JP2019183727A - インバータ駆動液圧装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ハンチングの起きにくい制御が可能なインバータ駆動液圧装置を提供する。【解決手段】インバータ駆動油圧装置１０は、斜板式可変容量形ピストンポンプ１１と、可変速モータ１２と、インバータ制御装置１３と、圧力センサー１４と、コントローラ１５とで主に構成されている。斜板式可変容量形ピストンポンプ１１には圧力調整コンペンセータ１８を備える圧力調整機構１６が内蔵されており、該斜板式可変容量形ピストンポンプ１１の吐出圧力が圧力調整機構１６に内蔵された圧力調整コンペンセーター１８で設定されてカットオフ開始圧力に達するとばね部材１７の弾発力に対抗し吐出圧力で制御され、吐出流量は圧力調整機構１６によって機械的に制御されるようになっている。【選択図】図１

Description

本発明は、液圧装置に関し、さらに詳細には圧力液体を供給する可変容量形液圧ポンプを電動モータにより駆動するインバータ駆動液圧装置に関する。

従来、この種のインバータ駆動液圧装置は、特許文献１に示すように、可変容量ポンプの吐出圧力が、予め設定したポンプカットオフ開始圧力よりも低い場合には、圧力と予め設定した圧力−回転数条件から算出した回転数でモータを駆動し、ポンプカットオフ開始圧力よりも高い場合には、インバータ装置から得られるモータ負荷率（トルク）−回転数
数条件から算出した回転数に切り換えてモータを駆動することで、振動（ハンチング）のない安定した回転数制御ができることが、本出願人によって提案されている（例えば、特許文献１参照。）。

特開２００８−２３２０４５号公報

しかしながら、特許文献１は、ポンプカットオフ開始圧力を予め設定しておく必要があるため、ポンプ設定圧力を変更した場合には、改めてポンプカットオフ開始圧力をコントローラに設定し直す必要がある。また、ポンプ設定圧力を外部から任意に変更ができる可変容量ポンプの場合、ポンプカットオフ開始圧力が外部設定によって変わってしまうため、特許文献１の方法では対応できない。
そこで、本発明では、ポンプカットオフ開始圧力を予め設定しておかなくても、ポンプ吐出圧力がポンプカットオフ開始圧力より低い場合は、圧力と予め設定した圧力−回転数条件から算出した回転数でモータを駆動し、ポンプカットオフ開始圧力よりも高い場合には、インバータ装置から得られるモータ負荷率−回転数条件から算出した回転数に切り換えてモータを駆動することで、振動（ハンチング）のない安定した回転数制御ができるインバータ駆動液圧装置を提供するものである。

上記の課題を達成するために、請求項１記載の発明は、
圧力調整機構を有する可変容量形油圧ポンプと、
前記可変容量形油圧ポンプを駆動する可変速モータと、
前記可変速モータを駆動するインバータ装置と、
前記可変容量形油圧ポンプの吐出圧力を検出する圧力検出手段と、
前記圧力検出手段により検出された検出圧力信号と、
前記可変容量形油圧ポンプのポンプ容量可変機構部の斜板の位置を検出する斜板位置検出手段と、
前記斜板位置検出手段で検出された斜板位置情報により、
前記検出圧力信号と予め設定した「吐出圧力−回転数」条件から算出した回転数、および前記インバータ装置から得られる検出トルクと予め設定した「トルク−回転数」条件から算出した回転数のいずれか一方を、該インバータ装置に指令するコントローラと、
を備え、
前記コントローラは、前記検出圧力信号と前記予め設定した「吐出圧力−回転数」条件との関係から算出した回転数と、
前記インバータ装置から得られる検出トルクと前記予め設定した「トルク−回転数」条件との関係から算出した回転数とを、
前記斜板位置情報が、前記ポンプ容量可変機構部が動作していない位置の場合には、前記検出圧力と予め設定した「吐出圧力−回転数」条件との関係から算出した回転数を出力し、前記斜板位置情報がポンプ容量可変機構部が動作している位置の場合には、前記インバータ装置から得られる検出トルクと予め設定した「トルク−回転数」条件との関係から算出した回転数を出力することを特徴とする。

本発明では、ポンプカットオフ開始圧力を予め設定しておかなくても、可変容量ポンプのカットオフ開始状態を検出でき、ポンプ吐出圧力がポンプカットオフ開始圧力より低い場合は圧力−回転数条件から回転数を算出し、高い場合は「トルクー回転数」条件から回転数を算出し、回転数出力を切り換えてモータを駆動することで、振動（ハンチング）のない安定した回転数制御ができる。

本発明の実施の形態に係るインバータ駆動液圧装置を示す全体ブロック図である。 図１のコントローラの構成図である。 図２のコントローラのプログラムである。

本発明に係るインバータ駆動液圧装置について、好適な実施の形態を挙げ、添付の図面を参照しながら、以下、詳細に説明する。
図１は、本発明の実施の形態に係るインバータ駆動液圧装置１０の全体ブロック図を示す。図１に示すようにインバータ駆動液圧装置１０は、基本的には可変容量形油圧ポンプである斜板式可変容量形ピストンポンプ（以下、可変ポンプという）１１と、可変速モータ１２と、インバータ制御装置１３と、圧力検出手段である圧力センサー１４と、斜板位置センサー３０（近接センサー）と、コントローラ１５とで主に構成されている。
可変ポンプ１１には圧力調整機構１６が内蔵されており、該可変ポンプ１１の吐出圧力が圧力調整機構１６に内蔵された圧力調整コンペンセーター１８で設定された圧力より若干低い圧力、すなわちカットオフ開始圧力に達するとばね部材１７の弾発力に対抗し吐出圧力で制御され、吐出流量は圧力調整機構１６によって機械的に制御されるようになっている。
図２に示すように、コントローラ１５は、ＲＯＭ２1と、ＲＡＭ２２と、ＣＰＵ２３と、アナログ信号入力部２４、２５と、スイッチ入力部３２と、アナログ信号出力部２６とを、備える。

コントローラ１５においては、ＲＯＭ２１に記憶されて図３に示すプログラムに従ってＣＰＵ２３が圧力センサー１４により検出された検出圧力信号２７を読み取るアナログ信号入力部２４及びインバータ制御装置１３により検出された可変速モータ１２の検出トルク（モータトルク）信号２８を読み取るアナログ信号入力部２５と、斜板位置センサー信号３１を読み取るスイッチ入力部３２とから、それぞれ検出圧力信号２７と、検出トルク信号２８と、斜板位置センサー信号３１とを読み取り、回転数指令を算出してアナログ信号出力部２６を介して回転数指令信号２９を出力する。
斜板位置センサー３０の出力は、斜板（図示しない）が最大傾斜時、すなわちポンプ容量可変機構部が動作していない場合にＯＮ，斜板が最大傾斜時ではない、すなわち、ポンプ容量可変機構部が動作している可変制御時にＯＦＦになる。

図３によりコントローラ１５のプログラムについて説明する。インバータ駆動液圧装置１０を作動後、ステップ１で圧力センサー１４により検出された検出圧力信号２７と、インバータ制御装置１３により検出された検出トルク信号２８と、斜板位置センサー信号３１とを、読み込む。
ステップ２で可変ポンプ１１の斜板位置センサー３０の出力がＯＦＦの場合、すなわち、「ＹＥＳ」の場合にはＲＯＭ２１に設定された「トルク−回転数」条件から検出トルクＴに対応する回転数指令を算出し、該回転数指令を回転数指令信号２９としてインバータ制御装置１３に出力し、以下ステップ１から作動を繰り返す。
一方、斜板位置センサー３０の出力がＯＮの場合、すなわち、「ＮＯ」の場合にはＲＯＭ２１に設定された「吐出圧力−回転数」条件から検出圧力Ｐに対応する回転数指令を算出し、該回転数指令信号２９をインバータ制御装置１３に出力し、以下、ステップ１から作動を繰り返す。

以上、説明したように本発明によれば、ポンプカットオフ開始圧力を予め設定しておかなくても、検出圧力信号と予め設定した「吐出圧力−回転数」条件との関係から算出した回転数と、インバータ装置から得られる検出トルクと予め設定した「トルクー回転数」条件との関係から算出した回転数とを切り換えて出力することにより、ハンチングの起きにくい制御が可能なインバータ駆動液圧装置を提供することができる。

１０ インバータ駆動液圧装置 １１ 斜板式可変容量形ピストンポンプ
１２ 可変速モータ １３ インバータ制御装置
１４ 圧力センサー １５ コントローラ
１６ 圧力調整機機構 １７ ばね部材
１８ 圧力調整コンペンセーター ２１ ＲＯＭ
２２ ＲＡＭ ２３ ＣＰＵ
２４、２５ アナログ信号入力部 ２６ アナログ信号出力部
２７ 圧力検出信号 ２８ 検出トルク信号
２９ 回転数指令信号 ３０ 斜板位置センサー（近接センサー）
３１ 斜板位置センサー信号 ３２ スイッチ入力部

Claims (1)

1. 圧力調整機構を有する可変容量形油圧ポンプと、
   前記可変容量形油圧ポンプを駆動する可変速モータと、
   前記可変速モータを駆動するインバータ装置と、
   前記可変容量形油圧ポンプの吐出圧力を検出する圧力検出手段と、
   前記検出手段により検出された検出圧力信号と、
   前記可変容量形油圧ポンプのポンプ容量可変機構部の斜板の位置を検出する斜板位置検出手段と、
   前記斜板位置検出手段で検出された斜板位置情報により、
   前記検出圧力信号と予め設定した「吐出圧力−回転数」条件から算出した回転数、および前記インバータ装置から得られる検出トルクと予め設定した「トルクー回転数」条件から算出した回転数のいずれか一方を、該インバータ装置に指令するコントローラと、
   を備え、
   前記コントローラは、前記検出圧力信号と前記予め設定した「吐出圧力−回転数」条件との関係から算出した回転数と、
   前記インバータ装置から得られる検出トルクと前記予め設定した「トルク−回転数」条件との関係から算出した回転数とを、
   前記斜板位置情報が、前記ポンプ容量可変機構部が動作していない位置の場合には、前記検出圧力と予め設定した「吐出圧力−回転数」条件との関係から算出した回転数を出力し、前記斜板位置情報がポンプ容量可変機構部が動作している位置の場合には、前記インバータ装置から得られる検出トルクと予め設定した「トルクー回転数」条件との関係から算出した回転数を出力することを特徴とするインバータ駆動液圧装置。

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