JPS63109289A - 油圧ポンプのフイ−ドバツク制御装置 - 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） 本発明は、可変容量型油圧ポンプから、これに接続され
るアクチュエータへのｉｔ及び作用圧力の双方をフィー
ドバック制御する油圧ポンプのフィードバック制御装置
に関し、特に、流量から圧力への制御切換直後における
上記アクチュエータの制卸性の向上対策に関する。

（従来の技術） 従来より、この種の油圧ポンプの流量及び圧力のフィー
ドバック制御系においては、制御対象となる流量及び圧
力の可変要素してのポンプ斜板等と、該ポンプ斜板等を
操作する電気回路等の操作手段と、この操作手段に対し
てフィードバック量と目標値とのｇ差に等しい値の流量
及び圧力の各偏差制御信号を出力する制御回路等の制御
要素とを備えで、流量制御の必要時には、制御要素力〜
ら操作要素に流量偏差制御信号を圧力して、ポンプ斜板
等の傾斜角度を制御する一方、圧力制卸の必要時には、
圧力偏差制御信号を制御要素力・ら出力して、ポンプ斜
板の傾斜角度を制御することにより、該油圧ポンプに接
続されるアクチュエータへの油の流量及び作用、ｒｉＥ
力を各々その目標値にフィードバックＰｐｌ　’ａ−ｑ
るようになされている。

（発明が解決しようとする問題点） しかしながら、上記従来のもので・は、例えばアクチュ
エータが目的物に当接した場合等の如く、油の作用圧力
が＠ヱ冒しで、流量制御から圧力制御に切換った時には
、その直後でポンプ斜板の傾斜角度等が唐突に小さくな
って、流量が短ＴＩ￥：間で少うになるうのの、このポ
ンプ斜板の唐突な傾斜角度の変化に伴り、そのポンプ斜
板の傾斜角度がアンダシュートしにのら、この所定角度
に安定する。ことになるため、油の作用圧力が目標値を
境にｊ’ＪＪ減変化し、圧力が不安定になり、作用圧力
の制御性が低下するという欠点があった。

本発明は斯かる点に浩みてなされたつのであり、その目
的は、上記の如く油圧ポンプの流量及び圧力のフィード
バック制御を行う場合、圧力フィードパック制御時には
、ポンプ斜板の傾斜角度等の変化速度に応じて圧力個差
制御信号の値を補正することにより、ポンプ斜板の動作
に電気的なダンパ効果を与えて、安定前のポンプ斜板等
のアンダシュートそ可及的に抑制して、圧力の制御性の
向上を図ることにある。

（問題点を解決するための手段） 上記の目的を達成ケるため、本発明の解決手段は、第１
図に示す如く、制御対象となる油［ポンプのポンプ斜板
等のクロき流量及び圧力の可変要素く１）と、該可変要
素（１）を操作する操作要素（２）と、該操作要素（２
）に流量偏差制御信号および圧力偏差制御ｌｌ信号を出
力する制御要素（５）とを備えで、流量及び圧力の各フ
ィードバックｆｌｌｉ御系＜８）、＜９）を構成した油
圧ポンプのフィードバック制御装置を前提とｆる。ぞし
て、上記可変要素（１）の変イヒ速度を検出する変化速
度検出手段（２２）と、上記圧力フィードバック制御系
く９）による圧力フィードバック制御時を検出ヂる圧力
制御時検出手段（２１）と、該雨検出手段（２１）、（
２２）の出力を受け、圧力フィードバック制御時に、上
記可変要素（１）の変化速度に応じて上記制御要素（５
）からの圧力偏差６制御信号値を補正する補正回路（２
７）とを備えろｆＩ成としたものでめろ。

（作用） 以上の構成により、本発明では、流量フィードバック制
御時には、制御要素（５）からの流量偏差制御信号が操
作要素（２）に入力される一方、圧力のフィー　ドパツ
ク制御時には、制御要素（５）からの１日力偏差制御信
号が操作要素く２）に入力されて、この操作要素（２）
により可変要素（１）がフィードバック制御されるのが
繰返されることにより、油の流量や作用圧力が各々目標
値に収束テることになる。

その際、ポンプ斜板等の可変要素く１）の変化速度が変
化速度検出手段（２２）で検出されていて、圧力フィー
ドバック制御時には、制御要素（５）から操作要素（２
）ノ＼の王力僅差制御ｌ言号の値が、補正回路（２７）
により上記可変要素（１）の変化速−〇　　　− 度に応じて補正され、この変化速度が大きいときには、
圧力偏差制御信号の値が小さく補正されるので、ポンプ
斜板等の可変要素〈１）の変化速度が小さくなって電気
的なダンパ効果が与えられることになる。その結果、流
量制御から圧力制御への切換直後にも、ポンプ斜板等の
可変要素（１）はアンダシュートすることなく所定角度
にスムーズに安定して、圧力制御の制御性が向上するこ
とになる。

（実施例） 以下、本発明の実施例を図面に基いて説明する。

第１図は可変容量型油圧ポンプの流量及び圧力のフィー
ドバック制御系を示し、（１）は油圧ポンプの流量及び
圧力の双方のフィードバック制御で単一の制御対象とな
る油圧ポンプの流量及び圧力の可変要素としてのポンプ
斜板、（２）は該ポンプ斜板（１）の傾斜角度を調整操
作する操作手段としての増幅回路であって、該増幅回路
く２）内には、流量及び圧力の各偏差制御信＠（後述）
を増幅して上記ポンプ斜板（１）に出カグる１増−〇　
　　− ・＠器（２ａ）が備えられている。

また、（３）は上記ポンプ斜板（１）の傾斜角度、つま
り油の吐出沢伍を検出する斜板角センサ、（４）はポン
プ斜板（１）から油供給を受けるアクチュエータ（図示
せず）での油の作用咥力を検出Ｔる圧力センυ、（５）
は上記斜板角センサ（３）の出力信号を受け、ポンプ斜
板（１）の実際の傾斜角度値と目標流量に相当する目標
傾斜角度との角度偏差、つまり流量偏差を演棹する第１
減算回路（５ａ）と、上記圧力センサ（４）の出力を受
け、油の実際の作用圧力値とその目標値との１圧力偏差
を演算する第２減斡回路（５わ）とからなる制御要素こ
しての減算回路ひあって、該減算回路（５）の第１減算
回路（５ａ）からの流量側き制御信号（電圧信号）及び
第２減紳回路〈５０）からの圧力偏差制御信号（電圧信
＠）は各々反転増幅回路（６）、（７）を介して上記ｍ
＠回路（２）に圧力可能になっていて、単幅回路（２）
が流量偏差制御信号を受しナだときには、該流量煽差ヤ
１］御信号値に応じてポンプ斜板く１）の傾斜角度をＪ
１１減調整して、吐出流量をその目標値に増減調整する
ようにした流量フィードバック制卸系〈８）を構成して
いるとともに、増幅回路（２）が減算回路（５）から圧
力＠差制御信号を受けたときには、該圧力偏差制御信号
値に応じてポンプ斜板く１）の仰斜角度を増減調整して
、吐出流量の調整により油の作用圧力を高低調整するよ
うにした圧力フィードバック制御系〈９）を構成してい
る。

さらに、（１０）は上記流量フィードバック制卸系（８
）の特性（過渡応答）を改善するために補償定数が適切
に調整された流量制御用の補償回路、（１１）は同様に
圧力フィードバック制御系（９）の特性を改善するため
に補償定数が適切に調整された圧力制御用の補償回路で
あって、該各補償回路（１０）、　（１１）は、各々第
２図に詳示−ｆるように、第１抵抗（Ｒ１）と第１コン
デンサ（Ｃ１）との並列回路から、伐る応答性改善用の
位相進み回路（１２）と、該位相進み回路（１２）の後
段でループゲインを増大させるそめの第２抵抗（Ｒ２）
と第２コンデンサ（Ｃ２）との直列回路から成る位相遅
れ回路（１３）と、該位相遅れ回路（１３）の後段で＠
号を増幅する増幅器（１１）とからなり、その各補償定
数は、流量制御用と圧力制御用とで制御ループの広さの
相違に伴い互いに兵なる値に選定されている。

そして、上記流ｉ及び圧力の各フィードバック制御時に
は、各々対応ケる補償回路（１ｏ）又は（１１）をポン
プ斜板（１）の制御ループに接続すべく、各補償回路（
１０）、　（１１）は、上記減算回路（５）側に各々反
転層幅回路（１５）、　（１６）を直列に接続せしめた
のら、互いに並列に接続され、この両者の並列回路の両
端には各々第１及び第２の切換スイッチ（１７）、　（
１８）が接続さζていて、減算回路（５）側の第”ＩＦ
ＪＪ換スイッチ（７７）は、両補償回路（１０）、　（
１１）を上記減算回路（５）の第１減算回路（５ａ）側
と第２減算回路（５ｂ）側とに選択的に切換るものひあ
り、第２の切換スイッチ（１８）は、流量制御用の補償
回路（１０）と圧力制御用の補償回路（１１）とを上記
増幅回路（２）に選択的に接続するものである。

−〇　− 加えて、（２０）は上記２個の切換スイッチ（１７）。

（１８）を切換制御する偏差量判定回路であって、該偏
差量判定回路（２０）は、上記減算回路（５）の第１減
算回路（５ａ）からの流量＠差制御信号と、第２減算回
路（５ｂ）からの圧力偏差１１１Ｊ御信号とを受け、こ
の両者の偏差値から、目標値に対してフィードバック量
（センサ出力値）が大きい制御系を判定して、流量又は
圧力のフィードバック制御の必要時を検出する機能を有
し、流量制御の必要時には、上記第１及び第２の切換ス
イッチ（１７）、　（１８）を流量側に切換るよう両切
換スイッチ（１７）、　（１８）に切換信号を出力して
、減算回路５からの流量偏差制御信号を流量フィードバ
ック制御系に対応する流量ｌ１ｉＩＩＷＪ用の補償回路
（１０）を経て増幅回路２に出力させる一方、圧力制御
の必要時には切。

換スイッチ（１７Ｌ　（１８）を圧力側に切換るよう切
換信号を出力して、減算回路５からの圧力位差制御信号
を圧力フィードバック制御系に対応する圧力制御用の補
償回路（１１）を経て増幅回路２に出力させるようにし
ており、この偏差量判定回路（２０）により、圧カフィ
ードバック＃Ｊ御系（９）による圧力フィードバック制
御時を検出するようにした圧力制御苛検出手段（２１）
を兼用している。

しかして、上記斜板角センサ（３）から減算回路（５）
への傾斜角度信号の伝送系には、その傾斜角度値を微分
してポンプ斜板（１）の変化速度を検出ケる変化速度検
出手段としての傾斜角度信号微分回路（２２）が接続さ
れている。

また、上記第２切換スイツヂ（１８）から増幅器（２）
への偏差制御信号の伝送系には、第２減算回路（２５）
が介設されていて、該第２減算回路（２５）は、上記傾
斜角度信号微分回路（２２）からのポンプ斜板（１）の
変化速度信号が入力可能になっていて、この変化速度信
号の入力時には、この信号値でもって上記減算回路（５
）からの偏差制御信号値を減ｉするものである。そして
、上記傾斜角度信号微分回路（２２）から第２減算回路
（２５）への信号伝送系の途中には、上記第２切換スイ
ツヂ（１８）と運動して該第２切換スイツチ（１８）が
圧力側に切換った際に閉じる常開接点（２６）が介設さ
れでいて、圧力のフィードバック！ｔｉ制御時には、第
２切換スイツチ（１８）の圧力側切換に伴い常開接点（
２６）が閉じて、傾斜角度信号微分回路（２２）からの
ポンプ斜板（１）の変化速度信号が第２減算回路（２５
）に入力されることにより、該第２減算回路（２５）で
上記減算回路（５）からの圧力偏差制御信号値をポンプ
斜板（１）の変化速度信号値で減算して補正するように
した補正回路（２７）を構成している。

したがって、上記実施例においては、斜板角センサ（３
）で検出されたポンプ斜板（１）の傾斜角度（流量）信
号と、圧力センサ（４）で゛検出された油圧ポンプから
の油の作用圧力信号とが各々減算回路（５）に常時入力
され、この減算回路（５）でこの流量及び圧力の各検出
値とその各目標値との偏差が各々常時演算されていて、
この各偏差制御信号に基いて傭差堡判定回路（２０）で
流量制御の必要時が判定された場合には、第１及び第２
の切換スイッチ（１７Ｌ　（１８）が各々流量側に切換
って、流量制御用の補償回路（１０）がポンプ斜板（１
）の制御ループに接続されると共に、その後に減算回路
（５）の第１減算回路（５ａ）の流量偏差制御信号がこ
の流量制御用の補償回路（１０）を怪で増幅回路（２）
に入力される一方、圧力制御の必要時には、第１及び第
２の切換スイッチ（１７）。

（１８）が今度は圧力側に切換って、圧力制御用の補償
回路（１１）がポンプ斜板（１）の制御ループに接続さ
れると共に、減算回路く５）の第２減算回路（５ｂ）の
圧力偏差制御信号がこの圧力制御用の補償回路（１１）
を経て増幅回路〈２）に入力される。

そして、この増幅回路（２）により上記ポンプ斜板（１
）の傾斜角度がフィードバック制御されるので、流量及
び圧力の各フィードバック制御系＜８）、（９）の特性
がほぼ所期値に実現されつつ、アクチュエータへの油の
流量及び作用圧力が各、々目標値に調整される。

その際、ポンプ斜板（１）の傾斜角度の変化速度が斜板
各信号微分回路（２２）で検出されつつ、偏差量判定回
路（２０）’ｒ圧カフィードバック制御時が検出された
場合には、減算回路（５）の圧力偏差制御信号が第２減
算回路（２５）において上記斜板角信号微分回路（２２
）からのポンプ斜板（１）の変化速度信号値でもって減
算補正されて、ポンプ斜板（１）の傾斜角度の変化が小
さく抑制される。このことにより、例えばアクチュエー
タが目的物に当接した場合等には、油の作用圧力が急上
昇して、流量制御から圧力制御に切換るものの、その直
後でポンプ斜板（１）が傾斜角度の減少方向に早く変化
しようとすると、上記ポンプ斜板（１）の変化速度信号
値で圧力偏差制御信号値が小さく補正されるので、その
動きが規制されて該ポンプ斜板（１）に電気的なダンパ
効果が与えられ、その結果、ポンプ斜板（１）は、その
傾斜角度がアンダシュートすることなくスムーズに所定
値に安定して、・油の作用圧力が目標値に制御されるの
で、その圧力の制御性が向上することになる。

尚、上記実施例では、油圧ポンプに接続したアクチュエ
ータへの流量と作用圧力とをフィードバック制御する場
合について説明したが、本発明はこれに限定されず、そ
の他、上記流量や圧力に対して馬力制御を加えたものに
対しても同様に適用し得るのは勿論である。

（発明の効果） 以上説明しにように、本発明によれば、油圧ポンプの流
量及び圧力の双方のフィードバック制御を行う場合、圧
力のフィードバック制御時には、制御要素から操作要素
への圧力偏差制御信号値を、ポンプ斜板等の流量及び圧
力の可変要素の変化速度に応じて補正して、この流量及
び圧力可変要素に電気的なダンパ効果を与えたので、例
えば流量制御から圧力制御に切換った場合には、圧力の
アンダシュートを効果的に抑制して、圧力制御の制御性
の向上を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の実施例を示し、第１図は油圧ポンプから
の油の流量及び圧力のフィードバック制卸系のブロック
図、第２図は補償回路の具体的構成を示す電気回路図で
ある。 （１）・・・ポンプ斜板、（２）・・・増幅回照、（３
）・・・斜板角センサ、（４）・・・圧力センサ、く５
）・・・減算回路、（８）・・・流量フィードバック制
御系、（９）・・・圧力フィードバック制御系、（１７
）・・・第１切換スイツチ、（１８）・・・第２切換ス
イツチ、（２０）・・・偏差量判定回路、（２１）・・
・圧力制御時検出手段、（２２）・・・斜板角度信号微
分回路、（２５）・・・第２減算回路、（２６）・・・
常開接点、（２７）・・・補正回路。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）制御対象となる油圧ポンプの流量及び圧力の可変
   要素（１）と、該可変要素（１）を操作する操作要素（
   ２）と、該操作要素（２）に流量偏差制御信号および圧
   力偏差制御信号を出力する制御要素（５）とを備えて、
   流量及び圧力の各フィードバック制御系（８）、（９）
   を構成した油圧ポンプのフィードバック制御装置におい
   て、上記可変要素（１）の変化速度を検出する変化速度
   検出手段（２２）と、上記圧力フィードバック制御系（
   ９）による圧力フィードバック制御時を検出する圧力制
   御時検出手段（２１）と、該両検出手段（２１）、（２
   ２）の出力を受け、圧力フィードバック制御時に、上記
   可変要素（１）の変化速度に応じて上記制御要素（５）
   からの圧力偏差制御信号値を補正する補正回路（２７）
   とを備えたことを特徴とする油圧ポンプのフィードバッ
   ク制御装置。