(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジンにより油圧ポンプを駆動して、操作手段により操作される油圧アクチュエータに作動油を供給する油圧システムにそなえられ、該油圧ポンプの吸収トルクが該エンジンの出力とバランスするように該油圧ポンプのレギュレータを制御する油圧ポンプの制御装置であって、
該エンジンの回転速度を検出するエンジン回転速度検出手段と、
該油圧ポンプの吐出圧を検出する吐出圧検出手段と、
該操作手段の操作量若しくは該操作量に相関する物理量を検出する操作量検出手段と、
該吐出圧検出手段の出力と該操作量検出手段の出力とに基づき該操作手段の操作に応じて該油圧ポンプから吐出される作動油の吐出流量を予測する吐出流量予測手段と、
該吐出流量予測手段で予測された吐出流量と該吐出圧検出手段の出力とに基づき該油圧ポンプの吸収トルクを算出し、算出した該油圧ポンプの吸収トルクから該エンジンの予測回転速度を演算する予測回転速度演算手段と、
該予測回転速度演算手段で演算された予測回転速度と該エンジン回転速度検出手段で検出された実回転速度との偏差に基づき該レギュレータを制御するレギュレータ制御手段とをそなえた
ことを特徴とする、油圧ポンプの制御装置。
【請求項２】
該レギュレータ制御手段が、ファジイ推論を用いて該レギュレータを制御する手段であって、
該油圧システムの運転状態の範囲に対応して複数の前件部条件を定め、上記運転状態を示す物理量に対する各前件部条件の適合度を演算する適合度演算手段と、
該レギュレータを制御する制御パラメータを上記前件部条件に対応して複数設定し、該予測回転速度と該実回転速度との偏差と該適合度演算手段で演算された各前件部条件の適合度とに基づき、各制御パラメータを学習補正して該レギュレータに出力する学習補正手段とをそなえた
ことを特徴とする、請求項１記載の油圧ポンプの制御装置。
【請求項３】
該吐出圧及び該吐出流量を上記運転状態を示す物理量とし、該吐出圧及び該吐出流量に対応して前件部条件を設定した
ことを特徴とする、請求項２記載の油圧ポンプの制御装置。
【請求項４】
該予測回転速度の１階微分値及び２階微分値を上記運転状態を示す物理量とし、該１階微分値及び該２階微分値に対応して前件部条件を設定した
ことを特徴とする、請求項２記載の油圧ポンプの制御装置。
【請求項５】
該予測回転速度演算手段は、該吸収トルクとバランスする該エンジンの出力を算出し、予め設定された該エンジンの出力特性とエンジン回転速度との対応関係に基づいて、該エンジンの予測回転速度を演算する
ことを特徴とする、請求項１〜４のいずれか１項に記載の油圧ポンプの制御装置。
【請求項６】
該予測回転速度演算手段で求められた該エンジンの予測回転速度にフィルタ処理を施す予測回転速度フィルタとをさらに備えた
ことを特徴とする、請求項１〜５のいずれか１項に記載の油圧ポンプの制御装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、エンジン，油圧ポンプ，油圧アクチュエータ等で構成される油圧システムを有する油圧式建設機械にそなえて好適の、油圧ポンプの制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、油圧式建設機械のパワーユニット系（油圧システム）には、エンジン動力で駆動する１つ又は複数の可変量型油圧ポンプが備えられている。例えば、代表的な油圧式建設機械である油圧ショベルの油圧システムには、図１２に示すように、エンジン１１の動力で駆動される第１，第２の可変量型油圧ポンプ９，１０が備えられ、これらの油圧ポンプ９，１０の吐出圧油を操作レバー１９，２０の操作量に応じて開度量が変化する方向切換弁１５，１７を介して複数の油圧アクチュエータ２７，２８に供給すべく構成されている。複合的に操作されるこれら油圧アクチュエータ２７，２８に過不足なく圧油を供給するには、エンジンの目標回転速度に実回転速度が追従すべく、ポンプ吸収トルクをエンジン出力に対してバランス良く制御することが要求される。
【０００３】
そこで、油圧システムには制御装置３０がそなえられており、回転速度センサ２２及び圧力スイッチ３１からのセンサ信号が入力される。制御装置３０では、回転速度センサ２２からの入力信号に基づきエンジン１１の回転速度を検出し、圧力スイッチ３１からの入力信号に基づき油圧ポンプ９，１０が圧油を吐出しているか否かを判定する。そして、エンジン回転速度が目標回転速度に追従するように油圧ポンプ９，１０の吸収トルク（あるいは吸収馬力）を制御すべく、油圧ポンプ９，１０の吐出流量を調整するレギュレータ１２，１３に制御信号Ｐｓを出力する。上記制御信号Ｐｓは電磁比例減圧弁１４で電油変換されてレギュレータ１２，１３に入力される。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述した従来の油圧ポンプの制御装置では、操作レバー１９，２０の操作に伴う油圧ポンプ９，１０の吐出流量の変化を予測することはできないため、操作レバー１９，２０の操作直後あるいは微操作時のように、油圧ポンプ９，１０の吐出流量が過渡的に変化するときには、エンジン出力とポンプ吸収トルクとのバランスがくずれ、エンジン目標回転速度に対する実回転速度の変動が大きくなってしまい、油圧アクチュエータ２７，２８に過不足なく圧油を供給することができず操作性を損なうことになってしまう。
【０００５】
また、従来の油圧ポンプの制御装置では、油圧ショベルの機種が異なるとその度に制御パラメータのチューニングを行なう必要があり、要すれば制御プログラムの一部を各機種ごとに修正する必要が生じる。さらに、油圧ショベルは同じ機種でも個体差がある。また、作業環境も異なったり（例えば寒冷地、温暖地等）、エンジンに使用する燃料を変える場合もある。このように個体差，作業環境・条件が異なると、油圧ショベルを出荷する前に行なった制御パラメータのチューニングでは適応できず、目標回転速度に対する実回転速度の変動が大きくなって操作性を損なうことになってしまう。
【０００６】
本発明は、このような課題に鑑み創案されたもので、常にポンプ吸収トルクをエンジン出力に対してバランス良く制御できるようにした、油圧ポンプの制御装置を提供することを目的としている。
また、装備される油圧式建設機械に個体差がある場合や作業環境が異なる場合、さらには異なる機種の油圧式建設機械に装備される場合でも、制御パラメータのチューニングや制御プログラムの変更を不要とした、油圧ポンプの制御装置を提供することを目的としている。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
このため、本発明の油圧ポンプの制御装置（請求項１）は、エンジンにより油圧ポンプを駆動して、操作手段により操作される油圧アクチュエータに作動油を供給する油圧システムにそなえられ、該油圧ポンプの吸収トルクが該エンジンの出力とバランスするように該油圧ポンプのレギュレータを制御する油圧ポンプの制御装置において、該エンジンの回転速度を検出するエンジン回転速度検出手段と、該油圧ポンプの吐出圧を検出する吐出圧検出手段と、該操作手段の操作量若しくは該操作量に相関する物理量を検出する操作量検出手段と、該吐出圧検出手段の出力と該操作量検出手段の出力とに基づき該操作手段の操作に応じて該油圧ポンプから吐出される作動油の吐出流量を予測する吐出流量予測手段と、該吐出流量予測手段で予測された吐出流量と該吐出圧検出手段の出力とに基づき該油圧ポンプの吸収トルクを算出し、算出した該油圧ポンプの吸収トルクから該エンジンの予測回転速度を演算する予測回転速度演算手段と、該予測回転速度演算手段で演算された予測回転速度と該エンジン回転速度検出手段で検出された実回転速度との偏差に基づき該レギュレータを制御するレギュレータ制御手段とをそなえたことを特徴としている。
【０００８】
なお、好ましくは、該レギュレータ制御手段を、ファジイ推論を用いて該レギュレータを制御する手段とし、該油圧システムの運転状態の範囲に対応して複数の前件部条件を定め、上記運転状態を示す物理量に対する各前件部条件の適合度を演算する適合度演算手段と、該レギュレータを制御する制御パラメータを上記前件部条件に対応して複数設定し、該予測回転速度と該実回転速度との偏差と該適合度演算手段で演算された各前件部条件の適合度とに基づき、各制御パラメータを学習補正して該レギュレータに出力する学習補正手段とをそなえて構成する（請求項２）。
【０００９】
より、好ましくは、該吐出圧及び該吐出流量を上記運転状態を示す物理量とし、該吐出圧及び該吐出流量に対応して前件部条件を設定する（請求項３）。
あるいは、該予測回転速度の１階微分値及び２階微分値を上記運転状態を示す物理量とし、該１階微分値及び該２階微分値に対応して前件部条件を設定する（請求項４）。
また、該予測回転速度演算手段は、該吸収トルクとバランスする該エンジンの出力を算出し、予め設定された該エンジンの出力特性とエンジン回転速度との対応関係に基づいて、該エンジンの予測回転速度を演算する（請求項５）ことが好ましい。
また、該予測回転速度演算手段で求められた該エンジンの予測回転速度にフィルタ処理を施す予測回転速度フィルタとをさらに備える（請求項６）ことが好ましい。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照しながら本発明の第１実施形態にかかる油圧ポンプの制御装置について説明する。図１は本油圧ポンプの制御装置が適用される一般的な油圧ショベルの斜視図、図２は本油圧ポンプの制御装置にかかる油圧システムの構成を示すブロック図、図３及び図４はエンジン出力特性と目標回転速度との関係を示す説明図、図５は油圧ポンプのレギュレータの特性を示す説明図、図６は本油圧ポンプの制御装置にかかるポンプ制御演算ブロック図、図７は本油圧ポンプの制御装置にかかるファジイルールを示す図、図８は本油圧ポンプの制御装置にかかるファジイルール前件部のメンバーシップ関数の例を示す図である。
【００１１】
まず、本油圧ポンプの制御装置が適用される一般的な油圧ショベルの構成について説明すると、図１に示すように、油圧ショベル１は下部走行台の２Ａの上に上部旋回体２Ｂを旋回自在にそなえている。上部旋回体２Ｂからはブーム３が伸び、その先端にはスティック５が連接され、さらにスティック５の先端部にはバケット７がそなえられている。上部旋回体２Ｂ内には上部旋回体２Ｂを旋回させる図示しない旋回モータの他、図示しないエンジンや油圧ポンプがそなえられており、この油圧ポンプからブーム３を作動させるブームシリンダ４，スティック５を作動させるスティックシリング６，パケット７を作動させるバケットシリング８等の油圧アクチュエータに圧油が供給されるようになっている。なお、これらの基本構成は何れも従来通りである。
【００１２】
本油圧ポンプの制御装置は、上述の油圧ショベル等の油圧式建設機械に適用されるものである。以下、本油圧ポンプの制御装置の第１実施形態について、図２〜図８を参照しながら説明する。なお、前述した従来技術と同一の部位については同一の符号を用いて示すものとする。
図２のブロック図に示すように、本油圧ポンプの制御装置にかかる油圧システムには、エンジン（ディーゼルエンジン）１１がそなえらるとともに、エンジン１１の動力により駆動される第１，第２の可変容量型油圧ポンプ（以下、単に油圧ポンプという）９，１０がそなえられている。これらの油圧ポンプ９，１０は、それぞれ斜板９ａ，１０ａの斜板角変位に基づいて吐出流量が変化する斜板式アキシャルピストンポンプとして構成されており、前記斜板９ａ，１０ａは、それぞれレギュレータ１２，１３によって変位せしめられるようになっている。
【００１３】
レギュレータ１２には、電磁比例減圧弁１４で電油変換された制御信号（回路圧力）Ｐｓと、方向切換弁１５とリリーフ弁１６との間の回路圧力と、第１，第２油圧ポンプ９，１０の吐出部の回路圧力とが入力され、レギュレータ１３には、電磁比例減圧弁１４で電油変換された制御信号（制御圧力）Ｐｓと、方向切換弁１７とリリーフ弁１８との間の回路圧力と、第１，第２油圧ポンプ９，１０の吐出部の回路圧力とが入力され、各レギュレータ１２，１３はこれらの油圧により制御されるようになっている。なお、レギュレータ１２，１３による油圧制御の詳細については後述する。
【００１４】
方向切換弁１５，１７は、油圧アクチュエータ２７，２８への圧油量，方向を切り換えるための装置であり、操作レバー（操作手段）１９，２０を操作することにより、レバー操作量に応じた操作圧が入力されて圧油量，方向の切換動作を行なうようになっている。リリーフ弁１６，１８は方向切換弁１５，１７を通過する圧油がタンク２６に流れ込む油圧回路に設けられており、回路圧力が所定のリリーフ設置圧に達したときに開くようになっている。また、リリーフ弁１６，１８にはそれぞれ並列に絞りが接続されており、この絞りの上流の圧力変化でタンク２６に流れ込む油量の変化が検知されるようになっている。
【００１５】
このような構成により、操作レバー１９，２０による操作量がゼロの場合は、油圧ポンプ９，１０から吐出される圧油は方向切換弁１５，１７とリリーフ弁１６，１８を介してタンク２６に流れ込む。このとき、リリーフ弁１６，１８の入口圧力はリリーフ設置圧になっている。一方、操作レバー１９，２０を操作すると方向切換弁１５，１７を通過する圧油は油圧アクチュエータ２７，２８に供給され、リリーフ弁１６，１８を通過する圧油が無くなるため、リリーフ弁１６，１８の入口圧力はタンク圧近くまで低下する。すなわち、操作レバー１９，２０の操作量によりリリーフ弁１６，１８の入口圧力が変化し、この入口圧力がレギュレータ１２，１３に伝達されることになる。
【００１６】
そして、上述の油圧システムには、油圧ポンプ９，１０の作動を制御するための制御装置２１がそなえられている。制御装置２１にはエンジン１１の回転速度を検出する回転速度センサ（回転速度検出手段）２２の信号（エンジン実回転速度）Ｎｅと、油圧ポンプ９，１０の平均圧力（吐出圧）を検出する圧力センサ（吐出圧検出手段）２３の信号（油圧ポンプ吐出圧）Ｐｐと、リリーフ弁１６，１８の入口圧力を検出する圧力センサ（操作量検出手段）２４，２５の信号（入口圧力）Ｐｒ１，Ｐｒ２とが入力され、制御装置２１はこれらの入力信号に基づき油圧ポンプ９，１０を制御するための制御信号（制御圧力）Ｐｓを設定し、電磁比例減圧弁１４へ出力するようになっている。
【００１７】
以下、制御装置２１における制御圧力（電磁比例減圧弁１４への出力値）Ｐｓの設定方法について、図３〜図５を参照しながら説明する。
まず、図３，図４はエンジン出力特性と目標回転速度との関係を示すものであり、図３がエンジン出力を１００％使用する場合を示し、図４がアクセルダイヤルの設定回転速度を変更してエンジン出力を１００％以下にした場合を示している。エンジン出力は、定格トルクＴｅの点（定格点）を境にして、ガバナ領域とラギング領域に分けられる。ガバナ領域はガバナの開度が１００％以下での出力領域であり、ラギング領域は、ガバナ開度が１００％での出力領域である。
【００１８】
油圧ショベルの重掘削の場合、エンジン出力を１００％にし、且つ燃費の良い状態で作業するため、図３中に点ｐ１で示すように目標点を取る。すなわち、出力１００％を示す特性線上の定格回転速度（定格点でのエンジン回転速度）より少し低いところに目標回転速度Ｎｓｅｔを設定する。一方、軽作業の場合は、エンジン出力は１００％以下で良く、アクセルダイヤルの設定回転速度も低くして作業することがあるため、図４中に点ｐ２で示すように、出力１００％を示す特性線とアクセルダイヤル最大を示す特性線で囲まれる領域内にエンジンの負荷とアクセルダイヤルでの設定回転速度とに応じて目標点を取る。この場合は、目標点の横座標値が目標回転速度になり、また、縦座標値がエンジンの目標出力トルクになる。
【００１９】
次に、図５は油圧ポンプのレギュレータ特性を表したものであるが、油圧ポンプ９，１０の吐出圧Ｐｐが低い湯合、油圧ポンプ９，１０の最大吐出流量ＱＵは、操作レバー１９の操作量で変化するリリーフ弁１６の入口圧力Ｐｒ１、あるいは操作レバー２０の操作量で変化するリリーフ弁１８の入口圧力Ｐｒ２に応じて増減するようになっている。具体的には、吐出流量ＱＵは次式（１）で表される。
【００２０】
ＱＵ＝ａ×Ｐｒ＋ｂ                                        ・・・（１）
上式（１）においてａ，ｂはそれぞれ吐出流量ＱＵの流量特性を示す比例係数及び定数である。したがって、例えば操作レバー１９，２０の操作量が小さい場合には、レギュレータ１２，１３は吐出流量ＱＵが低くなるように動作するようになっている。
【００２１】
油圧ポンプ９，１０の吐出圧Ｐｐが中高圧の場合は、吐出流量ＱＬは油圧ポンプ吐出圧Ｐｐの上昇とともに低下するようになっている。この圧力域（図５中に斜めの特性線で示す領域）は油圧ポンプ９，１０の吸収トルク（あるいは吸収馬力）が一定になる領域（上記特性線をトルクー定曲線あるいは馬力一定曲線と呼ぶ）であり、電磁比例減圧弁１４への制御圧力Ｐｓを変化させると、上記トルクー定曲線は図５中に矢印で示すように制御圧力Ｐｓの大きさに応じてシフトし、ポンプ吸収トルクが変化するようになっている。具体的には、吐出流量ＱＬは次式（２）で表される。
【００２２】
ＱＬ＝ｃ×（Ｐｐ＋ｋ×Ｐｓ）＋ｄ                            ・・・（２）
上式（２）においてｃ，ｄはそれぞれ吐出流量ＱＬの流量特性を示す比例係数と定数であり、ｋは制御圧力Ｐｓに対する係数である。ただし、各係数ｃ，ｄ，ｋは吐出圧Ｐｐが比較的高圧の領域と比較的低圧の領域とで異なり、これにより上式（２）で表されるＱＬの特性線は、図５に示すような折れ線となる。
【００２３】
以上のことから、圧力Ｐｒ１あるいはＰｒ２で油圧ポンプ９あるいは１０の最大吐出流量ＱＵを推定でき、制御圧力Ｐｓと油圧ポンプ吐出圧Ｐｐとでトルクー定曲線上での吐出流量ＱＬを推定することが可能になる。そして、現在のポンプ吐出流量ＱＡはＱＵとＱＬとを用いて次式（３）により推定することが可能になる。
ＱＡ＝ｍａｘ〔ｍｉｎ（ＱＵ，ＱＬ），０〕                    ・・・（３）
制御装置２１は、上述のエンジン出力特性と目標回転速度との関係（図３，図４）と、油圧ポンプのレギュレータ特性（図５）とを用いて、出力すべき制御圧力Ｐｓを設定するようになっている。具体的には、図６の制御演算ブロック図に示すように、制御装置２１はその機能手段として、第１ポンプ吐出流量予測演算部５０，第２ポンプ吐出流量予測演算部５１，総流量予測演算部５２，予測回転数演算部５３，フィルタ５４，学習ゲイン設定部５５，前件部適合度演算部５６，後件部変数演算部５７，制御出力トルク演算部５８，制御圧力変換部５９をそなえており、上記の前件部適合度演算部５６，後件部変数演算部５７，制御出力トルク演算部５８及び制御圧力変換部５９によりレギュレータ制御手段が構成されている。なお、制御装置２１はＣＰＵ，ＲＡＭ，ＲＯＭ等の要素により構成された一般的な電子制御装置であり、上記の各機能手段５０〜５９はＣＰＵを動作させるプログラムを適宜設計することによって構成することができる。
【００２４】
各機能手段について説明すると、まず、第１ポンプ吐出流量予測演算部５０は、第１油圧ポンプ９から吐出される圧油の流量Ｑ１を予測する手段であり、前述した図５に示すレギュレータ特性を用いて〔式（１）〜（３）を用いて〕、リリーフ弁１６の入口圧力Ｐｒ１，油圧ポンプ吐出圧Ｐｐ及び前ステップの制御圧力Ｐｓより、吐出流量Ｑ１を予測するようになっている。
【００２５】
第２ポンプ吐出流量予測演算部５１は、第２油圧ポンプ１０から吐出される圧油の流量Ｑ２を予測する手段であり、同様に図５に示すレギュレータ特性を用いて〔式（１）〜（３）を用いて〕、リリーフ弁１８の入口圧力Ｐｒ２，油圧ポンプ吐出圧Ｐｐ及び前ステップの制御圧力Ｐｓより、吐出流量Ｑ２を予測するようになっている。
【００２６】
総流量予測演算部５２は、第１ポンプ吐出流量予測演算部５０，第２ポンプ吐出流量予測演算部５１で演算された予測吐出流量Ｑ１，Ｑ２より総予測流量Ｑを算出する手段である。総予測流量Ｑは次式（４）で表される。
Ｑ＝（Ｑ１＋Ｑ２）                                          ・・・（４）
なお、上記の第１ポンプ吐出流量予測演算部５０，第２ポンプ吐出流量予測演算部５１及び総流量予測演算部５２により吐出流量予測手段が構成されている。
【００２７】
予測回転速度演算部（予測回転速度演算手段）５３は、現在の運転状態から予測されるエンジンの回転速度を演算する手段である。具体的には、前述した図５のレギュレータ特性を用いて油圧ポンプ吐出圧Ｐｐと総予測流量Ｑとから油圧ポンプ９，１０の吸収トルクを求め、さらに、求めたポンプ吸収トルクとバランスするエンジン出力を算出し、図３のエンジン出力特性とエンジン回転速度との関係から、エンジン１１の予測回転速度Ｎｒを算出するようになっている。
【００２８】
このようにエンジン１１の予測回転速度Ｎｒを算出するのは以下の理由による。つまり、目標回転速度としてはエンジン１１が安定して定格出力を出し得るエンジン回転速度が選定されるが、油圧ポンプ９，１０の負荷は流量と圧力との積に比例し、流量はリリーフ弁１６，１８により最大流量を制限されるため、低圧域では目標回転速度に相当する程大きな負荷にはならない。このため、軽作業のような低圧での機体作業が行なわれている場合は、エンジン回転速度が目標回転速度まで下がらず、目標回転速度に追従させてもエンジン回転速度の変動が抑制されない場合がある。そこで、本制御装置２１では、より効率よくエンジン回転速度の変動を抑制できるようにするため、エンジン１１の予測回転速度Ｎｒを算出して、目標回転速度にかえて予測回転速度Ｎｒに実エンジン回転速度を追従させるようにしているのである。算出したエンジン予測回転速度Ｎｒはフィルタ５４に出力される。
【００２９】
フィルタ５４は、予測回転速度演算部５３で求められたエンジン予測回転速度Ｎｒに例えば「無だ時間＋一次遅れ」のようなフィルタ処理を施す手段であり、エンジン予測回転速度Ｎｒがステップ上に変化した場合やノイズ成分を含む場合でも、エンジン実回転速度Ｎｅがエンジン予測回転速度Ｎｒにスムーズに追従できるようにしている。そして、フィルタ処理されたエンジン予測回転速度Ｎｒとエンジン実回転速度Ｎｅとの偏差ΔＮｅが学習ゲイン設定部５５に入力されるようになっている。
【００３０】
学習ゲイン設定部５５は、フィルタ処理されたエンジン予測回転速度Ｎｒとエンジン実回転速度Ｎｅとの偏差ΔＮｅに学習ゲインを作用させる手段である。学習ゲインは単なる定数の積であっても、あるいはΔＮｅの微分や積分演算、あるいはそれらの和であっても良く、学習ゲイン設定部５５の出力は回転速度偏差ΔＮｅの評価関数と位置づけられ、ここではｆ（ΔＮｅ）と表記する。
【００３１】
このように本制御装置２１では、上記の各機能手段５０〜５５における処理によって、リリーフ弁１６，１８の入口圧力Ｐｒ１，Ｐｒ２，油圧ポンプ吐出圧Ｐｐ及び前ステップの制御圧力Ｐｓから、エンジン実回転速度Ｎｅをエンジン予測回転速度Ｎｒに追従させるための指標となる評価値ｆ（ΔＮｅ）を導出するようになっている。そして、後述するようにこの評価値ｆ（ΔＮｅ）がゼロになるように制御圧力Ｐｓを設定していくようになっている。
【００３２】
本制御装置２１では、この制御圧力Ｐｓによるレギュレータ１２，１３の制御にファジイ推論を用いている。詳述すると、まず、油圧ポンプ吐出圧Ｐｐと総流量予測演算部５２で算出された総予測流量Ｑとが前件部適合度演算部５６に入力されるようになっている。
前件部適合度演算部（適合度演算手段）５６は、入力された油圧ポンプ吐出圧Ｐｐ及び総予測流量Ｑのファジイルールの前件部（ｉｆ〜部）に対する適合度を算出する手段である。ここでは図７に示すようなファジイルールが用いられている。詳述すると、図７においてポンプ圧Ｐｐに対してＮＢ，ＮＭ，〜，ＰＢと記述し、総予測流量Ｑに対して、ＮＢ，ＮＭ，〜，ＰＢと記述した部分がファジイルールの前件部に相当している。また、表中のＷｉｊ（ｉ＝１〜７，ｊ＝１〜７）は後件部変数であり、これについては後述する。
【００３３】
前件部のＮＢ，ＮＭ，〜，ＰＢはファジイラベルと呼ばれている略記号であり、例えば、ＮＢはＮｅｇａｔｉｖｅ  Ｂｉｇ、ＮＳはＮｅｇａｔｉｖｅ  Ｓｍａｌｌ、ＰＢはＰｏｓｉｔｉｖｅ  Ｂｉｇの略記号である。これは、例えば油圧ポンプ吐出圧Ｐｐに対しては、ＮＢは圧力がかなり小さい、ＰＢは圧力がかなり大きいという意味になり、総予測流量Ｑに対しては、ＮＢは流量がかなり小さい、ＰＢは流量がかなり大きいという意味になる。
【００３４】
また、前記の適合度とは、各前件部条件に対する入力値（ここでは油圧ポンプ吐出圧Ｐｐ，総予測流量Ｑ）の合致度を定量的に表すもので、ファジイ制御の場合、上記定量化にメンバーシップ関数を使用する。メンバーシップ関数としては、釣り鐘型や三角型等の種々のものが考えられるが、ここでは計算の容易さの観点から図８に示すように三角型のメンバーシップ関数を用いている。
【００３５】
図８は油圧ポンプ吐出圧Ｐｐに関するメンバーシップ関数を示しており、例えば、「ｉｆ  Ｐｐ    ｉｓ  ＮＭ」という前件部条件の場合、図８中のＮＭに対応するメンバーシップ関数を用い、入力された油圧ポンプ吐出圧Ｐｐに対する前記メンバーシップ関数の値を求め、求めた値を前件部条件「ｉｆ  Ｐｐ    ｉｓ  ＮＭ」に対する適合度として定義する。他の前件部条件に対しても同様である。また、図示はしていないが、総予測流量Ｑに対しても同様のメンバーシップ関数を設定することにより、入力された総予測流量Ｑの各前件部条件に対する適合度が求められる。
【００３６】
入力された油圧ポンプ吐出圧Ｐｐ，総予測流量Ｑの各前件部条件に対する適合度が求められると、前件部適合度演算部５６では、各適合度の合成値を次のようにして求める。つまり、油圧ポンプ吐出圧Ｐｐに対する前件部条件の各適合度をμｊ〔ｊ＝１〜７（ｊ＝１がＮＢに、ｊ＝２がＮＭに、‥・、ｊ＝７がＰＢに対応する）〕とし、総予測流量Ｑに対する前件部条件の各適合度をμｉ〔ｉ＝１〜７（ｉ＝１がＮＢに、ｉ＝２がＮＭに、‥・、ｉ＝７がＰＢに対応する）〕として、μｉとμｊとの合成値μｉｊ（ｉ＝１〜７，ｊ＝１〜７）を次式（５）で求める。
【００３７】
μｉｊ＝μｉ×μｊ                                                                                        ・・・（５）
または、次式（５′）により合成値を算出してもよい。ここに、ｍｉｎは最小値を選択する関数である。
μｉｊ＝ｍｉｎ（μｉ，μｊ）                                ・・・（５′）
。
【００３８】
そして、前件部適合度演算部５６は、求めた各適合度合成値μｉｊを後件部変数演算部５７と制御出力トルク演算部５８とに出力するようになっている。
後件部変数演算部（学習補正手段）５７は、図７に示すファジイルール中の後件部変数Ｗｉｊの値を演算する手段であり、フィルタ処理後のエンジン予測回転速度Ｎｒに対する実回転速度Ｎｅの偏差ΔＮｅに基づき学習ゲイン設定部５５で計算された評価値ｆ（ΔＮｅ）と、前記の前件部適合度演算部５６から入力された適合度合成値μｉｊとに基づき各後件部変数Ｗｉｊを算出し学習補正するようになっている。具体的には、次式（６）により各後件部変数Ｗｉｊの値を算出する。
【００３９】
Ｗｉｊ（ｋ）＝Ｗｉｊ（ｋ−１）−Δｔ×ｆ（ΔＮｅ）×μｉｊ      ・・・（６）
ここに、Δｔは制御刻み時間、ΔＮｅは回転速度偏差、μｉｊは前件部の適合度合成値（ｉ＝１〜７，ｊ＝１〜７）であり、Ｗｉｊ（ｋ−１）は前ステップのＷｉｊを表し、Ｗｉｊ（ｋ）は今ステップで算出されるＷｉｊを示している。なお、算出した各後件部変数Ｗｉｊの値は制御装置２１内の記憶手段に記憶されるようになっている。
【００４０】
上式（６）の右辺第２項は、前件部条件の適合度が高いほど（より合致する前件部条件ほど）、回転速度偏差ΔＮｅの評価値ｆ（ΔＮｅ）が大きいほど大きくなり、前ステップの後件部変数Ｗｉｊ（ｋ−１）に対しての修正量が大きくなる。そして、上式（６）の右辺第２項は評価値ｆ（ΔＮｅ）がゼロとなるまで変化し、評価値ｆ（ΔＮｅ）がゼロとなるまで後件部変数Ｗｉｊの修正（学習）が行なわれる。修正（学習）された各後件部変数Ｗｉｊ（ｋ）は、制御出力トルク演算部５８に出力される。
【００４１】
なお、アクセルダイヤルの設定回転速度を変更すると図４に示すようにエンジン１１の目標回転速度Ｎｓｅｔも変更される。そこで、本制御装置２１では、各アクセルダイヤルの設定回転速度ごとに後件部変数Ｗｉｊを用意しており、各設定回転速度ごとに後件部変数Ｗｉｊの学習補正を行なうようになっている。
制御出力トルク演算部５８は、油圧ポンプへの出力トルクＴｒを算出する手段であり、後件部変数ｗｉｊ（ｋ）と適合度合成値μｉｊとから次式（７）を用いて出力トルクＴｒを算出するようになっている。
【００４２】
Ｔｒ＝〔μｉｊ・Ｗｉｊ（ｋ）〕／Σμｉｊ                        ・・・（７）
上式（７）は、いわゆる加重平均の計算式であり、ファジイ制御の出力値を求める一般的な方法である。算出した出力トルクＴｒは制御圧力変換部５９に出力されされるようになっている。
そして、制御圧力変換部５９は、入力された出力トルクＴｒを制御圧力Ｐｓに変換する手段であり、出力トルクＴｒを変換して得られた制御圧力Ｐｓを電磁比例減圧弁１４に出力するようになっている。
【００４３】
本発明の第１実施形態としての油圧ポンプの制御装置は上述のように構成されているので、本油圧ポンプの制御装置をそなえた油圧式建設機械の運転時には次のように動作する。
まず、オペレータが操作レバー１９，２０を操作すると、方向切換弁１５，１７が切り換えられて操作量に応じた圧油が油圧ポンプ９，１０から油圧アクチュエータ２７，２８に供給されるとともに、リリーフ弁１６，１８の入口圧力Ｐｒ１，Ｐｒ２も操作レバー１９，２０に応じて変化する。各入口圧力Ｐｒ１，Ｐｒ２は圧力センサ２３，２４によりそれぞれ検出されて、制御装置２１へ出力される。
【００４４】
制御装置２１は、各入口圧力Ｐｒ１，Ｐｒ２が入力されると、まず、第１ポンプ吐出流量予測演算部５０，第２ポンプ吐出流量予測演算部５１により、図５のレギュレータ特性を用いて、入力された各入口圧力Ｐｒ１，Ｐｒ２，油圧ポンプ吐出圧Ｐｐ及び前ステップの制御圧力Ｐｓより、油圧ポンプ９，１０の吐出流量Ｑ１，Ｑ２を予測演算する。そして、総流量予測演算部５２により、式（４）を用いて総予測流量Ｑを算出する。
【００４５】
総予測流量Ｑが算出されると、次に、予測回転速度演算部５３により、図５のレギュレータ特性を用いて算出した総予測流量Ｑと油圧ポンプ吐出圧Ｐｐとから油圧ポンプ９，１０の吸収トルクを求め、さらに、求めたポンプ吸収トルクとバランスするエンジン出力を算出し、図３のエンジン出力特性とエンジン回転速度との関係から、エンジン予測回転速度Ｎｒを算出する。そして、フィルタ５４により、算出したエンジン予測回転速度Ｎｒに「無だ時間＋一次遅れ」等のフィルタ処理を施し、さらに、学習ゲイン設定部５５により、フィルタ処理したエンジン予測回転速度Ｎｒとエンジン実回転速度Ｎｅとの偏差ΔＮｅに所定の学習ゲインを作用させ、回転速度偏差ΔＮｅの評価値ｆ（ΔＮｅ）を算出する。
【００４６】
また、制御装置２１は、このように各入口圧力Ｐｒ１，Ｐｒ２に基づく評価値ｆ（ΔＮｅ）の算出を行なうとともに、前件部適合度演算部５６により、図７に示すファジイルールの前件部に対する油圧ポンプ吐出圧Ｐｐ及び総予測流量Ｑの適合度μｊ（ｊ＝１〜７），μｉ（ｉ＝１〜７）を図８に示すようなメンバーシップ関数を用いて算出し、さらに、適合度合成値μｉｊ（ｉ＝１〜７，ｊ＝１〜７）を式（５）或いは式（５′）を用いて算出する。
【００４７】
そして、後件部変数演算部５７により、回転速度偏差ΔＮｅの評価値ｆ（ΔＮｅ）と適合度合成値μｉｊとに基づき、図７に示すファジイルール中の各後件部変数Ｗｉｊの値を式（６）を用いて修正（学習）する。式（６）の第２項は評価値ｆ（ΔＮｅ）がゼロとなるまで変化するので、後件部変数Ｗｉｊの修正（学習）は評価値ｆ（ΔＮｅ）がゼロとなるまで行なわれる。
【００４８】
後件部変数Ｗｉｊの修正（学習）が行なわれると、次に、制御出力トルク演算部５８により、後件部変数Ｗｉｊと適合度合成値μｉｊとから、式（７）を用いて出力トルクＴｒを算出する。そして、算出した出力トルクＴｒを制御圧力変換部５９により制御圧力Ｐｓに変換して電磁比例減圧弁１４に出力する。
電磁比例減圧弁１４に出力された制御圧力Ｐｓは、電磁比例減圧弁１４において電油変換されてレギュレータ１２，１３に入力される。レギュレータ１２，１３は入力された制御圧力Ｐｓに応じて油圧ポンプ９，１０の斜板９ａ，１０ａを変位させ、この斜板９ａ，１０ａの斜板角変位に応じて油圧ポンプ９，１０の吐出流量が変化する。
【００４９】
このように、本実施形態の油圧ポンプの制御装置によれば、エンジン回転速度Ｎｅ，油圧ポンプ吐出圧Ｐｐとともに操作レバー１９，２０の操作量に相関するリリーフ弁１６，１８の入口圧力Ｐｒ１，Ｐｒ２に基づき、油圧ポンプ９，１０のレギュレータ１２，１３の制御圧力Ｐｓを設定しているので、運転中の油圧ポンプ９，１０の流量を精度良く予測してレバー操作直後あるいは微操作時のエンジン出力とポンプ吸収トルクとのバランスが崩れることなく、エンジン予測回転速度Ｎｒに実回転速度Ｎｅを追従させることができ、エンジン回転速度の変動による操作性の悪化を防止することができるという利点がある。
【００５０】
また、油圧ポンプ９，１０（具体的にはレギュレータ１２，１３）の制御にファジイ推論を用いることでロバスト性が付与されるとともに、油圧ポンプ吐出圧Ｐｐ，総予測流量Ｑの各範囲に対する各適合度μｊ，μｉと、実エンジン回転速度Ｎｅの予測回転速度Ｎｒに対する偏差ΔＮｅの評価値ｆ（ΔＮｅ）とで学習的に制御出力Ｐｓを演算するため、運転中の油圧ポンプ９，１０の出力状態やエンジン回転速度の応答に応じて油圧ポンプ９，１０の吸収トルクを操作することができる。すなわち、油圧ショベルの機種、個体差等により油圧ポンプ９，１０の出力状態が変化したり、作業環境変化（例えば寒冷地、温暖地等）や燃料変化によりエンジン回転速度の動特性が変化しても、制御装置２１自身が制御出力Ｐｓを設定する上での基礎となる後件部変数Ｗｉｊを学習するので、各油圧ショベルや作業環境に応じた油圧ポンプ９、１０の制御が可能になる。したがって、油圧ショベルの機種や作業環境が異なっても、同じ制御装置（制御方法）で対応が可能になり、機種毎の制御パラメータのチューニングや制御プログラムの変更作業が不用となる。
【００５１】
さらに、制御出力Ｐｓを設定する上での入力値である油圧ポンプ吐出圧Ｐｐ，総予測流量Ｑがどのように遷移するかは、操作レバー１９，２０の操作量やエンジン１１，ポンプ９，１０の個体差及び機種等の特性変化によって異なるが、遷移範囲を網羅したメンバーシップ関数にしておくことにより、上記のような特性変化に最も適合した前件部条件が演算の対象になり、演算対象となった前件部条件に対応した後件部変数Ｗｉｊが評価値ｆ（ΔＮｅ）をゼロにすべく更新（学習）されるので、このような特性変化にも対応した油圧ポンプ９，１０の制御を実現することもできる。
【００５２】
なお、レバー操作直後の著しい過渡状態においては、操作後の経過時間により複数の区間に分割して、それぞれに対して後件部変数Ｗｉｊを用意し学習ゲイン設定部５５における評価関数ｆ（ΔＮｅ）を設定するようにしてもよい。
次に本発明の第２実施形態にかかる油圧ポンプの制御装置について説明する。
本実施形態の油圧ポンプの制御装置は、上述の第１実施形態と同様に図１に示すような油圧ショベル等の油圧式建設機械に適用されるものであり、第１実施形態と同様の図２に示すような油圧システムの構成を有している。本実施形態の油圧ポンプの制御装置は、第１実施形態とは制御装置の機能（油圧ポンプの制御方法）に相違がある。ただし、図３及び図４に示すエンジン出力特性と目標回転速度との関係、図５に示す油圧ポンプのレギュレータの特性は第１実施形態と同様である。
【００５３】
以下、本実施形態の油圧ポンプの制御装置の構成について、制御装置の機能（油圧ポンプの制御方法）を中心に、第１実施形態の図２〜図５に加えて図９〜図１１を用いて説明する。図９は本油圧ポンプの制御装置にかかるポンプ制御演算ブロック図、図１０は本油圧ポンプの制御装置にかかるファジイルールを示す図、図１１は本油圧ポンプの制御装置にかかるファジイルール前件部のメンバーシップ関数の例を示す図である。なお、前述した従来技術と同一の部位については同一の符号を用いて示すものとする。
【００５４】
本実施形態にかかる制御装置２１′は、図９の制御演算ブロック図に示すように、第１ポンプ吐出流量予測演算部６０，第２ポンプ吐出流量予測演算部６１，総流量予測演算部６２，予測回転数演算部６３，フィルタ６４，学習ゲイン設定部６５，前件部適合度演算部６６，後件部変数演算部６７，制御出力トルク演算部６８，制御圧力変換部６９をそなえている。なお、制御装置２１′はＣＰＵ，ＲＡＭ，ＲＯＭ等の要素により構成された一般的な電子制御装置であり、上記の各機能手段５０〜５９はＣＰＵを動作させるプログラムを適宜設計することによって構成することができる。
【００５５】
各機能手段について説明すると、第１ポンプ吐出流量予測演算部６０は、図５のレギュレータ特性を用いて、リリーフ弁１６の入口圧力Ｐｒ１，油圧ポンプ吐出圧Ｐｐ及び前ステップの制御圧力Ｐｓより、第１油圧ポンプ９から吐出される圧油の流量Ｑ１を予測する手段である。
第２ポンプ吐出流量予測演算部６１は、同様に図５のレギュレータ特性を用いて、リリーフ弁１８の入口圧力Ｐｒ２，油圧ポンプ吐出圧Ｐｐ及び前ステップの制御圧力Ｐｓより、第２油圧ポンプ１０から吐出される圧油の流量Ｑ２を予測する手段である。
【００５６】
総流量予測演算部６２は、第１ポンプ吐出流量予測演算部６０，第２ポンプ吐出流量予測演算部６１で演算された予測吐出流量Ｑ１，Ｑ２より、第１実施形態と同様に式（４）を用いて総予測流量Ｑを算出する手段である。
なお、上記の第１ポンプ吐出流量予測演算部６０，第２ポンプ吐出流量予測演算部６１及び総流量予測演算部６２により吐出流量予測手段が構成されている。
【００５７】
予測回転速度演算部（予測回転速度演算手段）６３は、エンジンの回転速度を予測する手段であり、図５のレギュレータ特性を用いて油圧ポンプ吐出圧Ｐｐと総予測流量Ｑとから油圧ポンプ９，１０の吸収トルクを求め、さらに、求めたポンプ吸収トルクとバランスするエンジン出力を算出し、図３のエンジン出力特性とエンジン回転速度との関係から、エンジン１１の予測回転速度Ｎｒを算出するようになっている。
【００５８】
フィルタ６４は、エンジン予測回転速度Ｎｒがステップ上に変化した場合やノイズ成分を含む場合でも、エンジン実回転速度Ｎｅがエンジン予測回転速度Ｎｒにスムーズに追従できるように、エンジン予測回転速度Ｎｒに例えば「無だ時間＋一次遅れ」のようなフィルタ処理を施す手段である。
学習ゲイン設定部６５は、フィルタ処理されたエンジン予測回転速度Ｎｒとエンジン実回転速度Ｎｅとの偏差ΔＮｅに学習ゲイン（定数の積、あるいはΔＮｅの微分や積分演算、あるいはそれらの和でもよい）を作用させて回転速度偏差ΔＮｅの評価値ｆ（ΔＮｅ）を算出する手段である。
【００５９】
上記の各機能手段６０〜６５の機能は、第１実施形態の各機能手段５０〜５５の機能と同じであり、制御手段２１′は、エンジン実回転速度Ｎｅをエンジン予測回転速度Ｎｒに追従させるべく、各機能手段６０〜６５における処理によって導出された評価値ｆ（ΔＮｅ）がゼロになるように制御圧力Ｐｓを設定していくようになっている。そして、本実施形態でも制御圧力Ｐｓによるレギュレータ１２，１３の制御にファジイ制御を用いているが、第１実施形態とは、このファジイ制御の制御方法が相違している。
【００６０】
詳述すると、本実施形態では、ファジイ制御の入力値として、フィルタ６４においてフィルタ処理されたエンジン予測回転速度の１階微分値ｄΔＮｅと２階微分値ｄ２ΔＮｅとが前件部適合度演算部６６に入力されるようになっている。
前件部適合度演算部（適合度演算手段）６６は、入力されたエンジン予測回転速度の１階微分値ｄΔＮｅ及び２階微分値ｄ２ΔＮｅのファジイルールの前件部に対する適合度を算出する手段である。ここでは図１０に示すようなファジイルールが用いられている。図１０において１階微分値ｄΔＮｅに対してＮＢ，ＮＭ，〜，ＰＢと記述し、２階微分値ｄ２ΔＮｅに対してＮＢ，ＮＭ，〜，ＰＢと記述した部分がファジイルールの前件部に相当している。
【００６１】
適合度は、各前件部条件（ＮＢ，ＮＭ，〜，ＰＢ）に対する入力値（１階微分値ｄΔＮｅ，２階微分値ｄ２ΔＮｅ）の合致度を定量的に表すものであるが、ここでは、図１１に示すようなメンバーシップ関数を用いて定量化するようになっている。メンバーシップ関数としては、釣り鐘型や三角型等の種々のものが考えられるが、ここでは計算の容易さの観点から三角型のメンバーシップ関数を用いている。
【００６２】
図１１は１階微分値ｄΔＮｅに関するメンバーシップ関数を示しており、例えば、「ｉｆ  ｄΔＮｅ    ｉｓ  ＮＭ」という前件部条件の場合、図１１中のＮＭに対応するメンバーシップ関数を用い、入力された１階微分値ｄΔＮｅに対する前記メンバーシップ関数の値を求め、求めた値を前件部条件「ｉｆ  ｄΔＮｅ    ｉｓ  ＮＭ」に対する適合度として定義する。他の前件部条件に対しても同様である。また、図示はしていないが、２階微分値ｄ２ΔＮｅに対しても同様のメンバーシップ関数を設定することにより、入力された２階微分値ｄ２ΔＮｅの各前件部条件に対する適合度が求められる。
【００６３】
入力された１階微分値ｄΔＮｅ，２階微分値ｄ２ΔＮｅの各前件部条件に対する適合度が求められると、前件部適合度演算部６６では、各適合度の合成値を演算する。つまり、１階微分値ｄΔＮｅに対する前件部条件の各適合度をμｊ〔ｊ＝１〜７（ｊ＝１がＮＢに、ｊ＝２がＮＭに、‥・、ｊ＝７がＰＢに対応する）〕とし、２階微分値ｄ２ΔＮｅに対する前件部条件の各適合度をμｉ〔ｉ＝１〜７（ｉ＝１がＮＢに、ｉ＝２がＮＭに、‥・、ｉ＝７がＰＢに対応する）〕として、第１実施形態と同様に式（５）或いは式（５′）を用いてμｉとμｊとの合成値μｉｊ（ｉ＝１〜７，ｊ＝１〜７）を算出する。
【００６４】
後件部変数演算部（学習補正手段）６７は、図１０に示すファジイルール中の後件部変数Ｗｉｊの値を演算する手段であり、フィルタ処理後のエンジン予測回転速度Ｎｒに対する実回転速度Ｎｅの偏差ΔＮｅに基づき学習ゲイン設定部６５で計算された評価値ｆ（ΔＮｅ）と、前記の前件部適合度演算部６６から入力された適合度合成値μｉｊとに基づき、第１実施形態と同様に式（６）を用いて各後件部変数Ｗｉｊを算出し学習補正するようになっている。算出されたＷｉｊは制御装置２１′内の記憶手段に記憶されるようになっている。なお、後件部変数Ｗｉｊは、各アクセルダイヤルごとに用意されており、後件部変数演算部６７は、各アクセルダイヤルごとに後件部変数Ｗｉｊの学習補正を行なうようになっている。
【００６５】
後件部変数演算部６７で算出された各後件部変数Ｗｉｊは、前件部適合度演算部６６で算出された各適合度合成値μｉｊとともに制御出力トルク演算部５８に入力されるようになっている。制御出力トルク演算部６８は、油圧ポンプの出力トルクＴｒを算出する手段であり、後件部変数ｗｉｊ（ｋ）と適合度合成値μｉｊとから第１実施形態と同様に加重平均の計算式（７）を用いて出力トルクＴｒを算出するようになっている。そして、制御出力トルク演算部６８で算出された出力トルクＴｒは制御圧力変換部６９において制御圧力Ｐｓに変換され、電磁比例減圧弁１４に出力されるようになっている。
【００６６】
上記の前件部適合度演算部６６，後件部変数演算部６７，制御出力トルク演算部６８及び制御圧力変換部６９によりレギュレータ制御手段が構成されている。
本発明の第２実施形態としての油圧ポンプの制御装置は上述のように構成されているので、本油圧ポンプの制御装置をそなえた油圧式建設機械の運転時には次のように動作する。
【００６７】
まず、オペレータが操作レバー１９，２０を操作すると、方向切換弁１５，１７が切り換えられて操作量に応じた圧油が油圧ポンプ９，１０から油圧アクチュエータ２７，２８に供給されるとともに、リリーフ弁１６，１８の入口圧力Ｐｒ１，Ｐｒ２も操作レバー１９，２０に応じて変化する。各入口圧力Ｐｒ１，Ｐｒ２は圧力センサ２３，２４によりそれぞれ検出されて、制御装置２１へ出力される。
【００６８】
制御装置２１′は、各入口圧力Ｐｒ１，Ｐｒ２が入力されると、まず、第１ポンプ吐出流量予測演算部６０，第２ポンプ吐出流量予測演算部６１により、図５のレギュレータ特性を用いて、各入口圧力Ｐｒ１，Ｐｒ２，油圧ポンプ吐出圧Ｐｐ及び前ステップの制御圧力Ｐｓより、油圧ポンプ９，１０の吐出流量Ｑ１，Ｑ２を予測演算する。そして、総流量予測演算部６２により、式（４）を用いて総予測流量Ｑを算出する。
【００６９】
次に、予測回転速度演算部６３により、図５のレギュレータ特性を用いて、総予測流量Ｑと油圧ポンプ吐出圧Ｐｐとから油圧ポンプ９，１０の吸収トルクを求め、さらに、求めたポンプ吸収トルクとバランスするエンジン出力を算出し、図３のエンジン出力特性とエンジン回転速度との関係から、エンジン予測回転速度Ｎｒを算出する。そして、フィルタ６４により、算出したエンジン予測回転速度Ｎｒにフィルタ処理を施し、さらに、学習ゲイン設定部６５により、フィルタ処理したエンジン予測回転速度Ｎｒとエンジン実回転速度Ｎｅとの偏差ΔＮｅに所定の学習ゲインを作用させて回転速度偏差ΔＮｅの評価値ｆ（ΔＮｅ）を算出する。
【００７０】
また、制御装置２１′は、各入口圧力Ｐｒ１，Ｐｒ２に基づく評価値ｆ（ΔＮｅ）の算出を行なうとともに、前件部適合度演算部６６により、図１０に示すファジイルールの前件部に対するエンジン予測回転速度の１階微分値ｄΔＮｅ及び２階微分値ｄ２ΔＮｅの適合度μｊ（ｊ＝１〜７），μｉ（ｉ＝１〜７）を、図１１に示すようなメンバーシップ関数を用いて算出し、さらに、適合度合成値μｉｊ（ｉ＝１〜７，ｊ＝１〜７）を式（５）或いは式（５′）を用いて算出する。
【００７１】
そして、後件部変数演算部６７により、評価値ｆ（ΔＮｅ）と適合度合成値μｉｊとに基づき、図１１に示すファジイルール中の各後件部変数Ｗｉｊの値を式（６）を用いて修正（学習）する。式（６）の第２項は評価値ｆ（ΔＮｅ）がゼロとなるまで変化するので、後件部変数Ｗｉｊの修正（学習）は評価値ｆ（ΔＮｅ）がゼロとなるまで行なわれる。
【００７２】
後件部変数Ｗｉｊの修正（学習）が行なわれると、次に、制御出力トルク演算部６８により、後件部変数Ｗｉｊと適合度合成値μｉｊとから、式（７）を用いて出力トルクＴｒを算出し、制御圧力変換部６９により制御圧力Ｐｓに変換して電磁比例減圧弁１４に出力する。
電磁比例減圧弁１４に出力された制御圧力Ｐｓは、電磁比例減圧弁１４において電油変換されてレギュレータ１２，１３に入力される。レギュレータ１２，１３は入力された制御圧力Ｐｓに応じて油圧ポンプ９，１０の斜板９ａ，１０ａを変位させ、この斜板９ａ，１０ａの斜板角変位に応じて油圧ポンプ９，１０の吐出流量が変化する。
【００７３】
このように、本実施形態の油圧ポンプの制御装置によれば、第１実施形態と同様に、エンジン回転速度Ｎｅ，油圧ポンプ吐出圧Ｐｐとともに操作レバー１９，２０の操作量に相関するリリーフ弁１６，１８の入口圧力Ｐｒ１，Ｐｒ２に基づき、油圧ポンプ９，１０のレギュレータ１２，１３の制御圧力Ｐｓを設定しているので、運転中の油圧ポンプ９，１０の流量を精度良く予測してレバー操作直後あるいは微操作時のエンジン出力とポンプ吸収トルクとのバランスが崩れることなく、エンジン予測回転速度Ｎｒに実回転速度Ｎｅを追従させることができ、エンジン回転速度の変動による操作性の悪化を防止することができるという利点がある。
【００７４】
また、油圧ポンプ９，１０（具体的にはレギュレータ１２，１３）の制御にファジイ推論を用いることでロバスト性が付与されるとともに、エンジン予測回転速度の１階微分値ｄΔＮｅ，２階微分値ｄ２ΔＮｅに対する各適合度μｊ，μｉと、実エンジン回転速度Ｎｅの予測回転速度Ｎｒに対する偏差ΔＮｅの評価値ｆ（ΔＮｅ）とで学習的に制御出力Ｐｓを演算するため、運転中の油圧ポンプ９，１０の出力状態やエンジン回転速度の応答に応じて油圧ポンプ９，１０の吸収トルクを操作することができ、第１実施形態と同様に油圧ショベルの機種や作業環境が異なっても、同じ制御装置（制御方法）で対応が可能になり、機種毎の制御パラメータのチューニングや制御プログラムの変更作業が不用となる。
【００７５】
なお、本実施形態においてもレバー操作直後の著しい過渡状態においては、操作後の経過時間により複数の区間に分割して、それぞれに対して後件部変数Ｗｉｊを用意し学習ゲイン設定部６５における評価関数ｆ（ΔＮｅ）を設定するようにしてもよい。
以上、本発明の実施形態を２つ説明したが、本発明の実施の形態は上述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができる。例えば、上述の各実施形態では、リリーフ弁１６，１８の入口圧力Ｐｒ１，Ｐｒ２を操作レバー１９，２０の操作量に相関する物理量として検出しているが、操作レバー１９，２０の操作量自体を検出して吐出流量Ｑの予測に用いるようにしてもよい。
【００７６】
また、上述の各実施形態では、ファジイルールの前件部条件を油圧ポンプ吐出圧Ｐｐ及び総予測流量Ｑ、又は、エンジン予測回転速度の１階微分値ｄΔＮｅ及び２階微分値ｄ２ΔＮｅに対応して設定しているが、油圧システムの運転状態を示す物理量であれば上記物理量（Ｐｐ，Ｑ，ｄΔＮｅ，ｄ２ΔＮｅ）に限定されるものではない。また、より複数の物理量に対応してあるいは１つの物理量に対応して前件部条件を設定してもよい。
【００７７】
【発明の効果】
以上詳述したように、本発明の油圧ポンプの制御装置（請求項１）によれば、油圧ポンプの吐出圧と操作手段の操作量若しくは操作量に相関する物理量とに基づき操作手段の操作に応じて運転中の油圧ポンプから吐出される作動油の吐出流量を予測することができるので、操作手段の操作直後あるいは微操作時のエンジン出力とポンプ吸収トルクとのバランスが崩れることなく、エンジンの予測回転速度に実回転速度を追従させることができ、エンジン回転速度の変動による操作性の悪化を防止することができるという利点がある。
【００７８】
また、レギュレータの制御にファジイ推論を用いることにより、制御にロバスト性を付与することができるとともに、油圧システムの運転状態を示す物理量〔例えば、油圧ポンプの吐出圧及び吐出流量（請求項３）、又は、エンジンの予測回転速度の１階微分値及び２階微分値（請求項４）〕に対する各前件部条件の適合度と予測回転速度と実回転速度との偏差とに基づき各制御パラメータを学習補正してレギュレータに出力することにより、運転中の油圧ポンプの出力状態やエンジン回転速度の応答に応じて油圧ポンプの吸収トルクを操作することができ、油圧システムの運転状態が変化した場合、例えば、装備される油圧式建設機械に個体差がある場合や作業環境が異なる場合、さらには異なる機種の油圧式建設機械に装備される場合でも、制御パラメータのチューニングや制御プログラムの変更作業が不用となるという利点がある（請求項２）。
また、エンジンの予測回転速度は、油圧ポンプの吸収トルクとバランスするエンジンの出力を算出し、予め設定されたエンジンの出力特性とエンジンの回転速度との対応関係に基づいて演算されるため、低圧域においてより効率よくエンジン回転速度の変動を抑制することができる（請求項５）。また、このエンジンの予測回転速度にフィルタ処理を施す予測回転速度フィルタを備えているため、エンジン予測回転速度がステップ状に変化した場合やノイズ成分を含む場合でも、エンジン実回転速度をエンジン予測回転速度にスムーズに追従させることができる（請求項６）。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態としての油圧ポンプの制御装置が適用される一般的な油圧ショベルの斜視図である。
【図２】本発明の第１実施形態としての油圧ポンプの制御装置にかかる油圧システムの構成を示すブロック図である。
【図３】本発明の第１実施形態としての油圧ポンプの制御装置にかかるエンジン出力特性と目標回転速度との関係を示す説明図である。
【図４】本発明の第１実施形態としての油圧ポンプの制御装置にかかるエンジン出力特性と目標回転速度との関係を示す説明図である。
【図５】本発明の第１実施形態としての油圧ポンプの制御装置にかかる油圧ポンプのレギュレータの特性を示す説明図である。
【図６】本発明の第１実施形態としての油圧ポンプの制御装置にかかるポンプ制御演算ブロック図である。
【図７】本発明の第１実施形態としての油圧ポンプの制御装置にかかるファジイ制御のファジイルールを示す図である。
【図８】本発明の第１実施形態としての油圧ポンプの制御装置にかかるファジイルール前件部のメンバーシップ関数の例を示す図である。
【図９】本発明の第２実施形態としての油圧ポンプの制御装置にかかるポンプ制御演算ブロック図である。
【図１０】本発明の第２実施形態としての油圧ポンプの制御装置にかかるファジイ制御のファジイルールを示す図である。
【図１１】本発明の第２実施形態としての油圧ポンプの制御装置にかかるファジイルール前件部のメンバーシップ関数の例を示す図である。
【図１２】従来の油圧ポンプの制御装置にかかる油圧システムの構成を示すブロック図である。
【符号の説明】
１  油圧ショベル
９，１０  油圧ポンプ
９ａ，１０ａ  斜板
１１  エンジン
１２，１３  レギュレータ
１４  電磁比例減圧弁
１５，１７  方向切換弁
１６，１８  リリーフ弁
１９，２０  操作レバー（操作手段）
２１，２１′  制御装置
２２  回転速度センサ（エンジン回転速度検出手段）
２３  圧力センサ（吐出圧検出手段）
２４，２５  圧力センサ（操作量検出手段）
２６  タンク
２７，２８  油圧アクチュエータ
５０，６０  吐出流量予測手段を構成する第１ポンプ吐出流量予測演算部
５１，６１  吐出流量予測手段を構成する第２ポンプ吐出流量予測演算部
５２，６２  吐出流量予測手段を構成する総流量予測演算部
５３，６３  予測回転速度演算部（予測回転速度演算手段）
５４，６４  フィルタ
５５，６５  学習ゲイン設定部
５６，６６  レギュレータ制御手段を構成する前件部適合度演算部（適合度演算手段）
５７，６７  レギュレータ制御手段を構成する後件部変数演算部（学習補正手段）
５８，６８  レギュレータ制御手段を構成する制御出力トルク演算部
５９，６９  レギュレータ制御手段を構成する制御圧力変換部
【図１】
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【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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【図１１】
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【図１２】
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