JP2000297762A - 油圧ポンプの出力制御装置 - Google Patents

油圧ポンプの出力制御装置

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JP2000297762A
JP2000297762A JP11104919A JP10491999A JP2000297762A JP 2000297762 A JP2000297762 A JP 2000297762A JP 11104919 A JP11104919 A JP 11104919A JP 10491999 A JP10491999 A JP 10491999A JP 2000297762 A JP2000297762 A JP 2000297762A
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JP
Japan
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hydraulic pump
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hydraulic
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JP11104919A
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English (en)
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Atsushi Masuzawa
淳 増沢
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Caterpillar Japan Ltd
Caterpillar Mitsubishi Ltd
Original Assignee
Caterpillar Mitsubishi Ltd
Shin Caterpillar Mitsubishi Ltd
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 油圧ポンプの出力性能が低下したときに、自
動的に出力調整できるようにする。 【解決手段】 油圧ポンプのレギュレータを制御する制
御部8に、油圧ポンプの定格出力と実際の最大出力実値
との偏差が許容偏差よりも大きいと判断される場合に、
最大出力実値を増加させる制御指令を出力する出力補正
手段を設けた。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、油圧ショベル等の
作業用機械に設けられる油圧ポンプの出力制御装置の技
術分野に属するものである。
【0002】
【従来の技術】一般に、油圧ショベル等の作業用機械に
は、油圧シリンダ、油圧モータ等の各種油圧アクチュエ
ータや、これら油圧アクチュエータに圧油を供給するた
めの油圧ポンプ等の油圧機器が設けられるが、これら油
圧機器は、長時間の稼働に伴い摩耗等により次第に性能
が低下してくる。そして、例えばポンプ性能が低下した
場合にはパワー不足となって、作業能率が低下すること
になるが、この様な性能低下の時期や程度は、作業用機
械の稼働時間、作業現場の状況等により大きく異なる。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】ところで、ポンプ性能
が低下した場合、調整等のメンテナンスによりポンプ性
能を元状態までアップさせる必要があるが、該メンテナ
ンスが必要な時期は、前述したように作業用機械の稼働
時間、作業現場の状況等により大きく異なるだけでな
く、ポンプ性能の低下は徐々に行われるためオペレータ
がこれに気付くのが遅れてしまう場合もある。この様な
場合には、調整等のメンテナンスをしないまま作業が行
われることになるが、このような状況ではパワー不足の
ため作業能率が低下してしまうという問題があり、ここ
に本発明が解決しようとする課題があった。
【0004】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記の如き実
情に鑑み、これらの課題を解決することを目的として創
作されたものであって、可変容量型の油圧ポンプと、該
油圧ポンプの容量可変手段と、該容量可変手段を制御す
るための制御部と、油圧ポンプからの圧油供給により作
動するアクチュエータとを備えてなる作業用機械におい
て、前記制御部に、油圧ポンプの出力を検出する出力検
出手段からの入力信号に基づいて油圧ポンプの実際の最
大出力実値を求め、該最大出力実値と、予め設定された
油圧ポンプの出力設定値とを比較し、これら両値の差が
予め設定される許容範囲よりも大きいと判断される場合
に、油圧ポンプの最大出力実値を出力設定値に近づける
べく容量可変手段に制御指令を出力する出力補正手段を
設けたものである。そして、この様にすることにより、
油圧ポンプは、出力設定値を保持できるように自動的に
補正されることになって、油圧ポンプの出力不足により
作業能率が低下してしまうような不具合を回避できると
共に、出力調整のメンテナンスのために稼働停止させる
必要もなくなって、生産性が向上する。このものにおい
て、出力検出手段は、油圧ポンプの吐出圧力を検出する
圧力検出手段、および油圧ポンプの吐出流量を検出する
流量検出手段を用いて構成することができる。また、出
力補正手段は、アクチュエータの操作状態を検出する操
作検出手段からの信号を入力し、該入力信号に基づいて
油圧ポンプに最大出力の指令がだされている状態である
か否かを判断し、該最大出力指令がだされている状態で
あると判断されるときに最大出力実値を求めるように設
定することができる。
【0005】
【発明の実施の形態】次に、本発明の実施の形態を図面
に基づいて説明する。まず、図1に本実施の形態におけ
る作業用機械の油圧システムの概略を示すが、該図1に
おいて、1はエンジンにより駆動する油圧ポンプ、2a
〜2nは該油圧ポンプ1からの圧油供給により作動する
複数の油圧アクチュエータ、3a〜3nはこれら油圧ア
クチュエータ2a〜2nをそれぞれ作動させるための操
作具、4a〜4nは各操作具3a〜3nの操作に基づい
てそれぞれパイロット圧を出力するパイロットバルブ、
5はこれらパイロットバルブ4a〜4nから出力される
パイロット圧により切換えられて油圧アクチュエータ2
a〜2nへの圧油供給制御を行う切換弁等が組込まれた
コントロールバルブ、6は油タンクである。
【0006】前記油圧ポンプ1は、本実施の形態では流
量制御機構1aの傾転角度に基づいてポンプ流量が変化
する容量可変式のポンプを用いて構成されている。ま
た、7は前記流量制御機構1aの傾転角度を制御するレ
ギュレータ(本発明の容量可変手段に相当する)であっ
て、該レギュレータ7は、操作具3a〜3nの操作量に
基づいてポンプ流量の増減制御を行うと共に、後述する
制御部8からの制御指令に基づいて作動する電磁比例減
圧弁9からの信号圧を受けて油圧ポンプ1の最大出力を
制御する出力制御、および該最大出力を補正する出力補
正制御を行う。尚、図中、10は前記電磁比例減圧弁9
およびパイロットバルブ4a〜4nに圧油を供給するパ
イロットポンプである。
【0007】また、11は油圧ポンプ1の吐出圧力を検
出するポンプ用圧力センサ、12は油圧ポンプ1の吐出
流量を検出する流量計であって、これら圧力センサ11
および流量計12は、油圧ポンプ1からコントロールバ
ルブ5に至る油路に配設される。さらに、13a〜13
nは前記パイロットバルブ4a〜4nから出力されるパ
イロット圧をそれぞれ検出するパイロット用圧力センサ
であって、これらパイロット用圧力センサ13a〜13
nは、パイロットバルブ4a〜4nからコントロールバ
ルブ5に至るパイロット油路に配設される。
【0008】一方、前記制御部8は、マイクロコンピュ
ータ等を用いて構成されるものであるが、このものは、
前記ポンプ用圧力センサ11、流量計12、およびパイ
ロット用圧力センサ13a〜13n等からの検出信号を
入力し、該入力信号に基づいて前記電磁比例減圧弁9に
制御指令を出力する。この制御部8における油圧ポンプ
1の出力補正制御について、図2のブロック図に基づい
て説明すると、制御部8のメモリー14には、予め設定
される油圧ポンプ1の定格出力(本発明の出力設定値に
相当する)Wが入力されている。そしてまず制御部8
は、出力判断部15において、パイロット用圧力センサ
13a〜13nから入力される検出信号に基づき、油圧
ポンプ1に最大出力の指令がだされている状態であるか
否かを判断する。この場合、例えば作業用機械が図3に
示す油圧ショベル19であるとすると、ブーム20、ア
ーム21、バケット22が連動操作されている場合、あ
るいはこれらのうちの二つが連動操作されている等に、
油圧ポンプ1が最大出力指令状態であると判断される。
さらに制御部8は、前記出力判断部15で油圧ポンプ1
が最大出力指令状態であると判断された場合に、出力演
算部16において、ポンプ用圧力センサ11および流量
計12からの検出信号に基づき、現在の最大出力実値W
を演算する。この最大出力実値Wの演算は、ポンプ用圧
力センサ11で検出された圧力Pに流量計12で検出さ
れた流量Qを乗じることで求められる(W=P×Q)。
次いで制御部8は、偏差演算部17において、前記メモ
リー14に入力されている定格出力Wと出力演算部1
6で演算された最大出力実値Wとの偏差ΔWを演算する
(ΔW=W−W)。そして、前記偏差演算部17で演
算された偏差ΔWが、予め設定された許容偏差ΔW
りも大きい(ΔW>ΔW)場合に、制御部8は、前記
電磁比例減圧弁9に対し、油圧ポンプ1の最大出力を定
格出力Wまで増加させるための信号圧をレギュレータ
7に出力するよう出力補正制御指令を出力する。また制
御部8は、前記出力補正制御指令が所定時間以上継続し
て出力された場合に、油圧ポンプ1の出力補正が有効に
なされておらず出力が低下したままであると判断して、
モニターやブザー等の警告手段17に報知指令を出力し
てオペレータに報知する。尚、上記制御部8における出
力補正制御は、作業用機械の稼働中に常時行うように構
成することもできるが、例えば所定稼働時間毎に行うよ
うに構成しても良い。
【0009】叙述の如く構成されたものにおいて、作業
用機械に設けられた油圧アクチュエータ2a〜2nは、
油圧ポンプ1からの圧油供給により作動するが、該油圧
ポンプ1の出力性能が摩耗等により低下した場合には、
制御部8から電磁比例減圧弁9に対し出力補正制御指令
が出力され、これにより電磁比例減圧弁9から最大出力
を定格出力Wまで増加させるための信号圧がレギュレ
ータ7に出力されることになる。
【0010】この結果、油圧ポンプ1は、定格出力W
を保持できるよう自動的に補正されることになって、油
圧ポンプ1の出力不足により作業能率が低下してしまう
ような不具合を回避できると共に、出力調整のメンテナ
ンスのために稼働停止させる必要もなくなって、生産性
が向上する。さらにこのものにおいて、制御部8から出
力補正制御指令が出力されても油圧ポンプ1の出力が増
加しない場合には、警告手段18によりオペレータに報
知される構成となっているため、油圧ポンプ1の出力が
低下したままであって修理等のメンテナンスが必要であ
ることをオペレータが確実に認識できる。
【0011】また、上記油圧ポンプ1の出力補正制御を
採用することにより、同一機種の個々の作業用機械のポ
ンプ出力性能のバラツキを抑えて均一化を計ることもで
きる。つまり、作業用機械には多数の油圧機器が搭載さ
れており、そしてこれら油圧機器の一つ一つのバラツキ
は公差内であっても、作業用機械全体となると公差が蓄
積されて大きなバラツキが生じる。このため、同一機種
の作業用機械であっても、ポンプ出力性能は個々の作業
用機械でバラツキがあるが、前述した油圧ポンプ1の出
力補正制御を採用することにより、油圧ポンプの実際の
最大出力実値Wが予め入力された定格出力Wとなるよ
うに補正されるため、何れの作業用機械においても油圧
ポンプ1は定格出力Wを出力することになり、而して
同一機種の個々の作業用機械のポンプ出力性能の均一化
が計れ、製品のバラツキを低減できてメーカーやユーザ
ーにとってメリットがある。
【図面の簡単な説明】
【図1】油圧システムを示す概略図である。
【図2】制御部における出力補正制御の制御手順を示す
ブロック図である。
【図3】油圧ショベルの斜視図である。
【符号の説明】
1 油圧ポンプ 2a〜2n 油圧アクチュエータ 7 レギュレータ 8 制御部 11 ポンプ用圧力センサ 12 流量計 13a〜13n パイロット用圧力センサ
フロントページの続き Fターム(参考) 2D003 AA01 AB05 BA02 BA06 BA07 BB02 BB03 CA02 DA03 DA04 DB02 DB08 FA02 3H045 AA04 AA10 AA12 AA24 AA33 BA19 BA31 CA03 CA06 CA29 DA25 EA33 3H089 AA90 BB15 BB17 CC01 CC08 DA03 DB32 EE15 EE22 EE36 FF02 FF06 FF07 GG02 JJ02

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 可変容量型の油圧ポンプと、該油圧ポン
    プの容量可変手段と、該容量可変手段を制御するための
    制御部と、油圧ポンプからの圧油供給により作動するア
    クチュエータとを備えてなる作業用機械において、 前記制御部に、 油圧ポンプの出力を検出する出力検出手段からの入力信
    号に基づいて油圧ポンプの実際の最大出力実値を求め、
    該最大出力実値と、予め設定された油圧ポンプの出力設
    定値とを比較し、これら両値の差が予め設定される許容
    範囲よりも大きいと判断される場合に、油圧ポンプの最
    大出力実値を出力設定値に近づけるべく容量可変手段に
    制御指令を出力する出力補正手段を設けた油圧ポンプの
    出力制御装置。
  2. 【請求項2】 請求項1において、出力検出手段は、油
    圧ポンプの吐出圧力を検出する圧力検出手段、および油
    圧ポンプの吐出流量を検出する流量検出手段を用いて構
    成される油圧ポンプの出力制御装置。
  3. 【請求項3】 請求項1または2において、出力補正手
    段は、アクチュエータの操作状態を検出する操作検出手
    段からの信号を入力し、該入力信号に基づいて油圧ポン
    プに最大出力の指令がだされている状態であるか否かを
    判断し、該最大出力指令がだされている状態であると判
    断されるときに最大出力実値を求めるように設定されて
    いる油圧ポンプの出力制御装置。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102015219990A1 (de) * 2015-10-15 2017-04-20 Zf Friedrichshafen Ag Verfahren zum Betreiben einer Pumpenanordnung mit einer Verstellpumpe
WO2021117832A1 (ja) * 2019-12-13 2021-06-17 コベルコ建機株式会社 作業機械におけるパラメータ変更システム、パラメータ変更方法、および、パラメータ変更プログラム

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Effective date: 20060704