JPH02275101A - ロードセンシング油圧駆動回路の制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、油圧ショベル、油圧クレーン等、複数の油圧
アクチュエータを備えた油圧機械のロードセンシング油
圧駆動回路に係わり、より詳しくは、油圧ポンプの吐出
圧力をそれら油圧アクチュエータの最大負荷圧力よりも
一定の差圧だけ高く保持しながら、圧力補償付流量制御
弁により油圧アクチュエータへ供給される圧油の流量を
制御するロードセンシング油圧駆動回路の制御装置に関
する。

〔従来の技術〕

近年、油圧ショベル、油圧クレーン等、複数の油圧アク
チュエータを備えた油圧機械においてロードセンシング
油圧駆動回路が使用されつつある。

この油圧駆動回路は、油圧ポンプと各油圧アクチュエー
タの間に接続され、操作レバーの操作信号に応じて油圧
アクチュエータに供給される圧油の流量を制御する圧力
補償付流量制御弁と、油圧ポンプの吐出圧力を複数の油
圧アクチュエータの最大負荷圧力よりも一定の差圧だけ
高く保持するロードセンシングレギュレータとを備えて
いる。

圧力補償付流量制御弁は、負荷圧力又は油圧ポンプの吐
出圧力の変動に係わらず流量を一定に制御する圧力補償
機能により、操作量に比例した流量を各油圧アクチュエ
ータに供給し、複数の油圧アクチュエータの複合操作時
に各油圧アクチュエータの動作の独立性を確保する。ま
た、ロードセンシングレギュレータは、油圧ポンプの吐
出量を油圧アクチュエータの最大負荷圧力に対応可能な
最少限の流量とし、省エネを図っている。

しかしながら、このロードセンシング油圧駆動回路にお
いては、以下のようなロードセンシング制御特有の問題
がある。

即ち、可変容量型油圧ポンプの吐出量は押しのけ容積、
斜板式では斜板の傾転量と回転数の積で定まり、傾転量
の増加と共に吐出量は増加する。

この斜板の傾転量には構造から定まる最大傾転量があり
、この最大傾転量で油圧ポンプの吐出量も最大となる。

また、油圧ポンプの駆動は原動機により行われるが、油
圧ポンプの入力トルクか原動機の出力トルクを超えると
、原動機の回転数が低下し、最悪の場合は失速する。そ
こで、このような事態を避けるため、一般的に油圧ポン
プに入力トルクレギュレータか設けられ、油圧ポンプの
入力トルクが原動機の出力トルクを超えないように斜板
傾転量の最大値を制限し、吐出量を制御する入力トルク
制゛限制御が行われる。

このように、油圧ポンプには、綱造上定まる最大吐出量
と入力トルク制限制御により制限される最大吐出量があ
り、いずれにしても油圧ポンプの吐出量には限度即ち最
大吐出可能流量かある。

従って、複数の油圧アクチュエータの複合操作時、操作
レバーで指令される要求流量の合計が油圧ポンプの最大
吐出可能流量よりも大きくなった場合には、ロードセン
シング制御で吐出！（傾転量）を増加しようとしても、
吐出量は増加できなくなる。即ち、油圧ポンプの吐出量
が飽和する。

その結果、油圧ポンプの吐出圧力が低下し、最大負荷圧
力に対して一定差圧が確保できなくなる。

このため、低圧側の油圧アクチュエータにポンプ吐出流
量の大部分が流れ、高圧側の油圧アクチュエータに圧油
が供給されなくなり、円滑な複合操作かできなくなると
いう問題が生じる。

ＤＥ−Ａｌ−３４２２１６５（特開昭６０−１１７０６
号に対応）には、このような問題を解決するため、圧力
補償付流量制御弁のそれぞれの圧力補償弁に対向するパ
イロット室を追加し、開弁方向に作用するパイロット室
に油圧ボンダの吐出圧力を導き、閉弁方向に作用するパ
イロット室に複数の油圧アクチュエータの最大負荷圧力
を導く回路構成を採用することが提案されている。これ
により、操作レバーで指令される複数の油圧アクチュエ
ータの要求流量の合計が油圧ポンプの最大吐出量よりも
大きくなる場合には、油圧ポンプの吐出圧力の低下に従
ってそれぞれの圧力補償弁の絞り開度が同じ割合で減少
され、各流量制御弁の絞り開度（要求流量）の比率に応
じて流量が制限される。このため、高圧側の油圧アクチ
ュエータにも確実に圧油が供給され、複合操作が確実に
行える。

ここで一般的に圧力補償付流量制御弁においては、流量
制御弁の絞り開度と前後差圧によって通過流量即ち油圧
アクチュエータの消費流量が定まり、その絞り開度の目
標値は操作レバーの操作信号によって与えられ、前後差
圧の目標値は圧力補償弁の設定値、通常はばねの強さに
よって与えられる。そして、この絞り開度目標値と前後
差圧目標値は、これら値によって制御された実際の流量
に対して油圧アクチュエータに流すべき制御上の流量目
標値である消費可能流量を規定する。

上記従来例においては、流量制御弁の前後差圧目標値即
ち圧力補償弁の設定値は、通常のばねに代え、油圧ポン
プの吐出圧力と油圧アクチュエータの最大負荷圧力とを
対向して作用させるという形で、両者の差圧により油圧
的に与え、操作レバーで指令される複数の油圧アクチュ
エータの要求流量の合計か油圧ポンプの最大吐出量より
も大きくなる場合には、全ての圧力補償弁の差圧目標値
を油圧的に、制限することにより、全ての油圧アクチュ
エータの消費可能流量の合計即ち総消費可能流量を補正
（減少）し、油圧アクチュエータの実際の総消費流量を
減少している。このことから、本明細書ではこの制御の
ことを総消費可能流量補正制御と呼ぶ。

なお、この従来例の総消費可能流量補正制御においては
、流量制御弁の前後差圧目標値はポンプ吐出圧力と最大
負荷圧力との差圧によって与えられ、両者は常に一致す
るので、総消費可能流量は油圧アクチュエータの実際の
消費流量に一致する。

〔発明か解決しようとする課題〕

ところで、この従来例では、油圧ポンプの吐出圧力と油
圧アクチュエータの最大負荷圧力との差圧で直接、圧力
補償付流量制御弁を制御し、総消費可能流量補正制御を
行っているため、油圧ポンプの吐出圧力低下時は油圧ポ
ンプのロードセンシング制御と圧力補償付流量制御弁の
総消費可能流量補正制御が同時に行われ、それに伴って
次のようの問題が生じていた。

即ち、ロードセンシング制御は油圧ポンプの吐出量を制
御し、差圧を一定に保持するものであるが、この油圧ポ
ンプの吐出量の制御は種々のＪＪｌｍを介して行われる
ため、その応答速度が圧力補償付流量制御弁の総消費可
能流量補正制御の応答速度に比べて遅い、このなめ、操
作レバーを操作して油圧アクチュエータへの圧油の供給
を開始し又は供給量を増加させ、その瞬間ポンプの吐出
圧力が低下した場合、不要であるにも係わらず総消費可
能流量補正制御が行われ、圧力補償付流量制御弁の通過
流量が制限される。このため、過渡的期間においては、
操作レバーを操作して流量を増加しようとしたにも係わ
らず、流量が増加せず、操作性が損ねられるという問題
か生じる。

また、同様の場合、総消費可能流量補正制御により弁通
過流量が制限された後、ロードセンシング制御でポンプ
吐出量が増加し、吐出圧力か上昇し、その後、総消費可
能流量補正制御か解除され弁通過流量か増加し、この流
量増加の結果油圧ボンダの吐出圧力か減少し、再び、ロ
ードセンシング制御でポンプ吐出量か増加する前に総消
費可能流量補正制御により弁通過流量の制限が行われる
という状態を繰り返す６即ち、ロードセンシング制御と
総消費可能流量補正制御が干渉し、ハンチング現象を起
こす。このため、安定した制御か行えないという問題が
あった。

本発明の目的は、油圧ポンプの吐出量が飽和した場合に
圧力補償付流量制御弁の総消費可能流量補正制御が行え
ると共に、優れた操作性を確保でき、かつハンチング現
象の生じない安定した制御か行えるロードセンシング油
圧駆動回路の制御装置を提供することである。

〔課題を解決するための手段〕

上記目的は、少なくとＩ：Ｊｌつの油圧ポンプと、この
油圧ポンプから吐出される圧油によって駆動される複数
の油圧アクチュエータと、油圧ポンプと各油圧アクチュ
エータの間に接続され、操作手段の操作信号に応じて油
圧アクチュエータに供給される圧油の流量を制御する圧
力補償付流量ｍ制御弁とを備えたロードセンシング油圧
駆動回路の制御装置において、油圧ポンプの吐出圧力と
複数の油圧アクチュエータの最大負荷圧力との差圧を検
出する第１の検出手段と、油圧ボンダの吐出圧力を検出
する第２の検出手段と、前記第１の検出手段の差圧信号
からその差圧をロードセンシンク差圧目標値ΔＰＯに保
持するための油圧ポンプの差圧目標吐出量ＱΔｐを演算
する第１の手段と、少なくとら前記第２の検出手段の圧
力信号と予め設定された油圧ポンプの入力制限関数から
油圧ポン１の入力制限目標吐出量ＱＴを演算する第２の
手段と、前記差圧目標吐出量ＱΔＤと入力制限目標吐出
量ＱＴのいずれか一方を油圧ポンプの吐出量目標値ＱＯ
として選択し、油圧ポンプの吐出量か該入力ｆｆ１（Ｊ
限目標吐出量ＱＴを超えないように制御する第３の手段
と、前記第３の手段で前記入力制限目標吐出量ＱＴが選
択されたときに、少なくとも前記差圧目標吐出量ＱΔρ
と入力制限目標吐出３ｔＱＴに基づいて前記油圧アクチ
ュエータの総消費可能流量の補正値Ｑｎｓを演算し、こ
の補正値Ｑｎｓに基づいて前記圧力補償付流量制御弁を
制御する第４の手段と、前記第４の手段で演算さｈな補
正［Ｑｎｓに基づいて前記ロードセンシング差圧目標値
ΔＰｏを補正する第５の手段とを設けることによって達
成される。

ここで、前記第５の手段は前記補正値Ｑｎｓから前記圧
力補償付流量制御弁の前後差圧目標値ΔＰ■を換算して
求め、この換算した前後差圧目標値ΔＰｖを前記ロード
センシング差圧目＃ｆｌｉｉｆｆΔＰ。

とすることができる、また、代わりに、前記第５の手段
は前記補正値Ｑｎｓから前記圧力補償付流量制御弁の前
後差圧目標値ΔＰｖをｍｘして求め、この換算した前後
差圧目標値ΔＰｖから予め設定されたオフセラ１−値Ｐ
ｖｏｆを減算し、その結果得られる値を前記ロードセン
シンク差圧目標値ΔＰＯとしてもよい。

また、前記第４の手段は前記油圧アクチュエータの少な
くとも２つについて油圧アクチュエータ毎に前記補正値
Ｑｎｓａ　、　Ｑｎｓｂを演算するように構成してもよ
く、この場合、前記第５の手トｑは１１１ｆ記補正値Ｑ
ｎｓａ　、　Ｑｎｓｂのそれぞれから前記圧力補償付流
量制御弁の前後差圧目標値ΔＰＶｉｌ、ΔＰｖｂを換算
して求めると共に、この換算した前後差圧目標値ΔＰｖ
ａ、ΔＰｖｂの最小値を求め、この最小値を前記ロード
センシング差圧目標値ΔＰＯとするのか好ましい。

〔作用〕

このように構成された本発明においては、第３の手段で
差圧目標吐出量ＱΔｐか吐出量目標値ＱＯとして選択さ
れた場合は、油圧ポンプの吐出圧力と複数の油圧アクチ
ュエータの最大負荷圧力との差圧がロードセンシング差
圧目標値ΔＰｏとなるように油圧ポンプの吐出量か制御
され、ロードセンシング制御が行われる。このとき第４
の手段では、第３の手段で入力制限目標吐出量ＱＴか選
択されていないので補正値Ｑｎｓは演算されず、流量制
御弁の通過流量を制限する総消費可能流量補正制御は行
われない。

第３の手段で入力制限目標吐出量ＱＴか吐出量目標値Ｑ
ｏとして選択された場合は、油圧ポンプの吐出量は入力
制限目標吐出、［ＱＴとなるように制限制御される。こ
のとき、第４の手段では、第４の手段で入力制限目標吐
出ｆｆ１ＱＴが選択されているので補正値Ｑｎｓが演算
され、流尺制御弁の通過流量を制限する総消費可能流量
補正制御が行われる。

このように、本発明においては、油圧ポンプの目標吐出
Ｊ！ＩＱＯとして差圧目標吐出量ＱΔｐと入力制限目標
吐出量０丁とを独立に演算し、入力制限目標吐出量ＱＴ
が選択されたときのみ圧力補償付流量制御弁の総消費可
能流量補正制御を行うようにしたので、ロードセンシン
グ制御と総消費可能流量補正制御は同時に行われず、油
圧ポンプの吐出量が最大吐出可能流量（入力制限目標吐
出量ＱＴ　）以下ではロードセンシンク制御か行われ、
油圧ポンプの吐出流量が最大吐出可能流量に達した状態
では総消費可能流量補正制御が行われることとなる。そ
の結果、油圧アクチュエータへのゴｊｌ：給流量の滑ら
かな増減が可能となり、操作性が向上する。また、ロー
ドセンシング制御と総消費可能流量補正制御の干渉によ
るハンチングが起こらず、安定した制御が行える。

また本発明においては、第５の手段では補正値Ｑｎｓに
基づいて前記ロードセンシング差圧口（ネ値ΔＰＯを補
正する。例えば、補正ｆｉｉｌｌｒＱｎｓから圧力補償
付流量制御弁の前後差圧目標値ΔＰｖをｔｆＡ算して求
め、この換算した前後差圧目標値ΔＰＶをロードセンシ
ング差圧目標値ΔＰＯとする。これにより、上記総消費
可能流量補正制御により圧力補償付流量制御弁の前後差
圧目標値ΔＰｖは減少するが、ロードセンシング差圧Δ
Ｐ０Ｉ：Ｊこの前後差圧目標値ΔＰｖと同様に減少し、
ロードセンシング差圧目標値ΔＯが前後差圧目標値ΔＰ
ｖと一致する関係が維持される。

ここで、仮に、総消費可能流量補正制御により圧力補償
付流量制御弁の前後差圧目標値ΔＰｖが減少したとき、
ロードセンシンク差圧目標値ΔＰＯは補正されず一定値
のままであるとする。この場合、総消費可能流量補正制
御の開始時、補正値Ｑｎｓによる総消費可能流量（例え
ば前後差圧目標値ΔＰｖ　）の制限により低圧側アクチ
ュエータの圧力補償付流量制御弁の有効開度例えば圧力
補償弁が絞られ、低下していたロードセンシング差圧が
回復するが、このとき、ロードセンシング差圧目標値Δ
ＰＯは補正されず一定値のままであるので、前後差圧目
標値ΔＰｖに対してΔＰａ＞ΔＰＶの関係となり、ロー
ドセンシング差圧はΔＰｖよりも大きくなる。このため
、高圧側（最大負荷圧力側）のアクチュエータの圧力補
償弁も流量制御弁の前後差圧を目標値ΔＰｖに保持する
よう補償動作に入り、圧力補償弁が絞られる。その結果
、今まで油圧ポンプと最大負荷圧力側アクチュエータ間
の管路容積により油圧ポンプのロードセンシング制御を
行っていたものか、圧力補償弁の開度が絞られることに
よりロードセンシング差圧が上昇し、油圧ポンプと圧力
補償弁間の限られた管路容積で油圧ポンプのロードセン
シング制御を行わなくてはならなくなる。このため、ロ
ードセンシング制御の遅れによりロードセンシンク制御
と圧力補償弁の動作が干渉し、ハンチングを起こしてし
まう。

これに対し、本発明では、総消費可能流量補正制岬開始
時、圧力補償付流量制御弁の前後差圧目標値ΔＰｖの減
少と同時にロードセンシンク差圧ΔＰ０　Ｉ：Ｊｉ少す
るので、圧力袖（６弁が絞られロードセンシンク差圧が
回復するとき、ロードセンシンク差圧は前後差圧目標値
ΔＰ以］二にはならず、高圧側アクチュエータの圧力補
償弁はほぼ全開失態か維持される。このため、上述した
ようなロードセンシング制御の遅れによりロードセンシ
ンク制御と圧力補償弁の動作か干渉し、ハンチングを起
こすことがなく、安定したロードセンシンク制御及び総
消費可能流量補正制御が行える。

本発明において、第５の手段で前記補正ｆｉｆｆＱｎｓ
から換算して求めた前後差圧目標値ΔＰｖから予め設定
されたオフセット値Ｐｖｏｆを減算し、その結果得られ
た値をロードセンシンク差圧目標値ΔＰＯとする場合に
は、ΔＰ０がΔＰｖよりもそのオフセット（ｆｉＰｖｏ
ｆの分だけ小さいなめ、そのΔＰｏでロードセンシング
制御される油圧ポンプの吐出量は総消費可能流量よりも
Ｐｖｏｆに相当する分たけ不足気味となる。その結果、
圧油は部分的に高負荷側アクチュエータには流れ難くな
り、少しサチュレーションした状態になる。これにより
、油圧アクチュエータの複合動作を行ったとき、ある程
度、負荷圧力の影響を受けながら作業を行なわせること
ができ、そのような作業が望まれたときに好都合である
。

なお、従来例（ＤＢ−ＡＩ−３４２２１６５）では、前
述のように圧力補償付流景制御弁をポンプ吐出圧力と最
大負荷圧力との差圧で直接制御しているため、油圧ポン
プの吐出流量は総消費可能流量に一致し、実際の消費流
量は総消費可能流量に一致する。これに対し本発明では
、演算上の値を用いてロードセンシング制御及び総消費
可能流量補正制御を行うため、ポンプ吐出量（実際の消
費流量）と総消費可能流量との関係は任意に定めること
かでき、上述したように、ポンプ吐出量を総消費可能流
量よりも小さくなるようにすることもできる。

更に、第４の手段で油圧アクチュエータ毎に補正ｆｉ＋
ｆｆＱｎｓａ　、　Ｑｎｓｂを演算し、前記第５の手段
で補正値Ｑｎｓａ　、　Ｑｎｓｂのそれぞれから換算し
た前後差圧目標値ΔＰｖａ、ΔＰｖｂの最小値を求め、
それをロードセンシング差圧目標値ΔＰＯとする場合に
は、アクチュエータの複合動作のバランスから各アクチ
ュエータの流量制御弁の前後差圧目標値に差を付けるこ
とができると共に、その前後差圧目標値の最小値にロー
ドセンシング差圧が一致するようロードセンシング制御
されるので、仮に最小値の側のアクチュエータが高圧側
でなくても、高圧側アクチュエータの圧力補償弁はほぼ
全開状態となり、前述した総消費可能流量補正制御の開
始時に高圧側アクチュエータの圧力補償弁が絞られるこ
とかなく、ハンチングのない安定したロードセンシング
制御及び総消費可能流量補正制御が行える。

（以上金旬） 〔実施例〕 以下、図面を参照して本発明の好適実施例を説明する。

第１図にはロードセンシング油圧駆動回路及び制御装置
の全体構成が示されている。ますロードセンシング油圧
駆動回路について説明する。この油圧駆動回路は、例え
ば斜板式の可変容量型油圧ポンプｌと、この油圧ポンプ
１からの圧油により駆動される第１及び第２の油圧アク
チュエータ２３と、油圧ポンプ１と第１の油圧アクチュ
エータ２との間に配置され、油圧ポンプ１から第１の油
圧アクチュエータに供給される圧油の流量及び流れ方向
を制御する第１の流量制御弁４及び第１の圧力補償用補
助弁６と、油圧ポンプ１と第２の油圧アクチュエータ３
との間に配置され、油圧ポンプ１から第２°の油圧アク
チュエータ３にｔ！（給される圧油の流量及び流れ方向
を制御する第２の流量制御弁５及び第２の圧力補償用補
助弁７とからなっている。

第１の圧力補償弁６は、その入口側においては圧油の１
ノ（給管路２０を介して油圧ポンプ１に接続され、出口
側はチエツク弁２２を経て流量制御弁４に接続される。

流星制御弁４は、その入口側は圧力補償弁６に接続され
ると共に戻り管路２４を介してタンク１０に接続され、
出口側は主管路２５．２６を介して第１の油圧アクチュ
エータ２に接続される。

第２の圧力補償弁７は、入口側は管路２１及び圧油供給
管路２０を介して油圧ポンプ１に接続され、出口側はチ
エツク弁２３を経て流量制御弁５に接続される。流星制
御弁５の入口側は圧力補償弁７に接続されると共に戻り
管路２つを介してタンク１０に接続され、出口側は主管
路２７．２８を介して第２の油圧アクチュエータ３に接
続される。

圧力補償弁６は２つの閉止方向作動パイロット圧力室６
ａ、６ｂとこれに対向する１つの解放方向作動パイロッ
ト室６Ｃとを備えた油圧パイロット方式であり、２つの
閉止方向作動パイロット圧力室６ａ、６ｂの１つ６ａに
は、流量制御弁４の入口圧力を管路３０を介し、池の圧
力室６ｂには電磁比例制御弁９の出力圧力か管路３１を
介して印加され、解放方向作動パイロット圧力室６Ｃに
は流星制御弁１１と第１のアクチュエータ２との間の圧
力が管路３２ａを介して印加される。また圧力補償弁６
にはこの弁を常時解放方向に付勢するばね６ｄか設けら
ている。

圧力補償弁７も同様に構成されている。即ち、圧力補償
弁７は２つの閉止方向作動パイロット圧力室７ａ、７ｂ
とこれに対向する１つの解放方向作動パイロット室７Ｃ
とを備えた油圧パイロット方式であり、２つの閉止方向
作動パイ四ツ１〜圧力室７ａ、７ｂの１つ７ａには、流
量制御弁５の入口圧力を管路３３を介し、池の圧力室７
ｂには電磁比例制御弁９の出力圧力が管路３１１を介し
て印加され、解放方向作動パイロット圧力室７Ｃには流
量制御弁５と第２のアクチュエータ３との間の圧力が管
１’ｆｒ　３５　ａを介して印加される。また圧力補償
弁７にはこの弁を常時解放方向に付勢するばね７ｄが設
けらている。

圧力補償弁６の動作を説明する。電磁比例制御弁９の圧
力が０（セロ）のときには、圧力補償弁６は流量制御弁
４の入口圧力が管路３０よりパイロット室６ａに導入さ
れ、それに対向して流量制御弁４の出口圧力か管路３２
ａよりパイロｙ　Ｉ□室６ｃに導入され、かっばね６ｄ
’ｔ″吋勢している。

このため圧力補償弁６は、流量制御弁４の入口圧力と出
口圧力との差圧がばね６ｄの相当圧力で一定になるよう
に、常に油圧ポンプ１からの流星を制御する。このため
流量制御弁４を流れる流量は、油圧ポンプ１の吐出管路
２０と油圧アクチュエータ２の主管路２５又は２６の圧
力差が変化しても変化しない、即ち圧力補１１！ｉ流量
制御弁の機能を果たす、圧力補償弁７も同様に動作する
。

ところで電磁比例制御弁９で圧力が出力されると、この
圧力は管路３１３４を介し圧力補償弁６．７に伝達され
るので、対峙するばね６ｄ、７ｄの付勢力を打ち消す方
向に働く、即ち管路３１３４の圧力上昇に比例して流量
制御弁４．５の入口圧力と出口圧力との差圧が少なくな
るように制御され、流量制御弁４．５を流れる流量は減
少する。このように電磁比例制御弁９の圧力を制御する
ことにより流量制御弁４．５の流量を制限する−ことが
でき、流星制御弁４．５の総消費可能流抵補正制御を行
うことができる。

流星制御弁４．５は、図示実施例では油圧パイロット操
作方式の弁であり、パイロブ１〜管路３６ａ、３６ｂ及
び３７ａ、３７ｂに接続されたパイロット室を°有し、
操作レバー（図示せず）の操作信号に応じてこれらパイ
ロット管路に伝えられるパイロット油圧により制御され
るようになっている。

ここで、流量制御弁４と圧力補償弁６は両者が組み合わ
さって１つの圧力補償叶流量制御弁を構成しており、操
作レバー（図示せず）の操作信号は流量制御弁４の絞り
開度指令値を与え、電磁比例制御弁９により圧力補償弁
６に与えられる圧力とばね６ｄの設定値は流量制御弁４
の前後差圧目標値を与えている。そして、この流量制御
弁４の絞り開度指令値と流量制御弁の前後差圧目標値に
よりその圧力補償付流量制御弁４．６が油圧アクチュエ
ータ２に流すべき流量である消費可能流量が定まり、こ
の消費可能流量となるように流量制御弁の絞り開度と圧
力補償弁の絞り開度が制御される結果、実際に圧力補償
付流量制御弁を流れる流量即ち油圧アクチュエータの消
費流量か制御される。

流量制御弁５と圧力補償弁７が組み合わさって構成する
圧力補償付流量制御弁の場合も同様である。

電磁比例制御弁９は比例ソレノイドを備えた減圧弁で構
成され、後述する制御ユニット４０からの総消費可能流
量補正値Ｑｎｓに基づく制御信号（以下、制御信号Ｑｎ
ｓと言う）により比例ソレノイドが作動し制御信号Ｑｎ
ｓのレベルに比例した圧力を発生する。減圧弁の油圧源
である補助ポンプ８の供給圧力は供給管路６６に接続さ
れたリリーフ弁１１により一定の設定圧力に保持される
。

流量制御弁４，５には、それぞれ第１及び第２の油圧ア
クチュエータ２，３の負荷を拾うためのパイロット管路
３２．３５が接続され、流量制御弁４．５の内部におい
て、中立時には戻り管ｌＲ１２４゜２９に、操作時は油
圧ポンプ１と結合される油圧アクチュエータ２．３の主
管路側と連通ずるように構成されている。

管路３２，３５のパイロット圧力は高圧選択弁１２によ
り高圧側が選択された後、管路３８を介して差圧計４３
に導かれる。差圧計４３にはまた、管路３９を介して油
圧ポンプ１の吐出圧力が導かれる。差圧計４３は油圧ポ
ンプ１の吐出圧力と最高負荷圧力との差圧を検出し、差
圧信号ΔＰを出力する。

油圧ポンプ１の圧油供給管路２０には油圧ポンプ１の吐
出圧力を検出し、圧力信号Ｐを出力する圧力検出器１４
が接続され、油圧ポンプ１には斜板等の押しのけ容積可
変機構の傾転角を検出し、傾転角信号Ｑθを出力する傾
転角度計１５が設けられている９本実施例においては油
圧ポンプ１の回転数はほぼ一定に制御さているとすれば
、傾転角信号Ｑθは油圧ポンプ１の吐出量を表わす。

油圧ポンプ１の吐出量は、押しのけ容積可変機構に連携
された吐出量制御装置１６によって制御される。吐出量
制御装置】６は、例えば第２図に示す電気−油圧サーボ
式油圧駆動装置として構成されている。

即ち吐出量制御装置１６は、斜板若しくは斜軸笠よりな
る可変容量型油圧ポンプ１の押しのけ容積可変機構１６
ＶＬを駆動するサーボピストン１６ｂを有し、サーボピ
ストン１６１：ｌはサニボシリンダ１６ｃ内に収納され
ている。′サーボシリンダ１６のシリンダ室はサーボピ
ストン１６ｂによって左側室１６ｄ及び右Ｉｔ！ＩＩ室
１６ｅに区分されており。

左側室１６ｄの断面積りは右側室１６ｅの断面積ｄより
も大きく形成されている。

油圧源８とサーボシリンダ１６ｃの左側室１６ｄは管路
１６ｆを介して連絡され、油圧源８とサーボシリンダ１
６ｃの右側室１６ｅは管路１６ｔを介して連絡されてお
り、管路１６ｆ、１６ｉは戻り管路１６ｊを介してタン
ク１０に連絡されている。油圧源８とサーボシリンダ１
６ｃの左側室１６、ｄとを連絡する管路１６ｆには電磁
弁１６ｇか介設され、戻り管路１６ｊには電磁弁１６ト
ｌが介設されている。これらの電磁弁１６ｇ、１６ｈは
ノーマルクローズ（非通電時、閉止状態に復帰する機能
）の電磁弁であって、後述する制御ユニット４０からの
ロードセンシンク制御信号Ｑ’ｏにより切換えられるに のような構成において、電磁弁１６ｇが励磁（オン）さ
れて切換位置Ｂに切り換わると、サーボシリンダ１６ｃ
の左側室１６ｄが油圧源８と連通し、左側室１６ｄと右
側室１６ｅの面積差によってサーボピストン１６ｂが第
３図で見て右方に移動する。これにより油圧ポンプ１の
押しのけ容積可変機構１６ａの傾転角か増大し、吐出量
が増加する。また、電磁弁１６ｇ及び電磁弁１．６　ｈ
が消磁（オフ）されて双方とも切換位置Ａに復帰すると
、左側室１６ｄの油路が遮断され、サーボピストン１６
ｂはその位置にて静止状態に保持される。これにより油
圧ポンプ１の押しのけ容積可変機構１６ａの傾転角が一
定に保持され、吐出量が一定に保持される。また、電磁
弁１６１］が励磁（オン）されて切換位置Ｂに切り換わ
ると、左側室１６ｄとタンク１０とか連通して左側室１
６ｄの圧力が低下し、サーボピストンｉ６ｂは右側室１
６ｅの圧力により、第３図左方に移動される。

これにより油圧ポンプ１の押しのけ容積可変機構１、６
　ａの（Ｉｎ転角が減少し、吐出量も減少するにのよう
に電磁弁１６ｇ、１６ｈをオンオフ制御し、油圧ポンプ
１の傾転角を制御することにより、傾転角度計１５の出
力である傾転角信号Ｑθか後述するごとく制御ユニット
４０で演算された目標吐出ＪｉｔＱｏに等しくなるよう
に制御される。

第１図に戻り、圧力検出器１４からの圧力信号Ｐ、傾転
角度計１５からの傾転角信号Ｑθ及び差圧計４３からの
差圧信号ΔＰは制御ユニット４０に入力され、制御ユニ
ット４０はこの入力信号に基づき総消費可能流量補正制
御信号Ｑｎｓ及びロードセンシング制御信号Ｑ’ｏを作
成し、それぞれ電磁比例制御弁９及び吐出量制御装置１
６に出力する。

制０’Ｊユニ・ｌトイ０はマイクロコンピュータで構成
され、第３図に示すように、前記圧力検出器１４から出
力される圧力信号Ｐと、傾転角度計１５から出力される
１頃転角信号Ｑθと、差圧計４３から出力される差１Ｆ
信号ΔＰとをデジタル信号に変換するＡ／Ｄコンバータ
・１０ａと、中央演算装置、−’１０　ｂと、制御子ｔ
ｉｎのプログラムを格納するメモリ４０ｃと、出力用の
Ｄ／Ａ変換器４０ｄと、出力用のｒ　、、、′ｏインタ
フェイス４０ｅと、前記電磁比例制御弁９に接続される
増幅器４０ｆと、前記電磁弁１６ｇ、１６ｈに接続され
る増幅器４０ｇ４０ｈとを備えている。

この制御ユニット４０は、圧力検出器１４から出力され
る圧力信号Ｐと、傾転角度計１５から出力される傾転角
信号Ｑθと、差圧計４３から出力される差圧信号ΔＰと
から、メモリ４０ｃに格納された制御手順プログラムに
基づいて可変容量型油圧ポンプ１の吐出量目標値ＱＯを
演算し、ロードセンシング制御指令信号Ｑ’ｏをＩ１０
インターフェイス４０ｅを経て増幅器４０ｇ、４０ｈか
ら吐出量制御装置１６の電磁弁１６ｇ、１６ｈに出力す
る。こ）′シにより吐出量制御装置１６では、前述した
ように傾転角度計１５の出力である傾転角信号Ｑθか当
該吐出量目標値ＱＯに等しくなるようサーボピストン１
６ｂの位置を、電気−油圧サーボを用いたオンオフサー
ボで制御する。また制御ユニ７　ｔ−４０は、メモリ４
０ｃに格納された制御手順プログラムに基づいて総消費
可能流量補正値を演算し、その指令信号ＱｎｓをＤ／Ａ
変換″：Ａ４０ｄを経て増幅器４０ｆから電磁比例制御
弁９に出力する。これにより電磁比例制御弁９では、前
述したように制御信号Ｑｎｓに比例した圧力を発生ずる
。

次に制御ユニット４０で吐出量制御装置１６により油圧
ポンプ１の吐出量を制御し、ロードセンシング制御を行
う処理内容（吐出量目標値ＱＯの演算手順）及び電磁比
例弁９により圧力補償弁６７を制御して総消費可能流星
補正制御を行う処理内容（総消費可能流量補正値Ｑｎｓ
の演算手順）を第４図を参照して説明する。第４図は制
御ユニット４０のメモリ４０ｃに格納されている制御手
順プログラムをフローチャートで示すものである。

まず手順１００で、圧力検出器１４、傾転角度計１５及
び差圧計４３の出力から油圧駆動系の状Ｒ１として油圧
ポンプ１の吐出圧力Ｐ、油圧ポンプ１の傾転量Ｑθ、負
荷の最高圧力Ｐａｌ′Ｎと吐出圧力Ｐの差圧ΔＰを読み
込み、記憶する。

続いて手順１０１で圧力検出器１４の圧力信号Ｐと予め
入力されている入力トルク制限関数ｆＩＰ）とから入力
制限目標吐出ｆＱ丁を決定する。第５図に入力トルク制
限関数を示す。第５図における横軸は吐出圧力Ｐであり
、縦軸は入力トルク制限関数ｆ　（Ｐ）に基づく入力制
限ロ１票吐出ｆｉｔＱＴである。油圧ポンプ１の入力ト
ルクは油圧ポンプ１の傾転量Ｑθと吐出圧力Ｐの積に比
例する。従って入力トルク制限関数ｆ　（Ｐ）は双曲線
または近似双曲線を用いる。即ち ただし′Ｆ″Ｐ：入力制限トルク に：比例定数 の式で表わされるような関数である。

この入力トルク制限関数ｆ　（Ｐ）と吐出圧力Ｐとから
入力制限目標吐出ｆｆ１ＱＴを決定することができる。

再び第４図に戻り手順１０２以下の説明をする。

手順１０２では差圧計４３の差圧信号ΔＰからその差圧
、即ち油圧ポンプ１の吐出圧力と油圧アクチュエータ２
，３の最大負荷圧力との差圧を目標差圧ΔＰＯに保持す
る差圧目標吐出ｆｆ１ＱΔＯ求める。この求め方の一例
を第６図で説明する。第６図は差圧計４３の差圧信号Δ
Ｐから差圧目標吐出！１１ＱΔｐを決定する方法をブロ
ック図で示したものであり、この例では差圧目標吐出Ｉ
ＱΔｐは以下の式に基づいて求められる。

ＱΔｏ　＝ｇ（Δｐ）＝ΣＫｌ（ΔＰＯ−ΔＰ）Ｉく　
１　（Δ　Ｐａ　　　−Δ　Ｐ）−）−Ｑｏ−１＝ΔＱ
ΔＤ＋ＱＯ−１・・・（２） ただしＫＩ　：積分ゲイン ΔＰＯ：目標差圧 Ｑｏ−１：前回の制御サイクルで出力 された吐出量目標値 ΔＱΔρ　：制御１サイクルタイムの 差圧目標吐出ｌの増分 即ち、差圧目標吐出量ＱΔｐか目標差圧ΔＰＯと実際の
差圧との面差の積分制御方式で演算される例であり、第
６図においてブロック１２０は差圧ΔＰからＫｌ（ΔＰ
ｏ−ΔＰ）を演算し、制御１サイクルタイム当りの差圧
目標吐出量の増分ΔＱΔＯ求めるものであり、ブロック
１２１ではこのΔＱΔｐと前回の制御サイクルで出力さ
れた吐出量目標値ＱＯ−１とを加算して（２）式を得る
。

この実施例ではＱΔｐはΔＰＯ−ΔＰの積分制御方式で
求めたが、これとは異なる方式、例えばＱΔｐ＝Ｋｐ（
ΔＰＯ−ΔＰ）　　・・・（３）ただしＫｐは比例ゲイ
ン で表わされる比例制御方式、あるいは（２）式と（３）
式を加算した比例・積分制御方式を採用して求めてもよ
い。

以上のようにして手順１０２では差圧目標吐出量ＱΔｐ
を求める。

再び第４図に戻り、手１１＋７１０３では前記子１１１
７で求めた差圧目標吐出ｍＱＡｌ］と入力制限目標吐出
ｆｆ１ＱＩとの目（譜吐出量偏差ΔＱを求め、手順１０
４で（ｑ策ΔＱの正負を判定し、正の場合には手順１０
５に進んで吐出量目標値ＱｏとしてＱＴを選択し、負の
場合には手順１０６に進んで吐出星目標値ＱｏとしてＱ
Δｐを選択する。即ち、差圧目標吐出量ＱΔρと入力制
限目標吐出ＪｉＱＴの小さい方か吐出量目標値ＱＯとし
て選択され、吐出量目標値ＱＯか入力トルク制限関数ｆ
　（Ｐ）によって決まる入力制限目標吐出ＪｊｔＱＴを
越えないようにする。

次いで手順１０７に移る６手順１０７では手順１０３で
求めた目標吐出旦面差ΔＱから電磁比例制御弁９の圧力
を制御するための総消費可能流量補正値Ｑｎｓを演算す
る。この求め方の一例を第７図で説明する。第７図は目
標吐出ｊＸ　ｆＪｉｉ差ΔＱから総消費可能流量補正値
Ｑｎｓを演算する方法をブロック図で示したものであり
、この例では補正ＭＱｎｓは以下の式に基づく積分制御
方式によって求める。

Ｑｎｓ＝１１　（Δ　Ｑ）＝　　Σ　Ｉ（ＩｎＳ−Δ　
ＱＫｌｎｓ−Δ　Ｑ　　＋　　Ｑ　　ｎ５−１ΔＱ　ｎ
ｓ十Ｑ　ｎ５−１　　　　　　−（４）たたし■ぐＩｎ
ｓ　：積分ゲイン Ｑｎｓ−１：前回の制御サイクルで出力した総消費可能
流メ補正値 Ｑｎｓ ΔＱｎｓ：制御１サイクルタイムの総 消費可能流量補正値の増分 即ち第７図において、まず手順１０３で求めた目標吐出
Ｊ［差ΔＱからブロック１３０で制御１サイクルタイム
当りの総消費可能流量補正ｉ均分ΔＱｎｓ即ちＫＩｎＳ
　・ΔＱを求める。そして加算器１３１でこの値を前回
の制御サイクルで出力した補正値Ｑ　ｎ５−１と加算し
て中間値Ｑ’ｎｓを求め、リミッタ１３２でＱ’ｎｓ＜
ＯのときはＱｎｓ＝Ｑとし、Ｑ’ｎｓ≧ＯのときにはＱ
’ｎｓが一定ｔｉｑ’ｎｓｃに対して、Ｑ　’ｎｓ　＜
　Ｑ　’ｎｓｃのときにはＱ’ｎｓの増加に比例して増
加する補正ｆｆｆＱｎｓを出力し、Ｑ’ｎｓ≧Ｑ’ｎＳ
ＣのときはＱ　ｎｓ＝　Ｑ　ｎｓｍａｘとなるように補
正値Ｑｎｓを決定する。ここでＱ　ｎ５ｌａＸ及びＱ’
ｎｓｃは油圧ポンプ１の斜板最大傾転角即ち吐出容量に
よって定まる値である。

なおこの実施例では補正値Ｑｎｓを積分制御方式で求め
たが、上述した差圧目標吐出ｊｌｔＱΔｐと同様、比例
制御方式又は比例・積分制御方式でＱｎｓとΔＱの関係
を決定してもよい。

次に、手順１０７Ａに進む０手順１０７Ａでは、油圧ポ
ンプ１の吐出圧力と油圧アクチュエータ２３の最大負荷
圧力との目標差圧即ちロードセンシング制御の目標差圧
ΔＰＯを決定する。この目標差圧ΔＰＯは、手順１０７
で求められた総消費可能流量補正値Ｑｎｓを流量制御弁
４．５の前後差圧目標値ΔＰｖに換算し、ΔＰｏ＝ΔＰ
ｖとおいて求める。補正値Ｑｎｓを前後差圧目標値ΔＰ
ｖに換算するための関数ΔＰｖ　＝ｋ（Ｑｎｓ）を第８
図に示す。補正値Ｑｎｓか零のときは総消費可能流量補
正制御が行われず、流量制御弁４．５の前後差圧目標値
ΔＰｖは圧力補償弁６．７のばね６ｄ、７ｄの設定値に
よって定まる値となる。従って、補正値Ｑｎｓか零のと
きの関数ｋ（Ｑｎｓ）の値はばね６ｄ、７ｄの設定値に
よって定まる流量制御弁４５の前後差圧目標値ΔＰｖｏ
に一致させる。補正値Ｑｎｓか零でなくなり、ある値か
出力されて総消費可能流量補正制御を行う場合は、補正
値Ｑｎｓに対応した力がばね６ｄ、７ｄに対向して作用
し、Ｑｎｓの増加と共にはね６ｄ、７ｄによる圧力補償
弁の設定値即ち前後差圧目標値ΔＰｖを一次比例的に減
少させる。従って、このときの関数ｋ（Ｑｎｓ）の値は
、同様にＱｎｓの増加と共に前後差圧目標値ΔＰｖを一
次比例的に減少させた値とする。このような換算関数Δ
Ｐｖ　＝ｋ（Ｑｎｓ）を式で表わせば以下のようである
。

ΔＰｖ＝ΔＰ　ｖｏ　−Ｑ　ｎｓ　　　　　　・−（５
）前述した手順１０２においては、このようにして求め
た差圧目標値ΔＰＯに基づいて差圧目標吐出量ＱΔρが
決定される。

再び第４図に戻り、手順１０８では手順１０５゜１０６
で求めた油圧ポンプ１の吐出量目標値ＱＯと傾転角度計
１５の出力である傾転角信号Ｑθとから吐出量制御装置
１６の指令信号Ｑ’Ｏを作成し、その指令信号Ｑ’ｏを
、第３図に示した制御ユニット４０のＩ１０インターフ
ェイス４０ｅ及び増幅器４０ｇ、４０ｈを介して吐出量
制御装置１６に出力し、油圧ポンプ１の傾転量Ｑθか吐
出量目標ＩｌαＱｏなるように制御する。

第９図に上記手順１０８で行われる制御内容をフローチ
ャートで示す。ます手順１４０において、Ｚ＝Ｑｏ−Ｑ
θを演算し、吐出量目標ｒｆｉＱｏと傾転角信号Ｑθと
の偏差Ｚを求める。次いで手順１・１１で偏差２の絶対
値と予め設定された不感帯を定める値Δとの大小を判定
し、偏差Ｚの絶対値が設定値Δよりも大きい場合には手
順１４２に進み、偏差Ｚの正負を判定する。ここで偏差
Ｚが正の場合は、手順１４３に進み、吐出量制御装置１
６の電磁弁１６．ｇをＯＮとし、電磁弁１６ｈをＯＦＦ
とする指令信号Ｑ’ｏを出力する。これにより前述した
ように、油圧ポンプ１の傾転角か増大し、傾転角信号Ｑ
θか目標指令（ｆｉ　Ｑ　ｏに一致するよう制御される
。偏差Ｚが負の場合は手順１４４に進み、電磁弁１６ｇ
をＯＦＦとし、電磁弁１６１１をＯＮにする指令信号Ｑ
’ｏを出力する。これにより油圧ポンプ１の傾転角か減
少し、傾転角信号Ｑθが目標指令値ＱＯに一致するよう
制御される。手順１４１で１０差Ｚの絶対値が設定値Δ
よりも小さい場合には手順１４５に進み、電磁弁１．６
　ｇ及び１６ｈを共にＯＦＦする。これにより油圧ポン
プ１の傾転角は保持される。

このように油圧ポンプ１の傾転角を制御することにより
、差圧目標吐出量ＱΔｐか入力制限目標吐出量ＱＴより
小さいときには手順１０６で差圧目標吐出量ＱΔｐが吐
出量目（票値として選択されているので、油圧ポンプｌ
の吐出量は差圧目標吐出量ＱΔｐとなるよう制御され、
油圧ポンプ１の吐出圧力と複数の油圧アクチュエータ２
，３の最大負荷圧力との差圧が差圧目標値ΔＰＯに保持
される。このとき、手順１０７において補正値Ｑｎｓ−
〇であるので、手順１０７Ａにおいて差圧目標値ΔＰｏ
＝ΔＰｖｏ（一定）が求められ、前記差圧を一定に保持
するロードセンシング制御がなされる。一方、差圧目標
吐出量ＱΔｐが入力制限目標吐出量ＱＴより大きくなる
と、手順１０５で入力部ｊ恨目標吐出量ＱＴが吐出量目
標値Ｑｏとして選択されているので、油圧ポンプの吐出
量は入力制限目標吐出量ＱＴを越えないように制御され
る。

即ち、油圧ポンプ１は入力制限制御される。

再び第４図に戻り、手順１０９では第３図に示した制御
ユニット４０のＤ／Ａ変換器４０ｄ及び増幅器４０ｆを
介して電磁比例制御弁９への出力電流がＱｎｓになるよ
うに制御し、第１図に示す圧力補償弁６．７を制御する
。これにより、差圧目標吐出量ＱΔｐが入力制限目標吐
出量ＱＴよりも小さく、総消費可能流量補正制御の必要
かないときには、手順、１０７のブロック１３２（第７
図）で補正値ＱｎｓかＯとなり、圧力補償弁６．７はば
ね６ｄ、７ｄの設定値ΔＰｖｏを流履制御井４．５の前
後差圧目標値として圧力補償制御を行う。なお、このと
きのロードセンシング制御の差圧目標値はΔＰｏ＝ΔＰ
ｖｏであり、圧力補償の差圧目標値とロードセンシング
制御の差圧目標値が一致している。

差圧目標吐出量ＱΔｐが入力制限目標吐出量０丁よりよ
りも大きくなると、手順１０７において補正値Ｑｎｓが
Ｑ　ｎｓｍａｘを最大値として目標吐出量１扁差ΔＱの
増加と共に増加し、補正値Ｑｎｓに対応した力が圧力補
償弁６，７のばね６ｄ、７ｄに対向して作用ず乙ことに
より、Ｑｎｓの増加と共にばね６ｄ、７ｄによる圧力補
償弁の設定値即ち流量制御弁４．５の前後差圧目標値Δ
Ｐｖを一次比例的に減少させる。即ち、総消費可能流量
補正制御かなされる。なおこのとき、補正値Ｑｎｓの発
生により手順１０７Ａにおいて圧力補償の前後差圧目標
値相当ΔＰｖがｔｆＡ算して求められ、ロードセンシン
グ制御の差圧目標値ΔＰＯもΔＰｖに減少している。

以上の制御手順全体を制御ブロック図にまとめなのが第
１０図である０図中、ブロック２００は第４図の手順１
０１に対応し、第５図に示す入力トルク制限関数により
入力制限目標吐出７１０丁を演算している。ブロック２
０１，２０２，２０３は手順１０２に対応し、このうち
加算ブロック２０１及び比例演算ブロック２０２が第６
図の差圧目標吐出量増分演算部１２０に対応し、加算ブ
ロック２０３か第６図の加？Ｈ−８１２１に対応する。

即ち、ブロック２０１〜２０３により差圧目標吐出量Ｑ
Δｐが演算される。ブロンク２０４は第４図の手順１０
４，１０５，１０６に対応し、ここで２つの目標吐出ｆ
ｆ１ＱＴ　、　ＱΔｐの小さい方が吐出量目標値ＱＯと
して選択される。

ブロック２０５，２０６，２０７，２０８は第７図の手
順１０７に対応し、このうち加算ブロック２０５及び比
例演算ブロック２０６は第７図の総消費可能流星補正値
増分演算部１３０に対応し、加算ブロック２０７か加算
器１３１に対応し、ブロック２０８がリミッタ１３２に
対応し、総消費可能流量補正値Ｑｎｓが演算される。ブ
ロック２０９．２１０．２１１は第４図の１手順１０８
に対応し、このうち加算ブロック２０９が第９図の手順
２００に対応し、ブロック２１０，２１１が第９図の手
順１４１〜１４５に対応し、それぞれ電磁弁１６ｇ、１
６への指令信号Ｑ’ｏを出力する。

そして、ブロック７００が第４図の手順の１０７Ａに対
応し、ここで補正値Ｑｎｓか圧力補償される流量制御弁
４．５の前後差圧目標１１ａΔＰｖに換算され、この値
をロードセンシング制御の差圧目標値ΔＰＯとして加算
ブロック２０１に与えられる。

次に、以上のように構成した本実施例の動作を説明する
。

まず、差圧目標吐出量ＱΔｐか入力制限目標吐出量ＱＴ
より小さいときには、差圧口１票吐出量ＱΔｐが吐出量
目標値として選択され、油圧ポンプ１の吐出量は差圧目
標吐出ｆｆ１ＱΔｐとなるよう制御され、油圧ポンプ１
の吐出圧力と複数の油圧アクチュエータ２．３の最大負
荷圧力との差圧が差圧目標値ΔＰＯに保持される。この
とき、補正値Ｑｎｓ＝Ｏであるので、差圧目標値ΔＰｏ
＝ΔＰｖ。

（一定）か求められ、１宜記差圧を一定に保持するロー
ドセンシンク制御がなされる。また補正値Ｑｎｓ＝　Ｏ
なので、圧力補償弁６，７はばね６ｄ、７ｄの設定値Δ
Ｐｖｏを流量制御弁４．５の前後差圧目標値として通常
の圧力補償制御を行う。

なおこのとき、ロードセンシング制御の差圧目標値と圧
力補償弁６．７の流量制御弁４．５に対する前後差圧［
１標値とが一致している。このため２つのアクチュエー
タ２．３を同時操作するとすると、高負荷側のアクチュ
エータに係わる圧力補償弁は全開状態となる。

油圧ポンプ１の吐出量か飽和し、差圧目標吐出量ＱΔｐ
か入力制限目標吐出量ＱＴより大きくなると、入力制限
目標吐出量ＱＴか吐出量目標値ＱＯとして選択され、油
圧ポンプの吐出量は入力制限目標吐出量ＱＴを越えない
ように制御される。

即ち、油圧ポンプの吐出量は入力制限制御される。

また、差圧目標吐出量ＱΔｐと入力制限目標吐出量Ｑ１
の差即ち目標吐出量面差ΔＱが発生するので補正値Ｑｎ
ｓが演算される。このため、補正値Ｑｎｓに対応した力
が圧力補償弁６，７のばね６ｄ７ｄに対向して作用し、
ばね６ｄ、７ｄによる圧力補償弁の設定値即ち流量制御
弁４．５の前後差圧目標値ΔＰｖが減少し、総消費可能
流量補正制御かなされる。これと同時に、補正値Ｑｎｓ
をＩＩ！Ｉ！にして求めた前後差圧目標値ΔＰｖが減少
し、ロードセンシング制御の差圧目標値ΔＰＯが前後差
圧目標値相当に減少する。即ち、圧力補償弁６．７の流
量制御弁４．５に対する前後差圧目標値は小さくなるか
、ロードセンシング制御の差圧目標値も同様に減少し、
両者坊３一致する関係が維持されている。このため、２
つのアクチュエータ２．３を同時操作した場合、高負荷
側のアクチュエータに係わる圧力補償弁の全開状態は維
持され、低負荷側アクチュエータの圧力補償弁のみを絞
ることにより総消費可能流量補正制御か行われる。

今このことを、２つの油圧アクチュエータ２３が同時操
作され、負荷圧力はアクチュエータ２が高圧側、アクチ
ュエータ３か低圧側であるとして具体的に説明する。

まず、差圧目標吐出量ＱΔｐが入力制限目標吐出量ＱＴ
よりよりも大きくなり、油圧ポンプ１の入力制限制御か
開始される瞬間は、油圧ポンプ１の吐出圧力と高負荷側
アクチュエータ２の負荷圧力の差圧ΔＰは目標差圧ΔＰ
ｏより小さくなっており、高負荷側のアクチュエータ２
の圧力補償弁６は全開状態にあり、低負荷側のアクチュ
エータ３の圧力ｈｌｉ償弁７はビね７ｄの設定前後差圧
が得られるよう絞り状態にある。また、ポンプ吐出量が
不足している状態なので、高負荷側アクチュエータ２に
圧油か供給されにくい状態になっている。

ここで消費可能流量補正制御か開始され、前後差圧目標
値ΔＰｖが小さくなると、高負荷側アクチュエータ２の
流量制御弁４の前後差圧はロードセンシング差圧と一致
し同様に小さくなっているので、前後差圧目標値ΔＰｖ
が減っても圧力補償弁６は絞られず、低負荷側アクチュ
エータ３の圧力補償弁７のみ流量制御弁５の前後差圧を
目標値ΔＰｖまで減らすよう更に絞られる。これにより
、低下していたロードセンシング差圧ΔＰが徐々に回復
し、高負荷側アクチュエータ２に圧油か供給し得るよう
になる。このとき、ロードセンシング差圧目標値ΔＰＯ
は前後差圧目標値ΔＰｖに一致するよう補正されている
。このため、ロードセンシング差圧ΔＰはこの補正され
た目標値ΔＰｖに向かって回復し、ロードセンシング差
圧ΔＰは総消費可能流量補正制御により制限された前後
差圧目標値ΔＰＶ以上にはならなず、高負荷側アクチュ
エータ２の圧力補償弁６はほぼ全開状Ｔｇのまま維持さ
れる。

以上のように、本実施例においては、演算で求められた
差圧目標吐出量ＱΔｐと入力制限目標吐出量ＱＴの大小
を判断し、差圧目標吐出量ＱＡｐが入力制限目標吐出量
ＱＴより大きくなったときにのみ補正値Ｑｎｓにより前
後差圧目標値ΔＰｖを制限する総消費可能流量補正制御
を行っている。

従って、例えば油圧アクチュエータ２の操作レバーを操
作し、油圧アクチュエータ２への圧油の供給を開始した
瞬間、吐出量制御装置１６の応答遅れでポンプ吐出圧力
が低下したとしても、演算で求められた差圧目標吐出址
ＱΔｐが入力制限目標吐出量ＱＴより大きくならない限
り、補正値Ｑｎｓ＝０が保持され総消費可能流量補正制
御は行われず、ロードセンシング制御のみか行われる。

従って、油圧ポンプの吐出圧力と油圧アクチュエ・−夕
の最大負荷圧力との差圧ΔＰで直接圧力補償弁を制御し
総消費可能流量補正制御を行っていた従来技術において
は、同様の場合、差圧ΔＰの減少で圧力補償弁６．７が
直ちに作動し、ロードセンシング制御の前に総消費可能
流量補正制御がなされるという不都合があったが、本実
施例においてはこのようなことは起こらず、流量制御弁
４゜５はその操作手段の１旨示通りの流量を与えること
ができると共に、ロードセンシング制御と総消費可能流
量補正制御の干渉によるハンチングが起こらず、油圧ア
クチュエータ２．３の安定した制御が行える。

また、本実施例においては、総消費可能流量制御を行う
ときには、同時にロードセンシング差圧目標値ΔＰＯを
小さくして流量制御弁の前後差圧目標値に一致させ、前
述したように、高負荷側のアクチュエータ２の圧力補償
弁６をほぼ全開状態に維持している。このため、総消費
可能流量補正制御の開始時、ハンチングのない安定した
ロードセンシング制御及び総消費可能流量補正制御か行
える。

比較のため、仮にロードセンシング差圧目標値ΔＰ０が
補正されず一定であるとすると、総消費可能流量補正制
御の開始時、ΔＰ０＞ΔＰｖの関係となり、ロードセン
シング差圧はΔＰｖよりも大きくなるため、高負荷側ア
クチュエータの圧力補償弁が補償動作に入り絞られる。

その結果、今まで油圧ポンプと最大負荷圧力側アクチュ
エータ間の管路容積により油圧ポンプのロードセンシン
グ制御を行っていたものが、圧力補償弁か絞られること
によりロードセンシング差圧が上昇し、油圧ポンプと圧
力補償弁間の限られた管路容積で油圧ポンプのロードセ
ンシング制御を行わなくてはならなくなる。このため、
ロードセンシング制御の遅れによりロードセンシング制
御と圧力補償弁の動作が干渉し、ハンチングを起こして
しまう。

本発明の第２の実施例を第１１図により説明する０図中
、第１の実施例の第１図及び第１０に示す部材と同じ部
材には同じ符号を付している。本実施例は、ロードセン
シング差圧目標値ΔＰＯを厳密に流量制御弁の前後差圧
目標値ΔＰｖに一致させないようにした実施例である。

即ち、第１１図において、関数発生器ブロック７００で
補正値Ｑｎｓから前後差圧目標値ΔＰＶを換算して求め
た後、加算器７０１で前後差圧目標値ΔＰｖからオフセ
ット値Ｐｖｏｆを減算し、その値をロードセンシング差
圧目標値ΔＰｏとする。

即ち、ΔＰ０＝ΔＰｖ−Ｐｖｏｆとする。

このように構成した本実施例においては、ΔＰＯくΔＰ
ｖであるため、圧力補償弁６．７は流量制御弁４．５の
前後差圧が目標値ΔＰｖになるように制御しようとして
いるのに対し、油圧ポンプは危大負荷圧力とポンプ吐出
圧力との差圧が目標値ΔＰＯ（くΔＰｖ）になるように
ロードセンシング制御されるため、高負荷側アクチュエ
ータのＡ　Ｍ制御弁の前後差圧はΔＰＯに制限され、Δ
ＰＶを確保することができない、換言すれば、目標値Δ
ＰＯでロードセンシング制御される油圧ポンプ１の吐出
量は流量制御弁の要求流量（消費可能流量）よりもオフ
セット値ＰＶＯｆに相当する分だけ不足気味となる。そ
の結果、圧油は部分的に高負荷側アクチュエータには流
れ難くなり、油圧アクチュエータ２．３の操作レバーの
操作ｉ（要求流量）が同じ場合、低負荷側のアクチュエ
ータにＰｖｏｆに相当する分だけ多めの圧油が流れるよ
うになる。

本実施例によれば、油圧アクチュエータ２．３の同時操
作を行ったとき、ある程度、負荷圧力の影響を受けなが
ら作業を行なわせることができるので、そのような作業
が望まれたときに好都合である。この場合、オフセット
値ΔＰｖｏｒは高負荷側アクチュエータをどの程度サチ
ュレーションさせて駆動させるかの操作性により決定す
る。

本発明の第３の実施例を第１２図及び第１３図により説
明する。図中、第１の実施例の第１図及び第１０に示す
部材と同じ部材には同じ符号を付している０本実施例は
、油圧アクチュエータ毎に異なる補正値Ｑｎｓを与える
場合の実施例である。

即ち、第１２図において、圧力補償弁６，７の閉止方向
作動パイロット圧力室６ｂ、７ｂにはそれぞれ別々の電
磁比例制御弁９ａ、９ｂから制御圧力が印加される。

一方、制御ユニット４０Ａにおいては、ブロック２０８
で求めた補正値Ｑｎｓを更に油圧アクチュエータ２．３
毎に設けた関数発生器ブロック７０２ａ　　７０２ｂに
かけ、異なる補正値Ｑｎｓａ　、　Ｑｎｓｂを得る。関
数発生器７０２ａ、７０２ｂには油圧アクチュエータ２
．３毎に最適の補正値か得られるようＱｎｓとＱｎｓａ
　、　Ｑｎｓｂの関係か設定されている。補正１ｉｉ４
Ｑｎｓａ　、　Ｑｎｓｂはそれぞれの電磁比例制御弁９
ａ、９ｂに送られ、圧力補償弁６゜７のはね６ｄ、７ｄ
の設定値即ち前後差圧目標値を制限する。

同時に、補正値Ｑｎｓａ　、　Ｑｎｓｂは関数発生器ブ
ロック７００ａ、７００ｂにおいてそれぞれ前後差圧目
標値ΔＰｖａ、ΔＰｖｂに換算され、最小値選択器ブロ
ック７０３において換算された前後差圧目標値ΔＰｖａ
、ΔＰｖｂの最小値を選択し、その最小値をロードセン
シング差圧目標値ΔＰＯとする。

即ち、ＡＰＯ＝Ｈｉｎ（ΔＰｖａ、ΔＰ　ｖｂ）により
ロードセンシング制御する。

このように構成した実施例においては、油圧アクチュエ
ータ２．３毎に最適の補正［Ｑｎｓａ　、　Ｑｎｓｂを
演算するので、アクチュエータ２．３の複合動作のバラ
ンスから各アクチュエータの流量制御弁４．５の前後差
圧目標値ΔＰｖａ、ΔＰＶＩ）に差を付けることができ
、総消費可能流量補正制御時の複合動作の操作性を向上
できる。

また、補正ｇｉＱｎｓａ　、　Ｑｎｓｂのそれぞれから
換算した前後差圧目標値ΔＰｖａ、ΔＰｖｂの最小値を
求め、それをロードセンシング差圧目標値ΔＰＯとする
ので、最小値の前後差圧目標値に対応する油圧アクチュ
エータが高置′Ｒ側のときは、第１の実施例と同様にそ
のアクチュエータの圧力補償弁がほぼ全開状態となり、
最小値の前後差圧目標値に対応する油圧アクチュエータ
が低負荷側のときは、高負荷側のアクチュエータの圧力
補償弁は前後差圧目標値かロードセンシング差圧目標値
より大であるので、やはりほぼ全開状態となる。このた
め、前述した総消費可能流量補正制御の開始時、高圧側
アクチュエータの圧力補償弁が絞られることかなく、第
１の実施例と同様にロードセンシング制御の遅れによつ
ロードセンシング制御と圧力補償弁の動作か干渉し、ハ
ンチングを起こすことか助Ｉトされ、安定したロードセ
ンシング制御及び総消費可能流量補正制御か行える。

以上、本発明の３つの実施例を説明した・が、本発明は
これら実施例に限られず、本発明の精神の範囲内で種々
の変形、修正が可能である。

例えば、以上の実施例では、吐出量制御装置１６をＯＮ
・ＯＦＦ電磁弁を使った例にしているが、通常の電磁比
例弁、サーボ弁を用い、アナログ量で制御するようにし
てもよい。

また、制御ユニット４０．４ＯＡの演算内容についても
本願と同じ出願人による特願平１−１６８３７号の変形
実施例と同様にｆ６正することができる。

例えば、上記実施例では、入力制限目標吐出量ＱＴの演
算において吐出圧力Ｐと入力トルク制限関数ｆ　（Ｐ）
からＱＴを決定したか、本発明の他の実施例としては、
ＢＰ−Ｂｌ−００６２０７２に記載のように、油圧ポン
プを駆動する原動機のアクセルによって設定される目標
回転数と実際の回転数の面差（回転数面差）ΔＮを求め
る手段を設け、油圧ポンプの入力制限関数として、油圧
ポンプの吐出圧力Ｐと、原動機の回転数偏差ΔＮとをパ
ラメータとした入力トルク制限関数ｆ　１（Ｐ　、ΔＮ
）を使用し、回転数１句差ΔＮと吐出圧力Ｐとその入力
制限関数ｆ　１（Ｐ　、ΔＮ）からＱＴを決定してもよ
い。

また、上記実施例では、補正値Ｑｎｓで圧力補償弁の設
定値を制限したか、操作レバーの操作信号を制限しても
よい。

また、上記実施例では、油圧ポンプの吐出量目標値とし
て常に差圧目標吐出量ＱΔｐと入力制限目標吐出量Ｑ［
の最小値を選択したか、総消費可能流量補正制御か行わ
れている補正ｆｆ１Ｑｎｓ≠０のときは、吐出星目標値
を入力制限目標吐出量Ｑ■に固定し、操作レバーの要求
流量が減少する場合にロードセンシング制御と総消費可
能流量補正制御の干渉を防ぐようにしてもよい。

また、上記実施例では、入力制限目標吐出量ＱＴを比例
型の演算で求めたが、差圧目標吐出量ＱΔｐの場合と同
様に積分型の演算で求めてもよい。

また、上記実施例では、補正値Ｑｎｓを差圧目標吐出量
ＱΔｐと入力制限目標吐出量ＱＴの流量偏差ΔＱで求め
たが、ロードセンシング差圧と目標差圧との偏差から求
めてもよい。

また、上記実施例では、補正値Ｑｎｓをそのまま用いた
が、オフセット値Ｑ　ｎ５ｏｆとの面差をとって値を若
干小さくしてもよい。

〔発明の効果〕 以上明らかなように、本発明によれば、油圧ポンプの目
標吐出量ＱＯとして差圧目標吐出量ＱΔｐと入力制限目
標吐出量ＱＴとを独立に演算し、入力制限目標吐出量Ｑ
Ｔが選択されたときのみ総消費可能流星補正制御を行う
ようにしなので、油圧ポンプの吐出流量が最大吐出量（
入力制限目標吐出ＭＱＴ　）以下ではロードセンシング
ｆｆｄ制御が行われ、油圧ポンプの吐出流量か最大吐出
量（入力制限目標吐出量ＱＴ　）に達した状態では総消
費可能流量補正制御が行われる。このなめ、油圧アクチ
ュエータへの供給流量の滑らかな増減が可能となり、操
作性か向上する。また、ロードセンシング制御と総消費
可能流量補正制御の干渉によるハンチング現象か起こら
ず、安定した制御が行える。

また、補正値Ｑｎｓに基づいてロードセンシング差圧目
標値ΔＰＯを補正するので、総消費可能流量補正制御時
でもロードセンシング差圧目標値ΔＰＯが前後差圧目標
値ΔＰｖと一致する関係が維持され、総消費可能流量補
正制御開始時に、ロードセンシング制御の遅れによりロ
ードセンシング制御と圧力補償弁の動作が干渉し、ハン
チングを起こすことがなく、安定したロードセンシング
制御及び総消費可能流量補正制御か行える。

また、ロードセンシング差圧を補正する場合、更にオフ
セフｌ−値Ｐｖｏｆを減算した値を用いるので、油圧ア
クチュエータの複合動作を行ったとき、ある程度、負荷
圧力の影響を受けながら作業を行なわせることができ、
操作性が向上できる。

更に、油圧アクチュエータ毎に補正値Ｑｎｓａ。

Ｑ　ｎｓｂを演算し、補正値Ｑｎｓａ　、　Ｑｎｓｂの
それぞれから換算した前後差圧目標値ΔＰｖａ、ΔＰｖ
ｂの最小値を求め、それをロードセンシング差圧目標値
ΔＰ０とするので、アクチュエータの複合動作のバラン
スから各アクチュエータの流量制御弁の前後差圧目標値
に差を付け、複合動作の操・作性を向上できると共に、
この場合でも高圧側アクチュエータの圧力補償弁は必ず
ほぼ全開状態となり、ハンチングのない安定したロード
センシング制御及び総消費可能流量補正制御が行える。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例による油圧駆動回路の制御装
置をその油圧駆動回路と共に示す概略図であり、第２図
はその制御装置の吐出量制御装置の構成を示す概略図で
あり、第３図は同制御装置の本体をなす制御ユニットの
構成を示す概略図であり、第４図はその制御ユニットで
行われる制御手順プログラムを示すフローチャートであ
り、第５図は入力制限目標値を求めるのに使用される入
力トルク制限関数を示す図であり、第６図は油圧ポンプ
の吐出圧力と最大負荷圧力との差圧から差圧目標吐出量
を求める手順を示すブロック図であり、第７図は目標吐
出量偏差から総消費可能流量補正値を求める手順を示す
ブロック図であり、第８図は補正値から前後差圧目標値
を換算する関数を示すブロック図であり、第９図は吐出
量目標値と傾転角信号から吐出量制御装置を制御する手
順を示すフローチャートであり、第１０図は上記制御手
順全体を示す制御ブロック図であり、第１１図は本発明
の第２の実施例による制御装置を示す制御ブロック図で
あり、第１２図は本発明の第３の実施例による油圧駆動
回路の制御装置をその油圧駆動回路と共に示す概略図で
あり、第１３図はその制御装置の制御ブロック図である
。 符号の説明 １・・・油圧ポンプ ２．３・・・油圧アクチュエータ ４．５・・・流量制御弁 ６７・・・圧力補償弁 ９・・・電磁比例制りｐ弁 １４・・・圧力検出器 １５・・・傾転角度計（吐出量検出手段）１６・・・吐
出量制御装置 ４３・・・差圧計 ４０・・・制御ユニット １２０．２０１〜２０３・・・第１の手段２００・・・
第２の手段 ２０４・・・第３の手段 １３０〜１３２，２０５〜２０８・・・第４の手段７０
０・・・第５の手段 ＱＴ・・・入力制限ロ凛吐出量 ＱΔｐ・・・差圧目標吐出量 ΔＱ・・・目標吐出ｍ偏差 Ｑｎｓ・・・１Ｂ消費可能流量補正電流ＱＯ・・・吐出
量目標値 Ｑ’ｏ・・・ロードセンシング制御信号量１傾１人 日立建１斥株式会社

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）少なくとも１つの油圧ポンプと、この油圧ポンプ
   から吐出される圧油によって駆動される複数の油圧アク
   チュエータと、油圧ポンプと各油圧アクチュエータの間
   に接続され、操作手段の操作信号に応じて油圧アクチュ
   エータに供給される圧油の流量を制御する圧力補償付流
   量制御弁とを備えたロードセンシング油圧駆動回路の制
   御装置において、 油圧ポンプの吐出圧力と複数の油圧アクチュエータの最
   大負荷圧力との差圧を検出する第１の検出手段と、 油圧ポンプの吐出圧力を検出する第２の検出手段と、 前記第１の検出手段の差圧信号からその差圧をロードセ
   ンシング差圧目標値ΔＰ＿０に保持するための油圧ポン
   プの差圧目標吐出量ＱΔｐを演算する第１の手段と、 少なくとも前記第２の検出手段の圧力信号と予め設定さ
   れた油圧ポンプの入力制限関数から油圧ポンプの入力制
   限目標吐出量ＱＴを演算する第２の手段と、 前記差圧目標吐出量ＱΔｐと入力制限目標吐出量ＱＴの
   いずれか一方を油圧ポンプの吐出量目標値Ｑ＿０として
   選択し、油圧ポンプの吐出量が該入力制限目標吐出量Ｑ
   Ｔを超えないように制御する第３の手段と、 前記第３の手段で前記入力制限目標吐出量ＱＴが選択さ
   れたときに、少なくとも前記差圧目標吐出量ＱΔｐと入
   力制限目標吐出量ＱＴに基づいて前記油圧アクチュエー
   タの総消費可能流量の補正値Ｑｎｓを演算し、この補正
   値Ｑｎｓに基づいて前記圧力補償付流量制御弁を制御す
   る第４の手段と、前記第４の手段で演算された補正値Ｑ
   ｎｓに基づいて前記ロードセンシング差圧目標値ΔＰ＿
   ０を補正する第５の手段と を備えることを特徴とするロードセンシング油圧駆動回
   路の制御装置。
2. （２）請求項１記載のロードセンシング油圧駆動回路の
   制御装置において、前記第５の手段は前記補正値Ｑｎｓ
   から前記圧力補償付流量制御弁の前後差圧目標値ΔＰｖ
   を換算して求め、この換算した前後差圧目標値ΔＰｖを
   前記ロードセンシング差圧目標値ΔＰ＿０とすることを
   特徴とするロードセンシング油圧駆動回路の制御装置。
3. （３）請求項１記載のロードセンシング油圧駆動回路の
   制御装置において、前記第５の手段は前記補正値Ｑｎｓ
   から前記圧力補償付流量制御弁の前後差圧目標値ΔＰｖ
   を換算して求め、この換算した前後差圧目標値ΔＰｖか
   ら予め設定されたオフセット値Ｐｖｏｆを減算し、その
   結果得られる値を前記ロードセンシング差圧目標値ΔＰ
   ＿０とすることを特徴とするロードセンシング油圧駆動
   回路の制御装置。
4. （４）請求項１記載のロードセンシング油圧駆動回路の
   制御装置において、前記第４の手段は前記油圧アクチュ
   エータの少なくとも２つについて油圧アクチュエータ毎
   に前記補正値Ｑｎｓａ，Ｑｎｓｂを演算し、前記第５の
   手段は前記補正値Ｑｎｓａ，Ｑｎｓｂのそれぞれから前
   記圧力補償付流量制御弁の前後差圧目標値ΔＰｖａ，Δ
   Ｐｖｂを換算して求めると共に、この換算した前後差圧
   目標値ΔＰｖａ，ΔＰｖｂの最小値を求め、この最小値
   を前記ロードセンシング差圧目標値ΔＰ＿０とすること
   を特徴とするロードセンシング油圧駆動回路の制御装置
   。