JPH0357890A - 油圧ポンプ制御回路 - Google Patents

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〉 本発明は土木・建設機械などの油圧機械に備えられ、可
変容量型油圧ポンプの押しのけ容積を制御するサーボピ
ストンを駆動制御する高速電磁弁を有する油圧ポンプの
制御回路に関する．く従来の技術〉 この種の従来の油圧ポンプ制御回路として、従来、第２
図に示すものがある。この従来の制御回路は、図示しな
いエンジンによって駆動する可変容量型油圧ボンブ１、
及びこの油圧ポンプ１とともに駆動するパイロットポン
ブ２と、油圧ボンブ１から図示しないアクチュエータに
供給される圧油の流れを制御する方向制御弁４と、油圧
ポンプ１の押しのけ容積を制御するサーボピストン８と
、このサーボピストン８の駆動を制御する高速電磁弁、
すなわち第１の高速電磁弁６、第２の高速電磁弁５と、
タンク３と、上記したパイロットボンブ２のパイロット
圧を規定するリリーフ弁１３とを備えている。また、可
変容量型油圧ボンブ１の押しのけ容積、すなわち傾転角
を検出する傾転センサ１１と、方向制御弁４に形或され
る絞り部の前後差圧を検出する差圧センサ１２とを備え
るとともに、上述した第１の高速電磁弁６、第２の高速
電磁弁５、傾転センサ１１、及び差圧センサｌ２が接続
され、論理判断、記憶、演算機能を有し、差圧センサ１
２から出力される信号に基づいて方向制御弁４の要求流
量を求め、“傾転センサ１１から出力される信号に基づ
いてボンプ１の押しのけ容積、すなわち吐出流量を求め
、上述の要求流量と吐出流量間の差を求め、その差に応
じて第１の高速電磁弁６、第２の高速電磁弁５に駆動信
号を出力するマイクロプロセッサ７を備えている。なお
、上記したパイロットボンブ２はサーボピストン８の一
方の室すなわち小径室８ａと第１の高速電磁弁６の入口
６ａに連絡してあり、また第１の高速電磁弁６の出口６
ｂをサーボピストン８の他方の室すなわち大径部８ｂと
第２の高速電磁弁５の入口５ａとに連絡してあり、第２
の高速電磁弁５の出口５ｂとタンク３とを連絡してある
。このように構成される制御回路にあっては、可変容量
型油圧ボンブ１の押しのけ容積、すなわち吐出流量は、
サーボピストン８の移動により駆動される斜板の傾転角
によって決まる。そして、図示しないアクチュエー夕の
駆動を意図して方向制御弁４が操作されると、この方向
制御弁４の絞り部に差圧が発生し、その差圧が差圧セン
サ１２によって検出され、マイクロプロセッサ７に信号
として入力される。このマイクロプロセッサでは上記差
圧に基づいて方向制御弁４を通過しつる流量、すなわち
要求流量が演算される。一方、サーボピストン８の移動
に伴って変化する斜板の傾転角が傾転センサ１１で検出
され、マイクロプロセッサ７に信号として入力される。

このマイクロプロセッサ７では、当該傾転角によりボン
ブ１の吐出流量を演算する。さらに、マイクロプロセッ
サ７では、演算によって求めた方向制御弁４の要求流量
とボンプ１の吐出流量との間の差すなわち偏差を演算し
、この偏差がある場合には第１の高速電磁弁６、第２の
高速電磁弁５に駆動信号を出力する．ここで例えば、方
向制御弁４の要求流量の方が現在のボンブ１の吐出流量
よりも大きい場合は、リリーフ弁１３でセットされたパ
イロットボンプ２の吐出圧は、サーボピストン８の小径
室８ａに常に導かれているので、第１の高速電磁弁６を
同第２図に示すように閉状態に保ち、第２の高速電磁弁
５を同第２図の上段側に切換えて開くように制御される
。これによりサーボピストン８の大径室８ｂとタンク３
とが連通し、そのピストンは図示左方向に移動し、ボン
ブ１の傾転、すなわち押しのけ容積が大きくなり、ボン
ブ１の吐出流量が方向制御弁４の要求流量に見合う大き
な流量となるように制御される。

また反対に、方向制御弁４の要求流量の方が現在のボン
プ１の吐出流量よりも小さい場合は、第２の高速電磁弁
５を同第２図に示すように閉状態に保ち、第１の高速電
磁弁６を同第２図の上段測に切換えて開くように制御さ
れる。これにより、サーボピストン８の小径室８ａと大
径室８ｂとが連通し、これらにパイロットボンプ２の吐
出圧が供給され、小径室８ａと大径室８ｂとの受圧面積
の差による力差によりそのピストンは右方向に移動し、
ボンプ１の押しのけ容積が小さくなり、ボンブ１の吐出
流量が方向制御弁４の要求流量に見合う小さな流量とな
るように制御される。

このように上記従来技術にあっては、第１の高速電磁弁
６、第２の高速電磁弁５のＯＮ、ＯＦＦ制御により、ポ
ンブ１の吐出流量が方向制御弁４の要求流量に見合う流
量となるように制御される．く発明が解決しようとする
課題〉 しかしながら、上記した従来技術にあっては、マイクロ
プロセッサ７と第１の高速電磁弁６、第２の高速電磁弁
５等によって電気系統が構戒されており、マイクロプロ
セッサ７の故障や、配線のショート、断線等による機能
不良を生じる懸念がある。このような機能不良を生じた
場合、第１の高速電磁弁６、第２の高速電磁弁５の双方
が同第２図に示すように急に閉状態に切換えられていた
ときには、サーボピストン８の位置は最大から最小の間
のどの位置かわからない位置で停止してしまう。このよ
うなとき、例えばポンプ１が最大径転になっていたとす
るとオーバートルクとなり、ボンブ１を駆動する図示し
ないエンジンがエンストを起こしてしまい、図示しない
アクチュエー夕の駆動を介しておこなわれる作業がオペ
レータの意図に反して停止し、当該作業がおこなえない
ことによる危険状態を生じ、すなわち安全保護が不十分
になる事態を招くことになる。

本発明は、上記した従来技術における実情に鑑みてなさ
れたもので、その目的は、高速電磁弁を含む電気系統に
故障を生じたときには可変容量型油圧ポンプの押しのけ
容積を最小にすることができる油圧ボンブ制御回路を提
供することにある。

く課題を解決するための手段〉 この目的を達成するために本発明は、可変容量型油圧ポ
ンプの押しのけ容積を制御するサーボピストンを高速電
磁弁で駆動制御するために、パイロットポンプをサーボ
ピストンの一方の室と第１の高速電磁弁の入口に連絡し
、この第１の高速電磁弁の出口をサーボピストンの他方
の室と第２の高速電磁弁の入口に連絡し、この第２の高
速電磁弁の出口をタンクに連絡した油圧ポンプ制御回路
において、第１の高速電磁弁及び第２の高速電磁弁とは
別に、可変容量型油圧ボンブの押しのけ容積を小さくす
る方向にサーボピストンを強制的に駆動する駆動手段を
設けた構成にしてある。

く作用〉 本発明は、上記のように第１の高速電磁弁、第２の高速
電磁弁とは別に、サーボピストンを駆動する駆動手段を
設けた構成にしてあることから、第１の高速電磁弁、第
２の高速電磁弁を含む電気系統に故障を生じた場合には
上記駆動手段を作動させればよく、これによりサーボピ
ストンが可変容量型油圧ボンブの押しのけ容積を小さく
する方向に強制駆動され、当該可変容量型油圧ポンプの
押しのけ容積が小さくなって、その吐出流量が小さくな
り、オーバートルクが防止され、エンストを生じること
がない く実施例〉 以下、本発明の一実施例を図に基づいて説明する。

第１図は本発明の油圧ポンプ制御装置の一実施例を示す
回路図である． この第ｌ図は前述した第２図に対応させて描いてあり、
第２図におけるのと同様に、図示しないエンジンによっ
て駆動する可変容量型油圧ボンプ１、パイロットポンブ
２と、このパイロットポンブ２の吐出圧を規定するリリ
ーフ弁１３と、タンク３と、可変容量型油圧ポンブ１か
ら図示しないアクチュエー夕に供給される圧油の流れを
制御する方向制御弁４と、ボンブｌの斜板を制御するサ
ーボピストン８と、このサーボピストン８の駆動制御を
おこなう第１の高速電磁弁６、第２の高速電磁弁５と、
方向制御弁４の要求流量を演算するための差圧を検出す
る差圧センサ１２と、ボンプ１の斜板の傾転角を検出す
る傾転センサ１１と、これらの差圧センサ１２、傾転セ
ンサ１１から出力される信号に基づいて方向制御弁４の
要求流量とポンブ１の吐出流量の偏差を演算し、その偏
差に応じた駆動信号を第１の高速電磁弁６、第２の高速
電磁弁５に出力するマイクロプロセッサ７とを備えてい
る。

そして、この実施例では、上述した第１の高速電磁弁６
、第２の高速電磁弁５とは別に、ポンブ１の押しのけ容
積を小さくする方向に、すなわち第１図の右方向にサー
ボピストン８のピストンを強制的に駆動する駆動手段１
５を備えている。この駆動手段１５は、サーボピストン
８の大径室８ｂと小径室８ａを連絡する別の管路１６と
、この別の管路１６中に設けた例えば手動操作式の第１
の２位置切換弁９と、第２の高速電磁弁５の出口５ａと
タンクとを連絡する管路↓７中に設けた例えば手動操作
式の第２の２位置切換弁１０とによって構成してある。

このように構或した実施例では、第１の高速電磁弁６、
第２の高速電磁弁５を含む電気系統が正常に機能してい
る場合には、同第１図に示すように第１の２位置切換弁
９を閉に、第２の２位置切換弁１０を開に保ことにより
、従来と同様にサーボピストン８を駆動制御でき、ボン
プ１の吐出流量を方向制御弁４の要求流量に見合った流
量とすることができる。

また、上記電気系統が故障し、機能を停止した場合には
、第１の高速電磁弁６、第２の高速電磁弁５の開閉状態
がいかなる状態の組合せであっても、第１の２位置切換
弁９、第２の２位置切換弁１０の適宜の組合せによりサ
ーボピストン８のピストンを同第１図の右方向に移動さ
せて、ボンブ１の押しのけ容積を小さくするように制御
することができる。

すなわち、当該故障時に例えば、第１の高速電磁弁６が
同第１図の上段の開位置に、第２の高速電磁弁５が同第
１図の上段の開位置でそれぞれ停止しているときは第１
の２位置切換弁９を同第１図に示す閉位置にしたまま第
２の２位置切換弁１０を同第１図の右側の閉位置に切換
えればよく、これによりパイロット圧がサーボピストン
８のそれぞれの室すなわち小径室８ａ、大径室８ｂの双
方に供給され、受圧面積の差によりそのピストンが右方
に移動し、ボンブ１の押しのけ容積が小さくなる． また、当該故障時に第１の高速電磁弁６が同第ｌ図の上
段の開位置に、第２の高速電磁弁５が同第１図に示す閉
゛位置にあるときには、第１の２位置切換弁９、第２の
２位置切換弁１０の双方とも操作しなくてよく上述と同
様にパイロット圧が小径室８ａ、大径室８ｂに供給され
て、ボンプ１の押しのけ容積が小さくなる。

さらに、当該故障時に第１の高速電磁弁６が同第１図に
示す閉位置に、第２の高速電磁弁５が同第１図の上段の
開位置にそれぞれ停止しているときには、第１の２位置
切換弁９を同第１図の上段の開位置に第２の２位置切換
弁１０を同第１図の右側の閉位置に切換えればよく、こ
れにより、上述と同様にパイロット圧が小径室８ａ、大
径室８ｂの双方に供給されて、ボンプ１の押しのけ容積
が小さくなる。

そして、当該故障時に第１の高速電磁弁６、第２の高速
電磁弁５とも同第１図に示す閉位置にそれぞれ停止して
いるときには、第１の２位置切換弁９のみを同第１図の
上段の開位置に切換えればよく、これにより上述と同様
にパイロット圧が小径室８ａ、大径室８ｂに供給されて
ボンプ１の押しのけ容積が小さくなる， 上述のように、この実施例では、マイクロプロセッサ７
、第１の高速電磁弁６、第２の高速電磁弁５の制御が不
能になった場合、これらの第１の高速電磁弁６、第２の
高速電磁弁５の開閉状態の組合せがどのようなものであ
っても、第１の２位置切換弁９、第２の２位置切換弁１
０を組合せて操作することにより、ボンブ１の押しのけ
容積を最小にすることができ、ボンブ１の吐出流量を最
小にすることができる．これにより、このような故障時
におけるオーバトルクを防止でき、エンストを生じるこ
となく、最小の吐出流量で該当する図示しないアクチュ
エー夕を駆動することができ、したがって、そのアクチ
ュエータの駆動を介しておこなわれる作業における安全
保障を図ることができる。

く発明の効果〉 本発明の油圧ポンプ制御回路は以上のように構成してあ
ることから、高速電磁弁を含む電気系統に故障を生じた
ときには可変容量型油圧ボンブの押しのけ容積を最小に
することができ、したがってオーバトルクを防止でき、
エンストを生じることなくポンプの最小吐出流量を該当
するアクチュエー夕に供給でき、それ故当該アクチュエ
ー夕の駆動を介しておこなわれる作業の安全保護に貢献
する．

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の油圧ポンプ制御回路の一実施例を示す
回路図、第２図は従来の油圧ポンプ制御回路を示す回路
図である。 １．．，．・・可変容量型油圧ボンブ、２・・・・・・
パイロットポンプ、３・・・・・・タンク、４・・・・
・・方向制御弁、５・・・・・・第２の高速電磁弁、６
・・・・・・第１の高速電磁弁、７・・・・・・マイク
ロプロセッサ、８・・・・・・サーボピストン、９・・
・・・・第１の２位置切換弁、１０・・・・・・第２の
２位一置切換弁、１１・・・・・・傾転センサ、１２・
・・・・・差圧センサ、 １ ５・・・・・・駆動手段、 １　６、 １ ７・・・・・・管 路。 第 ｌ 図 ？ ｌ　司１１害１ヒ！シ曲圧ホ０〉フ゜ ２゛ハ０イｏ，ｙｌ−　ホ′〉７０ ３．７冫７ ４二方向１゛１岬牛 ５：，￥−２の高圭電脇午 ｅ；：）ｆ−＋の高止屹Ｊお計 ７二マイクロフりＯ」ニツサ ８；サーホ”゜ヒ０スＥン ９４１　のｘイ’ｆｔ−ｆ，ｂｎイ４（１キシｌＯ；祐
２の二伎ｊリ刀栃門ト ／／　　“　イＦ々ｆｉｓｔンサ ｌ２　・　左圧どｔンブ ｌ５　ｋ勤チ咬 ／６，／７：乍玲

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）可変容量油圧ポンプの押しのけ容積を制御するサ
   ーボピストンを高速電磁弁で駆動制御するために、パイ
   ロツトポンプをサーボピストンの一方の室と第１の高速
   電磁弁の入口に連絡し、この第１の高速電磁弁の出口を
   サーボピストンの他方の室と第２の高速電磁弁の入口に
   連絡し、この第２の高速電磁弁の出口をタンクに連絡し
   た油圧ポンプ制御回路において、上記第１の高速電磁弁
   及び第２の高速電磁弁とは別に、上記可変容量型油圧ポ
   ンプの押しのけ容積を小さくする方向に上記サーボピス
   トンを強制的に駆動する駆動手段を設けたことを特徴と
   する油圧ポンプ制御回路。
2. （２）駆動手段が、サーボピストンの一方の室と他方の
   室を連絡する管路に設けた第１の２位置切換弁と、第２
   の高速電磁弁とタンクとを連絡する管路に設けた第２の
   ２位置切換弁とから成ることを特徴とする請求項（１）
   記載の油圧ポンプ制御回路。