JPH05156665A - 建設機械の制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】操作パターンの切換を低コストで実現するとと
もに切換の信頼性向上を図る。 【構成】複数の操作レバー４１…の種類（左、右）およ
び操作方向Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ…に対応する電動アクチュエ
ータ１Ｌ、１Ｒ…およびスイッチ回路２０Ｌ、２０Ｒ…
の異なる複数の組み合わせが予め設定され、これら複数
の組み合わせのうち一の組み合わせが操作パターン選択
スイッチ１５により選択される。コントローラ内のＣＰ
Ｕ１２はこの選択結果を受け取り、選択された組み合わ
せに対応する電動アクチュエータ１Ｌ、１Ｒ…を駆動制
御するとともに、対応するスイッチ回路２０Ｌ、２０Ｒ
…をオフ（遮断）する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、操作レバーの操作パタ
ーンを任意に選択することができる建設機械の制御装置
に関する。

【０００２】

【従来の技術】建設機械では、キャブ内に設けられた左
右の操作レバーを適宜操作することにより所望の作業が
行われる。ここで左右操作レバーの操作パターンは、適
用機種等に応じて種々のものがあり、たとえば図６
（ａ）、（ｂ）にそれぞれ示すような２種類のものがあ
る。同図に示すごとく（ａ）に示すパターンのもので
は、左操作レバーを矢印Ａ方向に操作したとき「左旋
回」動作をするのに対して、（ｂ）に示すパターンのも
のでは同じＡ方向に操作したとき「アーム堀削」動作を
するという具合に、同じ操作であっても実際の動作が異
なったものとなる。なお、同図における操作パターンの
中心黒丸印はニュートラル（中立）位置を示している。
ところで、かかる操作パターンをユーザ、オペレータの
レベルで異なるものに任意に切り換えることができるよ
うにとの要請があり、この要請を満足すべく操作パター
ンの切換装置が種々考えられている。

【０００３】図７は建設機械の制御装置の構成を概念的
に示すものであり、操作レバー９１、９２の変位は信号
線９３を介してコントローラ９０に加えられる。コント
ローラ９０は各作業機を駆動するための駆動指令を作成
して信号線９４を介してソレノイドバルブ群９５に出力
する。該ソレノイドバルブ群９５は電気信号を油圧に変
換してこれを油圧管路９６を介して各作業機に対応する
油圧操作弁９７に供給して各作業機を駆動する。

【０００４】まず、操作パターンの切換をＨの部分で、
つまり油圧管路９６を切り換えることにより行うことが
考えられる。この場合にはＰＰＣ油圧を切り換えるいわ
ゆるロータリ切換バルブが使用される。また、操作パタ
ーンの切換をＧの部分、つまり信号線９６を切り換える
ことにより行うことも考えられる。この場合には電気的
に多接点を切り換えるロータリスイッチ等が使用され
る。

【０００５】また、従来より建設機械のフェールセーフ
を目的とした特許出願等が本出願人により種々なされて
おり、たとえば図４に示す構成のものがある（特開昭６
３ー１４２１３０号公報）。同図に示すように操作レバ
ー３の左右方向Ｌ、Ｒの変位ＶＩはポテンショメータ４
で検出され、制御演算部１０に加えられる。そして操作
レバー３がいずれの方向に操作されたか、あるいはニュ
ートラル位置にあるか否かは左側の被動体７Ｒ、接点８
Ｒからなるセンサ５および右側の被動体７Ｌ、接点８Ｌ
からなるセンサ５´で検出され、それぞれから検出信号
ＮＲ、ＮＬが出力される。

【０００６】図５（ｂ）はかかる検出信号ＮＲ、ＮＬを
示したものであり、操作レバー３がたとえばＬ側に操作
されると、接点８Ｒは閉じられ、信号ＮＲは‘１’レベ
ルとなるとともに、接点８Ｌは開かれ、信号ＮＬは
‘０’レベルとなる。

【０００７】検出信号ＮＬ、ＮＲは信号線８ａ、８ｂを
介してスイッチ回路２０Ｌ、２０Ｒにそれぞれ加えられ
る。スイッチ回路２０Ｌ、２０Ｒは検出信号ＮＬ、ＮＲ
が‘０’レベルのときにオン状態となる。このため、ス
イッチ回路２０Ｌでは、制御演算部１０から出力され
る、たとえば左側Ｌ操作に対応する駆動信号ＶＯL を導
通させ、アンプ３０Ｌを介して電動アクチュエータ１Ｌ
を付勢させ、左側Ｌ操作に対応するたとえば左旋回用の
作業機を駆動させる（左旋回）。逆に‘１’レベルのと
きにはスイッチ回路２０Ｌ、２０Ｒはオフ状態となる。
これにより操作レバー３がＲ側に操作されると、スイッ
チ回路２０Ｌがオフとなり駆動信号ＶＯLが遮断され、
電動アクチュエータ１Ｌが消勢され、対応する作業機が
停止する（左旋回停止）。

【０００８】かかる構成にあって、制御演算部１０では
操作レバー部２の異常を判定している。

【０００９】すなわち、図５（ａ）に示すようにしきい
値Ｖ1 、Ｖ2 、Ｖ3 （最大レバーストローク）が設定さ
れる。そして、 １）ポテンショメータ４の検出信号ＶＩが｜ＶＩ｜＞Ｖ
3 となった場合には、レバーハーネスの断線等の異常で
あると判定する。

【００１０】２）また、検出信号ＮＲ、ＮＬが‘１’か
ら‘０’あるいは‘０’から‘１’に切り替わったと
き、｜Ｖ1 ｜＜｜Ｖ2 ｜＜｜Ｖ3 ｜が成立していなけれ
ば、ポテンショメータ４あるいはセンサ５、５´の故障
による操作レバー部２の異常事態であると判断する。

【００１１】ところで、図４の構成のものでは、制御演
算部１０等の故障によりオペレータが作業機の異常を感
知した場合に、操作レバー３をニュートラル位置または
逆方向に操作することで作業機が安全側に作動するよう
になっている。

【００１２】３）すなわち、たとえば、操作レバー３を
Ｒ側に変位させた状態で作業機がＲ側に暴走する異常が
発生したとする。この際、オペレータが操作レバー３を
Ｌ側に変位させる逆レバー操作を行ったとすると、信号
ＮＲは‘１’となり（図５（ｂ）参照）、暴走側のスイ
ッチ回路２０Ｒがオフされる。これにより、暴走側のア
クチュエータ１Ｒに対しては駆動信号ＶＯR の供給が遮
断され、暴走側のアクチュエータに駆動信号が供給され
続けられることによる不測の事態が回避される。また、
特開昭６３ー１４２１２９号公報にも駆動信号を遮断し
て作業機を安全側に作動させる技術が開示されている。

【００１３】

【発明が解決しようとする課題】さて、近年、建設機械
では、製品の付加価値を高めるためにコントローラ内の
演算処理により種々の制御を行うものが主流となってい
る。この種の制御の一つとしてたとえば「優先モード」
があり、これはたとえばパワーショベルのブーム、アー
ム、旋回のいずれの作業機に対して供給油量を増大させ
るかを指示する制御モードである。

【００１４】この種の建設機械に上述の操作パターン切
換技術を適用した場合、コントローラは常に切り換えら
れたパターンを認識している必要があり、単にコントロ
ーラ後段の切換接点以外にコントローラに切換の情報を
伝達するための接点を必要とする。したがって、図７の
Ｇで切換を行う場合、接点が９ｃｈ（４ポジション）と
多数必要となり、現実的には高コスト、信頼性低下等の
問題が招来する。また、図７のＨで切換を行う場合は、
油圧のロータリバルブに連結された電気的接点を必要と
するので、これも高コストとなる。

【００１５】また、かかる操作パターン切換技術と上述
の３）の駆動信号遮断技術とを組み合わせて実施した場
合も、単にコントローラ９０後段の電気信号線９４ある
いは油圧管路９６の切換のみならず、レバーの各操作方
向ごとに設けられたスイッチ回路２０Ｌ、２０Ｌ…の切
換をも同時に行う必要があり、多数の接点による高コス
ト、低信頼性を招来することが必至である。

【００１６】本発明は、こうした実状に鑑みてなされた
ものであり、コントローラ内で切り換えられた操作パタ
ーンを認識することが制御上不可欠な装置および操作レ
バーの所定操作によって駆動信号が安全のため遮断され
る装置で操作パターンの切換を行う場合に低コストで信
頼性高く実施できるようにすることをその目的としてい
る。

【００１７】

【課題を解決するための手段】そこで、本発明の第１発
明では、操作レバーの操作方向および変位をそれぞれ検
出し、該検出された操作方向に対応する電動アクチュエ
ータを前記検出された変位に応じて駆動制御するコント
ローラを有した建設機械の制御装置において、前記操作
レバーの操作方向に対応する前記電動アクチュエータの
異なる複数の組み合わせを予め設定しておき、これら複
数の組み合わせのうち一の組み合わせを選択する選択手
段を設け、前記選択手段の選択内容を前記コントローラ
に入力させ、該コントローラにより選択された組み合わ
せに応じて電動アクチュエータを駆動制御するようにし
ている。

【００１８】また、本発明の第２発明では、操作レバー
の操作方向および変位をそれぞれ検出し、該検出された
操作方向に対応する電動アクチュエータを前記検出され
た変位に応じて駆動制御するコントローラと、該コント
ローラから各電動アクチュエータへの各出力ラインに各
別に配され、前記検出結果に基づきニュートラル位置と
なっている前記操作レバーに対応する電動アクチュエー
タ、あるいは操作方向とは逆の操作方向に対応する電動
アクチュエータに供給される駆動指令信号を遮断する指
令信号遮断手段とを有した建設機械の制御装置におい
て、前記操作レバーの操作方向に対応する前記電動アク
チュエータおよび前記指令信号遮断手段の異なる複数の
組み合わせを予め設定しておき、これら複数の組み合わ
せのうち一の組み合わせを選択する選択手段を設け、前
記選択手段の選択内容を前記コントローラに入力させ、
該コントローラにより前記選択手段によって選択された
組み合わせに応じて電動アクチュエータを駆動制御する
とともに、指令信号遮断手段を作動させるようにしてい
る。

【００１９】

【作用】かかる第１発明の構成によれば、操作レバーの
操作方向に対応する電動アクチュエータの異なる複数の
組み合わせが予め設定され、これら複数の組み合わせの
うち一の組み合わせが選択手段により選択される。コン
トローラはこの選択結果を受け取り、選択された組み合
わせに対応する電動アクチュエータを駆動制御する。

【００２０】また、本発明の第２発明では、操作レバー
の操作方向に対応する前記電動アクチュエータおよび指
令信号遮断手段の異なる複数の組み合わせが予め設定さ
れ、これら複数の組み合わせのうち一の組み合わせが選
択手段で選択される。コントローラはこの選択結果を受
け取り、選択された組み合わせに基づき対応する電動ア
クチュエータを駆動制御するとともに、対応する指令信
号遮断手段を作動させる。

【００２１】

【実施例】以下、図面を参照して本発明に係る建設機械
の制御装置の実施例について説明する。

【００２２】図１は実施例の構成を示す図であり、ＣＰ
Ｕ１２とロジックＩＣ部１３とを中心として構成される
コントローラを有している。操作パターン選択スイッチ
１５はコントローラの外部にあり、オペレータの操作容
易な場所に配設されている。なお、実施例では左操作レ
バーのみを代表して説明する。

【００２３】電源回路１４は装置全体の電源であり、
Ａ、Ｂ方向（図６（ａ）参照）の操作量を検出するレバ
ー変位検出部４０およびＣ、Ｄ方向（同図（ａ）参照）
の操作量を検出するレバー変位検出部４５に電圧が印加
され、左操作レバー４１の操作量に応じた電気信号を発
生させる。また、操作パターン選択スイッチ１５にも電
圧が印加される。操作パターン選択スイッチ１５では、
オペレータの選択によって４種類の接点１５ａ、１５
ｂ、１５ｃ、１５ｄのうちいずれかが切り換えられる
と、発光素子（たとえばＬＥＤ）１６ａ、１６ｂ、１６
ｃ、１６ｄのうち、対応するいずれかの発光素子が点灯
する。これと同時に信号線１７ａ、１７ｂ、１７ｃ、１
７ｄのうち、切り換えられた接点に対応するいずれかの
信号線を介して選択された操作パターンを示すパターン
選択信号がＣＰＵ１２に出力されるともに、ロジックＩ
Ｃ部１３に出力される。

【００２４】ところで選択されるべき操作パターンとし
ては上記４つの接点１５ａ〜１５ｄにそれぞれ対応して
異なる４種類のものがあり、たとえば接点１５ａには図
６（ａ）に示すパターン（以下第１のパターンという）
が、接点１５ｂには図６（ｂ）に示すパターン（以下第
２のパターンという）がそれぞれ対応しているものとす
る。したがって、接点１５ａが選択されると、第１のパ
ターンを示す信号‘１’が信号線１７ａを介してＣＰＵ
１３に出力されることになり、他の信号線１７ｂ〜１７
ｄの信号は‘０’となる。このためロジックＩＣ部１３
には「１０００」（信号線１７ａ〜１７ｄの順）という
論理構造のパターンデータが入力されることになる。

【００２５】レバー変位検出部４０は、２つの抵抗４
３、４４の摺動位置に応じた電圧を出力するものであ
り、この摺動位置は左操作レバー４１に連結された連結
部材４２の移動位置によって決定される。すなわち、操
作レバー４１がＡ方向に操作されたものとすると、この
操作に連動して連結部材４２が移動する。連結部材４２
は２つの抵抗４３、４４上の摺動子として作用してそれ
ぞれの抵抗４３、４４による発生電圧を大きくさせる。
逆にＢ方向に操作レバー４１が操作されると、抵抗４
３、４４による発生電圧を小さくさせる。レバー検出部
４５も同様に構成されており、Ｃ、Ｄ方向の操作はＡ、
Ｂ方向の操作と同じ関係となっている。抵抗４３、４４
の摺動位置変化に応じた電圧はＣＰＵ１２に出力される
とともに、一方の抵抗４４による電圧は比較器５０、５
１に出力される。

【００２６】比較器５０は抵抗４４の摺動位置に応じた
電圧が所定のしきい値以上であるか否かを判定するもの
である。すなわち、操作レバー４１がニュートラル位置
からＡ方向に操作された場合に、電圧は上記しきい値以
上となり、Ａ方向に操作されたことを示す信号‘１’を
出力する。一方、操作レバー４１がニュートラル位置あ
るいはＢ方向に操作された場合に、電圧は上記しきい値
よりも小さくなり、ニュートラル位置またはＢ方向に操
作されたことを示す信号‘０’を出力する。

【００２７】比較器５１も同様に抵抗４４の摺動位置に
応じた電圧が所定のしきい値以上であるか否かを判定す
るものである。すなわち、操作レバー４１がニュートラ
ル位置あるいはＡ方向に操作された場合に、電圧は上記
しきい値以上となり、ニュートラル位置またはＡ方向に
操作されたことを示す信号‘０’を出力する。一方、操
作レバー４１がＢ方向に操作された場合に、電圧は上記
しきい値よりも小さくなり、Ｂ方向に操作されたことを
示す信号‘１’を出力する。

【００２８】レバー変位検出部４５に対応する比較器５
２、５３も比較器５０、５１と同様な構成となってお
り、レバー４１のＣ、Ｄ方向（ニュートラル位置含む）
操作に応じて比較器５２、５３から出力される信号は、
レバー４１のＡ、Ｂ方向（ニュートラル位置）操作に応
じて比較器５０、５１から出力される信号と同じ関係と
なっている。

【００２９】したがって、操作レバー４１がＡ方向に操
作されたものとすると、比較器５０から信号‘１’が、
他の比較器５１、５２、５３から信号‘０’が出力され
ることになり、ロジックＩＣ部１３には「１０００」
（操作方向Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄの順）という論理構造の操作
方向データが入力されることになる。

【００３０】ＣＰＵ１２は、レバー変位検出部４０の各
抵抗４３、４４から出力される電圧信号を比較すること
により後述するようレバー部分の異常判定を行ってい
る。レバー変位検出部４５の各抵抗に基づいても同様な
異常判定が行われる。また、ＣＰＵ１２は信号線１７ａ
〜１７ｄを介して入力されるパターンデータの論理構造
に基づいて操作パターン選択スイッチ１５の異常判定が
行われるが、これについても後述する。

【００３１】ＣＰＵ１２は異常であると判定した場合に
該異常をオペレータに警告すべくブザー１８を鳴動する
処理またはランプ１９を点灯する処理を行い、安全を図
っている。そして、レバー部分の異常の場合は、異常で
あると判定されたレバー変位検出部４０、４５に対応す
る電動アクチュエータに供給される駆動信号を強制的に
零にする処理を行い、安全を図っている。

【００３２】また、ロジックＩＣ部１３ではパターンデ
ータの論理構造が所定の論理構造の場合に操作パターン
選択スイッチ１５の異常を検出し、異常が検出された場
合にすべてのスイッチ回路３０Ｒ、３０Ｌ…をオフさせ
る信号をディレイ回路６０、６１…に出力して、安全を
図っている。

【００３３】さて、電動アクチュエータ１Ｌ、１Ｒは、
旋回用の作業機を駆動する電動アクチュエータであり、
１Ｌは「左旋回」に、１Ｒは「右旋回」に対応してい
る。電動アクチュエータ１Ｌにはスイッチ回路２０Ｌ、
アンプ３０Ｌを介してＣＰＵ１２から駆動信号が入力さ
れる。スイッチ回路２０Ｌはディレイ回路６０を介して
入力される信号‘１’、‘０’に応じてそれぞれオン、
オフとなり、駆動信号を導通、遮断する。電動アクチュ
エータ１Ｒに対応するディレイ回路６１、スイッチ回路
２０Ｒ、アンプ３０Ｒも同様の構成となっている。

【００３４】また、電動アクチュエータ１１Ｌ、１１Ｒ
は、アームを駆動する電動アクチュエータであり、１１
Ｌは「アームダンプ」に、１１Ｌは「アーム堀削」に対
応している。電動アクチュエータ１１Ｌに対応するディ
レイ回路６２、スイッチ回路２１Ｌ、アンプ３１Ｌおよ
び電動アクチュエータ１１Ｒに対応するディレイ回路６
３、スイッチ回路２１Ｒ、アンプ３１Ｒも同様に構成さ
れている。

【００３５】ディレイ回路６０はロジックＩＣ部１３か
ら信号‘１’が入力されている場合に信号‘１’を出力
するが、入力信号が‘１’から‘０’に変化するとき、
所定時間ｔｄだけ遅延されてから信号‘０’を出力する
（図３（ｃ）参照）。他のディレイ回路６１、６２、６
３についても同様である。

【００３６】以下、ＣＰＵ１２で行われる処理およびロ
ジックＩＣ部１３で行われる処理について説明する。

【００３７】さて、操作パターン選択スイッチ１５で接
点１５ａに切り換えられて第１のパターンが選択される
と、ＣＰＵ１２では、パターンデータ「１０００」の論
理構造から操作方向Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄと電動アクチュエー
タ１Ｌ、１Ｒ、１１Ｌ、１１Ｒとの対応づけが行われ
る。

【００３８】「１０００」のときは、Ａ＝１Ｌ（左旋
回）、Ｂ＝１Ｒ（右旋回）、Ｃ＝１１Ｌ（アームダン
プ）、Ｄ＝１１Ｒ（アーム堀削） …（１） という対応づけがなされる（図６（ａ）参照）。

【００３９】また、接点１５ｂに切り換えられ、第２の
パターンが選択されるとパターンデータ「０１００」が
入力され、このデータ「０１００」に対して、Ａ＝１１
Ｒ（アーム堀削）、Ｂ＝１１Ｌ（アームダンプ）、Ｃ＝
１Ｌ（左旋回）、Ｄ＝１Ｒ（右旋回） …（２） という対応づけがなされる（図６（ｂ）参照）。

【００４０】他のパターンが選択されたとき、つまり接
点１５ｃ、１５ｄに切り換えられ「００１０」、「００
０１」という論理構造のデータが入力されたときにも、
上記（１）、（２）式に示したものと同様に、論理構造
の内容に応じて予め定められた対応づけがなされること
になる。ロジックＩＣ部１３でも、入力されるパターン
データに基づき比較器５０〜５３とディレイ回路６０〜
６３との対応づけがなされる。ここで比較器５０、５
１、５２、５３はそれぞれレバー４１がＡ、Ｂ、Ｃ、Ｄ
方向に操作されたときに当該方向に操作された信号
‘１’を出力する、それぞれＡ、Ｂ、Ｃ、Ｄ操作方向用
の比較器である。一方、ディレイ回路６０、６１、６
２、６３はそれぞれ「左旋回」、「右旋回」、「アーム
ダンプ」、「アーム堀削」の各アクチュエータに対応し
ているディレイ回路である。

【００４１】よって、パターンデータ「１０００」のと
きは、上記（１）式に対応して、比較器５０（Ａ）＝デ
ィレイ回路６０（左旋回）、比較器５１（Ｂ）＝ディレ
イ回路６１（右旋回）、比較器５２（Ｃ）＝ディレイ回
路６２（アームダンプ）、比較器５３（Ｄ）＝ディレイ
回路６３（アーム堀削） …（３） という対応づけがなされる。

【００４２】また、パターンデータ「０１００」のとき
は、上記（２）式に対応して、比較器５０（Ａ）＝ディ
レイ回路６３（アーム堀削）、比較器５１（Ｂ）＝ディ
レイ回路６２（アームダンプ）、比較器５２（Ｃ）＝デ
ィレイ回路６０（左旋回）、比較器５３（Ｄ）＝ディレ
イ回路６１（右旋回） …（４） という対応づけがなされる。

【００４３】他のパターンが選択されたとき、つまり接
点１５ｃ、１５ｄに切り換えられ「００１０」、「００
０１」という論理構造のデータが入力されたときにも同
様な対応づけがなされることになる。

【００４４】そこで、いま第１のパターンが選択され、
オペレータは「左旋回」をすべく操作レバー４１をＡ方
向に操作した場合を想定する。まず、接点１５ａがオン
となり、発光素子１６ａが点灯する。 これによりオペ
レータは第１のパターンが選択されていることを認識す
ることができる。

【００４５】レバー４１のＡ方向操作に伴い比較器５０
から信号‘１’が出力され、この信号‘１’がロジック
ＩＣ部１３を介してディレイ回路６０に加えられる（上
記（３）式参照）。他の比較器５１、５２、５３から出
力される信号‘０’はロジックＩＣ部１３を介してそれ
ぞれディレイ回路６１、６２、６３に加えられる。

【００４６】これによって、ディレイ回路６０から信号
‘１’が出力され、スイッチ回路２０Ｌがオンされ、Ｃ
ＰＵ１２からＡ操作方向に対応するアクチュエータ１Ｌ
に対して駆動信号ＶＯL が供給される。他のディレイ回
路６１〜６３からは信号‘０’が出力され、スイッチ回
路２０Ｒ〜２１Ｒがオフされ、Ａ操作方向とは異なる操
作方向Ｂ、Ｃ、Ｄに対応するアクチュエータ１Ｒ〜１１
Ｒへの駆動信号供給路が遮断される（上記（３）式参
照）。

【００４７】ＣＰＵ１２では変位検出部４０の検出電圧
が上昇していることをもって操作レバー４１がＡ方向に
操作されていることを検出して、検出電圧の大きさに応
じた駆動信号ＶＯL を作成して、これを現在オンとなっ
ているスイッチ回路２０Ｌ、アンプ３０Ｌを介してＡ操
作方向に対応するアクチュエータ１Ｌに供給する（上記
（１）式参照）。このため、建設機械は操作レバーの操
作量に応じた速度で左方向に旋回する。一方、変位検出
部４０の検出電圧が上昇していることでＢ方向には操作
されていないことが検出されるとともに、変位検出部４
５の検出電圧がニュートラル位置を指示していることが
検出され、Ａ操作方向と異なる操作方向Ｂ、Ｃ、Ｄに対
応するアクチュエータ１Ｒ、１１Ｌ、１１Ｒに対する駆
動信号供給がオフされる（上記（１）式参照）。

【００４８】また、ＣＰＵ１２では種々の制御モードを
入力されたパターンデータに基づいて行っている。たと
えば、「優先モード」を実行する場合、現在旋回用モー
タに対して供給油量を増加させることが指示されていれ
ば、パターンデータから「旋回」に対応する操作方向が
Ａ、Ｂであることがわかるので（上記（１）式）、レバ
ー４１がＡ、Ｂに操作されたとき、対応するアクチュエ
ータ１Ｌ、１Ｒに対して供給油量を増大させる駆動信号
を出力する。

【００４９】かかる状態でオペレータが異常を感知した
場合、オペレータとしては危険回避のため操作レバー４
１をニュートラル位置あるいは現在のＡ操作方向とは逆
のＢ方向に操作する。操作レバー４１をニュートラル位
置に復帰させる操作を行うと比較器５０の出力信号が
‘１’から‘０’に変化する。ディレイ回路６０からは
入力信号‘１’→‘０’の変化時点からｔｄ時間遅れて
‘１’から‘０’に変化する信号が出力される。このた
め、スイッチ回路２０Ｌがゆっくりとオフされることと
なり、左旋回動作の停止がショックを伴うことなくゆっ
くりと行われる。また、たとえば操作レバー４１をＡ方
向側に変位させた状態で旋回用の作業機が左側に暴走す
る異常が発生したとする。この際、オペレータが操作レ
バー４１をＢ側に変位させる逆レバー操作を行ったとす
るとディレイ回路６０の出力信号は上記遅延時間ｔｄ遅
れて‘０’になるとともに、ディレイ回路６１の出力信
号は‘１’になる。

【００５０】この結果、暴走側のスイッチ回路２０Ｌが
ゆっくりとオフされ、暴走側のアクチュエータ１Ｌに対
しては駆動信号ＶＯL の供給がゆっくりと遮断されると
ともに、逆側のアクチュエータ１Ｒに対して操作レバー
４１の変位に対応した駆動信号ＶＯR が供給される。し
かして、作業機は暴走方向と逆側に駆動され、作業機の
暴走を速やかに減速させ、停止させることができる。

【００５１】ＣＰＵ１２は、レバー変位検出部４０の各
抵抗４３、４４の摺動位置に応じた両電圧を取り込み、
当該レバー変位検出部４０の異常判定を行っている。

【００５２】すなわち、レバー変位検出部４０が正常に
動作しているならば、上記両電圧の値は同一か、所定の
偏差内に収まっている。そこで、上記両電圧の偏差が所
定のしきい値以上である場合に、レバー変位検出部４０
に故障等の異常が発生したと判定する。異常であると判
定された場合には、ＣＰＵ１２はレバー変位検出部４０
に対応する電動アクチュエータ１Ｌ、１Ｒに供給する駆
動信号ＶＯL 、ＶＯRを零にして電動アクチュエータ１
Ｌ、１Ｒを消勢させ、旋回動作を安全のため強制停止さ
せる。また、ブザー１８またはランプ１９を動作させる
処理を行いオペレータに異常が知らせる。

【００５３】この点、従来のレバー部の異常判定は、図
４で前述したようにニュートラル位置センサ５、５´の
出力信号が‘１’から‘０’または‘０’から‘１’に
変化するニュートラル位置の近傍でしか異常の判定を行
うことができない。しかし、実施例ではレバー４１が変
位するすべての範囲にわたって異常の判定がなされるこ
とになり、異常検出の確実性が向上することとなる。

【００５４】なお、ＣＰＵ１２はレバー変位検出部４５
の各出力電圧に基づいても同様の異常検出を行ってお
り、異常であると判定された場合にレバー変位検出部４
５の操作方向Ｃ、Ｄに対応するアクチュエータ１１Ｌ、
１１Ｒを消勢させ、アーム駆動を停止させるとともに、
ブザー１８またはランプ１９を動作させてレバー変位検
出部４５の異常をオペレータに知らしめる。

【００５５】つぎに、オペレータの選択により操作パタ
ーン選択スイッチ１５が接点１５ｂに切り換えられ、第
２のパターンが選択されたとする。この結果、接点１５
ｂがオンとなり、発光素子１６ｂが点灯して、オペレー
タは第２のパターンが選択されていることを認識するこ
とができる。

【００５６】第２のパターンでは、オペレータは「アー
ム堀削」をすべくレバー４１をＡ方向に操作している。
この操作に伴い比較器５０から信号‘１’が出力され、
この信号‘１’がロジックＩＣ部１３を介してディレイ
回路６３に加えられる（上記（４）式参照）。他の比較
器５１、５２、５３から出力される信号‘０’はロジッ
クＩＣ部１３を介してそれぞれディレイ回路６２、６
０、６１に加えられる。これによって、ディレイ回路６
３から信号‘１’が出力され、スイッチ回路２１Ｒがオ
ンされ、ＣＰＵ１２からＡ操作方向に対応するアクチュ
エータ１１Ｒに対して駆動信号が供給される。他のディ
レイ回路６０、６１、６２からは信号‘０’が出力さ
れ、スイッチ回路２０Ｌ、２０Ｒ、２１Ｌがオフされ、
Ａ操作方向とは異なる操作方向Ｃ、Ｄ、Ｂに対応するア
クチュエータ１Ｌ、１Ｒ、１１Ｌへの駆動信号供給路が
遮断される（上記（４）式参照）。

【００５７】ＣＰＵ１２では操作レバー４１がＡ方向に
操作されていることを検出して、検出電圧の大きさに応
じた駆動信号を作成して、これをオンとなっているスイ
ッチ回路２１Ｒ、アンプ３１Ｒを介してＡ操作方向に対
応するアクチュエータ１１Ｒに供給する（上記（２）式
参照）。このため、操作レバーの操作量に応じた速度で
アームが堀削方向に駆動される。一方、変位検出部４０
の検出電圧に基づきＢ方向には操作されていないことが
検出されるとともに、変位検出部４５の検出電圧に基づ
きニュートラル位置となっていることが検出され、Ａ操
作方向と異なる操作方向Ｃ、Ｄ、Ｂに対応するアクチュ
エータ１Ｌ、１Ｒ、１１Ｌに対する駆動信号供給がオフ
される（上記（２）式参照）。 ここで「優先モード」
として現在アームシリンダに対して供給油量を増加させ
ることが指示されていれば、パターンデータから「アー
ム」に対応する操作方向がＡ、Ｂであることがわかるの
で（上記（２）式）、レバー４１がＡ、Ｂに操作された
とき、対応するアクチュエータ１１Ｒ、１１Ｌに対して
供給油量を増大させる駆動信号が出力される。

【００５８】かかる状態でオペレータが異常を感知した
場合、オペレータとしては危険回避のため操作レバー４
１をニュートラル位置あるいは現在のＡ操作方向とは逆
のＢ方向に操作する。操作レバー４１をニュートラル位
置に復帰させる操作を行うと比較器５０の出力信号が
‘１’から‘０’に変化する。ディレイ回路６３からは
入力信号‘１’→‘０’の変化時点からｔｄ時間遅れて
‘１’から‘０’に変化する信号が出力される。このた
め、スイッチ回路２１Ｌがゆっくりとオフされることと
なり、アーム堀削動作の停止がショックを伴うことなく
ゆっくりと行われる。また、たとえば操作レバー４１を
Ａ方向側に変位させた状態でアームが堀削方向側に暴走
する異常が発生したとする。この際、オペレータが操作
レバー４１をＢ側に変位させる逆レバー操作を行ったと
するとディレイ回路６３の出力信号は上記遅延時間ｔｄ
遅れて‘０’になるとともに、ディレイ回路６２の出力
信号は‘１’になる。

【００５９】この結果、暴走側のスイッチ回路２１Ｒが
ゆっくりとオフされ、暴走側のアクチュエータ１１Ｒに
対しては駆動信号の供給がゆっくりと遮断されるととも
に、逆側のアクチュエータ１１Ｌに対して操作レバー４
１の変位に対応した駆動信号が供給される。しかして、
アームは暴走方向と逆側のダンプ方向に駆動され、アー
ムの暴走を速やかに減速させ、停止させることができ
る。

【００６０】また、ＣＰＵ１２では、レバー変位検出部
４０の各抵抗４３、４４の摺動位置に応じた両電圧に基
づき当該レバー変位検出部４０の異常判定を行ってい
る。

【００６１】すなわち、上記両電圧の偏差が所定のしき
い値以上である場合に、異常であると判定してレバー変
位検出部４０に対応する電動アクチュエータ１１Ｒ、１
１Ｌに供給する駆動信号を零にして電動アクチュエータ
１１Ｒ、１１Ｌを消勢させ、アーム駆動を安全のため強
制停止させる。また、ブザー１８またはランプ１９を動
作させてオペレータに異常が知らされる。レバー変位検
出部４５の各出力電圧に基づいても同様の異常検出を行
っており、異常であると判定された場合にレバー変位検
出部４５の操作方向Ｃ、Ｄに対応するアクチュエータ１
Ｌ、１Ｒを消勢させ、旋回動作を停止させるとともに、
ブザー１８またはランプ１９を動作させてレバー変位検
出部４５の異常をオペレータに知らしめる。

【００６２】なお、操作パターン選択スイッチ１５によ
って他のパターンが選択された場合も同様な処理が行わ
れる。

【００６３】このように実施例によれば、操作パターン
の選択に応じて、操作レバーの操作方向と各アクチュエ
ータとの対応付けが自動的になされ、駆動信号の供給お
よび遮断並びに異常判定が正確かつ確実になされること
となる。

【００６４】ところで、接点やハーネスの不良等により
操作パターン選択スイッチ１５自体が故障等の異常状態
になることがある。

【００６５】しかし、実施例では選択すべき４つの操作
パターンに各対応して４つの発光素子１６ａ〜１６ｄが
設けられており、冗長性がある。このため、４つの発光
素子１６ａ〜１６ｄの点灯状態からオペレータは容易か
つ確実に選択スイッチ１５の異常を判断することができ
る。たとえば、一のパターンを選択したにもかかわら
ず、２以上の発光素子が点灯したり、いずれも点灯しな
いような場合には異常であると判断する。

【００６６】また、パターンデータはロジックＩＣ部１
３に入力され、２以上のパターンが選択されていること
を示す論理構造（たとえば「１１００」）、あるいはい
ずれのパターンも選択されていない論理構造（「０００
０」）である場合には、操作パターン選択スイッチ１５
の異常であると判定して、安全のため各電動アクチュエ
ータ１Ｌ〜１１Ｒを消勢させるべく、各スイッチ回路２
０Ｌ〜２１Ｒをオフさせる信号‘０’が各ディレイ回路
６０〜６３に出力される。

【００６７】ＣＰＵ１２でも入力されるパターンデータ
に基づき同様に異常を判定しており、異常と判定された
場合はオペレータに警告すべく、ブザー１８またはラン
プ１９を動作させる処理がなされる。さらに、安全のた
め、レバー４１の操作状態のいかんにかかわらず駆動信
号を強制的にオフさせる処理を行う。

【００６８】なお、図１に示す構成のものに限定される
ことなく種々の変形例が考えられる。たとえば、レバー
操作に応じて両電圧が同時に増大（または減少）する図
１のレバー変位検出部４０の替わりに、図２（ａ）に示
すようにレバー操作に応じて両抵抗４３、４４で発生す
る電圧がそれぞれ増大、減少するように構成したレバー
変位検出部４６を使用する実施も可能である。レバー変
位検出部４０では、２つの出力電圧が同方向に変化する
ので、２つの電圧が同じ量だけずれた場合の異常を検出
することができないことがある。しかし、レバー変位検
出部４６では２つの電圧の同じ量だけずれたとしても変
化する方向が互いに逆であるので、これを検出すること
が可能になるという利点がある。

【００６９】また、同図（ｂ）に示すように駆動信号を
遮断する処理をオペレータの判断に委ねて実行させる実
施も可能である。

【００７０】同図（ｂ）において切換スイッチ７０は駆
動信号遮断処理を実行させるか否かを選択するスイッチ
である。そこで、同処理を実行させるべくスイッチ７０
が接点７０ａに切り換えられると、信号‘０’がオア回
路７１、７２…の一方の入力端子に加えられる。このた
め、ディレイ回路６０、６１…からスイッチ回路２０
Ｌ、２０Ｒをオフさせる信号‘０’が出力されて、オア
回路７１、７２…の他方の入力端子に加えられている
と、オア回路７１、７２…からはスイッチ回路２０Ｌ、
２０Ｒ…をオフさせる信号‘０’が出力されて、駆動信
号供給路が遮断される。

【００７１】一方、オペレータの判断で上記駆動信号遮
断処理を実行しない選択がなされ、接点７０ｂに切り換
えられると、信号‘１’がオア回路７１、７２…の一方
の入力端子に加えられ、オア回路７１、７２…からは常
に信号‘１’が出力されることになり、スイッチ回路２
０Ｌ、２０Ｒ…をオンさせ、駆動信号供給路が遮断され
ることはなくなる。

【００７２】なお、切換スイッチ７０は操作レバーのグ
リップ部分等即座に操作可能な場所に配設でき、これに
よりオペレータが操作レバーを操作中の場合にのみ切換
スイッチ７０を作動させることができるようになり、レ
バー操作中以外に接点７０ｂに切り換えられ、安全が損
なわれる事態を避けることができる。

【００７３】また、実施例のレバー変位検出部４０、４
５の替わりに図４に示す操作レバー部２のセンサを使用
する実施も可能である。

【００７４】また、場合によっては、オペレータ警告用
のブザー１８、ランプ１９を省略する実施も可能であ
る。同様に、ディレイ回路６０〜６３を適宜省略する実
施も可能である。

【００７５】また、駆動信号遮断処理を行わない実施も
可能であり、この場合はロジックＩＣ１３、スイッチ回
路２０Ｌ…等を省略することができる。

【００７６】また、操作パターンの選択それ自体をも行
わない実施も可能であり、この場合には、比較器５０…
とディレイ回路６０…との対応づけが固定されるので、
ロジックＩＣ部１３を省略することができる。

【００７７】さらに、この実施例に開示されたものと特
開昭６３ー１４２１２９号公報記載の安全技術とを適宜
組み合わせて実施することも可能である。

【００７８】さらに、特開昭６３ー１４２１３０号公報
記載の構成（図４）に対して実施例で開示された技術と
を適宜組み合わせる実施も可能である。たとえば、図４
の信号線８ａ、８ｂ上、Ｅ部に、図３（ｂ）に示すよう
にディレイ回路６０と同様なディレイ回路８０、８１を
介在させて同様なゆっくりとした停止動作を行わせるよ
うにしてもよい。この場合、同図３（ｂ）に示すよう
に、たとえば、Ｌ側が暴走等して操作レバー３がニュー
トラル位置またはＲ側に操作されると、センサ５´から
信号‘１’が出力される（時刻ｔ0 ）。すると、時間ｔ
ｄだけ遅れた時刻ｔ1 でディレイ回路８０、８１から信
号‘１’が出力されることとなり、異常側のスイッチ回
路２０Ｌがゆっくりとオフされ、同異常側のアクチュエ
ータ１Ｌがゆっくりと消勢されることとなる。

【００７９】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、操
作パターンの選択内容をコントローラに入力して選択内
容に応じた制御を行うようにしたので、選択された操作
パターンを認識することが制御上不可欠な装置および操
作レバーの所定操作によって駆動信号が安全のため遮断
される装置への適用が容易になるとともに、コントロー
ラ後段で信号線の切換を行う従来のものに較べて切換ス
イッチの簡略化が可能となり、コストが低減されるとと
もに、故障に対する信頼性が向上する。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は本発明に係る建設機械の制御装置の実施
例の構成を示す図である。

【図２】図２（ａ）、（ｂ）は図１に示す実施例の一部
を他の構成のものに置換した例を示す図である。

【図３】図３（ａ）は図４のＥ部にディレイ回路を挿入
した例を示す図で、同図（ｂ）はその場合のディレイ回
路の入力信号と出力信号との関係を示すタイムチャート
である。同図（ｃ）は図１のディレイ回路の入力信号と
出力信号との関係を示すタイムチャートである。

【図４】図４は従来の技術の構成を示す図である。

【図５】図５は図４に示す装置の動作を示すグラフであ
る。

【図６】図６（ａ）、（ｂ）は操作パターンを例示した
図である。

【図７】図７はいわゆる電気／油圧変換バルブが用いら
れる建設機械の制御装置の構成を概念的に示したもの
で、従来技術を説明するために用いた図である。

【符号の説明】

１Ｌ 電動アクチュエータ １Ｒ 電動アクチュエータ １１Ｌ 電動アクチュエータ １１Ｒ 電動アクチュエータ １２ ＣＰＵ １３ ＩＣロジック部 １５ 操作パターン選択スイッチ ２０Ｌ スイッチ回路 ２０Ｒ スイッチ回路 ２１Ｌ スイッチ回路 ２１Ｒ スイッチ回路 ４０ レバー変位検出部 ４５ レバー変位検出部

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 操作レバーの操作方向および変位を
   それぞれ検出し、該検出された操作方向に対応する電動
   アクチュエータを前記検出された変位に応じて駆動制御
   するコントローラを有した建設機械の制御装置におい
   て、 前記操作レバーの操作方向に対応する前記電動アクチュ
   エータの異なる複数の組み合わせを予め設定しておき、
   これら複数の組み合わせのうち一の組み合わせを選択す
   る選択手段を設け、 前記選択手段の選択内容を前記コントローラに入力さ
   せ、該コントローラにより選択された組み合わせに応じ
   て電動アクチュエータを駆動制御するようにした建設機
   械の制御装置。
2. 【請求項２】 操作レバーの操作方向および変位を
   それぞれ検出し、該検出された操作方向に対応する電動
   アクチュエータを前記検出された変位に応じて駆動制御
   するコントローラと、該コントローラから各電動アクチ
   ュエータへの各出力ラインに各別に配され、前記検出結
   果に基づきニュートラル位置となっている前記操作レバ
   ーに対応する電動アクチュエータ、あるいは操作方向と
   は逆の操作方向に対応する電動アクチュエータに供給さ
   れる駆動指令信号を遮断する指令信号遮断手段とを有し
   た建設機械の制御装置において、 前記操作レバーの操作方向に対応する前記電動アクチュ
   エータおよび前記指令信号遮断手段の異なる複数の組み
   合わせを予め設定しておき、これら複数の組み合わせの
   うち一の組み合わせを選択する選択手段を設け、 前記選択手段の選択内容を前記コントローラに入力さ
   せ、該コントローラにより前記選択手段によって選択さ
   れた組み合わせに応じて電動アクチュエータを駆動制御
   するとともに、指令信号遮断手段を作動させるようにし
   た建設機械の制御装置。
3. 【請求項３】 前記操作レバーの変位を検出するセ
   ンサを設けるとともに、前記操作レバーが一方の側へ変
   位したときおよびニュートラル位置にあるとき第１の検
   出信号を出力し、操作レバーが他方の側へ変位したとき
   およびニュートラル位置にあるとき第２の検出信号を出
   力するニュートラル検出手段を設け、 前記コントローラは、前記センサおよび前記ニュートラ
   ル検出手段の出力に基づき操作レバーの異常判定を行う
   ものであり、 前記指令信号遮断手段は、前記ニュートラル検出手段か
   ら第１および第２の検出信号が出力されている場合、対
   応する電動アクチュエータに供給される駆動指令信号を
   遮断するよう動作するものである請求項２記載の建設機
   械の制御装置。
4. 【請求項４】 前記操作レバーのレバー操作に連動
   してレバーの変位を操作方向ごとに検出する２つの変位
   センサを設け、 前記コントローラは、前記２つの変位センサの出力に基
   づき操作レバーの異常判定を行うものであり、 前記指令信号遮断手段は、前記２つの変位センサのうち
   少なくとも一方の変位センサの出力に基づきニュートラ
   ル位置となっている操作レバーに対応する電動アクチュ
   エータ、あるいは操作方向とは逆の操作方向に対応する
   電動アクチュエータに供給される駆動指令信号を遮断す
   るよう動作するものである請求項２記載の建設機械の制
   御装置。