JP7408503B2 - 建設機械 - Google Patents

Description

本発明は、油圧ショベルなどの建設機械に搭載された油圧ポンプの校正技術に関する。

近年、油圧ショベルやホイールローダなどの建設機械において、省エネ化が重要な開発項目になっている。建設機械の省エネ化には油圧システム自体の高効率化が重要であり、油圧ポンプにより油圧アクチュエータを閉回路接続して直接に制御する油圧閉回路システムの適用が検討されている。このシステムは、制御弁による圧損がなく、必要な流量のみを閉回路向けの両傾転ポンプが吐出するため、流量損失が小さい。また、アクチュエータの位置エネルギや減速時のエネルギを回生することもできる。このため高効率化が可能となる。

建設機械の油圧ポンプの公知技術として、特許文献１に、建設機械の最大作業量のばらつきを抑制するため、油圧ポンプの最大負荷時の最大吐出流量を校正し、個体差によるばらつきを低減させる構成が記載されている。

特開２０１３－４０４８７号公報

特許文献１に記載の建設機械の油圧回路では、油圧ポンプが一定の作動油を吐出して、制御弁でシリンダへの流入流量を調整して建設機械の作業速度を調整する。最高負荷での作業中におこるエンジン失速を抑制するために、油圧ポンプは、その吐出圧に応じて油圧ポンプの駆動軸に作用するトルク（吸収トルク）が一定以上増えないよう、自己の吐出流量を調整する機構を備えている。この調整機構は油圧ポンプの個体差によってばらつくため、建設機械ごとに最大負荷時の作業量がばらつく。そのため、エンジン回転数に応じた吸収トルク補正値を学習し、制御電流指令値へ反映する校正手段を備えている。

しかし、油圧閉回路システムでは、シリンダへの流入流量を両傾転ポンプで制御するため、最高負荷時の作業量だけでなく、微操作から最高負荷時まですべての作業速度を両傾転ポンプが決定することになる。そのため、最高負荷時のポンプ吐出流量のばらつきだけでなく、すべての流量領域でばらつきを抑制しないと、操作者の操作に対する建設機械の挙動がばらつくことにより、作業性が低下するという課題がある。

本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、両傾転ポンプの個体差による流量制御性のばらつきを抑制することにより、良好な作業性が得られる建設機械を提供することにある。

上記目的を達成するために、本発明は、両傾転ポンプと、油圧アクチュエータと、前記両傾転ポンプの第１吸吐出ポートと前記油圧アクチュエータの第１油室とを接続する第１流路と、前記両傾転ポンプの第２吸吐出ポートと前記油圧アクチュエータの第２油室とを接続する第２流路と、前記第１流路および前記第２流路を開閉可能な切換弁と、前記両傾転ポンプの傾転角を制御するレギュレータと、前記油圧アクチュエータの動作を指示するための操作レバーと、前記操作レバーから入力される操作信号に応じて前記切換弁を開閉制御し、前記操作信号に基づいて前記両傾転ポンプの目標傾転角を決定し、前記目標傾転角と前記レギュレータへ出力する傾転角制御信号とを対応付けた制御マップを元に前記目標傾転角を前記傾転角制御信号に変換し、前記傾転角制御信号を前記レギュレータへ出力するコントローラとを備えた建設機械において、前記第１吸吐出ポートと前記第２吸吐出ポートとを接続する連通流路と、前記連通流路に設けられ、前記コントローラからの制御信号に応じて開度を変化させるアンロード弁と、前記両傾転ポンプの傾転角を検出する傾転角センサと、前記両傾転ポンプの新規搭載時に操作される新規搭載スイッチとを備え、前記コントローラは、前記新規搭載スイッチから信号が入力された場合に、前記切換弁へ開信号を出力し、前記アンロード弁へ開信号を出力し、前記傾転角制御信号を所定のパターンに従って変化させつつ前記傾転角センサの検出値を取得し、前記検出値と前記傾転角制御信号とを対応付けた第１更新用マップを生成し、前記第１更新用マップで前記制御マップを更新するものとする。

以上のように構成した本発明によれば、両傾転ポンプの目標傾転角と傾転角との関係を校正し、両傾転ポンプの個体差による流量制御性のばらつきを抑制することにより、良好な作業性が得られる。

本発明に係る建設機械によれば、両傾転ポンプの個体差による流量制御性のばらつきを抑制することにより、良好な作業性が得られる。

本発明の第１の実施例に係る油圧ショベルを示す側面図である。 本発明の第１の実施例における油圧駆動装置の概略図である。 本発明の第１または第３の実施例におけるコントローラの機能ブロック図である。 本発明の第１の実施例における両傾転ポンプの制御に関わるコントローラの処理の一例を示すフローチャートである。 本発明の第１の実施例における両傾転ポンプの校正時の傾転角制御信号および傾転角センサの検出値の変化の一例を示す図である。 本発明の第１の実施例における両傾転ポンプの校正時に生成された制御マップの一例を示す図である。 本発明の第２の実施例における油圧駆動装置の概略図である。 本発明の第２の実施例におけるコントローラの機能ブロック図である。 本発明の第２の実施例における両傾転ポンプの校正時の傾転角制御信号、傾転角センサの検出値、アンロード弁の制御信号、および圧力センサで検出した差圧の変化の一例を示す図である。 本発明の第２の実施例における両傾転ポンプの校正時に生成された制御マップの一例を示す図である。 本発明の第３の実施例におけるコントローラの機能ブロック図である。 本発明の第４の実施例におけるコントローラの機能ブロック図である。 本発明の第５の実施例におけるコントローラの機能ブロック図である。

以下、建設機械として大型の油圧ショベルを例にとって、本発明の実施の形態を、図面を用いて説明する。なお、本発明は、両傾転ポンプと油圧アクチュエータとが切換弁を介して閉回路状に接続された油圧閉回路を複数備えた建設機械全般に適用が可能であり、本発明の適用対象は油圧ショベルに限定されるものではない。

図１は、本発明の第１の実施例に係る油圧ショベルを示す側面図である。

（油圧ショベル）
図１において、油圧ショベル１００は、走行モータ１０１によって駆動されるクローラ式の走行装置を装備した下部走行体１０２と、下部走行体１０２上に旋回可能に取り付けられ、旋回モータ１０３によって駆動される上部旋回体１０４と、上部旋回体１０４の前部に上下方向に回動可能に取り付けられた作業装置１０５とを備えている。上部旋回体１０４上には、オペレータが搭乗するキャブ１０６が設けられている。

作業装置１０５は、上部旋回体１０４の前部に上下方向に回動可能に取り付けられたブーム１０７と、ブーム１０７の先端部に上下または前後方向に回動可能に連結された作業部材としてのアーム１０８と、アーム１０８の先端部に上下または前後方向に回動可能に連結された作業部材としてのバケット１０９と、ブーム１０７を駆動する油圧アクチュエータであるブームシリンダ４と、アーム１０８を駆動する油圧アクチュエータであるアームシリンダ１１０と、バケット１０９を駆動する油圧アクチュエータであるバケットシリンダ１１１とを備えている。

（油圧駆動装置）
図２は、油圧ショベル１００に搭載された油圧駆動装置の一例を示す概略図である。図２において、油圧駆動装置２００は、油圧アクチュエータであるブームシリンダ４を閉回路で駆動する。なお、図２では、ブームシリンダ４以外の油圧アクチュエータの駆動に関わる部分は省略している。

（エンジン）
エンジン１は、信号線を介してコントローラ６と接続されている。エンジン１の回転数は、コントローラ６によって制御される。エンジン１の目標回転数は、エンジンコントロールダイヤル１８によって設定される。エンジンコントロールダイヤル１８はキャブ１０６に配置されており、オペレータによって操作される。

（両傾転ポンプ）
両傾転ポンプ２は、エンジン１から動力をから受けて駆動される。両傾転ポンプ２は一対の吸吐出ポート２ａ，２ｂを持つ傾転斜板機構、および斜板の角度（傾斜角）を調整して１回転当たりの吐出流量（押しのけ容積）を調整するレギュレータ３を備えている。レギュレータ３は、コントローラ６から制御信号線を介して受信した制御信号に従い、両傾転ポンプ２の吐出方向および吐出流量を制御する。

（切換弁）
両傾転ポンプ２の２つ吸吐出ポート２ａ，２ｂは、流路３０，３１を介して切換弁５に接続されている。切換弁５は、流路３２，３３を介してブームシリンダ４に接続されている。切換弁５は、コントローラ６から受信した制御信号により開閉制御され、流路３０，３２および流路３１，３３を流通状態または遮断状態に切り換える。切換弁５が開状態のときは、両傾転ポンプ２の一方の吸吐出ポート２ａが流路３０，３２を介してブームシリンダ４のボトム側油室４ａと連通し、他方の吸吐出ポート２ｂが流路３１，３３を介してブームシリンダ４のロッド側油室４ｂと連通する。これにより、両傾転ポンプ２とブームシリンダ４とが閉回路状に接続される。

（コントローラ）
コントローラ６は、各機器との間で信号を入出力する入出力インターフェースと、中央演算処理装置（ＣＰＵ）およびその周辺回路等で構成され、所定のプログラムに従って各種演算を行う演算装置とを備え、ブームシリンダ４の駆動指示を与える操作レバー７と信号線で接続され、レギュレータ３および切換弁５と制御信号線で接続されている。コントローラ６は、演算装置が所定のプログラムを実行することにより、学習指令生成部６ａ、アンロード弁制御部６ｂ、制御マップ生成部６ｃ、ポンプ制御部６ｄ、切換弁制御部６ｅ、およびエンジン制御部６ｆの各機能を実現する。

切換弁制御部６ｅは、操作レバー７の操作量を元に、両傾転ポンプ２と油圧アクチュエータ４との接続を決定する。例えば、操作レバー７が操作された場合、切換弁制御部６ｅは切換弁５へ開信号を出力し、両傾転ポンプ２を油圧アクチュエータ４と接続する。

ポンプ制御部６ｄは、両傾転ポンプ２の目標傾転角を操作レバー７の操作量に応じた値に設定し、両傾転ポンプ２の吐出方向を操作レバー７の操作方向に応じた方向に設定する。ポンプ制御部６ｄは、目標傾転角を元にレギュレータ３へ傾転角制御信号を出力し、両傾転ポンプ２の吐出流量および吐出方向を制御する。

エンジン制御部６ｆは、エンジンコントロールダイヤル１８の操作量を元に目標回転数を演算し、エンジン１へ回転数制御指令を送信する。

学習指令生成部６ａ、アンロード弁制御部６ｂ、および制御マップ生成部６ｃの詳細については後述する。

（その他）
ブームシリンダ４に接続された流路３２，３３は、フラッシング弁８を介してタンク９に接続されている。フラッシング弁８は、流路３２，３３の低圧側をタンク９に連通させ、閉回路内の作動油の過不足を解消する。両傾転ポンプ２に接続された流路３０，３１は、リリーフ弁１０ａ，１０ｂおよびチェック弁２３ａ，２３ｂを介してチャージ流路２２に接続されている。チャージ流路２２は、チャージ油圧源２１に接続されている。リリーフ弁１０ａ，１０ｂは、両傾転ポンプ２の吐出圧力が一定以上の高圧に達したときに開き、両傾転ポンプ２から吐出された高圧の作動油をチャージ流路２２へ排出する。すなわち、リリーフ弁１０ａ，１０ｂは、安全弁としての機能を有する。チェック弁２３ａ，２３ｂは、吸吐出ポート２ａ，２ｂの吸込み側における不足流量をチャージ流路２２から補充する。

（本発明に関わる構成）
次に、本実施例における本発明に関わる構成について説明する。

（傾転角センサ）
両傾転ポンプ２には、斜板の角度（傾転角）を計測するための傾転角センサ１４が設けられている。傾転角センサ１４は、コントローラ６と信号線を介して接続されている。傾転角センサ１４は、傾転角に応じた信号をコントローラ６へ出力する。

（アンロード弁）
両傾転ポンプ２に接続された流路３０，３２は、連通流路３４を介して接続されている。連通流路３４には、アンロード弁１２が設けられている。アンロード弁１２は、コントローラ６と信号線を介して接続されており、コントローラ６からの制御信号に応じて開度を変化させる。

（スイッチ類、ディスプレイ）
コントローラ６には、信号線を介して新規搭載スイッチ１５、メンテナンススイッチ１６、およびディスプレイ１７が接続されている。新規搭載スイッチ１５、メンテナンススイッチ１６、およびディスプレイ１７はキャブ１０６に配置されており、オペレータによって操作される。新規搭載スイッチ１５は、建設機械が出荷される際に操作されるスイッチである。メンテナンススイッチ１６は、両傾転ポンプ２が例えば寿命で交換される際などに操作されるスイッチである。ディスプレイ１７は、コントローラ６から受信した情報を表示する。

（コントローラ）
図３は、コントローラ６の機能ブロック図である。コントローラ６は、学習指令生成部６ａと、アンロード弁制御部６ｂと、制御マップ生成部６ｃと、ポンプ制御部６ｄと、切換弁制御部６ｅと、エンジン制御部６ｆとを備えている。

学習指令生成部６ａは、新規搭載スイッチ１５から信号が入力されると、両傾転ポンプ２の校正動作用の傾転角制御信号の波形（図５参照、以下、傾転角制御信号パターンと呼ぶ）を制御マップ生成部６ｃ、ポンプ制御部６ｄ、切換弁制御部６ｅ、およびアンロード弁制御部６ｂへ出力する。

ポンプ制御部６ｄは傾転角制御信号パターンを受信すると、傾転角制御信号パターンに従った傾転角制御信号をレギュレータ３へ出力する。アンロード弁制御部６ｂは傾転角制御信号パターンを受信すると、アンロード弁１２へ開信号を出力する。切換弁制御部６ｅは傾転角制御信号パターンを受信すると、切換弁５へ閉信号を出力する。

制御マップ生成部６ｃは、傾転角制御信号パターンと傾転角センサ１４の検出値を取得および保存し、傾転角制御信号と傾転角との対応関係を示す制御マップを更新用マップとして生成する。制御マップ生成部６ｃは、生成した制御マップをポンプ制御部６ｄへ出力する。ポンプ制御部６ｄは、受信した制御マップで自身が記憶している制御マップを更新する。

（校正時のポンプ動作）
本実施例における両傾転ポンプ２の校正時の動作を図４を用いて説明する。図４は、両傾転ポンプの制御に関わるコントローラの処理の一例を示すフローチャートである。建設機械１００が起動するとスタートの状態Ｓ１となり、状態Ｓ２へ遷移すると両傾転ポンプ２が新規搭載されたか否かを新規搭載スイッチ１５の信号を元に判定する。新規搭載スイッチ１５が有効な場合は、状態Ｓ３へ遷移する。状態Ｓ３ではコントローラ６がアンロード弁１２へ開信号を出力し、状態Ｓ４へ遷移するとコントローラ６は両傾転ポンプ２へ傾転角制御信号パターンに従った傾転角制御信号を出力する。レギュレータ３は受信した傾転角制御信号に応じて両傾転ポンプ２の傾転角を制御し、両傾転ポンプ２に作動油を吐出させる。両傾転ポンプ２の一方の吸吐出ポートから吐出された作動油は、アンロード弁１２（図１参照）を介して他方の吸吐出ポートに吸入される。

この時、状態Ｓ５ではコントローラ６は傾転角センサ１４の検出値を取得する。この時の傾転角制御信号および傾転角センサ１４の検出値の変化の一例を図５に示す。図５において、吸吐出ポート２ａ側傾転角制御信号は流路３０（図２参照）への吐出指令であり、吸吐出ポート２ｂ側傾転角制御信号は流路３１（図２参照）への吐出指令である。傾転角センサ１４で検出した傾転角は、吸吐出ポート２ａ側への吐出を正、吸吐出ポート２ｂ側への吐出を負とした値として出力される。

図４に戻り、状態Ｓ６へ遷移すると、コントローラ６は例えば図５の波形を元に図６のような制御マップ１９を生成する。図６は横軸が傾転角制御信号、縦軸が傾転角センサ１４の検出値である。図５は、両傾転ポンプ２の内部摩擦等で、制御マップ１９の線形領域でヒステリシスが存在する場合の例を示している。

状態Ｓ７へ遷移すると、生成した制御マップ１９が妥当であるか否かを判定する。例えば、ヒステリシスが明らかに大きい場合や、最大傾転角まで動作しなかったなどである。制御マップ１９が妥当であれば、状態Ｓ８へ遷移し、制御マップ１９で図２のポンプ制御部６ｄ内部の制御マップを更新する。一方で、状態Ｓ６で生成した制御マップ１９が妥当でないと判定された場合、状態Ｓ９へ遷移し、図２のポンプ制御部６ｄ内部の制御マップを、例えば設計情報を元に生成したバックアップ用制御マップで更新する。制御マップの更新が終了すると、状態Ｓ１０へ遷移し、両傾転ポンプ２の校正が終了する。

（通常時のポンプ動作）
一方、状態Ｓ２で新規搭載スイッチ１５が無効と判定された場合、つまり建設機械１００の起動が２回目以降の通常起動であった場合、状態Ｓ１１へ遷移する。状態Ｓ１１では、図２のポンプ制御部６ｄは、制御マップ１９を用いて、操作レバー７から算出した目標傾転角を傾転角制御信号に変換する。この時、制御マップ１９の縦軸である傾転角センサ１４の検出値が目標傾転角に相当する。さらに、例えば目標傾転角の増減に対し、制御マップのヒステリシスを考慮した傾転角制御信号を算出する。傾転角制御信号を算出したのち、状態Ｓ１２へ遷移し、図２のポンプ制御部６ｄは傾転角制御信号をレギュレータ３へ出力する。

（効果）
本実施例では、両傾転ポンプ２と、油圧アクチュエータ４と、両傾転ポンプ２の第１吸吐出ポート２ａと油圧アクチュエータ４の第１油室４ａとを接続する第１流路３０，３２と、両傾転ポンプ２の第２吸吐出ポート２ｂと油圧アクチュエータ４の第２油室４ｂとを接続する第２流路３１，３３と、第１流路３０，３２および第２流路３１，３３を開閉可能な切換弁５と、両傾転ポンプ２の傾転角を制御するレギュレータ３と、油圧アクチュエータ４の動作を指示するための操作レバー７と、操作レバー７から入力される操作信号に基づいて切換弁５を開閉制御し、前記操作信号に基づいて両傾転ポンプ２の目標傾転角を決定し、前記目標傾転角とレギュレータ３へ出力する傾転角制御信号とを対応付けた制御マップを元に前記目標傾転角を前記傾転角制御信号に変換し、前記傾転角制御信号をレギュレータ３へ出力するコントローラとを備えた建設機械１００において、第１吸吐出ポート２ａと第２吸吐出ポート２ｂとを接続する連通流路３４と、連通流路３４に設けられ、コントローラ６からの制御信号に応じて開位置と閉位置との間で切り換えられるアンロード弁１２と、両傾転ポンプ２の傾転角を検出する傾転角センサ１４と、両傾転ポンプ２の新規搭載時に操作される新規搭載スイッチ１５とを備え、コントローラ６は、新規搭載スイッチ１５から信号が入力された場合に、切換弁５へ閉信号を出力し、アンロード弁１２へ開信号を出力し、前記傾転角制御信号を所定のパターンに従って変化させつつ傾転角センサ１４の検出値を取得し、前記検出値と前記傾転角制御信号とを対応付けた第１更新用マップ１９を生成し、第１更新用マップ１９で前記制御マップを更新する。

以上のように構成した本実施例によれば、以下の効果が得られる。

通常、両傾転ポンプ２には製造ばらつきがあるため、事前に正確な制御マップを用意することは困難である。そのため、本発明の校正なしに両傾転ポンプ２を制御すると、操作レバー７の操作に対し、両傾転ポンプ２の吐出流量はポンプによってばらつくため、油圧アクチュエータ４の速度もばらつく。その結果、建設機械１００の操作性が低下する。

一方、本実施例に係る建設機械１００では、両傾転ポンプ２の校正によって制御マップを正確なものにすることができるため、操作レバー７に対する油圧アクチュエータ４の速度ばらつきが抑制され、建設機械１００の操作性低下を抑制することができる。

本発明の第２の実施例について、第１の実施例との相違点を中心に説明する。

（本実施例で解決しようとする課題）
一般的に斜板式の油圧ポンプである両傾転ポンプ２の吸吐出ポート２ａ，２ｂに高圧が作用すると、高圧の作動油によってポンプの内部構造部品が押されることで傾転角制御信号に対し、実際の傾転角が減少する。これを復帰モーメントによる制御誤差と呼ぶ。第１の実施例の閉回路では、両傾転ポンプ２の校正時は両傾転ポンプ２の一方の吸吐出ポートから吐出された作動油はそのままアンロード弁１２を介して両傾転ポンプの他方の吸吐出ポートに吸い込まれるため、吐出圧力は低圧のままである。しかし、作業中の建設機械１００における両傾転ポンプ２は、高圧作動油を吐出することになるため、両傾転ポンプ２に復帰モーメントが発生し、校正したにもかかわらず吐出流量に制御誤差が生じる場合がある。そのため、作業速度がばらつくという課題が発生する。

（構成）
図７は、本実施例における油圧駆動装置の概略図である。図７において、両傾転ポンプ２に接続された流路３０，３１には、圧力センサ１３ａ，１３ｂがそれぞれ設けられている。コントローラ６は、圧力センサ１３ａ，１３ｂと信号線で接続されている。圧力センサ１３ａ，１３ｂは、吸吐出ポート２ａ，２ｂの圧力に応じた信号をコントローラ６へ出力する。

図８は、本実施例におけるコントローラ６の機能ブロック図である。図８において、学習指令生成部６ａは、新規搭載スイッチ１５が有効になると、傾転角制御信号パターンを２回出力する。制御マップ生成部６ｃは、１回目の傾転角制御信号パターンに対して低圧時の制御マップを生成し、２回目の傾転角制御信号パターンに対して高圧時の制御マップを生成する。ポンプ制御部６ｄは、新たに生成された制御マップで現行の制御マップを更新する。ポンプ制御部６ｄは、通常動作時は、低圧時の制御マップと高圧時の制御マップを元に、目標傾転角を両傾転ポンプ２の吐出圧力（圧力センサ１３ａ，１３ｂで検出した差圧）に応じた傾転角制御信号に変換し、レギュレータ３へ出力する。

アンロード弁制御部６ｂは、高圧時の制御マップを生成する際は、圧力センサ１３ａ，１３ｂの値の差（両傾転ポンプ２の吐出圧力）が一定となるようにアンロード弁１２の開度を制御する。アンロード弁制御部６ｂは、圧力センサ１３ａ，１３ｂの値を用いて、例えば次式のようにアンロード弁１２への制御信号を算出する。

ここで、Ｐｄは目標吐出圧力であり、ΔＰは圧力センサ１３ａ，１３ｂの値の差分である。I０はアンロード弁１２を閉じるときの制御信号である。Ｋは係数であり、例えば、設計値に基づくシミュレーションや実験から算出した値を用いる。Ｐｄは、例えば、建設機械の油圧システムにおける高圧値（２０～３０ＭＰａ）に設定する。

（動作）
図９は、本実施例における両傾転ポンプ２の校正時の傾転角制御信号、傾転角センサ１４の検出値、アンロード弁１２の制御信号、および圧力センサ１３ａ，１３ｂで検出した差圧の変化を示す図である。

コントローラ６は、新規搭載スイッチ１５が有効になると、図９に示すように、２回の傾転角制御信号パターンをレギュレータ３へ出力する。コントローラ６は、１回目の傾転角制御信号パターンを出力している間、アンロード弁１２へ開信号を出力する。この時、圧力センサ１３ａ，１３ｂの値の差分は限りなく小さい。

コントローラ６は、１回目の傾転角制御信号パターンを出力した後、アンロード弁１２へ閉信号を出力し、２回目の傾転角制御信号パターンを出力する。この時、アンロード弁１２が閉じているため、両傾転ポンプ２から吐出された作動油は逃げ場を失い、両傾転ポンプ２の吸吐出ポート２ａ，２ｂの一方の圧力がリリーフ弁１０ａ，１０ｂの設定圧力まで上昇し、リリーフ弁１０ａ、１０ｂの一方が開く。両傾転ポンプ２の吸吐出ポート２ａ，２ｂの一方から吐出された作動油は、チャージ流路２２およびチェック弁２３ａ，２３ｂの一方を経由して両傾転ポンプ２の吸吐出ポート２ａ，２ｂの他方に吸入される。そのため、図９に示す圧力センサ１３ａ，１３ｂの値の差分はリリーフ弁１０ａ，１０ｂの設定圧力で決まる。

ここで、リリーフ弁１０ａ，１０ｂのオーバライド特性によって、両傾転ポンプ２の吐出流量に比例して圧力がリリーフ弁１０ａ，１０ｂの設定圧力より大きくなる場合がある。この時、式（１）の目標吐出圧力Ｐｄがリリーフ弁１０ａ，１０ｂの設定圧力と等しい値に設定されている場合、リリーフ弁１０ａ，１０ｂのオーバライド分の圧力上昇を低減するようにアンロード弁１２の開度を調整して、両傾転ポンプ２の吐出圧力が目標吐出圧力Ｐｄと一致するように、アンロード弁制御部６ｂが式（１）に基づき制御信号を出力する。その結果、圧力センサ１３ａ，１３ｂの値の差分は、両傾転ポンプ２の吐出流量によらず、リリーフ弁１０ａ，１０ｂの設定圧力に保たれる。

２回の傾転角制御信号パターンと傾転角センサ１４の検出値を元に、制御マップ生成部６ｃは図１０に示す制御マップ２０ａ，２０ｂを更新用マップとして生成する。制御マップ２０ａは、アンロード弁１２が開状態（両傾転ポンプ２吐出圧力が低い状態）で生成された制御マップ（低圧時の制御マップ）である。制御マップ２０ｂは、アンロード弁１２が閉状態（両傾転ポンプ２吐出圧力が高い状態で生成された制御マップ（高圧時の制御マップ）である。ポンプ制御部６ｄは、内部の制御マップを制御マップ２０ａ，２０ｂで更新する。新規搭載スイッチ１５が無効になると、ポンプ制御部６ｄは、圧力センサ１３ａ，１３ｂで検出した差圧に応じて低圧時の制御マップ２０ａと高圧時の制御マップ２０ｂとを補間することにより、目標傾転角を傾転角制御信号に変換し、レギュレータ３へ出力する。

（効果）
本実施例では、チャージ油圧源２１と、チャージ油圧源２１に接続されたチャージ流路２２と、チャージ流路２２から第１吸吐出ポート２ａへの作動油の流れを許容する第１チェック弁２３ａと、チャージ流路２２から第２吸吐出ポート２ｂへの作動油の流れを許容する第２チェック弁２３ｂと、第１吸吐出ポート２ａの圧力が所定の圧力を超えたときに開き、第１吸吐出ポート２ａから吐出された作動油をチャージ流路２２に排出する第１リリーフ弁１０ａと、第２吸吐出ポート２ｂの圧力が所定の圧力を超えたときに開き、第２吸吐出ポート２ｂから吐出された作動油をチャージ流路２２に排出する第２リリーフ弁１０ｂとを備え、コントローラ６は、新規搭載スイッチ１５から信号が入力され、第１更新用マップ２０ａを生成した後に、アンロード弁１２の開度を第１更新用マップ２０ａの生成時よりも小さくし、前記傾転角制御信号を前記所定のパターンに従って変化させつつ傾転角センサ１４の検出値を取得し、前記傾転角制御信号の値と前記検出値とを対応付けた第２更新用マップ２０ｂを生成し、第１更新用マップ２０ａおよび第２更新用マップ２０ｂで前記制御マップを更新し、新規搭載スイッチ１５から信号が入力されていないときは、第１圧力センサ１３ａおよび第２圧力センサ１３ｂで検出した第１吸吐出ポート２ａと第２吸吐出ポート２ｂとの差圧に応じて第１更新用マップ２０ａと第２更新用マップ２０ｂとを補間することにより、前記目標傾転角を前記傾転角制御信号に変換する。

以上のように構成した本実施例によれば、両傾転ポンプ２に高圧が作用した時にも復帰モーメントによる制御誤差が小さくなり、両傾転ポンプ２の流量制御精度が向上するため、建設機械１００の操作性低下を抑制することが可能となる。

また、本実施例では、アンロード弁１２は、開位置と閉位置との間で開度が制御可能であり、コントローラ６は、第２更新用マップ２０ｂの生成時に第１リリーフ弁１０ａまたは第２リリーフ弁１０ｂが開いた場合は、第１圧力センサ１３ａで検出した第１吸吐出ポート２ａの圧力と第２圧力センサ１３ｂで検出した第２吸吐出ポート２ｂの圧力との差圧が一定となるようにアンロード弁１２の開度を制御する。これにより、第２更新用マップ２０ｂ（高圧時の制御マップ）の生成時に、第１吸吐出ポート２ａと第２吸吐出ポート２ｂとの差圧が一定に保持されるため、第２更新用マップ２０ｂ（高圧時の制御マップ）の精度を向上させることができる。

本発明の第３の実施例について、第２の実施例との相違点を中心に用いて説明する。

（本実施例で解決しようとする課題）
図１において、両傾転ポンプ２はエンジン１によって駆動されており、両傾転ポンプ２の吐出流量はエンジン１の回転数に比例する。両傾転ポンプ２の内部構成部品の慣性力により、エンジン回転数に比例して復帰モーメントが増大する特性がある。そのため、校正時のエンジン回転数と実稼働時のエンジン回転数とが異なると、生成した制御マップに誤差が生じ、建設機械の操作性が低下する。

（構成）
図１１は、本実施例におけるコントローラ６の機能ブロック図である。図１１において、コントローラ６のエンジン制御部６ｆは、新規搭載スイッチ１５の値を取得し、新規搭載スイッチ１５が有効になると、エンジンコントロールダイヤル１８の操作に関わらず、エンジン１の目標回転数を最高回転数に設定し、エンジン１へ回転数制御指令を出力する機能を備える。

（効果）
本実施例に係る建設機械１００は、両傾転ポンプ２を駆動するエンジン１と、エンジン１の目標回転数を設定するエンジンコントロールダイヤル１８とを備え、コントローラ６は、新規搭載スイッチ１５からから信号が入力された場合は、エンジンコントロールダイヤル１８の設定に関わらず、エンジン１の回転数が最大回転数となるように制御する。

以上のように構成した本実施形態によれば、両傾転ポンプ２の校正時に、エンジンコントロールダイヤル１８の設定に関わらず、エンジン１が最高回転数で駆動される。通常、建設機械１００はエンジン回転数が最高回転数の状態で使用されるため、エンジン回転数が最高回転数の状態で生成された制御マップ１９（図６に示す）によれば、復帰モーメントによる誤差が小さくなり、建設機械１００の操作性低下を抑制することができる。

本発明の第４の実施例について、第３の実施例との相違点を中心に説明する。

（本実施例で解決しようとする課題）
両傾転ポンプ２には製造ばらつきがあるため、両傾転ポンプ２を新規搭載した場合だけでなく、メンテナンスで両傾転ポンプ２を交換した際にも再度校正しないと、制御マップに誤差が生じる。

（構成）
図１２は、本実施例におけるコントローラ６の機能ブロック図である。図１２において、コントローラ６は、メンテナンススイッチ１６およびディスプレイ１７と信号線を介して接続されている。コントローラ６は、表示生成部６ｇを更に備えている。メンテナンススイッチ１６は、両傾転ポンプ２を交換する際にメンテナンス員によって操作される。メンテナンススイッチ１６の信号は、学習指令生成部６ａ、表示生成部６ｇ、およびエンジン制御部６ｆに入力される。

表示生成部６ｇは、メンテナンススイッチ１６が有効になると、ディスプレイ１７に両傾転ポンプ２の再校正を行う旨のメッセージを表示させる。学習指令生成部６ａは、メンテナンススイッチ１６が有効になると、新規搭載スイッチ１５が有効になったときの処理と同様に、両傾転ポンプ２の再校正を行う。エンジン制御部６ｆは、メンテナンススイッチ１６が有効になると、新規搭載スイッチ１５が有効になったときの処理と同様に、エンジン１の回転数が最大回転数となるように制御する。コントローラ６による両傾転ポンプ２の再校正については、第１～第３の実施例のいずれの校正方法を採用しても良い。

（効果）
本実施例に係る建設機械は、両傾転ポンプ２の交換時に操作されるメンテナンススイッチ１６を備え、コントローラ６は、メンテナンススイッチ１６から信号が入力された場合に、新規搭載スイッチ１５から信号が入力された場合と同様に両傾転ポンプ２の校正を行う。

以上のように構成した本実施例によれば、両傾転ポンプ２がメンテナンスで交換された場合でも、新しい両傾転ポンプ２の校正を行い流量制御精度の良い制御マップを生成することで、建設機械１００の操作性低下を抑制することができる。

本発明の第５の実施例について、第４の実施例との相違点を中心に説明する。

（本実施例で解決しようとする課題）
両傾転ポンプ２が長時間稼働すると、内部部品の摩耗等によって新品と流量制御特性が変化する。そのため、制御マップに誤差が生じる。

（構成）
図１３は、本実施例におけるコントローラ６の機能ブロック図である。図１３において、コントローラ６は、経年劣化推定部６ｈを更に備える。経年劣化推定部６ｈは、傾転角センサ１４で検出した傾転角と、制御マップにおいて傾転角制御信号に対応する目標傾転角とを比較し、誤差を算出する。この誤差は、両傾転ポンプ２が経年劣化するにつれて大きくなる。

経年劣化推定部６ｈは、誤差がある一定値以上大きくなると、制御マップの再校正が必要である旨を、表示生成部６ｇへ通知する。表示生成部６ｇは、再校正が必要である旨のメッセージをディスプレイ１７に表示させる。オペレータは、ディスプレイ１７に再校正が必要である旨のメッセージが表示された場合は、メンテナンススイッチ１６を操作し、両傾転ポンプ２の再校正を実施する。

（効果）
本実施例に係る建設機械１００は、コントローラ６によって制御されるディスプレイ１７を備え、コントローラ６は、新規搭載スイッチ１５またはメンテナンススイッチ１６の信号が入力されていない場合に、両傾転ポンプ２の目標傾転角と傾転角センサ１４で検出した傾転角との差分が所定の閾値を超えたときは、両傾転ポンプ２の再校正が必要である旨のメッセージをディスプレイ１７に表示させる。

以上のように構成した本実施例によれば、両傾転ポンプ２が経年劣化で流量制御精度が低下した場合に、建設機械の操作者は再校正の必要性に気づき、再校正によって流量制御精度の良い制御マップを生成することで、建設機械の操作性低下を抑制することができる。

（その他、全般に関して）
以上、本発明の実施例について詳述したが、本発明は、上記した実施例に限定されるものではなく、様々な変形例が含まれる。例えば、上記した実施例は、本発明を分かり易く説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。また、ある実施例の構成に他の実施例の構成の一部を加えることも可能であり、ある実施例の構成の一部を削除し、あるいは、他の実施例の一部と置き換えることも可能である。

１…エンジン、２…両傾転ポンプ、２ａ…吸吐出ポート（第１吸吐出ポート）、２ｂ…吸吐出ポート（第２吸吐出ポート）、３…レギュレータ、４…ブームシリンダ（油圧アクチュエータ）、４ａ…ボトム側油室（第１油室）、４ｂ…ロッド側油室（第２油室）、５…切換弁、６…コントローラ、６ａ…学習指令生成部、６ｂ…アンロード弁制御部、６ｃ…制御マップ生成部、６ｄ…ポンプ制御部、６ｅ…切換弁制御部、６ｆ…エンジン制御部、６ｇ…表示生成部、６ｈ…経年劣化推定部、７…操作レバー、８…フラッシング弁、９…タンク、１０ａ…リリーフ弁（第１リリーフ弁）、１０ｂ…リリーフ弁（第２リリーフ弁）、１２…アンロード弁、１３ａ…圧力センサ（第１圧力センサ）、１３ｂ…圧力センサ（第２圧力センサ）、１４…傾転角センサ、１５…新規搭載スイッチ、１６…メンテナンススイッチ、１７…ディスプレイ、１８…エンジンコントロールダイヤル、１９…制御マップ（第１更新用マップ）、２０ａ…制御マップ（第１更新用マップ）、２０ｂ…制御マップ（第２更新用マップ）、２１…チャージ油圧源、２２…チャージ流路、２３ａ…チェック弁（第１チェック弁）、２３ｂ…チェック弁（第２チェック弁）、３０，３２…流路（第１流路）、３１，３３…流路（第２流路）、３４…連通流路、１００…油圧ショベル（建設機械）、１０１…走行モータ（油圧アクチュエータ）、１０２…下部走行体、１０３…旋回モータ（油圧アクチュエータ）、１０４…上部旋回体、１０５…作業装置、１０６…キャブ、１０７…ブーム、１０８…アーム、１０９…バケット、１１０…アームシリンダ（油圧アクチュエータ）、１１１…バケットシリンダ（油圧アクチュエータ）、２００…油圧駆動装置。

Claims (6)

1. 両傾転ポンプと、
   油圧アクチュエータと、
   前記両傾転ポンプの第１吸吐出ポートと前記油圧アクチュエータの第１油室とを接続する第１流路と、
   前記両傾転ポンプの第２吸吐出ポートと前記油圧アクチュエータの第２油室とを接続する第２流路と、
   前記第１流路および前記第２流路を開閉可能な切換弁と、
   前記両傾転ポンプの傾転角を制御するレギュレータと、
   前記油圧アクチュエータの動作を指示するための操作レバーと、
   前記操作レバーから入力される操作信号に基づいて前記切換弁を開閉制御し、前記操作信号に基づいて前記両傾転ポンプの目標傾転角を決定し、前記目標傾転角と前記レギュレータへ出力する傾転角制御信号とを対応付けた制御マップを元に前記目標傾転角を前記傾転角制御信号に変換し、前記傾転角制御信号を前記レギュレータへ出力するコントローラとを備えた建設機械において、
   前記第１吸吐出ポートと前記第２吸吐出ポートとを接続する連通流路と、
   前記連通流路に設けられ、前記コントローラからの制御信号に応じて開位置と閉位置との間で切り換えられるアンロード弁と、
   前記両傾転ポンプの傾転角を検出する傾転角センサと、
   前記両傾転ポンプの新規搭載時に操作される新規搭載スイッチとを備え、
   前記コントローラは、前記新規搭載スイッチから信号が入力された場合に、前記切換弁へ閉信号を出力し、前記アンロード弁へ開信号を出力し、前記傾転角制御信号を所定のパターンに従って変化させつつ前記傾転角センサの検出値を取得し、前記検出値と前記傾転角制御信号とを対応付けた第１更新用マップを生成し、前記第１更新用マップで前記制御マップを更新する
   ことを特徴とする建設機械。
2. 請求項１に記載の建設機械において、
   前記第１吸吐出ポートの圧力を検出する第１圧力センサと、
   前記第２吸吐出ポートの圧力を検出する第２圧力センサと、
   チャージ油圧源と、
   前記チャージ油圧源に接続されたチャージ流路と、
   前記チャージ流路から前記第１吸吐出ポートへの作動油の流れを許容する第１チェック弁と、
   前記チャージ流路から前記第２吸吐出ポートへの作動油の流れを許容する第２チェック弁と、
   前記第１吸吐出ポートの圧力が所定の圧力を超えたときに開き、前記第１吸吐出ポートから吐出された作動油を前記チャージ流路に排出する第１リリーフ弁と、
   前記第２吸吐出ポートの圧力が所定の圧力を超えたときに開き、前記第２吸吐出ポートから吐出された作動油を前記チャージ流路に排出する第２リリーフ弁とを備え、
   前記コントローラは、
   前記新規搭載スイッチから信号が入力された場合は、前記第１更新用マップを生成した後に、前記アンロード弁へ閉信号を出力し、前記傾転角制御信号を前記所定のパターンに従って変化させつつ前記傾転角センサの検出値を取得し、前記検出値と前記傾転角制御信号とを対応付けた第２更新用マップを生成し、前記第１更新用マップおよび前記第２更新用マップで前記制御マップを更新し、
   前記新規搭載スイッチから信号が入力されていない場合は、前記第１圧力センサおよび前記第２圧力センサで検出した前記第１吸吐出ポートと前記第２吸吐出ポートとの差圧に応じて前記第１更新用マップと前記第２更新用マップとを補間することにより、前記目標傾転角を前記傾転角制御信号に変換する。
   ことを特徴とする建設機械。
3. 請求項２に記載の建設機械において、
   前記アンロード弁は、前記開位置と前記閉位置との間で開度が制御可能であり、
   前記コントローラは、前記第２更新用マップを生成する際に前記第１リリーフ弁または前記第２リリーフ弁が開いた場合は、前記第１圧力センサで検出した前記第１吸吐出ポートの圧力と前記第２圧力センサで検出した前記第２吸吐出ポートの圧力との差圧が一定となるように前記アンロード弁の開度を制御する
   ことを特徴とする建設機械。
4. 請求項１に記載の建設機械において、
   前記両傾転ポンプを駆動するエンジンと、
   前記エンジンの目標回転数を設定するエンジンコントロールダイヤルとを備え、
   前記コントローラは、前記新規搭載スイッチから信号が入力された場合は、前記エンジンコントロールダイヤルの設定に関わらず、前記エンジンの回転数が最大回転数となるように制御する
   ことを特徴とする建設機械。
5. 請求項１に記載の建設機械において、
   前記両傾転ポンプの交換時に操作されるメンテナンススイッチを備え、
   前記コントローラは、前記メンテナンススイッチから信号が入力された場合に、前記新規搭載スイッチから信号が入力された場合と同様に前記両傾転ポンプの校正を行う
   ことを特徴とする建設機械。
6. 請求項５に記載の建設機械において、
   前記コントローラによって制御されるディスプレイを備え、
   前記コントローラは、前記新規搭載スイッチまたは前記メンテナンススイッチから信号が入力されていない場合に、前記目標傾転角と前記傾転角センサで検出した傾転角との差分が所定の閾値を超えたときは、前記両傾転ポンプの再校正が必要である旨のメッセージを前記ディスプレイに表示させる
   ことを特徴とする建設機械。

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