JPS6125979A - On-off servomechanism available in variable displacement hydraulic pump - Google Patents

On-off servomechanism available in variable displacement hydraulic pump

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JPS6125979A
JPS6125979A JP14675484A JP14675484A JPS6125979A JP S6125979 A JPS6125979 A JP S6125979A JP 14675484 A JP14675484 A JP 14675484A JP 14675484 A JP14675484 A JP 14675484A JP S6125979 A JPS6125979 A JP S6125979A
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servo piston
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石塚 克明
Yasuo Tanaka
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Hitachi Construction Machinery Co Ltd
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  • Control Of Positive-Displacement Pumps (AREA)

Abstract

PURPOSE:To perform the positional control of a servo piston in a stable manner, by making on-off valve train of position controlling solenoid valves adjustable to shorten its on-time according to reaction of the servo piston driving a displacement variable mechanism for a variable displacement hydraulic pump. CONSTITUTION:A servomechanism bearing the above caption operates a displacement variable mechanism (an angled axis or the like) 3 of a variable displacement hydraulic pump 2 through a servo piston 4, while a position of the servo piston 4 is controlled by a pair of solenoid valves 6a and 6b. These solenoid valves 6a and 6b are controlled a control unit 16 in accordance with a deviation between the output of a tilt variable detector of the mechanism 3 and an input value by an operating lever 10. In this case, reaction force to be imposed on the servo piston 4 is calculated from each output of a rotational frequency detector 17 for an input shaft of the pump 2 and a pressure detector 18 for discharge force of the pump 2, and according to size of the reaction force, an on-off pulse train for solenoid valve control is made adjustable to shorten its on-time.

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明のオI用分野〕 本発明は油圧ショベル等の油圧機械に備えられる可変容
量油圧ポンプに用いるオンオフサーボ機構に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of the Invention] The present invention relates to an on-off servo mechanism used in a variable displacement hydraulic pump installed in a hydraulic machine such as a hydraulic excavator.

〔発明の背景〕[Background of the invention]

第6図は従来の可変容量油圧ポンプに用いるオンオフサ
ーボ機構の構成を示す説明図である。この図において、
1はエンジン、2はこのエンジン1によって駆動される
可変容量油圧ポンプ、3はこの可変容量油圧ポンプ2の
押しのけ容積可変機構、例えば斜軸である。4は斜軸3
に連結されたサーボピストン、5はサーボピストン4を
一駆動する定容量油圧ポンプで、サーボピストン4の一
方の油室4aに接続されるとともに、電磁弁6aを介し
て他方の油m4bに接続され、またリリーフ弁7を介し
てタンク8に接続される。なお、サー・ボピヌトン4の
他方の油室4bは、電磁弁6bを介してタンク8に接続
される。9は可変容量油圧ポンプ2の斜軸3に連結され
、斜軸3の傾転量を検出し、信号を出力する傾転量検出
器である。との傾転量検出器9の信号すなわち出力電圧
Yは実用上許容できる程度の誤差でサーボピストン4の
変位量に比例しておシ、操作レバー10から入力される
信号すなわち入力指令電圧Xとともに、制御装置11の
加鏝器12に入力する。加錯器12は、入力指令電圧X
と傾転量検出器9の出力電圧Yとの差をとって偏差電圧
g′?f:作り出ず。13a。
FIG. 6 is an explanatory diagram showing the configuration of an on-off servo mechanism used in a conventional variable displacement hydraulic pump. In this diagram,
1 is an engine, 2 is a variable displacement hydraulic pump driven by the engine 1, and 3 is a variable displacement mechanism of the variable displacement hydraulic pump 2, for example, a diagonal shaft. 4 is oblique axis 3
A servo piston 5 is connected to one oil chamber 4a of the servo piston 4, and is connected to the other oil m4b via a solenoid valve 6a. , and is also connected to a tank 8 via a relief valve 7. Note that the other oil chamber 4b of the servo pinton 4 is connected to the tank 8 via a solenoid valve 6b. Reference numeral 9 denotes a tilt amount detector connected to the oblique shaft 3 of the variable displacement hydraulic pump 2, which detects the amount of tilt of the oblique shaft 3 and outputs a signal. The signal from the tilt amount detector 9, that is, the output voltage Y, is proportional to the amount of displacement of the servo piston 4 with a practically acceptable error, and together with the signal input from the operating lever 10, that is, the input command voltage X. , is input to the trowel 12 of the control device 11. The adder 12 receives an input command voltage X
The difference between the output voltage Y of the tilt amount detector 9 and the deviation voltage g'? f: Not created. 13a.

13b+′j:加鋤器12に接続した比較器で、このう
ち比較器13aは偏差電圧εの値があらかじめ設定され
た値Δよシも大きい場合に動作して出力Vaをハイレベ
ルにし、比較器13bは偏差電圧εの値があらかじめ設
定された値−Δよシもノ」1さい場合に動作して出力V
bをハイレペIにする。そして、比較器13aの出力V
aは増幅器14aを介して電磁弁6aのソレノイド15
aKJEjえられ、比較器13bの出力vbは増幅器1
4bを介して−フルクローズ形を用いている。この場合
、電磁弁6aのソレノイド15aのみを励磁するとサー
ボピストン4は同第6図の右方向に移動し、電磁弁6a
のソレノイド15bのみを励磁するとサーボピストン4
は左方向に移動する。また電磁弁6a、6bをともに励
磁しないときは、油室4a+4bは定容量油圧ポンプ5
にもタンク8にもつながらないため、サーボピストン4
はその位置を保持する。
13b+'j: A comparator connected to the adder 12. Of these, the comparator 13a operates when the value of the deviation voltage ε is larger than the preset value Δ, and sets the output Va to a high level and performs the comparison. The device 13b operates and outputs V when the value of the deviation voltage ε is less than the preset value - Δ.
Make b into HiRepe I. Then, the output V of the comparator 13a
a is the solenoid 15 of the solenoid valve 6a via the amplifier 14a.
aKJEj is obtained, and the output vb of the comparator 13b is output from the amplifier 1.
4b - using a fully closed configuration. In this case, when only the solenoid 15a of the solenoid valve 6a is energized, the servo piston 4 moves to the right in FIG.
When only the solenoid 15b is excited, the servo piston 4
moves to the left. Further, when neither the solenoid valves 6a and 6b are excited, the oil chambers 4a+4b are connected to the constant displacement hydraulic pump 5.
Since it is not connected to tank 8, servo piston 4
holds its position.

このように構成しであるオンオフサーボ機構における動
作は以下のとおシである。
The operation of the on-off servo mechanism constructed in this way is as follows.

すなわち、ε〉Δの状態ではソレノイド15aが励磁さ
れるので、サーボピストン4は同第6図の右方向に移動
する。またε〈−Δの状態ではソレノイド15bが励磁
されるので、サーボピストン4は左方向に移動する。ま
た、−Δ〈さくΔの状態では、ソレノイド15 a、 
 15bともに励磁されないのでサーボピストン4はそ
の位置を保持する。
That is, in a state where ε>Δ, the solenoid 15a is excited, so the servo piston 4 moves to the right in FIG. Further, in the state of ε<-Δ, the solenoid 15b is excited, so the servo piston 4 moves to the left. In addition, in the state of -Δ〈Shield Δ, the solenoid 15a,
Since neither servo piston 15b is excited, the servo piston 4 maintains its position.

上述したオンオフサーボ機構は一般に3値オンオフサ一
ボ機構とよばれている。すなわち、サーボピストン4及
び斜軸3の慣性や油の圧縮性を無視すると、サーボピス
トン4は正の最大速度v1、負の最大速度−V2.及び
静止の3つの状態のみをとり得るからである。今、説明
を簡単にするために前述のように、サーボピストン4及
び斜軸3の慣性と油の出島性を無視し、電磁弁6a、6
bの切換えの遅れによって生じるむだ時間τのみを考府
すると、このサーボ機構の安定条件は、2Δ> Vl・
τ       (1)2Δ>v2・τ       
(2) と表わされる。
The above-mentioned on-off servo mechanism is generally called a three-value on-off servo mechanism. That is, if the inertia of the servo piston 4 and the oblique shaft 3 and the compressibility of oil are ignored, the servo piston 4 has a positive maximum speed v1, a negative maximum speed -V2, and so on. This is because it can take only three states: and at rest. Now, in order to simplify the explanation, as mentioned above, we will ignore the inertia of the servo piston 4 and the oblique shaft 3 and the oil leakage, and the solenoid valves 6a, 6
Considering only the dead time τ caused by the delay in switching b, the stability condition for this servo mechanism is 2Δ> Vl・
τ (1) 2Δ>v2・τ
(2) It is expressed as

一方、同第6図中、サーボピストン4が右方向に移動す
るときの正の最大速度V工と、左方向に移動するときの
負の最大速度−v2は、油圧回路の漏れA’を無視し、
油室4bにおけるサーボピストン4の受圧面積をA1、
電磁弁6aを通過し油室4bに流入する流量をQ1%油
室4bから流出し、電磁弁6bを通過する流量をQ2 
とすると、Vl = Q t / A 1      
   (3)■2 =Q2/ AI         
(4)となる。一般に電磁弁6a、6bは同じものを用
い、その流量特性は、前後の圧力差をΔP、係数をRと
すると、 ΔP=RQ2         (5)と近似できる。
On the other hand, in Fig. 6, the positive maximum speed V when the servo piston 4 moves to the right and the negative maximum speed -v2 when it moves to the left ignore leakage A' in the hydraulic circuit. death,
The pressure receiving area of the servo piston 4 in the oil chamber 4b is A1,
The flow rate passing through the solenoid valve 6a and flowing into the oil chamber 4b is Q1% The flow rate flowing out from the oil chamber 4b and passing through the solenoid valve 6b is Q2
Then, Vl = Q t / A 1
(3)■2 =Q2/AI
(4) becomes. Generally, the same electromagnetic valves 6a and 6b are used, and their flow characteristics can be approximated as ΔP=RQ2 (5), where ΔP is the pressure difference before and after, and R is the coefficient.

また、電磁弁の前後の圧力差ΔPはサーボピストン4に
かかる力のつり合いから定まり、その力のつp合いの式
は、油室4aにおけるサーボピストン4の受圧面積をA
。、油室4aの圧力をP。、油室4bの圧力をPl、可
変容量油圧ポンプ2から受ける反力をFとし、また説明
を簡単にするためサーボピストン4の粘性抵抗を無視す
ると、 PoA、−PlA、=F        (6)となる
。したがって、電磁弁6aを通過する流量Q1 は式(
5) 、 (6)から、 サーボピストン4が右方向に移動するときの正の最大速
度V□は式(3)から、 となる。同様に、電磁弁6bを通過する流量Q2と、サ
ーボピストン4が左方向に移動するときの負の最大速度
v2は、 となる。
Moreover, the pressure difference ΔP before and after the solenoid valve is determined by the balance of forces applied to the servo piston 4, and the equation for the force balance is given by the pressure receiving area of the servo piston 4 in the oil chamber 4a.
. , the pressure in the oil chamber 4a is P. , the pressure in the oil chamber 4b is Pl, the reaction force received from the variable displacement hydraulic pump 2 is F, and to simplify the explanation, ignoring the viscous resistance of the servo piston 4, PoA, -PlA, = F (6) Become. Therefore, the flow rate Q1 passing through the solenoid valve 6a is calculated by the formula (
5) From (6), the maximum positive speed V□ when the servo piston 4 moves to the right is from equation (3). Similarly, the flow rate Q2 passing through the electromagnetic valve 6b and the maximum negative speed v2 when the servo piston 4 moves leftward are as follows.

以上のように、サーボピストン4が右方向に移動すると
きの正の最大速度v1は式(8)のようになシ、反力F
が大きくなると正の最大速度v8がさらに大きくなシ、
逆にサーボピストン4が左方向に移動するときの負の最
大速度v2は式(10)のようになり、反力Fが大きく
なると負の最大速度v2はさらに小、さくなる。第7図
はこのような反力Fと速度’V11V2との関係を示す
説明図である。ここで反力Fは、可変容量油圧ポンプ2
の構造上発生する力て、一般にエンジン回転数N6と負
荷圧力PLに依存し、例えば第8図のような特性を有し
ている。すなわち、エンジン回転数Neが一定の場合に
は、負荷圧力PLが大きくなる程反力Fは犬きくなシ、
負荷圧力pLが一定の場合にはエンジン回転数N8が低
くなる程、反力Fは大きくなる。
As described above, the maximum positive speed v1 when the servo piston 4 moves to the right is expressed as equation (8), and the reaction force F
As becomes larger, the maximum positive speed v8 becomes even larger,
Conversely, the maximum negative speed v2 when the servo piston 4 moves to the left is expressed by equation (10), and as the reaction force F increases, the maximum negative speed v2 becomes smaller. FIG. 7 is an explanatory diagram showing the relationship between such reaction force F and velocity 'V11V2. Here, the reaction force F is the variable displacement hydraulic pump 2
The force generated due to the structure of the engine generally depends on the engine speed N6 and the load pressure PL, and has characteristics as shown in FIG. 8, for example. In other words, when the engine speed Ne is constant, the reaction force F becomes stronger as the load pressure PL increases.
When the load pressure pL is constant, the lower the engine speed N8, the larger the reaction force F becomes.

このように、第6図に示す従来のオンオフサーボ機構に
あっては、反力Fによって正の最大速度v1及び負の最
大速度v2が変化するが、ここで特に最大速度が大きく
なる場合にサーボビラトン4の位置を正確に制御できな
いことがある。つまり、式(1) 、 (2)のオンオ
フサーボ機構の安定条件においては、ある所定の最大速
度に対して不感帯2Δが設定されるので、仁の最大速度
が大きくなると式(1) 、 (2)の条件が満足され
ず、したがって安定に制御することができない。
In this way, in the conventional on-off servo mechanism shown in FIG. 6, the positive maximum speed v1 and the negative maximum speed v2 change depending on the reaction force F, but here, especially when the maximum speed becomes large, the servo billaton changes. 4 position may not be able to be accurately controlled. In other words, under the stability conditions of the on-off servo mechanism in equations (1) and (2), a dead zone 2Δ is set for a certain maximum speed, so as the maximum speed of the engine increases, equations (1) and (2) ) is not satisfied, and therefore stable control is not possible.

なお、これを解決するために不感帯2Δを太きく設定す
ることが考えられるが、このようにすると作業程度の低
下を招くことになる。
In order to solve this problem, it is conceivable to set the dead zone 2Δ to be thicker, but doing so will result in a reduction in the level of work.

〔発明の目的〕[Purpose of the invention]

本発明は、このような従来技術における実情に鑑みてな
されたもので、その目的は、作業精度の低下を招くこと
なくサーボピストンの位置全安定に制御することができ
る可変容量油圧ポンプに用いるオンオフサーボ機構を提
供することにある。
The present invention has been made in view of the actual situation in the prior art, and its purpose is to provide an on/off control system for use in a variable displacement hydraulic pump that can control the position of a servo piston in a completely stable manner without causing a decrease in work accuracy. The purpose is to provide a servo mechanism.

〔発明の檄蚤〕[Flea of invention]

この目的を達成するために本発明は、可変容量油圧ポン
プの押しのけ容積可変機構に連結されるサーボピストン
と、オンオフ的に作動し、上記サーボピストンの位置を
制御する電磁弁と、押しのけ容積可変機構の傾転量を検
出する傾転量検出器とを備え、入力量と傾転量検出器の
傾転1に信号との偏差である制御偏差に応じて電磁弁を
駆動するようにした可変容量油圧ポンプに用いるオンオ
フサーボ機構において、可変容量油圧ポンプの入力軸の
回転数を検出する検出手段、可変容量油圧ポンプの吐出
側回路の圧力を検出する検出手段、及び可変容量油圧ポ
ンプに連絡される回路を流れる圧油の温度を検出する検
出手段のうちの少なくとも1つの検出手段を設けるとと
もに、検出手段の出力信号に基づいてサーボピストンに
がかる反力を演算する演算手段と、この演負1手段でf
pL算された反力の大きさに応じてオンオフパルス列の
オン時間が灼くなるように調整する調整手段とを設け、
この調整手段で調整されたオン時・間に応じて電磁弁を
駆動する構成にしである。
To achieve this object, the present invention provides a servo piston connected to a variable displacement mechanism of a variable displacement hydraulic pump, a solenoid valve that operates on and off to control the position of the servo piston, and a variable displacement mechanism. and a tilting amount detector for detecting the amount of tilting, and the variable capacity is configured to drive a solenoid valve according to a control deviation that is a deviation between the input amount and the signal for tilting 1 of the tilting amount detector. In an on-off servo mechanism used for a hydraulic pump, a detection means for detecting the rotation speed of the input shaft of the variable displacement hydraulic pump, a detection means for detecting the pressure in the discharge side circuit of the variable displacement hydraulic pump, and a detection means connected to the variable displacement hydraulic pump. At least one of the detection means for detecting the temperature of the pressure oil flowing through the circuit is provided, a calculation means for calculating the reaction force applied to the servo piston based on the output signal of the detection means, and one calculation means for the calculation means. And f
An adjustment means is provided for adjusting the on-time of the on-off pulse train to become scorching in accordance with the magnitude of the reaction force calculated in pL,
The solenoid valve is configured to be driven according to the ON time and interval adjusted by this adjusting means.

第1図は本発明の可変容量油圧ポンプに用いるオンオフ
サーボ機構の一実施例の構成を示す説明図である。
FIG. 1 is an explanatory diagram showing the configuration of an embodiment of an on/off servo mechanism used in a variable displacement hydraulic pump of the present invention.

この図において、17は可変容量油圧ポンプ2の入力軸
回転数を検出する検出手段すなわち回転数検出器、18
は可変容量油圧ポンプ2の吐出側回路の圧力を検出する
検出手段すなわち圧力検出器で、これらの回転数検出器
17及び圧力検出器18は制御装置16の関数発生器1
9の入力側に接続しである。関数発生器19は、入力す
るポンプ入力軸回転数信号N8と負荷圧力信号PEとか
ら、あらかじめ設定した関数関係、例えば前述した第3
図に示す関数関係にしたがってサーボピストン4にかか
る反力Ft演算し、その出力は別の関数発生器20に与
えられる。
In this figure, 17 is a detection means for detecting the input shaft rotation speed of the variable displacement hydraulic pump 2, that is, a rotation speed detector;
is a detection means, that is, a pressure detector, which detects the pressure in the discharge side circuit of the variable displacement hydraulic pump 2, and these rotation speed detector 17 and pressure detector 18 are connected to the function generator 1 of the control device 16.
Connect to the input side of 9. The function generator 19 generates a preset functional relationship, for example, the third
The reaction force Ft applied to the servo piston 4 is calculated according to the functional relationship shown in the figure, and its output is given to another function generator 20.

関数発生器20は、入力する反力Fの信号に応じて、も
う一つの関数発生器21が出力するオン第2パルス列(
以下、PVv’M信号という)の1周期におけるオン時
間(以下、デユーティ比という)Dを、あらかじめ設定
した関数関係、例えは反力Fが小さい所定の第1の範囲
にあっては1を出力し、Fが第1の範囲を超え十分に大
きくなる所定の第2の範囲までの間にあっては1よシ徐
々に小さくなる値を出力し、第2の範囲にあっては1よ
シ十分に小さい一定の値を出力するように設定される関
数関係にしたがって出力する。
The function generator 20 generates a second ON pulse train (
The on time (hereinafter referred to as duty ratio) D in one cycle of the PVv'M signal (hereinafter referred to as the PVv'M signal) is determined by a preset functional relationship, for example, when the reaction force F is in a predetermined first range where it is small, 1 is output. However, when F exceeds the first range and reaches a predetermined second range where it is sufficiently large, a value that gradually becomes smaller than 1 is output, and when F is in the second range, the value becomes smaller than 1. Output according to a functional relationship that is set to output a small constant value.

関数発生器21は周波数が一足で、関数発生器20から
出力されるデユーティ比りに応じて、PWM信号をAN
D素子22に出力する。AND素子22は幽該PWM侶
号と比較器13aの出力との双方を入力したとき、増幅
器14aを介して電磁弁6aのソレノイド15aに励磁
信号を出力する。
The function generator 21 converts the PWM signal into an AN in accordance with the duty ratio output from the function generator 20 at a certain frequency.
Output to D element 22. When the AND element 22 receives both the PWM signal and the output of the comparator 13a, it outputs an excitation signal to the solenoid 15a of the electromagnetic valve 6a via the amplifier 14a.

上記した関数発生器20.2i、及びAND素子22は
、関数発生器19で演舞された反力Fの大きさに応じて
オンオフパルス列のオン時間が短くなるように調整する
調整手段を構成している。
The function generator 20.2i and the AND element 22 described above constitute an adjusting means that adjusts the on-time of the on-off pulse train to be shortened according to the magnitude of the reaction force F exerted by the function generator 19. There is.

その他の構成は例えば前述した第6図に示す構成と同等
である。
The other configurations are the same as, for example, the configuration shown in FIG. 6 described above.

この実施例にあっては、可変容量油圧ポンプ2の吐出側
回路の圧力pLが上昇したシ、ポンプ入力軸回転数Ne
が低下すると、サーボピストン4にかかる反力Fは第8
図に示すような特性なので増加し、第7図に示すように
、正の最大速度v1は速く、負の最大速度v2は遅くな
ろうとするが、このとき回転数検出器17でポンプ入力
軸回転数Neが検出され、圧力検出器18で負荷圧力P
Lが検出され、これらのポンプ入力軸回転数N6 と負
荷圧力pLとに基づいて関数発生器19によって反力F
が演算され、この反力Fに応じて関数発生器20でデユ
ーティ比りが小さくなるように演算され、このデユーテ
ィ比りに応じて関数発生器21から出力されるPWM信
号のオン時間は短くなるこれにより増幅器14aから出
力されるソレノイド15aの駆動電流もオン時間が短く
なり、電磁弁6a’z通過する流量Qが第2図に示すよ
うに減少する。なお、デユーティ比りをある値以上にす
ると最大流量、また別のある値以下にすると流れなくな
るので、このデユーティ比りは制御可能な範囲で設定す
ることが条件である。
In this embodiment, when the pressure pL of the discharge side circuit of the variable displacement hydraulic pump 2 increases, the pump input shaft rotation speed Ne
decreases, the reaction force F applied to the servo piston 4 becomes
As shown in Fig. 7, the maximum positive speed v1 is fast and the maximum negative speed v2 is slow. The number Ne is detected, and the load pressure P is detected by the pressure detector 18.
L is detected, and the reaction force F is generated by the function generator 19 based on these pump input shaft rotational speed N6 and load pressure pL.
is calculated, and according to this reaction force F, the duty ratio is calculated by the function generator 20 to become smaller, and the on time of the PWM signal output from the function generator 21 is shortened according to this duty ratio. As a result, the on time of the driving current of the solenoid 15a outputted from the amplifier 14a is also shortened, and the flow rate Q passing through the electromagnetic valve 6a'z is reduced as shown in FIG. Note that if the duty ratio is set above a certain value, the flow will reach the maximum flow, and if it is set below another certain value, the flow will stop, so the duty ratio must be set within a controllable range.

このように構成しである実施例にあっては、ポンプ入力
軸回転数N8が低下したシ、負荷圧力pLが上昇してサ
ーボピストン4にかかる反力Fが増加すると、電磁弁6
aを油が流れなくなり、正の最大速度v1を第3図に示
すように遅くすることができる。なお、負の最大速度v
2は第6図に示す構成における場合と同様である。
In the embodiment configured in this way, when the pump input shaft rotational speed N8 decreases and the load pressure pL increases and the reaction force F applied to the servo piston 4 increases, the solenoid valve 6
Since oil no longer flows through a, the maximum positive speed v1 can be reduced as shown in FIG. Note that the negative maximum speed v
2 is the same as in the configuration shown in FIG.

なお上記では、サーボピストン4にがかる反力Fの特性
が第8図に示すように、ポンプ入力軸回転数N8と負荷
圧力PLに依存する場合を挙けたが、ポンプ入力軸回転
数N8のみ−に関連して、あるいは負荷圧力PH,のみ
に関連して電磁弁15aの駆動を制御する構成とするこ
ともできる。また反力Fの特性は温度にも依存するので
、油圧回路の温度を検出し、この検出値に関連して電磁
弁6aのソレノイド15aの駆動を制御する構成とする
こともできる。
In the above, as shown in FIG. 8, the characteristics of the reaction force F acting on the servo piston 4 are dependent on the pump input shaft rotation speed N8 and the load pressure PL, but only the pump input shaft rotation speed N8 - It is also possible to adopt a configuration in which the driving of the solenoid valve 15a is controlled in relation to the load pressure PH or only in relation to the load pressure PH. Further, since the characteristics of the reaction force F also depend on the temperature, a configuration may be adopted in which the temperature of the hydraulic circuit is detected and the drive of the solenoid 15a of the electromagnetic valve 6a is controlled in relation to this detected value.

また上記では、サーボピストン4の最大速度は第7図に
示したように、常に正の最大速度V工の方が負の最大速
度v2よシも速く、反力Fが増加する゛とさらに正の最
大速度v0が速くなるという特性を有するものに限定し
たが、本発明はこれに限らず、サーボピストン4の最大
速度が例えば第9図に示すように、反力Fが小さい領域
で負の最大速度v2の方が速く、反力Fが大きい領域で
正の最大速度V工が速くなるという特性を有するサーボ
ピストン4にも適用可能である。第4図はこのような特
性のものに対応する別の実施例の構成を示す説明図であ
る。なお、この第4図において第1図に示すものと同じ
機器は同一符号で示しである。
In addition, in the above, as shown in FIG. 7, the maximum speed of the servo piston 4 is always higher than the negative maximum speed V2, and as the reaction force F increases, However, the present invention is not limited to this, and the present invention is not limited to this, but the present invention is not limited to this, and the maximum speed of the servo piston 4 may be negative in a region where the reaction force F is small, as shown in FIG. 9, for example. It is also applicable to the servo piston 4 having the characteristics that the maximum speed v2 is faster and the positive maximum speed V becomes faster in a region where the reaction force F is large. FIG. 4 is an explanatory diagram showing the structure of another embodiment corresponding to such characteristics. Note that in FIG. 4, the same equipment as shown in FIG. 1 is designated by the same reference numeral.

第4図において、23は制御装置、24.25はこの制
御仮置23に備えられ、関数発生器19に接続した関数
発生器で、このうち関数発生器24は、第1図に示す関
数発生器20と同勢の関数発生器で、デユーティ比D’
t−例えば反力Fが小さい所定の第1の範囲にあっては
1全出力し、Fが第1の範囲を超え、十分に大きくなる
盾定の第2の範囲までの間にあっては1よシ徐々に小さ
くなる値を出力し、第2の範囲にあっては1よシ十分に
小さい一定の値を出力するように関数関係を設定してあ
り、関数発生器25は逆に、デユーティ比第1の範囲を
超え、十分に大きくなる所定の第2の範囲までの間にあ
っては徐々に1に近づくように大きくなる値を出力し、
第2の範囲にあっては1を出力するように関数関係を設
定しである。
In FIG. 4, 23 is a control device, and 24.25 is a function generator provided in this control temporary station 23 and connected to the function generator 19. Of these, the function generator 24 is a function generator shown in FIG. A function generator similar to the generator 20, with a duty ratio D'
t - For example, when the reaction force F is in a predetermined first range where it is small, the full output is 1, and when F exceeds the first range and reaches a sufficiently large second range, it outputs more than 1. The functional relationship is set to output a value that gradually decreases, and a constant value that is sufficiently smaller than 1 in the second range. Outputting a value that gradually increases toward 1 between exceeding the first range and reaching a sufficiently large predetermined second range;
The functional relationship is set so that 1 is output in the second range.

21.26は関数発生器24.25のそれぞれに接続し
た関数発生器で、周波数が一定で、関数発生器24.2
5が出力されるチューティ比りに応じてPWM信号をA
ND水子22.27F(:出力する。AND素子22は
関数発生器21から出力されるPWM信号と比較器13
aの出力との双方を入力したとき増幅器14aを介して
電磁弁6aのソレノイド15aに励磁信号を出力し、A
ND素子27は関数発生器26から出力されるPWM信
号と比較器13bの出力との双方を入力したとき増幅器
14 bt−介して電磁弁6bのソレノイド15bに励
磁信号を出力する。
21.26 is a function generator connected to each of the function generators 24.25, the frequency is constant, and the function generator 24.2
The PWM signal is A depending on the tuteity ratio at which 5 is output.
ND Mizuko 22.27F (: Output. AND element 22 connects the PWM signal output from function generator 21 and comparator 13
When both the output of A and the output of
When the ND element 27 receives both the PWM signal output from the function generator 26 and the output of the comparator 13b, it outputs an excitation signal to the solenoid 15b of the electromagnetic valve 6b via the amplifier 14bt-.

上記した関数発生器24,21、及びAND素子22の
組合せと、関数発生器25.26及びAND素子27の
組合せは、関数発生器19で演算された反力Fの大きさ
に応じてオンオフパルス列の時間が短くなるように調整
するM!手段を構成している。その他の構成は、例えは
敵述した第1図に示すものと同等である。
The combination of the function generators 24, 21 and the AND element 22 and the combination of the function generators 25, 26 and the AND element 27 are activated by an on-off pulse train according to the magnitude of the reaction force F calculated by the function generator 19. Adjust so that the time of M! constitutes a means. The rest of the configuration is equivalent to that shown in FIG. 1, which has been described previously.

この実施伝にあっては、関数発生器19の演算結果が、
反力Fがあらかじめ設定した値より小さくなる場合すな
わち反力Fが関数発生器25で設定される関数関係の第
1の範囲にある場合には、関数発生器26の出力するP
WM信号のチューティ比りが小さくなり当該関数発生器
26からAND素子27に出力されるPWM信号のオン
時間が短くなる。また反力Fがあらかじめ設定した値よ
り大きくなる場合、すなわち反力Fが関数設定器24で
設定される関数関係の第2の範囲にある場合には、関数
発生器21の出力するPWM信号のデユーティ比りが小
さくなり、当該関数発生器21からAND素子22に出
力されるPWM信号のオン時間が短くなる。これにより
反力Fがあらかじめ設定した値より小さい場合には、増
幅器14bから出力されるソレノイド15hの駆動電流
はオン時間が短くなって電磁弁6bを通過する流量が減
少し、反力Fがあらかじめ設定した値より大きい場合に
は、増幅器14αから出力されるソレノイド155の駆
動電流はオン時間が短くなって電磁弁6αを通過する流
量が減少し、第5図に示すように反力Fがあらかじめ設
定した値より小さい場合には負の最大速度v2を遅くす
ることができ、あらかじめ設定した値より大きい場合に
は正の最大速度v1を遅くすることができる。
In this implementation history, the calculation result of the function generator 19 is
When the reaction force F becomes smaller than a preset value, that is, when the reaction force F is within the first range of the functional relationship set by the function generator 25, the P output from the function generator 26
The tute ratio of the WM signal becomes smaller, and the on time of the PWM signal output from the function generator 26 to the AND element 27 becomes shorter. Furthermore, when the reaction force F becomes larger than a preset value, that is, when the reaction force F is within the second range of the functional relationship set by the function setting device 24, the PWM signal output from the function generator 21 The duty ratio becomes smaller, and the on time of the PWM signal output from the function generator 21 to the AND element 22 becomes shorter. As a result, when the reaction force F is smaller than a preset value, the ON time of the drive current of the solenoid 15h output from the amplifier 14b is shortened, and the flow rate passing through the solenoid valve 6b is reduced, and the reaction force F is reduced in advance. If the value is larger than the set value, the ON time of the drive current of the solenoid 155 output from the amplifier 14α becomes shorter, the flow rate passing through the solenoid valve 6α decreases, and the reaction force F increases in advance as shown in FIG. If it is smaller than a preset value, the negative maximum speed v2 can be slowed down, and if it is larger than a preset value, the positive maximum speed v1 can be slowed down.

この第4図に示す実施例にあっては、サーボピストン4
にかかる反力Fがどのように変化しても、また反力Fに
よって正、負の最大速度v1%v2がどのように変化す
るものでも、サーボピストン4の位置を安定に制御する
ための前述の式(1) 、(2)に示す安定条件を不感
帯2Δを変えることな(満足させることができる。なお
、第5図に示すようにサーボピストン4の正、負の最大
速度1’ 1 、 vzO値を同一にすることもできる
In the embodiment shown in FIG. 4, the servo piston 4
The above-mentioned method for stably controlling the position of the servo piston 4 no matter how the reaction force F applied to the servo piston 4 changes or how the maximum positive and negative speed v1%v2 changes due to the reaction force F. The stability conditions shown in equations (1) and (2) can be satisfied without changing the dead zone 2Δ.As shown in FIG. It is also possible to make the vzO values the same.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

本発明の可変容量油圧ポンプに用いるオンオフサーボ機
構は、以上述べたように構成しであることから、不感帯
2Δの値を変えることなく、すなわち作業精度の低下を
招くことなく、サーボピストンの最大速度を抑制するこ
とができ、従来に比べて当該サーボピストンの位置を安
定に制御できる効果がある。
Since the on-off servo mechanism used in the variable displacement hydraulic pump of the present invention is configured as described above, the maximum speed of the servo piston is This has the effect of making it possible to control the position of the servo piston more stably than in the past.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図は本発明の可変容量油圧ポンプに用いるオンオフ
サーボ機構の一実施例の構成を示す説明図、第2図は第
1図に示す実施例において得られるPWM信号のデユー
ティ比りと電磁弁を通過する流量Qとの関係を示す特性
図、第3図は第1図に示す実施例において得られるサー
ボピストンにがかる反力Fとサーボピストンの速度νと
の関係を示す特性図、第4図は本発明の他の実施例の構
成を示す説明図、第5図は第4図に示す実施例において
得られるサーボピストンにがかる反力Fとサーボピスト
ンの速度νとの関係を示す特性図、第6図は従来の可変
容量油圧ポンプに用いるオンオフサーボ機構の構成を示
す説明図、第7図は第6図に示すオンオフサーボ機構の
サーボピストンにがかる反力Fとサーボピストンの速度
υとの関係を示す特性図、第8図は負荷圧力PLとポン
プ入力軸回転数N、と反力Fとの間の関係を示す特性図
、第9図は従来の別のオンオフサーボ機構のサーボピス
トンにがかる反力Fとサーボピストンの速度υとの関係
を示す特性図である。 2・・・・・・可変容量油圧ポンプ、3・・・・・・斜
軸(押しのけ容積可変機構)、4・・・・・・サーボピ
ストン、6α、6h・・・・・・電磁弁、9・・・・・
・傾転量検出器、1o・・・・・・操作レバー、13α
、13b ・・・・・・比較器、14α、14A ・・
・・・・増幅器、16.23・・・・・・制御装置、1
7・・・・・・回転数検出器、18・・・・・・圧力検
出器、19.20.21.24.25.26・・・・・
・関数発生器、22.27・・・・・・AND素子。 第20 第3に ↑ 反力F 第51.31 第9U; 第7図 第8図 0   負荷涯カPL
FIG. 1 is an explanatory diagram showing the configuration of an embodiment of the on-off servo mechanism used in the variable displacement hydraulic pump of the present invention, and FIG. 2 is a diagram showing the duty ratio of the PWM signal obtained in the embodiment shown in FIG. 1 and the electromagnetic valve. FIG. 3 is a characteristic diagram showing the relationship between the reaction force F applied to the servo piston and the speed ν of the servo piston obtained in the embodiment shown in FIG. The figure is an explanatory diagram showing the configuration of another embodiment of the present invention, and FIG. 5 is a characteristic diagram showing the relationship between the reaction force F applied to the servo piston and the speed ν of the servo piston obtained in the embodiment shown in FIG. , Fig. 6 is an explanatory diagram showing the configuration of an on-off servo mechanism used in a conventional variable displacement hydraulic pump, and Fig. 7 shows the reaction force F acting on the servo piston of the on-off servo mechanism shown in Fig. 6 and the speed υ of the servo piston. Figure 8 is a characteristic diagram showing the relationship between load pressure PL, pump input shaft rotation speed N, and reaction force F. Figure 9 is a servo piston of another conventional on-off servo mechanism. FIG. 3 is a characteristic diagram showing the relationship between the reaction force F and the speed υ of the servo piston. 2... Variable capacity hydraulic pump, 3... Oblique shaft (variable displacement mechanism), 4... Servo piston, 6α, 6h... Solenoid valve, 9...
・Tilt amount detector, 1o...operation lever, 13α
, 13b... Comparator, 14α, 14A...
...Amplifier, 16.23...Control device, 1
7...Rotation speed detector, 18...Pressure detector, 19.20.21.24.25.26...
・Function generator, 22.27...AND element. 20 3rd ↑ Reaction force F 51.31 9U; Figure 7 Figure 8 0 Load life force PL

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)可変容量油圧ポンプの押しのけ容積可変機構に連
結されるサーボピストンと、オンオフ的に作動し、上記
サーボピストンの位置を制御する電磁弁と、上記押しの
け容積可変機構の傾転量を検出する傾転量検出器とを備
え、入力量と上記傾転量検出器の傾転量信号との偏差で
ある制御偏差に応じて上記電磁弁を駆動するようにした
可変容量油圧ポンプに用いるオンオフサーボ機構におい
て、上記可変容量油圧ポンプの入力軸の回転数を検出す
る検出手段、及び該可変容量油圧ポンプの吐出側回路の
圧力を検出する検出手段、及び該可変容量ポンプに連絡
される回路を流れる圧油の温度を検出する検出手段のう
ちの少なくとも1つの検出手段を設けるとともに、当該
検出手段の出力信号に基づいて上記サーボピストンにか
かる反力を演算する演算手段と、この演算手段で演算さ
れた反力の大きさに応じてオンオフパルス列のオン時間
が短くなるように調整する調整手段とを設け、この調整
手段で調整されたオン時間に応じて上記電磁弁を駆動す
ることを特徴とする可変容量油圧ポンプに用いるオンオ
フサーボ機構。
(1) A servo piston connected to the variable displacement mechanism of the variable displacement hydraulic pump, a solenoid valve that operates on and off to control the position of the servo piston, and detects the amount of tilt of the variable displacement mechanism. an on-off servo used in a variable displacement hydraulic pump, which is equipped with a tilting amount detector and drives the solenoid valve according to a control deviation that is a deviation between an input amount and a tilting amount signal of the tilting amount detector. In the mechanism, a detection means for detecting the rotation speed of the input shaft of the variable displacement hydraulic pump, a detection means for detecting the pressure in the discharge side circuit of the variable displacement hydraulic pump, and a circuit connected to the variable displacement pump. At least one detection means of the detection means for detecting the temperature of the pressure oil is provided, and a calculation means for calculating the reaction force applied to the servo piston based on the output signal of the detection means, and the reaction force calculated by the calculation means is provided. and an adjusting means for adjusting the on-time of the on-off pulse train to be shortened according to the magnitude of the reaction force, and the solenoid valve is driven according to the on-time adjusted by the adjusting means. On-off servo mechanism used in variable displacement hydraulic pumps.
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