JP2767376B2 - 電磁比例弁の作動制御方法 - Google Patents
電磁比例弁の作動制御方法Info
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、電磁比例切換弁、電磁
比例減圧弁等の電磁比例弁の作動制御方法に関する。
比例減圧弁等の電磁比例弁の作動制御方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、ソレノイドを使用して弁体を作動
させることにより流体の圧力や方向或いは流量を制御す
る電磁比例弁として、ソレノイドが該弁体を直接に作動
制御するダイレクト形電磁比例弁や、ソレノイドで作動
される小型のパイロット電磁弁からの制御圧力でメイン
バルブの弁体の作動制御を行なう間接作動制御形式の電
磁比例弁が知られている。これらの場合、弁体の作動の
高精度化・高応答化を図るために、差動トランス等で構
成された弁体の作動位置を検出するための位置検出装置
を設けることが一般的に行なわれている。例えば、図１
に示すような電磁比例弁ａがパイロット電磁弁ｂとメイ
ンバルブｃとで構成された電磁比例切換弁の場合、該パ
イロット電磁弁ｂを作動させるＶ−Ｉ変換器で構成され
たバルブドライバｄ、該バルブドライバｄに演算結果信
号（電圧信号）を与える演算アンプｅ、入力信号と位置
検出装置ｆからフィードバックされる作動位置信号とを
比較する比較部ｇにより作動制御される。或る大きさの
ステップ状の指令入力信号が入力すると、比較部ｇ及び
演算アンプｅを介して演算結果信号がバルブドライバｄ
に入力し、該バルブドライバｄは指令入力信号の大きさ
に応じた電流をパイロット電磁弁ｂの一方のソレノイド
ｈに流してこれを励磁し、該電磁弁ｂのパイロットスプ
ールｉが所定の距離を指令入力信号の大きさに応じてス
トロークする。該メインバルブｃの弁体ｋは、パイロッ
ト電磁弁ｂが制御した圧力回路ｊからの圧力の作用によ
り所定の距離をストロークし、油圧回路ｊの流体を一方
の回路ｌに流す。メインバルブｃの位置検出装置ｆで検
出した作動位置信号が指令入力信号に等しくなると、演
算結果信号は一定になり、メインバルブｃはその切換位
置を維持する。指令入力信号の正負を変更することによ
り、パイロット電磁弁ｂのパイロットスプールｉのスト
ロークの方向が変り、これに伴いメインバルブｃの弁体
ｋのストロークの方向も変って油圧回路ｊが流れる回路
が切り換えられる。尚、演算アンプｅはＰＩ動作（比例
・積分動作）或はＰＩＤ動作（比例・積分・微分動作）
を行なえるアンプが使用される。
させることにより流体の圧力や方向或いは流量を制御す
る電磁比例弁として、ソレノイドが該弁体を直接に作動
制御するダイレクト形電磁比例弁や、ソレノイドで作動
される小型のパイロット電磁弁からの制御圧力でメイン
バルブの弁体の作動制御を行なう間接作動制御形式の電
磁比例弁が知られている。これらの場合、弁体の作動の
高精度化・高応答化を図るために、差動トランス等で構
成された弁体の作動位置を検出するための位置検出装置
を設けることが一般的に行なわれている。例えば、図１
に示すような電磁比例弁ａがパイロット電磁弁ｂとメイ
ンバルブｃとで構成された電磁比例切換弁の場合、該パ
イロット電磁弁ｂを作動させるＶ−Ｉ変換器で構成され
たバルブドライバｄ、該バルブドライバｄに演算結果信
号（電圧信号）を与える演算アンプｅ、入力信号と位置
検出装置ｆからフィードバックされる作動位置信号とを
比較する比較部ｇにより作動制御される。或る大きさの
ステップ状の指令入力信号が入力すると、比較部ｇ及び
演算アンプｅを介して演算結果信号がバルブドライバｄ
に入力し、該バルブドライバｄは指令入力信号の大きさ
に応じた電流をパイロット電磁弁ｂの一方のソレノイド
ｈに流してこれを励磁し、該電磁弁ｂのパイロットスプ
ールｉが所定の距離を指令入力信号の大きさに応じてス
トロークする。該メインバルブｃの弁体ｋは、パイロッ
ト電磁弁ｂが制御した圧力回路ｊからの圧力の作用によ
り所定の距離をストロークし、油圧回路ｊの流体を一方
の回路ｌに流す。メインバルブｃの位置検出装置ｆで検
出した作動位置信号が指令入力信号に等しくなると、演
算結果信号は一定になり、メインバルブｃはその切換位
置を維持する。指令入力信号の正負を変更することによ
り、パイロット電磁弁ｂのパイロットスプールｉのスト
ロークの方向が変り、これに伴いメインバルブｃの弁体
ｋのストロークの方向も変って油圧回路ｊが流れる回路
が切り換えられる。尚、演算アンプｅはＰＩ動作（比例
・積分動作）或はＰＩＤ動作（比例・積分・微分動作）
を行なえるアンプが使用される。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】従来の場合、指令入力
信号の大小により電磁比例弁ｃの弁体ｋのストロークが
決まり、指令入力信号が設定値のときに最適ゲインを得
て弁体ｋのストロークが乱れずに精度良く作動するよう
に設定している。例えば、図２のように指令入力信号が
最大指令入力信号の５０％のときに弁体ｋがきれいな応
答波形でストロークするように設定している。一般にフ
ィードバックゲインを上げることが出来れば精度応答性
も向上させ得るのであるが、この種の電磁比例弁は指令
入力信号の大小によって最適ゲインが異なるのが普通で
あり、特に、ステップ状の指令入力信号に対しては、小
さい指令入力信号のときに最適ゲインが得られるように
設定すると、大きな指令入力信号に対してはオーバーシ
ュートが甚だしく、場合によってはハンチングが収束し
ないこともあった。図２のように、最大指令入力信号の
５０％で最適なフィードバックゲインが得られるような
設定を行なうと、例えば図３のように最大指令入力信号
の７５％程度の大きさの指令入力信号が入力した場合、
フィードバックゲインが高すぎるため弁体ｋの応答波形
にオーバーシュートＡが生じ、弁体ｋの制御精度が悪く
なり、また、例えば図４に示すような最大指令入力信号
の２５％程度の小さな指令入力信号が入力した場合、フ
ィードバックゲインが低すぎるために弁体ｋの応答波形
に鈍りＢを生じ、正確な弁体ｋの作動制御は行なえな
い。こうした弁体ｋの作動が入力指令信号の大小で応答
性に狂いを生じる原因は、弁体ｋの作動系統にばねが使
用されていたり、回路の抵抗等のためであり、各種の大
きさの指令入力信号の全域に於いて弁体ｋの応答作動精
度を上げるようにフィードバックゲインの最適値を設定
することは困難であった。実際には、図５のように、比
較的大きい指令入力信号にフィードバックゲインの最適
値を設定しておき、これよりも小さい指令入力信号では
弁体のストロークが鈍るようにし、なるべくオーバーシ
ュートが生じないようにしている。
信号の大小により電磁比例弁ｃの弁体ｋのストロークが
決まり、指令入力信号が設定値のときに最適ゲインを得
て弁体ｋのストロークが乱れずに精度良く作動するよう
に設定している。例えば、図２のように指令入力信号が
最大指令入力信号の５０％のときに弁体ｋがきれいな応
答波形でストロークするように設定している。一般にフ
ィードバックゲインを上げることが出来れば精度応答性
も向上させ得るのであるが、この種の電磁比例弁は指令
入力信号の大小によって最適ゲインが異なるのが普通で
あり、特に、ステップ状の指令入力信号に対しては、小
さい指令入力信号のときに最適ゲインが得られるように
設定すると、大きな指令入力信号に対してはオーバーシ
ュートが甚だしく、場合によってはハンチングが収束し
ないこともあった。図２のように、最大指令入力信号の
５０％で最適なフィードバックゲインが得られるような
設定を行なうと、例えば図３のように最大指令入力信号
の７５％程度の大きさの指令入力信号が入力した場合、
フィードバックゲインが高すぎるため弁体ｋの応答波形
にオーバーシュートＡが生じ、弁体ｋの制御精度が悪く
なり、また、例えば図４に示すような最大指令入力信号
の２５％程度の小さな指令入力信号が入力した場合、フ
ィードバックゲインが低すぎるために弁体ｋの応答波形
に鈍りＢを生じ、正確な弁体ｋの作動制御は行なえな
い。こうした弁体ｋの作動が入力指令信号の大小で応答
性に狂いを生じる原因は、弁体ｋの作動系統にばねが使
用されていたり、回路の抵抗等のためであり、各種の大
きさの指令入力信号の全域に於いて弁体ｋの応答作動精
度を上げるようにフィードバックゲインの最適値を設定
することは困難であった。実際には、図５のように、比
較的大きい指令入力信号にフィードバックゲインの最適
値を設定しておき、これよりも小さい指令入力信号では
弁体のストロークが鈍るようにし、なるべくオーバーシ
ュートが生じないようにしている。
【０００４】本発明は、指令入力信号の大小に係わらず
にソレノイドで直接もしくは間接に作動される弁体を応
答精度良く作動制御する方法を提案することを目的とす
るものである。
にソレノイドで直接もしくは間接に作動される弁体を応
答精度良く作動制御する方法を提案することを目的とす
るものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明では、電磁比例弁
がソレノイドで直接又は間接的に作動制御される弁体
と、該弁体の作動位置を検出する位置検出装置とを備え
ており、該位置検出装置により検出される該弁体の作動
位置信号と該弁体の作動位置を指示する指令入力信号と
に基づく演算アンプからの演算結果信号により該ソレノ
イドの磁力を制御して該弁体を作動制御し、該演算アン
プのゲイン（ゲイン定数）を、演算結果信号の発信時か
ら該弁体が所定の作動位置に移動するまでの間、マイク
ロプロセッサにより、該指令入力信号が大きいときは小
さく、小さいときは大きく一時的に変更する方法に於い
て、該マイクロプロセッサは、指令入力信号の値を幾つ
かに区分した帯域の何れに所属するかを判断し、各帯域
毎に異なるゲインを演算アンプに設定させて該演算結果
信号を大小に制御し、この制御を該作動位置信号と該指
令入力信号が一致したところで停止させることにより、
上記の目的を達成するようにした。該電磁比例弁は、パ
イロット電磁弁とこれで制御された制御圧力により作動
される弁体を備えたメインバルブとで構成され、該弁体
の作動系統にはばねが設けられ、該弁体の作動位置を検
出する位置検出装置からの作動位置信号と上記指令入力
信号とを演算アンプからの演算結果信号により該パイロ
ット電磁弁のソレノイドの電流を制御することにより該
制御圧力を制御して該弁体の作動位置を制御するもので
あってもよい。
がソレノイドで直接又は間接的に作動制御される弁体
と、該弁体の作動位置を検出する位置検出装置とを備え
ており、該位置検出装置により検出される該弁体の作動
位置信号と該弁体の作動位置を指示する指令入力信号と
に基づく演算アンプからの演算結果信号により該ソレノ
イドの磁力を制御して該弁体を作動制御し、該演算アン
プのゲイン（ゲイン定数）を、演算結果信号の発信時か
ら該弁体が所定の作動位置に移動するまでの間、マイク
ロプロセッサにより、該指令入力信号が大きいときは小
さく、小さいときは大きく一時的に変更する方法に於い
て、該マイクロプロセッサは、指令入力信号の値を幾つ
かに区分した帯域の何れに所属するかを判断し、各帯域
毎に異なるゲインを演算アンプに設定させて該演算結果
信号を大小に制御し、この制御を該作動位置信号と該指
令入力信号が一致したところで停止させることにより、
上記の目的を達成するようにした。該電磁比例弁は、パ
イロット電磁弁とこれで制御された制御圧力により作動
される弁体を備えたメインバルブとで構成され、該弁体
の作動系統にはばねが設けられ、該弁体の作動位置を検
出する位置検出装置からの作動位置信号と上記指令入力
信号とを演算アンプからの演算結果信号により該パイロ
ット電磁弁のソレノイドの電流を制御することにより該
制御圧力を制御して該弁体の作動位置を制御するもので
あってもよい。
【０００６】
【作用】指令入力信号が大きいときは演算アンプのゲイ
ンの設定が小さくなるので、該演算アンプからの初期の
演算結果信号が指令入力信号の大きさの割りには小さく
なり、オーバーシュートすることなく電磁比例弁の弁体
が動き、これが所定の位置まで移動して位置検出装置か
らの作動位置信号と指令入力信号とが合致するようにな
ると、ゲインの設定が通常に戻るので弁体はその移動位
置を保持した定状態になる。また、指令入力信号が小さ
いと演算アンプのゲインの設定が大きくなり、初期の演
算結果信号が指令入力信号が小さい割りには大きくなる
ので、鈍ることなくきれいなストロークで電磁比例弁の
弁体が動き、作動位置信号と指令入力信号が合致したと
ころで弁体は静止する。こうした指令入力信号に対応す
るゲインの設定はマイクロプロセッサにより簡単に行な
え、電磁比例弁のサイズが変更されても精度応答性のよ
い制御を行なえる。
ンの設定が小さくなるので、該演算アンプからの初期の
演算結果信号が指令入力信号の大きさの割りには小さく
なり、オーバーシュートすることなく電磁比例弁の弁体
が動き、これが所定の位置まで移動して位置検出装置か
らの作動位置信号と指令入力信号とが合致するようにな
ると、ゲインの設定が通常に戻るので弁体はその移動位
置を保持した定状態になる。また、指令入力信号が小さ
いと演算アンプのゲインの設定が大きくなり、初期の演
算結果信号が指令入力信号が小さい割りには大きくなる
ので、鈍ることなくきれいなストロークで電磁比例弁の
弁体が動き、作動位置信号と指令入力信号が合致したと
ころで弁体は静止する。こうした指令入力信号に対応す
るゲインの設定はマイクロプロセッサにより簡単に行な
え、電磁比例弁のサイズが変更されても精度応答性のよ
い制御を行なえる。
【０００７】
【実施例】本発明の実施例を図面に基づき説明すると、
図６に於いて符号１はパイロット電磁弁２のソレノイド
３ａ、３ｂにより間接的にメインバルブ４の弁体９を作
動制御した電磁比例弁の１種である電磁比例切換弁を示
し、該パイロット電磁弁２は、Ｖ−Ｉ変換器から成るバ
ルブドライバ６からの出力電流で例えば一方のソレノイ
ド３ａが励磁されると、パイロットスプール７がばね１
２に抗して一方へ移動し、圧力回路８の圧力をメインバ
ルブ４のスプール形の弁体９の一端へパイロットライン
を介して導き、該弁体９が一方へストロークして油圧ポ
ンプ１１等から吐出される該圧力回路８の圧力流体を一
方の回路１０へ流す。該出力電流が大きいと、パイロッ
ト電磁弁２のパイロットスプール７は大きくストローク
して該パイロット電磁弁２の通過面積を広くするので、
弁体９に導かれる流体の圧力は高まり、これによって弁
体９はばね１３と釣り合う位置まで大きくストロークす
る。該弁体９のストロークが大きいとメインバルブ４を
通過する流体の通過面積が広くなり、そのため回路１０
を多量の流体が流れ、アクチュエータが高速で回転され
る。
図６に於いて符号１はパイロット電磁弁２のソレノイド
３ａ、３ｂにより間接的にメインバルブ４の弁体９を作
動制御した電磁比例弁の１種である電磁比例切換弁を示
し、該パイロット電磁弁２は、Ｖ−Ｉ変換器から成るバ
ルブドライバ６からの出力電流で例えば一方のソレノイ
ド３ａが励磁されると、パイロットスプール７がばね１
２に抗して一方へ移動し、圧力回路８の圧力をメインバ
ルブ４のスプール形の弁体９の一端へパイロットライン
を介して導き、該弁体９が一方へストロークして油圧ポ
ンプ１１等から吐出される該圧力回路８の圧力流体を一
方の回路１０へ流す。該出力電流が大きいと、パイロッ
ト電磁弁２のパイロットスプール７は大きくストローク
して該パイロット電磁弁２の通過面積を広くするので、
弁体９に導かれる流体の圧力は高まり、これによって弁
体９はばね１３と釣り合う位置まで大きくストロークす
る。該弁体９のストロークが大きいとメインバルブ４を
通過する流体の通過面積が広くなり、そのため回路１０
を多量の流体が流れ、アクチュエータが高速で回転され
る。
【０００８】バルブドライバ６からの出力電流で他方の
ソレノイド３ｂを励磁すると、上記と逆方向にパイロッ
トスプール７が移動して弁体９の上記と反対側の端面に
圧力を導き、弁体９に切換作動を行なわせることにより
もう一方の回路１４に流体を流すことができる。１５は
メインバルブ４に設けたタンク回路である。
ソレノイド３ｂを励磁すると、上記と逆方向にパイロッ
トスプール７が移動して弁体９の上記と反対側の端面に
圧力を導き、弁体９に切換作動を行なわせることにより
もう一方の回路１４に流体を流すことができる。１５は
メインバルブ４に設けたタンク回路である。
【０００９】該弁体９のストロークを検出するために、
例えば作動トランスで構成された位置検出装置１６を設
け、これの検出信号（交流電圧）は位置検出用アンプ１
７を介して比較部１８に導入され、指令入力信号と比較
される。該比較部１８からの出力信号はアナログアンプ
で構成されたＰＩ動作（比例・積分動作）或はＰＩＤ動
作（比例・積分・微分動作）を行なえる演算アンプ１９
を介して演算結果信号としてバルブドライバ６に入力す
る。該バルブドライバ６は演算結果信号に比例した出力
電流を出力する。該指令入力信号は、正負の電圧からな
るステップ信号が使用され、正電圧信号の場合、例えば
ソレノイド３ａが作動し、負電圧信号の場合、ソレノイ
ド３ｂが作動する。該指令入力信号と位置検出用アンプ
１７からフィードバックされる作動位置信号（電圧信
号）はマイクロプロセッサ２０に入力する。該マイクロ
プロセッサ２０は、演算アンプ１９にゲイン設定信号
（デジタル信号）を送り、図７に示すように、指令入力
信号の大小に応じて演算アンプ１９のゲインを変更する
制御を行ない、実施例では指令入力信号が大きいときは
演算アンプ１９のゲインを一時的に大きく減少させ、指
令入力信号が小さいときはゲインを一時的に小さく減少
させる制御を行なう。また、該マイクロプロセッサ２０
は、位置検出用アンプ１７からフィードバックされる作
動位置信号が指令入力信号と一致したとき、即ち、指令
入力信号に対応した位置まで弁体９が移動したとき、前
記のゲインを一時的に減少させる制御を止める。このゲ
インの変更程度は指令入力信号の大きさに応じて決定で
きるが、制御の簡単化のために、指令入力信号が最大指
令入力信号の大きさに基づいて幾つかに区分した帯域の
いずれに属するかを該マイクロプロセッサ２０に判断さ
せ、指令入力信号が大の帯域に属するときは演算アンプ
１９のゲインを４とし、指令入力信号が中の帯域に属す
るときはゲインを６とし、指令入力信号が小の帯域に属
するときはゲインを８として演算結果信号を演算アンプ
１９から出力させるように該マイクロプロセッサ２０で
制御した。
例えば作動トランスで構成された位置検出装置１６を設
け、これの検出信号（交流電圧）は位置検出用アンプ１
７を介して比較部１８に導入され、指令入力信号と比較
される。該比較部１８からの出力信号はアナログアンプ
で構成されたＰＩ動作（比例・積分動作）或はＰＩＤ動
作（比例・積分・微分動作）を行なえる演算アンプ１９
を介して演算結果信号としてバルブドライバ６に入力す
る。該バルブドライバ６は演算結果信号に比例した出力
電流を出力する。該指令入力信号は、正負の電圧からな
るステップ信号が使用され、正電圧信号の場合、例えば
ソレノイド３ａが作動し、負電圧信号の場合、ソレノイ
ド３ｂが作動する。該指令入力信号と位置検出用アンプ
１７からフィードバックされる作動位置信号（電圧信
号）はマイクロプロセッサ２０に入力する。該マイクロ
プロセッサ２０は、演算アンプ１９にゲイン設定信号
（デジタル信号）を送り、図７に示すように、指令入力
信号の大小に応じて演算アンプ１９のゲインを変更する
制御を行ない、実施例では指令入力信号が大きいときは
演算アンプ１９のゲインを一時的に大きく減少させ、指
令入力信号が小さいときはゲインを一時的に小さく減少
させる制御を行なう。また、該マイクロプロセッサ２０
は、位置検出用アンプ１７からフィードバックされる作
動位置信号が指令入力信号と一致したとき、即ち、指令
入力信号に対応した位置まで弁体９が移動したとき、前
記のゲインを一時的に減少させる制御を止める。このゲ
インの変更程度は指令入力信号の大きさに応じて決定で
きるが、制御の簡単化のために、指令入力信号が最大指
令入力信号の大きさに基づいて幾つかに区分した帯域の
いずれに属するかを該マイクロプロセッサ２０に判断さ
せ、指令入力信号が大の帯域に属するときは演算アンプ
１９のゲインを４とし、指令入力信号が中の帯域に属す
るときはゲインを６とし、指令入力信号が小の帯域に属
するときはゲインを８として演算結果信号を演算アンプ
１９から出力させるように該マイクロプロセッサ２０で
制御した。
【００１０】マイクロプロセッサ２０で指令入力信号の
大小に応じてゲインの大きさを代えることにより、大き
な指令入力信号で電磁比例弁の作動制御を行なうことが
でき、指令入力信号が大きく弁体９がオーバーシュート
し勝ちなときには該弁体９が所定の距離のストロークが
終るまでゲインが低くなるので、オーバーシュートの不
都合がなくなり、また、弁体９を小さくストロークさせ
るときでも指令入力信号に大きい信号を使用できてスト
ローク波形に鈍りが生じなくなるので、弁体９が所定の
ストローク位置まで応答性良く作動する。
大小に応じてゲインの大きさを代えることにより、大き
な指令入力信号で電磁比例弁の作動制御を行なうことが
でき、指令入力信号が大きく弁体９がオーバーシュート
し勝ちなときには該弁体９が所定の距離のストロークが
終るまでゲインが低くなるので、オーバーシュートの不
都合がなくなり、また、弁体９を小さくストロークさせ
るときでも指令入力信号に大きい信号を使用できてスト
ローク波形に鈍りが生じなくなるので、弁体９が所定の
ストローク位置まで応答性良く作動する。
【００１１】該マイクロプロセッサ２０にはＡ／Ｄ変換
機能とＲＯＭ機能を具備させ、演算アンプ１９には該マ
イクロプロセッサ２０からのデジタル信号のデコーダ機
能が具備される。
機能とＲＯＭ機能を具備させ、演算アンプ１９には該マ
イクロプロセッサ２０からのデジタル信号のデコーダ機
能が具備される。
【００１２】図６の実施例に於いて、該マイクロプロセ
ッサ２０のＲＯＭに、次のようなパラメータ・テーブル
を書き込み、該マイクロプロセッサ２０から演算アンプ
１９にゲイン設定信号を送ることにより該演算アンプ１
９からの演算結果信号を制御した。即ち、ＲＯＭに指令
入力信号の正負に係わらず、フィードバック信号が指令
入力信号と隔差がある動状態に於いては、ステップ指令
入力信号が大のときは演算アンプ１９にフードバックゲ
イン量を４とし、ステップ指令入力信号が中のときは演
算アンプ１９にフードバックゲイン量を６とし、ステッ
プ指令入力信号が小のときは演算アンプ１９にフードバ
ックゲイン量を８とするゲイン設定信号を送り、フィー
ドバック信号が指令入力信号と一致した定状態に於いて
は、演算アンプ１９にフードバックゲイン量を１０とす
るゲイン設定信号を送るように書き込んだ。また、動状
態のときに、初期値が０ならば指令入力信号を１倍し、
初期値が０以外ならば指令入力信号を１．２倍するゲイ
ン設定信号が演算アンプ１９に送られるようにした。
ッサ２０のＲＯＭに、次のようなパラメータ・テーブル
を書き込み、該マイクロプロセッサ２０から演算アンプ
１９にゲイン設定信号を送ることにより該演算アンプ１
９からの演算結果信号を制御した。即ち、ＲＯＭに指令
入力信号の正負に係わらず、フィードバック信号が指令
入力信号と隔差がある動状態に於いては、ステップ指令
入力信号が大のときは演算アンプ１９にフードバックゲ
イン量を４とし、ステップ指令入力信号が中のときは演
算アンプ１９にフードバックゲイン量を６とし、ステッ
プ指令入力信号が小のときは演算アンプ１９にフードバ
ックゲイン量を８とするゲイン設定信号を送り、フィー
ドバック信号が指令入力信号と一致した定状態に於いて
は、演算アンプ１９にフードバックゲイン量を１０とす
るゲイン設定信号を送るように書き込んだ。また、動状
態のときに、初期値が０ならば指令入力信号を１倍し、
初期値が０以外ならば指令入力信号を１．２倍するゲイ
ン設定信号が演算アンプ１９に送られるようにした。
【００１３】こうした設定により、中立位置にあって初
期値が０である電磁比例切換弁１に最大ストロークの２
０％のストロークを行なわせるべく、最大指令入力信号
の２０％の正又は負の小さいステップ状の指令入力信号
を入力した場合、マイクロプロセッサ２０は演算アンプ
１９のゲインを８に設定し、（指令入力信号値×８）の
演算結果信号がバルブドライバ６に送られ、この場合の
ゲインは比較的高いので演算結果信号も指令入力信号が
小さい割りには大きくなり、図７の曲線Ａに示すように
殆ど鈍ることなくソレノイド３ａ又は３ｂがその演算結
果信号に基づいて励磁され、メインバルブ４の弁体９が
移動し、位置検出装置１６からのフィードバック信号が
該弁体９の所定の移動位置への移動完了を知らせる値に
なったとき、マイクロプロセッサ２０は演算アンプ１９
へのゲイン設定信号の送信を止め、演算アンプ１９は指
令入力信号に基づいて定状態の演算結果信号（指令入力
信号×１０）をバルブドライバ６に送るので、該弁９は
その所定の移動位置で静止する。指令入力信号が入力し
たときから弁体９が定状態になるまでの時間は約２０ｍ
ｓであり、従来のこうした設定を行なわない場合の半分
の時間であった。この場合は、指令入力信号が小さいの
で弁体９の移動距離も小さく、アクチュエータは低速で
作動する。
期値が０である電磁比例切換弁１に最大ストロークの２
０％のストロークを行なわせるべく、最大指令入力信号
の２０％の正又は負の小さいステップ状の指令入力信号
を入力した場合、マイクロプロセッサ２０は演算アンプ
１９のゲインを８に設定し、（指令入力信号値×８）の
演算結果信号がバルブドライバ６に送られ、この場合の
ゲインは比較的高いので演算結果信号も指令入力信号が
小さい割りには大きくなり、図７の曲線Ａに示すように
殆ど鈍ることなくソレノイド３ａ又は３ｂがその演算結
果信号に基づいて励磁され、メインバルブ４の弁体９が
移動し、位置検出装置１６からのフィードバック信号が
該弁体９の所定の移動位置への移動完了を知らせる値に
なったとき、マイクロプロセッサ２０は演算アンプ１９
へのゲイン設定信号の送信を止め、演算アンプ１９は指
令入力信号に基づいて定状態の演算結果信号（指令入力
信号×１０）をバルブドライバ６に送るので、該弁９は
その所定の移動位置で静止する。指令入力信号が入力し
たときから弁体９が定状態になるまでの時間は約２０ｍ
ｓであり、従来のこうした設定を行なわない場合の半分
の時間であった。この場合は、指令入力信号が小さいの
で弁体９の移動距離も小さく、アクチュエータは低速で
作動する。
【００１４】指令入力信号が、最大指令入力信号の５０
％の中程度である場合は、マイクロプロセッサ２０は演
算アンプ１９にゲインを６に設定し、演算結果信号は指
令入力信号の割りには少し小さくなるが、図７の曲線Ｂ
で示すように鈍りやオーバーシュートのない動状態で弁
体９を作動させることができ、作動位置信号が指令入力
信号と合致したところで弁体９の移動が停止する。ま
た、最大指令入力信号の７０％の比較的大きい指令入力
信号が入力した場合は、マイクロプロセッサ２０は演算
アンプ１９にゲインを４に設定するので演算結果信号は
指令入力信号が大きい割りには小さくなり、図７の曲線
Ｃのようにオーバーシュートのない弁体９のストローク
が得られ、この場合も作動位置信号が指令入力信号と合
致したところで弁体９の移動が停止する。
％の中程度である場合は、マイクロプロセッサ２０は演
算アンプ１９にゲインを６に設定し、演算結果信号は指
令入力信号の割りには少し小さくなるが、図７の曲線Ｂ
で示すように鈍りやオーバーシュートのない動状態で弁
体９を作動させることができ、作動位置信号が指令入力
信号と合致したところで弁体９の移動が停止する。ま
た、最大指令入力信号の７０％の比較的大きい指令入力
信号が入力した場合は、マイクロプロセッサ２０は演算
アンプ１９にゲインを４に設定するので演算結果信号は
指令入力信号が大きい割りには小さくなり、図７の曲線
Ｃのようにオーバーシュートのない弁体９のストローク
が得られ、この場合も作動位置信号が指令入力信号と合
致したところで弁体９の移動が停止する。
【００１５】電磁比例弁の操作に於いて、入力中の指令
入力信号を変更して弁体の移動位置を変更することが行
なわれるが、この場合も変更された指令入力信号に応じ
て演算アンプ１９のゲインを変更し、前記と略同様の作
動制御を行なえる。
入力信号を変更して弁体の移動位置を変更することが行
なわれるが、この場合も変更された指令入力信号に応じ
て演算アンプ１９のゲインを変更し、前記と略同様の作
動制御を行なえる。
【００１６】本発明の方法を適用できる電磁比例弁は、
ソレノイドで直接又は間接的に作動制御される弁体と、
該弁体の作動位置を検出する位置検出装置とを備えたも
のであればよい。
ソレノイドで直接又は間接的に作動制御される弁体と、
該弁体の作動位置を検出する位置検出装置とを備えたも
のであればよい。
【００１７】
【発明の効果】以上のように本発明によるときは、位置
検出装置を備え且つソレノイドで作動する電磁比例弁を
作動制御する演算アンプのゲインを、演算結果信号の発
信時から該弁体が所定の作動位置に移動するまでの間、
マイクロプロセッサにより、該指令入力信号が大きいと
きは小さく、小さいときは大きく一時的に変更する方法
に於いて、該マイクロプロセッサは、指令入力信号の値
を幾つかに区分した帯域の何れに所属するかを判断し、
各帯域毎に異なるゲインを演算アンプに設定させて該演
算結果信号を大小に制御し、この制御を該作動位置信号
と該指令入力信号が一致したところで停止させるように
したので、指令入力信号の大小に係わらず弁体の応答作
動に鈍りやオーバーシュートを生じることがなく、応答
精度良く作動制御することができ、指令入力信号に対す
る該ゲインの設定は比較的簡単に行なえ、電磁比例弁の
サイズが異なってもその設定の変更を簡単に行なえる等
の効果がある。
検出装置を備え且つソレノイドで作動する電磁比例弁を
作動制御する演算アンプのゲインを、演算結果信号の発
信時から該弁体が所定の作動位置に移動するまでの間、
マイクロプロセッサにより、該指令入力信号が大きいと
きは小さく、小さいときは大きく一時的に変更する方法
に於いて、該マイクロプロセッサは、指令入力信号の値
を幾つかに区分した帯域の何れに所属するかを判断し、
各帯域毎に異なるゲインを演算アンプに設定させて該演
算結果信号を大小に制御し、この制御を該作動位置信号
と該指令入力信号が一致したところで停止させるように
したので、指令入力信号の大小に係わらず弁体の応答作
動に鈍りやオーバーシュートを生じることがなく、応答
精度良く作動制御することができ、指令入力信号に対す
る該ゲインの設定は比較的簡単に行なえ、電磁比例弁の
サイズが異なってもその設定の変更を簡単に行なえる等
の効果がある。
【図１】 従来の電磁比例弁の作動制御方法の説明図
【図２】 従来の電磁比例弁の作動制御方法による指令
入力信号と弁体の作動の関係を示す線図
入力信号と弁体の作動の関係を示す線図
【図３】 従来の電磁比例弁の作動制御方法による大き
い指令入力信号と弁体の作動の関係を示す線図
い指令入力信号と弁体の作動の関係を示す線図
【図４】 従来の電磁比例弁の作動制御方法による小さ
い指令入力信号と弁体の作動の関係を示す線図
い指令入力信号と弁体の作動の関係を示す線図
【図５】 他の従来の電磁比例弁の作動制御方法による
指令入力信号と弁体の作動の関係を示す線図
指令入力信号と弁体の作動の関係を示す線図
【図６】 本発明の電磁比例弁の作動制御方法の説明図
【図７】 本発明の電磁比例弁の作動制御方法による指
令入力信号と弁体の作動の関係を示す線図
令入力信号と弁体の作動の関係を示す線図
１ 電磁比例切換弁 ２ パイロット電磁弁 ３ａ，３ｂ ソレノイド ４ メインバルブ ６ バルブドライバ ７ パイロットスプール ９ 弁体 １２、１３ ばね １６ 位置検出装置 １９ 演算アンプ ２０ マイクロプロセッサ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭56−80511（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−75902（ＪＰ，Ａ) 特開 昭64−15508（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) F16K 31/06 F15B 13/02 - 13/083 G05B 13/00
Claims (2)
- 【請求項１】電磁比例弁がソレノイドで直接又は間接的
に制御される弁体と、該弁体の作動位置を検出する検出
装置とを備えており、該位置検出装置により検出される
該弁体の作動位置信号と該弁体の作動位置を指示する指
令入力信号とに基づく演算アンプからの演算結果信号に
より該ソレノイドの磁力を制御して該弁体を作動制御
し、該演算アンプのゲインを、演算結果信号の発信時か
ら該弁体が所定の作動位置に移動するまでの間、マイク
ロプロセッサにより、該指令入力信号が大きいときは小
さく、小さいときは大きく一時的に変更する方法に於い
て、該マイクロプロセッサは、指令信号入力の値を幾つ
かに区分した帯域の何れに所属するかを判断し、各帯域
毎に異なるゲインを演算アンプに設定させて該演算結果
信号を大小に制御し、この制御を該作動位置信号と該指
令入力信号が一致したところで停止することを特徴とす
る電磁比例弁の作動制御方法。 - 【請求項２】上記電磁比例弁は、パイロット電磁弁とこ
れで制御された制御圧力により作動される弁体を備えた
メインバルブとで構成され、該弁体の作動系統にはばね
が設けられ、該弁体の作動位置を検出する位置検出装置
からの作動位置信号と上記指令入力信号とに基づく演算
アンプからの演算結果信号により該パイロット電磁弁の
ソレノイドの電流を制御することにより該制御圧力を制
御して該弁体の作動位置を制御し、該演算アンプのゲイ
ンを、演算結果信号の発信時から該弁体が所定の作動位
置に移動するまでの間、マイクロプロセッサにより、該
指令入力信号が大きいときは小さく、小さいときは大き
く一時的に変更する方法に於いて、該マイクロプロセッ
サは、指令入力信号の値を幾つかに区分した帯域の何れ
に所属するかを判断し、各帯域毎に異なるゲインを演算
アンプに設定させて該演算結果信号を大小に制御し、こ
の制御を該作動位置信号と該指令入力信号が一致したと
ころで停止することを特徴とする請求項１に記載の電磁
比例弁の作動制御方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5307818A JP2767376B2 (ja) | 1993-12-08 | 1993-12-08 | 電磁比例弁の作動制御方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5307818A JP2767376B2 (ja) | 1993-12-08 | 1993-12-08 | 電磁比例弁の作動制御方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07158765A JPH07158765A (ja) | 1995-06-20 |
| JP2767376B2 true JP2767376B2 (ja) | 1998-06-18 |
Family
ID=17973583
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5307818A Expired - Fee Related JP2767376B2 (ja) | 1993-12-08 | 1993-12-08 | 電磁比例弁の作動制御方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2767376B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100320107B1 (ko) * | 1999-06-07 | 2002-01-10 | 신상열 | 전동 비례 제어밸브용 콘트롤러 및 그에 따른 제어방법 |
| CN113898778B (zh) * | 2021-09-29 | 2023-03-21 | 福州慧邦机械设备有限公司 | 适应工况和控制参数变化的高速电磁阀控制系统及方法 |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5680511A (en) * | 1979-12-07 | 1981-07-01 | Hitachi Ltd | Electric oil hydraulic servo-device |
| JPS6375902A (ja) * | 1986-09-19 | 1988-04-06 | Hitachi Ltd | サ−ボ制御装置 |
| JPS6415508A (en) * | 1987-07-07 | 1989-01-19 | Mitsubishi Electric Corp | Electronic controller for flow control valve |
-
1993
- 1993-12-08 JP JP5307818A patent/JP2767376B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH07158765A (ja) | 1995-06-20 |
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Legal Events
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