(57)【要約】【課題】  可変容量ポンプの傾転角の制御精度を向上できる傾転角制御装置を提供する。【解決手段】  傾転角制御装置１は、圧力センサ５１〜５６を有しており、圧力センサ５１〜５６は、操作量に応じた圧力指令信号を制御ユニット６０に出力する。制御ユニット６０は、圧力指令信号に応じた圧力制御信号を電磁比例制御弁４４に出力し、電磁比例制御弁４４は、圧力制御信号に応じたパイロット圧ｐ２を傾転調整機構３１に出力する。傾転調整機構３１は、パイロット圧ｐ２に応じた角度に可変容量ポンプ１０Ｌの傾転角αを調整する。パイロット圧センサ４５は、パイロット圧ｐ２を検出して圧力フィードバック信号を制御ユニット６０に出力する。制御ユニット６０は、圧力フィードバック信号と圧力指令信号とに基づいて圧力制御信号を演算してパイロット圧ｐ２をフィードバック制御するようになっている。【選択図】      図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
傾転角に応じた容量の圧液を吐出する可変容量ポンプの傾転角を制御する傾転角制御装置であって、
アクチュエータを駆動するために操作量に応じた圧力指令信号を出力する操作ユニットと、
前記圧力指令信号に応じた圧力制御信号を出力する制御ユニットと、
前記圧力制御信号に応じたパイロット圧を出力する比例制御弁と、
前記パイロット圧に応じた角度に前記可変容量ポンプの傾転角を調整する傾転調整機構と、
前記パイロット圧を検出し、検出される前記パイロット圧に応じた圧力フィードバック信号を制御ユニットに出力する圧力検出器とを備え、
前記制御ユニットは、前記圧力フィードバック信号と前記圧力指令信号とに基づいて前記圧力制御信号を演算するようになっている、傾転角制御装置。
【請求項２】
前記比例制御弁は、前記比例制御弁に入力される前記圧力制御信号に対して所定のパイロット圧を出力する弁特性を有しており、
前記制御ユニットは、前記弁特性を記憶し、前記圧力フィードバック信号と前記圧力指令信号と前記弁特性とに基づいて前記圧力制御信号を演算するようになっている、請求項１に記載の傾転角制御装置。
【請求項３】
前記制御ユニットは、
前記圧力指令信号に対して前記比例制御弁から出力させるべきパイロット圧を示す出力特性を記憶し、前記操作ユニットからの前記圧力指令信号と前記出力特性とに基づいて出力圧信号を演算する出力特性演算部と、
前記弁特性と前記フィードバック信号と前記出力圧信号とに基づいて、前記圧力制御信号を演算するフィードバック制御部とを有する、請求項２に記載の傾転角制御装置。
【請求項４】
前記フィードバック制御部は、
前記弁特性と前記出力圧信号とに基づいて第１電流値を演算する弁特性演算器と、
前記第１電流値と前記圧力フィードバック信号との偏差を制御演算して制御演算値を算出する制御演算器と、
前記第１電流値と前記制御演算値とを加算した圧力制御信号を演算し、該圧力制御信号を前記比例制御弁に出力する加算演算器とを有する、請求項３に記載の傾転角制御装置。
【請求項５】
前記フィードバック制御部は、
前記弁特性と前記出力圧信号とに基づいて第１電流値を演算する弁特性演算器と、
前記弁特性と前記圧力フィードバック信号とに基づいて第２電流値を演算する弁特性演算器と、
前記第１電流値と前記第２電流値との偏差を制御演算して制御演算値を算出する制御演算器と、
前記第１電流値と前記制御演算値とを加算した圧力制御信号を演算し、該圧力制御信号を前記比例制御弁に出力する加算演算器とを有する、請求項３に記載の傾転角制御装置。
【請求項６】
前記フィードバック制御部は、
前記出力圧信号と前記圧力フィードバック信号との偏差を制御演算して制御演算値を算出する制御演算器と、
前記出力圧信号と前記制御演算値とを加算した加算演算値を算出する加算演算器と、
前記弁特性と前記加算演算値とに基づいて圧力制御信号を演算し、該圧力制御信号を前記比例制御弁に出力する弁特性演算器とを有する、請求項３に記載の傾転角制御装置。
【請求項７】
前記操作ユニットは、複数のアクチュエータに対して個別に設けられており、
前記制御ユニットは、
各操作ユニット毎に設けられる前記出力特性演算器と、
前記各出力特性演算器で演算された複数の前記出力圧信号のうち、吐出容量が最も大きくなる出力圧信号を選択する選択器とを有する、請求項３乃至６の何れか１つに記載の傾転角制御装置。
【請求項８】
ネガティブコントロール方式による傾転角制御装置であって、
前記比例制御弁が逆比例形である、請求項１乃至７の何れか１つに記載の傾転角制御装置。
【請求項９】
ポジティブコントロール方式による傾転角制御装置であって、
前記比例制御弁が正比例形である、請求項１乃至７の何れか１つに記載の傾転角制御装置。
【請求項１０】
ネガティブコントロール方式による傾転角制御装置であって、
前記操作ユニットの操作に応じて動作して前記アクチュエータに流れる圧液の流量を制御するコントロール弁を備え、
前記操作ユニット及び前記コントロール弁のスプールは、複数のアクチュエータに対して個別に設けられており、
前記制御ユニットは、
各操作ユニット毎に設けられる前記出力特性演算器と、
前記各出力特性演算器で演算された複数の前記出力圧信号のうち、吐出容量が最も大きくなる出力圧信号を選択する選択器と、
前記選択器により選択された出力圧信号に基づいて前記比例制御弁から出力されるパイロット圧、及び前記コントロール弁のスプールの最下流で分岐するネガコン通路におけるネガコン圧のうち吐出容量が小さくなる圧力を選択する選択機構とを有し、
前記傾転調整機構は、前記選択機構により選択された圧力に応じた角度に前記可変容量ポンプの傾転角を調整する、請求項３乃至６の何れか１つに記載の傾転角制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、傾転角に応じて圧液の吐出容量を変える可変容量ポンプの傾転角を制御するための傾転角制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
油圧ショベル等の建設機械は、複数の油圧アクチュエータを備えており、油圧アクチュエータを駆動させることでブーム、アーム、バケット、旋回装置、及び走行装置等の様々な構成要素を動かして様々な作業等を行うことができるようになっている。これら複数のアクチュエータは、可変容量ポンプに繋がっており、可変容量ポンプから吐出される圧液により駆動するようになっている。可変容量ポンプは、例えば斜板ポンプや斜軸ポンプであり、斜板や軸の傾転角を変更することで吐出流量を変更できるようになっている。可変容量ポンプには、操作レバーの操作量に応じて傾転角を調整するための傾転角制御装置が設けられている。
【０００３】
傾転角制御装置は、操作レバーの操作量を最大にすると、可変容量ポンプから最大吐出流量の圧液を吐出するようになっている。可変容量ポンプの最大吐出流量は、全ての油圧アクチュエータの許容最大流量を越えないように設定されていることが好ましいが、最も許容最大流量が大きい油圧アクチュエータに合わせて大流量の可変容量ポンプを実装することがある。その場合、各油圧アクチュエータの許容最大流量に合わせて可変容量ポンプの吐出流量を精度よく制御する必要がある。
【０００４】
また、走行装置は、車体に対して左右両側に別々に配置され、夫々別々の油圧モータを有している。各油圧モータには、別々の可変容量ポンプから圧液が供給されるようになっており、２つの可変容量ポンプから吐出流量を精度よく制御しなければ直進性が低下する。
【０００５】
また、例えば油圧ショベルでは、掘削作業や旋回作業等の仕事条件に応じて油圧アクチュエータに必要な流量が異なるため、油圧ショベルの各仕事条件に応じて必要流量の圧液を可変容量ポンプから吐出することが望ましい。その場合、傾転角制御装置によって可変容量ポンプから吐出される吐出流量を精度よく制御する必要がある。
【０００６】
このように、傾転角制御装置の制御精度が要求されており、その制御精度の要求を満たす装置として例えば特許文献１及び２に記載の傾転制御装置が知られている。
【０００７】
特許文献１に記載の傾転角制御装置は、油圧式のレギュレータ（傾転調整機構）を有しており、このレギュレータを制御ユニットが駆動することによって可変容量ポンプの傾転角を調整するようになっている。制御ユニットは、傾転角の指令値及び実測値と可変容量ポンプの吐出圧とに基づいてレギュレータを制御するようになっている。また、特許文献２に記載の傾転角制御装置は、制御ユニットが更に作動油の温度にも基づいて可変容量ポンプの傾転角を調整するようになっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開平９−８８９０２号公報
【特許文献２】特開平８−１２１３４４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
ところで、傾転角制御装置には、パイロット式の傾転調整機構を備えるものがある。傾転調整機構を備える傾転角制御装置は、電磁比例制御弁を有しており、パイロット式の傾転制御装置は、操作レバーの操作量に応じたパイロット圧を電磁比例制御弁により傾転調整機構に出力し、このパイロット圧に応じて傾転調整機構が可変容量ポンプの吐出容量を調整する、即ち操作レバーの操作量に応じた量に傾転調整機構が可変容量ポンプの吐出容量を調整するようになっている。このように構成されるパイロット式の傾転角制御装置では、電磁比例制御弁の性能の個体差等の影響により吐出容量の制御精度に限界が生じる。
【００１０】
そこで本発明は、可変容量ポンプの吐出容量、即ち可変容量ポンプの傾転角の制御精度および制御の応答性を更に向上できる傾転角制御装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明の傾転制御装置は、傾転角に応じた容量の圧液を吐出する可変容量ポンプの傾転角を制御するものであって、アクチュエータを駆動するために操作量に応じた圧力指令信号を出力する操作ユニットと、前記圧力指令信号に応じた圧力制御信号を出力する制御ユニットと、前記圧力制御信号に応じたパイロット圧を出力する比例制御弁と、前記パイロット圧に応じた角度に前記可変容量ポンプの傾転角を調整する傾転調整機構と、前記パイロット圧を検出し、検出される前記パイロット圧に応じた圧力フィードバック信号を制御ユニットに出力する圧力検出器とを備え、前記制御ユニットは、前記圧力フィードバック信号と前記圧力指令信号とに基づいて前記圧力制御信号を演算するようになっているものである。
【００１２】
本発明に従えば、制御ユニット、比例制御弁及び傾転調整機構により、操作ユニットの操作量に応じた角度に傾転角が調整され、その操作量に応じた吐出容量の作動油を可変容量ポンプから吐出させることができる。特に、本発明では、圧力検出器によってパイロット圧を検出し、この検出されたパイロット圧に応じた圧力フィードバック信号によって制御ユニットがパイロット圧をフィードバック制御しているので、圧力指令信号に対して出力されるパイロット圧の制御精度および応答性を向上させることができる。これにより、操作ユニットの操作量に対する傾転角を精度よく、かつ応答を速く調整することができ、可変容量ポンプから吐出液を前記操作量に対して精度よくかつ応答を速く制御することができる。
【００１３】
上記発明において、前記比例制御弁は、前記比例制御弁に入力される圧力制御信号に対して所定のパイロット圧を出力する弁特性を有しており、前記制御ユニットは、前記弁特性を記憶し、前記圧力フィードバック信号と前記圧力指令信号と前記弁特性とに基づいて前記圧力制御信号を演算するようになっている。
【００１４】
上記構成に従えば、比例制御弁の性能の個体差等の影響を排除し、パイロット圧の精度を向上させることができる。
【００１５】
上記発明において、前記制御ユニットは、前記圧力指令信号に対して前記比例制御弁から出力させるべきパイロット圧を示す出力特性を記憶し、前記操作ユニットからの前記圧力指令信号と前記出力特性とに基づいて出力圧信号を演算する出力特性演算部と、前記弁特性と前記フィードバック信号と前記出力圧信号とに基づいて、前記圧力制御信号を演算するフィードバック制御部とを有することが好ましい。
【００１６】
上記構成に従えば、出力特性演算部は、比例制御弁への入力信号と比例制御弁からの出力圧（パイロット圧）との関係である出力特性を記憶しているので、例えば、比例制御弁への入力信号が最大値の場合であっても、油圧ポンプの吐出量が油圧アクチュエータの許容最大流量以下となるように比例制御弁からの出力圧（パイロット圧）を適宜設定できる。これにより、油圧アクチュエータに許容最大流量以上の作動油が導かれることを防ぐことができる。
【００１７】
上記発明において、前記フィードバック制御部は、前記弁特性と前記出力圧信号とに基づいて第１電流値を演算する弁特性演算器と、前記第１電流値と前記圧力フィードバック信号との偏差を制御演算して制御演算値を算出する制御演算器と、前記第１電流値と前記制御演算値とを加算した圧力制御信号を演算し、該圧力制御信号を前記比例制御弁に出力する加算演算器とを有することが好ましい。
【００１８】
上記構成に従えば、比例制御弁の性能の個体差等の影響を排除し、パイロット圧の精度を向上させることができる。これにより、例えば、アクチュエータの許容最大流量の範囲内で最大の流量を可変容量ポンプからアクチュエータに供給してアクチュエータを最大限の速度で動かし、また過剰な流量によるアクチュエータの損傷を防ぐことができる。また、比例制御弁の応答遅れを補正できるため、パイロット圧の応答性も向上させることができる。
【００１９】
上記発明において、前記フィードバック制御部は、前記弁特性と前記出力圧信号とに基づいて第１電流値を演算する弁特性演算器と、前記弁特性と前記圧力フィードバック信号とに基づいて第２電流値を演算する弁特性演算器と、前記第１電流値と前記第２電流値との偏差を制御演算して制御演算値を算出する制御演算器と、前記第１電流値と前記制御演算値とを加算した圧力制御信号を演算し、該圧力制御信号を前記比例制御弁に出力する加算演算器とを有することが好ましい。
【００２０】
上記構成に従えば、比例制御弁の性能の個体差等の影響を排除し、パイロット圧の精度を向上させることができる。これにより、例えば、アクチュエータの許容最大流量の範囲内で最大の流量を可変容量ポンプからアクチュエータに供給してアクチュエータを最大限の速度で動かし、また過剰な流量によるアクチュエータの損傷を防ぐことができる。また、比例制御弁の応答遅れを補正できるため、パイロット圧の応答性も向上させることができる。
【００２１】
上記発明において、前記フィードバック制御部は、前記出力圧信号と前記圧力フィードバック信号との偏差を制御演算して制御演算値を算出する制御演算器と、前記出力圧信号と前記制御演算値とを加算した加算演算値を算出する加算演算器と、前記弁特性と前記加算演算値とに基づいて圧力制御信号を演算し、該圧力制御信号を前記比例制御弁に出力する弁特性演算器とを有することが好ましい。
【００２２】
上記構成に従えば、比例制御弁の性能の個体差等の影響を排除し、パイロット圧の精度を向上させることができる。これにより、例えば、アクチュエータの許容最大流量の範囲内で最大の流量を可変容量ポンプからアクチュエータに供給してアクチュエータを最大限の速度で動かし、また過剰な流量によるアクチュエータの損傷を防ぐことができる。また、比例制御弁の応答遅れを補正できるため、パイロット圧の応答性も向上させることができる。
【００２３】
上記発明において、前記操作ユニットは、複数のアクチュエータに対して個別に設けられており、前記制御ユニットは、各操作ユニット毎に設けられる前記出力特性演算器と、前記出力特性演算器で演算された複数の前記出力圧信号のうち、吐出流量が最も大きくなる出力圧信号を選択する選択器とを有することが好ましい。
【００２４】
上記構成に従えば、吐出流量が最も大きくなる出力圧信号に基づいてフィードバック制御することができる。これにより、操作された全てのアクチュエータを操作量に応じた速度で動かすことができる。また、操作ユニットごとに出力特性演算器が設けられているため、各アクチュエータが単独で操作される場合、アクチュエータごとに最適な流量を可変容量ポンプより供給することができる。
【００２５】
上記発明において、ネガティブコントロール方式による傾転角制御装置であっては、比例制御弁が逆比例形であることが好ましい。
【００２６】
上記構成に従えば、電気系統の故障等により、比例制御弁への通電ができなくなった場合において、最大圧力が出力されてポンプ傾転が最小、すなわち最小流量になって、アクチュエータ速度が低下する方向に作用し、フェールセーフを実現できるという点がある。
【００２７】
上記発明において、ポジティブコントロール方式による傾転角制御装置であっては、比例制御弁が正比例形であることが好ましい。
【００２８】
上記構成に従えば、電気系統の故障等により、比例制御弁への通電ができなくなった場合において、最小圧力が出力されてポンプ傾転が最小、すなわち最小流量になって、アクチュエータ速度が低下する方向に作用し、フェールセーフを実現できるという点がある。
【００２９】
上記発明において、前記操作ユニットは、複数のアクチュエータに対して個別に設けられており、前記制御ユニットは、各操作ユニット毎に設けられる前記出力特性演算器と、前記出力特性演算器で演算された複数の前記出力圧信号のうち、吐出流量が最も大きくなる出力圧信号を選択する選択器とを有することが好ましい。
【００３０】
上記構成に従えば、吐出流量が最も大きくなる出力圧信号に基づいてフィードバック制御することができる。これにより、操作された全てのアクチュエータを操作量に応じた速度で動かすことができる。また、操作ユニットごとに出力特性演算器が設けられているため、各アクチュエータが単独で操作される場合、アクチュエータごとに最適な流量を可変容量ポンプより供給することができる。
【００３１】
上記発明において、ネガティブコントロール方式による傾転角制御装置であって、前記操作ユニットの操作に応じて動作して前記アクチュエータに流れる圧液の流量を制御するコントロール弁を備え、前記操作ユニット及び前記コントロール弁のスプールは、複数のアクチュエータに対して個別に設けられており、前記制御ユニットは、各操作ユニット毎に設けられる前記出力特性演算器と、前記各出力特性演算器で演算された複数の前記出力圧信号のうち、吐出容量が最も大きくなる出力圧信号を選択する選択器と、前記選択器により選択された出力圧信号に基づいて前記比例制御弁から出力されるパイロット圧、及び前記コントロール弁のスプールの最下流で分岐するネガコン通路におけるネガコン圧のうち吐出容量が小さくなる圧力を選択する選択機構とを有し、前記傾転調整機構は、前記選択機構により選択された圧力に応じた角度に前記可変容量ポンプの傾転角を調整する。
【００３２】
上記構成に従えば、各アクチュエータが単独で操作される場合、操作ユニット毎に設けられる出力特性演算器により、アクチュエータ毎に最適な流量を可変容量ポンプより供給するよう比例制御弁からパイロット圧が出力される。また、複合動作やスプールへのフローフォースなどの外乱によりスプールの移動量が操作ユニットの操作量と異なる場合、スプールの移動量に応じてネガコン圧が変化する。このとき、吐出容量が小さくなる圧力が選択されるため、アクチュエータへの余剰な流量の供給を防ぐことができ、省エネルギー性が向上する。また、一部の操作ユニットのみに本制御ユニットによる制御を適用することもできる。
【発明の効果】
【００３３】
本発明によれば、可変容量ポンプの吐出流量、即ち可変容量ポンプの傾転角の制御精度を向上でき、かつ応答性を向上できる。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】本発明の第１実施形態に係る傾転角制御装置を備える油圧駆動システムの油圧回路図である。
【図２】図１の傾転角制御装置の構成を示す油圧回路図である。
【図３】図２、図7の制御ユニットの構成を示すブロック図である。
【図４】（ａ）は、図２の作業用操作弁に対する出力特性を示すグラフであり、（ｂ）は、図２の走行用操作弁に対する出力特性を示すグラフである。
【図５】図２、図7の制御ユニットが実行する制御のブロック図である
【図６】図２の電磁比例制御弁における入力電流値に対して出力するパイロット圧の関係である弁特性を示すグラフである。
【図７】第２実施形態に係る傾転角制御装置の制御ユニットが実行する制御のブロック図である。
【図８】図２、図７の制御ユニットが実行する制御のブロック図である。
【図９】図７の電磁比例制御弁における入力電流値に対して出力するパイロット圧の関係である弁特性を示すグラフである。
【図１０】（ａ）は、図７の作業用操作弁に対する出力特性を示すグラフであり、（ｂ）は、図７の走行用操作弁に対する出力特性を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００３５】
以下では、前述する図面を参照しながら、本発明の第１及び第２実施形態に係る傾転角制御装置１，１Ａ，１Ｂ及びそれを備える油圧駆動システム２の構成を説明する。なお、実施形態における方向の概念は、説明の便宜上使用するものであって、傾転角制御装置１，１Ａ，１Ｂ及び油圧駆動システム２の構造に関して、それらの構成の配置及び向き等をその方向に限定することを示唆するものではない。また、以下に説明する傾転角制御装置１，１Ａ，１Ｂ及び油圧駆動システム２の構造は、本発明の一実施形態に過ぎず、本発明は実施の形態に限定されず、発明の趣旨を逸脱しない範囲で追加、削除、変更が可能である。
【００３６】
［油圧駆動システム］
油圧ショベル等の建設機械では、ブーム、アーム、バケット、旋回装置、及び走行装置等のアクチュエータを備えており、これらアクチュエータを動かすことで様々な作業を行っている。これらアクチュエータは、シリンダー機構や油圧モータ等の油圧機器によって構成され、これらアクチュエータは、図１に示すような油圧駆動システム２によって駆動されている。油圧駆動システム２は、２つの油圧ポンプ１０Ｌ，１０Ｒを備えている。
【００３７】
油圧ポンプ１０Ｌ，１０Ｒは、エンジンＥにより駆動され、吐出ポート１０ａから作動油を吐出するようになっている。油圧ポンプ１０Ｌ，１０Ｒの吐出ポート１０ａには、マルチコントロールバルブ１１Ｌ，１１Ｒが夫々接続されており、このマルチコントロールバルブ１１Ｌ，１１Ｒに圧液を供給するようになっている。なお、油圧ポンプ１０Ｌ，１０Ｒに下流側の構成は、駆動すべき油圧アクチュエータ３〜９が異なるという点を除き、基本的に同一である。そこで、以下では、油圧ポンプ１０Ｌに繋がる構成についてだけ主に説明し、油圧ポンプ１０Ｒに繋がる構成については、異なる点についてだけ説明し、同一の構成については同じ符号を付して説明を省略する。
【００３８】
マルチコントロールバルブ１１Ｌは、複数のコントロールバルブを一体化することによって構成されており、本実施形態では、４つのコントロールバルブ１３〜１６が一体化されている。４つのコントロールバルブ１３〜１６は、油圧ポンプ１０Ｌに並列的に夫々接続されており、油圧ポンプ１０Ｌから各コントロールバルブ１３〜１６に作動油が別々に供給されるようになっている。これら４つのコントロールバルブ１３〜１６は、例えばブーム合流用コントロールバルブ１３、アーム用コントロールバルブ１４、左側走行装置用コントロールバルブ１５及び旋回用コントロールバルブ１６であり、ブーム用シリンダ３、アーム用シリンダ４、左側走行用モータ５、及び旋回用モータ６に夫々接続されている。これら４つのコントロールバルブ１３〜１６は、タンク１７にも夫々接続されている。なお、油圧ポンプ１０Ｒに接続されている４つのコントロールバルブ２６〜２９は、例えば上流側から順に予備コントロールバルブ２６、右側走行装置用コントロールバルブ２７、バケット用コントロールバルブ２８及びブーム用コントロールバルブ２９となっており、右側走行用モータ７、バケット用シリンダ８及びブーム用シリンダ３に夫々接続されている。
【００３９】
このように接続されているコントロールバルブ１３〜１６は、いわゆるノーマルオープン形のバルブであり、図示しないスプールを備えている。コントロールバルブ１３〜１６は、スプールが中立位置にあるとき油圧ポンプ１０Ｌとタンク１７とを繋ぐタンク通路１８を形成している。油圧ポンプ１０Ｌからの作動油は、このタンク通路１８を通ってタンク１７に排出されるようになっている。コントロールバルブ１３〜１６は、その順でタンク通路１８に直列的に並んでおり、何れかのコントロールバルブ１３〜１６のスプールを中立位置から移動させると、このスプールによってタンク通路１８が遮断されるようになっている。また、スプールを移動させることで、移動させたスプールの位置に応じた流量の作動油がそのスプールに対応する油圧アクチュエータ３〜６に供給されて油圧アクチュエータ３〜６が駆動するようになっている。
【００４０】
このように構成されるコントロールバルブ１３〜１６には、図２に示すような操作弁２１，２２が夫々接続されている。なお、図２では、２つの操作弁２１，２２だけが示されているが、実際にはコントロールバルブ１３〜１６毎に個別に操作弁が設けられている。作業用操作弁２１（以下、単に「操作弁２１」ともいう）は、いわゆるリモートコントロール弁であり、操作レバー２１ａが設けられている。操作レバー２１ａは、中立位置から所定方向（例えば、前後方向や左右方向）に揺動可能に構成されており、操作弁２１は、この操作レバー２１ａの操作量に応じたパイロット圧を操作方向に応じた方向に流すようになっている。
【００４１】
操作弁２１は、例えばブーム合流用コントロールバルブ１３、アーム用コントロールバルブ１４又は旋回用コントロールバルブ１６に接続されており、操作レバー２１ａの操作量に応じたパイロット圧を各バルブ１３，１４，１６のスプールに供給するようになっている。パイロット圧を受けたスプールは、中立位置から供給されるパイロット圧に応じた位置へと移動する。これにより、油圧アクチュエータ３，４，６には、操作レバー２１ａの操作量に応じた量の作動油が供給され、油圧アクチュエータ３，４，６が操作レバー２１ａの操作量に応じた速度で移動する。
【００４２】
走行用操作弁２２（以下、単に「操作弁２２」ともいう）は、いわゆるリモートコントロール弁であり、左右一対の操作ペダル２２ａ，２２ｂを有している。これら操作ペダル２２ａ，２２ｂは、前後方向に揺動操作できるようになっている。また、操作ペダル２２ａ，２２ｂには、走行用レバー２２ｃ，２２ｄが夫々設けられており、走行用レバー２２ｃ，２２ｄによっても操作ペダル２２ａ，２２ｂを操作することができるようになっている。走行用操作弁２２は、操作ペダル２２ａ，２２ｂの操作量に応じたパイロット圧を操作方向に応じた方向に流すようになっている。
【００４３】
また、走行用操作弁２２は、左側走行装置用コントロールバルブ１５と右側走行装置用コントロールバルブ２７とに接続されている。走行用操作弁２２は、左側の操作ペダル２２ａが操作されるとその操作量に応じたパイロット圧を左側走行装置用コントロールバルブ１５のスプールに供給し、右側の操作ペダル２２ａが操作されるとその操作量に応じたパイロット圧を右側走行装置用コントロールバルブ２７のスプールに供給するようになっている。各バルブ１５，２７のスプールは、中立位置から受けたパイロット圧に応じた位置へと移動する。これにより、左側走行用モータ５及び右側走行用モータ７には、操作ペダル２２ａ，２２ｂの操作量に応じた量の作動油が供給され、左側走行用モータ５及び右側走行用モータ７が操作ペダル２２ａ，２２ｂの操作量に応じた速度で動く。
【００４４】
このように構成される油圧駆動回路２にて採用されている油圧ポンプ１０Ｌ，１０Ｒは、斜板ポンプや斜軸ポンプ等の可変容量形の油圧ポンプである。本実施形態では、油圧ポンプ１０Ｌ，１０Ｒに斜板ポンプが採用されている。油圧ポンプ１０Ｌ，１０Ｒは、その斜板１０ｂを傾転させて斜板１０ｂの傾転角αを変えることができるようになっており、この傾転角αに応じた吐出容量の作動油を吐出するようになっている。そして、この傾転角αを調整すべく、油圧ポンプ１０Ｌ，１０Ｒには、傾転角制御装置１が夫々設けられている。
【００４５】
なお、油圧ポンプ１０Ｌ，１０Ｒに夫々設けられる傾転角制御装置１は、同一の構成を有している。以下では、油圧ポンプ１０Ｌに設けられている傾転角制御装置１の構成だけを説明し、油圧ポンプ１０Ｒに設けられている傾転角制御装置１の構成については、同一の符号を付して説明を省略する。
【００４６】
［第１実施形態］
＜傾転角制御装置＞
傾転角制御装置１は、図２に示すように傾転調整機構３１を備えている。傾転調整機構３１は、いわゆるサーボ機構であり、油圧ポンプ１０Ｌに設けられている。傾転調整機構３１は、図示しないサーボピストンを有しており、サーボピストンが斜板１０ｂに繋がっている。サーボピストンは、パイロットピストン３１ａの移動量に応じて動くようになっている。傾転調整機構３１には、パイロットピストン３１ａの一端側に圧力室３１ｂが形成されており、この圧力室３１ｂにパイロット圧が供給されるとパイロットピストン３１ａが動き、これに応じてサーボピストンが動いて斜板１０ｂを傾転させるようになっている。傾転調整機構３１の圧力室３１ｂは、図２に示すように第１パイロット通路４１を介してタンク通路１８の旋回用コントロールバルブ１６（油圧ポンプ１０Ｒに関しては、ブーム用コントロールバルブ２９）より下流側の接続点３２に接続されている。タンク通路１８には、この接続点３２より下流側（即ち、タンク側）に絞り３３が形成され、この絞り３３の前後を繋ぐようにリリーフ弁３４が設けられている。
【００４７】
タンク通路１８では、タンク通路１８に作動油が流れると絞り３３によって接続点３２の圧力が立ち、ネガコン通路である第１パイロット通路４１のパイロット圧（以下、「ネガコン圧」ともいう）ｐ１が高くなる。高くなったネガコン圧ｐ１が傾転調整機構３１の圧力室３１ｂに導かれることでパイロットピストン３１ａと共にサーボピストンが動き、斜板１０ｂの傾転角αが小さくなる。これにより、油圧ポンプ１０Ｌの吐出容量が減少する。他方、油圧アクチュエータ３〜６の操作弁２１，２２が操作されてタンク通路１８が遮断されると、ネガコン圧ｐ１が低下する。低下したネガコン圧ｐ１が傾転調整機構３１の圧力室３１ｂに導かれることでパイロットピストン３１ａと共にサーボピストンが元の位置の方へと戻され、斜板１０ｂの傾転角αが大きくなる。これにより、油圧ポンプ１０Ｌの吐出容量が増加する。このように、本実施形態では、傾転角制御装置１は、油圧ポンプ１０Ｌの吐出容量をネガティブコントロール方式で制御するようになっている。なお、ネガティブコントロール方式の場合、後述する理由により、電磁比例制御弁４４は逆比例弁であることが望ましい。
【００４８】
このように構成されている傾転角制御装置１では、第１パイロット通路４１が第２パイロット通路４３に繋がっており、第１パイロット通路４１と第２パイロット通路４３の間にシャトル弁４２が設けられている。選択機構であるシャトル弁４２は、第２パイロット通路４３を介して電磁比例制御弁４４が接続されている。電磁比例制御弁４４は、入力される圧力制御信号に応じたパイロット圧ｐ２を出力するようになっている。シャトル弁４２は、電磁比例制御弁４４からのパイロット圧ｐ２と接続点３２からのネガコン圧ｐ１の何れか高い方を選択し、選択されたパイロット圧を傾転調整機構３１の圧力室３１ｂに導くようになっている。また、第２パイロット通路４３には、パイロット圧ｐ２を測定するためのパイロット圧センサ４５（圧力検出器）が設けられている。
【００４９】
また、各操作弁２１，２２にも圧力センサ５１〜５６が設けられており、各制御弁２１，２２は、これら圧力センサ５１〜５６と共に操作ユニット１９，２０を構成している。これら圧力センサは、各コントロールバルブに供給される各パイロット圧を検出することで各操作弁に対する操作量を検出し、その検出結果に応じた各圧力指令信号を出力するようになっている。
【００５０】
このように構成されている圧力センサ５１〜５６、パイロット圧センサ４５及び電磁比例制御弁４４は、制御ユニット６０に接続されている。制御ユニット６０は、圧力センサ５１〜５６及びパイロット圧センサ４５から出力される検出結果（即ち、圧力指令信号及び圧力フィードバック信号）に基づいて電磁比例制御弁４４の出力（パイロット圧ｐ２）をフィードバック制御するようになっている。以下では、制御ユニット６０の構成について更に詳しく説明する。
【００５１】
制御ユニット６０は、図３に示すように出力特性演算器６１〜６６を有している。出力特性演算器６１〜６６は、圧力センサ５１〜５６に夫々一対一で対応しており、対応する圧力センサ５１〜５６からの圧力指令信号と電磁比例制御弁４４の出力圧との対応関係、即ち出力特性を記憶している。この出力特性は、例えば、最大操作量に対する油圧ポンプ１０Ｌの吐出量が油圧アクチュエータ３〜６の許容最大流量以下となるように電磁比例制御弁４４の出力圧が設定されている。これにより、各油圧アクチュエータ３〜６に許容最大流量以上の作動油が導かれることを防いでいる。そして、各演算器６１〜６６は、対応する圧力センサ５１〜５６の圧力指令信号と前記出力特性とに基づいて電磁比例制御弁４４の出力圧信号を演算する。各演算器６１〜６６は、第１及び第２選択器６７，６８に夫々接続されており、第１及び第２選択器６７，６８に演算した出力圧信号を出力するようになっている。
【００５２】
具体的に説明すると、例えば、ブーム用圧力センサ５１に対応する第１出力特性演算器６１は、第１選択器６７と第２選択器６８とに接続され、演算した出力圧信号をこれら２つの選択器６７，６８に出力するようになっている。また、アーム用圧力センサ５２、左側走行装置用圧力センサ５３、及び旋回用圧力センサ５４に夫々対応する第２〜第４出力特性演算器６２〜６４は、第１選択器６７に接続され、演算した出力圧信号を第１選択器６７に出力するようになっている。更に、右側走行装置用圧力センサ５５及びバケット用圧力センサ５６に夫々対応する第５及び第６出力特性演算器６５，６６は、第２選択器６８に接続され、演算した出力圧信号を第２選択器６８に出力するようになっている。なお、第１，第２，第３、第４，第５、及び第６出力特性演算器６１，６２，６３，６４，６５，６６の出力特性は、図４（ａ）に示すように圧力指令信号とパイロット圧ｐ２とが逆比例関係となってものや、図４（ｂ）に示すように圧力指令信号に対するパイロット圧ｐ２が段階的に変化し且つヒステリシスを有するもの等が適宜選択される。
【００５３】
第１選択器６７は、第１選択器６７に入力される出力圧信号のうちいずれか１つを選択する機能を有している。更に具体的に説明すると、第１選択器６７は、そこに入力される複数の出力圧信号のうち油圧ポンプ１０Ｌの吐出容量を最も大きくする出力圧信号を選択するようになっている。本実施形態では、電磁比例制御弁４４の出力特性は、図６に示すように、入力される電流値（圧力制御信号）が大きくなるに従って出力圧（パイロット圧）が小さくなる逆比例関係であり、且つ非線形である。したがって、第１選択器６７は、入力される複数の出力圧信号のうち最も小さい出力圧信号を１つ選択するようになっている。また、第２選択器６８は、入力される複数の出力圧信号のうち最も小さい出力圧信号を１つ選択する機能を有している。第１選択器６７は、選択した出力圧信号を第１フィードバック制御器６９に出力し、第２選択器６８は、選択した出力圧信号を第２フィードバック制御器７０に出力するようになっている。なお、第２フィードバック制御器７０は、第１フィードバック制御器６９と同様の構成であり、その構成の説明については省略する。
【００５４】
第１フィードバック制御器６９は、図５に示すように第１リミッタ演算器７１を有しており、第１選択器６７からの出力される選択された出力圧信号が第１リミッタ演算器７１に入力されるようになっている。第１リミッタ演算器７１は、入力される出力圧信号が所定の圧力未満か否かを判定する機能を有している。更に、第１リミッタ演算部７１は、入力される出力圧信号が所定の圧力未満の場合、入力された出力圧信号をそのまま出力し、所定の圧力以上の場合、入力された出力圧信号を所定の圧力の信号として出力するリミッタ機能を有している。このような機能を有する第１リミッタ演算器７１は、弁特性演算器７２に接続されている。
【００５５】
弁特性演算器７２は、出力圧信号に基づいて電磁比例制御弁４４に流すべき第１電流値を演算するようになっている。具体的には、弁特性演算器７２は、電磁比例制御弁４４に入力される電流値と電磁比例制御弁４４が出力するパイロット圧との関係を示す弁特性を記憶しており、この弁特性と入力される出力圧信号に基づいて電磁比例制御弁４４に入力すべき指令電流値Ｉ１（第１電流値）を演算する機能を有している。
【００５６】
また、弁特性演算器７２には、パイロット圧センサ４５が接続されており、パイロット圧センサ４５の検出結果である圧力フィードバック信号が入力されるようになっている。弁特性演算器７２は、この圧力フィードバック信号と前記弁特性に基づいて電磁比例制御弁４４に実際に入力された電流値である実電流値Ｉ２（第２電流値）を演算する。このように構成されている弁特性演算器７２は、偏差演算器７３に更に接続されており、この偏差演算器７３に２つの電流値Ｉ１，Ｉ２を出力するようになっている。
【００５７】
偏差演算器７３は、指令電流値Ｉ１から実電流値Ｉ２を減算して偏差ΔＩを演算する機能を有している。偏差演算器７３は、ＰＩ演算器７４に接続されており、ＰＩ演算器７４に偏差ΔＩを出力するようになっている。ＰＩ演算器７４は、ＰＩ演算し、演算結果を加算演算器７５に出力するようになっている。具体的には、ＰＩ演算器７４は、比例演算部７４ａと、積分演算部７４ｂと、リミッタ演算部７４ｃと、加算部７４ｄとを有しており、比例演算部７４ａ及び積分演算部７４ｂに偏差ΔＩが入力されるようになっている。
【００５８】
比例演算部７４ａは、偏差ΔＩに所定の比例ゲインＫｐを乗じた比例項を演算する機能を有している。また、積分演算部７４ｂは、偏差Ｉの積分値に所定の積分ゲインＫｉを乗じた積分項を演算する機能を有している。また、積分演算部７４ｂは、リミッタ演算部７４ｃに接続されており、そこで演算した積分項をリミッタ演算部７４ｃに出力するようになっている。リミッタ演算部７４ｃは、演算された積分項が所定値未満か否かを判定する機能を有している。更に、積分項が所定値未満の場合、積分項をそのまま出力し、所定値以上の場合、積分項を所定値として出力するリミッタ機能を有している。リミッタ演算部７４ｃは、比例演算部７４ａと共に加算部７４ｄに接続されており、各演算部７４ａ，７４ｃは、加算部７４ｄに演算結果を出力するようになっている。加算部７４ｄは、比例演算部７４ａからの比例項とリミッタ演算部７４ｃからの積分項とを加算する機能を有している。即ち、ＰＩ演算部７４は、比例項と積分項とを加算してＰＩ演算値（制御演算値）を算出するようになっている。加算部７４ｄは、加算演算器７５に接続されており、加算演算器７５にＰＩ演算値を出力するようになっている。
【００５９】
加算演算器７５には、更に弁特性演算器７２が接続されており、弁特性演算器７２から指令電流値Ｉ１が出力されている。加算演算器７５は、指令電流値Ｉ１にＰＩ演算値を加算して圧力制御信号を算出する機能を有している。更に、加算演算器７５は、第２リミッタ演算器７６に接続されており、この第２リミッタ演算器７６に圧力制御信号を出力するようになっている。第２リミッタ演算器７６は、この圧力制御信号が所定の電流値未満であるか否かを判定する機能を有している。更に、第２リミッタ演算器７６は、圧力制御信号が所定の電流値未満の場合、圧力制御信号をそのまま出力し、所定の電流値以上の場合、圧力制御信号を所定の電流値の信号として出力する機能を有している。この第２リミッタ演算器７６は、電磁比例制御弁４４に接続されており、電磁比例制御弁４４に圧力制御信号を出力するようになっている。
【００６０】
＜傾転角制御装置の動作＞
前述のように構成されている傾転角制御装置１では、操作レバー２１ａや操作ペダル２２ａ，２２ｂが操作されて操作弁２１，２２からパイロット圧が出力されると、各圧力センサ５１〜５６がそのパイロット圧を検出する。各圧力センサ５１〜５６は、検出したパイロット圧を圧力指令信号として制御ユニット６０に出力する。制御ユニット６０は、上述するように、図５に示すようなフィードバック制御器６９、７０を有している。電磁比例制御弁４４は、フィードバック制御器６９、７０によって算出された圧力制御信号に応じたパイロット圧ｐ２を第２パイロット通路４３に出力するようになっている。
【００６１】
出力されたパイロット圧ｐ２は、パイロット圧センサ４５により検出され、検出結果が圧力フィードバック信号として制御ユニット６０に出力される。制御ユニット６０は、この圧力フィードバック信号と圧力指令信号とに基づき、且つ電磁比例制御弁４４の特性を鑑みながら、前述するようにパイロット圧ｐ２をフィードバック制御、具体的にはＰＩ制御する。ＰＩ制御されたパイロット圧ｐ２は、シャトル弁４２に導かれる。シャトル弁４２では、このパイロット圧ｐ２とセンターバイパス通路の接続点３２から分岐した第１パイロット通路４１のネガコン圧ｐ１の何れか高い方が選択され、選択されたパイロット圧が傾転調整機構３１に導かれる。傾転調整機構３１では、導かれたパイロット圧によりパイロットピストン３１ａの動きに応じてサーボピストンが動き、斜板１０ｂが前記パイロット圧に応じた傾転角αに傾転する。
【００６２】
具体的に説明すると、何れかの油圧アクチュエータ３〜９を駆動すべく操作弁２１，２２が操作されると、何れかのコントロールバルブ１３〜１６によってタンク通路１８が遮断されてネガコン圧ｐ１が低くなる。一方、パイロット圧ｐ２は、操作弁２１，２２の操作量に応じて出力され、ネガコン圧ｐ１と同様に低くなる。しかし、パイロット圧ｐ２は各アクチュエータ毎に出力特性に基づいて演算されるので、予めパイロット圧ｐ２をアクチュエータの必要流量に応じて高く設定することができる。それ故、シャトル弁４２では、パイロット圧ｐ２が選択されて傾転調整機構３１の圧力室３１ｂに導かれる。傾転調整機構３１では、パイロットピストン３１ａがこのパイロット圧ｐ２を受圧することで動き、サーボピストンを介して斜板１０ｂがパイロット圧ｐ２に応じた角度に傾転する。即ち、最も大きな流量が要求される操作弁２１，２２の操作量に応じた角度に斜板１０ｂが傾転し、アクチュエータ毎に必要最小限の流量が得られる。
【００６３】
他方、操作弁２１，２２が操作されていない場合、接続点３２がタンク通路１８を介して油圧ポンプ１０Ｌ,１０Ｒに直結される。それ故、接続点３２では、圧力が立ち、油圧ポンプ１０Ｌ,１０Ｒの吐出圧に応じたネガコン圧ｐ１がシャトル弁４２に導かれる。これに対して、パイロット圧ｐ２は、操作弁２１，２２が操作されていないので図示しないパイロット圧力源の圧力と略等しくなり、最大値となる。それ故、シャトル弁４２は、ネガコン圧ｐ１とパイロット圧ｐ２との何れか高圧側を傾転調整機構３１の圧力室３１ｂに導く。傾転調整機構３１では、この高圧側の圧力を受圧することでパイロットピストン３１ａを介してサーボピストンが動き、斜板１０ｂが高圧側のパイロット圧に応じた角度に傾転する。即ち、高圧側のパイロット圧を受圧することで、斜板１０ｂを立ち上げる方向（傾転角αを小さくする方向）に傾転させるように動き、油圧ポンプ１０Ｌ,１０Ｒの吐出流量を減少させる。
【００６４】
このように傾転角制御装置１では、電磁比例制御弁４４から出力されるパイロット圧ｐ２が圧力指令信号に対して出力特性により一対一で定められており、そのパイロット圧ｐ２がパイロット圧センサ４５の検出結果である圧力フィードバック信号に基づいてフィードバック制御されている。従って、圧力指令信号に対するパイロット圧ｐ２の出力精度が向上する。このような圧力指令信号に対する出力精度が高いパイロット圧ｐ２を傾転調整機構３１の圧力室３１ｂに導くことで操作弁２１，２２の操作量に対する斜板１０ｂの傾斜角αの位置精度が向上し、油圧ポンプ１０Ｌ，１０Ｒの吐出流量を操作弁２１，２２の操作量に対して精度よく制御することができる。これにより、許容最大流量以上の作動油が油圧ポンプ１０Ｌ，１０Ｒから吐出されることを防ぐことができると共に必要最小限の吐出流量で制御できる。これにより、油圧アクチュエータ３〜９の損傷を防ぎつつ、各油圧アクチュエータ３〜９を必要最小限の吐出流量で各々最大限の速度で動かすことができる。
【００６５】
また、傾転角制御装置１では、偏差演算器７３およびＰＩ演算器７４によりパイロット圧ｐ２をＰＩ制御している。これにより、安定かつ目標値へ収束が速くなり、油圧ポンプ１０Ｌ，１０Ｒの吐出流量の応答性を向上できる。
【００６６】
更に、電磁比例制御弁４４は、非線形性の弁特性を有しており、また同じ電磁比例制御弁であっても個々の製品毎に弁特性が異なる。傾転角制御装置１では、電磁比例制御弁４４の弁特性に基づいて出力させるべきパイロット圧ｐ２に対して流すべき電流値Ｉ３を弁特性演算器７２により演算している。これにより、圧力指令信号に対するパイロット圧ｐ２の出力精度を更に向上させることができ、油圧ポンプ１０Ｌ，１０Ｒの吐出容量を操作弁２１，２２の操作量に対して精度よく制御することができる。
【００６７】
また、傾転角制御装置１では、複数の操作弁２１，２２が同時に操作された場合、制御ユニット６０は、選択器６７，６８により最も流量を必要としている圧力指令信号を判断し、フィードバック制御器６９，７０により圧力指令信号に応じてパイロット圧ｐ２を制御している。このように、必要最大流量に応じて油圧ポンプ１０Ｌ，１０Ｒの吐出容量を調整するので、前記操作量に応じた流量の作動油を油圧アクチュエータ３〜９に導くことができる。これにより、複数の操作弁２１，２２が同時に操作されても前記操作量に応じた速度で油圧アクチュエータ３〜９を動かすことができる。
【００６８】
［第２実施形態］
本発明の第２実施形態の傾転角制御装置１Ａは、第１実施形態の傾転角制御装置１と構成が類似している。そこで、第２実施形態の傾転角制御装置１Ａの構成については、第１実施形態の傾転角制御装置１の構成と異なる点について主に説明し、同一の構成については同一の符号を付して説明を省略する。以下で説明する第３実施形態の傾転角制御装置１Ｂについても同様である。
【００６９】
第２実施形態の傾転角制御装置１Ａは、図７に示すように、油圧ポンプ１０Ｌ，１０Ｒの吐出容量をポジティブコントロール方式で制御するようになっている。なお、ポジティブコントロール方式の場合、後述する理由により、電磁比例制御弁４４は正比例弁であることが望ましい。傾転角制御装置１Ａでは、パイロット圧ｐ２が傾転調整機構３１の圧力室３１ｂに導かれ、このパイロット圧ｐ２に応じた角度に斜板１０ｂが傾転する。これにより、油圧ポンプ１０Ｌ（又は油圧ポンプ１０Ｒ）の吐出流量が調整される。なお、ポジティブコントロール方式の場合、このパイロット圧ｐ２が大きい場合に油圧ポンプ１０Ｌ（又は油圧ポンプ１０Ｒ）の吐出流量が大きくなる。
【００７０】
また、傾転角制御装置１Ａは、制御ユニット６０Ａを有しており、第１実施形態と同様に図５に示すようなフィードバック制御器６９、７０によって圧力制御信号を演算するようになっている。電磁比例制御弁４４は、フィードバック制御器６９、７０によって算出された圧力制御信号に応じたパイロット圧ｐ２を第２パイロット通路４３に出力する。
【００７１】
出力されたパイロット圧ｐ２は、第２パイロット通路４３にてパイロット圧センサ４５により検出され、検出結果が圧力フィードバック信号として制御ユニット６０Ａに出力される。制御ユニット６０Ａは、この圧力フィードバック信号と圧力指令信号とに基づいてパイロット圧ｐ２を前述するようにフィードバック制御、具体的にはＰＩ制御する。ＰＩ制御されたパイロット圧ｐ２に応じて傾転調整機構３１のパイロットピストン３１ａを介してサーボピストンが動き、傾転角αへと斜板１０ｂが位置する。これにより、圧力指令信号（複数の圧力指令信号が入力された場合、最も大きい出力圧信号が選択される）に応じた吐出容量、即ち操作弁２１，２２の操作量（複数の操作弁２１，２２が操作された場合、最も大きい操作量が選択される）に応じた吐出流量を油圧ポンプ１０Ｌ，１０Ｒに吐出させることができる。
【００７２】
なお、傾転角制御装置１Ａでは、ポジティブコントロール方式で吐出流量を制御するべく、正比例形の電磁比例制御弁４４，４４が用いられている。正比例形の電磁比例制御弁４４，４４の弁特性は、図９に示すように入力される電流値（圧力制御信号）が大きくなるに従って出力圧（パイロット圧）が大きくなるものであり、且つ非線形である。このような正比例形の電磁比例制御弁４４，４４を利用するメリットとして、電気系統の故障等により、電磁弁への通電ができなくなった場合において、最小圧力が出力されてポンプ傾転が最小、すなわち最小流量になって、アクチュエータ速度が低下する方向に作用し、フェールセーフを実現できるという点がある。
【００７３】
また、制御ユニット６０Ａでは、電磁比例制御弁４４，４４の採用に合わせて、各出力特性演算器６１〜６５の出力特性が図１０（ａ）及び（ｂ）のいずれかのようになっている。図１０（ａ）では、圧力指令信号とパイロット圧ｐ２とが正比例関係となっている。図１０（ｂ）では、圧力指令信号に対するパイロット圧ｐ２が正比例で且つ段階的に変化するようになっている。
【００７４】
このように構成されている傾転角制御装置１Ａは、第１実施形態の傾転角制御装置１と同様の作用効果を奏する。
【００７５】
［第３実施形態］
傾転角制御装置１，１Ａの制御ユニット６０，６０Ａは、図８に示すようにフィードバック制御器６９Ａ，７０Ａを有している。フィードバック制御器６９Ａ，７０Ａでは、第１リミッタ演算器７１から出力された出力圧信号及びパイロット圧センサ４５からの圧力フィードバック信号が弁特性演算器７２を介さずに偏差演算器７３Ａに入力され、偏差演算器７３Ａで出力圧信号と圧力フィードバック信号との偏差Δｐが演算されるようになっている。またＰＩ制御器７４Ａでは、この偏差ΔｐをＰＩ演算してＰＩ演算値を算出し、加算演算器７５に出力するようになっている。
【００７６】
また、第１リミッタ演算器７１は、偏差演算器７３Ａとは別に加算演算器７５に直接接続されており、加算演算器７５に出力圧信号を出力するようになっている。加算演算器７５では、出力圧信号にＰＩ演算値を加算する。弁特性演算器７２Ａは、加算演算器７５で算出された加算演算値及び弁特性に基づいて圧力制御信号を算出する機能を有している。ここで算出された圧力制御信号は、第２リミッタ演算器７６に入力されて第２リミッタ演算器７６で所定の電流値以下に制限され、電磁比例制御弁４４に出力される。電磁比例制御弁４４は、この圧力制御信号に応じたパイロット圧ｐ２を第２パイロット通路４３に出力する。
【００７７】
なお、本実施形態では、電磁比例制御弁４４は、制御ユニット６０においては入力される電流値が小さくなるに従って出力圧が大きくなる逆比例弁であり、その弁特性は、図６に示すように非線形になっている。また、制御ユニット６０Ａにおいては入力される電流値が大きくなるに従って出力圧が大きくなる正比例弁であり、その弁特性は、図９に示すように非線形になっている。ネガティブコントロール方式において逆比例形、ポジティブコントロール方式において正比例形の電磁比例制御弁４４を使用するメリットとして、電気系統の故障等により、電磁弁への通電ができなくなった場合において、最大圧力が出力されてポンプ傾転が最小、すなわち最小流量になって、アクチュエータ速度が低下する方向に作用し、フェールセーフを実現できるという点がある。
【００７８】
その他、第３実施形態の傾転角制御装置１Ｂは、第１実施形態の傾転角制御装置１と同様の作用効果を奏する。
【００７９】
＜その他の実施形態＞
第１及び第２実施形態では、パイロット圧ｐ２をＰＩ制御しているが、ＰＩＤ制御してもよい。また、第１実施形態のネガティブコントロール方式においては逆比例形の電磁比例制御弁を採用し、第２実施形態のポジティブコントロール方式においては正比例形の電磁比例制御弁を採用しているが、これに限るものではない。
【００８０】
第１及び第２実施形態では、パイロット圧ｐ２を調圧する弁として電磁比例制御弁４４を用いているが、電磁比例制御弁は必ずしも電磁比例減圧弁である必要はない。例えば、電磁比例リリーフ弁やフォースモータで駆動する比例制御弁や圧電素子で駆動する比例制御弁であってもよい。
【符号の説明】
【００８１】
１  傾転角制御装置
３  ブーム用シリンダ
４  アーム用シリンダ
５  左側走行用モータ
６  旋回用モータ
７  右側走行用モータ
８  バケット用シリンダ
９  ブーム用シリンダ
１０ｂ  斜板
１０Ｌ，１０Ｒ  油圧ポンプ
２１  操作弁
２１ａ  操作レバー
２２  走行用操作弁
２２ａ  操作ペダル
３１  傾転調整機構
４２  シャトル弁
４４  電磁比例制御弁
４５  パイロット圧センサ
５１  ブーム用圧力センサ
５２  アーム用圧力センサ
５３  左側走行装置用圧力センサ
５４  旋回用圧力センサ
５５  右側走行装置用圧力センサ
５６  バケット用圧力センサ
６０  制御ユニット
６１〜６６  第１〜第６出力特性演算器
６７  第１選択器
６８  第２選択器
７２  弁特性演算器
７３  偏差演算器
７４  ＰＩ演算器
７５  加算演算器
【図１】
2014015903.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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