JPH07208403A

JPH07208403A - 油圧駆動装置

Info

Publication number: JPH07208403A
Application number: JP6003041A
Authority: JP
Inventors: Tokuji Tanaka; 篤司田中; Masami Ochiai; 正巳落合; Hideyo Kato; 英世加藤
Original assignee: Hitachi Construction Machinery Co Ltd
Current assignee: Hitachi Construction Machinery Co Ltd
Priority date: 1994-01-17
Filing date: 1994-01-17
Publication date: 1995-08-11

Abstract

(57)【要約】【目的】流量調整弁の流量サーボ制御を行ないながら要
求流量に応じてポンプ吐出流量を制御する油圧駆動装置
において、ポンプ入力馬力が原動機出力馬力を越えない
ように油圧ポンプの吐出流量を制御し原動機のエンスト
を防止する。【構成】流量調整弁４０Ａ，４０Ｂは、負荷流量が指令
流量に一致するよう流量サーボ制御が行なわれる。ポン
プ傾転制御装置１２では、指令流量と負荷流量の偏差の
総和から基準偏差を差し引いた偏差ΔΔＱを求め、ポン
プ吐出流量が指令流量の総和よりも所定流量だけ少なく
なるようにポンプ傾転角の目標値Ｌが求められると共
に、指令流量の総和が予め設定した最大ポンプ入力馬力
特性から得られる最大可能吐出流量を越えようとする
と、両者の偏差ΔＱｔを初期基準偏差ΔＱref*に加算し
て上記基準偏差ΔＱref を求め、傾転角目標値Ｌを小さ
く補正する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は１つの可変容量油圧ポン
プで複数の油圧アクチュエータを駆動する油圧駆動装置
に係わり、特に、油圧ショベル等の建設機械、射出成形
機等の産業機械に用いられ、ポンプ馬力制御を行ないつ
つ要求流量に応じて油圧ポンプの吐出流量を制御し得る
油圧駆動装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】１つの可変容量油圧ポンプで複数の油圧
アクチュエータを駆動する油圧駆動装置で油圧アクチュ
エータが要求する流量だけを供給するように油圧ポンプ
の吐出流量を制御するものとして、国際公開番号ＷＯ９
３／１６２８５号公報に記載のものがある。この油圧駆
動装置は、原動機により駆動される可変容量油圧ポンプ
と、この油圧ポンプに並列に接続された複数の油圧アク
チュエータと、これら複数の油圧アクチュエータの駆動
をそれぞれ制御する複数の流量調整弁と、これら複数の
流量調整弁に対しそれぞれ流量を指令する複数の操作レ
バー装置、複数の流量調整弁により複数の油圧アクチュ
エータに供給される負荷流量をそれぞれ検出する複数の
流量計と、流量計で検出された負荷流量が操作レバー装
置で指令された指令流量に一致するよう流量調整弁を制
御する（以下、適宜「流量サーボ制御」という）流量調
整弁制御装置と、油圧ポンプの吐出流量を指令流量の総
和よりも所定流量だけ少なくするポンプ傾転量の目標値
を求め、この目標値に基づいて油圧ポンプの吐出流量を
制御するポンプ制御装置とを備えている。また、その好
ましい実施例として、ポンプ制御装置は、操作レバー装
置で指令された指令流量から流量計で検出された負荷流
量をそれぞれ減算した流量偏差の総和ΣΔＱを演算する
手段と、前記所定流量に相当する値を基準偏差ΔＱｒｅ
ｆとして出力する手段と、流量偏差の総和ΣΔＱから基
準偏差ΔＱｒｅｆを差し引いた偏差を演算する手段と、
この偏差に基づいてポンプ傾転量の目標値を決定する手
段とを有している。

【０００３】上記のように流量調整弁で流量サーボ制御
を行なう油圧駆動装置では、最大負荷がかかるアクチュ
エータ回路では流量調整弁がいかなる弁開度をとろうと
も、結果的に指令流量に負荷流量が追従していれば良い
ので、そのため指令流量が大きくない場合は流量調整弁
が絞られ、必要以上の圧力損失が生じる可能性が出てく
る。そこで、上記従来技術の油圧駆動装置では、必要最
少限度の圧力損失で指令流量通りの負荷流量を得るため
に、流量偏差の総和ΣΔＱから基準偏差を差し引いて、
油圧ポンプの吐出流量を指令流量の総和よりも所定流量
（基準偏差ΔＱｒｅｆ）だけ少なくなるように制御す
る。

【０００４】すなわち、流量偏差の総和ΣΔＱから基準
偏差ΔＱｒｅｆを引いてやり、その偏差からポンプ傾転
量の目標値を求めて油圧ポンプの傾転量を制御すること
により、ポンプ吐出流量は基準偏差ΔＱｒｅｆ分だけ少
なめに出力され、これにより最大負荷のアクチュエータ
回路では、指令流量に対し負荷流量はΔＱｒｅｆ分だけ
常に少なくなる。このため、そのアクチュエータ回路で
の流量サーボ制御により流量調整弁の弁開度は増大し、
最終的に全開状態になる。この結果、最大負荷のアクチ
ュエータ回路において、最小限の圧力損失で、かつ基準
偏差ΔＱｒｅｆを微小に設定することでほぼ指令流量
（要求流量）通りの負荷流量を得ることができる。

【０００５】このような構成により、各アクチュエータ
が必要な流量のみを必要最小限の圧力損失で得ることが
でき、エネルギ効率の向上に有効となる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
油圧駆動装置では、原動機が最大出力馬力に達しても油
圧ポンプは各アクチュエータが要求する流量を吐出する
ように制御されるため、場合によっては原動機が過負荷
状態になり、更にはエンストを起こす可能性が生じる。

【０００７】本発明の目的は、流量調整弁において流量
サーボ制御を行ないながら要求流量に応じて油圧ポンプ
の吐出流量を制御するものにおいて、油圧ポンプの入力
馬力が原動機の出力馬力を越えないように油圧ポンプの
吐出流量を制御し原動機のエンストを防止する油圧駆動
装置を提供することである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明は上記目的を達成
するために次の構成を採用する。すなわち、原動機によ
り駆動される可変容量油圧ポンプと、この油圧ポンプに
並列に接続された複数の油圧アクチュエータと、これら
複数の油圧アクチュエータの駆動をそれぞれ制御する複
数の流量調整弁と、これら複数の流量調整弁に対しそれ
ぞれ流量を指令する複数の流量指令手段と、前記複数の
流量調整弁により複数の油圧アクチュエータに供給され
る負荷流量をそれぞれ検出する複数の流量検出手段と、
これら複数の流量検出手段で検出された負荷流量が前記
複数の流量指令手段で指令された指令流量に一致するよ
うに前記複数の流量調整弁を制御する第１の制御手段
と、前記油圧ポンプの吐出流量を前記指令流量の総和よ
りも所定流量だけ少なくするポンプ傾転量の目標値を求
め、この目標値に基づいて油圧ポンプの吐出流量を制御
する第２の制御手段とを備えた油圧駆動装置において、
前記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って検出されたポンプ吐出圧力と
原動機の出力馬力以下に予め設定した最大ポンプ入力馬
力特性とに基づき、油圧ポンプの入力馬力がその最大ポ
ンプ入力馬力を越えると、それに応じて前記油圧ポンプ
の吐出流量が少なくなるよう前記第２の制御手段で求め
られポンプ傾転角の目標値を小さく補正する馬力制御手
段とを備える構成とする。

【０００９】上記油圧駆動装置において、好ましくは、
前記馬力制御手段は、前記予め設定した最大ポンプ入力
馬力特性に基づき前記圧力検出手段により検出されたポ
ンプ吐出圧力に対応する最大可能吐出流量を演算する手
段と、前記複数の流量指令手段で指令された指令流量の
総和を演算する手段と、前記最大可能吐出流量と前記指
令流量の総和とを比較し、前記指令流量の総和が前記最
大可能吐出流量より大きいときに両者の偏差を演算する
手段と、この偏差に基づいて前記ポンプ傾転量の目標値
を補正する手段とを有する。

【００１０】また、上記油圧駆動装置において、好まし
くは、前記第２の制御手段は、前記複数の流量指令手段
で指令された指令流量から前記複数の流量検出手段で検
出された負荷流量をそれぞれ減算した流量偏差の総和を
演算する手段と、前記流量偏差の総和から前記所定流量
に相当する値として予め設定した基準偏差を差し引いた
第１の偏差を演算する手段と、この第１の偏差に基づい
て前記ポンプ傾転量の目標値を決定する手段とを有し、
前記馬力制御手段は、前記指令流量の総和が前記最大ポ
ンプ入力馬力を与える最大可能吐出流量より大きいとき
に前者から後者を差し引いた第２の偏差を演算する手段
と、前記流量偏差の総和から更に前記第２の偏差を差し
引いて前記第１の偏差を補正する手段とを有する。

【００１１】この場合、前記前記第１の偏差を補正する
手段は、初期基準偏差を出力する手段と、この初期基準
偏差に前記第２の偏差を加算して前記基準偏差を求める
手段であってもよいし、前記流量偏差の総和から前記基
準偏差を差し引いた値から更に前記第２の偏差を差し引
く手段であってもよい。

【００１２】また、前記流量偏差の総和を演算する手段
は、前記流量偏差を加算する手段であってもよいし、前
記流量偏差の最大値を選択する手段であってもよい。

【００１３】

【作用】以上のように構成した本発明において、馬力制
御手段では、油圧ポンプの入力馬力が原動機の出力馬力
以下に予め設定した最大ポンプ入力馬力を越えようとす
ると、それに応じて油圧ポンプの吐出流量が少なくなる
よう第２の制御手段で求められるポンプ傾転角の目標値
が小さく補正される。このポンプ傾転角の補正により、
油圧ポンプの入力馬力が原動機の出力馬力を越えないよ
うに油圧ポンプの吐出流量が制御され、原動機のエンス
トが防止される。

【００１４】また、馬力制御手段の一構成例として、予
め設定した最大ポンプ入力馬力特性に基づき圧力検出手
段により検出されたポンプ吐出圧力に対応する最大可能
吐出流量を演算すると共に、複数の流量指令手段で指令
された指令流量の総和を演算し、油圧ポンプの原動機の
駆動能力を越える過負荷が掛かっているかどうかを判定
するため、その最大可能吐出流量と指令流量の総和とを
比較する。そして、油圧ポンプの入力馬力が最大ポンプ
入力馬力を越えようとすると、最大可能吐出流量と指令
流量の総和との偏差を演算し、この偏差に基づいてポン
プ傾転量の目標値を補正する。これにより上記のように
ポンプ傾転角を補正することが可能となる。

【００１５】また、第２の制御手段が、複数の流量指令
手段で指令された指令流量から複数の流量検出手段で検
出された負荷流量をそれぞれ減算した流量偏差の総和を
演算する手段と、その流量偏差の総和から前記所定流量
に相当する値として予め設定した基準偏差を差し引いた
第１の偏差を演算する手段と、この第１の偏差に基づい
て前記ポンプ傾転量の目標値を決定する手段とを有する
場合は、馬力制御手段は、指令流量の総和が最大可能吐
出流量より大きいときに前者から後者を差し引いた第２
の偏差を演算する手段と、この流量偏差の総和から更に
前記第２の偏差を差し引き第１の偏差を補正する手段と
を有する構成とする。これにより、微小な値である基準
偏差を利用し、これを入力馬力の状態に応じて可変にす
るだけなので、入力馬力の制限制御を簡単に実現するこ
とができる。

【００１６】

【実施例】以下、本発明を図示の実施例に基づいて説明
する。

【００１７】本発明の第１の実施例を図１〜図４により
説明する。

【００１８】図１において、本実施例に係る油圧駆動装
置は、押しのけ容積可変機構（以下、斜板で代表する）
１ａを有する可変容量油圧ポンプ１と、この油圧ポンプ
１を駆動する原動機（エンジン）２と、油圧ポンプ１に
並列に接続され、油圧ポンプ１から吐出される圧油によ
り駆動される複数の油圧シリンダ３Ａ，３Ｂと、これら
複数の油圧シリンダに供給される圧油の流量をそれぞれ
制御し油圧シリンダの駆動を制御する複数の流量調整弁
４０Ａ，４０Ｂと、これら複数の流量調整弁に対しそれ
ぞれ流量を指令する操作レバー５Ａ，５Ｂと、操作レバ
ーの操作量に比例した電気信号を出力するポテンショメ
ータ５０Ａ，５０Ｂと、油圧ポンプ１の吐出圧力を検出
する圧力計５１と、油圧シリンダへ供給される圧油の流
量を検出する流量計１０Ａ，１０Ｂと、ポテンショメー
タ５０Ａ，５０Ｂ及び流量計１０Ａ，１０Ｂからの信号
に基づき流量調整弁４０Ａ，４０Ｂの駆動を制御する流
量調整弁制御装置１１Ａ，１１Ｂと、流量調整弁制御装
置１１Ａ，１１Ｂとポテンショメータ５０Ａ，５０Ｂと
圧力計５１からの信号に基づき油圧ポンプ１の斜板傾転
量の目標値（目標押しのけ容積）を演算するポンプ傾転
制御装置１２と、ポンプ傾転制御装置１２からの信号に
基づき油圧ポンプ１の斜板１ａを駆動するレギュレータ
２０とを備えている。

【００１９】流量調整弁４０Ａ，４０Ｂは流量調整弁制
御装置１１Ａ，１１Ｂからの制御信号により電磁的に駆
動される電磁操作弁である。ポテンショメータ５０Ａ，
５０Ｂは、操作レバー５Ａ，５Ｂの中立位置から一方向
の操作には「＋」の符号を持つ電気信号、他方向の操作
には「−」の符号を持つ電気信号を出力する。流量計１
０Ａ，１０Ｂには、例えばタービンフロー型、容積型、
ドップラー型等が用いられる。圧力計５１は例えばブル
ドン管である。レギュレータ２０はポンプ傾転制御装置
１２からの信号に応じて作動する電磁弁とアクチュエー
タを有し、この電磁弁の作動によりアクチュエータを駆
動し、傾転量の目標値に対応する位置に斜板１ａを駆動
する。流量調整弁制御装置１１Ａ，１１Ｂ及び油圧ポン
プ傾転量制御装置１２はそれぞれマイクロコンピュータ
で構成されている。なお、これらは共通のマイクロコン
ピュータで構成してもよい。

【００２０】流量調整弁制御装置１１Ａ，１１Ｂ及びポ
ンプ傾転制御装置１２は図２〜図４にブロック図及びフ
ローチャートで示すような制御機能を有している。以
下、本実施例の動作を説明しつつその制御機能を明らか
にする。

【００２１】今、例えば操作レバー５Ａが操作される
と、その操作量はポテンショメータ５０Ａで検出され、
指令流量Ｑｘ１として流量調整弁制御装置１１Ａへ入力
される。流量調整弁制御装置１１Ａは、図２に示すよう
に、操作レバー５Ａの指令流量Ｑｘ１とそのときの流量
計１０Ａの検出流量Ｑｙ１との偏差ΔＱ１を減算部１１
０により演算し、さらに当該偏差ΔＱ１を積分部１１１
でゲインＫi を乗算して積分し、開度指令値Ｋ１を算出
する。本実施例では流量計１０Ａが常に＋側の出力をす
ることに対応して絶対値回路１１４により操作レバー５
Ａの操作方向に応じて「＋」「−」の符号が与えられる
ポテンショメータ５０Ａからの電気信号（指令流量）Ｑ
ｘ１の絶対値をとって検出流量Ｑｙ１と比較している。
また、切換制御部１１２では、指令流量Ｑｘ１の符号が
「＋」の場合はデジタル値「１」を、「−」の場合はデ
ジタル値「０」を切換部１１３に出力する。すなわち、
流量調整弁４０Ａに対し、切換制御部１１２の制御のも
とに切換部１１３により操作レバー５Ａの操作方向に一
致した側に開度指令値Ｋ１を出力する。指令流量Ｑｘ１
と検出流量（実際の流量）Ｑｙ１とが一致すると、開度
指令値Ｋ１は定常状態となる。

【００２２】上記のフィードバック制御により、流量調
整弁４０Ａの開度は操作レバーの操作量（指令流量）に
応じて制御され、たとえ作動油の粘度等に変化が生じて
も、流量調整弁４０Ａは指令された流量を得るための開
度に正確に制御される。本願明細書では、この流量調整
弁の制御を流量サーボ制御という。

【００２３】操作レバー５Ｂが操作された場合も流量調
整弁制御装置１１Ｂにより全く同様の流量サーボ制御が
行われ、さらに操作レバー５Ａと操作レバー５Ｂとが同
時に操作された場合にも流量調整弁１１Ａ、１１Ｂで互
いに独立して同様の流量サーボ制御が実行される。流量
調整弁制御装置１１Ｂに関する状態量及び演算値に添字
２を付して示している。

【００２４】流量調整弁制御装置１１Ａ，１１Ｂにおけ
る上記の流量サーボ制御と並行して、ポンプ傾転制御装
置１２では図３及び図４に示す制御が行われる。すなわ
ち、図３において、ポンプ傾転制御装置１２は図２に示
す流量調整弁制御装置１１Ａ，１１Ｂの減算部１１０で
演算された偏差（以下流量偏差という）ΔＱ１，ΔＱ２
を入力する。ポンプ傾転制御装置１２はこれら流量偏差
ΔＱ１，ΔＱ２の総和ΣΔＱを加算部１２０で演算す
る。加算部１２０の出力ΣΔＱは、減算部１２２で基準
偏差ΔＱref と比較され、前者から後者を減算した偏差
ΔΔＱが演算される。減算部１２２で得られたこの偏差
ΔΔＱは積分ゲイン設定部１２３でゲインＫＩが乗じら
れた後、積分要素１２４にて積分され、ポンプ傾転量の
目標値Ｌが演算され、この目標値Ｌに対応する電気信号
がレギュレータ２０に出力される。レギュレータ２０は
この電気信号により目標値Ｌに応じた位置に油圧ポンプ
１の斜板１ａの傾転量を制御し、油圧ポンプ１の吐出流
量を制御する。

【００２５】また、油圧ポンプ１の吐出圧力は圧力計５
１で検出されており、ポンプ傾転制御装置１２はこの検
出された吐出圧力Ｐｄとポテンショメータ５０Ａ，５０
Ｂにより検出された操作レバー５Ａ，５Ｂの操作量、す
なわち指令流量Ｑｘ１，Ｑｘ２を入力する。ポンプ傾転
制御装置１２は、原動機２の出力馬力以下に予め設定し
た最大ポンプ入力馬力特性ｆｈをポンプ吐出圧力Ｐｄと
吐出流量Ｑｐとの関数で表わしたテーブル１１１を有
し、このテーブル１１１で圧力計５１により検出された
ポンプ吐出圧力Ｐｄに対応する最大可能吐出流量Ｑｐｍ
ａｘが演算される。また、ポンプ傾転制御装置１２はポ
テンショメータ５０Ａ，５０Ｂで指令された指令流量Ｑ
ｘ１，Ｑｘ２の総和ΣＱｘを加算部１１２で演算する。
このようにして求めた最大可能吐出流量Ｑｐｍａｘと指
令流量の総和ΣＱｘとは演算部１１３で比較され、指令
流量の総和ΣＱｘが最大可能吐出流量Ｑｐｍａｘより大
きい（Ｑｐｍａｘ＜ΣＱｘ）ときは両者の偏差ΔＱｔ＝
ΣＱｘ−Ｑｐｍａｘを演算し、それ以外のとき、すなわ
ち指令流量の総和ΣＱｘが最大可能吐出流量Ｑｐｍａｘ
以下（Ｑｐｍａｘ≧ΣＱｘ）のときは偏差ΔＱｔ＝０を
設定する。この偏差ΔＱｔは傾転量補正部１１４に送ら
れる。傾転量補正部１１４は予め設定した初期基準偏差
ΔＱref*を出力する設定部１１５と、加算部１１６とを
有し、偏差ΔＱｔ加算部１１６で初期基準偏差ΔＱref*
と加算され、前述の基準偏差ΔＱref をΔＱref ＝ΔＱ
ref*＋ΔＱｔとして求める。これにより、ΔＱｔ＝ΣＱ
ｘ−Ｑｐｍａｘが演算されるとき、すなわち、油圧ポン
プ１の入力馬力が最大ポンプ入力馬力を越えようとする
ときは、基準偏差ΔＱref は初期基準偏差Ｑref*よりも
偏差ΔＱｔだけ大きくなり、前記の偏差ΔΔＱはΔＱが
無いときに比べてこの偏差ΔＱｔの分だけ小さくなり、
偏差ΔＱｔに応じて油圧ポンプ１の吐出流量が少なくな
るようポンプ傾転角の目標値Ｌが小さく補正される。

【００２６】以上において、テーブル１１１、加算部１
１２、演算部１１３、傾転量補正部１１４は、圧力計
（圧力検出手段）５１によって検出されたポンプ吐出圧
力Ｐｄと原動機２の出力馬力以下に予め設定した最大ポ
ンプ入力馬力特性ｆｈとに基づき、油圧ポンプ１の入力
馬力がその最大ポンプ入力馬力を越えると、それに応じ
て油圧ポンプ１の吐出流量が少なくなるようポンプ傾転
角の目標値Ｌを小さく補正する馬力制御手段を構成す
る。また、傾転量補正部１１４は指令流量の総和ΣＱｘ
が最大可能吐出流量Ｑｐｍａｘより大きいときに両者の
偏差ΔＱｔに基づいてポンプ傾転量の目標値Ｌを補正す
る手段を構成する。更に、傾転量補正部１１４は指令流
量の総和ΣＱｘが最大ポンプ入力馬力を与える最大可能
吐出流量Ｑｐｍａｘより大きいときに、流量偏差の総和
ΣΔＱから（ΔＱref*に加えて）更に偏差ΔＰｔを差し
引いて偏差ΔΔＱを補正する手段を構成する。

【００２７】テーブル１１１、加算部１１２、演算部１
１３、傾転量補正部１１４の加算部１１６の機能をフロ
ーチャートで図４に示す。図中、ステップＳ１１の処理
はテーブル１１１の機能に対応し、ステップＳ１２の処
理は加算部１１２の機能に対応し、ステップＳ１３，Ｓ
１４及びＳ１５の処理は演算部１１３の機能に対応し、
ステップＳ１６の処理は加算部１１６の機能に対応す
る。

【００２８】以上の本実施例において、先に説明したよ
うに、流量調整弁制御装置１１Ａ，１１Ｂでは、指令流
量（要求流量）Ｑｘ１，Ｑｘ２と検出流量（実際の流
量）Ｑｙ１，Ｑｙ２との偏差ΔＱ１，ΔＱ２がそれぞれ
０になるように流量調整弁４０Ａ，４０Ｂの流量サーボ
制御を実施している。これに対してポンプ傾転制御装置
１２では、流量偏差の総和ΣΔＱから基準偏差ΔＱref
を減算した値の積分値により油圧ポンプ１の吐出流量を
制御している。これは、検出流量Ｑｙ１，Ｑｙ２の総和
が指令流量Ｑｘ１，Ｑｘ２の総和よりも基準偏差ΔＱre
f に相当する所定流量だけ少なくなるようにポンプ吐出
流量が制御されることであり、油圧ポンプ１の吐出流量
は指令流量Ｑｘ１，Ｑｘ２の総和より基準偏差ΔＱref
に相当する所定流量だけ少ない流量に制御される。

【００２９】したがって、操作レバー５Ａ，５Ｂの１
つ、例えば操作レバー５Ａのみが操作された場合には、
油圧シリンダ３Ａに対しては、流量調整弁制御装置１１
Ａで流量調整弁４０Ａの流量サーボ制御が行われている
にも係わらず、操作レバー５Ａの操作量に応じた指令流
量Ｑｘ１より基準偏差ΔＱref だけ少ない流量しか供給
されない。このため、流量調整弁４０Ａの開度は最大開
度に制御されることとなり、流量調整弁４０Ａでの圧力
損失が低いため、油圧ポンプ１の吐出圧力は低く抑えら
れることとなる。

【００３０】そしてこのとき、指令流量Ｑｘ１，Ｑｘ２
の総和ΣＱｘがテーブル１１１で演算されるそのときの
ポンプ吐出圧力Ｐｄに対応する最大可能吐出流量Ｑｐｍ
ａｘよりも小さく、ポンプ入力馬力が原動機２の出力馬
力に達していない場合には、偏差ΔＱｔ＝０なので、基
準偏差ΔＱref は初期基準偏差ΔＱref*に設定される。
したがって、この場合は、油圧シリンダ３Ａへの供給流
量がΔＱref*だけ少なくなるが、初期基準偏差ΔＱref*
を微小な値に設定しておけば実用上支障は生じない。

【００３１】また、操作レバー５Ａ，５Ｂの両方を操作
し、油圧シリンダ３Ａ，３Ｂの両方を同時に駆動する場
合には、負荷圧力の低い側の油圧アクチュエータに対し
てはその流量調整弁制御装置での流量サーボ制御により
指令流量Ｑｘ１またはＱｘ２が供給されるが、負荷圧力
が低い側の油圧アクチュエータに対しては指令流量Ｑｘ
２またはＱｘ１よりΔＱref だけ少ない流量が供給さ
れ、流量サーボ制御によりその流量調整弁の開度は最大
開度となる。この場合も、ポンプ入力馬力が原動機２の
出力馬力に達していない場合には、負荷圧力の高い側の
油圧アクチュエータへの供給流量がΔＱref*だけ少なく
なるが、初期基準偏差ΔＱref*を微小な値に設定してお
けば実用上支障は生じない。

【００３２】以上により、負荷圧の高い側の油圧アクチ
ュエータの流量調整弁は最大開度となるので、当該流量
調整弁で発生する圧力損失は最小となり、油圧ポンプの
吐出圧力を理想的に低く抑えることができる。

【００３３】一方、以上において、指令流量Ｑｘ１，Ｑ
ｘ２の総和ΣＱｘが最大可能吐出流量Ｑｐｍａｘよりも
大きくなろうとすると、ΔＱｔ＝ΣＱｘ−Ｑｐｍａｘの
値が加算部１１６に出力される。このΔＱｔは油圧ポン
プ１が吐出可能な最大可能吐出流量のアクチュエータの
要求流量（指令流量）に対する不足分を表わしており、
この場合は、本来のポンプ吐出流量の目標値よりΔＱｔ
分低めに吐出させるようにしなければ、エンストを起こ
してしまう。

【００３４】そこで、本実施例では基準偏差ΔＱref を
利用する。すなわち、従来の油圧駆動装置では、基準偏
差ΔＱref は最大負荷圧力側の流量調整弁の圧力損失を
必要最小限に押さえるため、ポンプ吐出流量をアクチュ
エータの要求流量（指令流量）より幾分低めにするため
に用いていた。これを加算部１１６でΔＱref ＝ΔＱre
f*＋ΔＱｔとして補正し減算部１２２に出力してやれ
ば、テーブル１１１により得られるポンプ吐出圧力に対
応する最大可能吐出流量ＱｐｍａｘよりΔＱref分低い
吐出流量が得られ、エンストを防ぐことができる。

【００３５】以上のように本実施例によれば、要求流量
に応じて油圧ポンプの吐出流量を制御するに際して圧力
損失を理想的に低くできると共に、油圧ポンプの入力馬
力が原動機の出力馬力を越えないように油圧ポンプの吐
出流量を制御し原動機のエンストを防止することができ
る。

【００３６】また、本実施例によれば、微小な値である
基準偏差ΔＱref を利用し、これを入力馬力の状態に応
じて可変にするだけなので、入力馬力の制限制御を簡単
に実現することができる。

【００３７】なお、上記実施例では、流量偏差ΔＱ１，
ΔＱ２の総和ΣΔＱを演算する手段として加算部１２０
を用いたが、国際公開番号ＷＯ９３／１６２８５号公報
の第５図に示すように最大値選択部を用いてもよい。図
５にこの変形例を示す。図中、図３に示す機能と同等の
機能には同じ符号を付している。図５において、ポンプ
傾転制御装置１２Ａは図３に示す加算部１２０の代わり
に最大値選択部１２０Ａを備えている。最大値選択部１
２０Ａは流量調整弁制御装置から入力された偏差ΔＱ
１，ΔＱ２のうち大きい方の偏差（最大の偏差）を選択
し減算部１２２に出力する。この最大値選択部１２４で
最大の流量偏差を選択することは、最も流量が不足して
いるアクチュエータの情報を用いて油圧ポンプの傾転制
御を行うことであり、最大値選択部１２０Ａは結果的
に、定常状態では流量偏差の総和ΣΔＱを演算すること
になる。また、流量偏差ΔＱ１，ΔＱ２の最大値を選択
することにより、単独操作から複合操作に切換えた直後
の過渡領域では、国際公開番号ＷＯ９３／１６２８５号
公報に説明されているように応答性が改善される効果も
ある。

【００３８】本発明の第２の実施例を図６により説明す
る。図中、図３に示す機能と同等の機能には同じ符号を
付している。本実施例は、傾転量補正部の他の構成例を
示すものである。

【００３９】図６において、減算部１２２には初期基準
偏差ΔＱref*がそのまま基準偏差ΔＱref として出力さ
れており、流量偏差の総和ΣΔＱからその基準偏差を差
し引いて偏差ΔΔＱが求められる。一方、演算部１３で
演算された偏差ΔＱｔ＝ΣＱｘ−Ｑｐｍａｘは傾転量補
正部１１４Ａに出力される。傾転量補正部１１４Ａは減
算部１２５を有し、この減算部１２５で先の偏差ΔΔＱ
から更に偏差ΔＱｔを差し引き、新たな偏差を求め、こ
の新たな偏差を積分してポンプ傾転量の目標値Ｌが求め
られる。

【００４０】以上において、傾転量補正部１１４Ａ（減
算部１２５）は、流量偏差の総和ΣΔＱから更に偏差Δ
Ｑｔを差し引いて偏差ΔΔＱを補正する手段を構成し、
また、流量偏差の総和ΣΔＱから基準偏差ΔＱref を差
し引いた値ΔΔＱから更に偏差ΔＱｔを差し引く手段を
構成する。

【００４１】この第２の実施例も第１の実施例と同等に
機能し、同等の作用効果が得られる。なお、この実施例
では偏差ΔΔＱから偏差ΔＱｔを差し引いたが、流量偏
差の総和ΣΔＱから偏差ΔＱｔを差し引くようにしても
よい。

【００４２】

【発明の効果】本発明によれば、要求流量に応じて油圧
ポンプの吐出流量を制御するに際して圧力損失を理想的
に低くできると共に、油圧ポンプの入力馬力が原動機の
出力馬力を越えないように油圧ポンプの吐出流量を制御
し原動機のエンストを防止することができる。

【００４３】また、本発明によれば、微小な値である基
準偏差ΔＱref を利用し、これを入力馬力の状態に応じ
て可変にするだけなので、入力馬力の制限制御を簡単に
実現することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施例による油圧駆動装置の系
統図である。

【図２】図１に示す流量調整弁制御装置の機能を示すブ
ロック図である。

【図３】図１に示すポンプ傾転制御装置の機能を示すブ
ロック図である。

【図４】図３に示す制御機能の一部をフローチャートで
示す図である。

【図５】第１の実施例の変形例を示す図３と同様な図で
ある。

【図６】本発明の第２の実施例による油圧駆動装置にお
けるポンプ傾転制御装置の図３と同様な図である。

【符号の説明】

１油圧ポンプ２原動機３Ａ．３Ｂ油圧シリンダ（油圧アクチュエータ）５Ａ，５Ｂ操作レバー（操作指令手段）１０Ａ，１０Ｂ流量計（流量検出手段）１１Ａ，１１Ｂ流量調整弁制御装置（第１の制御手
段）１２；１２Ａ；１２Ｂポンプ傾転制御装置（第２の制
御手段）４０Ａ，４０Ｂ流量調整弁５０Ａ，５０Ｂポテンショメータ５１圧力計（圧力検出手段）１１１テーブル（馬力制御手段）１１２加算部（馬力制御手段）１１３演算部（馬力制御手段）１１４；１１４Ａ傾転量補正部（馬力制御手段）１１６加算部１２０加算部１２０Ａ最大値選択部１２２減算部１２３積分ゲイン設定部１２４積分要素１２５減算部

フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号庁内整理番号ＦＩ技術表示箇所 8512−3ＨＦ１５Ｂ 11/16 Ｚ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】原動機により駆動される可変容量油圧ポ
ンプと、この油圧ポンプに並列に接続された複数の油圧
アクチュエータと、これら複数の油圧アクチュエータの
駆動をそれぞれ制御する複数の流量調整弁と、これら複
数の流量調整弁に対しそれぞれ流量を指令する複数の流
量指令手段と、前記複数の流量調整弁により複数の油圧
アクチュエータに供給される負荷流量をそれぞれ検出す
る複数の流量検出手段と、これら複数の流量検出手段で
検出された負荷流量が前記複数の流量指令手段で指令さ
れた指令流量に一致するように前記複数の流量調整弁を
制御する第１の制御手段と、前記油圧ポンプの吐出流量
を前記指令流量の総和よりも所定流量だけ少なくするポ
ンプ傾転量の目標値を求め、この目標値に基づいて油圧
ポンプの吐出流量を制御する第２の制御手段とを備えた
油圧駆動装置において、前記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って検出されたポンプ吐出圧力と
原動機の出力馬力以下に予め設定した最大ポンプ入力馬
力特性とに基づき、油圧ポンプの入力馬力がその最大ポ
ンプ入力馬力を越えると、それに応じて前記油圧ポンプ
の吐出流量が少なくなるよう前記第２の制御手段で求め
られポンプ傾転角の目標値を小さく補正する馬力制御手
段とを備えることを特徴とする油圧駆動装置。
【請求項２】請求項１記載の油圧駆動装置において、
前記馬力制御手段は、前記予め設定した最大ポンプ入力
馬力特性に基づき前記圧力検出手段により検出されたポ
ンプ吐出圧力に対応する最大可能吐出流量を演算する手
段と、前記複数の流量指令手段で指令された指令流量の
総和を演算する手段と、前記最大可能吐出流量と前記指
令流量の総和とを比較し、前記指令流量の総和が前記最
大可能吐出流量より大きいときに両者の偏差を演算する
手段と、この偏差に基づいて前記ポンプ傾転量の目標値
を補正する手段とを有することを特徴とする油圧駆動装
置。
【請求項３】請求項１記載の油圧駆動装置において、
前記第２の制御手段は、前記複数の流量指令手段で指令
された指令流量から前記複数の流量検出手段で検出され
た負荷流量をそれぞれ減算した流量偏差の総和を演算す
る手段と、前記流量偏差の総和から前記所定流量に相当
する値として予め設定した基準偏差を差し引いた第１の
偏差を演算する手段と、この第１の偏差に基づいて前記
ポンプ傾転量の目標値を決定する手段とを有し、前記馬
力制御手段は、前記指令流量の総和が前記最大ポンプ入
力馬力を与える最大可能吐出流量より大きいときに前者
から後者を差し引いた第２の偏差を演算する手段と、前
記流量偏差の総和から更に前記第２の偏差を差し引いて
前記第１の偏差を補正する手段とを有することを特徴と
する油圧駆動装置。
【請求項４】請求項３記載の油圧駆動装置において、
前記前記第１の偏差を補正する手段は、初期基準偏差を
出力する手段と、この初期基準偏差に前記第２の偏差を
加算して前記基準偏差を求める手段とを有することを特
徴とする油圧駆動装置。
【請求項５】請求項３記載の油圧駆動装置において、
前記第１の偏差を補正する手段は、前記流量偏差の総和
から前記基準偏差を差し引いた値から更に前記第２の偏
差を差し引く手段であることを特徴とする油圧駆動装
置。
【請求項６】請求項３記載の油圧駆動装置において、
前記流量偏差の総和を演算する手段は、前記流量偏差を
加算する手段であることを特徴とする油圧駆動装置。
【請求項７】請求項３記載の油圧駆動装置において、
前記流量偏差の総和を演算する手段は、前記流量偏差の
最大値を選択する手段であることを特徴とする油圧駆動
装置。