 continues to be generated based on the Yes judgment in step S1, and the load current value Ifb is controlled to increase and decrease gradually. This is also true for the other examples 1 to 3 described below.

このように期間t3においては、例えば操作中のブームレバーの操作量が増加した場合に相当するため、ブーム6の傾動を迅速に速めることが要求される。そして、このときの制御状況は、ステップ的に増加した目標電流指令値CInに追従して負荷電流平均値ADnが急増する過渡状態にあるため、目標電流指令値CInと負荷電流平均値ADnとの偏差CIn-ADnをより迅速に負荷駆動信号PWMに反映させることが、電磁比例弁16の良好な制御応答性、ひいてはブーム6の良好な操作応答性につながる。 In this way, in period t3, for example, this corresponds to an increase in the amount of operation of the boom lever during operation, so it is required to quickly speed up the tilting of the boom 6. The control situation at this time is in a transient state in which the load current average value ADn rapidly increases following the stepped increase in the target current command value CIn, so more quickly reflecting the deviation CIn-ADn between the target current command value CIn and the load current average value ADn in the load drive signal PWM leads to good control responsiveness of the solenoid proportional valve 16, and ultimately good operational responsiveness of the boom 6.

このような状況において、本実施形態では、偏差CIn-ADnの増加に応じて負荷駆動電圧Vpwmが高電圧側に切り換えられ、電磁比例弁16に高電圧の負荷駆動信号PWMが供給されるため、負荷電流値Ifbの増加側への変化率が大きくなる。このため、負荷電流値Ifbを目標電流指令値CInに追従して速やかに増加させて偏差CIn-ADnを迅速に減少でき、結果として電磁比例弁16の制御応答性を向上できる。よって、例えば上記ブーム操作の例では、ブームレバーの操作に対応してブーム6の傾動を迅速に速めることができ、その操作応答性を向上することができる。 In this situation, in this embodiment, the load drive voltage Vpwm is switched to the high voltage side in response to an increase in the deviation CIn-ADn, and a high voltage load drive signal PWM is supplied to the solenoid proportional valve 16, so that the rate of change of the load current value Ifb to the increasing side becomes large. As a result, the load current value Ifb can be quickly increased following the target current command value CIn, and the deviation CIn-ADn can be quickly reduced, resulting in improved control responsiveness of the solenoid proportional valve 16. Therefore, for example, in the above boom operation example, the tilting of the boom 6 can be quickly accelerated in response to the operation of the boom lever, and the operational responsiveness can be improved.

また、このときの電磁比例弁16は、開度を増加させるべくソレノイドの駆動力により停止中のスプールを移動させ始める作動状況にある。スプールの慣性質量や摺動抵抗等の影響により、負荷駆動信号PWMの立上がりに対してスプールの移動開始に遅れが生じる。このような動作遅れは、コイルに入力される負荷駆動信号PWMの電圧が高められることにより軽減され、この要因も電磁比例弁16の制御応答性の向上に大きく貢献する。 At this time, the solenoid proportional valve 16 is in an operating state where it begins to move the stopped spool using the driving force of the solenoid to increase the opening. Due to the influence of the spool's inertial mass and sliding resistance, etc., there is a delay in the start of the spool's movement relative to the rising edge of the load drive signal PWM. This operational delay is reduced by increasing the voltage of the load drive signal PWM input to the coil, and this factor also contributes greatly to improving the control responsiveness of the solenoid proportional valve 16.

一方、期間t1及び期間t4においては、例えばブームレバーが所定の操作量に保持された場合に相当し、このときの制御状況は、ほぼ一定値CI1,CI2の目標電流指令値CInが設定され、その目標電流指令値CInの近傍に負荷電流平均値ADnが保たれた平衡状態にある。従って、ブーム6に良好な操作応答性は要求されず、それに伴って電磁比例弁16に良好な制御応答性が要求されない状況と見なせる。 On the other hand, in periods t1 and t4, for example, this corresponds to a case where the boom lever is held at a predetermined operation amount, and the control situation at this time is an equilibrium state in which the target current command value CIn is set to a substantially constant value CI1, CI2, and the load current average value ADn is maintained near the target current command value CIn. Therefore, good operation responsiveness is not required of the boom 6, and therefore this can be regarded as a situation in which good control responsiveness is not required of the solenoid proportional valve 16.

本実施形態では、偏差CIn-ADnの減少に応じて負荷駆動信号PWMが低電圧側に切り換えられることから、負荷電流値Ifbが増減する際の変化率が低下する。このため電磁比例弁16の制御応答性は低下するものの、元々良好な制御応答性が要求されない状況にあるため弊害は発生しない。例えば上記ブーム操作の例では、オペレータはブームレバーをほぼ一定の操作量に保持しているため、操作応答性が悪化している印象を受けることはない。 In this embodiment, the load drive signal PWM is switched to the low voltage side in response to a decrease in the deviation CIn-ADn, so the rate of change when the load current value Ifb increases or decreases decreases. This reduces the control responsiveness of the solenoid proportional valve 16, but no adverse effects occur because good control responsiveness is not required in the first place. For example, in the boom operation example above, the operator does not get the impression that the operation responsiveness has deteriorated because the boom lever is held at a nearly constant operating amount.

そして、このように電磁比例弁16に制御応答性が要求されない状況では、負荷駆動電圧Vpwmを低電圧側に切り換えている。このため、例えば制御応答性の観点から常に高電圧側の負荷駆動電圧Vpwmを選択した場合に比較して、電圧源24の電力消費を低減することができる。加えて、負荷駆動回路26は、PWM信号PWM_cに同期したスイッチング動作により発熱するが、低電圧側への負荷駆動電圧Vpwmの切換により発熱量を低減できるため、制御装置の信頼性を向上することができる。 In this manner, in a situation where control responsiveness is not required of the solenoid proportional valve 16, the load drive voltage Vpwm is switched to the low voltage side. This makes it possible to reduce the power consumption of the voltage source 24 compared to, for example, a case in which the high voltage side load drive voltage Vpwm is always selected from the viewpoint of control responsiveness. In addition, the load drive circuit 26 generates heat due to switching operations synchronized with the PWM signal PWM_c, but by switching the load drive voltage Vpwm to the low voltage side, the amount of heat generated can be reduced, improving the reliability of the control device.

以上のように本実施形態の電磁比例弁16の制御装置によれば、電磁比例弁16の制御応答性が要求される状況では、負荷駆動信号PWMを生成する際の負荷駆動電圧Vpwmとして高速処理時電圧V2を選択し、一方、電磁比例弁16の制御応答性が要求されない状況では、負荷駆動電圧Vpwmとして通常処理時電圧V1を選択している。このため電磁比例弁16の制御応答性の向上と、電圧源24の電力消費の低減及び負荷駆動回路26の発熱量の低減という相反する2つの要求を共に達成することができる。 As described above, according to the control device for the electromagnetic proportional valve 16 of this embodiment, in a situation where the control response of the electromagnetic proportional valve 16 is required, the high-speed processing voltage V2 is selected as the load drive voltage Vpwm when generating the load drive signal PWM, while in a situation where the control response of the electromagnetic proportional valve 16 is not required, the normal processing voltage V1 is selected as the load drive voltage Vpwm. This makes it possible to achieve both of the two conflicting requirements of improving the control response of the electromagnetic proportional valve 16 and reducing the power consumption of the voltage source 24 and the heat generation of the load drive circuit 26.

そして、以上の作用効果は、目標電流指令値CInと負荷電流平均値ADnとの偏差CIn-ADnを負荷駆動電圧切換閾値Xvと比較し、その比較結果に応じて、負荷駆動信号PWMを生成する際の負荷駆動電圧Vpwmを切り換えるだけの簡単な処理により実現できる。即ち、本発明と同様に制御応答性の向上を目的とした特許文献1の技術では、燃料インジェクタを迅速に開弁させるべく電流制御に関するプロファイルを予め設定している。 The above-mentioned effects can be achieved by a simple process of comparing the deviation CIn-ADn between the target current command value CIn and the load current average value ADn with the load drive voltage switching threshold value Xv, and switching the load drive voltage Vpwm when generating the load drive signal PWM according to the comparison result. That is, in the technology of Patent Document 1, which aims to improve control responsiveness like the present invention, a profile related to current control is preset to quickly open the fuel injector.

これを本実施形態の電磁比例弁16に置き換えると、オペレータによる操作情報O_in、センサ情報S_in、負荷電流値Ifbのフィードバック情報等の多種多様のパラメータを反映して、電磁比例弁16の電流制御に関するプロファイルを設定する必要が生じる。しかしながら、現実的には困難であり、仮に実現できたとしてもプロファイルの設定に多大な手間を要して製造コストを高騰させる要因になってしまう。本実施形態によれば、このような事前のプロファイルの設定が不要になることから、結果として電磁比例弁16の制御装置の製造コストを低減することができる。 If this is replaced with the electromagnetic proportional valve 16 of this embodiment, it becomes necessary to set a profile for current control of the electromagnetic proportional valve 16, reflecting a wide variety of parameters such as the operation information O_in by the operator, the sensor information S_in, and feedback information of the load current value Ifb. However, this is difficult in reality, and even if it could be realized, it would require a great deal of effort to set the profile, which would result in an increase in manufacturing costs. According to this embodiment, such advance profile setting is no longer necessary, and as a result, the manufacturing costs of the control device for the electromagnetic proportional valve 16 can be reduced.

一方、本実施形態では、負荷駆動回路26に供給される負荷駆動電圧Vpwmを通常処理時電圧V1と高速処理時電圧V2との間で切換可能とし、目標電流指令値CInと負荷電流平均値ADnとの偏差CIn-ADnを負荷駆動電圧切換閾値Xvと比較した結果に応じて、何れかを負荷駆動電圧Vpwmとして選択している。 In contrast, in this embodiment, the load drive voltage Vpwm supplied to the load drive circuit 26 can be switched between a normal processing voltage V1 and a high-speed processing voltage V2, and one of them is selected as the load drive voltage Vpwm depending on the result of comparing the deviation CIn-ADn between the target current command value CIn and the load current average value ADn with the load drive voltage switching threshold value Xv.

このため、単一の負荷駆動電圧Vpwmを適用する従来からの制御装置の構成に対して、僅かに仕様を変更するだけで本実施形態の制御装置を実施できる。詳しくは、電圧源24からの電圧V1を電圧V2に昇圧する電圧変換回路37、及び電圧V1,V2を切り換える負荷駆動電圧切換回路36を追加すると共に、偏差CIn-ADnと負荷駆動電圧切換閾値Xvとの比較結果に応じて負荷駆動電圧Vpwmを選択する簡単な演算処理(電流値比較部30、負荷駆動電圧切換信号生成部38に相当))を追加するだけで実施でき、これにより上記した種々の作用効果を達成することができる。 For this reason, the control device of this embodiment can be implemented by only slightly modifying the specifications of the conventional control device that applies a single load drive voltage Vpwm. In detail, the control device can be implemented by simply adding a voltage conversion circuit 37 that boosts the voltage V1 from the voltage source 24 to voltage V2, and a load drive voltage switching circuit 36 that switches between voltages V1 and V2, as well as adding a simple calculation process (corresponding to the current value comparison unit 30 and the load drive voltage switching signal generation unit 38) that selects the load drive voltage Vpwm depending on the result of comparing the deviation CIn-ADn with the load drive voltage switching threshold value Xv, thereby achieving the various effects described above.

ところで上記実施形態では、負荷駆動信号PWMを生成する際の負荷駆動電圧Vpwmを通常処理時電圧V1と高速処理時電圧V2との2段階に切り換えたが、これに限るものではない。負荷駆動電圧Vpwmを多段階に切り換えてもよく、以下に3段階で切り換える実施形態を別例1として説明する。なお、この別例1及び後述する別例2,3では、実施形態と重複する説明を省略して相違点を重点的に述べるものとする。 In the above embodiment, the load drive voltage Vpwm when generating the load drive signal PWM is switched between two stages: a normal processing voltage V1 and a high-speed processing voltage V2, but this is not limited to this. The load drive voltage Vpwm may be switched in multiple stages, and an embodiment in which it is switched in three stages will be described below as Alternative Example 1. Note that in Alternative Example 1 and Alternative Examples 2 and 3 described below, explanations that overlap with the embodiment will be omitted and differences will be described in detail.

[別例1]
図7に示すように、この別例1では、電圧変換回路37に加えて第2電圧変換回路41を備えている。第2電圧変換回路41は、電圧源24から供給される電圧V1を、電圧変換回路37により昇圧される高速処理時電圧V2よりも高い第2高速処理時電圧V3に昇圧して負荷駆動電圧切換回路36に出力する。結果として、この別例1では負荷駆動電圧Vpwmが3段階に切り換えられ、そのために電流値比較部30、負荷駆動電圧切換信号生成部38、負荷駆動電圧切換回路36の処理内容も実施形態と相違している。
[Modification 1]
7, this modification 1 includes a second voltage conversion circuit 41 in addition to the voltage conversion circuit 37. The second voltage conversion circuit 41 boosts the voltage V1 supplied from the voltage source 24 to a second high-speed processing voltage V3 higher than the high-speed processing voltage V2 boosted by the voltage conversion circuit 37, and outputs the second high-speed processing voltage V3 to the load drive voltage switching circuit 36. As a result, in this modification 1, the load drive voltage Vpwm is switched between three levels, and therefore the processing contents of the current value comparison unit 30, the load drive voltage switching signal generation unit 38, and the load drive voltage switching circuit 36 also differ from those of the embodiment.

電流値比較部30は、第1負荷駆動電圧切換閾値Xv1及び第2負荷駆動電圧切換閾値Xv2を内部変数として保持している。実施形態で述べた負荷駆動電圧切換閾値Xvが第2負荷駆動電圧切換閾値Xv2に相当し、第1負荷駆動電圧切換閾値Xv1はより大きな値に設定されている。 The current value comparison unit 30 holds the first load drive voltage switching threshold Xv1 and the second load drive voltage switching threshold Xv2 as internal variables. The load drive voltage switching threshold Xv described in the embodiment corresponds to the second load drive voltage switching threshold Xv2, and the first load drive voltage switching threshold Xv1 is set to a larger value.

電流値比較部30は、図8に示す負荷駆動電圧設定ルーチンを実行し、まずステップS11で目標電流指令値CInと負荷電流平均値ADnとの偏差CIn-ADnが第1負荷駆動電圧切換閾値Xv1未満であるか否かを判定する。判定がYesのときにはステップS12に移行し、偏差CIn-ADnが第2負荷駆動電圧切換閾値Xv2未満であるか否かを判定する。判定がYesのときには、ステップS13で負荷駆動電圧Vpwmとして通常処理時電圧V1を選択し、続くステップS3で通常処理時電圧V1の選択を表す電流比較信号Com_iを出力した後にルーチンを終了する。 The current value comparison unit 30 executes the load drive voltage setting routine shown in FIG. 8, and first in step S11, it determines whether the deviation CIn-ADn between the target current command value CIn and the load current average value ADn is less than the first load drive voltage switching threshold value Xv1. If the determination is Yes, it proceeds to step S12, where it determines whether the deviation CIn-ADn is less than the second load drive voltage switching threshold value Xv2. If the determination is Yes, in step S13, it selects the normal processing voltage V1 as the load drive voltage Vpwm, and in the subsequent step S3, it outputs a current comparison signal Com_i indicating the selection of the normal processing voltage V1, and then ends the routine.

また、ステップS12でNoの判定を下したときには、ステップS15で負荷駆動電圧Vpwmとして高速処理時電圧V2を選択してステップS14に移行する。また、ステップS11でNoの判定を下したときには、ステップS16で負荷駆動電圧Vpwmとして第2高速処理時電圧V3を選択してステップS14に移行する。 If the result of the determination in step S12 is No, the high-speed processing voltage V2 is selected as the load drive voltage Vpwm in step S15, and the process proceeds to step S14. If the result of the determination in step S11 is No, the second high-speed processing voltage V3 is selected as the load drive voltage Vpwm in step S16, and the process proceeds to step S14.

一例を述べると、第1負荷駆動電圧切換閾値Xv1が目標電流指令値CInの20%に定められ、第2負荷駆動電圧切換閾値Xv2が目標電流指令値CInの10%に定められている場合、目標電流指令値CIn=500mAのときには、第1負荷駆動電圧切換閾値Xv1=100mA、第2負荷駆動電圧切換閾値Xv2=50mAとなる。このとき負荷電流平均値ADn=100mAであった場合、目標電流指令値CInと負荷電流平均値ADnとの偏差CIn-ADn=400mAとなり、偏差CIn-ADnが第1負荷駆動電圧切換閾値Xv1以上であることから、負荷駆動電圧Vpwmとして第2高速処理時電圧V3が選択される。 As an example, if the first load drive voltage switching threshold Xv1 is set to 20% of the target current command value CIn and the second load drive voltage switching threshold Xv2 is set to 10% of the target current command value CIn, when the target current command value CIn = 500mA, the first load drive voltage switching threshold Xv1 = 100mA and the second load drive voltage switching threshold Xv2 = 50mA. In this case, if the load current average value ADn = 100mA, the deviation between the target current command value CIn and the load current average value ADn is CIn-ADn = 400mA, and since the deviation CIn-ADn is equal to or greater than the first load drive voltage switching threshold Xv1, the second high-speed processing voltage V3 is selected as the load drive voltage Vpwm.

上記条件に基づくフィードバック制御の結果、負荷電流平均値ADnが増加してADn=420mAに達した時点では、目標電流指令値CInと負荷電流平均値ADnとの偏差CIn-ADn=80mAとなり、偏差CIn-ADnが第1負荷駆動電圧切換閾値Xv1未満で、且つ第2負荷駆動電圧切換閾値Xv2以上になることから、負荷駆動電圧Vpwmとして高速処理時電圧V2が選択される。 As a result of feedback control based on the above conditions, when the load current average value ADn increases and reaches ADn = 420 mA, the deviation between the target current command value CIn and the load current average value ADn becomes CIn-ADn = 80 mA, and the deviation CIn-ADn is less than the first load drive voltage switching threshold value Xv1 and greater than or equal to the second load drive voltage switching threshold value Xv2, so the high-speed processing voltage V2 is selected as the load drive voltage Vpwm.

さらに、上記条件に基づくフィードバック制御の結果、負荷電流平均値ADnが増加してADn=490mAに達した時点では、目標電流指令値CInと負荷電流平均値ADnとの偏差CIn-ADn=10mAとなり、偏差CIn-ADnが第2負荷駆動電圧切換閾値Xv2未満になることから、負荷駆動電圧Vpwmとして通常処理時電圧V1が選択される。 Furthermore, as a result of feedback control based on the above conditions, when the load current average value ADn increases and reaches ADn = 490 mA, the deviation CIn-ADn = 10 mA between the target current command value CIn and the load current average value ADn, and the deviation CIn-ADn is less than the second load drive voltage switching threshold value Xv2, so the normal processing voltage V1 is selected as the load drive voltage Vpwm.

そして電流値比較部30は、このようにして選択した負荷駆動電圧Vpwmを表す電流比較信号Com_iを負荷駆動電圧切換信号生成部38に出力し、負荷駆動電圧切換信号生成部38は、電流比較信号Com_iに基づき負荷駆動電圧切換信号SW_vを生成して負荷駆動電圧切換回路36に出力する。従って、負荷駆動電圧切換信号SW_vに対応する負荷駆動電圧Vpwmが負荷駆動回路26に入力され、負荷駆動回路26のスイッチング動作によりPWM信号PWM_cが昇圧され、これにより生成された負荷駆動信号PWMが供給されて電磁比例弁16が駆動される。 The current value comparison unit 30 then outputs a current comparison signal Com_i representing the load drive voltage Vpwm selected in this manner to the load drive voltage switching signal generation unit 38, which generates a load drive voltage switching signal SW_v based on the current comparison signal Com_i and outputs it to the load drive voltage switching circuit 36. Therefore, the load drive voltage Vpwm corresponding to the load drive voltage switching signal SW_v is input to the load drive circuit 26, the PWM signal PWM_c is boosted by the switching operation of the load drive circuit 26, and the load drive signal PWM generated thereby is supplied to drive the solenoid proportional valve 16.

従って、例えば実施形態で図6に基づき説明したブームレバーの操作量が増加した状況においては、まず、第2高速処理時電圧V3の適用により迅速に負荷駆動信号PWMを増減させ、これにより電磁比例弁16の制御応答性を高める。そして、目標電流指令値CInと負荷電流平均値ADnとの偏差CIn-ADnがある程度減少すると、高速処理時電圧V2に切り換えて、より緩やかに負荷駆動信号PWMを増加させる。 Therefore, for example, in a situation where the amount of operation of the boom lever has increased as described in the embodiment based on FIG. 6, the second high-speed processing voltage V3 is first applied to quickly increase or decrease the load drive signal PWM, thereby improving the control responsiveness of the solenoid proportional valve 16. Then, when the deviation CIn-ADn between the target current command value CIn and the load current average value ADn has decreased to a certain extent, the high-speed processing voltage V2 is switched to, and the load drive signal PWM is increased more slowly.

オペレータがブームレバーの操作量を増加させ始めた当初には、電磁比例弁16の良好な制御応答性により迅速に油圧ショベル1の動作が変化するため、操作応答性が良好である印象を与えることができる。そして、偏差CIn-ADnの減少に伴って操作応答性への影響が少なくなると負荷駆動電圧Vpwmが低下するため、電圧源24の電力消費の低減、及び負荷駆動回路26のスイッチング動作に起因する発熱量の低減を達成できる。よって、上記実施形態に比較して、相反する2つの要求をより高次元で達成することができる。 When the operator first begins to increase the amount of operation of the boom lever, the operation of the hydraulic excavator 1 changes quickly due to the good control responsiveness of the solenoid proportional valve 16, giving the impression that the operational responsiveness is good. Then, as the impact on the operational responsiveness decreases with the decrease in the deviation CIn-ADn, the load drive voltage Vpwm decreases, so that it is possible to reduce the power consumption of the voltage source 24 and the amount of heat generated due to the switching operation of the load drive circuit 26. Therefore, compared to the above embodiment, it is possible to achieve a higher level of achievement of the two conflicting requirements.

ところで上記実施形態では、電圧源24から供給される通常処理時電圧V1に加えて、電圧変換回路37により通常処理時電圧V1を高速処理時電圧V2に昇圧して負荷駆動電圧Vpwmとして利用したが、これに限るものではない。例えば図9に示すように電圧変換回路37を省略し、その代わりに通常処理時電圧V1よりも高い高速処理時電圧V2を供給する第2電圧源51を設けてもよく、この場合でも実施形態と同様の作用効果を達成できる。無論、別例1の場合も同様である。 In the above embodiment, in addition to the normal processing voltage V1 supplied from the voltage source 24, the normal processing voltage V1 is boosted to the high-speed processing voltage V2 by the voltage conversion circuit 37 and used as the load drive voltage Vpwm, but this is not limited to this. For example, as shown in FIG. 9, the voltage conversion circuit 37 may be omitted and instead a second voltage source 51 may be provided that supplies a high-speed processing voltage V2 higher than the normal processing voltage V1. In this case, the same effect as in the embodiment can be achieved. Of course, the same applies to the alternative example 1.

また、電圧変換回路37の機能は、電圧源24からの電圧の昇圧に限るものではない。例えば、図4に示す構成において電圧源24から高速処理時電圧V2を供給し、この高速処理時電圧V2を電圧変換回路37により通常処理時電圧V1に降圧して負荷駆動電圧Vpwmとして利用してもよい。また図7に示す構成において、電圧源24から第2高速処理時電圧V3を供給し、この第2高速処理時電圧V3を電圧変換回路37により高速処理時電圧V2に降圧し、第2電圧変換回路41により通常処理時電圧V1に降圧し、それぞれ負荷駆動電圧Vpwmとして利用してもよい。 Furthermore, the function of the voltage conversion circuit 37 is not limited to boosting the voltage from the voltage source 24. For example, in the configuration shown in FIG. 4, a high-speed processing voltage V2 may be supplied from the voltage source 24, and this high-speed processing voltage V2 may be stepped down to a normal processing voltage V1 by the voltage conversion circuit 37 and used as the load drive voltage Vpwm. Also, in the configuration shown in FIG. 7, a second high-speed processing voltage V3 may be supplied from the voltage source 24, and this second high-speed processing voltage V3 may be stepped down to a high-speed processing voltage V2 by the voltage conversion circuit 37, and then stepped down to a normal processing voltage V1 by the second voltage conversion circuit 41, and used as the load drive voltage Vpwm.

また、上記実施形態及び別例1では、演算処理部25をマイクロコンピュータやFPGA(Field Programmable Gate Array)等で構成してディジタル信号で演算処理を行ったが、所期の制御を達成可能な構成であれば、これに限るものではなく、例えば演算処理部25の一部或いは全てをアナログ回路として構成してもよい。 In addition, in the above embodiment and modified example 1, the calculation processing unit 25 is configured with a microcomputer, FPGA (Field Programmable Gate Array), etc., and performs calculation processing with digital signals, but this is not limited to this as long as the configuration can achieve the desired control. For example, part or all of the calculation processing unit 25 may be configured as an analog circuit.

また、上記実施形態及び別例1では、目標電流指令値CInに対する所定の割合として負荷駆動電圧切換閾値Xvを設定したが、これに限るものではない。例えば、電磁比例弁16に供給される作動油の圧力や粘度に応じて、負荷駆動電圧切換閾値Xvを切り換えてもよい。作動油の圧力が上昇すれば、高圧の作動油に妨げられて電磁比例弁16のスプールが移動し難くなり、寒冷地等で作動油の粘度が増加した場合も、同じく高粘度の作動油に妨げられて電磁比例弁16のスプールが移動し難くなるため、何れの場合も制御応答性が低下する。 In the above embodiment and modified example 1, the load drive voltage switching threshold Xv is set as a predetermined ratio to the target current command value CIn, but this is not limited to this. For example, the load drive voltage switching threshold Xv may be switched depending on the pressure and viscosity of the hydraulic oil supplied to the solenoid proportional valve 16. If the pressure of the hydraulic oil increases, the spool of the solenoid proportional valve 16 becomes difficult to move due to the high pressure hydraulic oil, and if the viscosity of the hydraulic oil increases in cold regions, the spool of the solenoid proportional valve 16 also becomes difficult to move due to the high viscosity hydraulic oil, so in either case, the control responsiveness decreases.

そこで、各種センサ20により検出された作動油の圧力及び粘度の何れかが予め設定された閾値以上の場合には、負荷駆動電圧切換判定値Xvを低下させて強制的に負荷駆動電圧Vpwmを高速処理時電圧V2に切り換えてもよい。これにより作動油に関する条件が悪化した状況であっても、所期の電磁比例弁16の応答性を確保することができる。 Therefore, if either the pressure or viscosity of the hydraulic oil detected by the various sensors 20 is equal to or greater than a preset threshold, the load drive voltage switching determination value Xv may be lowered to forcibly switch the load drive voltage Vpwm to the high-speed processing voltage V2. This ensures the desired responsiveness of the solenoid proportional valve 16 even in situations where the hydraulic oil conditions have deteriorated.

一方、上記実施形態及び別例1では、偏差CIn-ADnに応じて負荷駆動電圧Vpwmを通常処理時電圧V1と高速処理時電圧V2とで切り換えたが、加えてデューティ比を算出する際の制御ゲインGを切り換えてもよい。その目的は電磁比例弁16の制御応答性のさらなる向上にあり、図4に示す実施形態の構成をベースとし、以下に別例2として説明する。 In the above embodiment and Alternative Example 1, the load drive voltage Vpwm is switched between the normal processing voltage V1 and the high-speed processing voltage V2 in accordance with the deviation CIn-ADn, but the control gain G when calculating the duty ratio may also be switched. The purpose of this is to further improve the control responsiveness of the solenoid proportional valve 16, and will be described below as Alternative Example 2 based on the configuration of the embodiment shown in FIG. 4.

[別例2]
電流値比較部30は、図10に示す負荷駆動電圧設定ルーチンを実行する。実施形態で述べた図5のルーチンに対してステップS21,22の処理が追加されており、ステップS4で負荷駆動電圧Vpwmとして高速処理時電圧V2を選択すると、ステップS21に移行する。ステップS21では、通常処理時電圧V1から高速処理時電圧V2への切換から所定時間内であるか否か、換言すると、偏差CIn-ADn≧Xvに基づき負荷駆動信号PWMの迅速な増加が要求される状況に至ってから所定時間内であるか否かを判定する。判定がNoのときには実施形態と同じくステップS3に移行し、高速処理時電圧V2の選択を表す電流比較信号Com_iを出力する。また、ステップS21の判定がYesのときにはステップS22で予め設定された補正量に基づく制御ゲインGの増加補正を決定し、ステップS3では、ゲインGの増加補正を含めた電流比較信号Com_iを出力する。
[Modification 2]
The current value comparison unit 30 executes a load drive voltage setting routine shown in Fig. 10. Steps S21 and S22 are added to the routine of Fig. 5 described in the embodiment, and when the high-speed processing voltage V2 is selected as the load drive voltage Vpwm in step S4, the process proceeds to step S21. In step S21, it is determined whether or not a predetermined time has elapsed since the normal processing voltage V1 was switched to the high-speed processing voltage V2, in other words, whether or not a predetermined time has elapsed since a situation in which a rapid increase in the load drive signal PWM is required based on the deviation CIn-ADn ≥ Xv has occurred. If the determination is No, the process proceeds to step S3 as in the embodiment, and a current comparison signal Com_i representing the selection of the high-speed processing voltage V2 is output. If the determination in step S21 is Yes, an increase correction of the control gain G based on a preset correction amount is determined in step S22, and the current comparison signal Com_i including the increase correction of the gain G is output in step S3.

実施形態と同じく、電流比較信号Com_iに基づき負荷駆動電圧Vpwmが切り換えられる一方、電流比較信号Com_iが入力されたデューティ比算出部33では、ゲインGの増加補正を受けて、予め設定された補正量により制御ゲインGを増加補正してデューティ比の算出処理に適用する。これにより、目標電流指令値CInと負荷電流平均値ADnとの偏差CIn-ADnの絶対値|CIn-ADn|が同一であっても、前回制御時に比較してより大きなデューティ比MVnが算出される。従って、上記ブーム操作の例では、ブームレバーの操作量を増加させ始めた当初(所定時間内)において電磁比例弁16の制御応答性が一層向上することから、オペレータにより操作応答性が良好な印象を与えることができる。 As in the embodiment, the load drive voltage Vpwm is switched based on the current comparison signal Com_i, while the duty ratio calculation unit 33 to which the current comparison signal Com_i is input receives an increase correction of the gain G, increases the control gain G by a preset correction amount, and applies it to the calculation process of the duty ratio. As a result, even if the absolute value |CIn-ADn| of the deviation CIn-ADn between the target current command value CIn and the load current average value ADn is the same, a larger duty ratio MVn is calculated compared to the previous control. Therefore, in the above boom operation example, the control responsiveness of the solenoid proportional valve 16 is further improved at the beginning (within a specified time) when the operation amount of the boom lever starts to be increased, so that the operator can get the impression that the operation responsiveness is good.

なお、この別例2では、所定時間が経過するまで制御ゲインGを増加補正したが、これに限るものではない。例えば所定時間の代わりに、偏差CIn-ADn=0になるまで制御ゲインGの増加補正を継続してもよいし、制御ゲインGを増加補正する代わりに、所定時間に亘ってデューティ比を100%に保ってもよい。また、制御ゲインGを増加補正と組み合わせて、所定時間に亘ってデューティ比を100%に保ってもよい。 In this second example, the control gain G is increased until a predetermined time has elapsed, but this is not limiting. For example, instead of a predetermined time, the control gain G may be increased until the deviation CIn-ADn=0, or instead of increasing the control gain G, the duty ratio may be maintained at 100% for a predetermined time. Also, the duty ratio may be maintained at 100% for a predetermined time by combining the increase in the control gain G with the increase in the control gain G.

ところで上記実施形態及び別例1,2では、負荷駆動信号PWMを生成する際の負荷駆動電圧Vpwmを切り換えることで種々の作用効果を達成したが、負荷駆動電圧Vpwmを切り換える機能は、油圧システムに異常が発生した場合(以下、単にシステム異常と称する場合もある)にも応用できる。以下、この発想を上記実施形態の油圧ショベル1に適用した場合を別例3として説明する。 In the above embodiment and variants 1 and 2, various effects are achieved by switching the load drive voltage Vpwm when generating the load drive signal PWM, but the function of switching the load drive voltage Vpwm can also be applied when an abnormality occurs in the hydraulic system (hereinafter, sometimes simply referred to as a system abnormality). Below, a case where this idea is applied to the hydraulic excavator 1 of the above embodiment will be described as variant 3.

[別例3]
この別例3は、以下の知見に基づくものである。油圧システムに何らかの異常が発生した場合、操作装置19への操作量に対応する正確な操作対象の動作が望めなくなる。しかし、このような双方の乖離は、負荷駆動電圧Vpwmの高電圧化により電磁比例弁16の制御応答性を向上すれば縮小方向に変化する。電磁比例弁16の制御応答性が向上すると、電磁比例弁16からのパイロット圧の入力に応じて切り換えられるコントロール弁17の制御応答性も向上する。そして、コントロール弁17の切換に応じて油圧アクチュエータに作動油が供給されることから、油圧アクチュエータの制御応答性も向上するためである。
[Modification 3]
This modification 3 is based on the following knowledge. When some abnormality occurs in the hydraulic system, it is not possible to expect an accurate operation of the operation target corresponding to the operation amount to the operating device 19. However, this kind of discrepancy between the two can be reduced by improving the control response of the solenoid proportional valve 16 by increasing the load drive voltage Vpwm. When the control response of the solenoid proportional valve 16 is improved, the control response of the control valve 17, which is switched in response to the input of pilot pressure from the solenoid proportional valve 16, is also improved. This is because the hydraulic actuator is supplied with hydraulic oil in response to the switching of the control valve 17, and therefore the control response of the hydraulic actuator is also improved.

このような知見に基づき、別例3では図11のルーチンが実行される。図5に示す実施形態のルーチンに比較してステップS0の処理が追加されており、このステップS0の処理は、図3に示す異常判定部61により実行される。異常判定部61は、ステップS0で油圧システムの異常の有無を判定する。 Based on this knowledge, the routine of FIG. 11 is executed in the modified example 3. Compared to the routine of the embodiment shown in FIG. 5, the processing of step S0 is added, and this processing of step S0 is executed by the abnormality determination unit 61 shown in FIG. 3. The abnormality determination unit 61 determines the presence or absence of an abnormality in the hydraulic system in step S0.

システム異常としては、作業フロント5のバケット8の爪先に生じるハンチングを挙げることができる。バケットシリンダ8aに供給される作動油の圧力は種々の要因により変動しており、ハンチングとは、このときの圧力変動がバケット8の固有振動数と一致してバケット8の爪先を微小振動させる現象である。 An example of a system abnormality is hunting that occurs at the tip of the bucket 8 on the work front 5. The pressure of the hydraulic oil supplied to the bucket cylinder 8a fluctuates due to various factors, and hunting is a phenomenon in which the pressure fluctuation at this time coincides with the natural vibration frequency of the bucket 8, causing the tip of the bucket 8 to vibrate slightly.

以下、バケット8のハンチングを例示して説明を続けると、バケットシリンダ8aに供給される作動油の圧力は、例えば、バケットシリンダ8aを駆動するコントロール弁17に付設された圧力センサ20(各種センサの1つのため、以下、部材番号20を付す)により検出できる。そこで、ステップS0では、圧力センサ20により検出された圧力の変動状態に基づき判定処理を行う。詳しくは、以下の2つの要件が共に成立したときにハンチング有りの判定を下す。
1)検出した圧力の変動波形が正弦波に近似すること。
2)検出した圧力の変動周期が予めバケット8の固有振動数を中心として設定された判定領域内にあること。
To continue the explanation below by taking hunting of the bucket 8 as an example, the pressure of the hydraulic oil supplied to the bucket cylinder 8a can be detected, for example, by a pressure sensor 20 (one of various sensors, and hence hereinafter given the component number 20) attached to the control valve 17 that drives the bucket cylinder 8a. Therefore, in step S0, a determination process is performed based on the fluctuation state of the pressure detected by the pressure sensor 20. In more detail, it is determined that hunting is present when both of the following two requirements are met.
1) The waveform of the detected pressure fluctuation approximates a sine wave.
2) The fluctuation period of the detected pressure is within a judgment region that is preset with the natural frequency of the bucket 8 as the center.

これらの要件が成立せず、ハンチング無しとして図11のステップS0でNoの判定を下したときには、ステップS1に移行する。以降の処理では実施形態と同じく、偏差CIn-ADnと負荷駆動電圧切換閾値Xvとの比較に基づき負荷駆動電圧Vpwmが高速側と低速側との間で切り換えられる。
また、2つの要件が共に成立して、ハンチング有りとしてステップS0でYesの判定を下したときには、ステップS4で高速処理時電圧V2を選択する。そして、何らかの要因でハンチングが解消されない限り、ステップS0でYesの判定を下してステップS4の処理を継続する。従って、たとえ偏差CIn-ADnが負荷駆動電圧切換閾値Xv未満になったとしても、ステップS0の判定結果に基づき負荷駆動電圧Vpwmが高速側に保持される。
If these requirements are not met and hunting is not present, and the result of the determination in step S0 in Fig. 11 is No, the process proceeds to step S1. In the subsequent processing, the load drive voltage Vpwm is switched between the high-speed side and the low-speed side based on a comparison between the deviation CIn-ADn and the load drive voltage switching threshold value Xv, as in the embodiment.
If both of these conditions are met, and hunting is detected and a Yes judgment is made in step S0, the high-speed processing voltage V2 is selected in step S4. Unless hunting is eliminated for some reason, a Yes judgment is made in step S0 and the processing in step S4 is continued. Therefore, even if the deviation CIn-ADn falls below the load drive voltage switching threshold Xv, the load drive voltage Vpwm is maintained on the high-speed side based on the judgment result in step S0.

以上の処理によりバケット8のハンチング発生時には、高速処理時電圧V2への切換により電磁比例弁16の制御応答性が向上し、電磁比例弁16からのパイロット圧により切換制御されるコントロール弁17の制御応答性も向上する。そして、コントロール弁17の切換に応じて作動油を供給される油圧アクチュエータの制御応答性も向上するため、システム異常による悪影響を軽減できる。例えば上記バケット8に生じたハンチングの場合には、バケットシリンダ8aに作動油を供給するコントロール弁17の制御応答性が向上し、これによりバケットシリンダ8aの制御応答性が向上するため、ハンチングを軽減してより正常なバケット8の動作に近づけることができる。
なお、この別例3においてはシステム異常の発生時に、ステップS0の判定に基づき負荷駆動電圧Vpwmとして高速処理時電圧V2を選択したが、これに代えてステップS1の負荷駆動電圧切換閾値Xvを低下させてもよい。この場合でも高速処理時電圧V2が選択されるため、同様の作用効果を達成できる。
As a result of the above processing, when hunting of the bucket 8 occurs, the control responsiveness of the electromagnetic proportional valve 16 is improved by switching to the high speed treatment voltage V2, and the control responsiveness of the control valve 17, which is switch-controlled by the pilot pressure from the electromagnetic proportional valve 16, is also improved. Furthermore, the control responsiveness of the hydraulic actuator to which hydraulic oil is supplied in response to the switching of the control valve 17 is also improved, making it possible to reduce adverse effects due to system abnormalities. For example, in the case of hunting occurring in the bucket 8 described above, the control responsiveness of the control valve 17 that supplies hydraulic oil to the bucket cylinder 8a is improved, thereby improving the control responsiveness of the bucket cylinder 8a, so hunting can be reduced and the bucket 8 can operate more normally.
In this modification 3, when a system abnormality occurs, the high speed processing voltage V2 is selected as the load drive voltage Vpwm based on the judgment in step S0, but instead, the load drive voltage switching threshold Xv in step S1 may be lowered. Even in this case, the high speed processing voltage V2 is selected, and the same effect can be achieved.

また、この別例3の実施によりハンチング等の現象が軽減されるため、オペレータは異常発生を察知し難くなる。そこで、ステップS0で異常発生と判定した場合には、その旨を警告灯や音声案内等でオペレータに報知するようにしてもよい。報知に基づきオペレータはシステム異常の発生を認識し、例えば重大な異常の場合には油圧ショベル1の稼働を中止する等のしかるべき対処を行うことができる。 In addition, by implementing this modification example 3, phenomena such as hunting are reduced, making it difficult for the operator to notice the occurrence of an abnormality. Therefore, if it is determined in step S0 that an abnormality has occurred, the operator may be notified of this by a warning light, audio guidance, or the like. Based on the notification, the operator will recognize the occurrence of a system abnormality, and can take appropriate measures, such as halting operation of the hydraulic excavator 1 in the case of a serious abnormality.

また、この別例3ではシステム異常の一例として、バケットシリンダ8aに供給される作動油の圧力に基づきバケット8のハンチングを説明したが、これに限るものではなく、システム異常は種々のセンサ情報から判定できる。例えば油圧ショベル1に関しては、各種センサ20により検出される圧力、位置、角度或いは慣性等の検出情報、さらには、それらを組み合わせた情報に基づき、油圧ショベルに発生する種々のシステム異常を判定できる。そして、異常有りと判定したときには、この別例と同様に負荷駆動電圧Vpwmを高速側に切り換えることによりシステム異常を軽減することができる。 In addition, in this modification example 3, hunting of the bucket 8 based on the pressure of the hydraulic oil supplied to the bucket cylinder 8a has been described as an example of a system abnormality, but this is not limited to this, and system abnormalities can be determined from various sensor information. For example, with respect to the hydraulic excavator 1, various system abnormalities occurring in the hydraulic excavator can be determined based on detection information such as pressure, position, angle, or inertia detected by the various sensors 20, and further based on information combining these. Then, when it is determined that an abnormality exists, the system abnormality can be mitigated by switching the load drive voltage Vpwm to the high speed side, as in this modification example.

以上で実施形態の説明を終えるが、本発明の態様はこの実施形態に限定されるものではない。例えば上記実施形態及び別例1~3では、油圧ショベル1に搭載された電磁比例弁16の制御装置に具体化したが、本発明の電磁弁はこれに限るものではない。負荷駆動信号PWMの供給によりソレノイドのコイルを励磁して、その開度を連続的に変化させる電磁弁であれば任意に変更可能であり、例えば、エンジンに設けられた燃料噴射用の燃料インジェクタに適用してもよい。また、対象となる分野についても建設機械に限るものではなく、自動車や産業機械等の種々の分野で使用される電磁弁に任意に適用することができる。 Although the description of the embodiment is now complete, the aspects of the present invention are not limited to this embodiment. For example, in the above embodiment and Alternative Examples 1 to 3, the control device for the electromagnetic proportional valve 16 mounted on the hydraulic excavator 1 was embodied, but the solenoid valve of the present invention is not limited to this. Any solenoid valve that excites the solenoid coil by supplying a load drive signal PWM and continuously changes its opening degree can be modified as desired, and may be applied, for example, to a fuel injector for fuel injection provided on an engine. Furthermore, the target field is not limited to construction machinery, and the present invention can be applied as desired to solenoid valves used in various fields such as automobiles and industrial machinery.

また上記実施形態及び各別例では、目標電流指令値CInと負荷電流平均値ADnとの偏差CIn-ADnを負荷駆動電圧切換閾値Xv,Xv1,Xv2と比較した結果に基づき、複数の電圧V1~V3の中から負荷駆動電圧Vpwmを選択したが、これに限るものではない。例えば電圧源24からの電圧V1を電圧変換回路により昇圧または降圧して任意の電圧に可変可能とする一方、電流値比較部30では偏差CIn-ADnに応じて無段階で負荷駆動電圧Vpwmを設定し、その負荷駆動電圧Vpwmを電圧変換回路から負荷駆動回路26に出力するように構成してもよい。 In the above embodiment and each of the other examples, the load drive voltage Vpwm is selected from among a plurality of voltages V1 to V3 based on the result of comparing the deviation CIn-ADn between the target current command value CIn and the load current average value ADn with the load drive voltage switching thresholds Xv, Xv1, and Xv2, but this is not limited to this. For example, the voltage V1 from the voltage source 24 may be increased or decreased by a voltage conversion circuit to make it variable to an arbitrary voltage, while the current value comparison unit 30 may be configured to set the load drive voltage Vpwm steplessly according to the deviation CIn-ADn, and the load drive voltage Vpwm may be output from the voltage conversion circuit to the load drive circuit 26.

また上記実施形態及び各別例では、目標電流指令値CInと負荷電流平均値ADnとの偏差CIn-ADnを指標として負荷駆動電圧Vpwmを切り換えたが、これに限るものではない。目標電流指令値CInと負荷電流平均値ADnとの乖離状態を反映した指標であれば任意に変更可能であり、例えば、その指標と負荷駆動電圧Vpwmとの関係を予め設定しておき、指標から負荷駆動電圧Vpwmを求めてもよい。 In addition, in the above embodiment and each of the other examples, the load drive voltage Vpwm is switched using the deviation CIn-ADn between the target current command value CIn and the load current average value ADn as an index, but this is not limited to this. Any index can be changed as long as it reflects the deviation state between the target current command value CIn and the load current average value ADn. For example, the relationship between the index and the load drive voltage Vpwm may be set in advance, and the load drive voltage Vpwm may be obtained from the index.

1 油圧ショベル(建設機械)
3a 走行用油圧モータ(油圧アクチュエータ)
4a 旋回用油圧モータ(油圧アクチュエータ)
6a ブームシリンダ(油圧アクチュエータ)
7a アームシリンダ(油圧アクチュエータ)
8 バケット
8a バケットシリンダ(油圧アクチュエータ)
16 電磁比例弁(電磁弁)
16a ソレノイド
17 コントロール弁
24 電圧源
26 負荷駆動回路
27 負荷電流検出回路
30 電流値比較部
33 デューティ比算出部
35 PWM信号生成部
36 負荷駆動電圧切換回路
37 電圧変換回路
38 負荷駆動電圧切換信号生成部
41 第2電圧変換回路
51 第2電圧源
61 異常判定部
1. Hydraulic excavator (construction machinery)
3a Travel hydraulic motor (hydraulic actuator)
4a Swing hydraulic motor (hydraulic actuator)
6a Boom cylinder (hydraulic actuator)
7a Arm cylinder (hydraulic actuator)
8 Bucket 8a Bucket cylinder (hydraulic actuator)
16. Solenoid proportional valve (solenoid valve)
Reference Signs List 16a Solenoid 17 Control valve 24 Voltage source 26 Load drive circuit 27 Load current detection circuit 30 Current value comparison section 33 Duty ratio calculation section 35 PWM signal generation section 36 Load drive voltage switching circuit 37 Voltage conversion circuit 38 Load drive voltage switching signal generation section 41 Second voltage conversion circuit 51 Second voltage source 61 Abnormality determination section

Claims (10)

電磁弁のコイルに流れる負荷電流値を検出する負荷電流検出回路と、
前記電磁弁に対し設定された目標電流指令値と前記負荷電流検出回路により検出された負荷電流値とに基づき、前記負荷電流値を前記目標電流指令値に一致させるためのPWM信号のデューティ比を算出するデューティ比算出部と、
前記デューティ比算出部により算出されたデューティ比に基づき、前記PWM信号を生成するPWM信号生成部と、
前記PWM信号生成部により生成されたPWM信号を電圧源から供給される負荷駆動電圧により昇圧し、負荷駆動信号として前記電磁弁のコイルに供給する負荷駆動回路と、
を備えた電磁弁の制御装置において、
前記電圧源と前記負荷駆動回路との間に接続され、前記電圧源から前記負荷駆動回路に供給される前記負荷駆動電圧を可変可能な負荷駆動電圧切換回路と、
前記目標電流指令値と前記負荷電流値とに基づき、前記負荷駆動回路に供給すべき前記負荷駆動電圧を決定する電流値比較部と、
前記電流値比較部により決定された前記負荷駆動電圧への切換指令を表す負荷駆動電圧切換信号を前記負荷駆動電圧切換回路に出力する負荷駆動電圧切換信号生成部と、
をさらに備えたことを特徴とする流体回路用の電磁弁の制御装置。
a load current detection circuit for detecting a load current value flowing through a coil of the solenoid valve;
a duty ratio calculation unit that calculates a duty ratio of a PWM signal for making the load current value coincide with the target current command value set for the solenoid valve and the load current value detected by the load current detection circuit, based on the target current command value set for the solenoid valve and the load current value detected by the load current detection circuit;
a PWM signal generating unit that generates the PWM signal based on the duty ratio calculated by the duty ratio calculating unit;
a load drive circuit that boosts the PWM signal generated by the PWM signal generation unit with a load drive voltage supplied from a voltage source and supplies the boosted PWM signal to a coil of the solenoid valve as a load drive signal;
In a control device for a solenoid valve,
a load drive voltage switching circuit connected between the voltage source and the load drive circuit and capable of varying the load drive voltage supplied from the voltage source to the load drive circuit;
a current value comparison unit that determines the load drive voltage to be supplied to the load drive circuit based on the target current command value and the load current value;
a load drive voltage switching signal generating unit that outputs a load drive voltage switching signal representing a switching command to the load drive voltage determined by the current value comparing unit to the load drive voltage switching circuit;
4. A control device for a solenoid valve for a fluid circuit, comprising:
前記電流値比較部は、前記目標電流指令値と前記負荷電流値との偏差が小の場合に比較して、前記偏差が大の場合には前記負荷駆動電圧としてより大きな値を決定することを特徴とする請求項1に記載の流体回路用の電磁弁の制御装置。 2. The control device for an electromagnetic valve for a fluid circuit according to claim 1, wherein the current value comparison unit determines a larger value as the load drive voltage when the deviation between the target current command value and the load current value is large, compared to when the deviation is small. 前記デューティ比算出部は、前記負荷駆動電圧切換回路により前記負荷駆動電圧が増加側に切り換えられた際に、前記PWM信号のデューティ比を増加させることを特徴とする請求項1または2に記載の流体回路用の電磁弁の制御装置。 3. The control device for a solenoid valve for a fluid circuit according to claim 1, wherein the duty ratio calculation unit increases the duty ratio of the PWM signal when the load drive voltage switching circuit switches the load drive voltage to an increasing side. 前記電磁弁は、前記負荷駆動信号に応じてコントロール弁の受圧室にパイロット圧を入力し、前記パイロット圧に応じて前記コントロール弁により作動油を切り換えて、建設機械に搭載された油圧アクチュエータを駆動する電磁比例弁であることを特徴とする請求項1乃至3の何れか1項に記載の流体回路用の電磁弁の制御装置。 4. The control device for a solenoid valve for a fluid circuit according to any one of claims 1 to 3, characterized in that the solenoid valve is an electromagnetic proportional valve that inputs a pilot pressure to a pressure receiving chamber of a control valve in response to the load drive signal, switches hydraulic oil by the control valve in response to the pilot pressure, and drives a hydraulic actuator mounted on a construction machine. 前記電磁弁が設けられたシステムの異常の有無を判定する異常判定部をさらに備え、
前記電流値比較部は、前記異常判定部により前記システムに異常有りの判定が下されたときに、異常無しの判定が下されたときに比較して前記負荷駆動電圧として大きな値を決定することを特徴とする請求項1乃至4の何れか1項に記載の流体回路用の電磁弁の制御装置。
An abnormality determination unit that determines whether or not there is an abnormality in a system in which the solenoid valve is provided,
5. A control device for a solenoid valve for a fluid circuit as claimed in any one of claims 1 to 4, characterized in that the current value comparison unit determines a larger value as the load drive voltage when the abnormality determination unit determines that there is an abnormality in the system compared to when there is no abnormality.
前記油圧アクチュエータは、前記建設機械の作業フロントのバケットを傾動させるバケットシリンダであり、
前記バケットシリンダに供給される作動油の圧力に基づき、前記バケットのハンチングの有無を判定する異常判定部をさらに備え、
前記電流値比較部は、前記異常判定部により前記バケットのハンチング有りの判定が下されたときに、ハンチング無しの判定が下されたときに比較して前記負荷駆動電圧として大きな値を決定することを特徴とする請求項4に記載の流体回路用の電磁弁の制御装置。
The hydraulic actuator is a bucket cylinder that tilts a bucket of a front work surface of the construction machine,
An abnormality determination unit that determines whether or not the bucket is hunting based on a pressure of the hydraulic oil supplied to the bucket cylinder,
5. The control device for a solenoid valve for a fluid circuit according to claim 4, wherein the current value comparison unit determines a larger value as the load drive voltage when the abnormality determination unit determines that hunting is occurring in the bucket compared to when the abnormality determination unit determines that hunting is not occurring.
前記負荷駆動電圧切換回路は、電圧が異なる複数の前記負荷駆動電圧を選択的に前記負荷駆動回路に供給可能に構成され、
前記電流値比較部は、前記複数の負荷駆動電圧から前記負荷駆動回路に供給すべき前記負荷駆動電圧を選択し、
前記負荷駆動電圧切換信号生成部は、前記電流値比較部により選択された前記負荷駆動電圧に対応する前記負荷駆動電圧切換信号を前記負荷駆動電圧切換回路に出力することを特徴とする請求項1乃至6の何れか1項に記載の流体回路用の電磁弁の制御装置。
the load drive voltage switching circuit is configured to selectively supply a plurality of different load drive voltages to the load drive circuit;
the current value comparison section selects the load drive voltage to be supplied to the load drive circuit from the plurality of load drive voltages;
7. A control device for a solenoid valve for a fluid circuit according to claim 1, wherein the load drive voltage switching signal generating unit outputs the load drive voltage switching signal corresponding to the load drive voltage selected by the current value comparing unit to the load drive voltage switching circuit.
前記電流値比較部は、前記目標電流指令値と前記負荷電流値との偏差を切換閾値と比較し、前記偏差が前記切換閾値未満の場合に比較して前記偏差が前記切換閾値以上の場合には、前記複数の負荷駆動電圧からより大きな前記負荷駆動電圧を選択することを特徴とする請求項7に記載の流体回路用の電磁弁の制御装置。 8. The control device for a solenoid valve for a fluid circuit according to claim 7, wherein the current value comparison unit compares the deviation between the target current command value and the load current value with a switching threshold, and selects a larger load drive voltage from the plurality of load drive voltages when the deviation is equal to or greater than the switching threshold compared to when the deviation is less than the switching threshold . 前記電圧源の電圧を異なる電圧に変換する電圧変換回路をさらに備え、
前記負荷駆動電圧切換回路は、前記電圧源からの電圧と前記電圧変換回路により変換された電圧とを選択的に前記負荷駆動電圧として前記負荷駆動回路に供給可能に構成されていることを特徴とする請求項7または8記載の流体回路用の電磁弁の制御装置。
A voltage conversion circuit for converting the voltage of the voltage source into a different voltage is further provided,
9. The control device for an electromagnetic valve for a fluid circuit according to claim 7 or 8, characterized in that the load drive voltage switching circuit is configured to selectively supply the voltage from the voltage source and the voltage converted by the voltage conversion circuit to the load drive circuit as the load drive voltage.
前記電圧源として、電圧が異なる複数の電圧源を備え、
前記負荷駆動電圧切換回路は、前記複数の電圧源からの電圧を選択的に前記負荷駆動電圧として前記負荷駆動回路に供給可能に構成されていることを特徴とする請求項7または8に記載の流体回路用の電磁弁の制御装置。
The voltage source includes a plurality of voltage sources having different voltages,
9. The control device for an electromagnetic valve for a fluid circuit according to claim 7, wherein the load drive voltage switching circuit is configured to selectively supply voltages from the plurality of voltage sources to the load drive circuit as the load drive voltage.
JP2021055411A 2021-03-29 2021-03-29 Solenoid valve control device Active JP7594959B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2021055411A JP7594959B2 (en) 2021-03-29 2021-03-29 Solenoid valve control device

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2021055411A JP7594959B2 (en) 2021-03-29 2021-03-29 Solenoid valve control device

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2022152584A JP2022152584A (en) 2022-10-12
JP7594959B2 true JP7594959B2 (en) 2024-12-05

Family

ID=83556247

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2021055411A Active JP7594959B2 (en) 2021-03-29 2021-03-29 Solenoid valve control device

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP7594959B2 (en)

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008196529A (en) 2007-02-08 2008-08-28 Hitachi Constr Mach Co Ltd Control device for electromagnetic proportional valve
JP2012077853A (en) 2010-10-01 2012-04-19 Hitachi Constr Mach Co Ltd Electromagnetic proportional valve drive control device

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008196529A (en) 2007-02-08 2008-08-28 Hitachi Constr Mach Co Ltd Control device for electromagnetic proportional valve
JP2012077853A (en) 2010-10-01 2012-04-19 Hitachi Constr Mach Co Ltd Electromagnetic proportional valve drive control device

Also Published As

Publication number Publication date
JP2022152584A (en) 2022-10-12

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US6173573B1 (en) Control device for hydraulic drive machine
US10316494B2 (en) Working machine
JPH10220359A (en) Controller for variable capacity pump
KR101514465B1 (en) Hydraulic pump control device and control method of construction machine
JP7594959B2 (en) Solenoid valve control device
KR20130056458A (en) Continuous control variable displacement oil pump unit
CN100443741C (en) Engine lag down suppressing device of construction machinery
EP2985391A1 (en) Apparatus and method for variably controlling spool displacement of construction machine
JP2651079B2 (en) Hydraulic construction machinery
KR101648982B1 (en) Hydraulic pump control apparatus for construction machinery and hydraulic pump control method for the same
US7224565B2 (en) Control circuit for driving an electric actuator, in particular an electric fuel injector for an internal-combustion engine
JP7598806B2 (en) Solenoid valve control device
JP2005061298A (en) Construction machine
JP3920838B2 (en) Electric hydraulic actuator device and construction machine
US20190127955A1 (en) Control system for hybrid construction machine
JPH11141502A (en) Hydraulic pressure boosting circuit for construction machine
JP2005180259A (en) Control device for hydraulic construction machine
KR20140002296A (en) Flow control device for excavator operated by electrical signal
JP3018788B2 (en) Hydraulic pump control circuit
JP2008232137A (en) Engine accelerator control method and device therefor
CN106948408B (en) Control device and control method for construction machine
JP3565871B2 (en) Control method of engine for driving hydraulic pump
JP3788877B2 (en) Spool type directional valve pilot system
JPH04143473A (en) Control device of oil-hydraulic pump
WO2024161690A1 (en) Hydraulic system

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20231212

RD02 Notification of acceptance of power of attorney

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7422

Effective date: 20231212

RD04 Notification of resignation of power of attorney

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7424

Effective date: 20231212

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20240711

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20240717

A601 Written request for extension of time

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A601

Effective date: 20240906

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20241111

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20241120

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20241125

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 7594959

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150