JP4322499B2 - 油圧建設機械のポンプトルク制御方法及び装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は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可変容量型の油圧ポンプを駆動しアクチュエータを駆動する油圧建設機械のポンプトルク制御方法及び装置に関する。
【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可変容量型の油圧ポンプを駆動しアクチュエータを駆動することで所定の作業を行っている。このような油圧建設機械におけるエンジン制御は、一般に、目標燃料噴射量を設定し、この目標燃料噴射量に基づいて燃料噴射装置を制御することにより行う。
【０００３】
また、油圧ポンプの制御は、要求流量に基づく容量制御とポンプ吐出圧に基づくトルク制御（馬力制御）を行うのが一般的である。油圧ポンプのトルク制御とは、ポンプ吐出圧が上昇するに従って油圧ポンプの容量を減じることで油圧ポンプの吸収トルクが予め設定した最大吸収トルクを越えないように制御し、エンジンの過負荷を防止するものである。
【０００４】
このような油圧ポンプのトルク制御において、エンジンの出力馬力の有効利用を図る技術として、例えば特開昭５７−６５８２２号公報に記載のスピードセンシング制御が知られている。このスピードセンシング制御は、エンジンの目標回転数と実回転数との偏差をトルク補正値に変換し、このトルク補正値をポンプベーストルクに加算或いは減算して最大吸収トルクの目標値を求め、油圧ポンプの最大吸収トルクをその目標値に一致するよう制御するものであり、これによりエンジン回転数（実回転数）が低下すると油圧ポンプの最大吸収トルクを減じることでエンジン停止が防止されるので、油圧ポンプの最大吸収トルク（設定値）をエンジンの最大出力トルクに近づけて設定することが可能となり、エンジンの出力馬力の有効利用を図ることができる。
【０００５】
また、油圧ポンプのトルク制御におけるスピードセンシング制御の改良技術として、特開平１１−１０１１８３号公報、特開２０００−７３８１２号公報、特開２０００−７３９６０号公報等に記載のものがある。この技術は、エンジン出力に影響を及ぼす環境ファクター（大気圧、燃料温度、冷却水温度等）をセンサにより検出し、その検出値を予め設定したマップに参照させてポンプベーストルクの補正値を求め、油圧ポンプの最大吸収トルクを補正するものであり、これにより環境の変化でエンジン出力が低下した場合でも、高負荷時において、スピードセンシング制御により油圧ポンプの最大吸収トルクを減少させエンジン停止を防止するとともに、スピードセンシング制御による原動機の回転数の低下を少なくし、良好な作業性を確保できる。
【０００６】
【特許文献１】
特開昭５７−６５８２２号公報
【特許文献２】
特開平１１−１０１１８３号公報
【特許文献３】
特開２０００−７３８１２号公報
【特許文献４】
特開２０００−７３９６０号公報
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来技術には次のような問題がある。
【０００８】
ディーゼルエンジンの出力トルク特性は、レギュレーション領域（部分負荷領域）の特性と全負荷領域の特性に分けられる。レギュレーション領域は燃料噴射装置による燃料噴射量が１００％以下の出力領域であり、全負荷領域は燃料噴射量が１００％となる最大出力トルク領域である。エンジンの出力は環境の変化や燃料の品質などエンジンの運転状況によって変化し、それに応じてエンジン出力特性も変化する。
【０００９】
特開昭５７−６５８２２号公報等の記載の一般的なスピードセンシング制御では、エンジン出力に余裕があり、エンジン出力特性のレギュレーション領域における最高出力トルクがスピードセンシング制御のポンプベーストルク（油圧ポンプの最大吸収トルク）より大きい場合は、高負荷時、スピードセンシング制御におけ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はレギュレーション領域上にあるため、エンジン回転数は目標回転数に一致し、エンジン回転数の低下を生じることなく、油圧ポンプの最大吸収トルクを減少させエンジン停止を防止することができる。しかし、吸入空気量の減少（環境の変化）や粗悪燃料の使用などによりエンジン出力が低下し、エンジン出力特性のレギュレーション領域における最高出力トルクがスピードセンシング制御のポンプベーストルク（油圧ポンプの最大吸収トルク）より小さくなると、スピードセンシング制御により油圧ポンプの最大吸収トルクが減少するよう制御されるが、このとき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がレギュレーション領域から全負荷領域に移動し、エンジン回転数は目標回転数から低下する。これによって土砂の掘削作業等、高負荷状態へと負荷状態が変化する作業を行う場合は、その都度エンジン回転数の低下が生じ、これが騒音となり、作業者に不快感や疲労感を与える。
【００１０】
特開平１１−１０１１８３号公報、特開２０００−７３８１２号公報、特開２０００−７３９６０号公報等に記載のスピードセンシング制御では、大気圧、燃料温度、冷却水温度等、センサで検出できる環境ファクターの変化によるエンジン出力の低下に対してはポンプベーストルクを補正し、スピードセンシング制御によるエンジン回転数の低下を防止することができる。しかし、この技術は環境ファクターを事前に予測してセンサを設け、その検出値を利用するものであるため、事前に予想ができない環境ファクターによるエンジン出力の低下には対応することができない。また、粗悪燃料の使用等のセンサで検出することが難しいファクターによるエンジン出力の低下にも対応することができない。更に、種々の環境ファクタの検出のために多数のセンサが必要であり、かつそのセンサ数と同数のマップを作成しコントローラに用いる必要があり、コスト高となる。
【００１１】
本発明の目的は、高負荷時に油圧ポンプの最大吸収トルクを減少させてエンジン停止を防止することができるとともに、環境の変化や粗悪燃料の使用などによりエンジン出力が低下したときにはエンジン回転数の低下を生じることなく油圧ポンプの最大吸収トルクを減少させることができ、しかも事前に予想ができないファクターやセンサによる検出が難しいファクターなどエンジン出力低下のあらゆる要因に対応することができ、かつ環境センサ等のセンサは不要であり安価に製作することができる油圧建設機械にポンプトルク制御方法及び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、エンジンと、このエンジンの回転数と出力とを制御する燃料噴射装置と、この燃料噴射装置を制御する燃料噴射装置コントローラと、前記エンジンによって駆動されアクチュエータを駆動する少なくとも１つの可変容量型の油圧ポンプとを備えた油圧建設機械のポンプトルク制御方法において、前記燃料噴射装置コントローラで演算される目標燃料噴射量と、前記燃料噴射装置のレギュレーション領域における前記エンジンの最大出力トルクに対する前記エンジンの現在の出力トルクの割合として規定されたエンジントルク余裕率との関係を予め設定しておき、前記エンジンの現在の負荷率として、前記関係からそのときの目標燃料噴射量に対応するエンジントルク余裕率を演算し、前記エンジントルク余裕率が予め定められた目標値を超えたときは、前記エンジントルク余裕率が前記目標値に保たれるよう前記油圧ポンプの最大吸収トルクを制御するものとする。
【００１３】
これにより高負荷時に、燃料噴射装置のレギュレーション領域におけるエンジンの最大出力トルクに対するエンジンの現在の出力トルクの割合として規定されたエンジントルク余裕率が目標値を超えたときはエンジントルク余裕率が目標値に保たれるよう油圧ポンプの最大吸収トルクが制御されるため、高負荷時に油圧ポンプの最大吸収トルクを減少させてエンジン停止を防止することができる。
【００１４】
また、環境の変化や粗悪燃料の使用などによりエンジン出力が低下するときも、エンジントルク余裕率が目標値を超えたときはエンジントルク余裕率が目標値に保たれるよう油圧ポンプの最大吸収トルクが制御されるため、エンジン回転数の低下を生じることなく油圧ポンプの最大吸収トルクを減少させることができる。
【００１５】
更に、エンジントルク余裕率を目標値に保つ制御であるため、レギュレーション領域における最高出力トルクが低下すれば自動的に負荷である油圧ポンプの最大吸収トルクも低下するよう制御され、エンジン出力低下の要因は問わないので、事前に予想ができないファクターやセンサによる検出が難しいファクターなどエンジン出力の下のあらゆる要因に対応することができ、しかも環境センサ等のセンサは不要であり安価に製作することができる。
【００１８】
（２）また、上記（１）において、好ましくは、前記最大吸収トルクの制御は、前記エンジントルク余裕率と目標値の偏差を演算し、この偏差を用いてポンプベーストルクを補正し、この補正したポンプベーストルクに一致するよう前記油圧ポンプの最大吸収トルクを制御することにより行う。
【００１９】
これによりエンジンの現在のエンジントルク余裕率が目標値に保たれるよう油圧ポンプの最大吸収トルクを制御することができる。
【００２０】
（３）更に、上記（１）又は（２）において、本発明のポンプトルク制御方法は、好ましくは、前記エンジントルク余裕率が目標値に保たれるよう前記油圧ポンプの最大吸収トルクを制御するのと同時に、前記エンジンの目標回転数と実回転数との偏差を演算し、この偏差が小さくなるよう前記油圧ポンプの最大吸収トルクを制御する。
【００２１】
これにより本発明の制御と従来のスピードセンシング制御の両方で油圧ポンプの最大吸収トルクを制御することができ、急負荷がかかったときの制御の応答性を向上することができる。
【００２２】
（４）また、上記目的を達成するために、本発明は、エンジンと、このエンジンの回転数と出力とを制御する燃料噴射装置と、この燃料噴射装置を制御する燃料噴射装置コントローラと、前記エンジンによって駆動されアクチュエータを駆動する少なくとも１つの可変容量型の油圧ポンプとを備えた油圧建設機械のポンプトルク制御装置において、前記燃料噴射装置コントローラで演算される目標燃料噴射量と、前記燃料噴射装置のレギュレーション領域における前記エンジンの最大出力トルクに対する前記エンジンの現在の出力トルクの割合として規定されたエンジントルク余裕率との関係を予め設定しておき、前記エンジンの現在の負荷率として、前記関係からそのときの目標燃料噴射量に対応するエンジントルク余裕率を演算する第１手段と、前記エンジントルク余裕率が予め定められた目標値を超えたときは、前記エンジントルク余裕率が前記目標値に保たれるよう前記油圧ポンプの最大吸収トルクを制御する第２手段とを有するものとする。
【００２３】
これにより上記（１）で述べたように、高負荷時に油圧ポンプの最大吸収トルクを減少させてエンジン停止を防止することができるとともに、環境の変化や粗悪燃料の使用などによりエンジン出力が低下したときにはエンジン回転数の低下を生じることなく油圧ポンプの最大吸収トルクを減少させることができ、しかも事前に予想ができないファクターやセンサによる検出が難しいファクターなどエンジン出力低下のあらゆる要因に対応することができ、かつ環境センサ等のセンサは不要であり安価に製作することができる。
【００２６】
（５）また、上記（４）において、好ましくは、前記第２手段は、前記エンジントルク余裕率と目標値の偏差を演算し、この偏差を用いてポンプベーストルクを補正し、この補正したポンプベーストルクに一致するよう前記油圧ポンプの最大吸収トルクを制御する。
【００２７】
これによりエンジンの現在のエンジントルク余裕率が目標値に保たれるよう油圧ポンプの最大吸収トルクを制御することができる。
【００２８】
（６）上記（５）において、好ましくは、前記第２手段は、前記偏差を積分してポンプベーストルク補正値を求め、前記ポンプベーストルクに前記ポンプベーストルクを加算することで前記ポンプベーストルクを補正する。
【００２９】
これによりエンジントルク余裕率と目標値の偏差を用いてポンプベーストルクを補正することができる。
【００３０】
（７）また、上記（４）〜（６）において、本発明のポンプトルク制御装置は、好ましくは、前記エンジンの目標回転数と実回転数との偏差を演算し、この偏差が小さくなるよう前記油圧ポンプの最大吸収トルクを制御する第３手段を更に有する。
【００３１】
これにより本発明の制御と従来のスピードセンシング制御の両方で油圧ポンプの最大吸収トルクを制御することができ、急負荷がかかったときの制御の応答性を向上することができる。
【００３２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面を用いて説明する。以下の実施の形態は、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、９は固定容量型のパイロットポンプであり、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。
【００３５】
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。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】
弁装置５の詳細を説明する。
【００３７】
図２において、弁装置５は、流量制御弁５ａ〜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。
【００３８】
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５３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５ｄ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。
【００３９】
流量制御弁５ａ〜５ｉの操作パイロット系を図３に示す。
【００４０】
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TR1,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４０，４１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。
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〜４４ａ，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，４２ｃ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。
【００４１】
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、シャトル弁６８，６９，１００、シャトル弁１０１，１０２、シャトル弁１０３が階層的に接続され、シャトル弁６１，６３，６４，６５，６８，６９，１０１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。
【００４２】
以上のような油圧駆動系に本発明のポンプ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。
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。
【００４３】
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２１，２２によりパイロットポンプ９から傾転アクチュエータ２０に作用する圧油の圧力を制御し、油圧ポンプ１，２の傾転位置を制御する。
【００４４】
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。
【００４５】
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が位置する大径の受圧室２０ｄ及び小径の受圧室２０ｅとを有し、両受圧室２０ｄ，２０ｅの圧力が等しいときは受圧面積差により作動ピストン２０ｃは図示右方向に移動し、斜板１ａ又は２ａの傾転を小さくしてポンプ吐出流量を減少させ、大径の受圧室２０ｄの圧力が低下すると、作動ピストン２０ｃを図示左方向に移動し、斜板１ａ又は２ａの傾転を大きくしてポンプ吐出流量を増大させる。また、大径の受圧室２０ｄ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とタンク１２に至る戻り油路１３に選択的に接続され、小径の受圧室２０ｅ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。
【００４６】
ポジティブ傾転制御用の各第１サーボ弁２１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、制御圧力が低いときはサーボ弁２１の弁体２１ａがバネ２１ｂの力で図示左方向に移動し、傾転アクチュエータ２０の大径の受圧室２０ｄを戻り油路１３にを介してタンク１２に連通し、油圧ポンプ１又は２の傾転を大きくし、制御圧力が上昇するとサーボ弁２１の弁体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大径の受圧室２０ｄに導き、油圧ポンプ１又は２の傾転を小さくする。
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て油圧ポンプ１，２の全馬力制御をする弁であり、ソレノイド制御弁３２にからの制御圧力より油圧ポンプ１，２の最大吸収トルクを制御する。
【００４７】
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からの制御圧力が第２サーボ弁２２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、傾転アクチュエータ２０の大径の受圧室２０ｄを戻り油路１３にを介してタンク１２に連通し、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を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。
【００４８】
図４に第２サーボ弁２２による吸収トルク制御の特性を示す。横軸は油圧ポンプ１，２の吐出圧力の平均値であり、縦軸は油圧ポンプ１，２の傾転（押しのけ容積）である。ソレノイド制御弁３２からの制御圧力が高くなる（バネ２２ｄの力と受圧室２２ｃの油圧力との差で決まる設定値が小さくなる）に従い第２サーボ弁２２の吸収トルク特性はＡ１，Ａ２，Ａ３と変化し、油圧ポンプ１，２の最大吸収トルクはＴ１，Ｔ２，Ｔ３と減少する。また、ソレノイド制御弁３２からの制御圧力が低くなる（バネ２２ｄの力と受圧室２２ｃの油圧力との差で決まる設定値が大きくなる）に従い第２サーボ弁２２の吸収トルク特性はＡ１，Ａ４，Ａ５と変化し、油圧ポンプ１，２の最大吸収トルクはＴ１，Ｔ４，Ｔ５と増大する。つまり、制御圧力を高くし設定値を小さくすれば油圧ポンプ１，２の最大吸収トルクが減少し、制御圧力を低くし設定値を大きくすれば油圧ポンプ１，２の最大吸収トルクが増大する。
【００４９】
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、出力する制御圧力を最高にし、駆動電流SI1,SI2,SI3が増大するに従って出力する制御圧力を低くするよう動作する。駆動電流SI1,SI2,SI3は図５に示す車体コントローラ７０より出力される。
【００５０】
原動機１０はディーゼルエンジンであり、目標燃料噴射量FN1の信号により作動する電子燃料噴射装置１４を備えている。指令信号は図５に示す燃料噴射装置コントローラ８０より出力される。電子燃料噴射装置１４は原動機（以下、エンジンという）１０の回転数と出力とを制御する。
【００５１】
エンジン１０に対する目標回転数NR1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７１が設けられ、その目標回転数NR1の入力信号は車体コントローラ７０及びエンジン燃料噴射装置コントローラ８０に取り込まれる。目標エンジン回転数入力部７１は例えばポテンショメータのような電気的入力手段であり、オペレータが基準となる目標回転数（目標基準回転数）を指令するものである。
【００５２】
また、エンジン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。
【００５３】
車体コントローラ７０及び燃料噴射装置コントローラ８０の全体の信号の入出力関係を図５に示す。
【００５４】
車体コントローラ７０は目標エンジン回転数入力部７１の目標回転数NR1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、エンジン燃料噴射装置コントローラ８０で演算されたエンジントルク余裕率ENGTRRTの信号を入力し、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に出力する。エンジン燃料噴射装置コントローラ８０は目標エンジン回転数入力部７１の目標回転数NR1の信号、回転数センサー７２の実回転数NE1の信号を入力し、所定の演算処理を行って目標燃料噴射量FN1の信号を電子燃料噴射装置１４に出力する。また、エンジン燃料噴射装置コントローラ８０はエンジントルク余裕率ENGTRRTを演算しその信号を車体コントローラ７０に出力する。
【００５５】
ここで、エンジントルク余裕率ENGTRRTとは、エンジン１０の現在の負荷率がどの程度であるかを示すエンジン負荷率の指標値であり、目標燃料噴射量FN1を用いて演算される（後述）。
【００５６】
車体コントローラ７０の油圧ポンプ１，２の制御に関する処理機能を図６に示す。
【００５７】
図６において、車体コントローラ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、エンジントルク余裕率設定部７０ｍ、エンジントルク余裕率偏差演算部７０ｎ、ゲイン演算部７０ｐ、ポンプトルク補正値演算積分要素７０ｑ，７０ｒ，７０ｓ、ポンプベーストルク補正部７０ｔ、ソレノイド出力電流演算部７０ｋの各機能を有している。
【００５８】
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。
【００５９】
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。
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。
ベーストルク演算部７０ｅは、目標回転数NR1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、そのときの目標回転数NR1に応じたポンプベーストルクTR0を算出する。このポンプベーストルクTR0は、燃料噴射装置コントローラ８０で演算されたエンジントルク余裕率ENGTRRTが設定値ENG1RPTC（後述）にある時の標準トルクであり、メモリのテーブルには、エンジン１０の全負荷領域での最大出力特性の変化に対応した目標回転数NR1とポンプベーストルク（標準トルク）TR0との関係が設定されている。なお、標準トルクとはエンジン１０が標準の出力トルク特性を有しかつエンジン１０が置かれている環境（燃料の品質も含む）が標準状態にあるときのエンジン出力トルクであり、例えば目標回転数NR1を最大に設定したときのポンプベーストルクTR0は図４に示した油圧ポンプ１，２の最大吸収トルクＴ１に対応する。エンジン出力は状況によって変化するが、それに対する補正を行うことが本発明の目的であるため、この場合の標準トルクの精度、正確さは厳密性を必要としない。
【００６０】
エンジントルク余裕率設定部７０ｍには上記のエンジントルク余裕率の設定値ENG1RPTCが設定されている。このエンジントルク余裕率の設定値ENG1RPTCはエンジン１０にかかる許容ポンプ負荷（エンジン負荷）に対する目標の余裕率である（後述）。エンジン出力を有効に使うためには、設定値ENG1RPTCは１００％に近い値とすることが好まく、例えば９９％に設定される。
【００６１】
エンジントルク余裕率偏差演算部７０ｎは、設定部７０ｍの設定値ENG1RPTCから燃料噴射装置コントローラ８０で演算されたエンジントルク余裕率ENGTRRTを減算し、それらの偏差ΔTRY（＝ENG1RPTC−ENGTRRT）を演算する。
【００６２】
ゲイン演算部７０ｐはエンジントルク余裕率偏差演算部７０ｎで求めた偏差ΔTRYをメモリに記憶してあるテーブルに参照させ、本発明によるポンプベーストルク可変制御の積分ゲインKTRYを演算する。この積分ゲインKTRYは本発明の制御速度を設定するものであり、メモリのテーブルには、エンジントルク余裕率ENGTRRTが設定値ENG1RPTCを超えた場合（偏差ΔTRYがマイナスの場合）に速やかにポンプトルク（エンジン負荷）を下げるため、＋側の制御ゲインが−側の制御ゲインより大きくなるようΔTRYとKTRYの関係が設定されている。
【００６３】
ポンプトルク補正値演算積分要素７０ｑ，７０ｒ，７０ｓは、積分ゲインKTRYを前回計算したポンプベーストルク補正値TER0に加算して積分し、ポンプベーストルク補正値TER1を演算する。
【００６４】
ポンプベーストルク補正部７０ｔは、ベーストルク演算部７０ｅで演算したポンプベーストルクTR0にポンプベーストルク補正値TER1を加算し、補正したポンプベーストルクTR1（＝TR0＋TER1）を算出する。この補正したポンプベーストルクが全馬力制御の第２サーボ弁２２に設定されるポンプ最大吸収トルクの目標値となる。
【００６５】
ソレノイド出力電流演算部７０ｋは、第２サーボ弁２２により制御される油圧ポンプ１，２の最大吸収トルクがTR1となるようソレノイド制御弁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。
【００６６】
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は駆動電流S13に応じた制御圧力を出力し、第２サーボ弁２２の設定値を制御し、油圧ポンプ１，２の最大吸収トルクがTR1になるよう制御する。
【００６７】
燃料噴射装置コントローラ８０の処理機能を図７に示す。
【００６８】
燃料噴射装置コントローラ８０は、回転数偏差演算部８０ａ、燃料噴射量変換部８０ｂ、積分演算要素８０ｃ，８０ｄ，８０ｅ、リミッタ演算部８０ｆ、エンジントルク余裕率演算部８０ｇの各制御機能を有している。
【００６９】
回転数偏差演算部８０ａは、目標回転数NR1と実回転数NE1とを比較して回転数偏差ΔＮ（＝NR1−NE1）を算出し、燃料噴射量変換部８０ｂはその回転数偏差ΔＮにゲインＫFを掛けて目標燃料噴射量の増分ΔFNを演算し、積分演算要素８０ｃ，８０ｄ，８０ｅは、目標燃料噴射量の増分ΔFNを前回計算した目標燃料噴射量FN0に加算して積分し、目標燃料噴射量FN2を求め、リミッタ演算部８０ｆは目標燃料噴射量FN2に上限・下限リミッタを掛け、目標燃料噴射量FN1とする。この目標燃料噴射量FN1は図示しない出力部に送られ、対応する制御電流が電子燃料噴射装置１４に出力され、燃料噴射量を制御する。これにより実回転数NE1が目標回転数NR1より小さいとき（回転数偏差ΔＮが正のとき）は目標燃料噴射量FN1を増大させ、実回転数NE1が目標回転数NR1より大きくなると（回転数偏差ΔＮが負になると）目標燃料噴射量FN1を減少させるよう、つまり目標回転数NR1と実回転数NE1との偏差ΔＮが０になるよう積分演算により目標燃料噴射量FN1を演算し、実回転数NE1が目標回転数NR1に一致するよう燃料噴射量が制御される。その結果、エンジン回転数の制御は負荷が変わっても一定の目標回転数NR1となるようなアイソクロナス制御が行われ、中間負荷では一定回転が静的に維持される。
【００７０】
エンジントルク余裕率演算部８０ｇは、目標燃料噴射量FN1をメモリに記憶してあるテーブルに参照させエンジントルク余裕率ENGTRRTを計算する。前述したようにエンジントルク余裕率ENGTRRTとは、エンジン１０の現在の出力割合がどの程度であるかを示すエンジン負荷率の指標値である。
【００７１】
エンジン負荷率の具体的内容を図８を用いて説明する。図８は、エンジン１０が標準の出力トルク特性を有しかつエンジン１０が置かれている環境（燃料の品質も含む）が標準状態にあるときの出力トルク特性を示す図である。エンジン１０の出力トルク特性は、レギュレーション領域の特性Ｅと全負荷領域の特性（最大出力特性）Ｆに分けられる。レギュレーション領域は電子燃料噴射装置１４による燃料噴射量が１００％以下の部分負荷領域であり、全負荷領域は燃料噴射量が１００％（最大）となる最大の出力トルク領域である。本実施の形態では、燃料噴射装置コントローラ８０はアイソクロナス制御を行うため、レギュレーション領域では負荷が変化しても一定の回転数、例えばＮmaxが維持され、特性Ｅは横軸（エンジン回転数）に対して垂直な直線となる。また、レギュレーション領域の特性Ｅは、一例として、目標エンジン回転数入力部７１により設定される目標回転数NR1が最大のときのものであり、TR0NMAXは目標回転数NR1を最大に設定したときのポンプベーストルクTR0であり、前述したようにTR0NMAXは油圧ポンプ１，２の最大吸収トルクＴ１に対応する。TR1はそのときポンプベーストルク補正部７０ｔで演算される補正されたポンプベーストルクである。また、Ｔmaxはレギュレーション領域における最高出力トルクである。エンジン負荷率は下記の式で表される。
【００７２】
エンジン負荷率（％）＝（Ｔ１／Ｔmax）×１００
エンジントルク余裕率演算部８０ｇはそのエンジン負荷率を目標燃料噴射量FN1からエンジントルク余裕率ENGTRRTとして求めるものである。目標燃料噴射量FN1の最大値は予め決められているので、目標燃料噴射量FN1が最大値であればその時点でのエンジントルク余裕率ENGTRRTは１００％であり、エンジン負荷率も１００％である。また、例えば目標燃料噴射量FN1が５０％であれば負荷率としては部分負荷であり、エンジントルク余裕率ENGTRRTは例えば４０％ということになる。この目標燃料噴射量FN1とエンジントルク余裕率ENGTRRTの関係は予め実験により定めておき、メモリのテーブルには、その実験データを用い、目標燃料噴射量FN1が増大するに従ってエンジントルク余裕率ENGTRRTも増大するようにFN1とENGTRRTの関係が設定されている。本発明は、このエンジントルク余裕率ENGTRRTを用いてポンプべーストルクを補正し、エンジントルク余裕率ENGTRRT（エンジン負荷率）を目標値に保つようポンプ最大吸収トルクを制御するものである。
【００７３】
目標燃料噴射量FN1とエンジントルク余裕率ENGTRRTの関係は例えば次のような方法で定める。あるエンジンを駆動して目標燃料噴射量毎に出力トルクのデータを収集する。その出力トルクを燃料温度、大気圧等の状態量に応じて適宜補正する。そのときの最大目標燃料噴射量に対応する出力トルク（最大出力トルク）をＴmaxとし、個々の目標燃料噴射量に対応する出力トルクをＴxとすると、下記の式でエンジントルク余裕率ENGTRRT（％）を計算する。
エンジントルク余裕率ENGTRRT（％）＝Ｔx／Ｔmax×１００
このようにして求めたエンジントルク余裕率ENGTRRTを目標燃料噴射量に対応させ両者の関係を得る。
【００７４】
次に、以上のように構成した本実施の形態の動作の特徴を図９及び図１０を用いて説明する。
【００７５】
図９は、従来のポンプ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り、図１０は本実施の形態のポンプ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。これらのマッチング点は、共に、目標回転数を最大に設定した場合のものである。また、図９では、エンジンの出力トルクが通常時のものから環境の変化或いは粗悪燃料の使用等により低下した場合のマッチング点の変化を１つの図にまとめて示し、図１０では、図示左側にエンジン出力トルクが通常時のマッチング点を示し、図示右側に環境の変化或いは粗悪燃料の使用等によりエンジン出力トルクが低下した場合のマッチング点を示すものである。
【００７６】
図９および図１０において、全負荷領域の特性（以下適宜エンジン出力特性という）Ｆ１，Ｆ２，Ｆ３は製品によるバラツキであり、特性Ｆ４は環境の変化或いは粗悪燃料の使用により大幅に出力が低下した場合のものである。また、特性Ｆ１は図１に示したエンジン１０が標準の出力トルク特性を有しかつエンジン１０が置かれている環境（燃料の品質も含む）が標準状態にあるときの出力トルク特性に対応するものである。
【００７７】
従来のポンプトルク制御装置はスピードセンシング制御を行う。このスピードセンシング制御は、後述する第２の実施の形態に係わる図１１において、エンジントルク余裕率設定部７０ｍ、エンジントルク余裕率偏差演算部７０ｎ、ゲイン演算部７０ｐ、ポンプトルク補正値演算積分要素７０ｑ，７０ｒ，７０ｓ、ポンプベーストルク補正部７０ｔがなく、ベーストルク補正部７０ｊでポンプベーストルクTR0に、回転数偏差演算部７０ｆ、トルク変換部７０ｇ、リミッタ演算部７０ｈで得たスピードセンシング制御のトルク補正値ΔTNLを加算し、吸収トルクTR1を求めるものである。
【００７８】
従来のスピードセンシング制御では、ベーストルク演算部７０ｅにおけるポンプベーストルクTR0NMAXは、エンジン出力のバラツキを考慮し、例えば標準時の出力トルク特性Ｆ１のレギュレーション領域における最高出力トルク付近に設定する。この場合、特性がＦ１のエンジンでは、油圧ポンプ１，２の吸収トルク（エンジン負荷）が増加してポンプベーストルクTR0NMAXに達すると、それ以上のポンプ吸収トルクの増加に対してはスピードセンシング制御により油圧ポンプ１，２の最大吸収トルクがポンプベーストルクTR0NMAXに維持されるよう制御される。つまり、油圧ポンプ１，２の吸収トルク（エンジン負荷）がポンプベーストルクTR0NMAXより増大しようとすると、エンジン回転数がＮmax以下に低下し、スピードセンシング制御の回転数偏差ΔNが負の値となって油圧ポンプの最大吸収トルクを低下させ、エンジン出力トルクとスピードセンシング制御によるポンプ吸収トルク（エンジン負荷）とがレギュレーション領域上のＭ１点でマッチングする。このためエンジン回転数の低下を生じることなく、油圧ポンプの最大吸収トルクを減少させエンジン停止を防止することができる。
【００７９】
環境の変化、粗悪燃料の使用等によりエンジン出力が低下し、全負荷領域の特性がＦ１からＦ４と低下した場合は、スピードセンシング制御による最大トルクのマッチング点もＭ１からＭ４に移動する。つまり、エンジン出力特性のレギュレーション領域における最高出力トルクがスピードセンシング制御のポンプベーストルクより小さくなると、スピードセンシング制御によりエンジン回転数の低下（回転数偏差ΔN（負の値）の絶対値の増大）により油圧ポンプ１，２の最大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１１に示すトルク変換部７０ｇのゲインＫＮ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き、図９の「Ｃ」がこれに相当する。このため、エンジン回転数の低下に応じてスピードセンシングゲインＣの特性に沿って油圧ポンプ１，２の最大吸収トルクを低下させ、マッチング点はＭ１からＭ４に移動する。これにより環境の変化、粗悪燃料の使用等によるエンジン出力低下時もエンジンの停止を防止することができる。また、このとき、エンジン出力トルクとポンプトルクのマッチング点Ｍ４はレギュレーション領域から全負荷領域に移動するため、エンジン回転数は目標回転数から低下する。これによって土砂の掘削作業等、高負荷状態へと負荷状態が変化する作業を行う場合は、その都度エンジン回転数の低下が生じ、これが騒音となり、作業者に不快感や疲労感を与える。
【００８０】
製品のバラツキにより出力特性がＦ２，Ｆ３とばらつくエンジンの場合も、同様にマッチング点は全負荷領域のＭ２，Ｍ３点に移動し、エンジン回転数の低下が生じる。
【００８１】
また、一般に、エンジンの特性上、エンジンの最大出力馬力は最高回転数で得られるため、レギュレーション領域の特性Ｅと全負荷領域の特性Ｆ１〜Ｆ４との交点付近がその箇所となる。このためマッチング点がＭ２，Ｍ３，Ｍ４に移動するとエンジン出力馬力を最大に使えなくなる。
【００８２】
本実施の形態では、前述したように、エンジントルク余裕率ENGTRRT（エンジン負荷率）を目標値に保つようポンプ最大吸収トルクを制御する。この場合、図１０に示すように特性がＦ１のエンジンでは、油圧ポンプ１，２の吸収トルク（エンジン負荷）が増加してポンプベーストルクTR0NMAXに達すると、エンジントルク余裕率もエンジントルク余裕率設定部７０ｍの設定値（９９％）に達するが、ポンプ吸収トルク（エンジン負荷）が更に増加し、エンジントルク余裕率が設定値（９９％）を超えると、エンジントルク余裕率偏差演算部７０ｎでは、偏差ΔTRYがマイナスの値として演算され、ポンプベーストルク補正値TER1はマイナスの値となり、ポンプベーストルク補正部７０ｔではポンプベーストルクTR0（＝TR0NMAX）をポンプベーストルク補正値TER1の絶対値分だけ減じた値をポンプベーストルクTR1として演算される。つまり、TR1＜TR0NMAXとなる。このポンプベーストルクTR1はポンプ最大吸収トルクの目標値であり、油圧ポンプ１，２の吸収トルク（エンジン負荷）はポンプベーストルクTR0NMAXからTR1へと減少する。その結果、エンジントルク余裕率は設定値（９９％）に戻り、偏差ΔTRYが０となるため、ポンプベーストルク補正値TER1も０となり、ポンプベーストルクTR1がTR0NMAXに維持される。つまり、エンジン出力トルクとポンプ吸収トルクはレギュレーション領域上のＭ５点でマッチングする。これによりエンジン回転数の低下を生じることなく、油圧ポンプの最大吸収トルクを減少させエンジン停止を防止することができる。
【００８３】
環境の変化、粗悪燃料の使用等によりエンジン出力が低下し、全負荷領域の特性がＦ１からＦ４と低下したエンジンでは、油圧ポンプ１，２の吸収トルク（エンジン負荷）が増加するとき、そのポンプ吸収トルクがポンプベーストルクTR0NMAXに達する前にエンジントルク余裕率はエンジントルク余裕率設定部７０ｍの設定値（９９％）に達し、エンジントルク余裕率が設定値（９９％）を超えると、エンジントルク余裕率偏差演算部７０ｎでは、偏差ΔTRYがマイナスの値として演算され、ポンプベーストルク補正値TER1はマイナスの値となり、ポンプベーストルク補正部７０ｔではポンプベーストルクTR0（＝TR0NMAX）をポンプベーストルク補正値TER1の絶対値分だけ減じた値がポンプベーストルクTR1として演算され、油圧ポンプ１，２の吸収トルク（エンジン負荷）はポンプベーストルクTR0NMAXからTR1へと減少する。この場合は、エンジン出力が低下しているため、ポンプ吸収トルクが少し下がってもエンジントルク余裕率は依然として設定値（９９％）を超えたままであり、偏差ΔTRYはマイナスの値として演算され続けるため、ポンプベーストルクTR1は下がり続ける。つまり、ポンプベーストルクTR1の減少はエンジントルク余裕率は設定値（９９％）に戻るまで続けられる。ポンプベーストルクTR1が下がり続けてポンプ吸収トルク（エンジン負荷）が更に減り、エンジントルク余裕率が設定値（９９％）に戻ると、偏差ΔTRYが０となるため、ポンプベーストルク補正値TER1も０となり、ポンプベーストルクTR1はTR0NMAXから下がった値に維持される。図１０中、Ｔ６はそのポンプベーストルクTR1に対応する油圧ポンプ１，２の最大吸収トルクである。つまり、エンジンの最高出力トルクＴmaxとポンプベーストルクTR1（＝Ｔ５）の比率がエンジントルク余裕率の設定値に保たれるよう制御され、エンジン出力トルクとポンプ吸収トルクはポンプベーストルクTR0NMAXより低いレギュレーション領域上のＭ６点でマッチングするよう制御される。これにより、環境の変化、粗悪燃料の使用等によりエンジン出力が低下し、全負荷領域の特性がＦ１からＦ４と低下した場合も、エンジン回転数の低下を生じることなく、油圧ポンプの最大吸収トルクを減少させエンジン停止を防止することができる。
【００８４】
製品のバラツキにより出力特性が図９のＦ２，Ｆ３とばらつくエンジンの場合も、同様にエンジンの最高出力トルクＴmaxとポンプベーストルクTR1の比率がエンジントルク余裕率の設定値に保たれるよう制御されるため、マッチング点はポンプベーストルクTR0NMAXより低いレギュレーション領域上の点にあり、エンジン回転数の低下を生じることなく、油圧ポンプの最大吸収トルクを減少させエンジン停止を防止することができる。
【００８５】
更に、マッチング点はポンプベーストルクTR0NMAXより低いレギュレーション領域上の点にあるため、エンジントルク余裕率の設定値を１００％に近い値に設定することにより、マッチング点はレギュレーション領域の特性Ｅと全負荷領域の特性Ｆ１〜Ｆ４との交点付近となる。このためエンジンの最大出力馬力を有効に使うことができる。
【００８６】
以上のように本実施の形態によれば、高負荷時に油圧ポンプの最大吸収トルクを減少させてエンジン停止を防止することができるとともに、環境の変化や粗悪燃料の使用などによりエンジン出力が低下したときにはエンジン回転数の低下を生じることなく油圧ポンプの最大吸収トルクを減少させることができる。
【００８７】
また、エンジンの負荷率を目標値に保つ制御であるため、レギュレーション領域における最高出力トルクが低下すれば自動的に負荷である油圧ポンプの最大吸収トルクも低下するよう制御され、エンジン出力低下の要因は問わないので、事前に予想ができないファクターやセンサによる検出が難しいファクターによるエンジン出力の低下に対しても対応することができ、しかも、環境センサ等のセンサは不要であり安価に製作することができる。
【００８８】
更に、エンジンの最大出力馬力を有効に使うことができる。
【００８９】
本発明の第２の実施の形態を図１１および図１２を用いて説明する。図中、図５及び図６に示した部分と同様の部分には同じ符号を付している。本実施の形態は、本発明のポンプトルク制御にスピードセンシング制御を組み合わせたものである。
【００９０】
図１１は、車体コントローラ７０Ａ及び燃料噴射装置コントローラ８０の全体の信号の入出力関係を示す図である。
【００９１】
車体コントローラ７０Ａは目標回転数NR1の信号、ポンプ制御パイロット圧PL1,PL2の信号、エンジントルク余裕率ENGTRRTの信号加え、回転数センサー７２の実回転数NE1の信号を入力し、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に出力する。燃料噴射装置コントローラ８０の入出力信号は図５に示した第１の実施の形態のものと同じである。
【００９２】
図１２は、車体コントローラ７０Ａの油圧ポンプ１，２の制御に関する処理機能を示す図である。
【００９３】
図１２において、車体コントローラ７０Ａ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、エンジントルク余裕率設定部７０ｍ、エンジントルク余裕率偏差演算部７０ｎ、ゲイン演算部７０ｐ、ポンプトルク補正値演算積分要素７０ｑ，７０ｒ，７０ｓ、ポンプベーストルク補正部７０ｔ、ソレノイド出力電流演算部７０ｋに加え、回転数偏差演算部７０ｆ、トルク変換部７０ｇ、リミッタ演算部７０ｈ、第２ポンプベーストルク補正部７０ｊの各機能を有している。
【００９４】
回転数偏差演算部７０ｆは、目標回転数NR1と実回転数NE1の差である回転数偏差ΔＮ（＝NE1−NR1）を算出する。
【００９５】
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。
【００９６】
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制御のトルク補正値ΔTNLとする。
【００９７】
第２ポンプベーストルク補正部７０ｊは、ポンプベーストルク補正部７０ｔで補正して求めたポンプベーストルクTR01にスピードセンシング制御のトルク補正値ΔTNLを加算し、補正したポンプベーストルクTR1（＝TR01＋ΔTNL）を算出する。この補正したポンプベーストルクがポンプ最大吸収トルクの目標値となる。
【００９８】
以上のように構成した本実施の形態では、第１の実施の形態と同様の効果が得られると共に、常に回転数偏差によるポンプ最大吸収トルクを制御するスピードセンシングを合わせて行っているため、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応答性良くエンジン停止を防止することができる。
【００９９】
なお、以上の実施の形態では、電子燃料噴射装置１４によるレギュレーション領域の制御として、負荷が変わってもエンジン回転数を一定に維持するアイソクロナス制御を行うものとしたが、エンジン出力が増加するに従ってエンジン回転数が減少するいわゆるドループ特性となる制御を行うものに本発明を適用しても良く、この場合も、アイソクロナス制御を行う上記実施の形態と同様の効果が得られる。
【０１００】
【発明の効果】
本発明によれば、高負荷時に油圧ポンプの最大吸収トルクを減少させてエンジン停止を防止することができるとともに、環境の変化や粗悪燃料の使用などによりエンジン出力が低下したときにはエンジン回転数の低下を生じることなく油圧ポンプの最大吸収トルクを減少させることができ、しかも事前に予想ができないファクターやセンサによる検出が難しいファクターなどエンジン出力低下のあらゆる要因に対応することができ、かつ環境センサ等のセンサは不要であり安価に製作することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係わる油圧建設機械のポンプ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】弁装置及びアクチュエータの油圧回路図である。
【図３】流量制御弁の操作パイロット系を示す図である。
【図４】ポンプレギュレータの第２サーボ弁によるポンプ吸収トルクの制御特性を示す図である。
【図５】エンジン・ポンプ制御装置の演算制御部を構成するコントローラ（車体コントローラ及びエンジン燃料噴射装置コントローラ）とその入出力関係を示す図である。
【図６】車体コントローラの処理機能を示す機能ブロック図である。
【図７】燃料噴射装置コントローラの処理機能を示す機能ブロック図である。
【図８】エンジンが標準の出力トルク特性を有しかつエンジンが置かれている環境（燃料の品質も含む）が標準状態にあるときの出力トルク特性を示す図である。
【図９】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１０】本発明の第１の実施の形態によるポンプトルク制御の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１１】本発明の第２の実施の形態に係わるエンジン・ポンプ制御装置の演算制御部を構成するコントローラ（車体コントローラ及びエンジン燃料噴射装置コントローラ）とその入出力関係を示す図である。
【図１２】車体コントローラの処理機能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 電子燃料噴射装置
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 車体コントローラ
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 ポンプベーストルク演算部
７０ｍ エンジントルク余裕率設定部
７０ｎ エンジントルク余裕率偏差演算部
７０ｐ ゲイン演算部
７０ｑ，７０ｒ，７０ｓ ポンプトルク補正値演算積分要素
７０ｔ ポンプベーストルク補正部
７０ｋ ソレノイド出力電流演算部
７０Ａ 車体コントローラ
７０ｆ 回転数偏差演算部
７０ｇ トルク変換部
７０ｈ リミッタ演算部
７０ｊ 第２ポンプベーストルク補正部
７１ 目標エンジン回転数入力部
７２ 回転数センサー
８０ 燃料噴射装置コントローラ
８０ａ 回転数偏差演算部
８０ｂ 燃料噴射量変換部
８０ｃ，８０ｄ，８０ｅ 積分演算要素
８０ｆ リミッタ演算部
８０ｇ エンジントルク余裕率演算部

Claims (7)

1. エンジンと、
   このエンジンの回転数と出力とを制御する燃料噴射装置と、
   この燃料噴射装置を制御する燃料噴射装置コントローラと、
   前記エンジンによって駆動されアクチュエータを駆動する少なくとも１つの可変容量型の油圧ポンプとを備えた油圧建設機械のポンプトルク制御方法において、
   前記燃料噴射装置コントローラで演算される目標燃料噴射量と、前記燃料噴射装置のレギュレーション領域における前記エンジンの最大出力トルクに対する前記エンジンの現在の出力トルクの割合として規定されたエンジントルク余裕率との関係を予め設定しておき、
   前記エンジンの現在の負荷率として、前記関係からそのときの目標燃料噴射量に対応するエンジントルク余裕率を演算し、前記エンジントルク余裕率が予め定められた目標値を超えたときは、前記エンジントルク余裕率が前記目標値に保たれるよう前記油圧ポンプの最大吸収トルクを制御することを特徴とする油圧建設機械のポンプトルク制御方法。
2. 請求項１記載の油圧建設機械のポンプトルク制御方法において、
   前記最大吸収トルクの制御は、前記エンジントルク余裕率と目標値の偏差を演算し、この偏差を用いてポンプベーストルクを補正し、この補正したポンプベーストルクに一致するよう前記油圧ポンプの最大吸収トルクを制御することにより行うことを特徴とする油圧建設機械のポンプトルク制御方法。
3. 請求項１又は２記載の油圧建設機械のポンプトルク制御方法において、
   前記エンジントルク余裕率が目標値に保たれるよう前記油圧ポンプの最大吸収トルクを制御するのと同時に、前記エンジンの目標回転数と実回転数との偏差を演算し、この偏差が小さくなるよう前記油圧ポンプの最大吸収トルクを制御することを特徴とする油圧建設機械のポンプトルク制御方法。
4. エンジンと、
   このエンジンの回転数と出力とを制御する燃料噴射装置と、
   この燃料噴射装置を制御する燃料噴射装置コントローラと、
   前記エンジンによって駆動されアクチュエータを駆動する少なくとも１つの可変容量型の油圧ポンプとを備えた油圧建設機械のポンプトルク制御装置において、
   前記燃料噴射装置コントローラで演算される目標燃料噴射量と、前記燃料噴射装置のレギュレーション領域における前記エンジンの最大出力トルクに対する前記エンジンの現在の出力トルクの割合として規定されたエンジントルク余裕率との関係を予め設定しておき、前記エンジンの現在の負荷率として、前記関係からそのときの目標燃料噴射量に対応するエンジントルク余裕率を演算する第１手段と、
   前記エンジントルク余裕率が予め定められた目標値を超えたときは、前記エンジントルク余裕率が前記目標値に保たれるよう前記油圧ポンプの最大吸収トルクを制御する第２手段とを有することを特徴とする油圧建設機械のポンプトルク制御装置。
5. 請求項４記載の油圧建設機械のポンプトルク制御装置において、
   前記第２手段は、前記エンジントルク余裕率と目標値の偏差を演算し、この偏差を用いてポンプベーストルクを補正し、この補正したポンプベーストルクに一致するよう前記油圧ポンプの最大吸収トルクを制御することを特徴とする油圧建設機械のポンプトルク制御装置。
6. 請求項５記載の油圧建設機械のポンプトルク制御装置において、
   前記第２手段は、前記偏差を積分してポンプベーストルク補正値を求め、前記ポンプベーストルクに前記ポンプベーストルク補正値を加算するを加算することで前記ポンプベーストルクを補正することを特徴とする油圧建設機械のポンプトルク制御装置。
7. 請求項４〜６のいずれか１項記載の油圧建設機械のポンプトルク制御装置において、
   前記エンジンの目標回転数と実回転数との偏差を演算し、この偏差が小さくなるよう前記油圧ポンプの最大吸収トルクを制御する第３手段を更に有することを特徴とする油圧建設機械のポンプトルク制御装置。

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