JPS58192983A - キヤビテ−シヨン防止機構 - 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】 本発明はパワーショベル、ブルドーザ等σ）油圧駆動系
に適用して有効なキャビテーション防止機構に関するも
のである。

パワーショベル、ブルドーザ等における油圧駆動系を第
１図により説明すると、（１）はディーゼルエンジン、
ガソリンエンジン等のエンジン、（コ）はエンジンガバ
ナ、（３）は可変容量型、ピストン型等のポンプである
。（９）は切替弁でポンプ吐出量を切替えるものである
。

（５）は操作レバーで、切替弁の流路面積をオペレータ
が制御するものであり、（６）はアクチュエータ、（７
）はアクチュエータ負荷、（ｇ）はエンジンガバナ（コ
）を駆動するサーボアクチュエータである。（９）はポ
ンプ斜板を駆動するサーボアクチュエータ、（／のはア
クチュエータ（ｇ）及び（９）のサーボ系に供給する油
田の最小許容値を保証するシーケンス弁、（／／）は−
一ボアクチュエータ（ｇ）の変位検出器、Ｃ１，２）は
サーボアクチュエータ（９）の変位検出器である。

（／３）はエンジン（１）の回転数検出器、（／’ｌ）
は操作レバー（５）の変位検出器、（ｉｓ）はポンプ（
３）の吐田圧検田器、（／幻は油圧タンク、（／７）は
油圧タンク（／乙）の油温検出器、（７ｇ）は制御装置
である。

また（／ｇａ）は検出器（／２）　（／３）　（／＋）
　（１５）　　（／’））のアナログ／ディジタル変換
器、（ｉｇｂ）は第２図の内容を実行する演算回路、（
／ｇｃ）は演算回路（ｉｇｂ）のディジタル／アナログ
変換器、（／Ｕ）はサーボアンプで、サーボアクチュエ
ータ（９）及び変位検出器（７２）とでサーボループを
形成する。（ｉｇθ）（／ｇｆ）はサーボアンプで、サ
ーボアクチュエータ（ｇ）、変位検出器（／／）及び回
転数検出器（１３）とでサーボループを形成する。

次に演算回路（Ｉｇｂ）を第コ因により説明すると、演
算回路（Ｉｇｂ−／）は、予め設定された特性（第３寵
）により、ポンプ吐出流量Ｑｒθｑ　を設定するもので
ある。

また演算回路（Ｉｇｂ−２）は、ポンプ斜板角指令αＣ
を設定する。

Ｃｖはポンプ１回転当りの吐出量ｃｍ／ｒｅｖＮ　はポ
ンプ回転数＝エンジン回転数ｒｐｍ演算回路（Ｉｇｂ−
，３）は、ポンプ全効率ηを算出する。

η＝η（Ｐ、Ｎ、α、Ｔ）：与め設定されたグラフによ
る。

α：ポンプ斜板角 Ｔ：油　濡 演算回路（Ｉｇｂ−ダ月１、エンジン負荷馬力ＨＰＬを
算出する。

演算回路（Ｉｇｂ−３）は、予め設定されたエンジン特
性（第９図）により、演算回路（Ｉｇｂ−ダ）の出力に
基きエンジン回転数指令ＮＣを設定するものである。

さて第１［第２図Ｇこよると、操作レバー変位に応じて
ポンプ吐出量が設定される。これは−演算回路（Ｉｇｂ
−υ、（Ｉｇｂ−コ）によるＮＯ及びＮｏに対するサー
ボアンプ（／Ａ’ｄ）　、サーボアクチュエータ（９）
、変位検出器（／コ）のサーボ系による。

またエンジン負荷馬力に応じてエンジン回転数が設定さ
れる。これは演算回路（Ｉｇｂ−３）、（ｔｇｂ−ｑ）
（ｉｇｂ−３）によるＮｏ及びＮＣに対するサーボアン
プ（／ｇｅ）　（／ｇｆ）、アクチュエータ（ｇ）、変
位検出器（／／）。

回転数検出器（１３）のサーボ系による。

しかしながら前記従来装置によると・パワーショベル等
において、負荷の高度を下げる場合等には次の欠点があ
った。

負荷の自重効果のため油圧系圧力低下 ↓ ポンプ吐出圧（Ｐ）低下 ↓ エンジン負荷馬力ＨＰＬ低下゛〔の式〕↓ エンジン回転数指令Ｎｏ低下　（第ｑ図〕↓ エンジン回転数Ｎ低下 ↓ ポンプ吐出量Ｑ低下　　　　（０式） （ポンプ斜板角αの値には機械的に上限値あり〕↓ ポンプ吐出量が負荷の自重落下スピードＶに追随困難 （Ｑ＜ＡＶ、Ａ　：負荷アクチュエータの受圧面積）↓ 油［Ｅ系にキャビテーション発生の危険性↓ 油圧系の制御不能（操作不能）の危険性等の欠点があっ
た。

本発明は前記従来の欠点を解消するためしこ提案された
もので、エンジン回転数とポンプ斜板角を制御して省エ
ネルギを実現させるエンジン・ポンプ系において、油圧
系にキャビテーション発生の危険性を判定する制御装置
を設け、キャビテーション発生の危険性がある時にはエ
ンジン回転数指令の増大と、ポンプ斜板角指令の増大を
計り、ポンプ吐出量を増大させるようにしたキャビテー
ション防止機構を提供せんとするものである。

以下図面の実施例について本発明を説明すると、第Ｓ図
は本発明の構成回路の７実施例を示す。第Ｓ図では従来
（第１図）に比べ演算回路（Ｉｇｂ）の回路構成が異る
が、但し演算回路（Ｉｇｂ−／）（ｉｇｂ−コ）　（Ｉ
ｇｂ−３）　（Ｉｇｂ−リ（Ｉｇｂ−３）は前記の場合
と同じである。

第Ｓ図では従来と異なるものとして、演算回路（Ｉｇｂ
−Ａ）　　（Ｉｇｂ−’））　（Ｉｇｂ−／’）（Ｉｇ
ｂ−コリ（Ｉｇｂ−４’）（／１ｒｂ−，１５一つ（Ｉ
ｇｂ−ｇ）（ｉｇｂ−ｑ）を設けである。先ず演算回路
（／Ｉｉ’ｂ−４）は、キャビテーション臨界圧ｐｘを
設定するものてある。また演算回路（ｉｇｂ−ｑ）は、
ポンプ吐出圧検出器（／ｊ）　、検出器（／ｇａ）の出
力値Ｐと比較し、次に演算回路（ｉｇｂ−／りは、演算
回路（ｉｇｂ−７）のＮｏ端子がＯＮの時、演算回路（
／Ａ’ｌ）−／）の出力値をＫＯＩＩＩ倍しくＫＣｐ〉
／）、これを新たＧこポンプ吐出流量Ｑｒｅｑとして設
定する。また演算回路（＃ｂ−７）のＮｏ端子がＯＦＦ
の時は圧力しない。

次に演算回路（／＆ｂ−，２’）は、ポンプ斜板角指令
α′Ｃを設定するものである。

演算回路（／ｇｂ→りは、演算回路（／Ｉｉ’ｂ−７）
のＮｏ端子がＯＮの時、演算回路（ｉｇｂ−りの出力値
をＫＯＥ倍しくＫＯＥ＞／）、これを新たにエンジン負
荷馬力ＨＰＬ’として設定する。また演算回路（ｉｇｂ
−’ｙ）のＮｏ端子がＯＦＦの時は出力しない。

次に演算回路（ｉｇｂ−！；’）は、予め設定されたエ
ンジン特性（第７図）により、演算回路（ｉｇｂ−ｑつ
の出力に基きエンジン回転数指令ＮＯを設定する。

次に演算回路（ｉｇｂ−ｇ）は、演算回路（／ｇ’ｂ−
７）のＹＥＳ端子がＯＮの時に、演算回路（／＆ｂ−／
）の出力信号を演算回路（ｉｇｂ−２）に伝えるもので
ある。

また演算回路（ｉｇｂ−ｑ）のＹＥＳ端子がＯＦＦの時
Ｇこは、演算回路（ｉｇｂ−／）の出力信号を接地し、
演算回路（ｉｇｂ−、ｔ）に伝えない。

また演算回路（／Ａ’ｂ−９）は、演算回路（ｉｇｂ−
’７）のＹＥＳ端子がＯＮの時に、演算回路（ｉｇｂ−
りの出力信号を（ｉｇｂ−３）に伝えるものであり、ま
た演算回路（ｉｇｂ−’ｌ）のＹＥＳ端子がＯＦＦ　　
の時Ｇこは、演算回路（ｉｇｂ−ダ戸出力信号を接地し
て（ｉｇｂ−３）には伝えない。

次に第Ｓ図の実施例について作用を説明する。

（ａ）、油圧系において、キャビテーション発生の危険
性のある基準圧ｐｘを設定する （／ｊｌｂ−６）　　。

（ｂ）、ポンプ吐出圧Ｐと、前記（ａＪ項のｐｘとを比
較し、油圧系のキャビテーションの危険性の有無を判定
する（　（ｉｇｂ−ｑ）　）。

（Ｃ）、前記（ｂ）項においてキャビテーション発生の
危険性が有る場合には、演算回路（ｉｇｂ−ｑ）のＮｏ
端子がＯＮとなり、 （夏）、計測値に基づいて演算されたポンプ吐出量設定
値Ｑｒθｑを計算上大きく修正しく　Ｑｒｅｑ’＝Ｋｃ
ｐ−Ｑｒｅｑ）　（Ｃ／ｇｂ−／′））、これに基づく
ポンプ斜板角指令αＣを 増大させる（　（ｔｇｂ−一′〕）。

（社）、計測値に基づいて演算されたエンジン負荷馬力
ＨＰＬを計算上大きく修正し く　ＨＰＬ’　＝　ＫｌｌニーＨＰＬ　）　（（／Ｉｒ
ｂ−グ′））、これに基づくエンジン回転数術４　Ｎｃ
’を増大させる（　Ｃ／ｇｂ−！’）　）。

なお、当然の事ながら、この時演算回路（ｉｇｂ−７）
のＹＥＳ端子はＯＦＦである。

（ｄ）、前記（ｂ）項Ｇこおいてキャビテーション発生
の危険性が無い場合には、演算回路（ｉｇｂ−ｑ）のＹ
ＥＳ端子がＯＮとなり、 （Ｉｌ、ポンプ斜板角指令αＣは従来と変らない（（ｉ
ｇｂ−ｇ）　）。

（６）、エンジン回転数指令ＮＯも従来と変らない（Ｃ
／ｇｂ−９）　）　０ なお、当然の事ながらこの時演算回路 （ｉｇｂ−７）のＮｏ端子はＯＦＦである。

（ｅ）、演算回路（ｉｇｂ）の出力は、αＣ又はαＣσ
）ｌ／１づれか一方、及びＮＯ又はＮＣ′　　σ）ｌＪ
）づれか一方の二個のデジタル信号である○ （ｆ）、前記（ｆｌ）項の信号は、デジタル／アナロク
。

変換器（＃ｌｃ）により、アナログ信号（こ変換される
。

以上詳細に説明した如く本発明は構成されてオリ、パワ
ーショベル等において、負荷（７’）　高度を下げる場
合等に、負荷の自重効果のため油圧系圧力が低下し、キ
ャビテーション発生の危険性がある時と判定される時は
、ポンプ斜板角指令を増大し、かつエンジン回転数指令
も増大させる。

この結果ポンプ吐田量は増大するので、負荷の自重落下
スピードに追随できる作動油流量が負荷アクチュエータ
に供給される。従ってキャビテーション発生を防止でき
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来のパワーショベル等の油圧駆動系を示す回
路図、第２図は第１図の演算回路の詳細を示す回路図、
第３図は操作レバー変位Ｘを示す線図、第９図はエンジ
ン負荷馬力とエンジンｌ＋４転数を示す線ス、第Ｓ囚は
本発明の実施例を示すキャビテーション防止機構の回路
図である。 図の主要部分の説明 ／・・・エンジン　　　　　３・・・ポンプダ・・・切
替弁　　ｇｌｑ・・・サーボアクチュエータ／３・・・
エンジン回転数検出器 ／２・・・アクチュエータ（９）の変位検出器／ｇｂ、
／ｇｂ−／、　／ｇｂ−２，／ｇｂ−３，／ｇｂ−’Ｉ
、　／ｇｂ−３゜／ｇｂ−Ａ、　／ｇｂ−’）、　／ｇ
ｂ−ｇ、／Ｈｂ−９，／ｇｂ−／’、　＃ｂ−２′。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 エンジン回転数とポンプ斜板角を制御し、省エネルギを
   実現させるエンジン・ポンプ糸【こおいて、油圧系にキ
   ャビテーション発生の危険性を判定する制御装置を設け
   、油圧系にキャビテーション発生の危険性がある時には
   、エンジン回転数指令とポンプ斜板角指令を増大させる
   ことにより、ポンプ吐出量を増大させてキャビテーショ
   ン発生を防止することを特徴とするキャビテーション防
   止機構。