WO1992006306A1 - Control system of hydraulic pump - Google Patents

Description

明 細 害 油圧ポ ンプの制御装置 技術分野

本発明は油圧シ ョベル、 油圧ク レーン等の油圧機械 に用いる油圧駆動回路における油圧ポ ンプの制御装置 に係わり、 特に、 油圧ポ ンプの吐出圧力を油圧ァクチ ユエ一夕の負荷圧よ り所定値だけ高く 保持するよ うに ポンプ吐出量を制御するロー ドセ ンシ ング制御油圧駆 動回路における油圧ポ ンプの制御装置に関する。 背景技術

油圧シ ョベル、 油圧ク レーン等の油圧機械に用いる 油圧駆動回路は、 少な く と も 1台の油圧ポンプと、 こ の油圧ポンプから吐出される圧油によって駆動される 少な く と も 1 つの油圧ァクチユエ一夕 と、 油圧ポンプ とァクチユエ一夕の間に接続され、 ァクチユエ一夕に 供給される圧油の流量を制御する流量制御弁とを備え ている。 この油圧駆動回路には、 油圧ポンプの吐出量 の制御にロー ドセ ン シ ング制御 （ L S制御） と称され る方式を採用 したものが知られている。 ロー ドセ ン シ ング制御とは、 油圧ポ ンプの吐出圧力が油圧ァクチュ エ ー夕の負荷圧力よ り も一定値だけ高く なるよう油圧 ポンプの吐出量を制御する ものであり、 これによ り油 圧ァクチユエ一夕の負荷圧力に応じた油圧ポンプの吐 出量の制御が行われ、 経済的な運転が可能となる。

と こ ろで、 ロー ドセ ンシ ング制御では、 吐出圧力と 負荷圧力との差圧 （ L S差圧） を検出し、 その L S差 圧と差圧目標値との偏差に応答して油圧ポンプの押し のけ容積、 斜板ポンプにあっては斜板の位置 （傾転量） を制御する構成となっている。 従来、 この差圧の検出 と斜板の傾転量の制御は、 例えば特開昭 6 0 - 1 1 7 0 6号公報に記載のよ うに油圧的に行うのが一般的で ある。 以下、 この構成を簡単に説明する。

特開昭 6 0 - 1 1 7 0 6号公報に記載のポンプ制御 装置は、 一端に油圧ポ ンプの吐出圧力が作用し、 他端 に複数のァクチユエ一夕の最高負荷圧力とパネの付勢 力が作用する制御弁と、 この制御弁を通過する圧油に より駆動が制御され、 油圧ポ ンプの斜板位置を制御す るシ リ ンダ装置とを備えている。 制御弁の一端のパネ は L S差圧の目標値を設定する もので、 L S差圧とそ の目標値との間に偏差が生じる と制御弁が駆動され、 シ リ ンダ装置が作動して斜板位置を制御し、 L S差圧 が目標値に保持されるようポンプ吐出量が制御される。 シ リ ンダ装置には、 圧油の流入による駆動に対向して 付勢力を付与するパネが内蔵されている。

しかしながら、 この従来の油圧ポンプの制御装置に おいて以下のよ うな問題点がある。

従来のポンプ制御装置において、 油圧ポンプの斜板 の傾転速度はシ リ ンダ装置へ流入する圧油の流量によ つて決ま るが、 その圧油の流量は制御弁の開度、 即ち、 位置と、 シ リ ンダ装置内のパネの設定とによ って決ま り、 その制御弁の位置は L S差圧の付勢力とその差圧 の目標値を設定するパネとの力関係によ って決ま る。 こ こで、 制御弁のパネ及びシ リ ンダ装置のパネはそれ ぞれ一定のばね定数を有している。 従って、 L S差圧 とその目標値との偏差に対する斜板の傾転速度の制御 ゲイ ンは一定となる。 この制御ゲイ ン、 即ち、 2つの パネの設定は、 斜板位置の変化による吐出量の変化に よ り、 ポンプ吐出圧力の変化がハンチングを起こ して 制御不能にな らない範囲に定められる。

また、 L S制御においては、 油圧ポンプと流量制御 弁との間の管路に流入する流量とその管路から流出す る流量との差と、 吐出流量が押し込まれる管路容積と によって油圧ポンプの吐出圧力が決ま る。 このため、 流量制御弁の操作量 （要求流量） が小さいときは流量 制御弁の開度が小さいので、 油圧ポンプと流量制御弁 との間の少ない管路容積が支配的になり、 斜板位置の 変化による流量変化が僅かでも、 圧力変化が大き く な る。 一方、 流量制御弁の操作量が大き く なつて開度が 大き く なる と、 ポンプからァクチユエ一夕までの大き な管路容積が圧力変化に関与するよう になり、 吐出量 の変化による圧力変化が小さ く なる。

従って、 流量制御弁の全操作量 （開度） 範囲に亘っ てハンチ ングを起こ さず、 L S制御を確実に行うため には、 流量制御弁の開度が小さいときにハンチ ングを 起こ さない斜板の傾転速度が得られるよう、 上述の制 御ゲイ ン、 即ち、 2つのパネのばね定数は比較的小さ く 設定される。

と ころで、 操作レバーを操作する とき、 オペレータ はァクチユエ一夕に要求する速度変化に応じた速度で 操作レバーを操作しょう とするが、 操作レバーの操作 速度が小さいときには、 流量制御弁の要求流量と油圧 ポンプの吐出流量との差が小さいので、 ポンプ吐出圧 力と最大負荷圧力の差圧信号とバネによって設定され る目標差圧との偏差も小さ く なる。 この場合、 操作レ バーの操作速度が小さいのであるから、 上記 2つのバ ネの上述した設定で十分な油圧ポ ンプの傾転速度、 す なわちポ ンプの吐出流量の変化を得る こ とができ、 要 求されるァクチユエ一夕の速度変化を実現できる。

しかしながら、 操作レバーの操作速度が大きいとき、 すなわち操作レバーが急激に操作されたときには、 流 量制御弁の要求流量と油圧ポンプの吐出流量に大きな 差ができ、 ポンプ吐出圧力と最大負荷圧力の差圧信号 とパネの目標差圧との偏差が大き く なる。 この場合、 上述した 2つのパネの設定では、 斜板の傾転速度、 す なわちポ ンプの吐出流量の変化は制限されて しまい、 不十分となる。 そのため、 要求されるァクチユエ一夕 の速度変化が実現できず、 ァクチユエ一夕が緩慢な動 きをするよ うになる という問題がある。

そこで、 上記問題を解決するため、 本件発明者等は 国際出願番号 P C T Z J P 9 0 Z 0 0 9 6 2 (国際出 願日 ： 1 9 9 0年 7月 2 7 日 ； 国際公開番号 W 0 9 1 / 0 2 1 6 7 ； 国際公開日 ： 1 9 9 1年 2月 2 1 日） の出願において、 油圧ポンプの吐出圧力と複数のァク チユエ一夕の最大負荷圧力との差圧に基づき、 その差 圧と予め設定した目標差圧との差圧偏差を小さ く する 油圧ポ ンプの目標押しのけ容積 （斜扳傾転量） を決定 する第 1 の手段と、 前記差圧偏差が増加する と大き く なり、 減少する と小さ く なる前記第 1 の手段の制御ゲ イ ンを決定する第 2 の手段と、 前記油圧ポンプの押し のけ容積が前記第 1 の手段で決定した目標押しのけ容 積に一致するよ う に前記油圧ポンプの押しのけ容積可 変手段 （斜板） を制御する第 3の手段とを備える こ と を特徴とする油圧ポ ンプの制御装置を提案した。

このよ う に構成する こ とによ り、 操作レバーの操作 速度が小さ く 、 差圧偏差が小さい範囲では、 上記第 2 の手段で決定される制御ゲイ ンも小さ く なり、 斜板の 傾転速度が小さ く なつて、 吐出圧力が急変してハ ンチ ングを起こ してしま う こ とのない安定した制御が可能 となり、 操作レバーの操作速度が大き く、 すなわち、 操作レバーが急激に操作され、 差圧偏差が大き く なつ たときには、 第 2の手段で決定され得る制御ゲイ ンは 大き く なり、 斜板の傾転速度が大き く なつて、 緩慢で ない俊敏な応答が可能となる。 これによ り、 操作レバ 一の操作速度に係わらず、 常に最適な油圧ポ ンプの吐 出圧力の制御を行える。

本発明は、 この先願発明を更に改良し、 上記目標差 圧を可変と した場合の問題点を解決する ものである。

すなわち、 ロー ドセ ンシング制御において、 ポンプ 吐出圧力と最大負荷圧力の目標差圧は一般に一定であ るが、 種々の目的からこの目標差圧を可変にする こ と が検討されている。 その一例が特開平 2 — 7 6 9 0 4 号公報に記載されている。 この提案技術においては、 ァクチユエ一夕の微速度作動を容易にするために外部 からの操作で当該目標差圧を変更できるよう にしたも ので、 目標差圧を小さ く する こ とにより、 この小さな 目標差圧が保たれるよ う油圧ポンプの押しのけ容積が 制御され、 その結果、 流量制御弁の前後差圧もこの小 さな差圧に規制されて小さ く なるので、 ァクチユエ一 夕に供給される流量が少な く なるよう流量制御弁のメ 一夕 リ ング特性が変更され、 ァクチユエ一タの微速度 作動を容易に実現できるようになる。 しかしながら、 このよ う に目標差圧を可変に した場 合、 目標差圧が小さいと きには差圧偏差は目標差圧以 上にはなれないので、 差圧偏差の最大値も小さな値に 制限され、 操作レバーの操作速度が大きいと き、 すな わち操作レバーを急激に操作したときにその制限され た小さな差圧偏差しか得られな く なる。 従って、 上記 先願発明のよ う に差圧偏差に応じて制御ゲイ ンを設定 するよ う に しても、 得られる制御ゲイ ンは小さ く な り、 斜板の傾転速度は制限されて、 ァクチユエ一夕が緩慢 な動きをするよ うになる。

本発明の目的は、 ロー ドセ ンシ ング制御の目標差圧 を可変値と して設定した場合において、 その目標差圧 の如何に係わらず、 操作手段の操作速度が小さいと き はハンチングを起こ さず、 安定した制御が可能である と共に、 操作手段の操作速度が大きいと きは緩慢でな い俊敏な応答が可能な油圧ポンプの制御装置を提供す

O ある。 発明の開示

この目的を達成するために、 本発明による油圧ボン プの制御装置は、 可変容量型の少な く と も 1 台の油圧 ポンプと、 この油圧ポ ンプから吐出される圧油によつ て駆動される少な く と も 1 つの油圧ァクチユエ一夕 と、 前記油圧ポンプとァクチユエ一夕の間に接続され、 ァ クチユエ一夕に供給される圧油の流量を制御する流量 制御弁とを備えたロー ドセ ンシ ング制御油圧駆動回路 の油圧ポ ンプの制御装置であって、 前記油圧ポ ンプの 吐出圧力と前記ァクチユエ一夕の負荷圧力との差圧と 目標差圧との差圧偏差に基づいて目標押しのけ容積を 求め、 前記吐出圧力と負荷圧力との差圧が目標差圧に 保持されるよう前記油圧ポンプの押しのけ容積を制御 する油圧ポ ンプの制御装置において、 前記目標差圧を 可変値と して設定してある第 1 の手段と、 前記可変値 と しての目標差圧から求められる前記差圧偏差が増加 する と大き く な り、 減少すると小さ く なる と共に、 前 記目標差圧が小さ く なる と比較的小さな差圧偏差で大 き く なる制御係数を決定する第 2の手段と、 前記可変 値と しての目標差圧から求められる前記差圧偏差と前 記制御係数とから前記目標押しのけ容積を決定する第 3の手段とを備える こ とを特徴とする ものである。

このよ う に構成した本発明においては、 第 1の手段 で設定された目標差圧が大き く 、 'かつ操作手段の操作 速度が小さ く 差圧偏差が小さいときには、 第 2の手段 で小さな制御係数が求められるので、 押しのけ容積の 変化速度が小さ く なる。 このため、 ポンプ吐出圧力の 変化が小さ く なつて、 吐出圧力が急変してハ ンチ ング を起こ してしま う こ とのない安定した制御が可能とな る。 また、 同じ大きな目標差圧で、 操作手段の操作速 度が大き く 、 即ち、 操作手段が急激に操作されて、 差 圧偏差が大き く なつたときには、 第 2の手段で大きな 制御係数が求められるので、 抨しのけ容積の変化速度 が大き く な り、 緩慢でない俊敏な応答が可能となる。 したがって、 操作手段の操作速度に係わらず、 常にハ ンチングを起こ さずかつ緩慢でない最適な油圧ポンプ の吐出圧力の制御が行える。

また、 第 1 の手段で小さな目標差圧が設定されたと きには、 第 2の手段において比較的小さな差圧偏差で 大きな制御係数が求められるので、 操作手段の操作速 度が大きいときに得られる差圧偏差が目標差圧が小さ く なつたこ とに対応して小さ く なつても、 大きな制御 係数が求められる。 このため、 目標差圧が大きい場合 と同様に押しのけ容積の変化速度が大き く なつて、 ポ ンプの吐出量変化が緩慢とならない俊敏な制御が行え る。 したがって、 操作手段の操作速度だけでな く 、 可 変値と しての目標差圧の大きさに係わらず、 ハンチン グを起こ さずかつ緩慢でない最適なポンプ吐出圧力の 制御が行なえる。

好ま し く は、 前記第 2の手段は、 前記目標差圧が小 さ く なる と前記差圧偏差の変化幅を大き く 補正する第 4の手段と、 この補正された差圧偏差に基づき前記制 御係数を決定する第 5の手段とを備える。 前記第 4の 手段は、 好ま し く は、 前記目標差圧が小さ く なる と大 き く なる第 1 の捕正係数を演算する手段と、 前記差圧 偏差に前記第 1 の補正係数を乗じて当該差圧偏差を捕 正する手段とを含む。 また、 前記第 5の手段は、 好ま し く は、 前記補正された差圧偏差から この差圧偏差が 増加する と大き く なり、 減少する と小さ く なる第 2の 捕正係数を演算する手段と、 基本制御係数を予め設定 してある手段と、 この基本制御係数に前記第 2の補正 係数を乗じて前記制御係数を演算する手段とを含む。

また、 前記第 2の手段は、 前記目標差圧が小さ く な る と大き く なる第 1 の捕正係数を演算する手段と、 前 記差圧偏差から この差圧偏差が増加する と大き く なり、 減少する と小さ く なる第 2の捕正係数を演算する手段 と、 前記第 1の補正係数に前記第 2の捕正係数を乗じ て前記制御係数を演算する手段とを備えていてもよい。

また、 前記第 2の手段は、 前記差圧偏差が増加する と大き く なり、 減少する と小さ く なる と共に、 前記目 標差圧が小さ く なる と、 比較的小さな差圧偏差で大き な値となる第 2の捕正係数を演算する手段と、 基本制 御係数を予め設定してある手段と、 この基本制御係数 に前記第 2の補正係数を乗じて前記制御係数を演算す る手段とを備えていてもよい。

また、 好ま し く は、 上記油圧ポンプの制御装置は、 前記油圧ポンプを駆動する原動機の回転数を検出する 手段を更に備え、 前記第 1 の手段は、 前記検出した回 転数が大き く なる と増加し、 小さ く なる と減少する値 と して前記目標差圧を設定している。

このよ う に構成する こ とによ り、 オペレータがァク チユエ一夕の微速操作を意図して原動機の回転数を下 げたと きには、 原動機の回転数が小さ く なる と 目標差 圧が小さ く なつて、 油圧ポンプの吐出圧力とァクチュ エー夕の負荷圧力との差圧が小さ く なり、 これに対応 して流量制御弁の前後差圧も小さ く なるので、 ァクチ ユエ一夕への供耠流量が減少し、 オペレータの意図に 対応した微速操作が容易に行えるよ うになる。

また、 好ま し く は、 上記油圧ポ ンプの制御装置は、 前記油圧駆動回路の作動油の温度を検出する手段を更 に備え、 前記第 1 の手段は、 前記検出 した油温が大き く なる と減少し、 小さ く なる と増加する値と して前記 目標差圧を設定する。

このよ うに構成する こ とによ り、 低温環境下での作 業では、 目標差圧が大き く なるので、 ァクチユエ一夕 への供給流量の低下が防止され、 作業性が改善される。

更に、 好ま し く は、 上記油圧ポ ンプの制御装置は、 前記油圧駆動回路が搭載される油圧機械の作業モー ド を指定する作業モー ド信号を出力する手段を更に備え、 前記第 1 の手段は、 複数の作業モー ドに対応して複数 の異なる 目標差圧が記憶されており、 前記作業モー ド 信号に応じてその指定された作業モー ドに対応する 目 標差圧を選択する。

このよ う に構成する こ とによ り、 作業モー ドに応じ て最適の目標差圧が設定されるので、 作業内容に応じ た最適のメ ータ リ ング特性が与えられ、 作業性が改善 される。

また、 好ま し く は、 上記油圧ポ ンプの制御装置は、 前記油圧ポンプを駆動する原動機の回転数を検出する 手段と、 前記油圧駆動回路の作動油の温度を検出する 手段と、 前記油圧駆動回路が搭載される油圧機械の作 業モー ドを指定する作業モー ド信号を出力する手段と を更に備え、 前記第 1 の手段は、 前記検出した回転数 が大き く なる と増加し、 小さ く なると減少する回転数 補正係数を演算する手段と、 前記検出した油温が大き く なる と減少し、 小さ く なる と増加する油温捕正係数 を演算する手段と、 複数の作業モー ドに対応して複数 の異なる 目標差圧が記憶されており、 前記作業モー ド 信号に応じてその指定された作業モー ドに対応する 目 標差圧を選択する手段と、 この作業モー ド対応の目標 差圧と前記回転数補正係数及び油温捕正係数とから前 記可変値と しての目標差圧を演算する手段とを備える。

このよ う に構成する こ とによ り、 上記原動機の回転 数を下げたと きの微速操作性の向上、 低温環境下での 作業での作業性の改善、 作業内容に応じたメ ータ リ ン グ特性の設定の効果が同時に得られる。 更に、 好ま し く は、 前記第 4の手段は、 前記差圧偏 差に前記制御係数を乗じて前記押しのけ容積の目標変 化速度を演算する手段と、 前記目標変化速度を前回求 めた目標押しのけ容積に加算して新たな目標押しのけ 容積を求める手段とを備える。 図面の簡単な説明

第 1図は本発明の一実施例による油圧ポンプの制御 装置を備えたロー ドセ ンシ ング制御油圧駆動回路を示 す概略図である。

第 2図は斜板位置制御装置の構成を示す概略図であ る O

第 3図は制御ュニッ トの構成を示す概略図である。 第 4図は制御ュニッ トで行われる制御手順を示すフ ローチャ ー トである。

第 5図は目標回転数 N r と 目標差圧 Δ Ρ ο との関係 を示す図である。

第 6図は第 4図に示すフ ローチヤ一 トの制御係数 Κ ί の演算手順の詳細を示すフ ローチャ ー トである。 第 7図は目標差圧 Δ Ρ ο と補正係数 Κ_ΔΡとの関係を 示す図である。

第 8図は捕正差圧偏差 Δ (Δ Ρ) * と捕正係数 K r との関係を示す図である。

第 9図は第 4図のフ ローチヤ一 トにおける油圧ボン プの斜板目標位置の演算手順の詳細を示すフ ロ ーチ ヤ ー トである。

第 1 0図は第 4図のフローチャ ー ト における油圧ポ ンプの斜板位置の制御手順の詳細を示すフローチ ヤ一 トである。

第 1 1 図は上述した実施例の構成をま とめてブロ ッ ク化したものを示すプロ ッ ク図である。

第 1 2図は第 1 1図に示すブロ ッ ク図の要部の機能 をま とめて示すプロ ッ ク図である。

第 1 3図は目標差圧が大きいときの流量制御弁開度、 L S差圧、 制御係数及び斜板位置の時間変化の関係を 示す図である。

第 1 4図は目標差圧が小さいときの流量制御弁開度、 L S差圧、 制御係数及び斜板位置の時間変化の関係を 示す図である。

第 1 5図は本発明の第 2の実施例による油圧ポンプ の制御装置を示す第 1 1図と同様なブロ ッ ク図である。

第 1 6図は第 1 5図に示すブロ ッ ク図の要部の機能 をま とめて示すブロ ッ ク図である。

第 1 7図は本発明の第 3の実施例による油圧ポンプ の制御装置を示す第 1 1図と同様なブロ ッ ク図である。

第 1 8図は第 1 7図に示すブロ ッ ク図の要部の詳細 を示すブロ ッ ク図である。 発明を実施するための最良の形態

以下、 本発明の一実施例を第 1図〜第 1 4図によ り 説明する。

第 1図において、 本実施例に係わる油圧駆動回路は 油圧機械と して油圧シ ョベルに搭載される もので、 油 圧ポンプ 1 と、 この油圧ポ ンプ 1から吐出される圧油 によって駆動される複数の油圧ァクチユエ一夕 2 , 2 Aと、 油圧ポンプ 1 とァクチユエ一夕 2 , 2 Aの間に 接続され、 操作レバー 3 a , 3 bの操作によ り ァクチ ユエ一夕 2 , 2 Aに供給される圧油の流量をそれぞれ 制御する流量制御弁 3 , 3 Aと、 流量制御弁 3 , 3 A の上流と下流の差圧、 即ち、 前後差圧を一定に保ち、 流量制御弁 3 , 3 Aの通過流量を流量制御弁 3， 3 A の開度に比例した値にそれぞれ制御する圧力捕償弁 4， 4 Aとを備え、 流量制御弁 3 と圧力捕償弁 4の 1組で 1つの圧力補償流量制御弁を構成し、 流量制御弁 3 A と圧力補償弁 4 Aの 1組で他の 1つの圧力補償流量制 御弁を構成している。 油圧ポンプ 1 は押しのけ容積可 変機構と して斜板 1 aを有している。

油圧ポンプ 1 は原動機 1 5によって駆動される。 こ の原動機 1 5は通常はディ ーゼルエンジンであり、 燃 料噴射装置 1 6で回転数が制御される。 燃料噴射装置 1 6は、 手動のガバナレバー 1 7を有するオールス ピ 一 ドガバナであ り、 ガバナ レバー 1 7を操作する こ と によりその操作量に応じた目標回転数が設定され、 燃 料噴射が制御される。

また、 油圧ポ ンプ 1 は、 差圧検出器 5、 斜板位置検 出器 6、 ガバナ角検出器 1 8、 制御ュニッ ト 7及び斜 板位置制御装置 8 とからなる制御装置により その吐出 量が制御される。 差圧検出器 5 は、 シャ トル弁 9， 9 Aにより選択されたァクチユエ一夕 2 , 2 Aを含む複 数のァクチユエ一夕の最大負荷圧力 P L と油圧ポンプ 1 の吐出圧力 P d との差圧 （ L S差圧） を検出し、 そ れを電気信号 Δ Ρに変換し、 制御ュニッ ト 7へ出力す る。 斜板位置検出器 6 は、 油圧ポンプ 1の斜板 l aの 位置 （傾転量） を検出し、 これを電気信号 0 に変換し て制御ュニッ ト 7へ出力する。 ガバナ角検出器 1 8 は ガバナレバー 1 7の操作量を検出し、 それを電気信号 N r に変換して制御ュニッ ト 7 に出力する。 制御ュニ ッ ト 7 は電気信号 Δ Ρ , Θ , N f に基づき油圧ポンプ 1 の斜板 1 aの駆動信号を演算し、 この駆動信号を斜 板位置制御装置 8 に出力する。 斜板位置制御装置 8 は、 制御ュニッ ト 7からの駆動信号によ り斜板 1 aを駆動 し、 ポンプ吐出量を制御する。

斜板位置制御装置 8 は、 例えば第 2図に示すよう に 電気一油圧サーボ式油圧駆動装置と して構成されてい る。

即ち、 斜板位置制御装置 8 は、 油圧ポンプ 1 の斜板 l a を駆動するサーボピス ト ン 8 bを有し、 サーボピ ス ト ン 8 b はサーボシ リ ンダ 8 c 内に収納されている。 サーボシ リ ンダ 8 c のシ リ ンダ室はサーボビス ト ン 8 b によって左側室 8 d及び右側室 8 e に区分されてお り、 左側室 8 dの断面積 Dは右側室 8 e の断面積 dよ り も大き く 形成されている。

サーボシ リ ンダ 8 c の左側室 8 dは、 パイ ロ ッ ト ポ ンプ等の油圧源 1 0 と管路 8 f を介して連絡され、 サ 一ボシ リ ンダ 8 cの右側室 8 e は油圧源 1 0 と管路 8 i を介して連絡され、 管路 8 f は戻り管路 8 j を介し てタ ンク 1 1 に連絡されている。 管路 8 f には電磁弁 8 gが介設され、 戻り管路 8 j には電磁弁 8 hが介設 されている。 これらの電磁弁 8 g , 8 h はノ ーマルク ローズ （非通電時、 閉止状態に復帰する機能） の電磁 弁であって、 制御ュニッ ト 7からの駆動信号によ り切 換えられる。

電磁弁 8 gが励磁 （オ ン） されて切換位置 Bに切り 換わる と、 サーポシ リ ンダ 8 c の左側室 8 dが油圧源 1 0 と連通し、 左側室 8 d と右側室 8 e の面積差によ つてサーボビス ト ン 8 bが第 2図で見て右方に移動す る。 これによ り油圧ポンプ 1 の斜板 1 a の傾転角が増 大し、 吐出量が増加する。 また、 電磁弁 8 g及び電磁 弁 8 hが消磁 （オフ） されて双方と も切換位置 Aに復 帰する と、 左側室 8 dの油路が遮断され、 サーポビス ト ン 8 bはその位置にて静止状態に保持される。 これ によ り油圧ポンプ 1の斜板 1 aの傾転角が一定に保持 され、 吐出量が一定に保持される。 電磁弁 8 hが励磁

(オ ン） されて切換位置 Bに切り換わる と、 左側室 8 dとタ ンク 1 1 とが連通して左側室 8 dの圧力が低下 し、 サーボピス ト ン 8 dは右側室 8 eの圧力により、 第 2図左方に移動される。 これによ り油圧ポンプ 1の 斜板 1 aの傾転角が減少し、 吐出量も減少する。

制御ュニッ ト 7はマイ ク ロ コ ン ピュータで構成され、 第 3図に示すよ うに、 差圧検出器 5から出力される差 圧信号 Δ Ρ と、 斜板位置検出器 6から出力される斜扳 位置信号 0 と、 ガバナ角検出器 1 8から出力されるガ バナレバー 1 7の操作量信号 N r をデジタル信号に変 換する AZDコ ンバータ 7 a と、 中央演算装置 （C P U) 7 b と、 制御手順のプログラムを格納する リ ー ド オン リ ーメ モリ （R O M) 7 c と、 演算途中の数値を —時記億するラ ンダムアク セスメ モ リ （R AM) 7 d と、 出力用の 1 0イ ンタフヱイ ス 7 e と、 上述の電 磁弁 8 g , 8 hに接続される増幅器 7 g， 7 hとを備 えている。

制御ュニッ ト 7は、 差圧検出器 5から出力される差 圧信号 Δ Ρとガバナ角検出器 1 8から出力されるガバ ナレバー操作量信号 N r から、 R OM 7 cに格納され た制御手顧プログラムに基づいて油圧ポンプ 1の斜板 目標位 を演算し、 この斜扳目標位置 0 0 と斜板 位置検出器 6から出力される斜板位置信号 0 とから両 者の偏差を零にする駆動信号を作成し、 これを 1 ノ 0 イ ンターフ ヱ イ ス 7 e を経て増幅器 7 g， 7 hから斜 板位置制御装置 8の電磁弁 8 g , 8 hに出力する。 こ れにより油圧ポンプ 1 の斜板 1 a は、 斜板位置信号 0 が斜板目標位置 0 0 に一致するよ う制御される。

以下、 第 4図に示す、 R O M 7 c に格納された制御 手順プログラムのフ ローチャ ー ト に従い、 本実施例の 機能及び動作を詳細に説明する。

まず、 手順 1 0 0 において、 差圧検出器 5、 斜板位 置検出器 6及びガバナ角検出器 1 8からの信号 Δ Ρ , Θ , N r を A ZDコ ンバータ 7 a を介して入力し、 差 圧 A P、 斜板位置 0及び目標回転数 N r と して R A M 7 dに記憶する。

次に、 手順 1 1 0 において手順 1 0 0で読み込んだ 目標回転数 N f から目標差圧 Δ Ρ ο を演算する。 その 方法は、 第 5図に示すよ うなテーブルデータを予め R O M 7 c に記憶しておき、 目標回転数 N r に対してそ のテーブルデータから目標差圧 Δ P G を読み出す。 又 は、 演算式を予めプログラム しておき、 演算によ り 目 標差圧 Δ Ρ ο を求めてもよい。 テーブルデータの目標 回転数 と 目標差圧 Δ Ρ ο の関係は、 目標回転数 Ν r が高いと きに目標差圧 Δ P G が大き く 、 目標回転数 N r が小さ く なるにしたがって目標差圧 Δ P o が小さ く なるよ うな特性である。 特に本実施例では、 目標回 転数 ΪΝ^Τ Ι が最大 N rmaxのときに得られる最大の目標差 圧 Δ P omaxが、 第 1図に示す油圧回路の通常の動作に 適した標準の目標差圧となるよ うに設定されている。

こ こで、 上記のよ う に目標回転数 N f と目標差圧 Δ P 0 との関係を設定したのは、 原動機回転数を低下し て微速操作を行う というオペレータの意図に対応して 目標差圧 Δ Ρ ο を小さ く し、 流量制御弁の前後差圧も これに対応して小さ く してァクチユエ一夕に供給され る流量が少な く なるよ う流量制御弁のメ ータ リ ング特 性を変更し、 微速操作を容易にするためである。

次に、 手顧 1 2 0において、 手順 1 1 0で求めた目 標差圧 Δ Ρ ο と手顚 1 0 0において読み込んだ差圧厶 Ρ との偏差 Δ (Δ Ρ ) を演算する。

次に、 手順 1 3 0において斜板 1 aの傾転速度の制 御係数 Κ ί を演算する。 その詳細を第 6図に示す。

第 6図において、 まず手順 1 3 1で差圧偏差の捕正 係数、 即ち、 第 1の捕正係数 Κ_ΔΡを演算する。 その方 法は、 第 7図に示すよ うなテーブルデータを予め R O Μ 7 cに記憶しておき、 手順 1 1 0で求めた目標差圧 厶 P Q から補正係数 Κ _ΔΡを読み出す。 又は、 演算式を 予めプログラム しておき、 演算により求めてもよい。 テーブルデータの目標差圧 Δ Ρ。 と補正係数 Κ_ΔΡの関 係は、 第 7図に示すよ うに、 目標差圧 Δ Ρ ο が最大 Δ P OD [のと きに補正係数 Κ_ΔΡが小さ く な り、 目標差圧 Δ Ρ 0 が減少するに したがい補正係数 Κ _ΔΡが増加する よう に設定し、 特に本実施例では、 目標差圧 Δ Ρ ο が 最大 Δ Ρ οπΐϋχのときに補正係数 Κ_ΔΡが 1 となるように 設定してある。 なお、 最大目標差圧 Δ P pmaj [に対応す る補正係数 Κ_ΔΡは 1以外の値であってもよい。

こ こで、 上記のよ うに目標差圧 Δ P D と捕正係数 Κ _ΔΡの関係を設定したのは、 目標差圧 Δ Ρ ο を上記のよ う に可変に した結果、 目標差圧 Δ Ρ ο が小さいと きに は、 差圧偏差 Δ (Δ Ρ) も目標差圧以上にはなれず小 さな値に制限されるので、 操作レバーの操作速度が大 きいときには、 その制限された小さな差圧偏差を目標 差圧が大きいとき と同程度の大きな値に補正するため あ 。

次に、 手順 1 3 2において、 手順 1 3 1で求めた捕 正係数 Κ _ΔΡと第 4図の手順 1 2 0で求めた差圧偏差 Δ (厶 Ρ) を乗じて捕正された差圧偏差 Δ (Δ Ρ) * を 演算する。

次に、 手順 1 3 3において、 手順 1 3 2で求めた捕 正差圧偏差 Δ (Δ Ρ ) * から第 2の補正係数 Κ τ を求 める。 その方法は、 第 8図に示すよ うなテーブルデー タを予め R 0 M 7 cに記憶しておき、 手順 1 3 3で求 めた捕正差圧偏差 Δ (Δ Ρ ) * の絶対値から補正係数 K r を読み出す。 又は、 演算式を予めプログラム して おき、 演算によ り求めてもよい。 テーブルデータの捕 正差圧偏差 Δ (Δ P) * の絶対値と補正係数 K r の関 係は、 第 8図に示すよ うに、 捕正差圧偏差 Δ (Δ P ) * の絶対値が A 1 以下の小さいと きには捕正係数 K r が最小値 K rminとな り、 補正差圧偏差△ (Δ Ρ) * の 絶対値が A 2 以上に大き く なる と、 捕正係数 K f が最 大値 K rmaxとなり、 補正差圧偏差 Δ (Δ Ρ) * の絶対 値が A 1 から A 2 の範囲で捕正係数 K〖 が、 当該絶対 値が大き く なるにしたがって最小値 K rminから最大値 K rmaiに連続的に増加する特性となっている。

こ こで、 補正係数 Κ〖 の最小値 K rminは、 油圧ボ ン プ 1の斜板位置 0が小さ く かつ原動機 1 5の目標回転 数 N r が最大 N rma: [のと きに、 油圧ポ ンプ 1の吐出圧 力が急変してハンチングを起こ してしま う こ とのない 安定した制御が行える制御係数 K i が得られる値と し、 捕正係数 K〖 の最大値 K rn iは、 ポンプ吐出圧力の変 化が緩慢でない俊敏な制御が行える制御係数 K i が得 られる値とする。 そ して、 特に本実施例では、 K rmai は 1 に設定してある。 なお、 この最大値 K rmaxは 1以 外の値であってもよい。 また、 捕正係数 Κ τ は最小値 K rminから最大値 K rma] [の間を不連続に変化する値で あってもよい。

次に、 手順 1 3 4において、 予め設定してある制御 係数の基本値 K ioと手順 1 3 3において求めた補正係 数 K f を乗じて制御係数 K i を求める。 こ こで、 制御 係数の基本値 K ioは捕正係数 K f の値に対応して最適 の制御係数を設定する もので、 本実施例では、 補正係 数 K f が補正差圧偏差 Δ (Δ Ρ) * の絶対値が A 2 以 上に大きいときに 1なので、 差圧偏差 Δ ( Δ P ) が大 きいと きにポンプ吐出圧力の変化が緩慢でない俊敏な 制御が行える制御係数 K i の値に一致させる。 なお、 第 8図における補正係数 K f の最小値 K rminを 1 と設 定すれば、 制御係数の基本値 K ioは、 油圧ポンプ 1の 斜扳位置 0が小さ く かつ原動機 1 5の目標回転数 N r が最大 N rma: [のときに油圧ポンプ 1の吐出圧力が急変 してハンチングを起こ してしま う こ とのない安定した 制御が行える制御係数 K i に一致させればよ く 、 また、 補正係数の最小値 K rminと最大値 K rnuxとの中間の値 を 1 とすれば、 基本値 K ioもそのときの差圧偏差厶

(Δ Ρ) に対して最適の制御が行える制御係数 K i に 一致させればよい。

次に、 第 4図に戻って、 手順 1 4 0において積分制 御によ り油圧ポンプの斜板目標位置 （目標傾転量） を 演算する。 第 9図に手順 1 4 0の詳細を示す。

第 9図において、 まず手順 1 4 1にて斜板目標位置 の増分 Δ > _ΔΡを演算する。 演算は手順 1 3 0で求めた 制御係数 K i に差圧偏差 Δ (Δ Ρ) を乗ずる こ とによ り行なう。 この斜板目標位置の増分 Δ 0 _ΔΡは、 プログ ラムが手順 1 0 0から 1 5 0までに掛る時間 （サイ ク ルタイム） を t c とすれば、 t c 時間内における斜板 目標位置の増分となるので、 Δ 0 _ΔΡΖ t c が斜板の目 標傾転速度となる。

次に手顧 1 4 2において、 前回演算した斜板目標位 置 に增分 Δ 0 _ΔΡを加算し、 今回の （新しい） 斜 板目標位置 Θ 0 を演算する。

次に第 4図に戻って、 手順 1 5 0において油圧ボン プの斜板位置 （傾転量） の制御を行なう。 その詳細を 第 1 0図に示す。

第 1 0図において、 まず手順 1 5 1 にて、 手顧 1 4 0で演算した斜板目標位置 0 Q と手順 1 0 0で読み込 んだ斜板位置 0 との偏差 Ζを演算する。 次に手顚 1 5 2において、 偏差 Ζの絶対値が斜板位置制御の不感 帯△以内に入っているかを判定する。 こ こで I Ζ I が 不感帯 Δよ り小さい （ I Ζ I < Δ ) と判定される と手 顺 1 5 4へ行き、 電磁弁 8 g, 8 hに O F F信号を出 力し、 斜板位置を固定する。 手順 1 5 2において 1 Z I が不感帯 Δよ り大きい （ I Z I ≥ Δ) と判定される と手順 1 5 3へ行く 。 手順 1 5 3では Ζの正負を判定 する。 Ζが正 （Ζ > 0 ) と判定した場合、 手順 1 5 5 へ行く。 手順 1 5 5では斜板位置を大方向へ動かすた めに電磁弁 8 gに Ο Ν、 電磁弁 8 hに O F F信号を出 力する。

手順 1 5 3において Zが負 （ Z≤ 0 ) と判定された 場合は手順 1 5 6へ行き、 斜板位置を小方向へ動かす ために電磁弁 8 gへ O F F、 電磁弁 8 hに O N信号を 出力する。

以上の手順 1 5 ：！ 〜 1 5 6によ り斜板位置は目標位 置に一致するよ うに制御される。 また、 これら手順 1 0 0〜 1 5 0はサイ クルタイム t c 間に一回行なわれ る こ とで、 結果的に斜板 1 aの傾転速度を先に述べた 目標速度 A 0 _APZ t e に制鉀する。

以上の構成をま とめてブロ ッ ク図化したのが第 1 1 図である。 図中、 全体の制御プロ ッ クを 2 0 0で示す。 また、 ブロ ッ ク 2 0 2が手順 1 1 0に対応し、 ブロ ッ ク 2 0 1が手順 1 2 0に対応し、 ブロ ッ ク 2 1 0〜 2 1 3及びブロ ッ ク 2 0 3が手順 1 3 0に対応し、 その う ちブロ ッ ク 2 1 0が手順 1 3 1に、 ブロ ッ ク 2 1 1 が手順 1 3 2に、 ブロ ッ ク 2 1 2が手順 1 3 3に、 ブ ロ ッ ク 2 0 3, 2 1 3が手順 1 3 4にそれぞれ対応す る。 また、 ブロ ッ ク 2 0 5 , 2 0 6が手順 1 4 0に対 応し、 ブロ ッ ク 2 0 7〜 2 0 9が手順 1 5 0に対応す る。

また、 以上のブロ ッ ク図において、 ブロ ッ ク 2 1 0 〜 2 1 3及び 2 0 3の機能をま とめて示すと第 1 2図 にブロ ッ ク 2 1 4で示すよ うである。 即ち、 ブロ ッ ク 2 1 0〜 2 1 3及び 2 0 3 は、 可変値と しての目標差 圧厶 P c から求められる差圧偏差 Δ ( Δ Ρ ) が増加す る と大き く なり、 減少する と小さ く なる と共に、 目標 差圧 Δ Ρ ο が小さ く なる と比較的小さな差圧偏差厶

(Δ Ρ ) で大き く なる制御係数 K i を決定する。 した がって、 第 1 1 図において、 ブロ ッ ク 2 0 2 は目標差 圧厶 P G を可変値と して設定してある第 1の手段を構 成し、 ブロ ッ ク 2 0 1 〜 2 1 3及び 2 0 3 は、 可変値 と しての目標差圧 Δ Ρ ο から求められる差圧偏差 Δ

(Δ Ρ ) が増加する と大き く なり、 減少する と小さ く なる と共に、 目標差圧 Δ Ρ 0 が小さ く なると比較的小 さな差圧偏差厶 （Δ Ρ ) で大き く なる制御係数 K i を 決定する第 2の手段を構成し、 ブロ ッ ク 2 0 5及び 2 0 6 は可変値と しての目標差圧 Δ Ρ ο から求められる 差圧偏差 Δ (Δ Ρ ) と前記制御係数 K i とから目標押 しのけ容積 0 c を決定する第 3の手段を構成する。

次に、 以上のよう に構成した本実施例の動作を説明 する。

ァクチユエ一夕 2の操作レバー 3 aを操作して流量 制御弁 3 を任意の開度で開ける と、 ポンプ吐出圧力 P d とァクチユエ一夕 2の負荷圧力 P L との差圧、 即ち、 L S差圧 Δ Ρが低下する。 この L S差圧 Δ Ρの低下は 差圧検出器 5で検出され、 制御ュニッ ト 7内で可変値 と して設定された目標差圧 Δ P Q との偏差 Δ (Δ Ρ ) が演算され、 この差圧偏差 Δ ( Δ Ρ ) に制御係数 K i を乗じて斜板目標位置 （傾転量） の増分、 即ち、 斜板 の目標傾転速度 Δ 0 _ΔΡを求める。 そ して、 前回の斜板 目標位置 0 0-1 にこの増分を加算し、 新たな斜板目標 位置 00 を演算し、 その斜板目標位置 0 c に実際の斜 板位置を一致させるよ う Δ 0 _ΔΡの傾転速度で斜板を駆 動し、 3差圧厶 ？を制御する。 これによ り、 L S差 圧厶 Ρが目標差圧 Δ Ρ ο に保持されるよ う油圧ポンプ 1 の吐出量が制御される。

また、 以上の制御過程において、 制御係数 K i が次 のよ う に求められる。 今、 ガバナレバー 1 7の操作量 を最大に して原動機 1 5の目標回転数 N 〖 を最大 N rm a: [に設定したとする と、 これに対応して第 1 1 図のブ ロ ッ ク 2 0 2では目標差圧と して大きな値、 即ち、 最 大目標差圧 Δ P omaxが設定され、 ブロ ッ ク 2 1 0で求 める第 1 の捕正係数 Κ _ΔΡは 1 となる。 この補正係数 Κ △ Ρ ( = 1 ) はブロ ッ ク 2 1 1 において差圧偏差△ ( Δ Ρ ) と乗算され、 この場合は、 Κ _ΔΡ= 1 であるので、 差圧偏差 Δ (Δ Ρ ) と同じ捕正差圧偏差 Δ (Δ Ρ ) * が求められる。 ブロ ッ ク 2 1 2 においては、 この捕正 差圧偏差 Δ ( Δ Ρ ) * に基づいて対応する第 2の補正 係数 K r を求め、 ブロ ッ ク 2 1 3 において基本値 K io と乗算され、 制御係数 K i が求められる。

したがって、 今、 操作レバー 3 a の操作速度が小さ いとする と、 ポンプ吐出圧力の低下が小さ く 、 差圧偏 差厶 （厶 P) も小さいので、 第 1 1図のブロ ッ ク 2 1 2で演算される補正係数 K r も小さな値 （く 1 ) とな り、 制御係数 K i も小さな値となる。 このため、 斜扳 の目標傾転速度 Δ 0 _ΛΡも小さ く なり、 斜板 1 aは小さ な傾転速度で駆動される。 従って、 即ち、 流量制御弁 3の開度が小さ く ても、 吐出圧力が急変してハンチン グを起こ してしま う こ とのない安定した制御が行える。

また、 操作レバー 3 aを大きな速度で操作して、 流 量制御弁 3の開度を急に大き く したと きには、 ポンプ 吐出圧力の低下が大き く なり、 差圧偏差 Δ (Δ Ρ) も 大き く なるので、 補正係数 K f も大きな値 （= 1 ) が 求められ、 制御係数 K i も大きな値となる。 このため、 斜板の目標傾転速度 Δ 0 _ΔΡは大き く なり、 斜板 1 aは 大きな傾転速度で駆動される。 即ち、 ポンプ吐出圧力 の変化が緩慢でない俊敏な制御が行える。 ポンプ吐出 量が要求流量に近づき、 差圧偏差 Δ (Δ P) が小さ く なる と、 操作レバー 3の操作速度が小さい場合の上述 した説明と同様に、 制御係数 K i は小さ く なり、 斜板 1 aの傾転速度は小さ く なつて、 ノヽンチングのない安 定した状態で制御が収束する。

第 1 3図に、 このときの流量制御弁 3の操作量 （開 度） X、 3差圧厶 ？、 制御係数 K i 及び斜板 l aの 傾転量 0の時間変化の関係を示す。 図中、 一点鎖線は、 流量制御弁開度 Xが小さい領域で安定した制御を行え るよ うに制御係数 K i を小さい一定の値に設定した場 合の L S差圧 Δ Ρ、 制御係数 K i 及び斜板傾転量 øの 時間変化である。 この場合、 流量制御弁開度 Xを急に 大き く する と、 制御係数 K i は一定の小さい値なので 斜板傾転速度が小さ く 、 差圧 Δ Pが目標差圧 Δ P Q に 復帰する時間が長く なつて、 動作の緩慢な機械に感じ られてしま う。

—方、 本実施例では、 図中実線で示すよ う に、 流量 制御弁 3の開度 Xを急に大き く する と、 ポンプ吐出圧 力の低下が大き く なるので、 差圧偏差 Δ (Δ Ρ) も大 き く なる。 このため、 制御係数 K i も大きな値となつ て、 斜扳 1 aの傾転速度が大き く なつた状態で傾転量 が増加して行く 。 流量制御弁 3の要求流量とポンプ吐 出量が一致してく る と、 差圧 Δ Ρが徐々 に回復してき て、 差圧偏差△ (Δ Ρ) は小さ く なつてく る。 このた め、 制御係数 K i も徐々に小さ く なり、 差圧偏差厶 (厶 P ) がほぼ 0になる と ころでは制御係数 K i が小 さな値となっているので、 安定した状態で目標差圧 Δ P 0 に収束する。 その結果、 制御係数 K i を一定に し た場合よ り要求される流量までの到達時間が短縮され、 ァクチユエ一夕 2の加速感を損な う こ とな く 、 俊敏で 安定した制御を行う こ とができ る。

次に、 微速操作を意図して、 オペレータがガバナ レ バー 1 7の操作量を小さ く し、 原動機 1 5の目標回転 数 N f を小さ く 設定した場合を考える。 この場合は、 第 1 1図のブロ ッ ク 2 0 2において目標回耘数 N r に 対応して小さな目標差圧 Δ P c が求められ、 ブロ ッ ク

2 1 0ではこれに対応して大きな補正係数 Κ_ΔΡが求め られる。 このため、 ブロ ッ ク 2 1 1では差圧偏差厶 (Δ Ρ ) が大き く なるように捕正され、 ブロ ッ ク 2 1

2ではこの大き く捕正された差圧偏差 Δ (Δ Ρ) * に 対応して捕正係数 K r が求められ、 ブロ ッ ク 2 1 3に おいて基本値 K ioと乗算されて制御係数 K i が求めら れる。

と ころで、 差圧偏差 （△ (Δ Ρ) は目標差圧 Δ Ρ ο 以上にはなれないので、 目標差圧 Δ Ρ ο が小さ く なる とそれに対応して差圧偏差の変化幅も小さ く なる。 し たがって、 操作レバーを大きな速度で操作して、 流量 制御弁 3の開度を急に大き く したとき、 ポンプ吐出圧 力の低下が大き く なり、 差圧偏差 Δ (Δ Ρ) も大き く なるが、 その値は目標差圧 Δ Ρ ο が大きいとき、 例え ば前述の Δ P on xのと きの差圧偏差 Δ (Δ Ρ) に比べ て小さい。 このため、 も しその小さい差圧偏差をその まま用いて捕正係数 を演算する と、 最大値 K rmax (= 1 ) が求められず、 それよ り も小さな値 （く 1 ) が求められてしまい、 差圧偏差 Δ (Δ P ) 自体が小さ く なる こ とに加えて制御係数 K i も小さ く なるので、 プロ ッ ク 2 0 5で演算される目標傾転速度△ 0 _ΔΡは小 さ く なり、 ポンプ吐出圧力の変化が緩慢となって、 俊 敏な制御が得られな く なってしま う。

これに対して、 本実施例では、 上述したよ うにプロ ッ ク 2 1 1 において差圧偏差 A ( Δ P ) が大き く なる よ う に補正され、 この大き く なつた補正差圧偏差厶 (厶 P) * を用いて捕正係数 K r を求めるので、 補正 係数 K r も大きな値、 即ち、 最大値 K nnax (= 1 ) が 求められる。 このため、 制御係数 K i も大きな値とな つて、 斜板の目標傾転速度 Δ 0 _ΔΡは大き く な り、 斜板 1 aは目標差圧 Δ Ρ 0 が大きい場合と同様に、 大きな 傾転速度で駆動される。 したがって、 ポンプ吐出圧力 の変化が緩慢でない俊敏な制御が行える。 また、 ボン プ吐出量が要求流量に近づき、 差圧偏差 Δ (Δ P) が 小さ く なる と、 制御係数 K i は小さ く なり、 斜板 1 a の傾転速度は小さ く なつて、 ハンチングのない安定し た状態で制御が収束する。

第 1 4図に、 このと きの流量制御弁 3の操作量 （開 度） X、 L S差圧 Δ Ρ、 制御係数 K i 及び斜板 l aの 傾転量 »の時間変化の関係を示す。 図中、 一点鎖線は、 差圧偏差 Δ (Δ Ρ) を捕正せず、 これから直接補正係 数 K f を求めた場合の L S差圧 Δ P、 制御係数 K i 及 び斜板傾転量 の時間変化である。 この場合、 流量制 御弁開度 Xを急に大き く する と、 差圧偏差△ (Δ Ρ) の変化が小さいので、 制御係数 K i も小さ く なり、 板 傾転速度は小さ く なつて、 差圧 Δ Ρが目標差圧 Δ Ρ ο に復帰する時間が長く なつて、 動作の緩慢な機械に感 じ られてしま う。

一方、 本実施例では、 差圧偏差 Δ (Δ Ρ) が大き く なるよ う捕正され、 その大きな捕正差圧偏差 Δ (Δ Ρ) * から補正係数 K t を求めるので、 図中実線で示すよ うに、 制御係数 K i も大きな値となって、 斜板 1 aの 傾転速度が大き く なつた状態で傾転量が増加して行く 。 流量制御弁 3の要求流量とポンプ吐出量が一致してく る と、 差圧 Δ Pが徐々 に回復してきて、 差圧偏差厶 (Δ P) は小さ く なつてく る。 このため、 制御係数 K ί も徐々 に小さ く なり、 差圧偏差 Δ (厶 Ρ ) がほぼ 0 になる と ころでは制御係数 K i が小さな値となってい るので、 安定した状態で目標差圧 Δ P 0 に収束する。 即ち、 目標差圧 Δ Ρ ο が大きい場合とほぼ同じ時間変 化で制御が行える。 したがって、 差圧偏差△ (Δ Ρ) を捕正しない場合に比べ要求される流量までの到達時 間が短縮され、 ァクチユエータ 2の加速感を損なう こ とな く 、 俊敏で安定した制御を行う こ とができる。

また、 以上のよう に目標差圧 Δ P G を小さ く設定し た場合、 ポンプ吐出圧力とァクチユエ一夕 2の負荷圧 力との差圧がその小さな目標差圧に一致するよう制御 されるので、 流量制御弁 3の前後差圧もこの小さな差 圧に規制されて小さ く なり、 流量制御弁 3の通過流量 も小さ く なる。 したがって、 原動機回転数を低下して 微速操作を行う というオペレー夕の意図に対応して、 ァクチユエ一夕の駆動速度が小さ く なるので、 微速操 作が容易となり、 操作性が向上する。

以上のよ うに、 本実施例によれば、 流量制御弁の操 作速度が小さ く 、 開度が小さいと きには、 吐出圧力が 急変してハンチングを起こ してしま う こ とのない安定 した制御が行え、 操作レバーを大きな速度で操作して、 流量制御弁の開度を急に大き く したときには、 油圧ポ ンプ 1 の吐出圧力の変化が緩慢でない俊敏な応答を得 る こ とができ、 しかもその効果を、 目標差圧 Δ Ρ ο の 如何に係わらず得る こ とができ る。

また、 本実施例によれば、 原動機の回転数の低下に 応じて目標差圧厶 Ρ 0 を小さ く なるよ うに したので、 原動機回転数を低下して微速操作を行う というォペレ 一夕の意図に対応してァク チユエ一夕の駆動速度が小 さ く なつて微速操作が容易とな り、 操作性が向上する という効果もある。

なお、 以上の実施例では、 原動機の目標回転数 N r の関数と して目標差圧 Δ P c を設定し、 目標回転数 Ν r を用いて目標差圧 Δ Ρ ο を決定したが、 第 1 図に想 像線で示すよう にエンジン 1 5の出力軸の回転数 N e を検出する回転数検出器 1 9を設置し、 これで検出さ れたエン ジ ン 1 5の実際の回転数 （出力回転数） を用 いて目標差圧 Δ Ρ 0 を決定してもよ く 、 この場合も同 様の制御を行える。 また、 エン ジ ン 1 5の回転は減速 機 2 0で減速されて油圧ポンプ 1 に伝達されるが、 こ の減速された油圧ポンプ 1の回転数 N p を直接検出す る回転数検出器 2 1を設置し、 この検出した回転数を 用いてもよい。

本発明の第 2の実施例を第 1 5図及び第 1 6図によ り説明する。 図中、 全体の制御ブロ ッ ク は符号 2 0 0 Aで示し、 ブロ ッ ク 2 0 0 A中、 第 1 1図に示すのと 同じ機能のプロ ッ ク には同じ符号を付している。

本実施例は、 差圧偏差 Δ (Δ P) から制御係数 K i を算出する ときに行う補正係数 Κ_ΔΡによる補正の手順 が上記実施例と異なっている。 すなわち、 本実施例で は、 ブロ ッ ク 2 1 2にはブロ ッ ク 2 0 1で求めた差圧 偏差 Δ (Δ Ρ) を直接入力して捕正係数 K f を求め、 その後ブロ ッ ク 3 0 0でその補正係数 K r にブロ ッ ク 2 1 0で求めた捕正係数 Κ_ΔΡを乗じ、 補正された捕正 係数 K f * を求める。 その捕正係数 Κ τ * から制御係 数 K i を求める以後の手順は前述の実施例と同じであ o

以上の実施例において、 ブロ ッ ク 2 1 0 , 2 1 2 , 2 1 3 , 3 0 0の機能をま とめて示すと第 1 6図にブ ロ ッ ク 3 0 1で示すよ うである。 即ち、 ブロ ッ ク 3 0 1 も、 第 1 2図に示すブロ ッ ク 2 1 4 と同様、 可変値 と しての目標差圧 Δ Ρ η から求められる差圧偏差厶 (厶 Ρ ) が増加する と大き く な り、 減少する と小さ く なる と共に、 目標差圧 Δ P Q が小さ く なる と比較的小 さな差圧偏差 Δ ( Δ Ρ ) で大き く なる制御係数 K i を 決定する。 これによ り、 第 1 5図に示す実施例におい ても、 目標差圧 Δ Ρ ο の変化に対して第 1 の実施例と 同様に制御係数 K i は補正される。 すなわち、 目標差 圧 Δ P c が小さ く な り、 それに応じて操作レバーを大 きな速度で操作したと きの差圧偏差 Δ ( Δ Ρ ) が例え ば厶 （ Δ Ρ ) maxlと小さ く なつても、 得られる制御係 数 K i は K ima∑2 から目標差圧が大きいときの最大値 K imaxl と同程度の大きな値に捕正される。 したがつ て、 本実施例においても、 第 1 の実施例と同様に目標 ' 差圧が小さいと きの応答性を改善し、 操作レバーを大 きな速度で操作したときに、 油圧ポンプ 1 の吐出圧力 の変化が緩慢でない俊敏な応答を得る こ とができ、 同 様の効果を得る こ とができ る。

なお、 目標差圧の変化に対する制御係数 K i の補正 手顯は種々の方法が考えられ、 上記以外の方法であつ ても良い。 例えば、 目標差圧 Δ Ρ ο で直接的に差圧偏 差 Δ ( Δ Ρ ) を補正してもよ く 、 また差圧偏差 Δ ( Δ Ρ ) と補正係数 K r との関係を設定しておき、 この関 係を補正係数 Κ _ΔΡで補正してもよい。 また、 捕正係数 K r と制御係数の基本値 K ioとから制御係数 K i を求 めたが、 直接制御係数 K i を求めてもよい。

本発明の第 3の実施例を第 1 7図及び第 1 8図によ り説明する。 全体の制御ブロ ッ ク は符号 2 0 0 Bで示 し、 ブロ ッ ク 2 0 0 B中、 第 1 1図に示すのと同じ機 能のプロ ッ クには同じ符号を付している。

本実施例は、 目標差圧 Δ Ρ ο を可変値と して設定す る内容が第 1の実施例とは異なっている。 すなわち、 第 1 7図において、 ブロ ッ ク 4 0 0には、 ガバナ角検 出器 1 8から出力されるエンジン目標回転数に対応す るガバナレバー操作量信号 N r が入力される と共に、 油圧回路の油温を検出する温度検出器 4 0 1からの油 温信号 T o とオペレータによ り操作される作業モー ド 選択スィ ツチ 4 0 2からの作業モー ド信号 Mとが入力 され、 これ等の値から可変値と しても目標差圧 Δ P 0 が求められる。 なお、 本実施例の油圧駆動回路は油圧 シ ョ ベルに搭載される こ とから、 選択スィ ッ チ 4 0 2 が指定する作業モー ドと しては、 標準作業、 溝掘削、 水平引き、 ク レー ン作業を考えている。

第 1 8図にブロ ッ ク 4 0 0の詳細を示す。 第 1 8図 において、 ブロ ッ ク 4 0 3は、 予め記憶したテーブル データよ り 目標回転数 N r に対応する回転数補正係数 Knrを求めるブロ ッ クであり、 テーブルデータの目標 回転数 Ν τ と回転数捕正係数 KNrの関係は、 第 1 1図 の目標回転数 N r と 目標差圧 Δ Ρ ο の関係と同様に、 N r が高いときに K N rが大き く 、 N r が小さ く なるに したがって K N rが小さ く なるよ うな特性である。 特に 本実施例では、 N f が最大 N rma} [のと きに得られる最 大の K Nrが 1 になるよ うに設定されている。

こ こで、 このよう に目標回転数 N f と回転数捕正係 数 K Nrの関係を設定したのは、 目標回転数 N f と 目標 差圧 Δ Ρ η との場合と同様に、 原動機回転数を低下し て微速操作を行う というオペレータの意図に対応して N r が小さいと きにァクチユエ一夕に供給される流量 が少な く なるよ う流量制御弁のメ 一夕 リ ング特性を変 更して、 微速操作を容易にするためである。

また、 ブロ ッ ク 4 0 4 は、 予め記憶したテーブルデ 一夕よ り油温 T G に対応する油温補正係数 K Toを求め るブロ ッ クであり、 テーブルデータの油温 T o と油温 補正係数 K Toの関係は、 T o が高いと きに K Toが小さ く 、 T 0 が小さ く なるに したがって K Toが大き く なる よ うな特性である。 特に本実施例では、 T o が油温と しての常温 4 0 °C付近にある と きに得られる最小の K Toが 1 になるよ う に設定されている。

こ こで、 このよ う に油温 T o と油温捕正係数 K Toの 関係を設定したのは、 環境温度が低下し、 油圧回路の 作動油の粘性が増大する と、 粘性抵抗に起因して同じ 目標差圧 Δ Ρ ο でのポンプ吐出流量が減少するので、 その粘性の影響をキヤ ンセルするためである。

また、 ブロ ッ ク 4 0 5 は、 予め記憶したテーブルデ 一夕よ り作業モー ド信号 Mに対応する目標差圧 Δ Ρ οο を求めるブロ ッ クであ り、 目標差圧 Δ Ρ οοと して、 作 業モー ド信号 Μが油圧シ ョベルの標準作業を指定する ときの目標差圧△ P ol、 溝掘削を指定するする と きの 目標差圧厶 Ρ ο2、 水平引きを指定する ときの目標差圧 Δ Ρ ο3、 ·ク レー ン作業を指定する ときの目標差圧 Δ Ρ ο4がそれぞれ記憶されている。 これ等目標差圧は、 Δ P o2〉 P ol > P o3〉 P o4の関係にある。

こ こで、 このよ う に作業内容に応じて目標差圧を違 えたのは、 作業内容によってァクチユエ一夕に要求さ れる駆動量及び動作速度が異なるからであり、 例えば 微操作が必要なク レー ン作業では、 その微操作を容易 にするために、 目標差圧 Δ Ρ 04は最も小さ く し、 ブー ム上げの速度が要求される溝掘削では、 素早く ブーム を上げるために目標差圧 Δ P olは最も大き く する。 こ のよ う に作業内容に応じて目標差圧を変える こ と によ り作業性が著し く 向上する。

そ して、 ブロ ッ ク 4 0 5で求めた目標差圧 Δ Ρ 00は ブロ ッ ク 4 0 6 に入力され、 こ こで目標差圧 Δ P D Oに プロ ッ ク 4 0 3で求めた回転数捕正係数 K Nrを乗じて 目標差圧 Δ Ρ οο* を求め、 更にブロ ッ ク 4 0 7でこの 目標差圧 Δ Ρ οο* にブロ ッ ク 4 0 4で求めた油温捕正 係数 K T oを乗じて目標差圧 Δ P G 求める。

目標差圧 Δ Ρ ο を求めた後の制御係数 K i を求める 手順は第 1 の実施例と同じである。

したがって、 本実施例においても第 1 の実施例と同 様に、 目標差圧 Δ Ρ ο の如何に係わらず油圧ポンプ 1 の吐出圧力の変化が緩慢でない俊敏な応答を得る こ と ができる。

また、 本実施例によれば、 原動機の回転数のみでは な く 、 作動油の温度及び作業モー ドに応じて目標差圧 厶 P Q を変えるよ う に したので、 第 1 の実施例と同様 に原動機回転数を低下して微速操作を行う というオペ レー夕の意図に対応して微速操作を容易にする と共に、 冬期又は寒冷地等での低温環境下での作業に際しても 作動油の粘性に対する油温の影響をキャ ンセルしてァ クチユエ一夕の駆動速度の低下を防止し、 更に作業内 容に応じた最適のメ ータ リ ング特性を与え、 操作性及 び作業性を著し く 改善する こ とができる。 産業上の利用可能性

本発明によれば、 目標差圧を可変値と して設定して も、 操作手段の操作速度及び可変値と しての目標差圧 の大きさに係わらず、 ハンチングを起こ さずかつ緩慢 でない最適なポンプ吐出圧力の制御が行なえる。

また、 オペレータがァクチユエ一夕の微速操作を意 図して原動機の回転数を下げる と、 原動機の回転数が 小さ く なつて、 目標差圧が小さ く なるので、 ァクチュ エー夕への供給流量が弒少し、 オペレータの意図に対 応した微速操作が容易に行え、 操作性が向上する。

また、 低温環境下での作業では、 目標差圧が大き く なるので、 ァクチユエ一夕への供給流量の低下が防止 され、 作業性が改善される。

更に、 作業モー ドに応じて最適の目標差圧が設定さ れるので、 作業内容に応じた最適のメ ータ リ ング特性 が与えられ、 作業性が改善される。

Claims

請求の範囲

1 . 可変容量型の少な く と も 1 台の油圧ポンプ（1 ) と、 この油圧ポンプから吐出される圧油によって駆動され る少な く と も 1 つの油圧ァクチユエ一夕 （2 ) と、 前記 油圧ポンプとァクチユエ一夕の間に接続され、 ァクチ ユエ一夕に供給される圧油の流量を制御する流量制御 弁（3 ) とを備えたロー ドセ ンシ ング制御油圧駆動回路 の油圧ポ ンプの制御装置であって、 前記油圧ポ ンプの 吐出圧力と前記ァクチユエ一夕の負荷圧力との差圧と 目標差圧との差圧偏差に基づいて目標押しのけ容積を 求め、 前記吐出圧力と負荷圧力との差圧が目標差圧に 保持されるよ う前記油圧ポ ンプの押しのけ容積を制御 する油圧ポンプの制御装置において、

( a ) 前記目標差圧を可変値と して設定してある第

1 の手段（2 0 2 ) と ；

( b ) 前記可変値と しての目標差圧から求められる 前記差圧偏差が増加する と大き く な り、 減少 する と小さ く なる と共に、 前記目標差圧が小 さ く なる と比較的小さな差圧偏差で大き く な る制御係数を決定する第 2 の手段（2 0 3 , 2 1 0 - 2 1 3 ) と ；

( c ) 前記可変値と しての目標差圧から求められる 前記差圧偏差と前記制御係数とから前記目標 押しのけ容積を決定する第 3の手段（205, 206 ) と ；

を備える こ とを特徴とする油圧ポンプの制御装置。

2. 請求項 1記載の油圧ポンプの制御装置において、 前記第 2の手段は、 前記目標差圧が小さ く なる と前記 差圧偏差の変化幅を大き く 捕正する第 4の手段（210, 2 11) と、'この補正された差圧偏差に基づき前記制御係 数を決定する第 5の手段（203, 212, 213) とを備える こ とを特徴とする油圧ポンプの制御装置。

3. 請求項 2記載の油圧ポンプの制御装置において、 前記第 4の手段は、 前記目標差圧が小さ く なる と大き く なる第 1 の補正係数を演算する手段（210) と、 前記 差圧偏差に前記第 1 の捕正係数を乗じて当該差圧偏差 を捕正する手段（211) とを含むこ とを特徵とする油圧 ポンプの制御装置。

4. 請求項 2記載の油圧ポンプの制御装置において、 前記第 5の手段は、 前記補正された差圧偏差から この 差圧偏差が増加する と大き く なり、 減少する と小さ く なる第 2の捕正係数を演算する手段（212) と、 基本制 御係数を予め設定してある手段（2 ) と、 この基本制 御係数に前記第 2の補正係数を乗じて前記制御係数を 演算する手段 （213) とを含むこ とを特徴とする油圧ポ ンプの制御装置。

5. 請求項 1記載の油圧ポンプの制御装置において、 前記第 2の手段は、 前記目標差圧が小さ く なる と大き く なる第 1 の補正係数を演算する手段 （210) と、 前記 差圧偏差からこの差圧偏差が増加する と大き く なり、 減少する と小さ く なる第 2の補正係数を演算する手段 (212) と、 前記第 1 の補正係数に前記第 2の補正係数 を乗じて前記制御係数を演算する手段 （300) とを備え る こ とを特徵とする油圧ポンプの制御装置。

6 . 請求項 1記載の油圧ポンプの制御装置において、 前記第 2 の手段は、 前記差圧偏差が増加する と大き く なり、 減少する と小さ く なる と共に、 前記目標差圧が 小さ く なる と、 比較的小さな差圧偏差で大きな値とな る第 2の捕正係数を演算する手段（210-212 : 210， 212, 3 00) と、 基本制御係数を予め設定してある手段（203 ) と、 この基本制御係数に前記第 2の補正係数を乗じて 前記制御係数を演算する手段（213) とを備える こ とを 特徴とする油圧ポンプの制御装置。

7. 請求項 1記載の油圧ポンプの制御装置において、 前記油圧ポンプを駆動する原動機の回転数を検出する 手段 （18)を更に備え、 前記第 1 の手段（202) は、 前記 検出した回転数が大き く なる と増加し、 小さ く なる と 减少する値と して前記目標差圧を設定している こ とを 特徵とする油圧ポンプの制御装置。

8. 請求項 1記載の油圧ポンプの制御装置において、 前記油圧駆動回路の作動油の温度を検出する手段 U 01 ) を更に備え、 前記第 1の手段 UM, 407) は、 前記検 出した油温が大き く なる と減少し、 小さ く なる と増加 する値と して前記目標差圧を設定しているこ とを特徵 とする油圧ポンプの制御装置。

9. 請求項 1記載の油圧ポ ンプの制御装置において、 前記油圧駆動回路が搭載される油圧機械の作業モー ド を指定する作業モー ド信号を出力する手段 U02) を更 に備え、 前記第 1の手段（4D5) は、 複数の作業モー ド に対応して複数の異なる目標差圧が記憶されており、 前記作業モー ド信号に応じてその指定された作業モー ドに対応する目標差圧を選択する こ とを特徴とする油 圧ポ ンプの制御装置。

1 0. 請求項 1記載の油圧ポ ンプの制御装置において、 前記油圧ポンプを駆動する原動機の回転数を検出する 手段（18) と、 前記油圧駆動回路の作動油の温度を検出 する手段 U ) と、 前記油圧駆動回路が搭載される油 圧機械の作業モー ドを指定する作業モー ド信号を出力 する手段（4 02) とを更に備え、 前記第丄 の手段は、 前 記検出した回転数が大き く なる と増加し、 小さ く なる と減少する回転数補正係数を演算する手段（4 03) と、 前記検出した油温が大き く なる と減少し、 小さ く なる と増加する油温捕正係数を演算する手段 U 04) と、 複 数の作業モー ドに対応して複数の異なる 目標差圧が記 憶されており、 前記作業モー ド信号に応じてその指定 された作業モー ドに対応する 目標差圧を選択する手段 (405 ) と、 この作業モー ド対応の目標差圧と前記回転 数捕正係数及び油温捕正係数とから前記可変値と して の目標差圧を演算する手段 U 06， 4 07) とを備える こ と を特徴とする油圧ポンプの制御装匿。

1 1 . 請求項 1記載の油圧ポンプの制御装置において、 前記第 4 の手段は、 前記差圧偏差に前記制御係数を乗 じて前記押しのけ容積の目標変化速度を演算する手段 (205) と、 前記目標変化速度を前回求めた目標押しの け容積に加算して新たな目標押しのけ容積を求める手 段（2 06) とを備える こ とを特徴とする油圧ポ ンプの制 御装置。