JPS5918558B2 - 原動機によって駆動される複数の可変容量ポンプと組み合わされた制御装置 - Google Patents

原動機によって駆動される複数の可変容量ポンプと組み合わされた制御装置

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JPS5918558B2
JPS5918558B2 JP48080226A JP8022673A JPS5918558B2 JP S5918558 B2 JPS5918558 B2 JP S5918558B2 JP 48080226 A JP48080226 A JP 48080226A JP 8022673 A JP8022673 A JP 8022673A JP S5918558 B2 JPS5918558 B2 JP S5918558B2
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pump
prime mover
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エフ フランツ モ−リス
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04B—POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
    • F04B49/00—Control, e.g. of pump delivery, or pump pressure of, or safety measures for, machines, pumps, or pumping installations, not otherwise provided for, or of interest apart from, groups F04B1/00 - F04B47/00
    • F04B49/002—Hydraulic systems to change the pump delivery
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04B—POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
    • F04B49/00—Control, e.g. of pump delivery, or pump pressure of, or safety measures for, machines, pumps, or pumping installations, not otherwise provided for, or of interest apart from, groups F04B1/00 - F04B47/00
    • F04B49/007—Installations or systems with two or more pumps or pump cylinders, wherein the flow-path through the stages can be changed, e.g. from series to parallel

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  • Control Of Vehicle Engines Or Engines For Specific Uses (AREA)
  • Control Of Fluid Gearings (AREA)
  • Operation Control Of Excavators (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は原動機によって駆動される複数の可変容量ポ
ンプと組み合わされた制御装置に関するものである。
多くの液圧作動装置たとえば、掘削機は通常、掘削用パ
ケットを操作する際に使用される多数のモーターの駆動
に必要な加圧液体を供給するために複数の可変容量ポン
プを備えている。
このような掘削機における液圧回路の一例は米国特許出
願第２０７，０２７号に開示されている。
そのようなシステムには種々の回路が使用されていて、
全体的に異なる回路や分離された回路がモーターのそれ
ぞれに付設されていたり、流体を複数のポンプから１個
以上の液圧モーターへ送給するための種種の手段が設け
られているがそのシステム内の全ての液圧ポンプは通常
、内燃機関のような単一の主モータ−（原動機）によっ
て駆動されている。
このような構成における一つの問題点は分離されている
個々のモーターやポンプが前記内燃機関の馬力出力の全
てを消費する可能性があることである。
したがって２個以上のモーターやポンプに対して負荷が
加えられるときには、前記内燃機関は停止してしまうこ
とが起り得る。
このような問題点の解決のためになされた多くの試みに
よると、前記ポンプの出力をエンジンの全ての馬力出力
やそれ自身の装置に加えられる負荷に応じて調整するた
めの手段が考えられている。
また、米国特許出願第６８３１７号のものによると、前
記のような問題点の解決しているシステムが開示されて
いるが、このシステムはアンダースピードバルジとして
知られているもので、ポンプの出力を調整するために、
ポンプを駆動している内燃機関の速度に応じて動作する
ようになっている。
このようなシステムの動作を行なわせるための常套手段
はエンジンに加えられる負荷がエンジンの速度を低下さ
せるようにすることであるが、この手段によると、エン
ジンの低速回転に伴なってエンジン状態に応じたポンプ
の出力を得るように、エンジンの速度のロスを補償する
ような方向にポンプの出力を調整してこれを自動的に低
下させられる。
−そのようなシステムにおける問題点はエンジンの慣性
によってエンジン速度の低下が遅延させられ、前記アン
ダースピードバルブが最大圧力状態におかれているとき
に、敏速に応答しないことである。
一例を挙げると、上述したような回路を備えている掘削
機において、双方のポンプからの流体が１個のブームを
揚げるために使用されている場合には、そのようなこと
が起る。
この状態ではブームシリンダーに対する流量が増大し、
２個の可変容量ポンプの容量に応じて圧力の急激な上昇
が生じるようになるが、これはエンジンからの有効な出
力を越えるものである。
ブームによって支持されたブームとその荷重がその回路
内に生じた圧力ピークに従って急速に増大している場合
には、ブームはポンプをオーバランさせがちで、そのシ
ステム内の圧力は減少し始める。
これと同時に、エンジン速度は低下し始め、これにより
アンダースピード・オリフィスを介して圧力差が生じ、
アンダースピードバルブはポンプの容量の減少を遅延さ
せるように応答する。
このポンプの容量の減少はブームの速度の低下が許容さ
れていることによって、圧力の減少を助長する。
このようなシステムやポンプ容量の変化の必然的な過程
はアンダースピードの制御に基づいて現われるもので、
このシステム内の圧力状態によって９０°の位相差を伴
なっていることにより、律動的な脈流がブームの突出の
際に生じて、やがて減衰される。
エンジンスピードはポンプの容量およびシステム内の圧
力が減少するにつれて、増大するために、ポンプ容量は
再び増大されるようになり、ブーム内で新たな脈動が生
じる。
アンダースピード出力の制御による前記の９０°の位相
差は前記の不規則なブームの動作を継続させるようなこ
の機械の必然的な過程を助長するものである。
前述の出力過負荷状態を解消するための他の解決策は米
国特許出願第１２７７３８号「サミングバルブ」に開示
されている。
このサミングバルブ装置はコントロールバルブを調整す
るために、可変容量ポンプの負荷によって生じる総和圧
力に応答する手段を提供しているものであって、前記コ
ントロールバルブは前記ポンプの容量を制御するように
なっている。
しかし、このような形式のものは前記ポンプの負荷圧力
に対してあらかた応答するけれども、エンジンの負荷に
対しては応答しないという欠点を有している。
また、そのようなシステムはポンプの負荷に対しては比
較的敏感であるけれども、エンジンの実際的な負荷に対
してはさほど敏感ではない。
この発明の主たる目的は、先行技術における前述のよう
な問題点を解決することのできる出力制御手段を提供す
ることである。
この発明の他の目的はポンプの出力とこれを駆動する主
モーターの出力のいずれにも応答し得る複数の可変容量
ポンプを備えた液圧制御システムのための出力制御手段
を提供して、最適な出力に対応させられるように、ポン
プの容量や出力を適当に調整できるようにすることであ
る。
この発明は、原動機および前記原動機によって駆動され
、装置に動力を与える複数の液圧モータを作用させるた
めの圧力流体を供給する複数の可変容量ポンプと組合わ
された制御装置であって、前記ポンプの容量を調節する
作用をする圧力応答サーボ制御手段と、 前記原動機によって駆動され、パイロット制御流体源を
提供する固定容量ポンプと、 前記サーボ制御手段に接続され、前記固定容量ポンプの
出力に応答し、制御流体信号を前記サーボ制御手段に導
き、前記可変容量ポンプの出力を前記原動機の速度の関
数として調節するアンダースピードバルブと、 前記サーボ制御手段に接続され、一時的過負荷のとき前
記複数の可変容量ポンプからの動力流体の圧力の和に応
答し、制御流体信号を前記サーボ制御手段に導（圧力応
答サミングバルブ払前記サーボ制御手段、前記アンダー
スピードバルブおよび前記サミングバルブ間に設けられ
、前記アンダースピードバルブと前記サミングバルブか
らの制御流体信号に応答し、その大きい方の制御流体信
号を前記サーボ制御手段に導びくシャツトルバルブとか
らなる制御装置を提供するものである。
以下、この発明の実施例を図面について説明する。
第１図を参照すると、一対の可変容量ポンプ１０．１１
が示されている。
この他、固定容量ポンプ１２が設けられ、可変容量ポン
プ１０．１１および１司定容量ポンプ１２は内燃機関１
３などの原動機によって駆動され、タンク１４から液体
を吸引し、導管１５，１６．１７を介して液圧モータに
液圧を供給する。
各可変容量ポンプ１０．１１はその容量を調節する作用
をする圧力応答サーボ制御手段１８，１９を有する。
この制御装置はパイロット制御流体源を提供する固定容
量ポンプ２０を有し、固定容量ポンプ２０は可変容量ポ
ンプ１０．１１と同一の原動機、すなわち内燃機関１３
によって駆動される。
さらに、アンダースピードバルブ２１が可変容量ポンプ
１０．１１のサーボ制御手段１８．１９に接続され、ア
ンダースピードバルブ２１は固定容量ポンプ２０の出力
に応答し、固定容量ポンプ２０の制御流体信号をサーボ
制御手段１８．１９に導ひく作用をする。
この実施例では、オリフィス２２と圧力差応答バルブ部
材２３を有するアンダースピードバルブ２１が使用され
、固定容量ポンプ２０の出力が導管２４．２５によって
バルブ部材２３の両端に導ひかれる。
オリフィス２２は導管２４．２５間に圧力差を生じさせ
る。
さらに、バルブ部材２３に対し引張バネのバネ力が第１
図において左方向に作用し、バルブ部材２３は導管２４
．２５間の圧力差に応答して動作する。
固定容量ポンプ２０は導管２６、バルブ部材２３および
導管２Ｔを介してシャツトルバルブ２８に接続され、可
変容量ポンプ１０，１１のサーボ制御手段１８．１９に
接続されている。
さらに、固定容量ポンプ２０は導管３１およびＩＪ Ｉ
Ｊ−フバルブ４０を介して圧力応答サミングバルブ３２
に接続されている。
シャツトルバルブ２８は可変容量ポンプ１０．１１のサ
ーボ制御手段１８，１９、アンダースピードバルブ２１
およびサミングバルブ３２間に設けられ、サミングバル
ブ３２はシャツトルバルブ２８を介してサーボ制御手段
１８．１９に接続されている。
この実施例では、サミングバルブ３２のスプール３３に
対し圧縮バネのバネ力が第２図において上方向に作用し
、導管３４，３５，３６によって可変容量ポンプｉｏ、
ｉ１および固定容量ポンプ１２の動力流体がピストン３
７，３８．３９に導ひかれ、スプール３３はポンプ１０
，１１．１２の動力流体の和に応答して動作する。
この制御装置は、可変容量ポンプ１０．１１に一時的過
負荷がかかるまではエンジン１３の速度の関数として可
変容量ポンプ１０．１１の出力を調節することができる
。
エンジン１３の速度が上昇すると、固定容量ポンプ２０
の速度も上昇し、その出力が増加する。
したがって、アンダースピードバルブ２１の導管２４，
２５間の差圧が増加し、バルブ部材２３が動作し、導管
２６．２７間が閉じられる。
したがって、固定容量ポンプ２０の出力、すなわち制御
流体信号は可変容量ポンプ１０．１１のサーボ制御手段
１８，１９に導びかれない。
反対にエンジン１３の速度が低下すると、固定容量ポン
プ２０の速度も低下し、その出力が減少する。
したがって、導管２４．２５間の差圧が減少し、バルブ
部材２３が動作し、導管２６゜２７間が開かれる。
したがって、固定容量ポンプ２０の制御流体信号がシャ
ツトルバルブ２８を通り、可変容量ポンプ１０．１１の
サーボ制御手段１８．１９に導びかれる。
この結果、可変容量ポンプ１０，１１の出力がエンジン
１３の速度の関数として制御される。
さらに、この制御装置は、可変容量ポンプ１０゜１１お
よび固定容量ポンプ１２に一時的過負荷が生じたときポ
ンプ１０，１１．１２からの動力流体の圧力の和に応じ
て即座に可変容量ポンプ１０゜１１の出力を調節するこ
とができる。
可変容量ポンプ１０．１１および固定容量ポンプ１２に
一時的過負荷が生じると、可変容量ポンプ１０．１１か
らの動力流体の圧力の和に応答してすしグバルブ３２の
スプール３３が動作し、導管３１とシャツトルバルブ２
８間が開かれる。
したがって、固定容量ポンプ２０の出力、すなわち制御
流体信号がサミングバルブ３２を通り、シャツトルバル
ブ２８に導びかれる。
サミングバルブ３２からの制御流体信号はアンダースピ
ードバルブ２１からの制御流体信号よりも大きい。
シャツトルバルブ２８はサミングバルブ３２からの制御
流体信号に応答して動作し、サミングバルブ３２からの
制御流体信号を可変容量ポンプ１０．１１のサーボ制御
手段１８．１９に導ひく。
アンダースピードバルブ２１からの制御流体信号はシャ
ツトルバルブ２８によって遮断され、無視される。
したがって、可変容量ポンプｉｏ、’ｉｉからの動力流
体の圧力の和に応じて即座に可変容量ポンプ１０．１１
の出力が調節される。
可変容量ポンプ１０．１１からの動力流体の圧力の和が
減少すると、サミングバルブ３２のスプール３３が動作
し、導管３１とシャツトルバルブ２８間が閉じられ、制
御流体信号はシャツトルバルブ２８に導ひかれない。
シャツトルバルブ２８はアンダースピードバルブ２１か
らの制御流体信号に応答して動作し、アンダースピード
バルブ２１からの制御流体信号を可変容量ポンプ１０．
１１のサーボ制御手段１８．１９に導びく。
以上説明したように、この発明は、一対の可変容量ポン
プ１０．１１に一時的過負荷がかがるまでは固定容量ポ
ンプ２０の出力に応答するアンダースピードバルブ２１
によって制御流体信号をサーボ制御手段１８．１９に導
ひくことができる。
したがって、可変容量ポンプ１０，１１および固定容量
ポンプ２０を駆動する原動機の速度の関数として可変容
量ポンプ１０．１１の出力を調節することができる。
さらに、可変容量ポンプ１０゜１１に一時的過負荷が生
じたとき可変容量ポンプ１０．１１からの動力流体の圧
力の和に応答するサミングバルブ３２によって制御流体
信号をサーボ制御手段１８．１９に導ひくことができる
。
したがって、可変容量ポンプ１０．１１からの動力流体
の圧力の和に応じて即座に可変容量ポンプ１０．１１の
出力を調節することができるものである。
【図面の簡単な説明】
第１図はこの発明の一実施例を示す液圧回路図、第２図
は第１図のサミングバルブの原理を示す説明図である。 １０．１１・・・・・・可変容量ポンプ、１３・・・・
・・エンジン、１８．１９・・・・・・サーボ制御手段
、２０・・・・・・固定容量ポンプ、２１・・・・・・
アンダースピードバルブ、２８・・・・・・シャツトル
バルブ、３２・・・・・・−＋ｊ−ミングバルブ。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 １ 原動機および前記原動機によって駆動され、装置に
    動力を与える複数の液圧モータを作用させるための圧力
    流体を供給する複数の可変容量ポンプと組合わされた制
    御装置であって、 前記ポンプの容量を調節する作用をする圧力応答サーボ
    制御手段と、 前記原動機によって駆動され、パイロット制御流体源を
    提供する固定容量ポンプと、 前記サーボ制御手段に接続され、前記固定容量ポンプの
    出力に応答し、制御流体信号を前記サーボ制御手段に導
    き、前記可変容量ポンプの出力を前記原動機の速度の関
    数として調節するアンダースピードバルブと、 前記サーボ制御手段に接続され、一時的過負荷のとき前
    記複数の可変容量ポンプからの動力流体の圧力の和に応
    答し、制御流体信号を前記サーボ制御手段に導（圧力応
    答サミングバルブと、前記サーボ制御手段、前記アンダ
    ースピードバルブおよび前記サミングバルブ間に設けら
    れ、前記アンダースピードバルブと前記サミングバルブ
    からの制御流体信号に応答し、その大きい方の制御流体
    信号を前記サーボ制御手段に導ひくシャツトルバルブと
    からなる制御装置。
JP48080226A 1972-07-17 1973-07-16 原動機によって駆動される複数の可変容量ポンプと組み合わされた制御装置 Expired JPS5918558B2 (ja)

Applications Claiming Priority (2)

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US272408 1988-11-17

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JPS504601A JPS504601A (ja) 1975-01-18
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BE (1) BE802395A (ja)
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DE (1) DE2336430C2 (ja)
FR (1) FR2193424A5 (ja)
GB (1) GB1436613A (ja)

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