(57)【要約】【課題】操作レバー等の操作部の操作量を急に大きくしても、パイロットラインの圧力が一時的に大きく低下することがなく、パイロットラインの圧力を略一定に制御できるパイロット用駆動装置を提供する。【解決手段】第１加え合わせ点１１により操作部５からの入力と圧力センサ４によって検出されたパイロット圧力との偏差を求め、フィードフォワード流量決定部６により操作部５の操作量に基づいてフィードフォワード流量を決定し、第２加え合わせ点１２によりフィードフォワード流量決定部６の出力と第１加え合わせ点１１からの出力とを加算してこの加算信号を制御部３に出力する。【選択図】図２
2012002262.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
パイロット圧用ポンプ（１）と、
上記パイロット圧用ポンプ（１）を駆動するモータ（２）と、
上記モータ（２）の回転速度を制御する制御部（３）と、
上記パイロット圧用ポンプ（１）からのパイロット圧力を検出する圧力センサ（４）と、
操作部（５）と、
上記操作部（５）からの入力と上記圧力センサ（４）によって検出されたパイロット圧力との偏差を求める第１加え合わせ点（１１）と、
上記操作部（５）の操作量に基づいてフィードフォワード流量を決定するフィードフォワード流量決定部（６）と、
上記フィードフォワード流量決定部（６）の出力と上記第１加え合わせ点（１１）からの出力とを加算して加算信号を作成し、この加算信号を上記制御部（３）に出力する第２加え合わせ点（１２）と
を備えることを特徴とするパイロット用駆動装置。
【請求項２】
請求項１に記載のパイロット用駆動装置において、
上記フィードフォワード流量決定部（６）は、上記操作部（５）の操作量の増加に対してフィードフォワード流量を段階的に増加するように、フィードフォワード流量を決定することを特徴とするパイロット用駆動装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、パイロット用駆動装置に関し、例えば、アクチュエータの駆動を切り換える主切換弁にパイロット弁を介して接続され、主切換弁を液圧により駆動するパイロット用駆動装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、パイロット用駆動装置としては、パイロットポンプと、このパイロットポンプを駆動するモータとを備えたものがある。このパイロットポンプは、アクチュエータの駆動を切り換える主切換弁のパイロット室にパイロット弁を介して接続されている。このパイロット弁は、操作レバーの入力により切り換えられて、主切換弁のパイロット室に供給するパイロット圧を制御して、主切換弁のスプールを作動させるようにしている（特開２００５-２９０６７４号公報：特許文献１、特開２００３-２４７５０６号公報：特許文献２参照）。
【０００３】
ここで、上記パイロットポンプからパイロット弁に一定の圧力を供給するため、パイロットポンプの吐出圧力を検出し、この検出された吐出圧力に基づいてパイロットポンプの回転速度を制御して、パイロット圧力が一定の値になるようにしている。
【０００４】
しかしながら、上記従来のパイロット用駆動装置では、図３(Ｂ)(Ｃ)の仮想線に示すように、パイロットラインの圧力低下を検出してから、パイロットポンプの回転速度を増大して、パイロットラインへの供給流量を増大しているため、操作レバーの操作量が大きい場合、パイロットポンプの吐出量の増大がパイロットラインの大きな圧力低下に遅れることになって、一時的にパイロットラインの圧力が低下して、主切換弁の動作が不安定になるという問題があった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００５-２９０６７４号公報
【特許文献２】特開２００３-２４７５０６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
そこで、この発明の課題は、操作レバー等の操作部の操作量を急に大きくしても、パイロットラインの圧力が一時的に大きく低下することがなく、パイロットラインの圧力を略一定に制御できるパイロット用駆動装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するため、この発明のパイロット用駆動装置は、
パイロット圧用ポンプと、
上記パイロット圧用ポンプを駆動するモータと、
上記モータの回転速度を制御する制御部と、
上記パイロット圧用ポンプからのパイロット圧力を検出する圧力センサと、
操作部と、
上記操作部からの入力と上記圧力センサによって検出されたパイロット圧力との偏差を求める第１加え合わせ点と、
上記操作部の操作量に基づいてフィードフォワード流量を決定するフィードフォワード流量決定部と、
上記フィードフォワード流量決定部の出力と上記第１加え合わせ点からの出力とを加算して加算信号を作成し、この加算信号を上記制御部に出力する第２加え合わせ点と
を備えることを特徴としている。
【０００８】
ここで、この明細書では、「操作部」とは、油圧ショベル等の建設機械の作動部を手動等により操作するものであり、例えばレバーやハンドルやペダルなどである。「操作量」とは、手動等により操作部を動かす量をいい、例えば、レバーの操作角やハンドルの回転角をいう。
【０００９】
この発明のパイロット用駆動装置によれば、上記第１加え合わせ点により操作部からの入力と圧力センサによって検出されたパイロット圧力との偏差を求め、上記フィードフォワード流量決定部により操作部の操作量に基づいてフィードフォワード流量を決定し、上記第２加え合わせ点によりフィードフォワード流量決定部の出力と第１加え合わせ点からの出力とを加算してこの加算信号を制御部に出力するので、つまり、上記制御部は、フィードバック制御に先立ってフィードフォワード制御を行うので、操作部の操作量を大きくしても、パイロットラインの圧力が低下する前に、フィードフォワード流量決定部によってパイロット圧用ポンプからパイロットラインへの供給流量を増加するように指令を与えて、パイロットラインの圧力を略一定とすることができる。
【００１０】
つまり、操作部が操作されると、パイロットラインの圧力の低下に先立って、パイロットポンプの回転速度を増大させているので、操作部の操作量が大きいときでも、パイロットラインの圧力を略一定にすることができる。
【００１１】
したがって、パイロット用駆動装置により作動される主切換弁等を安定して動作させることができる。
【００１２】
また、一実施形態のパイロット用駆動装置では、上記フィードフォワード流量決定部は、上記操作部の操作量の増加に対してフィードフォワード流量を段階的に増加するように、フィードフォワード流量を決定する。
【００１３】
この実施形態のパイロット用駆動装置によれば、上記フィードフォワード流量決定部は、操作部の操作量の増加に対してフィードフォワード流量を段階的に増加するので、フィードフォワード流量の決定が容易になる。
【発明の効果】
【００１４】
この発明のパイロット用駆動装置によれば、上記第１加え合わせ点により操作部からの入力と圧力センサによって検出されたパイロット圧力との偏差を求め、上記フィードフォワード流量決定部により操作部の操作量に基づいてフィードフォワード流量を決定し、上記第２加え合わせ点によりフィードフォワード流量決定部の出力と第１加え合わせ点からの出力とを加算してこの加算信号を制御部に出力するので、操作レバー等の操作部の操作量を急に大きくしても、パイロットラインの圧力が一時的に大きく低下することがなく、パイロットラインの圧力を略一定に制御できる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明のパイロット用駆動装置の一実施形態を示す簡略構成図である。
【図２】パイロット用駆動装置のブロック図である。
【図３】操作部の操作量と、パイロットラインの圧力と、パイロット圧用ポンプからパイロットラインへの供給流量との関係を説明する説明図である。
【図４】操作部の操作量と、フィードフォワード流量との関係を示すテーブルである。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
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。
【００１７】
図１は、この発明のパイロット用駆動装置の一実施形態である簡略構成図を示している。図２は、この発明のパイロット用駆動装置のブロック図を示している。図１に示すように、パイロット用駆動装置１０は、アクチュエータ群２４の駆動を切り換える主切換弁２１，２２のパイロット室にパイロット弁３１，３２を介して接続されている。
【００１８】
上記アクチュエータ群２４は、例えば油圧モータやシリンダ等であり、油圧ショベル等の建設機械の旋回体等の作動部を駆動する。アクチュエータ群２４は、メインライン２０を介して、主ポンプ２３に接続されている。アクチュエータ群２４とメインライン２０との間には、上記主切換弁２１，２２が接続されている。
【００１９】
上記主切換弁２１，２２は、アクチュエータ群２４の各アクチュエータに対応して設けられている。ここでは、第１主切換弁２１と第２主切換弁２２との二つの切換弁を示す。各アクチュエータは、各主切換弁２１，２２の切り換えにより、主ポンプ２３からの流体を受けて駆動される。
【００２０】
上記パイロット用駆動装置１０は、パイロットライン３０を介して、主切換弁２１，２２のパイロット室に接続されている。パイロット用駆動装置１０と主切換弁２１，２２との間には、上記パイロット弁３１，３２が接続されている。
【００２１】
上記パイロット弁３１，３２は、各主切換弁２１，２２に対応して設けられている。ここでは、第１主切換弁２１のスプールの一端のパイロット室に、第１パイロット弁３１が接続され、第２主切換弁２２のスプールの一端のパイロット室に、第２パイロット弁３２が接続されている。各パイロット弁３１，３２の切り換えにより、各主切換弁２１，２２のパイロット室に供給されるパイロット圧が制御されて、主切換弁２１，２２のスプールが切換作動される。
【００２２】
上記各パイロット弁３１，３２は、操作部５の入力により切り換えられる。操作部５は、上記旋回体等の作動部を手動等により操作するものであり、例えばレバーやハンドルやペダルなどである。
【００２３】
図２に示すように、上記パイロット用駆動装置１０は、パイロット圧用ポンプ１と、モータ２と、制御部３と、圧力センサ４と、上記操作部５と、フィードフォワード流量決定部６と、第１加え合わせ点１１と、第２加え合わせ点１２とを有する。
【００２４】
上記パイロット圧用ポンプ１は、パイロットライン３０に接続されている。上記モータ２は、例えば可変速のモータであり、パイロット圧用ポンプ１を駆動する。上記制御部３は、ドライバーであり、駆動信号をモータ２に出力して、モータ２の回転速度を制御する。上記圧力センサ４は、パイロット圧用ポンプ１からのパイロット圧力を検出する。
【００２５】
上記第１加え合わせ点１１は、操作部５からの入力と圧力センサ４によって検出されたパイロット圧力との偏差を求める。操作部５と第１加え合わせ点１１との間には、目標圧力設定部７が設けられ、この目標圧力設定部７は、操作部５からの入力に基づいて、パイロットライン３０の目標圧力を設定する。目標圧力設定部７は、操作部５の操作量と目標圧力との関係について予め決定されたテーブルに基づいて、目標圧力を設定する。
【００２６】
上記フィードフォワード流量決定部６は、操作部５の操作量に基づいてフィードフォワード流量を決定する。この操作部５の操作量とは、手動等により操作部５を動かす量をいい、例えば、レバーの操作角やハンドルの回転角をいう。操作部５の操作量は、例えばポテンショメータ、圧力スイッチやレーザー距離計等によって、直接に検出される。
【００２７】
上記第１加え合わせ点１１と上記第２加え合わせ点１２との間には、供給流量決定部８が設けられ、この供給流量決定部８は、第１加え合わせ点１１によって算出された圧力に基づいて、パイロット圧用ポンプ１からパイロットライン３０への供給流量を決定する。供給流量決定部８は、第１加え合わせ点１１からの圧力と供給流量との関係について予め決定されたテーブルに基づいて、供給流量を決定する。
【００２８】
上記第２加え合わせ点１２は、フィードフォワード流量決定部６の出力と第１加え合わせ点１１からの出力とを加算して加算信号を作成し、この加算信号を制御部３に出力する。
【００２９】
上記パイロット用駆動装置１０によれば、上記第１加え合わせ点１１により操作部５からの入力と圧力センサ４によって検出されたパイロット圧力との偏差を求め、上記フィードフォワード流量決定部６により操作部５の操作量に基づいてフィードフォワード流量を決定し、上記第２加え合わせ点１２によりフィードフォワード流量決定部６の出力と第１加え合わせ点１１からの出力とを加算して制御部３に加算信号を出力するので、操作部５の操作量を大きくしても、パイロットライン３０の圧力が低下する前に、フィードフォワード流量決定部６によってパイロット圧用ポンプ１からパイロットライン３０への供給流量を増加するように指令を与えて、パイロットライン３０の圧力を一定とすることができる。
【００３０】
つまり、図３に示すように、操作部５の操作量を大きくした際に、操作部５の操作量を直接に検出して、パイロットライン３０の圧力が低下する前に、（図３(Ｃ)の実線に示すように）パイロット圧用ポンプ１からパイロットライン３０への供給流量を増加するように指令を与えることで、（図３(Ｂ)の実線に示すように）パイロットライン３０の圧力を低下させることなく略一定に保つことができる。また、上記パイロット用駆動装置１０では、操作部５の操作量を直接に検出して供給流量を決定する以外に、圧力センサ４によって現在のパイロット圧力を検出して供給流量を決定する。要するに、上記パイロット用駆動装置１０では、フィードフォワード制御をフィードバック制御に先立って行う。
【００３１】
このように、上記操作部５が操作されると、パイロットライン３０の圧力の低下に先立って、パイロット圧用ポンプ１の回転速度を増大させているので、操作部５の操作量が大きいときでも、パイロットライン３０の圧力を略一定にすることができる。したがって、主切換弁２１，２２を安定して動作させることができる。
【００３２】
これに対して、従来では、図３(Ｂ)(Ｃ)の仮想線に示すように、パイロットラインの圧力低下を検出してから、パイロットポンプの回転速度を増大して、パイロットラインへの供給流量を増大しているため、つまり、フィードバック制御のみ行うため、操作レバーの操作量が大きい場合、パイロット圧用ポンプの吐出量の増大がパイロットラインの大きな圧力低下に（タイムラグｔに示すように）遅れることになって、一時的にパイロットラインの圧力が低下していた。
【００３３】
図４に示すように、上記フィードフォワード流量決定部６は、操作部５の操作量の増加に対してフィードフォワード流量を段階的に増加するように、フィードフォワード流量を決定する。具体的に述べると、操作部５の操作量が０％であるとき、フィードフォワード流量を０とし、操作部５の操作量が０〜２５％であるとき、フィードフォワード流量を最大流量の３０％とし、操作部５の操作量が２５〜７５％であるとき、フィードフォワード流量を最大流量の６０％とし、操作部５の操作量が７５〜１００％であるとき、フィードフォワード流量を最大流量の９０％とする。ここで、操作部５を操作レバーとし、この操作レバーの最大角を１００％と定義する。フィードフォワード流量は、操作開始から一定時間有効とする。
【００３４】
したがって、上記フィードフォワード流量決定部６は、操作部５の操作量の増加に対してフィードフォワード流量を段階的に増加するので、フィードフォワード流量の決定が容易になる。
【００３５】
なお、この発明は上述の実施形態に限定されない。例えば、上記フィードフォワード流量決定部６による流量の決定や、上記目標圧力設定部７による目標圧力の設定や、上記供給流量決定部８による供給流量の決定は、予め決定されたテーブル以外に、予め決定された実験式によって、求めてもよい。
【符号の説明】
【００３６】
１  パイロット圧用ポンプ
２  モータ
３  制御部
４  圧力センサ
５  操作部
６  フィードフォワード流量決定部
７  目標圧力設定部
８  供給流量決定部
１０  パイロット用駆動装置
１１  第１加え合わせ点
１２  第２加え合わせ点
２０  メインライン
２１  第１主切換弁
２２  第２主切換弁
２３  主ポンプ
２４  アクチュエータ群
３０  パイロットライン
３１  第１パイロット弁
３２  第２パイロット弁
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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