JPH0235204A - 流体流量／流体圧の制御方式 - 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】 ［産業上の利用分野］ この発明は、例えば圧油等の流体の流量や圧力を制御す
る方式に関するものである。

［従来の技術］ 第３図は例えば「浦空圧のティジタル制御と応用」（近
代図書）に掲載されている油圧モータの回転数制御のブ
ロック図であり、図中、破線で示すブロックにて囲んだ
部分が電磁弁のＰＷＭ（ＰｕｌｓｅＷｉｄｔｈ　Ｍｏｄ
ｕ］、ａｔｉｏｎ）制御による従来の流体流量／流体圧
の制御方式を示している。

第３図において、１は油圧ポンプ、２は油圧モータ、３
はソレノイドをオン状態にすると開放されるノーマルク
ローズ型の電磁ブｔ、４は電磁弁３を介して油圧ポンプ
１と油圧モータ２とを連通接続する油圧配管で構成され
る流路である。また、５は油圧モータ２の回転数を検出
する回転８１．６は回転数指令信号、７は回転８］’　
５が出力する回転数フィードバック信号で油圧モータ２
の回転数に比例するものである。さらに、８は回転数指
令信号６と回転数フィードバック信号７との誤差信号に
対応する流量指令値、９は流量指令値８をＰ　ＷＭ変調
しオン／オフ信号１０を発生して電磁弁３へ出力するＰ
ＷＭ制御器であり、オン／オフ信号１０は電磁弁３を開
閉切換するためのものである。

次に動作について説明する。油圧ポンプ１から吐出され
た油は、電磁弁３．流路４を通って油圧モータ２へ導か
れてこの油圧モータ２を回転させる。油圧モータ２の回
転数は、回転計５により測定され、回転数指令信号６と
比較される。その比較結果である流星指令信号（誤差信
号）８は、Ｉ）ＷＭ制御器９へ入力され、このＰＷＭ制
御器９においてＰＷＭ変調されて、電磁弁３を開閉制御
するためのオン／オフ信号１０に変換される。

ここで、オン／オフ信号］Ｏの時間波形の例を第４図に
示す。この第４図において、２１はオン／オフ信号１０
の周期、２２はパルス幅である。

オン／オフ信号１０は第４図に示すような波形を有し、
その周期２１は常に一定で、パルス幅２２は流量指令信
号８に比例して増減する。

電磁弁３はこのようなオン／オフ信号１０によって開閉
制御されるため、周期的に開閉駆動され間欠的に油を流
す。電磁−Ｉｆ、　３を流れるｎｌ＋の平均流量は、電
磁弁３が開放している時間、即ちパルス幅２２に比例し
、従って流量指令信号８に比例する。

このようにして、電磁弁３により流路４を流れる油の流
量が制御されることになる。

［発明が解決しようとする課題］ ところが、通常、電磁弁３には応答遅れがあるために、
パルス幅２２と電磁弁３が開放している時間とは厳密に
は一致しない。特に、パルス幅２２が電磁弁３の応答遅
れ時間よりも短くなると、前述の応答遅れのために電磁
弁３は作動しなくなり、不感帯が生じることになる。こ
のため、従来の流体流量／流体圧の制御方式では、油圧
モータ２をある回転数以下で回転させることはてきない
という課題があった。また、従来の制御方式髪例えはシ
リンダの位置制御に適用した場合などでは、」二連のよ
うな不感帯のため、精密な位置決めを行なえないなとの
課題もあった。

この発明は上記のような課題を解消するためになされた
もので、不感帯のない制御を実現して制御精度の向上を
はかった流体流量／流体圧の制御方式を得ることを［１
的とする。

［課題を解決するための手段］ ：３ この発明に係る流体流量／流体圧の制御方式は、流路に
ノーマルクローズ型の第１の電磁弁とノーマルオープン
型の第２の電磁弁とを直列的に介設し、−に記第１の電
磁弁のオン状態時間と上記第２の電磁弁のオン状態時間
との時間差を調整することにより上記流路の開放時間を
規定して、上記流体の流量もしくは流体圧を制御するも
のである。

［作　　　用］ この発明における流体流量／流体圧の制御方式では、ノ
ーマルクローズ型の第１の電磁弁とノーマルオープン型
の第２の電磁弁とを直列的に流路にそなえているので、
第１の電磁弁がオン状態で且つ第２の電磁弁がオフ状態
である時のみ流路は開放状態となっている。従って、第
１および第２の電磁弁を同時にオン状態としてから、第
２の電磁弁をオフ状態へ切り換えた時点から第１の電磁
弁のオフ状態への切換時点までの間が流路の開放時間と
なる。つまり、第１の電磁弁のオン状態時間と第２の電
磁弁のオン状態時間との時間差を調整することで、流路
の開放時間が規定される。

また、２つの電磁弁は同程度の応答遅れを有しているた
め、２つの電磁弁の切換信号の時間差と実際に２つの電
磁弁が切り換わる時間差とは等しし）。

これにより、応答遅れの不感帯を生しることなく、流体
の流量もしくは流体圧が制御されることになる。

［発明の実施例］ 以下、この発明の一実施例を図について説明する。第１
図において、１は油圧ポンプ（油圧源）、２は油圧モー
タ、３ａはソレノイドをオン状態にすると開放されるノ
ーマルクローズ型の第１の電磁弁、３ｂはソレノイドを
オン状態にすると閉鎖されるノーマルオープン型の第２
の電磁弁、４は電磁弁３を介して油圧ポンプ１と油圧モ
ータ２とを連通接続する油圧配管で構成される流路であ
り、電磁弁３ａ、３ｂは、流路４に直列的に介設されて
いる。

また、８は回転数指令信号と回転数フィードバック信号
との誤差信号に対応する従来と同様の流量指令信号、８
ａはバイアス信号、９ａは流量指令信号８とバイアス信
号８ａとの和信号をＰＷＭ変調し第１のオン／オフ信号
」−〇ａを第１の電磁弁３ａへ出力する第１のＰＷＭ制
御器、９ｂはバイアス信号８ａをＰＷＭ変調し第２のオ
ン／オフ信号］、　Ｏｂを第２の電磁弁３ｂへ出力する
第２のＰＷＭ制御器である。

次に、本実施例による制御方式を第１−２２図により説
明する。

第１の電磁弁３ａはノーマルクローズ型でソレノイドを
オン状態にすると開放される一方、第２の電磁弁３ｂは
ノーマルオープン型でソレノイ１くをオン状態にすると
閉鎖される。即ち、第１の電磁弁３ａがオン状態で且つ
第２の電磁弁３ｂがオフ状態である時のみ流路４が開放
状態となって、油圧ポンプ１からの油（流体）が油圧モ
ータ２へ流れる。

第１のＰＷＭ制御器９ａには流量指令信号８とバイアス
信号８ａとの和信号が入力され、その和に比例したパル
ス幅を有するオン／オフ信号１０ａが第１の電磁弁３ａ
へ出力される。一方、第２のＰＷＭ制御器９ｂにはバイ
アス信号８ａが入力され、これに比例したパルス幅を有
するオン／オフ信号１０ｂが第２の電磁弁３ｂへ出力さ
れる。

第１の電磁弁３ａ、第２の電磁弁３ｂはそれぞれオン／
オフ信号１０ａ、１０ｂによって開閉切換制御されるが
、電磁弁３ａ、３ｂの応答遅れにより実際に電磁弁３ａ
、３ｂが切り換わるタイミングはオン／オフ信号１０ａ
、１０ｂよりも少し遅れることになる。

この状態を第２図（ａ）〜（ｄ）に示す。第２図（ａ）
は第１のオン／オフ信号１０ａ、第２図（ｂ）は第２の
オン／オフ信号１０ｂ、第２図（ｃ）は第１の電磁弁３
ａの応答状態、第２図（ｄ）は第２の電磁弁３ｂの応答
状態を示すタイミングチャートである。これらの図にお
いて、２１はオン／オフ信号１０ａ、１０ｂの周期、２
２ａは第１のオン／オフ信号のパルス幅で、流量指令信
号８とバイアス信号８ａとの和信号に比例している。２
２ｂは第２のオン／オフ信号］０１）のパルス幅でバイ
アス信号８ａに比例している。また、２３は電磁弁３　
ａ、３　ｂがオン／オフ信号１０ａ、１０ｂを受けてオ
ン動作するまでの応答遅れ時間、２４は電磁弁３ａ、３
ｂがオン／オフ信号１０ａ、１０ｂを受けてオフ動作す
るまでの応答遅れ時間、２５は電磁弁３ａ、３ｂを切り
換える時間差で流量指令信号８に比例している。さらに
、２６は２つの電磁弁３ａ、３ｂが同時に開放している
時間っまり流路４が実際に開放状態になっている時間で
ある。

２つの電磁弁３ａ、３ｂに同時にオン信号が入力される
と、これらの電磁弁３ａ、３ｂは、それぞれ同し応答遅
れ時間２３が経過した後に、オン状態に切り換わる。つ
まり、第１の電磁弁３ａは閉鎖状態から開放状態に切り
換わり、第２の電磁弁３ｂは開放状態から閉鎖状態に切
り換わるので、切換後も流路４は閉鎖されたままで、油
圧ポンプ１からの油は流路４を流れない。

次に、第２のオン／オフ信号１０ｂがオフになり、応答
遅れ時間２４が経過した後に第２の電磁弁３ｂは閉鎖状
態から開放状態に切り換わる。これにより、２つの電磁
弁３ａ、３ｂがいずれも開放状態になり、油圧ポンプ］
−からの油が流路４を介して油圧モータ２へ流れること
になる。

そして、第１のオン／オフ信号１０ａがオフになると、
応答遅れ時間２４が経過した後に第１の電磁弁３ａは開
放状態から閉鎖状態に切り換わって、流路４は再び閉鎖
状態になり流路４中を浦は流れなくなる。

このように、本実施例によれば、２つの電磁弁３ａ、３
ｂはそれぞれオン／オフ信号１０ａ、１０ｂから同し時
間だけ遅れて応答するので、２つの電磁弁３ａ、３ｂが
同時に開放状態となっている時間２６は、電磁弁３ａ、
３ｂを切り換える時間差２５に等しくなる。従って、２
つの電磁弁３ａ、３ｂが同時に開放している時間２６は
流量指令信号８に比例し、不感帯を生しさせることもな
く、油の流量制御を極めて高い精度で行なうことができ
る。

なお、−４１記実施例では、油の流量制御を行なう場合
について説明したが、その圧力制御も同様にして行なう
ことができる。また、上記実施例では、流体として油を
用いた場合について説明したが、本発明は、これに限定
されるものではなく、水。

空気など他の流体の流量、圧力にも同様にして適用され
る。

［発明の効果］ 以上のように、この発明によれば、２つの電磁弁を切り
換える時間差により流路の開放時間を制御できるように
構成したので、不感帯がなくなり、制御精度が大幅に向
上する効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例による流体流量／流体圧の
制御方式を適用される装置を示すブロック図、第２図（
ａ）〜（ｄ）は上記実施例の動作を説明するためのタイ
ミングチャート、第３図は従来の流体流量／流体圧の制
御方式を適用される装置を示すブロック図、第４図は上
記従来方式を説明するためのタイミングチャートである
。 図において、１−・・油圧ポンプ（流体源）、３　ａ　
−第１の電磁弁、３ｂ−・・第２の電磁弁、４・・−流
路、９　ａ−一第１のＰＷＭ制御器、９ｂ−第２のＰＷ
Ｍ制御器。 なお、図中、同一の符号は同一、又は相当部分を示して
いる。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 流体源から供給され流路を通過する流体の流量もしくは
   流体圧を制御する流体流量／流体圧の制御方式において
   、上記流路にノーマルクローズ型の第１の電磁弁とノー
   マルオープン型の第２の電磁弁とが直列的に介設され、
   上記第１の電磁弁のオン状態時間と上記第２の電磁弁の
   オン状態時間との時間差を調整することにより上記流路
   の開放時間を規定して、上記流体の流量もしくは流体圧
   を制御することを特徴とする流体流量／流体圧の制御方
   式。