JPH0455985A - 流体関連回路開発支援システム - 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、油圧回路等の流体関連回路の設計及びその挙
動の検証に使用される流体関連回路開発支援システムに
関する。

〔従来の技術〕

従来、この種の流体関連回路の設計においては、設計者
かＣＡＤシステム等を利用して流体関連回路図を製作し
、この回路図をもとに数値シミュレーションプログラム
を作成するとともに、このプログラムを解くことにより
この流体関連回路の挙動を調べる方法が取られてきた。

ここでこういったシミュレーションプログラムにおいて
は、その作成の初期より流体関連回路全体が対象とされ
、プログラム作成者の好みに応じて変数表示がなされて
おり、流体関連回路の特定部位の出力を得たい場合は、
この変数のいずれかを指定することで出力ポイントを指
定していた。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかしながら、近来検討対象となる流体関連回路の構成
が複雑となり、その流体作動もますます複雑となり、簡
単に回路の流体、及びこれに付随した機器の挙動を予測
することが、益々困難となっている。このような状況下
、流体関連機器としての様々なエレメントに対応するシ
ンボル図と、該エレメントへの入力と、該エレメントか
らの出力としての該エレメントの状態量の関係を示すモ
デル式が登録されているライブラリー部と、 所望の流体関連動作を得るために、前記シンボル図を組
み合わせて流体関連回路図を作成する前処理部と、 前記流体関連回路図に基づいて、前記ライブラリー部よ
り記載エレメントに対応した各モデル式を呼び出し、流
体関連回路全体に対応する統括モデル式を自動生成する
とともに、該統括モデル式を入力条件に従って解く解析
部と、前記解析部により得られた前記統括モデル式の解
を出力する後処理部とから構成されている流体関連回路
開発支援システムが提案されている。

こういった手法をとる場合でも、従来の方法では系全体
の統括モデル式が自動生成されてから出力ポイントを指
定し、このポイントに対応する変数を捜し出して出力す
るようにしなければならない。このようにすると、流体
関連回路の構成が複雑な場合、出力ポイントにおける変
数の指定作業が、エレメント数の増加に伴いますます困
難となる。

さらに検討対象系が複雑になればなる程、この系内での
流体作動の予測か困難となり、結果当初に予定していた
出力ポイントのみではその回路の動作が理解できない場
合が生じる。

そこで本発明の目的は上述した従来欠点を解消する点に
あり、出力ポイントを流体関連回路において、任意の点
で自由にしかも容易に指定することかできる流体関連回
路開発支援システムを得ることである。

〔課題を解決するための手段〕

この目的を達成するため、本発明による流体関連回路開
発支援システムは、前述の提案されている流体関連回路
支援システムにおいて、後処理部で出力される解につい
ての前記流体関連回路における出力ポイントの指定が、
前処理部において流体関連回路図上で自由にできるよう
に構成されていることを特徴とする。

〔作　用〕

このような構成とすると、流体関連回路全体に対応する
統括モデル式が構築される前の段階で、前処理部におい
て作成される油圧関連回路図において指定される。そし
てこの指定により特定の変数か、前処理部で出力ポイン
トとしての属性を有したものとなるのである。そしてこ
れは解析部にて統括モデル式が構築されるときに、前述
の識別指標を備えた形で、統括モデル式に組み込まれて
処理されることとなる。しかもこの出力ポイントの指定
位置は、自由に選択できるように構成されている。

従って、この支援システムにおいては、解析部、後処理
部の処理は、完全にコンピュタ−側に委ねられ、その処
理を進めることが可能となるのである。

〔発明の効果〕

二のような構成とすることにより、従来のように統括モ
デル式構築完了段階まで待つことなしに出力ポイントを
指定でき、大量のエレメントを組み合わされて構成され
る油圧関連回路を設計、検証する場合でも、自動的に対
応でき支援システムの使用かより便利になった。

さらに上記の構成において、回路設計上例えばある回路
部位かクリティカルな問題が起こっていた場合でも、自
由に問題となっている部位に出力ポイントを設けて、そ
の部位の設計変更等の参考とすることが可能となる。

〔実施例〕

以下本願の実施例を図面に基づいて説明する。

まず本願の油圧関連回路開発支援システムの概要を、第
１図に基づいて説明する。このシステムは図示するよう
に、４つの主要な部位（前処理部（１）、解析部（２）
、後処理部（３）、及びライブラリー部（４））から構
成されている。

各部の機能について説明すると、まず前処理部（１）は
、主には、このシステムの使用者か意図する油圧関連回
路図（５）の作成に供せられる部位、即ちＣＡＤ手段で
あり、さらに、こういった油圧関連回路図（５）に使用
される各エレメントのシンボル図（６）の作成、またこ
れに関連付けられたモデルのモデル式（ｅ１）の作成、
変更をも行う部分である。ここでシンボル図（６）とは
、油圧関連回路（５）に実際に使用される高速応答弁（
１５）、リリーフ弁（１８）といった油圧機器等（エレ
メント）の機能を、回路図上に現すためにこれらを模式
図的に表現するものであり、モデル式（ｅ　Ｉ）とは前
述のエレメントに対応してこれらの回路要素がどのよう
に働くかを数式的に表したものである。

次に前記解析部（２）の働きについて説明する。この解
析部（２）は、前述の前処理部（１）で作成される油圧
関連回路図（５）に基づいて、作成済みの油圧関連回路
の統括モデル式（Ｅ１）を自動生成する部位である。こ
の部位（２）での操作においては、当然各エレメントに
対応するモデルの選択、モデルにおける部品データの入
力、そして計算条件の入力等が必要である。

そして各エレメントに対応してモデル個々に前記ライブ
ラリー部（４）に登録されているモデル式（ｅ１）が、
作成済みの油圧関連回路図（５）に基づいて組み合わさ
れる。さらにこの部位（２）で、この油圧関連回路対応
の統括モデル式（Ｅ１）が入力条件に従って解かれるの
である。ここまでが、解析部（２）が受は持つ役割であ
る。さらに後処理部（３）においては、前述の解析部（
２）において得られる油圧関連回路の解を動特性のチャ
ート（８）として出力するのである。さらにこの支援シ
ステムにおいては、各エレメントに対して選択されたモ
デルに基づき、この回路で使用される部品の部品表（図
外）が出力されるように構成されている。

上述の各部（１）（２）（３）（４）における処理の流
れが第２図に示されている。

本願のシステムの概略構成は以上のようであるか、これ
を三点リンク機構の昇降操作用の油圧関連回路に対して
使用する例に即して、本願の油圧関連回路開発支援シス
テムの構成、働きを順次説明する。第３図にはこの系の
機械的模式図が、そして第４図にはこの系の油圧関連回
路図が示されている。

先ず第３図について説明する。この作業車（１０）には
その後部に前述の三点リンク機構（１１）が装備され、
この三点リンク機構（１１）によりロータリといった作
業装置（Ｉｌａ）が昇降操作されるわけである。ここで
、この三点リンク機構（１１）は油圧シリンダ（１２）
により駆動される。そしてこの油圧シリンダ（１２）へ
の圧油の供給は、エンジン（１３）に機械的に接続され
たポンプ（１４）によりおこなわれる。さらにこのポン
プ（１４）から前記油圧シリンダ（１２）までの回路に
は昇降用切換弁としての高速応答弁（１５）と、流量調
整弁としての落下速度調節弁（１６）が介装されている
。この高速応答弁（１５）は、本願の例においては制御
手段としてのＰＩＤ制御部（１７）の制御指令をうけて
、前記高速応答弁（１５）を開閉制御するためのもので
あり、一方前記落下速度調整弁（１６）は、作業装置の
下降操作における急激な下降を防止するためのものであ
る。このＰＩＤ制御部（１７）は前記三点リンク機構（
１１）の位置を制御情報として得ている。さらにこの回
路には、リリーフ弁（１８）か設けられている。

本願の支援システムの使用者は、上記のようなハード系
を頭に描きなから、あるいは参考図面を参照しながら、
このハード系に対する油圧関連回路図（５）を前述の前
処理部（１）で作成してゆく。この手法は、従来のＣＡ
Ｄシステムに採用されていたものと同一である。第４図
に、この様にして作成される油圧関連回路図（５）が示
されている。この図においては、対応するエレメントが
、同一の番号で記載されている。この操作と同時に、こ
の支援システムにおいて、設計者か出力を得たい部位（
ノード）に、第４図に示すようなフラッグ（計測器記号
と呼ぶ）か立てられる。このフラッグはそれぞれ回路中
のフラッグの立てられた部位の出力を要求するものであ
る。ここで、各フラッグには出力する物理量の識別標識
か付けられている。

対象となる物理量は、流体系については、流体圧力、流
量、機械系については、直線運動に対して変位、速度、
加速度、力、回転運動に対して角度、角速度、角加速度
、トルクであり、電気系については、電圧、電流が対象
となっている。これらの物理量に対して、それぞれその
物理量をシンボル化したフラッグ（計測器記号と呼ぶ） （［Ｆ］（流体圧力）、Ｑ（流量）、■（電流）。

■（変位）、■（角度）等）か立てられるのである。

この油圧関連回路図（５）は、ＣＡＤシステムにより作
成されることとなるわけであるが、本願の例においては
、各エレメントとして油圧系エレメントとともに、エン
ジン（１３）、三点リンク機構（１１）といった機械系
エレメント、およびＰＩＤ制御部（１７）といった電気
系エレメントをも含んだ形で、油圧関連回路図（５）が
構成されている。即ち、この支援システムにおいては、
リリーフ弁（１８Ｌ高速応答弁（１５）、落下速度調整
弁（１６）、油圧シリンダー（１２）および各管路（ｐ
）といった油圧系エレメントの他に、エンジン（１３）
、三点リンク機構（１１）、及びＰＩＤ制御部（１７）
といった機械系、電気系エレメントまでか、検討対象と
して採用され、油圧関連回路の挙動の検討がなされるの
である。

さて、以上のようにして得られる油圧関連回路図（５）
から、この回路図に対応した統括モデル式（Ｅ１）を作
成する方法について以下に説明する。前述のように、こ
のシステムは、ライブラリー部（４）を備えており、こ
の部位（４）に前述の各モデルに対応したモデル式（ｅ
１）か登録されている。このモデル式（ｅ１）において
は、それぞれのモデルに対する入力（外部変数）系、出
力（状態変数）系か規定されているとともに、さらにモ
デル自体の性質を決定する条件（開存定数、計算定数）
系を有する構成となっている。例えば、前述の高速応答
弁（１５）においては、入力系は、第４図において示す
弁入口（１５１Ｌ第一、第二、第三出口（１５０１）（
１５０２）（１５０３）の流量、第一電磁弁（Ｖ１）へ
の第一電流信号（Ｉ　１）　、第二電磁弁（Ｖ２）への
第二電流信号（■２）であり、出力系は、弁入口（１５
１）、第一、第二、第三弁出口（１５０１）（１５０２
）（１５０３）における流体圧である。条件系としては
リリーフの設定圧等を挙げることができる。各管路（ｐ
）においては、入力系は管路入口、出口における流量、
出力系は管路入口、出口における圧力、さらに条件系は
、これらの各管路（ｐ）自体の管径、管路長さ等といっ
たようになるのである。本願のように機械系エレメント
、電気系エレメントの物理量を対象とする場合は、機械
系エレメントの物理量としては、作用力、負荷トルク、
位置、速度、加速度、角速度、角加速度が考慮されると
ともに、電気系エレメントの物理量としては、電流値、
電圧値等が考慮される構成とされているのである。

さて、それぞれ異なった機能を有するエレメントに対し
ては、それらのシンボル図、これに対応して選択可能な
モデルとそのモデル式（ｅ　１）　、そしてこのモデル
式（ｅ１）における入力、出力、及び条件系が決って前
記ライブラリー部（４）内に記憶されている。即ちこの
システムにおいては、各シンボル図とこのシンボル図に
対応してモデル選択の結果決まるモデル式（ｅ１）が関
連付されている。ここで本願においては、プログラムが
ＦＯＲＴＲＡＮ言語ＴＲ用して作成されるため、モデル
式（ｅ１）はサブルーチン形式で記載され、入出力系が
サブルーチンにおける引数群として記載されている。こ
のモデル式（ｅ　１）においては引数群か、その処理方
式とともに規定されている。さらに上記のように各エレ
メントに対応して代表的なモデルが用意されるとともに
、必要な場合は、このモデルのモデル式（ｅ　１）を変
形することかできるようにも構成されている。

以下に本願における機械系エレメントと、電気系エレメ
ントのモデル式（ｅ１）の構成例を紹介しておく。機械
系エレメントとしてのエンジン（１３）に対しては、モ
デル式はエンジン回転数を出力とするように構成され、
予め与えられているエンジン回転に関するモデルデータ
を基に、これを時間域で線型補間することにより所望の
時間の回転数を出力するように構成されている。そして
このエンジンより引き渡される回転数及び他の条件（流
体系の条件）をもとに、ポンプにおいてはその吸い込み
圧力と吐出圧力が出力される。一方、電気系エレメント
について、ＰＩＤ制御部（１７）を例として説明する。

このＰｒＤ＃Ｉ御部（１７）は、３点リンク機構からリ
フトアーム角度を検出し、高速応答弁（１５）への電流
オフ時間を計算して現時刻がオン時間であれば出力電流
値を計算する。

電流オフ時間の計算式は下記のように構成されている。

ｄＴｏ　ｆ　ｆ　　（ｎ）＝Ｋｐ＊ｄＥＶ　（ｎ）＋Ｋ
　ｉ　＊ＥＶ　（ｎ）＋Ｋｄ＊ｄ　２ＥＶ　（ｎ）二こ
で、ｄＴｏｆｆ（ｎ）は電流オフ時間、Ｋｐ、Ｋｉ、Ｋ
ｄは比例、積分、微分ゲイン、Ｖ　（ｎ）は実際のリフ
トアーム速度、ＲＶ　（ｎ）は目標速度であり、ＥＶ　
（ｎ）、ｄＥＶ　（ｎ）。

ｄ２ＥＶ（ｎ）は下記のように記載される。

（ｎは時間ステップを示す。） ＥＶ　（ｎ）＝Ｖ　（ｎ）−ＲＶ　（ｎ）ｄＥＶ　（ｎ
）＝ＥＶ　（ｎ）−ＥＶ　（ｎ−１）ｄ　２ＥＶ　（ｎ
）＝ｄＥＶ　（ｎ）−ｄＥＶ　（ｎ−１）そして、高速
応答弁（１５）においてはＰＩＤ制御部（１７）から電
流値を受取り、ソレノイド力を計算し、弁の速度を計算
するように構成されているのである。さらに前述の格計
測器に対応して、モデル式（ｅ　１）相当の出力ルーチ
ンか用意されている。そして後述する統括モデル式（Ｅ
１）の自動生成時に計測器に対応する出力ルーチンか呼
び出されるのである。

つぎに前記解析部（２）において、油圧関連回路図（５
）に基づいて回路自身の全体の統括モデル式（Ｅ１）を
自動生成する方法について説明する。本願においてはこ
の自動生成方法に独特の手法が採用されている。即ち本
願における統括モデル式自動生成手段（２０）がそれで
ある。

第５図に統括モデル式自動生成手段（２０）の処理の流
れが示されており、この図に基づいて説明する。これは
エレメント順序化手段（２１）　、ノード順序化手段（
２２）、自由度順序化手段（２３）から構成されており
、これらは全て、前記作成済みの特定の流体関連回路図
（５）全体に対して各エレメント、各ノード、統括モデ
ル式（Ｅ１）内の独立変数を、通し番号で識別可能とす
るだめの処理手段ということかできる。ここてノードと
は、各エレメントの接続点のことである。

各手段（２１）（２２）（２３）のそれぞれの働きにつ
いて以下に説明する。先ず最初に各エレメントの順序化
かエレメント順序化手段（２１）によって行われる。こ
の順序化はＣＡＤによる入力の順に（油圧回路の流路の
順にほぼそって）主要エレメントから各管路に至るまで
以下に示すように行われるのである。この例か以下に示
されている。

エレメント：１ エレメント：２ エレメント：３ エレメント：４ エレメント：５ エレメント：６ モータ（エンジン） ギアポンプ Ｔ型継手 高速応答弁 リリーフ弁 タンク （ここで、エンジンはシステム内でモータとして取り扱
われている。） つぎに前記ノード順序化手段（２２）により、各エレメ
ントそれぞれの連結点としてのノードの順序化かおこな
われ、これとともに、第６図に示すノード対応表（ＴＩ
）か作成される。このノード対応表（ＴＩ）は、各ノー
ドに接続する主なエレメントとしての主シンボル（ｔ］
）と、前記束なエレメントに接続されるエレメントとし
ての副シンボル（ｔ２）と、これらのエレメントにおけ
る対応するポート名（ｔ３．ｔ４）とを、ノード番号（
ｔ５）に対応させた表である。この段階においては、各
エレメントのポート名（ｔ３）（ｔ４）の表示は、各エ
レメント依存の表示をとっている。即ち、例えばエレメ
ントの入口はどのエレメントにおいても１で記述されて
おり、また出口は同様に２で示されている。

さらに本願においては前記ノード対応表（Ｔ　Ｉ　）の
作成の後に、自由度順序化手段（２３）により、自由度
対応表（Ｔ２）が生成された後、統括モデル式（Ｅ１）
が自動生成される。この方式について以下に説明する。

本願においては、各エレメントに対応するモデル式（ｅ
１）の引数群が、状態変数、外部変数、固有定数、計算
定数等に分類されている。ここで状態変数は、そのエレ
メントが各計算ステップ（状態）で持っている物理量と
しての変数であり、外部変数とは、このエレメントに接
続されているエレメントから引き渡される状態変数であ
る。ここで、当然このモデル式（ｅ　１）が呼ばれた段
階と、このモデル式（ｅ　１）での処理を終了した状態
では、前記の状態変数は演算処理を受けた分だけ異なっ
ている。さらに上記の固有定数、計算定数は各モデル式
（ｅ１）での処理において使用される定数である。本願
においてはこのモデル式（ｅ１）の引数群が独特の構成
を持って記載、配列されている。即ち、それぞれの引数
は変数の種類を示す１文字と、−個のアンダースコアー
を介して接続される各モデルのポート名（４文字以内）
で表現され、さらに各モデル式（ｅ　１）における引数
が、前記の分類に従って、状態変数と、外部変数に分類
され、これらが状態変数群、及び外部変数群として順番
にサブルーチンの引数群として配列されているのである
。この例を以下に示す。

ＭＯＴＯＲ（Ｗ　　ＭＣ！状態変数 ）　　！外部変数無し ＰＵＭＰ　　　（Ｐ　　１．Ｐ　　２！状態変数Ｑ　　
１、　Ｑ　　２．Ｗ　　ＭＣ） ！外部変数 ＴＥＥ　　　　（Ｐ　　１．Ｐ　　２．Ｐ　　３！状態
変数 ０　１、Ｑ　　２．Ｑ　　３） ！外部変数 ＤＥＮＪＩ　　　（Ｐ　　Ｐ、Ｐ　　Ｃ。

！状態変数 Ｄ　　Ｄ） ！外部変数 ＲＥＬＩＥＦ（Ｘ　　ＲＦ、Ｖ　　ＲＦ、Ｐ　　１゜Ｐ
２．Ｐ３．Ｉ状態変数 ＴＡＮＫ Ｑ１、Ｑ２）！外部変数 （ＰＩ）！状態変数 ＰＩＰＥ　　　　（Ｑ　　　１．Ｑ　　２．Ｐ　　ＬＰ
Ｉ、Ｐ２） ここでは、モータ（エンジン）、ポンプ、Ｔ型継手、高
速応答弁、リリーフ弁、タンク、及びバイブの例が示さ
れており、例えばモータ（エンジン）を例に取ると、（
Ｗ　　ＭＣ）は変数の種類はＷ：角速度を示し、ＭＣボ
ートの変数であることを示している。このような準備段
階を経た後、前記自由度順序化手段（２３）により前述
の回路図（５）に従って、自由度をパラメータとした統
一変数（Ｙ）を使用して統括モデル式（Ｅ１）における
独立変数を規定しながら、統括モデル式（Ｅ１）が作成
される。この処理において、前述の自由度は、統括モデ
ル式（Ｅ１）における順序化されたエレメント類に、さ
らにこのエレメントに対応するモデル式（ｅ１）におけ
る引数部での、前記状態変数のみ（外部変数は、最初考
慮されない。）の記載順に決定される。以下にこの場合
の例をプログラム形式で記載したものを示す。ここでは
、プログラムは前述の順序化されたエレメント類に前記
モデル式（ｅ　１）を呼び出す形式で作成されるため、
この順にＣＡＬＬ文で記載されている。

ＣＡＬＬ　　ＭＯＴＯＲ（Ｙ　（１））！状態変数！外
部変数無し ＣＡＬＬ　　ＰＵＭＰ　　（Ｙ　（２）、Ｙ　（３）！
状態変数 Ｙ（４０）、Ｙ（４３）、Ｙ（１）） ！外部変数 ＣＡＬＬ　　ＴＥＥ　　　（Ｙ　（４）、Ｙ　（５）、
Ｙ　（６）１状態変数 Ｙ（４４）、Ｙ（４６）、Ｙ（４９））！外部変数 ＣＡＬＬ　　ＤＥＮＪＩ　　（Ｙ（７）、Ｙ（８）、　
　・　・！状態変数 ・・・、Ｙ（６１）、Ｙ（６２）） ！外部変数 ＣＡＬＬ　　ＲＥＲＩＥＦ　（Ｙ　（２６）。

Ｙ（２７）。

Ｙ　（５０）、Ｙ　（５２）） ＣＡＬＬ　　ＴＡＮＫ　　（Ｙ　（３１））ＣＡＬＬ　
　ＰＩＰＥ（Ｙ（４０）、Ｙ（４１）。

Ｙ　（４２） Ｙ（２）、Ｙ（３１）） ここで、最初に、モータ（エンジン）の状態変数である
（Ｗ　　ＭＣ）の引数が自由度１を有する統一変数（Ｙ
（１））で置き換えられる。このモータ（エンジン）の
場合は、外部変数がないため、これ以上の操作はおこな
われない。次にポンプについては、その状態変数である
（Ｐ−１、Ｐ−２）か、統一変数（Ｙ　（２）、Ｙ　（
３）　）で置き換えられていく。ここで外部変数（Ｑ−
１、Ｑ２、Ｑ−３）はまだ処理に関係しないため統一変
数では置き換えられない。

そしてポンプの外部変数である（Ｗ　　ＭＣ）はノード
１で接続される記載形式を同じくしたモータ（エンジン
）の状態変数であるため、この置換を行い（Ｙ（１））
として置き換えられていくのである。例えばポンプで初
めて現れることとなる（Ｙ　（２）　）は、ノードの関
係からエレメント類でプログラム後部に現れるバイブ（
Ｐ　Ｉ　ＰＥ）の外部変数（Ｐ　　Ｉ）と置き換えられ
ている。このような操作か全回路に渡っておこなわれる
。

前述の操作は、説明を容易にするためＦＯＲＴＲＡＮベ
ースで説明したが、こういった置換操作の前に本願にお
いては、発明者が自由度対応表と呼ぶ表（Ｔ２）が作成
される。この自由度対応表（Ｔ２）は、統一変数（Ｙ）
の自由度（ｔｌＯ）順に記載された、変数の種類（ｔ　
１１）状態変数として識別されるエレメント番号（ｔ１
２）及びポート名（ｔ　１３）　、対応ノード番号（ｔ
　１４）　、外部変数として識別されるエレメント番号
（ｔ　ｌ　５）及びボート名（ｔ　１６）を対照表とし
たものである。この表（Ｔ２）からも容易に理解される
ように、ここでは検討対象とする固有の回路系に基づい
て統括モデル式（Ｅ１）を自由度をパラメータとした統
一変数で記載し、統一的な処理か可能になっているので
ある。

さて、前述の計測器による出力処理であるが、これは各
計測器に対応して以下に示すような出力情報の引渡しが
おこなわれて達成されるのである。

ＯＵＴ　（ＳＴＥＰ、１）＝Ｙ　（３）ＯＵＴ　（ＳＴ
ＥＰ、２）＝Ｙ　（７）即ち、前述の統括モデル式（Ｅ
１）の生成の後、計測器記号の取り付けられたノードて
計測器タイプ（異なった性質の物理量にそれぞれ対応す
る）によりその物理量か判断され、対象となる自由度等
で表記された変数（Ｙ　（３）　。

Ｙ　（７）　）等を出力情報として識別し、出力するの
である。このような構成を取ることにより、前処理部（
１）て計測器記号で指定される所定の物理量が、解析部
（２）での処理を経た後、ノード対応で自動的に出力情
報として識別され出力されるのである。

一方、回路の初期値は前述の条件系の一態様として所定
のステップにおいて入力してお（。

そしてこのシステムにおいては、上述のようにして形成
された統括モデル式（Ｅ１）をポンゲ、フッタ、ギル法
等で時間ステップを追いながら解く。

以下に上述の三点リンク（１１）による作業装置の昇降
操作を目的とした油圧関連回路のシミュレーション結果
について説明する。即ち解析部（２）で得られた演算結
果は、後処理部（３）において、プリンタ出力、図示出
力される。ここで、プリンタ出力は一般的な出力形式で
あるため、この説明を省略する。第８図（イ）（ロ）に
は図示出力の結果か示されている。ここで、それぞれの
図面において、横軸が時間、縦軸として第８図（イ）に
ついては圧力（左側スケールｋｇｆ／ａｍ２）と位置（
高さ）（右側スケールｃｍ）か示されており、第８図（
ロ）においては流量（左側スケール１／ｍ１ｎ）と回転
数（右側スケール　ｒｐｍ）が示されている。おのおの
の図面におけるこの出力例のグラフを順次説明する。第
８図（イ）においては、ポンプ吐出圧力が実線（□）で
、シリンダ内圧が一点鎖線（−−一・−・−・）で、ロ
アーリンク高さが長破線（＝　−−−）で、高速応答弁
吐出圧力が単破線（−−−−−−一→で示されている。

一方策８図（ロ）においては、ポンプ回転数が実線（□
）で、シリンダ変位が長破線 （−一→で、第一制御電流（Ｉｆ）か点線（・・・・・
、・１．、、、、）で、第二制御電流（■２）が−点鎖
線（−・−・−・−・→で示されている。この実施例に
おける作業装置の昇降操作においては、この装置を短時
間にしかも、オーバーシュートなく且つハンチング等を
起こさずにいかに制御できるかが問題となる。第８図に
おいては、０．０から２．０　（ｓｅｃ）までがこの上
昇行程（ＵＰ）を示しているのであり、２．０から３．
０　（ｓｅｃ）までか、下降行程（Ｄ　ｏ　ｗｎ　）を
示している。さらに、この上昇行程（ＵＰ）は、作業装
置が目標位置に対して十分離間しており第一制御電流（
１１）が常時入り状態となっている第一上昇行程（ＵＰ
Ｉ）と、第一制御電流（Ｉ　１）が断続的に入り切り操
作されている第二上昇行程（ＵＰ２）から概略成立して
いることがわかる。　さらに下降行程（Ｄｏｗｎ）もま
たこういった構成（Ｄｏｗｎ　１）（Ｄｏｗｎ　２）を
とっている。この第一上昇、または下降行程（ＵＰ　Ｉ
）（Ｄｏｗｎ　１）においては、制御電流（ＩＩ）（１
２）か、一定値に保たれており、圧力、流量等が長周期
で脈動している。一方策二上昇または下降行程（ＵＦ４
）（Ｄｏｗｎ２）においてはＰＩＤ制御部（１７）によ
り高速応答弁（１５）が断続制御され、圧力、流量等か
大きく変化するとともに、シリンダ変位、ローア−リン
ク高さがなめらかに、目標値（ＳＰＩ）（ＳＦ３）（Ｌ
ＲＩ）（ＬＲ２）に漸近している。これはあくまでも、
各エレメント、Ｐ［）制御条件等が理想的な状態に設定
された場合の作動図を第８図（イ）（ロ）か示している
ためである。

この例と対象するため、ＰＩＤ制御において、この制御
条件（比例及び積分ゲイン）を変化させた例が第９図（
イ）（ロ）に示されている。

この場合は前述の第二上昇行程（ＵＦ４）において、ポ
ンプ、シリンダ内圧の激しい振動を起こしているととも
に、シリンダ変位自体にハンチング部（Ｐ）が発生して
いる。

〔別実施例〕

上記の実施例においては、機械系エレメントとして、エ
ンジン、三点リンク機構について説明したが、所定の物
理量の入力系に対して定型的に応答するものであれば、
これらはいかなるものでもよい。また同様のことが電気
系エレメントについてもいえる。

さらに上記の例において、制御手段としてはＰＩＤ制御
手法によるものとしたか、これは、ファジィ制御といっ
た他の制御手法を採用してもよい。

上記の実施例においては、この対象回路について、ＰＩ
Ｄ制御の条件を変化させた場合の系の応答変化について
説明したが、こういった油圧関連回路の設計において、
そのハード面（各油圧エレメント、機械系エレメント、
及び電気系エレメント）の動特性を変化させる（使用機
器を変える）ことは熱論のこと、新たな油圧エレメント
等を回路に加えたり、削除したりしてこの回路構成を変
化させたりして、上述した油圧関連回路の動特性を検討
することか可能である。

さらに解析部においては、本願の自由度対応表（Ｔ２）
を使用して構成される油圧関連回路の統括モデル式（Ｅ
１）を解く場合にポンプ、フッタ、ギル法以外の方法も
採用することか可能である。

尚、特許請求の範囲の項に図面との対照を便利にするた
めに符号を記すが、該記入により本発明は添付図面の構
造に限定されるものではない。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明に係る流体関連回路開発支援システムの実
施例を示し、第１図は流体関連回路開発支援システムの
主要構成を示す図、第２図は各主要部における処理の流
れを示す図、第３図は本願支援システムの一検討対象系
のハード系の図、第４図は第３図に示す一検討対象系の
油圧関連回路図、第５図は統括モデル式自動生成手段の
処理の流れを示す図、第６図はノード対応表の図、第７
図は自由度対応表の図、第８図は第３図に示す一検討対
象系の最適作動状態における出力の図、第９図は第３図
に示す一検討対象系の条件設定が不適当な場合の出力の
図である。 （１）・・・前処理部、（２）・・・解析部、（３）・
・・後処理部、（４）・・・ライブラリー部、（５）・
・・流体関連回路図、（ＴＩ）　　・・・ノード対応表
、（Ｔ２）・・・自由度対応表。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、流体関連機器としての様々なエレメントに対応する
   シンボル図と、該エレメントへの入力と、該エレメント
   からの出力としての該エレメントの状態量の関係を示す
   モデル式 （ｅ１）が登録されているライブラリー部（４）と、 所望の流体関連動作を得るために、前記シンボル図を組
   み合わせて流体関連回路図（５）を作成する前処理部（
   １）と、 前記流体関連回路図（５）に基づいて、前記ライブラリ
   ー部（４）より記載エレメントに対応した各モデル式（
   ｅ１）を呼び出し、流体関連回路全体に対応する統括モ
   デル式（Ｅ１）を自動生成するとともに、該統括モデル
   式（Ｅ１）を入力条件に従って解く解析部（２）と、 前記解析部（２）により得られた前記統括モデル式（Ｅ
   １）の解を出力する後処理部（３）とから構成されてい
   る流体関連回路開発支援システムにおいて、 前記後処理部（３）で出力される解についての前記流体
   関連回路における出力ポイントの指定が、前記前処理部
   （１）において前記流体関連回路図（５）上で自由にで
   きるように構成されている流体関連回路開発支援システ
   ム。 ２、前記出力ポイントの指定が、前記流体関連回路図（
   ５）において前記エレメントの接続点としてのノードに
   物理量の識別標識を備えた計測器記号を取り付けること
   によりおこなわれる請求項１記載の流体関連回路開発支
   援システム。