JP7374854B2

JP7374854B2 - Construction machinery and calibration systems

Info

Publication number: JP7374854B2
Application number: JP2020105284A
Authority: JP
Inventors: 晃北山; 豪一小野; 真佐圓
Original assignee: Hitachi Construction Machinery Co Ltd
Current assignee: Hitachi Construction Machinery Co Ltd
Priority date: 2020-06-18
Filing date: 2020-06-18
Publication date: 2023-11-07
Anticipated expiration: 2040-06-18
Also published as: JP2021195839A

Description

本発明は建設機械およびキャリブレーションシステムに関する。 The present invention relates to construction machinery and calibration systems.

一部の建設機械（例えば、油圧ショベル）では、油圧機器(ポンプ、バルブ、シリンダ)および作業を行うアタッチメント(ブーム、アーム、バケット)に、動作状態を計測するためのセンサを取付け、このセンサ情報を用いて建設機械の制御を行っている。 In some construction machines (for example, hydraulic excavators), sensors are attached to hydraulic equipment (pumps, valves, cylinders) and attachments that perform work (booms, arms, buckets) to measure operating conditions, and this sensor information is used to measure operating conditions. is used to control construction machinery.

建設機械の製造ばらつきによる制御特性の違いを補正するために、出荷時およびメンテナンス時に制御パラメータのキャリブレーションが行われている。キャリブレーション処理では、複数の異なるテストパターンで建設機械を動作させて得られたセンサ情報をもとに制御パラメータを調整する。 In order to compensate for differences in control characteristics due to manufacturing variations in construction machinery, control parameters are calibrated at the time of shipment and during maintenance. In the calibration process, control parameters are adjusted based on sensor information obtained by operating the construction machine in multiple different test patterns.

例えば、特許文献１には、旋回用油圧モータの弁装置を最適に較正することが記載されている。 For example, Patent Document 1 describes optimally calibrating a valve device of a swing hydraulic motor.

特開２００２－１４７４０１号公報Japanese Patent Application Publication No. 2002-147401

しかしながら、従来の技術では、実行すべきテストパターンの数が多いことから、キャリブレーションに長時間を要するという課題があった。 However, the conventional technology has a problem in that calibration takes a long time because there are a large number of test patterns to be executed.

これによって発生する具体的な問題の例としては、人員コストが増加すること、メンテナンスによる非稼働時間が増加すること、等が挙げられる。 Examples of specific problems caused by this include increased personnel costs and increased downtime due to maintenance.

本発明はこのような課題を解決するためになされたものであり、実行すべきテストパターンの数を低減してキャリブレーションの時間を短縮できる建設機械およびキャリブレーションシステムを提供することを目的とする。 The present invention has been made to solve such problems, and an object of the present invention is to provide a construction machine and a calibration system that can reduce the number of test patterns to be executed and shorten the calibration time. .

本発明に係る建設機械の一例は、
可動装置または前記可動装置を駆動する駆動装置を含む、制御対象と、
前記制御対象の位置、向き、角度、または流量を計測するセンサと、
前記制御対象に対する操作指令と、前記センサによって計測された前記制御対象の前記位置、向き、角度、または流量と、制御パラメータとに基づいて、前記制御対象を制御する制御信号を出力するコントローラと、
を備える建設機械であって、
前記コントローラは、前記制御パラメータのキャリブレーションを実行することができ、前記キャリブレーションは、前記制御対象の動作を表す複数のテストパターンのうち少なくとも１つについて、前記制御信号を出力して前記制御対象を制御し、その際に計測された前記制御対象の前記位置、向き、角度、または流量に基づいて、前記制御パラメータを変更する動作であり、
前記コントローラは、前記キャリブレーションにおいて、各前記テストパターンについて候補セット情報を１つ以上取得し、前記候補セット情報は、前記制御パラメータを表す制御パラメータ候補と、前記制御対象の前記位置、向き、角度、または流量を表す位置候補、向き候補、角度候補、または流量候補とを関連付けるものであり、
前記コントローラは、前記キャリブレーションにおいて、いずれかの前記テストパターンについて計測された前記制御対象の前記位置、向き、角度、または流量と、当該テストパターンに係る前記位置候補、向き候補、角度候補、または流量候補のいずれかとが、所定の一致条件を満たす場合に、他のテストパターンに係る計測を省略する。 An example of the construction machine according to the present invention is
A controlled object including a movable device or a drive device that drives the movable device;
a sensor that measures the position, orientation, angle, or flow rate of the controlled object;
a controller that outputs a control signal for controlling the controlled object based on an operation command for the controlled object, the position, orientation, angle, or flow rate of the controlled object measured by the sensor, and a control parameter;
A construction machine comprising:
The controller may calibrate the control parameters, and the calibration may include outputting the control signal for at least one of a plurality of test patterns representing the operation of the controlled object. and changing the control parameters based on the position, orientation, angle, or flow rate of the controlled object measured at that time,
In the calibration, the controller acquires one or more pieces of candidate set information for each of the test patterns, and the candidate set information includes control parameter candidates representing the control parameters, and the position, orientation, and angle of the controlled object. , or a position candidate, direction candidate, angle candidate, or flow rate candidate representing the flow rate,
In the calibration, the controller includes the position, orientation, angle, or flow rate of the controlled object measured for any of the test patterns, and the position candidate, orientation candidate, angle candidate related to the test pattern, or When any of the flow rate candidates satisfies a predetermined matching condition, measurements related to other test patterns are omitted.

また、本発明に係るキャリブレーションシステムの一例は、
上述の建設機械と、
前記候補セット情報を記憶する外部サーバと、
を備える、キャリブレーションシステムにおいて、
前記コントローラおよび前記外部サーバは、互いに通信可能であり、
前記コントローラは、前記外部サーバとの通信を介して前記候補セット情報を取得する。 Further, an example of the calibration system according to the present invention is
The above-mentioned construction machine,
an external server that stores the candidate set information;
In a calibration system comprising:
The controller and the external server can communicate with each other,
The controller obtains the candidate set information through communication with the external server.

本発明に係る建設機械およびキャリブレーションシステムによれば、実行すべきテストパターンの数を低減してキャリブレーションの時間を短縮することができる。 According to the construction machine and the calibration system according to the present invention, it is possible to reduce the number of test patterns to be executed and shorten the time for calibration.

上記した以外の課題、構成および効果は、以下の発明を実施するための形態の説明により明らかにされる。 Problems, configurations, and effects other than those described above will be made clear by the following description of the mode for carrying out the invention.

本発明の実施例１における建設機械の構成例を示すブロック図である。1 is a block diagram showing a configuration example of a construction machine in Example 1 of the present invention. FIG. 本発明の実施例１における建設機械の動作例を示すフロー図である。FIG. 2 is a flowchart showing an example of the operation of the construction machine in Embodiment 1 of the present invention. 操作指令と、制御対象の状態との関係の例を示す図である。FIG. 3 is a diagram illustrating an example of the relationship between an operation command and a state of a controlled object. キャリブレーションにおける、操作指令と、制御対象の状態との関係の例を示す図である。FIG. 4 is a diagram illustrating an example of the relationship between an operation command and a state of a controlled object in calibration. キャリブレーションにおける、操作指令と、制御対象の状態との関係の例を示す図である。FIG. 4 is a diagram illustrating an example of the relationship between an operation command and a state of a controlled object in calibration. キャリブレーションにおける、操作指令と、制御対象の状態との関係の例を示す図である。FIG. 4 is a diagram illustrating an example of the relationship between an operation command and a state of a controlled object in calibration. 本発明の実施例２における建設機械の構成例を示すブロック図である。FIG. 2 is a block diagram showing a configuration example of a construction machine according to a second embodiment of the present invention. 本発明の実施例２における建設機械の動作例を示すフロー図である。It is a flowchart which shows the example of operation of the construction machine in Example 2 of this invention. 本発明の実施例３における建設機械の構成例を示すブロック図である。It is a block diagram showing an example of composition of a construction machine in Example 3 of the present invention. 本発明の実施例４における建設機械の構成例を示すブロック図である。It is a block diagram showing an example of composition of a construction machine in Example 4 of the present invention.

以下、図面を参照して本発明の実施形態を説明する。実施例は、本発明を説明するための例示であって、説明の明確化のため、適宜、省略および簡略化がなされている。本発明は、他の種々の形態でも実施することが可能である。特に限定しない限り、各構成要素は単数でも複数でも構わない。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. The examples are illustrative for explaining the present invention, and are omitted and simplified as appropriate for clarity of explanation. The present invention can also be implemented in various other forms. Unless specifically limited, each component may be singular or plural.

図面において示す各構成要素の位置、大きさ、形状、範囲などは、発明の理解を容易にするため、実際の位置、大きさ、形状、範囲などを表していない場合がある。このため、本発明は、必ずしも、図面に開示された位置、大きさ、形状、範囲などに限定されない。 The position, size, shape, range, etc. of each component shown in the drawings may not represent the actual position, size, shape, range, etc. in order to facilitate understanding of the invention. Therefore, the present invention is not necessarily limited to the position, size, shape, range, etc. disclosed in the drawings.

同一あるいは同様の機能を有する構成要素が複数ある場合には、同一の符号に異なる添字を付して説明する場合がある。また、これらの複数の構成要素を区別する必要がない場合には、添字を省略して説明する場合がある。 When there are multiple components having the same or similar functions, the same reference numerals may be given different suffixes for explanation. Furthermore, if there is no need to distinguish between these multiple components, the subscripts may be omitted from the description.

実施例において、プログラムを実行して行う処理について説明する場合がある。ここで、計算機は、プロセッサ（例えばＣＰＵ、ＧＰＵ）によりプログラムを実行し、記憶資源（例えばメモリ）やインターフェースデバイス（例えば通信ポート）等を用いながら、プログラムで定められた処理を行う。そのため、プログラムを実行して行う処理の主体を、プロセッサとしてもよい。 In the embodiments, processing performed by executing a program may be explained. Here, a computer executes a program using a processor (eg, CPU, GPU), and performs processing determined by the program using storage resources (eg, memory), interface devices (eg, communication port), and the like. Therefore, the main body of processing performed by executing a program may be a processor.

同様に、プログラムを実行して行う処理の主体は、プロセッサを有するコントローラ、プロセッサを有する装置、プロセッサを有するシステム、プロセッサを有する計算機、プロセッサを有するノード、等であってもよい。プログラムを実行して行う処理の主体は、演算部であれば良く、特定の処理を行う専用回路を含んでいてもよい。ここで、専用回路とは、例えばＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）やＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）、ＣＰＬＤ（Complex Programmable Logic Device）等である。 Similarly, the subject of processing performed by executing a program may be a controller having a processor, a device having a processor, a system having a processor, a computer having a processor, a node having a processor, or the like. The main body of processing performed by executing the program may be an arithmetic unit, and may include a dedicated circuit that performs specific processing. Here, the dedicated circuit is, for example, an FPGA (Field Programmable Gate Array), an ASIC (Application Specific Integrated Circuit), or a CPLD (Complex Programmable Logic Device).

プログラムは、プログラムソースから計算機にインストールされてもよい。プログラムソースは、例えば、プログラム配布サーバまたは計算機が読み取り可能な記憶メディアであってもよい。プログラムソースがプログラム配布サーバの場合、プログラム配布サーバはプロセッサと配布対象のプログラムを記憶する記憶資源とを含んでもよく、プログラム配布サーバのプロセッサが配布対象のプログラムを他の計算機に配布してもよい。また、実施例における２以上のプログラムが１つのプログラムとして実現されてもよいし、実施例における１つのプログラムが２以上のプログラムとして実現されてもよい。 A program may be installed on a computer from a program source. The program source may be, for example, a program distribution server or a computer-readable storage medium. When the program source is a program distribution server, the program distribution server may include a processor and a storage resource for storing the program to be distributed, and the processor of the program distribution server may distribute the program to be distributed to other computers. . Moreover, two or more programs in the embodiment may be realized as one program, and one program in the embodiment may be realized as two or more programs.

以下、本発明を、具体的な実施例により図面を用いて説明する。なお、以下の実施例では本発明を油圧ショベルに適用した例について説明するが、本発明は油圧ショベルに限定されるものではなく、建設機械に広く適用することができる。また、以下の説明において、各図において共通する各装置や機器には同一の符号（番号）を用いる場合があり、すでに説明した各装置や機器の説明を省略する場合がある。 Hereinafter, the present invention will be explained with reference to specific examples and drawings. In the following embodiments, an example in which the present invention is applied to a hydraulic excavator will be described, but the present invention is not limited to hydraulic excavators and can be widely applied to construction machinery. In addition, in the following description, the same symbols (numbers) may be used for devices and equipment that are common in each figure, and descriptions of the devices and equipment that have already been described may be omitted.

＜実施例１＞
次に、本発明を油圧ショベルに適用した実施例１について、図１、図２、図３Ａ、図３Ｂ、図３Ｃにより説明する。図１は、実施例１における建設機械の構成例を示すブロック図である。 <Example 1>
Next, a first embodiment in which the present invention is applied to a hydraulic excavator will be described with reference to FIGS. 1, 2, 3A, 3B, and 3C. FIG. 1 is a block diagram showing a configuration example of a construction machine according to a first embodiment.

建設機械はコントローラ１を備える。コントローラ１は、公知のコンピュータを使用して実現することができる。その場合、図１のコントローラ１内の各機能は、コントローラ内部のメモリに記憶したプログラムに従い、中央処理部（ＣＰＵ）が実行してもよい。 The construction machine includes a controller 1. The controller 1 can be realized using a known computer. In that case, each function in the controller 1 in FIG. 1 may be executed by a central processing unit (CPU) according to a program stored in a memory inside the controller.

建設機械は、コントローラ１が制御する対象となる制御対象２を備える。制御対象２は、図１の例では駆動部２１（駆動装置）および可動部２２（可動装置）を含むが、いずれか一方のみを含んでもよい。駆動部２１は可動部２２を駆動する。コントローラ１は、制御対象２を制御する制御信号１ｃを出力する。 The construction machine includes a controlled object 2 that is controlled by a controller 1. Although the controlled object 2 includes the drive section 21 (drive device) and the movable section 22 (movable device) in the example of FIG. 1, it may include only one of them. The drive section 21 drives the movable section 22. The controller 1 outputs a control signal 1c that controls the controlled object 2.

本実施例では、駆動部２１は油圧部であり、油圧部品２１２を備える。油圧部品２１２は、例えば油圧バルブまたは油圧ポンプである。本実施例では、可動部２２は可動部品２２２を備える。可動部品２２２は、例えばアーム、ブーム、バケット、等である。 In this embodiment, the drive unit 21 is a hydraulic unit and includes a hydraulic component 212 . Hydraulic component 212 is, for example, a hydraulic valve or a hydraulic pump. In this embodiment, the movable section 22 includes a movable part 222 . The movable part 222 is, for example, an arm, a boom, a bucket, or the like.

建設機械はセンサを備える。センサは、制御対象２の、制御に関する状態を計測する。本実施例では、駆動部２１は油圧センサ２１１を備え、可動部２２は姿勢センサ２２１を備える。制御対象２の「状態」の具体例は、当業者が適宜決定可能であるが、たとえば駆動部２１の状態とは、たとえば油圧バルブまたは油圧ポンプの流量を含む。また、制御対象２の「状態」の具体例は、たとえばアーム、ブーム、バケット、等の姿勢を含む。姿勢とは、たとえば位置、向き、角度、等を含む。このように、センサは、制御対象の状態として、制御対象の位置、向き、角度、または流量を計測する。ここで、「位置、向き、角度、または流量」とは、これらのうち２以上の組み合わせを含んでもよい。 Construction machinery is equipped with sensors. The sensor measures the control-related state of the controlled object 2. In this embodiment, the drive section 21 includes a hydraulic pressure sensor 211, and the movable section 22 includes an attitude sensor 221. A specific example of the "state" of the controlled object 2 can be appropriately determined by a person skilled in the art, but for example, the state of the drive unit 21 includes, for example, the flow rate of a hydraulic valve or a hydraulic pump. Further, specific examples of the "state" of the controlled object 2 include, for example, the posture of an arm, a boom, a bucket, and the like. Posture includes, for example, position, orientation, angle, and the like. In this way, the sensor measures the position, orientation, angle, or flow rate of the controlled object as the state of the controlled object. Here, "position, direction, angle, or flow rate" may include a combination of two or more of these.

コントローラ１は、制御モデル１１を備える。制御モデル１１は、制御対象２の制御特性を表す制御パラメータ１１１と、制御パラメータ１１１に基づいて制御信号１ｃを決定するための制御ロジック１１２とを含む。 The controller 1 includes a control model 11. The control model 11 includes control parameters 111 representing control characteristics of the controlled object 2 and control logic 112 for determining the control signal 1c based on the control parameters 111.

本実施例では制御ロジック１１２は固定である。制御ロジック１１２は、フィードバック制御部を含んでもよい。制御パラメータ１１１は可変であり、たとえば１つ以上の変数または可変関数を含む。制御パラメータ１１１は、たとえば建設機械個々の製造ばらつきまたは経年劣化による制御特性のずれを補正するために、変更可能である。 In this embodiment, the control logic 112 is fixed. Control logic 112 may include a feedback control. Control parameters 111 are variable, eg, include one or more variables or variable functions. The control parameters 111 can be changed, for example, in order to correct deviations in control characteristics due to manufacturing variations of individual construction machines or deterioration over time.

コントローラ１の動作は、通常運転時の動作と、制御パラメータのキャリブレーションに係る動作とを含む。以下、通常運転時の動作モードを「通常運転モード」と称し、キャリブレーションに係る動作モードを「キャリブレーション動作モード」と称する。 The operations of the controller 1 include operations during normal operation and operations related to calibration of control parameters. Hereinafter, the operation mode during normal operation will be referred to as "normal operation mode", and the operation mode related to calibration will be referred to as "calibration operation mode".

＜通常運転モードの動作＞
まず、通常運転モードについて説明する。通常運転モードにおいて、コントローラ１は建設機械の操作指令（図示せず）を取得する。操作指令は、たとえば建設機械の作業者から、図示しない操作装置を介して入力される。作業者は、操作指令を、指定された施工情報、周辺地形情報、作業進行具合、等の情報に従ってコントローラ１に入力するようにしても良い。 <Normal operation mode operation>
First, the normal operation mode will be explained. In the normal operation mode, the controller 1 obtains operation commands (not shown) for the construction machine. The operation command is inputted, for example, by an operator of the construction machine via an operating device (not shown). The worker may input operation commands to the controller 1 according to information such as specified construction information, surrounding topographic information, work progress, and the like.

コントローラ１は、この操作指令に基づいて、制御対象２を制御する制御信号１ｃを生成し出力する。この際に、制御ロジック１１２は、制御対象２の状態と、制御パラメータ１１１とを参照する。すなわち、コントローラ１は、操作指令と、制御対象２の状態と、制御パラメータ１１１とに基づいて、制御信号１ｃを出力する。 The controller 1 generates and outputs a control signal 1c for controlling the controlled object 2 based on this operation command. At this time, the control logic 112 refers to the state of the controlled object 2 and the control parameters 111. That is, the controller 1 outputs the control signal 1c based on the operation command, the state of the controlled object 2, and the control parameter 111.

具体例として、コントローラ１は、操作指令と、油圧センサ２１１および姿勢センサ２２１が取得したセンサ情報１ｂと、制御パラメータ１１１とに基づき、現在の建設機械の各部の姿勢、各部の内部圧力、各部の流量、等を推定し、操作指令を実現するための制御信号１ｃを出力する。 As a specific example, the controller 1 determines the current posture of each part of the construction machine, the internal pressure of each part, and the It estimates the flow rate, etc., and outputs a control signal 1c for realizing the operation command.

より具体的な例を以下に示す。例えば油圧バルブの流量Ｑ_ｏを計算する場合は、油圧バルブ内に設置された圧力センサ、バルブの開口具合を間接的に監視するストロークセンサ、作動油の温度センサ、制御信号の制御電流センサ、等のセンサの値を用いる。流量Ｑoを決定する演算ロジックは、例えば次の式１で示される。 A more specific example is shown below. For example, when calculating the flow rate _Qo of a hydraulic valve, a pressure sensor installed inside the hydraulic valve, a stroke sensor that indirectly monitors the opening status of the valve, a temperature sensor for hydraulic oil, a control current sensor for control signals, etc. The value of the sensor is used. The calculation logic for determining the flow rate Qo is expressed, for example, by the following equation 1.

Ｑ_ｏ＝Ｃ・Ａ_ｖ（ｘ）・√｛ΔＰ／（２ρ）｝ … （式１） Q _o = C・A _v (x)・√{ΔP/(2ρ)} … (Formula 1)

ここで、Ｃは流量係数を表し、Ａ_ｖはバルブの開口面積を表し、ΔＰはバルブの一次側と二次側との圧力差を表し、ρは作動油の密度を表す。Ａ_ｖはバルブのストローク量ｘの関数である。Ａ_ｖ（ｘ）、Ｃ、ρは、制御パラメータ１１１に含まれ、たとえばコントローラ１内のメモリに保存される。 Here, C represents the flow coefficient, A _v represents the opening area of the valve, ΔP represents the pressure difference between the primary side and the secondary side of the valve, and ρ represents the density of the hydraulic oil. A _v is a function of the valve stroke x. A _v (x), C, and ρ are included in the control parameters 111 and are stored in a memory within the controller 1, for example.

制御モデル１１は、操作指令および制御パラメータ１１１に基づき、上記式１を用いて流量Ｑ_ｏを算出する。そして、算出された流量Ｑ_ｏと、バルブの流量センサにより検出された流量とに基づいてフィードバック制御を行う。すなわち、算出された流量Ｑ_ｏと、流量センサにより検出された流量との差を小さくするように油圧バルブのストローク量ｘを決定し、このストローク量ｘを実現するように制御信号１ｃを出力する。制御信号１ｃは、たとえば制御電流によって表される。これにより、可動部２２の姿勢が制御される。 The control model 11 calculates the flow rate Q _o based on the operation command and the control parameter 111 using the above equation 1. Then, feedback control is performed based on the calculated flow rate Q _o and the flow rate detected by the flow rate sensor of the valve. That is, the stroke amount x of the hydraulic valve is determined so as to reduce the difference between the calculated flow rate _Qo and the flow rate detected by the flow rate sensor, and the control signal 1c is outputted so as to realize this stroke amount x. . The control signal 1c is represented by a control current, for example. Thereby, the attitude of the movable part 22 is controlled.

図３Ａに、操作指令と、制御対象２の状態との関係の例を示す。横軸は操作指令を表し、縦軸は制御対象２の状態を表し、すなわち様々な制御指令による制御の結果を表す。この例では、制御対象２の状態は操作指令のみによって決定されるが、他の例では、操作指令に加え、各センサの値、温度条件、等に基づいて、多次元で決定されてもよい。この曲線の形状が、制御パラメータ１１１の調整によって変化することになる。 FIG. 3A shows an example of the relationship between the operation command and the state of the controlled object 2. The horizontal axis represents the operation command, and the vertical axis represents the state of the controlled object 2, that is, the results of control based on various control commands. In this example, the state of the controlled object 2 is determined only by the operation command, but in other examples, it may be determined multidimensionally based on the values of each sensor, temperature conditions, etc. in addition to the operation command. . The shape of this curve will change by adjusting the control parameter 111.

＜キャリブレーション動作モードの動作＞
次に、キャリブレーション動作モードについて説明する。キャリブレーション動作モードにおいて、コントローラ１は、制御パラメータ１１１のキャリブレーションを実行することができる。 <Operation in calibration operation mode>
Next, the calibration operation mode will be explained. In the calibration operating mode, the controller 1 can perform calibration of the control parameters 111.

油圧部品、可動部品、センサ、等において、経年変化などによって制御特性が変化する場合がある。キャリブレーションにより、制御パラメータ１１１を補正し、このような制御特性の変化を補償することができる。実施例１においては、油圧部品２１２、油圧センサ２１１、可動部品２２２、および姿勢センサ２２１のうち少なくとも１つに、経年変化等による劣化が生じるものとして説明する。 Control characteristics of hydraulic parts, moving parts, sensors, etc. may change due to changes over time. Calibration allows the control parameters 111 to be corrected to compensate for such changes in control characteristics. In the first embodiment, description will be made assuming that at least one of the hydraulic component 212, the hydraulic sensor 211, the movable component 222, and the posture sensor 221 deteriorates due to aging or the like.

図３Ｂに、キャリブレーションにおける、操作指令１ａと、制御対象２の状態との関係の例を示す。この関係は、上述のように制御パラメータ１１１に応じて実現される。点線は経年劣化前の関係を表し、実線は経年劣化後の関係を表す。経年劣化後の関係（実線）を予め知ることは困難である。このため、経年劣化後の関係を明らかにするために、様々な操作指令に基づいて状態を測定し（図中の白丸印）、これによって経年劣化後の関係を推定することが必要となる。この推定は、制御パラメータ１１１の推定を含む。このようにして、経年劣化後の制御パラメータ１１１を推定し、更新することにより、キャリブレーションが行われる。 FIG. 3B shows an example of the relationship between the operation command 1a and the state of the controlled object 2 in calibration. This relationship is realized according to the control parameter 111 as described above. The dotted line represents the relationship before aging, and the solid line represents the relationship after aging. It is difficult to know in advance the relationship after aging (solid line). Therefore, in order to clarify the relationship after deterioration over time, it is necessary to measure the state based on various operation commands (white circles in the figure) and estimate the relationship after deterioration over time. This estimation includes estimation of control parameters 111. In this way, calibration is performed by estimating and updating the control parameters 111 after deterioration over time.

まず、実施例１におけるキャリブレーション動作モードの動作は、図示しない操作装置を利用して、作業者がキャリブレーション指示をコントローラ１に与えることにより開始される。これにより、コントローラ１はキャリブレーション動作モードに移行する。 First, the operation in the calibration operation mode in the first embodiment is started by an operator giving a calibration instruction to the controller 1 using an operating device (not shown). Thereby, the controller 1 shifts to the calibration operation mode.

なお、実施例１では、作業者がコントローラ１にキャリブレーション指示を与えることによりキャリブレーション動作モードに移行させているが、コントローラ１は、作業者からのキャリブレーション指示に関わらず、キャリブレーション動作モードに移行してもよい。たとえば、油圧ショベルが所定時間稼働した場合に移行してもよく、所定期間が経過する毎に移行してもよい。 In Embodiment 1, the operator gives a calibration instruction to the controller 1 to cause the controller 1 to enter the calibration operation mode. You may move to For example, the transition may occur when the hydraulic excavator has been operating for a predetermined period of time, or the transition may occur every time a predetermined period of time elapses.

キャリブレーション動作モードにおいて、コントローラ１は、制御対象２の動作を表すテストパターン４１に基づいた操作指令１ａを取得する。建設機械はテストパターン記憶部４を備え、テストパターン記憶部４はテストパターン４１を複数記憶する。テストパターン記憶部４はコントローラ１内のメモリ領域に構成されても良いし、外付けのメモリや外付けの外部記憶媒体に構成されても良い。テストパターン４１は外部から入力されてもよく、たとえばマニュアル等に記載しておき、これを保守員が手動で、図示しない操作手段を介してテストパターン記憶部４に入力してもよい。 In the calibration operation mode, the controller 1 acquires an operation command 1a based on a test pattern 41 representing the operation of the controlled object 2. The construction machine includes a test pattern storage section 4, and the test pattern storage section 4 stores a plurality of test patterns 41. The test pattern storage section 4 may be configured in a memory area within the controller 1, or may be configured in an external memory or an external storage medium. The test pattern 41 may be inputted from the outside, for example, written in a manual or the like, and then manually inputted into the test pattern storage section 4 by a maintenance person via an operation means (not shown).

テストパターン４１は、駆動部２１について構成されてもよいし、可動部２２について構成されてもよいし、１つ以上の駆動部２１と１つ以上の可動部２２との組み合わせについて構成されてもよい。テストパターン４１は、複数の操作指令１ａからなる時系列データを含む。例えば、油圧ショベルのバケットが無負荷となるような初期動作をさせたのち、ブームのみを単独で持ち上げる動作またはアームのみを単独で引き下げる動作をさせるものである。 The test pattern 41 may be configured for the drive unit 21, the movable unit 22, or a combination of one or more drive units 21 and one or more movable units 22. good. The test pattern 41 includes time-series data consisting of a plurality of operation commands 1a. For example, after performing an initial operation such that the bucket of a hydraulic excavator is unloaded, an operation of lifting only the boom alone or an operation of lowering only the arm alone is performed.

キャリブレーションとは、複数のテストパターン４１のうち少なくとも１つについて、制御信号１ｃを出力して制御対象２を制御し、その際に計測された制御対象２の状態に基づいて、制御パラメータ１１１を変更する動作である。 Calibration refers to controlling the controlled object 2 by outputting the control signal 1c for at least one of the plurality of test patterns 41, and adjusting the control parameter 111 based on the state of the controlled object 2 measured at that time. This is the behavior to change.

各テストパターン４１にはテストパターン番号が付与されており、コントローラ１は、テストパターン番号が小さいものから順にテストパターン４１を実行する。すなわち、テストパターン４１に基づいた操作指令１ａに従い、コントローラ１の制御モデル１１は、制御パラメータ１１１を参照して操作指令１ａに対応する制御信号１ｃを生成し、制御信号１ｃを油圧部品に出力し、これによって可動部２２の動作を実行する。この動作が、図２のステップＳ１０１に対応する。 Each test pattern 41 is given a test pattern number, and the controller 1 executes the test patterns 41 in order from the smallest test pattern number. That is, according to the operation command 1a based on the test pattern 41, the control model 11 of the controller 1 generates the control signal 1c corresponding to the operation command 1a with reference to the control parameter 111, and outputs the control signal 1c to the hydraulic component. , thereby executing the operation of the movable part 22. This operation corresponds to step S101 in FIG.

この動作の実行に伴い、油圧センサ２１１および姿勢センサ２２１は、それぞれ検出信号をコントローラ１に入力する。具体的には、油圧センサである圧力センサおよびストロークセンサ等の検出信号と、姿勢センサである角度センサおよび加速度センサ等の検出信号とが、キャリブレーション計画部１３およびキャリブレーション処理部１２に入力される。なお、キャリブレーション動作モードにおいて、コントローラ１の制御モデル１１は、各センサの情報を参照せずに制御信号１ｃを生成しても良いし、各センサの情報に基づいて（たとえばフィードバック制御を行うように）制御信号１ｃを生成しても良い。 As this operation is executed, the oil pressure sensor 211 and the posture sensor 221 each input detection signals to the controller 1. Specifically, detection signals such as a pressure sensor and a stroke sensor that are oil pressure sensors, and detection signals such as an angle sensor and an acceleration sensor that are posture sensors are input to the calibration planning section 13 and the calibration processing section 12. Ru. In the calibration operation mode, the control model 11 of the controller 1 may generate the control signal 1c without referring to the information of each sensor, or may generate the control signal 1c based on the information of each sensor (for example, to perform feedback control). b) The control signal 1c may be generated.

また、キャリブレーション動作モード（またはメンテナンス時）においてのみ、外付けセンサ７を設置して建設機械の任意の箇所の任意の物理量を観測するようにしてもよい。このようにすると、リファレンスとなるデータを取得し、キャリブレーションの精度を向上させることができる。具体的な例としては、可動部２２を外部からカメラで撮影し、画像処理によりその姿勢情報を算出する。姿勢情報は、内蔵の姿勢センサに対するリファレンス情報として用いることができる。 Further, the external sensor 7 may be installed to observe any physical quantity at any location of the construction machine only in the calibration operation mode (or during maintenance). In this way, reference data can be obtained and the accuracy of calibration can be improved. As a specific example, the movable part 22 is photographed from the outside with a camera, and its posture information is calculated by image processing. The posture information can be used as reference information for the built-in posture sensor.

キャリブレーション計画部１３は、テストパターン４１を実行して取得した各センサの情報を取得し、当該テストパターン４１の特性と、取得したセンサ情報とに基づいて、現在の制御パラメータ１１１に関する探索を行う。この動作が、図２のステップＳ１０２に対応する。 The calibration planning unit 13 acquires information on each sensor acquired by executing the test pattern 41, and searches for the current control parameters 111 based on the characteristics of the test pattern 41 and the acquired sensor information. . This operation corresponds to step S102 in FIG.

ステップＳ１０２において、まずキャリブレーション計画部１３は、テストパターン４１の特性と、取得したセンサ情報とに基づいて、現在の制御パラメータ１１１を推定する。この推定処理の具体的内容はとくに説明しないが、当業者が公知技術に基づき適宜設計することができる。たとえばフィッティング技術を用いてもよいし、最小二乗法を用いてもよい。 In step S102, the calibration planning unit 13 first estimates the current control parameter 111 based on the characteristics of the test pattern 41 and the acquired sensor information. Although the specific contents of this estimation process will not be particularly explained, those skilled in the art can appropriately design it based on known techniques. For example, a fitting technique or a least squares method may be used.

次に、コントローラ１は、推定された制御パラメータ１１１の確度を評価する。確度の評価は、候補セット５１（候補セット情報）に基づいて行われる。建設機械は、候補セット記憶部５（候補セットライブラリ）を備える。各テストパターン４１について、制御パラメータ１１１に関する１つ以上の候補セット５１が、候補セット記憶部５に記憶されている。 Next, the controller 1 evaluates the accuracy of the estimated control parameter 111. The accuracy is evaluated based on the candidate set 51 (candidate set information). The construction machine includes a candidate set storage section 5 (candidate set library). For each test pattern 41, one or more candidate sets 51 regarding the control parameters 111 are stored in the candidate set storage unit 5.

コントローラ１は、キャリブレーションにおいて、各テストパターン４１について候補セット５１を１つ以上取得する。候補セット５１は、制御パラメータを表す制御パラメータ候補と、制御対象２の状態（または当該状態の時系列的変化）を表す状態候補とを関連付ける。 The controller 1 acquires one or more candidate sets 51 for each test pattern 41 during calibration. The candidate set 51 associates control parameter candidates representing control parameters with state candidates representing the state of the controlled object 2 (or time-series changes in the state).

図３Ｃを用いて、候補セット５１を用いて確度を評価する方法の具体例を説明する。コントローラ１は、処理中のテストパターン４１に係る候補セット５１のそれぞれについて、制御対象２の状態（細実線で示す）と、センサによって測定された状態（白丸で示す）に基づいて推定された制御パラメータ１１１から演算される状態（太実線で示す）との類似度を算出する。類似度の具体的な算出方法は、当業者が適宜設計可能である。 A specific example of a method for evaluating accuracy using the candidate set 51 will be described with reference to FIG. 3C. The controller 1 performs control estimated based on the state of the controlled object 2 (indicated by a thin solid line) and the state measured by the sensor (indicated by a white circle) for each of the candidate sets 51 related to the test pattern 41 being processed. The degree of similarity with the state calculated from the parameter 111 (indicated by a thick solid line) is calculated. A person skilled in the art can appropriately design a specific method for calculating the degree of similarity.

各候補セット５１について算出された類似度のうち最大の値が、推定された制御パラメータ１１１の確度となる。確度が所定の閾値以上である場合には、その候補セット５１に係る状態と、推定された制御パラメータ１１１に係る状態とは一致する（所定の一致条件を満たす）ということができる。この場合には、ステップＳ１０３において探索が成功したと判定される。 The maximum value among the similarities calculated for each candidate set 51 becomes the accuracy of the estimated control parameter 111. If the accuracy is greater than or equal to a predetermined threshold, it can be said that the state related to the candidate set 51 and the state related to the estimated control parameter 111 match (satisfy a predetermined matching condition). In this case, it is determined in step S103 that the search was successful.

探索が成功する可能性は、テストパターン４１の種類または数を増やすことによって高めることが出来る。具体的な算出方法は当業者が適宜設計可能であるが、得られた情報から尤度を計算してもよいし、ベイズ推定を用いても良い。 The possibility that the search will be successful can be increased by increasing the types or number of test patterns 41. Although a person skilled in the art can appropriately design a specific calculation method, the likelihood may be calculated from the obtained information, or Bayesian estimation may be used.

探索が成功した場合には、コントローラ１は、その候補セット５１に係る制御パラメータ候補を用いて制御パラメータ１１１を更新する（ステップＳ１０８）。 If the search is successful, the controller 1 updates the control parameters 111 using the control parameter candidates related to the candidate set 51 (step S108).

探索が成功しなかった場合には、コントローラ１は、テストパターン４１がすべて実行されたか否かを判定する（ステップＳ１０４）。ステップＳ１０４において未実行のテストパターンが存在する場合には、コントローラ１は、それまでのテストパターン４１の実行結果に基づいて次のテストパターン４１を選択する（ステップＳ１０５）。 If the search is not successful, the controller 1 determines whether all test patterns 41 have been executed (step S104). If there is an unexecuted test pattern in step S104, the controller 1 selects the next test pattern 41 based on the execution results of the test patterns 41 up to that point (step S105).

ステップＳ１０５におけるテストパターン４１の選択は、たとえば次のように行われる。コントローラ１は、テストパターン４１について計測された制御対象２の位置、向き、角度、または流量に基づいて、次に用いるテストパターン４１を選択する。あるいは、テストパターン４１に付与される識別番号に従って、テストパターン４１が順に選択されてもよい。 The selection of the test pattern 41 in step S105 is performed, for example, as follows. The controller 1 selects the test pattern 41 to be used next based on the position, orientation, angle, or flow rate of the controlled object 2 measured for the test pattern 41. Alternatively, the test patterns 41 may be selected in order according to the identification numbers assigned to the test patterns 41.

このように、コントローラ１は、キャリブレーションにおいて、あるテストパターン４１について計測された制御対象２の状態に基づいて、次に用いるテストパターン４１を選択する。このようにすることにより、適切なテストパターン４１を効率的に選択することができる。 In this manner, the controller 1 selects the next test pattern 41 to be used during calibration, based on the state of the controlled object 2 measured for a certain test pattern 41. By doing so, an appropriate test pattern 41 can be efficiently selected.

コントローラ１は、次のテストパターン４１が選択できたか否かを判定する（ステップＳ１０６）。ステップＳ１０６において次のテストパターン４１が選択できていた場合には、コントローラ１は選択されたテストパターン４１を実行し（ステップＳ１０７）、処理をステップＳ１０２に戻して制御パラメータ１１１の推定および探索を繰り返す。 The controller 1 determines whether the next test pattern 41 has been selected (step S106). If the next test pattern 41 has been selected in step S106, the controller 1 executes the selected test pattern 41 (step S107), returns the process to step S102, and repeats the estimation and search of the control parameters 111. .

ステップＳ１０６において次のテストパターン４１が選択できていなかった場合には、コントローラ１は、処理をステップＳ１０１に戻し、未実行のテストパターン４１のうちテストパターン番号が小さいものについてテストパターン４１を実行する。 If the next test pattern 41 has not been selected in step S106, the controller 1 returns the process to step S101 and executes the test pattern 41 with the smaller test pattern number among the unexecuted test patterns 41. .

ステップＳ１０４においてテストパターン４１がすべて実行されていた場合には、コントローラ１は、適切な制御パラメータ候補を用いて制御パラメータ１１１を更新する（上述のステップＳ１０８）。ここで、適切な制御パラメータ候補とは、たとえば、テストパターン４１と候補セット５１との組み合わせのすべてのうちで、最も高い類似度を与える組み合わせを構成するテストパターン４１について計測された制御対象２の状態に基づいて推定された制御パラメータを意味する。 If all test patterns 41 have been executed in step S104, the controller 1 updates the control parameters 111 using appropriate control parameter candidates (step S108 described above). Here, the appropriate control parameter candidate is, for example, the control target 2 measured for the test pattern 41 that constitutes the combination that gives the highest similarity among all the combinations of the test pattern 41 and the candidate set 51. means a control parameter estimated based on the state.

ここで、ステップＳ１０３において探索が成功した場合には、それ以降のテストパターン４１が実行されず省略されることになる。すなわち、コントローラ１は、キャリブレーションにおいて、いずれかのテストパターン４１について計測された制御対象２の状態と、当該テストパターン４１に係る候補セット５１に含まれる状態候補のいずれかとが、所定の一致条件を満たす場合には、他のテストパターン４１に係る計測を省略する。 Here, if the search is successful in step S103, the subsequent test patterns 41 will not be executed and will be omitted. That is, in the calibration, the controller 1 determines whether the state of the controlled object 2 measured for any of the test patterns 41 and any of the state candidates included in the candidate set 51 related to the test pattern 41 meet a predetermined matching condition. If the condition is satisfied, measurements related to other test patterns 41 are omitted.

ステップＳ１０８の後、コントローラ１は、更新された制御パラメータ１１１を使い、精度確認用のテストパターンを実行して、更新された制御パラメータ１１１の精度を評価し（ステップＳ１０９）、精度が所定基準を満たすか否かを判定する（ステップＳ１１０）。精度確認用のテストパターンは、ステップＳ１０２で用いられるテストパターン４１のいずれかであってもよいし、これらとは異なるものであってもよい。 After step S108, the controller 1 uses the updated control parameters 111 to execute a test pattern for accuracy confirmation to evaluate the accuracy of the updated control parameters 111 (step S109), and the accuracy meets the predetermined standard. It is determined whether the conditions are satisfied (step S110). The test pattern for accuracy confirmation may be any of the test patterns 41 used in step S102, or may be different from these.

精度の評価方法は、当業者が適宜設計可能であり、たとえば建設機械のシステム要求などに基づいて決まる制御精度を満たしているか否かに基づいて評価される。精度が所定基準を満たす場合には、ステップＳ１１１で、図示しないユーザインタフェース（運転席に備え付けられるディスプレイ装置、保守員が所持するタブレット端末、キャリブレーション実行中に点灯するランプ、等）において、キャリブレーションが完了した旨を示す情報（メッセージ等）を出力し、図２の処理を終了する。 Accuracy evaluation methods can be appropriately designed by those skilled in the art, and are evaluated based on whether control accuracy determined based on, for example, system requirements for construction machinery is satisfied. If the accuracy satisfies the predetermined standard, in step S111, the calibration is performed on a user interface (not shown) (a display device installed in the driver's seat, a tablet terminal owned by a maintenance worker, a lamp that lights up during calibration execution, etc.). Information (such as a message) indicating that the process has been completed is output, and the process of FIG. 2 is ended.

一方、精度が所定基準を満たさない場合には、ステップＳ１１２で、図示しないユーザインタフェースにおいて、キャリブレーションに失敗した旨を示す情報を出力し、図２の処理を終了する。この場合には、コントローラ１は、制御パラメータ１１１を更新前（すなわちキャリブレーション開始前）のものに戻してもよい。 On the other hand, if the accuracy does not meet the predetermined standard, in step S112, information indicating that the calibration has failed is output on a user interface (not shown), and the process of FIG. 2 ends. In this case, the controller 1 may return the control parameters 111 to those before the update (that is, before starting calibration).

以上がキャリブレーション動作モードでの動作例であるが、キャリブレーション計画部１３、キャリブレーション処理部１２、テストパターン記憶部４、候補セット記憶部５、等の設置場所は建設機械内に限ったものではなく、同様の機能を持った外付けのキャリブレーションコントローラ等で代用することも可能である。 The above is an example of operation in the calibration operation mode, but the installation location of the calibration planning section 13, calibration processing section 12, test pattern storage section 4, candidate set storage section 5, etc. is limited to inside the construction machine. Instead, it is also possible to use an external calibration controller with similar functions.

＜通常運転モードへの復帰＞
制御モデル１１のキャリブレーションが終了し、更新された制御パラメータ１１１の精度が所定基準を満たす場合には、コントローラ１は通常運転モードに移行する。ここで、コントローラ１は、他のメンテナンス項目を実行した後に通常運転モードに移行しても良いし、ユーザまたは保守員の指示に応じて通常運転モードに移行するようにしても良い。 <Return to normal operation mode>
When the calibration of the control model 11 is completed and the accuracy of the updated control parameters 111 satisfies a predetermined standard, the controller 1 shifts to the normal operation mode. Here, the controller 1 may shift to the normal operating mode after performing other maintenance items, or may shift to the normal operating mode in response to an instruction from a user or maintenance personnel.

＜実施例１の効果＞
以上で説明したように、建設機械においてキャリブレーションを行なう場合に、テストパターンの一部を省略することにより、テストパターン実行回数の削減とキャリブレーション時間の短縮が可能となり、メンテナンスコストが低減する。 <Effects of Example 1>
As explained above, when calibrating a construction machine, by omitting part of the test pattern, it is possible to reduce the number of test pattern executions and shorten the calibration time, thereby reducing maintenance costs.

＜実施例２＞
次に、本発明の実施例２について、図３Ｄ、図４、図５を用いて説明する。図４は、本発明の実施例２における建設機械の構成例を示すブロック図である。図５は、実施例２における建設機械の動作例を示すフロー図である。 <Example 2>
Next, Example 2 of the present invention will be described using FIG. 3D, FIG. 4, and FIG. 5. FIG. 4 is a block diagram showing a configuration example of a construction machine according to a second embodiment of the present invention. FIG. 5 is a flow diagram showing an example of the operation of the construction machine in the second embodiment.

上述した実施例１では、実行されるテストパターン４１は、予め作成されテストパターン記憶部４に記憶されるもののみであった。このため、いずれの候補セット５１にも対応しないキャリブレーション結果は候補セット記憶部５に記憶されず、その後の推定に係る判定（ステップＳ１０３）で利用することができない。 In the first embodiment described above, the only test patterns 41 to be executed are those created in advance and stored in the test pattern storage section 4. Therefore, calibration results that do not correspond to any of the candidate sets 51 are not stored in the candidate set storage unit 5, and cannot be used in subsequent estimation-related determinations (step S103).

そこで、実施例２における建設機械は、候補セット記憶部５に新たな候補セット５１を追加するよう構成されたものである。したがって、実施例１と実施例２とでは、多くの機器や、動作内容が共通する。そのため、実施例２の説明では、実施例１との相違部分を中心に説明し、すでに説明した内容については省略するか、または簡単な説明に留める。 Therefore, the construction machine according to the second embodiment is configured to add a new candidate set 51 to the candidate set storage section 5. Therefore, the first embodiment and the second embodiment have many devices and operations in common. Therefore, in the explanation of the second embodiment, the differences from the first embodiment will be mainly explained, and the contents that have already been explained will be omitted or only a simple explanation will be given.

＜通常運転モードの動作＞
通常運転モードの動作は、実施例１の場合と同様なので説明を省略する。 <Normal operation mode operation>
The operation in the normal operation mode is the same as that in the first embodiment, so a description thereof will be omitted.

＜キャリブレーション動作モードの動作＞
図４において、図１の場合と異なるのは、キャリブレーション計画部１３が候補セット記憶部５に新たな候補セット５１を追加できる点である。これによって、コントローラ１は、過去に経験した経年劣化に係る情報も参照しながらキャリブレーションを実行することができる。 <Operation in calibration operation mode>
4, the difference from the case of FIG. 1 is that the calibration planning section 13 can add a new candidate set 51 to the candidate set storage section 5. Thereby, the controller 1 can perform calibration while also referring to information related to aging deterioration experienced in the past.

図５において、コントローラ１は、ステップＳ１０４においてすべてのテストパターン４１の実行が終了した場合（すなわち探索に成功しなかった場合）に、探索に成功しなかったことを示す情報を記憶する（ステップＳ１２３）。本実施例では所定のフラグを１にセットする。なお、フラグの初期値は０のままである。 In FIG. 5, when the execution of all test patterns 41 is completed in step S104 (that is, when the search is not successful), the controller 1 stores information indicating that the search was not successful (step S123). ). In this embodiment, a predetermined flag is set to 1. Note that the initial value of the flag remains 0.

このように、キャリブレーションにおいて、いずれのテストパターン４１について計測された制御対象２の状態も、当該テストパターン４１に係る候補セット５１に含まれる状態候補のいずれとも所定の一致条件を満たさない場合には、フラグは１となる。一方、いずれかのテストパターン４１について計測された制御対象２の状態が、当該テストパターン４１に係る候補セット５１に含まれる状態候補のいずれかと一致条件を満たす場合には、フラグは０となる。 In this way, in the calibration, if the state of the controlled object 2 measured for any test pattern 41 does not satisfy the predetermined matching condition with any of the state candidates included in the candidate set 51 related to the test pattern 41, , the flag is 1. On the other hand, if the state of the controlled object 2 measured for any of the test patterns 41 satisfies the match condition with any of the state candidates included in the candidate set 51 related to the test pattern 41, the flag becomes 0.

そして、更新された制御パラメータ１１１の精度が所定基準を満たす場合に、フラグが０のままであるか否かを判定する（ステップＳ１２４）。ステップＳ１２４においてフラグが０である場合（すなわち、探索に成功していた場合）には、ステップＳ１１１において実施例１と同様の処理が実行される。 Then, if the accuracy of the updated control parameter 111 satisfies a predetermined standard, it is determined whether the flag remains 0 (step S124). If the flag is 0 in step S124 (that is, if the search was successful), the same process as in the first embodiment is executed in step S111.

ステップＳ１２４においてフラグが１である場合（すなわち、探索に成功しなかった場合）には、コントローラ１は、新たな候補セット５１を生成し、候補セット記憶部５に記憶する（ステップＳ１２５）。この処理の具体例は次のようになる。 If the flag is 1 in step S124 (that is, if the search was not successful), the controller 1 generates a new candidate set 51 and stores it in the candidate set storage unit 5 (step S125). A specific example of this process is as follows.

ステップＳ１２５において、コントローラ１は、いずれかのテストパターン４１について計測された制御対象２の状態に基づいて、新たな制御パラメータ１１１を決定する。たとえば、テストパターン４１と候補セット５１との組み合わせのすべてのうちで、最も高い類似度を与える組み合わせを構成するテストパターン４１について計測された制御対象２の状態に基づいて、新たな制御パラメータ１１１を決定する。 In step S125, the controller 1 determines new control parameters 111 based on the state of the controlled object 2 measured for any of the test patterns 41. For example, the new control parameter 111 is determined based on the state of the controlled object 2 measured for the test pattern 41 that constitutes the combination that gives the highest similarity among all the combinations of the test pattern 41 and the candidate set 51. decide.

そして、コントローラ１は、そのテストパターン４１について新たな候補セット５１を生成し、生成した候補セット５１を候補セット記憶部５に記憶する。この新たな候補セット５１は、そのテストパターン４１について、計測された制御対象２の状態と、推定された制御パラメータを表す制御パラメータ候補とを関連付けるものである。このようにして、ステップＳ１２５が実行される。 Then, the controller 1 generates a new candidate set 51 for the test pattern 41, and stores the generated candidate set 51 in the candidate set storage section 5. This new candidate set 51 associates the measured state of the controlled object 2 with a control parameter candidate representing the estimated control parameter for the test pattern 41. In this way, step S125 is executed.

図３Ｄを用いて、これを補足的に説明する。図３Ｄでは、いずれのテストパターン４１を実行して得られた結果（白丸印）も、いずれの候補セット５１に係る状態（細実線）とも一致しない。この場合には、ステップＳ１０８において更新された制御パラメータ１１１を含む候補セット５１が、新たに候補セット記憶部５に追加される。 This will be supplementarily explained using FIG. 3D. In FIG. 3D, the results obtained by executing any of the test patterns 41 (white circles) do not match the states of any of the candidate sets 51 (thin solid lines). In this case, the candidate set 51 including the control parameters 111 updated in step S108 is newly added to the candidate set storage unit 5.

ステップＳ１２５の後、コントローラ１は、図示しないユーザインタフェースにおいて、候補セット５１を追加した旨を示す情報を出力し、図５の処理を終了する（ステップＳ１２６）。 After step S125, the controller 1 outputs information indicating that the candidate set 51 has been added on a user interface (not shown), and ends the process of FIG. 5 (step S126).

キャリブレーションが終了した場合、すなわち、図５におけるステップＳ１１１、Ｓ１１２またはＳ１２６の後、キャリブレーション動作モードは終了する。その後、コントローラ１は、通常運転モードに移行する。 When the calibration is finished, that is, after steps S111, S112, or S126 in FIG. 5, the calibration operation mode ends. Thereafter, the controller 1 shifts to normal operation mode.

＜実施例２の効果＞
実施例１と同様に、建設機械においてキャリブレーションを行なう場合に、テストパターンの一部を省略することにより、テストパターン実行回数の削減とキャリブレーション時間の短縮が可能となり、メンテナンスコストが低減する。 <Effects of Example 2>
Similarly to the first embodiment, when calibrating a construction machine, by omitting part of the test pattern, it is possible to reduce the number of test pattern executions and shorten the calibration time, thereby reducing maintenance costs.

また、実施例２では、いずれの候補セット５１とも一致がなかった場合に、新たな候補セット５１を追加するので、ステップＳ１０３において探索対象となる候補セット５１が増加し、次回のキャリブレーションでテストパターン４１の実行回数を削減できる可能性が高まる。 Furthermore, in the second embodiment, if there is no match with any of the candidate sets 51, a new candidate set 51 is added, so the number of candidate sets 51 to be searched in step S103 increases, and the number of candidate sets 51 to be searched increases in the next calibration. The possibility that the number of executions of pattern 41 can be reduced increases.

＜実施例３＞
次に本発明の実施例３について、図６を用いて説明する。図６は、本発明の実施例３におけるキャリブレーションシステムの構成例を示すブロック図である。 <Example 3>
Next, Example 3 of the present invention will be described using FIG. 6. FIG. 6 is a block diagram showing a configuration example of a calibration system in Example 3 of the present invention.

実施例１および２の場合、建設機械が候補セット記憶部５を備え、候補セット５１を記憶していた。実施例３では、複数の建設機械１００ａ、１００ｂ、…、１００ｎ（以下「建設機械１００」と総称する場合がある）と、管理サーバ２００とを備える、キャリブレーションシステムが構成される。管理サーバ２００が候補セット記憶部２０１を備えて候補セット５１を記憶する。管理サーバ２００は、建設機械とは別に構成される外部サーバである。以下、実施例１および２との相違を説明する。 In the case of Examples 1 and 2, the construction machine was equipped with the candidate set storage section 5 and stored the candidate set 51. In the third embodiment, a calibration system is configured that includes a plurality of construction machines 100a, 100b, . The management server 200 includes a candidate set storage unit 201 and stores the candidate set 51. Management server 200 is an external server configured separately from the construction machine. Differences from Examples 1 and 2 will be explained below.

管理サーバ２００は、メンテナンス対象としての建設機械１００と情報の送受信ができるように、通信インタフェース２０２を備える。通信インタフェース２０２は、さらに管理者や建設機械ユーザと情報の送受信ができるように構成されていてもよい。 The management server 200 includes a communication interface 202 so as to be able to send and receive information to and from the construction machine 100 to be maintained. The communication interface 202 may be further configured to be able to send and receive information to and from the administrator and the construction machine user.

また、建設機械１００は管理サーバ２００と情報の送受信ができるように通信インタフェース６を備える。このように、各建設機械のコントローラ１と、管理サーバ２００とは、互いに通信可能である。 Furthermore, the construction machine 100 includes a communication interface 6 so as to be able to send and receive information to and from the management server 200. In this way, the controller 1 of each construction machine and the management server 200 can communicate with each other.

＜通常運転モードの動作＞
通常運転モードの動作は、実施例１および２の場合と同様なので説明を省略する。 <Normal operation mode operation>
The operation in the normal operation mode is the same as in the first and second embodiments, so the explanation will be omitted.

＜キャリブレーション動作モードの動作＞
それぞれの建設機械１００は、実施例１または２と同様の方法でキャリブレーションを実施する。ただし、候補セット５１は管理サーバ２００に記憶されているので、コントローラ１は、管理サーバ２００との通信を介して候補セット５１を取得する。 <Operation in calibration operation mode>
Each construction machine 100 performs calibration in the same manner as in the first or second embodiment. However, since the candidate set 51 is stored in the management server 200, the controller 1 acquires the candidate set 51 through communication with the management server 200.

＜実施例３の効果＞
実施例１および２と同様に、建設機械においてキャリブレーションを行なう場合に、テストパターンの一部を省略することにより、テストパターン実行回数の削減とキャリブレーション時間の短縮が可能となり、メンテナンスコストが低減する。 <Effects of Example 3>
Similar to Examples 1 and 2, when calibrating construction machinery, by omitting part of the test pattern, it is possible to reduce the number of test pattern executions and shorten the calibration time, reducing maintenance costs. do.

また、実施例２と同様に、新たな候補セット５１を追加する場合には、ステップＳ１０３（図５）において探索対象となる候補セット５１が増加し、次回のキャリブレーションでテストパターン４１の実行回数を削減できる可能性が高まる。 Further, as in the second embodiment, when adding a new candidate set 51, the number of candidate sets 51 to be searched for is increased in step S103 (FIG. 5), and the number of executions of the test pattern 41 is increased in the next calibration. This increases the possibility of reducing

さらに、実施例３では管理サーバ２００が複数の建設機械１００に対して共通の候補セット５１を記憶しており、建設機械１００はこれを取得して利用できるので、建設機械１００ごとに候補セット記憶部５を設ける必要がない。 Furthermore, in the third embodiment, the management server 200 stores a common candidate set 51 for a plurality of construction machines 100, and the construction machines 100 can acquire and use this, so the candidate set is stored for each construction machine 100. There is no need to provide section 5.

＜実施例４＞
次に、本発明の実施例４を、図７を用いて説明する。図７は、本発明の実施例４における建設機械の構成例を示すブロック図である。 <Example 4>
Next, a fourth embodiment of the present invention will be described using FIG. 7. FIG. 7 is a block diagram showing a configuration example of a construction machine according to a fourth embodiment of the present invention.

実施例３の場合、候補セット記憶部２０１が管理サーバ２００のみに設置されていた。これに対して、実施例４では、建設機械１００も候補セット記憶部５を備え、候補セット５１を記憶する。 In the case of the third embodiment, the candidate set storage unit 201 was installed only in the management server 200. On the other hand, in the fourth embodiment, the construction machine 100 also includes the candidate set storage section 5 and stores the candidate set 51.

＜通常運転モードの動作＞
通常運転モードの動作は、実施例１～３の場合と同様なので説明を省略する。 <Normal operation mode operation>
The operation in the normal operation mode is the same as in Examples 1 to 3, so a description thereof will be omitted.

＜キャリブレーション動作モードの動作＞
コントローラ１は、キャリブレーションの開始前に、管理サーバ２００との通信を介して、管理サーバ２００に記憶されたすべての候補セット５１を取得し、候補セット記憶部５に記憶する。 <Operation in calibration operation mode>
Before starting calibration, the controller 1 acquires all candidate sets 51 stored in the management server 200 through communication with the management server 200, and stores them in the candidate set storage unit 5.

候補セット５１を取得する具体的なタイミングは当業者が適宜設計可能であるが、たとえば定期的に取得してもよいし、建設機械１００またはコントローラ１の電源起動時に取得してもよいし、メンテナンス時に取得してもよいし、外部からの指示に応じて（たとえば、ユーザ、管理者、保守者、等が指定する任意のタイミングで）取得してもよい。 The specific timing for acquiring the candidate set 51 can be appropriately designed by those skilled in the art, but for example, it may be acquired periodically, when the power is turned on to the construction machine 100 or the controller 1, or when the candidate set 51 is acquired during maintenance. It may be acquired at any time, or it may be acquired in response to an external instruction (for example, at any timing specified by a user, administrator, maintenance person, etc.).

また、新たに候補セット５１が追加される場合（図５のステップＳ１２５）には、新たな候補セット５１は、建設機械１００の候補セット記憶部５のみならず、管理サーバ２００の候補セット記憶部２０１にも記憶される。このために、コントローラ１は、管理サーバ２００との通信を介して新たな候補セット５１を送信してもよい。 Further, when a new candidate set 51 is added (step S125 in FIG. 5), the new candidate set 51 is stored not only in the candidate set storage unit 5 of the construction machine 100 but also in the candidate set storage unit of the management server 200. 201 is also stored. To this end, the controller 1 may transmit the new candidate set 51 via communication with the management server 200.

なお、ステップＳ１２５の具体的な実行タイミングは、当業者が適宜設計可能である。たとえば、メンテナンス時などに実行してもよい。管理サーバ２００は、各建設機械１００から送信（アップロード）された新たな候補セット５１のうち、更新情報のみを追加して最新の候補セットライブラリを生成し、再び各建設機械１００に配信してもよい。各建設機械１００はこれを受信し、候補セット記憶部５に記憶してもよい。 Note that a person skilled in the art can appropriately design the specific execution timing of step S125. For example, it may be executed during maintenance. The management server 200 generates the latest candidate set library by adding only updated information among the new candidate sets 51 transmitted (uploaded) from each construction machine 100, and distributes it to each construction machine 100 again. good. Each construction machine 100 may receive this and store it in the candidate set storage unit 5.

＜実施例４の効果＞
実施例１～３と同様に、建設機械においてキャリブレーションを行なう場合に、テストパターンの一部を省略することにより、テストパターン実行回数の削減とキャリブレーション時間の短縮が可能となり、メンテナンスコストが低減する。 <Effects of Example 4>
Similar to Examples 1 to 3, when calibrating construction machinery, by omitting part of the test pattern, it is possible to reduce the number of test pattern executions and shorten the calibration time, reducing maintenance costs. do.

さらに、実施例４では、コントローラ１がキャリブレーションの開始前（たとえば通常運転モード時）に予め候補セット５１を取得しておくことができるので、キャリブレーション直前に管理サーバ２００と通信を行う必要がなく、通信環境の悪い現場でもキャリブレーションが可能となる。 Furthermore, in the fourth embodiment, since the controller 1 can acquire the candidate set 51 in advance before starting calibration (for example, in normal operation mode), there is no need to communicate with the management server 200 immediately before calibration. calibration is possible even in the field with poor communication environment.

なお、実施例４では、テストパターン４１を実行するたびにセンサ情報を管理サーバ２００に送信する必要はなく、各建設機械１００の内部で探索処理（ステップＳ１０２）を実施することが出来る。これにより、通信インタフェース６、２０２の通信帯域、コスト、通信時間などの制約が緩和される。 Note that in the fourth embodiment, it is not necessary to transmit sensor information to the management server 200 every time the test pattern 41 is executed, and the search process (step S102) can be performed within each construction machine 100. As a result, constraints on the communication bandwidth, cost, communication time, etc. of the communication interfaces 6 and 202 are relaxed.

＜その他の実施例＞
本発明は、上述した各実施例に示す油圧ショベルに限定されず、その他の建設機械にも応用することができる。すなわち、油圧ショベルだけでなく、クレーンやホイールローダなどにも応用が可能である。また、可動部の姿勢情報を観測するセンサと油圧機器のセンサが設置された建設機械には、本発明の技術が適用可能である。例えばショベルであれば可動部はアーム、ブーム、バケットなどの部材であり、駆動部は油圧機器のバルブやポンプなどの部材である。 <Other Examples>
The present invention is not limited to the hydraulic excavators shown in each of the embodiments described above, but can also be applied to other construction machines. In other words, it can be applied not only to hydraulic excavators but also to cranes, wheel loaders, etc. Furthermore, the technology of the present invention can be applied to construction machinery in which a sensor for observing posture information of a movable part and a sensor for hydraulic equipment are installed. For example, in the case of an excavator, the movable parts are members such as an arm, a boom, and a bucket, and the drive parts are members such as valves and pumps of hydraulic equipment.

１ａ…操作指令、１ｂ…センサ情報、１ｃ…制御信号、２…制御対象、４…テストパターン記憶部、５…候補セット記憶部、６…通信インタフェース、７…外付けセンサ、１１…制御モデル、１２…キャリブレーション処理部、１３…キャリブレーション計画部、２１…駆動部（駆動装置）、２２…可動部（可動装置）、４１…テストパターン、５１…候補セット（候補セット情報）、１００…建設機械、１１１…制御パラメータ、１１２…制御ロジック、２００…管理サーバ、２０１…候補セット記憶部、２０２…通信インタフェース、２１１…油圧センサ、２１２…油圧部品、２２１…姿勢センサ、２２２…可動部品 1a...Operation command, 1b...Sensor information, 1c...Control signal, 2...Controlled object, 4...Test pattern storage section, 5...Candidate set storage section, 6...Communication interface, 7...External sensor, 11...Control model, DESCRIPTION OF SYMBOLS 12... Calibration processing part, 13... Calibration planning part, 21... Drive part (drive device), 22... Movable part (movable device), 41... Test pattern, 51... Candidate set (candidate set information), 100... Construction Machine, 111... Control parameter, 112... Control logic, 200... Management server, 201... Candidate set storage section, 202... Communication interface, 211... Oil pressure sensor, 212... Hydraulic component, 221... Posture sensor, 222... Movable component

Claims

A controlled object including a movable device or a drive device that drives the movable device;
a sensor that measures the position, orientation, angle, or flow rate of the controlled object;
a controller that outputs a control signal for controlling the controlled object based on an operation command for the controlled object, the position, orientation, angle, or flow rate of the controlled object measured by the sensor, and a control parameter;
A construction machine comprising:
The controller may calibrate the control parameters, and the calibration may include outputting the control signal for at least one of a plurality of test patterns representing the operation of the controlled object. and changing the control parameters based on the position, orientation, angle, or flow rate of the controlled object measured at that time,
In the calibration, the controller acquires one or more pieces of candidate set information for each of the test patterns, and the candidate set information includes control parameter candidates representing the control parameters, and the position, orientation, and angle of the controlled object. , or a position candidate, direction candidate, angle candidate, or flow rate candidate representing the flow rate,
In the calibration, the controller includes the position, orientation, angle, or flow rate of the controlled object measured for any of the test patterns, and the position candidate, orientation candidate, angle candidate related to the test pattern, or omitting measurements related to other test patterns when any of the flow rate candidates satisfies a predetermined matching condition;
Construction machinery.

The construction machine according to claim 1,
In the construction machine, the controller selects the test pattern to be used next based on the position, orientation, angle, or flow rate of the controlled object measured for the test pattern in the calibration.

The construction machine according to claim 1,
The controller includes:
In the calibration, the position, orientation, angle, or flow rate of the controlled object measured for any of the test patterns is also the same as any of the position candidates, orientation candidates, angle candidates, or flow rate candidates related to the test pattern. If the above matching conditions are not met,
determining new control parameters based on the position, orientation, angle, or flow rate of the controlled object measured for any of the test patterns;
For the test pattern, generate new candidate set information that associates a control parameter candidate representing the new control parameter with a position candidate, orientation candidate, angle candidate, or flow rate candidate representing the position, orientation, angle, or flow rate. do,
Construction machinery.

The construction machine according to claim 1;
an external server that stores the candidate set information;
In a calibration system comprising:
The controller and the external server can communicate with each other,
the controller obtains the candidate set information via communication with the external server;
calibration system.

The calibration system according to claim 4,
The controller obtains all the candidate set information stored in the external server via communication with the external server before starting the calibration.
calibration system.