JP5311866B2

JP5311866B2 - Electromagnetic proportional valve drive control device

Info

Publication number: JP5311866B2
Application number: JP2008107568A
Authority: JP
Inventors: 信幸戸部; 茂徳青木; 浩史島田
Original assignee: Hitachi Construction Machinery Co Ltd
Current assignee: Hitachi Construction Machinery Co Ltd
Priority date: 2008-04-17
Filing date: 2008-04-17
Publication date: 2013-10-09
Anticipated expiration: 2028-04-17
Also published as: JP2009261140A

Description

本発明は、電磁比例弁駆動制御装置に関し、特に、建設機械等の油圧制御で使用される電磁比例弁で生じる線間短絡故障、電源短絡故障に対応可能な電磁比例弁駆動制御装置に関する。 The present invention relates to an electromagnetic proportional valve drive control device, and more particularly, to an electromagnetic proportional valve drive control device that can cope with a line short circuit failure and a power supply short circuit failure that occur in an electromagnetic proportional valve used in hydraulic control of a construction machine or the like.

建設機械等の油圧制御装置に設けられる電磁比例弁等の誘導性負荷を駆動する装置の従来技術として特許文献１に開示された技術がある。 As a prior art of an apparatus for driving an inductive load such as an electromagnetic proportional valve provided in a hydraulic control apparatus such as a construction machine, there is a technique disclosed in Patent Document 1.

図６に、上記特許文献１に開示される誘導性負荷駆動装置に基づく過電流制限に関連する構成を示す。 FIG. 6 shows a configuration related to overcurrent limitation based on the inductive load driving device disclosed in Patent Document 1.

図６において、６０１は演算処理部をあらわすブロック、６０２は誘導性負荷である電磁比例弁（ソレノイドに相当）、６０３は電磁比例弁６０２に対して駆動電流を供給する電源、６０４は電磁比例弁の駆動電流の供給量を調整するためのオン・オフ動作を行う励磁電流給電用スイッチング素子、６０５は電源６０３と励磁電流給電用スイッチング素子６０４の間に介設される過電流制限部を表すブロック、６０６は電磁比例弁６０２に並列配置された負荷電流環流素子である。 6, reference numeral 601 denotes a block representing an arithmetic processing unit, 602 an electromagnetic proportional valve (corresponding to a solenoid) that is an inductive load, 603 a power supply that supplies a drive current to the electromagnetic proportional valve 602, and 604 an electromagnetic proportional valve. An exciting current feeding switching element that performs an on / off operation for adjusting the supply amount of the driving current, 605 is a block that represents an overcurrent limiting unit interposed between the power source 603 and the exciting current feeding switching element 604 , 606 is a load current circulating element arranged in parallel with the electromagnetic proportional valve 602.

演算処理部６０１は、指令値発生部６１１、デューティ比演算部６１２、ＰＷＭ信号発生部６１３、故障判定部６１４、故障保護部６１５、およびＡ／Ｄ変換部６１６から構成されている。 The arithmetic processing unit 601 includes a command value generation unit 611, a duty ratio calculation unit 612, a PWM signal generation unit 613, a failure determination unit 614, a failure protection unit 615, and an A / D conversion unit 616.

指令値発生部６１１は、電磁比例弁６０２の動作状態を決める指令値を出力する。デューティ比演算部６１２は、指令値を受けてデューティ比を算出し、出力する。ＰＷＭ信号発生部６１３は、デューティ比演算部６１２から出力されたデューティ比に基づいて、当該デューティ比を有するＰＷＭ信号を発生する。Ａ／Ｄ変換部６１６は、電磁比例弁６０２側から提供される通電量に係るアナログ信号をデジタル値に変換し、故障判定部６１４に与える。故障判定部６１４は、指令値発生部６１１から出力される指令値に係る信号とＡ／Ｄ変換部６１６から出力される信号とを対比し、故障か否かを判定する。故障判定部６１４から出力される判定に係る信号は、故障保護部６１５に与えられる。故障保護部６１５は、線間短絡故障と判定されるときには、駆動装置を保護するためＰＷＭ信号をオフさせるための信号をデューティ比演算部６１２に出力する。 The command value generator 611 outputs a command value that determines the operating state of the electromagnetic proportional valve 602. The duty ratio calculation unit 612 receives the command value, calculates the duty ratio, and outputs it. The PWM signal generation unit 613 generates a PWM signal having the duty ratio based on the duty ratio output from the duty ratio calculation unit 612. The A / D conversion unit 616 converts an analog signal related to the energization amount provided from the electromagnetic proportional valve 602 side into a digital value and provides the digital value to the failure determination unit 614. The failure determination unit 614 compares the signal related to the command value output from the command value generation unit 611 with the signal output from the A / D conversion unit 616 to determine whether there is a failure. A signal related to the determination output from the failure determination unit 614 is provided to the failure protection unit 615. The failure protection unit 615 outputs a signal for turning off the PWM signal to the duty ratio calculation unit 612 in order to protect the drive device when it is determined that the short circuit failure has occurred between the lines.

演算処理部６０１のＰＷＭ信号発生部６１３から出力されるＰＷＭ信号は電圧変換部６２１に入力され、所要レベルの電圧に変換され、さらに次段でフィードバック回路／ＰＷＭ信号発生部６２２に入力される。フィードバック回路／ＰＷＭ信号発生部６２２から出力されたＰＷＭ信号は上記励磁電流給電用スイッチング素子６０４に入力され、そのオン・オフ動作を制御する。励磁電流給電用スイッチング素子６０４のオン時に電磁比例弁６０２に電流が供給される。電磁比例弁６０２に供給された電流はアース６９９側に流れ、その途中で電流・電圧変換器６２３で電圧信号に変換される。励磁電流給電用スイッチング素子６０４がオフ時に電磁比例弁６０２に生じる逆起電力は、電流・電圧変換器６２３のアース側端子と上記電磁比例弁６０２の入力側端子との間に設けられた負荷電流環流素子６０６を介して電磁比例弁６０２の入力側に環流される。電流・電圧変換器６２３から出力される電圧信号は増幅器６２４で増幅され、増幅器６２４からの出力される電圧信号は、前述のＡ／Ｄ変換部６１６とフィードバック回路／ＰＷＭ信号発生部６２２とに入力される。 The PWM signal output from the PWM signal generation unit 613 of the arithmetic processing unit 601 is input to the voltage conversion unit 621, converted to a required level voltage, and further input to the feedback circuit / PWM signal generation unit 622 in the next stage. The PWM signal output from the feedback circuit / PWM signal generator 622 is input to the exciting current feeding switching element 604 and controls its on / off operation. A current is supplied to the electromagnetic proportional valve 602 when the exciting current feeding switching element 604 is turned on. The current supplied to the electromagnetic proportional valve 602 flows to the ground 699 side, and is converted into a voltage signal by the current / voltage converter 623 on the way. The back electromotive force generated in the electromagnetic proportional valve 602 when the exciting current feeding switching element 604 is off is a load current provided between the ground side terminal of the current / voltage converter 623 and the input side terminal of the electromagnetic proportional valve 602. It is circulated to the input side of the electromagnetic proportional valve 602 via the recirculation element 606. The voltage signal output from the current / voltage converter 623 is amplified by the amplifier 624, and the voltage signal output from the amplifier 624 is input to the A / D converter 616 and the feedback circuit / PWM signal generator 622. Is done.

過電流制限部６０５は、電流・電圧変換器６３１と過電流制限用スイッチング素子６３２とから構成される。電流・電圧変換器６３１は、励磁電流給電用スイッチング素子６０４がオン動作して電流が電源６０３から電磁比例弁６０２に流れると、その電流値を電圧値に変換する。当該電圧値は過電流制限用スイッチング素子６３２に入力される。過電流制限用スイッチング素子６３２は、電流・電圧変換器６３１から入力される電圧値に基づき、当該電圧値が過電流である所定値を超えるときには、上記の励磁電流給電用スイッチング素子６０４に供給されるＰＷＭ信号を阻止する。 The overcurrent limiting unit 605 includes a current / voltage converter 631 and an overcurrent limiting switching element 632. When the exciting current feeding switching element 604 is turned on and current flows from the power source 603 to the electromagnetic proportional valve 602, the current / voltage converter 631 converts the current value into a voltage value. The voltage value is input to the overcurrent limiting switching element 632. Based on the voltage value input from the current / voltage converter 631, the overcurrent limiting switching element 632 is supplied to the exciting current feeding switching element 604 when the voltage value exceeds a predetermined value that is an overcurrent. Block the PWM signal.

また、誘導性負荷を駆動する装置において、電磁比例弁と電流・電圧変換手段とを接続するケーブルや端子が電源短絡故障した場合に装置を保護する電源ショート保護回路の従来例として特許文献２に記載された回路が知られている。 Further, in a device for driving an inductive load, Patent Document 2 discloses a conventional power supply short-circuit protection circuit that protects a device when a cable or a terminal connecting an electromagnetic proportional valve and a current / voltage conversion means fails in a power supply short circuit. The described circuit is known.

図７に上記特許文献２に開示されている電源ショート保護回路と同等の構成を示す。 FIG. 7 shows a configuration equivalent to the power supply short circuit protection circuit disclosed in Patent Document 2.

図７において、７２０は演算処理部、７０２は電磁比例弁（ソレノイド）、７０３は電磁比例弁７０２に対して電源を供給する電源、７０４は電磁比例弁の駆動電流の供給量を調整するためのオン・オフ動作を行う励磁電流給電用スイッチング素子、７０５は過電流制限用スイッチング素子、７０６は過電流制限用スイッチング素子と並列に設けられた過電流制限用抵抗、７０７は電流・電圧変換器、７０８は演算処理部の信号で励磁電流給電用スイッチング素子７０４を駆動する駆動回路、７０９は電流・電圧変換手段７０７が変換した電圧を増幅する増幅回路である。 In FIG. 7, 720 is an arithmetic processing unit, 702 is an electromagnetic proportional valve (solenoid), 703 is a power source for supplying power to the electromagnetic proportional valve 702, and 704 is for adjusting the amount of drive current supplied to the electromagnetic proportional valve. Excitation current feeding switching element that performs on / off operation, 705 is an overcurrent limiting switching element, 706 is an overcurrent limiting resistor provided in parallel with the overcurrent limiting switching element, 707 is a current / voltage converter, Reference numeral 708 denotes a drive circuit that drives the exciting current feeding switching element 704 with a signal from the arithmetic processing unit, and 709 denotes an amplifier circuit that amplifies the voltage converted by the current / voltage conversion means 707.

通常状態の場合、駆動回路７０８は、演算処理部７２０からの指令信号に基づいて、励磁電流給電用スイッチング素子７０４と過電流制限用スイッチング素子７０５を同時にオン・オフ制御する。 In the normal state, the drive circuit 708 simultaneously controls on / off of the exciting current feeding switching element 704 and the overcurrent limiting switching element 705 based on a command signal from the arithmetic processing unit 720.

電磁比例弁７０２のオン時には、電磁比例弁７２０の励磁電流は、電源７０３から、励磁電流給電用スイッチング素子７０４と、電磁比例弁７０２と、過電流制限用スイッチング素子７０５と、電流・電圧変換手段７０７とを経由して流れる。 When the electromagnetic proportional valve 702 is turned on, the exciting current of the electromagnetic proportional valve 720 is supplied from the power source 703 to the exciting current feeding switching element 704, the electromagnetic proportional valve 702, the overcurrent limiting switching element 705, and the current / voltage converting means. 707.

電磁比例弁７０２のオン時に装置への電源短絡が発生した場合、過電流は、電源７０３から、過電流制限用スイッチング素子７０５と、電流・電圧変換手段７０７とを経由して流れる。過電流により発生した通常以上の検出電圧は、電流・電圧変換手段７０７から、増幅器７０９を経由して、演算処理部７２０で検出される。演算処理部７２０は規定値以上の電圧検出から電源短絡故障と判定する。演算処理部７２０は、電源短絡故障発生時に励磁電流給電用スイッチング素子７０４と、過電流制限用スイッチング素子７０５をオフにする。過電流制限用スイッチング素子７０５がオフ状態になると、電流が過電流制限用抵抗７０６を経由して電流・電圧変換手段７０７に流れるため、電流は制限されて過電流とはならず装置が過電流により破損されることを防ぐ。 When a power supply short circuit to the apparatus occurs when the electromagnetic proportional valve 702 is turned on, overcurrent flows from the power supply 703 via the overcurrent limiting switching element 705 and the current / voltage conversion means 707. A detection voltage higher than normal generated by the overcurrent is detected by the arithmetic processing unit 720 from the current / voltage conversion unit 707 via the amplifier 709. The arithmetic processing unit 720 determines that the power supply is short-circuited based on the voltage detection exceeding the specified value. The arithmetic processing unit 720 turns off the exciting current feeding switching element 704 and the overcurrent limiting switching element 705 when a power supply short circuit failure occurs. When the overcurrent limiting switching element 705 is turned off, the current flows to the current / voltage conversion means 707 via the overcurrent limiting resistor 706, so that the current is limited and does not become an overcurrent. To prevent damage.

電磁比例弁７０２のオフ時に装置への電源短絡が発生した場合、過電流制限素子７０５はオフ状態となり通電しない。このとき電流は過電流制限用抵抗７０６を経由して電流・電圧変換手段７０７に流れるため、電流は制限されて過電流とはならず装置が過電流により破損されることを防ぐ。
特開２００２−１７６３４６号公報特開２００７−９７３３３号公報 If a power supply short circuit occurs when the electromagnetic proportional valve 702 is turned off, the overcurrent limiting element 705 is turned off and is not energized. At this time, the current flows to the current / voltage conversion means 707 via the overcurrent limiting resistor 706, so that the current is limited to prevent the device from being damaged by the overcurrent.
JP 2002-176346 A JP 2007-97333 A

特許文献１に記載された誘導性負荷駆動装置では、電磁比例弁６０２と電流・電圧変換器６２３を接続するケーブルが電源６０３に短絡するような電源短絡（後述する図２（ｃ）（ｄ）の場合）には、装置に過電流が印加されるのを防ぐことができず、駆動装置が破損する問題がある。 In the inductive load driving device described in Patent Document 1, a power supply short-circuit such that the cable connecting the electromagnetic proportional valve 602 and the current / voltage converter 623 is short-circuited to the power supply 603 (FIGS. 2C and 2D described later). In this case, it is impossible to prevent an overcurrent from being applied to the device, and the drive device is damaged.

また、故障保護部６１５が装置保護のためにＰＷＭ信号を完全にオフすると、装置の動作を復帰する手段を備えていないため、故障判定部６１４が誤った判定を行った場合には駆動を再開することができない。さらに、故障状態から回復しても誘導性負荷の駆動を再開することができないという問題がある。 In addition, when the failure protection unit 615 completely turns off the PWM signal to protect the device, there is no means for returning the operation of the device. Therefore, when the failure determination unit 614 makes an incorrect determination, the driving is resumed. Can not do it. Furthermore, there is a problem in that driving of the inductive load cannot be resumed even after recovery from the failure state.

特許文献２に記載された電源ショート保護回路では、特許文献１の課題であった電源短絡時の装置保護は可能である。しかし、過電流を抑制するために過電流制限用スイッチング素子７０５と並列に過電流制限用抵抗７０６を設けることが必要であり、部品数やコストの増加、過電流制限時の過電流制限用抵抗７０６の発熱という問題がある。 In the power supply short circuit protection circuit described in Patent Document 2, it is possible to protect the device when the power supply is short-circuited, which was a problem of Patent Document 1. However, in order to suppress the overcurrent, it is necessary to provide an overcurrent limiting resistor 706 in parallel with the overcurrent limiting switching element 705, which increases the number of parts and cost, and the overcurrent limiting resistor when overcurrent is limited. There is a problem of heat generation of 706.

また、励磁電流給電用スイッチング素子７０４のオン・オフ制御に連動して過電流制限用スイッチング素子７０５を制御する必要があり、演算処理部７２０での処理が複雑になる問題がある。 Further, it is necessary to control the overcurrent limiting switching element 705 in conjunction with the on / off control of the exciting current feeding switching element 704, which causes a problem that the processing in the arithmetic processing unit 720 becomes complicated.

本発明の目的は、上記の課題を解決するために、電源ライン等の短絡時に電磁比例弁駆動制御装置を保護することができる電磁比例弁駆動制御装置を提供することにある。 An object of the present invention is to provide an electromagnetic proportional valve drive control device capable of protecting the electromagnetic proportional valve drive control device when a power supply line or the like is short-circuited.

本発明に係る電磁比例弁駆動制御装置は、上記の目的を達成するために、次のように構成される。 In order to achieve the above object, an electromagnetic proportional valve drive control device according to the present invention is configured as follows.

第１の電磁比例弁駆動制御装置（請求項１に対応）は、
電源と電磁比例弁の間に演算処理手段から供給されるＰＷＭ信号に応じて電磁比例弁のコイルに通電を行う励磁電流給電用スイッチング素子を設け、電磁比例弁での通電の下流側に、電磁比例弁に流れた励磁電流を電圧に変換し演算処理手段に供給する電流・電圧変換手段を設けた電磁比例弁駆動制御装置において、
電磁比例弁から電流・電圧変換手段への戻り側ラインに配置され、電源から戻り側ラインへの電源短絡または電磁比例弁の上流側のラインから戻り側ラインへの線間短絡により生じる過電流から電流・電圧変換手段および演算処理手段を保護するための過電流遮断用スイッチング素子と、
電源短絡または線間短絡により戻り側ラインに対して過電流が流れたとき、電流・電圧変換手段が変換した検出電圧に基づいて、過電流遮断用スイッチング素子をオフ制御して電磁比例弁から電流・電圧変換手段への通電を遮断させ、その後、過電流遮断用スイッチング素子をオン制御して電磁比例弁から電流・電圧変換手段への通電を行わせる通電オン・オフ制御手段と、
を備えたことを特徴とする。 The first electromagnetic proportional valve drive control device (corresponding to claim 1) is:
An excitation current feeding switching element is provided between the power source and the electromagnetic proportional valve to energize the coil of the electromagnetic proportional valve in accordance with the PWM signal supplied from the arithmetic processing means. in the electromagnetic proportional valve drive control device provided with a current-voltage conversion hand stage supplies the processing means converts the exciting current flowing through the proportional valve to the voltage,
Located on the return line from the solenoid proportional valve to the current / voltage conversion means, and from the overcurrent caused by the power supply short circuit from the power supply to the return line or the line short circuit from the upstream line to the return line of the solenoid proportional valve An overcurrent cutoff switching element for protecting the current / voltage conversion means and the arithmetic processing means ;
When an overcurrent flows to the return line due to a power supply short circuit or a line short circuit, the overcurrent cutoff switching element is turned off based on the detected voltage converted by the current / voltage conversion means, and the current from the solenoid proportional valve An energization on / off control means for shutting off the energization to the voltage conversion means, and then on-controlling the overcurrent cutoff switching element to energize the current / voltage conversion means from the electromagnetic proportional valve;
It is provided with.

上記の構成では、電源と電磁比例弁の間に演算処理手段から供給されるＰＷＭ信号に応じて電磁比例弁のコイルに通電を行う励磁電流給電用スイッチング素子を設け、電磁比例弁での通電の下流側に、電磁比例弁に流れた励磁電流を電圧に変換し演算処理手段に供給する電流・電圧変換手段を設けた電磁比例弁駆動制御装置において、電磁比例弁から電流・電圧変換手段への戻り側ラインに配置され、電源から戻り側ラインへの電源短絡または電磁比例弁の上流側のラインから戻り側ラインへの線間短絡により生じる過電流から電流・電圧変換手段および演算処理手段を保護するための過電流遮断用スイッチング素子を設け、さらに、電源短絡または線間短絡により戻り側ラインに対して過電流が流れたとき、電流・電圧変換手段が変換した検出電圧に基づいて、過電流遮断用スイッチング素子をオフ制御して電磁比例弁から電流・電圧変換手段への通電を遮断させ、その後、過電流遮断用スイッチング素子をオン制御して電磁比例弁から電流・電圧変換手段への通電を行わせる通電オン・オフ制御手段を設けるようにした。これにより、駆動制御装置の外部で電源短絡や線間短絡が生じ、駆動装置に過電流が印加されたとき、過電流遮断用スイッチング素子で電磁比例弁から電流・電圧変換手段や演算処理手段等への通電を遮断することができる。また遮断後に、過電流遮断用スイッチング素子をオン制御して電磁比例弁から電流・電圧変換手段への通電を自動的に行わせることができる。 In the above configuration, an excitation current feeding switching element that energizes the coil of the electromagnetic proportional valve in accordance with the PWM signal supplied from the arithmetic processing means is provided between the power source and the electromagnetic proportional valve, and the electromagnetic proportional valve is energized. In the electromagnetic proportional valve drive control device provided with current / voltage conversion means for converting the excitation current flowing through the electromagnetic proportional valve into voltage and supplying it to the arithmetic processing means on the downstream side, the electromagnetic proportional valve to the current / voltage conversion means Located on the return line, protects current / voltage conversion means and arithmetic processing means from overcurrent caused by power supply short circuit from power supply to return line or line short circuit from upstream line to return line of solenoid proportional valve In addition, when the overcurrent flows to the return line due to power supply short circuit or line short circuit, the current / voltage conversion means converts Based on the output voltage, the overcurrent cut-off switching element is turned off to cut off the current from the electromagnetic proportional valve to the current / voltage conversion means, and then the overcurrent cut-off switching element is turned on from the electromagnetic proportional valve. An energization on / off control means for energizing the current / voltage conversion means is provided. As a result, when a power supply short circuit or line short circuit occurs outside the drive control device and an overcurrent is applied to the drive device, the current / voltage conversion means , arithmetic processing means, etc. Can be cut off. Further, after the interruption, the overcurrent interruption switching element can be turned on to automatically energize the current / voltage converting means from the electromagnetic proportional valve.

また、本発明による第２の電磁比例弁駆動制御装置（請求項２に対応）は、上記第１の電磁比例弁駆動制御装置において、過電流遮断用スイッチング素子が、励磁電流給電用スイッチング素子のオン・オフ状態と関連することなく、通常状態の場合にはオンとなり、過電流を遮断する場合のみオフとなることを特徴とする。 A second electromagnetic proportional valve drive control device according to the present invention (corresponding to claim 2) is the first electromagnetic proportional valve drive control device, wherein the overcurrent cutoff switching element is an excitation current feeding switching element. It is characterized by being turned on in the normal state and turned off only when the overcurrent is interrupted without being related to the on / off state.

上記構成によれば、励磁電流給電用スイッチング素子と過電流遮断用スイッチング素子をそれぞれ個別に制御することができ、さらに過電流遮断用スイッチング素子は過電流遮断時以外には変化しないため、複雑な回路や演算装置を不要にすることができる。 According to the above configuration, the exciting current feeding switching element and the overcurrent cutoff switching element can be individually controlled, and the overcurrent cutoff switching element does not change except during the overcurrent cutoff. Circuits and arithmetic devices can be eliminated.

また、第３の電磁比例弁駆動制御装置（請求項３に対応）は、上記の電磁比例弁駆動制御装置において、通電オン・オフ制御手段は、電流・電圧変換手段が変換した検出電圧をトリガとして、過電流遮断用スイッチング素子をオフ制御して電磁比例弁から電流・電圧変換手段への通電を遮断させ、その後、演算処理手段から供給される初期状態に戻す指示信号を受けて過電流遮断用スイッチング素子をオン制御して電磁比例弁から電流・電圧変換手段への通電を行わせるラッチ素子であることを特徴とする。 The third proportional solenoid valve drive control apparatus (corresponding to claim 3), in the electromagnetic proportional valve drive control device of the above SL, power on-off control means, a detection voltage is current-voltage converting means to convert As a trigger, the overcurrent cut-off switching element is turned off to cut off the energization from the electromagnetic proportional valve to the current / voltage conversion means, and then the overcurrent is received in response to an instruction signal returned from the arithmetic processing means to the initial state. It is a latch element that performs on-control of the switching element for cutoff and energizes the current / voltage conversion means from the electromagnetic proportional valve .

これにより、特別な演算処理等を行うことなしに、過電流遮断用スイッチング素子を制御することができる。 As a result, the overcurrent cutoff switching element can be controlled without performing special arithmetic processing or the like.

第４の電磁比例弁駆動制御装置（請求項４に対応）は、上記の電磁比例弁駆動制御装置において、演算処理手段は、ラッチ素子の作動に伴う過電流遮断用スイッチング素子へのオン・オフ制御信号を入力し、このオン・オフ制御信号に基づき過電流に対する保護の実行状態を監視する監視手段を有することを特徴とする。 The fourth proportional solenoid valve drive control apparatus (corresponding to claim 4), in the electromagnetic proportional valve drive control device of the above SL, processing means, on to the overcurrent breaking switching element accompanying the operation of the latch device It has a monitoring means for inputting an OFF control signal and monitoring the execution state of protection against overcurrent based on the ON / OFF control signal.

これにより、過電流が生じているか否かを容易に把握することができる。 Thereby, it is possible to easily grasp whether or not an overcurrent has occurred.

第５の電磁比例弁駆動制御装置（請求項５に対応）は、上記の電磁比例弁駆動制御装置において、演算処理手段は、監視手段からの信号を入力し、当該信号が過電流に対する保護の実行状態である場合、過電流遮断用スイッチング素子を遮断状態から通電状態へ復帰させるために、ラッチ素子を初期状態に戻す指示信号を生成する復帰処理手段を有することを特徴とする。 Fifth solenoid proportional valve drive control apparatus (corresponding to claim 5), in the electromagnetic proportional valve drive control device of the above SL, processing means receives a signal from the monitoring means, the protection the signal for overcurrent If it is in the running state, in order to restore the overcurrent breaking switching element from the cutoff state to the conduction state, and having a restoring processing means for generating an instruction signal for returning the latch device to its initial state.

これにより、過電流状態から通常状態に戻った場合に自動的に通電状態に復帰させることができる。 Thereby, when it returns from an overcurrent state to a normal state, it can be made to return to an energized state automatically.

第６の電磁比例弁駆動制御装置（請求項６に対応）は、上記の電磁比例弁駆動制御装置において、演算処理手段は、電流・電圧変換手段が変換した検出電圧を入力し、この検出電圧に基づき過電流発生の有無を判別し、この判別結果に応じて過電流遮断用スイッチング素子をオン・オフ制御する通電オン・オフ制御手段を有することを特徴とする。 Proportional solenoid valve drive control apparatus of the sixth (corresponding to claim 6), in the electromagnetic proportional valve drive control device of the above SL, processing means, and inputs the detected voltage is current-voltage converting means has converted the detection The present invention is characterized in that it includes energization on / off control means for determining whether or not an overcurrent has occurred based on the voltage and controlling on / off of the overcurrent cutoff switching element according to the determination result.

第７の電磁比例弁駆動制御装置（請求項７に対応）は、上記の電磁比例弁駆動制御装置において、演算処理手段は、通電オン・オフ制御手段から過電流遮断用スイッチング素子へ出力されるオン・オフ制御信号に基づき過電流に対する保護の実行状態を監視する監視手段を有することを特徴とする。 Proportional solenoid valve drive control apparatus of the seventh (corresponding to claim 7), in the electromagnetic proportional valve drive control device of the above SL, processing means, output from current on-off control means to the overcurrent-cutoff switching element characterized in that it has a monitoring means for monitoring the execution state of the protection against overcurrent based on Luong off control signal.

第８の電磁比例弁駆動制御装置（請求項８に対応）は、上記の電磁比例弁駆動制御装置において、演算処理手段は、監視手段からの信号を入力し、当該信号が過電流に対する保護の実行状態である場合、過電流遮断用スイッチング素子を遮断状態から通電状態へ復帰させるために、過電流遮断用スイッチング素子に対し直接復帰信号を出力する復帰処理手段を有することを特徴とする。 Proportional solenoid valve drive control apparatus of the eighth (corresponding to claim 8), in the electromagnetic proportional valve drive control device of the above SL, processing means receives a signal from the monitoring means, the protection the signal for overcurrent If it is in the running state, in order to restore the overcurrent breaking switching element from the cutoff state to the conduction state, and having a restoring processing means for outputting a direct return signal to the overcurrent breaking switching element.

第９の電磁比例弁駆動制御装置（請求項９に対応）は、上記の第１の電磁比例弁駆動制御装置において、過電流遮断用スイッチング素子として過熱時出力遮断機能を有するスイッチング素子を用いたことを特徴とする。 A ninth electromagnetic proportional valve drive control device (corresponding to claim 9) uses a switching element having an overheat output cutoff function as the overcurrent cutoff switching element in the first electromagnetic proportional valve drive control device. It is characterized by that.

第１０の電磁比例弁駆動制御装置（請求項１０に対応）は、上記の第１〜第９の電磁比例弁駆動制御装置において、電磁比例弁は建設機械の油圧回路に設けられた電磁比例弁であることを特徴とする。 A tenth electromagnetic proportional valve drive control device (corresponding to claim 10) is the first to ninth electromagnetic proportional valve drive control device, wherein the electromagnetic proportional valve is provided in a hydraulic circuit of a construction machine. It is characterized by being.

本発明によれば次の効果を奏する。 The present invention has the following effects.

請求項１に係る本発明によれば、電磁比例弁と電流・電圧変換手段の間に設けた過電流遮断用スイッチング素子をオフすることで、線間短絡故障や電源短絡故障の発生時に電磁比例弁駆動装置に印加される過電流が電磁比例弁駆動装置内に流れることを防ぎ、電磁比例弁駆動装置の保護ができる。 According to the first aspect of the present invention, when the overcurrent cutoff switching element provided between the electromagnetic proportional valve and the current / voltage converting means is turned off, the electromagnetic proportional is generated when a line short circuit failure or a power supply short circuit failure occurs. The overcurrent applied to the valve drive device can be prevented from flowing into the electromagnetic proportional valve drive device, and the electromagnetic proportional valve drive device can be protected.

請求項２に係る本発明によれば、励磁電流給電用スイッチング素子のオン・オフ状態とは関係なく、過電流遮断用スイッチング素子を制御できるため、制御に必要な回路や演算処理を容易にすることができる。 According to the second aspect of the present invention, since the overcurrent cutoff switching element can be controlled regardless of the on / off state of the exciting current feeding switching element, the circuit and arithmetic processing necessary for the control are facilitated. be able to.

請求項３に係る本発明によれば、通電オン・オフ制御手段として簡単なラッチ素子を用いることで過電流遮断用スイッチング素子を制御することができるため、例えば保護のための演算処理等が不要になる。 According to the third aspect of the present invention, since the overcurrent cutoff switching element can be controlled by using a simple latch element as the energization on / off control means , for example, an arithmetic processing for protection is unnecessary. become.

請求項４に係る本発明によれば、過電流遮断用スイッチング素子の状態を監視することにより、電磁比例弁駆動制御装置の過電流保護の状態を検出することが可能となる。これにより保護状態に基づいて電磁比例弁制御や車体制御を変更するという制御の高度化や、メンテナンス時の故障箇所特定の補助が可能となる。 According to the fourth aspect of the present invention, it is possible to detect the overcurrent protection state of the electromagnetic proportional valve drive control device by monitoring the state of the overcurrent cutoff switching element. As a result, it is possible to enhance the control of changing the electromagnetic proportional valve control and the vehicle body control based on the protection state, and to assist in identifying the failure location during maintenance.

請求項５に係る本発明によれば、過電流に対する保護状態から通常状態へ自動的に復帰させることができる。これにより、例えば故障状態から回復した場合や故障が誤判定されてしまった場合などに、速やかに装置を通常動作に復帰させることができ、装置の信頼性を向上することができる。 According to the present invention of claim 5, it is possible to automatically return from the protection state against overcurrent to the normal state. Thus, for example, when the device recovers from the failure state or when the failure is erroneously determined, the device can be quickly returned to the normal operation, and the reliability of the device can be improved.

請求項６に係る本発明によれば、演算処理手段で異常状態の検出と、過電流遮断用スイッチング素子を制御することができるため、保護のための特別な検出回路の追加が不要となる。 According to the sixth aspect of the present invention, it is possible to detect the abnormal state and control the switching element for overcurrent interruption by the arithmetic processing means, so that it is not necessary to add a special detection circuit for protection.

請求項７に係る本発明によれば、請求項４と同様に、過電流遮断用スイッチング素子の状態を監視することにより、電磁比例弁駆動制御装置の過電流保護の状態を検出することが可能となる。これにより保護状態に基づいて電磁比例弁制御や車体制御を変更するという制御の高度化や、メンテナンス時の故障箇所特定の補助が可能となる。 According to the seventh aspect of the present invention, as in the fourth aspect, it is possible to detect the overcurrent protection state of the electromagnetic proportional valve drive control device by monitoring the state of the overcurrent cutoff switching element. It becomes. As a result, it is possible to enhance the control of changing the electromagnetic proportional valve control and the vehicle body control based on the protection state, and to assist in identifying the failure location during maintenance.

請求項８に係る本発明によれば、請求項５と同様に、過電流に対する保護状態から通常状態へ自動的に復帰させることができる。これにより、例えば故障状態から回復した場合や故障が誤判定されてしまった場合などに、速やかに装置を通常動作に復帰させることができ、装置の信頼性を向上することができる。 According to the eighth aspect of the present invention, similarly to the fifth aspect, it is possible to automatically return from the protection state against the overcurrent to the normal state. Thus, for example, when the device recovers from the failure state or when the failure is erroneously determined, the device can be quickly returned to the normal operation, and the reliability of the device can be improved.

請求項９に係る本発明によれば、過電流遮断用スイッチング素子に備えられている過熱時出力遮断機能によって過電流遮断用スイッチング素子の制御が可能となり、保護のための制御回路や演算処理の追加が不要となる。 According to the present invention of claim 9, the overcurrent cutoff switching element can be controlled by the overheat output cutoff function provided in the overcurrent cutoff switching element. No need to add.

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

（第１の実施形態）
図１〜図３を参照して本発明に係る電磁比例弁駆動制御装置の実施形態を説明する。図１は電磁比例弁駆動制御装置の全体構成を示す。 (First embodiment)
An embodiment of an electromagnetic proportional valve drive control device according to the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 1 shows the overall configuration of an electromagnetic proportional valve drive control device.

図１において、１４１は制御装置、１１４は駆動制御対象である電磁比例弁、１１２は電磁比例弁１１４に駆動電流を供給する電源である。また、１１１は演算処理部、１１３は電磁比例弁１１４の駆動電流の供給量を調整するためのオン・オフ動作を行う励磁電流給電用スイッチング素子、１１７は電磁比例弁１１４の励磁電流を検出電圧に変換する電流・電圧変換素子、１１８は検出電圧を演算処理部に適した電圧に変換する増幅器、１１５は励磁電流給電用スイッチング素子１１３をオフした際に発生する逆起電力を電磁比例弁１１４に環流させる負荷電流環流素子、１１６は信号に基づいて電磁比例弁１１４と電流・電圧変換器１１７との接続を制御する過電流遮断用スイッチング素子、１１９は電流・電圧変換器１１７の検出電圧に基づいて、過電流遮断用スイッチング素子１１６への操作（制御）信号を生成するラッチ素子である。 In FIG. 1, 141 is a control device, 114 is an electromagnetic proportional valve that is a drive control target, and 112 is a power source that supplies a drive current to the electromagnetic proportional valve 114. 111 is an arithmetic processing unit, 113 is an exciting current feeding switching element that performs an on / off operation to adjust the amount of drive current supplied to the electromagnetic proportional valve 114, and 117 is a detection voltage for detecting the exciting current of the electromagnetic proportional valve 114. A current / voltage conversion element that converts the detected voltage into a voltage suitable for the arithmetic processing unit; and 115, a back electromotive force generated when the exciting current feeding switching element 113 is turned off. A load current recirculation element to be circulated, 116 is an overcurrent cutoff switching element for controlling the connection between the electromagnetic proportional valve 114 and the current / voltage converter 117 based on the signal, and 119 is a detection voltage of the current / voltage converter 117. Based on this, it is a latch element that generates an operation (control) signal to the overcurrent cutoff switching element 116.

演算処理部１１１は、本実施の形態ではマイクロコンピュータであり、機能的要素として、指令値発生部１３１と、デューティ比演算部１３２と、ＰＷＭ信号発生部１３３と、Ａ／Ｄ変換部１３４と、検出電圧保存部１３５と、デジタル出力１３８と、デジタル入力１３７と、故障監視部１３６と、復帰処理部１３９とを備えている。これらの機能的要素はソフトウェアで実現されている。 The arithmetic processing unit 111 is a microcomputer in the present embodiment, and as a functional element, a command value generation unit 131, a duty ratio calculation unit 132, a PWM signal generation unit 133, an A / D conversion unit 134, A detection voltage storage unit 135, a digital output 138, a digital input 137, a failure monitoring unit 136, and a recovery processing unit 139 are provided. These functional elements are realized by software.

以上のように構成した本実施の形態による電磁比例弁駆動制御装置では、例えば、図２（ａ）に示す正常状態の場合、電磁比例弁１１４は、演算処理部１１１の制御の下、励磁電流給電用スイッチング素子１１３のオン・オフ動作に基づき駆動される。電磁比例弁１１４の駆動電流Ｉは、電流・電圧変換器１１７で電圧Vに変換され、増幅器１１８を経由して演算処理部１１１に取込まれる。演算処理部１１１は検出電圧Ｖに基づき電磁比例弁１１４を駆動する。すなわち、指令値発生部１３１の指令値と、検出電圧Ｖとから、デューティ比演算部１３２でフィードバック演算処理を行い、デューティ比を出力する。出力されたデューティ比はＰＷＭ信号発生部１３３からＰＷＭ信号として励磁電流給電用スイッチング素子１１３に供給され、電磁比例弁１１４を駆動する。 In the electromagnetic proportional valve drive control device according to the present embodiment configured as described above, for example, in the normal state shown in FIG. It is driven based on the on / off operation of the power supply switching element 113. The drive current I of the electromagnetic proportional valve 114 is converted to a voltage V by the current / voltage converter 117 and taken into the arithmetic processing unit 111 via the amplifier 118. The arithmetic processing unit 111 drives the electromagnetic proportional valve 114 based on the detected voltage V. That is, the duty ratio calculation unit 132 performs feedback calculation processing from the command value of the command value generation unit 131 and the detected voltage V, and outputs the duty ratio. The output duty ratio is supplied as a PWM signal from the PWM signal generation unit 133 to the exciting current feeding switching element 113 to drive the electromagnetic proportional valve 114.

次に、図１、図２を参照して線間短絡故障、電源短絡故障について説明する。図２（ｂ）にＴ１で示すように、制御装置１４１への戻り側ライン１５０（電磁比例弁１１４と過電流遮断用スイッチング素子１１６を接続するライン）と励磁電流給電用スイッチング素子１１３と電磁比例弁１１４とを接続するライン１５１とが短絡する現象を線間短絡故障という。また、図２（ｃ），（ｄ）にＴ２で示すように電源１１２側と戻り側ライン１５０とが短絡する現象を電源短絡故障という。 Next, a line short circuit failure and a power supply short circuit failure will be described with reference to FIGS. As shown by T1 in FIG. 2B, the return side line 150 (line connecting the electromagnetic proportional valve 114 and the overcurrent cutoff switching element 116) to the control device 141, the exciting current feeding switching element 113, and the electromagnetic proportionality. A phenomenon in which the line 151 connecting the valve 114 is short-circuited is called a line-to-line short-circuit failure. Further, as shown by T2 in FIGS. 2C and 2D, a phenomenon in which the power source 112 side and the return side line 150 are short-circuited is called a power source short-circuit failure.

戻り側ライン１５０でこのような短絡による故障が発生した場合、戻り側ライン１５０には過電流が印加され、この過電流が流れ続けると、電流・電圧変換器１１７が破損する可能性がある。 If a fault in the return side line 150 by such a short circuit occurs, the return-side line 150 overcurrent is applied, this continues overcurrent flows, there is a possibility that the current-voltage converter 117 is damaged.

次に、正常時、線間短絡故障、電源短絡故障による過電流が発生した場合の動作について図１および図３を用い説明する。なお、図３は電流・電圧変換器１１７への印加電流Ｉ、検出電圧Ｖ、ラッチ素子１１９による過電流遮断用スイッチング素子１１６への操作信号Ｓ１、演算処理部１１１からラッチ素子１１９へ出力されるデジタル出力信号Ｄ１、ラッチ素子１１９の動作を時系列に表したものである。横軸は時間軸であり、それぞれ正常時、故障発生時、保護動作時、復帰動作時の各信号および挙動を示す。 Next, an operation when an overcurrent occurs due to a line short circuit failure or a power supply short circuit failure at normal time will be described with reference to FIGS. In FIG. 3, the applied current I to the current / voltage converter 117, the detection voltage V, the operation signal S1 to the switching element 116 for interrupting overcurrent by the latch element 119, and the operation signal 111 are output to the latch element 119. The operations of the digital output signal D1 and the latch element 119 are shown in time series. The horizontal axis is the time axis, and shows the signals and behavior during normal operation, failure occurrence, protection operation, and return operation, respectively.

図３に符号４０１で示す通常（正常）動作時には、演算処理部１１１のデジタル出力１３８よりオン信号が出力され（図３（ｄ））、ラッチ素子１１９はオフ状態（図３（ｅ））、すなわち、デジタル出力１３８と過電流遮断用スイッチング素子１１６とを接続する状態を保持する。このため、過電流遮断用スイッチング素子１１６へは操作信号Ｓ１としてオン信号が供給される（図３（ｃ））。なお、過電流遮断用スイッチング素子１１６へ供給される操作信号Ｓ１は、デジタル入力１３７を介し、演算処理部１１１に設けた故障監視部１３６に入力されている。過電流遮断用スイッチング素子１１６は、ラッチ素子１１９を介しオンの操作信号Ｓ１を入力した状態では電磁比例弁１１４側と電流・電圧変換器１１７との通電状態を保持する。 In a normal (normal) operation indicated by reference numeral 401 in FIG. 3, an ON signal is output from the digital output 138 of the arithmetic processing unit 111 (FIG. 3D), and the latch element 119 is in an OFF state (FIG. 3E), That is, the state in which the digital output 138 and the overcurrent cutoff switching element 116 are connected is maintained. Therefore, an ON signal is supplied as the operation signal S1 to the overcurrent cutoff switching element 116 (FIG. 3C). The operation signal S <b> 1 supplied to the overcurrent cutoff switching element 116 is input to the failure monitoring unit 136 provided in the arithmetic processing unit 111 via the digital input 137. The overcurrent cutoff switching element 116 maintains the energized state between the electromagnetic proportional valve 114 side and the current / voltage converter 117 in a state where the ON operation signal S1 is input via the latch element 119.

次に、図３に符号４０２で示す（短絡）故障が発生すると、電磁比例弁１１４を経由せずに電源１１２から電流・電圧変換器１１７に電流が流れるため、電流・電圧変換器１１７に過電流が印加され、検出電圧Ｖが高電圧となる（図３（ａ），（ｂ））。検出電圧Ｖはラッチ素子１１９に入力され、ラッチ素子１１９はオン状態、すなわち、デジタル入力１３７とアース６９９とを接続するように切換る。このため、過電流遮断用スイッチング素子１１６への操作信号Ｓ１がオフとなり、電磁比例弁１１４と電流・電圧変換器１１７との接続を遮断する。これにより、電流・電圧変換器１１７への印加電流Ｉおよび検出電圧Ｖは、０に近い値となる。なお、この故障発生状態にあっても演算処理部１１１によるデジタル出力１３８への出力指示信号としてはオンを保持する（図３（ｄ）横軸の符号４０２の状態）。また、過電流遮断用スイッチング素子１１６への操作信号Ｓ１はデジタル入力１３７を介し故障監視部１３６へ入力されており、操作信号Ｓ１がオフを検出することにより故障監視部１３６では故障（過電流）が生じたことを検知する。 Next, when a failure (short circuit) indicated by reference numeral 402 in FIG. 3 occurs, a current flows from the power source 112 to the current / voltage converter 117 without passing through the electromagnetic proportional valve 114, so that an excessive current is passed to the current / voltage converter 117. A current is applied, and the detection voltage V becomes a high voltage (FIGS. 3A and 3B). The detection voltage V is input to the latch element 119, and the latch element 119 is switched to an ON state, that is, to connect the digital input 137 and the ground 699. Therefore, the operation signal S1 to the overcurrent cutoff switching element 116 is turned off, and the connection between the electromagnetic proportional valve 114 and the current / voltage converter 117 is cut off. As a result, the current I applied to the current / voltage converter 117 and the detection voltage V are close to zero. Even in this failure occurrence state, the output instruction signal to the digital output 138 by the arithmetic processing unit 111 is kept on (state of reference numeral 402 on the horizontal axis in FIG. 3D). Further, the operation signal S1 to the overcurrent cutoff switching element 116 is input to the failure monitoring unit 136 via the digital input 137, and the failure monitoring unit 136 detects a failure (overcurrent) by detecting that the operation signal S1 is OFF. Detect that occurred.

演算処理部１１１では、故障を検知すると故障修復の有無によらず自動的に復帰動作を開始する。すなわち、故障監視部１３６から故障を示す信号が復帰処理部１３９に入力されると、復帰処理部１３９では、所定の遅延時間ΔＴをもってデジタル出力１３８からの出力信号を短時間オフとする（図３（ｄ）横軸の符号４０３の状態）。ラッチ素子１１９は、デジタル出力１３８よりオフ信号を入力すると、オフ状態、すなわち、過電流遮断用スイッチング素子１１６とデジタル出力１３８とを再び接続するように切換る（図３（ｅ）横軸４０４の状態）。これにより、過電流遮断用スイッチング素子１１６への操作信号Ｓ１がデジタル出力１３８からの信号Ｄ１と同じオンとなり、過電流遮断用スイッチング素子１１６は通電状態に切換る。 In the arithmetic processing unit 111, when a failure is detected, the return operation is automatically started regardless of whether or not the failure is repaired. That is, when a signal indicating a failure is input from the failure monitoring unit 136 to the recovery processing unit 139, the recovery processing unit 139 turns off the output signal from the digital output 138 for a short time with a predetermined delay time ΔT (FIG. 3). (D) State of reference numeral 403 on the horizontal axis). When the off signal is input from the digital output 138, the latch element 119 switches to the off state, that is, the overcurrent cutoff switching element 116 and the digital output 138 are connected again (FIG. 3 (e) of the horizontal axis 404). State). As a result, the operation signal S1 to the overcurrent cutoff switching element 116 is turned on in the same manner as the signal D1 from the digital output 138, and the overcurrent cutoff switching element 116 is switched to the energized state.

このとき、過電流の状態が修復されていなければ、電流・電圧変換器１１７へは再び過電流が流れることになり、電流・電圧変換器１１７による検出電圧Ｖが高電圧となり、ラッチ素子１１９は再びオン状態となる。これにより、過電流遮断用スイッチング素子１１６が遮断状態に切換り、電流・電圧変換器１１７と電磁比例弁１１４との接続が遮断される。 At this time, if the overcurrent state is not repaired, the overcurrent flows again to the current / voltage converter 117, the detection voltage V detected by the current / voltage converter 117 becomes a high voltage, and the latch element 119 It is turned on again. As a result, the overcurrent cutoff switching element 116 is switched to the cutoff state, and the connection between the current / voltage converter 117 and the electromagnetic proportional valve 114 is cut off.

逆に、過電流の状態が何らかの原因により修復されていれば、電流・電圧変換器１１７による検出電圧Ｖは正常値となり、ラッチ素子１１９はオフ状態を保持し、過電流遮断用スイッチング素子１１６が通電状態を保持する（図３横軸の符号４０６〜４０７の状態）。 On the other hand, if the overcurrent state is repaired for some reason, the detection voltage V detected by the current / voltage converter 117 becomes a normal value, the latch element 119 maintains the off state, and the overcurrent cutoff switching element 116 is turned on. The energized state is maintained (state of reference numerals 406 to 407 on the horizontal axis in FIG. 3).

したがって、本実施形態によれば、線間短絡故障や電源短絡故障により、電流・電圧変換器１１７に過電流が流れた場合、ラッチ素子１１９がオン状態となり、これにより過電流遮断用スイッチング素子１１６が戻り側ライン１５０と電流・電圧変換器１１７との接続関係を遮断するため、過電流が制御装置１４１内に流れなくなり、制御装置１４１は保護される。なお、過電流の発生から保護を行うまでは制御装置内に過電流が流れてしまうが、この時間は電流・電圧変換器１１７が破損する時間に比べて十分に短いため、制御装置は保護される。 Therefore, according to the present embodiment, when an overcurrent flows through the current / voltage converter 117 due to a line short circuit failure or a power supply short circuit failure, the latch element 119 is turned on, whereby the overcurrent cutoff switching element 116 is turned on. Since the connection between the return line 150 and the current / voltage converter 117 is interrupted, overcurrent does not flow into the control device 141, and the control device 141 is protected. Overcurrent flows in the control device from the occurrence of overcurrent until protection is performed, but this time is sufficiently shorter than the time when the current / voltage converter 117 is damaged, so the control device is protected. The

また、本実施の形態では、故障監視部１３６により故障の発生の有無、すなわち過電流保護の実行状態を監視しており、例えば故障発生時には電磁比例弁１１４に関連する他の機器の制御方法を変更する、あるいは、メンテナンス時に故障箇所を特定することが可能となる。 In the present embodiment, the failure monitoring unit 136 monitors whether or not a failure has occurred, that is, the execution state of overcurrent protection. For example, when a failure occurs, a control method for other devices related to the electromagnetic proportional valve 114 is used. It is possible to change or to identify the failure location during maintenance.

さらに、過電流保護を実施している状態から通常状態に復帰させることができるため、故障状態から回復した場合や、あるいは、誤った故障判定が行われた場合でも通常動作に自動的に復帰することができる。 In addition, it is possible to return to the normal state from the state where overcurrent protection is implemented, so it automatically returns to normal operation even if it recovers from a failure state or when an erroneous failure determination is made. be able to.

（第２の実施形態）
次に、図４、図５を参照して本発明に係る電磁比例弁駆動制御装置の第２の実施形態について説明する。図４は電磁比例弁駆動制御装置の全体構成を示している。なお、上述した第１の実施形態と同一のものには同一の符号を付しており、その説明は省略する。 (Second Embodiment)
Next, a second embodiment of the electromagnetic proportional valve drive control device according to the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 4 shows the overall configuration of the electromagnetic proportional valve drive control device. In addition, the same code | symbol is attached | subjected to the same thing as 1st Embodiment mentioned above, The description is abbreviate | omitted.

上述した第１の実施の形態では、過電流遮断用スイッチング素子１１６への操作信号Ｓ１を、ラッチ素子１１９によりハード的に制御していたが、この第２の実施形態では、演算処理部１１１Ａにより演算処理によりソフト的に制御する点で相違する。 In the first embodiment described above, the operation signal S1 to the overcurrent cutoff switching element 116 is controlled by hardware by the latch element 119, but in the second embodiment, the arithmetic processing unit 111A controls the operation signal S1. It differs in that it is controlled in software by arithmetic processing.

すなわち、本実施の形態では、電流・電圧変換器１１７からの検出電圧Ｖを増幅器１１８、Ａ／Ｄ変換部１３４を介し入力すると、故障判定部２３７により検出電圧Ｖの値に基づき故障の有無を判別し、この判別結果に基づきデジタル出力１３８からの出力信号を制御するようになっている。このデジタル出力１３８からの出力信号は、直接過電流遮断用スイッチング素子１１６へ操作信号Ｓ２として入出力される。 That is, in the present embodiment, when the detection voltage V from the current / voltage converter 117 is input via the amplifier 118 and the A / D conversion unit 134, the failure determination unit 237 determines whether there is a failure based on the value of the detection voltage V. The output signal from the digital output 138 is controlled based on the determination result. The output signal from the digital output 138 is directly input / output as the operation signal S2 to the overcurrent cutoff switching element 116.

故障判定部２３７における故障判定処理を図５を参照して説明する。図５は、この故障判定処理のフローチャートを示す。 The failure determination process in the failure determination unit 237 will be described with reference to FIG. FIG. 5 shows a flowchart of this failure determination process.

最初の手順Ｓ１では、変数Ｎを０とする。 In the first step S1, the variable N is set to 0.

次の手順Ｓ２では、Ａ／Ｄ変換部１３４から、検出電圧Ｖを読み込む。 In the next procedure S <b> 2, the detection voltage V is read from the A / D conversion unit 134.

次の手順Ｓ３では、読み込んだ検出電圧Ｖが所定の電圧Ｖjudgeより高いか否かを判別する。この手順Ｓ３が否定されると、この処理を終了し、肯定された場合には、次の手順Ｓ４に移行する。 In the next step S3, it is determined whether or not the read detection voltage V is higher than a predetermined voltage Vjudge. If this step S3 is denied, this process is terminated. If the step S3 is affirmed, the process proceeds to the next step S4.

手順Ｓ４では、変数Ｎに１を加算する。 In step S4, 1 is added to the variable N.

次の手順Ｓ５では、変数Ｎが所定の値Ｎjudgeに達したか否かを判別する。この手順Ｓ５が否定された場合には、手順Ｓ２に戻り、再び手順Ｓ２以降を繰り返す。手順Ｓ４が肯定された場合には次の手順Ｓ６に移行する。 In the next step S5, it is determined whether or not the variable N has reached a predetermined value Njudge. When this procedure S5 is denied, it returns to procedure S2 and repeats procedure S2 and subsequent steps again. If step S4 is affirmed, the process proceeds to the next step S6.

手順Ｓ６では、検出電圧Ｖが所定の電圧Ｖjudgeすなわち過電流か否かを判断する値を連続して所定回数（Ｎjudge）検出したことにより、過電流が実際に発生したものと判断し、故障信号を出力し、処理を終了する。 In step S6, it is determined that an overcurrent has actually occurred by continuously detecting a predetermined voltage (Njudge) a value for determining whether or not the detected voltage V is a predetermined voltage Vjudge, that is, an overcurrent. Is output and the process ends.

デジタル出力１３８は、故障判定部２３７から故障信号を入力すると、過電流遮断用スイッチング素子１１６へ故障を知らせる操作信号Ｓ２を出力し、過電流遮断用スイッチング素子１１６はこの信号Ｓ２を受け、戻り側ライン１５０と電流・電圧変換器１１７との接続を遮断する。 When a failure signal is input from the failure determination unit 237, the digital output 138 outputs an operation signal S2 that notifies the overcurrent cutoff switching element 116 of the failure. The overcurrent cutoff switching element 116 receives this signal S2 and returns to the return side. The connection between the line 150 and the current / voltage converter 117 is cut off.

また、デジタル出力１３８からの操作信号Ｓ２は故障監視部１３６にも出力され、第１の実施形態同様、復帰処理部１３９に出力される。 Further, the operation signal S2 from the digital output 138 is also output to the failure monitoring unit 136, and is output to the return processing unit 139 as in the first embodiment.

したがって、この第２の実施形態による構成によっても、演算処理部１１１Ａではデジタル出力１３８の出力状態を故障監視部１３６で監視することができるため、過電流遮断用スイッチング素子１１６の動作状態を監視でき、過電流保護の実行状態を監視することができる。これにより、第１の実施形態と同様に、制御の高度化やメンテナンス性の向上が図られる。 Therefore, even with the configuration according to the second embodiment, since the operation processing unit 111A can monitor the output state of the digital output 138 with the failure monitoring unit 136, the operation state of the overcurrent cutoff switching element 116 can be monitored. The overcurrent protection execution status can be monitored. As a result, as in the first embodiment, advanced control and improved maintainability are achieved.

さらに、過電流遮断用スイッチング素子１１６の動作状態は、デジタル出力１３８からの操作信号Ｓ２で制御されているため、デジタル出力１３８からオフ信号を出力して過電流遮断用スイッチング素子１１６をオフしている状態から、復帰処理部１３９の指令により、デジタル出力１３８から再び過電流遮断用スイッチング素子１１６をオンする信号を出力し通常状態に復帰させることができる。これにより、前述の実施形態１と同様に、当該故障状態から回復した場合や、誤った故障判定が行われた場合でも通常動作に復帰することができ、装置の信頼性向上が可能となる。 Further, since the operation state of the overcurrent cutoff switching element 116 is controlled by the operation signal S2 from the digital output 138, an off signal is output from the digital output 138 to turn off the overcurrent cutoff switching element 116. In this state, a signal for turning on the overcurrent cutoff switching element 116 can be output from the digital output 138 again by a command from the return processing unit 139 to return to the normal state. As a result, as in the first embodiment, the normal operation can be restored even when the failure state is recovered or an erroneous failure determination is made, and the reliability of the apparatus can be improved.

なお、過電流遮断用スイッチング素子１１６として過熱時出力遮断機能を備えたスイッチング素子を用いることによって、故障判定部２３７を設けること無しに過電流遮断用スイッチング素子１１６のオン・オフ制御が可能となる。 In addition, by using a switching element having an overheat output cutoff function as the overcurrent cutoff switching element 116, it becomes possible to control on / off of the overcurrent cutoff switching element 116 without providing the failure determination unit 237. .

過熱時出力遮断機能はスイッチング素子内部が一定の温度以上に過熱した場合に、出力を遮断する機能である。線間短絡故障または電源短絡故障発生時に制御装置１４１に印加される過電流によって過電流遮断用スイッチング素子１１６が瞬間的に過熱され、過熱時出力遮断機能が動作する。過電流遮断用スイッチング素子１１６はオフ状態となり、過電流が回路内に流れなくなり、回路を保護する。これにより、故障を検出する回路や演算処理無しに保護を実施することが可能となる。 The overheat output cutoff function is a function that cuts off the output when the inside of the switching element overheats to a certain temperature or more. The overcurrent cutoff switching element 116 is instantaneously overheated by an overcurrent applied to the control device 141 when a line short-circuit fault or a power supply short-circuit fault occurs, and the output cutoff function at the time of overheat operates. The overcurrent cutoff switching element 116 is turned off, so that no overcurrent flows in the circuit, thereby protecting the circuit. As a result, it is possible to implement protection without a circuit for detecting a failure or arithmetic processing.

また、過熱時出力遮断機能は過電流遮断用スイッチング素子への信号をオフすることで初期化できる。そのため常時オン信号を出力しているデジタル出力１３８からオフ信号を出力することで、保護状態から通常状態に復帰することができ、装置の信頼性向上が可能となる。 The overheat output cutoff function can be initialized by turning off the signal to the overcurrent cutoff switching element. Therefore, by outputting an off signal from the digital output 138 that is always outputting an on signal, it is possible to return from the protected state to the normal state, and the reliability of the apparatus can be improved.

以上の実施形態で説明された構成、形状、大きさおよび配置関係については、本発明が理解・実施できる程度に概略的に示したものに過ぎない。従って本発明は、説明された実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に示される技術的思想の範囲を逸脱しない限りさまざまな形態に変更することができる。 The configurations, shapes, sizes, and arrangement relationships described in the above embodiments are merely schematically shown to the extent that the present invention can be understood and implemented. Therefore, the present invention is not limited to the described embodiments, and can be variously modified without departing from the scope of the technical idea shown in the claims.

本発明は、建設機械等に設けられた電磁比例弁で線間短絡故障が生じたときの駆動制御装置として利用される。 INDUSTRIAL APPLICABILITY The present invention is used as a drive control device when a line short circuit failure occurs in an electromagnetic proportional valve provided in a construction machine or the like.

本発明の第１の実施形態に係る電磁比例弁駆動制御装置の全体構成を示すブロック図である。1 is a block diagram illustrating an overall configuration of an electromagnetic proportional valve drive control device according to a first embodiment of the present invention. 制御装置、電源、電磁比例弁の接続に係る故障状態を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the failure state which concerns on a connection of a control apparatus, a power supply, and an electromagnetic proportional valve. 第１の実施形態における各部の動作波形の全体的な変化を示す波形図である。It is a wave form diagram which shows the whole change of the operation waveform of each part in 1st Embodiment. 本発明の第２の実施形態に係る電磁比例弁駆動制御装置の全体構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the whole structure of the electromagnetic proportional valve drive control apparatus which concerns on the 2nd Embodiment of this invention. 第２の実施形態における故障判定処理の流れを示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the flow of the failure determination process in 2nd Embodiment. 特許文献１に示される従来の誘導性負荷駆動装置のブロック図である。It is a block diagram of the conventional inductive load drive device shown by patent document 1. FIG. 特許文献２に示される従来の電磁弁駆動装置のブロック図である。It is a block diagram of the conventional solenoid valve drive device shown by patent documents 2.

Explanation of symbols

１１１演算処理部
１１２電源
１１３励磁電流給電用スイッチング素子
１１４電磁比例弁
１１５荷電流環流素子
１１６過電流遮断用スイッチング素子
１１７電流・電圧変換器
１１８増幅器
１１９ラッチ素子
１３１指令値発生部
１３２デューティ比演算部
１３３ＰＷＭ信号発生部
１３４Ａ／Ｄ変換部
１３５検出電圧保存部
１３６故障監視部
１３７デジタル入力
１３８デジタル出力
１３９復帰処理部 DESCRIPTION OF SYMBOLS 111 Arithmetic processing part 112 Power supply 113 Excitation current feeding switching element 114 Electromagnetic proportional valve 115 Load current circulating element 116 Overcurrent cutoff switching element 117 Current / voltage converter 118 Amplifier 119 Latch element 131 Command value generation part 132 Duty ratio calculation part 133 PWM signal generation unit 134 A / D conversion unit 135 Detection voltage storage unit 136 Fault monitoring unit 137 Digital input 138 Digital output 139 Return processing unit

Claims

An excitation current feeding switching element is provided between the power source and the electromagnetic proportional valve to energize the coil of the electromagnetic proportional valve in accordance with a PWM signal supplied from the arithmetic processing means , and downstream of the energization in the electromagnetic proportional valve , in the electromagnetic proportional valve drive control device provided with a current-voltage conversion hand stage supplied to the processing means by converting the exciting current flowing to the proportional solenoid valve to the voltage,
It is arranged on the return side line from the electromagnetic proportional valve to the current / voltage converting means, the power supply is short-circuited from the power source to the return side line, or the line from the upstream line of the electromagnetic proportional valve to the return side line An overcurrent cutoff switching element for protecting the current / voltage conversion means and the arithmetic processing means from an overcurrent caused by a short circuit ;
When an overcurrent flows to the return line due to the power supply short circuit or the line short circuit, the overcurrent cutoff switching element is turned off based on the detected voltage converted by the current / voltage conversion means. The energization from the electromagnetic proportional valve to the current / voltage converting means is interrupted, and then the overcurrent interrupting switching element is turned on to cause the energization from the electromagnetic proportional valve to the current / voltage converting means. Energization on / off control means;
Proportional solenoid valve drive control apparatus characterized by comprising a.

The overcurrent cutoff switching element is turned on in a normal state without being related to the on / off state of the excitation current feeding switching element, and is turned off only when an overcurrent is cut off. The electromagnetic proportional valve drive control device according to claim 1.

The energization on / off control means uses the detection voltage converted by the current / voltage conversion means as a trigger to turn off the overcurrent cutoff switching element from the electromagnetic proportional valve to the current / voltage conversion means. The energization is cut off, and then the overcurrent cut-off switching element is turned on by receiving an instruction signal to return to the initial state supplied from the arithmetic processing means, and the electromagnetic proportional valve to the current / voltage conversion means The electromagnetic proportional valve drive control device according to claim 1 , wherein the electromagnetic proportional valve drive control device is a latch element that conducts electricity .

The arithmetic processing unit inputs an on / off control signal to the overcurrent cutoff switching element in response to the operation of the latch element, and monitors an execution state of protection against the overcurrent based on the on / off control signal. proportional solenoid valve drive control apparatus according to claim 3, characterized in that it comprises a monitoring means.

The arithmetic processing means inputs a signal from the monitoring means, and when the signal is in an execution state of protection against the overcurrent, in order to return the overcurrent cutoff switching element from the cutoff state to the energized state, proportional solenoid valve drive control device according to claim 4, characterized in that it comprises a return process means for generating the instruction signal for returning the latch element to the initial state.

The arithmetic processing means inputs the detection voltage converted by the current / voltage conversion means, determines whether or not the overcurrent is generated based on the detection voltage, and determines the overcurrent cutoff switching element according to the determination result. proportional solenoid valve drive control apparatus according to claim 1 or 2, wherein the having the power on-off control means for controlling on and off.

It said processing means, characterized in that it has a monitoring means for monitoring the execution state of the protection against the overcurrent on the basis of the on-off control signal outputted from the power on-off control means to said overcurrent cut-off switching element The electromagnetic proportional valve drive control device according to claim 6.

The arithmetic processing means inputs a signal from the monitoring means, and when the signal is in an execution state of protection against the overcurrent, in order to return the overcurrent cutoff switching element from the cutoff state to the energized state, the proportional solenoid valve drive control apparatus according to claim 7, characterized in that it has a return processing means for outputting a direct return signal to the overcurrent breaking switching element.

The electromagnetic proportional valve drive control device according to claim 1, wherein a switching element having an overheat output cutoff function is used as the overcurrent cutoff switching element.

The electromagnetic proportional valve drive control device according to claim 1, wherein the electromagnetic proportional valve is an electromagnetic proportional valve provided in a hydraulic circuit of a construction machine.