JPS63254204A - 流体アクチュエータの制御装置 - 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、建設機械等に使用する流体アクチュエータの
制御方法に関する。

［従来の技術］ 従来、建設機械等において、負荷の状態を指示する指令
信号と、該負荷の状態を示すフィードバック信号との偏
差を最小化する遠隔制御において、その遠隔制御をして
いる制御系に誤動作が生じた場合は、その負荷を停止さ
せることによってその操作の安全を図っていた。

この場合において、上記誤動作の判定は、上記指令信号
が中立位置に設定されている一方。

他方そのフィードバック信号の値が未だ中立の領域に相
当した信号の値となっていないとき、該指令信号がその
中立位置に設定されたときから、その時間経過が所定の
基準時間を越えているか否かを判定し、その判定がその
基準時間を越えていると判定したとき、指令値に対して
フィードバック値が正常に追随してこないとして、この
制御系に誤動作が生じていると判定することにしている
。

［発明が解決しようとする問題点］ これらの遠隔制御を行う場合、その遠隔制御の最中にお
いて、直接、その負荷の近くにおいてその負荷が手動操
作できることを要求されている機械もある。

しかし、その遠隔制御にそのような手動操作もできるよ
うにすると、上記誤動作の判定制御において、指令信号
が中立位置に設定されたままになっている場合において
、負荷が手動によって操作されると、その手動操作の間
、その負荷の状態を検出しているフィードバック信号の
検出値も、その手動操作によって中立位置以外の値に操
作されてしまうことになり、そのフィードバック信号の
値は所定の基準時間を経過しても中立位置の領域へ入っ
て乙ない。その結果、そのような手動操作において制御
系は、その制御系に誤動作が生じたと判断して、負荷の
動きを停止させてしまうことになる。

このことは、結局、その誤動作判定制御が存在するため
、手動操作とその遠隔制御とを併設できないことになっ
てしまう。

本発明の目的は、上記のような問題点を解消した流体ア
クチュエータの制御方法を提供することにある。

［問題点を解決するための特徴］ Ｌ記遠隔操作と手動操作を併設させた装置の制御におい
て、手動制御をするため遠隔制御における指令を中立に
戻しておくと、その制御系が正常に作動している限り、
指令信号が中立位置になっているか否かの判定において
ｙｅｓと判定され、且つフィードバック信号の値が中立
領域に入っているか否かの判定においてもｙｅＳと判定
され、この場合、制御系は中立フラグをセットする。

また、指令信号が中立位置になっているか否かの判定と
、フィードバック信号の値が中立領域に入っているか否
かの判定との間には、該中立フラグがセットされている
か否かの判定を介設させ、その判定において、ｙｅｓと
判定されたときは、上記誤動作判定の演算を回避させる
ようにしている。

したがって、遠隔操作側の指令値が中立に設定されたま
まの状態において、手動によってフィードバック信号値
が中立以外の値に動かされても、その制御系は中立フラ
グのセットされていることによって、指令値に対してフ
ィードバック値が非常に長い時間追随してこなくとも、
誤動作と判定せず１手動操作を可能とさせているもので
ある。

［実施例コ 以丁、実施例に基づいて本発明を説明する。

第１図は、本発明における流体アクチュエータの制御方
法を実施するための油圧切換弁制御装置の一実施例を示
したものであり、その図示はシステム図によって示した
ものである。

第１図において、油圧モータ６の作動を油圧的に制御す
る油圧切換弁５は、切換位置５ａ、５ｂおよび５Ｃを有
し、その切換位置は油圧アクチュエータｌあるいはレバ
ー１ｃによって操作される構成をなし、油圧アクチュエ
ータｌにおける押しのけ室１ａあるいはｌｂへの圧油の
圧送あるいは排除は、９Ｊ換弁２あるいは３の操作によ
って行なわれる構成となっている。

信号発生器１０ａはし八−１０ｉを操作することによっ
て、配線１０ｂに電圧信号を発信する構成をなし、その
電圧信号は油圧アクチュエータｌにおけるピストンｌｄ
の位置を指示する指令信号となっており、その指令信号
は配線ｌＯｂを介して電子制御装置１０へ人力している
電子制御装置１０における出力配線ｌｏｇおよびｌｏｈ
のそれぞれは、ソレノイド３ｄおよび２ｄに入力してい
る。

ピストン１ｄの動き、すなわち油圧切換弁５の動きはポ
テンショメータ５ｄによって検出され、その検出された
信号を送信する出力配線ｌＯｅは電子制御装置ｌＯにお
けるフィードバック信号の配線となっている・ 電子制御装置１０における回路構成は、第４図に示す構
成となっており、その図示はブロック線図によって示し
である。

第４図において、ＩＯＡは検出記憶手段、ｌＯＢは偏差
計算手段、ＩＯＣは駆動判定手段、１０Ｅは許容偏差設
定手段、ＩＯＦは基本時間変更記憶手段、ＩＯＪはパル
ス巾計算手段、ｌＯＫは基本時間選択手段、ＩＯＬはＦ
Ｂ基準値設定手段およびＩＯＭは出力トランジスタをそ
れぞれ示している。

以にの第１図および第４図からなる油圧切換弁制御装置
の構成において、以下その作用を説明する。

油圧モータ６は、油圧切換弁５によって切り換えられた
油圧源４からの油圧動力によって駆動され、油圧切換弁
５が切換位置５ｂに位置しているとき該油圧動力の流れ
が閉じられ、油圧モータ６の作動は停止している。

これに対し、油圧切換弁５における切換位置が５ａある
いは５Ｃに位置するとき、油圧動力が油圧モータ６の一
方あるいは他方へ圧送されて、油圧モータ６を一方ある
いは他方へ駆動する。

また、油圧モータ６は図示していないクレーン等を駆動
している。

このような油圧切換弁５の操作は、油圧アクチュエータ
１の作動によって行なわれるものであり、油圧アクチュ
エータ１の作動は下記のようになっている。

切換弁２および３が図示のように、それぞれ切換位置２
ｂおよび３ｂに設定されているときは、押しのけ室１ａ
および１ｂの両者がそれぞれリザーバに開放され、油圧
アクチュエータ１はまったく自由な状態にある。

そのため、この状態において運転者がレバーＩＣを操作
すると、油圧アクチュエータ１におけるピストンｌｄを
自由に操作することが可能となり、その操作されたピス
トン１ｄは油圧切換弁５を操作する。

このように、手動によりし八−１ｃを操作することによ
って、上記の切換位置５ａ、５ｂあるいは５Ｃを任意に
選択することができることになり、その操作は、運転者
が運転席において操作できるようになっている。

また、油圧アクチュエータｌにおいてレバーｌｃと連接
したピストン１ｄには、油圧切換弁５におけるスプリン
グ５ｅおよび５ｆによって、センタリング（ｃｅｎｔ　
ｅ　ｒ　ｉ　ｎｇ）する作用か働いているため、この状
態において、運転者がレバー１ｃから手を離すと、油圧
アクチュエータ１はその切換位置を５ｂ（中立位置）と
する。

このような手動操作に対して、遠隔から油圧アクチュエ
ータｌを操作するときは、ソレノイド２ｄあるいは３ｄ
を駆動し、その駆動によって切換弁２あるいは３を操作
し、その操作された切換弁２あるいは３が油圧アクチュ
エータ１を操作することになる。

ここで、切換弁２あるいは３が油圧アクチュエータ１を
操作する作用は下記のようになっている。

油圧アクチュエータｌにおけるピストンｌｄを任意の位
置に固定したいときは、切換弁２および３のそれぞれを
、それぞれ切換位置２ａと切換位置３ａに設定する。

切換弁２および３における切換位置をこのように設定す
ると、油圧源４からの圧油が両押しのけ室１ａおよびｌ
ｂに圧送され、且つ、その圧油が圧送されるそれぞれの
切換弁２および３の入口部分には、それぞれチェック弁
２ｃおよび３Ｃを介設しているため、ピストンｌｄの動
きは油圧アクチュエータｌにおいて固定されるこの状態
において、押しのけ室１ａおよびｌｂの両者には、油圧
源４からの油圧が導かれてイルから、その両者において
は、共にピストン１ｄに対してその両側から油圧を作用
させている。

このような状態から、切換弁２のみを切換位置２ｂに設
定すると、押しのけ室１ａにおける作動油圧は切換弁２
を介して、リザーバ７に開放されるため、ピストンｌｄ
は押しのけ室１ｂにおける一ヒ記作動油圧によって、第
１図の下方に押圧され、その抑圧は、油圧切換弁５にお
ける切換位置を５ａの側に移行させてゆく。

逆に、」−記のピストンｌｄが固定されている状態から
、切換弁３のみを切換位置３ｂに設定すると、押しのけ
室１ｂにおける作動油圧が切換弁３を介してリザーバ７
に開放されるため、押しのけ室１ａにおける作動油圧が
ピストンｌｄをｉｔ図における上方へ押圧移行し、油圧
切換弁５における切換位置を切換位置５ｃの側に移行さ
せてゆく。

電子制御装置１０によって駆動制御されるソレノイド２
ｄおよび３ｂは、電子制御装置１０から発信される基本
印加時間ｔｏと補正印加時間ｔｅの和（ｔｏ＋ｔｅ）か
らなる信号印加によって制御される構成となっており、
その基本印加時間ｔｏと補正印加時間ｔｅは、下記の必
要から生しているものである。

油圧切換弁５におけるスプリング５ｅおよび５ｆの附勢
力は、ピストンｌｄにも連動してぃ１す るので、そのスプリング附勢力は、直接、ピストンｌｄ
に内股して作用するものとし、第１図における油圧アク
チュエータ１を第２図に示す構成に置換して、ピストン
ｌｄが切換弁２あるいは３の操作によって適切に操作さ
れるに必要となる油圧力を説明することができる。

このような説明用の第２図における油圧アクチュエータ
ｌにおいて、シリンダ１ｅには、その軸方向への摺動を
可能にピストンｌｄが嵌合し、ピストンｌｄにはその軸
方向において、スプリング５ｅおよび５ｆの両町勢力が
相互に対抗する方向に作用し、その両町勢力による作用
は、ピストンｌｄに何らの外力が働いていないとき、ピ
ストンｌｄが中立位置ｎに設定するようになっている。

このような第２図の構成において、ピストン１ｄが図示
のように中立位置ｎから右方へＸの距離移行していると
き、ピストンｌｄには大略に１・Ｘの軸方向力が左方に
作用していることとなる。なお、ｋｌはスプリング５ｆ
のばね常数である。

したがって、ピストン１ｄがこの位置から更に右方へ移
行するに必要となる起動力は、概略に１・Ｘの力が必要
となる。

これとは逆に、ピストンｌｄがこの位置から更に左方へ
移行する場合の起動力は、該ｋｌ−Ｘによって駆動され
る値となる。

上記の場合に対し、ピストン１ｄが中立位置ｎから左方
のＸなる距離の位置にある場合は。

ピストン１ｄがその位置から更に左方へ移行するとき、
そのピストンｌｄを起動するに必要な力は概略に２・Ｘ
となる。ここで、ｋ２はスプリング５ｅのばね常数であ
る。

また、そのピストンｌｄにおける位置から、ピストン１
ｄを右方に移行させるときの起動力は、該に２・Ｘによ
って駆動される値となる。

すなわち、上記のビス１ｙｌｄに必要な起動力の種類を
整理すると、下記のようになる。

ピストンｌｄが中立位置ｎから右方にある場合において
は、 ■）ピストン１ｄが矢印ａ１の方向に移行しようとする
場合、 および ２）ピストンｌｄが矢印ａ２の方向に移行しようとする
場合、 ０２種類の場合が存在し、 これに対し、ピストン１ｄが中立位置ｎから左方にある
場合においては、 ■）ピストン１ｄが矢印ａ３の方向に移行しようとする
場合、 および ２）ビス１ン１ｄが矢印ａ４の方向に移行しようとする
場合、 の２種類の場合が存在する。

結局、第２図においてピストン１ｄが、いずれかのその
固定された位置から、いずれかの方向へ起動するに必要
な力の基本的な種類は、４種類となる。

このような４種類の起動力について、ピストン１ｄに必
要な該起動力と、その起動に必要な押しのけ室１ａある
いは１ｂの作動油圧との関係を検討する。

ピストン１ｄが第２図に図示する位置から矢印ａ１の方
向へ起動される場合を例にとると、上述のように、その
起動に必要な力はに１・Ｘである。

これに対し、そのピストン１ｄを油圧によって起動する
ためには、押しのけ室１ａに生じている作動油圧と、押
しのけ室ｌｂに生じている作動油圧との差圧ｄｐによっ
て起動することになる。

このような差圧ｃｔｐが上述の切換弁２あるいは３の操
作によって生じ、月つ、その切換弁２あるいは３の操作
が有限時間巾のパルス信号によって操作された場合、そ
の差圧ｄｐの生ずる現象は下記のようになる。

上述のように、ピストンｌｄが第２図に図示する位置に
固定ｙれるためには、第１図における切換弁２および３
が、それぞれ切換位置２ａと切換位置３ａに設定されて
いる。

その固定されたピストンｌｄの位置から、ピストンｌｄ
を矢印ａ１の方向に起動させるときは、切換弁３のみを
切換位置３ｂに設定し、切換弁２における切換位置は２
ａのままとし、その切換弁３を切換位Ｒ３ｂに設定する
方法は、ソレノイド３ｄがオフとなるパターンの第３図
に示すようなパルス信号ｖＯを該ソレノイド３ｄに送信
する。

なお、第３図は、横軸ｔか経過時間を示し、縦軸Ｖがパ
ルス信号ＶｏあるいはＶｅの出力電圧を示し、且つ縦軸
ｐは作動油圧特性ｐａｏあるいはｐａｅの油圧力を示し
ている。

この場合において、ソレノイド３ｄがオフとなったその
瞬間においては、押しのけ室１ａおよび１ｂにおける作
動油圧ｐか共に、油圧源４における油圧とほぼ同一のｐ
ｍなる値となっている。

この状態（第３図における１＝０）から時間ｔが経過し
てゆくと、押しのけ室１ｂにおける作動油圧ｐは、押し
のけ室１ｂが切換弁３を介してリザーバ７に開放された
ため、第３図における作動油圧特性ｐａｏのように、ｔ
＝ｔｏとなるまでその時間りの経過と共にｐ＝Ｑに向っ
て減圧してゆく。

しかし、パルス信号ＶＯはｔ＝ｔ　ｏにおいて再びその
電圧かオンとなるから、そのことによって切換弁３はそ
の切換位置が３ａとなって、油圧源４における圧油が再
び押しのけ室１ｂに伝達され、その特性は作動油圧特性
ｐａｏに示すように、その後ｐ”　ｐｍに向って増圧し
てゆく。

このようなことがらソレノイド３ｄにパルス信号ｖＯが
発信されたとき、押しのけ室１ｂと押しのけ室１ａとの
間における作動油圧の圧力差は、ｄｐ”−ｄｐｏとなる
。この場合、圧力差ｄｐｏの値にシリングｌｅの断面積
を乗じた値が上述の起動力に１φＸの仙に和尚している
とき、その起動力を生じさせるツレ／イド３ｄへの印加
時間が第３図における基本印加時間ｔ。

である。

また、基本印加時間ｔｏの値は上述の第２図において説
明したように、矢印ａ１．ａ２、ａ３あるいはａ４の場
合の各場合において、それぞれ選択されなければならな
いことになる。

しかし、この基本印加時間ｔｏによって生じた圧力差ｄ
ｐｏは、ピストン１ｄを動かし始めるに必要な最小限の
値である。

そこで、実際にピストンｌｄを動かすためには、更に基
本印加時間ｔｏに補正印加時間ｔｅを加算した印加時間
（ｔｏ＋ｔｅ）を使用して、それから住する圧力差をｄ
　ｐ　ｏ＋ｄ　ｐ　ｅとしなければならない。

すなわち、ｄｐｏ＋ｄｐｅのうち、圧力差ｄｐｅはピス
トンｌｄを加速するに必要な油圧成分であり、この場合
における補正印加時間ｔｅが後述する配線ｌＯｂと出力
配置！　ｌ　Ｏｅの間における信号の偏差に比例した値
となっているものである。

なお、圧力差ｄｐｏ＋ｄｐｅとなる作動油圧特性は、第
３図におけるｐａｅによって示している。

以上のようなソレノイド２ｄおよび３ｄを電子制御装Ｎ
１０によって駆動する制御は、下記のようになっている
。

第１図において、操作者がレバー１０ｉを操作すること
によって配線１０ｂにアナログ量の電圧信号が発生し、
その信号は第４図における検出記憶手段１０Ａに入力し
ている。

また、ピストンｌｄの位置を検出したポテンショメータ
５ｄからの信号は配線１０ｅを介し、アナログ量の信号
として検出記憶手段１０Ａに人力している。

このように検出記憶手段１０Ａに入力してからの第４図
における演算は、下記のようになっている。

検出記憶手段１０Ａにおける演算：配線ｌＯｂにおける
指令信号と配線１０ｅにおけるフィードバック信号は、
検出記憶手段１０Ａ内に包設しているマルチプレクサに
おける切替によって、ｊＩＩ次、ＡＤ変換（アナログ値
からディジタル値へ変換）され、その変換された指令信
号値Ｃ３とフィードバック信号値ｃｆはそれぞれ一時的
にＲＡＭに記憶される。

偏差計゛算手段ｌＯＢにおける演算：信号値Ｃ３とフィ
ードバック信号値ｃｆとの偏差Ｅｒ、Ｅｒ＝ｃｓ−ｃｆ を計算する。

駆動判定手段１０Ｃにおける演算：偏差Ｅｒと許容偏差
Ｅｒｏとを比較し、負の駆動パルス信号を配線１０ｇあ
るいは１０ｈに出力すべきか否かを判定する。

この場合における判定を具体的に説明すると、下記のよ
うになっている。

フィードバック信号値ｃｆ（ピストン１ｄの実際の位置
）が指令値Ｃ８より進んでいることによって偏差Ｅｒが
生し、且つ、その偏差Ｅｒが許容偏差Ｅｒｏより大なる
とき、ピストンｌｄの位置を遅らせる判定をし、 フィードバック信号値ｃｆが指令値ＣＳより遅れている
ことによって偏差Ｅｒが生じ、且つ、その偏差Ｅｒが許
容偏差Ｅｒｏより大なるとき、ピストンｌｄの位置を進
ませる判定をし、上記偏差Ｅｒが許容偏差Ｅｒｏより小
さいときは、その制御が満足されているとして、ピスト
ンｌｄをそのままの位置に固定しておく。

なお、上記許容偏差Ｅｒｏは許容偏差設定手段１０Ｈに
記憶されている値である。

基本時間変更記憶手段１０Ｆにおける演算：この手段に
は、ピストンｌｄが第２図に説明した矢印ａｔ、ａ２、
ａ３あるいはａ４のいずれの方向に起動し始め、１つ、
そのピストンｌｄが現在どの位置に存在するかによって
決定される各基本印加時間ｔｏが記憶されている。

この記憶されている各基本印加時間ｔｏは下記のように
修正される。

すなわち、いずれかの必要な基本印加時間ｔｏか使用さ
れた結果、その制御が駆動不足あるいは駆動過大となっ
ているときは、この基本印加時間ｔｏを上述の偏差Ｅｒ
によって修正するすなわち、その新たな基本印加時間ｔ
ｏは前回における基本印加時間ｔｏに、偏差Ｅｒの絶対
値に比例した時間を加減したものである。

基本時間選択手段１０Ｋにおける演算：この演算は、第
５図におけるフローチャートの演算を行なう。

以ド、第５図におけるフローチャートを説明する。

演算Ａｌ：基本時間選択手段１０Ｋにおける演算を開始
する。

演算Ａ２：フィードバック信号値ｃｆがフィードバック
基準値ｃｆｏより大か、あるいは等しいかを判定する。

ここで、フィードバック基準値ｃｆｏの値は、ピストン
１ｄが第２図における中立位置ｎに位置するときのフィ
ードバック信号値ｃｆに相当する値となっており、その
フィードバック基準値ｃｆｏはＦＢ基準値設定手段１０
Ｌに記憶されている値である。

したがって、演算Ａ２における判定は、ピストンｌｄが
、中立位置ｎを含め、第２図における右側に存在してい
るかどうかを判定していることになる。

演算Ａ３：演算Ａ２における判定がＹｅｓとなったとき
、指令値ＣＳがフィードバック信号値ｃｆより大である
かどうかを判定する。

演算Ａ４：演算Ａ３における判定がＹｅｓとなったとき
、このことはピストンｌｄを第２図におけるａ１方向へ
移行させるように指令していることになるから、基本印
加時間ｔｏをｔ。

ｌとする。

演算Ａ５：演算Ａ３における判定がＮｏとなったとき、
このことはピストン１ｄを第２図におけるａ２方向へ移
行させるように指令していることになるから、基本印加
時間ｔｏをｔｏ２とする。

演算Ａ６：演算Ａ２における判定がＮｏとなったとき、
出力値ｃｓがフィードバック信号値ｃｆより犬であるか
どうかを判定する。

演算Ａ７：演算Ａ６における判定がＹｅｓとなったとき
、このことはピストンｌｄを第２図におけるａ４方向へ
移行させるように指令していることになるから、基本印
加時間ｔｏをｔｏ４とする。

演′ｆＩ：Ａ８：演算Ａ６における判定がＮｏとなった
とき、このことはピストン１ｄを第２図におけるａ３方
向へ移行させるように指令していることになるから、基
本印加時間ｔｏをｔｏ３とする。

なお、−に記ｔｏ１．ｔｏ２、ｔｏ３およびｔｏ４のそ
れぞれの基本印加時間は、前述したように、基本時間変
更記憶手段ｌＯＦに記憶されているものである。

演算Ａ９：演算をパルス巾計算手段１０Ｊの演算にもど
し、この場合、演算Ａ４、Ａ５、Ａ７あるいはＡ８のい
ずれかにおいて算出された、現状に相当する基本印加時
間ｔｏをパルス巾計算手段１０Ｊに出力する。

パルスｒｌ計算手段１０Ｊにおける演算：駆動判定手段
１０Ｃにおいて、前述のように、油圧アクチュエータｌ
を駆動する必要ありと判定されたとき、この手段におけ
る下記の演算が開始される。

ヒ述の偏差計算手段１０Ｂにおいて算出した偏差Ｅｒを
使用して、 補正印加時間ｔｅ＝ｂΦＥｒ および 印加時間ｔｎ＝ｔｏ＋ｔｅ を算出し、この印加時間ｔｎを出力トランジスタＩＯＭ
に出力する。

ここで、ｂは比例常数であり、ｔｏは前述の演算Ａ９か
ら出力されている基本印加時間ｔ。

である。

出力トランジスタＩＯＭにおける演算：出力トランジス
タＩＯＭには、配線１０ｇおよび１ｏｈにおける電圧を
それぞれオン、オフするそれぞれのトランジスタＴｒｉ
およびＴｒ２が存在する。

このうち、トランジスタＴｒｉが配’Ｓ　１０　ｇにの
み負のパルス信号（第３図におけるパルス信号Ｖｅに相
当）を発信し、配線１０ｈが電圧オンのままとなってい
るときは、上述のように、ピストンｌｄを第１図におけ
る上方へ移行し、逆に、トランジスタＴｒ２が配線１０
ｈにのみ負のパルス信号を発信し、配線１０ｇが電圧オ
ンのままとなっているときは、ピストンｌｄを第１図に
おける下方へ移行させる構成となっている。

このような構成において、出力トランジスタ１０Ｍは下
記のような演算を行なう。　・ｌ）偏差計算手段１０Ｂ
における偏差Ｅｒの内容が、ピストンｌｄを第１図にお
ける上方へ更に移行させるべきであるであるとする内容
となっているとき、トランジスタＴｔｌのみが配線１０
ｇに負のパルス信号Ｖｅを発信する。

２）偏差計算手段１０Ｂにおける偏差Ｅｒの内容が、ピ
ストンｌｄを第１図における下方へ更に移行させるべき
であるであるとする内容となっているとき、トランジス
タＴｒ２のみが配置！１ｊｌｏｈに上記負のパルス信号
Ｖｅを発信するこの場合、上記負のパルス信号を発信す
るその印加時間ｔｎは、パルス巾計算手段ｌＯＪから出
力された印加時間ｔｎとなっている。

３）偏差計算手段１０Ｂにおいて、偏差Ｅｒが許容偏差
Ｅｒｏより小さいと判定され、その制御が満足されてい
るときは、トランジスタＴｒｌおよびＴｒ２の両者が共
に、配線１０ｇおよび１０ｈにおける電圧をオンのまま
としておく。その結果、ピストン１ｄはその位置に固定
されたままとなる。

以上の作動は、第１図における装置が正常の状態にある
場合の作用である。

これに対して電子制御装置１０は、第１図における油圧
回路等に故障が生じたことによって、レバー１０ｉから
の指令信号に対して誤動作をしていないかどうかの判定
を定期的に行っている。

第６図は、その誤動作の判定を行うフローチャートを示
したものであり、以下、第６図の作用を説明する。

演算ＢＯ：演算開始。

演算Ｂ１：演算の初期化を行う。

演算Ｂ２二作動開始時において、電源オンとなって、未
だレバー１０ｉが操作されず中立状態にあるとき、配！
１ＩｌＯｂに出力されている信号値にその中立値からの
ドリフトが生じている場合、そのドリフトを補正する。

演算Ｂ３ニレバー１０ｉの指令値（指令値Ｃ８に相当）
を検出する。

演算Ｂ４：出力配線１０ｅからのフィードバック値（フ
ィードバック信号値ｃｆに相当）を検出する。

演算Ｂ５：偏差Ｅｒ＝ｃｓ−ｃｆを算出する演算Ｂ６：
偏差の絶対値が所定のＥｒｏより小さな値であるか、す
なわち偏差Ｅｒが許容された範囲内であるか否かを判定
する。

演算Ｂ６における判定がｙｅｓである場合は、指令どう
りに作動しており、偏差が許容値基内であるとして演算
Ｂ３に戻る。

演算Ｂ７：演算Ｂ６における判定がｎｏであったとき、
すなわち偏差Ｅｒが生じている場合は、指令どうりに油
圧装置が作動せずに、誤動作が生じている可能性もあり
うるとして、誤動作検出を行う。

ここで、この誤動作の検出は第７図に示すサブルーチン
のフローチャートによっている。

以下、第７図の作用説明を行う。

演算ＣＯ：誤動作の検出演算を開始。

演算Ｃ１：第１図におけるレバー１０ｉからの指令値が
中立になっているか否かを判定する演算Ｃ２：演算Ｃ１
における判定がｙｅｓであったとき、第１図における出
力配線１０ｅからの゛フィードバック信号の値が中立位
置に相当した値を示しているか否かの判定をする。

演算Ｃ３：演算Ｃ２における判定がｎｏであったとき、
フィードバック値ＦＢが、第２図における中立位置ｎに
相当するフィードバック値ＦＢｎより大であるか否かを
判定する。

このことは下記のことを意味している。

演算Ｃ１の判定において指令値が中立であり他方、演算
Ｃ２ににおいてフィードバック値が中立ではなかったこ
とは、運転者が油圧モータ６を停止させる目的をもって
、第１図におけるレバー１０ｉを中立へ戻し、そのこと
によって油圧切換弁５の切換位置を切換位置５ｂに設定
させようと操作した結果５ポテンシヨメータ５ｄにおけ
るフィードバック検１１ｊ値が、未だ中立位置に戻って
いないことを意味している。また、このことは、切換弁
２および３、油圧アクチュエータ１あるいは油圧切換弁
５のうちいずれかの機器が、こじれ等の原因によって、
指令値どうりに作動していない可能性もあり得ることを
意味している。

また、フィードパンク値ＦＢが中立位置ｎに相′！１し
たフィードバック値ＦＢｎより大であると看うことは、
油圧切換弁５あるいは油圧アクチュエータｌが、第２図
における中立位置ｎから右側にあるか否かを判定してい
る。

すなわちこの判定において、ｙｅｓであったときは、ピ
ストン１ｄが第２図のａｌ側に存在し、ｎｏであったと
きはピストンｌｄがａ３側に存在していることを意味し
ている。

演算Ｃ４：演算Ｃ３の判定がｙｅｓであったとき、ａｌ
側における基本印加時間ｔｏｌに常数Ａを乗じ、これを
誤動作が生しているか否かの判定をする基準時間ｔｃと
する。

演算Ｃ５：演算Ｃ３の判定がｎｏであったとき、ａ２側
における基本印加時間ｔｏ２に常数Ａを乗じ、これを基
準時間ｔｃとする。

演算Ｃ６：演算Ｃ１において指令値が中立に設定してい
ると判定されてからの時間経過ｔｃｉと−１−記基準昨
間Ｌｃと比較し、ｔ　ｃ　ｉ　＜　ｔ　ｃなるときｎｏ
とし、逆にｔ　ｃ　ｉ＞ｔ　ｃなるときｙｅｓと判定す
る。

このことは、下記のことを意味している。

ｔｃｉ＜ｔｃなる時間経過の範囲においては、指令値に
対して未だフィードパ・ンク値が中立位置へ戻っていな
くとも、これを誤動作と゛判定するには、もう少しフィ
ードバック値の中立位置ｎへの戻り具合を監視していた
ほうがよいとしていることを意味し ｔ　ｃ　ｉ　＞　ｔ　ｃなる時間経過の範囲においては
、指令信号の値が中立位置へ戻ったという判定をしてか
らの経過持回ｔｃｊが、基準時間ｔｃ以−Ｌ経過しても
、未だフィードバック値は中立位置へ戻っておらず、こ
のことは、何かの原因によってその制御に誤動作が生じ
ていると判断することを意味している。

またこの場合において、基準時間ｔｃが各操作方向（ａ
ｌあるいはａ３方向）における基本印加時間ｔｏを基準
として設定していることはド記の理由から生じているも
のである。

上述の第４図および第５図において説明したように、基
本印加時間ｔｏは第２図におけるａ１方向あるいはａ３
力向への駆動から生じた偏差Ｅｒごとに、それら偏差Ｅ
ｒにみあって、その基本印加時間ｔｏを更新している。

したがって、演算Ｃ４あるいは演算Ｃ５における基本印
加時間ｔｏｌあるいは基本印加時間ｔｏ３は、最後に更
新された最新のデータであり、このデータは、油圧アク
チュエータ１における作動油が例えば低温状態にある場
合あるいはソレノイド２ｄあるいはソレノ・イド３ｄへ
加える電圧が低下している等の状態にあっては、切換弁
２あるいは３を介しての油圧応答を鈍くしており、その
結果その基本印加時間ｔｏが比較的に長い時間幅のもの
となっている。

このように本来、正常な状態にあっても基本印加時間ｔ
ｏの長くなっている場合もあるから、そのような応答が
正常に鈍くなっている場合は基準時間ｔｃを長くするよ
うにし、その結果、その基準時間ｔｃを基本印加時間ｔ
ｏの関数とさせているものである。

また、該基本印加時間ｔｏは、第２図における戻り時の
ａ２あるいはａ４における基本印加時間ｔｏを使用せず
に、ａｌあるいはａ３における場合の基本印加時間ｔｏ
を使用している。

これは、現在の誤動作の判定が、演算ＣＩおよび演算Ｃ
２の演算から理解できるように、油圧モータ６を停止さ
せようとしている状態、すなわち第２図においてピスト
ンｌｄがａ２あるいはａ４の方向に作動すべき状態にお
いて誤動作が生じているか否かを判定している。したか
って、もし、そのａ２あるいはａ４方向の現在のピスト
ンｌｄの動きにおいて誤動作が生じているとしたなら、
既にその状態における基本印加時間ｔｏは全くのでたら
めな基本印加時間ｔｏに更新されてしまっている。

このようなことから、少なくとも現在、ピストンｌｄが
中立位１ｔｎへ戻ろうとしていることは、その直前にお
いて正常なａｌあるいはａ３方向への動きをしていたは
ずであるから、その誤動作が生じたとみなされている中
立位置ｎへ向う動作の直前の基本印加時間ｔｏ、すなわ
ちその戻り動作の直前のａｌあるいはａ３方向における
最新基本印加時間ｔｏを使用しているものである。

また、この誤動作は、急激に生ずる場合もあるが、徐々
にピストンｌｄ等が動きを悪くしてゆく場合もありうる
。したがって、このような場合を考慮すると、基準時間
ｔｃは上記のように、その右方向動作あるいは左方向動
作の直前における基本印加時間ｔｏの関数とするのでは
なく、印加時間が（ｔｏ＋ｔｅ）となっている１回のス
テップ信号発信によって偏差Ｅｒが零に補正された場合
の、最新の基本印加時間ｔ。

の関数としてもよいことになる。

また、演算Ｃ１および演算Ｃ２における演算は、油圧モ
ータ６を停止させてゆこうとしている場合を問題にして
いる。このことは、誤動作が生じて最も危険なことは、
油圧モータ６を停止させる必要が生じている場合であっ
て、その油圧モータ６の停［１，（すなわちその油圧モ
ータ６が駆動しているクレーン等の動きの停止Ｆ）がで
きない場合に対処しているものである。

このようなことから、本サブルーチンにおいては、その
油圧モータ６を停止させる場合に限って誤動作の判定を
行っている。

しかし、油圧モータ６を停止二させる場合に限らず、全
ての場合において誤動作が生じているときを判定する場
合は、演算Ｃ１および演算Ｃ２における演算を、偏差Ｅ
ｒが所定の偏差の範囲に入っているか否かの判定に置き
換え、且つある任意の指令値に対して、その後、フィー
ドバック値が所定の基準時間内に追随しているか否かを
判定すればよい。

演算Ｃ７：演算Ｃ６における判定がｙｅｓであったとき
、誤動作のあった印としてフラグをセットする。

演算Ｃ８：第６図におけるメインルーチンの演算Ｂ７に
戻る。

また、第７図の演算Ｃ１における判定がｎ。

であったときは、この場合、誤動作判定の対象からはず
しているため、演算Ｃ９においてフラグをクリヤーし演
算Ｃ８を介して第６図のメインルーチンに戻り、演算Ｃ
２における判定がｙｅＳであったときは、演算Ｃ１にお
ける指令どおりにフィードバック値が中立になっている
から、この場合は制御が正常の作動をしていることにな
り、この場合も演算Ｃ９においてフラグをクリヤーし演
算Ｃ８を介して第６図のメインルーチンに戻り、演算Ｃ
６における判定がｎ。

であったときは、演算ＣＩにおける中立指示から未だ基
準時間ｔｃが経過していないのであるから、演算Ｃ９に
おいてフラグをクリヤーし演算Ｃ８を介してメインルー
チンに戻すことになる。

このような第７図のサブルーチンから再び第６図のメイ
ンルーチンに戻る。

演算Ｂ８：演算Ｂ７の誤動作検出を第７図のサブルーチ
ンによって判定し、その結果、誤動作があったか、すな
わちフラグがセットされたか否かを判定する。

演算Ｂ９：演算Ｂ８における判定がｎｏであったとき、
すなわち誤動作のフラグがセットされていないとき、本
演算Ｂ９と次に続く演算Ｂ１０および演算Ｂｌｌを介し
て、第１図における切換弁２あるいは３を駆動制御する
通常の制御を行う。なお、演′ＱＢ９、ｌＯおよび１１
の演算は、上述した第４図および第５図における正常の
制御を行っているものである。

演算Ｂ１２：演算Ｂ８において、その判定がｙｅｓであ
ったとき、油圧モータ６の油圧回路をアンロードする等
して、油圧モータ６の作動を停止にさせる異常処置をと
る。

演算Ｂ１３：この異常処置と同時に、その異常を知らせ
るため異常を示す表示燈を点燈する」−述のような遠隔
操作に対して、そのような遠隔操作のみではなく、その
遠隔操作中にその作業機の運転台において、直接にレバ
ーＩＣを操作して油圧モータ６を操作する必要の生ずる
場合もある。

このような場合において、第１図の装置全体に何らの故
障が生じていなくとも、レバー１０１が中立位置に設定
されたままレバー１ｃが手動によって操作されると、」
−述のように第７図の演算においては、演算Ｃ１におけ
る指令値判定がｙｅｓになっていながら、そのレバーＩ
Ｃを操作していることによって出力配線１０ｅへのフィ
ードパ・ンク伯は、基準時間ｔｃ時間（例えば１秒）以
ヒの間、中立以外の値となって、第７図のサブルーチン
は演算Ｃ７のフラグをセラ）・シてしまい、その結果、
制御系は油圧モータ６の作動を停止させてしまう不都合
が生ずることになる。

したがってこのような手動操作をする場合は、制御系を
手動操作用に切り換えることになるしかし、そのような
切り換えを面倒とする場合に対しては、第７図における
フローチャートに替えて、第８図に示すフローチャート
の制御を採用している。

以下第８図におけるフローチャートの作用を説明する。

演算Ｄ１＝本サブルーチンの演算開始をする演算Ｄ２：
指令指令値中立領域に入っているか否かの判定をする。

演算Ｄ３：演算Ｄ２における判定がｎｏであったとき中
立フラグ（Ｎフラグ）をクリヤーし、更に演算Ｄ１２に
おいて、誤動作を示す誤動作フラグ（Ｅフラグ）をクリ
ヤーし、且つ演算Ｄ１３を介して第６図の演算Ｂ７に戻
る。

ここで、Ｎフラグは、後述する演算Ｄ７の前回における
演算においてセットされたＮフラグである。

演算Ｄ４：演算Ｄ２における判定がｙｅｓであったとき
、Ｎフラグがセットされているか否かを判定し、その判
定がｙｅｓであったときはに記のように演算Ｄ１２およ
び１３を介してメインルーチンに戻り、電子制御装置ｌ
ＯはＮフラグをセットしたままレバーＩＣの手動操作を
可能にさせている。

演算Ｄ５：演算Ｄ４において未だＮフラグがセットされ
ていなかったとき、現在のフィードバック信号の値が中
立領域の値になっているか否かの判定をする。

演算Ｄ６：演算Ｄ５においてフィードバック値が中立領
域に入っていることによってｙｅｓと判定されたとき、
そのフィードバック値の中立領域に入っている状態が所
定の時間を経過したか否かを判定する。未だその所定時
間に達していないときは、上記のように演算Ｄ１２およ
び１３を介してメインルーチンに戻る。

ここで、演算Ｄ２においてレバー１０１が中立位置を指
令し、且つ演算Ｄ５においてフィードバック値も中立領
域に入っていた場合とは、ａ）油圧モータ６を停止させ
るためにレバーｉｏ＋を中立位置に戻し、旧つフィード
バック値も中立領域に入った場合と、 ｂ）油圧モータ６を一方の側に作動させていた状態から
他方の側へ作動させるため、し／ヘー１０ｉを一方の側
から他方の側へ動かしてゆく過程において、偶然にその
演算時において、指令値とフィードバック値も共に中立
領域に入った状態となっていた場合、 とがある。

したがって、上記ｂ）の場合は、レバー１゜ｉによって
油圧モータ６を一方の側から他方の側へ操作する遠隔操
作を必要としているので、レバーｌｏ１が中立位置に達
したことを演算Ｄ５において判定した後、その中立位置
を通過して他方の側へ操作される動作を確認するまでの
判断時間が必要となり、その判断をするに必要な時間が
経過するまで、手動が可能となるＮフラグをセットさせ
ることができないことになるこのようなことから、レバ
ー１０ｉが一方の側から中立位置を□通過して他方の側
へ操作されるか否かを確認するため、所定の時間経過を
判定する演算Ｄ６を設けている。

演算Ｄ７：演算Ｄ６におけるその所定時間が経過してい
るとき、Ｎフラグをセ・ントし且っ上記のように演算Ｄ
１２および１３を介してメインルーチンに戻る。

演算Ｄ８：演算Ｄ５における判定がｎｏであったとき、
すなわちフィードバックの値が未だ中立の領域に至って
いないとき、基本印加時間ｔｏを参照する。

この基本印加時間ｔｏの参照は、第７図において説明し
た演算Ｃ４あるいは演算Ｃ５におけるｔｏｌあるいはｔ
ｏ３の参照に相当している演算Ｄ９：基準時間ｔｃの計
算をする。この演算Ｄ９は、第７図の演算Ｃ４あるいは
演算Ｃ５における基準時間ｔｃの計算に相当している演
算ＤＩＯ＝演算Ｄ２における中立位置への指令からの時
間経過ｔｃｊが、基準時間ｔｃ以」二に経過しているか
否かの判定をする。この判定は、第７図における演算Ｃ
６に相当している演算Ｄｌｌ：演算Ｄ１０における判定
がｙｅＳであったとき、Ｅフラグをセットする。

ここで、本演算におけるＥフラグセットは、第７図にお
ける演算Ｃ７のフラグセットに相当している。

演算Ｄ１３：このサブルーチンをメインルーチンの第６
図における演算Ｂ７に戻す。

なお、本サブルーチンにおいて、油圧モータ６がクレー
ンのような負荷における慣性質量の非常に大きなものを
操作している場合においては、レバーｌｏｔを−・方の
側から中立を通過して他方の側へ操作するようなことを
しない。それは、そのように慣性質量の大きな負荷を一
方の方向へ移動している際に、その負荷を急に他方の側
の移動に切り換えると、その切り替えショックが生ずる
ことになり危険であるからである。

したがって、そのような油圧モータ６における負荷の大
きな構成のものにおいては、演算Ｄ６を必要とせず、演
算Ｄ５における判定がｙｅＳであったときは、そのまま
演算Ｄ７でＮフラグをセットする構成としてよい。

また１手動操作を中止して再び遠隔操作に入るときは、
必ず演算Ｄ２において指令値か中立位置からはずされる
ことになるから、その結果、演算Ｄ２における判定はｎ
ｏとなり、それに続く演算Ｄ３においてＮフラグがクリ
ヤーされ、通常の誤動作判定を含めた遠隔操作が再び可
能となる。

また、上記第８図における実施例においては、演算Ｄ４
の判定を演算Ｄ２と演算Ｄ５の間に設けているが、これ
に替えて、この演算Ｄ４における中立フラグがセットさ
れているか否かの判定は、演算Ｄ５の判定がｎｏであっ
たとき、演算Ｄ８の前において判定し、且つその判定に
おいて中立フラグがセットされていたとき、演１０１２
に進み、中立フラグがセ・ントされていないとき、誤動
作判定の演算となる演算Ｄ８に続くラインへ進むことに
してもよい。

要は、再び遠隔操作を行うために指令値が操作され、そ
の結果、演算Ｄ２における判定がｎｏにならない限り、
中立フラグのセットされている状態においては全て、誤
動作判定を回避させればよいものである。

なお、−１−述の実施例においては、演算ＤｌＯにおい
て誤動作の判定を行う基準時間ｔｃを基本印加時間ｔｏ
の関数としているが、この基準時間ｔｃは−・定の固定
した時間としてもよい。

［発明の効果］ 以に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。

誤動作判定の基準となる指令値の判定演算Ｄ２とフィー
ドバック値判定の演算Ｄ５との間にＮフラグがセットさ
れているか否かの演算Ｄ４を介設して、そのＮフラグが
セットされている限り、誤動作の判定を回避する制御構
成となっているから、指令値が中立になったままの状態
において油圧モータ６等の負荷がレバーＩＣの手動操作
によって操作され、そのことによって基準時間ｔｃを越
えてフィードバック値が中立領域以外に離脱していても
、制御装置１０は、負荷の作動を停止させるようなこと
なく、手動によって負荷を操作することも可能とするも
のである。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明における流体アクチュエータの制御方
法を実施するための油圧切換弁制御装置をシステム図に
よって示し、第２図は、第１図における油圧アクチュエ
ータ１をスケルトン図によって示した説明図であり、第
３図は、第１図における押しのけ室１ａあるいは１ｂの
作動油圧特性ｐａｏあるいはｐａｅと、電子制御装置１
０から発信されるパルス信号ｖＯあるいはＶｅのそれぞ
れの特性を示し、第４図は、第１図における電子制御装
置ｌＯの詳細なブロック線図を示し、第５図は、第４図
における基本時間選択手段１０にのフローチャートを示
し、第６図は、第１図における制御系の誤動作判定のフ
ローチャートを示し、第７図は、第６図におけるサブル
ーチンのフローチャートを示し、第８図は、第７図に相
当した本発明におけるサブルーチンのフローチャートを
示したものである。 実施例に使用した符合は下記のとおりである１：油圧ア
クチュエータ、　　１ａおよびｌｂ：押しのけ室、　　
ＩＣニレバー、　　■ｄ：ピストン、　　ｌｅニジリン
ダ、　　ｎ：中立位置、　　２および３：切換弁、　　
２ａ、２ｂ、３ａおよび３ｂ＝切換位置、　２ｄおよび
３ｄ：ソレノイド、　　４：油圧源、　　５：油圧切換
弁、　　５ａ、５ｂおよび５Ｃ：切換位置、　　５ｄ：
ポテンショメータ、　　６：油圧モータ、　７：リザー
バ、　　１０：電子制御装置１０．　　１０ａ：信号発
生器、　　１０ｂ、１０ｅ、１０ｇおよび１０ｈ：電線
、　１０ｉニレバー。 特許出願人　　三輪精機株式会社 代表者　西海悦史 第１図 第３図 第６図 第７図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １．負荷の状態を指示する指令信号と、該負荷の状態を
   示すフィードバック信号との偏差を最小化する遠隔制御
   をなし、 且つ前記負荷は、直接、手動操作によって も操作可能となっており、 前記指令信号が中立位置に設定され、且つ 前記フィードバック信号の値が、未だ中立の領域に相当
   した信号の値となっていないときは、該指令信号がその
   中立位置に設定されたときから、その時間経過が所定の
   基準時間を越えているか否かを判定し、 その判定がその基準時間を越えていると判 定したとき、この制御系に誤動作が生じているとして、
   前記負荷の作動を停止させる、 上記誤動作判定の制御において、 前記指令信号が中立位置になっているか否 かの判定においてｙｅｓと判定され、且つ前記フィード
   バック信号の値が前記中立領域に入っているか否かの判
   定においてもｙｅｓと判定されたとき、中立フラグをセ
   ットし、 前記指令信号が中立位置になっているか否 かの判定において、ｎｏと判定されたとき、前記中立フ
   ラグをクリヤーし、 前記中立フラグがセットされているときは 全て、前記誤動作判定の演算を回避させる、以上の演算
   からなることを特徴とする流体 アクチュエータの制御方法。