JPS6249072A - 静油圧駆動制御装置 - 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】 〔産業上の利用分野〕 本発明油圧ショベル等の建設機械あるいはその他産業用
機械に使用される静油圧駆動制御装置に関する。

〔従来の技術〕

従来の静油圧駆動装置の一例として第３図のように構成
したものがある。

第３図において１は油圧ポンプ駆動用原動機（以下原動
機と称す）、２はこの原動機１によシ駆動される可変容
積形油圧ボンｆ（以下油圧ポンプと称す）、３は油圧モ
ータなどの油圧アクチェータ、４は油圧ポンプ２の吐出
流量を設定する斜板、５は油圧ポンプ斜板制御装置、６
は操作レバー、７ａ、７ｂｉ’！クロスオー／Ｊ　ＩＪ
　ＩＪ　−７弁、８は油圧アクチェータ３により駆動さ
れる負荷である。第３図に示す様に油圧ポンプ２と油圧
アクチェータ３は管路Ｌ１　ｅＬ２で直結され閉回路を
構成している。

以上のように構成した静油圧駆動装置の作動を説明する
。第３図において原動機１で駆動される油圧ポンプ２の
吐出流量は斜板制御装置５で制御される斜板４によって
制御され、油圧アクチェータ３に供給される。こ”の油
圧アクチェータ３より吐出された油は再び油圧ボンｆ２
の吸こみ側にもどる。

いま、操作レバー６を右Φ側に動かすと斜板制御装置５
により斜板４は図中の矢印■の方向に作動し、油圧ポン
プ２のポート、？ａより吐出された圧油は管路ｔ１より
油圧アクチェータ３のポート３ａに入シ油圧アクチェー
タ３を■矢印方向に動かし負荷８を駆動する。又油圧ア
クチェータ３から吐出油は、管路ｔ２より油圧４ング２
のポート２ｂに戻る。

一万操作しパー６を■の位置から中立位置に戻すと斜板
４は矢印Ｏの方向に動きかつ負荷８の慣性エネルギーに
よシ油圧アクチェータ３の／　−ト３　ｂから圧油が吐
出され、管路ｔ２よジ油圧ポンプ２のポート２ｂに供給
され油圧アクチェータ３を駆動し負荷８の制動時のエネ
ルギー！原動機１に回収することができる。操作レバー
６をＯ側に操作した場合についても、斜板８の動き油圧
アクチェータ３の動きＶｉ□方向になるが同じ過程で作
動する。

以上述べた静油圧制御装置はクロスオーバリリーフ弁７
ａ　、７ｂが作動せず、油圧アクチェータ３の安定な駆
動が実現できれば省エネルギを充分達成できる。

第４図は上記斜板制御装置５の一例を示す制御回路図で
、５１は上記油圧アクチェータ３の回転速度指令値（ω
、）、５２ばこの回転速度指令値（ω、）と実際の油圧
アクチェータ３の回転速度５８のフィードパ、り信号と
の加え合せ点、５３＃ｉ後述する関数発生器、５４Ｆｉ
この関数発生器５３から出力された信号と回転速度５８
にフィードバックダイン５９を掛けた信号の？ヅティプ
フィードパ、り信号との加え合Ｊぜ殻５５は斜板駆動サ
ーボ系、５６＆は上記加え合せ点５４で加えられた斜板
指令信号、５６ｂは上記斜板駆動サーボ系５５がら出力
される実際の斜板作動“量、５７は油圧駆動系金示して
いる。

第５図は上記関数発生器５３の機能金示す特性図である
。この関数発生器５３の入力は、回転速度指令５１と実
際の回転速度５８との回転角速度偏差Δωであり、この
回転角速度偏差Δωが一ω。からω。の間にあるときは
、出力信号ぺは回転速度偏差Δωに比例し、回転角速度
偏差Δωが一ω以下では最小値−φ　、ω以上では最大
ｅ　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　ｎ１ｌｌＸ　　　　　　　ｅ値φｗａｘを出力する
ようになっている。

上記、回転速度５８に、フィードバックダイン５９ｆ：
掛けた信号を斜板指令信号５６凰に、加え合せ点５４で
加算した系は、一つの積分器と見なすことができ、関数
発生器５３からの出力φ、は系に対し、安定な斜板速度
指令となる。

またφ、は回路差圧に比例するという関係を用いて、関
数発生器５３の最大値１±”ｍ＆Ｘ　＋を回路差圧がク
ロスオーバロードリリーフ圧力を越えない値に設定する
ことにより、スムーズで、しかも第３図のクロスオーバ
リリーフ弁７ａ。

７ｂが作動しない油圧アクチェータの駆動が可能となる
。

〔発明が解決しようとする問題点〕

ところが、実際の斜板駆動サーブ系５５にはヒステリシ
ス及びゼロ点ドリフトが存在するため、実際の斜板角作
動量５６　ｂが斜板指令信号５６ａに一致しなくなり、
上記した第４図の制御回路では斜板角圧力制御が適確に
行なえないという欠点がある。

本発明は上記欠点全除去するためなされたもので、斜板
駆動サーざ系のヒステリシス及びゼロ点ドリフトによる
悪影響全解消し、油圧アクチェータの適確な加速／減速
駆動を行なうことが可能な静油圧駆動制御装置全提供す
ること全目的とする。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明は上記問題点を解決するため以下のように構成し
たものである。すなわち、可変容積膨油圧ポンプと油圧
モータ等の油圧アクチェータと全管路で直結し閉回路全
構成する静油圧駆動装置において、上記油圧アクチェー
タの速度指令と実際の速度との偏差を入力とする関数発
生器の出力信号と、上記アクチェータの加速／減速領域
で差圧設定値と実際の差圧との偏差全演算制御器に入力
し、この演算制御器で積分した信号とを加え合せた信号
にて上記可変容積形油圧ポンプの斜板全駆動し、上記油
圧アクチェータの圧力、速度全制御すること全特徴とし
ている。

〔作用〕

上記のように構成することにより、＠＋叛駆動サすが系
のヒステリシス及びゼロドリフトによる悪影響を解消し
、油圧アクチェータの適確な加速／減速駆動を行うこと
が可能となる。

〔実施例〕

以下本発明による静油圧駆動制御装置の一実施例につい
て第１図および第２図を参照して説明する。第１図は制
御回路を示すもので、６０は最大差圧設定値（ΔＰｒ１
ｌｌ！ＬＫ　）　、６Ｊ　Ｆｉポンプの馬力設定器、６
２はポンプの吐出流量（Ｑ、）、６３は上記馬力設定器
６１から出力される差圧設定値（ΔＰω）、６４は上記
差圧設定値ΔＰωと最大差圧設定値ΔＰｍａｘｋ入力と
し、このうちの最小値を選択する最小値選択器、６５は
上記油圧アクチェータ３の回転速度指令信号ω８と実際
の油圧アクチェータ回転速度５８との回転速度偏差Δω
を入力としての符号全判別して出力する符号判別器、６
６は上記最小値選択器６４および符号判別器６５の出力
信号を入力して両者を掛算する掛算器、６７はこの掛算
器６６がらの出力と、実際の回路差圧７０（ΔＰ）との
加え合せ点、６８ａはこの加え合せ点ｃ７で加えられた
信号を積分する積分器、６８ｂは比例り゛イン、この６
１Ｊ＊、６８ｂｆ総括して制御演算器６８と称す。６９
は上記積分器６８１のリセット関数器である。このリセ
ット関数器６９の入力は上記回転速度指令（ω、）と実
際の回転速度５８との回転速度偏差Δωであり、１Δω
１〉ωＣ（ω。

は第５図の折れ点と同値）のとき上記積分器６８亀を作
動させ、１Δω１くω。のとき上記積分器６８１の機能
をリセットする働きを有している。

なお、上記馬力設定器６１では油圧ポンプの許容馬力と
設定しており、油圧アクチェータ減速時の油圧ポンプの
減速馬力設定値は加速時の加速馬力設定値より低く設定
しである。

次に以上のように構成された静油圧駆動制御装置の動作
について第２図全参照して説明する。

第１図の操作レバー６を操作すると、油圧アクチェータ
回転速度指令信号ω６が出力され、加え合せ点５２で、
実際の油圧アクチェータの回転速度５８がフィート”バ
ックされ、回転速度偏差Δωが関数発生器５３に入力さ
れる。一方、最大差圧設定値６０（ΔＰｍ１Ｌｘ）と、
馬力設定器６１より得られた、差圧設定値６３（ΔＰω
）との小さい万全最小値選択器６４で選択し、符号判別
器６５で油圧アクチェータの回転速度偏差Δωと同符号
にした後、実際の回路差圧１２０（ΔＰ）１２０と比較
し、制御演算器６８に入力する。

−万関数発生器５３の出力と制御演算器６８との出力は
油圧アクチェータの回転速度５８にフィードバックダイ
ン５９を掛けた信号と加え合せ点５４で加算され、斜板
駆動サーブ系５５に入力され、第３図の油圧ポンプの斜
板４を動かシ、油圧アクチェータ３の同転速度５８を制
御する。

ここで、最初油圧アクチェータ３は第２図のように停止
状態で、この状態より、上記操作レバー６を操作すると
、油圧アクチェータ回転速度指令５１（ω、）が設定さ
れる。最初加え合せ点５２での回転速度偏差Δωはω。

より大きくなり、関数発生器５３からの出力は最大斜板
速度指令’ｍａｘどなる。制御演算器６８からの出力は
回路差圧７θ（ΔＰ）が最大差圧設定値６０（ΔＰｍａ
ｘ）を維持する斜板速度指令となり、油圧アクチェータ
３全加速し続ける（第２図の■領域）。

ポンプ消費馬力が加速馬力設定値を越えようとすると、
最小値選択器６４により、差圧設定値ΔＰωが選択され
、ポンプの消費馬力が加速馬力設定値を維持するよう回
路差圧が制御され原動機１の回転数低下を制限する（第
２図の■領域）。

次に油圧アクチェータの回転速度５８が指令速度５１（
ω　）に近づき、回転速度偏差Δωがω以下になると、
制御演算器６８からの出力をカットし、関数発生器５３
からの斜板角速度指令さ、は回転速度偏差Δωに比例し
て低下し、それに伴ない油圧アクチェータ３を駆動する
回路差圧ΔＰは低下し、油圧アクチェータ３の回転速度
５８は緩やかに指令速度ω６に整定し、回転速度偏差Δ
ωがＯとなる（第２図の■領域）。

次に操作レバー６を中立に戻すと、油圧アクチェータ速
度指令ω１ｌｉｌｔＯとなり、加え合せ点５２での偏差
は一ω。より小さくなり関数発生器５３からは、負の最
大斜板速度指令−φｍ□が出力される。制御演算器６８
からは回路差圧７０（ΔＰ）が負の最大差圧設定値−３
２ｍ１Ｘヲ維持するための斜板速度指令値が出力され減
速しはじめる（第２図の■領域）。

デンジ消費馬力が減速馬力設定値を越えようとすると、
最小値選択器６４により、差圧設定値ΔＰωが選択され
、ポンプは減速馬力設定値を維持するよう、回路差圧７
０（ΔＰ）が制限され原動機１のオーバスピードを制限
し、油圧アクチェータを減速しつづける（第２図の■領
域）。

油圧アクチェータ３の回転速度５８が０に近づき、回転
速度偏差１Δω１が！−０ノｅｌ以下になると制御演算
器６８からの出力音カットし、回転速度偏差Δωに比例
して斜板速度指令φは減少し、油圧アクチェータ３は緩
やかに減速し、停止する（第２図の■領域）。

以上述べた実施例によれば以下のような効果が得られる
。

■圧力制御 油圧アクチェータ加速／減速域（ＩΔω１〉ωＣ）で実
際の回路差圧７０（ΔＰ）は掛算器６６から出力される
差圧設定値ΔＰ、と加え合せ点６７で比較され、この偏
差を制御演算器６８で制御演算し、圧力に比例した斜板
角速度指令として、斜板駆動サーブ系５５に与えている
ので、回路差圧７０（ΔＰ）は差圧設定値ΔＰ、に整定
される。

これより斜板駆動サーブ系５５のヒステリシス、ゼロ点
ドリフトによる悪影響を解消できる。

しかも、最大差圧設定値６０全第３図のクロスオーバリ
リーフ弁７ｍ、７ｂ’の開口圧以下に設定しておけば、
クロスオーバリリーフ弁７ａ。

７ｂは作動しないので、エネルギ損失がなく静油圧駆動
制御装置の目的である省エネルギが達成できる。

■馬力制御 ポンプの馬力設定器６１で第３図の油圧ボンｆ２の許容
馬力を設定することにより、油圧アクチェータ加速域で
の油圧ポンプ２の消費馬力全制限することができ原動＠
１の回転数低下を防止できる。また、油圧アクチェータ
３の減速時油圧ボング２の許容馬力を加速時よシ低ぐ設
定することにより、減速時の原動機１のオーバスピード
全制限することができる。

■速度制御 油圧アクチェータ整定域（１ΔωＩ〈ωｅ）では上記圧
力制御をカットし、回転速度偏差Δωが０に近づくと、
関数発生器５３より出力される斜板角速度指令ｊ、もＯ
Ｋ近づくので、油圧アクチェータ３の回転速度５８は回
転速度指令ω８に整定する。つまり、操作レバー６の操
作量に　１比例した油圧アクチェータ３の定常回転速度
が得られる。

〔発明の効果〕

以上述べた本発明は、可変容積形油圧ポンプと油圧モー
タ等の油圧アクチェータと全管路で直結し閉回路を構成
する静油圧駆動装置において、上記油圧アクチェータの
速度指令と実際の速度との偏差を入力とする関数発生器
の出力信号と、上記アクチェータの加速／減速領域で差
圧設定値と実際の差圧との偏差を演算制御器に入力し、
この演算制御器で積分した信号とを加え合せた信号にて
上記可変容積膨油圧ポンプの斜板全駆動し、上記油圧ア
クチェータの圧力、速度を制御することを特徴としたも
のである。

したがって、本発明によれば斜板駆動サーボ系のヒステ
リシス及びゼロドリフトによる悪影響を解消し、油圧ア
クチェータの適確な加速／減速駆動を行うことが可能な
静油圧駆動制御装置を提供できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による静油圧駆動制御装置の一実施例を
示すポンプ斜板制御回路図、第２図は第１図の動作を説
明するだめの図、第３図は静油圧駆動制御装置の概略構
成図、第４図は従来のボンｆ斜板圧力制御回路図、第５
図は第４図の関数発生器の特性図である。 １・・・原動機、２・・・可変容積形油圧ヂンプ、３・
・・油圧アクチェータ、４・・・斜板、５・・・斜板制
御ＩＬ　ｅ；・・・操作レバー、７ｍ、７ｂ・・・クロ
スオーバリリーフ弁、８・・・負荷、５ノ・・・油圧ア
クチェータ回転速度指令、５３・・・関数発生器、５８
・・・実際の油圧アクチェータ回転速度、６０・・・最
大差圧設定値、６３・・・馬力制御用差圧設定値、６８
・・・制御演算器。 、′・出願人代理人　　弁理士　鈴　江　武　彦第２図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 可変容積形油圧ポンプと負荷を駆動する油圧チクチエー
   タとを管路で直結し閉回路を構成する静油圧駆動装置に
   おいて、上記油圧アクチエータの速度指令と実際の速度
   との偏差を入力とする関数発生器の出力信号と、上記ア
   クチエータの加速／減速領域で差圧設定値と実際の差圧
   との偏差を演算制御器に入力し、この演算制御器で積分
   した信号とを加え合せた信号にて上記可変容積形油圧ポ
   ンプの斜板を駆動し、上記油圧アクチエータの圧力、速
   度を制御することを特徴とする静油圧駆動制御装置。