JPH0450504A - ロードセンシング油圧駆動回路の制御装置 - Google Patents

ロードセンシング油圧駆動回路の制御装置

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JPH0450504A
JPH0450504A JP2160824A JP16082490A JPH0450504A JP H0450504 A JPH0450504 A JP H0450504A JP 2160824 A JP2160824 A JP 2160824A JP 16082490 A JP16082490 A JP 16082490A JP H0450504 A JPH0450504 A JP H0450504A
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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〕 本発明は油圧ショベル、油圧クレーン等の油圧機械に用
いるロードセンシング油圧駆動回路の制御装置に係わり
、特に、油圧ポンプの吐出圧力をアクチュエータの負荷
圧力よりも所定値だけ高く保持するように制御するポン
プ制御手段を備えたロードセンシング油圧駆動回路の制
御装置に関する。
〔従来の技術〕
近年、油圧ショベル、油圧クレーン等、複数の被駆動体
を駆動する複数の油圧アクチュエータを備えた建設機械
の油圧駆動回路においては、油圧ポンプの吐出圧力を負
荷圧力又は要求流量に連動して制御すると共に、流量制
御弁に関連して圧力補償弁を配置し、この圧力補償弁で
流量制御弁の前後差圧を制御して、複合駆動時の供給流
量を安定して制御することが行われている。このうち、
油圧ポンプの吐出圧力を負荷圧力に連動して制御するも
のの代表例としてロードセンシング制御がある。
ロードセンシング制御とは、油圧ポンプの吐出圧力が複
数の油圧アクチュエータの最大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流量を制御するもので
あり、これにより油圧アクチュエータの負荷圧力に応じ
て油圧ポンプの吐出流量を増減し、経済的な運転が可能
となる。
第１１図に、従来のロードセンシング油圧駆動回路を示
す。この油圧駆動回路は、例えばＤＥ−Ａｌ−３４２２
１６５（特開昭６０−１１７０６号に対応）に記載のも
のである。
第１１図において、油圧駆動回路は、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
る油圧アクチュエータ２と、油圧ポンプ１とアクチュエ
ータ２の間に接続され、操作レバー３ａの操作によりア
クチュエータ２に供給される圧油の流量を制御する流量
制御弁３と、流量制御弁３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の通過流量を流量制
御弁３の開度に比例するように制御する圧力補償弁４と
を備え、流量制御弁３と圧力補償弁４０１組で圧力補償
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、例えば斜板１ａを有している。また、油圧
駆動回路は図示しない少なくとも１つの他のアクチュエ
ータを有し、かつこれに対応して少なくとも１つの圧力
補償流量制御弁を有している。
以上の油圧駆動回路に対して、油圧ポンプ１の吐出圧力
Ｐｄを複数のアクチュエータの最大負荷圧力ＰＬよりも
所定値だけ高く保持するよう、油圧ポンプ１の押しのけ
容積、即ち斜板１ａの位置を制御するロードセンシング
レギュレータ（以下、ＬＳレギュレータという）７０と
、油圧ポンプの吐出管路１２に接続され、油圧ポンプ１
の吐出圧力とアクチュエータの最大負荷圧力との差圧Δ
Ｐを設定値以下に保持するアンロード弁８０とからなる
制御装置が設けられている。
ＬＳレギュレータ７０は、油圧ポンプ１の吐出圧力Ｐｆ
ｌとシャトル弁９により選択される複数のアクチュエー
タの最大負荷圧力ＰＬの差信号により切換弁７２を動作
させて、バネ７１ａを内蔵する作動シリンダ７１への油
圧の流入出を制御し、油圧ポンプ１の吐出圧力とアクチ
ュエータの最大負荷圧力との差圧ΔＰがバネ７２ｃの設
定値に保持されるように斜板１ａの位置、即ち、油圧ポ
ンプ１の押しのけ容積を制御する。ＬＳレギュレータ７
０の制御ゲインはバネ７１ａ、７２ｃのバネ定数によっ
て決まり、この制御ゲインに応じて油圧ポンプ１の斜板
１ａの変化速度が定まる。以下、適宜、このＬＳレギュ
レータ７０が行う制御をＬＳ制御と言い、ＬＳ制御の対
象となる油圧ポンプ１の吐出圧力とアクチュエータの最
大負荷圧力との差圧ΔＰをＬＳ差圧という。
アンロード弁８０は、油圧ポンプ１の吐出圧力Ｐｄとシ
ャトル弁９により選択される複数のアクチュエータの最
大負荷圧力ＰＬの差信号により動作して、ＬＳレギュレ
ータ７０の応答遅れなどでＬ’　Ｓ差圧ΔＰがバネ８０
ａの設定値より高くなったときに、油圧ポンプの吐出管
路１２の圧油をタンク１１に放出し、速やかにその設定
差圧を保持するものである。通常、アンロード弁のバネ
８０ａによる差圧の設定値はＬＳレギュレータ７０のバ
ネ７２ｃによる設定値よりも僅かに高い圧力にされる。
〔発明が解決しようとする課題〕
しかしながら、この従来のロードセンシング油圧駆動回
路の制御装置においては以下のような問題点があった。
ＬＳレギュレータ７０は、上述したように油圧ポンプ１
の吐出圧力Ｐｄとアクチュエータの最大負荷圧力ＰＬの
差信号により斜板１ａの位置を制御して、ＬＳ差圧ΔＰ
をバネ７２ｃの設定値に保持するものである。このＬＳ
制御に際して、流量制御弁３の操作量（要求流量）が小
さいときは流量制御弁３０開度が小さいので、油圧ポン
プ１の吐出圧力は油圧ポンプ１と流量制御弁３との間の
管路１２に流入する流量と管路１２から流出する流量と
の差とこの管路１２の体積弾性係数って決まり、この体
積弾性率は油の体積弾性係数を管路１２の容積で割った
ものである。そして、この管路１２の容積は非常に小さ
いので、流量制御弁３の開度が小さいときの体積弾性率
は大きな値となり、このため、流量変化が僅かでも圧力
の変化が大きくなってハンチングを越し、ＬＳ差圧ΔＰ
の制御が困難となる。
一方、流量制御弁３の操作量が大きくなって開度が大き
くなると、油圧ポンプ１の吐出流量が流入する回路はシ
リンダ２を含む大きな容積となり、体積弾性率は小さく
なる。このため、油圧ポンプ１の吐出流量の変化に対す
る圧力の変化は小さくなり、ＬＳ差圧ΔＰの制御は容易
になる。
従って、流量制御弁３の全操作量範囲に亘ってＬＳ差圧
ΔＰの制御を確実に行うためには、流量制御弁３の開度
が小さいときにＬＳ差圧ΔＰの制御が容易に行えるよう
にする必要があり、このためには油圧ポンプ１の斜板の
変化速度が遅くなるようＬＳレギュレータ７０の制御ゲ
イン、即ち、バネ７１　ａ、　　７２　ｃのバネ定数を
設定すればよい。
しかしながら、このように制御ゲインを設定した場合、
流量制御弁３の開度が大きいときに前述のように体積弾
性率が小さくなるので、差圧ΔＰの変化量は小さくなっ
てしまい、ＬＳ制御の応答性が悪化するという問題があ
った。
本発明の目的は、流量制御弁の操作量が小さいときにも
圧力変化の小さい安定した差圧の制御が可能であり、か
つ流量制御弁の操作量が大きいときには俊敏な応答性を
持つ油圧ポンプの制御が可能なロードセンシング油圧駆
動回路の制御装置を提供することである。
〔課題を解決するための手段〕
上記目的を達成するため、本発明は、押しのけ容積可変
手段を備えた少なくとも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（と
も１つの油圧アクチュエータと、油圧ポンプと各アクチ
ュエータの間に接続され、操作手段の操作量に応じてア
クチュエータに供給される圧油の流量を制御する流量制
御弁と、前記油圧ポンプの吐出圧力を前記アクチュエー
タの負荷圧力よりも所定値だけ高く保持するように制御
するポンプ制御手段と、前記油圧ポンプと前記アクチュ
エータの間に接続され、前記油圧ポンプの吐８圧力と前
記アクチュエータの負荷圧力との差圧を設定値以下に保
持するアンロード弁とを備えたロードセンシング油圧駆
動回路の制御装置において、前記流量制御弁の要求流量
に係わる値を検出する第１の手段と、前記第１の手段で
検出した要求流量に係わる値に基づいて、要求流量が小
さいときには前記アンロード弁の設定値が前記所定値よ
りも小さく、要求流量が増加するにしたがって前記アン
ロード弁の設定値が前記所定値よりも大きくなるように
前記アンロード弁の設定値を制御する第２の手段とを備
えるものである。
好ましくは、前記ポンプ制御手段は、前記油圧ポンプの
吐出圧力と前記アクチュエータの負荷圧力との差圧に基
づき、その差圧を前記所定値に保持する目標押しのけ容
積を決定する第３の手段と、前記油圧ポンプの押しのけ
容積が前記第３の手段で決定した目標押しのけ容積に一
致するよう前記油圧ポンプの押しのけ容積可変手段を制
御する第４の手段とを含み、前記第１の手段は前記要求
流量に係わる値として前記第３の手段で決定した目標押
しのけ容積を検出する手段であり、前記第２の手段はこ
の目標押しのけ容積に基づいて前記アンロード弁を制御
する手段である。
また、好ましくは、前記第１の手段は前記要求流量に係
わる値として前記油圧ポンプの実際の押しのけ容積を検
出する手段であり、前記第２の手段はこの押しのけ容積
に基づいて前記アンロード弁を制御する手段である。
さらに、好ましくは、前記第２の手段は、前記第１の手
段で検出した要求流量に係わる値に基づいて、要求流量
が小さいときには前記アンロード弁の設定値を前記所定
値よりも小さくし、要求流量が増加するにしたがって前
記アンロード弁の設定値を前記所定値よりも大きくする
制御力を演算し、それに対応する電気信号を８カする手
段と、前記電気信号を受け、前記制御力を生成する手段
とを含む。
また、好ましくは、前記アンロード弁は閉弁方向の付勢
力を与えるバネを備え、前記第２の手段は、前記第１の
手段で検出した要求流量に係わる値に基づいて、要求流
量が小さいときには前記アンロード弁の設定値を前記所
定値よりも小さくし、要求流量が増加するにしたがって
前記アンロード弁の設定値を前記所定値よりも大きくす
る制御力を決定する手段と、前記アンロード弁に対して
前記バネの付勢力に対向して前記制御力を付与する手段
とを含む。
〔作用〕
以上のように構成した本発明においては、流量制御弁の
操作量が小さく、要求流量が小さいときにはアンロード
弁の設定値はポンプ制御手段の所定値よりも小さくなる
ので、ポンプ制御手段よりアンロード弁が優先的に機能
し、油圧ポンプの吐出圧力とアクチュエータの負荷圧力
との差圧はアンロード弁により制御される。このため、
アンロード弁による安定した差圧の制御が可能となる。
流量制御弁の操作量が大きくなり、要求流量が増大する
とアンロード弁の設定値が大きくなり、ポンプ制御手段
の所定値を越えるようになる。従って、この状態では、
ポンプ流量制御手段により油圧ポンプの吐出圧力とアク
チュエータの負荷圧力との差圧が制御され、流量制御弁
の操作量が大きいときに油圧ポンプの押しのけ容積可変
手段の変化速度が最適の値となるようにポンプ流量制御
手段の制御ゲインを設定することにより、ポンプ流量の
俊敏な制御が可能となる。また、アンロード弁からの圧
油の放出はなくなるので、エネルギ損失も生じない。
〔実施例〕
以下、本発明の幾つかの実施例を図面を用いて説明する
。まず、本発明の第１の実施例を第１図〜第９図により
説明する。
第１図において、本実施例に係わるロードセンシング油
圧駆動回路は、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油圧アクチュエータ
２と、油圧ポンプ１とアクチュエータ２の間に接続され
、操作レバー３ａの操作によりアクチュエータ２に供給
される圧油の流量を制御する流量制御弁３と、流量制御
弁３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３０通過流量を流量制御弁３の開度に比例す
るように制御する圧力補償弁４とを備え、流量制御弁３
と圧力補償弁４の１組で圧力補償流量制御弁を構成して
いる。油圧ポンプ１は可変容量型であり、押しのけ容積
可変機構、即ち、斜板１ａを有している。
なお、第１図では１つの油圧アクチュエータ２と１つの
圧力補償流量制御弁３，４のみを示したが、実際には複
数のアクチュエータがあり、これに対応して複数の圧力
補償流量制御弁が設けられている。
以上の油圧駆動回路に対して、差圧検出器５と、斜板位
置検出器６と、制御ユニット７と、斜板位置制御装置８
と、アンロード弁２０とからなる本実施例の制御装置が
設けられている。
差圧検出器５は、シャトル弁９により選択されたアクチ
ュエータ２を含む複数の油圧アクチュエータの最大負荷
圧力ＰＬと油圧ポンプ１の吐出圧力Ｐｄとの差圧、即ち
、ＬＳ差圧を検出し、それを電気信号ΔＰに変換し、制
御ユニット７へａカする。斜板位置検出器６は、油圧ポ
ンプ１の斜板１ａの位置を検出し、これを電気信号θに
変換して制御ユニット７へ出力する。制御ユニット７は
電気信号ΔＰ、θに基づき油圧ポンプ１の斜板１ａの駆
動信号とアンロード弁２０の後述する電磁比例ソレノイ
ド２０ｃの駆動信号を演算し、これら駆動信号を斜板位
置制御装置８及びアンロード弁２０の電磁比例ソレノイ
ド２０ｃに出力する。
斜板位置制御装置８は、例えば第２図に示すように電気
−油圧サーボ機構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１ａ
を駆動するサーボピストン８ｂを有し、サーボピストン
８ｂはサーボシリンダ８ｃ内に収納されている。サーボ
シリンダ８ｃのシリンダ室はサーボピストン８ｂによっ
て左側室８ｄ及び右側室８ｅに区分されており、左側室
８ｄの断面積りは右側室８ｅ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８ｃの左側室８ｄは、パイロットポンプ
等の油圧源１０と管路８ｆを介して連絡され、サーボシ
リンダ８ｃの右側室８ｅは油圧源１０と管路８１を介し
て連絡され、管路８ｆは戻り管路８ｊを介してタンク１
１に連絡されている。
管路８ｆには電磁弁８ｇが介設され、戻り管路８ｊには
電磁弁８ｈが介設されている。これらの電磁弁８ｇ、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、制御ユニット７からの駆動信
号により切換えられる。
電磁弁８ｇが励磁（オン）されて切換位置Ｂに切り換わ
ると、サーボシリンダ８ｃの左側室８ｄが油圧源１０と
連通し、左側室８ｄと右側室８ｅの面積差によってサー
ボピストン８ｂ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１ａの傾転角が増大し、吐出流
量が増加する。
また、電磁弁８ｇ及び電磁弁８ｈ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８ｄの油路が
遮断され、サーボピストン８ｂ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１ａの傾
転角が一定に保持され、吐出流量が一定に保持される。
電磁弁８ｈが励磁（オフ）されて切換位置Ｂに切り換わ
ると、左側室８ｄとタンク１１とが連通して左側室８ｄ
の圧力が低下し、サーボピストン８ｄは右側室８ｅ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１ａの傾転角が減少し、吐出流量も減少す
る。
第１図に戻り、アンロード弁２０は油圧ポンプ１の吐出
管路１２に接続され、油圧ポンプ１の吐出圧力とアクチ
ュエータの最大負荷圧力との差圧ΔＰを設定値以下に保
持する。
アンロード弁２０は、シャトル弁９により選択された最
大負荷圧力ｐｔが導かれ、閉弁方向に作用するパイロッ
ト圧力室２０ａと、油圧ポンプ１の吐出圧力Ｐｄが導か
れ、開弁方向に作用するパイロット圧力室２０ｂと、パ
イロット圧力室２０ａ側の端部に設けられ、閉弁方向の
付勢力を加えるバネ２０ｃと、パイロット圧力室２Ｏｂ
側の端部に設けられ、上述した制御ユニット７からの駆
動信号が電気信号として与えられることによりその電気
信号（電流）に応じた開弁方向の制御力ＦＳを加える電
磁比例ソ１ツメイド２０ｄとを備えている。
このように構成されたアンロード弁２０は、制御ユニッ
ト７からの駆動信号がないときには、油圧ポンプ１の吐
出圧力Ｐｔｌと最大負荷圧力ＰＩ、との差圧がバネ２０
ｃの付勢力により定まる設定値を保つように働く。電磁
比例ソレノイド２０ｄに電気信号が与えられると、電磁
比例ソレノイドはバネ２０ｃの付勢力に対向してその電
気信号に応じた制御力Ｆ［を与える。このため、アンロ
ード弁２０は、油圧ポンプ１の吐出圧力Ｐｄと最大負荷
圧力ＰＩとの差圧がバネ２０ｃの付勢力から電磁比例ソ
レノイドの制御力Ｆｓを差し引いた力により定まる設定
値になるように制御する。即ち、油圧ポンプ１の吐出圧
力Ｐｄとアクチュエータの最大負荷圧力ＰＬとの差圧は
電磁比例ソレノイド２０ｄに印加される電気信号に比例
して小さくなるように制御される。
制御ユニット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ΔＰと斜板位置検出器６から出力される斜板位置信号
θとをデジタル信号に変換するＡ／Ｄコンバータ７ａと
、中央演算装置（ＣＰＵ）７ｂと、制御プログラムを格
納するリードオンリーメモリ（ＲＯＭ）７ｃと。演算途
中の数値を一時記憶するランダムアクセスメモリ（ＲＡ
Ｍ）７ｄと、出力用のＩ１０インタフェイス７ｅと、上
述の電磁弁８ｇ、８ｈ及びアンロード弁２０の電磁比例
ソＩツノイド２０ｃに接続される増幅器７ｇ、７ｈとを
備えている。
制御ユニット７は、差圧検出器５から出力される差圧信
号ΔＰから、ＲＯＭ７ｃに格納された制御プログラムに
基づいて油圧ポンプ１の斜板目標位置θＯを演算し、こ
の斜板目標位置θ０と斜板位置検出器６から出力される
斜板位置信号θとから両者の偏差を零にする駆動信号を
作成し、これをＩ１０インターフェイス７ｅを経て増幅
器７ｇ７７ｈから斜板位置制御装置８の電磁弁８ｇ、８
ｈに出力する。これにより油圧ポンプ１の斜板１ａは、
斜板位置信号θが斜板目標位置θＯに一致するよう制御
される。
また、制御ユニット７は、上記の斜板目標位置θ０の演
算結果から、ＲＯＭ７ｃに格納された制御プログラムに
基づいて電磁比例ソレノイドの制御力Ｆｓを演算し、こ
の制御力に相当する駆動信号を作成し、これをＩ１０イ
ンターフェイス７ｅを経て増幅器７１からアンロード弁
２０の電磁比例ソレノイド２０ｄに出力する。
以下、本実施例の動作を第４図に基づき説明する。第４
図は、第３図のＲＯＭ７ｃに格納された制御プログラム
をフローチャート化したものである。
まず、手順１００において、差圧検出器５、斜板位置検
出器６の出力をＡ／Ｄコンバータ７ａを介して入力し、
差圧信号ΔＰ１斜板位置信号θとしてＲＡＭ７ｄに記憶
する。
次に、手順１１０において積分制御により油圧ポンプ１
の斜板目標位置θＯを演算する。第５図に手順１１０の
詳細を示す。第５図の手順１１１゜において、予め設定
された差圧の目標値ΔＰｏと手順１００で入力した差圧
信号ΔＰとの偏差Δ（ΔＰ）を演算する。差圧の目標値
ΔＰＯは本実施例では一定値を用いるが、これは変化す
る値でもよい。
次に手順１１２において斜板目標位置の増分Δθ、を演
算する。演算は予め設定した制御係数Ｋに差圧偏差Δ（
ΔＰ）を乗することにより斜板目標位置の増分Δθ１．
を求める。この斜板目標位置の増分Δθ１．はプログラ
ムが手順１００から１３０までに掛る時間（サイクルタ
イム）をｔｃとすれば、ｔｃ時間内における斜板目標位
置の増分となるので、Δθａｐ／　ｔ　Ｃが斜板の目標
速度となる。即ち、制御係数Ｋｉは油圧ポンプ１の斜板
１ａの変化速度の制御ゲインに相当し、制御係数Ｋｉは
、流量制御弁３の操作量が比較的大きいときに斜板１ａ
の動作が緩慢とならない変化速度が得られるように設定
される。
次に手順１１３において、前回演算した斜板目標位置θ
０−１に増分Δθ４．を加算し、今回の（新しい）斜板
目標位置θＯを演算する。
次に、第４図に戻り、手順１２０において油圧ポンプの
斜板位置の制御を行なう。その詳細を第６図に示す。第
６図の手順１２１において、手順１１０で演算した斜板
目標位置θ０と手順１００で入力した斜板位置信号θと
の゛偏差Ｚを演算する。
次に手順１２２において、偏差２の絶対値が斜板位置制
御の不感帯Δ以内に入っているかを判定する。ここで１
２１が不感帯Δより小さい（１２１くΔ）と判定される
と手順１２４へ行き、電磁弁８ｇ、８ｈにＯＦＦ信号を
出力し、斜板位置を固定する。手順１２２においてＩＺ
ｌが不感帯Δより大きい（］Ｚ１≧Δ）と判定されると
手順１２３へ行く。手順１２３ではＺの正負を判定する
。
Ｚが正（Ｚ＞０）と判定した場合、手順１２５へ行く。
手順１２５では斜板位置を大方向へ動かすために電磁弁
８ｇにＯＮ、電磁弁８ｈにＯＦＦ信号を出力する。
手順１２３においてＺが負（Ｚ≦０）と判定された場合
は手順１２６へ行き、斜板位置を小方向へ動かすために
電磁弁８ｇへＯＦＦ、電磁弁８ｈにＯＮ信号を出力する
。
以上の手順１２１〜１２６により斜板位置は斜板目標位
置に一致するように制御される。
以上の手順１１０及び１２０により、油圧ポンプ１の吐
出圧力Ｐ（ｌがアクチュエータの最大負荷圧力ＰＬより
差圧の目標値ΔＰだけ高くなるように油圧ポンプ１の斜
板位置、即ち、押しのけ容積が制御される。即ち、油圧
ポンプ１はＬＳ制御される。
次に、再び第４図に戻り、手順１３０において上記手順
１１０で演算した斜板目標位置θＯからアンロード弁２
０の電磁比例ソレノイド２０ｄの制御力Ｆｓを演算する
。この制御力Ｆｓの算出は、第７図に示すようなテーブ
ルデータをＲＯＭ７ｃに予め記憶しておき、斜板目標位
置θ０に対し、そのテーブルデータから制御力Ｆｓを読
み出すことにより行う。なお、この方法に代え、演算式
をプログラムしておき、演算により制御力Ｆｓを求めて
もよい。
そして、第７図に示すテーブルデータでは、斜板目標位
置θＯと制御力Ｆ８との関数関係が、θＯが小さいとき
には制御力Ｆａが大きく、θ０が大きくなるにしたがっ
て制御力Ｆｓが小さくなるように設定され、このときの
制御力Ｆ１は、バネ２０ｃとの合力で得られるアンロー
ド弁２０の設定値ΔＰＩＩＯが、−例として第８図に示
すような値となるようにされる。
即ち、第８図において、ΔＰｏは前述の油圧ポンプ１の
ＬＳ制御での差圧の目標値ΔＰＯであり、ΔＰｃはバネ
２０ｃの付勢力により与えられる設定値である。ΔＰｃ
はΔＰＯより高く設定しておく。また、二点鎖線で示し
た斜板目標位置θｃｏは、斜板目標位置θＯがこの値よ
り小さい範囲では油圧ポンプ１の上述のＬＳ制御による
差圧ΔＰの制御が困難となる境界値を示す。斜板目標位
置がＯからθｌの範囲が第７図の制御力Ｆａが付与され
る領域であり、この範囲ではバネ２０ｃの付勢力から制
御力Ｆｓが差し引かれることにより、アンロード弁２０
の設定値Ｐｕが図示のように変化する。即ち、斜板目標
位置θ０がθＣＯを少し越えた値θ２以下の範囲では、
アンロード弁の設定値ＰｕｏはＬＳ制御の差圧目標値Δ
ＰＯよりも小さく、斜板目標位置θＯがその値θ２を越
え、ＬＳ制御が安定して行える領域では、設定値Ｐｎｏ
は差圧目標値ΔＰＯより高い値となり、斜板目標位置θ
０がθ１を越えると、設定値Ｐｕｏはバネ２０ｃの付勢
力により与えられる値ΔＰｃとなる。
以上のようにして手順１３０で求めた制御力Ｆ３はＩ１
０ボート７ｅ及び増幅器７１を介して電流Ｉ８に変換さ
れ、アンロード弁２０の電磁比例ソレノイド２０ｄに出
力される。なお、この実施例ではＩ１０ポート７ｅの例
を示したが、Ｄ／Ａ変換器を用い、増幅器７１で電圧−
電流変換して出力してもよい。
以上の手順１３０を終了すると再び最初の手順１００に
戻る。これら手順１００〜１３０は先に述べたサイクル
タイムｔｃ間に一回行なわれることで、結果的に手順１
２０において、斜板速度は先に述べた目標速度Δθａｐ
／　ｔ　Ｃに制御される。
以上の構成をまとめてブロック図化したものを第９図に
示す。ここで、ブロック２０１が第４図の手順１１０で
あり、ブロック２０２が手順１２０であり、ブロック２
０３が手順１３０である。
以上のように構成した本実施例においては、流量制御弁
３の操作量が小さく、要求流量が小さいときには、第４
図の手順１１０及び第９図のブロック２０１において演
算される斜板目標位置θ０も小さく、手順１３０及びブ
ロック２０３においては第７図のθＣｏ以下の斜板目標
位置に対応する大きい制御力Ｆｓが演算される。このた
め、第８図に示すように、アンロード弁２０のノくネ２
０ｃから制御力ＦＳを差し引くことにより得られる設定
値ΔＰｕｏはＬＳ制御の差圧目標値ΔＰＯよりも小さく
なり、手順１２０によるＬＳ制御よりアンロード弁２０
が優先的に機能する。従って、油圧ポンプ１の吐出圧力
Ｐ（ｌとアクチュエータの最大負荷圧力ＰＬとの差圧Δ
Ｐはアンロード弁２０により制御され、アンロード弁２
０による安定１．た差圧の制御が可能となる。
流量制御弁３の操作量が大きくなり、要求流量が増大す
ると、第４図の手順１１０及び第９図のブロック２０１
において演算される斜板目標位置θＯも大きくなり、手
順１３０及びブロック２０３においては第７図の０００
以上の斜板目標位置に対応する小さい制御力ＦＢが演算
されるようになる。このため、第８図に示すように、ア
ンロード弁２０のバネ２０ｃから制御力Ｆ＋を差し引く
ことにより得られる設定値ΔＰｎｏはＬＳ制御の差圧目
標値ΔＰａよりも大きくなり、手順１２０及びブロック
２０２によるＬＳ制御により油圧ポンプ１の吐出圧力Ｐ
ｄとアクチュエータの最大負荷圧力ＰＬとの差圧ΔＰが
差圧目標値ΔＰＯに保持されるよう制御される。ここで
、前述したように、第５図の手順１１２における制御係
数（制御ゲイン）Ｋｉは、流量制御弁３の操作量が比較
的大きいときに斜板１ａの動作が緩慢とならない変化速
度が得られるように設定されている。従って、ＬＳ制御
により油圧ポンプ１の俊敏な制御が可能である。また、
アンロード弁２０からの圧油の放出はな（なるので、エ
ネルギ損失も生じない。
本発明の第２の実施例を第１０図及び第１１図により説
明する。本実施例はポンプ制御手段を油圧的に構成し、
かつ流量制御弁３の要求流量に係わる値として斜板目標
位置θ０でなく実際の斜板位置θを用いるものである。
第１０図において、７０は本実施例のポンプ制御手段を
構成するＬＳレギュレータであり、ＬＳレギュレータ７
０は、油圧ポンプ１．の斜板１ａに連結され、斜板］ａ
を駆動する作動シリンダ７１と、作動シリンダ７１に対
する圧油の流出入を制御する切換弁７２とを有し、作動
シリンダ７１にはバネ７１ａが内蔵されている。切換弁
７２は、相対する端部の一方に設けられ、油圧ボンゴ１
の吐出圧力Ｐｄが導かれる駆動部７２ａと、他方の端部
に設けられ、シャトル弁９で選択された最大負荷圧力Ｐ
Ｌが導かれる駆動部７２ｂと、駆動部７２ｂが位置する
側の端部に設けられたバネ７２Ｃとを有している。
シャトル弁９で選択された最大負荷圧力ＰＩ、がアクチ
ュエ・−夕２の負荷圧力である場合、最大負荷圧力ＰＬ
が上昇すると切換弁７２は図示左方に動かされ、作動シ
リンダ７１をタンク１１に連絡し、作動シリンダ７１を
バネ７１ａの力で収縮方向に作動させて斜板１ａの傾転
量を増加させる。
このため、油圧ポンプ１の吐出流量は増加し、吐出圧力
Ｐｄが上昇する。ポンプ吐出圧力が上昇すると切換弁７
２は図示右方に戻され、ポンプ吐出圧力と最大負荷圧力
との差圧ΔＰがバネ７２ｃの付勢力により定まる設定値
に達すると切換弁７２は停止し、作動シリンダ７１の収
縮動作も停止する。逆に、最大負荷圧力ＰＬが減少する
と切換弁７２は図示右方に駆動され、作動シリンダ７１
を吐出管路１２に連絡し、作動シリンダ７１を伸長方向
に駆動して斜板１１ａの傾転量を減少させる。
このため、油圧ポンプ１の吐出流量は減少し、ポンプ吐
出圧力が低下する。ポンプ吐出圧力が低下すると切換弁
７２は図示左方に戻され、ポンプ吐出圧力と負荷圧力と
の差圧がバネ７２ｃにより定まる設定値に達すると切換
弁７２は停止し、作動シリンダ７１の伸長動作も停止す
る。これにより油圧ポンプ１の吐出圧力Ｐｄはアクチュ
エータ２の負荷圧力よりもバネ７２ｃにより定まる設定
値だけ高くなるよう制御される。
以上の動作において、斜板１ａの変化速度はＬＳレギュ
レータ７０の制御ゲインによって決まり、ＬＳレギュレ
ータ７０の制御ゲインはバネ７１ａ。
７２ｃのバネ定数によって決まる。即ち、油圧ポンプ１
の吐出圧力Ｐｔｌとアクチュエ・−夕２の負荷圧力ＰＬ
との差圧ΔＰが同じであれば、斜板１ａの位置に係わら
ず斜板１ａの変化速度はバネ７１ａ、７２ｃのバネ定数
によって定まる一定値となる。そして、バネ７１ａ、７
２ｃのバネ定数、即ち、ＬＳＩノギュレータ７０の制御
ゲインは、第１の実施例の制御係数に１と同様に、流量
制御弁３の操作量が比較的大きいときに斜板１ａの動作
が緩慢とならない変化速度が得られるように設定されて
いる。
アンロード弁２０の構成は第１の実施例と同じである。
また、制御ユニット７Ａにおいては、第１１図に制御ブ
ロック２０３Ａで示すように、流量制御弁３の要求流量
に係わる値として斜板位置検出器６により検出された実
際の斜板位置θからアンロード弁２０の電磁比例ソレノ
イド２０ｄの制御力Ｆ６を演算する。この制御力Ｆ’　
ｓの算出は、第７図に示すθ０とＦｓとの関係と同様の
θとＦＳとの関係をＲＯＭ７Ｃ（第３図参照）に予め記
憶しておき、斜板位置θに対応する制御力Ｆｇを読み出
すことにより行う。
以上のように構成した本実施例においても、θとＦ３と
の関係が第７図に示すθ０とＦｌｉとの関係と同じなの
で、アンロード弁２０においてバネ２０ｃの付勢力から
制御力ＦＥを差し引いた力で与えられる設定値は第８図
に示すΔＰｕｏのようになる。従って、本実施例におい
ても第１の実施例と同様の差圧ΔＰの制御を行うことが
でき、第１の実施例と同様の効果を得ることができる。
本発明の第３の実施例を第１２図及び第１３図により説
明する。本実施例はアンロード弁の設定値を電磁比例ソ
レノイドのみで与える構成としたものである。
第１２図において、アンロード弁２０Ｂは第１の実施例
のバネ２０ｃと電磁非礼ソレノイド２０ｄに対応する構
成として、閉弁方向の制御力を与える電磁比例ソレノイ
ド２０ｅのみを備えている。
また、制御ユニット７Ｂには、第１３図に示すように、
第８図の設定値ΔＰＩｌｏに直接対応する斜板目標位置
θ０と制御力Ｆｓとの関係が設定され、斜板目標位置θ
Ｏから対応する制御力Ｆｔが読み出され、対応する電流
■８を電磁比例ソレノイド２０ｅに出力する。これによ
り、アンロード弁では電磁比例ソレノイド２０ｅ単独で
第８図に示す設定値ΔＰＩＩＯが与えられる。
本実施例によっても、第８図に示す設定値ΔＰ［ＩＧが
与えられる結果、第１の実施例と同様の効果を得ること
ができる。
なお、以上の実施例において、流量制御弁の要求流量に
係わる値として油圧ポンプの斜板目標位置または実際の
斜板位置を用いたが、各流量制御弁の操作レバーの操作
量を検出し、その合計値を用いても同様の結果を得るこ
とができる。
〔発明の効果〕
本発明によれば、油圧ポンプの吐出圧力と最大負荷圧力
との差圧は流量制御弁の操作量が小さ（、要求流量が小
さいときにはアンロード弁により制御され、流量制御弁
の操作量が大きくなり、要求流量が増大するとポンプ制
御手段により制御されるので、流量制御弁の操作量が小
さいときに圧力変化の小さい安定した差圧の制御が可能
であり、かつ流量制御弁の操作量が大きいときには俊敏
な応答の油圧ポンプの制御が可能となる。また、流量制
御弁の操作量が大きいときにはアンロード弁からの圧油
の放出はなくなるので、エネルギ損失が生じることはな
い。
【図面の簡単な説明】
第１図は本発明の第１の実施例による制御装置を備えた
ロードセンシング油圧駆動回路の概略図であり、第２図
は斜板位置制御装置の概略図であり、第３図は制御ユニ
ットの概略図であり、第４図は制御ユニットで行われる
制御手順を示すフローチャートであり、第５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目標位置の
演算を行う手順の詳細を示すフローチャートであり、第
６図は第４図のフローチャートにおける油圧ポンプの斜
板位置の制御を行う手順の詳細を示すフローチャートで
あり、第７図は斜板目標位置と制御力との関係を示す図
であり、第８図は斜板目標位置とアンロード弁の設定値
との関係を示す図であり、第９図は本実施例の制御手順
をまとめて示すブロック図であり、第１０図は本発明の
第２の実施例による制御装置を備えたロードセンシング
油圧駆動回路の概略図であり、第１１図は本実施例のア
ンロード弁の設定値の制御を示すブロック図であり、第
１２図は本発明の第３の実施例による制御装置を備えた
ロードセンシング油圧駆動回路の概略図であり、第１３
図は本実施例における斜板目標位置と制御力との関係を
示す図であり、第１４図は従来の制御装置を備えたロー
ドセンシング油圧駆動回路の概略図である。 符号の説明 １・・・油圧ポンプ ２・・・油圧アクチュエータ ３・・・流量制御弁 ４・・・圧力補償弁 ５・・・差圧検出器 ６・・・斜板位置検出器 ７・・・制御ユニット（ポンプ制御手段、第１の手段、
第２の手段） ８・・・斜板位置制御装置（ポンプ制御手段）２０・・
・アンロード弁 ２０ｄ；２０ｅ・・・電磁比例ソレノイド（第２の手段
） １００〜１２０・・・手１１［！（ポンプ制御手段）１
００．１１０・・・手順（第１の手段）１３０・・・第
２の手段 第２図 Ｌ

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. （１）　押しのけ容積可変手段を備えた少なくとも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つの油圧アクチュエータ
    と、油圧ポンプと各アクチュエータの間に接続され、ア
    クチュエータに供給される圧油の流量を制御する流量制
    御弁と、前記油圧ポンプの吐出圧力を前記アクチュエー
    タの負荷圧力よりも所定値だけ高く保持するように制御
    するポンプ制御手段と、前記油圧ポンプと前記アクチュ
    エータの間に接続され、前記油圧ポンプの吐出圧力と前
    記アクチュエータの負荷圧力との差圧を設定値以下に保
    持するアンロード弁とを備えたロードセンシング油圧駆
    動回路の制御装置において、 前記流量制御弁の要求流量に係わる値を検出する第１の
    手段と、 前記第１の手段で検出した要求流量に係わる値に基づい
    て、要求流量が小さいときには前記アンロード弁の設定
    値が前記所定値よりも小さく、要求流量が増加するにし
    たがって前記アンロード弁の設定値が前記所定値よりも
    大きくなるように前記アンロード弁の設定値を制御する
    第２の手段とを備えることを特徴とする制御装置。
  2. （２）　請求項１記載のロードセンシング油圧駆動回路
    の制御装置において、 前記ポンプ制御手段は、前記油圧ポンプの吐出圧力と前
    記アクチュエータの負荷圧力との差圧に基づき、その差
    圧を前記所定値に保持する目標押しのけ容積を決定する
    第３の手段と、前記油圧ポンプの押しのけ容積が前記第
    ３の手段で決定した目標押しのけ容積に一致するよう前
    記油圧ポンプの押しのけ容積可変手段を制御する第４の
    手段とを含み、 前記第１の手段は前記要求流量に係わる値として前記第
    ３の手段で決定した目標押しのけ容積を検出する手段で
    あり、 前記第２の手段はこの目標押しのけ容積に基づいて前記
    アンロード弁を制御する手段であることを特徴とする制
    御装置。
  3. （３）　請求項１記載のロードセンシング油圧駆動回路
    の制御装置において、 前記第１の手段は前記要求流量に係わる値として前記油
    圧ポンプの実際の押しのけ容積を検出する手段であり、 前記第２の手段はこの押しのけ容積に基づいて前記アン
    ロード弁を制御する手段であることを特徴とする制御装
    置。
  4. （４）　請求項１記載のロードセンシング油圧駆動回路
    の制御装置において、前記第２の手段は、前記第１の手
    段で検出した要求流量に係わる値に基づいて、要求流量
    が小さいときには前記アンロード弁の設定値を前記所定
    値よりも小さくし、要求流量が増加するにしたがって前
    記アンロード弁の設定値を前記所定値よりも大きくする
    制御力を演算し、それに対応する電気信号を出力する手
    段と、前記電気信号を受け、前記制御力を生成する手段
    とを含むことを特徴とする制御装置。
  5. （５）　請求項１記載のロードセンシング油圧駆動回路
    の制御装置において、前記アンロード弁は閉弁方向の付
    勢力を与えるバネを有し、前記第２の手段は、前記第１
    の手段で検出した要求流量に係わる値に基づいて、要求
    流量が小さいときには前記アンロード弁の設定値を前記
    所定値よりも小さくし、要求流量が増加するにしたがっ
    て前記アンロード弁の設定値を前記所定値よりも大きく
    する制御力を決定する手段と、前記アンロード弁に対し
    て前記バネの付勢力に対向して前記制御力を付与する手
    段とを含むことを特徴とする制御装置。
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