JP7431604B2 - バルブの較正システムおよび較正方法 - Google Patents
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Description
このようなバルブ開口位置電流値の較正方法として、従来、バルブの入口側に一定圧力の油圧を供給した状態で、電気アクチュエータへの電流印加をスイープ上昇させながらバルブの入口側の圧力変化を測定し、該測定された圧力変化に基づいてバルブ開口位置電流値(クラッキングポイント電流コマンド)の較正値を決定するようにした技術が知られている(例えば、特許文献1参照)。
請求項2の発明は、請求項1において、較正値予測手段がバルブ開口位置電流値の較正値を予測するために必要なバルブ開口位置電流値に関する情報として、過去のバルブ開口位置電流値の較正情報、電気アクチュエータやバルブの製造情報、バルブが用いられる作業機械の情報、作業機械が稼働する現地情報のうち少なくとも一つの情報を含むことを特徴とするバルブの較正システムである。
請求項3の発明は、請求項1または2において、バルブ開口位置電流値に関する情報はビッグデータとしてサーバーに蓄積されるとともに、該サーバーに設けられた較正値予測手段が、ビッグデータをトレンド解析した結果に基づいてバルブ開口位置電流値の較正値を予測することを特徴とするバルブの較正システムである。
請求項4の発明は、電気アクチュエータに対する電流印加に基づき作動して流路を開閉するバルブを備えた作業機械の油圧回路において、前記バルブが流路を開くときの電気アクチュエータへの印加電流値であるバルブ開口位置電流値を較正する較正方法であって、該較正方法は、バルブ開口位置電流値に関する情報に基づいてバルブ開口位置電流値の較正値を予測する工程と、スイープ開始電流値を設定する工程と、バルブの入口側に一定圧力の油圧を供給する工程と、電気アクチュエータへの電流印加を開始してスイープ開始電流値まで上昇させ、さらに該スイープ開始電流値から所定速度で電気アクチュエータへの印加電流をスイープ上昇させる工程と、電気アクチュエータへの電流印加中にバルブの入口側または出口側の圧力変化を測定する工程と、測定された圧力変化時の印加電流値に基づいてバルブ開口位置電流値の較正値を求める工程とを含むとともに、前記スイープ開始電流値は、スイープ開始から前記予測されたバルブ開口位置電流値の較正値の予測値までのスイープ上昇にかかる時間が予め設定された一定時間になるように予測値に応じて設定されることを特徴とするバルブの較正方法である。
請求項2の発明とすることにより、精度の高い予測値を得ることができる。
請求項3の発明とすることにより、より高精度な予測値を確実に得ることができる。
尚、本実施の形態において、コントロールバルブ5は本発明のバルブに相当し、第一、第二電磁比例弁6A、6Bは本発明の電気アクチュエータに相当する。また、油圧ショベルには、ブームシリンダ、スティックシリンダ、バケットシリンダ、走行モータ、旋回モータ等の種々の油圧アクチュエータが設けられるとともに、各油圧アクチュエータに対応してそれぞれコントロールバルブが設けられ、さらに各コントロールバルブを作動せしめるべくパイロット圧を出力する電磁比例弁が設けられるが、図1には、これら油圧アクチュエータ、コントロールバルブ、電磁比例弁を代表して、1つの油圧シリンダ4と、該油圧シリンダ4に対応するコントロールバルブ5と、該コントロールバルブ5に対応する第一、第二電磁比例弁6A、6Bと、図示しない他の2つの油圧アクチュエータにそれぞれ対応する他の2つのコントロールバルブ7のみを示してある。
尚、コントローラ8は、後述するように、較正作業時には操作具操作のない状態で第一、第二電磁比例弁6A、6Bに対して電流印加する。また、油圧ショベルには、油圧シリンダ4以外の油圧アクチュエータを操作するための操作具や、これら操作具の操作を検出する操作検出手段も設けられているが、図1には、油圧シリンダ4用の操作具9および操作検出手段9Aのみを示す。
まず、前記コントローラ8には、バルブ開口位置電流値の自動較正を制御する較正制御部11が設けられているが、該較正制御部11は、図2に示す如く、入力側に、油圧ポンプ1の吐出ライン2の圧力を検出する圧力センサ12が接続され、出力側に、前記第一、第二電磁比例弁6A、6B、油圧ポンプ1の容量可変手段1a、ブリード弁10が接続され、さらに、コントローラ8に着脱自在に接続されるパソコン等の外部コントローラ13が入出力自在に接続されるとともに、予測値読み込み部14、スイープ開始電流値設定部15、ポンプ圧制御部16、印加電流制御部17、圧力測定部18、電流値較正部19等を具備して構成されている。尚、図2には、コントローラ8の行う種々の制御のうち較正制御部11に関する部分のみを図示してある。また、較正制御部11の出力側には、前記第一、第二電磁比例弁6A、6Bだけでなく、較正が行われる各種電気アクチュエータ(例えば、他のコントロールバルブ7にパイロット圧を出力する電磁比例弁等)が接続されるが、これらについても省略してある。
まず、外部コントローラ13から較正作業開始の操作信号が入力されると、必要な初期設定が行われた後、ポンプ圧制御部16から油圧ポンプ1の容量可変手段1aおよびブリード弁10に対して制御指令が出力されて、油圧ポンプ1の吐出圧を予め設定された一定圧に保持する。これにより、コントロールバルブ5の入口側に一定圧力の油圧が供給される(ステップS1)。尚、前記油圧ポンプ1は本発明の油圧供給手段を構成する。
尚、前記電流値ゼロからスイープ開始電流値iSまでは、予測されるバルブ開口位置電流値の今回の較正値の区間外であるため、較正作業の時間短縮のため印加電流を急速度で上昇させる。また、前記印加電流制御部17は本発明の印加電流制御手段を構成する。
尚、本実施の形態では、コントロールバルブ5の入口側圧力によってバルブ開口位置電流値の較正値iCを求めるように構成されているが、前記図5に点線で示すように、コントロールバルブ5の出口側の圧力変化の測定によっても、バルブ開口位置電流値の較正値iCを求めることができる。
また、本実施の形態では、コントロールバルブ5の入口側圧力が低下し始めたときの印加電流値をバルブ開口位置電流値とする構成になっているが、入口側圧力が低下し始めたときの印加電流値からオフセット修正した電流値をバルブ開口位置電流値とすることもできる。この場合、オフセット修正量は、バルブの開口特性、バルブから圧油供給される油圧アクチュエータにかかる負荷、回路構成等に応じて、適宜設定される。
この結果、較正時において電気アクチュエータへの印加電流値のスイープ上昇にかかる時間を、電気アクチュエータの種類や個体差、バルブの開口特性、回路構成、あるいは電気アクチュエータやバルブの経年変化等に関係なく、略一定時間(一定時間Tの近似値)とすることができ、しかして、多数のバルブおよび該バルブを作動せしめる電気アクチュエータが設けられている油圧ショベルのような作業機械であっても、各バルブのバルブ開口位置電流値の較正に必要なスイープ時間の差異を可及的に少なくすることができて、較正作業の標準化が図れ、作業効率の向上および較正精度の向上に貢献できる。
さらに、本実施の形態では、サーバーと車載のコントローラとの通信はパソコン等の外部コントローラを介して行うようになっているとともに、外部コントローラの操作に基づいて較正作業を開始するように構成されているが、これに限定されることなく、例えば、作業機械の運転室に操作手段を備えたモニタ装置が配設されている場合には、該モニタ装置の操作手段を用いて較正作業の開始や進行、較正するバルブの選択等を行う構成にすることもできる。また、較正作業を、例えば作業機械の所定稼働時間毎に自動的に行う構成にすることもできる。さらに、作業機械に通信装置を搭載することにより、外部コントローラを介することなくサーバーと通信して較正作業を実施する構成にすることもできる。
さらに、本実施の形態では、サーバーに設けた較正値予測手段によって予測された予測値iEが車載のコントローラ8に読み込まれる一方、該コントローラ8に設けたスイープ開始電流値設定手段(スイープ開始電流値設定部15)がスイープ開始電流値iSを設定する構成になっているが、サーバー側に、予測値iEに基づいてスイープ開始電流値iSを演算して設定するスイープ開始電流値設定手段を設け、該サーバーのスイープ開始電流値設定手段によって設定されたスイープ開始電流値iSを、コントローラ8に読込ませる構成にすることもできる。
6A、6B 第一、第二電磁比例弁
8 コントローラ
11 較正制御部
13 外部コントローラ
14 予測値読み込み部
15 スイープ開始電流値設定部
16 ポンプ圧制御部
17 印加電流制御部
18 圧力測定部
19 電流値較正部
20 サーバー
24 予測値演算手段
Claims (4)
- 電気アクチュエータに対する電流印加に基づき作動して流路を開閉するバルブを備えた作業機械の油圧回路において、前記バルブが流路を開くときの電気アクチュエータへの印加電流値であるバルブ開口位置電流値を較正する較正システムであって、該較正システムは、
バルブ開口位置電流値に関する情報に基づいてバルブ開口位置電流値の較正値を予測する較正値予測手段と、
スイープ開始電流値を設定するスイープ開始電流値設定手段と、
バルブの入口側に一定圧力の油圧を供給する油圧供給手段と、
電気アクチュエータへの電流印加を開始してスイープ開始電流値まで上昇させ、さらに該スイープ開始電流値から所定速度で電気アクチュエータへの印加電流値をスイープ上昇させる印加電流制御手段と、
電気アクチュエータへの電流印加中にバルブの入口側または出口側の圧力変化を測定する圧力測定手段とを備え、
前記圧力測定手段により測定された圧力変化時の印加電流値に基づいてバルブ開口位置電流値の較正値を求める構成にするとともに、
前記スイープ開始電流値設定手段は、スイープ開始電流値を、スイープ開始から前記較正値予測手段により予測された予測値までのスイープ上昇にかかる時間が予め設定された一定時間になるように予測値に応じて設定することを特徴とするバルブの較正システム。 - 請求項1において、較正値予測手段がバルブ開口位置電流値の較正値を予測するために必要なバルブ開口位置電流値に関する情報として、過去のバルブ開口位置電流値の較正情報、電気アクチュエータやバルブの製造情報、バルブが用いられる作業機械の情報、作業機械が稼働する現地情報のうち少なくとも一つの情報を含むことを特徴とするバルブの較正システム。
- 請求項1または2において、バルブ開口位置電流値に関する情報はビッグデータとしてサーバーに蓄積されるとともに、該サーバーに設けられた較正値予測手段が、ビッグデータをトレンド解析した結果に基づいてバルブ開口位置電流値の較正値を予測することを特徴とするバルブの較正システム。
- 電気アクチュエータに対する電流印加に基づき作動して流路を開閉するバルブを備えた作業機械の油圧回路において、前記バルブが流路を開くときの電気アクチュエータへの印加電流値であるバルブ開口位置電流値を較正する較正方法であって、該較正方法は、
バルブ開口位置電流値に関する情報に基づいてバルブ開口位置電流値の較正値を予測する工程と、
スイープ開始電流値を設定する工程と、
バルブの入口側に一定圧力の油圧を供給する工程と、
電気アクチュエータへの電流印加を開始してスイープ開始電流値まで上昇させ、さらに該スイープ開始電流値から所定速度で電気アクチュエータへの印加電流をスイープ上昇させる工程と、
電気アクチュエータへの電流印加中にバルブの入口側または出口側の圧力変化を測定する工程と、
測定された圧力変化時の印加電流値に基づいてバルブ開口位置電流値の較正値を求める工程とを含むとともに、
前記スイープ開始電流値は、スイープ開始から前記予測されたバルブ開口位置電流値の較正値の予測値までのスイープ上昇にかかる時間が予め設定された一定時間になるように予測値に応じて設定されることを特徴とするバルブの較正方法。
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