JPH04203602A - 流体アクチュエータの制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

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圧力と作動位置を
１つの制御弁と２つのフィートバン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５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、油圧ノリンダ５
１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５２に制御信号を出力するサーボコントロー
ラ５３と、油圧ノリンダ５Ｉの位置検出器５４と、この
位置検出器５４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５５からなる。 上記サーボコントローラ５３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５６
と、この出力信号に補償を施す位置制御器５７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５８と、この出力信号に補償を施す速度制御器５
９と、上記油圧シリンダ５１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６０と、この差圧検出信号
（ｄ）を上記速度制御器５９の出力信号から減算する差
圧用減算器６１と、この出力信号に補償を施す差圧力制
御器６２と、この出力信号を電流信号に変換して上記ソ
レノイド５２に制御信号として出力する電圧／電流変換
器６３で構成される。つまり、上記サーボコントローラ
５３は、位置検出器５４１位置用減算器５６３位置制御
器５７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５５゜速度用減算器５８．速度制御器５９
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６０．差圧用減算器６１．差圧力制御器６２
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５９や差圧
力制御器６２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。

【発明か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ノリング５１
の作動圧力や速度を直接制御できず、自由度のある油圧
ン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、上記差圧用減算器６１、差圧
力制御器６２を位置減算器５６１位置制御器５７と並列
に配置し、差圧用減算器６１て外部からの圧力指令信号
と差圧検出信号（ｄ）との偏差信号を求め、この偏差信
号に差圧力制御器６２で補償を施すとともに、位置制御
器５７または差圧力制御器６２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、速度
用減算器５８の士側に出力する手法が考えられる。 しかし、この手法でも、油圧ノリンダ５１の位置と圧力
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５■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、圧力の選択
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５２への制御信号が不連続になって、油圧シリン
ダ５Ｉの作動にオーパーンニートやアンダーツニートな
どの不具合が生じるという問題がある。 そこで、本発明の目的は、位置制御時に圧力検出信号を
、圧力制御時に位置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作動位置や作動圧力の異常な上
昇を防止して、流体アクチュエータの破損等をなくすこ
とか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および圧力を位置、
圧力両制御ループの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いう新規な手法によって、
広い位置、圧力範囲に亘って位置制御と圧力制御相互間
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、比較手
段８によって流体アクチュエータ２の位置検出器５から
の位置検出信号Ｓｓを位置指令信号Ｓｒから減算して位
置制御信号を出力する一方、比較手段６によって上記流
体アクチュエータ２の圧力検出器１４．１５からの圧力
検出信号Ｐｓを圧力指令信号Ｐｒから減算して圧力制御
信号を出力し、上記両制御信号のいずれか一方をスイッ
チ手段１１て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
、上記位置制御信号が選択された位置制御時に、上記圧
力指令信号Ｐｒと圧力検出信号Ｐｓを比較して、圧力検
出信号Ｐｓか圧力指令信号Ｐｒから一定値を減じた値よ
りも大きいとき上記スイッチ手段１１を圧力制御信号側
に切り換える圧力信号比較手段１３と、上記圧力制御信
号が選択された圧力制御時に、上記位置指令信号Ｓｒと
位置検出信号Ｓｓを比較して、位置検出信号Ｓｓか位置
指令信号Ｓｒから一定値を減じた値よりも大きいとき上
記スイッチ手段１１を位置制御信号側に切り換える位置
信号比較手段１２とのうち少なくとも一方を備えたこと
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
圧力検出器２５からの圧力検出信号を圧力指令信号から
減算して得た圧力偏差信号に、圧力用補償手段２９で補
償を施して圧力制御信号とする一方、上記流体アクチュ
エータ２１の位置検出器３５からの位置検出信号を位置
指令信号から減算して得た位置偏差信号に、位置用補償
手段３９で補償を施して位置制御信号とし、上記両制御
信号のいずれか一方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、上記位置制御信号が選択された位置制御時
に、上記圧力用補償手段２９へ向かう速度偏差信号の回
路を遮断し、上記位置用補償手段の自己フィードバック
ループ３９ａを遮断し、上記圧力用補償手段２９の出力
側から位置用補償手段３９の入力側に至る回路２９ｂを
遮断するとともに、上記圧力制御信号が選択されｆコ圧
力制御時に、上記回路２９ｂおよび上記ループ３９ａを
接続する第１スイッチ手段２７．３０，３２．３３；Ａ
を設ける一方、上記圧力制御時に、上記位置用補償手段
３９へ向かう位置偏差信号の回路を遮断し、上記圧力用
補償手段２９の自己フィードバックループ２９ａを遮断
し、上記位置用補償手段３９の出力側から圧力用補償手
段２９の入力側に至る回路３９ｂを遮断するとともに、
上記位置制御時に、上記回路３９ｂおよび上記ループ２
９ａを接続する第２スイッチ手段３７．４０，４２．４
３．Ａを設けたことを特徴とする。

【作用】

いま、本発明の第１の制御装置が、圧力信号比較手段１
３と位置信号比較手段１２の双方を備えているものとす
る。 位置制御時には、比較手段８によって位置指令信号Ｓｒ
から位置検出信号Ｓｓを減算して得られに達文制御信号
つ・、フ、イ・千手段１１を経て制御弁・１に出力さｒ
ｌ　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、圧力信号比較手段１３は、圧力指令信
号Ｐｒと圧ツノ検出信号Ｐｓを比較し、圧力検出信号Ｐ
ｓか圧力指令信号Ｐｒから一定値を減ａｆ二値Ｐ’ｒよ
りち大きくなると、上二組スイッチ手段１１を圧力制御
信号側に切り換える。すると、流体アクチュエータ２は
、圧力制御されるよ−７になり、その圧力は圧力指令信
号Ｐｒ力・表わす圧力以内に抑えられる。つまり、圧力
制御では、目標値を超えてかみ位置制御側から移行とた
のでは遅くなるので、目標値より平面で圧力制御モート
・＼の切り換えか行なわれるっ逆に、圧力制御時には、
圧力制御信号がスイッチ手段１１を経て制御弁４に出力
されて、流体アクチュエータ２の圧力か制御される。こ
のとき、位置信号比較手段１２は、位置指令信号Ｓ「と
位置検出信号Ｓｓを比較し、位置検出信号Ｓｓが位置指
令信号Ｓｒから一定値を減じに値Ｓ’ｒよりも犬きくな
ると、上記スイッチ手段１１を位置制御信号側に切り換
える。すると、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か表イつす
位置以内に抑えらとる。 つまり、位置制御信号でも、目標値を超えてから圧力制
御側から移行しにのでは遅くなるので、目標値より手前
で位置制御モード−・の切り換えが行なわれろ。 本発明の第２の制御装置において、圧力用補償手段２９
からの圧力制御信号か選択された圧力制御時には、第１
スイｌチ手段２７．３０．３２．３３゜λ−がオンにな
って、圧力用補償手段２つに圧力指令信号と圧力検出信
号の差である圧力偏差信号か入力され、自己フィートパ
ックループ２９ａか（第２スイソヂ手段４２によって）
遮断された上記圧力用補償手段２９は、上記圧力偏差信
号に補償を施して得た圧力制御信号を位置用補償手段３
９の入力側および制御弁２２に出力し、この制御弁２２
と圧力検出器２５によって流体アクチュエータ２１の圧
力がフィートバック制御される。まｆ二、上記圧力制御
時には、第２スイツチ手段３７，４０．４２．４３．Ａ
かオフになるから、位置用補償手段３９には位置偏差信
号か人力され寸、位置用補償手段３９から圧力用補償手
段２９のノ、内側へ位置制御信号が出力されることもな
く、位置用補償手段３９に入力された上記圧力制御信号
は、第１スイッチ手段３２によって導通しに自己フィー
トパックループ３９ａを介してホールトされる。 次に、第１スイッチ手段２７，３０．３２．３３：Ｘか
オフ、第２スイッチ手段３７，４０．４２，４３゜Ａが
オンになって、制御モートが位置制御に切：）換わると
、位置用補償手段３９にホールド５ｒ′、、ていた直前
の上記圧力制御信号か位置制御信号として制御弁２２に
出力される。従って、位置用補償手段３９に含まれる遅
れ要素の存在にも拘らず、出力される位置制御信号に遅
れや不連続か生じず、流体アクチュエータ２１の位置応
答性か向上するうえ、広い位置範囲に亘ってオーパーツ
ニートやアンダーツニートを伴わぬ円滑かつ連続的な位
置制御への移行か実現される。さらに、位置制御から圧
力制御への切り換え乙、上述と同様の過程によって広い
圧力範囲に亘って良好な速度応答性でらって円滑かつ連
続的に行なわれる。

【実施例】

以下、本発明を図示の実施例により詳細に説明ずろ。 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ノリノブ２に至る圧力ライン３　ａ
、　３　ｂに、制御弁ｆころサーボ弁４を設けるとと乙
に、上記圧力ライン３　ａ、　３　ｂに夫々設けｆコ圧
カセンサ１４，１５からの検出信号の差（ｄ圧シリンダ
２の両端ポートの差圧）を差圧増幅器１０で求めて圧力
検出信号Ｐｓとし、圧力用減算器６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７で補償を施して圧力制御信号とす
る一方、位置用減算器８で位置指令信号Ｓｒと上記油圧
ノリノブに設げた位置センサ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９で
補償を施して位置制御信号としている。 上記両補償回路７．９の出力側には、油圧ノリンダ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、後述する切換信
号で切換えられ、上記圧力制御信号または位置制御信号
のいずれか一方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１１を設ける。また、圧力
制御ループ側に、圧力指令信号Ｐｒと差圧増幅器ＩＯか
らの圧力検出信号Ｐｓを常時比較して、圧力検出信号Ｐ
ｓが圧力指令信号Ｐｒから一定値を減じた値Ｐ’ｒより
も大きいとき（Ｐｓ＞Ｐ’ｒ：但し、Ｐｒ＞Ｐ’ｒ）、
上記制御切換スイッチ１１を圧力制御信号側に切換える
切換信号を出力する圧力信号比較器Ｉ３を設ける一方、
位置制御ループ側に、位置指令信号Ｓｒと位置センサ５
からの位置検出信号Ｓｓを常時比較して、位置検出信号
Ｓｓが位置指令信号Ｓｒから一定値を減じた値Ｓ’ｒよ
りも大きいとき（Ｓｓ＞Ｓ’ｒ；但し、Ｓｒ＞Ｓ’ｒ）
、上記制御切換スイッチ１１を位置制御信号側に切り換
える切換信号を出力する位置信号比較器１２を設けてい
る。上記一定値（Ｐｒ−Ｐ’ｒ）は、位置用補償回路９
により位置偏差信号に比例して自動的に設定されて、圧
力信号比較器１３に出力される。一方、上記一定値（Ｓ
ｒ−Ｓ　’　ｒ）は、圧力補償回路７により圧力偏差信
号に比例して自動的に設定されて、位置信号比較器１２
に出力される。 なお、第１図中の破線で示すように、位置センサ５から
の位置検出信号Ｓｓを微分器で微分して速度検出信号と
し、この速度検出信号を位置用補償回路９にマイナーフ
ィートノー、・クループとして帰還させ、位置制御の性
能向上を図ることもてきる。 上記構成の油圧ノ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へる。 いま、制御切換スイッチ１１が第１図のように切り換わ
った位置制御時には、位置用減算器８によって位置指令
信号Ｓｒから位置検出信号Ｓｓを減算して得られた位置
制御信号か、サーボ弁４のソレノイド４ａに出力され、
油圧シリンダ２の位置がフィードバック制御される。そ
うすると、第２図のステップＳｌで肯と判断され、圧力
信号比較器１３は、ステップＳ２において、圧力指令信
号Ｐｒと圧力検出信号Ｐｓを比較し、圧力検出信号Ｐｓ
が圧力指令信号Ｓｒから一定値を減じた値Ｐ’ｒよりも
大きくなると（Ｐｓ＞Ｐ’ｒ）、肯と判断してステップ
Ｓ３へ進み、このステップＳ３で制御切換スイッチ１１
を位置から圧力制御信号側に切り換える切換信号を出力
する。すると、油圧シリンダ２は、切り換わった制御切
換スイッチＩｆを経ろ圧力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、以後その圧力が圧力指令信
号Ｐｒに追従するように制御される。このとき、上記一
定値（Ｐｒ−Ｐ’ｒ）は、油圧シリンダ２の位置偏差が
大きいほど大きく設定されるので、油圧ンリンダの圧力
が目標値より手前の時点で位置制御から圧力制御に制御
モードか切り換わるので、圧力制御のタイミングが遅れ
てしまうことがない。また、位置制御中に、速度検出信
号によるマイナーフィードバックをかけるようにすれば
、制御性能をより向上さ仕ることができる。かくて、位
置制御運転中に油圧ンリンダ２のピストンロットが障害
物に衝突して停止してち、押圧力が自動的に圧力指令信
号Ｐｒの表わす値以下に抑えられ、過大な押圧力により
ピストンロッド等が破損し１こすすることかない。 また、上記圧力指令信号Ｐｒを油圧源１の最大圧力以上
の値に設定しておけば、圧力信号比較器１３が働らかな
くなるから、位置制御のみを行なうことができる。なお
、上記ステップＳ２で否と判断されればステップＳ＋へ
戻ることはいうまでもない。 次に、制御切換スイッチＩＩか第１図と逆に切り換わっ
た圧力制御時には、圧力制御信号かサーボ弁４に出力さ
れ、油圧ノリンダ２の圧力がフィードバック制御される
。そうすると、第２図のステップＳｌで否と判断され、
位置信号比較器１２は、ステップＳ４において、位置指
令信号Ｓｒと位置検出信号Ｓｓを比較し、Ｓｓ＞Ｓ’ｒ
なら肯と判断してステップＳ５へ進み、このステップＳ
５て制御切換スイッチ１１を圧力から位置制御信号側に
切り換える。すると、油圧シリンダ２は、以後位置制御
信号で作動するサーボ弁４で制御され、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。このときし
、上述と同様に、目標値よりし手前の時点て圧力制御か
ら位置制御に制御モートが切り換わるので、位置制御の
タイミンクが遅れることはない。従って、圧力制御運転
中に、不慮の事態で負荷か急減しても、作動位置か位置
指令信号Ｓｒの表わす値以下に抑えられ、油圧シリンダ
２が暴走しｆこり、暴走で破損しｆこりすることがない
。まｆ二、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すれば、圧力制御のみを行なう
ことができる。 上記実施例では、位置信号比較器１２と圧力信号比較器
１３の双方を設けているので、油圧シリンダの位置と圧
力双方の異常上昇を防止できるという利点があるか、い
ずれか一方だけを設けることも勿論可能である。ま１こ
、上記実施例では一対の圧力ライン３　ａ、　３　ｂに
夫々圧力センサ１３．＋４を設け、両正カセノサの検出
信号の差を差圧増幅器ＩＯで求めて圧力検出信号Ｐｓと
しているので、慣性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、位置制御と圧力制御のどちらかが動作中かを判別
しやすくするために、制御切換スイッチ＋１に発光グイ
オート等を連動させてしよく、連動するトランジスタの
出力信号等て遠隔判別中ることムできる。さらに、本発
明の位置、圧力信号比較手段は、実施例のハードウェア
ｆコろ比較器１２．１３に限らず、マイクロプロセッサ
のプロクラムなとのソフトウェアであってしよい。 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トの油
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°のロット側ポートを圧力ライン３
ｂで油圧源ｌに直結して、サーボ弁４′の図中右のンン
ホル位置て受圧面積差により油圧シリンダ２“を往動さ
せ、図中左のノノホル位置でヘット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１こ、第１図の圧力センサ１５を省略し、差圧増幅器
ＩＯに代えて減算器１６を設けて、この減算器１６て圧
力センサ１４か検出した油圧シリンダ２°のヘット側ポ
ートの圧力Ｐｈと、油圧源１の圧力ｐｐにロッド側／ヘ
ット側の受圧面積比Ａｒ／Ａｈを乗じｆコ値との差（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６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しであり、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図で述へたと同様に
動作し、油圧シリンダ２“の作動位置と作動圧力の異常
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す、
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
らす、空気圧シリンダなとにしてしよい。 第４図は本発明による第２の流体アクテコータ一タの制
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の作動圧力を上記サーボ弁２２を介してフ
ィードバック制御する圧力制御ループ２４および上記油
圧シリンダ２Ｉの作動位置を上記サーボ弁２２を介して
フィートハック制御する位置制御ループ２４から構成さ
れる。 上記位置制御ループ２４は、油圧シリンダ２１の作動位
置を検出する位置センサ３５と、この位置センサ３５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３６と、この偏差減算器３６
から入力用第２スイソチ３７および入力側加算器３８を
経て人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スイツチ４０および出力側加
算器３１を経て上記サーボ弁２２へ出力する位置用補償
回路３９を備える。 一方、上記圧力制御ループ２３は、圧力検出器として圧
力センサ２５と、この圧力センサ２５からの圧力検出信
号を圧力指令信号から減算して圧力偏差信号を出力する
偏差減算器２６と、この偏差減算器２６から入力用第１
スイツチ２７および入力側加算器２８を経て入力される
信号に所定の補償値で補償を施し、圧力制御信号として
出力用第１スイツチ３０および上記出力側加算器３Ｉ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
る圧力用補償回路２９を備える。 さらに、上記圧力制御ループ２３は、圧力用補償回路２
９の出力を入力側加算器２８に戻す自己フィードバック
ループ２９ａに自己フィードバック用第２スイツチ４２
を有するとともに、位置用補償回路３９の出力を入力端
加算器２８に導くホールドループ３９ｂにホールド用第
２スイツチ４３を有する。また、上記位置制御ループ２
４も、同様に位置用補償回路３９の自己フィードバック
ループ３９ａに自己フィードバック用第１スイツチ３２
を有し、圧力用補償回路２９の出力を入力側加算器３８
に導くホールドループ２９ｂにホールド用第１スイツチ
３３を有する。そして、アナログスイッチからなる上記
各第１スイツチ２７゜３０．３２．３３（図中Ｘ参照）
は、油圧ンリノダ２１の圧力を制御する圧力制御時に導
通し、位置制御時に遮断される第１スイッチ手段を構成
する一方、アナログスイッチからなる上記各第２スイツ
チ３７，４０，４２．４３（図中Ａ参照）は、位置制御
時に導通し、圧力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。 まず、油圧シリンダ２Ｉを圧力制御する場合、第１スイ
ッチ手段たる各第１スイツチ２７，３０゜３２．３３（
Ａ）が導通し、第２スイッチ手段たる各第２スイツチ３
７．４０，４２．４３（Ａ）が遮断する。すると、圧力
制御ループ２３が動作する。 即ち、偏差減算器２６は、圧力指令信号と圧力センサ２
５からの圧力検出信号との偏差を求め、この圧力偏差信
号を入力用第１スイツチ２７および入力側加算器２８を
経て圧力用補償回路２９へ出力する。このとき、自己フ
ィードバックループ２９ａの第２スイツチ４２およびホ
ールドループ３９ｂの第２スイツチ４３は、共にオフで
あるので、圧力用補償回路２９には上記圧力偏差信号が
そのまま入力される。次に、圧力用補償回路２９は、入
力された圧力偏差信号に所定の補償値で補償を施して圧
力制御信号とし、この圧力制御信号を出力用第１スイツ
チ３０および出力側加算器３１を経てサーボ弁２２に出
力する。このとき、出力用第２スイツチ４０がオフなの
でサーボ弁２２には上記圧力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、圧力用補償回路２９からホ
ールドループ２９ｂのホールド用第１スイツチ３３を経
て位置制御ループ２４の入力側加算器３８に導かれ、入
力用第２スイツチ３７がオフなので、自己フィードバッ
クループ３９ａの自己フィードバック用第１スイツチ３
２を経て入力される信号を減じられて、位置用補償回路
３９に入力される。位置用補償回路３９は、入力された
信号に所定の補償値で補償を施して位置制御信号として
出力するが、この位置制御信号は、出力用第２スイツチ
４０がオフなので再び自己フィードバックループ３９ａ
を経て上記入力端加算器３８にフィードバンクされる。 つまり、動作側たる圧力制御ループ２３の圧力用補償回
路２９から、非動作側たる位置制御ループ２４の位置用
補償回路３９に人力された圧力制御信号は、導通した自
己フィードバックループ３９ａを介して次に出力すべき
位置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を位置制御に切り換えるへく、
上記各第１スイツチ２７，３０，３２．３３（Ｘ）をオ
フにし、上記各第２スイッチ３７．４０゜４２．４３（
Ａ）をオンにする。すると、位置制御ループ２４が動作
し、位置用補償回路３９にホールドされていた直前の圧
力制御信号が、位置制御信号として出力用第２スイツチ
４０を経てサーボ弁２２に出力される。従って、位置用
補償回路３９に通常歯まれろ遅れ要素の存在にも拘らず
、出力されろ位置制御信号に遅れや不連続か殆ど生じず
、油圧シリンダ２１の位置応答性が向上するうえ、広い
位置範囲に亘ってオーパーツニートやアンダーシュート
のない円滑かつ連続的な位置制御への移行が実現できる
。続いて、偏差減算器３６゜入力用第２スイッチ３７．
入力側加算器３８１位置用補償回路３９．出力用第２ス
イッチ４０．サーボ弁２２．油圧シリンダ２＋、位置セ
ンサ３５を経る位置制御ル７プ２４により、油圧シリン
ダ２１の位置が位置指令信号に追従するようにフィード
バック制御される。 一方、位置制御から圧力制御−・の切り換えも、上述と
同様の手順をふんで広い圧力範囲に亘って良好な速度応
答性でもって円滑かつ連続的に行なわれる。 なお、第４図の位置、圧力用補償回路３９．２９を積分
回路とし、位置、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ト
ハ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ンリ
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、圧力指令信号から位置検出信号を減して得た位置制
御信号と、圧力指令信号から圧力検出信号を減して得ｆ
二圧力制御信号のいずれか一方をスイッチ手段を介して
制御弁に出力して流体アクチュエータを位置または圧力
制御するものにおいて、位置制御時に圧力信号比較手段
によって、上記圧力指令信号と圧力検出信号を比較して
、後者か、前者から一定値を減じた値より大きいとき上
記スイッチ手段を圧力制御側に自動的に切り換え、ある
いは圧力制御時に位置信号比較手段によって、上記位置
指令信号と位置検出信号を比較して、後者が、前者から
一定値を減じた値より大きいとき上記スイッチ手段を位
置制御側に自動的に切り換えるようにしてし・るので、
指令信号を位置、圧力の規制値に設定することにより位
置制御中の作動圧力の異常上昇あるいは圧力制御中の作
動位置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
の圧力と位置を圧力１位置の２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第１ス
イッチ手段と第２スイッチ手段を有し、圧力制御信号ま
１こは位置制御信号のいずれか一方か選択されｆことき
、一方の補償手段にのみ一方の偏差信号を供給し、一方
の補償手段側の自己フィードバックループのみを遮断す
るとともに、一方の補償手段から出力される一方の制御
信号を他方の補償手段に人力してホールドするので、広
い圧力１位置範囲に亘って良好な応答性てらって円滑か
つ連続的な圧力制御と位置制御の相互切り換えを実現で
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・圧力用減算器、７・・圧力用補償回路、訃・
・位置用減算器、９・・位置用補償回路、ｌＯ差圧増幅
器、１１・・制御切換スイッチ、１２・・位置信号比較
器、１３・・・圧力信号比較器、ｌ　４，１５　　・圧
力センサ２１・・・油圧シリンダ、２２・・サーボ弁、
２３・圧力制御ループ、２４・・位置制御ループ２５・
・・圧力センサ ２７．３０，３２，３３．Ａ・・・第１スイッチ手段、
２９・・圧力用補償回路、 ２９ａ・・自己フィードバックループ ２９ｂ・ホールドループ、３５　・位置センサ、３７．
４０．４２．４３：Ａ・・第２スイッチ手段、３９・・
位置用補償回路、 ３９ａ・自己フィードバックループ、 ３９ｂ・ホールドループ。 特　許　出　願　人　　ダイキン工業株式会社代　理　
人　弁理士　　前出　葆　ほか１名第２図

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）比較手段（８）によって流体アクチュエータ（２
   ）の位置検出器（５）からの位置検出信号（Ｓｓ）を位
   置指令信号（Ｓｒ）から減算して位置制御信号を出力す
   る一方、比較手段（６）によって上記流体アクチュエー
   タ（２）の圧力検出器（１４、１５）からの圧力検出信
   号（Ｐｓ）を圧力指令信号（Ｐｒ）から減算して圧力制
   御信号を出力し、上記両制御信号のいずれか一方をスイ
   ッチ手段（１１）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、 上記位置制御信号が選択された位置制御時に、上記圧力
   指令信号（Ｐｒ）と圧力検出信号（Ｐｓ）を比較して、
   圧力検出信号（Ｐｓ）が圧力指令信号（Ｐｒ）から一定
   値を減じた値よりも大きいとき上記スイッチ手段（１１
   ）を圧力制御信号側に切り換える圧力信号比較手段（１
   ３）と、上記圧力制御信号が選択された圧力制御時に、
   上記位置指令信号（Ｓｒ）と位置検出信号（Ｓｓ）を比
   較して、位置検出信号（Ｓｓ）が位置指令信号（Ｓｒ）
   から一定値を減じた値よりも大きいとき上記スイッチ手
   段（１１）を位置制御信号側に切り換える位置信号比較
   手段（１２）とのうち少なくとも一方を備えたことを特
   徴とする流体アクチュエータの制御装置。
2. （２）流体アクチュエータ（２１）の圧力検出器（２５
   ）からの圧力検出信号を圧力指令信号から減算して得た
   圧力偏差信号に、圧力用補償手段（２９）で補償を施し
   て圧力制御信号とする一方、上記流体アクチュエータ（
   ２１）の位置検出器（３５）からの位置検出信号を位置
   指令信号から減算して得た位置偏差信号に、位置用補償
   手段（３９）で補償を施して位置制御信号とし、上記両
   制御信号のいずれか一方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
   記位置制御信号が選択された位置制御時に、上記圧力用
   補償手段（２９）へ向かう速度偏差信号の回路を遮断し
   、上記位置用補償手段の自己フィードバックループ（３
   ９ａ）を遮断し、上記圧力用補償手段（２９）の出力側
   から位置用補償手段（３９）の入力側に至る回路（２９
   ｂ）を遮断するとともに、上記圧力制御信号が選択され
   た圧力制御時に、上記回路（２９ｂ）および上記ループ
   （３９ａ）を接続する第１スイッチ手段（２７、３０、
   ３２、３３；＠Ａ＠）を設ける一方、上記圧力制御時に
   、上記位置用補償手段（３９）へ向かう位置偏差信号の
   回路を遮断し、上記圧力用補償手段（２９）の自己フィ
   ードバックループ（２９ａ）を遮断し、上記位置用補償
   手段（３９）の出力側から圧力用補償手段（２９）の入
   力側に至る回路（３９ｂ）を遮断するとともに、上記位
   置制御時に、上記回路（３９ｂ）および上記ループ（２
   ９ａ）を接続する第２スイッチ手段（３７、４０、４２
   、４３；Ａ）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。