JP4009396B2

JP4009396B2 - ロードセンシング制御回路

Info

Publication number: JP4009396B2
Application number: JP25073799A
Authority: JP
Inventors: 雅夫柏木
Original assignee: KYB Corp
Current assignee: KYB Corp
Priority date: 1999-09-03
Filing date: 1999-09-03
Publication date: 2007-11-14
Anticipated expiration: 2019-09-03
Also published as: JP2001073955A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、原動機の回転数を落としたとき、それにともなって可変吐出ポンプの吐出量を減少させるようにしたロードセンシング制御回路に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図５に示した従来のロードセンシング制御回路は、原動機であるエンジンＥに可変吐出ポンプＰ１と定吐出ポンプＰ２とを連繋している。
なお、図中符号１，２は、可変吐出ポンプＰ１にパラレルに接続した方向切換弁、３はメインリリーフ弁である。
【０００３】
上記可変吐出ポンプＰ１は、その吐出油を方向切換弁１，２に導くとともに、その時の吐出圧を、吐出圧検出ライン４を介して、レギュレータバルブ５の一方のパイロット室６に導くようにしている。また、レギュレータバルブ５の他方のパイロット室７には、負荷検出ライン８を介してアクチュエータの負荷圧を導くようにしている。
上記のようにしたレギュレータバルブ５の他方のパイロット室７には、スプリング９のバネ力を作用させるとともに、補助シリンダ１０の推力も作用するようにしている。
【０００４】
したがって、上記レギュレータバルブ５は、「ポンプ吐出圧＝負荷圧＋スプリング９のバネ力＋補助シリンダ１０の推力」の関係が成り立つ位置でバランスする。そして、このバランス位置に応じて、可変吐出ポンプＰ１の吐出油を制御シリンダＣ１に導く流量が決まることになる。例えば、ポンプ吐出圧が高くなって、レギュレータ５が図面右側位置に完全に切り換わったとすると、ポンプ吐出油が、第１，２パイロットライン１１，１２を経由して制御シリンダＣ１に供給され、制御シリンダＣ１を、スプリング１４に抗してほぼ最伸長位置までストロークさせる。制御シリンダＣ１が最伸長位置までストロークすると、可変吐出ポンプＰ１の吐出量が最少に保たれる。
【０００５】
反対に、レギュレータバルブ５が図面左側位置に完全に切り換わると、制御シリンダＣ１は、第２，３パイロットライン１２，１３を経由してタンクＴに完全に連通するので、今度は、制御シリンダＣ１が最収縮位置までストロークする。制御シリンダＣ１が最収縮位置までストロークすると、可変吐出ポンプＰ１の吐出量が最大に保たれる。
いずれにしても、可変吐出ポンプＰ１の吐出量は、上記最大流量と最小流量との範囲内で制御されるが、それは前記したように「ポンプ吐出圧＝負荷圧＋スプリング９のバネ力＋補助シリンダ１０の推力」によって決まる。したがって、結局は、可変吐出ポンプＰ１の吐出量は、そのポンプ吐出圧が、負荷圧よりも、「スプリング９のバネ力＋補助シリンダ１０の推力」に相当する圧力分だけ高くなるように制御される。
【０００６】
一方、上記定吐出ポンプＰ２は、その吐出ポート側に絞り１５を設けるとともに、この絞り１５の上流側を、第１通路１６を経由して補助シリンダ１０の一方の圧力室１０ａに導き、絞り１５の下流側を、第２通路１７を経由して補助シリンダ１０の他方の圧力室１０ｂに導くようにしている。
なお、図中符号１８は、絞り１５の下流側に接続した補助リリーフ弁で、絞り１５の下流側の圧力を制御するものである。また、符号１９は、絞り１５の下流側に接続したパイロット操作弁で、例えば、方向切換弁２の切り換え制御をするためのものである。さらに符号Ｃ２は、馬力一定制御をするための馬力制御シリンダである。
【０００７】
このようにした従来の装置では、エンジンＥの回転数を落としたとき、それにともなって、アクチュエータの作動速度も落とすようにすることを目的にしている。例えば、通常のロードセンシング回路では、エンジンＥの回転数が落ちた場合に、その回転数が落ちた分だけ可変吐出ポンプＰ１の傾転角を大きくして、切換弁１，２の開度で決まる要求流量を確保しようとする。言い換えれば、たとえエンジンＥの回転数が落ちたとしても、上記要求流量分だけは、必ず確保するように、自動制御するようにしている。したがって、この場合には、エンジンＥの回転数を落としたとしても、アクチュエータは一定の速度で作動する。
【０００８】
しかし、実際には、エンジンＥの回転数を落としたときに、それにともなってアクチュエータの作動速度を落とした方が、オペレータのフィーリングにマッチすることがある。このような場合のオペレータの要望に応えるための構成が、図示の従来例である。
つまり、定吐出ポンプＰ２からの吐出油は絞り１５を通過するが、このときの絞り１５前後の差圧は、エンジンＥの回転数に依存する。つまり、回転数が高くなれば、それにともなって定吐出ポンプＰ２の吐出量も多くなる。吐出量が多くなれば、その分、絞り１５前後の差圧が大きくなる。
【０００９】
この差圧は、補助シリンダ１０の圧力室１０ａと１０ｂとの差として現れる。圧力１０ａ側の圧力が相対的に高くなれば、レギュレータバルブ５に対する補助シリンダ１０の推力が大きくなる。このように推力が大きくなれば、前記したように可変吐出ポンプＰ１の吐出量が十分に確保される。
一方、エンジンＥの回転数が落ちれば、それにともなって定吐出ポンプＰ２の吐出量も小さくなるので、今度は、絞り１５前後の差圧が小さくなる。このように差圧が小さくなれば、可変吐出ポンプＰ１の吐出量が少なくなる。
以上のような原理で、この従来のロードセンシング回路では、エンジンＥの回転数を落としたとき、可変吐出ポンプＰ１の吐出量が減るようにしている。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
上記のようにした従来のロードセンシング回路では、例えば、油温が下がると作動油の粘性が大きくなるが、その粘性が大きくなったときに、可変吐出ポンプＰ１の最大吐出量が多くなりすぎるという問題があった。つまり、作動油の粘性が大きくなると、絞り１５を通過する流量が同じでも、その前後に発生する差圧は大きくなる。絞り前後の差圧が大きくなれば、当然のこととして、可変吐出ポンプＰ１の最大吐出量も大きくなってしまう。
【００１１】
反対に、油温が上がると作動油の粘性が小さくなるが、その粘性が小さくなったときに、可変吐出ポンプＰ１の最大吐出量が少なくなりすぎてしまう。つまり、作動油の粘性が小さくなると、今度は、絞り１５前後に発生する差圧が小さくなる。絞り前後の差圧が小さくなれば、当然のこととして、可変吐出ポンプＰ１の最大吐出量も少なくなってしまう。
いずれにしても、従来のロードセンシング回路では、油温の状況に応じて、可変吐出ポンプＰ１の最大吐出量が不安定になってしまうという問題があった。
この発明の目的は、油温が変化しても可変吐出ポンプの最大吐出量が変化しないようにした回路を提供することである。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
この発明は、エンジン等の原動機の駆動力で回転する可変吐出ポンプと、可変吐出ポンプに接続した方向切換弁と、可変吐出ポンプの傾転角を制御する制御シリンダと、この制御シリンダの作動圧を制御して、可変吐出ポンプの吐出圧が負荷圧よりも設定圧分だけ高くなるようにするレギュレータバルブと、可変吐出ポンプと同軸上に設けた定吐出ポンプと、この定吐出ポンプの吐出側に設けた絞りと、この絞りの前後の圧力を両圧力室に導入する補助シリンダとを備えている。そして、上記レギュレータバルブはその一方のパイロット室にポンプ吐出圧を導き、他方のパイロット室に負荷圧を導きくこうせいにしている。しかも、この負荷圧を導くパイロット室側にスプリングを作用させるとともに、このスプリングを作用させたパイロット室に上記補助シリンダの推力を作用させる。そして、可変吐出ポンプの吐出圧と、アクチュエータの負荷圧との差が、上記レギュレータバルブに作用するスプリングのバネ力と補助シリンダの推力の合計に相当する構成にしている。
【００１３】
上記ロードセンシング回路を前提にしつつ、第１の発明は、絞りの上流側と補助シリンダの一方の圧力室とを連通させる第１通路と、絞りの下流側と補助シリンダの他方の圧力室とを連通させる第２通路とを、連通弁を介して連通させる。そして、上記第２通路側に補助リリーフ弁を設け、連通弁のクラッキング圧よりも補助リリーフ弁の設定圧を低くして、上記連通弁が開弁したとき、上記第１通路側がクラッキング圧に保たれ、上記第２通路側が上記補助リリーフ弁の設定圧以内に保たれるものである。第２の発明は、連通弁がチェック弁である。第３の発明は、連通弁がスプール弁である。第４の発明は、絞りが油温感応型可変である。
【００１４】
【発明の実施の形態】
図１に示した第１実施例は、第１，２通路１６，１７間を、連通弁としてのチェック弁２０を介して連通させたものである。すなわち、このチェック弁２０は、第１通路１６から第２通路１７への流通のみを許容するもので、一定のクラッキング圧を保持している。したがって、このチェック弁２０が開弁するときには、第１通路１６側がチェック弁２０のクラッキング圧に保たれることになる。
【００１５】
また、第２通路１７側には、前記補助リリーフ弁１８を接続しているが、この補助リリーフ弁１８の設定圧は、チェック弁２０のクラッキング圧よりも低くしている。したがって、チェック弁２０が開弁したときには、第１通路１６と第２通路１７との間には、チェック弁２０のクラッキング圧と、補助リリーフ弁１８の設定圧の差に相当する差圧が発生することになる。そして、この時の差圧は、可変吐出ポンプＰ１の吐出圧と、負荷圧との差が、最大に保たれるようにしている。なお、可変吐出ポンプＰ１の吐出圧と、負荷圧との差が、最大に保たれれば、可変吐出ポンプＰ１の吐出量が最大に保たれることになる。
上記以外の構成は、従来のロードセンシング回路と同一のなので、その詳細な説明を省略するとともに、同一の構成要素については同一符号を用いる。
【００１６】
上記のように第１，２通路１６，１７を、チェック弁２０を介して連通させたので、絞り１５の上流側の圧力が、チェック弁２０のクラッキング圧以上になれば、それが開弁して第１通路１６側の作動油を第２通路１７側に逃がす。このように作動油を第１通路１６から第２通路１７側に逃がすので、第１通路１６側はクラッキング圧に保たれ、第２通路１７側は補助リリーフ弁１８の設定圧以内に保たれる。
【００１７】
そして、上記チェック弁２０のクラッキング圧と、絞り１５の開度とは、次のように定めている。先ず、作動油がサラサラとなる粘度の低いときを基準にするとともに、定吐出ポンプＰ２の吐出量が最大に近い状態、すなわち、エンジンＥが最大に近い回転数で回転している状態を前提にする。このような条件設定の基で、図２に示すように、チェック弁２０のクラッキングポイントＣＰ１を特定する。
このようにしておけば、作動油の粘度が大きくなる低温時には、定吐出ポンプＰ２の回転数が低くても、絞り１５前後の差圧が大きくなるので、この時のチェック弁２０のクラッキングポイントＣＰ２は、図２に示すように、クラッキングポイントＣＰ１よりも、図面左方向にシフトする。
【００１８】
いずれにしても、この第１実施例によれば、チェック弁２０が開弁した時点で、絞り１５前後に発生する最大差圧が特定される。そして、この最大差圧で、可変吐出ポンプＰ１の最大吐出量も特定される。また、チェック弁２０が開弁すれば、それ以後、定吐出ポンプＰ２の回転数が上昇しても、上記最大差圧、すなわち可変吐出ポンプＰ１の最大吐出量は一定になる。
なお、図２からも明らかなように、作動油の粘性によって、チェック弁２０のクラッキングポイントがＣＰ１あるいはＣＰ２の範囲内でずれるが、このずれはわずかであるとともに、それは、制御系である補助シリンダ１０だけに関係するので、オペレータのフィーリングには、ほとんど影響を及ぼさない。
【００１９】
図３に示した第２実施例は、第１実施例のチェック弁２０に代えて、スプール弁２１を設けたもので、その他は第１実施例と同様である。
そして、上記スプール弁２１は、その一方のパイロット室２１ａを絞り１５の上流側に連通させ、他方のパイロット室２１ｂを絞り１５の下流側に接続している。さらに、上記他方のパイロット室２１ｂには、スプリング２２のバネ力を作用させている。
したがって、このスプール弁２１においても、第１通路１６側の圧力が、スプリング２２のバネ力に相当するクラッキング圧以上になれば開弁し、第１，２通路１６，１７を連通させる。
【００２０】
第１，２通路１６，１７が連通することによって、第１通路１６がクラッキング圧に保たれ、第２通路１７がリリーフ弁１８の設定圧に保たれる。したがって、両通路１６，１７間には、第１実施例と同様に一定の差圧が保たれ、それにともなって、可変吐出ポンプＰ１の最高吐出量が決められる。
【００２１】
図４に示した第３実施例は、絞り１５を油温感応型の可変絞りにしたものである。すなわち、この可変絞り１５は、その絞り孔１５ａに、熱膨張係数の大きなロッド２３を挿入している。したがって、油温に応じてロッド２３の太さが変化するとともに、ロッド２３と絞り孔１５ａとの相対すき間も変化する。この相対すき間の変化が、絞りを可変にするものである。
このように絞り１５を可変にすることによって、図２に示すクラッキングポイントＣＰ１とＣＰ２とを、接近させることができる。つまり、油温が変化しても補助シリンダ１０の制御圧を安定させることができる。
なお、図中符号２４はロッド２３に固定したバネ受け、２５はバネ受け２４との間に介在させたスプリング、２６はストッパー、２７はプラグである。
【００２２】
【発明の効果】
第１〜３の発明によれば、絞り前後の最高差圧を、連通弁のクラッキング圧と補助リリーフ弁の設定圧との差に保てるので、油温の変化にかかわらず可変吐出ポンプの最高吐出量を維持できる。
第４の発明によれば、油温感応型の可変絞りを用いているので、油温が変化しても補助シリンダの制御圧を安定させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１実施例の回路図である。
【図２】絞り前後の差圧と、可変吐出ポンプの吐出圧と負荷圧との差圧と、の関係を示したグラフである。
【図３】第２実施例の回路図である。
【図４】第３実施例の可変絞りの断面図である。
【図５】従来の回路図である。
【符号の説明】
Ｐ１可変吐出ポンプ
Ｐ２定吐出ポンプ
１，２方向切換弁
５レギュレータバルブ
６，７パイロット室
９スプリング
１０補助シリンダ
１０ａ圧力室
１０ｂ圧力室
Ｃ１制御シリンダ
１５絞り
１６第１通路
１７第２通路
Ｅ原動機であるエンジン
２０連通弁であるチェック弁
２１連通弁であるスプール弁

Claims

エンジン等の原動機の駆動力で回転する可変吐出ポンプと、可変吐出ポンプに接続した方向切換弁と、可変吐出ポンプの傾転角を制御する制御シリンダと、この制御シリンダの作動圧を制御して、可変吐出ポンプの吐出圧が負荷圧よりも設定圧分だけ高くなるようにするレギュレータバルブと、可変吐出ポンプと同軸上に設けた定吐出ポンプと、この定吐出ポンプの吐出側に設けた絞りと、この絞りの前後の圧力を両圧力室に導入する補助シリンダとを備え、上記レギュレータバルブはその一方のパイロット室にポンプ吐出圧を導き、他方のパイロット室に負荷圧を導き、かつ、この負荷圧を導くパイロット室側にスプリングを作用させるとともに、このスプリングを作用させたパイロット室に上記補助シリンダの推力を作用させ、可変吐出ポンプの吐出圧と、アクチュエータの負荷圧との差が、上記レギュレータバルブに作用するスプリングのバネ力および補助シリンダの推力の合計の力に相当する構成にしたロードセンシング制御回路において、絞りの上流側と補助シリンダの一方の圧力室とを連通させる第１通路と、絞りの下流側と補助シリンダの他方の圧力室とを連通させる第２通路とを、連通弁を介して連通させるとともに、上記第２通路側に補助リリーフ弁を設け、連通弁のクラッキング圧よりも補助リリーフ弁の設定圧を低くしてなり、上記連通弁が開弁したとき、上記第１通路側がクラッキング圧に保たれるとともに、上記第２通路側が上記補助リリーフ弁の設定圧以内に保たれる構成にしたロードセンシング制御回路。
連通弁がチェック弁であることを特徴とする請求項１記載のロードセンシング制御回路。
連通弁がスプール弁であることを特徴とした請求項１記載のロードセンシング制御回路。
絞りを、油温感応型可変絞りとした請求項１〜３のいずれかに記載のロードセンシング制御回路。