JP5278517B2 - Hydraulic unit - Google Patents
Hydraulic unit Download PDFInfo
- Publication number
- JP5278517B2 JP5278517B2 JP2011212244A JP2011212244A JP5278517B2 JP 5278517 B2 JP5278517 B2 JP 5278517B2 JP 2011212244 A JP2011212244 A JP 2011212244A JP 2011212244 A JP2011212244 A JP 2011212244A JP 5278517 B2 JP5278517 B2 JP 5278517B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- flow rate
- surplus flow
- surplus
- pump
- control unit
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Images
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
- F04B—POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
- F04B49/00—Control, e.g. of pump delivery, or pump pressure of, or safety measures for, machines, pumps, or pumping installations, not otherwise provided for, or of interest apart from, groups F04B1/00 - F04B47/00
- F04B49/06—Control using electricity
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
- F04B—POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
- F04B49/00—Control, e.g. of pump delivery, or pump pressure of, or safety measures for, machines, pumps, or pumping installations, not otherwise provided for, or of interest apart from, groups F04B1/00 - F04B47/00
- F04B49/22—Control, e.g. of pump delivery, or pump pressure of, or safety measures for, machines, pumps, or pumping installations, not otherwise provided for, or of interest apart from, groups F04B1/00 - F04B47/00 by means of valves
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
- F04B—POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
- F04B49/00—Control, e.g. of pump delivery, or pump pressure of, or safety measures for, machines, pumps, or pumping installations, not otherwise provided for, or of interest apart from, groups F04B1/00 - F04B47/00
- F04B49/22—Control, e.g. of pump delivery, or pump pressure of, or safety measures for, machines, pumps, or pumping installations, not otherwise provided for, or of interest apart from, groups F04B1/00 - F04B47/00 by means of valves
- F04B49/24—Bypassing
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F15—FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
- F15B—SYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- F15B11/00—Servomotor systems without provision for follow-up action; Circuits therefor
- F15B11/02—Systems essentially incorporating special features for controlling the speed or actuating force of an output member
- F15B11/04—Systems essentially incorporating special features for controlling the speed or actuating force of an output member for controlling the speed
- F15B11/05—Systems essentially incorporating special features for controlling the speed or actuating force of an output member for controlling the speed specially adapted to maintain constant speed, e.g. pressure-compensated, load-responsive
- F15B11/055—Systems essentially incorporating special features for controlling the speed or actuating force of an output member for controlling the speed specially adapted to maintain constant speed, e.g. pressure-compensated, load-responsive by adjusting the pump output or bypass
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F15—FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
- F15B—SYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- F15B2211/00—Circuits for servomotor systems
- F15B2211/20—Fluid pressure source, e.g. accumulator or variable axial piston pump
- F15B2211/205—Systems with pumps
- F15B2211/20507—Type of prime mover
- F15B2211/20515—Electric motor
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F15—FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
- F15B—SYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- F15B2211/00—Circuits for servomotor systems
- F15B2211/20—Fluid pressure source, e.g. accumulator or variable axial piston pump
- F15B2211/205—Systems with pumps
- F15B2211/2053—Type of pump
- F15B2211/20538—Type of pump constant capacity
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F15—FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
- F15B—SYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- F15B2211/00—Circuits for servomotor systems
- F15B2211/20—Fluid pressure source, e.g. accumulator or variable axial piston pump
- F15B2211/265—Control of multiple pressure sources
- F15B2211/2658—Control of multiple pressure sources by control of the prime movers
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F15—FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
- F15B—SYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- F15B2211/00—Circuits for servomotor systems
- F15B2211/50—Pressure control
- F15B2211/505—Pressure control characterised by the type of pressure control means
- F15B2211/50509—Pressure control characterised by the type of pressure control means the pressure control means controlling a pressure upstream of the pressure control means
- F15B2211/50536—Pressure control characterised by the type of pressure control means the pressure control means controlling a pressure upstream of the pressure control means using unloading valves controlling the supply pressure by diverting fluid to the return line
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F15—FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
- F15B—SYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- F15B2211/00—Circuits for servomotor systems
- F15B2211/60—Circuit components or control therefor
- F15B2211/63—Electronic controllers
- F15B2211/6303—Electronic controllers using input signals
- F15B2211/632—Electronic controllers using input signals representing a flow rate
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Fluid Mechanics (AREA)
- Control Of Positive-Displacement Pumps (AREA)
- Fluid-Pressure Circuits (AREA)
Abstract
Description
この発明は、例えば、建機、農機、工作機械、射出成形機などの種々の産業機械に用いられる油圧ユニットや水圧ユニット等の液圧ユニットに関する。 The present invention relates to a hydraulic unit such as a hydraulic unit or a hydraulic unit used in various industrial machines such as construction machines, agricultural machines, machine tools, and injection molding machines.
従来、油圧ユニットとしては、図8に示すように、固定容量形のポンプ101と、このポンプ101を駆動するモータ102と、上記ポンプ101の吐出ライン106に接続されたリリーフ弁103と、このリリーフ弁103とタンク107との間に接続されリリーフ弁103からの余剰流量を検知する流量センサ104と、この流量センサ104からの信号に基づいて上記モータ102の回転数を制御する回転数制御手段105とを備えたものがある(特開平11−303758号公報:特許文献1参照)。
Conventionally, as a hydraulic unit, as shown in FIG. 8, a
そして、上記回転数制御手段105は、流量センサ104によって検知された余剰流量が予め定めた所定値となるように、モータ102の回転速度をフィードバック制御していた。
The rotational speed control means 105 feedback-controls the rotational speed of the
しかしながら、上記従来の液圧ユニットでは、上記回転数制御手段105は、流量センサ104の余剰流量が所定値となるように、モータ102を制御していたので、ポンプ101からの吐出量が少ないときの制御の安定性を確保するために、余剰流量を比較的大きく確保する必要があり、余剰流量の所定値が大きくなっていた。このため、制御が安定しているポンプ101からの吐出量が多いときも、余剰流量が大きな所定値となるように、モータ102を制御することになり、無駄な余剰流量が流れて余分なエネルギー損失が発生していた。
However, in the conventional hydraulic unit, the rotation speed control means 105 controls the
そこで、この発明の課題は、圧力制御の安定性を確保できると共に、省エネと油の発熱防止を実現できる液圧ユニットを提供することにある。 Accordingly, an object of the present invention is to provide a hydraulic unit capable of ensuring the stability of pressure control and realizing energy saving and prevention of oil heat generation.
上記課題を解決するため、この発明の液圧ユニットは、
主機に液体を供給する固定容量形のポンプと、
上記ポンプを駆動するモータと、
上記モータに接続されたインバータと、
上記ポンプの吐出ラインに接続したリリーフ弁と、
上記リリーフ弁からの余剰流量を検知するためのセンサと、
上記センサにて検知された余剰流量に基づいて、上記インバータを介して、上記モータの回転速度を制御する制御部と
を備え、
上記制御部は、
上記ポンプからの吐出量が大流量のとき、上記センサにて検知された余剰流量に基づいて上記リリーフ弁からの余剰流量が小余剰流量となるように、上記インバータを制御する一方、
上記ポンプからの吐出量が上記大流量よりも少ない小流量のとき、上記センサにて検知された余剰流量に基づいて上記リリーフ弁からの余剰流量が上記小余剰流量よりも多い大余剰流量となるように、上記インバータを制御する余剰流量制御部を有することを特徴としている。
In order to solve the above problems, the hydraulic unit of the present invention is:
A fixed displacement pump that supplies liquid to the main engine,
A motor for driving the pump;
An inverter connected to the motor;
A relief valve connected to the discharge line of the pump;
A sensor for detecting an excessive flow rate from the relief valve;
A control unit for controlling the rotational speed of the motor via the inverter based on the surplus flow rate detected by the sensor;
The control unit
When the discharge amount from the pump is a large flow rate, the inverter is controlled so that the surplus flow rate from the relief valve becomes a small surplus flow rate based on the surplus flow rate detected by the sensor ,
When the discharge amount from the pump is a small flow rate smaller than the large flow rate, the surplus flow rate from the relief valve becomes a large surplus flow rate larger than the small surplus flow rate based on the surplus flow rate detected by the sensor. Thus, it has the surplus flow control part which controls the above-mentioned inverter.
この発明の液圧ユニットによれば、上記制御部は、上記余剰流量制御部を有するので、例えば、保圧状態でリリーフ弁から液体を流して圧力を制御している状態で、ポンプからの吐出量が少ないとき、リリーフ弁からの余剰流量を多くして、一定のモータ回転速度を確保してモータ制御の不安定さを解消すると共に、リリーフ弁による圧力制御の不安定さを解消できる。つまり、一般的に、リリーフ弁に流れる流量が小流量の場合は圧力が不安定になるが、例えば、安定して圧力を制御できるリリーフ弁の最低流量で余剰流量を制御すると、制御の安定性とより大きな省エネ効果が両立できる。一方、ポンプからの吐出量が多いとき、余剰流量を少なくして、エネルギー損失を抑えると共に油の発熱を防止できる。 According to the hydraulic unit of the present invention, since the control unit includes the surplus flow rate control unit, for example, in a state where the pressure is controlled by flowing the liquid from the relief valve in the pressure-holding state, the discharge from the pump is performed. When the amount is small, the surplus flow rate from the relief valve can be increased to ensure a constant motor rotation speed to eliminate motor control instability and pressure control instability due to the relief valve. That is, in general, the pressure becomes unstable when the flow rate flowing through the relief valve is a small flow rate. For example, if the surplus flow rate is controlled at the minimum flow rate of the relief valve that can stably control the pressure, the control stability And greater energy savings. On the other hand, when the discharge amount from the pump is large, the surplus flow rate can be reduced to suppress energy loss and prevent oil from being heated.
したがって、圧力制御の安定性を確保できると共に、省エネと油の発熱防止を実現できる。 Therefore, stability of pressure control can be secured, and energy saving and prevention of heat generation of oil can be realized.
また、一実施形態の液圧ユニットでは、
上記余剰流量制御部は、
上記主機側への液体の供給流量が増大するにつれて、上記余剰流量が除々に減少する一方、上記主機側への液体の供給流量が所定値を超えると、上記余剰流量が一定値になるように、制御する。
Moreover, in the hydraulic unit of one embodiment,
The surplus flow rate control unit
As the liquid supply flow rate to the main machine side increases, the surplus flow rate gradually decreases, while when the liquid supply flow rate to the main machine side exceeds a predetermined value, the surplus flow rate becomes a constant value. ,Control.
この実施形態の液圧ユニットによれば、上記余剰流量制御部は、上記主機側への供給流量が増大するにつれて、上記余剰流量が除々に減少する一方、上記主機側への供給流量が所定値を超えると、上記余剰流量が一定値になるように、制御するので、主機側への供給流量が少ないとき、リリーフ弁からの余剰流量を多くして、一定のモータ回転速度を確保し、圧力制御の安定性を確保できる。また、主機側への供給流量が多いとき、リリーフ弁からの余剰流量を少なくして、省エネと油の発熱防止を実現できる。 According to the hydraulic unit of this embodiment, the surplus flow rate control unit gradually decreases the surplus flow rate as the supply flow rate to the main unit increases, while the supply flow rate to the main unit reaches a predetermined value. Since the control is performed so that the surplus flow rate becomes a constant value when the flow rate exceeds 1, the surplus flow rate from the relief valve is increased when the supply flow rate to the main engine side is small, and a constant motor rotation speed is ensured. Control stability can be secured. Moreover, when the supply flow rate to the main engine side is large, the surplus flow rate from the relief valve can be reduced to realize energy saving and prevention of oil heat generation.
また、一実施形態の液圧ユニットでは、上記余剰流量制御部は、上記ポンプの回転数に制限を加えるベースクリッパを有する。 Moreover, in the hydraulic unit of one embodiment, the surplus flow rate control unit has a base clipper that limits the rotation speed of the pump.
この実施形態の液圧ユニットによれば、上記余剰流量制御部は、上記ポンプの回転数に制限を加えるベースクリッパを有するので、最適な余剰流量に制御できる。例えば、ベースクリッパとして、モータの最低回転数やポンプの最低回転数などを設定すると、制御の安定性とポンプの保護、および、より大きな省エネ効果が両立できる。 According to the hydraulic unit of this embodiment, the surplus flow rate control unit has a base clipper that limits the rotation speed of the pump, and can therefore be controlled to an optimum surplus flow rate. For example, when the minimum number of rotations of the motor and the minimum number of rotations of the pump are set as the base clipper, it is possible to achieve both control stability, pump protection, and a greater energy saving effect.
また、一実施形態の液圧ユニットでは、上記余剰流量制御部は、上記主機側への供給流量に応じて上記余剰流量の目標値を変化させる余剰流量目標値作成部を有する。 Moreover, in the hydraulic unit of one embodiment, the surplus flow rate control unit has a surplus flow rate target value creation unit that changes the target value of the surplus flow rate according to the supply flow rate to the main engine side.
この実施形態の液圧ユニットによれば、上記余剰流量制御部は、上記主機側への供給流量に応じて上記余剰流量の目標値を変化させる余剰流量目標値作成部を有するので、最適な余剰流量に制御できる。 According to the hydraulic unit of this embodiment, the surplus flow rate control unit has a surplus flow rate target value creation unit that changes the target value of the surplus flow rate according to the supply flow rate to the main engine side. The flow rate can be controlled.
また、一実施形態の液圧ユニットでは、上記余剰流量制御部は、目標余剰流量と現在余剰流量との偏差の大きさに応じてゲインを切り換え、かつ、偏差の零および零付近の領域に不感帯を設ける。 Further, in the hydraulic unit of one embodiment, the surplus flow rate control unit switches the gain according to the magnitude of the deviation between the target surplus flow rate and the current surplus flow rate, and the dead zone in the zero and near zero areas of the deviation. Is provided.
この実施形態の液圧ユニットによれば、上記余剰流量制御部は、目標余剰流量と現在余剰流量との偏差の大きさに応じてゲインを切り換え、かつ、偏差の零および零付近の領域に不感帯を設けるので、保圧状態から流量制御への切り替えでは応答性を上げつつ、保圧状態ではゲインを下げて制御を安定できる。 According to the hydraulic unit of this embodiment, the surplus flow rate control unit switches the gain according to the magnitude of the deviation between the target surplus flow rate and the current surplus flow rate, and the dead zone in the zero and near zero areas of the deviation. Therefore, while switching from the pressure-holding state to the flow rate control, the responsiveness is increased, and in the pressure-holding state, the gain can be lowered to stabilize the control.
この発明の液圧ユニットによれば、上記制御部は、上記ポンプからの吐出量が大流量のとき、上記リリーフ弁からの余剰流量が小余剰流量となるように、上記インバータを制御する一方、上記ポンプからの吐出量が上記大流量よりも少ない小流量のとき、上記リリーフ弁からの余剰流量が上記小余剰流量よりも多い大余剰流量となるように、上記インバータを制御する余剰流量制御部を有するので、圧力制御の安定性を確保できると共に、省エネと油の発熱防止を実現できる。 According to the hydraulic unit of the present invention, the control unit controls the inverter so that when the discharge amount from the pump is a large flow rate, the surplus flow rate from the relief valve becomes a small surplus flow rate, When the discharge amount from the pump is a small flow rate smaller than the large flow rate, the surplus flow control unit that controls the inverter so that the surplus flow rate from the relief valve becomes a large surplus flow rate greater than the small surplus flow rate Therefore, stability of pressure control can be ensured, and energy saving and prevention of oil heat generation can be realized.
以下、この発明を図示の実施の形態により詳細に説明する。 Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the illustrated embodiments.
図1は、この発明の液圧ユニットの一実施形態の油圧ユニットの回路図を示している。図1に示すように、この油圧ユニットは、固定容量形のポンプ1と、このポンプ1を駆動するモータ2とを有する。ポンプ1の吸込側は、油が貯留されたタンク10に接続され、ポンプ1の吐出ライン11には、主機7が接続されている。この主機7は、図示しない油圧シリンダ、油圧モータ、電磁弁等を有する。ポンプ1から吐出された油は、主機7を経由して、タンク10に返される。
FIG. 1 shows a circuit diagram of a hydraulic unit according to an embodiment of the hydraulic unit of the present invention. As shown in FIG. 1, the hydraulic unit includes a fixed displacement pump 1 and a
上記ポンプ1の吐出ライン11から分岐された分岐ライン12には、リリーフ弁3が接続されている。このリリーフ弁3は、リリーフ弁3の上流側のポンプ1の吐出圧力が、設定圧よりも大きくなったときに、上流側の油を下流側に逃がして、上記吐出ライン11の圧力が設定圧になるように制御する。リリーフ弁3から排出される油の流量を、以下、余剰流量とよぶ。なお、リリーフ弁3の設定圧は、可変にしてもよい。
A relief valve 3 is connected to a
上記分岐ライン12には、上記リリーフ弁3の下流側に、絞り8を設け、この絞り8とリリーフ弁3との間に、圧力センサ4を設けている。絞り8を通過する余剰流量は、絞り8の前後の圧力差(絞り8の上流側圧力とタンク圧との差)によって、定まるから、圧力センサ4は、結局、余剰流量を検出していることになる。もっとも、圧力センサ4に代えて、流量センサを設けて、直接余剰流量を検出するようにしてもよい。
The
上記分岐ライン12に、絞り8の上流側からタンク10へ分岐したライン13を設け、このライン13に、ロードチェック弁9を設けている。このロードチェック弁9は、余剰流量が過大になって、絞り8の上流側の圧力が、ロードチェック弁9のバネの力よりも大きくなったときに、開放して回路を保護する。なお、ロードチェック弁の代わりに、リリーフ弁あるいは安全弁を用いてもよい。
The
上記モータ2には、インバータ6が接続され、インバータ6は、制御部5により、制御されている。この制御部5は、圧力センサ4にて検知された余剰流量に基づいて、インバータ6にスイッチング信号を送り、インバータ6を介してモータ2の回転速度を制御する。
An inverter 6 is connected to the
上記制御部5は、余剰流量制御部50を有する。この余剰流量制御部50は、ポンプ1からの吐出量が大流量のとき、リリーフ弁3からの余剰流量が小余剰流量となるように、インバータ6を制御する一方、ポンプ1からの吐出量が上記大流量よりも少ない小流量のとき、リリーフ弁3からの余剰流量が上記小余剰流量よりも多い大余剰流量となるように、インバータ6を制御する。
The control unit 5 has a surplus flow
図2に示すように、上記余剰流量制御部50は、主機7側への油の供給流量が増大するにつれて、余剰流量が除々に減少する一方、主機7側への油の供給流量が所定値を超えると、余剰流量が一定値になるように、制御する。
As shown in FIG. 2, the surplus flow
つまり、ハッチングにて示す余剰流量QLは、主機側供給流量Qpが0から所定値Qp1まで増大するにつれて、第2流量値Q2から第1流量値Q1(<Q2)まで除々に減少する一方、この余剰流量QLは、主機側供給流量Qpが所定値Qp1を超えると、第1流量値Q1の一定値となる。 That is, the excess flow rate QL indicated by hatching gradually decreases from the second flow rate value Q2 to the first flow rate value Q1 (<Q2) as the main engine side supply flow rate Qp increases from 0 to the predetermined value Qp1. The surplus flow rate QL becomes a constant value of the first flow rate value Q1 when the main engine side supply flow rate Qp exceeds a predetermined value Qp1.
また、ポンプ吐出量Qは、主機側供給流量Qpが0から所定値Qp1まで増大するとき、第2流量値Q2の一定値となる一方、このポンプ吐出量Qは、主機側供給流量Qpが所定値Qp1を超えると、第2流量値Q2から徐々に増大する。 Further, the pump discharge amount Q becomes a constant value of the second flow rate value Q2 when the main engine side supply flow rate Qp increases from 0 to a predetermined value Qp1, while the pump discharge amount Q is equal to the main engine side supply flow rate Qp. When the value Qp1 is exceeded, it gradually increases from the second flow rate value Q2.
そして、主機側供給流量Qpは、ポンプ吐出量Qから余剰流量QLを引いた値となり、主機7からタンク10へ戻される流量と等しくなる。
The main machine side supply flow rate Qp is a value obtained by subtracting the surplus flow rate QL from the pump discharge amount Q, and is equal to the flow rate returned from the
図3に示すように、上記余剰流量制御部50は、目標余剰流量と現在余剰流量との偏差の大きさに応じてゲインを切り換え、かつ、偏差の零および零付近の領域に不感帯を設ける。
As shown in FIG. 3, the surplus flow
つまり、目標余剰流量と現在余剰流量との偏差である速度偏差dVが、0からdV1まで増大するとき、ゲインであるポンプ吐出量変化量dQは、不感帯である0となる。速度偏差dVが、dV1からdV2まで増大するとき、ポンプ吐出量変化量dQは、0からdQ1まで徐々に増大する。速度偏差dVが、dV2からdV3まで増大するとき、ポンプ吐出量変化量dQは、dQ1からdQ2まで徐々に増大する。ポンプ吐出量変化量dQのdQ1からdQ2までの変化率は、ポンプ吐出量変化量dQの0からdQ1までの変化率よりも大きい。速度偏差dVが、dV3を超えると、ポンプ吐出量変化量dQは、dQ2の一定値となる。 That is, when the speed deviation dV, which is the deviation between the target surplus flow rate and the current surplus flow rate, increases from 0 to dV1, the pump discharge amount change amount dQ, which is a gain, becomes zero, which is a dead zone. When the speed deviation dV increases from dV1 to dV2, the pump discharge amount change amount dQ gradually increases from 0 to dQ1. When the speed deviation dV increases from dV2 to dV3, the pump discharge amount change dQ gradually increases from dQ1 to dQ2. The rate of change of the pump discharge amount change amount dQ from dQ1 to dQ2 is larger than the rate of change of the pump discharge amount change amount dQ from 0 to dQ1. When the speed deviation dV exceeds dV3, the pump discharge amount change amount dQ becomes a constant value of dQ2.
なお、同様に、速度偏差dVが、0〜−dV1、−dV1〜−dV2、−dV2〜−dV3と順に変化するとき、ポンプ吐出量変化量dQは、0、0〜−dQ1、−dQ1〜−dQ2と順に変化する。 Similarly, when the speed deviation dV sequentially changes from 0 to -dV1, -dV1 to -dV2, -dV2 to -dV3, the pump discharge amount change dQ is 0, 0 to -dQ1, -dQ1. -DQ2 in order.
したがって、保圧状態から流量制御への切り替えでは応答性を上げつつ、保圧状態ではゲインを下げて制御を安定できる。 Therefore, while switching from the pressure holding state to the flow rate control, the response can be improved, and in the pressure holding state, the gain can be lowered to stabilize the control.
図1に示すように、上記余剰流量制御部50は、ポンプ1の回転数に制限を加えるベースクリッパ51を有する。このベースクリッパ51は、ポンプ1の回転数の下限値にリミットをかけ、ポンプ1からの吐出量の関数関係を、図2のグラフに示す形状(ポンプ吐出量Q)とする。
As shown in FIG. 1, the surplus flow
そして、上記余剰流量制御部50によるポンプ1への吐出量の指令を具体的に説明する。図4のブロック図に示すように、余剰流量制御部50は、加え合わせ点21と、ポンプ吐出量変化量算出手段22と、積分手段23と、ポンプ吐出量指令リミット24とを有する。
And the command of the discharge amount to the pump 1 by the said surplus
上記加え合わせ点21は、現在余剰流量と目標余剰流量との偏差を求める。現在余剰流量は、圧力センサ4にて検出される。目標余剰流量は、例えば、外部から入力される。
The
上記ポンプ吐出量変化量算出手段22は、図3に示す関数関係を用い、加え合わせ点21によって求められた偏差に基づいて、ポンプ吐出量変化量を算出する。
The pump discharge amount change amount calculation means 22 calculates the pump discharge amount change amount based on the deviation obtained by the
上記積分手段23は、ポンプ吐出量変化量算出手段22によって算出されたポンプ吐出量変化量を積分して、ポンプ吐出量を求める。
The
上記ポンプ吐出量指令リミット24は、ベースクリッパ51の一例であり、積分手段23によって算出されたポンプ吐出量の下限値にリミットをかけ、ポンプ吐出量が図2に示すポンプ吐出量Qとなるように、インバータ6に指令する。
The pump discharge
また、上記余剰流量制御部50によるポンプ1への吐出量の指令の流れを説明する。図5のフローチャートに示すように、余剰流量制御部50の制御を開始すると(ステップS21)、目標余剰流量から現在余剰流量を差し引いた余剰流量の偏差を算出する(ステップS22)。
The flow of the command for the discharge amount to the pump 1 by the surplus
そして、余剰流量の偏差が0より大きければ(ステップS23)、ポンプ吐出量を増分するように算出する(ステップS24)一方、余剰流量の偏差が0以下であれば(ステップS23)、ポンプ吐出量を減分するように算出する(ステップS25)。このとき、図3に示すポンプ吐出量変化量を用い、余剰流量の偏差に基づいてポンプ吐出量変化量を算出し、その後、ポンプ吐出量変化量を積分して、ポンプ吐出量を求める。 If the excess flow deviation is greater than 0 (step S23), the pump discharge amount is calculated to be incremented (step S24). On the other hand, if the excess flow deviation is 0 or less (step S23), the pump discharge amount. Is calculated to be decremented (step S25). At this time, the pump discharge amount change amount shown in FIG. 3 is used to calculate the pump discharge amount change amount based on the deviation of the surplus flow rate, and then the pump discharge amount change amount is integrated to obtain the pump discharge amount.
その後、ポンプ吐出量が一定値以下であれば(ステップS26)、ポンプ吐出量を一定値として(ステップS27)、このポンプ吐出量をポンプが吐出するようにインバータに指令して、制御を終了する(ステップS28)。一方、ポンプ吐出量が一定値を超えると(ステップS26)、そのままのポンプ吐出量をポンプが吐出するようにインバータに指令して、制御を終了する(ステップS28)。 Thereafter, if the pump discharge amount is equal to or less than a predetermined value (step S26), the pump discharge amount is set to a constant value (step S27), the inverter is commanded so that the pump discharges the pump discharge amount, and the control is finished. (Step S28). On the other hand, when the pump discharge amount exceeds a certain value (step S26), the inverter is commanded so that the pump discharges the pump discharge amount as it is, and the control is ended (step S28).
したがって、上記余剰流量制御部50は、ベースクリッパ51としてのポンプ吐出量指令リミット24を有するので、最適な余剰流量に制御できる。
Therefore, since the surplus flow
なお、図1に示すように、上記余剰流量制御部50は、ベースクリッパ51に代えて、余剰流量目標値作成部52を有するようにしてもよい。なお、余剰流量目標値作成部52を、ベースクリッパ51とともに、設けてもよく、この場合、ベースクリッパ51と余剰流量目標値作成部52とを切り換え可能とする。
As shown in FIG. 1, the surplus flow
上記余剰流量目標値作成部52は、主機7側への供給流量に応じて、余剰流量の目標値を変化させる。つまり、余剰流量の目標値の関数関係を、図2のグラフに示す形状(余剰流量QL)とする。
The surplus flow rate target
そして、上記余剰流量制御部50の余剰流量目標値作成部52によるポンプ1への吐出量の指令を具体的に説明する。図6のブロック図に示すように、余剰流量制御部50は、加え合わせ点31と、ポンプ吐出量変化量算出手段32と、積分手段33と、目標余剰流量算出手段34とを有する。
A command for the discharge amount to the pump 1 by the surplus flow target
上記目標余剰流量算出手段34は、余剰流量目標値作成部52の一例であり、図2に示す余剰流量QLの関数関係を用いて、主機7側への油の供給流量から、目標余剰流量を算出する。
The target surplus flow rate calculating means 34 is an example of the surplus flow rate target
上記加え合わせ点31は、目標余剰流量算出手段34によって算出された目標余剰流量と、圧力センサ4によって検出された現在余剰流量との偏差を求める。
The
上記ポンプ吐出量変化量算出手段32は、図3に示す関数関係を用い、加え合わせ点31によって求められた偏差に基づいて、ポンプ吐出量変化量を算出する。
The pump discharge amount change amount calculation means 32 calculates the pump discharge amount change amount based on the deviation obtained by the
上記積分手段33は、ポンプ吐出量変化量算出手段32によって算出されたポンプ吐出量変化量を積分して、ポンプ吐出量を求める。積分手段33によって算出されたポンプ吐出量は、図2に示すポンプ吐出量Qとなり、このポンプ吐出量をポンプが吐出するようにインバータ6に指令する。
The integration means 33 integrates the pump discharge amount change amount calculated by the pump discharge amount change amount calculation means 32 to obtain the pump discharge amount. The pump discharge amount calculated by the integrating
また、上記余剰流量制御部50の余剰流量目標値作成部52によるポンプ1への吐出量の指令の流れを説明する。図7のフローチャートに示すように、余剰流量制御部50の制御を開始すると(ステップS31)、図2に示す余剰流量QLの関数関係を用いて、主機側供給流量から目標余剰流量を算出する(ステップS32)。
The flow of the discharge amount command to the pump 1 by the surplus flow target
そして、目標余剰流量から現在余剰流量を差し引いた余剰流量の偏差を算出する(ステップS33)。余剰流量の偏差が0より大きければ(ステップS34)、ポンプ吐出量を増分するように算出する(ステップS35)一方、余剰流量の偏差が0以下であれば(ステップS34)、ポンプ吐出量を減分するように算出する(ステップS36)。このとき、図3に示すポンプ吐出量変化量を用い、余剰流量の偏差に基づいてポンプ吐出量変化量を算出してから、ポンプ吐出量変化量を積分して、ポンプ吐出量を求める。 Then, a deviation of the surplus flow rate obtained by subtracting the current surplus flow rate from the target surplus flow rate is calculated (step S33). If the surplus flow deviation is larger than 0 (step S34), the pump discharge amount is calculated to be incremented (step S35). If the surplus flow deviation is 0 or less (step S34), the pump discharge amount is decreased. It calculates so that it may be divided (step S36). At this time, the pump discharge amount change amount shown in FIG. 3 is used to calculate the pump discharge amount change amount based on the deviation of the excess flow rate, and then the pump discharge amount change amount is integrated to obtain the pump discharge amount.
その後、このポンプ吐出量をポンプが吐出するようにインバータに指令して、制御を終了する(ステップS37)。 Thereafter, the inverter is commanded so that the pump discharges the pump, and the control is terminated (step S37).
したがって、上記余剰流量制御部50は、余剰流量目標値作成部52としての目標余剰流量算出手段34を有するので、最適な余剰流量に制御できる。
Therefore, since the surplus flow
上記構成の液圧ユニットによれば、上記制御部5は、上記余剰流量制御部50を有するので、例えば、保圧状態でリリーフ弁3から液体を流して圧力を制御している状態で、ポンプ1からの吐出量が少ないとき、リリーフ弁3からの余剰流量を多くして、一定のモータ回転速度を確保してモータ制御の不安定さを解消すると共に、リリーフ弁3による圧力制御の不安定さを解消できる。また、ポンプ1からの吐出量が多いとき、余剰流量を少なくして、エネルギー損失を抑えると共に油の発熱を防止できる。
According to the hydraulic unit having the above-described configuration, the control unit 5 includes the surplus flow
したがって、圧力制御の安定性を確保できると共に、省エネと油の発熱防止を実現できる。 Therefore, stability of pressure control can be secured, and energy saving and prevention of heat generation of oil can be realized.
また、上記余剰流量制御部50は、上記主機7側への供給流量が増大するにつれて、上記余剰流量が除々に減少する一方、上記主機7側への供給流量が所定値を超えると、上記余剰流量が一定値になるように、制御するので、主機7側への供給流量が少ないとき、リリーフ弁3からの余剰流量を多くして、一定のモータ回転速度を確保し、圧力制御の安定性を確保できる。つまり、一般的に、リリーフ弁に流れる流量が小流量の場合は圧力が不安定になるが、例えば、安定して圧力を制御できるリリーフ弁3の最低流量で余剰流量を制御すると、制御の安定性とより大きな省エネ効果が両立できる。一方、主機7側への供給流量が多いとき、リリーフ弁3からの余剰流量を少なくして、省エネと油の発熱防止を実現できる。
Further, the surplus flow
なお、この発明は上述の実施形態に限定されない。例えば、ベースクリッパや余剰流量目標値作成部は、ソフト的な処理であってもよく、または、ハード的な処理であってもよい。また、ベースクリッパとして、モータの最低回転数やポンプの最低回転数などを設定すると、制御の安定性とポンプの保護、および、より大きな省エネ効果が両立できる。 In addition, this invention is not limited to the above-mentioned embodiment. For example, the base clipper and the surplus flow rate target value creation unit may be a software process or a hardware process. In addition, when the minimum rotation speed of the motor, the minimum rotation speed of the pump, or the like is set as the base clipper, it is possible to achieve both stability of control, protection of the pump, and a greater energy saving effect.
また、本発明の構成を、油圧ユニット以外に、水圧ユニット等の液圧ユニットに適用してもよい。また、主機として、例えば、建機、農機、工作機械、射出成形機などの種々の産業機械がある。 The configuration of the present invention may be applied to a hydraulic unit such as a hydraulic unit in addition to the hydraulic unit. As main machines, there are various industrial machines such as construction machines, agricultural machines, machine tools, and injection molding machines.
1 固定容量形のポンプ
2 モータ
3 リリーフ弁
4 圧力センサ
5 制御部
50 余剰流量制御部
51 ベースクリッパ
52 余剰流量目標値作成部
6 インバータ
7 主機
8 絞り
9 ロードチェック弁
10 タンク
11 吐出ライン
12 分岐ライン
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Fixed
Claims (5)
上記ポンプ(1)を駆動するモータ(2)と、
上記モータ(2)に接続されたインバータ(6)と、
上記ポンプ(1)の吐出ライン(11)に接続したリリーフ弁(3)と、
上記リリーフ弁(3)からの余剰流量を検知するためのセンサ(4)と、
上記センサ(4)にて検知された余剰流量に基づいて、上記インバータ(6)を介して、上記モータ(2)の回転速度を制御する制御部(5)と
を備え、
上記制御部(5)は、
上記ポンプ(1)からの吐出量が大流量のとき、上記センサ(4)にて検知された余剰流量に基づいて上記リリーフ弁(3)からの余剰流量が小余剰流量となるように、上記インバータ(6)を制御する一方、
上記ポンプ(1)からの吐出量が上記大流量よりも少ない小流量のとき、上記センサ(4)にて検知された余剰流量に基づいて上記リリーフ弁(3)からの余剰流量が上記小余剰流量よりも多い大余剰流量となるように、上記インバータ(6)を制御する余剰流量制御部(50)を有することを特徴とする液圧ユニット。 A fixed displacement pump (1) for supplying liquid to the main machine (7);
A motor (2) for driving the pump (1);
An inverter (6) connected to the motor (2);
A relief valve (3) connected to the discharge line (11) of the pump (1);
A sensor (4) for detecting an excess flow rate from the relief valve (3);
A controller (5) for controlling the rotational speed of the motor (2) via the inverter (6) based on the surplus flow rate detected by the sensor (4);
The control unit (5)
When the discharge amount from the pump (1) is a large flow rate, the surplus flow rate from the relief valve (3) becomes a small surplus flow rate based on the surplus flow rate detected by the sensor (4). While controlling the inverter (6),
When the discharge rate from the pump (1) is a small flow rate smaller than the large flow rate, the surplus flow rate from the relief valve (3) is reduced based on the surplus flow rate detected by the sensor (4). A hydraulic unit comprising a surplus flow rate control unit (50) for controlling the inverter (6) so that a large surplus flow rate is greater than a flow rate.
上記余剰流量制御部(50)は、
上記主機(7)側への液体の供給流量が増大するにつれて、上記余剰流量が除々に減少する一方、上記主機(7)側への液体の供給流量が所定値を超えると、上記余剰流量が一定値になるように、制御することを特徴とする液圧ユニット。 The hydraulic unit according to claim 1,
The surplus flow rate control unit (50)
As the liquid supply flow rate to the main machine (7) increases, the surplus flow rate gradually decreases. On the other hand, when the liquid supply flow rate to the main machine (7) side exceeds a predetermined value, the surplus flow rate is reduced. A hydraulic unit that is controlled so as to have a constant value.
上記余剰流量制御部(50)は、上記ポンプ(1)の回転数に制限を加えるベースクリッパ(51)を有することを特徴とする液圧ユニット。 The hydraulic unit according to claim 2,
The excess flow controller (50) includes a base clipper (51) that limits the rotational speed of the pump (1).
上記余剰流量制御部(50)は、上記主機(7)側への供給流量に応じて上記余剰流量の目標値を変化させる余剰流量目標値作成部(52)を有することを特徴とする液圧ユニット。 The hydraulic unit according to claim 2,
The surplus flow rate control unit (50) includes a surplus flow rate target value creation unit (52) that changes a target value of the surplus flow rate according to a supply flow rate to the main machine (7) side. unit.
上記余剰流量制御部(50)は、目標余剰流量と現在余剰流量との偏差の大きさに応じてゲインを切り換え、かつ、偏差の零および零付近の領域に不感帯を設けることを特徴とする液圧ユニット。 In the hydraulic unit according to any one of claims 1 to 4,
The surplus flow rate control unit (50) switches the gain according to the magnitude of deviation between the target surplus flow rate and the current surplus flow rate, and provides a dead zone in the region of zero and near zero deviation. Pressure unit.
Priority Applications (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2011212244A JP5278517B2 (en) | 2011-09-28 | 2011-09-28 | Hydraulic unit |
CN201280033076.3A CN103635689B (en) | 2011-09-28 | 2012-08-29 | Hydraulic unit |
PCT/JP2012/071830 WO2013047062A1 (en) | 2011-09-28 | 2012-08-29 | Liquid pressure unit |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2011212244A JP5278517B2 (en) | 2011-09-28 | 2011-09-28 | Hydraulic unit |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2013072367A JP2013072367A (en) | 2013-04-22 |
JP5278517B2 true JP5278517B2 (en) | 2013-09-04 |
Family
ID=47995111
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2011212244A Expired - Fee Related JP5278517B2 (en) | 2011-09-28 | 2011-09-28 | Hydraulic unit |
Country Status (3)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP5278517B2 (en) |
CN (1) | CN103635689B (en) |
WO (1) | WO2013047062A1 (en) |
Families Citing this family (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP6115450B2 (en) * | 2013-11-14 | 2017-04-19 | マツダ株式会社 | Engine evaporative fuel processing device |
JP6094463B2 (en) * | 2013-12-09 | 2017-03-15 | 株式会社島津製作所 | Material testing machine |
CN104819183B (en) * | 2015-03-25 | 2016-04-27 | 西安建筑科技大学 | A kind of variable speed hydraulic power supply flow control system and method |
GB2546485A (en) | 2016-01-15 | 2017-07-26 | Artemis Intelligent Power Ltd | Hydraulic apparatus comprising synthetically commutated machine, and operating method |
JP2019065831A (en) * | 2017-10-05 | 2019-04-25 | 株式会社デンソー | High-pressure pump control device |
Family Cites Families (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS5679690U (en) * | 1979-11-22 | 1981-06-27 | ||
JPS60215102A (en) * | 1984-04-10 | 1985-10-28 | Tokai Rubber Ind Ltd | Hydraulic source device |
JPS6313903A (en) * | 1986-07-04 | 1988-01-21 | Fukushima Seisakusho:Kk | Constant level liquid pressure source |
JPH01125577A (en) * | 1987-11-11 | 1989-05-18 | Honda Motor Co Ltd | Drive control device for hydraulic source |
JP3111790B2 (en) * | 1994-02-03 | 2000-11-27 | 株式会社日立製作所 | Flow control pump |
JPH08219110A (en) * | 1995-02-09 | 1996-08-27 | Hitachi Constr Mach Co Ltd | Hydraulic drive |
JPH11303758A (en) * | 1998-04-17 | 1999-11-02 | Nissan Motor Co Ltd | Control device for electric pump |
-
2011
- 2011-09-28 JP JP2011212244A patent/JP5278517B2/en not_active Expired - Fee Related
-
2012
- 2012-08-29 WO PCT/JP2012/071830 patent/WO2013047062A1/en active Application Filing
- 2012-08-29 CN CN201280033076.3A patent/CN103635689B/en not_active Expired - Fee Related
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN103635689B (en) | 2015-04-08 |
CN103635689A (en) | 2014-03-12 |
JP2013072367A (en) | 2013-04-22 |
WO2013047062A1 (en) | 2013-04-04 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP5278517B2 (en) | Hydraulic unit | |
EP1965083B1 (en) | Hydraulic unit and method of controlling speed of motor in hydraulic unit | |
JP5562870B2 (en) | Hybrid work machine and control method thereof | |
JP2008144804A (en) | Torque control device for 3-pump system for construction machinery | |
EP2770119B1 (en) | Hybrid-driven hydraulic work machine | |
JP2003021103A (en) | Hydraulic circuit device | |
WO2015114061A1 (en) | Engine and pump control device and working machine | |
WO2016084421A1 (en) | Hybrid construction machinery control system | |
JP5424982B2 (en) | Hybrid work machine | |
CN110621887B (en) | Oil pressure system | |
KR101143022B1 (en) | Confluent control system | |
KR101760589B1 (en) | A variable control device of spool displacement for construction machinery and method thereof | |
US20170121944A1 (en) | Control Device and Working Machine | |
JPWO2019142244A1 (en) | Construction machinery | |
KR101648982B1 (en) | Hydraulic pump control apparatus for construction machinery and hydraulic pump control method for the same | |
JP6324186B2 (en) | Hydraulic drive | |
JP5030864B2 (en) | Control device for hybrid construction machine | |
KR20180034475A (en) | Hybrid type working machine | |
JP2015232985A (en) | Fuel cell system | |
CN103591060B (en) | Engineering machinery and hydraulic control oil circuit thereof | |
JP6401668B2 (en) | Control system and control method for hybrid construction machine | |
US10337171B2 (en) | Hybrid construction machine | |
JP5212515B2 (en) | Hydraulic unit | |
KR102580091B1 (en) | Method for regulating a pressure of a dosing system | |
JP2006132783A (en) | Hydraulic circuit device |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20130124 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20130423 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20130506 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |