JPH0335518B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、エンジンにて駆動され、かつ入力回
転速度に応じた入力トルクを設定する可変容量形
液圧ポンプの入力トルク制御装置に関するもので
ある。なお、上記入力トルクとは可変容量形液圧
ポンプが駆動されるときに入力軸に作用されるト
ルクで、その値は可変ポンプの固有容量と吐出圧
に比例する。

〔従来の技術〕

この種の装置は第２図に示される米国特許第
3963378号明細書にて知られている。

この従来例にあつては、可変容量形液圧ポンプ
（以下これを単に可変ポンプという）a₁，a₂と同
時に駆動される固定容量形のチヤージポンプｂか
らの吐出流量の変化を、このチヤージポンプｂか
らの吐出流が通過する固定絞りｃの前後の圧力差
により検出し、この圧力差の上昇にともなつてパ
イロツト弁ｄを切換えて上記チヤージポンプｂか
らの圧液をサーボ機構e₁，e₂に作用させて可変ポ
ンプa₁，a₂の容量を増加させるようになつてい
る。

そしてこの従来例では、駆動源出力トルクと可
変ポンプa₁，a₂の入力トルクＴとをうまくマツチ
させるためにその可変ポンプa₁，a₂の入力トルク
の設定、調整あるいは変更を上記固定絞りｃと並
列に介装した可変絞りｆの開度の設定、調整ある
いは変更によつて行つていた。

上記従来の制御装置にあつては、エンジンの燃
料調整装置の制御に連動して制御することができ
ず、エンジンの回転数の変化に応じて可変絞りを
調整しなければならず制御がやつかいであつた。

本発明は上記のことにかんがみてなされたもの
で、可変ポンプの入力トルク制御特性をエンジン
の制御目標値に応じて自動的に変更できると共
に、エンジンの実回転数の変化にもかかわらず、
エンジンの出力トルクと可変ポンプの入力トルク
を最適のマツチング点でマツチングでき、エンジ
ン回転数が低下したときでもエンジントルクを無
駄にすることがなく、また油圧回路構成が特に複
雑になることがない可変ポンプの入力トルク制御
装置を提供しようとするものであり、その構成
は、サーボ機構にて制御され、かつエンジンにて
駆動される可変容量形液圧ポンプと、この可変容
量形液圧ポンプと同一のエンジンにて回転駆動さ
れ、かつその吐出路が上記サーボ機構にサーボ切
換弁を介して接続するチヤージポンプと、このチ
ヤージポンプの吐出回路に介装した固定絞り６
と、この固定絞りの前後の差圧を検出してその差
圧に応じた出力圧力Poutをサーボ機構のサーボ
切換弁のパイロツト回路に入力する差圧検出弁
と、上記固定絞り６の上流側に介装された流量制
御弁装置１１とからなり、かつこの流量制御弁装
置１１は、チヤージポンプ５と固定絞り６との間
の回路に介装されるコンペンセータ１２と、この
コンペンセータ１２の上流側と固定絞り６の下流
側を接続するバイパス通路と、このバイパス通路
内に介装した流量制御弁１３とからなり、この流
量制御弁１３の流量調整レバー１３ａをエンジン
２の燃料調整装置の作動部に連結した構成となつ
ている。

そして上記構成において、可変ポンプはサーボ
機構の動きにより制御され、このサーボ機構は差
圧検出弁７の出力圧力Poutにて制御される。こ
のとき、この差圧検出弁は固定絞りに流れ込む流
量によつて制御され、この流量はエンジンの燃料
調整装置に連動して調整される流量制御弁装置に
て制御される。

従つて、可変ポンプの入力トルクはエンジンの
燃料調整装置にて設定されるエンジンの目標回転
数に連動して制御される。

〔実施例〕

以下その構成を図面に示した実施例に基づいて
説明する。

図中１₁，１₂はエンジン２にて駆動される可変
ポンプで、これはサーボ機構３₁，３₂の動きにて
制御されるようになつている。４₁，４₂はサーボ
切換弁である。５は上記可変ポンプ１と同軸に回
転駆動されるチヤージポンプで、これの吐出回路
は固定絞り６を経てから２方に分岐されてその一
方は上記サーボ機構３₁，３₂に接続され、また他
方は差圧検出弁７を経てサーボ機構３₁，３₂の切
換弁４₁，４₂のパイロツト回路８に接続してあ
る。９は上記固定絞り６の開度を調整するための
調整用絞りである。

上記差圧検出弁７は固定絞り６の前後の圧力
P₁，P₂を検出し、その圧力差（P₁−P₂）に応じ
た出力圧力Poutをサーボ機構３₁，３₂のサーボ切
換弁４₁，４₂のパイロツト回路８に送る。なお上
記固定絞り６の前後の圧力差（P₁−P₂）と差圧
検出弁７の出力圧力Poutとの関係はPout＝Po₁＋
α（P₁−P₂）で表わされる。ただし、Po₁は差圧
検出弁７の両側に対設したばねの付勢力の差であ
り、αは定数である。

一方サーボ機構３₁，３₂はすでに多く実施され
ているように、可変ポンプ１₁，１₂の容量q₁，q₂
が q₁＝β₁（Pout−Po₂） q₂＝β₂（Pout−po₂） となるように制御する。ただし、Po₂はサーボ切
換弁４₁，４₂を出力圧力Poutに対向する方向に付
勢するばねの付勢力。β₁，β₂は定数である。

上記の実施例においては、Po₁＝Po₂及びβ₁＝
β₂、すなわち、容量q₁，q₂が同じ可変ポンプP₁，
P₂を使用すると、 q₁＝q₂＝αβ₁（P₁−P₂） となる。

１１は流量制御弁装置で、この流量制御弁装置
１１は上記チヤージポンプ５と固定絞り６との間
の回路に介装されたコンペンセータ１２と、この
コンペンセータ１２の上流側から固定絞り６の下
流側へバイパスする流量制御弁１３とからなつて
いる。また１３ａは流量制御弁１３の流量調整レ
バーで、これはエンジンの目標回転数を設定する
エンジンの燃料調整装置（ガバナセツトレバー）
に連結されていて、これと連動して、すなわち、
エンジン２の回転数の設定値が高くなるに従つて
流量制御弁１３の開度が大きくなる方向に作動す
るようになつている。１４は調整絞りである。

また固定絞り６の下流側にはリリーフ弁１５が
接続されている。

また、１０は自動絞り弁であり、これは上記チ
ヤージポンプ５の吐出回路に上記固定絞り弁６と
並列に接続してあり、この自動絞り弁１０は可変
ポンプ１₁，１₂からの信号圧力P_P1，P_P2によりそ
の絞り開度が調整されるようになつている。すな
わち、信号圧力P_P1，P_P2が大きくなるに従つて絞
り開度が大きくなつてP₁−P₂の差圧を小さくし
て可変ポンプの吐出圧力と吐出流量の積が一定と
なるように作用する。

上記構成において、チヤージポンプ５の吐出流
量Q_Qはエンジン２の回転速度に比列する。また
流量制御弁装置１１は上記チヤージポンプ５から
固定絞り６及び自動絞り弁１０からなる絞り弁回
路に至る制御流量Ｑを調整する作用をする。すな
わち、流量制御装置１１の流量制御弁１３の開度
が変化することにより上記制御流量Ｑが変化さ
れ、この制御流量Ｑは流量制御弁１３の間度が大
きくなるに従つて減少される。一方流量制御弁１
３の流量調整レバー１３ａはエンジン２の燃料調
整装置に連動して作動し、エンジン回転数の設定
値が高くなるに従つて流量調整レバー１３ａは開
度が大きくなる方向へ作動されるから、流量制御
弁１３を通る流量（バイパス流量）はエンジン２
の回転数の設定値が増大することにより増大され
る。差圧検出弁７は、固定絞り６と自動絞り弁１
０とからなる絞り回路に流入する上記流量制御弁
装置１１からの流量Ｑの前後の差圧にて作動し、
かつその差圧に応じた制御圧力Poutを可変ポン
プ１₁，１₂の吐出量制御装置３₁，３₂へ出力す
る。そして上記絞り固定の差圧は自動絞り弁１０
に入力される可変ポンプ１₁，１₂の吐出圧P_P1，
P_P2によつて補正される。

上記作用に基づいて上記構成における具体的な
作用を以下に説明する。

可変ポンプ１₁，１₂はサーボ機構３₁，３₂の働
きにより制御され、このサーボ機構３₁，３₂は差
圧検出弁７の出力圧力Poutにて制御される。そ
して上記差圧検出弁７から出力圧力Poutは固定
絞り６の前後の差圧（P₁−P₂）に応じて変化さ
れ、この差圧（P₁−P₂）は固定絞り６に流入す
るチヤージポンプ５からの流量Ｑによつて変化さ
れる。

従つて上記固定絞り６へ流れ込む流量Ｑを制御
することにより可変トルク１₁，１₂の入力トルク
が制御されることになる。

ところが、上記固定絞り６へ流れ込む流量Ｑは
これにより上流側に介装した流量制御弁装置１１
の流量制御弁１３によるバイパス流量Q^*の変化
によつて変化し、バイパス流量Q^*が多くなるに
従つて固定絞り６へ流入込む流量Ｑは小さくな
り、従つて差圧検出弁７からの出力圧力Poutは
小さくなり、可変ポンプ１₁，１₂の入力トルクが
小さくなるように制御される。

そして上記流量制御弁装置１１のバイパス流量
Q^*を制御する流量制御弁１３はエンジンの燃料
調整装置に連結されていて、エンジンの燃料調整
装置により設定されるエンジンの目標回転数と連
動して制御されるから、上記可変ポンプ１₁，１₂
の入力トルクはエンジンの目標回転数によつて制
御され、エンジン２と可変ポンプ１₁，１₂とを最
適なマツチング点でマツチングされる。

例えば、エンジン２の燃料調整装置が定格状態
にセツトされると、エンジン回転速度N_A及びエ
ンジンの出力トルクt_Aが決まる。またチヤージポ
ンプ５の吐出流量Q_OAも決まる。このとき燃料調
整装置と連動して流量制御弁１３の絞り開度も決
まり、流量制御弁装置１１によるバイパス流量は
ある値Ｑ＊_RAに設定される。

なおこのとき、エンジン２の出力トルクT_Aと
可変ポンプ１₁，１₂の入力トルクとのマツチング
微調整を調整絞り１４にて行う。

上記バイパス流量Ｑ＊_RAはエンジン２と可変ポ
ンプ１₁，１₂のマツチング点が、例えば第３図の
Ａ点となるように、すなわち、エンジン２の定格
トルクに会わせて決定される。

次に燃料調整装置の設定位置を定格状態より低
い回転速度、例えば75％に会わせると、エンジン
２の回転速度N_B、及び出力トルクt_Bもエンジン
２の出力性能に合わせ決まる。またチヤージポン
プ５の吐出流量Q_OBも定各点の75％の吐出量とな
る。このとき燃料調整装置と連動した流量制御弁
１３もさらに絞られ、流量制御弁装置１１による
バイパス流量にある他Ｑ＊_RBに設定される。

上記流量制御弁１３のバイパス流量Ｑ＊_RBとチ
ヤージポンプ５の吐出流量Q_OBとエンジンの出力
トルクt_Bとの関係を上記の式に会うように決定す
ることにより、第３図において例えばＢ点で最適
なマツチング点が得られる。

エンジン２の燃料調整装置の設定を定格状態の
50％にしたときも同様に、例えばＣ点で最適なマ
ツチング点が得られ、エンジン回転数が50％のと
ころでもエンジン２の持つ出力トルクｔを十分利
用できるポンプの入力トルクを設定することがで
きる。

なお、上記実施例において、固定絞り６と並列
にして可変ポンプ１₁，１₂からの信号圧力P_p1，
P_p2によりその絞り開度が調整されるようにした
自動絞り弁１０を介装した例を示したが、この自
動絞り弁１０を介装することにより、上記流量制
御弁装置１１にる制御時における制御信号のチヤ
タリングを防止することができる。しかしながら
この自動絞り弁１０は必ずしも必要でなく、これ
を省くことにより油圧回路構成を簡単にすること
ができる。

本発明によれば、可変ポンプの入力トルク制御
特性をエンジンの制御目標値に応じて自動的に変
更できると共に、エンジンの実回転数の変化にも
かかわらず、エンジンの出力トルクと可変ポンプ
の入力トルクを最適のマツチング点でマツチング
でき、エンジン回転数が低下したときでも、エン
ジントルクを無駄にすることがなく、また油圧回
路構成が特に複雑になることがない可変ポンプの
入力トルク制御装置を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例を示す油圧回路図、第
２図は従来例を示す油圧回路図、第３図はエンジ
ンと可変容量形液圧ポンプとマツチング状態を示
す線図である。 １₁，１₂は可変容量形液圧ポンプ、３₁，３₂は
サーボ機構、４₁，４₂はサーボ切換弁、５はチヤ
ージポンプ、６は固定絞り、７は差圧検出弁、１
１は流量制御弁装置。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ サーボ機構３₁，３₂にて制御され、かつエン
   ジン２にて駆動される可変容量形液圧ポンプ１₁，
   １₂と、この可変容量形液圧ポンプ１₁，１₂と同
   一のエンジン２にて回転駆動され、かつその吐出
   路が上記サーボ機構３₁，３₂にサーボ切換弁４₁，
   ４₂を介して接続するチヤージポンプ５と、この
   チヤージポンプ５の吐出回路に介装した固定絞り
   ６と、この固定絞り６の前後の差圧を検出してそ
   の差圧に応じた出力圧力Poutをサーボ機構３₁，
   ３₂のサーボ切換弁４₁，４₂のパイロツト回路８
   に入力する差圧検出弁７と、上記固定絞り６の上
   流側に介装された流量制御装置１１とからなり、
   かつこの流量制御装置１１は、チヤージポンプ５
   と固定絞り６との間の回路に介装されるコンペン
   セータ１２と、このコンペンセータ１２の上流側
   と固定絞り６の下流側を接続するバイパス通路
   と、このバイパス通路内に介装した流量制御弁１
   ３とからなり、この流量制御弁１３の流量調整レ
   バー１３ａをエンジン２の燃料調整装置の作動部
   に連結したことを特徴とする可変容量形液圧ポン
   プの入力トルク制御装置。