JP2001280256A - ポンプ制御方法およびポンプ制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 負荷圧力の急変に対するエンジン回転数の変
化を低減するポンプ制御装置を提供する。 【解決手段】 エンジン13により駆動する可変容量型の
メインポンプ11は、吐出流量を可変制御する容量制御手
段35を備えている。エンジン回転数検出器44により検出
したエンジン回転数と、ポンプ吐出圧力検出器42により
検出したメインポンプ11からのポンプ吐出圧力とに応じ
て、コントローラ45から出力した信号により電磁比例減
圧弁46から出力されるパワーシフト圧力を制御する。こ
のパワーシフト圧力を容量制御手段35のレギュレータ制
御弁39に導き、レギュレータ37によりメインポンプ11の
斜板36の傾転角を制御して、ポンプ吐出圧力−吐出流量
特性を最適なものにシフト制御する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、可変容量型ポンプ
を制御するポンプ制御方法およびポンプ装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】特開平１０−２２０３５９号公報に示さ
れるように、油圧ショベルなどの建設機械の可変容量型
ポンプの制御装置として、エンジン回転数を検出するエ
ンジン回転数検出器からの信号を受けて、予めエンジン
回転数に対して段階的に連続し、かつエンジン定格点で
交差するポンプ吸収トルクを設定し、エンジン回転数の
増減に対応してポンプ吸収トルクを演算し、その演算結
果に基づいてポンプ吸収トルクを所定値にして可変容量
型ポンプのレギュレータを調整するようにレギュレータ
制御弁へ指令を出力するものがある。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】このように、従来はエ
ンジン回転数を検出してポンプ吸収トルクを演算し、可
変容量型ポンプのレギュレータを調整するようにしてい
るから、負荷圧力の急変に対してエンジン回転数の変化
が大きくなる問題がある。

【０００４】本発明は、このような点に鑑みなされたも
ので、負荷圧力の急変に対するエンジン回転速度の変化
を低減するポンプ制御方法およびポンプ制御装置を提供
することを目的とするものである。

【０００５】

【課題を解決するための手段】請求項１に記載された発
明は、エンジン回転速度を検出し、エンジンにより駆動
されポンプ吐出流量を可変制御する容量制御手段を備え
た可変容量型ポンプからのポンプ吐出圧力を検出し、エ
ンジン回転速度およびポンプ吐出圧力に応じたパワーシ
フト圧力を容量制御手段に導き可変容量型ポンプのポン
プ吐出圧力−吐出流量特性を最適なものにシフト制御す
るポンプ制御方法であり、可変容量型ポンプからのポン
プ吐出圧力を検出して容量制御手段を制御する制御信号
としたことにより、負荷圧力の急変に対するエンジン回
転速度の変化を低減する。

【０００６】請求項２に記載された発明は、エンジン回
転速度を検出し、エンジンにより駆動されポンプ吐出流
量を可変制御する容量制御手段を備えた可変容量型ポン
プからのポンプ吐出圧力を検出し、可変容量型ポンプか
ら負荷に供給される作動流体を制御するコントロール弁
の中立状態および微操作状態により発生するネガティブ
コントロール圧力を容量制御手段へ導いてポンプ吐出流
量を最小に制御し、ポンプ吐出圧力を容量制御手段に導
きエンジンから可変容量型ポンプに供給されるポンプ馬
力を一定に制御し、エンジン回転速度およびポンプ吐出
圧力に応じたパワーシフト圧力を容量制御手段に導き可
変容量型ポンプのポンプ吐出圧力−吐出流量特性を最適
なものにシフト制御するポンプ制御方法であり、コント
ロール弁の中立状態および微操作状態により発生するネ
ガティブコントロール圧力を容量制御手段へ導いてポン
プ吐出流量を最小に制御し、さらに、ネガティブコント
ロール圧力が低下すると、ポンプ吐出圧力を容量制御手
段に導きエンジンから可変容量型ポンプに供給されるポ
ンプ馬力を一定に制御し、また、エンジン回転速度およ
びポンプ吐出圧力に応じたパワーシフト圧力を容量制御
手段に導きポンプ吐出圧力−吐出流量特性を最適なもの
にシフト制御することで、負荷圧力の急変に対するエン
ジン回転速度の変化を低減する。

【０００７】請求項３に記載された発明は、エンジンに
より駆動される可変容量型ポンプの吐出流量を可変制御
する容量制御手段と、エンジン回転速度を検出するエン
ジン回転速度検出手段と、可変容量型ポンプからのポン
プ吐出圧力を検出するポンプ吐出圧力検出手段と、エン
ジン回転速度およびポンプ吐出圧力に応じたパワーシフ
ト圧力を容量制御手段に導き可変容量型ポンプのポンプ
吐出圧力−吐出流量特性を最適なものにシフト制御する
パワーシフト制御手段とを具備したポンプ制御装置であ
り、ポンプ吐出圧力検出手段により可変容量型ポンプか
らのポンプ吐出圧力を検出して、容量制御手段を制御す
る制御信号としてパワーシフト制御手段に取入れること
により、負荷圧力の急変に対するエンジン回転速度の変
化を低減する。

【０００８】請求項４に記載された発明は、エンジンに
より駆動される可変容量型ポンプの吐出流量を可変制御
する容量制御手段と、エンジン回転速度を検出するエン
ジン回転速度検出手段と、可変容量型ポンプからのポン
プ吐出圧力を検出するポンプ吐出圧力検出手段と、エン
ジン回転速度およびポンプ吐出圧力に応じたパワーシフ
ト圧力を容量制御手段に導き可変容量型ポンプのポンプ
吐出圧力−吐出流量特性を最適なものにシフト制御する
パワーシフト制御手段と、ポンプ吐出圧力を容量制御手
段に導きエンジンから可変容量型ポンプに供給されるポ
ンプ馬力を一定に制御する定馬力制御手段と、可変容量
型ポンプから負荷に供給される作動流体を制御するコン
トロール弁の中立状態および微操作状態により発生する
ネガティブコントロール圧力を容量制御手段へ導いてポ
ンプ吐出流量を最小に制御するネガティブ制御手段とを
具備したポンプ制御装置であり、ネガティブ制御手段に
より、コントロール弁の中立状態および微操作状態によ
り発生するネガティブコントロール圧力を容量制御手段
へ導いてポンプ吐出流量を最小に制御し、さらに、ネガ
ティブコントロール圧力が低下すると、定馬力制御手段
により、ポンプ吐出圧力を容量制御手段に導きエンジン
から可変容量型ポンプに供給されるポンプ馬力を一定に
制御し、また、パワーシフト制御手段により、エンジン
回転速度およびポンプ吐出圧力に応じたパワーシフト圧
力を容量制御手段に導きポンプ吐出圧力−吐出流量特性
を最適なものにシフト制御することで、負荷圧力の急変
に対するエンジン回転速度の変化を低減する。

【０００９】請求項５に記載された発明は、請求項３ま
たは４記載のポンプ制御装置における容量制御手段が、
ポンプ吐出流量を可変調整する斜板と、斜板の傾転角を
制御する流体圧アクチュエータ型の機械式レギュレータ
とを備え、機械式レギュレータは、斜板の傾転角を増加
させる方向のバネ力を受けて動作するピストンと、ピス
トンをバネ力に抗する流体圧により斜板の傾転角を減少
させる方向に制御するパイロット操作型のレギュレータ
制御弁とを具備したポンプ制御装置であり、ネガティブ
制御手段、定馬力制御手段、パワーシフト制御手段から
の信号圧力をパイロット操作型のレギュレータ制御弁に
導くと、このレギュレータ制御弁により機械式レギュレ
ータのピストンを精度良くストローク制御できるから、
既存の機械式レギュレータをそのまま活用する。

【００１０】請求項６に記載された発明は、請求項５記
載のポンプ制御装置におけるパワーシフト制御手段が、
エンジン回転速度およびポンプ吐出圧力に応じたパワー
シフト圧力を演算するコントローラと、コントローラか
ら出力された電気信号に応じて容量制御手段のレギュレ
ータ制御弁に入力されるパイロット圧力を制御する電磁
比例動作弁とを具備したポンプ制御装置であり、コント
ローラからの電気信号に応じて作動する電磁比例動作弁
によりレギュレータ制御弁を希望通りに制御して、既存
の機械式レギュレータであってもポンプ吐出圧力−吐出
流量特性を理想的なものに制御する。

【００１１】

【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施の形態を図
面を参照しながら説明する。

【００１２】図１は油圧ショベルの油圧回路を示す。油
圧ショベル（図示せず）は、下部走行体上の上部旋回体
に、左右の各走行用油圧モータ、旋回用油圧モータおよ
びフロント作業機の各油圧シリンダに作動油を供給する
一対の可変容量型ポンプとしてのメインポンプ11と、制
御用のパイロット圧力を供給するパイロットポンプ12
と、これらのメインポンプ11およびパイロットポンプ12
を駆動するエンジン13と、油圧回路の作動油を収容する
タンク14とがそれぞれ搭載されている。

【００１３】さらに、この油圧ショベルは、左右の各走
行用油圧モータ、旋回用油圧モータおよびフロント作業
機の各油圧シリンダの動作を制御する油圧回路を備えて
いる。

【００１４】この油圧回路は、一対のメインポンプ11か
ら左右の各走行用油圧モータ、旋回用油圧モータおよび
フロント作業機の各油圧シリンダに供給される作動油を
方向制御および流量制御するコントロール弁15と、この
コントロール弁15をパイロットポンプ12から供給された
パイロット油圧により遠隔操作するパイロット弁（以
下、このパイロット弁を「リモコン弁16」という）と、
これらを配管接続する油圧通路とを備えている。

【００１５】コントロール弁15は、作動油を方向制御お
よび流量制御する種々のステム（スプール）を有し、左
側の走行用油圧モータを制御するための左走行制御用ス
テム21と、右側の走行用油圧モータを制御するための右
走行制御用ステム22と、旋回用油圧モータを制御するた
めの旋回制御用ステム23と、ブーム用油圧シリンダを制
御するためのブーム制御用第１ステム24および第２ステ
ム25と、スティック用油圧シリンダを制御するためのス
ティック制御用第１ステム26および第２ステム27と、バ
ケット用油圧シリンダを制御するためのバケット制御用
ステム28と、バケットに代えてスティックの先端部に装
着されたアタッチメントを制御するためのアタッチメン
ト制御用ステム29とが、２つのメインポンプ11に対応す
る２つのグループにバランス良く配置されている。な
お、一方のメインポンプ11のみから左走行制御用ステム
21および右走行制御用ステム22のみに作動油を供給して
左右の走行用油圧モータを等速で駆動することにより直
進走行を図る直進制御用ステム30も設けられている。

【００１６】前記リモコン弁16は、一部のみを図示する
が、油圧ショベルのキャブ内のオペレータにより操作レ
バーで手動操作され、パイロットポンプ12からパイロッ
ト圧力通路31を経て供給されたパイロット圧油を減圧制
御して、コントロール弁15の各ステムの端部の圧力室に
供給する減圧弁32を有している。なお、パイロット圧力
通路31には、フィルタユニット33とともに、パイロット
圧力を設定圧力に保つリリーフ弁34が設けられている。

【００１７】前記一対のメインポンプ11は、ポンプ吐出
流量を可変制御する容量制御手段35を備えており、この
容量制御手段35は、傾転角に応じてポンプ押除け容積を
制御してポンプ吐出流量を可変調整する斜板36と、斜板
36の傾転角を制御する流体圧アクチュエータ型の機械式
レギュレータ37とをそれぞれ備えている。

【００１８】これらの機械式レギュレータ37は、斜板36
の傾転角を増加させる方向のバネ力を受けて動作するピ
ストン38と、このピストン38をバネ力に抗する流体圧
（油圧）により斜板36の傾転角を減少させる方向に制御
するパイロット操作型のレギュレータ制御弁39とをそれ
ぞれ具備している。これらのレギュレータ制御弁39は、
ピストン38を内蔵したレギュレータ本体に一体的に組込
まれている。

【００１９】各ピストン38の一端には、各メインポンプ
11のポンプ吐出圧力がそれぞれ作用され、各ピストン38
の他端には、バネ力とともに、ポンプ吐出圧力を各レギ
ュレータ制御弁39により制御した制御圧力がそれぞれ作
用される。各斜板36には、傾転角（斜板位置）を検出す
る斜板位置検出器（図示せず）がそれぞれ設けられてい
る。

【００２０】２つのメインポンプ11からの吐出通路に
は、高圧側のポンプ吐出圧力を取出すためのシャトル弁
41を介して、そのポンプ吐出圧力を検出するポンプ吐出
圧力検出手段としてのポンプ吐出圧力検出器42が接続さ
れている。

【００２１】エンジン13は、エンジン回転速度（以下、
このエンジン回転速度を「エンジン回転数」または「エ
ンジンスピード」という）を制御するガバナ43と、エン
ジン回転数を検出するエンジン回転速度検出手段として
のエンジン回転数検出器44とを備えている。エンジン13
の目標回転数は、回転数設定手段としてのアクセルダイ
ヤルや、定格回転数に対しアンダースピードを設定する
アンダースピード設定手段などにより設定する。

【００２２】前記エンジン回転数検出器44およびポンプ
吐出圧力検出器42で検出されたエンジン回転数およびポ
ンプ吐出圧力などに応じたパワーシフト圧力Ｐsをメイ
ンポンプ11の容量制御手段35に導きメインポンプ11のポ
ンプ吐出圧力−吐出流量特性を最適なものにシフト制御
するパワーシフト制御手段として、エンジン回転数およ
びポンプ吐出圧力に応じたパワーシフト圧力Ｐsを演算
するコントローラ45と、このコントローラ45から出力さ
れた電気信号に応じてレギュレータ制御弁39に入力され
るパイロット圧力すなわちパワーシフト圧力Ｐsを制御
する電磁比例動作弁としての電磁比例減圧弁46とが設け
られている。

【００２３】この電磁比例減圧弁46の一次ポートには、
前記パイロット圧力通路31が接続され、２次ポートは、
パワーシフト圧力通路47を経て容量制御手段35における
２つのレギュレータ制御弁39のパイロット圧力導入部48
にそれぞれ連通されている。

【００２４】この電磁比例減圧弁46は、前記リリーフ弁
34により一定に制御されているパイロット圧力を、コン
トローラ45からソレノイド49への電気信号に応じて比例
制御して、レギュレータ制御弁39のパイロット圧力導入
部48に導き、このレギュレータ制御弁39をバネ50に抗し
て変位制御することにより、各機械式レギュレータ37の
ピストン38を精度良くストローク制御し、斜板36を所望
の傾転角度に駆動する。

【００２５】また、メインポンプ11のポンプ吐出圧力を
容量制御手段35のレギュレータ制御弁39に導きエンジン
13からメインポンプ11に供給されるポンプ馬力を一定に
制御する定馬力制御手段として、２つのメインポンプ11
の吐出通路から弁51を介して引出された通路52が、２つ
のレギュレータ制御弁39の別のパイロット圧力導入部53
にそれぞれ連通されている。

【００２６】さらに、メインポンプ11から負荷としての
各種油圧アクチュエータに供給される作動油を制御する
コントロール弁15の中立状態および微操作状態により発
生するネガティブコントロール圧力を容量制御手段35へ
導いてポンプ吐出流量を最小に制御するネガティブ制御
手段として、コントロール弁15の各ステム21〜30が中立
状態および微操作状態にあるとき各ステム21〜30を経て
タンク14に連通可能な２つのグループのセンタバイパス
通路54であって、タンク14に連通したタンク通路55との
境界部分に、リリーフ弁56とともに絞り57がそれぞれ設
けられ、これらの絞り57の上流側から引出されたネガテ
ィブコントロール通路58が、２つのレギュレータ制御弁
39のさらに別のパイロット圧力導入部59にそれぞれ連通
されている。各ネガティブコントロール通路58には、ネ
ガティブコントロール圧力を検出するための圧力検出器
60がそれぞれ設けられ、これらの圧力検出器60は前記コ
ントローラ45にそれぞれ接続されている。

【００２７】このように、前記機械式レギュレータ37
は、既存のものをそのまま活用して、ネガティブ制御手
段、定馬力制御手段、パワーシフト制御手段からの信号
圧力をパイロット操作型のレギュレータ制御弁39に導
き、このレギュレータ制御弁39により機械式レギュレー
タ37のピストン38を作動して斜板36の傾転角を制御し、
斜板36の傾転角に応じてポンプ押除け容積を制御する。

【００２８】また、各種検出器（センサ）は、前記ポン
プ吐出圧力検出器42、エンジン回転数検出器44、前記斜
板位置検出器などに加えて、操作レバーの操作量を検出
する操作量検出器、メインポンプ11からのポンプ吐出流
量を検出する流量検出器、油圧アクチュエータの負荷圧
力を検出する負荷圧力検出器なども必要に応じて設置
し、これらの検出器の出力は、制御情報信号としてコン
トローラ45に入力される。

【００２９】次に、このコントローラ45の内容を説明す
る。

【００３０】図２に示されるように、ポンプ制御系を大
別すると、油圧回路制御部61と、エンジンスピード制御
部62と、メインポンプ制御部63との３つのモジュールを
備えている。

【００３１】前記油圧回路制御部61は、作動油の油温信
号ТEMPと、油圧ショベルのフロント作業機用および旋
回用ジョイスティックの操作有無を検出するためのイン
プリメントスイッチからの検出信号SWimと、走行用トラ
ベルレバーの操作有無を検出するためのトラベルスイッ
チからの検出信号SWtrとにより、油圧回路が要求する要
求流量Ｑを演算する。

【００３２】前記エンジンスピード制御部62は、制御ス
テータス決定部64と、アンダースピード制御トルク演算
部65と、エンスト防止トルク演算部66と、メインポンプ
許容トルク演算部67とを備えており、パワーモードPM、
ワークモードWM、アクセルダイヤルにより設定されるエ
ンジン設定回転数Ｎac、エンジン回転数検出器44により
検出されたエンジン回転数Ｎ、シャトル弁41により高圧
側を選択されてポンプ吐出圧力検出器42により検出され
たポンプ吐出圧力Ｐpなどに基づき、メインポンプ11で
利用可能なトルクの大きさ、すなわちメインポンプ許容
トルクТmpallowを決定する。

【００３３】前記制御ステータス決定部64は、各演算部
65〜67に接続され、エンジンスピードを制御するにあた
って、アクセルダイヤル、エンジン回転数センサなどか
らインプットされた各種信号をもとに、エンスト防止機
能を働かせる必要があるか、あるいはエンジン回転数を
定格回転数付近にキープさせるアンダースピード制御を
働かせる必要があるかなどの、制御ステータスを決定す
る機能を有する。

【００３４】前記アンダースピード制御トルク演算部65
は、図３に示されるように、定格回転数−定格馬力が、
エンジン出力特性におけるガバナにより制御されるガバ
ナ領域と、制御されないラギング領域との境界の不連続
点に位置するから、安定した運転を確保するためにアン
ダースピード量Ｎusを設定し、定格回転数よりこのアン
ダースピード量Ｎusだけ少ないエンジン回転数を目標回
転数とするために、すなわち図３のラギング領域で目標
回転数をアンダースピード量Ｎusだけ左方へ移動するた
めのアンダースピード制御トルクを演算するものであ
り、アクセルダイヤルで設定された設定回転数、および
エンジン回転数検出器44で検出されたエンジン回転数を
入力信号としている。

【００３５】基本的には、このエンジン13のアンダース
ピード制御を実現するために、メインポンプ11のレギュ
レータ37を制御して、エンジン出力トルクからメインポ
ンプ11が（ポンプ吐出圧力）×（ポンプ吐出流量）の形
で吸収する負荷トルク、すなわちポンプ吸収トルクを制
御する。

【００３６】前記エンスト防止トルク演算部66は、エン
ジン回転数検出器44で検出されたエンジン回転数より、
負荷によるエンジン停止を防止するためのエンスト防止
トルクを演算する。

【００３７】そして、前記メインポンプ許容トルク演算
部67は、アクセルダイヤルで設定された加速度トルク
と、アンダースピード制御トルク演算部65から出力され
たアンダースピード制御トルクと、エンスト防止トルク
演算部66から出力されたエンスト防止トルクとに基づい
て、一対のメインポンプ11で利用可能なメインポンプ許
容トルクТmpallowを決定する。

【００３８】このメインポンプ許容トルク演算部67で
は、図４に示されるように、定格回転数のメインポンプ
11で必要とする標準トルクТtに、前記エンスト防止ト
ルク演算部66で演算されたエンスト防止トルクТasを、
加算器71にて加算処理することにより静的トルクТsを
演算し、この静的トルクТsに加速度トルクТacを加算
器72にて加算処理することにより動的トルクТdを演算
し、この動的トルクТdに、前記アンダースピード制御
トルク演算部65で演算されたアンダースピード制御トル
クТusを加算器73にて加算処理することでメインポンプ
許容トルクТmpallowを演算し、このメインポンプ許容
トルクТmpallowを前記メインポンプ制御部63に出力す
る。

【００３９】このメインポンプ制御部63では、図５に示
されるように前記油圧回路制御部61から出力された要求
流量Ｑ（％）を、トルク換算器74により第１折れ点圧
（図６に示されたポンプ吐出圧力−流量特性の第１折れ
点におけるポンプ吐出圧力）を用いてメインポンプ要求
トルクТmpreq（％）に換算して、そのメインポンプ要
求トルクТmpreqをエンジンスピード制御部62に要求す
る。

【００４０】このメインポンプ要求トルクТmpreqは、
メインポンプ11の負荷状況に応じて決定されるポンプ側
から要求されるトルクであり、一方、メインポンプ許容
トルクТmpallow（％）は、エンジン13側の負荷状況に
応じて許容されるトルクであり、そして、これらのメイ
ンポンプ要求トルクТmpreqおよびメインポンプ許容ト
ルクТmpallowのうち低い方のトルクが、メインポンプ1
1により実際に使われたポンプ吸収トルクである。

【００４１】さらに、前記エンジンスピード制御部62よ
り出力されたメインポンプ許容トルクТmpallowと、前
記メインポンプ要求トルクТmpreqとをトルク選択手段7
5に入力して、小さい方のトルクを選択し、すなわちポ
ンプ吸収トルクを求め、そのポンプ吸収トルクを換算器
76により第１折れ点圧に換算し、さらにこの第１折れ点
圧を換算器77によりパワーシフト圧力Ｐsに換算し、さ
らに換算器78により、パワーシフト圧力Ｐsを電磁比例
減圧弁46から出力させるために電磁比例減圧弁46のソレ
ノイド49で必要とするパワーシフト用入力信号（制御電
流）Ｉpsに換算する。

【００４２】したがって、図２に示されるように、この
パワーシフト用入力信号Ｉpsを電磁比例減圧弁46のソレ
ノイド49に入力すると、電磁比例減圧弁46からは、演算
されたレギュレータ制御圧力信号としてのパワーシフト
圧力Ｐsが出力され、このパワーシフト圧力Ｐsによりレ
ギュレータ制御弁39が制御されて、メインポンプ11の斜
板36の傾転角が制御される。

【００４３】このように、従来は、エンジン回転数を検
出してポンプ制御をしていたが、本制御方法は、ポンプ
吐出圧力Ｐp（またはアクチュエータ負荷圧力）も検出
して制御手段に加えることにより、従来と同様の二段バ
ネ使用型の機械式レギュレ一夕37を活用したまま、ポン
プ要求馬力を制御できる。

【００４４】すなわち、前記ポンプ吐出圧力検出器42を
追加して、油圧ショベルのポンプ制御で用いられている
現状の２段バネによるポンプ斜板制御用のレギュレータ
駆動部に対し、ポンプ吐出圧力Ｐpを検出して機械式レ
ギュレータ37のＰ−Ｑ特性を理想的なものとするように
パワーシフト圧力Ｐsを制御することにより、目標制御
トルクと実トルクとの誤差を小さくすることができる。

【００４５】言い換えると、図７に示されるように、定
馬力制御手段では、ポンプ吐出圧力Ｐpとポンプ吐出流
量Ｑとの関係（以下、この関係を「ポンプＰ−Ｑ特性」
という）が特定の定ポンプ馬力曲線上で変化するよう
に、レギュレータ37を制御するが、一方、パワーシフト
制御手段では、コントローラ45により、エンジン目標回
転数とエンジン実回転数との回転数偏差に応じて、修正
すべきポンプ吸収トルクを演算し、対応するパワーシフ
ト用電気信号Ｉpsを出力して電磁比例減圧弁46を制御す
ることによりパワーシフト圧力Ｐsを制御し、ポンプＰ
−Ｑ特性を特定の定ポンプ馬力曲線から他の曲線にシフ
トさせることにより、機械式レギュレータ37で用いられ
ているバネ50の折点を補正し、上記回転数偏差を修正す
る。図７にて、ポンプ馬力を増加させるときは、右上の
定ポンプ馬力曲線へとシフトさせる。

【００４６】次に、上記制御内容をふまえて、図１に示
された実施形態の作用を説明する。

【００４７】コントロール弁15の全ステム21〜30が中立
状態および微操作状態のときは、ネガティブ制御手段に
より、センタバイパス通路54の絞り57の上流側に発生す
るネガティブコントロール圧力を、ネガティブコントロ
ール通路58を経てレギュレータ制御弁39のパイロット圧
力導入部59へ導いて、ポンプ吐出流量が最小となるよう
にレギュレータ37により斜板36を制御する。

【００４８】さらに、ステム21〜30の変位によりネガテ
ィブコントロール圧力が低下すると、定馬力制御手段の
通路52を経てレギュレータ制御弁39のパイロット圧力導
入部53に導かれたポンプ吐出圧力Ｐpによりレギュレー
タ制御弁39を制御し、エンジン13からメインポンプ11に
供給されるポンプ馬力（またはポンプ吸収トルク）が一
定となるように斜板36の傾転角をレギュレータ37により
制御する。すなわち、図７において、ポンプ吐出圧力Ｐ
pが変化するにしたがって、１つの定ポンプ馬力曲線に
沿ってポンプ吐出流量Ｑが変化するように、斜板36の傾
転角がレギュレータ37により制御される。

【００４９】また、検出されたエンジン回転数Ｎおよび
ポンプ吐出圧力Ｐpに応じたパワーシフト圧力Ｐsをコン
トローラ45により演算して、その演算結果の制御信号に
よりパワーシフト制御手段の電磁比例減圧弁46を制御
し、この電磁比例減圧弁46で減圧制御されたパイロット
圧力すなわちパワーシフト圧力Ｐsをレギュレータ制御
弁39のパイロット圧力導入部48に導き、ポンプ吐出圧力
−吐出流量特性を最適なものにシフト制御するように斜
板36をレギュレータ37により制御する。すなわち、図７
において、一の定ポンプ馬力曲線から他の定ポンプ馬力
曲線へとシフトさせる。

【００５０】以上のように、従来は、エンジン回転数Ｎ
を検出してフィードバック制御することで定馬力制御を
行っていたのに対して、本制御装置は、メインポンプ11
からのポンプ吐出圧力Ｐpも検出して、容量制御手段35
を制御する制御情報信号に取入れるようにしたので、負
荷圧力の急変に対してエンジン13の回転数変化を低減で
きる。

【００５１】さらに、高価な制御装置を用いることな
く、システムの大幅な変更もなく、現状のハードウエア
をそのまま用いて、検出したポンプ吐出圧力Ｐpを制御
情報信号として取入れるのみで、コストアップを押さえ
ながら、良好なポンプ制御装置を実現できる。

【００５２】なお、本制御は、斜板式ポンプの制御のみ
ならず、類似機構を有する斜軸式ポンプなどの制御にも
適用可能であることは言うまでもない。

【００５３】

【発明の効果】請求項１記載の発明によれば、エンジン
回転速度およびポンプ吐出圧力に応じたパワーシフト圧
力を容量制御手段に導きポンプ吐出圧力−吐出流量特性
を最適なものにシフト制御するポンプ制御方法であり、
可変容量型ポンプからのポンプ吐出圧力を検出して容量
制御手段を制御する制御信号としたから、負荷圧力の急
変に対するエンジン回転速度の変化を低減でき、安定し
たポンプ制御を実現できる。

【００５４】請求項２記載の発明によれば、コントロー
ル弁の中立状態および微操作状態により発生するネガテ
ィブコントロール圧力を容量制御手段へ導いてポンプ吐
出流量を最小に制御でき、さらに、ネガティブコントロ
ール圧力が低下すると、ポンプ吐出圧力を容量制御手段
に導きエンジンから可変容量型ポンプに供給されるポン
プ馬力を一定に制御でき、また、エンジン回転速度およ
びポンプ吐出圧力に応じたパワーシフト圧力を容量制御
手段に導きポンプ吐出圧力−吐出流量特性を最適なもの
にシフト制御することで、負荷圧力の急変に対するエン
ジン回転速度の変化を低減でき、種々の状況に応じて可
変容量型ポンプの容量制御手段を最適な状態に制御でき
る。

【００５５】請求項３記載の発明によれば、ポンプ吐出
圧力検出手段により可変容量型ポンプからのポンプ吐出
圧力を検出して、容量制御手段を制御する制御信号とし
てパワーシフト制御手段に取入れたから、負荷圧力の急
変に対するエンジン回転速度の変化を低減でき、安定し
たポンプ制御を実現できるとともに、ポンプ吐出圧力を
制御信号として取入れるための変更のみで、現状のハー
ドウエアをさほど変更することなく、すなわちシステム
の大幅な変更もなく、良好なポンプ制御装置を実現でき
る。

【００５６】請求項４記載の発明によれば、ネガティブ
制御手段により、コントロール弁の中立状態および微操
作状態により発生するネガティブコントロール圧力を容
量制御手段へ導いてポンプ吐出流量を最小に制御でき、
さらに、ネガティブコントロール圧力が低下すると、定
馬力制御手段により、ポンプ吐出圧力を容量制御手段に
導きエンジンから可変容量型ポンプに供給されるポンプ
馬力を一定に制御でき、また、パワーシフト制御手段に
より、エンジン回転速度およびポンプ吐出圧力に応じた
パワーシフト圧力を容量制御手段に導きポンプ吐出圧力
−吐出流量特性を最適なものにシフト制御することで、
負荷圧力の急変に対するエンジン回転速度の変化を低減
でき、種々の状況に応じて可変容量型ポンプの容量制御
手段を最適な状態に制御できる。

【００５７】請求項５記載の発明によれば、ネガティブ
制御手段、定馬力制御手段、パワーシフト制御手段から
の信号圧力をパイロット操作型のレギュレータ制御弁に
導くことで、このレギュレータ制御弁により機械式レギ
ュレータのピストンを精度良くストローク制御できるか
ら、既存の機械式レギュレータをそのまま活用して、現
状のハードウエアをさほど変更することなく良好なポン
プ制御装置を実現できる。

【００５８】請求項６記載の発明によれば、コントロー
ラからの電気信号に応じて作動する電磁比例動作弁によ
りレギュレータ制御弁を希望通りに制御して、既存の機
械式レギュレータであってもポンプ吐出圧力−吐出流量
特性を理想的なものに制御できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係るポンプ制御装置の一実施の形態を
示す油圧回路図である。

【図２】同上ポンプ制御装置におけるコントローラの機
能を示すブロック図である。

【図３】同上コントローラにおけるアンダースピード制
御トルク演算部に係るエンジン回転数−出力馬力特性を
示す特性図である。

【図４】同上コントローラにおけるメインポンプ許容ト
ルク演算部の機能を示すブロック図である。

【図５】同上コントローラにおけるメインポンプ制御部
の機能を示すブロック図である。

【図６】同上メインポンプ制御部でのトルク−第１折れ
点圧換算を説明するためのポンプ吐出圧力−流量特性図
である。

【図７】ポンプ吐出圧力−ポンプ吐出流量特性を示す特
性図である。

【符号の説明】

11 可変容量型ポンプとしてのメインポンプ 13 エンジン 15 コントロール弁 35 容量制御手段 36 斜板 37 機械式レギュレータ 38 ピストン 39 レギュレータ制御弁 42 ポンプ吐出圧力検出手段としてのポンプ吐出圧力
検出器 44 エンジン回転速度検出手段としてのエンジン回転
数検出器 45 コントローラ 46 電磁比例動作弁としての電磁比例減圧弁 47 パワーシフト制御手段のパワーシフト圧力通路 52 定馬力制御手段の通路 58 ネガティブ制御手段のネガティブコントロール通
路 Ｎ エンジン回転速度（エンジン回転数） Ｑ ポンプ吐出流量 Ｐp ポンプ吐出圧力 Ｐs パワーシフト圧力

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 秋山 征一 東京都世田谷区用賀四丁目10番１号 新キ ャタピラー三菱株式会社内 Ｆターム(参考） 2D003 AA01 AB05 AB06 BB12 CA04 DA01 DA03 DA04 DB02 DB03 DB04 DC02 3G093 AA10 AA15 AB01 BA02 BA15 CA07 DA01 DA06 DB07 DB09 EA02 EA03 EB06 EB07 EC01 FB01 FB02 3H045 AA04 AA10 AA16 AA24 AA33 AA36 BA15 BA36 CA03 DA09 DA25 DA40 EA13 EA16 EA33

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 エンジン回転速度を検出し、 エンジンにより駆動されポンプ吐出流量を可変制御する
   容量制御手段を備えた可変容量型ポンプからのポンプ吐
   出圧力を検出し、 エンジン回転速度およびポンプ吐出圧力に応じたパワー
   シフト圧力を容量制御手段に導き可変容量型ポンプのポ
   ンプ吐出圧力−吐出流量特性を最適なものにシフト制御
   することを特徴とするポンプ制御方法。
2. 【請求項２】 エンジン回転速度を検出し、 エンジンにより駆動されポンプ吐出流量を可変制御する
   容量制御手段を備えた可変容量型ポンプからのポンプ吐
   出圧力を検出し、 可変容量型ポンプから負荷に供給される作動流体を制御
   するコントロール弁の中立状態および微操作状態により
   発生するネガティブコントロール圧力を容量制御手段へ
   導いてポンプ吐出流量を最小に制御し、 ポンプ吐出圧力を容量制御手段に導きエンジンから可変
   容量型ポンプに供給されるポンプ馬力を一定に制御し、 エンジン回転速度およびポンプ吐出圧力に応じたパワー
   シフト圧力を容量制御手段に導き可変容量型ポンプのポ
   ンプ吐出圧力−吐出流量特性を最適なものにシフト制御
   することを特徴とするポンプ制御方法。
3. 【請求項３】 エンジンにより駆動される可変容量型ポ
   ンプの吐出流量を可変制御する容量制御手段と、 エンジン回転速度を検出するエンジン回転速度検出手段
   と、 可変容量型ポンプからのポンプ吐出圧力を検出するポン
   プ吐出圧力検出手段と、 エンジン回転速度およびポンプ吐出圧力に応じたパワー
   シフト圧力を容量制御手段に導き可変容量型ポンプのポ
   ンプ吐出圧力−吐出流量特性を最適なものにシフト制御
   するパワーシフト制御手段とを具備したことを特徴とす
   るポンプ制御装置。
4. 【請求項４】 エンジンにより駆動される可変容量型ポ
   ンプの吐出流量を可変制御する容量制御手段と、 エンジン回転速度を検出するエンジン回転速度検出手段
   と、 可変容量型ポンプからのポンプ吐出圧力を検出するポン
   プ吐出圧力検出手段と、 エンジン回転速度およびポンプ吐出圧力に応じたパワー
   シフト圧力を容量制御手段に導き可変容量型ポンプのポ
   ンプ吐出圧力−吐出流量特性を最適なものにシフト制御
   するパワーシフト制御手段と、 ポンプ吐出圧力を容量制御手段に導きエンジンから可変
   容量型ポンプに供給されるポンプ馬力を一定に制御する
   定馬力制御手段と、 可変容量型ポンプから負荷に供給される作動流体を制御
   するコントロール弁の中立状態および微操作状態により
   発生するネガティブコントロール圧力を容量制御手段へ
   導いてポンプ吐出流量を最小に制御するネガティブ制御
   手段とを具備したことを特徴とするポンプ制御装置。
5. 【請求項５】 容量制御手段は、 ポンプ吐出流量を可変調整する斜板と、 斜板の傾転角を制御する流体圧アクチュエータ型の機械
   式レギュレータとを備え、 機械式レギュレータは、 斜板の傾転角を増加させる方向のバネ力を受けて動作す
   るピストンと、 ピストンをバネ力に抗する流体圧により斜板の傾転角を
   減少させる方向に制御するパイロット操作型のレギュレ
   ータ制御弁とを具備したことを特徴とする請求項３また
   は４記載のポンプ制御装置。
6. 【請求項６】 パワーシフト制御手段は、 エンジン回転速度およびポンプ吐出圧力に応じたパワー
   シフト圧力を演算するコントローラと、 コントローラから出力された電気信号に応じて容量制御
   手段のレギュレータ制御弁に入力されるパイロット圧力
   を制御する電磁比例動作弁とを具備したことを特徴とす
   る請求項５記載のポンプ制御装置。