JPH05106777A

JPH05106777A - 流体圧回路の脈動低減装置

Info

Publication number: JPH05106777A
Application number: JP26736291A
Authority: JP
Inventors: Mitsuhiro Sato; 光洋佐藤
Original assignee: Nissan Motor Co Ltd
Current assignee: Nissan Motor Co Ltd
Priority date: 1991-10-16
Filing date: 1991-10-16
Publication date: 1993-04-27
Anticipated expiration: 2013-03-25
Also published as: JP2730349B2

Abstract

(57)【要約】【目的】ポンプ吐出側流路内の作動流体に生じる脈動
を、一つのアキュムレータによって、広い周波数帯域に
渡って良好に吸収できるようにする。【構成】油圧ポンプ２の吐出側配管４に、可変絞り１０
を介してアキュムレータ２０を接続する。そして、コン
トローラ３０は、油圧ポンプ２の駆動源であるエンジン
１の回転数を検出するエンジン回転数センサ５の出力に
基づいて吐出側配管４内の作動油に生じる脈動の周波数
を求め、その脈動の周波数が、アキュムレータ２０の減
衰効果が大きい周波数帯域内に存在するように、比例ソ
レノイド１５に指令信号を出力して、アキュムレータ２
０のポート径である可変絞り１０Ａの絞り径を変化させ
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、流体圧回路に生じる
脈動を低減するための装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】プランジャポンプのように間欠的に作動
流体を吐出するポンプを用いた場合、ポンプの吐出側流
路には、そのポンプの回転数に応じた脈動が生じるた
め、従来から、ポンプ吐出側流路には、脈動を吸収する
ためにアキュムレータを接続していた。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の構成では、アキュムレータの作用によって脈動を吸
収していたため、特定の周波数帯域の脈動は確かに低減
できるが、アキュムレータの減衰効果が十分発揮できな
い周波数帯域の脈動は良好に低減できないという不具合
がある。特に、車両のように、エンジンによってポンプ
を駆動するような流体圧回路にあっては、ポンプの回転
数が広い周波数帯域に渡っているため、実際にアキュム
レータによって脈動を吸収できる帯域は、全体から見る
と狭い範囲に限られてしまう。

【０００４】このような不具合を解決するために、減衰
効果の大きい周波数帯域が異なった複数のアキュムレー
タを併用するということも考えられるが、十分な効果を
得るためには部品点数が極めて多くなってしまうし、車
両のように搭載スペースが限られている場合には実現が
困難である。一方、ポンプの吸入側に着目すると、ポン
プの吸入過程において、吸い込み時の負圧に起因する脈
動が発生し、その脈動が伝播して騒音の原因になるとい
う不具合がある。

【０００５】そして、このような不具合は、負圧に起因
する脈動であるため、吐出側のようにアキュムレータを
接続しても良好に解消することはできない。また、負圧
状態にならないように、ポンプ吸入側とタンクとを結ぶ
流路の径を大きくするということも考えられるが、これ
では、吸入量が少ないポンプ低回転時にキャビテーショ
ンが発生し易くなってしまうという欠点がある。

【０００６】この発明は、このような従来の技術が有す
る未解決の課題に着目してなされたものであって、流体
圧回路のポンプ吐出側流路に生じる脈動を、部品点数の
増大等を招くことなく、広い周波数帯域に渡って吸収で
き、また、キャビテーション発生を抑制しつつ、ポンプ
吸入側の負圧に起因する脈動を抑えられる流体圧回路の
脈動低減装置を提供することを目的としている。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、請求項１記載の流体圧回路の脈動低減装置は、ポン
プの吐出側流路に接続されたアキュムレータと、このア
キュムレータのポート径を変化させるポート径可変手段
と、前記ポンプから吐出される作動流体に生じる脈動の
周波数を検出する脈動周波数検出手段と、前記脈動の周
波数が前記アキュムレータの減衰効果が大きい周波数帯
域内に存在するように前記ポート径可変手段を制御する
制御手段と、を備えた。

【０００８】また、上記目的を達成するために、請求項
２記載の流体圧回路の脈動低減装置は、ポンプの吸入側
とタンクとの間の流路径を変化させる流路径可変手段
と、前記ポンプの回転数を検出する回転数検出手段と、
前記回転数に基づいて前記流路径可変手段を制御する制
御手段と、を備えた。

【０００９】

【作用】アキュムレータのポート径が変化すると、その
アキュムレータの減衰効果が大きい周波数帯域も変化す
る。従って、請求項１記載の発明にあっては、脈動周波
数検出手段が、ポンプから吐出される作動流体に生じる
脈動の周波数を検出し、制御手段が、その脈動の周波数
がアキュムレータの減衰効果が大きい周波数帯域内に存
在するように、アキュムレータのポート径を変化させる
ポート径可変手段を制御するので、広い周波数帯域に渡
る脈動がアキュムレータによって吸収される。

【００１０】一方、請求項２記載の発明では、回転数検
出手段が検出したポンプ回転数に基づいて、制御手段
が、ポンプ吸入側とタンクとの間の流路径を変化させる
流路径可変手段を制御するので、その流路径は、ポンプ
の回転数、即ち、ポンプへの吸入量に対応した値にな
る。このため、流路径がポンプ吸入量に対して大きくな
り過ぎることが防げるから、キャビテーションの発生が
抑制され、且つ、流路径がポンプ吸入量に対して小さく
なることが防げるから、負圧状態になり難い。

【００１１】

【実施例】以下、この発明の実施例を図面に基づいて説
明する。図１は、本発明の第１実施例を示す図であり、
これは、車両用の油圧回路に請求項１記載の発明を適用
したものである。先ず、構成を説明すると、エンジン１
を駆動源とした油圧ポンプ２は、タンク３側から吸入し
た作動油を加圧して吐出側配管４に吐出し、その加圧さ
れた作動油は、図示しない例えば油圧式パワーステアリ
ング装置や油圧式能動型サスペンション等の油圧機器に
供給される。

【００１２】そして、吐出側配管４の中途部には、可変
絞り弁１０を介して、アキュムレータ２０が接続されて
いる。可変絞り１０は、円筒形のハウジング１１と、こ
のハウジング１１内に摺動可能に収容されたスプール１
２とを有していて、そのスプール１２に形成された互い
に連通する通路１２ａ及び１２ｂの内、スプール１２の
軸方向に延びる通路１２ａは、スプール１２の一方の端
面で開口して吐出側配管４に通じ、通路１２に交差する
方向に延びる通路１２ｂは、スプール１２の周面で開口
し、ハウジング１１の内周面に形成された円周溝１１ａ
を介してアキュムレータ２０に通じている。

【００１３】スプール１２は、通路１２ａの開口側端部
とハウジング１１内端面との間に介在するスプリング１
３により、円周溝１１ａと通路１２ｂとの連通面積が小
さくなる方向に付勢されるとともに、スプリング１３が
介在するのとは逆側の端面には、比例ソレノイド１５の
作動子１５Ａの先端が当接していて、従って、スプール
１２の軸方向位置は、比例ソレノイド１５の作動子１５
Ａの移動量によって決まり、スプール１２が変位するこ
とにより、円周溝１１ａと通路１２ｂとの連通面積が変
化することから、それらの連通部が、可変絞り１０Ａを
構成する。

【００１４】一方、アキュムレータ２０は、そのハウジ
ング２１内に円筒形のベローズ２２を収容していて、ハ
ウジング２１の内側でベローズ２２の外側には、所定圧
力のガスが封入されるとともに、ベローズ２２の内側
が、可変絞り弁１０の円周溝１１ａに通じている。そし
て、比例ソレノイド１５は、マイクロコンピュータやイ
ンタフェース回路等から構成されたコントローラ３０か
ら供給される指令信号に応じて作動するようになってい
て、そのコントローラ３０には、エンジン１の回転数を
検出するエンジン回転数センサ５の出力が供給され、コ
ントローラ３０は、エンジン回転数センサ５から供給さ
れる信号から判る吐出側配管４に生じる作動油の脈動の
周波数が、アキュムレータ２０の減衰効果が大きい周波
数帯域内に存在するように、比例ソレノイド１５に指令
信号を出力して可変絞り１０Ａを適宜調整する。

【００１５】次に、本実施例の作用を説明する。油圧回
路に通常使用される油圧ポンプ２は間欠的に作動油を吐
出することから、油圧ポンプ２から吐出側配管４に吐出
された作動油には、油圧ポンプ２の回転数と、油圧ポン
プ２の規格（ピストン数）とから決まる周波数の脈動が
生じているが、エンジン１の回転数が比較的広い範囲で
変化することから、脈動の周波数も、比較的広い範囲で
変化する。

【００１６】そして、吐出側配管４に生じる脈動は、可
変絞り弁１０を介して接続されたアキュムレータ２０内
のベローズ２１の伸縮により吸収可能であるが、脈動の
周波数と、アキュムレータ２０の減衰特性との関係を表
す図２に示すように、特定の周波数ｆ₀及びその近傍で
は良好な減衰効果が得られる反面、その周波数ｆ₀から
離れると、さほど良好な減衰効果は得られない。

【００１７】しかし、アキュムレータ２０のポート径
と、周波数ｆ₀との関係を表す図３に示すように、良好
な減衰効果が得られる周波数ｆ₀は、ポート径を変化さ
せることにより比較的広い範囲で任意の値を採ることが
できる。なお、アキュムレータ２０のポート径は、本実
施例では、可変絞り１０Ａを調整することにより変化す
るものであり、具体的には、比例ソレノイド１５の作動
子１５Ａを図１左方に移動させれば、スプール１２がス
プリング１３の付勢力に抗しつつ左方に移動し、円周溝
１１ａと通路１２ｂとの連通面積が大きくなって可変絞
り１０Ａの絞り径が増大し、アキュムレータ２０のポー
ト径が大きくなり、逆に、比例ソレノイド１５の作動子
１５Ａを図１右方に移動させれば、スプール１２がスプ
リング１３の付勢によって左方に移動し、円周溝１１ａ
と通路１２ｂとの連通面積が小さくなって可変絞り１０
Ａの絞り径が縮小し、アキュムレータ２０のポート径が
小さくなる。

【００１８】そこで、コントローラ３０は、エンジン回
転数センサ５の出力を例えば整数倍することにより脈動
の周波数を求め、良好な減衰効果が得られる周波数ｆ₀
が、その脈動の周波数に一致するようなポート径を図３
のようなテーブルを参照して求め、そのポート径となる
ように比例ソレノイド１５に指令信号を出力して可変絞
り１０Ａの絞り径を所望の値に変化させる。

【００１９】すると、上述したように、エンジン１の回
転数に応じて脈動の周波数が変化しても、アキュムレー
タ２０の周波数特性が変化することから、広い周波数帯
域に渡って良好な減衰効果が得られ、吐出側配管４内の
作動油の脈動が吸収されることになる。このように、本
実施例の構成であれば、一つのアキュムレータ２０で広
い周波数帯域の脈動を吸収できるから、複数のアキュム
レータを設ける必要がなく、搭載スペースが限られてい
る車両であっても実現が容易である。

【００２０】ここで、本実施例では、可変絞り弁１０及
び比例ソレノイド１５によってポート径可変手段が構成
され、エンジン回転数センサ５及びコントローラ３０内
におけるエンジン回転数センサ５の出力から脈動の周波
数を求める処理によって脈動周波数検出手段が構成さ
れ、コントローラ３０内における比例ソレノイド１５へ
の指令信号を決定する処理によって制御手段が構成され
る。

【００２１】なお、脈動の周波数はエンジン１の回転数
に依存し、且つ、アキュムレータ２０のポート径である
可変絞り１０Ａの径はコントローラ３０から比例ソレノ
イド１５に供給される指令信号に依存するから、エンジ
ン１の回転数から直接比例ソレノイド１５に対する指令
信号を求めるようなテーブルを作成し、それをコントロ
ーラ３０に記憶させておけば、コントローラ３０の簡略
化及び処理の高速化が図られる。

【００２２】図４は、本発明の第２実施例を示す図であ
り、これは、車両用の油圧回路に請求項２記載の発明を
適用したものである。先ず、構成を説明するが、上記第
１実施例と同等の部材及び部位には、同じ符号を付し、
その重複する説明は省略する。即ち、本実施例では、可
変絞り弁１０を、油圧ポンプ２の吸入側とタンク３との
間に介在させ、そのスプール１２を変位させる比例ソレ
ノイド１５を、上記第１実施例と同様に、エンジン回転
数センサ５の出力に応じて指令信号を決定するコントロ
ーラ３０で制御するようにしたものである。

【００２３】ここで、エンジン１の回転数が増大する
と、これを駆動源とした油圧ポンプ２の回転数も増大
し、従って、タンク３から油圧ポンプ２に吸入される作
動油の流量も、図５に示すように、エンジン回転数の上
昇に伴って増大する。そして、油圧ポンプ２に吸入され
るべき必要な流量がタンク３側から供給されないと、油
圧ポンプ２の吸入側が負圧状態なり、騒音の原因となる
脈動が発生する。

【００２４】そこで、コントローラ３０は、図５に示す
ように、エンジン回転数の上昇に伴って油圧ポンプ２の
吸入側とタンク３との間の油路の径が増大するように、
比例ソレノイド１５に指令信号を出力して可変絞り１０
Ａを変化させる。すると、油圧ポンプ２の吸入側とタン
ク３とを結ぶ配管の流路抵抗は、エンジン回転数の上昇
に伴って小さくなるから、油圧ポンプ２での必要吸入流
量が増大しても、タンク３から十分な量の作動油が油圧
ポンプ２側に供給でき、負圧状態になり難く、脈動の発
生が抑制され、騒音の発生等が防止される。

【００２５】なお、油圧ポンプ２の吸入側及びタンク３
を結ぶ配管の径と、可変絞り１０Ａの最大径とは、エン
ジン１の高速回転時に油圧ポンプ２で必要な最大吸入流
量を通過させるのに十分な値にする。そして、本実施例
の構成であれば、油圧ポンプ２での必要吸入流量が小さ
いエンジン低回転時には、可変絞り１０Ａの径が小さく
なって油圧ポンプ２の吸入側とタンク３とを結ぶ配管の
流路抵抗が大きくなるから、キャビテーションの発生を
防止することができる。

【００２６】なお、特に図示はしないが、上記第１実施
例及び第２実施例の両方の構成を兼ね備えれば、油圧ポ
ンプ２の吐出側及び吸入側の両方の脈動を低減する装置
とすることができる。また、上記各実施例は、本発明に
係る流体圧回路の脈動低減装置を車両用の油圧回路に適
用した場合について説明したが、本発明の適用対象はこ
れに限定されるものではない。

【００２７】

【発明の効果】以上説明したように、請求項１記載の発
明であれば、ポンプの吐出側流路に接続されたアキュム
レータのポート径を、その流路内の流体に生じる脈動の
周波数に応じて可変としたため、複数のアキュムレータ
を設けなくても、広い周波数帯域に渡って良好な減衰効
果が得られ、吐出側流路内の作動流体の脈動が吸収され
るという効果がある。

【００２８】また、請求項２記載の発明であれば、ポン
プの吸入側とタンクとの間の流路径をポンプの回転数に
応じて可変としたため、流路径がポンプ吸入量に対して
小さくなることが防げるから、負圧状態になり難く、脈
動の発生が抑制されるし、しかも、流路径がポンプ吸入
量に対して大きくなり過ぎることが防げるから、キャビ
テーションの発生も抑制されるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例の構成図である。

【図２】アキュムレータの周波数特性を示すグラフであ
る。

【図３】アキュムレータのポート径と減衰効果が大きい
周波数との関係を示すグラフである。

【図４】本発明の第２実施例の構成図である。

【図５】エンジン回転数に対する油圧ポンプへの吸入流
量及び油路径を示すグラフである。

【符号の説明】

１エンジン２油圧ポンプ３タンク４吐出側配管（吐出側流路）５エンジン回転数センサ（脈動周波数検出手段，
回転数検出手段）１０可変絞り弁（ポート径可変手段，流路径可変手
段）２０アキュムレータ３０コントローラ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ポンプの吐出側流路に接続されたアキュ
ムレータと、このアキュムレータのポート径を変化させ
るポート径可変手段と、前記ポンプから吐出される作動
流体に生じる脈動の周波数を検出する脈動周波数検出手
段と、前記脈動の周波数が前記アキュムレータの減衰効
果が大きい周波数帯域内に存在するように前記ポート径
可変手段を制御する制御手段と、を備えたことを特徴と
する流体圧回路の脈動低減装置。
【請求項２】ポンプの吸入側とタンクとの間の流路径
を変化させる流路径可変手段と、前記ポンプの回転数を
検出する回転数検出手段と、前記回転数に基づいて前記
流路径可変手段を制御する制御手段と、を備えたことを
特徴とする流体圧回路の脈動低減装置。