JP2013040487A - Work machine - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、油圧ショベルなどの作業機械に関する。 The present invention relates to a work machine such as a hydraulic excavator.
従来より、操作レバーの操作量に応じた傾転制御信号によりポンプ傾転を制御するようにした装置が知られている（たとえば特許文献１参照）。この特許文献１に記載の装置では、操作レバーの操作量に応じた傾転制御信号を出力して比例電磁弁を駆動し、この比例電磁弁の駆動によって切換弁に作用するパイロット圧（指令圧）を調整し、切換弁の駆動によりポンプ傾転を目標ポンプ傾転に制御するようにしている。
2. Description of the Related Art Conventionally, there has been known an apparatus that controls pump tilting by a tilt control signal corresponding to an operation amount of an operation lever (see, for example, Patent Document 1). In the device described in
上述した特許文献に記載の装置では、指令圧の目標値と実測値とのズレに基づいて傾転制御信号（目標駆動電流）を補正することにより、比例電磁弁の個体差による傾転誤差を補正している。しかし、指令圧が同じであっても、ポンプ間の個体差によりポンプ傾転が油圧ポンプ毎に異なるおそれがある。そのため、エンジントルクカーブとポンプトルクカーブとのマッチング点でエンジンが運転される重負荷作業では、同一型式の作業機械であっても、油圧ポンプの吸収トルクに差が生じてマッチング点でのエンジン回転数が作業機械間でずれ、その結果、作業量に差が生じるおそれがある。 In the device described in the above-mentioned patent document, the tilt error due to the individual difference of the proportional solenoid valve is corrected by correcting the tilt control signal (target drive current) based on the deviation between the target value of the command pressure and the actual measured value. It is corrected. However, even if the command pressure is the same, there is a possibility that the pump tilt may be different for each hydraulic pump due to individual differences between the pumps. For this reason, in heavy load work where the engine is operated at the matching point between the engine torque curve and the pump torque curve, even with the same type of work machine, there is a difference in the absorption torque of the hydraulic pump, causing the engine rotation at the matching point. The number may shift between the work machines, and as a result, the work amount may vary.
以下では、実施の形態の図面の符号を参考のために付して説明するが、これにより本発明が実施の形態に限定されるものではない。
請求項１の発明は、目標エンジン回転数を指示するエンジン回転数指示手段１５と、前記エンジン回転数指示手段１５で指示されたエンジン回転数に基づき、予め定めた出力トルクカーブに沿った出力で運転されるエンジン２１と、前記エンジン２１の実回転数と前記目標エンジン回転数との偏差を第１偏差として算出する第１偏差算出手段６２１と、前記エンジン２１で駆動され、傾転が調節される可変容量油圧ポンプ１と、電磁比例減圧弁４から出力される指令圧で前記可変容量油圧ポンプ１の傾転を調節する傾転調節手段３と、操作レバー１２の操作量に応じた目標傾転を出力する目標傾転出力手段９と、前記目標傾転と前記第１偏差とに基づいて、前記電磁比例減圧弁４を駆動する傾転制御信号を演算する傾転制御信号演算手段６０Ａと、前記可変容量油圧ポンプ１の個体差を補償する学習を行う学習手段６０Ｂとを備える。
そして、前記学習手段６０Ｂは、前記学習を指示する指示手段１３と、前記出力トルクカーブの設計値と前記可変容量油圧ポンプの負荷トルクカーブの設計値とが交差するマッチング点における運転条件で作業機械を運転した状態で、前記エンジン２１の実回転数と前記マッチング点における基準回転数との偏差を第２偏差として算出する第２偏差算出手段６３１と、前記マッチング点における運転条件で作業機械が運転されているとき、前記第２偏差が予め定めた閾値未満となるように前記傾転調節信号を増減して傾転を増減する傾転増減手段６３２，Ｓ４０６〜Ｓ４１５と、前記傾転増減手段で前記第２偏差が予め定めた閾値未満になるように傾転制御信号を増減して傾転を増減したとき、傾転増減を行う制御量の積算値を算出する増減量算出手段Ｓ４１６と、前記積算値を記憶媒体６４２に記憶する記憶制御手段Ｓ４１６とを備え、前記第２偏差算出手段６３１と、前記傾転増減手段６３２，Ｓ４０６〜Ｓ４１５と、前記増減量算出手段Ｓ４０６〜Ｓ４１５と、前記記憶制御手段Ｓ４１６とは、前記指示手段１３により前記学習が指示されているときに動作することを特徴とする。
In the following, the reference numerals of the drawings of the embodiments are given for reference, but the present invention is not limited to the embodiments.
According to the first aspect of the present invention, an engine speed instruction means 15 for instructing a target engine speed, and an output along a predetermined output torque curve based on the engine speed instructed by the engine speed instruction means 15. The
Then, the learning means 60B includes an instruction means 13 for instructing the learning, a work machine under an operating condition at a matching point where the design value of the output torque curve and the design value of the load torque curve of the variable displacement hydraulic pump intersect. , The second deviation calculating means 631 for calculating a deviation between the actual rotational speed of the
本発明によれば、可変容量油圧ポンプの個体差に起因した高負荷作業時の作業量のばらつきを抑制することができる。本発明での油圧ポンプの個体差とは、同一作業負荷、同一運転条件下で実傾転がばらつき、ポンプ吸収トルクがばらつくことを指称する。このばらつきにより、エンジン出力トルクカーブとポンプ吸収トルクカーブとのマッチング点でのエンジン回転数がばらつく。本発明は、このようなマッチング点でのエンジン回転数のばらつきを抑制し、以て、作業量のばらつきを抑制するものである。 According to the present invention, it is possible to suppress a variation in the amount of work during high load work due to individual differences of variable displacement hydraulic pumps. The individual difference of the hydraulic pump in the present invention refers to the fact that the actual tilt varies under the same work load and the same operation condition, and the pump absorption torque varies. Due to this variation, the engine speed at the matching point between the engine output torque curve and the pump absorption torque curve varies. The present invention suppresses variations in engine speed at such matching points, thereby suppressing variations in work amount.
図１〜図１５を参照して本発明による作業機械の一実施の形態について説明する。図１は、本発明による作業機械に係る傾転制御装置の構成を示す図である。この傾転制御装置は、たとえば図２の油圧ショベルに搭載される。図２に示すように油圧ショベルは、走行体１０１と、旋回可能な旋回体１０２と、旋回体に回動可能に軸支されたブームＢＭ，アームＡＭ，バケットＢＫからなる作業装置１０３とを有する。
With reference to FIGS. 1-15, one Embodiment of the working machine by this invention is described. FIG. 1 is a diagram showing a configuration of a tilt control apparatus according to a work machine according to the present invention. This tilt control device is mounted on, for example, the hydraulic excavator shown in FIG. As shown in FIG. 2, the hydraulic excavator includes a
図１において、エンジン２１により駆動される可変容量形の油圧ポンプ１からの圧油は、制御弁１１を介して作業装置１０３のブームシリンダＢＭＣに供給される。制御弁１１は操作レバー１２の操作により駆動され、操作レバー１２の操作量に応じてブームシリンダＢＭＣへの圧油の流れが制御される。なお、操作レバー１２は後述するように油圧ポンプ１の目標ポンプ傾転θ０も指令する。
In FIG. 1, the pressure oil from the variable displacement
油圧ポンプ１の傾転（吐出容積）はレギュレータ３により調節される。図１Ｂはレギュレータ３の詳細を示す。レギュレータ３は、ポンプコントローラ６０から出力された目標駆動電流ｉ０により油圧ポンプ１の傾転角を目標駆動電流ｉ０が示す目標ポンプ傾転角に一致するよう制御するものであり、電磁比例減圧弁４と、サーボ弁６１と、サーボピストン６２とを有している。電磁比例減圧弁４はポンプコントローラ６０から目標駆動電流ｉ０を入力し、その目標駆動電流ｉ０に比例した指令圧を出力し、サーボ弁６１はその指令圧により作動してサーボピストン６２の位置を制御し、サーボピストン６２は油圧ポンプ１の斜板１ａを駆動し、その傾転角を制御する。
The tilt (discharge volume) of the
油圧ポンプ１の吐出圧力は、チェックバルブ６３を介してサーボ弁６１の入力ポートに導かれるとともに、通路５４を介してサーボピストン６２の小径室６２ａに常時作用している。パイロットポンプ６６の吐出圧力が電磁比例減圧弁４の入力ポートに導かれ、電磁比例減圧弁４が作動することにより減圧されて指令圧となる。この指令圧は通路６７を通ってサーボ弁６１のパイロットピストン６１ａに作用する。また、油圧ポンプ１の吐出圧力がパイロットポンプ６６の吐出圧力より低いとき、パイロットポンプ６６の吐出圧力がサーボアシスト圧としてチェックバルブ６９を介してサーボ弁６１の入力ポートに導かれる。
The discharge pressure of the
図１Ｃに電磁比例減圧弁４に与えられる目標駆動電流ｉ０と油圧ポンプ１の斜板１ａの傾転角（以下、適宜、単に油圧ポンプ１の傾転角あるいはポンプ傾転という）との関係を示す。
FIG. 1C shows the relationship between the target drive current i0 applied to the electromagnetic proportional
目標駆動電流ｉ０がＲ１以下のとき電磁比例減圧弁４は作動せず、電磁比例減圧弁４からの指令圧は０である。このためサーボ弁６１のスプール６１ｂはスプリング６１ｃによって図示左方向に押され、油圧ポンプ１の吐出圧力（あるいはパイロットポンプ６６の吐出圧）がチェックバルブ６３、スリーブ６１ｄ、スプール６１ｂを通ってサーボピストン６２の大径室６２ｂに作用する。サーボピストン６２の小径室６２ａにも、通路５４を通って油圧ポンプ１の吐出圧力が作用しているが、面積差によってサーボピストン６２は図示右方に移動する。
When the target drive current i0 is equal to or less than R1, the electromagnetic proportional
サーボピストン６２が図示右方に移動すると、フィードバックレバー７１はピン７２を支点として図示反時計方向に回転する。フィードバックレバー７１の先端は、ピン７３でスリーブ６１ｄと連結しているため、スリーブ６１ｄは図示左方向に移動する。サーボピストン６２の移動は、スリーブ６１ｄとスプール６１ｂの開口部の切り欠きが閉じるまで行われ、それが完全に閉じるとサーボピストン６２は停止する。
When the
これらの作動により油圧ポンプ１の傾転角は最小位置になり、油圧ポンプ１の吐出流量が最少になる。
By these operations, the tilt angle of the
目標駆動電流ｉ０がＲ１よりも大きくなり電磁比例減圧弁４が作動すると、電磁比例減圧弁４の作動量に応じた指令圧が通路６７を通ってサーボ弁６１のパイロットピストン６１ａに作用し、スプール６１ｂをスプリング６１ｃの力とつりあう位置まで図示右方に移動させる。スプール６１ｂが移動するとサーボピストン６２の大径室６２ｂは、スプール６１ｂ内部の通路を経由してタンク７５につながる。サーボピストン６２の小径室６２ａには、通路５４を通じて常時油圧ポンプ２の吐出圧力（あるいはパイロットポンプ６６の吐出圧）が作用しているためサーボピストン６２は図示左方に移動し、大径室６２ｂの作動油はタンク７５に戻される。
When the target drive current i0 becomes larger than R1 and the electromagnetic proportional
サーボピストン６２が図示左方に移動すると、フィードバックレバー７１はピン７２を支点として図示時計方向に回転し、サーボ弁６１のスリーブ６１ｄは図示右方向に移動する。サーボピストン６２の移動は、スリーブ６１ｄとスプール６１ｂの開口部の切り欠きが閉じるまで行われ、それが完全に閉じるとサーボピストン６２は停止する。
When the
これらの作動により油圧ポンプ１の傾転角が大きくなり、油圧ポンプ１の吐出流量が増加する。また、油圧ポンプ１の吐出流量の増加量は指令圧の上昇量、つまり目標駆動電流ｉ０の増加量に比例する。
By these operations, the tilt angle of the
目標駆動電流ｉ０が低下し電磁比例減圧弁４からの指令圧が低下すると、サーボ弁６１のスプール６１ｂはスプリング６１ｃの力とつりあう位置まで図示左方に戻され、油圧ポンプ２の吐出圧力（あるいはパイロットポンプ６６の吐出圧）がサーボ弁６１のスリーブ６１ｄ、スプール６１ｂを通ってサーボピストン６２の大径室６２ｂに作用し、小径室６２ａとの面積差によってサーボピストン６２は図示右方に移動する。
When the target drive current i0 decreases and the command pressure from the electromagnetic proportional
サーボピストン６２が図示右方に移動すると、フィードバックレバー７１はピン７２を支点として図示反時計方向に回転し、サーボ弁６１のスリーブ６１ｄは図示左方向に移動する。サーボピストン６２の移動は、スリーブ６１ｄとスプール６１ｂの開口部の切り欠きが閉じるまで行われ、それが完全に閉じるとサーボピストン６２は停止する。
When the
これらの作動によりポンプ１の傾転角が小さくなり、油圧ポンプ１の吐出流量が減少する。油圧ポンプ１の吐出流量の減少量は指令圧の低下量、つまり目標駆動電流ｉ０の低下量に比例する。
なお、電磁比例減圧弁４の二次圧力である指令圧は、油圧ポンプ１の傾転を制御する圧力であり、傾転制御圧とも呼ぶ。
By these operations, the tilt angle of the
The command pressure that is the secondary pressure of the electromagnetic proportional
エンジン２１は、油圧ポンプ１、サブポンプ６６の他に冷却ファン用油圧ポンプ３１も駆動する。油圧ポンプ３１は、不図示の冷却ファンの不図示のファンモータを駆動するための圧油を供給する可変容量型の油圧ポンプである。メインリリーフ弁３２は、油圧ポンプ１で供給される圧油の最高圧力を規定する。
The
コントローラ１０は、エンジンを制御するエンジンコントローラ４０と、ポンプ傾転を制御するポンプコントローラ６０とを備えている。エンジンコントローラ４０と、ポンプコントローラ６０の詳細は後述する。
The
コントローラ１０には、電磁比例減圧弁４の二次圧力である指令圧を検出する圧力センサ５と、キースイッチ７と、後述する第１の学習モードを指示する第１の学習モードスイッチ８と、操作レバー１２の操作量に応じた制御圧力（例えばポジコン圧Ｐｎ）を検出する圧力センサ９とが接続されている。また、コントローラ１０には、後述する第２の学習モードを指示する第２の学習モードスイッチ１３と、作業モードを切り換える作業モード選択スイッチ１４と、エンジン２１の回転数を設定するエンジンコントロールダイアル１５と、油圧ポンプ１の吐出圧力を検出する圧力センサ２５と、エンジン２１の回転数を検出する回転数センサ２６とが接続されている。
The
本実施の形態の油圧ショベルの作業モードとして、たとえば、通常の掘削作業時に選択されるパワーモードと、重掘削作業時に選択されるハイパワーモードと、軽負荷時に選択されるエコノミーモードとが設けられている。 As work modes of the excavator of the present embodiment, for example, a power mode selected during normal excavation work, a high power mode selected during heavy excavation work, and an economy mode selected during light load are provided. ing.
本発明によるポンプ傾転制御装置が対象となる油圧ポンプ１は、傾転角センサを搭載せず、レバー操作量に応じた目標傾転に基づいてポンプ傾転が制御される。基本的には次の（ａ）〜（ｃ）により電磁比例減圧弁４の駆動電流が決定される。
（ａ）図３の目標ポンプ傾転テーブルを用いて、圧力センサ９で検出したポジコン圧Ｐｎ、すなわち、操作レバー１２の操作量に応じて目標傾転θ０が決定され、
（ｂ）図４の目標指令圧テーブルを用いて、（ａ）で決定した目標傾転θ０となるようにサーボ弁６１を駆動する目標指令圧Ｐ０が決定され、
（ｃ）図５の目標駆動電流テーブルを用いて、決定された目標指令圧Ｐ０を電磁比例減圧弁４が出力するのに必要な駆動電流ｉ０を決定する。
The
(A) Using the target pump tilt table of FIG. 3, the target tilt θ0 is determined according to the positive control pressure Pn detected by the
(B) Using the target command pressure table of FIG. 4, the target command pressure P0 for driving the
(C) The drive current i0 necessary for the electromagnetic proportional
しかし、目標駆動電流ｉ０でポンプ傾転を制御するだけでは、電磁比例減圧弁４の個体差に起因した傾転のずれが発生する。そこで、本実施の形態では、以下（１）で説明する第１の学習制御により電磁比例減圧弁４の個体差を補償する。第１の学習制御では、目標指令圧Ｐ０に対する目標駆動電流ｉ０のテーブル（図５参照）を学習する。操作レバー１２の操作量に応じた目標指令圧Ｐ０を用いて更新後の目標駆動電流テーブルを参照すれば、電磁比例減圧弁４の個体差を補償することができる。
However, only by controlling the pump tilt with the target drive current i0, a shift in tilt due to the individual difference of the electromagnetic proportional
また、第1の学習制御による目標駆動電流テーブルから読み出した目標駆動電流ｉ０で電磁比例減圧弁４を駆動して目標指令圧Ｐ０を発生した場合、油圧ポンプ１の個体差に起因した傾転ずれが発生して、後述するようにエンジン回転数にずれが生じる。そこでこの実施の形態では、油圧ポンプ１の個体差に起因したエンジン回転数のずれを以下（２）で説明する第２の学習制御により補償する。
In addition, when the electromagnetic proportional
第２の学習制御では、ポンプ個体差を補償するための補償指令圧ΔＰcompを取得し、第１の学習制御で取得した目標駆動電流テーブルを参照する際の目標指令圧Ｐ０に補償指令圧ΔＰcompを加算する。すなわち、目標指令圧Ｐ０に補償指令圧ΔＰcompを加算した目標指令圧Ｐ０finalで目標駆動電流テーブルを参照することにより、ポンプ個体差を補償した駆動電流ｉ０finalを取得することができる。 In the second learning control, the compensation command pressure ΔPcomp for compensating for the individual pump difference is acquired, and the compensation command pressure ΔPcomp is used as the target command pressure P0 when the target drive current table acquired in the first learning control is referred to. to add. That is, by referring to the target drive current table with the target command pressure P0final obtained by adding the compensation command pressure ΔPcomp to the target command pressure P0, the drive current i0final compensated for individual pump differences can be obtained.
以下、第１および第２の学習制御を説明する。
（１）電磁比例減圧弁の個体差による傾転ずれを補償するための第１の学習制御
電磁比例減圧弁４の入出力特性の一例を図６に、電磁比例減圧弁４から出力される指令圧Ｐａに対するポンプ傾転θａの特性の一例を図７に示す。図６において、特性Ａ０は基準特性であり、電磁比例減圧弁４への駆動電流ｉの増加に伴い、指令圧Ｐは増加する。このような電磁比例減圧弁４の特性には個体差があり、基準特性Ａ０に対して許容公差±Δα内でばらつき、たとえば、図示のように実際の特性Ａは基準特性Ａ０に対してずれる。
Hereinafter, the first and second learning controls will be described.
(1) First learning control for compensating for tilt deviation due to individual differences of the electromagnetic proportional pressure reducing valve FIG. 6 shows an example of input / output characteristics of the electromagnetic proportional
このため、たとえば目標指令圧Ｐ３ｃを発生させようとして基準特性Ａ０に基づき電磁比例減圧弁４に駆動電流ｉ３を出力すると実際の指令圧はＰ３となり、目標指令圧Ｐ３ｃと実際の指令圧Ｐ３とが乖離する。その結果、図７に示すように実際のポンプ傾転θ３と目標ポンプ傾転θ３ｃとが異なり、操作レバー１２の操作に応じた良好な作業を行うことができなくなる。すなわち、電磁比例減圧弁４の個体差によりレバー操作量に対するポンプ傾転がばらつくおそれがある。
Therefore, for example, when the drive current i3 is output to the electromagnetic proportional
そこでこの実施の形態では、通常運転時において、電磁比例減圧弁４の個体差による傾転誤差を補償する補正を行う。すなわち、後述する第１の学習制御により、目標傾転θ０から定まる目標指令圧Ｐ０に対する目標駆動電流ｉ０の目標駆動電流テーブル（図５）を更新する。
Therefore, in this embodiment, during normal operation, correction is performed to compensate for a tilt error due to individual differences of the electromagnetic proportional
（２）ポンプ個体差によるエンジン回転数ずれを補償するための駆動電流の補正
油圧ショベルのような作業機械では、フラットなエンジントルクカーブ(いわゆる、アイソクロナス特性)を有するエンジンを使用している。作業機械用エンジンはまた、定格最高トルクを超える回転数領域では、急激にトルクが低減するドループ特性を有している。作業機械では、このようなエンジントルクカーブを利用して、作業負荷トルクとエンジントルクとのマッチング制御を行い、エンジントルクと作業負荷トルクとが合致したマッチング点でエンジンおよび油圧ポンプが運転される。
(2) Correction of drive current to compensate for engine speed deviation due to individual pump differences In a work machine such as a hydraulic excavator, an engine having a flat engine torque curve (so-called isochronous characteristic) is used. The engine for the work machine also has a droop characteristic in which the torque is drastically reduced in the rotation speed region exceeding the rated maximum torque. In the work machine, matching control between the work load torque and the engine torque is performed using such an engine torque curve, and the engine and the hydraulic pump are operated at a matching point where the engine torque and the work load torque match.
一方、油圧ショベルのような作業機械では、重掘削、軽掘削のような作業負荷に応じて、目標回転数に対するポンプ目標トルク線図を有している。したがって、上述したマッチング制御において、ポンプ目標トルク線図から算出されるポンプ吸収トルクの目標値に対して実際のポンプ傾転がポンプ毎にずれると、マッチング点におけるポンプ吸収トルクがずれてしまい、エンジン回転数がポンプ間で異なってしまう。その結果、最大作業量が作業機械ごとにばらつくことがある。 On the other hand, a working machine such as a hydraulic excavator has a pump target torque diagram with respect to a target rotational speed in accordance with a work load such as heavy excavation and light excavation. Therefore, in the above-described matching control, if the actual pump tilt shifts for each pump with respect to the target value of the pump absorption torque calculated from the pump target torque diagram, the pump absorption torque at the matching point shifts and the engine The number of revolutions varies between pumps. As a result, the maximum amount of work may vary from work machine to work machine.
実施の形態の油圧ショベルでは、図８に示すように、エンジンコントロールダイアル１５で指示した所定目標回転数Ｎａにおけるエンジン最大定格出力からエンジン回転数の増加に応じて出力トルクが減少するように、エンジン２１の出力トルクカーブＴＣｅが設定されている。また、油圧ポンプ１のポンプ吸収トルクに関しては、目標回転数に対する目標トルクカーブが作業モードごとに設定されている。例えば、図９はハイパワーモード時の目標トルクカーブＴＣｐを示している。
In the hydraulic excavator according to the embodiment, as shown in FIG. 8, the engine torque is reduced so that the output torque decreases as the engine speed increases from the engine maximum rated output at the predetermined target speed Na indicated by the
重掘削作業などの高負荷状態で油圧ショベルが運転されたとき、図８に示すように、油圧ポンプ１の負荷トルクカーブＴＣｐとエンジン２１の出力トルクカーブＴＣｅとの交点ＫＰｒで油圧ポンプ１およびエンジン２１が運転制御される。このような運転制御は次のようなエンジン制御とポンプ傾転制御により実現される。
When the hydraulic excavator is operated in a high load state such as heavy excavation work, as shown in FIG. 8, the
電子ガバナ２２は、トルクレギュレーション特性のプロファイルに基づいて、ポンプ負荷に応じて燃料噴射や噴射タイミングを制御してエンジンを駆動する。作業機械が高負荷作業を行うとき、エンジン２１は、ポンプ負荷に応じてエンジン回転数が高速側に増速されてドループ特性領域で運転されることがある。このとき、エンジン実回転数Ｎａｃと目標回転数Ｎ０との偏差に基づいて油圧ポンプ1の傾転を大きくするような制御（スピードセンシング制御）が行われる。このスピードセンシング制御に伴いポンプ吸収トルクが増減し、エンジン２１の燃料噴射がトルクレギュレーション特性のプロファイルに基づいて制御される。このような油圧ポンプ1とエンジン２１の駆動制御により、油圧ショベルは図８のマッチング点ＫＰｒで運転される。
The
油圧ポンプ１の個体差によるポンプ傾転のばらつきは、図９に示す基準ポンプ吸収トルクカーブＴＣｐに対してポンプ吸収トルクカーブＴＣｐ１，ＴＣｐ２のように表れる。したがって、図8において、油圧ポンプ１の負荷トルクカーブＴＣｐ１，ＴＣｐ２とエンジン２１の出力トルクカーブＴＣｅとが交差するマッチング点が、基準となるポンプ吸収トルクカーブＴＣｐの場合の交点ＫＰｒに対して、交点Ｋｐ１，Ｋｐ２のように変動する。そのため、マッチング点におけるエンジン２１の実回転数Ｎ１，Ｎ２が基準回転数Ｎｒから乖離する。
Variations in pump tilt due to individual differences of the
図８および図９において、エンジン回転数Ｎａは、エンジンコントロールダイアル１５で指示されたエンジン回転数、エンジン回転数Ｎｒは、マッチング点ＫＰｒにおけるエンジン回転数であり、設計上定まる基準エンジン回転数である。Ｎ１は、マッチング点ＫＰ１におけるエンジン回転数、Ｎ２は、マッチング点ＫＰ２におけるエンジン回転数を表している。
8 and 9, the engine speed Na is the engine speed instructed by the
そこで、本発明では、上述したマッチング点のエンジン回転数がポンプの個体差でばらつかないように、電磁比例減圧弁４へ印加する駆動電流を補正する。この実施形態では、マッチング点におけるエンジン回転数のずれを補償するために第２の学習制御を行い、目標駆動電流テーブル（図５）を参照して駆動電流を算出する際に使用される目標指令圧Ｐ０を、油圧ポンプ１の個体差に応じて学習して補償指令圧ΔＰcompを取得する。第２の学習制御で取得した補償指令圧ΔＰcompは固定値であり、後述するように通常制御時に記憶部６４２（図１１）から読み出して使用される。
なお、目標駆動電流テーブル（図５）は第1の学習制御で更新される。
Therefore, in the present invention, the drive current applied to the electromagnetic proportional
The target drive current table (FIG. 5) is updated by the first learning control.
図１０と図１１に基づいて、コントローラ１０に設けられたエンジンコントローラ４０と、ポンプコントローラ６０を説明する。
The
−エンジンコントローラ４０−
図１０はエンジンコントローラ４０の一例を示すブロック図である。エンジンコントローラ４０には、作業モード選択スイッチ１４からの作業モード信号と、エンジンコントロールダイアル１５からの目標エンジン回転数指令信号と、回転数センサ２６からの実エンジン回転数信号が入力される。
-Engine controller 40-
FIG. 10 is a block diagram showing an example of the
作業モード選択スイッチ１４は、ハイパワーモード（ＨＰモード）、パワーモード（Ｐモード）、エコノミモード（Ｅモード）の３つのモードを選択する。エンジンコントロールダイアル１５は、目標エンジン回転数指令信号を出力する。回転数センサ２６は、エンジンの実回転数を検出して実エンジン回転数信号を出力する。
The work
エンジンコントローラ４０は、目標回転数演算部４１と、トルクレギュレーション設定部４２と、燃料噴射量演算部４３と、ガバナ制御部４４とを有し、電子ガバナ２２にガバナ駆動信号を出力する。
The
目標回転数演算部４１は、作業モード信号と、目標エンジン回転数指令信号とに基づいて、目標エンジン回転数指令信号を生成する。トルクレギュレーション設定部４２は、目標エンジン回転数指令信号に基づいて、トルクレギュレーション特性のプロファイルを設定する。この実施の形態のトルクレギュレーション特性は、図８に示すように、低負荷側ではアイソクロナス特性を有し、高負荷側ではドループ特性を有する特性である。
The target
燃料噴射量演算部４３は、トルクレギュレーション設定部４２で設定されたトルクレギュレーション特性のプロファイルと実エンジン回転数信号とに基づいて、燃料噴射量と噴射タイミングを定義した噴射信号を生成してガバナ制御部４４に出力する。ガバナ制御部４４は、噴射信号に基づいて電子ガバナ駆動信号を生成して電子ガバナ２２を駆動する。これにより、エンジンコントローラ１０は、エンジン駆動信号を電子ガバナ２２に供給し、エンジン２１は電子ガバナ２２により所望の出力で運転される。
The fuel injection
（２）ポンプコントローラ６０
図１１はポンプコントローラ６０の一例を示すブロック図である。符号６０Ｂが第２の学習制御で使用される構成を示し、符号６０Ａは、それ以外のポンプ傾転制御で使用される構成を示す。
(2)
FIG. 11 is a block diagram illustrating an example of the
ポンプコントローラ６０には、ポジコン圧力センサ９からの実ポジコン圧信号Ｐｎと、作業モード選択スイッチ１４からの作業モード指令信号と、第２の学習モードスイッチ１３からの第２の学習モード指令信号と、エンジンコントロールダイアル１５からの目標エンジン回転数指令信号と、回転数センサ２６からのエンジンの実回転数信号と、指令圧（傾転制御圧力）センサ５からの実指令圧信号とが入力される。また、ポンプ圧力センサ２５からポンプ圧力も入力されている。
The
ポジコン圧信号Ｐｎは目標ポンプ傾転テーブル６０１に入力される。目標ポンプ傾転テーブル６０１は、図３の目標ポンプ傾転テーブルに対応し、ポジコン圧Ｐｎから目標傾転θ０を算出する。目標ポンプ傾転テーブル６０１から出力された目標傾転θ０は傾転最小値選択部６０２に入力されている。
The positive control pressure signal Pn is input to the target pump tilting table 601. The target pump tilt table 601 corresponds to the target pump tilt table of FIG. 3 and calculates the target tilt θ0 from the positive control pressure Pn. The
作業モード選択信号は、目標エンジン回転数−ポンプ吸収トルクテーブル６０３と、作業モード−エンジン回転数テーブル６０４に入力されている。作業モード−エンジン回転数テーブル６０４は、入力された作業モードに応じてエンジン回転数の上限値を選択してエンジン回転数最小値選択部６０５に入力する。このエンジン回転数最小値選択部６０５には、エンジンコントロールダイアル１５で設定された目標エンジン回転数も入力されており、エンジン回転数最小値選択部６０５は、作業モードに応じた上限エンジン回転数と目標エンジン回転数のいずれか小さい回転数を選択する。
The work mode selection signal is input to the target engine speed-pump absorption torque table 603 and the work mode-engine speed table 604. The work mode-engine speed table 604 selects an upper limit value of the engine speed according to the input work mode and inputs it to the engine speed minimum
エンジン回転数最小値選択部６０５で選択された目標エンジン回転数は後段の加算点６２１に入力されている。この加算点６２１には実エンジン回転数も入力され、加算点６２１は実エンジン回転数と目標エンジン回転数との偏差を算出する。このエンジン回転数偏差は、エンジン回転数偏差−補正トルクテーブル６０６に入力され、エンジン回転数偏差−補正トルクテーブル６０６は、エンジン回転数偏差に応じた補正トルクΔＴを算出して加算点６２２に入力する。
The target engine speed selected by the engine speed minimum
目標エンジン回転数−ポンプ吸収トルクテーブル６０３は、ハイパワーモード用のテーブルＨＰ、通常作業モード用のテーブルＰ、エコノミ作業モード用のテーブルＥを有し、入力された作業モード選択信号に基づいていずれかのテーブルが選択される。テーブル６０３の３つのハイパワーモード用のテーブルＨＰ、通常作業モード用のテーブルＰ、エコノミ作業モード用のテーブルＥは、いずれも目標エンジン回転数から目標ポンプ吸収トルクを算出するテーブルである。これらのテーブルでは、エンジン最小値選択部６０５で選択された目標エンジン回転数に応じた目標ポンプ吸収トルクが算出される。目標エンジン回転数−ポンプ吸収トルクテーブル６０３で算出した目標トルクは、後段の加算点６２２に入力される。
The target engine speed-pump absorption torque table 603 includes a table HP for a high power mode, a table P for a normal work mode, and a table E for an economy work mode. The table is selected. The three tables 603 for the high power mode, the table P for the normal work mode, and the table E for the economy work mode are all tables for calculating the target pump absorption torque from the target engine speed. In these tables, the target pump absorption torque corresponding to the target engine speed selected by the engine minimum
なお、目標エンジン回転数−ポンプ吸収トルクテーブル６０３に設定されているハイパワーモード用テーブルＨＰは、図９のポンプ目標トルク線図に対応するテーブルである。 The high power mode table HP set in the target engine speed-pump absorption torque table 603 is a table corresponding to the pump target torque diagram of FIG.
加算点６２２は、作業モード毎に決定されたポンプ吸収トルクＴと、エンジン回転数偏差に応じてテーブル６０６で算出された補正トルクΔＴとを加算する。加算後のトルク（Ｔ＋ΔＴ）が目標トルクＴ０として後段の割り算器６０７に入力される。この割り算器６０７にはポンプ吐出圧力Ｐも入力されており、割り算器６０７は、入力された目標トルクＴ０をポンプ吐出圧力Ｐで除すことにより目標傾転θ０を算出する。この目標傾転θ０は傾転最小値選択部６０２に入力される。
The
傾転最小値選択部６０２には、ポジコン圧Ｐｎに基づいて算出された目標傾転θ０と、割り算器６０７で算出された目標傾転θ０とが入力され、いずれか小さい目標傾転θ０minを出力する。傾転最小値選択部６０２で選択された目標傾転θ０minは目標傾転θ０−目標指令圧Ｐ０テーブル６０８に入力され、目標傾転θ０−目標指令圧Ｐ０テーブル６０８は、入力された目標傾転θ０minから目標指令圧Ｐ０を算出して後段の加算点６２３に入力する。
The minimum
加算点６２３には、後述する第２の学習制御で得られてメモリ６４２に記憶されている目標オフセット指令圧積算値ΔＰcompも入力され、加算点６２３では、テーブル６０８で得られた目標指令圧Ｐ０にメモリ６４２に記憶されている目標オフセット指令圧積算値ΔＰcompが加算される。加算後の最終目標指令圧Ｐ０finalは、後段の目標指令圧Ｐ０−目標駆動電流ｉ０テーブル６０９と、加算点６２５に入力されている。加算点６２５では、加算点６２３で加算された最終目標指令圧Ｐ０finalと実傾転制御圧との偏差が算出される。加算点６２５で算出された目標指令圧と実傾転制御圧との偏差は、指令圧偏差−補正駆動電流テーブル６１０に入力されている。指令圧偏差−補正駆動電流テーブル６１０は、加算点６２５から入力された指令圧偏差に応じて補正駆動電流Δｉfdを算出して加算点６２６に出力する。
A target offset command pressure integrated value ΔPcomp obtained by second learning control described later and stored in the
加算点６２６には、目標指令圧Ｐ０−目標駆動電流ｉ０テーブル６０９で算出された目標駆動電流ｉ０と、指令圧偏差−補正駆動電流テーブル６１０で算出された補正駆動電流Δｉfdとが入力されている。加算点６２６は、次式（１）により目標駆動電流ｉ０finalを算出して電磁弁駆動制御部６４１に入力する。
目標駆動電流ｉ０final＝目標駆動電流ｉ０＋補正駆動電流Δｉfd …（１）
電磁弁駆動制御部６４１は、入力された目標駆動電流ｉ０finalを増幅して電磁比例減圧弁４に電磁弁駆動信号を出力する。
To the
Target drive current i0final = target drive current i0 + corrected drive current Δifd (1)
The electromagnetic valve
ポンプコントローラ６０はさらに学習制御部６０Bを備えている。この学習制御部６０Bは、実エンジン回転数Ｎａｃと基準エンジン回転数Ｎｒとの偏差を算出する加算点６３１と、エンジン回転数偏差−補正傾転指令圧テーブル６３２と、第２の学習モードスイッチ１３により第２の学習モードが選択されていない通常制御中に切換接点Ｗに切り替わり、第２の学習モードが選択されている第２の学習制御中に切換接点Ｔに切り替わるスイッチ６３３とを有している。
The
加算点６３１の出力であるエンジン回転数偏差ΔＮは後段のエンジン回転数偏差−補正傾転指令圧テーブル６３２に入力される。このエンジン回転数偏差−補正傾転指令圧テーブル６３２は、入力されたエンジン回転数偏差ΔＮに応じた補正指令圧ΔＰcorを後段のスイッチ６３３に出力する。切換接点Ｗには、後述するオフセット指令圧積算値ΔＰcompを記憶したメモリ６４２が接続されている。切換接点Ｔには、テーブル６３２が接続され、補正指令圧ΔＰcorが入力される。
The engine speed deviation ΔN that is the output of the
第１の学習制御により、目標指令圧Ｐ０−目標駆動電流ｉ０テーブル６０９が更新され、第２の学習制御により、メモリ６４２にオフセット指令圧積算値ΔＰcompが記憶される。オフセット指令圧積算値ΔＰcompは後述する補償指令圧である。
The target command pressure P0-target drive current i0 table 609 is updated by the first learning control, and the offset command pressure integrated value ΔPcomp is stored in the
図１２は、本実施の形態に係るコントローラ１０での処理の一例を示すフローチャートである。このフローチャートはキースイッチ７のオンにより電源スイッチがオンされるとスタートする。まず、ステップＳ１では、学習モードスイッチ８からの信号に基づいて、第１の学習モードが選択されたか否かを判定する。ステップＳ１が否定されると、ステップＳ５に進み、通常制御を実行する。ステップＳ１が肯定されるとステップＳ２で第１の学習制御を実行する。第1の学習モードを実行した後、ステップＳ３に進む。第３のステップＳでは、第２の学習モードスイッチ１３からの信号に基づいて、第２の学習モードが選択されたか否かを判定する。肯定されるとステップＳ４で第２の学習制御を実行する。ステップＳ３が否定されるとステップＳ５に進み、通常制御を実行する。
FIG. 12 is a flowchart showing an example of processing in the
上述したように第１の学習モードとは、電磁比例減圧弁４の個体差を補償する学習制御であり、第２の学習モードとは、油圧ポンプ１の個体差を補償する学習制御である。
As described above, the first learning mode is learning control that compensates for individual differences in the electromagnetic proportional
（１）第１の学習制御
図１３は、第１の学習制御処理を示すフローチャートである。ステップＳ２０１で目標ポンプ傾転θ０に学習制御用の基準傾転θ０１を代入する。ステップＳ２０２では、予め定めた図４に示す目標指令圧テーブルに基づいて、基準傾転θ０１に応じた目標指令圧Ｐ０１を算出する。ステップＳ２０３で、図５に示す目標駆動電流テーブルに基づいて、目標指令圧Ｐ０１に応じた目標駆動電流ｉ０１を求める。ステップＳ２０４では目標駆動電流ｉ０１を電磁比例減圧弁４へ出力する。次いで、ステップＳ２０５において、指令圧センサ５で検出した電磁比例減圧弁４の指令圧Ｐａ１を読み取って記憶する。
(1) First Learning Control FIG. 13 is a flowchart showing a first learning control process. In step S201, the reference tilt θ01 for learning control is substituted for the target pump tilt θ0. In step S202, a target command pressure P01 corresponding to the reference tilt θ01 is calculated based on a predetermined target command pressure table shown in FIG. In step S203, a target drive current i01 corresponding to the target command pressure P01 is obtained based on the target drive current table shown in FIG. In step S204, the target drive current i01 is output to the electromagnetic proportional
ステップＳ２０６で目標ポンプ傾転θ０に学習制御用の基準傾転θ０２を代入する。ステップＳ２０７では、予め定めた図４に示す目標指令圧テーブルに基づいて、基準傾転θ０２に応じた目標指令圧Ｐ０２を算出する。ステップＳ２０８で、図５示す目標駆動電流テーブルに基づいて、目標指令圧Ｐ０２に応じた目標駆動電流ｉ０２を求める。ステップＳ２０９では目標駆動電流ｉ０２を電磁比例減圧弁４へ出力する。次いで、ステップＳ２１０において、指令圧センサ５で検出した電磁比例減圧弁４の指令圧Ｐａ２を読み取って記憶する。
In step S206, the reference tilt θ02 for learning control is substituted for the target pump tilt θ0. In step S207, a target command pressure P02 corresponding to the reference tilt θ02 is calculated based on a predetermined target command pressure table shown in FIG. In step S208, a target drive current i02 corresponding to the target command pressure P02 is obtained based on the target drive current table shown in FIG. In step S209, the target drive current i02 is output to the electromagnetic proportional
なお、基準傾転θ０１は油圧ポンプ１の最小傾転側の基準値であり、基準傾転θ０２は油圧ポンプ１の最大傾転側の基準値である。
The reference tilt θ01 is a reference value on the minimum tilt side of the
以上のステップＳ２０１〜ステップＳ２１０の処理では、
（１）図４の目標指令圧テーブルを参照して、基準傾転θ０１、θ０２に基づいて目標指令圧Ｐ０１，Ｐ０２が決定され、
（２）図５の目標駆動電流テーブルを参照して、目標指令圧Ｐ０１，Ｐ０２に基づいて目標駆動電流ｉ０１，ｉ０２が決定され、
（３）目標駆動電流ｉ０１，ｉ０２で電磁比例減圧弁４を駆動したときの実指令圧Ｐａ１，Ｐａ２が取得される。
In the processing from step S201 to step S210,
(1) Referring to the target command pressure table of FIG. 4, target command pressures P01 and P02 are determined based on the reference tilts θ01 and θ02,
(2) Referring to the target drive current table of FIG. 5, target drive currents i01 and i02 are determined based on the target command pressures P01 and P02,
(3) The actual command pressures Pa1 and Pa2 when the electromagnetic proportional
ステップＳ２１１では、図５の目標駆動電流テーブル上で、目標駆動電流ｉｏ１と実指令圧Ｐａ１との交点Ｐｉ１をプロットし、目標駆動電流ｉ０２と実指令圧Ｐａ２との交点Ｐｉ２をプロットし、これら両交点Ｐｉ１とＰｉ２とを結ぶ線分を新たな目標駆動電流テーブルとして更新する。すなわち、図５の目標駆動電流テーブルを学習により、実線の更新前特性から一点鎖線の更新後特性に書き換える。
以上が第１の学習制御である。
In step S211, the intersection point Pi1 between the target drive current io1 and the actual command pressure Pa1 is plotted on the target drive current table of FIG. 5, and the intersection point Pi2 between the target drive current i02 and the actual command pressure Pa2 is plotted. A line segment connecting the intersections Pi1 and Pi2 is updated as a new target drive current table. That is, the target drive current table in FIG. 5 is rewritten from the pre-update characteristic of the solid line to the post-update characteristic of the one-dot chain line by learning.
The above is the first learning control.
（２）第２の学習制御（ポンプ個体差補償処理）
上述したように、本実施の形態では、ポンプ個体差による作業量のずれを補償するため補償指令圧ΔＰcompを学習する。学習した補償指令圧ΔＰcompは、上述した目標駆動電流テーブル６０９から目標駆動電流ｉ０を算出する際に使用する目標指令圧Ｐ０に加算される。以下、このポンプ個体差補償指令圧ΔＰcompについて説明する。
(2) Second learning control (pump individual difference compensation process)
As described above, in this embodiment, the compensation command pressure ΔPcomp is learned in order to compensate for a shift in work amount due to individual pump differences. The learned compensation command pressure ΔPcomp is added to the target command pressure P0 used when calculating the target drive current i0 from the target drive current table 609 described above. Hereinafter, the pump individual difference compensation command pressure ΔPcomp will be described.
図１２を参照すると、ステップＳ３において第２の学習モードスイッチ１３がＯＮされて第２の学習モードが設定されていると判定されたとき、ステップＳ４において第２の学習制御を実行する。
Referring to FIG. 12, when it is determined in step S3 that the second
図１４は第２の学習制御の処理を示すフローチャートである。
ステップＳ４０１において、下記条件（ａ１）〜（ａ４）を含む第２の学習制御条件が成立しているか否かを判定する。
（ａ１） ハイパワーモードが作業モード選択スイッチ１４によって選択されている
（ａ２） 第２の学習モードを指示する第２の学習モードスイッチ１３がオンされている
（ａ３） エンジンコントロールダイアル１５でエンジン２１の回転数が最大値に設定されている
（ａ４） 旋回体１０２の旋回操作がされていないこと
なお、以下の（ａ５）を条件に加えることが望ましい
（ａ５） 不図示の油温センサで検出された作動油の温度が所定の温度範囲内である
FIG. 14 is a flowchart showing the second learning control process.
In step S401, it is determined whether or not a second learning control condition including the following conditions (a1) to (a4) is satisfied.
(A1) The high power mode is selected by the work mode selection switch 14 (a2) The second
上記条件（ａ２）の第２の学習モードスイッチ１３は、オペレータが第２の学習制御を実行する意思を作業機械に入力するための指示スイッチである。上記条件（ａ４）は次の理由で条件とされている。旋回体１０２が旋回するときは、エンジン２１に対する公知の減馬力制御がなされるので、この減馬力制御実行中に補償指令圧ΔＰcompを算出すると正確な駆動電流を算出することができない。そのため、上記条件（ａ４）を採用して、旋回中は補償指令圧ΔＰcompの演算処理を行わない、すなわち、第２の学習制御を行わないようにしている。
なお、上記条件（ａ５）における所定の温度範囲とは、たとえば、掘削作業時の作動油温度として想定される温度範囲である。
The second
The predetermined temperature range in the condition (a5) is, for example, a temperature range assumed as the hydraulic oil temperature during excavation work.
コントローラ１０は、ステップＳ４０１において上述した条件（ａ１）〜（ａ４）が全て揃っていると判断すると、ステップＳ４４０において、図１１で説明したスイッチ６３３をＴ位置へ切換え、ステップＳ４０２に進む。ステップＳ４０２において、不図示の冷却ファンの回転数が最も速くなるように、すなわち冷却ファン用油圧ポンプ３１の圧油の吐出量が最も多くなるように冷却ファン用油圧ポンプ３１のポンプ傾転を制御する。これは、エンジン２１の負荷が最も大きな状態とするためである。
If the
以上の状態で、オペレータが操作レバー１２をブーム上げ方向にフル操作して油圧ポンプ１からの圧油をリリーフ弁３２からリリーフさせる。このリリーフ状態をブーム上げリリーフ状態と呼ぶ。
In the above state, the operator fully operates the
コントローラ１０は、ステップＳ４０３において、操作レバー１２がブーム上げ操作されてブーム上げリリーフ状態となったか否かを、圧力センサ９で検出したポジコン圧Ｐｎおよび圧力センサ２５で検出した油圧ポンプ１の吐出圧力から判断する。コントローラ１０は、ステップＳ４０３においてブーム上げリリーフ状態となったと判断すると、ステップＳ４０４において冷却ファンの回転数が安定するまで待機すると共に、ステップＳ４０５において回転数センサ２６によるエンジン２１の回転数の検出値が安定するまで待機する。
In step S403, the
その後、コントローラ１０は、回転数センサ２６で検出されるエンジン２１の実回転数が設計上の基準回転数に近づくように、電磁比例減圧弁４へ印加する駆動電流を調整する。
Thereafter, the
図１４において、ステップＳ４０３〜ステップＳ４０５が全て肯定判定されるとステップＳ４０６に進む。ステップＳ４０６では、回転数センサ２６で検出されたエンジン２１の実回転数と設計上の基準回転数との偏差がたとえばｂ［ｒｐｍ］以内であるか否かを判断する。ステップＳ４０６が肯定判断されるとステップＳ４０７へ進み、タイマフラグＡがゼロか否かを判定し、ゼロであればステップＳ４０８においてタイマＡをセットしてタイマＡによる時間の計時を開始する。その後、ステップＳ４０９において、タイマフラグＡに１をセットし、ステップＳ４１０において、タイマＡがａ秒を計時しているか否かを判定する。ａ秒が経過するまでは、ステップＳ４０６〜４０９を繰り返し実行する。
In FIG. 14, when all of steps S403 to S405 are positively determined, the process proceeds to step S406. In step S406, it is determined whether or not the deviation between the actual engine speed detected by the
ステップＳ４０７でタイマフラグＡが０でないと判定されたときは、ステップＳ４０８，４０９をスキップしてステップＳ４１０に進む。 When it is determined in step S407 that the timer flag A is not 0, steps S408 and 409 are skipped and the process proceeds to step S410.
ここで、ステップＳ４０６における所定回転数ｂ［ｒｐｍ］、およびステップＳ４１０における所定時間ａ秒間は、エンジン２１の回転数を検出する際に行うフィルタ処理（ローパスフィルタ）の特性に応じて設定される。
Here, the predetermined rotation speed b [rpm] in step S406 and the predetermined time a seconds in step S410 are set according to the characteristics of the filter process (low-pass filter) performed when the rotation speed of the
ステップＳ４０６が否定判断されるとステップＳ４２１へ進み、タイマＡをリセットして計時を終了し、ステップＳ４２２において、タイマフラグＡにゼロをセットする。その後、ステップＳ４２３において、前回のオフセットからａ秒経過したかを判定し、否定されるとステップ４０６に戻る。ステップＳ４２３において、前回のオフセットからａ秒が経過していればステップＳ４２４に進み、傾転制御圧（指令圧）をオフセットする。ステップＳ４２４でオフセットされるとステップ４２５においてオフセットを積算し、オフセット積算値Ａを算出してステップＳ４０６に戻る。 If a negative determination is made in step S406, the process proceeds to step S421, the timer A is reset and the time measurement is terminated, and the timer flag A is set to zero in step S422. Thereafter, in step S423, it is determined whether a second has elapsed from the previous offset. In step S423, if a second has elapsed from the previous offset, the process proceeds to step S424, and the tilt control pressure (command pressure) is offset. If offset is performed in step S424, the offset is integrated in step 425, the offset integrated value A is calculated, and the process returns to step S406.
ステップＳ４２４における指令圧のオフセットは、たとえば、エンジン２１の回転数が所定量、たとえばＬ［ｒｐｍ］増減する程度の負荷に相当するポンプ傾転の変更量に対応する値とする。
The command pressure offset in step S424 is, for example, a value corresponding to a change amount of pump tilt corresponding to a load that increases or decreases the rotation speed of the
ステップＳ４１０が肯定判断されるとステップＳ４１１へ進み、回転数センサ２６で検出されたエンジン２１の実回転数と設計上の基準回転数との偏差がたとえばｄ［ｒｐｍ］以内であるか否かを判断する。ステップＳ４１１が肯定判断されるとステップＳ４１２へ進み、タイマフラグＢがゼロか否かを判定し、ゼロであればステップＳ４１３においてタイマＢをセットしてタイマＢによる時間の計時を開始する。その後、ステップＳ４１４において、タイマフラグＢに１をセットし、ステップＳ４１５において、タイマＢがｃ秒を計時しているか否かを判定する。ｃ秒が経過するまでは、ステップＳ４１１〜４１４を繰り返し実行する。
When an affirmative determination is made in step S410, the process proceeds to step S411, and it is determined whether or not the deviation between the actual engine speed detected by the
ここで、ステップＳ４１１における所定回転数ｄ［ｒｐｍ］、およびステップＳ４１５における所定時間ｃ秒間は、エンジン２１の回転数を検出する際に行うフィルタ処理（ローパスフィルタ）の特性に応じて設定される。
Here, the predetermined rotation speed d [rpm] in step S411 and the predetermined time c seconds in step S415 are set according to the characteristics of the filter process (low-pass filter) performed when detecting the rotation speed of the
ステップＳ４１１が否定判断されるとステップＳ４３１へ進み、タイマＢをリセットして計時を終了し、ステップＳ４３２において、タイマフラグＢにゼロをセットする。その後、ステップＳ４３３において、前回のオフセットからｄ秒経過したかを判定し、否定されるとステップ４１１に戻る。ステップＳ４３３において、前回のオフセットからｄ秒が経過していればステップＳ４３４に進み、傾転制御圧（指令圧）をオフセットする。ステップＳ４３４でオフセットされるとステップ４３５においてオフセットを積算し、オフセット積算値Ｂを算出してステップＳ４１１に戻る。 If a negative determination is made in step S411, the process proceeds to step S431, the timer B is reset and the time measurement is ended, and in step S432, the timer flag B is set to zero. Thereafter, in step S433, it is determined whether d seconds have elapsed from the previous offset, and if negative, the process returns to step 411. In step S433, if d seconds have elapsed from the previous offset, the process proceeds to step S434, and the tilt control pressure (command pressure) is offset. If offset is performed in step S434, the offset is integrated in step 435, the offset integrated value B is calculated, and the process returns to step S411.
ステップＳ４２４における指令圧のオフセットは、たとえば、エンジン２１の回転数が所定量、たとえばＭ［ｒｐｍ］増減する程度の負荷に相当するポンプ傾転の変更量に対応する値とする。
The command pressure offset in step S424 is set to a value corresponding to a change amount of the pump tilt corresponding to a load that increases or decreases the rotational speed of the
ステップＳ４２４におけるオフセットにより増減するエンジン回転数Ｌは、ステップＳ４３４におけるオフセットにより増減するエンジン回転数Ｍに比べて大きく設定されている。したがって、ステップＳ４０６からＳ４１０までの処理はエンジン回転数の粗調整であり、ステップＳ４１１から４１５までの処理はエンジン回転数の微調整である。 The engine speed L that increases / decreases due to the offset in step S424 is set larger than the engine speed M that increases / decreases due to the offset in step S434. Therefore, the process from step S406 to S410 is a rough adjustment of the engine speed, and the process from step S411 to 415 is a fine adjustment of the engine speed.
ステップＳ４１５が肯定されると、ステップＳ４１６に進み、ステップＳ４２５のオフセット積算値ＡとステップＳ４３５のオフセット積算値Ｂを加算して補償指令圧ΔＰcompとして図１１のメモリ６４２に記憶される。
なお、ステップＳ４２４およびステップＳ４３５を一度も実行しない場合は、補償指令圧ΔＰcompとしてゼロを不図示のメモリに記憶する。ステップＳ４１６が実行されるとステップＳ４４１に進む、スイッチ６３３をＷ位置に切換えて、本プログラムによる第２の学習が終了する。
If step S415 is affirmed, the process proceeds to step S416, where the integrated offset value A in step S425 and the integrated offset value B in step S435 are added and stored in the
If step S424 and step S435 are never executed, zero is stored in a memory (not shown) as the compensation command pressure ΔPcomp. When step S416 is executed, the process proceeds to step S441. The
（３）通常制御
図１２のステップＳ１およびステップＳ３が否定判定されるとステップＳ５において通常制御が開始される。
図１５は通常制御処理を示すフローチャートである。ステップＳ５０１で圧力センサ９で検出したポジコン圧Ｐｎを読込む。なお、以下では、ポジコン圧の検出値がＰｎ３であったとして説明する。次いで、ステップＳ５０２で、あらかじめ定められた図１１の目標ポンプ傾転テーブル６０１（図３の目標ポンプ傾転テーブルに対応する）によりポジコン圧Ｐｎに対応する目標ポンプ傾転θ０（＝θ０３）を求める。次いで、ステップＳ５０３で、前述した図１１の目標指令圧テーブル６０８（図４の目標指令圧テーブルに対応する）に基づいて、目標ポンプ傾転θ０（＝θ０３）に対応した目標指令圧力Ｐ０（＝Ｐ０３）を求める。ステップＳ５０４では、目標指令圧力Ｐ０（＝Ｐ０３）に図１４の第２の学習制御で得られてメモリ６４２に記憶されているオフセット指令圧積算値ΔＰcompを次式（２）のように、図１１の加算点６２３で積算する。
目標指令圧力Ｐ０＋オフセット指令圧積算値ΔＰcomp＝
最終目標指令圧Ｐ０final …(２）
(3) Normal control If a negative determination is made in step S1 and step S3 in FIG. 12, normal control is started in step S5.
FIG. 15 is a flowchart showing the normal control process. In step S501, the positive control pressure Pn detected by the
Target command pressure P0 + offset command pressure integrated value ΔPcomp =
Final target command pressure P0final (2)
ステップＳ５０５では、新たな目標指令圧Ｐ０finalを使用して図１１の目標駆動電流テーブル６０９（図５の目標駆動電流テーブルに対応する）を参照して目標駆動電流ｉ０を算出する。
ステップＳ５０６において、実傾転制御圧Ｐａを読み込み、新たな目標指令圧Ｐ０との偏差を次式（３）のように、図１１の加算点６２５で算出する。
指令圧偏差ΔＰａ＝目標指令圧力Ｐ０final−Ｐａ …（３）
In step S505, the new target command pressure P0final is used to calculate the target drive current i0 with reference to the target drive current table 609 in FIG. 11 (corresponding to the target drive current table in FIG. 5).
In step S506, the actual tilt control pressure Pa is read, and the deviation from the new target command pressure P0 is calculated at the
Command pressure deviation ΔPa = target command pressure P0final−Pa (3)
ステップＳ５０７では、図１１に示す指令圧と駆動電流の変換テーブル６１０に基づいて、式（３）で算出した指令圧偏差ΔＰａを駆動電流偏差Δｉに変換する。
ステップＳ５０８では、駆動電流偏差ΔｉとステップＳ５０５で算出した駆動電流ｉ０を次式（４）により、図１１の加算点６２６で加算して最終駆動電流ｉ０finalを算出する。
最終駆動電流ｉ０final＝駆動電流偏差Δｉ＋駆動電流ｉ０ …（４）
In step S507, based on the command pressure / drive current conversion table 610 shown in FIG. 11, the command pressure deviation ΔPa calculated by the equation (3) is converted into a drive current deviation Δi.
In step S508, the final drive current i0final is calculated by adding the drive current deviation Δi and the drive current i0 calculated in step S505 at the
Final drive current i0final = drive current deviation Δi + drive current i0 (4)
ステップＳ５０９において、最終駆動電流ｉ０finalを電磁比例減圧弁４に印加して電磁比例減圧弁４を駆動する。これにより、油圧ポンプ１の傾転は、電磁比例減圧弁４の個体差と油圧ポンプ１の個体差をキャンセルするように調整される。
In step S509, the final drive current i0final is applied to the electromagnetic proportional
以上説明した通常制御においては、作業モード、目標エンジン回転数、ポンプ負荷などに拘わらず、オフセット指令圧積算値ΔＰcompが目標指令値Ｐ０に加算される。 In the normal control described above, the offset command pressure integrated value ΔPcomp is added to the target command value P0 regardless of the work mode, the target engine speed, the pump load, and the like.
上述した実施の形態によれば、以下のような作用効果を奏する。
（１）第２の学習モードスイッチ１３がオンされたこと、すなわち、第２の学習制御が指示され、その他所定の条件が整うと、油圧ポンプ１の個体差によって生じる油圧ポンプ１の最大吸収トルクの差を是正するための補償指令圧（オフセット指令圧積算値）ΔＰcompの算出を開始するように構成した。これにより、工場出荷時に補償指令圧ΔＰcompを算出してメモリ６４２に記憶させておくことができる。
According to embodiment mentioned above, there exist the following effects.
(1) When the second
（２）エンジン２１の実回転数が設計上の基準回転数に近づくように補償指令圧ΔＰcompを算出するように構成した。これにより、センサ類を特に追加することなく補償指令圧ΔＰcompを算出できるので、コスト増を抑制できる。
(2) The compensation command pressure ΔPcomp is calculated so that the actual rotational speed of the
（３）ハイパワーモードが作業モード選択スイッチ１４によって選択され、かつ、エンジンコントロールダイアル１５でエンジン２１の回転数が最大値に設定され、かつ、ブーム上げリリーフ状態である最大負荷状態での補償指令圧ΔＰcompを学習するように構成した。これにより、作業負荷が高い状態における油圧ショベル毎の作業量の差が抑制されるので、機体毎の油圧ショベルの性能差を抑制でき、油圧ショベルの品質を向上できる。
(3) Compensation command in the maximum load state in which the high power mode is selected by the work
（４）第１の学習制御により電磁比例減圧弁４の個体差が補償されるようにした。これにより電磁比例減圧弁４毎の特性のばらつきに拘わらず、ポンプ傾転を精度よく制御することができる。その結果、油圧作業機械の微操作性や操作フィーリングを向上することができ、作業効率を向上することができる。
(4) The individual difference of the electromagnetic proportional
−変形例−
（１）第２の学習制御では、油圧ポンプ１の個体差の補償を目標指令圧Ｐ０のオフセット指令圧積算値ΔＰcompを学習するものとした。しかし、目標駆動電流ｉ０を学習して油圧ポンプ１の個体差を補償するようにしてもよい。
（２）本発明は第１の学習制御が必須ではない。したがって、油圧ショベルや作業機械に第２の学習制御のみを実装してもよい。
（３）上述の説明では、オフセット指令圧積算値を算出するにあたり、粗調整によるオフセット指令圧積算と微調整によるオフセット指令圧積算を行うようにした。すなわち、２段階のオフセット積算を行った。しかしながら、２段階のオフセット積算を１段階のオフセット積算に代えてもよい。
-Modification-
(1) In the second learning control, the offset command pressure integrated value ΔPcomp of the target command pressure P0 is learned to compensate for individual differences of the
(2) In the present invention, the first learning control is not essential. Therefore, only the second learning control may be mounted on the hydraulic excavator or the work machine.
(3) In the above description, in calculating the offset command pressure integrated value, the offset command pressure integration by the coarse adjustment and the offset command pressure integration by the fine adjustment are performed. That is, two-stage offset integration was performed. However, the two-stage offset integration may be replaced with a one-stage offset integration.
（４）以上説明した実施の形態では、第２の学習制御で記憶したオフセット指令圧積算値は通常制御において常に加算されるものとした。しかし、本発明の目的が高負荷作業時の作業量のばらつきを抑制することにあるから、高負荷作業時にのみ、学習したオフセット指令圧積算値を加算した目標指令圧Ｐ０を使用するように構成してもよい。
（５）上述の説明では、作業機械の一例として油圧ショベルについて説明したが、本発明を油圧ショベル以外の他の作業機械（たとえばホイールローダなど）に適用してもよい。
（６）上述した各実施の形態および変形例は、それぞれ組み合わせてもよい。
(4) In the embodiment described above, the offset command pressure integrated value stored in the second learning control is always added in the normal control. However, since the object of the present invention is to suppress variation in the amount of work during high-load work, the target command pressure P0 obtained by adding the learned offset command pressure integrated value is used only during high-load work. May be.
(5) In the above description, the hydraulic excavator has been described as an example of the work machine. However, the present invention may be applied to other work machines (for example, a wheel loader) other than the hydraulic excavator.
(6) The above embodiments and modifications may be combined.
１ 可変容量油圧ポンプ ３ レギュレータ
４ 電磁比例減圧弁 ５ 指令圧センサ
８ 第１の学習モードスイッチ ９ ポジコン圧力センサ
１０ コントローラ １２ 操作レバー
１３ 第２の学習モードスイッチ １４ 作業モード選択スイッチ
１５ エンジンコントロールダイアル ２１ エンジン
２２ ガバナ ２５ ポンプ圧センサ
２６ 回転数センサ ３１ 可変容量油圧ポンプ
３２ メインリリーフ弁 ４０ エンジンコントローラ
６０ ポンプコントローラ ６０Ａ 通常制御部
６０Ｂ 第２学習制御部
DESCRIPTION OF
Claims (4)
前記エンジン回転数指示手段で指示されたエンジン回転数に基づき、予め定めた出力トルクカーブに沿った出力で運転されるエンジンと、
前記エンジンの実回転数と前記目標エンジン回転数との偏差を第１偏差として算出する第１偏差算出手段と、
前記エンジンで駆動され、傾転が調節される可変容量油圧ポンプと、
電磁比例減圧弁から出力される指令圧で前記可変容量油圧ポンプの傾転を調節する傾転調節手段と、
操作レバーの操作量に応じた目標傾転を出力する目標傾転出力手段と、
前記目標傾転と前記第１偏差とに基づいて、前記電磁比例減圧弁を駆動する傾転制御信号を演算する傾転制御信号演算手段と、
前記可変容量油圧ポンプの個体差を補償する学習を行う学習手段とを備え、
前記学習手段は、
前記学習を指示する指示手段と、
前記出力トルクカーブの設計値と前記可変容量油圧ポンプの負荷トルクカーブの設計値とが交差するマッチング点における運転条件で作業機械を運転した状態で、前記エンジンの実回転数と前記マッチング点における基準回転数との偏差を第２偏差として算出する第２偏差算出手段と、
前記マッチング点における運転条件で作業機械が運転されているとき、前記第２偏差が予め定めた閾値未満となるように前記傾転調節信号を増減して傾転を増減する傾転増減手段と、
前記傾転増減手段で前記第２偏差が予め定めた閾値未満になるように傾転制御信号を増減して傾転を増減したとき、傾転増減を行う制御量の積算値を算出する増減量算出手段と、
前記積算値を記憶媒体に記憶する記憶制御手段とを備え、
前記第２偏差算出手段と、前記傾転増減手段と、前記増減量算出手段と、前記記憶制御手段とは、前記指示手段により前記学習が指示されているときに動作することを特徴とする作業機械。 Engine speed instruction means for instructing the target engine speed;
An engine that is operated at an output along a predetermined output torque curve based on the engine speed instructed by the engine speed instruction means;
First deviation calculating means for calculating a deviation between the actual engine speed and the target engine speed as a first deviation;
A variable displacement hydraulic pump driven by the engine and adjusted in tilt;
A tilt adjusting means for adjusting the tilt of the variable displacement hydraulic pump with a command pressure output from an electromagnetic proportional pressure reducing valve;
Target tilt output means for outputting the target tilt according to the operation amount of the operation lever;
A tilt control signal calculating means for calculating a tilt control signal for driving the electromagnetic proportional pressure reducing valve based on the target tilt and the first deviation;
Learning means for performing learning to compensate for individual differences of the variable displacement hydraulic pump,
The learning means includes
Instruction means for instructing the learning;
In a state where the work machine is operated under the operating condition at the matching point where the design value of the output torque curve and the design value of the load torque curve of the variable displacement hydraulic pump intersect, the actual rotational speed of the engine and the reference at the matching point Second deviation calculating means for calculating a deviation from the rotational speed as a second deviation;
A tilt increase / decrease means for increasing / decreasing the tilt by increasing / decreasing the tilt adjustment signal so that the second deviation is less than a predetermined threshold when the work machine is operated under the operation condition at the matching point;
Increase / decrease amount for calculating the integrated value of the control amount for increasing / decreasing the tilt when the tilt control signal is increased / decreased by increasing / decreasing the tilt control signal so that the second deviation is less than a predetermined threshold by the tilt increasing / decreasing means. A calculation means;
Storage control means for storing the integrated value in a storage medium,
The second deviation calculation means, the tilt increase / decrease means, the increase / decrease amount calculation means, and the storage control means operate when the learning is instructed by the instruction means. machine.
前記指示手段により前記学習が指示されていない通常作業状態において前記目標傾転と前記第１偏差とに基づいて前記傾転制御信号を演算する際、前記記憶媒体に記憶されている前記積算値に基づく補正演算を実行する補正手段をさらに有することを特徴とする作業機械。 The work machine according to claim 1,
When the tilt control signal is calculated based on the target tilt and the first deviation in a normal working state where the learning is not instructed by the instruction means, the integrated value stored in the storage medium is calculated. A work machine, further comprising a correction means for executing a correction operation based on the work.
前記制御量は前記電磁比例減圧弁から出力される指令圧の目標値であることを特徴とする作業機械。 The work machine according to claim 1 or 2,
The work machine characterized in that the control amount is a target value of a command pressure output from the electromagnetic proportional pressure reducing valve.
前記制御量は前記電磁比例減圧弁に印加する駆動電流であることを特徴とする作業機械。
The work machine according to claim 1 or 2,
The work machine characterized in that the control amount is a drive current applied to the electromagnetic proportional pressure reducing valve.
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