JPS6239295B2

JPS6239295B2 -

Info

Publication number: JPS6239295B2
Application number: JP57048336A
Authority: JP
Inventors: Hiroshi Watanabe; Eiki Izumi; Yukio Aoyanagi; Kazuo Pponma; Yoshio Nakajima
Original assignee: Hitachi Construction Machinery Co Ltd
Current assignee: Hitachi Construction Machinery Co Ltd
Priority date: 1982-03-26
Filing date: 1982-03-26
Publication date: 1987-08-21
Also published as: JPS58166102A

Description

【発明の詳細な説明】本発明は可変容量油圧ポンプと、このポンプに
よつて駆動されるアクチユエータ手段とが接続さ
れて成り、アクチユエータ手段の動作速度はポン
プの押しのけ容積可変部材の位置によつて制御さ
れる油圧回路の制御装置に係り、特にそのポンプ
の押しのけ容積可変部材の動作速度を所定の最大
速度以下に制限することによりアクチユエータ手
段の加速度制御を行なうようになつた油圧回路の
制御装置に関する。

可変容量油圧ポンプとこのポンプによつて駆動
されるアクチユエータとが接続されて成る上記油
圧回路は、例えば油圧シヨベルや油圧クレーンな
どの土木・建設機械、及び石炭採掘用の油圧掘削
機などに使用することが提案されている。この場
合例えば油圧シヨベルにおいては、ブーム、アー
ム、バケツト、走行体、旋回体などの作業部材が
上記油圧回路装置のアクチユエータを構成する油
圧シリンダや油圧モータなどによつて駆動され
る。このような油圧回路において、アクチユエー
タの動作速度はポンプの押しのけ容積で決定され
るので、例えばブームの動作開始時にブームシリ
ンダに接続されたポンプの押しのけ容積可変部材
又は斜板を急速に動作させ押しのけ容積を急激に
増加すると、ブームシリンダが急に動かされ、大
きなシヨツクを生じる。減速時も同様で、急激に
油圧ポンプの押しのけ容積を減ずると、大きなシ
ヨツクを生じると共に、制御不能の状態に陥るこ
とがある。また、走行において、スタート時のシ
ヨツクで運転者が揺れ、操作レバーが動いてしま
い、その結果運転者を介してハンチング現象を起
こしてしまう。

上述した問題を解決するため、可変容量ポンプ
の押しのけ容積可変部材又は斜板をその動作速度
を予じめ設定された最大速度以下に制限しながら
制御する制御方法が、例えば日本特開昭56−
59006号公報に提案されている。

前述したように油圧回路において、アクチユエ
ータの動作速度は可変容量油圧ポンプの押しのけ
容積によつて決まつてくるが、押しのけ容積は押
しのけ容積可変部材の位置によつて決定される。
押しのけ容積可変部材は斜板ポンプにおいては斜
板である。従つて斜板ポンプを用いた油圧回路に
おいてはアクチユエータの動作速度は斜板の位置
によつて決まり、アクチユエータの加速度は斜板
の動作速度を変えることによつて制御される。

上記従来の制御方法において、操作レバーによ
つて斜板の位置指令値を示す操作信号が出力され
ると、位置指令値の増加速度あるいは減少速度が
予め設定された最大速度と比較される。その結
果、位置指令値の変化速度が設定最大速度より大
である場合には設定最大速度で、小である場合に
は位置指令値の変化速度そのままで、位置指令値
を増減し、斜板位置検出用の変位計の出力と比較
しつつ、斜板駆動装置へ出力する。かくして、可
変容量油圧ポンプの斜板は動作速度を設定最大速
度以下に制限されながらその位置を操作レバーに
より指令された位置に移すように制御される。こ
のように構成されると、設定最大速度を各アクチ
ユエータの駆動する作業部材に適した値とするこ
とにより、シヨツクの無い円滑な動作を行わせる
ことができる。これをアクチユエータの加速度制
御又は斜板の速度制御と呼んでいる。

ところで、設定最大速度は各作業部材毎に一定
の値であり、作業部材のうちでもブームや走行体
のように慣性の大きいものに対しては最大速度を
小さく設定しなければならない。そのため、設定
最大速度の小さい作業部材については作業部材を
停止させようとしても急には止まらないことにな
る。例えば走行などで急停止しなくてはならない
時には、非常に危険である。また、目標位置に正
確に作業部材を停止させたり、作業部材の運動方
向を急に逆転させたりすることも困難になる。

また、その設定最大速度は通常急に操作レバー
を中立位置から一杯に操作した時、アクチユエー
タの動きが緩慢にならず、しかも、シヨツクが少
ない適当な一定値に設定される。従つてその設定
最大速度は、操作レバーの操作量が少ない時、つ
まり油圧アクチユエータの動作速度が小さくわず
かなシヨツクも問題となるような微妙な操作をし
たい時には大きすぎる値である。そのためそのよ
うな微操作時にも操作レバーを急速に動かすと設
定された最大速度でアクチユエータが動き、シヨ
ツクを生じてしまう。さらに、通常の操作時にお
いてもアクチユエータの動き始めの圧力の立ち方
は斜板速度に影響されるので従来の制御方法では
アクチユエータの動き始めにピーク圧が発生し、
シヨツクが起きる。

従つて本発明の目的は、上述した問題点を解決
し、通常の操作時には緩慢でなくかつシヨツクの
少ない滑らかな動作をアクチユエータに行わせる
ことができ、しかもアクチユエータ緊急停止時、
アクチユエータの負荷の位置決め時、アクチユエ
ータの動作方向を急に逆転させる時には、アクチ
ユエータの動作を敏速にすることができ、さらに
アクチユエータの起動時及び微操作時にもシヨツ
クのほとんど発生しないアクチユエータ動作を行
なうことのできる油圧回路の制御装置を提供する
ことである。

本発明の他の目的は、アクチユエータの緊急停
止時、アクチユエータの負荷位置決め時、アクチ
ユエータの逆転操作時に、敏速でかつシヨツクの
少ないアクチユエータ動作を得ることができ、さ
らにアクチユエータの高速動作時にはアクチユエ
ータの微妙な速度調整を容易に行なえる油圧回路
の制御装置を提供することである。

上記目的を達成するため本発明によれば、可変
容量油圧ポンプと、該ポンプによつて駆動される
アクチユエータ手段とが接続されて成り、前記ア
クチユエータ手段の動作速度が前記ポンプの押し
のけ容積可変部材の位置によつて制御される油圧
回路の制御装置であつて、前記ポンプの押しのけ
容積可変部材の位置を指令し従つて前記アクチユ
エータ手段の動作速度を指令する操作信号を発生
する操作装置と、前記押しのけ容積可変部材の実
際の位置を示す検出信号を発生する検出装置と、
前記操作信号及び検出信号に基づいて、前記押し
のけ容積可変部材をその動作速度を設定最大速度
以下に制限しながら制御するポンプ制御装置とを
有する油圧回路の制御装置において、前記押しのけ容積可変部材の動作速度について
第１の設定最大速度及び第１の設定最大速度より
も大きい第２の設定最大速度が予じめ設定されて
おり、前記操作信号により指令された前記アクチ
ユエータ手段の動作方向とその実際の動作方向と
が等しい時には前記第１の設定最大速度を選択
し、前記押しのけ容積可変部材が実際の中立位置
になく前記操作信号が前記押しのけ容積可変部材
の中立位置を指示している時、又は該操作信号に
より指令された前記アクチユエータの動作方向が
その実際の動作方向と反対である時は前記第２の
設定最大速度を選択する最大速度設定装置を有
し、前記ポンプ制御装置は前記最大速度設定装置で
選択された第１又は第２の設定最大速度に基づい
て前記押しのけ容積可変部材の速度制御を行なう
ように構成されており、前記最大速度設定装置は、前記第１の設定最大
速度を発生する第１の手段と、前記第２の設定最
大速度を発生する第２の手段とを有し、前記第１
の設定最大速度は、前記操作信号が前記押しのけ
容積可変部材をその中立位置から離すように変化
するに従つてその絶対値が大きくなるように該操
作信号と関数関係にあり、前記第２の設定最大速
度は、前記操作信号が前記押しのけ容積可変部材
をその通常及び逆の最大位置の一方から中立位置
に向かわせるように変化するに従つて、絶対値が
大きくなり、前記操作信号が前記押しのけ容積可
変部材を前記中立位置付近から他方の最大位置に
向けて動作させるように変化した時には、絶対値
がそれよりも大きくなるように該操作信号と関数
関係にあることを特徴とする制御装置が提供され
る。

以下本発明の好適実施例を図面を参照して説明
する。

第１図において、油圧回路が全体的に符号２で
示されており、油圧回路２は、可変容量油圧ポン
プ４と、ポンプ４によつて駆動される油圧モータ
即ちアクチユエータ６とが閉回路に接続されて成
つている。ポンプ４はこの実施例では斜板ポンプ
であり、斜板８が押しのけ容積可変部材を構成し
ている。斜板８の角度即ち位置は駆動装置１０に
よつて変えられる。ポンプ４は斜板８の位置に対
応した押しのけ容積でアクチユエータ６を駆動す
る。即ちアクチユエータ６の動作速度は斜板８の
位置によつて決まりかつ斜板８の位置を変えるこ
とによつて増減する。またアクチユエータ６の加
速度又は減速度は斜板８の動作速度によつて決定
される。

斜板駆動装置１０は入力信号に応じた位置に斜
板８を駆動することのできる任意のサーボ弁機構
とすることができ、また国際公開番号wo81／
01031号公報の第３図に示される構造とすること
ができる。

なお第１図において油圧回路の構成を簡略化し
て示すため、ブラツシング弁などの付属部材は省
略されている。

油圧回路２は、本発明の一実施例である制御装
置１６０により制御される。制御装置１６０は、
斜板８の位置を指示しアクチユエータ６の動作方
向及び動作速度を指示する操作装置である操作レ
バー１４と、斜板８の位置を検出する変位計１６
と、操作レバー１４の出力信号即ち操作信号Ｘ_L
及び変位計１６の出力信号即ち斜板位置信号Ｙ_L
を入力して、斜板８の動作速度の最大値を指示す
る最大速度設定回路１６２と、操作信号Ｘ_L及び
斜板位置信号Ｙ_Lと回路１６２の出力信号即ち最
大速度信号αとを入力し、駆動装置１０を駆動す
るための出力信号Ｚを発生するポンプ制御回路１
６４とを有する。

最大速度設定回路１６２は、操作信号Ｘ_Lに対
応した第１、第２及び第３の設定最大速度α_１，
α_２及びα_３の信号をそれぞれ発生する第１、第
２及び第３の設定最大速度発生回路１６６，１６
８及び１７０と、斜板位置信号Ｙ_Lを判定しＹ_L≧
０の時には“１”信号を入力し、Ｙ_L＜０であれ
ば“０”信号を出力するコンパレータ１７２と、
斜板位置信号Ｙ_Lと操作信号Ｘ_Lとを比較してＸ_L
≧Ｙ_Lであれば“１”信号を出力し、Ｘ_L＜Ｙ_Lで
あれば“０”信号を出力するコンパレータ１７４
と、コンパレータ１７２，１７４の出力が同じで
あれば“０”信号を出力し、異なる時に“１”信
号を出力する排他的論理和（EXOR）回路１７６
と、EXOR回路１７６の出力が“１”の時ｂ端子
側に、“０”の時ａ端子側に切換わるスイツチ１
７８と、コンパレータ１７２の出力が“１”の時
ｂ端子側に、“０”の時ａ端子側に切換わるスイ
ツチ１８０とを有する。

第１の設定最大速度発生回路１６６における操
作信号Ｘ_Lと第１の設定最大速度α_１との関係
は、第２図に示すような関数となつている。即
ち、操作信号Ｘ_Lが正の範囲において、Ｘ_LがＸ_L1
＝1/4Ｘ_Lnaxで示されるＸ_L1以下の時にはα_１は
最小の値α₁₁となり、Ｘ_LがＸ_L1を越えた時には
α_１はα₁₁にＸ_Lの増加に比例して増加する値を
加えた値となり、Ｘ_Lが最大操作量Ｘ_Lnaxに近ず
いた所定の値になつた時にはα_１は最大のα₁₂と
なる。また操作信号Ｘ_Lが負の範囲では、α_１が
正の範囲のα_１を反転させた値となる。α₁₁は微
操作又はアクチユエータの起動時アクチユエータ
にシヨツクの出ない値であり、α₁₂は操作レバー
を中立位置からいつぱいに操作した時アクチユエ
ータの動きが緩慢にならない値である。

第２の設定最大速度発生回路１６８における操
作信号Ｘ_Lと第２の設定最大速度α_２との関係
は、第３図に示すような関数となつている。即
ち、α_２は常に正の範囲にあり、操作信号Ｘ_Lが
負の最大操作量−Ｘ_Lnax及びその近くにある時に
はα_２は最小の値α₂₁となり、Ｘ_Lがそこから増
加するに従つてα_１はほぼ直線的に増加して、Ｘ
_Lが零に近い所定の範囲に入るとα_２は中間の値
α₂₂となり、Ｘ_Lが後述するポンプ制御回路の不
感帯の下限Ｘ_La以上になると、α_２は最大の値α
₂₃となる。また第３の設定最大速度発生回路１７
０における操作信号Ｘ_Lと第３の設定最大速度α
_３との関係は、第４図に示すように、第３図に示
すＸ_Lとα_２との関係を反転させたような関数関
係にある。即ちα_３は常に負の範囲にあり、操作
信号Ｘ_Lが正の最大操作量Ｘ_Lnax及びその近くに
ある時にはα_３は、絶対値が最小のα₃₁となり、
Ｘ_Lがそこから減少するに従つてα_３はその絶対
値はほぼ直線的に増加して、Ｘ_Lが零に近い所定
の範囲に入るとα_３は中間の値α₃₂を示し、Ｋ_L
が後述するポンプ制御回路の不感帯の上限Ｘ_Lb以
下になると、α_３は、絶対値が最大のα₃₃とな
る。

第２の設定最大速度発生回路１６８において、
α₂₁は、操作レバーが負の最大操作量位置及びそ
の近くにある状態で、操作レバーを少し戻して微
妙な速度調節をした時、又は操作レバーを大きく
戻した減速初期時に、アクチユエータにシヨツク
の発生しない値である。第３の設定最大速度発生
回路１７０におけるα₃₁は、操作レバーが正の最
大操作量位置及びその近くにある時の、α₂₁と同
様な値である。また第２の設定最大速度発生回路
１６８においてα₂₃は、操作レバーが負の操作量
範囲にある場合の緊急停止時、アクチユエータの
負荷の位置決め時、又は逆転操作時にアクチユエ
ータを急速に減速させることのできる値であり、
第３の設定最大速度発生回路１７０におけるα₃₃
は、操作レバーが正の操作量範囲にある場合の、
α₂₃と同様な値である。従つてα₂₃及び｜α₃₃｜
は、第１の設定最大速度発生回路１６６における
最大の値α₁₂より大きい値に設定されている。

ポンプ制御回路１６４は、第５図に示すよう
に、操作信号Ｘ_Lから斜板位置信号Ｙ_Lを減じる加
算器１８０と、加算器の出力である偏差信号△Ｘ
を微分しそれを時間に対する変化量△Ｘ〓に変換す
る微分器１８２と、△Ｘ〓をその絶対値｜△Ｘ〓｜に
変換する絶対値回路１８４と、設定最大速度信号
αをその絶対値｜α｜に変換する絶対値回路１８
６と、｜△Ｘ〓｜及び｜α｜を入力し、｜△Ｘ〓｜≧
｜α｜の時には“０”信号を出力してスイツチ１
９０をｂ端子側に切換え、｜△Ｘ〓｜＜｜α｜の時
には“１”信号を出力してスイツチ１９０をａ端
子側に切換えるコンパレータ１９２と、スイツチ
１９０の出力信号を増幅してポンプ制御信号Ｚと
して出力する増幅器１９４とを有する。スイツチ
１９０のａ端子には△Ｘ〓が送られ、ｂ端子にはα
が送られる。従つて、｜△Ｘ〓｜＜｜α｜の時には
スイツチ１９０はａ端子側に切換えられて△Ｘ〓に
基づく信号Ｚが発生し、｜△Ｘ〓｜≧｜α｜の時に
はスイツチ１９０はｂ端子に切換えられて、αに
基づく信号Ｚが発生する。

またポンプ制御回路１６４は、操作レバー１４
の中立位置付近での微動によりアクチユエータが
不要な動きをすることを防止するため操作信号Ｘ
_Lが第２図〜第４図のＸ_La〜Ｘ_Lbの間ポンプ制御
信号Ｚが零になるような不感帯を有している。

以上の制御装置１６０の動作を第６図に示すタ
イミングチヤートを参照して説明する。

第６図においてt₀は、操作信号Ｘ_L及び斜板位
置信号Ｙ_Lが共に零の状態にある時点を示す。こ
の時点からt₁までの間に操作レバー１４をＸ_Lnax
まで急に操作すると、第１図に示す設定最大速度
発生回路１６２においてコンパレータ１７２がＹ
_L≧０であるので“１”を出力する。また斜板位
置は、ポンプ制御回路１６４の速度制御のため操
作信号の変化よりも遅れて変化するので、Ｘ_L≧
Ｙ_Lとなり、コンパレータ１７４は“１”を出力
する。そのためEXOR回路１７６は入力が共に
“１”であるので、“０”を出力し、スイツチ１７
８をａ端子側に切換える。その結果第２図に示す
関数を持つ第１の設定最大速度発生回路１６６が
選択される。従つて最大速度設定回路１６２は設
定最大速度として、t₀からt₁の間にα₁₁からα₁₂を
出力し、その後のt₁からt₂でα₁₂を出力し、ポン
プ制御回路１６４は、この設定最大速度以下の速
度で斜板が動くように駆動装置１０へ信号Ｚを出
力し、斜板位置を操作信号Ｘ_Lnaxに対応するＹ_Ln
_ａｘまで動かす。従つてt₀からt₂の間斜板８は、初
めはα₁₂以下の緩やかな速度で動き、ほぼt₁以降
α₁₂の通常の速度で動く。従つてシヨツクの出な
いアクチユエータの起動と緩慢でないアクチユエ
ータの動作を得ることができる。

次に第６図のt₃の時点からt₄までの間に急に操
作レバー１４を中立位置に戻すと、第１図におい
てコンパレータ１７２の出力はＹ_L≧０であるの
で“１”のままであるが、ポンプ制御回路１６４
による斜板の速度制御のためにＸ_L＜Ｙ_Lとなつて
コンパレータ１７４の出力は“０”となる。その
ためEXOR回路１７６の入力が“１”と“０”と
なり出力は“１”となる。従つてスイツチ１７８
はｂ端子側に切換わる。この時、コンパレータ１
７２の出力は“１”であるのでスイツチ１８０は
ｂ端子側に切換えられる。その結果、第４図に示
す内容の第３の設定最大速度発生回路１７０が選
択される。従つて第６図のt₃からt₅の間におい
て、回路１６２は設定最大速度として、操作信号
がＸ_La〜Ｘ_Lbの不感帯に入る前は第４図のα₃₁か
らα₃₂、そして不感帯に入るとα₃₃を出力し、ポ
ンプ制御回路１６４はその設定最大速度に従つて
斜板８を中立位置へ戻す。従つてt₃直後の操作初
期時には斜板８はα₃₁〜α₃₂の緩やかな速度で動
き、シヨツクの少ないアクチユエータの減速を行
なうことができ、ほぼt₄からt₅の間は斜板８はα
₃₃の速い速度で動き、緊急停止時、負荷の位置決
め時などにすばやくアクチユエータを停止させる
ことができる。また例えば操作レバーを中立位置
まで戻さずに第４図のＸ_L0付近まで微少量戻し、
アクチユエータの微妙な速度調節をしたい時に
は、設定最大速度としてα₃₁が出力される。従つ
て斜板８はα₃₁の緩やかな速度で動き、アクチユ
エータの微妙な速度調節を容易に行なうことがで
きる。

次に第６図t₆からt₇に示すように操作レバーを
Ｘ_L1の位置まで操作する。その時はt₀からt₂の場
合と同様にＹ_L≧０、Ｘ_L≧Ｙ_Lであるからコンパ
レータ１７２，１７４の出力が共に“１”とな
り、EXOR回路１７６の出力は“０”となり、第
１の設定最大速度発生回路１６６が選択される。
その時回路１６６において、第２図に示すように
Ｘ_L＝０〜Ｘ_L1の間は設定最大速度は、一定のα
₁₁であるので、ポンプ制御回路１６４は、斜板８
を第６図のt₆からt₈に示すようにα₁₁の緩やかな
速度でＸ_L1に対応する位置まで動かす信号Ｚを駆
動装置１０へ出力する。従つて、操作量の少ない
微操作時などに不用意に操作レバーを急激に操作
してもシヨツクが出ず、細かい操作が行ない易く
なる。

次に第６図t₉からt₁₂に示すように操作レバーを
Ｘ_Lnaxから−Ｘ_Lnaxへ急に操作した時について説
明する。まずt₉からt₁₀及びt₁₀からt₁₁の間、Ｙ_L≧
０，Ｘ_L＜Ｙ_Lであるので第１図のコンパレータ１
７２が“１”を出力し、コンパレータ１７４が
“０”を出力し、第６図のt₃からt₅の場合と同様に
第４図の内容の第３の設定最大速度発生回路１７
０が選択される。そのためt₉からt₁₀の間はα₃₁か
らα₃₃、t₁₀からt₁₁の間はα₃₃が設定最大速度とし
てポンプ制御回路１６４へ出力され、t₃からt₅の
間と同じように斜板は制御される。t₁₁時を過ぎ
Ｙ_L＜０になつた瞬間にコンパレータ１７２の出
力が“０”になる。コンパレータ１７４の出力は
“０”のままであるのでEXOR回路１７６の出力
は“０”となりスイツチ１７８はａ端子側に切換
わる。そのため第２図の内容の第１の設定最大速
度発生回路１６６が選択される。そこでt₁₁の時
点の操作信号Ｘ_L2からt₁₂の時点の−Ｘ_Lnaxまでの
間、設定最大速度は第２図のα₁₃からα₁₄へ変化
し、それ以降α₁₄となる。そのため斜板は第６図
t₁₁からt₁₃に示す様に速い速度で制御される。こ
のことによりアクチユエータの逆転操作時にシヨ
ツクの発生しない敏速な動作を得ることができ
る。

次に第６図のt₁₄からt₁₅の様に−Ｘ_Lnaxから中
立位置へ操作レバーを操作した時はＹ_L＜０であ
り、またポンプ制御回路１６４による斜板の速度
制御のためＸ_L≧Ｙ_Lとなる。そのためコンパレー
タ１７２の出力は“０”、コンパレータ１７４の
出力は“１”、そしてEXOR回路１７６の出力は
“１”となる。そこでスイツチ１８０はａ端子側
に、スイツチ１７８はｂ端子側となり、第３図の
内容の第２の設定最大速度発生回路１６８が選択
される。そこでt₁₄からt₁₅の間は第３図のα₂₁から
α₂₃が、t₁₅以降はα₂₃が設定最大速度としてポン
プ制御回路１６４へ出力される。従つて斜板は第
６図のt₁₄からt₁₆に示すように、最初はα₂₃以下の
緩やかな速度で、次いでα₂₃の速い速度で動き、
t₃からt₅の場合と同様の利点を得ることができ
る。

なお第１図に示す実施例において、斜板最大速
度設定回路１６２は３つの設定最大速度発生回路
１６６，１６８及び１７０を有するが、回路１６
８と回路１７０が、互いに反転した関係の関数を
用いることができることにより、例えば回路１６
６及び１７０の２つの回路で同様な機能を得るこ
とができる。第７図はこのような変形例の斜板最
大速度設定回路２００を示し、図中第１図の部材
と同じ部材には同じ符号が付されている。また回
路１７０は第２の設定最大速度発生回路と称す
る。

符号２０２及び２０４はスイツチであり、コン
パレータ１７２の出力が“０”の時ａ端子側に、
“１”の時ｂ端子側に切換わる。また２０６及び
２０８は反転増幅器であり、入力された信号の正
負を逆転して出力する。

この回路２００において、Ｙ_L≧０、Ｘ_L≧Ｙ_L
及びＸ_L＜０、Ｙ_L＜Ｘ_Lの時は第１１図の回路１
６２と同様に、第１の設定最大速度発生回路１６
６を選択する。Ｙ_L≧０、Ｘ_L＜Ｙ_Lの時にはスイ
ツチ２０２，２０４はｂ端子側になり、第１図の
回路１６２と同様第２の設定最大速度発生回路１
７０をそのまま選択する。Ｙ_L＜０、Ｘ_L≧Ｙ_Lの
時にはスイツチ２０２，２０４はａ端子側に切換
わる。すると第２設定最大速度発生回路１７０に
入る操作信号Ｘ_Lは反転増幅器２０６により正負
が逆転する。例えばＸ_L＝Ｘ_Lnaxであると回路１
７０への入力は−Ｘ_Lnaxとなり第４図のα₃₃が読
み出される。そしてそのα₃₃は反転増幅器２０８
により正負が逆転し、第３図のα₃₃と同じ意味の
値となる。第１図の回路１６２において、第２及
び第３の設定最大速度発生回路１６８，１７０の
正負を反転したＸ_Lに対するα_２及びα_３の絶対
値が等しいとすれば、第７図の回路２００でも、
第１図の実施例と同様な作用を得ることができ
る。

第１図に示した実施例は回路１６２，１６４を
共に電子回路で構成した例であるが、これらを１
つのマイクロコンピユータで構成することもでき
る。第８図はその例を示し、回路１６２，１６４
に相当する演算装置が全体的に符号２１０で示さ
れている。

演算装置２１０は、操作レバー１４からの斜板
位置指令信号即ち操作信号Ｘ_Lと変位計１６から
の斜板位置信号Ｙ_Lを切換えるマルチプレクサ２
１２と、アナログ信号である操作信号Ｘ_L及び斜
板位置信号Ｙ_Lをデジタル信号に変換するＡ／Ｄ
変換器２１４と、演算装置２１０の動作手順を記
憶したROMメモリ２１６と、第１２図から第１
４図の関数の内容に対応するＸ_Lと設定最大速度
α_１，α_２及びα_３の３つのテーブル(i)，(ii)及び
(iii)を記憶したROMメモリ２１８と、Ａ／Ｄ変換
器より取込んだＸ_L，Ｙ_L及び演算途中の数値等を
一時記憶しているRAMメモリ２２０と、ROMメ
モリ２１６の動作手順に従つて斜板駆動信号を演
算するCPU２２２と、CPU２２２からの信号を
デジタル信号からアナログ信号に変換して駆動装
置１０へ制御信号Ｚを出力するＤ／Ａ変換器２２
４とを有する。

第９図にROMメモリ２１６に記憶された演算
装置２１０の動作手順のフローチヤートを示す。
以下このフローチヤートに従つて演算装置２１０
の動作を説明する。

演算装置２１０はまず、手順ａ−１及びａ−２
において、第８図のマルチプレクサ２１２、Ａ／
Ｄ変換器２１４を通して操作信号Ｘ_Lと斜板位置
信号Ｙ_Lを読み込み、RAMメモリ２２０に一時、
記憶する。手順ａ−３においてＹ_L≧０であるか
を判定する。この時、Ｙ_L≧０であれば手順ａ−
４へ、Ｙ_L＜０であれば手順ａ−５へ行く。手順
ａ−４ではＸ_L≧Ｙ_Lであるかを判定し、Ｘ_L≧Ｙ_L
の時は手順ａ−７へ、Ｘ_L＜Ｙ_Lの時は手順ａ−６
へ行く。一方、手順ａ−５ではＸ_L＜Ｙ_Lであるか
を判定し、Ｘ_L＜Ｙ_Lの時は手順ａ−７へ、Ｘ_L≧
Ｙ_Lの時は手順ａ−８へ行く。手順ａ−６はROM
２１８に記憶された第４図と同じ内容のROMテ
ーブル(iii)よりＸ_Lに対応した設定最大速度α_３を
読み出しαとする。同様に手順ａ−７では第２図
と同じ内容のROMテーブル(i)からα_１を、手順
ａ−８では第３図と同じ内容のROMテーブル(ii)
からα_２を読み出し、それぞれαとする。つまり
第６図のt₀からt₂の操作では手順ａ−３，ａ−４
及びａ−７が行なわれ、第２図と同じ内容の
ROMテーブル(i)が選択され、t₃からt₅の操作では
手順ａ−３，ａ−４及びａ−６が行なわれ、第４
図と同じ内容のROMテーブル(iii)が選択され、t₁₄
からt₁₆の操作ではａ−３，ａ−５及びａ−８が
行なわれ第３図と同じ内容のROMテーブル(ii)が
選択される。即ちここまでの手順が第１図の斜板
最大速度設定回路１６２の機能を実行する。

次に手順ａ−９において操作信号Ｘ_Lの零位置
付近の値が斜板８へ指令値として零位置になるよ
う補正し、新しいＸ_Lとする。手順ａ−１０でＸ_L
＝Ｙ_Lが比較される。Ｘ_L＝Ｙ_Lの場合は手順ａ−
１５へ行き、斜板８を停止する信号ＺをＤ／Ａ変
換器２２４より駆動装置１０へ出力する。そして
手順ａ−１６へ行き始めへ戻る。手順ａ−１０で
Ｘ_L≠Ｙ_Lと判定されると手順ａ−１１へ行く。そ
こでＸ_L及びＹ_Lと、このプログラム（動作手順）
の“始め”から手順ａ−１６までの所要時間ｔ_c
とからＸ〓_L＝（Ｘ_L−Ｙ_L）／ｔ_cの式でＸ〓_Lを求め
る。このＸ〓_Lは操作レバーの信号そのままの指令
で斜板を動かした時の斜板速度となる。手順ａ−
１２で｜Ｘ〓_L｜≦｜α｜が判定され、｜Ｘ〓_L｜≦｜
α｜の時は手順ａ−１４へ行きＤ／Ａ変換器２２
４より斜板をＸ〓_Lの速度で動かす信号Ｚを出力す
る。そして手順ａ−１６で始めに戻る。一方手順
ａ−１２で｜Ｘ〓_L｜＞｜α｜の時は手順ａ−１３
へ行き、斜板８をαの速度で動かす信号を出力す
る。

以上の構成により演算装置２１０は第１図の回
路１６２，１６４と同じ作用を得ることができ
る。

なお、設定最大速度発生回路１６６，１６８及
び１７０においてα_１，α_２及びα_３とＸ_Lとの
関係を第２図〜第４図に実線で示す特性を有する
ものとしたが、α_１，α_２及びα_３は破線で示す
ように曲線的に変化させてもよく、また階段状に
変化させてもよい。

また、上記実施例は閉回路の油圧回路装置に本
発明の制御システムを適用した例であるが、特願
昭55−45386号に開示されているのと同様、開回
路の油圧回路装置にも適用できる。

以上明らかな如く、本発明によれば、操作レバ
ーの操作量が大きい通常の操作時には、可変容量
油圧ポンプの押しのけ容積可変部材の動作速度を
第１の設定最大速度以下に制限するようにしたの
で、アクチユエータの加速度を所定の値以下に抑
えることができ、シヨツクの無い滑らかな動作を
アクチユエータに行わせることができ、また緊急
停止時、アクチユエータの負荷の位置決め時、及
び逆転操作時には、押しのけ容積可変部材の動作
速度の制限値を第１の設定最大速度より大きい第
２又は第３の設定最大速度にするようにしたの
で、アクチユエータの動作を敏速にすることがで
きる。

また第１の設定最大速度を操作信号の絶対値が
大きくなるに従つてその絶対値が大きくなる値と
したので、アクチユエータの起動時及び微操作時
にもシヨツクのほとんど発生しないアクチユエー
タの動作を行なわせることができる。

さらに、第２及び第３の設定最大速度は、操作
信号の変化方向によつて該操作信号が小さくなる
に従つて又は大きくなるに従つて、その絶対値が
大きくなる値としたので、操作レバーが最大操作
量位置又はその近くにある時に操作レバーを少し
戻してもシヨツクが発生せず、アクチユエータの
微妙な速度調整を容易に行なうことができ、さら
に緊急停止時、アクチユエータの負荷の位置決め
時、及び逆転操作時に、シヨツクの少ない敏速な
アクチユエータ動作を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の制御装置の一実施例を示す回
路図である。第２図、第３図及び第４図は第１図
の実施例の第１、第２及び第３の設定最大速度発
生回路における操作信号Ｘ_Lと設定最大速度α
_１，α_２及びα_３との関係をそれぞれ示すグラフ
である。第５図は第１図の実施例におけるポンプ
制御回路の詳細を示す回路図である。第６図は第
１図の実施例で操作レバーを操作した時の操作信
号Ｘ_Lと斜板位置信号Ｙ_Lの変化を示すタイミング
チヤートである。第７図は第１図の実施例におい
て第２及び第３の設定最大速度発生回路を１つに
した場合の斜板最大速度設定回路の回路図であ
る。第８図は第１図の実施例をマイクロコンピユ
ータで実現した場合の演算装置を示すブロツク図
である。第９図は第８図の演算装置の動作手順を
示すフローチヤートである。図中、符号、２……油圧回路、４……可変容量
油圧ポンプ、６……油圧アクチユエータ、８……
押しのけ容積可変部材（斜板）、１４……操作装
置（操作レバー）、１６……検出装置（変位計）、
１６０……制御装置、１６２……最大速度設定回
路、１６４……ポンプ制御回路、１６６……第１
の設定最大速度発生回路、１６８……第２の設定
最大速度発生回路、１７０……第３の設定最大速
度発生回路、α_１……第１の設定最大速度、α_２
……第２の設定最大速度、α_３……第２の設定最
大速度（第３の設定最大速度）、１７２，１７４
……コンパレータ、１７６……EXOR回路、１７
８，１８０……スイツチ。

Claims

【特許請求の範囲】１可変容量油圧ポンプと、該ポンプによつて駆
動されるアクチユエータ手段とが接続されて成
り、前記アクチユエータ手段の動作速度は前記ポ
ンプの押しのけ容積可変部材の位置によつて制御
される油圧回路の制御装置であつて、前記ポンプ
の押しのけ容積可変部材の位置を指令し従つて前
記アクチユエータ手段の動作速度を指令する操作
信号を発生する操作装置と、前記押しのけ容積可
変部材の実際の位置を示す検出信号を発生する検
出装置と、前記操作信号及び検出信号に基づい
て、前記押しのけ容積可変部材をその動作速度を
設定最大速度以下に制限しながら制御するポンプ
制御装置とを有する油圧回路の制御装置におい
て、前記押しのけ容積可変部材の動作速度について
第１の設定最大速度及び第１の設定最大速度より
も大きい第２の設定最大速度が予じめ設定されて
おり、前記操作信号により指令された前記アクチ
ユエータ手段の動作方向とその実際の動作方向と
が等しい時には前記第１の設定最大速度を選択
し、前記押しのけ容積可変部材が実際の中立位置
になく前記操作信号が前記押しのけ容積可変部材
の中立位置を指示している時、又は該操作信号に
より指令された前記アクチユエータの動作方向が
その実際の動作方向と反対である時は前記第２の
設定最大速度を選択する最大速度設定装置を有
し、前記ポンプ制御装置は前記最大速度設定装置で
選択された第１又は第２の設定最大速度に基づい
て前記押しのけ容積可変部材の速度制御を行なう
ように構成されており、前記最大速度設定装置は、前記第１の設定最大
速度を発生する第１の手段と、前記第２の設定最
大速度を発生する第２の手段とを有し、前記第１
の設定最大速度は、前記操作信号が前記押しのけ
容積可変部材をその中立位置から離すように変化
するに従つてその絶対値が大きくなるように該操
作信号と関数関係にあり、前記第２の設定最大速
度は、前記操作信号が前記押しのけ容積可変部材
をその通常及び逆の最大位置の一方から中立位置
に向かわせるように変化するに従つて、絶対値が
大きくなり、前記操作信号が前記押しのけ容積可
変部材を前記中立位置付近から他方の最大位置に
向けて動作させるように変化した時には、絶対値
がそれよりも大きくなるように該操作信号と関数
関係にあることを特徴とする制御装置。２特許請求の範囲第１項記載の制御装置におい
て、前記最大速度設定装置は、前記第２の設定最
大速度を発生する第２及び第３の手段とを有し、
前記第２の手段において前記第２の設定最大速度
は正の値でありかつ、前記操作信号が前記押しの
け容積可変部材をその逆の最大位置から中立位置
に向かわせるように変化するに従つて大きくな
り、前記操作信号が前記押しのけ容積可変部材を
前記中立位置付近から通常の最大位置に向かわせ
るように変化した時には、それよりも大きくなる
ように該操作信号と関数関係にあり、前記第３の
手段において前記第２の設定最大速度は負の値で
ありかつ、前記操作信号が前記押しのけ容積可変
部材をその通常の最大位置から中立位置に向かわ
せるように変化するに従つて、その絶対値が大き
くなり、前記操作信号が前記押しのけ容積可変部
材を前記中立位置付近から逆の最大位置に向かわ
せるように変化した時には、その絶対値がそれよ
りも大きくなるように該操作信号と関数関係にあ
る制御装置。３特許請求の範囲第１項又は第２項記載の制御
装置において、前記第１の設定最大速度は、前記
操作信号が前記押しのけ容積可変部材をその中立
位置から前記通常の最大位置に向かわせるように
変化するに従つて大きくなり正の値をとり、前記
操作信号が前記押しのけ容積可変部材をその中立
位置から前記逆の最大位置に向かわせるように変
化するに従つて絶対値が大きくなる負の値をとる
ように該操作信号と関数関係にある制御装置。４特許請求の範囲第２項記載の制御装置におい
て、前記最大速度設定装置は、前記第２の設定最
大速度を出力する第１の位置と前記第３の設定最
大速度を出力する第２の位置とを有する第１のス
イツチ手段と、前記第１の設定最大速度を前記ポ
ンプ制御装置に出力する第１の位置と前記第１の
スイツチ手段の出力を前記ポンプ制御手段に出力
する第２の位置とを有する第２のスイツチ手段
と、前記検出信号が負の時は前記第１のスイツチ
手段を前記第１の位置に切換え正の時は第２の位
置に切換える第１のスイツチ操作手段と、前記操
作信号が前記検出信号よりも大きくかつ該検出信
号が正の時又は前記操作信号が前記検出信号より
も小さくかつ該検出信号が負の時は前記第２のス
イツチ手段を前記第１の位置に切換え、前記操作
信号が前記検出信号よりも小さくかつ該検出信号
が正の時又は前記操作信号が前記検出信号よりも
大きくかつ該検出信号が負の時は前記第２のスイ
ツチ手段を前記第２の位置に切換える第２のスイ
ツチ操作手段とを有する制御装置。