JPH05272462A - ポンプの流量制御装置 - Google Patents

ポンプの流量制御装置

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Publication number
JPH05272462A
JPH05272462A JP4066503A JP6650392A JPH05272462A JP H05272462 A JPH05272462 A JP H05272462A JP 4066503 A JP4066503 A JP 4066503A JP 6650392 A JP6650392 A JP 6650392A JP H05272462 A JPH05272462 A JP H05272462A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
pump
flow rate
spring
pressure
discharge
Prior art date
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Pending
Application number
JP4066503A
Other languages
English (en)
Inventor
Kenji Nanahara
賢司 七原
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nissan Motor Co Ltd
Original Assignee
Nissan Motor Co Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Nissan Motor Co Ltd filed Critical Nissan Motor Co Ltd
Priority to JP4066503A priority Critical patent/JPH05272462A/ja
Publication of JPH05272462A publication Critical patent/JPH05272462A/ja
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 油圧システムの高圧化を行った可変容量ポン
プの安定性を向上させる。 【構成】 流量制御弁を付勢するバネの特性を非線形と
したことで、吐出圧の高い動作点での圧力−流量ゲイン
を小さくすることができ、吐出流量の基準最低流量での
収束性が向上して、ポンプ系の安定性を向上させれる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明はポンプの流量制御装置に
関する。
【0002】
【従来の技術】従来のポンプの流量制御装置としては、
例えば、特開平3−199684号公報に示すようなも
のがある。
【0003】図6は上述した流量制御装置の概略構成図
である。図6において、11は流体作動機器としての油
圧サスペンション、12はアキュムレータ、13はポン
プ、14は該ポンプ13の流量制御装置を示す。
【0004】ポンプ13は、リザーバタンク15から吸
入路16を経由して供給された作動流体を油圧サスペン
ション11に吐出する。流量制御装置14は、前記吸入
路16途中を絞ることによって開度制御する流量制御弁
17とを備えている。また、該流量制御弁17は、プリ
セット荷重を有する線形バネ18(バネ手段)で開方向
に付勢され、該バネ手段による付勢力に抗して前記ポン
プ13の吐出圧がフィードバックピン19を介して導入
されて、前記吐出圧がバネ手段のプリセット荷重より大
きい時には閉方向に作動するスプール20が設けられて
いる。
【0005】上記のような構成により、ポンプ13の吐
出圧が流量制御弁17にフィードバックされて、スプー
ル20が作動することにより、油圧サスペンション11
の消費流量に見合った流量をポンプ13から吐出するこ
とができる。ここで、ポンプ13の吐出圧に対する吐出
流量の関係は図7に示すようになり、圧力−流量ゲイン
(吐出圧変化に対する吐出流量変化の割合)は、吐出圧
の高い動作点(小流量時)では大きくなり、逆に、吐出
圧の低い動作点(大流量時)では小さくなる。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】そこで、油圧サスペン
ション11の能力向上を図るべく、油圧システムの高圧
化を行おうとすると、前記線形バネ11のプリセット荷
重を大きくすれば良いが、そのときのポンプの吐出圧に
対する吐出流量の関係は、図8に示すようになり、圧力
−流量ゲインが大きいときのポンプの吐出圧が更に高く
なる。
【0007】ここで、図7に示すように、油圧サスペン
ション11が作動していないため、図中のA方向に変化
するようなポンプ13の吐出流量が減少するようなとき
に、油圧サスペンション制御に必要な最低流量(以下、
基準最低流量QMINと称す)で収束するためのポンプ系
の安定限界は次式のように表される。数1において、K
は圧力−流量ゲイン、Rtは油路抵抗、Vgはアキュム
レータの容量、ωnは固有周波数、ζは減衰比である。
【0008】
【数1】
【0009】又、Cは次式の数2に示される。数2にお
いて、Ppはポンプの吐出圧、Paはアキュムレータの
ガス封入圧である。
【0010】
【数2】
【0011】数1に示すように、左辺が1より小さけれ
ば吐出圧が高い動作点で吐出流量が基準最低流量QMIN
に近づき収束するので安定状態にあるといえる。逆に、
1以上であれば吐出流量は収束せずに持続振動や発散が
生じてしまい不安定状態にあるといえる。つまり、数1
からわかるように、吐出圧が高い程、又は圧力−流量ゲ
インが大きい程不安定状態になる。そのため、油圧シス
テムの高圧化を行った車両がエンジン始動時に、可変容
量ポンプに作動流体が供給されてアキュムレ−タへのチ
ャージのために吐出流量が急激に上昇して、チャージが
終わった後や、油圧サスペンションが作動状態から車両
が停止したり、良路を直進したりして油圧サスペンショ
ンが作動しない状態になったときなどに、吐出流量が減
少し、基準最低流量QMINに落ち着くとき(吐出圧の高
い動作点)の収束性が悪くなるという不安定状態になる
ので、ポンプ流量が振動してしまうという問題点があっ
た。 それで、ポンプ系の安定化を図るためには、アキ
ュムレータの容量Vgを大きくするか、或いは下記の数
3に示すような圧力−流量ゲインKを小さくするために
バネ定数を大きくする必要がある。数3において、Af
はフィードバックピンの断面積、Ksはバネ定数、Gs
はスプール−流量ゲイン(スプール変位に対する吐出流
量変化の割合)、ΔPsはスプール差圧、Csは流量係
数である。
【0012】
【数3】
【0013】しかし、アキュムレータの容量Vgを大き
くすると、油圧システムの重量が増加してしまい、又、
バネ定数Ksを大きくすると、図9に示すように、吐出
圧Ppの高い動作点での圧力−流量ゲインKは小さくな
るものの、吐出圧Ppが一層高くなり安定性が相殺され
てしまう。更に、吐出圧Ppが高くなるとポンプの駆動
動力が大きくなりエネルギーの面からも望ましくない。
【0014】そこで、本発明は、このような従来の問題
点に着目してなされたもので、ポンプ系の吐出圧が高い
動作点で吐出圧を上げることなく、圧力−流量ゲインが
小さくなるような特性のポンプの流量制御装置の提供を
目的とする。
【0015】
【課題を解決するための手段】上記問題点を解決するた
めに、本発明は、タンクから作動流体を吸入し、該吸入
した作動流体を各種流体作動機器に吐出するポンプと、
該ポンプの吸入路に、プリセット荷重を有するバネ手段
で開方向に付勢され、該バネ手段による付勢力に抗して
前記ポンプの吐出側流体圧が導入されて該吐出側流体圧
が大きいときには閉方向に作動するスプールを有する流
量制御弁を配したポンプの流量制御装置において、前記
バネ手段をバネ変位の増加に伴いバネ定数が大きくなる
特性を持つ非線形バネにする。
【0016】
【作用】上記構成のポンプの流量制御装置において、吐
出圧が高い動作点での圧力−流量ゲインを、吐出圧を上
げることなく小さくすることで、吐出流量の基準最低流
量QMINでの収束性を向上させ、ポンプ流量の振動を抑
えることができるので、ポンプ系の安定化が可能にな
る。
【0017】
【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づき説明す
る。図1乃至図3に本発明の一実施例を示す。図1は本
発明の一実施例の構成を示す図である。図1において、
11は流体作動機器としての油圧サスペンション、12
はアキュムレータ、13はポンプ、14は該ポンプの流
量制御装置を示す。
【0018】ポンプ13は、リザーバタンク15から吸
入路16を経由して供給される作動流体を油圧サスペン
ション11に吐出する。流量制御装置14は、前記吸入
路16途中に配設され、吸入路16を絞ることによって
開度制御する流量制御弁17を備えている。
【0019】該流量制御弁17は、プリセット荷重を有
する円錐コイル28(非線形バネ)で開方向に付勢さ
れ、該バネ手段による付勢力に抗して前記ポンプ13の
吐出圧がフィードバックピン19を介して導入されて、
前記吐出圧がバネ手段のプリセット荷重より大きい時に
は閉方向に作動するスプール20が設けられている。そ
のため、吸入路16の開口面積を変化させることによ
り、ポンプ13の吐出流量を制御することができる。
【0020】円錐コイル28は、図2に示すように、吐
出圧が低いとき、つまりバネ変位が小さいときには、従
来例に用いられてた線形バネに比べ、バネ定数が小さ
く、逆に、吐出圧が高いとき、つまりバネ変位が大きい
ときにはバネ定数が大きくなるというように、バネ変位
の増加に伴いバネ定数が増加する特性を持つ。
【0021】上記のような構成により、油圧サスペンシ
ョン11が作動しているときには、油圧サスペンション
11の消費流量が増え、吐出圧が低下してスプール20
の図中の右方向の移動に伴い吸入路16の開口面積が大
きくなり、油圧サスペンション11の消費流量に見合っ
た流量を吐出する。その後、油圧サスペンション11が
作動しなくなると油圧サスペンション11の消費流量が
減少するために、油圧ポンプ16からの吐出圧が上昇す
る。そのため、流量制御弁17内のスプール20は、図
1中で左方向に移動して、吸入路16を絞ることによっ
て吐出流量を小さくし、基準最低流量QMINに保持する
ことができる。
【0022】以上のように、本実施例のポンプ流量特性
を図3に示す。図3に示すように、吐出圧Ppがプリセ
ット荷重より高くなると、バネ定数が小さいために圧力
−流量ゲインは大きくなるが、吐出圧Ppがさらに上昇
すると、バネ定数が大きくなるために圧力−流量ゲイン
は小さくなるので、吐出圧Ppの高い動作点(小流量
時)において、圧力−流量ゲインKが吐出圧Ppを高く
上げることなく小さく抑えることができる。
【0023】したがって、油圧システムの高圧化を行っ
ても、ポンプ系の安定限界を越えることがないので、可
変容量ポンプ13の吐出流量の基準最低流量QMINでの
収束性が向上するので、ポンプ系の安定性を保持するこ
とができる。
【0024】尚、本実施例では非線形バネとして円錐コ
イルを用いた例を示したが、円錐コイルに限らず、図4
に特性を示すような双曲コイルや図5に特性を示すよう
な同心多重コイルなどを用いてもよい。
【0025】
【発明の効果】以上説明してきたように、本発明の可変
容量ポンプは、スプールを付勢するバネの特性が非線形
なものを用いたために、吐出圧が高くなる動作点でバネ
定数が大きくなり、圧力−流量ゲインを小さく抑えるこ
とができるので、油圧システムの高圧化を行ったときで
も、可変容量ポンプの吐出流量の基準最低流量QMIN
の収束性が向上し、ポンプ系の安定性を確保することが
できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例の可変容量ポンプの構成図で
ある。
【図2】同例に適用し得る円錐コイルのバネ特性を示す
図である。
【図3】同例の可変容量ポンプのポンプ流量特性を示す
図である。
【図4】双曲コイルのバネ特性を示す図である。
【図5】同心多重コイルのバネ特性を示す図である。
【図6】従来の可変容量ポンプの構成図である。
【図7】従来例の可変容量ポンプのポンプ流量特性を示
す図である。
【図8】油圧システムの高圧化を行った場合のポンプ流
量特性を示す図である。
【図9】油圧システムの高圧化を行った時にバネ定数を
大きくした場合のポンプ流量特性を示す図である。
【符号の説明】
11 油圧サスペンション(流体作動機器) 13 ポンプ 14 流量制御装置 15 リザーバタンク 16 吸入路 17 流量制御弁 18 線形バネ 20 スプール 28 円錐コイル(非線形バネ)

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】タンクから作動流体を吸入し、該吸入した
    作動流体を各種流体作動機器に吐出するポンプと、該ポ
    ンプの吸入路に、プリセット荷重を有するバネ手段で開
    方向に付勢され、該バネ手段による付勢力に抗して前記
    ポンプの吐出側流体圧が導入されて該吐出側流体圧が大
    きいときには閉方向に作動するスプールを有する流量制
    御弁を配したポンプの流量制御装置において、 前記バネ手段はバネ変位の増加に伴いバネ定数が大きく
    なる特性を持つ非線形バネであることを特徴とするポン
    プの流量制御装置。
JP4066503A 1992-03-25 1992-03-25 ポンプの流量制御装置 Pending JPH05272462A (ja)

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JP4066503A JPH05272462A (ja) 1992-03-25 1992-03-25 ポンプの流量制御装置

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JP4066503A JPH05272462A (ja) 1992-03-25 1992-03-25 ポンプの流量制御装置

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JP (1) JPH05272462A (ja)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001187960A (ja) * 1999-11-08 2001-07-10 General Motors Corp <Gm> 流体作動型摩擦トルク伝達装置用のトリムバルブ
JP2009014157A (ja) * 2007-07-09 2009-01-22 Kobelco Cranes Co Ltd 油圧パイロット式コントロールバルブ及びクレーン用ウインチの駆動制御装置
WO2011113147A1 (en) * 2010-03-15 2011-09-22 Magna Powertrain Inc. Low gain pressure relief valve

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