JP6310239B2 - Shift control method for ground construction machine and ground construction machine - Google Patents

Shift control method for ground construction machine and ground construction machine Download PDF

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Description

本発明は、オーガスクリューや撹拌工具などの工具を回転駆動して地盤に対して掘削や地盤改良の施工を行う地盤施工機およびその地盤施工機における変速制御方法に関し、さらに詳しくは、押しのけ容積を連続的に変更可能な油圧モータを備えた地盤施工機において、工具の駆動トルクの上限値と下限値を設定でき、その上限値と下限値の間で最適な駆動トルクとなるように制御を行う地盤施工機およびその地盤施工機における変速制御方法に関する。   The present invention relates to a ground construction machine that performs excavation and ground improvement work on the ground by rotationally driving a tool such as an auger screw or a stirring tool, and more specifically, a shift control method in the ground construction machine. In a ground construction machine equipped with a hydraulic motor that can be changed continuously, the upper and lower limits of the tool drive torque can be set, and control is performed so that the optimum drive torque is between the upper and lower limits. The present invention relates to a ground construction machine and a speed change control method in the ground construction machine.

オーガスクリューを回転駆動して地盤の掘削を行ったり、撹拌工具を回転駆動して地盤改良を行ったりする地盤施工機は従来から使用されていた。例えば、地盤の掘削を行う場合、掘削を行う地盤の状態(柔らかい、固いなど)に応じて工具(オーガスクリュー)の駆動トルクおよび回転速度を適切な値に設定する必要がある。   Conventionally, a ground construction machine that rotates an auger screw to excavate the ground or rotates an agitating tool to improve the ground has been used. For example, when excavating the ground, it is necessary to set the drive torque and rotation speed of the tool (auger screw) to appropriate values according to the state of the ground to be excavated (soft, hard, etc.).

地盤施工機において、工具の駆動トルクと回転速度の関係がそれぞれ異なる複数の変速段を設定しておき、地盤の状態に応じて作業者がそれらの変速段から最も適切なものを選択して設定するようなものは以前から知られていた。また、このような変速段の移行を自動的に行うような地盤施工機も公知である。   In the ground construction machine, multiple gears with different relationships between the drive torque of the tool and the rotational speed are set, and the operator selects and sets the most appropriate gear from the gears according to the ground conditions. Things to do have been known for a long time. In addition, a ground construction machine that automatically performs the shift of such a shift stage is also known.

下記の特許文献1には、作業者の入力情報により複数の変速段から適切なものを選択して掘削を行うようにした杭施工機が記載されている。また、特許文献2には、変速段の選択を自動的に行うようにして、掘削過程で地盤状態が変化してもそれに対応して変速段を自動的に変更することも記載されている。この自動変速技術では、押しのけ容積を段階的に変更可能な複数個の油圧モータが必要である。   The following Patent Document 1 describes a pile construction machine that performs excavation by selecting an appropriate one from a plurality of shift stages according to input information of an operator. Japanese Patent Application Laid-Open No. H10-228561 also describes that the gear position is automatically selected and the gear position is automatically changed in response to a change in the ground state during the excavation process. This automatic transmission technology requires a plurality of hydraulic motors capable of changing the displacement volume in stages.

特許文献2には、押しのけ容積を大小2段階に変更することができる可変容量型の油圧モータを複数組み合わせて5段階の変速段を構成し、それらの変速段の間で自動的に変速段を移行する自動変速技術が記載されている。この自動変速技術でも、押しのけ容積を段階的に変更可能な複数個の油圧モータが必要である。   In Patent Document 2, a plurality of variable displacement hydraulic motors capable of changing the displacement volume to two stages of large and small are combined to form a five-stage shift stage, and the shift stage is automatically set between these shift stages. The shifting automatic transmission technology is described. This automatic transmission technology also requires a plurality of hydraulic motors that can change the displacement volume in stages.

特開2008−240503号公報JP 2008-240503 A 特開2011−69140号公報JP 2011-69140 A

地盤施工機において、地盤の状態に応じて作業者が複数の変速段から最適な変速段を選択するようなものでは、作業者が的確に地盤の状態を認識し、どの変速段が適切であるかを的確に判断しなければならなかった。このため、作業者に高度の熟練が求められ、誰でも簡単に地盤施工機を扱える訳ではなかった。また、特許文献1のように変速段の選択を自動的に行うという技術思想もあるが、実用的な地盤施工機を実現するのはなかなか困難であった。   In the ground construction machine, when the operator selects the optimum gear from a plurality of gears according to the ground condition, the worker accurately recognizes the ground condition, and which gear is appropriate. I had to judge exactly. For this reason, a high level of skill is required of the worker, and not everyone can easily handle the ground construction machine. In addition, although there is a technical idea of automatically selecting a gear position as in Patent Document 1, it has been difficult to realize a practical ground construction machine.

特に、特許文献1のように現在の工具の駆動トルクだけから最適な変速段を選択するようにすると、変速した瞬間に駆動トルクが急激に変動し、そのトルク変動によってさらなる変速が発生してしまうことが多い。そのような場合、変速段が短時間で多数の変更を繰り返し、変速制御が安定しないことがある。また、それにより工具自体にも振動が発生して工具や地盤施工機が損傷してしまうおそれがある。   In particular, as in Patent Document 1, when the optimum gear stage is selected only from the current tool driving torque, the driving torque changes rapidly at the moment of shifting, and further shifting occurs due to the torque fluctuation. There are many cases. In such a case, the shift stage may repeat many changes in a short time, and the shift control may not be stable. In addition, the tool itself may vibrate, and the tool and the ground construction machine may be damaged.

特許文献2のような地盤施工機では、油圧モータを駆動する流体の圧力の基準値だけでなく、その圧力が変速段の移行を示している時間も考慮することによって、実用的で安定した変速制御が可能となっている。ただし、特許文献2のような変速制御を行うためには押しのけ容積を段階的に変更可能な油圧モータを複数個配置する必要があり、地盤施工機の製造コストが上昇してしまうという問題点があった。また、変速制御をさらに円滑に行うために変速段数を増加させようとすると、油圧モータの容量可変段数を増加させたり、油圧モータの個数を増加させる必要が出てきて、地盤施工機の製造コストがさらに上昇してしまうことになる。   In a ground construction machine such as Patent Document 2, not only the reference value of the pressure of the fluid that drives the hydraulic motor but also the time during which the pressure indicates the shift of the gear stage is taken into consideration, so that a practical and stable speed change can be achieved. Control is possible. However, in order to perform the shift control as in Patent Document 2, it is necessary to arrange a plurality of hydraulic motors that can change the displacement volume step by step, which increases the manufacturing cost of the ground construction machine. there were. In addition, if it is attempted to increase the number of shift stages in order to perform shift control more smoothly, it becomes necessary to increase the number of variable stages of the hydraulic motor or increase the number of hydraulic motors. Will rise further.

また、地盤施工機では、工具に対する地盤負荷が大きく駆動トルクが不足する場合、工具の回転が拘束され回転停止状態となってしまうことがある。このような回転停止状態では、油圧モータの押しのけ容積を増大させて工具の駆動トルクを増大させようとしても、押しのけ容積が変化しない場合がある。すなわち、このような回転停止状態においては、自動変速制御も正常に機能しない場合があるという問題点があった。   Moreover, in a ground construction machine, when the ground load with respect to a tool is large and drive torque is insufficient, rotation of a tool may be restrained and it may be in a rotation stop state. In such a rotation stop state, even if an attempt is made to increase the drive torque of the tool by increasing the displacement volume of the hydraulic motor, the displacement volume may not change. That is, in such a rotation stop state, there is a problem in that automatic shift control may not function normally.

そこで、本発明は、押しのけ容積を連続的に変更可能な油圧モータを備えた地盤施工機において、工具の駆動トルクの上限値と下限値を設定可能であり、その上限値と下限値の間で最適な駆動トルクとなるように安定的かつ円滑に変速制御を行うことができ、しかも低コストの地盤施工機およびその地盤施工機における変速制御方法を提供することを目的とする。   Therefore, the present invention can set an upper limit value and a lower limit value of the drive torque of the tool in the ground construction machine having a hydraulic motor capable of continuously changing the displacement volume, and between the upper limit value and the lower limit value. It is an object of the present invention to provide a low-cost ground construction machine and a speed change control method for the ground construction machine that can stably and smoothly carry out transmission control so as to obtain an optimum driving torque.

また、本発明は、工具の回転が拘束され回転停止状態となっていることを判定し、このような回転停止状態から自動的に復帰して変速制御を行うことが可能な地盤施工機およびその地盤施工機における変速制御方法を提供することを目的とする。   Further, the present invention determines that the rotation of the tool is constrained and is in a rotation stop state, and a ground construction machine capable of automatically returning from such a rotation stop state and performing gear shift control, and its An object of the present invention is to provide a speed change control method in a ground construction machine.

上記目的を達成するために、本発明の地盤施工機における変速制御方法は、回転駆動により地盤に対して施工するための工具と、押しのけ容積を連続的に変更可能であり、前記工具を回転駆動する油圧モータと、前記油圧モータに供給される流体の圧力を検出するための圧力検出器と、前記油圧モータの回転速度を検出するための回転速度検出器とを備えた地盤施工機における変速制御方法であって、前記油圧モータが発生可能な駆動トルクの範囲内で、前記工具の回転駆動に実際に使用する駆動トルクの上限値と下限値を設定する手順と、前記下限値以上かつ前記上限値以下の範囲において、前記下限値および前記上限値を含む複数の駆動トルクを設定する手順と、設定した複数の前記駆動トルクにそれぞれ対応する前記油圧モータの複数の押しのけ容積を求める手順と、前記下限値に対応する下限容積以外の押しのけ容積から1段階小さい押しのけ容積に移行するための前記圧力の基準値を下方基準値としてそれぞれの押しのけ容積に対して設定する手順と、前記上限値に対応する上限容積以外の前記押しのけ容積から1段階大きい押しのけ容積に移行するための前記圧力の基準値を上方基準値としてそれぞれの押しのけ容積に対して設定する手順と、前記押しのけ容積から隣接する押しのけ容積に移行するための基準時間をそれぞれの移行に対して設定する手順と、前記油圧モータが前記下限値以外の所定の前記押しのけ容積にある状態で、前記圧力が下方基準値以下である状態が基準時間以上連続した場合に、1段階小さい押しのけ容積に移行する手順と、前記油圧モータが前記上限値以外の所定の前記押しのけ容積にある状態で、前記圧力が上方基準値以上である状態が基準時間以上連続した場合に、1段階大きい押しのけ容積に移行する手順とを有し、前記1段階大きい押しのけ容積に移行する手順において、前記油圧モータの押しのけ容積を1段階大きくする際に、前記油圧モータの出力軸の回転速度が所定の拘束基準速度以下であるとともに前記圧力が所定の拘束圧力基準値以上である状態が所定の拘束基準時間以上継続した場合には、前記工具の回転が拘束された状態であると判断して、前記油圧モータに対する流体の供給を停止してから前記押しのけ容積を増大させ、その後、前記油圧モータに対する流体の供給を開始する手順を実行するものである。 In order to achieve the above object, the shift control method in the ground construction machine of the present invention can continuously change the displacement tool and the tool for construction on the ground by rotational drive, and the tool is rotationally driven. Shift control in a ground construction machine comprising: a hydraulic motor that detects pressure of a fluid supplied to the hydraulic motor; and a rotation speed detector that detects a rotation speed of the hydraulic motor A method for setting an upper limit value and a lower limit value of a drive torque actually used for rotational driving of the tool within a range of drive torque that can be generated by the hydraulic motor; A procedure for setting a plurality of drive torques including the lower limit value and the upper limit value within a range equal to or less than a value, and a plurality of the hydraulic motors respectively corresponding to the set drive torques Procedure for obtaining displacement volume, and procedure for setting the reference value of the pressure for shifting from the displacement volume other than the lower limit volume corresponding to the lower limit value to the displacement volume smaller by one step as the lower reference value for each displacement volume And a procedure for setting the reference value of the pressure for shifting from the displacement volume other than the upper limit volume corresponding to the upper limit value to the displacement volume one step larger as the upper reference value for each displacement volume, and the displacement A procedure for setting a reference time for shifting from a volume to an adjacent displacement volume for each transition, and in a state where the hydraulic motor is at a predetermined displacement volume other than the lower limit value, the pressure is a lower reference value When the following state continues for a reference time or longer, a procedure for shifting to a one-step smaller displacement volume, and the hydraulic motor Wherein in a state at a predetermined the displacement other than the upper limit value, when a state wherein the pressure is equal to or greater than the upper reference value is continuously reference time or longer possess the procedure shifts to one stage higher displacement, the 1 When the displacement volume of the hydraulic motor is increased by one step in the procedure of shifting to a larger displacement volume, the rotational speed of the output shaft of the hydraulic motor is equal to or lower than a predetermined constraint reference speed and the pressure is equal to the predetermined constraint pressure. When the state that is equal to or greater than the reference value continues for a predetermined restraint reference time or longer, it is determined that the rotation of the tool is restrained, and the supply of fluid to the hydraulic motor is stopped before the displacement volume. And thereafter, a procedure for starting the supply of fluid to the hydraulic motor is executed .

また、上記の地盤施工機における変速制御方法において、前記複数の駆動トルクを設定する手順は、前記下限値および前記上限値を含む11段階の駆動トルクを設定するものとすることができる。   In the shift control method for the ground construction machine, the procedure for setting the plurality of drive torques may set eleven stages of drive torque including the lower limit value and the upper limit value.

また、上記の地盤施工機における変速制御方法において、前記地盤施工機は、前記油圧モータの回転出力を前記工具に伝達するための回転駆動部と、案内用のリーダーに沿って移動可能に設けられ、前記油圧モータおよび前記回転駆動部が配置された駆動ヘッドを備えたものであり、前記駆動ヘッドが前記リーダーの上部所定位置以上に位置する場合、前記駆動トルクの変更範囲を前記上限値より小さい第2上限値以下に制限するものであることが好ましい。   Further, in the above-described shift control method in the ground construction machine, the ground construction machine is provided to be movable along a rotation drive unit for transmitting the rotation output of the hydraulic motor to the tool and a guide leader. And a drive head in which the hydraulic motor and the rotation drive unit are arranged, and when the drive head is located at a predetermined position above the leader, the change range of the drive torque is smaller than the upper limit value. It is preferable to limit the second upper limit value or less.

また、上記の地盤施工機における変速制御方法において、前記駆動ヘッドが前記リーダーの上部所定位置以上に位置する場合、前記上限値より小さい前記第2上限値を設定する手順と、前記下限値以上かつ前記第2上限値以下の範囲において、前記下限値および前記第2上限値を含む複数の駆動トルク値を設定する手順と、設定した複数の前記駆動トルク値にそれぞれ対応する前記油圧モータの複数の押しのけ容積を求める手順と、前記下限値に対応する下限容積以外の押しのけ容積から1段階小さい押しのけ容積に移行するための前記圧力の基準値を下方基準値としてそれぞれの押しのけ容積に対して設定する手順と、前記第2上限値に対応する上限容積以外の前記押しのけ容積から1段階大きい押しのけ容積に移行するための前記圧力の基準値を上方基準値としてそれぞれの押しのけ容積に対して設定する手順と、前記押しのけ容積から隣接する押しのけ容積に移行するための基準時間をそれぞれの移行に対して設定する手順と、前記油圧モータが前記下限値以外の所定の前記押しのけ容積にある状態で、前記圧力が下方基準値以下である状態が基準時間以上連続した場合に、1段階小さい押しのけ容積に移行する手順と、前記油圧モータが前記第2上限値以外の所定の前記押しのけ容積にある状態で、前記圧力が上方基準値以上である状態が基準時間以上連続した場合に、1段階大きい押しのけ容積に移行する手順とを有することが好ましい。   Further, in the shift control method in the ground construction machine, when the drive head is positioned at a predetermined position above the leader, a procedure for setting the second upper limit value that is smaller than the upper limit value; A procedure for setting a plurality of drive torque values including the lower limit value and the second upper limit value within a range equal to or less than the second upper limit value, and a plurality of hydraulic motors respectively corresponding to the set plurality of drive torque values Procedure for obtaining displacement volume, and procedure for setting the reference value of the pressure for shifting from the displacement volume other than the lower limit volume corresponding to the lower limit value to the displacement volume smaller by one step as the lower reference value for each displacement volume And the pressure for shifting from the displacement volume other than the upper limit volume corresponding to the second upper limit value to the displacement volume larger by one step. A procedure for setting a quasi value as an upper reference value for each displacement volume, a procedure for setting a reference time for transition from the displacement volume to an adjacent displacement volume for each transition, and the hydraulic motor In a state where the displacement is in a predetermined displacement other than the lower limit value, and the state where the pressure is equal to or lower than a lower reference value continues for a reference time or longer, a procedure for shifting to a displacement smaller by one step; It is preferable to have a procedure of shifting to a larger displacement volume by one step when a state where the pressure is equal to or higher than the upper reference value continues for a reference time or longer in a state where the displacement is a predetermined displacement other than the second upper limit value. .

また、本発明の地盤施工機は、回転駆動により地盤に対して施工するための工具と、押しのけ容積を連続的に変更可能であり、前記工具を回転駆動する油圧モータと、前記油圧モータの回転出力を前記工具に伝達するための回転駆動部と、案内用のリーダーに沿って移動可能設けられ、前記油圧モータおよび前記回転駆動部が配置された駆動ヘッドと、前記油圧モータに供給される流体の圧力を検出するための圧力検出器と、前記油圧モータの回転速度を検出するための回転速度検出器と、前記油圧モータの押しのけ容積を制御して前記油圧モータが適切な駆動トルクを発生するように駆動制御する駆動制御部とを有する。前記駆動制御部は、情報を記憶する記憶手段を備えたものであり、前記記憶手段は、前記油圧モータが発生可能な駆動トルクの範囲内で、前記工具の回転駆動に実際に使用する駆動トルクの上限値と下限値を記憶するとともに、前記下限値以上かつ前記上限値以下の範囲において、前記下限値および前記上限値を含む複数の駆動トルクを記憶し、設定した複数の前記駆動トルクにそれぞれ対応する前記油圧モータの複数の押しのけ容積を記憶し、前記下限値以外の前記押しのけ容積から1段階小さい押しのけ容積に移行するための前記圧力の基準値を下方基準値としてそれぞれの押しのけ容積に対して記憶するとともに、前記上限値以外の前記押しのけ容積から1段階大きい押しのけ容積に移行するための前記圧力の基準値を上方基準値としてそれぞれの押しのけ容積に対して記憶し、前記押しのけ容積から隣接する押しのけ容積に移行するための基準時間をそれぞれの移行に対して記憶するものである。さらに、前記駆動制御部は、前記油圧モータが前記下限値以外の所定の前記押しのけ容積にある状態で、前記圧力が下方基準値以下である状態が基準時間以上連続した場合に、1段階小さい押しのけ容積に移行する手順と、前記油圧モータが前記上限値以外の所定の前記押しのけ容積にある状態で、前記圧力が上方基準値以上である状態が基準時間以上連続した場合に、1段階大きい押しのけ容積に移行する手順とを実行し、前記油圧モータの押しのけ容積を1段階大きくする際に、前記油圧モータの出力軸の回転速度が所定の拘束基準速度以下であるとともに前記圧力が所定の拘束圧力基準値以上である状態が所定の拘束基準時間以上継続した場合には、前記工具の回転が拘束された状態であると判断して、前記油圧モータに対する流体の供給を停止してから前記押しのけ容積を増大させ、その後、前記油圧モータに対する流体の供給を開始する手順を実行するものである。 Further, the ground construction machine of the present invention is a tool for constructing the ground by rotational driving, a displacement volume can be continuously changed, a hydraulic motor for rotationally driving the tool, and rotation of the hydraulic motor A rotary drive unit for transmitting an output to the tool, a drive head provided to be movable along a guide reader, the hydraulic motor and the rotary drive unit disposed therein, and a fluid supplied to the hydraulic motor A pressure detector for detecting the pressure of the hydraulic motor, a rotational speed detector for detecting the rotational speed of the hydraulic motor, and controlling the displacement of the hydraulic motor to generate an appropriate driving torque. A drive control unit for controlling the drive as described above. The drive control unit includes storage means for storing information, and the storage means is a drive torque that is actually used for rotationally driving the tool within a range of drive torque that can be generated by the hydraulic motor. And storing a plurality of drive torques including the lower limit value and the upper limit value in a range not less than the lower limit value and not more than the upper limit value, and for each of the set plurality of drive torques. A plurality of displacements of the corresponding hydraulic motor are stored, and a reference value of the pressure for shifting from the displacement other than the lower limit value to a displacement smaller by one step is set as a lower reference value for each displacement volume. The reference value of the pressure for shifting from the displacement volume other than the upper limit value to the displacement volume one step larger is used as the upper reference value. Storing for each displacement, a reference time for moving to displacement adjacent from the displacement volume is configured to store for each transition. In addition, the drive control unit may displace one step smaller when the hydraulic motor is in a predetermined displacement volume other than the lower limit value and the pressure is below the lower reference value for a reference time or longer. If the state where the pressure is higher than the upper reference value and the state where the pressure is higher than the upper reference value continues for a reference time or more in the state where the hydraulic motor is in the predetermined displacement volume other than the upper limit value, the displacement volume larger by one step When the displacement volume of the hydraulic motor is increased by one step, the rotational speed of the output shaft of the hydraulic motor is equal to or lower than a predetermined constraint reference speed and the pressure is equal to the predetermined constraint pressure reference. When the state that is greater than or equal to the value continues for a predetermined restraint reference time or longer, it is determined that the rotation of the tool is restrained, and the fluid to the hydraulic motor is The sheet to increase the displacement volume from the stop, then, is to take steps to initiate the supply of fluid to the hydraulic motor.

また、上記の地盤施工機において、前記下限値および前記上限値を含む複数の駆動トルクは11段階の駆動トルクとすることができる。   In the above ground construction machine, the plurality of drive torques including the lower limit value and the upper limit value can be set to 11 stages of drive torque.

また、上記の地盤施工機において、前記駆動制御部は、前記駆動ヘッドが前記リーダーの上部所定位置以上に位置する場合、前記駆動トルク値の変更範囲を前記上限値より小さい第2上限値以下に制限するものであることが好ましい。   Further, in the above ground construction machine, the drive control unit may set the change range of the drive torque value to be equal to or less than a second upper limit value smaller than the upper limit value when the drive head is positioned at a predetermined position above the leader. It is preferable to restrict.

本発明は、以上のように構成されているので、以下のような効果を奏する。   Since this invention is comprised as mentioned above, there exist the following effects.

油圧モータに供給される圧力油の圧力と圧力基準値との上下関係だけでなく、そのような上下関係が継続する時間も考慮することにより安定的で円滑な自動変速制御が可能となる。それに加えて、一つの油圧モータのみを使用しながら、必要に応じて変速段数を任意に増加させることができ、安定的で円滑な自動変速制御が可能となる。   By considering not only the vertical relationship between the pressure of the pressure oil supplied to the hydraulic motor and the pressure reference value, but also the time during which such vertical relationship continues, stable and smooth automatic shift control can be performed. In addition, while using only one hydraulic motor, the number of shift stages can be arbitrarily increased as necessary, and stable and smooth automatic shift control is possible.

本発明の自動変速制御では、工具の駆動トルクの上限値と下限値を任意に設定することが可能であり、地盤の状態や施工内容に応じて、安全かつ適切に工事を実施することができる。また、本発明の自動変速制御を行うことにより、油圧モータに供給される圧力油の圧力と流量をほぼ一定に保つことができ、圧力油供給源の原動機を最大効率で運転できるため、工具駆動の効率を向上させることができる。   In the automatic transmission control according to the present invention, it is possible to arbitrarily set the upper limit value and the lower limit value of the driving torque of the tool, and it is possible to safely and appropriately carry out the construction according to the ground state and construction contents. . In addition, by performing the automatic shift control of the present invention, the pressure and flow rate of the pressure oil supplied to the hydraulic motor can be kept almost constant, and the prime mover of the pressure oil supply source can be operated with maximum efficiency, so that the tool drive Efficiency can be improved.

そして、工具の回転が拘束され回転拘束状態となってしまった場合でも、回転拘束状態から自動的に回転状態に復帰させることが可能である。さらに、一つの油圧モータのみで安定的で円滑な自動変速制御が可能となるため、地盤施工機の製造コストを大幅に低減させることができる。   Even when the rotation of the tool is constrained and becomes a rotationally constrained state, it is possible to automatically return from the rotationally constrained state to the rotational state. Furthermore, since stable and smooth automatic shift control can be performed with only one hydraulic motor, the manufacturing cost of the ground construction machine can be greatly reduced.

図1は、本発明の地盤施工機1の全体構成を示す概略図である。FIG. 1 is a schematic diagram showing the overall configuration of a ground construction machine 1 according to the present invention. 図2は、油圧モータ81および回転駆動部8の構成を示す模式図である。FIG. 2 is a schematic diagram showing the configuration of the hydraulic motor 81 and the rotation drive unit 8. 図3は、油圧モータ81の出力軸における駆動トルクとトルク指標との関係を示すグラフである。FIG. 3 is a graph showing the relationship between the drive torque on the output shaft of the hydraulic motor 81 and the torque index. 図4は、油圧モータ81の押しのけ容積と出力軸における駆動トルクとの関係を示すグラフである。FIG. 4 is a graph showing the relationship between the displacement of the hydraulic motor 81 and the drive torque on the output shaft. 図5は、自動変速制御のための圧力基準値Psと基準時間tsを示す図である。Figure 5 is a diagram showing a pressure reference value P s and the reference time t s for the automatic shift control. 図6は、自動変速制御の処理手順を示すフローチャートである。FIG. 6 is a flowchart showing a processing procedure of automatic shift control. 図7は、トルク増大サブルーチンの処理手順を示すフローチャートである。FIG. 7 is a flowchart showing the processing procedure of the torque increase subroutine. 図8は、トルク減少サブルーチンの処理手順を示すフローチャートである。FIG. 8 is a flowchart showing the processing procedure of the torque reduction subroutine. 図9は、トルク設定サブルーチンの処理手順を示すフローチャートである。FIG. 9 is a flowchart showing the processing procedure of the torque setting subroutine.

本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。図1は、本発明の地盤施工機1の全体構成を示す概略図である。地盤施工機1は、無端状の軌道帯輪3を有し、自走可能な構成になっている。リーダー4は工具11を支持し案内するための支柱である。リーダー4は、地盤に対して垂直な状態から水平な状態まで起伏動作が可能であるとともに、運転台5と一緒に旋回できる構成になっている。地盤施工機1を移動・運搬するときは、リーダー4を水平状態に倒し、本体の上部に水平状態で保持して移動する。リーダー4は支点9を中心に揺動可能に支持されており、運転台5での操作により油圧シリンダ6を動作させてリーダー4の起伏動作が行われる。   Embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a schematic diagram showing the overall configuration of a ground construction machine 1 according to the present invention. The ground construction machine 1 has an endless track ring 3 and is configured to be able to run on its own. The leader 4 is a support for supporting and guiding the tool 11. The leader 4 can move up and down from a vertical state to a horizontal state with respect to the ground, and can turn together with the cab 5. When the ground construction machine 1 is moved or transported, the leader 4 is brought down to a horizontal state and moved while being held in a horizontal state at the upper part of the main body. The leader 4 is supported so as to be able to swing around a fulcrum 9, and the hydraulic cylinder 6 is operated by the operation on the cab 5 so that the leader 4 is raised and lowered.

このリーダー4を起立させた状態で、リーダー4上を上下方向に移動可能に駆動ヘッド7が設けられており、駆動ヘッド7には油圧モータ81(図2参照)および回転駆動部8が固定配置されている。油圧モータ81および回転駆動部8は先端側に工具11を固定したチューブ体10を回転駆動するためのものである。チューブ体10は中空の管状の部材であり、内部の中空部を通して地盤改良剤などを地盤中に注入することができる。チューブ体10の先端側(下方側)には掘削具や撹拌工具等の工具11が固定されている。   A drive head 7 is provided so that the leader 4 can be moved up and down with the leader 4 standing up. A hydraulic motor 81 (see FIG. 2) and a rotary drive unit 8 are fixedly disposed on the drive head 7. Has been. The hydraulic motor 81 and the rotational drive unit 8 are for rotationally driving the tube body 10 having the tool 11 fixed to the distal end side. The tube body 10 is a hollow tubular member, and a ground improver or the like can be injected into the ground through the hollow portion inside. A tool 11 such as an excavating tool or a stirring tool is fixed to the distal end side (downward side) of the tube body 10.

駆動ヘッド7は、図示しない駆動機構によりリーダー4上を上下方向に移動することができる。駆動ヘッド7が移動されれば、回転駆動部8とともにチューブ体10および工具11も同じ量だけ移動される。例えば、工具11として下端側の掘削工具と撹拌工具を備えたものを使用し、チューブ体10を回転駆動しながら下降させて、掘削作業と撹拌による地盤改良作業とを同時に行う。このとき攪拌工具からは地盤改良剤を噴出させて地盤構成物に注入し、この地盤構成物を撹拌して地盤改良を行う。地盤改良剤は、セメントミルク等であり、チューブ体10の中空部を通して供給される。   The drive head 7 can move up and down on the reader 4 by a drive mechanism (not shown). When the drive head 7 is moved, the tube body 10 and the tool 11 are moved by the same amount together with the rotation drive unit 8. For example, a tool provided with a lower-end excavation tool and a stirring tool is used as the tool 11, and the tube body 10 is lowered while being rotationally driven, so that excavation work and ground improvement work by stirring are simultaneously performed. At this time, the ground improvement agent is ejected from the stirring tool and injected into the ground structure, and the ground structure is stirred to improve the ground. The ground improvement agent is cement milk or the like, and is supplied through the hollow portion of the tube body 10.

また、地盤施工機1には、オーガースクリュー等の掘削専用工具を取り付けて、掘削作業のみを行う場合もある。このように、地盤施工機1によって地盤改良作業や、掘削作業を行う場合、工具11の駆動トルクおよび回転速度を地盤の状態(柔らかい、固いなど)に応じて適切な値に設定する必要がある。例えば、固い地盤では工具11の駆動トルクを大きく(回転速度を小さく)しなければならず、一方、柔らかい地盤では回転速度を大きく(駆動トルクを小さく)して高能率の掘削作業を行うことができる。   The ground construction machine 1 may be attached only with excavation work such as an auger screw to perform excavation work. Thus, when performing ground improvement work or excavation work by the ground construction machine 1, it is necessary to set the drive torque and rotation speed of the tool 11 to appropriate values according to the ground condition (soft, hard, etc.). . For example, it is necessary to increase the driving torque of the tool 11 (reducing the rotational speed) on hard ground, while increasing the rotational speed (reducing the driving torque) on soft ground to perform highly efficient excavation work. it can.

図2は、油圧モータ81および回転駆動部8の構成を示す模式図である。ここで、回転駆動部8(図1参照)は、減速機構82、スピンドル83、チャック84からなり、油圧モータ81の回転出力をチューブ体10および工具11(図1参照)に伝達するためのものである。減速機構82は油圧モータ81の回転出力を減速してスピンドル83に伝達する。スピンドル83は、駆動ヘッド7に対して回転可能に支持されている。   FIG. 2 is a schematic diagram showing the configuration of the hydraulic motor 81 and the rotation drive unit 8. Here, the rotation drive unit 8 (see FIG. 1) includes a speed reduction mechanism 82, a spindle 83, and a chuck 84, and transmits the rotation output of the hydraulic motor 81 to the tube body 10 and the tool 11 (see FIG. 1). It is. The speed reduction mechanism 82 reduces the rotational output of the hydraulic motor 81 and transmits it to the spindle 83. The spindle 83 is supported rotatably with respect to the drive head 7.

スピンドル83には、チャック84が固定されており、チャック84によってチューブ体10を把持したり、チューブ体10を解放したりできる。チャック84によってチューブ体10を把持すれば、チューブ体10はスピンドル83に固定され、スピンドル83の回転によってチューブ体10および工具11を回転駆動することができる。   A chuck 84 is fixed to the spindle 83, and the tube body 10 can be gripped by the chuck 84 or the tube body 10 can be released. If the tube body 10 is gripped by the chuck 84, the tube body 10 is fixed to the spindle 83, and the tube body 10 and the tool 11 can be rotationally driven by the rotation of the spindle 83.

油圧モータ81は押しのけ容積を連続的に変更可能なものである。この油圧モータ81は低回転速度および高トルクの回転出力特性を有するものが好ましい。油圧モータ81としては、例えば、偏心形ラジアルピストンモータが利用できる。この偏心形ラジアルピストンモータは、出力軸に対して放射状に配置されたピストンにより中央の偏心円筒カムおよび出力軸を回転駆動するものである。偏心円筒カムの偏心量が連続的に調整可能であれば、その偏心量を変更することにより油圧モータの押しのけ容積を連続的に変更することができる。   The hydraulic motor 81 can continuously change the displacement volume. The hydraulic motor 81 preferably has a low rotational speed and high torque rotational output characteristics. As the hydraulic motor 81, for example, an eccentric radial piston motor can be used. In this eccentric radial piston motor, a central eccentric cylindrical cam and an output shaft are rotationally driven by pistons arranged radially with respect to the output shaft. If the eccentric amount of the eccentric cylindrical cam can be adjusted continuously, the displacement of the hydraulic motor can be continuously changed by changing the eccentric amount.

駆動制御部85は、油圧源からの圧力油を油圧モータ81に供給して、油圧モータ81の回転駆動制御を行う。油圧モータ81に供給される圧力油の圧力Pは圧力検出器86によって検出され、その検出値が駆動制御部85に送られる。駆動制御部85は、油圧モータ81に供給される圧力油の圧力Pに応じて自動変速制御すなわち工具11の駆動トルク制御を行う。   The drive control unit 85 supplies pressure oil from a hydraulic source to the hydraulic motor 81 to perform rotational drive control of the hydraulic motor 81. The pressure P of the pressure oil supplied to the hydraulic motor 81 is detected by the pressure detector 86, and the detected value is sent to the drive control unit 85. The drive control unit 85 performs automatic shift control, that is, drive torque control of the tool 11 in accordance with the pressure P of the pressure oil supplied to the hydraulic motor 81.

また、駆動制御部85は、エンコーダ87からの信号を受信して、油圧モータ81の出力軸の回転速度を求めることができる。エンコーダ87は油圧モータ81の出力軸の回転角度に応じたパルス信号を出力する。すなわち、エンコーダ87は油圧モータ81の回転速度検出器として利用できる。   Further, the drive control unit 85 can receive the signal from the encoder 87 and obtain the rotational speed of the output shaft of the hydraulic motor 81. The encoder 87 outputs a pulse signal corresponding to the rotation angle of the output shaft of the hydraulic motor 81. That is, the encoder 87 can be used as a rotational speed detector of the hydraulic motor 81.

駆動制御部85は、その内部にCPU851と記憶手段852を有しており、CPU851によって各種の情報処理を行う。また、記憶手段852には、駆動制御や情報処理に必要な各種のデータやプログラムが記憶されている。また、情報処理の結果のデータ等も記憶手段852に記憶される。   The drive control unit 85 includes a CPU 851 and a storage unit 852 inside, and the CPU 851 performs various types of information processing. The storage unit 852 stores various data and programs necessary for drive control and information processing. In addition, data resulting from information processing is also stored in the storage unit 852.

駆動制御部85は、油圧モータ81に電気的な制御信号を送り、油圧モータ81の押しのけ容積を所定範囲の任意の値に変更制御することができる。駆動制御部85は、油圧モータ81の押しのけ容積を変更して出力軸の駆動トルクおよび回転速度の変更制御を行う。これにより、地盤施工機1の自動変速制御すなわち工具11の駆動トルクを適切な値に変更制御する自動制御を行う。   The drive control unit 85 can send an electrical control signal to the hydraulic motor 81 to change and control the displacement of the hydraulic motor 81 to an arbitrary value within a predetermined range. The drive control unit 85 changes the displacement volume of the hydraulic motor 81 to perform change control of the drive torque and rotation speed of the output shaft. Thereby, automatic transmission control of the ground construction machine 1, that is, automatic control for changing and controlling the driving torque of the tool 11 to an appropriate value is performed.

次に、駆動制御部85が行う自動変速制御について説明する。本発明の地盤施工機1の変速制御方法においては、油圧モータ81は押しのけ容積を連続的に変更可能なものである。このため、変速制御方法についても、チューブ体10に負荷される負荷トルクなどに応じて油圧モータ81の押しのけ容積を連続的に変化させるようなフィードバック制御も考えられる。しかしながら、このような単純なフィードバック制御では地盤状態の変化等による急激なトルク変動により、油圧モータの押しのけ容積も大きく変更制御され、変速制御が振動して安定しないことがある。また、それにより工具自体にも振動が発生して工具や地盤施工機が損傷してしまうおそれがある。   Next, automatic shift control performed by the drive control unit 85 will be described. In the shift control method for the ground construction machine 1 of the present invention, the hydraulic motor 81 can continuously change the displacement volume. For this reason, also regarding the speed change control method, feedback control in which the displacement volume of the hydraulic motor 81 is continuously changed according to the load torque applied to the tube body 10 is also conceivable. However, in such simple feedback control, the displacement of the hydraulic motor is greatly changed and controlled due to a sudden torque fluctuation due to a change in the ground condition or the like, and the shift control may vibrate and become unstable. In addition, the tool itself may vibrate, and the tool and the ground construction machine may be damaged.

そこで、本発明の地盤施工機1の変速制御方法においては、油圧モータ81の駆動トルクの上限値と下限値を設定し、その上限値と下限値を含む範囲内で複数の駆動トルク値を設定して、それらの複数の段階的な駆動トルク値を使用して自動変速制御を行うようにしたものである。すなわち、本発明の変速制御方法においては、駆動トルクの連続的な変更制御を行うのではなく、駆動トルクの連続的な数値範囲に対してあえて複数の段階的な駆動トルク値を設定し、その段階的な駆動トルク値を使用して自動変速制御を行うようにしたものである。   Therefore, in the shift control method of the ground construction machine 1 of the present invention, the upper limit value and the lower limit value of the drive torque of the hydraulic motor 81 are set, and a plurality of drive torque values are set within a range including the upper limit value and the lower limit value. Thus, automatic shift control is performed using these stepwise drive torque values. That is, in the speed change control method of the present invention, instead of performing continuous change control of drive torque, a plurality of stepwise drive torque values are set for a continuous numerical range of drive torque. Automatic transmission control is performed using stepwise drive torque values.

まず、駆動制御部85の内部の記憶手段852には油圧モータ81の駆動トルクの最大値Tmaxと最小値Tminが記憶されている。これは、油圧モータ81の出力特性から求められる駆動トルクの範囲である。実用的に使用可能な油圧モータ81の駆動トルクの範囲がこの最大値と最小値の間の区間となる。すなわち、通常使用可能な駆動トルクの値はこの最小値Tmin以上でありかつ最大値Tmax以下となる。この駆動トルクの最小値Tminと最大値Tmaxは、地盤施工機1の製造メーカーが予め設定しておくことができる。また、ユーザーがそれらの最小値Tminと最大値Tmaxを設定あるいは変更できるようにしてもよい。 First, the maximum value T max and the minimum value T min of the drive torque of the hydraulic motor 81 are stored in the storage unit 852 inside the drive control unit 85. This is the range of drive torque obtained from the output characteristics of the hydraulic motor 81. The range of the drive torque of the hydraulic motor 81 that can be used practically is a section between the maximum value and the minimum value. That is, the normally usable drive torque value is not less than the minimum value T min and not more than the maximum value T max . The manufacturer T of the ground construction machine 1 can set the minimum value T min and the maximum value T max of the driving torque in advance. Further, the user may be able to set or change the minimum value T min and the maximum value T max .

また、油圧モータ81の駆動トルクには、駆動ヘッド7がリーダー4の上部に位置する場合の制限値が設定される。ここでリーダー4の上部とは、リーダー4上方の予め定められた所定位置以上の位置をいう。駆動ヘッド7がリーダー4上方の予め定められた所定位置以上の位置にある場合、油圧モータ81の駆動トルクが制限値以下に制限される。   The driving torque of the hydraulic motor 81 is set to a limit value when the driving head 7 is positioned above the leader 4. Here, the upper part of the reader 4 refers to a position above a predetermined position above the reader 4. When the drive head 7 is in a position above a predetermined position above the leader 4, the drive torque of the hydraulic motor 81 is limited to a limit value or less.

この制限値も駆動制御部85の内部の記憶手段852に記憶される。駆動ヘッド7がリーダー4の上部に位置する場合、油圧モータ81の駆動トルクが大きくなるとリーダー4に大きな負担がかかり、リーダー4が傾斜してしまったり、最悪の場合、地盤施工機1が転倒してしまうおそれもある。このため、駆動ヘッド7がリーダー4上部の所定位置以上の位置にある場合、油圧モータ81の駆動トルクを所定の制限値以下に制限することが望ましい。   This limit value is also stored in the storage unit 852 inside the drive control unit 85. When the driving head 7 is positioned above the leader 4, if the driving torque of the hydraulic motor 81 increases, the leader 4 is heavily loaded, and the leader 4 tilts. In the worst case, the ground construction machine 1 falls. There is also a risk. For this reason, when the drive head 7 is in a position above the predetermined position above the leader 4, it is desirable to limit the drive torque of the hydraulic motor 81 to a predetermined limit value or less.

この制限値は、駆動ヘッド7がリーダー4上部にある場合でも、安全に施工作業を行うことができる値とする。制限値は製造メーカーによる既定値が設定されているが、ユーザーがこの制限値を変更することができる。なお、この制限値は特許請求の範囲における第2上限値に対応する。すなわち、制限値と第2上限値とは同じものである。   This limit value is a value at which construction work can be performed safely even when the drive head 7 is above the leader 4. The limit value is a default value set by the manufacturer, but the user can change the limit value. This limit value corresponds to the second upper limit value in the claims. That is, the limit value and the second upper limit value are the same.

駆動制御部85は駆動ヘッド7の位置を常に監視しており、駆動ヘッド7がリーダー4の上部に位置する場合、油圧モータ81の駆動トルクはこの制限値(第2上限値)以下に制限される。手動操作や自動変速制御によって油圧モータ81の駆動トルクを変更しても、駆動トルクはこの制限値までしか増大しない。駆動ヘッド7がリーダー4の上部位置にない場合は、油圧モータ81の駆動トルクをこの制限値を超える値にまで変更することが可能である。   The drive control unit 85 constantly monitors the position of the drive head 7. When the drive head 7 is positioned above the reader 4, the drive torque of the hydraulic motor 81 is limited to the limit value (second upper limit value) or less. The Even if the driving torque of the hydraulic motor 81 is changed by manual operation or automatic shift control, the driving torque increases only up to this limit value. When the drive head 7 is not in the upper position of the leader 4, the drive torque of the hydraulic motor 81 can be changed to a value exceeding this limit value.

また、自動変速制御や手動で駆動トルクの設定を行う場合の、駆動トルクの上限値と下限値が、駆動制御部85の内部の記憶手段852に記憶される。自動変速制御や手動で設定される駆動トルク値はこの下限値と上限値の間の範囲(両端のトルク値も含む)となる。この駆動トルクの下限値および上限値は、ユーザーが施行位置の地盤の状態や経験から設定するものである。当然、この下限値および上限値は、駆動トルクの最小値Tmin以上かつ最大値Tmax以下に設定する。 Further, the upper limit value and the lower limit value of the drive torque when the automatic transmission control or the drive torque is manually set are stored in the storage unit 852 inside the drive control unit 85. The drive torque value set automatically or manually is in a range between the lower limit value and the upper limit value (including torque values at both ends). The lower limit value and the upper limit value of the driving torque are set by the user based on the ground condition and experience at the enforcement position. Naturally, the lower limit value and the upper limit value are set to be not less than the minimum value T min and not more than the maximum value T max of the drive torque.

駆動トルクの下限値および上限値を設定すると、駆動制御部85は、この下限値以上かつ上限値以下の範囲を10等分して11段階の駆動トルク値を自動的に求める。実際には、駆動トルクの下限値を0%表示とし上限値を100%表示として、0%,10%,20%,30%,40%,…,100%の11段階の百分率表示が用いられる。この百分率表示をトルク指標と呼ぶことにする。このとき、トルク指標がx%表示のトルク値をT(x)とすると、トルク値T(x)は、下限値をTL、上限値をTUとして、次の式1によって求められる。 When the lower limit value and upper limit value of the drive torque are set, the drive control unit 85 automatically obtains eleven levels of drive torque values by dividing the range between the lower limit value and the upper limit value into 10 equal parts. In practice, 11% percentage display of 0%, 10%, 20%, 30%, 40%,..., 100% is used, where the lower limit value of the drive torque is displayed as 0% and the upper limit value is displayed as 100%. . This percentage display is called a torque index. At this time, assuming that the torque value indicated by the torque index x% is T (x), the torque value T (x) is obtained by the following equation 1 with the lower limit value T L and the upper limit value T U.

T(x)=TL+(TU−TL)・x/100 … 式1
自動変速制御においては、この0%〜100%の11段階の駆動トルク値のいずれかの適切な値が地盤の状態に応じて自動的に割り当てられる。油圧モータ81の駆動トルク値は、地盤の状態に応じて11段階の駆動トルク値のいずれかに自動的に遷移するように制御される。具体的な自動変速制御の手順については後に詳しく説明する。
T (x) = T L + (T U -T L) · x / 100 ... formula 1
In the automatic shift control, an appropriate value of any one of the eleven stages of drive torque values from 0% to 100% is automatically assigned according to the ground condition. The drive torque value of the hydraulic motor 81 is controlled so as to automatically transition to any one of 11 stages of drive torque values according to the ground condition. A specific procedure of automatic shift control will be described in detail later.

なお、上記の上限値TUとしては、通常時の上限値である第1上限値TU1と、駆動ヘッド7がリーダー4の上部に位置する場合の油圧モータ81の駆動トルクの制限値である第2上限値TU2が記憶されている。第2上限値TU2は、通常は第1上限値TU1より小さい値に設定される。 Note that the upper limit value T U is a first upper limit value T U1 that is a normal upper limit value, and a limit value of the drive torque of the hydraulic motor 81 when the drive head 7 is positioned above the leader 4. A second upper limit value T U2 is stored. The second upper limit value T U2 is normally set to a value smaller than the first upper limit value T U1 .

駆動ヘッド7が通常位置すなわちリーダー4上部の所定位置より下方の位置にある場合、上限値TUとして第1上限値TU1の値が設定され、前述の11段階の駆動トルク値が求められる。駆動ヘッド7がリーダー4の上部に位置する場合、上限値TUとして第2上限値TU2の値が設定され、前述の11段階の駆動トルク値が求められる。 When the driving head 7 is from the normal position i.e. a predetermined position of the leader 4 top a position below, it is set as the upper limit value T U is the value of the first upper limit value T U1, is required driving torque value of 11 steps described above. When the driving head 7 is positioned at an upper portion of the leader 4, it is set as the upper limit value T U is the value of the second upper limit value T U2, is required driving torque value of 11 steps described above.

図3は、油圧モータ81の出力軸における駆動トルクとトルク指標との関係を示すグラフである。グラフの横軸がトルク指標を示し、縦軸が駆動トルクを示している。グラフに表されているように、駆動トルクの最小値Tminと最大値Tmaxの間に、駆動トルクの下限値TLおよび上限値TUが設定されている。 FIG. 3 is a graph showing the relationship between the drive torque on the output shaft of the hydraulic motor 81 and the torque index. The horizontal axis of the graph indicates the torque index, and the vertical axis indicates the drive torque. As shown in the graph, the lower limit value T L and the upper limit value T U of the drive torque are set between the minimum value T min and the maximum value T max of the drive torque.

そして、下限値TLに対応するトルク指標を0%とし、上限値TUに対応するトルク指標を100%とする。そして、下限値以上かつ上限値以下の範囲を10等分して、0%,10%,20%,30%,40%,…,100%の11段階のトルク指標が設定される。地盤施工機1の操作者はこのトルク指標に基づいて、手動での駆動トルク調整および自動トルク制御(自動変速制御)を行うのである。なお、駆動トルクの最小値Tminおよび最大値Tmax、下限値TLおよび上限値TU、トルク指標などは、駆動制御部85内部の記憶手段852に記憶される。 Then, the torque index corresponding to the lower limit value T L is set to 0%, and the torque index corresponding to the upper limit value T U is set to 100%. Then, 11 ranges of torque indices of 0%, 10%, 20%, 30%, 40%,..., 100% are set by dividing the range above the lower limit and below the upper limit into 10 equal parts. The operator of the ground construction machine 1 performs manual drive torque adjustment and automatic torque control (automatic shift control) based on this torque index. Note that the minimum value T min and the maximum value T max of the drive torque, the lower limit value T L and the upper limit value T U , the torque index, and the like are stored in the storage unit 852 inside the drive control unit 85.

図4は、油圧モータ81の押しのけ容積と出力軸における駆動トルクとの関係を示すグラフである。油圧モータ81は押しのけ容積を連続的に変更可能なものであり、駆動制御部85からの制御信号により押しのけ容積が変更される。油圧モータ81に供給される圧力油の圧力と流量がほぼ一定である場合、油圧モータ81の押しのけ容積と駆動トルクは、図示のようにほぼ直線的な関係にある。油圧モータ81の漏れや損失がなければ、押しのけ容積と駆動トルクは比例する。   FIG. 4 is a graph showing the relationship between the displacement of the hydraulic motor 81 and the drive torque on the output shaft. The hydraulic motor 81 can continuously change the displacement, and the displacement is changed by a control signal from the drive control unit 85. When the pressure and flow rate of the pressure oil supplied to the hydraulic motor 81 are substantially constant, the displacement volume and driving torque of the hydraulic motor 81 are in a substantially linear relationship as shown in the figure. If there is no leakage or loss of the hydraulic motor 81, the displacement volume and the drive torque are proportional.

油圧モータ81の駆動特性における駆動トルクの最小値Tminおよび最大値Tmaxは、押しのけ容積の最小値Qminおよび最大値Qmaxによって定まるものである。押しのけ容積の最小値Qminには駆動トルクの最小値Tminが対応し、押しのけ容積の最大値Qmaxには駆動トルクの最大値Tmaxが対応する。押しのけ容積を最小値Qminから最大値Qmaxまで連続的に変更することにより、駆動トルクも最小値Tminから最大値Tmaxまで連続的に変化する。 The minimum value T min and the maximum value T max of the drive torque in the drive characteristics of the hydraulic motor 81 are determined by the minimum value Q min and the maximum value Q max of the displacement volume. The minimum value Q min of the displacement volume corresponds to the minimum value T min of the driving torque, and the maximum value Q max of the displacement volume corresponds to the maximum value T max of the driving torque. By continuously changing the displacement volume from the minimum value Q min to the maximum value Q max , the driving torque also changes continuously from the minimum value T min to the maximum value T max .

油圧モータ81の駆動トルクを所望の値に変更するには、図4の関係から駆動トルクに対応する押しのけ容積を求め、油圧モータ81の押しのけ容積を求めた値に変更すればよい。図4のような駆動トルクと押しのけ容積の関係は、計算式や数表の形式で駆動制御部85内の記憶手段852に記憶されている。   In order to change the drive torque of the hydraulic motor 81 to a desired value, the displacement volume corresponding to the drive torque is obtained from the relationship shown in FIG. 4, and the displacement volume of the hydraulic motor 81 is changed to the obtained value. The relationship between the drive torque and displacement as shown in FIG. 4 is stored in the storage means 852 in the drive control unit 85 in the form of a calculation formula or numerical table.

油圧モータ81に供給される圧力油の圧力と流量をほぼ一定に維持する場合、油圧モータ81の出力軸の駆動トルクは押しのけ容積に比例する。また、出力軸の回転速度は駆動トルクに反比例する。すなわち、圧力油の圧力と流量をほぼ一定に維持した状態でも、油圧モータの押しのけ容積を変更することによって駆動トルクを適切な値に変更制御することができる。   When the pressure and flow rate of the pressure oil supplied to the hydraulic motor 81 are maintained substantially constant, the drive torque of the output shaft of the hydraulic motor 81 is proportional to the displacement volume. The rotation speed of the output shaft is inversely proportional to the drive torque. That is, even if the pressure oil pressure and flow rate are maintained substantially constant, the drive torque can be changed to an appropriate value by changing the displacement of the hydraulic motor.

油圧モータ81に供給される圧力油の供給源としては、内燃機関等の原動機によって駆動されるポンプが利用される。一般的に原動機は最も効率の良い定格出力の近傍で使用することが望ましく、このときに圧力油の供給効率も最大となる。本発明の自動トルク制御(自動変速制御)を行うことにより、油圧モータ81に供給される圧力油の圧力と流量をほぼ一定に保つことができ、圧力油供給源の原動機を最大効率で運転できるため、工具駆動の効率を向上させることができる。   As a supply source of the pressure oil supplied to the hydraulic motor 81, a pump driven by a prime mover such as an internal combustion engine is used. In general, it is desirable to use the prime mover in the vicinity of the most efficient rated output. At this time, the supply efficiency of pressure oil is also maximized. By performing the automatic torque control (automatic shift control) of the present invention, the pressure and flow rate of the pressure oil supplied to the hydraulic motor 81 can be kept substantially constant, and the prime mover of the pressure oil supply source can be operated with maximum efficiency. Therefore, the efficiency of tool driving can be improved.

次に、本発明における工具回転の自動復帰制御について説明する。地盤施工機1において、地盤による負荷が大きすぎて工具11の回転が拘束され停止してしまうことがある。この場合には油圧モータ81の出力軸の回転も拘束されて停止してしまう。このときに油圧モータ81の駆動トルクを増大させて工具11の駆動を再開しようとしても、油圧モータ81の押しのけ容積が変化しないことがある。本発明の地盤施工機1は、このような場合に油圧モータ81の拘束状態を円滑に解除して回転駆動状態に復帰させる機能を有している。   Next, automatic return control of tool rotation in the present invention will be described. In the ground construction machine 1, the load by the ground is too large, and the rotation of the tool 11 may be restricted and stopped. In this case, the rotation of the output shaft of the hydraulic motor 81 is also restrained and stopped. At this time, even if the driving torque of the hydraulic motor 81 is increased and the driving of the tool 11 is resumed, the displacement of the hydraulic motor 81 may not change. The ground construction machine 1 of the present invention has a function of smoothly releasing the restraint state of the hydraulic motor 81 and returning to the rotational drive state in such a case.

すなわち、油圧モータ81の出力軸の回転が拘束された場合は、それを検出して自動的に油圧モータ81に対する圧力油の供給を一定時間停止する。そして、油圧モータ81の押しのけ容積を変更して駆動トルクを1段階増大させる制御を行う。その後、油圧モータ81に対する圧力油の供給を再開して、油圧モータ81を回転状態に復帰させる。このように圧力油の供給を停止している間に押しのけ容積を変更することにより、確実に押しのけ容積を変更することができる。   That is, when the rotation of the output shaft of the hydraulic motor 81 is restricted, the supply of pressure oil to the hydraulic motor 81 is automatically stopped for a certain period of time. Then, control is performed to increase the driving torque by one step by changing the displacement volume of the hydraulic motor 81. Thereafter, the supply of pressure oil to the hydraulic motor 81 is resumed, and the hydraulic motor 81 is returned to the rotating state. Thus, the displacement volume can be reliably changed by changing the displacement volume while the supply of the pressure oil is stopped.

これは、圧力油の供給を停止することにより、拘束時に油圧モータ81の各部に作用する過大な力が除去され、押しのけ容積の変更機構が円滑に動作するようになるためであると考えられる。このように油圧モータ81の回転拘束状態から回転状態への自動復帰制御を行うことにより、地盤施工機1の操作者が複雑な操作を行うことなく、自動的に回転拘束状態から正常な回転駆動状態へと復帰させることができる。   This is considered to be because by stopping the supply of the pressure oil, an excessive force acting on each part of the hydraulic motor 81 at the time of restraint is removed, and the displacement volume changing mechanism operates smoothly. Thus, by performing automatic return control of the hydraulic motor 81 from the rotationally restricted state to the rotational state, the operator of the ground construction machine 1 automatically performs normal rotational driving from the rotationally restricted state without performing complicated operations. It can be returned to the state.

次に、本発明における上記のような自動変速制御と自動復帰制御についてより具体的に説明する。駆動制御部85は、油圧モータ81に供給される圧力油の圧力Pに応じて自動変速制御を行う。駆動制御部85は、圧力Pと比較して自動変速制御を行うための複数の圧力基準値を記憶している。すなわち、トルク値を増大させるか否かの判断に使用する圧力基準値(上方基準値)と、トルク値を減少させるか否かの判断に使用する圧力基準値(下方基準値)とをそれぞれのトルク状態に対応させて記憶している。さらに、トルク値の移行条件が継続する時間の基準となる基準時間をそれぞれのトルク状態に対応させて記憶している。   Next, the automatic shift control and the automatic return control as described above in the present invention will be described more specifically. The drive control unit 85 performs automatic shift control according to the pressure P of the pressure oil supplied to the hydraulic motor 81. The drive control unit 85 stores a plurality of pressure reference values for performing automatic shift control in comparison with the pressure P. That is, the pressure reference value (upper reference value) used for determining whether to increase the torque value and the pressure reference value (lower reference value) used for determining whether to decrease the torque value are respectively determined. It is stored in correspondence with the torque state. Further, a reference time serving as a reference for the time during which the torque value transition condition continues is stored in association with each torque state.

駆動制御部85は、圧力Pと圧力基準値(上方基準値)とを比較して、圧力Pが上方基準値以上である状態が基準時間以上連続した場合に、駆動トルクを1段階増大させる。また、駆動制御部85は、圧力Pと圧力基準値(下方基準値)とを比較して、圧力Pが下方基準値以下である状態が基準時間以上連続した場合に、駆動トルクを1段階減少させる。圧力Pが下方基準値より大きく上方基準値より小さい場合は、駆動トルクは現在の状態のまま維持される。   The drive control unit 85 compares the pressure P with the pressure reference value (upper reference value), and increases the drive torque by one step when the state where the pressure P is equal to or higher than the upper reference value continues for the reference time or longer. Further, the drive control unit 85 compares the pressure P with the pressure reference value (lower reference value), and when the state where the pressure P is lower than the lower reference value continues for the reference time or longer, the drive control unit 85 decreases the drive torque by one step. Let When the pressure P is larger than the lower reference value and smaller than the upper reference value, the driving torque is maintained as it is.

図5は、自動変速制御のための圧力基準値Psと基準時間tsの設定値の一例を示す図である。この圧力基準値Psと基準時間tsの設定値は駆動制御部85内部の記憶手段852に記憶される。自動変速制御は、油圧モータ81の駆動トルクを、11段階のトルク指標に対応するトルク値の中から自動的に選択して、適切なトルク値となるように設定するものである。また、施工中に地盤の状態が変化しても、地盤の状態に応じた適切な駆動トルクに自動的に変更される。 FIG. 5 is a diagram illustrating an example of set values of the pressure reference value P s and the reference time t s for automatic shift control. Set value of the pressure reference value P s and the reference time t s is stored in the internal storage unit 852 the drive control unit 85. In the automatic transmission control, the driving torque of the hydraulic motor 81 is automatically selected from torque values corresponding to the 11-step torque index and set to an appropriate torque value. Moreover, even if the ground state changes during construction, the driving torque is automatically changed to an appropriate driving torque according to the ground state.

ここで、駆動トルクの11段階のトルク指標0%〜100%のそれぞれに対して、指標数nを定義する。すなわち、トルク指標0%に対しては指標数:0を対応させ、トルク指標10%に対しては指標数:1を対応させ、トルク指標20%に対しては指標数:2を対応させる。同様に、トルク指標30%〜100%に対しても指標数:3〜10をそれぞれ対応させる。トルク指標100%は指標数:10に対応する。   Here, an index number n is defined for each of 11 stages of torque indices 0% to 100% of the drive torque. That is, the index number: 0 corresponds to the torque index 0%, the index number: 1 corresponds to the torque index 10%, and the index number: 2 corresponds to the torque index 20%. Similarly, the index numbers: 3 to 10 are made to correspond to the torque indexes 30% to 100%, respectively. The torque index 100% corresponds to the index number: 10.

ここで、駆動トルクを1段階増加させる操作は、指標数nに対応する駆動トルクから指標数n+1に対応する駆動トルクに移行することと同じである。また、駆動トルクを1段階減少させる操作は、指標数nに対応する駆動トルクから指標数n−1に対応する駆動トルクに移行することと同じである。   Here, the operation of increasing the driving torque by one step is the same as shifting from the driving torque corresponding to the index number n to the driving torque corresponding to the index number n + 1. Further, the operation of reducing the driving torque by one step is the same as shifting from the driving torque corresponding to the index number n to the driving torque corresponding to the index number n-1.

圧力基準値Psと基準時間tsは、駆動トルクの移行操作のそれぞれに対して設定されている。現在の駆動トルクの状態が指標数nに対応するトルク値である場合、トルク値を増大させるか否かの判断に使用する圧力基準値(上方基準値)をPs(n,n+1)と表す。また、その圧力基準値に対する基準時間をts(n,n+1)と表す。そして、トルク値を減少させるか否かの判断に使用する圧力基準値(下方基準値)をPs(n,n−1)と表す。また、その圧力基準値に対する基準時間をts(n,n−1)と表す。 The pressure reference value P s and the reference time t s are set for each drive torque transition operation. When the current drive torque state is a torque value corresponding to the index number n, the pressure reference value (upper reference value) used to determine whether to increase the torque value is represented as P s (n, n + 1). . The reference time for the pressure reference value is expressed as t s (n, n + 1). The pressure reference value (lower reference value) used for determining whether to decrease the torque value is represented as P s (n, n−1). Further, the reference time for the pressure reference value is expressed as ts (n, n-1).

ここで、圧力基準値Ps(n,n+1)と基準時間ts(n,n+1)はn=0〜9に対して設定され、圧力基準値Ps(n,n−1)と基準時間ts(n,n−1)はn=1〜10に対して設定されている。 Here, the pressure reference value P s (n, n + 1) and the reference time t s (n, n + 1) are set for n = 0 to 9, and the pressure reference value P s (n, n−1) and the reference time are set. t s (n, n−1) is set for n = 1 to 10.

なお、これらの圧力基準値Psおよび基準時間tsは、通常時の上限値である第1上限値TU1に対する11段階の駆動トルク値のそれぞれに対して設定されており、それと同時に、駆動ヘッド7がリーダー4の上部に位置する場合の上限値である第2上限値TU2に対する11段階の駆動トルクのそれぞれに対しても設定されている。すなわち、図5のようなテーブルが2種類記憶されており、駆動ヘッド7の位置に応じて使い分けられる。なお、図5のような圧力基準値および基準時間のテーブルは駆動制御部85内の記憶手段852に記憶されている。 The pressure reference value P s and the reference time t s are set for each of 11 steps of driving torque values with respect to the first upper limit value T U1, which is the upper limit value in the normal state. It is also set for each of 11 steps of driving torque with respect to the second upper limit value T U2, which is the upper limit value when the head 7 is positioned above the leader 4. That is, two types of tables as shown in FIG. 5 are stored, and are used properly according to the position of the drive head 7. Note that the pressure reference value and reference time table as shown in FIG. 5 is stored in the storage means 852 in the drive control unit 85.

なお、ここでは駆動ヘッド7がリーダー4の上部に位置する場合の制御を、駆動トルクの上限値を第2上限値として11段階の駆動トルクを設定して行っているが、本発明はこのような制御には限定されない。駆動ヘッドがリーダー上部に位置する場合に、単純に駆動トルクを制限値を超える値には設定できないようにするだけでもよい。   Here, the control in the case where the drive head 7 is positioned above the reader 4 is performed by setting the 11 stages of drive torque with the upper limit value of the drive torque as the second upper limit value. It is not limited to simple control. When the driving head is positioned above the leader, the driving torque may simply be set not to exceed the limit value.

次に、図6から図9のフローチャートに基づいて、自動変速制御および自動復帰制御について具体的な制御手順を説明する。図6から図9のフローチャートは駆動制御部85によって実行されるプログラムの内容を示すものである。図6は、自動変速制御の処理手順を示すフローチャートである。地盤施工機1の変速制御モードが自動変速モードに設定された状態で、工具11の回転駆動を開始する操作がなされると、図6のフローチャートの手順が開始される。   Next, a specific control procedure for automatic shift control and automatic return control will be described based on the flowcharts of FIGS. 6 to 9 show the contents of the program executed by the drive control unit 85. FIG. 6 is a flowchart showing a processing procedure of automatic shift control. When an operation for starting the rotational drive of the tool 11 is performed in a state where the shift control mode of the ground construction machine 1 is set to the automatic shift mode, the procedure of the flowchart of FIG. 6 is started.

手順101では油圧モータ81の回転駆動が開始される。これにより地盤の施工が開始されると、手順102から手順106の処理を繰り返すことにより、自動変速制御を実行する。すなわち、地盤の状態や工具11に対する負荷に応じて、油圧モータ81の駆動トルクを適切な値に変更制御する。   In step 101, the rotational drive of the hydraulic motor 81 is started. Thus, when the construction of the ground is started, automatic shift control is executed by repeating the processing from step 102 to step 106. That is, the drive torque of the hydraulic motor 81 is changed to an appropriate value according to the ground condition and the load on the tool 11.

さらに手順101では自動変速制御の初期トルクが設定される。初期トルクは自動変速制御の開始時における駆動トルクの初期値である。操作者はトルク指標0%〜100%から任意の初期値を設定しておくことができる。操作者が初期値を設定していなければ、既定値としてトルク指標50%に相当するトルク値が設定される。そして現在の駆動トルクの指標数を表す変数nに初期値に対応する指標数の値が代入される。例えば、初期値がトルク指標50%の場合、現在の駆動トルクの指標数を表す変数nに5が代入される。   In step 101, an initial torque for automatic shift control is set. The initial torque is an initial value of the drive torque at the start of automatic shift control. The operator can set an arbitrary initial value from a torque index of 0% to 100%. If the operator has not set an initial value, a torque value corresponding to a torque index of 50% is set as a default value. Then, the value of the index number corresponding to the initial value is substituted into the variable n indicating the index number of the current driving torque. For example, when the initial value is a torque index of 50%, 5 is substituted into a variable n representing the current number of driving torque indices.

手順102では駆動ヘッド7のリーダー4上の位置が検出される。次に、手順103では駆動トルクおよびトルク指標の設定と、圧力基準値および基準時間の設定が行われる。これらの設定は、駆動ヘッド7のリーダー4上の位置に応じて第1上限値TU1と第2上限値TU2のいずれかが上限値TUとして設定され、それによって各トルク指標に対応する11段階の駆動トルク値が求められる。また、駆動ヘッド7の位置に対応した圧力基準値および基準時間が使用されるように設定される。 In step 102, the position of the driving head 7 on the reader 4 is detected. Next, in step 103, a drive torque and a torque index are set, and a pressure reference value and a reference time are set. In these settings, either the first upper limit value T U1 or the second upper limit value T U2 is set as the upper limit value T U according to the position of the drive head 7 on the reader 4, thereby corresponding to each torque index. Eleven levels of driving torque values are obtained. Further, the pressure reference value and the reference time corresponding to the position of the drive head 7 are set to be used.

また、手順103では、駆動ヘッド7の位置が通常位置から上部位置に変化した場合、または上部位置から通常位置に変化した場合に、指標数の修正が行われる。駆動ヘッド7の位置が通常位置の場合と上部位置の場合では指標数に対応する駆動トルクの値が異なるためである。駆動ヘッド7の位置が通常位置と上部位置の間で変更されると、まず、位置変更前の指標数に対応する駆動トルクが求められ、その駆動トルクに最も近い駆動トルクを位置変更後の11段階の駆動トルクの中から選択する。そして、選択した駆動トルクに対応する指標数を変数nに代入する。変数nは現在の駆動トルクの指標数を表すものである。   In step 103, the number of indices is corrected when the position of the drive head 7 changes from the normal position to the upper position, or when the position changes from the upper position to the normal position. This is because the value of the drive torque corresponding to the number of indexes differs between the case where the position of the drive head 7 is the normal position and the case where the position is the upper position. When the position of the drive head 7 is changed between the normal position and the upper position, first, the drive torque corresponding to the number of indices before the position change is obtained, and the drive torque closest to the drive torque is changed to 11 after the position change. Select from among the drive torques in stages. Then, the index number corresponding to the selected drive torque is substituted into the variable n. The variable n represents the current drive torque index number.

次の手順104はトルク増大サブルーチンを呼び出す処理を行う。トルク増大サブルーチンは、図7に示す処理手順を実行するものであり、自動変速制御において各条件により駆動トルクを増大する処理を行うものである。このトルク増大サブルーチンについては、後に詳しく説明する。   In the next procedure 104, a process for calling a torque increase subroutine is performed. The torque increase subroutine executes the processing procedure shown in FIG. 7 and performs processing for increasing the drive torque according to each condition in automatic shift control. This torque increase subroutine will be described in detail later.

トルク増大サブルーチンから呼び出しもとに戻ると次は手順105に進む。手順105はトルク減少サブルーチンを呼び出す処理を行う。トルク減少サブルーチンは、図8に示す処理手順を実行するものであり、自動変速制御において各条件により駆動トルクを減少させる処理を行うものである。このトルク減少サブルーチンについては、後に詳しく説明する。トルク減少サブルーチンから呼び出しもとに戻ると次は手順106に進む。   When returning to the calling source from the torque increase subroutine, the process proceeds to step 105. In step 105, a process for calling a torque reduction subroutine is performed. The torque reduction subroutine executes the processing procedure shown in FIG. 8, and performs processing to reduce the drive torque according to each condition in automatic shift control. This torque reduction subroutine will be described in detail later. When returning to the calling source from the torque reduction subroutine, the process proceeds to step 106.

手順106では、自動変速制御を継続するかどうかを判断する。地盤施工機1の変速制御モードが手動変速モードに変更されたり、地盤の施工が終了して工具11の回転駆動が停止されると、手順106から「No」側に進み自動変速制御を終了する。このような自動変速制御の終了操作がない場合は、手順106から「Yes」側に進み、手順102に戻って手順102〜106の処理を繰り返す。   In step 106, it is determined whether or not to continue automatic shift control. When the speed change control mode of the ground construction machine 1 is changed to the manual speed change mode, or when the ground work is finished and the rotation drive of the tool 11 is stopped, the procedure proceeds from the step 106 to “No” and the automatic speed change control is finished. . If there is no such operation for ending the automatic transmission control, the process proceeds from step 106 to “Yes”, returns to step 102, and repeats the processes of steps 102 to 106.

図7は、トルク増大サブルーチンの処理手順を示すフローチャートである。トルク増大サブルーチンは、自動変速制御において各条件により油圧モータ81の駆動トルクを増大する処理を行うものである。トルク増大サブルーチンが呼び出されると、まず手順201において、現在設定されている駆動トルクの指標数nの値が10であるか否かが判断される。指標数nの値が10である場合は、指標数n=10は駆動トルクの上限値に対応し、それ以上駆動トルクを増大できないので、トルク増大サブルーチンの処理を終了して呼び出しもとに戻る。   FIG. 7 is a flowchart showing the processing procedure of the torque increase subroutine. The torque increase subroutine is a process for increasing the drive torque of the hydraulic motor 81 according to each condition in the automatic shift control. When the torque increase subroutine is called, first, in step 201, it is determined whether or not the value of the currently set driving torque index number n is 10. When the value of the index number n is 10, the index number n = 10 corresponds to the upper limit value of the drive torque, and the drive torque cannot be increased any more. Therefore, the process of the torque increase subroutine is terminated and the process returns to the calling source. .

指標数nの値が10でない場合(0〜9の場合)は、手順201から手順202に進む。手順202では、駆動制御部85に内蔵されたタイマーをリセットして時間測定を開始する。このタイマーにより油圧モータ81に供給される圧力油の圧力Pが圧力基準値Ps(n,n+1)以上である状態が継続する時間を測定する。 If the value of the index number n is not 10 (0 to 9), the process proceeds from the procedure 201 to the procedure 202. In step 202, the timer built in the drive control unit 85 is reset and time measurement is started. By this timer, the time during which the state where the pressure P of the pressure oil supplied to the hydraulic motor 81 is equal to or higher than the pressure reference value P s (n, n + 1) is measured.

次に、手順203において、油圧モータ81に供給される圧力油の圧力Pの検出値を圧力基準値Ps(n,n+1)と比較する。この圧力基準値Ps(n,n+1)は、図5に示すようなテーブルの中から現在の駆動トルクの指標数nに対応するものが選択される。圧力Pが圧力基準値Ps(n,n+1)以上である場合には次の手順204に進み、そうでない場合はトルク増大サブルーチンの処理を終了して呼び出しもとに戻る。 Next, in step 203, the detected value of the pressure P of the pressure oil supplied to the hydraulic motor 81 is compared with the pressure reference value P s (n, n + 1). The pressure reference value P s (n, n + 1) corresponding to the current driving torque index number n is selected from the table shown in FIG. If the pressure P is greater than or equal to the pressure reference value P s (n, n + 1), the process proceeds to the next step 204. If not, the process of the torque increase subroutine is terminated and the process returns to the calling source.

次の手順204では、タイマーで測定中の時間tを基準時間ts(n,n+1)と比較する。この基準時間ts(n,n+1)は、図5に示すようなテーブルの中から現在の駆動トルクの指標数nに対応するものが選択される。時間tが基準時間ts(n,n+1)以上となれば手順205に進み、そうでなければ手順203に戻り、手順203から手順204を繰り返す。 In the next procedure 204, the time t being measured by the timer is compared with the reference time t s (n, n + 1). The reference time t s (n, n + 1) corresponding to the current driving torque index number n is selected from the table shown in FIG. If the time t is equal to or greater than the reference time t s (n, n + 1), the process proceeds to step 205. If not, the process returns to step 203, and steps 203 to 204 are repeated.

結局、この手順203および手順204で、圧力Pが圧力基準値Ps(n,n+1)以上である状態が基準時間ts(n,n+1)以上継続したか否かが判断される。基準時間ts(n,n+1)以上継続すれば手順205に進み、継続しなければトルク増大サブルーチンの処理を終了して呼び出しもとに戻る。すなわち、圧力Pが圧力基準値Ps(n,n+1)以上である状態が基準時間ts(n,n+1)以上継続しなければ、駆動トルクを増大することはない。 Eventually, in step 203 and step 204, it is determined whether or not the state where the pressure P is equal to or higher than the pressure reference value P s (n, n + 1) continues for the reference time t s (n, n + 1). If it continues for the reference time t s (n, n + 1) or longer, the process proceeds to step 205. If not continued, the process of the torque increase subroutine is terminated and the process returns to the calling source. That is, if the state where the pressure P is equal to or higher than the pressure reference value P s (n, n + 1) does not continue for the reference time t s (n, n + 1), the driving torque is not increased.

手順205では、指標数を表す変数mに値(n+1)を代入する。この変数mの値により油圧モータ81の駆動トルクが設定されるので、この代入は駆動トルクを1段階増大することを表している。次の手順206はトルク設定サブルーチンを呼び出す処理を行う。トルク設定サブルーチンは、図9に示す処理手順を実行するものであり、変数mの値により油圧モータ81の駆動トルクを設定する処理を行うものである。このトルク設定サブルーチンについては、後に詳しく説明する。トルク設定サブルーチンから呼び出しもとに戻ってくると、このトルク増大サブルーチンの処理を終了して呼び出しもとに戻る。   In step 205, a value (n + 1) is substituted into a variable m representing the number of indices. Since the driving torque of the hydraulic motor 81 is set by the value of the variable m, this substitution indicates that the driving torque is increased by one step. In the next step 206, a process for calling a torque setting subroutine is performed. The torque setting subroutine executes the processing procedure shown in FIG. 9 and performs processing for setting the driving torque of the hydraulic motor 81 according to the value of the variable m. This torque setting subroutine will be described in detail later. When returning to the calling source from the torque setting subroutine, the processing of the torque increasing subroutine is terminated and the processing returns to the calling source.

図8は、トルク減少サブルーチンの処理手順を示すフローチャートである。トルク減少サブルーチンは、自動変速制御において各条件により油圧モータ81の駆動トルクを減少させる処理を行うものである。トルク減少サブルーチンが呼び出されると、まず手順301において、現在設定されている駆動トルクの指標数nの値が0であるか否かが判断される。指標数nの値が0である場合、指標数n=0は駆動トルクの下限値に対応し、それ以上駆動トルクを減少できないので、トルク減少サブルーチンの処理を終了して呼び出しもとに戻る。   FIG. 8 is a flowchart showing the processing procedure of the torque reduction subroutine. The torque reduction subroutine performs processing for reducing the drive torque of the hydraulic motor 81 according to each condition in the automatic shift control. When the torque reduction subroutine is called, first, in step 301, it is determined whether or not the value of the currently set driving torque index number n is zero. When the value of the index number n is 0, the index number n = 0 corresponds to the lower limit value of the drive torque, and the drive torque cannot be reduced any further. Therefore, the process of the torque reduction subroutine is terminated and the process returns to the calling source.

指標数nの値が0でない場合(1〜10の場合)は、手順301から手順302に進む。手順302では、駆動制御部85に内蔵されたタイマーをリセットして時間測定を開始する。このタイマーにより油圧モータ81に供給される圧力油の圧力Pが圧力基準値Ps(n,n−1)以下である状態が継続する時間を測定する。 When the value of the index number n is not 0 (in the case of 1 to 10), the process proceeds from the procedure 301 to the procedure 302. In step 302, a timer built in the drive control unit 85 is reset and time measurement is started. By this timer, the time during which the state where the pressure P of the pressure oil supplied to the hydraulic motor 81 is equal to or lower than the pressure reference value P s (n, n−1) is measured.

次に、手順303において、油圧モータ81に供給される圧力油の圧力Pの検出値を圧力基準値Ps(n,n−1)と比較する。この圧力基準値Ps(n,n−1)は、図5に示すようなテーブルの中から現在の駆動トルクの指標数nに対応するものが選択される。圧力Pが圧力基準値Ps(n,n−1)以下である場合には次の手順304に進み、そうでない場合はトルク減少サブルーチンの処理を終了して呼び出しもとに戻る。 Next, in step 303, the detected value of the pressure P of the pressure oil supplied to the hydraulic motor 81 is compared with the pressure reference value P s (n, n−1). As the pressure reference value P s (n, n−1), a pressure corresponding to the current driving torque index number n is selected from the table shown in FIG. If the pressure P is equal to or less than the pressure reference value P s (n, n−1), the process proceeds to the next step 304. If not, the process of the torque reduction subroutine is terminated and the process returns to the calling source.

次の手順304では、タイマーで測定中の時間tを基準時間ts(n,n−1)と比較する。この基準時間ts(n,n−1)は、図5に示すようなテーブルの中から現在の駆動トルクの指標数nに対応するものが選択される。時間tが基準時間ts(n,n−1)以上となれば手順305に進み、そうでなければ手順303に戻り、手順303から手順304を繰り返す。 In the next procedure 304, the time t being measured by the timer is compared with the reference time t s (n, n−1). As this reference time t s (n, n−1), the one corresponding to the current driving torque index number n is selected from the table shown in FIG. If the time t is equal to or greater than the reference time t s (n, n−1), the process proceeds to step 305. Otherwise, the process returns to step 303, and steps 303 to 304 are repeated.

結局、この手順303および手順304で、圧力Pが圧力基準値Ps(n,n−1)以下である状態が基準時間ts(n,n−1)以上継続したか否かが判断される。基準時間ts(n,n−1)以上継続すれば手順305に進み、継続しなければトルク減少サブルーチンの処理を終了して呼び出しもとに戻る。すなわち、圧力Pが圧力基準値Ps(n,n−1)以下である状態が基準時間ts(n,n−1)以上継続しなければ、駆動トルクを減少させることはない。 Eventually, in steps 303 and 304, it is determined whether or not the state where the pressure P is equal to or lower than the pressure reference value P s (n, n−1) continues for the reference time t s (n, n−1). The If it continues for the reference time t s (n, n−1) or longer, the process proceeds to step 305, and if not continued, the process of the torque reduction subroutine is terminated and the process returns to the calling source. That is, unless the state where the pressure P is equal to or lower than the pressure reference value P s (n, n−1) continues for the reference time t s (n, n−1) or longer, the driving torque is not reduced.

手順305では、指標数を表す変数mに値(n−1)を代入する。この変数mの値により油圧モータ81の駆動トルクが設定されるので、この代入は駆動トルクを1段階減少させることを表している。次の手順306はトルク設定サブルーチンを呼び出す処理を行う。トルク設定サブルーチンは、図9に示す処理手順を実行するものであり、変数mの値により油圧モータ81の駆動トルクを設定する処理を行うものである。トルク設定サブルーチンから呼び出しもとに戻ってくると、このトルク減少サブルーチンの処理を終了して呼び出しもとに戻る。   In step 305, a value (n-1) is substituted into a variable m representing the number of indices. Since the driving torque of the hydraulic motor 81 is set by the value of the variable m, this substitution represents that the driving torque is reduced by one step. In the next procedure 306, a process for calling a torque setting subroutine is performed. The torque setting subroutine executes the processing procedure shown in FIG. 9 and performs processing for setting the driving torque of the hydraulic motor 81 according to the value of the variable m. When returning from the torque setting subroutine to the calling source, the processing of the torque reduction subroutine is terminated and the processing returns to the calling source.

図9は、トルク設定サブルーチンの処理手順を示すフローチャートである。このトルク設定サブルーチンは、指標数を表す変数mの値により油圧モータ81の駆動トルクを設定する処理を行うものである。また、このトルク設定サブルーチンには、回転拘束状態から回転状態への自動復帰制御の手順も組み込まれている。なお、このトルク設定サブルーチンは、自動変速モードの自動変速制御に利用されるだけでなく、手動変速モードでの駆動トルク値の手動設定でも利用される。   FIG. 9 is a flowchart showing the processing procedure of the torque setting subroutine. This torque setting subroutine performs processing for setting the drive torque of the hydraulic motor 81 based on the value of the variable m representing the number of indices. The torque setting subroutine also incorporates a procedure for automatic return control from the rotation restraint state to the rotation state. This torque setting subroutine is used not only for automatic shift control in the automatic shift mode but also for manually setting the drive torque value in the manual shift mode.

トルク設定サブルーチンが呼び出されると、まず手順401において、回転拘束状態から回転状態への自動復帰制御がオンとされているか否かが判断される。自動復帰制御がオンであれば手順402に進み、自動復帰制御がオフであれば手順410に進む。すなわち、操作パネルにおいて自動復帰制御がオフとされている場合、自動復帰制御は行われず、単純に油圧モータ81の駆動トルクを変数mの値に従って設定するだけである。   When the torque setting subroutine is called, it is first determined in step 401 whether or not the automatic return control from the rotation restraint state to the rotation state is turned on. If the automatic return control is on, the process proceeds to step 402. If the automatic return control is off, the process proceeds to step 410. That is, when the automatic return control is turned off on the operation panel, the automatic return control is not performed, and the drive torque of the hydraulic motor 81 is simply set according to the value of the variable m.

手順410では、指標数を表す変数mの値に対応する駆動トルクに設定するために、まず、その駆動トルクに対応する押しのけ容積を図4の関係から求める。そして油圧モータ81の押しのけ容積を求めた容積に設定する。また、油圧モータ81の押しのけ容積を設定すると同時に、現在の駆動トルクの指標数を表す変数nに変数mの値が代入される。これにより変更後の駆動トルクの指標数が変数nにセットされる。手順410の後は、トルク設定サブルーチンの処理を終了して呼び出しもとに戻る。   In step 410, in order to set the driving torque corresponding to the value of the variable m representing the number of indices, first, the displacement corresponding to the driving torque is obtained from the relationship of FIG. Then, the displacement volume of the hydraulic motor 81 is set to the obtained volume. In addition, the displacement volume of the hydraulic motor 81 is set, and at the same time, the value of the variable m is substituted for the variable n indicating the current index number of the driving torque. Thereby, the index number of the drive torque after the change is set to the variable n. After step 410, the process of the torque setting subroutine is terminated and the process returns to the calling source.

手順401において、自動復帰制御がオンであれば手順402に進み、変数mの値が変数nの値よりも大きいか否かが判断される。変数mの値の方が大きければ駆動トルクを増大するということであり、手順403に進み、自動復帰制御を伴う駆動トルクの設定が行われる。そうでない場合は駆動トルクが増大されないので、手順410に進み、自動復帰制御は行わず単純に油圧モータ81の駆動トルクを変数mの値に従って設定する。すなわち、駆動トルクを増大するという指示がなされている場合のみ自動復帰制御を行う。   In step 401, if the automatic return control is on, the process proceeds to step 402, and it is determined whether or not the value of the variable m is larger than the value of the variable n. If the value of the variable m is larger, it means that the drive torque is increased, and the procedure proceeds to step 403, where the drive torque is set with automatic return control. Otherwise, the drive torque is not increased, so the procedure proceeds to step 410, and the automatic return control is not performed, and the drive torque of the hydraulic motor 81 is simply set according to the value of the variable m. That is, the automatic return control is performed only when an instruction to increase the drive torque is given.

手順403では、駆動制御部85に内蔵されたタイマーをリセットして時間測定を開始する。このタイマーによって、油圧モータ81の出力軸の回転速度Rが所定の拘束基準速度Rr以下であり、かつ、油圧モータ81に供給される圧力油の圧力Pが拘束圧力基準値Pr以上である状態が継続する時間を測定する。 In step 403, a timer built in the drive control unit 85 is reset and time measurement is started. By this timer, the rotation speed R of the output shaft of the hydraulic motor 81 is equal to or less than a predetermined constraint reference speed R r , and the pressure P of the pressure oil supplied to the hydraulic motor 81 is equal to or greater than the constraint pressure reference value Pr. Measure the time that the condition lasts.

ここで、拘束基準速度Rrとは、工具11が回転拘束状態であることを判断するための油圧モータ81の出力軸の回転速度の基準値である。また、拘束圧力基準値Prとは、工具11が回転拘束状態であることを判断するための、油圧モータ81に供給される圧力油の圧力の基準値である。すなわち、油圧モータ81の出力軸の回転速度Rが拘束基準速度Rr以下であり、かつ、油圧モータ81に供給される圧力油の圧力Pが拘束圧力基準値Pr以上である状態が所定の拘束基準時間tr以上連続した場合、工具11が回転拘束状態であるものと判断する。 Here, the restriction reference speed R r is a reference value of the rotation speed of the output shaft of the hydraulic motor 81 for determining that the tool 11 is in the rotation restricted state. The restraint pressure reference value Pr is a reference value of the pressure of the pressure oil supplied to the hydraulic motor 81 for determining that the tool 11 is in the rotation restraint state. That is, the rotational speed R of the output shaft of the hydraulic motor 81 is less constrained reference speed R r, and the pressure P of the pressure oil supplied to the hydraulic motor 81 is above restraining pressure reference value P r state is given When the restriction reference time tr is continued, it is determined that the tool 11 is in the rotation restricted state.

まず、手順404では、油圧モータ81の出力軸の回転速度Rが拘束基準速度Rr以下であるか否かが判断される。拘束基準速度Rr以下であれば手順405に進み、そうでなければ手順410に進み自動復帰制御は行わず単純に油圧モータ81の駆動トルクを変数mの値に従って設定する。なお、油圧モータ81の出力軸の回転速度Rの情報は、エンコーダ87からの検出信号によって求められる。拘束基準速度Rrの実際の値は1[回転/分]程度である。この拘束基準速度Rrの値もユーザーが設定可能である。 First, in step 404, it is determined whether or not the rotational speed R of the output shaft of the hydraulic motor 81 is equal to or lower than the constraint reference speed Rr . If less constrained reference speed R r go to Step 405, set according to the value of the driving torque variable m simply the hydraulic motor 81 without automatic return control proceeds to step 410 otherwise. Information on the rotational speed R of the output shaft of the hydraulic motor 81 is obtained from a detection signal from the encoder 87. The actual value of the constraint reference speed R r is about 1 [rotation / min]. The value of the restriction reference speed R r can also be set by the user.

次に、手順405では、油圧モータ81に供給される圧力油の圧力Pが拘束圧力基準値Pr以上であるか否かが判断される。拘束圧力基準値Pr以上であれば手順406に進み、そうでなければ手順410に進み自動復帰制御は行わず単純に油圧モータ81の駆動トルクを変数mの値に従って設定する。拘束圧力基準値Prの値は油圧モータ81に供給される圧力油の最大値に近い値が設定される。回転が拘束されている場合、圧力油の供給圧力のほぼ最大値が検出される。 Next, in step 405, it is determined whether or not the pressure P of the pressure oil supplied to the hydraulic motor 81 is greater than or equal to the restraint pressure reference value Pr . If restraining pressure reference value P r or proceed to step 406, set according to the value of the driving torque variable m simply the hydraulic motor 81 without automatic return control proceeds to step 410 otherwise. A value close to the maximum value of the pressure oil supplied to the hydraulic motor 81 is set as the value of the restraint pressure reference value Pr . When rotation is constrained, the maximum value of the pressure oil supply pressure is detected.

次に、手順406では、タイマーで測定中の時間tを拘束基準時間trと比較する。この拘束基準時間trの実際の値は1秒程度である。この拘束基準時間trの値もユーザーが設定可能である。時間tが拘束基準時間tr以上となれば手順407に進み、そうでなければ手順404に戻り、手順404から手順406を繰り返す。 Next, in step 406, the time t during the measurement by the timer is compared with the restraining reference time t r. The actual value of the constraint reference time t r is about 1 second. The value of this restraint reference time t r is also user-configurable. Time t is go to step 407 if the more restraint the reference time t r, return to step 404 if not, repeat the procedure 406 from step 404.

結局、この手順404から手順406で、油圧モータ81の出力軸の回転速度Rが拘束基準速度Rr以下であり、かつ、油圧モータ81に供給される圧力油の圧力Pが拘束圧力基準値Pr以上である状態が拘束基準時間tr以上継続したか否かが判断される。拘束基準時間tr以上継続すれば手順407に進み、継続しなければ手順410に進み自動復帰制御は行わず単純に油圧モータ81の駆動トルクを変数mの値に従って設定する。すなわち、上記の回転拘束状態が所定の拘束基準時間tr以上継続しなければ、自動復帰制御は行わない。 Eventually, in steps 404 to 406, the rotational speed R of the output shaft of the hydraulic motor 81 is equal to or lower than the constraint reference speed R r , and the pressure P of the pressure oil supplied to the hydraulic motor 81 is equal to the constraint pressure reference value P. It is determined whether or not the state of r or more continues for the constraint reference time tr or more. Proceed to Step 407 if continuous restraint reference time t r or more, setting the drive torque of the automatic return control is simply the hydraulic motor 81 without the process proceeds to Step 410 to be continued according to the value of the variable m. In other words, the automatic return control is not performed unless the rotation constraint state continues for a predetermined constraint reference time tr or more.

手順407では、油圧モータ81への圧力油の供給を停止して、油圧モータ81の回転駆動をオフとする。この回転駆動の停止時間は予め設定された所定の時間であり、具体的には0.1秒程度である。この停止時間の値もユーザーが設定可能である。手順407で油圧モータ81の回転駆動をオフとした後、即座に手順408に進んで駆動トルクの設定を行い、所定の停止時間が経過したら手順409で再び油圧モータ81の回転駆動をオンとする。   In step 407, the supply of pressure oil to the hydraulic motor 81 is stopped, and the rotational drive of the hydraulic motor 81 is turned off. This rotation drive stop time is a predetermined time that is set in advance, and is specifically about 0.1 seconds. The value of this stop time can also be set by the user. After turning off the rotational drive of the hydraulic motor 81 in step 407, the process immediately proceeds to step 408 to set the drive torque. When a predetermined stop time has elapsed, the rotational drive of the hydraulic motor 81 is turned on again in step 409. .

手順408では、指標数を表す変数mの値に対応する駆動トルクに設定するために、その駆動トルクに対応する押しのけ容積を求め、油圧モータ81の押しのけ容積を求めた値に設定する。また、油圧モータ81の押しのけ容積を設定すると同時に、現在の駆動トルクの指標数を表す変数nに変数mの値が代入される。これにより変更後の駆動トルクの指標数が変数nにセットされる。   In step 408, in order to set the driving torque corresponding to the value of the variable m representing the number of indices, the displacement volume corresponding to the driving torque is obtained, and the displacement volume of the hydraulic motor 81 is set to the obtained value. In addition, the displacement volume of the hydraulic motor 81 is set, and at the same time, the value of the variable m is substituted for the variable n indicating the current index number of the driving torque. Thereby, the index number of the drive torque after the change is set to the variable n.

次の手順409では、所定の停止時間が経過した後に、再び油圧モータ81の回転駆動をオンとする。手順409の後は、トルク設定サブルーチンの処理を終了して呼び出しもとに戻る。以上のトルク設定サブルーチンでは、指標数を表す変数mの値により油圧モータ81の駆動トルクを設定するとともに、自動復帰制御がオンであれば回転拘束状態から回転状態への自動復帰制御が行われる。自動復帰制御により、操作者が特に複雑な操作を行わなくとも、回転拘束状態から回転状態に自動的に復帰させることができる。   In the next procedure 409, after a predetermined stop time has elapsed, the rotational drive of the hydraulic motor 81 is turned on again. After step 409, the process of the torque setting subroutine is terminated and the process returns to the calling source. In the above torque setting subroutine, the drive torque of the hydraulic motor 81 is set by the value of the variable m representing the number of indices, and if the automatic return control is on, the automatic return control from the rotation restraint state to the rotation state is performed. With the automatic return control, the operator can automatically return from the rotationally restricted state to the rotational state without performing a particularly complicated operation.

以上の図6から図9に示すような処理手順によって自動変速制御を行うことにより、自動変速制御の安定性を大幅に向上させることができる。すなわち、油圧モータに供給される圧力油の圧力と圧力基準値との上下関係だけでなく、そのような上下関係が継続する時間も考慮することにより安定的で円滑な自動変速制御が可能となっている。それに加えて、一つの油圧モータのみを使用しながら、必要に応じて変速段数を任意に増加させることができ、これによっても安定的で円滑な自動変速制御が可能となっている。   By performing the automatic shift control according to the processing procedures as shown in FIGS. 6 to 9, the stability of the automatic shift control can be greatly improved. In other words, stable and smooth automatic shift control can be performed by considering not only the vertical relationship between the pressure of the pressure oil supplied to the hydraulic motor and the pressure reference value, but also the time during which such vertical relationship continues. ing. In addition, while using only one hydraulic motor, the number of shift stages can be arbitrarily increased as necessary, and this also enables stable and smooth automatic shift control.

また、工具の駆動トルクの上限値と下限値を任意に設定することが可能であり、地盤の状態や施工内容に応じて、安全かつ適切に工事を実施することができる。また、上述のような自動変速制御を行うことにより、油圧モータに供給される圧力油の圧力と流量をほぼ一定に保つことができ、圧力油供給源の原動機を最大効率で運転できるため、工具駆動の効率を向上させることができる。   Moreover, it is possible to arbitrarily set the upper limit value and the lower limit value of the driving torque of the tool, and it is possible to perform the work safely and appropriately according to the condition of the ground and the construction content. In addition, by performing the automatic shift control as described above, the pressure and flow rate of the pressure oil supplied to the hydraulic motor can be kept almost constant, and the prime mover of the pressure oil supply source can be operated with maximum efficiency. Driving efficiency can be improved.

そして、工具の回転が拘束され回転拘束状態となってしまった場合でも、回転拘束状態から自動的に回転状態に復帰させることが可能となった。さらに、一つの油圧モータのみで安定的で円滑な自動変速制御が可能となるため、地盤施工機の製造コストを大幅に低減させることができる。   Even when the rotation of the tool is constrained and becomes a rotationally constrained state, it is possible to automatically return to the rotational state from the rotationally constrained state. Furthermore, since stable and smooth automatic shift control can be performed with only one hydraulic motor, the manufacturing cost of the ground construction machine can be greatly reduced.

以上のように、本発明によれば、安定的で円滑な自動変速制御が可能であり、また、工具の駆動トルクの上限値と下限値を任意に設定することにより、地盤の状態や施工内容に応じて、安全かつ適切に工事を実施することができる。また、工具の回転が拘束され回転拘束状態となってしまった場合でも、回転拘束状態から自動的に回転状態に復帰させることが可能である。   As described above, according to the present invention, stable and smooth automatic shift control is possible, and by arbitrarily setting the upper limit value and the lower limit value of the driving torque of the tool, the state of the ground and the construction contents Depending on the situation, construction can be carried out safely and appropriately. Further, even when the rotation of the tool is constrained and becomes a rotationally constrained state, it is possible to automatically return from the rotationally constrained state to the rotational state.

なお、以上の実施の形態の説明では、自動変速制御における駆動トルクの下限値と上限値との間の範囲を10等分して11段階の駆動トルク値を設定するようにしているが、11段階に限らず任意の段階数の駆動トルク値を設定するようにしてもよい。例えば、21段階や41段階等の駆動トルクを設定することもできる。また、11段階よりも少ない駆動トルクの段階数とすることもできる。   In the description of the above embodiment, the range between the lower limit value and the upper limit value of the drive torque in the automatic shift control is equally divided into 10 to set the 11 stages of drive torque values. The drive torque value may be set not only in the steps but also in any number of steps. For example, drive torques such as 21 steps and 41 steps can be set. Also, the number of stages of driving torque can be made smaller than 11 stages.

本発明によれば、地盤施工機において安定的で円滑な自動変速制御を提供することができ、また、安定的で円滑な自動変速制御を実行する地盤施工機を提供することができる。さらに、工具の回転拘束状態から自動的に回転状態に復帰させることが可能であり、しかも低コストの地盤施工機を提供することができる。   According to the present invention, it is possible to provide a stable and smooth automatic transmission control in a ground construction machine, and it is possible to provide a ground construction machine that executes a stable and smooth automatic transmission control. Furthermore, it is possible to automatically return to the rotation state from the rotation restrained state of the tool, and to provide a low-cost ground construction machine.

1 地盤施工機
3 軌道帯輪
4 リーダー
5 運転台
6 油圧シリンダ
7 駆動ヘッド
8 回転駆動部
9 支点
10 チューブ体
11 工具
81 油圧モータ
82 減速機構
83 スピンドル
84 チャック
85 駆動制御部
86 圧力検出器
87 エンコーダ
851 CPU
852 記憶手段
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Ground construction machine 3 Track belt 4 Leader 5 Driver's cab 6 Hydraulic cylinder 7 Drive head 8 Rotation drive part 9 Support point 10 Tube body 11 Tool 81 Hydraulic motor 82 Deceleration mechanism 83 Spindle 84 Chuck 85 Drive control part 86 Pressure detector 87 Encoder 851 CPU
852 storage means

Claims (7)

回転駆動により地盤に対して施工するための工具(11)と、
押しのけ容積を連続的に変更可能であり、前記工具(11)を回転駆動する油圧モータ(81)と、
前記油圧モータ(81)に供給される流体の圧力を検出するための圧力検出器(86)と
前記油圧モータ(81)の回転速度を検出するための回転速度検出器(87)とを備えた地盤施工機における変速制御方法であって、
前記油圧モータ(81)が発生可能な駆動トルクの範囲内で、前記工具(11)の回転駆動に実際に使用する駆動トルクの上限値と下限値を設定する手順と、
前記下限値以上かつ前記上限値以下の範囲において、前記下限値および前記上限値を含む複数の駆動トルクを設定する手順と、
設定した複数の前記駆動トルクにそれぞれ対応する前記油圧モータ(81)の複数の押しのけ容積を求める手順と、
前記下限値に対応する下限容積以外の押しのけ容積から1段階小さい押しのけ容積に移行するための前記圧力の基準値を下方基準値としてそれぞれの押しのけ容積に対して設定する手順と、
前記上限値に対応する上限容積以外の前記押しのけ容積から1段階大きい押しのけ容積に移行するための前記圧力の基準値を上方基準値としてそれぞれの押しのけ容積に対して設定する手順と、
前記押しのけ容積から隣接する押しのけ容積に移行するための基準時間をそれぞれの移行に対して設定する手順と、
前記油圧モータ(81)が前記下限値以外の所定の前記押しのけ容積にある状態で、前記圧力が下方基準値以下である状態が基準時間以上連続した場合に、1段階小さい押しのけ容積に移行する手順と、
前記油圧モータ(81)が前記上限値以外の所定の前記押しのけ容積にある状態で、前記圧力が上方基準値以上である状態が基準時間以上連続した場合に、1段階大きい押しのけ容積に移行する手順とを有し、
前記1段階大きい押しのけ容積に移行する手順において、前記油圧モータ(81)の押しのけ容積を1段階大きくする際に、前記油圧モータ(81)の出力軸の回転速度が所定の拘束基準速度以下であるとともに前記圧力が所定の拘束圧力基準値以上である状態が所定の拘束基準時間以上継続した場合には、前記工具(11)の回転が拘束された状態であると判断して、前記油圧モータ(81)に対する流体の供給を停止してから前記押しのけ容積を増大させ、その後、前記油圧モータ(81)に対する流体の供給を開始する手順を実行するものである地盤施工機における変速制御方法。
A tool (11) for construction on the ground by rotational drive;
A hydraulic motor (81) capable of continuously changing the displacement volume and rotationally driving the tool (11);
A pressure detector (86) for detecting the pressure of the fluid supplied to the hydraulic motor (81) ;
A shift control method in a ground construction machine comprising a rotation speed detector (87) for detecting the rotation speed of the hydraulic motor (81) ,
A procedure for setting an upper limit value and a lower limit value of the drive torque actually used for rotational driving of the tool (11) within a range of drive torque that can be generated by the hydraulic motor (81);
A procedure for setting a plurality of driving torques including the lower limit value and the upper limit value in a range not less than the lower limit value and not more than the upper limit value;
A procedure for obtaining a plurality of displacement volumes of the hydraulic motor (81) respectively corresponding to the plurality of set driving torques;
A procedure for setting a reference value of the pressure for shifting from a displacement volume other than the lower limit volume corresponding to the lower limit value to a displacement volume one step smaller as a lower reference value for each displacement volume;
A procedure for setting the reference value of the pressure for shifting from the displacement volume other than the upper limit volume corresponding to the upper limit value to the displacement volume one step larger as the upper reference value for each displacement volume;
A procedure for setting, for each transition, a reference time for transitioning from the displacement volume to the adjacent displacement volume;
A procedure for shifting to a one-step smaller displacement when the hydraulic motor (81) is in a predetermined displacement other than the lower limit and the pressure is below a lower reference value for a reference time or longer. When,
A procedure for shifting to a one-step larger displacement volume when the hydraulic motor (81) is in a predetermined displacement volume other than the upper limit and the pressure is equal to or higher than the upper reference value for a reference time or longer. It has a door,
When the displacement volume of the hydraulic motor (81) is increased by one step in the procedure for shifting to the one-step larger displacement volume, the rotational speed of the output shaft of the hydraulic motor (81) is equal to or lower than a predetermined constraint reference speed. When the state where the pressure is equal to or greater than the predetermined constraint pressure reference value continues for a predetermined constraint reference time or more, it is determined that the rotation of the tool (11) is constrained, and the hydraulic motor ( 81) A shift control method in a ground construction machine that executes a procedure of increasing the displacement volume after stopping the supply of fluid to 81) and then starting the supply of fluid to the hydraulic motor (81) .
請求項に記載した地盤施工機における変速制御方法であって、
前記複数の駆動トルクを設定する手順は、前記下限値および前記上限値を含む11段階の駆動トルクを設定するものである地盤施工機における変速制御方法。
A shift control method in the ground construction machine according to claim 1 ,
The procedure for setting the plurality of drive torques is a shift control method for a ground construction machine, wherein 11 stages of drive torque including the lower limit value and the upper limit value are set.
請求項1,2のいずれか1項に記載した地盤施工機における変速制御方法であって、
前記地盤施工機は、前記油圧モータ(81)の回転出力を前記工具(11)に伝達するための回転駆動部(82〜84)と、案内用のリーダー(4)に沿って移動可能に設けられ、前記油圧モータ(81)および前記回転駆動部(82〜84)が配置された駆動ヘッド(7)を備えたものであり、
前記駆動ヘッド(7)が前記リーダー(4)の上部所定位置以上に位置する場合、前記駆動トルクの変更範囲を前記上限値より小さい第2上限値以下に制限するものである地盤施工機における変速制御方法。
A shift control method for a ground construction machine according to any one of claims 1 and 2 ,
The ground construction machine is movably provided along a rotation drive unit (82 to 84) for transmitting the rotation output of the hydraulic motor (81) to the tool (11) and a guide leader (4). And a drive head (7) in which the hydraulic motor (81) and the rotary drive units (82 to 84) are arranged,
When the drive head (7) is positioned above the predetermined position above the leader (4), the shift in the ground construction machine is to limit the change range of the drive torque to a second upper limit value which is smaller than the upper limit value. Control method.
請求項に記載した地盤施工機における変速制御方法であって、
前記駆動ヘッド(7)が前記リーダー(4)の上部所定位置以上に位置する場合、
前記上限値より小さい前記第2上限値を設定する手順と、
前記下限値以上かつ前記第2上限値以下の範囲において、前記下限値および前記第2上限値を含む複数の駆動トルク値を設定する手順と、
設定した複数の前記駆動トルク値にそれぞれ対応する前記油圧モータ(81)の複数の押しのけ容積を求める手順と、
前記下限値に対応する下限容積以外の押しのけ容積から1段階小さい押しのけ容積に移行するための前記圧力の基準値を下方基準値としてそれぞれの押しのけ容積に対して設定する手順と、
前記第2上限値に対応する上限容積以外の前記押しのけ容積から1段階大きい押しのけ容積に移行するための前記圧力の基準値を上方基準値としてそれぞれの押しのけ容積に対して設定する手順と、
前記押しのけ容積から隣接する押しのけ容積に移行するための基準時間をそれぞれの移行に対して設定する手順と、
前記油圧モータ(81)が前記下限値以外の所定の前記押しのけ容積にある状態で、前記圧力が下方基準値以下である状態が基準時間以上連続した場合に、1段階小さい押しのけ容積に移行する手順と、
前記油圧モータ(81)が前記第2上限値以外の所定の前記押しのけ容積にある状態で、前記圧力が上方基準値以上である状態が基準時間以上連続した場合に、1段階大きい押しのけ容積に移行する手順とを有する地盤施工機における変速制御方法。
A shift control method in the ground construction machine according to claim 3 ,
When the driving head (7) is positioned above a predetermined position above the reader (4),
A procedure for setting the second upper limit value smaller than the upper limit value;
A procedure for setting a plurality of driving torque values including the lower limit value and the second upper limit value in a range not less than the lower limit value and not more than the second upper limit value;
A procedure for obtaining a plurality of displacement volumes of the hydraulic motor (81) respectively corresponding to the plurality of set driving torque values;
A procedure for setting a reference value of the pressure for shifting from a displacement volume other than the lower limit volume corresponding to the lower limit value to a displacement volume one step smaller as a lower reference value for each displacement volume;
A procedure for setting the reference value of the pressure for shifting from the displacement volume other than the upper limit volume corresponding to the second upper limit value to the displacement volume one step larger as the upper reference value for each displacement volume;
A procedure for setting, for each transition, a reference time for transitioning from the displacement volume to the adjacent displacement volume;
A procedure for shifting to a one-step smaller displacement when the hydraulic motor (81) is in a predetermined displacement other than the lower limit and the pressure is below a lower reference value for a reference time or longer. When,
When the hydraulic motor (81) is in a predetermined displacement volume other than the second upper limit value and the pressure is continuously above the upper reference value for a reference time or longer, the displacement shifts to one step larger. A shift control method in a ground construction machine having a procedure to perform.
回転駆動により地盤に対して施工するための工具(11)と、
押しのけ容積を連続的に変更可能であり、前記工具(11)を回転駆動する油圧モータ(81)と、
前記油圧モータ(81)の回転出力を前記工具(11)に伝達するための回転駆動部(82〜84)と、
案内用のリーダー(4)に沿って移動可能設けられ、前記油圧モータ(81)および前記回転駆動部(82〜84)が配置された駆動ヘッド(7)と、
前記油圧モータ(81)に供給される流体の圧力を検出するための圧力検出器(86)と、
前記油圧モータ(81)の回転速度を検出するための回転速度検出器(87)と、
前記油圧モータ(81)の押しのけ容積を制御して前記油圧モータ(81)が適切な駆動トルクを発生するように駆動制御する駆動制御部(85)とを有し、
前記駆動制御部(85)は、情報を記憶する記憶手段(852)を備えたものであり、
前記記憶手段(852)は、
前記油圧モータ(81)が発生可能な駆動トルクの範囲内で、前記工具(11)の回転駆動に実際に使用する駆動トルクの上限値と下限値を記憶するとともに、前記下限値以上かつ前記上限値以下の範囲において、前記下限値および前記上限値を含む複数の駆動トルクを記憶し、
設定した複数の前記駆動トルクにそれぞれ対応する前記油圧モータ(81)の複数の押しのけ容積を記憶し、
前記下限値以外の前記押しのけ容積から1段階小さい押しのけ容積に移行するための前記圧力の基準値を下方基準値としてそれぞれの押しのけ容積に対して記憶するとともに、前記上限値以外の前記押しのけ容積から1段階大きい押しのけ容積に移行するための前記圧力の基準値を上方基準値としてそれぞれの押しのけ容積に対して記憶し、
前記押しのけ容積から隣接する押しのけ容積に移行するための基準時間をそれぞれの移行に対して記憶するものであり、
さらに、前記駆動制御部(85)は、
前記油圧モータ(81)が前記下限値以外の所定の前記押しのけ容積にある状態で、前記圧力が下方基準値以下である状態が基準時間以上連続した場合に、1段階小さい押しのけ容積に移行する手順と、
前記油圧モータ(81)が前記上限値以外の所定の前記押しのけ容積にある状態で、前記圧力が上方基準値以上である状態が基準時間以上連続した場合に、1段階大きい押しのけ容積に移行する手順とを実行し、
前記油圧モータ(81)の押しのけ容積を1段階大きくする際に、前記油圧モータ(81)の出力軸の回転速度が所定の拘束基準速度以下であるとともに前記圧力が所定の拘束圧力基準値以上である状態が所定の拘束基準時間以上継続した場合には、前記工具(11)の回転が拘束された状態であると判断して、前記油圧モータ(81)に対する流体の供給を停止してから前記押しのけ容積を増大させ、その後、前記油圧モータ(81)に対する流体の供給を開始する手順を実行するものである地盤施工機。
A tool (11) for construction on the ground by rotational drive;
A hydraulic motor (81) capable of continuously changing the displacement volume and rotationally driving the tool (11);
A rotation drive unit (82 to 84) for transmitting the rotation output of the hydraulic motor (81) to the tool (11);
A drive head (7) provided so as to be movable along the guide leader (4), wherein the hydraulic motor (81) and the rotation drive units (82 to 84) are disposed;
A pressure detector (86) for detecting the pressure of the fluid supplied to the hydraulic motor (81);
A rotational speed detector (87) for detecting the rotational speed of the hydraulic motor (81);
A drive control unit (85) for controlling the displacement of the hydraulic motor (81) to control the hydraulic motor (81) to generate an appropriate driving torque;
The drive control unit (85) includes storage means (852) for storing information,
The storage means (852)
Within the range of drive torque that can be generated by the hydraulic motor (81), the upper limit value and lower limit value of the drive torque actually used for rotational driving of the tool (11) are stored, and the upper limit value and the upper limit value are stored. Storing a plurality of driving torques including the lower limit value and the upper limit value within a range below the value;
Storing a plurality of displacement volumes of the hydraulic motor (81) respectively corresponding to the plurality of set driving torques;
The reference value of the pressure for shifting from the displacement volume other than the lower limit value to the displacement volume smaller by one step is stored as a lower reference value for each displacement volume, and 1 from the displacement volume other than the upper limit value. Storing the reference value of the pressure for transitioning to a larger displacement volume as an upper reference value for each displacement volume;
A reference time for transitioning from the displacement volume to the adjacent displacement volume is stored for each transition;
Furthermore, the drive control unit (85)
A procedure for shifting to a one-step smaller displacement when the hydraulic motor (81) is in a predetermined displacement other than the lower limit and the pressure is below a lower reference value for a reference time or longer. When,
A procedure for shifting to a one-step larger displacement volume when the hydraulic motor (81) is in a predetermined displacement volume other than the upper limit and the pressure is equal to or higher than the upper reference value for a reference time or longer. run the door,
When the displacement volume of the hydraulic motor (81) is increased by one step, the rotational speed of the output shaft of the hydraulic motor (81) is not more than a predetermined constraint reference speed and the pressure is not less than a predetermined constraint pressure reference value. When a certain state continues for a predetermined restriction reference time or more, it is determined that the rotation of the tool (11) is restricted, and the supply of fluid to the hydraulic motor (81) is stopped before A ground construction machine that increases a displacement volume and then executes a procedure for starting supply of fluid to the hydraulic motor (81) .
請求項に記載した地盤施工機であって、
前記下限値および前記上限値を含む複数の駆動トルクは11段階の駆動トルクである地盤施工機。
The ground construction machine according to claim 5 ,
The ground construction machine in which the plurality of drive torques including the lower limit value and the upper limit value are eleven stages of drive torque.
請求項5,6のいずれか1項に記載した地盤施工機であって、
前記駆動制御部(85)は、前記駆動ヘッド(7)が前記リーダー(4)の上部所定位置以上に位置する場合、前記駆動トルク値の変更範囲を前記上限値より小さい第2上限値以下に制限するものである地盤施工機。
The ground construction machine according to any one of claims 5 and 6 ,
When the drive head (7) is positioned above a predetermined position above the leader (4), the drive control unit (85) sets the change range of the drive torque value to a second upper limit value that is less than the upper limit value. The ground construction machine that is to be restricted.
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