JPH0681802A - Load sensing oil pressure circuit - Google Patents

Load sensing oil pressure circuit

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JPH0681802A
JPH0681802A JP23499992A JP23499992A JPH0681802A JP H0681802 A JPH0681802 A JP H0681802A JP 23499992 A JP23499992 A JP 23499992A JP 23499992 A JP23499992 A JP 23499992A JP H0681802 A JPH0681802 A JP H0681802A
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JP
Japan
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engine
tilt angle
load
hydraulic pump
hydraulic
Prior art date
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Application number
JP23499992A
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Japanese (ja)
Inventor
Hiroshi Ishiyama
寛 石山
Yoji Misaki
陽二 三崎
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Sumitomo SHI Construction Machinery Co Ltd
Original Assignee
Sumitomo SHI Construction Machinery Co Ltd
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Publication date
Application filed by Sumitomo SHI Construction Machinery Co Ltd filed Critical Sumitomo SHI Construction Machinery Co Ltd
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  • Fluid-Pressure Circuits (AREA)

Abstract

PURPOSE:To control rotational speed of an engine for driving an oil pressure pump in response to load variation of a hydraulic actuator driving circuit of a construction machine and the like, so as to improve the fuel consumption rate. CONSTITUTION:The throttle motor 14 of an engine for driving a variable volume type oil pressure pump 1 is controlled by an engine speed controller 12. A target rotational speed setting device 12, a sensor 10 for pump discharge pressure and a sensor 11 for detecting inclination angle of the oil pressure pump 1 are provided. The maximum possible inclination angle thetapmax is found out from the discharge pressure, and then it is compared with the reading of an inclination angle detector thetap, and rotational speed Ne of an engine is decreased when thetapmax > thetap is applicable. The inclination angle of the oil pressure pump 1 is controlled by operation of a load sensing regulator 6, and the discharge quantity is not decreased, and thereby a required flow rate is discharged.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】この発明は、油圧ポンプの吐出圧
とアクチュエータの負荷圧との差圧を一定に制御するロ
ードセンシング油圧回路に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a load sensing hydraulic circuit for controlling a differential pressure between a discharge pressure of a hydraulic pump and a load pressure of an actuator to be constant.

【0002】[0002]

【従来の技術】建設機械等に用いられるロードセンシン
グ油圧回路は、可変容量形油圧ポンプを駆動するエンジ
ンの回転数を一定に設定し、アクチュエータの負荷圧の
変動に対してロードセンシングレギュレータが油圧ポン
プの押除容積を制御して油圧ポンプの吐出圧と油圧アク
チュエータの負荷圧との差圧を一定に制御している。
2. Description of the Related Art A load-sensing hydraulic circuit used in a construction machine or the like sets a constant rotational speed of an engine for driving a variable displacement hydraulic pump, and a load-sensing regulator operates a hydraulic pump in response to fluctuations in load pressure of an actuator. Is controlled to control the differential pressure between the discharge pressure of the hydraulic pump and the load pressure of the hydraulic actuator to be constant.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】前述した従来のロード
センシング油圧回路は、エンジンの回転数を一定に維持
するので、油圧アクチュエータの負荷圧に係らず燃料消
費率がほぼ一定である。従って、軽負荷で油圧アクチュ
エータを作動させる場合のエンジンのエネルギー効率が
低いという問題がある。
Since the above-mentioned conventional load sensing hydraulic circuit maintains the engine speed constant, the fuel consumption rate is substantially constant regardless of the load pressure of the hydraulic actuator. Therefore, there is a problem that the energy efficiency of the engine is low when the hydraulic actuator is operated with a light load.

【0004】そこで、負荷に応じてエンジンの回転数を
制御し、燃費率を向上させて省エネルギーを図るために
解決すべき技術的課題が生じており、この発明は上記課
題を解決することを目的とする。
Therefore, there is a technical problem to be solved in order to control the engine speed according to the load, improve the fuel consumption rate and save energy, and the present invention aims to solve the above problem. And

【0005】[0005]

【課題を解決するための手段】この発明は、上記目的を
達成するために提案するものであり、可変容量形油圧ポ
ンプの吐出圧と油圧アクチュエータの負荷圧との差圧に
応じて前記油圧ポンプのピストンの傾転角を制御するロ
ードセンシングレギュレータを設け、前記差圧を一定に
制御するロードセンシング油圧回路に於て、前記油圧ポ
ンプ駆動用エンジンのスロットル弁を制御する回転数制
御装置と、エンジンの回転数を設定する目標回転数設定
器と、前記油圧ポンプの吐出圧検出器と前記油圧ポンプ
の傾転角検出器とを設け、前記回転数制御装置に、検出
された吐出圧に対応可能な最大傾転角を演算する手段
と、前記最大傾転角と検出された傾転角とを比較する手
段と、その比較結果に応じてエンジンの回転数を制御す
る手段を設け、前記ロードセンシングレギュレータによ
って前記傾転角が前記最大傾転角から一定範囲内に維持
されるようにエンジンの回転数を制御することを特徴と
するロードセンシング油圧回路を提供するものである。
DISCLOSURE OF THE INVENTION The present invention is proposed in order to achieve the above-mentioned object, and the hydraulic pump according to the differential pressure between the discharge pressure of the variable displacement hydraulic pump and the load pressure of the hydraulic actuator. A load-sensing regulator for controlling the tilt angle of the piston, and a rotational speed control device for controlling a throttle valve of the engine for driving the hydraulic pump in a load-sensing hydraulic circuit for controlling the differential pressure to be constant; A target rotation speed setting device for setting the rotation speed, a discharge pressure detector for the hydraulic pump, and a tilt angle detector for the hydraulic pump are provided, and the rotation speed control device can respond to the detected discharge pressure. A means for calculating the maximum tilt angle, a means for comparing the maximum tilt angle with the detected tilt angle, and a means for controlling the engine speed in accordance with the comparison result, There is provided a load sensing hydraulic circuit and controlling the rotational speed of the engine such that the tilting angle by over de sensing regulator is maintained within a certain range from the maximum tilt angle.

【0006】[0006]

【作用】目標回転数設定器によってエンジンの目標回転
数Nを設定した状態で、回転数制御装置が可変容量形油
圧ポンプの吐出圧Pp と傾転角θp を検出する。ポンプ
入力トルクがエンジン出力トルクを超えない条件からポ
ンプ吐出圧Pp によってシリンダブロックの可能最大傾
転角θp max が求められる。
With the target engine speed N set by the target engine speed setter, the engine speed control device detects the discharge pressure Pp and the tilt angle θp of the variable displacement hydraulic pump. From the condition that the pump input torque does not exceed the engine output torque, the maximum possible tilt angle θp max of the cylinder block is obtained by the pump discharge pressure Pp.

【0007】可能最大傾転角θp max と検出傾転角θp
とを比較し、等しい場合はエンジンの回転数を目標回転
数に保持する。また、θp <θp max のときはエンジン
の回転数を目標回転数Nよりも低下させる。回転数の低
下によるポンプ吐出量の減少は、ロードセンシングレギ
ュレータの作用によって油圧ポンプのシリンダブロック
の傾転角が増加されることにより吐出量は変化せず要求
流量が吐出される。
The maximum possible tilt angle θp max and the detected tilt angle θp
Are compared, and if they are equal, the engine speed is held at the target speed. When θp <θp max, the engine speed is reduced below the target speed N. Regarding the decrease in the pump discharge amount due to the decrease in the rotation speed, the required flow rate is discharged without changing the discharge amount because the tilt angle of the cylinder block of the hydraulic pump is increased by the action of the load sensing regulator.

【0008】[0008]

【実施例】以下、この発明の一実施例を図に従って詳述
する。図1は建設機械の油圧アクチュエータ駆動回路を
示し、符号1はエンジン(図示せず)に連結した可変容
量形油圧ポンプ(以下、単に油圧ポンプという)であ
り、2は油圧モータ、3は油圧シリンダである。油圧モ
ータ2と油圧シリンダ3は夫々圧力補償弁4,5を介し
て油圧ポンプ1に接続されている。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment of the present invention will be described in detail below with reference to the drawings. FIG. 1 shows a hydraulic actuator drive circuit of a construction machine. Reference numeral 1 is a variable displacement hydraulic pump (hereinafter simply referred to as hydraulic pump) connected to an engine (not shown), 2 is a hydraulic motor, and 3 is a hydraulic cylinder. Is. The hydraulic motor 2 and the hydraulic cylinder 3 are connected to the hydraulic pump 1 via pressure compensation valves 4 and 5, respectively.

【0009】油圧ポンプ1のシリンダブロックの傾転角
を変化させて1回転あたりの押除容積を制御するロード
センシングレギュレータ6には、ロードセンシング油路
7,8を通じて油圧ポンプ1の吐出圧と、油圧モータ2
並びに油圧シリンダ3の負荷圧とが供給される。油圧モ
ータ2と油圧シリンダ3の負荷圧はシャトル弁9を介し
て択一的にロードセンシングレギュレータ6に供給され
る。
The load sensing regulator 6 for controlling the displacement volume per revolution by changing the tilt angle of the cylinder block of the hydraulic pump 1 has a discharge pressure of the hydraulic pump 1 through load sensing oil passages 7 and 8. Hydraulic motor 2
In addition, the load pressure of the hydraulic cylinder 3 is supplied. The load pressures of the hydraulic motor 2 and the hydraulic cylinder 3 are selectively supplied to the load sensing regulator 6 via the shuttle valve 9.

【0010】油圧ポンプ1の吐出圧と傾転角は夫々圧力
センサ10と傾転角センサ11とによって検出され、エ
ンジンスロットルを制御する回転数制御装置12に入力
される。また、回転数制御装置12にはポテンショメー
タ等の目標回転数設定器13が接続されている。回転数
制御装置12は、圧力センサ10によって検出されたポ
ンプ吐出圧と、傾転角センサ11によって検出された傾
転角とに応じてスロットルモータ14の回転角度を制御
し、スロットルモータ14に連結したエンジンガバナ1
5を作用させてエンジンの回転数を制御する。
The discharge pressure and the tilt angle of the hydraulic pump 1 are detected by a pressure sensor 10 and a tilt angle sensor 11, respectively, and input to a rotation speed control device 12 for controlling an engine throttle. Further, a target rotation speed setting device 13 such as a potentiometer is connected to the rotation speed control device 12. The rotation speed control device 12 controls the rotation angle of the throttle motor 14 according to the pump discharge pressure detected by the pressure sensor 10 and the tilt angle detected by the tilt angle sensor 11, and is connected to the throttle motor 14. Engine governor 1
5 is applied to control the engine speed.

【0011】回転数制御装置12による回転数制御の処
理手順を図2に従って説明する。先ず、目標回転数設定
器13による目標回転数Nと、油圧ポンプ1の吐出圧P
p 及びポンプ傾転角θp を検出する(ステップ10
2)。油圧ポンプの1回転あたりの押除容積Dp とポン
プ吐出圧Pp との関係は次式で表わされる。 Dp =f(Pp ) Dp :ポンプ押除容積(cc/rev) Pp :ポンプ吐出圧 また、ポンプ吐出量Qp は、 Qp =Dp ・Ne Ne :エンジン回転数 で表わされる。
A processing procedure of the rotation speed control by the rotation speed control device 12 will be described with reference to FIG. First, the target speed N set by the target speed setter 13 and the discharge pressure P of the hydraulic pump 1 are set.
p and the pump tilt angle θp are detected (step 10).
2). The relationship between the displacement volume Dp per revolution of the hydraulic pump and the pump discharge pressure Pp is expressed by the following equation. Dp = f (Pp) Dp: Pump displacement volume (cc / rev) Pp: Pump discharge pressure Further, the pump discharge amount Qp is expressed by Qp = Dp.Ne Ne: Engine speed.

【0012】また、ポンプ入力トルクTI は、簡単のた
め効率を無視すると、 TI =Dp ・Pp /2π と表すことができ、ポンプ入力トルクTI はエンジンの
出力トルクを超えないように制御される条件によってポ
ンプ吐出圧Pp から押除容積Dp の可能最大値Dp max
( Pp )が決定される。この押除容積の可能最大値Dp
max (Pp )から可能最大傾転角θp max が演算され
(ステップ103)、検出された傾転角θpと可能最大
傾転角θp max を比較する(ステップ104)。
Further, the pump input torque T I can be expressed as T I = DpPp / 2π when efficiency is ignored for simplicity, and the pump input torque T I is controlled so as not to exceed the output torque of the engine. The maximum possible value Dp max of the displacement volume Dp from the pump discharge pressure Pp depending on the conditions
(Pp) is determined. The maximum possible value of this displacement volume Dp
The maximum possible tilt angle θp max is calculated from max (Pp) (step 103), and the detected tilt angle θp and the maximum possible tilt angle θp max are compared (step 104).

【0013】ここでθp max ≒θp の場合は、目標回転
数設定器13に設定された目標回転数Nに回転数Ne を
一致させるべくスロットルモータ14を制御する(ステ
ップ105→106→101)。一方、油圧アクチュエ
ータの負荷圧が減少し、油圧ポンプ1の吐出圧が低下し
てポンプ入力トルクに余裕が生じ、傾転角θp <θp ma
x となったときは、ステップ104からステップ107
へ進み、θp max ・kとθp を比較する。
When θp max ≈θp, the throttle motor 14 is controlled so that the rotation speed Ne matches the target rotation speed N set in the target rotation speed setting unit 13 (steps 105 → 106 → 101). On the other hand, the load pressure of the hydraulic actuator decreases, the discharge pressure of the hydraulic pump 1 decreases, and the pump input torque has a margin, so that the tilt angle θp <θp ma
When x is reached, step 104 to step 107
Proceed to and compare θp max · k with θp.

【0014】kは、θp max >θp ≧θp max ・kの領
域でエンジン回転数を低回転に保持するために1>k>
0の範囲とし、実験によってアクチュエータのハンチン
グの有無やエンジンの回転数変動を確認して1に近い値
に設定する。ステップ107においてθp max ・k>θ
p の場合はステップ108へ進み、回転数Ne をNe −
ΔNとしてスロットルモータ14への指示角度を変更
し、エンジンの回転数を低下させる。回転数が低下して
ポンプ吐出圧が変化すると、ロードセンシングレギュレ
ータの作用によって油圧ポンプ1の傾転角θp が増加
し、押除容積Dp が増大することによりポンプ吐出量は
変化せず、要求流量が維持される。
K is 1>k> in order to keep the engine speed low in the range of θp max> θp ≧ θp max · k.
The range is set to 0, and it is set to a value close to 1 after confirming the presence or absence of hunting of the actuator and the fluctuation of the engine speed by experiments. In step 107, θp max · k> θ
In the case of p, the routine proceeds to step 108, where the rotation speed Ne is set to Ne −
As ΔN, the instruction angle to the throttle motor 14 is changed to reduce the engine speed. When the rotation speed decreases and the pump discharge pressure changes, the tilt angle θp of the hydraulic pump 1 increases due to the action of the load sensing regulator, and the displacement volume Dp increases, so the pump discharge amount does not change and the required flow rate is increased. Is maintained.

【0015】そして、傾転角θp が増加してθp max >
θp ≧θp max ・kになったときにステップ107から
109へ進み、回転数Ne =Ne として現状の回転数を
維持する。このように、ステップ107及び109を設
け、傾転角θp がθp max まで増加してエンジンの回転
数Ne が目標回転数Nに復帰することを防止している。
Then, the tilt angle θp increases and θp max>
When .theta.p.gtoreq..theta.p max .k, the routine proceeds from step 107 to 109, and the current rotational speed is maintained with the rotational speed Ne = Ne. In this way, steps 107 and 109 are provided to prevent the tilt angle θp from increasing to θp max and the engine speed Ne from returning to the target speed N.

【0016】また、負荷圧の変動によってポンプ吐出圧
Pp が変化したときは、可能最大傾転角θp max の値も
変化し(ステップ103)、新たにステップ104から
の経路が選択され、上述した手順に従って制御が続行さ
れる。尚、本発明は上記一実施例に限定されるべきもの
ではなく、本発明の精神を逸脱しない限り種々の改変を
為すことができる。そして、本発明がそれらの改変され
たものに及ぶことは当然である。
When the pump discharge pressure Pp changes due to the fluctuation of the load pressure, the value of the maximum possible tilt angle θp max also changes (step 103), and the route from step 104 is newly selected, which is described above. Control continues according to the procedure. The present invention should not be limited to the above-mentioned embodiment, and various modifications can be made without departing from the spirit of the present invention. And, of course, the present invention extends to those modifications.

【0017】[0017]

【発明の効果】この発明は、上記一実施例において詳述
したように、油圧アクチュエータの負荷が軽く、油圧ポ
ンプの吐出圧が低い場合は、エンジンの回転数を低下さ
せて可変容量形油圧ポンプの押除容積を増大させること
により要求流量を吐出させるように構成している。従っ
て、負荷圧に応じてエンジンの回転数が制御され、軽負
荷時における燃料消費量が削減され、運転コストを節約
できるとともに省資源に寄与できる。
As described in detail in the above one embodiment, the present invention reduces the engine speed by changing the engine speed when the load of the hydraulic actuator is light and the discharge pressure of the hydraulic pump is low. It is configured to discharge the required flow rate by increasing the pushing volume. Therefore, the engine speed is controlled according to the load pressure, the fuel consumption amount at a light load is reduced, the operating cost can be saved, and the resource can be saved.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明のロードセンシング油圧回路を設けた油
圧アクチュエータ駆動回路図。
FIG. 1 is a hydraulic actuator drive circuit diagram provided with a load sensing hydraulic circuit of the present invention.

【図2】回転数制御装置の制御フローチャート。FIG. 2 is a control flowchart of a rotation speed control device.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 可変容量形油圧ポンプ 2 油圧モータ 3 油圧シリンダ 6 ロードセンシングレギュレータ 10 圧力センサ 11 傾転角センサ 12 回転数制御装置 13 目標回転数設定器 14 スロットルモータ 15 エンジンガバナ DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Variable displacement hydraulic pump 2 Hydraulic motor 3 Hydraulic cylinder 6 Load sensing regulator 10 Pressure sensor 11 Tilt angle sensor 12 Rotation speed control device 13 Target rotation speed setting device 14 Throttle motor 15 Engine governor

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 可変容量形油圧ポンプの吐出圧と油圧ア
クチュエータの負荷圧との差圧に応じて前記油圧ポンプ
のピストンの傾転角を制御するロードセンシングレギュ
レータを設け、前記差圧を一定に制御するロードセンシ
ング油圧回路に於て、前記油圧ポンプ駆動用エンジンの
スロットル弁を制御する回転数制御装置と、エンジンの
回転数を設定する目標回転数設定器と、前記油圧ポンプ
の吐出圧検出器と前記油圧ポンプの傾転角検出器とを設
け、前記回転数制御装置に、検出された吐出圧に対応可
能な最大傾転角を演算する手段と、前記最大傾転角と検
出された傾転角とを比較する手段と、その比較結果に応
じてエンジンの回転数を制御する手段を設け、前記ロー
ドセンシングレギュレータによって前記傾転角が前記最
大傾転角から一定範囲内に維持されるようにエンジンの
回転数を制御することを特徴とするロードセンシング油
圧回路。
1. A load sensing regulator for controlling a tilt angle of a piston of the hydraulic pump according to a pressure difference between a discharge pressure of a variable displacement hydraulic pump and a load pressure of a hydraulic actuator, and the differential pressure is kept constant. In a load sensing hydraulic circuit to be controlled, a rotation speed control device for controlling a throttle valve of the hydraulic pump driving engine, a target rotation speed setting device for setting the rotation speed of the engine, and a discharge pressure detector for the hydraulic pump. And a tilt angle detector for the hydraulic pump, and means for calculating the maximum tilt angle corresponding to the detected discharge pressure in the rotation speed control device, and the tilt detected as the maximum tilt angle. A means for comparing the turning angle and a means for controlling the engine speed according to the comparison result are provided, and the tilt angle is set to a certain range from the maximum tilt angle by the load sensing regulator. A load-sensing hydraulic circuit characterized by controlling the number of revolutions of an engine so that the engine is maintained in an enclosure.
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Cited By (3)

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