JPH0260912B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、ジヨイステツクの操作に応じて弁を
開閉制御するようにしたジヨイステツク操作入力
による弁制御装置に関する。

（従来技術） 従来、この種のジヨイステツク操作入力に応じ
て弁を開閉制御する装置としては、例えば第６図
のものが知られている。

第６図において、１は操作入力手段としてのジ
ヨイステツクレバー２を備えたジヨイステツク操
作装置であり、内蔵したポテンシヨメータのジヨ
イステツクレバー操作による開度設定信号（電圧
信号）はコントローラ３に与えられ、コントロー
ラ３の電流増幅器４で電流信号に増幅変換され、
ソレノイド５の駆動により比例弁６の開閉制御を
行なうようにしている。

尚、ソレノイド５の代わりに駆動源としてトル
クモータを備えたものもある。

（発明が解決しようとする問題点） しかしながな、このような従来のジヨイステツ
ク操作入力による弁制御装置にあつては、ジヨイ
ステツクレバー２の操作に追従して比例弁６を開
閉制御する構成となつていたため、ジヨイステツ
クレバー２を急激に操作した場合には、ジヨイス
テツク操作速度に応じて急激な弁の開閉制御が行
なわれることとなり、急激な弁の開閉により液圧
負荷に大きなシヨツクを生ずるという問題があつ
た。

そこで、コントローラ３に一次遅れ回路７を設
け、ジヨイステツクレバー２の急激な操作による
液圧シヨツクを防ぐことも考えられるが、一次遅
れ回路７を設けた場合には、ジヨイステツクレバ
ー２をゆつくり操作した場合にも一次遅れが掛か
るので、弁の開閉が間伸びした動きとなり、応答
遅れが大きくなり過ぎて操作感覚を悪くするとい
う問題があつた。

（問題点を解決するための手段） 本発明は、このような従来の問題点に鑑みてな
されたもので、ジヨイステツクの急激な操作が行
なわれても液圧シヨツクを起こすことがなく且つ
ジヨイステツクをゆつくり操作したときにはジヨ
イステツク操作に追従した開閉制御が行なえるよ
うにしたジヨイステツク操作入力による弁制御装
置を提供することを目的とする。

この目的を達成するため本発明にあつては、ジ
ヨイステツク操作による弁の開度区間を複数の区
間に分割し、各分割区間毎に限界区間速度を設定
し、ジヨイステツク操作速度が所定速度以上の時
には、各分割区間毎に設定されている限界区間速
度で弁を開閉制御し、ジヨイステツク操作速度が
所定速度より低いときにはそのままジヨイステツ
ク操作速度に追従して弁を開閉制御するようにし
たものである。

（作用） このような本発明の構成によれば、ジヨイステ
ツクを急激に操作したときには、操作量で定まる
弁の開度区間を複数の区間に分割して各分割区間
毎に予め設定した区間限界速度で弁の開閉制御が
行なわれ、急激なジヨイステツク操作に追従した
弁の開閉制御を抑えることで液圧負荷に加わる液
圧シヨツクを防ぐことができる。

またジヨイステツクを限界速度以下の速度でゆ
つくり操作したときには、ジヨイステツク操作に
追従した弁の開閉制御が行なわれ、操作感覚が悪
くなることはない。

（実施例） 第１図は本発明の一実施例を示したブロツク図
である。

まず構成を説明すると、１０はジヨイステツク
操作装置であり、ジヨイステツクレバー１２を有
し、ジヨイステツクレバー１２の操作で内蔵した
ポテンシヨメータまたはエンコーダによりレバー
操作量に応じた開度信号（電圧信号等）を出力す
る。ジヨイステツク操作装置１０からの開度信号
は開度変換器１３を介して開度設定器１４に供給
され、開度設定器１４においてジヨイステツク操
作装置１０におけるジヨイステツクレバー１２の
操作量に応じてバルブ開度が設定される。開度設
定器１４からの開度設定信号はパルス発生器１５
に与えられており、パルス発生器１５は開度設定
器１４からの開度設定信号に応じた数のパルスを
発生する。パルス発生器１４の出力はカウンタ１
６で計数され、カウンタ１６の計数出力は更にデ
コーダ１７でパルスモータ１９のCWパルス又は
CCWパルスで変換され、ドライバ１８を介して
バルブ２０の駆動源として設けたパルスモータ１
９に供給され、パルスモータ１９はパルス発生器
１５からの発生パルス数に応じ開方向、若しくは
閉方向に回動してバルブ２０の例えば流量制御を
行なう。

一方、ジヨイステツク操作装置１０からの操作
信号は速度検出器２１に与えられ、速度検出器２
１でジヨイステツクレバー１２の操作速度Vjを
検出している。速度検出器２１で検出したジヨイ
ステツクレバー１２の操作速度Vjはコンパレー
タ２２のプラス入力に与えられ、後の説明で明ら
かにする速度設定器２４から与えられたバルブ２
０で液圧シヨツクを起こさせないための限界速度
に基づく基準速度Vrと比較され、ジヨイステツ
クレバー１２の操作速度Vjが限界速度となる基
準速度Vrを越えたときコンパレータ２２がＨレ
ベル出力を生じ、ANDゲート２５を許容状態と
している。

速度設定器２４にはジヨイステツク操作装置１
０によるバルブ開閉操作で定まる開度最大値をＮ
分割、例えばこの実施例にあつては４分割した各
分割区間毎の区間限界速度V1、V2、V3及びV4
が予め設定されており、例えばジヨイステツク操
作装置１０のレバー操作でバルブ２０を開度零か
ら全開させた場合、マルチプレクサ２６からの区
間切換信号を受けて４つの分割区間毎に順次区間
限界速度V1、V2、V3及びV4を順次出力し、こ
の速度設定器２４からの区間限界速度の出力は、
コンパレータ２２でジヨイステツクレバー１２の
操作速度Vjが限界速度を与える基準速度Vr以上
となつてＨレベル出力を生じANDゲート２５を
許容状態としているときにパルス発生器１５に中
間限界速度V1、V2、V3及びV4を順次設定する
ようになる。

マルチプレクサ２６による速度設定器２４に対
する区間切換信号の出力はカウンタ１６の計数値
を入力した３つのコンパレータ２８ａ，２８ｂ，
２８ｃの比較出力で行なわれ、各コンパレータ２
８ａ〜２８ｃには分割区間の境界開度S1、S2及
びS3を与える設定スイツチ３０ａ，３０ｂ，３
０ｃが設けられており、カウンタ１６の計数値で
与えられるバルブ２０の実開度を設定スイツチ３
０ａ〜３０ｃの設定開度S1〜S3と比較し、マル
チプレクサ２６を介して速度設定器２４に対し区
間識別信号を供給するようになる。尚、設定スイ
ツチ３０ａ〜３０ｃによる区間境界を与える設定
開度S1〜S3の間はS1＜S2＜S3となる関係に定め
られており、また各境界設定値S1〜S3はバルブ
２０により制御する液圧負荷に応じて適宜の値を
設定することができる。

次に、第１図の実施例の作用を説明する。

今、ジヨイステツク操作装置１０のジヨイステ
ツクレバー１２を急激に操作してバルブ２０の全
閉位置から全開位置への切換操作を行なつたとす
る。このときのジヨイステツクレバー１２の動き
は第２図の一点鎖線で示すようになり、速度検出
器２１で検出されたジヨイステツクレバー１２の
操作速度Vjは速度設定器２４から与えられてい
る限界速度Vrを越えていたとすると、コンパレ
ータ２２がＨレベル出力を生じ、ANDゲート２
５を許容状態とする。

一方、コンパレータ２８ａ〜２８ｃに基準値を
設定する設定スイツチ３０ａ〜３０ｃの各分割区
間の境界開度S1〜S3が第２図に示す全閉開度S₀
と最大開度Smaxにつき定められていたとする
と、カウンタ１６による実開度の計数値が最初の
区間境界開度S1に達するまでは、コンパレータ
２８ａ〜２８ｃのいずれの出力もＬレベルにあ
る。このため速度設定器２４は第１区間について
予め設定した速度V1をANDゲート２５を介して
パルス発生器１５に設定し、この設定速度V1に
基づく周期でパルス発生器１５がパルスを発生
し、そのため境界開度S1にバルブ実開度が達す
るまでは第２図に示すようにゆつくりしたバルブ
２０の開制御が行なわれる。

カウンタ１６で計数した実開度が設定スイツチ
３０ａの設定開度S1に達すると、コンパレータ
２８ａの出力がＨレベルとなり、このコンパレー
タ２８ａのＨレベル出力を速度設定器２４がマル
チプレクサ２６を介して受け、次の第２区間につ
いて予め設定した区間限界速度V2をANDゲート
２４を介してパルス発生器１５に設定し、第２図
に示すように第２区間にあつては第１区間の区間
限界速度V1より速い区間限界速度V2によりバル
ブ２０の開制御が行なわれる。更に、カウンタ１
６の計数値による実開度が設定スイツチ３０ｂの
設定開度S2に達すると、コンパレータ２８ｂの
出力もＨレベルとなり、これによつて速度設定器
２４は第３区間の区間限界速度V3をANDゲート
２５を介してパルス発生器１５に設定し、第２区
間の区間限界速度V2より速い第３区間の区間限
界速度V3をもつてバルブ２０の開制御を行なう。

更に、カウンタ１６で計数された実開度が設定
スイツチ３０の設定開度S3に達すると、コンパ
レータ２８ｃの出力がＨレベルとなり、速度設定
器２４は第４区間について予め設定した区間限界
速度V4をANDゲート２５を介してパルス発生器
１５に設定し、第３区間の区間限界速度V3より
低い第４区間の区間限界速度V4によつてバルブ
２０を開制御し、最終的に最大開度Smaxに開く
ようになる。

このようにジヨイステツク操作装置１０のジヨ
イステツクレバー１２を急激に操作したとして
も、ジヨイステツクレバー１２の操作速度Vjが
所定の限界速度Vr以上のときには第２図の実線
の特性で示すように開度区間を４分割し、各分割
区間毎に予め定めた区間限界速度V1、V2、V3及
びV4に従つたバルブ２０の開制御が行なわれ、
且つ区間限界速度V1〜V4の値として、バルブ２
０の開制御による液圧シヨツクを生じないように
立ち上りをゆるやかにし、中間で急激に立ち上
げ、最終開度の手前で速度を下げるような値とす
ることで、急激なバルブ開放による液圧シヨツク
を吸収できるようにしている。

一方、ジヨイステツク操作装置１０のジヨイス
テツクレバー１２をコンパレータ２２に対する限
界速度Vrより小さい速度でゆつくり操作した場
合には、比較器２２の出力はＬレベルに保たれて
ANDゲート２５が禁止状態に置かれ、速度設定
器２４からの区間限界速度のパルス発生器１５に
対する設定が行なわれないことから、パルス発生
器１５はジヨイステツクレバー１２の操作速度に
追従した速度でパルスを発生し、第３図に一点鎖
線で示すジヨイステツクレバー１２の操作速度に
追従して実線で示すバルブ２０の開制御が行なわ
れ、レバー操作な１対１に追従したバルブ開制御
となる。

第４図は第１図の実施例に設けた開度変換器１
３の変換特性の一例を示したグラフ図であり、こ
の開度変換器１３の特性にあつては、ジヨイステ
ツク操作量に対するバルブ開度の関係を非直線特
性としたことを特徴とする。

即ち、開度変換器１３を通すことにより、ジヨ
イステツク操作量とバルブ開度の関係を直線対応
ではなく、バルブ開度が小さい時にはジヨイステ
ツク操作量を大きくできるようにし、バルブ開度
が大きい時にはジヨイステツク操作量を小さくで
きるようにし、バルブ開度が小さい時の開度微調
整をより行ない易くしている。

第５図は本発明の他の実施例によるバルブ制御
特性を示したタイムチヤートであり、第１図の実
施例にあつては第２図に示すようにバルブの開制
御について操作速度が急激に行なわれたときに区
間限界速度の設定により液圧シヨツクを生じない
ように速度制御していたが、この実施例にあつて
は、バルブの閉制御について区間限界速度の設定
による速度制御を行なうようにしたことを特徴と
なる。

即ち、第６図の実施例にあつては、バルブの開
制御については一点鎖線で示すジヨイステツク操
作に追従した高速応答としてバルブ開度を速やか
に立ち上げ、一方、バルブの閉操作については、
区間限界速度の設定に従つた閉制御でジヨイステ
ツクレバー１２の急激な操作にかかわらず、バル
ブをゆつくりと閉鎖し、液圧シヨツクなしに負荷
を停止させるようにしている。この第６図の制御
特性を実現するためには、第１図におけるジヨイ
ステツク操作装置１０からの操作信号からバルブ
の操作方向を検出する方向検出手段を設け、ジヨ
イステツクレバー１２を閉鎖方向に操作し、且つ
操作速度Vjが限界速度Vrを越えたときに、速度
設定器２４による区間限界速度の設定制御を行な
わせればよい。尚、第６図のバルブ閉制御におけ
る区間限界速度の設定はバルブ開度区間を３分割
した場合を例にとつており、各区間毎に区間限界
速度V1、V2、V3を予め設定している。

また、上記の実施例は、ジヨイステツクレバー
の操作でバルブを全閉から全開若しくは全開から
全閉にするために急激に操作した場合を例にとる
ものであつたが、全開操作及び全閉操作に限定さ
れず、バルブを適宜の開度、例えば開度50％に開
くような場合も、このジヨイステツク操作開度50
％について相似的に操作区間を４分割し、各区間
毎に、例えば第２図に示したように区間限界速度
V1〜V4を順次設定して液圧シヨツクを生じない
ようにバルブ制御を行なうようにしてもよい。ま
た、上記の実施例はバルブ開閉区間を３分割又は
４分割した場合を例にとるものであつたが、分割
区間数Ｎは必要に応じて適宜の値とすることがで
きる。

（発明の効果） 以上説明してきたように、本発明によれば、ジ
ヨイステツクの操作に追従して弁を開閉制御する
ジヨイステツク操作入力による弁制御装置におい
て、ジヨイステツク操作による弁の開度区間を複
数の区間に分割し、各分割区間毎に限界区間速度
を設定し、ジヨイステツク操作速度が所定速度以
上のときには各分割区間毎に設定されている限界
区間速度で弁を開閉制御するようにしたため、ジ
ヨイステツクの操作に熟練しないオペレータが急
激なレバー操作を行なつたとしても、ジヨイステ
ツクの急激な操作にかかわらず、予め定めた区間
限界速度に従つたバルブの開閉制御が行なわれ、
液圧シヨツクを起こすことなく負荷を滑らかに駆
動することができ、一方、限界速度以下の速度で
ジヨイステツクをゆつくり操作した場合には、ジ
ヨイステツクの操作に追従したバルブ開閉制御で
負荷を駆動することができ、従来の液圧シヨツク
を防ぐために一次遅れ回路を設けた場合のような
間延びした制御とならず、操作感覚を損うことな
く適切に負荷を操作することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示したブロツク
図、第２図は第１図の実施例で急激なジヨイステ
ツク操作を行なつたときのバルブ開度の時間変化
を示したタイムチヤート、第３図は第１図の実施
例でジヨイステツク操作をゆつくり行なつたとき
のバルブ開度の時間変化を示したタイムチヤー
ト、第４図は第１図の実施例に設けた開度変換器
の特性を示したグラフ図、第５図は本発明の他の
実施例によるバルブ開度の時間変化を示したタイ
ムチヤート、第６図は従来例を示したブロツク図
である。 １０：ジヨイステツク操作装置、１２：ジヨイ
ステツクレバー、１３：開度変換器、１４：開度
設定器、１５：パルス発生器、１６：カウンタ、
１７：デコーダ、１８：ドライバ、１９：パルス
モータ、２０：バルブ、２１：速度検出器、２
２，２８ａ〜２８ｃ：コンパレータ、２４：速度
設定器、２５：ANDゲート、２６：マルチプレ
クサ、３０ａ〜３０ｂ：設定スイツチ。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ ジヨイステツクの操作に追従して弁を開閉制
   御するジヨイステツク操作入力による弁制御装置
   に於いて、 前記ジヨイステツク操作で設定される開度区間
   を複数区間に分割し、該分割区間毎に限界区間速
   度を設定する速度設定手段と、 前記ジヨイステツクの操作速度が所定速度以上
   のとき前記速度設定手段で分割区間毎に設定され
   た区間限界速度で弁を開閉制御する制御手段とを
   備えたことを特徴とするジヨイステツク操作入力
   による弁制御装置。 ２ 前記制御手段は、ジヨイステツクの操作によ
   る弁の開閉方向を検出する開閉方向検出器を備
   え、該開閉方向検出器の方向検出出力に基づいて
   前記速度設定手段による分割区間毎の区間限界速
   度を選択して弁を制御するようにしたことを特徴
   とする特許請求の範囲第１項記載のジヨイステツ
   ク操作入力による弁制御装置。