JP2019190443A - 可変容量型油圧ポンプの較正システム - Google Patents

Abstract

【課題】油圧ポンプの容量可変制御を、ポンプ容量と電流指令値との関係を示すポンプ制御テーブルに基づいて行うように構成されたものにおいて、ポンプ制御テーブルの較正を高精度に行えるようにする。【解決手段】ポンプ制御テーブル４１の較正を行う較正部４２に、電流指令値を多段階的に変化させながら各電流指令値でのポンプ圧を測定してデータを取得する較正用データ取得手段４８と、ポンプ圧とポンプ流量との関係を表す係数Ｋを求め、該係数Ｋとポンプ圧との関係を示す第一テーブル４９を作成する第一テーブル作成手段５０と、各電流指令値と測定ポンプ圧との関係を示す第二テーブル５１を作成する第二テーブル作成手段５２と、第一テーブル４９の係数を用いてポンプ流量と電流指令値との関係を示す第三テーブル５３を作成する第三テーブル作成手段５４と、ポンプ圧測定時のエンジン回転数を用いてポンプ容量と電流指令値との関係を示すポンプ制御テーブル４１を作成するポンプ制御テーブル作成手段５５とを具備した。【選択図】図３

Description

本発明は、コントローラから出力される電流指令値に基づいて容量が可変制御される可変容量型油圧ポンプの較正システムの技術分野に関する。

一般に、油圧ショベル等の油圧式作業機械では、各種油圧アクチュエータの油圧源となる油圧ポンプとして、コントローラから出力される電流指令値に基づいて容量が可変制御される可変容量型の油圧ポンプが汎用的に用いられているが、この場合に、コントローラにポンプ容量（あるいはポンプ流量）と電流指令値との対応関係を示すテーブルを設け、該テーブルを用いて求めた電流指令値をコントローラから出力するように構成されたものが知られている。
ところで、前記ポンプ容量と電流指令値との対応関係を示すテーブルは、予め作成された仕様上のテーブルがコントローラに保存されており、該仕様上のテーブルを用いて電流指令値が出力されることになるが、製造上のバラツキや経年変化等により、出力電流指令値に対する仕様上のテーブルでのポンプ容量の値と実際のポンプ容量の値との間にズレが生じてしまうことがある。
そこで従来、前記仕様上のテーブルの値を実際値に一致させるためのキャリブレーションとして、油圧ポンプの斜板傾転角を可変調整するアクチュエータピストンに作用する圧力値をモニタリングしながら電流指令値を変化させることで捉えられた圧力値の変化点に対応する、実際の最小斜板位置、最大斜板位置の少なくとも一方での電流指令値を求め、この実際の電流指令値と仕様上の電流指令値との差を補正値として電流指令値を補正する技術（例えば、特許文献１参照）や、油圧ポンプの吐出流量を最大流量及び最小流量とするときの電流指令値と吐出圧とに基づいて、電流指令値に係る制御パラメータ（仕様上のテーブル）を更新するようにした技術が知られている（例えば、特許文献２参照）。これら特許文献１、２のものは、キャリブレーションに斜板の傾転角センサや流量計を必要とせず、簡単な構成で低コストにキャリブレーションを行うことができる。

特開２００８−３０３８１３号公報 特開２０１４−１７７９６９号公報

前記特許文献１、２のものは、何れも、油圧ポンプの電流指令値に対するポンプ容量（ポンプ流量）のキャリブレーションを行うにあたり、圧力の変化点となる最小流量（最小斜板位置）、最大流量（最大斜版位置）に対する電流指令値の較正値を求め、該較正値を用いて、最小流量と最大流量とのあいだの任意の中間流量に対する電流指令値の較正も行うようになっている。つまり、油圧ポンプを任意の中間流量にするための中間の電流指令値に対する較正値は求めることなく、圧力の変化点となる最小流量、最大流量に対する電流指令値の較正値のみで電流指令値全域の較正を行っている。しかしながら、油圧ポンプが最小流量のときには圧力が低すぎるため正確な圧力の変位点を見出すことは難しく、また、油圧ポンプが最大流量のときにはエンジン出力が低下する惧れがあってやはり正確な圧力の変位点を見出すことは難しく、このため、圧力の変化点となる最小流量、最大流量に対する電流指令値の較正値を精度良く求めることは難しい。つまり、特許文献１、２のものは、精度良く較正値を求めることが難しい最小流量、最大流量での較正値のみで電流指令値全域の較正を行っており、このため、較正の精度に劣るという問題があり、ここに本発明の解決すべき課題がある。

本発明は、上記の如き実情に鑑みこれらの課題を解決することを目的として創作されたものであって、請求項１の発明は、エンジンにより駆動され、容量制御用の電流指令値に基づいて容量が可変制御される油圧ポンプと、ポンプ容量と電流指令値との関係を示すポンプ制御テーブルを備え、該ポンプ制御テーブルに基づいて前記容量制御用の電流指令値を出力するコントローラとを備えた油圧制御回路に、前記ポンプ制御テーブルを較正する較正システムを設けるにあたり、該較正システムは、コントローラから出力する電流指令値を最小電流指令値から最大電流指令値まで多段階的に変化させながら各電流指令値におけるポンプ圧を測定して各電流指令値に対応する測定ポンプ圧のデータを取得する較正用データ取得手段と、予め設定される基準電流指令値における仕様上のポンプ容量から求められるポンプ流量と前記較正用データ取得手段により求められた測定ポンプ圧とに基づいてポンプ圧とポンプ流量との関係を表す係数を求め、該係数とポンプ圧との関係を示す第一テーブルを作成する第一テーブル作成手段と、前記較正用データ取得手段で取得したデータに基づいて各電流指令値と測定ポンプ圧との関係を示す第二テーブルを作成する第二テーブル作成手段と、第一テーブルの係数を用いて第二テーブルの測定ポンプ圧をポンプ流量に変換し、該ポンプ流量と電流指令値との関係を示す第三テーブルを作成する第三テーブル作成手段と、ポンプ圧測定時のエンジン回転数と第三テーブルとからポンプ容量と電流指令値との関係を示すポンプ制御テーブルを作成するポンプ制御テーブル作成手段とを具備し、該ポンプ制御テーブル作成手段により作成されたポンプ制御テーブルを較正されたポンプ制御テーブルとして用いることを特徴とする可変容量型油圧ポンプの較正システムである。
請求項２の発明は、請求項１において、油圧制御回路は、複数の可変容量型の油圧ポンプを備える一方、較正用データ取得手段は、各油圧ポンプの較正用データを順次取得するものとし、その場合に、較正用データを取得する当該油圧ポンプ以外の他の油圧ポンプに対する出力電流指令値を一定に保持した状態で、当該油圧ポンプに対する電流指令値を変化させて当該油圧ポンプの較正用データを取得することを特徴とする可変容量型油圧ポンプの較正システムである。
請求項３の発明は、請求項１または２において、較正用データ取得手段による較正用データの取得は、エンジン回転数が一定に保持され、且つ、ポンプ容量の増加に伴いポンプ圧が増加する条件下で行うことを特徴とする可変容量型油圧ポンプの較正システムである。

請求項１の発明とすることにより、電流指令値の全域に亘って各電流指令値に対するポンプ容量の値が較正されたポンプ制御テーブルを作成できることになって、ポンプ制御テーブルの較正を高精度に行うことができる。
請求項２の発明とすることにより、二つ以上の油圧ポンプが設けられており、さらにこれら油圧ポンプの吐出油が合流される構成の油圧制御回路であっても、各油圧ポンプの較正用データを支障なく取得できる。
請求項３の発明とすることにより、各電流指令値に対応する測定ポンプ圧のデータを、精度良く取得することができる。

油圧ショベルの側面図である。 油圧ショベルの油圧制御回路図である。 較正部の制御ブロック図である。 較正用データを示す図である。 （Ａ）は第一テーブル、（Ｂ）は第二テーブルを示す図である。 （Ａ）は第三テーブル、（Ｂ）はポンプ制御テーブルを示す図である。

以下、本発明の実施の形態について、図面に基づいて説明する。図１において、１は本実施の形態に係る油圧ショベルであって、該油圧ショベル１は、クローラ式の下部走行体２、該下部走行体２の上方に旋回自在に支持される上部旋回体３、該上部旋回体３に装着されるフロント作業部４等の各部から構成されており、さらに該フロント作業部４は、基端部が上部旋回体３に上下揺動自在に支持されるブーム５、該ブーム５の先端部に前後揺動自在に支持されるスティック６、該スティック６の先端部に揺動自在に取付けられるバケット７等から構成されているとともに、油圧ショベル１には、前記下部走行体２を走行せしめるための左右の走行モータ（図示せず）、上部旋回体３を旋回せしめるための旋回モータ（図示せず）、ブーム５、スティック６、バケット７をそれぞれ揺動せしめるためのブームシリンダ８、スティックシリンダ９，バケットシリンダ１０等の各種油圧アクチュエータが具備されている。

次いで、前記油圧ショベル１に設けられる油圧制御回路について、図２に基づいて説明する。図２において、１１は油タンク、１２、１３は前記油圧アクチュエータの油圧源となる可変容量型の第一、第二油圧ポンプ、１４はパイロット圧の油圧源となるパイロットポンプであって、これら第一、第二油圧ポンプ１２、１３およびパイロットポンプ１４はエンジンＥにより駆動される。また、１２ａ、１３ａは前記第一、第二油圧ポンプ１２、１３の容量を可変せしめるレギュレータ（容量可変手段）であって、該レギュレータ１２ａ、１３ａには、後述するコントローラ４０から容量制御用の電流指令が入力されるようになっており、該容量制御用電流指令値に基づいて第一、第二油圧ポンプ１２、１３のポンプ容量（押しのけ容積）を可変せしめるように構成されている。

さらに、図２において、１５、１６は前記第一、第二油圧ポンプ１２、１３の吐出油が供給される第一、第二吐出ライン、１７はこれら第一、第二吐出ライン１５、１６に接続されるコントロールバルブユニットであって、該コントロールバルブユニット１７には、前記左右の走行モータ、旋回モータ、ブームシリンダ８、スティックシリンダ９，バケットシリンダ１０に対する油給排制御をそれぞれ行う左右の走行用、旋回用、ブーム用第一、ブーム用第二、スティック用第一、スティック用第二、バケット用の各コントロールバルブ１８〜２５や、走行直進弁２６、第一、第二吐出ライン１５、１６の回路圧を設定するメインリリーフ弁２７、ブーム用、スティック用の自重降下防止バルブ（何れも図示せず）、ブームシリンダ８、スティックシリンダ９、バケットシリンダ１０の回路圧をそれぞれ設定するシリンダ用リリーフ弁（何れも図示せず）、後述するスティック用アンロードバルブ２８等の種々のバルブが組み込まれている。

前記左右の走行用、旋回用、ブーム用第一、ブーム用第二、スティック用第一、スティック用第二、バケット用の各コントロールバルブ１８〜２５は、操作具操作に基づいて出力されるパイロット圧により作動して、対応する油圧アクチュエータ（左右の走行モータ、旋回モータ、ブームシリンダ８、スティックシリンダ９，バケットシリンダ１０）の油給排制御を行う構成となっているが、本実施の形態において、後述する第一、第二油圧ポンプ１２、１３の較正（キャリブレーション）は、スティックシリンダ９を縮小側（アウト側）エンドに固定した状態で行うように構成されているため、スティックシリンダ９に対する油給排制御を行うスティック用第一、第二コントロールバルブ２３、２４およびスティック用アンロードバルブ２８、さらにこれらのバルブ２３、２４、２８にパイロット圧を出力するスティック用縮小側電磁弁３０、スティック用伸長側第一電磁弁３１、スティック用伸長側第二電磁弁３２、アンロード用電磁弁３３について以下に説明する。尚、図２では、スティックシリンダ９以外の他の油圧アクチュエータや、これら他の油圧アクチュエータと他の油圧アクチュエータ用コントロールバルブとを接続する油路、他の油圧アクチュエータ用コントロールバルブにパイロット圧を出力する電磁弁等については省略してある。

前記スティック用第一コントロールバルブ２３は、縮小側、伸長側のパロットポート２３ａ、２３ｂを有したパイロット作動式の方向切換弁であって、両パイロットポート２３ａ、２３ｂにパイロット圧が入力されていない状態では、スティックシリンダ９への油給排を行わない中立位置Ｎに位置しているが、縮小側パイロットポート２３ａにパイロット圧が入力されることにより縮小側作動位置Ｘに切り換わって、第一油圧ポンプ１２の吐出油をスティックシリンダ９のロッド側油室９ａに供給する一方、ヘッド側油室９ｂからの排出油を油タンク１１に流し、また、伸長側パイロットポート２３ｂにパイロット圧が入力されることにより伸長側作動位置Ｙに切り換わって、第一油圧ポンプ１２の吐出油をスティックシリンダ９のヘッド側油室９ｂに供給するように構成されている。

また、前記スティック用第二コントロールバルブ２４は、縮小側、伸長側のパロットポート２４ａ、２４ｂを有したパイロット作動式の方向切換弁であって、両パイロットポート２４ａ、２４ｂにパイロット圧が入力されていない状態では、スティックシリンダ９への油給排を行わない中立位置Ｎに位置しているが、縮小側パイロットポート２４ａにパイロット圧が入力されることにより縮小側作動位置Ｘに切り換わって、第二油圧ポンプ１３の吐出油をスティックシリンダ９のロッド側油室９ａに供給する一方、ヘッド側油室９ｂからの排出油を油タンク１１に流し、また、伸長側パイロットポート２４ｂにパイロット圧が入力されることにより伸長側作動位置Ｙに切り換わって、第二油圧ポンプ１３の吐出油をスティックシリンダ９のヘッド側油室９ｂに供給する一方、ロッド側油室９ａからの排出油をヘッド側油室９ｂに再生油として供給し、その残りを油タンク１１に流すように構成されている。

また、前記スティック用アンロードバルブ２８は、前記スティック用第一、第二コントロールバルブ２３、２４とスティックシリンダ９のロッド側油室９ａとを接続するスティックシリンダロッド側油路３４から分岐されて油タンク１１に至るアンロード油路３５を開閉するパイロット作動式の開閉弁であって、パイロットポート２８ａにパイロット圧が入力されていない状態では、アンロード油路３５を閉じる中立位置Ｎに位置しているが、パイロットポート２８ａにパイロット圧が入力されることによりアンロード油路３５を開く開位置Ｘに切り換わって、スティックシリンダロッド側油路３４の油を絞り２８ｂを介して油タンク１１に流すように構成されている。

また、前記スティック用縮小側電磁弁３０、スティック用伸長側第一電磁弁３１、スティック用伸長側第二電磁弁３２、アンロード用電磁弁３３は、コントローラ４０からの指令に基づいてパイロット圧を出力する電磁比例弁であって、後述するポンプ較正が行われていない通常作業時においては、スティック用操作具（図示せず）の操作に応じてスティック６を作動させるべくパイロット圧を出力する。つまり、通常作業時においてスティック用操作具がスティックアウト側（スティックシリンダ９縮小側）に操作された場合には、コントローラ４０からスティック用縮小側電磁弁３０に対してスティック用第一、第二コントロールバルブ２３、２４の縮小側パイロットポート２３ａ、２４ａにパイロット圧を出力するよう制御指令が出力される。これによりスティック用第一、第二コントロールバルブ２３、２４が縮小側作動位置Ｘに切り換わって、第一、第二油圧ポンプ１２、１３の吐出油がスティックシリンダ９のロッド側油室９ａに供給される一方、ヘッド側油室９ｂからの排出油が油タンク１１に排出されて、スティックシリンダ９が縮小する。また、通常作業時においてスティック用操作具がスティックイン側（スティックシリンダ９伸長側）に操作された場合には、コントローラ４０からスティック用伸長側第一、第二電磁弁３１、３２に対してスティック用第一、第二コントロールバルブ２３、２４の伸長側パイロットポート２３ｂ、２４ｂにパイロット圧を出力するよう制御指令が出力される。これによりスティック用第一、第二コントロールバルブ２３、２４が伸長側作動位置Ｘに切り換わって、第一、第二油圧ポンプ１２、１３の吐出油がスティックシリンダ９のヘッド側油室９ｂに供給される一方、ロッド側油室９ａからの排出油は再生油としてヘッド側油室９ｂに供給され、その残りが油タンク１１に排出されて、スティックシリンダ９が伸長する。さらに、該スティックシリンダ９の伸長時において、ロッド側油室９ａの圧力がヘッド側油室９ｂの圧力よりも高圧でない場合にはロッド側油室９ａからヘッド側油室９ｂへの再生はないが、その場合にはコントローラ４０からアンロード用電磁弁３３に対してスティック用アンロードバルブ２８のパイロットポート２８ａにパイロット圧を出力するよう制御指令が出力される。これによりスティック用アンロードバルブ２８が開位置Ｘに切り換わって、ロッド側油室９ａからの排出油をアンロード油路３５を経由して油タンク１１に流すことができるようになっている。尚、ポンプ較正時におけるスティックシリンダ９の制御については後述する。

一方、前記コントローラ４０は、ＣＰＵやメモリ等を備えて構成される制御装置であって、後述するポンプ較正が行われていない通常作業時においては、前記各油圧アクチュエータ用操作具の操作や、第一、第二油圧ポンプ１２、１３の吐出圧、エンジンコントローラ、アクセルダイヤル、各種作業モード設定手段等からの信号を入力し、これら入力信号に基づいて、各油圧アクチュエータが要求する油圧アクチュエータ要求流量や第一、第二油圧ポンプ１２、１３に要求されるポンプ要求流量を演算する。そしてコントローラ４０は、前記コントロールバルブ１８〜２５やスティック用アンロードバルブ２８にパイロット圧を出力する電磁弁（図示しない左右の走行用、旋回用、ブーム用、バケット用の電磁弁や、前記スティック用縮小側電磁弁３０、スティック用伸長側第一、第二電磁弁３１，３２、アンロード用電磁弁３３等）に対して、前記演算された油圧アクチュエータ要求流量に応じた制御指令を出力して、各油圧アクチュエータに対する油給排制御を行うと共に、第一、第二油圧ポンプ１２、１３のレギュレータ１２ａ、１３ａに対して、ポンプ要求流量に応じたポンプ容量にするための制御指令を出力して、第一、第二油圧ポンプ１２、１３の流量制御を行うように構成されている。

ここで、前記コントローラ４０からレギュレータ１２ａ、１３ａに出力される制御指令はポンプ容量制御用の電流指令であって、該電流指令値に対応してレギュレータ１２ａ、１３ａが第一、第二油圧ポンプ１２、１３のポンプ容量を可変せしめることになるが、この場合に、コントローラ４０は、ポンプ容量と電流指令値との対応関係を示す第一、第二油圧ポンプ１２、１３用の各ポンプ制御テーブル４１を有しており、該ポンプ制御テーブル４１を用いてレギュレータ１２ａ、１３ａに対する容量制御用電流指令値を求めるように構成されている。

さらに、前記コントローラ４０には、前記ポンプ制御テーブル４１の較正を行う較正部４２が設けられている。つまり、仕様上のポンプ制御テーブル４１に示されるポンプ容量と電流指令値との対応関係に対し、実際のポンプ容量と電流指令値との対応関係は、初期の状態においても公差分だけのバラツキがあるうえ、経年に伴いさらにズレることもあり、そこで、ポンプ制御テーブル４１を実際のポンプ容量と電流指令値との対応関係に一致させるべく、前記コントローラ４０に設けられた較正部４２が行うポンプ較正作業によってポンプ制御テーブル４１の較正を行えるようになっている。

前記較正部４２は、図３の制御ブロック図に示す如く、第一、第二油圧ポンプ１２、１３の吐出圧（ポンプ圧）をそれぞれ検出する第一、第二圧力センサ４３、４４、油圧ショベル１の運転室に配設されるモニタ装置４５、エンジンＥを制御するエンジンコントローラ４６、前記スティック用縮小側電磁弁３０、アンロード用電磁弁３３等が接続されているとともに、後述する較正用データ４７を取得する較正用データ取得手段４８、第一テーブル４９を作成する第一テーブル作成手段５０、第二テーブル５１を作成する第二テーブル作成手段５２、第三テーブル５３を作成する第三テーブル作成手段５４、較正されたポンプ制御テーブル４１を作成するポンプ制御テーブル作成手段５５等を具備して構成されている。また、図３において、５６はコントローラ４０に設けられるポンプ制御テーブル保存部であって、該ポンプ制御テーブル保存部５６には、第一、第二油圧ポンプ１２、１３用の各ポンプ制御テーブル４１が保存されているが、初期の状態では仕様上のポンプ制御テーブル４１が保存されている。
尚、前記図３には、コントローラ４０の行う種々の制御のうちポンプ較正に関する部分のみを図示してある。また、前記モニタ装置４５は、油圧ショベル１の各種機体情報の表示や各種設定を行うことができる表示手段や操作手段を備えたものであって、本実施の形態では、オペレータがモニタ装置４５を操作することによってポンプ較正作業を進行できるようになっているが、このようなモニタ装置に限定されることなく、他の操作手段（スイッチ、ボタン等）を用いてポンプ較正作業を進行する構成にしても良いことは勿論である。

次いで、前記較正部４２が行うポンプ較正制御について説明する。ます、モニタ装置４５から較正作業開始の操作信号が入力されると、必要な初期設定が行われた後に、較正用データ取得手段４８による較正用データ４７の取得が行われる。この場合、較正用データ取得手段４８は、まず、較正用データ４７取得を行うための準備制御として、エンジン回転数を予め設定された設定エンジン回転数Ｎｓに設定する。そして、該設定回転数Ｎｓに設定されたエンジン回転数が安定する所定時間経過後に、続けて、スティック用縮小側電磁弁３０およびアンロード用電磁弁３３に対して、スティック用第一、第二コントロールバルブ２３、２４、スティック用アンロードバルブ２８を最大ストロークで縮小側作動位置Ｘ、開位置Ｘに切換えるためのパイロット圧を出力するように制御指令を出力する。これにより、スティック用第一、第二コントロールバルブ２３、２４が縮小側作動位置Ｘに切り換わって、第一、第二油圧ポンプ１２、１３の吐出油がスティックシリンダ９のロッド側油室９ａに供給される一方、ヘッド側油室９ｂからの排出油が油タンク１１に排出されて、スティックシリンダ９が縮小する。さらに、スティック用アンロードバルブ２８が開位置Ｘに切り換わることにより、スティックシリンダ９が縮小側エンドに達した以降の第一、第二油圧ポンプ１２、１３の吐出油は、縮小側作動位置Ｘのスティック用第一、第二コントロールバルブ２３、２４、スティックシリンダロッド側油路３４およびアンロード油路３５を経由して、油タンク１１に流れる。この状態では、第一、第二油圧ポンプ１２、１３のポンプ容量を最大にしてもエンジンＥがパワー不足となるまでポンプ圧が上昇することなく、而して、後述する較正用データ４７の取得を、エンジン回転数が前記設定回転数Ｎｓに保持され、且つ、ポンプ容量の増加に伴いポンプ圧が増加する条件下でポンプ容量が最大となるまで行えるようになっている。

さらに、較正用データ取得手段４８は、前述した準備制御が維持されている状態で、較正用データ４７の取得を実行する。この較正用データ４７の取得は、第一、第二油圧ポンプ１２、１３のそれぞれについて行うが、第一油圧ポンプ１２の較正用データ４７を取得する場合には、第二油圧ポンプ１３のレギュレータ１３ａに対する電流指令値を予め設定される設定電流指令値Ｃfixに一定に保持した状態で、第一油圧ポンプ１２に対する電流指令値を最小電流指令値Ｃminから最大電流指令値Ｃmaxまで多段階的に変化させながら各電流指令値における第一油圧ポンプ１２のポンプ圧を測定して、第一油圧ポンプ１２の電流指令値に対応する測定ポンプ圧のデータを取得する。また、第二油圧ポンプ１３の較正用データ４７を取得する場合には、第一油圧ポンプ１２のレギュレータ１２ａに対する電流指令値を予め設定される設定電流指令値Ｃfixに一定に保持した状態で、第二油圧ポンプ１３に対する電流指令値を最小電流指令値Ｃminから最大電流指令値Ｃmaxまで多段階的に変化させながら各電流指令値における第二油圧ポンプ１３のポンプ圧を測定して、第二油圧ポンプ１３の電流指令値に対応する測定ポンプ圧のデータを取得する。この較正用データ４７の一例を図４に示すが、該図４に示す較正用データ４７では、何れの油圧ポンプ１２、１３の較正用データ４７の取得時においても両方の油圧ポンプ１２、１３のポンプ圧を測定している。また、較正用データ４７の取得時における電流指令値の最小値（最小電流指令値）Ｃmin、最大値（最大電流指令値）Ｃmaxは、仕様上のポンプ制御テーブル４１の値に公差を加味して、第一、第二油圧ポンプ１２、１３の最小ポンプ容量から最大ポンプ容量までを十分にカバーできる値に設定される。そして、較正用データ取得手段４８で取得された較正用データ４７は、第一テーブル作成手段５０及び第二テーブル作成手段５２に入力される。

前記較正用データ４７が入力された第一テーブル作成手段５０は、予め設定される複数の基準電流指令値における仕様上のポンプ容量から求められるポンプ流量と、前記較正用データ取得手段４８により求められた基準電流指令値における測定ポンプ圧とに基づいて、第一、第二油圧ポンプ１２、１３のそれぞれについてポンプ圧とポンプ流量との関係を表す係数Ｋ１、Ｋ２を求める。該係数Ｋ１、Ｋ２は、ポンプ流量の２乗とポンプ圧との比例関係を示す係数であって、下記の式（１）、（２）で表される。
Ｋ１＝（Ｑ１＋Ｑ２）^２／Ｐ１ ・・・（１）
Ｋ２＝（Ｑ１＋Ｑ２）^２／Ｐ２ ・・・（２）
上記式（１）において、Ｑ１は基準電流指令値における仕様上のポンプ容量から求められる第一油圧ポンプ１２のポンプ流量、Ｑ２は前記設定電流指令値Ｃfixにおける仕様上のポンプ容量から求められる第二油圧ポンプ１３のポンプ流量、Ｐ１は前記較正用データ取得手段４８により求められた基準電流指令値における第一油圧ポンプ１２の測定ポンプ圧である。また、式（２）において、Ｑ１は定電流指令値Ｃfixにおける仕様上のポンプ容量から求められる第一油圧ポンプ１２のポンプ流量、Ｑ２は基準電流指令値における仕様上のポンプ容量から求められる第二油圧ポンプ１３のポンプ流量、Ｐ２は前記較正用データ取得手段４８により求められた基準電流指令値における第二油圧ポンプ１３の測定ポンプ圧である。ここで、前記基準電流指令値は、少なくとも最小電流指令値Ｃminと最大電流指令値Ｃmaxとを含む複数の電流指令値であって、本実施の形態では、最小電流指令値Ｃminと、最大電流指令値Ｃmaxと、較正用データ取得時において変化させる電流指令値の略中央値である中間電流指令値Ｃminとが基準電流値として設定されているが、これに限定されず、基準電流指令値の数をさらに多くしてもよい。また、基準電流指令値における仕様上のポンプ容量から第一、第二油圧ポンプ１３のポンプ流量を求める場合には、ポンプ容量にエンジン回転数（設定エンジン回転数Ｎｓ）を乗じることにより求められる。

さらに第一テーブル作成手段５０は、前述したようにして求めた基準電流指令値における第一、第二油圧ポンプ１２、１３のポンプ圧とポンプ流量との関係を表す係数Ｋ１、Ｋ２と、前記較正用データ取得手段４８により求められた基準電流指令値における第一、第二油圧ポンプ１２の測定ポンプ圧とを用いて、係数Ｋ１、Ｋとポンプ圧との関係を示す第一テーブル４９を作成する（該第一テーブル４９の一例を図５（Ａ）に示す）。そして、第一テーブル作成手段５０により作成された第一テーブル４９のデータは、第三テーブル作成手段５４に入力される。

一方、前記較正用データ４７が入力された第二テーブル作成手段５２は、較正用データ４７に基づいて各電流指令値とポンプ圧との対応関係を示す第二テーブル５１を、第一、第二油圧ポンプ１２、１３のそれぞれについて作成する（第二テーブル５１の一例を図５（Ｂ）に示すが、図５（Ｂ）には、第一油圧ポンプ１２用の第二テーブル５１のみを図示）。そして、第二テーブル作成手段５２により作成された第二テーブル５１のデータは、第三テーブル作成手段５４に入力される。

前記第一テーブル４９および第二テーブル５１のデータが入力された第三テーブル作成手段５４は、第二テーブル５１のポンプ圧を第一テーブル４９の係数Ｋ１、Ｋ２を用いてポンプ流量に変換し、該ポンプ流量と電流指令値との関係を示す第三テーブル５３を、第一、第二油圧ポンプ１２、１３のそれぞれについて作成する（第三テーブル５３の一例を図６（Ａ）に示すが、図６（Ａ）には、第一油圧ポンプ１２用の第三テーブル５３のみを図示）。第二テーブル５１のポンプ圧を係数Ｋ１、Ｋ２を用いてポンプ流量に変換する場合には、下記の式（３）、（４）を用いる。
Ｑ１＝（Ｋ１（Ｐ１）×Ｐ１）^１／２−Ｑ２ ・・・（３）
Ｑ２＝（Ｋ２（Ｐ１）×Ｐ２）^１／２−Ｑ１ ・・・（４）
上記式（３）において、Ｑ１は変換される第一油圧ポンプ１２のポンプ流量、Ｐ１は第一油圧ポンプ１２用の第二テーブル５１における各電流指令値に対応するポンプ圧、Ｋ１（Ｐ１）は第一油圧ポンプ１２用の第一テーブル４９における各ポンプ圧Ｐ１に対応する係数、Ｑ２は前記設定電流指令値Ｃfixにおける仕様上のポンプ容量から求められる第二油圧ポンプ１３のポンプ流量である。また、式（４）において、Ｑ２は変換される第二油圧ポンプ１３のポンプ流量、Ｐ２は第二油圧ポンプ１３用の第二テーブル５１における各電流指令値に対応するポンプ圧、Ｋ２（Ｐ２）は第二油圧ポンプ１３用の第一テーブル４９における各ポンプ圧Ｐ２に対応する係数、Ｑ１は設定電流指令値Ｃfixにおける仕様上のポンプ容量から求められる第一油圧ポンプ１２のポンプ流量である。そして、第三テーブル作成手段５４により作成された第三テーブル５３のデータは、ポンプ制御テーブル作成手段５５に入力される。

前記第三テーブル５３のデータが入力されたポンプ制御テーブル作成手段５５は、第三テーブル５３のポンプ流量を、設定エンジン回転数Ｎｓ（較正用データ取得手段４８によるポンプ圧測定時のエンジン回転数）で除すことでポンプ容量に変換して、ポンプ容量と電流指令値との関係を示すポンプ制御テーブル４１を、第一、第二油圧ポンプ１２、１３のそれぞれについて作成する（ポンプ制御テーブル４１の一例を図６（Ｂ）に示すが、図６（Ｂ）には、第一油圧ポンプ１２用のポンプ制御テーブル４１のみを図示）。そして、該作成されたポンプ制御テーブル４１を、較正されたポンプ制御テーブル４１としてポンプ制御テーブル保存部５６に出力する。該ポンプ制御テーブル保存部５６は、ポンプ制御テーブル作成手段５５から較正後のポンプ制御テーブル４１が入力された場合には、既存のポンプ制御テーブル４１を該較正後のポンプ制御テーブル４１に書き換えて保存する。これにより、第一、第二油圧ポンプ１２、１３の較正作業が終了すると共に、該較正作業の終了は、モニタ装置４５に通知される。そして、以降のポンプ容量制御には、ポンプ制御テーブル保存部５６に保存された較正後のポンプ制御テーブル４１が用いられることになる。

叙述の如く構成された本実施の形態において、コントローラ４０は、ポンプ容量と電流指令値との対応関係を示すポンプ制御テーブにル４１を備えており、該ポンプ制御テーブル４１で求められた電流指令値により第一、第二油圧ポンプ１２、１３のポンプ容量が可変制御されることになるが、さらにコントローラ４０には、このポンプ制御テーブル４１の較正を行う較正部４２が設けられている。該較正部４２は、コントローラ４０から出力する電流指令値を最小電流指令値Ｃminから最大電流指令値Ｃmaxまで多段階的に変化させながら各電流指令値におけるポンプ圧を測定して各電流指令値に対応する測定ポンプ圧のデータ（較正用データ４７）を取得する較正用データ取得手段４８と、予め設定される基準電流指令値（本実施の形態では、最小電流指令値Ｃmin、最大電流指令値Ｃmax、中間電流指令値Ｃmin）における仕様上のポンプ容量から求められるポンプ流量と前記較正用データ取得手段４８により求められた測定ポンプ圧とに基づいてポンプ圧とポンプ流量との関係を表す係数Ｋを求め、該係数Ｋとポンプ圧との関係を示す第一テーブル４９を作成する第一テーブル作成手段５０と、較正用データ４７に基づいて各電流指令値と測定ポンプ圧との関係を示す第二テーブル５１を作成する第二テーブル作成手段５２と、第一テーブル４９の係数Ｋを用いて第二テーブル５１の測定ポンプ圧をポンプ流量に変換し、該ポンプ流量と電流指令値との関係を示す第三テーブル５３を作成する第三テーブル作成手段５４と、ポンプ圧測定時のエンジン回転数（設定エンジン回転数Ｎｓ）と第三テーブル５３とからポンプ容量と電流指令値との関係を示すポンプ制御テーブル４１を作成するポンプ制御テーブル作成手段５５とを具備している。そして、該ポンプ制御テーブル作成手段５５で作成されたポンプ制御テーブル４１が、較正されたポンプ制御テーブル４１として以降のポンプ容量制御に用いられることになる。

この様に、本実施の形態にあっては、電流指令値を最小電流指令値Ｃminから最大電流指令値Ｃmaxまで多段階的に変化させながら各電流指令値でのポンプ圧を測定して各電流指令値に対応する測定ポンプ圧のデータ（較正用データ４７）を取得し、この較正用データ４７に基づいて、係数Ｋとポンプ圧との関係を示す第一テーブル４９、各電流指令値と測定ポンプ圧との関係を示す第二テーブル５１、ポンプ流量と電流指令値との関係を示す第三テーブル５３を作成することによって、電流指令値の全域に亘って各電流指令値に対するポンプ容量の値が較正されたポンプ制御テーブル４１を作成できることになる。この結果、ポンプ制御テーブル４１の較正を高精度に行えることになって、第一、第二油圧ポンプ１２、１３のポンプ容量制御の精度の向上に大きく貢献できる。

さらに、本実施の形態では、コントローラ４０からの電流指令値により容量制御される可変容量型の油圧ポンプとして第一、第二の二つの油圧ポンプ１２、１３が設けられているが、前記較正用データ取得手段４８は、第一、第二の各油圧ポンプ１２、１３の較正用データ４７を順次取得するとともに、第一油圧ポンプ１２の較正用データ４７を取得する場合には、第二油圧ポンプ１３に対する出力電流指令値を一定（設定電流指令値Ｃfix）に保持した状態で、第一油圧ポンプ１２に対する電流指令値を多段階的に変化させて第一油圧ポンプ１２の較正用データ４７を取得し、また、第二油圧ポンプ１３の較正用データ４７を取得する場合には、第一油圧ポンプ１２に対する出力電流指令値を一定（設定電流指令値Ｃfix）に保持した状態で、第二油圧ポンプ１３に対する電流指令値を多段階的に変化させて第二油圧ポンプ１３の較正用データ４７を取得する構成となっている。これにより、第一、第二の二つの油圧ポンプ１２、１３が設けられており、さらにこれら第一、第二油圧ポンプ１２、１３の吐出油が合流して油圧アクチュエータに供給される構成の油圧制御回路であっても、第一、第二油圧ポンプ１２、１３用の各較正用データ４７を支障なく取得することができる。
尚、本実施の形態では、油圧ポンプが二つ設けられているが、三つ以上の油圧ポンプが設けられている場合であっても、較正用データを取得する当該油圧ポンプ以外の他の油圧ポンプに対する出力電流指令値を一定に保持した状態で、当該油圧ポンプに対する電流指令値を変化させて当該油圧ポンプの較正用データを取得することにより、各油圧ポンプ用の較正用データを取得できる。

さらに、前記較正用データ取得手段４８による較正用データ４７の取得は、エンジン回転数を一定（設定エンジン回転数Ｎｓ）に保持し、且つ、ポンプ容量の増加に伴いポンプ圧が増加する条件下で行う構成となっている。これにより、エンジン回転数の変動によりポンプ流量が変動したりポンプ圧が上昇しすぎてポンプ流量が低下したりすることなく、コントローラ４０から出力される電流指令値を最小電流指令値Ｃminから最大電流指令値Ｃmaxまで多段階的に変化させながらポンプ圧を測定することで取得される、各電流指令値に対応する測定ポンプ圧のデータ（較正用データ４７）を、精度良く取得することができる。尚、本実施の形態では、前述したように、スティック用第一、第二コントロールバルブ２３、２４およびスティック用アンロードバルブ２８を最大ストロークで縮小側位置Ｘ、開位置Ｘに位置せしめて、スティックシリンダ９を縮小側に固定した状態で第一、第二油圧ポンプ１２、１３の吐出油をアンロード油路３５を介して油タンク１１に流すことで、エンジン回転数を一定に保持し、且つ、ポンプ容量の増加に伴いポンプ圧が増加する条件を作り出す構成になっている。

尚、本発明は上記実施の形態に限定されないことは勿論であって、例えば、油圧ポンプの数は、前述したように二つでも三つ以上でも良いが、一つであっても勿論本発明を実施できる。また、本実施の形態では油圧ショベルの油圧制御回路に設けられる油圧ポンプを例にとって説明したが、これに限定されず、各種油圧式作業機械に搭載される油圧ポンプの較正に本発明を実施できる。

本発明は、コントローラから出力される電流指令値に基づいて容量が可変制御される可変容量型油圧ポンプの較正に利用することができる。

１２ 第一油圧ポンプ
１３ 第二油圧ポンプ
４０ コントローラ
４１ ポンプ制御テーブル
４２ 較正部
４７ 較正用データ
４８ 較正用データ取得手段
４９ 第一テーブル
５０ 第一テーブル作成手段
５１ 第二テーブル
５２ 第二テーブル作成手段
５３ 第三テーブル
５４ 第三テーブル作成手段
５５ ポンプ制御テーブル作成手段

Claims (3)

1. エンジンにより駆動され、容量制御用の電流指令値に基づいて容量が可変制御される油圧ポンプと、ポンプ容量と電流指令値との関係を示すポンプ制御テーブルを備え、該ポンプ制御テーブルに基づいて前記容量制御用の電流指令値を出力するコントローラとを備えた油圧制御回路に、前記ポンプ制御テーブルを較正する較正システムを設けるにあたり、該較正システムは、コントローラから出力する電流指令値を最小電流指令値から最大電流指令値まで多段階的に変化させながら各電流指令値におけるポンプ圧を測定して各電流指令値に対応する測定ポンプ圧のデータを取得する較正用データ取得手段と、予め設定される基準電流指令値における仕様上のポンプ容量から求められるポンプ流量と前記較正用データ取得手段により求められた測定ポンプ圧とに基づいてポンプ圧とポンプ流量との関係を表す係数を求め、該係数とポンプ圧との関係を示す第一テーブルを作成する第一テーブル作成手段と、前記較正用データ取得手段で取得したデータに基づいて各電流指令値と測定ポンプ圧との関係を示す第二テーブルを作成する第二テーブル作成手段と、第一テーブルの係数を用いて第二テーブルの測定ポンプ圧をポンプ流量に変換し、該ポンプ流量と電流指令値との関係を示す第三テーブルを作成する第三テーブル作成手段と、ポンプ圧測定時のエンジン回転数と第三テーブルとからポンプ容量と電流指令値との関係を示すポンプ制御テーブルを作成するポンプ制御テーブル作成手段とを具備し、該ポンプ制御テーブル作成手段により作成されたポンプ制御テーブルを較正されたポンプ制御テーブルとして用いることを特徴とする可変容量型油圧ポンプの較正システム。
2. 請求項１において、油圧制御回路は、複数の可変容量型の油圧ポンプを備える一方、較正用データ取得手段は、各油圧ポンプの較正用データを順次取得するものとし、その場合に、較正用データを取得する当該油圧ポンプ以外の他の油圧ポンプに対する出力電流指令値を一定に保持した状態で、当該油圧ポンプに対する電流指令値を変化させて当該油圧ポンプの較正用データを取得することを特徴とする可変容量型油圧ポンプの較正システム。
3. 請求項１または２において、較正用データ取得手段による較正用データの取得は、エンジン回転数が一定に保持され、且つ、ポンプ容量の増加に伴いポンプ圧が増加する条件下で行うことを特徴とする可変容量型油圧ポンプの較正システム。

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