JPS6212398B2 - - Google Patents

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JPS6212398B2
JPS6212398B2 JP56187406A JP18740681A JPS6212398B2 JP S6212398 B2 JPS6212398 B2 JP S6212398B2 JP 56187406 A JP56187406 A JP 56187406A JP 18740681 A JP18740681 A JP 18740681A JP S6212398 B2 JPS6212398 B2 JP S6212398B2
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JP
Japan
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prime mover
pump
control device
spool
pressure
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JP56187406A
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English (en)
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JPS5888480A (ja
Inventor
Eiki Izumi
Yasuo Tanaka
Yukio Aoyanagi
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Hitachi Construction Machinery Co Ltd
Original Assignee
Hitachi Construction Machinery Co Ltd
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Publication date
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Granted legal-status Critical Current

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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04BPOSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
    • F04B49/00Control, e.g. of pump delivery, or pump pressure of, or safety measures for, machines, pumps, or pumping installations, not otherwise provided for, or of interest apart from, groups F04B1/00 - F04B47/00
    • F04B49/08Regulating by delivery pressure

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は原動機で駆動される油圧ポンプの入力
制御装置に係り、特に油圧シヨベル、油圧クレー
ン等の作業機に具備される油圧ポンプの入力制御
装置に関する。
第1図はこの種の従来の原動機で駆動される油
圧ポンプの入力制御装置の第1の例を示す回路
図、第2図は同じく従来の第2の例を示す回路図
である。
第1図に示す第1の例は、特開昭51−15802号
公報に開示されているものである。この入力制御
装置は、図示しない原動機によつて駆動される定
容量形ポンプ1、可変容量形ポンプ2、ならびに
定容量形ポンプ3、可変容量形ポンプ4と、ポン
プ2のレギユレータ5のスプール6及びポンプ4
のレギユレータ7のスプール8のそれぞれに、自
身のポンプ2,4の吐出圧力を導く手段と、スプ
ール6,8とこれらのスプール6,8に対向する
ストツパ部9,10との間に配置され、その両端
面をばね部材11,12及びばね部材13,14
で挾圧された段付ピストン15,16と、この段
付ピストン15,16のそれぞれの段付部に、相
手ポンプ4,2の吐出圧力を導く手段とを備えた
構成になつている。
従つてこの入力制御装置は、自身のポンプ吐出
圧力及び相手のポンプ吐出圧力と、段付ピストン
15,16のそれぞれを挾圧するばね部材11,
12、あるいはばね部材13,14の力のつり合
いであらかじめ設定されるポンプ吐出量で、ポン
プ2,4の入力馬力が決定される。このためにこ
の入力制御装置にあつては、原動機の駆動時に生
ずる出力のばらつきや、駆動時の大気条件(大気
圧力、気温)による原動機出力の低下、及び燃料
の種類に相応した出力低下等を考慮して、原動機
の定格出力に対してポンプ2,4の入力馬力を小
さく設定しなければならず、原動機の本来保有す
る出力を十分には活用し切れない不具合があつ
た。なお、この入力制御装置にあつてポンプ2,
4の入力馬力の設定が原動機の出力よりも大きく
なつた時には、いわゆるエンジンストツプを招く
ことがあつた。
第2図に示す第2の例は上記の第1の例におけ
る不具合を解消すべくなされたもので、原動機の
実際の駆動状態をフイードバツクしてポンプの入
力馬力を制御しようとするものである。同第2図
において、20は原動機で、減速機21を介して
ポンプ1,2及びポンプ3,4を駆動する。2
2,23はリリーフ弁である。24は原動機20
の目標回転数を設定するスロツトルレバー、25
は原動機20の実際の回転数を検出する回転数検
出器、26,27は電気信号に応じた減圧機能を
有する電磁比例減圧弁で、その2次側はスプール
6,8に対向して配置したシリンダ室28,29
のスプール6,8から離れた側の端部に連絡して
ある。30,31はシリンダ室28,29内に収
容したピストンで、それぞればね部材32,33
を介してスプール6,8に連絡されている。34
は制御装置で、上述のスロツトルレバー24、回
転数検出器25、及び電磁比例減圧弁26,27
はこれに接続されている。この制御装置34は、
スロツトルレバー24の操作量すなわち原動機2
0の目標回転数と、回転数検出器25で検出した
値すなわち原動機20の実際の回転数とを比較
し、その比較検出値に応じた出力信号を電磁比例
減圧弁26,27に出力する。
この第2の例に示すように構成した入力制御装
置では、スロツトルレバー24の操作量と回転数
検出器25の出力に基づいて可変容量形ポンプ
2,4の入力馬力を制御するので、制御に際して
原動機20の駆動状態が考慮され、それ故従前の
第1の例に示されるような不具合は解消される。
しかしこの第2の例にあつては次に述べる別の
問題がある。すなわち原動機20は一般に慣性の
大きいフライホイールを有しており、それ故負荷
変動に対する原動機20の回転数変化は遅れを伴
つて検出される。このため大きな慣性体を有する
作業機、例えば油圧シヨベルにおいて、この第2
の例を適用した場合に、ブームなどの大きな慣性
体を作動させるアクチユエータの駆動時に発生す
る油圧の変動に伴なう負荷変動によつて、制御系
にハンチング現象を生じることがある。またこの
ハンチング現象を防止しようとするためには制御
装置34のゲインを下げることが考えられるが、
このようにゲインを下げた場合には、ポンプ2,
4の負荷が大きくなつたときに原動機20の回転
数低下が大きくなり、この原動機20の出力を十
分に活用できない事態を招く。また場合によつて
はエンジンストツプを生じることもある。
本発明は上記した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、ハンチングを生
じることのない安定した制御系を得ることがで
き、かつ原動機の出力を十分に活用することので
きる原動機で駆動される油圧ポンプの入力制御装
置を提供することにある。
この目的を達成するために本発明は、1台の原
動機に、入力馬力を制限するためのレギユレータ
を有する少なくとも2台の可変容量形油圧ポンプ
を接続するとともに、それぞれのレギユレータの
スプールの一端に自身のポンプ吐出圧力を導く第
1の誘導手段と、それぞれのスプールの他端に配
設され、スプールの近傍側に位置する端面及びス
プールから離れる側に位置する端面のそれぞれを
ばね部材で挾圧されたピストンと、これらのピス
トンをスプールから離隔させるように相手のポン
プ吐出圧力を導く第2の誘導手段と、原動機の目
標回転数とこの原動機の実際の回転数との比較検
出値に応じた油圧力を直接的あるいは間接的にピ
ストンの第2の端面側に導く第3の誘導手段とを
備えた構成にしてある。
以下、本発明の原動機で駆動される油圧ポンプ
の入力制御装置を図に基づいて説明する。第3図
は本発明の一実施例を示す回路図、第4図は第3
図に示す入力制御装置に備えられるレギユレータ
の構成を示す断面図である。
第3図に示すように、原動機20は減速機21
を介して可変容量形油圧ポンプ2,4を駆動す
る。これらのポンプ2,4は管路35,36を介
して当該ポンプ2,4のレギユレータ5,7のス
プール6,8の一端に接続してあり、これによつ
てそれぞれ自身のポンプ吐出圧力Pd1,Pd2がス
プール6,8に導かれる。第4図はレギユレータ
5の構成を示すものであるが、他のレギユレータ
7も同様の構成になつている。スプール6,8の
他端側にはシリンダ室37,38を配置してあ
り、このシリンダ室37,38のそれぞれにはス
プール6,8寄りにピストン例えば段付ピストン
39,40を設けてある。これらの段付ピストン
39,40はばね部材41,42及びばね部材4
3,44によつて挾圧されるようになつている。
45,46はシリンダ室37,38内に収容した
別のピストンで、それぞれ段付ピストン39,4
0の大径端、すなわちスプール6,8から離隔し
た位置にある端面を押すばね部材42,43に連
設してある。そして段付ピストン39,40の段
付部は管路36に連通する管路47、管路35に
連通する管路48に連絡してあり、これによつて
当該段付部に相手のポンプ4,2の吐出圧力Pd
,Pd1が導かれる。
24は原動機20の目標回転数Noを設定する
スロツトルレバー、25は原動機20の実際の回
転数Neを検出する回転数検出器で、これらのス
ロツトルレバー24、回転数検出器25は制御装
置34に接続してある。制御装置34は以下に示
すように、目標回転数Noと実際の回転数Neとの
差すなわち比較検出値ΔNeを求める演算を行な
い、さらに電磁比例減圧弁26,27への出力値
Ioutを求める演算を行なう。
ΔNe=No−Ne (1) Iout=Io−KΔNe (2) なお上記の(2)式におけるIoはあらかじめ設定さ
れる初期値、Kは比例定数(制御ゲイン)であ
る。
電磁比例減圧弁26,27のそれぞれは、ポン
プ1に連なる管路49と、ピストン45のストツ
パ側に位置するシリンダ室37の通路50に連な
る管路51との間に、及びポンプ3に連なる管路
52と、ピストン46のストツパ側に位置するシ
リンダ室38の通路53に連なる管路54との間
に介設してあり、制御装置34からの出力値Iout
に相応して管路49,52内を流れる油圧の圧力
を減圧し、その油圧力Pe1,Pe2をピストン4
5,46のストツパ側に導く。
この入力制御装置にあつては、自身のポンプ吐
出圧力Pd1,Pd2が管路35,36を介してレギ
ユレータ5,7のスプール6,8に導かれ、また
相手のポンプ吐出圧力Pd2,Pd1が管路47,4
8を介して段付ピストン39,,40の段付部に
それぞれ導かれる。このようにあらかじめ原動機
20の最大出力付近に油圧ポンプ2,4の入力を
制御することのできるフイードフオワード機能を
有する。従つて第1段階として、このフイードフ
オワード機能によつてあらかじめ制御された油圧
ポンプ2,4の入力馬力と、原動機20の出力の
つり合いで、原動機20の実際の回転数Neが決
定する。
そして第2段階としてフイードバツク機能が発
揮される。すなわちこの実際の回転数Neが回転
数検出器25で検出され、一方スロツトルレバー
24によつて目標回転数Noが設定され、これら
の回転数No,Neが制御装置34で比較され、こ
の制御装置34から比較検出値ΔNeに相応した
出力値Ioutが電磁比例減圧弁26,27に出力さ
れ、電磁比例減圧弁26,27は減圧動作を行な
い、管路51,54を介してピストン45,46
のストツパ側、すなわち段付ピストン39,40
のスプール6,8から離れる側に位置する端面の
側に油圧力Pe1,Pe2を導き、これによつて原動
機20の最大出力とポンプ2,4の入力馬力とが
正確に制御される。
なおこの実施例において、制御装置34から電
磁比例減圧弁26,27に異なる出力値Ioutをそ
れぞれ出力するようにすれば、油圧ポンプ2,4
の吐出量は異なる値をとることができ、換言すれ
ば油圧ポンプ2,4を互いに独立して制御するこ
とができ、これらの油圧ポンプ2,4によつて駆
動されるアクチユエータ別に相応した出力を選定
することができる。
第5図は第3図に示すレギユレータ5の別の構
成を示す断面図である。この図に示すレギユレー
タ5は、前述したばね部材42に連設されるピス
トン45を具備しておらず、ばね部材42が直接
にストツパ部55に係着されるようにしてある。
その他の構成は第4図に示すものと同等である。
レギユレータ5をこの第5図のように構成した場
合も前述と同様の効果を奏する。
第6図は本発明の別の実施例を示すもので、第
3図のレギユレータ5に相応する断面部分のみを
挙げてある。この実施例にあつては、段付ピスト
ン39を挾圧するばね部材42に連設して別の段
付ピストン56を設けてあり、さらにこの段付ピ
ストン56と、この段付ピストン56と対向する
ストツパ部57との間にばね部材58を設けてあ
る。そして段付ピストン56の段付ピストン39
側に位置する段付部に油圧力を導びく通路59を
設けてある。この通路59は第3図の管路51に
連絡されるようになつている。なお他の1つのレ
ギユレータ7も第6図に示すレギユレータ5と同
様に構成してあり、また他の機器ならびに接続関
係を含む構成は第3図に示すものと同様にしてあ
る。
このように構成してある入力制御装置にあつて
は、例えば制御装置34から電磁比例減圧弁26
へ出力される出力値Ioutは、ばね部材58の弾発
力に抗して段付ピストン56を段付ピストン39
から離れる方向に移動させうる値であることか
ら、 Iout=KΔNe (3) で表わすことができる。従つてこの実施例におい
ても、自身のポンプ吐出圧力Pd1,Pd2及び相手
のポンプ吐出圧力Pd2,Pd1によるフイードフオ
ワード制御と、上記(3)式の出力値Ioutによる電磁
比例減圧弁26,27の操作によつて得られる油
圧力Pe1,Pe2によるフイードバツク制御との相
乗した制御を行なうことができる。
以上述べたように本発明の油圧ポンプの入力制
御装置は、自身及び相手ポンプの吐出圧力を検出
してあらかじめ原動機の最大出力付近にポンプの
入力馬力をフイードフオワード制御するととも
に、原動機の目標回転数と実際の回転数との比較
検出値に応じてこの原動機の出力可能な最大出力
になるようにポンプの入力馬力をフイードバツク
制御する構成にしてあるので、原動機の現実の出
力状態に対応した正確なポンプ入力制御を実現で
き、またフイードフオワード制御であらかじめ原
動機の最大出力付近に制御することができるの
で、回転数に係るフイードバツク量を最少量に抑
制でき、それ故ハンチングを生じない安定した制
御系が得られる効果がある。
【図面の簡単な説明】
第1図は従来の原動機で駆動される油圧ポンプ
の入力制御装置の第1の例を示す回路図、第2図
は従来の第2の例を示す回路図、第3図は本発明
の原動機で駆動される油圧ポンプの入力制御装置
の一実施例を示す回路図、第4図は第3図に示す
入力制御装置に備えられるレギユレータの構成を
示す断面図、第5図は第3図に示す入力制御装置
に備えられるレギユレータの別の構成を示す断面
図、第6図は本発明の別の実施例を示すもので、
第3図に示す入力制御装置に備えられるレギユレ
ータに相応する部分を示す断面図である。 1,3……定容量形ポンプ、2,4……可変容
量形ポンプ、5,7……レギユレータ、6,8…
…スプール、20……原動機、21……減速機、
24……スロツトルレバー、25……回転数検出
器、26,27……電磁比例減圧弁、34……制
御装置、35,36,47,48,49,51,
52,54……管路、37,38……シリンダ
室、39,40,56……段付ピストン、41,
42,43,44,58……ばね部材、45,4
6……ピストン、50,53,59……通路、5
5,57……ストツパ部。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1 1台の原動機に、入力馬力を制限するための
    レギユレータを有する少なくとも2台の可変容量
    形油圧ポンプを接続するとともに、上記それぞれ
    のレギユレータのスプールの一端に自身のポンプ
    の吐出圧力を導く第1の誘導手段と、上記それぞ
    れのスプールの他端に配設され、スプールの近傍
    側に位置する第1の端面及びスプールから離れる
    側に位置する第2の端面のそれぞれをばね部材で
    挾圧されたピストンと、これらのピストンをスプ
    ールから離隔させるように相手のポンプ吐出圧力
    を導く第2の誘導手段と、上記原動機の目標回転
    数と該原動機の実際の回転数との比較検出値に応
    じた油圧力を直接的にあるいは間接的に上記ピス
    トンの第2の端面側に導く第3の誘導手段とを備
    え、上記第1、第2、第3の誘導手段を介して導
    かれる圧力によつて上記可変容量形油圧ポンプの
    入力制御を行なうことを特徴とする原動機で駆動
    される油圧ポンプの入力制御装置。
JP56187406A 1981-11-21 1981-11-21 原動機で駆動される油圧ポンプの入力制御装置 Granted JPS5888480A (ja)

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