液圧供給ポンプ
【課題】 複数台のポンプの吐出量を安定、且つ、均一にすることができる液圧供給ポンプを提供すること。
【解決手段】 アキシャルピストンポンプ１０の吐出量を変化させるリリーフ弁２０と、アキシャルピストンポンプ１０の斜板１３の斜板角度を検出する斜板角度検出器１７と、斜板角度検出器１７に検出された斜板角度に基づいてリリーフ弁２０を制御してアキシャルピストンポンプ１０の吐出量を調整する制御コントローラ１８とを備えるようにした。
【解決手段】 アキシャルピストンポンプ１０の吐出量を変化させるリリーフ弁２０と、アキシャルピストンポンプ１０の斜板１３の斜板角度を検出する斜板角度検出器１７と、斜板角度検出器１７に検出された斜板角度に基づいてリリーフ弁２０を制御してアキシャルピストンポンプ１０の吐出量を調整する制御コントローラ１８とを備えるようにした。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液圧供給ポンプに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、内燃機関において、燃料噴射ポンプ及び排気弁駆動装置を畜圧した作動油を用いて駆動させるものが種々提供されている。機関のクランク軸に連動する液圧供給ポンプにより加圧された作動油が蓄圧器に供給され、この蓄圧された作動油の供給を電磁弁により制御することで、燃料噴射ポンプ及び排気弁駆動装置は、負荷ごとに自由に作動タイミングを調整できるようになっている。
【０００３】
液圧供給ポンプには作動油の吐出圧力を一定に保つための機構が設けられている。これは、吐出圧力と予め設定されたパイロット液圧力やスプリングのばね力等とでバランスをとることにより、ポンプ吐出圧を一定に制御するためであり、通常、機関運転中においては、このパイロット液圧力やばね力は一定に保たれている。このような、従来の圧力一定機構を有する液圧供給ポンプは、例えば、特許文献１，２に開示されている。
【０００４】
【特許文献１】特開平１０−８２３５３号公報
【特許文献２】特開２０００−１８１３１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ここで、図６に示すように、圧力一定機構を有する液圧供給ポンプの吐出量（容量）は、最大吐出量（最大容量）と最小吐出量（最小容量）との間で可変になっており、吐出圧力が設定圧力Ｐ（一定）よりも低い場合には吐出量は最大で運転される一方、吐出圧力が設定圧力Ｐよりも高い場合には吐出量は最小で運転される。しかし、液圧供給ポンプの圧力一定機構は、完全に設定圧力Ｐを一定に保つことはできず、実際には、図７に示すような傾きθ0を有している。このような特性を垂下特性という。
【０００６】
設定圧力Ｐそのものはパイロット液圧力やばねのセット長を変化させることで調整が可能であるが、垂下特性の傾きθ0はポンプ制御部のばね特性やバルブクリアランス等の機械的特性等により決まってしまうために、任意の傾きに微調整（任意の設定圧力Ｐに対して、任意の吐出量を設定）することは困難である。そして、垂下特性が機械的特性により、例えば、限りなくＺ字形に近い圧力−吐出量特性になった場合には、吐出量が不安定に変動する現象、所謂、ハンチング現象が発生するおそれがある。つまり、従来の液圧供給ポンプでは、上述したように、垂下特性の傾きθ0を修正することが困難であるために、設定圧力に対して吐出量が安定しない現象（ハンチング現象）を防ぐことが困難であった。
【０００７】
そして、垂下特性の傾きθ0は、ポンプ構成部品の微妙な個体差に由来し、同じ型式のポンプであってもばらつきがでてしまう。そこで、複数の液圧供給ポンプを併用する際には、吐出量の大小はポンプの寿命に影響を与えるので、各ポンプの寿命の均一化を図るためには、各ポンプを略同じ条件で運転し、各ポンプの吐出量を略同じにすることが最良とされる。また、ポンプ制御部のばね特性に非線形性を持たせるなどして機械的に工夫することで、垂下特性の傾きθ0を極端に大きくし、ハンチング現象や個体差のばらつきを相対的に小さくすることは可能である。しかし、垂下特性の傾きθ0が大きすぎると、吐出量の変化による吐出圧力の変化が大きくなり、本来の目的である圧力一定機構の性能が悪化してしまうおそれがある。つまり、これらのことからも、任意の設定圧力に対し、各ポンプの吐出量を安定化、且つ、均一化させるには、液圧供給ポンプの垂下特性を微調整できる（各ポンプの圧力−吐出量特性を揃える）ようにすることが必要であると考えられる。
【０００８】
従って、本発明は上記問題を解決するものであって、複数台のポンプの吐出量を安定、且つ、均一にすることができる液圧供給ポンプ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】
【０００９】
上記課題を解決する第１の発明に係る液圧供給ポンプは、
ポンプの吐出圧力を制御する液圧供給ポンプにおいて、
前記ポンプの吐出量を変化させる吐出量可変手段と、
ポンプ容量あるいは吐出量を検出する検出手段と、
前記検出手段に検出されたポンプ容量あるいは吐出量に基づき前記吐出量可変手段を制御して前記ポンプの吐出圧を調整する制御手段とを備える
ことを特徴とする。
【００１０】
上記課題を解決する第２の発明に係る液圧供給ポンプは
第１の発明に係る液圧供給ポンプにおいて、
前記制御手段は、検出したポンプ容量あるいは吐出量に応じて前記吐出量可変手段の制御量を予め設定し、該制御量に基づき前記ポンプの吐出圧を制御する
ことを特徴とする。
【００１１】
上記課題を解決する第３の発明に係る液圧供給ポンプは、
第１の発明に係る液圧供給ポンプにおいて、
前記制御手段は、検出したポンプ容量あるいは吐出量と目標量との偏差に応じて制御する
ことを特徴とする。
【００１２】
上記課題を解決する第４の発明に係る液圧供給ポンプは、
第１の発明に係る液圧供給ポンプにおいて、
前記制御手段はポンプ容量あるいは吐出量に応じて前記吐出量可変手段の制御量を予め設定する一方、該制御量に検出したポンプ容量あるいは吐出量と目標量との偏差に応じた偏差制御量を加味して制御する
ことを特徴とする。
【００１３】
上記課題を解決する第５の発明に係る液圧供給ポンプは、
第１乃至４のいずれかの発明に係る液圧供給ポンプにおいて、
前記ポンプの吸入通路と吐出通路とを接続する接続通路を備え、
前記接続通路に一方向のみ流動を許容するときには逆方向の流動を規制する弁を設け、
前記弁を前記吐出量可変手段と接続させる
ことを特徴とする。
【００１４】
上記課題を解決する第６の発明に係る液圧供給ポンプは、
第１乃至５のいずれかの発明に係る液圧供給ポンプにおいて、
検出したポンプ容量あるいは吐出量と目標量との偏差に基づき前記吐出量可変手段としてのリリーフ弁を制御して前記ポンプの吐出圧を調整するようにした
ことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１５】
第１の発明に係る液圧供給ポンプによれば、ポンプの吐出圧力を制御する液圧供給ポンプにおいて、前記ポンプの吐出量を変化させる吐出量可変手段と、ポンプ容量あるいは吐出量を検出する検出手段と、前記検出手段に検出されたポンプ容量あるいは吐出量に基づき前記吐出量可変手段を制御して前記ポンプの吐出圧を調整する制御手段とを備えることにより、安定したポンプ吐出量を得ることができる。
【００１６】
第２の発明に係る液圧供給ポンプによれば、第１の発明に係る液圧供給ポンプにおいて、前記制御手段は、検出したポンプ容量あるいは吐出量に応じて前記吐出量可変手段の制御量に補正量を加味し、該制御量に基づき前記ポンプの吐出圧を制御することにより、前記ポンプに意図的に垂下特性を持たせることが可能であり、ハンチング現象を防止することができる。
【００１７】
第３の発明に係る液圧供給ポンプによれば、第１の発明に係る液圧供給ポンプにおいて、前記制御手段は、検出したポンプ容量あるいは吐出量と目標量（例えば、複数ポンプの吐出量の平均値）との偏差に応じて制御することにより、複数の前記ポンプを同時に使用する場合でも、それぞれの吐出圧を略一定にすることができる。
【００１８】
第４の発明に係る液圧供給ポンプによれば、第１の発明に係る液圧供給ポンプにおいて、前記制御手段はポンプ容量あるいは吐出量に応じて前記吐出量可変手段の制御量に補正量を加味し、該制御量に基づき前記ポンプの吐出圧を制御することにより、前記ポンプに意図的に垂下特性を持たせると共に、該制御量に検出したポンプ容量あるいは吐出量と目標量との偏差に応じた偏差制御量を加味して制御することにより、個体ごとの機械的特性による垂下特性にばらつきがある複数のポンプを同時に使用する場合であっても、それぞれの吐出圧を略一定にすることができ、吐出量も略一定にすることが容易である。
【００１９】
第５の発明に係る液圧供給ポンプによれば、第１乃至４のいずれかの発明に係る液圧供給ポンプにおいて、前記ポンプの吸入通路と吐出通路とを接続する接続通路を備え、前記接続通路に一方向のみ流動を許容するときには逆方向の流動を規制する弁を設け、前記弁を前記吐出量可変手段と接続させることにより、前記ポンプの吸入と吐出しを変更することができる。
【００２０】
第６の発明に係る液圧供給ポンプによれば、第１乃至５のいずれかの発明に係る液圧供給ポンプにおいて、前記ポンプはアキシャルピストンポンプであり、該アキシャルピストンポンプの斜板角度に基づき前記吐出量可変手段としてのリリーフ弁を制御して前記ポンプの吐出圧を調整するようにしたことにより、簡素な構成で精度良く吐出量を制御することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
以下、本発明に係る液圧供給ポンプの実施形態を図面を用いて詳細に説明する。図１は本発明の一実施例に係る液圧供給ポンプの概略構成図、図２は制御コントローラのブロック図、図３は他の制御コントローラのブロック図、図４は更に他の制御コントローラのブロック図、図５は本発明の他の実施例に係る液圧供給ポンプの概略構成図である。
【００２２】
図１に示す液圧供給ポンプ１は、例えば、正逆転可能な船舶用内燃機関に３個設けられ、この機関のクランク軸に連動して駆動されるものである。そして、この液圧供給ポンプ１は、内燃機関に設けられた燃料噴射を行う燃料噴射ポンプ及び排気弁を駆動させる動弁装置等に、機関の負荷に応じて作動油を供給するものである。
【００２３】
図１に示すように、液圧供給ポンプ１はその外形がケーシング２により形成されている。ケーシング２の上部には切換弁３が設けられており、切換弁３はスプリング４とスプール５とから構成されている。切換弁３の外側のケーシング２には、スプリング４の図中左方向への所定量以上の移動を規制するストッパ６が支持されている。また、ケーシング２の中央部には制御器ピストン７が設けられており、その両側のケーシング２には、制御器ピストン７の図中左方向への所定量以上の移動を規制するストッパ８と、同じく図中右方向への所定量以上の移動を規制するストッパ９とが支持されている。
【００２４】
更に、ケーシング２の下部には可変吐出量形のアキシャルピストンポンプ１０が設けられており、アキシャルピストンポンプ１０はシリンダ１１，ピストン１２ａ，１２ｂ及び斜板１３から構成されている。シリンダ１１は、一端において軸受け１４に支持されると共に他端において軸受け１５に支持されることにより、ケーシング２に回転可能に支持されている。また、その一端は内燃機関のクランク軸と連結されている。そして、斜板１３は連結部材１６を介して制御器ピストン７に連結されており、制御器ピストン７が図中左方向に移動すると斜板角度を大きくし、図中右方向に移動すると斜板角度を小さくする。ピストン１２ａ，１２ｂは斜板１３の回転運動に基づきシリンダ１１の軸方向に往復運動するもので、その往復運動により圧縮室１１ａ，１１ｂが形成される。即ち、斜板１３が図中左方向に傾くと吐出量が大きくなり、図中右方向に傾くと吐出量が小さくなる。
【００２５】
連結部材１６には斜板１３の斜板角度を検出する斜板角度検出器１７が接続されており、この斜板角度検出器１７には制御コントローラ１８が接続されている。そして、制御コントローラ１８は、内燃機関のクランク軸に設けられ機関回転を検出するクランク角センサ１９と接続される一方、切換弁３に設定圧力を付与するリリーフ弁２０と接続されている。
【００２６】
作動油は吸入ライン２１から圧縮室１１ｂに供給され、加圧されて圧縮室１１ａから吐出ライン２２を通って燃料噴射ポンプ及び動弁装置等へ供給される。このとき、作動油は吐出ライン２２から分岐した分岐ライン２３にも流れることになり、油路２４を通り、制御器ピストン７の一端側に形成されるＡ室にも供給される。Ａ室には切換弁３側と連通する油路２５が接続されており、切換弁３にはその一端側に形成されるＢ室と連通する油路３ａが形成されている。油路２５と油路３ａとは常に連通される。一方、切換弁３が図中左方向に移動する場合には、油路２５は、制御器ピストン７の他端側に形成されるＣ室と接続する油路２６と連通される。また、油路２６の中間部には、ドレンライン２７に連通するためのオリフィス２８が設けられている。
【００２７】
そして、リリーフ弁２０には切換弁３側と連通する油路２９が接続されており、この油路２９は切換弁３側に形成されたＤ室に連通する油路２９ａと、スプリング４が配置されたＥ室に連通する油路２９ｂとに分岐されている。また、リリーフ弁２０の油路２９が接続される反対側にはドレンライン２７と連通する油路３０が接続されている。
【００２８】
即ち、予め設定されたスプリング４のばね力とリリーフ弁２０によりＥ室に供給された圧力とを合わせた力が、Ｂ室に導かれる吐出圧力によるスプール５の図中左方向の作用力よりも大きくなる場合には、切換弁３が図中右方向に移動され、油路２５から油路２６への通路は閉状態となるのでＣ室への作動油供給は遮断され、一方、制御器ピストン７はＡ室圧力により図中左方向に押され、Ｃ室の作動油はオリフィス２８を通ってドレンライン２７に徐々に排出される。また、予め設定されたスプリング４のばね力とリリーフ弁２０によりＥ室に供給された圧力とを合わせた力が、Ｂ室に導かれる吐出圧力によるスプール５の図中左方向の作用力よりも小さくなる場合には、切換弁３が図中左方向に移動され、油路２５から油路２６への通路は開状態となるのでＣ室への作動油が供給され、制御器ピストン７は右に移動する。
【００２９】
従って、吐出ライン２２の吐出圧力が上昇すると、スプール５のＢ室圧力による図中左方向の作用力はスプリング４のばね力とリリーフ弁２０の圧力とを合わせた力よりも大きくなり、切換弁３が図中左側に移動され、Ａ室に導かれている作動油をＣ室に供給させる。これにより、制御器ピストン７が図中右方向に移動され、斜板１３の斜板角度を小さくし、吐出量を減少される。また、吐出ライン２２の吐出圧力が低下すると、スプール５のＢ室圧力による図中左方向の作用力はスプリング４のばね力とリリーフ弁２０の圧力とを合わせた力よりも小さくなり、切換弁３が図中右側に移動され、Ｃ室に導かれている作動油をオリフィス２８を介してドレンライン２７から排出させる。これにより、制御器ピストン７が図中左方向に移動され、斜板１３の斜板角度を大きくし、吐出量を増加させる。
【００３０】
ここで、本発明の液圧供給ポンプ１では、リリーフ弁２０の設定圧力は作動油の吐出量に基づいて随時変更されており、連結部材１６の揺動位置に基づき斜板１３の斜板角度を検出し、制御コントローラ１８により斜板角度から現在の吐出量を算出すると共にその吐出量に応じてリリーフ弁２０の設定圧力を制御するようにしている。
【００３１】
次に、図２乃至４を用いて制御コントローラ１８の構成及び処理方法について説明する。
【００３２】
先ず、図２に示すように、制御コントローラ１８には、クランク角センサ１９に接続される基準吐出圧力算出部３１と、この基準吐出圧力算出部３１と斜板角度検出器１７とに接続される垂下特性算出部３２とが設けられている。
【００３３】
即ち、クランク角センサ１９では、所定期間ごとに検出されたクランク角に基づき機関の回転数Ｎが検出され、この回転数Ｎを基準吐出圧力算出部３１に出力する。基準吐出圧力算出部３１では、回転数と吐出圧力との関係がマップにより予め設定されており、このマップから回転数Ｎに基づいて基準吐出圧力Ｐｏを算出する。垂下特性算出部３２では、斜板角度に対する垂下特性の補正量（以下、垂下量とする）のマップが予め設定（具体的には、斜板角度、即ち、吐出量（ポンプ容量）が大きくなると吐出圧力が小さくなるような設定）されており、このマップから斜板角度検出器１７により検出された斜板１３の斜板角度δ１に応じて垂下量を算出し、基準吐出圧力Ｐｏから目標吐出圧力Ｐｓを決定する。目標吐出圧力Ｐｓは電気信号として出力され、リリーフ弁２０を制御する。なお、複数台のポンプにて液圧を供給している場合、このような制御は、それぞれの液圧供給ポンプ１において同時に行われている。
【００３４】
従って、斜板１３の斜板角度δ１を検出、即ち、吐出量を検出し、それに応じた目標吐出圧力Ｐｓでリリーフ弁２０を制御するので、図７の一点鎖線に示すように垂下特性の傾きθを任意に設定することができる。つまり、固体ごとの機械特性による垂下特性にばらつきがあっても、垂下特性を微調整して任意に設定することができるので、目標吐出圧力Ｐｓに対して安定した吐出量を得ることが可能（ハンチング防止）である。更に、複数台を運転する場合には、各ポンプに対して設定する垂下特性を同一にすることで、目標吐出圧力Ｐｓに対する各ポンプの吐出量の均一化を図ることができる。
【００３５】
また、制御コントローラ１８は図３に示すような構成であっても構わない。なお、図２に示すものと同様のものには同じ符号を付し、その説明は省略する。
【００３６】
図３に示すように、制御コントローラ１８には、クランク角センサ１９に接続される基準吐出圧力算出部３１と、各液圧供給ポンプ１に設置された斜板角度検出器１７に接続される平均値算出部３３と、減算器３４を介して平均値算出部３３に接続されるＰＩＤ算出部３５と、基準吐出圧力算出部３１とＰＩＤ算出部３５とに接続される加算器３６とが設けられている。
【００３７】
平均値算出部３３は各液圧供給ポンプ１に設けられた斜板角度検出器１７により検出された斜板角度δ１，δ２，δ３の平均値δｍを求めるものである。ＰＩＤ算出部３５は比例算出部３７、積分算出部３８、微分算出部３９及び加算器４０から構成されており、減算器３４で求められた平均値δｍと斜板角度δ１との差Δδに基づき比例制御，積分制御及び微分制御を行い、その各制御の和を補正値として算出するものである。
【００３８】
即ち、クランク角センサ１９では、所定期間ごとに検出されたクランク角に基づき機関の回転数Ｎが検出され、この回転数Ｎを基準吐出圧力算出部３１に出力する。一方、各斜板角度検出器１７により検出された斜板角度δ１，δ２，δ３が平均値算出部３３に出力される。平均値算出部３３により斜板角度の平均値δｍが算出された後、減算器３４において平均値δｍと斜板角度δ１の差Δδ１が算出されＰＩＤ算出部３５に出力される。
【００３９】
ＰＩＤ算出部３５では差Δδ１に基づきＰＩＤ制御を行い、例えば、比例算出部３７においては差Δδ１に比例して制御を行う比例項αｐを算出し、積分算出部３８においてはわずかな差Δδ１を時間的に累積して所定量の差になったところで制御を行う積分項αｉを算出し、微分算出部３９においては前回算出した差Δδ１との変化差をみて制御を行う微分項αｄを算出する。そして、加算器４０により比例項αｐ，積分項αｉ及び微分項αｄの和が加算器３６に出力される。
【００４０】
加算器３６では、基準吐出圧力算出部３１で算出された基準吐出圧力Ｐｏに比例項αｐ，積分項αｉ及び微分項αｄを加算してリリーフ弁設定圧力Ｐｆを算出する。そして、リリーフ弁設定圧力Ｐｆになるようにリリーフ弁２０を制御する。
【００４１】
なお、他の２つの液圧供給ポンプ１においても同様の制御が行われており、２つめの液圧供給ポンプ１においては基準吐出圧力Ｐｏに差Δδ２に応じたＰＩＤ制御量を加味し、３つめの液圧供給ポンプ１においては基準吐出圧力Ｐｏに差Δδ３に応じたＰＩＤ制御量を加味している。また、本実施例においては、液圧供給ポンプ１を３つ備えているが、この数量に限定されることはなく、２つ以上備えていれば制御は可能である。
【００４２】
従って、複数の液圧供給ポンプ１を同時に使用する場合には、斜板１３の斜板角度δ１，δ２，δ３を検出、即ち、吐出量を検出し、それぞれの吐出量を比較することにより、略同一の吐出量を安定して得ることができるので、いずれかの液圧供給ポンプ１の寿命だけが短くなるといった問題を防止することができる。
【００４３】
また、制御コントローラ１８は図４に示すような構成であっても構わない。なお、図２，３に示すものと同様のものには同じ符号を付し、その説明は省略する。
【００４４】
図４に示すように、制御コントローラ１８には、クランク角センサ１９に接続される基準吐出圧力算出部３１と、この基準吐出圧力算出部３１と斜板角度検出器１７とに接続される垂下特性算出部３２と、各液圧供給ポンプ１に設置された斜板角度検出器１７に接続される平均値算出部３３と、減算器３４を介して平均値算出部３３に接続されるＰＩＤ算出部３５と、基準吐出圧力算出部３１とＰＩＤ算出部３５とに接続される加算器３６とが設けられている。
【００４５】
即ち、クランク角センサ１９では、所定期間ごとに検出されたクランク角に基づき機関の回転数Ｎが検出され、この回転数Ｎを基準吐出圧力算出部３１に出力する。基準吐出圧力算出部３１では、回転数と吐出圧力との関係がマップにより予め設定されており、このマップから回転数Ｎに基づいて基準吐出圧力Ｐｏを算出して垂下特性算出部３２に出力する。垂下特性算出部３２では、斜板角度に対する垂下量が予め設定されており、このマップから斜板角度検出器１７により検出された斜板１３の斜板角度δ１に応じて垂下量を算出し、基準吐出圧力Ｐｏから目標吐出圧力Ｐｓを決定する。算出された目標吐出圧力Ｐｓは加算器３６に出力される。
【００４６】
一方、各斜板角度検出器１７により検出された斜板角度δ１，δ２，δ３が平均値算出部３３に出力される。平均値算出部３３により斜板角度の平均値δｍが算出された後、減算器３４において平均値δｍと斜板角度δ１の差Δδ１が算出されＰＩＤ算出部３５に出力される。ＰＩＤ算出部３５では、差Δδ１に基づいてＰＩＤ演算を行い、比例算出部３７，積分算出部３８，微分算出部３９により比例項αｐ，積分項αｉ，微分項αｄが演算され、それぞれが加算器４０に出力される。
【００４７】
そして、加算器３６では、垂下特性演算算出部３２で算出された目標吐出圧力Ｐｓに比例項αｐ，積分項αｉ及び微分項αｄを加算してリリーフ弁設定圧力Ｐｆを算出する。そして、リリーフ弁設定圧力Ｐｆになるようにリリーフ弁２０を制御する。
【００４８】
なお、他の２つの液圧供給ポンプ１においても同様の制御が行われており、２つめの液圧供給ポンプ１においては目標吐出圧力Ｐｓに差Δδ２に応じたＰＩＤ制御量を加味し、３つめの液圧供給ポンプ１においては目標吐出圧力Ｐｓに差Δδ３に応じたＰＩＤ制御量を加味している。また、本実施例においては、液圧供給ポンプ１を３つ備えているが、この数量に限定されることはなく、２つ以上備えていれば制御は可能である。更に、液圧供給ポンプ１が１つである場合には、平均値δｍに相当する基準値（目標値）を設定しておき、検出した斜板角度δ１とその基準値との差をＰＩＤ算出部３５に出力させるようにしても構わない。
【００４９】
従って、斜板１３の斜板角度δ１を検出、即ち、吐出量を検出し、それに応じた目標吐出圧力Ｐｓを算出し、更に、平均値δｍに対するＰＩＤ制御量を目標吐出圧力Ｐｓに加味することで、各ポンプの吐出圧がより正確に均一化され、ひいては、各ポンプの吐出量を安定的、且つ略同一に制御することができる。よって、いずれかの液圧供給ポンプ１の寿命だけが短くなるといった問題を防止することができる。
【００５０】
また、液圧供給ポンプ１が正逆転可能な船舶用内燃機関に設けられた場合は、図５に示すような構成にしても構わない。
【００５１】
この構成は吸入ライン２１と供給ライン２２とを連通する接続ライン４１を接続させ、この接続ライン４１上に設けられたシャトル弁４２に分岐ライン２３を接続したものである。シャトル弁４２は、一方向のみ作動油の流動を許容するときには逆方向の流動を規制するものである。
【００５２】
例えば、機関が正回転する場合には、作動油は吸入ライン２１から圧縮室１１ｂに供給され、加圧されて圧縮室１１ａから吐出ライン２２を通って燃料噴射ポンプ及び動弁装置等へ供給されると共に、シャトル弁４２を通り分岐ライン２３に流れる。また、機関が逆回転する場合には、作動油は吐出ライン２２から圧縮室１１ａに供給され、加圧されて圧縮室１１ｂから吸入ライン２１を通って燃料噴射ポンプ及び動弁装置等へ供給されると共に、シャトル弁４２を通り分岐ライン２３に流れる。なお、機関の正回転時及び逆回転時の作動油の流れは逆であっても構わない。従って、このような、シャトル弁４２を設けた構成であっても、上述した作用効果を得ることができる。
【００５３】
従って、本発明の液圧供給ポンプによれば、アキシャルピストンポンプ１０の吐出量を変化させるリリーフ弁２０と、アキシャルピストンポンプ１０の斜板１３の斜板角度を検出する斜板角度検出器１７と、斜板角度検出器１７に検出された斜板角度に基づいてリリーフ弁２０を制御してアキシャルピストンポンプ１０の吐出量を調整する制御コントローラ１８とを備えたことにより、機械的特性を有するスプリング４を用いてもリリーフ弁２０の設定圧力を容易に制御することができるので、安定したポンプ吐出量を得ることができる。
【００５４】
また、斜板角度に応じてリリーフ弁２０の設定圧力を予め設定し、該設定圧力に基づきアキシャルピストンポンプ１０の吐出量を制御することにより、垂下特性の傾きを任意に設定することができるので、個体ごとの機械的特性による垂下特性にばらつきがあっても、ハンチング現象を防止することができる。
【００５５】
また、複数の前記ポンプを同時に使用する場合でも、１つの斜板角度と平均斜板角度との偏差に応じて制御することにより、それぞれの吐出量を略一定にすることができる。
【００５６】
また、斜板角度に応じてリリーフ弁２０の設定圧力を予め設定する一方、該設定圧力に斜板角度と平均値との偏差に応じたＰＩＤ制御量を加味することにより、垂下特性の傾きを任意に設定することができるので、個体ごとの機械的特性による垂下特性にばらつきがあってもハンチング現象を防止することができる。しかも、それぞれの吐出量を略一定にすることができるので、いずれかの液圧供給ポンプ１の寿命だけが短くなるといった問題を防止することができる。
【００５７】
また、吸入ライン２１と吐出ライン２２とを接続する接続ライン４１を備え、該接続ライン４１に一方向のみ流動を許容するときには逆方向の流動を規制するシャトル弁４２を設け、該シャトル弁にリリーフ弁２０側に連通する分岐ライン２３を接続することにより、アキシャルピストンポンプ１０の吸入と吐出しを変更することができるので、正逆転可能な船舶用内燃機関に容易に設けることが可能になる。
【００５８】
更に、アキシャルピストンポンプ１０の斜板角度に基づいてリリーフ弁２０を制御して吐出量を調整するようにしているので、簡素な構成で精度良く吐出量を制御することができる。
【産業上の利用可能性】
【００５９】
圧力を一定に保つ機構を備えた液圧供給ポンプに適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００６０】
【図１】本発明の一実施例に係る液圧供給ポンプの概略構成図である。
【図２】制御コントローラのブロック図である。
【図３】他の制御コントローラのブロック図である。
【図４】更に他の制御コントローラのブロック図である。
【図５】本発明の他の実施例に係る液圧供給ポンプの概略構成図である。
【図６】圧力一定時における吐出圧力と吐出量との関係を示す図である。
【図７】垂下特性を示した図である。
【符号の説明】
【００６１】
１ 液圧供給ポンプ
２ ケーシング
３ 切換弁
３ａ 油路
４ スプリング
５ スプール
６，８，９ ストッパ
７ 制御器ピストン
１０ アキシャルピストンポンプ
１１ シリンダ
１１ａ，１１ｂ 圧縮室
１２ａ，１２ｂ ピストン
１３ 斜板
１４，１５ 軸受け
１６ 連結部材
１７ 斜板角度検出器
１８ 制御コントローラ
１９ クランク角センサ
２０ リリーフ弁
２１ 吸入ライン
２２ 吐出ライン
２３ 分岐ライン
２４，２５，２６，２９，３０ 油路
２７ ドレンライン
２８ オリフィス
３１ 基準吐出圧力算出部
３２ 垂下特性算出部
３３ 平均値算出部
３４ 減算器
３５ ＰＩＤ算出部
３６，４０ 加算器
３７ 比例算出部
３８ 積分算出部
３９ 微分算出部
４１ 接続ライン
４２ シャトル弁
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液圧供給ポンプに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、内燃機関において、燃料噴射ポンプ及び排気弁駆動装置を畜圧した作動油を用いて駆動させるものが種々提供されている。機関のクランク軸に連動する液圧供給ポンプにより加圧された作動油が蓄圧器に供給され、この蓄圧された作動油の供給を電磁弁により制御することで、燃料噴射ポンプ及び排気弁駆動装置は、負荷ごとに自由に作動タイミングを調整できるようになっている。
【０００３】
液圧供給ポンプには作動油の吐出圧力を一定に保つための機構が設けられている。これは、吐出圧力と予め設定されたパイロット液圧力やスプリングのばね力等とでバランスをとることにより、ポンプ吐出圧を一定に制御するためであり、通常、機関運転中においては、このパイロット液圧力やばね力は一定に保たれている。このような、従来の圧力一定機構を有する液圧供給ポンプは、例えば、特許文献１，２に開示されている。
【０００４】
【特許文献１】特開平１０−８２３５３号公報
【特許文献２】特開２０００−１８１３１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ここで、図６に示すように、圧力一定機構を有する液圧供給ポンプの吐出量（容量）は、最大吐出量（最大容量）と最小吐出量（最小容量）との間で可変になっており、吐出圧力が設定圧力Ｐ（一定）よりも低い場合には吐出量は最大で運転される一方、吐出圧力が設定圧力Ｐよりも高い場合には吐出量は最小で運転される。しかし、液圧供給ポンプの圧力一定機構は、完全に設定圧力Ｐを一定に保つことはできず、実際には、図７に示すような傾きθ0を有している。このような特性を垂下特性という。
【０００６】
設定圧力Ｐそのものはパイロット液圧力やばねのセット長を変化させることで調整が可能であるが、垂下特性の傾きθ0はポンプ制御部のばね特性やバルブクリアランス等の機械的特性等により決まってしまうために、任意の傾きに微調整（任意の設定圧力Ｐに対して、任意の吐出量を設定）することは困難である。そして、垂下特性が機械的特性により、例えば、限りなくＺ字形に近い圧力−吐出量特性になった場合には、吐出量が不安定に変動する現象、所謂、ハンチング現象が発生するおそれがある。つまり、従来の液圧供給ポンプでは、上述したように、垂下特性の傾きθ0を修正することが困難であるために、設定圧力に対して吐出量が安定しない現象（ハンチング現象）を防ぐことが困難であった。
【０００７】
そして、垂下特性の傾きθ0は、ポンプ構成部品の微妙な個体差に由来し、同じ型式のポンプであってもばらつきがでてしまう。そこで、複数の液圧供給ポンプを併用する際には、吐出量の大小はポンプの寿命に影響を与えるので、各ポンプの寿命の均一化を図るためには、各ポンプを略同じ条件で運転し、各ポンプの吐出量を略同じにすることが最良とされる。また、ポンプ制御部のばね特性に非線形性を持たせるなどして機械的に工夫することで、垂下特性の傾きθ0を極端に大きくし、ハンチング現象や個体差のばらつきを相対的に小さくすることは可能である。しかし、垂下特性の傾きθ0が大きすぎると、吐出量の変化による吐出圧力の変化が大きくなり、本来の目的である圧力一定機構の性能が悪化してしまうおそれがある。つまり、これらのことからも、任意の設定圧力に対し、各ポンプの吐出量を安定化、且つ、均一化させるには、液圧供給ポンプの垂下特性を微調整できる（各ポンプの圧力−吐出量特性を揃える）ようにすることが必要であると考えられる。
【０００８】
従って、本発明は上記問題を解決するものであって、複数台のポンプの吐出量を安定、且つ、均一にすることができる液圧供給ポンプ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】
【０００９】
上記課題を解決する第１の発明に係る液圧供給ポンプは、
ポンプの吐出圧力を制御する液圧供給ポンプにおいて、
前記ポンプの吐出量を変化させる吐出量可変手段と、
ポンプ容量あるいは吐出量を検出する検出手段と、
前記検出手段に検出されたポンプ容量あるいは吐出量に基づき前記吐出量可変手段を制御して前記ポンプの吐出圧を調整する制御手段とを備える
ことを特徴とする。
【００１０】
上記課題を解決する第２の発明に係る液圧供給ポンプは
第１の発明に係る液圧供給ポンプにおいて、
前記制御手段は、検出したポンプ容量あるいは吐出量に応じて前記吐出量可変手段の制御量を予め設定し、該制御量に基づき前記ポンプの吐出圧を制御する
ことを特徴とする。
【００１１】
上記課題を解決する第３の発明に係る液圧供給ポンプは、
第１の発明に係る液圧供給ポンプにおいて、
前記制御手段は、検出したポンプ容量あるいは吐出量と目標量との偏差に応じて制御する
ことを特徴とする。
【００１２】
上記課題を解決する第４の発明に係る液圧供給ポンプは、
第１の発明に係る液圧供給ポンプにおいて、
前記制御手段はポンプ容量あるいは吐出量に応じて前記吐出量可変手段の制御量を予め設定する一方、該制御量に検出したポンプ容量あるいは吐出量と目標量との偏差に応じた偏差制御量を加味して制御する
ことを特徴とする。
【００１３】
上記課題を解決する第５の発明に係る液圧供給ポンプは、
第１乃至４のいずれかの発明に係る液圧供給ポンプにおいて、
前記ポンプの吸入通路と吐出通路とを接続する接続通路を備え、
前記接続通路に一方向のみ流動を許容するときには逆方向の流動を規制する弁を設け、
前記弁を前記吐出量可変手段と接続させる
ことを特徴とする。
【００１４】
上記課題を解決する第６の発明に係る液圧供給ポンプは、
第１乃至５のいずれかの発明に係る液圧供給ポンプにおいて、
検出したポンプ容量あるいは吐出量と目標量との偏差に基づき前記吐出量可変手段としてのリリーフ弁を制御して前記ポンプの吐出圧を調整するようにした
ことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１５】
第１の発明に係る液圧供給ポンプによれば、ポンプの吐出圧力を制御する液圧供給ポンプにおいて、前記ポンプの吐出量を変化させる吐出量可変手段と、ポンプ容量あるいは吐出量を検出する検出手段と、前記検出手段に検出されたポンプ容量あるいは吐出量に基づき前記吐出量可変手段を制御して前記ポンプの吐出圧を調整する制御手段とを備えることにより、安定したポンプ吐出量を得ることができる。
【００１６】
第２の発明に係る液圧供給ポンプによれば、第１の発明に係る液圧供給ポンプにおいて、前記制御手段は、検出したポンプ容量あるいは吐出量に応じて前記吐出量可変手段の制御量に補正量を加味し、該制御量に基づき前記ポンプの吐出圧を制御することにより、前記ポンプに意図的に垂下特性を持たせることが可能であり、ハンチング現象を防止することができる。
【００１７】
第３の発明に係る液圧供給ポンプによれば、第１の発明に係る液圧供給ポンプにおいて、前記制御手段は、検出したポンプ容量あるいは吐出量と目標量（例えば、複数ポンプの吐出量の平均値）との偏差に応じて制御することにより、複数の前記ポンプを同時に使用する場合でも、それぞれの吐出圧を略一定にすることができる。
【００１８】
第４の発明に係る液圧供給ポンプによれば、第１の発明に係る液圧供給ポンプにおいて、前記制御手段はポンプ容量あるいは吐出量に応じて前記吐出量可変手段の制御量に補正量を加味し、該制御量に基づき前記ポンプの吐出圧を制御することにより、前記ポンプに意図的に垂下特性を持たせると共に、該制御量に検出したポンプ容量あるいは吐出量と目標量との偏差に応じた偏差制御量を加味して制御することにより、個体ごとの機械的特性による垂下特性にばらつきがある複数のポンプを同時に使用する場合であっても、それぞれの吐出圧を略一定にすることができ、吐出量も略一定にすることが容易である。
【００１９】
第５の発明に係る液圧供給ポンプによれば、第１乃至４のいずれかの発明に係る液圧供給ポンプにおいて、前記ポンプの吸入通路と吐出通路とを接続する接続通路を備え、前記接続通路に一方向のみ流動を許容するときには逆方向の流動を規制する弁を設け、前記弁を前記吐出量可変手段と接続させることにより、前記ポンプの吸入と吐出しを変更することができる。
【００２０】
第６の発明に係る液圧供給ポンプによれば、第１乃至５のいずれかの発明に係る液圧供給ポンプにおいて、前記ポンプはアキシャルピストンポンプであり、該アキシャルピストンポンプの斜板角度に基づき前記吐出量可変手段としてのリリーフ弁を制御して前記ポンプの吐出圧を調整するようにしたことにより、簡素な構成で精度良く吐出量を制御することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
以下、本発明に係る液圧供給ポンプの実施形態を図面を用いて詳細に説明する。図１は本発明の一実施例に係る液圧供給ポンプの概略構成図、図２は制御コントローラのブロック図、図３は他の制御コントローラのブロック図、図４は更に他の制御コントローラのブロック図、図５は本発明の他の実施例に係る液圧供給ポンプの概略構成図である。
【００２２】
図１に示す液圧供給ポンプ１は、例えば、正逆転可能な船舶用内燃機関に３個設けられ、この機関のクランク軸に連動して駆動されるものである。そして、この液圧供給ポンプ１は、内燃機関に設けられた燃料噴射を行う燃料噴射ポンプ及び排気弁を駆動させる動弁装置等に、機関の負荷に応じて作動油を供給するものである。
【００２３】
図１に示すように、液圧供給ポンプ１はその外形がケーシング２により形成されている。ケーシング２の上部には切換弁３が設けられており、切換弁３はスプリング４とスプール５とから構成されている。切換弁３の外側のケーシング２には、スプリング４の図中左方向への所定量以上の移動を規制するストッパ６が支持されている。また、ケーシング２の中央部には制御器ピストン７が設けられており、その両側のケーシング２には、制御器ピストン７の図中左方向への所定量以上の移動を規制するストッパ８と、同じく図中右方向への所定量以上の移動を規制するストッパ９とが支持されている。
【００２４】
更に、ケーシング２の下部には可変吐出量形のアキシャルピストンポンプ１０が設けられており、アキシャルピストンポンプ１０はシリンダ１１，ピストン１２ａ，１２ｂ及び斜板１３から構成されている。シリンダ１１は、一端において軸受け１４に支持されると共に他端において軸受け１５に支持されることにより、ケーシング２に回転可能に支持されている。また、その一端は内燃機関のクランク軸と連結されている。そして、斜板１３は連結部材１６を介して制御器ピストン７に連結されており、制御器ピストン７が図中左方向に移動すると斜板角度を大きくし、図中右方向に移動すると斜板角度を小さくする。ピストン１２ａ，１２ｂは斜板１３の回転運動に基づきシリンダ１１の軸方向に往復運動するもので、その往復運動により圧縮室１１ａ，１１ｂが形成される。即ち、斜板１３が図中左方向に傾くと吐出量が大きくなり、図中右方向に傾くと吐出量が小さくなる。
【００２５】
連結部材１６には斜板１３の斜板角度を検出する斜板角度検出器１７が接続されており、この斜板角度検出器１７には制御コントローラ１８が接続されている。そして、制御コントローラ１８は、内燃機関のクランク軸に設けられ機関回転を検出するクランク角センサ１９と接続される一方、切換弁３に設定圧力を付与するリリーフ弁２０と接続されている。
【００２６】
作動油は吸入ライン２１から圧縮室１１ｂに供給され、加圧されて圧縮室１１ａから吐出ライン２２を通って燃料噴射ポンプ及び動弁装置等へ供給される。このとき、作動油は吐出ライン２２から分岐した分岐ライン２３にも流れることになり、油路２４を通り、制御器ピストン７の一端側に形成されるＡ室にも供給される。Ａ室には切換弁３側と連通する油路２５が接続されており、切換弁３にはその一端側に形成されるＢ室と連通する油路３ａが形成されている。油路２５と油路３ａとは常に連通される。一方、切換弁３が図中左方向に移動する場合には、油路２５は、制御器ピストン７の他端側に形成されるＣ室と接続する油路２６と連通される。また、油路２６の中間部には、ドレンライン２７に連通するためのオリフィス２８が設けられている。
【００２７】
そして、リリーフ弁２０には切換弁３側と連通する油路２９が接続されており、この油路２９は切換弁３側に形成されたＤ室に連通する油路２９ａと、スプリング４が配置されたＥ室に連通する油路２９ｂとに分岐されている。また、リリーフ弁２０の油路２９が接続される反対側にはドレンライン２７と連通する油路３０が接続されている。
【００２８】
即ち、予め設定されたスプリング４のばね力とリリーフ弁２０によりＥ室に供給された圧力とを合わせた力が、Ｂ室に導かれる吐出圧力によるスプール５の図中左方向の作用力よりも大きくなる場合には、切換弁３が図中右方向に移動され、油路２５から油路２６への通路は閉状態となるのでＣ室への作動油供給は遮断され、一方、制御器ピストン７はＡ室圧力により図中左方向に押され、Ｃ室の作動油はオリフィス２８を通ってドレンライン２７に徐々に排出される。また、予め設定されたスプリング４のばね力とリリーフ弁２０によりＥ室に供給された圧力とを合わせた力が、Ｂ室に導かれる吐出圧力によるスプール５の図中左方向の作用力よりも小さくなる場合には、切換弁３が図中左方向に移動され、油路２５から油路２６への通路は開状態となるのでＣ室への作動油が供給され、制御器ピストン７は右に移動する。
【００２９】
従って、吐出ライン２２の吐出圧力が上昇すると、スプール５のＢ室圧力による図中左方向の作用力はスプリング４のばね力とリリーフ弁２０の圧力とを合わせた力よりも大きくなり、切換弁３が図中左側に移動され、Ａ室に導かれている作動油をＣ室に供給させる。これにより、制御器ピストン７が図中右方向に移動され、斜板１３の斜板角度を小さくし、吐出量を減少される。また、吐出ライン２２の吐出圧力が低下すると、スプール５のＢ室圧力による図中左方向の作用力はスプリング４のばね力とリリーフ弁２０の圧力とを合わせた力よりも小さくなり、切換弁３が図中右側に移動され、Ｃ室に導かれている作動油をオリフィス２８を介してドレンライン２７から排出させる。これにより、制御器ピストン７が図中左方向に移動され、斜板１３の斜板角度を大きくし、吐出量を増加させる。
【００３０】
ここで、本発明の液圧供給ポンプ１では、リリーフ弁２０の設定圧力は作動油の吐出量に基づいて随時変更されており、連結部材１６の揺動位置に基づき斜板１３の斜板角度を検出し、制御コントローラ１８により斜板角度から現在の吐出量を算出すると共にその吐出量に応じてリリーフ弁２０の設定圧力を制御するようにしている。
【００３１】
次に、図２乃至４を用いて制御コントローラ１８の構成及び処理方法について説明する。
【００３２】
先ず、図２に示すように、制御コントローラ１８には、クランク角センサ１９に接続される基準吐出圧力算出部３１と、この基準吐出圧力算出部３１と斜板角度検出器１７とに接続される垂下特性算出部３２とが設けられている。
【００３３】
即ち、クランク角センサ１９では、所定期間ごとに検出されたクランク角に基づき機関の回転数Ｎが検出され、この回転数Ｎを基準吐出圧力算出部３１に出力する。基準吐出圧力算出部３１では、回転数と吐出圧力との関係がマップにより予め設定されており、このマップから回転数Ｎに基づいて基準吐出圧力Ｐｏを算出する。垂下特性算出部３２では、斜板角度に対する垂下特性の補正量（以下、垂下量とする）のマップが予め設定（具体的には、斜板角度、即ち、吐出量（ポンプ容量）が大きくなると吐出圧力が小さくなるような設定）されており、このマップから斜板角度検出器１７により検出された斜板１３の斜板角度δ１に応じて垂下量を算出し、基準吐出圧力Ｐｏから目標吐出圧力Ｐｓを決定する。目標吐出圧力Ｐｓは電気信号として出力され、リリーフ弁２０を制御する。なお、複数台のポンプにて液圧を供給している場合、このような制御は、それぞれの液圧供給ポンプ１において同時に行われている。
【００３４】
従って、斜板１３の斜板角度δ１を検出、即ち、吐出量を検出し、それに応じた目標吐出圧力Ｐｓでリリーフ弁２０を制御するので、図７の一点鎖線に示すように垂下特性の傾きθを任意に設定することができる。つまり、固体ごとの機械特性による垂下特性にばらつきがあっても、垂下特性を微調整して任意に設定することができるので、目標吐出圧力Ｐｓに対して安定した吐出量を得ることが可能（ハンチング防止）である。更に、複数台を運転する場合には、各ポンプに対して設定する垂下特性を同一にすることで、目標吐出圧力Ｐｓに対する各ポンプの吐出量の均一化を図ることができる。
【００３５】
また、制御コントローラ１８は図３に示すような構成であっても構わない。なお、図２に示すものと同様のものには同じ符号を付し、その説明は省略する。
【００３６】
図３に示すように、制御コントローラ１８には、クランク角センサ１９に接続される基準吐出圧力算出部３１と、各液圧供給ポンプ１に設置された斜板角度検出器１７に接続される平均値算出部３３と、減算器３４を介して平均値算出部３３に接続されるＰＩＤ算出部３５と、基準吐出圧力算出部３１とＰＩＤ算出部３５とに接続される加算器３６とが設けられている。
【００３７】
平均値算出部３３は各液圧供給ポンプ１に設けられた斜板角度検出器１７により検出された斜板角度δ１，δ２，δ３の平均値δｍを求めるものである。ＰＩＤ算出部３５は比例算出部３７、積分算出部３８、微分算出部３９及び加算器４０から構成されており、減算器３４で求められた平均値δｍと斜板角度δ１との差Δδに基づき比例制御，積分制御及び微分制御を行い、その各制御の和を補正値として算出するものである。
【００３８】
即ち、クランク角センサ１９では、所定期間ごとに検出されたクランク角に基づき機関の回転数Ｎが検出され、この回転数Ｎを基準吐出圧力算出部３１に出力する。一方、各斜板角度検出器１７により検出された斜板角度δ１，δ２，δ３が平均値算出部３３に出力される。平均値算出部３３により斜板角度の平均値δｍが算出された後、減算器３４において平均値δｍと斜板角度δ１の差Δδ１が算出されＰＩＤ算出部３５に出力される。
【００３９】
ＰＩＤ算出部３５では差Δδ１に基づきＰＩＤ制御を行い、例えば、比例算出部３７においては差Δδ１に比例して制御を行う比例項αｐを算出し、積分算出部３８においてはわずかな差Δδ１を時間的に累積して所定量の差になったところで制御を行う積分項αｉを算出し、微分算出部３９においては前回算出した差Δδ１との変化差をみて制御を行う微分項αｄを算出する。そして、加算器４０により比例項αｐ，積分項αｉ及び微分項αｄの和が加算器３６に出力される。
【００４０】
加算器３６では、基準吐出圧力算出部３１で算出された基準吐出圧力Ｐｏに比例項αｐ，積分項αｉ及び微分項αｄを加算してリリーフ弁設定圧力Ｐｆを算出する。そして、リリーフ弁設定圧力Ｐｆになるようにリリーフ弁２０を制御する。
【００４１】
なお、他の２つの液圧供給ポンプ１においても同様の制御が行われており、２つめの液圧供給ポンプ１においては基準吐出圧力Ｐｏに差Δδ２に応じたＰＩＤ制御量を加味し、３つめの液圧供給ポンプ１においては基準吐出圧力Ｐｏに差Δδ３に応じたＰＩＤ制御量を加味している。また、本実施例においては、液圧供給ポンプ１を３つ備えているが、この数量に限定されることはなく、２つ以上備えていれば制御は可能である。
【００４２】
従って、複数の液圧供給ポンプ１を同時に使用する場合には、斜板１３の斜板角度δ１，δ２，δ３を検出、即ち、吐出量を検出し、それぞれの吐出量を比較することにより、略同一の吐出量を安定して得ることができるので、いずれかの液圧供給ポンプ１の寿命だけが短くなるといった問題を防止することができる。
【００４３】
また、制御コントローラ１８は図４に示すような構成であっても構わない。なお、図２，３に示すものと同様のものには同じ符号を付し、その説明は省略する。
【００４４】
図４に示すように、制御コントローラ１８には、クランク角センサ１９に接続される基準吐出圧力算出部３１と、この基準吐出圧力算出部３１と斜板角度検出器１７とに接続される垂下特性算出部３２と、各液圧供給ポンプ１に設置された斜板角度検出器１７に接続される平均値算出部３３と、減算器３４を介して平均値算出部３３に接続されるＰＩＤ算出部３５と、基準吐出圧力算出部３１とＰＩＤ算出部３５とに接続される加算器３６とが設けられている。
【００４５】
即ち、クランク角センサ１９では、所定期間ごとに検出されたクランク角に基づき機関の回転数Ｎが検出され、この回転数Ｎを基準吐出圧力算出部３１に出力する。基準吐出圧力算出部３１では、回転数と吐出圧力との関係がマップにより予め設定されており、このマップから回転数Ｎに基づいて基準吐出圧力Ｐｏを算出して垂下特性算出部３２に出力する。垂下特性算出部３２では、斜板角度に対する垂下量が予め設定されており、このマップから斜板角度検出器１７により検出された斜板１３の斜板角度δ１に応じて垂下量を算出し、基準吐出圧力Ｐｏから目標吐出圧力Ｐｓを決定する。算出された目標吐出圧力Ｐｓは加算器３６に出力される。
【００４６】
一方、各斜板角度検出器１７により検出された斜板角度δ１，δ２，δ３が平均値算出部３３に出力される。平均値算出部３３により斜板角度の平均値δｍが算出された後、減算器３４において平均値δｍと斜板角度δ１の差Δδ１が算出されＰＩＤ算出部３５に出力される。ＰＩＤ算出部３５では、差Δδ１に基づいてＰＩＤ演算を行い、比例算出部３７，積分算出部３８，微分算出部３９により比例項αｐ，積分項αｉ，微分項αｄが演算され、それぞれが加算器４０に出力される。
【００４７】
そして、加算器３６では、垂下特性演算算出部３２で算出された目標吐出圧力Ｐｓに比例項αｐ，積分項αｉ及び微分項αｄを加算してリリーフ弁設定圧力Ｐｆを算出する。そして、リリーフ弁設定圧力Ｐｆになるようにリリーフ弁２０を制御する。
【００４８】
なお、他の２つの液圧供給ポンプ１においても同様の制御が行われており、２つめの液圧供給ポンプ１においては目標吐出圧力Ｐｓに差Δδ２に応じたＰＩＤ制御量を加味し、３つめの液圧供給ポンプ１においては目標吐出圧力Ｐｓに差Δδ３に応じたＰＩＤ制御量を加味している。また、本実施例においては、液圧供給ポンプ１を３つ備えているが、この数量に限定されることはなく、２つ以上備えていれば制御は可能である。更に、液圧供給ポンプ１が１つである場合には、平均値δｍに相当する基準値（目標値）を設定しておき、検出した斜板角度δ１とその基準値との差をＰＩＤ算出部３５に出力させるようにしても構わない。
【００４９】
従って、斜板１３の斜板角度δ１を検出、即ち、吐出量を検出し、それに応じた目標吐出圧力Ｐｓを算出し、更に、平均値δｍに対するＰＩＤ制御量を目標吐出圧力Ｐｓに加味することで、各ポンプの吐出圧がより正確に均一化され、ひいては、各ポンプの吐出量を安定的、且つ略同一に制御することができる。よって、いずれかの液圧供給ポンプ１の寿命だけが短くなるといった問題を防止することができる。
【００５０】
また、液圧供給ポンプ１が正逆転可能な船舶用内燃機関に設けられた場合は、図５に示すような構成にしても構わない。
【００５１】
この構成は吸入ライン２１と供給ライン２２とを連通する接続ライン４１を接続させ、この接続ライン４１上に設けられたシャトル弁４２に分岐ライン２３を接続したものである。シャトル弁４２は、一方向のみ作動油の流動を許容するときには逆方向の流動を規制するものである。
【００５２】
例えば、機関が正回転する場合には、作動油は吸入ライン２１から圧縮室１１ｂに供給され、加圧されて圧縮室１１ａから吐出ライン２２を通って燃料噴射ポンプ及び動弁装置等へ供給されると共に、シャトル弁４２を通り分岐ライン２３に流れる。また、機関が逆回転する場合には、作動油は吐出ライン２２から圧縮室１１ａに供給され、加圧されて圧縮室１１ｂから吸入ライン２１を通って燃料噴射ポンプ及び動弁装置等へ供給されると共に、シャトル弁４２を通り分岐ライン２３に流れる。なお、機関の正回転時及び逆回転時の作動油の流れは逆であっても構わない。従って、このような、シャトル弁４２を設けた構成であっても、上述した作用効果を得ることができる。
【００５３】
従って、本発明の液圧供給ポンプによれば、アキシャルピストンポンプ１０の吐出量を変化させるリリーフ弁２０と、アキシャルピストンポンプ１０の斜板１３の斜板角度を検出する斜板角度検出器１７と、斜板角度検出器１７に検出された斜板角度に基づいてリリーフ弁２０を制御してアキシャルピストンポンプ１０の吐出量を調整する制御コントローラ１８とを備えたことにより、機械的特性を有するスプリング４を用いてもリリーフ弁２０の設定圧力を容易に制御することができるので、安定したポンプ吐出量を得ることができる。
【００５４】
また、斜板角度に応じてリリーフ弁２０の設定圧力を予め設定し、該設定圧力に基づきアキシャルピストンポンプ１０の吐出量を制御することにより、垂下特性の傾きを任意に設定することができるので、個体ごとの機械的特性による垂下特性にばらつきがあっても、ハンチング現象を防止することができる。
【００５５】
また、複数の前記ポンプを同時に使用する場合でも、１つの斜板角度と平均斜板角度との偏差に応じて制御することにより、それぞれの吐出量を略一定にすることができる。
【００５６】
また、斜板角度に応じてリリーフ弁２０の設定圧力を予め設定する一方、該設定圧力に斜板角度と平均値との偏差に応じたＰＩＤ制御量を加味することにより、垂下特性の傾きを任意に設定することができるので、個体ごとの機械的特性による垂下特性にばらつきがあってもハンチング現象を防止することができる。しかも、それぞれの吐出量を略一定にすることができるので、いずれかの液圧供給ポンプ１の寿命だけが短くなるといった問題を防止することができる。
【００５７】
また、吸入ライン２１と吐出ライン２２とを接続する接続ライン４１を備え、該接続ライン４１に一方向のみ流動を許容するときには逆方向の流動を規制するシャトル弁４２を設け、該シャトル弁にリリーフ弁２０側に連通する分岐ライン２３を接続することにより、アキシャルピストンポンプ１０の吸入と吐出しを変更することができるので、正逆転可能な船舶用内燃機関に容易に設けることが可能になる。
【００５８】
更に、アキシャルピストンポンプ１０の斜板角度に基づいてリリーフ弁２０を制御して吐出量を調整するようにしているので、簡素な構成で精度良く吐出量を制御することができる。
【産業上の利用可能性】
【００５９】
圧力を一定に保つ機構を備えた液圧供給ポンプに適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００６０】
【図１】本発明の一実施例に係る液圧供給ポンプの概略構成図である。
【図２】制御コントローラのブロック図である。
【図３】他の制御コントローラのブロック図である。
【図４】更に他の制御コントローラのブロック図である。
【図５】本発明の他の実施例に係る液圧供給ポンプの概略構成図である。
【図６】圧力一定時における吐出圧力と吐出量との関係を示す図である。
【図７】垂下特性を示した図である。
【符号の説明】
【００６１】
１ 液圧供給ポンプ
２ ケーシング
３ 切換弁
３ａ 油路
４ スプリング
５ スプール
６，８，９ ストッパ
７ 制御器ピストン
１０ アキシャルピストンポンプ
１１ シリンダ
１１ａ，１１ｂ 圧縮室
１２ａ，１２ｂ ピストン
１３ 斜板
１４，１５ 軸受け
１６ 連結部材
１７ 斜板角度検出器
１８ 制御コントローラ
１９ クランク角センサ
２０ リリーフ弁
２１ 吸入ライン
２２ 吐出ライン
２３ 分岐ライン
２４，２５，２６，２９，３０ 油路
２７ ドレンライン
２８ オリフィス
３１ 基準吐出圧力算出部
３２ 垂下特性算出部
３３ 平均値算出部
３４ 減算器
３５ ＰＩＤ算出部
３６，４０ 加算器
３７ 比例算出部
３８ 積分算出部
３９ 微分算出部
４１ 接続ライン
４２ シャトル弁
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ポンプの吐出圧力を制御する液圧供給ポンプにおいて、
前記ポンプの吐出量を変化させる吐出量可変手段と、
ポンプ容量あるいは吐出量を検出する検出手段と、
前記検出手段に検出されたポンプ容量あるいは吐出量に基づき前記吐出量可変手段を制御して前記ポンプの吐出圧を調整する制御手段とを備える
ことを特徴とする液圧供給ポンプ。
【請求項２】
請求項１に記載の液圧供給ポンプにおいて、
前記制御手段は、検出したポンプ容量あるいは吐出量に応じて前記吐出量可変手段の制御量を予め設定し、該制御量に基づき前記ポンプの吐出圧を制御する
ことを特徴とする液圧供給ポンプ。
【請求項３】
請求項１に記載の液圧供給ポンプにおいて、
前記制御手段は、検出したポンプ容量あるいは吐出量と目標量との偏差に応じて制御する
ことを特徴とする液圧供給ポンプ。
【請求項４】
請求項１に記載の液圧供給ポンプにおいて、
前記制御手段はポンプ容量あるいは吐出量に応じて前記吐出量可変手段の制御量を予め設定する一方、該制御量に検出したポンプ容量あるいは吐出量と目標量との偏差に応じた偏差制御量を加味して制御する
ことを特徴とする液圧供給ポンプ。
【請求項５】
請求項１乃至４のいずれかに記載の液圧供給ポンプにおいて、
前記ポンプの吸入通路と吐出通路とを接続する接続通路を備え、
前記接続通路に一方向のみ流動を許容するときには逆方向の流動を規制する弁を設け、
前記弁を前記吐出量可変手段と接続させる
ことを特徴とする液圧供給ポンプ。
【請求項６】
請求項１乃至５のいずれかに記載の液圧供給ポンプにおいて、
前記ポンプはアキシャルピストンポンプであり、該アキシャルピストンポンプの斜板角度に基づき前記吐出量可変手段としてのリリーフ弁を制御して前記ポンプの吐出圧を調整するようにした
ことを特徴とする液圧供給ポンプ。
【請求項１】
ポンプの吐出圧力を制御する液圧供給ポンプにおいて、
前記ポンプの吐出量を変化させる吐出量可変手段と、
ポンプ容量あるいは吐出量を検出する検出手段と、
前記検出手段に検出されたポンプ容量あるいは吐出量に基づき前記吐出量可変手段を制御して前記ポンプの吐出圧を調整する制御手段とを備える
ことを特徴とする液圧供給ポンプ。
【請求項２】
請求項１に記載の液圧供給ポンプにおいて、
前記制御手段は、検出したポンプ容量あるいは吐出量に応じて前記吐出量可変手段の制御量を予め設定し、該制御量に基づき前記ポンプの吐出圧を制御する
ことを特徴とする液圧供給ポンプ。
【請求項３】
請求項１に記載の液圧供給ポンプにおいて、
前記制御手段は、検出したポンプ容量あるいは吐出量と目標量との偏差に応じて制御する
ことを特徴とする液圧供給ポンプ。
【請求項４】
請求項１に記載の液圧供給ポンプにおいて、
前記制御手段はポンプ容量あるいは吐出量に応じて前記吐出量可変手段の制御量を予め設定する一方、該制御量に検出したポンプ容量あるいは吐出量と目標量との偏差に応じた偏差制御量を加味して制御する
ことを特徴とする液圧供給ポンプ。
【請求項５】
請求項１乃至４のいずれかに記載の液圧供給ポンプにおいて、
前記ポンプの吸入通路と吐出通路とを接続する接続通路を備え、
前記接続通路に一方向のみ流動を許容するときには逆方向の流動を規制する弁を設け、
前記弁を前記吐出量可変手段と接続させる
ことを特徴とする液圧供給ポンプ。
【請求項６】
請求項１乃至５のいずれかに記載の液圧供給ポンプにおいて、
前記ポンプはアキシャルピストンポンプであり、該アキシャルピストンポンプの斜板角度に基づき前記吐出量可変手段としてのリリーフ弁を制御して前記ポンプの吐出圧を調整するようにした
ことを特徴とする液圧供給ポンプ。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【公開番号】特開２００７−５１６２２（Ｐ２００７−５１６２２Ａ）
【公開日】平成１９年３月１日（２００７．３．１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００５−２３９０６７（Ｐ２００５−２３９０６７）
【出願日】平成１７年８月１９日（２００５．８．１９）
【出願人】（０００００６２０８）三菱重工業株式会社 (10,378)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１９年３月１日（２００７．３．１）
【国際特許分類】
【出願日】平成１７年８月１９日（２００５．８．１９）
【出願人】（０００００６２０８）三菱重工業株式会社 (10,378)
【Ｆターム（参考）】
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