JPH02238133A - 液流制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ｌ東：Δ■里圀！ 本発明は、液流制御システム、詳細には、複数のアクチ
ュエータが同数の電気的制御信号の強さに応じて正確に
位置決めする液流システムに関する。

夫困立辣！ 上述のような制御システムは多数あり、本発明はそれら
に関連して卓越した利点を示す．上述のような制御の１
つの例であり、非常に重要な応用例は航空機システムに
あり、ここでは液流制御がジェット肌空エンジンの機械
的変数を調節するために提供される．従来の大型ジェッ
ト植空機用のガスタービンエンジンは、エアバルブ、燃
料バルブ、可変エンジン配置の制御に、通常は液流アク
チュエータを使用してきた．エンジンの設計者はガスタ
ービンからもっと効率を引き出そうとするので、液流ア
クチュエータの数は増加し、１７個にまで達している．
もっと古い商業用鎮空機に使用されているガスタービン
エンジンさえも、６個程度の液流アクチュエータを有し
ているのが通常である． これまで、各液流アクチュエータには電気入力信号をア
クチュエータの機械的位置に変換する装置が備えられて
いる。最も通常には、これは液涜サーボバルプに連結さ
れ、これを駆動するトルクモータにより行われる．次に
サーボバルブはアクチュエータへの液体の供給を制御す
る．トルクモータとサーボパルブは両方とも非常に高価
であり、両方ともかなり重量のあるコンポネントであり
、特にポンドの水準での重量の節約が、その航へ機の耐
用年数の間にかなりのランニングコストの節約になる航
空機に応用するには重いコンポネントである． が解決しようとする間 出願人は、そのようなシステムにおいて、重量と費用と
を減少させるため提案されてきたコンセプトを意識して
おり、複数のアクチュエータの間で多重化された１つの
パイロットバルブを使用する。実際には、このパイロッ
トバルブは多重化のために回転し、制御位置を確立する
ためにトルクモータにより垂直に位置決めされたスプー
ルを有している．このスプールとパルブとは、複数の角
度的に多重の位置と組合されたパルブの垂直の制御位置
が、複数のアクチュエータに順次に液体を供給するよう
に使用可能である． 出願人の信ずるところによれば、この形式のシステムは
、様々な制約があるため、最も基本的なシステム以外に
は実用上減少は不可能であり、最も顕著な１例は、合理
的な範囲の寸法の任意のサーボバルブ用の任意の所与の
アクチュエータに対しては、流量は減少している．この
流量減少は２つの要素の結果、つまり（１）マルチブレ
クサとして形成されたパイロットバルブを通る減少した
流れ、及び（２）そのタイムスロットの間だけアクチュ
エータを通って流れて行く減少した流れを多重化する事
実、である。かくて、原則として前記システムは、反応
の速度と制御の精密さとが重要な基準でないところ、例
えばジェットエンジン制御での応用において作動するで
あろうが、前記コンセプトは実用的には見えない。

液流回路の多重化はそれほど新しくない。それは例えば
ムーア他の米国特許第３，６４５，１４１号明細書のよ
うな、多数の液流あるいは気圧チャネルの間にある１つ
のトランスジューサの分配に使用され得る．複数のアク
チェエータの間で制御サーボパルブを分配する機会は文
章内で示唆されているが、出願人の知る限りでは同時の
実時間を基礎としていない．しかしながら出願人は、精
密な位置制御、制御可能なアクチェエータの速度の広い
幅、少なくとも数個のチャネルの必要、アクチュエータ
の制御された高速の動き、を要求するガスタービンエン
ジン制御用のような高能率液流システムの制御にうまく
使用されている多重化の実用例を知らない．かくて、圧
力検知への応用（例えばムーア）は、その応用に対して
は実質的流体の流れを必要としないため、複数のチャネ
ルの間で１つのトランスジューサを分配するように形成
でき、一方低速運転への応用においては選択的に異る液
流回路へ１つのサーボパルブを連結することが可能であ
るが、液流式に多重化されたシステムにおいて、十分な
力を発生するかあるいは十分な動きを発生する実質的流
量を要求する、高速運転の複数のアクチュエータを正確
に制御することは今まで不可能であった．これは他の理
由を含め、従来は航空機のエンジンのような応用例にお
いては、１制御、１アクチュエータの意味で、複数の該
アクチュエータが同時に作動しなければならず、運転要
求に適合するために、比較的高い液体流量を必要とする
、と設計者が考えていた、ということがこれらの理由で
ある． 液流増幅のコンセプトも知られており、例えばアクチュ
エータにより要求される流量が連動するパイロットパル
ブの流量能力よりもずっと大きいところで使用されてい
る．液流増幅装置の１例は、比較的低い流量パイロット
装置が従動子の位置を制御し、これに続いて前記従動子
がずっと高い流量を制御するような、ドッグバルブであ
る．前記パイロット及び従動子は、それらの機械的連動
のせいで、システムの安定を保証するビルトイン・メカ
ニカル・フィードバックを有している．かくてドッグバ
ルブは液流増幅を達成可能である一方で、出願人が知る
限りでは、これの応用はチャネル当り１パルブの運転の
みであり、かくて制御されるべきチャネル当り１つの完
全なドッグバルブ及びアクチュエータ組立体が要求され
る． 。　占を周゛するための 前述のことを考慮すると、本発明の一般的目的は、高精
度サーボシステム用の実用的かつ信顆性ある多重液流制
御を提供することにある。

その観点からすれば、制御エレメントが位置決め速度あ
るいは正確さを犠牲にすることなく、複数のアクチェエ
ータの間で分配される、信顆性ある高度に正確な多重チ
ャネル液流制御を提供することが本発明の目的である． その他の目的は、液流システム内部のシステムの安定性
を確保しつつ、多重化された出力チャネル内に連続的液
体の流れを提供することを可能とする多重化された液流
制御システムを提供することである． 本発明の１視点に従えば、１つの目的は近代的ガスター
ビンエンジンに要求される制御条件に適合可能な制御を
提供することである． 液流サンプルとしてドッグバルブを使用し、装置をアク
チェエータと出力装置との間に配置することにより、シ
ステムの反応時間あるいは正確さを犠牲にすることなく
、複数の液流チャネルの間で１つの電気アクチュエータ
を多重化することにより寸法及び重量の減少が達成され
ることが本発明の特徴である．ドッグバルブ内のパイロ
ット手段は、１つの電気アクチェエータにかかる多重化
された信号の時間分割により順次に制御され、電気アク
チュエータが合理的寸法のものであり、適当な反応時間
を有する、十分低い流量のものである．各チャネルに対
応するタイムスロットの間にそれぞれのチャネルに対応
する複数の従動子を位置決めするために、タイムスロッ
トに対応するパイロット手段を順次に付勢するために多
重化手段が設けられている．他のチャネルに対応するタ
イムスロットの間、従動子はその最後の位置に留まり、
対応するチャネルに対する流量を制御し、それにより、
従動子がそれの対応するタイムスロットの間だけ復帰す
るけれども、流出する流れは連続的に均等になる． その他の目的及び利点は、図面と共に以下の詳細な説明
から明白となる． 東一鳳一」 本発明は特定の好ましい実施例に関連して説明されるが
、これら実施例に限定する意図はない．反対に、特許請
求の範囲により定義された発明の精神及び範囲内に含ま
れる、すべての代替例、改良及び同等物を含むことを意
図している．ここで図面に戻り、第１図を見ると、部分
的図式図の形態で、本発明を実施した液流多重化制御シ
ステムの大部分の要素が描かれている．更に詳細には第
１図は、液流制御システム１０を描いており、描かれて
いる実施例は複数のチャネルを有する時間分割多重化シ
ステム（ＴＤＭ）であり、第１図では３つのチャネルｌ
２、ｌ４、１６だけを有する比較的単純なシステムが描
かれている．マイクロプロセッサ１８として描かれた制
御手段はシステムのエレメントを調整し、各チャネルの
それにおいてアクチュエータを位置決めするために制御
セットポイント及び制ｍ信号を確立する．アクチェエー
タは次に、燃料供給量、可変エンジンの配列位置などを
決定するジェット航空機制御装置のような物理的エレメ
ントを制御するために使用可能である．マイクロプロセ
ッサ１８が各チャネル用の電気入力信号を入力ライン２
Ｇ，　２２、２４で受取り、これら入力需要信号をフィ
ードバック信号と共に処理し、チャネル内のアクチュエ
ータの要求された位置に関連する各チャネル用の制御信
号を発生する．これらの制御信号はそれぞれのタイムス
ロットにあるＴＤＭバス２６上の出力である、バス２６
上を木図では多重化されたドッグバルブとして示されて
いる液流制御２８へ伝達される．第１図のドッグバルブ
は図式的のみに描かれているが、ドッグバルブが順次に
ＴＤＭバス２日上の各電気信号に反応して対応するチャ
ネルに対する出力のための制御された割合の液体の流れ
を発生することを理解するには当面十分である． 液流制御２８はＴＤＭバ又２６上の電気信号を対応する
チャネル内の流量に変換するための電気アクチェエータ
手段３０を含む．電気アクチュエータ３０は、多重化さ
れたドッグバルブ３５の個々の多重化されたセクション
３２、３３、３４用の、３１にダイヤグラム式に描かれ
たパイロット手段の位置を制御する．各セクション３２
、３３、３４は複数の入力、第１は高圧液体源（ｐｃ）
　，第２は液体タａｂ（ＰＢ）、Ｉｆｉ３は中間の調節
された圧力（ＰＣＲ）を有している．以下により詳細に
説明されているように、これら液流入力はパイロット手
段３ｌの両方を作動させるのに役立ち、並びに制御され
た量の液体をそれぞれのセクション３２、３３、３４に
対応する出力ポート３Ｂ、３７、３８に供給するのに役
立つ。

各セクション３２−３４にあるパイロット千段３ｌに関
連するのは個々の従動子４０、４１，　４２であり、こ
れらが出力ポートへの流量を制御する。多重化はドッグ
バルブのエレメントの回転により達成されることが好ま
しく、描かれている実施例においては従動子４０−４２
の回転によりなされ、前記従動子は、従動子間の垂直方
向の距離が独立に調節可能なような方式で調和して回転
するようにピン結合されている．多重化の目的のための
回転は第１図における実施例において矢印４４により示
されている。バルブの角度位置がバルブと共に回転し、
ライン４７上の信号をマイクロプロセッサ１８へ連結す
る検知器４６と共に作動する角度位置表示器４５により
検知される。その結果、各チャネル用の制御信号がそれ
らの指定されたサーボアクチュエータへの流れを制御す
るように、バルブの回転位置に応じて適時に電気パス２
６上のＴＤＭ信号を保持するに十分な情報をマイクロプ
ロセッサが有する．要約すると、電気アクチュエータ３
０は各セクション３２−３４に関連するタイムスロット
のためパイロット手段３１を位置決めする．所与のセク
ション例えばセクション３２に開連するタイムスロット
の間、パイロット手段３１の位置決めにより従動子４０
が前記パイロット位置に応じて自動的に復帰し、次に従
動子の位置決めにより入力ポート（ｐｃ）あるいは（１
’Ｂ）から出力ポート３６への流量が制御される．この
従勤子、つまり従動子４０は次にそれの新しく謂節され
た位置にロックされ、その間に電気アクチュエータ３０
がパイロット手段３ｌを次のタイムスロットに位置決め
し、次の従動子４１を調節する．ドッグバルブ３５は多
重化されるけれども、この構造が対応する取り出し口３
８、３７、３８からの連続的流れを虚供し、それにより
多重化装置の各回転サイクルの３分の１（３チャネルシ
ステムにおける）に対する流れを有する多重化されたパ
イロットバルブを越える実質的改良が｝是供される、と
いうことがここで明白となる．更に詳細に言えば、描か
れているドッグバルブを使用して、各従動子４０、４１
、４２を調節するために使用率（ｄｕｔｙ　ｃｙｃｌｅ
）はほぼ３３％（つまり各サイクルの３分の１）だけで
あるけれども、流量は１００％の使用率を有し、実質的
に増加した流量をアクチュ工一夕へ｝是イ共する． 出力ポート３６、３７、３８が液流コンジット５１，５
２、５３を経てそれぞれ対応するチャネル内のサーボア
クチュエータ５５、５６、５７へ連結されていることが
第１図で見られる．各アクチュエータがピストン６０，
　６１，　６２を有し、これが液流によりサーボアクチ
ュエータの低部室から出入りし、ピストンロッド６３、
６４、６５を前後方向へ駆動する。

アクチュエータの位置を制御するために使用されるマイ
クロプロセッサへフィードバック情報を提供する目的の
ために、各チャネル１２、１４、１６は対応する電気フ
ィードバックエレメント８６、６７、６８を有し、これ
が対応するピストンに連結されてピストンの位置、必要
ある場合はピストンの穆勤割合を表示する電気信号を供
給する。フィードバックエレメント８６，　６７、６８
により発生する電気信号はそれぞれ電気連結７９、７１
、７２により連結され、マイクロプロセッサＩＢに戻り
、フィードバックエレメントにより測定された実際のア
クチュ工一夕の位置が、入力ライン２Ｇ，　２２、２４
上の信号により示される要求された位置に適合するかど
うかを決定するために、制御ループに対する人力として
役立つ． ここで第２図に移ると、電気一液流式に多重化された制
御エレメント２８の実施例の構造が非常に詳細に示され
ている．多重化された液流制御は電気アクチュエータを
含み、描かれている実施例においてはボイスコイル３０
のようなリニアアクチュ二一タの形態である．ボイスコ
イルは、通常は音響スビ一カに使用されている磁気駆動
装置であるが、固定磁石と、可動パイロット手段３１に
取り付けられた低賞量（軽量）の可動コイルとを有して
いる．ボイスコイルは広範な制御可能な位置決めと、少
ない移動質量と、多重化の応用における長寿命とを提供
し、前記スプールが各ＴＤＭサイクルの間に複数回復帰
することが期待されるという利点を有する． ボイスコイル３０への電気連結は第２図の２６により示
され、バス２６上の時間分割多重化信号はマイクロプロ
セッサから供給される信号の強さに応じて電気アクチェ
エータ３０の位置を制御するために使用される．上述の
ように、電気アクチュエータ３０に取り付けられ制御さ
れているのはパイロット手段３１である．描かれている
実施例においては、パイロット手段３ｌは３組のパイロ
ットポ―ト３１ａ　，　３ｌｂ　，　３１ｃを含む．例
示されているパイロット手段３１は３つの同心の密着し
て嵌りこんだ薄い壁の管を備えてなり、前記管が内部パ
イロツトポートの製造を容易にしている．第２図及びそ
の部分的断面図第３ａ−４ｂ図においては、ポート構成
の表示を混乱させるのを防ぐために、パイロットポート
領域を除いて、前記管を分離するラインが省略されてい
る．しかしながら、第Ｓａ−５ｃ図はパイロット手段３
１を作りあげている個々の管セクションを描いている．
第２図が各チャネル用の個々のパイロットポートを有す
るパイロット手段を描いているのに対し、複数のチャネ
ルの間で１つのパイロット手段を分配する、改良された
構造も可能である． それぞれのセクシａン３２、３３、３４用の従勤子４０
、４１，　４２はパイロット手段３１を受領するように
中央開口部を有する円筒形のエレメントである．次に前
記円筒形エレメントは、第２図に描かれているようにポ
ートのある円筒形胴部７５内部に支えられている．更に
詳細には、セクション３２−３４のそれぞれは　（ｐｃ
）で示された高圧液体用の取り入れ連結、液体だめ用の
（ＰＢ）で示された液体だめ連結、及び前記高圧と液体
だめとの間の中間に調節された圧力の液体第３供給源を
受領するための（ＰＣＢ）中間圧力連結を含む．胴部７
５は又、出力ポート３Ｂ、３７、３８が設けられ、必要
な場合は、第２組の出力ポート３６ａ　，　３７ａ　，
　３８ａが設けられている． その他のセクションのポート構造の事例として、パルブ
セクション３４を参照すると、高圧ポート及び液体だめ
入力ポートが、従動子４２の外周に形成された環状チャ
ネル７６ｃ　，　７７ｃと連結している．その結果とし
て、バルブセクション３４に関連するタイムスロットの
間、高圧及び液体ためは内部多重ポート７８ｃ　，　７
９ｃを経てパイロット手段３ｌに連結され、それに加え
て環状チャネル７６Ｃ１及び７７ｃにより出力ポート３
６へ連続的に連結されている．対応するチャネル用のタ
イムスロット内にある多重化ポート７８ｃ　，　７９ｃ
はそのチャネルに指定されたパイロットポート３１ｃに
連絡している．パイロットポート３１Ｃは、従動子上に
ある計測ランド１３３　ｃと協調する入カポート１３０
　ｃと、従動子４ｌと４２とを分離している室８０ｃに
対し開いている出力ポートｌ３１ｃとを有している．第
２図に描かれている位置におては、前記計測ランド１３
３Ｃはポート１３θＣを横切り、高圧源（ｐｃ）あるい
は液体だめ（ＰＲ）がパイロットポート３１ｃに連絡す
るのを防いでいる．しかしながら、チャネル３４に関連
するタイムスロットの間、パイロット手段３ｌが描かれ
た位置から上昇し、あるいは下降する場合、計測ランド
１３３Ｃはポート１３０Ｃを開き、計測ランドがパイロ
ットポートな高圧源（ｐｃ）に対して開くか、あるいは
液体だめ（ＰＲ）に対して開くかにより、液体がパイロ
ットポート３１Ｃを通って＠　８　０　ｃに出入り可能
となる．中間に調節された圧力（ＰＣＲ）が従動子の下
方にある室８０ｄに連絡しているという事実のせいで、
ランド１３３がポート１３０　ｃに対し開いて室８０ｃ
に液体が出入り可能となる場合は、従勤子４２はパイロ
ット手段と同じ方向に置換され、最終的にはパイロット
ポート１３０　ｃを趙える位置に計測ランド１３３Ｃが
至るに十分な距離移動し、液体の流れを室８０ｃで終ら
せる．しかしながら、従動子４２の動きのせいで、描か
れた状態では出力ポート３８を閉じている計測ランド１
３５　ｃは復帰し、かくて液体が従動子の復帰する方向
に従い、高圧源（ｐｃ）あるいは液体だめ（Ｐａ）のど
ちらかから出力ポート３８へ流れることを可能とする．
かくて、液体をそれの取り出し口へ調節可能に向けるよ
うに、従動子４２がドッグバルブ方式でパイロット手段
に従う． ここで第３ａ及び３ｂ図に移ると、ドッグバルブの１セ
クションの復帰が更に示されている．第３８及び３ｂ図
が、出力ポート３８を制御する従動子４２を含んで、第
２図の３セクションバルブの低部セクション３４を描い
ているのがわかる．第３ａ図に描かれている位置におい
ては、高圧液流がポート（ｐｃ）にかかり、低圧液体だ
めがポート（ＰＢ）にかかり、そのため周辺チャネル７
８ｃ及び７７ｃが前記バルプの内部にかかっているけれ
ども、従動子の位置のせいで、計測ランド１３５Ｃはポ
ート３８を閉じている．描かれている状態においては、
関連するチャネル１６には液流は存在しない．しかしな
がら、チャネル１６に指定されたタイムスロットにおい
ては、パイロット手段は第２図に描かれている静止位置
から第３ａ図に描かれている、液体が液体源　（ｐｃ）
から開いたポート１３０ｅを通って内部パイロットポー
ト３１ｃへ流れ得る、わずかに低い位置に復帰している
．その結果、液体はポート３１ｃを通り、従動子４２の
上方にある室８０ｃへ流れる．かくて、従動子の下にあ
る室８０ｄへ連絡する中間圧力（ＰＣＲ）により、上述
の液体の圧力はポート１３０　ｃが閉じるまで従動子を
下に押し下げる．そのような方法で、従勤子はパイロッ
トに従い新しい位置に移動する．しかしながら、第３ｂ
図に描かれているように、新しい位置は第３ａ図に描か
れている位置よりも低い．その位置において、ランド１
３３　ｃはパイロットチャネル１３０　ｅを閉じてしま
い、従動子の位置が低くなったことにより、ランド１３
５ｃが部分的に液体だめ（ＰＢ）に対しポート３８を開
き、矢印ｇ２により描かれているように液体が流れるよ
うになる．液体は、ちょうど完了した調節により設定さ
れた割合に従い流れ続け、問題となっているチャネルに
対するタイムスロット内でスプールが復帰し、従動子が
それに従い、出力ポート３８の開口の程度を再調節する
まで流れ続ける． 第４８及び４ｂ図に移ると、高圧源（ｐｃ）が周辺チャ
ネル７７ｃを通フて出力ポート３８に連節する反対方向
に調節されているのが見える．第４ａ図においては、計
測ランド１３５ｃが、ポート３８が所定の割合で液流に
対しわずかに開いている、以前に調節された位置にある
のが見える．第４ａ図においても、チャネルｌ６に関連
するタイムスロットがちょうど始まり、更に出力ポート
３８を開くために、スプールが従動子の今の位置よりも
高い位置に上昇していることを想定している．そのよう
な上昇した状態において、液流はパイロットポート３１
ｃから液体だめ（ＰＢ）及び従動子４２の上方にある室
８０ｃへ流れるのが見える．中間圧力源（ＰＣＲ）が従
動子室８０ｄの下方にあるという事実のせいで、ランド
１３３Ｃがパイロット通路１３０Ｃを閉じてしまってい
る、第４ｂ図に描かれている位置へ向かって従勅子が上
方に押し上げられるであろう。しかしながら、出力ラン
ド１３５Ｃは更に第４ａ図に描かれた位置から上昇し、
更に関連するチャネルに対する液流が増大する． 本発明に従えば、複数のチャネルに対する液流を連続的
に制御するために、アクチュエータ３０により駆動され
る多重化されたパイロット手段に複数のドッグバルブ従
動子が関連する．かくて、チャネル３２、３３、３４は
それぞれ関連する、それぞれのチャネルに関連するタイ
ムスロットの間に位置決めされる従動子４０、４１、４
２を有し、次に関連する出力ボー｝　３Ｂ−　３８を通
る液体を連続的に制御するための位置にロックされる。

描かれている実施例において多重化を完成するために、
パイロットポート３１ａ−３１ｃが全サイクルのおよそ
３分の１で順次に付勢されるように、従勤子４０−　４
２が多重化ポートを動揺（ｓｔａｇｇｅｒｅｄ）させ、
一方で低部室が同じ３分の１で従動子４０−４２（第６
図を参照）上のスカートにより（ＰＣＲ）に対して開か
れ、従動子ｔｏ−４２が回転して順次にこれらポートを
付勢させる． バルブ胴部７５内で従勤子４０−４２を回転させるため
に、１つの従動子に対し他の従動子が垂直に復帰するよ
うな方式で従勧子が相互に連結される．描かれている実
施例においては、ビン８５が対応する一対の従動子を連
結するが、個々のチャネルが電気アクチュエータにより
制御されるに従い従勤子相互間の距離が調節可能である
ように、それらは少なくとも１つの従動子について垂直
に摺動可能である．最も低い位置の従動子４２はカブリ
ング８８により駆動そ一夕８７に連結され、駆動モータ
８７の付勢によりカブリング８６が回転し、それにより
すべての従動子４Ｇ−　４２が同期して回転する．ギア
のような形状の位置エンコーダ４５と、磁気ビックアッ
プのような形状の位置センサ４６なども第２図に描かれ
ており、上述のように、電気的位置信号を供給し、これ
によりマイクロプロセッサがバス２Ｂ上の電気信号を多
重化装置の機械的位董と同期させる． パイロット手段の多重化は第２図と関連して第５ａ−５
ｃ図において最も良く見られる．これらの図は、描かれ
た実施例において、パイロット手段がパイロット通路３
１ａ−３１ｃを形成するための、３つの密着して嵌りあ
った同心の薄い壁を有する管を備えていることを描いて
いる．外側管１４０は、およそ１２０度の３チャネルシ
ステムで切り取られた多重化セクシ日ン１３０　、１３
１を有し、パイロット通路３１の取り入れ及び取り出し
を形成している．次の内側管１４１は外側管１４Ｇに形
成されたおよそ１２０度のセクションと相互に連絡する
パイロットポート３１用の垂直通路を形成している。中
央管はパイロット手段用のポートがなく、単に他の管を
支持するだけの役割である．しかしながら、内側管１４
１は１４２　、１４３にポートがあり、バルブ内部でア
クチュエータ３０がパイロット手段３ｌを上限に移動さ
せる時に通路１４４　と１４５　との間で液体を置換さ
せることを可能としている．１２０度の多重化セグメン
ト１３Ｇ　、１３１と協調するのは、パイロットポート
１３−，１３１を順次に付勢するのに役立つ回転可能な
多重化ポート７８、７ｇである．！２図及び５８〜５Ｃ
図に描かれた位置においては、ポート１３０　ｃ　，　
１３１　ｃはセグメント７８ｃ　，　７９ｃと連絡し、
ドッグバルブの最も低いセクションを付勢することがわ
かる．同じ状態において、２つの最も上のセクションの
ポート１４７ｂ及び１４７ａは閉じ、多重化バルブが回
転するにつれて関連するタイムスロットにおけるサイク
ルにおいて、後に開くように取り付けられている．第２
図及び５８〜５０図及び第６図は又、関連するタイムス
ロットにおいて中間圧力ポート（ＰＣＲ）を開閉するた
めの多重化手段を措いている．従動子はそれぞれその周
辺およそ２４０度を占めるスカート１５０を有し、それ
により対応する従動子の下方にある室８０ｂ−８０ｄは
回転サイクルの１２０度に対し、つまり関連するチャネ
ルのタイムスロットに対し制御可能に開く．第５ａ図を
参照すると、スプール４２の下方にある通路は、多重化
ポート７８ｃ　，　７９ｃがパイロット３１ｃを開いて
いる時間の間、調節された圧力（ＰＣＢ）に対し開いて
いる．かくて、多重化装置が第５ａ図に描かれている位
置にある時にスプールが上昇あるいは下降する場合、ど
のような液体がスプール４２の上部にある通路１１０ｃ
にポートされようとも、低部室を中間圧力源（ＰＣ）　
に対し開く結果として、スプールが上昇あるいは下降す
ることを可能とする．しかしながら、スプールの回転が
多重化ポートを閉じる場合、低部室も閉じ、次の採掘の
指定されたタイムスロット時間になるまで従勤子はその
位置にロックされたままである．かくて、各タイムスロ
ットにおけるスプールの垂直位置は、多重化従勤子ポー
ト７８、７９を通る内部パイロットポート３１ａ　−３
１ｃ　　（順次に）の連絡のせいで、関連する従動子の
再調節が可能である．対応するパイロットチャネルを通
る液流は、従動子の再調節を可能とし、その後に多重化
ポートはパイロット及び中間圧力源（ｐｃ）の両方を封
止し、そのチャネル用の次のタイムスロットまで、従動
子をその位置にロックする．かくて、すべての出力ポー
ト３Ｂ，　３７，　３Ｂを通る液流は独立に制御可能で
あるが、調節の間では一定のままである。簡単に言えば
、３つのチャネルシステムにおける制御使用率がおよそ
３３％だけであるのに対し、出力使用率は１００％にな
り得る． 第７図に移ると、第１図に関連して開示されたそれと類
似した３チャネルシステム用の制御ループが示されてい
るが、チャネルの１つの構造が異っている．詳細には、
チャネルの２つはサーボアクチュエータとそれらの関連
する位置フィードバック手段とを含んでいるが、第３チ
ャネルは、アクチュエータが単純なオン／オフ装置であ
り、フィードバックが必要でない、いくらか異る制御方
法を描いている。このシステムは、１つあるいは数個の
オン／オフ装置が多重化された制御（ａ＋ｕｌｔｌｐｌ
ｅｘｅｄ　ｃｏｎｔｒｏｌｌ）において制御された位置
アクチュエータと相互に混合され得ることを示している
。

第７図で詳細を参照すると、ライン２１Ｇ−　２０３に
連結された３つの入力信号を有する入カバッファ回路が
示されている。入力信号のうちの２つは第１図に関連し
て説明されたそれに類似、つまり（通常は電流レベルで
）関連するアクチュエータに対する要求された位置に関
連するレベルを有する．ライン２０３の第３信号は単に
オン／オフ信号であり、これが関連するチャネル内のア
クチェ工一夕がオンあるいはオフにスイッチされるよう
に要求する。バッファ２０Ｇを通過した信号は対応する
制御ループ２０５、２０６、２０７に連結される．ルー
ブ２０５及び２０６は、バッファからの関連する入力信
号を、次のサイクルにおいて関連するアクチェエータに
送られるべき流れに比例して出力信号を発生するために
、ライン２０１１、　２０９上のフィードバック信号と
それぞれ比較するという点で類似している．上述のよう
に、フィードバック信号は位置信号かあるいは割合信号
のどちらかあるいは両方であり、これは、後述のように
入力要求信号と組合された場合に、関連するアクチュエ
ータを制御するための出力信号を発生する。

第３チャネルからのオン／オフ信号はオン／オフレベル
設定制御装置２０７に連結され、この場合は関連するア
クチュエータからのフィードバックは必要がない．３つ
の制御装置からの３つの信号は、各信号用のタイムスロ
ットを有する信号出力バス２１１を有する信号多重化装
置２１０への入力として連結される．従来方式における
信号多重化装置はそれの入力ライン上の入力信号をサン
プリングし、ＴＤＭバス２１１上の出力用に関連するタ
イムスロットに前記サンプルを置く．これら信号は駆動
回路２１３において増幅され、ＴＤＭパス２６上に連結
され、多重化されたバルブ２８を作動させる直線アクチ
ュエータ３０へ送られる． 第７図は、関連するサーボアクチュエータ５５、５６、
５７ａに連結された液流出力５１、５２、５３ａと共に
パイロットバルブを図式的にのみ示している．以前の実
施例にあるように、サーボアクチェエータ５５、５Ｂは
、制御ループに連結されたフィードバック手段６５、６
６を有している．アクチェエータ５７ａは多重化ドッグ
バルブ２８の出力により駆動されるオン／オファクチェ
エータである．第５図に示されているように、一対のフ
ィードバックセンサが各サーボアクチュエータに設けら
れている．最初のものは、ライン２０８及び２０９上の
フイードバック信号として役立つために、フィルタ及び
利得回路２１６を通過する信号を有するポテンシ日メー
タ　２１４及び２１５を含む．それに加えて、フィード
バックエレメント９５、９６は、マスタ制御装置に対す
るフィードバックとして戻し連結されるラインを有する
、ＬＶＩ）Ｔセンサ２１７、２１Ｂとして描かれた第２
センチを含み得る．マスク制御装置はフィードバック手
段を通してサーボの位置を検知し、マスタコンピエータ
により演算されるアクチュエータの位置を達成するため
に、ライン２０１及び２０２上の要求信号を調節する。

多重化ドッグパルプ２８を再び参照すると、駆動装置回
路２２０に反応してモータ８フにより駆動され、前記モ
ータは多重化装置に連結されて順次にバルブセクション
３２−　３４を付勢する。位置検知器４６も多重化装置
の回転位置を検知するために回転する組立体と関連し、
検知制御回路２２１並びに位置検知回路２２２を通して
作用し、信号多重化装置２１０を制御する信号を供給す
る．かくて、多重化装置の実際の位置が、そしてそれに
より多重化するエレメントに対するパイロットポートの
位置が、電気信号のそれぞれが配置されるタイムスロッ
トを制御するために多重化装置２１０に作用する信号人
力として役立つ．その結果、制御回路における遅滞は補
正され、それによりアクチュエータ３０は、多重化装置
が関連するパイロットポートに液流取り入れポートを連
結する直前に特定のチャネルに関連する位置に多重化さ
れたドッグバルブ２８を駆動する． 本発明は多重化されたパイロットバルブのための好まし
い構造に関連して説明されたが、その他の構造も使用可
能であることが認識される．例えば、本発明は個別のパ
イロットポートを、各チャネルに対し一体として位置決
め可能なスプール内に１つ設けているが、本発明は１組
のパイロットポート及び前記１組のパイロットポートを
複数の周辺に配置された従動子組立体の間に分配する多
重化組立体によフても実行可能である．同じ原理、つま
り、従動子の復帰を生ずるパイロットポートを通る液流
の原理は該構造にも応用される，同様に、３チャネルシ
ステムに力点が置かれてきている一方で、必要があれば
それより多い、あるいは少ないチャネルの数を設けるこ
とも可能である．同様に、専用の駆動モータは多重化装
置の回転のために示されているが、専用の駆動は必要が
なく、多重化装置はタービンエンジンにより駆動される
ギアボックス手段のようなものにより、制御された装置
から取られる駆動により回転可能であることは明白であ
る． 提供されているものは、チャネルが不連続性を基礎とし
て使用されているとしても、関連するチャネルに連続的
に液流を提供する改良された多重化された液流制御装置
であることは認められる．最初に従うべき位置が設定さ
れ、次に厳密にその位置に従う、というパイロットと従
動子との機械的相互作用のため、パイロットと従動子と
の間の機械的フィードバックのおかげで、システムの安
定性が増大する。かくて液流の増幅は通常はドッグバル
ブに関連し、つまり、より大きな琉量を制御する所定の
木濃さの流量が、多重化されたチャネルのそれぞれ一に
対する連続的流れの可能性により多重化された状態で達
成される．

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明を実施した３つのアクチュ工−夕多重
化システムを示す図式図、 第２図は、第１図のシステムの多重化されたドッグバル
ブの部分的な垂直断面図、 第３８及び３ｂ図は、液体だめへ通じる取り出しポート
を開くパイロットと従動子の作動を描く部分的断面図、 第４８及び４ｂ図は、高圧液流源へ通じる取り出しポー
トを開くパイロットと従動子の作動を描く部分的断面図
、 第５ａ及び５ｃ図は、パイロットバルブの多重化をより
詳細に描く、第２図の対応する線に沿った断面図、 第６図は、第２図のバルブの低部を描いた部分見取図、 第７図は、事例的な制御回路と関連する事例的液流多重
化システムを示すブロックダイヤグラム． １０・・・液流制御システム、１２、１４，　１８・・
・チャネル、ｌ８・・・マイクロプロセッサ、 ２０、２２、２４・・・入力ライン、 ２６・・・パス、 ３０・・・電気アクチュエータ、 ３ｌ・・・パイロット手段、　３２、３３、３４・・・
多重化セクション、３５・・・ドッグバルブ、 ３６、３７、３８・・・出力ポート、 ４０、４１、４２・・・従動子、　４４・・・矢印、４
５・・・角度位置表示装置、　　　　　　４６・・・検
知器、４７・・・ライン、　　　　　５１、５２、５３
・・・液流管路、５５、５６、５７・・・サーボアクチ
ュエータ、６０、６１，　６２・・・ピストン、６３、
６４、６５・・・ピストンロッド、 ８Ｂ、６７、６８・・・電気的フィードバックエレメン
ト、７０、７１、７２・・・電気連結、７５・・・円箇
形胴部、７８ｃ　，　７７ｃ・・・環状チャネル、７８
ｃ　，　７９ｃ・・・内部多重化ポート、８０ｃ　，　
８０ｄ・・・室、　　　　８６・・・カブリング、９２
・・・矢印、 １３０Ｃ・・・入力ポート、 １３１ｃ・・・出力ポート、 １３３　ｃ　，　　　　　　　　１３５　ｃ　・・・計
測ランド、１４０・・・外側管、　　　　１４１・・・
最も内側の管、１４４　、１４５　・・・通路、　　　
１４７　ａ，１４７　ｂ　−ポート、１５０・・・スカ
ート、２００・・・バッファ回路、２０１　−　２０３
・・・ライン、 ２０５、　２０Ｂ、２０７・・・制御ループ、２０８、
２０９・・・ライン、　２１０・・・信号多重化装置、
２１１・・・信号出力パス、 ２１６・・・フィルタ及び利得回路、 ２１７、　２１８・ＬＶＤＴセンサ． ＰＣＲ　：中間圧力 ＰＣ　；高圧液体源 ＰＢ　：液体溜め ＦＩＧ 図面の浄Ｚ（内容に変更ない Ｆ／Ｃｙ，４（２ Ｆ／θ．４ｂ 手 続 補 正 書 平成 ２年ｑ月／ｂ日

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、複数の電気的制御信号に対応してそれぞれのチャネ
   ルにある複数のサーボアクチュエータの位置を個別に制
   御するための複数のチャネルを有する時間多重化液流制
   御装置であって、 各チャネルに対し１つのセクションを有する複数セクシ
   ョンのドッグバルブと、複数の電気的制御信号に順次に
   反応するための前記ドッグバルブ用の共通の電気アクチ
   ュエータ手段とを備え、制御のための電気アクチュエー
   タに連結されたパイロット手段を有する前記ドッグバル
   ブの各セクションと、前記パイロット手段の位置に従う
   従動子手段と、前記従動子手段により制御された流量を
   有する出力ポートとを備え、 順次に位置決めを行い、次にそれぞれの従動子手段をロ
   ックするための前記パイロット手段に順次に液体を供給
   する前記ドッグバルブ内にある多重化手段を備え、そし
   て 前記従動子手段の位置により決定された割合により液体
   を受領するための前記多重化セクションドッグバルブの
   関連する出力ポートに各チャネル内にある前記サーボア
   クチュエータを連結する手段を備えてなることを特徴と
   する時間多重化液流制御装置。 ２、請求項１に記載の液流制御装置において、前記パイ
   ロット手段が、前記ドッグバルブの複数セクションを通
   って伸びる細長いスプールと、各セクションに１つある
   前記スプール内のパイロットポートと、前記従動子内の
   計測ランドと、を備えてなり、前記計測ランドは、前記
   電気アクチュエータにより位置決めされた場合に開き、
   前記従動子手段が復帰することによりパイロットポート
   を閉じることを特徴とする液流制御装置。 ３、請求項１に記載の液流制御装置において、前記ドッ
   グバルブの角度位置を検知し、前記位置を表示する電気
   信号を発生する位置検知手段と、 複数の電気制御信号を発生する制御手段とを備えてなり
   、前記制御手段が前記位置検知手段からの電気信号に反
   応し、前記電気アクチュエータに結合された前記電気信
   号を前記ドッグバルブの角度位置により調節することを
   特徴とする装置。 ４、請求項１に記載の液流制御装置において、前記サー
   ボアクチュエータの位置に関する信号を発生し、それに
   従い電気制御信号を修正する手段を更に含むことを特徴
   とする液流制御装置。 ５、対応する複数の電気制御信号に従い、複数のチャネ
   ルへの液流を制御し、各チャネルごとに１つある複数の
   セクションを有する多重化されたドッグバルブにおいて
   、 各チャネルに１つが対応する複数のパイロットポートを
   内部に有する直線的に位置決め可能なスプールと、 順次にパイロットポートを液体源に連結し、それにより
   順次にパイロットポートを駆動するように前記スプール
   に関連した回転可能な多重化手段と、 前記スプールの直線位置を制御し、それにより多重化手
   段によりパイロットポートの開口を可能にするための電
   気制御信号の順序に反応する直線アクチュエータ手段と
   、 対応するポートに作動可能に連結された前記ドッグバル
   ブの各セクションに対する従動子手段であって、前記従
   動子手段が多重化された計測手段を有して、前記スプー
   ルの復帰に反応して前記パイロットポートを開き、前記
   従動子の復帰に反応して前記パイロットポートを閉じ、
   前記多重化手段が、前記ドッグバルブの他のセクション
   が多重化手段により可動となった場合に、前記従動子を
   その位置にロックすべく作動するようにされた従動子手
   段と、 各チャネルに１つ対応する出力ポートと、前記従動子手
   段の位置に反応して前記出力ポートの開きの程度を制御
   するための前記出力ポートに関連する計測手段とを備え
   、 それにより前記パイロットポートが関連する多重化され
   たタイムスロットの間に順次に前記従動子手段を復帰さ
   せ、前記出力ポートの開きの程度を制御して、前記関連
   するチャネルへの液流を連続的に制御することを特徴と
   する多重化されたドッグバルブ装置。 ６、請求項５に記載のドッグバルブにおいて、前記ドッ
   グバルブの角度位置を検知し、前記位置を表示する電気
   信号を発生する位置検知手段と、 複数の電気制御信号を発生する制御手段とを更に備え、
   前記制御手段が前記位置検知手段からの前記制御信号に
   反応し、前記直線アクチュエータに連結された前記電気
   制御信号を前記ドッグバルブの角度位置により調節する
   ことを特徴とする装置。