JPH0988902A - ポンプ容量制御方法および装置 - Google Patents
ポンプ容量制御方法および装置Info
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- JPH0988902A JPH0988902A JP24603695A JP24603695A JPH0988902A JP H0988902 A JPH0988902 A JP H0988902A JP 24603695 A JP24603695 A JP 24603695A JP 24603695 A JP24603695 A JP 24603695A JP H0988902 A JPH0988902 A JP H0988902A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 可変容量油圧ポンプの傾転角に加えて、ポン
プラインの圧力も考慮してポンプの傾転角を制御するポ
ンプ容量制御方法および装置を提供すること。 【解決手段】 可変容量油圧ポンプ１の傾転角の指令値
と実測値との偏差からこの偏差がゼロとなるような傾転
角の制御量を求め、可変容量油圧ポンプ１の吐出圧力が
傾転角の制御に与える影響分を相殺するようにこの制御
量を前もって補正して傾転角を目標傾転角に制御する。
プラインの圧力も考慮してポンプの傾転角を制御するポ
ンプ容量制御方法および装置を提供すること。 【解決手段】 可変容量油圧ポンプ１の傾転角の指令値
と実測値との偏差からこの偏差がゼロとなるような傾転
角の制御量を求め、可変容量油圧ポンプ１の吐出圧力が
傾転角の制御に与える影響分を相殺するようにこの制御
量を前もって補正して傾転角を目標傾転角に制御する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、可変容量型アキシ
ャルポンプのポンプ容量制御方法および装置に関する。
ャルポンプのポンプ容量制御方法および装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】図５に従来のポンプ容量制御装置の構成
図を示す。図５において、ポンプ１の単位時間あたりの
圧油の吐出量はポンプ１の傾転角によって決められ、傾
転角は油圧シリンダ２のピストン２ａの位置によって決
められる。油圧シリンダ２のピストン２ａの位置は、ポ
ンプライン５から油室３への圧油の給排と電磁切換弁７
による油室４への圧油の給排により制御され、電磁切換
弁７がポンプライン５側に開いているときは、油室４か
らピストン２ａへ作用する力が油室３からピストン２ａ
へ作用する力を上回るので、ピストン２ａはポンプ１の
傾転角が増加する方向に移動する。電磁切換弁７がドレ
ンタンク６側に開いているときは、油室３からピストン
２ａへ作用する力が上回るので、ピストン２ａはポンプ
１の傾転角が減少する方向に移動する。電磁切換弁７が
油室４への圧油の給排量をゼロにするようなスプール位
置に制御されると、ピストン２ａの移動は停止し所望の
傾転角が得られる。
図を示す。図５において、ポンプ１の単位時間あたりの
圧油の吐出量はポンプ１の傾転角によって決められ、傾
転角は油圧シリンダ２のピストン２ａの位置によって決
められる。油圧シリンダ２のピストン２ａの位置は、ポ
ンプライン５から油室３への圧油の給排と電磁切換弁７
による油室４への圧油の給排により制御され、電磁切換
弁７がポンプライン５側に開いているときは、油室４か
らピストン２ａへ作用する力が油室３からピストン２ａ
へ作用する力を上回るので、ピストン２ａはポンプ１の
傾転角が増加する方向に移動する。電磁切換弁７がドレ
ンタンク６側に開いているときは、油室３からピストン
２ａへ作用する力が上回るので、ピストン２ａはポンプ
１の傾転角が減少する方向に移動する。電磁切換弁７が
油室４への圧油の給排量をゼロにするようなスプール位
置に制御されると、ピストン２ａの移動は停止し所望の
傾転角が得られる。
【０００３】電磁切換弁７は中立点を持たず、ポンプラ
イン５から電磁切換弁７への流入流量とドレンタンク６
への流出流量が等しくなるようなスプール位置で油室４
への圧油の給排量がゼロに保たれる。これにより、スプ
ール位置がこの油室４への圧油の給排量をゼロに保つ位
置から少しでもずれると、そのずれ具合に応じて油室４
の圧油の給排が行われ、高応答なレギュレータが実現さ
れている。
イン５から電磁切換弁７への流入流量とドレンタンク６
への流出流量が等しくなるようなスプール位置で油室４
への圧油の給排量がゼロに保たれる。これにより、スプ
ール位置がこの油室４への圧油の給排量をゼロに保つ位
置から少しでもずれると、そのずれ具合に応じて油室４
の圧油の給排が行われ、高応答なレギュレータが実現さ
れている。
【０００４】電磁切換弁７へは制御装置８Ｂから電磁切
換弁７のスプール位置を制御する制御信号９Ｂが送ら
れ、制御装置８Ｂへはポンプ１の傾転角を検出する傾転
角検出装置１０で検出された実傾転角θｍｅｓを表す信
号と目標傾転角指令装置１２から目標傾転角θｒｅｆを
表す信号がそれぞれ入力され、これらの信号から偏差Δ
θ＝θｒｅｆ−θｍｅｓが求められる。この偏差Δθに
基づいて制御演算部１４で制御信号９Ｂが算出される。
実傾転角θｍｅｓが目標傾転角θｒｅｆより大きいとき
は、傾転角を下げるために油室４がドレンタンク６側に
つながるよう電磁切換弁７に制御信号９Ｂが出力され
る。一方、実傾転角θｍｅｓが目標傾転角θｒｅｆより
小さいときは、傾転角を上げるために油室４がポンプラ
イン５側につながるよう電磁切換弁７に制御信号９Ｂが
出力される。電磁切換弁７のスプール変位量はその偏差
Δθに応じて演算され、油圧シリンダ２のピストン２ａ
の移動速度は、スプール変位量に応じた電磁切換弁７の
開度に比例する。実傾転角θｍｅｓと目標傾転角θｒｅ
ｆが等しく偏差Δθがゼロのときは、油室４への圧油の
給排量をゼロに保つスプール位置の制御信号９Ｂが電磁
切換弁７に出力される。
換弁７のスプール位置を制御する制御信号９Ｂが送ら
れ、制御装置８Ｂへはポンプ１の傾転角を検出する傾転
角検出装置１０で検出された実傾転角θｍｅｓを表す信
号と目標傾転角指令装置１２から目標傾転角θｒｅｆを
表す信号がそれぞれ入力され、これらの信号から偏差Δ
θ＝θｒｅｆ−θｍｅｓが求められる。この偏差Δθに
基づいて制御演算部１４で制御信号９Ｂが算出される。
実傾転角θｍｅｓが目標傾転角θｒｅｆより大きいとき
は、傾転角を下げるために油室４がドレンタンク６側に
つながるよう電磁切換弁７に制御信号９Ｂが出力され
る。一方、実傾転角θｍｅｓが目標傾転角θｒｅｆより
小さいときは、傾転角を上げるために油室４がポンプラ
イン５側につながるよう電磁切換弁７に制御信号９Ｂが
出力される。電磁切換弁７のスプール変位量はその偏差
Δθに応じて演算され、油圧シリンダ２のピストン２ａ
の移動速度は、スプール変位量に応じた電磁切換弁７の
開度に比例する。実傾転角θｍｅｓと目標傾転角θｒｅ
ｆが等しく偏差Δθがゼロのときは、油室４への圧油の
給排量をゼロに保つスプール位置の制御信号９Ｂが電磁
切換弁７に出力される。
【０００５】例えば、傾転角検出装置１０で検出された
ポンプの実傾転角θｍｅｓが、目標傾転角θｒｅｆより
小さい場合を考えてみる。上記のとおり、電磁切換弁７
はポンプライン５側につながれ、ポンプ１の傾転角は増
加する方向に油圧シリンダ２のピストン２ａは移動す
る。傾転角が増加すると偏差Δθはそれにともなって小
さくなり、電磁切換弁７には再びこれに応じて演算され
た制御信号９Ｂが出力され、ポンプライン５と油室４と
を連通する通路断面積が小さくなる。このような動作を
繰り返して、最終的にポンプ１の傾転角が目標傾転角に
達すると偏差Δθはゼロとなり、電磁切換弁７への制御
信号９Ｂは油室４への給排量をゼロにする制御信号とな
る。そして、油圧シリンダ２のピストン２ａは動かなく
なり、傾転角が目標傾転角に設定される。このようにし
て、ポンプ１の傾転角をフィードバックして、ポンプ１
のポンプ容量の制御が行われている。
ポンプの実傾転角θｍｅｓが、目標傾転角θｒｅｆより
小さい場合を考えてみる。上記のとおり、電磁切換弁７
はポンプライン５側につながれ、ポンプ１の傾転角は増
加する方向に油圧シリンダ２のピストン２ａは移動す
る。傾転角が増加すると偏差Δθはそれにともなって小
さくなり、電磁切換弁７には再びこれに応じて演算され
た制御信号９Ｂが出力され、ポンプライン５と油室４と
を連通する通路断面積が小さくなる。このような動作を
繰り返して、最終的にポンプ１の傾転角が目標傾転角に
達すると偏差Δθはゼロとなり、電磁切換弁７への制御
信号９Ｂは油室４への給排量をゼロにする制御信号とな
る。そして、油圧シリンダ２のピストン２ａは動かなく
なり、傾転角が目標傾転角に設定される。このようにし
て、ポンプ１の傾転角をフィードバックして、ポンプ１
のポンプ容量の制御が行われている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】しかし、以下に説明す
るとおり、ポンプ１はポンプライン５の圧力の影響を受
けており、制御装置８Ｂにはそれが反映されておらず正
確なポンプ容量制御が実現されていない。
るとおり、ポンプ１はポンプライン５の圧力の影響を受
けており、制御装置８Ｂにはそれが反映されておらず正
確なポンプ容量制御が実現されていない。
【０００７】ポンプライン５の圧力の影響について、以
下に説明をする。図６は図５の従来例をモデル化した図
である。図６および下記式における記号の意味は次のと
おりである。 Ｑｉｎ：ポンプライン５から電磁切換弁７に流入する流
量 Ｑｏｕｔ：電磁切換弁７からドレンタンク６に流出する
流量 Ｑｒｅｇ：電磁切換弁７から油圧シリンダ２の油室４に
流入する流量 Ｘ：スプール変位 Ｐ１：油室４の圧力 Ｐ２：油室３の圧力 Ｐｓ：ポンプライン５の圧力 α１、α２：スプール変位に対する流量ゲイン β１、β２：圧力差に対する流量ゲイン Ｓ１：油圧シリンダ２のピストン２ａの油室４側の面積 Ｓ２：油圧シリンダ２のピストン２ａの油室３側の面積 θｍｅｓ：ポンプ１の傾転角 ｙ：油圧シリンダ２のピストン２ａの変位 ｋ：ばね定数 Ｋ：ポンプ１の傾転戻り力定数 Ｃ：係数
下に説明をする。図６は図５の従来例をモデル化した図
である。図６および下記式における記号の意味は次のと
おりである。 Ｑｉｎ：ポンプライン５から電磁切換弁７に流入する流
量 Ｑｏｕｔ：電磁切換弁７からドレンタンク６に流出する
流量 Ｑｒｅｇ：電磁切換弁７から油圧シリンダ２の油室４に
流入する流量 Ｘ：スプール変位 Ｐ１：油室４の圧力 Ｐ２：油室３の圧力 Ｐｓ：ポンプライン５の圧力 α１、α２：スプール変位に対する流量ゲイン β１、β２：圧力差に対する流量ゲイン Ｓ１：油圧シリンダ２のピストン２ａの油室４側の面積 Ｓ２：油圧シリンダ２のピストン２ａの油室３側の面積 θｍｅｓ：ポンプ１の傾転角 ｙ：油圧シリンダ２のピストン２ａの変位 ｋ：ばね定数 Ｋ：ポンプ１の傾転戻り力定数 Ｃ：係数
【０００８】図６において、流量Ｑとオリフィス前後の
差圧ΔＰとの間は正確には線形の関係ではないが、説明
を簡略化するために線形に近似して以下説明する。電磁
切換弁７をモデル化した可変オリフィス周りについてそ
れぞれ以下の式を得る。
差圧ΔＰとの間は正確には線形の関係ではないが、説明
を簡略化するために線形に近似して以下説明する。電磁
切換弁７をモデル化した可変オリフィス周りについてそ
れぞれ以下の式を得る。
【数１】
【数２】 また、油圧シリンダ２周りの連続の式より次の式を得
る。
る。
【数３】 ここで、Ｃは油圧シリンダ２のピストン２ａの移動とポ
ンプ１の傾転角の関係を比例型に近似した係数である。
一方、油圧シリンダ２のピストン２ａの力の釣り合いか
ら次の式を得る。
ンプ１の傾転角の関係を比例型に近似した係数である。
一方、油圧シリンダ２のピストン２ａの力の釣り合いか
ら次の式を得る。
【数４】 この式で、左辺第１項は、油圧シリンダ２が初期状態の
ときピストン２ａをある位置に保持するためのばね力で
ある。また、左辺第２項はポンプ１の傾転戻り力であ
り、ポンプライン５の圧力に比例するものと仮定してい
る。式（４）について、ｋｙ《（Ｓ１・Ｐ１）であり、
ｋｙを無視すると次の式を得る。
ときピストン２ａをある位置に保持するためのばね力で
ある。また、左辺第２項はポンプ１の傾転戻り力であ
り、ポンプライン５の圧力に比例するものと仮定してい
る。式（４）について、ｋｙ《（Ｓ１・Ｐ１）であり、
ｋｙを無視すると次の式を得る。
【数５】 式（３）に、式（１）、（２）、（５）を代入すると次
の関係が得られる。
の関係が得られる。
【数６】
【０００９】このように、式（６）により、ポンプ１の
傾転角θはスプール変位Ｘとポンプライン５の圧力Ｐｓ
に応じて変化する。これをブロック線図で簡単化した概
念図を図７に示す。図７において、偏差Δθに応じたス
プールの変位量Ｘを表わす信号９Ｂが制御装置１４から
出力される。Ａは電磁切換弁７の制御信号９Ｂがスプー
ルの変位に変換されポンプ１の傾転角を制御するときの
係数であり、Ｂはポンプライン圧Ｐｓがポンプ１の傾転
角の制御に影響を及ぼす係数である。すなわち、ポンプ
１の傾転角は、Ａ・Ｘ＋Ｂ・Ｐｓで表わされる式により
制御される。
傾転角θはスプール変位Ｘとポンプライン５の圧力Ｐｓ
に応じて変化する。これをブロック線図で簡単化した概
念図を図７に示す。図７において、偏差Δθに応じたス
プールの変位量Ｘを表わす信号９Ｂが制御装置１４から
出力される。Ａは電磁切換弁７の制御信号９Ｂがスプー
ルの変位に変換されポンプ１の傾転角を制御するときの
係数であり、Ｂはポンプライン圧Ｐｓがポンプ１の傾転
角の制御に影響を及ぼす係数である。すなわち、ポンプ
１の傾転角は、Ａ・Ｘ＋Ｂ・Ｐｓで表わされる式により
制御される。
【００１０】このように、ポンプ１の傾転角はポンプラ
イン５の圧力の影響を受ける。しかし、従来の制御方式
ではポンプ１の実傾転角だけをフィードバックして電磁
切換弁７のスプール変位を制御しているので、ポンプラ
イン５の圧力によってポンプ１の傾転角を正確に制御で
きない。
イン５の圧力の影響を受ける。しかし、従来の制御方式
ではポンプ１の実傾転角だけをフィードバックして電磁
切換弁７のスプール変位を制御しているので、ポンプラ
イン５の圧力によってポンプ１の傾転角を正確に制御で
きない。
【００１１】本発明の目的は、実傾転角に加えて、ポン
プラインの圧力も考慮してポンプの傾転角を制御するポ
ンプ容量制御装置を提供することにある。
プラインの圧力も考慮してポンプの傾転角を制御するポ
ンプ容量制御装置を提供することにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】実施の形態を示す図１に
対応づけて本発明を説明する。上記目的を達成するため
に、請求項１の発明は、可変容量油圧ポンプ１の傾転角
を目標傾転角に制御するポンプ容量制御方法に適用さ
れ、傾転角の指令値、傾転角の実測値、およびポンプ１
の吐出圧力に基づいて、目標傾転角となるように可変容
量油圧ポンプ１の傾転角を制御するものである。請求項
２のポンプ容量制御方法は請求項１のポンプ容量制御方
法に適用され、指令値と実測値との偏差から、この偏差
がゼロとなるような制御量を求めるとともに、可変容量
油圧ポンプ１の吐出圧力が傾転角に与える影響分を相殺
するように制御量を補正するものである。請求項３のポ
ンプ容量制御装置は、可変容量油圧ポンプ１の目標傾転
角を指令する指令装置１２と、可変容量油圧ポンプ１の
実傾転角を検出する傾転角検出器１０と、可変容量油圧
ポンプ１の吐出圧力を検出する圧力検出器１５と、可変
容量油圧ポンプ１の傾転部材を駆動してその傾転角を調
節する傾転部材駆動装置２、７と、目標傾転角、傾転角
検出器１０で検出された実傾転角、および圧力検出器１
５で検出された吐出圧力に基づいて、目標傾転角となる
ように傾転部材駆動装置２、７を制御する信号を生成す
る信号生成装置８とを備えるものである。請求項４のポ
ンプ容量制御装置は請求項３のポンプ容量制御装置にお
いて、信号生成装置８は、目標傾転角と実傾転角との偏
差からこの偏差がゼロとなるような制御量を求めるとと
もに、可変容量油圧ポンプ１の吐出圧力が傾転角に与え
る影響分を相殺するように制御量を補正して信号を生成
するものである。次に図４に対応づけて説明すると、請
求項５のポンプ容量制御装置は、可変容量油圧ポンプ１
の目標傾転角を指令する指令装置１２と、可変容量油圧
ポンプ１の実傾転角を検出する傾転角検出器１０と、可
変容量油圧ポンプ１の傾転部材を駆動して傾転角を調節
する傾転シリンダ２と、傾転シリンダ２の伸縮量を制御
して傾転部材の位置を調節する電磁弁７Ａと、目標傾転
角と傾転角検出器１０で検出された実傾転角との偏差を
ゼロとするように電磁弁７Ａの変位量を制御する弁制御
装置８Ａとを備え、油圧ポンプ１の吐出圧力を電磁弁７
Ａに作用させ、その吐出圧力が傾転角に与える影響分を
相殺するように電磁弁７Ａの位置を制御するものであ
る。
対応づけて本発明を説明する。上記目的を達成するため
に、請求項１の発明は、可変容量油圧ポンプ１の傾転角
を目標傾転角に制御するポンプ容量制御方法に適用さ
れ、傾転角の指令値、傾転角の実測値、およびポンプ１
の吐出圧力に基づいて、目標傾転角となるように可変容
量油圧ポンプ１の傾転角を制御するものである。請求項
２のポンプ容量制御方法は請求項１のポンプ容量制御方
法に適用され、指令値と実測値との偏差から、この偏差
がゼロとなるような制御量を求めるとともに、可変容量
油圧ポンプ１の吐出圧力が傾転角に与える影響分を相殺
するように制御量を補正するものである。請求項３のポ
ンプ容量制御装置は、可変容量油圧ポンプ１の目標傾転
角を指令する指令装置１２と、可変容量油圧ポンプ１の
実傾転角を検出する傾転角検出器１０と、可変容量油圧
ポンプ１の吐出圧力を検出する圧力検出器１５と、可変
容量油圧ポンプ１の傾転部材を駆動してその傾転角を調
節する傾転部材駆動装置２、７と、目標傾転角、傾転角
検出器１０で検出された実傾転角、および圧力検出器１
５で検出された吐出圧力に基づいて、目標傾転角となる
ように傾転部材駆動装置２、７を制御する信号を生成す
る信号生成装置８とを備えるものである。請求項４のポ
ンプ容量制御装置は請求項３のポンプ容量制御装置にお
いて、信号生成装置８は、目標傾転角と実傾転角との偏
差からこの偏差がゼロとなるような制御量を求めるとと
もに、可変容量油圧ポンプ１の吐出圧力が傾転角に与え
る影響分を相殺するように制御量を補正して信号を生成
するものである。次に図４に対応づけて説明すると、請
求項５のポンプ容量制御装置は、可変容量油圧ポンプ１
の目標傾転角を指令する指令装置１２と、可変容量油圧
ポンプ１の実傾転角を検出する傾転角検出器１０と、可
変容量油圧ポンプ１の傾転部材を駆動して傾転角を調節
する傾転シリンダ２と、傾転シリンダ２の伸縮量を制御
して傾転部材の位置を調節する電磁弁７Ａと、目標傾転
角と傾転角検出器１０で検出された実傾転角との偏差を
ゼロとするように電磁弁７Ａの変位量を制御する弁制御
装置８Ａとを備え、油圧ポンプ１の吐出圧力を電磁弁７
Ａに作用させ、その吐出圧力が傾転角に与える影響分を
相殺するように電磁弁７Ａの位置を制御するものであ
る。
【００１３】なお、上記課題を解決するための手段の項
では、分かりやすく説明するため実施の形態の図に対応
づけて説明したが、これにより本発明が実施の形態に限
定されるものではない。
では、分かりやすく説明するため実施の形態の図に対応
づけて説明したが、これにより本発明が実施の形態に限
定されるものではない。
【００１４】
−第１の実施の形態− 第１の実施の形態を図１に基づいて説明する。ここで
は、図５と同様の箇所には同一の符号を付して相違点を
主に説明する。制御装置８には、ポンプ１の傾転角を検
出するポテンションメータ１０により検出された実傾転
角θｍｅｓと、ポンプライン５の圧力を検出する圧力セ
ンサ１５により検出された圧力Ｐｓと、目標傾転角指令
装置１２から指令される目標傾転角θｒｅｆとにそれぞ
れ対応する各信号が入力され、それらの信号に基づいて
制御信号９が演算される。
は、図５と同様の箇所には同一の符号を付して相違点を
主に説明する。制御装置８には、ポンプ１の傾転角を検
出するポテンションメータ１０により検出された実傾転
角θｍｅｓと、ポンプライン５の圧力を検出する圧力セ
ンサ１５により検出された圧力Ｐｓと、目標傾転角指令
装置１２から指令される目標傾転角θｒｅｆとにそれぞ
れ対応する各信号が入力され、それらの信号に基づいて
制御信号９が演算される。
【００１５】制御装置８は、目標傾転角θｒｅｆと実傾
転角θｍｅｓとの差Δθを算出する偏差部１１と、その
差Δθから電磁切換弁７の補正前の制御信号を演算する
制御演算部１４と、ポンプライン５の圧力Ｐｓの影響を
差し引くための値を演算する補正演算部１７と、制御演
算部１４で演算された値から補正演算部１７で演算され
た値を引き算する偏差部１３とを有し、偏差部１３の出
力信号が電磁切換弁７の制御信号９として出力される。
転角θｍｅｓとの差Δθを算出する偏差部１１と、その
差Δθから電磁切換弁７の補正前の制御信号を演算する
制御演算部１４と、ポンプライン５の圧力Ｐｓの影響を
差し引くための値を演算する補正演算部１７と、制御演
算部１４で演算された値から補正演算部１７で演算され
た値を引き算する偏差部１３とを有し、偏差部１３の出
力信号が電磁切換弁７の制御信号９として出力される。
【００１６】図２は図７と同様のブロック線図であり、
この図により補正演算部１７における演算内容を説明す
る。「発明が解決しようとする課題」の項で前述したよ
うに、係数Ａは電磁切換弁７の制御信号９がスプールの
変位に変換されポンプ１の傾転角を制御するときの係数
であり、Ｂはポンプライン圧Ｐｓがポンプ１の傾転角の
制御に影響を及ぼす係数である。この第１の実施の形態
では、ポンプ１の傾転角の制御に対する圧力Ｐｓの影響
分をスプール変位量に換算し、その値を偏差Δθから求
められるスプール変位量から予め引き算して電磁切換弁
７の制御信号９を生成することにより、実際の圧力Ｐｓ
の影響分をキャンセルしようとするものである。そのた
め、補正演算部１７は、（Ｂ／Ａ）・Ｐｓによりスプー
ル変位換算量を求めている。
この図により補正演算部１７における演算内容を説明す
る。「発明が解決しようとする課題」の項で前述したよ
うに、係数Ａは電磁切換弁７の制御信号９がスプールの
変位に変換されポンプ１の傾転角を制御するときの係数
であり、Ｂはポンプライン圧Ｐｓがポンプ１の傾転角の
制御に影響を及ぼす係数である。この第１の実施の形態
では、ポンプ１の傾転角の制御に対する圧力Ｐｓの影響
分をスプール変位量に換算し、その値を偏差Δθから求
められるスプール変位量から予め引き算して電磁切換弁
７の制御信号９を生成することにより、実際の圧力Ｐｓ
の影響分をキャンセルしようとするものである。そのた
め、補正演算部１７は、（Ｂ／Ａ）・Ｐｓによりスプー
ル変位換算量を求めている。
【００１７】すなわち、電磁切換弁７のスプール変位に
対応する制御信号９の値をＸ、制御演算部１４の演算値
をＸ１、補正演算部１７の演算値をＸ２とすると、Ｘ＝
Ｘ１−Ｘ２で表される。Ｘ１はｆ（Δθ）の関数で表さ
れ、この関数ｆ（Δθ）は電磁切換弁７の性能により決
定される。また、Ｘ２は上述したとおり（Ｂ／Ａ）・Ｐ
ｓで表される。係数Ｂ／Ａの値は、具体的には、ポンプ
ライン圧Ｐｓをいろいろと変化させて、それぞれのポン
プライン圧に対してポンプ傾転角が最も安定するスプー
ル変位Ｘを事前に実験で求め、この実験結果と関数ｆ
（Δθ）で求まるＸ１とから演算して決められる。
対応する制御信号９の値をＸ、制御演算部１４の演算値
をＸ１、補正演算部１７の演算値をＸ２とすると、Ｘ＝
Ｘ１−Ｘ２で表される。Ｘ１はｆ（Δθ）の関数で表さ
れ、この関数ｆ（Δθ）は電磁切換弁７の性能により決
定される。また、Ｘ２は上述したとおり（Ｂ／Ａ）・Ｐ
ｓで表される。係数Ｂ／Ａの値は、具体的には、ポンプ
ライン圧Ｐｓをいろいろと変化させて、それぞれのポン
プライン圧に対してポンプ傾転角が最も安定するスプー
ル変位Ｘを事前に実験で求め、この実験結果と関数ｆ
（Δθ）で求まるＸ１とから演算して決められる。
【００１８】例えば、ポンプ１の傾転角が目標傾転角θ
ｒｅｆと等しく保たれている状態で、ポンプライン５の
圧力が上昇した場合を考えてみる。従来の制御方式で
は、図５および図６から、油圧シリンダ２の油室３の圧
力上昇によるＳ２・Ｐ２の増加と傾転戻り力Ｋ・Ｐｓの
増加により、電磁切換弁７の前後圧が変動し、これまで
油室４への圧油の給排をゼロにしていたスプール位置で
は、油室４への圧油の給排をゼロに保てなくなる。その
ため、油圧シリンダ２のピストン２ａが動き、それによ
って偏差Δθが発生し、偏差Δθが発生するとその偏差
Δθに応じて電磁切換弁７が駆動される。電磁切換弁７
の駆動により油圧シリンダ２のピストン２ａが移動し、
油圧ポンプ１の傾転角が目標傾転角θｒｅｆに達して偏
差Δθがゼロとなる。しかし、偏差Δθがゼロになると
電磁切換弁７は油室４への圧油の給排をゼロにすべく制
御されるが、ポンプライン５の圧力上昇を考慮していな
い前のスプール位置に戻されるため、油室４への圧油の
給排をゼロに保てず上記の作用を繰り返すことになる。
その結果、ポンプ１の傾転角は安定しない。
ｒｅｆと等しく保たれている状態で、ポンプライン５の
圧力が上昇した場合を考えてみる。従来の制御方式で
は、図５および図６から、油圧シリンダ２の油室３の圧
力上昇によるＳ２・Ｐ２の増加と傾転戻り力Ｋ・Ｐｓの
増加により、電磁切換弁７の前後圧が変動し、これまで
油室４への圧油の給排をゼロにしていたスプール位置で
は、油室４への圧油の給排をゼロに保てなくなる。その
ため、油圧シリンダ２のピストン２ａが動き、それによ
って偏差Δθが発生し、偏差Δθが発生するとその偏差
Δθに応じて電磁切換弁７が駆動される。電磁切換弁７
の駆動により油圧シリンダ２のピストン２ａが移動し、
油圧ポンプ１の傾転角が目標傾転角θｒｅｆに達して偏
差Δθがゼロとなる。しかし、偏差Δθがゼロになると
電磁切換弁７は油室４への圧油の給排をゼロにすべく制
御されるが、ポンプライン５の圧力上昇を考慮していな
い前のスプール位置に戻されるため、油室４への圧油の
給排をゼロに保てず上記の作用を繰り返すことになる。
その結果、ポンプ１の傾転角は安定しない。
【００１９】それに対して、図１および図２に示す本発
明の第１の実施の形態では、ポンプライン５の圧力変化
分を、補正演算部１７により油室４への圧油の給排をゼ
ロにするスプール位置の変化量に換算して、フィードフ
ォワード的に信号９を補正している。そのため、ポンプ
１の傾転角が目標傾転角θｒｅｆに達し偏差Δθがゼロ
になった場合に、電磁切換弁７はポンプライン５の圧力
Ｐｓの上昇分が補正された状態のスプール位置に戻り、
油室４へ圧油が給排されることはない。その結果、ポン
プ１の傾転角はポンプライン２の圧力の影響を受けず安
定する。また、圧力変化分の影響の補正をフィードフォ
ワードで行っているため応答が速い。
明の第１の実施の形態では、ポンプライン５の圧力変化
分を、補正演算部１７により油室４への圧油の給排をゼ
ロにするスプール位置の変化量に換算して、フィードフ
ォワード的に信号９を補正している。そのため、ポンプ
１の傾転角が目標傾転角θｒｅｆに達し偏差Δθがゼロ
になった場合に、電磁切換弁７はポンプライン５の圧力
Ｐｓの上昇分が補正された状態のスプール位置に戻り、
油室４へ圧油が給排されることはない。その結果、ポン
プ１の傾転角はポンプライン２の圧力の影響を受けず安
定する。また、圧力変化分の影響の補正をフィードフォ
ワードで行っているため応答が速い。
【００２０】図３に本発明の効果を検証した実験のデー
タを示す。グラフは、本発明の制御方式を採用した場合
と、従来の制御方式の場合とを、それぞれの条件でのポ
ンプ１の傾転角の周波数応答を比較したものである。グ
ラフで、ゲインとは、目標傾転角θｒｅｆに対する傾転
角検出装置（ポテンションメータ）１０で検出した実傾
転角θｍｅｓの比である。図３（ａ）は、制御ゲインを
最適化した状態での両者の周波数応答である。すなわ
ち、ある最も最適なポンプライン圧を特定し、そのポン
プライン圧で測定したグラフである。この条件では、従
来例も、本発明による装置もほぼ変わらない特性を示し
ている。図３（ｂ）は、最適な条件よりもポンプライン
圧が高い場合の測定結果であり、図３（ｃ）は、最適な
条件よりもポンプライン圧が低い場合の測定結果であ
る。これらのグラフより、本発明の装置は、ポンプライ
ン圧が変化しても従来例の装置より安定した周波数特性
を得ていることが分かる。
タを示す。グラフは、本発明の制御方式を採用した場合
と、従来の制御方式の場合とを、それぞれの条件でのポ
ンプ１の傾転角の周波数応答を比較したものである。グ
ラフで、ゲインとは、目標傾転角θｒｅｆに対する傾転
角検出装置（ポテンションメータ）１０で検出した実傾
転角θｍｅｓの比である。図３（ａ）は、制御ゲインを
最適化した状態での両者の周波数応答である。すなわ
ち、ある最も最適なポンプライン圧を特定し、そのポン
プライン圧で測定したグラフである。この条件では、従
来例も、本発明による装置もほぼ変わらない特性を示し
ている。図３（ｂ）は、最適な条件よりもポンプライン
圧が高い場合の測定結果であり、図３（ｃ）は、最適な
条件よりもポンプライン圧が低い場合の測定結果であ
る。これらのグラフより、本発明の装置は、ポンプライ
ン圧が変化しても従来例の装置より安定した周波数特性
を得ていることが分かる。
【００２１】−第２の実施の形態− 図４を用いて第２の実施の形態の説明をする。第１の実
施の形態の図１と同一部分には同一符号をつけその説明
を省略する。図４において、電磁切換弁７Ａには、左側
からポンプライン圧検出ライン１８によりポンプ圧Ｐｓ
を作用させ、反対側からばね１９によるばね力を作用さ
せている。これは、第１の実施の形態のポンプライン圧
Ｐｓの影響をスプールの変位に換算する演算機能を電磁
切換弁７に直接付加する方法である。すなわち、ポンプ
ライン圧検出ライン１８に導かれたポンプライン圧Ｐｓ
は、ばね１９に対抗して電磁切換弁７Ａのスプールを右
方向へ移動しようとする。このスプールの移動量が第１
の実施の形態の補正演算部１７で演算された演算値によ
るスプールの変位量に相当するものである。
施の形態の図１と同一部分には同一符号をつけその説明
を省略する。図４において、電磁切換弁７Ａには、左側
からポンプライン圧検出ライン１８によりポンプ圧Ｐｓ
を作用させ、反対側からばね１９によるばね力を作用さ
せている。これは、第１の実施の形態のポンプライン圧
Ｐｓの影響をスプールの変位に換算する演算機能を電磁
切換弁７に直接付加する方法である。すなわち、ポンプ
ライン圧検出ライン１８に導かれたポンプライン圧Ｐｓ
は、ばね１９に対抗して電磁切換弁７Ａのスプールを右
方向へ移動しようとする。このスプールの移動量が第１
の実施の形態の補正演算部１７で演算された演算値によ
るスプールの変位量に相当するものである。
【００２２】ポンプライン圧Ｐｓによるスプールの移動
量をＸ３、ばね１９のばね定数をｋ１、スプールの受圧
面積をＤとすると、Ｘ３＝（Ｄ／ｋ１）・Ｐｓで表わさ
れ、第１の実施の形態のＸ２＝（Ｂ／Ａ）・Ｐｓの式に
相当する。ばね１９のばね定数ｋ１は、第１の実施の形
態の係数Ｂ／Ａと同様に実験により求めることができ
る。すなわち、ポンプライン５の圧力Ｐｓをいろいろと
変化させ、それぞれの圧力に対して傾転角が最も安定す
るばね定数をそれぞれ求め、これらの実験結果から最良
のばね定数を選択して決定する。
量をＸ３、ばね１９のばね定数をｋ１、スプールの受圧
面積をＤとすると、Ｘ３＝（Ｄ／ｋ１）・Ｐｓで表わさ
れ、第１の実施の形態のＸ２＝（Ｂ／Ａ）・Ｐｓの式に
相当する。ばね１９のばね定数ｋ１は、第１の実施の形
態の係数Ｂ／Ａと同様に実験により求めることができ
る。すなわち、ポンプライン５の圧力Ｐｓをいろいろと
変化させ、それぞれの圧力に対して傾転角が最も安定す
るばね定数をそれぞれ求め、これらの実験結果から最良
のばね定数を選択して決定する。
【００２３】このようにして、第２の実施の形態におい
ても第１の実施の形態と同様、ポンプライン５の圧力が
変化してもポンプ１の傾転角を速く正確に制御すること
ができる。第２の実施の形態は第１の実施の形態に比べ
て構造が簡単で、高応答な制御が期待できる。
ても第１の実施の形態と同様、ポンプライン５の圧力が
変化してもポンプ１の傾転角を速く正確に制御すること
ができる。第２の実施の形態は第１の実施の形態に比べ
て構造が簡単で、高応答な制御が期待できる。
【発明の効果】本発明は、以上説明したように構成して
いるので、次のような効果を奏する。ポンプの傾転角に
加えて、ポンプラインの圧力も考慮してポンプの傾転角
を制御しているため、ポンプラインの圧力が変化しても
ポンプの傾転角を正確に制御できる。
いるので、次のような効果を奏する。ポンプの傾転角に
加えて、ポンプラインの圧力も考慮してポンプの傾転角
を制御しているため、ポンプラインの圧力が変化しても
ポンプの傾転角を正確に制御できる。
【図１】本発明によるポンプ容量制御装置の第１の実施
の形態の構成図である。
の形態の構成図である。
【図２】本発明によるポンプ容量制御装置の第１の実施
の形態のブロック線図である。
の形態のブロック線図である。
【図３】本発明によるポンプ容量制御装置の第１の実施
の形態と従来例との比較実験結果のグラフである。
の形態と従来例との比較実験結果のグラフである。
【図４】本発明によるポンプ容量制御装置の第２の実施
の形態の構成図である。
の形態の構成図である。
【図５】ポンプ容量制御装置の従来例の構成図である。
【図６】ポンプ容量制御装置の従来例のモデル化した構
成図である。
成図である。
【図７】ポンプ容量制御装置の従来例のブロック線図で
ある。
ある。
１ 油圧ポンプ ２ 油圧シリンダ ２ａ 油圧シリンダのピストン ３、４ 油室 ５ ポンプライン ６ ドレンタンク ７、７Ａ 電磁切換弁 ８、８Ａ、８Ｂ 制御装置 ９、９Ａ、９Ｂ 制御信号 １０ ポテンショメータ １１、１３ 偏差部 １２ 目標傾転角指令装置 １４ 制御演算部 １５ 圧力検出装置 １７ 補正演算部 １８ ポンプライン圧検出ライン １９ ばね
Claims (5)
- 【請求項１】 可変容量油圧ポンプの傾転角を目標傾転
角に制御するポンプ容量制御方法において、 傾転角の指令値、傾転角の実測値、およびポンプの吐出
圧力に基づいて、前記目標傾転角となるように前記可変
容量油圧ポンプの傾転角を制御することを特徴とするポ
ンプ容量制御方法。 - 【請求項２】 前記指令値と実測値との偏差から、この
偏差がゼロとなるような制御量を求めるとともに、前記
可変容量油圧ポンプの吐出圧力が前記傾転角に与える影
響分を相殺するように前記制御量を補正することを特徴
とする請求項１記載のポンプ容量制御方法。 - 【請求項３】 可変容量油圧ポンプの目標傾転角を指令
する指令装置と、 前記可変容量油圧ポンプの実傾転角を検出する傾転角検
出器と、 前記可変容量油圧ポンプの吐出圧力を検出する圧力検出
器と、 前記可変容量油圧ポンプの傾転部材を駆動してその傾転
角を調節する傾転部材駆動装置と、 前記目標傾転角、前記傾転角検出器で検出された前記実
傾転角、および前記圧力検出器で検出された前記吐出圧
力に基づいて、前記目標傾転角となるように前記傾転部
材駆動装置を制御する信号を生成する信号生成装置とを
備えたことを特徴とするポンプ容量制御装置。 - 【請求項４】 前記信号生成装置は、前記目標傾転角と
実傾転角との偏差から、この偏差がゼロとなるような制
御量を求めるとともに、前記可変容量油圧ポンプの吐出
圧力が前記傾転角に与える影響分を相殺するように前記
制御量を補正して前記信号を生成することを特徴とする
請求項３記載のポンプ容量制御装置。 - 【請求項５】 可変容量油圧ポンプの目標傾転角を指令
する指令装置と、 前記可変容量油圧ポンプの実傾転角を検出する傾転角検
出器と、 前記可変容量油圧ポンプの傾転部材を駆動して傾転角を
調節する傾転シリンダと、 前記傾転シリンダの伸縮量を制御して前記傾転部材の位
置を調節する電磁弁と、 前記目標傾転角と前記傾転角検出器で検出された前記実
傾転角との偏差をゼロとするように前記電磁弁の変位量
を制御する弁制御装置とを備え、 前記油圧ポンプの吐出圧力を前記電磁弁に作用させ、そ
の吐出圧力が前記傾転角に与える影響分を相殺するよう
に前記電磁弁の位置を制御するようにしたことを特徴と
するポンプ容量制御装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24603695A JPH0988902A (ja) | 1995-09-25 | 1995-09-25 | ポンプ容量制御方法および装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24603695A JPH0988902A (ja) | 1995-09-25 | 1995-09-25 | ポンプ容量制御方法および装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0988902A true JPH0988902A (ja) | 1997-03-31 |
Family
ID=17142505
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP24603695A Pending JPH0988902A (ja) | 1995-09-25 | 1995-09-25 | ポンプ容量制御方法および装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0988902A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4601187B2 (ja) * | 2001-02-20 | 2010-12-22 | 東京計器株式会社 | 液圧システム |
| WO2014010222A1 (ja) | 2012-07-10 | 2014-01-16 | 川崎重工業株式会社 | 傾転角制御装置 |
| EP1350930B2 (en) † | 2002-04-03 | 2016-01-27 | SLW Automotive Inc. | Variable displacement pump and control therefor |
| WO2019106831A1 (ja) * | 2017-12-01 | 2019-06-06 | 株式会社小松製作所 | 作業機械および作業機械の制御方法 |
| JP2021134516A (ja) * | 2020-02-26 | 2021-09-13 | 日立建機株式会社 | 建設機械 |
-
1995
- 1995-09-25 JP JP24603695A patent/JPH0988902A/ja active Pending
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4601187B2 (ja) * | 2001-02-20 | 2010-12-22 | 東京計器株式会社 | 液圧システム |
| EP1350930B2 (en) † | 2002-04-03 | 2016-01-27 | SLW Automotive Inc. | Variable displacement pump and control therefor |
| WO2014010222A1 (ja) | 2012-07-10 | 2014-01-16 | 川崎重工業株式会社 | 傾転角制御装置 |
| KR20150030719A (ko) | 2012-07-10 | 2015-03-20 | 카와사키 주코교 카부시키 카이샤 | 경전각 제어 장치 |
| US10066610B2 (en) | 2012-07-10 | 2018-09-04 | Kawasaki Jukogyo Kabushiki Kaisha | Tilting angle control device |
| WO2019106831A1 (ja) * | 2017-12-01 | 2019-06-06 | 株式会社小松製作所 | 作業機械および作業機械の制御方法 |
| JPWO2019106831A1 (ja) * | 2017-12-01 | 2020-10-08 | 株式会社小松製作所 | 作業機械および作業機械の制御方法 |
| US11142889B2 (en) | 2017-12-01 | 2021-10-12 | Komatsu Ltd. | Work machine and method of controlling work machine |
| JP2021134516A (ja) * | 2020-02-26 | 2021-09-13 | 日立建機株式会社 | 建設機械 |
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