(57)【要約】【課題】流量制御弁の制御の安定性を向上させ、それに伴い油圧アクチュエータの駆動制御を安定化させると共に、油圧アクチュエータの応答性を確保できる制御装置を提供すること。【解決手段】流量制御弁１０の目標開度は、油圧アクチュエータ１１の駆動量と目標駆動量とに基づいて設定されるので、流量制御弁１０の開度と油圧アクチュエータ１１の駆動量とを関連付けられる。さらに、流量制御弁１０の開度をフィードバックして流量制御弁１０の開度を調整するので、流量制御弁１０の制御の安定性を向上させ、それに伴い油圧アクチュエータ１１の駆動制御を安定化させると共に、油圧アクチュエータ１１の応答性を確保できる。【選択図】図３
2012001009.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
油圧アクチュエータに供給する作動油の流量を開度に応じて制御する流量制御弁の制御装置において、
前記油圧アクチュエータの目標駆動量を設定する目標駆動量設定手段と、
前記油圧アクチュエータの駆動量を取得する駆動量取得手段と、
その駆動量取得手段により取得される前記油圧アクチュエータの駆動量と、前記目標駆動量設定手段により設定される前記油圧アクチュエータの目標駆動量とに基づいて前記流量制御弁の目標開度を設定する目標開度設定手段と、
前記流量制御弁の開度を取得する開度取得手段と、
その開度取得手段により取得される前記流量制御弁の開度と、前記目標開度設定手段により設定される目標開度とに基づいて前記流量制御弁の開度を調整する開度調整手段とを備えていることを特徴とする制御装置。
【請求項２】
前記流量制御弁は、油圧源と前記油圧アクチュエータとの間に配設されるものであり、
前記油圧アクチュエータは、車輪を操向する油圧シリンダであることを特徴とする請求項１記載の制御装置。
【請求項３】
前記目標開度設定手段は、
前記駆動量取得手段により取得される前記油圧アクチュエータの駆動量と、前記目標駆動量設定手段により設定される前記油圧アクチュエータの目標駆動量との偏差である駆動量偏差を演算する駆動量偏差演算手段と、
その駆動量偏差演算手段により演算される駆動量偏差に対し、その駆動量偏差と前記流量制御弁の目標開度との対応関係を参照して、前記流量制御弁の目標開度を設定する対応関係参照手段とを備えていることを特徴とする請求項１又は２に記載の制御装置。
【請求項４】
前記駆動量偏差と前記流量制御弁の目標開度との対応関係は、前記流量制御弁の操作信号に対する開度の情報と関連付けられていることを特徴とする請求項３記載の制御装置。
【請求項５】
前記開度調整手段は、
前記開度取得手段により取得される前記流量制御弁の開度と、前記目標開度設定手段により設定される目標開度との偏差である開度偏差を演算する開度偏差演算手段と、
その開度偏差演算手段により演算される開度偏差に所定の比例ゲインを乗ずる比例制御および前記開度偏差の積分値または累積値に所定の積分ゲインを乗ずる積分制御により前記流量制御弁の操作信号を演算する操作信号演算手段とを備えていることを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載の制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は制御装置に関し、特に、流量制御弁の制御の安定性を向上させ、それに伴い油圧アクチュエータの駆動制御を安定化させると共に、油圧アクチュエータの応答性を確保できる制御装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来より、油圧アクチュエータへ供給する作動油の流量を流量制御弁で制御して、油圧アクチュエータの駆動量を制御する制御装置が知られている。このような制御装置を適用したものとして、例えば、特許文献１に開示される技術がある。特許文献１に開示される技術は、油圧シリンダ（油圧アクチュエータ）により車輪を操向する荷役車両の操舵装置に関するものであり、コントローラ（制御装置）は、車輪の目標操舵角を算出する目標操舵角算出手段と、その目標操舵角に対応する油圧シリンダの目標ストロークと油圧シリンダストロークとの偏差を算出するストローク偏差算出手段と、その偏差に基づき油圧シリンダストロークが目標操舵角になるような電磁弁の開度を算出する電磁弁開度調整手段とを備えている（特許文献１の請求項３）。この構成により、油圧シリンダストローク（駆動量）がフィードバックされ、目標操舵角（目標駆動量）と油圧シリンダストローク（駆動量）との偏差が算出される。その偏差に比例した操作信号が設定（修正）されて電磁弁（流量制御弁）に出力される。電磁弁（流量制御弁）は、操作信号が設定（修正）されることで、油圧シリンダストローク（駆動量）を目標ストローク（目標駆動量）に一致させて偏差をゼロにするように開度が調整される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特許第３８９１８１６号公報（請求項３、図４など）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１に開示される技術では、流量制御弁の操作信号は、油圧アクチュエータの駆動量と目標駆動量との偏差に基づき、その偏差をゼロにするように設定（修正）される。駆動量が出力される制御対象は油圧アクチュエータであり、操作信号が入力される制御対象は流量制御弁である。以上のように異なる制御対象の間でフィードバック制御が行われるので、流量制御弁に入力される制御信号の設定（修正）が後手に回り、流量制御弁の制御の安定性が低下するという問題点があった。そのため、油圧アクチュエータの駆動制御が不安定になったり、目標駆動量の変化に対する油圧アクチュエータの応答性が悪くなったりすることがあった。これらの問題が生じるか否かは、各々の制御対象の特性、例えば、操作信号に対する流量制御弁の開度特性に左右されていた。特に、開度特性の操作信号に対する直線性が悪い場合や、作動油の流量・圧力・温度の変化等の外的な作用（外乱）により開度特性が大きく変動する場合には、これらの問題が生じやすかった。
【０００５】
本発明は上述した問題点を解決するためになされたものであり、流量制御弁の制御の安定性を向上させ、それに伴い油圧アクチュエータの駆動制御を安定化させると共に、油圧アクチュエータの応答性を確保できる制御装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段および発明の効果】
【０００６】
この目的を達成するために、請求項１記載の制御装置によれば、流量制御弁の目標開度が目標開度設定手段により設定され、流量制御弁の開度が開度取得手段により取得される。取得される流量制御弁の開度と設定される目標開度とに基づいて、開度調整手段により流量制御弁の開度が調整される。このように流量制御弁の開度（出力）を見て流量制御弁の開度を調整する（入力を修正する）ので、操作信号に対する開度特性の直線性が悪い流量制御弁や、外乱により開度特性が大きく変動する流量制御弁であっても、流量制御弁に入力される制御信号の設定（修正）が迅速に行われ、流量制御弁の制御の安定性を向上できる効果がある。
【０００７】
さらに、目標開度設定手段による流量制御弁の目標開度の設定は、駆動量取得手段により取得される油圧アクチュエータの駆動量と、目標駆動量設定手段により設定される油圧アクチュエータの目標駆動量とに基づいているので、流量制御弁の開度と油圧アクチュエータの駆動量とを密接に関連付けることができる。
【０００８】
以上のように、油圧アクチュエータの駆動量と目標駆動量とに基づいて目標開度設定手段により流量制御弁の目標開度が設定され、その目標開度と流量制御弁の開度とに基づいて開度調整手段により流量制御弁の開度が調整されるので、油圧アクチュエータや流量制御弁の各々の特性に左右されることなく、流量制御弁の制御の安定性を向上させ、それに伴い油圧アクチュエータの駆動制御を安定化させると共に、油圧アクチュエータの応答性を確保できる効果がある。
【０００９】
請求項２記載の制御装置によれば、流量制御弁は、油圧源と油圧アクチュエータとの間に配設されるものであり、油圧アクチュエータは、車輪を操向する油圧シリンダである。これにより、流量制御弁の制御の安定性を向上させ、それに伴い操向制御を安定化させると共に応答性を確保できるので、請求項１の効果に加え、スムーズに車輪を操向できると共に、車輪の操向応答性を確保できる効果がある。
【００１０】
請求項３記載の制御装置によれば、油圧アクチュエータの駆動量と目標駆動量との偏差である駆動量偏差が駆動量偏差演算手段により演算され、その駆動量偏差に対し、駆動量偏差と目標開度との対応関係を参照して、対応関係参照手段により流量制御弁の目標開度が設定される。これにより、流量制御弁の特性に合わせて目標開度設定手段により流量制御弁の目標開度を設定できる。流量比例弁は、設定された目標開度に一致するように開度調整手段により開度が調整されるので、請求項１又は２の効果に加え、流量制御弁の制御の安定性を向上できる効果がある。
【００１１】
請求項４記載の制御装置によれば、流量制御弁の操作信号に対する開度の情報と関連付けることで、駆動量偏差と流量制御弁の目標開度との対応関係を流量制御弁の個々の特性に応じたものにすることができる。これにより、請求項３の効果に加え、流量制御弁の制御の応答性を向上できる効果がある。
【００１２】
請求項５記載の制御装置によれば、流量制御弁の開度と目標開度との偏差である開度偏差が開度偏差演算手段により演算され、その開度偏差に所定の比例ゲインを乗ずる比例制御および開度偏差の積分値または累積値に所定の積分ゲインを乗ずる積分制御により、流量制御弁の操作信号が操作信号演算手段により演算される。その結果、操作信号演算手段の比例制御により、流量制御弁の開度をスムーズに目標開度に近づけることができると共に、積分制御により流量制御弁の開度を目標開度に制御できる。これにより、請求項１から４のいずれかの効果に加え、流量制御弁の開度の制御の安定性を向上できる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】（ａ）は本発明の一実施の形態における制御装置が搭載される車両の側面図であり、（ｂ）は台部を透視して見た車両の平面図である。
【図２】車両の油圧回路および電気的構成を示す模式図である。
【図３】制御装置の電気的構成を示すブロック図である。
【図４】開度調整処理を示すフローチャートである。
【図５】（ａ）は入力される電流と流量制御弁の開度との対応関係（開度特性）を示す模式図であり、（ｂ）は目標開度関数の内容を模式的に示す模式図であり、（ｃ）は偏差（駆動量偏差）と流量制御弁の開度との対応関係を示す模式図である。
【図６】比較例における制御装置の電気的構成を示すブロック図である。
【図７】（ａ）は比較例における制御装置により制御された流量制御弁および油圧シリンダの動作試験結果であり、（ｂ）は本発明品により制御された流量制御弁および油圧シリンダの動作試験結果である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明の好ましい実施の形態について、添付図面を参照して説明する。まず、図１を参照して、本発明の制御装置２０が搭載される車両１の概略構成を説明する。図１（ａ）は、本発明の一実施の形態における制御装置２０が搭載される車両１の側面図であり、図１（ｂ）は台部２を透視して見た車両１の平面図である。なお、図１（ｂ）では、運転室５などの図示が省略されている。また、複数ある同一の構成には、それら複数の構成のうちの一部の構成のみに符号を付して図面を簡略化している。
【００１５】
図１に示すように、車両１は、搬送物が積載される台部２の下方に複数の駆動ユニット３及び走行ユニット４を備えている。駆動ユニット３は、左右の車輪３ａと、その車輪３ａに回転駆動力を与える油圧モータ３ｂとを備えて構成されている。各駆動ユニット３はそれぞれ独立して操舵可能に構成されている。走行ユニット４は、車両１に積載される搬送物の負荷荷重を駆動ユニット３と分散して配分するために設けられるものであり、左右の車輪４ａを備え、駆動ユニット３の駆動力により車両１が走行されるときに従動される従動輪として構成されている。各走行ユニット４も、それぞれ独立して操舵可能に構成されている。
【００１６】
また、車両１は、台部２の前方（図１（ａ）左側）及び後方（図１（ａ）右側）に運転室５が設けられている。運転室５にはハンドル５ａ（図２参照）が設けられており、運転者によりハンドル５ａが操作されて、駆動ユニット３及び走行ユニット４が操舵される。
【００１７】
上述のように駆動ユニット３及び走行ユニット４はそれぞれ独立して操舵可能に構成されているので、車両１の前方側の車輪３ａ，４ａと後方側の車輪３ａ，４ａとを操向させ同相にすることで、車両１を直進、斜行若しくは横行させることができ、車両１の前方の車輪３ａ，４ａと後方の車輪３ａ，４ａとを操向させ逆相にするか、前方または後方のいずれかの車輪３ａ，４ａを操向することで、車両１を旋回させることができる。
【００１８】
次に、図２を参照して、駆動ユニット３及び走行ユニット４における車輪３ａ，４ａの操舵機構について説明する。図２は、車両１の油圧回路および電気的構成を示す模式図である。なお、図２では、シリンダ直動方式の操舵機構を一例として示している。また、駆動ユニット３における駆動機構について説明しているが、走行ユニット４における駆動機構も同様に構成されている。
【００１９】
図２に示すように、運転者が操作するハンドル５ａの操舵角は、操舵角センサ装置６により検出される。操舵角センサ装置６は、ハンドル５ａの操舵角を検出すると共に、その検出結果を制御装置２０に出力するための装置であり、ハンドル５ａの操舵角を検出する角度センサ（図示せず）と、その角度センサの検出結果を処理して制御装置２０に出力する出力回路（図示せず）とを主に備えて構成されている。
【００２０】
一方、タンク７には作動油が貯留されており、油圧ポンプ８により作動油は圧力管路９を通って流量制御弁１０に供給される。流量制御弁１０は、入力される操作信号に応じて無段階に開度が制御され、油圧ポンプ８から油圧シリンダ１１に供給される作動油の流量を制御する装置であり、電磁コイル１０ａと、その電磁コイル１０ａにより駆動される弁体１０ｂとを主に備えて構成されている。油圧シリンダ１１に供給される作動油の流量は流量制御弁１０の開度に比例し、その開度は弁体１０ｂの移動量に比例する。その弁体１０ｂの移動量は、流量制御弁１０に内蔵の差動トランス（開度センサ１０ｃ（図３参照））の出力信号により検出される。
【００２１】
油圧シリンダ１１は、流量制御弁１０から供給される作動油量に応じてピストンロッド１１ａを伸縮させる装置である。ピストンロッド１１ａの先端は駆動ユニット３に連結されており、ピストンロッド１１ａの伸縮に応じて、車輪３ａは操向軸３ｃを中心に回動され、所定の操向角に調整される。車輪３ａの操向角は、操向軸３ｃに配設される操向角センサ装置１２によって検出される。操向角センサ装置１２は、車輪３ａの操向角を検出すると共に、その検出結果を制御装置２０に出力するための装置であり、車輪３ａの操向角を検出する角度センサ（図示せず）と、その角度センサの検出結果を処理して制御装置２０に出力する出力回路（図示せず）とを主に備えて構成されている。
【００２２】
制御装置２０は、上述のように構成される車両１の各部を制御するための装置であり、操舵角センサ装置６、流量制御弁１０、操向角センサ装置１２等の装置が接続されている。また、制御装置２０は、制御装置２０により実行される制御プログラム（例えば、図５に図示されるフローチャートのプログラム）、目標開度を演算するための関数もしくはマップ、固定値データ等を記憶する記憶部２０ａを備えて構成されている。
【００２３】
次いで図３を参照して、制御装置２０の詳細構成について説明する。図３は制御装置２０の電気的構成を示すブロック図である。
【００２４】
目標操向角演算部２０ｂは、操舵角センサ装置６からの入力信号に基づきハンドル５ａの操舵角を取得し、取得した操舵角に基づいて車輪３ａ，４ａの目標操向角（目標駆動量）を演算する。操向角偏差演算部２０ｃは、操向角センサ装置１２からの入力信号に基づき車輪３ａ，４ａの操向角（駆動量）を取得し、取得した操向角と目標操向角演算部２０ｂにより演算された目標操向角との偏差（駆動量偏差）を演算する。
【００２５】
目標開度演算部２０ｄは、操向角偏差演算部２０ｃにより演算された偏差（駆動量偏差）に基づいて、流量制御弁１０の目標開度を演算する。この目標開度演算部２０ｄにおける目標開度の演算処理については後述する。開度偏差演算部２０ｅは、開度センサ１０ｃからの入力信号に基づき流量制御弁１０の開度を取得し、取得した開度と目標開度演算部２０ｄにより演算された目標開度との偏差ｅ（開度偏差）を演算する。
【００２６】
比例積分演算部２０ｆは、偏差ｅに比例ゲインＫｐを乗じて比例演算値Ｏｐを演算する。また、比例積分演算部２０ｆは、偏差ｅの積分値または累積値に積分ゲインＫｉを乗じて積分演算値Ｏｉを演算する。比例積分演算部２０ｆは、比例演算値Ｏｐ、積分演算値Ｏｉ及びバイアスの初期値ｂ０を加算することにより操作信号ＭＶを演算する。比例積分演算部２０ｆによって演算された操作信号ＭＶはドライバ（図示せず）に入力され、ドライバは操作信号ＭＶに応じた電流を電磁コイル１０ａに出力する。
【００２７】
その結果、電磁コイル１０ａにより弁体１０ｂが駆動され、油圧シリンダ１１に供給される作動油の流量が調整される。その作動油の流量に応じて油圧シリンダ１１が駆動され、その油圧シリンダ１１の駆動量が、操向角センサ装置１２により検出される。
【００２８】
次いで図４を参照して、開度調整処理について説明する。図４は開度調整処理を示すフローチャートである。この処理は、制御装置２０の電源が投入されている間、繰り返し（例えば０．２秒間隔で）実行される処理であり、流量制御弁１０の開度を調整する処理である。
【００２９】
制御装置２０は開度調整処理に関し、まず、ハンドル５ａの操舵角を取得し（Ｓ１）、取得した操舵角に基づき目標操向角（目標駆動量）を設定する（Ｓ２）。次いで、車輪３ａ，４ａの操向角（駆動量）を取得し（Ｓ３）、取得した操向角と目標操向角との偏差（駆動量偏差）を演算する（Ｓ４）。次に、演算した偏差（駆動量偏差）に基づき、流量制御弁１０の目標開度を設定する（Ｓ５）。流量制御弁１０の開度を取得し（Ｓ６）、取得した開度と設定した目標開度との偏差ｅ（開度偏差）を演算する（Ｓ７）。次いで、演算した偏差ｅ（開度偏差）に比例ゲインＫｐを乗ずると共に（Ｓ８）、偏差ｅ（開度偏差）の積分値または累積値に積分ゲインＫｉを乗ずる（Ｓ９）。次に、これらの乗算結果に基づき流量制御弁１０の操作信号を設定し、流量制御弁１０の開度を調整する（Ｓ１０）。
【００３０】
本実施の形態によれば、制御装置２０（図３参照）は、開度センサ１０ｃからの入力信号により流量制御弁１０の開度を取得し、取得した開度に基づいて操作信号ＭＶを演算して流量制御弁１０の開度を調整するので、流量制御弁１０に入力される制御信号ＭＶの設定（修正）が迅速に行われ、流量制御弁１０の制御の安定性を向上できる。さらに、目標開度演算部２０ｄにおける流量制御弁１０の目標開度の設定は、操向角センサ装置１２から入力される車輪３ａ，４ａの操向角と、目標操向角演算部２０ｂにおいて演算される目標駆動量とに基づいて行われるので、流量制御弁１０の開度と車輪３ａ，４ａの操向角とを密接に関連付けることができる。
【００３１】
以上のように、目標操向角演算部２０ｂにおいて演算される目標操向角と、車輪３ａ，４ａの操向角とに基づいて目標開度演算部２０ｄにおいて流量制御弁１０の目標開度が設定され、設定された目標開度に対し、流量制御弁１０の開度がフィードバック制御されるので、流量制御弁１０の安定性や外乱に左右されることが抑制され、流量制御弁１０の制御の安定性を向上できる。さらに、それに伴い油圧シリンダ１１の駆動制御を安定化させると共に、油圧シリンダ１１の応答性を確保できる。
【００３２】
また、開度偏差演算部２０ｅにおいて流量制御弁１０の開度と目標開度との偏差ｅ（開度偏差）が演算され、比例積分演算部２０ｆにおいて偏差ｅに比例ゲインＫｐを乗ずる比例制御および偏差ｅの積分値または累積値に積分ゲインＫｉを乗ずる積分制御により、流量制御弁１０の操作信号ＭＶが演算される。その結果、比例制御により流量制御弁１０の開度をスムーズに目標開度に近づけることができると共に、積分制御により流量制御弁１０の開度を目標開度に制御できる。これにより、流量制御弁１０の開度の制御の安定性を向上できる。
【００３３】
さらに、流量制御弁１０（図２参照）は油圧ポンプ９と油圧シリンダ１１との間に配設されるものであり、油圧シリンダ１１は車輪３ａ，４ａを操向するものであるので、流量制御弁１０の制御の安定性を向上させることで、車輪３ａ，４ａの操向制御を安定化させると共に応答性を確保できる。その結果、ハンドル５ａの操作に応じて車輪３ａ，４ａをスムーズに操向できると共に、ハンドル５ａの操作に対する車輪３ａ，４ａの操向応答性を確保できる。
【００３４】
次に図５を参照して、制御装置２０の目標開度演算部２０ｄ（図３参照）における目標開度の演算処理について説明する。図５（ａ）はドライバ（図示せず）から入力される電流と流量制御弁１０の開度との対応関係（開度特性）を示す模式図である。流量制御弁１０は入力される操作信号（本実施の形態では電流）に応じて無段階に開度が制御される装置であり、開度特性は電流に対して開度が正比例するもの（図５（ａ）破線）が理想的である。
【００３５】
一方、流量制御弁１０によっては、図５（ａ）実線に図示されるように、開度特性に直線的な比例性がないものがある。開度特性が図５（ａ）実線に図示される流量制御弁１０は、電流が小さいときは開度がほとんど変化せず、電流を次第に大きくすると急激に開度が変化し始め、さらに電流を大きくするとわずかな電流の変化で開度が著しく変化するものである。以下、制御装置２０で、開度特性が図５（ａ）実線に図示される流量制御弁１０を制御する場合を説明する。
【００３６】
制御装置２０の記憶部２０ａ（図２参照）には、目標開度関数が設けられている。図５（ｂ）を参照して、目標開度関数について説明する。図５（ｂ）は目標開度関数の内容を模式的に示した模式図である。目標開度関数は、目標操向角と操向角との偏差（駆動量偏差）と、流量制御弁１０の目標開度との対応関係を示す関数である。なお、目標操向角は目標操向角演算部２０ｂ（図３参照）により設定され、取得される操向角との偏差（駆動量偏差）は操向角偏差演算部２０ｃにより演算される。目標開度演算部２０ｄは、この目標開度関数を参照して、偏差（駆動量偏差）に対する流量制御弁１０の目標開度を演算する。
【００３７】
目標開度関数は、流量制御弁１０の操作信号（電流）に対する開度の情報（図５（ａ））と関連付けて設定されている。即ち、流量制御弁１０は、図５（ａ）に示すように、電流が小さいときは開度がほとんど変化しないので、目標開度関数は、図５（ｂ）に示すように、電流に対して開度が正比例する理想的な流量制御弁のときの目標開度（図５（ｂ）破線）に対して、偏差（駆動量偏差）が小さいときは目標開度が大きくなる（同一の偏差であれば、図５（ｂ）の実線は破線より目標開度が大きい）ように設定されている。これにより、流量制御弁１０の個々の特性に応じた目標開度関数を設定することができ、偏差が小さいとき（電流が小さいとき）の流量制御弁１０の制御の応答性を向上できる。なお、目標開度演算部２０ｄ（図３参照）により目標開度が大きく設定されても、制御される油圧シリンダ１１による操向角が制御装置２０にフィードバックされるので、目標操向角演算部２０ｂが設定した目標操向角に、車輪３ａ，４ａ（図２参照）の操向角が制御される。
【００３８】
次に、図５（ｃ）を参照して、制御装置２０を用いて流量制御弁１０を制御した結果について説明する。図５（ｃ）は偏差（駆動量偏差）と流量制御弁１０の開度との対応関係を示す模式図である。流量制御弁１０は、開度特性（電流−開度特性）に直線的な比例性がないものである（図５（ａ）参照）。この流量制御弁１０の開度特性は、流量制御弁１０の固有の特性であるため変えることはできないが、制御装置２０により流量制御弁１０を制御することで、図５（ｃ）に示すように、偏差（駆動量偏差）に対する流量制御弁１０の開度を直線的な比例関係とすることができる。
【００３９】
次いで、図６及び図７を参照して、本実施の形態における制御装置２０（以下「本発明品」と称す）と比較例とを対比することにより、本発明品についてさらに説明する。図６は、比較例における制御装置１００の電気的構成を示すブロック図である。なお、第１実施の形態と同一の部分は、同じ符号を付して説明を省略する。図６に示すように、比較例における制御装置１００は、目標開度演算部２０ｄ及び開度偏差演算部２０ｅを備えていない点、比例積分演算部２０ｆに代えて比例演算部１０２を備える点で、制御装置２０と相違する。
【００４０】
制御装置１００の操向角偏差演算部１０１は、操向角センサ装置１２からの入力信号に基づき車輪３ａ，４ａの操向角（駆動量）を取得し、取得した操向角と目標操向角演算部２０ｂにより演算された目標操向角との偏差ｅ（駆動量偏差）を演算する。比例演算部１０２は、偏差ｅに比例ゲインＫｐを乗じて比例演算値Ｏｐを演算し、バイアスの初期値ｂ０を加算することにより操作信号ＭＶを演算する。比例演算部１０２によって演算された操作信号ＭＶはドライバ（図示せず）に入力され、ドライバは操作信号ＭＶに応じた電流を電磁コイル１０ａに出力する。
【００４１】
その結果、電磁コイル１０ａにより弁体１０ｂが駆動され、油圧シリンダ１１に供給される作動油の流量が調整される。その作動油の流量に応じて油圧シリンダ１１が駆動され、その油圧シリンダ１１の駆動量が、操向角センサ装置１２により検出される。
【００４２】
次に、図７を参照して、本発明品（制御装置２０）及び比較例における制御装置１００が搭載された車両１（図１参照）を用いて動作試験を行った結果を説明する。図７（ａ）は比較例における制御装置１００により制御された流量制御弁１０及び油圧シリンダ１１の動作試験結果であり、図７（ｂ）は本発明品により制御された流量制御弁１０及び油圧シリンダ１１の動作試験結果である。
【００４３】
この動作試験においては、目標操向角演算部２０ｂ（図３及び図６参照）により演算される目標操向角を操向角偏差演算部２０ｃ，１０１に入力するのに代えて、波形出力器の出力波形を目標操向角として操向角偏差演算部２０ｃ，１０１に入力した。動作試験の再現性を高めるためである。このときの操向角センサ装置１２により検出される車輪３ａ，４ａの操向角、操向角偏差演算部２０ｃ，１０１において演算される目標操向角と操向角との偏差、開度センサ１０ｃにより検出される流量制御弁１０の開度を測定した。なお、図６に開度センサ１０ｃは図示されていないが、開度は流量制御弁１０の差動トランスの出力信号により検出した。
【００４４】
波形出力器から出力波形を操向角偏差演算部２０ｃ，１０１（図３及び図６参照）に繰り返し入力することで、図７（ａ）及び図７（ｂ）に示すように目標操舵角を±１４度、０．２Ｈｚに設定した。作動油の温度を次第に上昇させたところ、比較例では図７（ａ）に示すように開度が振動し始め、それに伴い操向角も振動し始めた。また、偏差の最大値（遅れ量）が−３度より大きくなった。その結果、車輪３ａ，４ａが左右に細かく振動し操舵性が悪化すると共に、応答性も悪化した。
【００４５】
これに対し本発明品では、比較例において振動が始まる作動油の温度になっても、図７（ｂ）に示すように開度や操向角に振動が生じることはなかった。また、目標操向角に対する操向角の遅れ時間は０．２秒以内であり、偏差の最大値は３度以内であった。その結果、運転者に違和感を与えることなくスムーズな操舵を実現できると共に、応答性を確保できることが明らかとなった。これは、制御装置２０を用いて流量制御弁１０を制御することにより、図５（ｃ）に示すように、偏差（駆動量偏差）に対する流量制御弁１０の開度を直線的な比例関係とすることができたからである。
【００４６】
なお、図４に示すフローチャート（開度調整処理）において、請求項１記載の目標駆動量設定手段としてはＳ２の処理が、駆動量取得手段としてはＳ３の処理が、目標開度設定手段としてはＳ４及びＳ５の処理が、開度取得手段としてはＳ６の処理が、開度調整手段としてはＳ７，Ｓ８，Ｓ９及びＳ１０の処理がそれぞれ該当する。請求項３記載の駆動量偏差演算手段としてはＳ４の処理が、対応関係参照手段としてはＳ５の処理において、目標開度関数（図５（ｂ）参照）に基づいて目標開度を設定する処理がそれぞれ該当する。請求項５記載の開度偏差演算手段としてはＳ７の処理が、操作信号演算手段としてはＳ８，Ｓ９及びＳ１０の処理がそれぞれ該当する。
【００４７】
以上、実施の形態に基づき本発明を説明したが、本発明は上記実施の形態に何ら限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲内で種々の改良変形が可能であることは容易に推察できるものである。例えば、上記実施の形態で挙げた数値（例えば、各構成の数量等）は一例であり、他の数値を採用することは当然可能である。
【００４８】
上記実施の形態では、輸送用の車両１に油圧アクチュエータとしての油圧シリンダが適用された場合について説明したが、必ずしもこれに限られるものではなく、他の油圧アクチュエータに適用することも可能である。他の油圧アクチュエータとしては、例えば、油圧ロータリアクチュエータを挙げることができる。また、輸送用の車両だけでなく、建設機械や工作機械、鋳造用設備、搬送システム、鉱業機械、農業機械、包装設備、物流システム、産業用ロボット等に適用することも可能である。
【００４９】
上記実施の形態では、車輪３ａ，４ａの操舵装置がシリンダ直動方式の場合について説明したが、必ずしもこれに限られるものではなく、ラック＆ピニオン方式、リンク方式等の操舵装置に適用することも可能である。
【００５０】
上記実施の形態では、油圧シリンダ１１（油圧アクチュエータ）の駆動量として操向軸３ｃの回動角（操向角）を検出する場合について説明したが、必ずしもこれに限られるものではなく、油圧アクチュエータの用途に応じて種々の状態量を駆動量として検出することが可能である。例えば、ピストンロッド１１ａの伸縮量を駆動量として検出することも可能である。
【００５１】
上記実施の形態では、駆動量偏差と流量制御弁１０の目標開度との対応関係を示すものとして目標開度関数（図５（ｂ）参照）を説明したが、必ずしもこれに限られるものではなく、駆動量偏差と流量制御弁１０の目標開度との対応関係をマップにしたものを用いることも可能である。
【００５２】
上記実施の形態では、流量制御弁１０は、電流が小さいときは開度がほとんど変化しないので（図５（ａ）参照）、目標開度関数（図５（ｂ）参照）を、電流に対して開度が正比例する理想的な流量制御弁のときの目標開度（図５（ｂ）破線）に対して、偏差が小さいときは目標開度が大きくなるように設定した。目標開度関数は流量制御弁１０の特性に応じて設定できるので、電流が小さいときに開度が大きく変化する流量制御弁であれば、偏差が小さいときは目標開度が小さくなるように設定することが可能である。これにより、上記実施の形態と同様に、制御の応答性を向上させることが可能である。
【符号の説明】
【００５３】
３ａ，４ａ  車輪
８          油圧ポンプ（油圧源）
１０        流量制御弁
１１        油圧シリンダ（油圧アクチュエータ）
２０        制御装置
【図１】
2012001009.tif 000003
【図２】
2012001009.tif 000004
【図３】
2012001009.tif 000005
【図４】
2012001009.tif 000006
【図５】
2012001009.tif 000007
【図６】
2012001009.tif 000008
【図７】
2012001009.tif 000009