図面 (/)

技術 可動機構の位置制御装置

出願人 三菱重工業株式会社
発明者 伊藤誠規湊本倫生
出願日 1999年11月12日 (21年3ヶ月経過) 出願番号 1999-322469
公開日 2001年5月25日 (19年8ヶ月経過) 公開番号 2001-142536
状態 未査定
技術分野 流体駆動弁 弁開度、開閉状態の表示 アクチュエータ 位置、方向の制御
主要キーワード 接触程度 加算機構 弾性媒体 駆動用空気 位置制御状態 停止判別 流体制御機構 駆動油
関連する未来課題
重要な関連分野

この項目の情報は公開日時点(2001年5月25日)のものです。
また、この項目は機械的に抽出しているため、正しく解析できていない場合があります

図面 (9)

課題

衝撃等による損傷や疲労損傷が生じる問題を防止すると共に、空気等の弾性媒体可動機構を駆動している場合に生じる応答遅れを改善する。

解決手段

可動機構は、可動部1及びこの可動部1を駆動する駆動部2を備え、前記可動部1における弁11の位置を計測機構4により計測し、その計測値位置制御部3に入力する。位置制御部3は、開度位置設定制御部31、比較制御部32及び判別部34からなり、前段から与えられる可動位置指令及び計測機構4による計測値に基づいて駆動部2のシリンダ流体制御機構23に制御値を与えて可動部1の位置を制御する。前記判別部34は、可動部1が全開若しくは全閉、または最大開度若しくは最少開度位置に達した状態を判別して開度位置設定制御部31に保持指令を出力し、開度位置設定制御部31から出力される可動位置指令の値を一定に保持する。

概要

背景

従来、例えば弁、可変翼ダンパ等の可動機構の位置を制御する位置制御装置は、図8に示すように構成されている。図8では、可動部の例として弁を用いた場合について示している。同図において、1は可動部で、弁11及び弁座12からなり、弁座12との間隙が変わることで弁11が通過する蒸気等の通過流量を調節する。また、2は可動部1の可動部位すなわち弁11を駆動する駆動部、3は弁11の位置を制御する位置制御部、4は弁11の位置を計測する計測機構である。

上記駆動部2は、シリンダ21、スプリング22、シリンダ流体制御機構23からなっている。上記シリンダ21は、スプリング22の力に打ち勝って弁11を上方向に可動させて弁を開くように作用する。また、シリンダ21が発生する力は、外部から供給される高圧駆動油または駆動用空気などの量をシリンダ流体制御機構23で調節することで行なっている。このシリンダ流体制御機構23は、一般的にサーボバルブソレノイドバルブとかエアーリレーとかの名称で呼ばれている機構を使用し、位置制御部3からの制御値に応じてシリンダ21への駆動用油や空気の量を調節する。

また、位置制御部3は、可動位置設定と計測値比較制御部30を備え、この比較制御部30により上記シリンダ流体制御機構23を制御している。すなわち、位置制御部3は、前段制御装置(図示せず)から受ける弁の可動位置指令忠実に弁11の開度を一致させることを目的として、必要な値の制御値をシリンダ流体制御機構23に対して出力する。一般的には、更に計測機構4からの信号を比較制御部30にフィードバックして、位置指令と実際の弁11の位置差が少なくなるようにシリンダ流体制御機構23に対して出力する制御値に作用させている。

上記のように従来の可動機構の位置制御装置では、前段の制御装置から受ける可動位置指令に忠実に弁の開度を一致させることを目的として構成されている。従って、前段から受ける可動位置指令と、位置制御装置内の可動位置設定とは常に一致しており、可動機構の位置制御装置で可動位置制御に係わる制御値を保持したり、新しい値に変えたりすることはできなかった。

概要

衝撃等による損傷や疲労損傷が生じる問題を防止すると共に、空気等の弾性媒体で可動機構を駆動している場合に生じる応答遅れを改善する。

可動機構は、可動部1及びこの可動部1を駆動する駆動部2を備え、前記可動部1における弁11の位置を計測機構4により計測し、その計測値を位置制御部3に入力する。位置制御部3は、開度位置設定制御部31、比較制御部32及び判別部34からなり、前段から与えられる可動位置指令及び計測機構4による計測値に基づいて駆動部2のシリンダ流体制御機構23に制御値を与えて可動部1の位置を制御する。前記判別部34は、可動部1が全開若しくは全閉、または最大開度若しくは最少開度位置に達した状態を判別して開度位置設定制御部31に保持指令を出力し、開度位置設定制御部31から出力される可動位置指令の値を一定に保持する。

目的

本発明は上記の課題を解決するためになされたもので、衝撃等による損傷や疲労損傷が生じる問題を防止できると共に、空気等の弾性媒体で可動機構を駆動している場合に応答遅れが生じるという問題を改善し得る可動機構の位置制御装置を提供することを目的とする。

効果

実績

技術文献被引用数
0件
牽制数
0件

この技術が所属する分野

(分野番号表示ON)※整理標準化データをもとに当社作成

ライセンス契約や譲渡などの可能性がある特許掲載中! 開放特許随時追加・更新中 詳しくはこちら

請求項1

可動部及びこの可動部を駆動する駆動部を備えた可動機構と、前記可動部における可動部位の位置を計測する計測手段と、外部入力される可動位置指令及び前記計測手段による計測値に基づいて前記駆動部に制御値を与えて前記可動部の位置を制御する制御部とを具備し、前記制御部は、前記可動部が全開若しくは全閉、または最大開度若しくは最少開度位置に達した状態を判別して保持指令を出力する判別手段と、この判別手段から出力される保持指令により、前記制御部から出力される制御値を一定に保持する保持手段とを備えたことを特徴とする可動機構の位置制御装置

請求項2

可動部及びこの可動部を駆動する駆動部を備えた可動機構と、前記可動部における可動部位の位置を計測する計測手段と、外部入力される可動位置指令及び前記計測手段による計測値に基づいて前記駆動部に制御値を与えて前記可動部の位置を制御する制御部とを具備し、前記制御部は、前記可動部が全開若しくは全閉、または最大開度若しくは最少開度位置に達した状態を判別して保持指令を出力する判別手段と、この判別手段から出力される保持指令により、前記制御部から出力される制御値を一定に保持する保持手段と、この保持手段に保持された制御値を更に一定量変移させる補正手段とを備えたことを特徴とする可動機構の位置制御装置。

請求項3

可動部及びこの可動部を駆動する駆動部を備えた可動機構と、前記可動部における可動部位の位置を計測する計測手段と、可動位置指令及び前記計測手段による計測値に基づいて前記駆動部に制御値を与えて前記可動部の位置を制御する制御部とを具備し、前記制御部は、前記可動部が全開若しくは全閉、または最大開度若しくは最少開度位置に達した状態を判別して保持指令を出力する判別手段と、前記可動位置指令を常に最新の状態に更新して保持し、前記判別手段から保持指令が与えられたときに前記可動位置指令の更新動作を停止する可動位置指令保持手段と、この保持手段に保持されている可動位置指令を一定量変移させる補正手段と、この補正手段により補正された可動位置指令と前記計測手段による計測値とを比較して前記駆動部に制御値を出力する比較制御手段とを備えたことを特徴とする可動機構の位置制御装置。

請求項4

可動部及びこの可動部を駆動する駆動部を備えた可動機構と、前記可動部における可動部位の位置を計測する計測手段と、可動位置指令及び前記計測手段による計測値に基づいて前記駆動部に制御値を与えて前記可動部の位置を制御する制御部とを具備し、前記制御部は、前記可動部が全開若しくは全閉、または最大開度若しくは最少開度位置に達した状態を判別して保持指令を出力する判別手段と、前記可動位置指令と前記計測手段による計測値とを比較して制御値を出力する比較制御手段と、この比較制御手段から出力される制御値を常に最新の状態に更新して保持し、前記判別手段から保持指令が与えられたときに前記制御値の更新動作を停止する制御値保持手段と、この保持手段に保持されている制御値を一定量変移させて前記駆動部に出力する補正手段とを備えたことを特徴とする可動機構の位置制御装置。

請求項5

前記判別手段は、可動部が全開若しくは全閉、または最大開度若しくは最少開度位置に到達したことを、外部入力される可動位置指令の値が予め定めた領域内に入ったことで判別することを特徴とする請求項1、2、3又は4記載の可動機構の位置制御装置。

請求項6

前記判別手段は、可動部が全開若しくは全閉、または最大開度若しくは最少開度位置に到達したことを、外部入力される可動位置指令の値が予め定めた領域内に一定時間以上滞留したことで判別することを特徴とする請求項1、2、3又は4記載の可動機構の位置制御装置。

請求項7

前記判別手段は、可動部が全開若しくは全閉、または最大開度若しくは最少開度位置に到達したことを、計測手段により計測された可動位置の値が予め定めた領域内で停止したことで判別することを特徴とする請求項1、2、3又は4記載の可動機構の位置制御装置。

請求項8

前記判別手段は、外部入力される可動位置指令の値が予め定めた領域外に出たことで保持指令の出力を解除することを特徴とする請求項1、2、3又は4記載の可動機構の位置制御装置。

技術分野

0001

本発明は、弁、可変翼ダンパ等の可動機構位置制御装置に関する。

背景技術

0002

従来、例えば弁、可変翼、ダンパ等の可動機構の位置を制御する位置制御装置は、図8に示すように構成されている。図8では、可動部の例として弁を用いた場合について示している。同図において、1は可動部で、弁11及び弁座12からなり、弁座12との間隙が変わることで弁11が通過する蒸気等の通過流量を調節する。また、2は可動部1の可動部位すなわち弁11を駆動する駆動部、3は弁11の位置を制御する位置制御部、4は弁11の位置を計測する計測機構である。

0003

上記駆動部2は、シリンダ21、スプリング22、シリンダ流体制御機構23からなっている。上記シリンダ21は、スプリング22の力に打ち勝って弁11を上方向に可動させて弁を開くように作用する。また、シリンダ21が発生する力は、外部から供給される高圧駆動油または駆動用空気などの量をシリンダ流体制御機構23で調節することで行なっている。このシリンダ流体制御機構23は、一般的にサーボバルブソレノイドバルブとかエアーリレーとかの名称で呼ばれている機構を使用し、位置制御部3からの制御値に応じてシリンダ21への駆動用油や空気の量を調節する。

0004

また、位置制御部3は、可動位置設定と計測値比較制御部30を備え、この比較制御部30により上記シリンダ流体制御機構23を制御している。すなわち、位置制御部3は、前段制御装置(図示せず)から受ける弁の可動位置指令忠実に弁11の開度を一致させることを目的として、必要な値の制御値をシリンダ流体制御機構23に対して出力する。一般的には、更に計測機構4からの信号を比較制御部30にフィードバックして、位置指令と実際の弁11の位置差が少なくなるようにシリンダ流体制御機構23に対して出力する制御値に作用させている。

0005

上記のように従来の可動機構の位置制御装置では、前段の制御装置から受ける可動位置指令に忠実に弁の開度を一致させることを目的として構成されている。従って、前段から受ける可動位置指令と、位置制御装置内の可動位置設定とは常に一致しており、可動機構の位置制御装置で可動位置制御に係わる制御値を保持したり、新しい値に変えたりすることはできなかった。

発明が解決しようとする課題

0006

前記したように従来技術による可動機構の位置制御装置では、前段から受ける可動位置指令に従って開度を追随制御させることしかできなかったった。通常の開度操作では、これで十分であるが、次の例のような場合には、可動機構に損傷を与えたり、応答遅れたりする問題が生じており、解決が期待されていた。

0007

例1:弁や可動翼等で、開き過ぎないように最大開度ストッパで制限しているような場合に、最大開度付近で前段から受ける可動位置指令が動揺したときには、最大開度ストッパに繰り返し衝突が発生して衝撃力等による損傷が生じる。

0008

また、開度がストッパによって制限された後でも更に開度指令に追随して可動させようとして駆動機構等に無理な力が働き、繰り返し力等による疲労損傷が生じる。このような状況は、複数の弁を並列に組み合わせて段階的に順次開いて行くような運用の場合に、それらの弁の切り替わり点で容易に発生する。

0009

例2:弁や可動翼等で、空気等の弾性媒体で可動機構を駆動している場合に、一旦最大開度をストッパで制限された後に、再び指令値が最大開度以下に戻ってきたときに、駆動装置内に過剰に蓄積された圧力が通常値に戻ってくる迄の時間、応答遅れが生じてしまう。これは、最大開度をストッパで制限されたために開度指令値との間で矛盾が生じてしまい、駆動装置は無意味な可動を試みて過剰な空気を供給して蓄積してしまうために生じる。

0010

本発明は上記の課題を解決するためになされたもので、衝撃等による損傷や疲労損傷が生じる問題を防止できると共に、空気等の弾性媒体で可動機構を駆動している場合に応答遅れが生じるという問題を改善し得る可動機構の位置制御装置を提供することを目的とする。

課題を解決するための手段

0011

第1の発明は、可動部及びこの可動部を駆動する駆動部を備えた可動機構と、前記可動部における可動部位の位置を計測する計測手段と、外部入力される可動位置指令及び前記計測手段による計測値に基づいて前記駆動部に制御値を与えて前記可動部の位置を制御する制御部とを具備し、前記制御部は、前記可動部が全開若しくは全閉、または最大開度若しくは最少開度位置に達した状態を判別して保持指令を出力する判別手段と、この判別手段から出力される保持指令により、前記制御部から出力される制御値を一定に保持する保持手段とを備えたことを特徴とする。

0012

第2の発明は、可動部及びこの可動部を駆動する駆動部を備えた可動機構と、前記可動部における可動部位の位置を計測する計測手段と、外部入力される可動位置指令及び前記計測手段による計測値に基づいて前記駆動部に制御値を与えて前記可動部の位置を制御する制御部とを具備し、前記制御部は、前記可動部が全開若しくは全閉、または最大開度若しくは最少開度位置に達した状態を判別して保持指令を出力する判別手段と、この判別手段から出力される保持指令により、前記制御部から出力される制御値を一定に保持する保持手段と、この保持手段に保持された制御値を更に一定量変移させる補正手段とを備えたことを特徴とする。

0013

第3の発明は、可動部及びこの可動部を駆動する駆動部を備えた可動機構と、前記可動部における可動部位の位置を計測する計測手段と、可動位置指令及び前記計測手段による計測値に基づいて前記駆動部に制御値を与えて前記可動部の位置を制御する制御部とを具備し、前記制御部は、前記可動部が全開若しくは全閉、または最大開度若しくは最少開度位置に達した状態を判別して保持指令を出力する判別手段と、前記可動位置指令を常に最新の状態に更新して保持し、前記判別手段から保持指令が与えられたときに前記可動位置指令の更新動作を停止する可動位置指令保持手段と、この保持手段に保持されている可動位置指令を一定量変移させる補正手段と、この補正手段により補正された可動位置指令と前記計測手段による計測値とを比較して前記駆動部に制御値を出力する比較制御手段とを備えたことを特徴とする。

0014

第4の発明は、可動部及びこの可動部を駆動する駆動部を備えた可動機構と、前記可動部における可動部位の位置を計測する計測手段と、可動位置指令及び前記計測手段による計測値に基づいて前記駆動部に制御値を与えて前記可動部の位置を制御する制御部とを具備し、前記制御部は、前記可動部が全開若しくは全閉、または最大開度若しくは最少開度位置に達した状態を判別して保持指令を出力する判別手段と、前記可動位置指令と前記計測手段による計測値とを比較して制御値を出力する比較制御手段と、この比較制御手段から出力される制御値を常に最新の状態に更新して保持し、前記判別手段から保持指令が与えられたときに前記制御値の更新動作を停止する制御値保持手段と、この保持手段に保持されている制御値を一定量変移させて前記駆動部に出力する補正手段とを備えたことを特徴とする。

0015

第5の発明は、前記第1ないし第4の発明における判別手段は、可動部が全開若しくは全閉、または最大開度若しくは最少開度位置に到達したことを、外部入力される可動位置指令の値が予め定めた領域内に入ったことで判別することを特徴とする。

0016

第6の発明は、前記第1ないし第4の発明における判別手段は、可動部が全開若しくは全閉、または最大開度若しくは最少開度位置に到達したことを、外部入力される可動位置指令の値が予め定めた領域内に一定時間以上滞留したことで判別することを特徴とする。

0017

第7の発明は、前記第1ないし第4の発明における判別手段は、可動部が全開若しくは全閉、または最大開度若しくは最少開度位置に到達したことを、計測手段により計測された可動位置の値が予め定めた領域内で停止したことで判別することを特徴とする。

0018

第8の発明は、前記第1ないし第4の発明における判別手段は、外部入力される可動位置指令の値が予め定めた領域外に出たことで保持指令の出力を解除することを特徴とする。

発明を実施するための最良の形態

0019

以下、図面を参照して本発明の実施形態を説明する。

0020

(第1実施形態)図1は、本発明に係る可動機構の位置制御装置の概念図である。図1では、可動部の例として弁を用いた場合について示している。同図において、1は可動部で、弁11及び弁座12からなり、弁座12との間隙が変わることで弁11が通過する蒸気等の通過流量を調節する。また、2は可動部1の可動部位すなわち弁11の位置を調節する駆動部、3は駆動部2に制御信号を出力して弁11の位置を制御する位置制御部、4は弁11の位置を計測する計測機構である。

0021

上記駆動部2は、シリンダ21、スプリング22、シリンダ流体制御機構23からなっている。上記シリンダ21は、スプリング22の力に打ち勝って弁11を上方向に可動させて弁を開くように作用する。また、シリンダ21が発生する力は、外部から供給される高圧の駆動油または駆動用空気などの量をシリンダ流体制御機構23で調節することで行なっている。このシリンダ流体制御機構23は、一般的にサーボバルブ、ソレノイドバルブとかエアーリレーとかの名称で呼ばれている機構を使用し、位置制御部3からの制御値に応じてシリンダ21への駆動用油や空気の量を調節する。

0022

また、位置制御部3は、前段の制御装置(図示せず)から弁11の可動位置指令が入力される開度位置設定制御部31、この開度位置設定制御部31を介して与えられる可動位置指令と前記計測機構4から与えられる計測値に基づいてシリンダ流体制御機構23に制御信号を出力する比較制御部32及び前記可動部1が全開若しくは全閉、または最大開度若しくは最少開度位置に達した状態を判別して保持指令(保持動作切り替え指令)を出力する判別部34からなっている。この判別部34は、例えば前段の制御装置から与えられる可動位置指令、あるいは計測機構4の計測値から、可動部1が全開若しくは全閉、または最大開度若しくは最少開度位置に達した状態を判別する。

0023

上記開度位置設定制御部31は、通常の弁位置制御状態では、前段の制御装置から受ける弁11の可動位置指令をそのまま比較制御部32に伝える。しかし、判別部34から保持指令が出力された場合、例えば弁11が最大開度で全開ストッパにより停止したような状態では、前段から受ける可動位置指令に追従させることを止めて開度位置設定制御部31内で生成・保持した一定値を比較制御部32に伝える。これにより、例え前段からの可動位置指令が動揺していても弁11の開度を一定にしておくことが可能となる。

0024

また、この開度位置設定制御部31内で生成・保持する値を弁11の移動がストッパ等によって制限される状態から更に一定量変移させることも可能である。これは次のような有益な効果をもたらす。移動が制限される状態から更に移動させる方向の変移を与えて保持した場合は、実際の移動はストッパ等で制限されることからストッパへの押し付け力を増加することとなり、確実にストッパへの接触程度を制御することが可能となる。弁11を弁座12に接触させて完全閉め切り状態を保つために押し付け力が必要であり、弁11の構造によっては弁棒の貫通部から外部への漏れを防止するために全開状態でストッパ部を利用して貫通部を閉鎖する構造としている場合があり、その閉鎖状態を保つために一定の押し付け力が必要である。本発明は、この押し付け力の制御を可能にしている。

0025

また、逆に移動が許容される状態から引き戻す方向の変移を与えて保持した場合は、限界ストッパなどへの接触を防止した状態を保つことが可能となり、また、可動翼等で途中のリンク機構の歪などによるバックラッシュが大きい可動機構に於いても、引き戻し操作によって保持開度の安定維持とリンク機構に与えている歪力の開放が可能となり、可動機構への負担防止が可能となる。

0026

図2は、上記開度位置設定制御部31の構成例を示したものである。開度位置設定制御部31は、外部入力される可動位置指令を保持する可動位置指令保持部311、可動位置設定の補正用加算部312、可動位置設定の変移用切替部313、可動位置設定の変移量発生部314からなり、上記可動位置設定の補正用加算部312には、可動位置設定の変移用切替部313を経由して可動位置設定の変移量発生部314で発生した変移量(バイアス)が作用するように構成される。

0027

そして、前段の制御装置から受ける弁の可動位置指令は、可動位置指令保持部311で記憶され、且つ通常状態では常に最新の状態に更新されている。同時に、可動位置指令保持部311に保持された値は、可動位置設定と計測値との比較制御部32に伝えられるように作用する。

0028

弁11が例えば最大開度で全開ストッパにて停止した状態が判別部34によって検出され、判別部34から保持指令が可動位置指令保持部311に与えられると、この可動位置指令保持部311は、それまで行なっていた最新の状態に置き換える更新動作を止め、そのとき保持されている可動位置指令の値を可動位置設定値として可動位置設定の補正用加算部312を経由して、次の可動位置設定と計測値の比較制御部32に伝える作用に切り替わる。なお、弁11が例えば最大開度で全開ストッパにて停止したような状態に到達したことの判別、及びそれを解除するための判別は、例えば次のようにして行なう。
(1)前段の制御装置から受ける可動位置指令の値が予め定めた領域内に入ったことで判別する。
(2)前段の制御装置から受ける可動位置指令の値が予め定めた領域内に一定時間以上滞留したことで判別する。
(3)計測機構4による可動位置の計測値が値が予め定めた領域内で停止したことで判別する。
(4)前段の制御装置から受ける可動位置指令の値が予め定めた領域外に出たことで判別する。また、弁11が最大開度で全開ストッパにて停止したような状態に到達したことの判別は、上記の判別手段の他、従来から実用に供されている開度検出スイッチ(リミットスイッチ)などの外部の機械的、電気的検出機構からの情報を用いても良い。

0029

また、可動位置設定の補正用加算部312には、可動位置設定の変移用切替部313を経由して可動位置設定の変移量発生部314の値が作用するように構成されているので、可動位置指令保持部311に保持されている値に対して可動位置設定の変移量発生部314の値だけ変移を与えることができる。そして、この可動位置設定の変移量発生部314の値を正または負の値に設定することにより、弁11の移動がストッパ等によって制限される状態から更に押し付けられる方向、またはその逆方向の変移を与えることが可能となる。この変移の程度は、可動位置設定の変移量発生部314の値の大きさを適当に設定することで必要な押し付け力を与えたり、または引き戻し操作を行なったりする制御が可能となる。

0030

上記可動位置設定の変移用切替部313は、可動位置指令保持部311の切り替え動作連動して可動位置設定の変移量発生部314の値を可動位置設定の補正用加算部312に伝える作用を有する。なお、可動位置指令保持部311と可動位置設定の補正用加算部312との前後の順序は、どちらが先でも良く、同一の効果が得られる。また、本実施形態では、計測機構4からの信号との対応で、弁の位置情報としてシリンダ流体制御機構23に対する制御量を制御することが可能であるので、限界ストッパなどに接触させないような位置設定を確実に行なうことができる。

0031

(第2実施形態)次に本発明の第2実施形態による可動機構への制御値を一定量変移させた値で保持する構成について図3に基づいて説明する。この第2実施形態における位置制御部3は、比較制御部32と制御値制御部33により構成され、前段の制御装置から与えられる可動位置指令は、比較制御部32に直接入力され、この比較制御部32から出力される制御値が制御値制御部33に入力される。

0032

上記制御値制御部33は、図3に示すように制御値保持部331、制御値の補正用加算機構332、制御値の変移用切替機構333、制御値の変移量発生部334からなり、制御値の補正用加算機構332には、制御値の変移用切替機構333を経由して制御値の変移量発生部334の値が作用するように構成される。

0033

そして、前段の比較制御部32から受ける駆動部2への制御値は、制御値保持部331で記憶され、且つ通常状態では常に最新の状態に置き換えられている。同時に制御値保持部331に保持された値は、シリンダ流体制御機構23に伝えられるように作用する。

0034

弁11が例えば最大開度で全開ストッパにて停止したような状態が判別部34により検出され、保持指令が制御値保持部331に入力されると、この制御値保持部331は、それまで行なっていた最新の状態に置き換える動作を止めて保持されている制御値を弁11の可動機構への制御値として制御値の補正用加算機構332を経由してシリンダ流体制御機構23に伝える作用に切り替わる。上記弁11が例えば最大開度で全開ストッパにて停止したような状態の判別、及びそれを解除するための判別は、上記第1実施形態の場合と同様に、次のようにして行なう。
(1)前段の制御装置から受ける可動位置指令の値が予め定めた領域内に入ったことで判別する。
(2)前段の制御装置から受ける可動位置指令の値が予め定めた領域内に一定時間以上滞留したことで判別する。
(3)計測機構4による可動位置の計測値が値が予め定めた領域内で停止したことで判別する。
(4)前段の制御装置から受ける可動位置指令の値が予め定めた領域外に出たことで判別する。また、弁11が最大開度で全開ストッパにて停止したような状態に到達したことの判別は、上記の判別手段の他、従来から実用に供されている開度検出スイッチ(リミットスイッチ)などの外部の機械的、電気的検出機構からの情報を用いても良い。

0035

また、制御値の補正用加算機構332には、制御値の変移用切替機構333を経由して制御値の変移量発生部334の値が作用するように構成されているので、制御値保持部331に保持されている値に対して、制御値の変移量発生部334の値だけ変移を与えることができる。そして、この制御値の変移量発生部334の値を正または負の値に設定することにより、弁11の移動がストッパ等によって制限される状態から更に押し付ける方向、またはその逆方向の変移を与えることが可能となる。この変移の程度は、制御値の変移量発生部334の値の大きさを適当に設定することで必要な押し付け力を与えたり、または引き戻し操作を行なったりする制御が可能である。

0036

上記制御値の変移用切替機構333は、制御値保持部331の切り替え動作と連動して制御値の変移量発生部334の値を制御値の補正用加算機構332に伝える作用を行なうものである。なお、制御値保持部331と、制御値の補正用加算機構332との前後の順序は、どちらが先でも良く、同一の効果が得られる。

0037

上記第2実施形態によれば、第1実施形態と同様の効果が得られるが、シリンダ流体制御機構23に対して制御量を直接制御することが可能であるので、その値を確実に一定に維持することが可能であると同時に、シリンダ流体制御機構23が必要とする押し付け力相当の値を確実に設定することができる。

0038

(第3実施形態)次に本発明の第3実施形態について図4に基づいて説明する。この第3実施形態では、弁11が全開若しくは全閉、または最大開度若しくは最少開度位置に到達したことを、前段の制御装置から受ける可動位置指令の値が予め定めた領域内に入ったことで判別するようにしたものである。

0039

図4(a)に示すように前段の制御装置から受ける可動位置指令は、開度位置設定制御部31または比較制御部32に入力されると同時に、予め定めた領域内に入ったことを判別する指令値判別部51に入力される。この指令値判別部51は、可動位置指令の値を予め設定している判定閾値と比較し、可動位置指令の値が判定領域内であれば、全開若しくは全閉、または最大開度若しくは最少開度位置に到達したとして、開度位置設定制御部31や制御値制御部33への保持指令となる。なお、この判定閾値は、一つの固定設定、またはある幅を持った領域設定である。この幅を持った領域としての設定方法は、弁11が流体の温度などによって熱伸びし、機械的な位置が変動するような場合に有効である。

0040

図4(b)は、指令値判別部51が前段から与えられた可動位置指令の値が保持領域に到達したと判定し、保持指令を出力する場合の例について示したものである。

0041

(第4実施形態)次に本発明の第4実施形態について図5に基づいて説明する。この第4実施形態では、弁11が全開若しくは全閉、または最大開度若しくは最少開度位置に到達したことを、前段の制御装置から受ける可動位置指令の値が予め定めた領域内に一定時間以上滞留したことで判別するようにしたものである。

0042

図5(a)に示すように、前段の制御装置から与えられる可動位置指令は、開度位置設定制御部31または比較制御部32に入力されると同時に、指令値判別部52に入力される。この指令値判別部52は、前段の制御装置から与えられた可動位置指令が予め定めた領域内に滞留していることを判別するもので、可動位置指令の値を予め設定している判定閾値と比較し、可動位置指令の値が判定領域内であれば、全開若しくは全閉、または最大開度若しくは最少開度位置に到達したと判定し、次段信号状態が一定時間以上継続していることを判別する継続時間判別部53に伝達する。なお、上記判定閾値は、一つの固定設定、またはある幅を持った領域設定である。上記継続時間判別部53は、前段からの可動位置指令の継続時間を予め定めた時間設定と比較して設定時間以上継続していると判定した場合に、開度位置設定制御部31や、制御値制御部33へ保持指令を出力する。

0043

図5(b)は、可動位置指令が同様しているような場合に、指令値判別部52、並びに継続時間判別部53が保持領域到達と判定して保持指令を出力する信号変化の一例を示したものである。すなわち、指令値判別部52は、前段の制御装置から与えられる可動位置指令の値を予め設定している判定閾値と比較し、可動位置指令の値が判定領域内であれば、全開若しくは全閉、または最大開度若しくは最少開度位置に到達したと判定し、その判定信号を次段の継続時間判別部53に伝達する。継続時間判別部53は、指令値判別部52で判定された可動位置指令の継続時間を予め定めた時間設定Tsと比較し、時間設定Tsより短い時間T1 であった場合は、保持指令は出力しない。しかし、指令値判別部52で判定された可動位置指令の継続時間が予め定めた時間設定Ts以上になると、継続時間判別部53は、開度位置設定制御部31や、制御値制御部33への保持指令を出力する。

0044

(第5実施形態)次に本発明の第5実施形態について図6に基づいて説明する。この第5実施形態では、弁11が全開若しくは全閉、または最大開度若しくは最少開度位置に到達したことを、計測機構4による計測値が予め定めた領域内で停止したことで判別するようにしたものである。

0045

図6(a)において、計測機構4で計測された可動部1の弁11の位置は、信号変化が停止したことを判別する信号変化停止判別部54に入力されると同時に、予め定めた領域内にあることを判別する領域判別部55に入力される。なお、領域判別部55は、計測機構4による計測値の他、従来から実用に供されている開度検出スイッチ(リミットスイッチ)などの外部の機械的、電気的検出機構からの情報を用いても良いし、更には可動部1の引掛かりなどによる異常な位置での誤検出を防止するために、前段の制御装置から受ける可動位置指令の状態判定と組み合わせることも有効である。判定条件は、弁11が流体の温度などによって熱伸びし、機械的なストッパなどの位置が変動するような場合や、計測器ズレなどを考慮して幅を持った領域として停止判定領域を設定する。

0046

また、信号変化停止判別部54からの停止信号と、領域判別部55などからの停止判定領域内であるとの条件信号とは、次の2つの入力信号状態が共に成立状態にある場合に出力を成立状態に切り替え論理積演算部56に入力される。論理積演算部56は、上記2つ以上の信号の状態が共に成立状態にあれば、停止判定領域で弁11に対する計測値が実際に停止したと判定し、開度位置設定制御部31や、制御値制御部33への保持指令を出力する。

0047

図6(b)は、計測機構4の計測値が信号変化停止判別部54、領域判別部55などの停止判定領域内であるとの条件信号との関係で、論理積演算部56が保持領域到達と判定して保持指令を出力する信号変化の一例を示したものである。すなわち、計測機構4による計測値が時刻t1 において予め定めた領域内に入ると、領域判別部55からその判別信号が出力されて論理積演算部56に入力される。その後、上記計測機構4の計測値の変化が時刻t2 で停止すると、信号変化停止判別部54からその判別信号が出力されて論理積演算部56に入力される。論理積演算部56は、上記領域判別部55及び信号変化停止判別部54から出力される信号の状態が共に成立状態になると、停止判定領域で弁11に対する計測値が実際に停止したと判定し、開度位置設定制御部31や制御値制御部33へ保持指令を出力する。

0048

(第6実施形態)次に本発明の第6実施形態について図7に基づいて説明する。この第6実施形態は、弁11が全開若しくは全閉、または最大開度若しくは最少開度位置で一定に保持した可動位置制御に係わる制御値の解除を、前段の制御装置から与えられる可動位置指令の値が予め定めた領域外に出たことで判別するようにしたものである。

0049

図7(a)に示すように前段の制御装置から与えられる可動位置指令は、開度位置設定制御部31または比較制御部32に入力されると同時に、予め定めた領域外に出たことを判別する領域判別部57に入力される。この領域判別部57は、可動位置指令の値を予め設定している判定閾値と比較し、値が判定領域外であれば、弁11が全開若しくは全閉、または最大開度若しくは最少開度位置から外れて通常の可変位置制御状態に戻ったものと判断して、開度位置設定制御部31や制御値制御部33への保持指令を解除させる。なお、上記判定閾値は、保持動作判定と同様に一つの固定設定、またはある幅を持った領域設定である。図7(b)、(c)は、可動位置指令の値が保持動作判定領域に到達し、図2または図3に示した制御処理において、可動機構への制御値が一旦保持された後に、可動位置指令の値が領域判別部57によって保持領域外と判定されて保持動作切り替え状態を解除し、再び可動機構への制御値が可動位置指令に追従して位置制御状態に復帰する場合の信号変化の一例を示したものである。すなわち、図7(b)に示すように、可動位置指令の値が時刻t1 において、保持動作判定領域に到達すると、図7(c)に示すように可動機構への制御値が一旦保持される。その後、時刻t2 において、可動位置指令の値が保持領域外に外れると、その状態が領域判別部57が検出し、保持動作切り替え状態を解除し、再び可動機構への制御値が可動位置指令に追従する位置制御状態に復帰させる。

0050

なお、前記各実施形態では、可動機構の例として弁を用いた場合について説明したが、その他、可変翼、ダンパ等においても同様にして実施し得るものである。

発明の効果

0051

以上詳記したように本発明によれば、可動部及びこの可動部を駆動する駆動部を備えた可動機構と、前記可動機構における可動部の位置を制御する制御機構とで構成される可動機構の位置制御装置において、可動機構が全開若しくは全閉、または最大開度若しくは最少開度位置にあることを検出して可動位置制御に係わる制御値を所定値に保持し、更に前記保持する値は、可動部の移動が制限された状態を基準として可動位置設定を一定量変移させるようにしたので、衝撃等による可動機構の損傷や疲労損傷が生じる問題を防止できると共に、空気等の弾性媒体で可動機構を駆動している場合に応答遅れが生じるという問題を改善することができる。

図面の簡単な説明

0052

図1本発明の第1実施形態に係る可動機構の位置制御装置の構成図。
図2同実施形態における位置制御部の開度位置設定制御部の詳細な構成を示すブロック図。
図3本発明の第2実施形態における位置制御部の制御値制御部の構成を示すブロック図。
図4本発明の第3実施形態における可動部が全開若しくは全閉、または最大開度若しくは最少開度位置に到達したことを、可動位置指令の値が予め定めた領域内に入ったことで判別する判別部の構成概念図。
図5本発明の第4実施形態における可動部が全開若しくは全閉、または最大開度若しくは最少開度位置に到達したことを、可動位置指令の値が予め定めた領域内に一定時間以上滞留したことで判別する判別部の構成概念図。
図6本発明の第5実施形態における可動部が全開若しくは全閉、または最大開度若しくは最少開度位置に到達したことを、可動位置の計測値が予め定めた領域内で停止したことで判別する判別部の構成概念図。
図7本発明の第6実施形態における可動部が全開若しくは全閉、または最大開度若しくは最少開度位置で一定に保持した制御値の解除を、可動位置指令の値が予め定めた領域外に出たことで判別する判別部の構成概念図。
図8従来の可動機構の位置制御装置の構成図。

--

0053

1可動部
2 駆動部
3位置制御部
4計測機構
11 弁
12弁座
21シリンダ
22スプリング
23 シリンダ流体制御機構
31開度位置設定制御部
32比較制御部
33制御値制御部
34判別部
51指令値判別部
52 指令値判別部
53継続時間判別部
54信号変化停止判別部
55領域判別部
56論理積演算部
57 領域判別部
311可動位置指令保持部
312 可動位置設定の補正用加算部
313 可動位置設定の変移用切替部
314 可動位置設定の変移量発生部
331 制御値保持部
332 制御値の補正用加算部
333 制御値の変移用切替部
334 制御値の変移量発生部

ページトップへ

この技術を出願した法人

この技術を発明した人物

ページトップへ

関連する挑戦したい社会課題

関連する公募課題

該当するデータがありません

ページトップへ

技術視点だけで見ていませんか?

この技術の活用可能性がある分野

分野別動向を把握したい方- 事業化視点で見る -

(分野番号表示ON)※整理標準化データをもとに当社作成

ページトップへ

おススメ サービス

おススメ astavisionコンテンツ

新着 最近 公開された関連が強い技術

  • リンナイ株式会社の「 逆流防止装置」が 公開されました。( 2020/12/17)

    【課題】検圧通路への異物の侵入を抑制しながら、上流通路の湯水の供給圧力を大気開放弁に十分に伝えることが可能な逆流防止装置を提供する。【解決手段】浴槽に湯水を供給するための供給通路を開閉弁で開閉可能であ... 詳細

  • 豊興工業株式会社の「 スプール方式の開閉弁」が 公開されました。( 2020/12/17)

    【課題】 比較的大きな流量の作動流体を流通させることが可能なスプール方式の開閉弁の一例を開示する。【解決手段】 弁体1内には、第2流路4が設けられている。つまり、当該スプール方式の開閉弁では、作動... 詳細

  • 株式会社東芝の「 弁開度検知装置、方法及びプログラム」が 公開されました。( 2020/12/17)

    【課題】高線量の過酷な環境に設置されるバルブを遠隔操作することができ、信頼性の高い開度情報が得られる弁開度検知技術を提供する。【解決手段】弁開度検知装置10Aは、流体エネルギーを回転運動に変換してバル... 詳細

この 技術と関連性が強い人物

関連性が強い人物一覧

この 技術と関連する社会課題

関連する挑戦したい社会課題一覧

この 技術と関連する公募課題

該当するデータがありません

astavision 新着記事

サイト情報について

本サービスは、国が公開している情報(公開特許公報、特許整理標準化データ等)を元に構成されています。出典元のデータには一部間違いやノイズがあり、情報の正確さについては保証致しかねます。また一時的に、各データの収録範囲や更新周期によって、一部の情報が正しく表示されないことがございます。当サイトの情報を元にした諸問題、不利益等について当方は何ら責任を負いかねることを予めご承知おきのほど宜しくお願い申し上げます。

主たる情報の出典

特許情報…特許整理標準化データ(XML編)、公開特許公報、特許公報、審決公報、Patent Map Guidance System データ