JP5914510B2 - 電動式油圧作業機械の油圧駆動装置 - Google Patents

Description

本発明は、電動機により油圧ポンプを駆動してアクチュエータを駆動し、各種作業を行う油圧ショベル等の電動式油圧作業機械の油圧駆動装置に係わり、特に、油圧ポンプの吐出圧が最高負荷圧より一定の圧力だけ高くなるよう、油圧ポンプの吐出流量を制御する、いわゆるロードセンシング式の油圧駆動装置に関する。

電動機により油圧ポンプを駆動してアクチュエータを駆動し、各種作業を行う油圧ショベル等の電動式油圧作業機械が特許文献１に記載されている。この特許文献１の電動式油圧作業機械は、電動機により駆動される固定容量式の油圧ポンプを備え、この油圧ポンプの吐出圧と複数の油圧アクチュエータの最高負荷圧との差圧が一定となるよう電動機の回転数を制御することでロードセンシング制御を行う構成となっている。

特開２００８−２５６０３７号公報

特許文献１に記載の油圧駆動装置においては、複雑な流量制御を行う可変容量ポンプを用いることなく、電動機の回転数制御によりロードセンシング制御を行うことができるので、小型の油圧ショベルなどに容易にロードセンシングシステムを搭載できる。

しかし、特許文献１に記載の油圧駆動装置では、油圧ポンプが固定容量式の油圧ポンプであるため、油圧ポンプの吐出圧が最大となるとき、油圧ポンプの容量は最大で一定のままである。このためロードセンシング制御により電動機の回転数が最大に制御されたとき、油圧ポンプの吐出流量は最大となり、油圧ポンプの消費馬力は最大吐出圧と最大吐出流量の積で表される値まで増加する。その結果、電動機の出力馬力が大きくなり、消費電力が増加する。しかもこのときは、電動機冷却用の消費電力も増大するため、電動機の電力源であるバッテリ（蓄電装置）の放電量が増大し、バッテリの減りが早く、作業機械の稼動時間が短くなってしまうという問題がある。

また、電動機は油圧ポンプの最大の消費馬力を考慮して出力を決める必要があるため、大きな出力の電動機が必要となるという問題もある。

本発明の目的は、電動機により油圧ポンプを駆動してアクチュエータを駆動するとともに、電動機の回転数制御によりロードセンシング制御を行う電動式油圧作業機械において、油圧ポンプの消費馬力を抑えることで電動機の電力源である蓄電装置を長持ちさせ、電動式油圧作業機械の稼動時間を延長することができ、かつ電動機を小型化することができる電動式油圧作業機械の油圧駆動装置を提供することである。

（１）上記目的を達成するために、本発明は、電動機と、この電動機により駆動される油圧ポンプと、この油圧ポンプから吐出された圧油により駆動される複数のアクチュエータと、前記油圧ポンプから複数のアクチュエータへ供給される圧油の流量を制御する複数の流量制御弁と、前記電動機に電力を与える蓄電装置とを備えた電動式油圧作業機械の油圧駆動装置において、前記蓄電装置の電力により前記電動機を駆動し前記油圧ポンプを駆動するとき、前記油圧ポンプの吐出圧が前記複数のアクチュエータの最高負荷圧より目標差圧だけ高くなるよう前記油圧ポンプの回転数を制御するロードセンシング制御を行う電動機回転数制御装置と、前記電動機により駆動される前記油圧ポンプの吐出圧が上昇したときに前記油圧ポンプの吐出流量を減少させることで前記油圧ポンプの吸収トルクが予め設定した最大トルクを超えないように制御するトルク制御装置とを備えるものとする。

このようにロードセンシング制御を行う電動機の回転数制御装置に加えて、電動機により駆動される油圧ポンプの吐出圧が上昇したときに油圧ポンプの吐出流量を減少させることで、油圧ポンプの吸収トルクが予め設定した最大トルクを超えないように制御するトルク制御装置を設けることにより、電動機により駆動される油圧ポンプの消費馬力が抑えられ、電動機の消費電力が減るため、電動機の電力源である蓄電装置を長持ちさせることができる。また、その結果、電動式油圧作業機械の稼動時間を延長することができる。更に、電動機の消費電力が減るため、電動機を小型化することができる。

（２）上記（１）において、好ましくは、前記電動機回転数制御装置は、前記油圧ポンプの吐出圧を検出する第１圧力センサと、前記最高負荷圧を検出する第２圧力センサと、前記電動機の回転数を制御するインバータと、コントローラとを備え、前記コントローラは、前記第１及び第２圧力センサが検出した前記油圧ポンプの吐出圧及び前記最高負荷圧と目標ＬＳ差圧とに基づいて、前記油圧ポンプの吐出圧と前記最高負荷圧との差圧と前記目標ＬＳ差圧との差圧偏差の正負に応じて増減する前記油圧ポンプの仮想容量を演算するロードセンシング制御演算部を有し、前記仮想容量に基準回転数を乗じて前記油圧ポンプの目標流量を演算し、前記油圧ポンプの吐出流量が前記目標流量となるよう前記電動機の回転数を制御するための制御指令を前記インバータに出力する。
このようにロードセンシング制御演算部に油圧ポンプの仮想容量という概念を導入してロードセンシング制御の目標流量を求め、電動機の回転数制御によるロードセンシング制御を行うことで、電動機の回転数制御によるロードセンシング制御の性能の向上が容易となる（下記（４）及び（５）参照）。

（３）また、上記（１）又は（２）において、好ましくは、前記油圧ポンプは可変容量型の油圧ポンプであり、前記トルク制御装置は、前記油圧ポンプに組み込まれたレギュレータである。

これによりロードセンシング制御を油圧ポンプのレギュレータで行う場合に比べて，油圧ポンプを小型化することができる。

（４）また、上記（２）において、好ましくは、前記油圧ポンプは固定容量型の油圧ポンプであり、前記トルク制御装置は、前記コントローラに組み込まれた前記コントローラの一機能として構成され、前記コントローラは、前記第１圧力センサが検出した前記油圧ポンプの吐出圧に基づいて、前記油圧ポンプの吐出圧が高くなるにしたがって減少する仮想容量の制限値を演算し、前記ロードセンシング制御演算部で演算した前記仮想容量と前記仮想容量の制限値の小さい方を選択して新たな仮想容量を求めるトルク制限制御演算部を更に有し、前記新たな仮想容量に前記基準回転数を乗じて前記油圧ポンプの目標流量を演算する。

これにより油圧ポンプが固定容量型であるので、油圧ポンプのサイズを小さく抑えることができ、省スペースを実現することができる。

（５）上記（２）又は（４）において、好ましくは、前記基準回転数を指示する操作装置を更に備え、前記コントローラは、前記操作装置の指示信号に基づいて前記基準回転数を設定し、かつこの基準回転数に基づいて前記基準回転数の大きさに応じた前記目標ＬＳ差圧と前記目標流量を演算する。

これによりオペレータが操作装置を操作して基準回転数を小さくすることで、目標ＬＳ差圧と目標流量が小さくなるため、電動機の回転数変化と回転数が小さくなり、良好な微操作性を得ることができる。

電動機により油圧ポンプを駆動してアクチュエータを駆動するとともに、電動機の回転数制御によりロードセンシング制御を行う電動式油圧作業機械において、電動機により駆動される油圧ポンプの吐出圧が上昇したときに油圧ポンプの吐出流量を減少させることで、油圧ポンプの吸収トルクが予め設定した最大トルクを超えないように制御されるため、電動機により駆動される油圧ポンプの消費馬力が抑えられ、電動機の消費電力が減り、電動機の電力源である蓄電装置を長持ちさせることができる。また、その結果、電動式油圧作業機械の稼動時間を延長することができる。更に、電動機の消費電力が減るため、電動機を小型化することができる。しかも、電動機を小型化することができるため、電動機冷却系についても小型化することが可能となる。

本発明の第１の実施の形態における電動式油圧作業機械の油圧駆動装置の構成を示す図である。 コントローラ５０の処理内容を示す機能ブロック図である。 トルク制御装置のポンプトルク特性（Ｐｑ特性：ポンプ吐出圧−ポンプ容量特性）を示す図である。 本実施の形態における油圧駆動装置が搭載される油圧ショベルの外観を示す図である。 従来の電動機回転数制御によりロードセンシング制御を行う油圧駆動装置の馬力特性を示す図である。 本実施の形態の油圧駆動装置の馬力特性を示す図である。 本発明の第２の実施の形態における電動式油圧作業機械の油圧駆動装置の構成を示す図である。 コントローラ５０Ａの処理内容を示す機能ブロック図である。 メインポンプのトルク特性と演算部に設定されるトルク制御を模擬する特性（トルク制御特性）を示す図である。

以下、本発明の実施の形態を図面を用いて説明する。

〜構成〜
図１は、本発明の第１の実施の形態における電動式油圧作業機械の油圧駆動装置の構成を示す図である。本実施の形態は、本発明をフロントスイング式の油圧ショベルの油圧駆動装置に適用した場合のものである。

図１において、本実施の形態に係わる油圧駆動装置は、電動機１と、この電動機１により駆動されるメインポンプとしての可変容量型の油圧ポンプ（以下メインポンプという）２及び固定容量型のパイロットポンプ３０と、メインポンプ２から吐出された圧油により駆動される複数のアクチュエータ３ａ，３ｂ，３ｃ…と、メインポンプ２と複数のアクチュエータ３ａ，３ｂ，３ｃ…との間に位置するコントロールバルブ４と、パイロットポンプ３０にパイロット油路３１を介して接続され、パイロットポンプ３０の吐出油に基づいてパイロット一次圧を生成するパイロット油圧源３８と、パイロット油圧源３８の下流側に位置し、ゲートロックレバー２４によって操作される安全弁としてのゲートロック弁１００とを備えている。

コントロールバルブ４は、メインポンプ２の吐出油が供給される第１圧油供給油路２ａ（配管）に接続された第２圧油供給油路４ａ（内部通路）と、第２圧油供給油路４ａから分岐する油路８ａ，８ｂ，８ｃ…に接続され、メインポンプ２からアクチュエータ３ａ，３ｂ，３ｃ…に供給される圧油の流量と方向をそれぞれ制御するクローズドセンタ型の複数の流量制御弁６ａ，６ｂ，６ｃ…と、流量制御弁６ａ，６ｂ，６ｃ…のメータイン絞り部と方向切換部とを接続する油路２５ａ，２５ｂ，２５ｃ…に接続され、流量制御弁６ａ，６ｂ，６ｃ…のメータイン絞り部の下流圧力が最高負荷圧（後述）と等しくなるように制御する圧力補償弁７ａ，７ｂ，７ｃ…と、アクチュエータ３ａ，３ｂ，３ｃ…の負荷圧のうちの最高圧力（最高負荷圧）を選択して信号油路２７に出力するシャトル弁９ａ，９ｂ，９ｃ…と、第２圧油供給油路４ａに接続され、第２圧油供給油路４ａの圧力（メインポンプ２の吐出圧）が設定圧力以上にならないように制限するメインリリーフ弁１４と、メインポンプ２の吐出油が導かれる油路である第２圧油供給油路４ａに接続され、メインポンプ２の吐出圧が最高負荷圧にクラッキング圧（バネ１５ａのセット圧）を加算した圧力よりも高くなると開状態になってメインポンプ２の吐出油をタンクＴに戻し、メインポンプ２の吐出圧の上昇を制限するアンロード弁１５とを有している。

流量制御弁６ａ，６ｂ，６ｃ…はそれぞれ負荷ポート２６ａ，２６ｂ，２６ｃ…を有し、これらの負荷ポート２６ａ，２６ｂ，２６ｃ…は、流量制御弁６ａ，６ｂ，６ｃ…が中立位置にあるときはタンクＴに連通し、負荷圧としてタンク圧を出力し、流量制御弁６ａ，６ｂ，６ｃ…が中立位置から図示左右の操作位置に切り換えられたときは、それぞれのアクチュエータ３ａ，３ｂ，３ｃ…に連通し、アクチュエータ３ａ，３ｂ，３ｃ…の負荷圧を出力する。

シャトル弁９ａ，９ｂ，９ｃ…は負荷ポート２６ａ，２６ｂ，２６ｃ…に対してトーナメント形式に接続され、負荷ポート２６ａ，２６ｂ，２６ｃ…及び信号油路２７とともに最高負荷圧検出回路を構成する。すなわち、シャトル弁９ａは、流量制御弁６ａの負荷ポート２６ａの圧力と流量制御弁６ｂの負荷ポート２６ｂの圧力との高圧側を選択して出力し、シャトル弁９ｂは、シャトル弁９ｂの出力圧と流量制御弁６ｃの負荷ポート２６ｃの圧力との高圧側を選択して出力し、シャトル弁９ｃは、シャトル弁９ｂの出力圧と図示しない他の同様なシャトル弁の出力圧との高圧側を選択して出力する。シャトル弁９ｃは最後段のシャトル弁であり、その出力圧は最高負荷圧として信号油路２７に出力され、信号油路２７に出力された最高負荷圧は信号油路２７ａ，２７ｂ，２７ｃ…を介して圧力補償弁７ａ，７ｂ，７ｃ…とアンロード弁１５に導かれる。

圧力補償弁７ａ，７ｂ，７ｃ…は、シャトル弁９ｃから信号油路２７，２７ａ，２７ｂ，２７ｃ…を介して最高負荷圧が導かれる閉方向作動の受圧部２１ａ，２１ｂ，２１ｃ…と、流量制御弁６ａ，６ｂ，６ｃ…のメータイン絞り部の下流圧力が導かれる開方向作動の受圧部２２ａ，２２ｂ，２２ｃ…を有し、流量制御弁６ａ，６ｂ，６ｃ…のメータイン絞り部の下流圧力が最高負荷圧に等しくなるように制御する。その結果、流量制御弁６ａ，６ｂ，６ｃ…のメータイン絞り部の前後差圧はメインポンプ２の吐出圧と最高負荷圧との差圧に等しくなるよう制御される。

アンロード弁１５は、アンロード弁１５のクラッキング圧Ｐｕｎ０を設定する閉方向作動のバネ１５ａと、第２圧油供給油路４ａの圧力（メインポンプ２の吐出圧）が導かれる開方向作動の受圧部１５ｂと、最高負荷圧が信号油路２７を介して導かれる閉方向作動の受圧部１５ｃとを有し、圧油供給油路４ａの圧力が最高負荷圧にバネ１５ａのセット圧Ｐｕｎ０（クラッキング圧）よりも高くなると、開状態になって圧油供給油路４ａの圧油をタンクＴに戻し、圧油供給油路４ａの圧力（メインポンプ２の吐出圧）を、最高負荷圧にバネ１５ａのセット圧とアンロード弁１５のオーバライド特性により生じる圧力を加算した圧力に制御する。アンロード弁のオーバライド特性とは、アンロード弁を経由してタンクに戻る圧油の流量が増加するにしたがってアンロード弁の入口圧力、すなわち圧油供給油路４ａの圧力が上昇する特性である。本明細書中では、最高負荷圧にバネ１５ａのセット圧とアンロード弁１５のオーバーライド特性により生じる圧力を加算した圧力をアンロード圧力という。

アクチュエータ３ａ，３ｂ，３ｃは例えば油圧ショベルのブームシリンダ、アームシリンダ、旋回モータであり、流量制御弁６ａ，６ｂ，６ｃはそれぞれ例えばブーム用、アーム用、旋回用の流量制御弁である。図示の都合上、バケットシリンダ、スイングシリンダ、走行モータ等のその他のアクチュエータ及びこれらアクチュエータに係わる流量制御弁の図示は省略している。

パイロット油圧源３８はパイロット油路３１に接続され、パイロット油路３１の圧力を一定に保つパイロットリリーフ弁３２を有している。ゲートロック弁１００は、ゲートロックレバー２４を操作することによりパイロット油路３１ａをパイロット油路３１に接続する位置と、パイロット油路３１ａをタンクＴに接続する位置とに切り換え可能である。

パイロット油路３１ａには、流量制御弁６ａ，６ｂ，６ｃ…を操作して対応するアクチュエータ３ａ，３ｂ，３ｃ…を動作させるための指令パイロット圧（指令信号）を生成する操作レバー装置１２２，１２３，１２４（図４参照）が接続されている。この操作レバー装置１２２，１２３，１２４は、ゲートロックレバー２４がパイロット油路３１ａをパイロット油路３１に接続する位置に切り換えられているとき、それぞれの操作レバーの操作量に応じてパイロット油圧源３８の油圧を一次圧として指令パイロット圧（指令信号）を生成する。一方、ゲートロック弁１００がパイロット油路３１ａをタンクＴに接続する位置に切り換えられると、操作レバー装置１２２，１２３，１２４は、操作レバーを操作しても指令パイロット圧を生成不能な状態となる。

本実施の形態の油圧駆動装置は、上述した構成に加え、電動機１の電源となるバッテリ７０（蓄電装置）と、バッテリ７０の直流電力を昇圧するチョッパ６１と、チョッパ６１によって昇圧した直流電力を交流電力に変換し電動機１に供給するインバータ６０と、オペレータによって操作され、電動機１の基準回転数を指示する基準回転数指示ダイヤル５１（操作装置）と、コントロールバルブ４の圧油供給油路４ａに接続され、メインポンプ２の吐出圧を検出する圧力センサ４０と、信号油路２７に接続され、最高負荷圧力を検出する圧力センサ４１と、基準回転数指示ダイヤル５１の指示信号と圧力センサ４０，４１の検出信号を入力し、インバータ６０を制御するコントローラ５０とを備えている。

チョッパ６１と、インバータ６０と、基準回転数指示ダイヤル５１（操作装置）と、圧力センサ４０，４１と、コントローラ５０は、メインポンプ２の吐出圧が複数のアクチュエータ３ａ，３ｂ，３ｃ…の最高負荷圧より目標差圧だけ高くなるよう電動機１及びメインポンプ２の回転数を制御するロードセンシング制御を行う電動機回転数制御装置を構成する。

図２は、コントローラ５０の処理内容を示す機能ブロック図である。

コントローラ５０は、演算部５０ａ〜５０ｍの各機能を有している。

演算部５０ａ，５０ｂは，それぞれ、圧力センサ４０，４１の検出信号Ｖps，ＶPLmaxを入力し、これらの値をそれぞれメインポンプ２の吐出圧Ｐps及び最高負荷圧ＰPLmaxに変換する。次に、演算部５０ｃはその圧力Ｐpsと圧力ＰPLmaxの差を取り、実ロードセンシング差圧ＰLS（＝Ｐps−ＰPLmax）を算出する。続いて、演算部５０ｄは、基準回転数指示ダイヤル５１の指示信号Ｖecを基準回転数Ｎ0に変換し、演算部５０ｅは、基準回転数Ｎ0を目標ＬＳ差圧ＰGRに変換する。

演算部５０ｆは、目標ＬＳ差圧ＰGRと実ロードセンシング差圧ＰLSの差圧偏差ΔＰを算出する。演算部５０ｇは、差圧偏差ΔＰからメインポンプ２の仮想容量ｑ＊の増減値Δｑを算出する。演算部５０ｇはΔＰが高くなる程、仮想容量変化量Δｑも大きくなるように構成されている。また、増減値Δｑは、ΔＰが正の場合に正の値に、ΔＰが負の場合に負の値になるように演算される。演算部５０ｈは、増減値Δｑを１演算サイクル前の仮想容量ｑ＊に足すことで、今回の仮想容量ｑ＊を算出する。

ここで、メインポンプ２の仮想容量ｑ＊とは、電動機１の回転数制御により実ロードセンシング差圧ＰLSを目標ＬＳ差圧ＰGRに一致させるように制御するためのメインポンプ２の容量の演算値である。

演算部５０ｉは、得られた仮想容量ｑ＊がメインポンプ２の最小容量ｑminと最大容量ｑmaxの範囲内に収まる（最小容量ｑmin以下とならず、かつ最大容量ｑmax以上にならない）ように制限をかける処理を行う。

演算部５０ｊは、得られた仮想容量ｑ＊に基準回転数Ｎ0を掛けて、メインポンプ２の目標流量Ｑdを算出する。演算部５０ｋは、目標流量Ｑdをメインポンプ２の最大容量ｑmaxで割って、メインポンプ２の目標回転数Ｎdを算出する。演算部５０ｍは、目標回転数Ｎdをインバータ６０の制御指令である指令信号（電圧指令）Ｖinvに換算し、この指令信号Ｖinvをインバータ６０に出力する。

演算部５０ａ〜５０ｃ，５０ｆ〜５０ｈは、圧力センサ４０，４１が検出したメインポンプ２の吐出圧Ｐps及び最高負荷圧ＰPLmaxと目標ＬＳ差圧ＰGRとに基づいて、メインポンプ２の吐出圧と最高負荷圧との差圧ＰLSと目標ＬＳ差圧ＰGRとの差圧偏差ΔＰの正負に応じて増減するメインポンプ２の仮想容量ｑ＊を演算するロードセンシング制御演算部を構成する。

また、本実施の形態の油圧駆動装置は、メインポンプ２の吐出圧が高くなるにしたがってメインポンプ２の容量を減らし、メインポンプ２の吸収トルクが予め設定した最大トルクを超えないように制御するトルク制御装置１７を備えている。トルク制御装置１７は、メインポンプ２と一体に構成されたレギュレータであり、メインポンプ２の吐出圧が油路１７ｃを介して導かれるトルク制御傾転ピストン１７ａとバネ１７ｂ１，１７ｂ２を有している。

図３は、トルク制御装置１７のポンプトルク特性（Ｐｑ特性：ポンプ吐出圧−ポンプ容量特性）を示す図である。横軸はメインポンプ２の吐出圧を示し、縦軸はメインポンプ２の容量を示している。また、ＴＰ０はメインポンプ２の最大容量の特性線、ＴＰ１及びＴＰ２はバネ１７ｂ１，１７ｂ２により設定されるトルク制御の特性線であり、Ｐ０はバネ１７ｂ１，１７ｂ２により決まる所定の圧力（吸収トルク一定制御の開始圧力）である。

トルク制御装置１７のトルク制御傾転ピストン１７ａは、メインポンプ２の吐出圧が所定の圧力Ｐ０以下にあるときは動作せず、メインポンプ２の容量は特性線ＴＰ０上の最大容量ｑmaxにある。メインポンプ２の吐出圧が上昇し、所定の圧力Ｐ０を超えると、トルク制御装置１７のトルク制御傾転ピストン１７ａが動作し、所定の圧力Ｐ０からメインポンプ２の最大吐出圧Ｐmax（メインリリーフ弁１４の設定圧力）まで、メインポンプ２の容量は特性線ＴＰ１，ＴＰ２に沿って減少する。その結果、メインポンプ２の吸収トルク（ポンプ吐出圧と容量の積）は特性線ＴＰ１，ＴＰ２に接する最大トルク（制限トルク）ＴＭを超えないよう、概略一定の値に制御される。この制御を本明細書中ではトルク制限制御と呼び、油圧ポンプの容量を吐出流量に置き換えた特性で見た制御を馬力制御と呼ぶ。最大トルクＴＭの大きさは、バネ１７ｂ１，１７ｂ２の強さを選定することによって予め自由に設定することができる。

図４は、本実施の形態における油圧駆動装置が搭載される油圧ショベルの外観を示す図である。

図４において、作業機械としてよく知られている油圧ショベルは、上部旋回体３００と、下部走行体３０１と、スイング式のフロント作業機３０２を備え、フロント作業機３０２は、ブーム３０６、アーム３０７、バケット３０８から構成されている。上部旋回体３００は下部走行体３０１を図１に示す旋回モータ３ｃの回転によって旋回可能である。上部旋回体３００の前部にはスイングポスト３０３が取り付けられ、このスイングポスト３０３にフロント作業機３０２が上下動可能に取り付けられている。スイングポスト３０３は図示しないスイングシリンダの伸縮により上部旋回体３００に対して水平方向に回動可能であり、フロント作業機３０２のブーム３０６、アーム３０７、バケット３０８はブームシリンダ３ａ，アームシリンダ３ｂ，バケットシリンダ１２の伸縮により上下方向に回動可能である。下部走行体３０１は中央フレームには、ブレードシリンダ３ｈの伸縮により上下動作を行うブレード３０５が取り付けられている。下部走行体３０１は、走行モータ３ｆ，３ｇの回転により左右の履帯３１０，３１１を駆動することによって走行を行う。図１ではブームシリンダ３ａ、アームシリンダ３ｂ、旋回モータ３ｃのみを示し、バケットシリンダ１２、左右の走行モータ３ｆ，３ｇ、ブレードシリンダ３ｈやそれらの回路要素を省略している。

上部旋回体３００にはキャビン(運転室)３１３が設置され、キャビン３１３内には、運転席１２１、フロント／旋回用の操作レバー装置１２２，１２３（図４では右側のみ図示）、走行用の操作レバー装置１２４、ゲートロックレバー２４が設けられている。
〜動作〜
次に本実施の形態の動作を説明する。
＜操作レバー中立時＞
操作レバー装置１２２，１２３，１２４の操作レバーを含む全ての操作装置が中立にあるときは、流量制御弁６ａ，６ｂ，６ｃ…も全て中立位置にある。このためアクチュエータ３ａ，３ｂ，３ｃ…の負荷ポート２６ａ，２６ｂ，２６ｃ…は、それぞれタンクに接続され、シャトル弁９ａ，９ｂ，９ｃ…によって検出されるアクチュエータ３ａ，３ｂ，３ｃ…の最高負荷圧もタンク圧と等しくなる。圧力センサ４１は、このタンク圧を検出する。

一方、電動機１によってメインポンプ２が駆動され、圧油供給油路２ａ，４ａに圧油が供給される。圧油供給油路４ａには、流量制御弁６ａ，６ｂ，６ｃ…と、メインリリーフ弁１４と、アンロード弁１５が接続されている。全ての操作レバーが中立のとき、流量制御弁６ａ，６ｂ，６ｃ…が閉じているため、メインポンプ２の吐出圧はアンロード弁１５のバネ１５ａのセット圧にオーバライド特性の圧力を加算した圧力まで上昇する。

ここで、アンロード弁１５のセット圧はバネ１５ａによって一定に設定されており、そのセット圧は、基準回転数Ｎ0が最大であるときに演算部５０ｅで算出される目標ＬＳ差圧ＰGRよりも高めに設定してある。例えば、目標ＬＳ差圧ＰGRが２ＭＰａであるとすると、バネ１５ａのセット圧は２．５ＭＰａ程度であり，メインポンプ２の吐出圧（アンロード圧力）は概ね２．５ＭＰａとなる。圧油供給油路４ａに接続された圧力センサ４０は、そのメインポンプ２の吐出圧を検出する。このメインポンプ２の吐出圧をＰminで表す。

前述したように、圧力センサ４０の検出信号はＶps、圧力センサ４１の検出信号はＶPLmaxである。コントローラ５０は、検出信号Ｖps，ＶPLmaxと基準回転数指示ダイヤル５１の指示信号Ｖecに基づいてメインポンプ２の仮想容量ｑ＊を算出し、この仮想容量ｑ＊に基準回転数Ｎ0を掛けて目標流量Ｑdを算出する。更に、この目標流量Ｑdをメインポンプ２の最大容量ｑmaxで割って、メインポンプ２の目標回転数Ｎdを算出し、この目標回転数Ｎdをインバータ６０の指令信号Ｖinvに換算し、この指令信号Ｖinvをインバータ６０に出力する。

ここで、前述したように、全ての操作レバーの中立時には最高負荷圧はタンク圧に等しく、メインポンプ２の吐出圧は、目標ＬＳ差圧ＰGRより大きくなっている。このため、ＰLS＝Ｐps−ＰPLmax＝Ｐps＞ＰGRであるので、コントローラ５０内で演算される差圧偏差ΔＰ（＝ＰGR−ＰLS）は負の値となり、メインポンプ２の仮想容量ｑ＊が減少する。この仮想容量ｑ＊に対して、演算部５０ｉに最小容量ｑminと最大容量ｑmaxが設定されており、仮想容量ｑ＊は最小容量ｑminまで小さくなり、その最小容量ｑminで保持される。このため、目標流量Ｑdが減少して最小の値となり、更にメインポンプ２の目標回転数Ｎd及びインバータ６０の指令信号Ｖinvがそれぞれ減少して最小の値となる。その結果、電動機１の回転数は最小値に保持される。

一方、このときのメインポンプ２の吐出圧は前述したとおりＰminであり、Ｐmin＜Ｐ０であるためトルク制御装置１７のトルク制御傾転ピストン１７ａは動作せず、メインポンプ２の容量は最大ｑmaxにある。図３中、このときの状態をＡ点で示している。

このようにメインポンプ２の容量は最大容量ｑmaxに保たれるが、電動機１の回転数制御によるロードセンシング制御により、電動機１の回転数が最小値に保持されるので、メインポンプ２によって吐出される流量も最小に保持される。

ここで、電動機１の最小回転数をＮminとすると、
Ｑｄ＝ｑmin×Ｎ0＝ｑmax×Ｎmin
Ｎmin＝Ｎ0×（ｑmin／ｑmax）
である。

すなわち、このときのメインポンプ２の実容量をｑとし、電動機１の制御後の回転数をＮ（以下単に回転数Ｎという）とすると、この実容量ｑと仮想容量ｑ＊と回転数Ｎは次のようになる。

ｑ＝ｑmax
ｑ＊＝ｑmin
Ｎ＝Ｎmin＝Ｎ0×（ｑmin／ｑmax）
＜ブーム上げ単独操作(軽負荷)＞
操作レバー装置１２２，１２３のうちブームに対応する操作レバー装置の操作レバーをブーム上げ方向に操作してブーム上げ操作を行った場合、パイロット圧供給路３１から供給されるパイロット圧を元圧として、ブーム用の操作レバー装置のブーム上げ操作用のリモコン弁（図示せず）から、流量制御弁６ａの端面受圧部にパイロット圧が作用し、流量制御弁６ａが図中で左側に切り換わる。メインポンプ２からの圧油供給路４ａの圧油は、圧力補償弁７ａを介して流量制御弁６ａを通り、ブームシリンダ３ａのボトム側に供給される。

このとき、ブームシリンダ３ａの負荷圧は、流量制御弁６ａの負荷ポート２６ａ及びシャトル弁９ａ，９ｂ，９ｃを経由して、信号油路２７からアンロード弁１５の受圧部１５ｃに導かれる。アンロード弁１５の受圧部１５ｃにブームシリンダ３ａの負荷圧が導かれることにより、アンロード弁１５のクラッキング圧は、負荷圧＋バネ１５ａのセット圧に設定され、メインポンプ２の吐出圧は負荷圧＋バネ１５ａのセット圧＋オーバライド特性の圧力まで上昇する。圧力センサ４０，４１はこのときのメインポンプ２の吐出圧と最高負荷圧を検出する。

コントローラ５０では、全操作レバーの中立時と同様、図２に示す機能ブロック図の処理機能に従って、第２圧油供給油路４ａの圧力、すなわちメインポンプ２の吐出圧が最高負荷圧よりも目標ＬＳ差圧ＰGRだけ高くなるように、インバータの指令信号Ｖinvを増減させ、電動機１の回転数を制御し、電動機１を用いたいわゆるロードセンシング制御を行う。このロードセンシング制御の仮想容量ｑ＊は操作レバーの操作量（要求流量）に応じて増減し、演算部５０ｉの制限処理により最小から最大まで変化する。その結果、電動機１の回転数（メインポンプ２の回転数）も同様に操作レバーの操作量（要求流量）に応じて最小から最大まで変化する。

一方、このときのメインポンプ２の吐出圧をＰbとし、軽負荷であるためＰb＜Ｐ０であるとすると、トルク制御装置１７のトルク制御傾転ピストン１７ａは動作せず、メインポンプ２の容量は最大にある。図３中、このときの状態の一例をＢ点で示している。

ここで、電動機１の最大回転数は仮想容量ｑ＊がｑmaxにあるときの回転数であり、最大回転数をＮmaxとすると、
Ｑｄ＝ｑmax×Ｎ0＝ｑmax×Ｎmax
Ｎmax＝Ｎ0
である。

すなわち、このときのメインポンプ２の実容量ｑと仮想容量ｑ＊と回転数Ｎは次のようになる。

ｑ＝ｑmax
qmin＜ｑ＊≦ｑmax
Ｎmin＜Ｎ≦Ｎmax
（Ｎmin＜Ｎ≦Ｎ0）
＜ブーム上げ単独操作(重負荷)＞
ブームシリンダ３ａの負荷圧が高くなり、メインポンプ２の吐出圧（圧油供給油路４ａの圧力）がトルク制御装置１７のバネ１７ｂ１，１７ｂ２により決まる所定の圧力Ｐ０以上になった場合、コントローラ５０では、「ブーム上げ単独操作(軽負荷)」の場合と同様に、電動機１を用いたロードセンシング制御を行う。このときも、「ブーム上げ単独操作(軽負荷)」の場合と同様、ロードセンシング制御の仮想容量ｑ＊は操作レバーの操作量（要求流量）に応じて増減して最小から最大まで変化し、電動機１の回転数（メインポンプ２の回転数）も同様に操作レバーの操作量（要求流量）に応じて最小から最大まで変化する。

一方、このときは、メインポンプ２の吐出圧が所定の圧力Ｐ０以上であるため、トルク制御装置１７のトルク制御傾転ピストン１７ａが作動し、メインポンプ２の容量を減少させる。このためメインポンプ２の吐出圧が上昇するにしたがってメインポンプ２の容量を減少させる、いわゆるトルク制限制御が行われる。図３中、このときの状態の一例をＣ点で示している。メインポンプ２の吐出圧はＰc（＞Ｐ０）であり、容量はｑcである。

ここで、前述したように、図３のＴＰ１，ＴＰ２の特性線はバネ１７ｂ１，１７ｂ２により設定されており、メインポンプ２の吸収トルク（ポンプ吐出圧と容量の積）−したがって電動機１の駆動トルク−は特性線ＴＰ１，ＴＰ２に接する最大トルク（制限トルク）ＴＭを超えないよう制御される。

すなわち、メインポンプ２の実容量ｑと仮想容量ｑ＊と回転数Ｎは次のようになる。

ｑ＝ｑc
qmin＜ｑ＊≦ｑmax
Ｎmin＜Ｎ≦Ｎmax
（Ｎmin＜Ｎ≦Ｎ0）
＜ブーム上げ単独操作(リリーフ時)＞
ブームシリンダ３ａが例えば伸長しストロークエンドに達するような場合、メインポンプ２の吐出圧（第２圧油供給油路４ａの圧力）は更に高くなり、リリーフ弁１４の設定圧まで上昇していく。リリーフ弁１４が作動すると、第２圧油供給油路４ａの圧力は、リリーフ弁１４のバネによって予め設定された圧力（いわゆるリリーフ圧−Ｐmax）に保たれる。また、信号油路２７には、流量制御弁６ａの負荷ポート２６ａを経由してブームシリンダ３ａの負荷圧が導かれるが、この圧力は上記リリーフ圧と等しくなる。つまり、この状態では、第２圧油供給油路４ａの圧力は信号油路２７の圧力と等しく、リリーフ弁１４によって設定されるリリーフ圧と同じとなる。

また、コントローラ５０には、圧力センサ４０による第２圧油供給油路４ａの圧力の検出信号Ｖpsと、圧力センサ４１による信号油路２７の圧力の検出信号ＶPLmaxが導かれるが、これらの圧力は等しく、リリーフ弁１４によって設定されるりリーフ圧と同じである。

このときコントローラ５０は、第２圧油供給油路４ａの圧力が信号油路２７の圧力よりも目標ＬＳ差圧ＰGRだけ高くなるようにメインポンプ２の仮想容量ｑ＊を増減させるが、この場合は、ＰLS＝Ｐps−Plmax＝０＜ＰGRであるので、ΔＰ（＝ＰGR−ＰLS）は正の値となり、メインポンプ２の仮想容量ｑ＊が増加する。この仮想容量ｑ＊に対して、演算部５０ｉに最小容量ｑminと最大容量ｑmaxが設定されており、ブームシリンダ３ａがストロークエンドに達した場合などには、仮想容量ｑ＊は最大容量ｑmaxまで大きくなり、その最大容量ｑmaxで保持される。このため、目標流量Ｑdが増加して最大の値となり、更にメインポンプ２の目標回転数Ｎd及びインバータ６０の指令信号Ｖinvが増加してそれぞれ最大の値となる。その結果、電動機１の回転数は基準回転数Ｎ0に等しい最大値Ｎmaxに保持される。

一方、このときもメインポンプ２の吐出圧（Ｐmax）は所定の圧力Ｐ０以上であるため、トルク制御装置１７のトルク制御傾転ピストン１７ａが作動し、メインポンプ２の容量を減少させるトルク制限制御が行われる。図３中、このときの状態をＤ点で示している。メインポンプ２の容量はトルク制限制御の最小容量ｑlimit-minまで減少する。

すなわち、このときのメインポンプ２の実容量ｑと仮想容量ｑ＊と回転数Ｎは次のようになる。

ｑ＝ｑlimit-min
ｑ＊＝ｑmax
Ｎ＝Ｎmax＝Ｎd
以上はブーム操作を行った場合の動作であるが、アーム３０７等その他の作業要素に対応する操作レバー装置の操作レバーを操作した場合も同様である。
〜効果〜
図５Ａは、従来の電動機回転数制御によりロードセンシング制御を行う油圧駆動装置の馬力特性を示す図であり、図５Ｂは本実施の形態の油圧駆動装置の馬力特性を示す図である。従来の油圧駆動装置における固定容量式の油圧ポンプの容量（一定）は、図３に示し本実施の形態におけるメインポンプ２の最大容量と同じｑmaxであると仮定する。

従来の電動機回転数制御によりロードセンシング制御を行う油圧駆動装置では、油圧ポンプが固定容量式の油圧ポンプであるため、油圧ポンプの吐出圧が最大Ｐmaxとなるとき、油圧ポンプの容量は最大ｑmaxで一定のままである。このためロードセンシング制御により電動機の回転数が最大に制御されたとき、油圧ポンプの吐出流量は最大Ｑmaxとなり、油圧ポンプの消費馬力は最大吐出圧Ｐmaxと最大吐出流量Ｑmaxの積で表される値（図５Ａ斜線部の面積）まで増加する。その結果、電動機の出力馬力が油圧ポンプの消費馬力に対応するＨＭ＊と大きくなり，電動機の消費電力が増加する。しかもこのときは、電動機冷却用の消費電力も増大する。したがって、電動機の電力源であるバッテリ（蓄電装置）の放電量が増大し、バッテリの減りが早く、作業機械の稼動時間が短くなってしまうという問題がある。

また、電動機は油圧ポンプの最大の消費馬力を考慮して出力を決める必要があり、大きな出力の電動機が必要となるという問題もある。

これに対し、本実施の形態では、電動機回転数制御によりロードセンシング制御を行うだけでなく、メインポンプ２を可変容量型としてトルク制御装置１７を設け、「ブーム上げ単独操作(重負荷)」及び「ブーム上げ単独操作(リリーフ時)」の動作例で説明したように、メインポンプ２の吐出圧が上昇したときにメインポンプの吸収トルクが最大トルクＴＭを超えないように制御している。このようにメインポンプ２のトルク制限制御を行うことにより、メインポンプ２の吐出圧が上昇したときに、メインポンプ２の吸収トルクは最大トルクＴＭ以下に制御され、メインポンプ２の消費馬力は最大トルクＴＭにそのときのメインポンプ２の回転数をかけた最大馬力ＨＭを超えないように制御される。その結果、メインポンプ２の消費馬力が抑えられ、従来の電動機回転数制御によりロードセンシング制御を行う場合に比べて電動機１の出力馬力もＨＭに減り、電動機１の消費電力が減少する。これによりバッテリ７０を長持ちさせ、電動式油圧作業機械の稼動時間を延長することができる。また、電動機１の出力馬力が減ることで電動機１を小型化することができる。

また、本実施の形態では、コントローラ５０のロードセンシング制御演算部５０ａ〜５０ｃ，５０ｆ〜５０ｈに油圧ポンプの仮想容量ｑ＊という概念を導入してロードセンシング制御の目標流量Ｑdを求め、電動機１の回転数制御によるロードセンシング制御を行うため、電動機１の回転数制御によるロードセンシング制御の性能の向上が容易となる。

例えば、コントローラ５０は、基準回転数指示ダイヤル５１の指示信号Ｖecに基づいて基準回転数Ｎ0を設定し、かつこの基準回転数Ｎ0に基づいて基準回転数Ｎ0の大きさに応じた目標ＬＳ差圧ＰGRと目標流量Ｑdを演算する。

これによりオペレータが基準回転数指示ダイヤル５１を操作して基準回転数Ｎ0を小さくすることで、目標ＬＳ差圧ＰGRと目標流量Ｑdが小さくなるため、電動機１の回転数変化と回転数が小さくなり、良好な微操作性を得ることができる。また、第２の実施の形態として後述するように、コントローラ５０にトルク制御装置１７と同様の働きをする制御アルゴリズムを組み込むことも容易となる。

図６は、本発明の第２の実施の形態における電動式油圧作業機械の油圧駆動装置の構成を示す図である。本実施の形態も、本発明をフロントスイング式の油圧ショベルの油圧駆動装置に適用した場合のものである。
〜構成〜
図６において、本実施の形態に係わる油圧駆動装置は、図１に示す第１の実施の形態と異なり、メインポンプ２Ａは固定容量型であり、メインポンプ２Ａは馬力制御用のトルク制御装置１７を備えていない。一方、コントローラ５０Ａはメインポンプ２Ａの馬力制御を模擬する制御機能（トルク制御装置の機能）を備えている。

図７は、コントローラ５０Ａの処理内容を示す機能ブロック図である。

コントローラ５０Ａは、メインポンプ２Ａの仮想容量ｑ＊を演算する演算部５０ａ〜５０ｈからなる制御ブロックに演算部５０ｒ，５０ｓが追加され、メインポンプ２Ａの吐出圧によって仮想容量ｑ＊の最大値を減少させるように構成されている。

すなわち、演算部５０ｒは、トルク制御を模擬する特性を設定したテーブルを有し、演算部５０ｒには演算部５０ａで変換したメインポンプ２Ａの吐出圧Ｐpsが入力され、演算部５０ｒはそのメインポンプ２Ａの吐出圧Ｐpsをテーブルに参照して対応する仮想容量の制限値（最大仮想容量）ｑ＊limitを算出する。

図８は、メインポンプ２Ａのトルク特性と演算部５０ｒに設定されるトルク制御を模擬する特性（トルク制御特性）を示す図である。

メインポンプ２Ａは固定容量型であるため、メインポンプ２Ａの容量はメインポンプ２Ａの吐出圧の全範囲にわたって一定であり、特性線ＴＰ０上の最大容量ｑmaxにある。

演算部５０ｒに設定されるトルク制御特性は、メインポンプ２Ａの吐出圧がＰ０より低いときのメインポンプ２Ａの最大容量の特性線ＴＰ０に対応する特性と、メインポンプ２Ａの吐出圧がＰ０以上になったときのトルク一定曲線ＴＰ４とから構成されている。

このように演算部５０ｒにトルク制御特性が設定されている結果、演算部５０ｒでは、メインポンプ２Ａの吐出圧Ｐpsが低く、Ｐps＜Ｐ０では特性線ＴＰ０に基づいてｑ＊limit＝ｑmaxが演算され、メインポンプ２Ａの吐出圧Ｐpsが上昇し、Ｐps≧Ｐ０になると、トルク一定曲線ＴＰ４に基づいてｑ＊limit＝ｑlimitが演算される。

演算部５０ｈでは、第１の実施の形態において説明したように、ロードセンシング制御の仮想容量ｑ＊が演算される。演算部５０ｓは、演算部５０ｈで演算されたロードセンシング制御の仮想容量ｑ＊と演算部５０ｒで求めた仮想容量の制限値ｑ＊limitの小さい方を選択して新たな仮想容量ｑ＊＊を出力する。ここで、ロードセンシング制御の仮想容量ｑ＊と仮想容量の制限値ｑ＊limitが同じ値であるときは、そのいずれか一方、例えばロードセンシング制御の仮想容量ｑ＊を選択するというように予めルールを定めておく。演算部５０ｓでの小値選択は、第１の実施の形態において、トルク制御装置１７がメインポンプ２の吐出圧が上昇すると容量を減らすように制御することに対応する。

それ以外の処理（演算部５０ａ〜５０ｈ、演算部５０ｉ〜５０ｍの処理）は図２に示したものと同じである。

演算部５０ｒ及び５０ｓは、圧力センサ４０が検出したメインポンプ２Ａの吐出圧Ｐpsに基づいて、メインポンプ２Ａの吐出圧Ｐpsが高くなるにしたがって減少する仮想容量の制限値ｑ＊limitを演算し、上記ロードセンシング制御演算部（演算部５０ａ〜５０ｃ，５０ｆ〜５０ｈ）で計算した仮想容量ｑ＊と仮想容量の制限値ｑ＊limitの小さい方を選択して新たな仮想容量ｑ＊＊を求めるトルク制限制御演算部を構成する。
〜動作〜
次に本実施の形態の動作を説明する。
＜操作レバー中立時＞
操作レバー装置１２２，１２３，１２４の操作レバーを含む全ての操作装置の中立にあるときは、第１の実施の形態の「操作レバー中立時」の動作例で説明したように、メインポンプ２Ａの吐出圧はアンロード弁１５のバネ１５ｃのセット圧相当のＰminである。図８中、このときの状態をＡ１点で示している。この場合、前述したように、コントローラ５０Ａの演算部５０ｆで演算される差圧偏差ΔＰ（＝ＰGR−ＰLS）は負の値であり、ロードセンシング制御の仮想容量ｑ＊は減少する。

一方、コントローラ５０Ａの演算部５０ａで求められるメインポンプ２Ａの吐出圧ＰpsはＰminであり、演算部５０ｒでは、Ｐps＜Ｐ０であるため、トルク制御を模擬する特性から仮想容量の制限値ｑ＊limitとしてｑmaxを算出する。

ここで、ｑ＊≦ｑ＊limitであるので、演算部５０ｓでは、演算部５０ｈで演算されたロードセンシング制御の仮想容量ｑ＊を選択し、これを新たな仮想容量ｑ＊＊として出力する。

これ以後の処理は、第１の実施の形態における「操作レバー中立時」の場合と同じである。

ここで、仮想容量ｑ＊＊は演算部５０ｉの制限処理により最小容量ｑminまで小さくなり、目標流量Ｑd、メインポンプ２Ａの目標回転数Ｎd、インバータ６０の指令信号Ｖinvがそれぞれ最小の値となる。これにより電動機１の回転数が最小値に保持され、メインポンプ２Ａの吐出流量も最小に保持される。

すなわち、メインポンプ２Ａの実容量ｑと仮想容量ｑ＊と回転数Ｎは次のようになる。

ｑ＝ｑmax（固定）
ｑ＊＊＝ｑmin
Ｎ＝Ｎmin＝Ｎ0×（ｑmin／ｑmax）
＜ブーム上げ単独操作(軽負荷)＞
操作レバー装置１２２，１２３のうちブームに対応する操作レバー装置の操作レバーをブーム上げ方向に操作してブーム上げ操作を行った場合、コントローラ５０Ａで演算されるロードセンシング制御の仮想容量ｑ＊は操作レバーの操作量（要求流量）に応じて増減する。このとき、メインポンプ２Ａの吐出圧が図８中のＢ１点で示される圧力Ｐｂにあるとすると、コントローラ５０Ａの演算部５０ａで求められるメインポンプ２Ａの吐出圧ＰpsはＰps＜Ｐ０であるため、演算部５０ｒではトルク制御を模擬する特性（図８の特性線ＴＰ０）から仮想容量の制限値ｑ＊limitとしてｑmaxを算出する。

そしてこの場合も、ｑ＊≦ｑ＊limitであるので、演算部５０ｓでは演算部５０ｈで演算されたロードセンシング制御の仮想容量ｑ＊を選択し、これを新たな仮想容量ｑ＊＊として出力する。

これ以後の処理は第１の実施の形態における「ブーム上げ単独操作(軽負荷)」の場合と同じである。

ここで、仮想容量ｑ＊＊は操作レバーの操作量（要求流量）に応じて増減し、演算部５０ｉの制限処理により最小から最大まで変化する。その結果、電動機１の回転数（メインポンプ２Ａの回転数）も同様に操作レバーの操作量（要求流量）に応じて最小から最大まで変化する。

すなわち、このときのメインポンプ２Ａの実容量ｑと仮想容量ｑ＊と回転数Ｎは次のようになる。

ｑ＝ｑmax（固定）
qmin＜ｑ＊＊≦ｑmax
Ｎmin＜Ｎ≦Ｎmax
（Ｎmin＜Ｎ≦Ｎ0）
＜ブーム上げ単独操作(重負荷)＞
ブームシリンダ３ａの負荷圧が高くなる重負荷時においても、コントローラ５０Ａで演算されるロードセンシング制御の仮想容量ｑ＊は操作レバーの操作量（要求流量）に応じて増減する。このとき、重負荷時でメインポンプ２Ａの吐出圧が図８中のＣ１点で示される圧力Ｐｃにあるとすると、コントローラ５０Ａの演算部５０ａで求められるメインポンプ２Ａの吐出圧ＰpsはＰps＞Ｐ０となり、演算部５０ｒでは、トルク制御を模擬する特性（図８のトルク一定曲線ＴＰ４）から仮想容量の制限値ｑ＊limitとしてｑlimit（＜ｑmax）を算出する。図８中、このときのトルク一定曲線ＴＰ４上の位置をＣ２点で示している。Ｃ２点ではｑ＊limit＝ｑcである。

演算部５０ｓでは、仮想容量ｑ＊と仮想容量の制限値ｑ＊limitの小さい方を選択して新たな仮想容量ｑ＊＊として出力する。すなわち、ｑ＊≦ｑ＊limitの場合はｑ＊を選択し、ｑ＊＞ｑ＊limitの場合はｑ＊limitを選択し、それぞれこれらを新たな仮想容量ｑ＊＊として出力する。

これ以後の処理は、第１の実施の形態における「ブーム上げ単独操作(重負荷)」の場合と同じである。

ここで、仮想容量ｑ＊＊がｑ＊limitに制限されるので、目標流量Ｑd、メインポンプ２Ａの目標回転数Ｎd、インバータ６０の指令信号Ｖinvがそれぞれ同様に制限され、電動機１の回転数が制限される。

このようにコントローラ５０Ａの内部に、第１の実施の形態におけるトルク制御装置１７と同じ働きを持つ制御機能を持ち、メインポンプ２Ａの吸収トルクが最大トルク（制限トルク）ＴＭを超えないよう制御される。

このときの仮想容量の制限値ｑ＊limitに対応する回転数をＮlimitとすると、メインポンプ２Ａの実容量ｑと仮想容量ｑ＊＊と回転数Ｎは次のようになる。

ｑ＝ｑmax（固定）
qmin＜ｑ＊＊≦ｑlimit
Ｎmin＜Ｎ≦Ｎlimit
＜ブーム上げ単独操作(リリーフ時)＞
ブームシリンダ３ａが例えば伸長しストロークエンドに達するような場合は、前述したように、メインポンプ２Ａの吐出圧はリリーフ圧Ｐmaxに保たれ、最高負荷圧もリリーフ圧と同じとなる。図８中、このときの状態をＤ１点で示している。この場合、前述したように、コントローラ５０Ａの演算部５０ｆで演算される差圧偏差ΔＰ（＝ＰGR−ＰLS）は正の値となり、ロードセンシング制御の仮想容量ｑ＊は増加する。

一方、コントローラ５０Ａの演算部５０ａで求められるメインポンプ２Ａの吐出圧ＰpsはＰmaxであるため、演算部５０ｒでは、トルク制御を模擬する特性（図８のトルク一定曲線ＴＰ４）から仮想容量の制限値ｑ＊limitとして図８中のＤ２点におけるｑlimit-minを算出し、ｑ＊＞ｑ＊limitであるため、演算部５０ｓでは、演算部５０ｒで演算した仮想容量の制限値ｑ＊limitを選択し、これを新たな仮想容量ｑ＊＊として出力する。

これ以後の処理は、第１の実施の形態における「ブーム上げ単独操作(リリーフ時)」の場合と同じである。

ここで、仮想容量ｑ＊＊はｑlimit-minに制限されるので、目標流量Ｑd、メインポンプ２Ａの目標回転数Ｎd、インバータ６０の指令信号Ｖinvもそれぞれ同様に制限され、電動機１の回転数が制限される。

これにより、このときもメインポンプ２Ａの吸収トルクが最大トルク（制限トルク）ＴＭを超えないよう制御される。

このときのｑlimit-minに対応する回転数をＮlimit-minとすると、メインポンプ２Ａの実容量ｑと仮想容量ｑ＊＊と回転数Ｎは次のようになる。

ｑ＝ｑmax（固定）
ｑ＊＊＝ｑlimit-min
Ｎ＝Ｎlimit-min
以上はブーム操作を行った場合の動作であるが、アーム３０７等その他の作業要素に対応する操作レバー装置の操作レバーを操作した場合も同様である。
〜効果〜
本実施の形態によっても、第１の実施の形態と同様、メインポンプ２Ａの吸収トルクは最大トルクＴＭ以下に制御され、メインポンプ２Ａの消費馬力は最大トルクＴＭにそのときのメインポンプ２Ａの回転数をかけた最大馬力ＨＭを超えないように制御される。その結果、メインポンプ２Ａの消費馬力が抑えられ、従来の電動機回転数制御によりロードセンシング制御を行う場合に比べて電動機１の出力馬力もＨＭに減り、消費電力が減少する。これによりバッテリ７０を長持ちさせ、電動式油圧作業機械の稼動時間を延長することができる。また、電動機１の出力馬力が減ることで電動機１を小型化することができる。

また、本実施の形態によれば、メインポンプ２Ａが固定容量型であるので、メインポンプ２Ａのサイズを小さく抑えることができ、省スペースを実現することができる。
＜その他＞
以上の実施の形態は本発明の精神の範囲内で種々の変更が可能である。例えば、上記実施の形態では、圧力補償弁７ａ，７ｂ，７ｃ…は、流量制御弁６ａ，６ｂ，６ｃ…のメータイン絞り部の下流側に配置され、全ての流量制御弁６ａ，６ｂ，６ｃ…の下流圧力を同じ最高負荷圧に制御することで流量制御弁６ａ，６ｂ，６ｃ…の前後差圧を同じ差圧に制御する後置きタイプとしたが、流量制御弁６ａ，６ｂ，６ｃ…のメータイン絞り部の上流側に配置され、メータイン絞り部の前後差圧を設定値に制御する前置きタイプであってもよい。

また、上記実施の形態では、作業機械が油圧ショベルである場合について説明したが、メインポンプの吐出油に基づいて複数のアクチュエータを駆動する作業機械であれば、油圧ショベル以外建設機械（例えば油圧クレーン、ホイール式ショベル等）に本発明を適用し、同様の効果を得ることができる。

１ 電動機
２，２Ａ 油圧ポンプ（メインポンプ）
２ａ 第１圧油供給油路
３ａ，３ｂ，３ｃ… アクチュエータ
４ コントロールバルブ
４ａ 第２圧油供給油路
６ａ，６ｂ，６ｃ… 流量制御弁
７ａ，７ｂ，７ｃ… 圧力補償弁
８ａ，８ｂ，８ｃ… 油路
９ａ，９ｂ，９ｃ… シャトル弁
１４ メインリリーフ弁
１５ アンロード弁
１５ａ バネ
１５ｂ 開方向作動の受圧部
１５ｃ 閉方向作動の受圧部
１７ トルク制御装置
１７ａ トルク制御傾転ピストン
１７ｂ１，１７ｂ２ バネ
２１ａ，２１ｂ，２１ｃ… 閉方向作動の受圧部
２２ａ，２２ｂ，２２ｃ… 開方向作動の受圧部
２４ ゲートロックレバー
２５ａ，２５ｂ，２５ｃ… 油路
２６ａ，２６ｂ，２６ｃ… 負荷ポート
２７，２７ａ，２７ｂ，２７ｃ… 信号油路
３０ パイロットポンプ
３１，３１ａ パイロット油路
３２ パイロットリリーフ弁
３８ パイロット油圧源
４０，４１ 圧力センサ
５０，５０Ａ コントローラ
５０ａ〜５０ｍ 演算部
５０ｒ、５０ｓ 演算部
５１ 基準回転数指示ダイヤル５１
６０ インバータ
６１ チヨツパ
７０ バッテリ
１００ ゲートロック弁
１２２，１２３ 操作レバー装置
ｑ＊ 仮想容量
ｑ＊limit 仮想容量の制限値
ＴＰ１，ＴＰ２ トルク制御の特性線
ＴＰ４ トルク一定曲線

Claims (5)

1. 電動機と、
   この電動機により駆動される油圧ポンプと、
   この油圧ポンプから吐出された圧油により駆動される複数のアクチュエータ（３ａ〜３ｃ）と、
   前記油圧ポンプから複数のアクチュエータへ供給される圧油の流量を制御する複数の流量制御弁と、
   前記電動機に電力を与える蓄電装置とを備えた電動式油圧作業機械の油圧駆動装置において、
   前記蓄電装置の電力により前記電動機を駆動し前記油圧ポンプを駆動するとき、前記油圧ポンプの吐出圧が前記複数のアクチュエータの最高負荷圧より目標差圧だけ高くなるよう前記油圧ポンプの回転数を制御するロードセンシング制御を行う電動機回転数制御装置と、
   前記電動機により駆動される前記油圧ポンプの吐出圧が上昇したときに前記油圧ポンプの吐出流量を減少させることで前記油圧ポンプの吸収トルクが予め設定した最大トルクを超えないように制御するトルク制御装置とを備えることを特徴とする電動式油圧作業機械の油圧駆動装置。
2. 請求項１に記載の電動式油圧作業機械の油圧駆動装置において、
   前記電動機回転数制御装置は、
   前記油圧ポンプの吐出圧を検出する第１圧力センサと、
   前記最高負荷圧を検出する第２圧力センサと、
   前記電動機の回転数を制御するインバータと、
   コントローラとを備え、
   前記コントローラは、
   前記第１及び第２圧力センサが検出した前記油圧ポンプの吐出圧及び前記最高負荷圧と目標ＬＳ差圧とに基づいて、前記油圧ポンプの吐出圧と前記最高負荷圧との差圧と前記目標ＬＳ差圧との差圧偏差の正負に応じて増減する前記油圧ポンプの仮想容量を演算するロードセンシング制御演算部を有し、前記仮想容量に基準回転数を乗じて前記油圧ポンプの目標流量を演算し、前記油圧ポンプの吐出流量が前記目標流量となるよう前記電動機の回転数を制御するための制御指令を前記インバータに出力することを特徴とする電動式油圧作業機械の油圧駆動装置。
3. 請求項１又は２に記載の電動式油圧作業機械の油圧駆動装置において、
   前記油圧ポンプは可変容量型の油圧ポンプであり、
   前記トルク制御装置は、前記油圧ポンプに組み込まれたレギュレータであることを特徴とする電動式油圧作業機械の油圧駆動装置。
4. 請求項２に記載の電動式油圧作業機械の油圧駆動装置において、
   前記油圧ポンプは固定容量型の油圧ポンプであり、
   前記トルク制御装置は、前記コントローラに組み込まれた前記コントローラの一機能として構成され、
   前記コントローラは、前記第１圧力センサが検出した前記油圧ポンプの吐出圧に基づいて、前記油圧ポンプの吐出圧が高くなるにしたがって減少する仮想容量の制限値を演算し、前記ロードセンシング制御演算部で演算した前記仮想容量と前記仮想容量の制限値の小さい方を選択して新たな仮想容量を求めるトルク制限制御演算部を更に有し、前記新たな仮想容量に前記基準回転数を乗じて前記油圧ポンプの目標流量を演算することを特徴とする電動式油圧作業機械の油圧駆動装置。
5. 請求項２又は４に記載の電動式油圧作業機械の油圧駆動装置において、
   前記基準回転数を指示する操作装置を更に備え、
   前記コントローラは、前記操作装置の指示信号に基づいて前記基準回転数を設定し、かつこの基準回転数に基づいて前記基準回転数の大きさに応じた前記目標ＬＳ差圧と前記目標流量を演算することを特徴とする電動式油圧作業機械の油圧駆動装置。

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