JPH0610481B2 - 往復動液圧シリンダ装置の制御装置 - Google Patents
往復動液圧シリンダ装置の制御装置Info
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- JPH0610481B2 JPH0610481B2 JP58053443A JP5344383A JPH0610481B2 JP H0610481 B2 JPH0610481 B2 JP H0610481B2 JP 58053443 A JP58053443 A JP 58053443A JP 5344383 A JP5344383 A JP 5344383A JP H0610481 B2 JPH0610481 B2 JP H0610481B2
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Description
【発明の詳細な説明】 技術分野 本発明は、複動シリンダピストン装置のような流体モー
タを制御するための電子液圧弁装置に関する。
タを制御するための電子液圧弁装置に関する。
従来技術 電気的に作動されるパイロット弁によつて制御されるス
プール弁で流体モータを制御することはよく知られてい
る。そのような弁は、閉ループ流体モータの位置制御装
置内で用いられるようにされている。しかし、スプール
型弁は流体内で汚されやすい。更に、そのような制御装
置は、流体モータが重い物を下げるときのように、モー
タがオーバランニングするような負荷状態を制御すると
きには円滑で安定した操作を行うように設計しなければ
ならない。しかし、そのように設計されると、その制御
装置は重い物を持ち上げるときのように、モータがアン
ダーランニングするような負荷状態を制御するときは作
動が遅くなり望ましくない。そのような弁装置の他の欠
点は、流体モータをフロート(浮動)状態にするよう設
計すると、複雑なスプール弁または別の弁を必要とする
ということである。
プール弁で流体モータを制御することはよく知られてい
る。そのような弁は、閉ループ流体モータの位置制御装
置内で用いられるようにされている。しかし、スプール
型弁は流体内で汚されやすい。更に、そのような制御装
置は、流体モータが重い物を下げるときのように、モー
タがオーバランニングするような負荷状態を制御すると
きには円滑で安定した操作を行うように設計しなければ
ならない。しかし、そのように設計されると、その制御
装置は重い物を持ち上げるときのように、モータがアン
ダーランニングするような負荷状態を制御するときは作
動が遅くなり望ましくない。そのような弁装置の他の欠
点は、流体モータをフロート(浮動)状態にするよう設
計すると、複雑なスプール弁または別の弁を必要とする
ということである。
スプール型弁に代わるものとして、4つのオン・オフ弁
を用いた装置が提案されている。例えば実開昭54−9
0721号にはそのような4弁装置が開示されており、
この装置ではスプール型弁における上記の如き汚れ等に
関する問題は解消されているが、スプール型弁の場合と
同様の問題がある。すなわち、この装置では、シリンダ
ピストン装置を、例えば伸張させる場合、3位置切換弁
を1つの位置にすることにより、4つの弁のうちの2つ
を開とし、他の2つを閉とすることにより行い、また、
同装置を収縮させる場合は上記切換弁を他の位置とする
ことにより別の2つの弁を開とし残りの2つの弁を閉と
することにより行うようになっている。すなわち、1つ
の操作状態において開とされる弁は、その間、開状態に
維持され、他の操作状態に切換えられるときに閉とされ
るものである。従って、特にシリンダピストン位置が操
作しようとする負荷の慣性が大きなものである場合など
は、その操作を停止しようとしても直ぐには停止できず
に行き過ぎが生じやすい。また、この4弁装置では、シ
リンダピストン装置を伸縮制御するだけであり、フロー
ト状態とすることはできないなど、その機能的多様性ま
たは柔軟性に欠ける。また、例えば特開昭55−117
09号には、オン・オフ弁を用いた他の形式の4弁装置
が開示されており、この装置でも、構造上、シリンダピ
ストン装置を鎖錠状態にすることができないといった欠
点を有している。
を用いた装置が提案されている。例えば実開昭54−9
0721号にはそのような4弁装置が開示されており、
この装置ではスプール型弁における上記の如き汚れ等に
関する問題は解消されているが、スプール型弁の場合と
同様の問題がある。すなわち、この装置では、シリンダ
ピストン装置を、例えば伸張させる場合、3位置切換弁
を1つの位置にすることにより、4つの弁のうちの2つ
を開とし、他の2つを閉とすることにより行い、また、
同装置を収縮させる場合は上記切換弁を他の位置とする
ことにより別の2つの弁を開とし残りの2つの弁を閉と
することにより行うようになっている。すなわち、1つ
の操作状態において開とされる弁は、その間、開状態に
維持され、他の操作状態に切換えられるときに閉とされ
るものである。従って、特にシリンダピストン位置が操
作しようとする負荷の慣性が大きなものである場合など
は、その操作を停止しようとしても直ぐには停止できず
に行き過ぎが生じやすい。また、この4弁装置では、シ
リンダピストン装置を伸縮制御するだけであり、フロー
ト状態とすることはできないなど、その機能的多様性ま
たは柔軟性に欠ける。また、例えば特開昭55−117
09号には、オン・オフ弁を用いた他の形式の4弁装置
が開示されており、この装置でも、構造上、シリンダピ
ストン装置を鎖錠状態にすることができないといった欠
点を有している。
本発明の目的 本発明は、このような従来装置の欠点を解消し、シリン
ダピストン装置を機能的柔軟性をもって操作する(すな
わち、操作状態に応じてフロート信号や閉塞信号などの
必要な指令信号を与えることによって、シリンダピスト
ン装置をフロート状態にしたり、鎖錠状態にしたりす
る)ことができる装置を提供することを目的としてい
る。
ダピストン装置を機能的柔軟性をもって操作する(すな
わち、操作状態に応じてフロート信号や閉塞信号などの
必要な指令信号を与えることによって、シリンダピスト
ン装置をフロート状態にしたり、鎖錠状態にしたりす
る)ことができる装置を提供することを目的としてい
る。
発明の構成並びに作用効果 すなわち、本発明に係る制御装置は、伸張室及び引込室
を有する往復動液圧シリンダ装置を制御するための装置
において、ポンプと引込室との間の流体連通を制御する
ための第1パイロット作動ポペット弁、引込室と貯槽と
の間の流体連通を制御するための第2パイロット作動ポ
ペット弁、伸張室と貯槽との間の流体連通を制御するた
めの第3パイロット作動ポペット弁、及び、ポンプと伸
張室との間の流体連通を制御するための第4パイロツト
作動ポペット弁を有する弁装置と、それぞれ上記ポペッ
ト弁の1つを作動する複数のソレノイド作動パイロット
弁と、シリンダ装置の位置を感知してそれを表すフィー
ドバック信号を生じる位置感知手段と、シリンダ装置の
所望の位置を表す位置指令信号を生じるオペレータ制御
手段と、フィードバック信号と位置指令信号から第1の
エラー信号を生じ、選択されたパイロット弁を付勢して
対応するポペット弁を作動し、シリンダ装置を動かして
エラー信号を減少する制御回路手段とを有し、上記制御
回路手段が、第1エラー信号を反転して第2エラー信号
を生じる手段と、第1のエラー信号とフロート信号や閉
塞信号などの必要な指令信号とを受けて第1の対の制御
信号を発生する第1の対の結合手段と、第2のエラー信
号とフロート信号や閉塞信号などの必要な指令信号とを
受けて第2の対の制御信号を発生する第2の対の結合手
段と、第1及び第2の対の制御信号の内の一方の対に応
答して第1の対のパイロット弁を駆動するための対応す
る第1の対の駆動回路、第1及び第2の対の制御信号の
内の他方の対に応答して第2の対のパイロット弁を駆動
するための対応する第2の対の駆動回路と、所定の周波
数を有するディザー信号を発生するディザーオシレータ
と、ディザー信号を反転して180度位相が相違する反
転ディザー信号を発生する反転手段と、備え、上記第1
の対の駆動回路のそれぞれが、ディザー信号及び反転デ
ィザー信号の一方を、第1及び第2の対の制御信号の上
記一方の対の内を対応する制御信号と結合して結合信号
を発生する結合手段と、対応するパイロット弁を駆動す
るために結合手段からの結合信号の大きさに基づくデュ
ーティ比を有するパルス幅変調された駆動信号を生じる
変調手段と、を有し、上記第2の対の駆動回路のそれぞ
れが、ディザー信号及び反転ディザー信号の他方を、第
1及び第2の対の制御信号の上記他方の対の内の対応す
る制御信号と結合して結合信号を発生する結合手段と、
対応するパイロット弁を駆動するために結合手段からの
結合信号の大きさに基づくデューティ比を有するパルス
幅変調された駆動信号を生じる変調手段と、を有してい
るいる。
を有する往復動液圧シリンダ装置を制御するための装置
において、ポンプと引込室との間の流体連通を制御する
ための第1パイロット作動ポペット弁、引込室と貯槽と
の間の流体連通を制御するための第2パイロット作動ポ
ペット弁、伸張室と貯槽との間の流体連通を制御するた
めの第3パイロット作動ポペット弁、及び、ポンプと伸
張室との間の流体連通を制御するための第4パイロツト
作動ポペット弁を有する弁装置と、それぞれ上記ポペッ
ト弁の1つを作動する複数のソレノイド作動パイロット
弁と、シリンダ装置の位置を感知してそれを表すフィー
ドバック信号を生じる位置感知手段と、シリンダ装置の
所望の位置を表す位置指令信号を生じるオペレータ制御
手段と、フィードバック信号と位置指令信号から第1の
エラー信号を生じ、選択されたパイロット弁を付勢して
対応するポペット弁を作動し、シリンダ装置を動かして
エラー信号を減少する制御回路手段とを有し、上記制御
回路手段が、第1エラー信号を反転して第2エラー信号
を生じる手段と、第1のエラー信号とフロート信号や閉
塞信号などの必要な指令信号とを受けて第1の対の制御
信号を発生する第1の対の結合手段と、第2のエラー信
号とフロート信号や閉塞信号などの必要な指令信号とを
受けて第2の対の制御信号を発生する第2の対の結合手
段と、第1及び第2の対の制御信号の内の一方の対に応
答して第1の対のパイロット弁を駆動するための対応す
る第1の対の駆動回路、第1及び第2の対の制御信号の
内の他方の対に応答して第2の対のパイロット弁を駆動
するための対応する第2の対の駆動回路と、所定の周波
数を有するディザー信号を発生するディザーオシレータ
と、ディザー信号を反転して180度位相が相違する反
転ディザー信号を発生する反転手段と、備え、上記第1
の対の駆動回路のそれぞれが、ディザー信号及び反転デ
ィザー信号の一方を、第1及び第2の対の制御信号の上
記一方の対の内を対応する制御信号と結合して結合信号
を発生する結合手段と、対応するパイロット弁を駆動す
るために結合手段からの結合信号の大きさに基づくデュ
ーティ比を有するパルス幅変調された駆動信号を生じる
変調手段と、を有し、上記第2の対の駆動回路のそれぞ
れが、ディザー信号及び反転ディザー信号の他方を、第
1及び第2の対の制御信号の上記他方の対の内の対応す
る制御信号と結合して結合信号を発生する結合手段と、
対応するパイロット弁を駆動するために結合手段からの
結合信号の大きさに基づくデューティ比を有するパルス
幅変調された駆動信号を生じる変調手段と、を有してい
るいる。
本発明に係る制御装置は上記の如く構成されるものであ
り、第1及び第2のエラー信号を駆動回路を駆動するた
めの基本的な信号として第1ないし第4のパイロット作
動ポペット弁を制御するものであり、オーバランニング
等を最小限にして適正な制御ができるとともに、状況に
応じて必要な指令信号、具体的にはフロート信号や閉塞
信号等、を加えて同ポペット弁を制御するものであり、
更にまた、このエラー信号を速度補償したものとするこ
とも可能であるから、種々の負荷条件に対応して柔軟性
をもって適正にポペット弁を制御することができるもの
である。
り、第1及び第2のエラー信号を駆動回路を駆動するた
めの基本的な信号として第1ないし第4のパイロット作
動ポペット弁を制御するものであり、オーバランニング
等を最小限にして適正な制御ができるとともに、状況に
応じて必要な指令信号、具体的にはフロート信号や閉塞
信号等、を加えて同ポペット弁を制御するものであり、
更にまた、このエラー信号を速度補償したものとするこ
とも可能であるから、種々の負荷条件に対応して柔軟性
をもって適正にポペット弁を制御することができるもの
である。
実施例の説明 以下、添付図面に示した本発明の実施例を詳細に説明す
る。
る。
第1図には、加圧流体源すなわちポンプ14及び貯槽1
6に接続された弁装置12によつて制御される複動シリ
ンダ10が示されている。ポンプ14は好ましくは汎用
のプレツシヤ・オン・デマンド型液圧ポンプまたは他の
型式のものとされる。シリンダ10は、米国特許第3,
726,191号に記載されたような位置トランスデユ
ーサすなわちポテンシヨメータ18を含む。
6に接続された弁装置12によつて制御される複動シリ
ンダ10が示されている。ポンプ14は好ましくは汎用
のプレツシヤ・オン・デマンド型液圧ポンプまたは他の
型式のものとされる。シリンダ10は、米国特許第3,
726,191号に記載されたような位置トランスデユ
ーサすなわちポテンシヨメータ18を含む。
弁装置12は、4個のソレノイド制御パイロツト作動ポ
ペツト弁または圧力減少弁20a,20b,20c,2
0dを含む。弁20aはポンプ14と引込室11との間
の連通を制御する。弁20bは貯槽16と引込室11と
の間の連通を制御する。チエツク弁22は室11から弁
20aへの流れを阻止する。弁20cは伸張室13と貯
槽16との間の流れを制御し、弁20dはポンプ14と
伸張室13との間の流れを制御する。チエツク弁24は
室13から弁20dへの流れを阻止する。チエツク弁2
6はポンプ14への流体の逆流を阻止する。
ペツト弁または圧力減少弁20a,20b,20c,2
0dを含む。弁20aはポンプ14と引込室11との間
の連通を制御する。弁20bは貯槽16と引込室11と
の間の連通を制御する。チエツク弁22は室11から弁
20aへの流れを阻止する。弁20cは伸張室13と貯
槽16との間の流れを制御し、弁20dはポンプ14と
伸張室13との間の流れを制御する。チエツク弁24は
室13から弁20dへの流れを阻止する。チエツク弁2
6はポンプ14への流体の逆流を阻止する。
弁20a−20dは、制御回路30によつて付勢される
ソレノイド作動パイロット弁21a−21dによつて操
作される。例えば、ソレノイド作動パイロット弁21a
に電流が加えられると、アーマチヤー100がばね10
2の力に抗して比例して動きオリフイス104を開く。
これにより、弁体108のオリフイスの前後に差圧が生
じ、弁体がばね110に抗してシート112から離れて
当該弁20aが開く。弁20b−20dも同様に動作す
る。制御回路30はシリンダ10のトランスデユーサ1
8から受ける位置の信号X、及び、ポテンシヨメータの
ようなオペレータにより制御されるトランスデユーサ2
8によつて作られた指令信号Cの関数としての制御信号
を生じる。指令信号Cはシリンダ装置10の望ましい位
置を表わす。
ソレノイド作動パイロット弁21a−21dによつて操
作される。例えば、ソレノイド作動パイロット弁21a
に電流が加えられると、アーマチヤー100がばね10
2の力に抗して比例して動きオリフイス104を開く。
これにより、弁体108のオリフイスの前後に差圧が生
じ、弁体がばね110に抗してシート112から離れて
当該弁20aが開く。弁20b−20dも同様に動作す
る。制御回路30はシリンダ10のトランスデユーサ1
8から受ける位置の信号X、及び、ポテンシヨメータの
ようなオペレータにより制御されるトランスデユーサ2
8によつて作られた指令信号Cの関数としての制御信号
を生じる。指令信号Cはシリンダ装置10の望ましい位
置を表わす。
第2図に示すように、制御回路30は位置トランスデユ
ーサ18からの位置信号Xをバツフアするための1ゲイ
ンバツフアアンプ32を有している。(図示しない)ス
ケーリングアンプを用いて位置信号X及び指令信号Cの
一方または両方をスケールして、これらを例えば0−8
ボルトの単一電圧レベルに変えることができる。位置信
号Xは微分器34によつて微分され、約−0.6のゲイ
ンで反転アンプ36によつて増幅される。
ーサ18からの位置信号Xをバツフアするための1ゲイ
ンバツフアアンプ32を有している。(図示しない)ス
ケーリングアンプを用いて位置信号X及び指令信号Cの
一方または両方をスケールして、これらを例えば0−8
ボルトの単一電圧レベルに変えることができる。位置信
号Xは微分器34によつて微分され、約−0.6のゲイ
ンで反転アンプ36によつて増幅される。
減算ジヤンクシヨン38において、指令信号Cから位置
信号Xが減算されてエラー信号Eが作られる。エラー信
号Eはゲイン約2.0のアンプ40で増幅され、1ゲイ
ン反転アンプ42で反転される。差ジヤンクシヨン44
は反転アンプ42からの信号を受ける+インプツト端子
及び反転アンプ36からの信号を受け入れる−インプツ
ト端子を有している。すなわち、差ジヤンクシヨン44
からは反転されて速度補償されたエラー信号−E′が出
る。反転されたエラー信号−E′は1ゲイン反転アンプ
46によつて反転されて非反転速度補償エラー信号+
E′が得られる。
信号Xが減算されてエラー信号Eが作られる。エラー信
号Eはゲイン約2.0のアンプ40で増幅され、1ゲイ
ン反転アンプ42で反転される。差ジヤンクシヨン44
は反転アンプ42からの信号を受ける+インプツト端子
及び反転アンプ36からの信号を受け入れる−インプツ
ト端子を有している。すなわち、差ジヤンクシヨン44
からは反転されて速度補償されたエラー信号−E′が出
る。反転されたエラー信号−E′は1ゲイン反転アンプ
46によつて反転されて非反転速度補償エラー信号+
E′が得られる。
エラー信号E′及び−E′はそれぞれ対応する対の算術
演算ユニツト50,54及び48,52を通して、それ
ぞれ対応する同一のソレノイドコイル駆動軽80b,8
0d及び80a,80cに接続される。これらの回路
は、差ジヤンクシヨン44からのエラー信号内の2.5
ボルトの変化に応答してソレノイド作動パイロット弁2
1a−21d内のコイル駆動電流Ic内の300ミリア
ンペアの変化を生じる。算術演算ユニツト48,52の
−インプツト端子は反転エラー信号−E′を受け、算術
演算ユニツト50,54の−インプツト端子は非反転エ
ラー信号+E′を受ける。
演算ユニツト50,54及び48,52を通して、それ
ぞれ対応する同一のソレノイドコイル駆動軽80b,8
0d及び80a,80cに接続される。これらの回路
は、差ジヤンクシヨン44からのエラー信号内の2.5
ボルトの変化に応答してソレノイド作動パイロット弁2
1a−21d内のコイル駆動電流Ic内の300ミリア
ンペアの変化を生じる。算術演算ユニツト48,52の
−インプツト端子は反転エラー信号−E′を受け、算術
演算ユニツト50,54の−インプツト端子は非反転エ
ラー信号+E′を受ける。
算術演算ユニツト48−54は更に、スイツチのような
オペレータ制御双安定装置56から低又は高レベル閉塞
信号を受け入れる。スイツチ56からの低レベル信号は
全てのソレノイド作動パイロット弁21a−21dを除
勢し、全ての弁20a−20dを閉じて流体システムを
閉塞する。
オペレータ制御双安定装置56から低又は高レベル閉塞
信号を受け入れる。スイツチ56からの低レベル信号は
全てのソレノイド作動パイロット弁21a−21dを除
勢し、全ての弁20a−20dを閉じて流体システムを
閉塞する。
スイツチ58のような他のオペレータ作動双安定装置は
算術演算ユニツト48,54の+インプツト端子及びユ
ニツト50,52の−インプツト端子に加えられる高又
は低レベル信号を作る。すなわち、オペレータはスイツ
チ58を閉じることによつて、弁20a及び20dを除
勢閉塞するとともに弁20b,20cを付勢開放し、そ
れによりモータ10をフローテイング(浮動)状態にす
る。
算術演算ユニツト48,54の+インプツト端子及びユ
ニツト50,52の−インプツト端子に加えられる高又
は低レベル信号を作る。すなわち、オペレータはスイツ
チ58を閉じることによつて、弁20a及び20dを除
勢閉塞するとともに弁20b,20cを付勢開放し、そ
れによりモータ10をフローテイング(浮動)状態にす
る。
アンプ40からのエラー信号Eは抵抗R1を通して比較
器60の+インプツト端子に通される。反転器42から
の反転エラー信号−Eは抵抗R2を介して比較器62の
+インプツト端子へ通される。比較器60,62の−イ
ンプツト端子は共に、可変デツドバンド電圧Vdbを発生
する可変ポテンシヨメータ64の可調節接点に接続され
ている。比較器62からの信号は比較器60の+インプ
ツト端子へ通される。比較器60のアウトプトツト端子
における信号は、エラー信号Eまたは−Eがデツドバン
ドレンジ内にあるときを除けば高いレベルとなる。デツ
ドバンドレンジの幅はポテンシヨメータ64からのデツ
ドバンド電圧Vdbによつて決められる。比較器60から
の信号はプルアツプ抵抗R3を介して+8ボルトに接続
され、また、−0.3の反転ゲイン係数の積分器66の
インプツト端子に接続される。積分器66は、比較器6
0のアウトプツトの急激な変化に応じて、電圧限界の間
でその出力を上方勾配又は下方勾配にする。積分器66
はまた、エラー信号E及び−Eが上述のデツドバンドレ
ンジ内にない限りに、低レベルの反転デツドバンド信号
Vdb′を与える。反転デツドバンド信号Vdb′は、差ジ
ヤンクシヨン50,52の+インプツト端子に加えられ
て、エラー信号E又は−Eがデッドバンドレンジ内にあ
るときに、ソレノイド作動パイロット弁21b,21c
を除勢して弁20b,20cを閉じる。
器60の+インプツト端子に通される。反転器42から
の反転エラー信号−Eは抵抗R2を介して比較器62の
+インプツト端子へ通される。比較器60,62の−イ
ンプツト端子は共に、可変デツドバンド電圧Vdbを発生
する可変ポテンシヨメータ64の可調節接点に接続され
ている。比較器62からの信号は比較器60の+インプ
ツト端子へ通される。比較器60のアウトプトツト端子
における信号は、エラー信号Eまたは−Eがデツドバン
ドレンジ内にあるときを除けば高いレベルとなる。デツ
ドバンドレンジの幅はポテンシヨメータ64からのデツ
ドバンド電圧Vdbによつて決められる。比較器60から
の信号はプルアツプ抵抗R3を介して+8ボルトに接続
され、また、−0.3の反転ゲイン係数の積分器66の
インプツト端子に接続される。積分器66は、比較器6
0のアウトプツトの急激な変化に応じて、電圧限界の間
でその出力を上方勾配又は下方勾配にする。積分器66
はまた、エラー信号E及び−Eが上述のデツドバンドレ
ンジ内にない限りに、低レベルの反転デツドバンド信号
Vdb′を与える。反転デツドバンド信号Vdb′は、差ジ
ヤンクシヨン50,52の+インプツト端子に加えられ
て、エラー信号E又は−Eがデッドバンドレンジ内にあ
るときに、ソレノイド作動パイロット弁21b,21c
を除勢して弁20b,20cを閉じる。
ポンプ14からの出力圧力を感知するために位置決めさ
れる汎用の圧力センサ68は、圧力に比例した圧力調節
信号Vpaを生じる。このVpa信号は加算ジヤングシヨン
70においてデツドバンド信号Vdb′に加えられ、その
加算された信号は加算ジヤンクシヨン48,54へ加え
られる。すなわち、ポンプ14の出力圧力が増大する
と、圧力センサ66は信号Vpaを増大し、それにより、
ソレノイド作動パイロット弁21a及び21dの付勢レ
ベルを比例的に減少し、圧力弁20a及び20dを比例
的に閉じる。弁20a,20dのこの比例的な部分的閉
塞はそれらの弁の前後に差圧を生じ、ポンプ圧力の増大
を補償する。逆に、ポンプの圧力低下は弁20a及び2
0dの比例的開放によつて補償される。
れる汎用の圧力センサ68は、圧力に比例した圧力調節
信号Vpaを生じる。このVpa信号は加算ジヤングシヨン
70においてデツドバンド信号Vdb′に加えられ、その
加算された信号は加算ジヤンクシヨン48,54へ加え
られる。すなわち、ポンプ14の出力圧力が増大する
と、圧力センサ66は信号Vpaを増大し、それにより、
ソレノイド作動パイロット弁21a及び21dの付勢レ
ベルを比例的に減少し、圧力弁20a及び20dを比例
的に閉じる。弁20a,20dのこの比例的な部分的閉
塞はそれらの弁の前後に差圧を生じ、ポンプ圧力の増大
を補償する。逆に、ポンプの圧力低下は弁20a及び2
0dの比例的開放によつて補償される。
加算ジヤンクシヨン48−54のアウトプツト端子は同
一構造の回路80a−80dに接続されている。この回
路の1つについて以下において詳細に説明する。回路8
0aは、約0.8のゲインのアンプ82aを有し、該ア
ンプは加算ジヤンクシヨン48のアウトプツト信号を増
幅する。この増幅された信号は加算ジヤンクシヨン84
aの−インプツト端子に加えられる。ジヤンクシヨン8
4aの他の−インプツト端子は、デイザーオシレータ7
2及び反転器74からの反転された200Hzの三角形
波デイザー信号を受け入れる。
一構造の回路80a−80dに接続されている。この回
路の1つについて以下において詳細に説明する。回路8
0aは、約0.8のゲインのアンプ82aを有し、該ア
ンプは加算ジヤンクシヨン48のアウトプツト信号を増
幅する。この増幅された信号は加算ジヤンクシヨン84
aの−インプツト端子に加えられる。ジヤンクシヨン8
4aの他の−インプツト端子は、デイザーオシレータ7
2及び反転器74からの反転された200Hzの三角形
波デイザー信号を受け入れる。
ジヤクシヨン84aのアウトプツト信号V3は約20の
ゲインのアンプ86aに接続される。このアンプは、パ
ルス幅変調器(PWM)88aに接続されている。該変
調器または、PWMオシレータ76から非反転3000
Hzの三角形波信号を受け入れる。変調器88aの変調
アウトプツト信号は100×{(V4−1.26)/
(3.93−1.26)}に等しい%変調式又はデユー
テイ比の3000Hz矩形波電圧となる(ここで、3.
93及び1.26は変調器76からの信号の高及び低ピ
ーク値である)。アウトプツト信号Vcはコイルの一端
に加えられる。
ゲインのアンプ86aに接続される。このアンプは、パ
ルス幅変調器(PWM)88aに接続されている。該変
調器または、PWMオシレータ76から非反転3000
Hzの三角形波信号を受け入れる。変調器88aの変調
アウトプツト信号は100×{(V4−1.26)/
(3.93−1.26)}に等しい%変調式又はデユー
テイ比の3000Hz矩形波電圧となる(ここで、3.
93及び1.26は変調器76からの信号の高及び低ピ
ーク値である)。アウトプツト信号Vcはコイルの一端
に加えられる。
ソレノイド作動パイロツト弁21aの他端は電流感知抵
抗R4aを介して接地され、また、アンプ90a及び積
分器92aを介してジヤンクシヨン84aの+インプツ
ト端子へ接続されている。アンプ90aは例えば約2.
84のゲインを有している。積分器92aはまた基準電
圧Vref=3.43ボルトを受け入れ、ラプラス変換式
によつて規定される電圧V2、すなわち、V2=2Vref
−V1(6250/(S+6250))を作る(ここ
で、V1はアンプ90aのアウトプツト端子における電
圧である)。回路80aの作用は、算術演算ユニツト4
8からの結合信号に比例する駆動電圧Icでソレノイド
作動パイロツト弁21aを付勢することにある。アンプ
90a,92aにより与えられるフイードバツクは供給
電圧の変化とソレノイド作動パイロツト弁21aの抵抗
の変化の効果を減少して当該装置のための増大された周
波数応答を与える。
抗R4aを介して接地され、また、アンプ90a及び積
分器92aを介してジヤンクシヨン84aの+インプツ
ト端子へ接続されている。アンプ90aは例えば約2.
84のゲインを有している。積分器92aはまた基準電
圧Vref=3.43ボルトを受け入れ、ラプラス変換式
によつて規定される電圧V2、すなわち、V2=2Vref
−V1(6250/(S+6250))を作る(ここ
で、V1はアンプ90aのアウトプツト端子における電
圧である)。回路80aの作用は、算術演算ユニツト4
8からの結合信号に比例する駆動電圧Icでソレノイド
作動パイロツト弁21aを付勢することにある。アンプ
90a,92aにより与えられるフイードバツクは供給
電圧の変化とソレノイド作動パイロツト弁21aの抵抗
の変化の効果を減少して当該装置のための増大された周
波数応答を与える。
ジヤンクシヨン84a,84cの−インプツト端子は反
転デイザー信号を受け、ジヤンクシヨン84b,84d
の−インプツト端子は非反転デイザー信号を受ける。す
なわち、デイザー信号は弁20a,20cを弁20b,
20dに対して位相をずれさせる。これは、圧力弁20
a及びリターン弁20bの同時の開放を阻止し、同様に
圧力弁20d及びリターン弁20cの同時の開放を阻止
して、流れがポンプ14から貯槽16へ直接流れること
によつてシリンダ装置10をバイパスするのを阻止す
る。これにより、デイザーなしに得られる等価圧力規制
を与えるために必要とされる流れを減少する。
転デイザー信号を受け、ジヤンクシヨン84b,84d
の−インプツト端子は非反転デイザー信号を受ける。す
なわち、デイザー信号は弁20a,20cを弁20b,
20dに対して位相をずれさせる。これは、圧力弁20
a及びリターン弁20bの同時の開放を阻止し、同様に
圧力弁20d及びリターン弁20cの同時の開放を阻止
して、流れがポンプ14から貯槽16へ直接流れること
によつてシリンダ装置10をバイパスするのを阻止す
る。これにより、デイザーなしに得られる等価圧力規制
を与えるために必要とされる流れを減少する。
変調器88a,88bは非反転オシレータ信号を受け、
変調器88c,88dはそれぞれ反転器78を介して反
転オシレータ信号を受ける。すなわち、二対の弁はパル
スを同時にではなく交替に受け、(図示しない)出力供
給によるピークデマンドを減少する。
変調器88c,88dはそれぞれ反転器78を介して反
転オシレータ信号を受ける。すなわち、二対の弁はパル
スを同時にではなく交替に受け、(図示しない)出力供
給によるピークデマンドを減少する。
本装置は、コイル電流Icの大きさに反比例する弁20
a−20d前後の圧力降下を生じるよう作動する。弁2
0a−20d前後の圧力降下を制御することによつて、
室11,13に連通された流体圧力は制御されてシリン
ダ装置を所望に応じて伸張又は収縮させる。例えば、指
令トランスデユーサ28が動かされてシリンダ装置10
を伸ばすときは、正の非反転エラー信号Eが作られる。
Eが正の場合には、反転エラー信号−Eが負となり、ソ
レノイド作動パイロット弁21a,21cには電流は流
れず、弁20a,20cは閉じたままである。この正の
信号Eはソレノイド作動パイロット弁21b,21d内
にコイル電流を生じ、それにより弁20b,20dを開
き、シリンダ装置10のピストン前後に比例した差圧を
生じ、シリンダ装置10を指令トランスデユーサ28に
よつて作られた正の指令信号Cに対応する新しい位置に
伸張させる。逆に、トランスデユーサ28がシリンダ装
置に収縮指令を出すときは、反転信号−Eが正となり、
非反転信号が負となる。これにより弁20a,20cは
開き、弁20b,20dは閉じてシリンダ装置を所望に
応じて引き込める。微分器34によつて与えられる速度
フイードバツクは制御システムの全体の安定性を増大す
る。
a−20d前後の圧力降下を生じるよう作動する。弁2
0a−20d前後の圧力降下を制御することによつて、
室11,13に連通された流体圧力は制御されてシリン
ダ装置を所望に応じて伸張又は収縮させる。例えば、指
令トランスデユーサ28が動かされてシリンダ装置10
を伸ばすときは、正の非反転エラー信号Eが作られる。
Eが正の場合には、反転エラー信号−Eが負となり、ソ
レノイド作動パイロット弁21a,21cには電流は流
れず、弁20a,20cは閉じたままである。この正の
信号Eはソレノイド作動パイロット弁21b,21d内
にコイル電流を生じ、それにより弁20b,20dを開
き、シリンダ装置10のピストン前後に比例した差圧を
生じ、シリンダ装置10を指令トランスデユーサ28に
よつて作られた正の指令信号Cに対応する新しい位置に
伸張させる。逆に、トランスデユーサ28がシリンダ装
置に収縮指令を出すときは、反転信号−Eが正となり、
非反転信号が負となる。これにより弁20a,20cは
開き、弁20b,20dは閉じてシリンダ装置を所望に
応じて引き込める。微分器34によつて与えられる速度
フイードバツクは制御システムの全体の安定性を増大す
る。
第1図は、本発明に係かるポペツト弁制御装置を簡略に
示した説明図;及び、 第2図は、第1図の制御回路のブロツク線図;である。 18……位置感知手段; 20a,20b,20c,20d……ポペツト弁; 21a,21b,21c,21d……ソレノイド作動パ
イロツト弁; 28……オペレータ制御手段; 30……制御回路。
示した説明図;及び、 第2図は、第1図の制御回路のブロツク線図;である。 18……位置感知手段; 20a,20b,20c,20d……ポペツト弁; 21a,21b,21c,21d……ソレノイド作動パ
イロツト弁; 28……オペレータ制御手段; 30……制御回路。
フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭55−119709(JP,A) 実開 昭54−90721(JP,U)
Claims (13)
- 【請求項1】伸張室(13)及び引込室(11)を有する往
復動液圧シリンダ装置(10)を制御するための装置にお
いて、 ポンプ(14)と引込室との間の流体連通を制御するため
の第1パイロット作動ポペット弁(20a)、引込室と貯
槽(16)との間の流体連通を制御するための第2パイロ
ット作動ポペット弁(20b)、伸張室と貯槽との間の流
体連通を制御するための第3パイロット作動ポペット弁
(20c)、及び、ポンプと伸張室との間の流体連通を制
御するための第4パイロット作動ポペット弁(20d)を
有する弁装置(12)と、 それぞれ上記ポペット弁の1つを作動する複数のソレノ
イド作動パイロット弁(21a〜d)と、 シリンダ装置の位置を感知してそれを表すフィードバッ
ク信号(X)を生じる位置感知手段(18)と、 シリンダ装置の所望の位置を表す位置指令信号(C)を
生じるオペレータ制御手段(28)と、 フィードバック信号と位置指令信号から第1のエラー信
号(-E′)を生じ、選択されたパイロット弁を付勢して
対応するポペット弁を作動し、シリンダ装置を動かして
エラー信号を減少する制御回路手段(30)とを有し、 上記制御回路手段(30)が、 第1エラー信号(-E′)を反転して第2エラー信号(+
E′)を生じる手段(46)と、 第1のエラー信号とフロート信号や閉塞信号などの必要
な指令信号とを受けて第1の対の制御信号を発生する第
1の対の結合手段(48,52)と、 第2のエラー信号とフロート信号や閉塞信号などの必要
な指令信号とを受けて第2の対の制御信号を発生する第
2の対の結合手段(50,54)と、 第1及び第2の対の制御信号の内の一方の対に応答して
第1の対のパイロット弁(21a,c)を駆動するための対
応する第1の対の駆動回路(80a,c)、 第1及び第2の対の制御信号の内の他方の対に応答して
第2の対のパイロット弁(21b,d)を駆動するための対
応する第2の対の駆動回路(80b,d)と、 所定の周波数を有するディザー信号を発生するディザー
オシレータ(72)と、 ディザー信号を反転して180度位相が相違する反転デ
ィザー信号を発生する反転手段(74)と、 を備え、 上記第1の対の駆動回路のそれぞれが、ディザー信号及
び反転ディザー信号の一方を、第1及び第2の対の制御
信号の上記一方の対の内を対応する制御信号と結合して
結合信号を発生する結合手段(84a,c)と、対応するパ
イロット弁を駆動するために結合手段からの結合信号の
大きさに基づくデューティ比を有するパルス幅変調され
た駆動信号(Vc)を生じる変調手段(88a,c)と、を有
し、 上記第2の対の駆動回路のそれぞれが、ディザー信号及
び反転ディザー信号の他方を、第1及び第2の対の制御
信号の上記他方の対の内の対応する制御信号と結合して
結合信号を発生する結合手段(84d,d)と、対応するパ
イロット弁を駆動するために結合手段からの結合信号の
大きさに基づくデューティ比を有するパルス幅変調され
た駆動信号(Vc)を生じる変調手段(88b,d)と、を有
している、 往復動シリンダ装置の制御装置。 - 【請求項2】上記制御回路手段(30)が、 フィードバック信号(X)を、シリンダ装置の作動速度
を表す速度信号に変換する微分手段(34)と、 位置指令信号(C)とフィードバック信号との間の差を
表すエラー信号(E)を生じる差手段(38)と、 エラー信号と速度信号との間の差を表す補償エラー信号
を上記第1エラー信号(-E′)として生じる手段(44)
と、 を備え、 第1の対の駆動回路は、第1の対の制御信号を受けて、
それに応じて対応する一対のパイロット弁を駆動し、 第2の対の駆動回路は、第2の対の制御信号を受けて、
それに応じて対応する第2の対のパイロット弁を駆動す
るようになった、 特許請求の範囲第1項に記載の装置。 - 【請求項3】第1の対の駆動回路の内の一方の駆動回路
によって作られた変調駆動信号が、第1の対の駆動回路
の内の他方の駆動回路によって作られた変調駆動信号に
対して180度の位相のずれを有し、 第2の対の駆動回路の内の一方の駆動回路によって作ら
れた変調駆動信号が、第2の対の駆動回路の内の他方の
駆動回路によって作られた変調駆動信号に対して180
度の位相のずれを有している特許請求範囲第2項に記載
の装置。 - 【請求項4】上記制御回路手段(30)が、 可変デッドバント基準信号(Vdb)を生じるオペレータ
制御手段(64)と、 エラー信号(E)を反転して反転エラー信号(-E)を生
じる手段(42)と、 エラー信号、反転エラー信号及びデッドバンド基準信号
を受け、それらの関数としてデッドバント調節信号(Vd
b')を生じて上記必要な指令信号として出力するデッド
バンド回路(60,62,66)と、 を備え、 第1の対の結合手段の内の一方のものの結合手段(52)
は、デッドバンド調節信号を第1エラー信号に結合して
第1の対の制御信号の一方を生じ、 第2の対の結合手段の内の一方のものの結合手段(50)
は、デッドバンド調節信号を第2エラー信号に結合して
第2の対の制御信号の一方を生じる、 特許請求の範囲第2項に記載の装置。 - 【請求項5】上記制御回路手段(30)が、 フロート信号を生じて、第1及び第2の対の結合手段の
全ての結合手段(48〜54)に対し上記必要な指令信号と
して出力するオペレータ制御手段(58)、 を備え、これにより、選択して一対のパイロット弁(21
b,c)を付勢して、貯槽とシリンダ装置との間の流体連
通を制御する対応する一対のポペット弁(20b,c)を開
き、また、選択した一対のパイロット弁(21a,d)を除
勢して、ポンプとシリンダ装置との間の流体連通を制御
する対応する一対のポペット弁(20a,d)を閉じる、 特許請求の範囲第2項に記載の装置。 - 【請求項6】上記制御回路手段(30)が、 閉塞信号を生じて、第1及び第2の対の結合手段の全て
の結合手段(48〜54)に対し上記必要な指令信号として
出力するオペレータ制御手段(56)、 を備え、これにより、閉塞信号の発生が全パイロット弁
(21a〜d)の除勢を生じて全ポペット弁(20a〜d)を閉
じシリンダ装置の動きを阻止する、 特許請求の範囲第2項に記載の装置。 - 【請求項7】上記デッドバンド回路が、 双安定アウトプット端子、デッドバンド基準信号を受け
る第1インプット端子(-)及び非反転のエラー信号を
受ける第2インプット端子(+)を有する第1比較器(6
0)と、 第1比較器の第2インプット端子(+)に接続された双
安定アウトプット端子、デッドバント基準信号を受ける
ため接続された第1インプット端子(-)及び反転エラ
ー信号を受けるため接続された第2インプット端子
(+)を有する第2比較器(62)と、 第1比較器のアウトプット信号を積分するための積分器
手段(66)と、 を有する特許請求の範囲第4項に記載の装置。 - 【請求項8】上記制御回路手段(30)が、 フィードバック信号(X)と位置指令信号(C)との間の
差を表す非反転のエラー信号(E)を発生して第1エラ
ー信号(-E')として出力する差手段と、 エラー信号(E)を反転した反転エラー信号(-E)に変
換して第2エラー信号(+E')として出力する反転手段
(42)と、 を備えた、 特許請求の範囲第1項に記載の装置。 - 【請求項9】第1の対の駆動回路の内の一方の駆動回路
によって発生された変調駆動信号が、第1の対の駆動回
路の内の他方の駆動回路によって発生された変調駆動信
号と180度位相がずれており、 第2の対の駆動回路の内の一方の駆動回路によって発生
された変調駆動信号が、第2の対の駆動回路の内の他方
の駆動回路によって発生された変調駆動信号と180度
位相がずれている、 特許請求の範囲第8項に記載の装置。 - 【請求項10】上記制御回路手段(30)が、 可変デッドバンド基準信号を発生するオペレータ制御手
段(64)と、 非反転のエラー信号、反転エラー信号及びデッドバンド
基準信号を受け、それらの関数としてのデッドバンド調
節信号を発生して上記必要な指令信号として出力するデ
ッドバンド回路(60,62,66)と、 を備え、 第1の対の結合手段の内の一方の結合手段(52)は、デ
ッドバンド調節信号を第1エラー信号と結合し、 第2の対の結合手段の内の一方の結合手段(50)は、デ
ッドバンド調節信号を第2エラー信号と結合する、 特許請求の範囲第8項に記載の装置。 - 【請求項11】上記制御回路手段(30)が、 フロート信号を生じて、第1及び第2の対の結合手段の
全ての結合手段(48〜54)に対し上記必要な指令信号と
して出力するオペレータ制御手段(58)、 を備え、これにより、選択した一対のパイロット弁(21
b,c)を付勢して、貯槽とシリンダ装置との間の流体連
通を制御する対応する一対のポペット弁(20b,c)を開
き、また、選択した一対のパイロット弁(21a,d)を除
勢して、ポンプとシリンダ装置との間の流体連通を制御
する対応する一対のポペット弁(20a,d)を閉じる、 特許請求の範囲第8項に記載の装置。 - 【請求項12】上記制御回路手段(30)が、 閉塞信号を選択的に生じて、第1及び第2の対の結合手
段の全ての結合手段(48〜54)に対し上記必要な指令信
号として出力するオペレータ制御手段(56)、 を備え、これにより、閉塞信号の発生が全パイロット弁
(21a〜d)の除勢を生じて全ポペット弁(20a〜d)を閉
じシリンダ装置の動きを阻止する、 特許請求の範囲第8項に記載の装置。 - 【請求項13】上記デッドバンド回路が、 双安定アウトプット端子、デッドバンド基準信号を受け
る第1インプット端子(-)及び非反転のエラー信号を
受ける第2インプット端子(+)を有する第1比較器(6
0)と、 第1比較器の第2インプット端子に接続された双安定ア
ウトプット端子、デッドバンド基準信号を受けるため接
続された第1インプット端子(-)及び反転エラー信号
を受けるため接続された第2インプット端子(+)を有
する第2比較器(62)と、 第1比較器のアウトプット信号を積分するための積分器
手段(66)と、 を有する特許請求の範囲第10項に記載の装置。
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