JPH113120A - サーボ制御システムの故障検出装置 - Google Patents
サーボ制御システムの故障検出装置Info
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- JPH113120A JPH113120A JP15563297A JP15563297A JPH113120A JP H113120 A JPH113120 A JP H113120A JP 15563297 A JP15563297 A JP 15563297A JP 15563297 A JP15563297 A JP 15563297A JP H113120 A JPH113120 A JP H113120A
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- 239000012530 fluid Substances 0.000 claims description 53
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 claims description 2
- 238000000034 method Methods 0.000 claims 1
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 abstract 2
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- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 5
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- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 description 2
- RZVHIXYEVGDQDX-UHFFFAOYSA-N 9,10-anthraquinone Chemical compound C1=CC=C2C(=O)C3=CC=CC=C3C(=O)C2=C1 RZVHIXYEVGDQDX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000002159 abnormal effect Effects 0.000 description 1
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 1
Landscapes
- Testing And Monitoring For Control Systems (AREA)
- Fluid-Pressure Circuits (AREA)
- Control Of Position Or Direction (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 舵面負荷の影響を受けない、ハードウェア構
成が簡素で安全性及び信頼性に優れた故障検出装置を提
供する。 【解決手段】 油圧シリンダ52、前向き回路63及びフィ
ードバック回路68の伝達関数を有し、前向き回路63に入
力される指令値信号に応じたシリンダ作動位置信号を出
力するモデル回路81と、リリーフ機構70が作動状態か否
かを判定するリリーフ判定手段90と、モデル回路出力信
号とフィードバック信号とを比較してシリンダ52の実作
動位置がモデル回路81の出力信号に対し所定誤差範囲内
から外れたか否かを判定する故障判定手段80と、リリー
フ判定手段90および故障判定手段80の判定結果に基づ
き、リリーフ機構70が非作動状態で、かつ、シリンダ52
の実作動位置が所定誤差範囲内から外れたときに故障信
号を出力する故障信号出力手段87と、を設けている。
成が簡素で安全性及び信頼性に優れた故障検出装置を提
供する。 【解決手段】 油圧シリンダ52、前向き回路63及びフィ
ードバック回路68の伝達関数を有し、前向き回路63に入
力される指令値信号に応じたシリンダ作動位置信号を出
力するモデル回路81と、リリーフ機構70が作動状態か否
かを判定するリリーフ判定手段90と、モデル回路出力信
号とフィードバック信号とを比較してシリンダ52の実作
動位置がモデル回路81の出力信号に対し所定誤差範囲内
から外れたか否かを判定する故障判定手段80と、リリー
フ判定手段90および故障判定手段80の判定結果に基づ
き、リリーフ機構70が非作動状態で、かつ、シリンダ52
の実作動位置が所定誤差範囲内から外れたときに故障信
号を出力する故障信号出力手段87と、を設けている。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、流体圧アクチュエ
ータをサーボ制御するシステムに設けられる故障検出装
置、特に航空機の舵面制御システムに好適なサーボ制御
システムの故障検出装置に関する。
ータをサーボ制御するシステムに設けられる故障検出装
置、特に航空機の舵面制御システムに好適なサーボ制御
システムの故障検出装置に関する。
【0002】
【従来の技術】流体圧アクチュエータをサーボ制御する
システム、例えば航空機の舵面制御システムのように高
度な安全性と信頼性が要求されるシステムにおいては、
アクチュエータの故障が発生した場合にこれを確実かつ
早期に検出することが重要な課題である。そのため、ア
クチュエータおよびサーボバルブと同様な伝達関数を持
つモデル回路に実際の指令値信号と同様の信号を入力
し、その出力とアクチュエータの実作動位置とを比較す
ることで、故障による異常な作動状態を検出するように
したものがある(例えば特開平1−185709号公報
参照)。
システム、例えば航空機の舵面制御システムのように高
度な安全性と信頼性が要求されるシステムにおいては、
アクチュエータの故障が発生した場合にこれを確実かつ
早期に検出することが重要な課題である。そのため、ア
クチュエータおよびサーボバルブと同様な伝達関数を持
つモデル回路に実際の指令値信号と同様の信号を入力
し、その出力とアクチュエータの実作動位置とを比較す
ることで、故障による異常な作動状態を検出するように
したものがある(例えば特開平1−185709号公報
参照)。
【0003】図3はそのような故障検出装置を有するサ
ーボ制御システムを示している。このシステムは、指令
値Cが加算器1およびアンプ2を介してサーボバルブ3
に与えられ、加算器1がフィードバック信号と目標位置
を示す指令値Cとを加算して両信号の偏差信号をアンプ
2に入力すると、サーボバルブ3によって油圧シリンダ
4への作動流体の給排が制御される。そして、油圧シリ
ンダ4の出力部又はそれに直結された負荷の位置がフィ
ードバックセンサ5によって検出され、その検出情報が
復調器6を介して加算器1にフィードバックされる。前
記加算器1、アンプ2、サーボバルブ3および油圧シリ
ンダ4は指令値Cに基づいて油圧シリンダ4を作動させ
る前向き回路7を構成しており、フィードバックセンサ
5および復調器6は油圧シリンダ4の実作動位置を指令
入力側にフィードバックする帰還回路8を構成してい
る。
ーボ制御システムを示している。このシステムは、指令
値Cが加算器1およびアンプ2を介してサーボバルブ3
に与えられ、加算器1がフィードバック信号と目標位置
を示す指令値Cとを加算して両信号の偏差信号をアンプ
2に入力すると、サーボバルブ3によって油圧シリンダ
4への作動流体の給排が制御される。そして、油圧シリ
ンダ4の出力部又はそれに直結された負荷の位置がフィ
ードバックセンサ5によって検出され、その検出情報が
復調器6を介して加算器1にフィードバックされる。前
記加算器1、アンプ2、サーボバルブ3および油圧シリ
ンダ4は指令値Cに基づいて油圧シリンダ4を作動させ
る前向き回路7を構成しており、フィードバックセンサ
5および復調器6は油圧シリンダ4の実作動位置を指令
入力側にフィードバックする帰還回路8を構成してい
る。
【0004】また、指令値Cは、前向き回路7とほぼ等
しい2次又は3次程度の伝達関数を有するアクチュエー
タモデル9に対して、加算器1と並列に入力され、その
アクチュエータモデル9の出力と復調器6からのフィー
ドバック信号との偏差信号が加算器10から絶対値計算
回路11に入力され、その絶対値出力が比較回路12に
入力される。比較回路12は、所定の検出スレショルド
レベルまでの不感帯を有し、加算器10からの偏差信号
が検出スレショルド以上の場合、すなわち油圧シリンダ
4の実作動位置がアクチュエータモデル9に示す規範位
置に対し所定の誤差範囲内にから外れたときに、偏差信
号比較回路12から所定の遅延特性を持つタイムディレ
イ回路13を介して故障信号(故障と判定された旨の信
号)が出力される。
しい2次又は3次程度の伝達関数を有するアクチュエー
タモデル9に対して、加算器1と並列に入力され、その
アクチュエータモデル9の出力と復調器6からのフィー
ドバック信号との偏差信号が加算器10から絶対値計算
回路11に入力され、その絶対値出力が比較回路12に
入力される。比較回路12は、所定の検出スレショルド
レベルまでの不感帯を有し、加算器10からの偏差信号
が検出スレショルド以上の場合、すなわち油圧シリンダ
4の実作動位置がアクチュエータモデル9に示す規範位
置に対し所定の誤差範囲内にから外れたときに、偏差信
号比較回路12から所定の遅延特性を持つタイムディレ
イ回路13を介して故障信号(故障と判定された旨の信
号)が出力される。
【0005】図4および図5は従来の故障検出装置を有
する他のサーボ制御システムを示しており、このシステ
ムは制御ループ内における油圧シリンダの前後にそれぞ
れ故障検出回路を設けている点で上記システムと異なっ
ている。このシステムにおいては、上述の例とほぼ同様
に、指令値Cが加算器21およびアンプ22を介してサ
ーボバルブ23に与えられ、加算器21がフィードバッ
ク信号と目標位置を示す指令値Cとを加算して両信号の
偏差信号をアンプ22に入力すると、サーボバルブ23
によってアクチュエータ24への作動流体の給排が制御
される。そして、アクチュエータ24の出力部又はそれ
に直結された負荷の位置がフィードバックセンサ25に
よって検出され、その検出情報が復調器26Aを介して
加算器21に前記フィードバックされる。加算器21、
アンプ22およびサーボバルブ23は指令値Cに基づい
てアクチュエータ24を作動させる前向き回路27を構
成しており、フィードバックセンサ25および復調器2
6Aはアクチュエータ24の実作動位置を指令入力側に
フィードバックする帰還回路28を構成している。
する他のサーボ制御システムを示しており、このシステ
ムは制御ループ内における油圧シリンダの前後にそれぞ
れ故障検出回路を設けている点で上記システムと異なっ
ている。このシステムにおいては、上述の例とほぼ同様
に、指令値Cが加算器21およびアンプ22を介してサ
ーボバルブ23に与えられ、加算器21がフィードバッ
ク信号と目標位置を示す指令値Cとを加算して両信号の
偏差信号をアンプ22に入力すると、サーボバルブ23
によってアクチュエータ24への作動流体の給排が制御
される。そして、アクチュエータ24の出力部又はそれ
に直結された負荷の位置がフィードバックセンサ25に
よって検出され、その検出情報が復調器26Aを介して
加算器21に前記フィードバックされる。加算器21、
アンプ22およびサーボバルブ23は指令値Cに基づい
てアクチュエータ24を作動させる前向き回路27を構
成しており、フィードバックセンサ25および復調器2
6Aはアクチュエータ24の実作動位置を指令入力側に
フィードバックする帰還回路28を構成している。
【0006】指令値Cと復調器26Aからのフィードバ
ック信号とは、加算器21と並列に故障検出用の第1加
算器29にも入力され、この第1加算器29を介してサ
ーボバルブ23およびアンプ22を合わせたものとほぼ
等しい伝達関数を有するサーボバルブモデル30に入力
される。また、サーボバルブ23の実際の出力が故障検
出用のフィードバックセンサ31および復調器32を介
して故障検出用の第2加算器33にフィードバックさ
れ、この第2加算器33でサーボバルブモデル30の出
力と加算されて偏差信号となり、これが絶対値計算回路
34に入力される。絶対値計算回路34の絶対値出力
は、所定スレショルド(閾値)レベルまでの不感帯を有
する比較回路35に入力され、加算器33からの偏差信
号が検出スレショルド以上の場合に比較回路35から所
定の遅延特性を有するタイムディレイ回路36を介して
故障信号が出力される。一方、加算器21に入力される
フィードバック信号およびフィードバックセンサ25の
出力、すなわち復調器26Aの前後におけるフィードバ
ック信号が、帰還回路側の故障検出のための第3加算器
37に入力され、この第3加算器37の出力が絶対値計
算回路38を介し比較回路39に入力されて、加算器3
7からの偏差出力が所定範囲から外れた場合におよびタ
イムディレイ回路40を介して故障信号が出力される。
26Bは復調器26Aと同様な復調器である。また、図
5に示すように、フィードバックセンサ25からはゼロ
点からの変位に対し同一レベルのA相,B相の信号が出
力され、それぞれ復調器41,42を通して第1加算器
43で加算され、この加算値が第2加算器44にて規定
値出力回路45からの一定の値と比較され、この加算値
が規定値と同一ないとき、偏差信号が絶対値計算回路4
6から比較回路47に与えられ、所定値を超える偏差が
生じたときにタイムディレイ回路48を介して故障信号
が出力されるようになっている。
ック信号とは、加算器21と並列に故障検出用の第1加
算器29にも入力され、この第1加算器29を介してサ
ーボバルブ23およびアンプ22を合わせたものとほぼ
等しい伝達関数を有するサーボバルブモデル30に入力
される。また、サーボバルブ23の実際の出力が故障検
出用のフィードバックセンサ31および復調器32を介
して故障検出用の第2加算器33にフィードバックさ
れ、この第2加算器33でサーボバルブモデル30の出
力と加算されて偏差信号となり、これが絶対値計算回路
34に入力される。絶対値計算回路34の絶対値出力
は、所定スレショルド(閾値)レベルまでの不感帯を有
する比較回路35に入力され、加算器33からの偏差信
号が検出スレショルド以上の場合に比較回路35から所
定の遅延特性を有するタイムディレイ回路36を介して
故障信号が出力される。一方、加算器21に入力される
フィードバック信号およびフィードバックセンサ25の
出力、すなわち復調器26Aの前後におけるフィードバ
ック信号が、帰還回路側の故障検出のための第3加算器
37に入力され、この第3加算器37の出力が絶対値計
算回路38を介し比較回路39に入力されて、加算器3
7からの偏差出力が所定範囲から外れた場合におよびタ
イムディレイ回路40を介して故障信号が出力される。
26Bは復調器26Aと同様な復調器である。また、図
5に示すように、フィードバックセンサ25からはゼロ
点からの変位に対し同一レベルのA相,B相の信号が出
力され、それぞれ復調器41,42を通して第1加算器
43で加算され、この加算値が第2加算器44にて規定
値出力回路45からの一定の値と比較され、この加算値
が規定値と同一ないとき、偏差信号が絶対値計算回路4
6から比較回路47に与えられ、所定値を超える偏差が
生じたときにタイムディレイ回路48を介して故障信号
が出力されるようになっている。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、図3に
示した従来の故障検出装置にあっては、油圧シリンダ4
に過負荷が加わったときに作動するリリーフ機構が設け
られていると、一般的な2次又は3次程度の伝達関数を
用いるアクチュエータモデルの出力がアクチュエータの
実作動位置と対応しない状態となり、誤検出が発生す
る。
示した従来の故障検出装置にあっては、油圧シリンダ4
に過負荷が加わったときに作動するリリーフ機構が設け
られていると、一般的な2次又は3次程度の伝達関数を
用いるアクチュエータモデルの出力がアクチュエータの
実作動位置と対応しない状態となり、誤検出が発生す
る。
【0008】したがって、図3に示すような故障検出装
置は、故障検出の閾値レベルや検出時間長を大きくして
平常時に誤検出が生じないようにする必要があり、飛行
安全性上の重要度が高いプライマリー舵面に採用できな
いため、プライマリー舵面ほど重要度が高くないスポイ
ラーその他(例えばフラップ、スピードブレーキ、スラ
ット)のセカンダリー舵面の制御系にのみ採用されてい
た。
置は、故障検出の閾値レベルや検出時間長を大きくして
平常時に誤検出が生じないようにする必要があり、飛行
安全性上の重要度が高いプライマリー舵面に採用できな
いため、プライマリー舵面ほど重要度が高くないスポイ
ラーその他(例えばフラップ、スピードブレーキ、スラ
ット)のセカンダリー舵面の制御系にのみ採用されてい
た。
【0009】そして、飛行安全性上の重要度が高い方向
舵、昇降舵、補助翼等のプライマリー舵面の制御につい
ては、図4および図5に示したように、舵面負荷の影響
を受けないサーボバルブや電気回路等の部分的な複数の
モデルによって故障検出することになり、各検出部にお
ける復調器の二重化をはじめとして構成が極めて複雑に
なるため、航空機に搭載するハードウェアのサイズおよ
び重量が増すばかりでなく、コスト高となっていた。
舵、昇降舵、補助翼等のプライマリー舵面の制御につい
ては、図4および図5に示したように、舵面負荷の影響
を受けないサーボバルブや電気回路等の部分的な複数の
モデルによって故障検出することになり、各検出部にお
ける復調器の二重化をはじめとして構成が極めて複雑に
なるため、航空機に搭載するハードウェアのサイズおよ
び重量が増すばかりでなく、コスト高となっていた。
【0010】そこで本発明は、舵面負荷の影響を受けな
い、しかもハードウェア構成が簡素で安全性および信頼
性に優れた故障検出装置を提供することを目的とする。
い、しかもハードウェア構成が簡素で安全性および信頼
性に優れた故障検出装置を提供することを目的とする。
【0011】
【課題を解決するための手段】上記目的達成のため、本
発明は、作動流体が給排される複数の流体室の間の差圧
に応じて作動位置が変化するアクチュエータと、該アク
チュエータの実作動位置を検出し該実作動位置を示すフ
ィードバック信号を出力するフィードバック回路と、該
フィードバック信号と目標位置を示す指令値信号とを加
算して両信号の差に対応する偏差信号を出力する加算器
および該加算器からの偏差信号に応じて前記アクチュエ
ータへの作動流体の給排を制御するサーボバルブを有す
る前向き回路と、前記アクチュエータの複数の流体室の
うち何れかに所定のリリーフ設定圧に達する流体圧が発
生したとき該室内の流体圧を設定圧までに制限するよう
作動するリリーフ機構と、を備えたサーボ制御システム
にあって、前記アクチュエータ、前向き回路およびフィ
ードバック回路の伝達関数を有するとともに、前記前向
き回路に入力される前記指令値信号を入力し、該入力に
応じた前記アクチュエータの作動位置を表す信号を出力
するアクチュエータモデル回路と、前記リリーフ機構が
作動状態か非作動状態かを判定するリリーフ判定手段
と、前記アクチュエータモデル回路の出力信号と前記フ
ィードバック信号とを比較して前記アクチュエータの実
作動位置が前記アクチュエータモデル回路の出力信号に
対し所定の誤差範囲内から外れたか否かを判定する故障
判定手段と、リリーフ判定手段および故障判定手段の判
定結果に基づき、前記リリーフ機構が非作動状態にあ
り、かつ、前記アクチュエータの実作動位置が前記所定
の誤差範囲内から外れたとき、前記アクチュエータ又は
何れかの回路に故障が発生したことを示す故障信号を出
力する故障信号出力手段と、を設けている。
発明は、作動流体が給排される複数の流体室の間の差圧
に応じて作動位置が変化するアクチュエータと、該アク
チュエータの実作動位置を検出し該実作動位置を示すフ
ィードバック信号を出力するフィードバック回路と、該
フィードバック信号と目標位置を示す指令値信号とを加
算して両信号の差に対応する偏差信号を出力する加算器
および該加算器からの偏差信号に応じて前記アクチュエ
ータへの作動流体の給排を制御するサーボバルブを有す
る前向き回路と、前記アクチュエータの複数の流体室の
うち何れかに所定のリリーフ設定圧に達する流体圧が発
生したとき該室内の流体圧を設定圧までに制限するよう
作動するリリーフ機構と、を備えたサーボ制御システム
にあって、前記アクチュエータ、前向き回路およびフィ
ードバック回路の伝達関数を有するとともに、前記前向
き回路に入力される前記指令値信号を入力し、該入力に
応じた前記アクチュエータの作動位置を表す信号を出力
するアクチュエータモデル回路と、前記リリーフ機構が
作動状態か非作動状態かを判定するリリーフ判定手段
と、前記アクチュエータモデル回路の出力信号と前記フ
ィードバック信号とを比較して前記アクチュエータの実
作動位置が前記アクチュエータモデル回路の出力信号に
対し所定の誤差範囲内から外れたか否かを判定する故障
判定手段と、リリーフ判定手段および故障判定手段の判
定結果に基づき、前記リリーフ機構が非作動状態にあ
り、かつ、前記アクチュエータの実作動位置が前記所定
の誤差範囲内から外れたとき、前記アクチュエータ又は
何れかの回路に故障が発生したことを示す故障信号を出
力する故障信号出力手段と、を設けている。
【0012】かかる構成においては、アクチュエータに
過大な負荷が加わり、アクチュエータの流体室のうち何
れかに所定のリリーフ設定圧に達する流体圧が発生する
と、その流体圧を設定圧以下に制限するようリリーフ機
構が作動する。このとき、過負荷によってアクチュエー
タの実作動位置がモデル回路出力に対する所定の誤差範
囲内から外れたとしても、リリーフ機構が作動状態であ
るから故障信号は出力されない。一方、リリーフ機構の
非作動状態で、なんらかの故障によってアクチュエータ
の実作動位置がモデル回路出力に対し所定の誤差範囲内
から外れると、故障信号が出力される。したがって、リ
リーフ機構作動時の誤検出がなくなる。
過大な負荷が加わり、アクチュエータの流体室のうち何
れかに所定のリリーフ設定圧に達する流体圧が発生する
と、その流体圧を設定圧以下に制限するようリリーフ機
構が作動する。このとき、過負荷によってアクチュエー
タの実作動位置がモデル回路出力に対する所定の誤差範
囲内から外れたとしても、リリーフ機構が作動状態であ
るから故障信号は出力されない。一方、リリーフ機構の
非作動状態で、なんらかの故障によってアクチュエータ
の実作動位置がモデル回路出力に対し所定の誤差範囲内
から外れると、故障信号が出力される。したがって、リ
リーフ機構作動時の誤検出がなくなる。
【0013】なお、衝撃等によってアクチュエータに過
大な負荷が作用し、流体室内の圧力を設定圧までに制限
するようリリーフ機構が作動するとき、作動流体の一部
が排出されてアクチュエータが瞬間的に負荷に追従す
る。このとき、アクチュエータの作動位置が目標位置か
らずれることになるが、アクチュエータ出力が低下する
のではなく、負荷がアクチュエータによって制御可能な
範囲内になった時点でアクチュエータの目標位置への復
帰がなされる。したがって、アクチュエータの作動位置
制御に実質的な悪影響を及ぼすことなく誤った故障検出
を防止することができる。
大な負荷が作用し、流体室内の圧力を設定圧までに制限
するようリリーフ機構が作動するとき、作動流体の一部
が排出されてアクチュエータが瞬間的に負荷に追従す
る。このとき、アクチュエータの作動位置が目標位置か
らずれることになるが、アクチュエータ出力が低下する
のではなく、負荷がアクチュエータによって制御可能な
範囲内になった時点でアクチュエータの目標位置への復
帰がなされる。したがって、アクチュエータの作動位置
制御に実質的な悪影響を及ぼすことなく誤った故障検出
を防止することができる。
【0014】前記リリーフ判定手段は、好ましくは、前
記流体室の間の差圧を検出する差圧センサを有するも
の、あるいは、前記流体室のうち高圧側の圧力を取り出
す高圧選択弁と、該高圧選択弁を介して前記高圧側の圧
力を検出する圧力センサと、からなるものであり、この
ようにすることで、リリーフ機構の作動圧のばらつきや
アクチュエータ作動油圧の定格値に基づいて、最適な検
出タイミングでリリーフ機構の作動の有無を判定して、
より信頼性を高めることができる。
記流体室の間の差圧を検出する差圧センサを有するも
の、あるいは、前記流体室のうち高圧側の圧力を取り出
す高圧選択弁と、該高圧選択弁を介して前記高圧側の圧
力を検出する圧力センサと、からなるものであり、この
ようにすることで、リリーフ機構の作動圧のばらつきや
アクチュエータ作動油圧の定格値に基づいて、最適な検
出タイミングでリリーフ機構の作動の有無を判定して、
より信頼性を高めることができる。
【0015】
【発明の実施の形態】以下、本発明の好ましい実施の形
態について添付図面を参照しつつ説明する。図1は、本
発明に係るサーボ制御システムの故障検出装置の一実施
形態を示しており、本発明を航空機の舵面制御システム
に適用した例を示している。図1において、51は支点
部51aで航空機の機体側支持部材50に操舵可能に支
持された舵面であり、52はこの舵面51を操舵制御す
る油圧シリンダ(流体圧アクチュエータ)である。油圧
シリンダ52は、支持部材50に揺動可能に支持された
支点部53aを有するシリンダ本体53と、舵面51に
連結されたピストンロッド54とを有しており、シリン
ダ本体53の内部にピストンロッド54のピストン部5
4aによって仕切られた一対の流体室55,56(複数
の流体室)が画成されている。そして、油圧シリンダ5
2の流体室55,56に図示しない供給源からの作動油
(作動流体)が給排され、両流体室55,56間に差圧
が生じたとき、その差圧に応じてピストンロッド54の
軸線方向位置、すなわち舵面51を制御する油圧シリン
ダ52の作動位置が変化するようになっている。
態について添付図面を参照しつつ説明する。図1は、本
発明に係るサーボ制御システムの故障検出装置の一実施
形態を示しており、本発明を航空機の舵面制御システム
に適用した例を示している。図1において、51は支点
部51aで航空機の機体側支持部材50に操舵可能に支
持された舵面であり、52はこの舵面51を操舵制御す
る油圧シリンダ(流体圧アクチュエータ)である。油圧
シリンダ52は、支持部材50に揺動可能に支持された
支点部53aを有するシリンダ本体53と、舵面51に
連結されたピストンロッド54とを有しており、シリン
ダ本体53の内部にピストンロッド54のピストン部5
4aによって仕切られた一対の流体室55,56(複数
の流体室)が画成されている。そして、油圧シリンダ5
2の流体室55,56に図示しない供給源からの作動油
(作動流体)が給排され、両流体室55,56間に差圧
が生じたとき、その差圧に応じてピストンロッド54の
軸線方向位置、すなわち舵面51を制御する油圧シリン
ダ52の作動位置が変化するようになっている。
【0016】流体室55,56への作動油の給排は、電
気−油圧サーボ弁であるサーボバルブ57によって制御
される。このサーボバルブ57は、パイロットコマンド
等に基づく指令値出力手段60からの指令値信号を加算
器61およびサーボアンプ62を介して入力し、その入
力信号に応じて供給圧ポート58からの所定圧の高圧作
動油を流体室55,56のうち何れか一方の流体室55
又は56に供給するとともに、他方の流体室56又は5
5からはリターンポート59に作動油を排出させ、流体
室55,56の間の差圧を制御することができる。供給
圧ポート58は前記供給源の一部を構成する高圧の油圧
回路又は油圧ポンプに接続されており、リターンポート
59は同供給源の残部を構成する低圧の油圧回路又はリ
ザーバタンクに接続されている。加算器61は、例えば
所定のサンプリング周期毎に指令値信号と後述するフィ
ードバック信号との偏差信号を生成するようになってお
り、サーボアンプ62はその偏差信号をD/A変換およ
び増幅する機能を有している。サーボバルブ57は、詳
細は図示しないが、所定形状の弁体と、油圧シリンダ5
2の流体室55,56に連通する一対のシリンダポート
と、前記供給圧ポート58およびリターンポート59
と、を有している。
気−油圧サーボ弁であるサーボバルブ57によって制御
される。このサーボバルブ57は、パイロットコマンド
等に基づく指令値出力手段60からの指令値信号を加算
器61およびサーボアンプ62を介して入力し、その入
力信号に応じて供給圧ポート58からの所定圧の高圧作
動油を流体室55,56のうち何れか一方の流体室55
又は56に供給するとともに、他方の流体室56又は5
5からはリターンポート59に作動油を排出させ、流体
室55,56の間の差圧を制御することができる。供給
圧ポート58は前記供給源の一部を構成する高圧の油圧
回路又は油圧ポンプに接続されており、リターンポート
59は同供給源の残部を構成する低圧の油圧回路又はリ
ザーバタンクに接続されている。加算器61は、例えば
所定のサンプリング周期毎に指令値信号と後述するフィ
ードバック信号との偏差信号を生成するようになってお
り、サーボアンプ62はその偏差信号をD/A変換およ
び増幅する機能を有している。サーボバルブ57は、詳
細は図示しないが、所定形状の弁体と、油圧シリンダ5
2の流体室55,56に連通する一対のシリンダポート
と、前記供給圧ポート58およびリターンポート59
と、を有している。
【0017】油圧シリンダ52の実作動位置は、油圧シ
リンダ52のシリンダ本体53に内蔵されたフィードバ
ックセンサ66によって検出される。そして、このフィ
ードバックセンサ66の検出信号が復調器67を通して
加算器61にフィードバック信号として入力される。な
お、フィードバックセンサ66は、詳細を図示しない
が、例えばシリンダ本体53側に固定されたコイル部
と、ピストンロッド54に固定された可動コア部と、か
らなる差動変圧器である。フィードバック信号は、上述
のように、加算器61によって目標位置を示す指令値信
号(コマンド信号)と加算され、両信号の差に対応する
偏差信号がサーボアンプ62に取り込まれてサーボバル
ブ57にバルブ操作信号が供給される。このようにサー
ボバルブ57は加算器61からの偏差信号に応じて油圧
シリンダ52への作動流体の給排を制御することができ
る。そして、加算器61,サーボアンプ62およびサー
ボバルブ57によって、指令値信号に基づいて油圧シリ
ンダ52の作動位置を制御する前向き回路63が構成さ
れている。また、フィードバックセンサ66および復調
器67によって、油圧シリンダ52の実作動位置をフィ
ードバック信号として加算器61にフィードバックする
フィードバック回路68が構成されている。
リンダ52のシリンダ本体53に内蔵されたフィードバ
ックセンサ66によって検出される。そして、このフィ
ードバックセンサ66の検出信号が復調器67を通して
加算器61にフィードバック信号として入力される。な
お、フィードバックセンサ66は、詳細を図示しない
が、例えばシリンダ本体53側に固定されたコイル部
と、ピストンロッド54に固定された可動コア部と、か
らなる差動変圧器である。フィードバック信号は、上述
のように、加算器61によって目標位置を示す指令値信
号(コマンド信号)と加算され、両信号の差に対応する
偏差信号がサーボアンプ62に取り込まれてサーボバル
ブ57にバルブ操作信号が供給される。このようにサー
ボバルブ57は加算器61からの偏差信号に応じて油圧
シリンダ52への作動流体の給排を制御することができ
る。そして、加算器61,サーボアンプ62およびサー
ボバルブ57によって、指令値信号に基づいて油圧シリ
ンダ52の作動位置を制御する前向き回路63が構成さ
れている。また、フィードバックセンサ66および復調
器67によって、油圧シリンダ52の実作動位置をフィ
ードバック信号として加算器61にフィードバックする
フィードバック回路68が構成されている。
【0018】70は、油圧シリンダ52の複数の流体室
55,56のうち何れかに所定のリリーフ設定圧に達す
る流体圧が発生したとき、その流体室55又は56内の
流体圧を設定圧までに制限するよう作動するリリーフ機
構である。このリリーフ機構70は、設定圧を超える作
動油圧が入力されたとき作動油の一部をリターン通路7
7側に排出して設定圧を保つリリーフ弁71と、流体室
55,56およびリリーフ弁71をそれぞれ接続する一
対の接続通路72,73と、両接続通路72,73にそ
れぞれ設けられ流体室55,56からリリーフ弁71へ
の作動油の流れを許容し逆向きの流れを阻止する逆止め
弁74,75と、から構成されている。リリーフ弁71
は逆止め弁74,75より下流側で合流する接続通路7
2,73の合流通路76に配設され、この合流通路76
内の油圧をパイロット圧として設定圧で作動する。な
お、このリリーフ弁71の設定圧は、油圧シリンダ52
の定格値(定格作動圧)に対して10%程度のマージン
をもって、かつ、リリーフ弁71の作動公差(±100
psi程度)を顧慮して、例えば3400psiに設定され
る。
55,56のうち何れかに所定のリリーフ設定圧に達す
る流体圧が発生したとき、その流体室55又は56内の
流体圧を設定圧までに制限するよう作動するリリーフ機
構である。このリリーフ機構70は、設定圧を超える作
動油圧が入力されたとき作動油の一部をリターン通路7
7側に排出して設定圧を保つリリーフ弁71と、流体室
55,56およびリリーフ弁71をそれぞれ接続する一
対の接続通路72,73と、両接続通路72,73にそ
れぞれ設けられ流体室55,56からリリーフ弁71へ
の作動油の流れを許容し逆向きの流れを阻止する逆止め
弁74,75と、から構成されている。リリーフ弁71
は逆止め弁74,75より下流側で合流する接続通路7
2,73の合流通路76に配設され、この合流通路76
内の油圧をパイロット圧として設定圧で作動する。な
お、このリリーフ弁71の設定圧は、油圧シリンダ52
の定格値(定格作動圧)に対して10%程度のマージン
をもって、かつ、リリーフ弁71の作動公差(±100
psi程度)を顧慮して、例えば3400psiに設定され
る。
【0019】80は、実際のアクチュエータ制御系の作
動状態をモニタするモニタ手段で、アクチュエータモデ
ル回路81、加算器82、絶対値検出回路83および比
較回路84から構成されている。アクチュエータモデル
回路81は、油圧シリンダ52、前向き回路63および
フィードバック回路68を合わせた系とほぼ同様の伝達
関数を有する回路で、例えば2次又は3次の伝達関数を
有している。このアクチュエータモデル回路81は、前
向き回路63と並列に指令値信号を入力し、その入力信
号に応じて油圧シリンダ52の作動位置を表す信号(図
中「シリンダ位置」)を出力する。また、アクチュエー
タモデル回路81の出力は加算器82によって復調器6
7からのフィードバック信号と加算され、両信号の偏差
信号が絶対値検出回路83に入力されて、その絶対値出
力が比較回路84に入力される。比較回路84は、所定
のスレショルドレベルを有し、絶対値検出回路83から
の絶対値信号がそのスレショルド(閾値)レベル以上に
なったとき、すなわち油圧シリンダ52の実作動位置が
アクチュエータモデル回路81の規範出力に対する所定
の誤差範囲内から外れたとき、“H(high)”レベルの
信号を出力する。したがって、モニタ手段80は、アク
チュエータモデル回路81の出力信号とフィードバック
信号とを比較して油圧シリンダ52の実作動位置が所定
の誤差範囲内から外れたか否かを判定する故障判定手段
の機能を有している。このモニタ手段80から出力され
る判定信号は、AND回路85の一方の入力端に入力さ
れる。そして、AND回路85は、モニタ手段80から
の判定信号と後述するリリーフ判定手段90から他方の
入力端に反転入力されるリリーフ判定信号とに応じて、
出力端から“H”又は“L(low)”レベルの信号を出
力する。
動状態をモニタするモニタ手段で、アクチュエータモデ
ル回路81、加算器82、絶対値検出回路83および比
較回路84から構成されている。アクチュエータモデル
回路81は、油圧シリンダ52、前向き回路63および
フィードバック回路68を合わせた系とほぼ同様の伝達
関数を有する回路で、例えば2次又は3次の伝達関数を
有している。このアクチュエータモデル回路81は、前
向き回路63と並列に指令値信号を入力し、その入力信
号に応じて油圧シリンダ52の作動位置を表す信号(図
中「シリンダ位置」)を出力する。また、アクチュエー
タモデル回路81の出力は加算器82によって復調器6
7からのフィードバック信号と加算され、両信号の偏差
信号が絶対値検出回路83に入力されて、その絶対値出
力が比較回路84に入力される。比較回路84は、所定
のスレショルドレベルを有し、絶対値検出回路83から
の絶対値信号がそのスレショルド(閾値)レベル以上に
なったとき、すなわち油圧シリンダ52の実作動位置が
アクチュエータモデル回路81の規範出力に対する所定
の誤差範囲内から外れたとき、“H(high)”レベルの
信号を出力する。したがって、モニタ手段80は、アク
チュエータモデル回路81の出力信号とフィードバック
信号とを比較して油圧シリンダ52の実作動位置が所定
の誤差範囲内から外れたか否かを判定する故障判定手段
の機能を有している。このモニタ手段80から出力され
る判定信号は、AND回路85の一方の入力端に入力さ
れる。そして、AND回路85は、モニタ手段80から
の判定信号と後述するリリーフ判定手段90から他方の
入力端に反転入力されるリリーフ判定信号とに応じて、
出力端から“H”又は“L(low)”レベルの信号を出
力する。
【0020】リリーフ判定手段90は、リリーフ機構7
0が作動状態か非作動状態かを判定する手段で、差圧検
出ユニット91、絶対値検出回路92および比較回路9
3から構成されている。差圧検出ユニット91はリリー
フ機構70の接続通路72,73を介して流体室55,
56の油圧の差(差圧)を検出する圧力センサであり、
この差圧検出ユニット91の差圧検出信号は、絶対値検
出回路92に入力され、その絶対値出力が比較回路93
に入力される。比較回路93は、リリーフ弁71の設定
圧と油圧シリンダ52の定格値とのほぼ中間の圧力(例
えば油圧シリンダ52の作動油圧の定格値3000psi
(pounds per aquare inch.)およびリリーフ設定圧34
00psiに対して3200psi)に相当する所定のスレシ
ョルドレベルを有し、差圧検出ユニット91からの差圧
検出信号がそのスレショルドレベル以上になったとき、
すなわち流体室55,56の差圧がリリーフ弁71の設
定圧と油圧シリンダ52の定格値とのほぼ中間の圧力を
超えたとき、リリーフ機構70の非作動状態が解除され
てそのリリーフ作動が始まることを示す信号が出力され
る。そして、この信号がAND回路85に反転入力され
ることにより、リリーフ機構70の非作動状態ではその
非作動状態を示す“H”レベルの信号がAND回路85
に入力され、リリーフ機構70の作動開始直前および作
動状態ではその状態を示す“L”レベルの信号がAND
回路85に入力される。したがって、AND回路85
は、リリーフ機構70が非作動状態にあり、かつ、油圧
シリンダ52の実作動位置が所定の誤差範囲内から外れ
たとき、“H”レベルの信号を出力することができる。
この“H”レベルの信号は、油圧シリンダ52、前向き
回路63、フィードバック回路68およびアクチュエー
タモデル回路81のうち何れかに故障が発生したことを
示す故障信号で、所定の時間遅れ特性を有するタイムデ
ィレイ回路86を介して指令値出力手段60を含む図外
のフライトコントロールコンピュータに出力される。前
記AND回路85およびタイムディレイ回路86は故障
信号出力手段87を構成している。なお、タイムディレ
イ回路86の遅延特性は、リリーフ検出手段90によっ
てリリーフ機構70の作動、非作動の切り替わりの有無
を検出してからリリーフ機構70が確実に切り替った後
に故障信号が出力されるようにするように設定される。
0が作動状態か非作動状態かを判定する手段で、差圧検
出ユニット91、絶対値検出回路92および比較回路9
3から構成されている。差圧検出ユニット91はリリー
フ機構70の接続通路72,73を介して流体室55,
56の油圧の差(差圧)を検出する圧力センサであり、
この差圧検出ユニット91の差圧検出信号は、絶対値検
出回路92に入力され、その絶対値出力が比較回路93
に入力される。比較回路93は、リリーフ弁71の設定
圧と油圧シリンダ52の定格値とのほぼ中間の圧力(例
えば油圧シリンダ52の作動油圧の定格値3000psi
(pounds per aquare inch.)およびリリーフ設定圧34
00psiに対して3200psi)に相当する所定のスレシ
ョルドレベルを有し、差圧検出ユニット91からの差圧
検出信号がそのスレショルドレベル以上になったとき、
すなわち流体室55,56の差圧がリリーフ弁71の設
定圧と油圧シリンダ52の定格値とのほぼ中間の圧力を
超えたとき、リリーフ機構70の非作動状態が解除され
てそのリリーフ作動が始まることを示す信号が出力され
る。そして、この信号がAND回路85に反転入力され
ることにより、リリーフ機構70の非作動状態ではその
非作動状態を示す“H”レベルの信号がAND回路85
に入力され、リリーフ機構70の作動開始直前および作
動状態ではその状態を示す“L”レベルの信号がAND
回路85に入力される。したがって、AND回路85
は、リリーフ機構70が非作動状態にあり、かつ、油圧
シリンダ52の実作動位置が所定の誤差範囲内から外れ
たとき、“H”レベルの信号を出力することができる。
この“H”レベルの信号は、油圧シリンダ52、前向き
回路63、フィードバック回路68およびアクチュエー
タモデル回路81のうち何れかに故障が発生したことを
示す故障信号で、所定の時間遅れ特性を有するタイムデ
ィレイ回路86を介して指令値出力手段60を含む図外
のフライトコントロールコンピュータに出力される。前
記AND回路85およびタイムディレイ回路86は故障
信号出力手段87を構成している。なお、タイムディレ
イ回路86の遅延特性は、リリーフ検出手段90によっ
てリリーフ機構70の作動、非作動の切り替わりの有無
を検出してからリリーフ機構70が確実に切り替った後
に故障信号が出力されるようにするように設定される。
【0021】上述のように構成された本実施形態におい
ては、指令値出力手段60からの指令値信号が、加算器
61とアクチュエータモデル回路81にそれぞれ入力さ
れ、フィードバック回路68からのフィードバック信号
も、加算器61,81にそれぞれ入力される。そして、
例えば所定のサンプリング周期毎に指令値信号とフィー
ドバック信号との偏差信号が生成され、サーボバルブ5
7による作動油の給排制御がなされて、油圧シリンダ5
2の作動位置が制御される。
ては、指令値出力手段60からの指令値信号が、加算器
61とアクチュエータモデル回路81にそれぞれ入力さ
れ、フィードバック回路68からのフィードバック信号
も、加算器61,81にそれぞれ入力される。そして、
例えば所定のサンプリング周期毎に指令値信号とフィー
ドバック信号との偏差信号が生成され、サーボバルブ5
7による作動油の給排制御がなされて、油圧シリンダ5
2の作動位置が制御される。
【0022】一方、この状態において、アクチュエータ
モデル回路81は指令値信号に応じて油圧シリンダ52
の規範作動位置を示す信号を出力し、これが加算器82
によって、油圧シリンダ52の実作動位置を示すフィー
ドバック信号と加算され、両信号の偏差信号が絶対値検
出回路83を介して比較回路84に入力される。この状
態において、絶対値検出回路83からの絶対値信号は通
常は比較回路84のスレショルド(閾値)レベル未満と
なり、比較回路84の出力は“L”レベルのままで、故
障信号は出力されない。
モデル回路81は指令値信号に応じて油圧シリンダ52
の規範作動位置を示す信号を出力し、これが加算器82
によって、油圧シリンダ52の実作動位置を示すフィー
ドバック信号と加算され、両信号の偏差信号が絶対値検
出回路83を介して比較回路84に入力される。この状
態において、絶対値検出回路83からの絶対値信号は通
常は比較回路84のスレショルド(閾値)レベル未満と
なり、比較回路84の出力は“L”レベルのままで、故
障信号は出力されない。
【0023】一方、絶対値検出回路83からの絶対値信
号が比較回路84のスレショルドレベル以上になると、
すなわち油圧シリンダ52の実作動位置がアクチュエー
タモデル回路81の規範位置出力に対する所定の誤差範
囲内から外れると、比較回路84は“H”レベルの信号
を出力する。このとき、差圧検出ユニット91からの差
圧検出信号がそのスレショルドレベル以上になっていた
とすると、すなわち流体室55,56の差圧がリリーフ
弁71の設定圧と油圧シリンダ52の定格値とのほぼ中
間の圧力を超えていれば、リリーフ機構70の非作動状
態が解除されてそのリリーフ作動が始まっているが、リ
リーフ機構70の作動開始直前よりリリーフ検出手段9
0から“L”レベルの信号がAND回路85に入力され
ており、AND回路85はリリーフ機構70が作動を開
始したとき以後、油圧シリンダ52の実作動位置が所定
の誤差範囲内から外れても“H”レベルの信号を出力し
ない。したがって、リリーフ機構70の作動によってア
クチュエータモデル回路81の規範位置出力と油圧シリ
ンダ52の実作動位置を示すフィードバック信号とがず
れたときに、誤って故障信号が出力されることがない。
号が比較回路84のスレショルドレベル以上になると、
すなわち油圧シリンダ52の実作動位置がアクチュエー
タモデル回路81の規範位置出力に対する所定の誤差範
囲内から外れると、比較回路84は“H”レベルの信号
を出力する。このとき、差圧検出ユニット91からの差
圧検出信号がそのスレショルドレベル以上になっていた
とすると、すなわち流体室55,56の差圧がリリーフ
弁71の設定圧と油圧シリンダ52の定格値とのほぼ中
間の圧力を超えていれば、リリーフ機構70の非作動状
態が解除されてそのリリーフ作動が始まっているが、リ
リーフ機構70の作動開始直前よりリリーフ検出手段9
0から“L”レベルの信号がAND回路85に入力され
ており、AND回路85はリリーフ機構70が作動を開
始したとき以後、油圧シリンダ52の実作動位置が所定
の誤差範囲内から外れても“H”レベルの信号を出力し
ない。したがって、リリーフ機構70の作動によってア
クチュエータモデル回路81の規範位置出力と油圧シリ
ンダ52の実作動位置を示すフィードバック信号とがず
れたときに、誤って故障信号が出力されることがない。
【0024】一方、リリーフ機構70が非作動状態にあ
り、かつ、油圧シリンダ52の実作動位置が所定の誤差
範囲内から外れたときには、AND回路85から“H”
レベルの信号、すなわち故障信号が出力される。ところ
で、舵面51に加わる衝撃等によって油圧シリンダ52
に過大な負荷が作用し、油圧シリンダ52内の流体室5
5,56の内圧を設定圧までに制限するようリリーフ機
構70が作動すると、作動油の一部がリターン通路77
に排出されて油圧シリンダ52が瞬間的に負荷に追従す
る。このとき、油圧シリンダ52の作動位置が目標位置
からずれることになるが、油圧シリンダ52の出力自体
が低下する訳ではなく、油圧シリンダ52によって制御
可能な負荷の範囲内になった時点で油圧シリンダ52の
目標位置への復帰がなされることになる。
り、かつ、油圧シリンダ52の実作動位置が所定の誤差
範囲内から外れたときには、AND回路85から“H”
レベルの信号、すなわち故障信号が出力される。ところ
で、舵面51に加わる衝撃等によって油圧シリンダ52
に過大な負荷が作用し、油圧シリンダ52内の流体室5
5,56の内圧を設定圧までに制限するようリリーフ機
構70が作動すると、作動油の一部がリターン通路77
に排出されて油圧シリンダ52が瞬間的に負荷に追従す
る。このとき、油圧シリンダ52の作動位置が目標位置
からずれることになるが、油圧シリンダ52の出力自体
が低下する訳ではなく、油圧シリンダ52によって制御
可能な負荷の範囲内になった時点で油圧シリンダ52の
目標位置への復帰がなされることになる。
【0025】このように、本実施形態の故障検出装置で
は、過負荷により流体室55,56のうち何れかの圧力
が高くなってリリーフ機構70が作動するとき、その瞬
間だけ故障信号の出力を禁止し、過負荷によって油圧シ
リンダ52の実作動位置がモデル回路81の出力に対す
る所定の誤差範囲内から外れたとしても、その直前の制
御状態が維持され、負荷が制御可能な範囲内になった時
点で正常な復帰動作を行う。したがって、油圧シリンダ
52の作動位置制御に実質的な悪影響を及ぼすことな
く、誤った故障検出を防止することができる。しかも、
故障検出までの不感帯領域幅(ゼロから検出スレショル
ドレベルまで)を従来よりも狭くしてその検出時間も短
縮することができ、故障検出の感度を高めることができ
る。
は、過負荷により流体室55,56のうち何れかの圧力
が高くなってリリーフ機構70が作動するとき、その瞬
間だけ故障信号の出力を禁止し、過負荷によって油圧シ
リンダ52の実作動位置がモデル回路81の出力に対す
る所定の誤差範囲内から外れたとしても、その直前の制
御状態が維持され、負荷が制御可能な範囲内になった時
点で正常な復帰動作を行う。したがって、油圧シリンダ
52の作動位置制御に実質的な悪影響を及ぼすことな
く、誤った故障検出を防止することができる。しかも、
故障検出までの不感帯領域幅(ゼロから検出スレショル
ドレベルまで)を従来よりも狭くしてその検出時間も短
縮することができ、故障検出の感度を高めることができ
る。
【0026】また、従来のように舵面負荷の影響を受け
ないサーボバルブや電気回路等の部分的な複数のモデル
を設けたり、検出部毎に復調器を二重化したりする必要
がなくなり、1つのアクチュエータモデルだけで各部の
境界を含めた高感度の故障検出が可能になるから、ハー
ドウェアサイズおよび重量が小さく、しかも信頼性の高
い故障検出装置となり、プライマリ舵面の制御にも適用
できる小型、軽量で安価な装置を提供できる。これに加
え、アクチュエータモデル回路81をデジタルモデルと
すれば、そのモデル特性、検出スレショルドおよび検出
時間の変更が容易にでき、システムの柔軟性も向上す
る。
ないサーボバルブや電気回路等の部分的な複数のモデル
を設けたり、検出部毎に復調器を二重化したりする必要
がなくなり、1つのアクチュエータモデルだけで各部の
境界を含めた高感度の故障検出が可能になるから、ハー
ドウェアサイズおよび重量が小さく、しかも信頼性の高
い故障検出装置となり、プライマリ舵面の制御にも適用
できる小型、軽量で安価な装置を提供できる。これに加
え、アクチュエータモデル回路81をデジタルモデルと
すれば、そのモデル特性、検出スレショルドおよび検出
時間の変更が容易にでき、システムの柔軟性も向上す
る。
【0027】また、リリーフ判定手段90が、複数の流
体室55,56の間の差圧を検出する差圧センサからな
るので、リリーフ機構70の作動圧のばらつきや油圧シ
リンダ52の作動油圧の定格値に基づいて、リリーフ機
構70の作動開始直前の最適な検出タイミングでリリー
フ機構70の作動の有無を判定することができ、故障検
出の信頼性をより向上させ、100%の故障発見率を達
成することができる。
体室55,56の間の差圧を検出する差圧センサからな
るので、リリーフ機構70の作動圧のばらつきや油圧シ
リンダ52の作動油圧の定格値に基づいて、リリーフ機
構70の作動開始直前の最適な検出タイミングでリリー
フ機構70の作動の有無を判定することができ、故障検
出の信頼性をより向上させ、100%の故障発見率を達
成することができる。
【0028】図2は、本発明に係るサーボ制御システム
の故障検出装置の他の実施形態を示している。なお、本
実施形態はリリーフ判定手段の構成について上述の実施
形態と相違するが、他の構成は上述の実施形態と同一で
あるので、同一の構成については図1と同一の符号を付
してその詳細な説明を省略し、相違点についてのみ詳述
する。
の故障検出装置の他の実施形態を示している。なお、本
実施形態はリリーフ判定手段の構成について上述の実施
形態と相違するが、他の構成は上述の実施形態と同一で
あるので、同一の構成については図1と同一の符号を付
してその詳細な説明を省略し、相違点についてのみ詳述
する。
【0029】図2において、110は、リリーフ機構7
0が作動状態か非作動状態かを判定するリリーフ判定手
段で、複数の流体室55,56のうち高圧側の圧力を取
り出すリリーフ機構70の逆止め弁74,75からなる
高圧選択弁111と、高圧選択弁111を介して前記高
圧側の圧力を検出する圧力スイッチ112(圧力セン
サ)と、から構成されている。この圧力スイッチ112
は、リリーフ機構70の接続通路72,73が合流する
合流通路76の圧力を検出し、この圧力が所定の切替設
定圧に達したとき“H”レベルの信号をAND回路85
の他方の入力端に供給する。圧力スイッチ112の切替
設定圧は、リリーフ弁71の設定圧と油圧シリンダ52
の作動油圧の定格値とのほぼ中間の圧力(例えば油圧シ
リンダ52の定格値3000psi およびリリーフ設定圧
3400psiに対して3200psi)に相当する圧力であ
り、流体室55,56のうち何れかの圧力がこの切替設
定圧を超えたとき、リリーフ機構70の非作動状態が解
除されてそのリリーフ作動が始まることを示す信号が出
力される。そして、この信号がAND回路85に反転入
力されることで、リリーフ機構70の非作動状態ではそ
の非作動状態を示す“H”レベルの信号がAND回路8
5に入力され、リリーフ機構70の作動開始直前および
作動状態ではその状態を示す“L”レベルの信号がAN
D回路85に入力される。したがって、AND回路85
は、リリーフ機構70が非作動状態にあり、かつ、油圧
シリンダ52の実作動位置が所定の誤差範囲内から外れ
たときのみ、タイムディレイ回路86を介して、油圧リ
ンダ52、前向き回路63、フィードバック回路68お
よびアクチュエータモデル回路81のうち何れかに故障
が発生したことを示す故障信号を出力する。
0が作動状態か非作動状態かを判定するリリーフ判定手
段で、複数の流体室55,56のうち高圧側の圧力を取
り出すリリーフ機構70の逆止め弁74,75からなる
高圧選択弁111と、高圧選択弁111を介して前記高
圧側の圧力を検出する圧力スイッチ112(圧力セン
サ)と、から構成されている。この圧力スイッチ112
は、リリーフ機構70の接続通路72,73が合流する
合流通路76の圧力を検出し、この圧力が所定の切替設
定圧に達したとき“H”レベルの信号をAND回路85
の他方の入力端に供給する。圧力スイッチ112の切替
設定圧は、リリーフ弁71の設定圧と油圧シリンダ52
の作動油圧の定格値とのほぼ中間の圧力(例えば油圧シ
リンダ52の定格値3000psi およびリリーフ設定圧
3400psiに対して3200psi)に相当する圧力であ
り、流体室55,56のうち何れかの圧力がこの切替設
定圧を超えたとき、リリーフ機構70の非作動状態が解
除されてそのリリーフ作動が始まることを示す信号が出
力される。そして、この信号がAND回路85に反転入
力されることで、リリーフ機構70の非作動状態ではそ
の非作動状態を示す“H”レベルの信号がAND回路8
5に入力され、リリーフ機構70の作動開始直前および
作動状態ではその状態を示す“L”レベルの信号がAN
D回路85に入力される。したがって、AND回路85
は、リリーフ機構70が非作動状態にあり、かつ、油圧
シリンダ52の実作動位置が所定の誤差範囲内から外れ
たときのみ、タイムディレイ回路86を介して、油圧リ
ンダ52、前向き回路63、フィードバック回路68お
よびアクチュエータモデル回路81のうち何れかに故障
が発生したことを示す故障信号を出力する。
【0030】このようにしても、上述の実施形態と同様
に構成を簡素化するとともに、リリーフ機構70の作動
圧のばらつきや油圧シリンダ52の作動油圧の定格値に
基づいて、最適な検出タイミングでリリーフ機構70の
作動の有無を判定することができ、誤った故障検出を防
止して安全性および信頼性を高めることができる。
に構成を簡素化するとともに、リリーフ機構70の作動
圧のばらつきや油圧シリンダ52の作動油圧の定格値に
基づいて、最適な検出タイミングでリリーフ機構70の
作動の有無を判定することができ、誤った故障検出を防
止して安全性および信頼性を高めることができる。
【0031】
【発明の効果】本発明によれば、リリーフ機構の非作動
状態で、なんらかの故障によってアクチュエータの実作
動位置がモデル回路出力に対し所定の誤差範囲内から外
れたときのみ、故障信号が出力されるようにしているの
で、故障検出装置の構成を簡素化しつつ、リリーフ機構
作動時に誤って故障信号が出力されるのを防止すること
ができる。また、衝撃等の過負荷によりリリーフ機構が
作動したとき、その瞬間だけ故障信号を出力せず、過負
荷によってアクチュエータの実作動位置がモデル回路出
力に対する所定の誤差範囲内から外れたとしても、その
直前の制御状態を維持して正常な復帰動作を行うことが
できる。
状態で、なんらかの故障によってアクチュエータの実作
動位置がモデル回路出力に対し所定の誤差範囲内から外
れたときのみ、故障信号が出力されるようにしているの
で、故障検出装置の構成を簡素化しつつ、リリーフ機構
作動時に誤って故障信号が出力されるのを防止すること
ができる。また、衝撃等の過負荷によりリリーフ機構が
作動したとき、その瞬間だけ故障信号を出力せず、過負
荷によってアクチュエータの実作動位置がモデル回路出
力に対する所定の誤差範囲内から外れたとしても、その
直前の制御状態を維持して正常な復帰動作を行うことが
できる。
【0032】さらに、リリーフ判定手段を、複数の流体
室の間の差圧を検出する差圧センサを有するものとし、
あるいは、前記流体室のうち高圧側の圧力を取り出す高
圧選択弁と、該高圧選択弁を介して前記高圧側の圧力を
検出する圧力センサと、を有するものとすれば、リリー
フ機構の作動圧のばらつきやアクチュエータ作動油圧の
定格値に基づいて、最適な検出タイミングでリリーフ機
構の作動の有無を判定し、より信頼性を高めることがで
きる。
室の間の差圧を検出する差圧センサを有するものとし、
あるいは、前記流体室のうち高圧側の圧力を取り出す高
圧選択弁と、該高圧選択弁を介して前記高圧側の圧力を
検出する圧力センサと、を有するものとすれば、リリー
フ機構の作動圧のばらつきやアクチュエータ作動油圧の
定格値に基づいて、最適な検出タイミングでリリーフ機
構の作動の有無を判定し、より信頼性を高めることがで
きる。
【図1】本発明に係るサーボ制御システムの故障検出装
置の一実施形態を示すその構成図である。
置の一実施形態を示すその構成図である。
【図2】本発明に係るサーボ制御システムの故障検出装
置の他の実施形態を示すその構成図である。
置の他の実施形態を示すその構成図である。
【図3】従来の故障検出装置の一例を示すその構成図で
ある。
ある。
【図4】従来の故障検出装置の他の例を示すその構成図
である。
である。
【図5】図4に示したフィードバックセンサの詳細構成
の説明図である。
の説明図である。
50 機体側支持部材 51 舵面 51a 支点部 52 油圧シリンダ(流体圧アクチュエータ) 53a 支点部 53 シリンダ本体 54 ピストンロッド 54a ピストン部 55,56 流体室(複数の流体室) 57 サーボバルブ 58 供給圧ポート 59 リターンポート 60 指令値出力手段 61 加算器 62 サーボアンプ 63 前向き回路 66 フィードバックセンサ 67 復調器 68 フィードバック回路 70 リリーフ機構 71 リリーフ弁 72,73 接続通路 74,75 逆止め弁 77 リターン通路 80 モニタ手段(故障判定手段) 81 アクチュエータモデル回路 82 加算器 83 絶対値検出回路 84 比較回路 90 リリーフ判定手段 91 差圧検出ユニット(差圧を検出する圧力セン
サ) 92 絶対値検出回路 93 比較回路 110 リリーフ判定手段 111 高圧選択弁 112 圧力スイッチ(圧力センサ)
サ) 92 絶対値検出回路 93 比較回路 110 リリーフ判定手段 111 高圧選択弁 112 圧力スイッチ(圧力センサ)
Claims (3)
- 【請求項1】作動流体が給排される複数の流体室の間の
差圧に応じて作動位置が変化するアクチュエータと、 該アクチュエータの実作動位置を検出し、該実作動位置
を示すフィードバック信号を出力するフィードバック回
路と、 該フィードバック信号と目標位置を示す指令値信号とを
加算して両信号の差に対応する偏差信号を出力する加算
器、および、該加算器からの偏差信号に応じて前記アク
チュエータへの作動流体の給排を制御するサーボバル
ブ、を有する前向き回路と、 前記アクチュエータの複数の流体室のうち何れかに所定
のリリーフ設定圧に達する流体圧が発生したとき、該室
内の流体圧を設定圧までに制限するよう作動するリリー
フ機構と、を備えたサーボ制御システムにあって、 前記アクチュエータ、前向き回路およびフィードバック
回路の伝達関数を有するとともに、前記前向き回路に入
力される前記指令値信号を入力し、該入力に応じた前記
アクチュエータの作動位置を表す信号を出力するアクチ
ュエータモデル回路と、 前記リリーフ機構が作動状態か非作動状態かを判定する
リリーフ判定手段と、 前記アクチュエータモデル回路の出力信号と前記フィー
ドバック信号とを比較して、前記アクチュエータの実作
動位置が前記アクチュエータモデル回路の出力信号に対
し所定の誤差範囲内から外れたか否かを判定する故障判
定手段と、 リリーフ判定手段および故障判定手段の判定結果に基づ
き、前記リリーフ機構が非作動状態にあり、かつ、前記
アクチュエータの実作動位置が前記所定の誤差範囲内か
ら外れたとき、前記アクチュエータ又は何れかの回路に
故障が発生したことを示す故障信号を出力する故障信号
出力手段と、を設けたことを特徴とするサーボ制御シス
テムの故障検出装置。 - 【請求項2】前記リリーフ判定手段が、前記流体室の間
の差圧を検出する差圧センサを有することを特徴とする
請求項1に記載のサーボ制御システムの故障検出装置。 - 【請求項3】前記リリーフ判定手段が、前記流体室のう
ち高圧側の圧力を取り出す高圧選択弁と、該高圧選択弁
を介して前記高圧側の圧力を検出する圧力センサと、か
らなることを特徴とする請求項1に記載のサーボ制御シ
ステムの故障検出装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP15563297A JPH113120A (ja) | 1997-06-13 | 1997-06-13 | サーボ制御システムの故障検出装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP15563297A JPH113120A (ja) | 1997-06-13 | 1997-06-13 | サーボ制御システムの故障検出装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH113120A true JPH113120A (ja) | 1999-01-06 |
Family
ID=15610236
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP15563297A Pending JPH113120A (ja) | 1997-06-13 | 1997-06-13 | サーボ制御システムの故障検出装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH113120A (ja) |
Cited By (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH11268692A (ja) * | 1998-03-25 | 1999-10-05 | Teijin Seiki Co Ltd | アクチュエータ制御装置 |
CN106527393A (zh) * | 2016-10-31 | 2017-03-22 | 上海航天控制技术研究所 | 一种基于参考模型的伺服***在轨故障诊断处理***及方法 |
US9961009B2 (en) | 2005-03-22 | 2018-05-01 | Live Nation Entertainment, Inc. | System and method for dynamic queue management using queue protocols |
JP2019159843A (ja) * | 2018-03-13 | 2019-09-19 | オムロン株式会社 | 故障予測支援装置、故障予測支援方法及び故障予測支援プログラム |
JP2019185468A (ja) * | 2018-04-12 | 2019-10-24 | 株式会社日立産機システム | 異常予測制御システム |
WO2020162603A1 (ja) * | 2019-02-07 | 2020-08-13 | 三菱重工業株式会社 | 異常検出装置、シミュレータ、プラント監視システム、異常検出方法及びプログラム |
EP4012421A1 (en) * | 2020-12-11 | 2022-06-15 | Nxp B.V. | System and method for monitoring feedback circuits |
CN117108600A (zh) * | 2023-10-24 | 2023-11-24 | 江苏二马液压元件有限公司 | 一种液压***中压力控制阀的压力控制方法及*** |
-
1997
- 1997-06-13 JP JP15563297A patent/JPH113120A/ja active Pending
Cited By (13)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH11268692A (ja) * | 1998-03-25 | 1999-10-05 | Teijin Seiki Co Ltd | アクチュエータ制御装置 |
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WO2020162603A1 (ja) * | 2019-02-07 | 2020-08-13 | 三菱重工業株式会社 | 異常検出装置、シミュレータ、プラント監視システム、異常検出方法及びプログラム |
JP2020129158A (ja) * | 2019-02-07 | 2020-08-27 | 三菱重工業株式会社 | 異常検出装置、シミュレータ、プラント監視システム、異常検出方法及びプログラム |
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CN117108600A (zh) * | 2023-10-24 | 2023-11-24 | 江苏二马液压元件有限公司 | 一种液压***中压力控制阀的压力控制方法及*** |
CN117108600B (zh) * | 2023-10-24 | 2024-02-06 | 江苏二马液压元件有限公司 | 一种液压***中压力控制阀的压力控制方法及*** |
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