JPH01110883A - 可変容量形ポンプの吐出圧力制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

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っ
た。すなわち第３図において、３１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、３
８は制御回路、３９は圧力設定器、４０はサージ吸収弁
であって、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は入力ボートの油圧が制御回路３８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る。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にポンプ本体１の吐出ボートから圧油を
供給する状態と、油室３２の圧油をドレンさせる状態と
に切替わると共に、その開度も差圧に応じて変化する。

４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
設定圧力よりも高い場合は、ポンプ本体１から吐出され
た圧油が油室３２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−に４のゲンイを有
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により一幅し、増幅要素４
２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った。

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の吐出圧力の急変時に、吐出圧力にオーバーシ
ュートやアンダーシュ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
があった。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ュートやアンダーシュー
トを充分に除去することはできないという不都合もあっ
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
の制御装置は、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ュートおよびアン
ダーシュートを除去する構成としたものである。

（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。したがってポンプ本体の吐出圧力の急変が抑制さ
れ、オーバーシュートおよびアンダーシュートが除去さ
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って図外の斜板の傾
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の吐出ポートｌａ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
の制御ボート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に１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に２
の第２の増幅要素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に３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
るゲインに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１０ａ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
ボート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、この差圧によりボート８ａ
とボート８ｃとを連通させる状態とボート８ｂとボート
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、ボート８ａとボート８ｃとの連通もボート８ｂと
ボート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、したがって電磁比例リリーフ弁１０は入力ポート１
０ａ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。したがって固定絞り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はボート８ｂとボート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。この結果、ポンプ吐出量は最大値となっ
ている。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１０のドレン流量が多くなって固定絞り１１
両端の差圧が大きくなり、圧力補償弁８の開度が小さ（
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１
０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
はボート８ａとボート８Ｃとの連通もボート８ｂとボー
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っ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はボート８ａ
とボート８Ｃとを連通ずる状態に切替わり、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
がボート８ａとボート８Ｃとの連通もボート８ｂとボー
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２
３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。したがっ
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ュ
ートおよびアンダーシュートが除去される。

このように、電気回路として極めて簡単かつ安価に製作
できる微分要素２０によりポンプ本体１の吐出圧力のオ
ーバーシュートおよびアンダーシュ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４０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、オーバーシュートおよびアンダー
シュ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。

（別の実施例） 上記実施例においては、微分要素２０を圧力検出器６と
第３の増幅要素１９との接続点と第２の加算要素２３と
の間に接続したが、本発明はこのような構成に限定され
るものではなく、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、挿入箇所によっては、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
バーシュートおよびアンダーシュ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
ュートおよびアンダーシュ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ュートおよ
びアンダーシュ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図は同号変容量形
ポンプにおける設定圧力と吐出圧力とめ関係の説明図、
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図は同号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）、１３・・・
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）特許出
願人　川崎重工業株式会社 第１図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 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ュートおよびアンダーシュートを
   除去する構成とした可変容量形ポンプの制御装置。