(57)【要約】【課題】モータにて油圧ポンプを回転させることで油圧を供給する油圧制御装置において、負荷が急峻に変化した場合、応答遅れが発生し、所望の油圧を得るまでに時間を要する課題を解決する。【解決手段】モータ９にて油圧ポンプ１０を回転させることで油圧を供給する油圧制御装置において、油圧センサ１２と、該油圧センサ１２からの油圧検出値と油圧指令値の差から速度指令値を出力する速度指令演算器３と、モータ９に取り付けられたモータ位置検出器８からの位置検出値を微分して得られる速度検出値と前記速度指令値との差からトルク指令値を算出するトルク指令値演算器６と、前記トルク指令値に基づいてモータの電流を制御する電流制御部７とを備え、負荷変動補償器１４が出力する負荷変動補償速度を、前記速度指令値に加算する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
モータにて油圧ポンプを回転させることで油圧を供給する油圧制御装置において、
油圧ポンプと負荷の間に配置した油圧センサと、
該油圧センサからの油圧検出値と油圧指令値との差から速度指令値を出力する速度指令演算器と、
前記負荷の変動に応じて、前記速度指令演算器から出力される速度指令値を補償する負荷変動補償速度を出力する負荷変動補償器と、
モータに取り付けられたモータ位置検出器からの位置検出値を微分して得られる速度検出値と、前記速度指令値および前記負荷変動補償速度の加算値と、の差からトルク指令値を算出するトルク指令値演算器と、
前記トルク指令値に基づいてモータの電流を制御する電流制御部と
を備える、ことを特徴とする油圧制御装置。
【請求項２】
請求項１の油圧制御装置であって、
前記負荷変動補償器は、前記油圧検出値に基づいて、負荷変動補償速度を出力することを特徴とする油圧制御装置。
【請求項３】
請求項１または２に記載の油圧制御装置であって、
前記負荷変動補償器は、上位制御装置が出力する負荷の動作パターンを示す信号より負荷変動補償速度を出力することを特徴とする油圧制御装置。
【請求項４】
請求項１の油圧制御装置であって、
前記負荷変動補償器は、前記油圧検出値より算出した負荷変動補償速度と、上位制御装置が出力する負荷の動作パターンを示す信号より算出した負荷変動補償速度と、のうち大きい値を負荷変動補償速度として出力することを特徴とする油圧制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、工作機械向けの油圧ユニットにおいて、油圧ポンプを駆動するモータの制御に関する。
【背景技術】
【０００２】
油圧ポンプにモータを連結し、モータを回転させることで油圧を供給する油圧ユニットにおいては、モータを一定速度で高速回転させ、油圧リリーフ弁等で所望の油圧に調整することが多い。この場合、リリーフ弁からの油を意図的にリークさせているため、モータの消費電力が大きい。また、モータを一定速度で高速回転させているため、騒音も大きい。そのため、油圧ポンプを駆動するモータの制御においては各種の試みがなされている。
【０００３】
図７に従来技術の油圧ポンプを駆動するモータ９の制御装置のブロック図を示す。油圧ポンプ１０と油圧シリンダ等の負荷１１を接続した油圧回路に取り付けられた油圧センサ１２の油圧検出値Ｐｄをフィードバック値として、上位制御装置１より出力された油圧指令値Ｐｃとの油圧偏差を減算器２により算出し、速度指令演算器３が油圧偏差に基づき比例・積分制御により速度指令値Ｖｃを出力する。油圧ポンプを回転させるため連結したモータ９に取り付けられたモータ位置検出器８が検出した位置検出値を微分器１３が微分し、モータ９の速度検出値Ｖｄを出力する。速度指令値Ｖｃとモータ９の速度検出値Ｖｄの偏差を減算器５により求め、速度偏差として出力する。該速度偏差に基づき、トルク指令演算器６が比例・積分制御によりトルク指令Ｔｃを出力する。該トルク指令Ｔｃに基づき、インバータまで含んだ電流制御器７がモータ９に電流を流し、モータ９を制御する。
【０００４】
油圧センサ１２で検出した油圧検出値Ｐｄに基づきモータ９を制御するため、モータ９の回転を必要最小限とでき、結果、消費電力を低減でき、また、騒音も小さくできる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０００−２７４３７７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
図７に示した従来技術において、負荷が急峻に変化した場合、応答遅れが発生し、所望の油圧を得るまでに時間を要し、結果、負荷の応答時間が期待値よりも長くなる課題がある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、上記課題に対してなされたものであり、モータにて油圧ポンプを回転させることで油圧を供給する油圧制御装置において、油圧ポンプと負荷の間に配置した油圧センサと、該油圧センサからの油圧検出値と油圧指令値の差から速度指令値を出力する速度指令演算器と、モータに取り付けられたモータ位置検出器からの位置検出値を微分して得られる速度検出値と前記速度指令値との差からトルク指令値を算出するトルク指令値演算器と、前記トルク指令値に基づいてモータの電流を制御する電流制御部とを備え、負荷変動補償器が出力する負荷変動補償速度を、前記速度指令値に加算する。前記負荷変動補償器は、前記油圧検出値より負荷変動補償速度を出力する、または、前記負荷変動補償器は、上位制御装置が出力する負荷の動作パターンを示す信号より負荷変動補償速度を出力する、または、前記負荷変動補償器は、前記油圧検出値より算出した負荷変動補償速度と、負荷の動作パターンを示す信号より算出した負荷変動補償速度と、のうち、大きい値を負荷変動補償速度として出力する。
【発明の効果】
【０００８】
本発明による油圧制御装置によれば、消費電力を低減したまま、負荷が急峻に変化した場合、応答遅れが発生した場合でも、所望の油圧を得るまでの時間が短くでき、結果、負荷の応答時間が早くなる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の第一の実施例である油圧制御装置の構成を示すブロック図である。
【図２】本発明の第二の実施例である油圧制御装置の構成を示すブロック図である。
【図３】本発明の第三の実施例である油圧制御装置の構成を示すブロック図である。
【図４】本発明の第一の実施例の負荷変動補償器を示すブロック図である。
【図５】本発明の第二の実施例の負荷変動補償器を示すブロック図である。
【図６】本発明の第三の実施例の負荷変動補償器を示すブロック図である。
【図７】従来技術のモータ制御装置の構成を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
本発明の実施例について説明する。従来例と同一要素には同一符号を付しており説明は省略する。図１に本発明の第一実施形態である油圧制御装置のブロック図を示す。本実施形態は、負荷変動補償速度Ｖｆを算出し、この負荷変動補償速度Ｖｆと速度指令値Ｖｃとの加算値、および、モータの速度検出値Ｖｄから速度偏差を求める点で、図７に示した従来技術と相違する。すなわち、油圧センサ１２で検出された油圧検出値Ｐｄに基づき、負荷変動補償器１４が負荷変動補償速度Ｖｆを出力する。該負荷変動補償速度Ｖｆと速度指令値Ｖｃとを加算器４が加算した値と、モータの速度検出値Ｖｄの偏差を減算器５により求め、速度偏差として出力する。
【００１１】
図４に第一実施形態の油圧制御装置の負荷変動補償器１４のブロック図を示す。ヒステリシスコンパレータ１４１は、油圧検出値Ｐｄに基づき負荷変動補償速度選択信号Ｓｖを出力する。負荷変動速度選択器１４４は負荷変動補償速度選択信号Ｓｖにより、負荷変動時補償速度１４２または定数１４３のどちらかを負荷変動補償速度Ｖｆとして出力する。
【００１２】
具体的には、負荷変動により油圧が低下し、負荷変動補償開始レベルＮを下回った場合、ヒステリシスコンパレータ１４１が負荷変動補償速度選択信号Ｓｖをオンし、負荷変動速度選択器１４４は負荷変動時補償速度Ｖｆｆを負荷変動補償速度Ｖｆとして出力する。この場合、負荷変動補償速度Ｖｆを速度指令演算器３の出力Ｖｃと加算することで、速度指令が大きくなり、結果、流量が多くなり、低下した油圧の応答が速くなる。また、その後、油圧が上昇し、負荷変動補償停止レベルＰを超えた場合は、ヒステリシスコンパレータ１４１が負荷変動補償速度選択信号Ｓｖをオフし、負荷変動速度選択器１４４はゼロを負荷変動補償速度Ｖｆとして出力し、負荷変動補償を停止する。
【００１３】
負荷変動により油圧が低下した直後に、負荷変動補償速度Ｖｆだけ早くモータが回転するため、従来制御に対して瞬時で油圧ポンプからの流量が多くなり、油圧の応答時間が短くなる。負荷変動補償速度Ｖｆには、油圧ポンプの最高回転数または油圧回路の許容流量に相当する速度などを設定する。また、負荷変動補償開始レベルＮには、負荷の最低動作圧力以上、負荷変動補償開始レベルＰには、油圧指令値以下の値を設定する。
【００１４】
図２に本発明の第二実施形態である油圧制御装置の他のブロック図を示す。従来例と同一要素には同一符号を付しており説明は省略する。この油圧制御装置は、上位制御装置１が出力する負荷動作モード信号Ｍｏｄｅに基づき、負荷変動補償器１４が負荷変動補償速度Ｖｆを出力する。負荷動作モード信号Ｍｏｄｅは、負荷の動作パターンを示す信号である。図５には、この第二実施形態の油圧制御装置の負荷変動補償器１４のブロック図を示す。Ｖｆｆパターン選択器１４５は、各動作モードに応じて予め準備した負荷変動時補償速度Ｖｆｆパターンを負荷変動補償速度Ｖｆとして出力する。
【００１５】
具体的には、負荷変動は負荷の動作パターンより予測可能であり、負荷を動作させると同時に負荷動作モード信号Ｍｏｄｅにより負荷変動時補償速度Ｖｆｆパターンを出力するため、油圧が低下すると同時に速度指令が大きくなり、結果、流量が多くなり、油圧の低下が小さく抑えられ、さらに油圧の応答が速くなる。さらに、動作モードによって異なる負荷変動に合わせて予め準備した負荷変動前補償速度Ｖｆ分だけ早くモータが回転するため、負荷動作時の圧力も安定し、油圧の応答時間が短くなる。また、あらかじめ複数の負荷変動時補償速度Ｖｆｆパターンを準備することで、様々な負荷変動に対応することができる。
【００１６】
図３に本発明の第三実施形態である油圧制御装置の他のブロック図を示す。従来例と同一要素には同一符号を付しており説明は省略する。この油圧制御装置は、油圧検出値Ｐｄと上位制御装置１が出力する負荷動作モード信号Ｍｏｄｅに基づき、負荷変動補償器１４が負荷変動補償速度Ｖｆを出力する。
【００１７】
図６に本発明の第三実施形態の油圧制御装置の負荷変動補償器１４のブロック図を示す。負荷変動速度選択器１４６は、負荷変動速度選択器１４４の出力とＶｆｆパターン選択器１４５のどちらか大きい値を負荷変動補償速度Ｖｆとして出力する。
【００１８】
具体的には、負荷動作モード信号Ｍｏｄｅにより負荷変動時補償速度Ｖｆｆパターンを出力するため、油圧が低下すると同時に速度指令が大きくなり、結果、流量が多くなり、油圧の低下が小さく抑えられ、さらに油圧の応答が速くなる。また、予測していた負荷変動に想定外のズレが生じ、油圧が負荷変動補償開始レベルＮを下回った場合でも、油圧が低下した直後に、負荷変動補償速度Ｖｆだけ早くモータが回転するため、従来制御に対して瞬時で油圧ポンプからの流量が多くなり、油圧の応答時間が短くなる。
【符号の説明】
【００１９】
１  上位制御装置、２，５  減算器、３  速度指令演算器、４  加算器、６  トルク指令演算器、７  電流制御器、８  モータ位置検出器、９  モータ、１０  油圧ポンプ、１１  負荷、１２  油圧センサ、１３  微分器、１４  負荷変動補償器、１４１  ヒステリシスコンパレータ、１４２  負荷変動時補償速度、１４３  定数、１４４  負荷変動速度選択器、１４５  Ｖｆｆパターン選択器、１４６  負荷変動速度選択器。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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