JPS63254205A - 流体アクチュエータの誤動作判定の制御装置 - 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
差を最小化する制御において、その制御をし、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る。

この場合において、上記誤動作の判定は、」二記指令信
号が中立位置に設定されているのに対して、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値に至っ
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一定時間巾となってい
る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、誤
動作の判定をすることにしている。

また、これら制御の対象となる装置に油圧制御の部分を
含んでいる場合は、寒冷地等の低温状態の使用において
、その始動直後の油温は非常に低く１つその圧油の粘性
も非常に高くなって、その油圧制御の応答が非常に鈍化
する。このような場合、その装置のウオーミングアツプ
によってその油温を適温に上昇させている。

この場合、そのウオーミングアツプの間における制御応
答の鈍化している状態において、上記誤動作判定におけ
る上記基準時間を短くしていると、その制御の応答速度
が鈍化していることから該ウオーミングアツプの際にも
誤動作の判定をして、制御系がその装置を停止させてし
まうことになる。このようなことから、このような油温
低Ｆが通常生じうる範囲の制御応答鈍化を考慮して、上
記誤動作の判定においては、これらの制御応答鈍化以上
の時間巾を有した「一定時間となった基準時間」後にお
いて、フィードバック信号が指令信号に対して追随して
こなかったとき、誤動作が生じているとして、装置を停
止させるようにしている。

［発明が解決しようとする問題点］ しかし、従来における誤動作判定におけるように、油温
低下環による制御鈍化の場合を考慮して、誤動作判定の
基準とする基準時間を十分に長い一定時間の巾としてお
くと、制御油温が適温になってからもその長い基準時間
を経過してでないと、誤動作の判定ができないことにな
って、その誤動作を判定して装置が停止するまでの時間
が必要以上の長い時間となってしまうこのようなことに
対して、特に安全性の要求の高いクレーン等の操作にお
いては、その誤動作判定が可能な限り速やかに行われて
、装置を非常停止させる必要がある。

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］ 指令信号の値に対してそのフィードバック信号の仙が、
未だその指令信号の（ｉｆ、ｉに相当する値となってい
ないときは、該指令信号がその指令値に設定ぎれたとき
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Ｐ１１定がｙｅｓであったときはその
装置の作動を停止させるようになっている、 以上の誤動作判定の制御において、 その誤動作判定に使用する上記基準時間は。

負荷を駆動するパルス信号となっている基本印加時間と
補正印加時間のうちの、最新データとなっている基本印
加時間に比例した基準時間としている。

ここで、その最新の基本印加時間は、 ａ：そのパルス信号を発信しようとしている現時点にお
いて、負荷のその現在位置からその負荷を起動させるに
必要な時間巾の時間成分であって、 ｂ＝且つその起動させる力の大きさに影響を与える各種
要因の変化に応じて、その起動するにみあう時間巾に修
正されてゆく性格を有した上記値となっている。

この場合、各種要因とは、例えばその制御に油圧制御部
分を有している場合、その作動油の温度に相当した要因
を言っている。

すなわち、上述のように、その制御系の油温か低下する
とその制御の応答速度か鈍化することになり、その鈍化
はその負荷を起動させる力の大きさに影響をり−える要
因となっているからである。

またこのようにその負荷を起動させる力の大きさが鈍化
した場合、制御系は、その鈍化によって指令値とフィー
ドバック値に偏差が生じている結果、その偏差を修正す
るために、負荷に対して中−のパルス信号を発信し、そ
の修正結果に未だ偏差が生じているときは、上記基本印
加時間をその現在束じている偏差に比例した時間申分長
く修正し、その修正した値を最新の基本時間のデータと
し、逆の場合はその基本印加時間を短くする修正を行っ
て、そのパルス駆動ごとに基本印加時間のデータを更新
している。

なお、この負荷を起動させる力の大きさに影響を１１え
る要因としては、その他、その駆動アクチュエータにソ
レノイドを使用しているような場合、その電圧低下等が
ある。

このように、誤動作の判定において、本発明は、負荷を
起動させる力の大きさに影響なケえる要因によって修正
された最新の基本印加時間に比例した基準時間を使用し
ているから、制御温度が適温になっている等の通常の制
御状態において、その誤動作の判定は非常に短い時間内
に判定することが可能となって、安全性の要求の高い制
御に対して適確に対処することが可能となるものである
。

［実施例］ 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１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
圧送あるいはりし除は、切換ｊｆ　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はレバー１０４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１におけるピストン１ｄ
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１０ｂを介して電子量り１装置ｌＯへ入力してい
る電子制御装置１０における出力配線ｌｏｇおよび１０
ｈ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１０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ｌＯ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、１０Ｂは偏差
計算手段、１．０　Ｇ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
パルス巾討算手段、１０には基本時間選釈手段、ＩＯＬ
はＦＢ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。

以上の第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］１ニしている。

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
ｌ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ｌｂ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ｌ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ｌにおけるピストン１ｄｔ
−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ｌｄは油圧切換弁５を操作する。

このように、手動によりレバー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ＩＣ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（ｃｅｎｔｅ
ｒｉｎｇ）する作用か働いているため、この状態におい
て、運転者かレバーＩＣから手を離すと、油圧アクチュ
エータｌ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ｌ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１におけるピストン１ｄ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における切換位置にのように設定する
と、油圧源４からの圧油が両押しのけ室１ａおよび１ｂ
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２
Ｃ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１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いるから、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における上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、上記のピストンｌｄが固定されている状態から、
切換弁３のみを切換位１１３ｂ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１ｄを第１図における上方へ抑圧移行し、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ｌＯ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
必要から生じているものである。

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１ｄにも連動しているので、そのスプリ
ング附勢力は、直接、ピストンｌｄに内設して作用する
ものとし、第１図における油圧アクチュエータｌを第２
図に示す構成に置換して、ピストン１ｄ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
１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１ｄが嵌合し、ピストン１ｄにはその軸
方向において、スプリング５ｅおよび５ｆの両１！（Ｊ
勢力が相！ノニ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１ｄに何らの外力が働いていな
いとき、ピストン１ｄか中立位置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が図ボ
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１ｅＸの力が必要
となる。

これとは逆に、ピストン１ｄ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。

ト記の場合に対し、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、ｋ
２はスプリング５ｅのばね常数である。

また、そのピストン１ｄにおける位置から、ビス）・ン
１ｄ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、」−記のピストン１ｄ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１ｄが中立位置ｎから右方にある場合において
は、 １）ピストン１ｄが矢印ａｌ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、 の２種類の場合が存在し、 これに対し、ピストンｌｄが中立位置ｎから左方にある
場合においては、 １）ビストノｌｄが矢印ａ３の方向に移行しようとする
場合、 および ２）ピストン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ｌｄが、いずれかのその
固定された位置から、いずれかの力１１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
凹な該起動力と、その起動に必要な押しのけ室１ａある
いはｌｂ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ｋｌ噛ｘである。

これに対し、そのピストンｌｄ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１ｂに生じている作動油圧との差圧ｃｔｐによ
って起動することになる。

このような差圧ｃｔｐがＪ二連の切換弁２あるいは３の
操作によって生じ、珪つ、その切換ｉｆ　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の生する現象はド記のようになる。

Ｆ−、亦のように、ピアトン１ｄか第２図に図ンバする
位置に固定されるためには、第１図における切換５９２
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１ｄの位置から、ピストン１ｄ
を矢印ａｌ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を切換位置３ｂ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が経過時間を示し、縦軸Ｖかパ
ルス信号ｖＯあるいはＶｅの出力電圧を示し、［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ｌｂ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ｔ−〇）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ｔ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
電圧がオンとなるから、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の値にシリンダ１ｅの断面積を
乗じた値が上述の起動力に１・Ｘの値に相当していると
き、その起動力を生じさせるソレノイド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の値は一上述の第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ｌｄ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１ｄ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、それから生ずる圧力差をｄ
ｐｏ＋ｄｐｅ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１ｄ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１０ｂと出力
配線１０ｅの間における信号の偏差に比例した伯となっ
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Ｍ
　ｌ　Ｏ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にアナログ祉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＠　１０　ｅを介し、アナログ量の
信号として検出記憶手段１０Ａに入力している。

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におけるフイ−ドパツク信号は、
検出記憶手段１０Ａ内に包設しているマルチプレクサに
おける功科によって、順次、ＡＤ変換（アナログ値から
ディジタル値へ変換）され、その変換ごれた指令信号値
Ｃ５とフィードバンク信号値ｃｆはそれぞれ一時的にＲ
ＡＭに記憶される。

偏差計算手段１０Ｂにおける演算：信号値Ｃ３とフィー
ドバンク信号値ｃｆとの偏差Ｅｒ、Ｅｒ＝ｃｓ−ｃｆ を語算する。

駆動判定手段ｌＯＣ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イ直ｃｆ（ピストンｌｄの実際の位
置）が指令値ｃｓより進んでいることによって偏差Ｅｒ
が生じ、１４一つ、その偏差Ｅｒが許容偏差Ｅｒｏより
大なるとき、ピストン１ｄ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、−ヒ記偏差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、−Ｆ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ａ１、ａ２、
ａ３あるいはａ４のいずれの方向に起動し始め、且つ、
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が使用さ
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」−述の偏差Ｅ
ｒによって修正するすなわち、その新たな基本印加時間
ｔｏ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、８
５図におけるフローチャートの演算を行なう。

以下、第５図におけるフローチャートを説明する。

演算Ａ１：基本時間選択手段１０Ｋにおける演算を開始
する。

演算Ａ２：フィードバンク信号値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
ｌｄが第２図における中立位置ｎに位１〃するときのフ
ィードバック信号（ｆｉｃｆに相当する値となっており
、そのフィードバック基半値ｃｆｏはＦＢ；ｌ半値設定
手段１０Ｌ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１ｄ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。

１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ｌｄ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。

演算へ６二演算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より大であるか
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ｔ。

４とする。

演算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ｌｄ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、上記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１０Ｆ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。

パルス巾計算手段１０Ｊにおける演算：駆動判定手段１
０Ｃ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。

上述の偏差計算手段１０Ｂにおいて算出した偏差Ｅｒを
使用して、 補正印加時間ｔｅ＝ｂ＠Ｅｒ 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は上述の＠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／ｊＱ：出力Ｉ・ラ
ンジスタｌＯＭには、配線ｌｏｇおよび１０ｈ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
ＴｒｌおよびＴｒ２が存存する。

このうち、トランジスタＴｒｌが配線ｌｏｇ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１０ｈ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因におけ
るｒ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図における一ヒ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Ｔｒｉのみが配線ｌｏｇ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１ｄ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のみが配線１０ｈ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ＩＩＩ　ｔｌ算手段１０Ｊ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Ｔｒ１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ｌｄはその位置に固定
されたままとなる。

以−ヒの作動は、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ηＢＯ：演算開始。

演算Ｂ１：演算の初期化を行う。

へ籠算Ｂ２：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
線ｌＯｂに出力されている信号値にその中ケ値からのド
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Ｃ５に相当）
を検出する。

演算Ｂ４：出力配線１．　Ｏｅからのフィードパンク値
（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
なわぢ偏差Ｅｒが許容された範囲内であるか台かを判定
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、偏差が許容値以内であるとして演算
Ｂ３に戻る。

演ｉ：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１〕１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１：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、￥ｆＳ１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
位置に相当したイ１＾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、ポテンショメータ５ｄにおけ
るフィードバック検出値が、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、フィードバック値ＦＢが中立位置ｎに相当したフ
ィードバック値ＦＢｎより大であるとｄ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
ける中ゲ位置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であった吉きは、ピ
ストン１ｄが第２図のａｔ側に存在し、ｎｏであったと
きはピストン１ｄがａ３側に存在していることを、姓味
している。

演算Ｃ４：演１０３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
誤動作が生じ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１ｃｘ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ｔｃｊと」二記基準時間
ｔｃと比較し、ｔｃｉ＜ｔｃ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バッ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、 ｔｃｉ＞ｔｃ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時
間ｔｃｉが、基準時間ｔｃ以り経過しても、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
ｔ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下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
方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ｌにおける作動油が例えば低温状態にある場
合あるいはツレ／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ＥＯ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
いて誤動作が生しているか否かを判定している。したが
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、ビスＩ・ンｌｄ
が中立位置ｎ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１ｄ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が零に補止された場合
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の停止（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）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を停止ト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ＣＩおよび演算Ｃ２における演算を、偏差Ｅｒ
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、目、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１：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１９Ｃ１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
α、Ｃ８を介して第６図のメインルーチンに戻り、＠算
Ｃ２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−チンに戻り、演初
Ｃ６における判定がｎ。

であったときは、演算Ｃ１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３１Ｂ７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杏かを判定する。

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、演算Ｂ９、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〔発明の効果〕 本発明の流体アクチュエータの制御方法における効果は
下記のとおりである。

誤動作判定に使用する基準時間は、負荷を駆動するパル
ス信号印加時間のうちの最新の基本印加時間に比例した
時間を使用している。

したがって、ＩＦ常な制御応答の鈍化時、すなわち制御
圧油の低温状態における制御応答の鈍化Ｃ９が生してい
るとき、その制御鈍化によっ゛Ｃ基本印加時間が長くな
ってその基準時間も長くなるから、その誤動作判定にお
いては、この正常な制御応答の鈍化を誤動作と判定せず
、これに対して、これら油温等の要因が正常になって、
基本印加時間が正常な時間幅に短縮されたときは、その
ことによって誤動作判定の基準時間も短くなり、その結
果、誤動作判定は必要最小限の時間内にその誤動作判定
をして、緊急事態に対処することができることになる。

また、この方法は、正常にして且つ一時的に制御応答を
鈍化させる要因、例えば油温等を検出し、その検出値に
よって基準時間を変化させるような方法に比し、装置を
安価にできる利点をも有しているものである。

また、本発明・は、上記のように制御応答速度を正規に
鈍化させる要因、例えば油温、電圧低下等をそれぞれ検
出しなくとも、それらの要因が制御応答速度を鈍化させ
る方向に作用する場合は、全て、基本印加時間がその要
因の変化に応じて長い時間幅に修正されるから、該全て
の要因を代表して、その制御応答速度が鈍化した分、そ
の基本印加時間が誤動作の判定における基準時間を長く
させることができるものである

【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力
法を実施するための油圧切換弁制御装置をンヌテム図に
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ｌをスケルトン図によっＣ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ｌｂの
作動油圧特性ｐａｏあるいはｐａｅと、電子制御波ｆａ
　ｌ　Ｏ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ｌ：油圧ア
クチュエータ、　　ｌａおよびｌｂ＝押しのけ室、　　
ＩＣ＝Ｃニレバー　１ｄ：ピストン、　　１ｅニジリン
ダ、　　ｎ二中立位置、　　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、　　ｌＯ：電子制御装置、　　１０ａ：信号発生器
、　　１０ｂ、ｌＯｅ、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

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １．負荷の作動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制御
   をなし、 前記制御において、前記負荷は、有限印加 時間巾のパルス信号によって駆動され、 前記有限印加時間巾は、基本印加時間に補 正印加時間を付加した値をなし、 前記基本印加時間は、 ａ：そのパルス信号を発信しようとしてい る現時点において、前記負荷のその位置からその負荷を
   起動させるに必要な印加時間の時間巾であって、 ｂ：且つその起動させる力の大きさに影響 を与える各種要因の変化に応じて、その起動するにみあ
   う時間巾に修正されてゆく、 上記値となっており、 前記補正印加時間は、前記偏差に比例した 値となっており、 前記指令信号の値と前記フィードバック信 号の値との判定において、該指令信号の値に対して該フ
   ィードバック信号の値が、未だその指令信号の値に相当
   した値となっていないときは、該指令信号がその指令信
   号の値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、 前記基準時間は、最新の基本印加時間に比 例した値となっていることを特徴とする流体アクチュエ
   ータの制御方法。