JPS6255023B2 - - Google Patents

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JPS6255023B2
JPS6255023B2 JP6393780A JP6393780A JPS6255023B2 JP S6255023 B2 JPS6255023 B2 JP S6255023B2 JP 6393780 A JP6393780 A JP 6393780A JP 6393780 A JP6393780 A JP 6393780A JP S6255023 B2 JPS6255023 B2 JP S6255023B2
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JP
Japan
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hydraulic
pressure
circuit
value
output
Prior art date
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JP6393780A
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English (en)
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JPS56160459A (en
Inventor
Kazuo Honma
Yoshio Nakajima
Eiki Izumi
Hiroshi Watanabe
Yukio Aoyanagi
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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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Publication of JPS56160459A publication Critical patent/JPS56160459A/ja
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  • Control Of Fluid Gearings (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は例えば油圧シヨベル、油圧クレーンな
どの建設機械に使用される油圧閉回路装置の圧力
制御装置に関するものである。
従来、油圧閉回路の圧力制御を電気・油圧的手
段で実施している装置としては、SAE(Society
of Automotive Engineers、Inc)paper760687に
開示されたものがある。その装置を第1図を用い
て説明する。第1図において、1は原動機、2は
可変容積形油圧ポンプ、2aは油圧ポンプ2のお
しのけ容積操作機構、3は油圧モータ、4は油圧
モータ3で駆動される負荷である。油圧ポンプ2
と油圧モータ3とは油圧閉回路構成となつてい
る。油圧閉回路を構成する他の要素としてはチヤ
ージポンプ5、チヤージポンプ5のリリーフ弁
6、チエツク弁7a,7b,8a,8bおよびク
ロスオーバリリーフ弁9a,9bなどがある。1
0は圧力検出器であり、チエツク弁8a及び8b
を介して、油圧回路圧力Pa,Pbのいずれか高い
方を選択して検出する。11は操作レバー、11
aは操作レバー11の操作量検出器である。12
は関数発生器、13は乗算器、14は油圧ポンプ
2のおしのけ容積制御装置である。圧力検出器1
0の出力Pは関数発生器12へ導かれている。関
数発生器12は圧力検出器10の出力PがP
Pr(Prは予め定められた一定値)の状態で出力
Kpとして1の値を出力し、またP>Prの状態で
はPが増大するにつれて、出力Kpとして1から
0まで減少する値を出力する。乗算器13は関数
発生器12の出力Kpとレバー操作量検出器11
aの出力Xrとの積を演算し、その値Xを出力す
る。この演算値Xは油圧ポンプ2の傾転角Yの目
標値としておしのけ容積制御装置14に与えられ
る。おしのけ容積制御装置14は目標値Xとポン
プ傾転角Yとを比較し、その差をゼロにする方向
の出力をおしのけ容積操作機構2aに与えて、油
圧ポンプ2の傾転角Yを制御する。
このように構成すると、油圧回路の油圧Paお
よびPbが一定値Prよりも低いときには、Kp=1
であるから、目標値Xおよびポンプ傾転角Yは X=Kp・Xr=Xr ……(1) Y=X=Xr ……(2) となり、油圧ポンプ2の傾転角Yは操作レバー1
1の操作量Xrによつて直接操作される。
ところが、回路油圧Pa,Pbのいずれかが一定
値Prより高くなると、Kp<1となるから、ポン
プ傾転角の目標値Xは X=Kp・Xr<Xr ……(3) となり、回路圧力の上昇につれて、油圧ポンプ2
の傾転角Yは減少するため、油圧回路の圧力
Pa,Pbが異常に高くなる前に油圧ポンプ2の傾
転角Yは小さくなり、クロスオーバリリーフ弁9
a,9bから無駄な流量をリリーフすることがな
い。
この圧力制御装置においては次の問題点があ
る。その問題点を第2図を用いて説明する。第2
図は第1図に示される従来の装置における油圧回
路の圧力Pa,Pbと油圧ポンプ2の傾転角Yとの
関係を示したものであり、レバー操作量Xrの値
をパラメータとして表記してある。ここで、Y<
0の領域はポンプ傾転角Yが負の領域であり、油
圧モータ3が逆方向に回転する場合を意味する。
横軸は回路圧力であり、Pa>PbのときにはP=
Paとなるから右半分の特性となり、Pa>Pbのと
きにはP=Pbとなるから左半分の特性となる。
Y>0、Pa>Pbの状態、もしくはY<0、Pa
<Pbの状態はポンプ2の吐出し側の圧力の方が
吸込み側の圧力より高い状態であるから、油圧モ
ータ3の負荷が正の状態、すなわち、負荷4が慣
性負荷の場合には油圧モータ3が加速している状
態である。このときは、回路圧力PaまたはPbが
一定値Prよりも高くなつたら、油圧ポンプ9の
傾転角Yを小さくする方向に制御が働くから安定
である。
それに対してY>0、Pa<Pbの状態、もしく
はY<0、Pa>Pbの状態は油圧ポンプ2の吸込
み側の圧力の方が吐出し側の圧力より高い状態の
場合であるから、負荷4は負の負荷すなわち油圧
モータ3がポンプ作用をしている状態であり、負
荷4が慣性負荷の場合は油圧モータ3を減速して
いる場合に相当する。例えば、レバー操作量Xr
をXr5の状態から、急激にXr3の状態にしたとす
ると、油圧モータ3は減速し、そのときには油圧
回路の圧力Pbが高圧になる。そしてPb>Prとな
ると、第2図に示す特性ではますますポンプ傾転
量Yを小さくするように制御が作用するから、油
圧回路の圧力Pbは一層高くなり(すなわち正帰
還となり)、不安定な制御となる。従つて、第1
図に示す制御系では油圧モータ3を減速する場合
には油圧ポンプ2による圧力制御が不能となり、
油圧モータ3から吐出された流量はすべてリリー
フ弁9aまたは9bを通つて油圧モータ3の吸込
み側へ流れてしまう。ゆえにこの系では油圧モー
タ3から油圧ポンプ2への動力回収ができない。
また、第1図に示す制御系のもう1つの問題点
は、操作レバー11の操作量Xrの値によつて、
圧力制御のゲインが異なるため、制御系の調整が
むずかしいことである。第2図からわかるよう
に、回路圧力PaまたはPbの増加に対するポンプ
傾転角Yの減少の割合、すなわち制御ゲインは、
レバー操作量Xrに比例することになる。これは
乗算器13を用いていることが原因である。
本発明は上述の事柄にもとづいてなされたもの
で、慣性負荷減速時などの負の負荷時でも油圧閉
回路における圧力制御が可能で、動力回収の可能
なる制御装置を提供することを目的とする。
本発明の特徴とするところは、操作レバーの操
作量などの電気的入力信号によつて可変容積形油
圧ポンプの傾転量を操作して油圧アクチユエータ
の速度を制御するようになした油圧閉回路装置に
おいて、油圧ポンプの吐出し側と吸込み側とにそ
れぞれ独立に設けられて、その油圧回路の圧力を
検出する圧力検出手段と、一方の圧力検出器の出
力が予め定めた設定値を越えると、その越えた分
に応じて、前記の電気的入力信号から所定の値を
減算した値を目標値として出力し、また、他方の
圧力検出手段の出力が予め定めた設定値を越える
と、その越えた分に応じて、前記の電気的入力信
号に所定の値を加算した値を目標値として出力す
る演算手段とを備え、この演算手段からの目標値
信号によりポンペ傾斜角を調整して、油圧閉回路
の圧力制御を行なうようにしたものである。
以下、本発明の実施例を第3図および第4図を
用いて説明する。まず、第3図を用いて本発明の
実施例の構成を説明する。第3図において第1図
と同一符号のものは同一の構成要素を示す。10
aは可変容積形油圧ポンプ2の吐出し側(ポンプ
傾転角Yが正のときの吐出し側)の回路圧力Pa
を検出するための圧力検出器、10bは油圧ポン
プ2の吸込み側(ポンプ傾転角Yが負のときの吐
出し側)の回路圧力を検出するための圧力検出器
である。圧力検出器10aの出力は関数発生器1
5aに導かれる。関数発生器15aの出力Kpaは
回路圧力Paが予め定めた設定値Prよりも低いと
きには零であり、回路圧力Paが設定値Prより越
えると、越えた値に応じて増加する。そして圧力
検出器10bの出力は関数発生器15bに導かれ
る。関数発生器15bの出力Kpbは、回路圧力
Pbが予め定めた設定値Prより低いときは零であ
り、PbがPrよりも越えると、越えた値に応じて
増加する。関数発生器15aの出力Kpaは加算器
16においてレバー操作量検出器11aの出力
Xrから減算される。一方、関数発生器15bの
出力Kpbは、加算器16において加算される。す
なわち、加算器16の出力Xは X=Xr−Kpa+Kpb ……(4) となる。
この出力値Xは油圧ポンプ2の傾転角Yの目標
値としておしのけ容積制御装置14に与えられ
る。おしのけ容積制御装置14は目標値Xとポン
プ傾転角Yとを比較し、その差を零にする方向の
出力をおしのけ容積操作機構2aに出力して、油
圧ポンプ2の傾転角Yを制御する。
以上のように構成した油圧閉回路の制御特性を
第4図に示す。第4図は従来例の説明で用いた第
2図と同様のグラフであり、油圧回路の圧力
Pa,Pbと油圧ポンプ2の傾転角Yとの関係を示
したものである。Y<0の領域はポンプ傾転角Y
が負の領域であり、油圧モータ3が逆方向に回転
する場合を意味する。横軸は回路圧力である。一
般に油圧閉回路ではフラツシング弁(図示せず)
などを備えており一方の回路圧力が高いときには
他方の回路圧力が低いため、回路圧力Paが高い
場合の特性を右半平面に、回路圧力Pbが高い場
合を左側の半平面に示した。
第4図に示す特性が第2図に示す従来の特性と
異なる点は2点ある。その1つは、圧力上昇につ
れてポンプ傾転角が変化する圧力制御領域におけ
るグラフの傾きが、第1象限から第4象限まです
べて右下りになつていることである。そのため、
第2象限および第4象限の状態、すなわち、油圧
モータ3に負の負荷が作用している場合でも安定
した圧力制御が可能である。例えば、負荷4が慣
性負荷の場合において、油圧ポンプ2が正方向に
高速回転しているときに、レバー操作量XrがXr
=Xr5の状態から急激にレバー操作量XrをXr3
状態にすると、油圧モータ3は減速し、そのとき
には油圧回路の圧力PbがPrよりも高くなろうと
する。このときには油圧ポンプ2の傾転角Yは正
の方向に戻され、回路圧力Pbが異常に上昇する
のを防ぐ方向に制御が作用する。その結果、クロ
スオーバリリーフ弁9bから圧油がリリーフする
のが防がれ、慣性負荷4の持つていた運動エネル
ギは油圧ポンプ2を介して、原動機1に有効に回
収される。
第1図に示す従来装置に対するもう1つの違い
は、第4図に示す圧力制御領域におけるグラフの
傾斜が、レバー操作量Xrの大小によらずすべて
平行なことである。すなわち圧力制御の制御ゲイ
ンが一定であり、制御系の調整が容易になる。
なお以上の説明においては、制御装置の構成要
素を、関数発生器15a,15b、加算器16、
おしのけ容積制御装置14などに区別して述べた
がこれらをまとめてマイクロコンピユータで構成
し、マイクロコンピユータの内部で、比較、演算
などの処理を実行して、制御することも可能であ
る。
以上詳述したように、本発明によれば、油圧閉
回路装置において、慣性負荷減速時などの負の負
荷が作用した場合でも、油圧ポンプを介して原動
機に動力回収をすることができる圧力制御を実現
することができるものである。
【図面の簡単な説明】
第1図は従来の圧力制御装置の構成を説明する
ための回路図、第2図は第1図に示される装置に
おける圧力制御特性を説明するための特性線図、
第3図は本発明の装置の一実施例を備えた油圧閉
回路装置の回路図、第4図は本発明の制御装置を
適用した場合の圧力制御特性を示す特性線図であ
る。 1……原動機、2……可変容積形油圧ポンプ、
2a……油圧ポンプ2のおしのけ容積操作機構、
3……油圧モータ、4……負荷、10a,10b
……圧力検出器、11……操作レバー、11a…
…レバー操作量検出器、15a,15b……関数
発生器、16……加算器。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1 可変容積形油圧ポンプと油圧アクチユエータ
    とを油圧閉回路結合し、電気的入力信号によつて
    可変容積形油圧ポンプのおしのけ容積操作機構を
    作動させて、そのおしのけ容積を調節し、油圧ア
    クチユエータの速度を制御するようになした油圧
    閉回路装置において、油圧ポンプの吐出し側と吸
    込み側とにそれぞれ独立に設けられて、その油圧
    回路の圧力を検出する圧力検出手段と、一方の圧
    力検出手段からの回路圧力が予め定めた設定値を
    越えると、その越えた分に応じて前記の電気的入
    力信号から所定の値を減算した値を目標値として
    出力し、また、他方の圧力検出手段からの回路圧
    力が予め定めた設定値を越えると、その越えた分
    に応じて前記の電気的入力信号に所定の値を加算
    した値を目標値として出力する演算手段とを備え
    たことを特徴とする油圧閉回路装置の圧力制御装
    置。
JP6393780A 1980-05-16 1980-05-16 Pressure control unit for a hydraulic closed device Granted JPS56160459A (en)

Priority Applications (1)

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JP6393780A JPS56160459A (en) 1980-05-16 1980-05-16 Pressure control unit for a hydraulic closed device

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JPS56160459A JPS56160459A (en) 1981-12-10
JPS6255023B2 true JPS6255023B2 (ja) 1987-11-18

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JP6393780A Granted JPS56160459A (en) 1980-05-16 1980-05-16 Pressure control unit for a hydraulic closed device

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Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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JPS59205062A (ja) * 1983-05-09 1984-11-20 Hitachi Constr Mach Co Ltd 油圧閉回路の油圧ポンプ駆動制御装置
US5170625A (en) * 1989-07-27 1992-12-15 Hitachi Construction Machinery Co., Ltd. Control system for hydraulic pump

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JPS56160459A (en) 1981-12-10

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