JPH11247807A - サーボ弁 - Google Patents
サーボ弁Info
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- JPH11247807A JPH11247807A JP6482598A JP6482598A JPH11247807A JP H11247807 A JPH11247807 A JP H11247807A JP 6482598 A JP6482598 A JP 6482598A JP 6482598 A JP6482598 A JP 6482598A JP H11247807 A JPH11247807 A JP H11247807A
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Abstract
ック系に異常があった場合に、サーボ弁の制御系全体が
停止してしまうことを回避する。 【解決手段】 変位センサに異常がない場合には、第
一、第二切換えスイッチ10、11を、変位信号がフィ
ードバックされる比較器17を有した第一出力手段12
に接続してフィードバック制御を行う一方、異常がある
場合には、比較器のない第二出力手段13に接続してオ
ープンループ制御を行えるように構成した。
Description
られるサーボ弁の技術分野に属するものである。
は、油圧シリンダ、油圧モータ等の各種油圧アクチュエ
ータが設けられるが、これら圧油アクチュエータへの圧
油供給制御を行うための制御弁として、電気信号を入力
信号として流体の流量または圧力を制御するバルブ、所
謂電気−油圧式のサーボ弁を用いることがある。そして
この様なサーボ弁は、操作具等から出力される指令信号
を入力し、該入力された指令信号を、比較器および増幅
器を経由してスプール駆動手段に出力してスプールを変
位させる一方、該スプールの変位量またはスプールの変
位に伴って変位するアクチュエータの変位量を検出する
変位センサからの変位信号を前記比較器にフィードバッ
クし、該比較器で前記指令信号と変位信号とを比較して
その偏差に基づきスプール位置を制御するフィードバッ
ク機構を備えている。
サーボ弁に用いられる変位センサとしては、直線変位を
検出するものや角度変位を検出するもの等があり、そし
て該変位センサの検出値は、送受信回路等により信号処
理されてから前記比較器にフィードバックされることに
なるが、このものにおいて、上記変位センサやフィード
バック系に、断線や発熱による抵抗増大、半導体の破損
等の不具合が発生すると、変位センサからの変位信号が
比較器にフィーバックされないことになり、この場合に
は、サーボ弁の制御系全体が停止して指令信号入力側か
らサーボ弁をコントロールすることができない、つまり
操作具の操作に基づく油圧アクチュエータの作動を行う
ことができなくなってしまうという問題があり、ここに
本発明が解決しようとする課題があった。
情に鑑み、これらの課題を解決することを目的として創
作されたものであって、入力された指令信号を、比較器
および第一増幅器を経由してスプールを変位させるため
のスプール駆動手段に出力できる第一出力手段と、前記
スプールの変位量またはスプールの変位に伴って変位す
るアクチュエータの変位量を検出する変位センサと、該
変位センサからの変位信号と前記指令信号とを比較して
その偏差に基づきスプール位置を制御すべく変位信号を
前記比較器にフィードバックするフィードバック機構と
を有するサーボ弁に、前記変位センサまたはフィードバ
ック機構の異常を診断する異常診断手段と、前記入力さ
れた指令信号を第二増幅器を経由して前記スプール駆動
手段に出力できる第二出力手段と、前記第一または第二
の出力手段の何れか一方を選択して指令信号を入力し、
該選択された一方の出力手段からの信号を選択してスプ
ール駆動手段に出力する選択手段と、前記異常判断手段
により変位センサまたはフィードバック機構に異常がな
いと診断されたときには、第一出力手段を経由してスプ
ール駆動手段に出力し、異常があると診断されたときに
は、第二出力手段を経由してスプール駆動手段に出力す
るよう選択手段の選択切換えをする切換え制御手段とを
設けたものである。そして、この様にすることにより、
変位センサまたはフィードバック機構に異常がある場合
に、指令信号を第二出力手段を経由してスプール駆動手
段に出力することによりサーボ弁をオープンループ制御
できることになって、従来のようにサーボ弁の制御系全
体が停止してしまうことを回避できる。
に基づいて説明する。図1、2において、1は油圧ショ
ベルに設けられる油圧アクチュエータの圧油供給制御を
行うための電気−油圧式サーボ弁を構成するパイロット
ステージであって、該パイロットステージ1に設けられ
るパイロットスプール2は、ボイスコイル3の駆動に基
づいて軸方向に移動する構成となっている。そして、該
パイロットスプール2が移動することに伴い、作動ピス
トン4の軸方向両側に形成される油室4a、4bの何れ
か一方にパイロットポンプPからのパイロット圧油が供
給され、これにより作動ピストン4が軸方向に移動する
構成となっているが、該作動ピストン4には、サーボ弁
の主スプール(図示せず)が一体的に連結されていて、
作動ピストン4と一体的に主スプールが移動する構成と
なっている。
電流が流れると、該電流の大きさに略比例する推力が発
生し、該推力により前記パイロットスプール2に一体的
に連結される可動子6を移動せしめるものであるが、上
記電機子コイル5には、油圧アクチュエータ用操作具
(図示せず)の操作量に対応する大きさの電流が流れる
構成となっている。つまり、油圧アクチュエータを作動
させるべく操作具を操作すると、該操作具の操作量は角
度検出センサ等の操作量検出器7により検出され、その
検出信号は、油圧ショベルに搭載されるメインコントロ
ーラ8に入力される。そして該メインコントローラ8
は、前記検出信号に基づき、前記サーボ弁のコントロー
ラ部9に指令信号を出力する。
は、前記メインコントローラ8からの指令信号を入力
し、該指令信号に基づいて電機子コイル5に流す電流の
制御を行うが、該コントロール部9は、第一、第二切換
えスイッチ10、11、第一、第二出力手段12、1
3、電流PWM(pulse width modul
ation)ドライブ回路14、後述する変位センサ1
5からの変位信号をフィードバックするフィードバック
機構、異常診断部16等から構成される。
ンコントローラ8から出力された指令信号を、第一、第
二出力手段12、13の何れか一方に択一的に入力する
べく切換えられるものであって、第一切換えスイッチ1
0が第一出力手段12側に接続されているときには、該
第一出力手段12に前記指令信号が入力され、また第二
出力手段13側に接続されているときには、該第二出力
手段13に指令信号が入力される構成となっている。
一、第二出力手段12、13の何れか一方を択一的に選
択して前記電流PWMドライブ回路14に接続するため
のものであって、第二切換えスイッチ11が第一出力手
段12側に接続されているときには、該第一出力手段1
2からの出力信号が電流PWMドライブ回路14に入力
され、また第二出力手段13側に接続されているときに
は、該第二出力手段13からの出力信号が電流PWMド
ライブ回路14に入力される構成となっているが、この
第二切換えスイッチ11および前記第一切換えスイッチ
10は、同じ側の出力手段12または13に選択接続さ
れるよう同時に切換えられる構成となっている。
7とゲインG1の第一増幅器18とを用いて構成されて
いる。そしてこの第一出力手段12は、前記第一、第二
切換えスイッチ10、11が第一出力手段12に接続さ
れている場合に、比較器17により前記メインコントロ
ーラ8からの指令信号と後述する変位センサ15からの
変位信号とを比較し、その偏差を第一増幅器18で増幅
して、前記電流PWMドライブ回路14に出力する構成
となっている。
2の第二増幅器19を用いて構成されている。そしてこ
の第二出力手段13は、前記第一、第二切換えスイッチ
10、11が該第二出力手段13に接続されている場合
に、メインコントローラ8からの指令信号を第二増幅器
19で増幅して、前記電流PWMドライブ回路14に出
力する構成となっている。
は、前記第一出力手段12または第二出力手段13の何
れか一方から入力される信号を、パルス幅変調して前記
ボイスコイル3の電機子コイル5に出力するものであ
り、これにより電機子コイル5に操作具の操作量に対応
する電流が流れて、可動子6を移動せしめる推力が発生
する構成になっている。
ン4の移動量を検出する直線検出式のものであって、該
変位センサ15の検出値は、センサ送受信回路部20、
パルス幅/PWM変換部21、PWM/電圧変換部22
を経由し、変位信号として前記比較器17にフィードバ
ックされる構成になっている。
態においては、前記センサ送受信回路部20に組込まれ
るシャント抵抗の前後の電圧を測定することにより変位
センサ15の故障等の異常の有無を診断するものであっ
て、該異常診断部16は前記第一、第二切換えスイッチ
10、11に電気的に接続されている。そして、異常診
断部16により変位センサ15が異常でない、つまり正
常に作動していると診断されるときには、第一、第二切
換えスイッチ10、11は前記第一出力手段12に接続
されるが、異常であると診断されることにより、自動的
に切り換えられて第二出力手段13に接続されるように
設定されている。
センサ15が正常に作動している場合には、前述したよ
うに、第一、第二切換えスイッチ10、11は第一出力
手段12側に接続されており、これによりメインコント
ローラ8からの指令信号は、第一出力手段12の比較器
17、第一増幅器18を経由して電流PWMドライブ回
路14に入力されることになる。そしてこの場合、上記
比較器17で、メインコントローラ8からの指令信号
と、作動ピストン4の移動量を検出する変位センサ15
からの変位信号とが比較され、その偏差をなくすように
電機子コイル5に流す電流が制御されることになる。而
して、作動ピストン4に一体的に連結される主スプール
の移動量は、指令信号、つまり操作具の操作量に対応す
るよう精度高く制御されることになる。
が故障すると、これが異常診断部16により診断される
ことで、第一、第二切換えスイッチ10、11が自動的
に切換わって第二出力手段13側に接続される。これに
よりメインコントローラ8からの指令信号は、第二出力
手段13の第二増幅器19を経由して電流PWMドライ
ブ回路14に入力されることになる。そしてこの場合、
上記第二出力手段13には、変位センサ15からの変位
信号がフィードバックされる比較器17が設けられてい
ないため、変位センサ15が故障していても、これに関
係なく、指令信号が電流PWMドライブ回路14に入力
されて、電機子コイル5に電流が流れることになる。
ては、変位センサ15が正常に作動している場合には、
該変位センサ15からの変位信号がフィードバックされ
て、高精度なスプール位置制御を行えるものでありなが
ら、変位センサ15が故障した場合には、フィードバッ
ク制御を行わずにオープンループ制御により作動させる
ことができる。この結果、従来のように変位センサ等が
故障した場合にサーボ弁の制御系全体が停止してしまう
ような不具合を回避できることになって、有用である。
そして異常診断された場合には、前述したようにオープ
ンループ制御になるため、スプール位置制御の精度は低
くなるが、変位センサが故障する等の異常の場合におい
ても動かすことができることを保証するための予備的な
ものであるからあまり問題になることはなく、寧ろ、も
う一つフィードバック制御する機構を予備として備えて
おく場合のように装置全体が大型化し、コストアップに
なってしまうことを回避できる。
15が異常であると診断された場合には、これをオペレ
ータが認識できるように、運転席部の操作パネルに異常
報知用のランプを設ける等することが好ましい。また、
前記実施の形態においては、異常診断部は、シャント抵
抗の前後の電圧を測定することにより変位センサの故障
を診断するものとしたが、これに限定されることなく、
例えば、診断用励磁信号を出力して異常を発見するもの
等、変位センサやフィードバック系の異常を診断できる
ものであれば適宜採用できる。さらにまた、前記実施の
形態のサーボ弁は、スプール駆動手段としてボイスコイ
ルを用い、該ボイスコイルでパイロットスプールを移動
せしめる構成のものであるが、他のスプール駆動手段を
用いたもの、あるいはスプール駆動手段により主スプー
ルを直接移動させる直動式のもの等、種々の形式のサー
ボ弁に本発明を実施することができる。
Claims (1)
- 【請求項1】 入力された指令信号を、比較器および第
一増幅器を経由してスプールを変位させるためのスプー
ル駆動手段に出力できる第一出力手段と、前記スプール
の変位量またはスプールの変位に伴って変位するアクチ
ュエータの変位量を検出する変位センサと、該変位セン
サからの変位信号と前記指令信号とを比較してその偏差
に基づきスプール位置を制御すべく変位信号を前記比較
器にフィードバックするフィードバック機構とを有する
サーボ弁に、 前記変位センサまたはフィードバック機構の異常を診断
する異常診断手段と、前記入力された指令信号を第二増
幅器を経由して前記スプール駆動手段に出力できる第二
出力手段と、前記第一または第二の出力手段の何れか一
方を選択して指令信号を入力し、該選択された一方の出
力手段からの信号を選択してスプール駆動手段に出力す
る選択手段と、前記異常判断手段により変位センサまた
はフィードバック機構に異常がないと診断されたときに
は、第一出力手段を経由してスプール駆動手段に出力
し、異常があると診断されたときには、第二出力手段を
経由してスプール駆動手段に出力するよう選択手段の選
択切換えをする切換え制御手段とを設けたサーボ弁。
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---|---|---|---|
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JP06482598A Expired - Fee Related JP3844167B2 (ja) | 1998-02-27 | 1998-02-27 | サーボ弁 |
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-
1998
- 1998-02-27 JP JP06482598A patent/JP3844167B2/ja not_active Expired - Fee Related
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