JPS6231766A - 静油圧駆動制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、油圧ショベル等の建設機械又はその他産業用
機械に使用される静油圧駆動制御装置に関する。

〔従来の技術〕

従来の静油圧駆動装置の一例として第４図のように構成
したものがある。図において１は駆動機、２はこの駆動
機１により、駆動される可変容積膨油圧Ｉンｆ（以下油
圧ポンプと称す）、３け油圧モータ等の油圧アクチェー
タ、４はこの油圧アクチェータ３により駆動される負荷
、５は操作レバー、６は制御装置、７はこの制御装置６
の出力により上記油圧ボン７°３の吐出容量を変えるた
めの斜板駆動装置、８はクロスオーバーＩＪ　ＩＪ−フ
弁である。上記油圧ボンデ２と油圧アクチェータ３は管
路１１．１．により直結され閉回路を構成している。

第５図は上記袋はの制御回路図であり、５は操作レバー
で、この操作により油圧アクチェ−タの速度指令信号ω
、が変るようになっている。

９はこの速度指令信号ω３と実際の油圧アクチェータ３
の速度信号ω１と分比較し速度偏差Δωを出力する比較
点である。１０は上記速度偏差Δωを入力し設定差圧Ｐ
、を出力する関数発生器、１１はこの関数発生器１０よ
り出力される設定差圧Ｐ。

と実際の油圧アクチェータ３の作動差圧Ｐ、を比較し差
圧偏差ΔＰを出力する比較点、１２はこの比較点１１の
差圧偏差ΔＰを入力し圧力制御信号りを演算する制御演
算器、１４はフィーＰ　ｔ４　ｙりｒイン、１３は油圧
アクチェータ３の速度（１号にフィードバックダイン１
４を乗じた信号ｅ１と上記制御演算器１２の圧力制御信
号ｅ、とを加算しこの信号ｅを出力する加算点である。

７は斜板駆動装置、１５は油圧駆動系を示している。

上記のような構成の静油圧駆動装置において、操作レ−
４−５を操作すると油圧アクチェータ３の速度指令信号
ω、が出力さ孔比較点９で実際の油圧アクチェータ３の
速度信号ω１と比較され、速度偏差Δωにより関数発生
器１０で油圧アクチェータ３の設定差圧Ｐ、が出力され
、比較点１）にて実際の油圧アクチェータ３の作動圧Ｐ
ａと比較される。比較点１１での差圧偏差ΔＰをもって
制御演算器１２にて圧力制御信号ｅ、が求められ加算点
１３にて、油圧アクチェータ３の速度信号ω、にフィー
ドパ、りｒイン１４を乗じた信号ｅ、と加え合わせられ
、この信号ｅにて斜板駆動装置２を動かし、油圧ボンデ
２の吐出容量を変え油圧アクチェータ３の作動圧及び速
度を制御する。

第６図は上記関数発生器１ｏの特性を示している。関数
発生器１０の入力は速度指令信号ω８と実際の速度信号
ω１との速度偏差Δωであり、関数発生器１０の出力は
設定差圧Ｐ８である。設定差圧Ｐ８は速度偏差Δωが図
中の−ω。からω。の間にある時は速度偏差Δωに比例
し、速度偏差Δωが→。以下の時は負の最大差圧−Ｐ。

０を速度偏差Δωがω。以上の時は正の最大差圧Ｐｍａ
Ｘとなる。

〔発明が解決しようとする問題点〕

以上述べた従来の技術には馬力制限が考慮されていない
ので、以下の問題が生ずる。

（！１　静油圧駆動装置の最大出方馬方が駆動！！１の
出力馬力を越える場合、あるいは駆動機１が静油圧駆動
装置の他に駆動装置を並列に動かす時、被駆動側の馬方
の総合計が駆動機１の出方馬力を越える場合駆動機１が
過負荷になり、エンストを起こす。

（２）　　静油圧駆動装置は、負荷制動時に駆動機ＩＫ
動力回収を行なうが、この際静油圧駆動装置から駆動機
１に伝わる動力が過大であると駆動ｐ＆１の回転数が異
常に上昇し、駆動機１を破損する危険がある。

そこで、本発明は負荷駆動時の駆動機の過負荷を防止で
き、負荷制動時の駆動機のオーバースピードを防止でき
る静油圧駆動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〕

本発明は上記問題点を解決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、可変容積膨油
圧ゾンデと負荷を駆動する油圧アクチェータとを管路に
て直結した静油圧駆動装置において、駆動馬力社制動馬
力と設定する設定器と、負荷の、駆動と制動状態を判定
しこれに基づき上記馬力設定器を選択する判定器と、設
定された馬力と上記油圧アクチェータの速度とにより馬
力制限差圧を算出する演算器とを備えたものである。

〔作用〕

このような構成により、油圧アクチェータの実際の作動
差圧をフィードバックし負荷を駆動する際に駆動時の馬
力が設定馬力を越える時は駆動設定馬力にて駆動するよ
うに制御して駆動機への過負荷を防止し、負荷を制動す
る際には制動時の馬力が設定馬力を越える時には制動設
定馬力にて制動するように制御して駆動機のオーバース
ピードを防止できる。

〔実施例〕

以下、本発明の静油圧駆動制御装置の一実施例について
第１図〜第３図を参照して説明する。

第１図はこの制御回路を示すもので第１図において馬力
制限回路以外の回路構成については、第５図と同じであ
るので、その説明を省略する。

第１図において馬力制御部は以下の要素より構成されて
いる。１６は馬力設定器で、これは駆動馬力を設定する
駆動馬力設定器１６＆と制動馬力を設定する制動馬力設
定器１６ｂとからなっている。１７は負荷の駆動、制動
状態を判定する判定器で、これは油圧ポンプ斜板角信号
φと作動差圧Ｐａとを乗算する乗算器１７１とこの乗算
器Ｊ７＆の出力をもとに設定馬力を切換える切換スイッ
チ１７ｂとからなっている。１８は馬力制限差圧演算器
でこれは上記切換スイ。

チ１７ｂが設定された馬力Ｗ８を油圧アクチェータ３の
速度ω１で除算する除算器１８ｈと、この除算器１８ａ
の出力から馬力制限差圧ＰＷを出力する換算係数器１８
ｂとからなっている。１９は最小値選択器で、関数発生
器１０からの設定圧Ｐｔと上記換算係数器馬力制限差圧
Ｐ、との最小値を選択するものである。

以下このように構成された制御回路の動作について説明
するが、はじめに馬力制限回路の作用のみについて説明
する。駆動、制動判定器１７では乗算器１７＆で斜板角
信号φと油圧アクチェータ３の作動差圧Ｐ１との積が求
められるが、油圧アクチェータ３が駆動時では作動差圧
Ｐ１と斜板角信号φは同符号となり乗算器１７ａの出力
は正となり、一方制動時は上記の反対であり乗算器１７
＆の出力は負となる。従って、乗算器１７ｈの出力によ
り切換スイッチ１７ｂにて設定馬力Ｗ、が切換えられる
。

次に設定馬力Ｗ８から馬力制限差圧Ｐｗを算出する過程
について説明する。設定馬力Ｗ、は流量Ｑと馬力制限差
圧Ｐ７との積に比例定数Ｃ１を乗じたもので次式で表わ
される。

Ｗ、＝ＣＩＱｐｗ、、、、・・（１） 一方流量Ｑは油圧アクチェータ３の速度ω１に比例する
。比例定数０２とすると Ｑ　＝Ｃｚω１　　　　　・・・・・・（２）ｆｉ＋　
、　（２１式より馬力制限差圧ＰＷはここで。へ、は換
算係数器１８ｂに相当する。

以上の関係により設定馬力Ｗ１を油圧アクチェータ３の
速度ω、で除算し換算係数器１８ｂにて馬力制限差圧Ｐ
Ｗが設定されることになる。

次に第２図、第３図に基づき第１図の制御回路の作用に
ついて説明する。第２図は定馬力制御の油圧ポンプの圧
力−流量特性を示す図、第３図は第１図の制御回路の作
動状況図である。

第１図において油圧アクチェータ３が停止状態から操作
レバー５を操作すると油圧アクチェータ３の速度指令ω
３が設定される。最初比較点９での速度偏差Δωは第６
図の関数発生器１０の折れ点ω。より大きくなり関数発
生器１０からの出力は最大設定差圧Ｐｒｎ１工となる。

一方油圧アクチエータ３の速度ω１は油圧ポンプ２の吐
出流量Ｑに比例するので、第２図より油圧アクチェータ
３の速度ω、が低く、油圧ポンプ２の吐出流量Ｑが第２
図のＥからＣの範囲では、馬力制限差圧ｐｗ＞関数発生
器１０の設定差圧Ｐｔの関係になり油圧アクチェータ３
は最大設定差圧Ｐｍａｘにて駆動され、加速し続ける（
第３図の■領域）。

そして油圧アクチェータ３の速度ω１が大キくなり、第
４図の油圧ポンプ２の吐出流ｉＱが第２図のＣを越える
と馬力制限差圧ｐｗ＜関数発生器１０による設定差圧Ｐ
ｔの関係になり馬力制限差圧ＰＷにて油圧アクチェータ
３は駆動される（第３図の■領域）、油圧アクチェータ
３の速度ω１が指令速度ω３に近づくと、馬力制限差圧
ｐｖ＞関数発生器１０による設定差圧となり関数発生器
１０による設定差圧Ｐｔにより油圧アクチェータ３は駆
動され緩やかに指令速度ω１に整定して行く（＠３図の
■領域）。

次に操作レバー５を中立に戻すと、油圧アクチェータ３
の指令速度ω１は０となり、比較点９での速度偏差Δω
は→。より小さくなり、関数発生器１０の設定差圧Ｐｔ
は負の最大設定差圧−Ｐｆｎｌ！が出力され、油圧アク
チェータ３が減速しはじめる（第３図の■領域）。油圧
ポンプ２の消費馬力が制動馬力設定値を越えると、最小
値選択器１９により馬力制限差圧ＰＷが設定され、馬力
制限差圧Ｐｙにて油圧アクチェータ３は誠速し続ける（
第３図のω領域）。

油圧アクチェータ３の速度ω１が低下し油圧ポンプ２の
流ｉ−Ｑが第２図のＣ以下になると、馬力制限差圧ＰＷ
〉関数発生器１０による設定差圧Ｐｔとなり油圧アクチ
ェータは負の最大設定差圧Ｐｍａ工にて減速される（第
３図の■領域）、油圧アクチェータ３の速度ω１が０に
近づくと、馬力制限差圧ｐｗ＞関数発生器１０による設
定差圧Ｐｔにて油圧アクチェータは減速され緩やかに停
止する（第３図の■領域）。

以上述べた本発明の実施例によれば、駆動、制動判定器
１７で駆動か制動かの運転状態を判定し、これに基づき
馬力設定器１６ｍ、１６ｂを選択し馬力を設定、この設
定馬力と油圧アクチェータ３の速度から馬力制限差圧演
算器１８で馬力制限差圧を求め、これと関数設定器１０
で設定される差圧とを最小値選択器１９で選択し、この
選択した小さい差圧を油圧アクチェータ３の設定差圧と
し、油圧アクチェータの作動差圧を制御したので、駆動
時の駆動機１の過負荷の防止、及び制動時の駆動機１の
オーバースピードを防止できる。

〔発明の効果〕

以上述べた本発明は、可変容積形油圧ポンプと負荷を駆
動する油圧アクチェータとを管路にて直結した静油圧駆
動装置において、駆動馬力と。

驚 制動馬力と設定する設定器と、上記負荷の駆動と制動状
態を判定し、これに基づき上記馬力設定器を選択する判
定器と、設定された馬力と上記油圧アクチェータの速度
とにより馬力制限差圧を算出する演算器とを備え、上記
油圧アクチェータの実際の作動差圧をフィード・々ツク
し上記負荷を、駆動する際に、駆動時の馬力が設定馬力
を越える時は駆動設定馬力にて駆動するように制御し、
負荷を制動する際には制動時の馬力が設定馬力を越える
時には制動設定馬力にて制動するように制御することを
特徴とするものである。

従って、負荷駆動時の駆動機の過負荷を防止でき負荷制
動時の過大な回収馬力による駆動機のオーバースピード
を防止できる静油圧駆動制御装置を提供できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による静油圧駆動制御装置の一実施例を
示す制御回路図、第２図は第１図の動作を説明するため
の定馬力制御の油圧ポンプの圧力と流量の特性図、第３
図は第１図の作動状況図、第４図は静油圧駆動装置の基
本構成図、第５図は従来の制御回路図、第６図は第４図
の関数発生器の特性図である。 １・・・駆動機、２・・・可変容積形油圧ポンプ、３・
・・油圧アクチェータ、１０・・・関数発生器、１６・
・・馬力設定器、１６ａ・・・駆動馬力設定器、１６ｂ
・・・制動馬力設定器、１７・・・駆動制動判定器、１
７鳳・・・乗算器、１７ｂ・・・切換スイッチ、１８・
・・馬力制限差圧演算器、１８ｈ・・・除算器、１８ｂ
・・・換算係数器、１９・・・最小値選択器。 出願人代理人　　弁理士　鈴　江　武　彦第３図 第４図 第６図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 可変容積形油圧ポンプと負荷を駆動する油圧アクチエー
   タとを管路にて直結した静油圧駆動装置において、駆動
   馬力と制動馬力を設定する設定器と、上記負荷の駆動と
   制動状態を判定し、これに基づき上記馬力設定器を選択
   する判定器と、設定された馬力と上記油圧アクチエータ
   の速度とにより馬力制限差圧を算出する演算器とを備え
   、上記油圧アクチエータの実際の作動差圧をフィードバ
   ックし上記負荷を駆動する際に駆動時の馬力が設定馬力
   を越える時は駆動設定馬力にて駆動するように制御し、
   負荷を制動する際には制動時の馬力が設定馬力を越える
   時には制動設定馬力にて制動するように制御することを
   特徴とする静油圧駆動制御装置。