JP3575560B2 - 可変容量ポンプの制御装置およびその制御方法 - Google Patents
可変容量ポンプの制御装置およびその制御方法 Download PDFInfo
- Publication number
- JP3575560B2 JP3575560B2 JP24688394A JP24688394A JP3575560B2 JP 3575560 B2 JP3575560 B2 JP 3575560B2 JP 24688394 A JP24688394 A JP 24688394A JP 24688394 A JP24688394 A JP 24688394A JP 3575560 B2 JP3575560 B2 JP 3575560B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- pump
- pressure
- discharge
- engine
- control valve
- 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
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、可変容量ポンプの制御装置およびその制御方法に係わり、特には、建設車両等に搭載されたエンジンの温度が上昇したときの可変容量ポンプの制御装置およびその制御方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の建設車両等に搭載された可変容量ポンプの制御装置として、例えば実開平１−６６４２７号公報に記載されたものが公知である。この可変容量ポンプの制御装置は図５、図６に示すようにエンジンａにより駆動される可変容量ポンプｂを備え、この可変容量ポンプｂはサーボ機構ｃにより斜板角が制御されるようになっており、前記エンジンａのラジエータｄの冷却水の温度を検出する検出器ｅが設けられており、この検出器ｅが検出した冷却水の温度に応じてサーボ機構ｃと油圧源ｆとの間に設けられた電磁比例減圧弁ｇを制御することにより、エンジンａの冷却水の温度が設定値を越えた場合には可変容量ポンプの制御装置ｂの斜板角を減少させて、第６図に示すようにポンプの入力トルクをＩからＩＩへ減じることによりエンジンａがオーバヒートするのを防止するようになっている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記のような可変容量ポンプの制御装置であると、建設車両の作業中にエンジンａの冷却水温が設定値を越えた時には、可変容量油圧ポンプにかかる所定圧力（イ点）以上の全域で可変容量ポンプｂの斜板角を減少させてエンジンａの負荷を減じることによりエンジンａのオーバヒートを防止するようになっている。このため、図６に示すＰ・Ｑの双曲線をＩからＩＩへ移行する制御を行うと冷却水温が設定値を越える度毎に可変容量ポンプの斜板角を減少させ吐出容量を減ずるのでアクチュエータの速度が著しく減少して作業機の作業能率が低下する。この低下を避けるためには、可変容量ポンプの吐出容量を減じた分だけ、エンジンの回転速度を上昇させなければならず、エンジンの温度を低下させるのを阻害する。さらに、ポンプにかかる圧力が大きい所では相変わらず同じ最大吐出圧力（図６に示すＡ）を発生しているため、吐出容量を減じてもエンジンの回転速度を上昇させるとエンジンにかかる負荷トルクはほぼ同じとなり、エンジンの温度を低下させるのを阻害する。さらに、車両での作業を停止してエンジンを空回しし、エンジンの温度を低下する場合にポンプにかかる負荷が所定値（図６に示すイ点）以下の所では、可変容量ポンプの最大吐出容量は減じておらず油圧回路の抵抗分の負荷トルクがかかり、エンジンの温度の低下が遅くなるという問題がある。
【０００４】
本発明は上記従来の問題点に着目してなされたもので、建設車両のエンジンに過負荷がかかりエンジンがオーバヒートをして冷却水温が設定値を越えた場合には、可変容量ポンプの最大吐出圧力Ｐおよび最大吐出容量Ｑを減じるためにＰ・Ｑの双曲線の一部をカットオフ制御することにより所定の範囲内では通常の掘削作業は可能とし、最大掘削力および／あるいは作業機に負荷がかかっていないときの最大速度のみを低下させ、エンジンへの負荷を低減するようにポンプ制御することにあり、上記の不具合を改善する可変容量ポンプの制御装置を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明に係る可変容量油圧ポンプ制御装置は、エンジンにより駆動され、かつ、負荷圧力と吐出容量との積がほぼ一定になるように制御される可変容量型ポンプにおいて、エンジンの水温検出器と、可変容量ポンプの斜板角を制御するサーボピストンと、可変容量型ポンプにかかる負荷圧力により作動し、サーボピストンへの圧力を制御する電磁式制御弁と、水温検出器により検出された水温信号が所定値以上のとき、可変容量ポンプの最大吐出容量および／あるいは可変容量ポンプの最大吐出圧力を減ずる指令を電磁式制御弁に出力する制御装置を備えたものである。
【０００８】
上記構成における制御方法は、エンジンにより駆動され、かつ、負荷圧力と吐出容量との積がほぼ一定になるように制御される可変容量型ポンプにおいて、エンジンに過負荷がかかりエンジンの温度が所定値以上のとき、可変容量型ポンプにかかる吐出圧力が所定値以下では可変容量ポンプの最大吐出容量を減じ、かつ、可変容量型ポンプにかかる吐出圧力が所定値以上では可変容量ポンプの最大吐出圧力を減ずることを特徴とする。
【０００９】
【作用】
上記構成によれば、エンジンのオーバヒートにより冷却水温が設定値を越えた場合には、最大吐出圧力を減少することにより、エンジンオーバヒートし易い作業条件である岩盤等の硬い土質の掘削作業は制限させて、標準的な土質（砂質土、粘質土等）での掘削作業は可能とするようにポンプ制御するものである。また、標準的な土質での適用範囲（図２のＭ点からＮ点まで）では、通常の負荷圧力Ｐと吐出容量Ｑとの積（線ｍ）がほぼ一定になるように制御し、最大吐出圧力が作用する範囲では従来のリリーフ弁の最大吐出圧力（Ｒ）から電磁式制御弁の最大吐出圧力（Ｓ）まで下げてエンジンへの負荷を低減し、作業を行いながら作業効率を低減することなく早くエンジンの温度を下げるようにしている。
【００１０】
また、エンジンのオーバヒートにより冷却水温が設定値を越えた場合に、ポンプにかかる吐出圧力が所定値（Ｍ点）以下の所では、可変容量ポンプの最高吐出容量Ｔから最大吐出容量Ｕまで減じることにより油圧回路の抵抗を下げ、エンジンにかかる負荷トルクを下げる。これにより、エンジンの温度を早く低下する。特に、閉回路方式（クローズド・センタバルブ方式）においてはこの効果が大である。
【００１１】
上記のエンジンのオーバヒートについては、建設車両の作業現場の作業条件によって、エンジンに加わる負荷が異なるものであり、例えば地下鉄工事による地中での作業においては、作業現場の雰囲気温度が高いのでラジエータによる冷却効率が低下して、エンジンがオーバヒートし易くなる。また、岩盤等の硬い土質の作業現場において、掘削作業を長時間行うと最大吐出圧力近傍で長い時間持続し、エンジンはオーバヒートし易くなる。また、ポンプにかかる負荷が所定値以下での作業時において長時間作業機のアクチュエータを高速のままにすると油圧回路の抵抗分の負荷トルクがかかりやはりオーバヒートの遠因となる。これらの作業条件においては可変容量ポンプの最大吐出圧力あるいは最大吐出容量を減少することによりエンジンオーバヒートを防止するものである。
【００１２】
【実施例】
以下、本発明に係る可変容量ポンプ制御装置および制御方法について実施例を添付図面を参照して詳細に説明する。
まず、図１は第１実施例の全体構成図を参照して詳述する。図において、エンジン１により可変容量ポンプ３（以下、ポンプ３という。）が駆動されると共に、このポンプ３から吐出される流体は管路１０から流量制御弁１１を介してアクチュエータ１２へ供給されている。ポンプ３はサーボピストン５により斜板角が制御されるようになっており、このサーボピストン５への制御圧を供給するサーボ制御弁８は、ポンプ３の吐出管路１０から分岐する導管１０ａからの導管１０ｃと、ポンプ３の出力をほぼ等馬力に制御する電磁式制御弁７を介して導管１４ａと接続している。また、サーボ制御弁８の一端の操作部８ｃには、ポンプ３の吐出管路１０から分岐する導管１０ａを介して導管１０ｂが、また、この一端の操作部８ｃには、パイロットポンプ４の吐出管路１３から電磁式パイロット制御弁９を介して導管１３ａにも接続している。
【００１３】
電磁式パイロット制御弁９は電気回路１８により後述する制御装置２０に接続している。更に、サーボ制御弁８の他端の操作部８ｄには、前記流量制御弁１１とアクチュエータ１２の間で発生する負荷圧を導く負荷圧導管１５が接続している。
【００１４】
ポンプ３の吐出管路１０には、回路の圧力を設定するリリーフ弁２２と、ポンプ３の吐出圧力を検出する圧力センサー２３とが配設されている。また、前記エンジン１には、水温センサ２が設けられ、この信号が後述する電気回路１６から制御装置２０に入力される。実施例では、水温センサ２を用いたが、潤滑油の温度、あるいは、クランクケース等の部品に配設された温度センサでも良い。
【００１５】
前記、電磁式制御弁７の一端の操作部７ｃには、ポンプ３の吐出管路１０から分岐する導管１０ａから更に分岐した導管１０ｄが接続している。また、この電磁式制御弁７の一端のソレノイド操作部７ｄは、制御装置２０と電気回路１７を介して接続している。この電磁式制御弁７の他端には、二つのバネ７ｅ、７ｆが配設され、バネ７ｅ、７ｆは前記サーボピストン５のピストン５ｂと連結する押圧部材６に当接している。バネ７ｅ、７ｆは電磁式制御弁７の図示しないピストンにより押されて撓むとともに、押圧部材６を押してピストン５ｂを作動し、ポンプ３の斜板を制御している。この制御によりポンプ３の吐出容量は可変となっている。上記実施例では、バネを２個使用して、ほぼ等馬力となるように制御しているが、等馬力になるようにソレノイドを可変にしても良い。
【００１６】
また、図１に示す電磁式制御弁７の一端の操作部７ｃにはポンプ３からの制御圧は導管１０ｄから入力されていない時、すなわち、ポンプ３への負荷の圧力が低圧のときには、バネ７ｅ、７ｆのバネ力により電磁式制御弁７はドレーン位置７ａにあり、またサーボ制御弁８の操作部８ｃにもポンプ３からの制御圧が導管１０ｂから入力されていない時には、このサーボ制御弁８もドレーン位置８ａにある。このため前記サーボピストン５の圧力室５ａの制御圧は導管１４から導管１４ａを介して導管１４ｂを通ってタンク２１へ接続されている。このときには、ピストン５ｂはバネ５ｃにより図示の左方向に押され、ポンプ３の斜板は吐出容量が大きくなる方向に押されている。
【００１７】
次に、電磁式制御弁７の操作部７ｃにポンプ３からの制御圧が導管１０ｄから入力されている時にはバネ７ｅ、７ｆに抗して位置７ｂとなり、またサーボ制御弁８の操作部８ｃにもポンプ３からの制御圧が導管１０ｂから入力されているのでバネ８ｅに抗して位置８ｂとなり、前記ポンプ３からの制御圧は導管１０ａから導管１０ｃ，１０ｅを介してサーボピストン５の圧力室５ａに伝えられるようになっている。
【００１８】
このようであるからポンプ３の吐出圧力が増大すると、この吐出圧力により電磁式制御弁７と、サーボ制御弁８を通った制御圧がサーボピストン５の圧力室５ａに伝えられ、ピストン５ｂがバネ５ｃに抗して右方向に移動しポンプ３の斜板角を減少して吐出容積ｑ（ｃｃ／ｒｅｖ）を少なくするように制御されている。また、ポンプ３の吐出圧力が減少するとサーボピストン５は前述とは逆に作動するのでポンプ３の斜板角を増大して吐出容積を増加するように制御されている。サーボピストン５が右側に最大に押されてバネ５ｃを介してケースの端面２５と当接するとポンプ３は最小斜板位置となり、ポンプ３の吐出容積は最小容積ｑｍｉｎ（ｃｃ／ｒｅｖ）となる。反対に、サーボピストン５が左側に最大に押されてケース２６と当接するとポンプ３は最大斜板位置となり、ポンプ３の吐出容積は最大容積ｑｍａｘ（ｃｃ／ｒｅｖ）となる。
【００１９】
次に、本発明の第１実施例の作動について説明する。通常の作業状態では、エンジン１を始動し、オペレータが作業をおこなうとアクチュエータ１２に作業時の圧力が発生する。その圧力がサーボ制御弁８の操作部８ｄに伝えられ、また、同時に作業時の圧力がポンプ３に負荷圧力としてかかり、この負荷圧力がサーボ制御弁８の操作部８ｃにも伝えられている。サーボ制御弁８は作業時の圧力とバネ８ｅ、および、ポンプ３の負荷圧力の差によりこのサーボ制御弁８を左方向に移動する。この移動量に見合った分だけサーボ制御弁８が開口して制御圧をサーボピストン５に伝え、ポンプ３の斜板角を制御して吐出容積ｑ（ｃｃ／ｒｅｖ）が決められる。
【００２０】
このサーボピストン５の移動が連結されている押圧部材６を移動し、電磁式制御弁７の図示しないピストンを押すバネ７ｅ、７ｆのバネ力を可変にしている。電磁式制御弁７はエンジン１の温度が低い通常の運転時では、ポンプ３から吐出圧力が導管１０ｄを経て操作部７ｃに入力され、電磁式制御弁７の図示しないピストンはバネ７ｅ、７ｆが生ずる可変のバネ力と釣り合った位置、すなわち、位置７ａと位置７ｂとの間にあり、導管１０ｅと導管１４ａとを図示しないピストンを介して繋いでいる。このとき、ポンプ３からの圧力室５ａへの制御圧力は、導管１０ｅ、電磁式制御弁７、導管１４ａ、サーボ制御弁８、導管１４を経て圧力室５ａに繋がり、また、圧力室５ａからの戻り油は、導管１４、サーボ制御弁８、導管１４ａ、電磁式制御弁７、および導管１４ｂを経てタンク２１と繋がっている。
【００２１】
以上により、圧力室５ａへの制御圧力は電磁式制御弁７のバネ７ｅ、７ｆにより制御される。これにより、ポンプ３の吐出容積ｑ（ｃｃ／ｒｅｖ）は前記サーボ制御弁８と電磁式制御弁７により制御される。従って、ポンプ３の回転速度ｎが決まるとポンプ３の吐出容量Ｑ（ｌ／ｍｉｎ）は、周知のごとく、吐出容積がｑ（ｃｃ／ｒｅｖ）とポンプ３の回転速度ｎとの積より決まる。バネ７ｅ、７ｆを所定に設定することにより、ポンプ３の吐出圧力と吐出容量との積をほぼ一定の等馬力（図２の点線ｍ）に制御することができる。
【００２２】
次に、本発明のエンジンの温度が所定の設定温度以上の場合、例えば、エンジン１の冷却水温がオーバヒートした場合について説明する。
通常のオーバヒートしない場合で、かつ、前記のポンプ３への負荷の圧力が低圧のときの運転の場合には、圧力室５ａは電磁式制御弁７のドレーン位置７ａ、および、サーボ制御弁８のドレーン位置８ａを経てタンク２１に繋がり、ピストン５ｂはバネ５ｃにより図示の左方向にケース２６に当接するように押され、ポンプ３の斜板は吐出容積が大きくなる方向に押されている。これにより所定の圧力以下では、ポンプ３は最大のポンプ吐出容量Ｑｍａｘ（Ｔ点）で吐出されている。
【００２３】
これが、オーバヒートをした場合で、かつ、ポンプ３への負荷の圧力が小さい（図２において、Ｍ点以下）場合には、エンジン１に付設された水温センサ２からエンジン１の温度が所定のしきい値以上の温度になった信号と、ポンプ３の吐出圧力を検出する圧力センサー２３からポンプの圧力が所定のしき値以下の圧力である信号により制御装置２０は電気回路１８を経て電磁式パイロット制御弁９に指令を出力し、電磁式パイロット制御弁９を９ｂ位置に切り換える。これにより、パイロットポンプ４の吐出管路１３からのパイロット圧力はサーボ制御弁８の一端の操作部８ｃに送られる。サーボ制御弁８は位置８ｂに切り換わり、導管１０ｃからのポンプ３の吐出圧力はサーボ制御弁８の位置８ｂを経て圧力室５ａに送られる。これにより、ピストン５ｂはバネ５ｃに抗して図示の右方向に押され、ポンプ３の斜板は吐出容積が小さくなる方向に移動し、ポンプ３の吐出容量Ｑ（ｌ／ｍｉｎ）は、図２に示す最大のポンプ吐出容量Ｑｍａｘ（Ｔ点）から低い位置のポンプ吐出容量（Ｕ点）にまで少なくなる。
【００２４】
エンジンの温度が所定の設定温度以上の運転時で、かつ、ポンプ３の吐出圧力が大きい（図２において、Ｓ点以上）場合には、エンジン１に付設された水温センサ２からエンジン１の温度が所定のしきい値以上の温度になった信号と、ポンプ３の吐出圧力を検出する圧力センサー２３からポンプの圧力が所定のしき値（Ｓ）の圧力である信号により、制御装置２０は電磁式制御弁７の一端のソレノイド操作部７ｄに指令を出力し、電磁式制御弁７の図示しないピストンを押す。
【００２５】
このとき、前記の通常の場合には、ポンプ３から吐出圧力が導管１０ｄを経て操作部７ｃに入力され、ポンプ３の吐出圧力と吐出容積との積はほぼ一定の等馬力に制御されている。このとき、既に電磁式制御弁７は位置７ｂと位置７ａの間のバランスのとれた位置にあるが、本発明では、さらにこの電磁式制御弁７の一端をソレノイド操作部７ｄで押す。これにより、ポンプ３の吐出圧力が同じ場合でも、ソレノイド操作部７ｄでさらに押すことにより、ポンプ３の吐出容積をさらに小さくすることができる。このソレノイド操作部７ｄによりピストンを押すことは、ポンプ３の吐出圧力が増大することと同じであり、ポンプ３の吐出容量を減少することは容易に理解される。
【００２６】
従来では、ポンプ３の高圧側の圧力はリリーフ弁２２により、図２に示すポンプ圧力（Ｒ）に設定されていた。本発明の第１実施例としては、ソレノイド操作部７ｄでさらに押してポンプ３の吐出容積を小さくするときに、従来の電磁式制御弁７の操作部７ｃに入力されるポンプ３のリリーフ弁２２の設定圧力（Ｒ）とソレノイド操作部７ｄに所定の推力を与え、リリーフ弁２２の設定圧力（Ｒ）よりも小さい所定の圧力（Ｓ）で、ポンプ３の吐出容積をゼロにする。これにより、リリーフ弁２２の設定圧力（Ｒ）よりも小さい所定の圧力（Ｓ）に設定することができる。若しくは、ポンプ３の内部循環、流量制御弁１１あるいは電磁式制御弁７からの洩れ量を勘案して少量のポンプ３の吐出容積を設定する。
【００２７】
これは、図１において、ポンプ３から吐出圧力で操作部７ｃを、また、制御装置２０からの指令によりソレノイド操作部７ｄを所定の推力で押すことにより、圧力室５ａの圧力を供給してピストン５ｂの端面をケースの端面２５に当接させる。このときの斜板の当接位置でのポンプ３の最小吐出容積ｑｍｉｎ（ｃｃ／ｒｅｖ）がゼロ、あるいは、ポンプ３の内部循環等の洩れ量を勘案して少量のポンプ３の吐出容積に設定すれば良い。
【００２８】
以上を、図２を用いて説明する。
図２は前記の電磁式制御弁７の第１実施例についてポンプ吐出圧力とポンプ吐出容量との関係を説明する図である。
図２において、点線（ｍ）は、従来の図６の（Ｉ）と同様に、ポンプ吐出圧力Ｐとポンプ吐出容量Ｑとの積がほぼ一定（Ｐ×Ｑ≒一定）を示す線である。点線の折れ線は前記のように、バネ７ｅ、７ｆによりポンプ３の斜板を制御しており、ほぼ等馬力となるように制御している。
【００２９】
図１において、前記エンジン１の冷却水系に設けられた水温センサ２からの信号が電気回路１６から制御装置２０に入力される。制御装置２０には、エンジン水温センサ２からの温度信号、および、圧力センサー２３からポンプの圧力信号に対応する図示しない記憶手段と制御信号発生手段が含まれている。この制御装置２０から、エンジン１の冷却水温がオーバヒートした時（水温が所定の値を越えた時）で、かつ、ポンプ３の吐出圧力Ｐが小さい（図２において、Ｍ点以下）場合には電磁式パイロット制御弁９に、また、ポンプ３の吐出圧力Ｐが大きい（図２において、Ｓ点以上）場合には電磁式制御弁７の一端のソレノイド操作部７ｄに指令を出力する。上記実施例では、エンジン水温センサを用いたが、エンジンの潤滑油温、表面温度等を用いても良い。
【００３０】
この指令により、ポンプ３の吐出圧力が小さい場合（図２において、Ｍ点以下）では、電気回路１８を経て電磁式パイロット制御弁９に指令を出力し、電磁式パイロット制御弁９を９ｂ位置に切り換える。これにより、パイロットポンプ４の吐出管路１３からのパイロット圧力はサーボ制御弁８の一端の操作部８ｃに送られる。サーボ制御弁８は位置８ｂに切り換わり、導管１０ｃからのポンプ３の吐出圧力はサーボ制御弁８の位置８ｂを経て圧力室５ａに送る。これにより、ポンプ３の吐出容量は図２の吐出容量Ｔから吐出容量Ｕに示すように少なくなる。なお、Ｍ点からＳ点の範囲の点線（ｍ）と実線とは、ずらして図示しているが実施上では一致しており、この所のポンプ３の吐出圧力Ｐ×吐出容量Ｑに変化はないことを示す。
【００３１】
また、ポンプ３の吐出圧力Ｐが大きい場合（図２において、Ｓ点以上）では、前記のようにポンプ３から吐出圧力により電磁式制御弁７は位置７ａと位置７ｂの間にあり、ポンプ３からの吐出容量は点線ｍに従ってＮ点まで少なくなっている。エンジンがオーバヒートした時には、吐出圧力がＳ点を越えたことを検出して、制御装置２０はさらに電磁式制御弁７の一端をソレノイド操作部７ｄで押す指令を出力する。これにより、ポンプ３の吐出容量はＮ点からほぼゼロ点（ほぼＳ点）まで小さくなり、このときの吐出圧力が図２の縦の点線Ｒから縦の実線Ｓにずらされる。このとき、ポンプ３の吐出圧力はリリーフ弁２２の設定圧力（Ｒ）よりも小さい所定の圧力（Ｓ）にしている。
【００３２】
次に、図３を用いて、本発明の第２実施例の作動について説明する。
第２実施例では、第１実施例に比べて、パイロットポンプ４、電磁式パイロット制御弁９、および、電気回路１８が廃止されるとともに、電磁式制御弁７を電磁式制御弁７０に変更している。電磁式制御弁７に比べて電磁式制御弁７０は、３位置より構成され、追加された位置７０ｇはポンプ３からの吐出容量をタンク２１に逃がす位置を有している。このときのポンプ３はポンプ３の吐出圧力が増大してポンプ３の斜板角が減少し、斜板が最低斜板位置になったときでも、ポンプ３は少ない所定容積を吐出している。これは、上記のピストン５ｂの端面がケースの端面２５に当接したとき、斜板が最低斜板位置にあってもポンプ３の吐出容積はゼロでなく、少量の吐出容積を有している構成である。
【００３３】
上記において、オーバヒートをした場合で、かつ、ポンプ３への負荷の圧力が小さい（図４において、Ｍａ点以下）場合について説明する。
エンジン１に付設された水温センサ２からエンジン１の温度が所定のしきい値以上の温度になった信号と、ポンプ３の吐出圧力を検出する圧力センサー２３からポンプの圧力が所定のしき値以下の圧力である信号により制御装置２０は電磁式制御弁７０の一端のソレノイド操作部７０ｄに指令を出力する。ソレノイド操作部７０ｄは電磁式制御弁７０の図示しないピストンを押して電磁式制御弁７０を位置７０ｂに切り換え、導管１０ｅからのポンプ３の吐出圧力をサーボ制御弁８の位置８ａを経て圧力室５ａに送る。これにより、ピストン５ｂはバネ５ｃに抗して図示の右方向に押され、ポンプ３の斜板は吐出容積が小さくなる方向に移動し、ポンプ３の吐出容量Ｑ（ｌ／ｍｉｎ）は、前記第１実施例と同様に、図４に示す最大のポンプ吐出容量Ｑｍａｘ（Ｔａ点）から低い位置のポンプ吐出容量（Ｕａ点）にまで少なくなる。
【００３４】
次に、エンジンの温度が所定の設定温度以上の運転時で、かつ、ポンプ３の吐出圧力が大きい（図４において、Ｓａ点以上）場合について説明する。
第１実施例と同様に、エンジン１に付設された水温センサ２からエンジン１の温度が所定のしきい値以上の温度になった信号と、ポンプ３の吐出圧力を検出する圧力センサー２３からポンプの圧力が所定のしき値（Ｓ）の圧力である信号により、制御装置２０は電磁式制御弁７０の一端のソレノイド操作部７０ｄに指令を出力する。ソレノイド操作部７０ｄは電磁式制御弁７０の図示しないピストンを押す。
【００３５】
このとき、前記の通常の場合には、ポンプ３から吐出圧力が導管１０ｄを経て操作部７ｃに入力され、ポンプ３の吐出圧力と吐出容積との積はほぼ一定の等馬力に制御されている。このとき、既に電磁式制御弁７０は位置７０ｂと位置７０ａの間のバランスのとれた位置にあるが、本発明では、さらにこの電磁式制御弁７０の一端をソレノイド操作部７０ｄで押す。これにより、ポンプ３の吐出圧力が同じ場合でも、ソレノイド操作部７０ｄでさらに押すことにより、ポンプ３の吐出容積をさらに小さくすることができる。このときのポンプ３の吐出容積は、斜板の最低斜板位置であり、ポンプ３の吐出容積はゼロでなく、図４に示す少量の吐出容積（Ｈ点）を有している。
【００３６】
さらに、本発明の第２実施例では、制御装置２０は電磁式制御弁７０の一端のソレノイド操作部７０ｄにさらに大きい指令値を出力して位置７０ｇに移動させる。これにより、ポンプ３の最低斜板位置で固定されているポンプ３からの少ない所定容量（Ｈ）の吐出量は、電磁式制御弁７０の位置７０ｇから回路のリリーフ弁２２の設定圧力（（図４のＲａ点）よりも小さい圧力（図４のＳａ点）でタンク２１に逃げる。
【００３７】
次に、第２実施例について図４を用いて説明する。
図４において、点線（Ｖ）は、従来と同様に、ポンプ吐出圧力Ｐとポンプ吐出容量Ｑとの積が一定（Ｐ×Ｑ＝一定）を示す線であり、電磁式制御弁７０の一端のソレノイド操作部７０ｄに電流を流し、等馬力となるように制御している。
この第２実施例の場合では、エンジン１の冷却水温がオーバヒートした時で、かつ、ポンプ３の吐出圧力が小さい場合（図４において、Ｍａ点以下）およびポンプ３の吐出圧力が大きい場合（図３において、Ｓａ点以上）に制御装置２０は電磁式制御弁７０の一端のソレノイド操作部７０ｄに指令値を出力する。
【００３８】
図３において、第１実施例と同様に、制御装置２０には、エンジン水温センサ２からの温度信号、および、圧力センサー２３からポンプの圧力信号に対応する図示しない記憶手段と制御信号発生手段が含まれている。この制御装置２０から、エンジン１の冷却水温がオーバヒートした時（水温が所定の値を越えた時）で、かつ、ポンプ３の吐出圧力Ｐが小さい（図４において、Ｍａ点以下）場合、および、ポンプ３の吐出圧力Ｐが大きい（図４において、Ｓａ点以上）場合に電磁式制御弁７０の一端のソレノイド操作部７０ｄに指令を出力する。
【００３９】
この指令により、ポンプ３の吐出圧力が小さい場合（図４において、Ｍａ点以下）では、電磁式制御弁７０に指令を出力し、電磁式制御弁７０を７０ｂ位置に切り換える。これにより、導管１０ｅからのポンプ３の吐出圧力は、電磁式制御弁７０ｂ、導管１４ａ、サーボ制御弁８の位置８ａおよび導管１４を経て圧力室５ａに送り、ポンプ３の吐出容量は図４の吐出容量Ｔａから吐出容量Ｕａに示すように少なくなる。なお、Ｍａ点からＳａ点の範囲の点線（ｍ）と実線とは、ずらして図示しているが実施上では一致しており、この所のポンプ３の吐出圧力Ｐ×吐出容量Ｑに変化はないことを示す。
【００４０】
また、ポンプ３の吐出圧力Ｐが大きい場合（図４において、Ｓａ点以上）では、前記のようにポンプ３からの吐出圧力により電磁式制御弁７０は位置７０ａと位置７０ｂの間にあり、ポンプ３からの吐出容量は点線ｍに従ってＮａ点まで少なくなっている。エンジンがオーバヒートした時には、吐出圧力がＳａ点を越えたことを検出して、制御装置２０はさらに電磁式制御弁７０の一端をソレノイド操作部７０ｄでさらに押す指令を出力し、電磁式制御弁７０を位置７０ｇに移動させる。これにより、ポンプ３の吐出容量はＮａ点からポンプ３の斜板角を減少して斜板が最低斜板位置で固定される。このときポンプ３は少ない所定容量（Ｈ）を吐出している。この所定容量（図４の斜線部Ａｙで示される部分）は電磁式制御弁７０の位置７０ｇからタンク２１に逃がしている。
【００４１】
上記においては、ポンプ３の吐出圧力が小さい場合にポンプ３の回路抵抗の圧力を導入したが、パイロットポンプ４の吐出圧力を圧力室５ａに送り、制御装置２０から指令により吐出容量は少なくしても良い。
【００４２】
上記のようにエンジンがオーバヒートした時は図４に示すＰ・Ｑの双曲線のＡ，Ｂ部分を除くＣ部分のポンプ吐出容量と吐出圧力は確保して、従来技術の第６図に示すＰ・Ｑの双曲線をＩからＩＩへ移行する制御は行わないようにしたので、通常作業域では冷却水温が設定値を越える度毎に可変容量ポンプの斜板角を減少させずアクチュエータの速度が得られるので通常の作業を行うことが可能となった。
【００４３】
上記に説明した通り、本発明はエンジンオーバヒート時に、ポンプの吐出容量と吐出圧力の関係を示すＰ・Ｑの双曲線全体を減少せずに、ポンプの最大吐出容量および最大吐出圧力を減少させてエンジン負荷を軽減してエンジンのオーバヒートを防止すると共に、エンジンオーバヒート時に通常の作業に必要なポンプの吐出容量および吐出圧力は維持するようにしたからアクチュエータの駆動力、速度が極端に低下することがない。
【００４４】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明に係る可変容量ポンプ制御装置およびその制御方法によれば、エンジンのオーバヒートにより冷却水温が設定値を越えた場合には、標準的な土質での適用範囲では、通常の負荷圧力と吐出容量との積がほぼ一定になるように制御し、最大吐出圧力が作用する範囲では圧力を下げてエンジンへの負荷を低減し、作業を行いながら作業効率を低減することなく早くエンジンの温度を下げている。
【００４５】
また、エンジンのオーバヒートにより冷却水温が設定値を越えた場合には、最高吐出容量を減少して、作業機に大きい負荷がかかっていない時の最大速度を制限することによってエンジンの負荷を軽くしてエンジンの温度の低下を早くする。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施例に係る可変容量ポンプの制御装置説明図である。
【図２】本発明の第１実施例の可変容量ポンプの吐出容量と吐出圧力の関係を示す特性図である。
【図３】本発明の第２実施例に係る可変容量ポンプの制御装置説明図である。
【図４】本発明の第２実施例の可変容量ポンプの吐出容量と吐出圧力の関係を示す特性図である。
【図５】従来技術の可変容量ポンプの制御装置説明図である。
【図６】従来技術の可変容量ポンプの吐出容量と吐出圧力の関係を示す特性図である。
【符号の説明】
１…エンジン、２…水温センサ、３…可変容量ポンプ、４…パイロットポンプ、５…サーボピストン、７，７０…電磁式制御弁、８…サーボ制御弁、９…電磁式パイロット制御弁、１０…流量制御弁、１１…アクチュエータ、２０…制御装置。
【産業上の利用分野】
本発明は、可変容量ポンプの制御装置およびその制御方法に係わり、特には、建設車両等に搭載されたエンジンの温度が上昇したときの可変容量ポンプの制御装置およびその制御方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の建設車両等に搭載された可変容量ポンプの制御装置として、例えば実開平１−６６４２７号公報に記載されたものが公知である。この可変容量ポンプの制御装置は図５、図６に示すようにエンジンａにより駆動される可変容量ポンプｂを備え、この可変容量ポンプｂはサーボ機構ｃにより斜板角が制御されるようになっており、前記エンジンａのラジエータｄの冷却水の温度を検出する検出器ｅが設けられており、この検出器ｅが検出した冷却水の温度に応じてサーボ機構ｃと油圧源ｆとの間に設けられた電磁比例減圧弁ｇを制御することにより、エンジンａの冷却水の温度が設定値を越えた場合には可変容量ポンプの制御装置ｂの斜板角を減少させて、第６図に示すようにポンプの入力トルクをＩからＩＩへ減じることによりエンジンａがオーバヒートするのを防止するようになっている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記のような可変容量ポンプの制御装置であると、建設車両の作業中にエンジンａの冷却水温が設定値を越えた時には、可変容量油圧ポンプにかかる所定圧力（イ点）以上の全域で可変容量ポンプｂの斜板角を減少させてエンジンａの負荷を減じることによりエンジンａのオーバヒートを防止するようになっている。このため、図６に示すＰ・Ｑの双曲線をＩからＩＩへ移行する制御を行うと冷却水温が設定値を越える度毎に可変容量ポンプの斜板角を減少させ吐出容量を減ずるのでアクチュエータの速度が著しく減少して作業機の作業能率が低下する。この低下を避けるためには、可変容量ポンプの吐出容量を減じた分だけ、エンジンの回転速度を上昇させなければならず、エンジンの温度を低下させるのを阻害する。さらに、ポンプにかかる圧力が大きい所では相変わらず同じ最大吐出圧力（図６に示すＡ）を発生しているため、吐出容量を減じてもエンジンの回転速度を上昇させるとエンジンにかかる負荷トルクはほぼ同じとなり、エンジンの温度を低下させるのを阻害する。さらに、車両での作業を停止してエンジンを空回しし、エンジンの温度を低下する場合にポンプにかかる負荷が所定値（図６に示すイ点）以下の所では、可変容量ポンプの最大吐出容量は減じておらず油圧回路の抵抗分の負荷トルクがかかり、エンジンの温度の低下が遅くなるという問題がある。
【０００４】
本発明は上記従来の問題点に着目してなされたもので、建設車両のエンジンに過負荷がかかりエンジンがオーバヒートをして冷却水温が設定値を越えた場合には、可変容量ポンプの最大吐出圧力Ｐおよび最大吐出容量Ｑを減じるためにＰ・Ｑの双曲線の一部をカットオフ制御することにより所定の範囲内では通常の掘削作業は可能とし、最大掘削力および／あるいは作業機に負荷がかかっていないときの最大速度のみを低下させ、エンジンへの負荷を低減するようにポンプ制御することにあり、上記の不具合を改善する可変容量ポンプの制御装置を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明に係る可変容量油圧ポンプ制御装置は、エンジンにより駆動され、かつ、負荷圧力と吐出容量との積がほぼ一定になるように制御される可変容量型ポンプにおいて、エンジンの水温検出器と、可変容量ポンプの斜板角を制御するサーボピストンと、可変容量型ポンプにかかる負荷圧力により作動し、サーボピストンへの圧力を制御する電磁式制御弁と、水温検出器により検出された水温信号が所定値以上のとき、可変容量ポンプの最大吐出容量および／あるいは可変容量ポンプの最大吐出圧力を減ずる指令を電磁式制御弁に出力する制御装置を備えたものである。
【０００８】
上記構成における制御方法は、エンジンにより駆動され、かつ、負荷圧力と吐出容量との積がほぼ一定になるように制御される可変容量型ポンプにおいて、エンジンに過負荷がかかりエンジンの温度が所定値以上のとき、可変容量型ポンプにかかる吐出圧力が所定値以下では可変容量ポンプの最大吐出容量を減じ、かつ、可変容量型ポンプにかかる吐出圧力が所定値以上では可変容量ポンプの最大吐出圧力を減ずることを特徴とする。
【０００９】
【作用】
上記構成によれば、エンジンのオーバヒートにより冷却水温が設定値を越えた場合には、最大吐出圧力を減少することにより、エンジンオーバヒートし易い作業条件である岩盤等の硬い土質の掘削作業は制限させて、標準的な土質（砂質土、粘質土等）での掘削作業は可能とするようにポンプ制御するものである。また、標準的な土質での適用範囲（図２のＭ点からＮ点まで）では、通常の負荷圧力Ｐと吐出容量Ｑとの積（線ｍ）がほぼ一定になるように制御し、最大吐出圧力が作用する範囲では従来のリリーフ弁の最大吐出圧力（Ｒ）から電磁式制御弁の最大吐出圧力（Ｓ）まで下げてエンジンへの負荷を低減し、作業を行いながら作業効率を低減することなく早くエンジンの温度を下げるようにしている。
【００１０】
また、エンジンのオーバヒートにより冷却水温が設定値を越えた場合に、ポンプにかかる吐出圧力が所定値（Ｍ点）以下の所では、可変容量ポンプの最高吐出容量Ｔから最大吐出容量Ｕまで減じることにより油圧回路の抵抗を下げ、エンジンにかかる負荷トルクを下げる。これにより、エンジンの温度を早く低下する。特に、閉回路方式（クローズド・センタバルブ方式）においてはこの効果が大である。
【００１１】
上記のエンジンのオーバヒートについては、建設車両の作業現場の作業条件によって、エンジンに加わる負荷が異なるものであり、例えば地下鉄工事による地中での作業においては、作業現場の雰囲気温度が高いのでラジエータによる冷却効率が低下して、エンジンがオーバヒートし易くなる。また、岩盤等の硬い土質の作業現場において、掘削作業を長時間行うと最大吐出圧力近傍で長い時間持続し、エンジンはオーバヒートし易くなる。また、ポンプにかかる負荷が所定値以下での作業時において長時間作業機のアクチュエータを高速のままにすると油圧回路の抵抗分の負荷トルクがかかりやはりオーバヒートの遠因となる。これらの作業条件においては可変容量ポンプの最大吐出圧力あるいは最大吐出容量を減少することによりエンジンオーバヒートを防止するものである。
【００１２】
【実施例】
以下、本発明に係る可変容量ポンプ制御装置および制御方法について実施例を添付図面を参照して詳細に説明する。
まず、図１は第１実施例の全体構成図を参照して詳述する。図において、エンジン１により可変容量ポンプ３（以下、ポンプ３という。）が駆動されると共に、このポンプ３から吐出される流体は管路１０から流量制御弁１１を介してアクチュエータ１２へ供給されている。ポンプ３はサーボピストン５により斜板角が制御されるようになっており、このサーボピストン５への制御圧を供給するサーボ制御弁８は、ポンプ３の吐出管路１０から分岐する導管１０ａからの導管１０ｃと、ポンプ３の出力をほぼ等馬力に制御する電磁式制御弁７を介して導管１４ａと接続している。また、サーボ制御弁８の一端の操作部８ｃには、ポンプ３の吐出管路１０から分岐する導管１０ａを介して導管１０ｂが、また、この一端の操作部８ｃには、パイロットポンプ４の吐出管路１３から電磁式パイロット制御弁９を介して導管１３ａにも接続している。
【００１３】
電磁式パイロット制御弁９は電気回路１８により後述する制御装置２０に接続している。更に、サーボ制御弁８の他端の操作部８ｄには、前記流量制御弁１１とアクチュエータ１２の間で発生する負荷圧を導く負荷圧導管１５が接続している。
【００１４】
ポンプ３の吐出管路１０には、回路の圧力を設定するリリーフ弁２２と、ポンプ３の吐出圧力を検出する圧力センサー２３とが配設されている。また、前記エンジン１には、水温センサ２が設けられ、この信号が後述する電気回路１６から制御装置２０に入力される。実施例では、水温センサ２を用いたが、潤滑油の温度、あるいは、クランクケース等の部品に配設された温度センサでも良い。
【００１５】
前記、電磁式制御弁７の一端の操作部７ｃには、ポンプ３の吐出管路１０から分岐する導管１０ａから更に分岐した導管１０ｄが接続している。また、この電磁式制御弁７の一端のソレノイド操作部７ｄは、制御装置２０と電気回路１７を介して接続している。この電磁式制御弁７の他端には、二つのバネ７ｅ、７ｆが配設され、バネ７ｅ、７ｆは前記サーボピストン５のピストン５ｂと連結する押圧部材６に当接している。バネ７ｅ、７ｆは電磁式制御弁７の図示しないピストンにより押されて撓むとともに、押圧部材６を押してピストン５ｂを作動し、ポンプ３の斜板を制御している。この制御によりポンプ３の吐出容量は可変となっている。上記実施例では、バネを２個使用して、ほぼ等馬力となるように制御しているが、等馬力になるようにソレノイドを可変にしても良い。
【００１６】
また、図１に示す電磁式制御弁７の一端の操作部７ｃにはポンプ３からの制御圧は導管１０ｄから入力されていない時、すなわち、ポンプ３への負荷の圧力が低圧のときには、バネ７ｅ、７ｆのバネ力により電磁式制御弁７はドレーン位置７ａにあり、またサーボ制御弁８の操作部８ｃにもポンプ３からの制御圧が導管１０ｂから入力されていない時には、このサーボ制御弁８もドレーン位置８ａにある。このため前記サーボピストン５の圧力室５ａの制御圧は導管１４から導管１４ａを介して導管１４ｂを通ってタンク２１へ接続されている。このときには、ピストン５ｂはバネ５ｃにより図示の左方向に押され、ポンプ３の斜板は吐出容量が大きくなる方向に押されている。
【００１７】
次に、電磁式制御弁７の操作部７ｃにポンプ３からの制御圧が導管１０ｄから入力されている時にはバネ７ｅ、７ｆに抗して位置７ｂとなり、またサーボ制御弁８の操作部８ｃにもポンプ３からの制御圧が導管１０ｂから入力されているのでバネ８ｅに抗して位置８ｂとなり、前記ポンプ３からの制御圧は導管１０ａから導管１０ｃ，１０ｅを介してサーボピストン５の圧力室５ａに伝えられるようになっている。
【００１８】
このようであるからポンプ３の吐出圧力が増大すると、この吐出圧力により電磁式制御弁７と、サーボ制御弁８を通った制御圧がサーボピストン５の圧力室５ａに伝えられ、ピストン５ｂがバネ５ｃに抗して右方向に移動しポンプ３の斜板角を減少して吐出容積ｑ（ｃｃ／ｒｅｖ）を少なくするように制御されている。また、ポンプ３の吐出圧力が減少するとサーボピストン５は前述とは逆に作動するのでポンプ３の斜板角を増大して吐出容積を増加するように制御されている。サーボピストン５が右側に最大に押されてバネ５ｃを介してケースの端面２５と当接するとポンプ３は最小斜板位置となり、ポンプ３の吐出容積は最小容積ｑｍｉｎ（ｃｃ／ｒｅｖ）となる。反対に、サーボピストン５が左側に最大に押されてケース２６と当接するとポンプ３は最大斜板位置となり、ポンプ３の吐出容積は最大容積ｑｍａｘ（ｃｃ／ｒｅｖ）となる。
【００１９】
次に、本発明の第１実施例の作動について説明する。通常の作業状態では、エンジン１を始動し、オペレータが作業をおこなうとアクチュエータ１２に作業時の圧力が発生する。その圧力がサーボ制御弁８の操作部８ｄに伝えられ、また、同時に作業時の圧力がポンプ３に負荷圧力としてかかり、この負荷圧力がサーボ制御弁８の操作部８ｃにも伝えられている。サーボ制御弁８は作業時の圧力とバネ８ｅ、および、ポンプ３の負荷圧力の差によりこのサーボ制御弁８を左方向に移動する。この移動量に見合った分だけサーボ制御弁８が開口して制御圧をサーボピストン５に伝え、ポンプ３の斜板角を制御して吐出容積ｑ（ｃｃ／ｒｅｖ）が決められる。
【００２０】
このサーボピストン５の移動が連結されている押圧部材６を移動し、電磁式制御弁７の図示しないピストンを押すバネ７ｅ、７ｆのバネ力を可変にしている。電磁式制御弁７はエンジン１の温度が低い通常の運転時では、ポンプ３から吐出圧力が導管１０ｄを経て操作部７ｃに入力され、電磁式制御弁７の図示しないピストンはバネ７ｅ、７ｆが生ずる可変のバネ力と釣り合った位置、すなわち、位置７ａと位置７ｂとの間にあり、導管１０ｅと導管１４ａとを図示しないピストンを介して繋いでいる。このとき、ポンプ３からの圧力室５ａへの制御圧力は、導管１０ｅ、電磁式制御弁７、導管１４ａ、サーボ制御弁８、導管１４を経て圧力室５ａに繋がり、また、圧力室５ａからの戻り油は、導管１４、サーボ制御弁８、導管１４ａ、電磁式制御弁７、および導管１４ｂを経てタンク２１と繋がっている。
【００２１】
以上により、圧力室５ａへの制御圧力は電磁式制御弁７のバネ７ｅ、７ｆにより制御される。これにより、ポンプ３の吐出容積ｑ（ｃｃ／ｒｅｖ）は前記サーボ制御弁８と電磁式制御弁７により制御される。従って、ポンプ３の回転速度ｎが決まるとポンプ３の吐出容量Ｑ（ｌ／ｍｉｎ）は、周知のごとく、吐出容積がｑ（ｃｃ／ｒｅｖ）とポンプ３の回転速度ｎとの積より決まる。バネ７ｅ、７ｆを所定に設定することにより、ポンプ３の吐出圧力と吐出容量との積をほぼ一定の等馬力（図２の点線ｍ）に制御することができる。
【００２２】
次に、本発明のエンジンの温度が所定の設定温度以上の場合、例えば、エンジン１の冷却水温がオーバヒートした場合について説明する。
通常のオーバヒートしない場合で、かつ、前記のポンプ３への負荷の圧力が低圧のときの運転の場合には、圧力室５ａは電磁式制御弁７のドレーン位置７ａ、および、サーボ制御弁８のドレーン位置８ａを経てタンク２１に繋がり、ピストン５ｂはバネ５ｃにより図示の左方向にケース２６に当接するように押され、ポンプ３の斜板は吐出容積が大きくなる方向に押されている。これにより所定の圧力以下では、ポンプ３は最大のポンプ吐出容量Ｑｍａｘ（Ｔ点）で吐出されている。
【００２３】
これが、オーバヒートをした場合で、かつ、ポンプ３への負荷の圧力が小さい（図２において、Ｍ点以下）場合には、エンジン１に付設された水温センサ２からエンジン１の温度が所定のしきい値以上の温度になった信号と、ポンプ３の吐出圧力を検出する圧力センサー２３からポンプの圧力が所定のしき値以下の圧力である信号により制御装置２０は電気回路１８を経て電磁式パイロット制御弁９に指令を出力し、電磁式パイロット制御弁９を９ｂ位置に切り換える。これにより、パイロットポンプ４の吐出管路１３からのパイロット圧力はサーボ制御弁８の一端の操作部８ｃに送られる。サーボ制御弁８は位置８ｂに切り換わり、導管１０ｃからのポンプ３の吐出圧力はサーボ制御弁８の位置８ｂを経て圧力室５ａに送られる。これにより、ピストン５ｂはバネ５ｃに抗して図示の右方向に押され、ポンプ３の斜板は吐出容積が小さくなる方向に移動し、ポンプ３の吐出容量Ｑ（ｌ／ｍｉｎ）は、図２に示す最大のポンプ吐出容量Ｑｍａｘ（Ｔ点）から低い位置のポンプ吐出容量（Ｕ点）にまで少なくなる。
【００２４】
エンジンの温度が所定の設定温度以上の運転時で、かつ、ポンプ３の吐出圧力が大きい（図２において、Ｓ点以上）場合には、エンジン１に付設された水温センサ２からエンジン１の温度が所定のしきい値以上の温度になった信号と、ポンプ３の吐出圧力を検出する圧力センサー２３からポンプの圧力が所定のしき値（Ｓ）の圧力である信号により、制御装置２０は電磁式制御弁７の一端のソレノイド操作部７ｄに指令を出力し、電磁式制御弁７の図示しないピストンを押す。
【００２５】
このとき、前記の通常の場合には、ポンプ３から吐出圧力が導管１０ｄを経て操作部７ｃに入力され、ポンプ３の吐出圧力と吐出容積との積はほぼ一定の等馬力に制御されている。このとき、既に電磁式制御弁７は位置７ｂと位置７ａの間のバランスのとれた位置にあるが、本発明では、さらにこの電磁式制御弁７の一端をソレノイド操作部７ｄで押す。これにより、ポンプ３の吐出圧力が同じ場合でも、ソレノイド操作部７ｄでさらに押すことにより、ポンプ３の吐出容積をさらに小さくすることができる。このソレノイド操作部７ｄによりピストンを押すことは、ポンプ３の吐出圧力が増大することと同じであり、ポンプ３の吐出容量を減少することは容易に理解される。
【００２６】
従来では、ポンプ３の高圧側の圧力はリリーフ弁２２により、図２に示すポンプ圧力（Ｒ）に設定されていた。本発明の第１実施例としては、ソレノイド操作部７ｄでさらに押してポンプ３の吐出容積を小さくするときに、従来の電磁式制御弁７の操作部７ｃに入力されるポンプ３のリリーフ弁２２の設定圧力（Ｒ）とソレノイド操作部７ｄに所定の推力を与え、リリーフ弁２２の設定圧力（Ｒ）よりも小さい所定の圧力（Ｓ）で、ポンプ３の吐出容積をゼロにする。これにより、リリーフ弁２２の設定圧力（Ｒ）よりも小さい所定の圧力（Ｓ）に設定することができる。若しくは、ポンプ３の内部循環、流量制御弁１１あるいは電磁式制御弁７からの洩れ量を勘案して少量のポンプ３の吐出容積を設定する。
【００２７】
これは、図１において、ポンプ３から吐出圧力で操作部７ｃを、また、制御装置２０からの指令によりソレノイド操作部７ｄを所定の推力で押すことにより、圧力室５ａの圧力を供給してピストン５ｂの端面をケースの端面２５に当接させる。このときの斜板の当接位置でのポンプ３の最小吐出容積ｑｍｉｎ（ｃｃ／ｒｅｖ）がゼロ、あるいは、ポンプ３の内部循環等の洩れ量を勘案して少量のポンプ３の吐出容積に設定すれば良い。
【００２８】
以上を、図２を用いて説明する。
図２は前記の電磁式制御弁７の第１実施例についてポンプ吐出圧力とポンプ吐出容量との関係を説明する図である。
図２において、点線（ｍ）は、従来の図６の（Ｉ）と同様に、ポンプ吐出圧力Ｐとポンプ吐出容量Ｑとの積がほぼ一定（Ｐ×Ｑ≒一定）を示す線である。点線の折れ線は前記のように、バネ７ｅ、７ｆによりポンプ３の斜板を制御しており、ほぼ等馬力となるように制御している。
【００２９】
図１において、前記エンジン１の冷却水系に設けられた水温センサ２からの信号が電気回路１６から制御装置２０に入力される。制御装置２０には、エンジン水温センサ２からの温度信号、および、圧力センサー２３からポンプの圧力信号に対応する図示しない記憶手段と制御信号発生手段が含まれている。この制御装置２０から、エンジン１の冷却水温がオーバヒートした時（水温が所定の値を越えた時）で、かつ、ポンプ３の吐出圧力Ｐが小さい（図２において、Ｍ点以下）場合には電磁式パイロット制御弁９に、また、ポンプ３の吐出圧力Ｐが大きい（図２において、Ｓ点以上）場合には電磁式制御弁７の一端のソレノイド操作部７ｄに指令を出力する。上記実施例では、エンジン水温センサを用いたが、エンジンの潤滑油温、表面温度等を用いても良い。
【００３０】
この指令により、ポンプ３の吐出圧力が小さい場合（図２において、Ｍ点以下）では、電気回路１８を経て電磁式パイロット制御弁９に指令を出力し、電磁式パイロット制御弁９を９ｂ位置に切り換える。これにより、パイロットポンプ４の吐出管路１３からのパイロット圧力はサーボ制御弁８の一端の操作部８ｃに送られる。サーボ制御弁８は位置８ｂに切り換わり、導管１０ｃからのポンプ３の吐出圧力はサーボ制御弁８の位置８ｂを経て圧力室５ａに送る。これにより、ポンプ３の吐出容量は図２の吐出容量Ｔから吐出容量Ｕに示すように少なくなる。なお、Ｍ点からＳ点の範囲の点線（ｍ）と実線とは、ずらして図示しているが実施上では一致しており、この所のポンプ３の吐出圧力Ｐ×吐出容量Ｑに変化はないことを示す。
【００３１】
また、ポンプ３の吐出圧力Ｐが大きい場合（図２において、Ｓ点以上）では、前記のようにポンプ３から吐出圧力により電磁式制御弁７は位置７ａと位置７ｂの間にあり、ポンプ３からの吐出容量は点線ｍに従ってＮ点まで少なくなっている。エンジンがオーバヒートした時には、吐出圧力がＳ点を越えたことを検出して、制御装置２０はさらに電磁式制御弁７の一端をソレノイド操作部７ｄで押す指令を出力する。これにより、ポンプ３の吐出容量はＮ点からほぼゼロ点（ほぼＳ点）まで小さくなり、このときの吐出圧力が図２の縦の点線Ｒから縦の実線Ｓにずらされる。このとき、ポンプ３の吐出圧力はリリーフ弁２２の設定圧力（Ｒ）よりも小さい所定の圧力（Ｓ）にしている。
【００３２】
次に、図３を用いて、本発明の第２実施例の作動について説明する。
第２実施例では、第１実施例に比べて、パイロットポンプ４、電磁式パイロット制御弁９、および、電気回路１８が廃止されるとともに、電磁式制御弁７を電磁式制御弁７０に変更している。電磁式制御弁７に比べて電磁式制御弁７０は、３位置より構成され、追加された位置７０ｇはポンプ３からの吐出容量をタンク２１に逃がす位置を有している。このときのポンプ３はポンプ３の吐出圧力が増大してポンプ３の斜板角が減少し、斜板が最低斜板位置になったときでも、ポンプ３は少ない所定容積を吐出している。これは、上記のピストン５ｂの端面がケースの端面２５に当接したとき、斜板が最低斜板位置にあってもポンプ３の吐出容積はゼロでなく、少量の吐出容積を有している構成である。
【００３３】
上記において、オーバヒートをした場合で、かつ、ポンプ３への負荷の圧力が小さい（図４において、Ｍａ点以下）場合について説明する。
エンジン１に付設された水温センサ２からエンジン１の温度が所定のしきい値以上の温度になった信号と、ポンプ３の吐出圧力を検出する圧力センサー２３からポンプの圧力が所定のしき値以下の圧力である信号により制御装置２０は電磁式制御弁７０の一端のソレノイド操作部７０ｄに指令を出力する。ソレノイド操作部７０ｄは電磁式制御弁７０の図示しないピストンを押して電磁式制御弁７０を位置７０ｂに切り換え、導管１０ｅからのポンプ３の吐出圧力をサーボ制御弁８の位置８ａを経て圧力室５ａに送る。これにより、ピストン５ｂはバネ５ｃに抗して図示の右方向に押され、ポンプ３の斜板は吐出容積が小さくなる方向に移動し、ポンプ３の吐出容量Ｑ（ｌ／ｍｉｎ）は、前記第１実施例と同様に、図４に示す最大のポンプ吐出容量Ｑｍａｘ（Ｔａ点）から低い位置のポンプ吐出容量（Ｕａ点）にまで少なくなる。
【００３４】
次に、エンジンの温度が所定の設定温度以上の運転時で、かつ、ポンプ３の吐出圧力が大きい（図４において、Ｓａ点以上）場合について説明する。
第１実施例と同様に、エンジン１に付設された水温センサ２からエンジン１の温度が所定のしきい値以上の温度になった信号と、ポンプ３の吐出圧力を検出する圧力センサー２３からポンプの圧力が所定のしき値（Ｓ）の圧力である信号により、制御装置２０は電磁式制御弁７０の一端のソレノイド操作部７０ｄに指令を出力する。ソレノイド操作部７０ｄは電磁式制御弁７０の図示しないピストンを押す。
【００３５】
このとき、前記の通常の場合には、ポンプ３から吐出圧力が導管１０ｄを経て操作部７ｃに入力され、ポンプ３の吐出圧力と吐出容積との積はほぼ一定の等馬力に制御されている。このとき、既に電磁式制御弁７０は位置７０ｂと位置７０ａの間のバランスのとれた位置にあるが、本発明では、さらにこの電磁式制御弁７０の一端をソレノイド操作部７０ｄで押す。これにより、ポンプ３の吐出圧力が同じ場合でも、ソレノイド操作部７０ｄでさらに押すことにより、ポンプ３の吐出容積をさらに小さくすることができる。このときのポンプ３の吐出容積は、斜板の最低斜板位置であり、ポンプ３の吐出容積はゼロでなく、図４に示す少量の吐出容積（Ｈ点）を有している。
【００３６】
さらに、本発明の第２実施例では、制御装置２０は電磁式制御弁７０の一端のソレノイド操作部７０ｄにさらに大きい指令値を出力して位置７０ｇに移動させる。これにより、ポンプ３の最低斜板位置で固定されているポンプ３からの少ない所定容量（Ｈ）の吐出量は、電磁式制御弁７０の位置７０ｇから回路のリリーフ弁２２の設定圧力（（図４のＲａ点）よりも小さい圧力（図４のＳａ点）でタンク２１に逃げる。
【００３７】
次に、第２実施例について図４を用いて説明する。
図４において、点線（Ｖ）は、従来と同様に、ポンプ吐出圧力Ｐとポンプ吐出容量Ｑとの積が一定（Ｐ×Ｑ＝一定）を示す線であり、電磁式制御弁７０の一端のソレノイド操作部７０ｄに電流を流し、等馬力となるように制御している。
この第２実施例の場合では、エンジン１の冷却水温がオーバヒートした時で、かつ、ポンプ３の吐出圧力が小さい場合（図４において、Ｍａ点以下）およびポンプ３の吐出圧力が大きい場合（図３において、Ｓａ点以上）に制御装置２０は電磁式制御弁７０の一端のソレノイド操作部７０ｄに指令値を出力する。
【００３８】
図３において、第１実施例と同様に、制御装置２０には、エンジン水温センサ２からの温度信号、および、圧力センサー２３からポンプの圧力信号に対応する図示しない記憶手段と制御信号発生手段が含まれている。この制御装置２０から、エンジン１の冷却水温がオーバヒートした時（水温が所定の値を越えた時）で、かつ、ポンプ３の吐出圧力Ｐが小さい（図４において、Ｍａ点以下）場合、および、ポンプ３の吐出圧力Ｐが大きい（図４において、Ｓａ点以上）場合に電磁式制御弁７０の一端のソレノイド操作部７０ｄに指令を出力する。
【００３９】
この指令により、ポンプ３の吐出圧力が小さい場合（図４において、Ｍａ点以下）では、電磁式制御弁７０に指令を出力し、電磁式制御弁７０を７０ｂ位置に切り換える。これにより、導管１０ｅからのポンプ３の吐出圧力は、電磁式制御弁７０ｂ、導管１４ａ、サーボ制御弁８の位置８ａおよび導管１４を経て圧力室５ａに送り、ポンプ３の吐出容量は図４の吐出容量Ｔａから吐出容量Ｕａに示すように少なくなる。なお、Ｍａ点からＳａ点の範囲の点線（ｍ）と実線とは、ずらして図示しているが実施上では一致しており、この所のポンプ３の吐出圧力Ｐ×吐出容量Ｑに変化はないことを示す。
【００４０】
また、ポンプ３の吐出圧力Ｐが大きい場合（図４において、Ｓａ点以上）では、前記のようにポンプ３からの吐出圧力により電磁式制御弁７０は位置７０ａと位置７０ｂの間にあり、ポンプ３からの吐出容量は点線ｍに従ってＮａ点まで少なくなっている。エンジンがオーバヒートした時には、吐出圧力がＳａ点を越えたことを検出して、制御装置２０はさらに電磁式制御弁７０の一端をソレノイド操作部７０ｄでさらに押す指令を出力し、電磁式制御弁７０を位置７０ｇに移動させる。これにより、ポンプ３の吐出容量はＮａ点からポンプ３の斜板角を減少して斜板が最低斜板位置で固定される。このときポンプ３は少ない所定容量（Ｈ）を吐出している。この所定容量（図４の斜線部Ａｙで示される部分）は電磁式制御弁７０の位置７０ｇからタンク２１に逃がしている。
【００４１】
上記においては、ポンプ３の吐出圧力が小さい場合にポンプ３の回路抵抗の圧力を導入したが、パイロットポンプ４の吐出圧力を圧力室５ａに送り、制御装置２０から指令により吐出容量は少なくしても良い。
【００４２】
上記のようにエンジンがオーバヒートした時は図４に示すＰ・Ｑの双曲線のＡ，Ｂ部分を除くＣ部分のポンプ吐出容量と吐出圧力は確保して、従来技術の第６図に示すＰ・Ｑの双曲線をＩからＩＩへ移行する制御は行わないようにしたので、通常作業域では冷却水温が設定値を越える度毎に可変容量ポンプの斜板角を減少させずアクチュエータの速度が得られるので通常の作業を行うことが可能となった。
【００４３】
上記に説明した通り、本発明はエンジンオーバヒート時に、ポンプの吐出容量と吐出圧力の関係を示すＰ・Ｑの双曲線全体を減少せずに、ポンプの最大吐出容量および最大吐出圧力を減少させてエンジン負荷を軽減してエンジンのオーバヒートを防止すると共に、エンジンオーバヒート時に通常の作業に必要なポンプの吐出容量および吐出圧力は維持するようにしたからアクチュエータの駆動力、速度が極端に低下することがない。
【００４４】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明に係る可変容量ポンプ制御装置およびその制御方法によれば、エンジンのオーバヒートにより冷却水温が設定値を越えた場合には、標準的な土質での適用範囲では、通常の負荷圧力と吐出容量との積がほぼ一定になるように制御し、最大吐出圧力が作用する範囲では圧力を下げてエンジンへの負荷を低減し、作業を行いながら作業効率を低減することなく早くエンジンの温度を下げている。
【００４５】
また、エンジンのオーバヒートにより冷却水温が設定値を越えた場合には、最高吐出容量を減少して、作業機に大きい負荷がかかっていない時の最大速度を制限することによってエンジンの負荷を軽くしてエンジンの温度の低下を早くする。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施例に係る可変容量ポンプの制御装置説明図である。
【図２】本発明の第１実施例の可変容量ポンプの吐出容量と吐出圧力の関係を示す特性図である。
【図３】本発明の第２実施例に係る可変容量ポンプの制御装置説明図である。
【図４】本発明の第２実施例の可変容量ポンプの吐出容量と吐出圧力の関係を示す特性図である。
【図５】従来技術の可変容量ポンプの制御装置説明図である。
【図６】従来技術の可変容量ポンプの吐出容量と吐出圧力の関係を示す特性図である。
【符号の説明】
１…エンジン、２…水温センサ、３…可変容量ポンプ、４…パイロットポンプ、５…サーボピストン、７，７０…電磁式制御弁、８…サーボ制御弁、９…電磁式パイロット制御弁、１０…流量制御弁、１１…アクチュエータ、２０…制御装置。
Claims (2)
- エンジンにより駆動され、かつ、負荷圧力と吐出容量との積がほぼ一定になるように制御される可変容量型ポンプにおいて、エンジンの水温検出器と、可変容量ポンプの斜板角を制御するサーボピストンと、可変容量型ポンプにかかる負荷圧力により作動し、サーボピストンへの圧力を制御する電磁式制御弁と、水温検出器により検出された水温信号が所定値以上のとき、可変容量ポンプの最大吐出容量および／あるいは可変容量ポンプの最大吐出圧力を減ずる指令を電磁式制御弁に出力する制御装置を備えたことを特徴とする可変容量ポンプの制御装置。
- エンジンにより駆動され、かつ、負荷圧力と吐出容量との積がほぼ一定になるように制御される可変容量型ポンプにおいて、エンジンに過負荷がかかりエンジンの温度が所定値以上のとき、可変容量型ポンプにかかる吐出圧力が所定値以下では可変容量ポンプの最大吐出容量を減じ、かつ、可変容量型ポンプにかかる吐出圧力が所定値以上では可変容量ポンプの最大吐出圧力を減ずることを特徴とする可変容量ポンプの制御方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24688394A JP3575560B2 (ja) | 1994-09-14 | 1994-09-14 | 可変容量ポンプの制御装置およびその制御方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24688394A JP3575560B2 (ja) | 1994-09-14 | 1994-09-14 | 可変容量ポンプの制御装置およびその制御方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0886284A JPH0886284A (ja) | 1996-04-02 |
| JP3575560B2 true JP3575560B2 (ja) | 2004-10-13 |
Family
ID=17155166
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP24688394A Expired - Fee Related JP3575560B2 (ja) | 1994-09-14 | 1994-09-14 | 可変容量ポンプの制御装置およびその制御方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3575560B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4805975B2 (ja) * | 2008-05-29 | 2011-11-02 | 日精樹脂工業株式会社 | 射出成形機の制御方法 |
-
1994
- 1994-09-14 JP JP24688394A patent/JP3575560B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0886284A (ja) | 1996-04-02 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| KR101127086B1 (ko) | 건설 기계의 모터 제어 장치 및 건설 기계 | |
| EP0041273B1 (en) | Circuit pressure control system for hydrostatic power transmission | |
| US5941689A (en) | Control system and method to control variable hydraulic pumps with a temperature sensor | |
| EP0648900A2 (en) | Hydraulic apparatus for construction machinery | |
| US4507057A (en) | Control system for hydraulic pumps of a civil machine | |
| JP3510114B2 (ja) | 作業機の制御方法およびその制御装置 | |
| JP3098859B2 (ja) | 可変容量型油圧ポンプと油圧ポンプ駆動エンジンの制御方法 | |
| JP4136041B2 (ja) | 油圧作業機の油圧駆動装置 | |
| EP1207304A1 (en) | Pump control method and pump control device | |
| JPS61502112A (ja) | 油圧式車両制御装置 | |
| JPS6115306B2 (ja) | ||
| KR20110046529A (ko) | 유압 작업 기계의 엔진 러그 다운 억제 장치 | |
| JPH0826552B2 (ja) | 建設機械のポンプ吐出量制御システム | |
| US4599050A (en) | Device for controlling displacement of variable displacement hydraulic pump | |
| JP4067069B2 (ja) | 複数の油圧モータとクラッチの制御装置 | |
| JP3575560B2 (ja) | 可変容量ポンプの制御装置およびその制御方法 | |
| JP3088565B2 (ja) | 油圧駆動機械の油圧ポンプ制御装置およびその制御方法 | |
| JP2896366B2 (ja) | 油圧駆動機械の油圧ポンプ制御方法およびその装置 | |
| CN213981485U (zh) | 压力补偿控制式液压泵、转速控制系统和工程机械 | |
| JPH0543876B2 (ja) | ||
| CN112739874B (zh) | 作业机械 | |
| US4451893A (en) | Control method and control system for hydrostatic drive system | |
| JP3308019B2 (ja) | 油圧建設機械の油圧制御装置 | |
| JP2760706B2 (ja) | 油圧建設機械のトルク制御装置 | |
| JP2690353B2 (ja) | ロードセンシングシステムを用いた油圧回路のメイクアップ装置 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20040416 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20040422 |
|
| A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20040510 |
|
| 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: 20040630 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20040630 |
|
| R150 | Certificate of patent (=grant) or registration of utility model |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (prs date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080716 Year of fee payment: 4 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (prs date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090716 Year of fee payment: 5 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (prs date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090716 Year of fee payment: 5 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (prs date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100716 Year of fee payment: 6 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (prs date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100716 Year of fee payment: 6 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (prs date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110716 Year of fee payment: 7 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (prs date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120716 Year of fee payment: 8 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (prs date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130716 Year of fee payment: 9 |
|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |