JPS6287631A - 可変容量ポンプの制御方法 - 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） この発明はディーゼルエンジン駆動の建設機械等におけ
る可変容量ポンプの制御方法に関するものである。

（従来技術） 従来、ディーゼルエンジン駆動の建設機械等において、
負荷によるエンジンの出力馬力の低下を防止する方法と
して、例えば日本機械学会・精機学会共催、日立地方講
演会講演論文集Ｐ−９１〜９３（油圧ショベルの動力系
の電子制御）で提案されたものがある。これはアクセル
レバ−から目標回転数を、回転数センサーから実際回転
数をそれぞれ求め、この差（回転数偏差）を使ってポン
プ入力トルクを制御するようにしたものである。

すなわち、上記偏差がプラスの場合にはエンジンにかか
る負荷が小さいのでポンプの入力トルクを大きくし、マ
イナスの場合にはエンジンにかかる負荷が大ぎいのでポ
ンプの入力トルクを小さくすることによって制御してい
る。さらに負荷変動に対するエンジン回転数の振動を減
衰させるために、回転数の微分をとり、所定の係数を乗
算して上記偏差に加算し、これを使って制御している。

すなわち比例制御と微分制御とを加えたＰ’ＤＩＩＪＩ
ＩＩである。

上記方法では、ＰＤ副制御あるために、燃料噴射ポンプ
制御系統の無い場合、重負荷時にエンジン回転数と目標
回転数との偏差が大きくなるのを防止することができず
、したがって重負荷時に、エンジン馬力が低下するとい
う問題が残されている。

また特開昭５８−１０４３８１号公報で示された方法は
、スロットルレバーの出力を折線特性を利用して近似し
、定格値を回転数−電圧コンバータで回転数に相当する
電圧に変換し、一方エンジンに負荷がかかり、回転数が
定格値より高い場合は制御は行わず、回転数が定格値よ
り低くなると、その差を積分し、その値によってポンプ
の傾転角を減少させて入力トルクを小さくするようにし
ている。すなわち積分制御のみで行っている。

上記方法では、積分制御のみであるために、エンジン回
転数が目標回転数に常に一致することになり、このため
負荷の状態にかかわらず、エンジン・の出力馬力が一定
となり、］−）ジンの持′コγ出力馬力を有効に利用す
ることができないという問題がある。

（発明の目的） この発明はこのような従来の欠点を解消１−るためにな
されたものであり、比例制御と一定範囲の積算制御とを
行うことにより、エンジンの出力馬力の大幅な低下がな
く、出力馬力の高い状態で安定な制御が行える可変容量
ポンプの制御方法を提供するものである。

（発明の構成） この発明は、エンジン駆動の可変容量ポンプとこのポン
プから吐出される作動油によって駆動されるアクチュエ
ータとからなる機械の制御ｉｌｌ装置において、スロッ
トルレバーで設定されるエンジンの目標回転数とエンジ
ン回転数との偏差により可変容量ポンプの吐出量を制御
し、エンジンの出力馬力の低下を防止する制御方法にお
いて、エンジン回転数が上記目標回転数より低い場合に
のみ上記偏差に所定の係数を掛けた値と、積算器により
積算開始時より３０〜１５ＱｌｓＩＢｃ前から積算開始
時迄の間の偏差値の積算値とを加算し、この加算値に基
き可変容量ポンプの吐出量を制御するものである。

上記構成においては、比例制御と一定範囲の積算制御と
を行うことにより、エンジンの出力馬力の大幅な低下を
防止し、出力馬力の高い状態での安定な制御が行われる
ようにしている。

（実施例） 第１図において、スロットルレバー１には検出器２が設
けられ、この検出器２による検出信号は制御装置５に送
られ、一方スロットルレバー１により操作されるエンジ
ン３にはエンジン回転数の検出器４が設けられ、この検
出信号も上記制御装置５に送られる。エンジン３により
駆動される可変容量ポンプ７はコントロールバルブ８を
通して圧油を油圧シリンダ９に送る。上記制御装置５か
らの信号は流量制御機１６に送られて可変容量ポンプ７
の傾転角を制御する。

上記制御装置５は、第２図に示すように構成されている
。すなわちエンジン回転数の検出器４から送られる回転
パルスの時間開隔より関数発生器５１でエンジン回転数
が求められ、またスロットルレバー１の操作量を検出す
る検出器２からの操作量信号が関数発生器５２に送られ
て目標回転数が求められる。これらの値の差が加分器５
０で加算され、その偏差がマイナスの場合のみ微分器５
３で微分される。また上記偏差がマイナスの場合のみ積
算器５４で積算される。この積算器５４は演算開始時よ
りＣ時間前から演算開始時までの間の積算を行う。

この積算は、常に積算開始より所定時間前から積算開始
時までの間について行うものであり、したがってこの積
算値は例えば５　ｍｓｅｃの間隔で常に更新される。

係数器５５．５６．５７では、各入力すなわち微分器５
３からの微分値、加算器５０からの偏差値および積算器
５４からの積算値に対し、それぞれ上記各係数器で設定
した係数を１１）け、その結果を加ｎ器５９で加算し、
それを電流増幅器５８に送り、そこで入力電圧に比例し
た出力Ｎ流にしてそれを上記流量制御機構６に送って可
変容量ポンプ７を制御する。これによって後述する所定
量の偏差が残されるようにしている。

なお、上記微分器５３および係数器５５は、これによっ
て偏差の変化■を微分制御するものであるが、これは省
略することも可能である。

上記積算のＣ時間は、３０〜１５０ＩｌｌＳｅＣの範囲
内に設定されている。この範囲は実験的に求めたちので
、この時間が３０　ｍｓｅｃ以下では積算範囲が小さす
ぎて積算の効果がなく、また１　５０　ｍｓｅｃｊＳ１
上では応答性が悪く、また定常状態に安定するのが遅く
なる。第６図において、無負荷状態から負荷がかかると
、回転数が減少し、この減少量に応じて上記制御を行う
と、回転数は徐々に収斂し、曲線ａに示すように目標回
転数から一定の偏差を右する値を保つようになる。

なお、上記曲線ａは上記積算時間を３　Ｑ　ｌ１ｌＳｅ
Ｃに設定した場合の値であり、積算時間をそれよりも良
くすると、目標回転数に近付くことになる。曲線すは上
記積算による制御を行わない場合の特性を示している。

上記積算器５４の出力は偏差入力に対し、第３図に示す
ようになる。すなわち偏差がマイナスになると積算を開
始し、制御の結果偏差が一定値になると、積算器５４の
出力も一定となり、この偏差が残った状態でエンジンの
出力トルクとポンプの吸収トルクとがバランスする。

上記構成において、スロットルレバー１の操作によって
目標回転数を設定し、エンジン３の回転数と目標回転数
との間に偏差が生じると、その偏差がマイナスの場合（
エンジン回転数が目標回転数より小さい場合）のみ微分
器５３、係数器５５による微分制御、係数器５６による
比例制御および積算器５４、係数器５７による積算制御
が行われ、電流増幅器５８、流量制御機構６を介して可
変容量ポンプ７が制御される。この制御は偏差が常に所
定の値となるように行われる。このように、偏差が残っ
た状態でｌ制御が行われるために、第４図に示すように
目標回転数Ａから一定範囲の制御域Ｂにおいて制御がな
されることになり、エンジンのトルクライズを利用する
ことができる。この領域範囲はエンジンの特性に応じて
上記係数器５５．５６．５７の係数により設定される。

上記制御域は、第５図に示すエンジン回転数−出力馬力
曲線の最高１ｉｉ１（馬力有効利用域）Ｈに対応し、し
たがって出力馬力の最高範囲を利用することができる。

（発明の効果） 以上説明したように、この発明は一定の偏差が残される
ように制御を行うために、エンジンのトルクライスを有
効に利用することができ、しかも偏差が大きくなりすぎ
ることによるエンジンの出力の低下も防止することがで
きる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明を実施する装置の１例を示す概念図、
第２図はその制ｔ１１装置のブロック図、第３図は偏差
値と積算値との関係図、第４図はエンジン回転数−出力
トルク特性図、第５図はエンジン回転数−出力馬力特性
図、第６図は制御特性図である。 １・・・スロットルレバー、２・・・目標回転数検出器
、３・・・エンジン、４・・・エンジン回転数検出器、
５・・・制御装置、７・・・可変容量ポンプ、５４・・
・積算器、５５．５６．５７・・・係数器。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、エンジン駆動の可変容量ポンプとこのポンプから吐
   出される作動油によつて駆動されるアクチュエータとか
   らなる機械の制御装置において、スロットルレバーで設
   定されるエンジンの目標回転数とエンジン回転数との偏
   差により可変容量ポンプの吐出量を制御し、エンジンの
   出力馬力の低下を防止する制御方法において、エンジン
   回転数が上記目標回転数より低い場合にのみ上記偏差に
   所定の係数を掛けた値と、積算器により積算開始時より
   ３０〜１５０ｍｓｅｃ前から積算開始時迄の間の偏差値
   の積算値とを加算し、この加算値に基き可変容量ポンプ
   の吐出量を制御することを特徴とする可変容量ポンプの
   制御方法。