JPS6246002A - 印加圧力を有する駆動系のための制御装置 - 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、１次ユニットとしての可調節吐出し量を備え
た液圧流体源及び２次ユニットとしての可変容積の液圧
装置から成る印加圧力を有する駆動系のための制御装置
であって、該液圧流体源と該液圧装置との間の圧力配管
中にある蓄積手段と、該液圧装置に連結された回転速度
発生器の実際の速度値及び任意に設定可能な所望の速度
値に依存して該２次ユニットの調節部材を作動させ該２
次ユニットの容積を調節するための制御信号を発生する
速度コントローラーとを有している制御装置に関する。

〈従来の技術〉 この種の駆動系は、ドイツ公開特許公報第２７３９９６
８号によって公知であり、２次ユニットの回転速度の制
御は、液圧によって発生する。圧力配管に吐出する２基
の定容積型ポンプを１次圧力媒体又は流体源として用い
ることも公知である（ドイツ特許願Ｐ３４０９５５６．
７）。定容積形ポンプの連結及び遮断は、圧力配管中の
圧力に依存して行われる。２次ユニット（複数）も、定
容積型の装置であり、これらは互いに連結されたり遮断
されたりするようになっている。本出願人の係属中のド
イツ特許願（Ｐ３４４１１．８５．２）によれば、２次
ユニットの速度と１次ユニットの圧力とは、電気回路装
置によって制御され、２次ユニットの調節手段の所定の
制限角度に到達した時に、効率を改善するために、重畳
された制御閉ループにおいて、圧力を降下させる。

２次ユニットの最高の可能な効率を達成するには、２次
ユニットの吸収容積又は吐出し容積は、最大可能な値に
設定すべきである。即ち、揺動角度は可及的に大きくす
べきである。ところで、２次ユニットの揺動角度は、取
出される負荷モーメントと作動圧力とに依存する。この
ように揺動角度は、成る与えられた負荷モーメントに対
して、作動圧力を介して最適効率に設定でき、作動圧力
は、１次ユニットによってｑ、えられる吐出し量と２次
ユニットが取る量とに依存する。

〈発明が解決しようとする問題点〉 本発明の課題は、冒頭に述べた形式の制御装置において
、２次駆動の効率を改善することにある。

〈問題点を解決するための手段〉 この課題は、本発明によれば、２次ユニットのアクチュ
エーター又は調節部材が最適作動範囲に保持されるよう
に、１次ユニットによって与えられる流入量を変更する
ことによって解決される。

本発明によれば、２次ユニットの揺動角度は、測定され
、切替え点と比較される。この測定はポテンショメータ
ー又はリミットスイッチによって行われる。他方では切
替え点は、２次ユニットの揺動角度の所望値によっても
予設定することかで一７＝ きる。

本発明によれば、−上限の切替え点（２次ユニットにつ
いて例えば８０％の揺動角度）に到達した時に、１次ユ
ニットを全吐出し量１００％に切替える。この吐出し量
は、２次ユニットの６０％の揺動角度に対応した下限の
切替え点よりも低い値になるまで保持される。次に１次
ユニットの吐出し流量を例えば５０％に減少させる。１
次ユニットの減少吐出し流量がなおも多すぎる場合に、
作動圧力は、成る最大値に増大し、この最大値に到達し
た時に１次ユニットが零にリセットされる。

しかし１次ユニットが減少吐出し量において供午しつる
よりも大きな吐出し流量を２次ユニットが要求する場合
に、作動圧力は低下し、２次ユニットの揺動角度は増大
する。この揺動角度が次に上限の切替え点の８０％に到
達した場合に、１次ユニットの吐出し緻は、全吐出し量
に再びスイッチングされる。

このように、全吐出し量及び減少吐出し量への１次ユニ
ットの切替えは、２次ユニットが効率にとって有利な稼
動範囲内において作動しうるように２次ユニットに影響
する。

本発明によれば、２次制御される可変容積の液圧装置は
、］−次ユニットから供給を受ける印加系統圧力を有す
る配管に接続されている。１−次ユニットの切替えによ
って、２次ユニットは、成る吐出し量を受け、それによ
り２次ユニットの最高可能な効率を得るための最大可能
な揺動角度が結果する。２次ユニットの所望の揺動角度
範囲に対応したー■ユ限及び下限の切替え点に依存して
切替えが行われる。

次に本発明の好ましい実施例を図面に基づいて詳細に説
明する。

〈実施例〉 １次ユニット１は２次ユニット２に圧力配管４によって
連結してあり、圧力配管４は、逆止弁３を融資、蓄積手
段５に連結されている。１次ユニット１は、吐出し量が
可変のポンプとして作動する液圧装置である。この目的
のために、流体源又はタンクに方向弁７を介してそのシ
リンダー室を別々に連結可能とした調節シリンダー６（
アクチュエーター）が用いられる。方向弁７は駆動段８
によって電気的に駆動される。駆動段８は位置コントロ
ーラー９の出力信号を受ける。位置コントローラー９の
、実際の値を表わす入力信号は、調節シリンダー６の位
置に対応したポテンショメーター１０の電圧タップに接
続可能となっており、またその所望の値を表わす入力信
号は、スイッチ１１．１２によって、スイッチ位置に依
存した種々の電圧源に接続することができる。ポンプ１
の所定の吐出し量（複数）が電圧値（複数）によって設
定される。

スイッチ１．１，１．２が図示位置にあると、ポンプ１
の１００％吐出し量に対応した電圧が位置コントローラ
ー９に供給される。スイッチ１２を切替えると、例えば
５０％の吐出し量に対応する。

ポテンショメーター１４に設定可能な電圧が供給される
。スイッチ１１を切替えると、揺動角度０°に対応した
電圧が位置コントローラー９に供給され、ポンプ１は零
吐出し量にリセットされる。

２次ユニット２も、可変の吸収量又は吐出し量を有する
液圧装置、特に、アキシアルピストン型の液圧装置であ
り、モーターとして作動する時は、配管４又は蓄積手段
５から流体を取入れ、ポンプとして作動する時は、負荷
によって駆動される流体を蓄積手段５に返却する。２次
ユニット２の吸収又は吐出し容積の調節は、流体源又は
タンクに方向弁１７を介してそのシリンダー室（複数）
を連結可能としたアクチュエーター即ち調節シリンダー
１６のところで行われる。方向弁１７は、位置制御閉ル
ープ１９の出力信号によって制御され、位置制御閉ルー
プ１９は、２次ユニット２に接続された回転速度発生器
２０（タコゼネレーター）において発生した実際の速度
値を、所望の速度値のほかに受ける。速度制御は、アナ
ログ制御でもデジタル制御でもよい。ドイツ公開特許公
報第２７３９９６８号に記載されたような液圧制御も可
能である。２次ユニット２は、−例として、調節シリン
ダー１６がアクチュエーターの揺動角度を変更して工程
を変更するアキシアルピストン型の装置である。２次ユ
ニット２の揺動角度は、配管４中の作動圧力及び図示し
ない負荷に供給されるトルクによって定まる。作動圧力
は、モーターとして作動する２次ユニット２の吸収容積
及びポンプ１の吐出し量に対応するように自己調節され
る。

ポンプ１によって供給される吐出し量がモーターによっ
て使用される址よりも多いと、作動圧力は増大し、逆の
場合には、作動圧力は減少し、蓄積手段５の蓄積量はそ
れと同時に増大したり減少したりする。

２次ユニット２の揺動角度がモーター（２次ユニッ１〜
２）から取出される１〜ルクと係りなく２次ユニット２
が最大可能な効率をもつ範囲内に調節されるようにする
ことが、後述する制御回路によって可能となる。この範
囲は、下限値が吸収容積の６０％を下回らず、−に限値
が、非常に大きな負荷モーメントに対する裕度をもつよ
うに約８０％であるような範囲である。従って、図示し
た実施例において、約６０〜８０％容積又は揺動角度の
範囲に２次ユニット２の容積を保つことが目標となる。

２次ユニット２のアクチュエーター即ち調節手段の位置
（揺動角度）を測定する。この目的のためにポテンショ
メーター２２のタップをアクチュエーターに接続する。

タップされた電圧は、第１スイッチング増幅器２４のセ
ット入力部及び第２スイッチング増幅器２５のセット入
力部に、信号線２３を経て供給される。第１スイッチン
グ増幅器２４の第２人力部は、−Ｉ−限の切替え点（揺
動角度８０％に対応する）に対応する電圧をポテンショ
メーター２６から受ける。スイッチング増幅器２５の第
２人力部は、揺動角度６０％の下限切替え点に対応する
ポテンショメーター２７の設定電圧を受ける。信号線２
３の電圧値が下限の切替え点に到達すると、スイッチン
グ増幅器２５は反転し、信号線２８に出力信号を送出す
る。信号線２３の電圧が一１〕限の切替え点に到達する
と、スイッチング増幅器２４は反転し、信号線２９を経
てスイッチング増幅器２５のリセット入力部に信号を送
出するので、信号線２８の信号は遮断される。

−１３〜 スイッチ１２は、信号線２８の出力信号に依存して作動
する。

スイッチ１１は、スイッチング増幅器３２によって駆動
され、スイッチング増幅器３２は、配管４中の作動圧力
に依存して圧力スイッチ３０を介して制御され、そのリ
セット入力部Ｒは、信号線２８に接続される。

次に作用について説明すると、２次ユニット２の揺動角
度が８０％よりも大きく、即ち、高負荷モーメントが要
求されていると、１次ユニット１は、全吐出し量１００
％に切替えら扛る。信号線２３−［−の信号は、Ｊ−限
の切替え点８０％以上であるので、スイッチング増幅器
２４．２５は共に応答するが、信号線２８の出力信号は
、スイッチング増幅器２５のリセット入力部Ｒに供給さ
れるスイッチング増幅器２４の出力信号によって抑制さ
れる。スイッチング増幅器３２も、その入力部が無信号
のため、信号を送出しない。スイッチ１１゜１２は、図
示位置にあるため、１００％吐出しに対応する電圧は、
位置コントローラー９に供給される。この作動状態では
２次ユニット２が要求する吐出し量は、１次ユニッｌ−
１が供与する量よりも少ないので、蓄積手段５において
は、おそらくは蓄積が進行し、配管４中の圧力は増大す
る。そのため、負荷及び速度設定が同一であるものと想
定して、２次ユニット２の揺動角度が減少する。

第１スイッチング増幅器２４の信号が消失して信号線２
９の信号値が８０％よりも低下したとしても自己保持作
用のため増幅器２５は反転されない。

２次ユニット２の揺動角度が下限の切替え点６０％に到
達すると、第２スイッチング増幅器２５は応答し、信号
線２８に出力信号を送出し、スイッチ１２はそれにより
反転される。それによって位置コントローラー９は、１
次ユニット１の５０％吐出しに対応した電圧を受ける。

信号線２８上の信号もスイッチング増幅器３２のリセッ
ト入力部に到達するが、スイッチング増幅器３２は反転
されない。蓄積手段５の放出後に負荷モーメントが更に
減少しないとして、１次ユニット１によって与えられる
吐出し量５０％が２次ユニット２の取る量よりも少ない
ことによって、圧力配管４［１１の作動圧力は減少する
。しかし圧力が減少すると２次ユニット２は、所要のモ
ーメントを供給するように、より大きく偏向される。ス
イッチング増幅器２４は、」上限切替え点８０％に到達
すると直ちに応答してスイッチング増幅器２５を作動さ
せ、スイッチング増幅器２５は、その有信号のリセット
入力部を経て元の位置に反転するので、スイッチ１２は
、１次ユニット１を、その全吐出し流量１−００％に切
替える。

しかし、１次ユニット１の吐出し量が減少した状態で、
２次ユニット２の取る負荷流量が、負荷及び駆動速度の
どちらか一方又は両方の減少によって小さくなると、圧
力配管４中の圧力は上昇する。最大作動圧力に到達する
と、圧力スイッチング３０が応答し、スイッチング増幅
器３２のセット入力部に信号を送出し、スイッチング増
幅器３２は、スイッチ１１を反転させるので、１次ユニ
ット］は、零吐出し量にリセットされる。

吐出し量の取消しによって、圧力配管４中の圧力は再び
降下し、２次ユニット２の揺動角度は増大する。これは
吐出し量８０％に対応した上限の切替え点に到達するま
で続けられ、この点に到達した時に、前記のように１次
ユニット１の吐出し量が１００％に切替えられる。この
場合は、揺動角度６０％に到達した時に５０％吐出し旦
への切替えは行われないが、その理由は、この場合、ス
イッチング増幅器２５は、上限の切替え点（８０％吐出
し量）に到達した時にスイッチング増幅器２４が応答す
るまでスイッチング増幅器３２のリセット入力部を経て
スイッチ１２．１１を作動させることができないためで
ある。

第２図の実施例においては、可変吐出し量の１次ユニッ
ト１は、一定の吐出し量のポンプ（低容積形ポンプ）に
置換えることができる。第２図において、２基の定容賦
形ポンプ３４．３５が用いられ、これらのポンプの吐出
し景は、例えば各々の場合について５０％のように、所
望のように段階化されている。ポンプ３４．３５は、そ
れぞれ方向弁３６．３７及び逆止弁３８，３９を介して
選択的に連結したり遮断したりすることができる。

その他の点では、第２図の装置において、第１図を参照
して説明した部分と同一の部分は、同一の符号により表
わされている。第１図の実施例との相違点は、スイッチ
ング増幅器２５の出力部が電気的に作動可能な方向弁３
７に信号線２８を経て導かれると共に、スイッチング増
幅器３２のリセット入力部Ｒに整合部材４０を経て導か
れ、スイッチング増幅器３２の出力信号が電気的に作動
可能な方向弁３６を信号線４１を介して駆動することで
ある。

次に作用について説明すると、２次ユニット２の揺動角
度が８０％よりも大きいため、前記のようにして、スイ
ッチング増幅器２５．３２の出力信号が存在しない場合
には、両方のポンプ３４゜３５は、５０％の２倍の全吐
出し量を弁３６，３７を経て圧力配管４に送出する。２
次ユニット２の揺動角度がスイッチング増幅器２５の切
替え点（６０％）よりも減少すると、スイッチング増幅
器２５は、信号線２８に出力信号を再び送出し。

＝１８− 弁３７はこの信号により再び切替えられるので、ポンプ
３５は、配管４から遮断され、アイドリング動作によっ
て圧油をタンクに圧送する。信号線２８は、スイッチン
グ増幅器３２のリセット入力部に導かれるため、スイッ
チング増幅器３２の出力部は無信号であり、ポンプ３４
のみが２次ユニット２に圧油を供給し続ける。揺動角度
が再び８０％よりも大きくなると、スイッチング増幅器
２５は、そのリセット入力部及びスイッチング増幅器２
４を介してリセットされるため、弁３７は切替えられ、
全吐出し量の流量が再び利用可能となる。

しかし、２次ユニット２が更に減少することによって、
圧力スイッチ３０が応答するまで圧力配管４中の圧力が
増大すると、スイッチング増幅器３２も作動し、信号線
４１上のその出力信号によって、弁３６を切替え、かく
してポンプ３４を圧力配管４から遮断する。それにより
ポンプ３４゜３５は零吐出し量にリセットされる。

第１図について前述した実施例と同様に、２次ユニット
２の揺動角度が再び８０％を超過した時に、２基のポン
プ３４．３５が互いに連結される。

第１，２図において、２次ユニットの揺動角度は、ポテ
ンショメーター２２によって直接に検出される。これが
可能でないか又は望ましくない場合には、位置制御閉ル
ープ１９（速度コントローラー）によって弁１７に供給
される信号（揺動角度の所望値を表わす）を揺動角度と
して用いてもよい。第３図には、２次ユニット２の作動
手段（図示しない）を作動させるための方向弁（やはり
図示しない）を駆動する信号線４２上の信号が回転速度
発生器２０により供給される実際の速度値と位置制御閉
ループ１９の望ましい速度値とから導出されるようにし
たこの種の構成が略示されている。

第３図において、別の２次ユニット２′は、位置制御閉
ループ１９′　（速度コントローラー）を同様に備えた
圧力配管４に連結されている。閉ループ１９′の信号線
４３上の出力信号は、図示しない作動手段を作動させる
ために、関係した方向弁に供給される。２つの位置制御
閉ループ１９゜１９′の出力信号は、スイッチングロジ
ック４４に送出され、スイッチングロジック４４の出力
部は、スイッチング増幅器２４，２５．３２と共に第１
，２図に示した信号、ｌＸ２３に接続されている。

スイッチングロジック４４によれば、同一の圧力配管４
に連結されたいくつかの２次ユニット２゜２′について
効率を最適化することが可能となる。

この場合に、ポンプ１の吐出し流の流量制御による圧力
配管４中の圧力の制御は、スイッチングロジック４４中
において行われる次のロジック選択と共に行われる。

１次ユニット１′の全吐出し量への切替えは、互いに連
結された２次ユニット２，２′のうち１つのものの揺動
角度が通常の固定」上限値（例えば８０％）を超過した
場合に生ずる。

１次ユニット１′の吐出し量は、２次ユニット２．２′
の揺動角度が固定最小値（例えば６０％）より低い値に
低下した時に減少する。スイッチングロジック４４の入
力部はもちろん２次ユニット２．２′の実際の揺動角度
を各々の場合において測定するための吐出し量センサー
の信号も受けることができる。スイッチングロジック４
４は例えば最大値形成器であり、その入力部に存在する
最高信号値によって出力側に、従って信号線２３に向っ
てスイッチングされる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、可変容積の１次ユニットを有する制御装置を
示す回路図、第２図は、２基の定容積形ポンプを備えた
制御装置を示す回路図、第３図は、複数の２次ユニット
を備えた制御装置を示す回路図である。 １・・１次ユニット、２・・２次ユニット、３・・蓄積
手段、１９・・位置制御閉ループ（速度コントローラー
）、２０・・回転速度発生器。 特許出願人　　マンネスマン・レックスロス・ゲー・エ
ム［Ｆ］ベーζバー 代理人弁理士　　兼　　坂　　　　　異同　　　　　　
酒　　井　　　　　　−同　　　　　　兼　　坂　　　
　　繁 ＦＩＧ　３ 昭和　　年　月　　１１

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）１次ユニットとしての可調節吐出し量を備えた液圧
   流体源及び２次ユニットとしての可変容積の液圧装置か
   ら成る印加圧力を有する駆動系のための制御装置であっ
   て、該液圧流体源と該液圧装置との間の圧力配管中にあ
   る蓄積手段と、該液圧装置に連結された回転速度発生器
   の実際の速度値及び任意に設定可能な所望の速度値に依
   存して該２次ユニットの調節部材を作動させ該２次ユニ
   ットの容積を調節するための制御信号を発生する速度コ
   ントローラーとを有しているものにおいて、１次ユニッ
   ト（１）を全吐出し量と減少吐出し量との間において切
   替可能としたことと、少くとも上限の容積に対応する値
   に２次ユニット（２）の調節が到達した時に全吐出しへ
   の切替が行われることと、２次ユニット（２）の容積の
   調節が下限の容積に対応した値よりも小さい値となった
   時に減少吐出しへの切替えが行われることとを特徴とす
   る制御装置。 ２）圧力配管（４）中の最大作動圧力を超過した時に１
   次ユニット（１）の吐出しを零に切替えることを特徴と
   する特許請求の範囲第１項記載の制御装置。 ３）上限及び下限の容積に対応する容積調節値を実際の
   値又は所望の値によって定めることを特徴とする特許請
   求の範囲第１項又は第２項記載の制御装置。 ４）２次ユニットのアクチュエーターの位置を測定して
   所定の上限及び下限の切替点と比較することを特徴とす
   る特許請求の範囲第１項又は第２項記載の制御装置。 ５）１次ユニット（１）の調節手段のために位置制御閉
   ループ（９）を設け、位置制御閉ループ（９）の所望値
   入力部を吐出し量に対応した電圧源にスイッチング手段
   （１１、１２）を介し接続したことを特徴とする特許請
   求の範囲第１〜４項のいずれか１項記載の制御装置。 ６）全吐出し量に対応した電圧源から減少吐出し量に対
   応した別の電圧源に切替えるためのスイッチ（１２）を
   設け、スイッチ（１２）が、上限及び下限の切替え点に
   到達することに依存して発生する信号によって駆動され
   ることを特徴とする特許請求の範囲第５項記載の制御装
   置。 ７）下限の切替え点よりも低い値となった時に応答する
   第１スイッチング増幅器（２５）中において前記信号を
   発生させることを特徴とする特許請求の範囲第６項記載
   の制御装置。 ８）上限の切替え点を超過した時に応答する第２切替え
   増幅器（２４）の出力部に第１スイッチング増幅器（２
   ５）のリセット入力部を接続したことを特徴とする特許
   請求の範囲第７項記載の制御装置。 ９）２次ユニット（２）の調節に対応する測定値を２つ
   のスイッチング増幅器（２４、２５）に供給することを
   特徴とする特許請求の範囲第６〜８項のいずれか１項記
   載の制御装置。 １０）上限の切替え点を約８０％容積への２次ユニット
   （２）の調節に対応させたことを特徴とする特許請求の
   範囲第１〜９項のいずれか１項記載の制御装置。 １１）下限の切替え点を約６０％容積への２次ユニット
   の調節に対応させたことを特徴とする特許請求の範囲第
   １〜１０項のいずれか１項記載の制御装置。 １２）１次ユニット（１）の減少吐出し量を約５０％の
   吐出し量に対応させたことをことを特徴とする特許請求
   の範囲第１〜１１項のいずれか１項記載の制御装置。 １３）各々固定の吐出し量を有する少くとも２基のポン
   プを１次ユニットとして設けたことを特徴とする特許請
   求の範囲第１〜１２項のいずれか１項記載の制御装置。 １４）２次ユニットの調節容積に対応する連結−遮断可
   能な２基のポンプを設けたことを特徴とする特許請求の
   範囲第１２項記載の制御装置。 １５）圧力配管に連結された複数の２次ユニットのため
   の特許請求の範囲第１〜１４項のいずれか１項に記載の
   制御装置であって、少くとも１つの２次ユニット（２２
   ′）の調節が少くとも上限の容積に対応した値に到達し
   た時に１次ユニット（１）の全吐出し量への切替えが行
   われ、全部の２次ユニット（２２′）の容積の調節が下
   限の容積に対応した値よりも減少した時に減少吐出し量
   への切替えが行われることを特徴とする制御装置。