JPH0988902A - Pump capacity control method and apparatus - Google Patents

Pump capacity control method and apparatus

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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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JP
Japan
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tilt angle
pump
hydraulic pump
variable displacement
pressure
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Application number
JP24603695A
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Japanese (ja)
Inventor
Yasutaka Tsuriga
靖貴 釣賀
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Hitachi Construction Machinery Co Ltd
Original Assignee
Hitachi Construction Machinery Co Ltd
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Publication date
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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。
(57) Abstract: A pump capacity control method and apparatus for controlling the tilt angle of a pump in consideration of the pressure of a pump line in addition to the tilt angle of a variable displacement hydraulic pump. SOLUTION: From the deviation between the command value and the actual measurement value of the tilt angle of the variable displacement hydraulic pump 1, a tilt angle control amount such that this deviation becomes zero is obtained, and the discharge pressure of the variable displacement hydraulic pump 1 is tilted. The tilt angle is controlled to the target tilt angle by correcting this control amount in advance so as to cancel out the influence on the tilt angle control.

Description

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

【0001】[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。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a pump displacement control method and device for a variable displacement axial pump.

【0002】[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。
2. Description of the Related Art FIG. 5 is a block diagram of a conventional pump displacement control device. In FIG. 5, the discharge amount of the pressure oil of the pump 1 per unit time is determined by the tilt angle of the pump 1, and the tilt angle is determined by the position of the piston 2a of the hydraulic cylinder 2. The position of the piston 2a of the hydraulic cylinder 2 is such that the supply and discharge of pressure oil from the pump line 5 to the oil chamber 3 and the electromagnetic switching valve
When the electromagnetic switching valve 7 is open to the pump line 5 side, the force acting from the oil chamber 4 to the piston 2a is controlled from the oil chamber 3 to the piston 2a.
Since the force acting on the pump 2 is exceeded, the piston 2a moves in the direction in which the tilt angle of the pump 1 increases. When the electromagnetic switching valve 7 is open to the drain tank 6 side, the force acting from the oil chamber 3 to the piston 2a exceeds, so that the piston 2a moves in the direction in which the tilt angle of the pump 1 decreases. When the electromagnetic switching valve 7 is controlled to the spool position where the amount of pressure oil supplied to and discharged from the oil chamber 4 is zero, the movement of the piston 2a is stopped and a desired tilt angle is obtained.

【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。
The electromagnetic switching valve 7 does not have a neutral point, and the flow rate from the pump line 5 to the electromagnetic switching valve 7 and the drain tank 6
To the oil chamber 4 at the spool position where the outflow rate to the
The amount of pressure oil supplied to and discharged from is kept at zero. As a result, if the spool position deviates from the position for keeping the amount of pressure oil supplied to and discharged from the oil chamber 4 to zero, the oil chamber 4 will be displaced depending on the degree of deviation.
The pressure oil is supplied and discharged to realize a highly responsive regulator.

【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。
A control signal 9B for controlling the spool position of the electromagnetic switching valve 7 is sent from the control device 8B to the electromagnetic switching valve 7, and a tilt angle detecting device 10 for detecting the tilt angle of the pump 1 is sent to the control device 8B. The signal representing the actual tilt angle θmes detected in step S1 and the signal representing the target tilt angle θref are input from the target tilt angle command device 12, respectively.
θ = θref−θmes is obtained. The control calculation unit 14 calculates the control signal 9B based on the deviation Δθ.
When the actual tilt angle θmes is larger than the target tilt angle θref, the control signal 9B is output to the electromagnetic switching valve 7 so that the oil chamber 4 is connected to the drain tank 6 side in order to reduce the tilt angle. On the other hand, when the actual tilt angle θmes is smaller than the target tilt angle θref, the control signal 9B is output to the electromagnetic switching valve 7 so that the oil chamber 4 is connected to the pump line 5 side in order to increase the tilt angle. The spool displacement amount of the electromagnetic switching valve 7 is calculated according to the deviation Δθ, and the piston 2a of the hydraulic cylinder 2 is calculated.
The moving speed of is proportional to the opening degree of the electromagnetic switching valve 7 according to the spool displacement amount. Actual tilt angle θmes and target tilt angle θre
When f is equal and the deviation Δθ is zero, the spool position control signal 9B that keeps the amount of pressurized oil supplied to and discharged from the oil chamber 4 to zero is output to the electromagnetic switching valve 7.

【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。
For example, consider a case where the actual tilt angle θmes of the pump detected by the tilt angle detection device 10 is smaller than the target tilt angle θref. As mentioned above, the solenoid switching valve 7
Is connected to the pump line 5 side, and the piston 2a of the hydraulic cylinder 2 moves in a direction in which the tilt angle of the pump 1 increases. When the tilt angle increases, the deviation Δθ becomes smaller accordingly, and the control signal 9B calculated again in response to this is output to the electromagnetic switching valve 7, and the passage cross-sectional area that connects the pump line 5 and the oil chamber 4 is communicated. Becomes smaller. When the tilt angle of the pump 1 finally reaches the target tilt angle by repeating such an operation, the deviation Δθ becomes zero, and the control signal 9B to the electromagnetic switching valve 7 changes the supply / discharge amount to / from the oil chamber 4. It becomes a control signal to make it zero. Then, the piston 2a of the hydraulic cylinder 2 does not move and the tilt angle is set to the target tilt angle. In this way, the tilt angle of the pump 1 is fed back and the pump 1
The pump capacity is controlled.

【0006】[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。
However, as will be described below, the pump 1 is affected by the pressure of the pump line 5, and the control device 8B does not reflect this, so that accurate pump displacement control is possible. Not realized.

【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
The influence of the pressure in the pump line 5 will be described below. FIG. 6 is a diagram modeling the conventional example of FIG. Meanings of symbols in FIG. 6 and the following formulas are as follows. Qin: Flow rate flowing from the pump line 5 to the electromagnetic switching valve 7 Qout: Flow rate flowing from the electromagnetic switching valve 7 to the drain tank 6 Qreg: Flow rate flowing from the electromagnetic switching valve 7 into the oil chamber 4 of the hydraulic cylinder 2 X: Spool displacement P1: Pressure of oil chamber 4 P2: Pressure of oil chamber 3 Ps: Pressure of pump line 5 α1, α2: Flow gain for spool displacement β1, β2: Flow gain for pressure difference S1: Oil chamber for piston 2a of hydraulic cylinder 2 Area on the 4th side S2: Area on the oil chamber 3 side of the piston 2a of the hydraulic cylinder 2 θmes: Tilt angle of the pump 1 y: Displacement of the piston 2a of the hydraulic cylinder 2 k: Spring constant K: Tilt return force of the pump 1 Constant C: coefficient

【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。
In FIG. 6, the flow rate Q and the differential pressure ΔP before and after the orifice are not exactly linear, but for simplicity of explanation, they are linearly approximated in the following description. The following formulas are obtained for each of the variable orifices that model the electromagnetic switching valve 7.

【数1】 [Equation 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。
[Equation 2] Further, the following formula is obtained from the continuous formula around the hydraulic cylinder 2.

【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。
(Equation 3) Here, C is a coefficient that approximates the relationship between the movement of the piston 2a of the hydraulic cylinder 2 and the tilt angle of the pump 1 to a proportional type.
On the other hand, the following equation is obtained from the balance of the forces of the piston 2a of the hydraulic cylinder 2.

【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。
[Equation 4] In this equation, the first term on the left side is the spring force for holding the piston 2a at a certain position when the hydraulic cylinder 2 is in the initial state. The second term on the left side is the tilting return force of the pump 1 and is assumed to be proportional to the pressure of the pump line 5. For equation (4), ky << (S1 · P1),
Ignoring ky gives the following equation:

【数5】 式(3)に、式(1)、(2)、(5)を代入すると次
の関係が得られる。
(Equation 5) Substituting equations (1), (2), and (5) into equation (3), the following relationship is obtained.

【数6】 (Equation 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。
Thus, according to the equation (6), the tilt angle θ of the pump 1 is determined by the spool displacement X and the pressure Ps of the pump line 5.
It changes according to. FIG. 7 shows a conceptual diagram in which this is simplified by a block diagram. In FIG. 7, a signal 9B representing the amount of displacement X of the spool according to the deviation Δθ is output from the control device 14. A is a coefficient when the control signal 9B of the electromagnetic switching valve 7 is converted into the displacement of the spool to control the tilt angle of the pump 1, and B is the influence of the pump line pressure Ps on the control of the tilt angle of the pump 1. Is a coefficient to exert. That is, the tilt angle of the pump 1 is controlled by the expression represented by A · X + B · Ps.

【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。
As described above, the tilt angle of the pump 1 is affected by the pressure in the pump line 5. However, in the conventional control method, since only the actual tilt angle of the pump 1 is fed back to control the spool displacement of the electromagnetic switching valve 7, the tilt angle of the pump 1 cannot be accurately controlled by the pressure of the pump line 5. .

【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。
An object of the present invention is to provide a pump displacement control device for controlling the tilt angle of the pump in consideration of the pressure of the pump line in addition to the actual tilt angle.

【0012】[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。
The present invention will be described with reference to FIG. 1 showing an embodiment. In order to achieve the above object, the invention of claim 1 is applied to a pump displacement control method for controlling a tilt angle of a variable displacement hydraulic pump 1 to a target tilt angle, and a command value of the tilt angle and a tilt angle. Actual measurement value and pump 1
The tilt angle of the variable displacement hydraulic pump 1 is controlled so that the target tilt angle is achieved on the basis of the discharge pressure. The pump displacement control method according to claim 2 is applied to the pump displacement control method according to claim 1, and from the deviation between the command value and the actual measurement value, a control amount is obtained so that this deviation becomes zero, and the variable displacement hydraulic pump 1 The control amount is corrected so as to cancel the influence of the discharge pressure on the tilt angle. The pump displacement control device according to claim 3 includes a command device 12 for instructing a target tilt angle of the variable displacement hydraulic pump 1, a tilt angle detector 10 for detecting an actual tilt angle of the variable displacement hydraulic pump 1, and a variable angle detector 10. The pressure detector 15 that detects the discharge pressure of the displacement hydraulic pump 1, the tilting member drive devices 2 and 7 that drive the tilting member of the variable displacement hydraulic pump 1 to adjust the tilting angle, and the target tilting angle. , The actual tilt angle detected by the tilt angle detector 10, and the pressure detector 1
Based on the discharge pressure detected in 5, the signal generating device 8 that generates a signal for controlling the tilting member driving devices 2 and 7 so as to obtain the target tilting angle is provided. A pump displacement control device according to a fourth aspect is the pump displacement control device according to the third aspect, in which the signal generation device 8 obtains a control amount such that the deviation becomes zero from the deviation between the target tilt angle and the actual tilt angle. At the same time, a signal is generated by correcting the control amount so as to cancel the influence of the discharge pressure of the variable displacement hydraulic pump 1 on the tilt angle. Next, referring to FIG. 4, the pump displacement control device according to a fifth aspect of the invention is the variable displacement hydraulic pump 1.
Of the target displacement angle of the variable displacement hydraulic pump 1, the displacement angle detector 10 for detecting the actual displacement angle of the variable displacement hydraulic pump 1, and the displacement angle of the variable displacement hydraulic pump 1 by driving the displacement member. The tilt cylinder 2, the solenoid valve 7A that adjusts the amount of expansion and contraction of the tilt cylinder 2 to adjust the position of the tilt member, and the actual tilt detected by the target tilt angle and tilt angle detector 10. A valve control device 8A for controlling the displacement amount of the solenoid valve 7A so that the deviation from the turning angle is zero is provided, and the discharge pressure of the hydraulic pump 1 is controlled by the solenoid valve 7
The position of the solenoid valve 7A is controlled so as to act on A and cancel the influence of the discharge pressure on the tilt angle.

【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。
In the section of the means for solving the above problems, the explanation has been made in association with the drawings of the embodiments for the sake of easy understanding, but the present invention is not limited to the embodiments. .

【0014】[0014]

【発明の実施の形態】BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION

−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。
-First Embodiment- A first embodiment will be described with reference to FIG. Here, the same parts as those in FIG. 5 are designated by the same reference numerals, and the differences are mainly described. The control device 8 includes the actual tilt angle θmes detected by the potentiometer 10 for detecting the tilt angle of the pump 1, the pressure Ps detected by the pressure sensor 15 for detecting the pressure of the pump line 5, and the target. Each signal corresponding to the target tilt angle θref commanded from the tilt angle command device 12 is input, and the control signal 9 is calculated based on these signals.

【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。
The control device 8 calculates a difference Δθ between the target tilt angle θref and the actual tilt angle θmes, and a control calculation for calculating the uncorrected control signal of the electromagnetic switching valve 7 from the difference Δθ. Part 14, a correction calculation part 17 for calculating a value for subtracting the influence of the pressure Ps of the pump line 5, and a deviation part for subtracting the value calculated by the correction calculation part 17 from the value calculated by the control calculation part 14. 13 and the output signal of the deviation unit 13 is output as the control signal 9 of the electromagnetic switching valve 7.

【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。
FIG. 2 is a block diagram similar to FIG.
The contents of calculation in the correction calculator 17 will be described with reference to this drawing. As described above in the section “Problems to be Solved by the Invention”, the coefficient A is a coefficient when the control signal 9 of the electromagnetic switching valve 7 is converted into displacement of the spool to control the tilt angle of the pump 1. B is a coefficient in which the pump line pressure Ps influences the control of the tilt angle of the pump 1. In the first embodiment, the influence of the pressure Ps on the control of the tilt angle of the pump 1 is converted into a spool displacement amount, and the value is subtracted in advance from the spool displacement amount obtained from the deviation Δθ, and the solenoid operated directional control valve. By generating the control signal 9 of 7, the actual pressure Ps
It is intended to cancel the influence of. Therefore, the correction calculator 17 obtains the spool displacement conversion amount from (B / A) · Ps.

【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。
That is, if the value of the control signal 9 corresponding to the spool displacement of the electromagnetic switching valve 7 is X, the calculated value of the control calculation unit 14 is X1, and the calculated value of the correction calculation unit 17 is X2, X =
It is represented by X1-X2. X1 is represented by a function of f (Δθ), and this function f (Δθ) is determined by the performance of the electromagnetic switching valve 7. X2 is (B / A) · P as described above.
It is represented by s. Specifically, the value of the coefficient B / A is obtained by previously experimentally determining the spool displacement X at which the pump tilt angle is most stable for each pump line pressure by varying the pump line pressure Ps. This experimental result and the function f
It is determined by calculation from X1 obtained by (Δθ).

【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。
For example, if the tilt angle of the pump 1 is the target tilt angle θ
Consider a case where the pressure in the pump line 5 rises while being kept equal to ref. According to the conventional control method, from FIGS. 5 and 6, the front-rear pressure of the electromagnetic switching valve 7 fluctuates due to the increase of S2 · P2 and the increase of the tilt return force K · Ps due to the pressure increase of the oil chamber 3 of the hydraulic cylinder 2. However, at the spool position where the supply and discharge of pressure oil to and from the oil chamber 4 has been zero until now, the supply and discharge of pressure oil to and from the oil chamber 4 cannot be maintained at zero. Therefore, the piston 2a of the hydraulic cylinder 2 moves, which causes a deviation Δθ, and when the deviation Δθ occurs, the electromagnetic switching valve 7 is driven according to the deviation Δθ. Solenoid switching valve 7
Drive the piston 2a of the hydraulic cylinder 2 to move,
The tilt angle of the hydraulic pump 1 reaches the target tilt angle θref, and the deviation Δθ becomes zero. However, when the deviation Δθ becomes zero, the electromagnetic switching valve 7 is controlled so as to make the supply and discharge of the pressure oil to and from the oil chamber 4 zero, but the solenoid switching valve 7 is returned to the previous spool position that does not consider the pressure increase in the pump line 5. Therefore, the supply and discharge of the pressure oil to and from the oil chamber 4 cannot be maintained at zero, and the above operation is repeated.
As a result, the tilt angle of the pump 1 is not stable.

【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。
On the other hand, in the first embodiment of the present invention shown in FIGS. 1 and 2, the amount of pressure change in the pump line 5 is supplied to and discharged from the oil chamber 4 by the correction calculator 17. The signal 9 is corrected in a feed-forward manner by converting the spool position change amount to zero. Therefore, when the tilt angle of the pump 1 reaches the target tilt angle θref and the deviation Δθ becomes zero, the electromagnetic switching valve 7 returns to the spool position where the increase in the pressure Ps of the pump line 5 is corrected. ,
No pressure oil is supplied to or discharged from the oil chamber 4. As a result, the tilt angle of the pump 1 is stable without being affected by the pressure of the pump line 2. In addition, since the effect of pressure change is corrected by feedforward, the response is fast.

【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。
FIG. 3 shows data of an experiment verifying the effect of the present invention. The graph compares the frequency response of the tilt angle of the pump 1 under each condition between the case where the control method of the present invention is adopted and the case where the conventional control method is used. In the graph, the gain is the ratio of the actual tilt angle θmes detected by the tilt angle detection device (potentiometer) 10 to the target tilt angle θref. FIG. 3A shows the frequency response of both when the control gain is optimized. That is, it is a graph in which a certain optimum pump line pressure is specified and the pump line pressure is measured. Under this condition, both the conventional example and the device according to the present invention show substantially the same characteristics. FIG. 3B shows the measurement result when the pump line pressure is higher than the optimum condition, and FIG. 3C shows the measurement result when the pump line pressure is lower than the optimum condition. From these graphs, it is understood that the device of the present invention obtains more stable frequency characteristics than the device of the conventional example even if the pump line pressure changes.

【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。
-Second Embodiment- The second embodiment will be described with reference to FIG. The same parts as those in FIG. 1 of the first embodiment are designated by the same reference numerals and the description thereof will be omitted. In FIG. 4, the electromagnetic switching valve 7A is provided with a pump pressure Ps from the left by a pump line pressure detection line 18.
And the spring force of the spring 19 is applied from the opposite side. This is a method of directly adding to the electromagnetic switching valve 7 a calculation function of converting the influence of the pump line pressure Ps into the displacement of the spool in the first embodiment. That is, the pump line pressure Ps introduced to the pump line pressure detection line 18
Tries to move the spool of the electromagnetic switching valve 7A rightward against the spring 19. The amount of movement of this spool is the first
This corresponds to the displacement amount of the spool based on the calculation value calculated by the correction calculation unit 17 of the embodiment.

【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。
When the amount of movement of the spool by the pump line pressure Ps is X3, the spring constant of the spring 19 is k1, and the pressure receiving area of the spool is D, X3 = (D / k1) · Ps, and the first embodiment In the form of X2 = (B / A) · Ps. The spring constant k1 of the spring 19 can be obtained by an experiment similarly to the coefficient B / A of the first embodiment. That is, the pressure Ps of the pump line 5 is variously changed, the spring constants with which the tilt angle is most stable for each pressure are obtained, and the best spring constant is selected and determined from these experimental results.

【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。
In this way, in the second embodiment as well as in the first embodiment, the tilt angle of the pump 1 can be controlled quickly and accurately even if the pressure in the pump line 5 changes. . The structure of the second embodiment is simpler than that of the first embodiment, and high-responsive control can be expected.

【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。
Since the present invention is configured as described above, it has the following effects. Since the pump tilt angle is controlled in consideration of the pump line pressure in addition to the pump tilt angle, the pump tilt angle can be accurately controlled even if the pump line pressure changes.

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

【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。
FIG. 1 is a configuration diagram of a first embodiment of a pump displacement control device according to the present invention.

【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。
FIG. 2 is a block diagram of the first embodiment of the pump displacement control device according to the present invention.

【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。
FIG. 3 is a graph of comparative experiment results of the first embodiment of the pump displacement control device according to the present invention and a conventional example.

【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。
FIG. 4 is a configuration diagram of a second embodiment of the pump displacement control device according to the present invention.

【図5】ポンプ容量制御装置の従来例の構成図である。FIG. 5 is a configuration diagram of a conventional example of a pump displacement control device.

【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。
FIG. 6 is a modeled configuration diagram of a conventional example of a pump displacement control device.

【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。
FIG. 7 is a block diagram of a conventional example of a pump displacement control device.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

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 1 Hydraulic Pump 2 Hydraulic Cylinder 2a Hydraulic Cylinder Piston 3, 4 Oil Chamber 5 Pump Line 6 Drain Tank 7, 7A Electromagnetic Switching Valve 8, 8A, 8B Control Device 9, 9A, 9B Control Signal 10 Potentiometer 11, 13 Deviation Section 12 Target tilt angle command device 14 Control calculation unit 15 Pressure detection device 17 Correction calculation unit 18 Pump line pressure detection line 19 Spring

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] 【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。
1. A pump displacement control method for controlling a tilt angle of a variable displacement hydraulic pump to a target tilt angle, wherein a tilt angle command value, a tilt angle measured value, and a discharge pressure of the pump are used. A pump displacement control method comprising controlling a tilt angle of the variable displacement hydraulic pump so as to achieve the target tilt angle.
【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。
2. A control amount such that the deviation becomes zero is obtained from the deviation between the command value and the actual measurement value, and the influence of the discharge pressure of the variable displacement hydraulic pump on the tilt angle is offset. The pump displacement control method according to claim 1, wherein the control amount is corrected as described above.
【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。
3. A command device for instructing a target tilt angle of the variable displacement hydraulic pump, a tilt angle detector for detecting an actual tilt angle of the variable displacement hydraulic pump, and a discharge pressure of the variable capacity hydraulic pump. A pressure detector for detecting, a tilting member driving device for driving a tilting member of the variable displacement hydraulic pump to adjust the tilting angle, a target tilting angle, and a tilting angle detected by the tilting angle detector. A signal generation device that generates a signal for controlling the tilting member driving device so as to achieve the target tilting angle based on the actual tilting angle and the discharge pressure detected by the pressure detector. A pump displacement control device characterized in that
【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。
4. The signal generating device obtains a control amount from the deviation between the target tilt angle and the actual tilt angle so that the deviation becomes zero, and the discharge pressure of the variable displacement hydraulic pump is adjusted to the above-mentioned value. 4. The pump displacement control device according to claim 3, wherein the control amount is corrected so as to cancel the influence exerted on the tilt angle and the signal is generated.
【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。
5. A command device for instructing a target tilt angle of a variable displacement hydraulic pump, a tilt angle detector for detecting an actual tilt angle of the variable displacement hydraulic pump, and a tilting member of the variable displacement hydraulic pump. A tilt cylinder that drives the tilt cylinder to adjust the tilt angle; a solenoid valve that controls the amount of expansion and contraction of the tilt cylinder to adjust the position of the tilt member; the target tilt angle and the tilt angle detection. A valve control device that controls the displacement amount of the solenoid valve so that the deviation from the actual tilt angle detected by the device is zero, and the discharge pressure of the hydraulic pump is applied to the solenoid valve. The pump displacement control device is characterized in that the position of the solenoid valve is controlled so as to cancel the influence of the discharge pressure on the tilt angle.
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