JPS6145179A - 制御信号に比例した流体出力特性を有する電磁弁装置 - Google Patents

制御信号に比例した流体出力特性を有する電磁弁装置

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JPS6145179A
JPS6145179A JP20574783A JP20574783A JPS6145179A JP S6145179 A JPS6145179 A JP S6145179A JP 20574783 A JP20574783 A JP 20574783A JP 20574783 A JP20574783 A JP 20574783A JP S6145179 A JPS6145179 A JP S6145179A
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JP
Japan
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signal
output
control
valve
solenoid valve
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JP20574783A
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English (en)
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Tashiro Arai
荒井 太四郎
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NIPPON KUATSU SYST KK
Original Assignee
NIPPON KUATSU SYST KK
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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】 この発明は流体出力制御用電磁弁装置に関するものであ
り、更に詳しくはバルブの制御信号とバルブによって調
整される流体出力との間に正確な比例関係を付与するよ
うにした電磁弁装置に関する。
流体の流量や圧力を制御するバルブには、オン・オフ制
御を主体とする電磁バルブと、入力される制御信号に応
じてバルブを制御し所望の流量や圧力にする電/空変換
器・比例バルブ・サーボバルブ・電動レギュレータ等が
存在する、後者のバルブの大部分は、制御電流を比例ソ
レノイドに入力して、制御電流に応じた電磁力を発生さ
せ、これによってスプール弁やフラッパーや針弁等を移
動させて、流体の流通面積や流動抵抗を所望の値に制御
するものである。
また比例ソレノイドにはヒステリシスが存在する。
このため、制御信号とバルブを流れる流体の出力、(圧
力または流量)の間に正確な比例関係が付与されるよう
にバルブを制御することは不可能であった。
第1図は、上記した従来技術における制御電流と流体圧
力の関係の一例を示す図であり、図示するように制御電
流と流体圧力の間には線形性が存在せず、比例間係がな
いことがわかる。
本発明は、上記した従来技術の欠点に鐵みなされたもの
で、制御電流や制御電圧等の制御信号とバルブによって
調整される流体出力との間に、正確な比例間係(線形性
)を付与するようにした電磁弁装置を提供することを目
的としている。
本発明の装置は、入力される制御信号と1!III!I
される流体の出力の間に比例関係が付与されるように、
制御信号を補正する手段を備えていることを特徴として
いる。
すなわち本発明の電磁弁装置は、 流体制御を行うことができる電磁式バルブ、制御信号(
IA)の強さをディジタル入力信号(Ip)に変換する
ことができるA/D変換器前記ディジタル入力信号を入
力することにより、その信号に対応して、前記バルブの
作動出力特性に従ってあかしめ設定された間数値をデー
タメモリから読み出してディジタル出力信号(01))
として出力することができるデータ処理手段、 前記ディジタル信号をアナログ出力信号(OA)に変換
することができるD/八へ換手段、および前記アナログ
出力信号を増巾して前記電磁バルブを作動することがで
きる出力増巾手段、を備えており前記データメモリの中
にあかしめ設定しである関数値が次式 (ディジタル出力信号:Oo ) =f c’(ftr
’ fs)  (制御信号: 14 )ただし、fcは
アナログ信号からディジタル信号への変換間数、f7は
電磁バルブへの電気人力と制御流体出力の関係を表わす
作動特性関数、f、、Iはディジタル出力信号を単純に
アナログ変換した信号を、電磁バルブの電気入力に変換
する変調間数であり、→ アナログ出力信号:0A=fイfc  (Oo)で定義
される。
を満足するように定められているものである。
具体的には、第2図に示すように実際の制御電流と流体
圧力の関係を示す特性曲線Rをあらかじめ求めておき、
次に理想的な線形特性りを設定する。そして、制御信号
(N、流)の値から線形特性りによる理想的な流体圧力
を求める。
この流体圧力の値を実際の特性曲線Rに照らして、その
ときの制御電流値を求め、これを補正された制御電流の
値とする。第2図に示すように、バルブの制御を線形特
性して行なう場合には、制御信号(電流)が50m A
の場合には、補正された制御電流は25mAとなり、ま
た制御信号の値がそれぞれ100 mA、 200 m
A、 250 mA、の場合には、補正された制御電流
の値はそれぞれ80m A 。
182 mA、 225 mAとなる。実際の制御電流
の値が150 mA、 300 mAの場合には、特性
曲線Rと線形特性りがこの値で交差しているため、補正
後の、制御電流の値もそれぞれ150mA、300mA
と′7 なる、上記した関係で人力される制御信号を補正するこ
とにより、制御電流と調整される流体圧力の間に所望の
比例間係(線形性)を付与するものである。
このようなバルブの特性曲線Rは、バルブの形式や容量
で異なるが、一般的にバルブの作動特性関数をfvで表
わすと、補正後の制御電流の値は、バルブの出力である
流体圧力に対して、f v’  すなわち作動特性間数
の逆関数として決定される。
そして流体圧力は制御信号(IA)に比例すべきである
し、また一般的には補正後のバルブの制御入力と制御信
号(IA)とは信号の形式が同一とは限らないので、こ
れらの補正をするための変調間数f5  を考慮するこ
とが必要である。
すなわち、制御信号からバルブの制御入力への変換を行
なったのちバルブの流体出力が得られるので、総合的特
性間数はf v’fl  となり、補正された制御信号
値は、この総合的特性間数の逆関数で決定されなければ
ならない、しかし第2図のように、電流/電流変換の場
合にはj、1=1として差支えない。
以下、添付の図面に示す実施例により、更に詳細に本発
明について説明する。
第3図は本発明の装置の信号を変換してバルブ制御出力
を得る部分の、第1の実施例を示すブロック図である。
制御信号はA/D変換器■に入力されて、その電流値に
応じたディジタル信号に変換される。データ処理手段■
の中のメモリの各アドレスには、あらかじめ求められた
補正後の制御電流値が、アドレス順に記憶されている。
例えば、第2図に示す制御電流値の幅0〜300mAを
3049アドレスまでの各アドレスに、補正後の制御電
流値0〜300mAが、OアドレスはOmA、・・φ4
9アドレスは25mA、  ・働・99アドレスは80
mA、−−−149アドレスは150 mA、 −−2
99アドレスは300mA、というように記憶されてい
る。
従って、データ処理手段■はA/D変換器■から出力さ
れるディジタル信号をアドレス信号として受け、指定さ
れたアドレスに記憶している補正後の制御電流値を読み
出す。読み出された補正後の制御電流値はD/A変換変
換器用力されてアナログ信号に変換された後、弁駆動電
流として出力される。尚、実際には、D/A変換変換器
用力を増幅して弁駆動電流とすることになる。
第4図は2個の二方弁■、@を備えた本発明の装置の一
例を示す図である。同図において、二方弁■の側には流
入する流体圧力をあらかじめ調整するレギュレータ0が
付設され、また二方弁■、@の働きによってブレーキや
ピストン等のアクチュエーター〇が作動する。二方弁■
は、第5図に示すように、周期TfBに時間t1、だけ
作動して圧力流体、たとえば圧縮空気をアクチュエータ
ー■に供給し、二方弁@は同じく周期T毎に時間t2だ
け排気をするように構成されている。その結果、平均的
な圧力がアクチュエーター〇に加えられ、その状態が継
続されるようになっている。
第6図は第4図に示す装置の二方弁■、0へそれぞれ周
期T毎に制御電流に応じたパルス幅t。
七先のパルスを与える手段の構成を示したものである。
同図において、制御信号はA/D変換器[相]に入力さ
れてディジタル信号に変換され、発振器Oおよび、メモ
リ■、■で構成されるデータ処理手段■にアドレス信号
として入力される。メモリO1■の各アドレスには人力
される制御信号値に応じたパルスgt+、t−の値が記
憶されており、A/D変換器[相]から出力されるアド
レス信号を受け、該当アドレスに記憶されているパルス
幅t1 .1z の輻か読み出される。ここで、メモリ
○、■は発振器@から出力されるクロックパルスによっ
て、周期T毎に駆動されるように構成されているため、
上記したパルス@tl 、tiの値も周期T毎に読み出
され、D/A変換手段Oに人力される。
D/A変換手段は発振器 、カウンタ@比較器@[有]
およびフリップ・フロップ■、■から構成されていて、
カウンタ○は発fi厭穀から出力されるクロックパルス
を計数し、カランX◎は周HIT旬にリセットされるよ
うに構成されている。このカウンタOの計数値も比較器
→、○に人力される。
比較値(、■はメモリ@、■からそれぞれ入力されるパ
ルス幅t、%tλの値とカランθの計数値を比較し、両
者が一致した時パルスを出力する。このパルスがフリッ
プ会フロツズ→、■にそれぞれ入力され、各フリップ・
フロップ■、■が反転し、それぞれパルス幅t5、t、
のパルスが形成される。このパルスは増幅器○、Oで増
幅された後、第4図に示めす二方弁■、@へそれぞれ出
力される。ここで、メモリ[有]、■が周MT%に駆動
され、かつカウンタ○が周期T毎にリセットされるため
、上記したパルス幅1..1工のパルスも周期T毎に出
力されることになる。
尚、以上に記載した第1.第2の実施例においては、人
力される制御信号として制御電流を用いたが、この発明
はこれに限定されるものではなく、例えば制御信号とし
て制御電圧を用いても良い。
また、第1の実施例に示すバルブ制御装置は制御電流/
バルブ駆動電流の変換(電流/電流変換)を行なうもの
であり、第2図の実施例に示すバルブ制御装置は制御電
流/時間(パルス幅)の変換を行なうものであるが、こ
の発明はこれに限定されるのではなく、例えばバルブが
パルスモータを用いる場合には電流/パルス数変換を行
なうようにすることもでき、また上記したように電圧/
電流変換とすることもできる。
以上の説明から明らかなように、この発明によれば、入
力される制御信号と調整できる流体圧力の間に完全な比
例関係(線形性)が付与できるため、バルブの圧力制御
性能が大幅に向上する効果を有する。
【図面の簡単な説明】
第1図はバルブ特性を示すグラフで、制御電流と流体圧
力の関係を表わす。 第2図は制御信号と流体圧力に比例する制御電流に換算
する原理を示す関係図である。 第3図は本発明の装置の信号を変換して、バルブ制御出
力を得る部分の実施例を示すブロック図である。 第5図はバルブの駆動電流の流れ方を示す図である。 第6図は第4図に示す装置の二方弁■、@にそれぞれ、
周期T毎に制御電流に応じたパルス幅tl、tLのパル
スを与える手段の構成を示す図である。 ■   A/D変換器 ■   メモリ  データ処理手段 ■   D/A変換器 [相]   レギュレーター ■ 二方弁 0  厚=方 弁 ハ ■   アクチュエーター [相]   A/D変換器 Oデータ処理手段 Oデータ処理手段 O発振器 qリ   メ  モ  リ ■   メ  モ  リ [相] 発振器 ()   カ  ウ  ン  タ @ 比較器 ■ 増幅器

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)流体制御を行なうことができる電磁式バルブ、 制御信号(I_A)の強さをデイジタル入 力信号(I_D)に変換することができる A/D変換器, 前記デイジタル入力信号を入力すること により、その信号に対応して、前記バル ブの作動出力特性に従ってあらかじめ設 定された関数値をデータメモリから読み 出してデイジタル出力信号(O_D)とし て出力することができるデータ処理手段 、前記デイジタル出力信号をアナログ出 力信号(O_A)に変換することができる D/A変換手段及び、 前記アナログ出力信号を増巾して前記電 磁バルブを作動することができる出力増 巾手段、 をそなえており、前記データメモリの中に あらかじめ設定してある関数値が次式 (デイジタル出力信号:O_D)=f_c_0(f_v
    _0f_M)^−^1(制御信号:I_A)ただしf_
    cは、アナログ信号からデイジタル信 号への変換関数、f_vは電磁バルブへの 電気入力と制御流体出力の関係を表わす 作動特性関数、f_Mはデイジタル出力信 号を単純にアナログ変換した信号を、電 磁バルブの電気入力に変換する変調関数 であリアナログ出力信号:O_A=f_M_0×f_c
    ^−^1(O_D)で定義される。 を満足するように定められていることを特 徴とする、制御信号に比例した流体出力特 性を有する電磁弁装置。
  2. (2)A/D変換器1個に対してデータ処理手段、D/
    A変換手段、出力増巾手段および電 磁式バルブを含む組を複数個そなえており 該複数個のバルブは組合わされて三方弁と 等価の働きをするよう構成されている特許 請求の範囲第1項記載の電磁弁装置。
  3. (3)アナログ出力信号(O_A)は、直流電流の強さ
    、およびあらかじめ定められた周期の 直流矩形波の長さから選択された、いずれ かの形式を持つものである特許請求の範囲 第1項記載の電磁弁装置。
JP20574783A 1983-11-04 1983-11-04 制御信号に比例した流体出力特性を有する電磁弁装置 Pending JPS6145179A (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH03282082A (ja) * 1989-11-28 1991-12-12 Showa R & D Kk プログラマブル電磁アクチュエータ
JP2006283966A (ja) * 2005-03-10 2006-10-19 Kurashiki Kako Co Ltd アクティブ除振装置
CN104595551A (zh) * 2013-10-30 2015-05-06 北京精密机电控制设备研究所 一种三冗余伺服阀驱动电路

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