专利名称：液压驱动风扇的控制装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及液压驱动风扇的控制装置。
背景技术：
液压驱动风扇搭载于建筑机械，用于向散热器或油冷却器鼓风。在专利文献1中记载有如下所述的液压驱动风扇的控制装置，该液压驱动风扇的 控制装置具备发动机；通过发动机驱动的容量可变型液压泵；由从该容量可变型液压泵 供给的压力油驱动的液压电动机；由该液压电动机驱动的液压驱动风扇；控制容量可变型 液压泵的斜盘的控制阀；向控制阀发送电流指令的控制器。并且，当向控制器输入发动机水 温、工作油温、发动机转速时，控制器算出与发动机水温、工作油温、发动机转速对应的目标 风扇转速，并生成为了使风扇转速成为目标风扇转速所必须的电流指令而向控制阀发送， 利用开环控制使风扇转速与目标转速一致。在专利文献2中记载有与专利文献1所记载的结构相同的液压驱动风扇的控制装 置。在专利文献2中，为了防止在从液压泵到液压电动机的油路中出现峰值压力、或者液压 电动机的出口压力引起压力波动，在发动机起动时，向控制阀发送电流指令，使得将风扇最 低转速维持一定时间后，逐渐增加风扇转速使其达到目标转速。在专利文献2中，风扇转速 的控制通过反馈控制、PI控制(比例、积分控制)进行。专利文献1 日本特开2000-130164号公报专利文献2 日本特开2005-76525号公报在专利文献1中，由于利用开环控制使风扇转速与目标转速一致，因此，无法准确 地控制风扇转速。为了准确控制风扇转速，考虑将实际的风扇转速等作为反馈量，以使目标风扇转 速与实际的风扇转速的控制偏差为零的方式进行反馈控制。在对转速进行反馈控制时，为 了积极地消除控制偏差，即使存在干扰也不会产生稳态偏差，控制性良好地使风扇转速与 目标值一致，而至少需要进行PI (比例、积分)控制。这里，众所周知，PI (比例、积分)控 制是控制系统的操作量相对于控制偏差进行比例动作及积分动作的控制。然而，若直接将反馈控制、PI控制用于风扇转速的控制，则在液压回路中容易产生 峰值压力或压力波动。这是由于，当进行反馈控制、PI控制时，向控制阀发送的电流指令的 响应性好，容量可变型液压泵的喷出流量容易变动。因此，在从液压泵到液压电动机的油路 中容易出现峰值压力，或者液压电动机的出口压力容易引起压力波动。若产生峰值压力或 压力波动，则会对构成液压回路的液压电动机等液压设备造成恶劣影响。另外，在专利文献2中，只不过是逐渐增加风扇转速。这里，液压泵的喷出流量不 仅受风扇转速的影响，还受到发动机转速的影响。因此，在进行反馈控制、PI控制的专利文 献2中，若发动机转速变动，则与此相应地向控制阀发送的电流指令变化且容量可变型液 压泵的喷出流量变动。因此，在专利文献2中，当发动机转速变动时，无法抑制峰值压力或 压力波动的发生。
发明内容
本发明鉴于上述情况而提出，其要解决的课题是，在将液压驱动风扇的风扇转速 控制成目标风扇转速时，能够准确地使风扇转速与目标转速一致，并且，能够抑制在液压回 路中产生峰值压力或压力波动的情况。本发明的第一方面提供一种液压驱动风扇的控制装置，其具备液压电动机；由 该液压电动机驱动的液压驱动风扇；根据所施加的阀控制量来改变向液压电动机供给的压 力油的流量的控制阀，所述液压驱动风扇的控制装置以使指令风扇转速相对于液压驱动风 扇的目标风扇转速与反馈量的控制偏差至少进行比例动作及积分动作的方式进行反馈控 制，所述液压驱动风扇的控制装置的特征在于，具备在目标阀控制量与实际的阀控制量的差在规定的阈值以上的期间，省略积分项而 算出指令风扇转速的第一指令值算出机构；在目标阀控制量与实际的阀控制量的差小于规定的阈值的期间，在比例项上附加 积分项而算出指令风扇转速的第二指令值算出机构；根据算出的指令风扇转速来算出控制阀的目标阀控制量的目标阀控制量算出机 构；以控制阀达到目标阀控制量的方式向控制阀输出阀控制量的控制机构。本发明的第二方面提供一种液压驱动风扇的控制装置，其具备液压电动机；由 该液压电动机驱动的液压驱动风扇；根据所施加的阀控制量来改变向液压电动机供给的压 力油的流量的控制阀，所述液压驱动风扇的控制装置以使指令风扇转速相对于液压驱动风 扇的目标风扇转速与反馈量的控制偏差至少进行比例动作及积分动作的方式进行反馈控 制，所述液压驱动风扇的控制装置的特征在于，具备根据指令风扇转速算出控制阀的目标阀控制量的目标阀控制量算出机构；以使控制阀在每规定的单位时间以规定的变化量逐渐达到目标阀控制量的方式 向控制阀输出阀控制量的控制机构。本发明的第三方面以第一方面的液压驱动风扇的控制装置为基础，其特征在于， 控制机构以使控制阀在每规定的单位时间以规定的变化量逐渐达到目标阀控制量的方式 向控制阀输出阀控制量。根据本发明，当目标阀控制量与实际的阀控制量的差在规定的阈值以上，需要使 控制阀大幅动作时，由于中止积分动作，因此，能够抑制由于积分动作使控制阀(液压泵的 斜盘)大幅动作、由此向液压电动机供给的流量大幅变化的情况。因此，能够抑制在液压回 路中出现峰值压力、或者产生压力波动。另一方面，当目标阀控制量与实际的阀控制量的差小于规定的阈值，不需要使控 制阀大幅动作时(不需要使液压泵的斜盘大幅动作时)，由于进行积分动作，因此，通过积 分动作积极地消除控制偏差，即使存在干扰也不会产生稳态偏差，能够控制性良好地使风 扇转速与目标风扇转速一致。如上所述，根据本发明，当将液压驱动风扇的风扇转速控制成目标风扇转速时，能
5够准确地使风扇转速与目标转速一致。另外，能够抑制在液压回路中产生峰值压力或压力 波动。在本发明的第二方面中，以在每规定的单位时间以规定的变化量逐渐达到目标阀 控制量的方式向控制阀输出阀控制量。由此，即使本来需要使控制阀大幅动作时(需要使液压泵的斜盘大幅动作时)，由 于限制控制阀每单位时间的动作量，因此，能够抑制控制阀的大幅动作(液压泵的斜盘的 大幅动作)以及由此引起的向液压电动机供给的流量大幅变化的情况。因此，能够抑制在 液压回路中出现峰值压力、或者产生压力波动的情况。另外，由于进行反馈控制、PI控制，因此，通过积分动作积极地消除控制偏差，即使 存在干扰也不会产生稳态偏差，从而能够控制性良好地使风扇转速与目标风扇转速一致。在本发明的第三方面中，第一方面的控制机构与第二方面相同，以在每规定的单 位时间以规定的变化量逐渐达到目标阀控制量的方式向控制阀输出阀控制量。从而，即使本来需要使控制阀大幅动作时(需要使液压泵的斜盘大幅动作时)，由 于限制了控制阀每单位时间的动作量，因此，能够抑制控制阀的大幅动作(液压泵的斜盘 的大幅动作)以及由此引起的向液压电动机供给的流量大幅变化的情况。因此，能够进一 步抑制在液压回路中出现峰值压力、或者产生压力波动的情况。另外，为了解决上述课题，本发明提供一种液压驱动风扇的控制方法，其使用了下 述液压驱动风扇的控制装置，所述液压驱动风扇的控制装置具备液压电动机；由该液压 电动机驱动的液压驱动风扇；根据所施加的阀控制量来改变向液压电动机供给的压力油的 流量的控制阀，所述液压驱动风扇的控制装置根据液压驱动风扇的目标风扇转速与反馈量 的控制偏差对指令风扇转速进行反馈控制，所述液压驱动风扇的控制方法的特征在于，包括a)根据发动机水温、工作油温及发动机转速算出目标风扇转速，并检测实际的风 扇转速，算出目标风扇转速与实际的风扇转速的差来作为控制偏差的步骤；b)当实际的风扇转速为零时，根据目标风扇转速算出目标阀控制量，并以在每规 定的单位时间以规定的变化量逐渐达到算出的目标阀控制量的方式算出阀控制量以对控 制阀进行控制的步骤；c)在目标阀控制量与实际的阀控制量的差在规定的阈值以上的期间，根据控制偏 差进行比例动作而算出指令风扇转速的步骤；d)在目标阀控制量与实际的阀控制量的差小于规定的阈值的期间，根据控制偏差 进行比例动作及积分动作而算出指令风扇转速的步骤；e)根据算出的指令风扇转速算出目标阀控制量，并以每规定的单位时间以规定的 变化量逐渐达到算出的目标阀控制量的方式算出阀控制量以对控制阀进行控制的步骤。另外，为了解决上述课题，在上述液压驱动风扇的控制方法的算出指令风扇转速 的步骤中，目标阀控制量为目标风扇转速，实际的阀控制量为实际的风扇转速。另外，为了解决上述课题，在上述的液压驱动风扇的控制方法中，算出到在每规定的单位时间以规定变化量逐渐达到算出的指令风扇转速为止的 循环数，在该循环数大于规定的阈值的期间，进行比例动作而算出指令风扇转速，在该循环数在规定的阈值以下的期间，进行比例动作及积分动作而算出指令风扇转速，在算出所述循环数时，通过从该循环数减1来更新达到循环数。根据本发明，当将液压驱动风扇的风扇转速控制成目标风扇转速时，能够准确地 使风扇转速与目标转速一致，并且，能够抑制在液压回路中产生峰值压力或压力波动。
图1是表示实施例的液压回路的图。图2是表示液压回路的另一结构例的图。图3是表示液压回路的又一结构例的图。图4是实施例的控制框图。图5是表示由图4所示的控制器进行的处理的顺序的流程图。图6(a)、(b)、(C)是对比表示实施例的控制特性与比较例的控制特性的座标图。图7是进行与图5不同的判断处理的流程图。图8是进行与图5、图7不同的判断处理的流程图。符号说明1 液压泵2控制阀3 液压电动机4液压驱动风扇31第一指令值算出机构32第二指令值算出机构33目标阀控制量算出机构34控制机构
具体实施例方式以下，参照
本发明的液压驱动风扇的控制装置的实施方式。实施例1图1表示实施例的液压回路。该图1所示的液压回路搭载于例如液压挖掘机等建 筑机械。液压泵1被作为驱动源的发动机5驱动。在发动机5的输出轴上安装有检测发动 机5的实际转速ne的发动机转速传感器5a。液压泵1是容量可变型的液压泵，通过斜盘Ia的变化而使排量即容量q(cc/reV) 变化。液压泵1的斜盘Ia被控制阀2驱动。通过施加阀控制量I而驱动控制阀2，控制 阀2根据阀控制量I使斜盘Ia变化。阀控制量I以指令电流的形式向控制阀2的电磁螺 线管2a输出。液压泵1吸入油箱6内的油，从压力油喷出口将喷出流量Q(Vmin)的压力油向喷 出油路7a喷出。另外，返回油路7b与油箱6连通。液压电动机3是容量固定型的液压电动机，具有各流入流出口 3A、3B。各流入流出口 3A、3B分别与各流入流出油路8a、8b连通。液压电动机3的输出轴连接液压驱动风扇4的旋转轴。在液压驱动风扇4的旋转 轴上安装有检测液压驱动风扇4的实际转速Nd的风扇转速传感器4a。在上述各流入流出油路8a、8b与喷出油路7a、返回油路7b之间夹设有换向阀。换 向阀9根据风扇正反转指令，在各控制位置9A、9B变化阀位置。当将换向阀9控制在控制 位置9A时，如图1所示，喷出油路7a与流入流出油路8a连通，并且，流入流出油路8b与返 回油路7b连通。因此，从液压泵1喷出的流量Q的压力油流入液压电动机3的流入流出口 3A，并且，从液压电动机3的流入流出口 3B流出的压力油返回油箱6。由此，液压电动机3 向正转方向旋转，相应地液压驱动风扇4被向正转方向旋转驱动。而当将换向阀9控制在 控制位置9B时，喷出油路7a与流入流出油路8b连通，并且，流入流出油路8a与返回油路 7b连通。因此，从液压泵1喷出的流量Q的压力油流入液压电动机3的流入流出口 3B，并 且，从液压电动机3的流入流出口 3A流出的压力油返回油箱6。由此，液压电动机3向反转 方向旋转，相应地液压驱动风扇4被向反转方向旋转驱动。图1所示的控制阀2通过控制液压泵1的斜盘la，来实现使向液压电动机3供给 的压力油的流量Q变化的功能。实施例2图2表示在与图1不同的场所设置相同功能的控制阀2的另一液压回路结构例。S卩，在图2所示的液压回路中，在喷出油路7a的中途设置对该喷出油路7a的开度 进行控制的控制阀2。该图2所示的控制阀2通过控制喷出油路7a的开度，来实现使向液 压电动机3供给的压力油的流量Q变化的功能。实施例3同样地，图3也表示在与图1、图2不同的场所设置相同功能的控制阀2的又一液 压回路结构例。需要说明的是，该图的液压泵1为容量固定型。S卩，在图3所示的液压回路中，设有连通喷出油路7a与返回油路7b的油路7c，在 该油路7c的中途设有对从喷出油路7a向返回油路7b分流的油量进行控制的控制阀2。该 图3所示的控制阀2通过控制从喷出油路7a向返回油路7b分流的油量，来实现使向液压 电动机3供给的压力油的流量Q变化的功能。图4表示实施例的控制框图。如该图4所示，除检测发动机转速ne的传感器5a、检测风扇转速Nd的传感器4a 以外，还设有检测工作油温to、发动机水温tw的传感器。将由各传感器检测出的检测值向 控制器30输入。控制器30包括目标风扇转速算出部35、控制偏差算出部36、风扇转速PI控制部 37、目标电动机流量算出部38、目标泵容量算出部39、阀控制量算出部40。目标风扇转速算出部35根据发动机水温tw、工作油温to、发动机转速ne算出液 压驱动风扇4的目标风扇转速Nt。在发动机水温tw、工作油温to、发动机转速ne与液压驱 动风扇4的目标风扇转速Nt之间成立唯一的(一義的)对应关系。目标风扇转速算出部 35根据该唯一的对应关系，算出与发动机水温tw、工作油温to、发动机转速ne的各当前检 测值对应的目标风扇转速Nt。控制偏差算出部36算出目标风扇转速Nt与实际的风扇转速Nd的控制偏差ε (=
8Nt-Nd)。为了使指令风扇转速Nf相对于目标风扇转速Nt与实际的风扇转速Nd的控制偏 差ε进行比例动作及积分动作而设置风扇旋转PI控制部37。风扇旋转PI控制部37具备第一指令值算出机构31和第二指令值算出机构32。如后所述，当输入请求停止积分指令时，第一指令值算出机构31不对积分项 Ki-/ ε中的/ ε进行积分，将输入请求停止积分指令前的积分值作为保持的固定值(将 该固定值设为Zlri)。因此，如下式(1)所示，指令风扇转速Nf基本上仅通过比例项Kp · ε 进行变化。Nf = Nt+Kp · ε +Zlri ... (1)需要说明的是，本专利权利要求书中的“省略积分项”包括上述的“不对积分项 Ki- / ε进行积分而作为固定值，仅通过比例项Kp · ε使指令风扇转速Nf变化”的概念。在解除请求停止积分指令时，即在输入解除停止积分指令时，第二指令值算出机 构32如下式(2)所示，在比例项Κρ· ε上附加积分项Ki· / ε而算出指令风扇转速Nf。Nf = Nt+Kp · ε +Ki · / ε …(2)需要说明的是，在上述(1)、(2)式中，Kp是比例增益(固定值)，Ki为积分增益 (固定值)。目标电动机流量算出部38根据指令风扇转速Nf算出需要向液压电动机3供给的 压力油的目标流量Q。即，与流入液压电动机3的压力油的流量Q的增加成比例地增加液压 驱动风扇4的旋转轴的转速。由此，在指令风扇转速Nf与向液压电动机3供给的压力油的 流量Q之间成立唯一的比例关系。目标电动机流量算出部38根据该唯一的比例关系进行 将指令风扇转速Nf转换成需要向液压电动机3供给的目标电动机流量Q的运算。目标泵容量算出部39根据上述的目标电动机流量Q算出液压泵3的目标泵容量 q。S卩，将常数设为K，在液压泵1的目标泵容量q、发动机转速ne与目标电动机流量Q之间 成立下式(3)所示的关系。Q = q · ne · K ... (3)目标泵容量算出部39根据上述关系，使用发动机转速ne进行将目标电动机流量 Q转换成液压泵3的目标泵容量q的运算。以下，对阀控制装置算出部进行说明，在本实施例中，以阀控制量增加时风扇泵喷 出量也增加这一特性为前提进行说明。阀控制量算出部40根据上述目标泵容量q算出需要施加给控制阀2的目标阀控 制量In，并将该阀控制量In向控制阀2输出。另外，阀控制量算出部40如下式(4)所示， 判断目标阀控制量In与实际的阀控制量Ilri的差Δ I是小于规定的阈值A还是在该阈值A 以上。Δ I < A ( Δ I = In-I^1) ... (4)当判断目标阀控制量In与实际的阀控制量Ilri的差Δ I在规定的阈值A以上时， 对风扇旋转PI控制部37输出请求停止积分指令。与此相对，当判断目标阀控制量In与实 际的阀控制量Ilri的差Δ I小于规定的阈值A时，对风扇旋转PI控制部37输出解除停止 积分指令。目标电动机流量算出部38、目标泵容量算出部39、阀控制量算出部40构成目标阀控制量算出机构33、控制机构34。目标阀控制量算出机构33根据由风扇旋转PI控制部37算出的指令风扇转速Nf 算出控制阀2的目标阀控制量In。控制机构34根据下式(5)算出阀控制量I，并将其向控制阀2输出。S卩，控制机构 34以在每规定的单位时间(一个循环)以规定的变化量△ i逐渐达到目标阀控制量In的 方式向控制阀2输出阀控制量I。I = In^1+ Δ i ...(5)需要说明的是，循环数η在每规定的单位时间进1，将Ilri作为实际的阀控制量 (前次的阀控制量)，将I作为本次的阀控制量。Δ i与每一个循环中液压泵1的斜盘Ia变 化的量对应，是预先确定的固定值。以下，同时参照图5说明由该图4所示的控制器30进行的处理。即，如该图5所示，通过各传感器检测发动机水温tw、工作油温to、发动机转速ne， 并将这些值向控制器30的目标风扇转速算出部35输入(步骤101)。接下来，目标风扇转速算出部35算出与发动机水温tw、工作油温to、发动机转速 ne的各当前的检测值对应的目标风扇转速Nt (步骤102)。接下来，通过风扇转速传感器4a检测实际的风扇转速Nd，并将该值向控制偏差算 出部36输入(步骤103)。此时，在实际的风扇转速为零时，根据目标风扇转速算出目标阀控制量，如后所 述，以在每规定的单位时间以规定的变化量逐渐达到算出的目标阀控制量的方式算出阀控 制量，并对控制阀进行控制。接下来，控制偏差算出部36算出目标风扇转速Nt与实际的风扇转速Nd的控制偏 差 ε ( = Nt-Nd)(步骤 104)。接下来，风扇旋转PI控制部37被输入请求停止积分指令及解除停止积分指令，判 断积分有效标记是有效还是无效(步骤105)。当积分有效标记无效时(步骤105的判断为否)，风扇旋转PI控制部37的第一指 令值算出机构31不对偏差积分项Ki ·/ ε中的/ ε进行积分，将输入请求停止积分指令 前的值作为保持的固定值(将该固定值设为Zlri)(步骤106’)。因此，如下式(1)所示，指 令风扇转速Nf基本上仅通过偏差比例项Kp · ε进行变化。Nf = Nt+Kp · ε+Zlri ... (1)(步骤 107)当积分有效标记有效时(步骤105的判断为是)，风扇旋转PI控制部37的第二指 令值算出机构32如下式(2)所示，在偏差比例项Kp · ε上加上偏差积分项Ki- / ε (步 骤106)而算出指令风扇转速Nf。Nf = Nt+Kp · ε+Ki · / ε ...(2)(步骤 107)接下来，目标阀控制量算出机构33(目标电动机流量算出部38、目标泵容量算出 部39、阀控制量算出部40)根据由上述的风扇旋转PI控制部37算出的指令风扇转速Nf，使 用由发动机转速传感器5a检测出的发动机转速ne来算出控制阀2的目标阀控制量In(步 骤 108)。
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接下来，阀控制量算出部40如下式(6)所示，算出目标阀控制量In与实际的阀控 制量Ilri的差Δ I、ΔΙ = In-Ilri ... (6)(步骤 109)。接下来，阀控制量算出部40如下式(4)所示，判断目标阀控制量In与实际的阀控 制量Ilri的差Δ I是小于规定的阈值A还是在该阈值A以上。Δ I = In-In^1 < A ...(4)(步骤 110)当该判断的结果为判断出目标阀控制量In与实际的阀控制量Ilri的差Δ I在规定 的阈值A以上时(步骤110的判断为否)，对风扇旋转PI控制部37输出请求停止积分指 令，使积分有效标记无效(步骤111)。与此相对，当判断出目标阀控制量In与实际的阀控制量Ilri的差Δ I小于规定的 阈值A时(步骤110的判断为是)，对风扇旋转PI控制部37输出解除停止积分指令，使积 分有效标记有效(步骤112)。接下来，控制机构34根据下式(5)算出本次的阀控制量I，并将其向控制阀2输 出。即，控制机构34以在每规定的单位时间(一个循环)以规定的变化量Ai逐渐达到目 标阀控制量In的方式向控制阀2输出阀控制量I。I = In^1+ Δ i ...(5)(步骤 113)接下来，使用图6对本实施例的效果进行说明。在图6(a)、(b)、(c)中，对比示出实施例的控制特性与比较例的控制特性。在图 中，虚线表示目标风扇转速Nt，实线表示实际的风扇转速Nd。图6表示目标风扇转速Nt以 梯形形状变化的情况。图6 (a)表示比较例的控制特性。图6 (a)表示利用开环控制对风扇转速进行控制 以使其在每单位时间的变化量不固定地与目标风扇转速相一致的情况下的控制特性。如该 图6(a)所示可知，通过开环控制无法使风扇转速与目标值一致。图6(b)表示比较例的控制特性。图6(b)表示利用反馈控制、PI控制对风扇转速 进行控制以使其与目标风扇转速相一致的情况下的控制特性。如该图6(b)所示，通过反馈 控制、PI控制，能够积极地消除控制偏差，即使存在干扰也不会产生稳态偏差，能够控制性 良好地使风扇转速与目标值一致。然而可知，若将反馈控制、PI控制直接用于风扇转速的 控制，则会产生过调节、且容易在液压回路中产生峰值压力或压力波动。图6(c)表示实施例的控制特性。根据本实施例，在将液压驱动风扇4的风扇转速 控制成目标风扇转速时，能够准确地使风扇转速与目标转速一致。另外，通过固定每单位时 间的变化量，能够消除控制阀2的大幅变动(液压泵1的斜盘Ia的大幅变动)，抑制产生过 调节以及在液压回路中产生峰值压力或压力波动的情况。可以对上述实施例实施各种变形。在上述的实施例中，控制机构34如上述(5)式(I = In^1+Δ i)所示，以在每规定 的单位时间(一个循环)以规定的变化量Ai逐渐达到目标阀控制量In的方式向控制阀2 输出阀控制量I (图5的步骤113)，但作为控制机构34，只要是能够以使控制阀2达到目标 阀控制量In的方式向控制阀2输出阀控制量I的机构即可。
在上述的实施例中，当判断出目标阀控制量In与实际的阀控制量Ilri的差Δ I在 规定的阈值A以上时(图5的步骤110的判断为否)，输出请求停止积分指令并使积分有 效标记无效(图5的步骤111)，从而停止积分动作，但也可以无论上述差Δ I是否在规定的 阈值A以上，都始终进行积分动作。即，可以如下实施始终进行PI控制，根据上述(2)式 (Nf = Nt+Kp · ε +Ki · / ε)算出指令风扇转速Nf，并根据该算出的指令风扇转速Nf算出 目标阀控制量Ιη，如上述(5)式(I = In^1+Δ i)所示，以在每规定的单位时间(一个循环) 以规定的变化量Δ i逐渐达到目标阀控制量In的方式向控制阀2输出阀控制量I (图5的 步骤113)。另外，在上述的实施例中，通过判断目标阀控制量In与实际的阀控制量Ilri的差 AI(In-Ilri)是小于规定的阈值A还是在该阈值A以上，来判断是否进行积分控制(图5的 步骤110)，但也可以不直接求解目标阀控制量In与实际的阀控制量Ilri的差Δ I (In-Ilri)， 而是通过其它的判断方法判断“目标阀控制量In与实际的阀控制量Ilri的差Δ I (In-Ilri) 是小于规定的阈值A还是在该阈值A以上”。图7是与图5相同的控制流程图，表示通过其它判断方法判断是否进行积分控制 的其它实施例。在该图7中，标注了与图5相同的步骤编号的部分与图5的内容相同，因此 省略说明。在图7中，代替图5的步骤108、109、110而实施以下的步骤1109、1110的处理。S卩，如下式(7)所示，算出目标风扇转速Nt与实际的风扇转速Nd的差的绝对值 Δ N,Δ N = I Nt-Nd | ... (7)(步骤 1109)。接下来，如下式(8)所示，判断目标风扇转速Nt与实际的风扇转速Nd的差的绝对 值ΔΝ是小于规定的阈值A'还是在该阈值A'以上。ΔΝ = |Nt-Nd| < A' ... (8)(步骤 1110)当该判断的结果为判断出目标风扇转速Nt与实际的风扇转速Nd的差的绝对值 ΔΝ在规定的阈值A'以上时(步骤1110的判断为否)，对风扇旋转PI控制部37输出请求 停止积分指令，使积分有效标记无效(步骤111)。与此相对，当判断出目标风扇转速Nt与实际的风扇转速Nd的差的绝对值Δ N小 于规定的阈值A'时(步骤1110的判断为是)，对风扇旋转PI控制部37输出解除停止积 分指令，使积分有效标记有效(步骤112)。图8是与图5、图7相同的控制流程图，表示通过与图5、图7不同的其它判断方法 判断是否进行积分控制的其它实施例。在该图8中，标注了与图5相同的步骤编号的部分 与图5的内容相同，因此省略说明。在图8中，代替图5的步骤109、110而实施以下的步骤 2109,2110的处理。另外，在步骤111、112与步骤113之间进行以下的步骤2114的处理。S卩，如下式(9)所示，算出达到目标阀控制量In为止的达到循环数Ct，Ct = (In-In^1)ZAi ...(9)。达到循环数Ct是表示当在步骤113中根据(5)式(I = In^1+Δ i)进行在每一个 循环以规定变化量Δ i使控制阀2的阀控制量I变化的控制时、之后经过多少个循环达到 目标阀控制量In的循环数(步骤2109)。接下来，如下式(10)所示，判断达到循环数Ct是大于规定的阈值0还是在该阈值
120以下。Ct ^ 0 ...(10)(步骤 2110)当该判断的结果为判断出达到循环数Ct大于规定的阈值0时(步骤2110的判断 为否)，对风扇旋转PI控制部37输出请求停止积分指令，使积分有效标记无效(步骤111)。与此相对，当判断出达到循环数Ct在规定的阈值0以下时(步骤2110的判断为 是)，对风扇旋转PI控制部37输出解除停止积分指令，使积分有效标记有效(步骤112)。以下，通过下述(11)式Ct = Ct-I ...(11)，从达到循环数Ct减1以更新达到循环数Ct (步骤2114)，控制机构34根据上述 (5)式(I = Ilri+Δ i)，以在每规定的单位时间(一个循环)以规定的变化量Δ i逐渐达到 目标阀控制量In的方式向控制阀2输出阀控制量I (步骤113)。需要说明的是，在上述各实施例中，设想了将由风扇转速传感器4a检测的风扇转 速Nd作为反馈量的情况，但只要是表示实际的风扇转速Nd的控制量即可，也可以将温度或 流量、压力变化等作为反馈量而进行反馈控制。此外，在上述各实施例中，对进行PI控制而不进行D (微分)控制进行了说明，但 只要至少进行PI控制即可，也可以进行PID(比例、积分、微分)控制。此外，在上述各实施例中，记载了容量可变型风扇泵的控制法，但也可以使用容量 可变型风扇电动机实施相同的控制。产业上的可利用性本发明在将液压驱动风扇的风扇转速控制成目标风扇转速时，能够准确地使风扇 转速与目标转速一致，并且，能够抑制在液压回路中产生峰值压力或压力波动的情况，产业 上的可利用性高。
1权利要求
一种液压驱动风扇的控制装置，其具备液压电动机；由该液压电动机驱动的液压驱动风扇；根据所施加的阀控制量来改变向液压电动机供给的压力油的流量的控制阀，所述液压驱动风扇的控制装置以使指令风扇转速相对于液压驱动风扇的目标风扇转速与反馈量的控制偏差至少进行比例动作及积分动作的方式进行反馈控制，所述液压驱动风扇的控制装置的特征在于，具备在目标阀控制量与实际的阀控制量的差在规定的阈值以上的期间，省略积分项而算出指令风扇转速的第一指令值算出机构；在目标阀控制量与实际的阀控制量的差小于规定的阈值的期间，在比例项上附加积分项而算出指令风扇转速的第二指令值算出机构；根据算出的指令风扇转速来算出控制阀的目标阀控制量的目标阀控制量算出机构；以控制阀达到目标阀控制量的方式向控制阀输出阀控制量的控制机构。
2.一种液压驱动风扇的控制装置，其具备液压电动机；由该液压电动机驱动的液压 驱动风扇；根据所施加的阀控制量来改变向液压电动机供给的压力油的流量的控制阀，所 述液压驱动风扇的控制装置以使指令风扇转速相对于液压驱动风扇的目标风扇转速与反 馈量的控制偏差至少进行比例动作及积分动作的方式进行反馈控制，所述液压驱动风扇的控制装置的特征在于，具备根据指令风扇转速算出控制阀的目标阀控制量的目标阀控制量算出机构；以使控制阀在每规定的单位时间以规定的变化量逐渐达到目标阀控制量的方式向控 制阀输出阀控制量的控制机构。
3.根据权利要求1所述的液压驱动风扇的控制装置，其特征在于，控制机构以使控制阀在每规定的单位时间以规定的变化量逐渐达到目标阀控制量的 方式向控制阀输出阀控制量。
4.一种液压驱动风扇的控制方法，其使用了下述液压驱动风扇的控制装置，所述液压 驱动风扇的控制装置具备液压电动机；由该液压电动机驱动的液压驱动风扇；根据所施 加的阀控制量来改变向液压电动机供给的压力油的流量的控制阀，所述液压驱动风扇的控 制装置根据液压驱动风扇的目标风扇转速与反馈量的控制偏差对指令风扇转速进行反馈 控制，所述液压驱动风扇的控制方法的特征在于，包括a)根据发动机水温、工作油温及发动机转速算出目标风扇转速，并检测实际的风扇转 速，算出目标风扇转速与实际的风扇转速的差来作为控制偏差的步骤；b)当实际的风扇转速为零时，根据目标风扇转速算出目标阀控制量，并以在每规定的 单位时间以规定的变化量逐渐达到算出的目标阀控制量的方式算出阀控制量以对控制阀 进行控制的步骤；c)在目标阀控制量与实际的阀控制量的差在规定的阈值以上的期间，根据控制偏差进 行比例动作而算出指令风扇转速的步骤；d)在目标阀控制量与实际的阀控制量的差小于规定的阈值的期间，根据控制偏差进行 比例动作及积分动作而算出指令风扇转速的步骤；e)根据算出的指令风扇转速算出目标阀控制量，并以在每规定的单位时间以规定的变 化量逐渐达到算出的目标阀控制量的方式算出阀控制量以对控制阀进行控制的步骤。
5.根据权利要求4所述的液压驱动风扇的控制方法，其特征在于，在算出指令风扇转速的步骤中，目标阀控制量为目标风扇转速，实际的阀控制量为实 际的风扇转速。
6.根据权利要求4所述的液压驱动风扇的控制方法，其特征在于，算出到在每规定的单位时间以规定变化量逐渐达到算出的指令风扇转速为止的循环数，在该循环数大于规定的阈值的期间，进行比例动作而算出指令风扇转速，在该循环数 在规定的阈值以下的期间，进行比例动作及积分动作而算出指令风扇转速， 在算出所述循环数时，通过从该循环数减1来更新达到循环数。
全文摘要
本发明提供一种液压驱动风扇的控制装置，其在将液压驱动风扇的风扇转速控制成目标风扇转速时，能够准确地使风扇转速与目标转速一致，且能够抑制在液压回路中产生峰值压力或压力波动的情况。所述液压驱动风扇的控制装置的特征在于，具备在目标阀控制量与实际的阀控制量的差在规定的阈值以上的期间，省略积分项而算出指令风扇转速的第一指令值算出机构；在目标阀控制量与实际的阀控制量的差小于规定的阈值的期间，在比例项上附加积分项而算出指令风扇转速的第二指令值算出机构；根据算出的指令风扇转速来算出控制阀的目标阀控制量的目标阀控制量算出机构；以控制阀达到目标阀控制量的方式向控制阀输出阀控制量的控制机构。
文档编号F01P7/04GK101981322SQ200980110989
公开日2011年2月23日 申请日期2009年3月24日 优先权日2008年3月31日
发明者今泉雅明, 小野寺由孝, 池上胜博 申请人:株式会社小松制作所