(57)【要約】【課題】励磁電流が流れている状態で励磁電流の大きさに応じて生じる誤差を補正することができる電磁比例弁駆動制御装置を提供する。【解決手段】電磁比例弁駆動制御装置１１は、演算処理部２１と、ＰＷＭ信号に基づき動作し電源１３から電磁比例弁１２に対して励磁電流を供給するスイッチング素子２２と、電磁比例弁に流れた励磁電流を電圧に変換し検出電圧として演算処理部へ出力する電流・電圧変換器２４を備える。演算処理部は、指令値発生部３１と、検出電圧を検出値に変換するＡ／Ｄ変換部３４と、指令値と検出値に基づきデューティ比を演算するデューティ比演算部３２と、デューティ比を有するＰＷＭ信号を発生するＰＷＭ信号発生部３３を有し、さらに補正値配列を含む補正値保存部３７と、補正値保存部に保存された補正値配列に含まれる実測値と理論値との差に基づき検出値を補正する補正処理部３６とを備える。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
演算処理手段と、
前記演算処理手段から出力されるＰＷＭ信号に基づき動作し電源から電磁比例弁に対して励磁電流を供給するスイッチング素子と、
前記電磁比例弁に流れた前記励磁電流を電圧に変換し検出電圧として前記演算処理手段へ出力する電流・電圧変換手段とを備え、
さらに前記演算処理手段は、前記励磁電流の大きさを決める指令値を出力する指令値発生手段と、前記電流・電圧変換手段から出力される前記検出電圧を検出値に変換するＡ／Ｄ変換手段と、前記指令値と前記検出値に基づきデューティ比を演算するデューティ比演算手段と、前記デューティ比を有する前記ＰＷＭ信号を発生するＰＷＭ信号発生手段と、を有する電磁比例弁駆動制御装置において、
前記演算処理手段は、
補正値配列を含む補正値保存手段と、
前記補正値保存手段に保存された前記補正値配列に含まれる実測値と理論値との差に基づき前記検出値を補正する補正処理手段とを備える、
ことを特徴とする電磁比例弁駆動制御装置。
【請求項２】
前記補正値保存手段に保存される前記補正値配列は、複数の引数と、前記複数の引数の各々に対応づけられた実測値および理論値とにより構成されることを特徴とする請求項１記載の電磁比例弁駆動制御装置。
【請求項３】
前記実測値は製品出荷検査時に得られる特性値であることを特徴とする請求項２記載の電磁比例弁駆動制御装置。
【請求項４】
前記補正値保存手段に保存される前記補正値配列に含まれる複数の前記実測値は、前記電磁比例弁の駆動に使用される前記励磁電流の電流値範囲の全体に応じた値であることを特徴とする請求項１記載の電磁比例弁駆動制御装置。
【請求項５】
前記補正値保存手段に保存される前記補正値配列に含まれない補正用実測値は、前記補正値配列に含まれている複数の前記実測値から演算により補間することを特徴とする請求項４記載の電磁比例弁駆動制御装置。
【請求項６】
前記演算処理手段は、前記補正値保存手段に保存される前記補正値配列の前記実測値を、電磁比例弁駆動装置の起動時に初期化する補正値初期化手段を備えることを特徴とする請求項１記載の電磁比例弁駆動制御装置。
【請求項７】
前記補正処理手段は、前記補正値保存手段に保存された前記補正値配列により得られる補正値用数値に基づき、前記励磁電流が０でないときに前記励磁電流の値に応じて前記検出値を補正することを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載の電磁比例弁駆動制御装置。
【請求項８】
電磁比例弁駆動制御装置が製造工場から出荷される時、前記電磁比例弁駆動制御装置の性能を検査する出荷検査装置であって、
検査時に、前記電磁比例弁駆動制御装置内の演算処理手段に設けられた補正値学習手段と接続される学習動作指示手段を備え、
前記学習動作指示手段は、基準電源から前記電磁比例弁駆動制御装置の前記演算処理手段に対して複数の電流レベルの基準電流を与える制御を行い、併せて前記補正値学習手段に対して、前記複数の電流レベルの各々に引数を対応させ、前記引数ごとに前記基準電流の実測値を補正値保存手段に記憶するように指示することを特徴とする電磁比例弁駆動制御装置の出荷検査装置。
【請求項９】
前記学習動作指示手段は、前記基準電流を理論値として、前記補正値保存手段に、引数と実測値と理論値からなる補正値配列を保存するよう指示することを特徴とする請求項８記載の電磁比例弁駆動制御装置の出荷検査装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電磁比例弁駆動制御装置およびその出荷検査装置に関し、特に、建設機械や産業機械等の油圧システムで使用される電磁比例弁の制御装置、および電磁比例弁駆動制御装置の出荷検査装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
電磁比例弁駆動制御装置に類似する従来技術として特許文献１と特許文献２を説明する。
【０００３】
特許文献１に開示される誘導性負荷制御装置は、特許文献１の図１に示されるように、ＥＣＵ（１）に含まれる制御ＩＣ（２）の内のＣＰＵ（４）とＰＷＭデータ受信用レジスタ（１０）とＰＷＭ信号出力回路（９）からなる信号経路に基づいて当該ＰＷＭ信号出力回路（９）から出力されるＰＷＭ信号によりスイッチング素子（２１，２２）をオン・オフ動作し、ソレノイド（Ｌ１）に励磁電流を供給する。ソレノイド（Ｌ１）に流れる励磁電流は電流・電圧変換器で電圧に変換して、その後レベルシフト回路でレベルシフトし、Ａ／Ｄ変換器（６）を通してＣＰＵ（４）に取り込む。この構成において、スイッチング素子（２１，２２）がオフ時においてＡ／Ｄ変換器（６）が出力する値を補正値として補正値保存部に保存し、保存した当該補正値を基にしてＡ／Ｄ変換器（６）が出力する値を補正して検出値として出力する補正処理手段をＣＰＵ（４）内に有している。
【０００４】
特許文献２に開示される電磁比例弁の制御装置では、特許文献２の図１に示されるように、電磁比例弁（１２）に流れる励磁電流を、電流・電圧変換部（１５）と増幅器（１６）からなるフィードバック回路部でコントローラ（１１）の中に取り込み、Ａ／Ｄ変換部（２７）等を介して、「装置の初期化時（電源投入時）」等の所定時点に実施される補正値取得動作で取得した電流補正値を補正値保存部（２４）に保存する。補正処理部（２５）は、その後の通常動作でフィードバック回路部から得られる検出値を、補正値保存部（２４）で保存された補正値で補正し、デューティ演算部（２２）に供給する。
【特許文献１】特開２００３−０３１４１５号公報（図１等）
【特許文献２】特開２００８−１９６５２９号公報（図１等）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１が示す誘導性負荷制御装置の構成は、電磁比例弁等の誘導性負荷への通電のオン・オフを決めるＰＷＭ信号のデューティ比が０％であるとき、すなわち誘導性負荷へ励磁電流が供給されないとき、レベルシフト回路やＡ／Ｄ変換部を含む構成回路が有する誤差をオフセット誤差として検出できる。特許文献１の誘導性負荷制御装置の構成によれば、検出したオフセット誤差を補正値として保存し、この補正値を用いて検出値を補正することにより、電流制御の精度を向上している。
【０００６】
他方、特許文献１の誘導性負荷制御装置の構成では、検出値に含まれる誤差のうち、励磁電流が０でないときに生じる誤差、すなわち励磁電流の大きさに応じて生じる構成回路の誤差を補正することができない。従来の技術によれば、誘導性負荷制御装置におけるオフセット誤差のみを補正し、励磁電流の大きさに応じて生じる誤差を補正することができない。このため、電磁比例弁等を駆動する励磁電流が流れている状態では検出値に誤差が含まれ、電流制御精度が低下するという問題がある。
【０００７】
また特許文献２の電磁比例弁の制御装置の場合には、「装置の初期化時（電源投入時）」等の所定時点で補正値取得が行われ、励磁電流が厳密には０ではない場合に得られる補正値であるが、特定の１つの電流検出値に基づいて得られる補正値である。この意味で、励磁電流の大きさに応じて生じる構成回路の誤差を解消するという観点では十分とは云えない。
【０００８】
電磁比例弁駆動制御装置が製造工場から出荷される際に用いられる出荷検査装置については、その際に基準電源から様々なレベルの基準電流を流すことにより、当該電磁比例弁駆動制御装置の装置部品の固有の特性や性能が検査される。従って、その際に、出荷検査で得られた装置性能等の検査結果を、その後の実際の動作時における誤差補正に利用するようにすれば、特別な装置を用意する必要がなく、コスト的にも有用である。
【０００９】
本発明の目的は、上記の問題を解決するために、励磁電流が流れている状態で励磁電流の大きさに応じて生じる誤差を補正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。
【００１０】
また本発明の他の目的は、励磁電流の大きさに応じて装置誤差の補正ができる構成を備えた電磁比例弁駆動制御装置の実現を、安価なコストで達成できる電磁比例弁駆動制御装置の出荷検査装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明に係る電磁比例弁駆動制御装置およびその出荷検査装置は、上記の目的を達成するために、次のように構成される。
【００１２】
本発明に係る電磁比例弁駆動制御装置は、演算処理手段と、演算処理手段から出力されるＰＷＭ信号に基づき動作し電源から電磁比例弁に対して励磁電流を供給するスイッチング素子と、電磁比例弁に流れた励磁電流を電圧に変換し検出電圧として演算処理手段へ出力する電流・電圧変換手段を備える。さらに演算処理手段は、励磁電流の大きさを決める指令値を出力する指令値発生手段と、電流・電圧変換手段から出力される検出電圧を検出値に変換するＡ／Ｄ変換手段と、指令値と検出値に基づきデューティ比を演算するデューティ比演算手段と、デューティ比を有するＰＷＭ信号を発生するＰＷＭ信号発生手段を有している。演算処理手段は、補正値配列を含む補正値保存手段と、補正値保存手段に保存された補正値配列に含まれる実測値と理論値との差に基づき検出値を補正する補正処理手段とを備えている。
【００１３】
上記の構成では、複数の引数に対応する複数の実測値および理論値に基づく補正値配列を利用して検出値補正を行うため、電磁比例弁に流れる励磁電流の大きさに応じて装置誤差を解消することが可能となる。
【００１４】
本発明に係る電磁比例弁駆動制御装置は、上記構成において、好ましくは、補正値保存手段に保存される補正値配列は、複数の引数と、複数の引数の各々に対応づけられた実測値および理論値とにより構成されることを特徴とする。さらに実測値は製品出荷検査時に得られる特性値であることを特徴とする。
【００１５】
本発明に係る電磁比例弁駆動制御装置の出荷検査装置は、電磁比例弁駆動制御装置が製造工場から出荷される時、電磁比例弁駆動制御装置の性能を検査する出荷検査装置であって、検査時に、電磁比例弁駆動制御装置内の演算処理手段に設けられた補正値学習手段と接続される学習動作指示手段を備える。この学習動作指示手段は、基準電源から電磁比例弁駆動制御装置の演算処理手段に対して複数の電流レベルの基準電流を与える制御を行い、併せて補正値学習手段に対して、複数の電流レベルの各々に引数を対応させ、引数ごとに基準電流の実測値を補正値保存手段に記憶するように指示するように構成される。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば次の効果を奏する。
【００１７】
本発明に係る電磁比例弁駆動制御装置によれば、出荷検査時に出荷検査装置によって行われる性能検査で得られた複数レベルの基準電流についての動作特性を補正値配列として補正値保存手段に用意し、補正値配列に含まれる実測値と理論値との差に基づき励磁電流の大きさに応じてその検出値を補正するようにしたため、励磁電流が流れている状態で励磁電流の大きさに応じて生じる誤差を補正することができ、制御の精度を向上することができる。
【００１８】
本発明に係る電磁比例弁駆動制御装置の出荷検査装置によれば、出荷検査時において出荷検査装置によって行われる制御装置の性能検査で得られた複数レベルの基準電流についての動作特性を、当該制御装置を実際に使用する際の補正値データとして用いるようにしたため、励磁電流の大きさに応じて装置誤差の補正を行える構成を備えた電磁比例弁駆動制御装置の実現を、特別な装置を用意することなく、安価なコストで達成することができるという効果が発揮される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
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。
【００２０】
＜第１の実施形態＞
図１〜図４を参照して本発明に係る電磁比例弁駆動制御装置の第１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し、図２は制御装置の内部構成を示し、図３は演算処理部の機能ブロック図を示し、図４は補正値保存部に保存されるテーブルを示す。
【００２１】
図１において、１１は制御装置、１２は駆動制御対象である電磁比例弁、１３は電磁比例弁１２を駆動するための駆動電流（または励磁電流）を供給する電源である。電磁比例弁１２は、例えば油圧ショベル等の油圧システムの機構部に組み込まれた１つのアクチュエータである。電磁比例弁１２の弁動作が適切に制御されることにより、油圧システムの圧油の流れが制御され、電磁比例弁１２が組み込まれた制御対象物の動作が決定される。電磁比例弁１２の弁動作は、制御装置１１が電源１３から電磁比例弁１２への駆動電流の供給状態を調整することにより制御される。制御装置１１が、本実施形態に係る電磁比例弁駆動制御装置である。
【００２２】
制御装置１１には、運転操作者が操作器１４を操作することに基づき、当該操作器１４から操作指令信号ＳＩＧ１が入力される。制御装置１１は、操作指令信号ＳＩＧ１に基づいて制御用の指令値を発生する。電磁比例弁１２の弁動作は、制御装置１１内で作られる指令値に基づき、操作指令信号ＳＩＧ１に対応するように制御される。
【００２３】
図２に制御装置１１の内部構成を示す。制御装置１１は、演算処理部２１と、スイッチング素子２２と、負荷電流環流素子２３と、電流・電圧変換器２４と、増幅器２５とから構成されている。スイッチング素子２２は、演算処理部２１から与えられるＰＷＭ信号ＳＩＧ２により、電源１３から電磁比例弁１２へ供給される励磁電流の供給量を調整するためのオン・オフ動作を行うスイッチング素子である。スイッチング素子２２はトランジスタ素子で構成される。負荷電流環流素子２３は、スイッチング素子２２をオフした際に発生する逆起電力を電磁比例弁１２に環流させるための素子であり、ダイオードで構成される。電流・電圧変換素子２４は、電磁比例弁１２に流れる励磁電流を検出電圧に変換する素子である。増幅器２５は、当該検出電圧を演算処理部２１に適した電圧に増幅する。上記の演算処理部２１はマイクロコンピュータで構成されている。
【００２４】
上記の演算処理部２１の内部構成を図３に示す。図３は演算処理部２１の機能ブロック図である。演算処理部２１は、機能的手段または記憶手段として、指令値発生部３１と、デューティ比演算部３２と、ＰＷＭ信号発生部３３と、Ａ／Ｄ変換部３４と、Ａ／Ｄ変換値保存部３５と、補正処理部３６と、補正値保存部３７と、補正値初期化部３８とを有している。
【００２５】
指令値発生部３１は上記の操作指令信号ＳＩＧ１の操作量に応じて指令値を発生する。この指令値は電磁比例弁１２の出力を決める制御目標指令値である。指令値発生部３１から出力された指令値と補正値処理部３６から出力される検出値とに基づいてデューティ比演算部３２はデューティ比（またはデューティ）を演算する。デューティ比の演算では、補正値処理部３６で補正処理された検出値が用いられる。補正値処理部３６は、増幅器２５から出力される検出値を、Ａ／Ｄ変換部３４およびＡ／Ｄ変換値保存部３５を経由して得られるｎ個の検出値データと、補正値保存部３７に保存された補正値配列とを用いて、補正する。補正値処理部３６によって実行される検出値の補正処理は、デューティ比演算部３２でデューティ比演算が行われる周期に同期して実行される。デューティ比演算部３２から出力されたデューティ比はＰＷＭ信号発生部３３からＰＷＭ信号としてスイッチング素子２２に供給される。補正値初期化部３８は補正値配列に含まれる補正値の初期化処理が行われる。補正値の初期化処理は、通常の起動時である電源投入の度に行われる。
【００２６】
Ａ／Ｄ変換部３４は、増幅器２５によって増幅された検出電圧（アナログ信号）を検出値データ（ディジタル値）に変換する。Ａ／Ｄ変換部３４から出力されたＡ／Ｄ変換値（ディジタル値の検出値データ）は、Ａ／Ｄ変換値保存部３５に保存される。Ａ／Ｄ変換値保存部３５に保存される検出値データは一定期間分のｎ個であり、例えばＶ［０］，Ｖ［１］，…，Ｖ［ｎ−１］で表現される。「ｎ」は任意の数である。Ａ／Ｄ変換値保存部３５では、或る時点でｎ個分の過去の検出値データが保存されており、当該ｎ個の検出値データＶ［０］〜Ｖ［ｎ−１］は時間の経過と共に更新される。Ａ／Ｄ変換値保存部３５に保存される検出値データは補正処理部３６と補正値初期化部３８に提供される。補正処理部３６と補正値初期化部３８は、Ａ／Ｄ変換値保存部３５に保存される検出値データを必要なタイミングで読み込む。
【００２７】
補正値保存部３７には、図４に示すようなテーブル４１が格納されている。テーブル４１は配列構造（補正値配列）を有する。テーブル４１には配列引数Ｉ（０，１，２，３，…）で関係づけられた実測値（配列Ｈ［Ｉ］）と理論値（配列Ｔ［Ｉ］）が保存されている。実測値は、本実施形態に係る電磁比例弁駆動制御装置を製造工場から出荷する段階で、その出荷検査装置で得られた実測データである。出荷検査の時点で、得られた実測データは、実測値として補正値保存部３７のテーブル４１における実測値の配列Ｈ［Ｉ］に保存される。実測値の配列Ｈ［Ｉ］に対応して理論値の配列Ｔ［Ｉ］が引数Ｉで紐づけられて用意されている。このテーブル４１の意味は、例えば引数０の場合、理論値は本来的に０ｍＡであるべきにも拘わらず、本実施形態に係る電磁比例弁駆動制御装置では実測値１ｍＡの電流が流れるという特性を有することを意味する。同様に、引数１の場合には、理論値は本来的に１００ｍＡであるべきであるが、実際には実測値９８ｍＡの電流が流れる。他の引数２〜６等でも同じである。理論値と実測値との差が補正値となる。こうして、理想的な理論値に対して、製造された電磁比例弁駆動制御装置の各々は、誤差を含むそれぞれの実測値を有している。当該実測値を根拠とした誤差を出荷検査段階で検査して把握し、電磁比例弁駆動制御装置１１の制御特性値として補正値保存部３７に予め保存する構成とする。そして、実際の使用状態において制御装置１１が制御動作を行うとき、指令値発生部３１から出力された指令値に基づきデューティ演算部３２でデューティ比を演算するとき、補正値保存部３７で保存された補正値を利用して補正処理部３６が補正処理する。本実施形態に係る電磁比例弁駆動制御装置１１は、装置としての製造が終了した段階で、元々図４に示される「ずれ」に起因する補正値配列に係る特性を有しているのであるから、制御指令値は当該補正値配列を考慮して補正することが必要となる。
【００２８】
次に本実施形態に係る電磁比例弁駆動制御装置の動作例を説明する。この動作例は、キースイッチをオンして油圧ショベル等を作動させるとき、制御装置１１が電磁比例弁１２の弁開閉動作を制御する例である。特に制御装置１１における演算処理部２１での補正処理機能について、図５のフローチャートを参照して説明する。
【００２９】
電源を投入して制御装置１１が動作状態になると、操作器１４から与えられる操作指令信号ＳＩＧ１に従って指令値発生部３１が指令値を出力し、当該指令値に基づいて電磁比例弁１２の弁動作を制御する。指令値発生部３１から出力される指令値はデューティ比演算部３２でデューティ比に変換され、さらに次のＰＷＭ信号発生部３３はデューティ比演算部３２から供給されるデューティ比に基づくＰＷＭ信号を発生する。ＰＷＭ信号発生部３３から出力されるＰＷＭ信号はスイッチング素子２２のゲートに与えられ、当該デューティ比に従ってスイッチング素子２２のオン・オフ動作を制御する。スイッチング素子２２のオン・オフ動作に基づき、電源１３から電磁比例弁１２に供給される励磁電流の給電量が制御される。電磁比例弁１２に流れる励磁電流は、制御装置１１の電流・電圧変換器２４で電圧に変換され、増幅器２５で増幅され、演算処理部２１のＡ／Ｄ変換部３４に検出電圧値として入力される。
【００３０】
電磁比例弁１２を駆動するための励磁電流に関する上記の制御の流れにおいて、演算処理部２１のデューティ比演算部３２では、指令値発生部３１からの指令値と補正処理部３６からの補正後の検出値に基づいてデューティ比が演算される。補正処理部３６から与えられる補正後の検出値は、電流・電圧変換器２４、増幅器２５、Ａ／Ｄ変換部３４、Ａ／Ｄ変換値保存部３５からなるフィードバック経路を通してフィードバックされた励磁電流に係る検出値を、以下に説明する補正処理手順に従って補正したものである。
【００３１】
デューティ比演算部３２において、指令値に基づいてデューティ比を演算する際に、フィードバックされた励磁電流に係る検出値を利用するのは、電磁比例弁駆動制御装置毎に機械誤差を含むからこれを加味して制御指令値を生成するためである。本実施形態の場合には、当該検出値を、特に製造検査段階で取得された補正値配列（テーブル４１）を利用し、図５に示される補正手順に従って補正し、当該補正した検出値を用いてデューティ比を演算する。
【００３２】
次に図５を参照して、補正処理部３６で実行される補正後の検出値（Ｓ）の求め方を説明する。
【００３３】
制御装置１１の通常の動作状態において、制御される電磁比例弁１２に流れる励磁電流は、常時、電流・電圧変換器２４、増幅器２５、Ａ／Ｄ変換部３４を経由して、Ａ／Ｄ変換値保存部３５に保存される。Ａ／Ｄ値保存部３５には、設定された一定期間分のｎ個の検出値データＶ［０］〜Ｖ［ｎ−１］が保存される。このｎ個の検出値データは時間の経過と共に更新される。
【００３４】
図５に示したフローチャートにおいて、最初のステップＳ１１では、補正処理部３６は、Ａ／Ｄ変換値保存部３５にその時点で保存されているｎ個の検出値データＶ［０］〜Ｖ［ｎ−１］を読み込む。次にｎ個の検出値データの平均値（Ｖave）を計算する（ステップＳ１２）。そしてその後、計算した平均値を１００で割り小数点以下を切り捨てることにより引数（Ｉ）を計算する（ステップＳ１３）。引数（Ｉ）については、それが設定された最大値の引数（Ｉmax）よりも小さいか否かが判定され（ステップＳ１４）、小さいときにはステップＳ１６に移行し、大きいときには引数ＩをＩmaxに設定した後に（ステップＳ１５）、ステップＳ１６に移行する。これは、設定された引数の上限値より大きな値の引数Ｉが算出されたときには、当該上限値を使用するという意味である。こうして、ｎ個の励磁電流に係る検出値データに基づき引数（Ｉ）が決定される。当該引数（Ｉ）は、前述した補正値配列（テーブル４１）に記載された引数に対応するものである。
【００３５】
ステップＳ１６では、決定された引数（Ｉ）に基づき、補正値保存部３７に保存された補正値配列４１を利用して理論値Ｔ［Ｉ］と実測値Ｈ［Ｉ］が求められる。その後、ステップＳ１７において、ステップＳ１２で求めた励磁電流の平均値Ｖaveに、理論値と実測値の差として求められる誤差分（Ｔ［Ｉ］−Ｈ［Ｉ］）を加算することにより、検出値Ｓが求められる。誤差分は、例えばＩ＝３のときには３０２−３００＝２ｍＡである。当該検出値Ｓが、補正処理部３６で算出された補正後の検出値である。補正後の検出値Ｓは、補正処理部３６からデューティ比演算部３２に与えられる。デューティ比演算部３２では、この検出値Ｓと、指令値発生部３１から与えられる指令値とに基づいてデューティ比を演算する。
【００３６】
次の判定ステップＳ１８では、制御動作継続か否かを判定し、ＹＥＳのときにはステップＳ１１に戻って上記の検出値補正の処理を繰り返し、ＮＯのときには検出値補正の処理を終了する。
【００３７】
以上によって、制御装置１１によって電磁比例弁１２への駆動電流の制御を行うことによって電磁比例弁駆動制御を行うとき、制御装置１１の製造段階で入り込む制御装置１１の誤差要素を、制御指令値に基づくデューティ比を演算するときに反映させることができる。これによって、制御装置１１が固有なものとして有する誤差分の影響を解消した精度の高い制御指令信号（ＰＷＭ信号ＳＩＧ２）を作ることができ、制御の精度が向上する。
【００３８】
次に、図５を参照して説明した補正処理部３６での補正処理の手順で、補正値保存部３７に保存されていない補正値を演算により補間する場合の補正処理手順を説明する。
【００３９】
図６と図７を参照して補正値補間による補正手順を説明する。図６は補正値補間による補正手順のフローチャートを示し、図７は補正値補間を必要とする状況を示している。図７に示すように、ステップＳ２２で算出した平均値Ｖaveが例えば１５０ｍＡである場合には、図４に示した補正値配列４１を基礎にして引数（Ｉ）を確定的に決定することができない。そこで、引数１と引数２の間での値を補間的な手法で求めることが必要となる。
【００４０】
上記の場合において、補正値配列４１の引数をより細かく設定して補間処理を省略することも可能であるが、補正値保存部３７のメモリとして容量をさほど大きくとることができない場合を想定して補正値補間による補正処理が用意される。
【００４１】
図６に示したフローチャートで、ステップＳ２１からステップＳ２５までの処理内容は、前述したステップＳ１１〜Ｓ１５と同じであるので、説明を省略する。判定ステップＳ２４でＹＥＳのときには、補正演算に用いられる理論値（ｔ）が計算される（ステップＳ２６）。理論値（ｔ）は、図７に示されており、理論値Ｔ［Ｉ］と理論値Ｔ［Ｉ＋１］との間の位置する値である。理論値（ｔ）は、実測値Ｈ［Ｉ］，Ｈ［Ｉ＋１］、平均値Ｖaveを用いてステップＳ２６に示した計算式に基づいて算出される。次のステップＳ２７では、求めた平均値Ｖaveを、補正演算に用いる実測値として変数（ｈ）に入れる。最後の演算ステップＳ３０で補正後の検出値Ｓが、式「Ｓ＝Ｖave＋（ｔ−ｈ）」により演算される。判定ステップＳ２４でＮＯのときには、引数（Ｉ）としてＩmaxが用いられ（ステップＳ２５）。次のステップＳ２８で補正値演算に用いる理論値（ｔ）にＴ［Ｉmax］を代入し、さらにステップＳ２９で補正値演算に用いる実測値（ｈ）にＨ［Ｉmax］を代入する。その後、ステップＳ３０で補正後の検出値Ｓを計算する。
【００４２】
以上によって、実測値（Ｈ［Ｉ］）が補正値配列での実測値で中間的な値をとるときには補正値補間による補正が行われ、補正後の検出値Ｓが求められる。
【００４３】
次に図８に示したフローチャートを参照して、補正値初期化部３８によって実行される補正値初期化手順を説明する。
【００４４】
補正値初期化手順は、キースイッチをオンして電源を投入し油圧ショベル等を作動させる際の起動時において実行される。最初のステップＳ４１では、指令値発生部３１から出力される指令値を０（ｍＡ）に設定する。指令値が０の状態において、電源１３からスイッチング素子２２を経由して電磁比例弁１２に供給される励磁電流を、電流・電圧変換部２４、増幅器２５、Ａ／Ｄ変換部３４からなるフィードバック経路を介して検出し、当該検出値を、Ａ／Ｄ変換値保存部３５にｎ個分保存する。
【００４５】
次のステップＳ４２，Ｓ４３ではＡ／Ｄ変換値保存部３５に保存されたｎ個の検出値Ｖ［０］〜Ｖ［ｎー１］から平均値Ｖaveを算出する。さらに次のステップＳ４４では、カウンタ（Ｉ）に０をセットする。この例では、カウンタの変数として前述した引数（Ｉ）を用いている。判定ステップＳ４５では、カウンタ（Ｉ）の値が引数（Ｉ）の最大値Ｉmaxよりも大きいか否かが判定される。カウンタ（Ｉ）は０に設定されているので、判定ステップＳ４５では原則的にＮＯであり、ステップＳ４６に移行する。ステップＳ４６では、式「Ｈ［０］−Ｖave」に基づき、実測値初期化値（Ｒ）を計算する。求められた実測値初期化値（Ｒ）を用いて、補正値保存部３７に保存された補正値配列４１における実測値配列Ｈ［Ｉ］を初期化し、初期化された実測値配列Ｈ’［Ｉ］が求められる（ステップＳ４７）。ステップＳ４８では、カウンタ（Ｉ）を１つ増してステップＳ４５〜Ｓ４８を繰り返し、こうして初期化された実測値配列Ｈ’［Ｉ］を算出する。カウンタ（Ｉ）の値がＩmaxを超えると、補正値初期化手順は終了する。補正値初期化手順で求められた実測値配列Ｈ’［Ｉ］を用いて、その後の検出値の補正処理が行われる。図５に示した検出値補正手順では、実測値配列Ｈ［Ｉ］の代わりに、補正値初期化で求められた実測値配列Ｈ’［Ｉ］が使用される。
【００４６】
以上のように、製造工場出荷段階での製造検査工程の補正値学習で取得された補正値配列（テーブル４１）を利用して検出値補正を行うが、補正値学習後の環境変化と経年変化を実測値初期化値として算出し、保存されている実測値配列Ｈ［Ｉ］を初期化してその影響を排除する。
【００４７】
次に図９〜図１３を参照して、本実施形態に係る電磁比例弁駆動制御装置について、制御装置１１の補正値保存部３７に補正値配列４１を保存する時の構成、すなわち補正値学習時の構成について説明する。
【００４８】
図９において、５１は出荷検査装置であり、１１は検査対象である前述の制御装置（電磁比例弁駆動制御装置）である。出荷検査装置５１は学習動作指示部５２を備えている。出荷検査装置５１は、製品出荷段階で制御装置１１の性能を検査する機能を検査する。その際に、学習動作指示部５２は、基準電流源５３に給電動作を制御して、制御装置１１の電流・電圧変換器２４に複数のレベル（０ｍＡ、１００ｍＡ、２００ｍＡ、…）で励磁電流に相当する基準電流を供給し、その特性を検査する。基準電流源５３から供給される電流は、電流・電圧変換器２４、増幅器２５を介して演算処理部２１のＡ／Ｄ変換部３４を介してＡ／Ｄ変換値保存部３５に検出値（実測値）として保存される。
【００４９】
図９に示された構成において、出荷検査装置５１の学習動作指示部５２と、制御装置１１の演算処理部２１に設けられた補正値学習部５４とで実行される補正値学習の処理を、図１０と図１１を参照して説明する。
【００５０】
図１０は、学習動作指示部５２で実行される補正値学習動作の処理の流れを示す。最初のステップＳ５１では、配列引数（Ｉ）を用意し、当該配列引数（Ｉ）に０を代入して初期化処理を行う。次の判定ステップＳ５２では、配列引数（Ｉ）と、予め設定された上限値Ｉmaxとが比較される。配列引数（Ｉ）がＩmax以下のときには、理論値配列Ｔ［Ｉ］の値を基準電流値として基準電流源５３に対して設定する（ステップＳ５３）。ステップＳ５４，Ｓ５５によって所定時間待つことにより基準電流源５３を安定させる。制御装置１１の演算処理部２１では、安定した基準電流源５３から供給される基準電流に基づく検出値をＡ／Ｄ変換値保存部３５に保存する。次のステップＳ５６では、学習動作指示部５２から演算処理部２１の補正値学習部５４に対して、補正値学習を指示する。これにより演算処理部２１の補正値学習部５４では、図１１に示される補正値学習動作を実行する。その間、学習動作指示部５２では、補正値学習部５４からの処理終了通知を待つ（ステップＳ５７）。補正値学習部５４からの処理終了通知を受けると、ステップＳ５８に移行し、配列引数（Ｉ）の値を１増加して判定ステップＳ５２に戻る。判定ステップＳ５２でＮＯであるときには、上記のステップＳ５３〜５８を繰り返す。判定ステップＳ５２でＹＥＳと判定されると、学習動作指示部５２の動作は終了する。
【００５１】
図１１は、演算処理部２１の補正値学習部５４で実行される補正値学習動作の処理の流れを示す。最初の判定ステップＳ６１では、上記学習動作指示部５２からの補正値学習指示の通知を待つ。この補正値学習指示の通知を受けると、学習動作指示部５２から実測値保存先引数（Ｐ）を受け取る（ステップＳ６２）。その後、Ａ／Ｄ変換値保存部３５に保存されたｎ個分の検出値（Ｖ［０］〜Ｖ［ｎ−１］）に基づき過去ｎ回分の平均値Ｖaveを計算する（ステップＳ６３，Ｓ６４）。
【００５２】
ステップＳ６５では、求めた平均値Ｖaveが理論値Ｔ［Ｐ］に実測値許容値Ｍを加えた値（最大実測値）より小さいか否かを確認する。判定ステップＳ６５においてＮＯである場合（大きい場合）には、実測値として最大実測値（Ｔ［Ｐ］＋Ｍ）を補正値保存部３７の実測値Ｈ［Ｐ］に保存する（ステップＳ６６）。その後、ステップＳ７０に移行する。
【００５３】
判定ステップＳ６５でＹＥＳである場合には次の判定ステップＳ６７に移行する。判定ステップＳ６７では、求めた平均値Ｖaveが理論値Ｔ［Ｐ］に実測値許容値Ｍを引いた値（最小実測値）より大きいか否かを確認する。判定ステップＳ６７においてＮＯである場合（小さい場合）には、実測値として最小実測値（Ｔ［Ｐ］−Ｍ）を補正値保存部３７の実測値Ｈ［Ｐ］に保存する（ステップＳ６８）。その後、ステップＳ７０に移行する。
【００５４】
判定ステップＳ６７でＹＥＳである場合にはステップＳ６９に移行する。ステップＳ６９では、平均値Ｖaveが最大実測値と最小実測値の範囲内に入っている場合に、当該平均値を実測値として保存する。
【００５５】
その後、ステップＳ７０で、補正値学習部５４から学習動作指示部５２に対して、処理終了の通知を行う。その後、処理を終了する。以上の学習動作指示部５２から学習動作指示の通知を受ける度に実行される。最終的に図１０に示した処理フローが終了すると、これに連動する図１１に示した処理フローも終了し、その結果、配列引数（Ｉ）のすべてについて理論値配列（Ｔ［Ｉ］）に対応する実測値配列（Ｈ［Ｉ］）が定まり、図４に示した補正値配列に係るテーブル４１が、制御装置１１の演算処理部２１における補正値保存部３７に保存されることになる。
【００５６】
以上のように、出荷検査の段階で当該出荷検査装置５１を利用し、電磁比例弁に流れる励磁電流の代わりに基準電流源５３からの基準電流を電磁比例弁駆動制御装置に供給して補正値を学習するようにしたため、駆動制御装置の使用開始時点から電磁比例弁を精度よく駆動することができる。
【００５７】
また補正値学習に必要となる基準電流源５３を出荷検査装置５１に備えて上記の補正値学習を行うことで、補正値学習のための特別な手段を駆動制御装置の内部に設ける必要がなくなり、駆動制御装置を安価に構成することができる。
【００５８】
上記の実施形態の説明では、出荷検査装置５１から単独のチャンネルに適用する例を示しているが、複数のチャンネルの場合も同様に適用することができる。
【００５９】
前述した実施形態で説明した補正処理を行った電磁比例弁の駆動処理と、従来の電磁比例弁の駆動処理とを比較すると、図１２に示すグラフのようになる。本実施形態による補正処理を実施した電磁比例弁の駆動処理の場合には特性６１を得ることができる。補正処理を実施しない従来の電磁比例弁の駆動処理の場合には特性６２となる。特性６２に比較して特性６１の場合には、誤差率が減少し、電磁比例弁の駆動制御を精度よく行うことができる。
【００６０】
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。
【産業上の利用可能性】
【００６１】
本発明は、建設機械等のアクチュエータに設けられた電磁比例弁の動作制御で誤差率を減少し、高い精度での電磁比例弁駆動制御を行うのに利用される。
【図面の簡単な説明】
【００６２】
【図１】本発明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。
【図２】本実施形態の制御装置の内部構成を示すブロック図である。
【図３】本実施形態に係る電磁比例弁駆動制御装置の演算処理部の内部構成を示すブロック図である。
【図４】補正値配列に係るテーブルを示す図である。
【図５】検出値補正手順を示すフローチャートである。
【図６】補正値補間による補正手順の流れを示すフローチャートである。
【図７】補正値補間処理を必要とする状態を示すグラフである。
【図８】補正値初期化手順を示すフローチャートである。
【図９】出荷検査時での出荷検査装置による補正値学習を行うためのシステムを示す構成図である。
【図１０】出荷検査装置の学習動作指示部による補正値学習動作を示すフローチャートである。
【図１１】制御装置の演算処理部の補正値学習部による補正値学習動作を示すフローチャートである。
【図１２】本実施形態に係る電磁比例弁駆動制御装置に基づく効果を示すグラフである。
【符号の説明】
【００６３】
１１          制御装置
１２          電磁比例弁
１３          電源
１４          操作器
２１          演算処理部
２２          スイッチング素子
２３          負荷電流環流素子
２４          電流・電圧変換器
２５          増幅器
３１          指令値発生部
３２          デューティ比演算部
３３          ＰＷＭ信号発生部
３４          Ａ／Ｄ変換部
３５          Ａ／Ｄ変換値保存部
３６          補正処理部
３７          補正値保存部
３８          補正値初期化部
４１          補正値配列テーブル
５１          出荷検査装置
５２          学習動作指示部
５３          基準電流源
５４          補正値学習部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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