JPH0514112B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の利用分野〕 本発明は、種々の油圧装置の油圧アクチユエー
タを駆動する油圧ポンプの制御装置に関する。

〔発明の背景〕

油圧ポンプは、エンジン等の原動機により駆動
され、油圧アクチユエータに対して圧油を供給す
る。この場合、油圧ポンプの吐出量は原動機の出
力馬力を超えないように制御される。このような
制御装置の概略を図により説明する。

第２図は従来の油圧ポンプの制御装置の系統図
である。図で、１はエンジン等の原動機、２は原
動機１により駆動される油圧ポンプ、２ａは油圧
ポンプ２のおしのけ容積可変機構（以下、斜板で
代表させる）、３は斜板２ａを駆動するレギユレ
ータ、４は斜板２ａの傾転量を検出してそれに応
じた信号を出力する傾転量検出装置、５は油圧ポ
ンプ２の吐出圧を検出してそれに応じた信号を出
力する圧力検出装置である。６は油圧ポンプ２に
より駆動される油圧アクチユエータに連結された
負荷（いずれも図示されていない）を操作する操
作装置であり、この操作装置はその操作量に応じ
た信号を出力する。７は傾転量検出装置４、圧力
検出装置５および操作装置６の信号を入力して所
定の演算、制御を行なうコントローラである。コ
ントローラ７における演算、制御により得られた
値はレギユレータ３に出力される。

操作装置６が操作されると、コントローラ７は
そのときの傾転量検出装置４、圧力検出装置５お
よび操作装置６の出力信号をとり入れ、予め定め
られた演算、制御を行ない、その結果得られた値
をレギユレータ３に出力して斜板２ａの傾転角を
大にし、油圧ポンプ２の吐出量を最適の値になる
まで増大させてゆく。このような制御において、
仮に負荷が増大すると、これに応じて油圧ポンプ
２の吐出圧力は大きくなる。この増加した圧力は
圧力検出装置５により検出され、コントローラ７
に入力される。コントローラ７はこの増加した圧
力に基づく演算、制御を行ない、当該圧力に応じ
た傾転角を求め、この傾転角と現在の傾転角との
差の値をレギユレータ３に出力する。レギユレー
タ３はこの信号を入力して、当該信号が０になる
傾転角まで斜板２ａの傾転角を減少させる。この
制御により、油圧ポンプ２の出力は原動機１の出
力馬力を超えない範囲で適正に維持される。

ところで、このような制御装置において、検出
装置を含む電気的制御系統のいずれかの部分に故
障が発生すると、上記の制御は不能に陥り、特に
負荷が大きい場合、油圧ポンプ２の出力が原動機
１の出力馬力を超え、原動機１が停止して予期し
ない危険な状態を生じるおそれがある。

〔発明の目的〕

本発明は、このような事情に鑑みてなされたも
のであり、その目的は、電気的制御系統に故障が
発生しても、制御不能となる事態を防止すること
ができる油圧ポンプの制御装置を提供するにあ
る。

〔発明の概要〕

上記の目的を達成するため、本発明は、おしの
け容積可変機構を備えた油圧ポンプと、この油圧
ポンプの吐出圧力を検出する圧力検出装置と、前
記おしのけ容積可変機構の傾転量を検出する傾転
量検出装置と、前記おしのけ容積可変機構を駆動
する駆動装置と、前記圧力検出装置および前記傾
転量検出装置の検出値に基づいて前記駆動装置の
駆動制御信号を出力するコントローラとを備えた
油圧ポンプの制御装置において、前記圧力検出装
置、前記傾転量検出装置および前記コントローラ
を含む電気制御系統に異常が生じたとき第１の位
置から第２の位置へ切換えられる切換弁と、この
切換弁が前記第１の位置にあるとき前記コントロ
ーラの制御信号に応じて駆動されるとともに、前
記切換弁が前記第２の位置にあるとき前記油圧ポ
ンプの吐出圧力に応じて駆動され前記駆動装置を
制御する油圧シリンダとを設けたことを特徴とす
る。

電気制御系統が正常な場合、切換弁は第１の位
置にあり、油圧シリンダはコントローラからの信
号に応じて駆動され、この駆動により油圧ポンプ
の駆動装置を制御しておしのけ容積可変機構の傾
転を制御する。一方、電気系統に異常が生じる
と、切換弁は第２の位置に切換えられ、油圧シリ
ンダは油圧ポンプの吐出圧力に応じて駆動され、
おしのけ容積可変機構の傾転を制御する。

〔発明の実施例〕

以下、本発明を図示の実施例に基づいて説明す
る。

第１図は本発明の実施例に係る油圧ポンプの制
御装置の系統図である。図で、第２図に示す部分
と同一部分には同一符号を付して説明を省略す
る。１０は原動機１で駆動されるパイロツトポン
プ、１１はパイロツト回路の最高圧力を規定する
リリーフ弁である。１２はパイロツト圧により切
換えられる切換弁であり、常時スプリング１２ｓ
により図の左側位置１２ｂとされ、パイロツト圧
が加えられると図の右側位置１２ａに切換えられ
る。１３はコントローラ７の出力信号に応じて駆
動される電磁弁、１４は切換弁１２に接続された
絞りである。１５は電磁弁１３と絞り１４との間
に接続された第１の油圧シリンダであり、第１の
ピストン室１５ａと第１のピストン１５ｂで構成
されている。１６は第１のピストン１５ｂに形成
された第２の油圧シリンダであり、第２のピスト
ン室１６ａと第２のピストン１６ｂで構成されて
いる。ここで、第１のピストン１５ｂの断面積に
パイロツト圧を乗じた値と、第２のピストン１６
ｂの断面積に油圧ポンプ２の最大圧力を乗じた値
とが等しくなるように設定されている。

１８は第２のピストン１６ｂに当接されたロツ
ド、１９はロツド１８に固定されたスプリングシ
ートである。２０はロツド１８の他端に連結され
た切換弁で、スプリング２０ｓを備えており、図
の上側位置２０ａ、下側位置２０ｂ、中立位置２
０ｃに切換可能である。２１はパワーピストンで
あり、一部に斜板２ａの一端部が連結されてい
る。パワーピストン２１が図の上方向に移動する
ことにより斜板２ａの傾転角は小となり、下方向
移動により斜板２ａの傾転角は大となる。２２は
パイロツトポンプ１０と接続される小径室であ
り、パワーピストン２１の一端にパイロツト圧を
与える。２３は切換弁２０に接続され、小径室２
２より断面の径が大きい大径室であり、パワーピ
ストン２１の他端にパイロツト圧を与える。した
がつて、パワーピストン２１の小径室２２側の端
部の断面径は大径室２３側の端部の断面径より小
さい。２４はパワーピストン２１に固定されたロ
ツド、２５はロツド２４とスプリングシート１９
との間に装架されたスプリングである。２６はコ
ントローラ７の信号により駆動される電磁弁であ
る。電気的制御系統が正常に作動している場合、
コントローラ７から電磁弁２６に信号が出力さ
れ、電磁弁２６をスプリング２６ｓに抗して図の
上側位置２６ａに切換え、電気的制御系統に異常
がある場合、コントローラ７から電磁弁２６に信
号は出力されず、電磁弁２６はスプリング２６ａ
により下側位置２６ｂに切換えられる。

次に、本実施例の動作を説明する。まず、電気
的制御系統が正常に動作している場合、電磁弁２
６は位置２６ａに切換えられているので、切換弁
１２にはパイロツトポンプ１０のパイロツト圧が
加わり、切換弁１２は位置１２ａに切換えられ
る。これにより、第２のピストン室１６ａはタン
クと連通されるとともに、パイロツトポンプ１０
の圧油は、切換弁１２、絞り１４へ流れる。この
とき、コントローラ７から電磁弁１３へ制御信号
が出力されると、電磁弁１３はこの制御信号に応
じて駆動され、絞り１４を経たパイロツトポンプ
１０からの圧油に対して、その駆動に応じた絞り
抵抗を与える。このため、第１のピストン室１５
ａには、この絞り抵抗に応じたパイロツト圧が生
じ、これに応じて第１のピストン１５ｂを移動さ
せる。なお、この移動は第２のピストン室１６ａ
がタンクに連通しているため、第２の油圧シリン
ダ１６には何等影響されない。今、圧力検出装置
５の検出値が大になつたとき、コントローラ７は
これに応じた傾転量を演算し、その値と現在の傾
転量との差の信号を出力する。この場合、差の信
号は大きく、これに応じて電磁弁１３の絞り抵抗
も大きくなるので第１のシリンダ１５の第１のピ
ストン室１５ａの圧力は増大し、第１のピストン
１５ｂは下方に移動する。この移動はロツド１８
に伝えられ、切換弁２０を位置２０ａに切換え
る。これにより、パイロツトポンプ１０の圧油は
大径室２３に供給され、小径室２２との断面径の
差によりパワーピストン２１を、スプリング２５
を圧縮しながら図の上方へ移動せしめる。このた
め、斜板２ａの傾転量は減少し、油圧ポンプ２の
吐出量を減少して油圧ポンプ２の出力が原動機１
の出力馬力を超えないように制御される。この制
御により、斜板２ａの傾転量が減少すると、この
減少は傾転量検出装置４で検出され、この結果、
偏差が減少するので電磁弁１３の絞り抵抗も減少
し、遂には切換弁２０が中立位置２０ｃに切換わ
り、斜板２ａをその位置に保持する。逆に、圧力
検出装置５により検出された値が小さくなると電
磁弁１３の絞り抵抗が減少して第１のピストン１
５ｂが図の上方へ移動し、切換弁２０が位置２０
ｂに切換えられ、大径室２３がタンクに連通し、
パワーピストン２１が下方に移動して斜板２ａの
傾転量を増大する。このようにして、油圧ポンプ
２は、原動機１の出力馬力を超えない範囲におい
てこれを有効に利用するように制御される。

次に、電気的制御系統に故障が発生した場合、
例えば、傾転量検出装置４から信号が出力されな
い事態が発生した場合、コントローラ７から電磁
弁２６に対する信号が出力されなくなる。このた
め、電磁弁２６は位置２６ｂに切換えられ、切換
弁１２のパイロツトポートをタンクに連通し、ス
プリング１２ｓにより切換弁１２を位置１２ｂに
切換える。これにより、第１の油圧シリンダ１５
のピストン室１５ａは絞り１４を介してタンクに
連通され、第１の油圧シリンダ１５は電磁弁１３
の駆動には全く影響されない状態となる。即ち、
コントローラ７からの如何なる信号（この場合、
誤つた信号）に対しても応動しない状態となる。
一方、切換弁１２の位置１２ｂへの切換えによ
り、油圧ポンプ２の吐出圧力は第２の油圧シリン
ダ１６の第２のピストン室１６ａに伝達され、こ
の圧力に応じて第２のピストン１６ｂが駆動され
る。今、当該吐出圧力が大きくなつたとき、第２
のピストン１６ｂが図の下方に移動し、ロツド２
４を下方に押して切換弁２０を位置２０ａに切換
える。したがつて、以後は前述した動作と同じく
斜板２ａの傾転量は減少し、油圧ポンプ２の出力
を減少して原動機の出力馬力を超えないように制
御する。斜板２ａの傾転量の減少により、油圧ポ
ンプ２の吐出圧力が減少すると、第２のピストン
室１６ａの圧力も減少し、第２のピストン１６ｂ
が上方へ移動し、切換弁２０が中立位置２０ｃに
戻り、斜板２ａはその位置に維持される。逆に、
油圧ポンプ２の吐出圧力が低いと、切換弁２０は
位置２０ｂに切換えられ、斜板２ａの傾転量は増
大せしめられる。

なお、第１のピストン１５ｂと第２のピストン
１６ｂの断面積を前述のような条件に設定し、か
つ、スプリング２５のばね力を適宜調整すること
により、第２の油圧シリンダ１６によつても、第
１の油圧シリンダ１５による制御とほぼ同様の制
御を行なうことができる。

このように、本実施例では、電気的制御系統が
正常に作動しているとき、コントローラからの制
御信号に応じて電磁弁を駆動し、この駆動に応じ
て第１の油圧シリンダを作動して油圧ポンプの斜
板を制御するようにし、電気的制御系統が正常に
作動しない場合、他の電磁弁を切換えて、第１の
油圧シリンダのピストン内に構成された第２の油
圧シリンダに油圧ポンプの吐出圧を伝達して油圧
ポンプの斜板を制御するようにしたので、電気的
制御系統に故障が発生しても油圧ポンプが制御不
能となる事態を防止することができる。

なお、上記実施例の説明では、正常時と故障時
の切換えを電磁弁で行なう例について説明した
が、この電磁弁に制御信号を与える回路中に開閉
器を設けておけば、当該電磁弁の制御回路自体に
故障が発生しても、開閉器を開くことにより、そ
の故障に対処し得るばかりでなく、開閉器により
いずれの制御方法をも選択できる。なお又、開閉
器を設けなくても、当該電磁弁の制御回路の故障
には、コントローラと当該電磁弁との間の配線を
切断することにより、対処することができる。

〔発明の効果〕

以上述べたように、本発明では、油圧ポンプの
傾転量検出装置と圧力検出装置の検出値に基づい
て、第１の駆動制御部によりそのおしのけ容積可
変機構の傾転を制御するとともに、この第１の駆
動制御部に正常な信号が出力されない事態が生じ
たとき、切換手段により油圧ポンプの吐出圧力を
第２の駆動制御部に導いておしのけ容積可変機構
の傾転を制御するようにしたので、電気的制御系
統に故障が発生しても、油圧ポンプの制御が不能
となる事態を防止することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例に係る油圧ポンプの制
御装置の系統図、第２図は従来の油圧ポンプの制
御装置の系統図である。 １……原動機、２……油圧ポンプ、２ａ……斜
板、４……傾転量検出装置、５……圧力検出装
置、７……コントローラ、１０……パイロツトポ
ンプ、１２，２０……切換弁、１３，２６……電
磁弁、１５……第１の油圧シリンダ、１５ａ…第
１のピストン室、１５ｂ……第１のピストン、１
６……第２の油圧シリンダ、１６ａ……第２のピ
ストン室、１６ｂ……第２のピストン、１８，２
４……ロツド、２１……パワーピストン、２２…
…小径室、２３……大径室。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ おしのけ容積可変機構を備えた油圧ポンプ
   と、この油圧ポンプの吐出圧力を検出する圧力検
   出装置と、前記おしのけ容積可変機構の傾転量を
   検出する傾転量検出装置と、前記おしのけ容積可
   変機構を駆動する駆動装置と、前記圧力検出装置
   および前記傾転量検出装置の検出値に基づいて前
   記駆動装置の駆動制御信号を出力するコントロー
   ラとを備えた油圧ポンプの制御装置において、前
   記圧力検出装置、前記傾転量検出装置および前記
   コントローラを含む電気制御系統に異常が生じた
   とき第１の位置から第２の位置へ切換えられる切
   換弁と、この切換弁が前記第１の位置にあるとき
   前記コントローラの制御信号に応じて駆動される
   とともに前記切換弁が前記第２の位置にあるとき
   前記油圧ポンプの吐出圧力に応じて駆動され前記
   駆動装置を制御する油圧シリンダとを設けたこと
   を特徴とする油圧ポンプの制御装置。 ２ 特許請求の範囲第１項において、前記油圧シ
   リンダは、前記コントローラの制御信号に応じて
   駆動される第１のピストン、この第１のピストン
   内に設けられ前記油圧ポンプの吐出圧力を導入す
   るピストン室、およびこのピストン室の圧力によ
   り駆動され前記第１のピストンから突出して前記
   駆動装置に連結されたロツドと当接する第２のピ
   ストンを備えていることを特徴とする油圧ポンプ
   の制御装置。