JPS6392801A

JPS6392801A - 油圧制御方法

Info

Publication number: JPS6392801A
Application number: JP23873686A
Authority: JP
Inventors: Naoki Ishizaki; 直樹石崎; Sadao Nunotani; 布谷　貞夫; Kazuo Uehara; 上原　一男; Tadao Karakama; 唐鎌　忠雄
Original assignee: Komatsu Ltd
Current assignee: Komatsu Ltd
Priority date: 1986-10-07
Filing date: 1986-10-07
Publication date: 1988-04-23

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〕本発明は油圧制御方法に係り、特に１つの可変容量ポン
プから複数の油圧アクチュエータにそれぞれ所要流量の
圧油を供給する油圧制御方法に関する。

〔従来の技術〕

従来のこの種の油圧制御システムの一例を第３図に示す
。同図において、可変容量ポンプ１は原動機２によって
駆動されており、ポンプ斜板角制御装置３によって制御
される斜板角に応じた流２の圧油をそれぞれ流量制御弁
４，５のバルブ４ａ。

５ａに吐出する。

流量制御弁４，５のバルブ制御部４ｂ、５ｂに−は、流
量指令発生器６，７からそれぞれ操作レバー８，９のレ
バーストロークに応じた流量指令が加えられており、バ
ルブ制御部４ｂ、５ｂはそれぞれ油圧アクチュエータ１
０．１１に指令流量が供給されるようにバルブ４ａ、５
ａを制御する。

ここで、ポンプ吐出流量は、ポンプ圧が、油圧アクチュ
エータ１０．１１における負荷圧＋ΔＰ（一定値）とな
るようにフィードバック制御されている。すなわち、加
算器１２の正入力にはポンプ圧が加えられ、負入力には
シャトル弁１３ａ。

１３ｂ、１３ｃを介して油圧アクチュエータの負荷圧が
加えられ、加算器にはこれらの差圧力をとり、これを加
算器１４の負入力に加える。加算器１４の正入力には一
定値ΔＰが加えられており、加算器１４はこれらの差圧
力をとり、ポンプ斜板角制御装置３に加える。そして、
ポンプ斜板角制御装置３は入力する差圧力が０になるよ
うにポンプ斜板角を制御する。

Ｃ発明が解決しようとする問題点〕この油圧制御システムは、フィードバック回路を構成し
ているため、負荷圧が立って初めてポンプはアクチュエ
ータに流量を送り込む。ここにタイムラグが発生してし
まい、応答性を損なう。

また、各油圧アクチュエータへの流量をそれぞれ独立に
確保するためには、ポンプ最大容量、原動機最大馬力が
各油圧アクチュエータ単独時の必要量の和となってしま
い、アクチュエータ数が増えるにつれて、大容量、大馬
力が必要となってしまう。すなわち、第３図に示したよ
うに最大指令流量がそれぞれＱ　ａ＋ａｘの２つの油圧
アクチュエータを用いた場合、ポンプ容量は第４図に示
すように２Ｑｍａｘ必要となり、必要馬力は必要最大圧
力をＰ　＠ａｘとすればＰｍａｘ　ｘ　２　Ｑｍａｘと
なる。

本発明は上記実情に鑑みてなされたもので、指令に対す
る油圧アクチュエータの応答性がよく、またポンプ容量
、原動機馬力も最小限におさえることができる油圧制御
方法を提供することを目的とする。

〔問題点を解決するための手段および作用〕本発明によ
れば、１つの可変容量ポンプから複数の油圧アクチュエ
ータにそれぞれ所要流量の圧油を供給する油圧制御方法
であって、前記可変容量ポンプから圧油を入力し、前記
複数の油圧アクチュエータに出力する圧油流量をそれぞ
れ制御する複数の流量制御弁を設け、前記複数の油圧ア
クチュエータへの指令流量の和が前記可変容量ポンプの
最大吐出流量以下の場合には、該可変容量ポンプの吐出
流量が前記指令流量の和となるように前記可変容量ポン
プを制御するとともに、前記複数の流量制御弁から出力
される圧油流量がそれぞれ前記指令流量となるように前
記複数の流量制御弁を制御し、前記複数の油圧アクチュ
エータへの指令流量の和が前記可変容量ポンプの最大吐
出流量を越えた場合には、該可変容量ポンプの吐出流量
が最大吐出流量となるように前記可変８全ポンプを制御
するとともに、前記複数の流量制御弁から出力される圧
浦流二の和が前記最大吐出流Ωで、かつその圧油流量の
比が前記指令流量の比と一致するように前記複数の流量
制御弁を制御するようにしている。

〔実施例〕

以下、本発明を添付図面を参照して詳細に説明する。

第１図は本発明方法を適用した油圧制御システムの一実
施例を示すシステム構成図である。なお、この実施例で
は、２つの油圧アクチュエータＡＩ。

Ａ２を用いた場合に関して示している。

同図において、操作レバー２ｏおよび２１はそれぞれ油
圧アクチュエータＡ１およびＡ２を動作させるためのレ
バーであり、流量指令発生器２２および２３はそれぞれ
操作レバー２ｏおよび２１のレバーストロークに対応し
た流量指令（Ｑｌ）および（Ｑ２）を出力する。なお、
流Ｑ指令発生器２２および２３における指令流量の最大
値はそれぞれＱ　ｍａｘで、原動機３０によって駆動さ
れ、ポンプ斜板角制御装置２８によって斜板角が制御さ
れる可変８回ポンプ２９の最大吐出流ｆｆｉＱｇＨｘと
一致する。

前記流量指令発生器２２から出力される流量指令（Ｑｌ
）は加算器２４および乗算器２５に加えられ、流量指令
発生器２３から出力される流量指令（Ｑ２）は加算器２
４および乗算器２６に加えられる。加算器２４は上記２
人力指令を加算し、その加算値である流量指令（Ｑｐ　
　（＝Ｑ１＋Ｑ２））をそれぞれ係数演算回路２７およ
びポンプ斜板角制御装置２８に出力する。

係数演算回路２７は、入力する流量指令（Ｑｐ　）とポ
ンプ最大吐出流ｆｌｉＱｌｌａｘとを比較し、Ｑｐ≦Ｑ
　ｗａｘならば、Ｋ　−１＋　α）Ｑｐ＞Ｑａ＋ａｘな
らば、Ｋ＝Ｑｍａｘ＋αｐ・・・（１）なる係数Ｋを演算し、これをそれぞれ乗算器２５゜２６
に出力する。なお、上式（１）において、αはポンプ吐
出流量が油圧アクチュエータＡＩ、Ａ２に加えられる流
量を越えないように補償するための定数で、流量指令（
Ｑｐ　）に対してポンプ２９から吐出される実際の流量
の誤差や後述する流量制御弁３１．３２のバルブ流量指
令値に対する制御流量の誤差あるいはこれらの流量制御
に関する応答遅れ等にもよるが、αは十分小さい値であ
り、理想的にはα−０が望ましい。

乗算器２５は入力する流量指令（Ｑｌ）に係数Ｋを乗算
し、その乗算値であるバルブ流量指令値（Ｑｖｌ　（−
に−Ｑｌ））を流量制御弁３１のバルブ制御弁３１ｂに
出力し、乗算器２６は入力する流量指令（Ｑ２）に係数
をＫを乗算し、その乗算値であるバルブ流量指令値（Ｑ
ｖｚ（＝Ｋ・Ｑ２））を流量制御弁３２のバルブ制御部
３２ｂに出力する。

一方、ポンプ斜板角制御装置２８は、ポンプ吐出流量を
制御するもので、入力する流量指令（Ｑｐ　）に対応し
た流量がポンプ２９から出力されるようにポンプ斜板角
を制御する。なお、Ｑｐ＞Ｑｍａｘの場合には、ポンプ
最大吐出流ｍＱｔｎａｘが吐出されるようにポンプ２９
を制御する。このようにして吐出流量が制御されるポン
プ２９は、その流量制御された圧油を流量制御弁３１．
３２のバルブ３１ａおよび３２ａに出力する。

流量制御弁３１のバルブ制御部３１ｂは、入力するバル
ブ流量指令値（Ｑｖｌ）に基づいてその指令された流量
が油圧アクチュエータＡ１に供給されるようにバルブ３
１ａを制御し、流量制御弁３２のバルブ制御部３２ｂは
、入力するバルブ流量指令値（Ｑｖ　２　）に基づいて
その指令された流量が油圧アクチュエータＡ２に供給さ
れるようにバルブ３２ａを制御する。

以上の制御により、Ｑｐ≦ＱＩＩｌａｘのときには可変
容量ポンプ２９は必要流量のみ吐出し、流量制御弁３１
．３２はそれぞれ指令流量を油圧アクチュエータＡＩ、
Ａ２に加え、一方、Ｑｐ＞Ｑｍａｘのときには可変容量
ポンプ２９はポンプ最大吐出流量を吐出し、流量制御弁
３１．３２はその流量和がポンプ最大吐出流ｍで、流量
配分比が（Ｑｖ＋：Ｑｖ２）が指令流量比（Ｑ＋：Ｑ２
）と一致するＫ　Ｑを油圧アクチュエータＡＩ、Ａ２に
加える。

なお、Ｑｐ＞Ｑｍａｘのときに上記流量配分比が指令流
量比になるようにした理由は、オペレータが油圧アクチ
ュエータを複合制御する場合に、その油圧アクチュエー
タによって作動する作業機等をオペレータが指令した速
度ではないが、少な（とも指令した方向に移動させるこ
とができるようにするためである。

次に、上記流量制御弁等の油圧回路の詳細について第２
図を参照して説明する。なお、同図では、１組の油圧ア
クチュエータＡおよび流量制御弁について示すが、他の
組のものも同様に構成されている。

流量制御弁のバルブとしてはポペット弁ＰＶＩ〜ＰＶ４
が相当し、流量制御弁のバルブ制御部としては電磁弁Ｅ
ＶＩ、ＥＶ２が相当する。そして、電磁弁ＥＶＩはポペ
ット弁ＰＶＩ、ＰＶ２を制御し、油圧アクチュエータ（
シリンダ）Ａを伸長させる方向への圧油流量を制御し、
電磁弁ＥＶ２はポケット弁ＰＶ３．ＰＶ４を制御し、シ
リンダＡを縮退させる方向への圧油流量を制御する。

コントローラ４０は、第１図に示したような加算器２４
、乗算器２５．２６、係数演算回路２７等を含み、複数
の流量指令発生器２２．・・・からの流量指令を入力し
、複数の流量制御弁および１台の可変容量ポンプ２９を
制御する。

いま、シリンダＡを伸長させる方向に指令流量を供給す
る場合について説明する。この場合、コントローラ４０
からライン４１を介してバルブ流量指令値（Ｑｖ　）が
電磁弁ＥＶＩのソレノイドに加えられる。電磁弁Ｅｖ１
はソレノイドに加えられるバルブ流量指令値（Ｑｖ　）
に応じてそのスプール位置を移動させる。

これにより、絞り５０および電磁弁ＥＶＩのスプール位
置に応じた油圧がポペット弁ＰＶ１に加わり、このポペ
ット弁ＰＶＩはその油圧に応じた流量、すなわち指令流
量を逆止弁５１を介してシリンダＡの油室５２ａに加え
る。

一方、シリンダＡの油室５２ａへの圧油の供給に伴って
、シリンダＡの油室５２ｂ側に接続される油路５３の圧
力は上昇し、これに対し、電磁弁ＥＶＩを介して油路５
４が油路５５に接続されるため、油路５４の圧力が低下
し、その結果ポペット弁ＰＶ２が開き、シリンダＡの油
室５２ｂ側の圧油が油路５３、ポペット弁ＰＶ２および
油路５５を介してドレン５６に流れる。

以上のようにして、電磁弁ＥＶＩによってポペット弁Ｐ
Ｖ１．ＰＶ２が制御され、電磁弁ＥＶＩのソレノイドに
印加されるバルブ流量指令値（Ｑｖ　）に応じた流量が
シリンダＡを伸長させる方向に加えられる。なお、シリ
ンダＡを縮退させる方向に所要流量を流す場合には、電
磁弁ＥＶ２によってポペット弁ＰＶ３．ＰＶ４を制御す
ることにより行なわれるが、これらの弁は上記電磁弁Ｅ
ＶＩ、ポペット弁ＰＶＩ、ＰＶ２と対称に設けられ、同
等の動作を行なうので、その詳細な説明は省略する。

また、可変容量ポンプ２９の吐出圧は電磁弁ＥＶ３およ
びポペット弁ＰＶ５によって制御できるようになってい
る。すなわち、コントローラ４０はライン５７を介して
電磁弁ＥＶ３のソレノイドに所望の油圧に対応する電気
信号を加え、電磁弁ＥＶ３はソレノイドによる付勢力と
ポンプ吐出圧とが釣り合うようにポペット弁ＰＶ５を開
閉制御する。

なお、流量制御弁の種類、油圧アクチュエータの数につ
いては本実施例に限定されない。また、原動機の出力変
化、ポンプの馬力制御がある場合も、ポンプ最大吐出流
量Ｑｗａｘの変化としてとらえられ、その変化後のポン
プ最大吐出流Ωを前記第（１）式における係数演算に使
用すればよい。勿論、そのポンプ最大吐出流量は例えば
スロットルセンサ、ポンプ圧力センサ等により演算可能
である。

〔発明の効果〕

以上説明したように本発明によれば、油圧アクチュエー
タの制御系がフィードバック回路を持たず、オーブン制
御のため、応答性を良くすることができ、またポンプ容
量、原動機馬力も必要最小限におさえることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明方法を適用した油圧制御システムの一実
施例を示すシステム構成図、第２図は第１図の流量制御
弁等の詳細例を示す油圧回路図、第３図は従来の油圧制
御システムの一例を示すシステム構成図、第４図は第３
図の可変８全ポンプ容量等を示す図である。２０．２１・・・操作レバー、２２．２３・・・流量指
令発生器、２４・・・加算器、２５．２６・・・乗算器
、２７・・・係数演算回路、２８・・・ポンプ斜板制御
装置、２９・・・可変容量ポンプ、３０・・・原動機、
３１゜３２・・・流量制御弁、Ａｌ、Ａ２・・・油圧ア
クチュエータ。

Claims

【特許請求の範囲】１つの可変容量ポンプから複数の油圧アクチュエータに
それぞれ所要流量の圧油を供給する油圧制御方法であっ
て、前記可変容量ポンプから圧油を入力し、前記複数の油圧
アクチュエータに出力する圧油流量をそれぞれ制御する
複数の流量制御弁を設け、前記複数の油圧アクチュエータへの指令流量の和が前記
可変容量ポンプの最大吐出流量以下の場合には、該可変
容量ポンプの吐出流量が前記指令流量の和となるように
、前記可変容量ポンプを制御するとともに、前記複数の
流量制御弁から出力される圧油流量がそれぞれ前記指令
流量となるように前記複数の流量制御弁を制御し、前記複数の油圧アクチュエータへの指令流量の和が前記
可変容量ポンプの最大吐出流量を越えた場合には、該可
変容量ポンプの吐出流量が最大吐出流量となるように前
記可変容量ポンプを制御するとともに、前記複数の流量
制御弁から出力させる圧油流量の和が前記最大吐出流量
で、かつその圧油流量の比が前記指令流量の比と一致す
るように前記複数の流量制御弁を制御することを特徴とする油圧制御方法。