JPH0727248A - Proportional electromagnetic control valve - Google Patents
Proportional electromagnetic control valveInfo
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- JPH0727248A JPH0727248A JP17555493A JP17555493A JPH0727248A JP H0727248 A JPH0727248 A JP H0727248A JP 17555493 A JP17555493 A JP 17555493A JP 17555493 A JP17555493 A JP 17555493A JP H0727248 A JPH0727248 A JP H0727248A
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Abstract
Description
【0001】[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。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an improvement of a proportional electromagnetic type flow control valve and pressure control valve used in a hydraulic circuit.
【0002】[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9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の差圧
(|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9
1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Qrより大きい場合には弁開度Xを減少
させる。2. Description of the Related Art As a control valve used for speed control of a hydraulic cylinder, a proportional electromagnetic type flow control valve is known which adjusts the opening of the valve based on a set flow rate. As shown in FIG. 9, this proportional electromagnetic type flow control valve has a flow control valve 91
Is equipped with a displacement sensor 92 for detecting the opening X of the valve and pressure sensors 93, 94 for detecting the pressures Pa, Pb at the inlet and outlet of the valve, and the flow rate calculation circuit 95 uses the pressure difference between the pressure sensors 93, 94 (| Pa -Pb |) and the valve opening X (that is, the opening area) of the displacement sensor 92, the passing flow rate Q is calculated, and the control calculation circuit 96 controls the valve opening Xr so that the flow rate Q becomes equal to the flow rate command Qr. 97 for commanding the flow control valve 9
Reference numeral 1 is for driving a solenoid valve (not shown) on the basis of a command signal Xr from the control circuit 97 to drive it to a predetermined valve opening. The flow rate control valve 91 increases the valve opening degree X when the flow rate Q is smaller than the flow rate command Qr, and decreases the valve opening degree X when the flow rate Q is larger than the flow rate command Qr.
【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10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。Such a flow control valve 91 can be used not only for flow control but also for pressure control such as load pressure of a hydraulic cylinder. In FIG. 10, the flow control valve 91 is used for meter-in pressure control. On the outlet side of the flow control valve 91, the tank 12 is connected via the hydraulic cylinder 14 and the orifice, and the outlet pressure Pb is fed back to the control arithmetic circuit 96 so that the outlet pressure Pb becomes equal to the pressure command Pbr. The opening degree X is controlled. If the outlet pressure Pb is smaller than the pressure command Pbr, the valve opening degree X is increased,
When the outlet pressure Pb is larger than the pressure command Pbr, the valve opening X
To reduce.
【0004】一方、メーターアウトの圧力制御を行う場
合には図11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。On the other hand, when the meter-out pressure control is performed, the pressure can be controlled in the same manner by setting the pressure detected by the pressure sensor 94 to the inlet pressure Pb as shown in FIG. 11. In this case, the inlet pressure Pb is the pressure. If it is smaller than the command Pbr, the valve opening X
If the inlet pressure Pb is larger than the pressure command Pbr, the valve opening X is increased.
【0005】[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。However, although the flow rate control valve 91 can control either the flow rate or the pressure, one valve cannot control both the flow rate and the pressure. When controlling the flow rate and pressure in the hydraulic circuit, respectively, a flow rate control valve and a pressure control valve are required, which increases the number of parts and complicates the construction of the hydraulic circuit, which increases the manufacturing cost. There were cases where
【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。Therefore, an object of the present invention is to provide a proportional electromagnetic control valve capable of controlling the flow rate and pressure with one valve.
【0007】[0007]
【課題を解決するための手段】請求項1の発明は、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、前記バルブ51の出口側から圧力の一部を逃がすブ
リード弁61と、バルブ51の開度Xを検出する手段5
2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51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バルブの開度Xqを演算する手段5
6と、前記出口側の検出圧力Pbと圧力指令信号Pbrと
から圧力に基づくバルブの開度Xpを演算する手段57
と、前記検出圧力の圧力差からメーターイン及びメータ
ーアウトの流れの方向を判定する手段58と、この判定
結果がメーターインのときに前記圧力に基づく開度Xp
及び流量に基づくバルブ開度Xqの演算結果のうち小な
る一方を、同じく判定結果がメーターアウトのときに前
記圧力に基づく開度Xp及び流量に基づくバルブ開度Xq
の演算結果のうち大なる一方を選択する手段59と、前
記選択した演算結果に基づいて前記バルブ51を駆動す
る手段60と、前記方向の判定結果がメーターインのと
きに前記ブリード弁61を開弁させる駆動手段62とを
備える。The invention according to claim 1 is based on FIG.
As shown in, the valve 51 whose opening changes according to the signal
A bleed valve 61 for releasing a part of the pressure from the outlet side of the valve 51, and means 5 for detecting the opening X of the valve 51.
2, means 53 and 54 for detecting the pressures Pa and Pb at the inlet and outlet of the valve 51, respectively, and means 55 for calculating the flow rate Q from the pressure difference between the detected pressures and the detected opening X of the valve 51. Calculation result of the flow rate Q and flow rate command signal Qr
Means 5 for calculating the valve opening Xq based on the flow rate
6, means 57 for calculating the opening Xp of the valve based on the pressure from the detected pressure Pb on the outlet side and the pressure command signal Pbr.
And means 58 for judging the flow direction of meter-in and meter-out from the pressure difference of the detected pressure, and an opening Xp based on the pressure when the judgment result is meter-in.
And a smaller one of the calculation results of the valve opening Xq based on the flow rate and the valve opening Xq based on the flow rate and the opening Xp based on the flow rate when the determination result is meter out.
Means 59 for selecting the larger one of the calculation results, means 60 for driving the valve 51 based on the selected calculation result, and opening the bleed valve 61 when the direction determination result is meter-in. And a drive means 62 for operating the valve.
【0008】また、請求項2の発明は、図2に示すよう
に、前記流量に基づくバルブ開度Xqを前記方向の判定
結果に応じて補正する係数を予め設定した補正テーブル
63と、前記圧力に基づくバルブ開度Xpを前記方向の
判定結果に応じて補正する係数を予め設定した補正テー
ブル64とを備え、前記流量に基づくバルブ開度演算手
段56及び圧力に基づくバルブ開度演算手段57がそれ
ぞれ前記補正テーブル63、64に基づいてバルブ開度
Xq、Xpの演算結果を補正する。Further, according to the invention of claim 2, as shown in FIG. 2, a correction table 63 in which a coefficient for correcting the valve opening Xq based on the flow rate in accordance with the determination result of the direction is set in advance, and the pressure And a correction table 64 in which a coefficient for correcting the valve opening degree Xp based on the determination result of the direction is set in advance, and the valve opening degree calculating means 56 based on the flow rate and the valve opening degree calculating means 57 based on the pressure are provided. The calculation results of the valve openings Xq and Xp are corrected based on the correction tables 63 and 64, respectively.
【0009】[0009]
【作用】したがって、請求項1の発明は図1において、
バルブ51の入口及び出口の圧力Pa、Pbの差から方向
判定手段58がメーターイン又はメーターアウトを自動
的に判断し、開度演算手段56が流量演算手段55の流
量Qと流量指令信号Qrとから流量に基づくバルブ開度
Xqを演算するとともに、開度演算手段57は出口圧Pb
と圧力指令信号Pbrとから圧力に基づくバルブ開度Xp
を演算する。選択手段59は方向判定手段58の判定結
果がメーターインのときに圧力に基づく開度Xp及び流
量に基づく開度Xqの演算結果のうち小さい方を、同じ
く判定結果がメーターアウトのときに圧力に基づく開度
Xp及び流量に基づく開度Xqの演算結果のうち大きい方
を選択して駆動手段60へ出力するため、バルブ51は
流れの方向、バルブ開度Xq、Xp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り、
判定結果がメーターインのときには自動的にブリード弁
61が開弁してバルブ51の出口側を圧力の一部を逃が
すためメーターインの圧力制御制御を行うことができ
る。Therefore, according to the invention of claim 1, in FIG.
The direction determining means 58 automatically determines meter-in or meter-out from the difference between the pressures Pa and Pb at the inlet and outlet of the valve 51, and the opening degree calculating means 56 detects the flow rate Q of the flow rate calculating means 55 and the flow rate command signal Qr. The valve opening Xq based on the flow rate is calculated from the
And the pressure command signal Pbr from the valve opening Xp based on the pressure
Is calculated. The selecting means 59 uses the smaller one of the calculation results of the opening Xp based on the pressure and the opening Xq based on the flow rate when the determination result of the direction determining means 58 is meter-in, and the smaller one as the pressure when the determination result is meter-out. The larger one of the calculation results of the opening degree Xp based on the flow rate and the opening degree Xq based on the flow rate is selected and output to the drive means 60. Therefore, the valve 51 automatically operates according to the flow direction and the magnitude of the valve opening degrees Xq, Xp. It becomes possible to switch between flow control and pressure control,
When the determination result is meter-in, the bleed valve 61 is automatically opened and a part of the pressure is released from the outlet side of the valve 51, so that the meter-in pressure control control can be performed.
【0010】また、請求項2の発明は、図2に示すよう
に、補正テーブル63、補正テーブル64に基づいてバ
ルブ開度Xq、Xpは方向判定手段58の結果に応じてそ
れぞれバルブの開度演算手段56、57により補正さ
れ、バルブ51の特性に応じてバルブ開度Xq、Xpの演
算結果を補正する。According to the second aspect of the present invention, as shown in FIG. 2, the valve opening degrees Xq and Xp are valve opening degrees based on the correction table 63 and the correction table 64 according to the result of the direction determining means 58. The calculation results of the valve openings Xq and Xp are corrected according to the characteristics of the valve 51 by being corrected by the calculating means 56 and 57.
【0011】[0011]
【実施例】図3に本発明の実施例を示す。EXAMPLE FIG. 3 shows an example of the present invention.
【0012】図3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が方向切換
弁13を介してポンプ11又はタンク12へ選択的に接
続される一方、出口ポート10Bには油圧シリンダ14
が接続される。In FIG. 3, a valve unit 10 constituting a proportional electromagnetic control valve has an inlet port 10A selectively connected to a pump 11 or a tank 12 via a direction switching valve 13, while an outlet port 10B is connected to the outlet port 10B. Hydraulic cylinder 14
Are connected.
【0013】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。A control valve 1 for changing the opening of the valve according to a signal is housed in the valve unit 10 and connected to an inlet port 10A and an outlet port 10B, and the control valve 1 is driven by a solenoid (not shown).
【0014】制御弁1と出口ポート10Bとの途中とタ
ンク12に接続されるタンクポート10Cとの間にはブ
リード弁としての電磁弁5が介装され、この電磁弁5の
下流には絞り6が設けられる。A solenoid valve 5 as a bleed valve is interposed between the control valve 1 and the outlet port 10B and a tank port 10C connected to the tank 12, and a throttle 6 is provided downstream of the solenoid valve 5. Is provided.
【0015】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。The control valve 1 is provided with a displacement sensor 2 for detecting the opening X of the valve, and the inlet port 10A side of the control valve 1 is provided with a pressure sensor 3 for detecting the inlet pressure Pa, while the control valve 1 is provided. A pressure sensor 4 for detecting the outlet pressure Pb is provided on the outlet port 10B side.
【0016】これら圧力センサ3、4及び変位センサ2
の出力は、制御弁1を流量及び圧力に基づいて駆動する
後述のコントローラへ入力される。以下、バルブユニッ
ト10に収装されたコントローラの各部について詳述す
る。These pressure sensors 3 and 4 and displacement sensor 2
Is output to a controller (described later) that drives the control valve 1 based on the flow rate and the pressure. Hereinafter, each part of the controller housed in the valve unit 10 will be described in detail.
【0017】まず、圧力センサ3、4が検出した入口圧
Paと出口圧Pbの差圧ΔPから流量Qの流れの方向を判
定する方向判定回路24が設けられる。方向判定回路2
4は入口圧Paと出口圧Pbの差圧ΔPに基づいてバルブ
ユニット10の制御方向を判定して判定信号Dirを出力
するもので、 ΔP>0 のとき Dir=「メーターイン」 ΔP≦0 のとき Dir=「メーターアウト」 の論理により判定信号Dirを出力する。ただし、 ΔP = Pa − Pb である。First, a direction determination circuit 24 is provided for determining the flow direction of the flow rate Q from the pressure difference ΔP between the inlet pressure Pa and the outlet pressure Pb detected by the pressure sensors 3 and 4. Direction determination circuit 2
Reference numeral 4 is for determining the control direction of the valve unit 10 based on the pressure difference ΔP between the inlet pressure Pa and the outlet pressure Pb and outputting a determination signal Dir. When ΔP> 0, Dir = “meter-in” ΔP ≦ 0 At this time, the determination signal Dir is output by the logic of Dir = “meter out”. However, ΔP = Pa−Pb.
【0018】次に、流量に基づく制御系として、圧力セ
ンサ3、4の検出圧力Pa、Pb及び変位センサ2の検出
開度Xは制御弁1を通過する作動油の流量Qを演算する
流量演算回路21へ入力される。Next, as a control system based on the flow rate, the detected pressures Pa and Pb of the pressure sensors 3 and 4 and the detected opening X of the displacement sensor 2 are used to calculate the flow rate Q of the hydraulic oil passing through the control valve 1. It is input to the circuit 21.
【0019】流量演算回路21は制御弁1のバルブの開
度に応じた開口面積が既知であることからバルブ開度と
開口面積の関係を関数として予め備えており、検出開度
X及び入口圧Paと出口圧Pbの差圧ΔPから次式により
流量Qを算出する。Since the opening area of the control valve 1 according to the opening of the control valve 1 is known, the flow rate calculation circuit 21 is provided with the relationship between the valve opening and the opening area in advance as a function. The flow rate Q is calculated from the differential pressure ΔP between Pa and the outlet pressure Pb by the following equation.
【0020】[0020]
【数1】 [Equation 1]
【0021】算出された流量Qは流量に基づくバルブ開
度Xqを演算する流量制御演算回路22へ入力される。
流量制御演算回路22は、一例として、この流量Qと図
示しない設定手段から入力された流量指令信号Qrの差
に所定の定数Kqを乗じることで流量に基づくバルブ開
度Xqを得る。The calculated flow rate Q is input to the flow rate control calculation circuit 22 which calculates the valve opening Xq based on the flow rate.
As an example, the flow rate control arithmetic circuit 22 obtains the valve opening Xq based on the flow rate by multiplying the difference between the flow rate Q and the flow rate command signal Qr input from the setting means (not shown) by a predetermined constant Kq.
【0022】ここで、定数Kqは制御弁1の特性に応じ
て予め設定されたもので、流れの方向、すなわち、上記
判定信号Dirに基づいて定数Kqは補正される。この定
数Kqの補正係数は補正テーブルとしてのパラーメータ
テーブル29に予め設定されており、判定信号Dirに応
じて定数Kqを次のように補正する。Here, the constant Kq is preset according to the characteristics of the control valve 1, and the constant Kq is corrected based on the flow direction, that is, the determination signal Dir. The correction coefficient of the constant Kq is preset in the parameter table 29 as a correction table, and the constant Kq is corrected as follows according to the determination signal Dir.
【0023】 Dir=「メーターイン」 のとき Kq=Kqi Dir=「メーターアウト」 のとき Kq=Kqo なお、このパラーメータテーブル29は、流量演算回路
21の上記(1)式における流量Qの演算における定数
Cの補正係数も格納しており、定数Cも上記定数Kqと
同様にして判定信号Dirに応じて次のように設定され
る。Dir = “meter-in” Kq = Kqi Dir = “meter-out” Kq = Kqo The parameter table 29 is a constant in the calculation of the flow rate Q in the above equation (1) of the flow rate calculation circuit 21. The correction coefficient of C is also stored, and the constant C is set as follows according to the determination signal Dir in the same manner as the constant Kq.
【0024】 Dir=「メーターイン」 のとき C=Ci Dir=「メーターアウト」 のとき C=Co 一方、圧力に基づく制御系としては、圧力センサ4の出
口圧Pbと図示しない設定手段から入力される圧力指令
信号Pbrから圧力に基づくバルブ開度Xpを演算する圧
力制御演算回路23が設けられる。When Dir = “Meter In” C = Ci When Dir = “Meter Out” C = Co On the other hand, as the pressure-based control system, the outlet pressure Pb of the pressure sensor 4 and the setting means (not shown) are input. A pressure control calculation circuit 23 for calculating the valve opening Xp based on the pressure from the pressure command signal Pbr is provided.
【0025】圧力制御演算回路23は一例として、出口
圧Pbと圧力指令信号Pbrの差に所定の定数Kpを乗じる
ことで圧力に基づくバルブ開度Xpを演算する。As an example, the pressure control calculation circuit 23 calculates the valve opening Xp based on the pressure by multiplying the difference between the outlet pressure Pb and the pressure command signal Pbr by a predetermined constant Kp.
【0026】ここで、定数Kpは制御弁1の特性に応じ
て予め設定されたもので、流れの方向、すなわち、上記
判定信号Dirに基づいて定数Kpは補正される。この定
数Kpの補正係数は補正テーブルとしてのパラーメータ
テーブル29に予め設定されており、判定信号Dirに応
じて定数Kpを次のように補正する。Here, the constant Kp is preset according to the characteristics of the control valve 1, and the constant Kp is corrected based on the flow direction, that is, the determination signal Dir. The correction coefficient of the constant Kp is preset in the parameter table 29 as a correction table, and the constant Kp is corrected as follows according to the determination signal Dir.
【0027】 Dir=「メーターイン」 のとき Kp=Kpi Dir=「メーターアウト」 のとき Kp=Kpo 流量制御演算回路22及び圧力制御演算回路23は、こ
こでは、一例として乗算器により構成したが、もちろ
ん、制御理論に基づく各種補償器(PID、位相進み遅
れなど)で構成してもよい。When Dir = “Meter-in” Kp = Kpi When Dir = “Meter-out” Kp = Kpo The flow rate control arithmetic circuit 22 and the pressure control arithmetic circuit 23 are composed of multipliers as an example here. Of course, various compensators (PID, phase lead / lag, etc.) based on the control theory may be used.
【0028】こうして得られた各センサ出力に基づく上
記バルブ開度Xq、Xp及び判定信号Dirは弁開度指令決
定回路25へそれぞれ入力される。The valve opening degrees Xq and Xp and the determination signal Dir based on the sensor outputs thus obtained are input to the valve opening degree instruction determining circuit 25, respectively.
【0029】弁開度指令決定回路25は方向判定回路2
4からの判定信号Dirがメーターインのときに圧力に基
づくバルブ開度Xp及び流量に基づくバルブ開度Xqのう
ち小さい方を選択し、同じく判定信号Dirがメーターア
ウトのときに圧力に基づくバルブ開度Xp及び流量に基
づくバルブ開度Xqのうち大きい方を選択し、選択した
バルブ開度Xp又はXqを弁開度指令Xrとして出力す
る。The valve opening command determination circuit 25 is the direction determination circuit 2
When the judgment signal Dir from 4 is meter-in, the smaller one of the valve opening Xp based on the pressure and the valve opening Xq based on the flow rate is selected, and when the judgment signal Dir is meter-out, the valve opening based on the pressure is opened. The larger one of the valve opening Xq based on the degree Xp and the flow rate is selected, and the selected valve opening Xp or Xq is output as the valve opening command Xr.
【0030】この弁開度指令Xrに基づいて弁開度制御
回路26は、現在の弁開度Xに基づいて制御弁1のバル
ブを所定の開度に駆動する。Based on the valve opening command Xr, the valve opening control circuit 26 drives the valve of the control valve 1 to a predetermined opening based on the current valve opening X.
【0031】この制御弁1の制御に同期してブリード弁
としての電磁弁5の制御も行われ、ブリード判定回路2
7は上記方向判定回路24の判定信号Dirが「メーター
イン」のときに電磁弁5の開弁信号を駆動回路28へ送
り、電磁弁5を開弁させて制御弁1の出口ポート10B
側とタンク12とを連通させ、メーターインの流れにお
いて圧力制御を可能にする。The solenoid valve 5 as a bleed valve is also controlled in synchronization with the control of the control valve 1, and the bleed determination circuit 2
7 sends an opening signal of the solenoid valve 5 to the drive circuit 28 when the determination signal Dir of the direction determination circuit 24 is "meter-in" to open the solenoid valve 5 to open the outlet port 10B of the control valve 1.
The side is in communication with the tank 12, allowing pressure control in the meter-in flow.
【0032】次に、上記コントローラをマイクロコンピ
ュータにより構成した場合の制御を図4に示すフローチ
ャートを参照しながら説明する。Next, control in the case where the above controller is constituted by a microcomputer will be described with reference to the flow chart shown in FIG.
【0033】圧力センサ3、4の入口圧Pa、出口圧Pb
を読み込み、この差圧ΔPから上記方向判定回路24と
同様にしてメーターイン又はメーターアウトかを判定す
る(ステップS1)。Inlet pressure Pa and outlet pressure Pb of the pressure sensors 3 and 4
And the meter-in or meter-out is determined from the differential pressure ΔP in the same manner as the direction determining circuit 24 (step S1).
【0034】差圧ΔPと変位センサ2の検出開度Xから
上記流量演算回路21と同様にして上記(1)式から流
量Qの演算を行い、図示しない指令手段からの流量指令
信号Qrを読み込んでから上記流量制御演算回路22と
同様にして流量に基づくバルブ開度Xqを演算する(ス
テップS2〜S4)。From the differential pressure ΔP and the detected opening X of the displacement sensor 2, the flow rate Q is calculated from the equation (1) in the same manner as the flow rate calculation circuit 21, and the flow rate command signal Qr from the command means (not shown) is read. Then, the valve opening degree Xq based on the flow rate is calculated in the same manner as the flow rate control calculation circuit 22 (steps S2 to S4).
【0035】次に、図示しない指令手段からの圧力指令
信号Pbrを読み込んでから上記圧力制御演算回路23と
同様にして圧力指令信号Pbrと圧力センサ4の出口圧P
bとの差に所定の定数Kpを乗じることで圧力に基づくバ
ルブ開度Xpを演算する(ステップS5〜S6)。Next, after reading the pressure command signal Pbr from the command means (not shown), the pressure command signal Pbr and the outlet pressure P of the pressure sensor 4 are processed in the same manner as the pressure control arithmetic circuit 23.
The valve opening Xp based on the pressure is calculated by multiplying the difference from b by a predetermined constant Kp (steps S5 to S6).
【0036】流量に基づくバルブ開度Xqと圧力に基づ
くバルブXpをそれぞれ演算してから流れの方向の判定
結果に応じた条件分岐を行う。S1での判定結果がメー
ターインであればS8へ、メーターアウトであればS1
2へ進む(ステップS7)。After calculating the valve opening Xq based on the flow rate and the valve Xp based on the pressure, conditional branching is performed according to the result of the determination of the flow direction. If the determination result in S1 is meter-in, go to S8; if it is meter-out, S1
Proceed to 2 (step S7).
【0037】メーターインの制御では、流量に基づくバ
ルブ開度Xqと圧力に基づくバルブ開度Xpを比較して小
さいほうを弁開度指令Xrに代入するとともに、ブリー
ド弁としての電磁弁5を開弁(ON)して制御弁1の下
流の一部をオリフィス6を介してタンク12へ排出する
(ステップS8〜S11)。In the meter-in control, the valve opening Xq based on the flow rate and the valve opening Xp based on the pressure are compared, the smaller one is substituted for the valve opening command Xr, and the solenoid valve 5 as the bleed valve is opened. The valve (ON) is turned on, and a part of the downstream side of the control valve 1 is discharged to the tank 12 via the orifice 6 (steps S8 to S11).
【0038】一方、メーターアウトの制御では、流量に
基づくバルブ開度Xqと圧力に基づくバルブ開度Xpを比
較して大きいほうを弁開度指令Xrに代入し、ブリード
弁としての電磁弁5を閉弁(OFF)する(ステップS
12〜S15)。On the other hand, in the meter-out control, the valve opening degree Xq based on the flow rate is compared with the valve opening degree Xp based on the pressure, and the larger one is substituted for the valve opening degree command Xr, and the solenoid valve 5 as the bleed valve is set. Close the valve (OFF) (step S
12-S15).
【0039】最後に制御弁1へ弁開度指令Xrを出力し
て所定のバルブ開度に駆動することにより流量指令信号
Qr又は圧力指令信号Pbrに基づく制御を自動的に判定
して行うことができる(ステップS16)。Finally, by outputting the valve opening command Xr to the control valve 1 and driving it to a predetermined valve opening, the control based on the flow rate command signal Qr or the pressure command signal Pbr can be automatically judged and performed. Yes (step S16).
【0040】このように、上記ステップS1〜S16を
繰り返すことにより流れの方向を自動的に判断して一つ
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。As described above, by repeating the above steps S1 to S16, the flow direction can be automatically judged and the flow rate control and the pressure control can be alternately performed by one control valve 1 in accordance with the preset conditions. This makes it possible to simply configure a hydraulic circuit that requires control of both flow rate and pressure, and it is possible to reduce both manufacturing and maintenance costs.
【0041】図5は他の実施例を示し、射出成型機など
に採用されるメーターインの油圧回路に前記第1の実施
例におけるバルブユニット10を適用したもので、ポン
プ10がバルブユニット10の入口ポート10Aに接続
される一方、出口ポート10Bはは安全弁としての減圧
弁16を介して油圧シリンダ14の伸長側の油室に接続
される。FIG. 5 shows another embodiment, in which the valve unit 10 in the first embodiment is applied to a meter-in hydraulic circuit adopted in an injection molding machine or the like. The outlet port 10B is connected to the inlet port 10A, while the outlet port 10B is connected to an oil chamber on the extension side of the hydraulic cylinder 14 via a pressure reducing valve 16 as a safety valve.
【0042】この油圧回路においては、油圧シリンダ1
4を流量制御により障害物7に当接するまで伸長させた
後、圧力制御により所定の圧力を保持する保圧行程を行
うものであり、このときの制御の様子を図6のグラフを
参照しながら説明する。In this hydraulic circuit, the hydraulic cylinder 1
4 is extended until it comes into contact with the obstacle 7 by flow rate control, and then a pressure holding step of holding a predetermined pressure is performed by pressure control. The state of control at this time will be described with reference to the graph of FIG. explain.
【0043】障害物7に当接する時間T1までは前記第
1実施例の図4のフローチャートにおけるステップS
8、S9より流量に基づくバルブ開度Xqが選択され
て、流量指令信号Qrに基づくバルブ開度Xqを弁開度指
令Xrとするため油圧シリンダ14は速度による制御が
行われる。Until the time T 1 for contacting the obstacle 7, step S in the flow chart of FIG. 4 of the first embodiment.
8, the valve opening Xq based on the flow rate is selected, and the valve opening Xq based on the flow rate command signal Qr is used as the valve opening command Xr. Therefore, the hydraulic cylinder 14 is controlled by speed.
【0044】障害物7に当接する時間T1以降は流量Q
が減少するため、流量指令信号Qrに基づくバルブ開度
Xqが増大する一方、圧力指令信号Pbrに基づくバルブ
開度Xpは出口圧Pbの上昇に応じて減少する。After the time T 1 for contacting the obstacle 7, the flow rate Q
Therefore, the valve opening Xq based on the flow rate command signal Qr increases, while the valve opening Xp based on the pressure command signal Pbr decreases as the outlet pressure Pb increases.
【0045】時間T2以降では圧力に基づくバルブ開度
Xpが流量に基づくバルブ開度Xqより小さくなり、前記
第1施例の図4のフローチャートにおけるステップS
8、S10より圧力に基づくバルブ開度Xpが弁開度指
令Xrに選択されて圧力指令信号Pbrに基づく制御へ自
動的に移行することができる。After the time T 2 , the valve opening Xp based on the pressure becomes smaller than the valve opening Xq based on the flow rate, and step S in the flow chart of FIG. 4 of the first embodiment.
8, the valve opening degree Xp based on the pressure is selected as the valve opening degree instruction Xr from S10, and the control can be automatically shifted to the control based on the pressure instruction signal Pbr.
【0046】図7はさらに他の実施例を示し、油圧エレ
ベータなどの制御に採用されるブリードオフの油圧回路
に前記第1の実施例におけるバルブユニット10を適用
したものである。FIG. 7 shows still another embodiment, in which the valve unit 10 in the first embodiment is applied to a bleed-off hydraulic circuit adopted for controlling a hydraulic elevator or the like.
【0047】ポンプ11はエレベータ8を支持する油圧
シリンダ14の伸長側の油室に接続されるとともに、バ
ルブユニット10を介してタンク12へブリードされ、
バルブユニット10がこのブリード量を制御することに
よりエレベータ8の速度制御が行われる。バルブユニッ
ト10は出口ポート10Bをポンプ11に、入口ポート
10Aをタンク12へ接続するメーターアウトに設定さ
れる。The pump 11 is connected to the oil chamber on the extension side of the hydraulic cylinder 14 which supports the elevator 8 and is bleeded into the tank 12 via the valve unit 10.
The speed of the elevator 8 is controlled by the valve unit 10 controlling the bleed amount. The valve unit 10 is set to a meter-out that connects the outlet port 10B to the pump 11 and the inlet port 10A to the tank 12.
【0048】なお、バルブユニット10と並列に介装さ
れたリリーフ弁16はエレベータ8が許容重量を越えた
とき又は障害物により係止されたときのポンプ10の過
負荷を防止するものである。The relief valve 16 provided in parallel with the valve unit 10 prevents the pump 10 from being overloaded when the elevator 8 exceeds the allowable weight or is locked by an obstacle.
【0049】この油圧回路における制御の様子を図8の
グラフを参照しながら説明する。The manner of control in this hydraulic circuit will be described with reference to the graph of FIG.
【0050】エレベータ8の停止状態ではポンプ11の
吐出量の全量がバルブユニット10からブリードされて
おり、エレベータ8の上昇開始時には流量指令信号Qr
に基づいてバルブ開度Xqを減少させることで油圧シリ
ンダ14へ作動油を供給する。When the elevator 8 is stopped, the entire discharge amount of the pump 11 is bleed from the valve unit 10. When the elevator 8 starts to rise, the flow rate command signal Qr
The hydraulic oil is supplied to the hydraulic cylinder 14 by reducing the valve opening Xq based on the above.
【0051】このとき、負荷圧力Pb(前記第1実施例
における圧力センサ4の出力)は過負荷圧力として予め
設定された圧力指令信号Pbrより小さいため、圧力に基
づくバルブ開度Xpはゼロとなる一方、流量に基づくバ
ルブ開度Xqがバルブ開度Xpより大きいため、前記第1
の実施例の図4のフローチャートにおけるS12、S1
3より流量に基づくバルブ開度Xqが弁開度指令Xrとし
て選択され、エレベータ8は速度に基づく制御が行われ
る。At this time, since the load pressure Pb (output of the pressure sensor 4 in the first embodiment) is smaller than the pressure command signal Pbr preset as the overload pressure, the valve opening Xp based on the pressure becomes zero. On the other hand, since the valve opening Xq based on the flow rate is larger than the valve opening Xp, the first opening
4 of the embodiment of FIG.
3, the valve opening degree Xq based on the flow rate is selected as the valve opening degree instruction Xr, and the elevator 8 is controlled based on the speed.
【0052】この上昇の際に、図中時間T1に示すよう
にエレベータ8の過積載または障害物による係止などで
負荷圧力Pbが上昇して過負荷圧力Pbrより大きくなる
と、負荷圧力Pbを減圧するために圧力に基づくバルブ
開度Xpが増大する。At this time, when the load pressure Pb rises and becomes larger than the overload pressure Pbr due to overloading of the elevator 8 or locking by an obstacle as shown at time T 1 in the figure, the load pressure Pb is increased. Since the pressure is reduced, the valve opening Xp based on the pressure increases.
【0053】そして、時間T2以降では圧力に基づくバ
ルブ開度Xpが流量に基づくバルブ開度Xqより大きくな
るため、前記第1実施例の図4のフローチャートにおけ
るS12、S14より圧力に基づくバルブ開度Xpが弁
開度指令Xrとして選択され、エレベータ8は負荷圧力
に基づく制御が行われるのである。Since the valve opening Xp based on the pressure becomes larger than the valve opening Xq based on the flow rate after the time T 2 , the valve opening based on the pressure is opened from S12 and S14 in the flowchart of FIG. 4 of the first embodiment. The degree Xp is selected as the valve opening command Xr, and the elevator 8 is controlled based on the load pressure.
【0054】[0054]
【発明の効果】以上のように本発明によれば、バルブの
入口圧Pa、出口圧Pbの差から方向判定手段がメーター
イン又はメーターアウトを自動的に判断し、この判定結
果がメーターインのときに圧力に基づく開度Xp及び流
量に基づく開度Xqの演算結果のうち小さい方を、同じ
く判定結果がメーターアウトのときに圧力に基づく開度
Xp及び流量に基づく開度Xqの演算結果のうち大きい方
を選択して駆動手段へ出力するようにしたため、流れの
方向を自動的に判断し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り、さらにブリー
ド弁を方向判定手段の判定結果に基づいて自動的に駆動
するようにしたため、流れの方向の変化に伴う操作を不
要にするとともに油圧回路の任意の位置へバルブを介装
することが可能となって設計の自由度を向上させること
ができる。As described above, according to the present invention, the direction determining means automatically determines meter-in or meter-out based on the difference between the inlet pressure Pa and the outlet pressure Pb of the valve, and the result of this determination indicates the meter-in. Of the calculation results of the opening Xp based on the pressure and the opening Xq based on the flow rate, the smaller one is calculated from the calculation results of the opening Xp based on the pressure and the opening Xq based on the flow rate when the determination result is meter out. Since the larger one is selected and output to the drive means, it becomes possible to automatically determine the flow direction and automatically switch between flow control and pressure control with a single valve. It is possible to simply configure a hydraulic circuit that requires control of the above with one valve, and it is possible to reduce both manufacturing and maintenance costs. Since it is automatically driven based on the fixed result, there is no need to operate with changes in the flow direction, and it is possible to install the valve at any position in the hydraulic circuit, and design freedom is increased. Can be improved.
【0055】また、バルブが制御する流れの方向に応じ
た補正を自動的に行うことが可能となって、バルブの特
性に応じて流量又は圧力制御の精度を向上することが可
能となる。Further, it becomes possible to automatically make a correction in accordance with the flow direction controlled by the valve, and it is possible to improve the accuracy of flow rate or pressure control in accordance with the characteristics of the valve.
【図1】請求項1の発明に対応するクレーム対応図であ
る。FIG. 1 is a claim correspondence diagram corresponding to the invention of claim 1;
【図2】請求項2の発明に対応するクレーム対応図であ
る。FIG. 2 is a claim correspondence diagram corresponding to the invention of claim 2;
【図3】本発明の実施例を示すブロック図である。FIG. 3 is a block diagram showing an embodiment of the present invention.
【図4】制御の内容を示すフローチャートである。FIG. 4 is a flowchart showing the contents of control.
【図5】他の実施例を示すブロック図である。FIG. 5 is a block diagram showing another embodiment.
【図6】同じく制御の内容を示すグラフである。FIG. 6 is a graph showing the contents of control in the same manner.
【図7】さらに他の実施例を示すブロック図である。FIG. 7 is a block diagram showing still another embodiment.
【図8】同じく制御の内容を示すグラフである。FIG. 8 is a graph showing the contents of control in the same manner.
【図9】従来の例を示すブロック図である。FIG. 9 is a block diagram showing a conventional example.
【図10】同じく従来の例を示すブロック図である。FIG. 10 is a block diagram showing a conventional example.
【図11】同じく従来の例を示すブロック図である。FIG. 11 is a block diagram showing a conventional example.
1 制御弁 2 変位センサ 3 圧力センサ 4 圧力センサ 5 電磁弁 10 バルブユニット 12 タンク 21 流量演算回路 22 流量制御演算回路 23 圧力制御演算回路 24 流れ方向判定回路 25 弁開度指令決定回路 26 弁開度制御回路 27 ブリード判定回路 28 ブリード弁駆動回路 29 パラメータテーブル 30 パラメータテーブル 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 バルブ開度演算手段 58 方向判定手段 59 選択手段 60 駆動手段 61 ブリード弁 62 駆動手段 63 補正テーブル 64 補正テーブル 1 Control valve 2 Displacement sensor 3 Pressure sensor 4 Pressure sensor 5 Solenoid valve 10 Valve unit 12 Tank 21 Flow rate calculation circuit 22 Flow rate control calculation circuit 23 Pressure control calculation circuit 24 Flow direction determination circuit 25 Valve opening command determination circuit 26 Valve opening Control circuit 27 Bleed determination circuit 28 Bleed valve drive circuit 29 Parameter table 30 Parameter table 51 Valve 52 Opening detection means 53, 54 Pressure detection means 55 Flow rate calculation means 56, 57 Valve opening calculation means 58 Direction determination means 59 Selection means 60 Driving means 61 Bleed valve 62 Driving means 63 Correction table 64 Correction table
Claims (2)
前記バルブの出口側から圧力の一部を逃がすブリード弁
と、バルブの開度を検出する手段と、バルブの入口及び
出口の圧力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を演算する手
段と、前記流量の演算結果と流量指令信号とから流量に
基づくバルブの開度を演算する手段と、前記出口側の検
出圧力と圧力指令信号とから圧力に基づくバルブの開度
を演算する手段と、前記検出圧力の圧力差からメーター
イン及びメーターアウトの流れの方向を判定する手段
と、この判定結果がメーターインのときに前記圧力に基
づく開度及び流量に基づくバルブ開度の演算結果のうち
小なる一方を、同じく判定結果がメーターアウトのとき
に前記圧力に基づく開度及び流量に基づくバルブ開度の
演算結果のうち大なる一方を選択する手段と、前記選択
した演算結果に基づいて前記バルブを駆動する手段と、
前記方向の判定結果がメーターインのときに前記ブリー
ド弁を開弁させる駆動手段とを備えたことを特徴とする
比例電磁式制御弁。1. A valve whose opening changes according to a signal,
A bleed valve for releasing a part of the pressure from the outlet side of the valve, a means for detecting the opening of the valve, a means for detecting the pressure at the inlet and the outlet of the valve, a pressure difference between the detected pressure and the valve. A means for calculating the flow rate from the detected opening degree, a means for calculating the opening degree of the valve based on the flow rate from the calculation result of the flow rate and the flow rate command signal, and a pressure from the detected pressure and the pressure command signal on the outlet side. A means for calculating the valve opening based on the pressure difference, a means for determining the flow direction of meter-in and meter-out from the pressure difference of the detected pressure, and the opening and flow rate based on the pressure when the result of this determination is meter-in When the determination result is meter-out, the smaller one of the valve opening calculation results based on the above is calculated. Means for selecting one, and means for driving the valve based on the selected arithmetic operation result,
A proportional electromagnetic control valve comprising: a drive unit that opens the bleed valve when the direction determination result is meter-in.
の判定結果に応じて補正する係数を予め設定した補正テ
ーブルと、前記圧力に基づくバルブ開度を前記方向の判
定結果に応じて補正する係数を予め設定した補正テーブ
ルとを備え、前記流量に基づくバルブ開度演算手段及び
圧力に基づくバルブ開度演算手段がそれぞれ前記補正テ
ーブルに基づいてバルブ開度の演算結果を補正すること
を特徴とする請求項1に記載の比例電磁式制御弁。2. A correction table in which a coefficient for correcting the valve opening based on the flow rate according to the determination result of the direction is set in advance, and the valve opening based on the pressure is corrected according to the determination result of the direction. A correction table in which a coefficient is set in advance, wherein the valve opening calculation means based on the flow rate and the valve opening calculation means based on the pressure respectively correct the calculation result of the valve opening based on the correction table. The proportional electromagnetic control valve according to claim 1.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP17555493A JP3312960B2 (en) | 1993-07-15 | 1993-07-15 | Proportional solenoid control valve |
Applications Claiming Priority (1)
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---|---|---|---|
JP17555493A JP3312960B2 (en) | 1993-07-15 | 1993-07-15 | Proportional solenoid control valve |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
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JPH0727248A true JPH0727248A (en) | 1995-01-27 |
JP3312960B2 JP3312960B2 (en) | 2002-08-12 |
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ID=15998118
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Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP17555493A Expired - Fee Related JP3312960B2 (en) | 1993-07-15 | 1993-07-15 | Proportional solenoid control valve |
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JP (1) | JP3312960B2 (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR100320107B1 (en) * | 1999-06-07 | 2002-01-10 | 신상열 | Controller for use in motor operated valve and control method therefore |
CN113757221A (en) * | 2021-07-22 | 2021-12-07 | 浙江大学 | Liquid supply speed and position open-loop control method |
-
1993
- 1993-07-15 JP JP17555493A patent/JP3312960B2/en not_active Expired - Fee Related
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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KR100320107B1 (en) * | 1999-06-07 | 2002-01-10 | 신상열 | Controller for use in motor operated valve and control method therefore |
CN113757221A (en) * | 2021-07-22 | 2021-12-07 | 浙江大学 | Liquid supply speed and position open-loop control method |
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