可変容量ポンプの制御方法
【課題】可変容量ポンプとクローズドセンター型方向弁を使用した油圧回路における各アクチュエータの複合操作性の改善を図る。
【解決手段】エンジンで駆動され、且つ、外部からポンプ吐出量の調整可能な可変容量ポンプに、複数のアクチュエータ１をクローズドセンター型方向制御弁４を介して接続し、前記各クローズドセンター型方向制御弁の操作量に基づく前記アクチュエータ流量の合計値を、可変容量ポンプ２から吐出するように構成された油圧回路において、クローズドセンター型方向制御弁が、センターバイパス型の方向制御弁の代わりとなるように、電気的演算により可変容量ポンプを制御すると共に、前記アクチュエータの上流側に圧力補償弁３を設け、圧力補償弁は、アクチュエータの負加圧が所定圧以下の場合に、アクチュエータへの流体量を制御し、所定圧以上では可変ポンプの制御特性により制御する。
【解決手段】エンジンで駆動され、且つ、外部からポンプ吐出量の調整可能な可変容量ポンプに、複数のアクチュエータ１をクローズドセンター型方向制御弁４を介して接続し、前記各クローズドセンター型方向制御弁の操作量に基づく前記アクチュエータ流量の合計値を、可変容量ポンプ２から吐出するように構成された油圧回路において、クローズドセンター型方向制御弁が、センターバイパス型の方向制御弁の代わりとなるように、電気的演算により可変容量ポンプを制御すると共に、前記アクチュエータの上流側に圧力補償弁３を設け、圧力補償弁は、アクチュエータの負加圧が所定圧以下の場合に、アクチュエータへの流体量を制御し、所定圧以上では可変ポンプの制御特性により制御する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、クローズドセンター型方向制御弁を用いているにもかかわらず、あたかもセンターバイパス型の方向制御弁の制御特性を示すように、電気的演算により制御（以下、仮想ブリードオフ制御）を行う可変容量ポンプを備えた、建設機械等に適用される可変容量ポンプとクローズドセンター型方向切換弁を組合わせた油圧回路の制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１及び特許文献２において、クローズドセンター型方向制御弁を使用した油圧回路が開示されている。
この油圧回路において、複数のアクチュエータを同時に操作すると、負荷の最も軽いアクチュエータに可変容量ポンプの吐出量の全量が流入してしまう傾向がある。そのため、アクチュエータを操作する者は、微妙に前記各方向制御弁のメータイン開口面積を調節し、所要の複合速度が得られるように操作する必要があった。
【０００３】
【特許文献１】特許第３７４５０３８号公報
【特許文献２】特許第３４７１６３８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明は、可変容量ポンプとクローズドセンター型方向弁を使用した油圧回路における各アクチュエータの複合操作性の改善を図ることを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記課題を解決すべく、下記の通り解決手段を見いだした。
即ち、本発明の可変容量ポンプの制御方法は、請求項１に記載の通り、エンジンで駆動され、且つ、外部からポンプ吐出量の調整可能な可変容量ポンプに、複数のアクチュエータをクローズドセンター型方向制御弁を介して接続し、前記各クローズドセンター型方向制御弁の操作量に基づく前記アクチュエータ流量の合計値を、前記可変容量ポンプから吐出するように構成された油圧回路において、前記クローズドセンター型方向制御弁が、センターバイパス型の方向制御弁の代わりとなるように、電気的演算により可変容量ポンプを制御すると共に、前記アクチュエータの上流側に圧力補償弁を設け、前記圧力補償弁は、前記アクチュエータの負加圧が所定圧以下の場合に、前記アクチュエータへの流体量を制御し、所定圧以上では可変ポンプの制御特性により制御するようにしたことを特徴とする。
また、請求項２に記載の本発明は、請求項１に記載の可変容量ポンプの制御方法において、前記圧力補償弁の上流側に減圧弁を設け、前記アクチュエータに流入する流体圧を制限したことを特徴とする。
また、請求項３に記載の本発明は、請求項２に記載の可変容量ポンプの制御方法において、前記アクチュエータに対する操作入力値に対して、前記クローズドセンター型方向制御弁の仮想のブリードオフ管路面積を求め、前記可変容量ポンプ吐出量の全量がセンターバイパス通路を通じてタンクラインへ排出されるとして算出された圧力を、前記減圧弁の設定値として、前記アクチュエータに流入する流体圧を制限したことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００６】
以上のように本発明によるときは、クローズドセンター型方向弁の上流側に圧力補償弁を設け、負荷圧が所定以上である場合、単独のアクチュエータを操作する際には、ポンプの仮想ブリードオフ制御を主体に制御し、複数のアクチュエータを操作する際には、低圧のアクチュエータは圧力補償弁で制御し、高圧のアクチュエータはポンプの仮想ブリードオフ制御を行うこととすることで、ブリードオフ制御によるオペレータ・フィーリングの向上とロードセンシングシステムによる複合操作性の確保の両立を可能にすることができる。
また、本発明によれば、配管は極めて簡略化される。更に、クローズドセンター型方向弁の各セクションは切離し可能であり、それらの間も一本の配管でデイジーチェイン式に繋げれば良くなる。また、パイロット配管を必要としない。また、ポンプのコントローラと操作系コントローラ、クローズドセンター型方向弁駆動系は切離し可能であり、システムの分散化度が高い。また、クローズドセンター型方向制御弁が分離可能なことで、クローズドセンター型方向弁のサイズをアクチュエータ毎に選択可能となる。
また、クローズドセンター型方向制御弁のストロークは、電子制御によりなされるから、アンチサチュレーション機能は電気的に達成される。また、２ポンプシステムに必要な合流機能も不要となる。
また、複合操作の状況により、各セクションに付与される仮想ブリードオフ特性を変え、更にクローズドセンター型方向弁のストロークを変えれば、コントローラ内で仮想ブリードオフ制御特性計算に用いられる、操作入力に対応した計算上のセンターバイパス通路面積（以下、仮想ブリードオフ管路面積）と実在のクローズセンター型方向制御弁のメータイン管路面積の関係は変化させることができ、より、詳細な特性もったシステムを構築できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
本発明の一実施の形態を図１に基づき説明する。
図１は、複数の油圧アクチュエータ１の作動を制御する油圧ショベル等に適用される油圧回路を示し、これらのアクチュエータ１は駆動モータにより駆動される可変容量ポンプ２の吐出管路において、圧力補償弁３及びクローズドセンター型方向制御弁４を介して接続されている。尚、可変容量ポンプ２は斜板等のポンプ容量制御機構５に圧力閉ループ制御機能を備えたアキシャルピストンポンプ等の公知のものである。
各アクチュエータ１は、ジョイスティックやレバー等の操作入力装置６からの操作入力値を、操作系コントローラ７により検出し、電磁比例ソレノイド等により構成される方向制御弁駆動装置８を介して、クローズドセンター型方向制御弁４により、その方向が切り換えられる。
【０００８】
操作系コントローラ７には、予め各アクチュエータ１の操作量と仮想ブリードオフ管路面積値との関係が記憶されており、各アクチュエータ１の操作量から各アクチュエータ１の仮想ブリードオフ管路面積値を求める特性演算を行い、更に、仮想ブリードオフ管路面積値に基づいて合成の仮想ブリードオフ管路の面積値を算出する。この合成仮想ブリードオフ管路面積値は、ポンプ・コントローラ９に送られ、仮想ポンプ吐出量からポンプに装着された傾転角センサー（ポテンショメータ）を介して得られた実際のポンプ吐出量を減算して得た仮想ブリードオフ流量よりポンプ吐出圧指令を算出し、圧力閉ループ制御機能を組み込んだ容量（傾転）制御装置により可変容量ポンプ２の吐出圧を制御する。尚、操作系コントローラ７及びポンプ・コントローラ９における演算・制御は一例に過ぎず、本発明においては、可変容量ポンプ２の吐出圧が、仮想のブリードオフ制御演算により制御されれば、その演算方法や制御について特に制限されるものではない。
尚、本明細書において、仮想ブリードオフとは、クローズドセンター型方向制御弁４を、センターバイパス型の方向制御弁とした場合のセンターバイパスを通過して油（流体）が仮想的に流れることをいうものとする。
【０００９】
また、図示されるものでは一方のアクチュエータ１の圧力補償弁３の上流側の管路が互いに減圧弁１０を介して接続されている。これは、後で詳細に説明するが、各アクチュエータ１が複合して動作している間に、ストローク・エンドの到達により急に回路圧が上昇し、負荷の大きい側のアクチュエータ１であって、動作できない状態のアクチュエータ１の急激な作動を防止するためである。
【００１０】
尚、本明細書において、クローズドセンター型方向制御弁４とは、アクチュエータ１の作動方向を切り換えることができ、且つ、何れかの切換位置において流体の通過を遮断できるものであればよく、必ずしもクローズドセンター型に制限されるものではない。
【００１１】
本発明では、クローズドセンター型方向制御弁４の上流側に圧力補償弁３を設けたものであるが、このクローズドセンター型方向制御弁４の作用を説明するために、図２に示すように、１つのアクチュエータ１の単独操作について説明する。尚、同図では、クローズドセンター型方向制御弁４はメータイン通路のみに着目し、単純なオリフィス（管路面積Av）として表されており、減圧比例減圧弁１０は省略されている。
図２において、仮想ポンプ吐出量と実ポンプ吐出量（≒実際のアクチュエータ流量）に基づいて仮想ブリードオフ流量が演算され、この演算された仮想ブリードオフ流量と操作量を基に吐出圧が定められた可変容量ポンプ２を、仮想ブリードオフポンプ２として記載し、上記操作入力装置６、操作系コントローラ７及びポンプ・コントローラ９を省略している。
図中Qaは実際のアクチュエータ流量、Qbは仮想ブリードオフ流量、Qpは仮想ポンプ吐出量である。また、Abは仮想のブリードオフ管路面積、Avはクローズドセンター型方向制御弁４のメータイン管路開口面積である。また、Paはアクチュエータの負荷圧、Pcは圧力補償弁３とクローズドセンター型方向制御弁４との間の管路の圧力、ΔPはPc-Pa、ΔP0は圧力補償弁３の制御開始圧を示す。尚、この制御開始圧は、油圧回路の目的に応じて適宜設定することができるものである。
Qp、Qb及びQaには次の関係がある。
Qp=Qb+Qa・・・（１）
圧力補償弁３による制御を行わない場合、即ち、圧力補償弁３を完全に開状態とさせるための条件は、
ΔP≦ΔP0・・・（２）
であるため、オリフィスの流量係数をCとし、Q=CA√Pの関係式に基づき、（２）式を変形すると、
【数１】
となる。
また、圧力補償弁３による制御を行う条件は、（３）式の不等号が逆向きとなり、
【数２】
となる。
Qpは、（１）式に従い、QaとQbに分流されるが、その割合は、操作入力により決定されるAb及びAv、並びに外部負荷の大小で決定され、Ab及びAvを適宜設定することにより、圧力補償弁３による制御を行わないか（（３）式）、圧力補償弁３による制御を行う（（４）式）ようにすることができる。
【００１２】
尚、圧力補償弁３による制御（（４）式）の場合には、Qaをクローズドセンター型方向制御弁４のロードセンシング特性で制御できる。この場合は、Qaに見合って、Qb＝Qp−Qaとなるように、仮想ブリードオフ制御演算が行われ、この演算結果に基づいてPbが制御される。
【００１３】
また、
ΔP＝ΔP0＝Pc−Pa・・・（５）
の状態にあるとき、圧力補償弁３は全開であり、通過抵抗を０とみなすと、Pb＝Pcとすることができ、（５）式は次のように変形することができる。
Pb＝Pa＋ΔP0・・・（６）
となる。この時、Paが（４）式を満足する特定の状態の時であって、ポンプ２の仮想ブリードオフ制御演算による制御がアクチュエータ１の制御に有効であり、且つ、圧力補償弁３による制御開始の直前にある状態の時であるといえる。
この時のPaをPa0、PbをPb0とし、更に、
【数３】
とし、（３）式の等号式を変形すると、次のようになる。
【数４】
操作量とAb及び操作量とAvの関係を図３（ａ）に示す。
【００１４】
ここで、Pa＞Pa0となると、Qbが増加するので、Qaは減少し、ΔP＜ΔP0となるため、圧力補償弁３は全開のままとなり、アクチュエータ１はポンプの仮想ブリードオフ制御特性で制御される。その時、図３（ｂ）及び下記式で示されるように、Paによって特性が変化する。
【数５】
【数６】
また、Pbは、
Pb=Pa＋ΔP・・・（１１）
になる。これによって、オペレータはロードフィーリングを感じながら、加重調整を行える。
逆に、Pa≦Pa0になれば、Qbが減少し、Qaが増加して、ΔP＞ΔP0となるため、圧力補償弁３は全開から制御状態の方に移行し、アクチュエータ１はポンプの仮想ブリードオフ制御特性ではなく、圧力補償弁３によりAvに基づく流量で制御される。この時、図３及び下記式で示されるようにAvに直線的になる（比例する）。
【数７】
また、その際、ポンプ２圧は、Pa、操作量に関係なく、Pb≒Pa0＋ΔP0で略一定である。
【００１５】
ここで、アクチュエータAとBによる複合動作する場合、圧力補償弁３がなければ、負荷の軽い側へ全流量が流れ込んでしまい、複合操作は全く不可能ではないが、限定的で難しい。一般的には２ポンプシステムとし、更に、クローズドセンター型方向制御弁を複雑に切り替えて、複合操作性を確保する必要があるが、本発明では以下のようになる。
【００１６】
負荷圧をそれぞれ、Paa、Pabとする。Paa、PabともにPa0以下であれば、双方とも圧力補償弁３によって、流量制御される状態（ロードセンシングコントロールされた状態）であり、完全な複合操作が可能である。双方が単独でもポンプ２による仮想ブリードオフ制御状態の時には、些か複雑となる。できるだけ簡単にするため、２つのクローズドセンター型方向制御弁４は、同じ特性を持っているものとする。外部負荷圧はPa0＜Paa＜Pabとする。また、それぞれの操作入力量をSa、Sbとし、Sa、Sbに対応するクローズドセンター型方向制御弁４のメータイン開口面積をAva、Avb、コントローラ７内で計算される仮想ブリードオフ管路面積をAba、Abbとする。各々、単独動作では前述の如く、図４内の四角点で示されたアクチュエータ流量で動作する。
複合動作することにより、コントローラ７内で重ね合わされる仮想ブリードオフ管路の合成開口面積Abxは、
【数８】
で計算されるとすると、図４で示すようにAbxはAbx＜Aba、Abx＜Abbなる関係となる。
最初、Saのみの場合、アクチュエータAはPaa曲線上の■に位置する。
これに操作Sbが加わると、Sbが（１３）式に従い、加法的に処理されて、AbxはAba（又はAbb）より小さくなるので、ポンプ２に対して吐出圧を上昇させるように働き、ポンプ２は吐出量を増大させる。Paa＜Pbaだから、それらは、アクチュエータAに流入し、Paa曲線に沿ってその速度を増大させる。通過流量の増大に伴って、ΔPも大きくなる。たとえ、負荷圧PaがPa＞Pa0であっても、もしも、ΔPが大きくなって、ΔP＞ΔP0となれば、圧力補償弁３は全開から制御状態へと移行し、アクチュエータAはポンプの仮想ブリードオフ制御特性ではなく、圧力補償弁３によりクローズドセンター型方向制御弁４の開度に基づく流量で制御されるようになる（図４の黒丸で示されるQaa）。
【００１７】
このように、負荷の高いアクチュエータ１の操作入力が負荷の軽い側の速度を増加させてしまう場合があるのは従来のブリードオフシステムと同じであるが、一端、Qaa点まで速度が増加してしまえば、操作入力Sbを大きくしても、圧力補償弁３によりアクチュエータAへの流量Qaaは制限されるので、操作入力Sbは仮想のブリードオフ流量として、Pbを増大させるために費やされる。
PbがPabより大きくなれば、アクチュエータBをも動作可能となる。結局、図４の黒三角で示されるQabに至る。
Pab＞Pa0が前提であるので、負荷の高い側はポンプ２の仮想ブリードオフ特性で動作し、複合操作が成立する。
【００１８】
この状態の説明と計算はブリードオフ管路の合成開口面積Abxに対応するメータイン管路開口面積Avxを持った仮想的なバルブの単独動作を説明する。
この仮想的なバルブは高負荷側の圧力Pabに対応するため、仮想ポンプ吐出量Qpのうち、仮想ブリードオフ流量Qbを使って、ポンプ吐出圧であるブリードオフ圧Pbxに上昇させ、Qaxをアクチュエータ回路に供給することができる（図４の○）。
このQaxは実際のポンプ吐出量であって、それらは、アクチュエータAとBに分配される。即ち、次式が成り立つ。
【数９】
Qaaは圧力補償弁３の制御下であるので、（１２）式で求められる。
Qaxは、（９）式又は（１０）式で計算可能である。
結局、Qabは（１４）式から求められることになる。
【００１９】
各アクチュエータへの圧力と流量の配分は図５に示したようになる。
PaaがPa0以下の場合は、アクチュエータA側は圧力補償弁３によるロードセンシング制御状態下にあるので、アクチュエータB側の操作Sbの影響を受けることない。
従って、アクチュエータB側は完全な複合操作を提供できることになる。
【００２０】
以上のようにクローズドセンター型方向制御弁４の上流側に圧力補償弁３を設け、低圧にあるアクチュエータ１は圧力補償弁３で制御し、高圧にあるアクチュエータ１はポンプ２の仮想ブリードオフ制御によるようにポンプ２とクローズドセンター型方向制御弁４をコントローラ７により協調制御することにより複合操作性を大幅に改善できる。
【００２１】
これまでの説明で明らかなように、Sbが小さい図６の状態ではアクチュエータBへの加重はPaxがPabに至らないため、動かない（図６▲）。しかし、力を加えている状態であり、負荷が変化し、PabがPaxまで低下すれば、受動的に動作を開始する。
また、操作量Sbの増加にあわせて、Paxを変化させ、Pax≧Pabに至らしめれば、能動的に動作を開始させることができる。これによって、オペレータはロードフィーリングを感じながら、操作ができるのである。この間、アクチュエータAは一端、圧力補償弁３による制御状態にいたれば、操作入力に関係なく、一定速度（流量Qaa）で動作し続ける。
【００２２】
次に、上記圧力補償弁３の上流側に電磁比例減圧弁１０を設けた実施の形態について説明する。
複数のアクチュエータ１を上記説明した回路において、複合して操作している場合、負荷の高い側のアクチュエータ１は仮想ブリードオフ制御下にある。そのため、圧力補償弁３はフルにオープンされている。
その状態で、他のアクチュエータ１がストローク・エンドに到達してしまった時や、急激に負荷変化した時のように、負荷圧を急上昇させると、いままで高かった側が低い負荷側に急逆転してしまう。
そのために、オペレータの予期に反して、突然動き出したり、急増速したりしてしまうので、ブームのようなアクチュエータ１では危険な場合がある。
【００２３】
まず、電磁比例減圧弁１０が設置されていない場合について、アクチュエータAとBによる複合動作について説明する。
アクチュエータAの負荷圧PaaはSa単独操作として下記（１５）式で求められるブリードオフ圧力Pbb1より高く、従って、圧力は掛かっているが、停止している場合がある。即ち、図６の状態がその一例である。
【数１０】
図６の状態よりSaの入力を大きくして、負荷の低いアクチュエータAがストロークエンドに至るなどして、いままで負荷の高かったアクチュエータBが負荷の低い側に逆転した様子をより強調して示していたのが図７である。
【００２４】
図７に従い、動作状態の変化を説明する。操作入力Sa、Sbが与えられ、当初の負荷圧はPaaとPabである。仮想のブリードオフ管路の合成開口面積Abxと対応する仮想のクローズドセンター型方向制御弁４の開口面積をAvxとすれば、ポンプ２は仮想のブリードオフ流量Qbx0を擁して、ポンプ吐出圧Pbx0（アクチュエータBはPax＜Pabのため、停止しているので、Pbx0=Pax0）を発生し、実際のポンプ吐出量Qax0を吐出する（図７の○に対応）。そして、Qaa（＝Qax0）がアクチュエータAに供給される。
アクチュエータAとBは其々、■と□の状態にある。負荷圧が高いアクチュエータB側はA側よりもポンプ２のブリードオフ特性で制御される領域が大きく、ポンプ圧力がアクチュエータAの負荷圧＋圧力補償弁３制御開始圧より高くなるまでは、アクチュエータA側の圧力補償弁３は全開のままである。
ここで、アクチュエータA側の負荷が急に変化し、アクチュエータB側の圧力Pabよりもはるかに高い圧力に上昇すると、アクチュエータAの速度が低下し、仮想ブリードオフ流量が増加する。
図７の○から▲に迄至ると、仮想ブリードオフ流量はQbx1となり、ポンプ圧力がPabに打ち勝てるまでに上昇するので、アクチュエータBへの流込みが開始し、急速にアクチュエータAは●に向かって速度を下げ、反対にアクチュエータBは▲に向かって増速する。
アクチュエータBは停止しているにもかかわらず、急にポンプ出力がアクチュエータB側に流れ込むように流れが切り替わり、急に動き出したり、増速したりして操作者の予期せぬ動作となる。
以上の説明を別の角度から行ったのが図８である。
アクチュエータAが■位置から負荷の増加に起因して、速度を下げて、仮想ブリードオフ流量を上げ、ポンプ吐出圧Pbを上昇させることにより、アクチュエータBの急動作する様子を表している。
【００２５】
本発明では、上記アクチュエータ１の急動作を防ぐために、図１に示したように、急動作を防ぎたいアクチュエータ１の圧力補償弁３の可変容量ポンプ２側に電磁比例減圧弁１０を設けるようにした。この電磁比例減圧弁１０は、操作系コントローラ７から送られる信号電流に比例して制御されるソレノイド及び出口側の流体圧と、これに対抗するように付勢されたバネにより構成され、電磁比例減圧弁１０の入口側圧力が所定圧以上になると、通過する流体圧を制限するようになっている。
この電磁比例減圧弁１０の制御特性の設定方法は、電磁比例減圧弁１０を設置したアクチュエータ１の単独操作時の特性から図９に従って決定する。
当該アクチュエータ１に要求されるブリードオフ特性に基き、操作入力Sbに対応して、ブリードオフ面積Abbを求め、更に、仮想ポンプの予定流量Qpが、その全量をブリードオフさせられるとしてAbaよりブリードオフ圧力Pbb1が算出する。
【００２６】
【数１１】
【００２７】
このPbb1を目標値として電磁比例減圧弁１０の設定値Prb1を定め、電磁比例減圧弁１０の特性に基き、操作系コントローラ７が出力すべき、ソレノイド電流としてIb1を求める。そして、操作系コントローラ７からIb1を電磁比例減圧弁１０に対し出力する。
複数あるアクチュエータ１のうち、単独操作時はPbb1以上にポンプ圧が上がることはないから、電磁比例減圧弁１０の入口側と出口側とも同圧となり、全開のままとなる。
【００２８】
次に、電磁比例減圧弁１０を備えた油圧回路における、複数のアクチュエータの複合操作について説明する。
図８とは異なり、アクチュエータAの速度変化がそのままコントローラ内の仮想ブリードオフ流量に反映されるので、ポンプ圧は急速に上昇するが、もしも、ポンプ吐出圧が電磁比例減圧弁１０の設定圧Prb1よりも高くなれば、圧力補償弁３の上流側に働く圧力を制限する。この状態を図１０に示す。
【００２９】
アクチュエータBの圧力補償弁３の入口圧は制限されて、電磁比例減圧弁１０により設定された圧力となり、それ以上にはならない。アクチュエータB側の負荷圧Pabが下記（１７）式で求められるPbb1より高ければ、アクチュエータBに流体の流入はないから、アクチュエータBの動作はアクチュエータA側の変化に影響されず、停止したまま、以前の動作を継続することができる。即ち、突然動き出すことはない。
この状態を図７に対応する図１１に示す。アクチュエータAは■点の状態から●に至って停止する。仮想ブリードオフ流量Qbx1は仮想ポンプ吐出量Qp全量となり、ポンプ吐出圧を、
【数１２】
まで上昇させるが、アクチュエータBの圧力補償弁３の入口圧を（１６）式で求められるPbb1に制限し、□から▲に加圧力が移動するだけで停止したままである。
【００３０】
以上のようにクローズドセンター型方向制御弁４に圧力補償弁３を設け、更に、電磁比例減圧弁１０を追加することにより、複合操作性を改善できる。尚、上記説明では、電磁比例減圧弁１０を使用しているが、アクチュエータに供給される流体圧の上限を外部から所定圧に制限できるものであれば、特に電磁比例減圧弁に限定するものではない。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】本発明の一実施の形態の油圧回路図
【図２】図１の部分を説明するための油圧回路図
【図３】（ａ）操作量とAb、Avとの関係を説明するためのグラフ、（ｂ）アクチュエータ流量と開口面積との関係を説明するためのグラフ
【図４】（ａ）複合操作における操作量とAb、Avとの関係を示すグラフ、（ｂ）アクチュエータ流量と開口面積との関係を説明するためのグラフ
【図５】各アクチュエータへの圧力と流量の配分を示すグラフ
【図６】図５におけるSbが小さい場合を示すグラフ
【図７】図５におけるSbが大きい場合を示すグラフ
【図８】２個のアクチュエータの１個が急動作する状態を説明するためのグラフ
【図９】（ａ）及び（ｂ）電磁比例減圧弁を設置した場合のアクチュエータの単独操作時の特性を示すグラフ
【図１０】電磁比例減圧弁を設置した場合の複合操作時の状態を示すグラフ
【図１１】Sbが大きい場合を示すグラフ
【符号の説明】
【００３２】
１ アクチュエータ
２ 可変容量ポンプ
３ 圧力補償弁
４ クローズドセンター型方向制御弁
５ ポンプ容量制御機構
６ 操作入力装置
７ 操作系コントローラ
８ 方向制御弁駆動装置
９ ポンプ・コントローラ
１０ 減圧弁
１１ 圧力センサー
１２ コントローラ
【技術分野】
【０００１】
本発明は、クローズドセンター型方向制御弁を用いているにもかかわらず、あたかもセンターバイパス型の方向制御弁の制御特性を示すように、電気的演算により制御（以下、仮想ブリードオフ制御）を行う可変容量ポンプを備えた、建設機械等に適用される可変容量ポンプとクローズドセンター型方向切換弁を組合わせた油圧回路の制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１及び特許文献２において、クローズドセンター型方向制御弁を使用した油圧回路が開示されている。
この油圧回路において、複数のアクチュエータを同時に操作すると、負荷の最も軽いアクチュエータに可変容量ポンプの吐出量の全量が流入してしまう傾向がある。そのため、アクチュエータを操作する者は、微妙に前記各方向制御弁のメータイン開口面積を調節し、所要の複合速度が得られるように操作する必要があった。
【０００３】
【特許文献１】特許第３７４５０３８号公報
【特許文献２】特許第３４７１６３８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明は、可変容量ポンプとクローズドセンター型方向弁を使用した油圧回路における各アクチュエータの複合操作性の改善を図ることを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記課題を解決すべく、下記の通り解決手段を見いだした。
即ち、本発明の可変容量ポンプの制御方法は、請求項１に記載の通り、エンジンで駆動され、且つ、外部からポンプ吐出量の調整可能な可変容量ポンプに、複数のアクチュエータをクローズドセンター型方向制御弁を介して接続し、前記各クローズドセンター型方向制御弁の操作量に基づく前記アクチュエータ流量の合計値を、前記可変容量ポンプから吐出するように構成された油圧回路において、前記クローズドセンター型方向制御弁が、センターバイパス型の方向制御弁の代わりとなるように、電気的演算により可変容量ポンプを制御すると共に、前記アクチュエータの上流側に圧力補償弁を設け、前記圧力補償弁は、前記アクチュエータの負加圧が所定圧以下の場合に、前記アクチュエータへの流体量を制御し、所定圧以上では可変ポンプの制御特性により制御するようにしたことを特徴とする。
また、請求項２に記載の本発明は、請求項１に記載の可変容量ポンプの制御方法において、前記圧力補償弁の上流側に減圧弁を設け、前記アクチュエータに流入する流体圧を制限したことを特徴とする。
また、請求項３に記載の本発明は、請求項２に記載の可変容量ポンプの制御方法において、前記アクチュエータに対する操作入力値に対して、前記クローズドセンター型方向制御弁の仮想のブリードオフ管路面積を求め、前記可変容量ポンプ吐出量の全量がセンターバイパス通路を通じてタンクラインへ排出されるとして算出された圧力を、前記減圧弁の設定値として、前記アクチュエータに流入する流体圧を制限したことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００６】
以上のように本発明によるときは、クローズドセンター型方向弁の上流側に圧力補償弁を設け、負荷圧が所定以上である場合、単独のアクチュエータを操作する際には、ポンプの仮想ブリードオフ制御を主体に制御し、複数のアクチュエータを操作する際には、低圧のアクチュエータは圧力補償弁で制御し、高圧のアクチュエータはポンプの仮想ブリードオフ制御を行うこととすることで、ブリードオフ制御によるオペレータ・フィーリングの向上とロードセンシングシステムによる複合操作性の確保の両立を可能にすることができる。
また、本発明によれば、配管は極めて簡略化される。更に、クローズドセンター型方向弁の各セクションは切離し可能であり、それらの間も一本の配管でデイジーチェイン式に繋げれば良くなる。また、パイロット配管を必要としない。また、ポンプのコントローラと操作系コントローラ、クローズドセンター型方向弁駆動系は切離し可能であり、システムの分散化度が高い。また、クローズドセンター型方向制御弁が分離可能なことで、クローズドセンター型方向弁のサイズをアクチュエータ毎に選択可能となる。
また、クローズドセンター型方向制御弁のストロークは、電子制御によりなされるから、アンチサチュレーション機能は電気的に達成される。また、２ポンプシステムに必要な合流機能も不要となる。
また、複合操作の状況により、各セクションに付与される仮想ブリードオフ特性を変え、更にクローズドセンター型方向弁のストロークを変えれば、コントローラ内で仮想ブリードオフ制御特性計算に用いられる、操作入力に対応した計算上のセンターバイパス通路面積（以下、仮想ブリードオフ管路面積）と実在のクローズセンター型方向制御弁のメータイン管路面積の関係は変化させることができ、より、詳細な特性もったシステムを構築できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
本発明の一実施の形態を図１に基づき説明する。
図１は、複数の油圧アクチュエータ１の作動を制御する油圧ショベル等に適用される油圧回路を示し、これらのアクチュエータ１は駆動モータにより駆動される可変容量ポンプ２の吐出管路において、圧力補償弁３及びクローズドセンター型方向制御弁４を介して接続されている。尚、可変容量ポンプ２は斜板等のポンプ容量制御機構５に圧力閉ループ制御機能を備えたアキシャルピストンポンプ等の公知のものである。
各アクチュエータ１は、ジョイスティックやレバー等の操作入力装置６からの操作入力値を、操作系コントローラ７により検出し、電磁比例ソレノイド等により構成される方向制御弁駆動装置８を介して、クローズドセンター型方向制御弁４により、その方向が切り換えられる。
【０００８】
操作系コントローラ７には、予め各アクチュエータ１の操作量と仮想ブリードオフ管路面積値との関係が記憶されており、各アクチュエータ１の操作量から各アクチュエータ１の仮想ブリードオフ管路面積値を求める特性演算を行い、更に、仮想ブリードオフ管路面積値に基づいて合成の仮想ブリードオフ管路の面積値を算出する。この合成仮想ブリードオフ管路面積値は、ポンプ・コントローラ９に送られ、仮想ポンプ吐出量からポンプに装着された傾転角センサー（ポテンショメータ）を介して得られた実際のポンプ吐出量を減算して得た仮想ブリードオフ流量よりポンプ吐出圧指令を算出し、圧力閉ループ制御機能を組み込んだ容量（傾転）制御装置により可変容量ポンプ２の吐出圧を制御する。尚、操作系コントローラ７及びポンプ・コントローラ９における演算・制御は一例に過ぎず、本発明においては、可変容量ポンプ２の吐出圧が、仮想のブリードオフ制御演算により制御されれば、その演算方法や制御について特に制限されるものではない。
尚、本明細書において、仮想ブリードオフとは、クローズドセンター型方向制御弁４を、センターバイパス型の方向制御弁とした場合のセンターバイパスを通過して油（流体）が仮想的に流れることをいうものとする。
【０００９】
また、図示されるものでは一方のアクチュエータ１の圧力補償弁３の上流側の管路が互いに減圧弁１０を介して接続されている。これは、後で詳細に説明するが、各アクチュエータ１が複合して動作している間に、ストローク・エンドの到達により急に回路圧が上昇し、負荷の大きい側のアクチュエータ１であって、動作できない状態のアクチュエータ１の急激な作動を防止するためである。
【００１０】
尚、本明細書において、クローズドセンター型方向制御弁４とは、アクチュエータ１の作動方向を切り換えることができ、且つ、何れかの切換位置において流体の通過を遮断できるものであればよく、必ずしもクローズドセンター型に制限されるものではない。
【００１１】
本発明では、クローズドセンター型方向制御弁４の上流側に圧力補償弁３を設けたものであるが、このクローズドセンター型方向制御弁４の作用を説明するために、図２に示すように、１つのアクチュエータ１の単独操作について説明する。尚、同図では、クローズドセンター型方向制御弁４はメータイン通路のみに着目し、単純なオリフィス（管路面積Av）として表されており、減圧比例減圧弁１０は省略されている。
図２において、仮想ポンプ吐出量と実ポンプ吐出量（≒実際のアクチュエータ流量）に基づいて仮想ブリードオフ流量が演算され、この演算された仮想ブリードオフ流量と操作量を基に吐出圧が定められた可変容量ポンプ２を、仮想ブリードオフポンプ２として記載し、上記操作入力装置６、操作系コントローラ７及びポンプ・コントローラ９を省略している。
図中Qaは実際のアクチュエータ流量、Qbは仮想ブリードオフ流量、Qpは仮想ポンプ吐出量である。また、Abは仮想のブリードオフ管路面積、Avはクローズドセンター型方向制御弁４のメータイン管路開口面積である。また、Paはアクチュエータの負荷圧、Pcは圧力補償弁３とクローズドセンター型方向制御弁４との間の管路の圧力、ΔPはPc-Pa、ΔP0は圧力補償弁３の制御開始圧を示す。尚、この制御開始圧は、油圧回路の目的に応じて適宜設定することができるものである。
Qp、Qb及びQaには次の関係がある。
Qp=Qb+Qa・・・（１）
圧力補償弁３による制御を行わない場合、即ち、圧力補償弁３を完全に開状態とさせるための条件は、
ΔP≦ΔP0・・・（２）
であるため、オリフィスの流量係数をCとし、Q=CA√Pの関係式に基づき、（２）式を変形すると、
【数１】
となる。
また、圧力補償弁３による制御を行う条件は、（３）式の不等号が逆向きとなり、
【数２】
となる。
Qpは、（１）式に従い、QaとQbに分流されるが、その割合は、操作入力により決定されるAb及びAv、並びに外部負荷の大小で決定され、Ab及びAvを適宜設定することにより、圧力補償弁３による制御を行わないか（（３）式）、圧力補償弁３による制御を行う（（４）式）ようにすることができる。
【００１２】
尚、圧力補償弁３による制御（（４）式）の場合には、Qaをクローズドセンター型方向制御弁４のロードセンシング特性で制御できる。この場合は、Qaに見合って、Qb＝Qp−Qaとなるように、仮想ブリードオフ制御演算が行われ、この演算結果に基づいてPbが制御される。
【００１３】
また、
ΔP＝ΔP0＝Pc−Pa・・・（５）
の状態にあるとき、圧力補償弁３は全開であり、通過抵抗を０とみなすと、Pb＝Pcとすることができ、（５）式は次のように変形することができる。
Pb＝Pa＋ΔP0・・・（６）
となる。この時、Paが（４）式を満足する特定の状態の時であって、ポンプ２の仮想ブリードオフ制御演算による制御がアクチュエータ１の制御に有効であり、且つ、圧力補償弁３による制御開始の直前にある状態の時であるといえる。
この時のPaをPa0、PbをPb0とし、更に、
【数３】
とし、（３）式の等号式を変形すると、次のようになる。
【数４】
操作量とAb及び操作量とAvの関係を図３（ａ）に示す。
【００１４】
ここで、Pa＞Pa0となると、Qbが増加するので、Qaは減少し、ΔP＜ΔP0となるため、圧力補償弁３は全開のままとなり、アクチュエータ１はポンプの仮想ブリードオフ制御特性で制御される。その時、図３（ｂ）及び下記式で示されるように、Paによって特性が変化する。
【数５】
【数６】
また、Pbは、
Pb=Pa＋ΔP・・・（１１）
になる。これによって、オペレータはロードフィーリングを感じながら、加重調整を行える。
逆に、Pa≦Pa0になれば、Qbが減少し、Qaが増加して、ΔP＞ΔP0となるため、圧力補償弁３は全開から制御状態の方に移行し、アクチュエータ１はポンプの仮想ブリードオフ制御特性ではなく、圧力補償弁３によりAvに基づく流量で制御される。この時、図３及び下記式で示されるようにAvに直線的になる（比例する）。
【数７】
また、その際、ポンプ２圧は、Pa、操作量に関係なく、Pb≒Pa0＋ΔP0で略一定である。
【００１５】
ここで、アクチュエータAとBによる複合動作する場合、圧力補償弁３がなければ、負荷の軽い側へ全流量が流れ込んでしまい、複合操作は全く不可能ではないが、限定的で難しい。一般的には２ポンプシステムとし、更に、クローズドセンター型方向制御弁を複雑に切り替えて、複合操作性を確保する必要があるが、本発明では以下のようになる。
【００１６】
負荷圧をそれぞれ、Paa、Pabとする。Paa、PabともにPa0以下であれば、双方とも圧力補償弁３によって、流量制御される状態（ロードセンシングコントロールされた状態）であり、完全な複合操作が可能である。双方が単独でもポンプ２による仮想ブリードオフ制御状態の時には、些か複雑となる。できるだけ簡単にするため、２つのクローズドセンター型方向制御弁４は、同じ特性を持っているものとする。外部負荷圧はPa0＜Paa＜Pabとする。また、それぞれの操作入力量をSa、Sbとし、Sa、Sbに対応するクローズドセンター型方向制御弁４のメータイン開口面積をAva、Avb、コントローラ７内で計算される仮想ブリードオフ管路面積をAba、Abbとする。各々、単独動作では前述の如く、図４内の四角点で示されたアクチュエータ流量で動作する。
複合動作することにより、コントローラ７内で重ね合わされる仮想ブリードオフ管路の合成開口面積Abxは、
【数８】
で計算されるとすると、図４で示すようにAbxはAbx＜Aba、Abx＜Abbなる関係となる。
最初、Saのみの場合、アクチュエータAはPaa曲線上の■に位置する。
これに操作Sbが加わると、Sbが（１３）式に従い、加法的に処理されて、AbxはAba（又はAbb）より小さくなるので、ポンプ２に対して吐出圧を上昇させるように働き、ポンプ２は吐出量を増大させる。Paa＜Pbaだから、それらは、アクチュエータAに流入し、Paa曲線に沿ってその速度を増大させる。通過流量の増大に伴って、ΔPも大きくなる。たとえ、負荷圧PaがPa＞Pa0であっても、もしも、ΔPが大きくなって、ΔP＞ΔP0となれば、圧力補償弁３は全開から制御状態へと移行し、アクチュエータAはポンプの仮想ブリードオフ制御特性ではなく、圧力補償弁３によりクローズドセンター型方向制御弁４の開度に基づく流量で制御されるようになる（図４の黒丸で示されるQaa）。
【００１７】
このように、負荷の高いアクチュエータ１の操作入力が負荷の軽い側の速度を増加させてしまう場合があるのは従来のブリードオフシステムと同じであるが、一端、Qaa点まで速度が増加してしまえば、操作入力Sbを大きくしても、圧力補償弁３によりアクチュエータAへの流量Qaaは制限されるので、操作入力Sbは仮想のブリードオフ流量として、Pbを増大させるために費やされる。
PbがPabより大きくなれば、アクチュエータBをも動作可能となる。結局、図４の黒三角で示されるQabに至る。
Pab＞Pa0が前提であるので、負荷の高い側はポンプ２の仮想ブリードオフ特性で動作し、複合操作が成立する。
【００１８】
この状態の説明と計算はブリードオフ管路の合成開口面積Abxに対応するメータイン管路開口面積Avxを持った仮想的なバルブの単独動作を説明する。
この仮想的なバルブは高負荷側の圧力Pabに対応するため、仮想ポンプ吐出量Qpのうち、仮想ブリードオフ流量Qbを使って、ポンプ吐出圧であるブリードオフ圧Pbxに上昇させ、Qaxをアクチュエータ回路に供給することができる（図４の○）。
このQaxは実際のポンプ吐出量であって、それらは、アクチュエータAとBに分配される。即ち、次式が成り立つ。
【数９】
Qaaは圧力補償弁３の制御下であるので、（１２）式で求められる。
Qaxは、（９）式又は（１０）式で計算可能である。
結局、Qabは（１４）式から求められることになる。
【００１９】
各アクチュエータへの圧力と流量の配分は図５に示したようになる。
PaaがPa0以下の場合は、アクチュエータA側は圧力補償弁３によるロードセンシング制御状態下にあるので、アクチュエータB側の操作Sbの影響を受けることない。
従って、アクチュエータB側は完全な複合操作を提供できることになる。
【００２０】
以上のようにクローズドセンター型方向制御弁４の上流側に圧力補償弁３を設け、低圧にあるアクチュエータ１は圧力補償弁３で制御し、高圧にあるアクチュエータ１はポンプ２の仮想ブリードオフ制御によるようにポンプ２とクローズドセンター型方向制御弁４をコントローラ７により協調制御することにより複合操作性を大幅に改善できる。
【００２１】
これまでの説明で明らかなように、Sbが小さい図６の状態ではアクチュエータBへの加重はPaxがPabに至らないため、動かない（図６▲）。しかし、力を加えている状態であり、負荷が変化し、PabがPaxまで低下すれば、受動的に動作を開始する。
また、操作量Sbの増加にあわせて、Paxを変化させ、Pax≧Pabに至らしめれば、能動的に動作を開始させることができる。これによって、オペレータはロードフィーリングを感じながら、操作ができるのである。この間、アクチュエータAは一端、圧力補償弁３による制御状態にいたれば、操作入力に関係なく、一定速度（流量Qaa）で動作し続ける。
【００２２】
次に、上記圧力補償弁３の上流側に電磁比例減圧弁１０を設けた実施の形態について説明する。
複数のアクチュエータ１を上記説明した回路において、複合して操作している場合、負荷の高い側のアクチュエータ１は仮想ブリードオフ制御下にある。そのため、圧力補償弁３はフルにオープンされている。
その状態で、他のアクチュエータ１がストローク・エンドに到達してしまった時や、急激に負荷変化した時のように、負荷圧を急上昇させると、いままで高かった側が低い負荷側に急逆転してしまう。
そのために、オペレータの予期に反して、突然動き出したり、急増速したりしてしまうので、ブームのようなアクチュエータ１では危険な場合がある。
【００２３】
まず、電磁比例減圧弁１０が設置されていない場合について、アクチュエータAとBによる複合動作について説明する。
アクチュエータAの負荷圧PaaはSa単独操作として下記（１５）式で求められるブリードオフ圧力Pbb1より高く、従って、圧力は掛かっているが、停止している場合がある。即ち、図６の状態がその一例である。
【数１０】
図６の状態よりSaの入力を大きくして、負荷の低いアクチュエータAがストロークエンドに至るなどして、いままで負荷の高かったアクチュエータBが負荷の低い側に逆転した様子をより強調して示していたのが図７である。
【００２４】
図７に従い、動作状態の変化を説明する。操作入力Sa、Sbが与えられ、当初の負荷圧はPaaとPabである。仮想のブリードオフ管路の合成開口面積Abxと対応する仮想のクローズドセンター型方向制御弁４の開口面積をAvxとすれば、ポンプ２は仮想のブリードオフ流量Qbx0を擁して、ポンプ吐出圧Pbx0（アクチュエータBはPax＜Pabのため、停止しているので、Pbx0=Pax0）を発生し、実際のポンプ吐出量Qax0を吐出する（図７の○に対応）。そして、Qaa（＝Qax0）がアクチュエータAに供給される。
アクチュエータAとBは其々、■と□の状態にある。負荷圧が高いアクチュエータB側はA側よりもポンプ２のブリードオフ特性で制御される領域が大きく、ポンプ圧力がアクチュエータAの負荷圧＋圧力補償弁３制御開始圧より高くなるまでは、アクチュエータA側の圧力補償弁３は全開のままである。
ここで、アクチュエータA側の負荷が急に変化し、アクチュエータB側の圧力Pabよりもはるかに高い圧力に上昇すると、アクチュエータAの速度が低下し、仮想ブリードオフ流量が増加する。
図７の○から▲に迄至ると、仮想ブリードオフ流量はQbx1となり、ポンプ圧力がPabに打ち勝てるまでに上昇するので、アクチュエータBへの流込みが開始し、急速にアクチュエータAは●に向かって速度を下げ、反対にアクチュエータBは▲に向かって増速する。
アクチュエータBは停止しているにもかかわらず、急にポンプ出力がアクチュエータB側に流れ込むように流れが切り替わり、急に動き出したり、増速したりして操作者の予期せぬ動作となる。
以上の説明を別の角度から行ったのが図８である。
アクチュエータAが■位置から負荷の増加に起因して、速度を下げて、仮想ブリードオフ流量を上げ、ポンプ吐出圧Pbを上昇させることにより、アクチュエータBの急動作する様子を表している。
【００２５】
本発明では、上記アクチュエータ１の急動作を防ぐために、図１に示したように、急動作を防ぎたいアクチュエータ１の圧力補償弁３の可変容量ポンプ２側に電磁比例減圧弁１０を設けるようにした。この電磁比例減圧弁１０は、操作系コントローラ７から送られる信号電流に比例して制御されるソレノイド及び出口側の流体圧と、これに対抗するように付勢されたバネにより構成され、電磁比例減圧弁１０の入口側圧力が所定圧以上になると、通過する流体圧を制限するようになっている。
この電磁比例減圧弁１０の制御特性の設定方法は、電磁比例減圧弁１０を設置したアクチュエータ１の単独操作時の特性から図９に従って決定する。
当該アクチュエータ１に要求されるブリードオフ特性に基き、操作入力Sbに対応して、ブリードオフ面積Abbを求め、更に、仮想ポンプの予定流量Qpが、その全量をブリードオフさせられるとしてAbaよりブリードオフ圧力Pbb1が算出する。
【００２６】
【数１１】
【００２７】
このPbb1を目標値として電磁比例減圧弁１０の設定値Prb1を定め、電磁比例減圧弁１０の特性に基き、操作系コントローラ７が出力すべき、ソレノイド電流としてIb1を求める。そして、操作系コントローラ７からIb1を電磁比例減圧弁１０に対し出力する。
複数あるアクチュエータ１のうち、単独操作時はPbb1以上にポンプ圧が上がることはないから、電磁比例減圧弁１０の入口側と出口側とも同圧となり、全開のままとなる。
【００２８】
次に、電磁比例減圧弁１０を備えた油圧回路における、複数のアクチュエータの複合操作について説明する。
図８とは異なり、アクチュエータAの速度変化がそのままコントローラ内の仮想ブリードオフ流量に反映されるので、ポンプ圧は急速に上昇するが、もしも、ポンプ吐出圧が電磁比例減圧弁１０の設定圧Prb1よりも高くなれば、圧力補償弁３の上流側に働く圧力を制限する。この状態を図１０に示す。
【００２９】
アクチュエータBの圧力補償弁３の入口圧は制限されて、電磁比例減圧弁１０により設定された圧力となり、それ以上にはならない。アクチュエータB側の負荷圧Pabが下記（１７）式で求められるPbb1より高ければ、アクチュエータBに流体の流入はないから、アクチュエータBの動作はアクチュエータA側の変化に影響されず、停止したまま、以前の動作を継続することができる。即ち、突然動き出すことはない。
この状態を図７に対応する図１１に示す。アクチュエータAは■点の状態から●に至って停止する。仮想ブリードオフ流量Qbx1は仮想ポンプ吐出量Qp全量となり、ポンプ吐出圧を、
【数１２】
まで上昇させるが、アクチュエータBの圧力補償弁３の入口圧を（１６）式で求められるPbb1に制限し、□から▲に加圧力が移動するだけで停止したままである。
【００３０】
以上のようにクローズドセンター型方向制御弁４に圧力補償弁３を設け、更に、電磁比例減圧弁１０を追加することにより、複合操作性を改善できる。尚、上記説明では、電磁比例減圧弁１０を使用しているが、アクチュエータに供給される流体圧の上限を外部から所定圧に制限できるものであれば、特に電磁比例減圧弁に限定するものではない。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】本発明の一実施の形態の油圧回路図
【図２】図１の部分を説明するための油圧回路図
【図３】（ａ）操作量とAb、Avとの関係を説明するためのグラフ、（ｂ）アクチュエータ流量と開口面積との関係を説明するためのグラフ
【図４】（ａ）複合操作における操作量とAb、Avとの関係を示すグラフ、（ｂ）アクチュエータ流量と開口面積との関係を説明するためのグラフ
【図５】各アクチュエータへの圧力と流量の配分を示すグラフ
【図６】図５におけるSbが小さい場合を示すグラフ
【図７】図５におけるSbが大きい場合を示すグラフ
【図８】２個のアクチュエータの１個が急動作する状態を説明するためのグラフ
【図９】（ａ）及び（ｂ）電磁比例減圧弁を設置した場合のアクチュエータの単独操作時の特性を示すグラフ
【図１０】電磁比例減圧弁を設置した場合の複合操作時の状態を示すグラフ
【図１１】Sbが大きい場合を示すグラフ
【符号の説明】
【００３２】
１ アクチュエータ
２ 可変容量ポンプ
３ 圧力補償弁
４ クローズドセンター型方向制御弁
５ ポンプ容量制御機構
６ 操作入力装置
７ 操作系コントローラ
８ 方向制御弁駆動装置
９ ポンプ・コントローラ
１０ 減圧弁
１１ 圧力センサー
１２ コントローラ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジンで駆動され、且つ、外部からポンプ吐出量の調整可能な可変容量ポンプに、複数のアクチュエータをクローズドセンター型方向制御弁を介して接続し、前記各クローズドセンター型方向制御弁の操作量に基づく前記アクチュエータ流量の合計値を、前記可変容量ポンプから吐出するように構成された油圧回路において、前記クローズドセンター型方向制御弁が、センターバイパス型の方向制御弁の代わりとなるように、電気的演算により可変容量ポンプを制御すると共に、前記アクチュエータの上流側に圧力補償弁を設け、前記圧力補償弁は、前記アクチュエータの負加圧が所定圧以下の場合に、前記アクチュエータへの流体量を制御し、所定圧以上では可変ポンプの制御特性により制御するようにしたことを特徴とする可変容量ポンプとクローズドセンター型方向切換弁を組合わせた油圧回路の制御方法。
【請求項２】
前記圧力補償弁の上流側に減圧弁を設け、前記アクチュエータに流入する流体圧を制限したことを特徴とする請求項１に記載の可変容量ポンプとクローズドセンター型方向切換弁を組合わせた油圧回路の制御方法。
【請求項３】
前記アクチュエータに対する操作入力値に対して、前記クローズドセンター型方向制御弁が前記センターバイパス型の方向制御弁である場合のバイパス量を、仮想のブリードオフ管路面積として求め、前記可変容量ポンプ吐出量の全量がセンターバイパス通路を通じてタンクラインへ排出されるとして算出された圧力を、前記減圧弁の設定値として、前記アクチュエータに流入する流体圧を制限したことを特徴とする請求項２に記載の可変容量ポンプとクローズドセンター型方向切換弁を組合わせた油圧回路の制御方法。
【請求項１】
エンジンで駆動され、且つ、外部からポンプ吐出量の調整可能な可変容量ポンプに、複数のアクチュエータをクローズドセンター型方向制御弁を介して接続し、前記各クローズドセンター型方向制御弁の操作量に基づく前記アクチュエータ流量の合計値を、前記可変容量ポンプから吐出するように構成された油圧回路において、前記クローズドセンター型方向制御弁が、センターバイパス型の方向制御弁の代わりとなるように、電気的演算により可変容量ポンプを制御すると共に、前記アクチュエータの上流側に圧力補償弁を設け、前記圧力補償弁は、前記アクチュエータの負加圧が所定圧以下の場合に、前記アクチュエータへの流体量を制御し、所定圧以上では可変ポンプの制御特性により制御するようにしたことを特徴とする可変容量ポンプとクローズドセンター型方向切換弁を組合わせた油圧回路の制御方法。
【請求項２】
前記圧力補償弁の上流側に減圧弁を設け、前記アクチュエータに流入する流体圧を制限したことを特徴とする請求項１に記載の可変容量ポンプとクローズドセンター型方向切換弁を組合わせた油圧回路の制御方法。
【請求項３】
前記アクチュエータに対する操作入力値に対して、前記クローズドセンター型方向制御弁が前記センターバイパス型の方向制御弁である場合のバイパス量を、仮想のブリードオフ管路面積として求め、前記可変容量ポンプ吐出量の全量がセンターバイパス通路を通じてタンクラインへ排出されるとして算出された圧力を、前記減圧弁の設定値として、前記アクチュエータに流入する流体圧を制限したことを特徴とする請求項２に記載の可変容量ポンプとクローズドセンター型方向切換弁を組合わせた油圧回路の制御方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【公開番号】特開２００７−２７８４５７（Ｐ２００７−２７８４５７Ａ）
【公開日】平成１９年１０月２５日（２００７．１０．２５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−１０８３７１（Ｐ２００６−１０８３７１）
【出願日】平成１８年４月１１日（２００６．４．１１）
【出願人】（５９１００５６９３）ボッシュ・レックスロス株式会社 (27)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１９年１０月２５日（２００７．１０．２５）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年４月１１日（２００６．４．１１）
【出願人】（５９１００５６９３）ボッシュ・レックスロス株式会社 (27)
【Ｆターム（参考）】
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