(57)【要約】【課題】建設機械用３ポンプシステムのトルク制御装置において、第１、第２及び第３油圧ポンプの合計の吸収トルクを正確に制御することができ、エンジンの出力トルクを有効利用することができるようにする。【解決手段】ポンプベーストルク演算部４２で目標回転数からポンプベーストルクＴｒを算出し、減算部４４でポンプベーストルクＴｒから第３ポンプ基準吸収トルクＴ３ｒを減算して第１及び第２油圧ポンプ２，３で使用可能な最大吸収トルクの基準値Ｔｆを算出する。補正トルク演算部４５で第３油圧ポンプ４の吐出圧力から補正トルク値を算出し、加算部４６で基準値Ｔｆにその補正トルク値Ｔｍを加算して目標吸収トルクＴｎを算出し、この目標吸収トルクＴｎが得られるよう第１レギュレータ３１を制御する。【選択図】  図４
2008144804.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
原動機と、
前記原動機によって駆動される可変容量型の第１及び第２油圧ポンプと、
前記原動機によって駆動される可変容量型の第３油圧ポンプと、
前記原動機の目標回転数を指令する指令手段と、
前記指令手段により指令される目標回転数に基づいて前記原動機の回転数を制御する原動機制御装置と、
前記第１及び第２油圧ポンプの吐出圧力に基づいて前記第１及び第２油圧ポンプの容量を制御することで前記第１及び第２油圧ポンプの吸収トルクを制御する第１レギュレータと、
前記第３油圧ポンプの吐出圧力に基づいて前記第３油圧ポンプの容量を制御することで前記第３油圧ポンプの吸収トルクを制御する第２レギュレータとを備え、
前記第２レギュレータは、前記第３油圧ポンプで使用可能な最大吸収トルクを設定するバネ手段を有する建設機械用３ポンプシステムのトルク制御装置において、
前記第３油圧ポンプの吐出圧力を検出する圧力センサと、
前記指令手段により指令される目標回転数と前記圧力センサにより検出された前記第３油圧ポンプの吐出圧力とに基づいて前記第１及び第２油圧ポンプで使用可能な最大吸収トルクを演算し、その演算結果に応じた制御信号を出力する制御手段とを備え、
前記第１レギュレータは、前記制御信号に基づいて、前記第１及び第２油圧ポンプの吸収トルクが前記制御手段で演算した最大吸収トルクを超えないよう前記第１及び第２油圧ポンプの容量を制御することを特徴とする建設機械用３ポンプシステムのトルク制御装置。
【請求項２】
原動機と、
前記原動機によって駆動される可変容量型の第１及び第２油圧ポンプと、
前記原動機によって駆動される可変容量型の第３油圧ポンプと、
前記原動機の目標回転数を指令する指令手段と、
前記指令手段により指令される目標回転数に基づいて前記原動機の回転数を制御する原動機制御装置と、
前記第１及び第２油圧ポンプの吐出圧力に基づいて前記第１及び第２油圧ポンプの容量を制御することで前記第１及び第２油圧ポンプの吸収トルクを制御する第１レギュレータと、
前記第３油圧ポンプの吐出圧力に基づいて前記第３油圧ポンプの容量を制御することで前記第３油圧ポンプの吸収トルクを制御する第２レギュレータとを備え、
前記第２レギュレータは、前記第３油圧ポンプで使用可能な最大吸収トルクを設定するバネ手段を有する建設機械用３ポンプシステムのトルク制御装置において、
前記第３油圧ポンプの吐出圧力を検出する圧力センサと、
前記原動機の実回転数を検出する回転数センサと、
前記指令手段により指令される目標回転数と前記回転数センサにより検出される前記原動機の実回転数との偏差を演算し、この回転数偏差と、前記指令手段により指令された目標回転数と前記圧力センサにより検出された前記第３油圧ポンプの吐出圧力とに基づいて前記第１及び第２油圧ポンプで使用可能な最大吸収トルクを演算し、その演算結果に応じた制御信号を出力する制御手段とを備え、
前記第１レギュレータは、前記制御信号に基づいて、前記第１及び第２油圧ポンプの吸収トルクが前記制御手段で演算した最大吸収トルクを超えないよう前記第１及び第２油圧ポンプの容量を制御することを特徴とする建設機械用３ポンプシステムのトルク制御装置。
【請求項３】
請求項１又は２記載の建設機械用３ポンプシステムのトルク制御装置において、
前記制御手段は、前記目標回転数に基づいて前記第１、第２及び第３油圧ポンプで使用可能な合計の最大吸収トルクであるポンプベーストルクを演算する第１手段と、前記第３油圧ポンプの基準吸収トルクを予め設定した第２手段と、前記第３油圧ポンプの吐出圧力に基づいて前記第３油圧ポンプの現在の吸収トルクと前記基準吸収トルクの差分を補正トルク値として演算する第３手段と、前記第１手段で演算したポンプベーストルクと前記第２手段に設定した第２油圧ポンプの基準吸収トルクと前記第３手段で演算した補正トルク値とを用いて前記第１及び第２油圧ポンプで使用可能な最大吸収トルクを演算する第４手段とを有することを特徴とする建設機械用３ポンプシステムのトルク制御装置。
【請求項４】
請求項３記載の建設機械用３ポンプシステムのトルク制御装置において、
前記第２手段は、前記第３油圧ポンプの基準吸収トルクとして、前記第２レギュレータによる吸収トルク制御が実施される前記第３油圧ポンプの吐出圧力範囲の最小吐出圧力における前記第３油圧ポンプの吸収トルクを設定することを特徴とする建設機械用３ポンプシステムのトルク制御装置。
【請求項５】
請求項３記載の建設機械用３ポンプシステムのトルク制御装置において、
前記第４手段は、前記第１手段で演算したポンプベーストルクから前記第２手段に設定した第２油圧ポンプの基準吸収トルクを減算して前記第１及び第２油圧ポンプで使用可能な最大吸収トルクの基準値を演算し、この最大吸収トルクの基準値に前記第３手段で演算した補正トルク値を加算して前記第１及び第２油圧ポンプで使用可能な最大吸収トルクを演算することを特徴とする建設機械用３ポンプシステムのトルク制御装置。
【請求項６】
請求項１又は２記載の建設機械用３ポンプシステムのトルク制御装置において、
前記制御手段は、前記目標回転数に基づいて前記第１、第２及び第３油圧ポンプで使用可能な合計の最大吸収トルクであるポンプベーストルクを演算する第１手段と、前記第３油圧ポンプの吐出圧力に基づいて前記第３油圧ポンプの現在の吸収トルクを演算する第２手段と、前記第１手段で演算したポンプベーストルクから前記第２手段で演算した第３油圧ポンプの現在の吸収トルクを減算して前記第１及び第２油圧ポンプで使用可能な最大吸収トルクを演算する第３手段とを有することを特徴とする建設機械用３ポンプシステムのトルク制御装置。
【請求項７】
請求項２記載の建設機械用３ポンプシステムのトルク制御装置において、
前記制御手段は、前記指令手段により指令される目標回転数と前記圧力センサにより検出された前記第３油圧ポンプの吐出圧力とに基づいて前記第１及び第２油圧ポンプで使用可能な最大吸収トルクの第１目標値を演算する第５手段と、前記回転数偏差に基づいてトルク補正値を演算する第６手段と、前記第５手段で演算した最大吸収トルクの第１目標値に前記トルク補正値を加算して前記第１及び第２油圧ポンプで使用可能な最大吸収トルクの第２目標値を演算する第７手段とを有し、この第７手段で演算した第２目標値に基づいて前記制御信号を出力することを特徴とする建設機械用３ポンプシステムのトルク制御装置。
【請求項８】
請求項７記載の建設機械用３ポンプシステムのトルク制御装置において、
前記第５手段は、前記目標回転数に基づいて前記第１、第２及び第３油圧ポンプで使用可能な合計の最大吸収トルクであるポンプベーストルクを演算する第１手段と、前記第３油圧ポンプの基準吸収トルクを予め設定した第２手段と、前記第３油圧ポンプの吐出圧力に基づいて前記第３油圧ポンプの現在の吸収トルクと前記基準吸収トルクの差分をトルク補正値として演算する第３手段と、前記第１手段で演算したポンプベーストルクと前記第２手段に設定した第２油圧ポンプの基準吸収トルクと前記第３手段で演算したトルク補正値とを用いて前記第１及び第２油圧ポンプで使用可能な最大吸収トルクの第１目標値を演算する第４手段とを有することを特徴とする建設機械用３ポンプシステムのトルク制御装置。
【請求項９】
請求項７記載の建設機械用３ポンプシステムのトルク制御装置において、
前記５手段は、前記目標回転数に基づいて前記第１、第２及び第３油圧ポンプで使用可能な合計の最大吸収トルクであるポンプベーストルクを演算する第１手段と、前記第３油圧ポンプの吐出圧力に基づいて前記第３油圧ポンプの現在の吸収トルクを演算する第２手段と、前記第１手段で演算したポンプベーストルクから前記第２手段で演算した第３油圧ポンプの現在の吸収トルクを減算して前記第１及び第２油圧ポンプで使用可能な最大吸収トルクの第１目標値を演算する第３手段とを有することを特徴とする建設機械用３ポンプシステムのトルク制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は建設機械用３ポンプシステムのトルク制御装置に係わり、特に、１台の原動機（エンジン）により駆動される少なくとも３つの可変容量型の油圧ポンプを備えた油圧ショベル等の建設機械用３ポンプシステムにおいて、その３つの油圧ポンプの吸収トルクがエンジンの出力トルクを超えないよう制御する建設機械用３ポンプシステムのトルク制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
油圧ショベル等の建設機械の油圧駆動装置として、１台のエンジンにより駆動される３つの油圧ポンプを備え、これら３つの油圧ポンプから吐出される圧油によって複数の油圧アクチュエータを駆動する３ポンプシステムがあり、その一例が特許文献１に記載されている。この特許文献１に記載の３ポンプシステムは、第１及び第２油圧ポンプの吐出圧力に基づいて第１及び第２油圧ポンプの容量を制御することで第１及び第２油圧ポンプの吸収トルクを制御する第１レギュレータと、第３油圧ポンプの吐出圧力に基づいて第３油圧ポンプの容量を制御することで第３油圧ポンプの吸収トルクを制御する第２レギュレータとを備え、第２レギュレータには、バネ手段により第３油圧ポンプで使用可能な最大吸収トルクが設定されている。また、第１レギュレータには、第３油圧ポンプの吐出圧力が減圧弁を介して導かれ、バネ手段により設定された第１及び第２油圧ポンプで使用可能な最大吸収トルクの基準値を、その減圧弁を介して導かれた第３油圧ポンプの吐出圧力により調整し、第１、第２及び第３油圧ポンプの合計の吸収トルクを制御している。減圧弁による所定の圧力値として、第２レギュレータによる吸収トルク制御（入力トルク制限制御ともいう）が実施される第３油圧ポンプの吐出圧力範囲の最小吐出圧力（第２レギュレータによる吸収トルク制御が実施されない第３油圧ポンプの吐出圧力範囲の最大吐出圧力）が設定されている。
【０００３】
【特許文献１】特開２００２−２４２９０４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
以上のように従来の３ポンプシステムでは、第３油圧ポンプの吐出圧力を第１レギュレータにフィードバックして、第１、第２及び第３油圧ポンプの合計の吸収トルクを制御している。このような従来の３ポンプシステムにおいては、第３油圧ポンプの吐出圧力が所定の圧力値以下にあり、第３油圧ポンプの吸収トルク制御（入力トルク制限制御）が実施されていない状態では、第３油圧ポンプの吐出圧力の吐出圧力をそのまま第１レギュレータに導き、第３油圧ポンプの吐出圧力により第１及び第２油圧ポンプで使用可能な最大吸収トルクを増加するよう調整する。これにより第３油圧ポンプで使用していない吸収トルク分を第１及び第２油圧ポンプ側で使用できるようになり、エンジンの出力トルクを有効利用することができる。
【０００５】
一方、第３油圧ポンプの吐出圧力が所定の圧力値を超え、第３油圧ポンプの吸収トルク制御が実施されると、第３油圧ポンプの吐出圧力を減圧弁により所定の圧力値に減圧して第１レギュレータに導くことにより、第１及び第２油圧ポンプで使用可能な最大吸収トルクの増加を制限する。これにより第１、第２及び第３油圧ポンプの合計の吸収トルクがエンジンの出力トルクを超えないよう制御し、エンジンストールを防止することができる。
【０００６】
しかし、従来の３ポンプシステムでは、第３油圧ポンプの吸収トルク制御時における吸収トルクを正確に把握できず、エンジンの出力トルクを有効利用することができないという問題があった。
【０００７】
すなわち、従来の３ポンプシステムにおいて、第３油圧ポンプの吐出圧力を減圧弁により所定の圧力値に減圧して第１レギュレータに導くことにより第１及び第２油圧ポンプで使用可能な最大吸収トルクを制御することは、第１〜第３油圧ポンプに割り当てられた合計の最大吸収トルクから、当該所定の圧力値（一定）に対応する一定の吸収トルクを差し引いた値を第１及び第２油圧ポンプに割り当てることを意味する。しかし、第３油圧ポンプで使用可能な最大吸収トルクはバネ手段で設定されているため、厳密に言うと一定ではない。すなわち、バネ手段により設定される最大吸収トルクは、ポンプ吐出圧力とポンプ容量との関係を示すＰｑ線図上において、直線或いは直線の組み合わせで表されるのに対して、トルク一定曲線はＰｑ線図上において双曲線で表されるものであり、両者は一致しない。言い換えれば、第３油圧ポンプの吐出圧力だけでは第３油圧ポンプの吸収トルク制御時における吸収トルクを正確に把握することはできない。その結果、第１、第２及び第３油圧ポンプの合計の吸収トルクを正確に制御することができず、エンジンの出力トルクを有効利用することができない。
【０００８】
本発明の目的は、第１、第２及び第３油圧ポンプの合計の吸収トルクを正確に制御することができ、エンジンの出力トルクを有効利用することができる建設機械用３ポンプシステムのトルク制御装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
（１）上記目的を達成するために、本発明は、原動機と、前記原動機によって駆動される可変容量型の第１及び第２油圧ポンプと、前記原動機によって駆動される可変容量型の第３油圧ポンプと、前記原動機の目標回転数を指令する指令手段と、前記指令手段により指令される目標回転数に基づいて前記原動機の回転数を制御する原動機制御装置と、前記第１及び第２油圧ポンプの吐出圧力に基づいて前記第１及び第２油圧ポンプの容量を制御することで前記第１及び第２油圧ポンプの吸収トルクを制御する第１レギュレータと、前記第３油圧ポンプの吐出圧力に基づいて前記第３油圧ポンプの容量を制御することで前記第３油圧ポンプの吸収トルクを制御する第２レギュレータとを備え、前記第２レギュレータは、前記第３油圧ポンプで使用可能な最大吸収トルクを設定するバネ手段を有する建設機械用３ポンプシステムのトルク制御装置において、前記第３油圧ポンプの吐出圧力を検出する圧力センサと、前記指令手段により指令される目標回転数と前記圧力センサにより検出された前記第３油圧ポンプの吐出圧力とに基づいて前記第１及び第２油圧ポンプで使用可能な最大吸収トルクを演算し、その演算結果に応じた制御信号を出力する制御手段とを備え、前記第１レギュレータは、前記制御信号に基づいて、前記第１及び第２油圧ポンプの吸収トルクが前記制御手段で演算した最大吸収トルクを超えないよう前記第１及び第２油圧ポンプの容量を制御するものとする。
【００１０】
このように制御手段において、指令手段により指令される目標回転数と圧力センサにより検出される第３油圧ポンプの吐出圧力とに基づいて第１及び第２油圧ポンプで使用可能な最大吸収トルクを演算し、その演算結果に応じた制御信号に基づいて第１及び第２油圧ポンプの容量を制御することにより、第３油圧ポンプの吸収トルクを正確に把握した３ポンプトルク制御が可能となり、第１、第２及び第３油圧ポンプの合計の吸収トルクを正確に制御し、エンジンの出力トルクを有効利用することができる。
【００１１】
（２）また、上記目的を達成するために、本発明は、原動機と、前記原動機によって駆動される可変容量型の第１及び第２油圧ポンプと、前記原動機によって駆動される可変容量型の第３油圧ポンプと、前記原動機の目標回転数を指令する指令手段と、前記指令手段により指令される目標回転数に基づいて前記原動機の回転数を制御する原動機制御装置と、前記第１及び第２油圧ポンプの吐出圧力に基づいて前記第１及び第２油圧ポンプの容量を制御することで前記第１及び第２油圧ポンプの吸収トルクを制御する第１レギュレータと、前記第３油圧ポンプの吐出圧力に基づいて前記第３油圧ポンプの容量を制御することで前記第３油圧ポンプの吸収トルクを制御する第２レギュレータとを備え、前記第２レギュレータは、前記第３油圧ポンプで使用可能な最大吸収トルクを設定するバネ手段を有する建設機械用３ポンプシステムのトルク制御装置において、前記第３油圧ポンプの吐出圧力を検出する圧力センサと、前記原動機の実回転数を検出する回転数センサと、前記指令手段により指令される目標回転数と前記回転数センサにより検出される前記原動機の実回転数との偏差を演算し、この回転数偏差と、前記指令手段により指令された目標回転数と前記圧力センサにより検出された前記第３油圧ポンプの吐出圧力とに基づいて前記第１及び第２油圧ポンプで使用可能な最大吸収トルクを演算し、その演算結果に応じた制御信号を出力する制御手段とを備え、前記第１レギュレータは、前記制御信号に基づいて、前記第１及び第２油圧ポンプの吸収トルクが前記制御手段で演算した最大吸収トルクを超えないよう前記第１及び第２油圧ポンプの容量を制御するものとする。
【００１２】
これにより上記（１）で述べたように、第３油圧ポンプの吸収トルクを正確に把握した３ポンプトルク制御が可能となり、第１、第２及び第３油圧ポンプの合計の吸収トルクを正確に制御し、エンジンの出力トルクを有効利用することができる。
【００１３】
また、制御手段において、指令手段により指令される目標回転数と回転数センサにより検出される原動機の実回転数との偏差を演算し、この回転数偏差も含めて第１及び第２油圧ポンプで使用可能な最大吸収トルクを演算することにより、回転数偏差の変化に応じて第１及び第２油圧ポンプで使用可能な最大吸収トルクを増減するスピードセンシング制御を行うことができ、このスピードセンシング制御による効果（減トルク制御、増トルク制御等の効果）を得ることができる。また、同じ制御手段を用いて３ポンプトルク制御とスピードセンシング制御の演算を行い、１つの制御信号により両方の制御を行うので、簡単な構成で、３ポンプトルク制御においてスピードセンシング制御を実施することができる。
【００１４】
（３）上記（１）又は（２）において、好ましくは、前記制御手段は、前記目標回転数に基づいて前記第１、第２及び第３油圧ポンプで使用可能な合計の最大吸収トルクであるポンプベーストルクを演算する第１手段と、前記第３油圧ポンプの基準吸収トルクを予め設定した第２手段と、前記第３油圧ポンプの吐出圧力に基づいて前記第３油圧ポンプの現在の吸収トルクと前記基準吸収トルクの差分を補正トルク値として演算する第３手段と、前記第１手段で演算したポンプベーストルクと前記第２手段に設定した第２油圧ポンプの基準吸収トルクと前記第３手段で演算した補正トルク値とを用いて前記第１及び第２油圧ポンプで使用可能な最大吸収トルクを演算する第４手段とを有する。
【００１５】
このように第３油圧ポンプの基準吸収トルクを予め設定しておき、第３油圧ポンプの吐出圧力に基づいて第３油圧ポンプの現在の吸収トルクと基準吸収トルクの差分を補正トルク値として演算することにより、第１及び第２油圧ポンプで使用可能な最大吸収トルクをポンプベーストルクから第３油圧ポンプの現在の吸収トルクを差し引いた値として演算することができ、第３油圧ポンプの吸収トルクを正確に把握した３ポンプトルク制御が可能となる。
【００１６】
（４）また、上記（３）において、好ましくは、前記第２手段は、前記第３油圧ポンプの基準吸収トルクとして、前記第２レギュレータによる吸収トルク制御が実施される前記第３油圧ポンプの吐出圧力範囲の最小吐出圧力における前記第３油圧ポンプの吸収トルクを設定する。
【００１７】
これにより第３手段は、第２レギュレータによる吸収トルク制御が実施される第３油圧ポンプの吐出圧力範囲の最小吐出圧力における第３油圧ポンプの吸収トルクを基準としたトルク補正値の設定が可能となり、補正トルク値の設定及び計算が容易となる。
【００１８】
（５）また、上記（３）において、好ましくは、前記第４手段は、前記第１手段で演算したポンプベーストルクから前記第２手段に設定した第２油圧ポンプの基準吸収トルクを減算して前記第１及び第２油圧ポンプで使用可能な最大吸収トルクの基準値を演算し、この最大吸収トルクの基準値に前記第３手段で演算した補正トルク値を加算して前記第１及び第２油圧ポンプで使用可能な最大吸収トルクを演算する。
【００１９】
これにより第４手段は、第１手段で演算したポンプベーストルクと第２手段に設定した第２油圧ポンプの基準吸収トルクと第３手段で演算した補正トルク値とを用いて第１及び第２油圧ポンプで使用可能な最大吸収トルクを算出することができる。
【００２０】
（６）また、上記（１）又は（２）において、前記制御手段は、前記目標回転数に基づいて前記第１、第２及び第３油圧ポンプで使用可能な合計の最大吸収トルクであるポンプベーストルクを演算する第１手段と、前記第３油圧ポンプの吐出圧力に基づいて前記第３油圧ポンプの現在の吸収トルクを演算する第２手段と、前記第１手段で演算したポンプベーストルクから前記第２手段で演算した第３油圧ポンプの現在の吸収トルクを減算して前記第１及び第２油圧ポンプで使用可能な最大吸収トルクを演算する第３手段とを有するものであってもよい。
【００２１】
これによっても、第１及び第２油圧ポンプで使用可能な最大吸収トルクをポンプベーストルクから第３油圧ポンプの現在の吸収トルクを差し引いた値として演算することができ、第３油圧ポンプの吸収トルクを正確に把握した３ポンプトルク制御が可能となる。
【００２２】
（７）更に、上記（２）において、好ましくは、前記制御手段は、前記指令手段により指令される目標回転数と前記圧力センサにより検出された前記第３油圧ポンプの吐出圧力とに基づいて前記第１及び第２油圧ポンプで使用可能な最大吸収トルクの第１目標値を演算する第５手段と、前記回転数偏差に基づいてトルク補正値を演算する第６手段と、前記第５手段で演算した最大吸収トルクの第１目標値に前記トルク補正値を加算して前記第１及び第２油圧ポンプで使用可能な最大吸収トルクの第２目標値を演算する第７手段とを有し、この第７手段で演算した第２目標値に基づいて前記制御信号を出力する。
【００２３】
これにより回転数偏差の変化に応じて第１及び第２油圧ポンプで使用可能な最大吸収トルクを増減するスピードセンシング制御を行うことができる。
【００２４】
（８）また、上記（７）において、好ましくは、前記第５手段は、前記目標回転数に基づいて前記第１、第２及び第３油圧ポンプで使用可能な合計の最大吸収トルクであるポンプベーストルクを演算する第１手段と、前記第３油圧ポンプの基準吸収トルクを予め設定した第２手段と、前記第３油圧ポンプの吐出圧力に基づいて前記第３油圧ポンプの現在の吸収トルクと前記基準吸収トルクの差分をトルク補正値として演算する第３手段と、前記第１手段で演算したポンプベーストルクと前記第２手段に設定した第２油圧ポンプの基準吸収トルクと前記第３手段で演算したトルク補正値とを用いて前記第１及び第２油圧ポンプで使用可能な最大吸収トルクの第１目標値を演算する第４手段とを有する。
【００２５】
（９）上記（７）において、前記５手段は、前記目標回転数に基づいて前記第１、第２及び第３油圧ポンプで使用可能な合計の最大吸収トルクであるポンプベーストルクを演算する第１手段と、前記第３油圧ポンプの吐出圧力に基づいて前記第３油圧ポンプの現在の吸収トルクを演算する第２手段と、前記第１手段で演算したポンプベーストルクから前記第２手段で演算した第３油圧ポンプの現在の吸収トルクを減算して前記第１及び第２油圧ポンプで使用可能な最大吸収トルクの第１目標値を演算する第３手段とを有するものであってもよい。
【発明の効果】
【００２６】
本発明によれば、第３油圧ポンプの吸収トルクを正確に把握した３ポンプトルク制御が可能となり、第１、第２及び第３油圧ポンプの合計の吸収トルクを正確に制御することができ、エンジンの出力トルクを有効利用することができる。
【００２７】
また、原動機の回転数偏差の変化に応じて第１及び第２油圧ポンプで使用可能な最大吸収トルクを増減するスピードセンシング制御を行うことができ、このスピードセンシング制御による効果（減トルク制御、増トルク制御等の効果）を得ることができる。
【００２８】
更に、同じ制御手段を用いて３ポンプトルク制御とスピードセンシング制御の演算を行い、１つの制御信号により両方の制御を行うので、簡単な構成で、３ポンプトルク制御においてスピードセンシング制御を実施することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２９】
以下、本発明の実施の形態を図面を用いて説明する。
【００３０】
図１は本発明の一実施の形態に係わるトルク制御装置を備えた建設機械用３ポンプシステムの全体を示す構成図である。本実施の形態は建設機械として油圧ショベルを対象としたものである。
【００３１】
図１において、本実施の形態に係わる建設機械用３ポンプシステムは、原動機１と、この原動機１によって駆動される可変容量型の第１油圧ポンプ２、第２油圧ポンプ３、第３油圧ポンプ４の３つの主ポンプと、原動機１によって駆動される固定容量型のパイロットポンプ５と、第１、第２及び第３油圧ポンプ２，３，４に接続されたコントロールバルブユニット６と、コントロールバルブユニット６に接続された複数の油圧アクチュエータ７，８，９，１０，１１，１２，…とを備えている。
【００３２】
コントロールバルブユニット６は第１、第２及び第３油圧ポンプ２，３，４に対応した３つの弁グループ６ａ，６ｂ，６ｃを有しており、３つの弁グループ６ａ，６ｂ，６ｃはそれぞれ複数の流量制御弁からなり、これら流量制御弁により第１、第２及び第３油圧ポンプ２，３，４から複数の油圧アクチュエータ７，８，９，１０，１１，１２，…に供給される圧油の流れ（方向及び流量）が制御される。また、３つの弁グループ６ａ，６ｂ，６ｃの流量制御弁は公知のセンタバイパスタイプであり、対応する油圧アクチュエータの操作手段（操作レバー装置）が操作されておらず、流量制御弁が中立位置にあるときは第１、第２及び第３油圧ポンプ２，３，４の吐出ライン２ａ，３ａ，４ａをタンクに連通させている。このとき、第１、第２及び第３油圧ポンプ２，３，４の吐出圧力はタンク圧に低下する。
【００３３】
複数の油圧アクチュエータ７，８，９，１０，１１，１２，…は例えば油圧ショベルの旋回モータ、アームシリンダ、左右走行モータ、バケットシリンダ、ブームシリンダを含み、例えば油圧アクチュエータ７が旋回モータであり、油圧アクチュエータ８がアームシリンダであり、油圧アクチュエータ９が左走行モータであり、油圧アクチュエータ１０が右走行モータであり、油圧アクチュエータ１１がバケットシリンダであり、油圧アクチュエータ１２がブームシリンダである。
【００３４】
第１、第２及び第３油圧ポンプ２，３，４の吐出ライン２ａ，３ａ，４ａにはメインリリーフ弁１５，１６，１７が設けられ、パイロットポンプ５の吐出ライン５ａにはパイロットリリーフ弁１８が設けられている。メインリリーフ弁１５，１６，１７は第１、第２及び第３油圧ポンプ２，３，４の吐出圧力を規制し、主回路の最大圧力を設定するものである。パイロットリリーフ弁１８はパイロットポンプ５の最大吐出圧力を規制し、パイロット油圧源の圧力を設定するものである。
【００３５】
原動機１はディーゼルエンジンであり、このディーゼルエンジン（以下単にエンジンという）１に、ダイヤル式の回転数指令操作装置２１とエンジン制御装置２２とが設けられている。回転数指令操作装置２１はエンジン１の目標回転数を指令する指令手段であり、エンジン制御装置２２はコントローラ２３と、ガバナモータ２４と、燃料噴射装置（ガバナ）２５とを有している。コントローラ２３は回転数指令操作装置２１からの指令信号を入力し、所定の演算処理を行い、ガバナ制御モータ２４に駆動信号を出力する。ガバナ制御モータ２４は、その駆動信号に応じて回動し、回転数指令操作装置２１が指令する目標回転数が得られるように燃料噴射装置２５の燃料噴射量を制御する。
【００３６】
本実施の形態に係わるトルク制御装置はこのような３ポンプシステムに設けられるものであり、第１及び第２油圧ポンプ２，３の容量（押しのけ容積或いは斜板の傾転）を制御することで第１及び第２油圧ポンプ２，３の吸収トルク（消費トルク）を制御する第１レギュレータ３１と、第３の油圧ポンプ４の容量（押しのけ容積或いは斜板の傾転）を制御することで第３油圧ポンプ４の吸収トルク（消費トルク）を制御する第２レギュレータ３２と、第３油圧ポンプ４の吐出圧力を検出する圧力センサ３４と、電磁比例弁３５と、上記のコントローラ２３とを備えている。
【００３７】
第１レギュレータ３１は、第１及び第２油圧ポンプ２，３の容量増加方向に作用するバネ３１ａ，３１ｂと、第１及び第２油圧ポンプ２，３の容量減少方向に作用する受圧部３１ｃ，３１ｄ，３１ｅとを有している。受圧部３１ｃ，３１ｄには第１及び第２油圧ポンプ２，３の吐出圧力がパイロットライン３７，３８を介して導入され、受圧部３１ｅには電磁比例弁３５からの制御圧力が制御油路３９を介して導入される。バネ３１ａ，３１ｂと受圧部３１ｅは、第１及び第２油圧ポンプ２，３で使用可能な最大吸収トルクを設定する機能を有している。このような構成により第１レギュレータ３１は、第１及び第２油圧ポンプ２，３の吸収トルクがバネ３１ａ，３１ｂと受圧部３１ｅに導かれる制御圧力とにより設定される最大吸収トルクを超えないよう第１及び第２油圧ポンプ２，３の容量を制御する。
【００３８】
第２レギュレータ３２は、第３油圧ポンプ４の容量増加方向に作用するバネ３２ａと、第３油圧ポンプ４の容量減少方向に作用する受圧部３２ｂとを有し、受圧部３１ｂには第３油圧ポンプ４の吐出圧力がパイロットライン４０を介して導入される。バネ３２ａは、第３油圧ポンプ４で使用可能な最大吸収トルクを設定する機能を有している。このような構成により第２レギュレータ３２は、第３油圧ポンプ４の吸収トルクがバネ３２ａにより設定される最大吸収トルクを超えないよう第３油圧ポンプ４の容量を制御する。
【００３９】
圧力センサ３４は第３油圧ポンプ４の吐出圧力に応じた検出信号を出力し、この検出信号はコントローラ２３に入力される。コントローラ２３は所定の演算処理を行い、電磁比例弁３５に駆動信号を出力する。電磁比例弁３５はパイロットポンプ５の吐出圧力を元圧としてコントローラ２３からの駆動信号に応じた制御圧力を生成し、この制御圧力は信号ライン３９を介して第１レギュレータ３１の受圧部３１ｅへと導かれる。これにより第１レギュレータ３１においては、受圧部３１ｅに導かれる制御圧力に応じて第１及び第２油圧ポンプで使用可能な最大吸収トルクの値が調整される。
【００４０】
図２は第１レギュレータ３１のトルク制御特性を示す図である。横軸は第１及び第２油圧ポンプ２，３の吐出圧力の和であり、縦軸は第１及び第２油圧ポンプ２，３の容量（押しのけ容積或いは斜板の傾転）である。
【００４１】
また、図２において、折れ線Ａ，Ｂ，Ｃは第１レギュレータ３１による吸収トルク制御（入力トルク制限制御）の特性線であり、折れ線Ａは、第３油圧ポンプ４に係わる油圧アクチュエータ、例えば油圧アクチュエータ１２が作動しておらず、第３油圧ポンプ４の吐出圧力がタンク圧Ｐ０（図３参照）に低下しているときのものであり、折れ線Ｂは、第３油圧ポンプ４の吐出圧力が第２レギュレータ３２による吸収トルク制御が実施される第３油圧ポンプ４の吐出圧力範囲の最小吐出圧力（第２レギュレータ３２による吸収トルク制御の開始圧力）Ｐ１（図３参照）にあるときのものであり、折れ線Ｃは、第３油圧ポンプ４の吐出圧力が圧力Ｐ１における第３油圧ポンプ４の吸収トルク（第３ポンプ基準吸収トルクＴ３ｒ）との差が最大となるときのＰ２（図３参照）にあるときのものである。
【００４２】
第３油圧ポンプ４の吐出圧力がタンク圧Ｐ０にあるとき、第１及び第２油圧ポンプ２，３の吐出圧力の和に応じて第１及び第２油圧ポンプの容量は次のように変化する。
【００４３】
第１及び第２油圧ポンプ２，３の吐出圧力の和がＰ０〜Ｐ１Ａの範囲内にあるときは吸収トルク制御は実施されず、第１及び第２油圧ポンプ２，３の容量は最大容量特性線Ｌ１上にあり、最大（一定）である。このとき、第１及び第２油圧ポンプ２，３の吸収トルクはそれらの吐出圧力の上昇に応じて増大する。第１及び第２油圧ポンプ２，３の吐出圧力の和がＰ１Ａを超えると吸収トルク制御が実施され、第１及び第２油圧ポンプ２，３の容量は特性線Ａに沿って減少する。これにより第１及び第２油圧ポンプ２，３の吸収トルクはトルク一定曲線ＴＡで示される規定トルクＴａを超えないよう制御される。この場合、圧力Ｐ１Ａが第１レギュレータ３１による吸収トルク制御の開始圧力であり、Ｐ１Ａ〜Ｐｍａｘは第１レギュレータ３１による吸収トルク制御が実施される第１及び第２油圧ポンプ２，３の吐出圧力範囲である。また、Ｐｍａｘは第１及び第２油圧ポンプ２，３の吐出圧力の和の最大値であり、メインリリーフ弁１５，１６のリリーフ設定圧力の和に相当する値である。第１及び第２油圧ポンプ２，３の吐出圧力の和がＰｍａｘまで上昇すると、メインリリーフ弁１５，１６が共に作動し、それ以上のポンプ吐出圧力の上昇は制限される。
【００４４】
第３油圧ポンプ４の吐出圧力が上昇すると、吸収トルク制御の特性線は折れ線Ａ，Ｂ，Ｃと変化し、それに応じて第１レギュレータ３１による吸収トルク制御の開始圧力はＰ１ＡからＰ１Ｂ，Ｐ１Ｃへと変化し、第１レギュレータ３１による吸収トルク制御が実施される吐出圧力範囲はＰ１Ａ〜ＰｍａｘからＰ１Ａ〜Ｐｍａｘ，Ｐ１Ａ〜Ｐｍａｘへと変化する。また、それに応じて、第１及び第２油圧ポンプ２，３で使用可能な最大吸収トルクはＴａからＴｂ，Ｔｃへと減少する。
【００４５】
図３は第２レギュレータ３２のトルク制御特性を示す図である。横軸は第３油圧ポンプ４の吐出圧力であり、縦軸は第３油圧ポンプ４の容量（押しのけ容積或いは斜板の傾転）である。実線Ｄは、バネ３２ａにより設定される吸収トルク制御の特性線である。
【００４６】
第３油圧ポンプ４の吐出圧力がＰ０〜Ｐ１の範囲内にあるときは吸収トルク制御は実施されず、第３油圧ポンプ４の容量は最大容量特性線Ｌ２上にあり、最大（一定）である。このとき、第３油圧ポンプ４の吸収トルクはその吐出圧力の上昇に応じて増大する。第３油圧ポンプ４の吐出圧力がＰ１を超えると吸収トルク制御が実施され、第３油圧ポンプ４の容量は特性線Ｃに沿って減少する。これにより第３油圧ポンプ４の吸収トルクはトルク一定曲線ＴＤで示される規定トルクＴｄを超えないよう制御される。この場合、圧力Ｐ１が第２レギュレータ３２による吸収トルク制御の開始圧力であり、Ｐ１〜Ｐｍａｘは第２レギュレータ３２による吸収トルク制御が実施される第３油圧ポンプ４の吐出圧力範囲である。Ｐｍａｘは第３油圧ポンプ４の吐出圧力の最大値であり、メインリリーフ弁１７のリリーフ設定圧力に相当する値である。第３油圧ポンプ４の吐出圧力がＰｍａｘまで上昇すると、メインリリーフ弁１７が作動し、それ以上のポンプ吐出圧力の上昇は制限される。
【００４７】
図４は、コントローラ２３のトルク制御装置に係わる処理機能を示す機能ブロック図である。コントローラ２３は、ポンプベーストルク演算部４２と、第３ポンプ基準吸収トルク設定部４３と、減算部４４と、補正トルク演算部４５と、加算部４６と、電磁弁出力圧力演算部４７と、電磁弁駆動電流演算部４８とを備えている。
【００４８】
ポンプベーストルク演算部４２は、第１、第２及び第３油圧ポンプ２，３，４の３つのポンプで使用可能な合計の最大吸収トルクをポンプベーストルクＴｒとして算出するものであり、回転数指令操作装置２１から目標回転数の指令信号を入力し、これをメモリに記憶してあるテーブルに参照させ、その目標回転数に対応するポンプベーストルクＴｒを演算する。メモリのテーブルには、目標回転数が低くなるにしたがってポンプベーストルクＴｒが減少するよう、目標回転数とポンプベーストルクＴｒの関係が設定されている。
【００４９】
図５は、エンジン出力トルクＴｅとポンプベーストルク（ポンプ最大吸収トルク）Ｔｒの関係を示す図である。エンジン１の出力トルクＴｅはエンジン回転数が低くなるにしたがって低くなる。ポンプ最大吸収トルクＴｒはエンジン１の出力トルクＴｅの範囲内である必要がある。したがって、ポンプ最大吸収トルクＴｒも目標回転数が低くなるにしたがって減少する。
【００５０】
第３ポンプ基準吸収トルク設定部４３は、第３油圧ポンプ４の実際の吸収トルク（消費トルク）を計算する際の基準値としての第３ポンプ基準吸収トルクＴ３ｒを設定するものである。ここで、第３ポンプ基準吸収トルクＴ３ｒは、図３にトルク一定曲線ＴＲとして示されるトルク値であり、このトルク値は、第２レギュレータ３２による吸収トルク制御が実施される第３油圧ポンプ４の吐出圧力範囲の最小吐出圧力（以下、第２レギュレータ３２による吸収トルク制御の開始圧力という）Ｐ１における第３油圧ポンプ４の吸収トルクである。
【００５１】
減算部４４は、ポンプベーストルクＴｒから第３ポンプ基準吸収トルクＴ３ｒを減算し、第１及び第２油圧ポンプ２，３で使用可能な最大吸収トルクの基準値Ｔｆを算出する。つまり、
Ｔｆ＝Ｔｒ−Ｔ３ｒ
補正トルク演算部４５は、第４油圧ポンプの吐出圧力から第３油圧ポンプ４の現在の吸収トルク（消費トルク）と第３ポンプ基準吸収トルクＴ３ｒとの差分を補正トルク値として算出するものであり、圧力センサ３４から第３油圧ポンプ４の吐出圧力（第３ポンプ吐出圧力）の検出信号を入力し、これをメモリに記憶してあるテーブルに参照させ、その第３ポンプ吐出圧力に対応する補正トルク値Ｔｍを演算する。メモリのテーブルには、第３ポンプ吐出圧力がＰ０から吸収トルク制御の開始圧力Ｐ１までの範囲にあるときは、第３ポンプ吐出圧力が上昇するにしたがい補正トルク値ＴｍがＴ０から０まで減少し、第３ポンプ吐出圧力が吸収トルク制御の開始圧力Ｐ１を超えると、補正トルク値Ｔｍが第３ポンプ吐出圧力に応じた所定の負の値となるよう、第３ポンプ吐出圧力と補正トルク値Ｔｍとの関係が設定されている。
【００５２】
図６は補正トルク値Ｔｍの説明図である。この図６を用いて補正トルク値Ｔｍについて説明する。
【００５３】
図６（ａ）は、第３油圧ポンプ４の吐出圧力（第３ポンプ吐出圧力）と第３油圧ポンプ４の容量（第３ポンプ容量）と第３ポンプ基準吸収トルクＴ３ｒとの関係を示す、図３と同様な図である。
【００５４】
図６（ａ）において、図３を用いて説明したように、第３ポンプ吐出圧力がＰ０〜Ｐ１の範囲内にあるとき、第３ポンプ容量は最大（一定）であり、第３ポンプ吐出圧力がＰ１を超えると、第３ポンプ容量は特性線Ｃに沿って減少する。この場合、第３ポンプ吐出圧力がＰ１を超えると、第２レギュレータ３２による吸収トルク制御が開始される。この吸収トルク制御において、第３油圧ポンプ４の実際の吸収トルクは理想的にはトルク一定曲線ＴＲで示されるように一定の値（第３ポンプ基準吸収トルクＴ３ｒ）に制御したい。しかし、第２レギュレータ３２による吸収トルク制御の設定値はバネ３２ａの付勢力によって与えられているため、第３油圧ポンプ４の吸収トルクは実際には特性線Ｃのように制御され、トルク一定曲線Ｔ３Ｒで示される理想の第３ポンプ基準吸収トルクＴ３ｒに対して誤差がある。
【００５５】
図６（ｂ）は、第３ポンプ吐出圧力と第３油圧ポンプ４の吸収トルク（消費トルク）との関係を示す図であり、斜線部Ｆは理想の第３ポンプ基準吸収トルクＴ３ｒに対する第３油圧ポンプ４の実際の吸収トルクの誤差を示している。また、斜線部Ｅは、第３油圧ポンプ４の吐出圧力がＰ０〜Ｐ１の範囲内にあるときの第３油圧ポンプ４の吸収トルクが第３ポンプ基準吸収トルクＴ３ｒに満たない領域を示している。第３ポンプ吐出圧力がタンク圧のＰ０であるとき、第３油圧ポンプ４の吸収トルクは最小のＴ３ｍｉｎであり、第３ポンプ吐出圧力がＰ０からＰ１まで上昇するにしたがって、第３油圧ポンプ４の吸収トルクは直線ＧのようにＴ３ｍｉｎからＴ３ｒまで比例的に増大する。この場合、第３油圧ポンプ４の吸収トルクは第３ポンプ基準吸収トルクＴ３ｒに対して過少となっており、減算部４４で演算した基準値Ｔｆ（＝Ｔｒ−Ｔ３ｒ）をそのまま第１及び第２油圧ポンプ２，３で使用可能な最大吸収トルクとして設定した場合、ポンプベーストルクＴｒを使い切れない部分である。
【００５６】
図６（ｂ）において、第３ポンプ吐出圧力がＰ１を超えると、図６（ａ）のトルク一定曲線Ｔ３Ｒに対する特性線Ｃの差分に対応して、第３油圧ポンプ４の吸収トルクは曲線Ｈのように変化する。すなわち、第３ポンプ吐出圧力がＰ１を超えると第３油圧ポンプ４の吸収トルクはＴ３ｒよりも大きくなり、Ｔ３ｒとの差は第３ポンプ吐出圧力が上昇するにしたがって増大し、第３ポンプ吐出圧力がＰ２に達するとＴ３ｒとの差は最大となり、第３ポンプ吐出圧力がＰ２を超えるとＴ３ｒとの差は逆に徐々に減少する。この場合、第３油圧ポンプ４の吸収トルクは第３ポンプ基準吸収トルクＴ３ｒに対して過大となっており、減算部４４で演算した基準値Ｔｆ（＝Ｔｒ−Ｔ３ｒ）をそのまま第１及び第２油圧ポンプ２，３で使用可能な最大吸収トルクとして設定した場合、ポンプベーストルクＴｒを超えた過剰トルクとなる部分である。
【００５７】
図６（ｃ）は、第３ポンプ吐出圧力と補正トルク値Ｔｍとの関係を示す図である。この関係は、図６（ｂ）の第３ポンプ吐出圧力と第３油圧ポンプ４の実際の吸収トルクとの関係の逆特性であり、図中、直線Ｇａは図６（ｂ）の直線Ｇに対応し、曲線Ｈａは図６（ｂ）の曲線Ｈに対応している。第３ポンプ吐出圧力がタンク圧のＰ０であるとき、補正トルク値ＴｍはＴｍ０であり、このＴｍ０は図６（ｂ）のＴ３ｒとＴ３ｍｉｎの差分である。つまり、
Ｔｍ０＝Ｔ３ｒ−Ｔ３ｍｉｎ
第３ポンプ吐出圧力がＰ０からＰ１まで上昇する間は、第３ポンプ吐出圧力が上昇するにしたがって補正トルク値Ｔｍは直線ＧａのようにＴｍ０から０まで比例的に減少し、第３ポンプ吐出圧力がＰ１を超えると、補正トルク値Ｔｍは負の値となって、曲線Ｈａのように変化する。すなわち、第３ポンプ吐出圧力が上昇するにしたがって補正トルク値Ｔｍはそのアクチュエータの領域で０から徐々に減少し、第３ポンプ吐出圧力がＰ２に達すると補正トルク値Ｔｍは最小となり、第３ポンプ吐出圧力がＰ２を超えると、補正トルク値Ｔｍは逆に徐々に増加して０付近に戻る。
【００５８】
加算部４６は、減算部４４で求めた最大吸収トルクの基準値Ｔｆに補正トルク演算部４５で演算した補正トルク値Ｔｍを加算し、第１及び第２油圧ポンプ２，３で使用可能な最大吸収トルクを目標吸収トルクＴｎとして算出する。つまり、
Ｔｎ＝Ｔｆ＋Ｔｍ
図７は、第３油圧ポンプ４の吐出圧力と目標吸収トルクＴｎ（第１及び第２油圧ポンプ２，３で利用可能な最大吸収トルク）との関係を示す図である。図７中、一点鎖線はポンプベーストルク演算部４２で演算されるポンプベーストルクＴｒを示し、二点鎖線は減算部４４で演算される第１及び第２油圧ポンプ２，３で使用可能な最大吸収トルクの基準値Ｔｆを示している。一点鎖線のポンプベーストルクＴｒはエンジン１の目標回転数がある値（例えば最大の定格回転数）にあるときに演算されたものである。二点鎖線の基準値Ｔｆは一点鎖線のポンプベーストルクＴｒから第３ポンプ基準吸収トルクＴ３ｒを減算した値である（Ｔｆ＝Ｔｒ−Ｔ３ｒ）。
【００５９】
加算部４６で演算される目標吸収トルクＴｎは二点鎖線の基準値Ｔｆに補正トルク演算部４５で演算される補正トルク値Ｔｍを加算した値であり（Ｔｎ＝Ｔｆ＋Ｔｍ）、図６（ｃ）に示される第３ポンプ吐出圧力と補正トルク値Ｔｍとの関係に対応して、直線Ｇｂ及び曲線Ｈｂのようになる。直線Ｇｂ及び曲線Ｈｂは図６（ｃ）の補正トルク値Ｔｍを示す直線Ｇａ及び曲線Ｈａに対応している。
【００６０】
第３ポンプ吐出圧力がＰ０にあるとき、目標吸収トルクＴｎはＴｒ−Ｔ３ｍｉｎであり、第３ポンプ吐出圧力がＰ０からＰ１まで上昇するにしたがって、目標吸収トルクＴｎは直線Ｇｂに沿ってＴｒ−Ｔ３ｍｉｎからＴｆに減少する。第３ポンプ吐出圧力がＰ１を超えると、第３ポンプ吐出圧力が上昇するにしたがって目標吸収トルクＴｎは曲線Ｈｂに沿って減少し、第３ポンプ吐出圧がＰ２に達すると、目標吸収トルクＴｎは最小のＴｒ−Ｔｃとなる。第３ポンプ吐出圧力が更に上昇すると、目標吸収トルクＴｎは曲線Ｈｂに沿って逆に増え始め、ＰｍａｘでＴｆ付近まで戻る。
【００６１】
電磁弁出力圧力演算部４７は、第１レギュレータ３１において、第１及び第２油圧ポンプ２，３で使用可能な最大吸収トルクとして目標トルクＴｎを設定するための制御圧力を算出するものであり、加算部４６で求めた目標吸収トルクＴｎをメモリに記憶してあるテーブルに参照させ、その目標吸収トルクＴｎに対応する電磁比例弁３５の出力圧力Ｐｃを演算する。メモリのテーブルには、目標吸収トルクＴｎが増大するにしたがって出力圧力Ｐｃが小さくなるよう、目標吸収トルクＴｎと出力圧力Ｐｃとの関係が設定されている。
【００６２】
電磁弁駆動電流演算部４８は、電磁弁出力圧力演算部４７で求めた電磁比例弁３５の出力圧力Ｐｃを得るための電磁比例弁３５の駆動電流Ｉｃを算出するものであり、電磁弁出力圧力演算部４７で求めた電磁比例弁３５の出力圧力Ｐｃをメモリに記憶してあるテーブルに参照させ、その出力圧力Ｐｃに対応する電磁比例弁３５の駆動電流Ｉｃを演算する。メモリのテーブルには、出力圧力Ｐｃが増大するにしたがって駆動電流Ｉｃが増大するよう、出力圧力Ｐｃと駆動電流Ｉｃとの関係が設定されている。この駆動電流Ｉｃは図示しないアンプにより増幅され、電磁比例弁３５に出力される。
【００６３】
以上において、ダイヤル式の回転数指令操作装置２１はエンジン（原動機）１の目標回転数を指令する指令手段を構成し、エンジン制御装置２２は、その指令手段２１により指令される目標回転数に基づいてエンジン１の回転数を制御する原動機制御装置を構成し、コントローラ２３と電磁比例弁３５は、指令手段２１により指令される目標回転数と圧力センサ３４により検出された第３油圧ポンプ４の吐出圧力とに基づいて第１及び第２油圧ポンプ２，３で使用可能な最大吸収トルクを演算し、その演算結果に応じた制御信号を出力する制御手段を構成し、第１レギュレータ３１は、その制御信号に基づいて、第１及び第２油圧ポンプ２，３の吸収トルクが当該制御手段２３，３５で演算した最大吸収トルクを超えないよう第１及び第２油圧ポンプ２，３の容量を制御する。
【００６４】
また、ポンプベーストルク演算部４２は、目標回転数に基づいて第１、第２及び第３油圧ポンプ２〜４で使用可能な合計の最大吸収トルクであるポンプベーストルクを演算する第１手段を構成し、第３ポンプ基準吸収トルク設定部４３は、第３油圧ポンプ４の基準吸収トルクを予め設定した第２手段を構成し、補正トルク演算部４５は、第３油圧ポンプ４の吐出圧力に基づいて第３油圧ポンプ４の現在の吸収トルクと基準吸収トルクの差分を補正トルク値として演算する第３手段を構成し、減算部４４と加算部４６は、第１手段で演算したポンプベーストルクと第２手段に設定した第２油圧ポンプの基準吸収トルクと第３手段で演算した補正トルク値とを用いて第１及び第２油圧ポンプ２，３で使用可能な最大吸収トルクを演算する第４手段を構成する。
【００６５】
次に、以上のように構成した本実施の形態の動作を説明する。
【００６６】
第１及び第２油圧ポンプに係わる油圧アクチュエータの１つ、例えば、油圧アクチュエータ７を作動させた場合、第１油圧ポンプからの圧油がコントロールバルブユニット６の弁グループ６ａに含まれる対応する流量制御弁を介して油圧アクチュエータ７に供給される。このとき、第１油圧ポンプ２の吐出圧力は油圧アクチュエータ７の負荷圧により増大し、この第１油圧ポンプ２の吐出圧力が第１レギュレータ３１の受圧部３１ｃに導かれ、第１油圧ポンプ２の吐出圧力が所定の値を超えると第１油圧ポンプ２の容量（吸収トルク）が減少するよう制御される。この所定の値は、下記するように、第１レギュレータ３１の受圧部３１ｅに導かれる制御圧力（つまり目標吸収トルクＴｎ）に応じて変化する。
【００６７】
＜第３油圧ポンプ４に係わる油圧アクチュエータの非作動時＞
第３油圧ポンプ４に係わる油圧アクチュエータ、例えば油圧アクチュエータ１２が作動していないとき、第３油圧ポンプ４の吐出圧力はタンク圧Ｐ０に低下しており、第３油圧ポンプ４はＴ３ｍｉｎの吸収トルクを消費している。
【００６８】
コントローラの加算部４６では目標吸収トルクＴｎとしてＴｒ−Ｔ３ｍｉｎが演算され、この目標吸収トルクＴｎに基づいて電磁比例弁３５に対応する駆動電流が出力され、第１レギュレータ３１の受圧部３１ｅに対応する制御圧力が導かれる。この制御圧力は第１トルクレギュレータ３１のバネ３１ａ，３１ｂの付勢力に対向して作用し、第１及び第２油圧ポンプで使用可能な最大吸収トルクが目標吸収トルクＴｎ（Ｔｒ−Ｔ３ｍｉｎ）に対応した値となるよう調整される。
【００６９】
図２の曲線ＴＡはその目標吸収トルクＴｎ（Ｔｒ−Ｔ３ｍｉｎ）に対応するトルク一定曲線であり、図２の折れ線Ａは、そのときに設定される第１レギュレータ３１による吸収トルク制御の特性線である。
【００７０】
このように第１レギュレータ３１に吸収トルク制御の特性線Ａが設定されるとき、第１レギュレータ３１は次のように第１及び第２油圧ポンプ２，３の容量を制御する。すなわち、第１及び第２油圧ポンプ２，３の吐出圧力の和がＰ０〜Ｐ１Ａの範囲内にあるときは吸収トルク制御は実施されず、第１及び第２油圧ポンプ２，３の容量は最大容量特性線Ｌ１上で最大（一定）であり、第１及び第２油圧ポンプ２，３の吐出圧力の和がＰ１Ａを超えると吸収トルク制御が実施され、第１及び第２油圧ポンプ２，３の容量は特性線Ａに沿って減少し、第１及び第２油圧ポンプ２，３の吸収トルクがトルク一定曲線ＴＡで示される規定トルクＴａ（＝Ｔｎ＝Ｔｒ−Ｔ３ｍｉｎ）を超えないよう制御される。
【００７１】
このように第３油圧ポンプの吐出圧力がＰ０であるとき、第３油圧ポンプの吸収トルクはＴ３ｍｉｎであり、第１及び第２油圧ポンプの最大吸収トルクはＴｒ−Ｔ３ｍｉｎであり、第１、第２及び第３油圧ポンプの合計の最大吸収トルクはＴｒとなり、ポンプベーストルクＴｒを過不足なく使い切ることができる。
【００７２】
＜第３油圧ポンプ４に係わる油圧アクチュエータの作動時＞
第３油圧ポンプ４に係わる油圧アクチュエータが作動し、第３油圧ポンプ４の吐出圧力が上昇するとき、コントローラの加算部４６では第３ポンプ吐出圧力に応じた目標吸収トルクＴｎが演算される。
【００７３】
＜ポンプ吐出圧力Ｐ０〜Ｐ１＞
すなわち、第３ポンプ吐出圧力がＰ０〜Ｐ１の範囲にあるとき、第３油圧ポンプは図６（ｂ）の直線Ｇで表されるＴ３ｍｉｎ〜Ｔ３ｒの吸収トルクを消費する。
【００７４】
一方、第３ポンプ吐出圧力がＰ０〜Ｐ１の範囲にあるとき、コントローラの加算部４６では、目標吸収トルクＴｎとして第３ポンプ吐出圧力が上昇するにしたがって減少する図７の直線Ｇｂ上のＴｒ−Ｔ３ｍｉｎからＴｆ（＝Ｔｒ−Ｔ３ｒ）の範囲の値が演算され、第３ポンプ吐出圧力がＰ１に達すると、目標吸収トルクＴｎとしてＴｆが演算され、それぞれ、その目標吸収トルクＴｎに基づいて電磁比例弁３５に対応する駆動電流が出力され、第１レギュレータ３１の受圧部３１ｅに対応する制御圧力が導かれる。ここで、電磁弁出力圧力演算部４７で演算される出力圧力Ｐｃは目標吸収トルクＴｎと反比例の関係にあるため、第３ポンプ吐出圧力がＰ０〜Ｐ１の範囲で上昇するにしたがって第１レギュレータ３１の受圧部３１ｅに導かれる制御圧力は上昇し、この制御圧力はバネ３１ａ，３１ｂの付勢力に対向して作用する。これにより第１レギュレータ３１において、受圧部３１ｅとバネ３１ａ，３１ｂとにより設定される最大吸収トルクは減少し、第１及び第２油圧ポンプ２，３で使用可能な最大吸収トルクが目標吸収トルクＴｎに応じた値となるよう調整される。
【００７５】
図２の曲線ＴＢは第３ポンプ吐出圧力がＰ１に達し、目標吸収トルクＴｎとしてＴｆが演算されたときの目標吸収トルクＴｎに対応するトルク一定曲線であり、図２の折れ線Ｂはそのときに設定される第１レギュレータ３１による吸収トルク制御の特性線である。第３ポンプ吐出圧力がＰ０からＰ１に上昇する間は、第３ポンプ吐出圧力の上昇に応じて吸収トルク制御の特性線の特性線はＡからＢにシフトし、対応するトルク一定曲線はＴＡからＴＢにシフトする。
【００７６】
第１レギュレータ３１に吸収トルク制御の特性線Ｂが設定されるとき、第１及び第２油圧ポンプ２，３の吐出圧力の和がＰ０〜Ｐ１Ｂ（＜Ｐ１Ａ）の範囲内にあるときは吸収トルク制御は実施されず、第１及び第２油圧ポンプ２，３の容量は最大容量特性線Ｌ１上で最大（一定）であり、第１及び第２油圧ポンプ２，３の吐出圧力の和がＰ１Ｂ（＜Ｐ１Ａ）を超えると吸収トルク制御が実施され、第１及び第２油圧ポンプ２，３の容量は特性線Ｂに沿って減少し、第１及び第２油圧ポンプ２，３の吸収トルクがトルク一定曲線ＴＢで示される規定トルクＴｂ（＝Ｔｎ＝Ｔｆ）を超えないよう制御される。
【００７７】
第１レギュレータ３１の吸収トルク制御の特性線がＡからＢにシフトする間は、それに応じて第１レギュレータ３１による吸収トルク制御の開始圧力はＰ１ＡからＰ１Ｂに減少し、第１レギュレータ３１による吸収トルク制御のポンプ吐出圧力範囲もＰ１Ａ〜ＰｍａｘからＰ１Ｂ〜Ｐｍａｘへと変化する。
【００７８】
このように第３ポンプ吐出圧力がＰ０〜Ｐ１の範囲にあるとき、第３油圧ポンプの最大吸収トルクはＴ３ｍｉｎ〜Ｔ３ｒであり、第１及び第２油圧ポンプの最大吸収トルクはＴｒ−Ｔ３ｍｉｎ〜Ｔｒ−Ｔ３ｒであり、この場合も、第１、第２及び第３油圧ポンプの合計の吸収トルクはＴｒとなり、ポンプベーストルクＴｒを過不足なく使い切ることができる。
【００７９】
＜ポンプ吐出圧力Ｐ１〜Ｐ２＞
第３ポンプ吐出圧力がＰ１〜Ｐ２の範囲にあるときは、第３油圧ポンプは図６（ｂ）の曲線Ｈ１で表されるＴ３ｒ〜Ｔｄの吸収トルクを消費する。
【００８０】
一方、第３ポンプ吐出圧力がＰ１〜Ｐ２の範囲にあるとき、コントローラの加算部４６では、目標吸収トルクＴｎとして第３ポンプ吐出圧力が上昇するにしたがって減少する図７の曲線Ｈｂ１上のＴｆ（＝Ｔｒ−Ｔ３ｒ）〜Ｔｒ−Ｔｄの値が演算され、第３ポンプ吐出圧力がＰ２に達すると、目標吸収トルクＴｎとしてＴｒ−Ｔｄが演算され、それぞれ、その目標吸収トルクＴｎに基づいて電磁比例弁３５に対応する駆動電流が出力され、第１レギュレータ３１の受圧部３１ｅに対応する制御圧力が導かれる。第３ポンプ吐出圧力がＰ０〜Ｐ１の範囲にある場合と同様、この場合も第３ポンプ吐出圧力がＰ１〜Ｐ２の範囲で上昇するにしたがって第１レギュレータ３１の受圧部３１ｅに導かれる制御圧力は上昇し、この制御圧力とバネ３１ａ，３１ｂとにより設定される最大吸収トルクは減少し、第１及び第２油圧ポンプ２，３で使用可能な最大吸収トルクが目標吸収トルクＴｎに応じた値となるよう調整される。
【００８１】
図２の曲線ＴＣは第３ポンプ吐出圧力がＰ２に達し、目標吸収トルクＴｎとしてＴｒ−Ｔｄが演算されたときの目標吸収トルクＴｎに対応するトルク一定曲線であり、図２の折れ線Ｃはそのときに設定される第１レギュレータ３１による吸収トルク制御の特性線である。第３ポンプ吐出圧力がＰ１からＰ２に上昇する間は、第３ポンプ吐出圧力の上昇に応じて吸収トルク制御の特性線はＢからＣにシフトし、対応するトルク一定曲線はＴＢからＴＣにシフトする。
【００８２】
第１レギュレータ３１に吸収トルク制御の特性線Ｃが設定されるとき、第１及び第２油圧ポンプ２，３の吐出圧力の和がＰ０〜Ｐ１Ｃ（＜Ｐ１Ｂ）の範囲内にあるときは吸収トルク制御は実施されず、第１及び第２油圧ポンプ２，３の容量は最大容量特性線Ｌ１上で最大（一定）であり、第１及び第２油圧ポンプ２，３の吐出圧力の和がＰ１Ｃ（＜Ｐ１Ｂ）を超えると吸収トルク制御が実施され、第１及び第２油圧ポンプ２，３の容量は特性線Ｃに沿って減少し、第１及び第２油圧ポンプ２，３の吸収トルクがトルク一定曲線ＴＣで示される規定トルクＴｃ（＝Ｔｎ＝Ｔｒ−Ｔｄ）を超えないよう制御される。
【００８３】
第１レギュレータ３１の吸収トルク制御の特性線がＢからＣにシフトする間は、それに応じて第１レギュレータ３１による吸収トルク制御の開始圧力はＰ１ＢからＰ１Ｃに減少し、第１レギュレータ３１による吸収トルク制御のポンプ吐出圧力範囲もＰ１Ｂ〜ＰｍａｘからＰ１Ｃ〜Ｐｍａｘへと変化する。
【００８４】
このように第３ポンプ吐出圧力がＰ１〜Ｐ２の範囲にあるとき、第３油圧ポンプの最大吸収トルクはＴ３ｒ〜Ｔｄであり、第１及び第２油圧ポンプの最大吸収トルクはＴｒ−Ｔ３ｒ〜Ｔｒ−Ｔｄであり、この場合も、第１、第２及び第３油圧ポンプの合計の吸収トルクはＴｒとなり、ポンプベーストルクＴｒを過不足なく使い切ることができる。
【００８５】
＜ポンプ吐出圧力Ｐ２〜Ｐｍａｘ＞
第３ポンプ吐出圧力がＰ２〜Ｐｍａｘの範囲にあるときは、第３油圧ポンプは図６（ｂ）の曲線Ｈ２で表されるＴｄ〜Ｔ３ｒの吸収トルクを消費する。
【００８６】
一方、第３ポンプ吐出圧力がＰ２〜Ｐｍａｘの範囲にあるとき、コントローラの加算部４６では、目標吸収トルクＴｎとして第３ポンプ吐出圧力が上昇するにしたがって増大する図７の直線曲線Ｈｂ２上のＴｒ−Ｔｄ〜Ｔｆ（＝Ｔｒ−Ｔ３ｒ）の値が演算され、第３ポンプ吐出圧力がＰｍａｘに達すると、目標吸収トルクＴｎとしてＴｆ付近の値が演算され、それぞれ、その目標吸収トルクＴｎに基づいて電磁比例弁３５に対応する駆動電流が出力され、第１レギュレータ３１の受圧部３１ｅに対応する制御圧力が導かれる。この場合は、第３ポンプ吐出圧力がＰ２〜Ｐｍａｘの範囲で上昇するにしたがって第１レギュレータ３１の受圧部３１ｅに導かれる制御圧力は減少し、この制御圧力とバネ３１ａ，３１ｂとにより設定される最大吸収トルクは増大し、これにより第１及び第２油圧ポンプ２，３で使用可能な最大吸収トルクが目標吸収トルクＴｎに応じた値となるよう調整される。その結果、図２において、第３ポンプ吐出圧力がＰ２からＰｍａｘに上昇する間は、第３ポンプ吐出圧力の上昇に応じて吸収トルク制御の特性線はＣからＢに戻るようにシフトし、対応するトルク一定曲線もＴＣからＴＢにシフトする。また、この吸収トルク制御の特性線のシフトに応じて第１レギュレータ３１による吸収トルク制御の開始圧力はＰ１ＣからＰ１Ｂへと上昇し、第１レギュレータ３１による吸収トルク制御のポンプ吐出圧力範囲もＰ１Ｃ〜ＰｍａｘからＰ１Ｂ〜Ｐｍａｘへと変化する。
【００８７】
このように第３ポンプ吐出圧力がＰ２〜Ｐｍａｘの範囲にあるとき、第３油圧ポンプの吸収トルクはＴｄ〜Ｔ３ｒ付近であり、第１及び第２油圧ポンプの吸収トルクはＴｒ−Ｔｄ〜Ｔｒ−Ｔ３ｒ付近であり、この場合も、第１、第２及び第３油圧ポンプの合計の吸収トルクはＴｒとなり、ポンプベーストルクＴｒを過不足なく使い切ることができる。
【００８８】
以上のように本実施の形態においては、補正トルク演算部４５において、第３油圧ポンプ４の現在の吸収トルク（消費トルク）と第３ポンプ基準吸収トルクＴ３ｒとの差分を補正トルク値として算出し、加算部４６において、最大吸収トルクの基準値Ｔｆにその補正トルク値Ｔｍを加算して、第１及び第２油圧ポンプ２，３で使用可能な最大吸収トルクを目標吸収トルクＴｎとして算出し、この目標吸収トルクＴｎが得られるよう第１レギュレータ３１による吸収トルク制御の特性線をシフトしており、これにより第３油圧ポンプ４の吸収トルクを正確に把握した３ポンプトルク制御が可能となり、ポンプベーストルクＴｒを過不足なく使い切ることができる。その結果、ポンプベーストルクＴｒをエンジン１の出力トルクＴｅの範囲内で、出力トルクＴｅに極力近づけて、出力トルクＴｅとの差分を少なくするよう設定することが可能となり、エンジンの出力トルクを有効利用することができる。
【００８９】
本発明の第２の実施の形態を図８を用いて説明する。図８は、本実施の形態におけるコントローラのトルク制御装置に係わる処理機能を示す、図４と同様な機能ブロック図である。図中、図４に示す部分と同等のものには同じ符号を付している。本実施の形態は、第１の実施の形態におけるコントローラ内の演算アルゴリズムの変形例を示すものである。
【００９０】
図８において、本実施の形態に係わるコントローラ２３Ａは、ポンプベーストルク演算部４２と、第３ポンプ吸収トルク演算部４５Ａと、減算部４６Ａと、電磁弁出力圧力演算部４７と、電磁弁駆動電流演算部４８とを備えている。
【００９１】
第３ポンプ吸収トルク演算部４５Ａは、第３油圧ポンプ４の吐出圧力から第３油圧ポンプ４の現在の吸収トルク（消費トルク）を直接算出するものであり、圧力センサ３４から第３油圧ポンプ４の吐出圧力（第３ポンプ吐出圧力）の検出信号を入力し、これをメモリに記憶してあるテーブルに参照させ、その第３ポンプ吐出圧力に対応する第３油圧ポンプ４の現在の吸収トルク（消費トルク）Ｔ３ｍを演算する。メモリのテーブルには、図６（ｂ）に示した 第３ポンプ吐出圧力と第３油圧ポンプ４の吸収トルク（消費トルク）との関係が設定されている。
【００９２】
減算部４６Ａは、ポンプベーストルク演算部４２で演算したポンプベーストルクＴｒから第３ポンプ吸収トルク演算部４５Ａで演算した第３ポンプの現在の吸収トルクを減算し、第１及び第２油圧ポンプ２，３で使用可能な最大吸収トルクを目標吸収トルクＴｎとして算出する。つまり、
Ｔｎ＝Ｔｒ−Ｔ３ｍ
このように演算した目標吸収トルクＴｎは、第１の実施の形態と同様、電磁弁出力圧力演算部４７及び電磁弁駆動電流演算部４８により電磁比例弁３５の駆動信号に変換し、電磁比例弁３５より目標吸収トルクＴｎに応じた制御圧力を出力し、第１レギュレータの受圧部３１ｅに導く。
【００９３】
このように構成した本実施の形態においても、第３ポンプ吸収トルク演算部４５Ａにおいて、第３油圧ポンプ４の吐出圧力から第３油圧ポンプ４の現在の吸収トルク（消費トルク）を算出し、減算部４６Ａにおいて、ポンプベーストルクＴｒから第３ポンプの現在の吸収トルクを減算して、第１及び第２油圧ポンプ２，３で使用可能な最大吸収トルクを目標吸収トルクＴｎとして算出するので、第３油圧ポンプ４の吸収トルクを正確に把握した３ポンプトルク制御が可能となり、第１、第２及び第３油圧ポンプの合計の吸収トルクを正確に制御することができ、エンジンの出力トルクを有効利用することができる。
【００９４】
本発明の第３の実施の形態を図９〜図１１を用いて説明する。図９は、本実施の形態に係わるトルク制御装置を備えた建設機械用３ポンプシステムの全体を示す構成図であり、図１０は、コントローラのトルク制御装置に係わる処理機能を示す機能ブロック図である。図中、図１及び図４に示す部分と同等のものには同じ符号を付している。本実施の形態は、第１の実施の形態におけるトルク制御機能を利用し、そのトルク制御機能にいわゆるスピードセンシング制御の機能を付加したものである。
【００９５】
図９において、本実施の形態に係わるトルク制御装置は、コントローラ２３Ｂ、第１レギュレータ３１、第２レギュレータ３２、圧力センサ３４、電磁比例弁３５に加えて、更に、エンジン１の回転数を検出する回転数センサ５１を備えている。
【００９６】
図１０において、本実施の形態に係わるコントローラ２３Ｂは、図４に示した構成要素（ポンプベーストルク演算部４２、第３ポンプ基準吸収トルク設定部４３、減算部４４、補正トルク演算部４５、加算部４６、電磁弁出力圧力演算部４７、電磁弁駆動電流演算部４８）に加えて、減算部５２と、ゲイン乗算部５３と、加算部５４とを更に備えている。
【００９７】
減算部５２は、回転数センサ５１で検出したエンジン１の実回転数から目標回転数を減算し、回転数偏差ΔＮを演算する。
【００９８】
ゲイン乗算部５３は、減算部５２で演算した回転数偏差ΔＮにスピードセンシング制御の補正トルクゲイン（スピードセンシング制御ゲイン）ＫＴを掛けてスピードセンシング制御のトルク補正値ΔＮを演算する。
【００９９】
加算部４６は、減算部４４で求めた最大吸収トルクの基準値Ｔｆに補正トルク演算部４５で演算した補正トルク値Ｔｍを加算し、第１及び第２油圧ポンプ２，３で使用可能な最大吸収トルクを第１目標吸収トルクＴｎ０として算出する。つまり、
Ｔｎ０＝Ｔｆ＋Ｔｍ
加算部５４は、加算部４６で演算した第１目標吸収トルクＴｎ０にケイン乗算部５３で演算したスピードセンシング制御のトルク補正値ΔＮを加算し、第２目標吸収トルクＴｎを演算する。
【０１００】
このように演算した第２目標吸収トルクＴｎは、第１の実施の形態と同様、電磁弁出力圧力演算部４７及び電磁弁駆動電流演算部４８により電磁比例弁３５の駆動信号に変換し、電磁比例弁３５より目標吸収トルクＴｎに応じた制御圧力を出力し、第１レギュレータの受圧部３１ｅに導く。第１レギュレータ３１は最大吸収トルクをＴｎに設定し、第１及び第２油圧ポンプの吸収トルクがＴｎを超えないように制御する。
【０１０１】
以上において、コントローラ２３Ｂと電磁比例弁３５は、指令手段（回転数指令操作装置）２１により指令される目標回転数と回転数センサ５１により検出されるエンジン（原動機）１の実回転数との偏差を演算し、この回転数偏差と、指令手段２１により指令された目標回転数と圧力センサ３４により検出された第３油圧ポンプ４の吐出圧力とに基づいて第１及び第２油圧ポンプ２，３で使用可能な最大吸収トルクを演算し、その演算結果に応じた制御信号を出力する制御手段を構成し、第１レギュレータ３１は、その制御信号に基づいて、第１及び第２油圧ポンプ２，３の吸収トルクが当該制御手段２３Ｂ，３４で演算した最大吸収トルクを超えないよう第１及び第２油圧ポンプ２，３の容量を制御する。
【０１０２】
スピードセンシング制御による減トルク制御及び増トルク制御の効果を図１１を用いて説明する。
【０１０３】
図１１は、エンジン出力トルク及びポンプ吸収トルクとスピードセンシング制御との関係を示す図である。図中、直線ＤＲは、目標エンジン回転数が定格回転数Ｎratedにあるときに燃料噴射装置２５により燃料噴射量が制御される領域であるレギュレーション領域の特性線であり、Ｐ点はレギュレーション領域の最大燃料噴射点である。また、図示の例では、燃料噴射装置２５は、最大燃料噴射点Ｐからエンジン負荷が減少するにしたがってエンジン回転数が増大するよう制御するドループ特性を有している。また、直線Ｇは、図１０のゲイン乗算部５３におけるスピードセンシング制御ゲインＫＴの特性線である。
【０１０４】
＜減トルク制御＞
エンジン１の出力トルクと第１〜第３油圧ポンプ２〜４の吸収トルクが図１１のＭ１点でバランスした状態でエンジン１と第１〜第３油圧ポンプ２〜４が動作しているとする。この状態から第１及び第２油圧ポンプ２，３或いは第３油圧ポンプ４の負荷（吐出圧力）が急激に増大すると、燃料噴射装置２５の制御の応答遅れによってエンジン１の回転数が過渡的に低下する。このような場合、図１０の減算部５２では回転数偏差ΔＮを負の値として演算し、ゲイン乗算部５３でもスピードセンシング制御のトルク補正値ΔＴを負の値として演算し、加算部５４では、第１目標吸収トルクＴｎ０に負の値としてのトルク補正値ΔＴを加算することで、第１目標吸収トルクＴｎ０よりもトルク補正値ΔＴの絶対値分だけ小さい第２目標吸収トルクＴｎを演算する。これにより第１レギュレータ３１に設定される最大吸収トルクもΔＴ分だけ減少し、第１レギュレータ３１により制御される第１及び第２油圧ポンプの吸収トルクも同様に減少する（減トルク制御）。すなわち、図１１において、第１〜第３油圧ポンプ２〜４に対する吸収トルク制御の動作点は、エンジン１の出力トルクと第１〜第３油圧ポンプ２〜４の吸収トルクのバランス点Ｍ１からスピードセンシング制御ゲインＫＴの特性線Ｇに沿ってＭ２点へと移動する。このように第１〜第３油圧ポンプ２〜４の吸収トルクが減少する結果、エンジン１の回転数は速やかに上昇してエンジン性能の低下を防止し、作業性能を向上することができる。
【０１０５】
＜増トルク制御＞
エンジン１の出力トルクと第１〜第３油圧ポンプ２〜４の吸収トルクがバランスする図１１のＭ１点では、図１０の減算部５２では、回転数偏差ΔＮが正の値として演算され、ゲイン乗算部５３で演算されるスピードセンシング制御のトルク補正値ΔＴも正の値として演算され、加算部５４において演算される第２目標吸収トルクＴｎは第１目標吸収トルクＴｎ０よりもトルク補正値ΔＴの絶対値分だけ増大する。その結果、第１レギュレータ３１に設定される最大吸収トルクもΔＴ分だけ増大し、第１レギュレータ３１により制御される第１及び第２油圧ポンプの吸収トルクもそれに応じて増大する（増トルク制御）。これによりベースポンプトルクＴｒをエンジン出力トルクＴｅに対して余裕を持って設定した場合でも、定常状態でのバランス点Ｍ１において、第１レギュレータ３１の最大吸収トルク（第１及び第２油圧ポンプの吸収トルク）をベースポンプトルクＴｒよりも増大させた制御が可能となり、これによりエンジン出力の有効利用が可能となる。また、エンジン１の動作点が最大燃料噴射点Ｐに近づくため、燃費を向上することができる。
【０１０６】
このように構成した本実施の形態においても、コントローラ２３Ｂ内の第１、第２及び第３油圧ポンプに係わる吸収トルク制御の処理機能（ポンプベーストルク演算部４２、第３ポンプ基準吸収トルク設定部４３、減算部４４、補正トルク演算部４５、加算部４６、電磁弁出力圧力演算部４７、電磁弁駆動電流演算部４８）により、第１の実施の形態と同様、第３油圧ポンプ４の吸収トルクを正確に把握した３ポンプトルク制御が可能となり、第１、第２及び第３油圧ポンプ２〜４の合計トルクの吸収トルクを正確に制御し、エンジンの出力トルクを有効利用することができる。
【０１０７】
また、本実施の形態においては、回転数センサ５１を設け、コントローラ２３Ｂに減算部５２、ゲイン乗算部５３及び加算部５４の演算機能を追加したので、３ポンプトルク制御に対してスピードセンシング制御を実施することが可能となり、原動機の過負荷時は減トルク制御によりエンジン性能の低下を防止し、作業性能を向上することができるとともに、回転数偏差ΔＮが正の動作時は増トルク制御によりエンジン出力の有効利用が可能となり、かつ燃費を向上することができる。
【０１０８】
更に、本実施の形態においては、同じ制御手段（コントローラ２３Ｂ）を用いて、３ポンプトルク制御とスピードセンシング制御の演算を行い、１つの制御信号により両方の制御を行うので、電磁比例弁３５、電磁比例弁３５からの制御圧力が導かれる第１レギュレータ３１の受圧部３１ｅ等の機器が１セットで済み、簡単な構成で、３ポンプトルク制御においてスピードセンシング制御を実施することができる。
【０１０９】
なお、第３の実施の形態では、コントローラ２３Ｂ内の３ポンプトルク制御の処理機能として第１の実施の形態に係わる処理機能（ポンプベーストルク演算部４２、第３ポンプ基準吸収トルク設定部４３、減算部４４、補正トルク演算部４５、加算部４６、電磁弁出力圧力演算部４７、電磁弁駆動電流演算部４８）を用いたが、第２の実施の形態の処理機能（ポンプベーストルク演算部４２と、第３ポンプ吸収トルク演算部４５Ａと、減算部４６Ａ、電磁弁出力圧力演算部４７、電磁弁駆動電流演算部４８）にスピードセンシング制御の処理機能を付加してもよく、この場合も、第３の実施の形態と同様の効果が得られる。
【０１１０】
本発明の第４の実施の形態を図１２を用いて説明する。図１２は第４の実施の形態に係わるトルク制御装置のレギュレータ部分を示す図である。図中、図１に示した部材と同等のものには同じ符号を付している。本実施の形態は、第１レギュレータ及び第２レギュレータに対し、要求流量に応じて第１〜第３油圧ポンプの容量（吐出流量）を制御する機能を持たせた場合のものである。
【０１１１】
図１２において、第１及び第２油圧ポンプ２，３は第１レギュレータ１３１を備え、第３油圧ポンプ４は第２レギュレータ１３２を備えている。第１及び第２油圧ポンプ２，３は第１レギュレータ１３１により押しのけ容積可変部材である斜板２ｂ，３ｂの傾転角を調整することで押しのけ容積（容量）を調整し、要求流量に応じてポンプ吐出流量を制御するとともに、ポンプ吸収トルクを調整する。第３油圧ポンプ４は第２レギュレータ１３１により押しのけ容積可変部材である斜板４ｂの傾転角を調整することで押しのけ容積（容量）を調整し、要求流量に応じてポンプ吐出流量を制御するとともに、ポンプ吸収トルクを調整する。
【０１１２】
第１レギュレータ１３１は、斜板２ｂ，３ｂを作動する傾転制御アクチュエータ１１２と、このアクチュエータ１１２を制御するトルク制御サーボ弁１１３とポジション制御弁１１４とを有している。傾転制御アクチュエータ１１２は、斜板２ｂ，３ｂに連係されかつ両端に設けられた受圧部の受圧面積が異なるポンプ傾転制御スプール１１２ａと、このポンプ傾転制御スプール１１２ａの小面積受圧部側に位置する傾転制御増トルク受圧室１１２ｂと、大面積受圧部側に位置する傾転制御減トルク受圧室１１２ｃとを備えている。傾転制御増トルク受圧室１１２ｂはパイロットポンプ５の吐出ライン５ａに油路１３５を介して接続され、傾転制御減トルク受圧室１１２ｃはパイロットポンプ５の吐出ライン５ａに油路１３５と、トルク制御サーボ弁１１３及びポジション制御弁１１４を介して接続されている。
【０１１３】
トルク制御サーボ弁１１３は、トルク制御スプール１１３ａと、トルク制御スプール１１３ａの一端側に位置するバネ１１３ｂと、トルク制御スプール１１３ａの他端側に位置するＰＱ制御受圧室１１３ｃ及び減トルク制御受圧室１１３ｄとを備えている。第１及び第２油圧ポンプ２，３の吐出ライン２ａ，２ｂには第１及び第２油圧ポンプ２，３の高圧側の吐出圧力を検出するシャトル弁１３６が設けられ、ＰＱ制御受圧室１１３ｃは信号ライン１１５を介してシャトル弁１３６の出力ポートに接続され、減トルク制御受圧室１１３ｄは電磁比例弁３５出力ポートに制御油路３９を介して接続されている。電磁比例弁３５は前述したとおり、コントローラ２３（図１）からの駆動信号（電気信号）により作動する。
【０１１４】
ポジション制御弁１１４は、ポジション制御スプール１１４ａと、ポジション制御スプール１１４ａの一端側に位置する位置保持用の弱いバネ１１４ｂと、ポジション制御スプール１１４ａの他端側に位置する制御受圧室１１４ｃとを備えている。制御受圧室１１４ｃには第１及び第２油圧ポンプ２，３に係わる操作系の操作量（要求流量）に応じた油圧信号１１６が導かれる。この油圧信号１１６は、公知の種々の方法で生成することができる。例えば、操作レバー装置により生成される操作パイロット圧のうちの最も高圧の操作パイロット圧を選択し、油圧信号１１６としてもよい。また、流量制御弁がセンタバイパスタイプのバルブである場合、センタバイパスラインの下流側に絞りを設け、その絞りの上流側の圧力をネガコン圧として取り出し、このネガコン圧力を反転して油圧信号１１６としてもよい。
【０１１５】
ポンプ傾転制御スプール１１２ａは受圧室１１２ｂ，１１２ｃの圧油の圧力バランスで、第１及び第２油圧ポンプ２，３の斜板の傾転角（容量）を制御する。トルク制御サーボ弁１１３のＰＱ制御受圧室１１３ｃに第１及び第２油圧ポンプ２，３の高圧側の吐出圧力が導かれ、その圧力が高くなる程、トルク制御スプール１１３ａが図示左方に移動する。これにより受圧室１１２ｃにパイロットポンプ５の吐出油が流れ込み、ポンプ傾転制御スプール１１２ａを図示右方に移動し、第１及び第２油圧ポンプ２，３の斜板２ｂ，３ｂをポンプ押しのけ容積減少方向に駆動し、ポンプ容量を小さくしてポンプ吸収トルクを減少させる。第１及び第２油圧ポンプ２，３の吐出圧力が低くなる程、上記の逆動作が行われ、第１及び第２油圧ポンプ２，３の斜板２ｂ，３ｂをポンプ押しのけ容積増加方向に駆動し、ポンプ押し除け容積を大きくしてポンプ吸収トルクを増加させる。
【０１１６】
また、トルク制御サーボ弁１１３の第１及び第２油圧ポンプ２，３に対する吸収トルク制御の特性はバネ１１３ｂと減トルク制御受圧室１１３ｄに導かれる制御圧力によって定まり、電磁比例弁３５を制御し、制御圧力を変えることによって、前述したように吸収トルク制御の特性がシフトする（図２参照）。
【０１１７】
第２レギュレータ１３１は、斜板４ｂを作動する傾転制御アクチュエータ２１２と、このアクチュエータ２１２を制御するトルク制御サーボ弁２１３とポジション制御弁２１４とを有している。傾転制御アクチュエータ２１２、トルク制御サーボ弁２１３及びポジション制御弁２１４は、第１レギュレータ１３１の傾転制御アクチュエータ１１２、トルク制御サーボ弁１１３及びポジション制御弁１１４と同様に構成されており、図中、同等の部分には、１０番台の数字を２００番台の数字に変えた符号を付して示している。ただし、トルク制御サーボ弁１１３では設定トルクの調整は不要であるため、減トルク制御受圧室１１３ｄに相当するものは設けられていない。
【０１１８】
第２レギュレータ１３２の動作も、第１レギュレータ１３１の動作と実質的に同じである。ただし、その吸収トルク制御の特性はトルク制御サーボ弁２１３のバネ２１３ｂによって定まり、一定である（図３参照）。
【０１１９】
以上のように構成した本実施の形態においては、第１レギュレータ１３１及び第２レギュレータ１３２に、要求流量に応じて第１〜第３油圧ポンプ２〜４の容量（吐出流量）を制御する機能を持たせたもので、第１の実施の形態と同様の効果を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【０１２０】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係わるトルク制御装置を備えた建設機械用３ポンプシステムの全体を示す構成図である。
【図２】図１に示した第１レギュレータのトルク制御特性を示す図である。
【図３】図１に示した第２レギュレータのトルク制御特性を示す図である。
【図４】コントローラのトルク制御装置に係わる処理機能を示す機能ブロック図である。
【図５】エンジン出力トルクとポンプベーストルク（ポンプ最大吸収トルク）の関係を示す図である。
【図６】補正トルク値の説明図であり、図６（ａ）は、第３油圧ポンプの吐出圧力（第３ポンプ吐出圧力）と第３油圧ポンプの容量（第３ポンプ容量）と第３ポンプ基準吸収トルクとの関係を示す、図３と同様な図であり、図６（ｂ）は、第３ポンプ吐出圧力と第３油圧ポンプの吸収トルク（消費トルク）との関係を示す図であり、図６（ｃ）は、第３ポンプ吐出圧力と補正トルク値との関係を示す図である。
【図７】第３油圧ポンプの吐出圧力と目標吸収トルク（第１及び第２油圧ポンプで利用可能な最大吸収トルク）との関係を示す図である。
【図８】本発明の第２の実施の形態におけるコントローラのトルク制御装置に係わる処理機能を示す、図４と同様な機能ブロック図である。
【図９】本発明の第３の実施の形態に係わるトルク制御装置を備えた建設機械用３ポンプシステムの全体を示す構成図である。
【図１０】第３の実施の形態におけるコントローラのトルク制御装置に係わる処理機能を示す機能ブロック図である。
【図１１】エンジン出力トルク及びポンプ吸収トルクとスピードセンシング制御との関係を示す図である。
【図１２】本発明の第４の実施の形態に係わるトルク制御装置のレギュレータ部分を示す図である。
【符号の説明】
【０１２１】
１  原動機（エンジン）
２  第１油圧ポンプ
３  第２油圧ポンプ
４  第３油圧ポンプ
６  コントロールバルブユニット
６ａ，６ｂ，６ｃ  弁グループ
７〜１２  複数の油圧アクチュエータ
１５，１６，１７  メインリリーフ弁
１８  パイロットリリーフ弁
２１  回転数指令操作装置
２２  エンジン制御装置
２３，２３Ａ，２３Ｂ  コントローラ
２４  ガバナ制御モータ
２５  燃料噴射装置
３１  第１レギュレータ
３１ａ，３１ｂ  バネ
３１ｃ，３１ｄ，３１ｅ  受圧部
３２  第２レギュレータ
３４  圧力センサ
３５  電磁比例弁
４２  ポンプベーストルク演算部
４３  第３ポンプ基準吸収トルク設定部
４３Ａ  第３ポンプ吸収トルク演算部
４４  減算部
４５  補正トルク演算部
４６  加算部
４６Ａ  減算部
４７  電磁弁出力圧力演算部
４８  電磁弁駆動電流演算部
５１  回転数センサ
５２  減算部
５３  ゲイン乗算部
５４  加算部
１３１  第１レギュレータ
１３２  第２レギュレータ
１１２，２１２  傾転制御アクチュエータ
１１３，２１３  トルク制御サーボ弁１１３
１１３ｄ  減トルク制御受圧室
１１４，２１４  ポジション制御弁
【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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