JP2816674B2 - 油圧ポンプ制御装置 - Google Patents
油圧ポンプ制御装置Info
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Description
【発明の詳細な説明】
（産業上の利用分野）
本発明は、原動機で駆動される油圧ポンプの制御装置
に関し、特に原動機の回転数制御と油圧ポンプの入力馬
力制御とを同時に行うことにより省燃費化を可能にした
油圧ポンプ制御装置に関する。 （従来の技術） 従来、内燃機関等の原動機によって駆動される油圧ポ
ンプの制御は、油圧ポンプの可変吐出量機構を使用した
可変レギュレータに対する馬力セットにより行われてい
た。 すなわち、可変レギュレータに所望の馬力をセット
し、可変レギュレータは、このセットされた馬力を保持
するように油圧ポンプの可変吐出量機構、すなわち斜板
角を制御していた。 （発明が解決しようとする問題点） ところで、このような従来の油圧ポンプの制御におい
て、例えば、油圧ポンプの吐出流量Ｑ（流量／時間）を
大きくする場合を考えると、この油圧ポンプの吐出流量
Ｑは斜板角と原動機の回転数の積で決定されるので、そ
の結果原動機の回転数を大きくすることになる。 ところで、原動機として内燃機関を用いた場合、その
回転数Ne（rpm）とその出力馬力Ｐとの関係は第６図の
特性図に示すように、出力馬力Piを出力し得る回転数と
してNe1とこれより低い回転数Ne2とが存在することが知
られている。 一方、斜板を用いた可変流量形の油圧ポンプは斜板角
が大きいほど入力トルクに対する出力トルク（吐出圧力
×１回転当たりの吐出量）が高効率であることが知られ
ている。 しかしながら、従来の可変レギュレータの用いた油圧
ポンプの制御では、油圧ポンプの吐出流量Ｑを大きくす
る場合には、原動機の回転数を大きくすることにより行
われるため、その結果、摩擦等による損失が増加したう
え、燃費も増加するという問題が生じた。 そこで、本発明は、必要とする吐出流量を確保しなが
らできるだけ原動機の回転数を低下させることにより省
燃費化を可能にした油圧ポンプ制御装置を提供すること
を目的とする。 （問題点を解決するための手段） 上記目的を達成するため本発明は、 一定馬力を保持し得る回転数域を有する原動機によっ
て駆動される可変容量形油圧ポンプを制御する油圧ポン
プ制御装置において、 入力トルク指令および前記可変容量形油圧ポンプの吐
出圧力に基づき前記可変容量形油圧ポンプの斜板角を制
御して該可変容量形油圧ポンプの入力トルクを制限する
可変レギュレータと、 前記原動機の回転数を検出する回転数検出手段と、 前記可変容量形油圧ポンプの斜板角を検出する斜板角
検出手段と、 初期状態において前記原動機を前記一定馬力を保持し
得る回転数域の最大回転数で駆動し、前記斜板角検出手
段で検出した前記可変容量形油圧ポンプの斜板角が予め
設定された該斜板角の最大値より小さい場合は、前記原
動機の回転数を前記原動機を前記一定馬力を保持し得る
回転数域の範囲内で徐々に低下させるとともに前記原動
機の回転数に応じて前記入力トルク指令を制御して前記
可変レギュレータにより前記可変容量形油圧ポンプの斜
板角を該斜板角の最大角度まで大きくし、前記可変容量
形油圧ポンプの斜板角が前記予め設定された該斜板角の
最大値に達した時点で前記原動機の回転数の低下を停止
させる制御手段と を具備することを特徴とする。 ここで、前記制御手段は、 前記回転数域の回転数の最大値が初期セットされ、所
定の内部変数Ncを発生する内部変数発生手段と、 前記斜板角検出手段で検出された前記可変容量形油圧
ポンプの斜板角Dmが予め設定した前記斜板角の最大値よ
り小さい場合は前記内部変数発生手段から発生される内
部変数Ncを順次減少させ、前記回転数検出手段で検出さ
れた前記原動機の回転数Neから前記内部変数発生手段か
ら発生される内部変数Ncを減算した値（Ne−Nc）が予め
設定された所定値より大きくなった場合は前記内部変数
発生手段から発生される内部変数Ncを順次増加させる内
部変数増減制御手段と、 前記内部変数発生手段から発生された内部変数Ncを前
記回転数域の回転数の最大値と最小値の間の値に制限し
て出力するリミッタ手段と、 前記リミッタ手段の出力に基づき前記制限された内部
変数に対応する関数値ｉφ（Nc）を出力する関数値発生
手段と、 前記関数値ｉφ（Nc）と前記値（Ne−Nc）に所定の値
Ｋを乗算した値とを加算した値｛ｉφ（Nc）＋Ｋ（Ne−
Nc）｝を前記入力トルク指令として出力する入力トルク
指令出力手段と を具備して構成することができる。 （作用） 本発明では、一定馬力を保持し得る回転数域を有する
原動機によって駆動され、可変レギュレータを有する可
変容量形油圧ポンプを制御する油圧ポンプ制御装置を対
象にする。 そして、制御手段は、初期状態において前記原動機を
前記一定馬力を保持し得る回転数域の最大回転数で駆動
し、前記斜板角検出手段で検出した前記可変容量形油圧
ポンプの斜板角が予め設定された該斜板角の最大値より
小さい場合は、前記原動機の回転数を前記原動機を前記
一定馬力を保持し得る回転数域の範囲内で徐々に低下さ
せるとともに前記原動機の回転数に応じて前記入力トル
ク指令を制御して前記可変レギュレータにより前記可変
容量形油圧ポンプの斜板角を該斜板角の最大角度まで大
きくし、前記可変容量形油圧ポンプの斜板角が前記予め
設定された該斜板角の最大値に達した時点で前記原動機
の回転数の低下を停止させるように制御する。 このような構成によると、可変容量形油圧ポンプの駆
動状態において、その斜板角がその最大値より小さい場
合は、原動機の回転数が小さくなり、可変容量形油圧ポ
ンプの入力トルク、すなわち吸収トルクは大きくなり、
その結果、原動機の出力トルクとマッチングする原動機
の回転数は低下し、可変容量形油圧ポンプの入力トルク
は可変容量形油圧ポンプの負荷圧力が大きくなる前より
も大きな値となり、また、可変容量形油圧ポンプの斜板
角はその最大値側に変化し、その結果可変容量形油圧ポ
ンプの出力トルク効率はよくなる。 また、可変レギュレータの作動により可変容量形油圧
ポンプの斜板角がその最大値になると、可変容量形油圧
ポンプの入力トルク、すなわち吸収トルクは入力トルク
指令値より小さくなるので、原動機の回転数は上昇し、
可変容量形油圧ポンプの入力トルクは維持されるように
制御される。 このような制御により、原動機の回転数制御と可変容
量形油圧ポンプの入力馬力制御とを動的に行うことがで
き、必要とする吐出流量を確保しながらできるだけ原動
機の回転数を低下させることが可能になり、摩擦等によ
る損失が減少し、かつ可変容量形油圧ポンプはその斜板
角が大きい領域で動作するようになるので、そのトルク
効率がよくなり、省燃費化を可能にした油圧ポンプ制御
装置を提供することができる。 （実施例） 第１図は、本発明の油圧ポンプ制御装置の一実施例を
示すブロック図であり、１は第２図に示すような一定馬
力を保持し得る定馬力回転数域を有する内燃機関、２は
内燃機関１の回転数Neを検出する回転数検出器、３は斜
板角によって吐出流量Ｑを可変できる可変流量形の油圧
ポンプ、４は制御回路６から出力される入力トルク指令
ｉおよび油圧ポンプ３の吐出圧力Ｐに基づき油圧ポンプ
３の斜板角θｉを制御する可変レギュレータ、５は油圧
ポンプ３の斜板角θｉを検出する斜板角検出器、６は内
燃機関１の定馬力回転域において油圧ポンプ３の斜板角
θｉを可変制御するための入力トルク指令ｉを発生する
制御回路である。なお、後述する説明から明らかになる
ように、制御回路６は、内燃機関１の回転数Neを制御す
る回転数指令値Ncも発生するように構成されており、内
燃機関１の回転数Neはこの制御回路から発生される回転
数指令値Ncによって制御される。 第３図は、図１に示した制御回路６の詳細構成を示す
ブロック図であり、第４図（ａ）に示す内燃機関１の定
馬力回転数域の最大回転数Neaと最小回転数Necの範囲に
おいて変化する内燃機関１に対する回転数指令値内部変
数Ncを発生する回転数指令発生部60と、回転数指令発生
部60から発生された回転数指令値Ncをその最大値Ncmax
（Neaに対応）と最小値Ncmin（Necに対応）との間に規
制するリミッタ61と、リミッタ61で規制された回転数指
令値Ncをパラメータとして回転数指令値Ncが大きくなる
に従って減少する傾向の値ｉφを発生する関数発生器62
と、斜板角検出器５の出力信号θｉと斜板角の最大値θ
maxとを比較し、θｉ＜θmaxならばNcの減少指令DNを発
生する比較器63と、回転数検出器２の出力信号Neと回転
数指令値Ncとの偏差（Ne−Nc）を求める演算器64と、偏
差（Ne−Nc）が設定値SDより大きくなったならばNcの増
加指令UPを出力する比較器65と、偏差（Ne−Nc）を増幅
する利得Ｋの増幅器66と、関数発生器62から発生された
値ｉφと増幅器66の出力信号Ｋ（Ne−Nc）とを加算する
ことによりトルク指令値ｉ＝ｉφ＋Ｋ（Ne−Nc）を演算
し、このトルク指令値ｉを可変レギュレータ４に出力す
る演算器67とから構成されている。 ここで、関数発生器62はNcmaxからNcminにおける内燃
機関１の出力トルクTeの変化に追従して油圧ポンプ３の
入力トルクTeを変化させるためのもので、その変化パタ
ーンは第４図（ｂ）に示す内燃機関１の出力トルクTeの
NcmaxからNcminまでの変化パターンに対応して第５図に
示すように設定されている。これによって、関数発生器
62から発生される入力トルク指令ｉφは、内燃機関１の
回転指令に依存して変化する関数となり、これに実際の
回転状態に対応した信号（Ne−Nc）を加味することによ
り、油圧ポンプ３はNcmaxからNcminの回転状態において
第４図（ｂ）の線D,E,Fで示す負荷特性で運転される。 すなわち、内燃機関１と油圧ポンプ３はトルクTeとTp
が釣り合う状態で運転され、この場合、増幅機66の利得
Ｋは負荷特性線D,E,Fの傾きに対応している。 第４図（ａ）に示す内燃機関１の回転数Ne−出力馬力
PSの関係において、最大回転数Neaと最小回転数Necの範
囲内においては内燃機関１の出力馬力PSは一定であるの
で、油圧ポンプ３の油圧吐出馬力は油圧ポンプ３の斜板
角θｉに応じてその効率が変化するだけである。 そこで、第４図（ｂ）に示す内燃機関１の回転数Neと
油圧ポンプ３の吸収トルクとの関係において、内燃機関
１の回転数Neを第４図（ｂ）の線Ｄ、Ｅ、Ｆ等に示す内
燃機関１の回転数Neをパラメータとした負荷特性になる
ように制御する。 ここで、第４図（ｂ）に示した最大値Ncmaxは第４図
（ａ）に示した最大回転数Neaに対応し、第４図（ｂ）
に示した最小値Ncminは第４図（ａ）に示した最小回転
数Necに対応する。 第３図に示した回転指令発生部60は、発生する回転数
指令値Ncを、上記第４図（ｂ）に示した最大値Ncmaxと
最小値Ncminとの間で油圧ポンプ３の運転状態に対応し
て変化させる。 ここで、第３図の演算器67から出力されるトルク指令
値ｉ＝ｉφ＋Ｋ（Ne−Nc）のＫは、第４図（ｂ）に示す
線Ｄ、Ｅ、Ｆ等の傾きを与え、関数発生器62から発生さ
れる値ｉφは、（Ne−Nc）＝０のときにｉ＝ｉφとなる
基準値である。 すなわち、第３図に示した関数発生器62から発生され
る値ｉφは、可変レギュレータ４の入出力特性を考慮し
たある回転数指令値Ncにおける内燃機関１のトルクに対
応する値になる。 この実施例においては、回転数検出器２の出力信号Ne
と回転数指令Ncとの偏差（Ne−Nc）に対応して油圧ポン
プ３の吸収トルクを変化させるのもので、第４図（ｂ）
に示す線Ｄ、Ｅ、Ｆ等は、内燃機関１と油圧ポンプ３と
の安定したマッチッグを可能にする速度感応負荷線を実
現する。 以上の構成において、制御回路６は運転当初はNc＝Nc
maxの回転指令値を出力し、内燃機関１をNcmaxの回転数
で回転させる。そして、この状態で油圧ポンプ３の斜板
角θｉを検出器５の出力によって検出する。 この結果、θｉが最大値θmax以下であれば比較器63
からNcの減少指令DNが出力されるので、回転指令発生部
60から発生している回転指令値Ncを、例えば、ΔNcだけ
減少させる。 これによって、内燃機関１の回転数NeはΔNc相当分だ
け低下する。ここで内燃機関１の回転数NeがΔNc相当分
だけ低下しても、内燃機関１は第４図（ａ）に示すよう
に定馬力特性を有しているので、出力馬力は変化しな
い。 また、内燃機関１の回転数NeがΔNc相当分だけ低下し
ても、第３図の演算器67から出力されるトルク指令値ｉ
はその分だけ大きくなるので、可変レギュレータ４は油
圧ポンプ３の斜板角θｉをその分だけ大きくするように
制御するので、油圧ポンプ３の吐出流量Ｑは変化しな
い。 このように、回転指令発生部60は、θｉ＜θmaxの状
態にあると比較器63の減少指令DNに基づいて回転指令値
NcをNcmaxから漸次減少させて行く。この結果、この回
転指令値Ncの変化に追従して油圧ポンプ３の斜板角θｉ
は漸次大きくなり、油圧ポンプ３の斜板角θｉがその機
械的構成から規定される最大値θmaxに達すると、比較
器63の減少指令DNが停止される。 すなわち、回転指令発生部60から発生される回転指令
値Ncは、油圧ポンプ３の斜板角θｉが最大値＝θmaxに
なるまで減少され、この時点で内燃機関１の出力トルク
と油圧ポンプ３の入力トルクとがつり合い、その後は値
Ｋ（Ne−Nc）に応じて油圧ポンプ３の入力トルクが制御
される。この時、回転指令値Ncは内燃機関１の定馬力域
でのみ変化するため、実際の回転数Neが減少しても内燃
機関１の出力馬力は一定である。 また、油圧ポンプ３の負荷が軽くなり、回転数検出器
２の出力信号Neと回転数指令Ncとの偏差（Ne−Nc）が所
定の設定値SDより大きくなると、比較器65からNcの増加
指令UPが出力されて回転数指令値NcがNcmax側に増加さ
れる。これによって、内燃機関１の出力トルクと油圧ポ
ンプ３の出力トルクTpは油圧ポンプ３の実負荷に見合う
点でつり合うようになる。この場合は、油圧ポンプ３の
実負荷トルクが油圧ポンプ３の制御出力トルクより小さ
い場合であり、上記制御によって、油圧ホンプ３の制御
出力トルクによって求められる可変レギュレータ４内の
斜板角目標値はθmaxを大きく越えることはなくなる。 なお、回転数指令値Ncは段階的に変化させてもよい
が、一定の時間変化率で変化させることにより、内燃機
関１と油圧ホンプ３とを滑らかにつり合いのとれた運転
状態（マッチング状態）に遷移させることができる。 （発明の効果） 以上説明したように本発明によれば、初期状態におい
て前記原動機を前記一定馬力を保持し得る回転数域の最
大回転数で駆動し、前記斜板角検出手段で検出した前記
可変容量形油圧ポンプの斜板角が予め設定された該斜板
角の最大値より小さい場合は、前記原動機の回転数を前
記原動機を前記一定馬力を保持し得る回転数域の範囲内
で徐々に低下させるとともに前記原動機の回転数に応じ
て前記入力トルク指令を制御して前記可変レギュレータ
により前記可変容量形油圧ポンプの斜板角を該斜板角の
最大角度まで大きくし、前記可変容量形油圧ポンプの斜
板角が前記予め設定された該斜板角の最大値に達した時
点で前記原動機の回転数の低下を停止させるように構成
したので、原動機の回転数制御と油圧ポンプの入力馬力
制御とを動的に行うことができ、必要とする吐出流量を
確保しながらできるだけ原動機の回転数を低下させるこ
とが可能になり、摩擦等による損失が減少し、かつ可変
容量形油圧ポンプはその斜板角が大きい領域で動作する
ようになるので、そのトルク効率がよくなり、省燃費化
を可能にした油圧ポンプ制御装置を提供することができ
るという効果を奏する。
に関し、特に原動機の回転数制御と油圧ポンプの入力馬
力制御とを同時に行うことにより省燃費化を可能にした
油圧ポンプ制御装置に関する。 （従来の技術） 従来、内燃機関等の原動機によって駆動される油圧ポ
ンプの制御は、油圧ポンプの可変吐出量機構を使用した
可変レギュレータに対する馬力セットにより行われてい
た。 すなわち、可変レギュレータに所望の馬力をセット
し、可変レギュレータは、このセットされた馬力を保持
するように油圧ポンプの可変吐出量機構、すなわち斜板
角を制御していた。 （発明が解決しようとする問題点） ところで、このような従来の油圧ポンプの制御におい
て、例えば、油圧ポンプの吐出流量Ｑ（流量／時間）を
大きくする場合を考えると、この油圧ポンプの吐出流量
Ｑは斜板角と原動機の回転数の積で決定されるので、そ
の結果原動機の回転数を大きくすることになる。 ところで、原動機として内燃機関を用いた場合、その
回転数Ne（rpm）とその出力馬力Ｐとの関係は第６図の
特性図に示すように、出力馬力Piを出力し得る回転数と
してNe1とこれより低い回転数Ne2とが存在することが知
られている。 一方、斜板を用いた可変流量形の油圧ポンプは斜板角
が大きいほど入力トルクに対する出力トルク（吐出圧力
×１回転当たりの吐出量）が高効率であることが知られ
ている。 しかしながら、従来の可変レギュレータの用いた油圧
ポンプの制御では、油圧ポンプの吐出流量Ｑを大きくす
る場合には、原動機の回転数を大きくすることにより行
われるため、その結果、摩擦等による損失が増加したう
え、燃費も増加するという問題が生じた。 そこで、本発明は、必要とする吐出流量を確保しなが
らできるだけ原動機の回転数を低下させることにより省
燃費化を可能にした油圧ポンプ制御装置を提供すること
を目的とする。 （問題点を解決するための手段） 上記目的を達成するため本発明は、 一定馬力を保持し得る回転数域を有する原動機によっ
て駆動される可変容量形油圧ポンプを制御する油圧ポン
プ制御装置において、 入力トルク指令および前記可変容量形油圧ポンプの吐
出圧力に基づき前記可変容量形油圧ポンプの斜板角を制
御して該可変容量形油圧ポンプの入力トルクを制限する
可変レギュレータと、 前記原動機の回転数を検出する回転数検出手段と、 前記可変容量形油圧ポンプの斜板角を検出する斜板角
検出手段と、 初期状態において前記原動機を前記一定馬力を保持し
得る回転数域の最大回転数で駆動し、前記斜板角検出手
段で検出した前記可変容量形油圧ポンプの斜板角が予め
設定された該斜板角の最大値より小さい場合は、前記原
動機の回転数を前記原動機を前記一定馬力を保持し得る
回転数域の範囲内で徐々に低下させるとともに前記原動
機の回転数に応じて前記入力トルク指令を制御して前記
可変レギュレータにより前記可変容量形油圧ポンプの斜
板角を該斜板角の最大角度まで大きくし、前記可変容量
形油圧ポンプの斜板角が前記予め設定された該斜板角の
最大値に達した時点で前記原動機の回転数の低下を停止
させる制御手段と を具備することを特徴とする。 ここで、前記制御手段は、 前記回転数域の回転数の最大値が初期セットされ、所
定の内部変数Ncを発生する内部変数発生手段と、 前記斜板角検出手段で検出された前記可変容量形油圧
ポンプの斜板角Dmが予め設定した前記斜板角の最大値よ
り小さい場合は前記内部変数発生手段から発生される内
部変数Ncを順次減少させ、前記回転数検出手段で検出さ
れた前記原動機の回転数Neから前記内部変数発生手段か
ら発生される内部変数Ncを減算した値（Ne−Nc）が予め
設定された所定値より大きくなった場合は前記内部変数
発生手段から発生される内部変数Ncを順次増加させる内
部変数増減制御手段と、 前記内部変数発生手段から発生された内部変数Ncを前
記回転数域の回転数の最大値と最小値の間の値に制限し
て出力するリミッタ手段と、 前記リミッタ手段の出力に基づき前記制限された内部
変数に対応する関数値ｉφ（Nc）を出力する関数値発生
手段と、 前記関数値ｉφ（Nc）と前記値（Ne−Nc）に所定の値
Ｋを乗算した値とを加算した値｛ｉφ（Nc）＋Ｋ（Ne−
Nc）｝を前記入力トルク指令として出力する入力トルク
指令出力手段と を具備して構成することができる。 （作用） 本発明では、一定馬力を保持し得る回転数域を有する
原動機によって駆動され、可変レギュレータを有する可
変容量形油圧ポンプを制御する油圧ポンプ制御装置を対
象にする。 そして、制御手段は、初期状態において前記原動機を
前記一定馬力を保持し得る回転数域の最大回転数で駆動
し、前記斜板角検出手段で検出した前記可変容量形油圧
ポンプの斜板角が予め設定された該斜板角の最大値より
小さい場合は、前記原動機の回転数を前記原動機を前記
一定馬力を保持し得る回転数域の範囲内で徐々に低下さ
せるとともに前記原動機の回転数に応じて前記入力トル
ク指令を制御して前記可変レギュレータにより前記可変
容量形油圧ポンプの斜板角を該斜板角の最大角度まで大
きくし、前記可変容量形油圧ポンプの斜板角が前記予め
設定された該斜板角の最大値に達した時点で前記原動機
の回転数の低下を停止させるように制御する。 このような構成によると、可変容量形油圧ポンプの駆
動状態において、その斜板角がその最大値より小さい場
合は、原動機の回転数が小さくなり、可変容量形油圧ポ
ンプの入力トルク、すなわち吸収トルクは大きくなり、
その結果、原動機の出力トルクとマッチングする原動機
の回転数は低下し、可変容量形油圧ポンプの入力トルク
は可変容量形油圧ポンプの負荷圧力が大きくなる前より
も大きな値となり、また、可変容量形油圧ポンプの斜板
角はその最大値側に変化し、その結果可変容量形油圧ポ
ンプの出力トルク効率はよくなる。 また、可変レギュレータの作動により可変容量形油圧
ポンプの斜板角がその最大値になると、可変容量形油圧
ポンプの入力トルク、すなわち吸収トルクは入力トルク
指令値より小さくなるので、原動機の回転数は上昇し、
可変容量形油圧ポンプの入力トルクは維持されるように
制御される。 このような制御により、原動機の回転数制御と可変容
量形油圧ポンプの入力馬力制御とを動的に行うことがで
き、必要とする吐出流量を確保しながらできるだけ原動
機の回転数を低下させることが可能になり、摩擦等によ
る損失が減少し、かつ可変容量形油圧ポンプはその斜板
角が大きい領域で動作するようになるので、そのトルク
効率がよくなり、省燃費化を可能にした油圧ポンプ制御
装置を提供することができる。 （実施例） 第１図は、本発明の油圧ポンプ制御装置の一実施例を
示すブロック図であり、１は第２図に示すような一定馬
力を保持し得る定馬力回転数域を有する内燃機関、２は
内燃機関１の回転数Neを検出する回転数検出器、３は斜
板角によって吐出流量Ｑを可変できる可変流量形の油圧
ポンプ、４は制御回路６から出力される入力トルク指令
ｉおよび油圧ポンプ３の吐出圧力Ｐに基づき油圧ポンプ
３の斜板角θｉを制御する可変レギュレータ、５は油圧
ポンプ３の斜板角θｉを検出する斜板角検出器、６は内
燃機関１の定馬力回転域において油圧ポンプ３の斜板角
θｉを可変制御するための入力トルク指令ｉを発生する
制御回路である。なお、後述する説明から明らかになる
ように、制御回路６は、内燃機関１の回転数Neを制御す
る回転数指令値Ncも発生するように構成されており、内
燃機関１の回転数Neはこの制御回路から発生される回転
数指令値Ncによって制御される。 第３図は、図１に示した制御回路６の詳細構成を示す
ブロック図であり、第４図（ａ）に示す内燃機関１の定
馬力回転数域の最大回転数Neaと最小回転数Necの範囲に
おいて変化する内燃機関１に対する回転数指令値内部変
数Ncを発生する回転数指令発生部60と、回転数指令発生
部60から発生された回転数指令値Ncをその最大値Ncmax
（Neaに対応）と最小値Ncmin（Necに対応）との間に規
制するリミッタ61と、リミッタ61で規制された回転数指
令値Ncをパラメータとして回転数指令値Ncが大きくなる
に従って減少する傾向の値ｉφを発生する関数発生器62
と、斜板角検出器５の出力信号θｉと斜板角の最大値θ
maxとを比較し、θｉ＜θmaxならばNcの減少指令DNを発
生する比較器63と、回転数検出器２の出力信号Neと回転
数指令値Ncとの偏差（Ne−Nc）を求める演算器64と、偏
差（Ne−Nc）が設定値SDより大きくなったならばNcの増
加指令UPを出力する比較器65と、偏差（Ne−Nc）を増幅
する利得Ｋの増幅器66と、関数発生器62から発生された
値ｉφと増幅器66の出力信号Ｋ（Ne−Nc）とを加算する
ことによりトルク指令値ｉ＝ｉφ＋Ｋ（Ne−Nc）を演算
し、このトルク指令値ｉを可変レギュレータ４に出力す
る演算器67とから構成されている。 ここで、関数発生器62はNcmaxからNcminにおける内燃
機関１の出力トルクTeの変化に追従して油圧ポンプ３の
入力トルクTeを変化させるためのもので、その変化パタ
ーンは第４図（ｂ）に示す内燃機関１の出力トルクTeの
NcmaxからNcminまでの変化パターンに対応して第５図に
示すように設定されている。これによって、関数発生器
62から発生される入力トルク指令ｉφは、内燃機関１の
回転指令に依存して変化する関数となり、これに実際の
回転状態に対応した信号（Ne−Nc）を加味することによ
り、油圧ポンプ３はNcmaxからNcminの回転状態において
第４図（ｂ）の線D,E,Fで示す負荷特性で運転される。 すなわち、内燃機関１と油圧ポンプ３はトルクTeとTp
が釣り合う状態で運転され、この場合、増幅機66の利得
Ｋは負荷特性線D,E,Fの傾きに対応している。 第４図（ａ）に示す内燃機関１の回転数Ne−出力馬力
PSの関係において、最大回転数Neaと最小回転数Necの範
囲内においては内燃機関１の出力馬力PSは一定であるの
で、油圧ポンプ３の油圧吐出馬力は油圧ポンプ３の斜板
角θｉに応じてその効率が変化するだけである。 そこで、第４図（ｂ）に示す内燃機関１の回転数Neと
油圧ポンプ３の吸収トルクとの関係において、内燃機関
１の回転数Neを第４図（ｂ）の線Ｄ、Ｅ、Ｆ等に示す内
燃機関１の回転数Neをパラメータとした負荷特性になる
ように制御する。 ここで、第４図（ｂ）に示した最大値Ncmaxは第４図
（ａ）に示した最大回転数Neaに対応し、第４図（ｂ）
に示した最小値Ncminは第４図（ａ）に示した最小回転
数Necに対応する。 第３図に示した回転指令発生部60は、発生する回転数
指令値Ncを、上記第４図（ｂ）に示した最大値Ncmaxと
最小値Ncminとの間で油圧ポンプ３の運転状態に対応し
て変化させる。 ここで、第３図の演算器67から出力されるトルク指令
値ｉ＝ｉφ＋Ｋ（Ne−Nc）のＫは、第４図（ｂ）に示す
線Ｄ、Ｅ、Ｆ等の傾きを与え、関数発生器62から発生さ
れる値ｉφは、（Ne−Nc）＝０のときにｉ＝ｉφとなる
基準値である。 すなわち、第３図に示した関数発生器62から発生され
る値ｉφは、可変レギュレータ４の入出力特性を考慮し
たある回転数指令値Ncにおける内燃機関１のトルクに対
応する値になる。 この実施例においては、回転数検出器２の出力信号Ne
と回転数指令Ncとの偏差（Ne−Nc）に対応して油圧ポン
プ３の吸収トルクを変化させるのもので、第４図（ｂ）
に示す線Ｄ、Ｅ、Ｆ等は、内燃機関１と油圧ポンプ３と
の安定したマッチッグを可能にする速度感応負荷線を実
現する。 以上の構成において、制御回路６は運転当初はNc＝Nc
maxの回転指令値を出力し、内燃機関１をNcmaxの回転数
で回転させる。そして、この状態で油圧ポンプ３の斜板
角θｉを検出器５の出力によって検出する。 この結果、θｉが最大値θmax以下であれば比較器63
からNcの減少指令DNが出力されるので、回転指令発生部
60から発生している回転指令値Ncを、例えば、ΔNcだけ
減少させる。 これによって、内燃機関１の回転数NeはΔNc相当分だ
け低下する。ここで内燃機関１の回転数NeがΔNc相当分
だけ低下しても、内燃機関１は第４図（ａ）に示すよう
に定馬力特性を有しているので、出力馬力は変化しな
い。 また、内燃機関１の回転数NeがΔNc相当分だけ低下し
ても、第３図の演算器67から出力されるトルク指令値ｉ
はその分だけ大きくなるので、可変レギュレータ４は油
圧ポンプ３の斜板角θｉをその分だけ大きくするように
制御するので、油圧ポンプ３の吐出流量Ｑは変化しな
い。 このように、回転指令発生部60は、θｉ＜θmaxの状
態にあると比較器63の減少指令DNに基づいて回転指令値
NcをNcmaxから漸次減少させて行く。この結果、この回
転指令値Ncの変化に追従して油圧ポンプ３の斜板角θｉ
は漸次大きくなり、油圧ポンプ３の斜板角θｉがその機
械的構成から規定される最大値θmaxに達すると、比較
器63の減少指令DNが停止される。 すなわち、回転指令発生部60から発生される回転指令
値Ncは、油圧ポンプ３の斜板角θｉが最大値＝θmaxに
なるまで減少され、この時点で内燃機関１の出力トルク
と油圧ポンプ３の入力トルクとがつり合い、その後は値
Ｋ（Ne−Nc）に応じて油圧ポンプ３の入力トルクが制御
される。この時、回転指令値Ncは内燃機関１の定馬力域
でのみ変化するため、実際の回転数Neが減少しても内燃
機関１の出力馬力は一定である。 また、油圧ポンプ３の負荷が軽くなり、回転数検出器
２の出力信号Neと回転数指令Ncとの偏差（Ne−Nc）が所
定の設定値SDより大きくなると、比較器65からNcの増加
指令UPが出力されて回転数指令値NcがNcmax側に増加さ
れる。これによって、内燃機関１の出力トルクと油圧ポ
ンプ３の出力トルクTpは油圧ポンプ３の実負荷に見合う
点でつり合うようになる。この場合は、油圧ポンプ３の
実負荷トルクが油圧ポンプ３の制御出力トルクより小さ
い場合であり、上記制御によって、油圧ホンプ３の制御
出力トルクによって求められる可変レギュレータ４内の
斜板角目標値はθmaxを大きく越えることはなくなる。 なお、回転数指令値Ncは段階的に変化させてもよい
が、一定の時間変化率で変化させることにより、内燃機
関１と油圧ホンプ３とを滑らかにつり合いのとれた運転
状態（マッチング状態）に遷移させることができる。 （発明の効果） 以上説明したように本発明によれば、初期状態におい
て前記原動機を前記一定馬力を保持し得る回転数域の最
大回転数で駆動し、前記斜板角検出手段で検出した前記
可変容量形油圧ポンプの斜板角が予め設定された該斜板
角の最大値より小さい場合は、前記原動機の回転数を前
記原動機を前記一定馬力を保持し得る回転数域の範囲内
で徐々に低下させるとともに前記原動機の回転数に応じ
て前記入力トルク指令を制御して前記可変レギュレータ
により前記可変容量形油圧ポンプの斜板角を該斜板角の
最大角度まで大きくし、前記可変容量形油圧ポンプの斜
板角が前記予め設定された該斜板角の最大値に達した時
点で前記原動機の回転数の低下を停止させるように構成
したので、原動機の回転数制御と油圧ポンプの入力馬力
制御とを動的に行うことができ、必要とする吐出流量を
確保しながらできるだけ原動機の回転数を低下させるこ
とが可能になり、摩擦等による損失が減少し、かつ可変
容量形油圧ポンプはその斜板角が大きい領域で動作する
ようになるので、そのトルク効率がよくなり、省燃費化
を可能にした油圧ポンプ制御装置を提供することができ
るという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
第１図は本発明の一実施例を示すブロック図、第２図は
実施例における内燃機関の馬力特性図、第３図は第１図
の制御回路の詳細構成を示すブロック図、第４図は内燃
機関の出力トルク特性図、第５図は第３図の関数発生器
の出力特性を説明するための説明図、第６図は従来の油
圧ポンプ制御方法を説明するための説明図である。 １…内燃機関、２…回転数検出器、３…油圧ポンプ、４
…可変レギュレータ、５…斜板角検出器、６…制御回
路、60…回転指令発生器、60…リミッタ、62…関数発生
器、63,65…比較器、64,67…演算器、66…増幅器。
実施例における内燃機関の馬力特性図、第３図は第１図
の制御回路の詳細構成を示すブロック図、第４図は内燃
機関の出力トルク特性図、第５図は第３図の関数発生器
の出力特性を説明するための説明図、第６図は従来の油
圧ポンプ制御方法を説明するための説明図である。 １…内燃機関、２…回転数検出器、３…油圧ポンプ、４
…可変レギュレータ、５…斜板角検出器、６…制御回
路、60…回転指令発生器、60…リミッタ、62…関数発生
器、63,65…比較器、64,67…演算器、66…増幅器。
Claims (1)
- (57)【特許請求の範囲】 １．一定馬力を保持し得る回転数域を有する原動機によ
って駆動される可変容量形油圧ポンプを制御する油圧ポ
ンプ制御装置において、 入力トルク指令および前記可変容量形油圧ポンプの吐出
圧力に基づき前記可変容量形油圧ポンプの斜板角を制御
して該可変容量形油圧ポンプの入力トルクを制限する可
変レギュレータと、 前記原動機の回転数を検出する回転数検出手段と、 前記可変容量形油圧ポンプの斜板角を検出する斜板角検
出手段と、 初期状態において前記原動機を前記一定馬力を保持し得
る回転数域の最大回転数で駆動し、前記斜板角検出手段
で検出した前記可変容量形油圧ポンプの斜板角が予め設
定された該斜板角の最大値より小さい場合は、前記原動
機の回転数を前記原動機を前記一定馬力を保持し得る回
転数域の範囲内で徐々に低下させるとともに前記原動機
の回転数に応じて前記入力トルク指令を制御して前記可
変レギュレータにより前記可変容量形油圧ポンプの斜板
角を該斜板角の最大角度まで大きくし、前記可変容量形
油圧ポンプの斜板角が前記予め設定された該斜板角の最
大値に達した時点で前記原動機の回転数の低下を停止さ
せる制御手段と を具備することを特徴とする油圧ポンプ制御装置。 ２．前記制御手段は、 前記回転数域の回転数の最大値が初期セットされ、所定
の内部変数Ncを発生する内部変数発生手段と、 前記斜板角検出手段で検出された前記可変容量形油圧ポ
ンプの斜板角Dmが予め設定した前記斜板角の最大値より
小さい場合は前記内部変数発生手段から発生される内部
変数Ncを順次減少させ、前記回転数検出手段で検出され
た前記原動機の回転数Neから前記内部変数発生手段から
発生される内部変数Ncを減算した値（Ne−Nc）が予め設
定された所定値より大きくなった場合は前記内部変数発
生手段から発生される内部変数Ncを順次増加させる内部
変数増減制御手段と、 前記内部変数発生手段から発生された内部変数Ncを前記
回転数域の回転数の最大値と最小値の間の値に制限して
出力するリミッタ手段と、 前記リミッタ手段の出力に基づき前記制限された内部変
数に対応する関数値ｉφ（Nc）を出力する関数値発生手
段と、 前記関数値ｉφ（Nc）と前記値（Ne−Nc）に所定の値Ｋ
を乗算した値とを加算した値｛ｉφ（Nc）＋Ｋ（Ne−N
c）｝を前記入力トルク指令として出力する入力トルク
指令出力手段と を具備することを特徴とする特許請求の範囲第１項記載
の油圧ポンプ制御装置。
Priority Applications (7)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61247085A JP2816674B2 (ja) | 1986-10-17 | 1986-10-17 | 油圧ポンプ制御装置 |
| PCT/JP1987/000610 WO1988001349A1 (en) | 1986-08-15 | 1987-08-15 | Hydraulic pump control unit |
| DE3750677T DE3750677T2 (de) | 1986-08-15 | 1987-08-15 | Vorrichtung zur Steuerung einer hydraulischen Pumpe. |
| DE8787905290T DE3780292T2 (de) | 1986-08-15 | 1987-08-15 | Steuerungseinheit einer hydraulischen pumpe. |
| EP87905290A EP0277253B1 (en) | 1986-08-15 | 1987-08-15 | Hydraulic pump control unit |
| US07/183,742 US4904161A (en) | 1986-08-15 | 1987-08-15 | Apparatus for controlling hydrualic pump |
| EP91110985A EP0457365B1 (en) | 1986-08-15 | 1987-08-15 | Apparatus for controlling hydraulic pump |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61247085A JP2816674B2 (ja) | 1986-10-17 | 1986-10-17 | 油圧ポンプ制御装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63100281A JPS63100281A (ja) | 1988-05-02 |
| JP2816674B2 true JP2816674B2 (ja) | 1998-10-27 |
Family
ID=17158202
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61247085A Expired - Fee Related JP2816674B2 (ja) | 1986-08-15 | 1986-10-17 | 油圧ポンプ制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2816674B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3607089B2 (ja) * | 1998-09-03 | 2005-01-05 | 日立建機株式会社 | 油圧建設機械の油圧ポンプのトルク制御装置 |
-
1986
- 1986-10-17 JP JP61247085A patent/JP2816674B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS63100281A (ja) | 1988-05-02 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |