(57)【要約】【課題】操作レバーの角度を検出する操作検出手段に異常が生じたときに操作レバーの操作により所定の可動体を安全な速度で動作させることができる操作系の制御装置の提供。【解決手段】、操作検出手段３２の第１，第２検出部３３，３４のそれぞれが出力した検出信号の、操作レバー３１の角度を示す電圧の合計値と、この合計値の正常値とを、異常判定手段４３で比較して操作検出手段３２が正常か異常かを判定し、正常時に、第１検出部３３の検出信号の電圧に対応する目標値を目標値演算手段４４で演算して、異常時に、第１検出部３３の検出信号の電圧が示す角度と第２検出部３４の検出信号の電圧が示す角度とのいずれか小さい方に対応する目標値を目標値演算手段４４で演算して、可動体の動作の制御に関係するアクチュエータ３０Ａ，３０Ｂを制御することにより、操作レバー３１の実際の角度に対応する速度を超えないように可動体を動作させる。【選択図】図３
2006328759.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定の可動体の動作の制御に関係し電気操作可能なアクチュエータと、前記所定の可動体に対応して設けられ、中立位置から相反する２方向へ傾倒操作可能な操作レバーとを備え、中立位置からの前記操作レバーの角度が大きいほど速い速度で前記所定の可動体を動作させるための制御信号を出力して前記アクチュエータの動作を制御する操作系の制御装置であって、
前記操作レバーの角度を検出して検出信号を出力する第１，第２検出部を有する操作検出手段と、前記第１，第２検出部のそれぞれから出力された検出信号を入力したのち、前記第１検出部の検出信号が示す角度と前記第２検出部の検出信号が示す角度とを比較して、前記操作検出手段が異常であると判定する異常判定手段とを備える操作系の制御装置において、
前記異常判定手段が、前記操作検出手段が正常であると判定したときに、前記第１検出部の検出信号が示す角度に対応する制御信号を生成して出力する正常時制御手段と、
前記異常判定手段が、前記操作検出手段が異常であると判定がたときに、前記第１検出部の検出信号が示す角度、および、前記第２検出部の検出信号が示す角度の、いずれか小さい角度に対応する制御信号を生成して出力する異常時制御手段とを備えることを特徴とする操作系の制御装置。
【請求項２】
請求項１記載の発明において、
前記第１，第２検出部が、電圧により前記操作レバーの角度を示す前記検出信号を出力し、
前記第１検出部が、前記２方向のいずれか一方向への操作レバーの角度の増大に伴って検出信号の電圧を上昇させ、他方向への操作レバーの角度の増大に伴って検出信号の電圧を低下させる特性を有し、
前記第２検出部が、前記２方向のいずれか一方向への操作レバーの角度の増大に伴って検出信号の電圧を低下させ、他方向への操作レバーの角度の増大に伴って検出信号の電圧を上昇させる特性を有し、
前記異常判定手段が、前記第１検出部の検出信号の電圧と、前記第２検出部の検出信号の電圧との合計値を演算し、この合計値と予め記憶された正常値とを比較して、前記操作検出手段の異常を判定することを特徴とする操作系の制御装置。
【請求項３】
請求項１記載の発明において、
前記第１，第２検出部が、電圧により前記操作レバーの角度を示す前記検出信号を出力し、前記２方向のいずれか一方向への操作レバーの角度の増大に伴って検出信号の電圧を上昇させ、他方向への操作レバーの角度の増大に伴って検出信号の電圧を低下させる特性を有し、
前記異常判定手段が、前記第１検出部の検出信号の電圧と、前記第２検出部の検出信号の電圧との差を演算し、この差と予め記憶された正常な差の値とを比較して、前記操作検出手段の異常を判定することを特徴とする操作系の制御装置。
【請求項４】
請求項１記載の発明において、
前記操作検出手段が異常であるという判定が前記異常判定手段によりなされたことを報知する報知手段を備えることを特徴とする操作系の制御装置。
【請求項５】
請求項１記載の発明において、
複数の可動体を含む作業機と、この作業機を駆動する油圧アクチュエータと、この油圧アクチュエータに供給する圧油の流れを制御する油圧パイロット式方向切換弁とを備える建設機械に設けられ、
前記所定の可動体が、前記複数の可動体のうちの１つであって、
前記電気操作可能なアクチュエータが、前記油圧パイロット式方向切換弁に与えるパイロット圧を制御する電磁比例弁からなることを特徴とする操作系の制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、所定の可動体の動作の制御に関係し電気操作可能なアクチュエータの動作を、操作レバーの角度に応じて制御する操作系の制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
操作系の制御装置の従来技術としては、例えば特許文献１に示されるものがある。この従来技術は、建設機械、例えば油圧ショベルに設けられている。この油圧ショベルは、フロント作業機に含まれる可動体であるアームを駆動するアームシリンダと、このアームシリンダに供給する圧油の流れを制御する油圧パイロット式方向切換弁とを備えている。
【０００３】
前記従来技術は、アームの動作の制御に関係し電気操作可能なアクチュエータ、すなわち、前記油圧パイロット式方向切換弁に与えられるパイロット圧を制御する電磁弁と、アームに対応して設けられ、中立位置から相反する２方向へ傾倒操作可能な操作レバーと、中立位置からの操作レバーの角度を検出する操作検出手段とを備えている。そして、操作検出手段により検出した角度が大きいほど、アームを速い速度で動作させるための制御信号を出力して電磁弁を制御するようになっている。
【０００４】
前記操作検出手段は、操作レバーの角度を検出して検出信号を出力する第１，第２検出部を有している。これらの第１，第２検出部のそれぞれは、操作レバーの傾倒操作に連動し、操作レバーの角度を電圧で示す検出信号を出力するようになっている。第１検出部の検出信号の電圧と、第２検出部の検出信号の電圧とは、同じ値で同じ角度を示すようになっている。
【０００５】
また、前記従来技術は、前記第１検出部の検出信号が示す角度と、前記第２検出部の検出信号が示す角度とが異なるときに、操作検出手段が異常であると判定する異常判定手段を備えている。そして、操作検出手段が正常であるという判定が異常判定手段によりなされたときに、第１，第２検出部の検出信号が示す角度に対応する制御信号を生成して出力するようになっており、操作検出手段が異常であるという判定が異常判定手段によりなされたときに、制御信号の出力を中止するようになっている。
【０００６】
このように構成された従来技術は、操作検出手段に異常が生じると、電磁弁に制御信号を出力するのを中止して、油圧パイロット式方向切換弁の操作、すなわち、フロント作業機のアームの操作を行えない状態にする。これにより、操作レバーの角度に対応する速度よりも速くアームが動作するという事態、つまり、操作者が意図した速度よりも速くアームが動作するという危険な事態の発生を防止することができる。
【特許文献１】特開平５−１５６６６５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
前述の従来技術は、操作検出手段に異常が生じると、電磁弁に対する制御信号を出力するのを中止して、油圧パイロット式方向切換弁の操作、すなわち、フロント作業機のアームの操作を行えない状態にする。したがって、油圧ショベルのフロント作業機を走行に適した姿勢にするためのアームの操作を行うことができず、操作検出手段の点検や修理を行うのに適した場所まで油圧ショベルを移動させることができない。つまり、前述の従来技術では、操作検出手段に異常が生じたときに、操作レバーによる可動体の操作を行えなくなるため、不都合が生じることがあった。
【０００８】
本発明は、上述の実状を考慮してなされたものであり、その目的は、操作レバーの角度を検出する操作検出手段に異常が生じたときに、操作レバーの操作により所定の可動体を安全な速度で動作させることができる操作系の制御装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
〔１〕  本発明は、前述の目的を達成するために、所定の可動体の動作の制御に関係し電気操作可能なアクチュエータと、前記所定の可動体に対応して設けられ、中立位置から相反する２方向へ傾倒操作可能な操作レバーとを備え、中立位置からの前記操作レバーの角度が大きいほど速い速度で前記所定の可動体を動作させるための制御信号を出力して前記アクチュエータの動作を制御する操作系の制御装置であって、前記操作レバーの角度を検出して検出信号を出力する第１，第２検出部を有する操作検出手段と、前記第１，第２検出部のそれぞれから出力された検出信号を入力したのち、前記第１検出部の検出信号が示す角度と前記第２検出部の検出信号が示す角度とを比較して、前記操作検出手段が異常であると判定する異常判定手段とを備える操作系の制御装置において、前記異常判定手段が、前記操作検出手段が正常であると判定したときに、前記第１検出部の検出信号が示す角度に対応する制御信号を生成して出力する正常時制御手段と、前記異常判定手段が、前記操作検出手段が異常であると判定がたときに、前記第１検出部の検出信号が示す角度、および、前記第２検出部の検出信号が示す角度の、いずれか小さい角度に対応する制御信号を生成して出力する異常時制御手段とを備えることを特徴とする。
【００１０】
このように構成した本発明では、異常判定手段が、操作検出手段が異常であると判定したときに、異常時制御手段が、第１検出部の検出信号が示す角度、および、第２検出部の検出信号が示す角度の、いずれか小さい角度に対応する制御信号を生成して出力する。これにより、操作レバーの角度に対応する速度よりも速く可動体が動作するという事態が生じない。したがって、操作検出手段に異常が生じたときに、操作レバーの操作により所定の可動体を安全な速度で動作させることができる。
【００１１】
〔２〕  本発明は、〔１〕記載の発明において、前記第１，第２検出部が、電圧により前記操作レバーの角度を示す前記検出信号を出力し、前記第１検出部が、前記２方向のいずれか一方向への操作レバーの角度の増大に伴って検出信号の電圧を上昇させ、他方向への操作レバーの角度の増大に伴って検出信号の電圧を低下させる特性を有し、前記第２検出部が、前記２方向のいずれか一方向への操作レバーの角度の増大に伴って検出信号の電圧を低下させ、他方向への操作レバーの角度の増大に伴って検出信号の電圧を上昇させる特性を有し、前記異常判定手段が、前記第１検出部の検出信号の電圧と、前記第２検出部の検出信号の電圧との合計値を演算し、この合計値と予め記憶された正常値とを比較して、前記操作検出手段の異常を判定することを特徴とする。
【００１２】
〔３〕  本発明は、〔１〕記載の発明において、前記第１，第２検出部が、電圧により前記操作レバーの角度を示す前記検出信号を出力し、前記２方向のいずれか一方向への操作レバーの角度の増大に伴って検出信号の電圧を上昇させ、他方向への操作レバーの角度の増大に伴って検出信号の電圧を低下させる特性を有し、前記異常判定手段が、前記第１検出部の検出信号の電圧と、前記第２検出部の検出信号の電圧との差を演算し、この差と予め記憶された正常な差の値とを比較して、前記操作検出手段の異常を判定することを特徴とする。
【００１３】
〔４〕  本発明は、〔１〕記載の発明において、前記操作検出手段が異常であるという判定が前記異常判定手段によりなされたことを報知する報知手段を備えることを報知する報知手段を備えることを特徴とする。
【００１４】
〔５〕  本発明は、〔１〕記載の発明において、複数の可動体を含む作業機と、この作業機を駆動する油圧アクチュエータと、この油圧アクチュエータに供給する圧油の流れを制御する油圧パイロット式方向切換弁とを備える建設機械に設けられ、前記所定の可動体が、前記複数の可動体のうちの１つであって、前記電気操作可能なアクチュエータが、前記油圧パイロット式方向切換弁に与えるパイロット圧を制御する電磁比例弁からなることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、操作レバーの角度を検出する操作検出手段に異常が生じたときに、操作レバーの操作により所定の可動体を安全な速度で動作させることができる。これにより、所定の可動体を操作できなくなるために生じる不都合を解消できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
本発明の操作系の制御装置の一実施形態について図を用いて説明する。図１は、本実施形態が設けられる建設機械の一例である油圧ショベルの側面図、図２は、図１に示すアームシリンダを制御する油圧回路を示す図、図３は、本発明の操作系の制御装置の一実施形態の構成を示すブロック図、図４は、本実施形態の操作検出手段に備えられる第１，第２検出部のそれぞれが出力する検出信号の電圧の特性を示す図である。
【００１７】
本実施形態は、図１に示す油圧ショベルに設けてある。この油圧ショベル１は、走行体２と、この走行体２上に旋回可能に設けられ、左前部に運転室４を有する旋回体３と、この旋回体３の運転室４の右側方に設けられるフロント作業機５とを備えている。
【００１８】
前記フロント作業機５は、複数の可動体、すなわちブーム６、アーム７およびバケット８を連結して構成されている。ブーム６は、一端を旋回体３に回動可能に結合されている。アーム７は、その一端をブーム６の他端に回動可能に結合されている。バケット８は、その一端をアーム７の他端に回動可能に結合されている。これらブーム６、アーム７およびバケット８のそれぞれは、油圧シリンダからなるブームシリンダ９、アームシリンダ１０、バケットシリンダ１１のそれぞれの伸縮に伴って回動するようになっている。
【００１９】
また、油圧ショベル１は、ブームシリンダ９、アームシリンダ１０、バケットシリンダ１１の伸縮動作を制御する油圧回路を備えている。この油圧回路からアームシリンダ１０の動作を制御する油圧回路を抜き出したものが、図２に示す油圧回路２０である。
【００２０】
この油圧回路２０は、アームシリンダ１０に供給する圧油を吐出するメインポンプ２１と、アームシリンダ１０に供給する圧油の流れを制御する油圧パイロット式方向切換弁２３と、この油圧パイロット式方向切換弁２３の受圧部２３ａ，２３ｂに与える圧油を吐出するパイロットポンプ２４とを備えている。なお、図２において、２２はメインポンプ２１の吐出圧の上限を規定するメインリリーフ弁であり、２５は、パイロットポンプ２４の吐出圧の上限を規定するパイロットリリーフ弁であり、２７は、アームシリンダ１０からメインポンプ２１への圧油の逆流を阻止する逆止弁である。
【００２１】
本実施形態は、同図２に示すように、アーム７の動作の制御に関係し電気操作可能なアクチュエータ、すなわち、電磁比例弁３０Ａ，３０Ｂと、アーム７に対応して設けられ、中立位置から相反する２方向（矢印Ａ，Ｂ方向）へ傾倒操作可能な操作レバー３１と、中立位置から矢印Ａ方向への操作レバー３１の角度θａ、および中立位置から矢印Ｂ方向への操作レバー３１の角度θｂ（＝−θａ）を検出する操作検出手段３２と、この操作検出手段３２により検出された操作レバー３１の角度θａまたはθｂに応じて、電磁比例弁３０Ａまたは３０Ｂを制御するコントローラ４０とを備えている。
【００２２】
電磁比例弁３０Ａは、パイロットポンプ２４と、油圧パイロット式方向切換弁２３の受圧部２３ａとを接続するパイロット管路２６Ａ上に設けられている。電磁比例弁３０Ｂは、パイロットポンプ２４と、油圧パイロット式方向切換弁２３の受圧部２３ｂとを接続するパイロット管路２６Ｂに設けられている。
【００２３】
操作検出手段３２は、対向して配置される円弧状の抵抗体３３ａ，３４ａと、これら抵抗体３３ａ，３４ａの内側において回転軸３２ａから互いに相反する方向に延設され、操作レバー３１に連動して一体的に回動する摺動子３３ｂ，３４ｂとを備えている。抵抗体３３ａ，３４ａのそれぞれの一端は、電線３５によりコントローラ４０に接続してある。この電線３５は、図示しないがコントローラ４０を介して電源に接続してある。抵抗体３３ａ，３４ａのそれぞれの他端は、電線３６によりコントローラ４０に接続してある。この電線３６は、コントローラ４０を介して接地してある。また、摺動子３３ｂ，３４ｂのそれぞれは、電気信号線３７，３８のそれぞれによりコントローラ４０に接続してある。
【００２４】
つまり、操作検出手段３２は、抵抗体３３ａに対する摺動子３３ｂの摺動に伴って変化する電圧によって操作レバー３１の角度θａまたはθｂに対応する検出信号（電気信号）を出力する第１検出部３３と、抵抗体３４ａに対する摺動子３４ｂの摺動に伴って変化する電圧によって操作レバー３１の角度θａまたはθｂに対応する検出信号（電気信号）を出力する第２検出部３４とを備えている。
【００２５】
第１検出部３３は、図４に太い破線で描いた電圧特性線６０で示すように、中立位置から矢印Ａ方向への操作レバー３１の角度θａの増大に伴って検出信号の電圧Ｖ１を上昇させ、矢印Ｂ方向への操作レバー３１の角度θｂ（＝−θａ）の増大に伴って検出信号の電圧Ｖ１を低下させる特性を有している。第２検出部３４は、図４に太い実線で描いた電圧特性線６１で示すように、矢印Ａ方向への操作レバー３１の角度θａの増大に伴って検出信号の電圧Ｖ２を低下させ、矢印Ｂ方向への操作レバー３１の角度θｂの増大に伴って検出信号の電圧Ｖ２を上昇させる特性を有している。なお、操作検出手段３２が正常の場合、電圧Ｖ１と電圧Ｖ２の合計値Ｖ１２は正常値Ｖｃとなるようにしてある。
【００２６】
コントローラ４０は、コンピュータからなり、図３に示すように、第１検出部３３から電気信号線３７により導かれる検出信号を入力する第１入力部４１と、第２検出部３４から電気信号線３８により導かれる検出信号を入力する第２入力部４２と、電磁比例弁３０Ａに制御信号を出力する第１出力部４６と、電磁比例弁３０Ｂに制御信号を出力する第２出力部４７とを備えている。
【００２７】
また、コントローラ４０は、第１入力部４１に入力した第１検出部３３の検出信号が示す角度θａまたはθｂと、第２入力部４２に入力した第２検出部３４の検出信号が示すθａまたはθｂとが異なるときに、操作検出手段３２が異常であると判定する異常判定手段４３を備えている。この異常判定手段４３は、第１検出部３３の検出信号の電圧Ｖ１と、第２検出部３４の検出信号の電圧Ｖ２との合計値Ｖ１２（＝Ｖ１＋Ｖ２）を演算する電圧合計値演算部４３ａと、この電圧合計値演算部４３ａにより算出した合計値と、予め記憶された正常値Ｖｃとを比較して、操作検出手段３２が正常か異常かを判定する比較判定部４３ｂとを備えている。比較判定部４３ｂは、電圧Ｖ１，Ｖ２の合計値Ｖ１２が正常値Ｖｃと異なるときに、言い換えると、電圧Ｖ１が示す操作レバー３１の角度θａまたはθｂと、電圧Ｖ２が示す操作レバー３１の角度θａまたはθｂとが異なるときに、操作検出手段３２が異常であると判定するようになっている。
【００２８】
また、コントローラ４０は、電磁比例弁３０Ａ，３０Ｂについての目標値を演算する目標値演算手段４４を備えている。この目標値演算手段４４は、比較判定部４３ｂによる判定結果が、操作検出手段３２が正常であるという判定結果であるときに、第１検出部３３の検出信号の電圧Ｖ１、すなわち第１検出部３３により検出した操作レバー３１の角度θａまたはθｂ、に対応する目標値を演算する第１目標値演算部４４ａを備えている。操作レバー３１の角度がθａのとき、第１目標値演算部４４ａは、電磁比例弁３０Ａについての目標値を算出し、第１出力部４６は、その目標値に対応する制御信号を出力するようにしてある。また、操作レバー３１の角度がθｂのとき、第１目標値演算部４４ａは、電磁比例弁３０Ｂについての目標値を算出し、第２出力部４７は、その目標値に対応する制御信号を出力するようにしてある。
【００２９】
つまり、コントローラ４０は、異常判定手段４３による判定結果が、操作検出手段３２が正常であるという判定結果であるときに、第１検出部３３の検出信号が示す角度θａまたはθｂに対応する制御信号を生成して電磁比例弁３０Ａまたは３０Ｂに出力する正常時制御手段として機能するようにしてある。なお、油圧ショベル１のアームシリンダ１０は、操作レバー３１の角度θａが大きいほど速い速度で伸長し、操作レバー３１の角度θｂが大きいほど速い速度で収縮する。
【００３０】
また、コントローラ４０は、比較判定部４３ｂによる判定結果が、操作検出手段３２が異常であるという判定結果であるときに、第１検出部３３の検出信号の電圧Ｖ１が示す角度θａまたはθｂと、第２検出部３４の検出信号の電圧Ｖ２が示す角度θａまたはθｂとの大きさを比較し、小さい方を判定する小角度判定部４４ｂとを備えている。また、小角度判定部４４ｂにより判定された角度θａまたはθｂに対応する目標値を演算する第２目標値演算部４４ｃを備えている。操作レバー３１の角度がθａのとき、第２目標値演算部４４ｃは、電磁比例弁３０Ａについての目標値を算出し、第１出力部４６は、その目標値に対応する制御信号を出力するようにしてある。また、操作レバー３１の角度がθｂのとき、第２目標値演算部４４ｃは、電磁比例弁３０Ｂについての目標値を算出し、第２出力部４７は、その目標値に対応する制御信号を出力するようにしてある。
【００３１】
つまり、コントローラ４０は、異常判定手段４３による判定結果が、操作検出手段３２が異常であるという判定結果であるときに、第１検出部３３の検出信号が示す角度θａまたはθｂと、第２検出部３４の検出信号が示す角度θａまたはθｂとの、いずれか小さい方に対応する制御信号を生成して出力する異常時制御手段として機能するようにしてある。
【００３２】
また、コントローラ４０は、操作レバー３１の角度に対応する電圧Ｖ１，Ｖ２のそれぞれの特性（図４参照）を予め記憶した電圧特性記憶部４５ｂと、電圧Ｖ１と電圧Ｖ２の合計値Ｖ１２の正常値Ｖｃ（図４参照）を予め記憶した正常値記憶部４５ａと、電圧Ｖ１，Ｖ２のそれぞれに対応する目標値の特性を予め記憶した目標値特性記憶部４５ｃとを有する記憶手段４５を備えている。
【００３３】
また、本実施形態は、コントローラ４０により制御される報知手段、例えばブザー５０を備えている。コントローラ４０は、異常判定手段４３により、操作検出手段３２が異常であると判定したときに、ブザー５０を作動させるブザー制御信号を出力する第３出力部４８を備えている。
【００３４】
なお、ブームシリンダ９、バケットシリンダ１１の伸縮動作を制御する油圧回路のそれぞれについても、図２に示す油圧回路２０と同様に構成されており、本実施形態を設けてある。
【００３５】
本実施形態は、次のように動作する。
【００３６】
＜正常時の動作＞
操作検出手段３２が正常な状態における本実施形態の動作を、操作レバー３１が矢印Ａ方向に操作された場合の動作を例に挙げて説明する。
【００３７】
操作レバー３１が任意の角度θａｎまで傾倒操作されたとする。これに伴い、第１検出部３３の摺動子３３ｂは抵抗体３３ａ上を電気抵抗が大きくなる方向へ摺動し、第２検出部３４の摺動子３４ａは抵抗体３４ｂ上を電気抵抗が小さくなる方向へ摺動する。これにより、第１検出部３３は、操作レバー３１の角度θａｎに対応する電圧Ｖ１ｎの検出信号を出力し、第２検出部３４は、操作レバー３１の角度θａｎに対応する電圧Ｖ２ｎの検出信号を出力する。これらの検出信号は、電気信号線３７，３８によりコントローラ４０の第１，第２入力部４１，４２のそれぞれに導かれる。
【００３８】
これに伴い、コントローラ４０は、第１検出部３３の検出信号を第１入力部４１に入力し、第２検出部３４の検出信号を第２入力部４２に入力する。次に、コントローラ４０は、異常判定手段４３の電圧合計値演算部４３ａによって、第１検出部３３の検出信号の電圧Ｖ１ｎと、第２検出部３４の検出信号の電圧Ｖ２ｎとの合計値Ｖ１２ｎ（＝Ｖ１ｎ＋Ｖ２ｎ）を算出する。次に、異常判定手段４３の比較判定部４３ｂによって、合計値Ｖ１２ｎと、記憶手段４５の正常値記憶部４５ａに予め記憶してある正常値Ｖｃとを比較して、操作検出手段３２が正常か異常かを判定する。今は、合計値Ｖ１２ｎと正常値Ｖｃが一致し、操作検出手段３２が正常であると判定する。
【００３９】
そして、コントローラ４０は、記憶手段４５の目標値特性記憶部４５ｃに予め記憶してある目標値の特性に従って、目標値演算手段４４の第１目標値演算部４４ａにより、第１検出部３３の検出信号の電圧Ｖ１ｎ、すなわち操作レバー３１の角度θａｎ、に対応する目標値を演算して、この目標値に対応する制御信号を、第１出力部４６によって電磁比例弁３０Ａに出力する。つまり、コントローラ４０は、正常時制御手段として機能する。
【００４０】
これに伴い、電磁比例弁３０Ａの弁位置が変化し、油圧パイロット式方向切換弁２３の受圧部２３ａにパイロット圧が与えられる。これにより、油圧パイロット式方向切換弁２３の弁位置は図２の左側へ変化し、アームシリンダ１０は操作レバー３１の角度θａｎに対応する速度で伸長する。
【００４１】
なお、操作レバー３１が矢印Ｂ方向へ角度θｂｎまで傾倒操作された場合には、コントローラ４０は、記憶手段４５の目標値特性記憶部４５ｃに予め記憶してある目標値の特性に従って、目標値演算手段４４の第１目標値演算部４４ａにより、第１検出部３３の検出信号の電圧Ｖ１ｎ、すなわち操作レバー３１の角度θｂｎ、に対応する目標値を演算して、この目標値に対応する制御信号を第２出力部４７によって電磁比例弁３０Ｂに出力する。
【００４２】
これに伴い、電磁比例弁３０Ｂの弁位置が変化し、油圧パイロット式方向切換弁２３の受圧部２３ｂにパイロット圧が与えられる。これにより、油圧パイロット式方向切換弁２３の弁位置は図２の右側へ変化し、アームシリンダ１０は操作レバー３１の角度θｂｎに対応する速度で収縮する。
【００４３】
＜異常時の動作＞
操作検出手段３２の第１検出部３３では、抵抗体３３ａと摺動子３３ｂとの間や、回転軸３２ａと摺動子３３ｂとの間に磨耗紛が挟まることが原因で、検出信号の電圧Ｖ１が操作レバー３１の角度θａやθｂに対応しないという異常が生じることがある。第２検出部３４でも同様の異常が生じることがある。このような異常が生じた場合の本実施形態の動作を、次の〔異常例１〕〜〔異常例４〕を例に挙げて説明する。
【００４４】
〔異常例１〕
図５は、操作検出手段の第１検出部から出力された検出信号の電圧が正常な値よりも高い場合の一例を示す図である。
【００４５】
この図５に示すように、第２検出部３４は正常な動作をしたので、検出信号の電圧Ｖ２は操作レバー３１の任意の角度θａｎに対応する正常な値Ｖ２ｎとなったが、第１検出部３３は異常な動作をしたために、検出信号の電圧Ｖ１は正常な値Ｖ１ｎよりも高い値Ｖ１ｌとなった場合は、次のように動作する。
【００４６】
コントローラ４０は、異常判定手段４３の電圧合計値演算部４３ａによって、第１検出部３３の検出信号の電圧Ｖ１ｌと、第２検出部３４の検出信号の電圧Ｖ２ｎとの合計値Ｖ１２ｎ（＝Ｖ１ｌ＋Ｖ２ｎ）を算出する。次に、異常判定手段４３の比較判定部４３ｂによって、合計値Ｖ１２ｎと、記憶手段４５の正常値記憶部４５ａに予め記憶してある正常値Ｖｃとを比較して、操作検出手段３２が正常か異常かを判定する。今は、合計値Ｖ１２ｎが正常値Ｖｃよりも大きいので、操作検出手段３２が異常であると判定する。
【００４７】
これに伴い、コントローラ４０は、記憶手段４５の電圧特性記憶部４５ｂに記憶されている電圧Ｖ１，Ｖ２の特性を基に、目標値演算手段４４の小角度判定部４４ｂによって、第１検出部３３の検出信号の電圧Ｖ１ｌが示す角度θａｌと、第２検出部３４の検出信号の電圧Ｖ２ｎが示す角度θａｎとの大きさを比較し、小さい方を判定する。今は、電圧Ｖ１ｌが示す操作レバー３１の角度は角度θａｎよりも大きな角度θａｌなので、小角度判定部４４ｂは、電圧Ｖ２ｎが示す角度θａｎの方が小さい、と判定する。
【００４８】
次に、コントローラ４０は、記憶手段４５の目標値特性記憶部４５ｃに予め記憶してある目標値の特性に従って、目標値演算手段４４の第２目標値演算部４４ｃにより、第１検出部３３の検出信号の電圧Ｖ２ｎ、すなわち操作レバー３１の角度θａｎ、に対応する目標値を演算し、この目標値に対応する制御信号を、第１出力部４６によって電磁比例弁３０Ａに出力する。つまり、コントローラ４０は、異常時制御手段として機能する。
【００４９】
これに伴い、電磁比例弁３０Ａの弁位置が変化し、油圧パイロット式方向切換弁２３の受圧部２３ａにパイロット圧が与えられる。これにより、油圧パイロット式方向切換弁２３の弁位置は図２の左側へ変化し、アームシリンダ１０が操作レバー３１の角度θａｎに対応する速度で伸長する。つまり、操作レバー３１の角度θａｌに対応する速度、すなわち、実際の操作レバー３１の角度θａｎに対応する速度よりも速い速度でアームシリンダ１０が伸長するという事態が回避される。
【００５０】
また、コントローラ４０は、前述のように異常判定手段４３により操作検出手段３２が異常であると判定したときに、第３出力部４８によってブザー制御信号を出力する。これにより、ブザー５０は、警告音を発して、操作検出手段３２が異常であることを操作者に報知する。
【００５１】
〔異常例２〕
図６は、操作検出手段の第２検出部から出力された検出信号の電圧が正常な値よりも低い場合の一例を示す図である。
【００５２】
この図６に示すように、第１検出部３３は正常な動作をしたので、検出信号の電圧Ｖ１は操作レバー３１の任意の角度θａｎに対応する正常な値Ｖ１ｎとなったが、第２検出部３４は異常な動作をしたために、検出信号の電圧Ｖ２は正常な値Ｖ２ｎよりも低い値Ｖ２ｓとなった場合は、次のように動作する。
【００５３】
コントローラ４０は、異常判定手段４３の電圧合計値演算部４３ａによって、第１検出部３３の検出信号の電圧Ｖ１ｎと、第２検出部３４の検出信号の電圧Ｖ２ｓとの合計値Ｖ１２ｎ（＝Ｖ１ｎ＋Ｖ２ｓ）を算出する。次に、異常判定手段４３の比較判定部４３ｂによって、合計値Ｖ１２ｎと、記憶手段４５の正常値記憶部４５ａに予め記憶してある正常値Ｖｃとを比較して、操作検出手段３２が正常か異常かを判定する。今は、合計値Ｖ１２ｎが正常値Ｖｃよりも小さいので、操作検出手段３２が異常であると判定する。
【００５４】
これに伴い、コントローラ４０は、記憶手段４５の電圧特性記憶部４５ｂに予め記憶してある電圧Ｖ１，Ｖ２の特性を基に、目標値演算手段４４の小角度判定部４４ｂによって、第１検出部３３の検出信号の電圧Ｖ１ｎが示す角度θａｎと、第２検出部３４の検出信号の電圧Ｖ２ｓが示す角度θａｌとを比較し、小さい方を判定する。今は、電圧Ｖ２ｓが示す操作レバー３１の角度は角度θａｎよりも大きな角度θａｌなので、小角度判定部４４ｂは、電圧Ｖ１ｎが示す角度θａｎの方が小さい、と判定する。
【００５５】
次に、コントローラ４０は、記憶手段４５の目標値特性記憶部４５ｃに記憶してある目標値の特性に従って、目標値演算手段４４の第２目標値演算部４４ｃにより、第１検出部３３の検出信号の電圧Ｖ１ｎ、すなわち操作レバー３１の角度θａｎ、に対応する目標値を演算し、この目標値に対応する制御信号を、第１出力部４６によって電磁比例弁３０Ａに出力する。つまり、コントローラ４０は、異常時制御手段として機能する。
【００５６】
これに伴い、電磁比例弁３０Ａの弁位置が変化し、油圧パイロット式方向切換弁２３の受圧部２３ａにパイロット圧が与えられる。これにより、油圧パイロット式方向切換弁２３の弁位置は図２の左側へ変化し、アームシリンダ１０は操作レバー３１の角度θａｎに対応する速度で伸長する。
【００５７】
また、コントローラ４０は、前述のように異常判定手段４３により操作検出手段３２が異常であると判定したときに、第３出力部４８によってブザー制御信号を出力する。これにより、ブザー５０は、警告音を発して、操作検出手段３２が異常であることを操作者に報知する。
【００５８】
〔異常例３〕
図７は、操作検出手段の第１検出部から出力された検出信号の電圧が正常な値よりも低い場合の一例を示す図である。
【００５９】
この図７に示すように、第２検出部３４は正常な動作をしたので、検出信号の電圧Ｖ２は操作レバー３１の任意の角度θａｎに対応する正常な値Ｖ２ｎとなったが、第１検出部３３は異常な動作をしたために、検出信号の電圧Ｖ１は正常な値Ｖａｎよりも低い値Ｖ１ｓとなった場合は、次のように動作する。
【００６０】
コントローラ４０は、異常判定手段４３の電圧合計値演算部４３ａによって、第１検出部３３の検出信号の電圧Ｖ１ｓと、第２検出部３４の検出信号の電圧Ｖ２ｎとの合計値Ｖ１２ｎ（＝Ｖ１ｓ＋Ｖ２ｎ）を算出する。次に、異常判定手段４３の比較判定部４３ｂによって、合計値Ｖ１２ｎと、記憶手段４５の正常値記憶部４５ａに予め記憶してある正常値Ｖｃとを比較して、操作検出手段３２が正常か異常かを判定する。今は、合計値Ｖ１２ｎが正常値Ｖｃよりも小さいので、操作検出手段３２が異常であると判定する。
【００６１】
これに伴い、コントローラ４０は、記憶手段４５の電圧特性記憶部４５ｂに記憶されている電圧Ｖ１，Ｖ２の特性を基に、目標値演算手段４４の小角度判定部４４ｂによって、第１検出部３３の検出信号の電圧Ｖ１ｓが示す角度θａｓと、第２検出部３４の検出信号の電圧Ｖ２ｎが示す角度θａｎとを比較し、小さい方を判定する。今は、電圧Ｖ１ｓが示す操作レバー３１の角度は角度θａｎよりも小さな角度θａｓなので、小角度判定部４４ｂは、電圧Ｖ１ｓが示す角度θａｓの方が小さい、と判定する。
【００６２】
次に、コントローラ４０は、記憶手段４５の目標値特性記憶部４５ｃに予め記憶してある目標値の特性に従って、目標値演算手段４４の第２目標値演算部４４ｃにより、第１検出部３３の検出信号の電圧Ｖ１ｓ、すなわち操作レバー３１の角度θａｓ、に対応する目標値を演算し、この目標値に対応する制御信号を、第１出力部４６によって電磁比例弁３０Ａに出力する。つまり、今は、第２検出部３４は正常であり、この第２検出部３４の検出信号に対応する制御信号を生成して出力すれば、電磁比例弁３０Ａの正常な制御を行えるが、第１検出部３３が異常なときは、コントローラ４０は異常時制御手段として機能する。
【００６３】
これに伴い、電磁比例弁３０Ａの弁位置が変化し、油圧パイロット式方向切換弁２３の受圧部２３ａにパイロット圧が与えられる。これにより、油圧パイロット式方向切換弁２３の弁位置は図２の左側へ変化し、アームシリンダ１０は実際の操作レバー３１の角度θａｎに対応する速度よりも遅い、角度θａｓに対応する速度で伸長する。
【００６４】
また、コントローラ４０は、前述のように異常判定手段４３により操作検出手段３２が異常であると判定したときに、第３出力部４８によってブザー制御信号を出力する。これにより、ブザー５０は、警告音を発して、操作検出手段３２が異常であることを操作者に報知する。
【００６５】
〔異常例４〕
図８は、操作検出手段の第２検出部から出力された検出信号の電圧が正常な値よりも高い場合の一例を示す図である。
【００６６】
この図８に示すように、第１検出部３３は正常な動作をしたので、検出信号の電圧Ｖ１は操作レバー３１の任意の角度θａｎに対応する正常な値Ｖ１ｎとなったが、第２検出部３４は異常な動作をしたために、検出信号の電圧Ｖ２は正常な値Ｖ２ｎよりも高い値Ｖ２ｌとなった場合は、次のように動作する。
【００６７】
コントローラ４０は、異常判定手段４３の電圧合計値演算部４３ａによって、第１検出部３３の検出信号の電圧Ｖ１ｎと、第２検出部３４の検出信号の電圧Ｖ２ｌとの合計値Ｖ１２ｎ（＝Ｖ１ｎ＋Ｖ２ｌ）を算出する。次に、異常判定手段４３の比較判定部４３ｂによって、合計値Ｖ１２ｎと、記憶手段４５の正常値記憶部４５ａに予め記憶してある正常値Ｖｃとを比較して、操作検出手段３２が正常か異常かを判定する。今は、合計値Ｖ１２ｎが正常値Ｖｃよりも大きいので、操作検出手段３２が異常であると判定する。
【００６８】
これに伴い、コントローラ４０は、記憶手段４５の電圧特性記憶部４５ｂに予め記憶してある電圧Ｖ１，Ｖ２の特性を基に、目標値演算手段４４の小角度判定部４４ｂによって、第１検出部３３の検出信号の電圧Ｖ１ｎが示す角度θａｎと、第２検出部３４の検出信号の電圧Ｖ２ｌが示す角度θａｓとを比較し、小さい方を判定する。今は、電圧Ｖ２ｌが示す操作レバー３１の角度は角度θａｎよりも小さな角度θａｓなので、小角度判定部４４ｂは、電圧Ｖ２ｌが示す角度θａｓの方が小さい、と判定する。
【００６９】
次に、コントローラ４０は、記憶手段４５の目標値特性記憶部４５ｃに予め記憶してある目標値の特性に従って、目標値演算手段４４の第２目標値演算部４４ｃにより、第１検出部３３の検出信号の電圧Ｖ２ｌ、すなわち操作レバー３１の角度θａｓ、に対応する目標値を演算し、この目標値に対応する制御信号を、第１出力部４６によって電磁比例弁３０Ａに出力する。つまり、今は、第１検出部３３は正常であり、この第１検出部３３の検出信号に対応する制御信号を生成して出力すれば、電磁比例弁３０Ａの正常な制御を行えるが、第２検出部３４が異常なときは、コントローラ４０は異常時制御手段として機能する。
【００７０】
これに伴い、電磁比例弁３０Ａの弁位置が変化し、油圧パイロット式方向切換弁２３の受圧部２３ａにパイロット圧が与えられる。これにより、油圧パイロット式方向切換弁２３の弁位置は図２の左側へ変化し、アームシリンダ１０は実際の操作レバー３１の角度θａｎに対応する速度よりも遅い、角度θａｓに対応する速度で伸長する。
【００７１】
また、コントローラ４０は、前述のように異常判定手段４３により操作検出手段３２が異常であると判定したときに、第３出力部４８によってブザー制御信号を出力する。これにより、ブザー５０は、警告音を発して、操作検出手段３２が異常であることを操作者に報知する。
【００７２】
本実施形態によれば次の効果を得られる。
【００７３】
本実施形態は、操作検出手段３２が異常なときに、コントローラ４０を異常時制御手段として機能させて、第１検出部３３の検出信号が示す角度θａまたはθｂと、第２検出部３４の検出信号が示す角度θａまたはθｂとの、いずれか小さい方に対応する制御信号を生成して出力する。これにより、操作レバー３１の角度θａまたはθｂに対応する速度よりも速い速度でアーム７が動作するという事態は生じない。また、ブーム６やバケット８も同様に、操作レバー（図示しない）の角度に対応する速度よりも速い速度で動作することがない。したがって、操作検出手段３２に異常が生じたときに、操作レバー３１の操作によりフロント作業機５を安全な速度で動作させることができる。つまり、フロント作業機５を操作できないために生じる不都合、例えば、油圧ショベル１のフロント作業機５を走行に適した姿勢に操作することができないという不都合を解消できる。
【００７４】
また、本実施形態は、第１，第２検出部３３，３４のどちらが異常な場合でも、コントローラ４０を異常時制御手段として機能させるようにしてある。つまり、コントローラ４０が正常時制御手段として機能するときには電磁比例弁３０Ａ，３０Ｂの制御に関係ない第２検出部３４が異常であることも検出することができる。
【００７５】
また、本実施形態は、操作検出手段３２が異常であることをブザー５０により操作者に報知する。これにより、操作検出手段３２が異常であることを、操作者に確実に把握させることができる。
【００７６】
なお、本実施形態では、第１検出部３３が、矢印Ａ方向への操作レバー３１の角度θａの増大に伴って検出信号の電圧Ｖ１を上昇させ、矢印Ｂ方向への操作レバー３１の角度θｂの増大に伴って検出信号の電圧Ｖ１を低下させる特性を有し、第２検出部３４が、操作レバー３１の角度θａの増大に伴って検出信号の電圧Ｖ２を低下させ、操作レバー３１の角度θｂの増大に伴って検出信号の電圧Ｖ２を上昇させる特性を有する。このため、異常判定手段４３では、第１検出部３３の検出信号の電圧Ｖ１と、第２検出部３４の検出信号の電圧Ｖ２との合計値Ｖ１２を演算し、この合計値Ｖ１２と予め記憶された正常値Ｖｃとを比較して、操作検出手段３２が正常か異常かを判定するようにした。本発明はこれに限るものではなく、第１，第２検出部３３，３４が、操作レバー３１の角度θａの増大に伴って検出信号の電圧Ｖ１，Ｖ２を上昇させ、操作レバー３１の角度θｂの増大に伴って検出信号の電圧Ｖ１，Ｖ２を低下させる特性を有し、異常判定手段４３では、電圧Ｖ１，Ｖ２の差を演算し、この差と、予め記憶された正常な差の値とを比較して、操作検出手段３２が正常か異常かを判定するようにしてもよい。
【００７７】
また、本実施形態は、操作検出手段３２が異常であるという判定が異常判定手段４３によりなされたことを報知する報知手段を、ブザー５０とした例であるが、本発明はこれに限るものではなく、報知ランプとしてもよいし、報知ランプとブザーの両方であってもよい。
【００７８】
また、本実施形態は、フロント作業機５がブーム６、アーム７およびバケット８の３つ可動体を備える油圧ショベル１に設けて、ブーム６、アーム７、バケット８の動作の制御に関係する電磁比例弁３０Ａ，３０Ｂ等を制御するように構成した例であるが、本発明はこれに限るものではなく、他の可動体を備える建設機械に設けて、その可動体の動作の制御に関係する電磁比例弁等の電気操作可能なアクチュエータを制御するように構成してもよい。他の可動体とは、例えば、油圧ショベルにおいてはバケット８に換えて取付けられる破砕具やブレーカ等のアタッチメントや、バケットのオフセットを可能するためにブームに設けられるオフセットアームであり、クレーンにおいてはタワーやジブであり、また、ホイルローダにおいてはアームやバケット等である。
【図面の簡単な説明】
【００７９】
【図１】本発明の操作系の制御装置の一実施形態が設けられる建設機械の一例である油圧ショベルの側面図である。
【図２】図１に示すアームシリンダを制御する油圧回路を示す図である。
【図３】本発明の操作系の制御装置の一実施形態の構成を示すブロック図である。
【図４】図３に示す実施形態の操作検出手段に備えられる第１，第２検出部のそれぞれが出力する検出信号の電圧の特性を示す図である。
【図５】操作検出手段の第１検出部から出力された検出信号の電圧が正常な値よりも高い場合の一例を示す図である。
【図６】操作検出手段の第２検出部から出力された検出信号の電圧が正常な値よりも低い場合の一例を示す図である。
【図７】操作検出手段の第１検出部から出力された検出信号の電圧が正常な値よりも低い場合の一例を示す図である。
【図８】操作検出手段の第２検出部から出力された検出信号の電圧が正常な値よりも高い場合の一例を示す図である。
【符号の説明】
【００８０】
１      油圧ショベル（建設機械）
２      走行体
３      旋回体
４      運転室
５      フロント作業機（作業機）
６      ブーム（可動体）
７      アーム（可動体）
８      バケット（可動体）
９      ブームシリンダ
１０    アームシリンダ
１１    バケットシリンダ
２０    油圧回路
２１    メインポンプ
２２    メインリリーフ弁
２３    油圧パイロット式方向切換弁
２３ａ  受圧部
２３ｂ  受圧部
２４    パイロットポンプ
２５    パイロットリリーフ弁
２６Ａ  パイロット管路
２６Ｂ  パイロット管路
２７    逆止弁
３０Ａ  電磁比例弁（電気操作可能なアクチュエータ）
３０Ｂ  電磁比例弁（電気操作可能なアクチュエータ）
３１    操作レバー
３２    操作検出手段
３２ａ  回転軸
３３    第１検出部
３３ａ  抵抗体
３３ｂ  摺動子
３４    第２検出部
３４ａ  抵抗体
３４ｂ  摺動子
３５    電線
３６    電線
３７    電気信号線
３８    電気信号線
４０    コントローラ（正常時制御手段、異常時制御手段）
４１    第１入力部
４２    第２入力部
４３    異常判定手段
４３ａ  電圧合計値演算部
４３ｂ  比較判定部
４４    目標値演算手段
４４ａ  第１目標値演算部
４４ｂ  小角度判定部
４４ｃ  第２目標値演算部
４５    記憶手段
４５ａ  正常値記憶部
４５ｂ  電圧特性記憶部
４５ｃ  目標値特性記憶部
４６    第１出力部
４７    第２出力部
４８    第３出力部
５０    ブザー（報知手段）
６０    電圧特性線
６１    電圧特性線
【図１】
2006328759.tif 000003
【図２】
2006328759.tif 000004
【図３】
2006328759.tif 000005
【図４】
2006328759.tif 000006
【図５】
2006328759.tif 000007
【図６】
2006328759.tif 000008
【図７】
2006328759.tif 000009
【図８】
2006328759.tif 000010