JPH0242288A - アクチユエータの駆動制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、比例ソレノイド等の比例的に動作するアクチ
ュエータのための駆動制御装置に関する。

〔従来の技術〕

この種比例ソレノイド等のアクチュエータは、例えば油
圧ショベルにおける旋回台、ブーム、アーム、パケット
等の作動部材を駆動する油圧シリンダのための比例電磁
弁を制御するため等に用いられる。

第４図は、従来の核種アクチュエータの駆動制御装置の
ブロック図である。

同図において、１は操作量入力手段で、例えばレバー、
ペダル等の操作部材と、該操作部材の操作量に応じた電
気信号を発生する操作量検出器群等よりなっており、該
操作量検出器の出力は必要に応じ増幅・Ａ／Ｄ変換等の
処理を施され、操作信号Ｓ１として演算処理手段２へ送
出される。演算処理手段２は、マイクロコンピュータで
構成すれ、各種ＩＯゼインーフェース、主制御プログラ
ム並びに固定データ等を格納したＲＯＭ、各種フラグ並
びに操作信号データ等を読み書きするＲＡＭ、全体の制
御を司るμＣＰＵ等を具備している。

そして、上記演算処理手段２は、前記操作信号Ｓ１によ
って制御対象となる後記する当該アクチュエータを、操
作信号Ｓ１による指令値（指令量）に対応した量だけ駆
動するため、予め定められたプログラム・データに基づ
いて演算処理を実行し、この演算結果による制御指令信
号３２’　を、Ｄ／Ａ変換器３並び必要に応じ図示せぬ
増幅器等を介して制御対象となる例えば比例ソレノイド
等のアクチュエータ４を駆動するための駆動回路１０に
送出する。上記各駆動回路１０は、制御指令信号Ｓ２’
　に基づきアクチュエータ４を駆動するための駆動信号
Ｓ３を送出し、これによってアクチュエータ４は被駆動
部材（例えば弁）を駆動する。

ところで、アクチュエータ４が駆動する被駆動部材側は
その構成部品の精度等にバラツキがあるため、アクチュ
エータ４への入力（駆動信号Ｓ３）と出力（物理変位量
）との関係が製品毎に大きくバラツキ、同一駆動信号Ｓ
３を供給しても製品毎に得られる変位量が異なってしま
う。このため、前記各駆動回路１０は、２つのトリマ抵
抗（可変抵抗器）１０ａ、１０ｂと各トリマ抵抗１０ａ
、１０ｂをそれぞれ負帰環ループにもつオペアンプ等か
らなる２つの調整ステージを具備しており、前記制御指
令信号Ｓ２’を、各アクチュエータ４が駆動する被駆動
部材側の動作特性のバラツキに応じた駆動信号Ｓ３とす
るための調整を行なうようになっている。

即ち、上記した駆動回路１０の一方の調整ステージでは
、制御指令信号８２′　（換言するなら操作信号３１）
の変化に対する駆動信号Ｓ３の変化割合（−次間数の傾
き度合）が、一方めトリマ抵抗１０ａによって補正・設
定される（通常ゲイン調整と称される）。また、駆動回
路１０の他方の調整ステージでは、駆動信号Ｓ３のゼロ
調整と称されるレベル調整（−次間数の始点調整）が他
方のトリマ抵抗１０ｂで行なわれるようになっている。

そして、これによって同一の指令値（制御弁指令信号８
２′）によって同一の物理変位量を得るようにしていた
。

〔発明が解決しようとする課題〕

上述した従来構成においては、第５図示のように、制御
弁指令信号Ｓ２゛（換言するなら操作信号ＳＬ）による
指令値ａを駆動信号による出力値Ｃに、また同様に指令
値すを出力値ｄにそれぞれ合わせ、指令値−出力値によ
る一次関数を同図の点線から実線図示のように補正した
い場合、先ず前記したゼロ調整によって点線の始点を１
点鎖線のように変化させ、指令値ａに対応する出力値を
出力値Ｃに調節することになる。そして、次に前記した
ゲイン調整を行なって、指令値すに対して出力値ｄを合
わせた同図２点鎖線図示の如き傾き調整を行なうと、先
に合わせた指令値ａと出力値すとがずれるという問題が
あった。なお、ここで出力値Ｃはアクチュエータ４の動
作原点に、出力値ｄはアクチュエータ４の変位量１００
％に対応しており、上述のように補正後になおも指令値
ａと出力値Ｃにズレがでると、製品毎にアクチュエータ
４の始動開始までの遊び量等が異なってしまい、オペレ
ータの操作に支障を与えてしまう。

勿論、この点を解消するために前記駆動回路ＩＯ内の調
整機能を高級化し、第５図の実線図示のような指令値−
出力値特性をもたせることも可能であるが、駆動回路１
０の回路構成がより複雑なものとなり、そもそも駆動回
路１０自体が、前記したゲイン調整、ゼロ調整機能をも
っているため、駆動回路１０が、制御装置の省スペース
化、コストダウンを阻害し、特に多チヤンネル制御の場
合、これは深刻なものとなる。

従って、本発明の解決すべき技術的課題は上記した従来
技術のもつ問題点を解消することにあり、その目的とす
るところは、アクチュエータ用の駆動回路の構成が従前
に比して簡素になり、また、アクチュエータで作動され
る被駆動部材側の動作特性のバラツキの如何にかかわら
ず、操作量入力手段による同一指令値に対しては同一の
変位量を得ることの出来るアクチュエータの駆動制御装
置を提供することにある。

〔課題を解決するための手段〕

本発明のアクチュエータの駆動制御装置は、上記した目
的を達成するため、比例的に動作可能なアクチュエータ
と、該アクチュエータの操作量を指令する操作信号を送
出する操作量入力手段と、該操作量入力手段からの操作
信号に基づいて演算処理を実行して制御指令信号を送出
する演算処理手段と、該演算処理手段からの制御指令信
号に基づき前記アクチュエータを駆動するための駆動信
号を該アクチュエータに送出する駆動回路と、前記操作
信号による指令値に対応して１次関数的に比例変化する
前記駆動信号による出力値の特性を調整するための調整
値を前記演算処理手段に入力するための調整値入力手段
とを具備し、前記演算処理手段は、前記調整値入力手段
からの調整指令信号に基づき、前記した指令値−出力値
の特性線を所望の２点を結ぶ少なくとも１つの１次関数
として演算してこれを保持すると共に、この調整された
１次関数データに基づき前記操作信号による指令値をこ
れに対応した前記駆動信号の出力値とさせるべく前記制
御指令信号を演算して前記駆動回路に送出するように、
構成される。

〔作用〕

本発明は上述した如く、演算処理手段が調整値入力手段
からの調整指令信号に基づき、上述した指令値−出力値
の関係を所望の２点を結ぶ一次関数として演算して保持
し、この保持された一次関数データに基づき前記操作信
号を前記制御指令信号に演算して駆動回路へ送出するの
で、換言するなら、操作信号をＸ、制御指令信号をｙと
したときに、ｙ＝Ａｘ＋Ｂなる演算を施して（Ａはゲイ
ン設定値、Ｂはレベル基準設定値）、ｙなる出力を送出
するので、アクチュエータで駆動される被駆動部材側の
動作特性のバラツキの如何にががゎらず、同一の指令値
に対して製品毎にバラツキなくアクチュエータを同一量
作動させうる補正された制御指令信号が駆動回路へ送出
される。従って、同一の指令値に対しては常に同一の物
理変位量が得られて製品の操作性は安定し、且つ、上述
のように被駆動部材側のバラツキに対応して補正された
制御指令信号が駆動回路へ入力されるので、駆動回路は
従来のような調整機能をもつ必要がなく、駆動回路は従
前に比して簡素化できる。

〔実施例〕

以下本発明を図示した実施例によって説明する。

第１図は本発明の１実施例に係るアクチュエータの駆動
制御装置のブロック図である。なお、同図において、第
４図の従来構成と対応するものには同一符号を付し、そ
の説明は重複を避けるため割愛する。

第１図において、５Ａ、５Ｂは、前記した比例動作をす
る各アクチュエータ４に対応して対となって設けられた
調整値入力手段で、例えばトリマ抵抗から構成され、そ
の調整指令信号ｓ４は、必要に応じ図示せぬ増幅器、Ａ
／Ｄ変換器６等を介して前記したマイクロコンピュータ
からなる演算処理手段２に送出される。そして、上記対
となった一方の調整値入力手段５Ａが例えば前記レベル
基準値調整用、他方の調整値入力手段５Ｂが前記ゲイン
調整用とされている。（なお、このトリマ抵抗群よりな
る調整値入力手段は、キーボード等にも代替可能で、調
整対象となるアクチュエータの指令、レベル基準値調整
であるがゲイン調整であるかの指定、並びに調整値を入
力するようにすれば良い。）７は、前記演算処理手段２
がらの制御指令信号Ｓ２の供給を受ける駆動回路で、制
御指令信号Ｓ２に基づきアクチュエータ４を駆動する駆
動信号Ｓ３を送出するも、前述した従来の駆動回路１０
に備えられている外部操作可能な可変設定調整機能は具
備されていない。

上記構成において、いま、各アクチュエータ４毎に、被
駆動部材側の動作特性のバラツキ等を考慮した調整が行
なわれていない状態において、前記操作量入力手段１の
操作信号ｓ１による指令値と、この変化に伴って、−次
間数的に変化する駆動回路７の駆動信号ｓ３による出方
値との関係が、第２図の点線図示のような関係にあり、
これを同図実線図示のような本来求められる指令値−出
力値特性線に補正する場合を考える。この場合、操作信
号Ｓ１による指令値をＸ、駆動信号Ｓ３による出力値を
ｙとすると、第２図実線図示の直線は、ｙ＝Ａｘ＋Ｂな
る一次関数で表わされる。よって、前記した調整値入力
手段５Ｂによって、ゲイン設定値たるＡの値を（ｄ　　
ｃ）／（ｂ−ａ）とし、また前記調整値入力手段５Ａに
よってレベル基準設定値たるＢの値を図示のｇなる値に
各々設定し、演算処理手段２のレジスタ部に、このｙ＝
　（ｄ−ｃ）／　（ｂ−ａ）＋ｇで表わされる一次関数
データを格納させる。そして、演算処理手段２は、この
格納された一次関数データに基づき前記操作信号Ｓ１を
、この−次関数上にのる出力値と対応させるべく演算処
理を行ない、演算結果を前記制御指令信号Ｓ２として駆
動回路７に送出し、駆動回路７をしてアクチュエータ４
を駆動させる。従って、アクチュエータ４は、同一の指
令値に対してはその被駆動部位側のバラツキの如何にか
かわらず、常に同一量変位することになる。なお、上記
した調整値入力手段５Ａ、５Ｂによる調整は、各アクチ
ュエータ４毎に総べて施されることは言うまでもない。

ここで、上述した指令値−出力値の特性線の設定（調整
）は、所望の２点を結ぶ一次関数を規定することに外な
らない。よって、指令値−出力値の関係を第３図の折れ
線のような特性に設定することも可能で（勿論、調整値
入力手段による入力方法に工夫がいるが）、こうすると
、指令値のａ〜ｅの範囲では出力値を緩やかに増加させ
、指令値ｅ　％　ｂの範囲では出力値を急激に増大させ
ることができ、任意の動作特性をもつアクチュエータが
実現できて所謂使い勝手を大きく高めることが出来る。

〔発明の効果〕

以上のように、本発明によれば、比例的に動作するアク
チュエータによって作動される被駆動部材側の動作特性
のバラツキの如何にかかわらず、操作量入力手段による
同一の指令値に対しては同一の変位量を得ることが出来
、且つ、駆動回路の構成を従前に比して簡素なものにし
うるアクチュエータの駆動制御操作を提供でき、その価
値は高い。

【図面の簡単な説明】

第１図〜第３図は本発明に係り、第１図は本発明の１実
施例に係るアクチュエータの駆動制御装置のブロック図
、第２図は指令値−出力値特性線の補正の１例を説明す
るためのグラフ図、第３図は指令値−出力値特性線の他
の例を示すグラフ図、第４図及び第５図は従来例に係り
、第４図は従来のアクチュエータの駆動制御装置のブロ
ック図、第５図は従来の指令値−出力値特性線の補正の
様子を説明するためのグラフ図である。 １・・・・・・操作量入力手段、２・・・・・・演算処
理手段、３・・・・・・Ｄ／Ａ変換器、４・・・・・・
アクチュエータ、５Ａ、５Ｂ・・・・・・調整値入力手
段、６・・・・・・Ａ／Ｄ変換器、７・・・・・・駆動
回路、Ｓｌ・・・・・・操作信号、Ｓ２・・・・・・制
御指令信号、Ｓ３・・・・・・駆動信号、Ｓ４・・・・
・・調整指令信号。 第１図 第 図 第 図 乙 ＃介護 第 図 第 図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　比例的に動作可能なアクチユエータと、該アクチユエ
   ータの操作量を指令する操作信号を送出する操作量入力
   手段と、該操作量入力手段からの操作信号に基づいて演
   算処理を実行して制御指令信号を送出する演算処理手段
   と、該演算処理手段からの制御指令信号に基づき前記ア
   クチユエータを駆動するための駆動信号を該アクチユエ
   ータに送出する駆動回路と、前記操作信号による指令値
   に対応して１次関数的に比例変化する前記駆動信号によ
   る出力値の特性を調整するための調整値を前記演算処理
   手段に入力するための調整値入力手段とを具備し、前記
   演算処理手段は、前記調整値入力手段からの調整指令信
   号に基づき、前記した指令値−出力値の特性線を所望の
   ２点を結ぶ少なくとも１つの１次関数として演算してこ
   れを保持すると共に、この調整された１次関数データに
   基づき前記特性信号による指令値をこれに対応した前記
   駆動信号の出力値とさせるべく前記制御指令信号を演算
   して前記駆動回路に送出するようにしたことを特徴とす
   るアクチユエータの駆動制御装置。