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JP3192465B2 - 油圧装置の能力を制限する方法及び装置 - Google Patents

油圧装置の能力を制限する方法及び装置

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JP3192465B2
JP3192465B2 JP08905792A JP8905792A JP3192465B2 JP 3192465 B2 JP3192465 B2 JP 3192465B2 JP 08905792 A JP08905792 A JP 08905792A JP 8905792 A JP8905792 A JP 8905792A JP 3192465 B2 JP3192465 B2 JP 3192465B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、油圧装置の能力を制限
する方法及び装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】油圧２次制御方式は、基本的に、１次ユ
ニット、即ち、ポンプとして作動する可変吐出容積の油
圧装置を含み、この油圧装置は、印加圧力が保たれる圧
力配管に加圧流体を供給する。油圧２次制御方式は、そ
の他に、２次ユニット、即ち、可調節の吐出容積の油圧
装置も含み、この油圧装置は、圧力配管に接続されてい
て、モーターとして作動し、負荷を駆動し、又は、圧力
配管に加圧流体を返送するポンプとして作動し、負荷に
よって駆動される。
【０００３】油圧２次制御の原理は、一般に、圧力配管
が無制限の能力をもつこと、即ち、圧力配管に油圧油を
供給する１つ又は複数のポンプの吐出容積が１つ又は複
数の２次ユニットの最大吸込み容積よりも大きいか又は
少くとも等しい（ここに、各油圧装置の油圧調整のため
のエネルギー及び系統効率は、計算において勘案されて
いる。）という想定に基づいている。所定の範囲の圧力
のばらつきは、許容可能と考えられているので、いわゆ
る印加圧力（必ずしも一定としなくてもよい）が圧力配
管中に保たれている。
【０００４】しかし、１次容量を規定するポンプの最大
吐出能力が２次ユニットの最大容積消費よりも低くなる
と、各ユニットは、圧力配管中の油圧がゼロになるまで
吸引し、圧力が低下し、２次ユニットの速度並びにその
容積能力は、１次ユニットが印加圧力を再設定しうるま
で減少する。
【０００５】圧力配管中の圧力を測定し、圧力が減少し
始めると直ちに、速度調節のための目標値を減少させる
ようにした方式も、例えばドイツ特許願第３４４１１８
５号、第３５０８３３９号及び第３７１３７９９号に開
示されている。
【０００６】この形式の制御方式の作動において、２次
ユニットの結果容積能力は、目標速度値に直接には依存
せず、外的条件に依存して調節されるため、目標速度値
を絶えず再調整することが必要となる。２次ユニットの
容積能力を間接的に調節するこの形式の方法は、高価で
あり、不安定になりがちである。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】本発明の課題は、これ
らの欠点を回避し、２次ユニットのための改良された制
御を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明によれば、この課
題は、請求項１に示した特徴によって解決される。特
に、本発明によれば、本願請求項１に示した制限方法で
あって、回転角の調節に必要な調節エネルギーを含む系
統の効率を計算にいれることによって前記２次ユニット
の許容可能な流量能力を計算することを特徴とする制限
方法；並びに１次制御手段と流量能力を制限する電子回
路とをアナログ手段もしくはデジタル手段として形成す
ることを特徴とする制御方法が提供される。
【０００９】本発明によれば、２次ユニットの許容可能
な容積能力は、場合により、系統の効率を勘案して、１
次ユニットの呼び能力及び速度から計算される。許容可
能な能力は、次式（１）
【００１０】
【数１】
【００１１】ここに α＝２次ユニットの回転角 ｎｓ＝２次ユニットの速度 ｎｐ＝ポンプの速度 Ｑｓ＝２次ユニットの容積能力 Ｑｐ＝ポンプの吐出能力 Ｖｎｓ＝２次ユニットの呼び能力 Ｖｎｐ＝ポンプの呼び能力 η＝調節動力を含めた系統効率 によって計算される。
【００１２】許容可能な回転角は、次式（２）
【００１３】
【数２】
【００１４】によって計算される。即ち、許容可能な回
転角は、動力の制限が未だ開始されていない場合におい
て、２次ユニットの最大吸込み能力を調節するように、
最大回転角まで調節することができる。しかし、２次ユ
ニットの速度を更に高くするべき場合には、圧力配管中
の圧力の低下を防止するために、能力を制限しなければ
ならない。
【００１５】
【数３】
【００１６】このように、２次ユニットの許容可能な回
転角は、２次ユニットの計算された、従って所定の、許
容可能な容積能力と２次ユニットの測定された速度又は
計算された速度との比によって規定される。この比を計
算し、好ましくはその計算値を用いて、２次ユニットの
回転角調節のための目標値を制限するために、制御系の
出力信号を制限する。この制御系は、目標値が、速度の
設定によって規定されるか、近接しようとする位置の設
定によって規定されるか、又は発生させようとするトル
クの設定によって規定されるかによって、それぞれ速度
制御手段、位置制御手段又はトルク制御手段とすること
ができる。
【００１７】本発明によれば、２次ユニットの回転角、
従ってその吸込み能力は、速度及び１次側能力の現在値
によって直接に制御される。
【００１８】本発明の好ましい実施態様は、各実施態様
項に記載されている。実施態様項には、特に、閉ループ
の制御を規定する特徴並びに２次ユニット及び負荷の能
力を制限する別の特徴が示されている。
【００１９】次に図面を参照して本発明の好ましい実施
例について説明する。
【００２０】
【実施例】原動機１によって駆動される１次ユニット２
としての油圧装置は、リザーバーＴから圧力ライン３に
加圧流体を供給するポンプとして作動する。圧力ライン
３には、流体アキュムレータ４と２次ユニット５として
の別の油圧装置が接続されている。どちらのユニット
２，５も、燃料の容積の吐出又は吸込みを行うように吐
出又は吸込量について調節可能となっている。その調節
手段は周知であり、詳述しない。１次ユニット２は、２
次ユニット５の設定吸込み容積に対応して、また２次ユ
ニット５の速度に従って、圧力配管３中に印加された圧
力を保つように、圧力配管３に加圧流体（油圧油）を供
給しなければならない。２次ユニット５は、負荷６を駆
動するために用いられる。また２次ユニット５は、負荷
６によって駆動された後、加圧流体を圧力ライン３及び
アキュムレーター４に返送するためのポンプとして作動
するものでもよい。加圧流体は図示しない圧力リリーフ
弁を介してリザーバーＴに返送することができる。
【００２１】２次ユニット５の回転角を調節するため
の、即ち２次ユニット５の吸込み容積又は吐出容積を設
定するために、回転角の目標値及び現在値を受ける回転
角制御装置１０が設けられている。回転角制御装置１０
の出力信号は、位置制御装置１１に供給される。即ち、
２次ユニット５の回転角を設定するように調節シリンダ
ーに加圧流体を供給するために制御弁が作動される。回
転角制御装置又は位置制御装置は既知であり、前述した
ドイツ特許願を参照されたい。
【００２２】回転角の目標値は、例えば手動設定される
目標速度値と現在速度値とを受ける１次速度制御装置１
２において発生される。現在速度値は、２次ユニット５
によって駆動されるタコゼネレーター１４において測定
される。１次速度制御装置１２によって供給される回転
角の値は、目標速度の設定値によっては、２次ユニット
２が最大の能力で作動しているにも拘らず圧力配管３中
の印加圧力を保ち得ない値に達することがある。
【００２３】従って、式３によって規定された許容され
る回転角の値を超過しないことがありうる。これは、そ
れぞれの現在速度値を受けると共に２次ユニット５の許
容されうる容積能力が記憶されている演算装置１５によ
って実現される。２次ユニット５の許容可能な回転角
は、式３によって計算され、出力信号は、１次速度制御
装置１２と位置制御装置１０との間に接続されたリミッ
ター１６に供給される。
【００２４】アナログ制御においては、演算装置１５
は、アナログ演算ユニットとして構成され、リミッター
１６には、ダイオードリミッターが用いられる。また、
デジタル制御の場合には、演算アルゴリズムは、ソフト
ウエアの機能として規定される。
【００２５】１次速度制御装置１２が、許容可能な値よ
りも大きな回転角度値を設定しようとした場合、リミッ
ター１６が作動される。１次速度制御装置１２の出力信
号は制限され、２次ユニット５は、許容可能な容積量即
ち一定の系統圧力の動力の限界に設定される。
【００２６】２次制御のために用いられる油圧装置は、
両方の回転方向について両方向に回転角度０から全能力
までの間において調節される。２次ユニット５が両回転
方向において負荷によって駆動される間に、２次制御部
は、いわゆる４象限作動を供与する。そのためには、両
回転角方向を、また更に両回転方向を分析しなければな
らない。そのために、回転方向を分析するための論理装
置１７が、回転方向に応じて許容可能な回転角を調節す
るために設けられている。一例として、能力の制限は、
回転方向に依存して、両調節方向のどちらか一方に制限
できる。即ち、能力の制限は、２次ユニット５がモータ
ーとして作動している場合にのみ達せられる。ゼネレー
ターとしての作動の際には、即ち、負荷によって駆動さ
れるポンプとして２次ユニット５が作動している場合に
は、過剰な容積流が圧力リリーフ弁によってリザーバー
Ｔに返送されうるため、２次ユニット５の吐出量が１次
ユニット２の吐出量よりも大きくなりうる。
【００２７】２次ユニット５の動力限界について前述し
たアルゴリズムは、１次ユニット２が最大速度及び最大
回転角について作動していて単一の２次ユニット５が設
けられている限り成立する。しかし複数の２次ユニット
５又は他の負荷が圧力ライン３に接続された場合には、
各々の２次ユニット５の許容可能な流量能力を計算し、
それぞれの２次ユニット５に相関させることが必要とな
り、各々の２次ユニット５は、個別の動力制限回路を必
要としている。この相関は、圧力配管３中の圧力が減少
した時に２次ユニット５の容積能力の許容値を減少させ
る圧力センサー又はマスターコンピューターによって形
成される。
【００２８】本発明は個別の単一の２次ユニットの動力
制限のみには限定されない。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による２次ユニットのためのアナログ制
御方式を示すブロック線図である。
【符号の説明】
２ １次ユニット ３ 圧力配管 ５ ２次ユニット
フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭63−285302（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−46002（ＪＰ，Ａ) 特開 昭64−3303（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−64771（ＪＰ，Ａ) 実開 平１−166801（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) F15B 11/00 - 11/22 F16H 61/38 - 61/64

Claims (8)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 １次ユニットを形成する油圧装置によっ
    て近似的に一定の値の印加圧力が保たれる圧力配管に接
    続された２次ユニットを形成する可変流量の油圧装置で
    あって、該２次ユニットの回転角を調整してその流量を
    設定するための、該２次ユニットの閉ループ速度制御、
    閉ループ位置制御又は閉ループトルク制御を含む油圧装
    置の流量能力を制限する方法において、該１次ユニット
    の呼び能力及び最大速度から該２次ユニットの許容可能
    な流量能力を計算し、該２次ユニットの速度を測定し、
    該２次ユニットの許容可能な流量能力の速度に対する比
    として該２次ユニットの許容可能な回転角値を計算し、
    該２次ユニットの回転角をその計算された許容回転角値
    に制限することを特徴とする制限方法。
  2. 【請求項２】 制御手段によって供給される出力信号を
    許容可能な回転角に対応する値に制限することを特徴と
    する請求項１記載の制限方法。
  3. 【請求項３】 回転角の調節に必要な調節エネルギーを
    含む系統の効率を計算にいれることによって前記２次ユ
    ニットの許容可能な流量能力を計算することを特徴とす
    る請求項１又は２記載の制限方法。
  4. 【請求項４】 回転方向に応じて前記２次ユニットの回
    転角を制限することを特徴とする請求項１〜３のいずれ
    か１項記載の制限方法。
  5. 【請求項５】 印加圧力を有する圧力配管に接続された
    複数の２次ユニット及び他の油圧負荷のための請求項１
    〜４のいずれか１項記載の制限方法において、マスター
    制御回路によって各々の２次ユニットの許容可能な流量
    能力を計算し、それに対応して個々の負荷に流量能力を
    分配することを特徴とする制限方法。
  6. 【請求項６】 油圧機械の軸の回動角度を測定すること
    によって速度を定めることを特徴とする請求項１〜５の
    いずれか１項記載の制限方法。
  7. 【請求項７】 １次制御手段と流量能力を制限する電子
    回路とをアナログ手段もしくはデジタル手段として形成
    することを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項記載
    の制御方法。
  8. 【請求項８】 ２次ユニットのための１次速度制御手段
    又は位置制御又はトルク制御手段及び回転角制御手段を
    有する請求項１〜５のいずれか１項記載の制限方法を実
    施する装置であって、２次ユニット（５）の回転角制御
    手段（１０）と１次制御手段（１２）との間の信号ライ
    ンに制限手段（１６）を接続したことを特徴とする制限
    装置。
JP08905792A 1991-04-09 1992-04-09 油圧装置の能力を制限する方法及び装置 Expired - Fee Related JP3192465B2 (ja)

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