JP2014009607A - 馬力制限装置及び馬力制限方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 馬力制限コントローラ7は、油圧ポンプユニット102に対して馬力制限された吐出流量を指令する馬力制限後の流量指令値Qcに基づいて、圧力センサ5により検出された吐出圧力Pを補償するための補償値Pfを出力するPFC9と、PFC9により出力された補償値Pfによる補償後の吐出圧力P’及び予め設定された油圧ポンプユニット102の馬力制限値Wmに基づいて、油圧ポンプユニット102の吐出流量の制限値Qmを演算する流量制限値演算部11と、流量制限値演算部11により演算された流量制限値Qm及び油圧ポンプユニット102の吐出流量を指令する流量指令値Qdに基づいて、馬力制限後の流量指令値Qcを出力する流量制限部12を備える。
【選択図】図2
Description
W=P・Q/(60・η)・・・(9)
ところで、油圧アクチュエータの動作環境によっては、過大な負荷により油圧アクチュエータが一時的に停止してしまうような場合がある。このような場合は、油圧ポンプの吐出圧力が高くなり、ポンプの出力は増大する。その結果、ポンプの動力源にかかる負荷もまた増大し、モータではトリップを起こし、エンジンであればエンジンストップを起こしてしまう。
Qm=(60・η) Wm/P・・・(10)
そして、ポンプの吐出流量を指令する流量指令値を、流量制限値Qm[L/min]より小さくして、ポンプの吐出流量を制限することで行われる(例えば、特許文献1を参照)。
図1は、本発明の実施の形態1に係る馬力制限装置を用いた油圧駆動システムの概略的な構成を示すブロック図である。油圧駆動システム100は、油圧ポンプ1、油圧ポンプ1の動力源としてのモータ2、油圧アクチュエータ3、制御弁4、圧力センサ5、操作器6、馬力制限コントローラ7、レギュレータ8を備える。ここで、圧力センサ5及び馬力制限コントローラ7が馬力制限装置101を構成する。また、油圧ポンプ1、モータ2、及びレギュレータ8が油圧ポンプユニット102を構成する。なお、以下では、馬力制限された流量指令値を含んだ指令信号がレギュレータ8に入力されることによって油圧ポンプ1の吐出流量が制御される構成を例示するが、例えば、当該指令信号がモータ2に入力されることによって油圧ポンプ1の吐出流量が制御されるよう構成されてもよい(その他の実施の形態参照)。
ここでηはポンプの効率であり、馬力制限値Wm[kW]は、例えば予め馬力制限コントローラ7内部の図示しない記憶部に記憶されている。
次に、PFC9を用いた本実施の形態に係る馬力制限の効果を比較例と対比して説明する。まず、従来技術で採用される馬力制限を第1の比較例として説明する。
Qm=(60・η) Wm/P・・・(7)
そして、馬力実績値Wが馬力制限値Wmを超えると、油圧ポンプの吐出流量を指令する流量指令値を、流量制限値Qm[L/min]に制限して、油圧ポンプの吐出流量を制限し、それにより、油圧ポンプの馬力を制限する。
次に、PFC9を用いた本実施の形態に係る馬力制限の効果を第2の比較例と対比して説明する。第2の比較例は、第1の比較例において補償回路を備えるよう構成されている。
次に、PFC9を用いた本実施の形態に係る馬力制限の効果を第3比較例と対比して説明する。第3比較例は、PFCを馬力のフィードバック制御に適用した馬力制限の構成について説明する。
次に、本発明の実施の形態2について、図13を用いて説明する。尚、実施の形態1と共通する構成の説明は省略し、相違する構成についてのみ説明する。
上記各実施の形態においては、PFC9は、定数ゲインと、2次ハイパスフィルタ及び1次ローパスフィルタを有する帯域通過フィルタとで構成されたが、これに限られるものではない。流量指令に対する油圧ポンプの吐出圧力の応答遅れを補償することができる構成であれば、PFC9は、例えば定数ゲインと、その他の帯域通過フィルタにより構成されてもよいし、定数ゲインのみで構成されてもよい。
2 モータ
3 油圧アクチュエータ
4 制御弁
5 圧力センサ
6 操作器
7、70 馬力制限コントローラ
8 レギュレータ
9 PFC(並列フィードフォワード補償器)
10 加算器
11 流量制限値演算部
12 流量制限部
13 加減算器
20 油路
100 油圧駆動システム
101 馬力制限装置
102 油圧ポンプユニット
Claims (6)
- 油圧ポンプユニットの吐出圧力を検出する圧力検出器と、
前記油圧ポンプユニットに対して馬力制限された吐出流量を指令する馬力制限後流量指令に基づいて、前記圧力検出器により検出された吐出圧力を補償するための補償値を出力する並列フィードフォワード補償器と、
前記並列フィードフォワード補償器により出力された補償値による補償後の吐出圧力及び予め設定された前記油圧ポンプユニットの馬力制限値に基づいて、前記油圧ポンプユニットの吐出流量の制限値を演算する流量制限値演算部と、
前記流量制限値演算部により演算された流量制限値及び前記油圧ポンプユニットの吐出流量を指令する流量指令に基づいて、前記馬力制限後流量指令を前記油圧ポンプユニットに出力する流量制限部と、
を備える馬力制限装置。 - 前記並列フィードフォワード補償器は、定数ゲインと帯域通過フィルタのいずれか一方又はその両方により構成される、請求項1に記載の馬力制限装置。
- 前記並列フィードフォワード補償器への入力は、前記油圧ポンプユニットに対する流量指令から、操作器からの流量指令値を減算することにより構成される請求項1又は請求項2に記載の馬力制限装置。
- 油圧ポンプユニットの吐出圧力を検出することと、
前記油圧ポンプユニットに対して馬力制限された吐出流量を指令する馬力制限後流量指令に基づいて、前記検出された吐出圧力を補償するための補償値を出力することと、
前記出力された補償値による補償後の吐出圧力及び予め設定された前記油圧ポンプユニットの馬力制限値に基づいて、前記油圧ポンプユニットの吐出流量の制限値を演算することと、
前記演算された流量制限値及び前記油圧ポンプユニットの吐出流量を指令する流量指令に基づいて、前記馬力制限後流量指令を前記油圧ポンプユニットに出力することと、
を備える馬力制限方法。 - 前記補償値を出力することは、定数ゲインと帯域通過フィルタのいずれか一方又はその両方により構成された並列フィードフォワード補償器により出力することである、請求項4に記載の馬力制限方法。
- 前記並列フィードフォワード補償器への入力は、油圧ポンプユニットに対する流量指令から、操作器からの流量指令値を減算することである、請求項4又は請求項5に記載の馬力制限方法。
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