JPH0328224Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案は作動応答性を改善した電磁比例弁の制
御装置に関する。

従来から、入力電流に対する出力圧力を比例的
に制御する電磁弁として、例えば、特開昭56−
16209号公報に開示されているような電磁比例弁
が提供されている。この電磁比例弁はプランジヤ
の変位に対してソレノイドの吸引力を一定にコン
トロールし、入力電流に比例したソレノイド吸引
力を得て、制御すべき流体圧力を比例的に得るよ
うになつている。

しかしながら、かかる電磁比例弁にあつては、
ソレノイドが有するインダクタンスや作動部各部
の摩擦抵抗の存在のために、圧力や流量の応答性
が悪化するという問題があつた。例えば、ソレノ
イドに流れる電流特性は第１図に示すように、ソ
レノイドのインダクタンスＬおよび回路抵抗Ｒと
して、定常電流ｉ（Ｅ／Ｒ）に向つて定数Ｌ／Ｒ
で過渡的に立上る。そしてこのインダクタンスＬ
が大になる程、定常電流に達するまでの時間ｔが
長くなり、ソレノイドによる吸引動作すなわち圧
力制御の応答性が悪化することとなる。

本考案はかかる問題点に着目して成されたもの
であり、指令信号とプランジヤ変位に応じた電圧
とを比較してサーボ偏差信号を取り出す比較器
と、該サーボ偏差信号に基づき、ソレノイドの電
磁吸引力とプランジヤを付勢するスプリング力と
をバランスさせる電圧を出力する保持電圧形成回
路と、上記サーボ偏差信号に基づき、上記保持電
圧形成回路が出力する電圧の立上り及び立下がり
の遅れ分を補償する補償電圧を、その遅れの時間
中だけ出力する補償電圧発生回路と、該補償電圧
を上記保持電圧形成回路の出力電力に、デイザー
信号とともに加え合わせる混合器と、該混合器の
出力を受けて上記ソレノイドを駆動するソレノイ
ド駆動回路と、上記ソレノイドの駆動により変位
する上記プランジヤの変位量を検出して、そのプ
ランジヤ変位に応じた上記電圧を出力するプラン
ジヤ変位検出回路とを備えた電磁比例弁の制御装
置を提供するものである。

以下に、本考案の実施例を図面について具体的
に説明する。

第２図は電磁比例弁の制御装置を示すブロツク
回路で、１は指令信号Eiの入力端子、２はサーボ
偏差信号△ｅを取り出す比較器、３はアンプ、４
はこのアンプに接続され、スプリング力と電磁吸
引力とバランスさせるための所定レベルの電圧を
得る保持電圧形成回路、５はその電圧にデイザー
信号および後述の補償電圧を重畳する混合器、６
は混合器５で作つた信号を増巾整形するアンプ、
７はそのアンプ６に接続したソレノイド駆動回
路、８はソレノイド、９はそのソレノイド８の付
勢によつて偏位するプランジヤのその変位量を電
気的に検出する、例えば差動トランスなどからな
るプランジヤ変位検出回路、１０はアンプで、プ
ランジヤ変位に応じた電圧E′を出力して比較器２
にこれを入力している。

上記構成になるサーボ回路では、指令信号Eiに
対応した所定のソレノイド駆動電流ｉで、ソレノ
イド８を電磁弁などのスプリング負荷に抗して作
動させ、所定の出力圧力を得るものであるが、系
の動作を安定化するため、そのソレノイド８の変
位量に応じた信号E′を取り出して比較器２に入力
して、Ei＝E′＝△ｅの偏差信号が所定値または零
になるようにフイードバツク回路を形成してあ
る。すなわち、その偏差信号△ｅが常に零を保つ
ように、ソレノイド８には一定レベルの電流が流
される。この場合において、混合器５にはデイザ
ー信号が入力され、ソレノイド８による電流−圧
力特性にヒシテリシスを生じないようにしてい
る。

一方、第２図において、上述のデイザー信号処
置下のサーボ動作のためのメインフイードバツク
ループ回路に対して、前記比較器２の出力側には
アンプ１１を介して補償電圧発生回路１２が接続
され、この補償電圧発生回路１２の出力信号△
e′が混合器５に入力されるサブループ回路が附設
されている。

ところで、第１図に示すようにソレノイド８は
それ自身が有するインダクタンスのために、電流
ｉが時定数Ｌ／Ｒで過渡的に立上がるため、前記
のように電磁弁として応答遅れを生じる。

しかし、その電流ｉを第１図に示すように曲線
ａに対し曲線ｂのように大きくすれば、時定数
Ｌ／Ｒ内で見た電流の立上りを鋭くすることがで
きることが分かる。従つて、ソレノイド８を高速
応答させ、しかも所定の定常電流値ｉに達した
ら、その値ｉを維持させるには、第１図の曲線ｃ
に示すように電流値ｉの大きさとタイミングをコ
ントロールすれば良い。

このため、本実施例においては、比較器２のサ
ーボ偏差信号△ｅを保持電圧形成回路４によつて
波形整形して得られる第３図ａに示すような出力
に対して、この出力の立上がりおよび立下がりの
遅れ分をその遅れの間中発生する第３図ｂ，ｃに
示す如き前記偏差信号の微分化信号△e′を補償電
圧発生回路１２で作り出して、混合器５において
互いに加え合わせることで、その混合器５におい
て、第３図ｄに示すような電圧信号を得ている。
そしてこの信号はアンプ６を介してソレノイド駆
動回路７において同特性の電流値に変換されて、
ソレノイド８に加えられる。

このため、ソレノイド８は立上り時のt₁内では
第１図ｂに示すような大きな電流により駆動さ
れ、駆動後は電流ｉで定常駆動されることとな
る。また、ソレノイド８の動作停止時には鋭く立
下がる電圧が加えられる。かくして、電磁弁のソ
レノイドインダクタンスによる応答性の悪化を改
善できる。

なお、前記保持電圧形成回路４は指令信号Eiの
電圧レベルに比例して、所定のレベルの保持電圧
eiを発生させるものであり、この保持電圧eiは積
分回路により得るものであり、このために、その
勾配はサーボ偏差信号△ｅの大きさに比例する。
また、サーボ偏差信号△ｅと積分開始を指示する
信号電圧△Ｖとは、第４図に示すように該信号△
ｅの2εの範囲で不感帯を設けているので、制御動
作が保持電圧△ｉに達した定常駆動下では、ソレ
ノイドの無用な過剰反応を抑えている。

以上説明したように、本考案によれば、ソレノ
イドの吸引力をプランジヤの変位に対して一定に
コントロールすべき電磁比例弁のサーボ回路に、
ソレノイドの応答性を改善すべくサーボ偏差信号
を主要素とする補償電圧発生回路を接続したこと
により、立上がり及び立下がり時のソレノイドを
駆動すべき電流を、制御指令信号の入来時から該
電流が定常電流値に達するまでの間、大きくする
ことで、ソレノイドすなわち電磁弁の動作による
圧力や流量の立上がり時はもとより立下がり時に
おいても、その応答性を大幅に改善できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は電磁比例弁のソレノイドの過渡応答性
図、第２図は本考案の制御装置を具体的に示すブ
ロツク回路図、第３図ａ〜ｄは回路各部の電圧波
形図、第４図は保持電圧形成回路のサーボ偏差信
号△ｅ対積分指令電圧△Ｖの特性図である。 ２……比較器、４……保持電圧形成回路、７…
…ソレノイド駆動回路、１２……補償電圧発生回
路、△ｅ……サーボ偏差信号。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 指令信号とプランジヤ変位に応じた電圧とを比
   較してサーボ偏差信号を取り出す比較器と、該サ
   ーボ偏差信号に基づき、ソレノイドの電磁吸引力
   とプランジヤを付勢するスプリング力とをバラン
   スさせる電圧を出力する保持電圧形成回路と、上
   記サーボ偏差信号に基づき、上記保持電圧形成回
   路が出力する電圧の立上り及び立下がりの遅れ分
   を補償する補償電圧を、その遅れの時間中だけ出
   力する補償電圧発生回路と、該補償電圧を上記保
   持電圧形成回路の出力電力に、デイザー信号とと
   もに加え合わせる混合器と、該混合器の出力を受
   けて上記ソレノイドを駆動するソレノイド駆動回
   路と、上記ソレノイドの駆動により変位する上記
   プランジヤの変位量を検出して、そのプランジヤ
   変位に応じた上記電圧を出力するプランジヤ変位
   検出回路とを備えた電磁比例弁の制御装置。