JPH09101826A - 圧力比例制御弁における圧力制御方法及び圧力比例制御弁 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 異なる容量の負荷に対しても、制御知識又は
多大な作業時間を要することなく高速かつ高精度な圧力
制御を行うことができるようにする。 【解決手段】 目標圧力信号ＶS から目標圧力ＰO の帰
還信号である実圧力信号ＶO を減じて偏差信号ΔＶを得
る減算器４１の前段において実圧力信号ＶO の帰還線路
と並列に補償部４４が設けられている。この補償部４４
は、実圧力信号ＶO を微分してその時定数ＣＲが乗じら
れた補償分信号ΔＶCSを生成する微分回路４６と、この
微分回路４６の時定数ＣＲを実圧力信号ＶO の変化率に
基づいて変更する微分定数設定部４７から構成されてい
る。微分定数設定部４７は、実圧力信号ＶO を微分して
微分信号を生成する微分回路４８と、微分信号の絶対値
を取った微分絶対値信号を生成する絶対値回路４９と、
微分絶対値信号に基づいて時定数ＣＲを変更する時定数
変更回路５０とから構成されている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、出力側の流体圧力
を検出し、その圧力検出信号に基づいてパイロット圧を
変更することにより主弁を作動して出力圧力を設定圧力
に制御するようにした圧力比例制御弁における圧力制御
方法及び圧力制御装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】パイロット方式で主弁を作動させる圧力
比例制御弁は、内部に出力圧力を目標圧力ＰS に制御す
るための制御部を備えている。この制御部は、外部から
目標圧力ＰS に対応した目標圧力信号ＶS を入力し、こ
の目標圧力信号ＶS と実際の出力圧力（以下、実圧力と
いう）ＰO に対応した実圧力信号ＶO との偏差である偏
差信号ΔＶ（＝ＶS −ＶO ）を求める。そして、制御部
は、この偏差信号ΔＶに基づいてパイロット圧ＰP を制
御する。即ち、実圧力信号ＶO を帰還させ、実圧力ＶO
が目標圧力ＰS に一致するようにパイロット圧ＰP を制
御して実圧力ＰOを目標圧力ＰS に制御する。

【０００３】この種の圧力比例制御弁としては、特開平
２−２８４２１３号公報に提案される圧力比例制御弁
（電空レギュレータ）がある。この圧力比例制御弁で
は、主弁を操作するパイロット圧の制御を給気用と排気
用の一対の電磁弁で行っている。この圧力比例制御弁で
は、目標圧力信号ＶS と、その時の実圧力信号ＶO との
偏差信号ΔＶに基づいて給気用又は排気用の電磁弁を開
制御して、パイロット圧ＰS を制御する。そして、その
パイロット圧ＰS と実圧力ＰO との差により生成される
操作力により主弁が操作されて、実圧力ＰO は目標圧力
ＰS になる。

【０００４】しかし、この圧力比例制御弁では、負荷の
容量が大きくなればなるほどパイロット圧ＰS の制御が
難しくなる。即ち、負荷の容量が大きくなればなるほ
ど、実圧力ＰO が目標圧力ＰS に制御されるまでの時間
が長くなる。さらに、実圧力ＰO が目標圧力ＰS に制御
されなくなる状態（いわゆるオーバシュートやハンチン
グ）が生じる場合もある。

【０００５】このような問題を解消するため、本出願人
は、特開平５−１９８６８号公報で示す圧力比例制御弁
を提案している。図１４はその圧力比例制御弁を示す。
この制御弁は、流出ポート１１０と圧力センサ１１１を
結ぶ流路１１２にパイロット室１１３と連通する流路１
１４を形成している。この流路１１４内にはオリフィス
１１５を設けている。そして、負荷の容量が大きいと
き、実圧力ＰO が目標圧力ＰS に達するまでの時間が長
くなり、パイロット室１１３のパイロット圧ＰPが過度
に高くなる。パイロット圧ＰP が過度に高くなると、パ
イロット圧ＰP がオリフィス１１５を介して流出ポート
１１０に放出される。その結果、実圧力ＰO が目標圧力
ＰS に達した時点でパイロット圧ＰP が適正な圧力（ほ
ぼ目標圧力ＰS ）に制御される。従って、負荷の容量が
大きい場合でも実圧力ＰO を高速かつ高精度に（即ち、
短い過渡応答時間で）目標圧力ＰS に制御することがで
きるようになっている。

【０００６】又、同公報では、図１５に示す別の圧力比
例制御弁が提案されている。この圧力比例制御弁では、
流出ポート１１０をフィードバック室１１６に連通する
とともに、フィードバック室１１６を流路１１７で圧力
センサ１１１に連通する。そして、前記オリフィス１１
５が設けられた流路１１４は、流路１１７に連通させて
いる。この圧力比例制御弁では、圧力センサ１１１によ
ってフィードバック室１１６の圧力を検出している。そ
して、パイロット圧ＰP が上昇すると、そのパイロット
圧ＰP によりフィードバック室１１６に導入される実圧
力ＰO が加圧されるため、圧力センサ１１１が検出する
圧力は実際の実圧力ＰO よりも高い圧力値になる。即
ち、圧力センサ１１１が検出する圧力は、実圧力ＰO を
時間的に早めた圧力となる。従って、フィードバック室
１１６の圧力に基づいてパイロット圧ＰP を制御するこ
とにより、オリフィス１１５の効果ともあいまって一層
効果的にパイロット圧ＰP の過度の上昇を抑制するよう
にしている。

【０００７】さらに、同公報では、図１６に示す別の圧
力比例制御弁を提案している。この圧力比例制御弁で
は、上記のオリフィス１１５に加えて、実圧力ＰO を検
出する圧力センサ１１１の他にパイロット圧ＰP を検出
する圧力センサ１１８を設けている。そして、圧力セン
サ１１８が検出するパイロット圧ＰP が実圧力ＰO から
所定値を越えて増加したとき、あるいは、両圧力が一致
するまでの時間が所定時間を越えたときには、検出した
パイロット圧ＰP に基づいて圧力制御を行うようにして
いる。その結果、実圧力ＰO が目標圧力ＰS に達した時
点でパイロット圧ＰP が適正な圧力に制御されるため、
実圧力ＰO を一層高速かつ高精度に圧力制御することが
できる。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
各圧力制御弁においては、孔径が一定であるオリフィス
１１５でパイロット圧ＰP を放出している。従って、容
量が異なる負荷に対して実圧力ＰO が目標圧力ＰS に達
した時点でのパイロット圧ＰP を適正な圧力に制御する
ことはできない。そこで、圧力比例制御弁を設置する際
には、圧力比例制御弁を実際に圧力制御する負荷に接続
して設定時間の確認試験を行う。そして、良好な制御が
行われない場合には、良好な制御が行える孔径のオリフ
ィス１１５に交換していた。さらに、オリフィス１１５
の孔径の寸法誤差により制御状態が変化するため、余計
に確認試験が必要であった。

【０００９】さらに、別の解決方法として、制御部内に
サーボ増幅器を設け、このサーボ増幅器で給気用及び排
気用の電磁弁を駆動する駆動回路を制御することもでき
る。即ち、サーボ増幅器のゲインを負荷の容量等に応じ
て調整することにより、実圧力ＰO が目標圧力ＰS に到
達した時点でのパイロット圧ＰP が設定圧力になるよう
にすることも考えられる。

【００１０】しかし、この場合においても、ユーザが制
御する負荷に応じて、サーボ増幅器のゲインを調整して
制御状態を試験してゲインを決定する必要がある。従っ
て、調整に当たり制御に関する知識を必要とする上、確
認試験を何回も繰り返し行わなければならず調整作業を
容易に行うことができなかった。

【００１１】本発明は、上記問題点を解決するためにな
されたものであって、その目的は、異なる容量の負荷に
対しても、制御知識又は多大な作業時間を要する調整作
業を要することなく高速かつ高精度な圧力制御を行うこ
とができる圧力比例制御弁における圧力制御方法及び圧
力比例制御弁を提供することにある。

【００１２】

【課題を解決するための手段】上記問題点を解決するた
め、請求項１に記載の発明は、負荷に供給する実圧力を
制御する主弁を、実圧力のフィードバック圧との圧力対
向により操作するパイロット圧を、目標圧力に対応する
目標圧力信号と実圧力の検出値である実圧力信号との偏
差を小さくするように制御して、実圧力を目標圧力に制
御するようにした圧力比例制御弁における圧力制御方法
において、実圧力が目標圧力に制御された時点で、パイ
ロット圧が目標圧力に対するフィードバック圧に均衡す
る圧力に制御されるように、実圧力信号を補償するよう
にした。

【００１３】又、請求項２に記載の発明は、負荷に供給
する実圧力を制御する主弁を、実圧力のフィードバック
圧との圧力対向により操作するパイロット圧を、目標圧
力に対応する目標圧力信号と実圧力の検出値である実圧
力信号との偏差を小さくするように制御して、実圧力を
目標圧力に制御するようにした圧力比例制御弁における
圧力制御方法において、前記実圧力信号の変化率と、負
荷の容量に応じて予め設定された補正量との積に比例し
た補償分信号を生成し、この補償分信号を実圧力信号に
加算して補償圧力信号を生成し、目標圧力信号と補償圧
力信号との偏差に基づいてパイロット圧を制御するよう
にした。

【００１４】又、請求項３に記載の発明は、請求項２に
記載の発明の作用において、実圧力信号の変化率に基づ
き、補正量を負荷の容量に応じて変更するようにした。
又、請求項４に記載の発明は、負荷に供給する実圧力を
制御する主弁を、実圧力のフィードバック圧との圧力対
向により操作するパイロット圧を、目標圧力に対応する
目標圧力信号と実圧力の検出値である実圧力信号との偏
差を小さくするように制御して、実圧力を目標圧力に制
御するようにした圧力比例制御弁における圧力制御方法
において、前記目標圧力信号と実圧力信号との偏差であ
る第１の偏差信号を求めるとともに、パイロット圧の検
出値であるパイロット圧力検出信号と前記実圧力信号と
から操作力に対応する操作力信号を求め、前記第１の偏
差信号と操作力信号との偏差である第２の偏差信号を求
め、この第２の偏差信号を小さくするようにパイロット
圧を制御するようにした。

【００１５】又、請求項５に記載の発明は、実圧力を検
出して、実圧力に対応する実圧力信号を出力する圧力セ
ンサと、パイロット圧を調整するパイロット圧調整手段
と、目標圧力に対応する目標圧力信号と、前記実圧力信
号とを入力し、目標圧力信号と実圧力信号との偏差信号
を求める減算部と、前記偏差信号が小さくなるように前
記パイロット圧調整手段を制御する制御手段とを備えた
圧力比例制御弁において、前記実圧力信号の変化率と、
負荷の容量に応じて予め設定されている補正量との積に
比例する補償分信号を出力する補償手段と、前記補償分
信号を圧力検出信号に加算して補償圧力信号を生成し、
この補償圧力信号を前記減算部に出力する加算部とを備
え、前記減算部は目標圧力信号から補償圧力信号を減じ
て偏差信号を求めるようにした。

【００１６】又、請求項６に記載の発明は、請求項５に
記載の発明において、補償手段は、実圧力信号を微分し
てその変化率に比例する微分信号を出力する微分回路
と、前記微分手段が出力する微分信号に補正量を乗じた
補償分信号を生成する補償分信号生成手段と、実圧力信
号の変化率に基づいて前記補正量を予め負荷の容量に応
じた設定された値に変更する補正量変更手段とから構成
した。

【００１７】又、請求項７に記載の発明は、請求項５に
記載の発明において、補償手段は、実圧力信号を微分し
てその変化率に比例する微分信号を出力する微分回路
と、前記微分手段が出力する微分信号に、負荷の容量に
応じて予め設定される補正量を乗じた補償分信号を生成
するマイコン部とからなり、マイコン部は、複数の異な
る実圧力信号の変化率と各変化率に対して予め設定され
た補正量とからなる補正量データを記憶する記憶部と、
予め入力される試験圧力信号に対して得られる実圧力信
号の変化率を求め、この求めた変化率に対応する補正量
を前記補正量データから求める補正量設定手段とから構
成した。

【００１８】又、請求項８に記載の発明は、パイロット
圧と実圧力の対向関係により生成される操作力にて駆動
され、実圧力を制御する主弁と、実圧力を検出して、実
圧力に対応する実圧力信号を出力する第１の圧力センサ
と、パイロット圧を調整するパイロット圧調整手段とを
備え、目標圧力に対応した目標圧力信号と実圧力信号と
に基づいてパイロット圧調整手段を駆動してパイロット
圧を制御して主弁を操作し、実圧力を目標圧力に制御す
る圧力比例制御弁において、パイロット圧を検出して、
パイロット圧に対応するパイロット圧検出信号を出力す
る第２の圧力センサと、実圧力信号とパイロット圧検出
信号とから主弁に作用する操作力に対応する操作力信号
を生成する操作力信号生成部と、目標圧力信号と実圧力
信号との第１の偏差信号を生成する第１の減算部と、第
１の偏差信号と操作力信号との第２の偏差信号を生成す
る第２の減算部と、第２の偏差信号に基づいて前記パイ
ロット圧調整手段を制御するパイロット圧制御手段とを
備えた。

【００１９】従って、請求項１に記載の発明によれば、
実圧力が目標圧力に制御された時点でパイロット圧が目
標圧力に対するフィードバック圧に均衡する圧力に制御
されるように実圧力信号が補償される。その結果、一旦
実圧力が目標圧力に制御された時点で、パイロット圧が
目標圧力のフィードバック圧に均衡する圧力を越えて増
大することにより、主弁が操作され実圧力が目標圧力か
ら行き過ぎるようなことはなくなる。従って、負荷の容
量に応じて実圧力信号に対する補償量を変更することに
より、異なる容量の負荷に対しても適性な圧力制御を行
うことが可能になる。

【００２０】請求項２に記載の発明によれば、補償圧力
信号は、実圧力信号に負荷の容量に応じた補償分信号が
加算されて生成される。従って、偏差信号は、目標圧力
信号と実際の実圧力信号との差よりも大きさが抑制され
た信号になる。この偏差信号でパイロット圧を制御する
ことにより、実圧力が目標圧力に達する迄に時間がかか
る場合においても、実圧力が目標圧力に達した時点でパ
イロット圧が目標圧力に均衡する圧力になるように制御
することが可能になる。

【００２１】さらに、補償分信号は、実圧力信号の変化
率と、負荷の容量に応じて予め設定される補正量との積
に比例した量として得られる。実圧力信号が目標圧力信
号に近づくと偏差が小さくなるため、実圧力信号の変化
率は小さくなる。従って、実圧力が目標圧力に達する時
点では変化率が０に近づくため、補償分信号が０に近づ
くことになる。その結果、実圧力が目標圧力に達する時
点では偏差は０に近づくことになるため、その時点にお
けるパイロット圧の変化量が小さくなる。このため、実
圧力が目標圧力に近づいた時点で、パイロット圧を高い
精度で目標圧力に制御することが可能になる。

【００２２】又、補償分信号は負荷の容量に応じて設定
されるため、実圧力が最初に目標圧力に達した時点でパ
イロット圧が目標圧力に均衡する圧力に制御される限り
において、補償分信号の値を最小に設定することができ
る。その結果、最小の補償分信号にて補償された大きな
偏差に基づいてパイロット圧が負荷の容量に応じて急速
に制御されるため、実圧力が目標圧力に向かって急速に
制御される。従って、使用者が負荷の容量に応じてパイ
ロット圧の制御特性の調整作業を行うことなく、容量の
異なる負荷の実圧力を高速かつ高精度に目標圧力に圧力
制御することが可能になる。

【００２３】請求項３に記載の発明によれば、請求項２
に記載の発明の作用に加えて、負荷の容量に応じて補正
量を自動的に設定することが可能になる。請求項４に記
載の発明によれば、第１の偏差信号と操作力信号との偏
差である第２の偏差信号が０になるようにパイロット圧
が制御される。つまり、第１の偏差信号である圧力偏差
と、第２の偏差信号である操作力とが一致するように制
御される。その結果、第１の偏差信号が小さくなると、
操作力も小さくなるように制御されるため、実圧力が目
標圧力に達すると操作力が０になるようにパイロット圧
が制御される。従って、負荷の容量に拘らず、実圧力が
高精度に目標圧力に制御される。又、制御初期では高い
操作力が得られる。その結果、制御初期でパイロット圧
を目標圧力に急速に近づけることができるため、実圧力
が高速に目標圧力に制御される。

【００２４】請求項５に記載の発明によれば、圧力セン
サは実圧力に対応する実圧力信号を出力する。補償手段
がその実圧力信号から補償分信号を生成し、加算部がこ
の補償分信号を実圧力信号に加算した補償圧力検出信号
を生成する。減算部は、目標圧力信号から補償圧力信号
を減じて偏差信号を求める。従って、得られる偏差信号
は、補償を行わない場合よりも大きさが抑制された信号
値になる。この偏差信号で制御手段がパイロット圧調整
手段を制御すると、実圧力が目標圧力に達した状態でパ
イロット圧が目標圧力と均衡する圧力値に制御すること
が可能になる。又、補償分信号は、実圧力信号の変化率
と、負荷の容量に応じて予め設定された補正量との積に
比例した量として生成される。その結果、実圧力信号が
目標圧力信号に近づくと偏差信号が小さくなるため、実
圧力信号の変化率は小さくなる。従って、実圧力が目標
圧力に達する時点では微分信号が０に近づくため、補償
分信号が０に近づくことになる。そのため、実圧力が目
標圧力に達する時点では偏差信号は０に近づくことにな
るため、その時点におけるパイロット圧の変化量が小さ
くなる。このため、実圧力が目標圧力に近づいた時点
で、パイロット圧を高い精度で目標圧力に制御すること
が可能になる。又、補償分信号は負荷の容量に応じて設
定するため、実圧力が最初に目標圧力に達した時点でパ
イロット圧が目標圧力に均衡する圧力に制御される限り
において、補償分信号の値を最小に設定することができ
る。その結果、最小の補償分信号にて補償された大きな
偏差信号によりパイロット圧が負荷の容量に応じて急速
に制御されるため、実圧力が目標圧力に向かって急速に
制御される。従って、使用者が負荷の容量に応じてパイ
ロット圧の制御特性の調整作業を行うことなく、容量の
異なる負荷の実圧力を高速かつ高精度に目標圧力に制御
することが可能になる。

【００２５】請求項６に記載の発明によれば、請求項５
に記載の発明の作用に加えて、実圧力の変化率が微分回
路の微分信号として得られ、この微分信号に補正分信号
生成手段が補正量を乗じて補償分信号を生成する。補正
量は、補正量変更手段が実圧力の変化率に基づいて、負
荷の容量に応じた値に変更する。従って、微分回路等を
使用して簡単に構成することが可能になる。

【００２６】請求項７に記載の発明によれば、請求項５
に記載の発明の作用に加えて、マイコン部が予め入力さ
れる試験圧力信号に対して得られる実圧力信号の変化率
を求め、この変化率に基づいて負荷の容量に対応した補
正量を記憶部の補正量データから求める。こうして、負
荷の容量に応じた補正量が予め設定され、この負荷の圧
力制御においては、この設定された補正量と実圧力信号
の変化率とから補償分信号が生成される。従って、マイ
コンを使用して、負荷の容量に応じた補正量の設定を行
うことができるため、制御部を容易に構成することが可
能になる。

【００２７】請求項８に記載の発明によれば、第１の偏
差信号と操作力信号との偏差である第２の偏差信号が０
になるようにパイロット圧が制御されるため、実圧力が
目標圧力に近づいて第１の偏差信号が小さくなると、操
作力も小さくなるように制御される。そして、実圧力が
目標圧力に達した時点では、操作力が０になるようにパ
イロット圧が制御される。その結果、負荷の容量に拘ら
ず、実圧力が高精度に目標圧力に制御される。又、制御
初期では高い操作力が得られる。その結果、パイロット
圧を目標圧力に急速に近づけることができるため、実圧
力が目標圧力に高速に制御される。

【００２８】

【発明の実施の形態】

（第１の実施の形態）以下、本発明を具体化した第１の
実施の形態を図１〜図５に従って説明する。

【００２９】図４は、電磁比例制御弁１の構造を示す。
電磁比例制御弁１は、第１ハウジング２を備え、この第
１ハウジング２の内部には、上下方向に延びる流路３が
形成されている。この流路３は、流入ポート４、流出ポ
ート５及び排気ポート６にて外部に連通されている。流
入ポート４と流出ポート５との間における流路３には弁
座７が、又、流出ポート５と排気ポート６の間における
流路３には弁座８がそれぞれ形成されている。尚、流入
ポート４には、外部の図示しないエア供給源から高い供
給圧力ＰI のエアが供給される。

【００３０】流路３の下端には弁収容体９が配設され、
この弁収容体９の収容室１０には弁体１１が上下方向に
摺動可能に収容されている。弁体１１は、収容室１０内
に配設される復帰ばね１２にてその上面が弁座７に当接
する位置（以下、この状態を給気閉鎖位置という）に配
置されている。尚、弁体１１には流路３と収容室１０と
を連通させる連通孔１１ａが形成されている。従って、
収容室１０内のエアが流路３に連通され収容室１０の圧
力が流路３の圧力に維持されるため、弁体１１がスムー
ズに移動する。

【００３１】第１ハウジング２の上部には、第２ハウジ
ング１５が配設されている。第２ハウジング１５の下面
中央には弁収容部１６が形成され、この弁収容部１６は
前記流路３の上部に嵌挿されている。この弁収容部１６
の収容室１７には弁体１８が上下方向に摺動可能に収容
されている。弁体１８は、収容室１７内に配設される復
帰ばね１９にてその下面が前記弁座８に当接する位置
（以下、この状態を排気位置という）に配置されてい
る。

【００３２】流路３には、弁体１８及び第２ハウジング
１５を貫通するロッド２０が配設されている。ロッド２
０の外周部において弁体１８の下面に対向する位置には
リング２１が固着されている。このリング２１によりロ
ッド２０は弁体１８に対して下方に移動可能に、又、弁
体１８に係合してともに上方に移動可能になっている。
尚、ロッド２０内には流路３と収容室１７とを連通する
連通孔２２が形成されている。そして、収容室１７内は
流路３の圧力に維持される。その結果、弁体１８がスム
ーズに移動するようになっている。又、ロッド２０が下
方に移動すると、同ロッド２０は弁体１１を下方に移動
させるようになっている。さらに、ロッド２０は、弁体
１１を給気閉鎖位置で、かつ、弁体１８を排気閉鎖位置
に維持する位置（以下、中立位置という）に配置される
ようになっている。

【００３３】そして、ロッド２０が中立位置から下方に
移動すると、同ロッド２０は弁体１１を給気閉鎖位置か
ら下方に移動させる。すると、弁座７を介して流入ポー
ト４と流出ポート５とが連通される。このとき、弁体１
８は排気閉鎖位置に配置され、流出ポート５と排気ポー
ト６とが隔絶されるようになっている。反対に、ロッド
２０が中立位置から上方に移動すると、リング２１が弁
体１８に係合してロッド２０は弁体１８を排気閉鎖位置
から上方に移動させる。すると、流出ポート５と排気ポ
ート６は、弁座８を介して連通される。このとき、弁体
１１は給気閉鎖位置に配置され、流入ポート４と流出ポ
ート５とが隔絶されている。尚、弁体１１，１８及びロ
ッド２０等にて主弁１２０が構成されている。

【００３４】第２ハウジング１５の上部にはフィードバ
ック室２３が形成され、このフィードバック室２３は流
路２４を介して流出ポート５に連通されている。第２ハ
ウジング１５の上部には、第３ハウジング２５が配設さ
れている。第３ハウジング２５の下部には、フィードバ
ック室２３に相対向するようにパイロット室２６が形成
されている。フィードバック室２３とパイロット室２６
との境界にはダイアフラム２７が配設され、このダイア
フラム２７は前記ロッド２０の上端に一対の受圧板２８
にて挟持されて固定されている。ダイアフラム２７のパ
イロット室２６側の受圧面積とフィードバック室２３側
の受圧面積とは等しく形成されている。従って、パイロ
ット室２６内の圧力（以下、パイロット圧ＰP という）
とフィードバック室２３内の圧力（以下、フィードバッ
ク圧ＰF という）が等しい状態では、ダイアフラム２７
には操作力が作用せずダイアフラム２７が変形しない位
置（以下、中立位置とする。）に配置される。そして、
ダイアフラム２７が中立位置にあるときは、ロッド２０
も中立位置に配置されるようになっている。

【００３５】従って、パイロット圧ＰP がフィードバッ
ク圧ＰF よりも高いときは、ロッド２０に対して下向き
の操作力が作用し流入ポート４から流出ポート５にエア
が供給される。反対に、パイロット圧ＰP がフィードバ
ック圧ＰF よりも低いときは、ロッド２０に対して上向
きの操作力が作用し流出ポート５から排気ポート６にエ
アが排気される。

【００３６】第３ハウジング２５の上面には、給気用電
磁弁３０及び排気用電磁弁３１が配設されている。両電
磁弁３０，３１は、第３ハウジング２５の上に配設され
るカバー３２にて外部から遮蔽されている。尚、カバー
３２内部は、連通孔３３にて外部に連通されている。本
実施の形態では、給気用電磁弁３０及び排気用電磁弁３
１にてパイロット圧調整手段が構成されている。

【００３７】給気用電磁弁３０は、流路３４を介して流
入ポート４に連通され、又、流路３５を介してパイロッ
ト室２６に連通されている。給気用電磁弁３０は開制御
される間だけ、流入ポート４をパイロット室２６に連通
させる。排気用電磁弁３１は、パイロット室２６とカバ
ー３３とを結ぶ流路３６を開閉制御する。排気用電磁弁
３１は、開制御される間だけパイロット室２６をカバー
３３内部、即ち、外気に連通させる。尚、各電磁弁３
０，３１は、カバー３３内に配設される制御部３７にそ
れぞれ接続されている。

【００３８】又、第３ハウジング２５の上側には、圧力
センサ３８が配設されている。この圧力センサ３８の受
圧面には、流路３９を介してフィードバック圧ＰF が印
加されている。圧力センサ３８は、フィードバック圧Ｐ
F 、即ち、流出ポート５の圧力（実圧力Ｐ0 ）に対応す
る実圧力信号ＶO を制御部３７に出力する。

【００３９】次に、制御部３７の構成を説明する。図１
は、圧力比例制御弁ブロック線図を示す。制御部３７
は、減算部としての減算器４１、増幅器４２、パルス幅
変調回路部（以下、ＰＷＭ（Pulse Width Modulation）
回路部という）４３、補償部４４及び加算部としての加
算器４５から構成されている。尚、ＰＷＭ回路部にて制
御手段が、補償部４４にて補償手段がそれぞれ構成され
ている。

【００４０】減算器４１は、外部装置４０ａから目標圧
力信号ＶS を入力する。目標圧力信号ＶS は設定しよう
とする流出ポート５の圧力（即ち、実圧力ＰO に対して
特に区別するために目標圧力ＰS という）を指定するた
めの信号であって外部装置４０ａにて生成される。又、
減算器４１は、後述する加算器４５から補償圧力信号Ｖ
C を入力する。減算器４１は、目標圧力信号ＶS から補
償圧力信号ＶC を減じ、その差を偏差信号ΔＶ（＝ＶS
−ＶC ）として増幅器４２に出力する。増幅器４２は偏
差信号ΔＶを増幅し、この増幅した信号を制御偏差信号
ΔＶCRとしてＰＷＭ制御部４３に出力する。

【００４１】ＰＷＭ回路部４３は、キャリア三角波発生
回路、比較器及び駆動回路等からなる公知の回路構成で
形成されている。ＰＷＭ回路部４３は、制御偏差信号Δ
ＶCRに対して一義的に決定されるデューティ比のパルス
列からなる制御駆動信号ＶDを給気用電磁弁３０又は排
気用電磁弁３１に出力する。即ち、ＰＷＭ回路部４３
は、制御偏差信号ΔＶCRが正であるときは、その制御偏
差信号ΔＶCRの大きさに対応して大きくなるデューティ
比の制御駆動信号ＶD を給気用電磁弁３０に出力する。
又、ＰＷＭ回路部４３は、制御偏差信号ΔＶCRが負であ
るときは、その制御偏差信号ΔＶCRの大きさに対応して
大きくなるデューティ比の制御駆動信号ＶD を排気用電
磁弁３１に出力する。給気側電磁弁３０は、制御駆動信
号ＶD がオンの間だけ流入ポート４とパイロット室２６
とを連通する。又、排気側電磁弁３１は、制御駆動信号
ＶD がオンの間だけパイロット室２６を外気に連通す
る。

【００４２】加算器４５は、圧力センサ３８から実圧力
信号ＶO を入力する。補償部４４は、圧力センサ３８か
ら実圧力信号ＶO を入力し、この実圧力信号ＶO に対応
する補償分信号ΔＶCSを加算器４５に出力する。加算器
４５は実圧力信号ＶO と補償分信号ΔＶCSとを加算し、
その加算値を補償圧力信号ＶC （＝ＶO ＋ΔＶCS）とし
て減算器４１に出力する。

【００４３】次に、補償部４４の構成を詳述する。図２
に示すように、補償部４４は、補償分信号生成手段とし
ての微分回路４６及び補正量変更手段としての時定数設
定回路４７にて構成されている。又、時定数設定回路４
７は、直列接続された微分回路４８、絶対値回路４９及
び時定数変更回路５０とから構成されている。

【００４４】図３は微分回路４６及び時定数設定回路４
７の詳細を示す回路図である。微分回路４８は、オペア
ンプ５１、コンデンサ５２及び抵抗５３からなる公知の
回路構成で形成されている。微分回路４８は入力した実
圧力信号ＶO を時間で微分し、その微分信号を絶対値回
路４９に出力する。つまり、微分回路４８は、実圧力Ｐ
O の時間当たりの変化量の信号である微分信号を生成し
ている。

【００４５】実圧力信号ＶO は、容量が大きな負荷Ｌほ
どその上昇率又は下降率が小さくなる。反対に、実圧力
信号ＶO は、容量が小さな負荷Ｌほどその上昇率又は下
降率が大きくなる。従って、微分信号は、容量が大きな
負荷Ｌほど正又は負の小さな値になる。反対に、微分信
号は、容量が小さな負荷Ｌほど正又は負の大きな値にな
る。

【００４６】絶対値回路４９は、オペアンプ５４，５
５、ダイオード５６，５７及び抵抗５８〜６３からなる
公知の回路構成で形成されている。絶対値回路４９は、
入力した微分信号の絶対値を取り、その絶対値を微分絶
対値信号として時定数変更回路５０に出力する。つま
り、絶対値回路４９は、変化方向に関係の無い実圧力信
号ＶO の時間当たりの変化量の信号、即ち、微分絶対値
信号を生成している。

【００４７】従って、微分絶対値信号は、容量の大きな
負荷Ｌほど大きな値になる。反対に、微分絶対値信号
は、容量が小さな負荷Ｌほど小さな値になる。時定数変
更回路５０は、公知の電子ボリューム５０ａからなって
いる。この電子ボリューム５０ａは、微分絶対値信号に
よりその抵抗値Ｒが制御される。即ち、抵抗値Ｒは、微
分絶対値信号の値が小さくなるほど（即ち、容量の大き
な負荷Ｌほど）増大し、反対に、微分絶対値信号の値が
大きくなるほど（即ち、容量の小さな負荷Ｌほど）減少
するように制御される。

【００４８】前記微分回路４６は、オペアンプ６４、前
記電子ボリューム５０ａ及びコンデンサ６５からなる公
知の回路構成で形成されている。実圧力信号ＶO は、コ
ンデンサ６５を介してオペアンプ６４の反転入力端子に
入力される。オペアンプ６４の反転入力端子と出力端子
の間には、電子ボリューム５０ａを介して負帰還がかけ
られている。又、オペアンプ６４の非反転入力端子は接
地されている。微分回路４６は実圧力信号ＶO を微分
し、この微分値と、電子ボリューム５０ａの抵抗値Ｒと
コンデンサ６５のキャパシタンスＣとの積である時定数
ＣＲとの積である補償分信号ΔＶCSとして加算器４５に
出力する。

【００４９】つまり、微分回路４６は、実圧力信号ＶO
の変化率に、実圧力信号ＶO に基づいて生成される時定
数ＣＲを補正量として乗じた信号、即ち、補償分信号Δ
ＶCSを生成している。即ち、本実施の形態では、微分回
路４６の時定数ＣＲにて、補正量が構成されている。従
って、補償分信号ΔＶCSは、容量が大きい負荷Ｌほど大
きな値になり、反対に、容量が小さい負荷Ｌほど小さな
値になるように時定数ＣＲが設定されている。

【００５０】前記加算器４５は、オペアンプ６６及び抵
抗６７〜７０からなる公知の差動増幅回路で構成されて
いる。オペアンプ６６の反転入力端子は、抵抗６７を介
して補償分信号ΔＶCSを入力する。又、オペアンプ６６
の非反転入力端子は、抵抗６８を介して実圧力信号ＶO
を入力する。オペアンプ６６の出力端子と反転入力端子
の間には抵抗７０が接続されているとともに、非反転入
力端子は抵抗６９を介して接地されている。つまり、加
算器４５は、実圧力信号ＶO に補償分ΔＶCSを加算した
信号、即ち、補償圧力信号ＶC を生成している。従っ
て、加算器４５が出力する補償圧力信号ＶC は、実圧力
信号ＶO が同じ値であり、圧力変化があるときは、容量
が大きい負荷Ｌほど大きな値になり、反対に、容量が小
さい負荷Ｌほど小さな値になる。

【００５１】尚、時定数設定回路４７にて設定される時
定数ＣＲ、即ち、微分絶対値信号に対する時定数ＣＲの
関係は、実圧力信号ＶO の時間当たりの変化量、即ち、
負荷Ｌの容量に応じて予め実験等で決定された値となる
ようになっている。そして、このように実験等で行った
各異なる容量の負荷Ｌに対応してそれぞれ決定される各
時定数ＣＲは、実圧力ＰO が最初に目標圧力ＰS に達し
た時点でパイロット圧ＰP が目標圧力ＰS に制御される
限りにおいて、即ち、オーバシュート又はアンダシュー
トが発生しない限りにおいて、最小となる値が決定され
ている。

【００５２】つまり、この最小値よりも大きな時定数Ｃ
Ｒにて求められる補償分信号ΔＶCSから補償圧力信号Ｖ
C を求め、目標圧力信号ＶS とこの補償圧力信号ＶC と
の偏差信号ΔＶにてパイロット圧ＰP を制御すると、実
圧力ＰO が最初に目標圧力ＰS に達した時点でパイロッ
ト圧ＰP が目標圧力ＰS に制御される。これは、時定数
ＣＲが大きくなるほど偏差信号ΔＶO の大きさが小さく
なり、給気用電磁弁３０の平均開時間が短くなるため、
パイロット圧ＰP の上昇率が低下する。従って、パイロ
ット圧ＰP が目標圧力ＰS に達するまでの時間が長くな
り、実圧力ＰOが目標圧力ＰS に制御されるまでの時間
が長くなるためである。従って、実圧力ＰO が目標圧力
ＰS に制御されるまでの時間を最短にするために、時定
数ＣＲは実圧力ＰO が最初に目標圧力ＰS に達した時点
でパイロット圧ＰP が目標圧力ＰS に制御される限りに
おいて最小となる値が設定されている。

【００５３】次に、以上のように構成された圧力比例制
御弁の作用について説明する。圧力比例制御弁１にある
容量の負荷Ｌが接続され、目標圧力ＰS に対応する目標
圧力信号ＶS が外部装置４０ａから出力されると、減算
器４１はその目標圧力信号ＶS から補償圧力信号ＶC を
減じて得られる偏差信号ΔＶを増幅器４２を介してＰＷ
Ｍ回路部４３に出力する。ＰＷＭ回路部４３は、偏差信
号ΔＶに対応するデューティ比で給気用電磁弁３０又は
排気用電磁弁３１の何れか一方を開制御する。

【００５４】この時点では、実圧力ＰO が０であり補償
圧力信号ＶC は０となるため、偏差信号ΔＶ（＝ＶS −
ＶC ＝ＶS −ＶO −ΔＶCS）は正となり給気用電磁弁３
０が開制御される。給気用電磁弁３０の開制御により、
パイロット室２６には流入ポート４から供給エアＰI が
導入されてパイロット圧ＰP は上昇する。そして、パイ
ロット圧ＰP がフィードバック圧ＰF よりも大きくなり
下向きの操作力がダイアフラム２７に作用して、ダイア
フラム２７が中立位置から下方に移動する。すると、ロ
ッド２０は弁体１１を給気閉鎖位置から下方に移動し、
流入ポート４から流出ポート５へのエアの供給が開始さ
れる。

【００５５】流出ポート５にエアが供給されると、負荷
Ｌの容量に応じて流出ポート５の実圧力ＰO 、及び、フ
ィードバック圧ＰF が徐々に上昇する。従って、圧力セ
ンサ３８からの実圧力信号ＶO も負荷Ｌの容量の大きさ
に応じた変化量で上昇する。このとき、時定数設定回路
４７は、実圧力信号ＶO の微分信号に基づいて実圧力信
号ＶO の時間当たりの変化量に対応して予め決定されて
いる時定数ＣＲを逐次設定する。そして、微分回路４６
は、実圧力信号ＶO の微分信号とその時の時定数ＣＲと
の積となる補償分信号ΔＶCSを出力する。

【００５６】この補償分信号ΔＶCSがその時の実圧力信
号ＶO に加算されて、補償圧力信号ＶC （＝ＶO ＋ΔＶ
CS）が生成される。従って、図５に示すように、この補
償圧力信号ＶC は、二点鎖線で示す補償を行わないとき
の補償圧力信号ＶC より大きな値の信号になる。その結
果、偏差信号ΔＶも、補償を行わないときよりも小さな
値の信号になる。

【００５７】そして、制御初期では、大きな偏差信号Δ
Ｖにより給気用電磁弁３０が長い平均開時間で制御され
るため、パイロット圧ＰP は急激に上昇する。この結
果、下向きの操作力（図５では正の操作力として図示）
ＶF は急激に上昇するため、実圧力ＰO は急激に上昇す
る。

【００５８】実圧力ＰO が目標圧力ＰS に近づいて偏差
信号ΔＶが小さくなると、給気用電磁弁３０の平均開時
間が短くなるため、パイロット圧ＰP の上昇率は低下す
る。その結果、下向きの操作力ＶF が低下するため、実
圧力ＰO は上昇率が減少しながら目標圧力ＰS に近づ
く。

【００５９】このとき、実圧力ＰO が最初に目標圧力Ｐ
S に達する時点でパイロット圧力ＰP が目標圧力ＰS に
制御される限りにおいて、このときの負荷Ｌに応じて最
小の時定数ＣＲが設定される。従って、補償分信号ΔＶ
CSはこのときの負荷Ｌに応じた最小限の大きさになって
いる。即ち、補償圧力信号ＶC から得られる偏差信号Δ
Ｖは、負荷Ｌの容量に応じて最小限の補償分信号ΔＶCS
が差し引かれた信号になるため、その大きさは補償を行
わないときの偏差信号ΔＶに対して著しく小さくなるこ
とはない。その結果、給気用電磁弁３０が高い平均開時
間で開制御されるため、パイロット圧ＰP は負荷Ｌに応
じて急速に目標圧力ＰS に制御される。従って、実圧力
ＰO は急速に目標圧力ＰS に制御される。

【００６０】実圧力ＰO が目標圧力ＰS に近づくと偏差
信号ΔＶがさらに小さくなるため、実圧力信号ＶO の上
昇率は０に近づき微分信号も０に近づく。従って、補償
分信号ΔＶCSは０に近づくため、偏差信号ΔＶは徐々に
０に収束する。その結果、排気用電磁弁３１の平均開時
間が短くなりパイロット室２６からエアの排気量が少な
くなるため、パイロット圧ＰP は高い精度で目標圧力Ｐ
S に制御される。そして、実圧力ＰO が目標圧力ＰS に
達した時点では、パイロット圧ＰP と実圧力ＰO とが均
衡し、ダイアフラム２７に作用する操作力が０になる。
その結果、実圧力ＰO は、高い精度で目標圧力ＰS に制
御される。

【００６１】次に、該圧力比例制御弁１に対して先の負
荷Ｌとは異なる容量の負荷Ｌを接続した場合について説
明する。目標圧力信号ＶS に対して出力される実圧力信
号ＶO はその容量に応じた時間当たりの変化量となる。
従って、微分回路４６には新たな実圧力信号ＶO の変化
量に対応した時定数ＣＲが設定され、この時定数ＣＲを
補正量とした補償分信号ΔＶCSが出力される。そして、
この補償分信号ΔＶCSにて補償された偏差信号ΔＶにて
ＰＷＭ回路部４３が給気用電磁弁３０又は排気用電磁弁
３１を開制御する。その結果、異なる容量の負荷Ｌを接
続して使用した場合でも、その容量に応じてパイロット
圧ＰP が急速に目標圧力ＰS に制御されるとともに、実
圧力ＰO が目標圧力ＰS に達した時点では目標圧力ＰS
に制御される。従って、負荷Ｌの容量が変化した場合に
も、その負荷Ｌの容量に応じて実圧力ＰO が高速かつ高
精度に目標圧力ＰS に制御される。

【００６２】以上詳述した本実施の形態の圧力比例制御
弁によれば、以下の効果を得ることができる。 （ａ） 時定数設定回路４７が目標圧力信号ＶS の入力
に対して出力される実圧力信号ＶO の微分信号、即ち、
負荷Ｌの容量に対応した実圧力信号ＶO の変化率に基づ
いてその負荷Ｌの容量に対応する時定数ＣＲを設定す
る。そして、この時定数ＣＲと変化率との積からなる補
償分信号ΔＶCSで偏差信号ΔＶの補償を行うようにし
た。この時定数ＣＲは、時定数ＣＲを補正量とした補償
分信号ΔＶCSで補償された偏差信号ΔＶにて給気用電磁
弁３０又は排気用電磁弁３１の開制御を行うと、実圧力
ＰO が最初に目標圧力ＰS に達した時点でパイロット圧
ＰP が目標圧力ＰS に制御される限りにおいて最小とな
る値に予め負荷Ｌの容量に応じて設定している。その結
果、給気用電磁弁３０の平均開時間が長くなりパイロッ
ト圧ＰP が急速に目標圧力ＰS に制御されるため、実圧
力ＰO は高速に目標圧力ＰS に制御される。

【００６３】又、補償分信号ΔＶCSを、時定数ＣＲと、
実圧力信号ＶO の変化率との積にて生成するようにした
ので、実圧力ＰO が目標圧力ＰS に到達する時点では、
補償分信号ΔＶCSを０とすることができる。従って、実
圧力ＰO が目標圧力ＰS に到達した時点では、偏差信号
ΔＶを徐々に０に収束させることができるため、パイロ
ット圧ＰP を高精度に目標圧力ＰS に制御することがで
きる。従って、実圧力ＰO を高精度に目標圧力ＰS に制
御することができる。以上の結果、種々の容量の負荷Ｌ
に対して、制御知識及び多大な作業時間を要する調整作
業等を行うことなく、実圧力ＰO を高速かつ高精度に目
標圧力ＰS に制御することができる。

【００６４】さらに、接続されている負荷Ｌの容量が変
化する場合においても、新たな容量に応じて出力される
実圧力信号ＶO に基づいて新たな時定数ＣＲが設定さ
れ、この時定数ＣＲにて生成される補償分信号ΔＶCSに
て偏差信号ΔＶの補償が行われる。従って、圧力比例制
御弁１に接続される負荷Ｌの容量が変化しても、その圧
力制御を高速かつ高精度に行うことができる。

【００６５】（ｂ） 給気用電磁弁３０と排気用電磁弁
３１とを常時同時的に作動させてパイロット圧ＰP を制
御するのではなく、偏差信号ΔＶに基づいて給気用電磁
弁３０又は排気用電磁弁３１の何れか一方だけを作動さ
せるようにしたので、制御に伴うエアの消費を最小限に
抑制することができる。

【００６６】（ｃ） 上記（ｂ）と同じ理由で、各電磁
弁３０，３１の作動を最小限にすることができるため、
各電磁弁３０，３１の寿命を延ばすことができる。 （ｄ） 寸法精度が特に高いオリフィス等の高価な部材
を用いないため、安価に構成することができる。

【００６７】（第２の実施の形態）次に、本発明を具体
化した第２の実施の形態を図６及び図７に従って説明す
る。尚、本実施の形態は、第１の実施の形態において減
算器４１の前段に入力信号切換部８０を設けたことと、
微分定数設定部４７を１チップのマイコンからなるマイ
コン部８１に置き換えたことのみが第１の実施の形態と
異なる。従って、入力信号切換部８０及びマイコン部８
１の構成のみを詳述し、第１の実施の形態と同一の構成
については符号を等しくしてその説明を省略する。

【００６８】図６に示すように、入力信号切換部８０
は、切換スイッチ８２、及び、所定の電圧ＶCCが印加さ
れる可変抵抗部８３とから構成されている。可変抵抗部
８３は、所定の電圧ＶCCから試験圧力信号ＶI を生成す
る。この試験圧力信号ＶI は、当該負荷Ｌに対する補正
量である時定数ＣＲを決定するための信号である。

【００６９】切換スイッチ８２はマイコン部８１により
切換制御され、外部装置４０ａからの目標圧力信号ＶS
が入力される端子と、可変抵抗部８３に接続される端子
の何れか一方を減算器４１に接続する。

【００７０】マイコン部８１は、中央処理装置（以下、
ＭＰＵという）８４、読出専用メモリ（以下、ＲＯＭと
いう）８５、読み出し及び書換え可能なメモリ（以下、
ＲＡＭという）８６、アナログ−デジタル変換器（以
下、Ａ／Ｄ変換器という）８７、デジタル−アナログ変
換器（以下、Ｄ／Ａ変換器という）８８及び入出力イン
ターフェース（以下、Ｉ／Ｏという）８９とから構成さ
れている。ＭＰＵ８４には、入出力インターフェース８
９を介して切換スイッチ８２が接続されている。又、Ｍ
ＰＵ８４には、入出力インターフェース８９を介して外
部装置４０ｂが接続されている。ＭＰＵ８４は、外部装
置４０ｂから設定指令信号ＳC を入力する。尚、本実施
の形態では、微分回路４６及びマイコン部８１にて補償
手段としての補償部４４が構成されている。そして、Ｍ
ＰＵ８４にて補正量設定手段が、ＲＯＭ８５にて記憶部
がそれぞれ構成されている。

【００７１】ＲＯＭ８５には、試験圧力信号ＶI に基づ
いて微分回路４６の時定数ＣＲを決定するための制御プ
ログラムが記憶されている。又、ＲＯＭ８５には、実圧
力信号ＶO の各変化率に対する時定数ＣＲからなる補正
量データが記憶されている。この補正量データ中の各変
化率は、容量が異なる負荷Ｌが接続された状態で、前記
試験圧力信号ＶI が入力されたときの実圧力信号ＶO の
時間当たりの変化量、即ち、負荷Ｌの容量に対応する値
に設定されている。時定数ＣＲは、負荷Ｌの容量に応じ
て予め実験等で決定されている。即ち、ある負荷Ｌの実
圧力信号ＶO の時間当たりの変化量に等しい微分値に対
応する時定数ＣＲは、この時定数ＣＲを補正量とする補
償分信号ΔＶCSにて補償された補償圧力信号ＶC にて偏
差信号ΔＶが求められた場合、実圧力ＰO が最初に目標
圧力ＰS に達した時点でパイロット圧ＰP が目標圧力Ｐ
S に制御される限りにおいて最小となる値が決定されて
いる。

【００７２】ＲＡＭ８６は、試験圧力信号ＶI に対して
得られる実圧力信号ＶO のデータ等を一時的に記憶す
る。ＭＰＵ８４は、制御プログラムに基づいて時定数設
定処理を行う。この時定数設定処理は、圧力比例制御弁
１にある容量の負荷Ｌが接続され、流入ポート４に供給
圧力ＰI が供給された時点で、最初に一回だけ行われ
る。即ち、ＭＰＵ８４は、ある容量の負荷Ｌが接続され
た状態で、試験圧力信号ＶI に対して得られる実圧力信
号ＶO からその負荷Ｌの容量に対応する変化率を算出す
る。そして、ＭＰＵ８４は、ＲＯＭ８５が記憶する補正
量データから、算出した変化率に対応する時定数ＣＲを
求める。又、ＭＰＵ８４は、求めた時定数ＣＲを微分回
路４６の時定数ＣＲとして設定するための時定数設定信
号を微分回路４６に出力する。ここで、求められた時定
数設定信号は、図示しない不揮発性メモリ等に格納さ
れ、保持される。このように、時定数設定処理が行わ
れ、微分回路４６に負荷Ｌの容量に応じた時定数ＣＲが
決定された後、その時定数ＣＲは実際に稼働させる際の
目標圧力信号ＶS による圧力制御に使用される。つま
り、微分回路４６は、マイコン８１からの時定数設定信
号により電子ボリューム５０ａが制御されて時定数設定
信号に基づく時定数ＣＲに設定されるようになってい
る。

【００７３】外部装置４０ｂは、マイコン８１に接続さ
れ、そのマイコン８１に対して前記した時定数設定処理
を実行するための試験指令信号ＳC を出力する。次に、
以上のように構成された圧力比例制御弁の作用を図７に
示すフローチャートに従って説明する。

【００７４】圧力比例制御弁１にある容量の負荷Ｌが接
続され、流入ポート４に供給圧力ＰI が供給された後、
外部装置４０ｂから試験指令信号ＳC を入力すると（ス
テップ１、以下単にＳ１と表記する）、ＭＰＵ８４はＲ
ＯＭ８５に記憶されるデータテーブルの時定数ＣＲの内
の最小の値となる時定数設定信号（以下、最小時定数設
定信号という）をＤ／Ａ変換器８８を介して微分回路４
６に出力する（Ｓ２）。この結果、微分回路４６の時定
数ＣＲとして最小の値が設定される。ここで、時定数Ｃ
Ｒを最小に設定するのは、試験圧力信号ＶI による実圧
力信号ＶO に対する補償分信号ΔＶCSを最小にして補償
を行わない状態の実圧力信号ＶO を得ることにより、負
荷Ｌの容量を知るためである。従って、本来は、時定数
ＣＲを０として補償分信号ΔＶCSを０にすることが望ま
しいが、回路の構成上、時定数ＣＲを０に設定すること
が困難であるため、最小値に設定するようにしている。

【００７５】次に、ＭＰＵ８４は切換スイッチ８２を可
変抵抗部８３に切り換え、可変抵抗部８３にて設定され
る試験圧力信号ＶI を減算器４１に出力させる（Ｓ
３）。この試験圧力信号ＶI と実圧力信号ＶO との偏差
信号ΔＶに基づいてＰＷＭ制御回路部４３が給気用電磁
弁３０又は排気用電磁弁３１を開制御すると、実圧力Ｐ
Oが負荷Ｌの容量に応じた上昇率で上昇する。そして、
圧力センサ３８からは、負荷Ｌの容量に応じた特性の実
圧力信号ＶO が出力される。

【００７６】次に、ＭＰＵ８４は、その実圧力信号ＶO
をＡ／Ｄ変換器８７でＡ／Ｄ変換したデータをＲＡＭ８
６に格納する（Ｓ４）。従って、この実圧力信号ＶO
は、最小の時定数ＣＲから生成される最小の補償分信号
ΔＶCSによる補償が行われた状態での応答特性であり、
補償が殆ど行われていないと見なすことができる。そし
て、ＭＰＵ８４はＲＡＭ８６に格納した実圧力信号ＶO
のデータから、実圧力信号ＶO の変化率（以下、圧力勾
配という）を算出する（Ｓ５）。従って、算出された圧
力勾配は接続された負荷Ｌの容量に対応した値になる。

【００７７】次いで、ＭＰＵ８４は、算出した圧力勾配
に最も近い大小２つの変化率をＲＯＭ８５に記憶した補
正量データから選び出す（Ｓ６）。そして、ＭＰＵ８４
は、両変化率に対応する各時定数ＣＲから、算出した圧
力勾配に対応する時定数ＣＲを算出する。（Ｓ７）。こ
の算出方法は、負荷Ｌの変化を必要とする時定数との関
係から算出され、例えば、両変化率に対する圧力勾配の
比率で、両変化率に対応する各時定数ＣＲから圧力勾配
に対する時定数ＣＲを算出する。この時定数ＣＲは、こ
の負荷Ｌに対する最適な圧力制御を行うことができる値
となる。次に、ＭＰＵ８４は、算出した時定数ＣＲに対
応した時定数設定信号を微分回路４６に出力する（Ｓ
８）。この結果、微分回路４６の時定数ＣＲが、時定数
設定信号に対応する時定数ＣＲに設定される。

【００７８】ＭＰＵ８４は以上の時定数設定処理を終了
すると、切換スイッチ８２を目標圧力信号ＶS が入力さ
れる端子側に切り換える（Ｓ９）。すると、試験圧力信
号ＶI の入力が停止されて減算器４１に入力される信号
が０になるため、偏差信号ΔＶが負になる。従って、こ
の偏差信号ΔＶにて排気用電磁弁３１が開制御されてパ
イロット圧ＰP が排気されるため、流出ポート５側から
エアが排気されて目標圧力ＰO が０になる。以上で時定
数設定処理は終了する。

【００７９】さて、こうして接続された負荷Ｌの容量に
応じて最適な時定数ＣＲが設定された圧力比例制御弁１
に、外部装置４０ａから所定の目標圧力ＰS に対応する
目標圧力信号ＶS が入力される。すると、目標圧力信号
ＶS と補償圧力信号ＶC との偏差信号ΔＶに基づくデュ
ーティ比で給気用電磁弁３０が開制御される。この結
果、パイロット室２６にエアが導入されてパイロット圧
ＰP が上昇しダイアフラム２７に下向きの操作力が作用
するため、流入ポート４から流出ポート５にエアが導入
される。

【００８０】流出ポート５にエアが導入されると、目標
圧力ＰO 及びフィードバック圧ＰFが負荷Ｌの容量に応
じた上昇率で上昇する。この上昇率の実圧力信号ＶO が
微分回路４６に入力されると、その微分信号にマイコン
８１にて設定された時定数ＣＲを乗じた補償分信号ΔＶ
CSが生成され加算器４５に出力される。そして、実圧力
信号ＶO に求めた補償分信号ΔＶCSを加算した補償圧力
信号ＶC にて偏差信号ΔＶが生成される。

【００８１】この時定数ＣＲは、目標圧力ＰO が最初に
目標圧力ＰS に達した時点でパイロット圧ＰP が目標圧
力ＰS に制御される限りにおいて、負荷Ｌの容量に応じ
て最小に設定されている。その結果、最小の補償分信号
ΔＶCSにて補償された偏差信号ΔＶにより給気用電磁弁
３０又は排気用電磁弁３１が開制御されるとパイロット
圧ＰP が目標圧力ＰS に急速に制御される。従って、こ
のパイロット圧ＰP により、目標圧力ＰO は目標圧力Ｐ
S に高速に制御される。

【００８２】又、補償分信号ΔＶCSが、実圧力信号ＶO
の微分信号と時定数ＣＲとの積により生成されるため、
目標圧力ＰO が目標圧力ＰS に到達する時点では偏差信
号ΔＶが０になる。その結果、パイロット圧ＰP が高い
精度で目標圧力ＰS に制御されるため、目標圧力ＰO が
高い精度で目標圧力ＰS に制御される。

【００８３】容量の異なる負荷Ｌの圧力制御を行う場合
は、その負荷Ｌを圧力比例制御弁１に接続した後、改め
て外部装置４０ｂからマイコン部８１に試験指令信号Ｓ
C を入力する。すると、マイコン部８１が改めて時定数
設定処理を実行する。その結果、微分回路４６の時定数
ＣＲが、その負荷Ｌの容量に応じた時定数ＣＲに設定さ
れるため、新たに接続された負荷Ｌの圧力制御を高速か
つ高精度に行うことが可能になる。

【００８４】以上詳述した圧力比例制御弁によれば、以
下の効果を得ることができる。 （ａ） ある容量の負荷Ｌが接続されると、先ず、マイ
コン部８１がその負荷Ｌに対して最適な圧力制御を行う
ことができる時定数ＣＲを決定するための時定数設定処
理を行う。即ち、微分回路４６の時定数ＣＲを最小に設
定した状態で、予め設定された試験圧力信号ＶI を入力
し、この試験圧力信号ＶI に対する実圧力信号ＶO を得
る。そして、この実圧力信号ＶO の圧力勾配を算出し、
この圧力勾配から負荷Ｌの容量に最適な時定数ＣＲを決
定し微分回路４６の時定数ＣＲとして設定する。尚、マ
イコン部８１は、予め実験等で異なる変化率（即ち、異
なる容量の負荷Ｌに対する圧力勾配）に対して、最適な
補償を行うことができる時定数ＣＲを対応させた補正量
データを備えている。そして、時定数設定処理で、求め
た圧力勾配に対応する時定数ＣＲを補正量データから求
める。従って、種々の容量の負荷Ｌに対して、圧力制御
を行う前にマイコン部８１に微分定数設定処理を行わせ
るだけで、各負荷Ｌの圧力制御を高速かつ高精度に行う
ことができる。

【００８５】（ｂ） 本実施の形態では、第１の実施の
形態と異なり、最初に１回だけ負荷Ｌの容量に応じた時
定数ＣＲを設定するため、処理速度の遅い既成のマイコ
ンを使用してマイコン部８１を構成することができる。
従って、第１の実施の形態における時定数設定回路４７
よりも安価となるため、圧力比例制御弁１を安価に提供
することができる。尚、本実施の形態の圧力比例制御弁
１は、接続される負荷Ｌの容量が使用中に変化しない場
合に使用することができる。

【００８６】（第３の実施の形態）次に、本発明を具体
化した第３の実施の形態を図８〜図１１に従って説明す
る。尚、本実施の形態は、前記第１の実施の形態におい
て、制御部３７を内部構成が異なる制御部９０に変更し
たことと、パイロット室２６のパイロット圧力ＰPを検
出する圧力センサ９１を設けたことのみが第１の実施の
形態と異なる。従って、制御部９０の構成及び圧力セン
サ９１のみを詳述し、第１の実施の形態と同一の構成に
ついては符号を同じにしてその説明を省略する。

【００８７】図９に示すように、圧力センサ９１は第３
ハウジング２５に設けられ、パイロット室２６からの流
路を介してパイロット圧ＰP が印加されている。圧力セ
ンサ９１は、パイロット室２６の圧力に応じたパイロッ
ト圧検出信号ＶPPを制御部９０に出力する。尚、本実施
の形態では、圧力センサ３８にて第１の圧力センサが、
圧力センサ９１にて第２の圧力センサがそれぞれ構成さ
れている。

【００８８】次に、制御部９０の構成を説明する。図８
に示すように、制御部９０は、減算器９２，９３，９
４、増幅器９５，９６，９７，９８及びＰＭＷ回路部４
３とから構成されている。本実施の形態では、減算器９
２にて第１の減算部が、減算器９３にて第２の減算部が
それぞれ構成されている。又、減算器９４及び増幅器９
７，９８にて操作力信号生成部が構成されている。さら
に、ＰＭＷ制御部４３及び増幅器９６にてパイロット圧
制御手段が構成されている。

【００８９】減算器９２は、外部装置４０ａから目標圧
力ＰS に対応する目標圧力信号ＶSを入力する。又、減
算器９２は、圧力センサ３８から実圧力信号ＶO を入力
する。減算器９２は、目標圧力信号ＶS から実圧力信号
ＶO を減じ、その差を第１の偏差信号ΔＶ1 （＝ＶS −
ＶO ）として増幅器９５に出力する。従って、第１の偏
差信号ΔＶ1 は、目標圧力ＰS と実圧力ＰO との圧力偏
差であり、必要（目標）操作量である。

【００９０】増幅器９５は第１の偏差信号ΔＶ1 を増幅
し、増幅した信号を補正偏差信号ΔＶH として減算器９
３に出力する。ここで、補正偏差信号ΔＶH は、圧力偏
差を０に近づけるための操作量の目標信号として用いら
れる。

【００９１】減算器９３は、増幅器９８から後述する操
作力信号ＶF を入力する。そして、減算器９３は、補正
偏差信号ΔＶH から操作力信号ＶF を減じ、その差を第
２の偏差信号ΔＶ2 （＝ΔＶH −ＶF ）として増幅器９
６に出力する。つまり、第２の偏差信号ΔＶ2 は、操作
力の偏差信号となる。増幅器９６は第２の偏差信号ΔＶ
H を増幅し、増幅した信号を制御偏差信号ΔＶCRとして
ＰＷＭ回路部４３に出力する。

【００９２】ＰＷＭ回路部４３は、制御偏差信号ΔＶCR
に対して一義的に決定されるデューティ比のパルス列か
らなる制御駆動信号ＶD を給気用電磁弁３０又は排気用
電磁弁３１に出力する。即ち、制御偏差信号ΔＶCRが正
であるときは給気用電磁弁３０に制御駆動信号ＶD を出
力する。又、制御駆動信号ΔＶCRが負であるときは排気
用電磁弁３１に制御駆動信号ＶD を出力する。

【００９３】一方、増幅器９７は圧力センサ９１からパ
イロット圧検出信号ＶPPを入力する。増幅器９７はダイ
アフラム２７のフィードバック室２３側の受圧面積に対
するパイロット室２６側の受圧面積の比に等しい増幅率
でパイロット圧検出信号ＶPPを増幅し、補正圧力信号Ｖ
PCとして減算器９４に出力する。補正圧力信号ＶPCは、
パイロット圧ＰP をフィードバック圧ＰF に換算した量
になる。つまり、補正圧力信号ＶPCは、ダイアフラム２
７を下向きに操作する力に相当する。これは、ダイアフ
ラム２７による操作力が、パイロット圧ＰP をダイアフ
ラム２７のパイロット室２６側の受圧面積に乗じた値で
ある下向きの操作力と、フィードバック室２３のパイロ
ット圧ＰO をダイアフラム２７のフィードバック室２３
側の受圧面積に乗じた値である上向きの操作力との対向
関係により生成されるため、ダイアフラム２７のパイロ
ット室２６側の受圧面積とフィードバック室２３側の受
圧面積が異なる場合、両圧力により操作力を比較するに
はパイロット圧ＰP をフィードバック圧ＰF に換算する
必要があるためである。本実施の形態では、ダイアフラ
ム２７のパイロット室２６側の受圧面積とフィードバッ
ク室２３側の受圧面積は同一であるため、増幅率は１に
なる。

【００９４】減算器９４は圧力センサ３８から実圧力信
号ＶO を入力する。ここで、実圧力信号ＶO は、ダイア
フラム２７を上向きに操作する力に対応している。減算
器９４は、下向きの操作力に相当する補正圧力信号ＶPC
から上向きの操作力に相当する実圧力信号ＶO を減じ、
圧力偏差信号ΔＶ3 （＝ＶPC−ＶO ）として増幅器９８
に出力する。従って、圧力偏差信号ΔＶ3 はダイアフラ
ム２７に実際に作用する操作力に対応する値になる。

【００９５】増幅器９８は圧力偏差信号ΔＶ3 を増幅
し、この信号を操作力信号ＶF として減算器９３に出力
する。従って、操作力信号ＶF は、ダイアフラム２７に
実際に作用する下向きの操作力に対応する値になる。

【００９６】従って、第１の偏差信号ΔＶ1 から操作力
信号ＶF を減じて得られる第２の偏差信号ΔＶ2 は、目
標圧力ＰS を得るために必要な不足操作力（即ち、操作
力偏差）に対応する信号になる。又、増幅器９５及び増
幅器９８の各増幅率は、圧力偏差に対して必要とする操
作力の関係から決定される。

【００９７】次に、以上のように構成された圧力比例制
御弁１の作用を図１０に従って説明する。負荷Ｌが接続
された後、減算器９２にある目標圧力信号ＶS が入力さ
れると、目標操作量である第１の偏差信号ΔＶ1 が最大
になり操作力信号ＶF が０であるため、操作力偏差信号
である第２の偏差信号ΔＶ2 が最大になる。この結果、
操作力が最大になるよう最大のデューティ比で給気用電
磁弁３０が開制御されるため、パイロット圧ＰP が上昇
してフィードバック圧ＰF との圧力差による下向きの操
作力が発生する。この操作力によりダイアフラム２７が
下方向に駆動されるため、流入ポート４から流出ポート
５内にエアが導入されて実圧力ＰO が上昇する。同時
に、フィードバック圧ＰF が上昇するため、負荷Ｌの容
量に応じて０から徐々に上昇する実圧力信号ＶO が減算
器９２，９４に入力される。従って、実圧力ＰO が目標
圧力ＰS に近づくため、第１の偏差信号ΔＶ1 の大きさ
が徐々に減少する。

【００９８】第２の偏差信号ΔＶ2 は、パイロット圧Ｐ
P が上昇するにつれて、下向きの操作力が増大し目標圧
力ＰS に近づけられて０に近づく。つまり、第１の偏差
信号ΔＶ1 と操作力信号ＶF とが一致するように制御さ
れる。実圧力ＰO が上昇して目標圧力ＰS に近づき第１
の偏差信号ΔＶ1 が小さくなると、目標操作力が小さく
なるため、操作力が減少させるように給気用電磁弁３０
の平均開時間が短くなりパイロット圧ＰP の上昇率が低
下する。すると、一旦上昇した操作力信号ＶFが減少す
る。

【００９９】そして、実圧力ＰO が目標圧力ＰS に達し
た時点では、操作力が０となり給気用電磁弁３０の作動
が停止される。この結果、実圧力ＰO は高精度に目標圧
力ＰS に制御される。

【０１００】又、第１の偏差信号ΔＶ1 から操作力信号
ＶF を減じて得られる第２の偏差信号ΔＶ2 が０になる
ように制御される。つまり、第１の偏差信号ΔＶ1 に操
作力が一致するようなパイロット圧ＰP となるように両
電磁弁３０，３１の平均開時間が制御される。従って、
操作力は制御初期で大きく、制御後期になるほど小さく
なる特性になる。その結果、制御初期では給気用電磁弁
３０の平均開時間がより長くなるため、パイロット圧Ｐ
P は目標圧力ＰS に向かって急速に上昇する。そして、
制御後期では給気用電磁弁３０の平均開時間が短くなる
ため、パイロット圧ＰP は高精度に目標圧力ＰS に制御
される。従って、実圧力ＰO が高速かつ高精度に目標圧
力ＰS に制御される。第１の偏差量ΔＶ1 が０のときに
は、操作力が０になることから、負荷Ｌの容量に拘らず
実圧力ＰO は高速かつ高精度に目標圧力ＰS に制御され
る。

【０１０１】以上詳述した本実施の形態の圧力比例制御
弁によれば、以下の効果を得ることができる。 （ａ） 実圧力ＰO を検出して目標圧力ＰS と実圧力Ｐ
O との差である第１の偏差信号ΔＶ1 を求め、又、パイ
ロット圧ＰP を検出して操作力信号ＶF を得るようにし
た。そして、第１の偏差信号ΔＶ1 から操作力信号ＶF
を減じて第２の偏差信号ΔＶ2 を求め、この第２の偏差
信号ΔＶ2 に基づいて給気用電磁弁３０又は排気用電磁
弁３１を開制御するようにした。その結果、実圧力ＰO
が目標圧力ＰS に制御されるとともに、目標圧力ＰS に
達した時点で操作力が０になるようにパイロット圧ＰP
が制御される。又、第１の偏差信号ΔＶ1 と操作力信号
ＶF とが一致した操作力が得られるため、操作力は制御
初期で大きく、制御後期になるほど小さくなる特性にな
る。従って、制御初期では給気用電磁弁３０をより長い
平均開時間で駆動し、制御後期では給気用電磁弁３０又
は排気用電磁弁３１を短い平均開時間で駆動することが
できる。その結果、負荷Ｌの容量に応じて調整作業等を
行うことなく、実圧力ＰO を高速かつ高精度に目標圧力
ＰS に圧力制御することができる。

【０１０２】（ｂ） 給気用電磁弁３０と排気用電磁弁
３１を切り換えて開制御するようにしたので、制御に伴
うエアの消費を最小限に抑制することができる。 （ｃ） 各電磁弁３０，３１の作動を最低限にすること
ができるため、各電磁弁３０，３１の寿命を延ばすこと
ができる。

【０１０３】（ｄ） 精度の高いオリフィス等の高価な
部品を用いないため、安価に構成することができる。
尚、本発明は上記各実施の形態に限定されるものではな
く、以下のように構成することもできる。

【０１０４】又、本実施の形態の圧力比例制御弁を、以
下のように構成することもできる。 （１） 第１の実施の形態において、微分定数設定部４
７を設けず、微分回路４６の時定数ＣＲを特定の容量の
負荷Ｌのみに対応する時定数ＣＲに固定するように構成
しても良い。即ち、圧力比例制御弁１の外部から微分回
路４６の抵抗５０又はコンデンサ６５自体、あるいは、
その何れかの値を変更可能に構成することにより、使用
する負荷Ｌの容量のみに対応する圧力比例制御弁１に設
定するようにしてもよい。この構成では、圧力比例制御
弁１を安価に提供することができる。

【０１０５】（２） 第２の実施の形態において、マイ
コン部８１を圧力比例制御弁１の外部に設け、使用開始
時に微分回路４６の時定数ＣＲを設定するときにのみ圧
力比例制御弁１に接続するようにしてもよい。さらに、
このマイコン部８１を、比例制御弁１に目標圧力ＰS に
対応する目標圧力信号ＶS を入力する外部装置４０ａに
内蔵するようにしてもよい。

【０１０６】（３） 第２の実施の形態において、マイ
コン部８１に高速処理が可能なマイコンを用い、入力し
た実圧力信号ＶO の圧力勾配を逐次算出し、この圧力勾
配に基づいて微分回路部４６の時定数ＣＲを逐次設定す
るように構成してもよい。この構成によれば、入力され
る実圧力信号ＶO に対して逐次最適な時定数ＣＲが設定
されるため、使用中に負荷Ｌの容量が変化する場合に
も、高速かつ高精度な圧力制御を行うことができる。

【０１０７】さらに、第２の実施の形態において、マイ
コン部８１を高速処理が可能なマイコンで構成するとと
もに、このマイコンで偏差信号ΔＶに基づいて各電磁弁
３０，３１を駆動する駆動回路を作動させる制御動作信
号を生成するように構成してもよい。この構成によれ
ば、ＰＷＭ回路部４３を構成するキャリア三角波生成回
路、比較器等を不要にすることができるため、制御部３
７の規模を小型化することができる。

【０１０８】（４） 上記各実施の形態では、パイロッ
ト圧調整手段として、２位置２ポートの給気用電磁弁３
０と排気用電磁弁３１を用いたが、これを、図１２に示
すようにオリフィス１００とノズルフラッパ機構１０１
を組み合わせ、常時パイロット室にエアを供給するとと
もにノズルフラッパ機構１０１を駆動回路１０２で駆動
制御することによりパイロット圧ＰP の制御を行うよう
に構成してもよい。この場合、ノズルフラッパ機構１０
１をパルス駆動信号によりデューティ制御してもよく、
又、単に切換制御するようにしてもよい。

【０１０９】又、図１３に示す１個の２位置３ポート電
磁弁１０３の切換制御によりパイロット圧ＰP の制御を
行うように構成してもよい。この例では、上記実施の形
態の制御偏差信号ΔＶを比較器１０４に入力して正負を
判別し、その判別された信号によりオン・オフ駆動信号
を生成し、この駆動信号を駆動回路１０５に出力するこ
とにより電磁弁１０３を２位置に切換制御している。

【０１１０】（５） 第１及び第２の実施の形態におい
て、電子ボリューム５０ａを可変抵抗マルチプライアに
代えて実施してもよい。又、電子ボリューム５０ａに代
えて固定抵抗とし、コンデンサ６５のキャパシタンスを
変更することにより時定数ＣＲを変更するようにしても
よい。そのとき、コンデンサ６５を可変容量マルチプラ
イアとしてもよい。

【０１１１】（６） 各実施の形態では、微分回路４６
にて実圧力信号ＶO の変化率に対応した微分信号を得る
ようにした。これを、微分回路４６に代えて高速なマイ
コンにより、実圧力信号ＶO の変化率を算出するように
してもよい。この場合、このマイコンが、記憶している
補正量データから実圧力信号ＶO の変化量に基づいて最
適な補償を行うことができる補正量を設定する。そし
て、この設定した補正量と、実圧力信号ＶO の変化率と
の積から補償分信号ΔＶCSに対応するデータを求め、こ
のデータに基づいて補償分信号ΔCSを生成するように構
成する。

【０１１２】（７） 微分回路４６として、オペアンプ
６４からなる回路構成のもので実施したが、これを、他
の微分回路、例えば、コンデンサと抵抗とを直列接続し
た微分回路、又、コイルからなる微分回路、コンデンサ
からなる微分回路等にて実施してもよい。この場合、コ
ンデンサと抵抗からなる微分回路では、時定数はＣＲと
なる。コイルからなる微分回路では、時定数はＬ（イン
ダクタンス）となる。又、コンデンサからなる微分回路
では、時手数はＣ（キャパシタンス）となる。従って、
各場合には、それぞれの時定数を補正量とすることによ
り、補償分信号ΔＶCSを直接得ることができる。

【０１１３】（８） 微分回路４６から直接補償分信号
ΔＶCSを取り出す代わりに、微分回路４６の出力側に乗
算器を接続し、この乗算器のゲインを負荷の容量に応じ
て変更することにより、乗算器の出力が補償分信号ΔＶ
CSとなるように構成してもよい。即ち、この場合は、微
分回路４６及び乗算器にて補償分信号生成手段が構成さ
れ、乗算器にて補正量変更手段が構成される。

【０１１４】（９） 第１、第２及び第３の実施の形態
において、給気用電磁弁３０及び排気用電磁弁３１の開
制御をパルス信号によるデューティ制御とせず、オン・
オフ信号による単なる切換制御としてもよい。

【０１１５】上記実施の形態から把握できる請求項以外
の技術的思想について、以下にその効果とともに記載す
る。 （１） 請求項５，８に記載の圧力比例制御弁におい
て、パイロット圧調整手段をパルス列信号にてデューテ
ィ制御するようにする。この構成によれば、ノズルフラ
ッパ機構等の高い寸法精度を要求する部品を用いること
なく、高い精度でパイロット圧を制御することができ
る。 （２） 請求項５に記載の圧力比例制御弁において、補
償手段を、実圧力信号ＶO を微分して微分信号を生成
し、この微分信号に外部から入力される補正量を乗じた
補償分信号ΔＶCSを生成する微分手段で構成する。この
構成によれば、圧力比例制御弁１本体に補正量を設定す
るためのマイコン部８１等を設ける必要がなく、ある負
荷Ｌに対して補正量を設定するときにのみ、マイコン部
８１等を微分手段に接続して負荷Ｌの容量に対して最適
な補正量を設定するようにすることができるため、圧力
比例制御弁の構造を簡素化して安価に提供することがで
きる。

【０１１６】

【発明の効果】以上詳述したように、請求項１，２，
４，５，８に記載の発明によれば、異なる容量の負荷に
対しても、専門知識又は多大な作業時間を要する調整作
業を要することなく高速かつ高精度な圧力制御を行うこ
とができる。

【０１１７】又、請求項３，６に記載の発明によれば、
請求項１に記載の発明の効果に加えて、負荷の容量に応
じて最適な圧力制御を行うことができる補償分信号を自
動的に得ることができる。従って、ユーザが行う負荷の
容量に応じた調整作業を完全に廃止することができる。

【０１１８】又、請求項６に記載の発明によれば、請求
項５に記載の発明の効果に加えて、微分回路により実圧
力信号の変化率に対応する微分信号を得ることができる
ため、補償手段を簡単に構成することができる。

【０１１９】又、請求項７に記載の発明によれば、請求
項５に記載の発明の効果に加えて、負荷の容量に応じて
最適な圧力制御を行うことができる補償分信号を容易に
設定することができるため、種々の容量の負荷の圧力制
御を容易に行うことができるる。又、補償手段を既成の
マイコンで容易に構成することができるため、安価に構
成することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 第１の実施の形態の圧力制御弁用圧力制御装
置のブロック線図。

【図２】 補償部の構成を示すブロック図。

【図３】 補償部の回路図。

【図４】 圧力比例制御弁の断面図。

【図５】 ステップ応答特性を示すグラフ。

【図６】 第２の実施の形態の圧力比例制御弁のブロッ
ク線図。

【図７】 マイコン部の制御プログラムのフローチャー
ト。

【図８】 第３の実施の形態の圧力比例制御弁のブロッ
ク線図。

【図９】 圧力比例制御弁の断面図。

【図１０】 各信号及び実圧力のステップ応答特性図。

【図１１】 別例のパイロット圧調整手段の構成図。

【図１２】 同じく構成図。

【図１３】 従来例の圧力比例制御弁の断面図。

【図１４】 同じく断面図。

【図１５】 同じく断面図。

【符号の説明】

１１…主弁を構成する弁体、１８…同じく弁体、２０…
同じくロッド、３０…パイロット圧調整手段としての給
気用電磁弁、３１…同じく排気用電磁弁、３８…第１の
圧力センサ、４１…減算部としての減算器、４３…制御
手段及びパイロット圧制御手段としてのＰＭＷ回路部、
４４…補償手段としての補償部、４５…加算部としての
加算器、４６…微分回路、４７…補正量設定手段として
の時定数設定回路、８１…マイコン部、８４…補正量設
定手段としてのＭＰＵ、８５…記憶部としてのＲＯＭ、
９１…第２の圧力センサ、９２…第１の減算部、９３…
第２の減算部、９４…操作力信号生成部を構成する減算
器、９７…操作力信号生成部を構成する増幅器、９８…
同じく増幅器、１２０…主弁、ＰF …フィードバック
圧、ＰO …実圧力、ＰP …パイロット圧、ＰS …目標圧
力、ＶC …補償圧力信号、ＶF …操作力信号、ＶO …実
圧力信号、ＶPP…パイロット圧検出信号、ＶS…目標圧
力信号、ΔＶ…偏差信号、ΔＶ1 …第１の偏差信号、Δ
Ｖ2 …第２の偏差信号、ΔＶCS…補償分信号。

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 負荷（Ｌ）に供給する実圧力（ＰO ）を
   制御する主弁（１２０）を、実圧力（ＰO ）のフィード
   バック圧（ＰF ）との圧力対向により操作するパイロッ
   ト圧（ＰP ）を、目標圧力（ＰS ）に対応する目標圧力
   信号（ＶS ）と実圧力（ＰO ）の検出値である実圧力信
   号（ＶO ）との偏差（ΔＶO ）を小さくするように制御
   して、実圧力（ＰO ）を目標圧力（ＰS ）に制御するよ
   うにした圧力比例制御弁における圧力制御方法におい
   て、 実圧力（ＰO ）が目標圧力（ＰS ）に制御された時点
   で、パイロット圧（ＰP）が目標圧力（ＰS ）に対する
   フィードバック圧（ＰF ）に均衡する圧力に制御される
   ように、実圧力信号（ＶO ）を補償するようにした圧力
   比例制御弁における圧力制御方法。
2. 【請求項２】 負荷（Ｌ）に供給する実圧力（ＰO ）を
   制御する主弁（１２０）を、実圧力（ＰO ）のフィード
   バック圧（ＰF ）との圧力対向により操作するパイロッ
   ト圧（ＰP ）を、目標圧力（ＰS ）に対応する目標圧力
   信号（ＶS ）と実圧力（ＰO ）の検出値である実圧力信
   号（ＶO ）との偏差（ΔＶO ）を小さくするように制御
   して、実圧力（ＰO ）を目標圧力（ＰS ）に制御するよ
   うにした圧力比例制御弁における圧力制御方法におい
   て、 前記実圧力信号（ＶO ）の変化率と、負荷（Ｌ）の容量
   に応じて予め設定された補正量（ＣＲ）との積に比例し
   た補償分信号（ΔＶCS）を生成し、この補償分信号（Δ
   ＶCS）を実圧力信号（ＰO ）に加算して補償圧力信号
   （ＶC ）を生成し、目標圧力信号（ＶS ）と補償圧力信
   号（ＶC ）との偏差に基づいてパイロット圧（ＰP ）を
   制御するようにした圧力比例制御弁における圧力制御方
   法。
3. 【請求項３】 実圧力信号（ＶO ）の変化率に基づき、
   補正量（ＣＲ）を負荷（Ｌ）の容量に応じて変更するよ
   うにした請求項２に記載の圧力比例制御弁における圧力
   制御方法。
4. 【請求項４】 負荷（Ｌ）に供給する実圧力（ＰO ）を
   制御する主弁（１２０）を、実圧力（ＰO ）のフィード
   バック圧（ＰF ）との圧力対向により操作するパイロッ
   ト圧（ＰP ）を、目標圧力（ＰS ）に対応する目標圧力
   信号（ＶS ）と実圧力（ＰO ）の検出値である実圧力信
   号（ＶO ）との偏差（ΔＶO ）を小さくするように制御
   して、実圧力（ＰO ）を目標圧力（ＰS ）に制御するよ
   うにした圧力比例制御弁における圧力制御方法におい
   て、 前記目標圧力信号（ＶS ）と実圧力信号（Ｖ）との偏差
   である第１の偏差信号（ΔＶ1 ）を求めるとともに、パ
   イロット圧（ＰP ）の検出値であるパイロット圧力検出
   信号（ＶPP）と前記実圧力信号（ＶO ）とから操作力に
   対応する操作力信号（ＶF ）を求め、前記第１の偏差信
   号（ΔＶ1 ）と操作力信号（ＶF ）との偏差である第２
   の偏差信号（ΔＶ2 ）を求め、この第２の偏差信号（Δ
   Ｖ2 ）を小さくするようにパイロット圧（ＰP ）を制御
   するようにした圧力比例制御弁における圧力制御方法。
5. 【請求項５】 実圧力（ＰO ）を検出して、実圧力（Ｐ
   O ）に対応する実圧力信号（ＶO ）を出力する圧力セン
   サ（３８）と、 パイロット圧（ＰP ）を調整するパイロット圧調整手段
   （３０，３１）と、 目標圧力（ＰS ）に対応する目標圧力信号（ＶS ）と、
   前記実圧力信号（ＶO）とを入力し、目標圧力信号（ＶS
   ）と実圧力信号（ＶO ）との偏差信号（ΔＶ）を求め
   る減算部（４１）と、 前記偏差信号（ΔＶ）が小さくなるように前記パイロッ
   ト圧調整手段（３０，３１）を制御する制御手段（４
   ３）とを備えた圧力比例制御弁において、 前記実圧力信号（ＶO ）の変化率と、負荷（Ｌ）の容量
   に応じて予め設定されている補正量（ＣＲ）との積に比
   例する補償分信号（ΔＶCS）を出力する補償手段（４
   ４）と、 前記補償分信号（ΔＶCS）を圧力検出信号（ＶO ）に加
   算して補償圧力信号（ＶC ）を生成し、この補償圧力信
   号（ＶC ）を前記減算部（４１）に出力する加算部（４
   ５）とを備え、 前記減算部（４１）は目標圧力信号（ＶS ）から補償圧
   力信号（ＶC ）を減じて偏差信号（ΔＶ）を求めるよう
   にした圧力比例制御弁。
6. 【請求項６】 補償手段（４４）は、 実圧力信号（ＶO ）を微分してその変化率に比例する微
   分信号を出力する微分回路（４６）と、 前記微分手段（４６）が出力する微分信号に補正量（Ｃ
   Ｒ）を乗じた補償分信号（ΔＶCS）を生成する補償分信
   号生成手段（４６）と、 実圧力信号（ＶO ）の変化率に基づいて前記補正量（Ｃ
   Ｒ）を予め負荷（Ｌ）の容量に応じた設定された値に変
   更する補正量変更手段（４７）とからなる請求項５に記
   載の圧力比例制御弁。
7. 【請求項７】 補償手段（４４）は、 実圧力信号（ＶO ）を微分してその変化率に比例する微
   分信号を出力する微分回路（４６）と、 前記微分手段が出力する微分信号に、負荷の容量に応じ
   て予め設定される補正量を乗じた補償分信号（ΔＶCS）
   を生成するマイコン部（８１）とからなり、 マイコン部（８１）は、複数の異なる実圧力信号（ＶO
   ）の変化率と各変化率に対して予め設定された補正量
   とからなる補正量データを記憶する記憶部（８５）と、
   予め入力される試験圧力信号（ＶI ）に対して得られる
   実圧力信号（ＶO）の変化率を求め、この求めた変化率
   に対応する補正量を前記補正量データから求める補正量
   設定手段（８４）とを備えているものである請求項５に
   記載の圧力比例制御弁。
8. 【請求項８】 パイロット圧（ＰP ）と実圧力（ＰO ）
   の対向関係により生成される操作力にて駆動され、実圧
   力（ＰO ）を制御する主弁（１２０）と、 実圧力（ＰO ）を検出して、実圧力（ＰO ）に対応する
   実圧力信号（ＶO ）を出力する第１の圧力センサ（３
   ８）と、 パイロット圧（ＰP ）を調整するパイロット圧調整手段
   （３０，３１）とを備え、 目標圧力（ＰS ）に対応した目標圧力信号（ＶS ）と実
   圧力信号（ＶO ）とに基づいてパイロット圧調整手段
   （３０，３１）を駆動してパイロット圧（ＰP ）を制御
   して主弁（１２０）を操作し、実圧力（ＰO ）を目標圧
   力（ＰS ）に制御する圧力比例制御弁において、 パイロット圧（ＰP ）を検出して、パイロット圧（ＰP
   ）に対応するパイロット圧検出信号（ＶPP）を出力す
   る第２の圧力センサ（９１）と、 実圧力信号（ＶO ）とパイロット圧検出信号（ＶPP）と
   から主弁（１２０）に作用する操作力に対応する操作力
   信号（ＶF ）を生成する操作力信号生成部（９４，９
   ７，９８）と、 目標圧力信号（ＶS ）と実圧力信号（ＶO ）との第１の
   偏差信号（ΔＶ1 ）を生成する第１の減算部（９２）
   と、 第１の偏差信号（ΔＶ1 ）と操作力信号（ＶF ）との第
   ２の偏差信号（ΔＶ2）を生成する第２の減算部（９
   ３）と、 第２の偏差信号（ΔＶ2 ）に基づいて前記パイロット圧
   調整手段（３０，３１）を制御するパイロット圧制御手
   段（４３）とを備えた圧力比例制御弁。