JP5084295B2 - 油圧建設機械のポンプトルク制御装置 - Google Patents

Description

本発明は油圧建設機械のポンプトルク制御装置に係わり、特に、原動機によって回転駆動される油圧ポンプから吐出される圧油（作動油）により油圧アクチュエータを駆動し、必要な作業を行う油圧ショベル等の油圧建設機械のポンプトルク制御装置に関する。

油圧ショベル等の油圧建設機械は、一般的に、油圧ポンプの押しのけ容積を制御するレギュレータにポンプトルク制御機能を付加したポンプトルク制御装置を備え、このポンプトルク制御装置により油圧ポンプの吸収トルクが予め設定した最大吸収トルクを超えないよう油圧ポンプの押しのけ容積を制御し、これにより原動機の過負荷を抑え、エンジンストールを防止している。

このような油圧建設機械のポンプトルク制御装置において、特許文献１には「内燃機関と液圧ポンプとを含む駆動系の制御方法」と題した制御方法が提案されている。この制御方法は、目標回転数に対して回転数センサからの実エンジン回転数との差（回転数偏差）を求め、この回転数偏差を使って油圧ポンプの入力トルクを制御する、いわゆるスピードセンシング制御の例である。このスピードセンシング制御により、上記ポンプトルク制御に際して最大吸収トルクを一時的に減らし、原動機過負荷時のエンジンストール防止をより確実とするとともに、燃料噴射量制御によりエンジン回転数の速やかな上昇を可能としている。

また、特許文献２には、上記のようなポンプトルク制御装置において、エンジンの周囲環境をセンシングして油圧ポンプの最大吸収トルクを制御し、周囲環境の変化により原動機の出力が低下した場合でも、原動機の回転数低下を少なくする技術が提案されている。

特公昭６２−８６１８号公報 特開平１１−１０１１８３号公報

しかしながら、上記従来技術には次のような問題がある。

油圧ショベル等の油圧建設機械は通常は野外で作業を行うものであり、１日の作業を終えると、次の作業が開始するまでは作業場に放置される。この場合、例えば、寒冷地のように周囲温度が低い環境下では油圧建設機械を長時間作業場に放置すると、油圧建設機械全体が周囲温度と同じ温度にまで低下し、油圧建設機械の油圧駆動装置で使用される作動油の温度も低下する。このような状態から再び作業を開始するため、油圧建設機械を始動するとき、暖機運転が十分になされるまでの間は作動油は低温状態にあり、作動油の粘度が高くなり流れが悪くなる。

特許文献１に記載のようなスピードセンシング制御を行うポンプトルク制御装置を備えた油圧建設機械においては、そのような作動油の温度が低く粘度が高い状態で作業を行った場合、制御圧力の出力の遅れやポンプ傾転動作の遅れなどによりスピードセンシング制御に応答遅れが生じ、そのスピードセンシング制御によるポンプトルクの変動周波数と原動機の燃料噴射量制御による回転数変動周波数とが一致すると、両者の制御（スピードセンシング制御と原動機の燃料噴射量制御による回転数制御）が干渉し、ハンチングが発生する場合がある。

特許文献２に記載の提案にあっては、周囲環境の変化により原動機の出力が低下した場合でも、原動機の回転数低下を少なくするため、エンジン出力低下に係わる環境因子（大気圧、燃料温度、冷却水温度、吸気温度、吸気圧力、排気温度、排気圧力、エンジンオイル温度）を検出し、スピードセンシング制御の減トルク量を補正している。しかし、原動機の出力低下に直接関与しない作動油温度は検出しておらず、作動油の温度が低く粘度が高い場合には、特許文献１と同様の問題がある。

本発明の目的は、作動油の温度が低いときのスピードセンシング制御と原動機の回転数制御との干渉によるハンチングを防止し、適切なポンプトルク制御を行うことができる油圧作業機械のポンプトルク制御装置を提供することである。

（１）上記目的を達成するため、本発明は、原動機と、この原動機によって回転駆動される可変容量型の油圧ポンプと、この油圧ポンプから吐出される作動油により駆動される油圧アクチュエータとを備えた油圧建設機械のポンプトルク制御装置において、前記油圧ポンプの吸収トルクが設定された最大吸収トルクを超えないように前記油圧ポンプの押しのけ容積を制御するポンプ吸収トルク制御手段と、前記原動機の目標回転数と実回転数との偏差に基づいて第１減トルク量を演算し、この第１減トルク量に応じて前記ポンプ吸収トルク制御手段に設定される油圧ポンプの最大吸収トルクを低下させるよう制御するスピードセンシング制御手段とを備え、 前記スピードセンシング制御手段は、前記作動油の温度を検出する作動油温度検出手段と、この作動油温度検出手段により検出した作動油の温度が低くなるにしたがって前記第１減トルク量を小さくしてスピードセンシング制御による前記油圧ポンプのポンプトルク制御量が小さくなるような前記第１減トルク量を演算するための制御ゲインを補正する第１油温補正手段とを有し、前記スピードセンシング制御手段は、前記第１油温補正手段による前記制御ゲインの補正に合わせて、前記作動油温度検出手段により検出した作動油の温度が低くなるにしたがって前記ポンプ吸収トルク制御手段に設定される最大吸収トルクが小さくなるよう前記最大吸収トルクの目標値を制限する第２油温補正手段を更に有するものとする。

このように作動油温度検出手段と第１油温補正手段を設け、作動油の温度が低くなるにしたがって第１減トルク量が小さくなるよう、第１減トルク量を演算するための制御ゲインを補正することにより、第１減トルク量を補正トルクを油温補正した場合は油温補正しない場合に比べて、作動油の温度が低く粘度が高い状態で作業を行った場合のスピードセンシング制御によるポンプトルク制御量（変動）が小さくなる。すなわち、スピードセンシング制御の利きを弱くして、制御圧力の出力の遅れやポンプ傾転動作の遅れなどによるスピードセンシング制御の応答遅れを緩和し、スピードセンシング制御によるポンプトルクの変動と原動機の燃料噴射量制御による回転数変動との共振を防止することが可能となる。これによりスピードセンシング制御と原動機の回転数制御との干渉によるハンチングを防止し、適切なポンプトルク制御を行うことができる。

また、第１油温補正手段により、作動油温度の低いときにスピードセンシング制御のポンプトルクの制御量を小さくしてスピードセンシング制御の利きを弱くしても、第２油温補正手段を設け、前記第１油温補正手段による前記制御ゲインの補正に合わせて、前記作動油温度検出手段により検出した作動油の温度が低くなるにしたがって作動油温度に応じて油圧ポンプの最大吸収トルクを低めに設定することで、スピードセンシング制御の利きが弱くなることによる急負荷時の原動機のストールや回転数ラグダウンの増加を防ぐことができる。

（２）また、上記（１）において、好ましくは、前記第１油温補正手段は、前記作動油の温度が低くなるにしたがって小さくなる油温補正値を演算する第１手段と、前記油温補正値を用いて前記第１減トルク量を補正し、前記制御ゲインを変更する第２手段とを有し、前記スピードセンシング制御手段は、前記油圧ポンプの基準トルクから前記第２手段で補正した第１減トルク量を減算して、前記最大吸収トルクの目標値を演算する第３手段と、前記最大吸収トルクの目標値に基づいて前記吸収トルク制御手段に前記油圧ポンプの最大吸収トルクを設定する第４手段とを更に有する。

（３）上記（２）において、好ましくは、前記スピードセンシング制御手段は、前記作動油温度検出手段により検出した作動油の温度が低くなるにしたがって小さくなる第２減トルク量を演算する第５手段を更に有し、前記第３手段は、前記油圧ポンプの基準トルクから前記１及び第２減トルク量を減算して前記最大吸収トルクの目標値を演算する。

本発明によれば、作動油の温度が低く粘度が高いときでも、スピードセンシング制御と原動機の回転数制御との干渉によるハンチングを防止し、適切なポンプトルク制御を行うことができる。

また、本発明によれば、作動油温度の低いときにスピードセンシング制御のポンプトルクの制御量を小さくしてスピードセンシング制御の利きを弱くしても、急負荷時の原動機のストールや回転数ラグダウンの増加を防ぐことができる。

以下、本発明の実施の形態を図面を用いて説明する。

図１は本発明の第１の実施の形態に係わるポンプトルク制御装置を備えた建設機械用油圧システムの全体構成を示す図である。本実施の形態は建設機械として油圧ショベルを対象としたものである。

図１において、本実施の形態に係わる建設機械用油圧システムは、原動機１と、この原動機１によって駆動される可変容量型の第１油圧ポンプ２及び第２油圧ポンプ３の２つの主ポンプと、原動機１によって駆動される固定容量型のパイロットポンプ５と、第１及び第２油圧ポンプ２，３に接続されたコントロールバルブユニット６と、コントロールバルブユニット６に接続された複数の油圧アクチュエータ７，８，９，１０，１１，１２とを備えている。

原動機１はディーゼルエンジンであり、このディーゼルエンジン（以下単にエンジンという）１に、ダイヤル式の回転数指令操作装置２１とエンジン制御装置２２とが設けられている。回転数指令操作装置２１はエンジン１の目標回転数を指令する指令手段であり、エンジン制御装置２２はコントローラ２３と、ガバナモータ２４と、燃料噴射装置（ガバナ）２５とを有している。コントローラ２３は回転数指令操作装置２１からの指令信号を入力し、所定の演算処理を行い、ガバナ制御モータ２４に駆動信号を出力する。ガバナ制御モータ２４は、その駆動信号に応じて回動し、回転数指令操作装置２１が指令する目標回転数が得られるように燃料噴射装置２５の燃料噴射量を制御する。

第１及び第２油圧ポンプ２，３の吐出ライン２ａ，３ａにはメインリリーフ弁１５，１６が設けられ、パイロットポンプ５の吐出ライン５ａにはパイロットリリーフ弁１８が設けられている。メインリリーフ弁１５，１６は第１及び第２油圧ポンプ２，３の吐出圧力を規制し、主回路の最大圧力を設定する。パイロットリリーフ弁１８はパイロットポンプ５の最大吐出圧力を規制し、パイロット油圧源の圧力を設定する。

図２はコントロールバルブユニット６の詳細を示す図である。

コントロールバルブユニット６は第１及び第２油圧ポンプ２，３に対応した２つの弁グループ６ａ，６ｂを有しており、２つの弁グループ６ａ，６ｂはそれぞれ複数の流量制御弁６７，６８，６９；７０，７１，７２からなり、これら流量制御弁により第１及び第２油圧ポンプ２，３から複数の油圧アクチュエータ６７，６８，６９；７０，７１，７２に供給される圧油の流れ（方向及び流量）が制御される。油圧アクチュエータ６７，６８，６９；７０，７１，７２に対応して操作レバー装置７７，７８，７９，８０，８１，８２が設けられており、操作レバー装置７７，７８，７９，８０，８１，８２はパイロットポンプ５の吐出圧力を元圧としてそれぞれの操作レバーの操作方向と操作量に応じた操作パイロット圧を生成し、これらの操作パイロット圧はそれぞれ流量制御弁６７，６８，６９，７０，７１，７２の受圧部に送られる。流量制御弁６７，６８，６９，７０，７１，７２は操作レバー装置７７，７８，７９，８０，８１，８２からの操作パイロット圧によりそれぞれ切り換えられる。流量制御弁６７，６８，６９，７０，７１，７２はセンタバイパスタイプであり、対応する操作レバー装置７７，７８，７９，８０，８１，８２が操作されておらず、流量制御弁６７，６８，６９，７０，７１，７２が中立位置にあるときは第１及び第２油圧ポンプ２，３の吐出ライン２ａ，３ａをタンクに連通させている。このとき、第１及び第２油圧ポンプ２，３の吐出圧力はタンク圧に低下する。

複数の油圧アクチュエータ７，８，９，１０，１１，１２は例えば油圧ショベルの旋回モータ、アームシリンダ、左右走行モータ、バケットシリンダ、ブームシリンダであり、例えば油圧アクチュエータ７が旋回モータであり、油圧アクチュエータ８がアームシリンダであり、油圧アクチュエータ９が左走行モータであり、油圧アクチュエータ１０が右走行モータであり、油圧アクチュエータ１１がバケットシリンダであり、油圧アクチュエータ１２がブームシリンダである。

図１に戻り、本実施の形態に係わるポンプトルク制御装置はこのような油圧システムに設けられるものであり、第１及び第２油圧ポンプ２，３の容量（押しのけ容積或いは斜板の傾転）を制御することで第１及び第２油圧ポンプ２，３の吸収トルク（消費トルク）を制御するレギュレータ３１と、エンジン１の回転数（実回転数）を検出する回転センサ３３と、第１及び第２油圧ポンプ２，３が吐出する圧油である作動油の温度を検出する油温センサ３４と、電磁比例弁３５と、上記のコントローラ２３とを備えている。

レギュレータ３１は、第１及び第２油圧ポンプ２，３の押しのけ容積可変機構に作動的に連結された制御スプール３１Ｓと、この制御スプール３１ｓに対して第１及び第２油圧ポンプ２，３の容量増加方向に作用するバネ３１ａ，３１ｂと、スプール３１ｓに対して第１及び第２油圧ポンプ２，３の容量減少方向に作用する受圧部３１ｃ，３１ｄ，３１ｅとを有している。受圧部３１ｃ，３１ｄには第１及び第２油圧ポンプ２，３の吐出圧力がパイロットライン３７，３８を介して導入され、受圧部３１ｅには電磁比例弁３５からの制御圧力が制御油路３９を介して導入される。バネ３１ａ，３１ｂと受圧部３１ｅは、第１及び第２油圧ポンプ２，３で使用可能な最大吸収トルクを設定する手段として機能する。このような構成によりレギュレータ３１は、第１及び第２油圧ポンプ２，３の吸収トルクがバネ３１ａ，３１ｂの付勢力と受圧部３１ｅに導かれる制御圧力とにより設定される最大吸収トルクを超えないよう第１及び第２油圧ポンプ２，３の容量を制御する。

回転センサ３３はエンジン１の回転数に応じた検出信号を出力し、この検出信号はコントローラ２３に入力される。油温センサ３４は作動油の温度に応じた検出信号を出力し、の検出信号もコントローラ２３に入力される。コントローラ２３は所定の演算処理を行い、電磁比例弁３５に駆動信号を出力する。電磁比例弁３５はパイロットポンプ５の吐出圧力を元圧としてコントローラ２３からの駆動信号に応じた制御圧力を生成し、この制御圧力は信号ライン３９を介してレギュレータ３１の受圧部３１ｅへと導かれる。これによりレギュレータ３１においては、受圧部３１ｅに導かれる制御圧力に応じて第１及び第２油圧ポンプで使用可能な最大吸収トルクが調整される。

図３はエンジン１の目標回転数が定格回転数にあるときのレギュレータ３１のトルク制御特性を示す図である。横軸は第１及び第２油圧ポンプ２，３の吐出圧力の和であり、縦軸は第１及び第２油圧ポンプ２，３の容量（押しのけ容積或いは斜板の傾転）である。また、図３において、折れ線Ａ，Ｂはレギュレータ３１による吸収トルク制御（入力トルク制限制御）の特性線であり、折れ線Ａは、第１及び第２油圧ポンプ２，３の最大吸収トルクが基準トルクＴｒ０rated（後述）に設定されている場合の特性線であり、折れ線Ｂは、第１及び第２油圧ポンプ２，３の最大吸収トルクがスピードセンシング制御（後述）により基準トルクＴｒ０ratedよりも小さく設定された場合の特性線である。

第１及び第２油圧ポンプ２，３の最大吸収トルクが基準トルクに設定された場合、第１及び第２油圧ポンプ２，３の吐出圧力の和に応じて第１及び第２油圧ポンプの容量は次のように変化する。

第１及び第２油圧ポンプ２，３の吐出圧力の和がＰ０〜Ｐ１Ａの範囲内にあるときは吸収トルク制御は実施されず、第１及び第２油圧ポンプ２，３の容量は最大容量特性線Ｌ１上にあり、最大（一定）である。このとき、第１及び第２油圧ポンプ２，３の吸収トルクはそれらの吐出圧力の上昇に応じて増大する。第１及び第２油圧ポンプ２，３の吐出圧力の和がＰ１Ａを超えると吸収トルク制御が実施され、第１及び第２油圧ポンプ２，３の容量は特性線Ａに沿って減少する。これにより第１及び第２油圧ポンプ２，３の吸収トルクはトルク一定曲線ＴＡで示される基準トルクＴａ（＝Ｔｒ０rated）を超えないよう制御される。この場合、圧力Ｐ１Ａがレギュレータ３１による吸収トルク制御の開始圧力であり、Ｐ１Ａ〜Ｐｍａｘはレギュレータ３１による吸収トルク制御が実施される第１及び第２油圧ポンプ２，３の吐出圧力範囲である。また、Ｐｍａｘは第１及び第２油圧ポンプ２，３の吐出圧力の和の最大値であり、メインリリーフ弁１５，１６のリリーフ設定圧力の和に相当する値である。第１及び第２油圧ポンプ２，３の吐出圧力の和がＰｍａｘまで上昇すると、メインリリーフ弁１５，１６が共に作動し、それ以上のポンプ吐出圧力の上昇は制限される。

第１及び第２油圧ポンプ２，３の最大吸収トルクがスピードセンシング制御（後述）により基準トルクよりも小さく設定されると、吸収トルク制御の特性線は折れ線Ａから折れ線Ｂへと変化し、それに応じてレギュレータ３１による吸収トルク制御の開始圧力はＰ１ＡからＰ１Ｂへと変化し、レギュレータ３１による吸収トルク制御が実施される吐出圧力範囲はＰ１Ａ〜ＰｍａｘからＰ１Ｂ〜Ｐｍａｘへと変化する。また、それに応じて、第１及び第２油圧ポンプ２，３で使用可能な最大吸収トルクはＴａからＴｂへと減少する。

回転センサ３３、油温センサ３４、電磁比例弁３５、コントローラ２３のポンプトルク制御装置に係わる処理機能は、上記ポンプ吸収トルク制御に対するスピードセンシング制御手段を構成する。

図４は、コントローラ２３のポンプトルク制御装置に係わる処理機能を示す機能ブロック図である。コントローラ２３は、基準トルク演算部４１と、回転数偏差演算部４２と、スピードセンシング制御トルク演算部（以下ＳＳ制御トルク演算部という）４３と、第１補正係数演算部４４と、第２補正係数演算部４５と、油温センサ異常判定部４６と、第１スイッチ部４７と、最小値選択部４８と、制御ゲイン補正部４９と、ローパスフィルタ部５０と、回転センサ異常判定部５１と、第２スイッチ部５２と、作動油温減トルク演算部５３と、第３スイッチ部５４と、目標トルク演算部５５と、電磁弁出力圧力演算部５６と、電磁弁駆動電流演算部５７とを備えている。

基準トルク演算部４１は、エンジン１の目標回転数Ｎｒに応じて第１及び第２及び第３油圧ポンプ２，３の２つのポンプで使用可能な合計の最大吸収トルクを基準トルクＴｒ０として算出する。この演算は、例えば、回転数指令操作装置２１から目標回転数Ｎｒの指令信号を入力し、これをメモリに記憶してあるテーブルに参照させ、その指令信号が示す目標回転数Ｎｒに対応する基準トルクＴｒ０を演算することにより行う。基準トルクＴｒ０はエンジン１の出力トルクの範囲内の値として設定されており、メモリのテーブルには、エンジン１の出力トルクの変化に対応して、目標回転数Ｎｒが低くなるにしたがって基準トルクＴｒ０が減少するよう、目標回転数Ｎｒと基準トルクＴｒ０との関係が設定されている。

回転数偏差演算部４２は、回転センサ３３により検出したエンジン１の回転数（実回転数）Ｎｅから目標回転数Ｎｒを減算し、回転数偏差ΔＮを算出する。

ΔＮ＝Ｎｅ−Ｎｒ （１）

ＳＳ制御トルク演算部４３は、回転数偏差ΔＮに応じてスピードセンシング制御の一次減トルク量（第１減トルク量）である一次補正トルクΔＴｓ１を算出する。この演算は、例えば、回転数偏差ΔＮにスピードセンシング制御のゲインＫｓを乗じ、かつ上限及び下限のリミッタ処理を施し、スピードセンシング制御の一次補正トルクΔＴｓ１を演算することにより行う。

第１補正係数演算部４４は、目標回転数Ｎｒに応じてスピードセンシング制御の減トルク量を補正するための第１補正係数（回転数補正値）Ｋｎを算出する。この演算は、例えば、目標回転数Ｎｒをメモリに記憶してあるテーブルに参照させ、その目標回転数Ｎｒに対応する第１補正係数Ｋｎを演算することにより行う。

図５は目標回転数Ｎｒと定格回転数の関係を示す図である。メモリのテーブルには、目標回転数Ｎｒが定格回転数Ｎratedであるときは第１補正係数Ｋｎは１であり、目標回転数Ｎｒが定格回転数Ｎratedから低くなるにしたがって第１補正係数Ｋｎが１から比例的に小さくなるよう、目標回転数Ｎｒと第１補正係数Ｋｎとの関係が設定されている。

第２補正係数演算部４５は、作動油の温度Ｔｆに応じてスピードセンシング制御の減トルク量を補正するための第２補正係数（温度補正値）Ｋｔを算出する。この演算は、例えば、油温センサ３４からの作動油温度Ｔｆの検出信号を入力し、これをメモリに記憶してあるテーブルに参照させ、その検出信号が示す作動油温度Ｔｆに対応する第２補正係数Ｋｔを演算することにより行う。

図６は作動油温度Ｔｆと第２補正係数Ｋｔとの関係を示す図である。メモリのテーブルには、作動油温度Ｔｆが２５℃以上であるときは第２補正係数Ｋｔは１であり、作動油温度Ｔｆが５℃以下であるときは第２補正係数Ｋｔは０であり、作動油温度Ｔｆが２５℃から５℃まで低くなるにしたがって第２補正係数Ｋｔが１から０まで比例的に小さくなるよう、作動油温度Ｔｆと第２補正係数Ｋｔとの関係が設定されている。

油温センサ異常判定部４６は、油温センサ３４からの作動油温度Ｔｆの検出信号を入力し、油温センサ３４が正常に機能しているかどうかを判定する。その判定は、例えば、油温センサ３４が正常に機能する場合の検出信号の最大値の許容範囲を設定し、検出信号がその許容範囲内にあるかどうかを判定することにより行う。検出信号が許容範囲を超えている場合は、油温センサ３４は正常に機能していない（異常である）と判定する。

第１スイッチ部４７は、油温センサ異常判定部４６の判定結果に応じて第２補正係数Ｋｔの値を切り換えるものであり、油温センサ異常判定部４６の判定結果が「正常」を判定した場合は、第２補正係数演算部４５で計算した補正係数Ｋｔをそのまま出力し、判定結果が「異常」を判定した場合は、第２補正係数Ｋｔとして「１」を出力する。

最小値選択部４８は、第１補正係数演算部４４で演算した第１補正係数Ｋｎと第２スイッチ部４７からの第２補正係数Ｋｔの小さい方の値を選択し、制御用の補正係数Ｋｃとして出力する。

制御ゲイン補正部４９は乗算部であり、ＳＳ制御トルク演算部４３で演算したスピードセンシング制御の一次補正トルクΔＴｓ１に最小値選択部４８からの補正係数Ｋｃを乗じ、スピードセンシング制御の二次減トルク量（第１減トルク量）である二次補正トルクΔＴｓ２を算出する。この二次補正トルクΔＴｓ２は、最小値選択部４８で第２補正係数Ｋｔが選択された場合は、一次補正トルクΔＴｓ１を油温補正した値となる。

ここで、制御ゲイン補正部４９において、ＳＳ制御トルク演算部４３で演算したスピードセンシング制御の一次補正トルクΔＴｓ１に最小値選択部４８からの補正係数Ｋｃを乗じ、スピードセンシング制御の二次補正トルクΔＴｓ２を算出することは、ＳＳ制御トルク演算部４３のスピードセンシング制御のゲインＫｓを補正したの等価である。

ローパスフィルタ部５０は、スピードセンシング制御の二次補正トルクΔＴｓ２に対してローパスフィルタ処理を施すことにより高周波成分（ノイズ）を除去し、スピードセンシング制御の最終的な減トルク量（第１減トルク量）である補正トルクΔＴｓ３を算出する。

回転センサ異常判定部５１は、回転センサ３３からのエンジン回転数Ｎｒの検出信号を入力し、回転センサ３３が正常に機能しているかどうかを判定する。その判定は、例えば、回転センサ３３が正常に機能する場合の検出信号の最大値の許容範囲を設定し、検出信号がその許容範囲内にあるかどうかを判定することにより行う。検出信号が許容範囲を超えている場合は、回転センサ３３は正常に機能していない（異常である）と判定する。

第２スイッチ部５２は、回転センサ異常判定部５１の判定結果に応じてスピードセンシング制御の補正トルクΔＴｓ３の値を切り換えるものであり、回転センサ異常判定部５１の判定結果が「正常」を判定した場合は、ローパスフィルタ部５０で演算した補正トルクΔＴｓ３をそのまま出力し、判定結果が「異常」を判定した場合は、補正トルクΔＴｓ３として「０」を出力する。

作動油温減トルク演算部５３は、作動油の温度Ｔｆに応じてポンプトルク制御の目標トルクの大きさを補正するための減トルク量（第２減トルク量）Ｔｄを算出する。この演算は、例えば、油温センサ３４からの作動油温度Ｔｆの検出信号を入力し、これをメモリに記憶してあるテーブルに参照させ、その検出信号が示す作動油温度Ｔｆに対応する減トルク量Ｔｄを演算することにより行う。

図７は作動油温度Ｔｆと減トルク量Ｔｄとの関係を示す図である。メモリのテーブルには、作動油温度Ｔｆが２５℃以上であるときは減トルク量Ｔｄは０であり、作動油温度Ｔｆが５℃以下であるときは減トルク量Ｔｄは最大のＴｄmaxであり、作動油温度Ｔｆが２５℃から５℃まで低くなるにしたがって減トルク量Ｔｄが０からＴｄmaxまで比例的に増加するよう、作動油温度Ｔｆと減トルク量Ｔｄとの関係が設定されている。

第３スイッチ部５４は、先の油温センサ異常判定部４６の判定結果に応じて減トルク量Ｔｄの値を切り換えるものであり、油温センサ異常判定部４６の判定結果が「正常」を判定した場合は、作動油温減トルク演算部５３で計算した減トルク量Ｔｄをそのまま出力し、判定結果が「異常」を判定した場合は、減トルク量Ｔｄとして「０」を出力する。

目標トルク演算部５５は、基準トルク演算部４１で演算した基準トルクＴｒ０と第２スイッチ部５２で選択したスピードセンシング制御の補正トルク（第１減トルク量）ΔＴｓ３とを加算して（基準トルクＴｒ０から補正トルク（第１減トルク量）ΔＴｓ３の絶対値を減算して）、スピードセンシング制御により補正した目標トルクＴｒ１を算出し、更にその目標トルクＴｒ１から第３スイッチ部５４で選択した減トルク量（第２減トルク量）Ｔｄを減算し、ポンプトルク制御の目標トルクＴｒ２を算出する。すなわち、目標トルク演算部５５では下記の演算を行う。

Ｔｒ１＝Ｔｒ０＋ΔＴｓ３ （２）
Ｔｒ２＝Ｔｒ１−Ｔｄ （３）

目標トルク演算部５５は、一度の演算で目標トルクＴｒ２求めてもよい。この場合、目標トルク演算部５５では下記の演算を行う。

Ｔｒ２＝Ｔｒ０＋ΔＴｓ３−Ｔｄ （４）

電磁弁出力圧力演算部５６と、レギュレータ３１において、第１及び第２油圧ポンプ２，３で使用可能な最大吸収トルクとして目標トルクＴｒ２を設定するための制御圧力を算出するものであり、目標トルク演算部５５で算出した目標トルクＴｒ２をメモリに記憶してあるテーブルに参照させ、その目標トルクＴｒ２に対応する電磁比例弁３５の出力圧力Ｐｃを演算する。メモリのテーブルには、目標トルクＴｒ２が増大するにしたがって出力圧力Ｐｃが小さくなるよう、目標トルクＴｒ２と出力圧力Ｐｃとの関係が設定されている。

電磁弁駆動電流演算部５７は、電磁弁出力圧力演算部５６で求めた電磁比例弁３５の出力圧力Ｐｃを得るための電磁比例弁３５の駆動電流Ｉｃを算出するものであり、電磁弁出力圧力演算部５６で求めた電磁比例弁３５の出力圧力Ｐｃをメモリに記憶してあるテーブルに参照させ、その出力圧力Ｐｃに対応する電磁比例弁３５の駆動電流Ｉｃを演算する。メモリのテーブルには、出力圧力Ｐｃが増大するにしたがって駆動電流Ｉｃが増大するよう、出力圧力Ｐｃと駆動電流Ｉｃとの関係が設定されている。この駆動電流Ｉｃは図示しないアンプにより増幅され、電磁比例弁３５に出力される。

以上において、レギュレータ３１は、油圧ポンプ２，３の吸収トルクが設定された最大吸収トルクを超えないように油圧ポンプ２，３の押しのけ容積を制御するポンプ吸収トルク制御手段を構成し、回転センサ３３、油温センサ３４、電磁比例弁３５、コントローラ２３の図４に示した諸機能は、原動機１の目標回転数と実回転数との偏差に基づいて第１減トルク量ΔＴｓ３を演算し、この第１減トルク量ΔＴｓ３に応じてポンプ吸収トルク制御手段（レギュレータ３１）に設定される油圧ポンプ２，３の最大吸収トルクを低下させるよう制御するスピードセンシング制御手段を構成する。また、コントローラ２３の図４に示した諸機能のうち、第２補正係数演算部４５及び制御ゲイン補正部４９は、作動油温度検出手段（油温センサ３４）により検出した作動油の温度が低くなるにしたがって第１減トルク量ΔＴｓ３が小さくなるよう、前記第１減トルク量ΔＴｓ３を演算するための制御ゲインを補正する第１油温補正手段を構成する。

次に、以上のように構成した本実施の形態の動作を説明する。

油圧ショベルにより行う作業として掘削作業等の重負荷作業がある。このような重負荷作業の開始時は、油圧アクチュエータ７，８，９，１０，１１，１２のいずれかの負荷圧力が急に増加し、第１油圧ポンプ２及び／又は第２油圧ポンプ３の吐出圧力が急に上昇する。この場合、エンジン１の負荷は一時的に増加し、エンジン１の回転数（実回転数）Ｎｅが目標回転数Ｎｒ（定格回転数Ｎrated）より低下する。エンジン回転数Ｎｅが低下すると、コントローラ２３においては、例えばエンジン１実回転数Ｎｅと目標回転数Ｎｒとの回転数偏差に基づいて燃料噴射量を増加させるための駆動信号を作成し、この駆動信号をガバナ制御モータ２４に送り、ガバナ制御モータ２４を回動させて燃料噴射装置２５の燃料噴射量を増大させ、エンジン１の出力トルクを増大するよう制御する。

一方、本実施の形態のポンプトルク制御装置においては、図３を用いて説明したように、レギュレータ３１が動作して、第１及び第２油圧ポンプ２，３の吸収トルクがトルク一定曲線ＴＡで示される最大吸収トルク（基準トルク）を超えないよう第１及び第２油圧ポンプ２，３の容量を制御する。これによりエンジン１の負荷はその最大吸収トルク以下に制限される。

また、これと同時に、スピードセンシング制御手段が機能し、バネ３１ａ，３１ｂと受圧部３１ｅに導かれる制御圧力とにより設定される最大吸収トルクを一時的に減らし（図３の折れ線Ｂ）、エンジン１の負荷を低減する。このエンジン１の負荷の低減とエンジン１側の燃料噴射量制御によりエンジン１はストールすることなく速やかに回転数が上昇するよう制御される。

更に、本実施の形態においては、作動油の温度が低く粘度が高いときは、スピードセンシング制御の制御ゲイン（減トルク量ΔＴｓ３）が油温補正され、スピードセンシング制御によるポンプトルク制御量を小さくするため、電磁比例弁３５からの制御圧力の出力の遅れやレギュレータ３１によるポンプ傾転動作の遅れなどによるスピードセンシング制御の応答遅れを緩和し、スピードセンシング制御によるポンプトルクの変動とエンジン１の燃料噴射量制御による回転数変動との共振を防止することが可能となる。これによりスピードセンシング制御とエンジン１の回転数制御との干渉によるハンチングを防止し、適切なポンプトルク制御を行うことができる。

以下、その詳細を説明する。

図８は、エンジン１の目標回転数が定格回転数Ｎratedにあるときのエンジン１の出力特性の一例を示す図である。図中、横軸はエンジン１の実回転数Ｎｅであり、縦軸はエンジン１の出力トルクＴｅである。また、Ｒは燃料噴射装置２５により制御されるレギュレーション領域の特性線であり、Ｆは燃料噴射装置２５の燃料噴射量が最大となった全負荷領域の特性線である。点Ｐratedはレギュレーション領域Ｒで燃料噴射装置２５の燃料噴射量が最大となる定格点であり、この定格点Ｐratedにおけるエンジン回転数Ｎｅが目標回転数（定格回転数Ｎrated）として設定されている。燃料噴射装置２は、一例として、レギュレーション領域Ｒにおけるエンジン回転数Ｎｅがほぼ一定となるように燃料噴射量を制御するものであり、このレギュレーション領域Ｒの特性は一般にアイソクロナス特性と呼ばれている。本実施の形態においては、一例として、基準トルク演算部４１で演算される定格回転数Ｎrated時の基準トルクＴｒ０ratedは定格点Ｐratedにおけるエンジン１の出力トルクに一致するよう設定されている。

図８において、第１及び第２油圧ポンプ２，３の負荷が通常負荷であり、エンジン１の出力トルクが定格点Ｐratedの出力トルクＴｒ０ratedより低いとき、エンジン１は例えばレギュレーション領域Ｒ上の点Ｐ１で動作する。この状態から、上記のように重負荷作業が開始されると、エンジン１の動作点は点Ｐ１から例えば全負荷領域の特性線Ｆ上の点Ｐ２に移動し、エンジン出力トルクをＴｅ２に増加させる。このようにエンジン１の動作点がＰ１からＰ２に移動するとき、本実施の形態のスピードセンシング制御手段は、温度センサ３４が検出する作動油温度が常温（例えば５０〜７０℃）である場合と、作動油温度が常温より低い場合とのそれぞれにおいて、次のように動作する。なお、いずれも、回転数指令操作装置２１が指令するエンジン１の目標回転数が定格回転数Ｎratedであり、回転センサ３３及び油温センサ３４が共に正常であるとする。

＜温度センサ３４が検出する作動油温度が常温（例えば５０〜７０℃）である場合＞
まず、エンジン１の目標回転数が定格回転数Ｎratedであるため、コントローラ２３の基準トルク演算部４１では、基準トルクＴｒ０として定格回転数Ｎratedに応じた値Ｔｒ０ratedが演算される。

また、最初は、エンジン１の動作点がレギュレーション領域Ｒ上の点Ｐ１にあるため、エンジン回転数Ｎｅは目標回転数Ｎｒ（定格回転数Ｎrated）にほぼ一致しており、回転数偏差演算部４２では、回転数偏差ΔＮがほぼ０の値として演算され、また、その結果、ＳＳ制御トルク演算部４３でもスピードセンシング制御の一次補正トルクΔＴｓ１がほぼ０の値として演算される。これによりローパスフィルタ部５０で演算される補正トルク（第１減トルク量）ΔＴｓ３は、第１補正係数演算部４４及び第２補正係数演算部４５での演算値に係わらずほぼ０の値となる。

一方、作動油温減トルク演算部５３では、作動油温度Ｔｆが常温（例えば５０〜７０℃）であるため、減トルク量（第２減トルク量）Ｔｄ＝０が演算される。

目標トルク演算部５５では、補正トルクΔＴｓ３と減トルク量Ｔｄが共に０であるため、目標トルクＴｒ２＝Ｔｒ０ratedが演算される。この目標トルクＴｒ２は電磁弁出力圧力演算部５６及び電磁弁駆動電流演算部５７にて処理され、電磁比例弁３５を駆動し、レギュレータ３１の受圧部３１ｅに対応する制御圧力を出力する。これによりレギュレータ３１においては、バネ３１ａ，３１ｂの付勢力と受圧部３１ｅに導かれるその制御圧力とにより目標トルクＴｒ２（＝Ｔｒ０rated）に相当する最大吸収トルクが設定される。

このようなレギュレータ３１に設定される最大吸収トルクは前述した図３を用いて説明した通りである。すなわち、トルク一定曲線ＴＡは目標トルクＴｒ２である基準トルクＴｒ０ratedに等しく、レギュレータ３１による吸収トルク制御の特性線は折れ線Ａのように設定される。このときのエンジン１の出力トルクは動作点Ｐ１に対応するＴｅ１であり、Ｔｅ１＜Ｔｒ０ratedであるため、第１及び第２油圧ポンプ２，３は折れ線Ａと最大容量特性線Ｌ１に囲まれた領域内であって、エンジン出力トルクＴｅ１に相当するトルク一定曲線上で動作する。

このような状態から上述したような重負荷作業によりエンジン負荷が増加し、エンジン１の動作点は図８の点Ｐ１から例えば全負荷領域の特性線Ｆ上の点Ｐ２に移動すると、エンジン回転数Ｎｅは定格回転数ＮratedからＮｅ２へと低下し、回転数偏差演算部４２では、回転数偏差ΔＮ（Ｎｅ−Ｎｒ）が負の値として演算され、ＳＳ制御トルク演算部４３では、回転数偏差ΔＮに応じたスピードセンシング制御の一次補正トルクΔＴｓ１が演算される。また、第１補正係数演算部４４では、目標回転数Ｎｒが定格回転数Ｎratedであるため、第１補正係数Ｋｎ＝１が演算され、第２補正係数演算部４５では、作動油温度Ｔｆが常温（例えば５０〜７０℃）であるため、第２補正係数Ｋｔ＝１が演算され、最小値選択部４８では補正係数Ｋｃ＝１が選択される。

制御ゲイン補正部４９では、補正係数Ｋｃ＝１であるため、二次補正トルクΔＴｓ２＝スピードセンシング制御の一次補正トルクΔＴｓ１が演算され、ローパスフィルタ部５０ではその二次補正トルクΔＴｓ２（＝ΔＴｓ１）に応じたスピードセンシング制御の補正トルクΔＴｓ３が演算される。

一方、作動油温減トルク演算部５３では、作動油温度Ｔｆが常温（例えば５０〜７０℃）であるため、減トルク量Ｔｄ＝０が演算され、目標トルク演算部５５では下記のように目標トルクＴｒ２が演算される。

Ｔｒ１＝Ｔｒ０rated＋ΔＴｓ３
Ｔｒ２＝Ｔｒ１−Ｔｄ＝Ｔｒ１＝Ｔｒ０rated＋ΔＴｓ３
すなわち、目標トルクＴｒ２は基準トルクＴｒ０ratedよりも補正トルクΔＴｓ３だけ低下する。この目標トルクＴｒ２は電磁弁出力圧力演算部５６及び電磁弁駆動電流演算部５７にて処理され、電磁比例弁３５を駆動し、レギュレータ３１の受圧部３１ｅに対応する制御圧力を出力する。

ここで、電磁弁出力圧力演算部５６で演算される出力圧力Ｐｃは目標トルクＴｒ２と反比例の関係にあるため、レギュレータ３１においては、受圧部３１ｅに導かれる制御圧力がΔＴｓ３分だけ増加し、バネ３１ａ，３１ｂと受圧部３１ｅに導かれる制御圧力とにより設定される最大吸収トルクはそれに応じて減少する。

このようなレギュレータ３１に設定される最大吸収トルクの変化は、図３において、吸収トルク制御の特性線の折れ線Ａから折れ線Ｂへの変化に対応する。すなわち、図３において、トルク一定曲線ＴＢはＴｒ０ratedよりも補正トルクΔＴｓ３だけ低下し、レギュレータ３１による吸収トルク制御の特性線は折れ線Ｂとなる。すなわち、目標トルクＴｒ２が基準トルクＴｒ０ratedよりも補正トルクΔＴｓ３だけ減少する結果、吸収トルク制御の特性線は折れ線Ａから折れ線Ｂへとシフトし、第１及び第２油圧ポンプ２，３はその折れ線Ｂ上で動作する。

このように吸収トルク制御の特性線が折れ線Ａから折れ線Ｂへとシフトし、レギュレータ３１に設定される最大吸収トルクが減少することにより、エンジン１の負荷が低減し、エンジン１は、ストールすることなく、燃料噴射装置２５による燃料噴射量制御により速やかにエンジン回転数を上昇させることができる。

＜温度センサ３４が検出する作動油温度が２５℃より低い場合＞
この場合も、エンジン１の動作点が定格点Ｐratedよりも出力トルクが低いレギュレーション領域Ｒ上の点Ｐ１にあるときは、回転数偏差演算部４２では、エンジン回転数Ｎｅは目標回転数Ｎｒ（定格回転数Ｎrated）にほぼ一致しているため、回転数偏差ΔＮがほぼ０の値として演算され、作動油温度が常温である場合と同様、ローパスフィルタ部５０で演算される補正トルクΔＴｓ３は、第１補正係数演算部４４及び第２補正係数演算部４５での演算値に係わらずほぼ０の値となる。

一方、作動油温減トルク演算部５３では、作動油温度Ｔｆが２５℃より低いため、作動油温度Ｔｆに応じた０よりも大きい減トルク量Ｔｄが演算され、目標トルク演算部５５では下記のように目標トルクＴｒ２が演算される。

Ｔｒ１＝Ｔｒ０rated＋ΔＴｓ３＝Ｔｒ０rated
Ｔｒ２＝Ｔｒ１−Ｔｄ＝Ｔｒ０rated−Ｔｄ
すなわち、目標トルクＴｒ２は基準トルクＴｒ０ratedよりも減トルク量Ｔｄだけ低下する。この目標トルクＴｒ２は電磁弁出力圧力演算部５６及び電磁弁駆動電流演算部５７にて処理され、電磁比例弁３５を駆動し、レギュレータ３１の受圧部３１ｅに対応する制御圧力を出力する。

これによりレギュレータ３１においては、受圧部３１ｅに導かれる制御圧力がＴｄ分だけ増加し、バネ３１ａ，３１ｂと受圧部３１ｅに導かれる制御圧力とにより設定される最大吸収トルクはそれに応じて減少する。図８において、Ｔｅ３は、目標トルクＴｒ２＝Ｔｒ０rated−Ｔｄに対応する出力トルクである。

このようなレギュレータ３１に設定される最大吸収トルクの変化を図９を用いて説明する。図９は、作動油温度が２５℃より低い場合のレギュレータ３１のトルク制御特性を示す図である。この図９において、ＴＣは目標トルクＴｒ２が基準トルクＴｒ０ratedよりも減トルク量Ｔｄだけ低い場合のトルク一定曲線であり、折れ線Ｃは、その場合のレギュレータ３１による吸収トルク制御の特性線である。比較のため、図３に示した作動油温度が常温である場合の特性線Ａを破線で示している。

作動油温度が２５℃より低い場合は、上記のように目標トルクＴｒ２が基準トルクＴｒ０ratedよりも減トルク量Ｔｄだけ減少し、それに応じて吸収トルク制御の特性線は折れ線Ａから折れ線Ｃへとシフトする。また、このときのエンジン１の出力トルクは動作点Ｐ１に対応するＴｅ１であり、Ｔｅ１＜Ｔｅ３であるため、第１及び第２油圧ポンプ２，３は特性線Ｃと最大容量特性線Ｌ１に囲まれた領域内であって、エンジン出力トルクＴｅ１に相当するトルク一定曲線上で動作する。

このような状態から重負荷作業によりエンジン負荷が増加し、エンジン１の動作点が図８の点Ｐ１から例えば全負荷領域の特性線Ｆ上の点Ｐ２に移動すると、エンジン回転数Ｎｅは定格回転数ＮratedからＮｅ２へと低下し、回転数偏差演算部４２では、回転数偏差ΔＮ（Ｎｅ−Ｎｒ）が負の値として演算され、ＳＳ制御トルク演算部４３では、回転数偏差ΔＮに応じたスピードセンシング制御の一次補正トルクΔＴｓ１が演算される。また、第１補正係数演算部４４では、目標回転数Ｎｒが定格回転数Ｎratedであるため、第１補正係数Ｋｎ＝１が演算される一方、第２補正係数演算部４５では、作動油温度Ｔｆが２５℃より低いため、作動油温度Ｔｆに応じた１よりも小さい第２補正係数Ｋｔが演算され、最小値選択部４８では補正係数Ｋｃ＝Ｋｔ（＜１）が選択される。

制御ゲイン補正部４９では、補正係数Ｋｃ＝Ｋｔ（＜１）であるため、スピードセンシング制御の一次補正トルクΔＴｓ１よりも小さい二次補正トルクΔＴｓ２が演算され、ローパスフィルタ部５０ではその二次補正トルクΔＴｓ２（＜ΔＴｓ１）に応じたスピードセンシング制御の補正トルクΔＴｓ３が演算される。これにより補正トルクΔＴｓ３は補正係数Ｋｔ（＜１）により油温補正され、油温補正をしない場合に比べて小さな値が演算される。

また、作動油温減トルク演算部５３では、作動油温度Ｔｆが２５℃より低いため、作動油温度Ｔｆに応じた０よりも大きい減トルク量Ｔｄが演算され、目標トルク演算部５５では下記のように目標トルクＴｒ２が演算される。

Ｔｒ１＝Ｔｒ０rated＋ΔＴｓ３
Ｔｒ２＝Ｔｒ１−Ｔｄ＝Ｔｒ０rated＋ΔＴｓ３−Ｔｄ
すなわち、目標トルクＴｒ２は基準トルクＴｒ０ratedよりも減トルク量Ｔｄと補正トルクΔＴｓ３だけ低下する。この目標トルクＴｒ２は電磁弁出力圧力演算部５６及び電磁弁駆動電流演算部５７にて処理され、電磁比例弁３５を駆動し、レギュレータ３１の受圧部３１ｅに対応する制御圧力を出力する。

ここで、電磁弁出力圧力演算部５６で演算される出力圧力Ｐｃは目標トルクＴｒ２と反比例の関係にあるため、レギュレータ３１においては、受圧部３１ｅに導かれる制御圧力がＴｄとΔＴｓ３分だけ増加し、バネ３１ａ，３１ｂと受圧部３１ｅに導かれる制御圧力とにより設定される最大吸収トルクはそれに応じて減少する。

このようなレギュレータ３１に設定される最大吸収トルクの変化は、図９において、吸収トルク制御の特性線の折れ線Ｃから折れ線Ｄへの変化に対応する。すなわち、図９において、トルク一定曲線ＴＤは目標トルクＴｒ２が基準トルクＴｒ０ratedよりも減トルク量Ｔｄと補正トルクΔＴｓ３だけ低下した場合のものであり、折れ線Ｄは、その場合のレギュレータ３１による吸収トルク制御の特性線である。目標トルクＴｒ２が基準トルクＴｒ０ratedよりも減トルク量Ｔｄと補正トルクΔＴｓ３だけ減少する結果、吸収トルク制御の特性線は折れ線Ｃから折れ線Ｄへとシフトし、第１及び第２油圧ポンプ２，３はその折れ線Ｄ上で動作する。

このように吸収トルク制御の特性線が折れ線Ｃから折れ線Ｄへとシフトし、レギュレータ３１の最大吸収トルクが減少することにより、エンジン１の負荷が低減し、エンジン１は、ストールすることなく、燃料噴射装置２５による燃料噴射量制御により速やかにエンジン回転数を上昇させることができる。

また、本実施の形態では、補正トルクΔＴｓ３の油温補正をしているため、油温補正をしない場合に比べて補正トルクΔＴｓ３は小さな値となる。図９中、一点鎖線で示す折れ線Ｄ′は油温補正をしない場合の補正トルクΔＴｓ３を用いて制御圧力を生成し、最大吸収トルクを設定した場合の吸収トルク制御の特性線である。折れ線ＤとＤ′との比較から分かるように、補正トルクΔＴｓ３を油温補正した場合は油温補正しない場合に比べて、油温補正分だけスピードセンシング制御のトルク補正量（変動）は小さくなり、レギュレータ３１に設定される最大吸収トルクは、その分、大きくなる。これにより作動油の温度が低く粘度が高いときの電磁比例弁３５からの制御圧力の出力の遅れやレギュレータ３１によるポンプ傾転動作の遅れなどによるスピードセンシング制御の応答遅れを緩和し、スピードセンシング制御によるポンプトルクの変動とエンジン１の燃料噴射量制御による回転数変動との共振を防止することが可能となる。

また、上記のように補正トルクΔＴｓ３を油温補正することは、作動油温度の低いときにスピードセンシング制御のポンプトルクの制御量を小さくしてスピードセンシング制御の利きを弱くすることを意味する。このようにスピードセンシング制御の利きを弱くした場合、目標トルクＴｒ２を基準トルクＴｒ０と等しい値のままにすると、急負荷時にレギュレータ３１の動作の遅れによりエンジン１がストールするか、エンジン回転数のラグダウンが増加する可能性がある。本実施の形態では、作動油温度に応じて最大吸収トルクの目標値を低めに設定し、油圧ポンプの最大吸収トルクを低めに制御している。これによりスピードセンシング制御の利きが弱くなることによる急負荷時のエンジン１のストールやラグダウンの増加を防ぐことができる。

図１０及び図１１は本実施の形態の効果を従来技術と比較して示す図である。図１０は例えば、特許文献１（特公昭６２−８６１８号公報）に記載のような従来のスピードセンシング制御手段を備えたポンプトルク制御装置によるもの、図１１は本実施の形態によるものであり、それぞれ、作動油の温度が低く粘度が高いときの減トルク信号の変化と第１及び第２油圧ポンプ２，３の実際の吸収トルクの変化とエンジン回転数の変化との関係をタイムチャートで模式的に示している。

図１０に示すように、従来技術では、補正トルクΔＴｓ３の油温補正がないため、減トルク信号である補正トルクΔＴｓ３の生成と実際のポンプ吸収トルクの減少とに時間Ｔ１の応答遅れがある。また、その結果、ポンプトルク大でエンジン回転数低下の領域（ａ）とポンプトルク小でエンジン回転数上昇及び過回転の領域（ｂ）とが交互に現れ、共振を生じている。

これに対し、本実施の形態では、図１１に示すように、補正トルクΔＴｓ３を油温補正するため、減トルク信号である補正トルクΔＴｓ３の生成と実際のポンプ吸収トルクの減少との応答遅れが小さく、減トルク信号、実際のポンプ吸収トルク、エンジン回転数の各値の振幅も小さく、減トルク信号、実際のポンプ吸収トルク、エンジン回転数の変動は速やかに収斂している。

以上の動作説明は、回転数指令操作装置２１が指令するエンジン１の目標回転数が定格回転数Ｎratedである場合についてのものである。回転数指令操作装置２１が指令するエンジン１の目標回転数が定格回転数Ｎratedより低い場合は、基準トルク演算部４１及び第１補正係数演算部４４において、基準トルクＴｒ０及び第１補正係数Ｋｎ（したがってスピードセンシング制御の補正トルクΔＴｓ３）がそれぞれ目標回転数が定格回転数Ｎratedである場合よりも小さな値として演算され、目標回転数に応じたスピードセンシング制御が行われる。この場合、作動油温度が低い場合でも、その温度低下が小さく、第１補正係数Ｋｎ＞第２補正係数Ｋｔである場合は、目標回転数の低下を優先したスピードセンシング制御が行われる。この場合、目標回転数の低下に応じてスピードセンシング制御の補正トルクΔＴｓ３も小さくなるため、結果的に、作動油の温度が低く粘度が高いときの電磁比例弁３５からの制御圧力の出力の遅れやレギュレータ３１によるポンプ傾転動作の遅れなどによるスピードセンシング制御の応答遅れを緩和し、スピードセンシング制御によるポンプトルクの変動とエンジン１の燃料噴射量制御による回転数変動との共振を防止することが可能となる。また、目標回転数の低下が少ないか、作動油温度の低下が大きく、第１補正係数Ｋｎ＜第２補正係数Ｋｔである場合は、目標回転数が定格回転数Ｎratedである場合と同様に補正トルクΔＴｓ３が油温補正され、スピードセンシング制御によるポンプトルクの変動とエンジン１の燃料噴射量制御による回転数変動との共振を防止することができる。

また、万一、油温センサ３４が故障をし、それが正常に機能しない場合は、油温センサ異常判定部４６がその異常を検出し、第１スイッチ部４７は第２補正係数Ｋｔとして「１」を出力し、第３スイッチ部５４は減トルク量Ｔｄとして「０」を出力する。これによりスピードセンシング制御の油温補正が解除され、安全性を優先したポンプトルク制御を行うことができる。同様に、万一、回転センサ３３が故障をし、それが正常に機能しない場合は、回転センサ異常判定部５１がその異常を検出し、第２スイッチ部５２は補正トルクΔＴｓ３として「０」を出力する。これによりスピードセンシング制御自体が解除され、安全性を優先したポンプトルク制御を行うことができる。

なお、以上の実施の形態では、図８において、燃料噴射装置２５により制御されるレギュレーション領域Ｒがアイソクロナス特性である場合について説明したが、レギュレーション領域Ｒは、エンジン出力トルクが減少するに従ってエンジン回転数Ｎｅが増加する公知のドループ特性であってもよく、この場合も同様に本発明を適用し、同様の効果が得られる。

本発明の第２の実施の形態を図１２を用いて説明する。図１２は第２の実施の形態に係わるポンプトルク制御装置のレギュレータ部分を示す図である。図中、図１に示した部材と同等のものには同じ符号を付している。本実施の形態は、レギュレータに対し、要求流量に応じて第１及び第２油圧ポンプの容量（吐出流量）を制御する機能を持たせた場合のものである。

図１２において、第１及び第２油圧ポンプ２，３はレギュレータ１３１を備えている。第１及び第２油圧ポンプ２，３はレギュレータ１３１により押しのけ容積可変部材である斜板２ｂ，３ｂの傾転角を調整することで押しのけ容積（容量）を調整し、要求流量に応じてポンプ吐出流量を制御するとともに、ポンプ吸収トルクを調整する。

レギュレータ１３１は、斜板２ｂ，３ｂを作動する傾転制御アクチュエータ１１２と、このアクチュエータ１１２を制御するトルク制御サーボ弁１１３とポジション制御弁１１４とを有している。傾転制御アクチュエータ１１２は、斜板２ｂ，３ｂに連係されかつ両端に設けられた受圧部の受圧面積が異なるポンプ傾転制御スプール１１２ａと、このポンプ傾転制御スプール１１２ａの小面積受圧部側に位置する傾転制御増トルク受圧室１１２ｂと、大面積受圧部側に位置する傾転制御減トルク受圧室１１２ｃとを備えている。傾転制御増トルク受圧室１１２ｂはパイロットポンプ５の吐出ライン５ａに油路１３５を介して接続され、傾転制御減トルク受圧室１１２ｃはパイロットポンプ５の吐出ライン５ａに油路１３５と、トルク制御サーボ弁１１３及びポジション制御弁１１４を介して接続されている。

トルク制御サーボ弁１１３は、トルク制御スプール１１３ａと、トルク制御スプール１１３ａの一端側に位置するバネ１１３ｂと、トルク制御スプール１１３ａの他端側に位置するＰＱ制御受圧室１１３ｃ及び減トルク制御受圧室１１３ｄとを備えている。第１及び第２油圧ポンプ２，３の吐出ライン２ａ，２ｂには第１及び第２油圧ポンプ２，３の高圧側の吐出圧力を検出するシャトル弁１３６が設けられ、ＰＱ制御受圧室１１３ｃは信号ライン１１５を介してシャトル弁１３６の出力ポートに接続され、減トルク制御受圧室１１３ｄは電磁比例弁３５出力ポートに制御油路３９を介して接続されている。電磁比例弁３５は前述したとおり、コントローラ２３（図１）からの駆動信号（電気信号）により作動する。

ポジション制御弁１１４は、ポジション制御スプール１１４ａと、ポジション制御スプール１１４ａの一端側に位置する位置保持用の弱いバネ１１４ｂと、ポジション制御スプール１１４ａの他端側に位置する制御受圧室１１４ｃとを備えている。制御受圧室１１４ｃには第１及び第２油圧ポンプ２，３に係わる操作系の操作量（要求流量）に応じた油圧信号１１６が導かれる。この油圧信号１１６は、公知の種々の方法で生成することができる。例えば、図２に示した操作レバー装置７７，７８，７９，８０，８１，８２からの操作パイロット圧を複数のシャトル弁に導いて、そのうちの最も高圧の操作パイロット圧を選択し、油圧信号１１６とすることができる。また、図２に示すように流量制御弁６７，６８，６９，７０，７１，７２がセンタバイパスタイプのバルブである場合、センタバイパスラインの最も下流側に絞りを設け、その絞りの上流側の圧力をネガコン圧として取り出し、このネガコン圧力を反転して油圧信号１１６としてもよい。

ポンプ傾転制御スプール１１２ａは受圧室１１２ｂ，１１２ｃの圧油の圧力バランスで、第１及び第２油圧ポンプ２，３の斜板の傾転角（容量）を制御する。トルク制御サーボ弁１１３のＰＱ制御受圧室１１３ｃに第１及び第２油圧ポンプ２，３の高圧側の吐出圧力が導かれ、その圧力が高くなる程、トルク制御スプール１１３ａが図示左方に移動する。これにより受圧室１１２ｃにパイロットポンプ５の吐出油が流れ込み、ポンプ傾転制御スプール１１２ａを図示右方に移動し、第１及び第２油圧ポンプ２，３の斜板２ｂ，３ｂをポンプ押しのけ容積減少方向に駆動し、ポンプ容量を小さくしてポンプ吸収トルクを減少させる。第１及び第２油圧ポンプ２，３の吐出圧力が低くなる程、上記の逆動作が行われ、第１及び第２油圧ポンプ２，３の斜板２ｂ，３ｂをポンプ押しのけ容積増加方向に駆動し、ポンプ押し除け容積を大きくしてポンプ吸収トルクを増加させる。

また、トルク制御サーボ弁１１３の第１及び第２油圧ポンプ２，３に対する吸収トルク制御の特性はバネ１１３ｂと減トルク制御受圧室１１３ｄに導かれる制御圧力によって定まり、電磁比例弁３５を制御し、制御圧力を変えることによって、前述したように吸収トルク制御の特性がシフトする（図３及び図９参照）。

上記以外の構成は第１の実施の形態と実質的に同じである。

以上のように構成した本実施の形態においては、レギュレータ１３１に要求流量に応じて第１及び第２油圧ポンプ２，３の容量（吐出流量）を制御する機能を持たせたもので、第１の実施の形態と同様の効果を得ることができる。

本発明の第１の実施の形態に係わるポンプトルク制御装置を備えた建設機械用油圧システムの全体構成を示す図である。 コントロールバルブユニットの詳細を示す図である。 エンジンの目標回転数が定格回転数にあるときのレギュレータのトルク制御特性を示す図である。 コントローラのポンプトルク制御装置に係わる処理機能を示す機能ブロック図である。 目標回転数Ｎｒと定格回転数の関係を示す図である。 作動油温度Ｔｆと第２補正係数Ｋｔとの関係を示す図である 作動油温度Ｔｆと減トルク量Ｔｄとの関係を示す図である。 エンジンの目標回転数が定格回転数Ｎratedにあるときのエンジンの出力特性の一例を示す図である。 作動油温度が２５℃より低い場合のレギュレータのトルク制御特性を示す図である。 従来のスピードセンシング制御手段を備えたポンプトルク制御装置における、作動油の温度が低く粘度が高いときの減トルク信号の変化と第１及び第２油圧ポンプの実際の吸収トルクの変化とエンジン回転数の変化との関係を示すタイムチャートである。 本実施の形態における、作動油の温度が低く粘度が高いときの減トルク信号の変化と第１及び第２油圧ポンプの実際の吸収トルクの変化とエンジン回転数の変化との関係を示すタイムチャートである。 本発明の第２の実施の形態に係わるポンプトルク制御装置のレギュレータ部分を示す図である。

符号の説明

１ 原動機（エンジン）
２ 第１油圧ポンプ
３ 第２油圧ポンプ
６ コントロールバルブユニット
６ａ，６ｂ，６ｃ 弁グループ
７〜１２ 複数の油圧アクチュエータ
１５，１６ メインリリーフ弁
１８ パイロットリリーフ弁
２１ 回転数指令操作装置
２２ エンジン制御装置
２３ コントローラ（スピードセンシング制御手段）
２４ ガバナ制御モータ
２５ 燃料噴射装置
３１ レギュレータ（ポンプトルク制御手段）
３１ａ，３１ｂ バネ
３１ｃ，３１ｄ，３１ｅ 受圧部
３１ｓ 制御スプール
３３ 回転センサ（スピードセンシング制御手段）
３４ 油温センサ（作動油温度検出手段）
３５ 電磁比例弁（スピードセンシング制御手段）
４１ 基準トルク演算部
４２ 回転数偏差演算部
４３ スピードセンシング制御トルク演算部
４４ 第１補正係数演算部
４５ 第２補正係数演算部（第１油温制御手段）
４６ 油温センサ異常判定部
４７ 第１スイッチ部
４８ 最小値選択部
４９ 制御ゲイン補正部（第１油温制御手段）
５０ ローパスフィルタ部
５１ 回転センサ異常判定部
５２ 第２スイッチ部
５３ 作動油温減トルク演算部（第２油温制御手段）
５４ 第３スイッチ部
５５ 目標トルク演算部（第２油温制御手段）
５６ 電磁弁出力圧力演算部
５７ 電磁弁駆動電流演算部
１３１ レギュレータ
１１２，２１２ 傾転制御アクチュエータ
１１３，２１３ トルク制御サーボ弁１１３
１１３ｄ 減トルク制御受圧室
１１４，２１４ ポジション制御弁

Claims (3)

1. 原動機と、この原動機によって回転駆動される可変容量型の油圧ポンプと、この油圧ポンプから吐出される作動油により駆動される油圧アクチュエータとを備えた油圧建設機械のポンプトルク制御装置において、
   前記油圧ポンプの吸収トルクが設定された最大吸収トルクを超えないように前記油圧ポンプの押しのけ容積を制御するポンプ吸収トルク制御手段と、
   前記原動機の目標回転数と実回転数との偏差に基づいて第１減トルク量を演算し、この第１減トルク量に応じて前記ポンプ吸収トルク制御手段に設定される油圧ポンプの最大吸収トルクを低下させるよう制御するスピードセンシング制御手段とを備え、
   前記スピードセンシング制御手段は、
   前記作動油の温度を検出する作動油温度検出手段と、
   この作動油温度検出手段により検出した作動油の温度が低くなるにしたがって前記第１減トルク量を小さくしてスピードセンシング制御による前記油圧ポンプのポンプトルク制御量が小さくなるような前記第１減トルク量を演算するための制御ゲインを補正する第１油温補正手段とを有し、
   前記スピードセンシング制御手段は、
   前記第１油温補正手段による前記制御ゲインの補正に合わせて、前記作動油温度検出手段により検出した作動油の温度が低くなるにしたがって前記ポンプ吸収トルク制御手段に設定される最大吸収トルクが小さくなるよう前記最大吸収トルクの目標値を制限する第２油温補正手段を更に有することを特徴とする油圧建設機械のポンプトルク制御装置。
2. 請求項１記載の油圧建設機械のポンプトルク制御装置において、
   前記第１油温補正手段は、
   前記作動油の温度が低くなるにしたがって小さくなる油温補正値を演算する第１手段と、
   前記油温補正値を用いて前記第１減トルク量を補正し、前記制御ゲインを変更する第２手段とを有し、
   前記スピードセンシング制御手段は、
   前記油圧ポンプの基準トルクから前記第２手段で補正した第１減トルク量を減算して、前記最大吸収トルクの目標値を演算する第３手段と、
   前記最大吸収トルクの目標値に基づいて前記吸収トルク制御手段に前記油圧ポンプの最大吸収トルクを設定する第４手段とを更に有することを特徴とする油圧建設機械のポンプトルク制御装置。
3. 請求項２記載の油圧建設機械のポンプトルク制御装置において、
   前記スピードセンシング制御手段は、
   前記作動油温度検出手段により検出した作動油の温度が低くなるにしたがって小さくなる第２減トルク量を演算する第５手段を更に有し、
   前記第３手段は、前記油圧ポンプの基準トルクから前記１及び第２減トルク量を減算して前記最大吸収トルクの目標値を演算することを特徴とする油圧建設機械のポンプトルク制御装置。

Images