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公開番号2024179286
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-12-26
出願番号2023098011
出願日2023-06-14
発明の名称ポンプ制御装置及び流体圧制御システム
出願人カヤバ株式会社
代理人弁理士法人後藤特許事務所
主分類F15B 11/028 20060101AFI20241219BHJP(流体圧アクチュエータ;水力学または空気力学一般)
要約【課題】流体圧制御システムによる多様な制御を実現する。
【解決手段】ポンプ制御装置30の排出制御部31は、排出通路15に設けられ排出通路15の圧力が所定の開弁圧に達すると開弁するリリーフ弁40と、供給通路11から排出通路15に導かれリリーフ弁40を通過した作動油の流れに抵抗を付与する下流絞り32と、リリーフ弁40から抵抗部に導かれる作動油の圧力を測定する圧力センサ35aと、を有し、コントローラ50は、操作入力の増加に伴ってポンプPの吐出流量を増加させ、下流絞り32における圧力損失と通過流量との関係である圧力流量特性を予め記憶し、下流絞り32の圧力流量特性と圧力センサ35aが測定した圧力とに基づいて下流絞り32を通過する作動油の流量を取得し、下流絞り32を通過する作動油の流量に応じてポンプPの吐出容量及びリリーフ弁40の開弁圧を制御する。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
供給通路を通じて流体圧アクチュエータに作動流体を吐出する可変容量型のポンプと、前記流体圧アクチュエータを駆動する作業者の操作入力に応じて前記流体圧アクチュエータに給排される作動流体の流れを制御する制御弁と、を備える流体圧制御システムにおける前記ポンプの吐出容量を制御するポンプ制御装置であって、
前記供給通路の作動流体をタンクに導く排出通路と、
前記排出通路を通じて前記タンクに排出される作動流体の流れを制御する排出制御部と、
作業者の前記操作入力に応じて前記ポンプの前記吐出容量及び前記排出制御部の作動を制御するコントローラと、を備え、
前記排出制御部は、
前記排出通路に設けられ前記排出通路の圧力が所定の開弁圧に達すると開弁し、入力される電気信号によって前記開弁圧が可変となるように構成されるリリーフ弁と、
前記供給通路から前記排出通路に導かれ前記リリーフ弁を通過した作動流体の流れに抵抗を付与する抵抗部と、
前記抵抗部の前後差圧を取得するための圧力測定部と、を有し、
前記コントローラは、
前記抵抗部における圧力と通過流量との関係である圧力流量特性を予め記憶し、
前記抵抗部の前記圧力流量特性と前記圧力測定部によって取得した前記前後差圧とに基づいて前記抵抗部を通過する作動流体の流量を取得し、
前記抵抗部を通過する作動流体の流量に応じて前記ポンプの前記吐出容量及び前記リリーフ弁の前記開弁圧の少なくとも一方を変更することを特徴とするポンプ制御装置。
続きを表示（約 2,100 文字）【請求項２】
請求項１に記載のポンプ制御装置であって、
前記排出制御部は、前記排出通路に設けられ前記供給通路から前記リリーフ弁に向かう作動流体の流れに抵抗を付与する追加抵抗部を有することを特徴とするポンプ制御装置。
【請求項３】
請求項１又は２に記載のポンプ制御装置であって、
前記コントローラは、前記抵抗部を通過する作動流体の流量の増加に伴い、前記リリーフ弁の前記開弁圧を増加させると共に前記ポンプの前記吐出容量を減少させることを特徴とするポンプ制御装置。
【請求項４】
請求項１又は２に記載のポンプ制御装置であって、
前記圧力測定部は、
前記リリーフ弁から前記抵抗部に導かれる作動流体の圧力を測定する上流圧測定部と、
前記タンクの圧力を測定するタンク圧測定部をさらに備え、
前記コントローラは、前記上流圧測定部と前記タンク圧測定部前記圧力測定部が測定した圧力と前記タンク圧測定部が測定した圧力との差圧に基づいて前記抵抗部を通過する作動流体の流量を取得することを特徴とするポンプ制御装置。
【請求項５】
流体圧アクチュエータの作動を制御する流体圧制御システムであって、
供給通路を通じて作動流体を吐出する可変容量型のポンプと、
作業者による操作入力がない中立時に前記ポンプから吐出される作動流体をタンクに導く中立ポジションを有し、前記操作入力に応じて前記流体圧アクチュエータに給排される作動流体の流れを制御する制御弁と、
前記ポンプの吐出容量を制御するポンプ制御装置と、を備え、
前記ポンプ制御装置は、
前記供給通路の作動流体を前記タンクに導く排出通路と、
前記排出通路を通じて前記タンクに排出される作動流体の流れを制御する排出制御部と、
前記流体圧アクチュエータを作動させる作業者の前記操作入力に応じて前記ポンプの前記吐出容量及び前記排出制御部の作動を制御するコントローラと、を有し、
前記排出制御部は、
前記排出通路に設けられ前記排出通路の圧力が所定の開弁圧に達すると開弁し、入力される電気信号によって前記開弁圧が可変となるように構成されるリリーフ弁と、
前記供給通路から前記排出通路に導かれ前記リリーフ弁を通過した作動流体の流れに抵抗を付与する抵抗部と、
前記抵抗部の前後差圧を取得するための圧力測定部と、を有し、
前記コントローラは、
前記抵抗部における圧力損失と通過流量との関係である圧力流量特性を予め記憶し、
前記抵抗部の前記圧力流量特性と前記圧力測定部によって取得した前記前後差圧とに基づいて前記抵抗部を通過する作動流体の流量を取得し、
前記抵抗部を通過する作動流体の流量に応じて前記ポンプの前記吐出容量及び前記リリーフ弁の前記開弁圧の少なくとも一方を変更することを特徴とする流体圧制御システム。
【請求項６】
請求項５に記載の流体圧制御システムであって、
前記制御弁は、前記供給通路と前記流体圧アクチュエータとを連通させる作動ポジションを有し、
前記作動ポジションにおいては、前記供給通路と前記タンクとの連通は遮断されることを特徴とする流体圧制御システム。
【請求項７】
供給通路を通じて流体圧アクチュエータに作動流体を吐出する可変容量型のポンプと、前記流体圧アクチュエータを駆動する作業者の操作入力に応じて前記流体圧アクチュエータに給排される作動流体の流れを制御する制御弁と、を備える流体圧制御システムにおける前記ポンプの吐出容量を制御するポンプ制御装置であって、
前記供給通路の作動流体をタンクに導く排出通路と、
前記排出通路を通じて前記タンクに排出される作動流体の流れを制御する排出制御部と、
作業者の前記操作入力に応じて前記ポンプの前記吐出容量及び前記排出制御部の作動を制御するコントローラと、を備え、
前記排出制御部は、
前記排出通路に設けられ前記排出通路の圧力が所定の開弁圧に達すると開弁し、入力される電気信号によって前記開弁圧が可変となるように構成されるリリーフ弁と、
前記排出通路に設けられ前記供給通路から前記リリーフ弁に向かう作動流体の流れに抵抗を付与する抵抗部と、
前記抵抗部の前後差圧を取得するための圧力測定部と、を有し、
前記コントローラは、
前記抵抗部における圧力と通過流量との関係である圧力流量特性を予め記憶し、
前記抵抗部の前記圧力流量特性と前記圧力測定部によって取得した前記前後差圧とに基づいて前記抵抗部を通過する作動流体の流量を取得し、
前記抵抗部を通過する作動流体の流量に応じて前記ポンプの前記吐出容量及び前記リリーフ弁の前記開弁圧の少なくとも一方を変更することを特徴とするポンプ制御装置。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、ポンプ制御装置及び流体圧制御システムに関するものである。
続きを表示（約 2,100 文字）【背景技術】
【０００２】
建設機械の流体圧制御装置では、作業者の操作レバー等の操作入力に応じてポンプから流体圧アクチュエータに導かれる作動流体の流れを制御弁によって制御すると共に、流体圧回路内の圧力信号を取得して当該圧力信号に基づいてポンプの吐出容量を制御するものが知られている（例えば特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特開平１１－３０３８０９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
従来の流体圧制御システムでは、流体圧アクチュエータに供給される作動流体の流量とポンプの吐出圧とは、それぞれ制御弁の開口面積とポンプの吐出容量とによって定められる。このため、制御弁の開口面積とポンプの吐出容量とのいずれかが変更されると、これに応じて流体圧アクチュエータに供給される作動流体の流量及びポンプの吐出圧がそれぞれ変更される。これに対し、流体圧制御システムにおいては、流体圧アクチュエータに供給される作動流体の流量とポンプの吐出圧とに対して多様な制御を実現したいとのニーズがある。
【０００５】
本発明は上記の問題点に鑑みてなされたものであり、制御の多様性を向上させるポンプ制御装置及び流体圧制御システムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、流体圧制御システムにおけるポンプの吐出容量を制御するポンプ制御装置であって、供給通路の作動流体をタンクに導く排出通路と、排出通路を通じてタンクに排出される作動流体の流れを制御する排出制御部と、作業者の操作入力に応じてポンプの吐出容量を制御するコントローラと、を備え、排出制御部は、排出通路に設けられ排出通路の圧力が所定の開弁圧に達すると開弁し、入力される電気信号によって開弁圧が可変となるように構成されるリリーフ弁と、供給通路から排出通路に導かれリリーフ弁を通過した作動流体の流れに抵抗を付与する抵抗部と、抵抗部の前後差圧を取得するための圧力測定部と、を有し、コントローラは、抵抗部における圧力と通過流量との関係である圧力流量特性を予め記憶し、抵抗部の圧力流量特性と圧力測定部によって取得した圧力とに基づいて抵抗部を通過する作動流体の流量を取得し、抵抗部を通過する作動流体の流量に応じてポンプの吐出容量及びリリーフ弁の開弁圧の少なくとも一方を変更することを特徴とする。
【０００７】
また、本発明は、流体圧制御システムにおけるポンプの吐出容量を制御するポンプ制御装置であって、供給通路の作動流体をタンクに導く排出通路と、排出通路を通じてタンクに排出される作動流体の流れを制御する排出制御部と、作業者の操作入力に応じてポンプの吐出容量を制御するコントローラと、を備え、排出制御部は、排出通路に設けられ排出通路の圧力が所定の開弁圧に達すると開弁し、入力される電気信号によって開弁圧が可変となるように構成されるリリーフ弁と、排出通路に設けられ供給通路からリリーフ弁に向かう作動流体の流れに抵抗を付与する抵抗部と、抵抗部の前後差圧を取得するための圧力測定部と、を有し、コントローラは、抵抗部における圧力と通過流量との関係である圧力流量特性を予め記憶し、抵抗部の圧力流量特性と圧力測定部によって取得した前後差圧とに基づいて抵抗部を通過する作動流体の流量を取得し、抵抗部を通過する作動流体の流量に応じてポンプの吐出容量及びリリーフ弁の開弁圧を制御することを特徴とする。
【０００８】
これらの発明では、排出制御部の抵抗部を通過する作動流体の流量に応じてリリーフ弁の開弁圧及びポンプの吐出容量の少なくとも一方が変更される。抵抗部の圧力流量特性に基づきリリーフ弁の開弁圧およびポンプの吐出容量を、独立または協調させて調整できる。このため、制御弁の開口面積と作業者による操作入力が同じ場合であっても、抵抗部を通過する流量増加に応じてリリーフ弁の開弁圧を高くすることで、アクチュエータへ導く作動油の圧力および流量を増加させることができる。また、リリーフ弁の開弁圧を増加させた分だけポンプの吐出容量を減少させて、流体圧アクチュエータへ導く作動流体の圧力および流量を維持し、抵抗部を通過する流量のみを減少させることもできる。このように、作業者による操作入力が同じ場合であっても、流体圧アクチュエータの作動に対して多様な制御を実現することができる。
【０００９】
また、本発明は、排出制御部が、排出通路に設けられ供給通路からリリーフ弁に向かう作動流体の流れに抵抗を付与する追加抵抗部を有することを特徴とする。
【００１０】
この発明では、排出制御部全体としての圧力流量特性は、追加抵抗部による圧力流量特性の影響を受ける。追加抵抗部の圧力流量特性を調整することで排出制御部全体としての圧力流量特性を調整できるため、排出制御部の圧力流量特性の設計自由度が向上する。
（【００１１】以降は省略されています）

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