JPH04245509A - 比例電磁流量制御弁の制御装置 - Google Patents
比例電磁流量制御弁の制御装置Info
- Publication number
- JPH04245509A JPH04245509A JP3193491A JP3193491A JPH04245509A JP H04245509 A JPH04245509 A JP H04245509A JP 3193491 A JP3193491 A JP 3193491A JP 3193491 A JP3193491 A JP 3193491A JP H04245509 A JPH04245509 A JP H04245509A
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- Japan
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- opening
- command value
- valve
- flow rate
- control valve
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- Pending
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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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は入出力特性をリニヤライ
ズした比例電磁流量制御弁の制御装置に関する。
ズした比例電磁流量制御弁の制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】一般に比例式電磁弁における制御流量特
性は、バルブ開口面積に基づいて決まるが、この開口面
積はバルブ開度、つまりバルブ変位量とは必ずしも直線
的な比例関係になく、そのため、電磁弁を駆動する制御
入力と、実際に制御される流量とは非線形の特性となる
。
性は、バルブ開口面積に基づいて決まるが、この開口面
積はバルブ開度、つまりバルブ変位量とは必ずしも直線
的な比例関係になく、そのため、電磁弁を駆動する制御
入力と、実際に制御される流量とは非線形の特性となる
。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】したがって、入力信号
に対して流量を精度よく目標値に制御することが難しく
、正確な流量に制御するには、実際の流量を測定しなが
らバルブ開度を補正するフィードバック制御が必要とな
るが、この場合でも、過渡的な流量変化時には目標流量
に収束するまでの応答性が問題となる。
に対して流量を精度よく目標値に制御することが難しく
、正確な流量に制御するには、実際の流量を測定しなが
らバルブ開度を補正するフィードバック制御が必要とな
るが、この場合でも、過渡的な流量変化時には目標流量
に収束するまでの応答性が問題となる。
【０００４】また、微小開度においては、入出力特性が
線形化されていないと、わずかな開度指令値の変化に対
して流量の変動幅が大きくなったりして、微小流量域で
の制御特性が不安定となりやすく、目標流量に制御する
のが非常に難しくなる。
線形化されていないと、わずかな開度指令値の変化に対
して流量の変動幅が大きくなったりして、微小流量域で
の制御特性が不安定となりやすく、目標流量に制御する
のが非常に難しくなる。
【０００５】この発明は、比例電磁流量制御弁における
入出力特性をリニヤライズ化して制御特性の安定性と制
御精度の向上をはかることを目的とする。
入出力特性をリニヤライズ化して制御特性の安定性と制
御精度の向上をはかることを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】そこでこの発明は、開度
指令値に基づいて制御される流量制御弁の開度を、実際
の開度を検出しながらフィードバック制御する比例電磁
流量制御弁の制御装置において、開度指令値を出力する
開度指令回路と、開度指令値に対する開口面積の変化率
が略一定となるように開度指令値を補正する補償回路と
、この補償回路の出力とフィードバック出力とに基づい
て流量制御弁の開度を制御する駆動手段とを備える。
指令値に基づいて制御される流量制御弁の開度を、実際
の開度を検出しながらフィードバック制御する比例電磁
流量制御弁の制御装置において、開度指令値を出力する
開度指令回路と、開度指令値に対する開口面積の変化率
が略一定となるように開度指令値を補正する補償回路と
、この補償回路の出力とフィードバック出力とに基づい
て流量制御弁の開度を制御する駆動手段とを備える。
【０００７】
【作用】したがって、開度指令値は補償回路によって補
正され、流量制御弁の開口面積は開度指令値に対して直
線的に比例することになる。このため、流量制御弁の入
力信号と、制御される流量特性との関係が線形化され、
精度のよい流量制御が可能となる。また、微開度域にお
いても安定した流量制御が実現される。
正され、流量制御弁の開口面積は開度指令値に対して直
線的に比例することになる。このため、流量制御弁の入
力信号と、制御される流量特性との関係が線形化され、
精度のよい流量制御が可能となる。また、微開度域にお
いても安定した流量制御が実現される。
【０００８】
【実施例】図１において、１は流量制御弁であって、バ
ルブ２のピストン３の両方の室４Ａと４Ｂに導かれる圧
力に応じて、バルブ２の開度（変位）が決まる。これら
両室４Ａ，４Ｂにはパイロット比例電磁弁５によって制
御されるパイロット圧力が導かれる。パイロット比例電
磁弁５はコンローラ１０からの信号に応じて、パイロッ
ト圧力を比例制御する。したがって、これらによって流
量制御弁１の駆動手段が構成される。
ルブ２のピストン３の両方の室４Ａと４Ｂに導かれる圧
力に応じて、バルブ２の開度（変位）が決まる。これら
両室４Ａ，４Ｂにはパイロット比例電磁弁５によって制
御されるパイロット圧力が導かれる。パイロット比例電
磁弁５はコンローラ１０からの信号に応じて、パイロッ
ト圧力を比例制御する。したがって、これらによって流
量制御弁１の駆動手段が構成される。
【０００９】前記室４Ａにはリターンスプリング６が介
装され、バルブ２を閉弁方向に付勢する。また、バルブ
２の実際の開度（変位）を検出するための変位センサ７
が設けられ、この検出値が前記コンローラ１０にフィー
ドバックされる。
装され、バルブ２を閉弁方向に付勢する。また、バルブ
２の実際の開度（変位）を検出するための変位センサ７
が設けられ、この検出値が前記コンローラ１０にフィー
ドバックされる。
【００１０】流量制御弁１のＡポートからＢポートに流
れる作動流体の差圧を常に一定に制御するための圧力補
償弁８が設けられ、したがって流量制御弁１によって制
御される流量は、バルブ２の開度にのみ正しく比例する
ことになる。
れる作動流体の差圧を常に一定に制御するための圧力補
償弁８が設けられ、したがって流量制御弁１によって制
御される流量は、バルブ２の開度にのみ正しく比例する
ことになる。
【００１１】前記コンローラ１０は、入力される制御信
号に基づいてバルブの開度指令値を出力する開度指令回
路１１と、この開度指令値を補正して入出力特性を線形
化（リニヤライズ）する補償回路１２と、この補償信号
と変位センサ７からのフィードバック信号を合成する加
算回路１３と、この加算出力を増幅して前記パイロット
比例電磁弁５に駆動信号を出力する増幅回路１４とから
構成される。
号に基づいてバルブの開度指令値を出力する開度指令回
路１１と、この開度指令値を補正して入出力特性を線形
化（リニヤライズ）する補償回路１２と、この補償信号
と変位センサ７からのフィードバック信号を合成する加
算回路１３と、この加算出力を増幅して前記パイロット
比例電磁弁５に駆動信号を出力する増幅回路１４とから
構成される。
【００１２】コンローラ１０における制御内容について
説明する。
説明する。
【００１３】まず、バルブ開度Ｘと、開口面積Ａ（ｘ）
の関係は次式で表せる。
の関係は次式で表せる。
【００１４】Ａ（ｘ）＝Ｆ（ｘ）＊Ｘ …（１）Ｆ（
ｘ）は開口面積の１次関数近似の微係数で、次式のよう
にＸの関数であり（したがってＡ（ｘ）とＸが１次的な
比例関係にあると一定の定数となる）、バルブフローゲ
インを決定する。
ｘ）は開口面積の１次関数近似の微係数で、次式のよう
にＸの関数であり（したがってＡ（ｘ）とＸが１次的な
比例関係にあると一定の定数となる）、バルブフローゲ
インを決定する。
【００１５】Ｆ（ｘ）＝ｄＡ（ｘ）／ｄＸ …（
２）図２の（Ａ）は、バルブ２の開度Ｘと開口面積Ａ（
ｘ）の特性、また（Ｂ）は開度Ｘと開口面積の微係数Ｆ
（ｘ）の関係を示す。図示するように、バルブ特性は非
線形特性であって、制御される流量Ｑは、開口面積Ａｘ
に比例するので、バルブ２の開度（変位）と流量は直線
的に比例しない。
２）図２の（Ａ）は、バルブ２の開度Ｘと開口面積Ａ（
ｘ）の特性、また（Ｂ）は開度Ｘと開口面積の微係数Ｆ
（ｘ）の関係を示す。図示するように、バルブ特性は非
線形特性であって、制御される流量Ｑは、開口面積Ａｘ
に比例するので、バルブ２の開度（変位）と流量は直線
的に比例しない。
【００１６】そこで、バルブ開度を指示する入力回路１
１からの開度指令値（開度信号）Ｘｃを補償回路１２に
おいて補正することにより、開口面積との関係において
直線性をもたすため、求める開口面積の微係数をＣ（ｘ
ｃ）とすると、開度指令値Ｘｃを補正する補償回路１２
のゲインＴ（ｘｃ）には、 Ｆ（ｘ）＊Ｔ（ｘｃ）＝Ｃ（ｘｃ） …（３）なる関
係をもたせる。開度指令値Ｘｃと開口面積Ａ（ｘ）の関
係に図４の（Ａ）のごとく直線性をもつには、微係数Ｃ
（ｘｃ）を図４の（Ｂ）で示すようにほぼ一定値とする
必要があり、このためには、そのバルブ２のもつ固有の
開度に対する開口面積の微係数（バルブ開度に対する開
口面積に変化比率）Ｆ（ｘ）との関係に基づいてゲイン
Ｔ（ｘｃ）を設定するのである。
１からの開度指令値（開度信号）Ｘｃを補償回路１２に
おいて補正することにより、開口面積との関係において
直線性をもたすため、求める開口面積の微係数をＣ（ｘ
ｃ）とすると、開度指令値Ｘｃを補正する補償回路１２
のゲインＴ（ｘｃ）には、 Ｆ（ｘ）＊Ｔ（ｘｃ）＝Ｃ（ｘｃ） …（３）なる関
係をもたせる。開度指令値Ｘｃと開口面積Ａ（ｘ）の関
係に図４の（Ａ）のごとく直線性をもつには、微係数Ｃ
（ｘｃ）を図４の（Ｂ）で示すようにほぼ一定値とする
必要があり、このためには、そのバルブ２のもつ固有の
開度に対する開口面積の微係数（バルブ開度に対する開
口面積に変化比率）Ｆ（ｘ）との関係に基づいてゲイン
Ｔ（ｘｃ）を設定するのである。
【００１７】したがってこのゲインＴ（ｘｃ）を用いて
入力回路１１からの開度指令値Ｘｃを補償回路１２にお
いて補正することにより、開度指令値Ｘｃは次式のよう
に信号Ｘｃｃに変換される。
入力回路１１からの開度指令値Ｘｃを補償回路１２にお
いて補正することにより、開度指令値Ｘｃは次式のよう
に信号Ｘｃｃに変換される。
【００１８】Ｘｃｃ＝Ｔ（ｘｃ）＊Ｘｃ …（４）こ
こで、開度指令値Ｘｃと補償ゲインＴ（ｘｃ）の関係は
、図３に示すようになる。ところで、バルブ開度Ｘは開
度信号Ｘｃｃとの関係において、 Ｘ＝｛（Ａ＊Ｂ）／（１＋Ａ＊Ｂ）｝＊Ｘｃｃ
…（５）で表されるが、Ａ＊Ｂは１より十分大きいとし
て、Ｘ＝Ｘｃｃ …（６） とみなすことができる。ここで、前記各式（１）〜（６
）を整理して、開度指令値Ｘｃと開口面積Ａ（ｘ）の関
係を求めると、 となる。そして、この場合、開度指令値Ｘｃが微小の領
域で、Ｔ（ｘｃ）の特性を、図５（Ｂ）で示すように、
開口面積の微係数Ｃ（ｘｃ）が定常値（一定値）よりも
減少するように調整することで、微小開度における開度
指令値Ｘｃに対する開口面積Ａ（ｘ）の変化率を小さく
して、フローゲインを低減できる。
こで、開度指令値Ｘｃと補償ゲインＴ（ｘｃ）の関係は
、図３に示すようになる。ところで、バルブ開度Ｘは開
度信号Ｘｃｃとの関係において、 Ｘ＝｛（Ａ＊Ｂ）／（１＋Ａ＊Ｂ）｝＊Ｘｃｃ
…（５）で表されるが、Ａ＊Ｂは１より十分大きいとし
て、Ｘ＝Ｘｃｃ …（６） とみなすことができる。ここで、前記各式（１）〜（６
）を整理して、開度指令値Ｘｃと開口面積Ａ（ｘ）の関
係を求めると、 となる。そして、この場合、開度指令値Ｘｃが微小の領
域で、Ｔ（ｘｃ）の特性を、図５（Ｂ）で示すように、
開口面積の微係数Ｃ（ｘｃ）が定常値（一定値）よりも
減少するように調整することで、微小開度における開度
指令値Ｘｃに対する開口面積Ａ（ｘ）の変化率を小さく
して、フローゲインを低減できる。
【００１９】このようにしてコンローラ１０は、バルブ
の開度指令値Ｘｃと、開口面積Ａ（ｘ）との関係を、図
４の（Ａ）で示す線形特性にするために、開度指令値Ｘ
ｃに対する開口面積の微係数Ｃ（ｘｃ）がほぼ一定とな
るように、そのバルブ２のバルブ開度に対する開口面積
の微係数Ｆ（ｘ）との関係から補償ゲインＴ（ｘｃ）を
設定し、この補償出力に基づいてパイロット比例電磁弁
５に対する制御を行うことにより、このパイロット比例
電磁弁５を介して開度が制御される流量制御弁１に対し
て、制御入力と制御流量との対応関係に直線性をもたせ
ることができるのであり、また、開度指令値Ｘｃの小さ
い範囲では、微係数Ｃ（ｘｃ）が定常値よりも減少する
ように補償ゲインＴ（ｘｃ）を設定することで、微小開
度域での流量の変動率を下げ、安定した制御特性を確保
することもできる。
の開度指令値Ｘｃと、開口面積Ａ（ｘ）との関係を、図
４の（Ａ）で示す線形特性にするために、開度指令値Ｘ
ｃに対する開口面積の微係数Ｃ（ｘｃ）がほぼ一定とな
るように、そのバルブ２のバルブ開度に対する開口面積
の微係数Ｆ（ｘ）との関係から補償ゲインＴ（ｘｃ）を
設定し、この補償出力に基づいてパイロット比例電磁弁
５に対する制御を行うことにより、このパイロット比例
電磁弁５を介して開度が制御される流量制御弁１に対し
て、制御入力と制御流量との対応関係に直線性をもたせ
ることができるのであり、また、開度指令値Ｘｃの小さ
い範囲では、微係数Ｃ（ｘｃ）が定常値よりも減少する
ように補償ゲインＴ（ｘｃ）を設定することで、微小開
度域での流量の変動率を下げ、安定した制御特性を確保
することもできる。
【００２０】なお、この実施例では、コンローラ１０か
らの信号でパイロット比例電磁弁５を制御し、この制御
パイロット圧力により流量制御弁１のピストン３を駆動
してバルブ２の開度を制御しているが、コンローラ１０
からの信号で作動するソレノイド等を介して直接的に流
量制御弁１を駆動する方式にも、もちろん本発明を適用
することはできる。
らの信号でパイロット比例電磁弁５を制御し、この制御
パイロット圧力により流量制御弁１のピストン３を駆動
してバルブ２の開度を制御しているが、コンローラ１０
からの信号で作動するソレノイド等を介して直接的に流
量制御弁１を駆動する方式にも、もちろん本発明を適用
することはできる。
【００２１】
【発明の効果】以上のように本発明によれば、制御入力
に対する流量の制御特性を線形特性とすることができ、
微小開度領域においても精度のよい安定した流量制御特
性が確保される。
に対する流量の制御特性を線形特性とすることができ、
微小開度領域においても精度のよい安定した流量制御特
性が確保される。
【図１】本発明の実施例を示すブロック回路図である。
【図２】バルブ開度と開口面積の関係を示す特性図で、
（Ａ）は開口面積、（Ｂ）は開口面積の微係数との関係
を示す。
（Ａ）は開口面積、（Ｂ）は開口面積の微係数との関係
を示す。
【図３】バルブ開度指令値と補償ゲインの関係を示す特
性図である。
性図である。
【図４】バルブ開度指令値と開口面積の関係を示す特性
図で、（Ａ）は開口面積、（Ｂ）は開口面積の微係数と
の関係を示す。
図で、（Ａ）は開口面積、（Ｂ）は開口面積の微係数と
の関係を示す。
１ 流量制御弁
２ バルブ
５ パイロット比例電磁弁
７ 変位センサ
１０ コンローラ
１１ 開度指令回路
１２ 補償回路
Claims (1)
- 【請求項１】 開度指令値に基づいて制御される流量
制御弁の開度を、実際の開度を検出しながらフィードバ
ック制御する比例電磁流量制御弁の制御装置において、
開度指令値を出力する開度指令回路と、開度指令値に対
する開口面積の変化率が略一定となるように開度指令値
を補正する補償回路と、この補償回路の出力とフィード
バック出力とに基づいて流量制御弁の開度を制御する駆
動手段とを備えたことを特徴とする比例電磁流量制御弁
の制御装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3193491A JPH04245509A (ja) | 1991-01-31 | 1991-01-31 | 比例電磁流量制御弁の制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3193491A JPH04245509A (ja) | 1991-01-31 | 1991-01-31 | 比例電磁流量制御弁の制御装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04245509A true JPH04245509A (ja) | 1992-09-02 |
Family
ID=12344802
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3193491A Pending JPH04245509A (ja) | 1991-01-31 | 1991-01-31 | 比例電磁流量制御弁の制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH04245509A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2004350566A (ja) * | 2003-05-28 | 2004-12-16 | Yanmar Co Ltd | 作業車両 |
-
1991
- 1991-01-31 JP JP3193491A patent/JPH04245509A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2004350566A (ja) * | 2003-05-28 | 2004-12-16 | Yanmar Co Ltd | 作業車両 |
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