JPH0432404B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ＜産業上の利用分野＞ この発明はたとえば射出成形機の射出シリンダ
の圧力制御等に用いれば特に有効な圧力制御回路
に関する。

＜従来技術＞ 従来、圧力制御回路としては第２図に示すよう
なものがある。（油空圧化設計、第17巻，第10号、
71頁、図４参照。）この圧力制御回路は、圧力源
１と射出シリンダ２とを接続するメインライン３
の分岐路に電磁リリーフ弁５を接続すると共に、
演算増幅器６に、メインライン３の圧力を検出す
る圧力検出器７からの検出圧力信号Idと目標圧力
信号Ioとを入力して、この検出圧力信号Idと目標
圧力信号Ioとの比較値に基づいて電磁リリーフ弁
５を制御して、つまりメインライン３を経由する
圧力フイードバツク制御でメインライン３の圧力
を制御するようにしている。さらにこの圧力制御
回路は最高圧力規制用の安全弁８をメインライン
３に接続している。

＜発明が解決しようとする問題点＞ ところで、上記従来の圧力制御回路では、流量
制御状態（手段は図示せず）から圧力制御状態に
移る過渡時に第３図中曲線Ａで示すような大きく
て長時間持続する圧力オーバシユートが生じると
いう問題がある。

このような圧力オーバシユートが生じる理由は
以下の通りである。第３図において、Poは電磁
リリーフ弁５の制御すべき目標圧力、Pmは安全
弁８の設定圧力、Ｅは射出シリンダ２がストロー
クエンドに行つて流量制御状態から圧力制御状態
に移行する時刻である。上記時刻Ｅ以前の流量制
御状態では、目標圧力Poよりも圧力検出器７の
検出するメインライン３の圧力が極めて低いた
め、演算増幅器６は最大出力を出しており、電磁
リリーフ弁５は完全に閉じた状態にある。この状
態では演算増幅器６および電磁リリーフ弁５等の
フイードバツク系の制御要素は信号の大きさにつ
いて飽和状態になつている。次に、時刻Ｅを過ぎ
て、メインライン３の流体圧力が目標圧力Poを
越えると、上記演算増幅器６は上記飽和状態から
このフイードバツク系特有のある時定数で反転す
る。この時定数分だけの電磁リリーフ弁５の出力
の遅れのため、第３図中曲線Ａに示すように、目
標圧力Poを越えた大きな圧力オーバシユートが
長時間持続することになる。この圧力オーバシユ
ートは電磁リリーフ弁５自体が持つている固有の
特性により決まる圧力オーバシユートよりも大き
くて、長時間持続する。

この問題を解決するため、演算増幅器６を含め
てフイードバツク系の時定数を短かくして、圧力
オーバシユートを小さく、短時間にすることが考
えられるが、そうすると発振するという問題が生
じる。

また、このような圧力フイードバツク制御によ
る圧力オーバシユートが生じるという欠点を解消
するために、電磁リリーフ弁５をオープンループ
で制御することも考えられるが、そうすると演算
増幅器６や電磁リリーフ弁５の温度変化によるド
リフトが生じ、圧力制御の精度が悪くなる。

そこで、この発明の目的は、圧力フイードバツ
ク制御と同等の静的な圧力制御精度を保ちなが
ら、圧力制御状態に入る過渡期において従来のオ
ープンループと同様の小さくて短期間の圧力オー
バシユートに押えることにある。

＜問題点を解決するための手段＞ 上記目的を達成するため、この発明の圧力制御
回路は、第１図に示すように、可変容量形ポンプ
１２の吐出口にメインライン１１を接続し、上記
可変容量形ポンプ１２の吐出量制御部１２ａを圧
力制御弁１３によつてメインライン１１とタンク
４１とに切換接続可能になし、かつ上記圧力制御
弁１３のパイロツト室１５をメインライン１１に
接続し、上記圧力制御弁１３のバネ室１６に電磁
パイロツトリリーフ弁２６を接続すると共に、上
記電磁パイロツトリリーフ弁２６に上記バネ室１
６内の流体圧力と目標パイロツト圧力との比較値
に対応する制御信号を入力して、上記バネ室１６
内の流体圧力を上記目標パイロツト圧力に制御す
るフイードバツク系２７を設ける一方、上記バネ
室１６に圧力源３１を接続してなることを特徴と
している。

＜作用＞ 上記構成により、目標パイロツト圧力を発生さ
せ得る圧力源３１より、流体が電磁パイロツトリ
リーフ弁２６の上流側に流入する。上記電磁パイ
ロツトリリーフ弁２６は、上記流体を排出すべく
常時動作し、かつ圧力制御弁１３のバネ室１６内
の流体圧力を、フイードバツク系２７からの制御
信号によつて目標パイロツト圧力に正確に制御す
る。このように圧力制御弁１３は、流量制御中、
圧力制御中、あるいは流量制御から圧力制御への
過渡状態を問わず、動作している電磁パイロツト
リリーフ弁２６によりバネ室１６の圧力が常に一
定圧力に制御される。したがつて、上記圧力制御
弁１３はメインライン１１の圧力が伝えられるパ
イロツト室１５と上記一定圧力に制御されるバネ
室１６との差圧に応じて、可変容量形ポンプ１２
の吐出量制御部１２ａをメインライン１１または
タンク４１に切換接続して、可変容量形ポンプ１
２の吐出量を制御し、結果としてメインライン１
１の圧力を高精度、高応答かつ省エネルギー的に
制御する。

＜実施例＞ 以下、この発明を図示の実施例により詳細に説
明する。

第１図において、１１は可変容量形ポンプ１２
に接続したメインライン、１３は上記可変容量形
ポンプ１２の吐出量制御部の一例としての斜板制
御シリンダ１２ａをメインライン１１またはタン
ク４１に切換接続する２位置３ポート形の圧力制
御弁である。

上記圧力制御弁１３の一端側のバネ室１６には
バネ１７を設け、他端側のパイロツト室１５には
メインライン１１を接続しており、上記圧力制御
弁１３はパイロツト室１５とバネ室１６との流体
圧力の差圧に応じて、シンボル位置V₁またはV₂
に連続的に切換わつて、斜板制御シリンダ１２ａ
をメインライン１１またはタンク４１に切換接続
し、可変容量形ポンプ１２の吐出量を制御するよ
うになつている。

上記圧力制御弁１３のバネ室１６と、電流値に
比例した電磁力を発生する比例ソレノイドを備え
た電磁パイロツトリリーフ弁２６とを連通する通
路２４には、絞り２５が介設されており、さらに
この電磁パイロツトリリーフ弁２６とバネ室１６
とをフイードバツク系２７で接続して、上記バネ
室１６内の圧力をフイードバツク制御するように
している。上記フイードバツク系２７は圧力検出
器２８と演算増幅器２９を備える。上記圧力検出
器２８は圧力制御弁１３のバネ室１６内の流体圧
力を検出し、この流体圧力を表わす信号を演算増
幅器２９に入力する。上記演算増幅器２９には制
御すべきメインライン１１の特定する流体圧力に
応じた目標パイロツト圧力信号Ipをさらに入力す
る。上記演算増幅器２９は、圧力検出器２８の検
出したバネ室１６内の流体圧力を表わす信号と目
標パイロツト圧力信号Ipとを比較し、この比較値
を増幅した制御信号を電磁パイロツトリリーフ弁
２６に出力する。したがつて、上記電磁パイロツ
トリリーフ弁２６は圧力制御弁１３のバネ室１６
内の流体圧力を目標パイロツト圧力信号Ipに対応
したパイロツト圧力にフイードバツク制御するこ
とになる。

一方、上記圧力制御弁１３のバネ室１６と絞り
２５との間から分岐する通路２３には、圧力補償
付流量調整弁３２を介して上記目標パイロツト圧
力よりも高い圧力を有する圧力源３１を接続して
いる。このため上記バネ室１６と絞り２５との間
には常に一定流量の流体が流入し、その結果、電
磁パイロツトリリーフ弁２６は常にある開度で動
作状態にあることになる。

上記構成により、電磁パイロツトリリーフ弁２
６はフイードバツク制御にもかかわらず前述の如
く常にある開度で動作状態にあり、圧力制御弁１
３のバネ室１６内の流体圧力は上記電磁パイロツ
トリリーフ弁２６によつて、圧力制御弁１３の作
動状態に無関係に、すなわち、メインライン１１
の流量制御状態、圧力制御状態、流量制御から圧
力制御への過度状態を問わず、目標パイロツト圧
力に正確に制御される。

いま、上記メインライン１１が流量制御状態か
ら圧力制御状態に移行し、メインライン１１の圧
力が急上昇したとする。

そうすると、圧力制御弁１３のパイロツト室１
５の流体圧力、つまりメインライン１１の流体圧
力が、目標パイロツト圧力に正確に制御されてい
るバネ室１６の流体圧力とバネ１７のバネ力との
和以上に高くなり、圧力制御弁１３は直ちにシン
ボル位置V₁に切換わり、図示しないスプールは
バネ室１６側に移動し、メインライン１１の流体
を斜板制御シリンダ１２ａに導いて、斜板１２ｂ
を中立側に位置させ、可変容量形ポンプ１２の吐
出量を減じ、メインライン１１の圧力を制御す
る。上記スプールの後退時にバネ室１６内の流体
圧力が上昇しようとするが、いつもある開度で動
作しているパイロツトリリーフ弁２６からバネ室
１６内の流体が迅速に排出されるので、バネ室１
６の流体圧力は過大に上昇せず、上記スプールは
速やかに移動し、圧力制御弁１３は速やかに切換
わり、したがつて、可変容量形ポンプ１２は速や
かに応答し、その結果メインライン１１の圧力オ
ーバシユートは第３図中の曲線Ｂで示すように小
さく、かつ短時間しか持続しない。視点を変える
ならば、目標パイロツト圧力よりも高い圧力を有
する圧力源３１から圧力補償付流量調整弁３２を
通して電磁パイロツトリリーフ弁２６に流体が流
入しているため、演算増幅器２９および電磁パイ
ロツトリリーフ弁２６は飽和状態になく、平衡状
態にあり、したがつて、これらが、応答性よく動
作し、ひいては、メインライン１１の圧力オーバ
シユートが小さくなるのである。つまり、従来の
圧力フイードバツク制御における演算増幅器等の
飽和に起因する圧力フイードバツク制御固有の圧
力オーバシユートは生ぜず、圧力制御弁１３およ
び可変容量形ポンプ１２自体による圧力オーバシ
ユートすなわちオープン制御により圧力オーバシ
ユートと同等の圧力オーバシユートが生じるのみ
なのである。

また、静的には、圧力制御弁１３のバネ室１６
の圧力は電磁パイロツトリリーフ弁２６によつて
正確に目標パイロツト圧力に制御されるため、メ
インライン１１の流体圧力は従来の圧力フイード
バツク制御と同等の精度の高い圧力制御の静特性
が得られる。

また、可変容量形ポンプ１２は圧力制御弁１３
によつて制御され、必要なだけの流体を吐出し、
余分な流体を吐出しないので、省エネルギー効果
を達成できる。

上記実施例では流量調整弁として圧力補償付流
量調整弁を用いたが、これに代えて絞りを用いて
もよい。

＜発明の効果＞ 以上の説明で明らかなように、この発明の圧力
制御回路によれば、従来の圧力フイードバツク制
御と同等の静特性（圧力制御精度）を保ちなが
ら、圧力制御状態に入る過渡期において従来のオ
ープン制御と同等の圧力オーバシユートに押える
ことができ、かつ省エネルギー効果を達成でき
る。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例の回路図、第２図
は従来例の回路図、第３図は上記実施例および従
来例の圧力オーバシユートを説明するグラフであ
る。 １１…メインライン、１２…可変容量形ポン
プ、３１…圧力源、１３…圧力制御弁、２６…電
磁パイロツトリリーフ弁、２７…フイードバツク
系、３２…圧力補償付流量調整弁。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 可変容量形ポンプ１２の吐出口にメインライ
   ン１１を接続し、上記可変容量形ポンプ１２の吐
   出量制御部１２ａを圧力制御弁１３によつて上記
   メインライン１１とタンク４１とに切換接続可能
   になし、かつ上記圧力制御弁１３のパイロツト室
   １５を上記メインライン１１に接続し、上記圧力
   制御弁１３のバネ室１６に電磁パイロツトリリー
   フ弁２６を接続すると共に、上記電磁パイロツト
   リリーフ弁２６に上記バネ室１６内の流体圧力と
   目標パイロツト圧力との比較値に対応する制御信
   号を入力して、上記バネ室１６内の流体圧力を上
   記目標パイロツト圧力に相当した圧力に制御する
   フイードバツク系２７を設ける一方、上記バネ室
   １６に圧力源３１を接続してなることを特徴とす
   る圧力制御回路。