JPH0627559B2

JPH0627559B2 - 電磁弁の制御装置

Info

Publication number: JPH0627559B2
Application number: JP61014250A
Authority: JP
Inventors: 浩之蔵本; 興治広山
Original assignee: Kayaba Industry Co Ltd
Current assignee: KYB Corp
Priority date: 1986-01-25
Filing date: 1986-01-25
Publication date: 1994-04-13
Anticipated expiration: 2009-04-13
Also published as: JPS62171574A

Description

【発明の詳細な説明】（産業上の利用分野）この発明は、電磁弁に対するデューティ比を調整して、
アクチュエータへの供給流量を制御し、当該アクチュエ
ータの速度を制御する電磁弁の制御装置に関する。

（従来の技術）この種の装置の電磁弁は、例えば、第３図に示す回路に
使用され、一方の電磁弁１がアクチュエータとしての単
動シリンダＳの上昇時の作動速度を制御し、他方の電磁
弁２がその下降速度を制御する。

この回路図において電磁弁１、２がノーマル位置にある
が、このノーマル位置にあるとき、一方の電磁弁１が全
開し、他方の電磁弁２が全閉する。

上記のように一方の電磁弁１が図示のノーマル位置にあ
って全開しているときには、ポンプＰの吐出油がパイロ
ット通路３→このパイロット通路３に設けたオリフィス
４→全開の電磁弁１→タンク通路５を経由してタンクＴ
に流れるので、オリフィス４前後に差圧が発生する。

このようにして発生した差圧はパイロット圧として、タ
ンク通路５に設けたアンロード弁６の両端に作用し、当
該アンロード弁６を図示の全開状態に切換える。したが
って、ポンプＰの吐出油全量が、タンク通路５を経由し
てタンクＴに流出する。

そして、上記電磁弁１に通電してそれを全閉させると、
オリフィス４を通過する流れが遮断されるので、その前
後に差圧が発生せず、アンロード弁６の両端に作用する
圧力が同一になる。このようにアンロード弁６の両端に
作用するパイロット圧が同圧になると、当該アンロード
弁６が全閉状態を保つようにしている。したがって、ポ
ンプＰの吐出量全量が、供給流路７に設けたロードチェ
ック弁８を経由してシリンダＳに供給される。このよう
に電磁弁１に連続通電すると、当該電磁弁１が全閉状態
を保ち続けるので、ポンプＰの吐出油全量がシリンダＳ
に供給される。

しかし、電磁弁１に連続通電せず、短時間にそのオン−
オフ動作を繰り返すと、この電磁弁を通過する流量及び
オリフィス４の前後に発生する差圧のそれぞれが、当該
電磁弁１の全開時のほぼ中間になる。したがって、アン
ロード弁６の開度もそれに応じて制御され、タンク通路
５から流出する流量も中間的なものになる。このように
ポンプ吐出油のうち、上記中間的な値に制御された流量
がタンクＴに流出すれば、その残りの流量がシリンダＳ
に供給されることになる。

そして、上記オン−オフ時間に対するオン時間の割合で
あるデューティ比を制御することによって、タンクＴに
流れる流量、すなわちシリンダＳに供給される流量を制
御できるが、その制御形態を示したのが第４図のグラフ
である。

この第４図のグラフは、そのＸ軸にデューティ比を示
し、Ｙ軸にシリンダＳの速度を示したもので、その実線
Ｉが両者の相関値を示したものである。

この第４図のグラフからも明らかなように、デューティ
比が大きくなればなるほど、シリンダＳの作動速度が速
くなり、当該デューティ比が100%になると、その作動速
度が最大になる。反対に、デューティ比が小さくなれば
なるほど、当該シリンダＳの作動速度が遅くなる。

なお、他方の電磁弁２は、上記デューティ比を制御する
ことによって、その下降速度を制御するもので、実質的
には、上記電磁弁１と同様に機能する。

上記のようにして当該シリンダＳの作動速度を制御する
が、その制御を必要とするのは次の場合である。

例えば、当該シリンダＳに十分な作動速度を維持させな
がら、正確な停止位置制御を必要する場合である。この
ような場合には、当該シリンダＳを停止させる位置近く
までは作動させ、その停止位置近くでをゆっくり作動さ
せなければならないので、上記した速度制御が必要にな
る。

そして、この従来の装置では、第４図からも明らかなよ
うに、所定のデューティ比のときには、シリンダＳの作
動速度が一定になるような制御形態を採用している。

（本発明が解決しようとする問題点）上記のように従来の装置では、作動油の粘性あるいはシ
リンダの負荷等、種々の条件が変化すると、たとえデュ
ーティ比が一定であっても、その目標速度に対してシリ
ンダＳの実際の速度が変化してしまう。この状況を例示
したのが、第４図破線Ｉ_１あるいはＩ_２の曲線である。

すなわち、第４図に示すようにデューティ比を一定にし
ていても、曲線Ｉ_１では、目標曲線Ｉに対して速度が速
くなる。逆に、曲線Ｉ_２では、目標曲線Ｉに対して速度
が遅くなる。

そして、この目標曲線Ｉに対する変動巾が第４図矢印Ｈ
で示すように、非常に大きくなる。

つまり、従来の装置では、所定の速度を得るためのデュ
ーティ比を常に一定にしていたので、作動油の粘性ある
いはシリンダの負荷等が変化すると、目標速度が大幅に
狂い、例えば、正確な停止位置制御ができなくる等の問
題があった。

この発明の目的は、当該アクチュエータの実際の作動状
況を検出し、その検出値に応じてデューティ比を変化さ
せることによって、目標速度に対する実際の速度の変動
巾を小さくすることである。

（問題点を解決する手段）この発明は、上記の目的を達成するために、当該装置を
次のように構成している。

すなわち、電磁弁に対するデューティ比を調整して、ア
クチュエータへの供給流量を制御し、当該アクチュエー
タの速度を制御する電磁弁の制御装置において、当該ア
クチュエータの実際の作動位置を検出する現状位置検出
器と、当該アクチュエータの目標位置を設定する目標位
置設定器と、これら現状位置検出器と目標位置設定器と
の偏差を演算する演算回路と、当該アクチュエータの速
度を検出する速度検出回路と、この演算回路の出力信号
及び速度検出回路の出力信号に応じて、上記電磁弁に対
するデューティ比を制御する駆動回路とを備え、かつ、
この駆動回路には、速度検出回路からの出力信号に応じ
て、上記デューティ比を変化させるためのフィードバッ
クゲインを記憶する設定部を設けた点に特徴を有する。

（本発明の作用）この発明は、上記のように構成したので、当該アクチュ
エータの作動速度をフィードバックするとともに、設定
部で記憶したフィードバックゲインに沿って、デューテ
ィ比を実際の作動状況に応じて変化させる。

（本発明の効果）この発明の装置によれば、当該アクチュエータの実際の
作動状況に応じて、デューティ比を変化させるようにし
たので、作動油の粘性あるいはアクチュエータの負荷等
種々の条件が変化したとしても、その目標速度に対する
実際の速度の変動巾が小さくなる。このように目標速度
に対する実際の速度の変動巾を小さくできるので、その
位置制御等が正確にできる。

（本発明の実施例）第１、２図に示した実施例は、当該シリンダＳの実際の
位置を検出する現状位置検出器ａと、シリンダＳの目標
位置を設定する目標位置設定器ｂとを有し、それら両者
の出力信号を演算回路ｃに入力させる。

上記演算回路ｃは、シリンダＳの実際の位置と目標位置
との偏差を演算し、その演算結果としての出力信号を駆
動回路ｄに入力するが、この駆動回路ｄは次のように構
成している。

すなわち、この駆動回路ｄは、演算回路ｃからの出力信
号が不感帯信号かどうかを判定する不感帯比較部11と、
微速域信号か高速域信号かどうかを判断する高速信号判
定部12とを有する。

上記不感帯比較部11は、上記演算回路ｃの出力信号が不
感帯信号及び高速域信号のときには動作しない。そし
て、上記出力信号が不感帯信号及び高速域信号以外の低
速域信号のとき、その低速時のデューティ比を制御する
低速設定部13を動作させる。この低速設定部13からの出
力信号は、増幅部ｅを経由して前記電磁弁１に入力し、
それを動作させる。

したがって、電磁弁１は、この低速設定部13で設定され
たデューティ比に応じて間欠的に通電されるとともに、
そのデューティ比に応じた速度制御がされることにな
る。

上記速度検出回路ｆは、前記現状位置検出器ａからの出
力信号を微分して、当該シリンダＳの実際の速度をその
都度演算するとともに、その速度信号を上記低速設定部
13にフィードバックするようにしている。

さらに、この低速設定部13に記憶された速度フィードバ
ックゲインは第２図の直線Ｇで示すように右下がりに傾
斜させている。

したがって、当該シリンダＳの速度変化の特性が、曲線
Ｉ、Ｉ_１、Ｉ_２を変化したときには、そのデューティ比
を変化させるようにしている。そして、上記直線Ｇの傾
斜は、種々の条件を勘案して最適な傾斜になるようにあ
らかじめ設定している。

また、上記高速信号判定部12は、演算部ｃからの出力信
号が高速域信号のときにそれを判定して高速設定部14を
動作させる。このように高速設定部14が動作すると、そ
の出力信号が増幅部ｅを経由して前記電磁弁１に入力
し、電磁弁１を連続通電させる。つまり、当該アクチュ
エータを高速作動させる。

次のこの実施例の作用を説明する。

現状位置検出器ａからの出力信号と、目標位置設定器ｂ
からの出力信号によって、それらの偏差を演算回路ｃで
演算するとともに、その偏差を不感帯比較部11及び高速
信号判定部12に入力する。そして、当該偏差がゼロ又は
それに近いとき、すなわち不感帯にあるという信号が不
感帯比較部11に入力すると、電磁弁１を動作させずに当
該シリンダＳを停止させた状態に保つ。

また、その偏差がゼロ近傍よりも少し大きい状態である
低速信号域に達すると、低速設定部13で記憶されたデュ
ーティ比に応じて電磁弁１が制御され、その制御に応じ
てシリンダＳの速度も制御される。しかも、シリンダＳ
が動作しているときには、その速度を速度検出回路ｆで
検出して、上記低速設定部13にフィードバックさせてい
る。

このように速度検出回路ｆから速度信号がフィードバッ
クされると、低速設定部13が記憶したフィードバックゲ
インに応じて、デューティ比を変化させる。

したがって、作動油の粘性あるいはシリンダＳの負荷
等、種々の条件変化によって、当該シリンダＳの作動速
度が、目標特性Ｉを維持できずに、特性Ｉ_１あるいはＩ
_２に変化したとしても、上記直線Ｇで示した速度フィー
ドバックゲインにしたがってデューティ比が補正され、
上記目標速度に近い範囲でシリンダＳが作動する。

そして、上記のように目標速度に対する実際の速度との
変動巾は、第２図の矢印Ｊで示すように非常に小さなも
のとなる。

【図面の簡単な説明】

図面第１、２図はこの発明の実施例を示すもので、第１
図は電気的な回路を示すブロック図、第２図はデューテ
ィ比とアクチュエータ速度との関係を示したグラフ、第
３図は当該この発明の制御対象である電磁弁の使用例を
示す回路図、第４図は従来の制御形態を示すもので、上
記第２図に対応するグラフである。Ｓ……アクチュエータとしてのシリンダ、１、２……電
磁弁、ａ……現状位置検出器、ｂ……目標位置設定器、
ｃ……演算回路、ｄ……駆動回路、ｆ……速度検出回
路。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】電磁弁に対するデューティ比を制御して、
アクチュエータへの供給流量を制御し、当該アクチュエ
ータの速度制御をする電磁弁の制御装置において、上記
アクチュエータの実際の作動位置を検出する現状位置検
出器と、当該アクチュエータの目標位置を設定する目標
位置設定器と、これら現状位置検出器と目標位置設定器
との偏差を演算する演算回路と、当該アクチュエータの
速度を検出する速度検出回路と、この演算回路の出力信
号及び速度検出回路の出力信号に応じて、上記電磁弁に
対するデューティ比を制御する駆動回路とを備え、か
つ、この駆動回路には、速度検出回路からの出力信号に
応じて、上記デューティ比を変化させるためのフィード
バックゲインを記憶する設定部を設けたことを特徴とす
る電磁弁の制御装置。