JPH0329618B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、トラツクミキサ車（コンクリートミ
キサ車）の回転ドラム等、車両における回転体を
油圧モータによつて一定速度に回転制御するよう
にした回転体の定速回転制御装置に関するもので
ある。

一般に、トラツクミキサ車は、走行中回転ドラ
ムを回転させることにより該回転ドラム内に投入
されたコンクリート材料を目的地に着くまでに練
り混ぜ、目的地ではドラムを逆転させて練り上つ
たコンクリートを排出するようにしたものであ
る。

そして、このようなトラツクミキサ車における
回転ドラムの回転駆動装置として、従来、エンジ
ンで駆動される可変容量形油圧ポンプと、該油圧
ポンプからの圧油を受けて回転ドラムを回転駆動
する油圧モータとを備え、油圧ポンプの圧油吐出
量を変化させて回転ドラムを回転制御し、コンク
リート搬送走行時にはポンプの可変容量機構を固
定して使用するようにしたものが知られている。

しかしながら、この従来のものでは、コンクリ
ート搬送走行時に油圧ポンプを定容量形のものと
して用いているために、エンジンの回転変動に伴
つて油圧モータすなわち回転ドラムの回転数が変
化し、エンジンの高速運転領域では回転ドラムも
高速回転してしまい、その結果、練り上げられる
コンクリートの品質やドラム自体の寿命等に悪影
響を及ぼし、またドラムの不要な回転に要する駆
動損失が増大し、ひいてはミキサ車の走行性能が
悪化する等の問題があつた。

そこで、前記した油圧ポンプはそのまま例えば
斜板式アキシヤルピストンポンプ等の可変容量形
のものとした上で、油圧モータ（回転ドラム）の
回転数を検出するモータ回転数センサを設け、該
センサからの回転数信号に応じて前記ポンプの可
変制御部材の制御量（斜板式アキシヤルピストン
ポンプでは斜板角）をフイードバツク制御するよ
うにすることにより、エンジン回転数が増大変化
しても油圧ポンプの圧油吐出量を略一定にするよ
うにして、回転ドラムをエンジンの回転変動に拘
らず定速回転させるようにすることが考えられ
る。

ところが、その場合、油圧ポンプを油圧モータ
（回転ドラム）の回転数信号に応じてフイードバ
ツク制御するため、ポンプの可変制御部材の制御
量との関係において油圧モータを安定制御するこ
とができるものの、エンジンの回転変動に対して
は油圧モータの回転制御に応答遅れが生じ、エン
ジン回転数が急激に変動したときにはその変動に
ポンプの可変制御部材の制御量が正確に追従して
変化せずにポンプの圧油吐出量が変動し、やはり
回転ドラムの回転数が激しく変動するという問題
がある。

本発明はかかる点に鑑み、前記した可変容量形
油圧ポンプにおける可変制御部材の制御量を、前
記の如く油圧モータの回転数に応じてフイードバ
ツク制御して、制御系をクローズループとするこ
とを基本構成とし、さらに実際のエンジン回転数
に対応するアクセルペダルの傾転角に応じて前記
クローズループ制御を補正するフイードフオワー
ド制御を有し、エンジンの回転変動に対する油圧
ポンプの応答性を高め、エンジンが急激に回転変
動してもその影響を受けることなく安定して油圧
ポンプの圧油吐出量を一定量に保つようにし、よ
つて回転ドラム（回転体）の定速回転制御を実効
あるものにすることを目的とするものである。

このため、本発明の構成は、エンジンで駆動さ
れる可変容量形油圧ポンプと、該油圧ポンプから
の圧油を受けて車両に装備された回転体を回転駆
動する油圧モータと、エンジンを運転制御するア
クセルペダルの傾転角を検出するアクセルペダル
傾転角センサと、前記油圧モータの回転数を検出
するモータ回転数センサと、このモータ回転数セ
ンサで検出されたモータ回転数と予め設定された
目標回転数との偏差を求め、この偏差に、前記ア
クセルペダル傾転角センサで検出されたアクセル
ペダル傾転角の基準傾転角からの増減値に対応し
た値を重畳することで、前記出力モータ回転数と
目標回転数との偏差信号をアクセルペダル傾転角
センサからの出力信号で補正し、この補正した信
号に基づいて前記油圧モータの回転数を前記目標
回転数に保つよう前記油圧ポンプの圧油吐出量を
制御する制御回路とを備えてなるものであり、こ
のことにより油圧ポンプの作動を油圧モータの回
転数に応じてフイードバツク制御して制御系をク
ローズループとするとともに、アクセルペダルの
傾転角に対応するエンジン回転数に応じてもフイ
ードフオワード制御で補正するようにしたもので
ある。

以下、本発明の実施例を図面に基づいて詳細に
説明する。

第１図は本発明をトラツクミキサ車（コンクリ
ートミキサ車）に適用した場合の概略構成を示
し、１はトラツクミキサ車の車載エンジンで、ア
クセルペダル２の傾転角（踏込み量）に応じて運
転制御される。また３はミキサ車に装備された回
転体としての回転ドラムで、その正転により内部
に投入されたコンクリート材料を混練し、逆転に
より練り上つたコンクリートを排出するものであ
る。

４は前記エンジン１で駆動される可変容量形ポ
ンプとしての斜板式アキシヤルピストンポンプで
あつて、該ピストンポンプ４は、図示していない
が入力軸に対し傾転自在な斜板を有し、該斜板の
傾転角すなわち斜板角を変化させて内蔵する各ピ
ストンの押しのけ容積を変えることにより圧油吐
出量を変更制御するものである。また、該ピスト
ンポンプ４には、入力電流に比例してスプールが
移動する電磁比例ソレノイド弁５が取り付けられ
ており、該電磁比例ソレノイド弁５によりピスト
ンポンプ４への作動油圧を制御してその斜板角す
なわちピストンポンプ４の圧油吐出量を変化させ
るとともに、圧油吐出方向を切り換えるようにし
ている。

また、６は正逆回転可能な定容量形油圧モータ
であつて、該モータ６の出力軸６ａは前記回転ド
ラム３に駆動連結されている。、また油圧モータ
６の圧油口は圧油通路７，７を介して前記ピスト
ンポンプ４に連結されており、ピストンポンプ４
からの圧油供給により油圧モータ６を正逆回転さ
せて回転ドラム３を回転駆動するようにしてい
る。

さらに、８は前記アクセルペダル２の傾転角Ｄ
を検出するアクセルペダル傾転角センサ、９は前
記油圧モータ６の回転数R_M（回転ドラム３の回転
数）を検出するモータ回転数センサ、１０は前記
各センサ８，９からの出力信号を受けて前記ピス
トンポンプ４の圧油吐出量を制御する制御回路で
ある。この制御回路１０は、第２図にブロツク線
図で示すように、油圧モータ６の目標回転数R_O
とモータ回転数センサ９で検出されたモータ回転
数R_Mとの偏差信号を比例、積分及び微分要素
（PID要素）に変換するPID変換器１１と、アク
セルペダル傾転角センサ８で検出されたアクセル
ペダル傾転角Ｄを、アクセルペダル２の傾転変動
に対するエンジン回転数の変動の応答遅れに相当
する所定時間だけ遅延補正する遅延要素１３（遅
延回路）と、該遅延要素１３からの信号をそれに
対応した出力信号に変換し、アクセルペダル傾転
角Ｄとその予め設定された基準傾転角との増減値
に対応する電圧信号を出力する第１伝達要素１４
と、前記PID変換器１１からの出力信号と第１伝
達要素１４からの出力信号を加え、つまりアクセ
ルペダル傾転角Ｄの基準傾転角との増減値に対応
した電圧信号を前記油圧モータ５の目標回転数
R_Oと実際のモータ回転数R_Mとの偏差信号に重畳
する加算器１２と、この加算器１２の出力信号を
それに対応した電磁比例ソレノイド弁５制御用の
出力信号に変換する第２伝達要素１５とを備えて
いる。具体的には、前記加算器１１では、アクセ
ルペダル２が基準傾転角から増大したとき（エン
ジン回転が増速されたとき）には、その基準傾転
角からの増大値を油圧モータ５の目標回転数R_O
と実際のモータ回転数R_Mとの偏差から減じ、一
方、アクセルペダル２が基準傾転角から減少した
とき（エンジン回転が減速されたとき）には、そ
の減少値を前記偏差に加算するようにして、反比
例の加減算を行う。

しかして、モータ回転数センサ９によるモータ
回転数R_Mと目標回転数R_Oとの偏差信号をアクセ
ルペダル傾転角センサ８からの出力信号（傾転角
Ｄの信号）で補正して、油圧モータ６の回転数を
その目標値R_Oに一定に保つようピストンポンプ
４の圧油吐出量を制御するように構成されてい
る。

次に、前記実施例の作動について説明するに、
エンジン１の運転に伴いピストンポンプ４が、制
御回路１０により設定される所定の斜板角を保つ
た状態で作動で圧油を吐出し、このポンプ４から
吐出された圧油は一方の圧油通路７を通つて油圧
モータ６に供給されて該油圧モータ６を駆動回転
させ、この油圧モータ６の回転により回転ドラム
３が回転してコンクリートの混練等が行われる。

その際、前記油圧モータ６の回転数R_Mがモー
タ回転数センサ９により検出されてモータ回転数
信号として前記制御回路１０に入力され、このモ
ータ回転数R_Mの信号を受けた制御回路１０は該
モータ回転数R_Mを油圧モータ６の目標回転数R_O
と照合し、両回転数R_M，R_Oに差があるときには
その偏差に応じた電流信号を電磁比例ソレノイド
弁５に出力してピストンポンプ４の斜板角を変更
し、このことにより該ポンプ４の圧油吐出量が所
定量変更されて油圧モータ６の回転数が目標回転
数に修正される。すなわち、ピストンポンプ４は
油圧モータ６の回転数に応じてフイードバツク制
御され、クローズループ制御が行われる。

一方、その時のアクセルペダル２の傾転角Ｄが
アクセルペダル傾転角センサ８により検出されて
傾転角信号として制御回路１０に入力され、この
傾転角Ｄの信号は制御回路１０において遅延要素
１３により遅延補正されたのち前記電磁比例ソレ
ノイド弁５に供給する出力信号をエンジン回転数
に応じて補正する。すなわち、前記フイードバツ
ク制御されているピストンポンプ４はエンジン１
の回転変動に応じてもフイードフオワード制御さ
れる。このフイードフオワード制御により、アク
セルペダル２の傾転角が急速に変化してエンジン
回転数が急激に回転変動したときにはピストンポ
ンプ４の斜板角がエンジン回転数の増減変化に対
し反比例するように迅速に変化してポンプ４の圧
油吐出量は略一定となる。以上の結果、油圧モー
タ６はエンジン１の回転変動に拘らず定速回転す
ることになる。

したがつて、このように、ピストンポンプ４の
作動をクローズループ制御し、かつエンジン１の
回転変動に対してもフイードフオワード制御して
いるため、ポンプ４に対する作動制御を高精度で
行うことができるとともに、前記クローズループ
制御の際の欠点を補うようにエンジン１の回転変
動に対する応答性を高め外乱に対して安定性が高
い制御を行うことができ、よつて回転ドラム３を
常に安定して正確に定速回転させることができ
る。また、このことにより、トラツクミキサ車の
余分な駆動損失を可及的に低減でき、運転性能の
向上および省燃費化、省エネルギー化を図ること
ができる。

また、その際、制御回路１０でアクセルペダル
傾転角センサ８からの傾転角信号を遅延補正する
ため、アクセルペダル２の傾転変化に対するエン
ジン１の回転変動の応答遅れが補償され、ピスト
ンポンプ４に対する制御をエンジン１の回転変動
に正確に対応させることができ、よつて回転ドラ
ム３をより一層確実に定速回転させることができ
る。

さらに、アクセルペダル２の傾転角の変化に応
じてピストンポンプ４の斜板角を変更制御するた
め、エンジン回転数を回転数センサで直接検出し
て該エンジン回転数に応じてポンプの斜板角を変
更制御する場合と比べて、高価な回転数センサや
該回転数センサからの出力パルス信号を電圧に変
換するためのｆ−ｖ変換回路等が不要であり、よ
つて簡単でかつ安価に製造実施することができ
る。

尚、前記実施例では、可変容量形油圧ポンプと
して、斜板角の変更により圧油吐出量が変化する
斜板式アキシヤルピストンポンプ４を用いたが、
その他、可変容量形のラジアルピストンポンプや
ベーンポンプ等各種形式の油圧ポンプを用いても
よいのは勿論のことである。

また、本発明は、前記実施例の如きトラツクミ
キサ車の他、定速回転する回転体を備えた各種の
車両に対しても適用することができるのは言うま
でもない。

以上説明したように、本発明によれば、エンジ
ンで可変容量形油圧ポンプを回転駆動し、該油圧
ポンプからの吐出圧油により油圧モータを作動さ
せて回転体を回転駆動するようにした車両におけ
る回転体の回転駆動装置において、油圧ポンプの
作動を、回転体が定速回転するように油圧モータ
の回転数に応じてフイードバツク制御するととも
に、エンジン回転数と対応するアクセルペダル傾
転角に応じてもフイードフオワード制御するよう
にしたことにより、エンジンの回転変動に対する
ポンプの作動制御を迅速かつ精度よく行つて外乱
に対する制御系の安定性を高めることができ、よ
つてコンクリート等製品の品質向上、車両の走行
性能の向上、省エネルギー化等に有効に寄与する
ことができるものである。

さらに、前記アクセルペダルの傾転角を示す傾
転角信号を遅延補正するようにすれば、アクセル
ペダルの傾転変化に対するエンジンの回転変化の
応答遅れを補償することができるので、回転体を
より一層正確に定速回転させることができ、前記
効果を増長させることができるものである。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の実施例を示すもので、第１図は
全体概略説明図、第２図は制御系のブロツク線図
である。 １……エンジン、２……アクセルペダル、３…
…回転ドラム、４……斜板式アキシヤルピストン
ポンプ、５……電磁比例ソレノイド弁、６……油
圧モータ、８……アクセルペダル傾転角センサ、
９……モータ回転数センサ、１０……制御回路、
１３……遅延要素（遅延回路）。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ エンジン１で駆動される可変容量形油圧ポン
   プ４と、 該油圧ポンプ４からの圧油を受けて車両に装備
   された回転体３を回転駆動する油圧モータ６と、 エンジン１を運転制御するアクセルペダル２の
   傾転角を検出するアクセルペダル傾転角センサ８
   と、 前記油圧モータ６の回転数を検出するモータ回
   転数センサ９と、 前記モータ回転数センサ９で検出されたモータ
   回転数と予め設定された目標回転数との偏差を求
   め、この偏差に、前記アクセルペダル傾転角セン
   サ８で検出されたアクセルペダル傾転角の基準傾
   転角からの増減値に対応した値を重畳すること
   で、前記モータ回転数とその目標回転数との偏差
   信号をアクセルペダル傾転角センサ８からの出力
   信号で補正し、この補正した信号に基づいて前記
   油圧モータ６の回転数を前記目標回転数に保つよ
   う前記油圧ポンプ４の圧油吐出量を制御する制御
   回路１０とを備えてなることを特徴とするトラツ
   クミキサ車等車両における回転体の定速回転制御
   装置。 ２ 制御回路１０はアクセルペダル傾転角センサ
   ８からの出力信号を遅延補正する遅延回路１３を
   内蔵している特許請求の範囲第１項記載のトラツ
   クミキサ車等車両における回転体の定速回転制御
   装置。