JPH0830482B2 - 少くとも１つのポンプからの送給を受ける少くとも２つの油圧負荷のための制御装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〈産業上の利用分野〉 本発明は、少くとも１つのポンプからの送給を受ける
少くとも２つの油圧負荷のための制御装置であって、制
御検出装置によって作動され方向及び速度を制御する１
つの方向制御弁が、各々の負荷に組合され、それぞれの
該方向制御弁と該ポンプとの間に圧力平衡装置が設けら
れ、該圧力平衡装置は、負荷依存流量を制御するため
に、関係した該方向制御弁の入力と出力との間の圧力差
の作用を受けており、ポンプの送給量が適切でない時に
作動される方向制御弁を通る全流量を減少させる手段が
配設され、該手段は、少くとも１つの作動される方向制
御弁の行程を減少させる制御信号を発生させ、該方向制
御弁を通るそれぞれの流量に対応した信号は、加え合せ
段に供給され、和電圧はポンプの最大送給量に対応した
限界値と、比較段において比較され、制御限界を超過し
たときに制御信号が発生されるようにした制御装置に関
する。

本発明の基礎となったドイツ特許第3,546,336号によ
る制御装置によればこの問題は、電気的に高精度で等比
において方向制御弁に設定された流量を減少させるポン
プのいわゆるパワーホールの場合に解決されている。こ
の目的のために、それぞれの流速に対応した電気的信号
が発生され、これらの信号は、加え合せ段においてひと
先ず加え合され、次にポンプの送給量ないしは吐出量に
対応した限界値と、比較段において比較される。和電圧
がこの限界値よりも高い場合、方向制御弁を通る流量を
同じ比率において減少させるための制御信号が発生され
る。

前記ドイツ特許に示された実施態様よれば方向制御弁
は、電気的に作動され、制御装置は、全部の方向制御弁
の行程を等しく比例減少させるために、これらの方向制
御弁を作動させる制御検出装置ないしは発生装置のポテ
ンショメーターに供給される供給電圧を単に減少させ
る。

本発明は、このドイツ特許の構成を更に改良したいく
つかの実施態様に向けられる。これらの実施態様の共通
点は、複数の負荷への流量を電気的に検出し、これらの
信号の和を形成し、ポンプの送給流量ないしは吐出流量
を表わす電気信号と、この和とを比較し、制御装置の構
成は、ドイツ特許と同様になされている。しかし流量に
比例する電気信号は、これと異なった仕方で発生させて
もよい。方向制御弁が電気的に作動されず、検出装置又
は発生装置に設定されたパイロット圧力によって油圧式
に作動される場合には、流量は、方向制御弁に接続され
て行程に従って流量に対応した信号を供給する変位検出
装置によって簡単に定めることができる。

しかし、変位検出装置の代りに、パイロット圧力のた
めの圧力検出装置を用いてもよく、この圧力検出装置の
出力信号は、方向制御弁の行程に対応した信号も適切な
近似において供給する。

どちらの場合にも、和電圧が限界値よりも大きい場合
に発生する制御信号は、圧力制御手段、好ましくは圧力
調整弁に供給され、この圧力調整弁は、パイロット圧力
を対応して減少させるため、制御発生装置又は検出装
置、即ちパイロット弁によって対応して減少したパイロ
ット圧力が、全部の方向制御弁に共通に供給され、流量
は対応して減少する。この目的のためには、２つの逆向
きに調節可能な絞り弁を備えた分圧器として制御発生装
置又は検出装置を構成する必要がある。この場合には、
行程減少のためのパイロット圧力の所望の減少が強制さ
れた仕方で得られる。このように通常の減圧弁はパイロ
ット弁としては使用できない。それは、通常の減圧弁の
場合、方向制御弁に供給される制御圧力は、入力圧力が
大きく変化しても一定に保たれるためである。

パイロット圧力は、これを設定するための圧力調整弁
の代りに、デジタル式に制御される高速切換方向制御弁
によって、予め選択し、各々の方向制御弁について設定
するようにしてもよい。パイロット圧力配管は、脈動式
にポンプに連結され、パイロット圧力は、圧力検出装置
において測定され、実際の値として制御装置に供給さ
れ、そこで予め選択された所望値と比較される。この構
成は既知であり、本発明による制御装置において、パイ
ロット圧力を設定することに特に適合している。特に、
パイロット圧力を発生させるための切換弁をデジタル式
に付勢するのに必要な圧力検出装置を、流量調整装置の
ための入力信号を供給するためにも使用することは有利
であり、この流量調整装置の出力信号は、限界値を超過
したときに、全部のデジタル制御装置に供給され、個別
の方向制御弁のためのパイロット圧力を減少させること
によって、流量を対応して減少させる。

〈実施例〉 第１図は、例えば、接続部a1,a2,a3,b1,b2,b3を介し
て、油圧作動可能な複数の方向制御弁10が配されてい
る。掘削機の油圧負荷のための弁ブロックを表わしてい
る。これらの弁は、通常の方向制御弁であり、圧力平衡
装置11に各々組合され、接続部Ｐを経て、可変容量形ポ
ンプ14の送給配管ないしは吐出配管12に全て接続されて
いる。負荷の１つに現出された特別の最高の負荷圧力
は、同様に既知の仕方で、シャットル弁を経て接続部LS
に接続されている。送給速度は、既知のように、ポンプ
調整装置によって、接続部LSのところの最高負荷圧力と
送給配管12中のポンプ圧力との差によって定められる。

各々の方向制御弁10には、変位ピックアップ即ち、変
位検出装置18が配設してあり、この変位検出装置18にお
いて、各々の方向制御弁10の摺動ピストンの行程は、電
圧U1,U2,U3をもった比例電気信号に変換される。このよ
うに方向制御弁10を通る流量ないしは流速に比例するこ
れらの信号は、第２図に詳示した、制御装置20に送出さ
れる。変位検出装置18としては、ポテンショメータを適
用でき、その場合、該ポテンショメータを接続する可変
電圧源を制御装置20により制御しても良い。制御装置20
は、方向制御弁10の行程を減少させる回路と、油温、加
速器の位置並びにポンプ14を駆動する図示しない内燃機
関の速度に依存した限界負荷調整器とを備えている。制
御装置20は、ピストンの各軸に対する整合用計算手段25
と、加え合せ段26と、比較段27と、整合用増幅器28と、
可調節電圧源29と、限界負荷調整器60とを備えている。
これらのエレメントは、前記西ドイツ特許の第２図につ
いて説明したエレメントと同一の構造である。

整合用計算手段25において、方向制御弁の固有の変位
検出装置によって供給される電圧は、それぞれの弁の等
価に比例した電圧と、対応する方向制御弁において、決
定すなわち形成されるその固有の流量に比例した電圧と
に変換される。これらの電圧は、加え合せ段26において
加え合され、ポンプ14の利用可能な最大送給速度に対応
した限界値と、比較段27において比較される。既知の或
る最大送給容量において、この限界値は、ポンプ14の回
転速度から導出され、導線56を経て比較段27に送出され
る。

比較段27に予設定された限界値を和電圧が超過した場
合、整合用増幅器28を介して電圧源29が駆動され、出力
導線24の電圧源29の供給電圧は、それに比例して減少す
る。

方向制御弁10の行程減少用の回路には、限界負荷調整
器60が重ね合されており、この調整器には、駆動機関の
回転速度、アクセルペダルの位置及び油温に対応した電
圧が供給される。限界負荷調整器60は、これらの値に依
存して、整合用増幅器28を介して電圧源29にも作用し、
出力導線24中の供給電圧を対応して減少させる。そのた
め駆動機関の過負荷、過度の減少又は停動が防止それ
る。第１図に示したように、配管31中のパイロット圧力
を設定するための圧力調整弁30は、出力導線24を介し
て、制御装置20の出力電圧によって作動する圧力調整弁
30の入力側は、ポンプ32に接続され、弁33によって保護
されている。

前述したように、方向制御弁10は、各々の方向制御弁
10に組合されたパイロット検出器又は発生器34において
設定されたパイロット圧力がそれぞれ接続部a1,b1を介
して調節方向に依存して供給されることによって、油圧
により制御される。各々のパイロット検出器34は、各々
の場合に２個の逆方向に調節可能な絞り弁35,36,37,38
を備えた分圧器として形成されている。絞り弁35,36
は、制御圧力配管31とタンク巾との間に接続に配されて
いる。方向制御弁10の接続部a1は、絞り弁35,36の間の
接続部に接続されている。接続部b1は、絞り弁37,38の
接続部に対応した仕方で、接続部b1のところのパイロッ
ト圧力を設定するように接続されている。全部のパイロ
ット検出装置は、対応した仕方で構成されている。

パイロット検出装置34は、ハンドグリップ39によって
作動される。ハンドグリップ39が接続部a1のところのパ
イロット圧力を設定するために連動すると、上部ノズル
35は開放され、下部ノズル36は、閉止方向に調節され、
接続部a1のところの圧力はこれにより増大する。上部ノ
ズル39は、無作動状態では閉止され、下部ノズル36は、
タンクに向って開放される。そのため、関係した方向制
御弁10を調節するために、所望の圧力は圧力の分割によ
って発生する。

従って、和電圧が限界値を超過した時に制御装置20の
比較段27が応答した場合には、出力導線24を経て圧力調
整弁30に供給される電流はは減少するので、配管31中の
制御圧力は減少する。そのため全部の流量を比例して等
しく減少させるように、パイロット検出装置34を介して
全部の方向制御弁10の調節が行われる。ここで、各々の
システムに応じて必要があれば、流量を維持させたい特
定の負荷、あるいは消費に対して、この流量の減少を免
れさせることもできる。この目的のために、第２の圧力
調整弁及びパイロット発生装置と共に、第２の制御流体
回路が必要となる。パイロット発生装置34としては、例
えば米国特許第3766944号にる既知の源圧装置を使用し
てもよい。

第３図に略示した回路は、ほとんど全ての点で、第１
図に示した回路に対応しているが、相違点として、方向
制御弁10のところの変位検出装置の代りに、圧力検出装
置42が設けられており、各々の圧力検出装置42には、接
続部a,bのところの設定パイロット圧力が、シャットル
弁43を介して供給される。設定パイロット圧力は、方向
制御弁10において設定された負荷への流量の目安であ
る。圧力検出装置42への出力電圧U1〜U3は、第２図に示
した制御装置20に供給される。

第４図には、高速切換デジタル駆動の弁装置49の各々
の個別に油圧作動される、方向制御弁のためのパイロッ
ト圧力が図示されている。各々の弁装置45は、ポンプ32
から方向制御弁10に至る制御圧力配管47に配された2/2
方向制御弁46と、配管47からタンクに至る排出絞り48と
から成っている。2/2方向制御弁46はデジタル式に作動
される。この目的のために使用されるコントローラー50
には、方向制御弁に組合された圧力検出装置によって、
制御圧力に比例した電圧が、実際の値として供給される
と共に制御検出装置51に設定された所望電圧値が供給さ
れる。

コントローラー50において形成された制御偏差は、方
向制御弁46を脈動状に制御するので、所望値に対応した
所定の制御圧力が配管47に発生し、方向制御弁に油圧調
節のために供給される。各々の弁のスイッチオンの接続
時間（デューティ比）を変えることによって流量に従っ
てオリフィス48に発生する圧力を制御する。

圧力検出装置42によって各々の方向制御弁について発
生した信号は、第２図を参照して説明した構造を備えた
制御装置20にも供給される。制御限界を超過した時に制
御装置20によって供給される制御信号は、流量を減少さ
せようとする弁装置45のコントローラー50に出力導線24
を経て供給されるので、全部の弁装置45は、制御圧力を
対応して減少させるように作動される。

図示してない実施例に従って方向制御弁46と同一の２
方向切換弁を排出絞り48の代りに用いてもよく、その場
合には、両方の切換弁は、コントローラー50によって制
御される。別の実施例に従って、複合3/2方向制御弁を
２つの弁の代りに用いても良い。いずれの場合において
も、ポンプの送給が不十分となったときには、これに対
応して調節速度は減少するものの、消費装置の動作その
ものは停止することなく継続される。この処置によれ
ば、方向制御弁において圧力勾配の崩落が防止されると
共に負荷と微制御の可能性の喪失との相互的な影響がさ
けられる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、行程減少回路に接続するための変位検出器を
備えた複数の油圧式に予制御される方向制御弁とパイロ
ット圧力を発生させるための圧力調整弁とを含む油圧回
路を示す略回路図、第２図は、行程減少用電気回路を示
す略回路図、第３図は、行程減少回路に接続するための
圧力検出装置を備えた複数の方向制御弁及びパイロット
圧力設定用の圧力調整弁を含む油圧回路を示す略回路
図、第４図は、行程減少回路に接続するための圧力検出
装置及び複数の方向制御弁を含む油圧回路を示す略回路
図である。 10……方向制御弁、11……圧力平衡装置、14……可変容
量形ポンプ（ポンプ）、26……加え合せ段。

フロントページの続き (72)発明者 マチルン・シュミット ドイツ連邦共和国8757・ゴールドハッハ, アシャーフェンブルガー・シュトラーセ・ 113 (72)発明者 アルミン・シュテルバーゲン ドイツ連邦共和国8770・ローア・マイン, アウベーク・17 (56)参考文献 特開 昭62−75107（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−159802（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−176802（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−501241（ＪＰ，Ａ)

Claims (22)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】少くとも１つのポンプからの送給を受ける
   少くとも２つの油圧負荷のための制御装置であって、制
   御検出装置によって作動され方向及び速度を制御する１
   つの方向制御弁が、各々の負荷に組合され、それぞれの
   該方向制御弁と該ポンプとの間に圧力平衡装置が設けら
   れ、該圧力平衡装置は、負荷依存流量を調節するため
   に、関係した該方向制御弁の入力と出力との間の圧力差
   の作用を受けており、ポンプの送給量が適切でない時に
   作動される方向制御弁を通る全流量を減少させる手段が
   配設され、該手段は、少くとも１つの作動される方向制
   御弁の行程を減少させる制御信号を発生させ、該方向制
   御弁を通るそれぞれの流量に対応した信号は、加え合せ
   段に供給され、和電圧は、ポンプの最大送給量に対応し
   た限界値と、比較段において比較され、制御限界を超過
   したときに制御信号が発生されるようにしたものにおい
   て、方向制御弁（10）を通るそれぞれの流量に対応する
   電気信号が各々の場合に該方向制御弁の行程から導出さ
   れることを特徴とする制御装置。
2. 【請求項２】各々の方向制御弁（10）が電気的な変位検
   出装置（18）を有し、それらの変位検出装置は加え合せ
   段（26）に接続されたことを特徴とする特許請求の範囲
   第１項記載の制御装置。
3. 【請求項３】制御検出器又は発生器としてのパイロット
   弁を含む特許請求の範囲第１項又は第２項記載の制御装
   置において、パイロット弁（34）を接続した圧力制御手
   段（30）を、制御装置（20）の制御信号によって駆動す
   ることを特徴とする制御装置。
4. 【請求項４】各々の方向制御弁（10）のパイロット制御
   部が、電気的な圧力検出装置（42）を有し、これらの圧
   力検出装置が加え合せ段（26）に接続されたことを特徴
   とする特許請求の範囲第１項又は第３項記載の制御装
   置。
5. 【請求項５】各々の圧力検出装置（42）が、対応する方
   向制御弁（10）の各側において、パイロット接続部にシ
   ャットル弁（43）を径て各々接続されたことを特徴とす
   る特許請求の範囲第４項記載の制御装置。
6. 【請求項６】２組の共に対向して調節可能な絞り弁（3
   5,36,37,38）と、タンクに直列に配された２つの絞り弁
   をそれぞれ介して接続された制御圧力配管と、それぞれ
   の２つの絞り弁間の接続部に接続され、対応する方向弁
   （10）へ通ずるパイロット圧力配管とからなる分圧器と
   してのパイロットバルブ弁（34）を設けたことを特徴と
   する特許請求の範囲第３項又は第４項記載の制御装置。
7. 【請求項７】それぞれの制御弁（10）は、コントローラ
   ー（50）に接続した高速切換弁装置（45）が発生するパ
   イロット圧力によって操作され、当該コントローラー
   （50）は、前記高速切換弁装置（45）へ電気制御信号を
   送ることを特徴とする特許請求の範囲第４項または第５
   項記載の制御装置。
8. 【請求項８】制御圧力減少用の制御信号と、圧力検出装
   置（42）の信号とが、前記高速切換弁装置（45）に組合
   されたコントローラー（50）へ各々の場合において供給
   されることを特徴とする特許請求の範囲第７項記載の制
   御装置。
9. 【請求項９】各々の方向制御弁（10）について高速切換
   弁装置（45）を配したことを特徴とする特許請求の範囲
   第７項又は第８項記載の制御装置。
10. 【請求項１０】前記高速切換弁装置（45）は、脈動状に
    作動させうる2/2方向制御弁（46）を含むことを特徴と
    する特許請求の範囲第７〜９項のいずれか１項記載の制
    御装置。
11. 【請求項１１】前記高速切換弁装置（45）は、制御圧力
    配管（47）からタンクに至る配管中に設けた絞り（48）
    を含むことを特徴とする特許請求の範囲第10項記載の制
    御装置。
12. 【請求項１２】制御圧力配管（47）からタンクに至る配
    管中に別の2/2方向制御弁（48）を配し、両方の切換弁
    をコントローラー（50）により作動可能としたことを特
    徴とする特許請求の範囲第10項記載の制御装置。
13. 【請求項１３】前記高速切換弁装置（45）が3/2方向弁
    から成ることを特徴とする特許請求の範囲第９項記載の
    制御装置。
14. 【請求項１４】制御圧力のための所望値としての電気信
    号をコントローラー（50）に供給可能としたことを特徴
    とする特許請求の範囲第７〜13項のいずれか１項記載の
    制御装置。
15. 【請求項１５】方向制御弁設定用の制御検出器としての
    ポテンショメーターを備えた特許請求の範囲第１項記載
    の制御装置であって、該制御検出器のポテンショメータ
    ーを接続した可変電圧源を制御装置（20）の制御信号に
    よって駆動することを特徴とする制御装置。
16. 【請求項１６】各々の場合において、加え合せ段（26）
    に供給される信号電圧を、方向制御弁を通る流量に対応
    する出力電圧に変換する整合用計算手段（25）を設けた
    ことを特徴とする特許請求の範囲第１〜15項のいずれか
    １項記載の制御装置。
17. 【請求項１７】整合用計算手段（25）を加え合せ段（2
    6）に先行させたことを特徴とする特許請求の範囲第16
    項記載の制御装置。
18. 【請求項１８】限界負荷制御器（60）が比較段（27）に
    重ねて配され、ポンプを駆動する機関の作動パラメータ
    ーに依存して制御信号を発生させ、該制御信号は、作動
    される方向制御弁の行程を減少させるために使用される
    ことを特徴とする特許請求の範囲第１〜17項のいずれか
    １項記載の制御装置。
19. 【請求項１９】機関の回転速度に依存して制御信号を発
    生させることを特徴とする特許請求の範囲第18項記載の
    制御装置。
20. 【請求項２０】内燃機関を機関とする特許請求の範囲第
    18項又は第19項記載の制御装置であって、出力に依存し
    て制御信号を発生させることを特徴とする制御装置。
21. 【請求項２１】油温に依存して制御信号を発生させるこ
    とを特徴とする特許請求の範囲第20項記載の制御装置。
22. 【請求項２２】ポンプ（32）と弁（33）とからなる制御
    流体回路から一定の供給圧力を受けるパイロット装置
    （34）によって少くとも１つの方向制御弁（10）を作動
    させることを特徴とする特許請求の範囲第３項記載の制
    御装置。