JPH11345080A - 操作装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 操作部材を中立位置の回りで操作することに
より各種装置を操作する操作装置において、操作感が製
品毎に変わらず、また長時間の使用によっても変わらな
いようにできるものを提供する。 【解決手段】 ジョイスティック装置の操作レバーの傾
転操作量に基づいて供給電源３からの供給電圧を分圧し
たジョイスティック電圧を、コントローラ２のマイクロ
コンピュータ４に入力する。マイクロコンピュータ４に
おいては、補正電圧演算手段８により、電源投入直後に
分圧手段からサンプリングされた初期電圧値と指令電圧
の中立電圧の差（補正電圧）が演算され、電圧補正手段
９により、ジョイスティック電圧をこの補正電圧で補正
した値が指令電圧とされる。出力手段６は、この指令電
圧に対応するものとして電流テーブル５に基づいて演算
された出力電流を、比例電磁弁７のドライブ回路に出力
する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、操作部材を中立位
置の回りで動かすことにより各種装置を操作する操作装
置（例えばジョイスティック装置）の改良に関する。

【０００２】

【従来の技術】ジョイスティック装置は各種装置の操作
装置として用いられるもので、例えば図３に示すよう
に、入力部１とコントローラ２から構成される。

【０００３】入力部１は、操作部材である図示されない
操作レバーと、この操作レバーの操作量に基づいて供給
電源３からの電圧を分圧してジョイスティック電圧を得
る分圧手段（ポテンショメータ）とを備えている。操作
レバーは操作台上に立設されるもので、操作者により傾
転可能となっている。

【０００４】この操作レバーの傾転角が操作レバーの操
作量となる。この場合、操作レバーの中立位置（傾転角
＝０）には、供給電圧Ｖｃｃの１／２が対応する。そし
て、ジョイスティック電圧は、ジョイスティックの正負
両方向の傾転にしたがって、Ｖｃｃ／２の上下両側の電
圧をとることになる。

【０００５】コントローラ２はマイクロコンピュータ４
を備え、入力部１からのジョイスティック電圧はこのマ
イクロコンピュータ４に入力される。このマイクロコン
ピュータ４は、内部に電流テーブル５および出力手段６
を備える。

【０００６】出力手段６は、電流テーブル５に基づいて
指令電圧（後述するように従来のジョイスティック装置
ではジョイスティック電圧に一致する）に対応するもの
として演算された出力電流を、比例電磁弁７のドライブ
回路に出力し、比例電磁弁の弁開度を制御する。これに
より、比例電磁弁７の弁開度により動作が制御される装
置は、ジョイスティック装置の操作量にしたがって動作
する。

【０００７】電流テーブル５は、例えば図４に示すよう
に、指令電圧と出力電流の関係を定める。指令電圧は中
立電圧の前後に不感帯を持ち、指令電圧がこの不感帯内
にある場合には、出力電圧は立ち上がらない。そして、
指令電圧が不感帯より小さくなる範囲（範囲Ａ）では、
出力電流は指令電圧の増加に略比例して増加する。ま
た、指令電圧が不感帯より大きくなる範囲（範囲Ｂ）で
は、出力電流は指令電圧の減少に略比例して増加する。

【０００８】従来のジョイスティック装置では、指令電
圧はジョイスティック電圧と一致する。したがって、指
令電圧の中立電圧は、操作レバーが中立位置にあるとき
のジョイスティック電圧と一致するように、供給電圧Ｖ
ｃｃの１／２とされている。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うなジョイスティック装置を大量生産する場合、操作レ
バー中立位置でのジョイスティック電圧は、必ずしも供
給電圧Ｖｃｃの１／２と正確に一致する訳ではなく、各
製品毎にばらつきがある。

【００１０】例えば、大量生産されるジョイスティック
装置の中には、図４に示すように、操作レバー中立位置
でのジョイスティック電圧が、本来予定されている電圧
値Ｖｃｃ／２より大きな値Ｖ０であるものもある。この
ようなジョイスティック装置においては、操作レバーの
中立位置から正方向の傾転に対しては不感帯の幅が狭
く、装置はすぐに動作してしまうのに対して、負方向の
傾転に対しては不感帯の幅が広く、装置が動作するため
に操作レバーを予定されていた傾転角よりも余計に操作
レバー操作しなければならない。このため、レバー操作
のフィーリングは、本来予定されていたものと異なって
来てしまう。

【００１１】このようなばらつきに対処するために、コ
ントローラ４内に中立位置でのジョイスティック電圧を
正しい中立電圧に調整する調整機構を設け、製品の出荷
時に初期調整することが考えられる。しかしながら、こ
のような初期調整を行ったとしても、ジョイスティック
装置を長期間にわたって使用すると、入力部１の分圧手
段（ポテンショメータ）の経年変化により、調整後のジ
ョイスティック電圧は変化して来てしまい、結局、操作
レバーの中立位置と指令電圧の中立電圧の間にはずれが
生じてしまう。また、工場において調整機構を調整する
調整者によっても、調整の仕方にばらつきが生じてしま
う恐れもある。

【００１２】本発明は、このような問題点に着目してな
されたもので、操作部材を中立位置の回りで操作するこ
とにより各種装置を操作する操作装置において、操作感
が製品毎に変わらず、また長時間の使用によっても変わ
らないようにできるものを提供することを目的とする。

【００１３】

【課題を解決するための手段】第１の発明は、中立位置
の回りで操作される操作部材と、この操作部材の操作量
にしたがって電源電圧を分圧する分圧手段と、この分圧
手段からの分圧電圧が入力されるコントローラとを備
え、このコントローラに、指令電圧が中立電圧の前後に
設けられた所定の不感帯を超えたところから各種装置を
動作させるように指令電圧と出力電流との関係を定める
電流テーブルと、この電流テーブルに基づいて各種装置
を動作させるべく指令電圧に対応する出力電流を各種装
置のドライブ回路に出力する出力手段とを備えた操作装
置において、前記コントローラに、操作装置の電源投入
直後に分圧手段から取り込まれた電圧から分圧電圧の初
期電圧値を得る初期電圧取り込み手段と、この初期電圧
値と前記中立電圧の差として補正電圧を演算する補正電
圧演算手段と、その後の操作装置の動作においては、前
記初期電圧値が前記中立電圧値よりも大きな場合には前
記分圧手段からの分圧電圧から前記補正電圧を減算した
値を指令電圧とし、また前記初期電圧値が前記中立電圧
値よりも小さな場合には前記分圧手段からの分圧電圧に
前記補正電圧を加算した値を指令電圧とする電圧補正手
段とを備えた。

【００１４】第２の発明は、前記補正電圧演算手段は、
前記初期電圧値が所定の中立点補正範囲を超えた場合に
は前記補正電圧を０とする。

【００１５】第３の発明は、前記出力手段は、前記初期
電圧値が所定の中立点補正範囲を超えた場合には、電源
投入直後の操作部材の初期操作に対しては指令電圧の中
立電圧に対応する出力電流を出力する一方、改めて操作
部材が操作されたときに、この操作に対応して分圧手段
から入力された分圧電圧を指令電圧として、この指令電
圧に対応する出力電流を出力する。

【００１６】

【発明の作用および効果】第１の発明では、電源投入直
後には操作部材は中立位置にあると考えられるので、こ
の電源投入直後における分圧手段からの電圧値である初
期電圧値と中立電圧との差（補正電圧）に基づいてその
後の分圧電圧を補正し、この補正された分圧電圧を指令
電圧とすることにより、操作部材の中立位置に対して指
令電圧の中立電圧をちょうど対応させることができる。
したがって、大量生産された各操作装置においても、ま
た操作装置が長期間にわたって使用されて分圧手段等に
経年変化が生じた場合でも、操作装置による各種装置の
操作感（操作部材の操作量に対する出力電流の特性）
は、本来予定されていたものからずれることはない。

【００１７】第２の発明では、初期電圧値が所定の中立
点補正範囲を超えた場合には補正電圧は０とされ、分圧
手段からの分圧電圧の補正処理は行われない。これによ
り、初期電圧値のサンプリング時にオペレータの誤動作
により操作部材が操作されてしまった場合など、操作部
材が中立位置にないときの初期電圧値に基づいて分圧電
圧に補正を加えてしまって、かえって操作装置の特性を
狂わせてしまうことはなくなる。

【００１８】第３の発明では、初期電圧値が中立点補正
範囲内にない場合には、この電源投入直後の初期操作で
は指令電圧は中立電圧とされ、各種装置を動作させない
一方、操作部材の次回の操作から操作量に対応する分圧
電圧を指令電圧とし、初めて各種装置を動作させるよう
にしたので、オペレータの誤操作により電源投入時に操
作部材が既に操作されてしまっている場合などに、各種
装置がいきなり急激な動作を始めてしまうようなことは
ない。

【００１９】

【発明の実施の形態】以下、添付図面に基づいて、本発
明の実施の形態について説明する。

【００２０】図１には、本実施の形態のジョイスティッ
ク装置の構成を示す。

【００２１】ジョイスティック装置の基本的構成は、図
３に示した従来のジョイスティック装置と同様であり、
入力部１は、図示されない操作レバーおよび分圧手段
（ポテンショメータ）を備える。そして、この分圧手段
により供給電源３からの供給電圧Ｖｃｃを分圧した分圧
電圧が、ジョイスティック電圧としてコントローラ４の
マイクロコンピュータ４に入力される。

【００２２】マイクロコンピュータ４は、電流テーブル
５、出力手段６とともに、本発明の特徴となる補正電圧
演算手段８および電圧補正手段９を備えている。

【００２３】補正電圧演算手段８は、ジョイスティック
装置の電源投入時（直後）に、初期状態にある（したが
って操作レバーは中立位置にあると考えられる）入力部
１からのジョイスティック電圧をサンプリングし、例え
ば数十回のサンプリングの平均値として初期電圧値Ｖ１
を求める。そして、この初期電圧値Ｖ１と中立電圧Ｖｃ
ｃ／２との差として、補正電圧Ｖｅを演算する。

【００２４】電圧補正手段９は、ジョイスティック装置
の操作において、入力部１からのジョイスティック電圧
にこの補正電圧Ｖｅ分の補正を与え、操作レバーが中立
位置にあるときに出力電流演算の基準となる指令電圧が
ちょうど中立電圧であるようにする（詳しくは後述する
図２のフローチャートにおける処理を参照）。

【００２５】補正電圧演算手段８は、初期電圧値Ｖ１が
所定の中立点補正範囲内にない場合には、補正電圧Ｖｅ
を０とする。すなわち、電圧補正手段９による補正処理
は、初期電圧値Ｖ１が所定の中立点補正範囲内にある場
合にのみ実行される。これは、初期電圧値Ｖ１が中立電
圧からあまりにかけ離れている場合には、例えばオペレ
ータの肘が操作レバーに触れて操作レバーを傾けてしま
っているなど、電源投入時に既に操作レバーが傾転状態
となっている場合であると考えられるので、このような
状態でサンプリングされた初期電圧値Ｖ１によって補正
を行えば、かえってジョイスティック装置の特性を狂わ
せてしまうからである。

【００２６】出力手段６は、電圧補正手段９により補正
された後のジョイスティック電圧を指令電圧として、こ
の指令電圧に対応する出力電流を、指令電圧と出力電流
の関係を例えば図４のように定める電流テーブル５に基
づいて演算し、比例電磁弁７のドライブ回路に出力す
る。

【００２７】なお、初期電圧値Ｖ１が所定の中立点補正
範囲内にない場合には、出力手段６は、この初期電圧値
Ｖ１にしたがった出力電流を直ちに出力することはな
く、中立電圧Ｖｃｃ／２に対応する出力電流を出力す
る。そして、ジョイスティック装置の操作レバーが再び
操作された後に、ジョイスティック電圧に等しい指令電
圧に対応する出力電流を出力するようにする。これによ
り、例えばオペレータの誤操作により電源投入時に操作
レバーが既に傾転操作されてしまっている場合でも、ジ
ョイスティック装置により操作されるべき各種装置が、
いきなり急激な動作を始めてしまうようなことはない。

【００２８】つぎに図２のフローチャートにしたがっ
て、ジョイスティック装置のコントローラ２（マイクロ
コンピュータ４）における制御手順を説明する。

【００２９】ステップＳ１〜ステップＳ６の処理は補正
電圧演算手段８による処理であり、電源投入がなされる
と、まずステップＳ１において、初期電圧値Ｖ１の取り
込みが行われる。

【００３０】ステップＳ２においては、この初期電圧値
Ｖ１が中立点補正範囲内であるか否かが判定される。そ
して、初期電圧値Ｖ１が中立点補正範囲内にないときに
は、ステップＳ３において、補正電圧Ｖｅ＝０として、
ステップＳ７に進む（したがって、この場合にはジョイ
スティック電圧の初期補正は行われない）。一方、初期
電圧値Ｖ１が、中立点補正範囲内にあるときには、ステ
ップＳ４に進む。

【００３１】ステップＳ４においては、初期電圧値Ｖ１
と中立電圧Ｖｃｃ／２とが比較される。

【００３２】ステップＳ４においてＶ１が中立電圧Ｖｃ
ｃ／２より大きいと判定されたときには、ステップＳ５
に進み、 Ｖｅ＝Ｖ１−（Ｖｃｃ／２）…（１） により補正電圧Ｖｅを演算し、ステップＳ７に進む。

【００３３】一方、ステップＳ４においてＶ１が中立電
圧Ｖｃｃ／２より大きくないと判定されたときには、ス
テップＳ６に進み、 Ｖｅ＝（Ｖｃｃ／２）−Ｖ１…（２） により補正電圧Ｖｅを演算し、ステップＳ７に進む。

【００３４】ステップＳ７〜ステップＳ９は、通常のジ
ョイスティック装置の操作における処理で、ジョイステ
ィック装置の電源が切られるまで繰り返される。

【００３５】ステップＳ７では、電圧補正手段９が、ジ
ョイスティック電圧から、ステップＳ３またはステップ
Ｓ５またはステップＳ６で演算した補正電圧Ｖｅを減算
し、これを指令電圧とする。

【００３６】ステップＳ８では、ステップＳ７で求めた
指令電圧に対応する出力電流を、電流テーブル７に基づ
いて演算する。

【００３７】ステップＳ９では、ステップＳ８で演算さ
れた出力電流を、出力手段６により比例電磁弁７のドラ
イブ回路へ出力する。

【００３８】以上のように、本発明の操作装置（ジョイ
スティック装置）によれば、ジョイスティック電圧は電
源投入毎にサンプリングされる分圧電圧の初期電圧値と
中立電圧の差分（補正電圧）に基づいて補正され、操作
部材の操作量（操作レバーの傾転角）と指令電圧の関係
は、操作部材（操作レバー）が中立位置にあるときにち
ょうど指令電圧が中立電圧であるように調整される。し
たがって、大量生産された各操作装置においても、また
操作装置が長期間にわたって使用された場合でも、操作
装置による各種装置の操作感（すなわちジョイスティッ
ク装置の傾転操作量に対する出力電流の特性）は、本来
予定されていた操作感からずれることはない。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態を示すジョイスティック装
置の構成図である。

【図２】コントローラによる制御手順を示すフローチャ
ートである。

【図３】従来のジョイスティック装置の構成図である。

【図４】電流テーブルにおける指令電圧と出力電流の関
係を示す特性図である。

【符号の説明】

１ 入力部 ２ コントローラ ３ 供給電源 ４ マイクロコンピュータ ５ 電流テーブル ６ 出力手段 ７ 比例電磁弁 ８ 補正電圧演算手段 ９ 電圧補正手段

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】中立位置の回りで操作される操作部材と、 この操作部材の操作量にしたがって電源電圧を分圧する
   分圧手段と、 この分圧手段からの分圧電圧が入力されるコントローラ
   とを備え、 このコントローラに、指令電圧が中立電圧の前後に設け
   られた所定の不感帯を超えたところから各種装置を動作
   させるように指令電圧と出力電流との関係を定める電流
   テーブルと、この電流テーブルに基づいて各種装置を動
   作させるべく指令電圧に対応する出力電流を各種装置の
   ドライブ回路に出力する出力手段とを備えた操作装置に
   おいて、 前記コントローラに、操作装置の電源投入直後に分圧手
   段から取り込まれた電圧から分圧電圧の初期電圧値を得
   る初期電圧取り込み手段と、この初期電圧値と前記中立
   電圧の差として補正電圧を演算する補正電圧演算手段
   と、その後の操作装置の動作においては、前記初期電圧
   値が前記中立電圧値よりも大きな場合には前記分圧手段
   からの分圧電圧から前記補正電圧を減算した値を指令電
   圧とし、また前記初期電圧値が前記中立電圧値よりも小
   さな場合には前記分圧手段からの分圧電圧に前記補正電
   圧を加算した値を指令電圧とする電圧補正手段とを備え
   たことを特徴とする操作装置。
2. 【請求項２】前記補正電圧演算手段は、前記初期電圧値
   が所定の中立点補正範囲を超えた場合には前記補正電圧
   を０とすることを特徴とする請求項１に記載の操作装
   置。
3. 【請求項３】前記出力手段は、前記初期電圧値が所定の
   中立点補正範囲を超えた場合には、電源投入直後の操作
   部材の初期操作に対しては指令電圧の中立電圧に対応す
   る出力電流を出力する一方、改めて操作部材が操作され
   たときに、この操作に対応して分圧手段から入力された
   分圧電圧を指令電圧として、この指令電圧に対応する出
   力電流を出力することを特徴とする請求項２に記載の操
   作装置。