(57)【要約】      （修正有）【課題】油圧ポンプと弁とを出来るだけ効率的に操作する方法を提供する。【解決手段】油圧ポンプ３２と、ポンプ出口と流体連通するメイン穴４３と、ポンプ出口の圧力を表す圧力を感知するフロー穴入口及びフロー穴出口を有するフロー穴４４と、フロー穴出口と流体連通する増幅穴入口及びサービスでの圧力を表す圧力を感知する増幅穴出口を有する増幅穴４５と、フロー穴出口と増幅穴入口との間の流体圧力を示す出力信号を発生させる手段６３と、出力信号に応じて油圧ポンプを制御するポンプコントローラ６４とを設け、フロー穴と増幅穴との断面積は比率を規定し、第１のモードでシステムを操作するステップと、第２のモードでシステムを操作するステップとをさらに含み、比率は第１のモードと第２のモードで異なって制御される。【選択図】図２
2013228101.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
油圧システムを操作する方法であって、
ポンプ出口を有する油圧ポンプと、
前記ポンプ出口と流体連通するメイン穴入口及び加圧された流体をサービスに供給するメイン穴出口を有するメイン穴と、
前記ポンプ出口での圧力を表す圧力を感知するフロー穴入口及びフロー穴出口を有するフロー穴と、
前記フロー穴出口と流体連通する増幅穴入口及びサービスでの圧力を表す圧力を感知する増幅穴出口を有する増幅穴と、
前記フロー穴出口と前記増幅穴入口との間の流体の圧力を示す出力信号を発生させる手段と、
前記出力信号に応じて前記油圧ポンプを制御するポンプコントローラと、
を用意するステップを含み、
前記フロー穴はフロー穴の断面積を規定し、
前記増幅穴は増幅穴の断面積を規定し、
前記フロー穴の断面積と前記増幅穴の断面積とは比率を規定し、
前記メイン穴は可変であり、前記比率は可変であり、
前記方法は、第１のモードの比率体制を規定するように第１のモードで前記システムを操作するステップと、第２のモードの比率体制を規定するように第２のモードで前記システムを操作するステップとをさらに含み、
したがって前記第１のモードの比率体制は前記第２のモードの比率体制と異なる、方法。
【請求項２】
前記システムを前記第１のモードで操作する時、前記第１のモードの比率体制は固定の比率を有する、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記第１のモードの比率体制は、前記比率を１よりも大きいか、１よりも小さいか、又は１と等しいように固定する、請求項２に記載の方法。
【請求項４】
前記システムを前記第１のモードで操作する時、前記第１のモードの比率体制は可変の比率を有する、請求項１に記載の方法。
【請求項５】
前記可変の比率は１よりも大きい比率を除外し、前記可変の比率は１よりも小さい比率を除外する、請求項４に記載の方法。
【請求項６】
前記システムを前記第２のモードで操作する時、前記第２のモードの比率体制は固定の比率を有する、請求項１に記載の方法。
【請求項７】
前記システムを前記第２のモードで操作する時、前記第２のモードの比率体制は可変の比率を有する、請求項１に記載の方法。
【請求項８】
前記システムを第３のモードの比率体制を規定するように第３のモードで操作するステップであって、前記比率が前記第１のモード、前記第２のモード、及び前記第３のモードで異なって制御され、前記システムを前記第３のモードで操作する時、前記第３のモードの比率体制は固定した比率を有するステップを備える、請求項１に記載の方法。
【請求項９】
前記システムを第３のモードの比率体制を規定するように第３のモードで操作するステップであって、前記比率が前記第１のモード、前記第２のモード、及び前記第３のモードで異なって制御され、前記システムを前記第３のモードで操作する時、前記第３のモードの比率体制は可変の比率を有するステップを備える、請求項１に記載の方法。
【請求項１０】
前記増幅穴出口はサービスと流体連通する、請求項１から９の何れか１項に記載の方法。
【請求項１１】
前記フロー穴は可変である、請求項１から１０の何れか１項に記載の方法。
【請求項１２】
前記増幅穴は可変である、請求項１１に記載の方法。
【請求項１３】
前記フロー穴は固定されている、請求項１から１０の何れか１項に記載の方法。
【請求項１４】
前記増幅穴は固定されている、請求項１から１０の何れか１項に記載の方法。
【請求項１５】
前記油圧ポンプは、ポンプの限界圧力を有する可変の位置の油圧ポンプであり、前記コントローラは、前記出力信号に応じて前記ポンプの限界圧力に関連した前記メイン穴の限界圧力を変化させるように構成されている、請求項１から１４の何れか１項に記載の方法。
【請求項１６】
前記油圧ポンプは、バイパスレギュレータ弁により規定されるポンプの限界圧力を有する固定した位置の油圧ポンプであり、前記コントローラは、前記出力信号に応じて前記ポンプの限界圧力に関連した前記メイン穴の限界圧力を変化させるように構成されている、請求項１から１４の何れか１項に記載の方法。
【請求項１７】
前記コントローラは前記出力信号に応じて前記ポンプの限界圧力に関連した前記メイン穴の前記限界圧力を増加させるように構成される、請求項１５又は１６に記載の方法。
【請求項１８】
油圧システムであって、
ポンプ出口を有する油圧ポンプと、
前記ポンプ出口と流体連通するメイン穴入口及び加圧された流体をサービスに供給するメイン穴出口を有するメイン穴と、
前記ポンプ出口での圧力を表す圧力を感知するフロー穴入口及びフロー穴出口を有するフロー穴と、
前記フロー穴出口と流体連通する増幅穴入口及びサービスでの圧力を表す圧力を感知する増幅穴出口を有する増幅穴と、
前記フロー穴出口と前記増幅穴入口との間の流体の圧力を示す出力信号を発生させる手段と、
前記出力信号に応じて前記油圧ポンプを制御するポンプコントローラと、
を備え、
前記フロー穴はフロー穴の断面積を規定し、
前記増幅穴は増幅穴の断面積を規定し、
前記フロー穴の断面積と前記増幅穴の断面積とは比率を規定し、
前記メイン穴は可変であり、前記比率は可変であり、
前記メイン穴はメイン穴の限界圧力を規定し、前記システムは前記比率を変化させることにより前記メイン穴の限界圧力を変化させるように構成される、油圧システム。
【請求項１９】
前記ポンプはポンプの限界圧力を規定し、前記システムは前記ポンプの限界圧力に関連した前記メイン穴の限界圧力を変化させるように構成される、請求項１８に記載の油圧システム。
【請求項２０】
前記メイン穴の限界圧力は前記ポンプの限界圧力よりも大きい、請求項１９に記載の油圧システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は油圧システムに関し、特に工作機械に使用される油圧システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
典型的な工作機械は、油圧ポンプ及び油圧ポンプに結合された（アクチュエータ等の）１つ以上の油圧で操作されるサービスを有する油圧システムを含んでいても良い。１つ以上の制御弁が、油圧ポンプから該当する又は各アクチュエータへの油圧油の供給を制御するために使用される。よって、操作者は１つ以上のアクチュエータを作動させるため、１つ以上の制御弁の操作を制御するための制御インターフェースを使用しても良い。
【０００３】
アクチュエータは工作機械の部品に結合されても良い。例えば、アクチュエータの作動により、工作機械の作動アームは動作可能となる。
【０００４】
知られている荷重検出油圧システムは、制御弁の所与の位置、特に方向制御スプール弁のスプールの所与の位置で一定の流れを保持することを目的とする。これは、スプールによって作られる穴に亘って、（弁の）限界圧力として知られる一定の圧力差を保持することによりなされる。
【０００５】
関連するポンプは、ポンプの圧力及び流れを自動的にシステムの荷重及び流れのニーズを満たすのに必要なレベルに保つ制御弁を有する。油圧回路のいずれも使用されていない時、ポンプは、典型的には２０から３０バールの範囲のどこかで「待機」圧力で作動するであろう。油圧サービスが使用されている時、そのサービスで要求される圧力を示す信号はポンプ制御弁に送られ、その後ポンプ制御弁は、ポンプを制御して必要なポンプの圧力及び流れで動作させる。ポンプの出口の圧力は、典型的にはそのサービスの圧力よりも上の２０から３０バールの範囲のどこかであり、ポンプ供給圧力とサービス圧力との間の差はポンプの限界圧力と呼ばれる。知られている荷重検出システムにおいて、ポンプの限界圧力及び弁の限界圧力は通常同じである（線形損失は無視する）。
【０００６】
可変の位置の油圧ポンプに関しては、限界圧力は荷重検出コントローラ付勢バネによって設定される。固定位置の油圧ポンプに関しては、限界圧力はバイパス加減弁付勢バネによって設定される。機械の作動中、即ち機械が使用されており、そのため機械が使用されている間バネの圧力が固定されている時、荷重検出コントローラ付勢バネ又はバイパス加減弁付勢力バネのバネ圧力を調整することは不可能である。
【０００７】
典型的には、サービスは弁の低い限界圧力よりも、弁の高い限界圧力により速く反応するであろう。高い限界圧力は、例えばショベルカーが土のような緩い材料を積載するのに使用される時などのいくつかの状況で有利である。しかし、他の状況では高い限界圧力は有利ではない。例えば、操作者がサービスの位置を注意深く制御する必要がある場合である。高い限界圧力では、サービスが操作者の入力にあまりにも早く反応してしまい、サービスの精密な制御を困難にしてしまう。更に、低い流れの要件の時の高い限界圧力は不必要なエネルギーロスを意味する。注意深いサービスの制御が必要である例としては、粒度操作の間（即ち、地表面が平らになっている又は地面を掬い取ることにより水平に近づけられている）ショベルカーが作動している場合である。そのような従来技術のシステムでは限界圧力は妥協して設定される必要がある。
【０００８】
他の従来技術は、ポンプの限界圧力を変化させて、弁の限界圧力に影響を与え、流れの制御の追加のレベルを提供するよう試みてきたが、追加のレベルは範囲が狭いという問題があった（即ち、追加のレベルは予め設定されたレベルから始まり、電気ソレノイド又は油圧パイロット圧手段によってバネの荷重を相殺することにより、限界圧力がゼロに向かう段階的な減少のみを可能にする）。
【０００９】
油圧ポンプの操作は燃料を消費する（油圧ポンプは典型的には油圧ポンプを駆動する工作機械のエンジンに結合される）。従って、油圧ポンプと弁とを出来るだけ効率的に操作したいという要望がある。
【００１０】
また、例えばアクチュエータを作動させる制御インターフェースを使用する操作者とその結果作動するアクチュエータとの間の大きな遅延を避けることが必要な場合に、油圧油に最小の伝送損失を迅速に提供したいという要望がある。
【００１１】
複数の制御弁と、関連するアクチュエータとの間の油圧油の分配は困難である。その理由は、例えば、１つのアクチュエータの操作の終了は油圧システムの油圧油の圧力、よって他のアクチュエータの動作に重大な影響を与えるためである。油圧システムのアクチュエータの動作に関する油圧油への要望の変化の好ましくない影響を減らしたいという要望がある。
【発明の概要】
【００１２】
本発明の目的は、従来技術に関連する１つ以上の課題を克服することである。
【００１３】
よって、本発明の１つの態様によれば、油圧システムを操作する方法であって、ポンプ出口を有する油圧ポンプと、ポンプ出口と流体連通するメイン穴入口及び加圧された流体をサービスに供給するメイン穴出口を有するメイン穴と、ポンプ出口での圧力を表す圧力を感知するフロー穴入口及びフロー穴出口を有するフロー穴と、フロー穴出口と流体連通する増幅穴入口及びサービスでの圧力を表す圧力を感知する増幅穴出口を有する増幅穴と、フロー穴出口と増幅穴入口との間の流体の圧力を示す出力信号を発生させる手段と、出力信号に応じて油圧ポンプを制御するポンプコントローラと、を用意するステップを含み、フロー穴はフロー穴の断面積を規定し、増幅穴は増幅穴の断面積を規定し、フロー穴の断面積と増幅穴の断面積とは比率を規定し、メイン穴は可変であり、比率は可変であり、方法は、第１のモードの比率体制を規定するように第１のモードでシステムを操作するステップと、第２のモードの比率体制を規定するように第２のモードでシステムを操作するステップとをさらに含み、したがって第１のモードの比率体制は第２のモードの比率体制と異なる、方法が提供されている。
【００１４】
その方法は、第１のモードの比率体制が固定の比率を有する時、システムを第１のモードで操作することを含んでいても良い。
【００１５】
その方法は、比率を１よりも大きいか、１よりも小さいか、又は１と等しいように固定する第１のモードの比率体制を含んでいても良い。
【００１６】
その方法は、第１のモードの比率体制が可変の比率を有する時、システムを第１のモードで操作することを含んでいても良い。
【００１７】
その方法は、１よりも大きい比率を含む及び／又は１よりも小さい比率を含む及び／又は１に等しい比率を含む可変の比率を含んでいても良い。
【００１８】
その方法は、１よりも大きい比率を除外する可変の比率を含み、又は可変の比率は１よりも小さい比率を除外しても良い。
【００１９】
その方法は、第２のモードの比率体制が固定の比率を有する時、システムを第２のモードで操作することを含んでいても良い。
【００２０】
その方法は、１よりも大きいか１よりも小さい、又は１と等しい第２のモードの比率を含んでいても良い。
【００２１】
その方法は、第２のモードの比率体制が可変の比率を有する時、システムを第２のモードで操作することを含んでいても良い。
【００２２】
その方法は、１よりも大きい比率を含む及び／又は１よりも小さい比率を含む及び／又は１と等しい比率を含む可変の比率を有することを含んでいても良い。
【００２３】
その方法は、１よりも大きい比率を除外する可変の比率を有することを含むか、又は可変の比率は１よりも小さい比率を除外しても良い。
【００２４】
その方法は、システムを第３のモードの比率体制を規定するように第３のモードで操作するステップであって、比率が第１のモード、第２のモード、及び第３のモードで異なって制御され、システムを第３のモードで操作する時、第３のモードの比率体制は固定した比率を有するステップを備えても良い。
【００２５】
その方法は１よりも大きいか、１よりも小さいか、又は１と等しい第３のモードの比率を含んでいても良い。
【００２６】
その方法は、システムを第３のモードの比率体制を規定するように第３のモードで操作するステップであって、比率が第１のモード、第２のモード、及び第３のモードで異なって制御され、システムを第３のモードで操作する時、第３のモードの比率体制は可変の比率を有するステップを備えても良い。
【００２７】
その方法は、１よりも大きい比率を有する及び／又は１よりも小さい比率を有する及び／又は１と等しい比率を有する可変の比率を含んでいても良い。
【００２８】
その方法は、１よりも大きい比率を除外する可変の比率を含むか、又は可変の比率は１よりも小さい比率を除外しても良い。
【００２９】
その方法は、増幅穴出口がサービスと流体連通することを含んでいても良い。
【００３０】
その方法は、フロー穴が可変であることを含んでいても良い。
【００３１】
その方法は、増幅穴が可変であることを含んでいても良い。
【００３２】
その方法は、フロー穴が固定されていることを含んでいても良い。
【００３３】
その方法は、増幅穴が固定されていることを含んでいても良い。
【００３４】
その方法は、メイン穴が第１の位置と第２の位置との間のみで可変であることを含んでいても良い。
【００３５】
その方法は、フロー穴が第１の位置と第２の位置との間のみで可変であることを含んでいても良い。
【００３６】
その方法は、増幅穴が第１の位置と第２の位置との間のみで可変であることを含んでいても良い。
【００３７】
その方法は、第１の位置が閉鎖位置であることを含んでいても良い。
【００３８】
その方法は、メイン穴が第１の位置、第２の位置及び第３の位置の間で可変であることを含んでいても良い。
【００３９】
その方法は、フロー穴が第１の位置、第２の位置及び第３の位置の間で可変であることを含んでいても良い。
【００４０】
その方法は、増幅穴が第１の位置、第２の位置及び第３の位置の間で可変であることを含んでいても良い。
【００４１】
その方法は、第１の位置が閉鎖位置であることを含んでいても良い。
【００４２】
その方法は、メイン穴が継続的に可変であることを含んでいても良い。
【００４３】
その方法は、フロー穴が継続的に可変であることを含んでいても良い。
【００４４】
その方法は、増幅穴が継続的に可変であることを含んでいても良い。
【００４５】
その方法は、油圧ポンプが、ポンプの限界圧力を有する可変の位置の油圧ポンプであり、コントローラが、出力信号に応じてポンプの限界圧力に関連したメイン穴の限界圧力を変化させるように構成されていることを含んでいても良い。
【００４６】
その方法は、油圧ポンプが、バイパスレギュレータ弁により規定されるポンプの限界圧力を有する固定した位置の油圧ポンプであり、コントローラが、出力信号に応じてポンプの限界圧力に関連したメイン穴の限界圧力を変化させるように構成されていることを含んでいても良い。
【００４７】
その方法は、コントローラが出力信号に応じてポンプの限界圧力に関連したメイン穴の限界圧力を増加させるよう構成されることを含んでいても良い。
【００４８】
本発明の更なる態様によると、油圧システムであって、ポンプ出口を有する油圧ポンプと、ポンプ出口と流体連通するメイン穴入口及び加圧された流体をサービスに供給するメイン穴出口を有するメイン穴と、ポンプ出口での圧力を表す圧力を感知するフロー穴入口及びフロー穴出口を有するフロー穴と、フロー穴出口と流体連通する増幅穴入口及びサービスでの圧力を表す圧力を感知する増幅穴出口を有する増幅穴と、フロー穴出口と増幅穴入口との間の流体の圧力を示す出力信号を発生させる手段と、出力信号に応じて油圧ポンプを制御するポンプコントローラと、を含み、フロー穴はフロー穴の断面積を規定し、増幅穴は増幅穴の断面積を規定し、フロー穴の断面積と増幅穴の断面積とは比率を規定し、メイン穴は可変であり、比率は可変であり、メイン穴はメイン穴の限界圧力を規定し、システムは比率を変化させることによりメイン穴の限界圧力を変化させるように構成される、油圧システムが提供される。
【００４９】
その油圧システムは、ポンプがポンプの限界圧力を規定し、システムがポンプの限界圧力に関連したメイン穴の限界圧力を変化させるように構成されることを含んでいても良い。
【００５０】
その油圧システムにおいては、メイン穴の限界圧力がポンプの限界圧力よりも大きくてもよい。
【００５１】
本発明の実施例の態様は例として、添付の図面を参照して記載される。
【図面の簡単な説明】
【００５２】
【図１】本発明による油圧システムを組み込んだ工作機械を示す図である。
【図２】本発明による油圧システムの実施例を示す図である。
【図３】本発明による油圧システムを示す図である。
【図４】本発明による油圧システムを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００５３】
図１を参照すると、工作機械１０が示されている。
【００５４】
工作機械１０は一般的に図１に描かれているような機械である。しかし、本発明の実施例は他の種類の工作機械に使用されても良く、図１に描かれた機械は単に例示のためである。
【００５５】
工作機械１０は、本体１２の上に載置された運転台１４を備えていても良い本体１２を有する。工作機械の本体１２はエンジン１６を備えている。本体１２は地面係合配置１８を含んでいても良い。地面係合配置１８は、例えば複数の車軸に取り付けられた複数の車輪及び／又は１つ以上の無限軌道を備えていても良い。地面係合配置１８は、地表面に関し地面係合配置１８を駆動するように構成されたエンジン１６に結合され、地表面に亘って本体を移動させる。
【００５６】
工作機械１０は加工工具又は器具２２がそれぞれ取り付けられた１つ以上の加工アーム２０を含んでいても良い。工作機械は例えば図１に描かれているように２つの加工アーム２０を含んでいても良い。その又はそれぞれの加工アーム２０は、例えば１つのアーム部分の遠位端が他のアーム部分の近位端に回動可能な構造で結合された、互いに結合された複数のアーム部分を含んでいても良い。その又はそれぞれの加工アーム２０、又はその一部は、加工機械１０の本体１２に関する動作のために構成されていても良い。加工アーム２０は杓子アームに結合されたブームを備えていても良い。
【００５７】
その又はそれぞれの加工アーム、又はその一部の動作は、油圧アクチュエータ２４であって良いアクチュエータ２４のようなそれぞれのサービスによって駆動されても良い。
【００５８】
他のサービスは加工機械１０の他の要素の駆動動作に提供されても良い。
【００５９】
油圧システム３０（図２を参照）は、工作機械１０の１つ以上のその又はそれぞれのアクチュエータ２４といった工作機械の油圧サービスを制御及び駆動するために提供される。
【００６０】
油圧システム３０は、エンジンによって駆動され、ポンプ出口６０と、タンク形状の油圧油３４の供給源と流体連通するポンプ入口６５とを有する油圧ポンプ３２を含む。油圧ポンプは以下に記載するように、主にメイン穴４３を介して油圧サービス（この場合はアクチュエータ２４）へ加圧された流体を供給する。
【００６１】
油圧システム３０は、メイン流体通路６１及び補助流体通路６２を有する。メイン流体通路はポンプ出口６０と流体連通し、メイン穴４３を有する。補助流体通路６２は、メイン穴４３と平行である。補助流体通路６２はフロー（又はパイロット）穴４４と、フロー穴４４と連続した増幅穴４５とを含む。手段６３はフロー穴４４と増幅穴４５との間の補助流体通路６２の流体の圧力を示す出力信号を発生させることが可能であり、この場合手段６３は圧力感知ライン６６に結合されたポートである。ポンプコントローラ６４は出力信号に応じてポンプの流れを制御可能である。メイン穴４３は可変であり、フロー穴４４及び増幅穴４５のうちの少なくとも１つは可変の穴である。
【００６２】
ポンプ３２は可変の位置のポンプでも、固定の位置のポンプでも良い。
【００６３】
ポンプ３２が可変の位置のポンプの時、ポンプコントローラ６４はポンプの流れを変化させるように作動しても良い。例えばポンプ３２が可変の位置の斜板ポンプであれば、ポンプコントローラ６４は斜板の角度を変えるように作動しても良く、それによってポンプの流れが変化する。
【００６４】
ポンプ３２が固定の位置のポンプの場合、固定の位置のポンプは、超過した流体の流れが経路を通過して油圧油（例えば油圧油の供給源３４）の貯蔵地（又はタンク）へ流れるバイパス弁を含んでいても良い。ポンプコントローラ６４はバイパス弁の解放圧力を変化させるようにしても良く、それよってタンクへ流れる超過した流体の流れの量を変化させる。
【００６５】
上述の通り、メイン穴４３は可変の穴であり、可変の穴は２つの穴の面積のみの間で可変であるか、２つ以上の目立たない穴の面積の間で可変であるか、又は様々な穴の面積に亘って継続的に可変であっても良い。メイン穴の最小の穴の面積はゼロ（即ち、メイン穴は閉鎖可能である）であるか、又は最小の穴の面積はゼロでない面積（即ち、メイン穴は閉鎖不可能である）であっても良い。メイン穴４３は手動、電気的、又はパイロット圧力を介して変化可能である。
【００６６】
フロー穴（又はパイロット穴）４４は固定の穴でも可変の穴でも良い。フロー穴４４が可変の穴である時、２つの穴の面積のみの間で可変であるか、２つ以上の目立たない穴の面積の間で可変であるか、又は様々な穴の面積に亘って継続的に可変であっても良い。フロー穴４４が可変の穴である時、最小の穴の面積はゼロ（即ち、フロー穴は閉鎖可能である）であるか、又は最小の穴の面積はゼロでない面積（即ち、フロー穴は閉鎖不可能である）であっても良い。フロー穴４４が可変である時、フロー穴は手動、電気的又はパイロット圧力を介して変化可能である。
【００６７】
増幅穴４５は固定の穴でも可変の穴でも良い。増幅穴４５が可変の穴である時、２つの穴の面積のみの間で可変であるか、２つ以上の目立たない穴の面積の間で可変であるか、又は様々な穴の面積に亘って継続的に可変であっても良い。増幅穴４５が可変の穴である時、最小の穴の面積はゼロでない面積（即ち、増幅穴は閉鎖不可能である）であっても良い。増幅穴４５が可変である時、増幅穴は手動、電気的又はパイロット圧力を介して変化可能である。
【００６８】
２つ以上のメイン穴４３、フロー穴４４及び増幅穴４５が可変である時、それらは共に可変であっても、個別に可変であっても良い。
【００６９】
フロー穴と増幅穴との間の補助流体通路における流体の圧力を示す出力信号を発生する手段６３はパイロット圧力信号を発生させるタッピングか、又は電気信号を発生させる圧力センサであっても良い。
【００７０】
以下の表１は、可変又は固定されたメイン穴、フロー穴及び増幅穴に関する３つのオプションを示す。
【表１】
2013228101.tif 000003
【００７１】
図２を考慮すると以下のことが分かる。
油圧ライン５０、６１Ａ及び６２Ａは、全て同じ油圧、即ちポンプ出口圧力となるであろう。
油圧ライン６１Ｂ、６２Ｃ及び５１は、全て同じ油圧、即ちサービス圧力、又は荷重検出圧力、即ち荷重（又はサービス）において感知される圧力となるであろう。
【００７２】
サービスが作動している時、ポンプは、油圧油を、ライン５０及びライン６１Ａに沿って送り出し、メイン穴４３を通ってライン６１Ｂ及びライン５１に沿ってサービス２４まで送り出すであろう。油圧が穴を通過する時メイン穴に圧力低下が起こるため、ポンプ出口の圧力はサービス圧力よりも高くなり、ポンプ出口圧力とサービス圧力の間の差は限界圧力となる。
【００７３】
フロー穴との間のライン６２Ｂの圧力はポンプ出口の圧力よりも小さいが、サービスの圧力よりも大きくなるであろう。
【００７４】
実際の値は、フロー穴及び増幅穴の関連する断面積に依存するであろう。
【００７５】
よって、フロー穴の断面積が増幅穴の断面積よりも大きい場合、ライン６２Ｂの圧力はサービスの圧力よりもポンプ出口の圧力に近くなるであろう。
【００７６】
反対に、フロー穴の断面積が増幅穴の断面積よりも小さい場合は、ライン６２Ｂの圧力はポンプ出口の圧力よりもサービスの圧力に近くなるであろう。
【００７７】
よって、フロー穴と増幅穴との断面積の比率を変えることにより、フロー穴と増幅穴との間のライン６２Ｂにおける圧力（中間の圧力）は変化可能であり、ポンプ出口の圧力よりも小さいがサービスの圧力よりも大きくなるであろう。この中間の圧力はライン６６を介してポンプに連通されても良く、よってポンプの斜め設定は制御されて流れの要望に合致する。
【００７８】
本発明はシステムを、第１のモードと第２のモードで比率が異なって制御されるよう、第１のモード及び第２のモードで動作可能とする。
【００７９】
上述の通り、従来技術の荷重検出システムでは、ポンプの限界圧力と弁の限界圧力とは通常同じである（線形損失は無視する）。本発明は、弁（又は穴）の限界圧力を、ポンプの限界圧力に関して変えることができる。これはフロー穴の面積の、増幅穴の面積に対する比率を変えることにより行われる。よって、弁の限界圧力はポンプの限界圧力プラス（面積比率の２乗かけるポンプの限界圧力）に等しい、つまり、
弁の限界圧力＝ポンプの限界圧力＋（（面積比率）２×ポンプの限界圧力）
又は
【数１】
2013228101.tif 000004
よって第１のモードの動作は第１のモードの比率体制を規定し、第２のモードは第１のモードの比率体制と異なる第２のモードの比率体制を規定する。
【００８０】
１つのモードの一実施例では、フロー穴の断面積は３ｍｍ２でも良く、増幅穴の断面積は４ｍｍ２に設定されても良く、３：４即ち０．７５の比率を与えている。この比率は一定のままであり、比率に比例したポンプの限界圧力とは異なる固定された弁の限界圧力（この場合はポンプ限界×（１＋０．７５２）と同じ）を設定する。このモードで穴４３をゼロからいくらかの最大値まで変化させ機械を作動させると、サービスの流れの制御が確立される。このモードで、弁穴４３は、弁穴に亘るポンプの限界圧力の約１．５６倍の相対的に低い限界圧力を有し、よってこのモードは整地のような精密な作業に適している。このモードでは、比率体制は固定の比率を有する、即ちこのモードで作動している時は比率が変化しない、即ち比率は一定のままである。
【００８１】
他のモードでは、フロー穴の断面積は３ｍｍ２でも良く、増幅穴の断面積は１ｍｍ２に設定されても良く、３：１即ち３の比率を与えている。この比率は、このモードで機械を作動する際、一定のままである。このモードでは、弁穴４３は弁穴に亘って比較的高い限界圧力（ポンプ限界の約１０倍）を有し、よってこのモードは積み込みなどの速い作業に適している。このモードでは、比率体制は固定の比率を有する、即ちこのモードで作業している時は比率が変化しない、即ち比率は一定のままである。
【００８２】
他のモードでは、フロー穴の断面積は３ｍｍ２でも良く、増幅穴の断面積は、関連するスプールの相対的に低い移動の場合の４ｍｍ２と、関連するスプールの相対的に高い移動の場合の１．５ｍｍ２の間で変化しても良い。これらの状況において、比率は相対的に低い移動において３：４、即ち０．７５であり、相対的に高い移動において３：１、即ち３の間で変化する。これらの状況において、弁穴４３は、低いスプールの移動において相対的に低い限界（弁穴に亘るポンプの限界圧力の約１．５６倍）を有し、高いスプールの移動において相対的に高い限界（弁穴に亘るポンプの限界の約１０倍）を有し、よってこのモードは低いスプール移動において整地といった精密な作業に適しており、高いスプール移動において積み込みといった速い作業に適している。スプールは典型的に（アクチュエータのような）サービスを制御する制御スプールであっても良い。このモードでは、比率体制は可変の比率を有する、即ちこのモードで作動している時、比率は変化する、即ち比率は一定のままではない。
【００８３】
上述の例では、３つの操作モードの全てにおいてフロー穴の断面積が３ｍｍ２、即ちフロー穴の断面積が固定されていることが理解されるであろう。増幅穴を３つの異なる方法で制御する（４ｍｍ２に設定、１ｍｍ２に設定、及び１ｍｍ２から４ｍｍ２の間で可変）ことにより、比率を３つの異なる方法で制御する（０．７５の固定の比率、３の固定の比率、及び０．７５から３の可変の比率）ことができ、即ち、比率を３つの異なる方法で制御する（即ち、３つの異なる比率体制を有することにより）ことが可能になることにより、３つの異なる比率体制を有することが可能になり、手段６３及び油圧ライン６６における圧力が３つの異なる方法で制御され、穴４３に亘る弁の限界圧力を３つの異なる方法で制御可能とする。
【００８４】
上記の例ではメイン穴は可変であり、増幅穴は可変であり、フロー穴は固定され、これは上記の表１のオプション２に等しい。他の実施例では、上記の表１のオプション３にあるように、増幅穴は固定され、フロー穴は可変である。１つのモードにおいてフロー穴の断面積はこのモードの動作の間一定のままである。異なる操作モードでは、フロー穴の断面積は異なる断面積において一定のままであって良い。他のモードにおいて、フロー穴の断面積は機械の特性に依存して（例えば関連するスプールの位置に依存して）変化しても良い。フロー穴の断面積を異なる方法で制御することにより、フロー穴と増幅穴との断面積の比率を異なる方法で制御することができ、同様に穴４３に亘る弁の限界圧力を異なる方法で制御することができる。
【００８５】
上記の表１のオプション１においては、フロー穴及び増幅穴の両方が可変である。これらの状況において、１つのモードの１つの実施例において、フロー穴の断面積は２ｍｍ２に設定されても良く、増幅穴の断面積は４ｍｍ２に設定されても良く、２：４即ち０．５の比率が与えられている。この比率は機械をこのモードで作動させる時に一定のままである。このモードにおいて弁は相対的に低い限界圧力を有し、よってこれは整地のような精密な作業に適しているであろう。
【００８６】
他のモードにおいてフロー穴の断面積は４ｍｍ２に設定されても良く、増幅穴の断面積は２ｍｍ２に設定されても良く、４：２即ち２の比率を与えられている。この比率は機械をこのモードで作動させる時に一定のままである。このモードにおいて弁は相対的に高い限界を有し、よってこれは積み込みのような速い作業に適している。
【００８７】
他のモードにおいて、増幅穴及びフロー穴の何れか、又は両方の断面積は機械の特性、例えば関連するスプールの位置に応じて可変であっても良い。１つのモードにおいて増幅穴の断面積は可変であっても良く、一方フロー穴の断面積は一定のままである。他のモードでは、フロー穴の断面積は可変であっても良く、一方増幅穴の断面積は一定のままである。他のモードにおいて、増幅穴の断面積は可変であっても良く、フロー穴の断面積は可変である。理解されるように、フロー穴の断面積を可変にし、増幅穴の断面積を可変にすることにより、比率が第１のモードと第２のモードとで異なって制御されるように、システムが第１のモードと第２のモードで操作される。
【００８８】
図３を参照すると、本発明による更なる油圧システム２３０が、油圧システム３０と同じ機能を果たす構成要素を有して、２００大きい参照番号を付されて示されている。ポンプ２３２は固定位置のポンプである。バイパスレギュレータ２７０は超過した流体の流れがタンクを通過するようにし、フロー穴２４４と増幅穴２４５との間にあるポート２６３と圧力感知ライン２６６を介して制御される。フロー穴２４４及び増幅穴２４５は連続しており、増幅穴２４５はフロー穴２４４の下流にある。
【００８９】
この場合２つのメイン穴２４３Ａ，２４３Ｂがある。メイン穴２４３Ａは制御弁２７１の穴２４３Ａ１及び穴２４３Ａ２によって規定される。穴２４３Ｂは制御バルブ２７２内に含まれる穴２４３Ｂ１及び穴２４３Ｂ２によって規定される。
【００９０】
荷重検出コピー弁２７７が設けられている。コピー弁はそれ自体知られており、弁のどちらかの側の圧力を再現するように作動する。よって、Ｃ’での圧力がＣでの圧力と同じになるように、コピー弁によってＣでの圧力が再現される。
【００９１】
制御弁２７１はサービス２７３を制御し、制御弁２７２はサービス２７４を制御する。補償器２７５は制御弁２７１と関連付けられており、補償器２７６は制御弁２７２と関連付けられている。補償器はそれ自体知られており、ある状況において関連するサービスに供給される圧力を減らすように作動する。よって、説明の目的で、サービス２７３はサービス２７４よりも高い圧力を必要とすると仮定する。従って、補償器２７５のスプールは制御弁２７１が作動する時は図３に示すよう位置し、油圧油が制御弁２７１を通って補償器２７５を通過し（圧力の大きなロス無しに）、制御弁２７１を通ってサービス２７３に流れる。
【００９２】
しかし、この例では、サービス２７４はよりも低い圧力で作動するため、補償器２７６のスプールは図３における左に向けて位置し、即ち、スプールが図示された中間位置に移動してほぼ完全に閉鎖された位置（右側のボックス記号）に移動しても良い。その理由は、油圧回路のＤにおける圧力はＡにおける圧力よりも低いため、Ｃ’における圧力は補償器のスプールを図３における左側に移動させるためである。その結果、流体が補償器２７６を通って流れ、ＡとＤとの間に圧力低下を発生させる。
【００９３】
油圧システム３３０は、サービススプールが作動していない時、排水捕捉圧力に配置され、ポンプ圧力を低い待機値に下げる知られた排水レギュレータ２８０を含む。
【００９４】
リリーフ弁２８１及び２８２はサービス２７４を保護するために設けられる。リリーフ弁２８３及び２８４はサービス２７３を保護するために設けられる。リリーフ弁２８５はライン２６６の圧力を制限するよう作動するが、一時的に「上昇」弁２８６により無効とされ、上昇弁は操作者によって作動された時、上昇弁に亘って圧力低下を発生し、よってライン２６６の圧力をリリーフ弁２８５のリリーフ弁圧力設定よりも上に上昇させる。この「上昇」弁は、超過したシステム圧力が一時的に必要である時、例えば掘削操作の間等の状況で使用される。
【００９５】
図３を考慮すると以下のことが分かる。
メイン穴２４３Ａとメイン穴２４３Ｂとはポンプ出口に流体連通している。メイン穴２４３Ａおよびメイン穴２４３Ｂのそれぞれは、関連するサービス２７３およびサービス２７４のそれぞれに、加圧された流体を供給する。フロー穴２４４はポンプ出口の圧力を表す圧力を感知する、即ちこの場合ポンプ出口の圧力を感知するフロー穴入口を有する。フロー穴は出口を有する。増幅穴２４５はフロー穴出口と流体連通する入口を有する。増幅穴出口は、圧力である、サービスの圧力Ｃを表すＣ’（上述の例では、サービス２７３における圧力）を感知する。ポート２６３の形式の手段は、フロー穴出口と増幅穴入口との間の流体の圧力を示す出力信号を発生させる。ポンプコントローラ（この場合、バイパスレギュレータ２７０）は、出力信号に応答して油圧ポンプを制御する。フロー穴は、この場合は固定断面積であるフロー穴の断面積を規定する。増幅穴は、この場合は可変断面積である増幅穴の断面積を規定する。フロー穴の断面積と増幅穴の断面積とは比率を規定する。メイン穴２４３Ａ，２４３Ｂは可変である。比率は可変である（増幅穴２５４を変化させるため）。油圧システム３０は比率が第１のモード及び第２のモードで異なって制御されるように第１のモード及び第２のモードで操作される。比率は増幅穴の断面積を第１のモードと第２のモードとで異なって制御することによって異なって制御される。１つのモードでは、増幅穴の断面積を特定の値に保つことにより、増幅穴が制御されても良い。第２の操作モードでは、増幅穴は第１のモードで動作する時とは異なる特定の値に保持されても良い。他の操作モードでは、増幅穴の断面積は可変であっても良い。
【００９６】
更なる実施例では、増幅穴が可変であることに加え、フロー穴が可変であっても良い。
【００９７】
更なる実施例では、増幅穴は固定であり、フロー穴は可変であっても良い。
【００９８】
フロー穴が可変である時、フロー穴はフロー穴の断面積が固定である第１のモードで動作しても良い。システムは、フロー穴の断面積が第１のモードで動作している時と異なる値で固定される第２のモードで動作しても良い。システムはフロー穴の断面積が可変であるモードで動作しても良い。
【００９９】
バイパスレギュレータ２７０は基本的なポンプの限界圧力を設定するバネ２９０を含む。本発明において、この基本的な設定は相対的に低くても良く、例えば４バールである。ライン２６６の圧力はバネ２９０を支援する役割を果たし、よってポンプの圧力を増加する、即ちポンプの圧力は常にライン２６６の圧力よりも高い４バールである。フロー穴と増幅穴との間の断面積の比率が、このシステムがどの操作モードで操作されているかにより変化するため、ライン２６６の圧力はシステムが動作している操作モードにより変化し、よって弁穴２４３Ａ１，２４３Ｂ１の限界圧力はシステムが操作される操作モードに応じて変化する。
【０１００】
図４を参照すると、更なる油圧システム３３０が、油圧システム２３０と同じ機能を果たす構成要素を有して、１００大きい参照番号を付されて示されている。
【０１０１】
油圧システム２３０と油圧システム３３０との唯一の相違点は、油圧システム３３０は関連する油圧回路を有する可変ポンプを含み、一方油圧システム２３０は関連する油圧回路を有する固定ポンプを含むことである。よって、ポンプ３３２は可変の位置のポンプである。この場合、ポンプ３３２は斜板３９４を有し、その角度は斜板コントローラ３９５によって制御される。基本的なポンプの限界圧力はバネ３９０によって設定され、バネ３９０のバネ圧力はライン３６６の圧力によって補われ、ポンプ圧力を所望の通りに増加させる。油圧システム３３０はフロー穴と増幅穴との断面積の比率が第１の方法で制御される第１のモードで動作し、フロー穴の断面積と増幅穴の断面積との比率が第２の方法で制御される第２のモードで動作する。
【０１０２】
更なる実施例では、増幅穴が可変であることに加え、フロー穴が可変であって良い。
【０１０３】
更なる実施例では、増幅穴は固定され、フロー穴は可変であって良い。
【０１０４】
フロー穴が可変である時、フロー穴はフロー穴の断面積が固定される第１のモードで動作しても良い。システムはフロー穴の断面積が第１のモードで動作する時とは異なる値に固定された第２のモードで動作しても良い。システムはフロー穴の断面積が可変であるモードで動作しても良い。
【０１０５】
上述の通り、増幅穴４５からの出口はサービス２４での圧力を表す圧力を感知する。この場合、増幅穴４５の出口はサービスと流体連通することにより圧力を感知する。
【０１０６】
これらは増幅穴２４５及び増幅穴３４５からの出口と対照的である。増幅穴２４５と増幅穴３４５では、サービスの圧力を表す圧力（この例ではそれぞれのサービス２７３，３７３の圧力を表す圧力）も感知する一方、増幅穴２４５及び増幅穴３４５からの出口はそれぞれのサービス２７３，３７３と流体連通しない。
【０１０７】
上述の通り１つの比率体制は比率（又は比率の値）を固定して保持することである。上述の例ではこの比率の値は０．７５であり、この比率の値は、システムがこのモードで動作する時、一定のままである。上述の通り、もう１つの、異なる比率体制は比率（又は比率の値）を異なった値に固定して保持することであり、この例では、比率の値は３であり、この比率の値はシステムがこのモードで動作しているとき一定のままである。よって、それぞれの体制で動作している時、比率の値が変化しなくても２つの異なる比率体制を有することは可能である。体制が異なるのは、それぞれの体制で動作する時の比率の値が異なるためである。
【０１０８】
上述の通り、１つの比率体制は比率を変える（又は比率の値を変える）ことである。上述の例では、比率の値は０．８６から２の間で変化した。理解されるように、もう１つの、異なる比率体制は比率を異なって変化させることであり、例えば比率は０．５から２の間で変化して異なる比率体制を提供し、比率は０．６８から３の間で変化して異なる比率体制を提供する。比率体制が可変の比率の値を有する場合、比率の値は第１の比率体制において第１の機械の特性に応じて変化しても良いし、第２の比率体制において第２の機械の特性に応じて変化しても良い。
【０１０９】
明らかに、１つの比率体制が固定の比率を有し、もう１つの比率体制が可変の比率を有する場合、これらの２つの比率体制は必然的に異なる体制となる。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【外国語明細書】
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