JPS6347577A - ジヨイステツク操作入力による弁制御装置 - 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、ジョイステックの操作に応じて弁を開閉制御
するようにしたジョイステック操作入力による弁制御装
置に関する。

（従来技術） 従来、この種のジョイステック操作入力に応じて弁を開
閉制御する装置としては、例えば第６図のものが知られ
ている。

第６図において、１は操作入力手段としてのジョイステ
ックレバー２を備えたジョイステック操作装置であり、
内蔵したポテンショメータのジョイステックレバー操作
による開度設定信号（電圧信号）はコントローラ３に与
えられ、コントローラ３の電流増幅器４で電流信号に増
幅変換され、ソレノイド５の駆動により比例弁６の開閉
制御を行なうようにしている。

尚、ソレノイド５の代わりに駆動源としてトルクモータ
を描えたものもある。

（発明が解決しようとする問題点） しかしながら、このような従来のジョイステック操作入
力による弁制御装置にあっては、ジョイステックレバー
２の操作に追従して比例弁６を開閉制御覆る構成となっ
ていたため、ジョイステックレバー２を急激に操作した
場合に１よ、ジョイステック操作速度に応じて急激な弁
の開閉制御が行なわれることとなり、急激な弁の開閉に
より液圧負荷に大きなショックを生ずるという問題があ
った。

そこで、コントローラ３に一次遅れ回路７を設け、ジョ
イステックレバー２の急激な操作による液圧ショックを
防ぐことも考えられるが、−次遅れ回路７を設けた場合
には、ジョイステックレバー２をゆっくり操作した場合
にも一次遅れが掛かるので、弁の開閉が間伸びした動き
となり、応答遅れが大きくなり過ぎて操作感覚を悪くす
るという問題があった。

（問題点を解決するための手段） 本発明は、このような従来の問題点に鑑みてなされたも
ので、ジョイステックの急激な操作が行なわれても液圧
ショックを起こすことがなく且つジョイステックをゆっ
くり操作したときにはジョイステック操作に追従した開
閉制御が行なえるようにしたジョイステック操作入力に
よる弁制御装置を提供することを目的とする。

この目的を達成するため本発明にあっては、ジョイステ
ック操作による弁の開度区間を複数の区間に分割し、各
分割区間毎に限界区間速度を設定し、ジョイステック操
作速度が所定速度以上の時には、各分割区間毎に設定さ
れている限界区間速度で弁を開閉制御し、ジョイステッ
ク操作速度が所定速度より低いときにはそのままジョイ
ステック操作速度に追従して弁を開閉制御するようにし
たものである。

（作用） このような本発明の構成によれば、ジョイステックを急
激に操作したときには、操作量で定まる弁の開度区間を
複数の区間に分割して各分割区間毎に予め設定した区間
限界速度で弁の開閉制御が行なわれ、急激なジョイステ
ック操作に追従した弁の開閉制御を抑えることで液圧負
荷に加わる液圧ショックを防ぐことができる。

またジョイステックを限界速度以下の速度でゆっくり操
作したときには、ジョイステック操作に追従した弁の開
閉制御が行なわれ、操作感覚が悪くなることはない゛。

（実施例） 第１図は本発明の一実施例を示したブロック図である。

まず構成を説明すると、１０はジョイステック操作装置
であり、ジョイステックレバー１２を有し、ジョイステ
ックレバー１２の操作で内蔵したポテンショメータまた
はエンコーダによりレバー操作量に応じた開度信号（電
圧信号等）を出力する。ジョイステック操作装置１０か
らの開度信号は開度変換器１３を介して開度設定器１４
に供給され、開度設定器１４においてジョイステック操
作装置１０におけるジョイステックレバー１２の操作ω
に応じたバルブ開度が設定される。開度設定器１４から
の開度設定信号はパルス発生器１５に与えられており、
パルス発生器１５はに′ｔ１度設定器１４からの開度設
定信号に応じた数のパルスを発生する。パルス発生器１
４の出力はカウンタ１６で計数され、カウンタ１６の計
数出力は更にデコーダ１７でパルスモータ１９のＣＷパ
ルス又はＣＣＷパルスに変換され、ドライバ１８を介し
てバルブ２０の駆動源として設けたパルスモータ１９に
供給され、パルスモータ１９はパルス発生器１５からの
発生パルス数に応じ開方向、若しくは開方向に回動して
バルブ２０の例えば流量制御を行なう。

一方、ジョイステック操作装置１０からの操作信号は速
度検出器２１に与えられ、速度検出器２１でジョイステ
ックレバー１２の操作速度Ｖｊを検出している。速度検
出器２１で検出したジョイステックレバー１２の操作速
度Ｖｊはコンパレータ２２のプラス入力に与えられ、後
の説明で明らかにする速度設定器２４から与えられたバ
ルブ２０で液汁ショックを起こさせないための限界速度
に基づく基準速度Ｖｒと比較され、ジョイスナックレバ
ー１２の操作速度■ｊが限界速度となる基準速度ｙｒを
越えたときコンパレータ２２がＨレベル出力を生じ、Ａ
ＮＤゲート２５を許容状態としている。

速度設定器２４にはジョイステック操作装置１０による
バルブ開閉操作で定まる開度最大値をＮ分割、例えばこ
の実施例にあっては４分割した各分割区間毎の区間限界
速度Ｖ１．Ｖ２．Ｖ３及び■４が予め設定されており、
例えばジョイステック操作装置１０のレバー操作でバル
ブ２０を開度零から全開させた場合、マルチプレクサ２
６からの区間切換信号を受けて４つの分割区間毎に順次
区間限界速度Ｖｌ、Ｖ２．Ｖ３及びｙ４を順次出力し、
この速度設定器２４からの区間限界速度の出力は、コン
パレータ２２でジョイステックレバー１２の操作速度Ｖ
ｊが限界速度を与える基準速度ｙｒ以上となってＨレベ
ル出力を生じＡＮＤゲート２４を許容状態としていると
ぎにパルス発生器１５に区間限界速度Ｖ１．Ｖ２．Ｖ３
及び■４を順次設定するようになる。

マルチプレクサ２４による速度設定器２４に対する区間
切換信号の出力はカウンタ１６の層数値を入力した３つ
のコンパレータ２８ａ、２８ｂ。

２８Ｇの比較出力で行なわれ、各コンパレータ２８ａ〜
２８Ｇには分割区間の境界開度３１．３２及びＳ３を与
える設定スイッチ３０ａ、３０ｂ。

３０Ｃが設けられており、カウンタ１６の計数値で与え
られるバルブ２０の実開度を設定スイッチ３０８〜３０
Ｇの設定開度８１〜Ｓ３と比較し、マルチプレクサ２６
を介して速度設定器２４に対し区間識別信号を供給する
ようになる。尚、設定スイッチ３０８〜３０Ｃによる区
間境界を与える設定開度８１〜Ｓ３の間は３１＜３２＜
３３となる関係に定められており、また各境界設定値Ｓ
１〜Ｓ３はバルブ２０により制御する液圧負荷に応じて
適宜の値を設定することができる。

次に、第１図の実施例の作用を説明する。

今、ジョイステック操作装置１０のジョイステックレバ
ー１２を急激に操作してバルブ２０の全開位置から全開
位置への切換操作を行なったとする。このときのジョイ
ステックレバー１２の動きは第２図の一点鎖線に示すよ
うになり、速度検出器２１で検出されたジョイステック
レバー１２の操作速度Ｖｊは速度設定器２４から与えら
れている限界速度Ｖｒを越えていたとすると、コンパレ
ータ２２がＨレベル出力を生じ、ＡＮＤグー１〜２５を
許容状態とする。

一方、コンパレータ２８ａ〜２８Ｇに基準値を設定する
設定スイッチ３０８〜３０Ｇの各分割区間の境界開度８
１〜Ｓ３が第２図に示す仝閉開度ＳＯと最大開度３　ｍ
ａｘにつき定められていたとすると、カウンタ１６によ
る実開度の泪数値が最初の区間境界開度Ｓ１に達するま
では、コンパレータ２８ａ〜２８Ｇのいずれの出力もＬ
レベルにおる。このため速度設定器２４は第１区間につ
いて予め設定した速度■１をＡＮＤゲート２４を介して
パルス発生器１５に設定し、この設定速度■１に基づく
周期でパルス発生器１５がパルスを発生し、そのため境
界開度Ｓ１にバルブ実開度が達するまでは第２図に示す
ようにゆっくりしたバルブ２０の開制御が行なわれる。

カウンタ１６で計数した実開度が設定スイッチ３０ａの
設定開度Ｓ１に達すると、コンパレータ２８ａの出力が
ト；レベルとなり、このコンパレータ２８ａのＨレベル
出力を速度設定器２４がマルチプレクサ２６を介して受
け、次の第２区間について予め設定した区間限界速度ｖ
２をＡＮＤゲート２４を介してパルス発生器１５に設定
し、第２図に示すように第２区間にあっては第１区間の
区間限界速度Ｖ１より速い区間限界速度Ｖ２によりバル
ブ２０の開制御が行なわれる。更に、カウンタ１６の計
数値による実開度が設定スイッチ３０ｂの設定開度Ｓ２
に達すると、コンパレータ２８ｂの出力も１ルベルとな
り、これによって速度設定器２４は第３区間の区間限界
速度■３をＡＮＤゲート２４を介してパルス発生器１５
に設定し、第２区間の区間限界速度■２より速い第３区
間の区間限界速ｌｆｆ１Ｖ３をもってバルブ２００間制
御を行なう。

更に、カウンタ１６で計数された実開度が設定スイッチ
３０の設定開度Ｓ３に達すると、コンパレータ２８Ｇの
出力がＨレベルとなり、速度設定器２４は第４区間につ
いて予め設定した区間限界速度Ｖ４をＡＮＤゲート２４
を介してパルス発生器１５に設定し、第３区間の区間限
界速度ｖ３より低い第４区間の区間限界速度Ｖ４によっ
てバルブ２０を開制御し、最終的に最大開度３　ｍａｘ
に開くようになる。

このようにジョイステック操作装置１０のジョイステッ
クレバー１２を急激に操作したとしても、ジョイステッ
クレバー１２の操作速度ｖｊが所定の限界速度ｖｒ以上
のときには第２図の実線の特性で示すように開度区間を
４分割し、各分割区間毎に予め定めた区間限界速度Ｖ１
．Ｖ２．Ｖ３及びＶ４に従ったバルブ２０の開制御が行
なわれ、且つ区間限界速度Ｖ１〜ｖ４の値として、バル
ブ２０の開制御による液圧ショックを生じないように立
ち上りをゆるやかにし、中間で急速に立ら上げ、最終開
度の手前で速度を下げるような値とすることで、急激な
バルブ開放による液圧ショックを吸収できるようにして
いる。

一方、ジョイステック操作装置１０のジョイステックレ
バー１２をコンパレータ２２に対する限界速度ｖｒより
小さい速度でゆっくり操作した場合には、比較器２２の
出力はＬレベルに保たれてＡＮＤゲート２５が禁止状態
に置かれ、速度設定器２４からの区間限界速度のパルス
発生器１５に対重る設定が行なわれないことから、パル
ス発生器１５はジョイステックレバー１２の操作速度に
追従した速度でパルスを発生し、第３図に一点鎖線で示
Ｊジョイステックレバー１２の操作速度に追従して実線
で示すバルブ２０の開制御が行なわれ、レバー操作に１
対１に追従したバルブ開制御となる。

第４図は第１図の実施例に設けた開度変換器１３の変換
特性の一例を示したグラフ図であり、この開度変換器１
３の特性にあっては、ジョイステック操作量に対するバ
ルブ開度の関係を非直線特性としたことを特徴とする。

即ち、開度変換器１３を通すことにより、ジョイステッ
ク操作量とバルブ開度の関係を直線対応ではなく、バル
ブ開度が小さい時にはジョイステック操作量を大ぎくで
きるようにし、バルブ開度が大きい時にはジョイステッ
ク操作量を小さくできるようにし、バルブ開度が小さい
時の開度微調整をより行ない易くしている。

第５図は本発明の他の実施例によるバルブ制御特性を示
したタイムチャートであり、第１図の実施例にあっては
第２図に示したようにバルブの開制御について操作速度
が急激に行なわれたときに区間限界速度の５Ω定により
液圧ショックを生じないように速度制御していたが、こ
の実施例にあっては、バルブの閉制御について区間限界
速度の設定による速度制御を行なうようにしたことを特
徴となる。

即ち、第６図の実施例にあっては、バルブの開制御につ
いては一点鎖線で示すジョイステック操作に追従した高
速応答としてバルブ開度を速やかに立ら上げ、一方、バ
ルブの閉操作については、区間限界速度の設定に従った
閉制御でジョイステックレバー１２の急激な操作にかか
わらず、バルブをゆっくりと閉鎖し、液圧ショックなし
に負荷を停止させるようにしている。この第６図の制御
特性を実現するためには、第１図におけるジョイステッ
ク操作装置１０からの操作信号からバルブの操作方向を
検出する方向検出手段を設け、ジョイステックレバー１
２を閉鎖方向に操作し、且つ操作速度Ｖｊが限界速度ｖ
ｒを越えたときに、速度設定器２４による区間限界速度
の設定制御を行なわせればよい。尚、第６図のバルブ閉
制御における区間限界速度の設定はバルブ開度区間を３
分割した場合を例にとっており、各区間毎に区間限界速
度Ｖｌ、Ｖ２．Ｖ３を予め設定している。

また、上記の実施例は、ジョイステックレバーの操作で
バルブを仝閉から全開若しくは全開から仝閉にするため
に急激に操作した場合を例にとるものであったが、全開
操作及び全開操作に限定されず、バルブを適宜の開度、
例えば開度５０％に開くような場合も、このジョイステ
ック操作開度５０％について相似的に操作区間を４分割
し、各区間毎に、例えば第２図に示したように］区間限
界速度■１〜Ｖ４を順次設定して液汁ショックを生じな
いようにバルブ制御を行なうようにしてもよい。また、
上記の実施例はバルブ開閉区間を３分割又は４分割した
場合を例にとるものであったが、分割区間数Ｎは必要に
応じて適宜の値とすることができる。

（発明の効果） 以上説明してきたように、本発明によれば、ジョイステ
ックの操作に追従して弁を開閉制御するジョイステック
操作入力による弁制御Ｉ装置において、ジョイステック
操作による弁の開度区間を複数の区間に分割し、各分割
区間毎に限界区間速度を設定し、ジョイステック操作速
度が所定速度以上のときには各分割区間毎に設定されて
いる限界区間速度で弁を開閉制御するようにしたため、
ジョイステックの操作に熟練しないオペレータが急激な
レバー操作を行なったとしても、ジョイステックの急激
な操作にかかわらず、予め定めた区間限界速度に従った
バルブの開閉制御が行なわれ、液圧ショックを起こすこ
となく負荷を滑らかに駆動することができ、一方、限界
速度以下の速度でジョイステックをゆっくり操作した場
合には、ジョイステックの操作に追従したバルブ開閉制
御で負荷を駆動することができ、従来の液圧ショックを
防ぐために一次遅れ回路を設けた場合のような間延びし
た制御とならず、操作感覚を１０うことなく適切に負荷
を操作することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示したブロック図、第２図
は第１図の実施例で急激なジョイステック操作を行なっ
たときのバルブ開度の時間変化を示したタイムチャート
、第３図は第１図の実施例でジョイステック操作をゆっ
くり行なったときのバルブ開度の時間変化を示したタイ
ムチャート、第４図は第１図の実施例に設けた開度変換
器の特性を示したグラフ図、第５図は本発明の他の実施
例によるバルブ開度の時間変化を示したタイムチャート
、第６図は従来例を示したブロック図である。 １０：ジョイステック操作装置 １２：ジョイステックレバー １３：聞度変換器 １４：開度設定器 １５：パルス発生器 １６：カウンタ １７：デコーダ １８：ドライバ １９：パルスモータ ２０：バルブ ２１：速度検出器 ２２．２８ａ　〜２８Ｃ：：ｌンパレータ２４：速度設
定器 ２５　：ＡＮＤゲート ２６：マルチプレクサ

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）ジョイステックの操作に追従して弁を開閉制御す
   るジョイステック操作入力による弁制御装置に於いて、 前記ジョイステック操作で設定される開度区間を複数区
   間に分割し、該分割区間毎に限界区間速度を設定する速
   度設定手段と、 前記ジョイステックの操作速度が所定速度以上のとき前
   記速度設定手段で分割区間毎に設定された区間限界速度
   で弁を開閉制御する制御手段とを備えたことを特徴とす
   るジョイステック操作入力による弁制御装置。
2. （２）前記制御手段は、ジョイステックの操作による弁
   の開閉方向を検出する開閉方向検出器を備え、該開閉方
   向検出器の方向検出出力に基づいて前記速度設定手段に
   よる分割区間毎の区間限界速度を選択して弁を制御する
   ようにしたことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載
   のジョイステック操作入力による弁制御装置。