JPH0562239B2 - - Google Patents

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JPH0562239B2
JPH0562239B2 JP60168968A JP16896885A JPH0562239B2 JP H0562239 B2 JPH0562239 B2 JP H0562239B2 JP 60168968 A JP60168968 A JP 60168968A JP 16896885 A JP16896885 A JP 16896885A JP H0562239 B2 JPH0562239 B2 JP H0562239B2
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Makoto Samejima
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SEKITAN ROTENBORI KIKAI GIJUTS
SEKITAN ROTENBORI KIKAI GIJUTSU KENKYU KUMIAI
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SEKITAN ROTENBORI KIKAI GIJUTS
SEKITAN ROTENBORI KIKAI GIJUTSU KENKYU KUMIAI
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  • Control Of Positive-Displacement Pumps (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は油圧シヨベル等の建設機械又は産業機
械に適用されるエンジン駆動油圧ポンプの制御装
置に関する。
〔従来の技術〕
第2図は従来の油圧ポンプの制御装置の一例を
示す概略構成図である。この図において1はエン
ジン、2は油圧ポンプであり、図示していないミ
ツシヨンを介してエンジン1で駆動される。4は
エンジン回転数を設定するスロツトルレバーであ
り、連結棒3を介して、エンジンガバナ10へ設
定回転数を与えるものである。5はエンジン1へ
の燃料供給量に比例する燃料ラツク位置を検出す
るラツク変位検出器である。6は関数発生器であ
り、このラツク変位検出器5から出力されたラツ
ク変位信号Lが所定値以上になつたとき、出力K
が減少するように構成されている。一方、油圧ポ
ンプ2の吐出量を加減する操作レバー(以下レバ
ーと称す)7から吐出量指令φが出力され、この
吐出量指令φと上記関数発生器6の出力Kとを乗
算器8により乗じた値φ*をポンプ2の傾転量の
指令値としている。
このような制御装置において、レバー7が操作
されるとまずポンプ吐出量が増加する。吐出量増
加にともない、油圧ポンプ2の吸収馬力が増加す
るとエンジン回転数が低下する。エンジン回転数
が低下すると、エンジンガバナ10の作用により
ラツク変位が増加する。ラツク変位が所定値以上
になると関数発生器6の出力が低下し、ポンプ傾
転指令φ*が小さくなり、ポンプ吸収馬力を小さ
くすることにより、エンジン1が過負荷になるこ
とを防止している。
〔発明が解決しようとする問題点〕
上記の制御装置は構造がシンプルであるという
利点を有するが、次のような欠点を持つ。すなわ
ち、レバー7が急にフル操作されたとき、ポンプ
傾転指令は最大値となり、ポンプ傾転量が急速に
増加する。油圧回路の負荷が大きな慣性負荷であ
るときは、傾転量の増加にともない、ポンプ吐出
圧が急速に増加し、油圧管路に衝撃的に過圧を発
生する可能性があると同時に一時的なエンジン回
転数の低下はまぬがれない。また、慣性負荷の場
合、安定に制御することが困難であり、特願昭56
−24260にあるように、ポンプ吸収馬力が増加し
たとき傾転角を即時減少させ、吸収馬力が低下し
たとき吸収馬力を遅延して増加させるなどの対策
が必要である。しかし、この場合では一旦馬力制
限が作動すると遅延時間の間はエンジン出力を
100%利用できないという欠点がある。
本発明は、エンジンと油圧ポンプとを総合的に
制御し、常にエンジンの能力を100%有効利用で
きると同時に、油圧的な衝撃及びエンジン回転数
の変動を出来る限り小さくするエンジン駆動油圧
ポンプの制御装置を提供することを目的とする。
〔問題点を解決するための手段〕
本発明は上記欠点を除去し目的を達成するため
に次のように構成したものである。すなわち、エ
ンジン駆動油圧ポンプにおいて、エンジン回転数
を検出する回転数検出器と、この回転数検出器か
らのエンジン回転数信号と設定エンジン回転数信
号とを入力してエンジン回転数を一定に保つ比例
積分微分制御器と、ポンプの吐出圧を検出する圧
力検出器と、この圧力検出器から得られる圧力信
号と油圧ポンプの吐出量指令と定数とを乗じた信
号を発生する乗算係数器と、この乗算係数器の出
力信号と上記比例積分微分制御器の出力信号とを
加算する加算器と、この加算器の出力信号を入力
し、0から最大ラツク位置まではエンジンラツク
駆動機構に与えらえるエンジンラツク角指令が増
加し、かつ最大ラツク位置をこえると、上記エン
ジンラツク角指令が一定となる第1の関数発生器
と、上記加算器の出力信号を入力し、0から最大
ラツク相当値まではその出力であるポンプ傾転抑
止量が一定で、かつ最大ラツク位置以上では上記
ポンプの傾転抑止量が増加する第2の関数発生器
と、この第2の関数発生器の出力により上記油圧
ポンプの吐出量指令を除算して得られるポンプ傾
転指令を油圧ポンプ傾転角制御機構に与える除算
器とからなるものである。
〔作用〕
このように構成することにより、エンジン回転
数をフイードバツクすると同時に、ポンプ吐出量
指令とポンプ吐出圧とからポンプ吸収馬力を推定
し、フイードバツクコントローラの出力とポンプ
吸収馬力推定値との加算結果を用いてエンジンの
ラツク指令とし、加算値が最大ラツク位置を越え
るときには、エンジンへ最大ラツク指令を出力す
ると同時にポンプ傾転角をポンプ吸収馬力が最大
ラツク位置でのエンジン出力にほぼ等しくなるよ
う制御し、エンジン出力馬力とポンプ吸収馬力と
が常に等しくなるよう制御するようにしている。
〔実施例〕
以下、本発明によるエンジン駆動油圧ポンプの
制御装置の一実施例について第1図の概略構成図
を参照して説明するが、ここでは第2図と同一部
分には同一符号を付しそ説明を省略し、第2図と
異る点を説明する。第1図において、20は設定
回転数NEsetを出力するエンジン回転数設定器、
21はエンジン回転数NEを検出する回転数検出
器、22は上記設定回転数NEsetからエンジン回
転数NEを減算し回転数偏差を求める加減算器、
23はこの加減算器22の回転数偏差を入力し、
この回転数偏差を小さくする方向の修正信号を求
める比例、積分、微分制御器である。一方、24
は上記油圧ポンプ2の圧力検出値を出力するポン
プ吐出圧検出器、25はこのポンプ吐出圧検出器
24の圧力検出値と上記レバー7から出力される
吐出量指令φとが乗算されここでポンプ吸収馬力
に比例する信号が得られる乗算器である。26は
乗算器26の出力信号を必要ラツク角に換算した
出力信号Leすなわちポンプ吸収馬力の予想値を
エンジンラツク角が換算した信号を出力する係数
器である。23は上記比例、積分、微分制御器2
3の出力と上記係数器26の出力である必要エン
ジンラツク角信号(ラツク予想値)Leとを加算
する加算器、28はこの加算器27の出力Lrを入
力し、エンジンラツク角指令Laを出力する関数
発生器、29は上記加算器27の出力Lrを入力し
ポンプ傾転抑止量Lcを出力する関数発生器であ
る。
上記関数発生器28は入力Lrが所定の最大ラツ
ク位置Lnax以下のとき傾き1で直線的に増加し、
最大ラツク位置Lnax以上では一定値となるよう設
定されており、関数発生器28の出力すなわちラ
ツク角指令Laはエンジンラツク駆動機構30に
送られ、ラツク位置の決定が行なわれるようにな
つている。又関数発生器29は入力Lrが所定の最
大ラツク位置Lnax以下では“1”を出力し、最大
ラツク位置Lnax以上では傾き1/Lnaxで増加するよ う設定されている。以上の条件式を示すと Lc=1…LrLnax ……(1) Lc=1/Lnax(Lr−Lnax) +1=Lr/Lnax…Lr>Lnax ……(2) となる。
この関数発生器29の出力Lcにより、レバー7
からの吐出量指令φを除算器31により除算して
得られたポンプ傾転角指令φ*がポンプ傾転角制
御機構9へ入力され、ポンプ傾転角が決定され
る。
以上このように構成したエンジン駆動油圧ポン
プの制御装置の動作について説明する。まずレバ
ー7からの吐出量指令φが零の場合、必要エンジ
ンラツク角信号Leは零であり、比例、積分、微
分制御器23の作用によりエンジン1は設定回転
数NEsetに等しい回転数で回転している。このと
き比例、積分、微分制御器23からは、無負荷状
態でエンジンを設定回転数に保つに必要なラツク
角に相当する無負荷時ラツク角信号Lnioが出力さ
れている。
レバー7を操作して、エンジン1に負荷をか
け、その負荷が最大エンジン出力より十分小さい
場合、必要エンジンラツク角信号Leは最大ラツ
ク量Lnaxより十分小さいので、比例、積分、微分
制御器23の出力LnioとLeとの和LrはLnaxより小
さく、エンジンラツク角指令LaはLrに等しくな
り、結局、無負荷時ラツク角Lnioに、必要エンジ
ンラツク角信号Leを加えたエンジンラツク角指
令Laが発せられる。一方、関数発生器29の出
力LcはLrがLnax以下であるので“1”となり除算
器31の演算の結果、レバー7の吐出指令φに等
しいポンプ傾転角指令φ*がポンプ傾転角制御機
構9に入力される。
このように、エンジン1の負荷が軽い場合は、
負荷増加に見合う量だけラツク角を大きくし、油
圧ポンプ2には指定された吐出量が出るポンプ傾
転角指令が出力されるので、レバー7から指令し
たポンプ吐出量が得られると同時に、エンジン回
転数変動も小さくすることができる。
レバー7の操作量が大きく、ポンプ吸収馬力が
エンジン最大出力を越える状態では、必要エンジ
ンラツク角信号Leが大きくなり、加算器27の
出力LrがLnaxを越える。このときには、エンジン
1のラツク角指令Laは最大ラツク角Lnaxとなり、
エンジン1は最大出力を出す。一方、関数発生器
29及び除算器31の作用によるポンプ傾転角指
令φ*は吐出指令φより小さな値となり、ポンプ
吸収馬力を軽減する。すなわち、 φ*=φ/Lc であり、 Lc=1/LnaxLr=1/Lnax(C・φ・P+Lnio) であるから φ*=Lnaxφ/C・φ・P+Lnio となる。ここで、Lnax≫LnioであるからLnio/Lnax= 0とすると、 φ*≒Lnax/CP⇒CPφ*≒Lnax が近似的に成立し、本手法によるφ*によりポン
プ傾転角を決めればほぼ最大ラツク位置(すなわ
ちエンジン最大出力)に相当する負荷がエンジン
にかかることになる。
以上、説明した実施例によれば、エンジン発生
馬力とポンプ吸収馬力とが常にバランスしている
ので、エンジン1が過負荷状態になることがな
く、かつエンジンの能力を100%有効利用でき、
さらにエンジン回転数変動を小さくすることがで
きる。また、ポンプ負荷が慣性負荷である場合に
操作レバー7を急操作しても、ポンプ吐出圧増加
とともに必要エンジンラツク角信号Leが大きな
値となり、関数発生器29及び除算器31の作用
により、ポンプ傾転角指令φ*はポンプ吐出指令
φよりも小さな値となり、ポンプ吐出圧が過大に
なることを防止できる。
〔発明の効果〕
以上述べた本発明は、エンジン駆動油圧ポンプ
において、エンジン回転数を検出する回転数検出
器と、この回転数検出器からのエンジン回転数信
号と設定エンジン回転数信号とを入力してエンジ
ン回転数を一定に保つ比例積分微分制御器と、ポ
ンプの吐出圧を検出する圧力検出器と、この圧力
検出器から得られる圧力信号と油圧ポンプの吐出
量指令と定数とを乗じた信号を発生する乗算係数
器と、この乗算係数器の出力信号と上記比例積分
微分制御器の出力信号とを加算する加算器と、こ
の加算器の出力信号を入力し、0から最大ラツク
位置まではエンジンラツク駆動機構に与えらえる
エンジンラツク角指令が増加し、かつ最大ラツク
位置をこえると、上記エンジンラツク角指令が一
定となる第1の関数発生器と、上記加算器の出力
信号を入力し、0から最大ラツク相当値まではそ
の出力であるポンプ傾転抑止量が一定で、かつ最
大ラツク位置以上では上記ポンプの傾転抑止量が
増加する第2の関数発生器と、この第2の関数発
生器の出力により上記油圧ポンプの吐出量指令を
除算して得られるポンプ傾転指令を油圧ポンプ傾
転角制御機構に与える除算器とからなるものであ
る。
したがつて、本発明によればエンジンと油圧ポ
ンプとを総合的に制御し、常にエンジンの能力を
100%有効利用できると同時に、油圧的な衝撃及
びエンジン回転数の変動を出来る限り小さくでき
るエンジン駆動油圧ポンプの制御装置を提供でき
る。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明によるエンジン駆動油圧ポンプ
の制御装置の一実施例を示す概略構成図、第2図
は従来の油圧ポンプの制御装置の一例を示す概略
構成図である。 1……エンジン、2……油圧ポンプ、7……操
作レバー、9……ポンプ傾転角制御機構、20…
…エンジン回転数設定器、21……エンジン回転
数検出器、22……加減算器、23……比例、積
分、微分制御器、24……ポンプ吐出圧力検出
器、25……乗算器、26……係数器、27……
加算器、28,29……関数発生器、30……エ
ンジンラツク駆動機構、31……除算器。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 エンジン駆動油圧ポンプにおいて、エンジン
    回転数を検出する回転数検出器と、この回転数検
    出器からのエンジン回転数信号と設定エンジン回
    転数信号とを入力してエンジン回転数を一定に保
    つ比例積分微分制御器と、ポンプの吐出圧を検出
    する圧力検出器と、この圧力検出器から得られる
    圧力信号と油圧ポンプの吐出量指令と定数とを乗
    じた信号を発生する乗算係数器と、この乗算係数
    器の出力信号と上記比例積分微分制御器の出力信
    号とを加算する加算器と、この加算器の出力信号
    を入力し、0から最大ラツク位置まではエンジン
    ラツク駆動機構に与えられるエンジンラツク角指
    令が増加し、かつ最大ラツク位置をこえると、上
    記エンジンラツク角指令が一定となる第1の関数
    発生器と、上記加算器の出力信号を入力し、0か
    ら最大ラツク相当値まではその出力であるポンプ
    傾転抑止量が一定で、かつ最大ラツク位置以上で
    は上記ポンプの傾転抑止量が増加する第2の関数
    発生器と、この第2の関数発生器の出力により上
    記油圧ポンプの吐出量指令を除算して得られるポ
    ンプ傾転指令を油圧ポンプ傾転角制御機構に与え
    る除算器と、 からなるエンジン駆動油圧ポンプの制御装置。
JP60168968A 1985-07-31 1985-07-31 エンジン駆動油圧ポンプの制御装置 Granted JPS6229780A (ja)

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JP60168968A JPS6229780A (ja) 1985-07-31 1985-07-31 エンジン駆動油圧ポンプの制御装置

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JP60168968A JPS6229780A (ja) 1985-07-31 1985-07-31 エンジン駆動油圧ポンプの制御装置

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JPS6229780A JPS6229780A (ja) 1987-02-07
JPH0562239B2 true JPH0562239B2 (ja) 1993-09-08

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ID=15877906

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JP60168968A Granted JPS6229780A (ja) 1985-07-31 1985-07-31 エンジン駆動油圧ポンプの制御装置

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Publication number Publication date
JPS6229780A (ja) 1987-02-07

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