JPH0510269A - 可変容量型油圧ポンプの吸収トルク制御方法 - Google Patents
可変容量型油圧ポンプの吸収トルク制御方法Info
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- JPH0510269A JPH0510269A JP3184139A JP18413991A JPH0510269A JP H0510269 A JPH0510269 A JP H0510269A JP 3184139 A JP3184139 A JP 3184139A JP 18413991 A JP18413991 A JP 18413991A JP H0510269 A JPH0510269 A JP H0510269A
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- control valve
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- Combined Controls Of Internal Combustion Engines (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 ハンチングを防止できるようにする。
【構成】 可変容量型油圧ポンプ２０と、斜板２７、ポ
ンプ吐出圧と負荷圧の差圧に基づいてその斜板角度を変
更するための制御弁３０と、目標エンジン回転数を検出
するセンサ３７と、実エンジン回転数を検出するエンジ
ン回転センサ３９と、ポンプ吐出圧を検出する圧力セン
サ４０と、目標エンジン回転数と実エンジン回転数の回
転数偏差を演算して負の時にポンプ吐出圧に応じた電流
を出力するコントローラ３８とコントローラ３８からの
出力電流によって減圧作動して制御弁３０のセット差圧
を変更する電磁比例減圧弁４１を備え、実エンジン回転
数と目標エンジン回転数の回転数偏差とポンプ吐出圧と
により制御弁３１のセット差圧を変更して吸収トルクを
制御する。
ンプ吐出圧と負荷圧の差圧に基づいてその斜板角度を変
更するための制御弁３０と、目標エンジン回転数を検出
するセンサ３７と、実エンジン回転数を検出するエンジ
ン回転センサ３９と、ポンプ吐出圧を検出する圧力セン
サ４０と、目標エンジン回転数と実エンジン回転数の回
転数偏差を演算して負の時にポンプ吐出圧に応じた電流
を出力するコントローラ３８とコントローラ３８からの
出力電流によって減圧作動して制御弁３０のセット差圧
を変更する電磁比例減圧弁４１を備え、実エンジン回転
数と目標エンジン回転数の回転数偏差とポンプ吐出圧と
により制御弁３１のセット差圧を変更して吸収トルクを
制御する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、可変容量型油圧ポンプ
の吸収トルクを制御する方法に関する。
の吸収トルクを制御する方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】可変容量型油圧ポンプ（以下単に可変油
圧ポンプという）の吸収トルクを制御する方法としては
種々のものが知られている。例えば、特公平２−４９４
０５号公報に示すように、可変油圧ポンプにより圧油が
供給されるアクチュエータの負荷圧に基づいて吐出量を
増減すると同時に、エンジン回転数が設定回転数よりも
低下した時に可変油圧ポンプの吐出量を減少させるもの
が知られている。この可変油圧ポンプの吸収トルク制御
方法を模式的に示すと図１に示すようになる。すなわ
ち、可変油圧ポンプ１の１回転当りの吐出量を増減する
斜板２は制御シリンダ３で作動され、この制御シリンダ
３にはポンプ吐出圧Ｐ1 がサーボ制御弁４で供給される
と共に、そのサーボ制御弁４はポンプ吐出圧Ｐ1 とアク
チュエータ５の負荷圧Ｐ2 の差圧で供給位置Ａとドレー
ン位置Ｂに切換えられて負荷圧Ｐ2 が高くなると斜板２
が吐出量増方向に作動し、負荷圧Ｐ2 が低くなると斜板
２が吐出量減方向に作動してポンプ吐出圧Ｐ1 が負荷圧
Ｐ2 よりも一定の差圧だけ高くなるように制御する。ま
た、エンジン６で駆動される固定ポンプ７の吐出路８に
は可変絞り９、開閉弁１０、絞り１１が設けられ、その
可変絞り９はエンジン６の調整部材と連動して目標エン
ジン回転数に比例した値となり、開閉弁１０は常時閉で
可変絞り８前後の差圧が設定値以下となると開となり、
絞り１１の前後の差圧がサーボ制御弁４を供給位置Ａと
するようにしてあり、これによってエンジン６の回転数
が目標回転数以下に低下すると固定ポンプ７の吐出量が
減少して開閉弁９が開となり、サーボ制御弁４のセット
差圧が変化して供給位置Ａとなって斜板２が吐出量減方
向に作動する。このような可変油圧ポンプの吸収トルク
制御方法であれば、操作弁１１を中立位置としてポンプ
吐出油が行き止りとなった時に可変油圧ポンプ１の容量
を最小にできるし、アクチュエータ５に高負荷が作用し
てエンジン回転数が低下した時に可変油圧ポンプ１の吸
収トルクを小としてエンジン６が停止することを防止で
きる。
圧ポンプという）の吸収トルクを制御する方法としては
種々のものが知られている。例えば、特公平２−４９４
０５号公報に示すように、可変油圧ポンプにより圧油が
供給されるアクチュエータの負荷圧に基づいて吐出量を
増減すると同時に、エンジン回転数が設定回転数よりも
低下した時に可変油圧ポンプの吐出量を減少させるもの
が知られている。この可変油圧ポンプの吸収トルク制御
方法を模式的に示すと図１に示すようになる。すなわ
ち、可変油圧ポンプ１の１回転当りの吐出量を増減する
斜板２は制御シリンダ３で作動され、この制御シリンダ
３にはポンプ吐出圧Ｐ1 がサーボ制御弁４で供給される
と共に、そのサーボ制御弁４はポンプ吐出圧Ｐ1 とアク
チュエータ５の負荷圧Ｐ2 の差圧で供給位置Ａとドレー
ン位置Ｂに切換えられて負荷圧Ｐ2 が高くなると斜板２
が吐出量増方向に作動し、負荷圧Ｐ2 が低くなると斜板
２が吐出量減方向に作動してポンプ吐出圧Ｐ1 が負荷圧
Ｐ2 よりも一定の差圧だけ高くなるように制御する。ま
た、エンジン６で駆動される固定ポンプ７の吐出路８に
は可変絞り９、開閉弁１０、絞り１１が設けられ、その
可変絞り９はエンジン６の調整部材と連動して目標エン
ジン回転数に比例した値となり、開閉弁１０は常時閉で
可変絞り８前後の差圧が設定値以下となると開となり、
絞り１１の前後の差圧がサーボ制御弁４を供給位置Ａと
するようにしてあり、これによってエンジン６の回転数
が目標回転数以下に低下すると固定ポンプ７の吐出量が
減少して開閉弁９が開となり、サーボ制御弁４のセット
差圧が変化して供給位置Ａとなって斜板２が吐出量減方
向に作動する。このような可変油圧ポンプの吸収トルク
制御方法であれば、操作弁１１を中立位置としてポンプ
吐出油が行き止りとなった時に可変油圧ポンプ１の容量
を最小にできるし、アクチュエータ５に高負荷が作用し
てエンジン回転数が低下した時に可変油圧ポンプ１の吸
収トルクを小としてエンジン６が停止することを防止で
きる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】かかる可変油圧ポンプ
の吸収トルク制御方法であると、エンジン回転数の低下
に応じてサーボ制御弁４のセット差圧を変化させている
ためにエンジン６、可変油圧ポンプ１固定ポンプ７の慣
性系の位相遅れが生じ、制御が不安定となってハンチン
グを起し易い。
の吸収トルク制御方法であると、エンジン回転数の低下
に応じてサーボ制御弁４のセット差圧を変化させている
ためにエンジン６、可変油圧ポンプ１固定ポンプ７の慣
性系の位相遅れが生じ、制御が不安定となってハンチン
グを起し易い。
【０００４】そこで本発明は前述の課題を解決できるよ
うにした可変容量型油圧ポンプの吸収トルク制御方法を
提供することを目的とする。
うにした可変容量型油圧ポンプの吸収トルク制御方法を
提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】可変容量型油圧ポンプの
吸収トルクを制御するポンプ吐出圧と負荷圧との差圧に
よって切換作動する制御弁のセット差圧を目標エンジン
回転数と実エンジン回転数との回転数偏差ポンプ吐出圧
または負荷圧の大きさに応じて変更可能とし、実エンジ
ン回転数−目標エンジン回転数≦０のときにポンプ吐出
圧または負荷圧の大きさに応じて前記制御弁のセット差
圧を低減させた可変容量型油圧ポンプの吸収トルク制御
方法。
吸収トルクを制御するポンプ吐出圧と負荷圧との差圧に
よって切換作動する制御弁のセット差圧を目標エンジン
回転数と実エンジン回転数との回転数偏差ポンプ吐出圧
または負荷圧の大きさに応じて変更可能とし、実エンジ
ン回転数−目標エンジン回転数≦０のときにポンプ吐出
圧または負荷圧の大きさに応じて前記制御弁のセット差
圧を低減させた可変容量型油圧ポンプの吸収トルク制御
方法。
【０００６】
【作 用】目標エンジン回転数と実エンジン回転数の
回転数偏差の正負と、ポンプに作用する負荷の大きさに
応じた圧力よって制御弁３０のセット差圧を変更するの
で、可変容量型油圧ポンプの吸収トルクを制御できる
し、エンジン・ポンプ系の慣性による実エンジン回転数
低下のおくれによって発生するハンチングを防止でき
る。
回転数偏差の正負と、ポンプに作用する負荷の大きさに
応じた圧力よって制御弁３０のセット差圧を変更するの
で、可変容量型油圧ポンプの吸収トルクを制御できる
し、エンジン・ポンプ系の慣性による実エンジン回転数
低下のおくれによって発生するハンチングを防止でき
る。
【０００７】
【実 施 例】図２に示すように、可変油圧ポンプ２０
の吐出路２１にはクローズドセンタ型式の操作弁２２が
複数設けられ、その出力側には圧力補償弁２３を介して
アクチュエータ２４が接続してあり、各アクチュエータ
２４の負荷に応じた圧力（以下、負荷圧と略す）ＰLSは
操作弁２２からチェック弁２５を介して負荷圧検出路２
６にそれぞれ供給されて最も高い負荷圧ＰLSが負荷圧検
出路２６に検出され、その最も高い負荷圧ＰLSは各圧力
補償弁２３に作用して各圧力補償弁２３の上流側の圧力
を最も高い負荷圧ＰLSに見合うまで、絞る。前記可変油
圧ポンプ２０の斜板２７は大ピストン２８で吐出量減方
向に作動し、小ピスント２９で吐出量増方向に作動する
と共に、その大ピストン２８の大径受圧室２８ａは制御
弁３０で吐出路２１とタンク３１に連通制御され、小径
ピストン２９の小径受圧室２９ａは吐出路２１に接続
し、制御弁３０は第１受圧部３２のポンプ吐出圧Ｐ1 で
供給位置Ａに押され、第２受圧部３３の負荷圧ＰLSとバ
ネ３４でドレーン位置Ｂに押されるようになり、可変油
圧ポンプ２０の吐出量はポンプ吐出圧Ｐ1 と負荷圧ＰLS
の差圧によって制御されてポンプ吐出圧Ｐ1 が負荷圧Ｐ
LSよりバネ３４のバネに見合うだけ若干高い圧力となる
ようにしてある。前記可変油圧ポンプ２０を駆動するエ
ンジン３５は燃料噴射ポンプ３６の吐出量セットによっ
て回転数がコントロールされ、その燃料噴射ポンプ３６
の吐出量セットはオペレータの手動操作等によって行な
われ、そのセット値に基づく目標エンジン回転数Ｎｓｅ
ｔがセンサ３７で検出されてコントローラ３８に入力さ
れる。このコントローラ３８にはエンジン回転センサ３
９より実エンジン回転数ＮAC T が入力されると共に、圧
力センサ４０よりポンプ吐出圧Ｐ1 が入力されて後述す
る電磁比例減圧弁４１の比例ソレノイド４１ａに電流を
供給制御する。前記電磁比例減圧弁４１の入口側は前記
エンジン３５で駆動される固定容量ポンプ４２の吐出路
４３に接続し、その吐出路４３には低圧のリリーフ弁４
４が設けられ、電磁比例減圧弁４１の出力側は前記制御
弁３０の第３受圧部４５に接続している。
の吐出路２１にはクローズドセンタ型式の操作弁２２が
複数設けられ、その出力側には圧力補償弁２３を介して
アクチュエータ２４が接続してあり、各アクチュエータ
２４の負荷に応じた圧力（以下、負荷圧と略す）ＰLSは
操作弁２２からチェック弁２５を介して負荷圧検出路２
６にそれぞれ供給されて最も高い負荷圧ＰLSが負荷圧検
出路２６に検出され、その最も高い負荷圧ＰLSは各圧力
補償弁２３に作用して各圧力補償弁２３の上流側の圧力
を最も高い負荷圧ＰLSに見合うまで、絞る。前記可変油
圧ポンプ２０の斜板２７は大ピストン２８で吐出量減方
向に作動し、小ピスント２９で吐出量増方向に作動する
と共に、その大ピストン２８の大径受圧室２８ａは制御
弁３０で吐出路２１とタンク３１に連通制御され、小径
ピストン２９の小径受圧室２９ａは吐出路２１に接続
し、制御弁３０は第１受圧部３２のポンプ吐出圧Ｐ1 で
供給位置Ａに押され、第２受圧部３３の負荷圧ＰLSとバ
ネ３４でドレーン位置Ｂに押されるようになり、可変油
圧ポンプ２０の吐出量はポンプ吐出圧Ｐ1 と負荷圧ＰLS
の差圧によって制御されてポンプ吐出圧Ｐ1 が負荷圧Ｐ
LSよりバネ３４のバネに見合うだけ若干高い圧力となる
ようにしてある。前記可変油圧ポンプ２０を駆動するエ
ンジン３５は燃料噴射ポンプ３６の吐出量セットによっ
て回転数がコントロールされ、その燃料噴射ポンプ３６
の吐出量セットはオペレータの手動操作等によって行な
われ、そのセット値に基づく目標エンジン回転数Ｎｓｅ
ｔがセンサ３７で検出されてコントローラ３８に入力さ
れる。このコントローラ３８にはエンジン回転センサ３
９より実エンジン回転数ＮAC T が入力されると共に、圧
力センサ４０よりポンプ吐出圧Ｐ1 が入力されて後述す
る電磁比例減圧弁４１の比例ソレノイド４１ａに電流を
供給制御する。前記電磁比例減圧弁４１の入口側は前記
エンジン３５で駆動される固定容量ポンプ４２の吐出路
４３に接続し、その吐出路４３には低圧のリリーフ弁４
４が設けられ、電磁比例減圧弁４１の出力側は前記制御
弁３０の第３受圧部４５に接続している。
【０００８】次に作動を説明する。電磁比例減圧弁４１
から制御弁３０の第３受圧部４５に制御圧力が供給され
ていないとすると、可変油圧ポンプ２０の吐出量は制御
弁３０によってポンプ吐出圧Ｐ1 と負荷圧ＰLSの差圧に
基づいて従来同様に制御され、電磁比例減圧弁４１から
制御弁３０の第３受圧部４５に制御圧力が供給されると
制御弁３０のセット差圧が変更する。以下制御弁３０の
セット差圧の変更動作を図４のフローチャートに基づい
て説明する。目標エンジン回転数Ｎｓｅｔと実エンジン
回転数ＮACT の偏差△Ｎ（ＮACT −Ｎｓｅｔ＝△Ｎ）を
比較演算し、その偏差△Ｎの正負を判断して正の時は、
例えば図３に示すように可変油圧ポンプの負荷特性とエ
ンジントルク特性のマッチング点Ａ1 のトルクＴ1 が目
標エンジン回転数Ｎｓｅｔ時の目標トルクＴ2 より低い
から、可変油圧ポンプ２０の吸収トルクを制御する必要
がなく、ソレノイド４１ａへの出力電流ＩLSをＩLSO の
ままとする。前記偏差△Ｎがゼロ又は負の時は、可変油
圧ポンプの負荷が増大して図３のＮｓｅｔ点（エンジン
トルクではＴ2 点）を割りこもうとしているのでポンプ
吐出圧Ｐ1 に応じて出力電流ＩLSを大きくし、電磁比例
減圧弁４１の出力圧Ｐeを図５のように高くする。これ
により制御弁３０の第３受圧部４５に供給される制御圧
が高くなってセット差圧△ＰLSが図６のように低下す
る。すなわち、バネ３４のバネ力をＦK 、第３受圧部４
５の受圧面積をＡe 、第１・第２受圧部３２，３３の受
圧面積をＡLSとすると、制御弁３０のセット差圧△ＰLS
は△ＰLS＝ＦK ／ＡLS −（Ａe ／ＡLS）×Ｐe となる
ので、電磁比例減圧弁４１の出力圧Ｐe が高くなれば制
御弁３０のセット差圧△ＰLSが低下する。ここで、可変
油圧ポンプ２０の押のけ容積Ｄは、ポンプ吐出量をＱと
するとＱ＝ＮACT ×Ｄ、またポンプ吐出量ＱはＱ＝ＣＡ
×平方根△ＰLSとなるので、結局Ｄ＝（ＣＡ／ＮACT ）
×平方根△ＰLSとなる。但し、Ａは操作弁の開口面積、
ｃは定数。すなわち、エンジン回転数偏差△Ｎとポンプ
吐出圧力Ｐ1 により制御弁３０のセット差圧△ＰLSが決
まり、実LS差圧が制御弁３０のセット差圧となるように
ポンプ押のけ容積Ｄが決定される。他方、ポンプ吐出圧
力Ｐ1 と押のけ容積Ｄ（１回転当り吐出量）によりポン
プ吸収トルクが決定され、この時のエンジン出力制性と
のマッチング点は図７のＡ2 となり実エンジン回転数Ｎ
ACT が決定されるＮACT とポンプ吐出圧Ｐ1 はコントロ
ーラ３８に読みこまれて、制御がくり返される。以上の
実施例ではポンプ吐出圧Ｐ1に基づいて出力電流ＩLSを
演算したが、負荷圧ＰLSによっても負荷の大小を判断で
きるから、負荷圧ＰLSに基づいて出力電流ＩLSを演算し
ても良い。
から制御弁３０の第３受圧部４５に制御圧力が供給され
ていないとすると、可変油圧ポンプ２０の吐出量は制御
弁３０によってポンプ吐出圧Ｐ1 と負荷圧ＰLSの差圧に
基づいて従来同様に制御され、電磁比例減圧弁４１から
制御弁３０の第３受圧部４５に制御圧力が供給されると
制御弁３０のセット差圧が変更する。以下制御弁３０の
セット差圧の変更動作を図４のフローチャートに基づい
て説明する。目標エンジン回転数Ｎｓｅｔと実エンジン
回転数ＮACT の偏差△Ｎ（ＮACT −Ｎｓｅｔ＝△Ｎ）を
比較演算し、その偏差△Ｎの正負を判断して正の時は、
例えば図３に示すように可変油圧ポンプの負荷特性とエ
ンジントルク特性のマッチング点Ａ1 のトルクＴ1 が目
標エンジン回転数Ｎｓｅｔ時の目標トルクＴ2 より低い
から、可変油圧ポンプ２０の吸収トルクを制御する必要
がなく、ソレノイド４１ａへの出力電流ＩLSをＩLSO の
ままとする。前記偏差△Ｎがゼロ又は負の時は、可変油
圧ポンプの負荷が増大して図３のＮｓｅｔ点（エンジン
トルクではＴ2 点）を割りこもうとしているのでポンプ
吐出圧Ｐ1 に応じて出力電流ＩLSを大きくし、電磁比例
減圧弁４１の出力圧Ｐeを図５のように高くする。これ
により制御弁３０の第３受圧部４５に供給される制御圧
が高くなってセット差圧△ＰLSが図６のように低下す
る。すなわち、バネ３４のバネ力をＦK 、第３受圧部４
５の受圧面積をＡe 、第１・第２受圧部３２，３３の受
圧面積をＡLSとすると、制御弁３０のセット差圧△ＰLS
は△ＰLS＝ＦK ／ＡLS −（Ａe ／ＡLS）×Ｐe となる
ので、電磁比例減圧弁４１の出力圧Ｐe が高くなれば制
御弁３０のセット差圧△ＰLSが低下する。ここで、可変
油圧ポンプ２０の押のけ容積Ｄは、ポンプ吐出量をＱと
するとＱ＝ＮACT ×Ｄ、またポンプ吐出量ＱはＱ＝ＣＡ
×平方根△ＰLSとなるので、結局Ｄ＝（ＣＡ／ＮACT ）
×平方根△ＰLSとなる。但し、Ａは操作弁の開口面積、
ｃは定数。すなわち、エンジン回転数偏差△Ｎとポンプ
吐出圧力Ｐ1 により制御弁３０のセット差圧△ＰLSが決
まり、実LS差圧が制御弁３０のセット差圧となるように
ポンプ押のけ容積Ｄが決定される。他方、ポンプ吐出圧
力Ｐ1 と押のけ容積Ｄ（１回転当り吐出量）によりポン
プ吸収トルクが決定され、この時のエンジン出力制性と
のマッチング点は図７のＡ2 となり実エンジン回転数Ｎ
ACT が決定されるＮACT とポンプ吐出圧Ｐ1 はコントロ
ーラ３８に読みこまれて、制御がくり返される。以上の
実施例ではポンプ吐出圧Ｐ1に基づいて出力電流ＩLSを
演算したが、負荷圧ＰLSによっても負荷の大小を判断で
きるから、負荷圧ＰLSに基づいて出力電流ＩLSを演算し
ても良い。
【０００９】図８は第２実施例を示し、各操作弁２２を
切換えるパイロット弁５０の第１出力回路５１，５２の
圧力を検出する圧力センサまたは圧力スイッチ（以下、
圧力センサという）５３を設け、その圧力センサ５３の
検出圧力をコントローラ３８に入力して、操作したパイ
ロット弁５０の種類と圧油を供給するアクチュエータ２
４の種類及び作動方向を判断できるようにしてある。例
えば、図８において右側のアクチュエータ２４を油圧パ
ワーショベルのブームシリンダ、左右中央のアクチュエ
ータ２４を旋回モータ、左側のアクチュエータ２４をア
ームシリンダとし、旋回モータ用のパイロット弁５０の
第１・第２出力回路５１，５２をシャトル弁５４で圧力
センサ５３に接続し、各圧力センサ５３からの信号でブ
ームシリンダを上げ、下げ、旋回モータを駆動、アーム
シリンダをダンプ、掘削操作したことを判断できるよう
にする。そして、図８の例では、アクチュエータは３ケ
なので図９に示すように出力電流モードをａ、ｂ、ｃと
３ケ設定し、前記圧力スイッチ５３の信号読み込みで判
断したアクチュエータの種類、作動方向に基づいて出力
モードを１つ選択して出力電流ＩLSを決定する。例え
ば、１つのアクチュエータを単独操作する時にはアクチ
ュエータ要求流量がポンプ最大吐出量以内となるので、
先に説明と同様のモードｃを選択し、ブーム上とアーム
ダンプと旋回のようにアクチュエータ要求流量がポンプ
最大吐出量よりも非常に多くなる時にはモードａを選択
してポンプ吐出圧Ｐ1 に見合う出力電流を著しく増加さ
せて制御弁３０のセット差圧の低下を著しくして、ブー
ム上と旋回のようにアクチュエータ要求流量がポンプ最
大吐出量よりも多くなる時には中間のモードｂとしてポ
ンプ吐出圧Ｐ1 に見合う出力で電流を増加させて制御弁
３０のセット差圧をモードｃとａの中間に低下させる。
このようにすれば複数のアクチュエータの操作状態によ
って制御弁３０のセット差圧低下信号の大きさを変更し
て可変油圧ポンプ２０の吐出量をアクチュエータの要求
流量に見合う吐出量とすることができる。すなわち、図
１に示す容量制御装置を油圧パワーショベルの油圧回路
に適用した場合、たとえばブーム上操作では、ブーム速
度を確保するためポンプ全吐出量を流す必要がある。
（これを“ブーム上は、１ポンプを要求する”と表現す
る）。このとき実際のロードセンシング差圧（＝実ＬＳ
差圧）は、制御弁セット差圧となっており、負荷が上昇
して、ポンプ吐出圧力が上昇し、ポンプ吸収トルクがエ
ンジントルクをこえようとすると、あらかじめ設定した
値に基づいて制御弁セット差圧が低下するため制御弁セ
ット差圧＜実ＬＳ差圧となり、実ＬＳ差圧が制御弁セッ
ト差圧となるようポンプ斜板角が小さくなり、ポンプ吸
収トルクが軽減される。ところが油圧パワーショベルで
は、ひんぱんに複合操作が行なわれる。たとえば、ブー
ム上とアームダンプと旋回という、掘削してバケットに
積んだ土砂を、横に停車しているダンプトラックにつみ
こむときの動作では、通常ブーム上１ポンプ要求、アー
ムダンプ０．７ポンプ要求、旋回０．５ポンプ要求であ
るから、合計２．２ポンプ要求、すなわちポンプの最大
吐出量の２．２倍を要求していることなる。実際には、
ポンプ最大吐出量以上は流れないから、ブーム上１／
２．２ポンプ、アームダンプ０．７／２．２ポンプ、旋
回０．５／２．２ポンプでの比率で分流することにな
る。このとき生ずる実ＬＳ差圧は、△ＰLS＝（Ｑ／Ｃ
Ａ）2 （Ａは操作弁の開口面積）で、Ａが２．２倍にな
っているから△ＰLSは１／２．２2 ０．２すなわち通
常の２０％しか発生しないことになる。（ここで、通常
とは制御弁セット差圧が低下していないときの値であ
り、２０ｋｇ／ｃｍ2 前後である）このとき前述の装置
により、低下する制御弁セット差圧が、２０％より大き
いと、（たとえば５０％）ポンプは最大斜板角のまま
（なぜなら制御弁セット差圧通常の５０％＞実ＬＳ差圧
通常の２０％であるから、ポンプは最大斜板角のまま）
であり、吸収トルク制御が効かないことになる。逆に、
制御弁のセット差圧を下げすぎる（たとえば通常の１０
％）と、ブーム上などの単独操作時、ポンプ吐出量が極
端に少なくなり、ブームの速度が極端に低下して車両性
能を満足しなくなる。これに対して前述のように出力電
流のモードを複数設けて複合操作によって選択するよう
にすれば、前述のことが解消できる。なお、図２，図８
では図面を簡略化するために圧力補償弁２３はアクチュ
エータの片側（たとえばシリンダの上げ側室）に接続さ
れているが、両側に設置しても良い。
切換えるパイロット弁５０の第１出力回路５１，５２の
圧力を検出する圧力センサまたは圧力スイッチ（以下、
圧力センサという）５３を設け、その圧力センサ５３の
検出圧力をコントローラ３８に入力して、操作したパイ
ロット弁５０の種類と圧油を供給するアクチュエータ２
４の種類及び作動方向を判断できるようにしてある。例
えば、図８において右側のアクチュエータ２４を油圧パ
ワーショベルのブームシリンダ、左右中央のアクチュエ
ータ２４を旋回モータ、左側のアクチュエータ２４をア
ームシリンダとし、旋回モータ用のパイロット弁５０の
第１・第２出力回路５１，５２をシャトル弁５４で圧力
センサ５３に接続し、各圧力センサ５３からの信号でブ
ームシリンダを上げ、下げ、旋回モータを駆動、アーム
シリンダをダンプ、掘削操作したことを判断できるよう
にする。そして、図８の例では、アクチュエータは３ケ
なので図９に示すように出力電流モードをａ、ｂ、ｃと
３ケ設定し、前記圧力スイッチ５３の信号読み込みで判
断したアクチュエータの種類、作動方向に基づいて出力
モードを１つ選択して出力電流ＩLSを決定する。例え
ば、１つのアクチュエータを単独操作する時にはアクチ
ュエータ要求流量がポンプ最大吐出量以内となるので、
先に説明と同様のモードｃを選択し、ブーム上とアーム
ダンプと旋回のようにアクチュエータ要求流量がポンプ
最大吐出量よりも非常に多くなる時にはモードａを選択
してポンプ吐出圧Ｐ1 に見合う出力電流を著しく増加さ
せて制御弁３０のセット差圧の低下を著しくして、ブー
ム上と旋回のようにアクチュエータ要求流量がポンプ最
大吐出量よりも多くなる時には中間のモードｂとしてポ
ンプ吐出圧Ｐ1 に見合う出力で電流を増加させて制御弁
３０のセット差圧をモードｃとａの中間に低下させる。
このようにすれば複数のアクチュエータの操作状態によ
って制御弁３０のセット差圧低下信号の大きさを変更し
て可変油圧ポンプ２０の吐出量をアクチュエータの要求
流量に見合う吐出量とすることができる。すなわち、図
１に示す容量制御装置を油圧パワーショベルの油圧回路
に適用した場合、たとえばブーム上操作では、ブーム速
度を確保するためポンプ全吐出量を流す必要がある。
（これを“ブーム上は、１ポンプを要求する”と表現す
る）。このとき実際のロードセンシング差圧（＝実ＬＳ
差圧）は、制御弁セット差圧となっており、負荷が上昇
して、ポンプ吐出圧力が上昇し、ポンプ吸収トルクがエ
ンジントルクをこえようとすると、あらかじめ設定した
値に基づいて制御弁セット差圧が低下するため制御弁セ
ット差圧＜実ＬＳ差圧となり、実ＬＳ差圧が制御弁セッ
ト差圧となるようポンプ斜板角が小さくなり、ポンプ吸
収トルクが軽減される。ところが油圧パワーショベルで
は、ひんぱんに複合操作が行なわれる。たとえば、ブー
ム上とアームダンプと旋回という、掘削してバケットに
積んだ土砂を、横に停車しているダンプトラックにつみ
こむときの動作では、通常ブーム上１ポンプ要求、アー
ムダンプ０．７ポンプ要求、旋回０．５ポンプ要求であ
るから、合計２．２ポンプ要求、すなわちポンプの最大
吐出量の２．２倍を要求していることなる。実際には、
ポンプ最大吐出量以上は流れないから、ブーム上１／
２．２ポンプ、アームダンプ０．７／２．２ポンプ、旋
回０．５／２．２ポンプでの比率で分流することにな
る。このとき生ずる実ＬＳ差圧は、△ＰLS＝（Ｑ／Ｃ
Ａ）2 （Ａは操作弁の開口面積）で、Ａが２．２倍にな
っているから△ＰLSは１／２．２2 ０．２すなわち通
常の２０％しか発生しないことになる。（ここで、通常
とは制御弁セット差圧が低下していないときの値であ
り、２０ｋｇ／ｃｍ2 前後である）このとき前述の装置
により、低下する制御弁セット差圧が、２０％より大き
いと、（たとえば５０％）ポンプは最大斜板角のまま
（なぜなら制御弁セット差圧通常の５０％＞実ＬＳ差圧
通常の２０％であるから、ポンプは最大斜板角のまま）
であり、吸収トルク制御が効かないことになる。逆に、
制御弁のセット差圧を下げすぎる（たとえば通常の１０
％）と、ブーム上などの単独操作時、ポンプ吐出量が極
端に少なくなり、ブームの速度が極端に低下して車両性
能を満足しなくなる。これに対して前述のように出力電
流のモードを複数設けて複合操作によって選択するよう
にすれば、前述のことが解消できる。なお、図２，図８
では図面を簡略化するために圧力補償弁２３はアクチュ
エータの片側（たとえばシリンダの上げ側室）に接続さ
れているが、両側に設置しても良い。
【００１０】
【発明の効果】目標エンジン回転数と実エンジン回転数
の回転数偏差の正負と、ポンプに作用する負荷の大きさ
によって制御弁３０のセット差圧を変更するので、可変
容量型油圧ポンプの吸収トルクを制御できるし、エンジ
ン・ポンプ系の慣性による実エンジン回転数低下のおく
れによって発生するハンチングを防止できる。
の回転数偏差の正負と、ポンプに作用する負荷の大きさ
によって制御弁３０のセット差圧を変更するので、可変
容量型油圧ポンプの吸収トルクを制御できるし、エンジ
ン・ポンプ系の慣性による実エンジン回転数低下のおく
れによって発生するハンチングを防止できる。
【図１】従来の模式的説明図である。
【図２】本発明の第１実施例を示す模式的説明図であ
る。
る。
【図３】エンジンとポンプのマッチング特性を示す図表
である。
である。
【図４】動作順序説明図である。
【図５】電磁比例減圧弁の出力特性を示す図表である。
【図６】制御弁のセット差圧特性を示す図表である。
【図７】エンジンとポンプのマッチング特性を示す図表
である。
である。
【図８】本発明の第２実施例を示す模式的説明図であ
る。
る。
【図９】動作順序説明図である。
２０ 可変容量型油圧ポンプ、２７ 斜板、３０ 制御
弁、３５ エンジン、３７ センサ、３８ コントロー
ラ、３９ エンジン回転センサ、４０ 圧力センサ、４
１ 電磁比例減圧弁、４２ 固定容量ポンプ。
弁、３５ エンジン、３７ センサ、３８ コントロー
ラ、３９ エンジン回転センサ、４０ 圧力センサ、４
１ 電磁比例減圧弁、４２ 固定容量ポンプ。
フロントページの続き
(72)発明者 竹内 正光
神奈川県川崎市川崎区中瀬３−20−１ 株
式会社小松製作所川崎工場内
Claims (2)
- 【請求項１】 可変容量型油圧ポンプの吸収トルクを、
ポンプ吐出圧と負荷圧との差圧によって切換作動する制
御弁により制御する可変容量型油圧ポンプの吸収トルク
制御方法において、 前記制御弁のセット差圧を目標エンジン回転数と実エン
ジン回転数との回転数偏差とポンプ吐出圧または負荷圧
の大きさに応じて変更可能とし、 実エンジン回転数−目標エンジン回転数≦０のときにポ
ンプ吐出圧または負荷圧の大きさに応じて前記制御弁の
セット差圧を低減させたことを特徴とする可変容量型油
圧ポンプの吸収トルク制御方法。 - 【請求項２】 可変容量型油圧ポンプの吸収トルクを、
ポンプ吐出圧と負荷圧との差圧によって切換作動する制
御弁により制御する可変容量型油圧ポンプの吸収トルク
制御方法において、 前記制御弁のセット差圧を目標エンジン回転数と実エン
ジン回転数との回転数偏差とポンプ吐出圧または負荷圧
の大きさに応じて変更可能とし、 実エンジン回転数−目標エンジン回転数≦０のときにポ
ンプ吐出圧または負荷圧の大きさに応じて前記制御弁の
セット差圧を低減させ、さらに複数設置した各々の操作
レバーの操作を検出する手段を設け、各々の操作レバー
の操作の組合せに応じて前記制御弁のセット差圧の低減
量を変えたことを特徴とする可変容量型油圧ポンプの吸
収トルク制御方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3184139A JPH0510269A (ja) | 1991-06-28 | 1991-06-28 | 可変容量型油圧ポンプの吸収トルク制御方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3184139A JPH0510269A (ja) | 1991-06-28 | 1991-06-28 | 可変容量型油圧ポンプの吸収トルク制御方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0510269A true JPH0510269A (ja) | 1993-01-19 |
Family
ID=16148056
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3184139A Pending JPH0510269A (ja) | 1991-06-28 | 1991-06-28 | 可変容量型油圧ポンプの吸収トルク制御方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0510269A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003138957A (ja) * | 2001-10-29 | 2003-05-14 | Sumitomo (Shi) Construction Machinery Manufacturing Co Ltd | 建設機械のエンジン制御装置 |
| KR100433186B1 (ko) * | 2001-07-27 | 2004-05-27 | 현대중공업 주식회사 | 굴삭기의 엔진과 펌프의 출력 자동 제어 시스템 |
| WO2006040975A1 (ja) * | 2004-10-13 | 2006-04-20 | Hitachi Construction Machinery Co., Ltd. | 油圧建設機械の制御装置 |
| WO2012162235A2 (en) * | 2011-05-24 | 2012-11-29 | Caterpillar Inc. | Pump system having open-loop torque control |
| US9086143B2 (en) | 2010-11-23 | 2015-07-21 | Caterpillar Inc. | Hydraulic fan circuit having energy recovery |
-
1991
- 1991-06-28 JP JP3184139A patent/JPH0510269A/ja active Pending
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100433186B1 (ko) * | 2001-07-27 | 2004-05-27 | 현대중공업 주식회사 | 굴삭기의 엔진과 펌프의 출력 자동 제어 시스템 |
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| WO2006040975A1 (ja) * | 2004-10-13 | 2006-04-20 | Hitachi Construction Machinery Co., Ltd. | 油圧建設機械の制御装置 |
| US7543448B2 (en) | 2004-10-13 | 2009-06-09 | Hitachi Construction Machinery Co., Ltd. | Control system for hydraulic construction machine |
| US9086143B2 (en) | 2010-11-23 | 2015-07-21 | Caterpillar Inc. | Hydraulic fan circuit having energy recovery |
| WO2012162235A2 (en) * | 2011-05-24 | 2012-11-29 | Caterpillar Inc. | Pump system having open-loop torque control |
| WO2012162235A3 (en) * | 2011-05-24 | 2013-03-14 | Caterpillar Inc. | Pump system having open-loop torque control |
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