JPS60228783A - 電気−油圧サ−ボ機構の制御装置 - 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】 〔発明の利用分野〕 本発明は、油圧ポンプを、そのおしのけ容積可変機構の
傾転量と操作レバーの操作量との偏差に応じて駆動する
電気−油圧サーボ機構の制御装置に関するっ 〔発明の背景〕 種々の作業機械、例えば油圧ショベルには油圧ポンプが
備えられ、この油圧ポンプは油圧ショベルに塔載された
エンジンにより駆動されるとともにサーボ機構により制
御される。そして、これらエンジンおよびサーボ機構の
電源は、油圧シ百ペルに塔載されたバッテリからスター
タスイ・７チを介して供給される。このスタータスイッ
チを第１図に示す。

第１図はスタータスイッチの正面図である。図で、１は
スタータスイッチ、１ａはその操作、つまみである。ス
タータスイッチ１は、図に示すように「ＯＦ　ＦＪ位置
、「ＯＮ」位置および「５ＴＡＲＴＪ位置の３位置に切
換可能となっている。つまみ１αを［ＯＦ　ＦＪ位置と
するとすべての電源は遮断され、つまみを［ＯＦ　ＦＪ
泣装から「ＯＮ」位置に切換えると前記サーボ機構やア
クセサリ（カーラジオ、室内灯等）の電源がＯＮとなる
。さらに、つまみ１αをｌ’−ＯＮＪ位置から１ＳＴＡ
ＲＴ」位置に回動して手を離すと、エンジンが始動され
るとともにつまみ１αは自動的に「ＯＮ」位置に復帰し
、この状態でサーボ機構やアクセサリの電源は依然ＯＮ
となっている。即ち、つまみ１αが「ＯＮ」位置にある
ときは、エンジンが運転されていても、又はエンジンは
運転されず単にカーラジオが聴取されているだけであっ
ても、サーボ機構の電源はＯＮ状態にある。ここで、サ
ーボ機構を第２図および第３図により説明するっ第２図
は従来のサーボ機構の系統図である。図で、２はエンジ
ン、３はエンジン２により３勤される可変容量油圧ポン
プ、３αは可変容量油圧ポンプ３の吐出量を制御するお
しのけ容積可変機構（以下、これを斜板で代表させる。

）、４は斜板３ｃＬの傾転量を検出する傾転量検出器、
５は定容量油圧ポンプである。６は可変容量油圧ポンプ
３を制御する操作レバー、６ｃＬは操作レバー６の操作
量な検出する操作量検出器である。７は斜板３αを駆動
するサーボシリンダ、８は両端の受圧面積を異にするサ
ーボピストンである。サーボピストン８は定容量油圧ポ
ンプ５の圧油により駆動される。９は定容量油圧ポンプ
５の油圧回路の最高圧力を規定するリリーフ弁である。

１０．１１はそれぞれサーボシリンダ７を制御する電磁
弁であり、１０α、ＩＩＩＺはそれぞれ電磁弁１０．１
１のソレノイドを示す。１２は制御装置であり、傾転量
検出器４で検出された傾転信号Ｙおよび操作量検出器６
αで検出された操作信号Ｘを入力し、両信号Ｘ、Ｙの偏
差に基づいてソレノイド１０α、１１αの励磁信号を出
力する。工３は制御装置１２の演算回路、１４は制御装
置１２の出力回路であり、詳細は第３図に示される。

第３図は第２図に示す演算回路および出力回路のブロッ
ク図である。図で、第２図に示す部分とへ 同一部分には同一符号か付しである。１８は操作信号Ｘ
および傾転信号Ｙを入力してその偏差信号εを出力する
加算器である。１９は加算器１８からの偏差信号εを入
力し、これを設定値δと比較する比較器であり、偏差信
号εが設定値δ以上であるときその出力信号Ｚ１は高レ
ベルとなり、偏差信号εが設定値δ未満であるとき出力
信号Ｚ１は低レベルとなる。２０は偏差信号εを設定値
−δと比較する比較器であり、偏差信号εが設定値−δ
以上であるときその出力信号Ｚ２は高レベルとなり。

偏差信号εが設定値−δを超えるとき出力信号ｚ２は低
レベルとなる。加算器１８、比較器１９．２０で演算回
路１３が構成される。

２１はバッファ増幅器、２２は抵抗、２３はトランジス
タであり、比較器１９の出力信号Ｚｌが高レベルである
とき、バッファ増幅器２１はトランジスタ２３を導通さ
せる信号を出力し、トランジスタ２３の導通によりソレ
ノイド１１αが励磁される。２４はバク７″ア増幅器、
２５は抵抗、２６はトランジスタであり。

比較器２０の出力信号ｚ２が高レベルであるとき、バッ
ファ増幅器２４はトランジスタ２６を導通させる信号を
出力し、トランジスタ２６の導通によりソレノイド１０
ａが励磁される。バッファ２１．２４、抵抗２２．２５
、トランジスタ２３．２６により出力回路１４が構成さ
れる。

次に、上記サーボ機構の動作を説明する。エンジン２が
運転され、可変容量油圧ポンプ３が駆動されて斜板４の
傾転量に応じて圧油が吐出されている状態において、操
作レバー６を操作して可変容量油圧ポンプ３の吐出量を
減少させ、る操作を行い、これにより、加算器１８から
出力される偏差信号εが設定値−δ以上（Ｘ−Ｙ−ε〈
−δ）になったとする。この場合、比較器１９の出力信
号Ｚｌは低レベル、比較器２０の出力信号Ｚ２は高レベ
ルとなるので、ソレノイド１０αが励磁され、ソレノイ
ド１１αは非励磁となる。そうすると、′を磁弁１０が
導通状態、電磁弁１１は遮断状態となり、サーボシリン
ダ７０図で右側ボートは定容量油圧ポンプ５に接続され
、左側ボートはタンクに接続される。

この結果、サーボピストン８は左方に移行し、斜板３α
の傾転は減少し、傾転信号Ｙも小さくなり、偏差信号ε
は設定値−δに近づいてゆく。偏差信号ｅが設定値−δ
を超えると、比較器２０の出力信号Ｚ２は低レベルとな
るので、電磁弁１０は遮断状態に復帰し、サーボピスト
ン８はその位置に保持される。即ち、斜板３ｃＬは操作
レバー６の操作量に応じて傾転される。

操作レバー６が、可変容量油圧ポンプ３の吐出量を増加
させる方向に操作され、加算器１８から出力される偏差
信号εが設定値δ以上（Ｘ−Ｙ＝ε〉δ）になると、比
較器１９の出力信号Ｚｌは畠レベル、比較器２０の出力
信号Ｚ２は低レベルとなる。

このため、ソレノイド１１αが励磁され、ソレノイド１
０αは非励磁となり、電磁弁１１が導通し、電磁弁１０
が遮断状態となる。この結果、サーボシリンダ７の両ポ
ートはいずれも定容量油圧ポンプ５に接続されるが、受
圧面積の差によりサーボピストン８は右方に移行し、斜
板３αの傾転を増加し、傾転信号Ｙは大きくなり、偏差
信号εは減少して設定値δに近づいてゆく。偏差信号ε
が設定値δ未満になると、比較器１９の出力信号Ｚ１が
低レベルとなり電磁弁１０．１１とも遮断状態となり、
サーボピストン８．したがって斜板３ａはその位置に保
持される。

さて、前述のように、上記サーボ機構は、エンジン２が
運転されず、スタータスイッチ１が単に「ＯＮ」位置に
切換えられている場合でも作動可能の状態にある。とこ
ろで、斜板３αの傾転は、操作レバー６を中立にしても
、アクチュエータの状態等により必ずしも中立位置とは
ならない場合がある。又、操作レバー６の中立に応じて
斜板３αが中立位置になっていても、何等かの理由によ
り操作レバー６が中立位置から動かされる場合も生じる
。これらの場合、操作レバー６の操作量と斜板３αの傾
転量との間にずれが生じ、偏差信号εが出力され、トラ
ンジスタ２３．２６のいずれかが導通し、ソレノイド１
０α、１１αのいずれかが励磁されることになる。しか
しながら、エンジン２が運転されていないので、定容量
油圧ポンプ５からは圧油は供給されず、このため、サー
ボピストン８、斜板３αはそのままの状態にある。した
かっ【、偏差信号εが減少することはなく、トランジス
タ２３又はトランジスタ２６、およびソレノイド１゜α
又はソレノイド１１αには継続して大きな電流が一供給
される。この状態が長時間放置されると、トランジスタ
２３．２６は発熱してジャンクシロン温度近くまで上昇
し、破壊されてしまう事態が生じる。

又、ソレノイド１０α、１１αの消費電流が大きいので
、バッテリの電位が低下し、バッテリを電源とする諸装
置を駆動することができなくなる事態も生じる。

さらに、これらの欠点とは別に、従来装置においては、
可変容量油圧ポンプ３や操作レバー６の修理又は定期的
検査等の終了後、操作レバー６や制御装置の動作の確認
、斜板３αの傾転角の調整を行なうには、可変容量油圧
ポンプ３を回転駆動することが必要であった。そして、
このような確認、調整のための可変容量油圧ポンプ３０
回転駆動は、作業中の回転駆動と異なり、作業者が予期
しない場合があり、危険を生じるおそれがあった。

〔発明の目的〕

本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり
、その目的は、トランジスタの破壊およびバッテリ電位
の低下を防止するとともに、可変容量油圧ポンプを回転
することなくサーボ機構の動１作確認および調整を行な
うことができる電気−油圧サーボ機構の制御装置を提供
するにある。

〔発明の概要〕

上記の目的を達成するため、本発明は、油圧ポンプを駆
動する原動機の回転を検出する回転検出装置を備え、こ
の回転検出装置の検出信号に応じて切換手段を切換える
ようにし、この切換手段により、原動機が回転している
ときには、操作レバーの操作信号とおしのけ容積可変機
構の傾転信号との偏差信号によりサーボ機構が作動され
るようにし、又、原動機が停止しているときには、当該
偏差信号により指示機構が作動されるようにしたことを
特徴とする。

〔発明の実施例〕

以下、本発明を図示の実施例に基づいて説明する。

第４図は本発明の実施例に係るサーボ機構の系統図であ
る。図で、第２図に示す部分と同一部分には同一符号を
付して説明を省略する。３０はエンジン２０回転数を検
出する回転検出器であり、エンジン２０回転に対応して
回転信号Ｎを出力する。

即ち、回転信号Ｎはエンジン２０回転数がＯのとき低レ
ベルであり、エンジン２が回転しているとき高レベルと
なる。３１は制御装置である。３２は回転信号Ｎにより
切換えられる切換装置である。切換装［３２は、エンジ
ン２が回転し回転信号Ｎが低レベルのときには、演算回
路１３と出力回路１４とが接続されるように切換え、又
、エンジン２が停止して回転信号Ｎが高レベルのときに
は、演算回路１３と後述する他の出力回路３４とが接続
されるように切換えを行なう。切換装置３２には、リレ
ー、スイッチングトランジスタ等周知の手段が用いられ
る。３３Ａ、３３Ｂは電源電圧ＶＣＣにより駆動される
発光ダイオード、３４は発光ダイオード３３Ａ、３３Ｂ
の駆動を制御する出力回路である。出力回路３４はエン
ジン５が停止しているとき、切換装置３２により演算回
路１３と接続される。

第５図は第４図に示す制御装置のブロック図である。図
で、第３図および第４図に示す部分と同一部分には同一
符号が付しである。３５は比較器１９の出力信号Ｚｌを
切換装置３２を介して入力するバッファ増幅器、３６は
抵抗、３７は比較器２０の出力信号Ｚ２を切換装置３２
を介して入力するバッファ増幅器、３８は抵抗である。

次に、本実施例の動作を説明する。エンジン２が回転し
、可変容量油圧ポンプ３、定容量油圧ポンプ５が駆動さ
れ、ている場合、回転検出器３００回転信号Ｎは高レベ
ルとなる。したがって、切換装置３２は演算回路１３を
出力回路１４に接続し、出力回路１４のトランジスタ２
３．２６は偏差信号ｅに応じて制御され、サーボ機構は
従来と同様に作動する。

エンジン２が停止し、可変容量油圧ポンプ３および定容
量油圧ポンプ５が駆動され℃いない場合、回転検出器３
００回転信号Ｎは低レベルとなる。したがって、切換装
置３２は演算回路１３と出力回路１４との接続を切離し
、演算回路１３と出力回路３４とを接続する。このよう
に、演算回路１３と出力回路１４とが遮断されるので、
エンジン２が停止しているとき、前述の理由により加算
器１８から偏差信号ｅが出力されても、出力回路１４の
トラン良スタ２３．２６が導通することはなく、又、ソ
レノイド１０α、１１αが励磁されることもない。この
結果、トランジスタ２３．２６の破壊は防止され、又、
ソレノイド１０αによる電力消費もなくバッテリの電位
低下が防止される。

一方、演算回路１３と出力回路３４が接続されることに
より、比較器１９．２０の出力信号Ｚ１、Ｚ２は、出力
回路３４に入力可能となる。そこで、可変容量油圧ポン
プ３や操作レバー６の修理、定期検査等の終了後、例え
ば、斜板３αの中立位置の調整を行なうには、操作レバ
ー６を中立位置として発光ダイオ上ド３２Ａ、３２Ｂの
発光をみながら調整する。

即ち、斜板３αが中立位置にないときには、傾転量検出
器４の傾転量信号Ｙと操作量検出器６αの操作信号Ｘと
あ間に差を生じ、加算器１８から偏差信号εが出力され
、この偏差信号εに応じて発光ダイオード３２Ａ又は発
光ダイオード３２Ｂが発光する。したがって、この発光
が消滅するまで斜板３αを調整すればよいことになる。

この調整においては、必ずしも斜板３αを調整する必要
はなく、傾転量検出器４の取付けを調整してもよいし、
又、制御袋Ｒ３１内の諸要素を調整してもよい。さらに
、操作レバー６、操作量検出器６α又は制御装置３１、
特に演算回路１３、出力回路３４の動作の確認を行なう
には、操作レバー６を操作する。このとき、操作レバー
６の操作方向に対応する発光ダイオード３３Ａ、３３Ｂ
が発光すれば、これらの装置は正常に動作することが確
認でき、発光ダイオード３３Ａ。

３３Ｂが発光しない場合には、いずれかの°装置が故障
していると判断することができる。これら、斜板３α等
の調整や諸装置の動作の確認は、エンジン２および各油
圧モータ３．５を停止させて行なうことができ、これに
より、作業員等に対する危険を未然に防止することがで
きる。

このように、本実施例では、エンジン回転時は切換装置
により演算回路を電磁弁に対する出力回路に接続し、エ
ンジン停止時は演算回路を発光ダイオードに対する出力
回路に接続するようにしたので、電磁弁に対する出力回
路のトランジスタの破損、および電磁弁のソレノイドの
電力消費によるバッテリ′亀位の低下を防止することが
でき、さらに、斜板等の調整や操作レバー、制御装置の
動作の確認を、可変容量油圧ポンプ、定容量油圧ポンプ
を回転することなく行なうことができ、これにより危険
を未然に防止することができる。

なお、上記実施例では、発光ダイオードを使用する例に
つい℃説明したが、発光ダイオードに代えて、表示ラン
プ、その他の表示器、又はブザーを使用することもでき
る。

〔発明の効果〕

以上述べたように、本発明では、原動機の回転を検出す
る回転検出装置からの信号により切換えられる切換手段
を設け、原動機が回転しているときサーボ機構を作動可
能状態となるように切換え、原動機が停止しているとき
偏差信号により作動する指示機構を作動可能状態となる
ように切換えるようにしたので、トランジスタの破壊お
よびバッテリ電位の低下を防止することができ、かつ、
可変容量油圧ポンプを回転することなくサーボ機構の動
作確認および調整を行なうことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はスタータスイッチの正面図、第２図は従来のサ
ーで機構の系統図、第３図は第２図に示す制御装置のブ
ロック図、第４図は本発明の実施例に係るサーボ機構の
系統り、第５図は第４図に示す制御装置のブロック図で
ある。 ２・・・・・・エンジン、３・・・・・・可変容量油圧
ポンプ、３α・・・・・・斜板、４・・・・・・傾転量
検出器、５・・・・・・定容量油圧ポンプ、６・・・・
・・操作レバー、６α・・・・・・操作検出器、７・・
・・・・サーボシリンダ、１０．１１・・・・・・電磁
弁、１３・・・・・・演算回路、１４．３４・・・・・
・出力回路、３０・・・・・・回転検出器、３２・・・
・・・切換装置、３３Ａ、３３Ｂ・・・・・・発光ダイ
オード。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 原動機により駆動される油圧ポンプと、この油圧ポンプ
   の吐出量を制御するおしのけ容積可変機構と、前記油圧
   ポンプを駆動する操作レバーと。 前記おしのけ容積可変機構の傾転量信号と前記操作レバ
   ーの操作信号との偏差値に基づいて前記おしのけ容積可
   変機構を駆動する駆動手段とを備えたサーボ機構におい
   て、前記原動機の回転を検出する回転検出装置と、前記
   偏差値により作動する指示機構と、前記回転検出装置で
   前記原動機の回転が検出されたとき前記サーボ機構を作
   動可能状態とし前記原動機の回転が検出されないとき前
   記指示機構を作動可能状態とする切換手段とを設けたこ
   とを特徴とする電気−油圧サーボ機構の制御装置