JP2639056B2 - 流量制御装置 - Google Patents

流量制御装置

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JP2639056B2
JP2639056B2 JP4237689A JP4237689A JP2639056B2 JP 2639056 B2 JP2639056 B2 JP 2639056B2 JP 4237689 A JP4237689 A JP 4237689A JP 4237689 A JP4237689 A JP 4237689A JP 2639056 B2 JP2639056 B2 JP 2639056B2
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稔之 田中
昭 白武
佳史 坂本
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Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、マイクロコンピュータ等を使用した電子湯
水混合装置等に用いられる流量制御装置に関するもので
ある。
従来の技術 従来の流量制御装置は第6図に示すように流量センサ
1、流量設定部2、流量調節弁3及び流量調節弁3を駆
動する弁駆動モータ4と、流量センサ1によって検出さ
れた流量検出値と流量設定部2で使用者から受け付けた
流量設定値に基づいて弁駆動モータ4を付勢する制御部
5から構成されている。制御部5は、偏差演算部6、流
量変換部7および付勢演算部8によって構成される。
高圧の水は水道管等に接続される給水口9から供給さ
れ、流量調節弁3及び流量センサ1を通り、2次側配管
10へ通じる。流量センサ1は流量に比例した周波数のパ
ルス信号(以下流量パルスという)を出力する。流量パ
ルスは流量変換部7に入力され、ここで流量に変換され
る。これを流量検出値Qeとする。この流量検出値Qeと、
流量設定部2で使用者によって予め設定された流量設定
値Qiとの流量偏差Qdを偏差演算部6で演算する。
流量偏差Qd=Qe−Qi ここで演算された流量偏差Qdをもとに付勢演算部8で
第7図に示した規則にしたがって弁駆動モータ4に加え
る電圧(以下モータ駆動電圧という)を演算してこれを
弁駆動モータ4に加え、流量調節弁3を付勢する。第7
図は付勢演算部8で演算される流量偏差Qdとモータ駆動
電圧Dmの演算規則を示すものである。領域Aは流量偏差
Qdが0から一定値の範囲で、モータ駆動電圧Dmは0であ
る領域である。この領域は弁駆動モータ4が停止してい
る領域すなわち不感帯である。流量制御は流量偏差Qd
この不感帯Aの領域に入るように行なわれる。すなわち
流量偏差Qdが不感帯から大きく外れ領域C及びC′にな
るとハードウェアで許される最大のモータ駆動電圧Dmax
を弁駆動モータ4に加え、領域B及びB′では流量偏差
Qdに比例したモータ駆動電圧Dmを弁駆動モータ4に加え
てそれぞれ流量偏差Qdが小さくなる方向に流量調節弁3
を駆動する。これによって流量調節弁3は流量偏差Qd
非常に大きいときは高速に、小さいときはゆっくりと付
勢され、流量偏差Qdを迅速に不感帯Aに収束させること
ができる。
発明が解決しようとする課題 しかし上記のような構成では不感帯の巾が一定である
ため、以下のような課題を有していた。流路中を流れる
水の流量は、一次圧が同じであって、流量調節弁3が停
止していて開度が一定であっても、流路の形状や水の粘
性による抵抗の影響で流量がふらつき、その流量検出値
Qeは一定とならない。一般には高流量になるほど、流量
のふらつきの幅は大きくなる。流量設定値Qiと流量のふ
らつき巾Qsの関係は、例えば第8図のようになる。第8
図において、流量設定値QiがQ1の場合とQ2の場合で、不
感帯をQfとする。Q1の場合では流量のふらつき巾はQs1
で不感帯の巾より小さく、制御は不感帯に収束するの
で、この場合、例えば流量0から流量設定値Qiまで到達
するときの特性を示すと第9図のように安定した流量制
御特性が得られる。しかし、Q2では流量のふらつき巾Q
s2は不感帯の巾Qfより大きくなり、この場合いくら流量
偏差Qdを不感帯に入るように制御しても、流量が不感帯
の巾を越えてふらつくので、その流量制御特性は不感帯
に収束せず、第9図のようになり、ハンチングをおこし
てしまう。またそうなると流量調節弁3が頻繁に動くこ
とになるので、その分、弁寿命が短くなる。また、広範
囲での流量制御を安定に行うために、第8図のQf′
ように不感帯を広げて固定すると、Q2では安定な動作と
なるが、Q2に比較して低流量のQ1では不感帯が広がった
分その制御精度が悪化してしまう。
本発明は以上の様な課題を解消するためになされたも
ので、簡単な構成で広範囲の流量制御を最適な精度、安
定した特性で確保することができ、実用上きわめて有利
な流量制御装置を提供するものである。
課題を解決するための手段 課題を解決するために、本発明の流量制御装置は、弁
駆動モータを付勢する制御部に、流量設定部で設定され
た流量設定値に基づいて不感帯補正部を出力する不感帯
補正部を設けたものである。
作用 上記構成により、付勢演算部での弁駆動モータ制御規
則における不感帯を流量設定値に基づき最適に補正する
ので、広範囲の流量設定値で最適な流量制御精度を得な
がら、制御安定性を確保する事ができる。また、制御安
定性を確保できることによって流量調節弁の不要な動作
がなくなるので弁寿命も向上させることができる。
実施例 以下本発明の一実施例を図面にしたがって説明する。
なお、従来例と同一の構成要素には同一図番を付してそ
の詳細な説明は省略する。第1図は本発明の一実施例の
流量制御装置の構成を示すブロック図である。第1図に
おいて、流量制御装置は流量設定部2、流量調節弁3、
流量センサ1、弁駆動モータ4ならびに制御部11からな
り、制御部11は偏差演算部6、流量変換部7および付勢
演算部12及び不感帯補正部13より構成され、不感帯補正
部13は付勢演算部12に、流量設定値Qiに基づいた不感帯
補正値Qhを入力するようになっている。
従来例と同じく高圧の水は水道管等に接続される給水
口9から供給され、流量調節弁3、流量センサ1を通
り、2次側配管10へ通じる。流量センサ1は流路中の水
の流量に比例した流量パルス信号を出力する。流量パル
スは流量変換部7に入力され流量検出値Qeに変換され
る。流量検出値Qeと、流量設定部2であらかじめ設定さ
れた流量設定値Qiとの流量偏差Qdを偏差演算部6で演算
する。また、流量設定値Qiは不感帯補正部13に入力さ
れ、流量設定値Qiに基づいた不感帯補正部Qhを得る。流
量偏差Qdと不感帯補正値Qhは付勢演算部12に入力され、
これらから第2図に示した規則にしたがってモータ駆動
電圧Dmを演算してこれを弁駆動モータ4に加え、流量調
節弁3を付勢する。
第2図に付勢演算部12で演算される流量偏差Qdとモー
タ駆動電圧Dmの演算規則を示す。同図領域Aは不感帯を
示す。不感帯Aは初期値をQfdとし、不感帯補正部13に
よって入力された不感帯補正値Qhによって変化するよう
になっている。第3図に不感帯補正部13による補正規則
すなわち流量設定値Qiと、不感帯補正値Qhの関係を示
す。この実施例の場合、不感帯Aは初期値Qfdに流量設
定値Qiに比例して増加する不感帯補正値Qhを加算するこ
とによって補正される。流量制御は流量偏差Qdが補正さ
れた不感帯Aの領域内に入るように行なわれる。すなわ
ち流量偏差Qdが補正された不感帯Aから大きく外れ領域
C及びC′になるとハードウェアで許される最大のモー
タ駆動電圧Dmaxを弁駆動モータ4に加え、B領域及び
B′では流量偏差Qdに比例したモータ駆動電圧Dmを弁駆
動モータ4に加えてそれぞれ流量偏差Qdが小さくなる方
向に流量調節弁3を駆動する。これによって流量調節弁
3は流量偏差Qdが非常に大きいときは高速に、少ないと
きはゆっくりと付勢され、流量偏差Qdを迅速に、そのと
きの流量設定値Qiに基づいて補正された不感帯Aに収束
させ、使用者が設定した流量に制御する事ができる。
上記構成における流量設定値Qiと流量のふらつき巾Qs
の関係を第4図に示す。同図に不感帯補正部13からの不
感帯補正値Qhによって補正された不感帯Aの特性曲線を
示す。いま流量設定値QiがQ1とQ2の場合、まず流量のふ
らつき巾はQs1、Qs2となる。また不感帯補正値Qhは不感
帯補正部13によって第3図に示す補正規則より求めら
れ、それぞれQh1、Qh2となる。これらを不感帯Aの初期
値のQfdに加えて不感帯Aの補正を行い、流量設定値Q1
およびQ2のときの不感帯AはそれぞれQf1およびQf2とな
る。以上のように、Q1においてもQ1より高流量のQ2にお
いても、補正された不感帯Aは流量のふらつき巾よりも
大きいので、流量制御は不感帯Aに収束しそれぞれの流
量設定値QiがQ1およびQ2の時にも、例えば流量が0から
の流量制御特性としては第5図にしめすように良好なも
のを得ることができる。また、補正された不感帯Aは、
それぞれの流量値でのふらつき巾より一定値のみ大きい
だけなので、流量設定値Qiにかかわらず最適な精度で流
量制御をする事ができる。
発明の効果 以上の説明から明らかなように、本発明の流量制御装
置によれば次の効果が得られる。
不感帯補正部は流量設定値に応じて不感帯を補正する
ので、流量制御特性が流量値に依存する事を抑制するこ
とができる。すなわち不感帯補正値を最適な値となるよ
うに設定すれば、流量制御可能な領域で制御精度を最適
に確保しながら制御安定性を向上させることができる。
また、このことは流量調節弁の不要な動作をなくし、弁
寿命を向上させる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の一実施例を示す流量制御装置のブロッ
ク図、第2図は同流量制御装置の流量制御規則図、第3
図は同流量制御装置の流量ふらつき巾の特性図、第4図
は同流量制御装置に用いた不感帯補正規則図、第5図は
同流量制御装置の流量制御特性図、第6図は従来の流量
制御装置のブロック図、第7図は同流量制御装置の流量
制御規則図、第8図は同流量制御装置の流量ふらつき巾
の特性図、第9図は同流量制御装置の流量制御特性図で
ある。 1……流量センサ、2……流量設定部、3……流量調節
弁、4……弁駆動モータ、9……給水口、11……制御
部、13……不感帯補正部。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 古屋 勝則 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電 器産業株式会社内 (56)参考文献 特開 昭62−13879(JP,A) 特開 昭61−233278(JP,A) 特開 昭59−170578(JP,A) 実開 昭63−118476(JP,U)

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】高圧の水を供給する給水口と、前記水の流
    量に比例した電気信号を発生する流量センサと、使用者
    からの流量設定値を受け付ける流量設定部と、前記水の
    流量を調節する流量調節弁と、前記流量調節弁を駆動す
    る弁駆動モータと、前記流量設定値と前記流量センサに
    よって検出した流量検出値に基づき前記弁駆動モータを
    付勢する制御部を有し、前記制御部は前記流量設定値に
    基づき流量制御における不感帯を補正する不感帯補正部
    を有する構成とした流量制御装置。
  2. 【請求項2】不感帯補正部は流量設定値が高流量のとき
    は、低流量の時に比較して不感帯を広げるようにした特
    許請求の範囲第(1)項記載の流量制御装置。
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