JPH0347489A - Method and device for closed loop control for pump with variable capacity - Google Patents
Method and device for closed loop control for pump with variable capacityInfo
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- Control Of Positive-Displacement Pumps (AREA)
Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
イ０発明の目的
（産業上の利用分野）
本発明は、可変容量型前記（２）にあつては流量及び圧
力を１つの電磁比例制御弁で制御するための閉ループ制
御方法及びその制御装置に関する。Detailed Description of the Invention A. Object of the Invention (Field of Industrial Application) The present invention provides a closed loop system for controlling the flow rate and pressure with one electromagnetic proportional control valve in the case of the variable capacity type (2) above. The present invention relates to a control method and a control device thereof.
（従来の技術）
従来、可変容量型前記（２）にあつては流量及び圧力を
１つの電磁比例制御弁で制御するための閉ループ制御方
法及びその制御装置に関しては、設定した流量及び圧力
と、検出される流量及び圧力の４つの信号から電磁比例
制御弁とソレノイドを用いて制御していた。(Prior Art) Conventionally, in the case of the variable displacement type (2) above, a closed loop control method and a control device for controlling the flow rate and pressure with one electromagnetic proportional control valve have been developed. It was controlled using an electromagnetic proportional control valve and a solenoid based on the detected four signals of flow rate and pressure.
可変容量型前記（２）にあつては閉ループ制御に関して
は、例えば、特開昭６２−２２５７８８或いは特開昭６
３−１０９２８９等が知られている。これらは、流量及
び圧力を制御するのに次の方式を用いていた。Regarding the variable capacity type (2) above, regarding closed loop control, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 62-225788 or Japanese Patent Application Laid-open No. 62-225788
3-109289 etc. are known. These used the following scheme to control flow and pressure.
すなわち、前者は、圧力設定信号と検出圧力の差を増幅
して一定値を越えた時に定出力とするリミッタと、同様
に、流量設定と検出流量との差をそれぞれ掛算器に入れ
計算していた。その結果計算値に依存した出力で比例ソ
レノイドを制御し、可変容量型前記（２）にあつては流
量及び圧力を制御するとともに、流量検出器からの流量
変化速度を検出する手段を付加し、これを圧力設定と検
出圧力の差を加減算する加減算器に入力していた。In other words, the former is a limiter that amplifies the difference between the pressure setting signal and the detected pressure and outputs a constant output when it exceeds a certain value, and similarly, the difference between the flow rate setting and the detected flow rate is calculated by putting it into a multiplier. Ta. As a result, the proportional solenoid is controlled with an output depending on the calculated value, and in the case of the variable displacement type (2), the flow rate and pressure are controlled, and a means for detecting the flow rate change rate from the flow rate detector is added, This was input into an adder/subtractor that adds or subtracts the difference between the pressure setting and the detected pressure.
また、特開昭６３−１０９２８９にあっては、流量及び
圧力を制御するのに次の方式を用いていた。すなわち、
圧力設定値と検出圧力との差と、流量設定値と検出流量
の差の双方の差を比較し、圧力制御か流量制御かを選択
していた。いわゆる二値制御判断を行ない、いずれかの
偏差信号を出力させる方式であった。Furthermore, in JP-A-63-109289, the following method was used to control the flow rate and pressure. That is,
The difference between the pressure setting value and the detected pressure and the difference between the flow rate setting value and the detected flow rate were compared to select either pressure control or flow rate control. This method performs so-called binary control judgment and outputs one of the deviation signals.
しかしながら、第一に、一般的な可変容量型ポンプにこ
れらの制御方法を用いて圧力制御を行う場合には、前記
（２）にあつては最大吐出流量と吸い込み流量との間に
大きな差異が存在する。したがって圧力設定値から昇圧
させる場合に一定の負荷容積に作動液を流入させる最大
スピードは、降圧させる場合に一定の負荷容積から作動
液を流出させる最大スピードに比べ非常に速くなる。こ
のため、昇圧と降圧を同一の伝達関数で制御したのでは
、同時に昇圧と降圧特性を最適にｌｌ整することは極め
て困難であった。However, firstly, when performing pressure control using these control methods for general variable displacement pumps, there is a large difference between the maximum discharge flow rate and the suction flow rate in the case of (2) above. exist. Therefore, the maximum speed at which hydraulic fluid flows into a fixed load volume when increasing the pressure from the set pressure value is much faster than the maximum speed at which hydraulic fluid flows out from a fixed load volume when lowering the pressure. For this reason, if the voltage step-up and voltage step-down are controlled using the same transfer function, it is extremely difficult to simultaneously optimize the voltage step-up and step-down characteristics.
第二に、圧力制御にあっては、いわゆるオーバーシュー
トやアンダーシュートを抑制する目的で、一般的に圧力
制御ループに検出圧力のフィードバック補償を用いてい
る。検出圧力の微分値を計算し、その値を圧力ループ内
で減算して、オーバーシュートやアンダーシュートを抑
制するものである。第２図はこの例で、この可変容量型
前記（２）にあつては閉ループ制御装置について回路構
成並びにポンプシステムを具体的に示すものである。制
御装置の回路構成は全体としては可変容量型前記（２）
にあつては圧力を検出する圧力センサ１とポンプ吐出流
量を検出する流量センサ２で前記（２）にあつては検出
圧力及び流量を検出し、前記（２）にあつては圧力指令
と検出圧力との差を演算し圧力偏差を出力する加減算器
３を圧力設定信号入力端１６に接続されている。さらに
、前記（２）にあつては圧力指令と検出流量との差を演
算し流量偏差を出力する加減算器４を流量設定信号入力
端１７に接続しである。さらに、圧力センナ増幅器１４
は圧力センサ１の増幅器、流量センサ増幅器１５は流量
センサ２の増幅器である。Second, in pressure control, feedback compensation of detected pressure is generally used in the pressure control loop for the purpose of suppressing so-called overshoot and undershoot. The differential value of the detected pressure is calculated and that value is subtracted within the pressure loop to suppress overshoot and undershoot. FIG. 2 is an example of this, and specifically shows the circuit configuration and pump system of the closed loop control device for the variable displacement type (2) above. The overall circuit configuration of the control device is of the variable capacitance type (2) above.
In the above case, the pressure sensor 1 that detects the pressure and the flow rate sensor 2 that detects the pump discharge flow rate detect the detected pressure and flow rate in the case of (2) above, and the pressure command and the detection in the case of (2) above. An adder/subtractor 3 that calculates the difference between the pressure and the pressure and outputs the pressure deviation is connected to the pressure setting signal input terminal 16. Furthermore, in the case of (2), an adder/subtractor 4 that calculates the difference between the pressure command and the detected flow rate and outputs the flow rate deviation is connected to the flow rate setting signal input terminal 17. Furthermore, the pressure sensor amplifier 14
is the amplifier of the pressure sensor 1, and the flow rate sensor amplifier 15 is the amplifier of the flow rate sensor 2.
この圧力制御用増幅器５には加減算器３の加減算結果の
出力を入力させるが、同時にフィードバック補償回路１
０に含まれた加減算器を経て伝達関数に依存した補償を
行う、圧力制御用増幅器５及び加減算器４の出力を流量
制御用増幅器６で増幅させた両者の出力は最小値選択回
路７に入力される。The output of the addition/subtraction results of the adder/subtractor 3 is input to this pressure control amplifier 5, but at the same time, the feedback compensation circuit 1
The outputs of the pressure control amplifier 5 and the adder/subtractor 4 are amplified by the flow rate control amplifier 6 and are input to the minimum value selection circuit 7. be done.
最小値選択回路７は電力増幅器１１を経て比例ソレノイ
ド１２に接続されている。さらに比例ソレノイド１２に
より可変容量ポンプ１３が制御される。この制御方法に
あっては、検出圧力の微分値を計算し、フィードバック
補償回路１ｏ内で減算して、オーバーシュートやアンダ
ーシュートを抑制するものである。しかしながらこのフ
ィードバック補償にあっては、流量制御において圧力指
令をステップ状に増加させた場合、流量の増加に伴い負
荷圧力が増加する。このステップ状とは立ち上がりの急
峻な意味をもつが、正確な垂直の立ち上がり、矩形波形
等に限定されるものでない。The minimum value selection circuit 7 is connected to a proportional solenoid 12 via a power amplifier 11. Further, a variable displacement pump 13 is controlled by a proportional solenoid 12 . In this control method, a differential value of the detected pressure is calculated and subtracted in the feedback compensation circuit 1o to suppress overshoot and undershoot. However, in this feedback compensation, when the pressure command is increased stepwise in flow rate control, the load pressure increases as the flow rate increases. This step shape means a steep rise, but it is not limited to an accurate vertical rise, a rectangular waveform, etc.
この結果、負荷圧力の増加に対しても位相補償が発生す
ることになり、その分だ（“ン負荷圧力が大きいことと
して演算されることになる。圧力指令が負荷圧力に位相
補償を加えた値に対して十分大きい場合は同順にならな
いが、両者の値が逆転した、すなわち、圧力指令が負荷
圧力に位相補償を加えた値より小さくなった場合は圧力
制御に切り換わってしまう。この結果、ポンプ吐出流量
は圧力をオーバーシュートしないように減少方向となる
。As a result, phase compensation will occur even when the load pressure increases, and the calculation will be performed assuming that the load pressure is large. If the values are sufficiently large, the order will not be the same, but if the two values are reversed, that is, if the pressure command becomes smaller than the value of the load pressure plus phase compensation, the control will switch to pressure control. , the pump discharge flow rate decreases to avoid overshooting the pressure.
このことは、負荷圧力が圧力指令に到達していないにも
かかわらず流量が一旦減少してしまうなめ負荷の速度の
一瞬低下という現象が生じる欠点があった。This has the disadvantage that the flow rate temporarily decreases even though the load pressure has not reached the pressure command, resulting in a momentary drop in the speed of the load.
この点について、具体的に明らかにするため第３図で従
来方法における圧力及び流量の時間的経緯により上記問
題点を図示したものである。縦軸はＡ図に圧力、Ｂ図に
流量、横軸はともに経過時間を示している。この図で＃
１で圧力指令に対しフィードバック補償が働き圧力制御
状態となったため検出流量の減少がみちれる。In order to specifically clarify this point, FIG. 3 illustrates the above-mentioned problem by chronological history of pressure and flow rate in the conventional method. The vertical axis shows pressure in figure A, the flow rate in figure B, and the horizontal axis shows elapsed time. In this diagram #
At No. 1, feedback compensation is activated for the pressure command and the pressure is controlled, so the detected flow rate decreases.
すなわち、圧力指令と圧力指令を同時にステップ状に増
加させたとき、検出流量の増加に伴い負荷圧力もまた増
加する。このとき圧力偏差は次式圧力偏差−圧力指令一
く検出圧力＋フィードバック補償） ・
・・・・ （Ｉ）ところが、圧力指令のほうが検出圧力
より大きいにもかかわらず、検出圧力の動的変化により
、圧力指令は次式のようになる。That is, when the pressure command and the pressure command are simultaneously increased in a stepwise manner, the load pressure also increases as the detected flow rate increases. At this time, the pressure deviation is calculated using the following formula: Pressure deviation - Pressure command - Detected pressure + Feedback compensation)
(I) However, even though the pressure command is greater than the detected pressure, due to dynamic changes in the detected pressure, the pressure command becomes as shown in the following equation.
圧力指令く（検出圧力→−フィードバック補償）・・・
・・ （ＩＩ）
となる状態が発生する。さらに、・・
流量偏差〉圧力偏差 ・・・・・ ＜ｍ）となる。上
記の期間は、最小値選択回路７の出力は、圧力偏差とな
る。そして（Ｉ）式の計算結果は負であることから、流
量を減少させる方向に比例ソレノイド１２への制ｒｔ流
が変化する。この点は後述する本発明によって解決する
ことができる。Pressure command (detected pressure → - feedback compensation)...
... (II) The following situation occurs. Furthermore,...Flow rate deviation>Pressure deviation...<m). During the above period, the output of the minimum value selection circuit 7 is the pressure deviation. Since the calculation result of equation (I) is negative, the control rt flow to the proportional solenoid 12 changes in the direction of decreasing the flow rate. This point can be solved by the present invention, which will be described later.
（発明が解決しようとする課！り
したがって、従来、可変容量型前記（２）にあつては閉
ループ制御では、いかなる制御状態にあっても常に一定
の圧力フィードバック補償となるため、■ポンプ固有の
最大吐出流量と吸い込み流量との間に存在する差異に対
して、昇圧と降圧の各々の場合に最適補償となりえなか
った。さらに、■圧力オーバーシュートを抑制する目的
のフィードバック補償が流量制御時にも作用し、そのた
め圧力指令増速の際に一旦圧力制御となる可能性が鳥り
ポンプ吐出流量は圧力をオーバーシュートしないように
減少してしまい、負荷の速度の一瞬低下いう現象が生じ
る欠点があった。(Issues to be solved by the invention!) Therefore, in conventional closed-loop control for variable displacement type (2) above, pressure feedback compensation is always constant regardless of the control state. Due to the difference between the maximum discharge flow rate and the suction flow rate, it was not possible to provide optimal compensation for each case of pressure increase and pressure decrease.Furthermore, feedback compensation for the purpose of suppressing pressure overshoot was not possible during flow control. Therefore, when the pressure command increases speed, there is a possibility that the pressure will be controlled once, but the pump discharge flow rate will be reduced to avoid overshooting the pressure, which has the disadvantage of causing a momentary drop in the load speed. Ta.
本発明では、これら問題点を解決し、いかなる圧力制御
、流量制御の動的変化に対しても最適なフィードバック
補償を加えることができる可変容量型前記（２）にあつ
ては閉ループ制御方法及びその制御装置を提供すること
を目的とする。The present invention solves these problems and provides a closed-loop control method and its method for variable capacity type (2) above, which can provide optimal feedback compensation for any dynamic changes in pressure control and flow rate control. The purpose is to provide a control device.
口１発明の構成
（課題を解決するための手段）
上記目的を達成するために、本発明の可変客種型前記（
２）にあつては閉ループ制御方法及びその制御装置とし
ては、前記（２）にあつては圧力検出出力と圧力指令と
の間の圧力偏差量を計算し、かつ、流量検出出力と圧力
指令との間の圧力偏差量を計算するとともに、流量検出
出力と圧力偏差量を比較しそれらのうち小のものを選択
し可変容量前記（２）にあつては圧力・流量同時制御を
行うにあたって、・・・・■圧力指令のステップ状増加
を検出し、■圧力指令のステップ状減少を検出し、■前
記■、■が同時に生じたかを判別し、■前記■の場合に
は■又は■のいずれかを選択し前記■にあっては流量変
化に対し一定時間、流量増速時フィードバック補償に切
り換え、前記■にあっては圧力変化に対し一定時間、降
圧制御時フィードバック補償に切り換えることにより提
供される。1. Structure of the invention (means for solving the problem) In order to achieve the above object, the variable customer type type of the present invention (
In the case of 2), the closed loop control method and its control device calculate the pressure deviation amount between the pressure detection output and the pressure command, and calculate the pressure deviation amount between the pressure detection output and the pressure command. In addition to calculating the pressure deviation amount between them, the flow rate detection output and the pressure deviation amount are compared and the smaller one is selected.For variable capacity (2) above, when performing simultaneous pressure and flow rate control, ... ■Detect a stepwise increase in the pressure command, ■Detect a stepwise decrease in the pressure command, ■Determine whether the above ■ and ■ have occurred at the same time, and ■In the case of the above ■, select either ■ or ■. In case (2) above, the feedback compensation is switched to feedback compensation when increasing the flow rate for a certain period of time in response to a change in flow rate, and in case (2) above, it is provided by switching to feedback compensation during pressure drop control for a certain period of time in response to a change in pressure. Ru.
さらに、前記方法を達成するために、前記（２）にあつ
ては圧力検出出力と圧力指令との間の圧力偏差量を計算
する手段と５流量検出出力と圧力指令との間の流１（ｉ
差量を計算する手段と、流量検出出力と圧力偏差量とを
比較しそれらのう、ち小のものを選択する手段と、圧力
指令がステップ状に増加したのを検出し、流量変化に対
し一定時間、流量増速時フィードバック補償に切り換え
る手段と、圧力変化に対し圧力指令がステップ状に減少
したのを検出し、圧力変化に対し一定時間、降圧制御時
フィードバック補償に切り換え手段と、これらステップ
状変化が同時に生じたかを判別し、いずれかの前記切り
換える手段を選択する手段とからなることを特徴とする
装置として提供される。Furthermore, in order to achieve the above method, in the case of (2) above, means for calculating the amount of pressure deviation between the pressure detection output and the pressure command; i
A means for calculating the difference amount, a means for comparing the flow rate detection output and the pressure deviation amount and selecting the smaller one, and a means for detecting a stepwise increase in the pressure command and responding to the flow rate change. means for switching to feedback compensation during flow rate increase for a certain period of time; means for detecting a stepwise decrease in pressure command in response to a pressure change; and means for switching to feedback compensation during pressure reduction control for a certain period of time in response to a pressure change; and means for determining whether state changes have occurred simultaneously and selecting one of the switching means.
（作用）
上記のように構成された本発明の作用は以下のとおりで
ある。(Function) The function of the present invention configured as described above is as follows.
まず、可変容量型前記（２）にあつては閉ループ制御は
、圧力制御及び流量制御において、静的な状態を次の３
状態に分けて理解することができる。First, for the variable capacity type (2) above, closed loop control is based on the following three types of static conditions in pressure control and flow rate control.
It can be understood by dividing it into states.
Ａ：負荷圧力が圧力指令以下で、流量制御だけが実行さ
れている状態（流量制御状＠）。A: A state where the load pressure is less than the pressure command and only flow control is being executed (flow control status @).
Ｂ：負荷圧力が圧力指令以下で、流れが存在する状態で
、圧力制御が実行されている状Ｕ（いわゆるオーバライ
ド状態）。B: State U (so-called override state) in which pressure control is executed in a state where the load pressure is less than the pressure command and a flow exists.
Ｃ：流れが殆どなく、圧力制御だけが実行されている状
態（圧力制御状態）。C: State where there is almost no flow and only pressure control is being performed (pressure control state).
の３状態に分けられる。It can be divided into three states.
本発明の可変容量型前記（２）にあつては閉ループ制御
方法及びその制御装置では、Ａの状態、すなわち、負荷
圧力が圧力指令以下で、流量制御だけが実行されている
状態においては、加減算器３で演算された圧力偏差信号
は非常に大きくなり、最小値選択回路を通過する流量偏
差信号に対しては何ら制限を加えない、したがって、電
力増幅器１１へ入力される信号は流量偏差信号のみとな
る。In the case of the variable displacement type (2) of the present invention, in the closed loop control method and its control device, in state A, that is, in a state where the load pressure is less than the pressure command and only flow rate control is being executed, addition and subtraction are possible. The pressure deviation signal calculated by the device 3 becomes very large, and no restrictions are placed on the flow deviation signal that passes through the minimum value selection circuit. Therefore, the only signal input to the power amplifier 11 is the flow deviation signal. becomes.
さらに、前記の状ｆｉＢ、Ｃにおいては、すなわち、負
荷圧力が圧力指令以下で、流れが存在する状態で、圧力
制御が実行されている状態、いわゆるオーバライド領域
に該当する場合や流れが殆どなく、圧力制御だけが実行
されている状態では以下の作用となる。Furthermore, in the above-mentioned states fiB and C, that is, a state in which pressure control is executed in a state where the load pressure is less than the pressure command and there is a flow, which corresponds to the so-called override region, or there is almost no flow; When only pressure control is being executed, the following effects occur.
前記（２）にあつては圧力指令と検出圧力との差より演
算した圧力偏差信号のほうが、流量偏差信号よりも小さ
くなり、したがって、電力増幅器１１へ入力される信号
は圧力偏差信号のみとなる。In the case of (2) above, the pressure deviation signal calculated from the difference between the pressure command and the detected pressure is smaller than the flow deviation signal, and therefore, the only signal input to the power amplifier 11 is the pressure deviation signal. .
上記制御方法は可変容量型ポンプにおける圧力・流量同
時制御の一例であるが、圧力制御状態での圧力指令のス
テップ状変化に対するオーバーシュートやアンダーシュ
ートを抑制する目的で、般的に圧力偏差信号にフィード
バック補償を加える。このフィードバック補償の値は、
オーバーシュートを抑制する程度加えた場合、可変容量
型前記（２）にあつては吐出能力と吸い込み能力の差異
により降圧応答時間を必要以上に長く要する場合がある
。ここで圧力指令がステップ状に減少したことを検出し
、その変化に対し一定時間降圧時切換回路９による圧力
フィードバック補償に切り換えることにより、最適の降
圧応答が実現される。The above control method is an example of simultaneous pressure and flow rate control in a variable displacement pump, but in order to suppress overshoot and undershoot due to step changes in pressure commands during pressure control state, pressure deviation signals are generally used. Add feedback compensation. The value of this feedback compensation is
In the case of the variable capacity type (2) described above, when adding an amount to suppress overshoot, the pressure reduction response time may be longer than necessary due to the difference between the discharge capacity and the suction capacity. By detecting that the pressure command has decreased in a stepwise manner and switching to pressure feedback compensation by the voltage reduction switching circuit 9 for a certain period of time in response to the change, an optimal pressure reduction response can be achieved.
ここで、一定時間については正確に定められた時間に限
定されない、目的とする！＆適なフィードバック補償に
ついてのスイッチング時間、オーバーシュートを抑制す
る程度に必要な時間を含む。Here, the fixed time is not limited to a precisely defined time, but is a purpose! & Switching time for appropriate feedback compensation, including the time necessary to suppress overshoot.
また、流量制御時においては、圧力指令がステップ状に
増加した場合、負荷圧力も増加する場合が一般的である
。この場合通常のフィードバック補償を加えると、負荷
圧力が圧力指令に到達する以前に圧力位相補償の分早く
圧力制御に切り換わろうとする。Further, during flow rate control, when the pressure command increases in a stepwise manner, the load pressure also generally increases. In this case, if normal feedback compensation is added, the pressure control will attempt to switch to pressure control earlier than the pressure phase compensation before the load pressure reaches the pressure command.
この点について、前述したように、第３図で従来方法に
おける圧力及び流量の時間的経緯により上記問題点を指
摘した。すなわち、圧力指令と圧力指令を同時にステッ
プ状に増加させたとき、検出流量の増加に伴い負荷圧力
もまた増加する。このとき、検出圧力の動的変化により
、圧力指令〈（検出圧力士フィードバック補償）となる
状態が発生する。さらに、流量偏差〉圧力偏差となる。Regarding this point, as described above, the above-mentioned problem was pointed out by the time history of pressure and flow rate in the conventional method in FIG. That is, when the pressure command and the pressure command are simultaneously increased in a stepwise manner, the load pressure also increases as the detected flow rate increases. At this time, due to dynamic changes in the detected pressure, a situation occurs where the pressure command <(detected pressure operator feedback compensation). Furthermore, flow rate deviation>pressure deviation.
上記の期間は、最小値選択回路７の出力は、圧力偏差と
なり、流量を減少させる方向に比例ソレノイド１２への
制御電流が変化する。During the above period, the output of the minimum value selection circuit 7 becomes a pressure deviation, and the control current to the proportional solenoid 12 changes in the direction of decreasing the flow rate.
本発明にあっては、増速時切換回路８で圧力指令がステ
ップ状に増加したことを検出し、その変化に対し一定時
間、増速制御時専用のフィードバック補償に切り換える
ことにより、通常の昇圧時とは独立にフィードバック補
償の量を調整可能にした。In the present invention, the speed increase switching circuit 8 detects a stepwise increase in the pressure command, and in response to the change, switches to feedback compensation exclusively for speed increase control for a certain period of time, thereby controlling the normal pressure increase. The amount of feedback compensation can be adjusted independently of time.
したがって、可変容量型前記（２）にあつては流量及び
圧力を１つの電磁比例制御弁で制御するための閉ループ
制御方法にあっては、前述したとおり、圧力指令、圧力
指令、検出圧力及び流量の４つの信号処理により制御し
ている。このため、圧力指令、圧力指令、検出圧力及び
流量が全て０の状態から、圧力指令及び圧力指令が同時
に増加した場合、負荷の状態が流量制御状態なのか、或
いは、圧力制御状態なのかを判別する方法が必要となる
。Therefore, in the case of the variable displacement type (2) above, in the closed loop control method for controlling the flow rate and pressure with one electromagnetic proportional control valve, the pressure command, the pressure command, the detected pressure and the flow rate are as follows. It is controlled by four types of signal processing. Therefore, if the pressure command, pressure command, detected pressure, and flow rate are all 0, and the pressure command and pressure command increase simultaneously, it is determined whether the load state is the flow rate control state or the pressure control state. A method is needed to do so.
ここで同時とは正確に一致した場合に限定されない、実
質的にフィードバック補償の切り換えについてのループ
内の応答時間等に対応できる＋ｊ〕をもつことが認めら
れるべきである。It should be recognized that "simultaneously" is not limited to exactly coincident, but can substantially correspond to the response time within the loop for switching the feedback compensation, etc. +j].
さらに、圧力指令の増加を検出し、一定時間全く圧力位
相補償を加えなかった場合で、しかも、負荷の状態が圧
力制御状態にあっては、極めて大きな圧力オーバーシュ
ートが発生する可能性がある。そこで、増速制御時専用
のフィードバック補償に切り換えて、圧力オーバーシュ
ートを許容値以下に押えこの点の解決を図った。Furthermore, if an increase in the pressure command is detected and no pressure phase compensation is applied for a certain period of time, and the load is in the pressure control state, an extremely large pressure overshoot may occur. Therefore, we tried to solve this problem by switching to feedback compensation exclusively for speed increase control to keep the pressure overshoot below the allowable value.
〈実施例）
実施例について図面を参照して説明すると、第１図は本
発明の可変容量型前記（２）にあつては閉ループ制御方
法及びその制御装置について制御装置の回路構成並びに
ポンプシステムを具体的に示すものである。<Example> To explain an example with reference to the drawings, FIG. 1 shows the circuit configuration of the control device and the pump system regarding the closed loop control method and control device for the variable displacement type (2) of the present invention. This is a concrete example.
制御装置の回路構成は全体としては、可変容量型ポンプ
１３の圧力を検出する圧力センサ１と、その出力を圧力
センサ増幅器１４で増幅させ（出力ＰＭＯＮ）加減算器
３に入力される。ポンプ吐出流量を検出する流量センサ
２と、その出力を流量センサ増幅器１５で増幅させ（出
力Ｑ＝ｓｏｓ ） ｉＩ！Ｉ２’Ｊ器４に入力されると
ともに、圧力指令信号入力端１７から圧力指令（入力Ｑ
＋Ｎ）が入力される。また、圧力指令信号入力端１６か
ら圧力指令（入力ＰＩＮ）が入力される。The overall circuit configuration of the control device includes a pressure sensor 1 that detects the pressure of a variable displacement pump 13, and its output is amplified by a pressure sensor amplifier 14 (output PMON) and input to an adder/subtractor 3. A flow rate sensor 2 detects the pump discharge flow rate, and its output is amplified by a flow rate sensor amplifier 15 (output Q=sos) iI! At the same time, a pressure command (input Q
+N) is input. Further, a pressure command (input PIN) is input from the pressure command signal input terminal 16 .
ポンプ１３の圧力指令、検出圧力及び昇圧用圧力位相補
償との差を演算し圧力偏差信号を出力する加減算器３を
圧力設定信号入力端１６に接続する。An adder/subtractor 3 that calculates the difference between the pressure command of the pump 13, the detected pressure, and the pressure phase compensation for boosting and outputs a pressure deviation signal is connected to the pressure setting signal input terminal 16.
加減算器３からの出力（ΔＰ＝Ｐ＋Ｎ ＰｗｏＮ）は圧
力制御用増幅器５で増幅され最小値選択回路７に入力さ
れる。また、加減算器４からの出力は（ΔＱ ＝ Ｑ
ＩＮ−Ｑ ＭＯＮ ＞流量制御用増幅器６により増幅さ
れ同様に最小値選択回路７に入力される。The output from the adder/subtractor 3 (ΔP=P+N PwoN) is amplified by the pressure control amplifier 5 and input to the minimum value selection circuit 7. Also, the output from the adder/subtractor 4 is (ΔQ = Q
IN-Q MON>Amplified by the flow rate control amplifier 6 and similarly input to the minimum value selection circuit 7.
最小値選択回路７は複数の入力信号のうちいずれか小さ
な値を出力するものである。The minimum value selection circuit 7 outputs the smallest value among a plurality of input signals.
圧力指令がステップ状に増加したことを検出する増速時
切換回路８があり、その変化に対し一定時間、増速制御
時専用のフィードバック補償に切り換える。また、降圧
時切換回路９は圧力指令がステップ状に減少したことを
検出し、その変化に対し一定時間、降圧制御時専用のフ
ィードバック補償に切り換える回路である。There is a speed increase switching circuit 8 that detects a stepwise increase in the pressure command, and in response to the change, switches to feedback compensation exclusively for speed increase control for a certain period of time. Further, the step-down switching circuit 9 is a circuit that detects that the pressure command decreases in a stepwise manner, and switches to feedback compensation exclusively for step-down control for a certain period of time in response to the change.
さらに、増速時切換回路８及び降圧時切換回路９につい
て、ステップ状変化が両方に同時に入力された場合に、
すなわち、圧力指令がステップ状に増加し、かつ、圧力
指令がステップ状に減少した場合にいずれかを優先させ
る優先順位決定回路１８がある。Furthermore, when a step change is simultaneously input to both the speed increase switching circuit 8 and the voltage step down switching circuit 9,
That is, there is a priority determination circuit 18 that gives priority to one of the pressure commands when the pressure command increases stepwise and the pressure command decreases stepwise.
最小値選択回路７の出力信号は電力増幅器１１からの制
御１流により吸引力を発生させる比例ソレノイドコイル
１２で斜板角制御により可変容盟型ポンプ１３を制御す
る。The output signal of the minimum value selection circuit 7 controls the variable displacement pump 13 by controlling the swash plate angle using the proportional solenoid coil 12 which generates suction force using the first control flow from the power amplifier 11.
このようなポンプ制御を斜板角制御で行う工程を含むこ
とが効果的であるが、他の制御手段についても本発明は
制限するものではない。Although it is effective to include a step of performing such pump control by controlling the swash plate angle, the present invention is not limited to other control means.
次に、増速時切換回路８について説明すると、圧力セン
サ増幅器１４からの出力に後述する伝達間数Ａに従った
フィードバック補償を行う、その実行はＳＷ２に依存す
る。また、他の同一番号を付した増速時切換回路８は流
量センサ増幅器１５からの出力及び圧力指令信号入力端
１７がらの圧力指令に後述する伝達関数Ｂに従ったフィ
ードバック補償を行う、その結果でＳＷ２を制御する。Next, the speed increase switching circuit 8 will be described. Feedback compensation is performed on the output from the pressure sensor amplifier 14 in accordance with a transmission interval number A to be described later, and its execution depends on SW2. In addition, the speed increase switching circuit 8 with the same number performs feedback compensation on the output from the flow rate sensor amplifier 15 and the pressure command from the pressure command signal input terminal 17 according to a transfer function B, which will be described later. to control SW2.
また、降圧時切換回路９について説明すると、圧力セン
サ増幅器１４からの出力に後述する伝達関数Ｃに従った
フィードバック補償を行う、その実行はＳＷ３に依存す
る。また、他の同一番号を付した降圧時切換回路９は圧
力指令信号入力端１６からの圧力指令に後述する伝達関
数りに従ったフィードバック補償を決定する。その結果
でＳＷ３を制御する。Further, regarding the step-down switching circuit 9, feedback compensation is performed on the output from the pressure sensor amplifier 14 according to a transfer function C, which will be described later, and its execution depends on SW3. Further, the other voltage step-down switching circuits 9 with the same number determine feedback compensation according to a transfer function to be described later on the pressure command from the pressure command signal input terminal 16. SW3 is controlled based on the result.
さらに、加減算器３は圧力センサ増幅器１４からの出力
に後述する伝達−数Ｅに従ったフィードバック補償を行
う、その実行はＳＷ３の閉路により達成される。Further, the adder/subtractor 3 performs feedback compensation on the output from the pressure sensor amplifier 14 according to a transfer number E, which will be described later, and this is achieved by closing the SW3.
これらの伝達関数は、前記ＡないしＥについて示すと以
下のとおりであり、最適な制御特性を得るため調整され
る。These transfer functions are shown below for A to E, and are adjusted to obtain optimal control characteristics.
伝達関数
Ａ Ｔ２Ｓ／１＋ＴＳ
Ｂ Ｓ／１＋ＴＳ
Ｃ’ｂｓ／１＋ＴＳ
Ｄ Ｓ／１＋ＴＳ
Ｅ Ｔ＋Ｓ／１＋ＴＳ
ここで、増速時切換回路８の作用は、圧力指令がステッ
プ状で増加すると、常時開路されていたＳＷ２を一定時
間閉路させ、同時に、加減算器３は常時閉路のＳＷＩが
開路され伝達関数Ｅから伝達関数Ａに切り換えられフィ
ードバック補償を変更させる。Transfer function A T2S/1+TS B S/1+TS C'bs/1+TS D S/1+TS E T+S/1+TS Here, the action of the speed increase switching circuit 8 is that when the pressure command increases in a stepwise manner, the circuit is always open. SW2 is closed for a certain period of time, and at the same time, the normally closed SWI of the adder/subtractor 3 is opened and the transfer function E is switched to the transfer function A, thereby changing the feedback compensation.
ここでＮＯＲ回路１９について説明する。増速時切換回
路８は圧力指令をステップ状に増加するとＮＯＲ回路１
９への入力がＨ（高）となるが、それ以外はＬ（低）と
なる、同様に降圧時切換回路９は圧力指令をステップ状
に降圧するとＮＯＲ回路への入力がＨ（高）となるが、
それ以外はＬどなる。したがって、ＮＯＲ回路はいずれ
もがし入力となる場合にはＳＷｌを閉路させる０通常は
この状態で、伝達関数Ｅに従ったフィードバック補償を
行う。Here, the NOR circuit 19 will be explained. The speed increase switching circuit 8 switches the NOR circuit 1 when the pressure command increases in a stepwise manner.
9 becomes H (high), but otherwise becomes L (low).Similarly, when the step-down switching circuit 9 steps down the pressure command, the input to the NOR circuit becomes H (high). However,
Other than that, L yells. Therefore, the NOR circuit closes SWl when the input is peeled off. Normally, feedback compensation according to the transfer function E is performed in this state.
このことはＳＷｌを開路することにより伝達関数をＥか
らＡまたはＣに変化させることを意味する。This means changing the transfer function from E to A or C by opening SWl.
降圧時切換回路９は伝達関数Ｃに従ったフィードバック
補償を行う、その実行は常時開路のＳＷ３に依存する。The step-down switching circuit 9 performs feedback compensation according to the transfer function C, and its execution depends on the normally open SW3.
したがって、ＳＷ３が閉路する条件、すなわち、圧力指
令がステップ状に降圧すると降圧時切換回路９の出力に
よりＳＷ３を閉路させる。この結果、伝達関数Ｃに従っ
たフィードバック補償を実行する。他の伝達関数Ａ、Ｅ
は切断された状態となる。Therefore, when the condition for SW3 to close, that is, the pressure command decreases in a stepwise manner, SW3 is closed by the output of the step-down switching circuit 9. As a result, feedback compensation according to the transfer function C is executed. Other transfer functions A, E
becomes disconnected.
さらに、降圧時切換回路９の伝達関数について説明する
と、伝達関数Ｅによる制御から圧力のステップ状の降圧
により伝達関数Ｃに変化実行するが、この場合の伝達関
数Ｅの値は昇圧時の圧力検出波形の立ち上がりをオーバ
ーシュートしない程度で極力矩形波形に近づける。昇圧
応答上効果的だからである。しかし、降圧時の立ち下が
り応答は非常に遅くなる。そこで本発明にあっては、降
圧時切換回路９の伝達関数Ｃに切り換えることによりい
わゆる波形整形を達成できる０位相補償量を小とする伝
達間数Ｃの選択となる。Furthermore, to explain the transfer function of the voltage step-down switching circuit 9, the control by the transfer function E changes to the transfer function C by step-like pressure reduction, but the value of the transfer function E in this case is Make the rise of the waveform as close to a rectangular waveform as possible without overshooting. This is because it is effective in boosting response. However, the fall response during step-down is very slow. Therefore, in the present invention, by switching to the transfer function C of the step-down switching circuit 9, the number of transfer intervals C is selected to minimize the amount of 0 phase compensation that can achieve so-called waveform shaping.
ハ１発明の効果
本発明は、上述のように構成されているので、次に記載
されている効果を奏する。C1 Effects of the Invention Since the present invention is configured as described above, it produces the following effects.
可変容量前記（２）にあつては圧力・流量同時制御にお
けるフィードバック補償を通常時、降圧制御及び増速制
御時の３つの場合に自動的に切り換え、各々独立に調整
可能とした。この結果、可変容量前記（２）にあつては
圧力指令、圧力指令及び負荷状態の如何にかかわらず、
圧力・流量の動的制御の最適調整を可能とすることがで
きる。Regarding variable capacity (2) above, feedback compensation in simultaneous pressure and flow rate control is automatically switched between three cases: normal, pressure reduction control, and speed increase control, and each can be adjusted independently. As a result, in the case of variable capacity (2) above, regardless of the pressure command, pressure command, and load condition,
Optimal adjustment of dynamic control of pressure and flow rate can be made possible.
第１図は本発明の一例を示す可変容量型前記（２）にあ
つては閉ループ制御装置の制御回路図、第２図は従来の
可変容量前記（２）にあつては圧力・流量制御回路図、
第３図は圧力指令・圧力指令の同時のステップ増加の状
態を示す図である。
＃１で圧力指令に対しフィードバック補償が働き圧力制
御状態となった検出流量０減少賃示す・１；圧力センサ
２：流量センサ ３：加減算器４：加減算器 ５：
圧力制御用増幅器６：流量制御用増幅器 ７：最小値選
択回路８：増速時切換回路 ９：降圧時切換回路１０
：フィードバック補償回路
１１：電力増幅器 １２：比例ソレノイド１３ ：
１４ ＝
１５ ：
１６ ：
１７ ：
１８ ；
可変容量ポンプ
圧力センサ増幅器
流量センサ増幅器
圧力指令信号入力端
圧力指令信号入力端
優先順位決定回路
負荷圧力士圧力位相補償
手続補正書
平成
１年
６月１６日Fig. 1 is a control circuit diagram of a closed loop control device for a variable capacity type (2) above, which shows an example of the present invention, and Fig. 2 is a pressure/flow control circuit for a conventional variable capacity type (2) above. figure,
FIG. 3 is a diagram showing a state in which the pressure command and the pressure command are simultaneously increased in steps. #1 indicates the detected flow rate 0 decrease when feedback compensation is activated for the pressure command and the pressure control state is achieved. 1; Pressure sensor 2: Flow rate sensor 3: Adder/subtractor 4: Adder/subtractor 5:
Pressure control amplifier 6: Flow rate control amplifier 7: Minimum value selection circuit 8: Speed increase switching circuit 9: Pressure step down switching circuit 10
: Feedback compensation circuit 11: Power amplifier 12: Proportional solenoid 13: 14 = 15: 16: 17: 18; Variable displacement pump Pressure sensor amplifier Flow rate sensor amplifier Pressure command signal input terminal Pressure command signal input terminal Priority determination circuit Load pressure engineer Pressure phase compensation procedure amendment June 16, 1999
Claims (1)
量を計算し、かつ、流量検出出力と流量指令との間の流
量偏差量を計算するとともに、前記圧力偏差量と流量偏
差量を比較しそれらのうち小のものを選択し可変容量ポ
ンプの圧力・流量同時制御を行うにあたって、 （１）流量指令のステップ状増加を検出し、（２）圧力
指令のステップ状減少を検出し、（３）前記（１）、（
２）が同時に生じたかを判別し、（４）前記（３）の場
合には（１）又は（２）のいずれかを選択し、前記（１
）にあっては流量変化に対し一定時間、流量増速時フィ
ードバック補償に切り換え、前記（２）にあつては圧力
変化に対し一定時間、降圧制御時フィードバック補償に
切り換えることを特徴とする可変容量型ポンプの閉ルー
プ制御方法。 ２、ポンプの圧力検出出力と圧力指令との間の圧力偏差
量を計算する手段と、 流量検出出力と流量指令との間の流量偏差量を計算する
手段と、 前記圧力偏差量と流量偏差量とを比較しそれらのうち小
のものを選択する手段と、 流量指令がステップ状に増加したのを検出し、流量変化
に対し一定時間、流量増速時フィードバック補償に切り
換える手段と、 圧力変化に対し圧力指令がステップ状に減少したのを検
出し、圧力変化に対し一定時間、降圧制御時フィードバ
ック補償に切り換え手段と、これらステップ状変化が同
時に生じたかを判別し、いずれかの前記切り換える手段
を選択する手段とからなることを特徴とする可変容量型
ポンプの閉ループ制御装置。[Claims] 1. Calculate the pressure deviation amount between the pressure detection output of the pump and the pressure command, and calculate the flow deviation amount between the flow rate detection output and the flow rate command, and calculate the pressure deviation amount between the pump pressure detection output and the pressure command. When controlling the pressure and flow rate of a variable displacement pump simultaneously by comparing the amount and flow rate deviation amount and selecting the smaller one among them, (1) detecting a step-like increase in the flow rate command, and (2) detecting the step increase in the pressure command. (3) the above (1), (
(4) In the case of (3) above, select either (1) or (2), and (1)
), the variable capacity is characterized in that it switches to feedback compensation when increasing the flow rate for a certain period of time in response to a change in flow rate, and in the case of (2) above, it switches to feedback compensation during pressure reduction control for a certain period of time in response to a pressure change. Closed-loop control method for type pumps. 2. means for calculating the pressure deviation amount between the pressure detection output of the pump and the pressure command; means for calculating the flow rate deviation amount between the flow rate detection output and the flow rate command; and the pressure deviation amount and the flow rate deviation amount. means to compare the flow rate and select the smaller one among them; means to detect a stepwise increase in the flow rate command and switch to feedback compensation when increasing the flow rate for a certain period of time in response to a change in flow rate; On the other hand, there is a means for detecting a stepwise decrease in the pressure command and switching to feedback compensation during pressure reduction control for a certain period of time in response to the pressure change, and a means for determining whether these stepwise changes have occurred at the same time and switching one of the means for switching. 1. A closed-loop control device for a variable displacement pump, comprising: means for selecting.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12626289A JP2811200B2 (en) | 1989-05-19 | 1989-05-19 | Closed loop control method for variable displacement pump and control device therefor |
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Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0347489A true JPH0347489A (en) | 1991-02-28 |
| JP2811200B2 JP2811200B2 (en) | 1998-10-15 |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| JPH07332247A (en) * | 1994-06-08 | 1995-12-22 | Kobe Steel Ltd | Control device for variable displacement hydraulic pump |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4582981B2 (en) * | 1999-07-14 | 2010-11-17 | 油研工業株式会社 | Hydraulic power supply system |
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1989
- 1989-05-19 JP JP12626289A patent/JP2811200B2/en not_active Expired - Fee Related
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| JPH07332247A (en) * | 1994-06-08 | 1995-12-22 | Kobe Steel Ltd | Control device for variable displacement hydraulic pump |
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| JP2811200B2 (en) | 1998-10-15 |
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