JPH0226382A

JPH0226382A - 流体圧力の制御装置およびそれを用いた圧力制御方法

Info

Publication number: JPH0226382A
Application number: JP17607888A
Authority: JP
Inventors: Motoaki Iwata; 元昭岩田; Ken Sawada; 謙澤田; Toshiki Kawamura; 川村　俊基; Saburo Ito; 三郎伊藤
Original assignee: Koganei Corp
Current assignee: Koganei Corp
Priority date: 1988-07-13
Filing date: 1988-07-13
Publication date: 1990-01-29
Anticipated expiration: 2009-03-30
Also published as: JPH0623934B2

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】〔産業上の利用分野〕本発明は、圧力容器内における流体圧力の制御に関し、
特に大容量の圧力容器に適した流体圧力の制御装置およ
びそれを用いた圧力制御方法に適用して有効な技術に関
する。

〔従来の技術〕

圧力容器内における流体圧力の制御装置とじては、流体
流量調整のための電磁弁と、この電磁弁を制御する比較
回路を備えた制御回路と、圧力容器内の圧力検出のため
の圧力変換器とより構成されている。

たとえば、圧力容器内の流体圧力は、圧力変換器によっ
て検出されており、圧力容器内の流体圧力と指令流体圧
力との比較によって、圧力容器内の流体圧力が指令流体
圧力に比べて小さい場合には、流体圧力源からの流体は
供給用電磁弁によって圧力容器内に供給され、一方、圧
力容器内の流体圧力が指令流体圧力に比べて大きい場合
には、圧力容器内の流体は排出用電磁弁によって外部に
排出されていた。

〔発明が解決しようとする課題〕

ところが、前記のような従来技術では、流量範囲が一種
類の供給用電磁弁と排出用電磁弁とによって、圧力容器
内の流体圧力の制御を行っているために、大容量の圧力
容器への流体の供給に関して、下記の因果関係による問
題点が生じている。

（１）、圧力容器が大容量であるために、流体の供給に
時間がかかる。

（２）、設定圧力の安定化と高精度化のために、供給用
電磁弁の高速動作が必要である。

（３）、供給用電磁弁の高速動作が必要なために、供給
用電磁弁を大きくできない。

（４）、供給用電磁弁が大きくできないために、流体の
流量を大きくとれない。

（５）、流体の流量が大きくとれないために、供給に時
間がかかる。

一方、流体の排出に関しても、供給と同様に時間の問題
が生じている。

そこで、本発明の目的は、大容量の圧力容器についても
、高速、かつ、高精度に制御できる流体圧力の制御装置
およびそれを用いた圧力制御方法を提供することにある
。

本発明の前記ならびにその他の目的と新規な特徴は、本
明細書の記述および添付図面から明らかになるであろう
。

〔課題を解決するための手段〕

本願において開示される発明のうち代表的なものの概要
を簡単に説明すれば、下記の通りである。

すなわち、本発明の流体圧力の制御装置は、流体圧力を
収容する圧力容器と、この圧力容器内における流体圧力
を高精度に調整する高精度圧力調整用電磁弁（以下、高
精度電磁弁という）と、前記圧力容器内の流体圧力が所
定の流体圧力よりも大きくなった時に、前記圧力容器内
の流体の急速給排を行って圧力調整する急速圧力調整用
電磁弁（以下、急速電磁弁という）と、前記両電磁弁を
制御する比較回路を備えた制御回路と、前記圧力容器内
の圧力検出のための圧力変換器とより構成されるもので
ある。

また、本発明の流体圧力の制御装置は、前記比較回路の
結果に対応した複数の比例動作回路を備えたものである
。

さらに、本発明の圧力制御方法は、比較回路からの出力
が急速電磁弁の作動基準値より小さい時には、高精度電
磁弁を圧力容器内の流体圧力に応じて作動可能とし、比
較回路からの出力が急速電磁弁の作動基準値より大きい
時には、前記急速電磁弁を作動させるようにするもので
ある。

〔作用〕

前記した流体圧力の制御装置およびそれを用いた圧力制
御方法によれば、高精度電磁弁に加えて急速電磁弁が設
けられていることにより、比較回路からの出力が急速電
磁弁の作動基準値より小さい時には、高精度電磁弁が圧
力容器内の流体圧力に応じて作動される。

すなわち、圧力容器内の流体圧力と指令流体圧力との圧
力差に応じて、指令流体圧力に比べて圧力容器内の流体
圧力の方が所定の範囲内において小さい場合は、供給用
高精度電磁弁によって流体を供給し、一方、圧力容器内
の流体圧力の方が所定の範囲内において大きい場合は、
排出用高精度電磁弁によって流体を排出することにより
、圧力容器内の流体圧力を制御することができる。

一方、前記の差が所定の範囲を越えた時には、急速電磁
弁が作動され、圧力容器内の流体を高速で大量に給排す
ることができる。

これにより、大容量の圧力容器においても、指令流体圧
力に対する流体の供給窓よび排出を、高速、かつ、高精
度に制御することができる。

〔実施例〕

第１図は本発明の一実施例である空気圧力の制御装置を
示す空気圧回路図、第２図は本実施例の制御ラインを示
すブロック図である。

本実施例では、流量範囲の異なる複数種類の電磁弁の内
、２種類の電磁弁を備えた空気圧力の制御装置について
、その制御装置の構成を第１図により説明する。

圧力容器Ｔ内における空気圧力調整のための高精度電磁
弁Ｖ＋　、　Ｖ２　と、急速電磁弁Ｖｙ　、　Ｖ４と、
この高精度電磁弁Ｖｌ、Ｖ２　および急速電磁弁Ｖ３．
Ｖ４を制御する第１の比較回路１および第２の比較回路
２を備えた制御回路ＣＯＮ　（第２図参照）と、前記圧
力容器Ｔ内の圧力検出のための圧力変換器Ｓとより構成
されている。

比較回路１および２を備えた制御回路ＣＯＮは、第２図
に示すように、第１の比較回路１および第２の比較回路
２によって、一方は、高精度電磁弁Ｖ１ｖ２　を制御す
る制御ラインを構成し、他方は、急速電磁弁Ｖ３．Ｖ４
　を制御する制御ラインを構成する。

まず、高精度電磁弁Ｖｌ、Ｖ２　を制御する制御ライン
は、第２の比較回路２に接続された比例動作回路３と、
それに並列に設けられた積分動作回路４と、両回路３．
４の出力を加算する加算回路５と、電磁弁Ｖｌ、Ｖ２　
のいずれを駆動するかを弁別する弁別回路６と、それに
接続され、その出力をパルス幅変換するＰＷＭ変換回路
７，８と、それぞれ、高精度電磁弁Ｖ＋　、　　Ｖ２　
を駆動する駆動回路９．１０とが備えられている。

次に、急速電磁弁Ｖｓ　、　Ｖ＝を制御する制御ライン
は、第２の比較回路２に接続された比例動作回路１１と
、電磁弁Ｖｓ　、　　Ｖ４　のいずれを駆動するかを弁
別する弁別回路１２と、それに接続された駆動回路１３
．１４とが備えられている。

さらに、本実施例では、面制御ラインに共通して、圧力
容器Ｔの圧力を感知して電気信号に変換する圧力変換器
Ｓと、この圧力変換器Ｓの出力を増幅して第１の比較回
路１に帰還入力する増幅回路１５とより構成されている
。

次に、本実施例の作用を第２図のブロック図によって説
明する。

入力Ａ（高精度電磁弁の指令値）と、入力Ｂ（急速電磁
弁の作動基準値）、および帰還入力（圧力容器内の空気
圧力）の３つの入力条件は、第１の比較回路ｌによって
、入力Ａに対して帰還入力の圧力の値が小さい場合と、
大きい場合とに区別される。

また、第２の比較回路２によって、第１の比較回路１か
らの出力（入力Ａと帰還入力の圧力差）に対して、急速
電磁弁の作動基準値である入力Ｂが大きい場合と、小さ
い場合とに区別される。

■　高精度電磁弁の指令値である入力Ａと、圧力容器内
の空気圧力である帰還入力との差、すなわち圧力差が入
力Ｂよりも小さい場合は、下記のように動作される。

（１）、第１の比較回路１からの出力は、第２の比較回
路２を経て比例動作回路３に入力される。この時、第２
の比較回路２の電圧出力は、比例動作回路３によって、
第２の比較回路２の電圧出力に応じた動作電圧を発生し
、この出力は、加算回路５を経由して弁別回路６に入力
される。しかし、入力Ａと帰還入力との圧力差が極めて
小さい時は、比例動作回路３に並列に接続されている積
分動作回路４が動作し、比例動作回路３の電圧出力と積
分動作回路４の電圧出力とは加算回路５によって加算さ
れて、弁別回路６に入力される。

（２）、弁別回路６に入力された加算回路５の電圧出力
は、弁別回路６によって、供給用高精度電磁弁Ｖ＋　、
および排出用高精度電磁弁ｖ２　のいずれの高精度電磁
弁を作動させるかが弁別されて、ＰＷＭ変換回路７．８
のいずれか一方に入力される。

すなわち、圧力容器Ｔ内の空気圧力が所定の圧力よりも
小さい場合には、圧力不足であるので、供給用高精度電
磁弁Ｖ、を作動させて圧力容器Ｔに空気を供給する必要
がある。従って、この場合には、弁別回路６はＰＷＭ変
換回路７に信号を出力する。逆に、圧力容器Ｔ内の空気
圧力が所定の圧力よりも大きい場合には、圧力過剰であ
るので、弁別回路６はＰＷＭ変換回路８に信号を出力す
る。

〔３）、このようにして、いずれのＰＷＭ変換回路７゜
８に入力された弁別回路６の電圧出力は、ＰＷＭ変換回
路７，８によって、高精度電磁弁の駆動時間が設定され
て、駆動回路９．１０のいずれかを経由して、それぞれ
、供給用高精度電磁弁ｖ１　または排出用高精度電磁弁
Ｖ２　に入力される。

（４）、供給用高精度電磁弁Ｖ１　または排出用高精度
電磁弁ｖ２　に入力された駆動回路９，１０のパルス出
力によって、それぞれ、高精度電磁弁Ｖ、またはＶ２　
は、パルス幅だけ駆動され、圧力容器Ｔへの空気の供給
または圧力容器Ｔからの空気の排出を行い、圧力容器Ｔ
内の空気圧力を指令値に高精度で調整する。

■　一方、第１の比較回路１への入力Ａと帰還入力との
差が入力Ｂより大きい場合は、下記のように動作される
。

（１）、この場合には、第２の比較回路２の出力は、急
速電磁弁Ｖ３．Ｖ４　の制御ラインを構成する比例動作
回路１１に入力される。比例動作回路１１に入力された
第２の比較回路２の電圧出力は、比例動作回路１１によ
って、第２の比較回路２の電圧出力に応じた動作電圧を
発生し、弁別回路１２に入力される。

（２）、弁別回路１２に入力された比例動作回路１１の
電圧出力は、弁別回路１２によって、供給用急速電磁弁
Ｖ、および排出用急速電磁弁Ｖ４　のいずれの急速電磁
弁を作動させるかが弁別されて、駆動回路１３．１４の
いずれか一方に入力される。

（３）、いずれか一方の駆動回路１３．１４に入力され
た弁別回路１２の電圧出力は、駆動回路１３．１４を経
由して、供給用急速電磁弁Ｖ、または排出用急速電磁弁
Ｖ４　のいずれかを駆動させる。この時、圧力容器Ｔ内
の空気圧力が大幅に不足する場合には、供給用急速電磁
弁Ｖ、が作動されることによって、空気圧力源ＡＩＲか
ら空気が高速で、大量に圧力容器Ｔ内に供給され、また
、圧力容器Ｔ内の空気圧力が著しく大きい場合には、排
出用急速電磁弁ｖ４　が作動されることによって、圧力
容器Ｔ内の空気は高速で、大量に外部に排出される。そ
して、入力へと帰還入力との圧力差が入力Ｂよりも小さ
くなると、■の動作により調整される。これにより圧力
容器Ｔ内の空気圧力は、高速でしかも高精度に調整され
る。

さらに、両制御ラインに共通して、圧力容器Ｔ内の空気
圧力は、圧力変換器Ｓで圧力が電圧出力に変換された後
、増幅回路１５を経由して、帰還入力として第１の比較
回路１に入力される。

以上のように、高精度圧力調整用と急速圧力調整用の２
種類の電磁弁を持つ圧力制御装置によって、大容量の圧
力容器においても、高速、かつ、高精度に空気圧力の制
御を行うことができる。

以上、本発明者によってなされた発明を実施例に基づき
具体的に説明したが、本発明は前記実施例に限定される
ものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可
能であることはいうまでもない。

たとえば、供給用および排出用の電磁弁については、流
量範囲の異なる３種類およびそれ以上の電磁弁によって
制御することにより、より広範囲の空気圧力の制御が、
高速、かつ、高精度で行うことが可能である。

また、説明の明瞭化のために、比較回路を第１の比較回
路１と第２の比較回路２とに分けて説明したが、両回路
ｌと２を１つの比較回路として構成してもよい。

以上の説明では、主として本発明者によってなされた発
明をその利用分野である、空気圧力の制御に用いられる
制御装置および制御方法に適用した場合について説明し
たが、これに限定されるものではなく、他の油圧による
制御装置およびそれに用いる圧力制御方法にも広く適用
可能である。

〔発明の効果〕本戦において開示される発明のうち代表的なものによっ
て得られる効果を簡単に説明すれば、下記の通りである
。

圧力容器内の流体圧力を高精度に制御する高精度圧力調
整用電磁弁と、前記圧力容器内の流体圧力が所定の流体
圧力よりも大きくなった時に前記圧力容器内の流体の急
速給排を行って圧力調整する急速圧力調整用電磁弁とを
併設したことにより、圧力容器が大容量となっても、流
体圧力の高精度制御および大量の流体圧力の急速制御を
共に実現することができる。

また、電磁弁を制御する比較回路の結果に対応した複数
の比例動作回路を備えたことにより、所定の流体圧力に
対する流体の供給および排出を高精度に制御することが
できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例である空気圧力の制御装置を
示す空気圧回路図、第２図は本実施例の制御ラインを示
すブロック図である。 ■、・・・・供給用高精度圧力調整用電磁弁、ｖ２　　
・・・・排出用高精度圧力調整用電磁弁、■、・・・・
供給用急速圧力調整用電磁弁、Ｖ４　　・・・・排出用
急速圧力調整用電磁弁、Ｔ・・・・・圧力容器、Ｓ・・・・・圧力変換器、ＡＩＲ・・・空気圧力源、ＯＮｌ　・　・２　・　・３．１４　・　・５　・　・６．１７．８９．１１５　・　・制御回路、第１の比較回路、第２の比較回路、比例動作回路、積分動作回路、加算回路、弁別回路、ＰＷＭ変換回路、３．１４・・・駆動回路、増幅回路。

Claims

【特許請求の範囲】１、流体圧力を収容する圧力容器と、この圧力容器内に
おける流体圧力を高精度に調整する高精度圧力調整用電
磁弁と、前記圧力容器内の流体圧力が所定の流体圧力よ
りも大きくなった時に前記圧力容器内の流体圧力の急速
給排を行って圧力調整する急速圧力調整用電磁弁と、前
記両電磁弁を制御する比較回路を備えた制御回路と、前
記圧力容器内の圧力検出のための圧力変換器とより構成
される流体圧力の制御装置。２、前記比較回路の結果に対応した複数の比例動作回路
を備えたことを特徴とする請求項１記載の流体圧力の制
御装置。３、前記比較回路は、前記高精度圧力調整用電磁弁の指
令値と前記圧力容器からの帰還入力とを比較する第１の
比較回路と、この第１の比較回路の出力と前記急速圧力
調整用電磁弁の作動基準値とを比較する第２の比較回路
とよりなることを特徴とする請求項１記載の空気圧力の
制御装置。４、前記比較回路からの出力が前記急速圧力調整用電磁
弁の作動基準値より小さい時には、前記高精度圧力調整
用電磁弁を圧力容器内の流体圧力に応じて作動可能とし
、前記比較回路からの出力が前記急速圧力調整用電磁弁
の作動基準値より大きい時には、前記急速圧力調整用電
磁弁を作動させることを特徴とする請求項１記載の流体
圧力の制御装置を用いた圧力制御方法。