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【発明の名称】 可変容量ポンプの入力トルク制御回路
【発明者】 【氏名】廣瀬 央夫

【氏名】松本 清
【要約】 【課題】油圧式アクチュエータの操作を円滑に行わしめる。

【解決手段】油圧回路２１０，３１０に圧油を吐出する可変容量ポンプ２０１，３０１の吐出量を調節する調節手段１１０，１２０と、可変容量ポンプ２０１，３０１の入力トルクを一定の目標入力トルクに維持する定トルク制御手段１３０と、この目標入力トルクを外部入力で特定する第１のトルク設定手段１４０と、アクチュエータの操作量の増減に伴って目標入力トルクを特定する第２のトルク設定手段２０と、第１と第２のトルク設定手段１４０，２０で特定される目標入力トルクのいずれか小さい方を選択する目標入力トルク選択手段３０と、第２のトルク設定手段２０で特定する目標入力トルクが各アクチュエータの操作量の変化に伴って増加する際に当該増加速度を減速させるトルク変動緩和手段４０と、を有する。
【特許請求の範囲】
【請求項１】 一乃至複数の油圧式のアクチュエータに外部から入力された操作量に応じた圧油を供給する油圧回路に前記圧油を吐出する可変容量ポンプの吐出量を調節する調節手段と、前記調節手段を介して前記可変容量ポンプの吐出量と吐出圧力とを乗じてなる入力トルクをほぼ一定の目標入力トルクに維持する定トルク制御手段と、この定トルク制御手段で維持する目標入力トルクを外部から入力される条件に従って特定する第１のトルク設定手段と、を備え、一乃至全ての前記アクチュエータの操作量の増減に伴って前記定トルク制御手段で維持する目標入力トルクを特定する第２のトルク設定手段と、前記第１のトルク設定手段で特定される目標入力トルクと前記第２のトルク設定手段で特定される目標入力トルクのいずれか小さい方を選択して、前記定トルク制御手段の目標入力トルクに決定する目標入力トルク選択手段と、前記第２のトルク設定手段で特定する目標入力トルクが前記各アクチュエータの操作量の変化に伴って増加する際に当該増加速度を減速させるトルク変動緩和手段と、を有することを特徴とする可変容量ポンプの入力トルク制御回路。
【請求項２】 一乃至複数の油圧式のアクチュエータに外部から入力された操作量に応じた圧油を供給する第１と第２の油圧回路にそれぞれ前記圧油を吐出する，駆動源を共有した第１と第２の可変容量ポンプの入力トルク制御回路であって、前記第１と第２の可変容量ポンプの吐出量をそれぞれ調節する第１と第２の調節手段と、前記各調節手段を介して前記第１の可変容量ポンプと第２の可変容量ポンプの入力トルクをほぼ一定の目標入力トルクに維持する定トルク制御手段と、この定トルク制御手段で維持する目標入力トルクを外部から入力される条件に従って特定する第１のトルク設定手段と、を備え、前記第１の油圧回路の一乃至全てのアクチュエータの操作量と前記第２の油圧回路の一乃至全てのアクチュエータの操作量のいずれか多い方の増減に伴って前記定トルク制御手段で維持する目標入力トルクを特定する第２のトルク設定手段と、前記第１のトルク設定手段で特定される目標入力トルクと前記第２のトルク設定手段で特定される目標入力トルクのいずれか小さい方を選択して、前記定トルク制御手段の目標入力トルクに決定する目標入力トルク選択手段と、前記第２のトルク設定手段で特定する目標入力トルクが前記各アクチュエータの操作量の変化に伴って増加する際に当該増加速度を減速させるトルク変動緩和手段と、を有することを特徴とする可変容量ポンプの入力トルク制御回路。
【発明の詳細な説明】【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、作業用ショベル装置等にアクチュエータ駆動用として設けられた可変容量ポンプの入力トルクを制御するための入力トルク制御回路に関する。
【０００２】
【従来の技術】一般に、圧油によってアクチュエータを動作させる場合には、アクチュエータの作動状態やアクチュエータにかかる負荷の変動に対応するため、アクチュエータ駆動用として可変容量ポンプが使用される。
【０００３】例えば、作業用ショベル装置のように、一つの可変容量ポンプにつき油圧シリンダや油圧モータ等の数多くのアクチュエータを駆動させる場合であって、この可変容量ポンプをエンジンによって駆動させる場合には、当該エンジンの過負荷等を防止するため、ある一定以上の負荷が生じた場合に、ポンプの吐出圧の増大に伴ってポンプの吐出流量を減少させる制御が一般に行なわれる。
【０００４】図１０は、作業用ショベル装置の各アクチュエータを作動させるための二つの可変容量ポンプ２０１，３０１の従来の入力トルク制御回路１００を示している。
【０００５】まず前提として入力トルク制御回路１００の周囲の構成について説明する。第１及び第２の可変容量ポンプ２０１，３０１は、１つのエンジン２００によって同時に駆動される同等の２つのアキシャルプランジャポンプである。また、エンジン２００の出力軸には、これらのポンプよりも容量の小さい動作信号出力用の制御用ポンプ１０３も接続されており、当該制御用ポンプ１０３も同時に駆動される。
【０００６】そして、これら第１及び第２の可変容量ポンプ２０１，３０１は、油圧によって作動する複数のアクチュエータ（例えば油圧シリンダ，油圧モータ等）に接続されると共に外部からの操作指令に応じた操作量をまかなう圧油を各アクチュエータに供給する第１及び第２の油圧回路２１０，３１０にそれぞれ圧油を吐出する。
【０００７】さらに、第１の可変容量ポンプ２０１は、入力トルク制御回路１００の第１の吐出管路１０１を介して第１の油圧回路２１０と接続され、第２の可変容量ポンプ３０１は、入力トルク制御回路１００の第２の吐出管路１０２を介して第２の油圧回路３１０と接続されている。
【０００８】上述の第１（第２）の油圧回路２１０（３１０）は、図１１に示すように、第１（第２）の吐出管路１０１（１０２）の下流端部にその上流端部が接続された通過管路２１１（３１１）と、この通過管路２１１（３１１）の途中において上流側から下流側にかけて順番に配設された複数の方向切り替え弁２１２（３１２）とを含む構成となっている。
【０００９】第１の油圧回路２１０の方向切り替え弁２１２の一つを例に採って説明すると、 この方向切り替え弁２１２は、スプールの移動により徐々に切り替えが行われる三位置六ポートの方向切換弁である。そして、方向切り替え弁２１２は供給管路２１１を分断して装備されており、当該方向切り替え弁２１２の六つの内の二つのポートが分断された供給管路２１１の上流側端部と下流側端部とにそれぞれ接続されている。また、方向切り替え弁２１２の他の二つのポートはアクチュエータ２１５の正方向圧油供給側（逆方向圧油排出側）と正方向圧油排出側（逆方向圧油供給側）とに接続され、さらに他の一つのポートは通過管路２１１から分岐した供給管路２１３と接続され、残る一つのポートは圧油のタンクＴに向かう戻り管路２１４に接続されている。
【００１０】そして、方向切り替え弁２１２の１番目の位置（中立位置）においては、供給管路２１１の上流側と下流側とが導通しており、残りの四つのポートは全て閉塞された状態となる。また、方向切り替え弁２１２の２番目の位置においては、供給管路２１１の上流側と下流側とがそれぞれ閉塞した状態にあり、供給管路２１３とアクチュエータ２１５の正方向圧油供給側とが導通し、アクチュエータ２１５の正方向圧油排出側と戻り管路２１４が導通した状態となる。さらに、方向切り替え弁２１２の３番目の位置においては、通過管路２１１の上流側と下流側とがそれぞれ閉塞した状態にあり、供給管路２１３とアクチュエータ２１５の逆方向圧油供給側とが導通し、アクチュエータ２１５の逆方向圧油排出側と戻り管路２１４が導通した状態となる。すなわち、方向切り替え弁２１２の１番目の位置ではアクチュエータ２１５に対して圧油の供給がされず停止状態となり、２番目の位置ではアクチュエータ２１５に対して正方向の動作が付勢され、３番目の位置ではアクチュエータ２１５に対して逆方向の動作が付勢される。
【００１１】この方向切り替え弁２１２の各位置の切り替えは、当該方向切り替え弁２１２に接続された操作レバー２１６にて行われる。この操作レバー２１６は作業用ショベル装置の操縦者が入力する操作量に応じた量で制御用ポンプ１０３から吐出される圧油を方向切り替え弁２１２に供給し、方向切り替え弁２１２のスプールの移動量を制御する。従って、アクチュエータ２１５は、操作レバー２１６から入力された操作量で作動することになる。
【００１２】この操作レバー２１６と方向切り替え弁２１２との間には絞り弁２１９が介挿されており、圧油の流動を緩慢にして、方向切り替え弁２１２のスプールの切り替え動作を滑らかにすることによりアクチュエータ２１５の操作性の向上を図っている。
【００１３】なお、この図１１では、一つの方向切り替え弁２１２を除いて他の各方向切り替え弁２１２，３１２の周囲の構成の図示を省略している。また、図中の符号２１７，３１７はリリーフ弁であり、符号２１８，３１８は絞り弁である。
【００１４】次に、入力トルク制御回路１００について、再び図１０に基づいて説明する。この入力トルク制御回路１００は、第１と第２の可変容量ポンプ２０１，３０１の吐出量をそれぞれ調節する第１と第２の調節手段１１０，１２０と、第１の調節手段１１０と第２の調節手段１２０の各々を介して第１の可変容量ポンプ２０１と第２の可変容量ポンプ３０１の入力トルクをほぼ一定の目標入力トルクに維持する定トルク制御手段１３０と、この定トルク制御手段１３０で維持する目標入力トルクを操縦者からの入力に従って可変調節する第１のトルク設定手段１４０と、第１の油圧回路２１０に接続された各アクチュエータの操作量の増減と共に第１の調節手段１１０を介して第１の可変容量ポンプ２０１の吐出流量を増減させる第１の流量制御手段１５０と、第２の油圧回路３１０に接続された各アクチュエータの操作量の増減と共に第２の調節手段１２０を介して第２の可変容量ポンプ３０１の吐出流量を増減させる第２の流量制御手段１６０とを備えている。
【００１５】上述の各構成を説明する。まず、第１（第２）の調節手段１１０（１２０）は、第１（第２）の可変容量ポンプ２０１（３０１）の吐出量を調節する傾転盤２０２（３０２）を傾動させるピストン１１１（１２１）とこのピストン１１１（１２１）の両端部でそれぞれ係合する二つの油圧シリンダ１１２，１１３（１２２，１２３）とを備えている。このピストン１１１（１２１）は、一方の油圧シリンダ１１２（１２２）に対応する受圧面が他方の油圧シリンダ１１３（１２３）に対応する受圧面よりも大きく設定されている。従って、両シリンダ１１２，１１３（１２２，１２３）に同じ圧力で圧油が供給されても、ピストン１１１（１２１）はシリンダ１１３（１２３）側に移動が付勢され、傾転盤２０２（３０２）は矢印Ｅ（Ｆ）方向に傾動が付勢される。ちなみに、第１（第２）の可変容量ポンプ２０１（３０１）は、傾転盤２０２（３０２）を矢印Ｅ（Ｆ）方向に傾けるとその流量は低減する。
【００１６】さらに、第１（第２）の調節手段１１０（１２０）は、各油圧シリンダ１１２，１１３（１２２，１２３）に対して同じ圧力で圧油を供給する供給管路１１４（１２４）と、一方の油圧シリンダ１１２（１２２）に対する圧油の供給状態と圧油の排出状態と中立状態とを切り替える三位置の方向切り替え弁１１５（１２５）とを備えている。
【００１７】上述の供給管路１１４（１２４）は、第１（第２）の吐出管路１０１（１０２）から分離した管路であり、さらに下流側において一方の油圧シリンダ１１２（１２２）側と他方の油圧シリンダ１１３（１２３）側へと分離している。そして、供給管路１１４（１２４）の油圧シリンダ１１２（１２２）側への分離端部の途中に方向切り替え弁１１５（１２５）が介挿されている。
【００１８】この方向切り替え弁１１５（１２５）は、スプールの移動により徐々に切り替えが行われる三位置三ポートの方向切換弁である。そして、その内の二つのポートがそれぞれ分断された供給管路１１４（１２４）の上流側１１４ａ（１２４ａ）と下流側１１４ｂ（１２４ｂ）とに接続され、残る一つのポートは圧油のタンクＴに向かう戻り管路に接続されている。
【００１９】そして、この方向切り替え弁１１５（１２５）の１番目の位置（中立位置）においては全てのポートが閉塞された状態となる。また、２番目の位置においては分断されていた供給管路１１４（１２４）の上流側１１４ａ（１２４ａ）と下流側１１４ｂ（１２４ｂ）とが連通し，戻り管路１１６（１２６）側のポートのみが閉塞された状態となる。さらに、方向切り替え弁１１５（１２５）の３番目の位置においては、供給管路１１４（１２４）の上流側１１４ａ（１２４ａ）が閉塞した状態となり、供給管路１１４（１２４）の下流側１１４ｂ（１２４ｂ）と戻り管路１１６（１２６）とが導通した状態となる。
【００２０】すなわち、方向切り替え弁１１５（１２５）の１番目の位置ではシリンダ１１２（１２２）内の圧油の移動が行われないのでピストン１１１（１２１）は制止状態となり、２番目の位置では両シリンダ１１２，１１３（１２２，１２３）に同じ圧力の油圧が供給されるのでピストン１１１（１２１）がシリンダ１１３（１２３）側に移動し、３番目の位置ではシリンダ１１３（１２３）にのみ圧油が供給されると共にシリンダ１１２（１２２）内の圧油が排出されるのでピストン１１１（１２１）はシリンダ１１２（１２２）側に移動する。
【００２１】上述した方向切り替え弁１１５（１２５）の切り替えは、前述の如くスプールの移動により行われる。即ち、スプールは真ん中に位置するときに第１の位置となり、一方に偏ると第２の位置に、他方に偏ると第３の位置に徐々に切り替わる。そして、このスプールの一端側には当該スプールを第３の位置側に押圧する弾性バネが併設されており、他端側には弾性バネに抗してスプールを第２の位置側へ押圧する二つの油圧ピストン機構１３１（１３２），１５１（１６１）が併設されている。
【００２２】前述した定トルク制御手段１３０は、各可変容量ポンプ２０１，３０１の入力トルクをほぼ一定の目標入力トルクに維持すべく第１及び第２の調節手段１１０，１２０を作動させる。各可変容量ポンプ２０１，３０１の入力トルクはその吐出流量と吐出圧力の乗算値から求められる。この定トルク制御手段１３０は、上記油圧ピストン機構１３１，１３２と、各供給管路１１４，１２４の途中から分岐した圧力検出管路１３３，１３４と、第２の吐出管路１０２から分岐した圧力検出管路１３５と、第１の吐出管路１０１から分岐した圧力検出管路１３６とを備えている。
【００２３】油圧ピストン機構１３１（１３２）は、三つの受圧面を備える段付きピストン１３１ａ（１３２ａ）と、各受圧面に対応するシリンダ１３１ｂ，１３１ｃ，１４１（１３２ｂ，１３２ｃ，１４２）とを有する構成となっている。正確には、油圧ピストン機構１３１，１３２の各構成の内、段付きピストン１３１ａ，１３２ａと、各受圧面に対応するシリンダ１３１ｂ，１３１ｃ，１３２ｂ，１３２ｃまでが定トルク制御手段１３０に含まれ、シリンダ１４１，１４２は第１のトルク設定手段１４０の構成の一部となっている。
【００２４】また、上述の圧力検出管路１３３は、供給管路１１４から分岐してシリンダ１３１ｂに接続されており、第１の可変容量ポンプ２０１の吐出圧力をシリンダ１３１ｂに付勢している。圧力検出管路１３４は、供給管路１２４から分岐してシリンダ１３２ｂに接続されており、第２の可変容量ポンプ３０１の吐出圧力をシリンダ１３２ｂに付勢している。圧力検出管路１３５は、第２の吐出管路１０２から分岐してシリンダ１３１ｃに接続されており、第２の可変容量ポンプ３０１の吐出圧力をシリンダ１３１ｃに付勢している。圧力検出管路１３６は、第１の吐出管路１０１から分岐してシリンダ１３２ｃに接続されており、第１の可変容量ポンプ２０１の吐出圧力をシリンダ１３２ｃに付勢している。
【００２５】次に、第１のトルク設定手段１４０について説明する。この第１のトルク設定手段１４０は、前述した各油圧ピストン機構１３１，１３２のシリンダ１４１，１４２と、これら各シリンダ１４１，１４２に通じている連通管路１４３，１４４と、制御用ポンプ１０３の排出側から各連通管路１４３，１４４に接続されたトルクシフト圧力伝達管路１４８と、この伝達管路１４８の途中に介挿され外部からの信号に応じたトルクシフト圧力で各連通管路１４３，１４４に圧油を供給するパワーシフト制御用比例制御弁１４５と、この比例制御弁１４５に予め設定された複数段階のいずれかのトルクシフト圧力で圧油を供給させる信号を出力する演算部１４６と、この演算部１４６に複数段階のいずれかのトルクシフト圧力を選択するかを操縦者が入力する入力装置１４７とを含む構成となっている。
【００２６】比例制御弁１４５は、トルクシフト圧力伝達管路１４８を介して制御用ポンプ１０３から一定の吐出圧力を供給を受けている。そして、制御用ポンプ１０３からの吐出圧力を上限として、演算部１４６から入力信号に応じた圧力を各連通管路１４３，１４４に付勢する。従って、各油圧ピストン機構１３１，１３２の段付きピストン１３１ａ，１３２ａには、各ポンプ２０１，３０１の吐出圧力に加えて、入力装置１４７で選択されたトルクシフト圧力が作用することとなる。即ち、これにより、この第１のトルク制御手段１４０にて、各可変容量ポンプ２０１，３０１の入力トルクのトルクシフトを行うことができる。
【００２７】また、入力装置１４７は、操縦者が作業用ショベル装置でこれから行おうとする作業を選択する入力パネルとなっており、選択した作業に好適なトルクシフトが行われるトルクシフト圧力が選択され、かかるトルクシフト圧力が比例制御弁１４５を介して段付きピストン１３１ａ，１３２に付勢される。
【００２８】図３は、各可変容量ポンプ２０１，３０１の吐出圧力と吐出流量の関係の一例を示す線図である。複数描かれた特性曲線の一つを例にとると分かるように、前述した定トルクシフト制御手段１３０の作用により、吐出圧力の増加に反して吐出流量は低減され、逆に吐出圧力の減少に反して吐出流量は増量される制御が行われていることが分かる。この特性曲線の特性は、例えば、各切り替えバルブ１１５，１２５のスプールに設けられたバネの弾性係数や段付きピストン１３１ａ，１３２ａの各受圧面面積により設定され、この入力トルク制御回路１００では、だいたい吐出流量と吐出圧力との積（入力トルク）が一定の目標入力トルクとなるように設定されている。これにより、エンジン２００のトルク負荷を一定とすることができる。
【００２９】また、第１のトルク設定手段１４０により、上述の目標入力トルクの値は変えることが可能である。即ち、第１のトルク設定手段１４０で段階的なトルクシフト圧力を選択することで、特性曲線は一定方向にシフトさせることが可能である。ちなみに第１のトルク設定手段１４０で選択する圧力が高ければ高いほど特性曲線は図３における左方にシフトする。
【００３０】従って、各アクチュエータの作業量に応じてエンジンが出力するトルク量の調節を図ることが可能となり、その運転状態の安定化を図ることが可能となる。
【００３１】次に、第１（第２）の流量制御手段１５０（１６０）について説明する。この第１（第２）の流量制御手段１５０（１６０）は前述した油圧ピストン機構１５１（１６１）と、前述した第１（第２）の油圧回路２１０（３１０）の通過管路２１１（３１１）の下流端部と接続されたネガティブコントロール圧力管路１５２（１６２）〔以下、ネガコン管路とする〕とを含む構成からなる。
【００３２】第１（第２）の油圧回路２１０（３１０）では接続された全てのアクチュエータの作動量に応じた圧油が当該アクチュエータ側に流入する。従って、ネガコン管路１５２（１６２）の内部圧力と各アクチュエータの作動量との関係は、一方が増加すれば減少し、減少すれば増加する。この圧力を利用して、油圧ピストン機構１５１（１６１）により切り替えバルブ１１５（１２５）を第２又は第３の位置に移動させ、第１（第２）の可変容量ポンプ２０１（３０１）の吐出流量を増減する制御を行っている。
【００３３】従って、第１（第２）の流量制御手段１５０（１６０）により、各アクチュエータの操作量が増加すれば、第１（第２）の可変容量ポンプ２０１（３０１）の吐出流量も増加させ、各アクチュエータの操作量が減少すれば、第１（第２）の可変容量ポンプ２０１（３０１）の吐出流量も低減させる制御が行われる。なお、第１（第２）の流量制御手段１５０（１６０）を作動させるための各アクチュエータの作動量は、油圧ピストン機構１５１（１６１）のピストンの受圧面面積や切り替えバルブ１１５に設けられたバネのバネ定数によって設定される。
【００３４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従来の入力トルク制御回路１００では、各油圧回路２１０，３１０に連なる全てのアクチュエータが非作動の状態からいずれかのアクチュエータが作動を開始すると、その作動するアクチュエータに接続された油圧回路のネガコン圧力が急に低下を生じることがあり、その場合、対応する流量制御手段は流量制御を行っている可変容量ポンプに対して流量を増加させる制御を行う。従って、そのアクチュエータへの圧油の供給流量に急な変動を生じるため、作動がぎこちなくなり、操縦者の操作感が悪くなるという不都合があった。
【００３５】また、前述した各流量制御手段１５０，１６０を有しない入力トルク制御回路の場合であっても、非作動の状態からいずれかのアクチュエータが作動を開始すると、非作動時に定トルク制御手段１３０によって各可変容量ポンプの流量が高く設定されている状態から作動を開始することとなるため、開始動作がぎこちなくなり、やはり同様に操縦者の操作感が悪くなるという不都合があった。
【００３６】
【発明の目的】本発明は、油圧式アクチュエータの操作を円滑に行わしめる可変容量ポンプの入力トルク制御回路を提供することをその目的とする。
【００３７】
【課題を解決するための手段】請求項１記載の発明では、一乃至複数の油圧式のアクチュエータに外部から入力された操作量に応じた圧油を供給する油圧回路に圧油を吐出する可変容量ポンプの吐出量を調節する調節手段と、調節手段を介して可変容量ポンプの吐出量と吐出圧力とを乗じてなる入力トルクをほぼ一定の目標入力トルクに維持する定トルク制御手段と、この定トルク制御手段で維持する目標入力トルクを外部から入力される条件に従って特定する第１のトルク設定手段と、を備えている。
【００３８】そして、一乃至全てのアクチュエータの操作量の増減に伴って定トルク制御手段で維持する目標入力トルクを特定する第２のトルク設定手段と、第１のトルク設定手段で特定される目標入力トルクと第２のトルク設定手段で特定される目標入力トルクのいずれか小さい方を選択して、定トルク制御手段の目標入力トルクに決定する目標入力トルク選択手段と、第２のトルク設定手段で特定する目標入力トルクが各アクチュエータの操作量の変化に伴って増加する際に当該増加速度を減速させるトルク変動緩和手段と、を有するという構成を採っている。
【００３９】請求項２記載の発明では、一乃至複数の油圧式のアクチュエータに外部から入力された操作量に応じた圧油を供給する第１と第２の油圧回路にそれぞれ圧油を吐出する，駆動源を共有した第１と第２の可変容量ポンプの入力トルク制御回路であって、第１と第２の可変容量ポンプの吐出量をそれぞれ調節する第１と第２の調節手段と、各調節手段とを介して第１の可変容量ポンプと第２の可変容量ポンプとの合計の入力トルクをほぼ一定の目標入力トルクに維持する定トルク制御手段と、この定トルク制御手段で維持する目標入力トルクを外部から入力される条件に従って特定する第１のトルク設定手段と、を備えている。
【００４０】そして、第１の油圧回路の一乃至全てのアクチュエータの操作量と第２の油圧回路の一乃至全てのアクチュエータの操作量のいずれか多い方の増減に伴って定トルク制御手段で維持する目標入力トルクを特定する第２のトルク設定手段と、第１のトルク設定手段で特定される目標入力トルクと第２のトルク設定手段で特定される目標入力トルクのいずれか小さい方を選択して、定トルク制御手段の目標入力トルクに決定する目標入力トルク選択手段と、第２のトルク設定手段で特定する目標入力トルクが各アクチュエータの操作量の変化に伴って増加する際に当該増加速度を減速させるトルク変動緩和手段と、を有するという構成を採っている。
【００４１】
【発明の実施の形態】（第１の実施形態）本願発明の第１の実施形態について図１乃至図３に基づいて説明する。なお、本実施形態で示す各構成の内、前述した従来例で示した構成と同一のものについては同符号を付して重複する説明は省略するものとする。
【００４２】図１は、作業用ショベル装置が備える複数の油圧シリンダ，油圧モータ等からなる複数のアクチュエータに操縦者から入力された操作量に応じた圧油を供給する第１と第２の油圧回路２１０，３１０と、これらの油圧回路２１０，３１０にそれぞれ圧油を吐出する第１と第２の可変容量ポンプ２０１，３０１と、これら二つの可変容量ポンプ２０１，３０１のトルク制御を行う入力トルク制御回路１０とを示している。
【００４３】また、図２は、第１及び第２の油圧回路２１０，３１０の詳細を示す回路図である。かかる図２に示すように、第１の油圧回路２１０の各アクチュエータ２１２と操作レバー２１６との間には絞り弁２１９が介挿されてない点においてのみ、従来の構成と異なっている。
【００４４】上記入力トルク制御回路１０は、まず、第１と第２の可変容量ポンプ２０１，３０１の吐出量をそれぞれ調節する第１と第２の調節手段１１０，１２０と、各調節手段１１０，１２０とを介して第１の可変容量ポンプ２０１と第２の可変容量ポンプ３０１の入力トルクをほぼ一定の目標入力トルクに維持する定トルク制御手段１３０と、この定トルク制御手段１３０で維持する目標入力トルクを外部から入力される条件に従って特定する第１のトルク設定手段１４０と、第１の油圧回路２１０に接続された各アクチュエータの操作量の増減と共に第１の調節手段１１０を介して第１の可変容量ポンプ２０１の吐出流量を増減させる第１の流量制御手段１５０と、第２の油圧回路３１０に接続された各アクチュエータの操作量の増減と共に第２の調節手段１２０を介して第２の可変容量ポンプ３０１の吐出流量を増減させる第２の流量制御手段１６０とを備えている。
【００４５】さらに上記構成に加えてこの入力トルク制御回路１０は、第１の油圧回路２１０の全てのアクチュエータの操作量と第２の油圧回路３１０の全てのアクチュエータの操作量のいずれか多い方の増減に伴って定トルク制御手段１３０で維持する目標入力トルクを特定する第２のトルク設定手段２０と、第１のトルク設定手段１４０で特定される目標入力トルクと第２のトルク設定手段２０で特定される目標入力トルクのいずれか小さい方を選択して、定トルク制御手段１３０の目標入力トルクに決定する目標入力トルク選択手段３０と、第２のトルク設定手段２０で特定する目標入力トルクが各アクチュエータの操作量の変化に伴って増加する際に当該増加速度を減速させるトルク変動緩和手段４０とを備えている。
【００４６】以下、各部を詳説する。まず、第２のトルク設定手段２０は、ネガコン管路１５２から分岐した分岐管路２１と、ネガコン管路１６２から分岐した分岐管路２２と、分岐管路２１又は分岐管路２２の内部圧力が低い方を下流側に導通させる低圧優先型シャトル弁２３と、このシャトル弁２３の下流側に接続されたネガコン検出管路２４とを有する構成となっている。このネガコン検出管路２４は、後述する目標入力トルク選択手段３０の高圧優先型シャトル弁３１に接続されている。
【００４７】前述したように、各ネガコン管路１５２，１６２の内部圧力と、各油圧回路２１０，３１０ごとに接続された複数のアクチュエータの総操作量との間には、一方が増加すれば他方が減少し、一方が減少すれば他方は増加する関係がある。この第２のトルク設定手段２０では、これら各ネガコン管路１５２，１６２の圧力を低圧優先型シャトル弁２３に導いて低い方の圧力（各油圧回路２１０，３１０の操作量の多い方の下流側圧力）を選択し、ネガコン検出管路２４に導通させる機能を果たしている。そして、このネガコン検出管路２４は、一定条件下で目標入力トルク選択手段３０を介して各油圧ピストン機構１３１，１３２のシリンダ１４１，１４２に連通し、選択された圧力を付勢する。このため、定トルク制御手段３０で維持する目標入力トルクの変動を生ぜしめることを可能としている。
【００４８】従って、第２のトルク設定手段２０は、第１の油圧回路２１０の全てのアクチュエータの操作量と第２の油圧回路３１０の全てのアクチュエータの操作量のいずれか多い方の増減に伴って定トルク制御手段１３０で維持する目標入力トルクを特定することを可能としている。
【００４９】さらに、ネガコン検出管路２４にはトルク変動緩和手段４０が介挿されている。即ち、このトルク変動緩和手段４０は、ネガコン検出管路２４の途中に設けられた逆止弁４１と、この逆止弁４１より下流側でネガコン検出管路２４から分岐した戻り管路４２と、この戻り管路４２の途中に設けられた可変調整絞り弁４３とを有する構成となっている。上記逆止弁４１は、低圧優先型シャトル弁２３から高圧優先型シャトル弁３１へ向かう方向のみの圧油の流動を許容する。また、戻り管路４２は、ネガコン検出管路２４から分岐して圧油のタンクＴに接続されている。そして、その途中に可変調整絞り弁４３が設けられているので余剰の圧油はここから徐々にタンクＴに戻される。
【００５０】かかる構成により、第２のトルク設定手段２０で選択された圧力が各アクチュエータの操作量の増加に伴って急速に減少した場合でも、逆止弁４１により圧油の逆流が防止されると共に、絞り弁４３を備える戻り管路４２を介して逆止弁４１よりも下流側の圧油は徐々にタンクＴに排出されるので、各油圧ピストン機構１３１，１３２に付勢される圧力が徐々に低下することとなる。
【００５１】従って、トルク変動緩和手段４０では、第２のトルク設定手段２０で特定する目標入力トルクが、各アクチュエータの操作量の増加による各油圧ピストン機構１３１，１３２への付勢圧力の低下に伴って増加する際に、当該目標入力トルクの増加速度を減速させることを可能としている。
【００５２】次に、目標入力トルク選択手段３０について説明する。この目標入力トルク選択手段３０は、高圧選択型シャトル弁３１と、このシャトル弁３１の下流側に接続されたトルクシフト圧力伝達管路３２と、を有する構成を採っている。この高圧選択型シャトル弁３１は、第１のトルク設定手段１４０のトルクシフト圧力伝達管路１４８とネガコン検出管路２４とが接続され、圧力の高い方をトルクシフト圧力伝達管路３２に導通する。このトルクシフト圧力伝達管路３２は、連通管路１４３，１４４を介して油圧ピストン機構１３１，１３２の各シリンダ１４１，１４２に接続されている。
【００５３】かかる構成により、この目標入力トルク選択手段３０は、第１のトルク設定手段１４０で設定されたトルクシフト圧力と第２のトルク設定手段で選択された圧力（以下、選択されたネガコン圧力とする）とのいずれか高い方の圧力を選択し、各油圧ピストン機構１３１，１３２に付勢する。従って、目標入力トルク選択手段３０では、第１のトルク設定手段１４０で特定される目標入力トルクと第２のトルク設定手段２０で特定される目標入力トルクのいずれか小さい方を選択して、定トルク制御手段１３０の目標入力トルクに決定することを可能としている。
【００５４】また、トルク変動緩和手段４０の下流側であってネガコン検出管路２４の途中には、ソレノイドバルブ１１が設けられている。このソレノイドバルブ１１は、２ポート２位置の方向切り替え弁であり、一方の位置でネガコン検出管路２４を導通し、他方の位置で閉塞する。このソレノイドバルブ１１は、閉塞位置に切り替えることにより、各ネガコン管路１５２，１６２から第２のトルク設定手段２０への圧油の流通をブロックする。従って、かかる場合、目標入力トルク選択手段３０では第１のトルク設定手段１４０からのトルクシフト圧力を余儀なく選択し各油圧ピストン機構１３１，１３２に付勢する。つまり、このソレノイドバルブ１１を閉塞位置に切り替えると、この入力トルク制御回路１０は、従来の入力トルク制御回路１００と全く同一に機能させることが可能である。なお、このソレノイドバルブ１１に替えて手動の方向切り替え弁を使用しても良い。
【００５５】次に、上記構成からなる入力トルク制御回路１０の動作を図１乃至図３に基づいて説明する。なお、前述したように、図３は各可変容量ポンプ２０１，３０１の吐出圧力と吐出流量の関係の一例を示す線図である。
【００５６】図３に示すいずれか一つの曲線（以下、Ｐ−Ｑ曲線とする）のように、入力トルク制御回路１０では、各可変容量ポンプ２０１，３０１の吐出流量と吐出圧力の積算値（入力トルク）がおおよそ一定となるように、例えば、吐出圧力が増加すれば吐出流量が減少し、吐出圧力が減少すれば吐出流量が増加する制御が定トルク制御手段１３０にて行われる。
【００５７】そして、この定トルク制御手段１３０で一定とする目標入力トルクは、第１のトルク設定手段１４０から付勢されるトルクシフト圧力か或いは第２のトルク設定手段２０から付勢されるネガコン圧力により変えることが可能である。図３に示す複数のＰ−Ｑ曲線は、トルクシフト圧力やネガコン圧力によりトルクシフトされた場合のＰ−Ｑ曲線の例を示している。図３において、最も右方に位置するＰ−Ｑ曲線は、トルクシフト圧力又はネガコン圧力の付勢がない状態におけるＰ−Ｑ曲線であり、その付勢圧力が大きくなるにつれてＰ−Ｑ曲線は左方にシフトする。
【００５８】図３における各Ｐ−Ｑ曲線を右から順に■〜■とし、入力トルク制御回路１０が適用される作業用ショベル装置の各種作業動作を例にとって、入力トルク制御回路１０の動作を説明する。まず、作業用ショベル装置の各部が非作動時においては、各油圧回路２１０，３１０のいずれのアクチュエータも作動していない状態のため、当該いずれの油圧回路２１０，３１０のネガコン圧力も最大でほぼ同値となる。従って、僅かながらでも低い方のネガコン圧力が第２のトルク設定手段２０で選択される。
【００５９】一方、第１のトルク設定手段１４０では、エンジン２００の出力不足によるエンストを防止するためにトルクシフトを行うことが通例なので、各アクチュエータの非作動時においては、目標入力トルクは一般に最大値が選択される。従って、トルクシフト圧力は０が選択される。即ち、第１のトルク設定手段１４０が適用されれば、各可変容量ポンプ２０１，３０１はＰ−Ｑ曲線■に従って動作制御されることになる。
【００６０】しかしながら、目標入力トルク選択手段３０は高い方の圧力を選択するので、第２のトルク選択手段２０からのネガコン圧力が各油圧ピストン機構１３１，１３２に付勢され、例えば、各可変容量ポンプ２０１，３０１はＰ−Ｑ曲線■に従って動作制御される。
【００６１】そして、例えば、かかる状態から作業用ショベル装置のブームを下げる動作が行われるとする。かかるブームの油圧シリンダ（アクチュエータ）が、第１の油圧回路２１０に接続されているとすると、第１の油圧回路２１０に流入している圧油が係る油圧シリンダ側に供給されるので、そのネガコン圧力は急速に低下を生じる。
【００６２】従って、第２のトルク設定手段２０では第１の油圧回路２１０のネガコン圧力を選択し、下流側に導通させる。従って、ネガコン検出管路２４内では、かかる急速な圧力の低下を生じるが、その途中に設けられたトルク変動緩和手段４０の逆止弁４１がその下流側の急速な圧力低下を制止する。
【００６３】即ち、ネガコン検出管路２４内における逆止弁４１の下流側の圧油が戻り管路４２を通過して徐々にタンクＴに排出され、ゆっくりと逆止弁４１よりも上流側の圧力に移行する。このときのネガコン圧力がＰ−Ｑ曲線■からＰ−Ｑ曲線■までシフトさせるだけの圧力変動を生じている場合には、かかる変動が徐々に行われる。
【００６４】このとき、仮に第１のトルク設定手段１４０で、各可変容量ポンプ２０１，３０１をＰ−Ｑ曲線■に従って制御するトルクシフト圧力が選択されていると、目標入力トルク選択手段３０により、Ｐ−Ｑ曲線■からＰ−Ｑ曲線■までの変動が徐々に行われることになる。いずれの場合にせよ、トルク変動緩和手段４０により、目標入力トルクの変動が急速に行われることが防止される。
【００６５】変動前の各可変容量ポンプ２０１，３０１の作動状態がＰ−Ｑ曲線■上の点Ｂにある時、Ｐ−Ｑ曲線■に移行するトルク変動を生じた場合、その作動状態はＰ−Ｑ曲線■上の点Ａとなる。仮に、このトルク変動が急速に行われると、各可変容量ポンプ２０１，３０１の吐出流量は急速に跳ね上がることになり、ブームの下降動作も急な挙動をもって開始されることになる。しかしながら、入力トルク制御回路１０ではトルク変動緩和手段４０の作用によりトルク変動が徐々に行われるため、このような瞬発的な動作の開始を有効に回避することができる。かかる効果は、ブームの回動のみではなく、作業用ショベル装置の各部における全ての動作について同様である。
【００６６】次に、作業用ショベル装置における均し作業等の精度を要求される操作の場合の入力トルク制御回路１０の動作を説明する。この均し作業は、作業用ショベル装置のブーム上げ動作及びアームの掘削動作を同時に行う操作が行われるが、操作レバーによる操作自体は浅く、従って、各油圧回路２１０，３１０のネガコン圧力は大きくは低下しない。従って、第２のトルク設定手段２０で選択されたいずれかの油圧回路２１０，３１０のネガコン圧力は、目標入力トルク選択手段３０でも選択され、各油圧ピストン機構１３１，１３２に付勢される。
【００６７】このとき、ネガコン圧力は通常の掘削動作よりも高いので目標入力トルクを小さく設定することができる。従って、各可変容量ポンプの吐出流量も少なく設定され、各アクチュエータの動作速度を遅速化することができ、高い精度で作業を行うことが可能である。またこの場合にも、トルク変動緩和手段４０により、仮にネガコン圧力に急な低下を生じても目標入力トルクの急上昇が抑制されるので、より高精度の作業を行うことに好適である。
【００６８】次に、作業用ショベル装置における掘削・積み込み作業等の操作量の大きい場合の入力トルク制御回路１０の動作を説明する。この場合、操作量が大きいため各油圧回路２１０，３１０のネガコン圧力は大きく低下する。一方、第１のトルク設定手段１４０では操作量の大きな作業に備え、トルクシフト圧力が低く設定される。しかしながら、第２のトルク設定手段２０で選択されたネガコン圧力は第１のトルク設定手段１４０で設定されたトルクシフト圧力よりも低くなるため、目標入力トルク選択手段３０では第１のトルク設定手段１４０で設定されたトルクシフト圧力が選択され、当該トルクシフト圧力が各油圧ピストン機構１３１，１３２に付勢される。これにより、従来と同様に、目標入力トルクを大きく設定した状態で作業が行われる。
【００６９】また、かかる掘削・積み込み作業にあっては短時間各アクチュエータが非作動状態となる場合が生じるが、このときネガコン圧力の上昇を生じ、これにより当該ネガコン圧力が各油圧ピストン機構１３１，１３２に付勢され得る。しかし、その後再び作動状態に戻ってネガコン圧力が低下しても、その急速な変動はトルク変動緩和手段４０により回避されると共に、目標入力トルク選択手段３０で再びトルクシフト圧力が選択されるため、各アクチュエータへの影響は回避される。
【００７０】以上のように、本実施形態の入力トルク制御回路１０では、全てのアクチュエータの非作動状態からいずれかのアクチュエータの作動を開始する場合に、第２のトルク設定手段２０により、定トルク制御手段１３０の目標入力トルクに変動を生ぜしめると共に、トルク変動抑制手段４０により、目標入力トルクの変動速度を遅速化するため、瞬発的な動作の開始を有効に回避し、滑らかに作動させることができ、操縦者に良好な操作性を提供することが可能である。また、瞬発的な動作の発生を防止するため、それにより発生する操作レバーのレバーハンチングの防止にも効果的である。
【００７１】さらに、第２のトルク設定手段２０が第１と第２の油圧回路の各アクチュエータの総作動量が多い方のネガコン圧力を選択するので、即ち前記アクチュエータの作動を確実に検知することとなり、操作を行っているにもかかわらずトルク設定手段２０による目標入力トルクが変動しないという不都合を回避することができる。
【００７２】また、目標入力トルク選択手段３０により、第１と第２のトルク設定手段１４０，２０で特定する目標入力トルクの小さい方が選択されるので、駆動源の出力トルク不足の発生を有効に回避することができる。
【００７３】なお、本実施形態では、第１のトルク設定手段として、操縦者による任意の選択或いは作業に応じた選択により目標入力トルクを設定する構成を示したが、その他の場合として、エンジンの出力時の回転数を検出（エンジンセンシング）し、出力過多による回転数の増加により目標入力トルクを増加させ、出力不足による回転数の低下により目標入力トルクを低減させる構成を採っても良い。
【００７４】また、前述したトルク変動緩和手段４０には、図４に示すように、戻り管路４２の途中であって可変調整絞り弁４３の上流側位置にアキュムレータ４４を設ける構成としても良い。かかる構成の場合、ネガコン検出管路２４内が一定圧力以上を保持しているときにアキュムレータ４４内に圧油が蓄積され、各アクチュエータの操作量が増加してネガコン検出管路２４内の圧力低下が生じたときに、逆止弁４１より下流側ではアキュムレータ４４内の圧油が排出されてその圧力低下はゆっくり行われることになる。従って、係る構成の場合、トルク変動がより緩慢に行われるため、作業用ショベル装置の瞬発的な動作の開始をより有効に回避することができる。
【００７５】さらに、図５に他のトルク変動緩和手段４０Ａを示す。このトルク変動緩和手段４０Ａは、前述同様にネガコン検出管路２４の途中に設けられた逆止弁４１と、この逆止弁４１を回避するように当該逆止弁４１の上流でネガコン検出管路２４から分岐して逆止弁４１の下流側に再び戻る回避管路４２Ａと、この回避管路４２Ａの途中に設けられた可変調整絞り弁４３Ａと、ネガコン検出管路２４の途中であって回避管路４２Ａよりも下流側に設けられたアキュムレータ４４Ａとを有する構成を採っている。
【００７６】係る構成の場合、ネガコン検出管路２４内が一定圧力以上を保持しているときにアキュムレータ４４Ａ内に圧油が蓄積され、各アクチュエータの操作量が増加してネガコン検出管路２４内の圧力低下が生じたときに、回避管路４２Ａ内を圧油が可変調整絞り弁４３Ａにより流動を制限されつつ逆流を生じるが、回避管路４２Ａより下流側ではアキュムレータ４４Ａ内の圧油が排出されてその圧力低下はゆっくり行われることになる。従って、係る構成の場合、トルク変動が緩慢に行われるため、作業用ショベル装置の瞬発的な動作の開始を有効に回避することができる。
【００７７】（第２の実施形態）次に、本願発明の第２の実施形態について図６に基づいて説明する。なお、本実施形態で示す各構成の内、前述した入力トルク制御回路１０で示した構成と同一のものについては同符号を付して重複する説明は省略するものとする。
【００７８】この第２の実施形態では、前述した第１のトルク設定手段１４０の構成の一部の機能と目標入力トルク選択手段３０の機能とトルク変動緩和手段４０の機能とをＣＰＵ，ＲＯＭ，Ａ／Ｄ変換器等を含む電子回路にて構成された演算部１４６Ｂにて行う入力トルク制御回路１０Ｂを示している。
【００７９】即ち、演算部１４６Ｂは、前述したネガコン検出管路２４の末端部に設けられた圧力センサ１４９Ｂの検出圧力と入力装置１４７から入力設定されるトルクシフト圧力とを比較し大きい圧力を選択しそれに応じた信号を出力する目標入力トルク選択手段３０Ｂと、この目標入力トルク選択手段３０Ｂで選択された圧力の変動の速度が一定の値を超えるときにその変動速度を低減すると共に、その低減した変動速度でパワーシフト制御用比例制御弁１４５の圧力を決定する駆動信号を出力するトルク変動緩和手段４０Ｂとを備えている。
【００８０】係る構成の場合、ネガコン検出管路２４内の圧力が常時圧力センサ１４９Ｂにて検出され、入力装置１４７で設定されたトルクシフト圧力と比較される。そして、各アクチュエータの操作量が変化してネガコン検出管路２４内で急速な圧力変動を生じたときであって、その変動前と変動後の圧力が入力装置１４７で設定されたトルクシフト圧力以上のときには、トルク変動緩和手段４０Ｂによりパワーシフト制御用比例制御弁１４５で調節する圧力の変動速度が遅速化され各油圧ピストン機構１３１，１３２に伝達される。従って、係る構成の場合も、トルク変動が緩慢に行われるため、作業用ショベル装置の瞬発的な動作の開始を有効に回避することができる。
【００８１】前述のトルク変動緩和手段４０では、目標入力トルクの急速な上昇のみを回避していたが、このトルク変動緩和手段４０Ｂでは、急速な上昇及び急速な低下の双方を抑制する設定としても良い。また、この入力トルク制御回路１０Ｂでは、入力トルク制御回路１０と比較して油圧回路の構成を簡略化し部品点数を低減しているため、生産性の向上並びに生産コストとの低減を図ることを可能としている。
【００８２】（第３の実施形態）次に、本願発明の第３の実施形態について図７及び図８に基づいて説明する。図７は第３の実施形態たる入力トルク制御回路１０Ｃの回路図を示す。また、図８はこの入力トルク制御回路１０Ｃと接続された第１の油圧回路２１０Ｃと第２の油圧回路３１０Ｃを示す。なお、本実施形態で示す各構成の内、前述した入力トルク制御回路１０で示した構成と同一のものについては同符号を付して重複する説明は省略するものとする。
【００８３】前述した入力トルク制御回路１０では、各油圧回路２１０，３１０の下流側からそれぞれネガコン圧力を検出し、それらの内のいずれか低い方の圧力が第１のトルク設定手段１４０で設定されたトルクシフト圧力よりも高い場合に、そのネガコン圧力に基づいて目標入力トルクのトルクシフトを行う構成を示したが、いわゆるポジティブコントロール圧力（以下、ポジコン圧力とする）に基づいて目標入力トルクのトルクシフトを行うことも可能である。
【００８４】このため、本実施形態では第１及び第２の油圧回路２１０Ｃ，３１０Ｃが前述した各油圧回路２１０，３１０と比較して僅かながら構成が異なっている。まず、この点について説明すると、図８の如く、入力トルク制御回路１０Ｃではネガコン圧力を検出しないのでネガコン管路１５２，１６２が存在しない。従って、各通過管路２１１，３１１は、各切り替えバルブ２１２，３１２群に圧油を供給して、各ネガコン管路１５２，１６２に分岐することなく、タンクＴに接続されている。
【００８５】一方、入力トルク制御回路１０Ｃは、上述のポジコン圧力に基づいて目標入力トルクを特定する第２のトルク設定手段２０Ｃを備える点において、入力トルク制御回路１０と異なっている。
【００８６】かかる第２のトルク設定手段２０Ｃは、図７の如く、第１の油圧回路２１０Ｃの切り替えバルブ２１２の双方向のポジコン圧力（図７の操作レバー２１６から二方向に出力される圧力）をそれぞれ検出しこれらのポジコン圧力のいずれか高い方を選択する高圧優先型シャトル弁２１Ｃと、第２の油圧回路３１０Ｃの切り替えバルブ３１２の双方向のポジコン圧力（図７の操作レバー３１６から二方向に出力される圧力）をそれぞれ検出しこれらのポジコン圧力のいずれか高い方を選択する高圧優先型シャトル弁２２Ｃと、高圧優先型シャトル弁２１Ｃと高圧優先型シャトル弁２２Ｃとで選択された各ポジコン圧力のいずれか高い方を選択する高圧優先型シャトル弁２３Ｃと、高圧優先型シャトル弁２３Ｃで選択されたポジコン圧力Poが入力されるとこれに対応した圧力Ｐを出力する逆転弁２４Ｃと、この逆転弁２４Ｃの出力段側に接続された出力管路２５Ｃとを含む構成を採っている。
【００８７】上記逆転弁２４Ｃは、入力される圧力Poと出力する圧力Ｐが式Ｐ＝Pi−Poとなるように設定されている。ここで、圧力Piは制御用ポンプ１０３から逆転弁２４Ｃに供給される一定圧力である。
【００８８】また、出力管路２５Ｃは逆転弁２４Ｃから目標入力トルク選択手段３０の高圧優先型シャトル弁３１に接続されている。そして、前述したトルク変動緩和手段４０とソレノイドバルブ１１とは、ネガコン圧力検出管路２４に替えてこの出力管路２５Ｃの途中に設けられている。
【００８９】さて、上述の構成の場合、高圧優先型シャトル弁２１Ｃに入力される二つのポジコン圧力は、切り替えバルブ２１２のスプールを移動させるための圧力であるため、いずれかのポジコン圧力が高いときには第１の油圧回路２１０Ｃに接続されたアクチュエータはその操作量が大きい状態にある。そして、二つのポジコン圧力はそれぞれアクチュエータに正方向の動作と逆方向の動作とを指示する圧力であるため、いずれのポジコン圧力が高いときでもアクチュエータの操作量は大きい状態にある。従って、高圧優先型シャトル弁２１Ｃによりいずれか高い方のポジコン圧力を選択することで、アクチュエータの操作量の増減を検出することができる。これは、高圧優先型シャトル弁２２Ｃについても同様のことがいえる。
【００９０】そして、各高圧優先型シャトル弁２１Ｃ，２２Ｃで選択されたポジコン圧力のいずれか高い方のポジコン圧力を選択することで、第１の油圧回路２１０Ｃのアクチュエータと第２の油圧３１０Ｃのアクチュエータのいずれか操作量が大きい方を特定している。さらに、特定されたポジコン圧力の増加に対応して減少し、減少に対応して増加する圧力を出力する逆転弁２４Ｃによりポジコン圧力を逆転させると共に当該逆転された圧力をトルク変動緩和手段４０を介して目標入力トルク選択手段３０に出力している。このため、目標入力トルク選択手段３０に出力される圧力は、入力トルク制御回路１０におけるネガコン圧力とほぼ同様の変化をすることとなり、入力トルク制御回路１０Ｃにおいても、入力トルク制御回路１０と同様に作用し、同様の効果を得ることを可能としている。
【００９１】なお、上記説明では、図７に示すように、第１（第２）の油圧回路２１０Ｃ（３１０Ｃ）につき一つの切り替えバルブ２１２（３１２）しか図示していないが、実際は図８の如く複数の切り替えバルブ２１２（３１２）を備えている。従って、各切り替えバルブ２１２（３１２）ごとに操作レバー２１６（３１６）が設けられ、各切り替えバルブ２１２（３１２）ごとに双方向のポジコン圧力をそれぞれ検出している。さらに、各切り替えバルブ２１２（３１２）のポジコン圧力をそれぞれ比較する高圧優先型シャトル弁（図示略）を有しており、最終的に第１（第２）の油圧回路２１０Ｃ（３１０Ｃ）の各切り替えバルブ２１２（３１２）の中で最も高いポジコン圧力が高圧優先型シャトル弁２３Ｃに導かれる構成となっている。即ち、高圧優先型シャトル弁２３Ｃでは、第１の油圧回路２１０Ｃで最高のポジコン圧力と第２の油圧回路３１０Ｃで最高のポジコン圧力とを比較する構成となっている。
【００９２】また、この入力トルク制御回路１０Ｃでは、ポジコン圧力でトルクシフトを行う構成であるため、ネガコン圧力に基づいて制御されていた第１及び第２の流量制御手段１５０，１６０に替えて、ポジコン圧力に基づいて制御される第１及び第２の流量制御手段１５０Ｃ，１６０Ｃが設けられている。
【００９３】この第１（第２）の流量制御手段１５０Ｃ（１６０Ｃ）は、油圧ピストン機構１５１（１６１）と、上述した第１（第２）の油圧回路２１０Ｃ（３１０Ｃ）の各切り替えバルブ２１２（３１２）の中で最も高いポジコン圧力を検出し油圧ピストン機構１５１（１６１）に付勢するポジティブコントロール圧力管路（以下、ポジコン管路と略記する）１５２Ｃ（１６２Ｃ）と、油圧ピストン機構１５１（１６１）と方向切り替え弁１１５（１２５）のスプールとの間に設けられたてこ機構１５３Ｃ（１６３Ｃ）とを備えている。
【００９４】このてこ機構１５３Ｃ（１６３Ｃ）は支点を挟んで一端が油圧ピストン機構１５１（１６１）に押圧接触し、他端が方向切り替え弁１１５（１２５）のスプールに押圧接触している。従って、油圧ピストン機構１５１（１６１）に圧力が付勢されると、前述した第１（第２）の流量制御手段１５０（１６０）とは逆方向にスプールを押圧することになる。
【００９５】即ち、この第１（第２）の流量制御手段１５０Ｃ（１６０Ｃ）は、ポジコン圧力が上昇する（操作量が大きくなる）と、可変容量ポンプ２０２（３０２）の吐出流量を増加せしめることになるので、前述した第１（第２）の流量制御手段１５０（１６０）とほぼ同様に機能することとなる。
【００９６】（第４の実施形態）次に、本願発明の第４の実施形態について図９に基づいて説明する。なお、本実施形態で示す各構成の内、前述した入力トルク制御回路１０Ｃで示した構成と同一のものについては同符号を付して重複する説明は省略するものとする。
【００９７】この第４の実施形態では、前述した第１のトルク設定手段１４０の構成の一部の機能と目標入力トルク選択手段３０の機能とトルク変動緩和手段４０の機能とをＣＰＵ，ＲＯＭ，Ａ／Ｄ変換器等を含む電子回路にて構成された演算部１４６Ｄにて行う入力トルク制御回路１０Ｄを示している。
【００９８】即ち、演算部１４６Ｄは、前述した高圧優先型シャトル弁２３Ｃの出力段の下流側に設けられた圧力センサ１４９Ｄで検出された圧力Poに対応した圧力Ｐを出力する圧力値変換部１２Ｄと、この出力される圧力Ｐと入力装置１４７から入力設定されるトルクシフト圧力とを比較し大きい圧力を選択しそれに応じた信号を出力する目標入力トルク選択手段３０Ｄと、この目標入力トルク選択手段３０Ｄで選択された圧力の変動の速度が一定の値を超えるときにその変動速度を低減すると共に、その低減した変動速度でパワーシフト制御用比例制御弁１４５の圧力を決定する駆動信号を出力するトルク変動緩和手段４０Ｄとを備えている。
【００９９】そして、上記圧力値変換部１２Ｄは、入力される圧力Poと出力する圧力Ｐが式Ｐ＝Pi−Poとなるように設定されている。ここで、数値Piは圧力Ｐの値が目標入力トルクのトルクシフトに好適な値となるように設定された値である。
【０１００】係る構成の場合、高圧優先型シャトル弁２３Ｃで選択されたポジコン圧力Poが常時圧力センサ１４９Ｄにて検出され、これに基づく変換圧力Ｐが入力装置１４７で設定されたトルクシフト圧力と比較される。そして、各アクチュエータの操作量が変化してポジコン圧力Poに急速な圧力変動を生じ、これに伴い変換圧力Ｐも急速な変動を生じたときであって、その変動前と変動後の圧力が入力装置１４７で設定されたトルクシフト圧力以上のときには、トルク変動緩和手段４０Ｄによりパワーシフト制御用比例制御弁１４５で調節する圧力の変動速度が遅速化され各油圧ピストン機構１３１，１３２に伝達される。従って、かかる構成の場合も、トルク変動が緩慢に行われるため、作業用ショベル装置の瞬発的な動作の開始を有効に回避することができる。
【０１０１】前述のトルク変動緩和手段４０Ｃでは、目標入力トルクの急速な上昇のみを回避していたが、このトルク変動緩和手段４０Ｄでは、急速な上昇及び急速な低下の双方を抑制する設定としても良い。また、この入力トルク制御回路１０Ｄでは、入力トルク制御回路１０Ｃと比較して油圧回路の構成を簡略化し部品点数を低減しているため、生産性の向上並びに生産コストとの低減を図ることを可能としている。
【０１０２】
【発明の効果】本願発明では、全てのアクチュエータの非作動状態からいずれかのアクチュエータの作動を開始する場合に、第２のトルク設定手段により、定トルク制御手段の目標入力トルクに変動を生ぜしめると共に、トルク変動抑制手段により、目標入力トルクの変動速度を遅速化するため、瞬発的な動作の開始を有効に回避し、滑らかに作動させることができ、操縦者に良好な操作性を提供することが可能である。また、瞬発的な動作の発生を防止するため、それにより発生する操作レバーのレバーハンチングの防止にも効果的である。
【０１０３】また、本願発明において、油圧回路の各アクチュエータにより高い精度が要求される操作量が小さい作業を行う場合、第２のトルク設定手段では小さい値の目標入力トルクを特定する機能を備えており、その一方で、目標入力トルク選択手段ではより小さい値の目標入力トルクが選択されるので、仮に第１のトルク設定手段で特定されている目標入力トルクが小さくても大きくても、定トルク制御手段で維持する目標入力トルクは必ず小さい値の目標入力トルクとすることができる。
【０１０４】従って、各可変容量ポンプの吐出流量も少なく設定され、各アクチュエータの動作速度を遅速化することができる。従って、本願発明の構成によれば、高い精度で作業を行うことが可能である。またこの場合にも、トルク変動緩和手段により、目標入力トルクの急上昇が抑制されるので、より高精度の作業を行うことに好適である。
【０１０５】また、目標入力トルク選択手段により、第１と第２のトルク設定手段で特定する目標入力トルクの小さい方が選択されるので、駆動源の出力トルク不足の発生を有効に回避することができる。
【０１０６】さらに、二つの可変容量ポンプの入力トルク制御を行う構成の場合には、第２のトルク設定手段が第１と第２の油圧回路の各アクチュエータの総作動量が多い場合における当該操作量に基づく目標入力トルクを選択するので、即ちアクチュエータの作動を確実に検知することとなり、操作を行っているにもかかわらず第２のトルク設定手段による目標入力トルクが変動しないという不都合を回避することができる。
【出願人】 【識別番号】０００１４０７１９
【氏名又は名称】株式会社加藤製作所
【出願日】 平成１２年３月１３日（２０００．３．１３）
【代理人】 【識別番号】１０００７９１６４
【弁理士】
【氏名又は名称】高橋 勇
【公開番号】 特開２００１−２５４６８１（Ｐ２００１−２５４６８１Ａ）
【公開日】 平成１３年９月２１日（２００１．９．２１）
【出願番号】 特願２０００−６８２４０（Ｐ２０００−６８２４０）