JP2774773B2 - Control device for variable displacement hydraulic pump - Google Patents
Control device for variable displacement hydraulic pumpInfo
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Description
【０００１】[0001]
【産業上の利用分野】本発明はトルク一定制御を行う可
変容量油圧ポンプの制御装置に関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a control device for a variable displacement hydraulic pump for performing constant torque control.
【０００２】[0002]
【従来の技術】従来、可変容量油圧ポンプの吐出圧に応
じて傾転角（吐出流量）を変化させ、トルク一定制御を
行う制御装置は、実公平５−５５８号公報等に示されて
いるように公知である。2. Description of the Related Art Conventionally, a control device for changing the tilt angle (discharge flow rate) in accordance with the discharge pressure of a variable displacement hydraulic pump and performing constant torque control is disclosed in Japanese Utility Model Publication No. 5-558. It is known as such.
【０００３】この公知の制御装置においては、圧力検出
手段によってポンプ吐出圧を検出し、この検出されたポ
ンプ吐出圧からトルク一定制御のためのポンプ流量を求
め、このポンプ流量に応じた電気信号を制御弁装置に送
り、この制御弁装置およびサーボ弁を介して、ポンプの
傾転角を制御するアクチュエータ（シリンダ）を作動さ
せる構成をとっている。In this known control device, a pump discharge pressure is detected by a pressure detecting means, a pump flow rate for torque constant control is obtained from the detected pump discharge pressure, and an electric signal corresponding to the pump flow rate is obtained. It is sent to a control valve device, and an actuator (cylinder) for controlling the tilt angle of the pump is operated via the control valve device and the servo valve.
【０００４】[0004]
【発明が解決しようとする課題】ところが、公知の制御
装置においては、いずれも検出時点でのポンプ吐出圧に
基づいてポンプ吐出流量を求め、これを電気信号に変え
て制御弁装置に送る構成をとっているため、とくに冬期
等の低温下で油の流動性が低下した場合に、油圧制御系
（制御弁装置、サーボ弁、アクチュエータ）の作動に遅
れが生じ、この遅れによりポンプ制御系全体がハンチン
グしてトルク一定制御が不安定となるという問題があっ
た。However, all known control devices have a structure in which a pump discharge flow rate is obtained based on a pump discharge pressure at the time of detection, and the pump discharge flow rate is converted into an electric signal and sent to a control valve device. In particular, when the fluidity of oil decreases at low temperatures such as in winter, the operation of the hydraulic control system (control valve device, servo valve, actuator) is delayed, and this delay causes the entire pump control system to operate. There is a problem that hunting causes unstable torque constant control.
【０００５】そこで本発明は、油圧制御系の作動遅れを
防止して安定したトルク一定制御を行うことができる可
変容量油圧ポンプの制御装置を提供するものである。Accordingly, the present invention provides a control device for a variable displacement hydraulic pump capable of performing stable constant torque control by preventing an operation delay of a hydraulic control system.
【０００６】[0006]
【課題を解決するための手段】請求項１の発明は、可変
容量油圧ポンプと、このポンプの傾転角を制御するアク
チュエータと、このアクチュエータの作動を制御する制
御弁装置と、ポンプ吐出圧を検出する圧力検出手段と、
上記制御弁装置に作動信号を出力するコントローラとを
具備し、このコントローラは、上記圧力検出手段によっ
て検出されたポンプ吐出圧の時系列値から制御の位相遅
れを補償する位相遅れ補償演算を行う演算部と、この演
算部で算出された圧力値と予め設定されたトルク値とか
らトルク一定制御を行うためのポンプ吐出流量を割出
し、このポンプ吐出流量を得るための流量指令信号を上
記制御弁装置に対して出力する制御信号出力部とから成
るものである。According to a first aspect of the present invention, there is provided a variable displacement hydraulic pump, an actuator for controlling a tilt angle of the pump, a control valve device for controlling the operation of the actuator, and a pump discharge pressure. Pressure detecting means for detecting,
A controller for outputting an operation signal to the control valve device, wherein the controller performs a phase lag compensation calculation for compensating a phase lag of control from a time series value of the pump discharge pressure detected by the pressure detecting means. Unit, a pump discharge flow rate for performing constant torque control based on the pressure value calculated by the operation unit and a preset torque value, and a flow command signal for obtaining the pump discharge flow rate is transmitted to the control valve. And a control signal output unit for outputting to the device.
【０００７】請求項２の発明は、請求項１の構成におい
て、制御弁装置として、コントローラからの作動信号に
応じた二次圧を出力する電磁比例減圧弁と、この電磁比
例減圧弁の二次圧により作動してアクチュエータを制御
するサーボ弁とが設けられたものである。According to a second aspect of the present invention, in the configuration of the first aspect, as the control valve device, an electromagnetic proportional pressure reducing valve that outputs a secondary pressure according to an operation signal from a controller, and a secondary valve of the electromagnetic proportional pressure reducing valve And a servo valve that operates by pressure and controls the actuator.
【０００８】[0008]
【作用】上記構成によると、演算部によって位相遅れ補
償演算を行い、この補償されたポンプ吐出圧に基づいて
トルク一定制御を行うためのポンプ吐出流量を割出し、
制御弁装置を制御するため、油圧制御系の作動遅れを防
止して安定したトルク一定制御を行うことができる。According to the above construction, the operation section performs a phase lag compensation operation, and calculates the pump discharge flow rate for performing the constant torque control based on the compensated pump discharge pressure.
Since the control valve device is controlled, it is possible to prevent a delay in operation of the hydraulic control system and perform stable torque constant control.
【０００９】また、請求項２の構成によると、電磁比例
減圧弁によってサーボ弁を駆動し、このサーボ弁によっ
てアクチュエータを作動させる構成であるため、ポンプ
の流量制御をポンプ吐出圧のみに基づいて簡単に行うこ
とができる。According to the second aspect of the present invention, since the servo valve is driven by the electromagnetic proportional pressure reducing valve and the actuator is operated by the servo valve, the flow rate of the pump can be easily controlled based only on the pump discharge pressure. Can be done.
【００１０】[0010]
【実施例】本発明の実施例を図によって説明する。BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG.
【００１１】第１実施例（図１，２参照） １は可変容量油圧ポンプ、２はこのポンプ１の傾転角を
制御するアクチュエータ、３はこのアクチュエータのピ
ストンで、このピストン３が図の左右方向に移動するこ
とによってポンプ傾転角（吐出流量）が変化する。First Embodiment (See FIGS. 1 and 2) 1 is a variable displacement hydraulic pump, 2 is an actuator for controlling the tilt angle of the pump 1, 3 is a piston of this actuator, and this piston 3 The displacement in the direction changes the pump tilt angle (discharge flow rate).
【００１２】４はアクチュエータ２の作動を制御するサ
ーボ弁、５はこのサーボ弁４のスプール、６はこのスプ
ール５に連結されたピストン、７はこのピストン６にバ
ネ８に対抗する圧力をかける圧力室で、この圧力室７に
電磁比例減圧弁（以下、単に比例弁という）９の二次側
管路１０が接続され、比例弁９の二次圧によってサーボ
弁４が一方向（図右方）に駆動される。Reference numeral 4 denotes a servo valve for controlling the operation of the actuator 2, reference numeral 5 denotes a spool of the servo valve 4, reference numeral 6 denotes a piston connected to the spool 5, and reference numeral 7 denotes a pressure for applying a pressure against the spring 6 to the piston 6. A secondary line 10 of an electromagnetic proportional pressure reducing valve (hereinafter simply referred to as a proportional valve) 9 is connected to the pressure chamber 7, and the secondary pressure of the proportional valve 9 causes the servo valve 4 to move in one direction (rightward in the figure). ) Is driven.
【００１３】また、サーボ弁４は、入出力ポート４ａが
アクチュエータ２の伸び側油室２ａに接続されるととも
に、圧力ポート４ｂが補助油圧源１１に、タンクポート
４ｃがタンクＴにそれぞれ接続されている。The servo valve 4 has an input / output port 4a connected to the extension-side oil chamber 2a of the actuator 2, a pressure port 4b connected to the auxiliary hydraulic power source 11, and a tank port 4c connected to the tank T. I have.
【００１４】一方、アクチュエータ２の縮み側油室２ｂ
は補助油圧源１１に接続され、この補助油圧源１１の圧
力と、サーボ弁４の位置によって決まる圧力とによって
アクチュエータ２の位置（ピストン３の位置＝ポンプ傾
転角）が決定されるようになっている。On the other hand, the contraction side oil chamber 2b of the actuator 2
Is connected to the auxiliary hydraulic pressure source 11, and the position of the actuator 2 (the position of the piston 3 = the pump tilt angle) is determined by the pressure of the auxiliary hydraulic pressure source 11 and the pressure determined by the position of the servo valve 4. ing.
【００１５】１２はポンプ１の吐出圧を検出する圧力セ
ンサで、この圧力センサ１２の圧力信号が、演算部１３
と制御信号出力部１４とによって構成されるコントロー
ラ１５の演算部１３に入力される。A pressure sensor 12 detects the discharge pressure of the pump 1.
And a control signal output unit 14 to be input to the calculation unit 13 of the controller 15.
【００１６】演算部１３は、圧力信号に基づいてトルク
一定制御を行うためのポンプ吐出流量の目標値ｑaを求
め、この求められた流量ｑaに対応する電気信号（流量
指令信号）ｉaが制御信号出力部１４から比例弁９に送
られる。The calculating unit 13 determines a target value qa of the pump discharge flow rate for performing the constant torque control based on the pressure signal, and an electric signal (flow rate command signal) ia corresponding to the obtained flow rate qa is a control signal. It is sent from the output unit 14 to the proportional valve 9.
【００１７】これにより、比例弁９が流量指令信号ｉa
の大きさに応じた二次圧をサーボ弁４の圧力室７に向け
て出力し、サーボ弁４が、この二次圧とバネ８の力とに
よって決まる位置に設定される。As a result, the proportional valve 9 sets the flow command signal ia
Is output toward the pressure chamber 7 of the servo valve 4, and the servo valve 4 is set at a position determined by the secondary pressure and the force of the spring 8.
【００１８】このサーボ弁４の位置により、アクチュエ
ータ２のピストン３の位置が定まり、ポンプ１の傾転角
（吐出流量）が決定される。The position of the piston 3 of the actuator 2 is determined by the position of the servo valve 4, and the tilt angle (discharge flow rate) of the pump 1 is determined.
【００１９】ここで、たとえば低温下では油の流動性の
低下によって油圧制御系（比例弁９、サーボ弁４、アク
チュエータ２）に作動遅れが生じ、これによりポンプ制
御系全体がハンチングを起こし易くなる。Here, for example, at low temperatures, the hydraulic control system (proportional valve 9, servo valve 4, actuator 2) is delayed due to a decrease in the fluidity of the oil, thereby causing the entire pump control system to easily hunt. .
【００２０】そこで、演算部１３は次のような位相遅れ
補償演算を行う。The operation unit 13 performs the following phase delay compensation operation.
【００２１】図２を併用して説明すると、演算部１３
は、 圧力センサ１２によって検出されるポンプ吐出圧
（以下、入力値という）Ｐinを、微小時間のサンプリン
グタイムＴでサンプリングし、 このサンプリング値を用いて油圧制御系の遅れを考
慮した出力値Ｐoutを演算し、 この出力値Ｐoutと、予め設定されたトルク一定制
御のための圧力−流量特性（図２中のＰ−ｑ特性図参
照）とから目標流量ｑaを割出し、 これを制御信号出力部１４に送る。The operation will be described with reference to FIG.
Samples a pump discharge pressure Pin (hereinafter, referred to as an input value) Pin detected by the pressure sensor 12 at a sampling time T of a short time, and uses the sampled value to output an output value Pout in consideration of a delay of the hydraulic control system. A target flow rate qa is calculated from the output value Pout and a preset pressure-flow rate characteristic for constant torque control (see the Pq characteristic diagram in FIG. 2). Send to 14.
【００２２】上記を数式であらわすと、When the above is expressed by a mathematical formula,
【００２３】[0023]
【数１】 (Equation 1)
【００２４】となる。ここで、Ｔ：サンプリングタイ
ム、ｄ：係数、ｋ：現サンプリング時点、ｋ−１：１時
点前のサンプリング、ａ：遅れ時定数、ｂ：進み時定数 であり、Ｐout（ｋ−１）は１時点前の出力値、Ｐin
（ｋ）は現時点での入力値、Ｐin（ｋ−１）は１時点前
の入力値である。## EQU1 ## Here, T: sampling time, d: coefficient, k: current sampling time, k-1: sampling before the time, a: delay time constant, b: advance time constant, and Pout (k-1) is 1 Output value before time point, Pin
(K) is the input value at the present time, and Pin (k-1) is the input value one time before.
【００２５】この位相遅れ補償演算において、ａ，ｂを
適当に設定することにより、圧力の変動周波数と油圧制
御系の遅れに適合した出力値が求められ、これに基づい
てポンプ吐出流量が設定されるため、油圧制御系の作動
遅れを防止し、ポンプ制御系全体のハンチングを防止す
ることができる。In this phase delay compensation calculation, by appropriately setting a and b, an output value suitable for the pressure fluctuation frequency and the delay of the hydraulic control system is obtained, and based on this, the pump discharge flow rate is set. Therefore, an operation delay of the hydraulic control system can be prevented, and hunting of the entire pump control system can be prevented.
【００２６】なお、コントローラ１５の演算部１３にお
ける位相遅れ補償演算として、図３に示すように微分の
みによる補償演算を行ってもよい。As the phase delay compensation operation in the operation unit 13 of the controller 15, a compensation operation based on only differentiation may be performed as shown in FIG.
【００２７】こうすれば、位相進みがすべての周波数で
９０°のみとなるため、きめ細かな補償ができないとと
もに、ノイズの影響を受け易いという難点がある反面、
演算式が単純化され、演算速度の高速化を図ることがで
きるという利点を有する。In this case, since the phase lead is only 90 ° at all frequencies, it is not possible to perform fine compensation, and there is a problem that it is easily affected by noise.
There is an advantage that the operation expression can be simplified and the operation speed can be increased.
【００２８】第２実施例（図４参照） 第１実施例との相違点のみを説明する。Second Embodiment (See FIG. 4) Only differences from the first embodiment will be described.
【００２９】第２実施例では、コントローラ１５によっ
て制御される制御弁装置として、第１および第２の高速
電磁切換弁（以下、単に第１切換弁、第２切換弁とい
う）１６，１７が用いられている。In the second embodiment, first and second high-speed electromagnetic switching valves (hereinafter simply referred to as first and second switching valves) 16 and 17 are used as control valve devices controlled by the controller 15. Have been.
【００３０】第１切換弁１６は、補助油圧源１１と、ア
クチュエータ２の伸び側油室２ａとの間に設けられ、駆
動信号が入力されない状態でこれらを連通させる。The first switching valve 16 is provided between the auxiliary hydraulic power source 11 and the extension-side oil chamber 2a of the actuator 2, and communicates them when no drive signal is input.
【００３１】一方、第２切換弁１７は、アクチュエータ
２の伸び側油室２ａとタンクＴとの間に設けられ、駆動
信号が入力されない状態でこれらを遮断する。On the other hand, the second switching valve 17 is provided between the extension-side oil chamber 2a of the actuator 2 and the tank T, and shuts off these when no drive signal is input.
【００３２】１８はポンプ１の傾転角からポンプ吐出流
量を検出する流量検出装置で、圧力センサ１２による圧
力信号とともにこの流量信号がコントローラ１５の演算
部１３に送られる。Reference numeral 18 denotes a flow rate detecting device for detecting the pump discharge flow rate from the tilt angle of the pump 1. The flow rate signal is sent to the arithmetic section 13 of the controller 15 together with the pressure signal from the pressure sensor 12.
【００３３】演算部１３は、圧力信号に基づく遅れ補償
演算を経て目標流量を割出し、流量検出装置１８による
検出流量（実際流量）がこの目標流量になるように、制
御信号出力部１４から第１および第２切換弁１６，１７
に向けてオン・オフ信号が繰返し出力される。The calculating section 13 calculates the target flow rate through delay compensation calculation based on the pressure signal, and outputs the target flow rate from the control signal output section 14 so that the flow rate detected by the flow rate detecting device 18 (actual flow rate) becomes the target flow rate. First and second switching valves 16, 17
, An on / off signal is repeatedly output.
【００３４】これにより、両切換弁１６，１７が高速で
連通・遮断両位置間で切換わり、第２切換弁１７が連通
位置にセットされるごとに、アクチュエータ２の伸び側
油室２ａがタンクＴに連通することによってアクチュエ
ータ２が小きざみに縮み側に移動、すなわちポンプ１の
傾転角が変化して吐出流量が目標流量に向けて変化す
る。As a result, the switching valves 16 and 17 are switched between the communicating and blocking positions at high speed, and each time the second switching valve 17 is set to the communicating position, the extension-side oil chamber 2a of the actuator 2 is set in the tank. By communicating with T, the actuator 2 moves to the contraction side in small increments, that is, the tilt angle of the pump 1 changes, and the discharge flow rate changes toward the target flow rate.
【００３５】[0035]
【発明の効果】上記のように本発明によるときは、圧力
検出手段によりポンプの吐出圧を検出して演算部に送
り、この演算部で位相遅れ補償演算を行ってトルク一定
制御を行うためのポンプ吐出流量を割出し、これに基づ
いて制御弁装置を制御する構成としたから、低温下等で
の油圧制御系の作動遅れ、これによるポンプ制御系全体
のハンチングの発生を防止して安定したトルク一定制御
を行うことができる。As described above, according to the present invention, the discharge pressure of the pump is detected by the pressure detecting means and sent to the calculating section, and the calculating section performs the phase lag compensation calculation to perform the constant torque control. Since the pump discharge flow rate is determined and the control valve device is controlled based on this, the operation delay of the hydraulic control system at low temperature or the like and the occurrence of hunting in the entire pump control system due to this are prevented and stable. Torque constant control can be performed.
【００３６】また、請求項２の発明によると、電磁比例
減圧弁によってサーボ弁を駆動し、このサーボ弁によっ
てアクチュエータを作動させる構成であるため、ポンプ
の流量制御をポンプ吐出圧のみに基づいて簡単に行うこ
とができる。According to the second aspect of the present invention, since the servo valve is driven by the electromagnetic proportional pressure reducing valve and the actuator is operated by the servo valve, the flow rate of the pump can be easily controlled based only on the pump discharge pressure. Can be done.
【図１】本発明の第１実施例にかかるポンプ制御装置の
全体構成図である。FIG. 1 is an overall configuration diagram of a pump control device according to a first embodiment of the present invention.
【図２】同装置における制御系の作用を説明するための
図である。FIG. 2 is a diagram for explaining the operation of a control system in the device.
【図３】同制御系による位相遅れ補償演算の他の例を説
明するための図２相当図である。FIG. 3 is a diagram corresponding to FIG. 2 for explaining another example of the phase delay compensation calculation by the control system.
【図４】本発明の第２実施例にかかるポンプ制御装置の
全体構成図である。FIG. 4 is an overall configuration diagram of a pump control device according to a second embodiment of the present invention.
１ 可変容量油圧ポンプ ２ アクチュエータ ４ 制御弁装置を構成するサーボ弁 ９ 制御弁装置を構成する電磁比例弁 １２ 圧力検出手段としての圧力センサ １５ コントローラ １３ 演算部 １４ 制御信号出力部 １６，１７ 制御弁装置を構成する高速電磁切換弁 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Variable displacement hydraulic pump 2 Actuator 4 Servo valve which constitutes a control valve device 9 Electromagnetic proportional valve which constitutes a control valve device 12 Pressure sensor as pressure detecting means 15 Controller 13 Operation unit 14 Control signal output unit 16, 17 Control valve device High-speed solenoid-operated directional control valve
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) F04B 49/00 F15B 11/02──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on front page (58) Field surveyed (Int.Cl. 6 , DB name) F04B 49/00 F15B 11/02
Claims (2)
転角を制御するアクチュエータと、このアクチュエータ
の作動を制御する制御弁装置と、ポンプ吐出圧を検出す
る圧力検出手段と、上記制御弁装置に作動信号を出力す
るコントローラとを具備し、このコントローラは、上記
圧力検出手段によって検出されたポンプ吐出圧の時系列
値から制御の位相遅れを補償する位相遅れ補償演算を行
う演算部と、この演算部で算出された圧力値と予め設定
されたトルク値とからトルク一定制御を行うためのポン
プ吐出流量を割出し、このポンプ吐出流量を得るための
流量指令信号を上記制御弁装置に対して出力する制御信
号出力部とから成ることを特徴とする可変容量油圧ポン
プの制御装置。1. A variable displacement hydraulic pump, an actuator for controlling the tilt angle of the pump, a control valve device for controlling the operation of the actuator, a pressure detecting means for detecting a pump discharge pressure, and the control valve device A controller for outputting an operation signal to the controller, the controller performing a phase delay compensation calculation for compensating a phase delay of control from a time-series value of the pump discharge pressure detected by the pressure detection means, The pump discharge flow rate for performing the torque constant control is calculated from the pressure value calculated by the calculation unit and the preset torque value, and a flow rate command signal for obtaining the pump discharge flow rate is transmitted to the control valve device. And a control signal output unit for outputting the control signal.
作動信号に応じた二次圧を出力する電磁比例減圧弁と、
この電磁比例減圧弁の二次圧により作動してアクチュエ
ータを制御するサーボ弁とが設けられたことを特徴とす
る請求項１記載の可変容量油圧ポンプの制御装置。2. An electromagnetic proportional pressure reducing valve which outputs a secondary pressure according to an operation signal from a controller as a control valve device,
2. The control device for a variable displacement hydraulic pump according to claim 1, further comprising a servo valve that operates by a secondary pressure of the electromagnetic proportional pressure reducing valve to control the actuator.
Priority Applications (1)
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|---|---|---|---|
| JP6126462A JP2774773B2 (en) | 1994-06-08 | 1994-06-08 | Control device for variable displacement hydraulic pump |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6126462A JP2774773B2 (en) | 1994-06-08 | 1994-06-08 | Control device for variable displacement hydraulic pump |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07332247A JPH07332247A (en) | 1995-12-22 |
| JP2774773B2 true JP2774773B2 (en) | 1998-07-09 |
Family
ID=14935821
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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| JP6126462A Expired - Lifetime JP2774773B2 (en) | 1994-06-08 | 1994-06-08 | Control device for variable displacement hydraulic pump |
Country Status (1)
| Country | Link |
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Families Citing this family (4)
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Family Cites Families (1)
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-
1994
- 1994-06-08 JP JP6126462A patent/JP2774773B2/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
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| JPH07332247A (en) | 1995-12-22 |
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