(57)【要約】【課題】回路を変更することなく誘導性負荷の駆動方式に対応させて制御できる誘導性負荷駆動制御装置及びコントローラ、並びに建設機械の提供。【解決手段】本発明は、誘導性負荷２３に通電する電流の指令値を出力する指令値発生部２７ａと、指令値と検出値に基づいてデューティ比を演算するデューティ比演算部２７ｂ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２７ｃと、誘電性負荷２３への通電のオン／オフ指令を出力する指令発生部２８ａと、オン／オフ指令に基づいてオン／オフ信号を発生するオン／オフ信号発生部２８ｂと、ＰＷＭ信号およびオン／オフ信号のいずれかに応じて誘導性負荷２３に通電を行うスイッチング素子２６とを有し、ＰＷＭ信号およびオン／オフ信号のいずれかを選択する出力方式切替部２９ｂを設けた構成にしてある。【選択図】図２
2014169754.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
誘導性負荷に通電する電流の指令値を出力する指令値発生部と、
前記指令値と検出値に基づいてデューティ比を演算するデューティ比演算部と、
前記デューティ比を有するＰＷＭ信号を発生するＰＷＭ信号発生部と、
前記誘電性負荷への通電のオン／オフ指令を出力するオン／オフ指令発生部と、
前記オン／オフ指令に基づいてオン／オフ信号を発生するオン／オフ信号発生部と、
前記ＰＷＭ信号および前記オン／オフ信号のいずれかに応じて前記誘導性負荷に通電を行うスイッチング素子と、
このスイッチング素子のオフ時に前記誘導性負荷に生じる逆起動力を前記誘導性負荷の入力側に還流させる負荷電流還流素子と、
前記誘導性負荷に流れた電流を電圧に変換しこの電圧を検出電圧とする電流電圧変換部と、
前記検出電圧を増幅する増幅部と、
この増幅部にて増幅された前記検出電圧をデジタル値に変換して前記検出値とするＡ／Ｄ変換部と、
を有する誘導性負荷駆動制御装置において、
前記ＰＷＭ信号および前記オン／オフ信号のいずれかを選択する信号選択部を設ける
ことを特徴とする誘導性負荷駆動制御装置。
【請求項２】
請求項１に記載の誘導性負荷駆動制御装置を複数備えた
ことを特徴とするコントローラ。
【請求項３】
請求項２に記載のコントローラと、
このコントローラが駆動する誘導性負荷にて制御される動作部と、
を具備したことを特徴とする建設機械。
【請求項４】
請求項１に記載の誘導性負荷駆動制御装置において、
前記Ａ／Ｄ変換部から出力される検出電圧の時間変化に基づいて、前記オン／オフ指令発生部、前記オン／オフ信号発生部、前記スイッチング素子のいずれか、もしくは複数が故障であるかを判定する故障判定部を有する
ことを特徴とする誘導性負荷駆動制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば電磁弁やリレー等の誘導性負荷の駆動を制御するための誘導性負荷駆動制御装置に関し、特に、建設機械等の制御で利用される誘導性負荷駆動制御装置およびコントローラ、並びに建設機械に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種の誘導性負荷駆動制御装置に関する従来技術が、特許文献１に開示されている。この特許文献１においては、内部プログラムによる指令値と検出値とに基づくＰＷＭ信号を出力するマイコンを備えている。そして、このマイコンから出力されるＰＷＭ信号の信号レベルを駆動回路にて調整し、この駆動回路が出力するＰＷＭ信号に応じてソレノイドへの通電をトランジスタにて制御している。また、このソレノイドに流れる電流を電流検出用抵抗にて電圧に変換して検出電圧とし、この検出電圧が増幅回路およびフィルタ回路を経由させて上記検出値としてＡ／Ｄ変換部へ取り込む構成とされている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特許第４４３４０４６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上述した特許文献１に開示された従来技術においては、周期的にオン／オフを繰り返し、オン／オフの時間比率、すなわちデューティ比にて電流値を制御するＰＷＭ方式で誘導性負荷の駆動を制御することができるに過ぎず、必要な場合以外はオン／オフを切り替えないオン／オフ方式で誘導性負荷の駆動を制御することはできない。このため、制御対象とする誘導性負荷の駆動方式を、ＰＷＭ方式からオン／オフ方式へ変更する場合や、複数の出力チャンネルを有するコントローラ（制御装置）の各出力チャンネルごとに異なる駆動方式の誘導性負荷を接続する場合に、各誘導性負荷の駆動方式に対応させて、これら各誘導性負荷の駆動を制御するための回路の変更が必要となってしまうという問題がある。
【０００５】
本発明は、上述した従来技術における実状からなされたもので、その目的は、回路を変更することなく誘導性負荷の駆動方式に対応させて制御することができる誘導性負荷駆動制御装置およびコントローラ、並びに建設機械を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
この目的を達成するために、本発明は、誘導性負荷に通電する電流の指令値を出力する指令値発生部と、前記指令値と検出値に基づいてデューティ比を演算するデューティ比演算部と、前記デューティ比を有するＰＷＭ信号を発生するＰＷＭ信号発生部と、前記誘電性負荷への通電のオン／オフ指令を出力するオン／オフ指令発生部と、前記オン／オフ指令に基づいてオン／オフ信号を発生するオン／オフ信号発生部と、前記ＰＷＭ信号および前記オン／オフ信号のいずれかに応じて前記誘導性負荷に通電を行うスイッチング素子と、このスイッチング素子のオフ時に前記誘導性負荷に生じる逆起動力を前記誘導性負荷の入力側に還流させる負荷電流還流素子と、前記誘導性負荷に流れた電流を電圧に変換しこの電圧を検出電圧とする電流電圧変換部と、前記検出電圧を増幅する増幅部と、この増幅部にて増幅された前記検出電圧をデジタル値に変換して前記検出値とするＡ／Ｄ変換部と、を有する誘導性負荷駆動制御装置において、前記ＰＷＭ信号および前記オン／オフ信号のいずれかを選択する信号選択部を設けることを特徴としている。
【０００７】
このように構成した本発明は、駆動を制御する誘導性負荷に適した駆動方式に対応させて信号選択部にてＰＷＭ信号およびオン／オフ信号のいずれかを選択することにより、スイッチング素子にて信号選択部にて選択されたＰＷＭ信号およびオン／オフ信号のいずれかに応じて誘電性負荷に通電を行うことができる。このため、誘導性負荷駆動制御装置を構成する回路を変更することなく、誘導性負荷に適した駆動方式に応じて、ＰＷＭ信号およびオン／オフ信号のいずれかを選択し、この選択したＰＷＭ信号およびオン／オフ信号のいずれかに応じたスイッチング素子による誘導性負荷への通電が可能となり、この誘導性負荷に適した方式にて駆動を制御することができる。
【０００８】
また本発明のコントローラは、請求項１に記載の誘導性負荷駆動制御装置を複数備えた、ことを特徴としている。
【０００９】
このように構成した本発明は、複数の誘導性負荷駆動制御装置を備えているため、駆動を制御する誘導性負荷の駆動方式や目的等に対応させて、誘導性負荷駆動制御装置の信号選択部にてＰＷＭ信号およびオン／オフ信号のいずれかを選択する。この結果、各誘導性負荷駆動制御装置を構成する回路を変更することなく、複数の誘導性負荷それぞれの駆動方式に対応させて、これら各誘導性負荷への通電が可能となり、これら各誘導性負荷の駆動を制御することができる。
【００１０】
また本発明は、請求項２に記載のコントローラと、このコントローラが駆動する誘導性負荷にて制御される動作部と、を具備したことを特徴としている。
【００１１】
このように構成した本発明の建設機械は、コントローラが駆動する誘導性負荷にて動作部が制御されるため、これら各動作部の特性等に対応させた誘導性負荷の駆動方式に応じ、各誘導性負荷駆動制御装置の信号選択部にてＰＷＭ信号およびオン／オフ信号のいずれかを選択する。この結果、各誘導性負荷駆動制御装置を構成する回路を変更することなく、これら各動作部の特性等に対応させた各誘導性負荷への通電が可能となる。
【００１２】
また本発明は、請求項１に記載の誘導性負荷駆動制御装置において、前記Ａ／Ｄ変換部から出力される検出電圧の時間変化に基づいて、前記オン／オフ指令発生部、前記オン／オフ信号発生部、前記スイッチング素子のいずれか、もしくは複数が故障であるかを判定する故障判定部を有することを特徴としている。
【００１３】
このように構成した本発明は、Ａ／Ｄ変換部から出力される検出電圧を故障判定部に入力させることにより、この検出電圧の時間変化に基づいて故障判定部にてオン／オフ指令発生部、前記オン／オフ信号発生部、前記スイッチング素子のいずれか、もしくは複数が故障であるかを判定することができる。よって、ＰＷＭ信号に応じスイッチング素子にて誘導性負荷に通電を行うための構成の一部を用い、オン／オフ信号に応じスイッチング素子にて誘導性負荷に通電を行うための構成の故障を判定することができる。したがって、オン／オフ信号に応じて誘導性負荷に通電を行う場合に不要となる、ＰＷＭ信号に応じて誘導性負荷に通電を行うための構成を簡単な構成で容易に有効活用することができる。
【発明の効果】
【００１４】
本発明は、信号選択部にてＰＷＭ信号およびオン／オフ信号のいずれかを選択することにより、スイッチング素子にて信号選択部にて選択されたＰＷＭ信号およびオン／オフ信号のいずれかに応じて誘電性負荷に通電を行う構成にしてある。この構成により本発明は、誘導性負荷駆動制御装置を構成する回路を変更することなく、誘導性負荷に適した駆動方式に応じて、ＰＷＭ信号およびオン／オフ信号のいずれかを選択し、この選択したＰＷＭ信号およびオン／オフ信号のいずれかに応じたスイッチング素子による誘導性負荷への通電が可能となり、この誘導性負荷に適した方式にて駆動を制御することができる。そして、前述した以外の課題、構成および効果は、以下の実施形態の説明より明らかにされる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の第１実施形態に係る誘導性負荷駆動制御装置が搭載される油圧ショベルの側面図である。
【図２】上記誘導性負荷駆動制御装置を示す概略構成図である。
【図３】上記誘導性負荷駆動制御装置のスイッチング素子による制御信号発生手順を示すフローチャートである。
【図４】上記誘導性負荷駆動制御装置の切替動作特性を示すグラフで、（ａ）はＰＷＭ方式でのスイッチング素子の駆動信号、（ｂ）はオン／オフ方式でのスイッチング素子の駆動信号、（ｃ）はＰＷＭ方式でのオン／オフ切替動作、（ｄ）はオン／オフ方式でのオン／オフ切替動作である。
【図５】本発明の第２実施形態に係る誘導性負荷駆動制御装置を示す概略構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明の実施の形態を図に基づいて説明する。
【００１７】
［第１実施形態］
図１は、本発明の第１実施形態に係る誘導性負荷駆動制御装置が搭載される油圧ショベルの側面図である。図２は、誘導性負荷駆動制御装置を示す概略構成図である。
【００１８】
＜構成＞
本発明に係る誘導性負荷駆動制御装置の第１実施形態として油圧ショベル１を例にとって説明する。この油圧ショベル１は、図１に示すように、一対の走行モータ２ａ，２ｂにて駆動される左右一対の走行装置２ｃ，２ｄを有する走行部としての下部走行体２と、この下部走行体２上に旋回モータ３ａを介して旋回自在に取り付けられた本体としての上部旋回体３とを備えた建設機械である。上部旋回体３の前側には、運転室３ｂが設けられ、この上部旋回体３の中間部にエンジン室３ｃが設けられている。エンジン室３ｃの後側には、カウンタウエイト３ｄが取り付けられ、上部旋回体３の前側には、掘削作業等が可能な作業部としてのフロント作業機５が上下方向に回動可能に取り付けられている。フロント作業機５は、上部旋回体３に一端側が回動自在にピン連結されて俯抑動可能とされたブーム５ａと、このブーム５ａの先端部に回動自在にピン結合されたアーム５ｂと、このアーム５ｂの先端部に４節リンク機構５ｃを介して回動自在にピン連結されたバケット５ｄとで構成されている。
【００１９】
さらに、フロント作業機５は、ブーム５ａを上下動自在に支持し操作駆動させるための一対のブームシリンダ６と、アーム５ｂを上下動自在に支持し操作駆動させるためのアームシリンダ７と、バケット５ｄを上下動自在に支持し操作駆動させるためのバケットシリンダ８とを備えている。ブームシリンダ６は、基端側のチューブ側の端部が上部旋回体３の前側上面に回動可能に固定され、先端側のロッド側の端部がブーム５ａの基端部の側面に回動可能に固定されている。また、アームシリンダ７は、基端側のチューブ側の端部がブーム５ａの中間部の上面に回動可能に固定され、先端側のロッド側の端部がアーム５ｂの基端部に回動可能に固定されている。さらに、バケットシリンダ８は、基端側のチューブ側の端部がアーム５ｂの上面に回動可能に固定され、先端側のロッド側の端部が４節リンク機構５ｃに回動可能に取り付けられている。
【００２０】
次いで、油圧ショベル１は、エンジン室３ｃに搭載された油圧駆動装置１１にて駆動される。この油圧駆動装置１１は、原動機としてのエンジン１２と、このエンジン１２にて駆動される油圧ポンプ１３と、この油圧ポンプ１３へ供給される作動油を貯留する作動油タンク１４と、油圧ポンプ１３の吐出油路に接続されたコントロールバルブ装置１６とを備えている。このコントロールバルブ装置１６には、油圧アクチュエータである左右の走行モータ２ａ，２ｂ、旋回モータ３ａ、一対のブームシリンダ６、アームシリンダ７、およびバケットシリンダ８がそれぞれ取り付けられている。
【００２１】
＜制御装置＞
さらに、運転室３ｂには、例えばフロント作業機５等の駆動を制御するためのコントローラ２１が取り付けられている。このコントローラ２１は、図２に示す複数の誘電性負荷駆動制御装置としての制御装置２２を備えており、これら各制御装置２２は、油圧ショベル１の所定箇所を駆動等させる誘導性負荷２３の駆動を制御する。ここで、これら誘導性負荷２３は、油圧ショベル１のコントロールバルブ装置１６のほか、この油圧ショベル１の所定箇所に取り付けられている種々の動作部の駆動を制御する。すなわち、これら動作部は、コントローラ２１が駆動する誘導性負荷２３にて制御される。
【００２２】
なお、この動作部としては、誘導性負荷２３が比例弁の場合には、例えば、フロント作業機５を最大掘削力で掘削作業をする時（パワーディギング時）のリリーフ弁（図示せず）の圧力制御や、空中でアーム５ｂの下げ操作（掘削動作）時に油圧ポンプ１３からアームシリンダ７への作動油の供給を断ちアーム５ｂを自重落下させて作動油を他のアクチュエータに使用させて操作速度を増速させるための油圧回路（図示せず）の作動油の流量調整、バケット５ｄの代わりにアーム５ｂに取り付けられたアタッチメントを駆動する油圧シリンダ（図示せず）へ供給される作動油の流量制御等がある。
【００２３】
また、誘導性負荷がオン／オフ弁の場合には、例えば、フロント作業機５のブームシリンダ６、アームシリンダ７およびバケットシリンダ８の操作を不能に保持するゲートロック装置（図示せず）の制御や、バケット５ｄに取り付けられたフック（図示せず）にてクレーンのように用いる場合（ＭＬクレーン時）のバケット５ｄの駆動を固定させる制御、走行装置２ｃ，２ｄの各走行モータ２ａ，２ｂの回転速度、すなわち走行速度を切り替える制御等がある。
【００２４】
また、誘導性負荷２３は、制御装置２２にて駆動を制御する駆動制御対象であって、電源２４から駆動電流が供給される。そして、この誘導性負荷２３は、比例弁やオン／オフ弁などの電磁弁、又は電磁リレーなどである。
【００２５】
さらに、各制御装置２２は、図２において一点鎖線で示したブロックであって、この制御装置２２は、点線で示したブロックである演算処理部２５と、誘導性負荷２３の駆動電流の供給量を調整するためのスイッチング素子２６とを備えている。このスイッチング素子２６は、例えばトランジスタ等であって、演算処理部２５の出力信号に応じて電源２４と誘導性負荷２３との通電または非通電を切り替え、この電源２４からの供給される駆動電流を誘導性負荷２３に通電させる。よって、誘導性負荷２３の作動状態は、演算処理部２５の制御の下で、スイッチング素子２６の制御に基づく所定の駆動周期に従って駆動される。また、演算処理部２５は、誘導性負荷２３に対して電流フィードバック処理を行う。
【００２６】
具体的に、演算処理部２５は、マイコンで構成され、その機能的要素として、ＰＷＭ（pulse width modulation：パルス幅変調)信号による出力方式（ＰＷＭ方式）の出力を行う部分であるＰＷＭ出力部２７と、オン／オフ信号による出力方式（オン／オフ方式）の出力を行う部分であるオン／オフ出力部２８と、これらＰＷＭ出力部２７およびオン／オフ出力部２８から出力される出力方式をいずれか一方に切り替える部分である出力切替部２９とを備えている。
【００２７】
＜ＰＷＭ出力＞
ＰＷＭ出力部２７は、ソフトウェアで構成されるＰＷＭ信号発生処理部であって、その機能的要素として、指令値発生部２７ａと、デューティ比演算部２７ｂと、ＰＷＭ信号発生部２７ｃと、Ａ／Ｄ変換値保存部２７ｄと、Ａ／Ｄ変換部２７ｅとを有し、これらの機能的要素はソフトウェアにて実現されている。また、指令値発生部２７ａと、デューティ比演算部２７ｂと、ＰＷＭ信号発生部２７ｃとにより、信号発生部が構成されている。
【００２８】
具体的に、指令値発生部２７ａは、誘導性負荷２３をＰＷＭ方式で駆動するときの指令値を発生する部分であって、この誘導性負荷２３に通電する電流の指令値、すなわちこの誘導性負荷２３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２７ｂは、指令値発生部２７ａから出力された指令値を受け、この指令値と、Ａ／Ｄ変換値保存部２７ｄから与えられる検出電圧値（検出値）とに基づくフィードバック処理にて次回出力時に用いるデューティ比を算出して出力する。ＰＷＭ信号発生部２７ｃは、デューティ比演算部２７ｂから出力されたデューティ比に基づいて、このデューティ比を有するＰＷＭ信号をソフトウェアによる処理にて発生する。
【００２９】
さらに、Ａ／Ｄ変換部２７ｄは、後述する増幅器３２からの信号を取り込む部分であって、誘導性負荷２３側から供給される通電量に係るアナログ電圧信号、すなわち検出電圧をデジタル値に変換する。この検出電圧に係るデジタル値は、検出電圧として検出電圧保存部であるのＡ／Ｄ変換値保存部２７ｄに入力され、Ａ／Ｄ変換値としてＡ／Ｄ変換値保存部２７ｄに保存（記憶）される。このＡ／Ｄ変換値保存部２７ｄに保存されるデータ数は任意に設定される。さらに、Ａ／Ｄ変換部２７ｅの検出電圧を取り込む周期は、誘導性負荷２３の駆動周期よりも数倍高い周期、例えば誘導性負荷２３の駆動の１周期分に対して８回の検出電圧値が取り込まれる。また、Ａ／Ｄ変換値保存部２７ｄに蓄積された検出電圧に係るデータの情報は、デューティ比演算部２７ｂに与えられる。
【００３０】
＜オン／オフ出力＞
一方、オン／オフ出力部２８は、ソフトウェアで構成されたオン／オフ信号発生処理部であって、その機能的要素として、指令発生部２８ａと、オン／オフ信号発生部２８ｂとを有し、これらの機能的要素はソフトウェアにて実現されている。具体的に、指令発生部２８ａは、誘導性負荷２３をオフ／オフ方式で駆動するための指令を発生するオン／オフ指令発生部であって、この誘導性負荷２３のオン／オフ状態を決める指令を出力する。オン／オフ信号発生部２８ｂは、指令発生部２８ａから出力された指令を受け、この指令に基づいてオン／オフ信号を発生させて出力する。
【００３１】
＜出力切替＞
さらに、出力切替部は、出力方式保存部２９ａと、出力方式切替部２９ｂとを有し、これらの機能的要素もまたソフトウェアにて実現されている。具体的に、出力方式保存部２９ａは、駆動制御対象である誘導性負荷２３の駆動方式が保存されている。このとき、この誘導性負荷２３がオン／オフ弁または電磁リレーの場合、出力方式保存部２９ａには、オン／オフ方式が保存される。これに対し、この誘導性負荷２３が比例弁の場合、出力方式保存部２９ａには、ＰＷＭ方式が保存される。
【００３２】
具体的に、出力方式切替部２９ｂは、出力方式保存部２９ａに保存されている駆動方式に基づき、ＰＷＭ出力部２７のＰＷＭ信号発生部２７ｃから出力されてくるＰＷＭ信号、もしくはオン／オフ出力部２８のオン／オフ信号発生部２８ｂから出力されてくるオン／オフ信号のいずれか一方を選択し、この選択したＰＷＭ信号またはオン／オフ信号の一方のみをスイッチング素子２６に出力させる信号選択部である。なお、この出力方式切替部２９ｂによる出力信号の選択については、その駆動制御対象である誘導性負荷２３の駆動方式が出力方式保存部２９ａに予め保存されており、この出力方式保存部２９ａに保存されている一方の出力信号のみを出力させ、他方の出力信号を出力させない。
【００３３】
すなわち、出力方式保存部２９ａにＰＷＭ方式が保存されている場合には、ＰＷＭ出力部２７のＰＷＭ信号発生部２７ｃから出力されるＰＷＭ信号が出力方式切替部２９ｂにて選択されて、スイッチング素子２６のゲート端子に与えられる。この場合に、スイッチング素子２６は、ＰＷＭ信号発生部２７ｃから与えられる正常なＰＷＭ信号（指令値発生部で与えられる指令値に対応するデューティ比を有するＰＷＭ信号）に基づいて動作し、誘導性負荷２３に対して電源２４から駆動電流を周期的に通電させる。
【００３４】
これに対し、出力方式保存部２９ａにオン／オフ方式が保存されている場合には、オン／オフ出力部２８のオン／オフ信号発生部２８ｂから出力されるオン／オフ信号が出力方式切替部２８ｂにて選択されて、スイッチング素子２６のゲート端子に与えられる。この場合に、スイッチング素子２６は、オン／オフ信号発生部２８ｂから与えられるオン／オフ信号に基づいてオン／オフ動作し、誘導性負荷２３に対する電源２４からの駆動電流の通電がオン／オフされる。
【００３５】
＜電流・電圧変換＞
さらに、誘導性負荷２３に流れる電流は、その下流側に設けられた電流・電圧変換器３１に供給され、その後アース側端子へ流れる。この電流・電圧変換器３１は、誘導性負荷２３に流れる電流値を電圧値に変換する電流電圧変換部である。そして、この電流・電圧変換器３１によって誘導性負荷２３での通電量が検出電圧として検出される。また、この電流・電圧変換器３１から出力される検出電圧に係る信号は、増幅部としての増幅器３２に供給される。さらに、誘導性負荷２３には、負荷電流還流素子３３が並列的に配置されている。
【００３６】
この負荷電流還流素子３３は、電流・電圧変換器３１のアース側と誘導性負荷２３の入力側との間に接続され、スイッチング素子２６がオフの時に誘導性負荷２３に生じる逆起電力を、この誘導性負荷２３の入力側に還流させる。また、増幅器３２は、電流・電圧変換器３１から入力される検出電圧値を演算処理部２５に適した信号に変換するものであって、この入力された検出電圧値を所要レベルまで増幅してＡ／Ｄ変換部２７ｅに供給する。このＡ／Ｄ変換部２７ｅは、供給された検出電圧値をＡ／Ｄ変換値（検出値）としてデューティ比演算部２７ｂに取り込ませる。
【００３７】
＜駆動方法＞
次に、上記第１実施形態に係る油圧ショベル１に搭載したコントローラの駆動方法について、図３を参照して説明する。ここで、図３は、誘導性負荷駆動制御装置のスイッチング素子による制御信号発生手順を示すフローチャートである。
【００３８】
コントローラ２１のいずれかの制御装置２２にてスイッチング素子２６の駆動を制御させる場合には、まず、この制御装置２２の出力方式保存部２９ａに保存されている出力方式が、ＰＷＭ方式またはオン／オフ方式のいずれであるかが出力方式切替部２９ｂに読み込まれる（ステップＳ１）。この後、このステップＳ１にて出力方式切替部２９ｂに読み込まれた出力方式がＰＷＭ方式かどうか、すなわち出力方式＝ＰＷＭ方式か否かが判断される（ステップＳ２）。
【００３９】
＜ＰＷＭ方式＞
そして、このステップＳ２での判断により出力方式がＰＷＭ方式の場合（ＹＥＳの場合）には、出力方式切替部２９ｂから出力される出力方式がＰＷＭ方式に切り替えられる（ステップＳ３）。ここで、このステップＳ３での出力方式の切替は、油圧ショベル１を制御する制御ソフトや演算処理部２５等にて行われ、共通変数や通信などによって誘導性負荷２３の駆動方式や指令値が出力方式保存部２９ａに保存される。
【００４０】
さらに、上記ステップＳ３にて出力方式がＰＷＭ方式に切り替えられた後、ＰＷＭ出力部２７の指令値発生部２７ａから誘導性負荷２３の指令値が読み込まれ（ステップＳ４）、かつＡ／Ｄ変換値保存部２７ｄに保存されているＡ／Ｄ変換値（検出値）が読み込まれる（ステップＳ５）。
【００４１】
この後、上記ステップＳ４にて読み込んだ指令値と、上記ステップＳ５にて読み込んだＡ／Ｄ変換値（検出値）とに基づいてデューティ比演算部２７ｂにてフィードバック演算されてＰＷＭ信号のデューティ比が演算される（ステップＳ６）。そして、このステップＳ６にて演算されたデューティ比に基づくＰＷＭ信号がＰＷＭ信号発生部２７ｃにて発生される（ステップＳ７）。
【００４２】
さらに、このステップＳ７にて発生させたＰＷＭ信号がスイッチング素子２６に送られ、このＰＷＭ信号にてスイッチング素子２６が駆動され、このスイッチング素子２６のＰＷＭ信号に基づく駆動により、電源２４と誘導性負荷２３との通電または非通電が切り替えられ、この誘導性負荷２３の駆動がＰＷＭ制御される（ステップＳ８）。
【００４３】
＜オン／オフ方式＞
一方、上記ステップＳ２での判断により出力方式がＰＷＭ方式でない場合（ＮＯの場合）には、出力方式切替部２９ｂから出力される出力方式がオン／オフ方式に切り替えられる（ステップＳ９）。このステップＳ９にて出力方式がＰＷＭ方式に切り替えられた後、オン／オフ出力部２８の指令発生部２８ａから誘導性負荷２３のオン／オフ指令のいずれか一方が読み込まれる（ステップＳ１０）。
【００４４】
この後、このステップＳ１０にて読み込んだオン／オフ指令のいずれか一方に基づくオン／オフ信号のいずれか一方がオン／オフ信号発生部２８ｂにて発生される（ステップＳ１１）。このステップＳ１１にて発生させたオン／オフ信号のいずれか一方がスイッチング素子２６に送られ、このオン／オフ信号のいずれか一方にてスイッチング素子２６が駆動され、このスイッチング素子２６のオン／オフ信号のいずれか一方に基づく駆動により、電源２４と誘導性負荷２３とが通電または非通電され、この誘導性負荷２３の駆動がオン／オフ制御される（ステップＳ８）。
【００４５】
＜作用効果＞
ここで、上記特許文献１に記載の従来技術においては、例えば駆動周波数１００Ｈｚ、デューティ比７５％の場合を例とすると、図４（ａ）に示すように、周期的にオン／オフを繰り返し、この周期のうちのオン／オフの時間比率、すなわちデューティ比に対応させて電流値を制御するＰＷＭ方式でスイッチング素子２６を駆動させることができるに過ぎない。よって、図４（ｂ）に示すように、例えば１周期途中の２５ｍｓでオフからオンに切り替える等の、必要なとき以外はオン／オフを切り替えないオン／オフ方式でスイッチング素子２６を駆動させることができない。
【００４６】
そのため、スイッチング素子２６に接続され駆動制御対象とする誘導性負荷２３をＰＷＭ方式とオン／オフ方式とで変更する場合や、複数の出力チャンネル、すなわち複数の制御装置２２を有するコントローラ２１において、各出力チャンネル、すなわち制御装置２２毎に異なる駆動方式の誘導性負荷２３を接続した場合は、オン／オフ方式の誘導性負荷２３を接続した箇所の制御装置２２に、オン／オフ信号を出力させるための外部回路の変更が必要になってしまう。
【００４７】
さらに、上記特許文献１に記載の従来技術においても、デューティ比を１００％とすることで常時オンでき、またデューティ比を０％とすることで常時オフできるものの、図４（ｃ）に示すように、例えば周期に対応させた１０ｍｓでオン切替し４０ｍｓでオフ切替させる等の、ＰＷＭ方式の周期に合わせたタイミングでのみオン／オフ切替えできるに過ぎず、切替動作のタイミングを適宜調整できず、切替動作のタイミングが遅れてしまう。
【００４８】
そこで、上記第１実施形態に係る制御装置２２のように、駆動御対象の誘導性負荷２３の駆動方式（ＰＷＭ方式またはオン／オフ方式）に対応させて、出力方式切替部２９ｂから出力される出力方式を、ＰＷＭ信号およびオン／オフ信号の２方式のいずれかに切り替える構成とした。この結果、出力方式切替部２９ｂにて切替られたＰＷＭ方式またはオン／オフ信号のいずれかに応じスイッチング素子２６にて誘導性負荷２３の通電を制御することができる。
【００４９】
すなわち、ＰＷＭ方式のＰＷＭ信号を出力させるＰＷＭ出力部２７と、オン／オフ方式のオン／オフ信号を出力させるオン／オフ出力部２８と、これらＰＷＭ出力部２７およびオン／オフ出力部２８から出力される出力信号を選択する出力切替部２９とを各制御装置２２にそれぞれ備えさせ、これらＰＷＭ出力部２７、オン／オフ出力部２８およびＰＷＭ出力部２９をソフトウェアにて構成した。このため、制御装置２２という装置（回路）でのソフトウェアによる設定の変更のみで、ＰＷＭ方式とオン／オフ方式という異なる２つの方式を適宜選択でき、この選択したＰＷＭ方式およびオン／オフ方式のいずれかの駆動方式で誘導性負荷２３の駆動を制御することができる。
【００５０】
よって、コントローラ２１の各制御装置２２に接続する誘導性負荷２３を、ＰＷＭ方式の誘導性負荷２３から、オン／オフ方式の誘導性負荷２３に変更する場合や、複数の制御装置２２を備えたコントローラ２１につき、各制御装置２２毎に異なる駆動方式の誘導性負荷２３を接続した場合等において、各制御装置２２を構成する外部回路を変更することなく、駆動する誘導性負荷２３の種類（駆動方式）や用いられる目的等に応じて、ＰＷＭ信号およびオン／オフ信号のいずれかが選択される。この結果、この選択したＰＷＭ信号およびオン／オフ信号のいずれかに応じたスイッチング素子２６による誘導性負荷２６への通電が可能となるから、使用する誘導性負荷２３に適した出力方式での駆動制御が可能となる。
【００５１】
したがって、出力方式切替部２９ｂにて出力方式をオン／オフ方式に切り替え、オン／オフ方式にてスイッチング素子２６の駆動を制御することにより、図４（ｄ）に示すように、例えば周期途中の５ｍｓでオン切替し３５ｍｓでオフ切替する等の、ＰＷＭ方式の周期に依存しない任意のタイミングで即座にオン／オフ切替動作させることができる。よって、この切替動作のタイミングを適切に調整することができ、この切替動作のタイミングの遅れが発生しないようにできる。
【００５２】
さらに、これら制御装置２２が複数設けられたコントローラ２１を、油圧ショベル１に用いることにより、この油圧ショベル２１の種々の動作部の駆動を誘導性負荷２３にて制御する場合に、これら各動作部の特性等に対応させた誘導性負荷２３の駆動方式に応じ、各制御装置２２の出力方式切替部２９ｂにてＰＷＭ方式およびオン／オフ方式のいずれかに切り替えることにより、各制御装置２２を構成する外部回路を変更することなく、油圧ショベル１の各動作部の特性等に対応させた各誘導性負荷２３への通電が可能となる。
【００５３】
したがって、駆動制御対象とする複数の誘導性負荷２３の駆動方式に対応させた駆動回路を有する複数の制御装置２２を備えたコントローラ２１を用意する必要がなくなるため、このコントローラ２１の汎用性を大幅に向上できるとともに、このコントローラ２１の大型化を防止できる。すなわち、このコントローラ２１を他機種の油圧ショベル１等に用い、機種毎に異なる駆動方式の誘導性負荷２３を接続した場合であっても、コントローラ２１の構造を変更する必要がない。また、オプション用の誘導性負荷２３を接続する制御装置２２（ポート）を用意する場合においても、一つの制御装置２２を追加して用意するだけでＰＷＭ方式およびオン／オフ方式それぞれの２方式の駆動方法を使用することができる。
【００５４】
よって、この一つの制御装置２２を用いて、例えばバケット５ｄの代わりにアーム５ｂに取り付けられたアタッチメントを駆動させるための油圧シリンダ（図示せず）等に供給される作動油の流量を制御する比例弁、バケット５ｄの駆動を固定させるオン／オフ弁、または運転席３ｂ等に取り付けられるパトロールライト（図示せず）の点灯を制御する電磁リレー等の誘導性負荷２３のいずれか一つの駆動を制御することができる。このため、これら３種類の誘導性負荷２３の駆動を制御できる計３つの予備出力（ポート）をコントローラ２１にて備えさせる場合に比べ、このコントローラ２１の出力チャンネル、すなわち制御装置２２の個数を少なくでき、削減することができる。
【００５５】
［第２実施形態］
図５は、本発明の第２実施形態に係る誘導性負荷駆動制御装置を示す概略構成図である。本第２実施形態が前述した第１実施形態と異なるのは、第１実施形態は、駆動制御対象である誘導性負荷２３の駆動方式や用いられる目的等に応じＰＷＭ方式またはオン／オフ方式のいずれかに切り替えるのに対し、第２実施形態は、オン／オフ方式に切り替えられた場合にオン／オフ出力部２８の故障を判定する故障判定部４１が設けられている。なお、本第２実施形態において、第１実施形態と同一又は対応する部分には同一符号を付している。
【００５６】
具体的に、本第２実施形態においては、図５に示すように、オン／オフ出力部２８に故障判定部４１が設けられている。この故障判定部４１は、ＰＷＭ出力部２７のＡ／Ｄ変換値保存部２７ｄに接続されており、Ａ／Ｄ変換部２７ｅから出力されＡ／Ｄ変換値保存部２７ｄに保存されるＡ／Ｄ変換値（検出電圧）が入力され、この検出電圧に基づいて、オン／オフ出力部２８の指令発生部２８ａ、信号発生部２８ｂ、スイッチング素子２６のいずれか、もしくは複数が故障であるかどうかを判定する。すなわち、この故障判定部４１は、ＰＷＭ出力部２７のＡ／Ｄ変換値保存部２７ｄに保存されるＡ／Ｄ変換値を確認して、オン／オフ出力部２８から出力されたオン／オフ信号に基づくスイッチング素子２６による誘導性負荷２３の通電状態を確認する。
【００５７】
よって、上記第２実施形態に係る制御装置２２においては、オン／オフ出力部２８から出力されるオン／オフ信号がスイッチング素子２６に出力されるよう出力方式切替部２９ｂにて切替られた場合に不要となるＰＷＭ出力部２７の構成の一部を用い、Ａ／Ｄ変換部２７ｅから出力されＡ／Ｄ変換値保存部２７ｄに保存される検出電圧に基づいて、オン／オフ出力部２８の指令発生部２８ａ、信号発生部２８ｂ、スイッチング素子２６のいずれか、もしくは複数が故障であるかどうかを故障判定部４１にて判定することができる。このため、ＰＷＭ出力部２７の一部の構成を活用して、オン／オフ出力部２８の故障を判定でき、オン／オフ方式にて誘導性負荷２３の駆動を制御する場合に不要となるＰＷＭ出力部２７の構成を、簡単な構成で容易に有効活用することができる。
【００５８】
［その他］
なお、本発明は前述した実施形態に限定されるものではなく、様々な変形態様が含まれる。例えば、前述した実施形態は、本発明を分りやすく説明するために説明したものであり、本発明は、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。
【００５９】
そして、上記第２実施形態では、制御装置２２のオン／オフ出力部２８に故障判定部４１を設け、ＰＷＭ出力部２７のＡ／Ｄ変換値保存部２７ｄに保存される検出電圧に基づき、オン／オフ出力部２８の指令発生部２８ａの故障を判定する構成とした。しかしながら、このＰＷＭ出力部２７のデューティ比演算部２７ｂを故障判定部４１としても、上記第２実施形態と同様に、Ａ／Ｄ変換値保存部２７ｄに保存される検出電圧に基づき、オン／オフ出力部２８の指令発生部２８ａの故障を判定することができる。
【００６０】
さらに、上記各実施形態においては、建設機械として油圧ショベル１を例として説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば、ホイールローダ、ホイールショベル、フォークリフト、ダンプトラック等のその駆動等に誘導性負荷２３を用いる必要のある建設機械や産業機械等の制御システムにも対応させて用いることもできる。
【符号の説明】
【００６１】
１      油圧ショベル（建設機械）
２      下部走行体
２ａ，２ｂ  走行モータ
２ｃ，２ｄ  走行装置
３      上部旋回体
３ａ    旋回モータ
３ｂ    運転席
３ｃ    エンジン室
３ｄ    カウンタウエイト
５      フロント作業機
５ａ    ブーム
５ｂ    アーム
５ｃ    ４節リンク機構
５ｄ    バケット
６      ブームシリンダ
７      アームシリンダ
８      バケットシリンダ
１１    油圧駆動装置
１２    エンジン
１３    油圧ポンプ
１４    作動油タンク
１６    コントロールバルブ装置
２１    コントローラ
２２    制御装置（誘導性負荷駆動制御装置）
２３    誘導性負荷
２４    電源
２５    演算処理部
２６    スイッチング素子
２７    ＰＷＭ出力部
２７ａ  指令値発生部
２７ｂ  デューティ比演算部
２７ｃ  ＰＷＭ信号発生部
２７ｄ  Ａ／Ｄ変換値保存部
２７ｅ  Ａ／Ｄ変換部
２８    オン／オフ出力部
２８ａ  指令発生部（オン／オフ指令発生部）
２８ｂ  オン／オフ信号発生部
２９    出力切替部
２９ａ  出力方式保存部
２９ｂ  出力方式切替部（信号選択部）
３１    電流・電圧変換器（電流電圧変換部）
３２    増幅器
３３    負荷電流還流素子
４１    故障判定部
【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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