JP3312967B2 - 比例電磁式制御弁 - Google Patents
比例電磁式制御弁Info
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Description
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、油圧回路に使用される
比例電磁式の流量制御弁及び圧力制御弁の改良に関す
る。
比例電磁式の流量制御弁及び圧力制御弁の改良に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】油圧シリンダの速度制御などに使用され
る制御弁として、設定流量に基づいて弁の開度を調整す
る比例電磁式の流量制御弁が知られている。この比例電
磁式の流量制御弁は図６に示すように、流量制御弁９１
の弁の開度Ｘを検出する変位センサ９２と、弁の出入口
の圧力Ｐa、Ｐbを検出する圧力センサ９３、９４とを備
え、流量演算回路９５が圧力センサ９３、９４の圧力差
（｜Ｐa−Ｐb｜）と変位センサ９２の弁開度Ｘ（すなわ
ち、開口面積）から通過流量Ｑを演算し、この流量Ｑが
流量指令信号Ｑrに等しくなるよう制御演算回路９６が
弁開度Ｘrを制御回路９７へ指令するもので、流量制御
弁９１は制御回路９７の指令信号Ｘrに基づいて図示し
ないソレノイドを励磁することにより所定の弁開度に駆
動するものである。この流量制御弁９１では、流量Ｑが
流量指令信号Ｑrより小さければ弁開度Ｘを増大させる
一方、流量Ｑが流量指令信号Ｑrより大きい場合には弁
開度Ｘを減少させる。
る制御弁として、設定流量に基づいて弁の開度を調整す
る比例電磁式の流量制御弁が知られている。この比例電
磁式の流量制御弁は図６に示すように、流量制御弁９１
の弁の開度Ｘを検出する変位センサ９２と、弁の出入口
の圧力Ｐa、Ｐbを検出する圧力センサ９３、９４とを備
え、流量演算回路９５が圧力センサ９３、９４の圧力差
（｜Ｐa−Ｐb｜）と変位センサ９２の弁開度Ｘ（すなわ
ち、開口面積）から通過流量Ｑを演算し、この流量Ｑが
流量指令信号Ｑrに等しくなるよう制御演算回路９６が
弁開度Ｘrを制御回路９７へ指令するもので、流量制御
弁９１は制御回路９７の指令信号Ｘrに基づいて図示し
ないソレノイドを励磁することにより所定の弁開度に駆
動するものである。この流量制御弁９１では、流量Ｑが
流量指令信号Ｑrより小さければ弁開度Ｘを増大させる
一方、流量Ｑが流量指令信号Ｑrより大きい場合には弁
開度Ｘを減少させる。
【０００３】このような流量制御弁９１は流量制御だけ
ではなく油圧シリンダの負荷圧力などの圧力制御にも使
用することができ、図７は流量制御弁９１を用いてメー
ターインの圧力制御を行うもので、流量制御弁９１の出
口側には油圧シリンダ１４及びオリフィスを介したタン
ク１２が接続され、出口圧Ｐbを制御演算回路９６へフ
ィードバックさせて出口圧Ｐbが圧力指令Ｐbrに等しく
なるよう弁開度Ｘを制御するもので、出口圧Ｐbが圧力
指令Ｐbrより小さければ弁開度Ｘを増大させる一方、出
口圧Ｐbが圧力指令Ｐbrより大きい場合には弁開度Ｘを
減少させる。
ではなく油圧シリンダの負荷圧力などの圧力制御にも使
用することができ、図７は流量制御弁９１を用いてメー
ターインの圧力制御を行うもので、流量制御弁９１の出
口側には油圧シリンダ１４及びオリフィスを介したタン
ク１２が接続され、出口圧Ｐbを制御演算回路９６へフ
ィードバックさせて出口圧Ｐbが圧力指令Ｐbrに等しく
なるよう弁開度Ｘを制御するもので、出口圧Ｐbが圧力
指令Ｐbrより小さければ弁開度Ｘを増大させる一方、出
口圧Ｐbが圧力指令Ｐbrより大きい場合には弁開度Ｘを
減少させる。
【０００４】一方、メーターアウトの圧力制御を行う場
合には図８に示すように圧力センサ９４の検出圧力を入
口圧Ｐbとすれば同様に制御することができ、この場
合、入口圧Ｐbが圧力指令Ｐbrより小さければ弁開度Ｘ
を減少させ、入口圧Ｐbが圧力指令Ｐbrより大きければ
弁開度Ｘを増大させる。
合には図８に示すように圧力センサ９４の検出圧力を入
口圧Ｐbとすれば同様に制御することができ、この場
合、入口圧Ｐbが圧力指令Ｐbrより小さければ弁開度Ｘ
を減少させ、入口圧Ｐbが圧力指令Ｐbrより大きければ
弁開度Ｘを増大させる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記流
量制御弁９１では流量又は圧力のうちどちらか一方を制
御することができるものの、一つの弁で流量及び圧力の
制御を共に行うことはできず、油圧回路において流量及
び圧力についてそれぞれ制御を行う場合には、流量の制
御弁及び圧力の制御弁がそれぞれ必要となり、部品点数
が増大するとともに油圧回路の構成が複雑になり、製造
コストを増大させる原因となる場合があった。
量制御弁９１では流量又は圧力のうちどちらか一方を制
御することができるものの、一つの弁で流量及び圧力の
制御を共に行うことはできず、油圧回路において流量及
び圧力についてそれぞれ制御を行う場合には、流量の制
御弁及び圧力の制御弁がそれぞれ必要となり、部品点数
が増大するとともに油圧回路の構成が複雑になり、製造
コストを増大させる原因となる場合があった。
【０００６】そこで本発明は、一つの弁で流量及び圧力
の制御を行うことが可能な比例電磁式制御弁を提供する
ことを目的とする。
の制御を行うことが可能な比例電磁式制御弁を提供する
ことを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明は図１に示すよう
に、信号に応じて開度が変化するバルブ５１と、バルブ
５１の開度Ｘを検出する手段５２と、バルブ５１の入口
及び出口の圧力Ｐa、Ｐbをそれぞれ検出する手段５３、
５４と、前記検出圧力の圧力差と前記バルブの検出開度
Ｘとから流量Ｑを演算する手段５５と、前記流量Ｑの演
算結果と流量指令信号Ｑrとから流量に基づく制御信号
Ｑcを演算する手段５６と、前記出口の検出圧力Ｐbと圧
力指令信号Ｐbrとから圧力に基づく制御信号Ｑpを演算
する手段５７と、前記流量指令信号Ｑrと前記圧力差か
ら流量指令信号Ｑrに基づく前記バルブの開口面積Ａq
(Ｘ)を演算する手段６１と、前記入口圧Ｐaと前記圧力
指令信号Ｐbrとの差と前記流量Ｑとから圧力指令信号Ｐ
brに基づく前記バルブの開口面積Ａp(Ｘ)を演算する手
段６３と、前記流量指令信号Ｑrに基づく開口面積Ａq
(Ｘ)と圧力指令信号Ｐbrに基づく開口面積Ａp(Ｘ)の開
口面積を比較する手段６４と、前記圧力指令信号Ｐbrと
出口圧Ｐbを比較する手段６２と、前記バルブのメータ
ーイン及びメーターアウトのどちらか一方の流れの方向
を指令する手段５８と、この方向指令がメーターインの
ときに前記開口面積の比較結果において流量指令信号Ｑ
rに基づく開口面積Ａq(Ｘ)が圧力指令信号Ｐbrに基づく
開口面積Ａp(Ｘ)より大であれば圧力に基づく制御信号
Ｑpを、そうでないときには流量に基づく制御信号Ｑcを
選択する一方、前記方向指令がメーターアウトのときに
前記圧力の比較結果において出口圧Ｐbが圧力指令信号
Ｐbrより大きければ圧力に基づく制御信号Ｑpを、そう
でないときには流量に基づく制御信号Ｑcを選択する手
段５９と、前記選択した制御信号に基づいて前記バルブ
５１を駆動する手段６０とを備える。
に、信号に応じて開度が変化するバルブ５１と、バルブ
５１の開度Ｘを検出する手段５２と、バルブ５１の入口
及び出口の圧力Ｐa、Ｐbをそれぞれ検出する手段５３、
５４と、前記検出圧力の圧力差と前記バルブの検出開度
Ｘとから流量Ｑを演算する手段５５と、前記流量Ｑの演
算結果と流量指令信号Ｑrとから流量に基づく制御信号
Ｑcを演算する手段５６と、前記出口の検出圧力Ｐbと圧
力指令信号Ｐbrとから圧力に基づく制御信号Ｑpを演算
する手段５７と、前記流量指令信号Ｑrと前記圧力差か
ら流量指令信号Ｑrに基づく前記バルブの開口面積Ａq
(Ｘ)を演算する手段６１と、前記入口圧Ｐaと前記圧力
指令信号Ｐbrとの差と前記流量Ｑとから圧力指令信号Ｐ
brに基づく前記バルブの開口面積Ａp(Ｘ)を演算する手
段６３と、前記流量指令信号Ｑrに基づく開口面積Ａq
(Ｘ)と圧力指令信号Ｐbrに基づく開口面積Ａp(Ｘ)の開
口面積を比較する手段６４と、前記圧力指令信号Ｐbrと
出口圧Ｐbを比較する手段６２と、前記バルブのメータ
ーイン及びメーターアウトのどちらか一方の流れの方向
を指令する手段５８と、この方向指令がメーターインの
ときに前記開口面積の比較結果において流量指令信号Ｑ
rに基づく開口面積Ａq(Ｘ)が圧力指令信号Ｐbrに基づく
開口面積Ａp(Ｘ)より大であれば圧力に基づく制御信号
Ｑpを、そうでないときには流量に基づく制御信号Ｑcを
選択する一方、前記方向指令がメーターアウトのときに
前記圧力の比較結果において出口圧Ｐbが圧力指令信号
Ｐbrより大きければ圧力に基づく制御信号Ｑpを、そう
でないときには流量に基づく制御信号Ｑcを選択する手
段５９と、前記選択した制御信号に基づいて前記バルブ
５１を駆動する手段６０とを備える。
【０００８】
【作用】したがって、図１において、バルブ５１の入口
及び出口の圧力Ｐa、Ｐbの差とバルブ５１の開度Ｘから
バルブ５１を通過する流量Ｑが流量演算手段５５で求め
られる。制御信号演算手段５６はこの流量Ｑと流量指令
信号Ｑrとから流量に基づく制御信号Ｑcを演算するとと
もに、制御信号演算手段５７は出口圧Ｐbと圧力指令信
号Ｐbrとから圧力に基づく制御信号Ｑpを演算する。さ
らに、開口面積演算手段６１では流量指令信号Ｑrに基
づくバルブ５１の開口面積Ａq(Ｘ)を演算するととも
に、開口面積演算手段６３では圧力指令信号Ｐbrに基づ
く開口面積Ａp(Ｘ)を演算する。開口面積の比較手段６
４では開口面積Ａq(Ｘ)と開口面積Ａp(Ｘ)の大小を比較
する一方、比較手段６２が出口圧Ｐbと圧力指令信号Ｐb
rとを比較し、選択手段５９は方向指令手段５８の方向
指令Ｄirがメーターインのときに開口面積比較手段６４
の比較結果に基づいて流量指令信号Ｑrに基づく開口面
積Ａq(Ｘ)が圧力指令信号Ｐbrに基づく開口面積Ａp(Ｘ)
より大であれば圧力に基づく制御信号Ｑpを選択し、そ
うでないときには流量に基づく制御信号Ｑcを選択する
一方、方向指令Ｄirがメーターアウトのときに前記比較
結果において出口圧Ｐbが圧力指令信号Ｐbrより大きけ
れば圧力に基づく制御信号Ｑpを、そうでないときには
流量に基づく制御信号Ｑcを選択し、バルブ駆動手段６
０は選択手段５９の選択結果に基づいてバルブ５１を駆
動するため、流量指令信号Ｑrに基づく開口面積Ａq(Ｘ)
と圧力指令信号Ｐbrに基づく開口面積Ａp(Ｘ)、出口圧
Ｐbと圧力指令信号Ｐbrの大小に応じて自動的に流量制
御と圧力制御を切り換えることが可能となる。
及び出口の圧力Ｐa、Ｐbの差とバルブ５１の開度Ｘから
バルブ５１を通過する流量Ｑが流量演算手段５５で求め
られる。制御信号演算手段５６はこの流量Ｑと流量指令
信号Ｑrとから流量に基づく制御信号Ｑcを演算するとと
もに、制御信号演算手段５７は出口圧Ｐbと圧力指令信
号Ｐbrとから圧力に基づく制御信号Ｑpを演算する。さ
らに、開口面積演算手段６１では流量指令信号Ｑrに基
づくバルブ５１の開口面積Ａq(Ｘ)を演算するととも
に、開口面積演算手段６３では圧力指令信号Ｐbrに基づ
く開口面積Ａp(Ｘ)を演算する。開口面積の比較手段６
４では開口面積Ａq(Ｘ)と開口面積Ａp(Ｘ)の大小を比較
する一方、比較手段６２が出口圧Ｐbと圧力指令信号Ｐb
rとを比較し、選択手段５９は方向指令手段５８の方向
指令Ｄirがメーターインのときに開口面積比較手段６４
の比較結果に基づいて流量指令信号Ｑrに基づく開口面
積Ａq(Ｘ)が圧力指令信号Ｐbrに基づく開口面積Ａp(Ｘ)
より大であれば圧力に基づく制御信号Ｑpを選択し、そ
うでないときには流量に基づく制御信号Ｑcを選択する
一方、方向指令Ｄirがメーターアウトのときに前記比較
結果において出口圧Ｐbが圧力指令信号Ｐbrより大きけ
れば圧力に基づく制御信号Ｑpを、そうでないときには
流量に基づく制御信号Ｑcを選択し、バルブ駆動手段６
０は選択手段５９の選択結果に基づいてバルブ５１を駆
動するため、流量指令信号Ｑrに基づく開口面積Ａq(Ｘ)
と圧力指令信号Ｐbrに基づく開口面積Ａp(Ｘ)、出口圧
Ｐbと圧力指令信号Ｐbrの大小に応じて自動的に流量制
御と圧力制御を切り換えることが可能となる。
【０００９】
【実施例】図２に本発明の実施例を示す。
【００１０】図２において、比例電磁式制御弁を構成す
るバルブユニット１０は、入口ポート１０Ａが油圧源１
１へ接続される一方、出口ポート１０Ｂには図示しない
負荷が接続され、出口ポート１０Ｂの圧力の一部がオリ
フィス１３を介してタンク１２へ戻されるメーターイン
の油圧回路が構成される。
るバルブユニット１０は、入口ポート１０Ａが油圧源１
１へ接続される一方、出口ポート１０Ｂには図示しない
負荷が接続され、出口ポート１０Ｂの圧力の一部がオリ
フィス１３を介してタンク１２へ戻されるメーターイン
の油圧回路が構成される。
【００１１】バルブユニット１０には信号に応じてバル
ブの開度を変化させる制御弁１が収装されて入口ポート
１０Ａ及び出口ポート１０Ｂに接続され、制御弁１は図
示しないソレノイドにより駆動される。
ブの開度を変化させる制御弁１が収装されて入口ポート
１０Ａ及び出口ポート１０Ｂに接続され、制御弁１は図
示しないソレノイドにより駆動される。
【００１２】制御弁１にはバルブの開度Ｘを検出する変
位センサ２が設けられ、制御弁１の入口ポート１０Ａ側
には入口圧Ｐaを検出する圧力センサ３が設けられる一
方、制御弁１の出口ポート１０Ｂ側には出口圧Ｐbを検
出する圧力センサ４が設けられる。
位センサ２が設けられ、制御弁１の入口ポート１０Ａ側
には入口圧Ｐaを検出する圧力センサ３が設けられる一
方、制御弁１の出口ポート１０Ｂ側には出口圧Ｐbを検
出する圧力センサ４が設けられる。
【００１３】これら圧力センサ３、４の出力Ｐa、Ｐb及
び変位センサ２の出力Ｘは、マイクロプロセッサなどで
構成されたコントローラの指令選択御回路２２及び流量
演算回路２１へ入力される。
び変位センサ２の出力Ｘは、マイクロプロセッサなどで
構成されたコントローラの指令選択御回路２２及び流量
演算回路２１へ入力される。
【００１４】指令選択制御回路２２はこれらセンサ出力
と図示しない方向指令手段からの方向指令Ｄir及び図示
しない指令手段からの流量指令信号Ｑr、圧力指令信号
Ｐbrに基づいて演算、選択した制御信号Ｘqを制御演算
回路２３へ出力し、制御演算回路２３がこの制御信号Ｘ
qに基づいて演算した弁開度と、変位センサ２の検出開
度Ｘに基づいてバルブ駆動回路２４は制御弁１を駆動す
る。
と図示しない方向指令手段からの方向指令Ｄir及び図示
しない指令手段からの流量指令信号Ｑr、圧力指令信号
Ｐbrに基づいて演算、選択した制御信号Ｘqを制御演算
回路２３へ出力し、制御演算回路２３がこの制御信号Ｘ
qに基づいて演算した弁開度と、変位センサ２の検出開
度Ｘに基づいてバルブ駆動回路２４は制御弁１を駆動す
る。
【００１５】なお、図示しない方向指令手段は制御弁１
に加わる流れの方向、すなわち、メーターイン、メータ
ーアウトの方向を指令するもので、例えば切換スイッチ
などにより構成される。
に加わる流れの方向、すなわち、メーターイン、メータ
ーアウトの方向を指令するもので、例えば切換スイッチ
などにより構成される。
【００１６】次に、上記コントローラの制御の内容を図
３に示すフローチャートを参照しながら説明する。
３に示すフローチャートを参照しながら説明する。
【００１７】ズテップＳ１では圧力センサ３、４の入口
圧Ｐa、出口圧Ｐb、変位センサ２のバルブ開度Ｘを読み
込むとともに、図示しない方向指令手段からの方向指令
Ｄirを読み込む。
圧Ｐa、出口圧Ｐb、変位センサ２のバルブ開度Ｘを読み
込むとともに、図示しない方向指令手段からの方向指令
Ｄirを読み込む。
【００１８】読み込んだ圧力センサ３、４の入口圧Ｐ
a、出口圧Ｐb及び変位センサ２の検出開度Ｘから制御弁
１を通過する作動油の流量Ｑを演算する（ステップＳ
２）。
a、出口圧Ｐb及び変位センサ２の検出開度Ｘから制御弁
１を通過する作動油の流量Ｑを演算する（ステップＳ
２）。
【００１９】この流量の演算はまず、入口圧Ｐaと出口
圧Ｐbの圧力差ΔＰを次式により演算する。
圧Ｐbの圧力差ΔＰを次式により演算する。
【００２０】ΔＰ＝Ｐa−Ｐb 次に、制御弁１のバルブの開度Ｘに応じた開口面積が既
知であることから、予め設定されたバルブ開度Ｘと開口
面積Ａ(x)の関係及び入口圧Ｐaと出口圧Ｐbの上記圧力
差ΔＰから次式により流量Ｑを算出する。
知であることから、予め設定されたバルブ開度Ｘと開口
面積Ａ(x)の関係及び入口圧Ｐaと出口圧Ｐbの上記圧力
差ΔＰから次式により流量Ｑを算出する。
【００２１】
【数１】
【００２２】図示しない指令手段からの流量指令信号Ｑ
rを読み込み（ステップＳ３）、算出された流量Ｑと読
み込んだ流量指令信号Ｑrより流量に基づく制御信号Ｑc
を演算する（ステップＳ４）。
rを読み込み（ステップＳ３）、算出された流量Ｑと読
み込んだ流量指令信号Ｑrより流量に基づく制御信号Ｑc
を演算する（ステップＳ４）。
【００２３】この流量に基づく制御信号Ｑcは次式によ
り求められる。
り求められる。
【００２４】Ｑc＝Ｑr−Ｑ さらに、ステップＳ５では流量指令信号Ｑrに基づくバ
ルブの開口面積Ａq(Ｘ)を次式により求める。
ルブの開口面積Ａq(Ｘ)を次式により求める。
【００２５】
【数２】
【００２６】一方、圧力指令信号Ｐbrを読み込んでから
（ステップＳ６）、圧力指令信号Ｐbrと出口圧Ｐbから
圧力に基づく制御信号Ｑpを演算する（ステップＳ
７）。
（ステップＳ６）、圧力指令信号Ｐbrと出口圧Ｐbから
圧力に基づく制御信号Ｑpを演算する（ステップＳ
７）。
【００２７】この圧力に基づく制御信号Ｑpは次式によ
り求められる。
り求められる。
【００２８】Ｑp＝Ｐbr−Ｐb さらに、ステップＳ８では圧力指令信号Ｐbrに基づくバ
ルブの開口面積Ａp(Ｘ)を次式により求める。
ルブの開口面積Ａp(Ｘ)を次式により求める。
【００２９】
【数３】
【００３０】ステップＳ９では、上記ステップＳ１で読
み込んだ方向指令Ｄirによる条件分岐を行い、方向指令
Ｄir＝「メーターイン」であればステップＳ１０へ、方
向指令Ｄir＝「メーターアウト」であればステップＳ１
３の処理へ進む。
み込んだ方向指令Ｄirによる条件分岐を行い、方向指令
Ｄir＝「メーターイン」であればステップＳ１０へ、方
向指令Ｄir＝「メーターアウト」であればステップＳ１
３の処理へ進む。
【００３１】方向指令Ｄirがメーターインのときには以
下に説明するステップＳ１０〜Ｓ１２の処理が行われ
る。
下に説明するステップＳ１０〜Ｓ１２の処理が行われ
る。
【００３２】ステップＳ１０で流量指令信号Ｑrに基づ
く開口面積Ａq(Ｘ)と圧力指令信号Ｐbrに基づく開口面
積Ａp(Ｘ)の大小を比較し、流量指令信号Ｑrに基づく開
口面積Ａq(Ｘ)の方が大きければ、ステップＳ１１の処
理へ進んで制御信号Ｘqを圧力に基づく制御信号Ｑpとす
る一方、開口面積Ａp(Ｘ)の方が大きい場合には、ステ
ップＳ１２で流量に基づく制御信号Ｑcを制御信号Ｘqと
する。
く開口面積Ａq(Ｘ)と圧力指令信号Ｐbrに基づく開口面
積Ａp(Ｘ)の大小を比較し、流量指令信号Ｑrに基づく開
口面積Ａq(Ｘ)の方が大きければ、ステップＳ１１の処
理へ進んで制御信号Ｘqを圧力に基づく制御信号Ｑpとす
る一方、開口面積Ａp(Ｘ)の方が大きい場合には、ステ
ップＳ１２で流量に基づく制御信号Ｑcを制御信号Ｘqと
する。
【００３３】一方、ステップＳ９の条件分岐において方
向指令Ｄirがメーターアウトのときには以下に説明する
ステップＳ１３〜Ｓ１５の処理が行われる。
向指令Ｄirがメーターアウトのときには以下に説明する
ステップＳ１３〜Ｓ１５の処理が行われる。
【００３４】ステップＳ１３で出口圧Ｐbと圧力指令信
号Ｐbrを比較し、出口圧Ｐbが圧力指令信号Ｐbrより大
きければステップＳ１４で圧力に基づく制御信号Ｑpを
制御信号Ｘqをとする一方、出口圧Ｐbが圧力指令信号Ｐ
br以下であれば、ステップＳ１５で流量に基づく制御信
号Ｑcを制御信号Ｘqとする。
号Ｐbrを比較し、出口圧Ｐbが圧力指令信号Ｐbrより大
きければステップＳ１４で圧力に基づく制御信号Ｑpを
制御信号Ｘqをとする一方、出口圧Ｐbが圧力指令信号Ｐ
br以下であれば、ステップＳ１５で流量に基づく制御信
号Ｑcを制御信号Ｘqとする。
【００３５】こうして、方向指令Ｄirがメーターインで
流量指令信号Ｑrに基づく開口面積Ａq(Ｘ)より圧力指令
信号Ｐbrに基づく開口面積Ａp(Ｘ)が小さければ圧力に
基づく制御信号Ｑpを選択し、そうでないときには流量
に基づく制御信号Ｑcを選択する一方、方向指令Ｄirが
メーターアウトのときには、出口圧Ｐbが圧力指令信号
Ｐbrより大きければ圧力に基づく制御信号Ｑpを、そう
でないときには流量に基づく制御信号Ｑcを選択し、選
択された制御信号ＱcまたはＱpを制御信号Ｘqとして制
御演算回路２３へ出力し（ステップＳ１６）、制御演算
回路２３は選択された制御信号Ｑcまたは制御信号Ｑpに
基づくバルブ開度を決定してバルブ駆動回路２４で制御
弁１を所定のバルブ開度に駆動する。
流量指令信号Ｑrに基づく開口面積Ａq(Ｘ)より圧力指令
信号Ｐbrに基づく開口面積Ａp(Ｘ)が小さければ圧力に
基づく制御信号Ｑpを選択し、そうでないときには流量
に基づく制御信号Ｑcを選択する一方、方向指令Ｄirが
メーターアウトのときには、出口圧Ｐbが圧力指令信号
Ｐbrより大きければ圧力に基づく制御信号Ｑpを、そう
でないときには流量に基づく制御信号Ｑcを選択し、選
択された制御信号ＱcまたはＱpを制御信号Ｘqとして制
御演算回路２３へ出力し（ステップＳ１６）、制御演算
回路２３は選択された制御信号Ｑcまたは制御信号Ｑpに
基づくバルブ開度を決定してバルブ駆動回路２４で制御
弁１を所定のバルブ開度に駆動する。
【００３６】このように、上記ステップＳ１〜Ｓ１６を
繰り返すことにより図示しない方向指令手段から与えら
れれる方向指令Ｄirに応じて一つの制御弁１で流量制御
と圧力制御を予め設定した条件に応じて交互に行うこと
が可能となり、流量、圧力の両者の制御を必要とする油
圧回路を簡素に構成することが可能となって、製造及び
保守にかかるコストを共に低減することが可能となる。
繰り返すことにより図示しない方向指令手段から与えら
れれる方向指令Ｄirに応じて一つの制御弁１で流量制御
と圧力制御を予め設定した条件に応じて交互に行うこと
が可能となり、流量、圧力の両者の制御を必要とする油
圧回路を簡素に構成することが可能となって、製造及び
保守にかかるコストを共に低減することが可能となる。
【００３７】図２に示すメーターインの油圧回路におい
て図示しないアクチュエータを上記制御により起動した
ときの圧力、流量の関係を図４のグラフに示す。
て図示しないアクチュエータを上記制御により起動した
ときの圧力、流量の関係を図４のグラフに示す。
【００３８】いま、アクチュエータを停止状態から起動
させるには、出口ポート１０Ｂからタンク１２へブリー
ドされる量が微量であるため、制御弁１を通過する流量
Ｑより流量指令信号Ｑrの方が大きくなるため、すなわ
ち、開口面積で比較するとＡq(Ｘ)＞Ａp(Ｘ)となって上
記図３のフローチャートにおけるステップＳ１０、１１
より圧力に基づく制御信号Ｑpが制御信号Ｘqとして選択
され、圧力制御によりアクチュエータの駆動が開始され
る。
させるには、出口ポート１０Ｂからタンク１２へブリー
ドされる量が微量であるため、制御弁１を通過する流量
Ｑより流量指令信号Ｑrの方が大きくなるため、すなわ
ち、開口面積で比較するとＡq(Ｘ)＞Ａp(Ｘ)となって上
記図３のフローチャートにおけるステップＳ１０、１１
より圧力に基づく制御信号Ｑpが制御信号Ｘqとして選択
され、圧力制御によりアクチュエータの駆動が開始され
る。
【００３９】ここで、圧力指令信号Ｐbrは減圧するため
の指令として与えられれており、圧力指令信号Ｐbrに基
づく制御信号Ｑpにより制御弁１が開弁してアクチュエ
ータが変位する。このとき、制御弁１を通過する流量Ｑ
は次式で示される。
の指令として与えられれており、圧力指令信号Ｐbrに基
づく制御信号Ｑpにより制御弁１が開弁してアクチュエ
ータが変位する。このとき、制御弁１を通過する流量Ｑ
は次式で示される。
【００４０】
【数４】
【００４１】アクチュエータの駆動から時間ｔ1後には
バルブ通過流量Ｑが流量指令信号Ｑrを越えようとす
る。このとき、開口面積はＡq(Ｘ)≦Ａp(Ｘ)となり、上
記図３のフローチャートにおけるステップＳ１０、１１
より流量に基づく制御信号Ｑcが制御信号Ｘqとして選択
され、流量制御によりアクチュエータの駆動が開始され
て流量Ｑが流量指令信号Ｑrに等しくなるように制御さ
れる。
バルブ通過流量Ｑが流量指令信号Ｑrを越えようとす
る。このとき、開口面積はＡq(Ｘ)≦Ａp(Ｘ)となり、上
記図３のフローチャートにおけるステップＳ１０、１１
より流量に基づく制御信号Ｑcが制御信号Ｘqとして選択
され、流量制御によりアクチュエータの駆動が開始され
て流量Ｑが流量指令信号Ｑrに等しくなるように制御さ
れる。
【００４２】このように、メータインのときには圧力指
令信号Ｐbrに基づくバルブの開口面積Ａp(Ｘ)と流量指
令信号Ｑrに基づく開口面積Ａq(Ｘ)とを比較して開口面
積の少ない方が選ばれ、圧力制御から流量制御へ自動的
に切り換えられるのである。
令信号Ｐbrに基づくバルブの開口面積Ａp(Ｘ)と流量指
令信号Ｑrに基づく開口面積Ａq(Ｘ)とを比較して開口面
積の少ない方が選ばれ、圧力制御から流量制御へ自動的
に切り換えられるのである。
【００４３】図５は上記バルブユニット１０をメーター
アウトの油圧回路に接続したもので、出口ポート１０Ｂ
には図示しないアクチュエータが接続される一方、入口
ポート１０Ａにはタンク１２が接続され、その他の構成
は上記第１の実施例と同様である。
アウトの油圧回路に接続したもので、出口ポート１０Ｂ
には図示しないアクチュエータが接続される一方、入口
ポート１０Ａにはタンク１２が接続され、その他の構成
は上記第１の実施例と同様である。
【００４４】この場合、入口圧Ｐbが圧力指令信号Ｐbr
より大きければ上記図３のフローチャートにおけるステ
ップＳ１３、１４より圧力に基づく制御信号Ｑpが選択
されて圧力制御が行われ、制御弁１のバルブ開度を増大
して流量Ｑを増やすことで入口圧Ｐbを減圧する。
より大きければ上記図３のフローチャートにおけるステ
ップＳ１３、１４より圧力に基づく制御信号Ｑpが選択
されて圧力制御が行われ、制御弁１のバルブ開度を増大
して流量Ｑを増やすことで入口圧Ｐbを減圧する。
【００４５】一方、圧力指令信号Ｐbrが入口圧Ｐbより
大きくなると上記図３のフローチャートにおけるステッ
プＳ１３、１５から流量に基づく制御信号Ｑcが選択さ
れて流量制御によるアクチュエータの駆動へ自動的に切
り換えることができるのである。
大きくなると上記図３のフローチャートにおけるステッ
プＳ１３、１５から流量に基づく制御信号Ｑcが選択さ
れて流量制御によるアクチュエータの駆動へ自動的に切
り換えることができるのである。
【００４６】
【発明の効果】以上のように本発明によれば、方向指令
手段のメーターイン又はメーターアウトの方向指令に基
づいて、選択手段はメーターインのときで、流量指令信
号Ｑrに基づくバルブの開口面積Ａq(Ｘ)と圧力指令信号
Ｐbrに基づく開口面積Ａp(Ｘ)とを比較し、Ａq(Ｘ)＞Ａ
p(Ｘ)であれば圧力に基づく制御信号Ｑpを選択し、そう
でないときには流量に基づく制御信号Ｑcを選択する一
方、方向指令Ｄirがメーターアウトのときに前記比較結
果において入口圧Ｐbが圧力指令信号Ｐbrより大きけれ
ば圧力に基づく制御信号Ｑpを、そうでないときには流
量に基づく制御信号Ｑcを選択してバルブ駆動手段へ出
力するようにしたため、流れの方向に応じて一つのバル
ブで流量制御と圧力制御を自動的に切り換えることが可
能となり、流量、圧力の両者の制御を必要とする油圧回
路を一つのバルブにより簡素に構成することができ、製
造及び保守にかかるコストを共に低減することが可能と
なる。
手段のメーターイン又はメーターアウトの方向指令に基
づいて、選択手段はメーターインのときで、流量指令信
号Ｑrに基づくバルブの開口面積Ａq(Ｘ)と圧力指令信号
Ｐbrに基づく開口面積Ａp(Ｘ)とを比較し、Ａq(Ｘ)＞Ａ
p(Ｘ)であれば圧力に基づく制御信号Ｑpを選択し、そう
でないときには流量に基づく制御信号Ｑcを選択する一
方、方向指令Ｄirがメーターアウトのときに前記比較結
果において入口圧Ｐbが圧力指令信号Ｐbrより大きけれ
ば圧力に基づく制御信号Ｑpを、そうでないときには流
量に基づく制御信号Ｑcを選択してバルブ駆動手段へ出
力するようにしたため、流れの方向に応じて一つのバル
ブで流量制御と圧力制御を自動的に切り換えることが可
能となり、流量、圧力の両者の制御を必要とする油圧回
路を一つのバルブにより簡素に構成することができ、製
造及び保守にかかるコストを共に低減することが可能と
なる。
【図１】本発明のクレーム対応図である。
【図２】本発明の実施例を示すブロック図である。
【図３】制御の内容を示すフローチャートである。
【図４】同じく制御の内容を示すグラフである。
【図５】他の実施例を示すブロック図である。
【図６】従来の例を示すブロック図である。
【図７】同じく従来の例を示すブロック図である。
【図８】同じく従来の例を示すブロック図である。
１ 制御弁 ２ 変位センサ ３ 圧力センサ ４ 圧力センサ ２１ 流量演算回路 ２２ 指令選択制御回路 ２３ 制御演算回路 ２４ バルブ駆動回路 ５１ バルブ ５２ 開度検出手段 ５３、５４ 圧力検出手段 ５５ 流量演算手段 ５６、５７ 制御信号演算手段 ５８ 方向指令手段 ５９ 選択手段 ６０ 駆動手段 ６１、６３ 開口面積演算手段 ６２、６４ 比較手段
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) F16K 31/06 - 31/11 F15B 11/00 F15B 13/00 G05D 16/00 G05D 7/00
Claims (1)
- 【請求項１】 信号に応じて開度が変化するバルブと、
バルブの開度Ｘを検出する手段と、バルブの入口及び出
口の圧力Ｐa、Ｐbをそれぞれ検出する手段と、前記検出
圧力の圧力差と前記バルブの検出開度とから流量Ｑを演
算する手段と、前記流量Ｑの演算結果と流量指令信号Ｑ
rとから流量に基づく制御信号Ｑcを演算する手段と、前
記出口の検出圧力Ｐbと圧力指令信号Ｐbrとから圧力に
基づく制御信号Ｑpを演算する手段と、前記流量指令信
号Ｑrと前記圧力差から流量指令信号Ｑrに基づく前記バ
ルブの開口面積Ａq(Ｘ)を演算する手段と、前記入口圧
Ｐaと前記圧力指令信号Ｐbrとの差と前記流量Ｑとから
圧力指令信号Ｐbrに基づく前記バルブの開口面積Ａp
(Ｘ)を演算する手段と、前記流量指令信号Ｑrに基づく
開口面積Ａq(Ｘ)と圧力指令信号Ｐbrに基づく開口面積
Ａp(Ｘ)の開口面積を比較する手段と、前記圧力指令信
号Ｐbrと出口圧Ｐbを比較する手段と、前記バルブのメ
ーターイン及びメーターアウトのどちらか一方の流れの
方向を指令する手段と、この方向指令がメーターインの
ときに前記開口面積比較手段において流量指令信号Ｑr
に基づく開口面積Ａq(Ｘ)が圧力指令信号Ｐbrに基づく
開口面積Ａp(Ｘ)より大であれば圧力に基づく制御信号
Ｑpを、そうでないときには流量に基づく制御信号Ｑcを
選択する一方、前記方向指令がメーターアウトのときに
前記比較結果において出口圧Ｐbが圧力指令信号Ｐbrよ
り大きければ圧力に基づく制御信号Ｑpを、そうでない
ときには流量に基づく制御信号Ｑcを選択する手段と、
前記選択した制御信号に基づいて前記バルブを駆動する
手段とを備えたことを特徴とする比例電磁式制御弁。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24013993A JP3312967B2 (ja) | 1993-09-27 | 1993-09-27 | 比例電磁式制御弁 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24013993A JP3312967B2 (ja) | 1993-09-27 | 1993-09-27 | 比例電磁式制御弁 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0791559A JPH0791559A (ja) | 1995-04-04 |
| JP3312967B2 true JP3312967B2 (ja) | 2002-08-12 |
Family
ID=17055079
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP24013993A Expired - Fee Related JP3312967B2 (ja) | 1993-09-27 | 1993-09-27 | 比例電磁式制御弁 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3312967B2 (ja) |
-
1993
- 1993-09-27 JP JP24013993A patent/JP3312967B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0791559A (ja) | 1995-04-04 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |