JPH09317880A - 車両用油圧駆動式発電装置 - Google Patents

車両用油圧駆動式発電装置

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JPH09317880A
JPH09317880A JP8138191A JP13819196A JPH09317880A JP H09317880 A JPH09317880 A JP H09317880A JP 8138191 A JP8138191 A JP 8138191A JP 13819196 A JP13819196 A JP 13819196A JP H09317880 A JPH09317880 A JP H09317880A
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JP
Japan
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pressure
hydraulic pump
generator
control valve
capacity
Prior art date
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Pending
Application number
JP8138191A
Other languages
English (en)
Inventor
Nobuhisa Honda
伸久 本多
Kiyoshi Shirai
清 白井
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.)
Komatsu Ltd
Original Assignee
Komatsu Ltd
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Filing date
Publication date
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  • Control Of Vehicle Engines Or Engines For Specific Uses (AREA)
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 発電機を一定回転数で駆動できるし、油圧ポ
ンプの吐出量がポンプ効率変化で変化しても発電機の回
転数が変化しないようにする。 【解決手段】 エンジン1で駆動される油圧ポンプ2を
可変容量型とし、その吐出圧油を絞り8を経て油圧モー
タ4に供給し、その油圧モータ4で発電機6を駆動す
る。前記絞り8の入口側圧力と出口側圧力との差圧を検
出し、その差圧を一定とするように油圧ポンプ2の容量
を制御して発電機6を一定回転数で駆動できるようにす
る。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、鉄道車両等の車両
に搭載された発電機を油圧ポンプと油圧モータを用いて
駆動することで発電する車両用油圧駆動式発電装置に関
する。
【0002】
【従来の技術】車両に搭載されたエンジンにより油圧ポ
ンプを駆動し、その油圧ポンプの吐出圧油で油圧モータ
を駆動し、その油圧モータにより交流の発電機を駆動し
て発電する車両用油圧駆動式発電装置が知られている。
【0003】このような車両用油圧駆動式発電装置にあ
っては発電機の回転数を一定に保ち、出力(周波数)を
一定とすることが重要であり、例えば特開平3−169
298号公報に示すような発電装置が提案されている。
【0004】すなわち、油圧モータを可変容量油圧モー
タとし、エンジン回転数変化に応じて可変容量油圧モー
タの容量を増減すると共に、発電機の励磁電流を制御
し、エンジン回転数が変化しても発電機を一定の回転数
で駆動できるようにしている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】かかる発電装置はエン
ジン回転数を検出し、その検出したエンジン回転数で油
圧モータの容量を制御するので、応答性が悪く発電機の
回転数が変化してから一定の回転数に復帰するまでに時
間遅れがある。しかも、油圧ポンプのポンプ効率変化に
よって吐出量が変化した場合には油圧モータの容量が変
化せずに発電機の回転数が変化してしまう。
【0006】また、エンジン回転数が低下して油圧ポン
プの回転数が減少した時に油圧モータの容量を小さくし
ているので、油圧モータの出力トルクが小さく、発電機
に大きな負荷がかけられない。
【0007】また、油圧ポンプは固定容量であるから、
油圧モータの必要流量が少ない場合、例えば発電機の負
荷が大きく油圧モータの駆動圧が高い場合には油圧ポン
プの吐出流量が余分となり、その余分な流量をリリーフ
弁よりタンクに流出しているからそれだけ無駄である。
【0008】そこで、本発明は前述の課題を解決できる
ようにした車両用油圧駆動式発電装置を提供することを
目的とする。
【0009】
【課題を解決するための手段及び作用・効果】第1の発
明は、車両に搭載されたエンジン1で駆動される可変容
量型の油圧ポンプ2と、この油圧ポンプ2の吐出圧油で
駆動される固定容量型の油圧モータ4と、この油圧モー
タ4で回転駆動される発電機6と、前記油圧ポンプ2と
油圧モータ4との接続回路に設けた絞り機構3と、前記
油圧ポンプ2の容量を制御する容量制御部材10を容量
大方向、容量小方向に作動する容量可変ピストン11
と、前記油圧ポンプ2の吐出圧油を容量可変ピストン1
1に供給制御する制御弁14とを備え、前記制御弁14
は、自己吐出圧P1 と油圧モータ4の負荷圧P2 との差
圧(P1 −P2 )が設定圧よりも低い時には容量可変ピ
ストン11を容量大方向に作動する第1の位置となり、
前記差圧(P1 −P2 )が設定圧よりも高い時には容量
可変ピストン11を容量小方向に作動する第2の位置と
なるものとしたことを特徴とする車両用油圧駆動式発電
装置である。
【0010】第1の発明によれば、絞り機構3を流れる
流量が設定流量よりも多くなると入口側圧力と出口側圧
力との差圧、つまり自己吐出圧P1 と負荷圧P2 との差
圧(P1 −P2 )が設定圧よりも高くなり、制御弁14
が第2の位置となって油圧ポンプ2の容量が小となって
絞り機構3に設定流量が流れる。また、絞り機構3を流
れる流量が設定流量よりも少なくなると前述の差圧(P
1 −P2 )が設定圧よりも低くなり、制御弁14が第1
の位置となって油圧ポンプ2の容量が大となって絞り機
構3に設定流量が流れる。
【0011】これにより、エンジン回転数が変化した
り、発電機6の負荷が変化して油圧モータ4の駆動圧が
変化しても絞り機構3を流れる流量が設定流量となるの
で、油圧モータ6に設定流量を供給して発電機6を設定
回転数で駆動できる。
【0012】また、絞り機構3を流れる流量の変化によ
って自己吐出圧P1 と負荷圧P2 との差圧(P1
2 )が変化し、それによって油圧モータ2の容量を制
御するので、応答性が良く発電機6の回転数を時間遅れ
なく設定回転数とすることができる。しかも、油圧ポン
プ2のポンプ効率が変化しても油圧ポンプの容量が変化
し、油圧モータ4に設定流量が供給されるので発電機6
の回転数が変化しない。
【0013】また、油圧モータ4は固定容量型であるか
ら、エンジン1の回転数に関係なく発電機に大きな負荷
をかけることができる。
【0014】また、油圧ポンプ2の容量を制御するの
で、その吐出流量が無駄となることがない。
【0015】第2の発明は、第1の発明において、発電
機6の回転数を検出する回転センサ23と、この回転セ
ンサ23で検出された回転数が入力されるコントローラ
24と、このコントローラ24からの信号によって出力
圧が制御される電磁比例圧力制御弁22とを設け、前記
制御弁14を電磁比例圧力制御弁22の出力圧によって
第2の位置に押されるようにし、前記コントローラ24
を、検出回転数が設定回転数よりも高い時には電磁比例
圧力制御弁の出力圧を高くする信号を出力し、検出回転
数が設定回転数よりも低い時には出力圧を低くする信号
を出力するようにした車両用油圧駆動式発電装置であ
る。
【0016】第2の発明によれば、発電機6の回転数が
変化することで制御弁14を第2の位置に押す力が変化
するので、その回転数変化によっても制御弁14が切換
え作動して油圧ポンプ2の容量が迅速に変化する。
【0017】これによって、応答性がより一層向上する
し、、発電機6を高精度で設定回転数で駆動できる。
【0018】
【発明の実施の形態】図1に示すように、鉄道車両に搭
載されたエンジン1で油圧ポンプ2が駆動される。この
油圧ポンプ2の吐出路2aは絞り機構3で油圧モータ4
の第1ポート4aに接続し、第2ポート4bは絞り機構
3でタンク5に接続する。この油圧モータ4は固定容量
型である。
【0019】前記油圧モータ4により交流の発電機6が
駆動され、この発電機6は車内の電気暖房装置7等に電
力を供給し、その電気暖房装置7の消費電力が変化する
と発電機6の負荷が増減する。
【0020】前記油圧ポンプ2は可変容量型であり、そ
の油圧ポンプ2の容量制御部材10を容量可変ピストン
11に連結し、その小径受圧室12を油圧ポンプ2の吐
出路2aに接続し、大径受圧室13を制御弁14を介し
て吐出路2aとタンク5に接続制御し、その制御弁14
を第1受圧室15に作用する吐出路2aにおける絞り機
構3の入口側圧力(つまり自己吐出圧)P1 で連通位置
Aに向けて押し、第2受圧室16に作用する絞り機構3
の出口側圧力(つまり、油圧モータ4の負荷圧)P2
ドレーン位置Bに向けて押す構造としてある。
【0021】このようであるから、自己吐出圧P1 と負
荷圧P2 との差圧(P1 −P2 )が設定圧よりも大きい
時には制御弁14を連通位置Aとして大径受圧室13に
自己吐出圧を供給して容量可変ピストン11を受圧室の
面積差で容量小方向に移動し、前記差圧(P1 −P2
が設定圧よりも小さい時には制御弁14をドレーン位置
Bとして大径受圧室13の圧力を低下し、容量可変ピス
トン11を容量大方向に作動し、前記差圧(P1
2 )が設定圧となるようにしてある。この設定圧はス
プリング17の押す力によって決定される。
【0022】前記絞り機構3は連通位置aと遮断位置b
に切換えられる。連通位置aの時には油圧ポンプ2の吐
出路2aを油圧モータ4の第1ポート4aに絞り8を介
して連通し、第2ポート4bをタンク5に連通し、絞り
8の出口側をポート9に連通する。
【0023】次に作動を説明する。絞り8を流れる流量
Qは、Q=K×A×(P1 −P2 )の平方根となる。た
だし、Kは定数、Aは絞り8の開口面積である。したが
って、絞り8の開口面積Aが一定であれば絞り8を流れ
る流量Qが多くなれば(P1 −P2 )が大きくなり、流
量Qが少なくなれば(P1 −P2 )が小さくなる。
【0024】一方、油圧ポンプ2の容量は前述のように
自己吐出圧P1 と負荷圧P2 との差圧(P1 −P2 )が
一定となるように制御されるので、エンジン1の回転数
が変化したり、油圧モータ4に作用する負荷が変化して
も絞り8を流れる流量Qは一定となり、油圧モータ4に
は一定の流量が供給されて発電機4の回転数は一定とな
る。
【0025】例えば、油圧モータ4に設定した流量が供
給されて発電機4が設定した回転数で駆動している状態
で、エンジン1の回転数が低下した場合、例えばエンジ
ン1により駆動している車輪の回転抵抗が増大しエンジ
ン1の回転数が低下した場合には次のようになる。
【0026】油圧ポンプ2の回転数が低下するから容量
が同一でも吐出流量(単位時間に吐出する流量)が減少
する。これにより、絞り8を流れる流量Qが少なくなる
ので、差圧(P1 −P2 )が設定圧よりも小さくなり、
制御弁14がドレーン位置Bとなって油圧ポンプ2の容
量が増大し、油圧ポンプ2の吐出流量が増加して絞り8
を流れる流量Qが増大して差圧(P1 −P2 )が大きく
なり、油圧ポンプ2の容量はその差圧(P1 −P2 )が
設定圧となった時の容量となる。
【0027】例えば、油圧モータ4に設定した流量が供
給されて発電機4が設定した回転数で駆動している状態
で、エンジン1の回転数が高くなった場合、例えばエン
ジン1により駆動している車輪の回転抵抗が減少しエン
ジン1の回転数が高くなった場合には次のようになる。
【0028】油圧ポンプ2の回転数が高くなるから容量
が同一でも吐出流量(単位時間に吐出する流量)が増大
する。これにより、絞り8を流れる流量Qが多くなるの
で、差圧(P1 −P2 )が設定圧よりも大きくなり、制
御弁14が連通位置Aとなって油圧ポンプ2の容量が減
少し、油圧ポンプ2の吐出流量が減少して絞り8を流れ
る流量Qが減少して差圧(P1 −P2 )が小さくなり、
油圧ポンプ2の容量はその差圧(P1 −P2 )が設定圧
となった時の容量となる。
【0029】また、発電機6の負荷が増大して油圧モー
タ4に作用する負荷が大きくなると、油圧モータ4を駆
動するトルクが大きくなって駆動圧力(負荷圧P2 )が
高くなる。これによって、差圧(P1 −P2 )が設定圧
よりも小さくなって絞り8を流量Qが減少する。
【0030】しかしながら、差圧(P1 −P2 )が設定
圧よりも小さくなると前述のように油圧ポンプ2の容量
が増大して吐出流量が増加するので、自己吐出圧P1
高くなると共に、絞り8を流れる流量Qが増大し、油圧
ポンプ2の容量は差圧(P1−P2 )が設定圧となる容
量となる。
【0031】また、発電機6の負荷が減少して油圧モー
タ4に作用する負荷が小さくなると、油圧モータ4を駆
動するトルクが小さくなって駆動圧力(負荷圧P2 )が
低くなる。これによって、差圧(P1 −P2 )が設定圧
よりも大きくなって絞り8を流量Qが増大する。
【0032】しかしながら、差圧(P1 −P2 )が設定
圧よりも大きくなると前述のように油圧ポンプ2の容量
が減少して吐出流量が減少するので、絞り8を流れる流
量Qが減少し、油圧ポンプ2の容量は差圧(P1
2 )が設定圧となる容量となる。
【0033】図2は第2の実施の形態を示し、制御弁1
4に第3受圧室20を設け、油圧源21の吐出圧油を電
磁比例圧力制御弁22で第3受圧室20に供給する。発
電機6の回転数を回転センサ23で検出し、その検出回
転数をコントローラ24に入力し、そのコントローラ2
4で検出回転数と設定回転数を比較し、その比較結果に
基づいて電磁比例圧力制御弁22のソレノイド25への
通電量をコントロールする。前記油圧源21はエンジン
1で駆動される固定容量油圧ポンプとしてある。
【0034】前記コントローラ24は検出回転数と設定
回転数が一致する時に所定の電流値をソレノイド25に
通電し、検出回転数>設定回転数の時には通電量を大き
くし、検出回転数>設定回転数の時には通電量を少なく
する。
【0035】前記電磁比例圧力制御弁22はソレノイド
25への通電量に比例した圧力を出力する。これによっ
て、電磁比例圧力制御弁22の出力圧は検出回転数と設
定回転数が同一の時に中間圧となり、検出回転数>設定
回転数の時には高圧となり、検出回転数<設定回転数の
時には低下となる。
【0036】前記制御弁14は第3受圧室20に供給さ
れる圧力で連通位置Aに向う力で作用するので、その第
3受圧室20に中間圧が作用した時の力に見合うだけス
プリング17の力を大きく設定してバランスさせてあ
る。
【0037】このようであるから、発電機6が設定回転
数よりも高速回転となると制御弁14の第3受圧室20
に高圧が作用して制御弁14を連通位置Aに向けて押す
力が大きくなり、前述と同様にして制御弁14が連通位
置Aとなり油圧ポンプ2の容量が直ちに減少する。
【0038】また、発電機6が設定回転数よりも低速回
転となると制御弁14の第3受圧室20に低圧が作用し
て制御弁14を連通位置Aに向けて押す力が小さくな
り、前述と同様にして制御弁14がドレーン位置Bとな
り油圧ポンプ2の容量が直ちに増大する。
【0039】したがって、発電機6の回転数変化に対し
て油圧ポンプ2の容量制御の応答性が向上するし、発電
機6を設定した回転数に高精度に制御できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施の形態を示す構成説明図で
ある。
【図2】本発明の第2の実施の形態を示す構成説明図で
ある。
【符号の説明】
1…エンジン 2…油圧ポンプ 3…絞り機構 4…油圧モータ 6…発電機 8…絞り 10…容量制御部材 11…容量可変ピストン 14…制御弁 22…電磁比例圧力制御弁 23…回転センサ 24…コントローラ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 H02P 9/04 H02P 9/04 K 9/14 9/14 F // F16H 59:68

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 車両に搭載されたエンジン1で駆動され
    る可変容量型の油圧ポンプ2と、 この油圧ポンプ2の吐出圧油で駆動される固定容量型の
    油圧モータ4と、 この油圧モータ4で回転駆動される発電機6と、 前記油圧ポンプ2と油圧モータ4との接続回路に設けた
    絞り機構3と、 前記油圧ポンプ2の容量を制御する容量制御部材10を
    容量大方向、容量小方向に作動する容量可変ピストン1
    1と、 前記油圧ポンプ2の吐出圧油を容量可変ピストン11に
    供給制御する制御弁14とを備え、 前記制御弁14は、自己吐出圧P1 と油圧モータ4の負
    荷圧P2 との差圧(P1 −P2 )が設定圧よりも低い時
    には容量可変ピストン11を容量大方向に作動する第1
    の位置となり、前記差圧(P1 −P2 )が設定圧よりも
    高い時には容量可変ピストン11を容量小方向に作動す
    る第2の位置となるものとしたことを特徴とする車両用
    油圧駆動式発電装置。
  2. 【請求項2】 発電機6の回転数を検出する回転センサ
    23と、 この回転センサ23で検出された回転数が入力されるコ
    ントローラ24と、 このコントローラ24からの信号によって出力圧が制御
    される電磁比例圧力制御弁22とを設け、 前記制御弁14を電磁比例圧力制御弁22の出力圧によ
    って第2の位置に押されるようにし、 前記コントローラ24を、検出回転数が設定回転数より
    も高い時には電磁比例圧力制御弁の出力圧を高くする信
    号を出力し、検出回転数が設定回転数よりも低い時には
    出力圧を低くする信号を出力するようにした請求項1記
    載の車両用油圧駆動式発電装置。
JP8138191A 1996-05-31 1996-05-31 車両用油圧駆動式発電装置 Pending JPH09317880A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111271176A (zh) * 2020-01-16 2020-06-12 天津捷强动力装备股份有限公司 一种发电性能指标稳定的液压发电控制方法
KR102453311B1 (ko) * 2021-12-10 2022-10-07 오재석 태양열 발전 시스템

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