JPH0217276A - 電気的に作動される弁持に絞り弁 - Google Patents

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】 〈産業上の利用分野〉 本発明は、電気的に作動される弁特に絞り弁に関する。

〈従来の技術〉 弁の入口ポートと排出ポートとの間の差圧を測定し、弁
部材の位置を制御回路によって調節して。

負荷の変化に応答して差圧を補償し、存在する差圧に対
して流量を無縁とするようにした、電気油圧制御装置は
、ドイツ特許願Ｐ２５２３６００号により公知となって
いる。この目的のために、制御回路において、差圧値の
乗根を抽出し、弁部材の行程又は流量の目標値を抽出値
で除算する。この出力値は、弁行程の目標値を規定する
もので、位置制御回路に供給される。

〈発明が解決しようとする課題〉 本発明の１つの目的は、多重の弁機能を経済的に実現す
るための弁制御手段を提供することにある。

本発明の特定的な目的は、例えば弁の容量制御、圧力制
御、動力制御又は絞り制御を実現することにある。

本発明の更に別の目的は、流量と差圧との間のいろいろ
の特性、例えば平方による特性の進行を供与することに
ある。

〈課題を解決するための手段〉 本発明により、弁部材と、該弁部材の位置を測定するた
めの変位トランスジューサーと、該弁部材の入口ポート
と排出ポートとの間の差圧を測定して差圧信号を供給す
るための圧力トランスジユーサーと、該弁部材の流れ位
置に対応する流れ位置信号を供給するための伝達回路と
、該差圧信号と該流れ位置、信号とを組合せるための制
御回路と、該弁部材を作動させるための位置制御信号と
を有し、該位置制御回路は、該組合せの信号が供給され
る入力を備えている、電気的に作動される弁が提供され
る。

請求項１に従う本発明の第１の特徴によれば。

前記差圧信号を、自由に選択された指数によって指数演
算して出力信号を発生させる指数演算回路と、該出力信
号に該流れ状態信号を乗算するための掛算回路とを更に
備えている。

また、請求項５に従う本発明の第２の特徴によれば、前
記差圧信号を自由に選択された指数によって指数演算し
て出力信号を発生させる指数演算回路と、該指数演算回
路の該出力信号と（該出力信号の逆数）Ｘ（弁部材の位
置信号）である信号とを引算するための加え合せ回路と
を更に備えている。

本発明によれば、弁の入口ポート及び排出ポートにおい
ての差圧に対応する信号は、或る指数によって指数演算
される。この指数は、流量と弁行程ないしは弁の断面の
通し孔との間の所望の関数が得られるように選定される
。指数演算回路の出力信号に、弁部材の位置の目標値を
乗算する。この積は、弁部材の行程の所望値を規定する
。この指数の選定に依存して、いろいろの弁機能が実現
さ九るので、流量制御弁、動力制御される弁又は線形流
量絞り弁として、弁を作動させることができる。これは
、請求項１の制御回路によって得られる。

請求項５による制御回路を設けると、弁は、圧力制御さ
れる弁として作動する。

本発明による弁は、どちらの流れ方向にも作動しうる。

所望の流量を定めるには、流れの方向に従って適用され
るように、修正因子を選択する。

即ち、指数演算回路の出力信号と所望値の入力信号との
積に、修正因子を乗算することができる。

本発明の別の実施態様によれば、弁の圧力制御様能のた
めの加え合せ回路の出力信号に、修正因子を乗算する。

次に本発明の好ましい実施例を図面に基づいて一屡詳細
に説明する。

〈実施例〉 第１図には、絞り弁１が図式的な表記法によって示され
ている。流れの方向は、入ロポートＡ→排出ポートＢで
ある。弁部材の位置は、絞り弁１の弁ピストンを作動さ
せるための制御圧力を発生させるパイロット弁を含むソ
レノイド２によって調節される。制御流体のための入口
ポートは、Ｘによって示され、ここに、入口ポートＸは
、図示したように、弁作動ポートの入口ポートＡに接続
することができる。また制御流体の戻りポートＹは、リ
ザーバーに連結されている。

弁ピストン部材の位置は、弁部材の位置に対応する電圧
Ｕを発生させる変位トランスジューサー５において検知
される。増幅器を含む制御回路６は、弁部材の位置の目
標値Ｓ目標と変位トランスジューサー５の実際の値とを
比較し、ソレノイド２（比例磁石によって規定される）
を制御する誤差信号を規定するために設けられる。この
制御回路は、弁部材の位置の目標値と現在値との間の或
る規定された相関を得るための位置制御回路である。

弁孔が矩形の断面形状をもっと想定すると、流量Ｑと弁
ピストン行程の目標値との間の流れの関係は、次式によ
って表わされる。

Ｑ＝Ｂ　−Ｓ目、ａｐ’−’　　　　　　（１）式にお
いてΔｐは、絞り弁１の入口ポートＡと排出ポートＢと
の圧力差、Ｂは流量修正値である。

上式（１）は、流量Ｑと圧力差Δｐとの関係が非線形で
あることを示している。

第１図によれば１位置制御回路を含む絞り弁１は、別の
回路によって補足される。絞り弁１は。

その絞り弁１の入口ポートＡと排出ポートＢとの両方の
作動ポートに連結された別の差圧トランスジューサー１
０によって補足される。トランスジューサー１０は、差
圧に従って電圧Ｕを発生させる。この圧力Ｕは、指数演
算回路１２に供給され。

指数ｎを用いて指数演算される。結果ｕｎは、掛算回路
１４に供給され、そこで、弁部材の位置のための目標値
である入力信号Ｓ目標又は、弁の流通断面積及び、修正
因子Ｃと掛算される。掛算回路１４の出力は、弁ピスト
ンの行程の目標値５１ｍ１を規定する。

従って、目標値Ｓ目標は、次式（２）から導かれる。

Ｓ　　　＝ｃ−Ｅ目、Δｐ”　　　　　　（２）目標 式（１）に目標値Ｓ目標を代入して Ｑ＝Ｂ−Ｃ−Ｅ　　　　Ａｐ’・”’　　　　（３）目
標 指数０．５＋ｎは、絞り弁１の差圧と流量との間の特性
曲線を変えることを可能とする。第１図に示すように、
指数演算回路１２は、１対の入力接続部を含み、第１の
入力接続部は、差圧トランスジューサー１０から差圧信
号を受け、第２の入力接続部は、指数ｎの値を受ける。

種々の弁機能は、指数ｎの選定によって実現されうる。

式（３）に指数ｎ＝−０，５を代入してＱ＝Ｂ−Ｃ−Ｓ
目標　　　　　　　　（４）絞り弁１は、絞り弁１に存
在する差圧にもはや流量が依存しないことから、流量制
御弁として作用する。第３図に示すように、弁の目標位
置Ｓ目標の特性曲線は、Δｐ軸と平行に延長する。

別の変形によれば、指数ｎ＝０．５であり、これを式（
３）に代入して。

Ｑ＝Ｂ　−Ｃ−Ｅ目標Δｐ　　　　　　（５）この場合
には、絞り弁１は、例えば減衰のために、ａ形の絞り弁
として作用し、ここに、線形関数は、第４図に示すよう
に、入力信号Ｓ目４１１１についても、差圧ΔＰについ
ても得られる。

また指数ｎ＝−１，５を選定すると１次式が得られる。

Ｑ・Δｐ＝Ｂ−Ｃ−Ｅ目標　　　　　（６）流量と差圧
との積は、第５図に示すように、入力信号に比例するの
で、絞り弁１は、動力制御されて作用する。

弁の動力の限度内においての流量Ｑと差圧Δｐとの間の
所望の相関関係を決めるために、指数ｎのいろいろの値
を選定できる。そのため１種々の応用について流れの関
係を最適化できる。

本発明によれば、絞り弁は、ユーザーによってほとんど
自由に選択可能な多重の弁機能を具現している。

以上の説明では、絞り弁１が遊び行程をもつこと（これ
は或る所定の遊び行程を移動した後においてのみ弁ピス
トンが開放されることを意味する）は考慮されていない
。この遊び行程を補償するために、入力値である目標値
Ｅ目標は、或る修正係数と相関される。

また、どちらの流れ方向にも絞り弁を使用することがで
きる。このために、どちらか一方又は他方の流れ方向に
ついて異なる流れ係数が当て、はまるので、いろいろの
異なった値の修正係数が、弁部材の位置の目標値を発生
させるために用いられる。適切な係数Ｃの適用は、差圧
Δｐの符号に応答して行ないうる。

第２図に示した実施例によれば、指数演算回路１２の出
力信号は、加え合せ回路１６に供給されると共に、イン
バーター１７を経て、除算回路１８にも供給される。ｗ
Ａ算回路１８においては、インバーター１７の出力信号
は、入力信号Ｅ　　に目標 よって除算される。掛算回路１８の出力信号は。

加え合せ回路１６に供給され、指数演算回路１２の出力
信号に加え合される。加え合せ信号は、掛算回路１５に
供給され、修正因子Ｃと乗算される。

掛算回路１５の出力は、弁ピストン行程の目標値によっ
て得られる。この目標値Ｓ目標を式（１）に代入して。

また、指数ｎのいろいろの値を選択することによって、
弁の種々の機能が得られる。

指数ｎ＝０．５について、弁を通る流量Ｑは次式（９） ％式％（９） によって規定される。

従って、絞り弁は、結果として生じる流量Ｑ及び差圧Δ
ｐの特性曲線が、Ｅ　　の或る値につい目標 て第６図に示されるように、Ｑ軸に関してほぼ直線状に
延長し、零線の右側でΔＰ軸と交差するため、修正因子
Ｃの値が小さければ、圧力制御弁として作動する。

本発明は１図示した絞り弁には限定されず、それを通る
流量を制限するための絞りオリフィス又は制御ランドを
含み電気的に制御される種々の弁を用いても実施しうる
。非線形の断面形状の弁孔を有する弁に、いろいろの幾
何学的関係に適合するための修正手段を設けてもよい。

前述の算術演算は、当業者にとって周知のように、アナ
ログ式又はデジタル式で行なうことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は１本発明の第１実施例を示す概略配列図、第２
図は１本発明の第２実施例を示す概略配列図、第３〜６
図は、多重の弁機能の特性曲線を示す線図である。 １・・絞り弁、５・・変位トランスジューサー１０・・
差圧トランスジューサー（圧力トランスジユーサー）、
１２・・指数演算回路、１４゜１５・・掛算回路、Ａ・
・入口ポート、Ｂ・・排出ポート。 代理人弁理士　　兼　　坂　　　　　異同　　　　　　
酒　　井 同　　　　　兼　　坂　　　　　　繁 Ｆｉｇ、　５ Ｆｉｇ、　６ ムｐ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）入口ポートと排出ポートとの間の流体の流量を制御
   するための弁部材と、該弁部材の位置を測定するための
   変位トランスジユーサーと、該入口ポートと排出ポート
   との間の差圧を測定して差圧信号を供給するための圧力
   トランスジユーサーと、該弁部材の流れ状態に対応する
   流れ状態信号を供給するための伝達回路と、該差圧信号
   と該流れ状態信号とを組合せるための制御回路と、該弁
   部材を作動させるための位置制御回路とを有し、該位置
   制御回路は、該組合せの信号が供給される入力を備えて
   なる弁において、前記差圧信号を自由に選択された指数
   によって指数演算して出力信号を発生させる指数演算回
   路と、該出力信号に該流れ状態信号を乗算するための掛
   算回路とを更に有することを特徴とする電気的に作動さ
   れる弁。 ２）流量制御弁を規定するために、指数を ｎ＝−０．５に選定することを特徴とする請求項１記載
   の電気的に作動される弁。 ３）前記入力信号及び差圧に線形に依存する容積流量を
   規定するために指数をｎ＝０．５に選定することを特徴
   とする請求項１記載の電気的に作動される弁。 ４）動力制御される弁を規定するために、指数をｎ＝−
   １．５に選定することを特徴とする請求項１記載の電気
   的に作動される弁。 ５）入口ポートと排出ポートとの間の流体の流量を制御
   する弁部材と、該弁部材の位置を測定するための変位ト
   ランスジユーサーと、該入口ポートと排出ポートとの間
   の差圧を測定して差圧信号を供給するための圧力トラン
   スジユーサーと、該弁部材の流れ位置に対応する流れ状
   態信号を供給するための伝達回路と、該差圧信号と該流
   れ位置信号とを組合せるための制御回路と、該弁部材を
   作動させるための位置制御信号とを有し、該位置制御回
   路は、該組合せの信号が供給される入力を備えているも
   のにおいて、前記差圧信号を自由に選択された指数によ
   って指数演算して出力信号を発生させる指数演算回路と
   、該指数演算回路の該出力信号と（該出力信号の逆数）
   ×（弁部材の位置信号）である別の信号とを引算するた
   めの加え合せ回路とを更に有することを特徴とする電気
   的に作動される弁。 ６）結果として得られた信号に修正因子Ｃを乗算する請
   求項１〜５のいずれか１項記載の電気的に作動される弁
   。 ７）前記修正信号が各々の流れ方向について相異なる請
   求項６記載の電気的に作動される弁。 ８）入力信号を或る一定の値によって修正して該弁部材
   の遊び行程を補償する請求項１〜７のいずれか１項記載
   の電気的に作動される弁。