JPH0874743A - 可変容量ポンプの制御回路 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 ポンプを駆動するエンジンの余力を有効利用
する。 【構成】 定容量ポンプＰ２の吐出側２６の圧力Ｐ２ｐ
がリリーフ弁５６の作動圧Ｐｒに達しないうちは、吐出
側２６の圧力がレギュレータ３２に導かれることはな
い。変動シリンダ室５４の圧力はドレン６０の圧力とさ
れるので、プランジャポンプＰ１は、油圧回路Ｃ２が使
用されていない場合と同様に制御される。これにより、
定容量ポンプＰ２側の吐出側２６の圧力Ｐ２ｐがリリー
フ弁５６の作動圧Ｐｒに達しないうちは、プランジャポ
ンプＰ１の入力トルクが減少されることはなく、定容量
ポンプＰ２への入力トルクは、エンジンの余力で賄われ
る。したがって、定容量ポンプＰ２の駆動トルク分だ
け、エンジンの余力を有効利用することができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、エンジンで駆動される
可変容量ポンプの制御回路に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、例えば建設機械など、エンジンに
より駆動される複数のポンプのうち１基のポンプを可変
容量ポンプとして常時運転し、作業状態等に応じて他の
ポンプを運転する油圧機械がある。

【０００３】このような油圧機械では、可変容量ポンプ
の吐出量を制御するためのレギュレータにおけるレギュ
レータ馬力セットは、例えば図３に示すように、エンジ
ン回転数が低い領域でのエンジンストールを回避するた
めに、可変容量ポンプへの最大入力トルクＴｐを、エン
ジン出力トルクＴの最小値Ｔｍｉｎに対してトルク余剰
Ｔｓを保って設定している。このため、エンジン回転数
が上がると実際のエンジン出力トルクＴが最大入力トル
クＴｐよりも大幅に大きくなり、例えばエンジン出力ト
ルクＴが最大値Ｔｍａｘとなるエンジン回転数ではＴｍ
ａｘ−Ｔｐ＝ΔＴのエンジン余力がありながら有効に使
用できなかった。

【０００４】特開平４−６３９７５号公報には、可変容
量ポンプＰ１と定容量ポンプＰ２とを備える油圧回路に
おいて、図４に示すように、定容量ポンプＰ２の吐出側
圧力Ｐ２ｐがＰ２ｐ＝０〜設定回路圧力（Ｐｓ）［ｋｇ
ｆ／ｃｍ²］までの範囲（図４のＡ〜Ｃ）で、Ｐ２ｐに
応じて可変容量ポンプＰ１の入力トルクを増減させるこ
とにより、両ポンプにかかる合計トルクが上述の最大入
力トルクＴｐとなるように調整する可変容量ポンプの制
御回路が開示されている。この特開平４−６３９７５号
公報の技術によれば、最大入力トルクＴｐに相当するエ
ンジントルクの有効利用が可能であるが、上述のエンジ
ン余力の利用の面では改善の余地があった。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、上述の従来
技術に存するエンジン余力の有効利用面での改善を目的
とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
の手段として、請求項１記載の可変容量ポンプの制御回
路は、エンジンにより駆動される可変容量ポンプの吐出
量を、前記エンジンにより駆動される他のポンプの吐出
側回路の圧力に応じて制御するレギュレータを備える可
変容量ポンプの制御回路において、前記他のポンプの吐
出側回路の圧力が予め設定された接続圧力に満たないと
きには前記他のポンプの吐出側回路の圧力を前記レギュ
レータに導く管路を遮断し、前記他のポンプの吐出側回
路の圧力が前記接続圧力に達した際に前記管路を連通さ
せる管路通断手段を設けたことを特徴とする。

【０００７】請求項２記載の可変容量ポンプの制御回路
は、請求項１記載の可変容量ポンプの制御回路におい
て、前記管路通断手段として、作動圧が前記接続圧力で
あるリリーフ弁を前記管路に介装したことを特徴とす
る。請求項３記載の可変容量ポンプの制御回路は、請求
項１記載の可変容量ポンプの制御回路において、前記管
路通断手段として、前記他のポンプの吐出側回路の圧力
が前記接続圧力以上のときにオンとなる圧力スイッチ
と、該圧力スイッチがオンのときに前記管路を連通させ
該圧力スイッチがオフのときに前記管路を遮断する電磁
弁とを設けたことを特徴とする。

【０００８】

【作用】上記の構成になる請求項１記載の可変容量ポン
プの制御回路においては、管路通断手段は、他のポンプ
の吐出側回路の圧力が予め設定された接続圧力に満たな
いときには他のポンプの吐出側回路の圧力をレギュレー
タに導く管路を遮断し、他のポンプの吐出側回路の圧力
が接続圧力に達した際に管路を連通させる。

【０００９】つまり、他のポンプの吐出側回路の圧力が
接続圧力に満たないときには、他のポンプの吐出側回路
の圧力はレギュレータに導かれないので、レギュレータ
の作用による可変容量ポンプの入力トルクの減少はな
い。したがって、エンジンは、可変容量ポンプを、例え
ば最大入力トルクＴｐで駆動しつつ、他のポンプを駆動
することになる。このため、エンジンの出力中で駆動力
として利用される分は、最大入力トルクＴｐ＋他のポン
プの駆動トルクとなるので、他のポンプの駆動トルク分
についてはエンジン余力を有効利用することができる。

【００１０】請求項２記載の可変容量ポンプの制御回路
においては、他のポンプの吐出側回路の圧力が接続圧力
以上になると作動して管路を連通させるリリーフ弁を、
管路通断手段として管路に介装しているので、簡単な装
置構成で請求項１記載と同様の作用、効果を得ることが
できる。

【００１１】請求項３記載の可変容量ポンプの制御回路
においては、圧力スイッチは、他のポンプの吐出側回路
の圧力が接続圧力以上のときにオンとなる。電磁弁は、
圧力スイッチがオンのときに管路を連通させ圧力スイッ
チがオフのときに管路を遮断する。電磁弁を使用するの
で、請求項２よりもやや複雑な構成となるが、管路の遮
断、連通の切換は一層正確となる。

【００１２】

【実施例】次に、本発明の二実施例を説明する。 （実施例１）この実施例１は、図示しない建設機械に装
着されて作動油を供給する油圧発生装置に本発明を適用
した例であり、管路通断手段にリリーフ弁を使用する例
である。

【００１３】図１に示すように、油圧発生装置１０は、
図示しないエンジンにて駆動されるプランジャポンプＰ
１、定容量ポンプＰ２および定容量型のパイロットポン
プＰ３を備えており、プランジャポンプＰ１と定容量ポ
ンプＰ２とは互いに独立に駆動されるが、パイロットポ
ンプＰ３は定容量ポンプＰ２に連動する構造である。

【００１４】プランジャポンプＰ１の吸入側１８は作動
油タンク２０に接続され、吐出側２２は油圧回路Ｃ１に
接続されている。同様に、定容量ポンプＰ２の吸入側２
４は作動油タンク２０に接続され、吐出側２６は油圧回
路Ｃ２に接続されている。また、パイロットポンプＰ３
の吸入側は、定容量ポンプＰ２の吸入側２４から分岐
し、吐出側２８の分岐３０はリリーフ弁３１を介して作
動油タンク２０と接続されており、吐出側２８の圧力
は、ほぼ一定のパイロット圧に保持されている。

【００１５】この油圧発生装置１０には、プランジャポ
ンプＰ１の傾転角を変化させることによりプランジャポ
ンプＰ１の吐出量を制御する、周知のレギュレータ３２
が設けられている。このレギュレータ３２は、大径シリ
ンダ３４に大径側を挿通し小径シリンダ３６に小径側を
挿通したラムピストン３８を両シリンダ３４、３６間で
往復変位させることで、ラムピストン３８に接続された
プランジャポンプＰ１の傾転角を変化させる構成であ
る。

【００１６】小径シリンダ３６は、図示を省略する配管
により逆止弁４０を介してプランジャポンプＰ１の吐出
側２２に接続されており、大径シリンダ３４は、絞り制
御弁４２を介して逆止弁４０に接続されている。この絞
り制御弁４２には、絞り制御弁４２のポジションを制御
するためのパイロット圧ピストン４４および変動圧ピス
トン４６が連結されている。パイロット圧ピストン４４
はパイロット圧シリンダ４８に挿通されており、パイロ
ット圧シリンダ４８は、パイロットライン５０を介して
パイロットポンプＰ３の吐出側２８に接続されている。

【００１７】また、変動圧ピストン４６は、主シリンダ
室５２および変動シリンダ室５４に挿通されており、主
シリンダ室５２は、逆止弁４０を介してプランジャポン
プＰ１の吐出側２２に接続されている。一方、変動シリ
ンダ室５４は、接続管路５５に設置されたリリーフ弁５
６を介して、定容量ポンプＰ２の吐出側２６に接続され
ている。このリリーフ弁５６の作動圧Ｐｒは、定容量ポ
ンプＰ２の吐出側２６の回路設定圧力Ｐ２ｓよりも低圧
に設定されており、リリーフ弁５６が作動した際には、
吐出側２６の圧力が変動シリンダ室５４に導入される。
さらに、接続管路５５には、リリーフ弁５６の二次側
に、絞り５８を介してドレン６０が接続されている。

【００１８】なお、逆止弁４０の二次側４０ａは、逆止
弁６２を介してパイロットライン５０に接続されてお
り、プランジャポンプＰ１の吐出側２２の圧力またはパ
イロットライン５０の圧力の、いずれか高圧の圧力が導
入される構成である。上述のレギュレータ３２では、変
動圧ピストン４６に作用する力が大きいほど（主シリン
ダ室５２および変動シリンダ室５４に導入される油圧が
高いほど）絞り制御弁４２のポジションが図示右方向に
変位し、大径シリンダ３４に作動油が流入する側とな
り、ラムピストン３８が図示右方向に変位してプランジ
ャポンプＰ１の吐出流量を減少させる。他方、変動圧ピ
ストン４６に作用する力が小さくなれば、上述とは逆に
ラムピストン３８が図示左方向に変位してプランジャポ
ンプＰ１の吐出流量を増加させる。

【００１９】次に、上記の構成を有する油圧発生装置１
０の作動について説明する。まず、プランジャポンプＰ
１に接続されている油圧回路Ｃ１のみが使用されて定容
量ポンプＰ２側の油圧回路Ｃ２の負荷がほとんどない場
合には、定容量ポンプＰ２の吐出側２６の圧力Ｐ２ｐは
リリーフ弁５６の作動圧Ｐｒに達しないので、吐出側２
６の圧力Ｐ２ｐはレギュレータ３２に導入されず、変動
シリンダ室５４の圧力はドレン６０の圧力（＝０）とな
る。したがって、レギュレータ３２に導入される油圧
は、プランジャポンプＰ１の吐出側２２の圧力Ｐ１ｐお
よびパイロットポンプＰ３の吐出側２８の油圧（パイロ
ット圧）のみとなっている。この結果、プランジャポン
プＰ１は、自身の吐出側２２の圧力Ｐ１ｐまたはパイロ
ット圧に応じて制御され、最大入力トルクＴｐにて運転
される（図４参照）。この場合、プランジャポンプＰ１
の吐出量Ｑ１と吐出圧力Ｐ１ｐとの関係は図４の線Ａに
表す関係となる。

【００２０】定容量ポンプＰ２側の油圧回路Ｃ２が使用
されると、負荷が上がるにしたがって吐出側２６の圧力
Ｐ２ｐが上昇するが、この圧力がリリーフ弁５６の作動
圧Ｐｒに達しないうちは、吐出側２６の圧力がレギュレ
ータ３２に導かれることはなく、変動シリンダ室５４の
圧力はドレン６０の圧力（＝０）とされるので、プラン
ジャポンプＰ１は、上述の油圧回路Ｃ２が使用されてい
ない場合と同様に制御される。

【００２１】吐出側２６の圧力がさらに上昇してリリー
フ弁５６の作動圧Ｐｒとなると、リリーフ弁５６が作動
して、吐出側２６の圧力Ｐ２ｐがレギュレータ３２に導
かれる。このため、プランジャポンプＰ１は、定容量ポ
ンプＰ２の吐出側２６の圧力Ｐ２ｐと自身の吐出側２２
の圧力Ｐ１ｐまたはパイロット圧とに応じて制御され
る。この場合、プランジャポンプＰ１の吐出量Ｑ１と吐
出圧力Ｐ１ｐとの関係は図４の線Ｂに表す関係となる。
つまり、定容量ポンプＰ２の入力トルクに見合っただけ
プランジャポンプＰ１の入力トルクが削減され、両ポン
プへの総合入力がエンジンの出力を越えることは回避さ
れる。

【００２２】また、吐出側２６の圧力Ｐ２ｐがリリーフ
弁５６の作動圧Ｐｒ〜設定回路圧力Ｐｓの範囲では、プ
ランジャポンプＰ１は、定容量ポンプＰ２側の吐出側２
６の圧力Ｐ２ｐと自身の吐出側２２の圧力Ｐ１ｐまたは
パイロット圧とに応じて、線Ｂ〜線Ｃの間で制御され
る。プランジャポンプＰ１の入力トルクは、定容量ポン
プＰ２の入力トルクに応じて増減され、両ポンプへの総
合入力がエンジンの出力を越えることは回避される。

【００２３】このように、定容量ポンプＰ２側の吐出側
２６の圧力Ｐ２ｐがリリーフ弁５６の作動圧Ｐｒに達し
ないうちは、プランジャポンプＰ１は、油圧回路Ｃ２が
使用されていない場合と同様に制御されるので、従来技
術のようにプランジャポンプＰ１の入力トルクが図４に
示される線Ａ→線Ｂのように減少されることはない。つ
まり、定容量ポンプＰ２への入力トルクは、エンジンの
余力で賄われる。したがって、定容量ポンプＰ２の駆動
トルク分だけ、エンジンの余力を有効利用することがで
きる。 （実施例２）この実施例２は、実施例１と同様に図示し
ない建設機械に装着されて作動油を供給する油圧発生装
置に本発明を適用した例であるが、管路通断手段として
圧力スイッチおよび電磁弁を設けた点で実施例１と異な
っている。なお、管路通断手段（圧力スイッチおよび電
磁弁）以外の構成は実施例１と同様であるので、各部に
は実施例１と同じ品番を使用してこれらの詳細な説明を
省略する。

【００２４】図２に示すように、油圧発生装置７０の接
続管路５５には、２位置２ポートの電磁弁７２が介装さ
れている。この電磁弁７２は、非通電状態では、図示の
ように変動シリンダ室５４と定容量ポンプＰ２の吐出側
２６との連通を断ち、変動シリンダ室５４の圧力はドレ
ン７４の圧力（＝０）とされる。一方、電磁弁７２は、
通電されてポジションを切換えた際には、変動シリンダ
室５４と定容量ポンプＰ２の吐出側２６とを連通させ
る。

【００２５】また、定容量ポンプＰ２の吐出側２６に
は、吐出側２６の圧力Ｐ２ｐが設定圧Ｐｒ未満ではオ
フ、設定圧Ｐｒ以上ではオンとなる圧力スイッチ７６が
装着されている。上述の電磁弁７２および圧力スイッチ
７６は、図示しない制御盤に電気的に接続されており、
圧力スイッチ７６のオン、オフに応じて電磁弁７２への
電力が通断される。

【００２６】このように構成されている油圧発生装置７
０においては、プランジャポンプＰ１に接続されている
油圧回路Ｃ１のみが使用されて定容量ポンプＰ２側の油
圧回路Ｃ２の負荷がほとんどない場合には、定容量ポン
プＰ２の吐出側２６の圧力Ｐ２ｐは圧力スイッチ７６の
設定圧Ｐｒに達しないので、圧力スイッチ７６はオフで
あり、電磁弁７２には通電されない。このため、吐出側
２６の圧力Ｐ２ｐはレギュレータ３２に導入されず、変
動シリンダ室５４の圧力はドレン７４の圧力（＝０）と
なる。したがって、レギュレータ３２に導入される油圧
は、プランジャポンプＰ１の吐出側２２の圧力Ｐ１ｐお
よびパイロットポンプＰ３の吐出側２８の油圧（パイロ
ット圧）のみとなっている。この結果、プランジャポン
プＰ１は、自身の吐出側２２の圧力Ｐ１ｐまたはパイロ
ット圧に応じて制御され、最大入力トルクＴｐにて運転
される（図４参照）。この場合、プランジャポンプＰ１
の吐出量Ｑ１と吐出圧力Ｐ１ｐとの関係は図４の線Ａに
表す関係となる。

【００２７】定容量ポンプＰ２側の油圧回路Ｃ２が使用
されると、負荷が上がるにしたがって吐出側２６の圧力
Ｐ２ｐが上昇するが、この圧力が圧力スイッチ７６の設
定圧Ｐｒに達しないうちは電磁弁７２には通電されな
い。このため、吐出側２６の圧力がレギュレータ３２に
導かれることはなく、変動シリンダ室５４の圧力はドレ
ン７４の圧力（＝０）とされるので、プランジャポンプ
Ｐ１は、上述の油圧回路Ｃ２が使用されていない場合と
同様に制御される。

【００２８】吐出側２６の圧力Ｐ２ｐがさらに上昇して
圧力スイッチ７６の設定圧Ｐｒとなると、圧力スイッチ
７６がオンとなり、電磁弁７２は通電されてポジション
を切換える。これにより、接続管路５５が連通状態とさ
れ、吐出側２６の圧力Ｐ２ｐがレギュレータ３２に導か
れる。このため、プランジャポンプＰ１は、定容量ポン
プＰ２側の吐出側２６の圧力Ｐ２ｐと自身の吐出側２２
の圧力Ｐ１ｐまたはパイロット圧とに応じて制御され
る。この場合、プランジャポンプＰ１の吐出量Ｑ１と吐
出圧力Ｐ１ｐとの関係は図４の線Ｂに表す関係となる。
つまり、定容量ポンプＰ２の入力トルクに見合っただけ
プランジャポンプＰ１の入力トルクが削減され、両ポン
プへの総合入力がエンジンの出力を越えることは回避さ
れる。

【００２９】また、吐出側２６の圧力Ｐ２ｐが、圧力ス
イッチ７６の設定圧Ｐｒ〜設定回路圧力Ｐｓの範囲で
は、プランジャポンプＰ１は、定容量ポンプＰ２側の吐
出側２６の圧力Ｐ２ｐと自身の吐出側２２の圧力Ｐ１ｐ
またはパイロット圧とに応じて、線Ｂ〜線Ｃの間で制御
される。プランジャポンプＰ１の入力トルクは、定容量
ポンプＰ２の入力トルクに応じて増減され、両ポンプへ
の総合入力がエンジンの出力を越えることは回避され
る。

【００３０】このように、定容量ポンプＰ２側の吐出側
２６の圧力Ｐ２ｐが圧力スイッチ７６の設定圧Ｐｒに達
しないうちは、プランジャポンプＰ１は、油圧回路Ｃ２
が使用されていない場合と同様に制御されるので、従来
技術のようにプランジャポンプＰ１の入力トルクが図４
に示される線Ａ→線Ｂのように減少されることはない。
つまり、定容量ポンプＰ２への入力トルクは、エンジン
の余力で賄われる。したがって、定容量ポンプＰ２の駆
動トルク分だけ、エンジンの余力を有効利用することが
できる。

【００３１】なお、この実施例２は、電磁弁７２および
圧力スイッチ７６を必要とする点で実施例１よりもやや
複雑な構成となるが、接続管路５５の遮断、連通の切換
は一層正確となる。以上、二実施例に従って、本発明に
ついて説明したが、本発明はこのような実施例に限定さ
れるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲でさ
まざまに実施できることは言うまでもない。

【００３２】

【発明の効果】以上説明したように、請求項１記載の可
変容量ポンプの制御回路によれば、他のポンプの吐出側
回路の圧力が接続圧力に満たないときには、レギュレー
タの作用による可変容量ポンプの入力トルクの減少はな
いので、エンジンは、可変容量ポンプを、例えば最大入
力トルクＴｐで駆動しつつ、他のポンプを駆動すること
になる。このため、エンジンの出力中で駆動力として利
用される分は、最大入力トルクＴｐ＋他のポンプの駆動
トルクとなるので、他のポンプの駆動トルク分につては
エンジン余力を有効利用することができる。

【００３３】請求項２記載の可変容量ポンプの制御回路
によれば、簡単な装置構成で請求項１記載と同様の効果
を得ることができる。請求項３記載の可変容量ポンプの
制御回路によれば、請求項２よりもやや複雑な構成とな
るが、管路の遮断、連通の切換は一層正確となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 実施例１の油圧発生装置の油圧回路図であ
る。

【図２】 実施例２の油圧発生装置の油圧回路図であ
る。

【図３】 実施例１、２および従来例のエンジン出力ト
ルクと可変容量ポンプの最大入力トルクの関係を示すエ
ンジントルク線図である。

【図４】 実施例１、２および従来例の可変容量ポンプ
のポンプ馬力線図である。

【符号の説明】

１０・・・油圧発生装置、２２・・・吐出側、２６・・
・吐出側（吐出側回路）、３２・・・レギュレータ、５
５・・・接続管路（管路）、５６・・・リリーフ弁、７
０・・・油圧発生装置、７２・・・電磁弁、７６・・・
圧力スイッチ、Ｐ１・・・プランジャポンプ（可変容量
ポンプ）、Ｐ２・・・定容量ポンプ（他のポンプ）、Ｐ
３・・・パイロットポンプ、Ｐｒ・・・作動圧、設定圧
（接続圧力）。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 エンジンにより駆動される可変容量ポン
   プの吐出量を、前記エンジンにより駆動される他のポン
   プの吐出側回路の圧力に応じて制御するレギュレータを
   備える可変容量ポンプの制御回路において、 前記他のポンプの吐出側回路の圧力が予め設定された接
   続圧力に満たないときには前記他のポンプの吐出側回路
   の圧力を前記レギュレータに導く管路を遮断し、前記他
   のポンプの吐出側回路の圧力が前記接続圧力に達した際
   に前記管路を連通させる管路通断手段を設けたことを特
   徴とする可変容量ポンプの制御回路。
2. 【請求項２】 前記管路通断手段として、作動圧が前記
   接続圧力であるリリーフ弁を前記管路に介装したことを
   特徴とする請求項１記載の可変容量ポンプの制御回路。
3. 【請求項３】 前記管路通断手段として、 前記他のポンプの吐出側回路の圧力が前記接続圧力以上
   のときにオンとなる圧力スイッチと、 該圧力スイッチがオンのときに前記管路を連通させ該圧
   力スイッチがオフのときに前記管路を遮断する電磁弁と
   を設けたことを特徴とする請求項１記載の可変容量ポン
   プの制御回路。