WO2018061128A1

WO2018061128A1 - 作業機械のポンプ制御システム

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Publication number: WO2018061128A1
Application number: PCT/JP2016/078716
Authority: WO
Inventors: 真司西川; 井村　進也; 秀一森木; 裕昭天野
Original assignee: 日立建機株式会社
Priority date: 2016-09-28
Filing date: 2016-09-28
Publication date: 2018-04-05
Also published as: US20190112786A1; CN108138807A; EP3521637A4; KR20180051502A; EP3521637A1; JP6475393B2; JPWO2018061128A1; US10450726B2; CN108138807B; KR102035608B1; EP3521637B1

Abstract

油圧ポンプの制限馬力（Ｆ）を規定する第１付勢力と油圧ポンプの吐出圧による第２付勢力を対向してスプールに作用させ、制限馬力（Ｆ）を超えないようにポンプ流量を制御するポンプ馬力制御弁（２２）と、操作圧（ｐｘ）及び負荷圧（ｐｙ）に基づいて目標ポンプ流量を演算する目標ポンプ流量演算部（４２）と、操作圧（ｐｘ）に対応付けた関係から操作圧（ｐｘ）に対応する要求馬力（Ｆｒｅｑ）を演算し、要求馬力（Ｆｒｅｑ）に基づいて目標馬力（Ｆｔａｒ）を演算する目標馬力演算部（４１）と、ポンプ馬力制御弁（２２）で規定される制限馬力（Ｆ）で目標ポンプ流量（Ｑｔａｒ）が吐出されるようにポンプ馬力制御弁（２２）を制御するポンプ馬力制御部（３５）とを備える。

Description

作業機械のポンプ制御システム

　本発明は、油圧ショベル等の作業機械のポンプ制御システムに関し、特に斜軸式の油圧ポンプの流量制御（容量制御）を行う作業機械のポンプ制御システムに係る。

　油圧ショベル等の作業機械には、操作装置の操作に応じてレギュレータ（ポンプ流量制御弁）を制御することでポンプ流量をポジティブに制御するポンプ流量制御装置を採用したものがある。この種のポンプ流量制御装置には、パイロット操作式の操作装置の操作圧でポンプ流量制御弁を直接制御するものの他、操作圧に基づいてコントローラによって目標ポンプ流量を決定してポンプ流量制御弁を制御するものもある（特許文献１等参照）。

特開２０１４－１９０５１６号公報

　ポンプ流量制御弁を直接操作圧で制御する場合、ポンプ流量の制御特性に操作装置の油圧的な特性が強く反映されるが、コントローラを用いてポンプ流量制御弁を制御する場合、操作装置の特性とは違った流量制御特性が得られる利点がある。また、コントローラで目標ポンプ流量を演算する際、基礎情報にポンプ圧を加えれば目標馬力で制限された目標ポンプ流量を演算することが可能である。この場合、ポンプ圧に対するポンプ流量を明確に制御でき、馬力制御の精度も向上する。

　ところで、可変容量型の油圧ポンプの一つに斜軸式の油圧ポンプがあり、斜板式等の他方式の可変容量型の油圧ポンプに比べて高効率であるとされる。反面、容量が同程度の他方式の油圧ポンプに比べてシリンダブロックを含む可変容量機構が重く、操作量の変化に対する容量変化の応答が遅い傾向にある。そのため、斜軸式の油圧ポンプを対象としてコントローラによりポンプ流量制御弁を制御する場合、コントローラの指令に対する応答動作の遅れにより場面によっては圧力ハンチングが生じ易くなる。圧カハンチングが生じると、アクチュエータ動作の加速度の変動による操作性の低下、油圧ポンプやエンジンの過大トルクによる燃費の低下が生じ得る。

　本発明は、コントローラの指令に対するポンプ流量制御の応答性を向上させ、斜軸式の油圧ポンプの圧力ハンチングを抑制することができる作業機械のポンプ制御システムを提供することを目的とする。

　上記目的を達成するために、本発明は、被駆動部材を駆動する１つ以上のアクチュエータ、前記アクチュエータを駆動する圧油を吐出する可変容量型で斜軸式の油圧ポンプ、前記油圧ポンプから対応するアクチュエータに供給される圧油を制御する１つ以上のコントロールバルブ、操作に応じた操作圧を生成し対応するコントロールバルブに出力する１つ以上のパイロット操作式の操作装置、前記操作圧の元圧を生成するパイロットポンプ、対応する操作装置の操作圧を検出する１つ以上の操作圧センサ、及び前記油圧ポンプと前記アクチュエータとを接続する管路の圧力を負荷圧として検出する１つ以上の負荷圧センサを備えた作業機械のポンプ制御システムにおいて、前記油圧ポンプの制限馬力を規定する第１付勢力と前記油圧ポンプの吐出圧による第２付勢力を対向してスプールに作用させ、ポンプ吸収馬力が前記制限馬力を超えないように前記油圧ポンプの容量を制御するポンプ馬力制御弁と、１つ以上の前記操作圧センサで検出された操作圧及び前記負荷圧センサで検出された負荷圧に基づいて前記油圧ポンプの目標ポンプ流量を演算する目標ポンプ流量演算部と、対応する操作装置の操作圧に対応付けた関係から前記検出された操作圧に対応する要求馬力を演算し、前記要求馬力に基づいて目標馬力を演算する目標馬力演算部と、前記ポンプ馬力制御弁で規定される前記制限馬力で前記目標ポンプ流量が吐出されるように、前記目標ポンプ流量演算部で演算した目標ポンプ流量及び前記目標馬力演算部で演算した目標馬力に基づいて前記ポンプ馬力制御弁を制御するポンプ馬力制御部とを備えたことを特徴とする。

　本発明によれば、コントローラの指令に対するポンプ流量制御の応答性を向上させ、斜軸式の油圧ポンプの圧力ハンチングを抑制することができる。

本発明に係るポンプ制御システムを適用する作業機械の一例である油圧ショベルの外観構成を表す斜視図である。本発明の第１実施形態に係るポンプ制御システムを含む油圧システムの要部を表す回路図である。本発明の第１実施形態に係るポンプ制御システムに備えられたレギュレータの構成を関係要素と共に表した油圧回路図である。本発明の第１実施形態に係るポンプ制御システムに備えられたポンプ馬力制御弁により規定される制限馬力の説明図である。本発明の第１実施形態に係るポンプ制御システムに備えられたポンプ流量制御弁により規定される制限ポンプ流量の説明図である。本発明の第１実施形態に係るポンプ制御システムに備えられたポンプコントローラを含む機体コントローラの模式図である。本発明の第１実施形態に係るポンプ制御システムに備えられたポンプ流量制御部及びポンプ馬力制御部の機能ブロック図である。本発明の第１実施形態に係るポンプ制御システムに備えられた目標馬力演算部に読み込まれる制御テーブルを例示した図である。本発明の第１実施形態に係るポンプ制御システムに備えられた制限流量演算部に読み込まれる制御テーブルを例示した図である。本発明の第１実施形態に係るポンプ制御システムに備えられた基準ポンプ圧演算部に読み込まれる制御テーブルを例示した図である。本発明の第１実施形態に係るポンプ制御システムで制御されたポンプ動作の説明図である。制限馬力制御の有無によるアクチュエータ起動時のポンプ圧の挙動の違いを表した図である。制限馬力の補正値と馬力制御圧の関係を例示した図である。本発明の第２実施形態に係るポンプ制御システムを含む油圧システムの要部を表す回路図である。本発明の第２実施形態に係るポンプ制御システムに備えられたポンプコントローラを含む機体コントローラの模式図である。本発明の第２実施形態に係るポンプ制御システムに備えられたポンプ流量制御部の機能ブロック図である。本発明の第２実施形態に係るポンプ制御システムに備えられた第１の目標馬力演算部に読み込まれる制御テーブルを例示した図である。本発明の第２実施形態に係るポンプ制御システムに備えられた第１の制限流量演算部に読み込まれる制御テーブルをそれぞれ例示した図である。本発明の第２実施形態に係るポンプ制御システムに備えられた第２の目標馬力演算部に読み込まれる制御テーブルを例示した図である。本発明の第２実施形態に係るポンプ制御システムに備えられた第２の制限流量演算部に読み込まれる制御テーブルをそれぞれ例示した図である。本発明の第２実施形態に係るポンプ制御システムに備えられた馬力配分部の機能ブロック図である。本発明の第２実施形態に係るポンプ制御システムに備えられたポンプ馬力制御部の機能ブロック図である。本発明の第２実施形態に係るポンプ制御システムに備えられた基準ポンプ圧演算部に読み込まれる制御テーブルを例示した図である。本発明の第２実施形態に係るポンプ制御システムで制御されたケースＡにおけるポンプ動作の説明図である。本発明の第２実施形態に係るポンプ制御システムで制御されたケースＢにおけるポンプ動作の説明図である。本発明の第２実施形態に係るポンプ制御システムで制御されたケースＣにおけるポンプ動作の説明図である。本発明の第２実施形態に係るポンプ制御システムで制御されたケースＤにおけるポンプ動作の説明図である。

　以下に図面を用いて本発明の実施の形態を説明する。

　＜第１実施形態＞
　（１－１）作業機械
　図１は本発明の各実施形態に係るポンプ制御システムを適用する作業機械の一例である油圧ショベルの外観構成を表す斜視図である。以下の説明において断り書きのない場合は運転席の前方（同図中では左方向）を機体の前方とする。但し、油圧ショベルの例示は本発明に係るポンプ制御システムの適用対象を限定するものではなく、クレーンやブルドーザ、ホイールローダ等の他種の作業機械にも各実施形態に係るポンプ制御システムは適用され得る。

　図示した油圧ショベルは、走行体８１、この走行体８１上に設けた旋回体８２、及びこの旋回体８２に取り付けた作業機（フロント作業機）８３を備えている。走行体８１は、左右の履帯９１により走行するクローラ式である。旋回体８２は旋回輪９４を介して走行体８１の上部に設けられ、運転室９０を備えている。運転室９０内には、オペレータが着座する座席（不図示）、及びオペレータが操作する操作装置（図２の操作装置１１等）が配置されている。作業機８３は、旋回体８２の前部に回動可能に取り付けたブーム８４、ブーム８４の先端に回動可能に取り付けたアーム８５、及びアーム８５の先端に回動可能に取り付けたバケット８６を備えている。

　油圧ショベルはまた、左右の走行モータ９２、旋回モータ９３、ブームシリンダ８７、アームシリンダ８８及びバケットシリンダ８９をアクチュエータ（油圧アクチュエータ）として備えている。左右の走行モータ９２は、走行体８１の左右の履帯９１をそれぞれ駆動する。旋回モータ９３は旋回輪９４を駆動して走行体８１に対して旋回体８２を旋回させる。ブームシリンダ８７はブーム８４を上下に駆動する。アームシリンダ８８はアーム８５をダンプ側（開く側）及びクラウド側（掻き込む側）に駆動する。バケットシリンダ８９はバケット８６をダンプ側及びクラウド側に駆動する。つまり、前述した履帯９１や旋回輪９４に加え、ブーム８４、アーム８５、バケット８６が油圧アクチュエータで駆動される被駆動部材に相当する。

　（１－２）油圧システム
　図２は本発明の第１実施形態に係るポンプ制御システムを含む油圧システムの要部を表す回路図である。同図では特定の油圧アクチュエータ９の一方向の動作に関する回路を抜き出して表示しているが、他方向の動作（例えばブーム下げ動作）に関する回路も実際には存在する（図３参照）。また、油圧ポンプ２と油圧アクチュエータ９を各１つのみ図示しているが、１つの油圧ポンプ２で複数の油圧アクチュエータ９を駆動する回路構成とする場合もある。油圧アクチュエータ９は、本実施形態の場合、ブームシリンダ８７、アームシリンダ８８、バケットシリンダ８９、走行モータ９２、旋回モータ９３のうちの少なくとも１つ（例えばブームシリンダ８７）である。油圧アクチュエータ９がブームシリンダ８７であるとすれば、前述した一方向動作は例えばブーム上げ動作である。

　図２に示した油圧システムは、油圧ポンプ２、パイロットポンプ３、操作装置１１、コントロールバルブ４、高圧選択弁５、負荷圧センサ６、操作圧センサ７、表示装置１４、及びポンプ制御システムを備えている。以下、各要素について説明していく。

　（１－２．１）油圧ポンプ
　油圧ポンプ２は斜軸式の油圧ポンプであり、入力軸がエンジン１の出力軸に連結されており、エンジン１により駆動されて作動油タンク８に貯留された作動油を吸い込んで油圧アクチュエータ９を駆動する圧油として吐出する。この油圧ポンプ２は可変容量型で、シリンダブロックを含む可変容量機構の入力軸に対する角度（傾転角）によって容量が変化する。パイロットポンプ３は固定容量型で、パイロット操作式の操作装置１１で生成される操作圧ｐｘの元圧を出力する。本実施形態ではパイロットポンプ３はエンジン１で駆動されるものとするが、別途設けたモータ（不図示）等で駆動される構成とする場合もある。

　なお、油圧ポンプ２を駆動するエンジン１（例えばディーゼルエンジン）の回転数はエンジンコントローラダイヤル（ＥＣダイヤル）１２によって設定される。ＥＣダイヤル１２は設定に応じた信号を機体コントローラ３０に出力（回転数の設定を指示）するダイヤル式の操作装置である。ＥＣダイヤル１２によってエンジン１の回転数の指示可能範囲における最小値、最大値及びそれらの間の値を無段階に指示することができる。ＥＣダイヤル１２は、運転室９０の内部において運転席に着いたオペレータの手の届く位置に設けられている。そして、エンジン１はエンジン制御装置１０によって制御される。エンジン制御装置１０は機体コントローラ３０からの制御信号（ＥＣダイヤル１２の指示回転数等）に基づいてエンジン１の駆動を制御する他、エンジン１から得られる回転数や燃料噴射量等の情報を機体コントローラ３０に出力する。

　（１－２．２）操作装置
　操作装置１１は油圧アクチュエータ９の動作を指示する指令圧を生成するパイロット操作式の操作装置であり、同一の油圧ポンプ２で駆動する油圧アクチュエータ９の数に対応して少なくとも１つ設けられている。図２では油圧アクチュエータ９を一方向に動作させる回路を抜き出しているので操作レバー１１ａの一方向への操作に対応する信号ライン１１ｂしか図示していない。しかし、実際には操作レバー１１ａは二方向に操作され、操作方向毎に信号ラインが存在する（図３の信号ライン１１ｂ，１１ｃ参照）。

　また、操作装置１１は、運転室９０の内部において運転席に着いたオペレータの手の届く位置に設けられている。図２では操作レバー装置を操作装置１１の例としており、操作レバー１１ａの操作（操作量）に応じた操作圧ｐｘをパイロットポンプ３の吐出圧ｐ０を元圧として生成し、コントロールバルブ４に出力するようになっている。これによりコントロールバルブ４、ひいては油圧アクチュエータ９が駆動される。

　（１－２．３）コントロールバルブ
　コントロールバルブ４は、油圧ポンプ２から油圧アクチュエータ９に供給される圧油の方向及び流量を制御する例えば油圧駆動式の制御弁であり、油圧ポンプ２の吐出ライン２ａ上に設けられている。コントロールバルブ４は、同一の油圧ポンプ２で駆動される油圧アクチュエータ９の数に対応して１つ以上設けられる。図２では油圧アクチュエータ９の一方向動作の回路を示しているので油圧アクチュエータ９の一方の油室に接続するアクチュエータライン９ａのみを図示しているが、実際には油圧アクチュエータ９の他方の油室に接続するアクチュエータラインも存在する。油圧ポンプ２の吐出ライン２ａに対するアクチュエータラインの接続関係が操作装置１１の操作方向に応じてコントロールバルブ４によって切り換えられ、油圧アクチュエータ９の動作方向が切り換わる。

　（１－２．４）高圧選択弁
　高圧選択弁５は、操作装置１１の信号ライン１１ｂ，１１ｃ（図３も参照）上に設けられた例えばシャトル弁であり、信号ライン１１ｂ，１１ｃの操作圧ｐｘの高い方を選択して出力する。操作装置１１から信号ライン１１ｂに出力された操作圧ｐｘは、コントロールバルブ４に出力される他、高圧選択弁５で選択された場合には信号ライン１３にも出力される。操作装置１１が複数ある場合、高圧選択弁５の数も操作装置１１の数に対応して増加する。

　（１－２．５）センサ
　負荷圧センサ６は油圧アクチュエータ９の負荷圧（アクチュエータ圧）ｐｙ、操作圧センサ７は操作装置１１の操作圧ｐｘをそれぞれ検出し、機体コントローラ３０（後述）に出力する。負荷圧センサ６はコントロールバルブ４と油圧アクチュエータ９の一方の油室（図２ではボトム側油室）とを接続するアクチュエータライン９ａに設けられるが、油圧ポンプ２で駆動する油圧アクチュエータ９が１つのみの場合には吐出ライン２ａに設けても良い。操作圧センサ７は、操作装置１１と高圧選択弁５を接続する信号ライン１１ｂに設けられている。図２では油圧アクチュエータ９の一方向動作に係る各１つの負荷圧センサ６と操作圧センサ７のみを図示しているが、他方向動作に係る負荷圧センサ６及び操作圧センサ７も実際には存在する。更に同一の油圧ポンプ２で複数の油圧アクチュエータ９を駆動する場合、油圧アクチュエータ９の数に対応した数の負荷圧センサ６及び操作圧センサ７が設けられる。つまり、負荷圧センサ６及び操作圧センサ７の組数は、油圧アクチュエータ９の数の倍になる。

　（１－２．６）表示装置
　表示装置１４は、作業機械に関する各種の情報を表示する表示部１４ａの他、各種操作入力をするための操作部１４ｂ、入力信号に応じて各種情報の表示信号を出力する表示コントローラ（不図示）を備えている。表示コントローラは、機体コントローラ３０からの指令に基づき、表示部１４ａに信号を出力して各種の計器類や機体情報を表示させる。表示部１４ａの表示情報によって、オペレータは作業機械の状況を確認できる。表示部１４ａはタッチパネル式の液晶モニタとして操作部１４ｂを兼ねる構成としてもよい。表示装置１４は、操作装置１１、ＥＣダイヤル１２、機体コントローラ３０と共に運転室９０の内部に設けられている。

　（１－３）ポンプ制御システム
　ポンプ制御システムは油圧ポンプ２のポンプ容量を制御するシステムである。ポンプ回転数が一定であればポンプ容量に比例して油圧ポンプ２の吐出流量（以下、ポンプ流量Ｑｐ）が変化するので、本実施形態では油圧ポンプ２の容量制御のことをポンプ流量制御と記載する。本実施形態に係るポンプ制御システムは、流量制御電磁弁１６、馬力制御電磁弁１７、レギュレータ２０及び機体コントローラ３０を備えている。機体コントローラ３０によって流量制御電磁弁１６及び馬力制御電磁弁１７が制御され、流量制御電磁弁１６や馬力制御電磁弁１７、油圧ポンプ２の吐出圧（以下、ポンプ吐出圧Ｐｐ）によってレギュレータ２０が制御される。そして、レギュレータ２０によってポンプ流量が制御される。以下、各要素について順次説明していく。

　（１－３．１）流量制御電磁弁
　流量制御電磁弁１６は比例電磁弁であり、電流指令値である流量制御信号Ｓｑ［ｍＡ］で駆動され、高圧選択弁５から出力される操作圧ｐｘを元圧として（減圧して）流量制御圧ｐｑを生成する。流量制御圧ｐｑはレギュレータ２０のポンプ流量制御弁２３（図３）を駆動する油圧信号である。本実施形態では流量制御圧ｐｑの元圧を操作圧としているが、パイロットポンプ３の吐出圧ｐ０を流量制御圧ｐｑの元圧としても良い。流量制御圧ｐｑが最小（本実施形態では０ＭＰａ）のときポンプ流量Ｑｐは最小となり、流量制御圧ｐｑが最大（本実施形態では４ＭＰａ）のときポンプ流量Ｑｐは最大となる。

　（１－３．２）馬力制御電磁弁
　馬力制御電磁弁１７は比例電磁弁であり、電流指令値である馬力制御信号Ｓｆ［ｍＡ］で駆動され、パイロットポンプ３の吐出圧ｐ０を元圧として（減圧して）油圧ポンプ２の制限馬力（以下、制限馬力Ｆ）の制御信号である馬力制御圧ｐｆを生成する。馬力制御圧ｐｆはレギュレータ２０のポンプ馬力制御弁２２（図３）を駆動する油圧信号である。後述するが、馬力制御圧ｐｆによる付勢力はポンプ馬力制御弁２２のばね力に合成され、この合成力（第１付勢力）が変化することでポンプ馬力制御弁２２で規定される制限馬力Ｆが変化する。馬力制御圧ｐｆが最小（例えば０ＭＰａ）のとき制限馬力Ｆは最大（最大制限馬力Ｆｍａｘ）になり、馬力制御圧ｐｆが最大（例えば４ＭＰａ）のとき制限馬力Ｆは最小（最小制限馬力Ｆｍｉｎ）になる。

　（１－３．３）レギュレータ
　図３はレギュレータ２０の構成を関係要素と共に表した油圧回路図である。図３に示したレギュレータ２０は、サーボピストン装置２１、ポンプ馬力制御弁２２、及びポンプ流量制御弁２３を備えている。サーボピストン装置２１、ポンプ馬力制御弁２２、及びポンプ流量制御弁２３の構成について順次説明していく。

　・サーボピストン装置
　サーボピストン装置２１は、サーボピストン２１ａ、大径シリンダ室２１ｂ、及び小径シリンダ室２１ｃを備えている。サーボピストン２１ａは油圧ポンプ２の可変容量機構にリンクを介して連結されており、変位によってポンプ流量Ｑｐ（傾転角）を変化させるようになっている。小径シリンダ室２１ｃにはパイロットポンプ３の吐出ライン３ａに直接接続されており、パイロットポンプ３の吐出圧ｐ０が常に入力される。大径シリンダ室２１ｂは小径シリンダ室２１ｃよりも受圧面積が大きい。本実施形態では大径シリンダ室２１ｂに作用する圧力をサーボ圧と呼ぶ。大径シリンダ室２１ｂには、ポンプ馬力制御弁２２やポンプ流量制御弁２３を介してパイロットポンプ３の吐出ライン３ａが接続される。従って、サーボ圧が上昇すれば大径シリンダ室２１ｂ小径シリンダ室２１ｃとの受圧面積差によってサーボピストン２１ａが図中左側に移動し、ポンプ流量Ｑｐが減少する。反対に、サーボ圧が低下すれば小径シリンダ室２１ｃに作用する付勢力でサーボピストン２１ａは図中右側に移動し、ポンプ流量Ｑｐが増加する。

　・ポンプ馬力制御弁
　ポンプ馬力制御弁２２は油圧ポンプ２の吸収馬力が制限馬力Ｆを超えないようにサーボ圧を制御してポンプ流量Ｑｐを制御するバルブであり、サーボピストン装置２１とポンプ流量制御弁２３の間に位置している。このポンプ馬力制御弁２２は、圧力制御スプール２２ａ（以下、スプール２２ａ）、受圧室２２ｂ及びばね２２ｓを備えている。スプール２２ａには、パイロットポンプ３の吐出ライン３ａ、作動油タンク８に接続するタンクライン８ａのいずれかに、スプール位置によってサーボピストン２１ａの大径シリンダ室２１ｂの接続先が切り換わるように流路が形成されている。受圧室２２ｂはスプール２２ａの一方側に、ばね２２ｓは他方側に設けられている。受圧室２２ｂにはポンプ圧Ｐｐが入力される。ばね２２ｓは制限馬力Ｆの最大値（最大制限馬力Ｆｍａｘ）をばね力で規定するものであり、他方側からポンプ圧Ｐｐによる付勢力に対向してスプール２２ａを付勢している。この構成により、ポンプ吸収馬力の最大値が最大制限馬力Ｆｍａｘで制限される。つまり、最大制限馬力Ｆｍａｘ以上のポンプ吸収馬力が要求される場面では、ポンプ圧Ｐｐの増減によってスプール２２ａが駆動され、ポンプ吸収馬力が一定（＝最大制限馬力Ｆｍａｘ）となるようにポンプ流量Ｑｐが変化する。具体的には、最大制限馬力Ｆｍａｘ以上のポンプ吸収馬力が要求される場合、ポンプ圧Ｐｐが上がればスプール２２ａが左行して大径シリンダ室２１ｂがパイロットポンプ３に接続され、サーボピストン２１ａが左行してポンプ流量Ｑｐが減少する。反対にポンプ圧Ｐｐが下がればスプール２２ａが右行して大径シリンダ室２１ｂが作動油タンク８に接続され、サーボピストン２１ａが右行してポンプ流量Ｑｐが増加する。

　このとき、本実施形態ではポンプ圧Ｐｐに加えて馬力制御圧ｐｆが受圧室２２ｂに入力され、ばね２２ｓによる付勢力に対向して馬力制御圧ｐｆによる付勢力がスプール２２ａに作用する。そのため、馬力制御圧ｐｆによる付勢力がばね２２ｓによる付勢力に合成される（馬力制御圧ｐｆによる付勢力でばね力が一部相殺される）。つまり、ポンプ圧Ｐｐに対向してスプール２２ａに作用する合成力で制限馬力Ｆが規定され、制限馬力Ｆは馬力制御圧ｐｆによって変化する。本実施形態では、馬力制御圧ｐｆが最小のときに制限馬力Ｆは最大制限馬力Ｆｍａｘとなり、最大のときに最小制限馬力Ｆｍｉｎになる。本願明細書では、ばね２２ｓによる付勢力と馬力制御圧ｐｆによる付勢力との合成力を第１付勢力、ポンプ圧Ｐｐによる付勢力を第２付勢力と呼ぶ。

　なお、本実施形態では、本実施形態では、ポンプ馬力制御弁２２で規定される最小制限馬力Ｆｍｉｎ（図４）について最小ポンプ流量に対応するポンプ圧が最小ポンプ圧より大きくなるように、ポンプ馬力制御弁２２等が構成してある。これは、馬力制御圧ｐｆの最大値、受圧室２２ｄの受圧面積、ばね２２ｓのばね力、スプール２２ａのストローク量、流路構成等の設定による。

　図４はポンプ馬力制御弁２２により規定される制限馬力Ｆの説明図である。同図中の最大制限馬力Ｆｍａｘは、馬力制御圧ｐｆが最小（例えば０ＭＰａ）のときのポンプ圧Ｐｐに対するポンプ流量Ｑｐの特性であり、油圧ポンプ２はこの場合に最も大きな馬力を出力することができる。馬力制御圧ｐｆが最大（例えば４ＭＰａ）のときのポンプ圧Ｐｐに対するポンプ流量Ｑｐの特性が最小制限馬力Ｆｍｉｎである。この場合に油圧ポンプ２の出力可能な馬力が最も小さく抑えられる。制限馬力Ｆ（最大制限馬力Ｆｍａｘ、最小制限馬力Ｆｍｉｎを含む）はポンプ馬力制御弁２２の第１付勢力により規定されるため、圧力×流量が一定となる曲線ではなく、ばね２２ｓで与えられる直線状（折れ線状）の特性となっている。制限馬力Ｆは馬力制御圧ｐｆに応じてＦｍａｘ，Ｆｍｉｎの間でポンプ圧軸方向（同図の横軸方向）に平行移動する。

　なお、最大制限馬力Ｆｍａｘを基準とする制限馬力Ｆのポンプ圧軸方向の偏差量を本実施形態では補正値ΔＰと呼ぶ。馬力制御圧ｐｆ、補正値ΔＰ及び馬力制御信号Ｓｆは、油圧ポンプ２やレギュレータ２０、馬力制御電磁弁１７の特性（仕様）によって関係性が定まるため相互に換算できる。

　・ポンプ流量制御弁
　ポンプ流量制御弁２３は流量制御圧ｐｑで駆動してサーボ圧を制御してポンプ流量Ｑｐを制御するバルブであり、流量制御スプール２３ａ（以下、スプール２３ａ）、受圧室２３ｂ及びばね２３ｓを備えている。スプール２３ａには、パイロットポンプ３の吐出ライン３ａ、作動油タンク８に接続するタンクライン８ａのいずれかに、ポジションによってサーボピストン２１ａの大径シリンダ室２１ｂの接続先が切り換わるように流路が形成されている。ばね２３ｓはスプール２３ａの一方側に、受圧室２３ｂは他方側に設けられている。受圧室２３ｂには流量制御圧ｐｑが入力され、流量制御圧ｐｑによる付勢力の増減でスプール２３ａが移動する。このような構成により、操作装置１１の操作量に応じて流量制御圧ｐｑが上がればスプール２３ａが右行して大径シリンダ室２１ｂが作動油タンク８に接続され、サーボピストン２１ａが右行してポンプ流量Ｑｐが増加する。流量制御圧ｐｑが下がればスプール２３ａが左行して大径シリンダ室２１ｂがパイロットポンプ３に接続され、サーボピストン２１ａが左行してポンプ流量Ｑｐが減少する。これにより操作装置１１の操作量に応じてポンプ容量が制御される。

　ポンプ流量制御弁２３はポンプ馬力制御弁２２と直列にサーボピストン装置２１に接続されており、ポンプ馬力制御弁２２で制御される圧力とポンプ流量制御弁２３で制御される圧力のうち低い方がサーボ圧となる。つまり、ポンプ馬力制御弁２２で規定される値とポンプ流量制御弁２３で規定される値のうち小さい方にポンプ流量Ｑｐが油圧的に制御される。

　図５はポンプ流量制御弁により規定される制限ポンプ流量の説明図である。同図中の最大ポンプ流量Ｑｍａｘは、制限馬力Ｆに掛からない前提で、流量制御圧ｐｑが最大（４ＭＰａ）のときのポンプ圧Ｐｐに対するポンプ流量Ｑｐの特性である。つまりポジコン制御によるポンプ流量Ｑｐの最大値である。反対に、流量制御圧ｐｑが最小（０ＭＰａ）のときのポンプ流量Ｑｐのポンプ圧Ｐｐに対する特性が最小ポンプ流量Ｑｍｉｎ（ポジコン制御によるポンプ流量Ｑｐの最小値）である。後述する目標ポンプ流量Ｑｔａｒは流量制御圧ｐｑに応じてＱｍｉｎ，Ｑｍａｘの間で変化する。

　流量制御圧ｐｑ、目標ポンプ流量Ｑｔａｒ及び流量制御信号Ｓｑは、油圧ポンプ２やレギュレータ２０、流量制御電磁弁１６の特性（仕様）によって関係性が定まるため相互に換算できる。

　（１－３．４）機体コントローラ
　図６は機体コントローラ３０の模式図である。機体コントローラ３０は作業機械全体の動作を制御するものであり、負荷圧センサ６、操作圧センサ７、ＥＣダイヤル１２等からの信号を入力し、これら信号に基づいてエンジン制御装置１０や流量制御電磁弁１６、馬力制御電磁弁１７等に指令信号を出力する。このうち特に流量制御電磁弁１６や馬力制御電磁弁１７に指令信号（流量制御信号Ｓｑ、馬力制御信号Ｓｆ）を出力しポンプ流量Ｑｐを制御する機能を果たすものとして、機体コントローラ３０にはポンプコントローラ３１が含まれている。

　（１－４）ポンプコントローラ
　ポンプコントローラ３１は、入力部３２、記憶部３３、ポンプ流量制御部３４及びポンプ馬力制御部３５を備えている。入力部３２は、１つ以上の操作圧センサ７で検出された操作圧ｐｘ、１つ以上の負荷圧センサ６で検出された負荷圧ｐｙを入力する機能部である。記憶部３３は馬力制御信号Ｓｆ及び流量制御信号Ｓｑを演算し出力するために必要なプログラムや制御テーブル（後述）等の情報を記憶している。ポンプ流量制御部３４及びポンプ馬力制御部３５について次に説明する。

　（１－４．１）ポンプ流量制御部
　図７はポンプ流量制御部３４及びポンプ馬力制御部３５の機能ブロック図である。同図に示したように、ポンプ流量制御部３４は、目標馬力演算部４１、目標ポンプ流量演算部４２及び第２出力部４６を備えている。ポンプ流量制御部３４は、操作圧ｐｘに応じて決まる目安の要求馬力Ｆｒｅｑで油圧アクチュエータ９が動作するための目標ポンプ流量Ｑｔａｒを決定するものである。本実施形態のポンプ流量制御部３４は、併せて目標ポンプ流量Ｑｔａｒに基づいてポジティブに（能動的に）ポンプ流量Ｑｐを制御する機能を果たす。ポンプ流量制御部３４で演算及び制御されるポンプ流量は目標馬力Ｆｔａｒ（後述）で油圧ポンプ２が動作することを前提としている。この観点で、本願明細書では、ポンプ流量制御部３４の機能を便宜的に「電子馬力制御」と呼ぶ。以下、各要素について説明する。

　・目標馬力演算部
　目標馬力演算部４１は、対応する操作装置１１の操作圧ｐｘに対応付けた関係から１つ以上の操作圧センサ７で検出された操作圧ｐｘに対応する要求馬力Ｆｒｅｑを演算し、１つ以上の要求馬力Ｆｒｅｑに基づいて目標馬力Ｆｔａｒを演算する機能部である。上記のように、要求馬力Ｆｒｅｑは、操作圧ｐｘに対して対応する油圧アクチュエータ９で必要とされる馬力の目安であり、目標馬力Ｆｔａｒは要求馬力Ｆｒｅｑの合計値である（要求馬力Ｆｒｅｑが１つの場合、Ｆｔａｒ＝Ｆｒｅｑ）。要求馬力Ｆｒｅｑが油圧アクチュエータ９に要求される馬力であるのに対し、目標馬力Ｆｔａｒは油圧ポンプ２に要求される馬力である。本実施形態では、操作圧ｐｘに対する要求馬力Ｆｒｅｑの関係を規定した制御テーブルが記憶部３３に記憶されている。操作圧ｐｘの入力に伴って目標馬力演算部４１は記憶部３３から対応する制御テーブルを読み込み、読み込んだ制御テーブルを用いて操作圧ｐｘに対応する要求馬力Ｆｒｅｑを演算する。

　図８は目標馬力演算部４１に読み込まれる制御テーブルを例示した図である。同図に示した通り、要求馬力Ｆｒｅｑの特性は、例えば操作圧ｐｘの増加に伴って増加するように設定されている。操作装置１１が複数ある場合、各操作装置１１の操作方向毎に、同図に示したような要求馬力Ｆｒｅｑの特性が用意される。また、複合操作用の特性として、同一の操作装置１１の同一方向の操作であっても同時にどの操作装置１１が操作されるかによって異なる要求馬力Ｆｒｅｑの特性が用意される。複合操作の場合、各要求馬力Ｆｒｅｑは言わば目標馬力Ｆｔａｒの内訳であるため、同一の操作装置１１の同一方向の操作であっても、単独操作用の特性に比べて低く設定される。そして、単独操作がされた場合、目標馬力演算部４１は、入力された操作圧ｐｘの種類に対応する特性を記憶部３３から読み出し、特性を基に操作圧ｐｘに応じた単一の要求馬力Ｆｒｅｑを目標馬力Ｆｔａｒとして演算する。複合操作がされた場合、目標馬力演算部４１は、入力された複数の操作圧ｐｘの種類及び組み合わせに応じて複数の特性を記憶部３３から読み出し、各特性を基に演算した操作圧ｐｘ毎の複数の要求馬力Ｆｒｅｑを合計して目標馬力Ｆｔａｒを演算する。要求流量演算部４４には要求馬力Ｆｒｅｑが出力され、ポンプ馬力制御部３５には目標馬力Ｆｔａｒが出力される。

　・目標ポンプ流量演算部
　目標ポンプ流量演算部４２は、１つ以上の操作圧センサ７で検出された操作圧ｐｘ及び１つ以上の負荷圧センサ６で検出された負荷圧ｐｙに基づいて油圧ポンプ２の目標ポンプ流量Ｑｔａｒを演算する機能部である。この目標ポンプ流量演算部４２は、要求流量演算部４４、制限流量演算部４３、選択出力部４５を備えている。

　・要求流量演算部
　要求流量演算部４４は、目標馬力演算部４１で演算された１つ以上の要求馬力Ｆｒｅｑと対応する負荷圧ｐｙとに基づいて要求流量Ｑｒｅｑを演算する機能部である。ここで演算される要求流量Ｑｒｅｑは、対応する油圧アクチュエータ９が要求馬力Ｆｒｅｑで動作するために要求されるポンプ流量Ｑｐである。本実施形態の要求流量演算部４４は乗算器と除算器で構成されており、（式１）で要求流量Ｑｒｅｑが演算される。　
　Ｑｒｅｑ＝（Ｆｒｅｑ／ｐｙ）×６０　…（式１）
　単位は、この例では、要求流量Ｑｒｅｑ［Ｌ／ｍｉｎ］、要求馬力Ｆｒｅｑ［ｋＷ］、負荷圧ｐｙ［ＭＰａ］である。

　なお、厳密には（式１）で演算された値の合計値が要求流量Ｑｒｅｑである。従って、目標馬力演算部４１で複数の要求馬力Ｆｒｅｑが演算された場合は、各要求馬力Ｆｒｅｑと対応する負荷圧ｐｙから（式１）でそれぞれ求めた複数の値の合計値を要求流量Ｑｒｅｑとして出力する。目標馬力演算部４１で単一の要求馬力Ｆｒｅｑが演算された場合は、その要求馬力Ｆｒｅｑと対応する負荷圧ｐｙから（式１）で求めた値が要求流量Ｑｒｅｑとなる。

　・制限流量演算部
　制限流量演算部４３は、操作圧ｐｘのみに応じた油圧ポンプ２の制限流量Ｑｌｉｍを演算する機能部である。ここで求める制限流量Ｑｌｉｍは、単純に操作圧ｐｘのみに対応して変化するポンプ流量Ｑｐの制限値である。言い換えれば、ポンプ馬力制御弁２２による馬力制限が働かない条件で、操作圧ｐｘに対して油圧ポンプ２が吐出し得る最大のポンプ流量Ｑｐである。本実施形態では、操作圧ｐｘに対する制限流量Ｑｌｉｍの関係を規定した制御テーブルが記憶部３３に記憶されている。制限流量演算部４３は操作圧ｐｘの入力に伴って記憶部３３から対応する制御テーブルを読み込み、読み込んだ制御テーブルを用いて操作圧ｐｘに応じた制限流量Ｑｌｉｍを演算する。

　図９は制限流量演算部４３に読み込まれる制御テーブルを例示した図である。同図に示した通り、制限流量Ｑｌｉｍの特性は、例えば操作圧ｐｘの増加に伴って増加するように設定されている。要求馬力Ｆｒｅｑの特性と同様、操作装置１１が複数ある場合、各操作装置１１の操作方向毎に、同図に示したような制限流量Ｑｌｉｍの特性が用意される。また、複合操作用の特性として、同一の操作装置１１の同一方向の操作であっても、同時にされる操作種別によって異なる制限流量Ｑｌｉｍの特性が用意される。同一の操作装置１１の同一方向の操作であっても、複合操作用の制限流量Ｑｌｉｍは単独操作用の特性に比べて低く設定される。そして、単独操作がされた場合、制限流量演算部４３は、入力された操作圧ｐｘの種類に対応する特性を記憶部３３から読み出し、特性を基に操作圧ｐｘに応じた単一の制限流量Ｑｌｉｍを演算する。複合操作がされた場合、制限流量演算部４３は、入力された複数の操作圧ｐｘの種類及び組み合わせに応じて複数の特性を記憶部３３から読み出し、操作圧ｐｘ毎の制限流量Ｑｌｉｍを合計する（合計値が最終的な制限流量Ｑｌｉｍである）。

　・選択出力部
　選択出力部４５は、制限流量Ｑｌｉｍ及び要求流量Ｑｒｅｑの小さい方を目標ポンプ流量Ｑｔａｒとして選択し、目標ポンプ圧演算部５１（後述）、基準ポンプ圧演算部５２（後述）及び第２出力部４６に目標ポンプ流量Ｑｔａｒの値を出力する機能部である。

　・第２出力部
　第２出力部４６は、選択出力部４５から入力された目標ポンプ流量Ｑｔａｒに応じた流量制御信号Ｓｑ［ｍＡ］を生成して出力し、流量制御電磁弁１６に出力する機能部である。流量制御信号Ｓｑによりソレノイドが励磁されることで流量制御電磁弁１６の開度が制御され、流量制御電磁弁１６で流量制御圧ｐｑが生成されてポンプ流量制御弁２３が駆動される。これにより目標ポンプ流量Ｑｔａｒが吐出されるように油圧ポンプ２の容量がポジティブに制御され。

　（１－４．２）ポンプ馬力制御部
　ポンプ馬力制御部３５は、目標ポンプ圧演算部５１、基準ポンプ圧演算部５２、補正値演算部５３、リミッタ５４及び第１出力部５５を備えている。ポンプ馬力制御部３５は、ポンプ流量制御部３４で決定した目標ポンプ流量Ｑｐで油圧ポンプ２の馬力が目標馬力Ｆｔａｒとなるように制限馬力Ｆを制御する機能を果たす。言い換えれば、制限馬力Ｆを目標馬力Ｆｔａｒにコントロールすることによってポンプ流量Ｑｐを目標ポンプ流量Ｑｔａｒに制御する機能を果たす。以下、各要素について説明する。

　・目標ポンプ圧演算部
　目標ポンプ圧演算部５１は、目標馬力Ｆｔａｒについて目標ポンプ流量Ｑｔａｒに対応する目標ポンプ圧Ｐｔａｒを演算する機能部である。目標ポンプ圧Ｐｔａｒは、目標馬力Ｆｔａｒで目標ポンプ流量Ｑｔａｒを吐出する場合に掛かるポンプ圧Ｐｐである。制限馬力Ｆが目標馬力Ｆｔａｒに制御されると、ポンプ馬力制御弁２２による馬力制御が働いた状態でポンプ流量制御部３４によってポンプ流量Ｑｐがネガティブに制御され、目標ポンプ圧Ｐｔａｒで目標ポンプ流量Ｑｔａｒが吐出される狙いになる。本実施形態の目標ポンプ圧演算部５１は乗算器と除算器で構成されており、（式２）によって目標ポンプ圧Ｐｔａｒが演算される。　
　Ｐｔａｒ＝（Ｆｔａｒ／Ｑｔａｒ）×６０　…（式２）
　単位は、この例では、目標ポンプ圧Ｐｔａｒ［ＭＰａ］、目標馬力Ｆｔａｒ［ｋＷ］、目標ポンプ流量Ｑｔａｒ［Ｌ／ｍｉｎ］である。

　・基準ポンプ圧演算部
　基準ポンプ圧演算部５２は、ポンプ馬力制御弁２２のばね２２ｓの特性によって直線（折れ線）で規定された基準制限馬力（本例では図４に示した最大制限馬力Ｆｍａｘ）について目標ポンプ流量Ｑｔａｒに対応する基準ポンプ圧Ｐｒｅｆを演算する機能部である。本実施形態では、最大制限馬力Ｆｍａｘにおけるポンプ流量Ｑｐに対するポンプ圧Ｐｐの特性を表した制御テーブルが記憶部３３に記憶されている。基準ポンプ圧演算部５２は目標ポンプ流量Ｑｔａｒの入力に伴って記憶部３３から制御テーブルを読み込み、目標ポンプ流量Ｑｔａｒに対応する基準ポンプ圧Ｐｒｅｆを演算する。図１０は基準ポンプ圧演算部５２に読み込まれる制御テーブルを例示した図である。図１０に示した特性は、図４に示した最大制限馬力Ｆｍａｘ（馬力制御圧ｐｆ＝０ＭＰａ）について横軸と縦軸を入れ換えたものに等しい。

　・補正値演算部
　補正値演算部５３は、基準ポンプ圧Ｐｒｅｆから目標ポンプ圧Ｐｔａｒを減算して最大制限馬力Ｆｍａｘに対する制限馬力Ｆの補正量である補正値ΔＰを演算する機能部である。補正値ΔＰは、制限馬力Ｆ、目標ポンプ圧Ｐｔａｒ及び目標ポンプ流量Ｑｔａｒの条件で油圧ポンプ２が動作するように、圧力流量座標系において最大制限馬力Ｆｍａｘを基準とする制限馬力Ｆの補正量（制御線シフト量）に相当する。

　・リミッタ
　リミッタ５４は、補正値演算部５３で演算される補正値ΔＰを０（ゼロ）以上の値に制限する機能部である。圧力流量座標系において直線（折れ線）で規定される制限馬力Ｆと曲線で規定される目標馬力Ｆｔａｒの形状が異なるため、条件によっては目標ポンプ圧Ｐｔａｒが基準ポンプ圧Ｐｒｅｆより大きく補正値ΔＰ＜０となり得る。しかし、最大制限馬力Ｆｍａｘは増加させられないため、本実施形態では補正値ΔＰの最小値をリミッタ５４で０に制限している。リミッタ５４により、ΔＰ≧０の場合はΔＰ、ΔＰ＜０の場合は０が補正値ΔＰとして出力される。

　・第１出力部
　第１出力部５５は、補正値ΔＰに応じた馬力制御信号Ｓｆ［ｍＡ］を生成し、馬力制御電磁弁１７に出力する機能部である。馬力制御信号Ｓｆによりソレノイドが励磁されることで馬力制御電磁弁１７の開度が制御され、馬力制御電磁弁１７で馬力制御圧ｐｆが生成されてポンプ馬力制御弁２２に付加される。これによりポンプ馬力制御弁２２のスプール２２ａに作用する第１付勢力が変わり、ポンプ馬力制御弁２２による制限馬力Ｆの特性（馬力線）が最大制限馬力Ｆｍａｘから補正値ΔＰだけシフトした値となる。計算上、制御後の制限馬力Ｆは目標ポンプ圧Ｐｔａｒで目標馬力Ｆｔａｒ（曲線）に一致する。

　（１－５）動作
　図１１は本実施形態に係るポンプ制御システムで制御されたポンプ動作の説明図である。ここでは、単一の操作装置１１の一方向操作のみが行われ、対応する操作圧センサ７で検出された操作圧ｐｘが４ＭＰａ、対応する負荷圧センサ６で検出された負荷圧ｐｙが１５ＭＰａである場合を例に説明する。

　・ポンプ流量制御部の処理（電子馬力制御）
　目標馬力演算部４１で演算される目標馬力Ｆｔａｒ（＝要求馬力Ｆｒｅｑ）は４０ｋＷ（図８参照）、制限流量演算部４３で演算される制限流量Ｑｌｉｍは２００Ｌ／ｍｉｎ（図９参照）、要求流量演算部４４で演算される要求流量Ｑｒｅｑは１６０Ｌ／ｍｉｎである。従って、選択出力部４５では要求流量Ｑｒｅｑが選択され、目標ポンプ流量Ｑｔａｒとして１６０Ｌ／ｍｉｎの値が出力される。第２出力部４６では、目標ポンプ流量Ｑｔａｒ＝１６０Ｌ／ｍｉｎの値が流量制御信号Ｓｑ［ｍＡ］に変換され、流量制御電磁弁１６に出力される。これにより流量制御電磁弁１６で流量制御圧ｐｑが生成され、ポンプ流量制御弁２３が駆動される結果、ポンプ吸収馬力が目標馬力Ｆｔａｒ（４０ｋＷ）となる目標ポンプ流量Ｑｔａｒ（１６０Ｌ／ｍｉｎ）が吐出される。

　・ポンプ馬力制御部の処理（制限馬力制御）
　ポンプ流量制御部３４の演算処理により目標ポンプ流量Ｑｔａｒは１６０Ｌ／ｍｉｎ、目標ポンプ圧演算部５１で演算される目標ポンプ圧Ｐｔａｒは１５ＭＰａ、基準ポンプ圧演算部５２で演算される基準ポンプ圧Ｐｒｅｆは１９ＭＰａ（図１０参照）である。従って、補正値演算部５３で演算される補正値ΔＰは４ＭＰａとなる。ΔＰ＞０であるため、リミッタ５４から補正値ΔＰとして４ＭＰａの値が出力される。第１出力部５５では、補正値ΔＰ＝４ＭＰａの値が馬力制御信号Ｓｆ［ｍＡ］に変換され、馬力制御電磁弁１７に出力される。これにより馬力制御電磁弁１７で馬力制御圧ｐｆが生成されてポンプ馬力制御弁２２に付加される結果、制限馬力Ｆが目標ポンプ圧Ｐｔａｒで目標馬力Ｆｔａｒ（４０ｋＷ）に一致する。つまり、電子馬力制御によるポンプ動作点（１５ＭＰａ，１６０Ｌ／ｍｉｎ）で丁度ポンプ馬力制御弁２２による油圧馬力制御に掛かるように制限馬力Ｆが制御される。

　（１－６）効果
　・圧力ハンチングの抑制
　油圧ポンプ２は、ポンプ流量制御部３４（電子馬力制御）によって負荷圧ｐｙで目標馬力Ｆｔａｒとなるような目標ポンプ流量Ｑｔａｒに制御され、目標ポンプ流量Ｑｔａｒで丁度ポンプ馬力制御弁２２による目標馬力Ｆｔａｒを目標にして制限馬力Ｆが制御される。言い換えれば、ポンプ流量制御弁２３を用いたポジティブ（能動的）なポンプ流量制御と、ネガティブ（受動的）にポンプ流量を制御するポンプ馬力制御部３５の制限馬力Ｆのコントロールによるポンプ流量制御とを同時に行う。操作中、常にポンプ馬力制御弁２２による馬力制御が働いた状態で油圧ポンプ２が動作する。

　ここで、操作圧に応じた目標ポンプ流量を出力するように油圧ポンプを制御するポンプ流量制御弁は、通常、スプールの流路やこれに接続する管路、絞り等の損失が意図的に大きく作られている。ポンプ流量が過敏に増減しないようにスプールの変位に少し遅れてポンプ流量を追従させるためである。他方、エンスト抑止を本来的な目的として制限馬力を超えないようにポンプ流量を制御するポンプ馬力制御弁は、スプール等の損失がポンプ流量制御弁に比べて小さく作られており、スプールの変位に対して応答良くポンプ流量が変化する。

　本実施形態によれば、上記のようにポンプ馬力制御弁２２による油圧馬力制御に常に掛かった状態で油圧ポンプ２が動作するので、ポンプ馬力制御弁２２の油圧馬力制御によるポンプ流量制御が常に働くようになる。これにより、ポンプコントローラ３１から指令（流量制御信号Ｓｑ、馬力制御信号Ｓｆ）が出力されてからポンプ流量が変化するまでの時間ずれを短縮することができ、それだけポンプ流量制御の応答性が向上する。ポンプ流量制御の応答性の向上により、可変容量機構が重い斜軸式の油圧ポンプ２における操作中の負荷急変による過大トルクや圧力ハンチングを抑制でき、ひいては操作性や燃費が向上させられる。

　図１２は制限馬力制御の有無によるアクチュエータ起動時のポンプ圧の挙動の違いを表した図である。同図のように、ポンプ流量制御弁２３の制御と併せてポンプ馬力制御部３５による制限馬力制御を実行した場合、ポンプ流量制御弁２３の制御のみを実行した場合に比べて、アクチュエータ起動時のポンプ圧Ｐｐの圧力変動を早く減衰させることができる。

　なお、一般にポンプ馬力制御弁による制限馬力は一定であり、ポンプ馬力制御弁は最大制限馬力を超えないようにポンプ流量をネガティブに制御するためにのみ設けられる場合が多い。制限馬力を最大制限馬力で固定した場合、操作量が大きいと相応に高いポンプ圧でも最大制限馬力を超えない限りポンプ流量が増加し、場面によっては作業内容に対してポンプ吸収馬力が必要以上に大きくなることがある。それに対し、本実施形態では、操作圧に応じた目標馬力を目標にして油圧ポンプが動作するので、必要以上の馬力上昇を抑えることできる。この点も燃費向上に寄与し得る。

　・制限馬力制御によるポンプ流量制御の精度確保
　図１３は補正値ΔＰと馬力制御圧ｐｆの関係を例示した図である。図示した特性は、馬力制御圧ｐｆに対する補正値ΔＰの特性、つまり同じ馬力制御圧ｐｆでどれだけ制限馬力Ｆを下げられるかを定めるものである。この特性は、スプール２２ａのストローク量や流路構成の他、ポンプ馬力制御弁２２のスプール２２ａに作用する第１付勢力を馬力制御圧ｐｆでどれだけ下げられるか、等の諸要素により定まる。従って、ポンプ流量Ｑｐを最小から最大まで変化させられるように（サーボピストン２１ａをフルストローク動かせるように）スプール２２ａを構成し、馬力制御圧ｐｆの変化範囲で第１付勢力が０（ゼロ）から最大まで変化するように構成すれば、全圧力流量領域（最大制限馬力を超えない範囲に限る）でポンプ馬力制御弁２２による馬力制御が働いた状態で油圧ポンプ２を動作させることができる。

　但し、全圧力流量領域でポンプ馬力制御弁２２による馬力制御が働く状態で油圧ポンプ２を動作させるには、図１３に破線で示したように馬力制御圧ｐｆの単位変化量当たりの補正値ΔＰの変化量を大きくする必要がある。しかし、馬力制御圧ｐｆの最大値はパイロットポンプ３の吐出圧ｐ０（例えば４ＭＰａ）に制限されるため、補正値ΔＰの変化に対する馬力制御圧ｐｆの変化を十分に大きくすることはできない。機械要素である馬力制御電磁弁１７で生成される馬力制御圧ｐｆには一定量のばらつきが生じ、馬力制御圧ｐｆのばらつきは補正値ΔＰの誤差に影響する。

　そこで、本実施形態では、ポンプ馬力制御弁２２で規定される最小制限馬力Ｆｍｉｎ（図４）について最小ポンプ流量に対応するポンプ圧が最小ポンプ圧より大きくなるように、ポンプ馬力制御弁２２等を構成してある。この場合、全圧力流量領域でポンプ馬力制御弁２２による馬力制御が働く状態で油圧ポンプ２を動作させる場合（破線）に比べ、補正値ΔＰに対する馬力制御圧ｐｆの特性の傾きが実線のように大きくなる。従って、同じだけ補正値ΔＰを変化させる場合でも、馬力制御圧ｐｆの変化量を大きく採ることができる（Ｘ１，Ｘ２参照）。このようにすることで、制限馬力制御の一定の精度を確保することができる。

　なお、本実施形態では、ポンプ圧Ｐｐ及びポンプ流量Ｑｐが比較的小さな低圧小流量域では、制限馬力Ｆをそこまで下げられない場合には、ポンプ馬力制御弁２２の馬力制御が働かなくなる。しかし、アクチュエータ動作による負荷変動は速度や負荷の変化が大きい場合に発生し易いため、低圧小流量域では圧力ハンチングは起こり難い。また、低圧小流量域で油圧ポンプ２が動作するときには、操作圧ｐｘが小さくコントロールバルブ４のスプール開口が絞られる傾向にあるため、スプール開口の絞りによる圧力変動の減衰効果も作用する。従って、低圧小流量域では、ポンプ馬力制御弁２２の馬力制御が働かなくても実用上の問題はない。

　＜第２実施形態＞
　図１４は本発明の第２実施形態に係るポンプ制御システムを含む油圧システムの要部を表す回路図である。図１４において第１実施形態と同様の要素には既出図面と同符号を付して説明を省略する。本実施形態は、同図に示したように、同一のエンジン１で複数の油圧ポンプ２，１０２を駆動する油圧システムへの適用例である。

　（２－１）全体構成
　本実施形態においては、油圧ポンプ２，１０２、流量制御電磁弁１６，１１６、レギュレータ２０，１２０、目標馬力演算部４１，１４１及び目標ポンプ流量演算部４２，１４２を備えている。つまり、これら要素を２組備えている。図１４では、第１実施形態に追加されて対応する要素が２つある場合、一方に第１実施形態で用いた符号を付し、１００を足した符号を他方に付してある。油圧ポンプ１０２は油圧ポンプ２と同一構成であるとし、油圧ポンプ２，１０２は共通のエンジン１と同軸に連結されている。流量制御電磁弁１１６、レギュレータ１２０、目標馬力演算部１４１及び目標ポンプ流量演算部１４２も、流量制御電磁弁１６、レギュレータ２０、目標馬力演算部４１及び目標ポンプ流量演算部４２と同一構成であるとする。これら要素間の接続関係等は各組で共通し、第１実施形態と同様であるため詳細な説明は省略する。その一方で、馬力制御電磁弁１７は１つであり、レギュレータ２０，１２０（厳密にはこれらのポンプ馬力制御弁２２）で共用される。

　また、図１４においては、各２つの操作装置１１，１１１、油圧アクチュエータ９，１０９、負荷圧センサ６，１０６、操作圧センサ７，１０７が図示されている。コントロールバルブ４、高圧選択弁５については、複数のバルブのユニットとしてまとめて図示している。各要素の構成等は第１実施形態で説明した通りであり、詳細な説明は省略する。

　レギュレータ２０のポンプ馬力制御弁２２には油圧ポンプ２の吐出圧（以下、ポンプ圧Ｐｐ１）が、レギュレータ１２０のポンプ馬力制御弁２２には油圧ポンプ１０２の吐出圧（以下、ポンプ圧Ｐｐ２）がそれぞれ導かれている。本実施形態では、油圧ポンプ２，１０２の合計吸収馬力が制限を超えないように、ポンプ圧Ｐｐ１，Ｐｐ２の平均値（以下、ポンプ平均圧）によって合計ポンプ流量の上限が制限される。レギュレータ２０，１２０のポンプ馬力制御弁２２には、１つの馬力制御電磁弁１７から出力される馬力制御圧ｐｆが入力され、同一の馬力制御圧ｐｆで２つの油圧ポンプ２，１０２の合計馬力が制御される構成である（いわゆる全馬力制御が行われる）。

　レギュレータ２０，１２０のポンプ流量制御弁２３は、それぞれ操作装置１１，１１１の操作圧ｐｘ１，ｐｘ２を元圧として流量制御電磁弁１６，１１６で生成される流量制御圧ｐｑ１，ｐｑ２で駆動し、油圧ポンプ２，１０２の吐出流量（以下、それぞれポンプ流量Ｑｐ１，Ｑｐ２）をそれぞれポジティブに制御する。

　（２－２）ポンプ制御システム
　図１５は本実施形態における機体コントローラ３０Ａの模式図である。機体コントローラ３０Ａは第１実施形態の機体コントローラ３０に対応し、ポンプコントローラ３１Ａを含んでいる。ポンプコントローラ３１Ａは第１実施形態のポンプコントローラ３１に対応し、ポンプ流量制御部３４Ａ及びポンプ馬力制御部３５Ａを備えている。ポンプ流量制御部３４Ａ及びポンプ馬力制御部３５Ａは、第１実施形態のポンプ流量制御部３４及びポンプ馬力制御部３５に対応する。

　（２－２．１）ポンプ流量制御部
　図１６はポンプ流量制御部３４Ａの機能ブロック図である。第１実施形態と同様の要素には、同図において既出図面と同符号を付して説明を省略する。また、互いに対応する要素が２つある場合、一方に第１実施形態で用いた符号を付し、１００を足した符号を他方に付してある。個別の構成は第１実施形態と同様であるため詳しい説明は省略する。

　同図に示したように、ポンプ流量制御部３４Ａは、目標馬力演算部４１，１４１、目標ポンプ流量演算部４２，１４２及び第２出力部４６，１４６を備えている。目標馬力演算部４１，１４１には、馬力配分部４７が付随して設けられている。第１実施形態の目標ポンプ流量演算部４２と同様、目標ポンプ流量演算部１４２は、制限流量演算部１４３、要求流量演算部１４４、選択出力部１４５を備えている。図１７は目標馬力演算部４１に読み込まれる制御テーブルを例示した図、図１８は制限流量演算部４３に読み込まれる制御テーブルをそれぞれ例示した図であり、図８及び図９に対応している。図１９は目標馬力演算部１４１に読み込まれる制御テーブルを例示した図、図２０は制限流量演算部１４３に読み込まれる制御テーブルをそれぞれ例示した図であり、図８及び図９に対応している。本実施形態においても、これら制御テーブルは操作装置１１の操作種別や組み合わせ毎に用意されて記憶部３３に記憶されている。以下、馬力配分部４７について説明する。

　・馬力配分部
　図２１は馬力配分部４７の機能ブロック図である。本実施形態では２つの油圧ポンプ２，１０２について全馬力制御が実行されるため、目標馬力演算部４１，１４１で演算された要求馬力Ｆｒｅｑ１，Ｆｒｅｑ２の比率に基づいて油圧ポンプ２，１０２の目標馬力Ｆｔａｒ１，Ｆｔａｒ２を配分しなければならない。馬力配分部４７は目標馬力を配分する役割を果たすものであり、要求馬力Ｆｒｅｑ１，Ｆｒｅｑ２の大きい方を選択し、これを比率計算で配分する。具体的には、馬力配分部４７は、選択器４７ａ、加算器４７ｂ、除算器４７ｃ，４７ｄ、乗算器４７ｅ，４７ｆを備えている。選択器４７ａで選択された要求馬力をＦｒｅｑ（要求馬力Ｆｒｅｑ１，Ｆｒｅｑ２の最大値）とすると、目標馬力Ｆｔａｒ１，Ｆｔａｒ２は、（式３）及び（式４）で演算される。　
　Ｆｔａｒ１＝Ｆｒｅｑ×｛Ｆｒｅｑ１／（Ｆｒｅｑ１＋Ｆｒｅｑ２）｝　…（式３）
　Ｆｔａｒ２＝Ｆｒｅｑ×｛Ｆｒｅｑ２／（Ｆｒｅｑ１＋Ｆｒｅｑ２）｝　…（式４）
　演算された目標馬力Ｆｔａｒ１，Ｆｔａｒ２は、ポンプ馬力制御部３５Ａに出力される。なお、例えば要求馬力Ｆｒｅｑが同時に複数演算される場合、馬力配分部４７に入力される要求馬力Ｆｒｅｑはそれらの合計値である。また、要求流量演算部４４，１４４には、第１実施形態と同様、要求馬力Ｆｒｅｑが出力される。要求流量演算部４４，１４４では、各要求馬力と対応する負荷圧とから個別に演算された要求流量の合計値がそれぞれ目標ポンプ流量Ｑｔａｒ１，Ｑｔａｒ２として演算される。その結果、目標ポンプ流量演算部４２，１４２では、馬力配分部４７で配分された目標馬力Ｆｔａｒ１，Ｆｔａｒ２からそれぞれ目標ポンプ流量Ｑｔａｒ１，Ｑｔａｒ２が演算される。ポンプ流量制御部３４Ａの他の処理については第１実施形態に準ずる。

　（２－２．２）ポンプ馬力制御部
　図２２はポンプ馬力制御部３５Ａの機能ブロック図である。第１実施形態と同様の要素には、同図において既出図面と同符号を付して説明を省略する。ポンプ馬力制御部３５Ａは、選択出力部５６、目標ポンプ圧演算部５１Ａ、基準ポンプ圧演算部５２、補正値演算部５３、リミッタ５４及び第１出力部５５を備えている。ポンプ馬力制御部３５が第１実施形態のポンプ馬力制御部３５と相違する点は、選択出力部５６が追加され、目標ポンプ圧演算部５１Ａの演算回路が変更されている点であり、その他の要素はポンプ馬力制御部３５と同様である。

　・選択出力部
　選択出力部５６は、ポンプ流量制御部３４Ａから入力された目標ポンプ流量Ｑｔａｒ１，Ｑｔａｒ２のうち大きい方を選択し、基準ポンプ圧演算部５２に出力する。従って、基準ポンプ圧演算部５２では、目標ポンプ流量Ｑｔａｒ１，Ｑｔａｒ２の最大値で基準制限馬力（この例では最大制限馬力Ｆｍａｘ）となるポンプ圧が基準ポンプ圧Ｐｒｅｆとして演算される。

　・目標ポンプ圧演算器
　目標ポンプ圧演算部５１Ａでは、複数組の目標ポンプ流量及び目標馬力に基づいて演算された複数のポンプ圧の平均値が目標ポンプ圧として演算され、補正値演算部５３に出力される。具体的には、目標馬力Ｆｔａｒ１及び目標ポンプ流量Ｑｔａｒ１から求めたポンプ圧Ｐ１、目標馬力Ｆｔａｒ２及び目標ポンプ流量Ｑｔａｒ２から求めたポンプ圧Ｐ２の平均値が目標ポンプ圧Ｐｔａｒとして求められる。演算式は（式５）（式６）（式７）の通りである。

　Ｐ１＝（Ｆｔａｒ１／Ｑｔａｒ１）×６０　…（式５）
　Ｐ２＝（Ｆｔａｒ２／Ｑｔａｒ２）×６０　…（式６）
　Ｐｔａｒ＝（Ｐ１＋Ｐ２）／２　…（式７）
　まとめると次のようになる。

　Ｐｔａｒ＝｛（Ｆｔａｒ１／Ｑｔａｒ１）＋（Ｆｔａｒ２／Ｑｔａｒ２）｝×３０　…（式８）
　目標ポンプ圧演算部５１Ａは、除算器や加算器等を適宜用い、（式８）から目標ポンプ圧Ｐｔａｒを演算する。演算された目標ポンプ圧Ｐｔａｒは補正値演算部５３に出力され、第１実施形態と同様にして基準ポンプ圧Ｐｒｅｆから減算されて補正値ΔＰが演算される。図２３は基準ポンプ圧演算部５２に読み込まれる制御テーブルを例示した図であり、図１０に対応している。この制御テーブルも記憶部３３に記憶されている。図２３に示した特性は、最大制限馬力（レギュレータ２０，１２０で同じとする）時の目標ポンプ流量Ｑｔａｒに対する平均圧を示している。

　（２－３）動作
　油圧ポンプ２，１０２の目標動作点の関係の典型は、次のＡ，Ｂ，Ｃ，Ｄの４つのケースである。

　ケースＡ：負荷圧ｐｙ１＝ｐｙ２、操作圧ｐｘ１＝ｐｘ２である場合
　ケースＢ：負荷圧ｐｙ１＝ｐｙ２、操作圧ｐｘ１≠ｐｘ２である場合
　ケースＣ：負荷圧ｐｙ１≠ｐｙ２、操作圧ｐｘ１＝ｐｘ２である場合
　ケースＤ：負荷圧ｐｙ１≠ｐｙ２、操作圧ｐｘ１≠ｐｘ２である場合
　ケースＡ，Ｂ，Ｃ，Ｄのそれぞれの場合について、具体的数値を用いてポンプ制御システムによるポンプ動作を説明する。

　・ケースＡの場合
　操作圧ｐｘ１＝４ＭＰａ、負荷圧ｐｙ１＝１５ＭＰａ、操作圧ｐｘ２＝４ＭＰａ、負荷圧ｐｙ２＝１５ＭＰａであるとする。この場合、図１７－図２０から要求馬力Ｆｒｅｑ１＝８０ｋＷ、制限流量Ｑｌｉｍ１＝２００Ｌ／ｍｉｎ、要求馬力Ｆｒｅｑ２＝８０ｋＷ、制限流量Ｑｌｉｍ２＝２００Ｌ／ｍｉｎとなる。馬力配分部４７の演算において要求馬力Ｆｒｅｑ１，Ｆｒｅｑ２の大きい値（この場合は同一）である８０ｋＷを要求馬力Ｆｒｅｑ１，Ｆｒｅｑ２の比率で配分すると、目標馬力Ｆｔａｒ１，Ｆｔａｒ２が次のように求められる。　
　目標馬力Ｆｔａｒ１＝８０×｛８０÷（８０＋８０）｝＝４０ｋＷ
　目標馬力Ｆｔａｒ２＝８０×｛８０÷（８０＋８０）｝＝４０ｋＷ
　更に、負荷圧ｐｙ１，ｐｙ２、目標馬力Ｆｔａｒ１，Ｆｔａｒ２から要求流量Ｑｒｅｑ１，Ｑｒｅｑ２が次のように求められる。　
　要求流量Ｑｒｅｑ１＝４０×６０÷１５＝１６０Ｌ／ｍｉｎ
　要求流量Ｑｒｅｑ２＝４０×６０÷１５＝１６０Ｌ／ｍｉｎ
　Ｑｒｅｑ１＜Ｑｒｅｆ１，Ｑｒｅｑ２＜Ｑｒｅｆ２であるため、目標ポンプ流量Ｑｔａｒ１＝Ｑｔａｒ２＝１６０Ｌ／ｍｉｎとなり、これらが流量制御信号Ｓｑに変換され、流量制御電磁弁１６，１１６が駆動される。よって、ポンプ流量制御部３４Ａの電子馬力制御により、油圧ポンプ２は目標馬力Ｆｔａ１で目標ポンプ流量Ｑｔａｒ１を吐出し、油圧ポンプ１０２は目標馬力Ｆｔａ２で目標ポンプ流量Ｑｔａｒ２を吐出する。

　一方、ポンプ馬力制御部３５Ａにおいては、目標ポンプ流量Ｑｔａｒ１，Ｑｔａｒ２の大きい方（同一なので１６０Ｌ／ｍｉｎ）で最大制限馬力Ｆｍａｘとなる目標ポンプ圧Ｐｔａｒ＝１９ＭＰａが演算される。Ｐｔａｒは、Ｑｔａｒ１，Ｑｔａｒ２の大きい方の流量で油圧ポンプ２，１０２の双方が駆動した仮定で、全馬力制御として最大制限馬力Ｆとなるポンプ平均圧に等しい。　
　また、Ｑｔａｒ１＝Ｑｔａｒ２＝１６０Ｌ／ｍｉｎ，Ｆｔａｒ１＝Ｆｔａｒ２＝４０ｋＷから、目標ポンプ圧Ｐｔａｒ（ポンプ平均圧）は次のように演算される。　
　Ｐｔａｒ＝｛（４０÷１６０）＋（４０÷１６０）｝×３０＝１５ＭＰａ
　従って、補正値ΔＰ＝４ＭＰａとなる。　
　この補正値ΔＰが馬力制御信号Ｓｆに変換され、馬力制御電磁弁１７が駆動され、ポンプ目標ポンプ流量が大きい方のポンプについて電子馬力制御の動作点（１５ＭＰａ，１６０Ｌ／ｍｉｎ）でポンプ馬力制御弁２２による油圧的な馬力制御に丁度掛かる狙いとなる。

　図２４はケースＡの場合のポンプ動作を表した図である。ケースＡの場合、ポンプ流量制御部３４Ａによるポンプ流量制御弁２３の制御によって、負荷圧ｐｙ１，ｐｙ２でそれぞれ目標馬力Ｆｔａｒ１，Ｆｔａｒ２となる目標ポンプ流量Ｑｔａｒ１，Ｑｔａｒ２にポンプ流量が制御される。同時に、これら動作点で制限馬力になるようにポンプ馬力制御弁２２が制御される。ケースＡの場合、油圧ポンプ２，１０２の動作点、制限馬力等が計算上一致する。

　・ケースＢの場合
　操作圧ｐｘ１＝２ＭＰａ、負荷圧ｐｙ１＝２０ＭＰａ、操作圧ｐｘ２＝１．５ＭＰａ、負荷圧ｐｙ２＝２０ＭＰａであるとする。　
　制限流量Ｑｌｉｍ１＝１５０Ｌ／ｍｉｎ
　制限流量Ｑｌｉｍ２＝１００Ｌ／ｍｉｎ
　要求馬力Ｆｒｅｑ１＝６０ｋＷ
　要求馬力Ｆｒｅｑ２＝４０ｋＷ
　目標馬力Ｆｔａｒ１＝３６ｋＷ
　目標馬力Ｆｔａｒ２＝２４ｋＷ
　要求流量Ｑｒｅｑ１＝１０８Ｌ／ｍｉｎ
　要求流量Ｑｒｅｑ２＝７２Ｌ／ｍｉｎ
　目標ポンプ流量Ｑｔａｒ１＝１０８Ｌ／ｍｉｎ（＝Ｑｒｅｑ１）
　目標ポンプ流量Ｑｔａｒ２＝７２Ｌ／ｍｉｎ（＝Ｑｒｅｑ２）
　基準ポンプ圧Ｐｒｅｆ＝２９．７ＭＰａ
　目標ポンプ圧Ｐｔａｒ＝２０ＭＰａ
　補正値ΔＰ＝９．７ＭＰａ
　主な値は以上の通りである。

　図２５はケースＢの場合のポンプ動作を表した図である。ケースＢの場合は油圧ポンプ２，１０２で目標ポンプ流量Ｑｔａｒ１，Ｑｔａｒ２が異なる。この例では、目標ポンプ流量が大きい方（油圧ポンプ２）について、電子馬力制御による動作点でポンプ馬力制御弁２２による制限馬力Ｆに丁度なる狙いとなる。

　・ケースＣの場合
　操作圧ｐｘ１＝２ＭＰａ、負荷圧ｐｙ１＝２５ＭＰａ、操作圧ｐｘ２＝１．４ＭＰ、負荷圧ｐｙ２＝１５ＭＰａであるとする。　
　制限流量Ｑｌｉｍ１＝１５０Ｌ／ｍｉｎ
　制限流量Ｑｌｉｍ２＝９０Ｌ／ｍｉｎ
　要求馬力Ｆｒｅｑ１＝６０ｋＷ
　要求馬力Ｆｒｅｑ２＝３６ｋＷ
　目標馬力Ｆｔａｒ１＝３７．５ｋＷ
　目標馬力Ｆｔａｒ２＝２２．５ｋＷ
　要求流量Ｑｒｅｑ１＝９０Ｌ／ｍｉｎ
　要求流量Ｑｒｅｑ２＝９０Ｌ／ｍｉｎ
　目標ポンプ流量Ｑｔａｒ１＝９０Ｌ／ｍｉｎ（＝Ｑｒｅｑ１）
　目標ポンプ流量Ｑｔａｒ２＝９０Ｌ／ｍｉｎ（＝Ｑｒｅｑ２＝Ｑｒｅｆ２）
　基準ポンプ圧Ｐｒｅｆ＝３３．８ＭＰａ
　目標ポンプ圧Ｐｔａｒ＝２０ＭＰａ
　補正値ΔＰ＝１３．８ＭＰａ
　主な値は以上の通りである。

　図２６はケースＣの場合のポンプ動作を表した図である。ケースＣの場合は油圧ポンプ２，１０２で電子馬力制御による目標ポンプ流量Ｑｔａｒ１，Ｑｔａｒ２は同じである。ポンプ流量制御部３４Ａによって、油圧ポンプ２，１０２は負荷圧に応じて目標馬力となる目標ポンプ流量に制御され、流量の大きい方のポンプ（この例では両方）が目標ポンプ流量で全馬力制御による馬力制御に掛かるように、ポンプ馬力制御部３５Ａによって制限馬力Ｆが制御される。油圧ポンプ２，１０２の電子馬力制御による動作点（油圧ポンプ２は、２５ＭＰａ、９０Ｌ／ｍｉｎ、油圧ポンプ１０２は１５ＭＰａ、９０Ｌ／ｍｉｎ）で丁度ポンプ馬力制御弁２２の制限馬力になる狙いとなる。

　・ケースＤの場合
　操作圧ｐｘ１＝２ＭＰａ、負荷圧ｐｙ１＝２５ＭＰａ、操作圧ｐｘ２＝１ＭＰａ、負荷圧ｐｙ２＝１５ＭＰａであるとする。　
　制限流量Ｑｌｉｍ１＝１５０Ｌ／ｍｉｎ
　制限流量Ｑｌｉｍ２＝５０Ｌ／ｍｉｎ
　要求馬力Ｆｒｅｑ１＝６０ｋＷ
　要求馬力Ｆｒｅｑ２＝２０ｋＷ
　目標馬力Ｆｔａｒ１＝４５ｋＷ
　目標馬力Ｆｔａｒ２＝１５ｋＷ
　要求流量Ｑｒｅｑ１＝１０８Ｌ／ｍｉｎ
　要求流量Ｑｒｅｑ２＝６０Ｌ／ｍｉｎ
　目標ポンプ流量Ｑｔａｒ２＝１０８Ｌ／ｍｉｎ（＝Ｑｒｅｑ１）
　目標ポンプ流量Ｑｔａｒ２＝５０Ｌ／ｍｉｎ（＝Ｑｒｅｆ２）
　基準ポンプ圧Ｐｒｅｆ＝２９．７ＭＰａ
　目標ポンプ圧＝２１．５ＭＰａ
　補正値ΔＰ＝８．２ＭＰａ
　主な値は以上の通りである。

　図２７はケースＤの場合のポンプ動作を表した図である。この例では油圧ポンプ１０２よりも油圧ポンプ２の目標ポンプ流量が大きくなるので、油圧ポンプ２が動作点（２５ＭＰａ,１０８Ｌ／ｍｉｎ）で対応するポンプ流量制限弁２２による制限馬力になる狙いとなる。

　（２－４）効果
　このように、同一の動力源で複数の油圧ポンプを駆動する油圧システムにも本発明は適用することができる。本実施形態では各油圧ポンプ２，１０２のポンプ馬力制御弁２２で馬力制御電磁弁１７を共用する構成とし、目標ポンプ流量の大きな油圧ポンプについて制限馬力で動作するようにすることで、圧力ハンチングが起こり易い条件の油圧ポンプについて、第１実施形態と同様の効果が得られる。特に複数の油圧ポンプで目標ポンプ流量が同じ場合は、各油圧ポンプで第１実施形態と同様の効果が得られる。また、ポンプ馬力制御弁２２を共用することで部品点数の増加が抑えられる点もメリットである。油圧ポンプが３つ以上の場合でも同様の要領で発明を適用することができ、同様の効果が得られる。

　＜変形例＞
　・ポンプ流量制御弁の省略
　以上においては、ポンプ流量制御弁２３を用いて操作圧ｐｘに応じてポンプ流量Ｑｐをポジティブに制御しつつ、ポンプ馬力制御弁２２の制限馬力Ｆを操作圧ｐｘに応じて制御することでポンプ圧Ｐｐを介してポンプ流量Ｑｐをネガティブに制御する例を説明した。ポンプ馬力制御弁２２のコントロールによるポンプ流量制御が加わることにより、ポンプコントローラ３１，３１Ａの指令に対する油圧ポンプ２，１０２の応答動作の時間ずれが短縮できるメリットがある。

　ここで、操作圧ｐｘは本来的にコントロールバルブ４に出力され、これにより油圧アクチュエータ９に供給される圧油の流量が制御される。これにより負荷圧ｐｙが変化し、これに呼応してポンプ圧ｐｐも変化する。従って、レギュレータ２０，１２０においてポンプ流量制御弁２３を省略しても、ポンプ馬力制御弁２２を制御して制限馬力Ｆをコントロールすることで、ポンプ圧Ｐｐの変化を利用してポンプ流量Ｑｐを変化させることができる。従って、ポンプ馬力制御弁２２を用いてポンプコントローラ３１，３１Ａの指令に対する油圧ポンプ２，１０２の動作の応答時間を短縮する限りにおいては、ポンプ流量制御弁２３、流量制御電磁弁１６，１１６、第２出力部４６，１４６を省略した構成としても良い。この場合もポンプ流量制御の応答性の向上について所望の効果が期待できる。

　・負荷圧センサの変更
　以上においては、ポンプコントローラ３１，３１Ａに対して負荷圧ｐｙを入力するセンサとして、アクチュエータライン９ａ，１０９ａに設けた負荷圧センサ６，１０６（アクチュエータ圧センサ）を用いた場合を説明した。この場合、操作圧ｐｘに応じて割り当てられる要求馬力で油圧アクチュエータ９，１０９がそれぞれ動作するのに必要な流量を個別に評価し、これを基に目標ポプ流量を決定することができる。しかし、アクチュエータラインの圧力と油圧ポンプの吐出ラインの圧力は近い値になることが多く、油圧ポンプ２，１０２の吐出ライン２ａ，１０２ａに設けた負荷圧センサ６，１０６（ポンプ圧センサ）の検出値を代わりにポンプコントローラ３１，３１Ａに入力する構成としても良い。要するに、油圧ポンプ２，１０２と油圧アクチュエータ９，１０９を接続する管路（吐出ライン２ａ，１０２ａ又はアクチュエータライン９ａ，１０９ａ）の圧力を検出する圧力センサであれば、負荷圧センサ６，１０６として用いることができる。例えば吐出ラインの圧力を検出する単一のセンサを負荷圧センサ６として用いる場合には、ポンプ流量制御に用いるセンサの数が減少し、部品点数の削減に寄与する。

　また、負荷圧センサからの負荷圧ｐｙをそのまま制御に使用するのではなく、設定割合又は設定量だけ負荷圧ｐｙの値を増減させた値を用いて制御をするようにしても良い。例えば負荷圧センサ６から入力された負荷圧ｐｙを増幅させることで、目標ポンプ流量は小さく演算される傾向になるがポンプ馬力制御弁２２の馬力制御がより働き易くなり、圧力ハンチングの抑制効果を重視した構成とすることができる。同趣旨で、補正値ΔＰを増幅補正する構成としても良い。

　・制御テーブルの設定
　図８－図１０、図１７－図２０、図２３に例示した各制御テーブルは直線（折れ線）で特性を定義した例であるが、これら特性の設定は限定されず、必要に応じて曲線を用いる等して設定を変えても良い。

　・その他
　ポンプ馬力制御弁２２の第１付勢力を変更する構成として、ばね２２ｓのばね力に対向する方向から馬力制御圧ｐｆを作用させる構成を例示したが、ポンプ馬力制御弁２２の構成はこの例に限られない。例えばスプール２２ａの移動方向に移動可能な壁面とスプール２２ａとの間にばね２２ｓを介在させ、壁面が馬力制御圧ｐｆで移動する構成としても、馬力制御圧ｐｆで第１付勢力を変化させることができる。この場合、馬力制御圧ｐｆが小さくなるにつれて第１付勢力が小さくなり、制限馬力Ｆが小さくなる。

　また、制限馬力Ｆを制御する際の補正値ΔＰを求めるための基準となる制限馬力は、基準として定められた一定の制限馬力であれば良く、必ずしも最大制限馬力Ｆｍａｘである必要はない。基準制限馬力の設定によって正負双方の補正値ΔＰの値が有効になる場合、補正値ΔＰを０以上の値に制限するリミッタ５４，１５４は省略される。代わりに、制限馬力Ｆが最大制限馬力Ｆｍａｘを超えることがないように、基準制限馬力に対して制限馬力Ｆを大きくする方向の補正値の大きさを制限するリミッタを設けることが好ましい。

　エンジン（例えばディーゼルエンジン）１を原動機として油圧ポンプ２，１０２を駆動する構成を例示したが、原動機としてモータを採用した作業機械にも本発明は適用可能である。

２…油圧ポンプ、３…パイロットポンプ、４…コントロールバルブ、６…負荷圧センサ、７…操作圧センサ、１１…操作装置、１６…流量制御電磁弁、１７…馬力制御電磁弁、２２…ポンプ馬力制御弁、２２ａ…スプール、２３…ポンプ流量制御弁、２３ａ…スプール、３５…ポンプ馬力制御部、４２…目標ポンプ流量演算部、４１…目標馬力演算部、４３…制限流量演算部、４４…要求流量演算部、４５…選択出力部、４７…馬力配分部、４６…第２出力部、５１…目標ポンプ圧演算部、５１Ａ…目標ポンプ圧演算部、５２…基準ポンプ圧演算部、５３…補正値演算部、５５…第１出力部、８４…ブーム（被駆動部材）、８５…アーム（被駆動部材）、８６…バケット（被駆動部材）、８７…ブームシリンダ（油圧アクチュエータ）、８８…アームシリンダ（油圧アクチュエータ）、８９…バケットシリンダ（油圧アクチュエータ）、９１…履帯（被駆動部材）、９２…走行モータ（油圧アクチュエータ）、９３…旋回モータ（油圧アクチュエータ）、９４…旋回輪（被駆動部材）、１０２…油圧ポンプ、１０６…負荷圧センサ、１０７…操作圧センサ、１１６…流量制御電磁弁、１４１…目標馬力演算部、１４２…目標ポンプ流量演算部、１４３…制限流量演算部、１４４…要求流量演算部、１４５…選択出力部、Ｆ…制限馬力、Ｆｒｅｆ…基準制限馬力、Ｆｒｅｑ…要求馬力、Ｆｔａｒ…目標馬力、ｐｘ…操作圧、ｐｙ…負荷圧、Ｐｒｅｆ…基準ポンプ圧、Ｐｔａｒ…目標ポンプ圧、Ｑｌｉｍ…制限流量、Ｑｒｅｑ…要求流量、Ｑｔａｒ…目標ポンプ流量、ΔＰ…補正値

Claims

　被駆動部材を駆動する１つ以上のアクチュエータ、前記アクチュエータを駆動する圧油を吐出する可変容量型で斜軸式の油圧ポンプ、前記油圧ポンプから対応するアクチュエータに供給される圧油を制御する１つ以上のコントロールバルブ、操作に応じた操作圧を生成し対応するコントロールバルブに出力する１つ以上のパイロット操作式の操作装置、前記操作圧の元圧を生成するパイロットポンプ、対応する操作装置の操作圧を検出する１つ以上の操作圧センサ、及び前記油圧ポンプと前記アクチュエータとを接続する管路の圧力を負荷圧として検出する１つ以上の負荷圧センサを備えた作業機械のポンプ制御システムにおいて、
　前記油圧ポンプの制限馬力を規定する第１付勢力と前記油圧ポンプの吐出圧による第２付勢力を対向してスプールに作用させ、ポンプ吸収馬力が前記制限馬力を超えないように前記油圧ポンプの容量を制御するポンプ馬力制御弁と、
　１つ以上の前記操作圧センサで検出された操作圧及び前記負荷圧センサで検出された負荷圧に基づいて前記油圧ポンプの目標ポンプ流量を演算する目標ポンプ流量演算部と、
　対応する操作装置の操作圧に対応付けた関係から前記検出された操作圧に対応する要求馬力を演算し、前記要求馬力に基づいて目標馬力を演算する目標馬力演算部と、
　前記ポンプ馬力制御弁で規定される前記制限馬力で前記目標ポンプ流量が吐出されるように、前記目標ポンプ流量演算部で演算した目標ポンプ流量及び前記目標馬力演算部で演算した目標馬力に基づいて前記ポンプ馬力制御弁を制御するポンプ馬力制御部とを備えたことを特徴とする作業機械のポンプ制御システム。
　請求項１に記載の作業機械のポンプ制御システムにおいて、
　前記第１付勢力を制御する馬力制御電磁弁を備え、
　前記ポンプ馬力制御部は、
　前記目標馬力で前記目標ポンプ流量となる目標ポンプ圧を演算する目標ポンプ圧演算部と、
　前記ポンプ馬力制御弁で規定された前記油圧ポンプの基準制限馬力について前記目標ポンプ流量に対応する基準ポンプ圧を演算する基準ポンプ圧演算部と、
　前記基準ポンプ圧から前記目標ポンプ圧を減算し、前記第１付勢力で規定される前記制限馬力の補正値を演算する補正値演算部と、
　前記補正値に応じた馬力制御信号を生成して前記馬力制御電磁弁に出力し、前記制限馬力を前記目標馬力に一致させる第１出力部とを備えていることを特徴とする作業機械のポンプ制御システム。
　請求項２に記載の作業機械のポンプ制御システムにおいて、
　前記目標ポンプ流量に応じた流量制御信号を生成し出力する第２出力部と、
　前記流量制御信号で駆動されて流量制御圧を生成する流量制御電磁弁と、
　前記流量制御圧による付勢力でスプールを駆動して前記油圧ポンプの容量を制御するポンプ流量制御弁とを備えていることを特徴とする作業機械のポンプ制御システム。
　請求項３に記載の作業機械のポンプ制御システムにおいて、
　前記目標ポンプ流量演算部は、
　対応する操作装置の操作圧に対応付けた関係から１つ以上の前記操作圧センサで検出された操作圧に応じた制限流量を演算する制限流量演算部と、
　１つ以上の前記要求馬力及び前記負荷圧センサで検出された負荷圧に基づいて前記油圧ポンプの要求流量を演算する要求流量演算部と、
　前記制限流量及び前記要求流量の小さい方を前記目標ポンプ流量として選択し、前記目標ポンプ圧演算部、前記基準ポンプ圧演算部及び前記第２出力部に出力する選択出力部とを備えていることを特徴とする作業機械のポンプ制御システム。
　請求項４に記載の作業機械のポンプ制御システムにおいて、
　前記油圧ポンプ、前記ポンプ馬力制御弁、前記目標馬力演算部及び前記目標ポンプ流量演算部を複数組備える一方で、前記馬力制御電磁弁を複数のポンプ馬力制御弁で共用すると共に、
　複数の前記目標馬力演算部で演算された前記要求馬力の比率を基に複数の前記目標馬力を演算し複数の前記制限流量演算部に出力する馬力配分部とを備え、
　複数の前記目標ポンプ流量演算部で、前記馬力配分部で配分された目標馬力に基づいてそれぞれ前記目標ポンプ流量を演算し、
　前記基準ポンプ圧演算部で、複数の前記目標ポンプ流量の最大値で前記基準制限馬力となるポンプ圧を前記基準ポンプ圧として演算し、
　前記目標ポンプ圧演算部で、複数組の前記目標ポンプ流量及び前記目標馬力に基づいて演算された複数のポンプ圧の平均値を前記目標ポンプ圧として演算し、前記補正値演算部に出力することを特徴とする作業機械のポンプ制御システム。
　請求項３に記載の作業機械のポンプ制御システムにおいて、
　前記ポンプ馬力制御弁で規定される最小制限馬力について最小ポンプ流量に対応するポンプ圧が最小ポンプ圧より大きくなるように構成されていることを特徴とする作業機械のポンプ制御システム。