(57)【要約】【課題】  リフトシリンダ下降時において制御対象物の安定した制御を行いつつ、制御対象物の制御応答性を維持することを目的とする。【解決手段】操作レバー７の現在位置を検出してリフトシリンダ４を下降駆動するときの流体の流量を制御する電磁比例弁用制御装置２０であって、操作レバー７の現在位置に対応した現在位置情報を出力する操作レバー位置検出手段２１と、操作レバー位置検出手段２１から出力された現在位置情報と操作レバー７の所定回数前の平均位置情報とを比較し、流量の増加と減少とを判定する操作レバー位置判定手段と、操作レバー７が流体の流量が増加する方向に変化したと判断した場合には、操作レバーの操作に対する流量の増加が小さくなるように補正した現在位置情報と所定回数前の操作レバー７の位置情報との平均位置情報を算出する平均位置情報算出手段と、算出した操作レバー７の平均位置情報より、電磁比例弁への制御量を出力する制御手段とを備える。【選択図】  図３
2006321602.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
操作レバーの現在位置を検出してリフトシリンダを下降駆動するときの流体の流量を制御する電磁比例弁用制御装置であって、
前記操作レバーの現在位置に対応した現在位置情報を出力する操作レバー位置検出手段と、
前記操作レバー位置検出手段から出力された前記現在位置情報と前記操作レバーの所定回数前の平均位置情報とを比較し、前記流量の増加と減少とを判定する操作レバー位置判定手段と、
前記操作レバー位置判定手段の判定結果に基づいて、前記増加時は前記減少時に比較して前記操作レバーの操作に対する前記流量の変化が鈍くなるように、前記増加時と前記減少時との現在位置情報の少なくとも一方を補正し、前記増加時と前記減少時とで前記補正現在位置情報を含む現在位置情報と前記所定回数前の操作レバーの位置情報との平均位置情報を算出する平均位置情報算出手段と、
前記算出された操作レバーの平均位置情報より、操作レバー位置と前記流体の流量を制御する電磁比例弁制御量との関係を定めたリフトシリンダ下降用関数を基に、電磁比例弁への制御量を出力する制御手段とを備えたこと特徴とする電磁比例弁用制御装置。
【請求項２】
前記平均位置情報算出手段は、操作レバー位置判定手段によって前記操作レバーが前記流量を減少する方向に変化したと判定された場合には、前記現在位置情報と前記所定回数前の操作レバーの位置情報との平均位置情報を算出し、
操作レバー位置判定手段によって前記操作レバーが前記流量を増加する方向に変化したと判定された場合には、前記現在位置情報を前記操作レバーの操作に対する前記流量の増加が小さくなるように補正し、前記補正した現在位置情報と前記所定回数前の操作レバーの位置情報との平均位置情報を算出することを特徴とする請求項１に記載の電磁比例弁用制御装置。
【請求項３】
前記補正した現在位置情報Ｐrev（Ｎ＋１）は、補正前の現在位置情報をＰ（Ｎ＋１），Ｎ回数前の操作レバーの平均位置情報をＡＶＥ（Ｎ），Ｋを１未満の定数とした場合、以下の式によって表されることを特徴とする請求項２に記載の電磁比例弁用制御装置。
Ｐrev（Ｎ＋１）＝（Ｐ（Ｎ＋１）−ＡＶＥ（Ｎ））×Ｋ＋ＡＶＥ（Ｎ）
【請求項４】
前記リフトシリンダを駆動する流体の流量が所定の流量以上において前記補正を行うことを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか一に記載の電磁比例弁用制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電磁比例弁用の制御装置に関し、特には、フォークリフト等に代表される荷役装置を動作する電磁比例弁用の制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
フォークリフト等に代表される荷役装置を動作する電磁比例弁の制御装置として、操作レバーの操作位置をポテンショメータにて検出し、操作レバーの操作位置と電磁比例弁の制御量との関係を定めた関数を基にして、電磁比例弁への制御量を算出し、この制御量を所定回数前の制御量にわたって平均化演算を行って、平均した制御量を電磁比例弁に出力して、電磁比例弁の動作を制御するものがある（特許文献１参照）。この制御装置によれば、操作レバーの操作位置に対して、制御対象物の動作が滑らかな安定した制御を行うことができる。
【０００３】
しかし、このような制御装置を用いても、例えば、フォークリフトのリフトシリンダの下降操作を行う場合において、操作レバーをリフトシリンダの下降量の変化が急激に起こるような操作をしたときには、車両が前後に揺れ、その振動で操作レバーを操作している手も揺れることによって、操作不能のハンチング状態になることがある。
【０００４】
その対策として、従来は、リフトシリンダ下降時の制御においては、電磁比例弁の所定回数前の制御量を平均化演算するにあたって、制御量の所定回数を増やし、操作レバーを急激に変化させた場合でも、電磁比例弁における流量変化が大きくならないようにしていた。
【０００５】
しかし、この場合には、操作レバーの操作に対して、フォークの動作が遅れ、目標の位置にフォークを停止させることは困難であり、操作レバーの操作に対するフォークの制御応答性は決して良いものではなかった。
【特許文献１】特開平８−１３３７００
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、上記の問題点に鑑みてなされたものであり、リフトシリンダ下降時において、制御対象物の安定した制御を行いつつ、制御対象物の制御応答性を維持することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、操作レバーの現在位置を検出してリフトシリンダを下降駆動するときの流体の流量を制御する電磁比例弁用制御装置である。この電磁比例弁用制御装置は、操作レバーの現在位置に対応した現在位置情報を出力する操作レバー位置検出手段と、操作レバー位置検出手段から出力された現在位置情報と操作レバーの所定回数前の平均位置情報とを比較し、流量の増加と減少とを判定する操作レバー位置判定手段と、操作レバー位置判定手段の判定結果に基づいて、増加時は減少時に比較して操作レバーの操作に対する流量の変化が鈍くなるように、増加時と減少時との現在位置情報の少なくとも一方を補正し、増加時と前記減少時とで補正現在位置情報を含む現在位置情報と前記所定回数前の操作レバーの位置情報との平均位置情報を算出する平均位置情報算出手段と、算出された操作レバーの平均位置情報より、操作レバー位置と前記流体の流量を制御する電磁比例弁制御量との関係を定めたリフトシリンダ下降用関数を基に、電磁比例弁への制御量を出力する制御手段とを備える。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、リフトシリンダ下降時において、流体の流量増加時は、流量減少時に比較して操作レバーの操作に対する流量の変化が鈍くなるように現在位置情報を補正するようにしたので、操作レバーが流量を増加する方向に変化する場合には、操作レバーの変化量に対してリフトシリンダは緩やかに変化する。また、操作レバーが流量を減少する方向に変化する場合には、操作レバーの変化量に対してリフトシリンダは応答よく変化する。このように、リフトシリンダ下降時において制御対象物の安定した制御を行いつつ、制御対象物の制御応答性を維持することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。図１は、荷役装置全体の構成を示すものであり、図２は、本発明の一実施形態に係る電磁比例弁用制御装置２０の構成を示すブロック線図である。
【００１０】
まず、本発明に係る電磁比例弁用制御装置２０に制御される電磁比例弁１によって動作する荷役装置１０の全体構成について図１を参照して説明する。荷役装置１０は、オペレータが操作する操作レバー７と、ソレノイド１ｂで駆動されるスプール１ａを有する電磁比例弁１と、電磁比例弁１に作動油を供給するポンプ２と、作動油を貯蔵するとともに電磁比例弁１からの戻り作動油が流入するタンク３と、電磁比例弁１から供給される作動油によって駆動するリフトシリンダ４と、荷物５を載置するとともにリフトシリンダ４の駆動によって上下に移動するフォーク６とを備える。
【００１１】
オペレータが荷役装置１０の操作レバー７を操作することによって、電磁比例弁１のスプール１ａが変位し、それによりリフトシリンダ４が駆動し、フォーク６が上下する。電磁比例弁１を通る作動油の流量と方向を決定する電磁比例弁１のスプール１ａの変位は、電磁比例弁用制御装置２０からのソレノイド１ｂに供給される制御電流によって制御される。
【００１２】
本実施の形態に係る電磁比例弁用制御装置２０は、操作レバー７の現在位置を検出してリフトシリンダ４を下降駆動するときの流体の流量を制御するものである。リフトシリンダ４の下降は、操作レバー７を操作し電磁比例弁１を動作させ、リフトシリンダ４中の作動油をタンク３に戻すことによって行われる。操作レバー７を操作し、リフトシリンダ４中からタンクへ戻る作動油戻り流量を変化させることによって、リフトシリンダ４の下降速度が制御される。操作レバー７は２方向に移動することが可能であり、一方へ移動させた場合には、作動油戻り流量が増加しリフトシリンダ４の下降速度が速くなる。また、操作レバー７を他方へ移動させた場合には、作動油戻り流量は減少し、リフトシリンダ４の下降速度が遅くなる。
【００１３】
次に、本発明に係る電磁比例弁用制御装置２０の構成について図２を参照して説明する。電磁比例弁用制御装置２０は、図示の通りＣＰＵ２３を中心として、これにポテンショメータ２１、Ａ／Ｄ変換器２２、ＲＯＭ２４、ＲＡＭ２５、Ｄ／Ａ変換器２６、及びアンプ２７等を接続したものであり、これらはいずれも荷役装置に搭載される。
【００１４】
ポテンショメータ２１は、荷役装置１０のオペレータが操作する操作レバー７の現在位置を検出し、その検出した現在位置に対応した現在位置情報をＡ／Ｄ変換器２２を介してＣＰＵ２３に出力する操作レバー位置検出手段である。
【００１５】
ＲＯＭ２４は、ＣＰＵ２３の処理動作に必要な制御プログラム、及び操作レバー位置とリフトシリンダ４を下降駆動する流体の流量を制御する電磁比例弁制御量との関係を定めたリフトシリンダ下降用関数を記憶している。また、ＲＯＭ２４は、操作レバー７が検出した現在位置情報を補正する場合の計算プログラムも記憶している。
【００１６】
ＲＡＭ２５は、ポテンショメータ２１が検出した操作レバー７の位置情報等のデータを一時的に記憶する領域を有している。
【００１７】
ＣＰＵ２３は、ポテンショメータ２１から入力される操作レバーの現在位置を基に、電磁比例弁１のソレノイド１ｂに対して印加する制御電流を、スプール１ａの目標変位に相当する目標制御電流値となるように制御する。このように、ＣＰＵ２３は、ＲＯＭ２４から読み出された制御プログラムに従って、電磁比例弁用制御装置２０の全体の処理動作を制御するものである。具体的には、ＣＰＵ２３は、流体の流量が増加方向か減少方向かを判定する操作レバー位置判定手段と、操作レバー位置判定手段の判定結果に基づいて操作レバー７の現在位置情報を補正し、補正現在位置情報を含む現在位置情報と所定回数前の操作レバー７の位置情報との平均位置情報を算出する平均位置情報算出手段と、算出した操作レバー７の平均位置情報より電磁比例弁への制御量を出力する制御手段とを備える。
【００１８】
操作レバー位置判定手段は、ポテンショメータ２１から出力された操作レバー７の現在位置情報と操作レバー７の所定回数前の平均位置情報とを比較し、流体の流量の増加と減少とを判定するものである。本実施の形態では、操作レバー７の現在位置情報が操作レバー７の所定回数前の平均位置情報以上の場合には、操作レバー７が流体の流量を増加する方向に変化したと判定され、操作レバー７の現在位置情報が操作レバー７の所定回数前の平均位置情報未満の場合には、操作レバー７が流体の流量を減少する方向に変化したと判定される。
【００１９】
平均位置情報算出手段は、操作レバー位置判定手段の判定結果に基づいて、流量増加時は流量減少時に比較して操作レバー７の操作に対する流量の変化が鈍くなるように、増加時と減少時との現在位置情報の少なくとも一方を補正する。そして、増加時と減少時とで補正現在位置情報又は現在位置情報と、所定回数前の操作レバーの位置情報との平均位置情報を算出するものである。つまり、平均位置情報算出手段によって、操作レバー７の操作による流量の変化は、流量増加時と流量減少時とで異なった特性になる。
【００２０】
制御手段は、補正値算出手段によって算出された操作レバー７の平均位置情報より、操作レバー位置と流体の流量を制御する電磁比例弁制御量との関係を定めたリフトシリンダ下降用関数を基に、電磁比例弁への制御量を出力するものである。
【００２１】
Ａ／Ｄ変換器２２は、ポテンショメータ２１からのアナログ信号をＣＰＵ２３に伝達するためにデジタル信号に変換するものである。Ｄ／Ａ変換器２６は、ＣＰＵ２３からのデジタル信号をアナログ信号に変換するものである。また、アンプ２７は、Ｄ／Ａ変換器２６の出力に比例した制御電流を電磁比例弁１に対して出力するものである。
【００２２】
次に、以上の電磁比例弁用制御装置２０を用いた制御処理の手順を、図３、図４を参照して説明する。図３は、電磁比例弁用制御装置２０におけるＣＰＵ２３が行う制御処理の流れを示すものであり、図４は、ＲＯＭ２４に記憶されたリフトシリンダ下降用関数を表すものである。
【００２３】
（１）まず、図３に示すように、ポテンショメータ２１から出力された操作レバー７の現在位置を読み取る（ステップ１）。
【００２４】
（２）次に、ステップ１にて読み取った操作レバー７の現在位置Ｐ（Ｎ＋１）と、ＲＯＭ２４に記憶されたプログラムを基に計算された操作レバー７のＮ回数前の平均位置ＡＶＥ（Ｎ）とを比較し、操作レバー７の現在位置Ｐ（Ｎ＋１）がＮ回数前の平均位置ＡＶＥ（Ｎ）以上か否かを判定する（ステップ２）。
【００２５】
（３）ステップ２による比較の結果、操作レバー７の現在位置Ｐ（Ｎ＋１）がＮ回数前の平均位置ＡＶＥ（Ｎ）以上の場合、つまり、オペレータが操作レバー７を、リフトシリンダ４を下降駆動する作動油戻り流量が増加する方向に変化させた場合には、操作レバー７の現在位置出力の変化量が小さくなるように、すなわち操作レバー７の操作に対する作動油戻り流量の増加が小さくなるように現在位置Ｐ（Ｎ＋１）の補正を行う（ステップ３）。具体的には、補正後の操作レバー７の現在位置である補正現在位置Ｐrev（Ｎ＋１）は、Ｋを１未満の定数として、ＲＯＭ２４に記憶された以下の式（ａ）によって算出される。
Ｐrev（Ｎ＋１）＝（Ｐ（Ｎ＋１）−ＡＶＥ（Ｎ））×Ｋ＋ＡＶＥ（Ｎ）  ・・・(ａ）
この式からわかるように、補正現在位置Ｐrev（Ｎ＋１）は、補正前の現在位置Ｐ（Ｎ＋１）よりも小さい値に補正される。
【００２６】
（４）次に、ＲＯＭ２４に記憶されたプログラムを基に、ステップ３によって算出された操作レバー７の補正現在位置Ｐrev（Ｎ＋１）と、操作レバー７のＮ回数前の位置との補正平均位置ＡＶＥrev（Ｎ＋１）が算出される（ステップ４）。具体的には以下の式（ｂ）によって算出される。   
ＡＶＥrev（Ｎ＋１）＝（Ｐrev（Ｎ＋１）＋ＡＶＥ（Ｎ））／２  ・・・（ｂ）
【００２７】
（５）ステップ２による比較の結果、操作レバー７の現在位置Ｐ（Ｎ＋１）がＮ回数前の平均位置ＡＶＥ（Ｎ）未満の場合、つまり、オペレータが操作レバー７を、リフトシリンダ４を下降駆動する作動油戻り流量が減少する方向に変化させた場合には、操作レバー７の現在位置を補正せず、操作レバー７の現在位置Ｐ（Ｎ＋１）と、操作レバー７のＮ回数前の位置との平均位置ＡＶＥ（Ｎ＋１）が算出される（ステップ５）。具体的には以下の式（ｃ）によって算出される。
ＡＶＥ（Ｎ＋１）＝（Ｐ（Ｎ＋１）＋ＡＶＥ（Ｎ））／２  ・・・（ｃ）
【００２８】
（６）ステップ４によって算出された平均位置ＡＶＥrev（Ｎ＋１）、又はステップ５によって算出された平均位置ＡＶＥ（Ｎ＋１）により、ＲＯＭ２４に記憶されたリフトシリンダ下降用関数（図４）を基に電磁比例弁への制御量を出力する（ステップ６）。
【００２９】
以上のように、リフトシリンダ下降時において、オペレータが操作レバー７を、リフトシリンダ４を下降駆動する作動油戻り流量が増加する方向に変化させた場合には、ステップ４によって操作レバー７の補正平均位置ＡＶＥrev（Ｎ＋１）が算出される。この補正平均位置ＡＶＥrev（Ｎ＋１）は、図４に示すように、補正せずに算出した場合の平均位置ＡＶＥ（Ｎ＋１）と比較してｔ１だけ小さい値となる。したがって、ステップ６にて出力される電磁比例弁制御量もｔ２だけ小さい値に補正されることになるため、操作レバー７の変化量に対してリフトシリンダ４を下降駆動する作動油戻り流量は緩やかに、つまり遅れを持って増加する。これにより下降ハンチングの発生を防止することができ、安定した制御を行うことができる。
【００３０】
また、反対にリフトシリンダ下降時において、オペレータが操作レバー７を、リフトシリンダ４を下降駆動する作動油戻り流量が減少する方向に変化させた場合には、ステップ５によって操作レバー７の平均位置ＡＶＥ（Ｎ＋１）が算出される。この平均位置ＡＶＥ（Ｎ＋１）は、補正平均位置ＡＶＥrev（Ｎ＋１）とは違い補正を行っていないため、操作レバー７の変化量に対してリフトシリンダ４を下降駆動する作動油戻り流量は、図４に示すリフトシリンダ下降用関数の通り、つまり遅れなく減少する。これにより、フォーク６を目標位置に停止させることができ、フォーク６の制御応答性を維持することができる。
【００３１】
このように、本実施の形態によれば、リフトトシリンダ下降時において、リフトシリンダ４を下降駆動する作動油戻り流量が増加する場合には、流量が緩やかに増加するように制御し、かつ作動油戻り流量が減少する場合には、流量を緩やかに減少させるのではなく通常通り減少させるようにした。これにより、下降ハンチングが発生し易い作動油戻り流量増加時には、下降ハンチングを防止することができるとともに、フォークを停止させる作動油戻り流量減少時には、フォーク６の動作遅れを防止し目標の位置にフォーク６を停止させることができる。
【００３２】
なお、本実施の形態では、作動油戻り流量が増加する場合には現在位置を補正し、作動油戻り流量が減少する場合には現在位置をしないようにしたが、作動油戻り流量が増加する場合と減少する場合の双方の現在位置を補正することによって、作動油戻り流量増加時は減少時に比較して流量の変化が鈍くなるようにしてもよい。
【００３３】
また、本実施の形態では、リフトシリンダ４を下降駆動する作動油戻り流量が増加する全ての領域において、操作レバー７の現在位置を補正するようにしたが、作動油戻り流量が少ない範囲では、操作レバー７を急操作しても下降ハンチングは発生しない。そこで、下降ハンチングが起こるような所定の流量を超えた時点で、操作レバー７の現在位置を補正するようにしてもよい。このようにすれば、操作レバー７の微操作領域では、作動油戻り流量の増減に関係なく操作レバー７の変化量に対する作動油戻り流量の遅れは生じないため、不用な操作レバー７の操作性の悪化を招くことがない。
【００３４】
本発明は上記の実施の形態に限定されずに、その技術的な思想の範囲内において種々の変更がなしうることは明白である。
【産業上の利用可能性】
【００３５】
本発明は、フォークリフト等に代表される荷役装置を動作する電磁比例弁の制御装置に利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】荷役装置全体の構成図である。
【図２】本発明の実施の形態に係る電磁比例弁用制御装置２０の構成を示すブロック線図である。
【図３】電磁比例弁用制御装置２０における制御の手順を示すフローチャートである。
【図４】リフトシリンダ下降用関数を表すものである。
【符号の説明】
【００３７】
１  電磁比例弁
１ａ  スプール
１ｂ  ソレノイド
２  ポンプ
３  タンク
４  リフトシリンダ
５  荷物
６  フォーク
７  操作レバー
１０  荷役装置
２０  電磁比例弁用制御装置
２１  ポテンショメータ
２２  Ａ／Ｄ変換器
２３  ＣＰＵ
２４  ＲＯＭ
２５  ＲＡＭ
２６  Ｄ／Ａ変換器
２７  アンプ
【図１】
2006321602.tif 000003
【図２】
2006321602.tif 000004
【図３】
2006321602.tif 000005
【図４】
2006321602.tif 000006