JP2002525515A - 一体型作動パッケージ付き制御システム - Google Patents
一体型作動パッケージ付き制御システムInfo
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F15—FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
- F15B—SYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- F15B9/00—Servomotors with follow-up action, e.g. obtained by feed-back control, i.e. in which the position of the actuated member conforms with that of the controlling member
- F15B9/02—Servomotors with follow-up action, e.g. obtained by feed-back control, i.e. in which the position of the actuated member conforms with that of the controlling member with servomotors of the reciprocatable or oscillatable type
- F15B9/04—Servomotors with follow-up action, e.g. obtained by feed-back control, i.e. in which the position of the actuated member conforms with that of the controlling member with servomotors of the reciprocatable or oscillatable type controlled by varying the output of a pump with variable capacity
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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- F15B—SYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- F15B15/00—Fluid-actuated devices for displacing a member from one position to another; Gearing associated therewith
- F15B15/18—Combined units comprising both motor and pump
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F15—FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
- F15B—SYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- F15B1/00—Installations or systems with accumulators; Supply reservoir or sump assemblies
- F15B1/26—Supply reservoir or sump assemblies
- F15B1/265—Supply reservoir or sump assemblies with pressurised main reservoir
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- Control Of Position Or Direction (AREA)
- Reciprocating Pumps (AREA)
Abstract
(57)【要約】
物体の位置を制御する制御システムは、電動機駆動サーボポンプを利用してアクチュエータ位置を制御する一体型アクチュエータパッケージを含む。電動機は、一定方向に定速で動作し、増大されたシステム回転慣性を有する。さらに、可変押しのけ容積サーボポンプ上の斜板の位置が電気的に動力供給されるロータリアクチュエータにより直接調節される。
Description
【０００１】 （発明の分野） 本発明は、物体の位置を制御する制御システムに関する。この制御システムは
、電動機駆動サーボポンプを利用してアクチュエータ位置を制御する一体型作動
パッケージを含み、主操縦装置等の応用に有用である。
、電動機駆動サーボポンプを利用してアクチュエータ位置を制御する一体型作動
パッケージを含み、主操縦装置等の応用に有用である。
【０００２】 （発明の背景） 物体の位置が分配システムにより制御されるいくつかの応用では、流体ベース
システムの替わりに電気ベース動力分配システムを利用するほうが望ましいこと
がある。例えば、航空応用では、従来の航空機流体動力分配システムを電力分配
システムに置換することにより、航空機の信頼性、保守性、効率が向上し、航空
機の重量および製作コストが低減される可能性が得られる。
システムの替わりに電気ベース動力分配システムを利用するほうが望ましいこと
がある。例えば、航空応用では、従来の航空機流体動力分配システムを電力分配
システムに置換することにより、航空機の信頼性、保守性、効率が向上し、航空
機の重量および製作コストが低減される可能性が得られる。
【０００３】 直流電力を作動に使用する第１のタイプの作動システムは、しばしば電磁油圧
アクチュエータ（ＥＨＡ）と呼ばれる。第２のタイプは、しばしば電気機械アク
チュエータ（ＥＭＡ）と呼ばれる。一般的に、これらのシステムは、共にモータ
回転、すなわち、モータ速度および方向を制御してリニアアクチュエータを位置
決めするサーボモータシステムを利用している。ＥＨＡとＥＭＡシステムの主な
違いは、エネルギが変換される特定の方法である。ＥＨＡは、電動機、例えば、
ＤＣモータから発生される回転エネルギを定押しのけ容積ポンプにより投入され
る油圧媒体を介してリニアアクチュエータエネルギへ変換する。ＥＭＡは、ギヤ
およびボールスクリューアクチュエータ等の機械的手段を利用してエネルギ変換
を遂行する。これらのシステムは、共にモータ速度および方向の変化に依存して
おり、したがってシステムおよびその構成要素の摩損およびより頻繁な保守に寄
与する回転慣性を低減するのが望ましい場合が多いことが判る。
アクチュエータ（ＥＨＡ）と呼ばれる。第２のタイプは、しばしば電気機械アク
チュエータ（ＥＭＡ）と呼ばれる。一般的に、これらのシステムは、共にモータ
回転、すなわち、モータ速度および方向を制御してリニアアクチュエータを位置
決めするサーボモータシステムを利用している。ＥＨＡとＥＭＡシステムの主な
違いは、エネルギが変換される特定の方法である。ＥＨＡは、電動機、例えば、
ＤＣモータから発生される回転エネルギを定押しのけ容積ポンプにより投入され
る油圧媒体を介してリニアアクチュエータエネルギへ変換する。ＥＭＡは、ギヤ
およびボールスクリューアクチュエータ等の機械的手段を利用してエネルギ変換
を遂行する。これらのシステムは、共にモータ速度および方向の変化に依存して
おり、したがってシステムおよびその構成要素の摩損およびより頻繁な保守に寄
与する回転慣性を低減するのが望ましい場合が多いことが判る。
【０００４】 物体の位置を制御するもう１つの作動システムは、一体型作動パッケージ（Ｉ
ＡＰ）を利用している。「一体型作動パッケージ」等の用語は、本出願の目的で
さまざまなシステムを説明するのに使用されているが、「一体型作動パッケージ
」すなわち「ＩＡＰ」という用語は、油圧ポンプ押しのけ容積の制御、すなわち
、油圧流量および流れの向きの制御がリニアアクチュエータの位置決めに使用さ
れるサーボポンプシステムを示すものである。一般的に、ＩＡＰシステムは、4
つの主要要素、電動機、油圧サーボポンプ、リニア油圧アクチュエータおよびア
クチュエータコマンド並びにアクチュエータ位置信号を位置誤差信号へ変換する
ことができる制御システムからなっている。特に、このようなサーボポンプ作動
システムは、従来の航空機電源等の電源から給電される定速、定方向モータを利
用している。アクチュエータ位置制御は、油圧ポンプ出力流量および流れの向き
を変えて遂行される。この作用は、ＥＨＡ型システムのようにサーボポンプ／電
動機システムの回転速度および方向を変えるのではなく、サーボポンプの押しの
け容積を変えて行われる。
ＡＰ）を利用している。「一体型作動パッケージ」等の用語は、本出願の目的で
さまざまなシステムを説明するのに使用されているが、「一体型作動パッケージ
」すなわち「ＩＡＰ」という用語は、油圧ポンプ押しのけ容積の制御、すなわち
、油圧流量および流れの向きの制御がリニアアクチュエータの位置決めに使用さ
れるサーボポンプシステムを示すものである。一般的に、ＩＡＰシステムは、4
つの主要要素、電動機、油圧サーボポンプ、リニア油圧アクチュエータおよびア
クチュエータコマンド並びにアクチュエータ位置信号を位置誤差信号へ変換する
ことができる制御システムからなっている。特に、このようなサーボポンプ作動
システムは、従来の航空機電源等の電源から給電される定速、定方向モータを利
用している。アクチュエータ位置制御は、油圧ポンプ出力流量および流れの向き
を変えて遂行される。この作用は、ＥＨＡ型システムのようにサーボポンプ／電
動機システムの回転速度および方向を変えるのではなく、サーボポンプの押しの
け容積を変えて行われる。
【０００５】 既存タイプのＩＡＰシステムは、定押しのけ容積ブーストポンプにより動力を
供給される斜板を利用している。リリーフ弁が定吐出し圧力を維持する。ポンプ
からの流体は、電気油圧式サーボ弁（ＥＨＳＶ）へ流れ、それは電気信号に応答
してトルクモータを位置決めし、スプールおよびスリーブを動かして行程制御シ
ステムに制御流れを供給する。これらの行程制御ピストンは、斜板を所望位置へ
動かすのに必要な力を供給する。帰還ワイヤをサーボ弁に内蔵して斜板位置情報
を直接ＥＨＳＶへ提供することもできる。このシステムの一例を図１ａおよび図
１ｂに示し、本開示の一部として、ここに組み入れられているアシー等のSociet
y of Aerospace Engineers (SAE) Technical Paper No.920968,1992 にも一例が
記載されている。
供給される斜板を利用している。リリーフ弁が定吐出し圧力を維持する。ポンプ
からの流体は、電気油圧式サーボ弁（ＥＨＳＶ）へ流れ、それは電気信号に応答
してトルクモータを位置決めし、スプールおよびスリーブを動かして行程制御シ
ステムに制御流れを供給する。これらの行程制御ピストンは、斜板を所望位置へ
動かすのに必要な力を供給する。帰還ワイヤをサーボ弁に内蔵して斜板位置情報
を直接ＥＨＳＶへ提供することもできる。このシステムの一例を図１ａおよび図
１ｂに示し、本開示の一部として、ここに組み入れられているアシー等のSociet
y of Aerospace Engineers (SAE) Technical Paper No.920968,1992 にも一例が
記載されている。
【０００６】 信頼性、保守性、効率が向上され重量および製作コストが低減されるＩＡＰベ
ース制御システムを提供することが望ましい。
ース制御システムを提供することが望ましい。
【０００７】 （発明の概要） 一定方向に定速で作動し、かつシステム回転慣性が増大された電動機を内蔵す
るＩＡＰ制御システムを提供することが本発明の目的である。それにより、より
低い定常状態負荷要求に近い電気的出力を有する小型電動機を利用することがで
き、しかも間欠的なより高いピーク負荷を供給することができる。電動機の定格
を低減することにより、システムサイズが低減され、システムは、より狭いスペ
ースに収納することができ、かつより低い重量とすることができる。さらに、定
速で作動する低電力モータは、供給電流が小さく発熱が少ない。
るＩＡＰ制御システムを提供することが本発明の目的である。それにより、より
低い定常状態負荷要求に近い電気的出力を有する小型電動機を利用することがで
き、しかも間欠的なより高いピーク負荷を供給することができる。電動機の定格
を低減することにより、システムサイズが低減され、システムは、より狭いスペ
ースに収納することができ、かつより低い重量とすることができる。さらに、定
速で作動する低電力モータは、供給電流が小さく発熱が少ない。
【０００８】 可変押しのけ容積ポンプの斜板位置が電気的に動力供給されるロータリアクチ
ュエータにより直接駆動されるＩＡＰ制御システムを提供することが本発明のも
う１つの目的である。既存のＩＡＰ制御システム構成で利用されているブースト
ポンプ、リリーフ弁、ＥＨＳＶおよび行程制御ピストン等のシステム構成要素は
、省くことができ、したがってシステム重量が低減する。さらに、それにより定
常状態電力引出しが低下して発熱が低減される。
ュエータにより直接駆動されるＩＡＰ制御システムを提供することが本発明のも
う１つの目的である。既存のＩＡＰ制御システム構成で利用されているブースト
ポンプ、リリーフ弁、ＥＨＳＶおよび行程制御ピストン等のシステム構成要素は
、省くことができ、したがってシステム重量が低減する。さらに、それにより定
常状態電力引出しが低下して発熱が低減される。
【０００９】 本発明の第１の実施例は、物体の位置を制御する制御システムに関連しており
、それは物体に接続され、その位置を調節する物体アクチュエータであって、可
変押しのけ容積ポンプにより活性化される物体アクチュエータと、位置コマンド
信号発生源と、位置コマンド信号および物体アクチュエータ位置信号を受信し位
置コマンド信号およびアクチュエータ位置信号を変換してポンプ制御信号を発生
するコントローラとを含んでいる。制御信号によりポンプの押しのけ容積が変え
られるように、コントローラは、可変押しのけ容積ポンプに電気的に接続されて
いる。ポンプは、一定方向に動作して可変押しのけ容積ポンプを駆動し、電動機
は、その回転慣性を増大させてピーク動力負荷を緩和するフライホイールを含ん
でいる。
、それは物体に接続され、その位置を調節する物体アクチュエータであって、可
変押しのけ容積ポンプにより活性化される物体アクチュエータと、位置コマンド
信号発生源と、位置コマンド信号および物体アクチュエータ位置信号を受信し位
置コマンド信号およびアクチュエータ位置信号を変換してポンプ制御信号を発生
するコントローラとを含んでいる。制御信号によりポンプの押しのけ容積が変え
られるように、コントローラは、可変押しのけ容積ポンプに電気的に接続されて
いる。ポンプは、一定方向に動作して可変押しのけ容積ポンプを駆動し、電動機
は、その回転慣性を増大させてピーク動力負荷を緩和するフライホイールを含ん
でいる。
【００１０】 さらに、本発明は、物体の位置を制御する制御システムに関連しており、それ
は物体に接続され、その位置を調節する物体アクチュエータであって、可変押し
のけ容積ポンプにより活性化される物体アクチュエータと、位置コマンド信号発
生源と、位置コマンド信号およびアクチュエータ位置信号を受信し位置コマンド
信号およびアクチュエータ位置を変換して制御信号を発生するコントローラとを
含んでいる。ポンプは、その中の油圧流体の流れの向きおよび流量を制御する可
変角度斜板および制御信号に応答して斜板を所望の角位置に調節するロータリ電
気アクチュエータを含んでいる。斜板用ロータリ電気アクチュエータは、このア
クチュエータの回転位置を測定する回転測定装置を含むことができ、ロータリア
クチュエータ位置信号を発生する。このロータリアクチュエータ位置帰還信号は
、コントローラにおいて受信され、コントローラは、物体アクチュエータ位置お
よび位置コマンド信号を合計し、和信号をロータリアクチュエータ位置信号と比
較してロータリアクチュエータ用制御信号を発生する閉ループを含んでいる。
は物体に接続され、その位置を調節する物体アクチュエータであって、可変押し
のけ容積ポンプにより活性化される物体アクチュエータと、位置コマンド信号発
生源と、位置コマンド信号およびアクチュエータ位置信号を受信し位置コマンド
信号およびアクチュエータ位置を変換して制御信号を発生するコントローラとを
含んでいる。ポンプは、その中の油圧流体の流れの向きおよび流量を制御する可
変角度斜板および制御信号に応答して斜板を所望の角位置に調節するロータリ電
気アクチュエータを含んでいる。斜板用ロータリ電気アクチュエータは、このア
クチュエータの回転位置を測定する回転測定装置を含むことができ、ロータリア
クチュエータ位置信号を発生する。このロータリアクチュエータ位置帰還信号は
、コントローラにおいて受信され、コントローラは、物体アクチュエータ位置お
よび位置コマンド信号を合計し、和信号をロータリアクチュエータ位置信号と比
較してロータリアクチュエータ用制御信号を発生する閉ループを含んでいる。
【００１１】 （好ましい実施例の詳細な説明） 図１ａおよび図１ｂは、従来のＩＡＰシステムを示す。図１ａの略図について
、本システムは、電動機２、本例ではピストン６を含む定吐出し可変押しのけ容
積ピストンポンプである油圧サーボポンプ３、リニア油圧アクチュエータ４およ
びアクチュエータコマンド並びにアクチュエータ位置信号を位置誤差信号へ変換
可能なコントローラ５を含んでいる。アクチュエータ４は、油圧シリンダー２２
およびリニア可変押しのけ容積トランスジューサ（ＬＶＤＴ）２１を含み、第２
のアクチュエータ４’が第２の同じチャネル（図１ａには図示せず）に内蔵され
るように設計されている。ポンプ３は、図１ｂに詳細に示されている。斜板７は
、定押しのけ容積ブーストポンプ８から動力を供給される。特に、図１ａにおい
て、ブーストリリーフ弁９は、一定の吐出圧を維持し、ブーストポンプからの流
体は、電気油圧式サーボ弁（ＥＨＳＶ）１０へ流れ、それは電気信号に応答して
トルクモータを位置決めし、行程制御システムに制御流れを供給する。特に、行
程制御ピストン１２が斜板７を所望位置へ移動させる力を供給する。帰還ワイヤ
１３が斜板位置情報をＥＨＳＶ１０へ与える。本システムは、さらに、ブースト
ポンプ圧を使用してポンプ入口圧を維持するブーストラップアキュムレータ１５
、ブースト出力圧を監視してポンプやモータの故障をコントローラに警告する圧
力スイッチ１６、任意のピストンポンプ漏れに対する補給流れを供給するシャト
ル弁１７、最大システム圧を制限するリリーフ弁１８、コントローラ１５により
指令および動力が供給され、システムがその故障中にアクチュエータチャンバ間
に自由流れを有することができるようにするソレノイドバイパス弁１９およびフ
ィルタ２０を含んでいる。
、本システムは、電動機２、本例ではピストン６を含む定吐出し可変押しのけ容
積ピストンポンプである油圧サーボポンプ３、リニア油圧アクチュエータ４およ
びアクチュエータコマンド並びにアクチュエータ位置信号を位置誤差信号へ変換
可能なコントローラ５を含んでいる。アクチュエータ４は、油圧シリンダー２２
およびリニア可変押しのけ容積トランスジューサ（ＬＶＤＴ）２１を含み、第２
のアクチュエータ４’が第２の同じチャネル（図１ａには図示せず）に内蔵され
るように設計されている。ポンプ３は、図１ｂに詳細に示されている。斜板７は
、定押しのけ容積ブーストポンプ８から動力を供給される。特に、図１ａにおい
て、ブーストリリーフ弁９は、一定の吐出圧を維持し、ブーストポンプからの流
体は、電気油圧式サーボ弁（ＥＨＳＶ）１０へ流れ、それは電気信号に応答して
トルクモータを位置決めし、行程制御システムに制御流れを供給する。特に、行
程制御ピストン１２が斜板７を所望位置へ移動させる力を供給する。帰還ワイヤ
１３が斜板位置情報をＥＨＳＶ１０へ与える。本システムは、さらに、ブースト
ポンプ圧を使用してポンプ入口圧を維持するブーストラップアキュムレータ１５
、ブースト出力圧を監視してポンプやモータの故障をコントローラに警告する圧
力スイッチ１６、任意のピストンポンプ漏れに対する補給流れを供給するシャト
ル弁１７、最大システム圧を制限するリリーフ弁１８、コントローラ１５により
指令および動力が供給され、システムがその故障中にアクチュエータチャンバ間
に自由流れを有することができるようにするソレノイドバイパス弁１９およびフ
ィルタ２０を含んでいる。
【００１２】 このようなＩＡＰ制御システムは、アクチュエータ位置のパラメータを被制御
パラメータとして利用する。例えば、操縦装置応用に対して、このパラメータは
、位置コマンド信号源１１がパイロットにより操作される操縦装置であるエーロ
フォイルに対応することができる。位置コマンド信号は、物体アクチュエータ位
置帰還信号と合計されてサーボ弁１０により受信される位置誤差信号（すなわち
、ポンプ制御信号）を発生する。図１ａに示すタイプのシステムに対して、位置
誤差信号は、斜板位置信号（帰還ワイヤ１３からの）と比較することができる。
パラメータとして利用する。例えば、操縦装置応用に対して、このパラメータは
、位置コマンド信号源１１がパイロットにより操作される操縦装置であるエーロ
フォイルに対応することができる。位置コマンド信号は、物体アクチュエータ位
置帰還信号と合計されてサーボ弁１０により受信される位置誤差信号（すなわち
、ポンプ制御信号）を発生する。図１ａに示すタイプのシステムに対して、位置
誤差信号は、斜板位置信号（帰還ワイヤ１３からの）と比較することができる。
【００１３】 図２は、本発明のさまざまな実施例に従った制御システムの略図である。図１
ａのＩＡＰ制御システムと同様に、このシステムは、物体アクチュエータ位置の
パラメータを被制御パラメータとして利用し、アクチュエータ４に動力を供給し
、その位置が制御される物体に接続するサーボポンプ３を含んでいる。前記した
実施例では、ポンプ３は、ピストンポンプ流れの押しのけ容積および向きを変え
ることによりアクチュエータ４のサーボ制御を行う可変押しのけ容積ピストンポ
ンプである。それはポンプの回転に垂直な面から2つの向きのいずれかへ斜板７
を回転させて遂行される。
ａのＩＡＰ制御システムと同様に、このシステムは、物体アクチュエータ位置の
パラメータを被制御パラメータとして利用し、アクチュエータ４に動力を供給し
、その位置が制御される物体に接続するサーボポンプ３を含んでいる。前記した
実施例では、ポンプ３は、ピストンポンプ流れの押しのけ容積および向きを変え
ることによりアクチュエータ４のサーボ制御を行う可変押しのけ容積ピストンポ
ンプである。それはポンプの回転に垂直な面から2つの向きのいずれかへ斜板７
を回転させて遂行される。
【００１４】 図２のシステムは、ポンプ３の斜板７に接続された電気的に駆動されるアクチ
ュエータ３０を含んでいる。コントローラ５から受信される制御信号に応答して
、ロータリ電気アクチュエータ３０は、斜板を所望の角位置に調節する。特に、
コントローラ５は、位置コマンド源１１からの位置コマンド信号およびリニアア
クチュエータ４に接続されたＬＶＤＴ２１からのアクチュエータ位置帰還信号を
合計してアクチュエータ３０への制御信号を発生する。
ュエータ３０を含んでいる。コントローラ５から受信される制御信号に応答して
、ロータリ電気アクチュエータ３０は、斜板を所望の角位置に調節する。特に、
コントローラ５は、位置コマンド源１１からの位置コマンド信号およびリニアア
クチュエータ４に接続されたＬＶＤＴ２１からのアクチュエータ位置帰還信号を
合計してアクチュエータ３０への制御信号を発生する。
【００１５】 前記した実施例では、アクチュエータ３０は、ロータリ可変押しのけ容積トラ
ンスジューサ（ＲＶＤＴ）位置トランスジューサ３１を含み、それはアクチュエ
ータ３０の回転位置を検出し、強化されたシステム制御を行う回転測定装置とし
て働く。トランスジューサ３１は、コントローラ５と電気的に接続されて、コン
トローラ５がロータリアクチュエータ位置を示すチルトブロック位置帰還信号を
受信するようにされている。コントローラ５は、位置コマンド源１１からの位置
コマンド信号およびＬＶＤＴ２１からの物体アクチュエータ位置信号を合計し、
和信号をロータリアクチュエータ位置帰還信号と比較してアクチュエータ３０へ
の制御信号を発生する。アクチュエータ３０は、ＲＶＤＴ位置トランスジューサ
３１が埋め込まれた双方向電動機変速装置の形状を有することができる。
ンスジューサ（ＲＶＤＴ）位置トランスジューサ３１を含み、それはアクチュエ
ータ３０の回転位置を検出し、強化されたシステム制御を行う回転測定装置とし
て働く。トランスジューサ３１は、コントローラ５と電気的に接続されて、コン
トローラ５がロータリアクチュエータ位置を示すチルトブロック位置帰還信号を
受信するようにされている。コントローラ５は、位置コマンド源１１からの位置
コマンド信号およびＬＶＤＴ２１からの物体アクチュエータ位置信号を合計し、
和信号をロータリアクチュエータ位置帰還信号と比較してアクチュエータ３０へ
の制御信号を発生する。アクチュエータ３０は、ＲＶＤＴ位置トランスジューサ
３１が埋め込まれた双方向電動機変速装置の形状を有することができる。
【００１６】 この構成は、ブーストポンプ８、ブーストリリーフ弁９、ＥＨＳＶ１０および
行程制御ピストン１２を含む油圧ループが図１ａに示す構成内に存在することを
回避し、低減されたサイズおよび重量のシステムとなることが判る。さらに、ア
クチュエータ３０は、必要な場合しかコントローラ５から電力を引き出さず、全
体システムの定常状態電力引出しが低減される。
行程制御ピストン１２を含む油圧ループが図１ａに示す構成内に存在することを
回避し、低減されたサイズおよび重量のシステムとなることが判る。さらに、ア
クチュエータ３０は、必要な場合しかコントローラ５から電力を引き出さず、全
体システムの定常状態電力引出しが低減される。
【００１７】 前記した実施例では、モータ２は、航空機システム内で広く利用される１１５
ＶＡＣ定速電動機等のＡＣ誘導電動機とすることができる。航空機応用に対して
は、それにより既存の発電システムを修正する必要性が回避される。ＡＣ電力を
欠く応用では、サーボポンプシステムは、定速ＤＣモータにより駆動することが
できる。図１ａに示すシステムと同様に、コントローラ５と電気的に接続してソ
レノイドバイパス弁１９を設けて、システムが故障中にアクチュエータチャンバ
間で自由流れを有することができるようにすることができる。図２のシステムは
、さらに任意のピストンポンプ漏れに対して補給流れを供給するシャトル弁１７
および最大システム圧を制限するリリーフ弁１８を含むことができる。ブースト
ラップアキュムレータ１５を図２のシステム内で利用してポンプ入口圧を維持す
ることができ、このシステムは、ブーストポンプを利用しないため、アキュムレ
ータ１５は、ガス装填することができる。また、図２のシステムは、図１ａのシ
ステムと同様に、第２の同じチャネル（図２には図示せず）に内蔵するように設
計された第２のアクチュエータ４’を含むことができる。
ＶＡＣ定速電動機等のＡＣ誘導電動機とすることができる。航空機応用に対して
は、それにより既存の発電システムを修正する必要性が回避される。ＡＣ電力を
欠く応用では、サーボポンプシステムは、定速ＤＣモータにより駆動することが
できる。図１ａに示すシステムと同様に、コントローラ５と電気的に接続してソ
レノイドバイパス弁１９を設けて、システムが故障中にアクチュエータチャンバ
間で自由流れを有することができるようにすることができる。図２のシステムは
、さらに任意のピストンポンプ漏れに対して補給流れを供給するシャトル弁１７
および最大システム圧を制限するリリーフ弁１８を含むことができる。ブースト
ラップアキュムレータ１５を図２のシステム内で利用してポンプ入口圧を維持す
ることができ、このシステムは、ブーストポンプを利用しないため、アキュムレ
ータ１５は、ガス装填することができる。また、図２のシステムは、図１ａのシ
ステムと同様に、第２の同じチャネル（図２には図示せず）に内蔵するように設
計された第２のアクチュエータ４’を含むことができる。
【００１８】 図３は、本発明のもう１つの実施例に従ったＩＡＰ制御システムの単一チャネ
ルを略示している。この実施例では、モータ２に増大した回転慣性が与えられる
。前記したように、ＩＡＰ型制御システムは、可変押しのけ容積サーボポンプ３
を駆動する定速定方向電動機２を含んでいる。アクチュエータ４の制御は、モー
タおよびポンプの回転方向および速度を変えずにサーボポンプ３の押しのけ容積
を変えて遂行される。回転するモータおよびポンプは、作動制御中に両方向に加
減速する必要がない点において、このタイプのシステムは、さまざまな従来の代
わりのＥＨＡもしくはＥＭＡ構成とは異なっている。したがって、このような従
来構成の設計目標は、回転慣性を最小限に抑えて、システムおよびその構成要素
の摩損および保守を最小限に抑えることであるが、本発明のこの実施例は、増大
した回転慣性を利用する。
ルを略示している。この実施例では、モータ２に増大した回転慣性が与えられる
。前記したように、ＩＡＰ型制御システムは、可変押しのけ容積サーボポンプ３
を駆動する定速定方向電動機２を含んでいる。アクチュエータ４の制御は、モー
タおよびポンプの回転方向および速度を変えずにサーボポンプ３の押しのけ容積
を変えて遂行される。回転するモータおよびポンプは、作動制御中に両方向に加
減速する必要がない点において、このタイプのシステムは、さまざまな従来の代
わりのＥＨＡもしくはＥＭＡ構成とは異なっている。したがって、このような従
来構成の設計目標は、回転慣性を最小限に抑えて、システムおよびその構成要素
の摩損および保守を最小限に抑えることであるが、本発明のこの実施例は、増大
した回転慣性を利用する。
【００１９】 特に、回転するモータおよびポンプアセンブリ内に付加質量が内蔵される。そ
れは、好ましくは、回転するアセンブリの外部半径に近い質量を付加して、シス
テムの全体重量増加を最小限に抑えながら慣性を増加させて遂行される。実際上
、モータは、システムの外側寄りに搭載される冷却ファンを含むため、この増加
質量は、このような冷却ファン内に内蔵することができる。その結果、冷却ファ
ンは、回転慣性を増加させるフライホイールとして作用する。それを図４に略示
し、冷却ファン３２は、その周辺周りに増加質量３３を有して回転慣性を増加さ
せる。
れは、好ましくは、回転するアセンブリの外部半径に近い質量を付加して、シス
テムの全体重量増加を最小限に抑えながら慣性を増加させて遂行される。実際上
、モータは、システムの外側寄りに搭載される冷却ファンを含むため、この増加
質量は、このような冷却ファン内に内蔵することができる。その結果、冷却ファ
ンは、回転慣性を増加させるフライホイールとして作用する。それを図４に略示
し、冷却ファン３２は、その周辺周りに増加質量３３を有して回転慣性を増加さ
せる。
【００２０】 例として、ある応用は、およそ１５−２０馬力の短時間ピーク負荷を有する（
すなわち、アクチュエータの位置を変える時にピーク負荷を生じる）およそ４−
５馬力の定負荷を必要とすることがある。典型的には、システム要求を満たすた
めに２０馬力の最大出力を有する電動機が利用される。しかしながら、増加回転
慣性質量を内蔵することにより、より定格の低いモータ、例えば、最大出力５馬
力のモータを利用することができ、しかも短時間間欠ピーク負荷に対するシステ
ム要求を満たすことができる。本発明のこの実施例は、図１ａのシステム、好ま
しくは図２のシステムに内蔵することができる。
すなわち、アクチュエータの位置を変える時にピーク負荷を生じる）およそ４−
５馬力の定負荷を必要とすることがある。典型的には、システム要求を満たすた
めに２０馬力の最大出力を有する電動機が利用される。しかしながら、増加回転
慣性質量を内蔵することにより、より定格の低いモータ、例えば、最大出力５馬
力のモータを利用することができ、しかも短時間間欠ピーク負荷に対するシステ
ム要求を満たすことができる。本発明のこの実施例は、図１ａのシステム、好ま
しくは図２のシステムに内蔵することができる。
【００２１】 全体制御システムの好ましい実施例を図５に示す。このシステムは、マニホー
ルドブロック４２，４２’に搭載されたアクチュエータ４、電動機２およびポン
プ３を含む第１のチャネル４０並びにアクチュエータ４’、モータ２’およびポ
ンプ３’を含む第２のチャネル４０’を含むデュアルチャネル作動システムであ
る。各チャネルが電動機を電源（例えば、航空機電源）に接続する電気コネクタ
４４，４４’およびシステムをコントローラ５（図２）に接続する電気コネクタ
４５，４５’を含んでいる。各モータ２は、その冷却ファン上に増加した慣性質
量を与えるためのフライホイール３３，３３’を有している。各チャネルは、そ
れぞれ、ＲＶＤＴ位置トランスジューサ３１，３１’およびコントローラへ接続
するための電気的コネクタを含むポンプ３，３’の斜板を駆動するロータリアク
チュエータ３０，３０’を含んでいる。
ルドブロック４２，４２’に搭載されたアクチュエータ４、電動機２およびポン
プ３を含む第１のチャネル４０並びにアクチュエータ４’、モータ２’およびポ
ンプ３’を含む第２のチャネル４０’を含むデュアルチャネル作動システムであ
る。各チャネルが電動機を電源（例えば、航空機電源）に接続する電気コネクタ
４４，４４’およびシステムをコントローラ５（図２）に接続する電気コネクタ
４５，４５’を含んでいる。各モータ２は、その冷却ファン上に増加した慣性質
量を与えるためのフライホイール３３，３３’を有している。各チャネルは、そ
れぞれ、ＲＶＤＴ位置トランスジューサ３１，３１’およびコントローラへ接続
するための電気的コネクタを含むポンプ３，３’の斜板を駆動するロータリアク
チュエータ３０，３０’を含んでいる。
【００２２】 好ましい実施例について本発明を説明してきたが、当業者ならば発明の範囲を
逸脱することなく、さまざまな変更を行うことができ、かつ等価要素で置換を行
うことができる。さらに、発明の範囲を逸脱することなく、材料の特定の状況を
本発明の教示に適合させるための多くの修正を行うことができる。したがって、
本発明は、それを実施するための最善のモードとして開示された特定の実施例に
限定されるものではなく、添付した特許請求の範囲および精神内に入る全ての実
施例を含むものである。
逸脱することなく、さまざまな変更を行うことができ、かつ等価要素で置換を行
うことができる。さらに、発明の範囲を逸脱することなく、材料の特定の状況を
本発明の教示に適合させるための多くの修正を行うことができる。したがって、
本発明は、それを実施するための最善のモードとして開示された特定の実施例に
限定されるものではなく、添付した特許請求の範囲および精神内に入る全ての実
施例を含むものである。
【図１ａ】 従来のＩＡＰ制御システムを示す図である。
【図１ｂ】 従来のＩＡＰ制御システムを示す図である。
【図２】 本発明の制御システムの実施例のブロック図である。
【図３】 本発明のさまざまな実施例に従った制御システムの略斜視図である。
【図４】 図３のシステムの冷却ファンの略図である。
【図５】 本発明のＩＡＰ制御システムの斜視図である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｆ１５Ｂ 9/03 Ｆ０４Ｂ 1/06 9/14 Ｆターム(参考） 3H001 AA07 AC03 AD04 AE14 3H045 AA04 AA12 AA24 AA33 AA36 AA39 BA12 BA31 CA00 CA13 DA04 DA25 DA43 DA45 EA20 EA26 EA33 EA38 EA42 3H070 AA01 BB04 BB15 CC12 DD38 DD44 DD55 DD60 DD88
Claims (17)
- 【請求項１】 物体の位置を制御する制御システムであって、前記システム
は、 物体に接続され、その位置を調節する物体アクチュエータであって、可変押し
のけ容積ポンプにより活性化される物体アクチュエータと、 位置コマンド信号および物体アクチュエータ位置信号を受信し、位置コマンド
信号および物体アクチュエータ位置を変換してポンプ制御信号を発生するコント
ローラであって、前記ポンプ制御信号に応答して前記可変押しのけ容積ポンプの
押しのけ容積が達成されるコントローラとを含み、 電動機が一定方向に動作して前記可変押しのけ容積ポンプを駆動し、前記電動
機は、その回転慣性を増加させるためのフライホイールを含む制御システム。 - 【請求項２】 請求項１記載の制御システムであって、前記フライホイール
には、モータを冷却するための回転冷却ファンが内蔵されている制御システム。 - 【請求項３】 請求項１記載の制御システムであって、前記システムは、間
欠ピーク動力負荷を有する比較的一定の動力負荷で動作し、前記電動機は、比較
的一定の負荷に適合された動力定格を有し、前記フライホイールは、モータの動
力負荷の変動を緩和するための増加された回転慣性を与える制御システム。 - 【請求項４】 請求項１記載の制御システムであって、前記可変押しのけ容
積ポンプは、可変角度斜板を含み、前記斜板の位置は、ポンプ制御信号に応答し
て調節される制御システム。 - 【請求項５】 請求項４記載の制御システムであって、前記ポンプ制御信号
は、それに応答して前記斜板の位置を調節するサーボ弁により受信される制御シ
ステム。 - 【請求項６】 請求項５記載の制御システムであって、前記コントローラは
、物体アクチュエータ位置および位置コマンド信号を合計してサーボ弁により受
信されるポンプ制御信号を発生する制御システム。 - 【請求項７】 請求項４記載の制御システムであって、前記ポンプ制御信号
は、それに応答して前記斜板の位置を調節するロータリ電気アクチュエータによ
り受信される制御システム。 - 【請求項８】 請求項７記載の制御システムであって、前記コントローラは
、物体アクチュエータ位置および位置コマンド信号を合計し、和信号をロータリ
電気アクチュエータ位置信号と比較してポンプ制御信号を発生する閉ループ制御
システムを含む制御システム。 - 【請求項９】 請求項１記載の制御システムであって、前記モータは、比較
的一定の速度で動作する制御システム。 - 【請求項１０】 請求項９記載の制御システムであって、前記モータは、Ａ
Ｃ誘導電動機である制御システム。 - 【請求項１１】 請求項１記載の制御システムであって、前記可変押しのけ
容積ポンプは、前記モータと共に回転する制御システム。 - 【請求項１２】 物体の位置を制御する制御システムであって、前記システ
ムは、 物体に接続され、その位置を調節する物体アクチュエータであって、その中の
油圧流体の流れの向きおよび流量を制御する可変角度斜板を含む可変押しのけ容
積ポンプにより活性化される物体アクチュエータと、 位置コマンド信号および物体アクチュエータ位置信号を受信し、位置コマンド
信号およびアクチュエータ位置を変換し、前記可変角度斜板に接続されたロータ
リ電気アクチュエータアセンブリにより受信される制御信号を発生するコントロ
ーラであって、前記ロータリ電気アクチュエータは、前記制御信号に応答して前
記斜板を所望の角位置に調節するコントローラと、 を含む制御システム。 - 【請求項１３】 請求項１２記載の制御システムであって、前記電動機は、
一定の方向に定速で動作する制御システム。 - 【請求項１４】 請求項１２記載の制御システムであって、前記モータは、
ＡＣ誘導電動機である制御システム。 - 【請求項１５】 請求項１２記載の制御システムであって、前記可変押しの
け容積ポンプは、前記モータと共に回転する制御システム。 - 【請求項１６】 請求項１２記載の制御システムであって、前記コントロー
ラは、物体アクチュエータ位置および位置コマンド信号を合計し、和信号をロー
タリアクチュエータ位置信号と比較し、制御信号を発生する閉ループ制御システ
ムを含む制御システム。 - 【請求項１７】 請求項１６記載の制御システムであって、前記ロータリ電
気アクチュエータは、その回転位置を測定する回転測定装置を含む制御システム
。
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US9294298P | 1998-07-15 | 1998-07-15 | |
| US60/092,942 | 1998-07-15 | ||
| PCT/US1999/015880 WO2000016464A2 (en) | 1998-07-15 | 1999-07-13 | Control system with integrated actuation package |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002525515A true JP2002525515A (ja) | 2002-08-13 |
Family
ID=22235891
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000570888A Pending JP2002525515A (ja) | 1998-07-15 | 1999-07-13 | 一体型作動パッケージ付き制御システム |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| EP (1) | EP1097500A4 (ja) |
| JP (1) | JP2002525515A (ja) |
| WO (1) | WO2000016464A2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2013019426A (ja) * | 2011-07-07 | 2013-01-31 | Horiuchi Kikai:Kk | 液圧装置および液圧装置の制御方法 |
| JP2015505061A (ja) * | 2012-01-27 | 2015-02-16 | カヴリコ コーポレイション | 補助出力信号を有する回転可変差動変圧器（ｒｖｄｔ）センサ組立体 |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB0120747D0 (en) * | 2001-08-25 | 2001-10-17 | Lucas Western Inc | Control method |
| US7249458B2 (en) * | 2005-07-22 | 2007-07-31 | Ashradn Holdings Ltd. | Self-contained hydraulic actuator system |
| GB2469016A (en) * | 2009-02-26 | 2010-10-06 | Ge Aviat Systems Ltd | Electrically driven hydraulic actuator |
| JP5666233B2 (ja) * | 2010-10-08 | 2015-02-12 | ナブテスコ株式会社 | 航空機アクチュエータの油圧装置 |
| US8517040B2 (en) * | 2011-08-12 | 2013-08-27 | Hamilton Sundstrand Corporation | Valve control of pump inlet pressure with bootstrap reservoir |
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| WO2017177287A2 (en) | 2016-04-12 | 2017-10-19 | Atlas Copco Airpower, Naamloze Vennootschap | Method for protecting an electric motor of a device with a motor driven consumer with a continuous capacity control system and choice of such a motor |
| US11118610B2 (en) * | 2017-08-29 | 2021-09-14 | The Boeing Company | Low profile electro-hydrostatic actuator |
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| US3906266A (en) * | 1974-02-22 | 1975-09-16 | Black & Decker Mfg Co | High inertia insulating cooling fan for electric motor device |
| US3902318A (en) * | 1974-08-28 | 1975-09-02 | Sperry Rand Corp | Power transmission |
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-
1999
- 1999-07-13 WO PCT/US1999/015880 patent/WO2000016464A2/en not_active Application Discontinuation
- 1999-07-13 JP JP2000570888A patent/JP2002525515A/ja active Pending
- 1999-07-13 EP EP99965714A patent/EP1097500A4/en not_active Withdrawn
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| US9612103B2 (en) | 2012-01-27 | 2017-04-04 | Kavlico Corporation | Rotary variable differential transformer (RVDT) sensor assembly with auxiliary output signal |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| WO2000016464A2 (en) | 2000-03-23 |
| WO2000016464A9 (en) | 2001-07-05 |
| WO2000016464A3 (en) | 2000-07-13 |
| EP1097500A4 (en) | 2003-05-02 |
| EP1097500A2 (en) | 2001-05-09 |
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