JPH0587104A - 液圧制御システム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 多重化のために回転式切り替えに依存しな
い、実用的かつ信頼性ある液圧式多重化制御システムを
提供する 【構成】 対応する複数の電気的制御信号に従い、そ
れぞれのチャンネル内の複数のアクチュエーターの位置
を個別に制御するための複数の液圧チャンネルを有する
多重液圧制御システム。該システムは、共通の１つの入
力と複数の個別に選択された出力とを有する比較的小型
の多重バルブあるいはバルブアレーを含む。前記多重バ
ルブは、二値セレクター信号の供給源に応答する制御入
力を有し、該セレクターは前記マルチプレクサーに接続
された任意の特定のチャンネルを直接アドレスするため
に使用される。該システムはまた、複数の電気的制御信
号の選択された１つに従い、液圧信号を変調する。次に
制御手段がマルチプレクサーのアドレス指定と協働して
液圧信号の変調を行い、適当な強さの液圧信号が各アド
レスされたチャンネルに接続されることを保証し、それ
により各チャンネル用の制御信号に従い、前記チャンネ
ルすべてを制御する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は液圧制御システム、詳細
には、複数の類似の電気制御信号の強さに従い、精密に
位置決めされる複数の液圧アクチュエーターに関する。

【０００２】

【従来の技術】そのような制御システムは多数あり、本
発明はそれらの多くに関し、重要な利点を提供する。１
つの事例で、そのような制御の非常に重要な応用例は、
機械的変数を調節するためにジェット航空機エンジンに
提供される液圧制御システムである。従来の強力なジェ
ット航空機に使用されるガスタービンエンジンはエアバ
ルブ、燃料バルブ、エンジンの変数配置などを制御する
ために一般に液圧アクチュエーターを使用している。エ
ンジンの設計者が更に高いガスタービンの性能を達成し
ようとすると、液圧アクチュエーターの数はかなり増加
し、１７個にまで到達することがある。古い商業用航空
機に使用されているガスタービンエンジンでも、６個程
度の液圧アクチュエーターを使用している。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、各液圧
アクチュエーターには電気入力信号をアクチュエーター
の機械的位置に変換する装置が設けられている。最も普
通には、連結されたトルクモーターで行われ、液圧サー
ボバルブを駆動する。このサーボバルブは、次にアクチ
ュエーターへの液体の供給を制御する。それぞれのアク
チュエーターに専属しているトルクモーターは、更にア
クチュエーターの動きが必要とされる場合に限り駆動さ
れ得る。しかしながら、トルクモーターとサーボーバル
ブは両方ともかなり高価であり、更に両方ともかなり重
量のある部品であり、特に航空機に応用する場合は、そ
の航空機の耐用年数全体にわたり、ポンドの単位で重量
の節約をすることが稼働費用の節約になる。

【０００４】

【課題を解決するための手段】申請人は複数のアクチュ
エーターの間で多重化された単一のパイロットバルブを
使用することにより、そのようなシステムにおいて重量
及び費用を節約することを提案してきた。実際に、該パ
イロットバルブは多重化のために回転し、そして制御位
置を確立するためにトルクモーターにより垂直に位置決
めするスプールを有する。該スプール及びバルブは改良
されて、スプールの異なる角度位置に複数のアウトレッ
トポートを設けられ、それにより、複数の角度的に多重
化した位置と組み合わされた該バルブの垂直位置を制御
することで、連続的に複数のアクチュエーターへ液体を
供給することが可能となる。回転式マルチプレクサーに
ある位置センサーはパイロットバルブ用の多重化された
電気信号をマルチプレクサーのタイムスロットに適合さ
せるために使用される。

【０００５】この種のシステムは多数の制約のために、
最も初歩的なシステムでない限り重量を減少させること
は不可能であり、最も卓越した方法は、合理的な寸法の
サーボバルブ用の、所定のアクチュエーターに供給する
流量を減少させることである。流量の減少は２つの要素
から生ずる。１）マルチプレクサーとして形成されたパ
イロットバルブを通す流量を減少させる。２）タイムス
ロットの間のみ、アクチュエーターへ流れる液体を通す
ようにそれ自体を多重化する。３チャンネルシステムに
おいては、標準の、多重化されていないパイロットバル
ブに比較した場合のサイクルごとの流量はおよそ１８の
ファクターによって減少する。こうして該システムは、
反応速度と制御の精密さが重要な基準でないところ、例
えばジェットエンジンの制御において、応用され、その
概念は実用可能のようには見えない。

【０００６】液圧回路を多重化することはそれほど新規
のことではない。例えば、ムーア他に対する米国特許第
３，６４５，１４１号明細書に描かれているような、多
数の液圧あるいは気圧チャンネルの間で単一のトランス
ジューサーを分割する場合に使用可能である。多重アク
チュエーターの間で制御サーボバルブを分割するチャン
スは、文献にも示唆されているが、申請人が知るかぎり
では、リアルタイムで即座に多重化するのでなく、手動
で制御するものである。それと対照的に、実際の液圧多
重化システムにおいては、制御はすべてのチャンネルに
ついて個別かつ独立して維持されるが、入力に応じてリ
アルタイムで出力を十分な頻度で維持するものではな
い。

【０００７】従来の多重化概念に関しては、申請人の知
るかぎりでは、システム内のポートを連続的に付勢する
ことは、回転式マルチプレクサーに依存している。回転
式多重化は原則として非常に信頼性が高いが、回転式作
動方法は多くの欠点を有する。最も顕著なものは、回転
式マルチプレクサーに対するチャンネルの機械的連結の
せいで、行程順序が固定されることである。各チャンネ
ルは、その関連するアクチュエーターの付勢の要求を有
するか否かにかかわらず、その行程順序により作動させ
られる。こうして、チャンネルの１つがアクチュエータ
ーの大きな動きを要求される一方で、他のチャンネルが
完全に停止している場合、各チャンネルはその指定され
た順序で、指定されたタイムスロットの持続する間、作
動しなければならず、必要なチャンネルには不充分、不
必要なチャンネルには余分な供給となる。要約すると、
回転式システムの作動中に付勢を必要とするチャンネル
の行程順序を変更することが不可能なだけでなく、１つ
のチャンネルに隣接する任意のチャンネルのタイムスロ
ットの長さを変更することも不可能である。この固有の
非柔軟性は一定の状況においては望ましくない。

【０００８】非常に高性能の航空機においては、民間航
空機も軍事用航空機も含んで、その航空機を制御する前
記システムにデジタルコンピュータを使用している。そ
のようなデジタルコンピュータが特定の航空機の変数を
調節する場合、通常は調節しようとするチャンネルある
いはアクチュエーターの同一性を「知って」いて、この
知っていることが通常は問題となっているチャンネルに
対する二値デジタルアドレスの形態である。しかしなが
ら、特に回転式システムにおいては、選択が特定の装置
のアドレスにより行われるのでなく、マルチプレクサー
の回転により達成されるため、そのデジタル情報を該チ
ャンネルにアドレスするために使用することが可能でな
かった。

【０００９】上述の観点において、本発明の主たる目的
は、多重化のために回転式切り替えに依存しない、実用
的かつ信頼性ある液圧式多重化制御システムを提供する
ことである。

【００１０】その点については、本発明の目的は、任意
の所望の行程順序でアウトレットチャンネルを付勢でき
るような柔軟性ある制御が可能な、信頼性ある、高度に
精密な多重液圧制御システムを提供することである。

【００１１】更に本発明の目的は、システムの要求に応
じて、各チャンネルの休止時間を独立に調節するプログ
ラム制御を提供することである。

【００１２】更にその他の本発明の目的は、付勢しよう
とするチャンネルにランダムアクセスできるだけでな
く、対応するチャンネルにアドレスするために制御コン
ピュータから発生するデジタル信号を使用することがで
きる、信頼性ある、高度に精密な多重液圧制御システム
を提供することである。

【００１３】共通の入力と、個別に選択された複数の出
力とを有する、比較的小さい多重バルブあるいはバルブ
アレーを準備することにより、多重チャンネル液圧制御
システムに寸法と重量の減少を達成することが本発明の
特徴である。多重バルブは、バイナリーセレクタ信号に
反応する制御入力を有し、そのようなセレクター信号は
マルチプレクサーに連結された任意の特定のチャンネル
に直接アドレスするために使用される。該システムは
又、複数の電気制御信号の選択された１つに従い、液圧
信号を変調し、その変調された液圧信号をマルチプレク
サーの共通の入力に応用する手段をも含む。次に制御手
段はマルチプレクサーのアドレス指定を液圧信号の変調
と適合させ、適当な強さの液圧信号が各アドレスされた
チャンネルに接続するようにして、それにより各チャン
ネル用の制御信号に従い、チャンネル全部を制御する。

【００１４】液圧制御システムのチャンネル内のアクチ
ュエーターの位置を維持するようにされたコンピュータ
制御は、任意の所望の順序で、所望の時間の長さで、そ
してデジタルコードによるアドレスにより、チャンネル
を付勢する可能性を有することがこのシステムの利点で
ある。

【００１５】本発明の特徴は、マルチビットバイナリー
セレクター信号がマルチプレクサーを制御するために提
供され、各セレクター信号が該マルチプレクサーの関連
するチャンネルに対応する二進値を有することである。
こうして、該マルチプレクサーは、所望に応じて、ラン
ダムに作動し、ランダムに選択されたチャンネルを付勢
するようにそのチャンネルにアドレスして、マルチプレ
クサーに、アドレスされたチャンネルに作用する出力ポ
ートに制御された液体を向けさせる。

【００１６】ランダムアクセスの能力により、本発明に
よるマルチプレクサーは、該装置に通常関連するコンピ
ュータ化された制御により、それのチャンネルを制御す
るについての例外的柔軟性を有する。その制御の様子は
例えば、それらチャンネルが付勢を要求する場合にのみ
アクセスし、他のチャンネルに比較して、より厳密な動
きを要求する装置に関連するチャンネルが優先され、あ
るいは正常でない状況において、ポートをアクセスする
正常のパターンが変更される。

【００１７】本発明により達成された利点の中に、マル
チプレクサーの駆動装置及びマルチプレクサーそれ自体
の簡素化がある。マルチプレクサーの駆動装置は複雑で
ない駆動回路を要求される。これは適当なバイナリーア
ドレスを選択し、それらを適当な時間及び適当なレベル
でマルチプレクサーに接続する必要がある。マルチプレ
クサー自体も、通常のソレノイド作動式バルブのよう
な、簡単かつ安価な部品を使用して簡素化され、これは
ジェット航空機の制御の要求に高い信頼性を持って作動
するように製造可能である。

【００１８】その他の目的及び利点は、添付の図面を参
照して、以下の詳細な説明を読むことにより明白とな
る。

【００１９】

【実施例】本発明は一定の好ましい実施例により説明さ
れるが、これらの実施形に限定される意図はない。それ
と反対に、申請の請求により定義されているように、本
発明の精神及び範囲に含まれるすべての代替例、修正、
及び同等物を含むことを意図している。

【００２０】ここで図面に戻ると、図１は本発明を実施
する多重液圧制御システムの第１実施例を示している。
詳細には、図１は多重化手段２１、対応するチャンネル
に関連する複数の電気制御信号に従い変調される共通の
液体源２２を含む多重液圧制御システムを描いており、
前記チャンネルはその一部だけが描かれ、参照番号２３
が付してある。

【００２１】図１に描かれた実施例においては、多重化
手段２１は、それぞれのチャンネルを個別にアドレスす
る多ビット二値セレクター信号の発生源で、マイクロプ
ロセッサーとして描かれている発生源に応答する。本発
明の実施例を使用するについては、マイクロプロセッサ
ーは、バス２６に現れるアドレスを有するチャンネルを
個別かつ選択的に付勢するために、マルチプレクサー２
１にあるバルブ手段を駆動する、番号２７で示された電
気アクチュエーターに接続される、アウトプットバス２
６上に多ビット二値アドレスを出力する。

【００２２】図１の実施例において、マルチプレクサー
手段２１は３レベル３０、３１、３２を有するロジック
ツリーとして示され、各レベルがスプールバルブ及び該
スプールを位置決めする電動装置を含む。例えば、最も
低いレベル３０（これはアドレスワードの最も小さい桁
のビットに応答する）には、一対のバルブ３５、３６を
付勢するソレノイド３４が設けられている。レベル３０
は、付勢された状態にあるソレノイド３４と共に描か
れ、この状態でバルブセクション３５は開いていて、液
体が液圧制御源２２から通過し、バルブ３６が閉じて液
流をそれの出力までブロックする。

【００２３】第１段階バルブ部材３５、３６の出力は、
その位置がソレノイド４２を付勢することにより制御さ
れる第２段階バルブ部材４０、４１の選択された入力に
接続される。ロジックツリー方式で、バルブ４０、４１
の出力が、アドレスワードの最も大きい桁のビットのレ
ベルに応答してソレノイド４６を付勢することにより制
御される上級段階のバルブ４４、４５の選択された入力
へ、入力として接続される。

【００２４】図１に描かれた状態で、ソレノイド３４、
３６は付勢され、ソレノイド４２は付勢されない。こう
して、ソレノイド３４、３６に関連するバルブの上級セ
クション３５、４４は開いて、付勢されていないソレノ
イド４２に関連する低部セクション４１は開いているの
が見える。

【００２５】インレットＰＣから開いたバルブを通る実
線流路に従うことにより、入力から出力への流体の流れ
は第１段階バルブ３５を通る単一の経路を通り、次にバ
ルブ４１の最も上のセクションを通り、最後にバルブ４
４の第３セクションを通り、それにより、ロジックツリ
ー方式を経て最も上のバルブセクション３２のチャンネ
ル５の出力へと通過する。点線の液体接続は、すべての
他のチャンネルが閉じたバルブ段階を含むことを描いて
いる。チャンネル０ないし３は、バルブセクション４５
の作動していない状態のせいで、すべて付勢されておら
ず、バルブセクション４０の作動していない状態のせい
で、チャンネル６、７は付勢されておらず、バルブセク
ション３６の作動していない状態のせいで、チャンネル
４は付勢されていないことがわかる。こうして、ソレノ
イド３４、４２及び４６（考察される事例にある１０
１）にかかる二値信号は、前記バルブが、その中で個別
にアドレスされたチャンネルを付勢するために接続され
るロジックツリーによりデコードされる。その他の事例
として、二値７がアドレスバス２６上でマルチプレクサ
ー内のソレノイドに接続されると、その経路は各上部バ
ルブ３５、４０及び４４の上部セクションを通り、上部
段階３２のチャンネル７の出力へ至る。

【００２６】更に明白なことは、追加のチャンネルを作
動させるために、追加のレベルがバルブツリーに追加可
能なことである。例えば、１つあるいはそれ以上のレベ
ルが追加されると、前記システムは１６チャンネルを制
御可能となり、４ビットアドレスワードの使用を必要と
する。

【００２７】最初に述べたように、複数の電気制御信号
に従い、これらのチャンネルにあるアクチュエーターの
位置を制御するために、対応するチャンネルへと変調さ
れた液流を通過させることは、多重液圧制御システムの
機能である。描かれている実施例においては、電気制御
信号はマイクロプロセッサー２５によっても発生し、バ
ス５０上で、スプールバルブ５３内にあるスプール５２
の位置を制御するリニアーアクチュエーター５１へと直
列に接続される。こうして、マイクロプロセッサー２５
は要求される位置（入力５５を見よ）の関数であり、実
際の各アクチュエーターの位置（入力５６を見よ）の関
数である信号を発生し、アクチュエーターの位置変更を
必要とする場合は、電気信号をバス５０上で接続し、バ
ルブ５３の出力ポート５４を通って液体源ＰＣあるいは
液体溜めＰＢのいずれかからの流れを制御するためのパ
イロットとして作用するバルブ５３内のスプール５１を
位置決めする。バス５０上の信号の強さは前記バルブの
位置を制御し、こうして出力ポート５４を通る液体の流
れの量及び方向を制御する。同時に、マイクロプロセッ
サー２５はバス５０上で電気制御信号を接続し、出力ポ
ート５４内部の変調された液圧信号の強さを調節し、同
時にアドレスバス２６上のアドレス信号を接続し、マル
チプレクサー２１をセットアップして、バス５０上の前
記制御信号に関連するチャンネルを選択する。こうし
て、液流を変調するバス５０上の制御信号と、その液流
を受領するチャンネルを選択するバス２６上のアドレス
信号とが協働して、マイクロプロセッサー２５が前記シ
ステムから作用を受けるチャンネルを制御することを可
能とする。これらのチャンネルは、時間分割による多重
化方式で反復する行程で制御可能であり、あるいは上述
のように、前記マイクロプロセッサーがチャンネル内の
状況並びにその他の、入力５５上で要求される状況を検
知し、チャンネル内のアクチュエーターの調節のため
に、非反復的行程を決定する。

【００２８】パイロットバルブにより発生した変調され
た液流を、アドレスされたチャンネルの共通の入力へ接
続するための、少なくとも２つのオプションがある。ま
ず第１に、パイロットバルブ５３の出力５４は、図１に
関連して描かれているようにロジックツリーの最も低い
レベルのインレットへと直接接続可能である。こうして
変調された流れはロジックツリーを通って機械的に切り
替えられ、ロジックツリーのアドレスされた出力から関
連するチャンネルへと直接接続される。もう１つの方法
では、前記ロジックツリーは高圧源ＰＣから引き出され
た、変調されていない液流を切り替え、各チャンネルご
とに１つ、小さい液圧セレクターバルブを制御するため
にマルチプレクサーの出力を使用するために使用可能で
ある。

【００２９】チャンネル５が、描かれているマルチプレ
クサーの状態において付勢されたチャンネルであること
を思い起こすと、バルブ５３からの液流の共通の供給源
がマルチプレクサー２１を通って第２段階バルブ６２の
制御チャンバー６２ａへと接続されることがわかる。制
御チャンバー６２ａを出入りする流れはスプール６３の
位置を制御し、スプール６３は計測ランド６３ａにより
供給源ＰＣあるいは液体溜めＰＢから、アウトレットポ
ート流６４を通るれを制御し、該アウトレットポート６
４が次に出力アクチュエーター６５を位置決めする。ス
プール６３が位置決めされると、計測ランド６３ａが部
分的に液体溜めＰＢに対して開き、それにより、描かれ
ている状態で液体がランド６３ａの位置により制御され
た割合に従い、アクチュエーターのチャンバー６８から
移動する。米国特許第３０６，８４２号明細書に詳細に
説明されているように、第２段階バルブ６２の機能の中
に、液流増幅機能がある（比較的少ない流れが制御チャ
ンバー６２ａ内に入り、これにより大きな流量が直接供
給源あるいは液体溜めから出力ポート６４へ流れ込
む）。前記第２段階バルブの２番目の機能は、増幅機能
のほかに、チャンネル内をアクチュエーターへ向けて連
続流を提供する可能性があり、これはチャンネルに指定
されたタイムスロットの間だけでなく、マルチプレクサ
ーがその他のチャンネルに作用している間も提供する。
こうして、制御チャンバー６２ａを出入りする液体の流
れがいつ終わろうとも、第２段階バルブ６２は、それの
スプール６３をそれの最後の位置に固定し、第２段階バ
ルブ６２月以下の液流を受領しない場合でも、出力ポー
ト６４を流れが継続する可能性を残しておく。

【００３０】出力アクチュエーター６５はピストン６６
を有し、該ピストン６６が前記第２段階バルブからチャ
ンバー６８へ流れる液体により位置決めされ、液体がチ
ャンバー６８に追加されるに従いピストン６６は上方へ
駆動され、あるいは液体がチャンバー６８から除去され
るに従いピストン６６は下方へ下降する。上部チャンバ
ー６７に接続された調節された圧力ＰＣＲの中間供給源
が液圧バネとして機能して、液体がチャンバー６８から
除去されるとピストン６６を下方へ強制し、液体が追加
されるとピストン６６を上方へ駆動する。前記ピストン
に機械的に連結されているのは、フィードバック手段６
９であり、これが電気信号を発生してマイクロプロセッ
サー２５に接続されてフィードバック入力５６の１つを
経てその信号を送信する。重要なことは、フィードバッ
ク手段６９により発生した信号はアクチュエーター作動
装置の実際の位置及びアクチュエーター作動装置の動く
割合の両方に関係していることである。上述の申請中の
米国特許第３０６，８４２号明細書に説明されているよ
うに、この割合情報は、アクチュエーターを駆動する第
２段階バルブを含む制御ループを安定させるために重要
であり、両方とも積分装置である。必要の限度で、前記
申請中の請求の開示がここに参照のために組み込まれ
る。

【００３１】描かれているチャンネルを簡単に参照する
と、これは図１に示されている状態のようには、システ
ム内で現在作用を受けてはいないが、第２段階バルブ７
０が付勢されていないチャンネル１に接続され、かくて
第２段階バルブ７０の入力は前記制御源から遮断されて
たままでいる。こうして、変調された流れは関連する第
２段階バルブ７０を通過せず、前記第２段階バルブ７０
のスプール７１はそれの以前に調整された位置に残り、
マイクロプロセッサー２５により以前になされた調節に
より決定されたように、関連するアクチュエーター７２
に液体が流れることを可能とする。見てわかるように、
以前に調節された、第２段階バルブ７０が残っている位
置においては、計測ランド７１ａはその出力ポートを供
給源ＰＣにむけてわずかに開いており、液圧アクチュエ
ーター７２の制御チャンバーへ液体をポンプ送りし続け
ている。アクチュエーター７２の動きの割合あるいは方
向を変更したい場合はいつでも、マイクロプロセッサー
２５は単にアドレスバス２６上のチャンネルをアドレス
し、第２段階バルブ７０への液体の流れを通過させて流
量を減らすか、あるいは第２段階バルブ７０から液体を
抜き取ってそこを通る流量を増加させるかのどちらかに
より、適当な強さの制御バス５０上の制御信号を接続す
れば良い。

【００３２】図１のシステムは図式的に、上述の詳細な
説明による機能を達成するために機械的装置が描かれ、
必要とされる装置の量を減少させるために一定のオプシ
ョンの使用を行うようになっている。該システムは、所
望の場合の使用可能性のために、一定のオプションの特
徴を描くために最小限の配置にはなっていない。しかし
ながら、最小限のシステムを構成する場合に、上部及び
低部セクションは、ソレノイドが付勢されているか、付
勢されていないかにより２つの近接するアウトレットの
いずれかに切り替えられるようにバルブスプールにより
制御される単体インレットポートを有することにより一
体ユニットに組み合わせ可能である。ここに示唆された
同等の装置で電気を使用する部品は、単極双投スイッチ
を伴う一対の単極単投スイッチである。

【００３３】ここで図２に戻ると、異なるタイプの多重
段階ロジックツリーを採用した本発明のその他の実施例
が示されている。詳細には、図２の右側に、図１の実施
例のようなパイロットバルブ５３の出力５４のような、
変調された液体源に接続されるインレット５４ａが示さ
れている。図１の実施例のように、図２のマルチプレク
サーセクション７３は３レベル７４、７５、７６からな
り、そのため二進法により８チャンネルで流量を制御す
ることが可能である。これらのチャンネルの１つだけ、
最も低いチャンネル０だけが、第３レベル７６の最も低
いバルブからの出力７７を有するその全体が描かれて、
出力７７から直接駆動される第２段階バルブ７８を含ん
で描かれている。図１の実施例にあるように、第２段階
バルブ７８は高圧源ＰＣ及び液体溜めＰＢに接続され、
マイクロプロセッサー２５へフィードバックされる信号
を発生する位置及び流量フィードバックセンサー７９ａ
の両方を有するアクチュエーター７９へ制御可能に液体
を流す。チャンネル１ないし７用のその他のバルブはそ
れぞれ、関連する出力を有して示されているが、図面が
複雑化しないように、第２段階バルブ、液圧アクチュエ
ーター、及びこれらのチャンネル用のフィードバックセ
ンサーは省略されている。

【００３４】図２の実施例は、通常フラッパーバルブと
呼ばれ、図１のスプールバルブに比較してバルブ部材の
質量が少ないこと、及びチップ剪断問題を排除するとい
う利点を有する、異なるタイプのバルブを使用している
のが描かれている。最も低いレベル７１にあるバルブ７
４ａを参照すると、バルブボディ８０を含み、フラッパ
ー機構８２が取りつけられるピボットポイントを有する
バルブが示されている。描かれている位置においては、
前記フラッパーはそれの上昇した位置にあり、そこでは
第１アウトプットポート８３が閉じた位置に保持され、
同時に第２アウトプットポートが開いて変調された供給
源５４ａに接続されたインレット８５から変調された液
体を受領する。前記バルブは描かれた実施例に示されて
いる、固定電気コイル８７を有する回転式ボイスコイル
としての電動作動装置８６を含み、そのなかに中央浮動
ダイヤフラム８８が取りつけられ、コイル８６が付勢さ
れた時に、これが図２に描かれている休止位置からそれ
の最も上の点線の位置まで枢動可能である。アーム８９
は可動ダイヤフラム８８を枢動可能なフラッパー８２に
接続しているため、コイルが付勢されると、フラッパー
部材８２はそれの交互の点線位置で枢動し、その時アウ
トプットポート８３は開いてインレットの変調された流
れを受領し、アウトレットポート８４は閉じる。

【００３５】より高いレベル７５、７６にあるフラッパ
ーバルブは、最も低いレベル７４にあるバルブ７４ａと
類似しているが、それらレベルのそれぞれが、複数のフ
ラッパーバルブ組立体を駆動する単体の電気アクチュエ
ーター以外を有していることが異なっている。例えば、
第２レベル７２は、一対のスラッパーバルブ９１、９２
を駆動する単体の電気ボイスコイル９０を有し、その駆
動が共通であるという事実は、点線の連結９３により描
かれている。最も上のレベルは４つのバルブ９４、９
５、９６、及び９７を含み、すべてが単体の電気アクチ
ュエーター９８により駆動され、点線の連結９９によ
り、そのレベルのフラッパーバルブのそれぞれのアクチ
ュエーターと一団となっている。

【００３６】このようにして、マイクロプロセッサー２
５によりアドレスバス２６に接続された電気的二値アド
レスは、二進法で３つのレベル７４−７６にあるバルブ
を選択し、インレット５４ａからアドレスされたアウト
レットへ変調された液流のためのロジックツリーを通る
１つの経路を形成し、それにより変調された液流によ
り、アドレスされたチャンネル内の液圧アクチュエータ
ーを調節する。

【００３７】図３ないし６が、そのようなシステムの機
械的構成をより詳細に描いていて、図２に関連して図式
的に描かれているような、複数レベルロジックツリー構
成において達成可能なコンパクトな構造を示している。
実際にそのようなバルブは通常、かつかなり縮小可能で
あり、直径およそ２インチ（約５．０８センチ）あるい
はそれ以下になることもある。

【００３８】図２にあるように、図３には、二進法で重
み付けされた最も引くレベル７４、中間のレベル７５及
び最も高いレベル７６を含む、複数レベルロジックツリ
ーが描かれている。従って、アドレス信号をマイクロプ
ロセッサー２５によりアドレスバス２６へ連結すること
は、マルチプレクサーに二進アドレスを応用する助けと
なり、前記マルチプレクサーが次にマルチプレクサーを
通りアドレスにより識別されるシングルパスを発生さ
せ、それにより入力をアドレスされた出力に接続する。
最も低いレベル７４は、図２に描かれている実施例の最
も低いレベルのバルブと同様の方式で描かれたシングル
フラッパーバルブ８９のみを含むが、図３に描かれた実
施例にある、ボイスコイル８６が付勢されて出力ポート
８３を開く点を除く。前記ロジックツリーの第２レベル
７５は、単体のバルブホディ１１０内に形成された一対
のフラッパーバルブセクションを含んで示され、前記フ
ラッパーバルブさ同装置は１１１、１１２で示されてい
る。図３の実施例において付勢された状態で示されてい
るシングルボイスコイル９０は、同時にフラッパー部材
１１１、１１２を枢動させて、制御しながらそれらの出
力ポートを開閉する。

【００３９】同様の方法で、ロジックツリーの最も高い
レベル７６はシングルバルブボディ１２０上に形成さ
れ、これはこの場合は４つのフラッパー作動装置１２１
−１２４を使用し、これらは全部枢動点１２５を中心に
連動して枢動する。前記上部段階用のボイスコイル９８
も又付勢された状態で描かれ、前記４つのフラッパー部
材が付勢を解かれると、それらの反対側の位置に移動
し、現在は閉じた状態で描かれているポートが開き、現
在開いている状態のポートが閉じる。

【００４０】３段階のツリーロジックが使用される場
合、８チャンネルにサービス可能であり、それらチャン
ネルの１つが１３０で示されている。チャンネル１３０
は、他のチャンネルと同様に、前記フラッパーバルブマ
ルチプレクサーからチャンネルへ向けられた変調された
液体により制御される２段階バルブ１３１を含む。次に
前記第２段階バルブを通る流れは、それに接続されたフ
ィードバック手段１３３を有する液圧アクチュエーター
１３２の動きを制御し、フィードバック信号をマイクロ
プロセッサー２５へ戻す。パッシングで注意すべきこと
は、チャンネル１３０が、アクチュエーター１３０の対
応するチャンバーに対し、圧力源及び液体溜めの両方を
同時に供給する一対の出力を有する第２段階バルブ１３
１により駆動される、二重作動アクチュエーター１３２
を使用する、交互出力構成を描いて、前進及び後退の両
方でアクチュエーターに最大出力がかかるようになって
いることである。図３に戻ると、すべてのバルブが付勢
されているのが描かれて、チャンネル１３０の詳細はチ
ャンネル７であり、そのシステムの中で最も高いアドレ
スされたチャンネルである。チャンネル番号は、それら
チャンネルにサービスするマルチプレクサーのポートの
出力のところに示されている。

【００４１】図３には、液圧信号を変調する別の手段が
描かれ、フラッパーバルブの回転する性質に合わせて、
回転式バルブであり、１４０で示されている。バルブ１
４０は回転式ボイスコイルの形状に描かれた電動アクチ
ュエーター１４１を有しているが、回転式ボイスコイル
４１は、好ましい実施例においては、単に２位置装置で
はなく、それに接続された信号のレベルに基づき、無段
階に可変の位置を有している。前記回転式ボイスコイル
はアーム１４２により回転式バルブ部材１４３にリンク
され、バルブ部材１４３は高圧液圧源ＰＣあるいは液体
溜めＰＢのいずれかを、アウトレットポート１４５に選
択的に接続し、ポート１４５が変調された液圧入力信号
をロジックツリーの共通供給源５４ａに供給する。こう
して、マイクロプロセッサーからの信号が、ボイスコイ
ル１４１にある浮動ダイヤフラムの位置を調節すると、
バルブ部材１４３が回転して、より大きい、あるいはよ
り小さい程度でストレットポート１４５が開閉して、液
圧源ＰＣあるいは液体溜めＰＢからの流れを制御する。

【００４２】図４ないし６は、回転式液圧モジュレータ
ーを有する回転式フラッパーバルブ組立体が、１つの組
立体内に相互に積み重ねた個別のセクションにより、非
常にコンパクトに製造できるという事実を示している。
詳細には、図４が図３にあるシステムの立面図を示し、
ここではシングルバルブボディ１４８が回転式多重バル
ブ１４０だけでなく、バルブセクション７４、７５、７
６のそれぞれをも取り付けのために使用している。バル
ブセクション７４用の枢動点８１、マルチプレクサーバ
ルブ１４０用の枢動点１４３、上部セクション７６用の
枢動点１２５のような、枢動点のそれぞれは、図３に関
連して説明された構造及び機能に従い、それぞれのバル
ブ要素あるいはフラッパーの位置を調節するために、バ
ルブボディ１４８内部で回転するように取りつけられて
いる。図３に関連しているように、バルブアウトプット
０ないし８はすべて、図５に最も良く描かれている、最
も高いレベルのバルブセクション７６から取られ、前記
バルブの間にある中間ポートも図４ないし６のダイヤフ
ラムに描かれている。図４ないし６には図３と同じ参照
番号が使用されていて、それら部品及び相互関係の説明
はここでは反復されない。しかしながら図面は、図３の
システム全体は（電子部品及びチャンネル装置を除い
て）、２インチ（約５．０８センチ）、２インチ（約
５．０８センチ）、４インチ（約１０．１６センチ）の
直方体である小さなブロックに納まることを特徴とする
示している。その結果生ずる重量と空間の節約は、その
ようなバルブ構成が、１つのチャンネルの制御のために
必要な変調された液流を発生するだけでなく、８個の個
別のチャンネルの制御のため、変調された液流を使用で
きることで、再び評価される。

【００４３】図７は本発明のその他の実施例を示してい
るが、これは多くの観点から上述の実施例とは異なる。
何よりもまず、該実施例は１つの共通のインプットと複
数の個別に選択可能なアウトプットとを有するマルチプ
レクサーを含んでいるが、該マルチプレクサーはロジッ
クツリーの形態ではない。こうして、前記共通のインプ
ットは単に、変調された共通の液体源から液体をマルチ
プレクサーの中にあるゲートタイプの複数のバルブに供
給する接続あるいはマニフォルドである。

【００４４】第２の差異は、単一のアドレスされたアウ
トプットを選択するためのマルチプレクサーエレメント
上に作用する前の実施例の電気的二値アドレス信号を、
液圧二値アドレス信号へ変換することである。こうして
マルチビット二値アドレス信号の発生源は液圧二値アド
レス信号を発生する液圧源であり、その液圧源はマイク
ロプロセッサーにより発生する二値電気的アドレス信号
を必要な二値液圧信号に変換するための電動アクチュエ
ーターを含む場合も含まない場合もある。

【００４５】特に図７に戻ると、そこにはマイクロプロ
セッサー２５が示され、これが、それぞれのチャンネル
内にあるアクチュエーターの位置及びその位置の変動に
関連するバス５０上に複数の電気的制御信号を発生する
ことを含んで、多数の機能を有している。バス５０は、
変調手段１５０に接続し、バス５０上に接続された電気
的制御信号に従い、変調された液圧信号を発生するのに
使用される。描かれている実施例においては、変調手段
１５０はトルクモーター１５１を含み、これが電気信号
の連続的変化に応答してスプールバルブ１５２を駆動す
る。トルクモーター１５１による、スプールバルブ内の
スプール１５３の垂直位置決めは、ランド１５４の位置
を調節し、それによりアウトプットポート１５５の開き
加減を調節し、該ポートが高圧源ＰＣあるいは液体溜め
ＰＢのいずれに開いているかを調節する。前記アウトプ
ットが図式的に描かれたマニフォルド１５７に接続され
ているのが見えるが（これは単体のマニフォルドでも、
独立した接続部の連続でも良い）、１５８で示されてい
るマルチプレクサー手段用の共通のインプットとして作
用する。描かれている実施例においては、マルチプレク
サー手段１５８は複数の液体ゲート１６０−１６３から
なる。図７には４つのゲートしか描かれていないが、以
前の実施例が３ビット二値アドレスを使用しているよう
に、８個が可能であり、前記アドレスに追加のビットを
追加して１６個を可能とする。前記システムが追加のゲ
ート及びチャンネルを提供するという事実は、１５９で
示されている液圧ロジックアドレスチャンネルにあるヘ
ッドにより表示されている。

【００４６】液圧ゲート１６０−１６３のそれぞれは、
変調された液圧信号１５７の共通の発生源に接続された
制御インプットポート１６４−１６７、及びそれの関連
するチャンネルに接続されたアウトプットポート１７０
−１７３を有している。図７は、液体ゲート１６０に接
続された１つのチャンネルの詳細を示している。それ
は、前の実施例にあるように、チャンネルの作動部品で
ある液圧アクチュエーター１７６に対して制御可能に液
体を供給する液体源ＰＣあるいは液体溜めＰＢに接続さ
れている。アクチュエーター１７６はマイクロプロセッ
サー２５に接続されたフィードバック装置１７７を有
し、位置と移動割合の情報をマイクロプロセッサーに提
供する。

【００４７】電気的制御信号の発生源としての機能に加
えて、マイクロプロセッサー２５は又、マルチプレクサ
ー１５８によりサービスされるそれぞれのチャンネルを
個別にアドレスするためのマルチビット二値セレクター
信号の発生源でもある。そのため、前の実施例にあるよ
うに、マイクロプロセッサー２５はそれにマルチビット
二値セレクター信号が接続されるセレクターバス２６を
有している。

【００４８】図７にある実施例を実行するについては、
二値電気信号は１８０で示されている液圧バルブ手段に
より二値液圧信号に変換される。液圧バルブ手段１８０
は対応する複数の二値液圧セレクター信号を発生するこ
とにより二値電気信号に応答する。描かれている実施例
にある前記液圧バルブ手段はソレノイド作動式液圧バル
ブ１８１−１８３からなり、それぞれがスプールバルブ
１８７−１８９に接続され、これらを駆動するソレノイ
ド１８４−１８６を有している。

【００４９】二値電気信号に直接応答すること並びにそ
れと逆に応答する両方の二値液圧信号を有するという、
デコーディングテーマを必要とするために、液圧バルブ
１８７−１８９のぞれぞれは一対のランド１９０、１９
１及び一対のアウトプット１９２、１９３を含む。供給
源ＰＣ及ドレンＰＢの液圧は前記バルブに接続され、そ
れにより、アウトプット１９２、１９３の１つが、関連
するソレノイドの任意の状態に対して液体源圧力（ある
いは高圧）にあり、他の１つが液体溜め（あるいは低
圧）にある。こうして、図７に示されている付勢されて
いない状態においては、ソレノイド１８７に対しては、
アウトプット１９２が溜めにあり、アウトプット１９３
が供給源の圧力にある。前記ソレノイドが付勢された場
合、ランドは右へ移動され、アウトプット１９３を溜め
へ、アウトプット１９２を供給源へ切り替える。

【００５０】図７の実施例を実行するについては、液圧
ゲート１６０−１６３がバルブ１８７−１８９により発
生するロジック信号に応答し、共通のインプット１５７
上の変調された液圧信号を選択的かつ個別にアドレスさ
れたアウトプットに接続する。そのため、ゲート１６０
−１６３は、、例えばすべて共通のチャンバー１９８に
信号を送る３つのインプット１９５、１９６、１９７を
有するゲート１６０のよう３インプットアンドゲートと
して機能する。３つのインプットすべてが高圧にある場
合は常に、前記バルブは付勢されて変調された供給源を
インプットポート１６４においてアウトプット１７０に
接続し、それにより関連する第２段階バルブに接続す
る。インプット１９５−１９７のいずれかが液体溜めに
接続している場合、チャンバー１９８には、ピストンを
上昇させ、バルブを開く十分な圧力がない。

【００５１】インレット１９５−１９７が、二値液圧バ
ルブ１８１−１８３の左側のポート１９２、１９２ａ、
１９２ｂにそれぞれ接続されているという事実を見て、
関連するソレノイドが付勢されていない場合に、それら
インプットがすべて液体溜めにあることを思い起こす
と、３つのソレノイド１８４−１８６をすべて、高圧源
をポート１９２、１９２ａ、１９２ｂに接続しなければ
ならないことがわかる。こうして、マイクロプロセッサ
ー２５により発生し、セレクターバス１００に接続され
た二進値７は、ソレノイド１８４−１８６すべてを付勢
し、高圧源をアウトプットポート１９２、１９２ａ、１
９２ｂに接続し、それによりセレクターバルブ１６０を
付勢する。二進値６がバス１００に接続され、ソレノイ
ド１８４が最も重要なビットに応答することを考察する
と、セレクター１６３はそれのインプット制御ポート１
６７をそれのアウトプット１７３に接続するようにアド
レスされ、こうして変調された液体を関連するチャンネ
ルに通すことは明白である。セレクター１６３の付勢
は、インプットとアウトプットとの間の液体の通過を可
能とする位置へとポート１６３ａを変換する、スプール
１６３ａの上昇した状態により描かれている。

【００５２】図８に戻ると、本発明のその他の実施例が
示され、これも液圧マルチプレクサーの作動のために二
進値液圧制御信号を使用している。前の実施例にあるよ
うに、図８に示されているマイクロプロセッサー２５の
ような手段が提供され、２種類の信号、液圧信号を変調
するためのアウトプットバス５０上にあるアウトプット
である電気的制御信号、及び制御信号に関連するチャン
ネルを選択するためのバス２６上にあるアウトプットを
発生し、それによりマルチプレクサーは変調された液圧
信号を液圧モジュレーターからアドレスされたチャンネ
ルへ通過させる。

【００５３】図８の詳細を参照すると、バス２６上のア
ウトプットである二進値電気アドレス信号は、液圧バル
ブ２００、２０１、２０２により作動する複数の３方向
ソレノイドに接続される。バルブ２０１−２０２はそれ
ぞれ一対のインプットポートを有し、第１ポート２０３
は高圧源ＰＣに接続され、第２ポート２０４は液体溜め
ＰＢに接続されている。アウトプット２０５、２０６、
２０７は、関連するソレノイドバルブ２００−２０２が
付勢されているか、いないかに依存する、高圧源信号Ｐ
Ｃあるいは液体溜め信号ＰＢの形態である、二進値液圧
アドレスを運ぶ。付勢されていない状態では、液体溜め
ＰＢは前記アウトプットポートに接続され、これに対し
て付勢された状態では、液圧源パスＰＣがアウトプット
に接続される。

【００５４】本発明の実施例を実行するについては、液
圧二進値アドレス信号に応答する手段が提供されて、変
調された液圧インプットをアドレスされた液圧アウトプ
ットへ接続し、それによりアドレスされたチャンネル内
でのアクチュエーターの位置及びそれの移動距離を制御
する。描かれている実施例においては、該手段には、液
圧式に作動するピストン組立体２１２が取りつけられた
バルブボディ２１１を備えた、液圧式に作動するシリン
ダー２１０が設けられている。ピストン２１２は複数の
二値重み付けされたランド２１３、２１４、２１５を有
し、これらはここのチャンバー２１６、２１７、２１８
内のバルブボディ内に配置され、個別に作動可能とな
る。ランドの領域は二値方式で重み付けされ、例えばラ
ンド２１３が１ユニットの領域を有し、ランド２１４の
領域が２ユニットであり、ランド２１５の領域が４ユニ
ットである。追加のランドが使用されると、二値重み付
けを継続するために、直前のランドと比較すると領域が
それぞれ２倍になる。

【００５５】二値重み付けされたピストンランドの領域
により、個別に加圧された該ランドに関連するチャンバ
ーにより、そしてそれぞれのチャンバー２１６−２１８
に接続されたセレクターバルブ２００−２０２により、
マイクロプロセッサーにより発生したアドレスがアクチ
ュエーター２１２の位置を制御することがわかる。例え
ば、バルブ２００だけが付勢されると、圧力はランド２
１３にだけかかり、これがアクチュエーターを１ユニッ
トだけ右へ移動させる。これと対照するために、バルブ
２０２だけが付勢されると、同一の圧力がピストンラン
ド２１５にかかり、これはランド２１３のそれよりも４
倍大きいため、アクチュエーターを４ユニット移動させ
る。更にその上、ソレノイド作動式バルブ２００−２０
２が全部付勢されると、アクチュエーター２１２は７ユ
ニット右へ移動する。

【００５６】本発明を実行するについては、アウトプッ
トポート２２０が、アクチュエーター２１２の位置に依
存して個別に開くように、そして液圧それに加えてドレ
ス信号により、それの残りの位置から何ユニットだけ移
動するかを決めるようにアクチュエーター２１２が連動
する。注意すべきことは、アウトプットポートは図８に
おいて図式的にのみ示されているが、作動可能なアクチ
ュエーターの制限された移動領域に基づき、独立したポ
ート選択を達成するために、機械的に緊密に包装されな
ければならない。ということである。アウトプットポー
トの機械的構造は技術水準から当業者には明白である
が、それらは軸方向に密接し、それを達成するために、
長く薄く製造され、アクチュエーターの移動距離に調和
するようにバルブボディ２１０の長さに対して、ポート
の軸方向の全長が制限されるように、バルブのボディ周
辺に相互に円周方向に配置されている。

【００５７】付勢されているセレクターバルブ２００−
２０２の組み合わせに基づくピストンの移動の説明を思
い起こすと、セレクターバルブがまったく付勢されてい
ない場合は、ピストンはその最も左の静止位置にあり、
ゼロ番目のチャンネル２２１は、液体がゼロ番目のチャ
ンネルに通過可能なように、移動可能なアウトレットポ
ート２２２へ接続されている。その反対に、すべてのセ
レクターバルブがすべて付勢されている場合、多重ラン
ドピストンは右端に移動し、可動アウトレットポート２
２２は７番目のアウトレットポート２２３と一致し、そ
れにより液体が前記アウトプットを通過して関連するチ
ャンネルに流れる。前記チャンネルは図８に図式的に描
かれ、マイクロプロセッサー２５へ接続されたフィード
バック手段２２７を有する液圧アクチュエーター２２６
を駆動する第２段階バルブ２２５を含んでいるのが他の
実施例と関連して詳細に描かれている。

【００５８】図８の実施例は更に、マルチプレクサー手
段による電気的制御信号に応答する液圧変調手段の一体
化を描いている。そのため、バルブボディ２１１は一対
のインレットポート２３０、２３１を含み、ポート２３
０は液圧源ＰＣに接続され、ポート２３１は液体溜めＰ
Ｂに接続されている。バルブボディ２１１の内側ボアは
円筒形であり、アウトプットポート２２２を担持する円
筒形のバルブ部材２３３が往復するように設けられてい
る。円筒形バルブ部材２３３は２３４において多重ラン
ド位置２１２に固定され、それにより液圧ロジック信号
により示された位置に移動する。インレットポート２３
０、２３１に接続されたＰＣ及びＰＢインレットは、制
御可能な方式で、バルブ部材２３３内部に形成された内
部チャンバー２３５に移動する。ポートは図９において
図式的に示されている。前記円筒形のバルブボディ内に
一対の細長いスロット２３０、２３１があるのが見え
る。それにより、スロット２３０が液体源ＰＢ及び液体
溜めＰＢへのポート２３１に接続されていることが思い
起こされる。更に細長いスロット２４２は円筒形のバル
ブ部材２３３内に形成され、制御可能にポート２３０、
２３１に連絡するようになっている。シリンダーポート
２４２のインプットポート２３０、２３１への接続を制
御するために、描かれている実施例においては、回転式
トルカーあるいはボイスコイルの形態の手段が設けられ
ている。回転式トルカー２４５のアクチュエーターはス
プライン連結のような手段により、バルブ部材２３３に
接続され、これにより回転式トルカー２４５が作動装置
２３３を回転させるが、多重ランドのついたピストン２
１２がアクチュエーター２３３を移動させて多重化機能
が実行される。

【００５９】こうして、マイクロプロセッサー２５は上
述のような電気制御信号を発生し、それらはバス５０上
で回転式トルカー２４５へと接続され、作動装置２３３
を回転させ、かかってきた電気信号を検知し、その強さ
により、制御可能にポート２４２をポート２３０あるい
は２３１のいずれかに接続する。その結果、変調された
液体の流れが発生し、マルチプレクサーによりアドレス
されたチャンネルへと通過する。

【００６０】回転式トルカー２４５は前の実施例に関連
して説明したように、デジタルでもアナログでも作動可
能である。デジタル方式においては、前記回転式トルカ
ーは、図８にあるオフポジション、及び一対の、１つの
状態であるポート２４２がポート２３０に接続された位
置、あるいはもう１つの状態である２３１に接続された
位置である、３個の位置が必要なだけである。こうし
て、いつポートが接続されているかに関係なく、流量は
同一であり、マイクロプロセッサー２５は、液圧信号の
変調を制御するために作動の時間を制御する。対照のた
めに、アナログ式装置においては、前の実施例のよう
に、マイクロプロセッサー２５は変調機構としてポート
２３０あるいは２３１が開く程度を制御する。

【００６１】ここで注意を図１０に向けると、多重チャ
ンネル多重化化システムようの制御ループが示されてい
る。描かれている実施例は３つのチャンネルからなる。
図１の実施例は又、更なる修正を描いており、２つのチ
ャンネルが位置及び流量フィードバック手段を備えた従
来のサーボアクチュエーターを含み、これに対して第３
チャンネルが、フィードバック手段を必要としないオン
／オフアクチュエーターを含む。そのようなシステム
は、１個あるいは数個のオン／オフ装置は多重化された
制御における制御された位置のアクチュエーターと混合
することが可能で、これは特にランダムアクセスシステ
ムに適しており、そこでは制御は、ある状態から他の状
態へ切り替えることが所望されると、かなりまれな場合
を除いて、オン／オフ状態を無視することができる。

【００６２】図１０の詳細を参照すると、ライン３０１
−３０３上でそれに接続された３個のインプット信号を
有するインプットバッファー回路３００が示されてい
る。該インプット信号の２個は図１に関連して説明され
たそれと類似しており、つまりレベルを有し（通常は電
流レベル）、あるいは、関連するアクチュエーターのた
めに要求された位置に関連する、二進値デジタルバルブ
を有する。ライン３０３上の第３信号は単なるオンオフ
信号であり、関連するチャンネル内のアクチュエーター
がオンあるいはオフに切り替えられることを要求するだ
けである。これらの信号は、バッファー３００を通過す
ると、関連する制御ループ３０５、３０６、３０７に接
続される。ループ３０５及び３０６は、関連する入力信
号を、次のサイクルで関連する第２段階バルブへ送られ
る流れに比例する出力信号をそれぞれ確定するために、
ライン３０８、３０９上のフィードバック信号を含むバ
ッファーと比較するという点で、相互に類似している。
上述のように、フィードバック信号は位置信号及び流量
信号の両方であることが好ましく、後述のように入力要
求信号と組合わされると、関連するアクチュエーターへ
の液流を制御するための出力信号を発生する。

【００６３】第３チャンネルからのオンオフ信号はオン
オフレベルセットコントローラー３０７に接続され、こ
の場合は関連するアクチュエーターからのフィードバッ
ク信号は必要ではない。前記３つのコントローラーの三
つの信号は、１つの出力バス３１１だけを有する信号マ
ルチプレクサー３１０への入力として接続され、マスタ
ーコントローラー３２０の制御の下に、マルチプレクサ
ーの入力信号を示すものとして出力バス３１１上に個別
に導かれる信号として処理される。上述のように、前記
信号は逐次処理されるが、マスターコントローラー３２
０は、特に航空機用のマスターコンピュータと連結して
作動する場合は、バス３１１上の信号出力の順序を変更
するだけでなく、それの持続時間をも変更する能力があ
る。

【００６４】選択されたチャンネルに対する流量を決定
するための値である、制御信号の順序集合は、変調アク
チュエーター３２１を制御するために使用される変調さ
れた出力信号を発生する従来の駆動回路３１３を通過す
る。上述のことから思い起こされることは、対応する液
圧信号を発生するために電気信号に応答する変調アクチ
ュエーターは、変調バルブに接続され、これを駆動する
トルクモーターあるいはボイスコイルとして描かれてい
たことである。図１０に描かれているように、変調アク
チュエーターはそれに接続された液体源ＰＣ及び液体溜
めＰＢを有し、駆動装置３１３により供給される電気信
号に依存して、それらのレベルの間を変調するように作
動する。変調アクチュエーター３２１により発生した１
個の液圧入力は液圧ライン３２２を経て多重化バルブ３
２５の入力３２３へ接続され、それの１実施例が図１の
多重化バルブ２１である。前記多重化バルブは二値バス
３２６上にかかるセレクター入力を有し、この入力は１
個の入力３２２の、複数の出力３３０、３３１、３３２
の１つに対する接続を制御する。セレクター信号は多重
セレクター駆動装置３３５により発生し、次に駆動装置
３３５がマスターコントローラー３２０に応答する。こ
うして、適当な信号をそれの出力に発生させることによ
り、信号マルチプレクサー３１０は電気的制御信号を変
更されるべきチャンネル用に選択し、同時に多重セレク
ター駆動装置３３５に信号を重ねて、多重バルブがその
チャンネルを選択するように、マスターコントローラー
３２０が信号マルチプレクサー３１０及び多重セレクタ
ー駆動装置３３５の両方を完全に制御する。こうして、
モジュレーター３２１は、問題となっているチャンネル
に所望されている液流をの入力ライン３２２上に発生さ
せ、マルチプレクサーバルブがそのチャンネルを選択し
て適当に前記信号を選択されたチャンネルに通す。

【００６５】ライン３３０、３３１、３３２上にあるマ
ルチプレクサーバルブ３２３からの液圧出力は、対応す
るチャンネルに接続され、第２段階バルブ３４０、３４
１、３４２に対する入力として使用される。例えば部１
に関連して説明されたように、前記マルチプレクサーか
ら受信された液圧信号は、第２段階バルブにある内部ス
プールの移動を生じ、これにより高圧源ＰＣあるいは低
圧溜めＰＢのいずれかからのバルブ出力ポートへの液体
の流れを生じる。前記第２段階バルブからの出力ライン
は、ライン３４３、３４４を経て、それぞれ適当なサー
ボアクチュエーター３４５、３４６へ接続される。次に
前記サーボアクチュエーターが、それ自体は多重バルブ
３２３により変調アクチュエーターから受領される流量
の関数である、前記第２段階バルブを通る液体の流量に
応じて位置決めされる。

【００６６】上述のように、サーボバルブはフィードバ
ック手段３４７、３４８を含み、前記プロセッサーに位
置と移動量の両方の表示を供給することが好ましい。第
２段階バルブ３４２は液圧ライン３４９上のそれの出力
をオンオフコントローラー３５０に接続されそれによ
り、関連する第２段階バルブからの信号に従い、コント
ローラーをトグルスイッチ式にオンオフ状態で作動させ
る。

【００６７】図１０に示されているように、フィードバ
ック手段のそれぞれは、一対のフィードバックセンサー
を備えている。第１のそれは、フィルターを通過する信
号と、コントローラー３０５、３０６へ通過するフィー
ドバック信号３０８、３０９を供給するゲイン回路３５
３を有するポテンショメーター３５１、３５２とを含
む。上述のように、そのような信号は、ライン３０１、
３０２上に確立される要求された位置にアクチュエータ
ーを駆動するための、コントローラーにより使用される
位置情報と、ループを安定させるためにコントローラー
３２０により使用される割合情報との両方を供給可能で
ある。フィードバックポテンショメーター３５１、３５
２に加えて、追加のフィードバックセンサーは、フィー
ドバックとして、航空機用のマスターコントローラーの
ような、マスターコントローラーに接続されたラインを
有するＬＶＤＴセンサー３５４、４５５を含み得る。前
記マスターコントローラーはフィードバック手段を介し
てサーボの位置を検知し、マスターコンピュータにより
計算され得るアクチュエーターの位置を達成するため
に、ライン３０１、３０２上のデマント信号を調節する
ことが可能である。

【００６８】図１０全体に描かれている電気制御部品
は、通常は適当にプログラムされた、図１ないし９に関
連して説明されたマイクロプロセッサー２５のような、
マイクロプロセッサーとして構成されることは、技術水
準に基づき当業者には明白である。そのような装備にお
いては、前記システムがライン３０１、３０２上の入力
としてデジタル信号を供給するか、あるいはアナログ信
号が使用される場合は、アナログ−デジタル変換装置
が、これらの信号をデジタル化するために入力バッファ
ー３００と連動させて使用されることは明白である。同
様に、デジタルフィードバック信号はフィードバックセ
ンサー３５１、３５２により発生し、あるいは別な実施
例では、アナログセンサーが使用される場合は、適当な
アナログ−デジタル変換装置がフィルター及びゲイン回
路３５３と連動し、残りの処理のためにデジタル信号を
発生させる。最後に、デジタル−アナログ変換装置は、
それのアナログコードでトルクモーターあるいはボイス
コイルを使用するそれらの実施例のために、モジュレー
ションドライバー３１３の出力と連動させることが可能
である。別な方法では、図８のデジタルモードにおける
ように、デジタルアクチュエーターが使用される場合
は、デジタル信号はモジュレーターアクチュエーター３
２１を制御するために使用される。

【００６９】重要なことは、マルチプレクサーを制御す
るためにデジタル−アナログ変換装置を必要とせず、関
連するチャンネルに直接アドレスするために、マルチプ
レクサーセレクタードライバー３３５がデジタル二進信
号を直接多重化バルブへと通過させることである。この
特徴はマルチプレクサーセレクタードライバーを簡素化
するが、それに加えてマルチプレクサー自体にも更に簡
素化を提供する。詳細には、当業者には明白なように、
マルチプレクサーの選択及び駆動は非常に簡素化され、
マルチプレクサー用の複雑な駆動回路を必要とせず、通
常のソレノイド作動式バルブのような部品をマルチプレ
クサー内に使用せず、そのため製造が簡単で安価であ
り、ジェット航空機の制御の要求に対し高度の信頼性を
持って作動するように製造可能である。

【００７０】コントローラーが各チャンネルに対しサー
ビスをする時間及びサービスを受けるチャンネルの順序
を決定することに関する非常に高い柔軟性を有する、改
良された液圧多重制御システムが何を提供することは明
白である。通常の場合でも、前記コントローラーが連続
してポートにサービスを提供することは望ましいと証明
されるが、緊急の場合、あるいは正常でない状態でコン
トローラーが、もし適切にプログラムされていれば、最
も重要なチャンネルに最も高い注意を払う柔軟性を有
し、この特徴は回転式マルチプレクサーにはかけてい
る。更にその上、マルチプレクサーそれ自体は、前記マ
ルチプレクサー駆動回路と同様に、直接のデジタル制御
を使用することにより非常に簡素化される。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施する二値アドレス可能な多重液圧
制御システムの第１実施例の図式図である。

【図２】ロジックツリーに接続されたフラッパーバルブ
の使用を描いた本発明のその他の実施例の図式図であ
る。

【図３】前記システムの機械的構成を描いた図２のシス
テムの詳細図である。

【図４】図３のシステムのバルブエレメントの組立体の
立面図である。

【図５】図４の５−５の線に沿った、図３のシステムの
バルブエレメントの組立体を描いた図である。

【図６】図４の６−６の線に沿った、図３のシステムの
バルブエレメントの組立体を描いた図である。

【図７】二値液圧ロジック信号の使用を描いた、本発明
の実施例の図式図である。

【図８】同様に二値液圧ロジック信号に応答する本発明
のその他の実施例の図式図である。

【図９】図８のバルブの回転部分のインレットポート構
成の詳細を示す図式図である。

【図１０】図１ないし９の多重液圧システムにより作動
可能な制御システムを描いたブロックダイヤグラムであ
る。

【符号の説明】

２０ 多重液圧制御システム ２１ 多重化手段 ２２ 液体 ２３ チャンネル ２５ マイクロプロセッサー ２６ 出力バス ２７ アクチュエーター ３４ ソレノイド ３５ バルブ ３６ バルブ

フロントページの続き (72)発明者 デール・ダブリユー・シーベルト アメリカ合衆国イリノイ州61032，フリー ポート，シエパード・ドライブ 2642 (72)発明者 ジエームズ・エル・リーソン アメリカ合衆国イリノイ州61107，ロツク フオード，ロビンデール・サークル 803

Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 対応する複数の電気信号により、それぞ
   れのチャンネルにある複数のアクチュエーターの位置を
   個別に制御するための複数の前記チャンネルを有する多
   重液圧制御システムであって、前記制御システムが、 それぞれのチャンネルを個別にアドレスするためのマル
   チビット・バイナリ・セレクター信号の発生源と、 個別かつ選択的に接続可能な共通のインプットと複数の
   アウトプットとを有し、アドレスされたチャンネルに連
   結された前記アウトプットに前記マルチプレクサーを選
   択的に接続するためのバイナリーセレクタ信号の発生源
   に連結されたセレクターのインプットを有する、マルチ
   プレクサーと、前記チャンネル内のアクチュエーターを
   制御可能に位置決めするために前記マルチプレクサーの
   アウトプットをそれぞれのチャンネルに連結する手段
   と、 前記複数の電気制御信号の選択された１つに従い液圧信
   号を調節し、前記調節された液圧信号を前記マルチプレ
   クサーによりアドレスされた前記チャンネルにかける液
   圧信号調節手段と、 前記液圧信号の調節をバイナリーセレクター信号により
   発生したセレクター信号と調和させ、それにより、対応
   する複数の電気信号に従い前記チャンネル内にあるアク
   チュエーターの位置を制御するために、液圧信号を前記
   チャンネルに接続する制御手段と、の組み合わせからな
   ることを特徴とする多重液圧制御システム。
2. 【請求項２】 請求項１に記載の多重液圧制御システム
   において、信号を調節し、この信号をかける手段が更
   に、複数のセレクターバルブであって、そのそれぞれが
   前記マルチプレクサーのアウトプットにそれぞれ接続さ
   れ、前記対応するチャンネルが前記マルチプレクサーに
   よりアドレスされた時に作動するようになされた前記バ
   ルブと、前記調節された信号を前記マルチプレクサーを
   通って前記アドレスされたチャンネルへと通過させるた
   めの前記調節手段と前記マルチプレクサーの共通のアウ
   トプットとの間の接続とを備え、前記セレクター手段が
   前記調節手段へ接続されたインプットポートと、前記チ
   ャンネルに接続されたアウトプットポートとを有し、前
   記マルチプレクサーが対応するチャンネルにアドレスす
   る場合に、前記セレクターバルブがそれのインプットを
   それのアウトプットへと接続するように作動するように
   横成されていることを特徴とする多重液圧制御システ
   ム。
3. 【請求項３】 請求項２に記載の多重液圧制御システム
   において、前記マルチプレクサーが単一レベルの液圧バ
   ルブを含み、前記バルブのそれぞれがそれぞれのマルチ
   プレクサーのアウトプットとして作動するアウトプット
   を有することを特徴とする多重液圧制御システム。
4. 【請求項４】 請求項２に記載の多重液圧制御システム
   において、前記マルチプレクサー手段が多重ロジックツ
   リー内に配置された複数のセレクターバルブを含み、各
   レベルにあるセレクターバルブがロジックツリーの形態
   で前記レベルにあるセレクターバルブのアウトプットへ
   接続されたインプットを有し、前記最低位のレベルが調
   節された液圧信号を受信するための調節手段に連結さ
   れ、最高位のレベルのセレクタバルブがマルチプレクサ
   ーアウトプットとして作用するチャンネルに接続された
   それらのアウトプットを有し、前記ロジックツリーは、
   バイナリーセレクター信号の発生源により発生するセレ
   クター信号に対応してアドレスされたチャンネルを付勢
   するために、前記ロジックツリーを通る単一のアドレス
   可能な経路を発生するように構成されていることを特徴
   とする多重液圧制御システム。
5. 【請求項５】 請求項１に記載の前記バイナリーセレク
   ター信号の発生源がマルチビットバイナリー電気信号を
   発生する手段を備え、 前記マルチプレクサーが単一のインプットから複数のア
   ウトプットへと分岐するマルチレベルロジックツリー内
   に配置された複数のセレクターバルブを備え、前記セレ
   クターの前記インプットと前記アウトプットとがそれぞ
   れマルチプレクサーのインプットとアウトプットとして
   機能し、 前記マルチプレクサーが更に、前記マルチビットバイナ
   リ電気信号に反応し、ロジックツリーのアドレスされた
   アウトプットに前記インプットを接続するためのバイナ
   リー方式に対応するセレクターバルブを制御するために
   電気的に反応する手段を含むことを特徴とする多重液圧
   制御システム。
6. 【請求項６】 請求項５に記載の多重液圧制御システム
   において、信号を調節し、この信号をかける手段が前記
   調節手段と前記マルチプレクサーの共通のインプットと
   の間の接続を含み、調節された液圧信号を前記ロジック
   ツリーを通って前記インプットから前記アドレスされた
   アウトプットに通過させることを特徴とする多重液圧制
   御システム。
7. 【請求項７】 請求項５に記載の多重液圧制御システム
   において、前記セレクターバルブが、それぞれが１つの
   インプットと第１及び第２アウトプットを有するフラッ
   パーバルブと、インプットを前記第１あるいは第２アウ
   トプットに選択的に接続しするフラッパー手段を備え、
   前記フラッパーバルブが前記ロジックツリーを形成する
   ために前記次の低いレベルにあるバルブのアウトプット
   に接続される所定のレベルにおいて、バルブのインプッ
   トを重み付けされた多重二値レベルに接続され、最高レ
   ベルにおける前記バルブの前記アウトプットが前記マル
   チプレクサーのアウトプットとして機能し、前記最低の
   レベルの前記バルブの前記インプットが前記マルチプレ
   クサーのインプットとして機能することを特徴とする多
   重液圧制御システム。
8. 【請求項８】 請求項５に記載の多重液圧制御システム
   において、前記多重化手段が、第１及び第２アウトプッ
   トに選択的に接続可能なインプットを有する複数のソレ
   ノイド作動式セレクターバルブと、スイッチの断続状態
   を有して、前記インプットを選択的に前記第１及び第２
   アウトプットに接続するために前記ソレノイド作動式セ
   レクターを作動させるソレノイド手段とを備え、前記ソ
   レノイド手段が多重バイナリー電気信号に反応するよう
   に接続され、それに反応して対応するバイナリー形態で
   前記ソレノイド作動式バルブを制御し、調節された流体
   を前記インプットから、前記バイナリー電気信号により
   アドレスされた前記単一のアウトレットへ流し、前記ソ
   レノイド作動式セレクターバルブが前記ロジックツリー
   を形成するために前記次の低いレベルにあるバルブのア
   ウトプットに接続される所定のレベルにおいて、バルブ
   のインプットを重みづけされた多重二値レベルに接続さ
   れ、前記最高レベルにある前記ソレノイド作動式セレク
   ターバルブが前記マルチプレクサーアウトプットとして
   機能し、前記最低レベルにある前記ソレノイド作動式セ
   レクターの前記インプットが前記マルチプレクサーのイ
   ンプットとして機能することを特徴とする多重液圧制御
   システム。
9. 【請求項９】 請求項１に記載の多重液圧制御システム
   において、前記バイナリーセレクター信号源が複数のマ
   ルチビット二進重みづけ液圧セレクター信号を発生する
   手段を備え、 前記マルチプレクサー手段が複数の二進重みづけされた
   ランドを設けたピストンアクチュエーターを有する液圧
   付勢されたシリンダーと、前記それぞれの二進重みづけ
   されたランドが対応する個別のチャンバーに配置されて
   前記対応するランドに対し作用する液体を受領し、供給
   された二進重みづけ液圧セレクター信号の結果値に関連
   した距離で前記アクチュエーターを移動させるため、二
   進重みづけランドに作用する個別のチャンバーに前記二
   進重みづけ液圧信号を接続する手段とを備え、 前記液圧作動するシリンダーが所定の列に配置された複
   数のアウトプットポートを有し、かつ前記アクチュエー
   ターの位置に反応して前記アウトプットポートを選択的
   かつ個別に開くシリンダに関連する手段を有し、前記ア
   ウトプットポートが前記二進重みづけランドの組み合わ
   せを決定するために液体の流れにより達成された前記ア
   クチュエーターの位置に反応して選択的に開くように位
   置決めされかつ構成され、 前記液圧作動式シリンダが内部チャンバーに接続された
   インプットポートを有し、前記内部チャンバーも又前記
   マルチプレクサーのインプットを前記アドレスされたア
   ウトプットに接続するために前記アウトプットポートに
   選択的に接続可能であり、前記シリンダーに関連する一
   対のインプットポートを備え、その１つが液圧発生源に
   接続され、他が液体溜めに接続され、前記調節する手段
   が前記内部チャンバーのインプットポートを前記液圧発
   生源あるいは液体溜めに選択的に接続するロータリーア
   クチュエーターを含み、それにより前記調節された液圧
   信号を供給することを特徴とする多重液圧制御システ
   ム。
10. 【請求項１０】 請求項１に記載の多重液圧制御システ
    ムに置いて、前記マルチプレクサー手段が前記対応する
    チャンネルに関連する複数の液圧ゲートを備え、各ゲー
    トが満足した場合に前記ゲートを付勢する、複数の液圧
    論理インプットを有し、各ゲートはさらに、前記調節さ
    れた液圧信号を受領するための前記マルチプレクサーの
    インプットの一部として機能する調節されたインプット
    と、前記関連するチャンネルのための前記マルチプレク
    サーのアウトプットとして機能する前記関連するチャン
    ネルに接続されたアウトプットとを有し、 バイナリーセレクター信号の発生源が複数の多重ビット
    バイナリー液圧セレクター信号を発生する手段を備え、 前記液圧セレクター信号の選択された１つを前記ゲート
    の液圧論理インプットへと接続し、個別の前記ゲートを
    アドレスし、それにより前記調節された液圧信号を前記
    関連するチャンネルへと接続する手段を備えてなること
    を特徴とする多重液圧制御システム。