JPH0226082B2 - - Google Patents

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JPH0226082B2
JPH0226082B2 JP17829784A JP17829784A JPH0226082B2 JP H0226082 B2 JPH0226082 B2 JP H0226082B2 JP 17829784 A JP17829784 A JP 17829784A JP 17829784 A JP17829784 A JP 17829784A JP H0226082 B2 JPH0226082 B2 JP H0226082B2
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Japan
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displacement pump
switching valve
flow rate
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Hiroshi Watanabe
Eiki Izumi
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Hitachi Construction Machinery Co Ltd
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Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の利用分野〕 本発明は、可変容量ポンプとアクチユエータと
の間に切換弁を有し、可変容量ポンプの吐出し流
量に応じてアクチユエータの速度を制御する油圧
回路の制御装置に関するものである。
〔発明の背景〕
近年、油圧回路の省エネルギ化、或いは高機能
化を達成するため、可変容量ポンプの吐出し流量
に応じてアクチユエータの速度を制御するように
した油圧回路が提案されている。
第３図はこのような制御装置が備えられた油圧
回路の一例を示す回路図であり、第４図は第３図
に示す制御装置の一例を示すブロツク図である。
この図において、１は可変容量ポンプ、１ａは
前記可変容量ポンプ１の吐出し量可変機構、例え
ば斜板、２は斜板１ａを駆動するレギユレータ、
３は斜板１ａの位置を検出する変位計、４は可変
容量ポンプ１と少なくとも２本の主管路によつて
閉回路接続され、可変容量ポンプ１から供給され
る圧油によつて駆動されるアクチユエータ、例え
ば油圧シリンダ、５は油圧シリンダ４によつて駆
動される負荷、６は可変容量ポンプ１と油圧シリ
ンダ４との間に介設され、可変容量ポンプ１から
油圧シリンダ４に供給される圧油を断接する切換
弁、７は可変容量ポンプ１の吐出し量、即ち、油
圧シリンダ４の速度を指示する操作レバー、８は
上記変位計３によつて検出された斜板１ａの傾転
量信号Ｙと操作レバー７の操作量信号XLとを入
力し、上記切換弁６に切換信号を出力すると共
に、上記レギユレータ２に斜板１ａを駆動するた
めの制御信号を出力する制御装置である。
この制御装置８は、例えばマイクロコンピユー
タによつて構成されており、第４図に示すよう
に、上記変位計３および操作レバー７からのアナ
ログ信号Ｙ，XLを入力し、それらを切り換えて
次のＡ／Ｄ変換器へ出力するマルチプレクサ８ａ
と、マルチプレクサ８ａから入力されたアナログ
信号をデイジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換器８
ｂと、各種の制御や演算処理を行う中央演算処理
装置８ｃと、動作手順のプログラムが関数関係を
記憶したROM８ｄと、演算途中のデータ等を一
時的に記憶しておくRA８ｅと、演算によつて得
られた制御内容をレギユレータ２あるいは切換弁
６へ出力する出力器８ｆとを有している。
第５図および第６図は、上記した制御装置８に
おけるROM８ｄに記憶された動作手順を示すフ
ローチヤートであつて、第５図は全体の手順を示
し、第６図は第５図におけるステツプＳ―８を詳
細に示したものである。
第５図に示すように、制御装置８がスタートさ
れると、まずステツプＳ―１において、マルチプ
レクサ８ａが切り換えられ、Ａ／Ｄ変換器８ｂを
介して中央演算処理装置８ｃに操作レバー７の操
作量XL変位計３の出力である斜板１ａの傾転量
Ｙとが読み込まれる。
次いで、ステツプＳ―２において、操作レバー
７の操作量XLが油圧シリンダ４を停止させてお
く中立範囲（A′≦XL≦Ａ）であるかどうかが中
央演算処理装置８ｃにて判断される。
ここで、操作レバー７の操作量XLが中立範囲
内にあると判定された場合はステツプＳ―３に移
り、中央演算処理装置８ｃから出力器８ｆを経て
切換弁６にOFF信号が出力され、切換弁６が閉
状態に保持される。次いで、ステツプＳ―４にお
いて、可変容量ポンプ１の吐出量指令値Ｘを０に
設定する処理が中央演算処理装置８ｃで行われ
る。次いで、ステツプＳ―８に移り、ここで吐出
量指令値Ｘ（＝０）に応じて可変容量ポンプ１の
吐出量が制御され、スタートに戻る。
ステツプＳ―２において操作レバー７の操作量
XLが中立範囲内でないと判断された場合は、ス
テツプＳ―５に移り、中央演算処理装置８ｃから
出力器８ｆを経て切換弁６にON信号が出力さ
れ、切換弁６が開状態に切り換えられる。次い
で、ステツプＳ―６において、ROM８ｄに記憶
されている操作レバー７の操作量XLと吐出量指
令値Ｘの関数から、可変容量ポンプ１の吐出量指
令値Ｘを操作レバー７の操作量XLに相応する目
標傾転量X0に変換する処理が中央演算処理装置
８ｃにおいて行われ、ステツプＳ―７において、
このＸ＝X0のデータがRAM８ｅに設定される。
次いで、ステツプＳ―８に移り、ここで吐出量指
令値Ｘ（＝X0）に応じて可変容量ポンプ１の吐出
量が制御され、スタートに戻る。
上記したステツプＳ―８における吐出量制御
は、第６図に示す手順にて行われる。
即ち、まずステツプＳ―８１において、吐出量
指令値Ｘ（＝０または＝Xo）から斜板傾転量Ｙを
減ずる演算が行われ、偏差ΔYが算出される。
次いで、ステツプＳ―８２に移り、偏差ΔYの
符号が判断される。
偏差ΔYが負の数値（−）と判断された場合
は、ステツプＳ―８３に移り、中央演算処理装置
８ｃから出力器８ｆを経てレギユレータ２に斜板
１ａを（−）方向へ動かす制御信号が出力され
る。
また、ステツプＳ―８２において、偏差ΔY＝
０であると判断された場合は、ステツプＳ―８４
に移る。ここで、ΔY＝０ということは、吐出量
指令値Ｘと斜板傾転量Ｙとが一致しているという
ことであるから、ステツプＳ―８４においては、
レギユレータ２に斜板１ａを停止させる信号が出
力される。
また、ステツプＳ―８２において、偏差ΔYが
正の数値（＋）であると判断された場合は、ステ
ツプＳ―８５に移り、レギユレータ２に斜板１ａ
を（＋）方向へ動かす制御信号が出力される。
制御装置８は、上記したステツプＳ―１からス
テツプＳ―８の手順を常に回つて、油圧回路を制
御するようになつている。
ところで、一般に可変容量ポンプ１には第３図
に示すように、吐出ポート（図示せず）から油タ
ンクに漏れる流量qltと、吐出ポートから吸込み
ポートへ漏れる流量qliが存在する。
これらの漏れは、可変容量ポンプ１の吐出ポー
ト側もしくは吸込みポート側のうち、負荷が作用
する側において発生する。
然るに、上記した従来の油圧回路の制御装置
は、この漏れ流量を補正するための考慮が何らさ
れていないため、例えば油圧シヨベルのブームを
作動する回路に適用された場合、以下のような問
題があつた。
即ち、この油圧回路が油圧シヨベルのブームを
作動する回路に適用された場合、油圧シリンダ４
にかかる負荷５が大きいため、油圧回路の圧力が
高く、比較的大きな漏れ流量qlt，qliがある。こ
のような状況で操作レバー７を操作すると、操作
レバー７の操作量XLが中立範囲A′〜Ａより大き
い場合、第５図のフローチヤートのステツプＳ―
２，Ｓ―５から明らかなように、切換弁６が閉状
態から開状態に切り換えられ、その結果、可変容
量ポンプ１と油圧シリンダ４とが連通する。従つ
て、操作レバー７の操作量が微小で可変容量ポン
プ１の吐出し量がほとんど０の場合であつても、
切換弁６を介して漏れ流量qlt＋qli分の圧油が油
圧シリンダ４のヘツド側回路またはロツド側回路
に供給され、これに比例した速度で油圧シリンダ
４が作動してしまう。そのため、油圧シリンダ４
をほんの僅かだけ下降しようとしたにも拘らず漏
れ流量qlt＋qliに相当する分だけ余分に下降して
しまつたり、あるいは油圧シリンダ４を僅かに上
昇しようと操作レバー７を操作したにも拘らず停
止寸前で下降してしまうといつた不具合が発生す
る。
また、操作レバー７が中立範囲A′〜Ａ内に戻
されると、第５図のフローチヤートのステツプＳ
―２，Ｓ―３から明らかなように、切換弁６が開
状態から閉状態に切り換えられる。しかしなが
ら、上記したように、切換弁６が切り換えられる
以前の開状態においては、油圧シリンダ４は漏れ
流量qlt＋qliによる速度で作動しているので、こ
のような状況で切換弁６が切り換えられると、シ
ヨツクを生ずる。
かかる不具合は、この油圧回路および制御装置
が適用される各種油圧機械の微操作性の点から好
ましくないばかりでなく、これらの機械の操作に
たずさわる作業者の安全保護の観点からも好まし
くない。
かかる不具合を解消するため、本願出願人は先
に、可変容量ポンプ１の吐出圧を検出する手段を
設け、この吐出圧検出手段によつて検出された吐
出圧信号にて切換弁の開閉を制御すると共に、漏
れ流量を勘案して演算された可変容量ポンプ１の
吐出し流量演算値に基づいて可変容量ポンプ１の
吐出し流量を制御する油圧回路の制御装置を提案
した（特願昭57−146218号）。
以下、その油圧回路の制御装置について説明す
る。
第７図はこの従来例の油圧回路の制御装置の構
成を示す回路図であつて、第５図に示したと同様
の部材については同一の符号をもつて表示されて
いる。
この図において、８′は制御装置、９は油圧シ
リンダ４のヘツド側の回路の圧力を検出する圧力
検出器、１０は油圧シリンダ４のロツド側の回路
の圧力を検出する圧力検出器、１１は油圧シリン
ダ４のヘツド側の回路およびロツド側の回路の圧
力の高低に応じて図上左右方向に移動するシヤト
ル、１２，１３はシヤトル１１の移動に対応して
信号を出力するスイツチ、例えば近接スイツチで
ある。
この制御装置８′は、第８図に示すように、第
６図に示した制御装置８に対し、マルチプレクサ
８ａに圧力検出器９，１０の信号入力を追加し、
近接スイツチ１２，１３の入力用として入力器８
ｇを追加した構造となつている。そしてこの制御
装置８′のROM８ｄには、可変容量ポンプ１か
らの漏れ流量qlt＋qliに相応する斜板傾転角度を
求める第１の演算と、この第１の演算によつて求
められた第１の演算値X1を加えて可変容量ポン
プ１の新たな吐出し流量（吐出量指令値）Ｘに相
応する斜板傾転角度を求める第２の演算を行うた
めの関数が記憶されている。
制御装置８′のROM８ｄに記憶される関数は、
第９図および第１０図によつて求められる。
即ち、第９図はこの油圧回路の特性を定性的に
示した特性図であつて、上方には可変容量ポンプ
１の斜板１ａの傾転角度と回路の圧力との関係を
示す斜板傾転角度−圧力特性図を、下方には斜板
傾転角度とシリンダ速度との関係を示す斜板傾転
角度−シリンダ速度特性図を示している。ここ
で、斜板傾転角度−圧力特性図における一点鎖線
はリリーフ圧力を示し、圧力値Ｃは、切換弁６を
開閉動作するために予め設定された圧力値を示
す。また、斜板傾転角度−シリンダ速度特性図に
おいて斜板傾転角度を示す横軸の（＋），（−）は
可変容量ポンプ１の斜板傾転方向を、また、シリ
ンダ速度を示す縦軸の（＋），（−）は油圧シリン
ダ４の作動方向を示している。尚、このような特
性は、この種の油圧回路の一般的な特性である。
この図から分るように、この回路には可変容量
ポンプ１からの漏れがあるため、切換弁６を閉じ
た状態で可変容量ポンプ１を駆動しても斜板傾転
角度がある数値に達するまでは回路の圧力は上昇
せず、切換弁６を開いて油圧シリンダ４を駆動し
た場合にシリンダ速度が０になる斜板傾転角度、
即ち、破線で示される値になつたとき、そこから
急激に上昇する。つまり、シリンダ速度が０にな
るときの可変容量ポンプ１の吐出し量が可変容量
ポンプ１からの漏れ量qli＋qltに相応する。この
ような関係から、油圧回路の圧力値を検知するこ
とによつて、可変容量ポンプ１の吐出し流量、即
ち漏れ量qli＋qltを演算することができる。
また、第１０図は本発明の制御装置によつて実
施される制御の基本原理を示すメータリングテー
ブルであつて、横軸に操作レバー７の操作量XL、
縦軸にシリンダ速度を決める吐出し流量の特定値
（目標吐出量）X0をとつてある。この油圧回路の
制御装置においては、操作レバー７の操作量XL
がＦの範囲では可変容量ポンプ１の吐出量が０で
あり、操作レバー７の操作量XLがＡ，A′となつ
たとき可変容量ポンプ１が吐出を開始し、以後、
操作レバー７の操作量XLに比例した吐出量の圧
油が可変容量ポンプ１から吐出されるように設定
されている。ここで、Ｆは操作レバー７による油
圧シリンダ４の速度制御が行われない領域を形成
する不感帯、Ａ，A′は不感帯Ｆの範囲を特定す
る予じめ設定された演算開始値である。
従つて、このメータリングテーブルに基づいて
定められる特定値（目標吐出量）X0と、現実の
油圧回路の吐出量の差を演算することによつて、
特定値X0の吐出量を得るに必要な操作レバー７
の操作量XLを演算することができる。
近接スイツチ１３は、油圧シリンダ４のヘツド
側が高圧のときにハイレベル（信号値１）の信号
Ｒを出力し、油圧シリンダ４のロツド側が高圧の
ときにローレベル（信号値０）の信号Ｒを出力す
る。一方、近接スイツチ１２は油圧シリンダ４の
ヘツド側が高圧のときにローレベルの信号Ｌを出
力し、油圧シリンダ４のロツド側が高圧のときに
ハイレベルの信号Ｌを出力する。尚、油圧シリン
ダ４のヘツド側およびロツド側が同圧の場合に
は、近接スイツチ１２，１３はともにローレベル
の信号Ｌ，Ｒを出力するようになつている。
かかる制御装置８′における制御は、例えば第
１１図および第１２図のフローチヤートで示す手
順によつて行われる。尚、このフローチヤート
中、PLは圧力検出器９によつて検出される圧力
値、PRは圧力検出器１０によつて検出される圧
力値、ΔXは可変容量ポンプ１の吐出し流量の変
化量に相応する増分を示している。
まず、ステツプＳ―１００において、制御装置
８′の中央演算処理装置８ｃに、マルチプレクサ
８ａおよびＡ／Ｄ変換器８ｂを介して、操作レバ
ーの操作量XL、、圧力検出器９，１０の圧力信号
PL，PR、ポンプの斜板傾転量Ｙが読込れ、また、
入力器８ｇを介して近接スイツチ１２，１３の圧
力信号Ｌ，Ｒが読込まれる。次いで、ステツプＳ
―１０１において、第１０図に示したメータリン
グテーブルに基づいて、操作レバー７の操作量
XLを特定値（目標吐出量）X0に変換する処理が
中央演算処理装置８ｃで行われる。次いで、ステ
ツプＳ―２００に移り、油圧シリンダ４に作用す
る負荷する方向検出が行われる。
このステツプＳ―２００における負荷の方向検
出は、第１２図に示す手順にて行われる。
即ち、まずステツプＳ―２０１において、近接
スイツチ１２の圧力信号Ｌが１か０であるかが判
断される。
Ｌ＝１と判断された場合、ステツプＳ―２０２
に移り、油圧シリンダ４のロツド側が高圧である
ことを示すため、負荷方向フラグｆを（−）とす
る処理が行われ、ステツプＳ―１０２に移る。
ステツプＳ―２０１において、Ｌ≠１と判断さ
れた場合は、ステツプＳ―２０３に移り、近接ス
イツチ１３の圧力信号Ｒが１であるのか０である
のかが判断される。
ステツプＳ―２０３において、Ｒ＝１と判断さ
れた場合は、ステツプＳ―２０５に移り、油圧シ
リンダ４のヘツド側が高圧であることを示すた
め、負荷方向フラグｆを（＋）とする処理が行わ
れ、ステツプＳ―１０２に移る。
また、ステツプＳ―２０３において、Ｒ≠１と
判断された場合は、油圧シリンダ４のヘツド側お
よびロツド側が同圧であるから、ステツプＳ―２
０４に移つてｆ＝０とする処理が行われ、ステツ
プＳ―１０２に移る。
ステツプＳ―１０２においては、中央演算処理
装置８ｃで操作量XLが演算開始値A′〜Ａ以上で
あるかどうか判断される。
操作量XLが演算開始値A′〜Ａの範囲にあると
判断された場合、即ち、第１０図に示したメータ
リングテーブルの不感帯Ｆ内にあると判断された
場合には、ステツプＳ―１０３に移り、中央演算
処理装置８ｃにおいて、後記する手順によつて演
算された第１の演算値X1を０とする処理が行わ
れ、次のステツプＳ―１０４に移る。ステツプＳ
―１０４においては、中央演算処理装置８ｃから
出力器８ｆを経て切換弁６にOFF信号が出力さ
れ、切換弁６が第７図に示す閉状態に保たれる。
次いでステツプＳ―１０５において、Ｘ＝X0＋
X1とする演算が行われ、このＸ＝X0＋X1が
RAM８ｅに記憶される。このとき、X0は操作レ
バー７の操作量XLが不感帯Ｆの間にあるので、
中立値Xcとなつている。次いで、ステツプＳ―
８に移り、レギユレータ２に吐出量指令値Ｘに応
じて斜板１ａを中立状態とする信号が出力され、
可変容量ポンプ１の吐出量が制御されて、スター
トに戻る。
また、上記したステツプＳ―１０２で操作レバ
ー７の操作量XLが演算開始値A′〜Ａより大きい
と判断されたときは、ステツプＳ―１０６におい
て、前回切換弁６がONであつたかどうかが判断
される。
ここで、前回切換弁６がOFFであると判断さ
れた場合にはステツプＳ―１０７に移り、中央演
算処理装置８ｃで負荷方向フラグｆが（−）であ
るかどうかが判断される。
ｆ≠（−）と判断された場合は、次のステツプ
Ｓ―１０８に移り、負荷方向フラグｆが（＋）が
どうかが判断される。
ｆ≠（＋）と判断された場合は、ｆ＝０である
ことを意味するので、ステツプＳ―１０９に移
り、中央演算処理装置８ｃにおいて、X1＝０と
する処理が行われる。次いで、ステツプＳ―１１
０において、中央演算処理装置８ｃから出力器８
ｆを経て切換弁６にON信号が出力され、切換弁
６が開状態に切り換えられる。その後、ステツプ
Ｓ―１１１において、吐出量指令値Ｘを操作レバ
ー７の操作量XLに相応する特定値X0とX1（＝０）
の和（Ｘ＝X0＋X1）とする第２の演算値を求め
る演算が中央演算処理装置８ｃで行われる。その
後、ステツプＳ―８に移り、レギユレータ２に吐
出量指令値Ｘ（＝X0）に応じて斜板１ａを駆動す
る信号が出力され、可変容量ポンプ１の吐出量が
制御されて、スタートに戻る。
ステツプＳ―１０７において、ｆ＝（−）と判
断された場合は、ステツプＳ―１１２に移り、中
央演算処理装置８ｃで圧力検出器１０の圧力値
PRが予じめ設定された設定値Ｃ（第９図参照）以
上か以下かが判断される。
ステツプＳ―１１２において、PR≧Ｃと判断
された場合には、上記したステツプＳ―１１０に
移つて切換弁６が開状態に切り換えられ、ステツ
プＳ―１１１において、吐出量指令値Ｘ＝X0＋
X1とする第２の演算値が求められ、ステツプＳ
―８において可変容量ポンプ１の吐出量が制御さ
れ、スタートに戻る。
また、ステツプＳ―１１２において、PR＜Ｃ
と判断された場合は、ステツプＳ―１１３に移
り、中央演算処理装置８ｃで演算値X1から増分
ΔXを減ずる第１の演算が行われ、その後、ステ
ツプＳ―１１４に移り、中央演算処理装置８ｃか
ら出力器８ｆを経て切換弁６にOFF信号が出力
されて切換弁６が閉状態に保持され、ステツプＳ
―１１５に移る。ステツプＳ―１１５において
は、特定値X0の操作レバーの操作量XLが不感帯
Ｆ内にあるときの中立値Xc（＝０）に演算値X1
を加算し、吐出量指令値Ｘとする処理が中央演算
処理装置８ｃで行われる。その後、ステツプＳ―
８において可変容量ポンプ１の吐出量が制御さ
れ、スタートへ戻る。
また、ステツプＳ―１０７においてｆ≠（−）
と判断され、ステツプＳ―１０８においてｆ＝
（＋）と判断された場合には、ステツプＳ―１１
６に移り、圧力検出器９の圧力値PLが設定値Ｃ
以上か以下判断される。
ステツプＳ―１１６において、圧力検出器９の
圧力値PLが設定値Ｃ以上と判断された場合は、
上記したステツプＳ―１１０に移つて切換弁６を
開状態に切り換えるON信号が出力され、次い
で、ステツプＳ―１１１において、吐出量指令値
Ｘ＝X0＋X1とする第２の演算値が求められ、ス
テツプＳ―８において可変容量ポンプ１の吐出量
が制御され、スタートに戻る。
また、ステツプＳ―１１６において圧力値PL
が設定値Ｃ以下と判断された場合は、ステツプＳ
―１１７に移り、ここで演算値X1に増分ΔXを加
算する第１の演算が行われ、その後、ステツプＳ
―１１４、Ｓ―１１５、Ｓ―８を経てスタートへ
戻る。
また、ステツプＳ―１０２において操作レバー
７の操作量XLが演算開始値A′〜Ａの範囲よりも
大きいと判断され、ステツプＳ―１０６において
前回切換弁６がONであつたと判断された場合
は、前回油圧シリンダ４は駆動されていたことを
意味するから、直ちにステツプＳ―１１０に移
り、出力器８ｆから切換弁６にON信号が出力さ
れて切換弁６が開状態に保持され、次いで、ステ
ツプＳ―１１１において、Ｘ＝X0＋X1とする第
２の演算が行われる。その後、ステツプＳ―８に
移つて、可変容量ポンプ１の吐出量が制御され、
スタートに戻る。
このように構成された従来の制御装置は、高圧
側を形成する油圧シリンダ４のヘツド側回路ある
いはロツド側回路とほぼ同じ圧力まで可変容量ポ
ンプ１の吐出側回路の圧力を上昇させ、その状態
において切換弁６を開き、第２の演算値（＝X0
＋X1）に等しい吐出量指令値Ｘを有する指令信
号によつて制御するようにしてあるので、油圧シ
リンダ４の駆動開始時には操作レバー７の操作量
XLに応じた油圧シリンダ４の速度制御を実現す
ることができる。
しかしながら、第７図乃至第１２図に示した従
来の油圧回路の制御装置は、操作レバー７の操作
量XLが演算開始値A′〜Ａの範囲内にあると判断
された場合、第１１図のステツプＳ―１０３乃至
ステツプＳ―１０５に示すように、演算値X1＝
０として切換弁６を閉状態に切り換えるので、操
作レバー７を微操作して油圧シリンダ４を微少作
動し、その後、操作レバー７を中立位置に戻して
油圧シリンダ４を停止しようとする場合、操作レ
バー７を中立位置に戻した段階で、油圧シリンダ
４が漏れ流量qli，qltによる速度をもつて作動し
ているにも拘らず、切換弁６が閉状態に切り換え
られてしまい、停止時にシヨツクがあつて円滑な
微操作が行い得ない場合があるという不具合が発
見された。
例えば、第１３図に示すように、油圧シリンダ
４に連結された作業機２１のアーム２２（負荷
５）をＡ位置からＢ位置まで駆動した後、Ｂ位置
で停止するという動作を行う場合、負荷５がＡ位
置にあるときには油圧シリンダ４のロツド側回
路、すなわち可変容量ポンプ１の吸込み側で圧油
の漏れを生じ、負荷５がＢ位置に至つたときには
油圧シリンダ４のヘツド側回路、すなわち可変容
量ポンプ１の吐出側で圧油の漏れを生じる。
然るに、本願出願人が先に提案した油圧回路の
制御装置においては、動作中は駆動開始、つまり
切換弁６を開としたときの補正状態を保持してい
るが、停止時における圧油の漏れの影響について
は何ら補正がなされていないため、操作レバー７
を不感帯以上に操作した後、ただちに不感帯内に
戻すといつた操作を行つた場合、負荷５の位置が
Ａ位置からＢ位置に移動した後も圧油の漏れが可
変容量ポンプ１の吸込み側で生じているとして可
変容量ポンプ１の吐出し量の補正がなされている
ことがある。
このため、操作レバー７を不感帯内に戻したと
き、漏れ量qlt＋qliに相応する圧油が可変容量ポ
ンプ１から油圧シリンダ４に供給されている状態
で切換弁６が閉状態に切換えられてしまい、油圧
系にシヨツクを生じる。
〔発明の目的〕
本発明は、上記した従来の油圧回路の制御装置
の欠点を解消し、停止時のシヨツクがなく、円滑
な操作を行うことのできる油圧回路の制御装置を
提供することを目的とするものである。
〔発明の概要〕
本発明は、かかる目的を達成するため、操作レ
バーの操作量が当該操作レバーによるアクチユエ
ータの速度制御が行われない不感帯を超えたとき
に予め設定された手順で可変容量ポンプの吐出し
流量を演算して可変容量ポンプからの漏れ流量に
相応する第１の演算値を求め、操作レバーが不感
帯内に戻されたとき、アクチユエータに作用する
負荷の方向を検出し、可変容量ポンプの吐出方向
に負荷がかかつているときには、操作レバーの操
作量に相応する可変容量ポンプの吐き出し流量の
目標値に対して上記第１の演算値を加算し、また
可変容量ポンプの吸込み方向に負荷がかかつてい
るときには、操作レバーの操作量に相応する可変
容量ポンプの吐出し流量の目標値に対して上記第
１の演算値を減算して可変容量ポンプの吐出し指
令値に相応する第２の演算値を求め、可変容量ポ
ンプの吐出し流量と第２の演算値との差が予め設
定された範囲内になつたとき、上記切換弁を閉じ
るようにしたことを特徴とするものである。
〔実施例〕
以下、本発明の一実施例を第１図および第２図
によつて説明する。尚、本実施例の油圧回路およ
び制御装置は、第７図および第８図に示すものと
全く同様のものである。
第１図は動作手順全体のフローチヤートであ
り、第２図はステツプＳ―３００の動作手順の詳
細を示すフローチヤートである。
第１図のステツプＳ―１０２において、操作レ
バー７の操作量XLが不感帯A′〜Ａの範囲内にあ
ると判断され、かつ、ステツプＳ―１１８におい
て、前回切換弁６がONされており、油圧シリン
ダ４と可変容量ポンプ１とがまだ接続されている
状態にあると判断された場合、ステツプＳ―３０
０に移る。
ステツプＳ―３００に至つたときは、第２図に
示すように、まず、ステツプＳ―３０１におい
て、負荷方向フラグｆが（−）となつているかど
うかが中央演算処理装置８ｃで判断される。
ステツプＳ―３０１おいて、ｆ＝（−）と判断
された場合、油圧シリンダ４の負荷状態はロツド
側が高圧になつている。そこで可変容量ポンプ１
の漏れ量qli＋qltは、油圧シリンダ４のロツド側
に接続されているポートから発生している。そこ
で、次にステツプＳ―３０２に移り、中央演算処
理装置８ｃにおいて、可変容量ポンプ１の漏れ補
正値である第１の演算値X1＝−｜X1｜とする処
理が行われ、次のステツプＳ―３０６へ移る。ス
テツプＳ―３０６においては、吐出量指令値Ｘ＝
X0＋X1の演算、即ち、Ｘ＝X0−｜X1｜の演算が
行われ、第２の演算値Ｘが求められる。但し、こ
のときの特定値X0＝Xc（＝０）である。次いで、
ステツプＳ−３０７において、吐出量指令値Ｘと
変位計３の出力信号である斜板傾転量Ｙの偏差が
ある範囲α内に入つているかどうか、つまり、吐
出量指令値Ｘと実際の可変容量ポンプ１の斜板傾
転量Ｙがほぼ一致しているかどうかについて判断
される。この範囲αは、後記するように、切換弁
６を切り換えるタイミングを決定するためのもの
であつて、この値が小さいほど油圧シリンダ４の
微操作性が向上し、また、停止時のシヨツクを小
さくすることができる。従つて、この範囲αの大
きさは、実用上必要とされる微操作性およびシヨ
ツク度を考慮して任意に設定される。
ステツプＳ―３０７において、｜Ｙ―Ｘ｜＞α
と判断された場合は、ステツプＳ―３０８に移つ
て出力器８ｆより切換弁６へON信号を出力し、
切換弁６を開状態に保ち、ステツプＳ―８を経て
スタートに戻る。そして、制御装置８′の動作手
順が上記のようにＳ―１００→Ｓ―１０１→Ｓ→
２００→Ｓ―１０２→Ｓ―１１８→Ｓ―３００→
Ｓ―８と循環している間に、吐出量指令値Ｘと可
変容量ポンプ１の斜板傾転量Ｙとがαの範囲にな
つたことがステツプＳ―３０７において判断され
ると、ステツプＳ―３０９において出力器８ｇか
ら切換弁６を閉状態に切り換えるOFF信号が出
力され、切換弁６が閉状態に切り換えられ、次い
でステツプＳ―８において、可変容量ポンプ１の
吐出量を吐出量指令値Ｘ（X0＋X1）にする制御が
なされる。次いで、ステツプＳ―８からスタート
に戻り、再度ステツプＳ―１１８に至つたとき、
前回切換弁６がOFFであつたことが判断される
ので、ステツプＳ―１０３において、X1＝０と
する処理がなされ、ステツプＳ―１０４において
切換弁６を閉状態に保持する信号が出力され、ス
テツプＳ―８において、可変容量ポンプ１斜板傾
転角度を中立する動作が行われる。
同様に、ステツプＳ―３０１においてｆ≠（−）
と判断され、また、ステツプＳ―３０３において
ｆ＝（＋）と判断された場合は、油圧シリンダ４
のヘツド側が高圧になつているということである
から、ステツプＳ―３０４においてX1＝＋｜X1
｜として上記の手順で制御が行われる。
また、ステツプＳ―３０１においてｆ≠（−）
と判断され、また、ステツプＳ―３０３において
ｆ≠（＋）と判断された場合は、油圧シリンダ４
のヘツド側およびロツド側が同圧になつていると
いうことであるから、ステツプＳ―３０５におい
てX1＝０とする処理が行われ、次いで上記の手
順で制御が行われる。
尚、本実施例の動作手順において、第１図のス
テツプＳ―１０２で操作レバー７の操作量XLが
演算開始値A′〜Ａよりも大きいと判断された場
合、およびステツプＳ―１０２で操作レバー７の
操作量XLが演算開始値A′〜Ａよりも大きいと判
断され、かつステツプＳ―１１８において前回切
換弁６がOFFであつたと判断された場合の手順
については、上記した従来例の場合と全く同様あ
るので、説明を省略する。
本実施例の油圧回路の制御装置は、ステツプＳ
―１０２において操作レバー７の操作量XLが演
算開始値A′〜Ａよりも小さいと判断され、かつ、
ステツプＳ―１１８において前回切換弁６が開状
態であつたと判断された場合、停止時の負荷補正
がなされ、吐出量指令値Ｘと変位計３の出力信号
である斜板傾転量Ｙの偏差がある範囲α内に入つ
た状態、つまり、吐出量指令値Ｘと実際の可変容
量ポンプ１の斜板傾転量Ｙがほぼ一致した状態で
切換弁６を閉状態に切り換えるようにしたので、
可変容量ポンプ１の漏れ量qli＋qltを第１の演算
値X1によつて相殺することができ、アクチユエ
ータ（油圧シリンダ４）の速度がほぼ０になつた
ところで切換弁６を閉状態に切り換えることがで
きるので、停止時のシヨツクを解消することがで
きる。
〔発明の効果〕 本発明の油圧回路の制御装置は、可変容量油圧
ポンプとアクチユエータの接続を開始するとき、
および可変容量油圧ポンプとアクチユエータが接
続された状態でアクチユエータの負荷方向が変化
したときに存在する可変容量ポンプからの漏れを
考慮して切換弁およびレギユレータの制御を行う
ようにしたので、可変容量油圧ポンプとアクチユ
エータの接続を開始するときのアクチユエータの
不要な動作が防止されるばかりでなく、可変容量
油圧ポンプとアクチユエータが接続された状態で
アクチユエータの負荷方向が変化したときのアク
チユエータの不要な動作が防止され、アクチユエ
ータの微操作性をさらに向上することができる。
従つて、この油圧回路の制御装置が適用される機
械の操作性およびこれらの機械の操作にたずさわ
つる作業者の安全性の格段に向上することができ
る。
【図面の簡単な説明】
第１図および第２図は本発明の第１の実施例を
示す油圧回路の制御装置の動作手順を示すフロー
チヤート、第３図は従来の油圧回路の一例を示す
回路図、第４図は従来の油圧回路の制御に適用さ
れる制御装置の一例を示すブロツク図、第５図お
よび第６図は従来の制御装置によつて行われる動
作手順の一例を示すフローチヤート、第７図は従
来の油圧回路の他の例を示す回路図、第８図は従
来の油圧回路の制御に適用される制御装置の他の
例を示すブロツク図、第９図は可変容量ポンプの
傾転角度と吐出圧とシリンダ速度の関係を示すグ
ラフ図、第１０図は第８図の制御装置によつて実
施される制御の基本原理を示すメータリングテー
ブル、第１１図および第１２図は第８図の制御装
置によつて行われる動作手順の一例を示すフロー
チヤート、第１３図は従来技術の不都合を説明す
るための説明図である。 １：可変容量ポンプ、１ａ：斜板、２：レギユ
レータ、３：変位計、４：油圧シリンダ、５：負
荷、６：切換弁、７：操作レバー、８，８′：制
御装置、８ａ：マルチプレクサ、８ｂ：Ａ／Ｄ変
換器、８ｃ：中央演算処理装置、８ｄ：ROM、
８ｅ：RAM、８ｆ：出力器、８ｇ：入力器、
９，１０：圧力検出器、１１：シヤトル、１２，
１３：近接スイツチ。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. １ 可変容量ポンプと、この可変容量ポンプと少
    なくとも２本の主管路によつて閉回路接続された
    アクチユエータと、これらの可変容量ポンプとア
    クチユエータとの間に介設され、可変容量ポンプ
    からアクチユエータに供給される圧油の流れを断
    接する切換弁とを有する油圧回路にあつて、上記
    切換弁の開閉を制御すると共に上記可変容量ポン
    プの吐出し流量を制御する制御手段と、この制御
    手段に接続される操作レバーとを備え、上記操作
    レバーの操作量が当該操作レバーによるアクチユ
    エータの速度制御が行われない不感帯を超えたと
    きに予め設定された手順で上記可変容量ポンプの
    吐出し流量を演算して上記可変流量ポンプからの
    漏れ流量に相応する第１の演算値を求め、上記可
    変容量ポンプの吐出圧が予め設定された圧力に達
    したときに上記切換弁を開く信号を出力すると共
    に、上記操作レバーの操作量に相応する可変容量
    ポンプの吐出し流量の特定値と上記切換弁を開い
    たときの上記第１の演算値をもとにして可変容量
    ポンプの吐出し流量を制御する油圧回路の制御装
    置において、上記操作レバーが上記不感帯内に戻
    されたとき、上記アクチユエータに作用する負荷
    の方向を検出し、上記可変容量ポンプの吐出方向
    に負荷がかかつているときには、上記操作レバー
    の操作量に相応する可変容量ポンプの吐き出し流
    量の目標値に対して上記第１の演算値を加算し、
    また上記可変容量ポンプの吸込み方向に負荷がか
    かつているときには、上記操作レバーの操作量に
    相応する可変容量ポンプの吐出し流量の目標値に
    対して上記第１の演算値を減算して可変容量ポン
    プの吐出し指令値に相応する第２の演算値を求
    め、上記可変容量ポンプの吐出し流量と上記第２
    の演算値との差が予め設定された範囲内になつた
    とき、上記切換弁を閉じるように制御することを
    特徴とする油圧回路の制御装置。
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