JP2000073812A - 油圧建設機械の油圧ポンプのトルク制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】油圧建設機械の油圧ポンプのトルク制御装置に
おいて、原動機の出力が低下した場合も、高負荷時にお
いて原動機の回転数の低下を少なくでき、しかもコント
ローラの限られた処理能力でできるだけ速い処理が行え
るようにする。 【解決手段】環境の変化によるエンジンの出力低下時
は、センサー７５〜８２の信号を入力し、補正ゲイン演
算部７０ｍ〜７０ｕ及びトルク補正値演算部７０ｖでト
ルク補正値ΔTFLを計算し、スピードセンシングトルク
偏差補正部７０ｉで偏差ΔTIからトルク補正値ΔTFLを
減じ、その値ΔTNLをポンプベーストルクTROに加算して
吸収トルクTR1を求め、ソレノイド制御弁３２に信号を
出力し、全馬力制御用のサーボ弁２２を制御して油圧ポ
ンプ１，２の最大吸収トルクを制御する。センサ７５〜
８２の信号は入力タイミング制御部９６ａ〜９６ｈによ
り予め定めた時間間隔でメモリに取り込む。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は油圧建設機械の油圧
ポンプのトルク制御装置に係わり、特に原動機としてデ
ィーゼルエンジンを備え、このエンジンにより回転駆動
される油圧ポンプから吐出される圧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
油圧建設機械の油圧ポンプのトルク制御装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】油圧ショベル等の油圧建設機械は、一般
に、原動機としてディーゼルエンジンを備え、このエン
ジンにより少なくとも１つの可変容量型の油圧ポンプを
回転駆動し、油圧ポンプから吐出される圧油により油圧
アクチュエータを駆動し、必要な作業を行っている。こ
のディーゼルエンジンにはアクセルレバー等の目標回転
数を指令する入力手段が備えられ、この目標回転数に応
じて燃料噴射量が制御され、回転数が制御される。

【０００３】このような油圧建設機械におけるエンジン
と油圧ポンプの制御に関して、特公昭６２−８６１８号
公報に「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。

【０００４】この制御の目的は、目標回転数に対して検
出された実エンジン回転数が低下した場合、油圧ポンプ
の負荷トルク（入力トルク）を低下させ、エンジン停止
を防止し、エンジンの出力を有効に利用することであ
る。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところで、エンジンの
出力低下は、エンジンを取り巻く環境で変わってくる。
例えば使用する場所が高地であった場合は、大気圧の低
下でエンジン出力トルクは低下する。

【０００６】エンジン負荷が軽いときは、燃料噴射装置
（ガバナ機構）のレギュレーション上の点がエンジン負
荷と出力トルクのマッチング点となり、環境の変化によ
るエンジンの出力低下に係わらずエンジン回転数は目標
回転数より少し高い、ガバナ機構のレギュレーション特
性線上の点となる。

【０００７】エンジン負荷が増加した場合、エンジン固
有のエンジン出力トルク特性で決まる目標回転数に対す
る出力トルクがエンジン負荷とのマッチング点となり、
このマッチング点においては、環境の変化によりエンジ
ン出力が低下すると、上記スピードセンシング制御はエ
ンジン回転数の低下に応じて油圧ポンプの吸収トルクを
低下させ、油圧ポンプの吸収トルクとエンジンの出力ト
ルクが等しくなった点でマッチングする。

【０００８】このため、上記従来技術では、エンジン負
荷の増加時は、環境の変化でエンジン出力が低下する
と、エンジン負荷が軽負荷から高負荷になるにつれてエ
ンジン回転数が大きく低下する。例えば油圧建設機械が
油圧ショベルであり、この油圧ショベルで標高の高いと
ころで掘削作業をしようとする場合、バケットが空の状
態ではエンジン回転数はオペレータの入力した目標回転
数よりやや高めとなるが、土砂を掘削するとエンジン回
転数が大幅に低下する。

【０００９】これによって騒音やエンジン回転数からく
る車体の振動が変化し、作業者に疲労感を訴える。

【００１０】一方、油圧ショベル等の油圧建設機械にあ
っては、コントローラを搭載する場合、コントローラの
搭載スペースは限られており、コントローラの処理能力
（容量）もそれに応じて制限される。このため、コント
ローラにプログラムを組み込む場合、コントローラの限
られた処理能力でできるだけ速い処理が行えるようにす
る必要がある。特に、コントローラに新たな機能を付加
する場合は、他の処理があっても速い処理が行えるよう
にする必要がある。

【００１１】本発明の目的は、環境の変化で原動機の出
力が低下した場合も、高負荷時において原動機の回転数
の低下を少なくでき、しかもコントローラの限られた処
理能力でできるだけ速い処理が行える油圧建設機械の油
圧ポンプのトルク制御装置を提供することである。

【００１２】

【課題を解決するための手段】（１）上記目的を達成す
るために、本発明は、原動機と、この原動機によって駆
動される可変容量油圧ポンプと、前記原動機の目標回転
数を指令する入力手段と、前記原動機の実回転数を検出
する第１検出手段と、前記目標回転数と実回転数の偏差
を算出しその偏差に基づいて前記油圧ポンプの最大吸収
トルクを制御するスピードセンシング制御手段とを備え
た油圧建設機械の油圧ポンプのトルク制御装置におい
て、前記原動機の環境に係わる状態量を検出する第２検
出手段と、前記第２検出手段の検出値に基づいて、前記
原動機の環境に係わる状態量毎に、予め定めた状態量と
原動機の出力変化の影響量との関係からそのときの状態
量の検出値に対応する出力変化の影響量を演算する個別
演算手段と、この個別演算手段の演算値に応じて前記油
圧ポンプの最大吸収トルクを補正するトルク補正手段
と、前記個別演算手段に設けられ、前記第２検出手段の
検出値を、前記原動機の環境に係わる状態量毎に予め定
められた時間間隔で入力する入力制御手段とを備えるも
のとする。

【００１３】ここで、第２検出手段が検出する原動機の
環境に係わる状態量とは、冷却水温、吸入空気温度、エ
ンジンオイル温度、排気温度、大気圧、吸気圧力、排気
圧力等がある。

【００１４】このように第２検出手段で原動機の環境に
関する状態量を検出し、この検出値に基づいてトルク補
正手段で油圧ポンプの最大吸収トルクを補正することに
より、環境の変化による原動機の出力低下分だけ油圧ポ
ンプの最大吸収トルクを予め減じることができ、環境の
変化により原動機の出力が低下しても最大トルクマッチ
ング点での原動機回転数は大きく低下しなくなり、原動
機回転数の低下の少ない良好な作業性を確保できる。

【００１５】また、入力制御手段で、第２検出手段の検
出値を、原動機の環境に係わる状態量毎に予め定められ
た時間間隔で入力することにより、検出値を常時入力す
る場合に比べて、検出値の入力に関する処理量が減る。
このため、コントローラの処理能力が限られていても、
比較的速い処理が行える。

【００１６】（２）上記（１）において、好ましくは、
前記入力制御手段は、前記予め定められた時間間隔で前
記第２検出手段の検出値をメモリに取り込む手段であ
り、前記個別演算手段は、そのメモリに取り込んだ検出
値を用いて前記出力変化の影響量を演算する。

【００１７】これにより検出値を常時メモリに取り込む
場合に比べて、検出値のメモリ取り込み量が減り、検出
値の入力に関する処理量が減る。

【００１８】（３）また、上記（１）において、好まし
くは、前記入力制御手段は、前記予め定められた時間間
隔で前記第２検出手段の検出値を前記個別演算手段に取
り込む手段であり、前記個別演算手段は、前記予め定め
られた時間間隔でその取り込んだ検出値を用いて前記出
力変化の影響量を演算し、その演算値をメモリに取り込
む手段を有する。

【００１９】これにより検出値を常時メモリに取り込み
かつその取り込んだ検出値を用いて出力変化の影響量を
常時演算する場合に比べて、検出値のメモリ取り込み量
及び出力変化の影響量の演算量が減り、更に速い処理が
行える。

【００２０】（４）更に、上記（１）において、好まし
くは、前記入力制御手段は、油圧建設機械の作業中の変
化が小さい状態量の検出値に対しては前記時間間隔を長
く設定し、油圧建設機械の作業中の変化が大きい状態量
の検出値に対しては前記時間間隔を短く設定する。

【００２１】このように油圧建設機械の作業中の変化が
小さい状態量の検出値に対しては時間間隔を長く設定し
て検出値を入力することにより、上記（１）で述べたよ
うに検出値の入力処理量が減ると共に、油圧建設機械の
作業中の変化が大きい状態量に対しては時間間隔を短く
設定して検出値を入力することにより、トルク補正手段
による最大吸収トルクの補正精度は維持される。

【００２２】（５）また、上記（１）において、好まし
くは、前記個別演算手段は、前記原動機の環境に係わる
状態量毎に、前記状態量と原動機の出力変化の影響量と
の関係として、状態量と原動機の出力変化の補正ゲイン
との関係が予め記憶してあり、この関係から前記出力変
化の影響量としてそのときの状態量の検出値に対応する
出力変化の補正ゲインを演算する。

【００２３】これにより個別演算手段は、原動機の環境
に係わる状態量毎に出力変化の影響量を補正ゲインとし
て演算し、トルク補正手段はその補正ゲインを用いて油
圧ポンプの最大吸収トルクを補正できる。

【００２４】（６）また、上記（１）において、好まし
くは、前記トルク補正手段は、前記個別演算手段の演算
値に応じて前記油圧ポンプのトルク補正値を求め、この
トルク補正値に基づいて前記油圧ポンプの最大吸収トル
クを補正する。

【００２５】このようにトルク補正手段で環境の変化に
よる原動機の出力低下分をトルク補正値として求めるこ
とにより、油圧ポンプの最大吸収トルクを補正できる。

【００２６】（７）上記（１）において、前記トルク補
正手段は、前記個別演算手段の演算値に応じて前記原動
機の回転数補正値を求め、この回転数補正値に基づいて
前記油圧ポンプの最大吸収トルクを補正してもよい。

【００２７】このようにトルク補正手段で環境の変化に
よる原動機の出力低下分を回転数補正値として求めて
も、油圧ポンプの最大吸収トルクを補正できる。

【００２８】（８）更に、上記（１）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、前記目標回
転数に応じてポンプベーストルクを計算すると共に、前
記回転数偏差に応じてスピードセンシングトルク偏差を
計算し、ポンプベーストルクにスピードセンシングトル
ク偏差分を加算して前記油圧ポンプの目標最大吸収トル
クとする第１手段と、この目標最大吸収トルクに基づい
て前記油圧ポンプの最大容量を制限制御する第２手段と
を有し、前記トルク補正手段は、前記個別演算手段の演
算値に応じて前記目標最大吸収トルクに対するトルク補
正値を計算する第３手段と、前記第１手段でポンプベー
ストルクにスピードセンシングトルク偏差を加算すると
きにこのトルク補正値を減じ、前記目標最大吸収トルク
を補正する第４手段とを有する。

【００２９】このように環境の変化による原動機の出力
低下分をトルク補正値として求め、ポンプベーストルク
からこのトルク補正値を減じて目標最大吸収トルクを補
正することにより、油圧ポンプの最大吸収トルクを補正
できる。

【００３０】（９）上記（１）において、前記スピード
センシング制御手段は、前記目標回転数に応じてポンプ
ベーストルクを計算すると共に、前記実回転数から前記
目標回転数を減じて前記回転数偏差を求め、この回転数
偏差に応じて前記ポンプベーストルクを補正し前記油圧
ポンプの目標最大吸収トルクとする第１手段と、この目
標最大吸収トルクに基づいて前記油圧ポンプの最大容量
を制限制御する第２手段とを有し、前記トルク補正手段
は、前記個別演算手段の演算値に基づいて前記目標回転
数に対する回転数補正値を計算する第３手段と、前記第
１手段で実回転数から目標回転数を減じるときに前記回
転数補正値を更に減じてもよい。

【００３１】このように環境の変化による原動機の出力
低下分を回転数補正値として求め、実回転数から回転数
補正値を更に減じることによっても、油圧ポンプの目標
最大吸収トルクを補正することができる。

【００３２】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を図面を
用いて説明する。以下の実施形態は、本発明を油圧ショ
ベルのエンジン・ポンプ制御装置に適用した場合のもの
である。

【００３３】まず、本発明の第１の実施形態を図１〜図
８により説明する。

【００３４】図１において、１及び２は例えば斜板式の
可変容量型の油圧ポンプであり、油圧ポンプ１，２の吐
出路３，４には図２に示す弁装置５が接続され、この弁
装置５を介して複数のアクチュエータ５０〜５６に圧油
を送り、これらアクチュエータを駆動する。

【００３５】９は固定容量型のパイロットポンプであ
り、パイロットポンプ９の吐出路９ａにはパイロットポ
ンプ９の吐出圧力を一定圧に保持するパイロットリリー
フ弁９ｂが接続されている。

【００３６】油圧ポンプ１，２及びパイロットポンプ９
は原動機１０の出力軸１１に接続され、原動機１０によ
り回転駆動される。１２は冷却ファン、１３は熱交換器
である。

【００３７】弁装置５の詳細を説明する。

【００３８】図２において、弁装置５は、流量制御弁５
ａ〜５ｄと流量制御弁５ｅ〜５ｉの２つの弁グループを
有し、流量制御弁５ａ〜５ｄは油圧ポンプ１の吐出路３
につながるセンタバイパスライン５ｊ上に位置し、流量
制御弁５ｅ〜５ｉは油圧ポンプ２の吐出路４につながる
センタバイパスライン５ｋ上に位置している。吐出路
３，４には油圧ポンプ１，２の吐出圧力の最大圧力を決
定するメインリリーフ弁５ｍが設けられている。

【００３９】流量制御弁５ａ〜５ｄ及び流量制御弁５ｅ
〜５ｉはセンタバイパスタイプであり、油圧ポンプ１，
２から吐出された圧油はこれらの流量制御弁によりアク
チュエータ５０〜５６の対応するものに供給される。ア
クチュエータ５０は走行右用の油圧モータ（右走行モー
タ）、アクチュエータ５１はバケット用の油圧シリンダ
（バケットシリンダ）、アクチュエータ５２はブーム用
の油圧シリンダ（ブームシリンダ）、アクチュエータ５
３は旋回用の油圧モータ（旋回モータ）、アクチュエー
タ５４はアーム用の油圧シリンダ（アームシリンダ）、
アクチュエータ５５は予備の油圧シリンダ、アクチュエ
ータ５６は走行左用の油圧モータ（左走行モータ）であ
り、流量制御弁５ａは走行右用、流量制御弁５ｂはバケ
ット用、流量制御弁５ｃは第１ブーム用、流量制御弁５
ｄは第２アーム用、流量制御弁５ｅは旋回用、流量制御
弁５ｆは第１アーム用、流量制御弁５ｇは第２ブーム
用、流量制御弁５ｈは予備用、流量制御弁５ｉは走行左
用である。即ち、ブームシリンダ５２に対しては２つの
流量制御弁５ｇ，５ｃが設けられ、アームシリンダ５４
に対しても２つの流量制御弁５ｄ，５ｆが設けられ、ブ
ームシリンダ５２とアームシリンダ５４のボトム側に
は、それぞれ、２つの油圧ポンプ１，２からの圧油が合
流して供給可能になっている。

【００４０】流量制御弁５ａ〜５ｉの操作パイロット系
を図３に示す。

【００４１】流量制御弁５ｉ，５ａは操作装置３５の操
作パイロット装置３９，３８からの操作パイロット圧TR
1,TR2及びTR3,TR4により、流量制御弁５ｂ及び流量制御
弁５ｃ，５ｇは操作装置３６の操作パイロット装置４
０，４１からの操作パイロット圧BKC,BKD及びBOD,BOUに
より、流量制御弁５ｄ，５ｆ及び流量制御弁５ｅは操作
装置３７の操作パイロット装置４２，４３からの操作パ
イロット圧ARC,ARD及びSW1,SW2により、流量制御弁５ｈ
は操作パイロット装置４４からの操作パイロット圧AU1,
AU2により、それぞれ切り換え操作される。

【００４２】操作パイロット装置３８〜４４は、それぞ
れ、１対のパイロット弁（減圧弁）３８ａ，３８ｂ〜４
４ａ，４４ｂを有し、操作パイロット装置３８，３９，
４４はそれぞれ更に操作ペダル３８ｃ，３９ｃ、４４ｃ
を有し、操作パイロット装置４０，４１は更に共通の操
作レバー４０ｃを有し、操作パイロット装置４２，４３
は更に共通の操作レバー４２ｃを有している。操作ペダ
ル３８ｃ，３９ｃ、４４ｃ及び操作レバー４０ｃ，４２
ｃを操作すると、その操作方向に応じて関連する操作パ
イロット装置のパイロット弁が作動し、操作量に応じた
操作パイロット圧が生成される。

【００４３】また、操作パイロット装置３８〜４４の各
パイロット弁の出力ラインにはシャトル弁６１〜６７が
接続され、これらシャトル弁６１〜６７には更にシャト
ル弁６８，６９，１００〜１０３が階層的に接続され、
シャトル弁６１，６３，６４，６５，６８，６９，１０
１により操作パイロット装置３８，４０，４１，４２の
操作パイロット圧の最高圧力が油圧ポンプ１の制御パイ
ロット圧PL1として検出され、シャトル弁６２，６４，
６５，６６，６７，６９，１００，１０２，１０３によ
り操作パイロット装置３９，４１，４２，４３，４４の
操作パイロット圧の最高圧力が油圧ポンプ２の制御パイ
ロット圧PL2として検出される。

【００４４】以上のような油圧駆動系に本発明の油圧ポ
ンプのトルク制御装置を備えたエンジン・ポンプ制御装
置が設けられている。以下、その詳細を説明する。

【００４５】図１において、油圧ポンプ１，２にはそれ
ぞれレギュレータ７，８が備えられ、これらレギュレー
タ７，８で油圧ポンプ１，２の容量可変機構である斜板
１ａ，２ａの傾転位置を制御し、ポンプ吐出流量を制御
する。

【００４６】油圧ポンプ１，２のレギュレータ７，８
は、それぞれ、傾転アクチュエータ２０Ａ，２０Ｂ（以
下、適宜２０で代表する）と、図３に示す操作パイロッ
ト装置３８〜４４の操作パイロット圧に基づいてポジテ
ィブ傾転制御をする第１サーボ弁２１Ａ，２１Ｂ（以
下、適宜２１で代表する）と、油圧ポンプ１，２の全馬
力制御をする第２サーボ弁２２Ａ，２２Ｂ（以下、適宜
２２で代表する）とを備え、これらのサーボ弁２１，２
２によりパイロットポンプ９から傾転アクチュエータ２
０に作用する圧油の圧力を制御し、油圧ポンプ１，２の
傾転位置が制御される。

【００４７】傾転アクチュエータ２０、第１及び第２サ
ーボ弁２１，２２の詳細を説明する。

【００４８】各傾転アクチュエータ２０は、両端に大径
の受圧部２０ａと小径の受圧部２０ｂとを有する作動ピ
ストン２０ｃと、受圧部２０ａ，２０ｂが位置する受圧
室２０ｄ，２０ｅとを有し、両受圧室２０ｄ，２０ｅの
圧力が等しいときは作動ピストン２０ｃは図示右方向に
移動し、これにより斜板１ａ又は２ａの傾転は小さくな
りポンプ吐出流量が減少し、大径側の受圧室２０ｄの圧
力が低下すると、作動ピストン２０ｃは図示左方向に移
動し、これにより斜板１ａ又は２ａの傾転が大きくなり
ポンプ吐出流量が増大する。また、大径側の受圧室２０
ｄは第１及び第２サーボ弁２１，２２を介してパイロッ
トポンプ９の吐出路９ａに接続され、小径側の受圧室２
０ｅは直接パイロットポンプ９の吐出路９ａに接続され
ている。

【００４９】ポジティブ傾転制御用の各第１サーボ弁２
１は、ソレノイド制御弁３０又は３１からの制御圧力に
より作動し油圧ポンプ１，２の傾転位置を制御する弁で
あり、制御圧力が高いときは弁体２１ａが図示右方向に
移動し、パイロットポンプ９からのパイロット圧を減圧
せずに受圧室２０ｄに伝達し、油圧ポンプ１又は２の傾
転を小さくし、制御圧力が低下するにしたがって弁体２
１ａがバネ２１ｂの力で図示左方向に移動し、パイロッ
トポンプ９からのパイロット圧を減圧して受圧室２０ｄ
に伝達し、油圧ポンプ１又は２の傾転を大きくする。

【００５０】全馬力制御用の各第２サーボ弁２２は、油
圧ポンプ１，２の吐出圧力とソレノイド制御弁３２から
の制御圧力により作動し、油圧ポンプ１，２の全馬力制
御をする弁であり、ソレノイド制御弁３２により油圧ポ
ンプ１，２の最大吸収トルクが制限制御される。

【００５１】即ち、油圧ポンプ１及び２の吐出圧力とソ
レノイド制御弁３２からの制御圧力が操作駆動部の受圧
室２２ａ，２２ｂ，２２ｃにそれぞれ導かれ、油圧ポン
プ１，２の吐出圧力の油圧力の和がバネ２２ｄの弾性力
と受圧室２２ｃに導かれる制御圧力の油圧力との差で決
まる設定値より低いときは、弁体２２ｅは図示右方向に
移動し、パイロットポンプ９からのパイロット圧を減圧
して受圧室２０ｄに伝達して油圧ポンプ１，２の傾転を
大きくし、油圧ポンプ１，２の吐出圧力の油圧力の和が
同設定値よりも高くなるにしたがって弁体２２ａが図示
左方向に移動し、パイロットポンプ９からのパイロット
圧を減圧せずに受圧室２０ｄに伝達し、油圧ポンプ１，
２の傾転を小さくする。また、ソレノイド制御弁３２か
らの制御圧力が低いときは、上記設定値を大きくし、油
圧ポンプ１，２の高めの吐出圧力から油圧ポンプ１，２
の傾転を減少させ、ソレノイド制御弁３２からの制御圧
力が高くなるにしたがって上記設定値を小さくし、油圧
ポンプ１，２の低めの吐出圧力から油圧ポンプ１，２の
傾転を減少させる。

【００５２】ソレノイド制御弁３０，３１，３２は駆動
電流SI1,SI2,SI3により作動する比例減圧弁であり、駆
動電流SI1,SI2,SI3が最小のときは、出力する制御圧力
が最高になり、駆動電流SI1,SI2,SI3が増大するに従っ
て出力する制御圧力が低くなるよう動作する。駆動電流
SI1,SI2,SI3は図４に示すコントローラ７０より出力さ
れる。

【００５３】原動機１０はディーゼルエンジンであり、
燃料噴射装置１４を備えている。この燃料噴射装置１４
はガバナ機構を有し、図４に示すコントローラ７０から
の出力信号による目標エンジン回転数NR1になるように
エンジン回転数を制御する。

【００５４】燃料噴射装置のガバナ機構のタイプは、コ
ントローラからの電気的な信号による目標エンジン回転
数になるよう制御する電子ガバナ制御装置や、機械式の
燃料噴射ポンプのガバナレバーにモータを連結し、コン
トローラからの指令値に基づいて目標エンジン回転数に
なるよう予め定められた位置にモータを駆動し、ガバナ
レバー位置を制御するような機械式ガバナ制御装置があ
る。本実施形態の燃料噴射装置１４はいずれのタイプも
有効である。

【００５５】原動機１０には、目標エンジン回転数をオ
ペレータが手動で入力する目標エンジン回転数入力部７
１が設けられ、図４に示すようにその目標エンジン回転
数NR0の入力信号がコントローラ７０に取り込まれ、コ
ントローラ７０から目標回転数NR1の信号が燃料噴射装
置１４へ出力され、原動機１０の回転数が制御される。
目標エンジン回転数入力部７１はポテンショメータのよ
うな電気的入力手段によって直接コントローラ７０に入
力するものであってよく、オペレータが基準となるエン
ジン回転数の大小を選択するものである。

【００５６】また、原動機１０の実回転数NE1を検出す
る回転数センサー７２と、油圧ポンプ１，２の制御パイ
ロット圧PL1,PL2を検出する圧力センサー７３，７４
（図３参照）が設けられている。

【００５７】更に、原動機１０の環境を検出するセンサ
ーとして、大気圧センサー７５、燃料温度センサー７
６、冷却水温度センサー７７、吸気温度センサー７８、
吸気圧力センサー７９、排気温度センサー８０、排気圧
力センサー８１、エンジンオイル温度センサー８２が設
けられ、それぞれ、大気圧センサー信号TA、燃料温度セ
ンサー信号TF、冷却水温度センサー信号TW、吸気温度セ
ンサー信号TI、吸気圧力センサー信号PI、排気温度セン
サー信号TO、排気圧力センサー信号PO、エンジンオイル
温度センサー信号TLを出力する。

【００５８】コントローラ７０の全体の信号の入出力関
係を図４に示す。コントローラ７０は上記のように目標
エンジン回転数入力部７１の目標エンジン回転数NR0の
信号を入力し、目標回転数NR1の信号を燃料噴射装置１
４へ出力し、原動機１０の回転数を制御する。

【００５９】また、コントローラ７０は、回転数センサ
ー７２の実回転数NE1の信号、圧力センサー７３，７４
のポンプ制御パイロット圧PL1,PL2の信号、環境センサ
ー７５〜８２の大気圧センサー信号TA、燃料温度センサ
ー信号TF、冷却水温度センサー信号TW、吸気温度センサ
ー信号TI、吸気圧力センサー信号PI、排気温度センサー
信号TO、排気圧力センサー信号PO、エンジンオイル温度
センサー信号TLを入力し、所定の演算処理を行って駆動
電流SI1,SI2,SI3をソレノイド制御弁３０〜３２に出力
し、油圧ポンプ１，２の傾転位置、即ち吐出流量を制御
する。

【００６０】コントローラ７０の油圧ポンプ１，２の制
御に関する処理機能を図５及び図６に示す。

【００６１】図５において、コントローラ７０は、ポン
プ目標傾転演算部７０ａ，７０ｂ、ソレノイド出力電流
演算部７０ｃ，７０ｄ、ベーストルク演算部７０ｅ、回
転数偏差演算部７０ｆ、トルク変換部７０ｇ、リミッタ
演算部７０ｈ、スピードセンシングトルク偏差補正部７
０ｉ、ベーストルク補正部７０ｊ、ソレノイド出力電流
演算部７０ｋの各機能を有している。

【００６２】ポンプ目標傾転演算部７０ａは、油圧ポン
プ１側の制御パイロット圧PL1の信号を入力し、これを
メモリに記憶してあるテーブルに参照させ、そのときの
制御パイロット圧PL1に応じた油圧ポンプ１の目標傾転
θR1を演算する。この目標傾転θR1はパイロット操作装
置３８，４０，４１，４２の操作量に対するポジティブ
傾転制御の基準流量メータリングであり、メモリのテー
ブルには制御パイロット圧PL1が高くなるに従って目標
傾転θR1も増大するようPL1とθR1の関係が設定されて
いる。

【００６３】ソレノイド出力電流演算部７０ｃは、θR1
に対してこのθR1が得られる油圧ポンプ１の傾転制御用
の駆動電流SI1を求め、これをソレノイド制御弁３０に
出力する。

【００６４】ポンプ目標傾転演算部７０ｂ、ソレノイド
出力電流演算部７０ｄでも、同様にポンプ制御パイロッ
ト圧PL2の信号から油圧ポンプ２の傾転制御用の駆動電
流ＳI2を算出し、これをソレノイド制御弁３１に出力す
る。

【００６５】ベーストルク演算部７０ｅは、目標エンジ
ン回転数NR0の信号を入力し、これをメモリに記憶して
あるテーブルに参照させ、そのときの目標エンジン回転
数NR0に応じたポンプベーストルクTROを算出する。メモ
リのテーブルには、目標エンジン回転数NR0が上昇する
に従ってポンプベーストルクTROが増大するようNR0とTR
Oの関係が設定されている。

【００６６】回転数偏差演算部７０ｆは、目標エンジン
回転数NR1と実エンジン回転数NE1の差の回転数偏差ΔN
を算出する。

【００６７】トルク変換部７０ｇは、回転数偏差ΔNに
スピードセンシングのゲインＫNを掛け、スピードセン
シングトルク偏差ΔTOを算出する。

【００６８】リミッタ演算部７０ｈは、スピードセンシ
ングトルク偏差ΔTOに上限下限リミッタを掛け、スピー
ドセンシングトルク偏差ΔT1とする。

【００６９】スピードセンシングトルク偏差補正部７０
ｉは、このスピードセンシングトルク偏差ΔT1から図６
の処理で求めたトルク補正値ΔTFLを減算し、トルク偏
差ΔTNLとする。

【００７０】ベーストルク補正部７０ｊは、ベーストル
ク演算部７０ｅで求めたポンプベーストルクTROにその
トルク偏差ΔTNLを加算し、吸収トルクTR1とする。この
TR1が油圧ポンプ１，２の目標最大吸収トルクとなる。

【００７１】ソレノイド出力電流演算部７０ｋは、TR1
に対してこのTR1が得られる油圧ポンプ１，２の最大吸
収トルク制御用のソレノイド制御弁３２の駆動電流SI3
を求め、これをソレノイド制御弁３２に出力する。

【００７２】このようにして駆動電流SI3を受けたソレ
ノイド制御弁３２は、前述したように油圧ポンプ１，２
の最大吸収トルクを制御する。

【００７３】図６において、コントローラ７０は、更
に、補正ゲイン演算部７０ｍ〜７０ｕ、トルク補正値演
算部７０ｖ、入力タイミング制御部９６ａ〜９６ｈ、メ
モリ入出力制御部９７ａ〜９７ｈの各機能を有してい
る。

【００７４】入力タイミング制御部９６ａは、図４に示
すタイマー８８の機能に基づき、予め定められた時間間
隔TTAで大気圧センサー信号TAをメモリ入出力制御部９
７ａに入力し、メモリ入出力制御部９７ａはその大気圧
センサー信号TAを大気圧センサーメモリー値MTAとして
メモリーに取り込む。

【００７５】補正ゲイン演算部７０ｍは、メモリーに取
り込まれた大気圧センサーメモリー値MTAをメモリ入出
力制御部９７ａを介して入力し、これを大気圧センサー
信号TAとして、メモリーに記憶してあるテーブルに参照
させ、大気圧センサー信号TAに応じた補正ゲインKTAを
演算する。この補正ゲインKTAは、予めエンジン単体の
特性に対して事前に把握した値を記憶したものである。
以下に記す他の補正ゲインも同様である。

【００７６】ここで、大気圧が下がるとエンジンの出力
は低下することから、メモリーのテーブルにはこれに対
応して、大気圧センサー信号TAが小さくなるにしたがっ
て補正ゲインKTAが大きくなるように、大気圧センサー
信号TAと補正ゲインKTAとの関係が設定されている。

【００７７】入力タイミング制御部９６ｂは、図４に示
すタイマー８８の機能に基づき、予め定められた時間間
隔TTFで燃料温度センサー信号TFをメモリ入出力制御部
９７ｂに入力し、メモリ入出力制御部９７ｂはその燃料
温度センサー信号TFを燃料温度センサーメモリー値MTF
としてメモリーに取り込む。

【００７８】補正ゲイン演算部７０ｎは、メモリーに取
り込まれた燃料温度センサーメモリー値MTFをメモリ入
出力制御部９７ｂを介して入力し、これを燃料温度セン
サー信号TFとして、メモリーに記憶してあるテーブルに
参照させ、そのときの燃料温度センサー信号TFに応じた
補正ゲインKTFを演算する。

【００７９】ここで、燃料温度が低い場合あるいは高い
場合は出力が低下することから、メモリーのテーブルに
はこれに対応して、燃料温度センサー信号TFが小さくな
るにしたがって補正ゲインKTFが大きくなり、かつ燃料
温度センサー信号TFが大きくなるにしたがって補正ゲイ
ンKTFが大きくなるように、燃料温度センサー信号TFと
補正ゲインKTFとの関係が設定されている。

【００８０】入力タイミング制御部９６ｃは、図４に示
すタイマー８８の機能に基づき、予め定められた時間間
隔TTWで冷却水温度センサー信号TWをメモリ入出力制御
部９７ｃに入力し、メモリ入出力制御部９７ｃはその冷
却水温度センサー信号TWを冷却水温度センサーメモリー
値MTWとしてメモリーに取り込む。

【００８１】補正ゲイン演算部７０ｐは、メモリーに取
り込まれた冷却水温度センサーメモリー値MTWをメモリ
入出力制御部９７ｃを介して入力し、これを冷却水温度
センサー信号TWとして、メモリーに記憶してあるテーブ
ルに参照させ、そのときの冷却水温度センサー信号TWに
応じた補正ゲインKTWを演算する。

【００８２】ここで、冷却水温度が低い場合あるいは高
い場合は出力が低下することから、メモリーのテーブル
にはこれに対応して、冷却水温度センサー信号TWが小さ
くなるにしたがって補正ゲインKTWが大きくなり、かつ
冷却水温度センサー信号TWが大きくなるにしたがって補
正ゲインKTWが大きくなるように、冷却水温度センサー
信号TWと補正ゲインKTWとの関係が設定されている。

【００８３】入力タイミング制御部９６ｄは、図４に示
すタイマー８８の機能に基づき、予め定められた時間間
隔TTIで吸気温度センサー信号TIをメモリ入出力制御部
９７ｄに入力し、メモリ入出力制御部９７ｄはその吸気
温度センサー信号TIを吸気温度センサーメモリー値MTI
としてメモリーに取り込む。

【００８４】補正ゲイン演算部７０ｑは、メモリーに取
り込まれた吸気温度センサーメモリー値MTIをメモリ入
出力制御部９７ｄを介して入力し、これを吸気温度セン
サー信号TIとして、メモリーに記憶してあるテーブルに
参照させ、そのときの吸気温度センサー信号TIに応じた
補正ゲインKTIを演算する。

【００８５】ここで、吸入空気温度が低い場合あるいは
高い場合は出力が低下することから、メモリーのテーブ
ルにはこれに対応して、吸気温度センサー信号TIが小さ
くなるにしたがって補正ゲインKTIが大きくなり、かつ
吸気温度センサー信号TIが大きくなるにしたがって補正
ゲインKTIが大きくなるように、吸気温度センサー信号T
Iと補正ゲインKTIとの関係が設定されている。

【００８６】入力タイミング制御部９６ｅは、図４に示
すタイマー８８の機能に基づき、予め定められた時間間
隔TPIで吸気圧力センサー信号PIをメモリ入出力制御部
９７ｅに入力し、メモリ入出力制御部９７ｅはその吸気
圧力センサー信号PIを吸気圧力センサーメモリー値MPI
としてメモリーに取り込む。

【００８７】補正ゲイン演算部７０ｒは、メモリーに取
り込まれた吸気圧力センサーメモリー値MPIをメモリ入
出力制御部９７ｅを介して入力し、これを吸気圧力セン
サー信号PIとして、メモリーに記憶してあるテーブルに
参照させ、そのときの吸気圧力センサー信号PIに応じた
補正ゲインKPIを演算する。

【００８８】ここで、吸入空気圧力が低い場合あるいは
高い場合は出力が低下することから、メモリーのテーブ
ルにはこれに対応して、吸気圧力センサー信号PIが小さ
くなるにしたがって補正ゲインKPIが大きくなり、かつ
吸気圧力センサー信号PIが大きくなるにしたがって補正
ゲインKPIが大きくなるように、吸気圧力センサー信号P
Iと補正ゲインKPIとの関係が設定されている。

【００８９】入力タイミング制御部９６ｆは、図４に示
すタイマー８８の機能に基づき、予め定められた時間間
隔TTOで排気温度センサー信号TOをメモリ入出力制御部
９７ｆに入力し、メモリ入出力制御部９７ｆはその排気
温度センサー信号TOを排気温度センサーメモリー値MTO
としてメモリーに取り込む。

【００９０】補正ゲイン演算部７０ｓは、メモリーに取
り込まれた排気温度センサーメモリー値MTOをメモリ入
出力制御部９７ｆを介して入力し、これを排気温度セン
サー信号TOとして、メモリーに記憶してあるテーブルに
参照させ、そのときの排気温度センサー信号TOに応じた
補正ゲインKTOを演算する。

【００９１】ここで、排気温度が低い場合あるいは高い
場合は出力が低下することから、メモリーのテーブルに
はこれに対応して、排気温度センサー信号TOが小さくな
るにしたがって補正ゲインKTOが大きくなり、かつ排気
温度センサー信号TOが大きくなるにしたがって補正ゲイ
ンKTOが大きくなるように、排気温度センサー信号TOと
補正ゲインKTOとの関係が設定されている。

【００９２】入力タイミング制御部９６ｇは、図４に示
すタイマー８８の機能に基づき、予め定められた時間間
隔TPOで排気圧力センサー信号POをメモリ入出力制御部
９７ｇに入力し、メモリ入出力制御部９７ｇはその排気
圧力センサー信号POを排気圧力センサーメモリー値MPO
としてメモリーに取り込む。

【００９３】補正ゲイン演算部７０ｔは、メモリーに取
り込まれた排気圧力センサーメモリー値MPOをメモリ入
出力制御部９７ｇを介して入力し、これを排気圧力セン
サー信号POとして、メモリーに記憶してあるテーブルに
参照させ、そのときの排気圧力センサー信号POに応じた
補正ゲインKPOを演算する。

【００９４】ここで、排気圧力が上昇するにつれて出力
は低下することから、メモリーのテーブルにはこれに対
応して、排気圧力センサー信号POが大きくなるにしたが
って補正ゲインKPOが大きくなるように、排気圧力セン
サー信号POと補正ゲインKPOとの関係が設定されてい
る。

【００９５】入力タイミング制御部９６ｈは、図４に示
すタイマー８８の機能に基づき、予め定められた時間間
隔TTLでエンジンオイル温度センサー信号TLをメモリ入
出力制御部９７ｈに入力し、メモリ入出力制御部９７ｈ
はそのエンジンオイル温度センサー信号TLをエンジンオ
イル温度センサーメモリー値MTLとしてメモリーに取り
込む。

【００９６】補正ゲイン演算部７０ｕは、メモリーに取
り込まれたエンジンオイル温度センサーメモリー値MTL
をメモリ入出力制御部９７ｈを介して入力し、これをエ
ンジンオイル温度センサー信号TLとして、メモリーに記
憶してあるテーブルに参照させ、そのときのエンジンオ
イル温度センサー信号TLに応じた補正ゲインKTLを演算
する。

【００９７】ここで、エンジンオイル温度が低い場合あ
るいは高い場合は出力が低下することから、メモリーの
テーブルにはこれに対応して、エンジンオイル温度セン
サー信号TLが小さくなるにしたがって補正ゲインKTLが
大きくなり、かつエンジンオイル温度センサー信号TLが
大きくなるにしたがって補正ゲインKTLが大きくなるよ
うに、エンジンオイル温度センサー信号TLと補正ゲイン
KTLとの関係が設定されている。

【００９８】以上において、時間間隔TTA，TTF，TTW，T
TI，TPI，TTO，TPO，TTLはそれぞれのセンサー信号の性
格を考慮し、作業中の変化が小さいセンサー信号値に対
しては短く設定され、作業中の変化が大きいセンサー信
号値に対しては長く設定されている。以下にその時間間
隔の一例を示す。

【００９９】TTA：１時間 TTF：１０〜２０分 TTW：１分 TTI：３０分 TPI：４０分 TTO：１０〜１００ｍｓ TPO：１０〜１００ｍｓ TTL：５分 トルク補正値演算部７０ｖは、上記の補正ゲイン演算部
７０ｍ〜７０ｕでそれぞれ演算した補正ゲインを重み付
けして、トルク補正値ΔTFLを算出する。この算出方法
は、予めエンジン固有の性能に対してそれぞれの補正ゲ
インに対する出力低下の量を事前に把握し、求めようと
するトルク補正値ΔTFLに対する基準のトルク補正値ΔT
Bを定数として内部に備える。更に、それぞれの補正ゲ
インの重み付けを予め把握し、その重み付けの補正分を
行列A,B,C,D,E,F,G,Hとしてコントローラ内部に備え
る。これらの値を用いて図６のトルク補正値演算ブロッ
クで示すような計算でトルク補正値ΔTFLを算出する。

【０１００】図６の計算式は一次式で表したが、その目
的は最終トルク補正値ΔTFLを算出することであるの
で、例えば２次式等で計算しても効果は同じである。

【０１０１】以上において、目標エンジン回転数入力部
７１は原動機（エンジン）１０の目標回転数を指令する
入力手段を構成し、回転数センサー７２は原動機の実回
転数を検出する第１検出手段を構成し、ベーストルク演
算部７０ｅ、回転数偏差演算部７０ｆ、トルク変換部７
０ｇ、リミッタ演算部７０ｈ、ベーストルク補正部７０
ｊ、ソレノイド出力電流演算部７０ｋ、ソレノイド制御
弁３２、第２サーボ弁２２Ａ，２２Ｂは、上記目標回転
数と実回転数の偏差を算出しその偏差に基づいて油圧ポ
ンプ１，２の最大吸収トルクを制御するスピードセンシ
ング制御手段を構成する。

【０１０２】また、環境センサー７５〜８２は、原動機
１０の環境に係わる状態量を検出する第２検出手段を構
成し、入力タイミング制御部９６ａ〜９６ｈ、メモリ入
出力制御部９７ａ〜９７ｈ、補正ゲイン演算部７０ｍ〜
７０ｕは、第２検出手段の検出値に基づいて、原動機１
０の環境に係わる状態量毎に、予め定めた状態量と原動
機の出力変化の影響量との関係からそのときの状態量の
検出値に対応する出力変化の影響量を演算する個別演算
手段を構成し、トルク補正値演算部７０ｖ、スピードセ
ンシングトルク偏差補正部７０ｉは、その個別演算手段
の演算値に応じて油圧ポンプ１，２の最大吸収トルクを
補正するトルク補正手段を構成する。

【０１０３】更に、入力タイミング制御部９６ａ〜９６
ｈは、上記個別演算手段に設けられ、上記第２検出手段
の検出値を、原動機１０の環境に係わる状態量毎に予め
定められた時間間隔で入力する入力制御手段を構成す
る。

【０１０４】そして、以上のスピードセンシング制御手
段、第２検出手段、個別演算手段、トルク補正手段、入
力制御手段は、本発明の油圧ポンプのトルク制御装置を
構成する。

【０１０５】次に、以上のように構成した本実施形態の
動作の特徴を説明する。

【０１０６】図７は本発明のトルク制御装置によるエン
ジン出力トルクとポンプ吸収トルクのマッチング点を示
す図である。図８は、比較のため、従来のトルク制御装
置によるエンジン出力トルクと油圧ポンプ吸収トルクの
マッチング点を示す図である。これらマッチング点は、
共に、目標回転数を一定とした場合でエンジンの出力ト
ルクが通常時と環境の変化による出力低下時のものであ
る。

【０１０７】ここで、従来のスピードセンシング制御と
しては、図５のスピードセンシングトルク偏差補正部７
０ｉがなく、リミッタ演算部７０ｈで得たスピードセン
シングトルク偏差ΔT1を直接ベーストルク補正部７０ｊ
にてポンプベーストルクTROに加算し、これを目標最大
吸収トルクとするものを想定する。

【０１０８】まず、エンジンの出力低下は、エンジンを
取り巻く環境で変わってくる。例えば使用する高度が高
地であった場合は、大気圧の低下でエンジン出力トルク
は曲線Ａから曲線Ｂのように低下する。

【０１０９】エンジン負荷（油圧ポンプの吸収トルク）
が軽いときは、燃料噴射装置（ガバナ機構）のレギュレ
ーション上の点がエンジン負荷と出力トルクのマッチン
グ点となり、目標回転数をＮaとした場合、軽負荷時に
はエンジンの出力低下に係わらずエンジン回転数は目標
回転数Ｎaより少し高い、ガバナ機構のレギュレーショ
ン特性線上の点Ｎa0となる。これは、図７の本実施形態
も図８の従来技術も同じである。

【０１１０】エンジン負荷が増加した場合、エンジン出
力トルク曲線Ａ，Ｂ上の点がエンジン負荷と出力トルク
のマッチング点となる。この点を最大トルクマッチング
点と呼ぶ。

【０１１１】通常出力時は、最大トルクマッチング点は
エンジン出力トルク曲線Ａ上の目標回転数Ｎaに対応す
る点Ｍaである。油圧ショベルの作業中に負荷が軽負荷
から高負荷になるにつれてエンジン回転数がＮa0からＮ
aに低下する。このことも、図７の本実施形態と図８の
従来技術とで同じである。

【０１１２】環境の変化によるエンジン出力低下時、従
来技術の場合は、スピードセンシング制御によりエンジ
ン回転数の低下（回転数偏差ΔNの増大）に応じて油圧
ポンプの吸収トルクを低下させる。このとき、エンジン
回転数の低下（回転数偏差ΔNの増大）に対するポンプ
最大吸収トルクの低下の割合は図５に示すトルク変換部
７０ｇのゲインＫで定まる。これをポンプ最大吸収トル
クのスピードセンシングゲインと呼ぶと、図８の「Ｃ」
の特性がこれに相当する。

【０１１３】従来のスピードセンシング制御では、図５
のスピードセンシングトルク偏差補正部７０ｉがないの
で、環境の変化でエンジン出力が低下しても、このスピ
ードセンシングゲインＣの特性は一定である。このた
め、エンジン負荷の増加時、エンジン出力が曲線Ａから
曲線Ｂに低下すると、スピードセンシング制御によりエ
ンジン回転数の低下に応じてゲインＣの特性に沿って油
圧ポンプの吸収トルクを低下させ、Ｍa1の点で油圧ポン
プの吸収トルクとエンジンの出力トルクが等しくなり、
マッチングする。即ち、マッチング点はＭaからＭa1に
移動する。

【０１１４】以上より、環境の変化でエンジン出力が低
下した場合は、油圧ショベルの作業中に負荷が軽負荷か
ら高負荷になるにつれてエンジン回転数がＮa0からＮa1
（＜Ｎa）に大きく低下する。

【０１１５】例えば標高の高いところで掘削作業をしよ
うとする場合、バケットが空の状態ではエンジン回転数
はオペレータの入力した目標回転数Ｎaよりやや高めの
Ｎa0となるが、土砂を掘削するとエンジン回転数がＮa1
へと低下する。

【０１１６】これによって騒音やエンジン回転数からく
る車体の振動が変化し、作業者に疲労感を訴える。

【０１１７】以上の従来技術に対し、本実施形態の場合
は、環境の変化によりエンジンの出力が低下すると、セ
ンサー７５〜８２がその環境の変化を検出し、補正ゲイ
ン演算部７０ｍ〜７０ｕ及びトルク補正値演算部７０ｖ
がその信号を入力してエンジン出力の低下をトルク補正
値ΔTFLとして推定し、スピードセンシングトルク偏差
補正部７０ｉ及びベーストルク補正部７０ｊでスピード
センシングトルク偏差ΔTIからトルク補正値ΔTFLを減
じたトルク偏差ΔTNLをポンプベーストルクTROに加算
し、吸収トルクTR1（目標最大吸収トルク）を求める処
理を行う。この処理は、環境の変化によるエンジンの出
力低下分をトルク補正値ΔTFLとして計算し、この分だ
けポンプベーストルクTROを減じることで目標最大吸収
トルクTR1を予め減じたことに相当し、エンジン出力の
低下に従って（トルク補正値ΔTFLの増加に従って）図
８に示すポンプ最大吸収トルクのスピードセンシングの
ゲインＣの特性はトルク補正値ΔTFLの分だけ下方に移
動する。

【０１１８】その結果、エンジン出力低下時のポンプ吸
収トルクとのマッチング点はＭa2点となり、エンジン回
転数は通常出力時のＮaと変わらず、エンジン回転数の
低下の少ない良好な作業性を確保できる。

【０１１９】また、本発明は、以上のように環境の変化
で原動機の出力が低下した場合も、高負荷時において、
原動機の回転数の低下を少なくしているが、このために
はセンサー７５〜８２という多数のセンサーが必要であ
る。このように多数のセンサがある場合、全てのセンサ
ーの信号をそのまま入力してメモリに取り込み、それに
よってトルク補正値を演算すると、コントローラ７０の
処理能力は限られているので、センサー信号のメモリの
取り込みに多くの時間を費やし、特にコントローラ７０
に他の処理機能が組まれている場合は、処理速度が遅く
なる。

【０１２０】しかし、センサー値はその検出対象である
環境状態量の種類によって性格が違っており、比教的変
動の大きいものと少ないものがある。例えば、大気圧は
油圧ショベルの作業中に大きく変化することはなく、そ
の結果センサー値は、作業中に大きく変動しない。吸気
温度、吸気圧力のセンサー値も同様である。一方、エン
ジンオイル温度は作業状態によって進展速度が一定でな
く、かつ作業中に大きく変動する。燃料温度、冷却水温
度、排気温度、排気圧力のセンサー値も同様である。

【０１２１】本実施形態では、このようなセンサー値の
性格の相違に着目し、それぞれのセンサー信号のメモリ
入出力制御部９７ａ〜９７ｈに対して、入力タイミング
制御部９６ａ〜９６ｈを設け、作業中の変化が小さいセ
ンサー値に対しては長い時間間隔でセンサー信号をメモ
リに取り込み、作業中の変化が大きいセンサー値に対し
ては短い時間間隔でセンサー信号をメモリに取り込むよ
うにしている。例えば、大気圧センサー７５、吸気温度
センサー７８、吸気圧力センサー７９のセンサー信号T
A，TI，PIに対しては、TTA：１時間、TTI：３０分、TP
I：４０分の時間間隔でセンサー信号をメモリに取り込
む。このため、通常の時間間隔で常時センサー信号TA，
TI，PIをメモリーに取り込む場合に比較してコントロー
ラ７０の処理量が減り、コントローラ７０に余裕がで
き、他の処理を行うような場合でも比較的速い処理が行
える。また、燃料温度センサー７６、冷却水温度センサ
ー７７、排気温度センサー８０、排気圧力センサー８
１、エンジンオイル温度センサー８２のセンサー信号T
F，TW，TO，PO，TLに対しては、TTF：１０〜２０分、TT
W：１分、TTO：１０〜１００ｍｓ、TPO：１０〜１００
ｍｓ、TTL：５分というように比較的短い時間間隔でセ
ンサー信号をメモリに取り込んでトルク補正すること
で、上記のように環境の変化で原動機の出力が低下した
場合の原動機の回転数の低下を少なくできる。

【０１２２】以上のように本実施形態によれば、環境の
変化でエンジン出力が低下した場合も、高負荷時におい
てエンジン回転数の低下を少なくでき、良好な作業性を
確保できる。

【０１２３】また、常に回転数偏差による油圧ポンプの
吸収トルクを制御するスピードセンシングは従来通り行
っており、急負荷がかかったときや予期せぬことによる
エンジンの出力低下に対してもエンジン停止を防止でき
る。

【０１２４】更に、スピードセンシング制御をしている
ので油圧ポンプの吸収トルクを予め余裕を持って設定す
る必要がなく、エンジン出力が従来通り有効に利用でき
る。例えば機器の性能のばらつきや径年変化等でエンジ
ン出力が低下しても高負荷時のエンジン停止を防止でき
る。

【０１２５】また、コントローラ７０の処理能力を有効
に使うことができるので、コントローラ７０の限られた
処理能力で、コントローラ７０で他の処理を行うような
場合でも比較的速い処理が行える。

【０１２６】なお、上記実施形態ではスピードセンシン
グトルク偏差補正部７０ｉでスピードセンシングトルク
偏差ΔTIからトルク補正値ΔTFLを減じたが、ベースト
ルク補正部７０ｊでトルク偏差ΔTNLからトルク補正値
ΔTFLを減じても良いことは、勿論である。

【０１２７】本発明の第２の実施形態を図９〜図１１に
より説明する。図中、図５〜図７に示すものと同等のも
のには同じ符号を付している。

【０１２８】図９において、コントローラは、ポンプ目
標傾転演算部７０ａ，７０ｂ、ソレノイド出力電流演算
部７０ｃ，７０ｄ、ベーストルク演算部７０ｅ、回転数
偏差演算部７０Ａｆ、トルク変換部７０ｇ、リミッタ演
算部７０ｈ、ベーストルク補正部７０ｊ、ソレノイド出
力電流演算部７０ｋの各機能を有している。

【０１２９】回転数偏差演算部７０Ａｆは、目標エンジ
ン回転数NR1と実エンジン回転数NE1の差を求め、更に図
１０の処理で求めた回転数補正値ΔNFLを減算し、回転
数偏差ΔNを算出する。

【０１３０】トルク変換部７０ｇでは、この回転数偏差
ΔNにスピードセンシングのゲインＫNを掛け、スピード
センシングトルク偏差ΔTOを算出した後、リミッタ演算
部７０ｈでスピードセンシングトルク偏差ΔTOに上限下
限リミッタを掛け、スピードセンシングトルク偏差ΔT1
とし、ベーストルク補正部７０ｊではこのスピードセン
シングトルク偏差ΔT1とポンプベーストルクTROとから
吸収トルクTR1（目標最大吸収トルク）を求める。

【０１３１】それ以外は、図５に示す第１の実施形態と
同じである。

【０１３２】図１０において、コントローラは、更に、
補正ゲイン演算部７０ｍ〜７０ｕ、回転数補正値演算部
７０Ａｖ、入力タイミング制御部９６ａ〜９６ｈ、メモ
リ入出力制御部９７ａ〜９７ｈの各機能を有している。

【０１３３】入力タイミング制御部９６ａ〜９６ｈ、メ
モリ入出力制御部９７ａ〜９７ｈ、補正ゲイン演算部７
０ｍ〜７０ｕでの処理は図６に示す第１の実施形態と同
じである。

【０１３４】回転数補正値演算部７０Ａｖは、補正ゲイ
ン演算部７０ｍ〜７０ｕでそれぞれ演算した補正ゲイン
を重み付けして、回転数補正値ΔNFLを算出する。この
算出方法は、予めエンジン固有の性能に対してそれぞれ
の補正ゲインに対する出力低下の量を事前に把握し、求
めようとする回転数補正値ΔNFLに対する基準の回転数
補正値ΔNBを定数として内部に備える。更に、それぞれ
の補正ゲインの重み付けを予め把握し、その重み付けの
補正分を行列A,B,C,D,E,F,G,Hとしてコントローラ内部
に備える。これらの値を用いて図１０の回転数補正値演
算ブロックで示すような計算で回転数補正値ΔTFLを算
出する。

【０１３５】この場合も、図６の計算式は例えば２次式
等で計算しても効果は同じである。

【０１３６】ソレノイド出力電流演算部７０ｊで生成さ
れた駆動電流SI3は図１に示すソレノイド制御弁３２に
出力され、前述したように油圧ポンプ１，２の最大吸収
トルクを制御する。

【０１３７】以上において、本実施形態では、入力タイ
ミング制御部９６ａ〜９６ｈ、メモリ入出力制御部９７
ａ〜９７ｈ、補正ゲイン演算部７０ｍ〜７０ｕは、第１
の実施形態と同様に、第２検出手段（環境センサー７５
〜８２）の検出値に基づいて、原動機１０の環境に係わ
る状態量毎に、予め定めた状態量と原動機の出力変化の
影響量との関係からそのときの状態量の検出値に対応す
る出力変化の影響量を演算する個別演算手段を構成し、
回転数補正値演算部７０Ａｖ、回転数偏差演算部７０Ａ
ｆは、その個別演算手段の演算値に応じて油圧ポンプ
１，２の最大吸収トルクを補正するトルク補正手段を構
成する。

【０１３８】以上のように構成した本実施形態において
は、環境の変化によるエンジンの出力低下時は、センサ
ー７５〜８２の信号を入力して補正ゲイン演算部７０ｍ
〜７０ｕ及び回転数補正値演算部７０Ａｖでエンジン出
力の低下を回転数補正値ΔNFLとして推定し、回転数偏
差演算部７０Ａｆで目標エンジン回転数NR1と実エンジ
ン回転数NE1の偏差から更に回転数補正値ΔNFLを減じ、
この減じた回転数偏差ΔNからスピードセンシングトル
ク偏差ΔTNLを求め、吸収トルクTR1（目標最大吸収トル
ク）を求める処理を行う。この処理は、環境の変化によ
るエンジンの出力低下分を回転数補正値ΔNFLとして計
算し、この分だけ目標エンジン回転数NROを減じること
で目標最大吸収トルクTR1を予め減じたことに相当し、
エンジン出力の低下に従って（回転数補正値ΔTFLの増
加に従って）図１１に示すポンプ最大吸収トルクのスピ
ードセンシングのゲインＣの特性は回転数補正値ΔNFL
の分だけ図示左方に移動する。

【０１３９】その結果、エンジン出力低下時のポンプ吸
収トルクとのマッチング点は、図７に示す第１の実施形
態と同様、Ｍa2点となり、エンジン回転数は通常出力時
のＮaと変わらない。

【０１４０】従って、本実施形態によって、エンジン回
転数の低下の少ない良好な作業性を確保できると共に、
スピードセンシング制御により急負荷がかかったときや
予期せぬことによるエンジンの出力低下に対してもエン
ジン停止を防止できるなど、第１の実施形態と同様の効
果が得られる。

【０１４１】また、本実施形態でも、それぞれのセンサ
ー信号のメモリ入出力制御部９７ａ〜９７ｈに対して入
力タイミング制御部９６ａ〜９６ｈを設け、作業中の変
化が小さいセンサー値に対しては長い時間間隔でセンサ
ー信号をメモリに取り込み、作業中の変化が大きいセン
サー値に対しては短い時間間隔でセンサー信号をメモリ
に取り込むようにしたので、コントローラ７０に余裕が
でき、速い処理が行える。

【０１４２】なお、上記実施形態では回転数偏差演算部
７０Ａｆで目標エンジン回転数NR1と実エンジン回転数N
E1の偏差から更に回転数補正値ΔNFLを減じたが、これ
は目標エンジン回転数NR1に回転数補正値ΔNFLを加算し
たものを実エンジン回転数NE1から減じたことと同じで
あり、目標エンジン回転数NR1に回転数補正値ΔNFLを加
算する手段を設け、回転数偏差演算部７０Ａｆではこの
加算値を実エンジン回転数NE1から減じても良い。

【０１４３】本発明の第３の実施形態を図１２により説
明する。本実施形態は、センサー値の処理に関し、更に
コントローラの処理量を減らすものである。図中、図６
に示した機能と同等のものには同じ符号を付している。

【０１４４】図１２において、本実施形態に係わるコン
トローラは、補正ゲイン演算部７０ｍ〜７０ｕ、トルク
補正値演算部７０ｖ、入力タイミング制御部９６ａ〜９
６ｈ、メモリ入出力制御部９７ａ〜９７ｈに加え、更に
演算タイミング制御部９８ａ〜９８ｈ及びメモリ入出力
制御部９９ａ〜９９ｈの各機能を有している。

【０１４５】補正ゲイン演算部７０ｍ〜７０ｕ、トルク
補正値演算部７０ｖ、入力タイミング制御部９６ａ〜９
６ｈ、メモリ入出力制御部９７ａ〜９７ｈでの処理は図
６に示した第１の実施形態と同じである。

【０１４６】演算タイミング制御部９８ａは、図４に示
すタイマー８８の機能に基づき予め定めた時間間隔TTA
で補正ゲイン演算部７０ｍを起動し、補正ゲイン演算部
７０ｍはその時間間隔TTAで、メモリーに取り込まれた
大気圧センサーメモリー値MTAをメモリ入出力制御部９
７ａを介して入力し、これを大気圧センサー信号TAとし
て補正ゲインKTAを演算する。演算タイミング制御部９
８ｂ〜９８ｈも同様に、図４に示すタイマー８８の機能
に基づき予め定めた時間間隔TTF，TTW，TTI，TPI，TT
O，TPO，TTLで補正ゲイン演算部７０ｎ〜７０ｕを起動
し、補正ゲイン演算部７０ｎ〜７０ｕはその時間間隔TT
F，TTW，TTI，TPI，TTO，TPO，TTLで、メモリーに取り
込まれたそれぞれのセンサーメモリー値MTF，MTW，MT
I，MPI，MTO，MPO，MTLをメモリ入出力制御部９７ｂ〜
９７ｈを介して入力し、これをそれぞれのセンサー信号
TF，TW，TI，PI，TO，PO，TLとして補正ゲインKTF，KT
W，KTI，KPI，KTO，KPO，KTLを演算する。

【０１４７】メモリ入出力制御部９９ａは、補正ゲイン
演算部７０ｍで計算した補正ゲインKTAの値を補正ゲイ
ンメモリー値MKTAとしてメモリーに取り込む。メモリ入
出力制御部９９ｂ〜９９ｈも同様に、補正ゲイン演算部
７０ｎ〜７０ｕで計算した補正ゲインKTF，KTW，KTI，K
PI，KTO，KPO，KTLの値を補正ゲインメモリー値MKTF，M
KTW，MKTI，MKPI，MKTO，MKPO，MKTLとしてメモリーに
取り込む。

【０１４８】トルク補正値演算部７０ｖは、メモリーに
取り込まれた補正ゲインメモリー値MKTA，MKTF，MKTW，
MKTI，MKPI，MKTO，MKPO，MKTLを補正ゲインLTA，KTF，
KTW，KTI，KPI，KTO，KPO，KTLとしてメモリ入出力制御
部９９ａ〜９９ｈを介して入力し、補正ゲインの重み付
けをしてトルク補正値ΔTFLを算出する。

【０１４９】以上のように構成した本実施形態によれ
ば、補正ゲイン演算部７０ｍ〜７０ｕは予め定めた時間
間隔で演算を行うので、コントローラの処理量が更に減
少し、コントローラの処理能力を更に有効に使うことが
でき、コントローラの処理速度を更に速くできる。

【０１５０】

【発明の効果】本発明によれば、環境の変化で原動機の
出力が低下した場合も、高負荷時において、原動機の回
転数の低下を少なくでき、良好な作業性が確保できる。

【０１５１】また、スピードセンシング制御は従来通り
行っているので、急負荷がかかったときや予期せぬこと
による原動機の出力低下に対しても原動機の停止を防止
できる。

【０１５２】更に、スピードセンシング制御をしている
ので油圧ポンプの吸収トルクを予め余裕を持って設定す
る必要がなく、原動機出力が従来通り有効に利用でき
る。例えば機器の性能のばらつきや径年変化等で原動機
出力が低下しても高負荷時の原動機の停止を防止でき
る。

【０１５３】また、本発明によれば、コントローラの処
理能力を有効に使うことができるので、コントローラの
限られた処理能力で比較的速い処理が行える。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施形態による油圧ポンプのト
ルク制御装置を備えたエンジン・ポンプ制御装置を示す
図である。

【図２】図１に示す油圧ポンプに接続された弁装置及び
アクチュエータの油圧回路図である。

【図３】図２に示す流量制御弁の操作パイロット系を示
す図である。

【図４】図１に示すコントローラの入出力関係を示す図
である。

【図５】コントローラの処理機能の一部を示す機能ブロ
ック図である。

【図６】コントローラの処理機能の他の一部を示す機能
ブロック図である。

【図７】第１の実施形態によるスピードセンシング制御
によるエンジン出力トルクとポンプ吸収トルクのマッチ
ング点を示す図である。

【図８】従来のスピードセンシング制御によるエンジン
出力トルクとポンプ吸収トルクのマッチング点を示す図
である。

【図９】本発明の第２の実施形態によるコントローラの
処理機能の一部を示す機能ブロック図である。

【図１０】コントローラの処理機能の他の一部を示す機
能ブロック図である。

【図１１】第２の実施形態によるスピードセンシング制
御によるエンジン出力トルクとポンプ吸収トルクのマッ
チング点を示す図である。

【図１２】本発明の第３の実施形態によるコントローラ
の処理機能の一部を示す機能ブロック図である。

【符号の説明】

１，２ 油圧ポンプ １ａ，２ａ 斜板 ５ 弁装置 ７，８ レギュレータ １０ 原動機 １４ 燃料噴射装置 ２０Ａ，２０Ｂ 傾転アクチュエータ ２１Ａ，２１Ｂ 第１サーボ弁 ２２Ａ，２２Ｂ 第２サーボ弁 ３０〜３２ ソレノイド制御弁 ３８〜４４ 操作パイロット装置 ５０〜５６ アクチュエータ ７０ コントローラ ７０ａ，７０ｂ ポンプ目標傾転演算部 ７０ｃ，７０ｄ ソレノイド出力電流演算部 ７０ｅ ベーストルク演算部 ７０ｆ 回転数偏差演算部 ７０Ａｆ 回転数偏差演算部 ７０ｇ トルク変換部 ７０ｈ リミッタ演算部 ７０ｉ スピードセンシングトルク偏差補正部 ７０ｊ ベーストルク補正部 ７０ｋ ソレノイド出力電流演算部 ７０ｍ〜７０ｕ 補正ゲイン演算部 ７０ｖ トルク補正値演算部 ７０Ａｖ 回転数補正値演算部 ７１ 目標エンジン回転数入力部 ７２ 回転数センサー ７３，７４ 圧力センサー ７５ 大気圧センサー ７６ 燃料温度センサー ７７ 冷却水温度センサー ７８ 吸気温度センサー ７９ 吸気圧力センサー ８０ 排気温度センサー ８１ 排気圧力センサー ８２ エンジンオイル温度センサー ８８ タイマー ９６ａ〜９６ｈ 入力タイミング制御部 ９７ａ〜９７ｈ メモリ入出力制御部 ９８ａ〜９８ｈ 演算タイミング制御部 ９９ａ〜９９ｈ メモリ入出力制御部

フロントページの続き Ｆターム(参考） 2D003 AA01 AB05 AB06 BA02 BB01 CA04 DA03 DA04 DB02 DB03 DB06 DB08 3G093 AA10 AA15 AB01 BA05 DA01 DA02 DA03 DA04 DA05 DB07 DB08 DB23 EB05 EB06 FA02 FA10 FA11 FB05 3H045 AA04 AA10 AA15 AA24 AA33 AA34 BA02 BA12 BA14 BA19 CA03 DA09 DA14 DA25 DA40 DA42 DA49 DA50 EA13 EA23 EA26 EA35 EA38 EA46

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】原動機と、この原動機によって駆動される
   可変容量油圧ポンプと、前記原動機の目標回転数を指令
   する入力手段と、前記原動機の実回転数を検出する第１
   検出手段と、前記目標回転数と実回転数の偏差を算出し
   その偏差に基づいて前記油圧ポンプの最大吸収トルクを
   制御するスピードセンシング制御手段とを備えた油圧建
   設機械の油圧ポンプのトルク制御装置において、 前記原動機の環境に係わる状態量を検出する第２検出手
   段と、 前記第２検出手段の検出値に基づいて、前記原動機の環
   境に係わる状態量毎に、予め定めた状態量と原動機の出
   力変化の影響量との関係からそのときの状態量の検出値
   に対応する出力変化の影響量を演算する個別演算手段
   と、 この個別演算手段の演算値に応じて前記油圧ポンプの最
   大吸収トルクを補正するトルク補正手段と、 前記個別演算手段に設けられ、前記第２検出手段の検出
   値を、前記原動機の環境に係わる状態量毎に予め定めら
   れた時間間隔で入力する入力制御手段とを備えることを
   特徴とする油圧建設機械の油圧ポンプのトルク制御装
   置。
2. 【請求項２】請求項１記載の油圧建設機械の油圧ポンプ
   のトルク制御装置において、前記入力制御手段は、前記
   予め定められた時間間隔で前記第２検出手段の検出値を
   メモリに取り込む手段であり、前記個別演算手段は、そ
   のメモリに取り込んだ検出値を用いて前記出力変化の影
   響量を演算することを特徴とする油圧建設機械の油圧ポ
   ンプのトルク制御装置。
3. 【請求項３】請求項１記載の油圧建設機械の油圧ポンプ
   のトルク制御装置において、前記入力制御手段は、前記
   予め定められた時間間隔で前記第２検出手段の検出値を
   前記個別演算手段に取り込む手段であり、前記個別演算
   手段は、前記予め定められた時間間隔でその取り込んだ
   検出値を用いて前記出力変化の影響量を演算し、その演
   算値をメモリに取り込む手段を有することを特徴とする
   油圧建設機械の油圧ポンプのトルク制御装置。
4. 【請求項４】請求項１記載の油圧建設機械の油圧ポンプ
   のトルク制御装置において、前記入力制御手段は、油圧
   建設機械の作業中の変化が小さい状態量の検出値に対し
   ては前記時間間隔を長く設定し、油圧建設機械の作業中
   の変化が大きい状態量の検出値に対しては前記時間間隔
   を短く設定することを特徴とする油圧建設機械の油圧ポ
   ンプのトルク制御装置。
5. 【請求項５】請求項１記載の油圧建設機械の油圧ポンプ
   のトルク制御装置において、前記個別演算手段は、前記
   原動機の環境に係わる状態量毎に、前記状態量と原動機
   の出力変化の影響量との関係として、状態量と原動機の
   出力変化の補正ゲインとの関係が予め記憶してあり、こ
   の関係から前記出力変化の影響量としてそのときの状態
   量の検出値に対応する出力変化の補正ゲインを演算する
   ことを特徴とする油圧建設機械の油圧ポンプのトルク制
   御装置。
6. 【請求項６】請求項１記載の油圧建設機械の油圧ポンプ
   のトルク制御装置において、前記トルク補正手段は、前
   記個別演算手段の演算値に応じて前記油圧ポンプのトル
   ク補正値を求め、このトルク補正値に基づいて前記油圧
   ポンプの最大吸収トルクを補正することを特徴とする油
   圧建設機械の油圧ポンプのトルク制御装置。
7. 【請求項７】請求項１記載の油圧建設機械の油圧ポンプ
   のトルク制御装置において、前記トルク補正手段は、前
   記個別演算手段の演算値に応じて前記原動機の回転数補
   正値を求め、この回転数補正値に基づいて前記油圧ポン
   プの最大吸収トルクを補正することを特徴とする油圧建
   設機械の油圧ポンプのトルク制御装置。
8. 【請求項８】請求項１記載の油圧建設機械の油圧ポンプ
   の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、前記目標回転数に
   応じてポンプベーストルクを計算すると共に、前記回転
   数偏差に応じてスピードセンシングトルク偏差を計算
   し、ポンプベーストルクにスピードセンシングトルク偏
   差分を加算して前記油圧ポンプの目標最大吸収トルクと
   する第１手段と、この目標最大吸収トルクに基づいて前
   記油圧ポンプの最大容量を制限制御する第２手段とを有
   し、 前記トルク補正手段は、前記個別演算手段の演算値に応
   じて前記目標最大吸収トルクに対するトルク補正値を計
   算する第３手段と、前記第１手段でポンプベーストルク
   にスピードセンシングトルク偏差を加算するときにこの
   トルク補正値を減じ、前記目標最大吸収トルクを補正す
   る第４手段とを有することを特徴とする油圧建設機械の
   油圧ポンプのトルク制御装置。
9. 【請求項９】請求項１記載の油圧建設機械の油圧ポンプ
   の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、前記目標回転数に
   応じてポンプベーストルクを計算すると共に、前記実回
   転数から前記目標回転数を減じて前記回転数偏差を求
   め、この回転数偏差に応じて前記ポンプベーストルクを
   補正し前記油圧ポンプの目標最大吸収トルクとする第１
   手段と、この目標最大吸収トルクに基づいて前記油圧ポ
   ンプの最大容量を制限制御する第２手段とを有し、 前記トルク補正手段は、前記個別演算手段の演算値に基
   づいて前記目標回転数に対する回転数補正値を計算する
   第３手段と、前記第１手段で実回転数から目標回転数を
   減じるときに前記回転数補正値を更に減じることを特徴
   とする油圧建設機械の油圧ポンプのトルク制御装置。