WO2001036828A1

WO2001036828A1 - Dispositif de commande d'une pompe hydraulique

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Publication number: WO2001036828A1
Application number: PCT/JP2000/007125
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Inventors: Hideo Konishi; Kenji Arai; Seiichi Akiyama; Masumi Nomura
Original assignee: Shin Caterpillar Mitsubishi Ltd.
Priority date: 1999-11-18
Filing date: 2000-10-13
Publication date: 2001-05-25
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X US, 5944492, A (Shin Caterpillar Mitsubishi

Y Ltd. ) ,

31 August, 1999 (31.08.99) ,

Column 3, lines 39 to 56

6 EP, 851122, A & JP, 10-196606, A

A US, 5267441, A (Caterpillar Inc. ) ,

07 December, 1993 (07.12.93) ,

Fig. 1 ( Family： none )

A US, 5911506, A (Hitachi Construction Machinery

Co. , Ltd. ) ,

15 June, 1999 (15.06.99) ,

Fig. 7

& EP, 908564, A & JP, 11-108003, A

A JP, 8-333769, A (Shin Caterpillar Mitsubishi Ltd. )

17 December, 1996 (17.12.96) ,

Fig. 2 (Family: none)

I I Further documents are listed in the continuation of Box C. □ See patent family annex.

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Form PCT/ISA/210 (second sheet) (July 1992) 明細書油圧ポンプの制御装置技術分野

本発明は、油圧ポンプの制御装置に関し、特に、油圧式建設機械にそなえて好適の油圧ポンプの制御装置に関する。背景技術

一般に、油圧式建設機械のパワーュニッ卜系（油圧システム）には、エンジン動力で駆動する 1つ又は複数の可変量型油圧ポンプが備えられている。例えば、代表的な油圧式建設機械である油圧ショベルの油圧システムには、図 1 2に示すように、エンジン 1 1の動力で駆動される第 1，第 2の可変量型油圧ポンプ 9 , 1 0が備えられ、これらの油圧ポンプ 9， 1 0の吐出圧油を操作レバ一 1 9， 2 0の操作量に応じて開度量が変化する方向切換弁 1 5 , 1 7を介して複数の油圧ァクチユエ一夕 2 7， 2 8に供給すべく構成されている。複合的に操作されるこれら油圧ァクチユエ一夕 2 7， 2 8に過不足なく圧油を供給するには、エンジンの目標回転速度に実回転速度が追従すべく、ポンプ吸収トルクをエンジン出力に対してバランス良く制御することが要求される。

そこで、油圧システムには制御装置 3 0がそなえられており、回転速度センサ 2 2及び圧力スィッチ 3 1からのセンサ信号が入力される。制御装置 3 0では、回転速度センサ 2 2からの入力信号に基づきエンジン 1 1の回転速度を検出し、圧力スィッチ 3 1からの入力信号に基づき油圧ポンプ 9， 1 0が圧油を吐出しているか否かを判定する。そして、エンジン回転速度が目標回転速度に追従するように油圧ポンプ 9 , 1 0の吸収トルク（あるいは吸収馬力）を制御すべく、油圧ポンプ 9 , 1 0の吐出流量を調整するレギユレ一夕 1 2， 1 3に制御信号 P s を出力する。上記制御信号 Ps は電磁比例減圧弁 1 4で電油変換されてレギユレ一夕 1 2 , 1 3に入力される。

しかしながら、上述した従来の油圧ポンプの制御装置では、操作レバ一 1 9， 2 0の操作に伴う油圧ポンプ 9， 1 0の吐出流量の変化を予測することはできないため、操作レバ一 1 9， 2 0の操作直後あるいは微操作時のように、油圧ボンプ 9， 1 0の吐出流量が過渡的に変化するときには、エンジン出力とポンプ吸収トルクとのバランスがくずれ、エンジン目標回転速度に対する実回転速度の変動が大きくなつてしまい、油圧ァクチユエ一夕 2 7， 2 8に過不足なく圧油を供給することができず操作性を損なうことになってしまう。

また、従来の油圧ポンプの制御装置では、油圧ショベルの機種が異なるとその度に制御パラメ一夕のチューニングを行なう必要があり、要すれば制御プロダラムの一部を各機種ごとに修正する必要が生じる。さらに、油圧ショベルは同じ機種でも個体差がある。また、作業環境も異なったり（例えば寒冷地、温暖地等)、エンジンに使用する燃料を変える場合もある。このように個体差，作業環境 '条件が異なると、油圧ショベルを出荷する前に行なつた制御パラメ一夕のチュー二ングでは適応できず、目標回転速度に対する実回転速度の変動が大きくなつて操作性を損なうことになってしまう。

本発明は、このような課題に鑑み創案されたもので、常にポンプ吸収トルクをエンジン出力に対してバランス良く制御できるようにした、油圧ポンプの制御装置を提供することを目的としている。

また、装備される油圧式建設機械に個体差がある場合や作業環境が異なる場合、さらには異なる機種の油圧式建設機械に装備される場合でも、制御パラメータのチューニングや制御プログラムの変更を不要とした、油圧ポンプの制御装置を提供することを目的としている。発明の開示

本発明の油圧ポンプの制御装置は、エンジンにより油圧ポンプを駆動して、操作手段により操作される油圧ァクチユエ一夕に作動油を供給する油圧システムにそなえられ、該油圧ポンプの吸収トルクが該エンジンの出力とバランスするように該油圧ポンプのレギユレ一夕を制御する油圧ポンプの制御装置において、該ェンジンの回転速度を検出するエンジン回転速度検出手段と、該油圧ポンプの吐出圧を検出する吐出圧検出手段と、該操作手段の操作量若しくは該操作量に相関す

2 る物理量を検出する操作量検出手段と、該吐出圧検出手段の出力と該操作量検出手段の出力とに基づき該操作手段の操作に応じて該油圧ポンプから吐出される作動油の吐出流量を予測する吐出流量予測手段と、該吐出流量予測手段で予測された吐出流量と該吐出圧検出手段の出力とに基づき該油圧ポンプの吸収トルクを算出し、算出した該油圧ポンプの吸収トルクから該エンジンの予測回転速度を演算する予測回転速度演算手段と、該予測回転速度演算手段で演算された予測回転速度と該エンジン回転速度検出手段で検出された実回転速度との偏差に基づき該レギュレー夕を制御するレギュレ一タ制御手段とをそなえている。

このことによって、該油圧ポンプの吐出圧と該操作手段の操作量若しくは操作量に相関する物理量とに基づき該操作手段の操作に応じて運転中の該油圧ポンプから吐出される作動油の吐出流量を予測することができるので、該操作手段の操作直後あるいは微操作時のエンジン出力とポンプ吸収トルクとのバランスが崩れることなく、該エンジンの予測回転速度に実回転速度を追従させることができ、エンジン回転速度の変動による操作性の悪化を防止することが可能になる。

好ましくは、該レギユレ一夕制御手段を、フアジィ推論を用いて該レギユレ一夕を制御する手段とし、該油圧システムの運転状態の範囲に対応して複数の前件部条件を定め、上記運転状態を示す物理量に対する各前件部条件の適合度を演算する適合度演算手段と、該レギユレ一夕を制御する制御パラメータを上記前件部条件に対応して複数設定し、該予測回転速度と該実回転速度との偏差と該適合度演算手段で演算された各前件部条件の適合度とに基づき、各制御パラメ一夕を学習補正して該レギユレ一夕に出力する学習補正手段とをそなえて構成する。

このように該レギユレ一夕の制御にフアジィ推論を用いることにより、制御に口バスト性を付与することができるとともに、該油圧システムの運転状態を示す物理量に対する各前件部条件の適合度と予測回転速度と実回転速度との偏差とに基づき各制御パラメータを学習補正して該レギユレ一夕に出力することにより、運転中の油圧ポンプの出力状態やエンジン回転速度の応答に応じて該油圧ポンプの吸収トルクを操作することができ、該油圧システムの運転状態が変化した場合、例えば、装備される油圧式建設機械に個体差がある場合や作業環境が異なる場合、さらには異なる機種の油圧式建設機械に装備される場合でも、制御パラメ一夕の

3 チューニングや制御プログラムの変更作業を不用にすることができる。

なお、より好ましくは、該吐出圧及び該吐出流量を上記運転状態を示す物理量とし、該吐出圧及び該吐出流量に対応して前件部条件を設定する。あるいは、該予測回転速度の 1階微分値及び 2階微分値を上記運転状態を示す物理量とし、該 1階微分値及び該 2階微分値に対応して前件部条件を設定する。図面の簡単な説明

図 1は本発明の第 1実施形態としての油圧ポンプの制御装置が適用される一般的な油圧ショベルの斜視図である。

図 2は本発明の第 1実施形態としての油圧ポンプの制御装置にかかる油圧システムの構成を示すブロック図である。

図 3は本発明の第 1実施形態としての油圧ポンプの制御装置にかかるエンジン出力特性と目標回転速度との関係を示す説明図である。

図 4は本発明の第 1実施形態としての油圧ポンプの制御装置にかかるエンジン出力特性と目標回転速度との関係を示す説明図である。

図 5は本発明の第 1実施形態としての油圧ポンプの制御装置にかかる油圧ボンプのレギユレ一夕の特性を示す説明図である。

図 6は本発明の第 1実施形態としての油庄ポンプの制御装置にかかるポンプ制御演算ブロック図である。

図 7は本発明の第 1実施形態としての油圧ポンプの制御装置にかかるファジィ制御のフアジィルールを示す図である。

図 8は本発明の第 1実施形態としての油圧ポンプの制御装置にかかるファジィルール前件部のメンバーシップ関数の例を示す図である。

図 9は本発明の第 2実施形態としての油圧ポンプの制御装置にかかるポンプ制御演算ブロック図である。

図 1 0は本発明の第 2実施形態としての油圧ポンプの制御装置にかかるフアジィ制御のフアジィルールを示す図である。

図 1 1は本発明の第 2実施形態としての油圧ポンプの制御装置にかかるフアジィルール前件部のメンバーシップ関数の例を示す図である。

4 図 1 2は従来の油圧ポンプの制御装置にかかる油圧システムの構成を示すプロック図である。発明を実施するための最良の形態

以下、図面を参照しながら本発明の第 1実施形態にかかる油圧ポンプの制御装置について説明する。まず、本油圧ポンプの制御装置が適用される一般的な油圧ショベルの構成について説明すると、図 1に示すように、油圧ショベル 1は下部走行台の 2 Aの上に上部旋回体 2 Bを旋回自在にそなえている。上部旋回体 2 B からはブーム 3が伸び、その先端にはスティック 5が連接され、さらにスティック 5の先端部にはバケツト 7がそなえられている。上部旋回体 2 B内には上部旋回体 2 Bを旋回させる図示しない旋回モータの他、図示しないエンジンや油圧ポンプがそなえられており、この油圧ポンプからブーム 3を作動させるブームシリンダ 4，スティック 5を作動させるスティックシリング 6，パケット 7を作動させるバケツトシリング 8等の油圧ァクチユエ一夕に圧油が供給されるようになつている。なお、これらの基本構成は何れも従来通りである。

本油圧ポンプの制御装置は、上述の油圧ショベル等の油圧式建設機械に適用されるものである。以下、本油圧ポンプの制御装置の第 1実施形態について、図 2 〜図 8を参照しながら説明する。なお、前述した従来技術と同一の部位については同一の符号を用いて示すものとする。図 2のブロック図に示すように、本油圧ポンプの制御装置にかかる油圧システムには、エンジン（ディーゼルエンジン） 1 1がそなえらるとともに、エンジン 1 1の動力により駆動される第 1，第 2の可変容量型油圧ポンプ（以下、単に油圧ポンプという） 9 , 1 0がそなえられている。これらの油圧ポンプ 9， 1 0は、それぞれ斜板 9 a， 1 0 aの斜板角変位に基づいて吐出流量が変化する斜板式アキシャルピストンポンプとして構成されており、前記斜板 9 a , 1 0 aは、それぞれレギユレ一夕 1 2， 1 3によって変位せしめられるようになつている。

レギユレ一夕 1 2には、電磁比例減圧弁 1 4で電油変換された制御信号（回路圧力） P s と、方向切換弁 1 5とリリーフ弁 1 6との間の回路圧力と、第 1，第 2油圧ポンプ 9， 1 0の吐出部の回路圧力とが入力され、レギユレ一夕 1 3には、

5 電磁比例減圧弁 14で電油変換された制御信号（制御圧力） Ps と、方向切換弁 17とリリーフ弁 18との間の回路圧力と、第 1，第 2油圧ポンプ 9, 10の吐出部の回路圧力とが入力され、各レギユレ一夕 12， 13はこれらの油圧により制御されるようになっている。なお、レギユレ一夕 12， 13による油圧制御の詳細については後述する。

方向切換弁 15, 17は、油圧ァクチユエ一夕 27， 28への圧油量，方向を切り換えるための装置であり、操作レバ一（操作手段） 19, 20を操作することにより、レバー操作量に応じた操作圧が入力されて圧油量，方向の切換動作を行なうようになっている。リリーフ弁 16， 18は方向切換弁 15, 17を通過する圧油がタンク 26に流れ込む油圧回路に設けられており、回路圧力が所定のリリーフ設置圧に達したときに開くようになつている。また、リリーフ弁 16， 18にはそれぞれ並列に絞りが接続されており、この絞りの上流の圧力変化で夕ンク 26に流れ込む油量の変化が検知されるようになっている。

このような構成により、操作レバ一 19， 20による操作量がゼロの場合は、油圧ポンプ 9， 10から吐出される圧油は方向切換弁 15， 17とリリーフ弁 1 6, 18を介してタンク 26に流れ込む。このとき、リリーフ弁 16， 18の入口圧力はリリーフ設置圧になっている。一方、操作レバー 19, 20を操作すると方向切換弁 15, 17を通過する圧油は油圧ァクチユエ一夕 27, 28に供給され、リリーフ弁 16， 18を通過する圧油が無くなるため、リリーフ弁 16， 18の入口圧力はタンク圧近くまで低下する。すなわち、操作レバ一 19， 20 の操作量によりリリーフ弁 16， 18の入口圧力が変化し、この入口圧力がレギユレ一夕 12, 13に伝達されることになる。

そして、上述の油圧システムには、油圧ポンプ 9， 10の作動を制御するための制御装置 21がそなえられている。制御装置 21にはエンジン 11の回転速度を検出する回転速度センサ（回転速度検出手段） 22の信号（エンジン実回転速度） Neと、油圧ポンプ 9， 10の平均圧力（吐出圧）を検出する圧力センサ（吐出圧検出手段） 23の信号（油圧ポンプ吐出圧） Pp と、リリーフ弁 16， 18 の入口圧力を検出する圧力センサ（操作量検出手段） 24， 25の信号（入口圧力） Prl， Pr2 とが入力され、制御装置 21はこれらの入力信号に基づき油圧

6 ポンプ 9 , 1 0を制御するための制御信号（制御圧力） P s を設定し、電磁比例減圧弁 1 4へ出力するようになっている。

以下、制御装置 2 1における制御圧力（電磁比例減圧弁 1 4への出力値） P s の設定方法について、図 3〜図 5を参照しながら説明する。まず、図 3 , 図 4はエンジン出力特性と目標回転速度との関係を示すものであり、図 3がエンジン出力を 1 0 0 %使用する場合を示し、図 4がアクセルダイヤルの設定回転速度を変更してエンジン出力を 1 0 0 %以下にした場合を示している。エンジン出力は、定格トルク Te の点（定格点）を境にして、ガバナ領域とラギング領域に分けられる。ガバナ領域はガバナの開度が 1 0 0 %以下での出力領域であり、ラギング領域は、ガバナ開度が 1 0 0 %での出力領域である。

油圧ショベルの重掘削の場合、エンジン出力を 1 0 0 %にし、且つ燃費の良い状態で作業するため、図 3中に点 _{P l}で示すように目標点を取る。すなわち、出力 1 0 0 %を示す特性線上の定格回転速度（定格点でのエンジン回転速度）より少し低いところに目標回転速度 Nset を設定する。一方、軽作業の場合は、ェンジン出力は 1 0 0 %以下で良く、アクセルダイヤルの設定回転速度も低くして作業することがあるため、図 4中に点 p ₂で示すように、出力 1 0 0 %を示す特性線とアクセルダイヤル最大を示す特性線で囲まれる領域内にエンジンの負荷とァクセルダイヤルでの設定回転速度とに応じて目標点を取る。この場合は、目標点の横座標値が目標回転速度になり、また、縦座標値がエンジンの目標出力トルクになる。

次に、図 5は油圧ポンプのレギユレ一夕特性を表したものであるが、油圧ボンプ 9， 1 0の吐出圧 Ppが低い湯合、油圧ポンプ 9， 1 0の最大吐出流量 QUは、操作レバー 1 9の操作量で変化するリリーフ弁 1 6の入口圧力 Prl、あるいは操作レバー 2 0の操作量で変化するリリーフ弁 1 8の入口圧力 P r2 に応じて増減するようになつている。具体的には、吐出流量 Quは次式（1 ) で表される。 Qu= a X P r + b - - · ( 1 ) 上式（1 ) において a， bはそれぞれ吐出流量 Quの流量特性を示す比例係数及び定数である。したがって、例えば操作レバー 1 9， 2 0の操作量が小さい場合には、レギユレ一夕 1 2， 1 3は吐出流量 Quが低くなるように動作するように

7 なっている。

油圧ポンプ 9， 10の吐出圧 Pp が中高圧の場合は、吐出流量は油圧ボンプ吐出圧 Ppの上昇とともに低下するようになっている。この圧力域（図 5中に斜めの特性線で示す領域）は油圧ポンプ 9, 10の吸収トルク（あるいは吸収馬力）が一定になる領域（上記特性線をトルク一定曲線あるいは馬力一定曲線と呼ぶ）であり、電磁比例減圧弁 14への制御圧力 Ps を変化させると、上記トルク一定曲線は図 5中に矢印で示すように制御圧力 Psの大きさに応じてシフトし、ポンプ吸収トルクが変化するようになっている。具体的には、吐出流量は次式（2) で表される。

Q_L= c X (Pp + kXPs) +d · · · (2) 上式（2) において c, dはそれぞれ吐出流量 Q_Lの流量特性を示す比例係数と定数であり、 kは制御圧力 Ps に対する係数である。ただし、各係数 c， d， k は吐出圧 Ppが比較的高圧の領域と比較的低圧の領域とで異なり、これにより上式（2) で表される QLの特性線は、図 5に示すような折れ線となる。

以上のことから、圧力 Prl あるいは Pr2で油圧ポンプ 9あるいは 10の最大吐出流量 Quを推定でき、制御圧力 Ps と油圧ポンプ吐出圧 Pp とでトルク一定曲線上での吐出流量を推定することが可能になる。そして、現在のポンプ吐出流量 Q_Aは Quととを用いて次式（3) により推定することが可能になる。 Q_A=ma Cm i n (Q^ Q_L), 0) · · · (3) 制御装置 21は、上述のエンジン出力特性と目標回転速度との関係（図 3，図 4) と、油圧ポンプのレギユレ一夕特性（図 5) とを用いて、出力すべき制御圧力 Ps を設定するようになっている。具体的には、図 6の制御演算ブロック図に示すように、制御装置 21はその機能手段として、第 1ポンプ吐出流量予測演算部 50，第 2ポンプ吐出流量予測演算部 51，総流量予測演算部 52，予測回転数演算部 53，フィルタ 54 , 学習ゲイン設定部 55，前件部適合度演算部 56 , 後件部変数演算部 57，制御出力トルク演算部 58 , 制御圧力変換部 59をそなえており、上記の前件部適合度演算部 56，後件部変数演算部 57，制御出力トルク演算部 58及び制御圧力変換部 59によりレギユレ一夕制御手段が構成されている。なお、制御装置 21は CPU, RAM, ROM等の要素により構成され

8 た一般的な電子制御装置であり、上記の各機能手段 5 0〜 5 9は C P Uを動作させるプログラムを適宜設計することによって構成することができる。

各機能手段について説明すると、まず、第 1ポンプ吐出流量予測演算部 5 0は、第 1油圧ポンプ 9から吐出される圧油の流量 Q1 を予測する手段であり、前述した図 5に示すレギユレ一夕特性を用いて〔式（1 ) 〜（3 ) を用いて〕、リリーフ弁 1 6の入口圧力 Prl，油圧ポンプ吐出圧 P p及び前ステップの制御圧力 P s より、吐出流量 Q1を予測するようになっている。

第 2ポンプ吐出流量予測演算部 5 1は、第 2油圧ポンプ 1 0から吐出される圧油の流量 Q2を予測する手段であり、同様に図 5に示すレギユレ一夕特性を用いて〔式（1 ) 〜（3 ) を用いて〕、リリーフ弁 1 8の入口圧力 Pr2，油圧ポンプ吐出圧 Pp及び前ステップの制御圧力 Psより、吐出流量 Q2 を予測するようになっている。

総流量予測演算部 5 2は、第 1ボンプ吐出流量予測演算部 5 0 , 第 2ポンプ吐出流量予測演算部 5 1で演算された予測吐出流量 Ql, Q2 より総予測流量 Qを算出する手段である。総予測流量 Qは次式（4 ) で表される。

Q= (Q1 + Q2) · · · ( 4 ) なお、上記の第 1ポンプ吐出流量予測演算部 5 0 , 第 2ポンプ吐出流量予測演算部 5 1及び総流量予測演算部 5 2により吐出流量予測手段が構成されている。予測回転速度演算部（予測回転速度演算手段） 5 3は、現在の運転状態から予測されるエンジンの回転速度を演算する手段である。具体的には、前述した図 5 のレギユレ一夕特性を用いて油圧ポンプ吐出圧 Pp と総予測流量 Qとから油圧ポンプ 9 , 1 0の吸収トルクを求め、さらに、求めたポンプ吸収トルクとバランスするエンジン出力を算出し、図 3のエンジン出力特性とエンジン回転速度との関係から、エンジン 1 1の予測回転速度 Nrを算出するようになっている。

このようにエンジン 1 1の予測回転速度 Nr を算出するのは以下の理由による。つまり、目標回転速度としてはエンジン 1 1が安定して定格出力を出し得るェンジン回転速度が選定されるが、油圧ポンプ 9， 1 0の負荷は流量と圧力との積に比例し、流量はリリーフ弁 1 6 , 1 8により最大流量を制限されるため、低圧域では目標回転速度に相当する程大きな負荷にはならない。このため、軽作業のよ

9 うな低圧での機体作業が行なわれている場合は、ェンジン回転速度が目標回転速度まで下がらず、目標回転速度に追従させてもエンジン回転速度の変動が抑制されない場合がある。そこで、本制御装置 2 1では、より効率よくエンジン回転速度の変動を抑制できるようにするため、エンジン 1 1の予測回転速度 Nr を算出して、目標回転速度にかえて予測回転速度 Nr に実エンジン回転速度を追従させるようにしているのである。算出したエンジン予測回転速度 Nr はフィル夕 5 4 に出力される。

フィル夕 5 4は、予測回転速度演算部 5 3で求められたェンジン予測回転速度 Nr に例えば「無だ時間 +—次遅れ」のようなフィル夕処理を施す手段であり、エンジン予測回転速度 Nrがステップ上に変化した場合やノイズ成分を含む場合でも、エンジン実回転速度 Ne がエンジン予測回転速度 Nr にスムーズに追従できるようにしている。そして、フィルタ処理されたエンジン予測回転速度 Nr とエンジン実回転速度 Ne との偏差 A Ne が学習ゲイン設定部 5 5に入力されるようになつている。

学習ゲイン設定部 5 5は、フィル夕処理されたエンジン予測回転速度 Nr とェンジン実回転速度 Ne との偏差 A Ne に学習ゲインを作用させる手段である。学習ゲインは単なる定数の積であっても、あるいは Δ Νβ の微分や積分演算、あるいはそれらの和であっても良く、学習ゲイン設定部 5 5の出力は回転速度偏差 Δ Neの評価関数と位置づけられ、ここでは f (A Ne)と表記する。

このように本制御装置 2 1では、上記の各機能手段 5 0〜 5 5における処理によって、リリーフ弁 1 6 , 1 8の入口圧力 Prl, Pr2，油圧ポンプ吐出圧 Ρρ及び前ステップの制御圧力 Psから、エンジン実回転速度 Ne をエンジン予測回転速度 Nrに追従させるための指標となる評価値 f (A Ne)を導出するようになっている。そして、後述するようにこの評価値 f (A Ne)がゼロになるように制御圧力 P sを設定していくようになっている。

本制御装置 2 1では、この制御圧力 Ps によるレギユレ一夕 1 2 , 1 3の制御にフアジィ推論を用いている。詳述すると、まず、油圧ポンプ吐出圧 Ppと総流量予測演算部 5 2で算出された総予測流量 Qとが前件部適合度演算部 5 6に入力されるようになつている。前件部適合度演算部（適合度演算手段） 5 6は、入力

10 された油圧ポンプ吐出圧 Pp 及び総予測流量 Qのフアジィルールの前件部（〜部）に対する適合度を算出する手段である。ここでは図 7に示すようなフアジィルールが用いられている。詳述すると、図 7においてポンプ圧 Ppに対して N B , NM，〜， P Bと記述し、総予測流量 Qに対して、 N B， NM, 〜， P Bと記述した部分がフアジィルールの前件部に相当している。また、表中の Wij ( i = 1 〜7 , j = l〜7 ) は後件部変数であり、これについては後述する。

前件部の NB， NM, 〜， P Bはフアジイラベルと呼ばれている略記号であり、例えば、 N Bは Negative Big、 N Sは Negative Small, P Bは Positive Bi の略記号である。これは、例えば油圧ポンプ吐出圧 Pp に対しては、 N Bは圧力がかなり小さい、 P Bは圧力がかなり大きいという意味になり、総予測流量 Qに対しては、 N Bは流量がかなり小さい、 P Bは流量がかなり大きいという意味になる。また、前記の適合度とは、各前件部条件に対する入力値（ここでは油圧ボンプ吐出圧 Pp, 総予測流量 Q) の合致度を定量的に表すもので、フアジィ制御の場合、上記定量化にメンバ一シップ関数を使用する。メンバーシップ関数としては、釣り鐘型や三角型等の種々のものが考えられるが、ここでは計算の容易さの観点から図 8に示すように三角型のメンバーシップ関数を用いている。

図 8は油圧ポンプ吐出圧 Pp に関するメンバーシップ関数を示しており、例えば、「i f Pp i s NM」という前件部条件の場合、図 8中の NMに対応するメンバーシップ関数を用い、入力された油圧ポンプ吐出圧 Pp に対する前記メンバーシップ関数の値を求め、求めた値を前件部条件「 i ί Pp i s Ν M」に対する適合度として定義する。他の前件部条件に対しても同様である。また、図示はしていないが、総予測流量 Qに対しても同様のメンバ一シップ関数を設定することにより、入力された総予測流量 Qの各前件部条件に対する適合度が求められる。

入力された油圧ポンプ吐出圧 Pp，総予測流量 Qの各前件部条件に対する適合度が求められると、前件部適合度演算部 5 6では、各適合度の合成値を次のようにして求める。つまり、油圧ポンプ吐出圧 Pp に対する前件部条件の各適合度を Hi 〔 j = 1〜 7 ( j = 1が N Bに、 j = 2が NMに、 · · ·、 j = 7が P Bに対応する）〕とし、総予測流量 Qに対する前件部条件の各適合度を; i 〔 i = l〜7

11 (i = lがNBに、 i =2がNMに、 ·· ·、 i = 7が PBに対応する）〕として、 iととの合成値 ij (i = l〜7, j =l〜7) を次式（5) で求める。 / ij=^ix j · · · (5) または、次式（5' ) により合成値を算出してもよい。ここに、 mi nは最小値を選択する関数である。

zij=m i n ( i, uj) · · · (5' ) そして、前件部適合度演算部 56は、求めた各適合度合成値 t ij を後件部変数演算部 57と制御出力トルク演算部 58とに出力するようになっている。

後件部変数演算部（学習補正手段） 57は、図 7に示すフアジィルール中の後件部変数 Wijの値を演算する手段であり、フィルタ処理後のエンジン予測回転速度 Nr に対する実回転速度 Ne の偏差 ANe に基づき学習ゲイン設定部 55で計算された評価値 f (ΔΝβ)と、前記の前件部適合度演算部 56から入力された適合度合成値 ij とに基づき各後件部変数 Wijを算出し学習補正するようになっている。具体的には、次式（6) により各後件部変数 Wijの値を算出する。

Wij (k) =Wij (k- 1) 一 Δ t X f (ANe)X ij · · · (6)

ここに、 A tは制御刻み時間、 ΔΝβ は回転速度偏差、 Uj は前件部の適合度合成値（i = l〜7， j =l〜7) であり、 Wij (k- 1) は前ステップの Wij を表し、 Wij (k) は今ステップで算出される Wij を示している。なお、算出した各後件部変数 Wijの値は制御装置 21内の記憶手段に記憶されるようになっている。

上式（6) の右辺第 2項は、前件部条件の適合度が高いほど（より合致する前件部条件ほど）、回転速度偏差 Δ Neの評価値 f (Δ Ne)が大きいほど大きくなり、前ステップの後件部変数 Wij (k- 1) に対しての修正量が大きくなる。そして、上式（6) の右辺第 2項は評価値 f(ANe)がゼロとなるまで変化し、評価値 ί(Δ Ne)がゼロとなるまで後件部変数 Wijの修正（学習）が行なわれる。修正（学習）された各後件部変数 Wij (k) は、制御出力トルク演算部 58に出力される。なお、アクセルダイヤルの設定回転速度を変更すると図 4に示すようにェンジン 11の目標回転速度 Nset も変更される。そこで、本制御装置 21では、各ァクセルダイヤルの設定回転速度ごとに後件部変数 Wijを用意しており、各設定回

12 転速度ごとに後件部変数 Wijの学習補正を行なうようになっている。

制御出力トルク演算部 58は、油圧ポンプへの出力トルク Tr を算出する手段であり、後件部変数 wij (k) と適合度合成値/ zij とから次式（7) を用いて出力トルク Trを算出するようになっている。

Tr= ( ij -Wij (k)) /∑ ij · · · (7) 上式（7) は、いわゆる加重平均の計算式であり、フアジィ制御の出力値を求める一般的な方法である。算出した出力トルク Tr は制御圧力変換部 59に出力されされるようになつている。そして、制御圧力変換部 59は、入力された出力トルク Tr を制御圧力 Ps に変換する手段であり、出力トルク Tr を変換して得られた制御圧力 Psを電磁比例減圧弁 14に出力するようになっている。

本発明の第 1実施形態としての油圧ポンプの制御装置は上述のように構成されているので、本油圧ポンプの制御装置をそなえた油圧式建設機械の運転時には次のように動作する。まず、オペレータが操作レバ一 19， 20を操作すると、方向切換弁 15， 17が切り換えられて操作量に応じた圧油が油圧ポンプ 9， 10 から油圧ァクチユエ一夕 27, 28に供給されるとともに、リリーフ弁 16， 1 8の入口圧力 Prl， Pr2 も操作レバー 19, 20に応じて変化する。各入口圧力 Prl，？^ は圧カセンサ23， 24によりそれぞれ検出されて、制御装置 2 1へ出力される。

制御装置 21は、各入口圧力 Prl， Pr2 が入力されると、まず、第 1ポンプ吐出流量予測演算部 50，第 2ポンプ吐出流量予測演算部 51により、図 5のレギユレ一夕特性を用いて、入力された各入口圧力 Prl, Pr2，油圧ポンプ吐出圧 Pp及び前ステップの制御圧力 Ps より、油圧ポンプ 9， 10の吐出流量 Q1, Q2を予測演算する。そして、総流量予測演算部 52により、式（4) を用いて総予測流量 Qを算出する。

総予測流量 Qが算出されると、次に、予測回転速度演算部 53により、図 5のレギユレ一夕特性を用いて算出した総予測流量 Qと油圧ポンプ吐出圧 Ppとから油圧ポンプ 9, 10の吸収トルクを求め、さらに、求めたポンプ吸収トルクとバランスするエンジン出力を算出し、図 3のエンジン出力特性とエンジン回転速度との関係から、エンジン予測回転速度 Nr を算出する。そして、フィルタ 54に

13 より、算出したエンジン予測回転速度 Nr に「無だ時間 +—次遅れ」等のフィル夕処理を施し、さらに、学習ゲイン設定部 55により、フィル夕処理したェンジン予測回転速度 Nr とエンジン実回転速度 Ne との偏差 ΔΝβ に所定の学習ゲインを作用させ、回転速度偏差 ΔΝΘの評価値 f (ΔΝ_Θ)を算出する。

また、制御装置 21は、このように各入口圧力 Prl， Pr2に基づく評価値 f (Δ Ne)の算出を行なうとともに、前件部適合度演算部 56により、図 7に示すファジィルールの前件部に対する油圧ポンプ吐出圧 P p及び総予測流量 Qの適合度 j (j =l〜7)， Hi ( i = 1~7) を図 8に示すようなメンバーシップ関数を用いて算出し、さらに、適合度合成値 iij (i = l〜7， j =1-7) を式（5) 或いは式（5' ) を用いて算出する。そして、後件部変数演算部 57により、回転速度偏差 ΔΝ_Θの評価値 f (ANe)と適合度合成値 uijとに基づき、図 7に示すフアジィルール中の各後件部変数 Wijの値を式（6) を用いて修正（学習）する。式（6) の第 2項は評価値 ί(ΔΝθ)がゼロとなるまで変化するので、後件部変数 Wijの修正（学習）は評価値 f(ANe)がゼロとなるまで行なわれる。

後件部変数 Wijの修正（学習）が行なわれると、次に、制御出力トルク演算部 58により、後件部変数 Wij と適合度合成値/ xij とから、式（7) を用いて出力トルク Tr を算出する。そして、算出した出力トルク Tr を制御圧力変換部 59 により制御圧力 Ps に変換して電磁比例減圧弁 14に出力する。電磁比例減圧弁 14に出力された制御圧力 Ps は、電磁比例減圧弁 14において電油変換されてレギユレ一夕 12， 13に入力される。レギユレ一夕 12, 13は入力された制御圧力 Ps に応じて油圧ポンプ 9, 10の斜板 9 a， 10 aを変位させ、この斜板 9 a, 10 aの斜板角変位に応じて油圧ポンプ 9， 10の吐出流量が変化する。このように、本実施形態の油圧ポンプの制御装置によれば、エンジン回転速度 Ne, 油圧ポンプ吐出圧 Pp とともに操作レバ一 19， 20の操作量に相関するリリーフ弁 16, 18の入口圧力 Prl, Pr2 に基づき、油圧ポンプ 9， 10のレギユレ一夕 12, 13の制御圧力 Ps を設定しているので、運転中の油圧ボンプ 9， 10の流量を精度良く予測してレバ一操作直後あるいは微操作時のェンジン出力とポンプ吸収トルクとのバランスが崩れることなく、ェンジン予測回転速度 Nr に実回転速度 Ne を追従させることができ、エンジン回転速度の変動によ

14 る操作性の悪化を防止することができるという利点がある。

また、油圧ポンプ 9， 1 0 (具体的にはレギユレ一夕 1 2， 1 3 ) の制御にファジィ推論を用いることで口バスト性が付与されるとともに、油圧ポンプ吐出圧 Pp，総予測流量 Qの各範囲に対する各適合度 ]', μΛ と、実エンジン回転速度 Ne の予測回転速度 Nrに対する偏差 Δ ΝΘ の評価値 f (Δ Ne)とで学習的に制御出力 P s を演算するため、運転中の油圧ポンプ 9， 1 0の出力状態やエンジン回転速度の応答に応じて油圧ポンプ 9， 1 0の吸収トルクを操作することができる。すなわち、油圧ショベルの機種、個体差等により油圧ポンプ 9， 1 0の出力状態が変化したり、作業環境変化（例えば寒冷地、温暖地等）や燃料変化によりェンジン回転速度の動特性が変化しても、制御装置 2 1自身が制御出力 P s を設定する上での基礎となる後件部変数 Wijを学習するので、各油圧ショベルや作業環境に応じた油圧ポンプ 9、 1 0の制御が可能になる。したがって、油圧ショベルの機種や作業環境が異なっても、同じ制御装置（制御方法）で対応が可能になり、機種毎の制御パラメ一夕のチューニングや制御プログラムの変更作業が不用となる。

さらに、制御出力 P s を設定する上での入力値である油圧ポンプ吐出圧 Pp, 総予測流量 Qがどのように遷移するかは、操作レバー 1 9， 2 0の操作量ゃェンジン 1 1，ポンプ 9， 1 0の個体差及び機種等の特性変化によって異なるカ遷移範囲を網羅したメンバーシップ関数にしておくことにより、上記のような特性変化に最も適合した前件部条件が演算の対象になり、演算対象となった前件部条件に対応した後件部変数 Wij が評価値 f (A Ne)をゼロにすべく更新（学習）されるので、このような特性変化にも対応した油圧ポンプ 9， 1 0の制御を実現することもできる。なお、レバー操作直後の著しい過渡状態においては、操作後の経過時間により複数の区間に分割して、それぞれに対して後件部変数 Wijを用意し学習ゲイン設定部 5 5における評価関数 f ( A Ne)を設定するようにしてもよい。

次に本発明の第 2実施形態にかかる油圧ポンプの制御装置について説明する。本実施形態の油圧ポンプの制御装置は、上述の第 1実施形態と同様に図 1に示すような油圧ショベル等の油圧式建設機械に適用されるものであり、第 1実施形

15 態と同様の図 2に示すような油圧システムの構成を有している。本実施形態の油圧ポンプの制御装置は、第 1実施形態とは制御装置の機能（油圧ポンプの制御方法）に相違がある。ただし、図 3及び図 4に示すエンジン出力特性と目標回転速度との関係、図 5に示す油圧ポンプのレギュレー夕の特性は第 1実施形態と同様である。

以下、本実施形態の油圧ポンプの制御装置の構成について、制御装置の機能（油圧ポンプの制御方法）を中心に、第 1実施形態の図 2〜図 5に加えて図 9〜図 1 1を用いて説明する。本実施形態にかかる制御装置 2 1 ' は、図 9の制御演算ブロック図に示すように、第 1ポンプ吐出流量予測演算部 6 0 , 第 2ポンプ吐出流量予測演算部 6 1，総流量予測演算部 6 2，予測回転数演算部 6 3 , フィル夕 6 4，学習ゲイン設定部 6 5，前件部適合度演算部 6 6，後件部変数演算部 6 7，制御出力トルク演算部 6 8，制御圧力変換部 6 9をそなえている。なお、制御装置 2 1 ' は C P U, R AM, R OM等の要素により構成された一般的な電子制御装置であり、上記の各機能手段 5 0〜5 9は C P Uを動作させるプログラムを適宜設計することによって構成することができる。

各機能手段について説明すると、第 1ポンプ吐出流量予測演算部 6 0は、図 5 のレギユレ一夕特性を用いて、リリーフ弁 1 6の入口圧力 Prl，油圧ポンプ吐出圧 Pp及び前ステップの制御圧力 Ps より、第 1油圧ポンプ 9から吐出される圧油の流量 Q1を予測する手段である。

第 2ポンプ吐出流量予測演算部 6 1は、同様に図 5のレギユレ一夕特性を用いて、リリーフ弁 1 8の入口圧力 Pr2，油圧ポンプ吐出圧 Pp及び前ステップの制御圧力 P s より、第 2油圧ポンプ 1 0から吐出される圧油の流量 Q2 を予測する手段である。

総流量予測演算部 6 2は、第 1ボンプ吐出流量予測演算部 6 0，第 2ポンプ吐出流量予測演算部 6 1で演算された予測吐出流量 Ql， Q2 より、第 1実施形態と同様に式（4 ) を用いて総予測流量 Qを算出する手段である。なお、上記の第 1ポンプ吐出流量予測演算部 6 0，第 2ポンプ吐出流量予測演算部 6 1及び総流量予測演算部 6 2により吐出流量予測手段が構成されている。

予測回転速度演算部（予測回転速度演算手段） 6 3は、エンジンの回転速度を

16 予測する手段であり、図 5のレギユレ一夕特性を用いて油圧ポンプ吐出圧 Pp と総予測流量 Qとから油圧ポンプ 9, 10の吸収トルクを求め、さらに、求めたポンプ吸収トルクとバランスするエンジン出力を算出し、図 3のエンジン出力特'性とエンジン回転速度との関係から、エンジン 11の予測回転速度 Nr を算出するようになつている。

フィルタ 64は、エンジン予測回転速度 Nrがステップ上に変化した場合ゃノィズ成分を含む場合でも、エンジン実回転速度 Ne がエンジン予測回転速度 Nr にスムーズに追従できるように、エンジン予測回転速度 Nr に例えば「無だ時間 +—次遅れ」のようなフィルタ処理を施す手段である。

学習ゲイン設定部 65は、フィルタ処理されたエンジン予測回転速度 Nr とェンジン実回転速度 Ne との偏差 ΔΝΘ に学習ゲイン（定数の積、あるいは ANe の微分や積分演算、あるいはそれらの和でもよい）を作用させて回転速度偏差 Δ Neの評価値 f (ΔΝΘ)を算出する手段である。

上記の各機能手段 60〜 65の機能は、第 1実施形態の各機能手段 50〜 55 の機能と同じであり、制御手段 21 ' は、エンジン実回転速度 Ne をエンジン予測回転速度 Nr に追従させるベく、各機能手段 60〜65における処理によって導出された評価値 f(ANe)がゼロになるように制御圧力 Psを設定していくようになっている。そして、本実施形態でも制御圧力 Ps によるレギユレ一夕 12, 13の制御にフアジィ制御を用いているが、第 1実施形態とは、このフアジィ制御の制御方法が相違している。

詳述すると、本実施形態では、フアジィ制御の入力値として、フィル夕 64においてフィル夕処理されたエンジン予測回転速度の 1階微分値 d ΔΝ_Θ と 2階微分値 d²ANe とが前件部適合度演算部 66に入力されるようになっている。前件部適合度演算部（適合度演算手段） 66は、入力されたエンジン予測回転速度の 1階微分値 dANe及び 2階微分値 d²ANeのフアジィルールの前件部に対する適合度を算出する手段である。ここでは図 10に示すようなフアジィルールが用いられている。図 10において 1階微分値 dANe に対して NB, NM, 〜， PBと記述し、 2階微分値 d²ANe に対して NB， NM, 〜， PBと記述した部分がファジィルールの前件部に相当している。

17 適合度は、各前件部条件（NB, NM, 〜， PB) に対する入力値（1階微分値 dANe， 2階微分値 d²ANe) の合致度を定量的に表すものであるが、ここでは、図 11に示すようなメンバ一シップ関数を用いて定量化するようになっている。メンバーシップ関数としては、釣り鐘型や三角型等の種々のものが考えられるが、ここでは計算の容易さの観点から三角型のメンバーシップ関数を用いている。図 11は 1階微分値 dANe に関するメンバーシップ関数を示しており、例えば、「 i ί dANe i s NM」という前件部条件の場合、図 11中の N Mに対応するメンバーシップ関数を用い、入力された 1階微分値 dANeに対する前記メンバーシップ関数の値を求め、求めた値を前件部条件「 i f dANe i s NM」に対する適合度として定義する。他の前件部条件に対しても同様である。また、図示はしていないが、 2階微分値 d²ANe に対しても同様のメンバ —シップ関数を設定することにより、入力された 2階微分値 d²ANe の各前件部条件に対する適合度が求められる。

入力された 1階微分値 dANe, 2階微分値 d²ANe の各前件部条件に対する適合度が求められると、前件部適合度演算部 66では、各適合度の合成値を演算する。つまり、 1階微分値 dANe に対する前件部条件の各適合度を^ j [ j = 1〜7 (j =lがNBに、 j =2がNMに、 ·· ·、 j = 7が P Bに対応する）〕とし、 2階微分値 d²ANeに対する前件部条件の各適合度を i U =l〜7 (i = lがNBに、 i =2がNMに、 ·· ·、 i = 7が PBに対応する）〕として、第 1実施形態と同様に式（5) 或いは式（5' ) を用いて //iと/^ との合成値/ zij (i-l〜7， j =l〜7) を算出する。

後件部変数演算部（学習補正手段） 67は、図 10に示すフアジィルール中の後件部変数 Wijの値を演算する手段であり、フィル夕処理後のエンジン予測回転速度 Nr に対する実回転速度 Ne の偏差 ΔΝΘ に基づき学習ゲイン設定部 65で計算された評価値 f (ANe)と、前記の前件部適合度演算部 66から入力された適合度合成値 ij とに基づき、第 1実施形態と同様に式（6) を用いて各後件部変数 Wijを算出し学習補正するようになっている。算出された Wijは制御装置 2 1 ' 内の記憶手段に記憶されるようになっている。なお、後件部変数 Wijは、各アクセルダイヤルごとに用意されており、後件部変数演算部 67は、各アクセル

18 ダイャルごとに後件部変数 Wijの学習補正を行なうようになっている。

後件部変数演算部 6 7で算出された各後件部変数 Wijは、前件部適合度演算部 6 6で算出された各適合度合成値/ iij とともに制御出力トルク演算部 5 8に入力されるようになつている。制御出力トルク演算部 6 8は、油圧ポンプの出力トルク Tr を算出する手段であり、後件部変数 wij ( k) と適合度合成値 ij とから第 1実施形態と同様に加重平均の計算式（7 ) を用いて出力トルク Tr を算出するようになっている。そして、制御出力トルク演算部 6 8で算出された出力トルク Trは制御圧力変換部 6 9において制御圧力 Ps に変換され、電磁比例減圧弁 1 4に出力されるようになっている。上記の前件部適合度演算部 6 6 , 後件部変数演算部 6 7，制御出力トルク演算部 6 8及び制御庄力変換部 6 9によりレギュレー夕制御手段が構成されている。

本発明の第 2実施形態としての油圧ポンプの制御装置は上述のように構成されているので、本油圧ポンプの制御装置をそなえた油圧式建設機械の運転時には次のように動作する。まず、オペレータが操作レバー 1 9 , 2 0を操作すると、方向切換弁 1 5， 1 7が切り換えられて操作量に応じた圧油が油圧ポンプ 9， 1 0 から油圧ァクチユエ一夕 2 7 , 2 8に供給されるとともに、リリーフ弁 1 6， 1 8の入口圧力 Prl， Pr2 も操作レバ一 1 9， 2 0に応じて変化する。各入口圧力 Prl，？^ は圧カセンサ2 3， 2 4によりそれぞれ検出されて、制御装置 2 1へ出力される。

制御装置 2 1 ' は、各入口圧力 Prl， P r2 が入力されると、まず、第 1ボンプ吐出流量予測演算部 6 0，第 2ポンプ吐出流量予測演算部 6 1により、図 5のレギユレ一夕特性を用いて、各入口圧力 Prl， Pr2, 油圧ポンプ吐出圧 Pp及び前ステップの制御圧力 P s より、油圧ポンプ 9 , 1 0の吐出流量 Ql, Q2 を予測演算する。そして、総流量予測演算部 6 2により、式（4 ) を用いて総予測流量 Qを算出する。

次に、予測回転速度演算部 6 3により、図 5のレギユレ一夕特性を用いて、総予測流量 Qと油圧ポンプ吐出圧 Pp とから油圧ポンプ 9， 1 0の吸収トルクを求

3のエンジン出力特性とエンジン回転速度との関係から、ェンジン予測回転速度

19 Nr を算出する。そして、フィルタ 64により、算出したエンジン予測回転速度 Nr にフィル夕処理を施し、さらに、学習ゲイン設定部 65により、フィル夕処理したエンジン予測回転速度 Nr とエンジン実回転速度 Ne との偏差 ΔΝΘ に所定の学習ゲインを作用させて回転速度偏差 ΔΝΘの評価値 f (ANe)を算出する。また、制御装置 21 ' は、各入口圧力 Prl， Pr2 に基づく評価値 f (Δ Ne)の算出を行なうとともに、前件部適合度演算部 66により、図 10に示すフアジィルールの前件部に対するエンジン予測回転速度の 1階微分値 d ΔΝβ及び 2階微分値 d²ANe の適合度 ( j = 1〜7), ni ( i = 1〜7) を、図 1 1に示すようなメンバーシップ関数を用いて算出し、さらに、適合度合成値 ij ( i = l 〜7， j =l〜7) を式（5) 或いは式（5' ) を用いて算出する。そして、後件部変数演算部 67により、評価値 f (ANe)と適合度合成値// ij とに基づき、図 11に示すフアジィルール中の各後件部変数 Wijの値を式（6) を用いて修正 (学習）する。式（6) の第 2項は評価値 f(ANe)がゼロとなるまで変化するので、後件部変数 Wij の修正（学習）は評価値 f (ΔΝβ)がゼロとなるまで行なわれる。

後件部変数 Wijの修正（学習）が行なわれると、次に、制御出力トルク演算部 68により、後件部変数 Wij と適合度合成値 wij とから、式（7) を用いて出力トルク Tr を算出し、制御圧力変換部 69により制御圧力 Ps に変換して電磁比例減圧弁 14に出力する。電磁比例減圧弁 14に出力された制御圧力 Psは、電磁比例減圧弁 14において電油変換されてレギユレ一夕 12， 13に入力される。レギユレ一夕 12, 13は入力された制御圧力 Ps に応じて油圧ポンプ 9， 10 の斜板 9 a, 10 aを変位させ、この斜板 9 a， 10 aの斜板角変位に応じて油圧ポンプ 9， 10の吐出流量が変化する。

このように、本実施形態の油圧ポンプの制御装置によれば、第 1実施形態と同様に、エンジン回転速度 Ne, 油圧ポンプ吐出圧 Pp とともに操作レバ一 19， 20の操作量に相関するリリーフ弁 16， 18の入口圧力 Prl, Pr2に基づき、油圧ポンプ 9, 10のレギユレ一夕 12， 13の制御圧力 Ps を設定しているので、運転中の油圧ポンプ 9， 10の流量を精度良く予測してレバー操作直後あるいは微操作時のエンジン出力とポンプ吸収トルクとのバランスが崩れることなく、

20 エンジン予測回転速度 Nr に実回転速度 Ne を追従させることができ、エンジン回転速度の変動による操作性の悪化を防止することができるという利点がある。また、油圧ポンプ 9， 10 (具体的にはレギユレ一夕 12， 13) の制御にフアジィ推論を用いることで口バス卜性が付与されるとともに、エンジン予測回転速度の 1階微分値 dANe, 2階微分値 d²ANe に対する各適合度， i と、実エンジン回転速度 Neの予測回転速度 Nrに対する偏差 ANeの評価値 f (ΔΝ e)とで学習的に制御出力 Ps を演算するため、運転中の油圧ポンプ 9， 10の出力状態やエンジン回転速度の応答に応じて油圧ポンプ 9， 10の吸収トルクを操作することができ、第 1実施形態と同様に油圧ショベルの機種や作業環境が異なつても、同じ制御装置（制御方法）で対応が可能になり、機種毎の制御パラメ一夕のチューニングや制御プログラムの変更作業が不用となる。なお、本実施形態においてもレバー操作直後の著しい過渡状態においては、操作後の経過時間により複数の区間に分割して、それぞれに対して後件部変数 Wij を用意し学習ゲイン設定部 65における評価関数 f(ANe)を設定するようにしてもよい。

以上、本発明の実施形態を 2つ説明したが、本発明の実施の形態は上述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができる。例えば、上述の各実施形態では、リリーフ弁 16, 18 の入口圧力 Prl, Pr2 を操作レバ一 19， 20の操作量に相関する物理量として検出しているが、操作レバ一 19， 20の操作量自体を検出して吐出流量 Qの予測に用いるようにしてもよい。

また、上述の各実施形態では、フアジィルールの前件部条件を油圧ポンプ吐出圧 Pp及び総予測流量 Q、又は、エンジン予測回転速度の 1階微分値 dANe及び 2階微分値 d²ANe に対応して設定しているが、油圧システムの運転状態を示す物理量であれば上記物理量（Pp, Q, dANe, d²ANe) に限定されるものではない。また、より複数の物理量に対応してあるいは 1つの物理量に対応して前件部条件を設定してもよい。産業上の利用可能性

以上のように、本発明の油圧ポンプの制御装置は、エンジン，油圧ポンプ，油

21

Claims

圧ァクチユエ一夕等で構成される油圧システムを有する油圧式建設機械に用いるのに適している。 22 請求の範囲

1. エンジン（11) により油圧ポンプ（9， 10) を駆動して、操作手段（1 9， 20) により操作される油圧ァクチユエ一夕（27， 28) に作動油を供給する油圧システムにそなえられ、該油圧ポンプ（9， 10) の吸収トルクが該ェンジン（1 1) の出力とバランスするように該油圧ポンプ（9， 10) のレギュレー夕（12, 13) を制御する油圧ポンプの制御装置であって、

該エンジン（11) の回転速度を検出するエンジン回転速度検出手段（22) と、

該油圧ポンプ（9， 10) の吐出圧を検出する吐出圧検出手段（23) と、該操作手段（19， 20) の操作量若しくは該操作量に相関する物理量を検出する操作量検出手段（24， 25) と、

該吐出圧検出手段（23) の出力と該操作量検出手段（24, 25) の出力とに基づき該操作手段（19， 20) の操作に応じて該油圧ポンプ（9， 10) 力ら吐出される作動油の吐出流量を予測する吐出流量予測手段（50〜 52， 60 〜62) と、

該吐出流量予測手段（50〜52， 60〜62) で予測された吐出流量と該吐出圧検出手段（23) の出力とに基づき該油圧ポンプ（9， 10) の吸収トルクを算出し、算出した該油圧ポンプ（9, 10) の吸収トルクから該エンジン（1 1) の予測回転速度を演算する予測回転速度演算手段（53， 63) と、該予測回転速度演算手段（53， 63) で演算された予測回転速度と該ェンジン回転速度検出手段（22) で検出された実回転速度との偏差に基づき該レギュレー夕（12， 13) を制御するレギユレ一夕制御手段（56〜59， 66〜 6 9) とをそなえた

ことを特徴とする、油圧ポンプの制御装置。

2. 該レギユレ一夕制御手段（56〜59, 66〜69) が、フアジィ推論を用いて該レギユレ一夕を制御する手段であって、

該油圧システムの運転状態の範囲に対応して複数の前件部条件を定め、上記運

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