JPH10131865A - 液圧ポンプ駆動用サーボ電動機制御装置 - Google Patents
液圧ポンプ駆動用サーボ電動機制御装置Info
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- JPH10131865A JPH10131865A JP29094596A JP29094596A JPH10131865A JP H10131865 A JPH10131865 A JP H10131865A JP 29094596 A JP29094596 A JP 29094596A JP 29094596 A JP29094596 A JP 29094596A JP H10131865 A JPH10131865 A JP H10131865A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 安定した流量制御および圧力制御と、その自
動切り替えを行なえるようにする。 【解決手段】 サーボ電動機１によって回転される速度
に応じた流量の圧液を移送する液圧ポンプ２と、サーボ
電動機１を駆動する制御装置４，５と、液圧ポンプ２が
移送した圧液の流量を検出する流量検出手段３と、その
圧液を検出して圧力帰還値を出力する圧力検出手段７と
を備える。そして、圧力指令値と圧力帰還値との偏差信
号を入力して補償演算する圧力制御補償回路９と、流量
検出手段３の検出値を非比例関数手段１０を通して圧力
制御補償回路９の出力値とを加算し、その加算値と流量
指令値のうち小さい方を最小値選択回路６で選択して出
力し、それを制御装置４，５にサーボ電動機１の速度制
御ループの速度指令値として入力する。
動切り替えを行なえるようにする。 【解決手段】 サーボ電動機１によって回転される速度
に応じた流量の圧液を移送する液圧ポンプ２と、サーボ
電動機１を駆動する制御装置４，５と、液圧ポンプ２が
移送した圧液の流量を検出する流量検出手段３と、その
圧液を検出して圧力帰還値を出力する圧力検出手段７と
を備える。そして、圧力指令値と圧力帰還値との偏差信
号を入力して補償演算する圧力制御補償回路９と、流量
検出手段３の検出値を非比例関数手段１０を通して圧力
制御補償回路９の出力値とを加算し、その加算値と流量
指令値のうち小さい方を最小値選択回路６で選択して出
力し、それを制御装置４，５にサーボ電動機１の速度制
御ループの速度指令値として入力する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、サーボ電動機の
回転軸の回転によって圧液を移送する液圧ポンプに対し
て、この圧液ポンプが移送した圧液の流量を流量指令値
に追従させる流量制御と、その圧液の圧力を圧力指令値
に追従させる圧力制御とを可能にし、二つの制御状態を
自動的に切り替える機能を有する液圧ポンプ駆動用サー
ボ電動機制御装置に関するものである。
回転軸の回転によって圧液を移送する液圧ポンプに対し
て、この圧液ポンプが移送した圧液の流量を流量指令値
に追従させる流量制御と、その圧液の圧力を圧力指令値
に追従させる圧力制御とを可能にし、二つの制御状態を
自動的に切り替える機能を有する液圧ポンプ駆動用サー
ボ電動機制御装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来、この種の液圧ポンプ駆動用サーボ
電動機制御装置としては、例えば図７に示すようなもの
がある。サーボ電動機１の回転によって液圧ポンプ（ア
クチュエータを含む）２が移送する圧液の流量は、サー
ボ電動機１の回転速度に比例する。流量検出手段３によ
ってそのサーボ電動機１の回転速度を検出することによ
って流量帰還値相当の回転速度帰還値を偏差演算回路４
に帰還させて速度制御系を構成し、回転速度の指令値と
して流量指令値を与えることにより、それを最小値選択
回路６を介して偏差演算回路４に入力させ、その出力の
偏差信号により回転数制御補償回路および電動機駆動回
路５を制御して、流量指令値に比例した液圧の流量を得
る。
電動機制御装置としては、例えば図７に示すようなもの
がある。サーボ電動機１の回転によって液圧ポンプ（ア
クチュエータを含む）２が移送する圧液の流量は、サー
ボ電動機１の回転速度に比例する。流量検出手段３によ
ってそのサーボ電動機１の回転速度を検出することによ
って流量帰還値相当の回転速度帰還値を偏差演算回路４
に帰還させて速度制御系を構成し、回転速度の指令値と
して流量指令値を与えることにより、それを最小値選択
回路６を介して偏差演算回路４に入力させ、その出力の
偏差信号により回転数制御補償回路および電動機駆動回
路５を制御して、流量指令値に比例した液圧の流量を得
る。
【０００３】一方、液圧ポンプ２から移送される圧液の
圧力を圧力検出手段７によって検出して、圧力帰還値と
して偏差演算回路８に帰還させて、圧力指令値との偏差
信号を圧力制御補償回路９を介して出力し、この出力さ
れた圧力の操作量を前述した回転速度の指令値として入
力することによって、圧力指令値に比例した液圧の圧力
を得る。そして、最小値選択回路６によって、上述の圧
力の操作量と流量指令値とを比較し、何れか小さい方を
選択して回転速度の指令値として偏差演算回路４に入力
することによって、圧力制御と流量制御の切り替えを自
動で行なう。
圧力を圧力検出手段７によって検出して、圧力帰還値と
して偏差演算回路８に帰還させて、圧力指令値との偏差
信号を圧力制御補償回路９を介して出力し、この出力さ
れた圧力の操作量を前述した回転速度の指令値として入
力することによって、圧力指令値に比例した液圧の圧力
を得る。そして、最小値選択回路６によって、上述の圧
力の操作量と流量指令値とを比較し、何れか小さい方を
選択して回転速度の指令値として偏差演算回路４に入力
することによって、圧力制御と流量制御の切り替えを自
動で行なう。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】このような制御回路で
サーボ電動機を運転すると、移送される圧液の流量と圧
力の関係は図８に示すような特性になる。この流量・圧
力特性において、図中にＷで示す圧力制御範囲をカット
オフ幅と定義すると次のような不具合が生じる。
サーボ電動機を運転すると、移送される圧液の流量と圧
力の関係は図８に示すような特性になる。この流量・圧
力特性において、図中にＷで示す圧力制御範囲をカット
オフ幅と定義すると次のような不具合が生じる。
【０００５】このカットオフ幅Ｗが大きいと、負荷の
圧力が圧力指令値に近い状態では、所望の流量を移送す
ることができない。 図７に示した圧力制御補償回路の比例要素を大きい値
にすることで、カットオフ幅を小さくすることは可能で
あるが、圧力制御の安定性を損なってしまう。 上記比例要素を大きくした場合、圧力制御の不安定性
も絡み、流量制御と圧力制御の切り替えを滑らかに行う
ことが困難である。
圧力が圧力指令値に近い状態では、所望の流量を移送す
ることができない。 図７に示した圧力制御補償回路の比例要素を大きい値
にすることで、カットオフ幅を小さくすることは可能で
あるが、圧力制御の安定性を損なってしまう。 上記比例要素を大きくした場合、圧力制御の不安定性
も絡み、流量制御と圧力制御の切り替えを滑らかに行う
ことが困難である。
【０００６】この発明は、このような従来の問題点に着
目してなされたもので、液圧ポンプ駆動用サーボ電動機
制御装置において、安定した流量制御および圧力制御
と、その自動切り替えを行なえるようにすることを目的
とする。
目してなされたもので、液圧ポンプ駆動用サーボ電動機
制御装置において、安定した流量制御および圧力制御
と、その自動切り替えを行なえるようにすることを目的
とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】この発明は、入力軸に回
転を与えることによってその回転速度に応じた流量の圧
液を移送する液圧ポンプと、該液圧ポンプの入力軸に回
転を与えるサーボ電動機と、該サーボ電動機を駆動する
制御装置と、サーボ電動機の回転速度の検出によって液
圧ポンプが移送した圧液の流量を検出する流量検出手段
と、このポンプが移送した圧液の圧力を検出する圧力検
出手段とを備えた、液圧ポンプ駆動用サーボ電動機制御
装置において、上記目的を達成するため、次のＡ〜Ｄの
各手段を設けたものである。
転を与えることによってその回転速度に応じた流量の圧
液を移送する液圧ポンプと、該液圧ポンプの入力軸に回
転を与えるサーボ電動機と、該サーボ電動機を駆動する
制御装置と、サーボ電動機の回転速度の検出によって液
圧ポンプが移送した圧液の流量を検出する流量検出手段
と、このポンプが移送した圧液の圧力を検出する圧力検
出手段とを備えた、液圧ポンプ駆動用サーボ電動機制御
装置において、上記目的を達成するため、次のＡ〜Ｄの
各手段を設けたものである。
【０００８】Ａ．圧力指令値と前記圧力検出手段の出力
である圧力帰還値との偏差信号を入力して補償演算する
圧力制御補償手段、 Ｂ．流量検出手段の検出値を入力し、入力に対する出力
のゲインが、入力がゼロ近傍の時にゼロ又はゼロに近
く、入力がゼロ近傍以外の時に１以下で１に近い特性を
持つ非比例関数手段、 Ｃ．その非比例関数手段の出力値と上記圧力制御補償手
段の出力値とを加算して出力する加算手段、 Ｄ．流量指令値と上記加算手段の出力値とを入力してい
ずれか小さい方を選択して出力する最小値選択手段、
である圧力帰還値との偏差信号を入力して補償演算する
圧力制御補償手段、 Ｂ．流量検出手段の検出値を入力し、入力に対する出力
のゲインが、入力がゼロ近傍の時にゼロ又はゼロに近
く、入力がゼロ近傍以外の時に１以下で１に近い特性を
持つ非比例関数手段、 Ｃ．その非比例関数手段の出力値と上記圧力制御補償手
段の出力値とを加算して出力する加算手段、 Ｄ．流量指令値と上記加算手段の出力値とを入力してい
ずれか小さい方を選択して出力する最小値選択手段、
【０００９】そして、この最小値選択手段の出力値を上
記制御装置にサーボ電動機の速度制御ループの速度指令
値として入力する。
記制御装置にサーボ電動機の速度制御ループの速度指令
値として入力する。
【００１０】また、液圧ポンプとして、両方向回転型の
液圧ポンプを使用し、その液圧ポンプの回転方向の違い
により異なった流路で圧液を移送するように構成し、そ
の圧力制御と流量制御を行なうためには、次のように構
成すればよい。
液圧ポンプを使用し、その液圧ポンプの回転方向の違い
により異なった流路で圧液を移送するように構成し、そ
の圧力制御と流量制御を行なうためには、次のように構
成すればよい。
【００１１】上記異なる各流路を移送される圧液の液圧
をそれぞれ検出する各圧力検出手段と、その各圧力検出
手段による検出値の差分を取って圧力帰還値として出力
する手段を設ける。正の圧力指令値と上記圧力帰還値と
の偏差信号を入力して補償演算する第１の圧力制御補償
手段と、負の圧力指令値と上記圧力帰還値との偏差信号
を入力して補償演算する第２の圧力制御補償手段とを設
ける。
をそれぞれ検出する各圧力検出手段と、その各圧力検出
手段による検出値の差分を取って圧力帰還値として出力
する手段を設ける。正の圧力指令値と上記圧力帰還値と
の偏差信号を入力して補償演算する第１の圧力制御補償
手段と、負の圧力指令値と上記圧力帰還値との偏差信号
を入力して補償演算する第２の圧力制御補償手段とを設
ける。
【００１２】上記流量検出手段の検出値を入力し、入力
に対する出力のゲインが、入力がゼロ近傍の時にゼロ又
はゼロに近く、入力がゼロ近傍以外の時に１以下で１に
近い特性を持つ非比例関数手段を設け、その出力値と第
１の圧力制御補償手段の出力値とを加算して出力する第
１の加算手段と、非比例関数手段の出力値と第２の圧力
制御補償手段の出力値とを加算して出力する第２の加算
手段とを設ける。
に対する出力のゲインが、入力がゼロ近傍の時にゼロ又
はゼロに近く、入力がゼロ近傍以外の時に１以下で１に
近い特性を持つ非比例関数手段を設け、その出力値と第
１の圧力制御補償手段の出力値とを加算して出力する第
１の加算手段と、非比例関数手段の出力値と第２の圧力
制御補償手段の出力値とを加算して出力する第２の加算
手段とを設ける。
【００１３】さらに、流量指令値と第１の加算手段の出
力値とを入力していずれか小さい方を選択して出力する
最小値選択手段と、その最小値選択手段の出力値と第２
の加算手段の出力値とを入力していずれか大きい方を選
択して出力する最大値選択手段とを設け、その最大値選
択手段の出力値を上記制御装置にサーボ電動機の速度制
御ループの速度指令値として入力する。
力値とを入力していずれか小さい方を選択して出力する
最小値選択手段と、その最小値選択手段の出力値と第２
の加算手段の出力値とを入力していずれか大きい方を選
択して出力する最大値選択手段とを設け、その最大値選
択手段の出力値を上記制御装置にサーボ電動機の速度制
御ループの速度指令値として入力する。
【００１４】
【発明の実施の形態】以下、この発明の実施の形態を図
面に基づいて具体的に説明する。図１はこの発明の一実
施形態を示すブロック構成図であり、図７と同じ部分に
は同一の符号を付し、それらの説明は省略する。この実
施形態において、図７に示した従来の液圧ポンプ駆動用
サーボ電動機制御装置と相違する点は次の構成を設けた
点だけである。
面に基づいて具体的に説明する。図１はこの発明の一実
施形態を示すブロック構成図であり、図７と同じ部分に
は同一の符号を付し、それらの説明は省略する。この実
施形態において、図７に示した従来の液圧ポンプ駆動用
サーボ電動機制御装置と相違する点は次の構成を設けた
点だけである。
【００１５】すなわち、流量検出手段３の検出値を入力
し、入力に対する出力のゲインが、入力がゼロ近傍の時
にゼロ又はゼロに近く、入力がゼロ近傍以外の時に１以
下で１に近い特性を持つ非比例関数手段１０と、その非
比例関数手段１０の出力値と圧力制御補償回路９の出力
値とを加算して出力する加算手段１１を設け、流量指令
値とその加算手段１１の出力値とを最小値選択回路６に
入力していずれか小さい方を選択して出力するようにし
た構成である。
し、入力に対する出力のゲインが、入力がゼロ近傍の時
にゼロ又はゼロに近く、入力がゼロ近傍以外の時に１以
下で１に近い特性を持つ非比例関数手段１０と、その非
比例関数手段１０の出力値と圧力制御補償回路９の出力
値とを加算して出力する加算手段１１を設け、流量指令
値とその加算手段１１の出力値とを最小値選択回路６に
入力していずれか小さい方を選択して出力するようにし
た構成である。
【００１６】そして、図７の従来例の場合と同様に、こ
の最小値選択回路６の出力値を偏差演算回路４と回転数
制御補償回路および電動機駆動回路５からなる制御装置
に、サーボ電動機１の速度制御ループの速度指令値とし
て入力する。なお、偏差演算回路８と圧力制御補償回路
９とによって、圧力制御補償手段を構成している。
の最小値選択回路６の出力値を偏差演算回路４と回転数
制御補償回路および電動機駆動回路５からなる制御装置
に、サーボ電動機１の速度制御ループの速度指令値とし
て入力する。なお、偏差演算回路８と圧力制御補償回路
９とによって、圧力制御補償手段を構成している。
【００１７】このように構成した液圧ポンプ駆動用サー
ボ電動機制御装置によれば、図２に太い実線ａで示すよ
うな流量−圧力特性が得られ、従来の装置（その特性を
細い破線ｂで示す）に比べてカットオフ幅Ｗを小さくで
き、圧力制御の安定性の向上を図ることができる。この
カットオフ幅Ｗを殆どゼロにすることも可能である。あ
るいは、図２に太い点線ｃで示すように傾斜付けること
も可能である。
ボ電動機制御装置によれば、図２に太い実線ａで示すよ
うな流量−圧力特性が得られ、従来の装置（その特性を
細い破線ｂで示す）に比べてカットオフ幅Ｗを小さくで
き、圧力制御の安定性の向上を図ることができる。この
カットオフ幅Ｗを殆どゼロにすることも可能である。あ
るいは、図２に太い点線ｃで示すように傾斜付けること
も可能である。
【００１８】図３は図１の実施形態を一部変更した実施
形態の液圧ポンプ駆動用サーボ電動機制御装置であり、
サーボ電動機１の制御装置を回転速度制御回路１４とイ
ンバータ１５によって構成している。
形態の液圧ポンプ駆動用サーボ電動機制御装置であり、
サーボ電動機１の制御装置を回転速度制御回路１４とイ
ンバータ１５によって構成している。
【００１９】そして、最小値選択回路６は、流量指令値
Ｑinと加算手段１１の出力である圧力操作量Ｂのいずれ
か小さい値をそのまま出力する。したがって、流量指令
値Ｑinが出力されると、それが最小値選択回路６から回
転速度指令値として回転速度制御回路１４に入力され、
その出力によってサーボ電動機１に駆動電流を供給する
インバータ１５を制御して、サーボ電動機１の回転速度
が流量指令値と合致するように制御する。
Ｑinと加算手段１１の出力である圧力操作量Ｂのいずれ
か小さい値をそのまま出力する。したがって、流量指令
値Ｑinが出力されると、それが最小値選択回路６から回
転速度指令値として回転速度制御回路１４に入力され、
その出力によってサーボ電動機１に駆動電流を供給する
インバータ１５を制御して、サーボ電動機１の回転速度
が流量指令値と合致するように制御する。
【００２０】サーボ電動機１の回転によって液圧ポンプ
２から移送された圧液の圧力を圧力センサ等の圧力検出
手段７によって検出して圧力帰還値として帰還し、偏差
演算回路８によって圧力指令値Ｐinとの圧力偏差をと
り、圧力制御補償回路９によって比例要素（Ｋｐ）が掛
けられ、圧力操作量Ａを得る。
２から移送された圧液の圧力を圧力センサ等の圧力検出
手段７によって検出して圧力帰還値として帰還し、偏差
演算回路８によって圧力指令値Ｐinとの圧力偏差をと
り、圧力制御補償回路９によって比例要素（Ｋｐ）が掛
けられ、圧力操作量Ａを得る。
【００２１】この圧力操作量Ａに、流量検出手段として
の回転速度センサ（パルスエンコーダ等）によって検出
される回転速度帰還値（流量帰還値相当）を非比例関数
手段（増幅回路等）１０を通した回転数補正信号として
加算手段１１によって加算して、圧力操作量Ｂとし、そ
れを最小値選択回路６に入力する。
の回転速度センサ（パルスエンコーダ等）によって検出
される回転速度帰還値（流量帰還値相当）を非比例関数
手段（増幅回路等）１０を通した回転数補正信号として
加算手段１１によって加算して、圧力操作量Ｂとし、そ
れを最小値選択回路６に入力する。
【００２２】非比例関数手段には、図４に太い実線ｄあ
るいは太い点線ｅで示すような非比例関数の入力−出力
関係の特性を持たせる。なお、参考に比例関係の特性を
細い破線ｆで示す。Ｎは入力がゼロ近傍の一定範囲の不
感帯で、この範囲では、ゲインＧ＝０あるいはＧ≒０
（Ｇ＞０）である。この不感帯Ｎ以外の入力範囲では、
ゲインが１以下（Ｇ≦１）で且つ１に近い。図４におい
て太い実線ｄで示す特性はＧ＝１になる場合で、太い点
線ｅで示す特性はＧ＜１になる場合である。
るいは太い点線ｅで示すような非比例関数の入力−出力
関係の特性を持たせる。なお、参考に比例関係の特性を
細い破線ｆで示す。Ｎは入力がゼロ近傍の一定範囲の不
感帯で、この範囲では、ゲインＧ＝０あるいはＧ≒０
（Ｇ＞０）である。この不感帯Ｎ以外の入力範囲では、
ゲインが１以下（Ｇ≦１）で且つ１に近い。図４におい
て太い実線ｄで示す特性はＧ＝１になる場合で、太い点
線ｅで示す特性はＧ＜１になる場合である。
【００２３】したがって、ゲインＧ＝１のときでも、図
３における不感帯の幅Ｎがゼロでない（Ｎ≠０）場合、
カットオフ幅Ｗが発生するため、圧力制御時の圧力が指
令圧力に一致しない場合がある。一致するのは、図２に
おける流量帰還値が０になる時だけである。したがっ
て、流量制御と圧力制御の切り替わる境界では、 流量指令値：Ｑin ， 圧力指令値：Ｐin 圧力帰還値：Ｐfb ， 非比例関数出力：Ｑfb′ とする
と、次式成り立つ。 Ｑin＝(Ｐin−Ｐfb)×Ｋp＋Ｑfb′
３における不感帯の幅Ｎがゼロでない（Ｎ≠０）場合、
カットオフ幅Ｗが発生するため、圧力制御時の圧力が指
令圧力に一致しない場合がある。一致するのは、図２に
おける流量帰還値が０になる時だけである。したがっ
て、流量制御と圧力制御の切り替わる境界では、 流量指令値：Ｑin ， 圧力指令値：Ｐin 圧力帰還値：Ｐfb ， 非比例関数出力：Ｑfb′ とする
と、次式成り立つ。 Ｑin＝(Ｐin−Ｐfb)×Ｋp＋Ｑfb′
【００２４】この時は、サーボ電動機は流量指令値に等
し回転速度で回転しており、非比例関数の出力Ｑfb′
は、流量指令値Ｑinに近い値になっている(Ｇ＝１だか
ら）。したがって、あまり大きくできない比例要素のゲ
インＫp を補う目的を果たし、カットオフ幅 Ｗ＝Ｐin
−Ｐfb を小さくすることができる。
し回転速度で回転しており、非比例関数の出力Ｑfb′
は、流量指令値Ｑinに近い値になっている(Ｇ＝１だか
ら）。したがって、あまり大きくできない比例要素のゲ
インＫp を補う目的を果たし、カットオフ幅 Ｗ＝Ｐin
−Ｐfb を小さくすることができる。
【００２５】流量制御と圧力制御の切り替えを滑らかに
行なえるのは、この非比例関数出力Ｑfb′がゲインＫｐ
を大きくしなくて済むような役目を持っているからであ
る。このようにして、圧力制御と流量制御の切り替えを
滑らかにし、安定した圧力制御を行う。また、図２に示
したようにカットオフ幅を大幅に低減し、負荷圧力が圧
力指令値に近い場合でも所望の流量を得ることができ
る。
行なえるのは、この非比例関数出力Ｑfb′がゲインＫｐ
を大きくしなくて済むような役目を持っているからであ
る。このようにして、圧力制御と流量制御の切り替えを
滑らかにし、安定した圧力制御を行う。また、図２に示
したようにカットオフ幅を大幅に低減し、負荷圧力が圧
力指令値に近い場合でも所望の流量を得ることができ
る。
【００２６】次に、この発明の他の実施形態による液圧
ポンプ駆動用サーボ電動機制御装置を図５によって説明
する。この図５において、図３と同じ部分には同一の符
号を付してあり、正負両方に同じ手段を設けたものには
正用にＡを、負用にＢを付加して示している。
ポンプ駆動用サーボ電動機制御装置を図５によって説明
する。この図５において、図３と同じ部分には同一の符
号を付してあり、正負両方に同じ手段を設けたものには
正用にＡを、負用にＢを付加して示している。
【００２７】この装置は、圧力指令値として、正の圧力
指令値Ｐin+(Ｐin+≧０)と負の圧力指令値Ｐin-(Ｐin-
≦０)を入力し、液圧ポンプとして両方向回転型の液圧
ポンプを使用し、その回転方向の違いにより異なった流
路２０Ａ，２０Ｂで圧液を移送するように構成してい
る。そして、その異なる各流路２０Ａ，２０Ｂを移送さ
れる圧液の液圧をそれぞれ検出する２つの圧力検出手段
７Ａ，７Ｂと、その各圧力検出手段７Ａ，７Ｂによる検
出値の差分を取って圧力帰還値として出力する偏差演算
回路１２を設けている。
指令値Ｐin+(Ｐin+≧０)と負の圧力指令値Ｐin-(Ｐin-
≦０)を入力し、液圧ポンプとして両方向回転型の液圧
ポンプを使用し、その回転方向の違いにより異なった流
路２０Ａ，２０Ｂで圧液を移送するように構成してい
る。そして、その異なる各流路２０Ａ，２０Ｂを移送さ
れる圧液の液圧をそれぞれ検出する２つの圧力検出手段
７Ａ，７Ｂと、その各圧力検出手段７Ａ，７Ｂによる検
出値の差分を取って圧力帰還値として出力する偏差演算
回路１２を設けている。
【００２８】さらに、正の圧力指令値Ｐin- と上記圧力
帰還値とを入力してその偏差信号を出力する偏差演算回
路８Ａと、その偏差信号を入力して比例要素による補償
演算をして圧力操作量Ａ１を出力する圧力制御補償回路
９Ａ（偏差演算回路８Ａと共に第１の圧力制御補償手段
を構成する）と、負の圧力指令値Ｐin- と上記圧力帰還
値とを入力してその偏差信号を出力する偏差演算回路８
Ｂと、その偏差信号を入力して比例要素による補償演算
をして圧力操作量Ａ２を出力する圧力制御補償回路９Ｂ
（偏差演算回路８Ｂと共に第２の圧力制御補償手段を構
成する）とを設けている。
帰還値とを入力してその偏差信号を出力する偏差演算回
路８Ａと、その偏差信号を入力して比例要素による補償
演算をして圧力操作量Ａ１を出力する圧力制御補償回路
９Ａ（偏差演算回路８Ａと共に第１の圧力制御補償手段
を構成する）と、負の圧力指令値Ｐin- と上記圧力帰還
値とを入力してその偏差信号を出力する偏差演算回路８
Ｂと、その偏差信号を入力して比例要素による補償演算
をして圧力操作量Ａ２を出力する圧力制御補償回路９Ｂ
（偏差演算回路８Ｂと共に第２の圧力制御補償手段を構
成する）とを設けている。
【００２９】そして、非比例関数手段１０からの回転数
補正信号と第１の圧力制御補償手段からの圧力操作量Ａ
１とを第１の加算手段１１Ａによって加算して圧力操作
量Ｂとして最小値選択回路６に入力させる。また、非比
例関数手段１０からの回転数補正信号と第２の圧力制御
補償手段からの圧力操作量Ａ２とを第２の加算手段１１
Ｂによって加算して回転速度指令値として最大値選択回
路１６に入力させる。
補正信号と第１の圧力制御補償手段からの圧力操作量Ａ
１とを第１の加算手段１１Ａによって加算して圧力操作
量Ｂとして最小値選択回路６に入力させる。また、非比
例関数手段１０からの回転数補正信号と第２の圧力制御
補償手段からの圧力操作量Ａ２とを第２の加算手段１１
Ｂによって加算して回転速度指令値として最大値選択回
路１６に入力させる。
【００３０】最小値選択手段６は、流量指令値Ｑinと第
１の加算手段１１Ａからの圧力操作量Ｂとを入力して、
いずれか小さい方を選択して出力する。最大値選択手段
１６は、最小値選択手段の出力値と第２の加算手段の出
力値である回転数補正信号とを入力して、いずれか大き
い方を選択してそのまま出力する。
１の加算手段１１Ａからの圧力操作量Ｂとを入力して、
いずれか小さい方を選択して出力する。最大値選択手段
１６は、最小値選択手段の出力値と第２の加算手段の出
力値である回転数補正信号とを入力して、いずれか大き
い方を選択してそのまま出力する。
【００３１】この最大値選択回路１６の出力値を、サー
ボ電動機１の速度制御ループの速度指令値として制御装
置を構成する回転速度制御回路１４に入力させる。この
液圧ポンプ駆動用サーボ電動機制御装置によれば、両方
向回転型の液圧ポンプ２の圧力制御と流量制御を自動的
に切り替えて安定して行なうことができる。
ボ電動機１の速度制御ループの速度指令値として制御装
置を構成する回転速度制御回路１４に入力させる。この
液圧ポンプ駆動用サーボ電動機制御装置によれば、両方
向回転型の液圧ポンプ２の圧力制御と流量制御を自動的
に切り替えて安定して行なうことができる。
【００３２】この場合の圧力−流量特性は図６に示すよ
うになり、流量指令値及び圧力指令値が正のときは太い
実線ｇで示すように、流量指令値及び圧力指令値が負の
ときは太い点線ｈで示すようになる。したがって、いず
れの場合もカットオフ幅Ｗが小さく、負荷圧力が圧力指
令値に近い場合でも所望の流量が得られる。また、圧力
指令値付近で所定流量を越えた領域の圧力−流量特性
に、図６中に点線ｉで示すように若干傾斜を付けること
もできる。
うになり、流量指令値及び圧力指令値が正のときは太い
実線ｇで示すように、流量指令値及び圧力指令値が負の
ときは太い点線ｈで示すようになる。したがって、いず
れの場合もカットオフ幅Ｗが小さく、負荷圧力が圧力指
令値に近い場合でも所望の流量が得られる。また、圧力
指令値付近で所定流量を越えた領域の圧力−流量特性
に、図６中に点線ｉで示すように若干傾斜を付けること
もできる。
【００３３】なお、これらの実施形態における圧力帰還
値の代わりに、サーボ電動機１が発生するトルクに相当
するもの（インバータ１５による操作電流出力あるいは
トルク計出力など）を帰還するようにしてもよい。ま
た、図５に示した液圧ポンプ駆動用サーボ電動機制御装
置において、圧力指令値を一つとし、これから正の圧力
指令値と負の圧力指令値を作ることもできる。
値の代わりに、サーボ電動機１が発生するトルクに相当
するもの（インバータ１５による操作電流出力あるいは
トルク計出力など）を帰還するようにしてもよい。ま
た、図５に示した液圧ポンプ駆動用サーボ電動機制御装
置において、圧力指令値を一つとし、これから正の圧力
指令値と負の圧力指令値を作ることもできる。
【００３４】すなわち、正の圧力指令値も負の圧力指令
値も絶対値が同じ設定値で使用する場合があるが、その
ような場合には、わざわざ同じ設定値に合わせなければ
ならない。そこで、このような場合には、ある一つの設
定値を「正の圧力指令値」と「負の圧力指令値」に分け
ればよい。そのため、「正の圧力指令値」のみを入力し
て、それを反転（マイナスを付ける）すれば「負の圧力
指令値」を作ることができる。
値も絶対値が同じ設定値で使用する場合があるが、その
ような場合には、わざわざ同じ設定値に合わせなければ
ならない。そこで、このような場合には、ある一つの設
定値を「正の圧力指令値」と「負の圧力指令値」に分け
ればよい。そのため、「正の圧力指令値」のみを入力し
て、それを反転（マイナスを付ける）すれば「負の圧力
指令値」を作ることができる。
【００３５】これらの各実施形態の制御回路は、ハード
ウェアのみ又はソフトウェアのみ、あるいはハードウェ
アとソフトウェアを組み合わせて構成することができ
る。
ウェアのみ又はソフトウェアのみ、あるいはハードウェ
アとソフトウェアを組み合わせて構成することができ
る。
【００３６】
【発明の効果】以上説明してきたように、この本発明の
液圧ポンプ駆動用サーボ電動機制御装置によれば、次の
ような効果を得ることができる。 カットオフ幅の改善（減少） 圧力制御の安定化 流量制御と圧力制御の安定した切り替え 市販のサーボ電動機，サーボ電動機ドライバ，液圧ポ
ンプ等を用いて、簡単にカットオフ特性の優れた流量−
圧力制御が可能な液圧ポンプ駆動用サーボ電動機制御装
置を得ることができる。
液圧ポンプ駆動用サーボ電動機制御装置によれば、次の
ような効果を得ることができる。 カットオフ幅の改善（減少） 圧力制御の安定化 流量制御と圧力制御の安定した切り替え 市販のサーボ電動機，サーボ電動機ドライバ，液圧ポ
ンプ等を用いて、簡単にカットオフ特性の優れた流量−
圧力制御が可能な液圧ポンプ駆動用サーボ電動機制御装
置を得ることができる。
【図１】この発明の一実施形態を示す液圧ポンプ駆動用
サーボ電動機制御装置のブロック構成図である。
サーボ電動機制御装置のブロック構成図である。
【図２】図１に示した装置による圧力−流量特性を示す
線図である。
線図である。
【図３】図１の実施形態を一部変更した実施形態を示す
液圧ポンプ駆動用サーボ電動機制御装置のブロック構成
図である。
液圧ポンプ駆動用サーボ電動機制御装置のブロック構成
図である。
【図４】図３における非比例関数手段１０の入力−出力
特性を示す線図である。
特性を示す線図である。
【図５】この発明の他の実施形態を示す液圧ポンプ駆動
用サーボ電動機制御装置のブロック構成図である。
用サーボ電動機制御装置のブロック構成図である。
【図６】図５に示した装置による圧力−流量特性を示す
線図である。
線図である。
【図７】従来の液圧ポンプ駆動用サーボ電動機制御装置
の一例を示すブロック構成図である。
の一例を示すブロック構成図である。
【図８】図７に示した装置による圧力−流量特性を示す
線図である。
線図である。
１：サーボ電動機 ２：液圧ポンプ（アクチュエータ
を含む） ３：流量検出手段（回転速度検出） ４，８，８Ａ，８Ｂ，１２：偏差演算回路 ５：回転数制御補償回路および電動機駆動回路 ６：最小値選択回路 ７，７Ａ，７Ｂ：圧力検出手段 ９，９Ａ，９Ｂ：圧力制御補償回路（比例要素） １０：非比例関数手段（増幅器） １１，１１Ａ，１１Ｂ：加算手段 １４：回転速度制御回路 １５：インバータ １６：最大値選択回路
を含む） ３：流量検出手段（回転速度検出） ４，８，８Ａ，８Ｂ，１２：偏差演算回路 ５：回転数制御補償回路および電動機駆動回路 ６：最小値選択回路 ７，７Ａ，７Ｂ：圧力検出手段 ９，９Ａ，９Ｂ：圧力制御補償回路（比例要素） １０：非比例関数手段（増幅器） １１，１１Ａ，１１Ｂ：加算手段 １４：回転速度制御回路 １５：インバータ １６：最大値選択回路
Claims (2)
- 【請求項１】 入力軸に回転を与えることによってその
回転速度に応じた流量の圧液を移送する液圧ポンプと、
該液圧ポンプの入力軸に回転を与えるサーボ電動機と、
該サーボ電動機を駆動する制御装置と、前記サーボ電動
機の回転速度の検出によって液圧ポンプが移送した圧液
の流量を検出する流量検出手段と、このポンプが移送し
た圧液の圧力を検出する圧力検出手段とを備えた、液圧
ポンプ駆動用サーボ電動機制御装置において、 圧力指令値と前記圧力検出手段の出力である圧力帰還値
との偏差信号を入力して補償演算する圧力制御補償手段
と、 前記流量検出手段の検出値を入力し、入力に対する出力
のゲインが、入力がゼロ近傍の時にゼロ又はゼロに近
く、入力がゼロ近傍以外の時に１以下で１に近い特性を
持つ非比例関数手段と、 該非比例関数手段の出力値と前記圧力制御補償手段の出
力値とを加算して出力する加算手段と、 流量指令値と前記加算手段の出力値とを入力していずれ
か小さい方を選択して出力する最小値選択手段とを設
け、 該最小値選択手段の出力値を前記制御装置に前記サーボ
電動機の速度制御ループの速度指令値として入力するよ
うにしたことを特徴とする液圧ポンプ駆動用サーボ電動
機制御装置。 - 【請求項２】 入力軸に回転を与えることによってその
回転速度に応じた流量の圧液を移送する両方向回転型の
液圧ポンプと、該液圧ポンプの入力軸に回転を与えるサ
ーボ電動機と、該サーボ電動機を駆動する制御装置と、
前記サーボ電動機の回転速度の検出によって液圧ポンプ
が移送した圧液の流量を検出する流量検出手段と、この
ポンプが移送した圧液の圧力を検出する圧力検出手段と
を備えた、液圧ポンプ駆動用サーボ電動機制御装置にお
いて、 前記液圧ポンプの回転方向の違いにより異なった流路で
圧液を移送するように構成し、 前記異なる各流路を移送される圧液の液圧をそれぞれ検
出する各圧力検出手段と、その各圧力検出手段による検
出値の差分を取って圧力帰還値として出力する手段と、 正の圧力指令値と前記圧力帰還値との偏差信号を入力し
て補償演算する第１の圧力制御補償手段と、負の圧力指
令値と前記圧力帰還値との偏差信号を入力して補償演算
する第２の圧力制御補償手段と、 前記流量検出手段の検出値を入力し、入力に対する出力
のゲインが、入力がゼロ近傍の時にゼロ又はゼロに近
く、入力がゼロ近傍以外の時に１以下で１に近い特性を
持つ非比例関数手段と、 前記非比例関数手段の出力値と前記第１の圧力制御補償
手段の出力値とを加算して出力する第１の加算手段と、
前記非比例関数手段の出力値と前記第２の圧力制御補償
手段の出力値とを加算して出力する第２の加算手段と、 流量指令値と前記第１の加算手段の出力値とを入力して
いずれか小さい方を選択して出力する最小値選択手段
と、 該最小値選択手段の出力値と前記第２の加算手段の出力
値とを入力していずれか大きい方を選択して出力する最
大値選択手段と、 該最大値選択手段の出力値を前記制御装置に前記サーボ
電動機の速度制御ループの速度指令値として入力するよ
うにしたことを特徴とする液圧ポンプ駆動用サーボ電動
機制御装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP29094596A JP3989991B2 (ja) | 1996-10-31 | 1996-10-31 | 液圧ポンプ駆動用サーボ電動機制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP29094596A JP3989991B2 (ja) | 1996-10-31 | 1996-10-31 | 液圧ポンプ駆動用サーボ電動機制御装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10131865A true JPH10131865A (ja) | 1998-05-19 |
| JP3989991B2 JP3989991B2 (ja) | 2007-10-10 |
Family
ID=17762527
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP29094596A Expired - Fee Related JP3989991B2 (ja) | 1996-10-31 | 1996-10-31 | 液圧ポンプ駆動用サーボ電動機制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3989991B2 (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2001006126A1 (fr) * | 1999-07-14 | 2001-01-25 | Yuken Kogyo Kabushiki Kaisha | Systeme a puissance hydraulique |
| WO2008001657A1 (fr) * | 2006-06-30 | 2008-01-03 | Daikin Industries, Ltd. | Dispositif d'entraînement à pression hydraulique |
| CN104948440A (zh) * | 2015-07-01 | 2015-09-30 | 宁波高新区安立特电气科技有限公司 | 中央空调主机压缩机的伺服矢量闭环控制系统 |
| JP2016138512A (ja) * | 2015-01-28 | 2016-08-04 | 住友精密工業株式会社 | 油圧ポンプシステムおよび油圧ポンプシステムの制御方法 |
-
1996
- 1996-10-31 JP JP29094596A patent/JP3989991B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2001006126A1 (fr) * | 1999-07-14 | 2001-01-25 | Yuken Kogyo Kabushiki Kaisha | Systeme a puissance hydraulique |
| EP1209358A1 (en) * | 1999-07-14 | 2002-05-29 | Yuken Kogyo Kabushiki Kaisha | Hydraulic power system |
| US6748739B1 (en) | 1999-07-14 | 2004-06-15 | Yuken Kogyo Kabushiki Kaisha | Hydraulic power system |
| EP1209358A4 (en) * | 1999-07-14 | 2010-03-10 | Yuken Kogyo Co Ltd | HYDRAULIC POWER SYSTEM |
| JP4582981B2 (ja) * | 1999-07-14 | 2010-11-17 | 油研工業株式会社 | 油圧パワー供給システム |
| WO2008001657A1 (fr) * | 2006-06-30 | 2008-01-03 | Daikin Industries, Ltd. | Dispositif d'entraînement à pression hydraulique |
| KR100984142B1 (ko) | 2006-06-30 | 2010-09-28 | 다이킨 고교 가부시키가이샤 | 액압 구동 장치 |
| JP2016138512A (ja) * | 2015-01-28 | 2016-08-04 | 住友精密工業株式会社 | 油圧ポンプシステムおよび油圧ポンプシステムの制御方法 |
| CN104948440A (zh) * | 2015-07-01 | 2015-09-30 | 宁波高新区安立特电气科技有限公司 | 中央空调主机压缩机的伺服矢量闭环控制系统 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3989991B2 (ja) | 2007-10-10 |
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