JPH0325638B2 - - Google Patents

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JPH0325638B2
JPH0325638B2 JP61138363A JP13836386A JPH0325638B2 JP H0325638 B2 JPH0325638 B2 JP H0325638B2 JP 61138363 A JP61138363 A JP 61138363A JP 13836386 A JP13836386 A JP 13836386A JP H0325638 B2 JPH0325638 B2 JP H0325638B2
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JP
Japan
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throttle
valve
engine
differential pressure
circuit
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JP61138363A
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Inventor
Kazuo Uehara
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Komatsu Ltd
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Komatsu Ltd
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  • Control Of Positive-Displacement Pumps (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、エンジンにて駆動され、かつ入力回
転速度に応じた入力トルクを設定する可変容量形
液圧ポンプの入力トルク制御装置に関するもので
ある。なお、上記入力トルクとは可変容量形液圧
ポンプが駆動されるときに入力軸に作用されるト
ルクで、その値は可変ポンプの固有容量と吐出圧
に比例する。
〔従来の技術〕
この種の装置は第3図に示される米国特許第
3963378号明細書にて知られている。
この従来例にあつては、可変容量形液圧ポンプ
(以下これを単に可変ポンプという)a1,a2と同
時に駆動される固定容量形のチヤージポンプbか
らの吐出流量の変化を、このチヤージポンプbか
らの吐出流が通過する固定絞りcの前後の圧力差
により検出し、この圧力差の上昇にともなつてパ
イロツト弁dを切換えて上記チヤージポンプbか
らの圧液をサーボ機構e1,e2に作用させて可変ポ
ンプa1,a2の容量を増加させるようになつてい
る。
そしてこの従来例では、駆動源出力トルクと可
変ポンプa1,a2の入力トルクTとをうまくマツチ
させるためにその可変ポンプa1,a2の入力トルク
の設定、調整あるいは変更を上記固定絞りcと並
列に介装した可変絞りfの開度の設定、調整ある
いは変更によつて行つていた。
また上記構成だけでは可変ポンプの吐出圧力に
起因する不必要な回転速度変動を避けることがで
きないため、可変ポンプa1,a2よりの信号圧力に
て作動するサミングバルブgをサーボ機構e1,e2
の制御回路に補助的に設け、このサミングバルブ
gよりの制御圧力にてサーボ機構e1,e2を制御す
るようになつている。なおこの図中h1,h2は負
荷、iはエンジンである。
〔発明が解決しようとする課題〕
上記従来例に示された入力トルク制御装置にあ
つて、サミングバルブgは可変ポンプa1,a2の吐
出圧力が変化したときに、可変ポンプa1,a2のサ
ーボ機構e1,e2を制御する圧力を双曲線状ではな
く、直線に近似して変化するため、可変ポンプ
a1,a2の入力トルクがエンジンの出力トルクより
大きくなり、エンジンiの回転速度を低下させて
しまう。このエンジンiの回転速度の低下に伴な
い、チヤージポンプbの吐出量が低下し、従つて
パイロツト弁dが可変ポンプa1,a2の吐出量を減
少する方向に切換わり、可変ポンプa1,a2の入力
トルクがエンジンの出力トルクに合致するように
している。このように圧力の変動によらずに可変
ポンプa1,a2の入力トルクを一定するためには精
度が悪いため、エンジンの回転速度の変動をさけ
ることができなかつた。
また上記従来例のほかに特開昭47−40401号公
報に示された二連ポンプの出力制御装置が知られ
ているが、この従来例のものにあつては、可変容
量形液圧ポンプの吐出圧力によつてポンプの傾転
角を直接変更制御する構成となつているため下記
のような不具合があつた。
(1) ポンプ傾斜角の制御精度を良くするために
は、これの制御機構が複雑になることと、実際
のポンプの入力トルクと実際のエンジン定格出
力がバラツクため、実際のポンプの入力トルク
を実際のエンジン出力より小さく設計しなけれ
ば製品によつてはエンストしてしまい、エンジ
ンの出力トルクを有効に使用しての円滑な運転
ができないことにより、実際のポンプの入力ト
ルクを実際のエンジンの定格出力トルクを正確
に合わせることができない。
(2) 実際のポンプの入力トルクを実際のエンジン
の定格出力トルクに正確に合わせるためには、
正確にあつたか否かを検出するための実際のエ
ンジン回転が定格回転からずれたことを検出
し、そのずれを低減するポンプ傾斜角制御機構
がないため、エンジンの能力を最大限に活用す
ることができなかつた。
〔課題を解決するための手段及び作用〕
本発明は上記のことにかんがみてなされたもの
で、可変ポンプの入力トルクをエンジンの回転数
に応じて一定に保つことがてきると共に、可変ポ
ンプの吐出圧力に起因する不必要な回転速度の変
動をなくすることができ、さらに、実際のポンプ
の入力トルクを実際のエンジンの定格出力トルク
に正確にあわせることができることができて、エ
ンジン能力を最大限に活用することができるよう
にした可変容量形液圧ポンプの入力トルク制御装
置を提供しようとするもので、その構成は、サー
ボ機構にて制御されかつエンジンにて駆動される
可変ポンプと、この可変ポンプと同一のエンジン
にて駆動され、かつその吐出回路が上記サーボ機
構にサーボ切換弁を介して接続するチヤージポン
プと、このチヤージポンプの吐出回路に介装した
固定絞りと、この固定絞りと並列に介装され、か
つ上記可変ポンプよりの信号圧力にて絞り開度が
調整されるようにした自動絞り弁と、この並列に
介装された固定絞り弁と自動絞り弁からなる絞り
回路の前後の差圧を検出してその差圧に応じた出
力圧力をサーボ機構のサーボ切換弁のパイロツト
回路に入力する差圧検出弁と、絞り回路の下流側
と差圧検出弁の油圧源ポートの間に接続したリリ
ーフ弁とからなつている。
そして上記構成において、固定絞り弁と自動絞
り弁の並列回路に流れ込む流量Qと、固定絞り流
路面積a0により多連可変ポンプの入力トルクTが
きめられ、かつこの入力トルクTは個々の可変ポ
ンプの吐出圧力に無関係に一定となる。
また実際のポンプの入力トルクを実際のエンジ
ンの定格出力トルクに正確にあわせられる。
〔実施例〕
以下その構成を図面に示した実施例に基づいて
説明する。
図中、11,12はエンジン2にて駆動される可
変ポンプで、これはサーボ機構31,32の動きに
て制御されるようになつている。41,42はサー
ボ切換弁である。5は上記可変ポンプ1と同軸に
回転駆動されるチヤージポンプで、これの吐出回
路は固定絞り6を経てから2方に分岐されてその
一方は上記サーボ機構31,32に接続され、また
他方は差圧検出弁7を経てサーボ機構31,32
切換弁41,42のパイロツト圧回路8に接続して
ある。9は上記固定絞り6の開度を調整するため
の調整用絞りである。
上記差圧検出弁7は固定絞り6の前後の圧力
P1、P2を検出し、その圧力差(P1−P2)に応じ
た出力圧力Poutをサーボ機構31,32のサーボ切
換弁41,42のパイロツト回路8に送る。なお上
記固定絞り6の前後の圧力差(P1−P2)と差圧
検出弁7の出力圧力Poutとの関係はPout=Po1
α(P1−P2)で表わされる。ただし、Po1は差圧
検出弁7の両側に対設したばねの付勢力の差であ
り、αは定数である。
一方サーボ機構31,32はすでに多く実施され
ているように、可変ポンプ11,12の容量q1、q2
が q1=β1(Pout−Po2) q2=β2(Pout−Po2) となるように制御する。ただし、Po2はサーボ切
換弁41,42を出力圧力Poutに対向する方向に付
勢するばねの付勢力。β1、β2は定数である。
上記の実施例においては、Po1=Po2及びβ1
β2、すなわち、容量q1、q2が同じ可変ポンプP1
P2を使用すると、 q1=q2=αβ1(P1−P2) となる。
10は自動絞り弁であり、これは上記固定絞り
弁6と並列に接続してあり、可変ポンプ11,11
からの信号圧力Pp1、Pp2によりその絞り開度が
調整されるようになつている。
11は流量制御弁装置で、この流量制御弁装置
11は上記チヤージポンプ5と固定絞り6との間
の回路に介装されたコンペンセータ12と、この
コンペンセータ12の上流側から固定絞り6の下
流側へバイパスする流量制御弁13とからなつて
いる。また13aは流量制御弁13の流量調整レ
バー、14調整絞りである。
また固定絞り6と自動絞り弁10の下流側には
リリーフ弁15が接続されている。
上記構成において、各入力トルクがT1、T2
2個の可変ポンプ11,12へのトータル入力トル
クTは、 T=T1+T2∝Pp1・q1+Pp2・q2 となり、また上記したように q1=q2=αβ(P1+P2) であるから、 T=αβ(P1−P2)・(Pp1+Pp2) となり、また(P1−P2)は絞り回路の差圧であ
るから、 P1−P2∝γ(Q/a0+a*2 となる。従つて T=γ(Q/a0+a*2・(Pp1+Pp2) =γ(Q/a02・1(1+a*/a0) ・δ・(Pp1
Pp2) となる。ただしQは自動絞り弁10及び固定絞り
6の並列回路に流れ込む流量、a0は固定絞り6の
流路面積、a*は自動絞り弁10の流路面積、γ、
δは定数である。
ところで自動絞り弁10を Pp1+Pp2/δ(1+a*/a02=1(一定) となるように自動絞り弁10の受圧面や戻しばね
等の各要素を構成することにより、トータル入力
トルクTは、 T=γ(Q/a02 となり、これは多連可変ポンプの個々の吐出圧力
Pp1、Pp2と無関係に一定となる。
このことは例えば、エンジンはガバナセツトが
ある位置に設定されると、エンジンの回転速度及
び出力トルクはある点、例えば第2図のA,B,
Cの各点にセツトされる。またこのときチヤージ
ポンプ5の吐出量Qも一定の値となる。
今可変ポンプ11,12の吐出圧力Pp1、Pp2が高
い方に変動したとすると、自動絞り弁10は絞り
開度がゆるめられ、この自動絞り弁10を通る流
量は多くなる。一方固定絞り6の絞り開度は一定
であるため、絞り回路の差圧(P1、P2)は小さ
くなる。この差圧が小さくなると、差圧検出弁7
からの出力圧力Poutも小さくなり、可変ポンプ
1,12のサーボ切換弁41,42を通り可変ポン
プ11,12のサーボ機構31,32に作用する圧力
が小さくなる。このため可変ポンプ11,12の吐
出量は小さくなり、可変ポンプ11,12の入力ト
ルクは一定となる。
またこのとき、差圧検出弁7にて検出するチヤ
ージポンプ5の吐出回路の差圧は、固定絞り6
と、可変ポンプ11,12の吐出圧にて絞り開度が
変化する自動絞り弁10にて得られることによ
り、実際のポンプ入力トルクが実際のエンジンの
定格出力トルクに正確にあわせられる。なお上記
差圧検出弁7の油圧源圧力はリリーフ弁15にて
設定される。
なお上記実施例では、固定絞り6と自動絞り弁
10からなる絞り回路の上流側に、エンジンの燃
料調整装置に連動して上記絞り回路へ流れ込む流
量を制御する流量制御弁装置11を介装した例を
示したが、この流量制御弁装置11は必ずしも必
要はなく、チヤージポンプ5からの流量を直接絞
り回路へ流入させてもよい。この場合、上記絞り
回路に流れ込む流量はエンジンの実回転数に比例
した量となり、エンジンの実回転数に応じて変化
し、結局、絞り回路の前後の差圧はエンジンの実
回転数により変化し、これにより着圧検出弁7を
介して可変ポンプ11,12が制御される。
〔発明の効果〕
本発明によれば、可変ポンプ11,12を制御す
るサーボ機構31,32への出力圧力Poutを出力す
る差圧検出弁7を作動する差圧を発生させるため
の絞り回路を、チヤージポンプ5の吐出回路に介
装した固定絞り6と、この固定絞り6と並列に介
装され、かつ可変ポンプ11,12よりの信号圧力
Pp1、Pp2にて絞り開度が調整されるようにした
自動絞り弁10とにて構成されることにより、可
変ポンプ11,12の入力トルクTをエンジンの回
転数に応じて一定に保つことができる。またこの
入力トルクTの制御を、補助的な制御装置を設け
ることなしに、可変ポンプ11,12の吐出圧力の
変動に起因する不必要な変動(チヤタリング)が
生じることなく自動的に行うことができる。
また可変ポンプ11,12の圧力P、吐出量Q、
入力トルクTの関係をPQ=T一定の双曲線が得
られ、エンジンに作用するトルクの変動がなくな
ると共に、吐出圧力で自動絞り弁10を直接制御
するため、時間の遅れが少なくなりエンジン回転
速度の変動もなくなる。
またこのとき、差圧検出弁7にて検出するチヤ
ージポンプ5の吐出回路の差圧は、固定絞り6
と、可変ポンプ11,12の吐出圧にて絞り開度が
変化する自動絞り10にて得られることにより、
実際のポンプ入力トルクが実際のエンジンの定格
出力トルクに正確にあわせられる。なお、上記差
圧検出弁7の油圧源圧力はリリーフ弁15にて設
定される。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の実施例を示す油圧回路図、第
2図はエンジンと可変容量形液圧ポンプとマツチ
ング状態を示す線図、第3図は従来例を示す油圧
回路図である。 11,12は可変容量形液圧ポンプ、31,32
サーボ機構、41,42はサーボ切換弁、5はチヤ
ージポンプ、6は固定絞り、7は差圧検出弁、1
0は自動絞り弁。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1 サーボ機構31,32にて制御され、かつエン
    ジン2にて駆動される可変容量形液圧ポンプ11
    2と、この可変容量形液圧ポンプ11,12と同
    一のエンジン2にて回転駆動され、かつその吐出
    路が上記サーボ機構31,32にサーボ切換弁41
    2を介して接続するチヤージポンプ5と、この
    チヤージポンプ5の吐出回路に介装した固定絞り
    6と、この固定絞り6と並列に介装され、かつ上
    記可変容量形液圧ポンプ11,12よりの信号圧力
    Pp1,Pp2にて絞り開度を調整されるようにした
    自動絞り弁10と、この並列に介装した固定絞り
    6と自動絞り弁10からなる絞り回路の前後の差
    圧を検出してその差圧に応じた出力圧力Poutを
    サーボ機構31,32のサーボ切換弁41,42のパ
    イロツト回路8に入力する差圧検出弁7と、上記
    絞り回路の下流側と差圧検出弁7の油圧源ポート
    の間に接続したリリーフ弁15とからなることを
    特徴とする可変容量形液圧ポンプの入力トルク制
    御装置。
JP61138363A 1986-06-16 1986-06-16 可変容量形液圧ポンプの入力トルク制御装置 Granted JPS6291677A (ja)

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GB2562497A (en) * 2017-05-16 2018-11-21 Perkins Engines Co Ltd Fluid pump

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