JPH09210063A - 静圧軸受などに使用される作動油の温度制御方法および装置 - Google Patents
静圧軸受などに使用される作動油の温度制御方法および装置Info
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- JPH09210063A JPH09210063A JP8017844A JP1784496A JPH09210063A JP H09210063 A JPH09210063 A JP H09210063A JP 8017844 A JP8017844 A JP 8017844A JP 1784496 A JP1784496 A JP 1784496A JP H09210063 A JPH09210063 A JP H09210063A
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- F01M1/16—Controlling lubricant pressure or quantity
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- G—PHYSICS
- G05—CONTROLLING; REGULATING
- G05D—SYSTEMS FOR CONTROLLING OR REGULATING NON-ELECTRIC VARIABLES
- G05D23/00—Control of temperature
- G05D23/19—Control of temperature characterised by the use of electric means
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- G05D23/1904—Control of temperature characterised by the use of electric means characterised by the use of a variable reference value variable in time
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- Magnetic Bearings And Hydrostatic Bearings (AREA)
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- Operation Control Of Excavators (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 静圧軸受などに使用される作動油が気温変化
の影響を大きく受けても静圧軸受などの作動油箇所にお
ける作動油の温度を所望の適正温度に高精度に維持する
ことができる作動油の温度制御方法を提供すること。 【解決手段】 静圧軸受などに使用される作動油の温度
制御方法において、一日の気温変化の予測値と熱慣性に
よる油温の変化遅れに応じて時刻対応の気温補正値を設
定し、この気温補正値によって作動油供給源における作
動油の温度調整の指令値を修正し、一日周期で気温変化
に対するフィードフォワード補償を行う。
の影響を大きく受けても静圧軸受などの作動油箇所にお
ける作動油の温度を所望の適正温度に高精度に維持する
ことができる作動油の温度制御方法を提供すること。 【解決手段】 静圧軸受などに使用される作動油の温度
制御方法において、一日の気温変化の予測値と熱慣性に
よる油温の変化遅れに応じて時刻対応の気温補正値を設
定し、この気温補正値によって作動油供給源における作
動油の温度調整の指令値を修正し、一日周期で気温変化
に対するフィードフォワード補償を行う。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、作動油の温度制
御方法および装置に関し、特に大型工作機械、産業機械
などの静圧軸受や主軸冷却油、潤滑油などに使用される
作動油の温度制御方法および装置に関するものである。
御方法および装置に関し、特に大型工作機械、産業機械
などの静圧軸受や主軸冷却油、潤滑油などに使用される
作動油の温度制御方法および装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】大型工作機械、産業機械などの静圧軸受
や主軸冷却油、潤滑油などに使用される作動油の温度制
御方法としては、温度センサによって機体温度あるいは
室温を計測し、これらの温度計測値によって機体温度あ
るいは室温に同調して作動油の温度を調整する同調制御
方法が知られている。
や主軸冷却油、潤滑油などに使用される作動油の温度制
御方法としては、温度センサによって機体温度あるいは
室温を計測し、これらの温度計測値によって機体温度あ
るいは室温に同調して作動油の温度を調整する同調制御
方法が知られている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
同調制御方法では、工作機械、産業機械が大型化する
と、静圧軸受などにおける作動油を所望の適正温度に維
持することが困難になる。
同調制御方法では、工作機械、産業機械が大型化する
と、静圧軸受などにおける作動油を所望の適正温度に維
持することが困難になる。
【０００４】この原因の多くは、気温変化と、工作機
械、産業機械などの熱慣性による油温の変化遅れを考慮
せずに作動油の温度調整を行っているからである。
械、産業機械などの熱慣性による油温の変化遅れを考慮
せずに作動油の温度調整を行っているからである。
【０００５】特に、山頂などに構築される大型天体望遠
鏡を有する観測棟とは別棟の管理棟に、大型天体望遠鏡
の静圧軸受に使用する作動油の供給源があり、この供給
源にて作動油の温度調整を行い、その供給源より屋外配
置の比較的長い管路によって作動油を大型天体望遠鏡の
静圧軸受に供給するような場合には、作動油は過酷な自
然環境下において気温変化の影響を大きく受け、静圧軸
受における作動油の温度を所望の適正温度に維持するこ
とが非常に困難になる。
鏡を有する観測棟とは別棟の管理棟に、大型天体望遠鏡
の静圧軸受に使用する作動油の供給源があり、この供給
源にて作動油の温度調整を行い、その供給源より屋外配
置の比較的長い管路によって作動油を大型天体望遠鏡の
静圧軸受に供給するような場合には、作動油は過酷な自
然環境下において気温変化の影響を大きく受け、静圧軸
受における作動油の温度を所望の適正温度に維持するこ
とが非常に困難になる。
【０００６】この発明は、上述の如き問題点に着目して
なされたものであり、静圧軸受などに使用される作動油
が気温変化の影響を大きく受けても静圧軸受などの作動
油箇所における作動油の温度を所望の適正温度に高精度
に維持することができる作動油の温度制御方法および装
置を提供することを目的としている。
なされたものであり、静圧軸受などに使用される作動油
が気温変化の影響を大きく受けても静圧軸受などの作動
油箇所における作動油の温度を所望の適正温度に高精度
に維持することができる作動油の温度制御方法および装
置を提供することを目的としている。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上述の目的を達成するた
めに、請求項１による発明は、静圧軸受などに使用され
る作動油の温度制御方法において、一日の気温変化の予
測値と熱慣性による油温の変化遅れに応じて時刻対応の
気温補正値を設定し、この気温補正値によって作動油供
給源における作動油の温度調整の指令値を修正し、一日
周期で気温変化に対するフィードフォワード補償を行う
ものである。
めに、請求項１による発明は、静圧軸受などに使用され
る作動油の温度制御方法において、一日の気温変化の予
測値と熱慣性による油温の変化遅れに応じて時刻対応の
気温補正値を設定し、この気温補正値によって作動油供
給源における作動油の温度調整の指令値を修正し、一日
周期で気温変化に対するフィードフォワード補償を行う
ものである。
【０００８】この発明による作動油の温度制御方法で
は、一日の気温変化の予測値と熱慣性による油温の変化
遅れに応じて設定された時刻対応の気温補正値によって
作動油の温度調整の指令値を修正することが行われ、一
日周期で気温変化に対するフィードフォワード補償が行
われる。これにより作動油供給源における作動油の温調
温度は一日の気温変化の予測値と熱慣性による油温の変
化遅れの成分を含んだ温度になる。
は、一日の気温変化の予測値と熱慣性による油温の変化
遅れに応じて設定された時刻対応の気温補正値によって
作動油の温度調整の指令値を修正することが行われ、一
日周期で気温変化に対するフィードフォワード補償が行
われる。これにより作動油供給源における作動油の温調
温度は一日の気温変化の予測値と熱慣性による油温の変
化遅れの成分を含んだ温度になる。
【０００９】請求項２による発明は、請求項１に記載の
作動油の温度制御方法において、前記気温補正値を、時
間を変数とする余弦関数により与えるものである。
作動油の温度制御方法において、前記気温補正値を、時
間を変数とする余弦関数により与えるものである。
【００１０】この発明による作動油の温度制御方法で
は、気温補正値が時間を変数とする余弦関数により与え
る。
は、気温補正値が時間を変数とする余弦関数により与え
る。
【００１１】また上述の目的を達成するために、請求項
３による発明は、静圧軸受などに使用される作動油の温
度制御装置において、作動油の供給源において作動油の
温度を調整する油温調整器と、一日の気温変化の予測値
と熱慣性による油温の変化遅れに応じた時刻対応の気温
補正値を設定した気温補正値設定手段と、前記気温補正
値設定手段に設定された気温補正値によって作動油の温
度調整の指令値を修正され、修正された指令値に前記作
動油の温度が調整されるよう前記油温調整器による油温
調整具合を制御する油温調整制御手段とを有しているも
のである。
３による発明は、静圧軸受などに使用される作動油の温
度制御装置において、作動油の供給源において作動油の
温度を調整する油温調整器と、一日の気温変化の予測値
と熱慣性による油温の変化遅れに応じた時刻対応の気温
補正値を設定した気温補正値設定手段と、前記気温補正
値設定手段に設定された気温補正値によって作動油の温
度調整の指令値を修正され、修正された指令値に前記作
動油の温度が調整されるよう前記油温調整器による油温
調整具合を制御する油温調整制御手段とを有しているも
のである。
【００１２】この発明による作動油の温度制御装置で
は、一日の気温変化の予測値と熱慣性による油温の変化
遅れに応じた時刻対応の気温補正値が気温補正値設定手
段に予め設定され、油温調整制御手段が気温補正値設定
手段に設定された気温補正値によって修正された作動油
温度調整の指令値に作動油の温度が調整されるよう油温
調整器による油温調整具合を制御する。これにより作動
油供給源における作動油の温度は一日の気温変化の予測
値と熱慣性による油温の変化遅れの成分を含んだ温度に
なる。
は、一日の気温変化の予測値と熱慣性による油温の変化
遅れに応じた時刻対応の気温補正値が気温補正値設定手
段に予め設定され、油温調整制御手段が気温補正値設定
手段に設定された気温補正値によって修正された作動油
温度調整の指令値に作動油の温度が調整されるよう油温
調整器による油温調整具合を制御する。これにより作動
油供給源における作動油の温度は一日の気温変化の予測
値と熱慣性による油温の変化遅れの成分を含んだ温度に
なる。
【００１３】請求項４による発明は、請求項３に記載の
作動油の温度制御装置において、前記油温調整器は、作
動油供給ポンプによって温調対象の作動油を作動油供給
源リザーバより供給され、冷媒供給ポンプによって冷媒
を供給される強制循環式の熱交換器により構成され、前
記油温調整制御手段は前記熱交換器に供給する作動油の
流量を前記指令値に応じて制御して前記熱交換器による
油温調整具合を制御するものである。
作動油の温度制御装置において、前記油温調整器は、作
動油供給ポンプによって温調対象の作動油を作動油供給
源リザーバより供給され、冷媒供給ポンプによって冷媒
を供給される強制循環式の熱交換器により構成され、前
記油温調整制御手段は前記熱交換器に供給する作動油の
流量を前記指令値に応じて制御して前記熱交換器による
油温調整具合を制御するものである。
【００１４】この発明による作動油の温度制御装置で
は、作動油供給ポンプによって温調対象の作動油が作動
油供給源リザーバより強制循環式の熱交換器に供給さ
れ、熱交換器において冷媒との熱交換によって作動油の
温調が行われる。この作動油の温調の度合いは熱交換器
に供給する作動油の流量制御により定量的に行われる。
は、作動油供給ポンプによって温調対象の作動油が作動
油供給源リザーバより強制循環式の熱交換器に供給さ
れ、熱交換器において冷媒との熱交換によって作動油の
温調が行われる。この作動油の温調の度合いは熱交換器
に供給する作動油の流量制御により定量的に行われる。
【００１５】請求項５による発明は、請求項３または４
に記載の作動油の温度制御装置において、静圧軸受など
より排出される使用後の作動油を回収する回収リザーバ
と、前記回収リザーバの作動油を前記作動油供給源リザ
ーバに戻す作動油戻しポンプと、作動油の温度を検出す
る油温センサと、前記油温センサによって検出される油
温の低下に応じて前記作動油戻しポンプの回転数を低減
する作動油戻し流量制御手段とを有しているものであ
る。
に記載の作動油の温度制御装置において、静圧軸受など
より排出される使用後の作動油を回収する回収リザーバ
と、前記回収リザーバの作動油を前記作動油供給源リザ
ーバに戻す作動油戻しポンプと、作動油の温度を検出す
る油温センサと、前記油温センサによって検出される油
温の低下に応じて前記作動油戻しポンプの回転数を低減
する作動油戻し流量制御手段とを有しているものであ
る。
【００１６】この発明による作動油の温度制御装置で
は、静圧軸受などより排出される使用後の作動油が回収
リザーバに回収され、回収リザーバの作動油は作動油戻
しポンプによって作動油供給源リザーバに戻される。こ
の作動油戻しポンプの回転数が油温センサによって検出
される油温の低下、換言すれば油温に依存する作動油の
粘性の増加に応じて低減し、作動油戻し流量が粘性の増
加に応じて低減する。
は、静圧軸受などより排出される使用後の作動油が回収
リザーバに回収され、回収リザーバの作動油は作動油戻
しポンプによって作動油供給源リザーバに戻される。こ
の作動油戻しポンプの回転数が油温センサによって検出
される油温の低下、換言すれば油温に依存する作動油の
粘性の増加に応じて低減し、作動油戻し流量が粘性の増
加に応じて低減する。
【００１７】
【発明の実施の形態】以下に添付の図を参照してこの発
明の実施の形態を詳細に説明する。
明の実施の形態を詳細に説明する。
【００１８】図１はこの発明による作動油の温度制御装
置が適用される静圧軸受用作動油回路の一つの実施の形
態を示している。図１において、符号１は静圧軸受を示
しており、静圧軸受１にはメインポンプ３によって作動
油供給源リザーバ５より汲み上げられた所定油圧の作動
油を比較的長い作動油供給配管７によって供給される。
メインポンプ３はモータ９によって駆動される電動式の
油圧ポンプである。
置が適用される静圧軸受用作動油回路の一つの実施の形
態を示している。図１において、符号１は静圧軸受を示
しており、静圧軸受１にはメインポンプ３によって作動
油供給源リザーバ５より汲み上げられた所定油圧の作動
油を比較的長い作動油供給配管７によって供給される。
メインポンプ３はモータ９によって駆動される電動式の
油圧ポンプである。
【００１９】静圧軸受１より流出する使用後の作動油は
回収リザーバ１１に回収され、回収リザーバ１１の作動
油は作動油戻しポンプ１３によって作動油供給源リザー
バ５に戻される。作動油戻しポンプ１３は、モータ１５
によって駆動される電動式の油圧ポンプであり、モータ
１５と共に全体を回収リザーバ１１の作動油の液中に浸
漬されている。
回収リザーバ１１に回収され、回収リザーバ１１の作動
油は作動油戻しポンプ１３によって作動油供給源リザー
バ５に戻される。作動油戻しポンプ１３は、モータ１５
によって駆動される電動式の油圧ポンプであり、モータ
１５と共に全体を回収リザーバ１１の作動油の液中に浸
漬されている。
【００２０】これにより、作動油戻しポンプ１３と共に
モータ１５が静圧軸受１の配設部室に配置されても、モ
ータ１５の熱が直接に、その静圧軸受１の配設部室内を
対流することがなく、モータ熱による部室温度の変動を
抑えることができる。静圧軸受１の配設部室は大型天体
望遠鏡の場合、大型天体望遠鏡を有する観測棟となり、
モータ熱に起因する観測棟内における空気のゆらぎを回
避できる。
モータ１５が静圧軸受１の配設部室に配置されても、モ
ータ１５の熱が直接に、その静圧軸受１の配設部室内を
対流することがなく、モータ熱による部室温度の変動を
抑えることができる。静圧軸受１の配設部室は大型天体
望遠鏡の場合、大型天体望遠鏡を有する観測棟となり、
モータ熱に起因する観測棟内における空気のゆらぎを回
避できる。
【００２１】静圧軸受用作動油回路には、作動油の供給
源において作動油の温度を調整する油温調整器として、
作動油供給ポンプ１７によって温調対象の作動油を作動
油供給源リザーバ５より供給され、冷媒供給ポンプ１９
によって冷媒を供給される強制循環式の熱交換器２１が
設けられている。
源において作動油の温度を調整する油温調整器として、
作動油供給ポンプ１７によって温調対象の作動油を作動
油供給源リザーバ５より供給され、冷媒供給ポンプ１９
によって冷媒を供給される強制循環式の熱交換器２１が
設けられている。
【００２２】冷媒は、冷媒温度調整部２３により所定の
温度に温調され、熱交換器２１、冷媒温度部２３を含む
閉ループ回路を循環する。
温度に温調され、熱交換器２１、冷媒温度部２３を含む
閉ループ回路を循環する。
【００２３】作動油は、熱交換器２１を通過することに
より冷媒との熱交換によって温調され、作動油供給源リ
ザーバ５に戻される。
より冷媒との熱交換によって温調され、作動油供給源リ
ザーバ５に戻される。
【００２４】作動油供給ポンプ１７は、モータ２５によ
って回転駆動される斜板式ピストンポンプにような電動
式の可変容量形油圧ポンプにより構成され、容量制御部
２７によって吐出容量を可変設定される。この作動油供
給ポンプ１７の吐出容量によって熱交換器２１を流れる
作動油の流量が定量的に制御される。
って回転駆動される斜板式ピストンポンプにような電動
式の可変容量形油圧ポンプにより構成され、容量制御部
２７によって吐出容量を可変設定される。この作動油供
給ポンプ１７の吐出容量によって熱交換器２１を流れる
作動油の流量が定量的に制御される。
【００２５】冷媒供給ポンプ１９はモータ２９によって
駆動される定容量形の油圧ポンプにより構成されてい
る。この冷媒供給ポンプ１９によって熱交換器２１に供
給される冷媒の流量は一定であってよい。
駆動される定容量形の油圧ポンプにより構成されてい
る。この冷媒供給ポンプ１９によって熱交換器２１に供
給される冷媒の流量は一定であってよい。
【００２６】モータ９、１５、２５、２９の運転と容量
制御部２７の容量制御動作はコンピュータ式の制御装置
３１により制御される。
制御部２７の容量制御動作はコンピュータ式の制御装置
３１により制御される。
【００２７】制御装置３１は、入口温度センサ３３より
静圧軸受１に供給される直前の作動油の温度Ｔｉｎを、
出口温度センサ３５より静圧軸受１より排出される作動
油の温度Ｔｏｕｔを、リザーバ温度センサ３７より作動
油供給源リザーバ５の作動油の温度Ｔｃｏｏｌを、レベ
ルセンサ３９より作動油供給源リザーバ５の作動油の液
位Ｌを示す信号を各々入力し、予め定められた運転・制
御特性に従ってモータ９、１５、２５、２９と容量制御
部２７へ指令信号を出力する。
静圧軸受１に供給される直前の作動油の温度Ｔｉｎを、
出口温度センサ３５より静圧軸受１より排出される作動
油の温度Ｔｏｕｔを、リザーバ温度センサ３７より作動
油供給源リザーバ５の作動油の温度Ｔｃｏｏｌを、レベ
ルセンサ３９より作動油供給源リザーバ５の作動油の液
位Ｌを示す信号を各々入力し、予め定められた運転・制
御特性に従ってモータ９、１５、２５、２９と容量制御
部２７へ指令信号を出力する。
【００２８】作動油戻しポンプ１３のモータ１５は、イ
ンバータ制御等により印加電圧を制御され、作動油戻し
ポンプ１３の駆動回転数を可変制御する。
ンバータ制御等により印加電圧を制御され、作動油戻し
ポンプ１３の駆動回転数を可変制御する。
【００２９】制御装置３１は、作動油戻し流量制御手段
として、入口温度センサ３３より計測される作動油温度
Ｔｉｎの低下に応じてモータ１５の印加電圧を低下させ
る。これにより作動油戻しポンプ１３の回転数が入口温
度センサ３３によって検出される油温の低下、換言すれ
ば油温に依存する作動油の粘性の増加に応じて低減し、
作動油戻し流量が粘性の増加に応じて低減する。
として、入口温度センサ３３より計測される作動油温度
Ｔｉｎの低下に応じてモータ１５の印加電圧を低下させ
る。これにより作動油戻しポンプ１３の回転数が入口温
度センサ３３によって検出される油温の低下、換言すれ
ば油温に依存する作動油の粘性の増加に応じて低減し、
作動油戻し流量が粘性の増加に応じて低減する。
【００３０】このように作動油の粘性が高い時には、換
言すれば、モータ負荷が高い時には、モータ１３による
作動油戻しポンプ１３の駆動回転数が低減されることに
より、モータ１３の駆動による消費電力を節約できる。
言すれば、モータ負荷が高い時には、モータ１３による
作動油戻しポンプ１３の駆動回転数が低減されることに
より、モータ１３の駆動による消費電力を節約できる。
【００３１】また、作動油の粘性が高い時には静圧軸受
１より流出する作動油の流量が低減し、これに応じて作
動油供給源リザーバ５よりの作動油の汲み上げ量が低減
するから、作動油の粘性が高い時には作動油戻しポンプ
１３の駆動回転数が低減され、回収リザーバ１１より作
動油供給源リザーバ５に戻す作動油の流量を低減するこ
とで、作動油供給源リザーバ５における作動油の液位の
変動を抑えることができる。これにより低温の作動油が
作動油供給源リザーバ５に多量に不必要に流れることが
回避され、作動油供給源リザーバ５における作動油の温
度変動が抑制される。
１より流出する作動油の流量が低減し、これに応じて作
動油供給源リザーバ５よりの作動油の汲み上げ量が低減
するから、作動油の粘性が高い時には作動油戻しポンプ
１３の駆動回転数が低減され、回収リザーバ１１より作
動油供給源リザーバ５に戻す作動油の流量を低減するこ
とで、作動油供給源リザーバ５における作動油の液位の
変動を抑えることができる。これにより低温の作動油が
作動油供給源リザーバ５に多量に不必要に流れることが
回避され、作動油供給源リザーバ５における作動油の温
度変動が抑制される。
【００３２】なお、この油温対応のモータ１３の印加電
圧制御は、レベルセンサ３９により検出される作動油供
給源リザーバ５の作動油の液位Ｌが予め定められた最高
液位Ｌｍａｘと最低液位Ｌｍｉｎの範囲内で制限付きで
行われ、液位Ｌが最高液位Ｌｍａｘに達すれば、油温に
凌駕してモータ１３の印加電圧を低下あるいはモータ１
３の運転を停止し、これに対し液位Ｌが最低液位Ｌｍｉ
ｎまで低下すれば、油温に凌駕してモータ１３の印加電
圧を増加する。
圧制御は、レベルセンサ３９により検出される作動油供
給源リザーバ５の作動油の液位Ｌが予め定められた最高
液位Ｌｍａｘと最低液位Ｌｍｉｎの範囲内で制限付きで
行われ、液位Ｌが最高液位Ｌｍａｘに達すれば、油温に
凌駕してモータ１３の印加電圧を低下あるいはモータ１
３の運転を停止し、これに対し液位Ｌが最低液位Ｌｍｉ
ｎまで低下すれば、油温に凌駕してモータ１３の印加電
圧を増加する。
【００３３】これにより作動油供給源リザーバ５の作動
油の液位Ｌは最高液位Ｌｍａｘと最低液位Ｌｍｉｎの範
囲内に保たれ、作動油供給源リザーバ５の作動油が外部
に溢流したり、作動油供給源リザーバ５の作動油量が不
足することがない。
油の液位Ｌは最高液位Ｌｍａｘと最低液位Ｌｍｉｎの範
囲内に保たれ、作動油供給源リザーバ５の作動油が外部
に溢流したり、作動油供給源リザーバ５の作動油量が不
足することがない。
【００３４】つぎに図２を参照して容量制御部２７によ
る作動油供給ポンプ１７の吐出容量制御系について説明
する。この吐出容量制御系は、一日の気温変化の予測値
と熱慣性による油温の変化遅れに応じた時刻対応の気温
補正値を設定した気温補正値設定部４１を有しており、
この気温補正値設定手段４１によって設定された気温補
正値を加算点４３に与え、作動油温度調整の指令値を修
正する。
る作動油供給ポンプ１７の吐出容量制御系について説明
する。この吐出容量制御系は、一日の気温変化の予測値
と熱慣性による油温の変化遅れに応じた時刻対応の気温
補正値を設定した気温補正値設定部４１を有しており、
この気温補正値設定手段４１によって設定された気温補
正値を加算点４３に与え、作動油温度調整の指令値を修
正する。
【００３５】これにより一日周期で気温変化に対するフ
ィードフォワード補償が行われることになる。
ィードフォワード補償が行われることになる。
【００３６】気温補正値設定手段４１が設定する時刻対
応の気温補正値の設定に必要な一日の気温変化の予測値
は、気温の実測値（サンプリング値）、気象庁などが発
表する時刻対応の気温データなどに基づいて設定するこ
とができ、熱慣性による油温の変化遅れ量は、実験値や
機体などの熱容量（熱慣性量）計算値などに基づいて設
定することができる。気温補正値設定手段４１は時刻に
応じて予め設定されている気温補正値を出力する必要が
あり、これは時計による時刻情報に同期してその時刻に
対応する気温補正値を出力する以外に、例えば午前６時
をタイマ計測起点とし、タイマ部４５より与えられる一
日分の経過時間（分）によって時刻対応の気温補正値を
出力することもできる。
応の気温補正値の設定に必要な一日の気温変化の予測値
は、気温の実測値（サンプリング値）、気象庁などが発
表する時刻対応の気温データなどに基づいて設定するこ
とができ、熱慣性による油温の変化遅れ量は、実験値や
機体などの熱容量（熱慣性量）計算値などに基づいて設
定することができる。気温補正値設定手段４１は時刻に
応じて予め設定されている気温補正値を出力する必要が
あり、これは時計による時刻情報に同期してその時刻に
対応する気温補正値を出力する以外に、例えば午前６時
をタイマ計測起点とし、タイマ部４５より与えられる一
日分の経過時間（分）によって時刻対応の気温補正値を
出力することもできる。
【００３７】気温補正値は、時刻、タイマ計測起点より
の一日分の経過時間を検索キーとしてデータテーブルよ
り読み出すことによって決定でき、またこれ以外に、一
日の気温変化は概ねコサインカーブを描くことから、時
間、ここでは上述のタイマ計測起点よりの一日分の経過
時間を変数とする余弦関数により与えることもできる。
この場合にはデータテーブルは不要で、余弦関数の関数
発生器が設けられればよい。下式は余弦関数により与え
る気温補正値のモデル式の一例である。
の一日分の経過時間を検索キーとしてデータテーブルよ
り読み出すことによって決定でき、またこれ以外に、一
日の気温変化は概ねコサインカーブを描くことから、時
間、ここでは上述のタイマ計測起点よりの一日分の経過
時間を変数とする余弦関数により与えることもできる。
この場合にはデータテーブルは不要で、余弦関数の関数
発生器が設けられればよい。下式は余弦関数により与え
る気温補正値のモデル式の一例である。
【００３８】
【数１】気温補正値Ｃ＝Ａｃｏｓ｛２π（（ｔ／１４４
０）−（Ｔ／２４））｝＋Ｂ 但し、Ａは補正半幅（℃）、Ｔは補正タイミング（時
間）、補正バイアス値（℃）、ｔは午前６時からの経過
分である。
０）−（Ｔ／２４））｝＋Ｂ 但し、Ａは補正半幅（℃）、Ｔは補正タイミング（時
間）、補正バイアス値（℃）、ｔは午前６時からの経過
分である。
【００３９】上式により与えらる気温補正値は加算点４
３により指令値に加算され、指令値を修正する。修正さ
れた指令値はメインループ制御の加算点４９に与えら
れ、加算点４９では修正された指令値の制御目標値と出
口温度センサ３５（図１参照）により検出される油温Ｔ
ｏｕｔとの偏差が算出され、これがメインループ制御の
ＰＩＤ制御部５１に入力される。
３により指令値に加算され、指令値を修正する。修正さ
れた指令値はメインループ制御の加算点４９に与えら
れ、加算点４９では修正された指令値の制御目標値と出
口温度センサ３５（図１参照）により検出される油温Ｔ
ｏｕｔとの偏差が算出され、これがメインループ制御の
ＰＩＤ制御部５１に入力される。
【００４０】ＰＩＤ制御部５１は入力された偏差に基づ
いてＰＩＤ制御による制御目標値を生成し、これを次段
に出力する。次段の中間ループ制御の加算点５３ではＰ
ＩＤ制御部５１が出力するメインループ制御の制御目標
値と入口温度センサ３３（図１参照）により検出される
油温Ｔｉｎとの偏差が算出され、これが中間ループ制御
のＰＩＤ制御部５７に入力される。
いてＰＩＤ制御による制御目標値を生成し、これを次段
に出力する。次段の中間ループ制御の加算点５３ではＰ
ＩＤ制御部５１が出力するメインループ制御の制御目標
値と入口温度センサ３３（図１参照）により検出される
油温Ｔｉｎとの偏差が算出され、これが中間ループ制御
のＰＩＤ制御部５７に入力される。
【００４１】ＰＩＤ制御部５５は入力された偏差に基づ
いてＰＩＤ制御による制御目標値を生成し、これを次段
に出力する。次段のマイナループ制御の加算点５７では
ＰＩＤ制御部５５が出力する中間ループ制御の制御目標
値とリサーバ温度センサ３７（図１参照）により検出さ
れる油温Ｔｃｏｏｌとの偏差が算出され、これがＪＥＵ
ループ制御のＰＩＤ制御部５９に入力される。
いてＰＩＤ制御による制御目標値を生成し、これを次段
に出力する。次段のマイナループ制御の加算点５７では
ＰＩＤ制御部５５が出力する中間ループ制御の制御目標
値とリサーバ温度センサ３７（図１参照）により検出さ
れる油温Ｔｃｏｏｌとの偏差が算出され、これがＪＥＵ
ループ制御のＰＩＤ制御部５９に入力される。
【００４２】ＰＩＤ制御部５９は入力された偏差に基づ
いてＰＩＤ制御による制御目標値を生成し、これを容量
制御部２７へ出力する。
いてＰＩＤ制御による制御目標値を生成し、これを容量
制御部２７へ出力する。
【００４３】これにより容量制御部２７は最終段のＰＩ
Ｄ制御部５９が出力する制御目標値に応じて動作し、可
変容量形の作動油ポンプ１７の作動油の吐出流量が制御
され、熱交換器２１を流れる作動油の流量が変化する。
Ｄ制御部５９が出力する制御目標値に応じて動作し、可
変容量形の作動油ポンプ１７の作動油の吐出流量が制御
され、熱交換器２１を流れる作動油の流量が変化する。
【００４４】この場合、作動油の温度が制御目標値より
高温であるほど、作動油ポンプ１７の作動油の吐出流量
が増大し、熱交換器２１を流れる作動油の流量が増え
る。
高温であるほど、作動油ポンプ１７の作動油の吐出流量
が増大し、熱交換器２１を流れる作動油の流量が増え
る。
【００４５】上述のように、カスケード制御のもとに、
一日周期をもって気温変化に対するフィードフォワード
補償が行われることにより、フィードバック補償の偏差
が常に小さくなり、作動油が気温変化の影響を大きく受
け、また熱慣性が大きくても静圧軸受１における作動油
の温度は所望の適正温度に高精度に維持される。
一日周期をもって気温変化に対するフィードフォワード
補償が行われることにより、フィードバック補償の偏差
が常に小さくなり、作動油が気温変化の影響を大きく受
け、また熱慣性が大きくても静圧軸受１における作動油
の温度は所望の適正温度に高精度に維持される。
【００４６】特に深夜から早朝にかけて気温が次第に低
下する時間帯において、制御目標値に対して油温（出口
温度）Ｔｏｕｔが高目で推移することが回避され、制御
目標値と出口温度Ｔｏｕｔとがほぼ一致し、静圧軸受１
における作動油の温度が所望の適正温度（制御目標値）
に高精度に維持される。
下する時間帯において、制御目標値に対して油温（出口
温度）Ｔｏｕｔが高目で推移することが回避され、制御
目標値と出口温度Ｔｏｕｔとがほぼ一致し、静圧軸受１
における作動油の温度が所望の適正温度（制御目標値）
に高精度に維持される。
【００４７】なお、上述の実施の形態では、ＰＩＤ制御
部４７、５１、５５、５９が使用されたが、これらは単
純な比例制御部、あるいはＰＩ制御部などに置き換える
ことも可能であり、また、要求される制御特性に応じ
て、マイナループ制御、マイナループ制御および中間ル
ープ制御を省略することも可能である。
部４７、５１、５５、５９が使用されたが、これらは単
純な比例制御部、あるいはＰＩ制御部などに置き換える
ことも可能であり、また、要求される制御特性に応じ
て、マイナループ制御、マイナループ制御および中間ル
ープ制御を省略することも可能である。
【００４８】以上に於ては、この発明を特定の実施の形
態について詳細に説明したが、この発明は、これに限定
されるものではなく、この発明の範囲内にて種々の実施
の形態が可能であることは当業者にとって明らかであろ
う。
態について詳細に説明したが、この発明は、これに限定
されるものではなく、この発明の範囲内にて種々の実施
の形態が可能であることは当業者にとって明らかであろ
う。
【００４９】
【発明の効果】以上の説明から理解される如く、請求項
１による作動油の温度制御方法においては、一日の気温
変化の予測値と熱慣性による油温の変化遅れに応じて設
定された時刻対応の気温補正値によって作動油の温度調
整の指令値を修正することが行われ、一日周期で気温変
化に対するフィードフォワード補償が行われるから、作
動油供給源における作動油の温調温度は一日の気温変化
の予測値と熱慣性による油温の変化遅れの成分を含んだ
温度になり、作動油が気温変化の影響を大きく受け、ま
た熱慣性が大きくても静圧軸受などの作動油使用箇所に
おける作動油の温度は所望の適正温度に高精度に維持さ
れるようになる。
１による作動油の温度制御方法においては、一日の気温
変化の予測値と熱慣性による油温の変化遅れに応じて設
定された時刻対応の気温補正値によって作動油の温度調
整の指令値を修正することが行われ、一日周期で気温変
化に対するフィードフォワード補償が行われるから、作
動油供給源における作動油の温調温度は一日の気温変化
の予測値と熱慣性による油温の変化遅れの成分を含んだ
温度になり、作動油が気温変化の影響を大きく受け、ま
た熱慣性が大きくても静圧軸受などの作動油使用箇所に
おける作動油の温度は所望の適正温度に高精度に維持さ
れるようになる。
【００５０】請求項２による作動油の温度制御方法にお
いては、気温補正値が時間を変数とする余弦関数により
簡易的に与えるから、気温補正値をデータテーブルや複
雑な演算処理などを必要とすることなく、余弦関数発生
器などによって簡単に生成することができる。
いては、気温補正値が時間を変数とする余弦関数により
簡易的に与えるから、気温補正値をデータテーブルや複
雑な演算処理などを必要とすることなく、余弦関数発生
器などによって簡単に生成することができる。
【００５１】請求項３による作動油の温度制御装置にお
いては、一日の気温変化の予測値と熱慣性による油温の
変化遅れに応じた時刻対応の気温補正値が気温補正値設
定手段に予め設定され、油温調整制御手段が気温補正値
設定手段に設定された気温補正値によって修正された作
動油温度調整の指令値に作動油の温度が調整されるよう
油温調整器による油温調整具合を制御するから、作動油
供給源における作動油の温度は一日の気温変化の予測値
と熱慣性による油温の変化遅れの成分を含んだ温度にな
り、作動油が気温変化の影響を大きく受け、また熱慣性
が大きくても静圧軸受などの作動油使用箇所における作
動油の温度は所望の適正温度に高精度に維持されるよう
になる。
いては、一日の気温変化の予測値と熱慣性による油温の
変化遅れに応じた時刻対応の気温補正値が気温補正値設
定手段に予め設定され、油温調整制御手段が気温補正値
設定手段に設定された気温補正値によって修正された作
動油温度調整の指令値に作動油の温度が調整されるよう
油温調整器による油温調整具合を制御するから、作動油
供給源における作動油の温度は一日の気温変化の予測値
と熱慣性による油温の変化遅れの成分を含んだ温度にな
り、作動油が気温変化の影響を大きく受け、また熱慣性
が大きくても静圧軸受などの作動油使用箇所における作
動油の温度は所望の適正温度に高精度に維持されるよう
になる。
【００５２】請求項４による作動油の温度制御装置にお
いては、作動油供給ポンプによって温調対象の作動油が
作動油供給源リザーバより強制循環式の熱交換器に供給
され、熱交換器において冷媒との熱交換によって作動油
の温調が行われるから、作動油の温調の度合いは熱交換
器に供給する作動油の流量制御により定量的に高精度に
制御され、高精度な作動油温調が行われる。また作動油
供給源リザーバの作動油が熱交換器を含む系をもって循
環かるから、作動油供給源リザーバの作動油が撹拌さ
れ、作動油供給源リザーバにおける作動油温度の均一性
が向上し、このことによっても高精度な作動油温調が行
われるようになる。
いては、作動油供給ポンプによって温調対象の作動油が
作動油供給源リザーバより強制循環式の熱交換器に供給
され、熱交換器において冷媒との熱交換によって作動油
の温調が行われるから、作動油の温調の度合いは熱交換
器に供給する作動油の流量制御により定量的に高精度に
制御され、高精度な作動油温調が行われる。また作動油
供給源リザーバの作動油が熱交換器を含む系をもって循
環かるから、作動油供給源リザーバの作動油が撹拌さ
れ、作動油供給源リザーバにおける作動油温度の均一性
が向上し、このことによっても高精度な作動油温調が行
われるようになる。
【００５３】請求項５による作動油の温度制御装置にお
いては、回収リザーバより作動油供給源リザーバに作動
油を戻す作動油戻しポンプの回転数が油温センサによっ
て検出される油温の低下、換言すれば油温に依存する作
動油の粘性の増加に応じて低減し、作動油戻し流量が粘
性の増加に応じて低減するから、作動油戻しポンプの駆
動負荷が軽減される。
いては、回収リザーバより作動油供給源リザーバに作動
油を戻す作動油戻しポンプの回転数が油温センサによっ
て検出される油温の低下、換言すれば油温に依存する作
動油の粘性の増加に応じて低減し、作動油戻し流量が粘
性の増加に応じて低減するから、作動油戻しポンプの駆
動負荷が軽減される。
【００５４】また、作動油の粘性が高い時には静圧軸受
などより流出する作動油の流量が低減し、これに応じて
作動油供給源リザーバよりの作動油の汲み上げ量が低減
するから、作動油の粘性が高い時には作動油戻しポンプ
の駆動回転数の低減により回収リザーバより作動油供給
源リザーバに戻す作動油の流量を低減することで、作動
油供給源リザーバにおける作動油の液位の変動を抑える
ことができる。これにより低温の作動油が作動油供給源
リザーバに多量に不必要に流れることが回避され、作動
油供給源リザーバにおける作動油の温度変動が抑制され
るようなる。
などより流出する作動油の流量が低減し、これに応じて
作動油供給源リザーバよりの作動油の汲み上げ量が低減
するから、作動油の粘性が高い時には作動油戻しポンプ
の駆動回転数の低減により回収リザーバより作動油供給
源リザーバに戻す作動油の流量を低減することで、作動
油供給源リザーバにおける作動油の液位の変動を抑える
ことができる。これにより低温の作動油が作動油供給源
リザーバに多量に不必要に流れることが回避され、作動
油供給源リザーバにおける作動油の温度変動が抑制され
るようなる。
【図１】この発明による作動油の温度制御装置が適用さ
れる静圧軸受用作動油回路の一つの実施の形態を示す回
路図である。
れる静圧軸受用作動油回路の一つの実施の形態を示す回
路図である。
【図２】容量制御部による作動油供給ポンプの吐出容量
制御系の一つの実施の形態を示すブロック線図である。
制御系の一つの実施の形態を示すブロック線図である。
１ 静圧軸受 ３ メインポンプ ５ 作動油供給源リザーバ ７ 作動油供給配管 ９ モータ １１ 回収リザーバ １３ 作動油戻しポンプ １５ モータ １７ 作動油供給ポンプ １９ 冷媒供給ポンプ ２１ 熱交換器 ２３ 冷媒温度調整部 ２５ モータ ２７ 容量制御部 ２９ モータ ３１ 制御装置 ３３ 入口温度センサ ３５ 出口温度センサ ３７ リザーバ温度センサ ３９ レベルセンサ ４１ 気温補正値設定手段 ４３ 加算点 ４５ タイマ部 ４９ 加算点 ５１ ＰＩＤ制御部 ５３ 加算点 ５５ ＰＩＤ制御部 ５７ 加算点 ５９ ＰＩＤ制御部
フロントページの続き (72)発明者 菊地 治彦 静岡県沼津市大岡2068の３ 東芝機械株式 会社沼津事業所内
Claims (5)
- 【請求項１】 静圧軸受などに使用される作動油の温度
制御方法において、 一日の気温変化の予測値と熱慣性による油温の変化遅れ
に応じて時刻対応の気温補正値を設定し、この気温補正
値によって作動油供給源における作動油の温度調整の指
令値を修正し、一日周期で気温変化に対するフィードフ
ォワード補償を行うことを特徴とする作動油の温度制御
方法。 - 【請求項２】 前記気温補正値を、時間を変数とする余
弦関数により与えることを特徴とする請求項１に記載の
作動油の温度制御方法。 - 【請求項３】 静圧軸受などに使用される作動油の温度
制御装置において、 作動油の供給源において作動油の温度を調整する油温調
整器と、一日の気温変化の予測値と熱慣性による油温の
変化遅れに応じた時刻対応の気温補正値を設定した気温
補正値設定手段と、前記気温補正値設定手段によって設
定された気温補正値によって作動油の温度調整の指令値
を修正され、修正された指令値に前記作動油の温度が調
整されるよう前記油温調整器による油温調整具合を制御
する油温調整制御手段とを有していることを特徴とする
作動油の温度制御装置。 - 【請求項４】 前記油温調整器は、作動油供給ポンプに
よって温調対象の作動油を作動油供給源リザーバより供
給され、冷媒供給ポンプによって冷媒を供給される強制
循環式の熱交換器により構成され、前記油温調整制御手
段は前記熱交換器に供給する作動油の流量を前記指令値
に応じて制御して前記熱交換器による油温調整具合を制
御することを特徴とする請求項３に記載の作動油の温度
制御装置。 - 【請求項５】 静圧軸受などより排出される使用後の作
動油を回収する回収リザーバと、前記回収リザーバの作
動油を前記作動油供給源リザーバに戻す作動油戻しポン
プと、作動油の温度を検出する油温センサと、前記油温
センサによって検出される油温の低下に応じて前記作動
油戻しポンプの回転数を低減する作動油戻し流量制御手
段とを有していることを特徴とする請求項３または４に
記載の作動油の温度制御装置。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8017844A JPH09210063A (ja) | 1996-02-02 | 1996-02-02 | 静圧軸受などに使用される作動油の温度制御方法および装置 |
| US08/792,235 US5971068A (en) | 1996-02-02 | 1997-01-31 | Method and system for temperature control of hydraulic oil |
| CN97104814A CN1122903C (zh) | 1996-02-02 | 1997-01-31 | 液压油的温度控制方法和*** |
| KR1019970002992A KR100252812B1 (ko) | 1996-02-02 | 1997-01-31 | 작동유의 온도제어방법 및 온도제어시스템 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8017844A JPH09210063A (ja) | 1996-02-02 | 1996-02-02 | 静圧軸受などに使用される作動油の温度制御方法および装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09210063A true JPH09210063A (ja) | 1997-08-12 |
Family
ID=11954989
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8017844A Pending JPH09210063A (ja) | 1996-02-02 | 1996-02-02 | 静圧軸受などに使用される作動油の温度制御方法および装置 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5971068A (ja) |
| JP (1) | JPH09210063A (ja) |
| KR (1) | KR100252812B1 (ja) |
| CN (1) | CN1122903C (ja) |
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- 1996-02-02 JP JP8017844A patent/JPH09210063A/ja active Pending
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1997
- 1997-01-31 CN CN97104814A patent/CN1122903C/zh not_active Expired - Lifetime
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