JPH0551794B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、可変容量形の油圧ポンプにおいて、
ポンプ本体の吐出圧力を制御する制御装置に関す
るものである。

（従来技術及びその問題点） 例えば、可変容量形ポンプにおいて吐出圧力を
制御するための制御装置は、従来第３図に示すよ
うな構成であつた。すなわち第３図において、３
１はポンプ本体、３２は油室、３３は負荷、３４
は圧力補償弁、３５は電磁比例リリーフ弁、３６
は固定絞り、３７は圧力検出器、３８は制御回
路、３９は圧力設定器、４０はサージ吸収弁であ
つて、制御回路３８は圧力検出器３７からの検出
信号と圧力設定器３９からの設定信号との偏差に
応じた信号を電磁比例リリーフ弁３５に出力し、
電磁比例リリーフ弁３５は入力ポートの油圧が制
御回路３８からの信号に応じた圧力となるまでは
圧油をドレンさせない。そして圧力補償弁３４は
固定絞り３６の両端の差圧に応じて動作し、油室
３２に圧油を供給してポンプ本体３１から圧油を
供給する状態と、油室３２の圧油をドレンさせる
状態とに切替え、圧力補償弁の開度も差圧に応じ
て変化する。この結果、圧力検出器３７により検
出されるポンプ本体３１の吐出圧力が圧力設定器
３９に設定された設定圧力よりも低い場合は、油
室３２の圧油がドレンされて、ポンプ本体３１は
吐出流量が多くなるように制御され、最大流量と
なる。逆に、ポンプ本体３１の吐出圧力が圧力設
定器３９に設定された設定圧力よりも高い場合
は、ポンプ本体３１から吐出された圧油が油室３
２に供給されて、ポンプ本体３１は吐出流量が少
なくなるように制御され、吐出圧力が低くなる。
このようにしてポンプ本体３１の吐出圧力が圧力
設定器３９に設定された設定圧力と等しくなるよ
うに制御される。そして制御回路３８は、Ｋ１〜
Ｋ４のゲインを有する増幅要素４２〜４５と、加
算要素４６，４７と、増幅回路４８とにより構成
されており、圧力設定器３９からの設定信号を増
幅要素４２により増幅し、増幅要素４２の出力信
号を増幅要素４３により増幅し、圧力検出器３７
からの検出信号を増幅要素４４により増幅し、加
算要素４６により増幅要素４３の出力信号に増幅
要素４４の出力信号を反転して加算し、加算要素
４６の出力信号を増幅要素４５により増幅し、増
幅要素４５の出力信号と増幅要素４２の出力信号
とを加算要素４７により加算し、加算要素４７の
出力信号を増幅回路４８により増幅して出力する
ものであつた。

しかしながらこのような従来の構成では、例え
ば圧力設定器３９の設定圧力を変化させた場合の
ように、ポンプ本体３１の設定圧力の急変時に、
吐出圧力にオーバーシユートやアンダーシユート
が発生するので、これを低減するためにサージ吸
収弁４０を設けなければならず、製作費が上昇す
ると共にポンプが大形化するという不都合があつ
た。また、サージ吸収弁４０を設けても、第４図
のように吐出圧力のオーバーシユートやアンダー
シユートを充分に除去することはできないという
不都合もあつた。

（問題点を解決するための手段） 上記問題点を解決するため、本発明の可変容量
形ポンプの吐出圧力制御装置は、上記ポンプの吐
出圧力を検出する圧力検出器、上記ポンプの吐出
圧力を所望に設定する吐出圧力設定器、上記ポン
プの吐出圧油を用いて該ポンプの吐出流量を制御
する圧力補償弁、該圧力補償弁の開度を制御する
電磁比例リリーフ弁、及び上記吐出圧力設定器の
出力信号を上記圧力検出器の出力信号により補正
した圧力指令信号を生成する制御回路を備え、該
制御回路からの圧力指令信号に基づき上記電磁比
例リリーフ弁を制御するとともに上記圧力補償弁
を介して上記ポンプの吐出圧力を設定圧力に維持
するようにした吐出圧力制御装置であつて、上記
制御回路に上記圧力検出器の出力を微分する微分
回路を設け、この微分回路の微分出力信号を上記
圧力指令信号に加えて該指令信号を補正し、この
補正信号に基づき上記電磁比例リリーフ弁を制御
するように構成し、これにより上記ポンプの吐出
圧力変更時における吐出圧油のオーバーシユート
とかアンダーシユート等のサージ発生を抑制する
ようにしたものである。

（作用） 微分回路は、制御回路内の適所にて入力信号あ
るいは処理途中の信号を微分する。この微分回路
の出力信号あるいはその反転信号は、制御回路の
出力信号の急激な変化を妨げるように制御回路の
出力信号の一部として加算される。したがつてポ
ンプ本体の吐出圧力の急変が抑制され、オーバー
シユートおよびアンダーシユートが除去される。

（実施例） 以下、本発明の一実施例を第１図および第２図
に基づいて説明する。

第１図は本発明の一実施例における制御装置を
備えた可変容量形ポンプの要部の構成図で、１は
ポンプ本体であり、このポンプ本体１はばね２の
付勢力と油室３に供給される圧油の油圧とのバラ
ンスによつて図外の斜板の傾斜角が制御され、斜
板の傾斜角に応じて吐出流量が可変する。このポ
ンプ本体１の入力ポート１ａは流路４を介して負
荷５に連通しており、流路４には圧力検出器６が
配置されている。

８は圧力補償弁で、この圧力補償弁８のポート
８ａは前記流路４に連通しており、ポート８ｂは
タンク９に連通しており、ポート８ｃは前記油室
３に連通しており、一方の制御ポート８ｄは前記
流路４に連通しており、他方の制御ポート８ｅは
電磁比例リリーフ弁１０の入力ポート１０ａに連
通していると共に固定絞り１１を介して前記流路
４に連通している。

１３は制御回路で、この制御回路１３は前記圧
力検出器６の検出信号と圧力設定器１４の設定信
号とが入力信号として入力され、前記電磁比例リ
リーフ弁１０のソレノイド１５を励磁する励磁信
号を出力信号として出力する。この制御回路１３
は、前記圧力設定器１４からの設定信号を増幅す
るゲインＫ１の第１の増幅要素１７と、この第１
の増幅要素１７の出力信号を増幅するゲインＫ２
の第２増幅要素１８と、前記圧力検出器６からの
検出信号を増幅するゲインＫ３の第３の増幅要素
１９と、前記圧力検出器６からの検出信号を微分
する微分要素２０と、前記第２の増幅要素１８の
出力信号に前記第３の増幅要素１９の出力信号を
反転して加算する第１の加算要素２１と、この第
１の加算要素２１の出力信号を増幅するゲインＫ
４の第４の増幅要素２２と、前記第１の増幅要素
１７の出力信号と前記第４の増幅要素２２の出力
信号とを加算したものに前記微分要素２０の出力
信号を反転して加算する第２の加算要素２３と、
この第２の加算要素２３の出力信号を増幅する増
幅回路２４とにより構成されている。

前記電磁比例リリーフ弁１０は、入力ポート１
０ａの油圧が前記制御回路１３の出力信号に比例
した圧力になるように圧油をタンク２６にドレン
させる。また前記圧力補償弁８は、一方の制御ポ
ート８ｄの油圧と他方の制御ポート８ｅの油圧と
の差圧すなわち前記固定絞り１１の両端の差圧に
応じて動作し、この差圧によりポート８ａとポー
ト８ｃとを連通させる状態とポート８ｂとポート
８ｃとを連通させる状態とに切替わると共に、そ
の開度が差圧に比例して可変する。そして差圧が
所定の値であれば、ポート８ａとポート８ｃとの
連通もポート８ｂとポート８ｃとの連通も遮断し
た状態になる。なお２７はタンクである。

次に作用を説明する。図外の駆動装置によりポ
ンプ本体１が駆動されると、吐出ポート１ａから
圧油が吐出されて負荷５に供給される。そして流
路４の油圧が圧力検出器６により検出され、圧力
検出器６の検出信号は制御回路１３に供給され
る。制御回路１３には圧力検出器６の検出信号の
他に圧力設定器１４の設定信号が供給され、その
偏差に応じた信号が制御回路１３からソレノイド
１５に供給される。いま、ポンプ本体１の吐出圧
力が設定圧力よりも低いものとすると、制御回路
１３からは大きな出力の信号が出力され、したが
つて電磁比例リリーフ弁１０は入力ポート１０ａ
の油圧が制御回路１３の出力信号に比例した高い
油圧になるように圧油をドレンさせないように
し、ドレン流量は最少または零になる。したがつ
て固定絞り１１を流れる圧油の流量は少なく、両
端の差圧は小さいので、圧力補償弁８はポート８
ｂとポート８ｃとを連通させる状態に切替わると
共に、その開度が差圧に反比例して大きくなる。
このため油室３の圧油は圧力補償弁８を介してタ
ンク９にドレンされ、ポンプ本体１の斜板はばね
２により付勢されてポンプ本体１の吐出流量が多
くなる方向に回動する。このとき、ポンプ吐出量
は最大吐出量とされる。負荷５の条件が変化し、
ポンプ本体１の吐出圧力が高くなると、圧力検出
器６の検出信号が大きくなるので、制御回路１３
の出力信号は小さくなり、電磁比例リリーフ弁１
０のドレン流量が多くなつて固定絞り１１両端の
差圧が大きくなり、圧力補償弁８の開度が小さく
なる。そしてポンプ本体１の吐出圧力が設定圧力
に達すると、制御回路１３は圧力設定器１４から
の設定信号に応じた信号をソレノイド１５に出力
し、電磁比例リリーフ弁１０は入力ポート１０ａ
の油圧が制御回路１３からの信号に応じた油圧に
なるように圧油をドレンさせ、固定絞り１１の両
端の差圧が所定の値になるので、圧力補償弁８は
ポート８ａとポート８ｃとの連通もポート８ｂと
ポート８ｃとの連通も遮断する状態に切替わり、
ポンプ本体１の斜板の傾斜角が一定になつて吐出
圧が一定に維持される。この状態で設定圧力が低
く変更されたとすると、制御回路１３の出力信号
はさらに小さくなり、電磁比例リリーフ弁１０の
ドレン流量が増加して固定絞り１１両端の差圧が
大きくなるので、圧力補償弁８はポート８ａとポ
ート８ｃとを連通する状態に切替わり、ポンプ本
体１から吐出された圧油が圧力補償弁８を介して
油室３に供給される結果、ポンプ本体１の斜板が
ポンプ本体１の吐出流量を減少させる方向に回動
し、吐出圧力が低くなる。そして吐出圧力が設定
圧力まで減少した時点で固定絞り１１の両端の差
圧が所定の値になり、圧力補償弁８がポート８ａ
とポート８ｃとの連通もポート８ｂとポート８ｃ
との連通も遮断する状態に切替わり、ポンプ本体
１の吐出圧力は設定圧力に維持される。

以上のようにポンプ本体１の吐出圧力が制御さ
れ、常に設定圧力に等しい吐出圧力になるのであ
る。ところで、制御回路１３に微分要素２０が設
けられており、この微分要素２０は圧力検出器６
からの検出信号を微分して第２の加算要素２３に
出力する。そして第２の加算要素２３は、第１の
増幅要素１７の出力信号と第４の増幅要素２２の
出力信号とを加算し、さらにその結果に微分要素
２０からの微分出力の反転信号を加算して増幅回
路２４に供給するので、制御回路１３の出力は、
微分要素２０が存在しない場合と比較して、圧力
検出器６からの検出信号の変化率に応じた分だけ
小さい値になる。したがつて、例えば圧力設定器
１４の設定圧力が変更された場合、制御回路１３
の出力信号が急変してポンプ本体１の吐出圧力が
急激に変化しようとするが、微分要素２０により
制御回路１３の出力信号の急変が緩和され、この
結果第２図のようにポンプ本体１の吐出圧力のオ
ーバーシユートおよびアンダーシユートが除去さ
れる。

このように、電気回路として極めて簡単はつ安
価に製作できる微分要素２０によりポンプ本体１
の吐出圧力のオーバーシユートおよびアンダーシ
ユートを除去できるので、従来のようにサージ吸
収弁４０を設ける場合と比較して、可変容量形ポ
ンプの製作コストを低減できると同時に小形・軽
量化できる。しかも従来のようにサージ吸収弁４
０を用いる場合と異なり、電気式であるので調整
量を任意に変更でき、オーバーシユートおよびア
ンダーシユートをほぼ完全に除去できてシステム
全体の安定性も向上する等、設計上の自由度が大
きく、ポンプ容量等にかかわらず広範囲に利用で
きる。

なお、上記実施例において、微分要素２０の出
力を第２の加算要素２３との間に接続したが、例
えば第１の増幅要素１７と第２の加算要素２３と
の間等、他の適当な位置に挿入してもよい。その
場合、挿入箇所によつては、制御回路１３の出力
の急変を阻止するために、微分要素２０の出力信
号の反転信号ではなく、微分要素２０の出力信号
をそのまま加算する場合があり得ることは勿論で
ある。

（発明の効果） 以上説明したように、本発明によれば、ポンプ
本体の吐出圧力を検出する検出器からの検出信号
と外部の設定器からの設定信号との偏差に応じた
信号を、ポンプ本体の吐出流量を制御するための
電磁弁のソレノイドに制御信号として供給する制
御回路を備えた可変容量形ポンプの制御装置にお
いて、制御回路に微分回路を設け、この微分回路
の出力または反転出力を制御回路の出力の一部と
して加算することにより、ポンプ本体の吐出圧力
のオーバーシユートおよびアンダーシユートを除
去する構成としたので、電気回路として極めて簡
単かつ安価に製作できる微分回路によりポンプ本
体の吐出圧力のオーバーシユートおよびアンダー
シユートを除去できることから、従来のようにサ
ージ吸収弁を設ける場合と比較して、可変容量形
ポンプの製作コストを低減できると同時に小形・
軽量化できる。しかも従来のようにサージ吸収弁
を用いる場合と異なり、電気式であるので調整量
を任意に変更でき、ポンプ本体の吐出圧力のオー
バーシユートおよびアンダーシユートをほぼ完全
に除去できてシステム全体の安定性も向上する
等、設計上の自由度が大きく、ポンプ容量等にか
かわらず広範囲に利用できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例における制御装置を
備えた可変容量形ポンプの要部の構成図、第２図
は同可変容量形ポンプにおける設定圧力と吐出圧
力との関係の説明図、第３図は従来の制御装置を
備えた可変容量形ポンプの要部の構成図、第４図
は同可変容量形ポンプにおける設定圧力と吐出圧
力との関係の説明図である。 １……ポンプ本体、６……圧力検出器（検出
器）、１０……電磁比例リリーフ弁（電磁弁）、１
３……制御回路、１４……圧力設定器（設定器）、
１５……ソレノイド、２０……微分要素（微分回
路）。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 可変容量形ポンプの吐出圧力を検出する圧力
   検出器、上記ポンプの吐出圧力を所望に設定する
   吐出圧力設定器、上記ポンプの吐出圧油を用いて
   該ポンプの吐出流量を制御する圧力補償弁、該圧
   力補償弁の開度を制御する電磁比例リリーフ弁、
   及び上記吐出圧力設定器の出力信号を上記圧力検
   出器の出力信号により補正した圧力指令信号を生
   成し、該圧力指令信号に基づき上記電磁比例リリ
   ーフ弁を制御するとともに上記圧力補償弁を介し
   て上記ポンプの吐出圧力を設定圧力に維持させる
   制御回路を備えた、可変容量形ポンプの吐出圧力
   制御装置において、 上記制御回路に上記圧力検出器の出力を微分す
   る微分回路を設け、この微分回路の微分出力信号
   を上記圧力指令信号に加えて該指令信号を補正
   し、この補正信号に基づき上記電磁比例リリーフ
   弁を制御することを特徴とする、可変容量形ポン
   プの吐出圧力制御装置。