JPH09297602A - 電気油圧サーボ弁装置 - Google Patents
電気油圧サーボ弁装置Info
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- JPH09297602A JPH09297602A JP14638296A JP14638296A JPH09297602A JP H09297602 A JPH09297602 A JP H09297602A JP 14638296 A JP14638296 A JP 14638296A JP 14638296 A JP14638296 A JP 14638296A JP H09297602 A JPH09297602 A JP H09297602A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 この発明は、中立点のあるダイレクト・サー
ボ弁を対象として、その電磁モータを正負の一定電圧で
チョッパ式に制御でき、電流負帰還を有効とし、その負
帰還回路の外側でディザ信号を加えてもって正負にわた
る指令信号に応動する発熱、昇温の少ない、高精度と高
い即応性を備えた、また、ディザ信号を加うるに高精度
と即応性を損なわないようにかつ指令信号の全範囲にわ
たって効果を均一、不変、一定となるようになす、言い
換えれば、従来の電気油圧サーボ弁のノズル・フラッパ
等の油圧増幅段を省略して、これに代わるところの電気
油圧サーボ弁装置に関する。 【構成】 ディザと、電流フィードバックと、チョッパ
式のパルス幅変調器と、プッシュプル型のパワースイッ
チング素子と、電磁モータを有するダイレクト・サーボ
弁とからなる。
ボ弁を対象として、その電磁モータを正負の一定電圧で
チョッパ式に制御でき、電流負帰還を有効とし、その負
帰還回路の外側でディザ信号を加えてもって正負にわた
る指令信号に応動する発熱、昇温の少ない、高精度と高
い即応性を備えた、また、ディザ信号を加うるに高精度
と即応性を損なわないようにかつ指令信号の全範囲にわ
たって効果を均一、不変、一定となるようになす、言い
換えれば、従来の電気油圧サーボ弁のノズル・フラッパ
等の油圧増幅段を省略して、これに代わるところの電気
油圧サーボ弁装置に関する。 【構成】 ディザと、電流フィードバックと、チョッパ
式のパルス幅変調器と、プッシュプル型のパワースイッ
チング素子と、電磁モータを有するダイレクト・サーボ
弁とからなる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、電気油圧サーボ弁
と、これを駆動するドライバとに関する。
と、これを駆動するドライバとに関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、この種の電気油圧サーボ弁装置と
しては、類似するものに、図２に示すような油圧制御装
置（特開平２−２５６９８１号広報）がある。この油圧
制御装置は、図示しないスプールを直流ソレノイド１に
より駆動する電磁制御弁Ｓｖ（図２ａ参照）と後記する
電気回路とから構成されている。この回路は、図２に示
すように負荷である上記ソレノイド１と直流電源２の間
にスイッチング素子であるＮＰＮ型のトランジスタ３を
介設し、上記ソレノイド１と並列にサージ電圧を低減す
るためのダイオード４を設ける一方、指令信号Ｖｏと、
ディザのための交流信号Ｖｄを加算器１０を通して加算
し、上記加算器１０から入力される信号と上記ソレノイ
ド１の回路からローパスフィルタ５を経て入力されるフ
ィードバック信号Ｖｆを減算器６で減算し、減算結果を
増幅器７を介して偏差信号Ｖｅとしてオンオフ制御する
比較器８の十端子に入力するとともに一端子に発信器９
からの搬送波Ｖａを入力し、上記偏差信号Ｖｅを上記搬
送波Ｖａでパルス幅変調して上記トランジスタ３のベー
スＢにオンオフする制御信号Ｖｃを印加する。ここにデ
ィザ信号Ｖｄの周波数は１００〜３００Ｈｚ、搬送波Ｖ
ａの周波数は指令信号Ｖｏの最高周波数以上の一定周波
数で例えば５ｋＨｚ、ノイズ除去用の上記ローパスフィ
ルタ５の遮断周波数は上記ディザ周波数以上かつ上記最
高周波数以下（例えば１ｋＨｚ）である。上記油圧制御
装置は、以上の構成によって指令信号Ｖｏを得て電磁制
御弁Ｓｖのソレノイド１の電圧を直流チョッパ式に制御
してトランジスタ３の発熱、昇温を防止すると同時に、
電流Ｉをフィードバック（負帰還）して電磁制御弁Ｓｖ
の電流Ｉの精度と即応性を改善し、またディザ信号Ｖｄ
をこの電流フィードバックループの外側に加えて電流ル
ープの特性を損なわないようにしている。一方、従来の
電気油圧サーボ弁装置は、例えば、図示しないノズル・
フラッパ等の油圧増幅段を有する電気油圧サーボ弁とそ
の電気回路から構成されるが、詳細は省略する。
しては、類似するものに、図２に示すような油圧制御装
置（特開平２−２５６９８１号広報）がある。この油圧
制御装置は、図示しないスプールを直流ソレノイド１に
より駆動する電磁制御弁Ｓｖ（図２ａ参照）と後記する
電気回路とから構成されている。この回路は、図２に示
すように負荷である上記ソレノイド１と直流電源２の間
にスイッチング素子であるＮＰＮ型のトランジスタ３を
介設し、上記ソレノイド１と並列にサージ電圧を低減す
るためのダイオード４を設ける一方、指令信号Ｖｏと、
ディザのための交流信号Ｖｄを加算器１０を通して加算
し、上記加算器１０から入力される信号と上記ソレノイ
ド１の回路からローパスフィルタ５を経て入力されるフ
ィードバック信号Ｖｆを減算器６で減算し、減算結果を
増幅器７を介して偏差信号Ｖｅとしてオンオフ制御する
比較器８の十端子に入力するとともに一端子に発信器９
からの搬送波Ｖａを入力し、上記偏差信号Ｖｅを上記搬
送波Ｖａでパルス幅変調して上記トランジスタ３のベー
スＢにオンオフする制御信号Ｖｃを印加する。ここにデ
ィザ信号Ｖｄの周波数は１００〜３００Ｈｚ、搬送波Ｖ
ａの周波数は指令信号Ｖｏの最高周波数以上の一定周波
数で例えば５ｋＨｚ、ノイズ除去用の上記ローパスフィ
ルタ５の遮断周波数は上記ディザ周波数以上かつ上記最
高周波数以下（例えば１ｋＨｚ）である。上記油圧制御
装置は、以上の構成によって指令信号Ｖｏを得て電磁制
御弁Ｓｖのソレノイド１の電圧を直流チョッパ式に制御
してトランジスタ３の発熱、昇温を防止すると同時に、
電流Ｉをフィードバック（負帰還）して電磁制御弁Ｓｖ
の電流Ｉの精度と即応性を改善し、またディザ信号Ｖｄ
をこの電流フィードバックループの外側に加えて電流ル
ープの特性を損なわないようにしている。一方、従来の
電気油圧サーボ弁装置は、例えば、図示しないノズル・
フラッパ等の油圧増幅段を有する電気油圧サーボ弁とそ
の電気回路から構成されるが、詳細は省略する。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】ところが、上記従来の
油圧制御装置は、電気回路すなわちドライバ（電気回路
からソレノイドを除いたもの）の負荷（ソレノイドもし
くは電磁制御弁）として一個の直流ソレノイドを有する
シングルソレノイド、スプリングオフセット型の電磁比
例制御弁を対象としているから、ドライバの指令信号は
極性を持たず０か正の値を入力するのみであった。従っ
て、たとえ、負の指令信号を入力しても油圧制御装置の
ドライバの制御信号Ｖｃ以降は応動しない。また指令信
号Ｖｏが０のときは交流のディザ信号Ｖｄのみが電流フ
ィードバックループに入力するが、制御信号Ｖｃ以降は
負の信号に応動しないので制御電流においてディザの効
果が低下すると同時に制御電流にディザによる正の直流
分も残留する。さらに、このドライバをダブルソレノイ
ド、スプリングセンタ型に対応するにしても、周知のご
とく複雑にして無駄な回路を組まざるを得ない。従っ
て、このドライバは中立点のあるサーボ弁と組み合わせ
て使用することができないのである。そこで、本発明の
目的は、中立点のあるダイレクト・サーボ弁を対象とし
て、その電磁モータを正負の一定電圧でチョッパ式に制
御でき、電流負帰還を有効とし、その負帰還回路の外側
でディザ信号を加えてもって正負にわたる指令信号に応
動する発熱、昇温の少ない、高精度と高い即応性を備え
た、また、ディザ信号を加うるに高精度と即応性を損な
わないようにかつ指令信号の全範囲にわたって効果を均
一、不変、一定となるようになす、言い換えれば、従来
の電気油圧サーボ弁のノズル・フラッパ等の油圧増幅段
を省略して、これに代わり得る電気油圧サーボ弁装置を
提供することにある。
油圧制御装置は、電気回路すなわちドライバ（電気回路
からソレノイドを除いたもの）の負荷（ソレノイドもし
くは電磁制御弁）として一個の直流ソレノイドを有する
シングルソレノイド、スプリングオフセット型の電磁比
例制御弁を対象としているから、ドライバの指令信号は
極性を持たず０か正の値を入力するのみであった。従っ
て、たとえ、負の指令信号を入力しても油圧制御装置の
ドライバの制御信号Ｖｃ以降は応動しない。また指令信
号Ｖｏが０のときは交流のディザ信号Ｖｄのみが電流フ
ィードバックループに入力するが、制御信号Ｖｃ以降は
負の信号に応動しないので制御電流においてディザの効
果が低下すると同時に制御電流にディザによる正の直流
分も残留する。さらに、このドライバをダブルソレノイ
ド、スプリングセンタ型に対応するにしても、周知のご
とく複雑にして無駄な回路を組まざるを得ない。従っ
て、このドライバは中立点のあるサーボ弁と組み合わせ
て使用することができないのである。そこで、本発明の
目的は、中立点のあるダイレクト・サーボ弁を対象とし
て、その電磁モータを正負の一定電圧でチョッパ式に制
御でき、電流負帰還を有効とし、その負帰還回路の外側
でディザ信号を加えてもって正負にわたる指令信号に応
動する発熱、昇温の少ない、高精度と高い即応性を備え
た、また、ディザ信号を加うるに高精度と即応性を損な
わないようにかつ指令信号の全範囲にわたって効果を均
一、不変、一定となるようになす、言い換えれば、従来
の電気油圧サーボ弁のノズル・フラッパ等の油圧増幅段
を省略して、これに代わり得る電気油圧サーボ弁装置を
提供することにある。
【０００４】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め、本発明の電気油圧サーボ弁装置は図１に例示するよ
うに、指令信号（Ｖｏ）とディザのための交流信号（Ｖ
ｄ）とを加算する加算器（１０）と、上記指令信号（Ｖ
ｏ）の最高周波数以上の一定周波数をもつ信号（Ｖａ）
を発信する発信器と、負荷の回路からローパスフィルタ
（５）を経て入力されるフィードバック信号（Ｖｆ）を
上記加算器（１０）から入力される信号から減算する減
算器（６）と、上記減算器（６）から入力される偏差信
号（Ｖｅ）を上記発信器から入力される上記信号（Ｖ
ａ）と比較して、バルス幅変調された制御信号（Ｖｃ）
をパワースイッチング素子に出力して、上記パワースイ
ッチング素子を制御する比較器と、上記パワースイッチ
ング素子によって上記負荷の電流を制御して、上記電流
で駆動する電磁制御弁とを備えた油圧制御装置におい
て、上記発信器を正負に変化する発信器（９’）とし、
上記比較器を正負に変化する比較器（８’）とし、上記
パワースイッチング素子をプッシュプル型のパワースイ
ッチング素子（３’）とし、上記負荷を電磁モータ
（１’）とするとともに、上記指令信号（Ｖｏ）に正負
にわたる極性のある信号を使用して、これによって上記
電磁モータ（１’）に正負にわたる極性のある制御電流
（Ｉ’）を得るごとくする一方、上記電磁制御弁を上記
電磁モータ（１’）を有するダイレクト・サーボ弁（Ｓ
ｖ’）としたことを特徴とする。
め、本発明の電気油圧サーボ弁装置は図１に例示するよ
うに、指令信号（Ｖｏ）とディザのための交流信号（Ｖ
ｄ）とを加算する加算器（１０）と、上記指令信号（Ｖ
ｏ）の最高周波数以上の一定周波数をもつ信号（Ｖａ）
を発信する発信器と、負荷の回路からローパスフィルタ
（５）を経て入力されるフィードバック信号（Ｖｆ）を
上記加算器（１０）から入力される信号から減算する減
算器（６）と、上記減算器（６）から入力される偏差信
号（Ｖｅ）を上記発信器から入力される上記信号（Ｖ
ａ）と比較して、バルス幅変調された制御信号（Ｖｃ）
をパワースイッチング素子に出力して、上記パワースイ
ッチング素子を制御する比較器と、上記パワースイッチ
ング素子によって上記負荷の電流を制御して、上記電流
で駆動する電磁制御弁とを備えた油圧制御装置におい
て、上記発信器を正負に変化する発信器（９’）とし、
上記比較器を正負に変化する比較器（８’）とし、上記
パワースイッチング素子をプッシュプル型のパワースイ
ッチング素子（３’）とし、上記負荷を電磁モータ
（１’）とするとともに、上記指令信号（Ｖｏ）に正負
にわたる極性のある信号を使用して、これによって上記
電磁モータ（１’）に正負にわたる極性のある制御電流
（Ｉ’）を得るごとくする一方、上記電磁制御弁を上記
電磁モータ（１’）を有するダイレクト・サーボ弁（Ｓ
ｖ’）としたことを特徴とする。
【０００５】
【作用】正負にわたる極性のある指令信号Ｖｏとディザ
のための交流信号Ｖｄは、加算器１０で加算され、重畳
信号となって減算器６に入力され、減算器６において重
畳信号と電磁モータ１’の回路からローパスフィルタ５
を経て入力されるフィードバック信号Ｖｆとの差が求め
られ、この偏差信号Ｖｅは正負に変化する比較器８’に
入力される。比較器８’は、入力された偏差信号Ｖｅを
正負に変化する発信器９’から入力される上記指令信号
Ｖｏの実質的な最高周波数（指令信号Ｖｏの波形を復元
できる実質的な最高周波数）以上の一定周波数をもつ信
号Ｖａと比較して、上記偏差信号Ｖｅに応じたデューテ
ィ比となるようにパルス幅変調された制御信号Ｖｃをプ
ッシュプル型のスイッチング素子３’の信号端子Ｂに出
力する。すると、プッシュプル型のスイッチング素子
３’はパルス幅変調された正負に変化する制御信号Ｖｃ
に応動してスイッチングし、端子Ｃ−Ｅ間が導通（非導
通）のときは端子Ｅ−Ｃ’間は非導通（導通）となるご
とく交互に短周期に繰り返してスイッチングし、電磁モ
ータ１’に高速で正または負の一定の電圧差をチョッパ
式に供給し、電磁モータ１’がこの高速にチョップする
電圧デューティ比に対応した制御電流Ｉ’で励磁され、
ダイレクト・サーボ弁Ｓｖ’が動作する。この場合、正
負にわたる極性のある指令信号Ｖｏは、その指令信号Ｖ
ｏの実質的な最高周波数以上の一定周波数をもつ正負に
変化する信号Ｖａでパルス幅変調されるので、高速で正
負に交番変化する指令信号Ｖｏも常に忠実にパルス幅変
調でき、加えて、この指令信号Ｖｏは、プッシュプル型
のスイッチング素子３’と電磁モータ１’を通過した後
で正負にわたる制御電流Ｉ’となり、この制御電流Ｉ’
をフィードバック回路のローパスフィルタ５を通してか
なりの高い遮断周波数で負帰還する。さらに、たとえ指
令信号Ｖｏが０であっても交流ディザ信号Ｖｄは上記と
同様にして忠実にパルス幅変調でき、上記スイッチング
素子３’を通過して電磁モータ１’に至るので、上記サ
ーボ弁Ｓｖ’が中立点にあっても上記ディザＶｄの制御
電流Ｉ’への効果（制御電流Ｉ’の波形に占めるディザ
Ｖｄによる電流分）は均一、不変、一定でかつ制御電流
Ｉ’の指令信号Ｖｏ相当分への影響も無い。従って、中
立点のある数ワット程度以上の高入力パワーレベルのダ
イレクト・サーボ弁でありながら、高精度と高い即応性
を保ち、ディザ効果を均一とし、またドライバのパワー
回路部での無駄な電力消費をほとんど無くし、これによ
る発熱と昇温を防止でき、言い換えれば、従来の電気油
圧サーボ弁のノズル・フラッパ等の油圧増幅段を省略し
て、これに代わり得る作用をもつ。
のための交流信号Ｖｄは、加算器１０で加算され、重畳
信号となって減算器６に入力され、減算器６において重
畳信号と電磁モータ１’の回路からローパスフィルタ５
を経て入力されるフィードバック信号Ｖｆとの差が求め
られ、この偏差信号Ｖｅは正負に変化する比較器８’に
入力される。比較器８’は、入力された偏差信号Ｖｅを
正負に変化する発信器９’から入力される上記指令信号
Ｖｏの実質的な最高周波数（指令信号Ｖｏの波形を復元
できる実質的な最高周波数）以上の一定周波数をもつ信
号Ｖａと比較して、上記偏差信号Ｖｅに応じたデューテ
ィ比となるようにパルス幅変調された制御信号Ｖｃをプ
ッシュプル型のスイッチング素子３’の信号端子Ｂに出
力する。すると、プッシュプル型のスイッチング素子
３’はパルス幅変調された正負に変化する制御信号Ｖｃ
に応動してスイッチングし、端子Ｃ−Ｅ間が導通（非導
通）のときは端子Ｅ−Ｃ’間は非導通（導通）となるご
とく交互に短周期に繰り返してスイッチングし、電磁モ
ータ１’に高速で正または負の一定の電圧差をチョッパ
式に供給し、電磁モータ１’がこの高速にチョップする
電圧デューティ比に対応した制御電流Ｉ’で励磁され、
ダイレクト・サーボ弁Ｓｖ’が動作する。この場合、正
負にわたる極性のある指令信号Ｖｏは、その指令信号Ｖ
ｏの実質的な最高周波数以上の一定周波数をもつ正負に
変化する信号Ｖａでパルス幅変調されるので、高速で正
負に交番変化する指令信号Ｖｏも常に忠実にパルス幅変
調でき、加えて、この指令信号Ｖｏは、プッシュプル型
のスイッチング素子３’と電磁モータ１’を通過した後
で正負にわたる制御電流Ｉ’となり、この制御電流Ｉ’
をフィードバック回路のローパスフィルタ５を通してか
なりの高い遮断周波数で負帰還する。さらに、たとえ指
令信号Ｖｏが０であっても交流ディザ信号Ｖｄは上記と
同様にして忠実にパルス幅変調でき、上記スイッチング
素子３’を通過して電磁モータ１’に至るので、上記サ
ーボ弁Ｓｖ’が中立点にあっても上記ディザＶｄの制御
電流Ｉ’への効果（制御電流Ｉ’の波形に占めるディザ
Ｖｄによる電流分）は均一、不変、一定でかつ制御電流
Ｉ’の指令信号Ｖｏ相当分への影響も無い。従って、中
立点のある数ワット程度以上の高入力パワーレベルのダ
イレクト・サーボ弁でありながら、高精度と高い即応性
を保ち、ディザ効果を均一とし、またドライバのパワー
回路部での無駄な電力消費をほとんど無くし、これによ
る発熱と昇温を防止でき、言い換えれば、従来の電気油
圧サーボ弁のノズル・フラッパ等の油圧増幅段を省略し
て、これに代わり得る作用をもつ。
【０００６】
【実施例】以下、本発明を図示の実施例により詳細に説
明する。図１は電気油圧サーボ弁装置の基本的実施例を
示しており、このサーボ弁装置は、後述する電磁モータ
１’を有するダイレクト・サーボＳｖ’（図１ａ及び図
１ｂ参照）と後述する電気回路とから構成されていて、
図２で述べた類似する従来例と同一の部材には同一の番
号を付している。この電磁モータ１’は、図１ｂに示す
ように、二つのコイル２０、２１と、永久磁石２２と、
可動鉄心２３と、板ばね２４、２４’等からなる電磁リ
ニアモータ１’’であり、上記二つのコイル２０、２１
は並列に接続される。上記回路は、図１に示すように上
記電磁モータ１’と、端子Ｂ（信号端子）、端子Ｃ（＋
側電源端子）、端子Ｃ’（−側電源端子）及び端子Ｅ
（出力端子）をもつプッシュプル型のパワースイッチン
グ素子３’と、＋側電源端子２と、−側電源端子２’
と、基準抵抗１１と、コモン端子１２と、二つのダイオ
ード４’、４’’とでパワー回路を構成する一方、指令
信号Ｖｏと、ディザのための交流信号Ｖｄを加算器１０
を通して加算し、上記加算器１０から入力される信号と
上記電磁モータ１’の回路からローパスフィルタ５を経
て入力されるフィードバック信号Ｖｆを減算器６で減算
し、減算結果を増幅器７を介して偏差信号Ｖｅとして正
負に変化する比較器８’の＋端子に入力するとともに−
端子に正負に変化する発信器９’からの搬送波Ｖａを入
力し、上記偏差信号Ｖｅを上記搬送波Ｖａでパルス幅変
調して上記パワースイッチング素子３’の信号端子Ｂに
正負に変化する制御信号Ｖｃを印加する。ここに、上記
ディザ信号Ｖｄの周波数、一定周波数をもつ上記搬送波
Ｖａの周波数、上記フィルタ５の遮断周波数は、従来の
それとほぼ同一である。なお、図１の上記パワースイッ
チング素子３’は、ＮＰＮ型のトランジスタとＰＮＰ型
のトランジスタを図示のごとく接続したコンプリメンタ
ル型のプッシュプル型のパワー素子で、その出力端子Ｅ
には一端を上記コモン端子１２と接続した上記電磁モー
タ１’の他端を接続する。さらに、上記コモン端子１２
はシャーシに接地する。上記構成の電気油圧サーボ弁装
置の動作について次に述べる。図示しない目標設定器か
ら入力される正負にわたる極性のある指令信号Ｖｏと図
示しないディザ波発信器から入力される交流信号Ｖｄ
は、加算器１０で加算され、重畳信号となって減算器６
に入力され、減算器６において重畳信号と電磁モータ
１’の回路からローパスフィルタ５を経て入力されるフ
ィードバック信号Ｖｆとの差が求められ、この偏差信号
は増幅器７を介して偏差信号Ｖｅとなって比較器８’に
入力される。比較器８’は、偏差信号Ｖｅを正負に変化
する一定周波数の発信器９’から入力される搬送波信号
Ｖａでパルス幅変調して、正負に変化する制御信号Ｖｃ
をパワースイッチング素子３’の信号端子Ｂに印加す
る。すると、プッシュプル型のスイッチング素子３’は
パルス幅変調された正負に変化する制御信号Ｖｃに応動
してスイッチングし、端子Ｃ−Ｅ間が導通（非導通）の
ときは端子Ｅ−Ｃ’間は非導通（導通）となるごとく交
互に短周期に繰り返してスイッチングし、電磁モータ
１’に高速で正または負の一定電圧差をチョッパ式に供
給し、電磁モータ１’がこの高速にチョップする電圧デ
ューティ比に対応した制御電流Ｉ’で励磁され、ダイレ
クト・サーボ弁Ｓｖ’が動作する。このとき、ダイオー
ド４’、４’’は出力端子Ｅに生ずる正負のサージ電圧
を＋側電源または−側電源に吸収して、電磁モータ１’
に生ずる逆起電力を強制的に制駆動する。ここにおい
て、この場合、正負にわたる極性のある指令信号Ｖ
ｏは、その指令信号Ｖｏの実質的な最高周波数以上の一
定周波数をもつ正負に変化する信号Ｖａでパルス幅変調
されるので、高速で正負に交番変化する指令信号Ｖｏも
常に忠実にパルス幅変調でき、加えて、この指令信号Ｖ
ｏは、プッシュプル型のスイッチング素子３’と電磁モ
ータ１’を通過した後で正負にわたる制御電流Ｉ’とな
り、この制御電流Ｉ’をフィードバック回路のローパス
フィルタ５を通してかなりの高い遮断周波数で負帰還す
る。さらに、たとえ指令信号Ｖｏが０であっても交流デ
ィザ信号Ｖｄは上記と同様にして忠実にパルス幅変調で
き、上記スイッチング素子３’を通過して電磁モータ
１’に至るので、上記サーボ弁Ｓｖ’が中立点にあって
も上記ディザＶｄの制御電流Ｉ’への効果（制御電流
Ｉ’の波形に占めるディザＶｄによる電流分）は均一、
不変、一定でかつ制御電流Ｉ’の指令信号Ｖｏ相当分へ
の影響もない。従って、中立点のある数ワット程度以上
の高入力パワーレベルのダイレクト・サーボ弁でありな
がら、高精度と高い即応性を保ち、ディザ効果を均一と
し、またドライバのパワー回路部での無駄な電力消費を
ほとんど無くし、これによる発熱と昇温を防止でき、言
い換えれば、従来の電気油圧サーボ弁のノズル・フラッ
パ等の油圧増幅段を省略して、これに代えることができ
る。また、電磁リニアモータ１’’のコイル２０、２１
は直列に接続してもよい。また、電磁モータ１’は図示
しない一個のコイルを有する電磁リニアモータであって
も良い。また、電磁モータ１’は図示しない電磁トルク
モータであっても良い。また、図１の電気回路は、図示
しないが、ダイレクト・サーボ弁のスプールの正負にわ
たる変位を差動変圧器を介して検出してなる変位フィー
ドバックループにおいて、その前向き回路の中であたか
も一つの増幅要素のごとく使用しても良く、この場合、
前向き回路において、図１の回路は十分な即応性と汎用
性を発揮する。
明する。図１は電気油圧サーボ弁装置の基本的実施例を
示しており、このサーボ弁装置は、後述する電磁モータ
１’を有するダイレクト・サーボＳｖ’（図１ａ及び図
１ｂ参照）と後述する電気回路とから構成されていて、
図２で述べた類似する従来例と同一の部材には同一の番
号を付している。この電磁モータ１’は、図１ｂに示す
ように、二つのコイル２０、２１と、永久磁石２２と、
可動鉄心２３と、板ばね２４、２４’等からなる電磁リ
ニアモータ１’’であり、上記二つのコイル２０、２１
は並列に接続される。上記回路は、図１に示すように上
記電磁モータ１’と、端子Ｂ（信号端子）、端子Ｃ（＋
側電源端子）、端子Ｃ’（−側電源端子）及び端子Ｅ
（出力端子）をもつプッシュプル型のパワースイッチン
グ素子３’と、＋側電源端子２と、−側電源端子２’
と、基準抵抗１１と、コモン端子１２と、二つのダイオ
ード４’、４’’とでパワー回路を構成する一方、指令
信号Ｖｏと、ディザのための交流信号Ｖｄを加算器１０
を通して加算し、上記加算器１０から入力される信号と
上記電磁モータ１’の回路からローパスフィルタ５を経
て入力されるフィードバック信号Ｖｆを減算器６で減算
し、減算結果を増幅器７を介して偏差信号Ｖｅとして正
負に変化する比較器８’の＋端子に入力するとともに−
端子に正負に変化する発信器９’からの搬送波Ｖａを入
力し、上記偏差信号Ｖｅを上記搬送波Ｖａでパルス幅変
調して上記パワースイッチング素子３’の信号端子Ｂに
正負に変化する制御信号Ｖｃを印加する。ここに、上記
ディザ信号Ｖｄの周波数、一定周波数をもつ上記搬送波
Ｖａの周波数、上記フィルタ５の遮断周波数は、従来の
それとほぼ同一である。なお、図１の上記パワースイッ
チング素子３’は、ＮＰＮ型のトランジスタとＰＮＰ型
のトランジスタを図示のごとく接続したコンプリメンタ
ル型のプッシュプル型のパワー素子で、その出力端子Ｅ
には一端を上記コモン端子１２と接続した上記電磁モー
タ１’の他端を接続する。さらに、上記コモン端子１２
はシャーシに接地する。上記構成の電気油圧サーボ弁装
置の動作について次に述べる。図示しない目標設定器か
ら入力される正負にわたる極性のある指令信号Ｖｏと図
示しないディザ波発信器から入力される交流信号Ｖｄ
は、加算器１０で加算され、重畳信号となって減算器６
に入力され、減算器６において重畳信号と電磁モータ
１’の回路からローパスフィルタ５を経て入力されるフ
ィードバック信号Ｖｆとの差が求められ、この偏差信号
は増幅器７を介して偏差信号Ｖｅとなって比較器８’に
入力される。比較器８’は、偏差信号Ｖｅを正負に変化
する一定周波数の発信器９’から入力される搬送波信号
Ｖａでパルス幅変調して、正負に変化する制御信号Ｖｃ
をパワースイッチング素子３’の信号端子Ｂに印加す
る。すると、プッシュプル型のスイッチング素子３’は
パルス幅変調された正負に変化する制御信号Ｖｃに応動
してスイッチングし、端子Ｃ−Ｅ間が導通（非導通）の
ときは端子Ｅ−Ｃ’間は非導通（導通）となるごとく交
互に短周期に繰り返してスイッチングし、電磁モータ
１’に高速で正または負の一定電圧差をチョッパ式に供
給し、電磁モータ１’がこの高速にチョップする電圧デ
ューティ比に対応した制御電流Ｉ’で励磁され、ダイレ
クト・サーボ弁Ｓｖ’が動作する。このとき、ダイオー
ド４’、４’’は出力端子Ｅに生ずる正負のサージ電圧
を＋側電源または−側電源に吸収して、電磁モータ１’
に生ずる逆起電力を強制的に制駆動する。ここにおい
て、この場合、正負にわたる極性のある指令信号Ｖ
ｏは、その指令信号Ｖｏの実質的な最高周波数以上の一
定周波数をもつ正負に変化する信号Ｖａでパルス幅変調
されるので、高速で正負に交番変化する指令信号Ｖｏも
常に忠実にパルス幅変調でき、加えて、この指令信号Ｖ
ｏは、プッシュプル型のスイッチング素子３’と電磁モ
ータ１’を通過した後で正負にわたる制御電流Ｉ’とな
り、この制御電流Ｉ’をフィードバック回路のローパス
フィルタ５を通してかなりの高い遮断周波数で負帰還す
る。さらに、たとえ指令信号Ｖｏが０であっても交流デ
ィザ信号Ｖｄは上記と同様にして忠実にパルス幅変調で
き、上記スイッチング素子３’を通過して電磁モータ
１’に至るので、上記サーボ弁Ｓｖ’が中立点にあって
も上記ディザＶｄの制御電流Ｉ’への効果（制御電流
Ｉ’の波形に占めるディザＶｄによる電流分）は均一、
不変、一定でかつ制御電流Ｉ’の指令信号Ｖｏ相当分へ
の影響もない。従って、中立点のある数ワット程度以上
の高入力パワーレベルのダイレクト・サーボ弁でありな
がら、高精度と高い即応性を保ち、ディザ効果を均一と
し、またドライバのパワー回路部での無駄な電力消費を
ほとんど無くし、これによる発熱と昇温を防止でき、言
い換えれば、従来の電気油圧サーボ弁のノズル・フラッ
パ等の油圧増幅段を省略して、これに代えることができ
る。また、電磁リニアモータ１’’のコイル２０、２１
は直列に接続してもよい。また、電磁モータ１’は図示
しない一個のコイルを有する電磁リニアモータであって
も良い。また、電磁モータ１’は図示しない電磁トルク
モータであっても良い。また、図１の電気回路は、図示
しないが、ダイレクト・サーボ弁のスプールの正負にわ
たる変位を差動変圧器を介して検出してなる変位フィー
ドバックループにおいて、その前向き回路の中であたか
も一つの増幅要素のごとく使用しても良く、この場合、
前向き回路において、図１の回路は十分な即応性と汎用
性を発揮する。
【０００７】
【発明の効果】以上の説明で明らかなように、本発明の
電気油圧サーボ弁装置は、指令信号に交流ディザ信号を
加算し、これから、負荷の電流フィードバック信号を減
算し、これを偏差信号として正負に変化する搬送波でチ
ョッパ式にパルス幅変調し、正負に変化する制御信号を
得て、これをプッシュプル型のパワースイッチング素子
に入力し、パワーレベルの高い可動鉄片式の電磁モータ
を有するダイレクト・サーボ弁を正負に高速に励磁する
ようにすると同時に、ディザ信号と、ローパスフィルタ
と、搬送波信号との周波数関係を、順次にこの順で高く
なるようにしているので、正負にわたる極性のある高速
に変化する指令信号を受け入れてパワーレベルの高いダ
イレクト・サーボ弁を好ましい状態で駆動することがで
き、電流フィードバックを有効にして高精度と高応答が
汎用性の下で得られ、指令信号が、たとえ、０であって
も、サーボ弁へのディザ効果を均一、不変、一定にでき
かつサーボ弁を中立点から外すことがなく、ドライバの
パワー回路部での無駄な電力消費をほとんど無くし、こ
れによる発熱と昇温を防止し、もって、ノズル・フラッ
パ等の油圧増幅段を省略できる意義は大きい。
電気油圧サーボ弁装置は、指令信号に交流ディザ信号を
加算し、これから、負荷の電流フィードバック信号を減
算し、これを偏差信号として正負に変化する搬送波でチ
ョッパ式にパルス幅変調し、正負に変化する制御信号を
得て、これをプッシュプル型のパワースイッチング素子
に入力し、パワーレベルの高い可動鉄片式の電磁モータ
を有するダイレクト・サーボ弁を正負に高速に励磁する
ようにすると同時に、ディザ信号と、ローパスフィルタ
と、搬送波信号との周波数関係を、順次にこの順で高く
なるようにしているので、正負にわたる極性のある高速
に変化する指令信号を受け入れてパワーレベルの高いダ
イレクト・サーボ弁を好ましい状態で駆動することがで
き、電流フィードバックを有効にして高精度と高応答が
汎用性の下で得られ、指令信号が、たとえ、０であって
も、サーボ弁へのディザ効果を均一、不変、一定にでき
かつサーボ弁を中立点から外すことがなく、ドライバの
パワー回路部での無駄な電力消費をほとんど無くし、こ
れによる発熱と昇温を防止し、もって、ノズル・フラッ
パ等の油圧増幅段を省略できる意義は大きい。
【図１】本発明の電気油圧サーボ弁装置の実施例を示す
図。
図。
【図１ａ】電磁モータを有する電気油圧サーボ弁を示す
シンボル図。
シンボル図。
【図１ｂ】電磁リニアモータを有する電気油圧サーボ弁
を示す断面図。
を示す断面図。
【図２】従来の油圧制御装置を示す図。
【図２ａ】図２のソレノイドを有する電磁制御弁を示す
シンボル図。
シンボル図。
１’…電磁モータ、 ２…＋側直流電源、 ２’…−側
直流電源、３’…プッシュプル型のパワースイッチング
素子、８’…正負に変化する比較器、 ９’…正負に変
化する発信器、Ｉ’…制御電流、 Ｓｖ’…電磁モータ
を有するダイレクト・サーボ弁。
直流電源、３’…プッシュプル型のパワースイッチング
素子、８’…正負に変化する比較器、 ９’…正負に変
化する発信器、Ｉ’…制御電流、 Ｓｖ’…電磁モータ
を有するダイレクト・サーボ弁。
Claims (1)
- 【請求項１】 指令信号（Ｖｏ）とディザのための交流
信号（Ｖｄ）とを加算する加算器（１０）と、 上記指令信号（Ｖｏ）の最高周波数以上の一定周波数を
もつ信号（Ｖａ）を発信する発信器と、 負荷の回路からローパスフィルタ（５）を経て入力され
るフィードバック信号（Ｖｆ）を上記加算器（１０）か
ら入力される信号から減算する減算器（６）と、 上記減算器（６）から入力される偏差信号（Ｖｅ）を上
記発信器から入力される上記信号（Ｖａ）と比較して、
バルス幅変調された制御信号（Ｖｃ）をパワースイッチ
ング素子に出力して、上記パワースイッチング素子を制
御する比較器と、 上記パワースイッチング素子によっ
て上記負荷の電流を制御して、上記電流で駆動する電磁
制御弁とを備えた油圧制御装置において、 上記発信器を正負に変化する発信器（９’）とし、上記
比較器を正負に変化する比較器（８’）とし、上記パワ
ースイッチング素子をプッシュプル型のパワースイッチ
ング素子（３’）とし、上記負荷を電磁モータ（１’）
とするとともに、上記指令信号（Ｖｏ）に正負にわたる
極性のある信号を使用して、これによって上記電磁モー
タ（１’）に正負にわたる極性のある制御電流（Ｉ’）
を得るごとくする一方、上記電磁制御弁を上記電磁モー
タ（１’）を有するダイレクト・サーボ弁（Ｓｖ’）と
したことを特徴とする電気油圧サーボ弁装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14638296A JPH09297602A (ja) | 1996-05-01 | 1996-05-01 | 電気油圧サーボ弁装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14638296A JPH09297602A (ja) | 1996-05-01 | 1996-05-01 | 電気油圧サーボ弁装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09297602A true JPH09297602A (ja) | 1997-11-18 |
Family
ID=15406448
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP14638296A Pending JPH09297602A (ja) | 1996-05-01 | 1996-05-01 | 電気油圧サーボ弁装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH09297602A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2011258192A (ja) * | 2010-05-21 | 2011-12-22 | General Electric Co <Ge> | Ｐｗｍ制御により双方向サーボアクチュエータを制御するためのシステム、方法、及び装置 |
| CN102563179A (zh) * | 2012-01-09 | 2012-07-11 | 江南大学 | 无静耗电磁阀 |
| JP2020526013A (ja) * | 2017-06-23 | 2020-08-27 | ロベルト・ボッシュ・ゲゼルシャフト・ミト・ベシュレンクテル・ハフツングＲｏｂｅｒｔ Ｂｏｓｃｈ Ｇｍｂｈ | コイルによって運動可能な部材を駆動制御する方法および装置ないし電磁弁 |
-
1996
- 1996-05-01 JP JP14638296A patent/JPH09297602A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2011258192A (ja) * | 2010-05-21 | 2011-12-22 | General Electric Co <Ge> | Ｐｗｍ制御により双方向サーボアクチュエータを制御するためのシステム、方法、及び装置 |
| CN102563179A (zh) * | 2012-01-09 | 2012-07-11 | 江南大学 | 无静耗电磁阀 |
| JP2020526013A (ja) * | 2017-06-23 | 2020-08-27 | ロベルト・ボッシュ・ゲゼルシャフト・ミト・ベシュレンクテル・ハフツングＲｏｂｅｒｔ Ｂｏｓｃｈ Ｇｍｂｈ | コイルによって運動可能な部材を駆動制御する方法および装置ないし電磁弁 |
| US11875939B2 (en) | 2017-06-23 | 2024-01-16 | Robert Bosch Gmbh | Method and device for controlling a part movable with the aid of a coil and solenoid valve |
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