JPH01318774A

JPH01318774A - 可変容量形ポンプの制御装置

Info

Publication number: JPH01318774A
Application number: JP63150583A
Authority: JP
Inventors: Junichi Miyagi; 淳一宮城
Original assignee: Daikin Industries Ltd
Current assignee: Daikin Industries Ltd
Priority date: 1988-06-17
Filing date: 1988-06-17
Publication date: 1989-12-25
Anticipated expiration: 2014-02-24
Also published as: JP2859878B2

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】〈産業上の利用分野ン本発明は、可変容量形ポンプから吐出される作動油の流
量や圧力を電磁比例式流量方向制御弁によりフィードバ
ック制御する可変容量形ポンプの制御装置に関する。

〈従来の技術〉従来、この種の可変容量形ポンプの制御装置として、例
えば特開昭６２−２２５７８８号公報に記載のものが知
られている。この制御装置は、バイアススプリングに抗
して斜板を中立方向へ傾動゛させる斜板シリンダを有す
る可変容量形ポンプと、上記斜板シリンダのシリンダ室
をポンプの吐出ライン（オフセット位置）とタンクとに
切換接続するサーボ弁と、吐出ラインからのパイロット
圧を受けてサーボ弁の２次ボートに連通している上記シ
リンダ室を吐出ラインに切換連通ずる安全弁と、吐出ラ
インに設けた圧力センサおよび斜板に設けた斜板角セン
サからのフィードバック信号と圧力設定信号および流量
設定信号との偏差に対応した制御信号を上記サーボ弁の
ソレノイドに出力する制御アンプからなる。そして、設
定信号とフィードバック信号との偏差が大きいとき、サ
ーボ弁を介して斜板シリンダのシリンダ室をタンクに開
放して吐出量を増加させる一方、上記偏差が小さいとき
、サーボ弁を介してシリンダ室に吐出圧を導いて吐出量
を減少させて、所望のライン圧力と流量を得るようにな
っている。

〈発明が解決しようとする課題〉ところが、上記従来の制御装置は、サーボ弁がオフセッ
ト位置でシリンダ室を吐出ラインに接続するようになっ
ているため、吐出ラインの圧力が例えば５　ｋｇ／ａｘ
”以下の低圧である場合、設定信号とフィードバック信
号の偏差が小さくなると、低い吐出圧では斜板ソリンダ
がバイアススプリングに抗して斜板を十分傾動し得ず、
吐出量が最大となって制御不能になるという欠点がある
。また、上記従来の制御装置は、斜板角センサが検出す
る斜板傾角を吐出量の実測値とみなしてフィードバック
制御をしているため、吐出圧と共に増大する漏れによる
容積効率の低下分だけ制御精度が悪化し、制度アンプ内
に容積効率補正回路があるものの容積効率そのものが経
時変化するため正確な補正は困難である。

そこで、本発明の目的は、吐出ラインにサーボ弁を設け
これを制御操作弁として用い、同時に、流量のフィード
バックセンサとしても使用することによって、簡素かつ
安価な構成でらって、ポンプの容積効率を経時変化も含
めて自動補正することができ、しかも低圧を含む全域で
外乱の影響を受けにくく高精度に流量を制御できろ可変
容量形ポンプの制御装置を提供することである。

〈課題を解決するための手段〉上記目的を達成するため、本発明の第１の可変容量形ポ
ンプの制御装置は、第１図に例示するように、可変容量
形ポンプｌの吐出ライン５に介設した電磁比例式流量方
向制御弁７と、この電磁比例式流量方向制御弁７のスプ
ール変位を検出し、それに対応した電気信号を出力する
スプール変位検出手段８と、上記電磁比例式流量方向制
御弁７の前後の差圧に応動して上記可変容量形ポンプｌ
の吐出量可変要素４を吐出ライン５とタンク！４とに切
換接続する圧力制御弁９と、目標流量を表わす流量設定
信号Ｑ。と上記スプール変位検出手段８の出力信号Ｑと
の偏差に対応した制御信号Ｃを上記電磁比例式流量方向
制御弁７のソレノイド７ａに出力する電子コントローラ
１６を備えたことを特徴とする。

また、本発明の第２の可変容量形ポンプの制御装置は、
上記第１の制御装置の構成機器に電磁比例式流量方向制
御弁７の下流側の吐出ライン２０の圧力を検出して、そ
れに対応した電気信号を出力する圧力検出手段１５を加
えるとともに、電子コントローラ１６を、目標流ｍを表
わす流量設定信号Ｑ。と上記スプール変位検出手段８の
出力信号Ｑとの偏差および目標圧力を表わす圧力設定信
号Ｐ。と上記圧力検出手段１５の出力信号Ｐとの偏差に
対応した制御信号Ｃを上記？！！＠比例式流量方向制御
弁７のソレノイド７ａに出力するものにしたことを特徴
とする。上記電磁比例式流量方向制御弁７は、２次側の
吐出ライン２０をタンク１４に連通するように切り換わ
る弁にすることができる。

〈作用〉第１の可変容量形ポンプｌの制御装置において、電磁比
例式流量方向制御弁７は、ソレノイド消磁時に２次側の
吐出ライン５をタンク１４に連通ずるように切り換わる
弁であるとする。電磁比例式流量方向制御弁７のスプー
ル変位検出手段８は、スプール変位即ち弁の開度に応じ
て制御される流量を検出し、それに対応する電気信号Ｑ
を電子コントローラ１６に出力する。電子コントローラ
１６は、目標流量を表わす流量設定信号Ｑ。と上記スプ
ール変位検出手段の出力信号（フィードバック信号）Ｑ
との偏差を求め、この偏差に対応した制御信号Ｃを上記
電磁比例式流量方向制御弁７のソレノイド７ａに出力す
る。そして、上記偏差が正のとき、電磁比例式流量方向
制御弁７の１次。

２次ボートＰ、Ｂ間の開度は、励磁ソレノイド７ａで摺
動仕しめられるスプールによって増大し、吐出ライン５
の流量は目標値まで漸増する一方、上記偏差が負のとき
、制御弁７の２次、タンクボートＢ、Ｔ間の開度は、消
磁ソレノイド７ａで摺動せしめられるスプールによって
増大し、吐出ライン５の流量は目標値まで漸増する。こ
のとき、上記電磁比例式流量方向制御弁７の前後の差圧
は、これに応動する圧力制御弁９を介するポンプｌの吐
出量調整によって常に一定に保たれるので、高精度の流
量制御がなされる。また、スプール変位により流量を直
接フィードバック制御しているので、系の外乱がスプー
ルの動作で補正されるとともに、吐出圧の変動による容
積効率の変化も自動的に補正される。さらに、電磁比例
式流量方向制御弁７が、吐出ライン５の圧力と２次側の
吐出ライン２０の圧力の間に差圧を発生させるので、２
次側の吐出ライン２０の圧力（ユーザーが使用できる圧
力）が低い場合でも、吐出ライン５の圧力は制御に必要
な最低圧力に保たれて流量を高精度に制御することがで
きる。

第２の可変容量形ポンプの制御装置において、ブリード
オフ形の電磁比例式流量方向制御弁７は、電子コントロ
ーラ１６から出力される流量設定信号Ｑ。とスプール変
位検出手段８の出力信号Ｑとの偏差および圧力設定信号
Ｐ０と圧力検出手段１５の出力信号Ｐとの偏差に対応す
る制御信号Ｃによって、前述と同様の作用、効果を伴っ
て同様に動作し、２次側の吐出ライン２０の流量、圧力
を目標流量、圧力に高精度に制御する。

〈実施例〉以下、本発明を図示の実施例により詳細に説明する。

第１図は斜板式可変容量形ポンプの制御装置の一例を示
しており、この制御装置は、斜板２をバイアススプリン
グ３に抗して中立方向に傾動させる斜板シリンダ４を有
する可変容量形ポンプｌと、このポンプｌからアクチュ
エータ６に向かう吐出ライン５にＰボートとＢボートを
接続して介設したスプリングオフセット・４ボートの電
磁比例式流量方向制御弁７と、この制御弁７のスプール
変位を検出してそれに対応した電気信号を出力するスプ
ール変位センサ８と、ライン１０を経て一方のパイロッ
トボートＸに導かれる制御弁７の上流の吐出ライン圧と
ライン１１を経て他方（ばね９ａ側）のパイロットボー
トＹに導かれる制御弁７の下流の吐出ライン圧に応動し
て、上記斜板シリンダ４をライン１２．１３を吐出ライ
ン５とライン１２を経てタンク１４とに切換接続する圧
力制御弁としての３ボートの絞り切換弁９を備える。

また、上記制御装置は、目標値たる圧力設定信号Ｐ。と
流量設定信号Ｑ。を受けるとともに、上記制御弁７の下
流の吐出ライン圧を検出する圧力センサ１５および上記
スプール変位センサ８からの出力信号（フィードバック
信号）Ｐ、Ｑを受けて、圧力設定信号Ｐ。と圧力フィー
ドバック信号Ｐとの偏差および流量設定信号Ｑ。と流量
フィードバック信号Ｑとの偏差を求め、この偏差に対応
した制御信号Ｃを上記制御弁７のソレノイド７ａに出力
する電子コントローラ１６を備える。さらに、制御弁７
の上流の吐出ライン５からタンク１４へ分岐するリリー
フライン１７には、ばね１８ａ側のパイロットボートＹ
をライン１９を経て上記絞り切換弁９のパイロットボー
トＹに連通してサージ吸収弁１８を介設している。

上記電磁比例式流量方向制御弁７は、Ａボートが閉鎖さ
れた実質上３ボートの弁であり、ソレノイド７ａに人力
される制御信号Ｃに比例してスプールがばね７ｂに抗し
て変位する。そして、ソレノイド消磁時には図中圧のシ
ンボル位置にあって２次側のＢボートがタンク１４に連
なるＴボートに連通し、励磁に伴って図中中央のシンボ
ル位置に示すようにＢボートが１次側のＰポートおよび
Ｔボートに夫々絞りを介して連通し、最大励磁時には１
次側のＰボートと２次側のＢポートが連通ずる図中布の
シンボル位置となる。一方、上記絞り切換弁９は、パイ
ロットポートＸとＹの差圧による作用力がばね９ａのば
ね力を超えると、図中圧のシンボル位置に切換わって吐
出ライン圧を斜板シリンダ４に導いて斜板２を中立方向
に傾動させ、吐出圧を減少させる一方、上記作用力がば
ね力以下になると、図中布のシンボル位置に切換わって
斜板シリンダ４をタンク１４に開放して斜板を最大傾斜
角方向に傾動させ、吐出圧を増加させ、制御弁７の前後
の差圧を一定に保持する。また、制御弁７の急激な切り
換えなどでその前後間に一定以上のサージ圧が発生ずる
と、サージ吸収弁１８が開成してサージ圧をリリーフす
る。

上記構成の可変容量形ポンプの制御装置の動作を次に述
べる。

電磁比例式流量方向制御弁７のスプール変位センサ８は
、その時のスプール変位即ちＰボート。

Ｂボート間の開度により制御される流量を検出し、それ
に対応する電気信号を電子コントローラ１６に出力する
。電子コントローラ１６は、目標圧力を表わす圧力設定
信号Ｐ。と制御弁７の下流側の圧力を検出する圧力セン
サ１５からのフィードバック信号Ｐとの偏差（ｐ　−ｐ
　０）および目標流量を表わす流量設定信号Ｑ。とスプ
ール変位センサ８からのフィードバック信号Ｑとの偏差
（Ｑ　−Ｑ　０）を求め、この偏差に比例した制御信号
Ｃを上記制御弁７のソレノイド７ａに出力する。そして
、上記偏差が正のとき、制御弁７は、励磁ソレノイドで
ばね７ｂに抗して摺動せしめられるスプールによって図
中の右側のシンボル位置に切り換わってＰボート・Ｂボ
ート間の開度が増大し、アクチュエータ６へ向かう作動
油の圧力と流量は目標値まで漸増する。一方、上記偏差
が負のとき、制御弁７は、ソレノイドの消磁でばね７ｂ
によって摺動せしめられるスプールによって図中の左側
のシンボル位置に切り換わってＰボート・Ｂポート間の
開度が減少し、かつＢポート・Ｔボート間の開度が増大
し、アクチュエータ６へ向かう作動油の圧力と流量は目
標値まで漸減する。

このとき、上記制御弁７の前後の差圧は、この差圧に応
動する絞り切換弁を介するポンプｌの吐出量調整によっ
て常に一定に保持即ち圧力補償されているので、制御弁
７のスプール摺動によりアクチュエータ６への作動油の
圧力、流量が高精度に制御される。また、制御弁７のス
プール変位を制御して作動油の流量を直接フィードバッ
ク制御しているので、油圧系の外乱を補正するようにス
プールが動作するとともに、吐出圧の変動やポンプの経
年劣化による容積効率の変化も、従来の斜板制御の場合
と異なり簡素かつ安価な構成でもって自動的に補正され
る。上記実施例では、上記制御弁７が差圧を発生させる
ため、２次側の圧力が例えば、５　ｋｇ７ｃｍ”以下の
低い圧力下でも１次側には制御するのに必要な最低圧力
が保たれ、作動油の流量を目標流量に高精度に制御する
ことができる。また、上記実施例では、吐出ライン５に
圧力センサ１５を設け、この検出信号をもフィードバッ
ク信号として電子コントローラ１６に人力しているので
、吐出圧をし目標値に制御することができる。

以上の説明は、本発明の第２の制御装置についてのもの
であるが、上記実施例から圧力センサ１５を除き、電子
コントローラ１６を、流量設定信号Ｑ。とスプール変位
センサ８からの流量フィードバック信号Ｑの偏差に応じ
た制御信号Ｃを出力するものとすれば、本発明の第１の
制御装置の実施例が得られる。従って、この第１の制御
装置の実施例ら、第１図で既に述へた実施例と同様の作
用、効果を伴って同様に動作し、吐出ラインの流量を目
標流量に高精度に制御する。

なお、本発明が上記実施例に限られないのは言うよでも
ない。

〈発明の効果〉以上の説明で明らかなように、本発明の可変容攪形ポン
プの制御装置は、可変容量形ポンプの吐出ラインに電磁
比例式流量方向制御弁を介設し、この制御弁の前後の差
圧に応動する圧力制御弁で可変容量形ポンプの吐出量可
変要素を吐出ラインとタンクとに切換接続して上記差圧
を一定に保持するとともに、上記制御弁のスプール変位
をスプール変位検出手段で検出して電子コントローラに
フィードバック信号として入力し、この電子コントロー
ラで流量設定信号と上記フィードバック信号との偏差を
求め、この偏差に対応した制御信号を上記制御弁のソレ
ノイドに出力するようにしているので、圧力制御弁の圧
力補償された電磁比例式流量方向制御弁で作動油の流量
を高精度に制御でき、スプール変位による流量の直接フ
ィードバック制御により油圧系の外乱および吐出圧の変
動等による容積効率の変化を簡素かつ安価な構成てらっ
て自動的に補正することができ、さらに上記制御弁が差
圧を発生させるため、２次側は低圧力下でら作動油の流
量、圧力を高精度に制御できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の可変容量形ポンプの制御装置の一実施
例を示す回路図である。 ■・・・可変容量形ポンプ、２・・・斜板、４・・・斜
板シリンダ、訃・・吐出ライン、７・・電磁比例式流量
方向制御弁、７ａ・・・ソレノイド、８・・・スプール変位センサ、
９・・・絞り切換弁、１５・・・圧力センサ、１６・・
・電子コントローラ。特　許　出　願　人　　ダイキン工業株式会社代　理　
人　弁理士　　青白　葆　ほか１名第１図

Claims

【特許請求の範囲】

（１）油圧力で動作せしめられる吐出量可変要素（４）
を有する可変容量形ポンプ（１）の制御装置において、上記可変容量形ポンプ（１）の吐出ライン（５）に介設
した電磁比例式流量方向制御弁（７）と、この電磁比例
式流量方向制御弁（７）のスプール変位を検出し、それ
に対応した電気信号を出力するスプール変位検出手段（
８）と、上記電磁比例式流量方向制御弁（７）の前後の
差圧に応動して上記吐出量可変要素（４）を吐出ライン
（５）とタンク（１４）とに切換接続する圧力制御弁（
９）と、目標流量を表わす流量設定信号（Ｑ＿０）と上
記スプール変位検出手段（８）の出力信号（Ｑ）との偏
差に対応した制御信号（Ｃ）を上記電磁比例式流量方向
制御弁（７）のソレノイド（７ａ）に出力する電子コン
トローラ（１６）を備えたことを特徴とする可変容量形
ポンプの制御装置。
（２）油圧力で動作せしめられる吐出量可変要素（４）
を有する可変容量形ポンプ（１）の制御装置において、上記可変容量形ポンプ（１）の吐出ライン（５）に介設
した電磁比例式流量方向制御弁（７）と、この電磁比例
式流量方向制御弁（７）のスプール変位を検出し、それ
に対応した電気信号を出力するスプール変位検出手段（
８）と、上記電磁比例式流量方向制御弁（７）の前後の
差圧に応動して上記吐出量可変要素（４）を吐出ライン
（５）とタンク（１４）とに切換接続する圧力制御弁（
９）と、上記電磁比例式流量方向制御弁（７）の下流側
の吐出ライン（２０）の圧力を検出し、それに対応した
電気信号を出力する圧力検出手段（１５）と、目標流量
を表わす流量設定信号（Ｑ＿０）と、上記スプール変位
検出手段の出力信号（Ｑ）との偏差および目標圧力を表
わす圧力設定信号（Ｐ＿０）と上記圧力検出手段（１５
）の出力信号（Ｐ）との偏差に対応した制御信号（Ｃ）
を上記電磁比例式流量方向制御弁（７）のソレノイド（
７ａ）に出力する電子コントローラ（１６）を備えたこ
とを特徴とする可変容量形ポンプの制御装置。
（３）上記特許請求の範囲第１項または第２項に記載の
可変容量形ポンプの制御装置において、上記電磁比例式
流量方向制御弁（７）は、２次側の吐出ライン（２０）
をタンク（１４）に連通するように切り換わる弁である
可変容量形ポンプの制御装置。