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公開番号2025036358
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-03-14
出願番号2024148162
出願日2024-08-30
発明の名称動的試験システムの油圧アクチュエータの速度制御
出願人イリノイトゥールワークスインコーポレイティド
代理人個人,個人,個人,個人
主分類F15B 19/00 20060101AFI20250306BHJP(流体圧アクチュエータ;水力学または空気力学一般)
要約【課題】動的試験システムの試験ステーションの油圧アクチュエータを制御する方法、及び本方法を実行するように構成された試験ステーションに関する。
【解決手段】流量制御回路は、流量減衰信号に基づいて第1の状態及び第2の状態のうちの一方に設定される。流量制御回路が第1の状態にあるときに、差動信号がアクチュエータ指令信号として制御弁132に送られる。流量制御回路が第2の状態にあるときに、減衰化差動信号がアクチュエータ指令信号として制御弁に送られる。アクチュエータ指令信号に基づいて作動流体流の流量及び方向が制御される。減衰化差動信号に対応する流量は、差動信号に対応する流量よりも小さい。
【選択図】図2
特許請求の範囲【請求項１】
動的試験システムの試験ステーションの油圧アクチュエータを制御する方法であって、前記試験ステーションは、
作動流体流を使用して試験対象の作動を駆動するように構成された油圧アクチュエータと、
制御弁と、
作動センサと、
試験コントローラーと、
アクチュエータコントローラーと、
流量制御回路と、
を備えており、
該方法は、
前記作動センサを使用して前記作動のパラメーターを示すフィードバック信号を生成することと、
前記試験コントローラーを使用して試験プログラムに基づいて所望の作動を示す基準信号を生成することと、
前記アクチュエータコントローラーを使用して前記基準信号と前記フィードバック信号との間の差に基づいて差動信号を生成することと、
流量減衰信号に基づいて前記流量制御回路を第１の状態及び第２の状態のうちの一方に設定することと、
前記流量制御回路を使用して前記制御弁にアクチュエータ指令信号を送ることであって、
前記流量制御回路が前記第１の状態にあるときに、前記差動信号を前記アクチュエータ指令信号として前記制御弁に送ることと、
前記流量制御回路が前記第２の状態にあるときに、減衰化差動信号を前記アクチュエータ指令信号として前記制御弁に送ることと、
を含むことと、
前記アクチュエータ指令信号に基づいて前記作動流体流の流量及び方向を制御することと、
を含み、
前記減衰化差動信号に対応する前記流量は、前記差動信号に対応する前記流量よりも小さい、方法。
続きを表示（約 2,000 文字）【請求項２】
前記減衰化差動信号に対応する前記流量は非ゼロの流量であり、１つの実施形態では、前記非ゼロの流量は、差動信号に対応する前記流量の約２０％未満であり、更なる実施形態では、前記非ゼロの流量は、前記作動を駆動する前記油圧アクチュエータのアクチュエータロッドの移動を約１５ミリメートル／秒未満に限定する、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記減衰化差動信号に対応する前記流量は実質的にゼロであり、前記作動を駆動するアクチュエータロッドの位置を実質的に固定する、請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記油圧アクチュエータは、
シリンダーと、
前記シリンダー内に収容されたピストンを備えたアクチュエータロッドと、
を備えており、
前記ピストン及び前記アクチュエータロッドの前記シリンダーに対する移動が、前記作動を駆動し、
前記制御弁は、
ハウジングであって、
高圧作動流体の供給部に接続された入口ポートと、
低圧戻りリザーバに接続された出口ポートと、
前記シリンダーの内部及び前記ピストンによって形成された第１の作動容積に接続された第１のポートと、
前記シリンダーの内部及び前記ピストンによって形成された第２の作動容積に接続された第２のポートと、
を含む、ハウジングと、
前記ハウジング内に収容された弁本体であって、前記入口ポートで受け取った前記作動流体流を、前記第１のポート及び前記第２のポートのうちの一方、又は前記第１のポート及び前記第２のポート以外に導く位置を有しており、前記作動流体流の流量を制御する、弁本体と、
前記アクチュエータ指令信号に基づいて前記弁本体の位置を調整するように構成された弁本体駆動部と、
を備える、請求項１～３のいずれか一項に記載の方法。
【請求項５】
前記弁本体駆動部は、サーボ又はソレノイドを備えており、
前記弁本体は、スプール又はピストンを備えている、請求項４に記載の方法。
【請求項６】
前記作動は、前記試験対象の移動を含み、
前記作動センサは、変位センサを含み、
前記フィードバック信号は、前記試験対象の変位又は移動を示す、請求項１～５のいずれか一項に記載の方法。
【請求項７】
前記作動は、前記試験対象に対する力を含み、
前記作動センサは、ロードセルを含み、
前記フィードバック信号は、前記試験対象に加えられた力を示す、請求項１～５のいずれか一項に記載の方法。
【請求項８】
前記試験コントローラーを使用して前記流量減衰信号を生成することを含む、及び／又は、前記流量制御回路を使用して前記減衰化差動信号を形成するように前記差動信号を減衰させることを更に含む、請求項１～７のいずれか一項に記載の方法。
【請求項９】
動的試験システムの試験ステーションであって、
作動流体流を使用して試験対象の作動を駆動するように構成された油圧アクチュエータと、
アクチュエータ指令信号に応答して、前記作動流体流の流量及び方向並びに前記作動を制御するように構成された制御弁と、
前記作動のパラメーターを示すフィードバック信号を生成するように構成された作動センサと、
試験プログラムに基づいて所望の作動に対応する基準信号を生成するように構成された試験コントローラーと、
前記基準信号と前記フィードバック信号との間の差に基づいて差動信号を生成するように構成されたアクチュエータコントローラーと、
流量制御回路であって、前記流量制御回路が前記差動信号を前記アクチュエータ指令信号として前記制御弁に送るように構成されている第１の状態と、前記流量制御回路が減衰化差動信号を前記アクチュエータ指令信号として前記制御弁に送るように構成されている第２の状態とを有している、流量制御回路と、
を備えており、
前記流量制御回路は、流量減衰信号に応答して、前記第１の状態から前記第２の状態に遷移し、
前記減衰化差動信号に対応する前記流量は、前記差動信号に対応する前記流量よりも小さい、試験ステーション。
【請求項１０】
前記減衰化差動信号に対応する前記流量は非ゼロの流量であり、１つの実施形態では、前記非ゼロの流量は、差動信号に対応する前記流量の約２０％未満であり、更なる実施形態では、前記非ゼロの流量は、前記作動を駆動する前記油圧アクチュエータのアクチュエータロッドの移動を約１５ミリメートル／秒未満に限定する、請求項９に記載の試験ステーション。
（【請求項１１】以降は省略されています）
発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
［関連出願の相互参照］
本願は、２０２３年８月３１日に出願された米国仮特許出願第６３／５３５９１０号に基づき、その利益を主張するものであり、その内容は、引用することによりその全体が本明細書の一部をなす。
続きを表示（約 1,600 文字）【０００２】
本開示の実施形態は、一般に、動的試験システムの試験ステーション、より具体的には、試験ステーションの油圧アクチュエータの速度制御に関する。
【背景技術】
【０００３】
MTS Systems Corporation社によって開発された動的試験システム等の動的試験システムは、油圧アクチュエータを使用して試験対象に負荷及び変位を加えることによって様々な試験を行う試験ステーションを備える。試験ステーションは、例えば、シミュレートされた運転状況を移動車両に適用する車両試験ステーション、又はシミュレートされた地震活動を建物に適用する建物試験ステーションを含み得る。
【０００４】
試験ステーションのアクチュエータは、作動流体流によって駆動される。各アクチュエータによって実行される作動は、アクチュエータを通る作動流体流の流量及び方向を規制する制御弁（例えば、比例制御弁）を使用して実行される。
【０００５】
安全上の理由から、試験の実行中に作業者が試験ステーションに入ることは一般に阻止される。試験ステーションへの作動流体の高圧流を制御する入口安全弁は、試験ステーション及びそのアクチュエータへの作動流体の流量を限定する低流量状態に置かれ得る。その結果、安全弁が低流量状態にあるとき、アクチュエータが移動する速度は大きく低減され、作業者が試験ステーションに安全に入り、例えば、アクチュエータによって実行される試験作動を検査することが可能となり得る。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
このような入口安全弁では、本質的にシステム内の圧力降下が避けられない。これらの圧力降下は、作動流体のより高い加圧を通じて通常動作中に克服されなければならず、エネルギー効率の低下をもたらす。さらに、このような入口安全弁は、一般に、所望よりも高速で駆動されるアクチュエータから単一の安全レイヤしか提供しない。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本開示の実施の形態は、動的試験システムの試験ステーションの油圧アクチュエータを制御する方法、及び本方法を実行するように構成された試験ステーションに関する。本方法は、作動流体流を使用して試験対象の作動を駆動するように構成された油圧アクチュエータと、制御弁と、作動センサと、試験コントローラーと、アクチュエータコントローラーと、流量制御回路とを備える試験ステーションにおいて実施される。本方法において、作動のパラメーターを示すフィードバック信号が作動センサを使用して生成される。試験プログラムに基づく所望の作動を示す基準信号が試験コントローラーを使用して生成される。基準信号とフィードバック信号との間の差に基づく差動信号がアクチュエータコントローラーを使用して生成される。流量制御回路は、流量減衰信号に基づいて第１の状態及び第２の状態のうちの一方に設定される。流量制御回路が第１の状態にあるとき、差動信号がアクチュエータ指令信号として制御弁に送られる。流量制御回路が第２の状態にあるとき、減衰化差動信号がアクチュエータ指令信号として制御弁に送られる。作動流体流の流量及び方向がアクチュエータ指令信号に基づいて制御される。減衰化差動信号に対応する流量は、差動信号に対応する流量よりも小さい。
【０００８】
本方法のいくつかの実施の形態では、減衰化差動信号に対応する流量は非ゼロの流量である。
【０００９】
本方法のいくつかの実施の形態では、非ゼロの流量は、差動信号に対応する流量の約２０％未満である。
【００１０】
本方法のいくつかの実施の形態では、非ゼロの流量は、作動を駆動する油圧アクチュエータのアクチュエータロッドの移動を約１５ミリメートル／秒未満に限定する。
（【００１１】以降は省略されています）

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