JPH03196301A - ジョイスティックの異常検出方法と、その装置 - 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、高所作業車等に使用するジョイスティックの
異常検出方法と、その装置に関する［従来の技術］ 従来、高所作業車はブームの先端に作業員の乗るバケ・
リドを設け、その作業員の作業の必要な高さ、あるいは
左右方向の位置に応じてそのパケットを上下左右に動か
して使用している。

又、そのパケットの操作は作業員自身が、そのパケット
の中に設けられているジョイスティックを操作し、その
ジョイスティックからの信号によってソレノイド弁を操
作して、ブームを操作する油圧アクチュエータへ流れる
圧油量を制御し、その制御された油圧アクチュエータの
伸縮によって、パケットの高さ等が設定できるようにな
っている。

これらジョイスティックの操作において、そのジョイス
テインクに使用しているポテンショメータが故障して異
常信号を出していないかの判定において、その作業開始
の初期すなわち未だそのポテンショメータが操作されず
に中立状態にあるとき、ポテンショメータからの出力信
号の値がその中立に相当した信号になっているか否かの
判定を行ない、そのジョイスティックが操作されている
ときは、そのジョイスティックが最高あるいは最低の位
置に操作されたときに相当する値を越えた信号を出力し
ていないか否かの判定を行なっている。

上記判定が否ではなかったとき、すなわちポテンショメ
ータからの信号が正常であると判定されたとき、上記油
圧アクチュエータの油圧回路におけるアンロード弁をオ
ンロード（ｏｎ−１゜ａｄ　）状態に維持し、その判定
が否であると判定したときは、そのアンロード弁をオフ
ロード（ｏｆｆ−１ｏａｄ　）に設定して、その操作の
安全を図っている。

℃発明が解決しようとする課題］ ジョイスティックの操作におけるそのポテンショメータ
からの信号は、上記最高の位置と最小の位置との間の使
用範囲における信号は、異常検出を行なっていない。

しかし、その使用範囲において、ポテンショメータに故
障が生じた場合、作業員のジョイスティック操作に対し
て、その／ヘケットが予期せぬ方向に動いてしまうこと
も考えられる。

本発明の目的は、上記のようなポテンショメタの使用範
囲内における異常をも検出して、その異常に対処できる
ジョイスティックの異常検出方法と、その装置を提供す
ることにある。

［課題を解決するための特徴］ １）単一の操作手段によって同時に操作される同一構造
の複数のポテンショメータのうち、いずれかの特定した
ポテンショメータからの出力信号は、コントローラにお
いてその操作手段が特定の位置にあるときその特定の位
置に相当する所定の許容範囲内の信号値に入っているか
否かの一方の判定をしている。

なお、その出力信号は、本来のジョイスティックとして
の操作信号として作業機の操作指示用に使用されている
。

ここで、操作手段が特定の位置にあるときとは、例えば
その操作手段が操作される直前のポテンショメータにお
ける中立位置や、ポテンショメータの一方端あるいは他
端のような特定できる位置にあるときを意味している。

更に、上記一方の判定に加えて、前記特定したポテンシ
ョメータからの出力信号の値は、前記操作手段の操作中
において、他の前記複数のポテンショメータからのそれ
ぞれの出力信号の値とそれぞれ比較され、その比較され
たそれぞれの値が所定の差以内に入っているか否かの他
方の判定を行なっている点に特徴がある。

すなわち、特定したポテンショメータ以外の他のポテン
シショメータもその特定したポテンショメータと同一構
造をしており、且つその特定したポテンショメータと他
のポテンショメタも共に同一の操作手段によって操作さ
れているから、ジョイスティックからの本来の信号とし
て使用する特定したポテンショメータからの出力信号も
、他のボテンシンヨメータからの出力信号も木来同−の
信号値を出力しているはずである。

したがって、特定したポテンショメータの出力信号の値
と他のポテンシショメータの出力信号の値との差が、許
容された差以内であればその特定したポテンショメータ
からの出力信号の値は正常であると判断することが妥当
であり、その逆に両川力信号の値の差が、許容された差
以内に入っていない場合は、いずれかのポテンショメー
タが故障していることになる。

そのようなことから、本発明のジョイスティックの異常
検出方法は、上記一方あるいは他方の両者の判定につい
て、その再判定のうちいずれかの判定が否であったとき
、作業機の動力源を作動不能の状態に設定させて、操作
の安全を期するようになっているものである。

２）請求項２の発明については、単一の操作・手段によ
って同時に操作される同一構造の複数のポテンシショメ
ータのうち、いずれかの特定したポテンショメータから
の出力信号は、その操作手段が特定の位置にあるときそ
の出力信号がその特定の位置に相当する所定の許容範囲
内の信号値に入っているか否かの一方の判定をし且つそ
の出力信号を作業機の操作指示信号として出力するコン
トローラに入力している。

ここで、本請求項２の場合における特定の位置とは、上
述した請求項１の場合と同じであるまた。前記特定した
ポテンショメータからの出力信号の値は、操作手段の操
作中において、他の前記複数のポテンショメータからの
それぞれの出力信号の値とそれぞれ比較され、その比較
されたそれぞれの値が所定の差以内に入っているか否か
の他方の判定を行なう比較器に入力している。

すなわち、特定したポテンショメータの出力信号の値と
、異常検出の基準信号用としての他のポテンショメータ
の出力信号の値との差の判定は、請求項２の場合、比較
器が行なうものとなっている。

また、その比較器からの出力信号は、一方において前記
コントローラに入力し、アンド回路には前記比較器から
の出力と前記コントローラからの出力を入力している。

ここで比較器からの出力信号が、一方において前記コン
トローラに入力している点に請求項１に対する特徴があ
る。

上記アンド回路の出力は、前記比較器において他方の判
定が否でなく、且つ前記コントローラにおいて前記一方
の判定が否ではなく然も前記他方の判定が否でない信号
を受けたときのみ、作業機の動力源を作動可能の状態に
維持させ、それ以外のときその動力源を作動不能に設定
させる構成になっていることを特徴としているすなわち
、アンド回路には、一方において比較器から直接に他方
の判定結果が入力し、他方において、コントローラから
該他方の判定結果が前記一方の判定結果と共に入力して
いる。

このことは、もしコントローラが故障しても、他方の判
定結果が否であった場合、その比較器から直接にアンド
回路に入っているその判定結果によって、アンド回路が
動力源を作動不能に設定して、作動機の誤作動を防止で
きるように、他方の判定についての２重のジョイスティ
ックにおける異常作動の防止を可能にしているものであ
る。

［実施例］ ０ 以下、実施例に基づいて本発明を説明する。

第１図は、本発明におけるジョイスティックの異常検出
をする場合、その一実施例として高所作業車に本発明を
使用した制御システムをシステム図によって示したもの
である。

第１図において、ジョイスティ・ンク１は、同一構造の
ポテンショメータ１ａおよびｌｂがレバー等の操作手段
によって同時に操作される構成となっており、ポテンシ
ョメータ１ａおよび１ｂの両者における一端側端子は、
共通してコントローラ２および比較器３へ入力し、ポテ
ンショメータ１ａにおいて上記単一の操作手段によって
操作される摺動端子は比較器３に入力し、ポテンショメ
ータｌｂにおいて同じく上記単一の操作手段によって操
作される摺動端子はコントローラ２に入力すると共に比
較器３にも入力している。

比較器３の出力は、コントローラ２に入力すると共にア
ンド回路４にも入力し、コントローラ２における異常判
断用の出力はアンド回路４に入力し、アンド回路４の出
力はアンロード弁５に入力し、コントローラ２における
操作信号用の出力配線２ａは作業機６におけるソレノイ
ド弁（図示せず）に入力している。

なお、ジョイスティック１は、高所作業車のブーム先端
に設けたパケット内に装着されている。

以上の本発明における実施例の構成において、以下その
作用を説明する。

パケット内にいる作業員が、そのパケットを上下左右方
向に動かすため、コントローラ２をスイッチ・オンにし
て操作手段を操作すると、ポテンショメータｌａおよび
ポテンショメータｌｂが共通して操作され、ポテンショ
メータ１ｂからの出力はその操作された量に比例した電
圧信号をコントローラ２に出力し、そのポテンショメー
タ１ｂからの出力信号の値に相当して、コントローラ２
は出力配線２ａを介して作業機６におけるソレノイド弁
を操作する。

そのソレノイド弁の操作は、ボテンショメ−２ り１ｂが中立位置にあるとき、ソレノイド弁を閉じて、
パケットの高さをそのままの位置に保持し、ポテンショ
メータｌｂがその中立位置から一方の任意の位置に操作
されると、ソレノイド弁が一方の側に開いて、圧油を油
圧アクチュエータの一方の側に圧送し、そのことによっ
て油圧アクチュエータはパケットを持ち上げてゆく。

そのパケットを持ち上げてゆく油圧アクチュエータの操
作位置は検出器によって常時検出されており、その検出
値が、ポテンショメータｌｂの操作位置に相当した値に
達すると、コントローラ２はソレノイド弁を閉じて、パ
ケットの高さをその高さに固定する。

逆に、ポテンショメータｉｂが操作手段によって中立位
置から他方の側の任意の位置に操作されると、コントロ
ーラ２からの指示によってソレノイド弁が他方の側に開
いて、圧油を油圧アクチュエータの他方の側に圧送し、
そのことによって油圧アクチュエータはパケットを持ち
下げてゆく。

そのパケットを持ち下げてゆく油圧アクチュエータの操
作位置は、上記パケットの持ち上げ時と同様、検出器に
よって常時検出されておりその検出値が、ポテンショメ
ータｌｂの操作位置に相当した値に達すると、コントロ
ーラ２はソレノイド弁を閉じて、パケットの高さを同じ
くその高さに一定する。

このように、パケット内において、作業員が要求する作
業高さは、その操作手段を操作することによって自由に
選択できるようになっている。

上記操作において、第１図のシステムは、下記のような
ジョイスティックｌにおける異常状態の検出を行ない、
その検出によって異常があると判定されたときは、下記
のようにアンロド弁５をオフ・ロード状態に設定して、
作業機６におけるソレノイド弁を閉じたままの状態に維
持して、パケットがジョイスティックｌの操作値と異な
った予期せぬ動きをしないように対処している。

コントローラ２に対してスイッチ・オンにすると、その
スイッチ・オンにした直後、すなわち操作手段が未だ操
作されない状態においてポテンショメータ１ｂからの出
力信号の電圧チエツクを行ない、その電圧値が、許容の
中立位置に相当する値であるか否かの判定をし、その判
定はコントローラ２内に記録される。

更に、操作手段によってポテンショメータ１ｂが操作さ
れ、その操作位置が、中立位置に対する一方端あるいは
中立位置に対する他方端に操作される場合、コントロー
ラ２は、ポテンショメータ１ｂからの出力信号の値がそ
れら位置に相当する値を越えた値になっているか否かの
判定をする。すなわち、ポテンショメータｌｂからの信
号の値が正常であれば、その信号の値は設計時に設定さ
れたそれら一方端あるいは他方端の値を越えることはあ
りえない。そのようにポテンショメータｌｂからの信号
の値が越えているとすれば、それはポテンショメータｉ
ｂに異常が生じていることになる。

上記初期テスト時の中立位置信号の異常判定、およびポ
テンショメータ１ｂの一方端あるいは他方端側に操作さ
れた出力信号値の異常判定からなる一方の判定結果は、
アンド回路４に入力する。

上記一方の判定に加えて、比較器３においては、基準と
なるポテンショメータｌａの出力信号の値とポテンショ
メータｉｂからの出力信号の値が比較されている。

ポテンショメータ１ａからの出力信号の値とポテンショ
メータｌｂからの出力信号の値は。

もし両者に異常がなければ、両者共に同一構造であり且
つ同一の操作手段によって同時に操作される構成となっ
ているから、両者の出力信号の値は同じになっているは
ずである。

したがって、もし、その比較における両者の信号の値に
許容の範囲を越えた差が生じていれば、いずれかのポテ
ンショメータ１ａあるいは１ｂに異常が生じていること
になる。

５ このように、比較器３は、ポテンショメータｉｂがその
使用範囲における任意の位置に操作されている状態にお
いて、そのボテンシ目メータ１ｂの異常をも検出してい
るものであって、上記一方の判定に対して、この他方側
の判定結果はアンド回路４に入力すると共にコントロー
ラ２にも入力している。

この場合において、比較器３におけるこの他方の側の判
定は、ポテンショメータｌａの出力信号の値とポテンシ
ョメータｌｂの出力信号の値との差が許容値以内であっ
てポテンショメータ１ｂは正常な信号を出力していると
判定されたとき、比較器３の出力は高位の信号を出力し
その差の値が異常であると判定されたときは、比較器３
の出力として低位の信号を出力するようになっている。

又、コントローラ２側からアンド回路４に入力している
信号は、上記一方の判定について、ポテンショメータｉ
ｂにおける初期中立の異常検出とその操作時における信
号値が設計時の最６ 高あるいは最低の値を越えていないか否かの検出とがい
ずれも正常であると判定され、且つ比較器３からの信号
も正常である高位の信号であったとき、コントローラ２
はアンド回路４に高位の信号を出力している。

これに対して、上記一方の判定におけるいずれかの検出
値が異常であると判定され、あるいは比較器３からの信
号が異常を示す低位の信号であったとき、コントローラ
２はアンド回路４に低位の信号を出力するようになって
いる。

上記アンド回路４への入力が全て高位（すなわちジョイ
スティック１が正常状態にあることに相当）であるとき
、アンド回路４はその性質からアンロード弁５に高位の
信号を出力し、アンロード弁５をオン・ロード状態にす
る。

すなわち、コントローラ２がスイッチ・オンされた後、
上記判定によってジョイスティック１が正常であると判
定され続けている限り、アンロード弁５はオン・ロード
状態に維持され、作業機６が作動可能になっている。

逆に、アンド回路４への入力のうち少なくともいずれか
の入力が低位（すなわちジョイスティックｌが異常状態
にあることに相当）であるとき、アンド回路４はその性
質からアンロード弁５に低位の信号を出力し、アンロー
ド弁５をオフ・ロード状態にする。すなわち、コントロ
ーラ２がスイッチ拳オンされたとき、あるいはその後、
Ｌ記判定によってジョイスティック１に異常があると判
定されたとき、作業機６の作動はその作動位置に設定し
たままになって、パケットは、ジョイスティックｌが操
作されても動かないようになっている。

上記の説明において、コントローラ２は一方の判定と比
較器３からの他方の判定も含めて、ジョイスティック１
に異常があるか否かの全ての判定を行なっている。した
がって、そのコントローラ２におけるその判定結果の出
力は、アンド回路４を使用せずに直接アンロード弁５に
入力させても同じ結果となる。

しかし、アンド回路４を設けて、そのアンド回路４の入
力に比較器３の出力とコントローラ２の出力を併せて入
力させていることは、コントローラ２自体に異常が発生
しているときであっても、比較器３における判定によっ
てジョイスティック１に異常が発見されれば、比較器３
からアンド回路４に入力する信号が低位になって、アン
ロード弁５をオフ・ロードにさせて、作業の安全を期す
ることができるようになっている。

又、この場合、−上記他方の側の判定について上記のよ
うにアンド回路４を付設して、その他方の側の判定を二
重に補償していることは、上記一方の判定がジョイステ
ィック１の使用範囲内における特定された操作位置のみ
における異常検出を行なっていることに対して、この他
方の側の判定は、ポテンショメータ１ｂの全使用範囲の
各操作位置における異常検出を常時行なっているもので
あるから、この他方の側の判定を重要視して、上記二重
の補償を行なっているものである。

９ また、第１図における′ジョイスティックｌは異常検出
の基準ポテンショメータとして、ポテンショメータ１ｂ
に対してポテンショメータｌａ１個を付加している。こ
れに対して、その基準用ポテンショメータは、ポテンシ
ョメータｌａばかりでなく、基準用の複数のポテンショ
メータを付設し、ポテンショメータ１ｂからの出力信号
に対して、それら複数の基準用ポテンショメータの出力
値とそれぞれ比較すれば、それら複数のうちいずれか一
部のポテンショメータに故障が生じても上記他方の側の
判定が正常に行なえることになる。それは、それら複数
のポテンショメータの出力値のうちその値が近似した多
数決の値を基準値とすれば、基準用ポテンショメータの
信頼を高くして使用できるからである。

また、上記第１図の構成において、丑記判定結果が異常
であるとの判定となった場合その入力を高位とし、逆の
場合にその判定結果の信号を低位とすれば、アンド回路
４をオア回路に置０ 換することが可能となる。すなわち、そのオア回路への
入力のうち、少なくともいずれかの信号が高位である異
常信号であったとき、そのオア回路がその性質から高位
の信号を出力してアンロード弁５をオフ参ロードにし、
そのオア回路の入力が全て正常値を示す低位の信号であ
るときは、その性質からそのオア回路の出力が低位のま
まとなって、アンロード弁５がオン拳ロード状態を維持
するように構成させることができる。

又、上記実施例の説明においては、高所作業車を例にと
って説明したが、作業機６は、ジョイスティック１によ
って位置制御される一般の他の機械であっても、本発明
を使用することが可能であり、その場合、アンロード弁
５は作業機の動力源をオン・オフさせる装置であればよ
い。

なお、上記第１図の説明においては、パケットを上下方
向に操作するジョイスティックｌのみを示したが、実際
はそのパケットを左右方向に操作するジョイスティック
も装着されているしかし、本願においては、説明の便宜
上その説明を割愛している。

［発明の効果コ 以りの説明から明らかなように、本発明における効果は
下記のとおりである。

ｌ）請求項１の効果 ジョイスティックｌには、操作手段によって操作される
従来のポテンショメータ１ｂに加え、その操作手段によ
って同時に操作され且つ同一構造のポテンショメータを
設け、その両者の出力信号を常に比較してポテンショメ
ータ１ｂの出力に異常がないか否かを検出しているから
、そのジョイスティックｌの全使用範囲において異常検
出ができ、作業機６の操作の安全性を一段と高めること
が可能となる。

２）請求項２の効果 アンド回路４を設は且つ比較器３をコントローラ２と別
に設け、一方の判定と比較器３からの他方の側の判定を
も含めたコントローラ２における最終判定をアンド回路
４の一方に入力させ、そのアンド回路４における他方の
入力に比較器３の出力をも入力させる構成としている。

その結果、上記請求項１の効果に加え、本請求項におけ
る発明は、コントローラ２に異常が生じた場合であって
も、ジョイスティック１に異常が生じたとき、作業機６
をその位置に停止トさせたままにする、二重の異常時対
策が可能となっている。したがって、請求項２において
は請求項１に対して更に作業機６の操作安全性に対する
保証が高まっているものである。

【図面の簡単な説明】 第１図は、本発明におけるジョイスティックの異常検出
のための装置として、高所作業機を例にとって、そのシ
ステム図を示したものである。 実施例に使用した主な符号は下記のとおりである。 １：ジョイスティック、　　ｌａおよび１ｂ：ポテンシ
ョメータ、　２：コントローラ、　　３３ ４ ：比較器、　　４：アンド回路、 ド弁、　　６：作業機。 ５：アン口−

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、単一の操作手段によって同時に操作される同一構造
   の複数のポテンショメータのうち、いずれかの特定した
   ポテンショメータからの出力信号は、コントローラにお
   いてその操作手段が特定の位置にあるときその特定の位
   置に相当する所定の許容範囲内の信号値に入っているか
   否かの一方の判定をされ且つその出力信号は作業機の操
   作指示信号として使用し、前記特定したポテンショメー
   タからの出力信号の値は、前記操作手段の操作中におい
   て、他の前記複数のポテンショメータからのそれぞれの
   出力信号の値とそれぞれ比較され、その比較されたそれ
   ぞれの値が所定の差以内に入っているか否かの他方の判
   定を行ない、その前記一方あるいは前記他方の判定のい
   ずれかが否であったとき、作業機の動力源を作動不能の
   状態に設定させることを特徴とするジョイスティックの
   異常検出方法。 ２、単一の操作手段によって同時に操作される同一構造
   の複数のポテンシショメータのうち、いずれかの特定し
   たポテンショメータからの出力信号は、その操作手段が
   特定の位置にあるときその出力信号がその特定の位置に
   相当する所定の許容範囲内の信号値に入っているか否か
   の一方の判定をし且つその出力信号を作業機の操作指示
   信号として出力するコントローラに入力し、前記特定し
   たポテンショメータからの出力信号の値は、前記操作手
   段の操作中において、他の前記複数のポテンショメータ
   からのそれぞれの出力信号の値とそれぞれ比較され、そ
   の比較されたそれぞれの値が所定の差以内に入っている
   か否かの他方の判定を行なう比較器に入力し、その比較
   器からの出力信号は、一方において前記コントローラに
   入力し、アンド回路には前記比較器からの出力と前記コ
   ントローラからの出力を入力し、そのアンド回路の出力
   は、前記比較器において他方の判定が否でなく、且つ前
   記コントローラにおいて前記一方の判定が否ではなく然
   も前記他方の判定も否でない信号を受けたときのみ、作
   業機の動力源を作動可能の状態に維持させ、それ以外の
   ときその動力源を作動不能に設定させる構成になってい
   ることを特徴としている異常検出機能付ジョイスティッ
   ク。