JPH0799163B2 - 流体アクチュエータの制御装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 【産業上の利用分野】

本発明は、流体アクチュエータの作動位置，速度，圧力
を１つの制御弁と３つのフィードバック制御ループによ
って切り換え制御する流体アクチュエータの制御装置に
関する。

【従来の技術】

従来、この種の流体アクチュエータの制御装置として、
例えば第６図に示すようなものが知られている（特願平
２−20193号）。この制御装置は、油圧シリンダ61に油
圧源からの圧油を給排する図示しないサーボ弁のソレノ
イド62に制御信号を出力するサーボコントローラ63と、
油圧シリンダ61の位置検出器64と、この位置検出器64の
位置検出信号（ｂ）を微分して速度検出信号（ｃ）を出
力する微分器65からなる。 上記サーボコントローラ63は、位置指令信号（ａ）から
上記位置検出信号（ｂ）を減算する位置用減算器66と、
この出力信号に補償を施す位置制御器67と、この出力信
号から上記速度検出信号（ｃ）を減算する速度用減算器
68と、この出力信号に補償を施す速度制御器69と、上記
油圧シリンダ61の両端ポートの作動油の圧力差を検出す
る差圧力検出器70と、この差圧検出信号（ｄ）を上記速
度制御器69の出力信号から減算する差圧用減算器71と、
この出力信号に補償を施す差圧力制御器72と、この出力
信号を電流信号に変換して上記ソレノイド62に制御信号
として出力する電圧／電流変換器73で構成される。つま
り、上記サーボコントローラ63は、位置検出器64,位置
用減算器66,位置制御器67からなる位置フィードバック
制御のメインループ内に、微分器65,速度用減算器68,速
度制御器69からなる速度フィードバック制御のマイナー
ループと、差圧検出器70,差圧用減算器71,差圧力制御器
72からなる差圧フィードバック制御のマイナーループを
構成して、位置制御を主としつつ、速度制御器69や差圧
力制御器72のゲイン調整で速度や差圧を規制するように
なっている。

【発明が解決しようとする課題】

ところが、上記従来の流体アクチュエータの制御装置
は、メインフィードバックループで位置制御のみを行な
い、マイナーフィードバックループで速度や差圧を規制
するにすぎないものであるため、外部から速度や圧力の
指令信号を入力して、サーボ弁を介して油圧シリンダ61
の作動速度や圧力を直接制御できず、自由度のある油圧
シリンダの制御ができないという欠点がある。 この欠点を解消するには、例えば、上記速度用減算器6
8,速度制御器69を位置減算器66,位置制御器67と並列に
配置し、速度用減算器68で外部からの速度指令信号と速
度検出信号（ｃ）との偏差信号を求め、この偏差信号に
速度制御器69で補償を施すとともに、位置制御器67また
は速度制御器69のいずれかの出力信号を制御切換スイッ
チによって必要に応じて選択して、差圧用減算器71の＋
側に出力する手法が考えられる。 しかし、この手法でも、油圧シリンダ61の位置と速度の
いずれか一方しかフィードバック制御できず、そのとき
他方のフィードバック制御が利かないため、運転中に不
慮の事態が生じたとき制御切換スイッチの選択を誤る
と、油圧シリンダ61が暴走したり、破損するという虞れ
がある。また、制御切換スイッチで位置，速度の選択切
換を行なった場合、切換まで非制御側であったフィード
バックループの内部状態によっては、サーボ弁のソレノ
イド62への制御信号が不連続になって、油圧シリンダ61
の作動にオーバーシュートやアンダーシュートなどの不
具合が生じるという問題がある。また、この手法では、
作動圧力は、依然マイナーフィールドバックループで制
御されるため、直接制御することができない。 そこで、本発明の目的は、位置，速度，圧力のいずれか
１つを制御するときに残る２つの検出信号を夫々監視す
ることにより、流体アクチュエータの残る２つの非制御
の制御量の異常な上昇を防止して、流体アクチュエータ
の破損等をなくすことができる流体アクチュエータの制
御装置を提供するとともに、流体アクチュエータの位
置，速度，圧力をこれらの制御ループの相互切り換えに
より制御する際、動作側制御ループから出力される制御
信号を非動作側制御ループに入力してホールドするとう
いう新規な手法によって、広い位置，速度，圧力範囲に
亘ってこれらの制御相互間で円滑かつ連続的な切り換え
を実現することができる流体アクチュエータの制御装置
を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

上記目的を達成するため、本発明の第１の流体アクチュ
エータの制御装置は、第１図に例示するように、位置，
減速，圧力の各比較手段6,8,14によって流体アクチュエ
ータ２の位置，速度，圧力の各検出器5,10,13からの検
出信号Ss,Vs,Psを夫々の指令信号Sr,Vr,Prから減算して
位置，速度，圧力の各制御信号を出力し、上記３つの制
御信号のいずれかをスイッチ手段16で選択して上記流体
アクチュエータ２の圧力ライン３に介設された制御弁４
に出力するものにおいて、上記制御信号の１つが選択さ
れた制御時に、残る２つの制御量に関する指令信号とそ
の検出信号を夫々比較して、検出信号が指令信号よりも
大きい制御量があれば、その制御量の側へ上記スイッチ
手段16を切り換える切換制御手段17を備えたことを特徴
とする。 また、本発明の第２の流体アクチュエータの制御装置
は、第４図に例示するように、流体アクチュエータ21の
位置，速度，圧力の各検出器26,27,28からの検出信号を
夫々の指令信号から減算して得た位置，速度，圧力の各
偏差信号に、夫々の補償手段34,44,54で補償を施して位
置，速度，圧力の各制御信号とし、上記３つの制御信号
のいずれかを選択して上記流体アクチュエータ21の圧力
ラインに介設された制御弁22に出力するものにおいて、
上記位置，速度，圧力の各補償手段34,44,54に、自己の
制御信号が選択された制御時に、当該補償手段の自己フ
ィードバックループ34a,44a,54aを遮断し、他の２つの
補償手段の出力側からその補償手段の入力側に至る回路
34b,44b,54bを遮断するとともに、他の制御信号が選択
された制御時に、上記回路34b,44b54bおよび上記ループ
34a,44a,54aを接続する第１スイッチ手段36,37,46,47,5
6,57:，，を設ける一方、他の制御信号が選択さ
れた制御時に、当該補償手段に入ってくる偏差信号の回
路を遮断し、上記制御弁22へ出ていく制御信号の回路を
遮断するとともに、自己の制御信号が選択された制御時
に、上記偏差信号の回路および上記制御信号の回路を接
続する第２スイッチ手段32,35,42,45,52,55;A,B,Cを設
けたことを特徴とする。

【作用】

例えば、速度制御時には、比較手段８によって速度指令
信号Vrから速度検出信号Vsを減算して得られた速度制御
信号が、スイッチ手段16を経て制御弁４に出力され、こ
れによって流体アクチュエータ２の速度が制御される。
このとき、切換制御手段17は、位置指令信号Srと位置検
出信号Ssを、また圧力指令信号Prと圧力検出信号Psを夫
々比較し、検出信号が指令信号よりも大きいとき、その
制御信号側に上記スイッチ手段16を切り換える。例え
ば、位置検出信号Ssが位置指令信号Srよりも大きい場
合、流体アクチュエータ２は、位置制御されるようにな
り、その位置は位置指令信号Srが表わす位置以内に抑え
られる。位置または圧力制御時にも、制御対象でない残
る２つの制御量即ち速度と圧力または速度と位置につい
て、切換制御手段17が上述と同様に夫々指令信号と検出
信号を比較し、後者が前者よりも大きくなった制御量側
にスイッチ手段16を切換える。例えば、速度検出信号Vs
が速度指令信号Vrよりも大きい場合、上記スイッチ手段
16が速度制御信号側に切り換えられ、流体アクチュエー
タ２は、速度制御されるようになり、その速度は速度指
令信号Vrが表わす速度値以下に抑えられる。 本発明の第２の制御装置において、例えば速度用補償手
段44からの速度制御信号が選択された速度制御時には、
速度用補償手段44の第２スイッチ手段42,45;Bがオンに
なり、他の補償手段34,54の第１スイッチ手段36,37,56,
57;，がオンになる。そうすると、速度用補償手段4
4に速度指令信号Vrと速度検出信号Vsの差である速度偏
差信号が入力され、自己フィールドバックループ44aが
（第１スイッチ手段46によって）遮断された速度用補償
手段44は、上記速度偏差信号に補償を施して得た速度制
御信号を、制御弁22および位置用，圧力用補償手段34,5
4の入力側にその第１スイッチ手段37,57を介して夫々出
力し、この制御弁22と速度検出器27によって流体アクチ
ュエータ21の速度がフィールドバック制御される。ま
た、第２スイッチ手段32,35,52,55;A,Cがオフになる位
置用，圧力用補償手段34,54には位置，圧力の各偏差信
号が入力されず、これらの補償手段34,54から第１スイ
ッチ手段47がオフの速度用補償手段44の入力側に位置，
圧力制御信号が入力されることもなく、位置用，圧力用
補償手段34,54に入力された上記速度制御信号は、夫々
第１スイッチ手段36,56によって導通した自己フィール
ドバックループ34a,54aを介してホールドされる。 次に、制御モードが速度制御から例えば圧力制御に切り
換わると、圧力用補償手段54の第２スイッチ手段52,55;
Cがオンになり、他の補償手段34,44の第１スイッチ手段
36,37,46,47;，がオンになる。そうすると、圧力用
補償手段54にホールドされていた直前の上記速度制御信
号が圧力制御信号として制御弁22に出力される。従っ
て、圧力用補償手段54に含まれる遅れ要素の存在にも拘
わらず、出力される圧力制御信号に遅れや不連続が生じ
ず、流体アクチュエータ21の圧力応答性が向上するう
え、広い圧力範囲に亘ってオーバーシュートやアンダー
シュートを伴わぬ円滑かつ連続的な圧力制御への移行が
実現される。かくて、上記制御弁22と圧力検出器28によ
って流体アクチュエータ21の圧力がフィールドバック制
御されることになり、このときの圧力制御信号は、圧力
補償手段54の第２スイッチ手段55から第１スイッチ手段
37,47がオンの速度用，位置用補償手段34,44の入力側に
夫々入力され、各自己ィールドバックループ34a,44aに
よりホールドされる。 さらに、圧力制御から例えば位置制御への切り換えも、
上述と同様の過程によって広い位置範囲に亘って良好な
位置応答性でもって円滑かつ連続的に行われる。こうし
て、広い位置，速度，圧力範囲に亘ってこれらの制御相
互間で円滑かつ連続的な切り換えが実現されるのであ
る。

【実施例】

以下、本発明を図示の実施例により詳細に説明する。 第１図は本発明による第１の流体アクチュエータの制御
装置の一例を示しており、この制御装置は、油圧源１か
ら負荷を有する油圧シリンダ２に至る圧力ライン3a,3b
に、制御弁たるサーボ弁４を設けるとともに、位置用減
算器６で位置指令信号Srと上記油圧シリンダ２に設けた
位置センサ５からの位置検出信号Ssとの差をとり、この
位置偏差信号に位置用補償回路７で補償を施して位置制
御信号とする一方、速度用減算器８で速度指令信号Vrと
速度検出器として上記位置検出信号Ssを微分する微分器
10からの速度検出信号Vsとの差をとり、この速度偏差信
号に速度用補償回路９で補償を施して速度制御信号とし
ている。 また、上記制御装置は、圧力ライン3a,3bに夫々設けた
圧力センサ11,12からの検出信号の差（油圧シリンダ２
の両端ポートの差圧）を差圧増幅器13で求めて圧力検出
信号Psとし、圧力用減算器14で圧力指令信号Prと上記圧
力検出信号Psとの差をとり、この圧力偏差信号に圧力用
補償回路15で補償を施して圧力制御信号としている。 上記補償回路7,9,15の出力側には、油圧シリンダ２の特
定位置で動作するリミットスイッチやタイマあるいはマ
ニュアルで切り換えられるとともに、後述する切換制御
回路17により切換えられ、上記位置，速度，圧力の３つ
の制御信号のいずれかを選択して上記サーボ弁４のソレ
ノイド4aに送る制御切換スイッチ16を設ける。また、こ
の制御切換スイッチ16で位置，速度，圧力の制御信号の
１つが選択された制御時に、残る２つの制御量に関する
指令信号Sr,Vr,Prとその検出信号Sr,Vs,Psを夫々比較し
て、検出信号が指令信号よりも大きい制御量の側へ制御
切換スイッチ16を切り換える切換制御回路17を設けてい
る。 なお、微分器10からの速度検出信号Vsを位置用補償回路
７に、また差圧増幅器13からの圧力検出信号Psを位置用
補償回路７と速度用補償回路９に夫々、マイナーフィー
ドバックループとして帰還させ、位置，速度制御の性能
向上を図っている。 上記構成の油圧シリンダの制御装置の動作について、第
２図を参照しつつ次に述べる。 いま、制御切換スイッチ16が例えば第１図のように切り
換わった速度制御時には、速度減算器８によって速度指
令信号Vrから速度検出信号Vsを減算して得られた速度制
御信号が、サーボ弁４のソレノイド4aに出力され、油圧
シリンダ２の速度がフィードバック制御される。なお、
このとき速度用補償回路９には、圧力検出信号Psによる
マイナーフィードバックがかかるので制御性能が向上す
る。そうすると、切換制御回路17は、第２図のステップ
S1で否と判断し、ステップS6で肯と判断してステップS7
に進み、このステップS7で圧力検出信号Psと圧力指令信
号Prを比較し、前者が後者よりも大きければ、ステップ
S8に進んで制御切換スイッチ16を圧力用補償回路15側に
切り換える一方、前者が後者よりも小さければ、ステッ
プS9に進む。そして、ステップS9で位置検出信号Ssと位
置指令信号Srを比較し、前者が後者よりも大きければ、
ステップS10に進んで制御切換スイッチ16を位置用補償
回路７側に切り換える。従って、例えば位置検出信号Ss
が位置指令信号Srよりも大きい場合、油圧シリンダ２
は、切り換った制御切換スイッチ16を経る位置制御信号
で作動するサーボ弁４で制御されるようになり、以後そ
の位置が位置指令信号Srに追従するように制御される。 また、位置制御中は、速度検出信号Vsによるマイナーフ
ィードバックがかかるので、制御性能の向上を図ること
ができる。かくて、速度制御運転中に不慮の事態が生じ
ても、自動的に作動位置が位置指令信号のSrの表わす値
以下に抑えられ、油圧シリンダが暴走したり、破損した
りすることがない。また、上記位置指令信号Srを油圧シ
リンダのストローク限以上の値に設定しておけば、ステ
ップS9およびS13で常に否と判断されるから、速度また
は圧力制御のみを行なうことができる。なお、上記ステ
ップS9で否と判断されればステップS1へ戻ることはいう
までもない。 次に、制御切換スイッチ16が第１図と異なって切り換わ
った位置または圧力制御時にも、制御対象でない残る２
つの制御量即ち速度と圧力または速度と位置について、
切換制御回路17が上述と同様に第２図に示すフローチャ
ートに従って夫々検出信号と指令信号を比較し、前者が
後者より大きくなった制御量側に制御切換スイッチ16を
切り換える。例えば、速度検出信号Vsが速度指令信号Vr
よりも大きい場合、制御切換スイッチ16が速度用補償回
路９に切り換えられ、油圧シリンダ２は、以後速度制御
信号で作動するサーボ弁４で制御され、その速度が速度
指令信号Vrに追従するように制御される。従って、位置
または圧力制御運転中に、不慮の事態が生じても、自動
的に作動速度と作動圧力または位置が各指令信号の表わ
す値以下に抑えられ、油圧シリンダ２が暴走したり、破
損したりすることがない。また、上記速度指令信号Vrを
油圧源１の能力以上の高速に設定すれば、位置または圧
力制御のみを行なうことができる。 上記実施例では、一対の圧力ライン3a,3bに夫々圧力セ
ンサ11,12を設け、両圧力センサの検出信号の差を差圧
増幅器13で求めて、圧力検出信号Psとしているので、補
償負荷駆動を円滑化し、スティックスリップの防止やサ
ーボ弁不感帯の影響軽減を図ることができる。 なお、位置，速度，圧力のいずれの制御が動作中かを判
別しやすくするために、制御切換スイッチ16に発光ダイ
オード等を連動させてもよく、連動するトランジスタの
出力信号等で遠隔判別することもできる。さらに、本発
明の切換制御手段は、実施例のハードウェアたる切換制
御回路16に限らず、マイクロプロセッサのプログラムな
どのソフトウェアであってもよい。 第３図は、第１図の油圧シリンダの制御装置の変形例を
示すブロック図である。 この制御装置は、第１図の油圧シリンダを片ロッドの油
圧シリンダ２′とし、４ポートのサーボ弁の一方の負荷
ポートを閉鎖して３ポートのサーボ弁４′にするととも
に、油圧シリンダ２′のロッド側ポートを圧力ライン3b
で油圧源１に直結して、サーボ弁４′の図中右のシンボ
ル位置で受圧面積差により油圧シリンダ２′を往動さ
せ、図中左のシンボル位置でヘッド側ポートをタンクに
連通して油圧シリンダ２′を復動させるようにしてい
る。また、第１図の圧力センサ12を省略し、差圧増幅器
10に代えて減算器18を設けて、この減算器18で圧力セン
サ11が検出した油圧シリンダ２′のヘッド側ポートの圧
力Phと、油圧源１の圧力Ppにロッド側／ヘッド側の受圧
面積比Ar/Ahを乗じた値との差（単位面積当りの実測押
圧力）を求めて、これを圧力検出信号Psとして圧力用減
算器14に出力している。上記制御装置の構成は、以上の
構成を除いて第１図で述べた制御装置のそれと全く同じ
であり、同じ部材には同一番号を付して、説明を省略す
る。 従って、第３図の制御装置も、第１図で述べたと同様に
動作し、油圧シリンダ２′の作動位置，速度，圧力の異
常な上昇を未然に防止でき、油圧シリンダの暴走あるい
は過大な押圧力による破損等をなくすことができる。 なお、本発明の制御弁は、実施例のサーボ弁に限らず、
電磁比例式の流量方向制御弁などであってもよく、本発
明の流体アクチュエータは、実施例の油圧シリンダに限
らず、空気圧シリンダなどにしてもよい。 第４図は本発明による第２の流体アクチュエータの制御
装置の一例を示すブロック図である。 この制御装置は、流体アクチュエータとしての油圧シリ
ンダ21と、この油圧シリンダの図示しない圧力ラインに
介設された制御弁としてのサーボ弁22と、上記油圧シリ
ンダ21の作動位置，速度，圧力を上記サーボ弁22を介し
て夫々フィードバック制御する位置，速度，圧力の各制
御ループ23,24,25から構成される。 上記位置制御ループ23は、油圧シリンダ21の作動位置を
検出する位置センサ26と、この位置センサ26からの位置
検出信号を位置指令信号から減算して位置偏差信号を出
力する偏差減算器31と、この偏差減算器31から入力用第
２スイッチ32および入力側加算器33を経て入力される信
号に所定の補償値で補償を施し、位置制御信号として出
力用第２スイッチ35および出力側加算器29を経て上記サ
ーボ弁22へ出力する位置用補償回路34を備える。 一方、上記速度制御ループ24は、速度検出器として上記
位置検出信号を微分する微分器27と、この微分器27から
の速度検出信号を速度指令信号から減算して速度偏差信
号を出力する偏差減算器41と、この偏差減算器41から入
力用第２スイッチ42および入力側加算器43を経て入力さ
れる信号に所定の補償値で補償を施し、速度制御信号と
して出力用第２スイッチ45および上記出力側加算器29を
経て上記サーボ弁22の図示しないソレノイドへ出力する
速度用補償回路44を備える。 また、上記圧力制御ループ25は、油圧シリンダ21の作動
圧力を検出する圧力センサ28と、上述と同様の偏差減算
器51,入力用第２スイッチ52,入力側加算器53,圧力用補
償回路54,出力用第２スイッチ55を備えている。 さらに、上記位置制御ループ23は、位置用補償回路34の
出力を入力側加算器33に戻す自己フィードバックループ
34aに自己フィードバック用第１スイッチ36を有すると
ともに、速度および圧力用補償回路44,54の出力を出力
側加算器29を経て入力側加算器33に導くホールドループ
34bにホールド用第１スイッチ37を有する。また、上記
速度制御ループ24も、同様に速度用補償回路44の自己フ
ィードバックループ44aに自己フィードバック用第１ス
イッチ46を有し、他の補償回路34,54の出力を入力側加
算器43に導くホールドループ44bにホールド用第１スイ
ッチ47を有する。同じく、上記圧力制御ループ25も、自
己フィードバックループ54aに自己フィードバック用第
１スイッチ56を、ホールドループ54bにホールド用第１
スイッチ57を夫々有する。 そして、各制御ループ23,24,25のアナログスイッチから
なる上記第１スイッチ36,37,46,47,56,57（図中，
，参照）は、夫々、自己の制御ループの制御信号で
サーボ弁22が制御される制御時に遮断され、他の制御ル
ープの制御信号でサーボ弁22が制御される制御時に導通
する第１スイッチ手段を構成する一方、各制御ループの
アナログスイッチからなる上記第２スイッチ32,35,42,4
5,52,55（図中A,B,C参照）は、自己の制御モードの制御
時に導通し、他の制御モードの制御時に遮断される第２
スイッチ手段を構成する。 上記構成の油圧シリンダの制御装置の動作は、次のとお
りである。 例えば、油圧シリンダ21を速度制御する場合、速度制御
ループ24の第２スイッチ42,45（Ｂ）が導通し、第１ス
イッチ46,47（）が遮断するとともに、他の制御ルー
プ23,25の第１スイッチ36,37;56,57（；）が導通
し、第２スイッチ32,35;52,55（A;C）が遮断する。する
と、速度制御ループ24が動作する。即ち、偏差減算器41
は、速度指令信号と微分器27からの速度検出信号との偏
差を求め、この速度偏差信号を入力用第２スイッチ42お
よび入力側加算器43を経て速度用補償回路44へ出力す
る。このとき、自己フィードバックループ44aの第１ス
イッチ46およびホールドループ44bの第１スイッチ47
は、共にオフであるので、速度用補償回路44には上記速
度偏差信号がそのまま入力される。次に、速度用補償回
路44は、入力された速度偏差信号に所定の補償値で補償
を施して速度制御信号とし、この速度制御信号を出力用
第２スイッチ45および出力側加算器29を経てサーボ弁22
に出力する。このとき、他の制御ループ23,25の出力用
第２スイッチ35,55がオフなのでサーボ弁22には上記速
度制御信号がそのまま入力され、このサーボ弁22によっ
て油圧シリンダ21の速度が、速度指令信号に追従するよ
うにフィードバック制御される。 また、上記速度制御信号は、速度用補償回路44から出力
側加算器29および他の制御ループ23,25のホールドルー
プ34b,54bのホールド用第１スイッチ37,57を経て夫々の
入力側加算器33,53に導かれ、両制御ループの入力用第
２スイッチ32,52がオフなので、各自己フィードバック
ループ34a,54aの自己フィードバック用第１スイッチ36,
56を経て入力される信号を減じられて、位置，圧力用補
償回路34,54に夫々入力される。両補償回路34,54は、入
力された信号に所定の補償値で補償を施して位置，圧力
制御信号として出力するが、両制御信号は、各出力用第
２スイッチ35,55がオフなので再び自己フィードバック
ループ34a,54aを経て上記入力側加算器33,53に夫々フィ
ードバックされる。 つまり、動作側たる速度制御ループ24の速度用補償回路
44から、非動作側たる位置，圧力制御ループ23,25の補
償回路34,54に入力された速度制御信号は、導通した自
己フィードバックループ34a,54aを介して次に出力すべ
き位置，圧力制御信号としてホールドされるのである。 次に、油圧シリンダ21を例えば圧力制御に切り換えるべ
く、圧力制御ループ25の第２スイッチ52,55（Ｃ）をオ
ンにし、第１スイッチ56,57（）をオフにするととも
に、他の制御ループ23,24の第１スイッチ36,37;46,47
（；）をオンにし、第２スイッチ32,35;52,55（A;
B）をオフにする。すると、圧力制御ループ25が動作
し、圧力用補償回路54にホールドされていた直前の速度
制御信号が、圧力制御信号として出力用第２スイッチ55
を経てサーボ弁22に出力される。従って、圧力用補償回
路54に通常含まれる遅れ要素の存在にも拘らず、出力さ
れる圧力制御信号に遅れや不連続が殆ど生じず、油圧シ
リンダ21の圧力応答性が向上するうえ、広い圧力範囲に
亘ってオーバーシュートやアンダーシュートのない円滑
かつ連続的な圧力制御への移行が実現できる。続いて、
偏差減算器53,入力用第２スイッチ52,入力側加算器53,
圧力用補償回路54,出力用第２スイッチ55,サーボ弁22,
油圧シリンダ21,圧力センサ28を経る圧力制御ループ25
により、油圧シリンダ21の圧力が圧力指令信号に追従す
るようにフィードバック制御される。また、上記圧力制
御信号は、上述と同様に他の制御ループ23,24のホール
ドループ34b,44bを経て自己フィードバックループ34a,4
4aにより次に出力すべき位置，速度制御信号としてホー
ルドされる。 速度，圧力の制御モード相互間における上述以外の切り
換えも、同様の手順をふんで広い範囲に亘って良好な応
答性でもって円滑かつ連続的に行なわれる。第５図は、
このような位置，速度，圧力の各制御モードにおける第
1,第２スイッチのオン，オフ状態を一括して示したもの
である。 なお、第４図の位置，速度，圧力用補償回路34,44,54を
積分回路とし、位置，速度，圧力検出信号に夫々一定値
を乗じる各乗算器と、乗算結果信号を各積分回路からの
制御信号に加算する加算器と、乗算結果信号を各ホール
ドループの信号に加算する加算器からなる比例要素の補
助フィードバックループを付加することもできる。こう
すれば、いわゆるＩ−Ｐ制御方式となって、制御信号へ
の比例要素的フィードバック信号の寄与により、油圧シ
リンダ21の負荷が比例要素の強いものであっても良好な
制御モードの相互切り換えができる。 なお、上記実施例では、流体アクチュエータを油圧シリ
ンダ21としたが、これを油圧モータや空気圧シリンダな
どにしてもよい。また、制御弁を、サーボ弁22でなく電
磁比例式の流量方向制御弁などにしてもよい。

【発明の効果】

以上の説明で明らかなように、本発明の第１の制御装置
は、位置，速度，圧力の各指令信号から夫々の速度検出
信号を減じて得た位置，速度，圧力の各制御信号のいず
れかをスイッチ手段で選択して制御弁に出力して流体ア
クチュエータを位置，速度または圧力制御するものにお
いて、上記制御信号の１つが選択された制御時に、残る
２つの制御量に関する指令信号とその検出信号を、切換
制御手段によって夫々比較し、検出信号が指令信号より
も大きい制御量があれば、その制御量の側へ上記スイッ
チ手段を切り換えるようにしているので、指令信号を位
置，速度，圧力の規制値に設定することにより位置，速
度，圧力のいずれかの制御モード下で、残る２つの制御
量の異常上昇を防止でき、これらの異常上昇で流体アク
チュエータ等に生じる不具合を解消できる。 また、本発明の第２の制御装置は、流体アクチュエータ
の作動を位置，速度，圧力の３つのフィードバック制御
ループと１つの制御弁によって切り換え制御するものに
おいて、各フィードバック制御ループに第１スイッチ手
段と第２スイッチ手段を設けて、位置，速度，圧力の制
御信号のいずれか１つが選択されたとき、選択されて補
償手段にのみの偏差信号を供給して制御信号を出力させ
るとともに、その補償手段から残る２つの補償手段に出
力される制御信号を残る補償手段でホールドさせるよう
にしているので、広い位置，速度，圧力範囲に亘って良
好な応答性でもって円滑かつ連続的な制御モードの相互
間の切り換えを実現できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による第１の流体アクチュエータの制御
装置の一実施例を示す図、第２図は上記実施例の動作を
示すフローチャート、第３図は第１図の変形例を示す
図、第４図は本発明による第２の流体アクチュエータの
制御装置の一実施例を示す図、第５図は第４図の実施例
の各制御モードにおける第1,第２のスイッチのオン，オ
フ状態を示す図、第６図は従来の油圧シリンダの制御装
置を示す図である。 ２……油圧シリンダ、４……サーボ弁、 ５……位置センサ、６……位置用減算器、 ７……位置用補償回路、８……速度用減算器、 ９……速度用補償回路、10……微分器、 11,12……圧力センサ、13……差圧増幅器、 14……圧力用減算器、15……圧力用補償回路、 16……制御切換スイッチ、17……切換制御回路、 21……油圧シリンダ、22……サーボ弁、 23……位置制御ループ、24……速度制御ループ、 25……圧力制御ループ、26……位置センサ、 27……微分器、28……圧力センサ、 29……出力側加算器、 31,41,51……偏差減算器 33,43,53……入力側加算器 36,37,46,47,56,57;，，……第１スイッチ、 32,35,42,45,52,55;A,B,C……第２スイッチ、 34a,44a,54a……自己フィードバックループ。 34b,44b,54b……ホールドループ。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】位置，減速，圧力の各比較手段（6,8,14）
   によって流体アクチュエータ（２）の位置，速度，圧力
   の各検出器（5,10,13）からの検出信号（Ss,Vs,Ps）を
   夫々の指令信号（Sr,Vr,Pr）から減算して位置，速度，
   圧力の各制御信号を出力し、上記３つの制御信号のいず
   れかをスイッチ手段（16）で選択して上記流体アクチュ
   エータ（２）の圧力ライン（３）に介設された制御弁
   （４）に出力する流体アクチュエータの制御装置におい
   て、 上記制御信号の１つが選択された制御時に、残る２つの
   制御量に関する指令信号とその検出信号を夫々比較し
   て、検出信号が指令信号よりも大きい制御量があれば、
   その制御量の側へ上記スイッチ手段（16）を切り換える
   切換制御手段（17）を備えたことを特徴とする流体アク
   チュエータの制御装置。
2. 【請求項２】流体アクチュエータ（21）の位置，速度，
   圧力の各検出器（26,27,28）からの検出信号を夫々の指
   令信号から減算して得た位置，速度，圧力の各偏差信号
   に、夫々の補償手段（34,44,54）で補償を施して位置，
   速度，圧力の各制御信号とし、上記３つの制御信号のい
   ずれかを選択して上記流体アクチュエータ（21）の圧力
   ラインに介設された制御弁（22）に出力する流体アクチ
   ュエータの制御装置において、 上記位置，速度，圧力の各補償手段（34,44,54）に、自
   己の制御信号が選択された制御時に、当該補償手段の自
   己フィードバックループ（34a,44a,54a）を遮断し、他
   の２つの補償手段の出力側からその補償手段の入力側に
   至る回路（34b,44b,54b）を遮断するとともに、他の制
   御信号が選択された制御時に、上記回路（34b,44b,54
   b）および上記ループ（34a,44a,54a）を接続する第１ス
   イッチ手段（36,37,46,47,56,57:，，）を設ける
   一方、他の制御信号が選択された制御時に、当該補償手
   段に入ってくる偏差信号の回路を遮断し、上記制御弁
   （22）へ出ていく制御信号の回路を遮断するとともに、
   自己の制御信号が選択された制御時に、上記偏差信号の
   回路および上記制御信号の回路を接続する第２スイッチ
   手段（32,35,42,45,52,55;A,B,C）を設けたことを特徴
   とする流体アクチュエータの制御装置。