JPH0293103A - 制御機器の目標値設定制御装置 - 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、例えば油圧式クレーン車の操作制御装置等制
御機器の目標値設定制御装置に関するものである。

（従来技術） 例えば特開昭５５−２１３０９号公報に示されているよ
うに、最近では油圧式クレーン等の作業車においても、
作業時の安全性の確保や作業能率向」−の観点から制御
対象である油圧シリンダ等のアクチュエータ部と該アク
チュエータ部の動作状態をコントロールする操作コント
ロール部とを距離的に隔離し、例えばワイヤレスノステ
ム（又はワイヤードシステム）で任意に遠隔操縦できる
ような構成が採用されるようになってきている。

このような遠隔操縦システムを採用した場合、例えば」
二足クレーン車のように目標とする制御対象（アクチュ
エータ部）が複数（例えば起伏シリンダ、巻き」−げモ
ータ、伸縮シリンダ、旋回モータなど）あると、それら
の各々を作動制御する作動制御手段も各制御対象毎の各
々に対応して設置しなければならず、さらに該作動制御
手段の制御目標値を設定する目標値設定操作手段も当然
各作動制御手段毎に設置されると言うのが、これまでの
通常の操作制御システムの構成であった。

しかし、そのような構成では、上述のようなリモートコ
ントロール方式を採用した場合にも操作用のリモートコ
ントローラの構成を著しく複雑で大型のものにするし、
コストも高くなる欠点がある。また、特にワイヤレスシ
ステムを採用した場合のラジコン側の消費電力が大きず
ぎてバッテリの寿命が短かくなるなどの問題も生じる。

このような事情から最近では、できるだけ装置の共用化
を図ろうとする開発努力が続けられており、例えば先に
提示した特開昭５５−２１３０９号公報に記載された従
来技術の発明セも、上記油圧式クレーンに於ける複数の
制御対象の一種である各油圧アクチュエータへの油圧回
路に、当該各油圧アクヂコエータに対応して動作選択用
ソレノイド弁を設け、さらにこれら各動作選択用ソレノ
イド弁への共通の油圧回路に単一の比例式ソレノイドリ
リーフ弁を設け、オイルポンプ吐出側の油圧、つまり作
動油の圧力を制御することによって各クレーン動作用ア
クヂュエータの動作速度を制御する構成を採用しており
、そのために動作速度制御操作用の「引き金」も単一の
もので足りるメリットを備えている。

（発明が解決しようとする課題） ところが、上記従来技術の構成の場合、確かに動作油圧
制御用のリリーフ弁は単一のもので足りるし、又そのた
めの操作部としての「引き金」も単一のもので足りるが
、引き金とリリーフ弁の連動が常に−・定の関係を６っ
て行われるようになっている。すなわち動作選択用ソレ
ノイド弁によりとの油圧アクチュエータを選択した場合
であっても、引き金の操作量が一定であれば当該油圧ア
クチュエータの作動油の供給量（速度）か一義的に定ま
るものであり、引き金と油圧アクチコエータ速度との関
係を各油圧アクヂュエータ毎に任意に設定することがで
きなかった。

（課題を解決するための手段） 本発明は、」１記のような問題を解決することを目的と
してなされたもので複数の制御対象を備え、該複数の制
御対象の内の個々の制御対象に対して共通の目標値設定
手段により任意の制御目標値を与えるようにしてなる制
御機器の目標値設定制御装置において、上記複数の制御
対象の各々に対応し、その動作特性に応した設定目標値
データを記憶した設定目標値記憶手段と、該設定目標値
記憶手段の上記制御対象に対応した設定目標値データを
選択する制御対象選択手段と、該制御対象選択手段によ
って選択された制御対象に対応する選択目標値データを
上記目標値設定手段の操作量に応じて読み出す目標値デ
ータ変換手段とを設けたことを特徴とするものである。

（作　用） 上記本発明の制御機器の目標値設定制御装置の構成では
、例えば複数の制御対象を備え、該複数の制御対象の内
の個々の制御対象に対して共通の目標値設定手段により
任意の制御目標値を与えるようにしてなる制御機器の目
標値設定制御装置において、上記複数の制御対象の各々
に対応し、その動作特性に応した設定目標値データを記
憶した設定目標値記憶手段と、該設定目標値記憶手段の
上記制御対象に対応した設定目標値データを選択する制
御対象選択手段と、該制御対象選択手段によって選択さ
れた制御対象に対応する選択目標値データを」二足目標
値設定手段の操作量に応じて読み出す目標値データ変換
手段とを設けて構成されているので、設定目標値記憶手
段の記憶データを適宜設定しておくことにより、制御対
象選択手段による制御対象の選択に応して目標値設定手
段の発生目標値が当該記憶データによって規定される所
定の関数関係に基いて変換され、制御対象に制御信号と
して人力される。

（発明の効果） 従って、本発明の制御機器の目標値設定制御装置によれ
ば、目標値の設定操作部が全ての制御対象に対して共通
な単一のもので足りることは勿論、制御対象毎に目標値
設定手段の操作量と制御対象の作動量との関係を最適な
ものに設定することができる。

その結果、操作能率も向」ニし、又装置の小型化が可能
で特にリモートコントロールシステムを採用した制御機
器に最適なものとなる。

（実施例） 第１図〜第５図は、本発明の実施例に係る油圧アクヂコ
エータ等制御機器の目標値設定制御装置を示している。

先ず第１図は、同実施例装置の制御ンステムの全体的な
構成を示すもので、図中符号ＩＩは、例えばリモートコ
ントロール型油圧式クレーンの起伏フリツプである第１
の油圧アクチュエータを示しており、該油圧アクチクエ
ータ１１は３位置方向切換弁２１を介して第１のオイル
ポンプ（油圧ポンプ）５からの作動油が供給されるよう
になっている。また、符号］゛１は第１のオイルタンク
を示している。

上記３位置方向切換弁２１は、システム制御用の第１の
コントロールシリンダ（リモートコントロールシリンダ
）４１のスプール４１Ｃの作動（後述）によって順方向
に作動油を供給する第１の位置２１ａ、逆方向に作動油
を供給する第２の位置２１ｂ、作動油の供給を停止する
中立状態の第３の位置２１Ｃの３つのスプールポジショ
ンに任意に切換え制御されるようになっており、例えば
順方向の第１の位置２１ａに切換えられた時には上記第
１の油圧アクチュエータ１１の作動ロット１１ａが矢印
（イ）で示す伸長方向に作動する。また、逆方向の第２
の位置２１ｂに切換えられた時には、同作動ロッドＩｌ
ａは上記順方向の場合とは逆の矢印（ロ）で示す収縮方
向に作動する。さらに、上記中立状態の第３の位置２１
ｃに切換えられた場合には、そのまま中立状態（停止状
態）に保持される。

ところて、上記第１のコントロールシリンダ４１は、そ
のピストン４１ｄの位置を境として前後に画成された第
１の作動室４１ａ及び第２の作動室４１ｂを各々備えて
構成され、該第１及び第２の各作動室４１ａ、４１ｂに
はＯＮ、ＯＦＦ駆動型の一対の電磁開閉弁７１Ａ、７１
Ｂをそれぞれ介して第２のオイルポンプ６からのオイル
が供給されるようになっており、また同第１又は第２の
作動室４１ａ、４１ｂ内のオイルがそれに対応して第２
のオイルタンク下２側に戻されるようになっている。上
記一対の電磁開閉弁７１Ａ、７１Ｂは、それぞれコント
ロールシリンダ４の作動時においては相互に択一的な関
係でＯＮ、ＯＦＦ作動するようになっており、先ずＯＮ
状態において上記第２のオイルポンプ６からのオイル供
給路を上記対応する作動室４１ａ又は４１ｂに連通せし
める一方、ＯＦＦ状態において同作動室４１ａ又は４１
ｂ（もちろん、相互のＯＮ又はＯＦＦの関係は逆になる
）からのオイル排出路を上記第２のオイルタンク下２側
に連通せしめるようになっている。従って、上記第１の
コントロールシリンダ４１は、原則的には上記電磁開閉
弁７１Ａ又は７１ＢのＯＮ、ＯＦＦ時間によって当該ピ
ストン４−１ｄの移動量、換言するとそのスプール４１
ｃの作動ストローク量が決定されるようになっている。

一方、符号ＩＯは、上記一対の電磁開閉弁７１Δ、７１
ＢのＯＮ、Ｏ１？Ｆ時間を任意に可変制御する最終的な
操作制御量信号ＥＡ、ＥＢを出力する作動制御ユニット
である。該作動制御ユニットｌＯは、例えば８ビット程
度のマイクロコンピュータによって演算部（ＣＰＵ）及
び複数のメモリ部（ＲＯＭ及びＲＡＭ）を含んで構成さ
れており、その１１０部からは、先ず操作部（目標値設
定部）３で操作設定された制御目標値（最終的な油圧ア
クチュエータ１１の目標作動量に応じた値）に対応する
制御信号Ｅ＾＋、Ｅｓ＋（Ｅ＾２．Ｅ　Ｂ　２・・）が
出力されるようになっている。

そして、該制御信号出力ＥＡ　ｌ、Ｅ　Ｂ　＋によって
上記一対の電磁開閉弁７１Ａ、７１Ｂが０Ｎ−ＯＦＦ制
御されて上記コントロールシリンダ４１のストローク量
が調整され、該調整量に応じて上記第１の油圧アクチュ
エータ１１の作動量が目標値通りにコントロールされる
。

さらに本実施例の場合、上述の第１の油圧アクチュエー
タ１１と並んで、更に第２の油圧アクチュエータ（巻き
上げモータ）１２から第３の油圧アクチュエータ（ブー
ム伸縮シリンダ）１３、第４の油圧アクチュエータ（旋
回モータ）１４までの４組の油圧アクチュエータが各々
設置されており、それぞれに対して上述のものと全く同
様の電磁開閉弁（７２Ａ、７２Ｂ）〜（７４，Ａ、７４
Ｂ）、コントロールシリンダ４２〜４４、三位置方開切
換弁２２〜２４等を備えた第２〜第４の各アクチュエー
タ駆動制御部５１〜５４（第２図参照）が設（づられで
いる。

ところで、」１記作動制御ユニットｌＯは、例えば第２
図に示すように、上述した手元側操作部３の制御対象選
択手段８と目標値設定手段９との操作状態に対応して上
記第１〜第４の各々アクチュエータ駆動制御部５１〜５
４に対し、当該選択された制御対象の当該設定された目
標値に対応した制御信号を任意に特性変換して出力する
ことができるように、例えば第１〜第４の設定目標値記
憶手段３１〜３４と、目標値データ変換手段３ｏとを備
えて構成されている。

上記第１〜第４の設定目標値記憶手段３１〜３４は、例
えば第３図（ａ）〜（ｄ）に示すような第１〜第４の各
油圧アクチュエータ１１〜１４の各々の作動特性に対応
した設定目標値Ｙ１〜Ｙ４を記憶している。そして、」
１記目標値設定手段９からの入力量Ｘに応じて個々の油
圧アクチュエータ１１〜１４に適した設定すべき実目標
値Ｙ、〜Ｙ４を出力するようになっている。つまり、こ
の実目標値Ｙ〜Ｙ４は、第３図から明らかなように」１
記目標値設定手段９から供給される入力量Ｘをパラメー
タとして任意に決定される。そして、該入力量データＸ
に対する第３図（ａ）〜（（Ｉ）の何れかの特性でのデ
ータ変換動作、換言すると制御対象に応じたデータ変換
動作は、上記目標値データ変換手段３０に対する」１記
制御対象選択手段８の出力と上記目標値設定手段９の出
力との論理積条件によってなされ、同時に２以上又は全
ての制御対象の選択も可能となっている。

すなわち、」二足目標値データ変換手段３ｏは、先ず」
１記制御対象選択手段８の出力によって上記第３図（ａ
）〜（ｄ）の各特性に対応した設定目標値記憶手段３１
〜３４の何れかを選択特定し、次に該特定された設定目
標値記憶手段３１〜３４から上記目標値設定手段９の出
力量Ｘに応じた実目標値Ｙ、〜Ｙ４を読み出し、対応す
る第１〜第４の油圧アクチュエータ駆動制御部５１〜５
４に入力するようになっている。

上記本発明実施例の制御機器の目標値設定制御装置の構
成では、例えば複数の制御対象である第１〜第４の油圧
アクチュエータ１１〜１４を備え、該複数の制御対象で
ある第１〜第４の油圧アクチュエータ１１〜１４の内の
個々の油圧アクチュエータ（１１、Ｉ　２．１３．１４
）に対して目標値設定手段９により任意の制御目標値を
与えるようにしてなる制御機器の目標値設定制御装置に
おいて、」１記複数の制御対象である第１〜第４の油圧
アクチュエータｌｌ−１４の各々に対応し、その動作特
性に応じた設定目標値データＹ１〜Ｙ４（第３図ａ−ｄ
）を記憶した設定目標値記憶手段３１〜３４と、該設定
目標値記憶手段３１〜３４の中の金目標値を設定しよう
とする上記第１〜第４の油圧アクチュエータＩ＋−１４
に対応した特定の設定目標値記憶手段３１〜３４を選択
する制御対象選択手段８と、該制御対象選択手段８によ
って選択された現在目標値を設定しようとする第１〜第
４の油圧アクチュエータ１１−１４に対応する設定目標
値記憶手段３１〜３４から選択目標値データを上記目標
値設定手段９の設定量に応じて読み出す目標値データ変
換手段３０とを設けて構成されており」二足操作部３の
制御対象選択手段８で先ず目的とする制御対象（７Ｉｉ
１壓アクチユエータ１１〜１４のうちのいずれか）を選
択し、一方向操作部３の目標値設定手段９で任意に制御
目標値を与えることにより、当該選択された制御対象に
応じた動作特性を記憶している認定目標値記憶手段（第
１〜第４の認定目標値記憶手段３１〜３４のうちのいず
れか）から目標値データ変換手段３０によって設定され
るべき目標値データを読み出し、現在制御目標値を選択
した目的とする制御対象、すなわち上記第１〜第４の油
圧アクチュエータ駆動制御部５１〜５４のいずれかに出
力するようになっている。

従って、該本発明実施例の制御機器の目標値段定制御装
置によれば、目標値の設定操作部が全ての制御対象に対
して共通な単一のもので足りることは勿論、制御対象毎
に目標値設定手段９の操作量と制御対象の作動量との関
係を最適なものにすることができる。

すなわち、本発明の目標値設定制御装置によると、結局
人力目標値Ｘに対する出力目標値、つまり実目標値Ｙ（
Ｙ＝Ｙ、、Ｙ２．Ｙ、、Ｙ４）が上記設定目標値記憶手
段３１〜３４のデータ変換テーブル（第３図（ａ）〜（
ｄ）のマツプ）の特性設定によって決まることになる。

従って、当該特性の特にリニアな領域を制御上特に重要
な部分に対応付けて設定するようにすれば、該領域での
入力目標値の分解能を向上させることが可能となる。ま
た、同様な理由により、例えば入力目標値ｉを最大値ｉ
（ＭＡＸ）までは使用したくないような時などには、本
来の特性を中間値になまずことにより所望の上限値特性
にリミッタ−を掛けることができる。

なお、上記実施例の目標値設定制御装置の構成では、そ
のリモート制御システムが、ワイヤレス方式（ラジオコ
ントロール方式）であるか、又はワイヤード方式である
かは特に問題とはしていない。

しかし、最近では作業員単独でのトラックから離れた荷
役作業を可能とするために、ＦＭ電波採用のコードレス
送信機を使用したラジコン式のワイヤレスコントロール
システムも多くなってきている。従って、該場合には、
当該ワイヤレスコントロールシステム自体の特性なり技
術的な制約を考慮した上での設計も重要となってくる。

ワイヤレスコントロールシステムの場合、送信機側の構
成は所謂ハンドベルト機能を発揮させるために可能な限
り小型かつ低重量、低消費電力のものに設計する必要が
あり、しかも現在の汎用コストの範囲内で製品化しよう
とすると、どうしてもマイクロコンピュータ部の容量を
６ビツト程度の小さならので構成せざるを得ないケース
が生じる。

他方、このような場合でも受信機側本体部では通常通り
８ビツトの十分な容量のマイクロコンピュータの使用が
可能である。

つまり、このような場合には６ビツトで構成された送信
機からの信号を受信機側８ビツトの信号に対応させて分
解することが必要であり、しかも該分解に際して入力信
号と出力信号との間に最適の関係（変換特性）を持たせ
ることが重要となってくる。

ところが、本発明の場合であれば、該場合にも、例えば
送信機側６ビツト（２６＝６４）の分解能に対応させて
８ビツト（２８＝２５６）の分解能の特性メモリを所望
の特性で設定するだけで容易に実現することができる。

例えば第１図に示ず３位置方向切換弁２１〜２４には、
同切換のストロークに対する開口面積の関係から切換え
始めには開口しない部分がある。また、一方一旦開口し
た後には、それ以上スプールを移動させても開口面積の
変化しない部分（つまり不感帯部分）を一般に設けてい
る。従って、この不感帯部分を利用して該部分に割当て
る６ビツト信号の分解能を粗くし、開口面積の変化する
部分を密とするようにすれば、その操作性にも影響を与
えないで済む。

さらに、また本発明は例えば小型クレーン車のオートア
クセルとの関係でも次のようなメリットを有している。

一般に、オートアクセル機能を備えた小型クレーン車で
は、例えば起伏ンリンダ等制御用の電磁開閉弁は、操作
レバーによる操作が所定操作量に達すると（例えば、そ
のポテンショメータの操作角度が３０°に達すると）開
放状態のままとなり、更に操作レバーの操作量を大きく
して行くと（３０°から最大値４０°まて）、今度は車
両側エンジンのアクセル開度（ＴＶＯ）を大きくしエン
ジン回転数（トルク）を高くするように作用する。

また、一方該オートアクセルシステムにおいては、ブー
ム旋回時には上記エンジン回転数の上限を抑制するよう
にコントロールされる。

上述のような各場合、例えば第４図（ａ）の特性のマツ
プ（伸縮のコントロールシリンダ特性）と第４図（ｂ）
の特性のマツプ（伸縮のアクセルコントロール特性）、
又は第５図（ａ）の特性のマツプ（旋回のコントロール
シリンダの特性）と第５図（ｂ）の特性のマツプ（旋回
のアクセルコントロール特性）とを各々図示の」こうに
組合せ、連続した制御特性としてスイッチングするよう
にすれば上記実施例の場合と全く同様に単一操作で目標
値設定することができる。

さらに、また上述のようなデータ変換システムを応用す
れば、オペレータの色々なりラス（初心者、中級者、」
二級者）の操作特性にマツチした操作し易い模範操作特
性を予じめ多数メモリして置き、ユーザのレベルに合っ
た操作特性を送信機側で選択できるようにすることも可
能である。

また、複数の制御対象の同時操作時には、選択されたも
のに応じて最も適切な特性を設定するようにし、操作性
を良好にすることも可能である。

例えば、２つの油圧アクチュエータを同時に動かそうと
する場合（伸縮シリングと起伏シリングを同時に動かす
場合など）、先の第１図に図示するように単一の油圧ポ
ンプでもって各油圧アクチュエータを動かそうとすると
、油圧ポンプからの供給流量は一定量であるため、同時
に動かそうとする当該２つの油圧アクチュエータのうち
作動圧が低い方にその供給流量のほとんどが供給されて
しまう。よって同時操作する時にはそれぞれｉｄ＋圧ア
クチコエータを単独で作動させる時とは別にそれぞれの
油圧アクチュエータへ供給される油量を調整しながら操
作する必要がある。そこでこの供給される油量が調整さ
れるように各々の４１１圧アクチユエータには同時操作
される油圧アクチュエータによってこの最良の特性にな
るような特性マツプを用意しておけばよい。したがって
、制御対象選択手段８によって同時操作するために複数
個の油圧アクチュエータが選択された時には、それぞれ
の油圧アクチュエータを動かずための各コントロールシ
リングには個々に操作する時に選択される特性マツプと
は違う上述の特性マツプより出力され、最適な同時操作
が出来るようにすることも可能である。

また、上述したリモートコントロール用のコントロール
シリング４１〜４４並びに油圧アクチュエータ１１〜１
４作動用の３位置方向切換弁２１〜２４などの各々は、
通常それぞれその制御対象の操作性に応じて個別に製作
（加工）されている。

つまり、一般に手動式の方向切換弁等で操作する時には
、その操作性を良くするために各切換弁のスプール毎に
、そのストローク量と開口面積との関係を制御対象の特
性に合せて最適となるように調整している（例えば一般
に旋回のスプールは伸縮等に対し、そのストローク量に
対して開口面積を少なくするように個別に加工されてい
る）。

しかし、上記本発明の構成を採用すれば、そのような場
合にも方向切換弁を共通なもの（スプールのストローク
と開口面積が同じ関係のもの）を使用することができ、
各油圧アクチュエータでの操作性の違いは上記コントロ
ールシリング４１〜４４のストローク量のみを調整して
行うことができる。換言すると、本発明の構成の場合、
各油圧アクチュエータに対する操作性はあくまでも設定
目標値記憶手段３１〜３４によりソフト的に簡単に調整
できる。従って、上記３位置方向切換弁２１〜２４を各
々共通化することが可能で、その結果、各別に製作する
場合に較へて低コストなものにすることができるメリッ
トがある。もちろん、このことはリモートコントロール
シリング４１〜４４についても全く同様である。

また、それと同時に上記設定目標値記憶手段３１〜３４
のデータ内容の変更のみで容易に油圧アクチュエータ１
１〜１４の操作性を変更できるから、特性の設定変更も
極めて容易である（例えばＲＯＭの変換やＲＡＭデータ
の書き換えなどにより）。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の実施例に係る制御機器の目標値設定
制御装置の全体的なンステム構成を示す制御−油圧系統
図、第２図は、同要部の機能ブロック図、第３図（ａ）
〜（ｄ）、第４図（ａ）　、　（ｂ）、第５図（ａ）　
、　（ｂ）は、各々同実施例装置の各データ変換部に於
けるデータ変換特性図である。 ５・・・・・第１の油圧ポンプ ６・・・・・第２の油圧ポンプ １　Ｉ　・ ｌ　２　・ １３　・ １４　・ ２　ｌ　・ ２２　・ ２３　・ ２４　・ ４　Ｉ　・ ４２　・ ４３　・ ４４　・ ５　Ｉ　・ ５２　・ ５３　・ ５４　・ ・第１の油圧アクチュエータ ・第２の油圧アクチュエータ ・第３の油圧アクチュエータ ・第４の油圧アクチュエータ ・第１の３位置方向切換弁 ・第２の３位置方向切換弁 ・第３の３位置方向切換弁 ・第４の３位置方向切換弁 ・第１のコントロールシリンダ ・第２のコントロールシリンダ ・第３のコントロールシリンダ ・第４のコントロールシリンダ ・第１の曲屈アクチュエータ 駆動制御部 ・第２の油圧アクチュエータ 駆動制御部 ・第３の油圧アクチュエータ 駆動制御部 ・第４の油圧アクチュエータ 駆動制御部

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １．複数の制御対象を備え、該複数の制御対象の内の個
   々の制御対象に対して共通の目標値設定手段により任意
   の制御目標値を与えるようにしてなる制御機器の目標値
   設定制御装置において、上記複数の制御対象の各々に対
   応し、その動作特性に応じた設定目標値データを記憶し
   た設定目標値記憶手段と、該設定目標値記憶手段の上記
   制御対象に対応した設定目標値データを選択する制御対
   象選択手段と、該制御対象選択手段によって選択された
   制御対象に対応する選択目標値データを上記目標値設定
   手段の操作量に応じて読み出す目標値データ変換手段と
   を設けたことを特徴とする制御機器の目標値設定制御装
   置。