(57)【要約】【課題】より高精度のポンプトルク制御をより容易に実現できる油圧作業機械とポンプトルク補正装置とを提供する。【解決手段】電磁比例弁９のポンプトルク制御圧が立つ管路１６に、ポンプトルク制御圧の検出センサ１７を着脱可能に装着するための油圧回路ジョイントカプラ１８を取り付ける。この油圧回路ジョイントカプラ１８にセンサ１７を着脱可能に装着し、センサ１７と携帯型演算装置１９及び携帯型演算装置１９と車体制御コントローラ１３を信号線を介して接続する。携帯型演算装置１９は、センサ１７から出力される実ポンプトルク制御圧信号と車体制御コントローラ１３から出力される制御信号に応じた目標ポンプトルク制御圧信号との偏差を算出し、車体制御コントローラ１３に送信する。車体制御コントローラ１３は、送信された偏差に基づいて、電磁比例弁９に出力する制御信号を補正する。【選択図】図１
2009293428.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジンにより駆動される可変容量型油圧ポンプと、この可変容量型油圧ポンプの傾転角を制御する傾転制御アクチュエータと、この傾転制御アクチュエータを介して前記可変容量型油圧ポンプの最大ポンプトルクを調整するポンプトルク調整手段と、前記可変容量型油圧ポンプから吐出される圧油により駆動される油圧アクチュエータの操作装置と、この操作装置の操作状態を検出する操作圧検出手段と、前記エンジンの目標回転数を指示する回転数指示手段と、前記操作圧検出手段から出力される操作圧信号及び前記回転数指示手段から出力される回転数信号に基づいて前記エンジンの制御信号及び前記ポンプトルク調整手段の制御信号を算出するコントローラとを備えた油圧作業機械のポンプトルク補正装置において、
前記コントローラから前記ポンプトルク調整手段に出力される制御信号により制御されるポンプトルク制御圧の検出手段を着脱可能に装着するための油圧回路ジョイントカプラと、前記ポンプトルク調整手段に着脱可能に装着されるポンプトルク制御圧の検出手段と、前記検出手段から出力される実ポンプトルク制御圧信号と前記コントローラから出力される制御信号に応じた目標ポンプトルク制御圧信号との偏差を算出する演算手段とを備え、前記コントローラは、前記演算手段にて算出された前記偏差に基づいて、前記ポンプトルク調整手段に出力する制御信号の補正を行うことを特徴とするポンプトルク補正装置。
【請求項２】
前記演算手段として、前記コントローラとは別個に用意された携帯型演算装置を用い、この携帯型演算装置の出力ポートを信号線を介して前記コントローラの入力ポートに着脱可能に接続すると共に、この携帯型演算装置の入力ポートに信号線を介して前記検出手段から出力される実ポンプトルク制御圧信号を入力することを特徴とする請求項１に記載のポンプトルク補正装置。
【請求項３】
前記コントローラとして、前記演算手段が内蔵されたコントローラを用い、このコントローラ内の前記演算手段に、信号線を介して前記検出手段から出力される実ポンプトルク制御圧信号を入力することを特徴とする請求項１に記載のポンプトルク補正装置。
【請求項４】
前記演算手段は、前記コントローラから前記ポンプトルク調整手段に出力される制御信号の最小出力単位毎に前記制御信号を増加又は減少して出力するよう前記コントローラに繰り返し指示を与えると共に、前記コントローラから前記制御信号が出力される毎に、前記検出手段から前記演算手段への前記実ポンプトルク制御圧信号の入力を行い、得られた前記制御信号の出力数に応じた数の前記実ポンプトルク制御圧信号から前記制御信号の補正信号を算出することを特徴とする請求項１に記載のポンプトルク補正装置。
【請求項５】
前記演算手段は、前記コントローラから前記ポンプトルク調整手段に出力される制御信号の最小出力単位以上の大きさで前記制御信号を増加又は減少して出力するよう前記コントローラに繰り返し指示を与えると共に、前記コントローラから前記制御信号が出力される毎に、前記検出手段から前記演算手段への前記実ポンプトルク制御圧信号の入力を行い、得られた前記制御信号の出力数に応じた数の前記実ポンプトルク制御圧信号から前記制御信号の補正信号を算出することを特徴とする請求項１に記載のポンプトルク補正装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、油圧ショベル等の油圧作業機械に備えられた可変容量型油圧ポンプのポンプトルク特性を必要に応じて補正するポンプトルク補正装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、油圧ショベル等の油圧作業機械として、エンジンと、エンジンにより駆動される可変容量型油圧ポンプ（メインポンプ）及びパイロットポンプと、可変容量型油圧ポンプの傾転角を制御するレギュレータと呼ばれる傾転制御アクチュエータと、傾転制御アクチュエータを介して可変容量型油圧ポンプの最大ポンプトルクを調整するポンプトルク調整手段と、可変容量型油圧ポンプから吐出される圧油により駆動されるブームシリンダ、アームシリンダ、バケットシリンダ、走行モータ及び旋回モータ等の油圧アクチュエータと、油圧アクチュエータを操作する操作レバー等の操作装置と、操作装置の操作状態を検出する操作圧センサ等の操作圧検出手段と、操作圧検出手段から出力される操作装置の操作状態に応じた操作圧信号を入力し、これに応じたエンジン及びポンプトルク調整手段の制御信号を出力するコントローラとを備えたものが知られている。
【０００３】
前記ポンプトルク調整手段としては、従来、可変容量型油圧ポンプの吐出圧の変化に拘わらず、最大ポンプトルクを一定に保つように傾転制御アクチュエータを制御するトルク制御弁と、コントローラから出力される制御信号に応じて作動し、トルク制御弁のスプールをばねの弾性力に抗して作動させる電磁比例弁とからなるものが知られている。電磁比例弁は、コントローラから出力される制御信号に応じて開度が制御され、パイロットポンプから吐出されるパイロット圧を開度に応じたポンプトルク制御圧に変換してトルク制御弁に供給する。
【０００４】
かかる構成を有する油圧作業機械において、コントローラは、可変容量型油圧ポンプの吐出圧と操作装置によって指示される目標エンジン回転数に相当するＰＱ線図とから目標最大ポンプトルクを演算により求め、実際の最大ポンプトルクを目標最大ポンプトルクにするための制御信号を電磁比例弁に出力して、電磁比例弁からトルク制御弁の受圧室に供給されるパイロット制御圧を制御する。
【０００５】
ところで、油圧作業機械の実ポンプトルクは、目標エンジン回転数が一定である場合にも、様々な要因によって変動する。例えば、長期間使用されて各部に摩耗が生じた場合や良質でないエンジン燃料が使用された場合には、油圧作業機械の実ポンプトルクがコントローラで演算される目標ポンプトルクよりも低下し、逆に、新しいエンジンを使用する場合には、実ポンプトルクが目標ポンプトルクよりも大きくなる場合がある。そして、実ポンプトルクが目標ポンプトルクよりも低下した場合には、作業中に必要なポンプトルクが得られずにエンジンストールを生じやすくなり、作業性を著しく低下させる。反対に、コントローラで演算される目標ポンプトルクよりも高い実ポンプトルクを発生できる場合には、折角の高いポンプトルクを有効利用できないという不都合を生じる。
【０００６】
また、可変容量型油圧ポンプのポンプトルク特性は、前述したような特別な要因がない場合にも、コントローラの性能や電磁比例弁の性能によっては無視できない誤差が生じ、前述と同様の不都合を生じる。
【０００７】
本願出願人は先に、かかる不都合を解決するため、トルク補正値設定機能としてのＥＥＰＲＯＭが備えられたコントローラと、ＥＥＰＲＯＭと所要のコネクタを介して着脱可能に接続される携帯型の入力装置とからなり、携帯型の入力装置に備えられたキーボードを操作することによりＥＥＰＲＯＭに設定されるトルク補正値に基づいて、エンジン回転数に応じたベースのエンジントルク特性を補正するポンプトルク補正装置を提案した（例えば、特許文献１参照。）。このポンプトルク補正装置によれば、エンジンストールのおそれがある場合にはトルク補正値を負の値に設定することによりエンジンストールの発生を防止することができ、逆に、エンジントルクが大きい場合にはトルク補正値を正の値に設定することによりエンジントルクを十分に利用することができる。
【特許文献１】特開平９−１７７６７９公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、本願出願人が先に提案したポンプトルク補正装置は、保守員がエンジンの状態を見て、経験上エンジンストール等の不都合を解消可能なトルク補正値を携帯型の入力装置に入力する構成であるので、最適なトルク補正値を入力するためには豊かな経験と試行錯誤の繰り返しによる複数回の入力作業とを必要とし、経験の浅い保守員が使用した場合には、油圧作業機械のポンプトルク特性を正確に補正することが難しく、かつその補正に長時間を要するという問題がある。
【０００９】
本発明は、かかる従来技術の問題点を解決するためになされたもので、その目的は、より高精度のポンプトルク制御をより容易に実現できる油圧作業機械とポンプトルク補正装置とを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明は、この目的を達成するため、第１に、エンジンにより駆動される可変容量型油圧ポンプと、この可変容量型油圧ポンプの傾転角を制御する傾転制御アクチュエータと、この傾転制御アクチュエータを介して前記可変容量型油圧ポンプの最大ポンプトルクを調整するポンプトルク調整手段と、前記可変容量型油圧ポンプから吐出される圧油により駆動される油圧アクチュエータの操作装置と、この操作装置の操作状態を検出する操作圧検出手段と、前記エンジンの目標回転数を指示する回転数指示手段と、前記操作圧検出手段から出力される操作圧信号及び前記回転数指示手段から出力される回転数信号に基づいて前記エンジンの制御信号及び前記ポンプトルク調整手段の制御信号を算出するコントローラとを備えた油圧作業機械のポンプトルク補正装置において、前記コントローラから前記ポンプトルク調整手段に出力される制御信号により制御されるポンプトルク制御圧の検出手段を着脱可能に装着するための油圧回路ジョイントカプラと、前記ポンプトルク調整手段に着脱可能に装着されるポンプトルク制御圧の検出手段と、前記検出手段から出力される実ポンプトルク制御圧信号と前記コントローラから出力される制御信号に応じた目標ポンプトルク制御圧信号との偏差を算出する演算手段とを備え、前記コントローラは、前記演算手段にて算出された前記偏差に基づいて、前記ポンプトルク調整手段に出力する制御信号の補正を行うという構成にした。
【００１１】
かかる構成によると、ポンプトルク制御圧の検出手段を常時油圧作業機械に備える必要がなく、必要に応じて油圧回路ジョイントカプラを油圧作業機械に装着することにより、ポンプトルク補正装置を油圧作業機械に装着できるので、コントローラから出力される制御信号の補正を低コストに実施することができる。また、この検出手段から出力される実ポンプトルク制御圧信号に基づいて、演算手段がコントローラから出力される制御信号の補正信号を算出するので、保守員の経験の程度や作業の繰り返しによらず常に最適な補正信号を算出することができる。
【００１２】
本発明は第２に、前記第１のポンプトルク補正装置において、前記演算手段として、前記コントローラとは別個に用意された携帯型演算装置を用い、この携帯型演算装置の出力ポートを信号線を介して前記コントローラの入力ポートに着脱可能に接続すると共に、この携帯型演算装置の入力ポートに信号線を介して前記検出手段から出力される実ポンプトルク制御圧信号を入力するという構成にした。
【００１３】
かかる構成によると、コントローラとは別個に用意された携帯型演算装置を用いてコントローラから出力される制御信号の補正信号を算出するので、従来より油圧作業機械に用いられているコントローラを改変する必要がなく、制御信号の補正機能を有する油圧作業機械を低コスト化に実施することができる。
【００１４】
本発明は第３に、前記第１のポンプトルク補正装置において、前記コントローラとして、前記演算手段が内蔵されたコントローラを用い、このコントローラ内の前記演算手段に、信号線を介して前記検出手段から出力される実ポンプトルク制御圧信号を入力するという構成にした。
【００１５】
かかる構成によると、コントローラにて所要の補正信号の算出と、算出された補正信号に基づいた制御信号の補正とを行うので、コントローラ以外の補正信号の演算手段を用意する必要がなく、システム構成を簡略化することができる。
【００１６】
本発明は第４に、前記第１のポンプトルク補正装置において、前記演算手段は、前記コントローラから前記ポンプトルク調整手段に出力される制御信号の最小出力単位毎に前記制御信号を増加又は減少して出力するよう前記コントローラに繰り返し指示を与えると共に、前記コントローラから前記制御信号が出力される毎に、前記検出手段から前記演算手段への前記実ポンプトルク制御圧信号の入力を行い、得られた前記制御信号の出力数に応じた数の前記実ポンプトルク制御圧信号から前記制御信号の補正信号を算出するという構成にした。
【００１７】
かかる構成によると、演算手段により、コントローラから出力される制御信号の分解能で、当該制御信号の補正信号を算出するので、最も高精度の補正信号を算出することができ、油圧作業機械を最適な状態にすることができ、エンジントルクの無駄の防止と、作業の効率化とを図ることができる。
【００１８】
本発明は第５に、前記第１のポンプトルク補正装置において、前記演算手段は、前記コントローラから前記ポンプトルク調整手段に出力される制御信号の最小出力単位以上の大きさで前記制御信号を増加又は減少して出力するよう前記コントローラに繰り返し指示を与えると共に、前記コントローラから前記制御信号が出力される毎に、前記検出手段から前記演算手段への前記実ポンプトルク制御圧信号の入力を行い、得られた前記制御信号の出力数に応じた数の前記実ポンプトルク制御圧信号から前記制御信号の補正信号を算出するという構成にした。
【００１９】
かかる構成によると、演算手段により、コントローラから出力される制御信号の分解能以上の間隔で当該制御信号の補正信号を算出するので、制御信号の分解能で補正信号を算出する場合に比べて、補正信号の算出を簡略化でき、制御信号の補正を容易なものにすることができる。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によると、必要に応じて油圧回路ジョイントカプラを油圧作業機械に装着することにより、ポンプトルク補正装置を油圧作業機械に装着できるので、コントローラから出力される制御信号の補正を適宜行うことができる。また、ポンプトルク制御圧の検出手段を常時油圧作業機械に備える必要がないので、制御信号の補正を低コストに実施することができる。また、ポンプトルク制御圧の検出手段から出力される実ポンプトルク制御圧信号に基づいてコントローラから出力される制御信号を補正するので、保守員の経験の程度や作業の繰り返しによらず常に最適な補正信号を算出することができ、油圧作業機械を最適な状態にすることができる。これにより、エンジンストール及びポンプトルクの無駄を防止できて、掘削などの作業の効率化を図ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
以下、本発明に係る油圧作業機械及びこれに適用されるポンプトルク補正装置の第１実施形態を図に基づいて説明する。本発明の第１実施形態は、補正信号の演算手段として、車体制御コントローラとは別個の携帯型演算装置を用いたことを特徴とする。
【００２２】
図１は第１実施形態に係る油圧作業機械及びポンプトルク補正装置の構成図であり、油圧作業機械は、エンジン１と、このエンジン１によって駆動される可変容量型油圧ポンプ（メインポンプ）２及びパイロットポンプ３と、これらの各ポンプ２，３に供給する作動油を蓄えるタンク４とを備えている。
【００２３】
また、この油圧作業機械には、可変容量型油圧ポンプ２から吐出される圧油によって駆動される、例えばブームシリンダ及びアームシリンダ等の図示しない油圧アクチュエータと、この油圧アクチュエータを操作する操作装置５と、メインポンプ２の傾転角を制御する傾転制御アクチュエータ６と、メインポンプ２の最大ポンプトルクを調整するポンプトルク調整手段７とを備えている。
【００２４】
傾転制御アクチュエータ６は、メインポンプレギュレータとも呼ばれ、傾転制御増トルク受圧室６ａと、傾転制御減トルク受圧室６ｂと、これらの各受圧室６ａ，６ｂの間を移動するスプール６ｃとを有しており、ポンプトルク調整手段７によって制御されるスプール６ｃの位置に応じて、可変容量型油圧ポンプ２の傾転方向及び傾転量を制御する。
【００２５】
ポンプトルク調整手段７は、可変容量型油圧ポンプ２の吐出圧の変化に拘わらず、最大ポンプトルクを一定に保つように傾転制御アクチュエータ６を制御するトルク制御弁８と、後に説明する車体制御コントローラ１３から出力される制御信号に応じて作動し、トルク制御弁８のスプール８ａをばね８ｂの力に抗して作動させる電磁比例弁９とからなる。
【００２６】
トルク制御弁８は、電磁比例弁９によって生成されるポンプトルク制御圧が供給される減トルク制御受圧室８ａと、可変容量型油圧ポンプ２の吐出圧が供給されるＰＱ制御受圧室８ｂと、減トルク制御受圧室８ａに供給されるポンプトルク制御圧及びＰＱ制御受圧室８ｂに供給される可変容量型油圧ポンプ２の吐出圧に応じて移動されるトルク制御スプール８ｃと、トルク制御スプール８ｃの移動を規制する設定バネ８ｄとからなり、減トルク制御受圧室８ａに供給されるポンプトルク制御圧とＰＱ制御受圧室８ｂに供給される可変容量型油圧ポンプ２の吐出圧と設定バネ８ｄの弾性力とが平衡する位置に傾転制御アクチュエータ６のスプール６ｃを移動する。
【００２７】
さらに、この油圧作業機械には、操作装置５の操作に伴って出力される操作圧の検出手段である操作圧センサ１１と、エンジン１に目標回転数を指示する回転数指示器１２とを備えている。
【００２８】
また、記憶機能と論理判断を含む演算機能とを有し、操作圧センサ１１及び回転数指示器１２からの信号を入力して、これらの信号に応じたエンジン１の制御信号及び電磁比例弁９の制御信号を求め、得られた制御信号を出力する車体制御コントローラ１３と、この車体制御コントローラ１３から出力される制御信号に応じてエンジン１の燃料噴射ポンプ１４を制御する信号を出力するエンジンコントローラ１５とを備えている。燃料噴射ポンプ１４には、エンジン１に加えられる負荷を検出し、エンジンコントローラ１５に出力する負荷検出装置も備えられている。
【００２９】
車体制御コントローラ１３には、図２に示すように、操作圧センサ１１から出力される操作装置５の操作量に対応する操作圧Ｐｉとメインポンプ２の押し除け容積ｑとの関係を記憶させてある。図２から明らかなように、メインポンプ２の押し除け容積ｑは、操作圧Ｐｉの増加に伴って次第に増加する関係になっている。車体制御コントローラ１３は、図２の関係と操作圧センサ１１から入力される操作圧Ｐｉとからメインポンプ２の押し除け容積ｑを求め、この押し除け容積ｑを実現するに必要な制御信号を出力する。
【００３０】
また、電磁比例弁９の出口ポート９ａとトルク制御弁８の受圧室８ｃとを連通する管路１６には、車体制御コントローラ１３から出力される制御信号により制御されるポンプトルク制御圧の検出手段である制御圧センサ１７を着脱可能に装着するための油圧回路ジョイントカプラ１８が備えられると共に、車体制御コントローラ１３の入力ポートには、携帯型演算装置１９の出力ポートを着脱可能に接続するための通信線ジョイントコネクタ２０が備えられる。携帯型演算装置１９としては、ノート型のパーソナルコンピュータなどを用いることができる。
【００３１】
図３〜図５は、実施形態に係る油圧作業機械が保有する各種の基本特性を示す図で、図３はポンプ吐出圧−押し除け容積特性（ＰＱ特性に対応）及びポンプ吐出圧−ポンプトルク特性を示す図、図４はＰＱ線図移動特性を示す図、図５は目標回転数−トルク特性を示す図である。
【００３２】
実施形態に係る油圧作業機械は、基本特性として、図３（ａ）に示すポンプ吐出圧Ｐ−押し除け容積ｑの関係、即ち、ポンプ吐出圧Ｐ−押し除け容積ｑに相応する吐出流量Ｑの関係であるＰＱ線図３０で示す特性を有する。このＰＱ線図３０は、ポンプトルク一定線図３１に相応する。また、図３（ｂ）に示すように、ポンプ吐出圧Ｐ−ポンプトルクの関係であるＰＱ制御によるポンプトルク線図３２で示す特性を有する。
【００３３】
なお、上述したようにメインポンプ２の吐出圧をＰ、押し除け容積をｑ、ポンプトルクをＴｐ、機械効率をηｍとすると、
Ｔｐ＝（Ｐ×ｑ）／（６２８×ηｍ）  …………（１）
の関係にあることが知られている。
【００３４】
また、この油圧作業機械は、基本特性として、図４に示すように、ＰＱ線図移動特性を有する。図４中の符号３３は目標エンジン回転数に基づく最大ポンプトルクに相応するＰＱ線図であり、符号３４は前述した最大ポンプトルクよりも低い低トルク制御によるポンプトルク、例えば最小ポンプトルクに相応するＰＱ線図である。後述のトルク制御処理を行うことにより、本来の最大ポンプトルクに相応するＰＱ線図３３と、最小ポンプトルクに相応するＰＱ線図３４との間を移動可能になっている。
【００３５】
さらに、この油圧作業機械は、基本特性として、図５に示すエンジン１の目標回転数−トルクの関係で示すエンジン最大トルク線図３５で示す特性、及びこのエンジン最大トルク線図３５を超えないように抑えられる最大ポンプトルク線図３６で示す特性を有する。最大ポンプトルクは、エンジン１の目標回転数が比較的小さいｎ１のとき、最大ポンプトルク線図３６上の最小値Ｔｐ１となり、エンジン１の回転数が定格回転数に相応する目標回転数ｎ２になると、最大ポンプトルク線図３６上の最大値Ｔｐ２となる。
【００３６】
図５に示す最大ポンプトルク線図３６上で最大値Ｔｐ２となるときのＰＱ線図は、図４のＰＱ線図３３となり、図５に示す最大ポンプトルク線図３６上で最小値Ｔｐ１となるときのＰＱ線図は、例えば図４のＰＱ線図３４となる。
【００３７】
図６〜図８は実施形態に係る油圧作業機械に搭載される各種エンジンのエンジン制御特性を示す図である。図６は燃料噴射制御をメカニカルな機構で行うメカタイプのエンジンのエンジン制御特性であり、エンジン負荷に対して緻密な燃料噴射制御を行うことが困難であるため、トルクレギュレーション部分は、エンジン負荷が大きくなるほどエンジン回転が下がるドループ特性となる。これに対して、図７及び図８は燃料噴射制御を電子回路からなるエンジンコントローラで行う電子タイプのエンジンのエンジン制御特性であり、エンジンコントローラに入力される負荷状態や現在の実回転に基づいて燃料噴射制御を行うので、図６のエンジン制御特性を実現できるほか、負荷の変動に伴うエンジンハンチングや黒煙の排出がない実用可能なエンジン特性を維持しつつ、図７に示すアイソクロナス特性や図８に示す逆ドループ特性を実現することができる。
【００３８】
図６に示したドループ特性を有するエンジン１においては、図９に示すように、エンジン１に与えられるトルクがＴ３→Ｔ２→Ｔ１と上昇するに伴って、エンジン回転数がＮ３→Ｎ２→Ｎ１と低下する。また、エンジン１の燃費効率は、エンジン１を図９に示す定格回転数Ｎ２で運転したときに最も高くなる。これに対して、図７に示したアイソクロナス特性を有するエンジン１においては、エンジン１に与えられるトルクが上昇してもエンジン回転数が低下せず、また図８に示した逆ドループ特性を有するエンジン１においては、エンジン１に与えられるトルクが上昇するに伴って、エンジン回転数が上昇する。エンジン１を定格回転数で運転したときに最も燃費効率が高くなる点は、ドループ特性を有するエンジンと同じである。
【００３９】
負荷の増加に伴って発生するラグダウンを防止又は抑制する技術としては、スピードセンシング制御がある。この技術は、エンジン１の目標回転数と実回転数とに偏差が生じた場合、可変容量型油圧ポンプ２のポンプトルクを減トルク又は増トルクすることで、エンジン１の実回転数を目標回転数に合わせる制御である。なお、目標回転数は、燃費効率が最も高いことから、図９に例示したエンジン１の定格回転数Ｎ２に設定される。
【００４０】
図１０を用いてスピードセンシング制御を説明する。図１０（ａ）は図４に示した馬力制御トルク線図（目標回転数−トルク特性）であり、入力される目標回転数Ｎｒから馬力制御トルクＴｂを算出する。一方、図１０（ｂ）は図４に示したスピードセンシングトルク線図であり、入力される目標回転数Ｎｒと実回転数Ｎｅの偏差ΔＮからスピードセンシングトルクΔＴを算出する。そして、このようにして求められた馬力制御トルクＴｂとスピードセンシングトルクΔＴとの合計値（Ｔｂ＋ΔＴ）とに基づいて、目標ポンプトルクＴを算出し、実回転数Ｎｅを目標回転数Ｎｒに近づける。
【００４１】
即ち、ポンプトルクがエンジントルクよりも大きい場合には、目標回転数が実回転数よりも大きくなるため、馬力制御トルクＴｂをスピードセンシングトルクΔＴだけ減トルクし、実回転数Ｎｅを目標回転数Ｎｒに近づける。一方、ポンプトルクがエンジントルクよりも小さい場合には、目標回転数が実回転数よりも小さくなるため、馬力制御トルクＴｂをスピードセンシングトルクΔＴだけ増トルクし、実回転数Ｎｅを目標回転数Ｎｒに近づける。
【００４２】
以下、このように構成された第１実施形態に係る油圧作業機械及びポンプトルク補正装置の動作を、図１１〜図１３を用いて説明する。図１１はポンプトルク補正値の算出アルゴリズムを示すフローチャート、図１２は２点の実ポンプトルク制御圧を計測して目標ポンプトルク制御圧を算出するアルゴリズムを示すフローチャート、図１３はコントローラから出力される制御信号の分解能に応じた点数の実ポンプトルク制御圧を計測して目標ポンプトルク制御圧を算出するアルゴリズムを示すフローチャートである。
【００４３】
図１１に示すように、ポンプトルク補正値の算出に際しては、まず、携帯型演算装置１９に備えられるカウンタのカウント値Ｃをゼロ（Ｃ＝０）、携帯型演算装置１９から車体制御コントローラ１３に出力される補正前目標ポンプトルク制御圧から求めたポンプトルク補正値Ｒをゼロ（Ｒ＝０）に設定する（ステップＳ１）。次に、携帯型演算装置１９から車体制御コントローラ１３に適宜の目標ポンプトルク制御圧の出力を指示する指示信号を送信する（ステップＳ２）。車体制御コントローラ１３は、携帯型演算装置１９から送信された指示信号に応じた制御信号を電磁比例弁９に出力すると共に、制御信号の出力が完了した旨の完了信号を携帯型演算装置１９に送信する。
【００４４】
携帯型演算装置１９は、車体制御コントローラ１３から出力される完了信号を受信したか否かの判定を受信するまで繰り返し（ステップＳ３）、車体制御コントローラ１３からの完了信号を受信したと判定した場合には、ステップＳ４に移行して、所定時間、例えば１秒間待機（ステップＳ４）した後、カウント値Ｃに「１」を加える（ステップＳ５）。ステップＳ４に移行した後、所定時間待機するのは、管路１６内に発生するポンプトルク制御圧が安定するのを待つためである。これにより、ポンプトルク制御圧の正確な検出が可能になる。
【００４５】
次いで、ステップＳ６に移行して、制御圧センサ１７から出力される実ポンプトルク制御圧を携帯型演算装置１９で読み取り、補正前の目標ポンプトルク補正値Ｒに実ポンプトルク制御圧と補正前の目標ポンプトルク補正値との偏差を加えて、補正後の目標ポンプトルク補正値Ｒとする（ステップＳ７）。次いで、携帯型演算装置１９は、ステップＳ４からステップＳ７までのステップを４回繰り返し（ステップＳ８）、ステップＳ８でカウント値Ｃが「４」に達したと判定した場合には、ステップＳ９に移行して、４回分の目標ポンプトルク補正値の平均値を算出する。ステップＳ９で、４回分の目標ポンプトルク補正値の平均値を求めるのは、ノイズの影響を除去して、高精度の目標ポンプトルク補正値を得るためである。勿論、カウント値は「４」に限定されるものではなく、「１」以上の適宜の値に設定することができる。
【００４６】
最後に、目標ポンプトルク補正値の平均値Ｒを車体制御コントローラ１３に送信する（ステップＳ１０）。車体制御コントローラ１３は、この目標ポンプトルク補正値の平均値Ｒをメモリに格納する。そして、メモリ格納後は、掘削等の作業時に、車体制御コントローラ１３が、この平均値Ｒに応じた制御信号を生成し、電磁比例弁９に出力する。これにより、車体制御コントローラ１３から電磁比例弁９に出力される制御信号が、油圧作業機械の現状に合わせて最適状態になる。
【００４７】
なお、図１１では、携帯型演算装置１９から車体制御コントローラ１３に出力される目標ポンプトルク制御圧を１点のみ設定して、それに応じた１つの目標ポンプトルク補正値のみを算出したが、制御信号の補正をより高精度に行うため、ステップＳ２で携帯型演算装置１９から車体制御コントローラ１３に送信される指示信号にて指示される目標ポンプトルク制御圧を段階的に変更し、図１１のルーチンに従ってそれぞれの目標ポンプトルク制御圧に対応する複数の目標ポンプトルク補正値を算出することが望ましい。
【００４８】
この場合、携帯型演算装置１９は、車体制御コントローラ１３から電磁比例弁９に出力される制御信号の最小出力単位毎に制御信号を増加又は減少して出力するよう車体制御コントローラ１３に繰り返し指示を与えると共に、車体制御コントローラ１３から１の値の制御信号が出力される毎に、制御圧センサ１７から携帯型演算装置１９への実ポンプトルク制御圧信号の入力を行い、得られた制御信号の出力数に応じた数の前記実ポンプトルク制御圧信号から制御信号の補正信号を算出することもできるし、車体制御コントローラ１３から電磁比例弁９に出力される制御信号の最小出力単位以上の大きさで制御信号を増加又は減少して出力するよう車体制御コントローラ１３に繰り返し指示を与えると共に、車体制御コントローラ１３から１の値の制御信号が出力される毎に、制御圧センサ１７から携帯型演算装置１９への実ポンプトルク制御圧信号の入力を行い、得られた制御信号の出力数に応じた数の前記実ポンプトルク制御圧信号から制御信号の補正信号を算出することもできる。制御信号の最小出力単位毎に制御信号を増加又は減少した場合には、最も高精度の補正が可能になる。また、制御信号の最小出力単位以上の大きさで制御信号を増加又は減少した場合には、制御信号の補正精度はこれよりも低下するが、目標ポンプトルク補正値の算出を短時間で完了できるので、補正作業の迅速化を図ることができる。
【００４９】
以下、複数の目標ポンプトルク補正値を得た場合における車体制御コントローラ１３内で行われる補正値処理について説明する。
【００５０】
図１２は、車体制御コントローラ１３に、最小目標ポンプトルク制御圧Ｘ１に応じた第１の目標ポンプトルク補正値Ｙ１と、最大目標ポンプトルク制御圧Ｘ２に応じた第２の目標ポンプトルク補正値Ｙ２とが記憶された場合における車体制御コントローラ１３の補正値処理フローであって、まず、補正前の目標ポンプトルク制御圧Ｘｐを算出する（ステップＳ１１）。次いで、最小目標ポンプトルク制御圧Ｘ１、最大目標ポンプトルク制御圧Ｘ２、第１の目標ポンプトルク補正値Ｙ１、第２の目標ポンプトルク補正値Ｙ２及びステップＳ１１にて算出された補正前の目標ポンプトルク制御圧Ｘｐに基づいて、補正後のポンプトルク補正値Ｒを算出する（ステップＳ１２）。次いで、補正前の目標ポンプトルク制御圧Ｘに、ステップＳ１２で算出された補正後のポンプトルク補正値Ｒを加算して、補正後の目標ポンプトルク制御圧Ｘを得る（ステップＳ１３）。しかる後に、車体制御コントローラ１３は、ステップＳ１３で算出された補正後の目標ポンプトルク制御圧Ｘに相当する制御信号を電磁比例弁９に出力する。
【００５１】
図１３は、車体制御コントローラ１３に、ポンプトルク制御圧の分解能の最小単位毎に算出された目標ポンプトルク補正値が記憶された場合における車体制御コントローラ１３の補正値処理フローであって、まず、補正前の目標ポンプトルク制御圧Ｘｐを算出する（ステップＳ２１）。次いで、ステップＳ２１にて算出された補正前の目標ポンプトルク制御圧Ｘｐに対応するポンプトルク補正値Ｒを算出する（ステップＳ２２）。次いで、補正前の目標ポンプトルク制御圧Ｘに、ステップＳ１２で算出された補正後のポンプトルク補正値Ｒを加算して、補正後の目標ポンプトルク制御圧Ｘを得る（ステップＳ２３）。しかる後に、車体制御コントローラ１３は、ステップＳ２３で算出された補正後の目標ポンプトルク制御圧Ｘに相当する制御信号を電磁比例弁９に出力する。
【００５２】
前記第１実施形態に係る油圧作業機械及びポンプトルク補正装置は、油圧作業機械に制御圧センサ１７を着脱可能に装着するための油圧回路ジョイントカプラ１８を予め備えておくので、必要に応じて制御圧センサ１７を油圧回路ジョイントカプラ１８に装着することにより、適宜車体制御コントローラ１３から出力される制御信号の補正を行うことができ、油圧作業機械の出荷時における調整や作業現場でのメンテナンスを容易に行うことができる。また、１つの制御圧センサ１７を全ての同種の油圧作業機械に汎用的に利用することができるので、油圧作業機械の出荷時における調整や作業現場でのメンテナンスを低コストに行うことができる。さらに、車体制御コントローラ１３とは別個に用意された携帯型演算装置１９を用いて車体制御コントローラ１３から出力される制御信号の補正値を算出するので、従来より油圧作業機械に用いられているコントローラを改変する必要がなく、制御信号の補正機能を有する油圧作業機械を低コスト化に実施することができる。
【００５３】
また、制御圧センサ１７によって検出される実ポンプトルク制御圧に基づいて車体制御コントローラ１３から出力される制御信号の補正を行うので、車体制御コントローラ１３及び電磁比例弁９の性能にばらつきがある場合にも、保守員の経験の程度や作業の繰り返しによらず、常に最適な補正を迅速に行うことができ、精度の高いポンプ流量制御を実現できる。また、このことから、スピードセンシング制御によってポンプトルクを制御することができ、油圧作業機械の燃費効率を改善できると共に、スピードセンシング制御によるトルク制御の精度を向上することができて、急速なエンジン回転噴け上がりやエンジン回転ラグダウンを抑制することができる。
【００５４】
次に、本発明の第２実施形態に係る油圧作業機械及びポンプトルク補正装置を、図１４に基づいて説明する。
【００５５】
本例の油圧作業機械及びポンプトルク補正装置は、図１４から明らかなように、車体制御コントローラ１３に携帯型演算装置１９と同様の機能を有する演算手段１９Ａを内蔵し、外付けの携帯型演算装置１９を省略したことを特徴とする。本例においては、制御圧センサ１７の出力信号が、通信線ジョイントコネクタを介して演算手段１９Ａに入力される。その他については、第１実施形態に係る油圧作業機械及びポンプトルク補正装置と同じであるので、対応する部分に同一の符号を付して説明を省略する。
【００５６】
第２実施形態に係る油圧作業機械及びポンプトルク補正装置は、車体制御コントローラ１３に補正信号演算手段１９Ａを内蔵したので、車体制御コントローラ１３とは別体の携帯型演算装置１９を用意する必要がなく、システム構成を簡略化することができる。
【図面の簡単な説明】
【００５７】
【図１】第１実施形態に係る油圧作業機械及びポンプトルク補正装置の構成図である。
【図２】操作圧センサから出力される操作圧Ｐｉとメインポンプの押し除け容積ｑとの関係を示すグラフ図である。
【図３】ポンプ吐出圧−押し除け容積特性（ＰＱ特性に対応）及びポンプ吐出圧−ポンプトルク特性を示す図である。
【図４】ＰＱ線図移動特性を示す図である。
【図５】目標回転数−トルク特性を示す図である。
【図６】メカタイプのエンジンのエンジン制御特性を示す図である。
【図７】電子タイプのエンジンのアイソクロナス特性を示す図である。
【図８】電子タイプのエンジンの逆ドループ特性を示す図である。
【図９】エンジンのドループ特性を説明する図である。
【図１０】スピードセンシング制御の説明図である。
【図１１】ポンプトルク補正値の算出アルゴリズムを示すフローチャートである。
【図１２】２点の実ポンプトルク制御圧を計測して目標ポンプトルク制御圧を算出するアルゴリズムを示すフローチャートである。
【図１３】コントローラから出力される制御信号の分解能に応じた点数の実ポンプトルク制御圧を計測して目標ポンプトルク制御圧を算出するアルゴリズムを示すフローチャートである。
【図１４】第２実施形態に係る油圧作業機械及びポンプトルク補正装置の構成図である。
【符号の説明】
【００５８】
１    エンジン
２    可変容量型油圧ポンプ（メインポンプ）
３    パイロットポンプ
４    タンク
５    操作装置
６    傾転制御アクチュエータ
７    ポンプトルク調整手段
８    トルク制御弁
９    電磁比例弁
１１    操作圧センサ
１２    回転数指示器
１３    車体制御コントローラ
１４    燃料噴射ポンプ
１５    エンジンコントローラ
１６    ポンプトルク制御圧管路
１７    制御圧センサ
１８    油圧回路ジョイントカプラ
１９    携帯型演算装置
２０    通信線ジョイントコネクタ
【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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【図１３】
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【図１４】
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