JP3497031B2

JP3497031B2 - 油圧ポンプ制御装置

Info

Publication number: JP3497031B2
Application number: JP33059995A
Authority: JP
Inventors: 広二石川; 陽一古渡; 東一平田; 玄六杉山; 秀文竹ケ原; 司豊岡; 滋博吉永
Original assignee: Hitachi Construction Machinery Co Ltd
Current assignee: Hitachi Construction Machinery Co Ltd
Priority date: 1995-03-07
Filing date: 1995-12-19
Publication date: 2004-02-16
Anticipated expiration: 2015-12-19
Also published as: JPH08302755A; US6101456A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は油圧ポンプ制御装置
に係わり、特に、油圧ショベル等の油圧作業機械に搭載
される可変容量式油圧ポンプの吐出流量を制御するのに
用いて好適な油圧ポンプ制御装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、可変容量式油圧ポンプの吐出流量
を制御する油圧ポンプ制御装置としては、例えば実開平
５−６４５０６に記載のものが知られている。この従来
技術は、可変容量式油圧ポンプと、油圧ポンプから吐出
される圧油により駆動される油圧アクチュエータと、油
圧アクチュエータに供給される圧油の流量を制御するセ
ンタバイパス型の流量制御弁と、流量制御弁のセンタバ
イパスを貫通し油圧ポンプからタンクに至るセンタバイ
パスラインと、センタバイパスラインの下流側に設けら
れ制御用の圧力（ネガティブコントロール圧力）を発生
させる絞り弁と、その制御用の圧力の大きさを検出する
センサと、センサからの信号を入力して油圧ポンプの目
標ポンプ傾転を演算し、その目標ポンプ傾転に応じた駆
動電流を出力するコントローラと、コントローラからの
駆動電流により駆動され、駆動電流に応じた指令圧力を
生成する比例電磁弁と、比例電磁弁からの指令圧力に基
づき式油圧ポンプの傾転を制御するレギュレータとを有
している。

【０００３】以上の構成において、コントローラは、流
量制御弁の操作量が小さくセンタバイパスラインの圧油
の通過流量が多いとき、つまり絞り弁の上流側の圧力が
高いときは、油圧ポンプの吐出流量を減らすよう目標ポ
ンプ傾転を演算し、流量制御弁の操作量が大きくセンタ
バイパスラインの圧油の通過流量が少なくなると、つま
り絞り弁の上流側の圧力が低くなると、油圧ポンプの吐
出流量を増やすよう目標ポンプ傾転を演算する。

【０００４】また、コントローラは、上記のように演算
した目標ポンプ傾転を駆動電流の指令値に変換し、電源
装置により指令値に応じた駆動電流を生成し、これを比
例電磁弁に出力する。これにより比例電磁弁からは駆動
電流に応じた指令圧力が出力され、目標ポンプ傾転に応
じた流量が油圧ポンプから吐出される。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来技術においては、以下の問題点が存在する。上述した
ように、コントローラは演算した目標ポンプ傾転に応じ
た駆動電流を出力し、比例電磁弁はコントローラからの
駆動電流に応じた指令圧力を生成し、レギュレータは比
例電磁弁により生成された指令圧力に基づき油圧ポンプ
の傾転を制御する構成となっているが、比例電磁弁やレ
ギュレータの入出力特性は中央値に対して所定の公差を
持ち、個々の特性は個体によりばらつきがあることが不
可避である。したがって、コントローラは比例電磁弁及
びレギュレータの中央値の特性に基づいて目標ポンプ傾
転に応じた駆動電流を比例電磁弁に出力しても、設置さ
れている比例電磁弁又はレギュレータの実際の特性が中
央値に対して公差の範囲内でずれている場合には、目標
ポンプ傾転と実ポンプ傾転との間にずれが生じ、このず
れの量は比例電磁弁やレギュレータの個々の個体によっ
て異なるため、目標ポンプ傾転に対する実ポンプ傾転が
ばらつくという問題が生じる。

【０００６】また、ポンプ傾転が正しく制御されない問
題から、正確なアクチュエータの制御がしにくいという
問題が生じ、特に油圧ショベルの水平引き、フロント位
置合わせ等、オペレータ操作に油圧作業機械が正確に追
従してほしい動作に影響がでる。

【０００７】

【０００８】

【０００９】本発明の目的は、可変容量式油圧ポンプ
の押しのけ容積を制御する駆動制御手段の特性にばらつ
きがあっても、目標ポンプ傾転に対する実ポンプ傾転の
ばらつきを少なくし、油圧作業機械を作業に合った適切
な駆動速度で動作させることができる油圧ポンプ制御装
置を提供することにある。

【００１０】

【００１１】

【００１２】

【００１３】

【００１４】

【００１５】

【００１６】

【００１７】

【００１８】

【００１９】

【００２０】

【００２１】

【００２２】

【００２３】

【００２４】

【００２５】

【課題を解決するための手段】（１）上記課題を解決す
るため、本発明は、コントローラと、このコントローラ
からの駆動電流により駆動され指令圧力を生成する比例
電磁弁及びこの比例電磁弁により生成された指令圧力に
基づき可変容量式油圧ポンプの押しのけ容積を制御する
レギュレータを有する押しのけ容積制御手段とを備え、
前記コントローラは、前記油圧ポンプの目標押しのけ容
積に対応する指令信号により前記駆動電流を生成し、こ
の駆動電流により前記押しのけ容積制御手段を駆動し、
前記油圧ポンプの押しのけ容積を制御する油圧ポンプ制
御装置において、前記油圧ポンプの実際の押しのけ容積
を計測する計測手段と、学習制御モードか通常制御モー
ドのいずれかを選択するモード選択手段とを備え、前記
コントローラは、前記レギュレータの入出力特性の公差
の中央値の逆特性から前記目標押しのけ容積に応じた目
標指令圧力を求め、前記比例電磁弁の入出力特性の公差
の中央値の逆特性から前記目標指令圧力に応じた目標駆
動電流を求め、前記駆動電流を生成する通常制御手段
と、前記モード選択手段で学習制御モードが選択されて
いる時に、前記レギュレータの入出力特性の公差の中央
値の逆特性から任意の目標押しのけ容積に対応する目標
指令圧力を求め、前記比例電磁弁の入出力特性の公差の
中央値の逆特性からその目標指令圧力に応じた目標駆動
電流を求め、前記駆動電流を生成することで前記油圧ポ
ンプの押しのけ容積を制御し、前記任意の目標押しのけ
容積と前記計測手段で計測した実際の押しのけ容積との
差を求める学習演算手段と、前記モード選択手段で通常
制御モードが選択されている時に、前記学習演算手段で
求めた任意の目標押しのけ容積と実際の押しのけ容積と
の差に基づいてそのときの目標押しのけ容積を補正する
学習補正手段とを有するものとする。

【００２６】学習制御モード選択時に、任意の目標押
しのけ容積と前記計測手段で計測した実際の押しのけ容
積との差を求めることにより、押しのけ容積制御手段
（比例電磁弁及びレギュレータ）の入出力特性とその入
出力特性の公差の中央値との偏差が推定でき、通常制御
モード選択時に、その任意の目標押しのけ容積と実際の
押しのけ容積との差からそのときの目標押しのけ容積を
補正することにより、当該公差の中央値の入出力特性で
押しのけ容積制御手段は制御される。これにより、実際
の押しのけ容積のばらつきが少なくなり、油圧作業機械
を作業に合った適切な駆動速度で動作させることができ
る。

【００２７】（２）上記（１）の油圧ポンプ制御装置に
おいて、好ましくは、前記学習演算手段は前記任意の目
標押しのけ容積と実際の押しのけ容積との差を補正値と
して記憶し、前記学習補正手段は前記補正値を用いてそ
のときの目標押しのけ容積を補正する。

【００２８】これにより、押しのけ容積制御手段の入
出力特性が交差の中央値と同じ傾きを持つ場合、最も簡
単な演算処理で学習補正を行える。

【００２９】（３）また、好ましくは、前記学習演算手
段は前記任意の目標押しのけ容積と実際の押しのけ容積
との差を補正式として記憶し、前記学習補正手段は前記
補正式を用いてそのときの目標押しのけ容積に対応する
差を補正値として算出し、この補正値を用いてそのとき
の目標押しのけ容積を補正する。

【００３０】これにより、押しのけ容積制御手段の入
出力特性が交差の中央値と異なる傾きを持つ場合でも学
習補正を行うことができる。

【００３１】（４）また、上記（３）のポンプ制御装置
において、好ましくは、前記学習演算手段は、少なくも
と２つの異なる目標押しのけ容積に関して前記任意の目
標押しのけ容積と実際の押しのけ容積との差を求め、こ
の２つの異なる目標押しのけ容積に関する差から前記補
正式を求める。

【００３２】（５）また、好ましくは、前記学習演算手
段は、前記目標押しのけ容積を一軸、前記任意の目標押
しのけ容積と実際の押しのけ容積との差を他の一軸とし
た座標系での関係式として前記補正式を求める。

【００３３】（６）また、上記（１）において、好まし
くは、前記学習補正手段は、そのときの目標押しのけ容
積に前記補正値を加算することにより目標押しのけ容積
を補正する。

【００３４】（７）また、好ましくは、前記学習補正手
段は、前記レギュレータの入出力特性の公差の中央値の
逆特性を前記補正値の分だけシフトさせ、このシフトし
た特性からそのときの目標押しのけ容積に対応する目標
指令圧力を算出することにより目標押しのけを補正す
る。

【００３５】（８）更に、好ましくは、前記学習補正手
段は、電源をｏｆｆにしても記憶した内容が消えない不
揮発性メモリを有し、前記補正値又は補正式をこの不揮
発性メモリに記憶する。

【００３６】これにより、一度記憶した補正値を長期間
使用でき、頻繁に学習演算手段を動作させる必要がなく
なる。

【００３７】

【００３８】（９）また、好ましくは、前記モード選択
手段は、前記学習制御モードと通常制御モードとの切り
換えを指示するスイッチ手段を含み、このスイッチ手段
の切り換えに応じて前記学習制御モードか通常制御モー
ドのいずれかを選択する。

【００３９】これにより、オペレータの操作で必要なと
きにのみ学習制御モードを選択し、学習制御を行える。

【００４０】（１０）更に、好ましくは、前記学習演算
手段は、前記油圧ポンプを駆動する原動機の回転数が所
定の範囲にあり、かつその状態が所定の時間継続したか
どうかを判定し、この判定を満足して初めて前記任意の
目標押しのけ容積に対応する目標指令圧力を求め、前記
押しのけ容積制御手段を制御する。

【００４１】これにより、原動機の始動前や、始動直後
の回転数が不安定な状態では学習制御を行わず、原動機
の回転数が安定状態になったときにのみ学習制御を行
い、指令信号の補正を正確に行える。

【００４２】（１１）また、好ましくは、前記学習演算
手段は、前記目標押しのけ容積に応じた駆動電流により
前記押しのけ容積制御手段を駆動するとき、所定の時間
だけ前記駆動電流を出力し続け油圧ポンプの押しのけ容
積を安定させ、この状態で前記計測手段で前記実際の押
しのけ容積を計測するとともに、実際の押しのけ容積の
計測値を所定の回数入力し、それらを平均化した値で前
記任意の目標押しのけ容積との差を求める。

【００４３】これにより、押しのけ容積制御手段の駆動
直後の目標値になる前の押しのけ容積を測定することが
防止され、かつ計測値のばらつきを平均化でき、指令信
号の補正を正確に行える。

【００４４】（１２）更に、好ましくは、前記学習演算
手段は、前記目標押しのけ容積に応じた駆動電流により
前記押しのけ容積制御手段を駆動するのに先立って、最
小の目標押しのけ容積に応じた駆動電流により前記押し
のけ容積制御手段を駆動し、前記油圧ポンプの押しのけ
容積を最小にする。

【００４５】これにより、学習演算手段が駆動電流に
より押しのけ容積制御手段を駆動するとき、油圧ポンプ
は常に最小の目標押しのけ容積から動かされ、押しのけ
容積制御手段にガタがあってもガタの影響を一定にで
き、ガタの影響で計測値がばらつくことが防止される。

【００４６】

【発明の実施の形態】以下、本発明の幾つかの実施形態
を図面を参照して説明する。まず、本発明の第１の実施
形態を図１〜図１７により説明する。図１において、本
実施形態に係わる油圧回路は油圧ショベルなどの作業機
械に搭載されるものであり、可変容量式油圧ポンプ１
と、タンク１４と、キースイッチ２０の始動スイッチ２
０ｂにより始動し可変容量式油圧ポンプ１を駆動するエ
ンジン４と、可変容量式油圧ポンプ１から吐出される圧
油により駆動される油圧シリンダ８と、可変容量式油圧
ポンプ１から吐出される圧油を制御するセンタバイパス
型の流量制御弁７と、流量制御弁７を制御する操作レバ
ー装置１７と、可変容量式油圧ポンプ１及びタンク１４
に接続されるセンタバイパス通路１５とを有している。

【００４７】本実施形態のポンプ制御装置は油圧ポンプ
１の吐出流量を制御するものであり、パイロットポンプ
５と、パイロットポンプ５の最大吐出圧力を制限するリ
リーフ弁６と、センタバイパス通路１５のタンク１４と
流量制御弁７との間に設けられ、操作レバー装置１７の
操作量に応じた制御用の圧力（以下、ネガコン圧とい
う）Ｐｎを発生させる圧力発生装置、たとえば絞り９
と、絞り９により発生するネガコン圧Ｐｎを導く管路１
６と、この管路１６に導かれるネガコン圧Ｐｎを検出
し、その検出値を電気信号に変換する圧力センサ１０
と、油圧ポンプ１の斜板１ａの傾転角（以下、実ポンプ
傾転と呼ぶ）θを検出し、その検出値を電気信号に変換
するポンプ傾転角センサ１１と、エンジン４の回転数Ｎ
ｅを検出し、その検出値を電気信号に変換する回転数セ
ンサ１８と、後述する制御モードとして通常制御モード
と学習制御モードとを切り換え、通常制御モードのとき
はモード信号Ｓｍをｏｆｆにし、学習制御モードのとき
はモード信号Ｓｍをｏｎにするモードスイッチ１３と、
キースイッチ２０の電源スイッチ２０ａがＯＮし電源が
入ると、圧力センサ１０で検出したネガコン圧Ｐｎ、ポ
ンプ傾転角センサ１１で検出した実ポンプ傾転θ、回転
数センサ１８で検出したエンジン回転数Ｎｅ、モードス
イッチ１３からのモード信号Ｓｍを入力して所定の演算
処理を行い、その演算結果に応じた駆動電流Ｉを出力す
るコントローラ１２と、コントローラ１２からの駆動電
流Ｉにより駆動され、パイロットポンプ５からの圧油を
用いて指令圧力Ｐを生成する比例電磁弁３と、比例電磁
弁３により生成された指令圧力Ｐに基づき油圧ポンプ１
の斜板１ａの傾転を制御し、押しのけ容積を制御するレ
ギュレータ２とを有している。

【００４８】レギュレータ２は、斜板１ａを作動させる
アクチュエータ２Ａと、比例電磁弁３からの指令圧力Ｐ
に応じてアクチュエータ２Ａの駆動を制御する流量制御
用切換弁２Ｂと、馬力制御用切換弁２Ｃとを有してい
る。アクチュエータ２Ａは、斜板１ａに連結されこれを
駆動する両端の受圧面積が異なるサーボピストン２ａ
と、サーボピストン２ａの小径側を収納する小径側室２
ｂと、サーボピストン２ａの大径側を収納する大径側室
２ｃとで構成される。流量制御用切換弁２Ｂは、制御ス
プール２ｄと、制御スプール２ｄの一端に設けられたバ
ネ２ｅとで構成され、比例電磁弁３からの指令圧力Ｐは
制御スプール２ｄのバネ２ｅと反対側の端部に供給さ
れ、その指令圧力Ｐとバネ２ｅが付勢する力との釣合で
制御スプール２ｄの位置が決定する。すなわち、比例電
磁弁３からの指令圧力Ｐがバネ２ｅの設定値より高くな
ると、制御スプール２ｄは図示右側の位置に動かされ、
パイロットポンプ５からの圧油は小径室側２ｂ及び大径
室側２ｃの双方に供給され、これら小径室側２ｂと大径
室側２ｃとの受圧面積差によりサーボピストン２ａを図
示左側の斜板１ａの傾転量を増加させる方向に移動させ
る。逆に、比例電磁弁３からの指令圧力Ｐがバネ２ｅの
設定値より低くなると、制御スプール２ｄは図示左側の
位置に動かされ、パイロットポンプ５からの圧油は小径
室側２ｂのみに供給され大径室側２ｃはタンク１４に連
絡し、サーボピストン２ａを図示右側の斜板１ａの傾転
量を減少させる方向に移動させる。

【００４９】比例電磁弁３の入出力特性を図２に「実際
の特性Ａ」で示す。特性Ａは、駆動電流Ｉが増加するに
従って指令圧力Ｐを増加させる特性である。また、特性
Ａは、中央値Ａ０に対して±Δαの公差の範囲内で、比
例電磁弁毎にばらつきがある。例えば、駆動電流Ｉとし
て電流値Ｉ₁ を入力したとき、特性Ａが中央値Ａ０にあ
る比例電磁弁では指令圧力Ｐ₁ が出力され、特性Ａが公
差の上限値Ａｕにある比例電磁弁では指令圧力Ｐ_1u が
出力され、特性Ａが公差の下限値Ａｄにある比例電磁弁
では指令圧力Ｐ_1dが出力される。また、レギュレータ２
の入出力特性も図３に「実際の特性Ｂ」で示すように、
指令圧力Ｐが増加するに従ってポンプ傾転θが増加する
特性であり、中央値Ｂ０に対して±Δβの公差（公差の
上限値Ｂｕ、公差の下限値Ｂｄ）の範囲内でレギュレー
タ毎にばらつきがある。

【００５０】コントローラ１２は、図４に示すように、
演算部１２ａと、記憶部１２ｂと、比例電磁弁駆動部１
２ｃとで構成されている。演算部１２ａは、ネガコン圧
Ｐｎ、実ポンプ傾転θ、エンジン回転数Ｎｅ、モード信
号Ｓｍに基づいて所定の演算処理を行う。記憶部１２ｂ
は、所定の演算処理を行うためのプログラム及び特性デ
ータが予め記憶されているＥＰＲＯＭと、後述する学習
制御モードの処理において決められる補正値Δθ₀ を記
憶する、コントローラ１２の電源ｏｆｆでも記憶した内
容が消えない不揮発性のメモリ、例えばＥＥＰＲＯＭ
と、演算途中の値を一時的に記憶するＲＡＭとを含む。
比例電磁弁駆動部１２ｃは演算部１２ａでの演算結果に
応じた駆動電流Ｉを比例電磁弁３に出力する。

【００５１】記憶部１２ｂのＥＰＲＯＭに記憶されてい
る特性データを図５〜図７に示す。図５はネガコン圧Ｐ
ｎ₁ から目標ポンプ傾転θ₀を求める目標ポンプ傾転テ
ーブルを示す図である。ここで、オペレータが操作レバ
ー装置１７の操作レバーを操作して流量制御弁７を動か
すと、流量制御弁７の操作量（要求流量）が大きくなる
に従いセンタバイパス通路１５は絞られてセンターバイ
パス通路通過流量、すなわちセンターバイパス流量は少
なくなり、ネガコン圧は、図８に示すように、センタバ
イパス流量が少なくなるに従って小さくなる。このた
め、図５の特性では、センタバイパス流量が多いときは
油圧ポンプ１の斜板１ａの傾転量を小さくしてポンプ吐
出流量を減らし、センタバイパス流量が少ないときは油
圧ポンプ１の斜板１ａの傾転量を大きくしてポンプ吐出
流量を増やすようにネガコン圧Ｐｎと目標ポンプ傾転θ
₀ との関係が設定されている。

【００５２】図６は目標ポンプ傾転θ₀から比例電磁弁
３の目標出力である目標指令圧力Ｐ₀を求める目標指令
圧力テーブルを示す図であり、この特性は図３に示すレ
ギュレータ２の中央値Ｂ０の逆特性である。

【００５３】図７は目標指令圧力Ｐ₀から比例電磁弁３
の目標入力である目標駆動電流Ｉ₀を求める目標駆動電
流テーブルを示す図であり、この特性は図２に示す比例
電磁弁３の中央値Ａ０の逆特性である。

【００５４】コントローラ１２の処理内容を図９〜図１
５を用いて説明する。

【００５５】図９はコントローラ１２の全体的な処理内
容を示すフローチャートである。

【００５６】まず、キースイッチ２０の電源スイッチ２
０ａがＯＮし電源が入れられると、モードスイッチ１３
からのモード信号Ｓｍを読みとる（ステップ５１）。こ
の処理は電源スイッチ２０ａがＯＮする都度、実行され
る。次いで、モード信号Ｓｍがｏｎかどうかの判定を行
い（ステップ５２）、モード信号Ｓｍがｏｎと判定され
たときは学習制御モードの処理を行い（ステップ５
３）、モード信号Ｓｍがｏｆｆと判定されたときは通常
制御モードの処理を行う（ステップ５４）。なお、本実
施形態では、学習制御モードにあるときはモードスイッ
チ１３が切り換えられるまで通常制御モードに戻らない
ものとしているが、一定時間終了後に自動的に通常制御
モードに戻るようにしても良い。

【００５７】学習制御モードの全体的な処理内容を図１
０にフローチャートで示す。

【００５８】まず、学習制御モード処理の最初の手順と
して、エンジン４が規定回転数に達するまで待つエンジ
ン回転安定待ち処理１００を行い、エンジン４の始動前
の非作動時や始動直後の不安定状態では学習制御を行わ
ず、エンジン４が規定回転数で安定して初めて学習制御
を行うようにする。次いで、油圧ポンプ１の斜板１ａの
傾転を最小にするポンプ傾転初期設定処理３００を行
い、学習制御で油圧ポンプ１の斜板１ａを動かすときに
常に最小傾転から動かし、斜板駆動系のガタの影響が一
定の状態で油圧ポンプ１の傾転を測定し、ガタの影響で
計測値がばらつかないようにする。そして、このように
準備をした後、ポンプ傾転学習演算処理４００を実行す
る。

【００５９】エンジン回転安定待ち処理２００の詳細を
図１１にフローチャートで示す。まず、エンジン回転数
が安定するまで所定時間、例えば４秒待つための待ち時
間カウンタＣ１に０を代入する（スッテプ２０１）。次
いで、回転数センサ１８で検出したエンジン４の回転数
Ｎｅを読み込み（スッテプ２０２）、エンジン回転数Ｎ
ｅが規定回転数、例えば１３５０ｒｐｍ±１００ｒｐｍ
の範囲内の回転数に達しているかどうかを判定し（スッ
テプ２０３）、規定回転数に達していなければ再度エン
ジン回転数Ｎｅを読み込む処理（スッテプ２０２）を繰
り返し、規定回転数に達していれば待ち時間カウンタＣ
１に１を加算し（スッテプ２０４）、Ｃ１が設定値Ｒ
１、この例では「４秒」以上であるかどうかを判定し
（スッテプ２０５）、Ｃ１が４秒以上でなければエンジ
ン回転数Ｎｅを読み込むスッテプ２０２の処理に戻り、
Ｃ１が４秒以上になるまで上記の手順を繰り返す。Ｃ１
が４秒以上になるとエンジン回転安定待ち処理２００を
終了しポンプ傾転初期設定処理３００に移行する。

【００６０】ポンプ傾転初期設定処理３００の詳細を図
１２にフローチャートで示す。まず、目標ポンプ傾転θ
₀に最小傾転θ_0minを代入する（スッテプ３０１）。ま
た、比例電磁弁１３の出力がレギュレータ２から斜板１
ａに伝わり、目標とするポンプ傾転になるには時間を要
するため、所定時間、例えば１秒待つための待ち時間カ
ウンタＣ２に０を代入する（スッテプ３０１）。次い
で、図６に示す目標指令圧力テーブルの特性に基づいて
目標ポンプ傾転θ₀（θ_0minが代入されている）に応じ
た目標指令圧力Ｐ₀（＝Ｐ_0min）を算出する（スッテプ
３０２）。次いで、図７に示す目標駆動電流テーブルの
特性に基づいて目標指令圧力Ｐ₀（＝Ｐ_0min）に応じた
目標駆動電流Ｉ₀（＝Ｉ_0min）を求める（スッテプ３０
３）。次いで、コントローラ１２の比例電磁弁駆動部１
２ｃから目標駆動電流Ｉ_0minに応じた駆動電流Ｉ（＝Ｉ
_min）を比例電磁弁１３へ出力する（スッテプ３０
４）。そして、待ち時間カウンタＣ２に１を加算し（ス
ッテプ３０５）、Ｃ２が設定値Ｒ２、この例では「１
秒」以上であるかどうかを判定し（スッテプ３０６）、
Ｃ２が１秒以上でなければ目標駆動電流Ｉ_0minに応じた
駆動電流Ｉ（＝Ｉ_min）を比例電磁弁１３へ出力するス
ッテプ３０４の処理に戻り、Ｃ２が１秒以上になるまで
上記の手順を繰り返す。Ｃ２が１秒以上になるとポンプ
傾転初期設定処理３００を終了しポンプ傾転学習演算処
理４００に移行する。

【００６１】ポンプ傾転学習演算処理４００の詳細を図
１３にフローチャートで示す。まず、目標ポンプ傾転θ
₀に所定の傾転θ₀₁を代入する（スッテプ４０１）。ま
た、比例電磁弁１３の出力がレギュレータ２から斜板１
ａに伝わり、目標とするポンプ傾転になるには時間を要
するため、所定時間、例えば２秒待つための待ち時間カ
ウンタＣ４に０を代入する（スッテプ４０２）。次い
で、図６に示す目標指令圧力テーブルの特性に基づいて
目標ポンプ傾転θ₀（θ₀₁が代入されている）に応じた
目標指令圧力Ｐ₀（＝Ｐ₀₁）を算出する（スッテプ４０
３）。次いで、図７に示す目標駆動電流テーブルの特性
に基づいて目標指令圧力Ｐ₀（＝Ｐ₀₁）に応じた目標駆
動電流Ｉ₀（＝Ｉ₀₁）を求める（スッテプ４０４）。次
いで、コントローラ１２の比例電磁弁駆動部１２ｃから
目標駆動電流Ｉ₀₁に応じた駆動電流Ｉ（＝Ｉ₁）を比例
電磁弁１３へ出力する（スッテプ４０５）。そして、待
ち時間カウンタＣ４に１を加算し（スッテプ４０６）、
Ｃ４が設定値Ｒ４、この例では「２秒」以上であるかど
うかを判定し（スッテプ４０７）、Ｃ４が２秒以上でな
ければ目標駆動電流Ｉ₀₁に応じた駆動電流Ｉ（＝Ｉ₁）
を比例電磁弁１３へ出力するスッテプ４０５の処理に戻
り、Ｃ４が２秒以上になるまで上記の手順を繰り返す。

【００６２】駆動電流Ｉ（＝Ｉ₁）を出力した後２秒以
上経過すると、検出値を複数回読み取るための読み取り
回数カウンタＣ５に０を代入し（スッテプ４０８）、傾
転角センサ１４で検出した実ポンプ傾転θ_a（＝θ_1*；
図３参照）を読み取り、記憶部１２ｂのＲＡＭに記憶す
る（スッテプ４０９）。次いで、読み取り回数カウンタ
Ｃ５に１を加算し（スッテプ４１０）、Ｃ５が所定回数
Ｒ５、例えば１０回以上であるかどうかを判定し（スッ
テプ４１１）、Ｃ５がＲ５回以上でなければ傾転角セン
サ１４で検出した実ポンプ傾転θ_a（＝θ_1*）を読み取
るスッテプ４０９の処理に戻り、Ｃ５がＲ５回以上にな
るまで上記の手順を繰り返す。これにより、記憶部１２
ｂのＲＡＭにはＲ５個（１０個）の実ポンプ傾転θ_aが
記憶される。

【００６３】次いで、実ポンプ傾転θ_a（＝θ_1*）のば
らつきを考慮し、記憶したＲ５個のθ_aをＲ５で除する
平均化処理を行い、平均実ポンプ傾転θ_aaを算出する
（スッテプ４１２）。次いで、目標ポンプ傾転θ₀（＝
θ₀₁）から平均実ポンプ傾転θ_aaの差であるΔθ₀（＝
θ₀−θ_aa）を求め、これを補正値として記憶部１２ｂ
のＥＥＰＲＯＭに記憶させる（スッテプ４１３）。

【００６４】ここで、本来、比例電磁弁１３とレギュレ
ータ２の特性が図２及び図３に示す中央値Ａ₀，Ｂ₀であ
れば、スッテプ４０２〜４０５で目標ポンプ傾転θ₀₁に
対応する駆動電流Ｉ₁が比例電磁弁１３に出力されると
き、比例電磁弁１３からは駆動電流Ｉ₁に応じた指令圧
力Ｐ₁が出力され、レギュレータ２で指令圧力Ｐ₁に応じ
たポンプ傾転θ₁（＝θ₀₁）が得られるはずである。し
かし、比例電磁弁１３とレギュレータ２の実際の特性は
図２及び図３に示すＡ，Ｂのようにばらついており、こ
のため駆動電流Ｉ₁が比例電磁弁１３に出力されると
き、比例電磁弁１３からは駆動電流Ｉ₁に応じた指令圧
力Ｐ_1*が出力され、レギュレータ２で指令圧力Ｐ_1*に応
じた実ポンプ傾転θ_1*（平均実ポンプ傾転θ_aa）が得ら
れる。スッテプ４１３で求めたΔθ₀（＝θ₀−θ_aa）は
その中央値特性のポンプ傾転θ₁と実ポンプ傾転θ_1*の
差に相当し、これを補正値として目標ポンプ傾転θ
₀（＝θ₀₁）に加算すれば、ばらつきのない中央値特性
のポンプ傾転θ₁が得られる。

【００６５】補正値Δθ₀を記憶部１２ｂのＲＡＭに記
憶した後、当該補正値が適正に演算された値かどうかの
学習演算値チェック処理５００を行う。

【００６６】学習演算値チェック処理５００の詳細を図
１４にフローチャートで示す。まず、目標ポンプ傾転θ
₀（＝θ₀₁）に補正値Δθ₀を加算した値、すなわちθ₀
＋（θ₀−θ_aa）を目標ポンプ傾転θ₀に代入する（スッ
テプ５０１）。また、ポンプ傾転が安定化するまで所定
時間、例えば２秒待つための待ち時間カウンタＣ６に０
を代入し（スッテプ５０２）、上記スッテプ４０３〜４
０７と同様の処理を行い（スッテプ５０３〜５０７）、
Ｃ６が２秒以上になると傾転角センサ１４で検出した実
ポンプ傾転θ_aを読み取り（スッテプ５０８）、実ポン
プ傾転θ_aが目標ポンプ傾転θ₀に対して許容傾転範囲θ
₀−θ_x≦θ_a≦θ₀＋θ_xの範囲内にあるかどうかを判定
し（スッテプ５０９）、許容傾転範囲内にあれば学習成
功の表示を行い（スッテプ５１０）、許容範囲内になけ
れば学習失敗の表示を行う（スッテプ５１１）。表示方
法としては、例えば、本学習制御フローに入ると図示し
ないＬＥＤを連続的に点灯させ、学習成功ではＬＥＤを
消灯し、学習失敗ではＬＥＤを点滅させる。

【００６７】通常制御モードの処理内容を図１５にフロ
ーチャートで示す。まず、圧力センサ１０で検出したネ
ガコン圧Ｐｎを読み取る（スッテプ８１）。例えば、こ
の時のネガコン圧をＰｎ３とする。次いで、図５に示す
目標ポンプ傾転テーブルの特性に基づいて、そのときの
ネガコン圧Ｐｎ（＝Ｐｎ３）に対する目標ポンプ傾転θ
₀（＝θ₀₃）を求める（スッテプ８２）。次いで、記憶
部１２ｂのＥＥＰＲＯＭに記憶した補正値Δθ₀を目標
ポンプ傾転θ₀（＝θ₀₃）に加算し、補正した目標ポン
プ傾転θ₀（＝θ_03c）を得る（スッテプ８３）。次い
で、図６に示す目標指令圧力テーブルの特性に基づい
て、補正した目標ポンプ傾転θ₀（＝θ_03c）に応じた目
標指令圧力Ｐ₀（＝Ｐ_03c）を求め（スッテプ８４）、更
に図７に示す目標駆動電流テーブルの特性に基づいて目
標指令圧力Ｐ₀（＝Ｐ_03c）に応じた目標駆動電流Ｉ
₀（＝Ｉ_03c）を求め（スッテプ８５）、比例電磁弁駆動
部１２ｃより目標駆動電流Ｉ₀（＝Ｉ_03c）に応じた駆動
電流Ｉ（＝Ｉ_3c）を比例電磁弁３へ出力する。

【００６８】学習制御モードにおけるポンプ傾転学習演
算処理４００の概要を図１６に機能ブロック図で示す。
図中、ブロック１０３は図１３のステップ４０３の処理
機能を示し、ブロック１０４は図１３のスッテプ４０４
の処理機能に相当し、ブロック１０５は図１３のスッテ
プ４０５の処理機能に相当する。平均化された実ポンプ
傾転θ_aaは減算部１０６で目標ポンプ傾転θ₀₁との差が
取られ、補正値Δθ₀が求められる。

【００６９】通常制御モードにおける処理の概要を図１
７に機能ブロック図で示す。図中、ブロック１１１は図
１５のスッテプ８２の処理機能に相当し、加算部１１２
は図１５のスッテプ８３の処理機能に相当し、ブロック
１１３は図１５のスッテプ８４の処理機能に相当し、ブ
ロック１１４は図１５のスッテプ８５の処理機能に相当
し、ブロック１１５は図１５のスッテプ８６の処理機能
に相当する。

【００７０】以上のように構成した本実施形態にあって
は、オペレータがモードスイッチ１３をｏｎにすると学
習制御モードが設定され、上記のように補正値Δθ₀ が
記憶部１２ｂのＥＥＰＲＯＭに記憶される。

【００７１】オペレータがモードスイッチ１３をｏｆｆ
にすると通常制御モードに切り換えられ、オペレータが
意図する作業を行うべく操作レバー装置１７の操作レバ
ーを操作すると、管路１６にはその操作量に応じたネガ
コン圧Ｐｎが発生し、このネガコン圧Ｐｎは圧力センサ
１０により検出され、コントローラ１２の演算部１２ａ
に送られる。このときのネガコン圧ＰｎをＰｎ３とする
と、上記のように比例電磁弁駆動部１２ｃより駆動電流
Ｉ_3cが比例電磁弁３へ出力され、図２に示す比例電磁弁
１３の入出力特性に基づいて指令圧力Ｐ_3cが出力され、
レギュレータ２は図３に示す入出力特性に基づいて実ポ
ンプ傾転θ_3cとなるよう油圧ポンプ１の斜板１ａを動か
す。ここで、この実ポンプ傾転θ_3cは、図５の特性でネ
ガコン圧Ｐｎ３から求めた目標ポンプ傾転θ₀₃に補正値
Δθ₀を加えずに、図２及び図３の中央値の特性で制御
したときの実ポンプ傾転θ₃に相当する。すなわち、図
６に示す特性に基づいて目標ポンプ傾転θ₀₃から目標指
令圧力Ｐ₀₃を求め、図７に示す特性に基づいて目標指令
圧力Ｐ₀₃から目標駆動電流Ｉ₀₃を求め、目標駆動電流Ｉ
₀₃に応じた駆動電流Ｉ₃を比例電磁弁１３に出力し、図
２に示す中央値の特性に基づいて駆動電流Ｉ₃に応じた
指令圧力Ｐ₃を出力し、図３に示す中央値の特性に基づ
いて指令圧力Ｐ₃に応じて油圧ポンプ１の斜板１ａを動
かしたときのポンプ傾転θ₃と同じになる。

【００７２】管路１６に発生するネガコン圧ＰｎがＰｎ
３以外のときにも同様に、目標ポンプ傾転θ₀を補正値
Δθ₀ で補正して得た実ポンプ傾転θ_cは、目標ポンプ
傾転θ₀を補正せずに、図２及び図３の中央値の特性で
制御されたときの実ポンプ傾転θと同じになる。

【００７３】したがって、本実施形態によれば、比例電
磁弁３やレギュレータ２の特性が個々の個体により公差
の範囲内でばらついていても、常に図２及び図３の中央
値の特性で制御されたときの実ポンプ傾転θと同じ実ポ
ンプ傾転が得られるので、実ポンプ傾転を目標ポンプ傾
転と同じに制御することができ、実ポンプ傾転のばらつ
きを小さくすることができる。このため、例えば油圧シ
ョベルの水平引き、フロント位置合わせ等、オペレータ
操作に油圧作業機械が正確に追従してほしい動作での微
操作性や、操作フィーリングを向上することができ、作
業効率を上げることができる。

【００７４】また、通常運転時に、傾転角センサ１１で
検出した油圧ポンプ１の傾転角をフィードバックし、目
標ポンプ傾転との差をとって制御する、いわゆるフィー
ドバック制御でも、実ポンプ傾転を目標ポンプ傾転と同
じに制御することができるが、フィードバック制御では
応答遅れが発生し、また万一傾転角センサ１１の故障時
には制御が行えなくなるという問題がある。本発明で
は、通常制御モードでは、フィードバック制御ではな
く、傾転角センサ１１の検出値を使用しないオープンル
ープで制御するので、応答遅れは発生せず、また、万一
傾転角センサ１１が故障したとしても、正常に作業機械
を動かすことができる。

【００７５】また、本実施形態では、オペレータによる
モードスイッチ１３の操作で学習制御モードか通常制御
モードかを選択するので、オペレータの意志で必要なと
きのみ学習制御モードを選択することができる。

【００７６】また、記憶部１２ｂに含まれるメモリのう
ち補正値を記憶するメモリは不揮発性メモリであるの
で、コントローラ１２の電源ｏｆｆでも記憶した値を保
持することができ、頻繁に学習制御をさせる必要がなく
なる。

【００７７】本発明の第２の実施形態を図１８及び図１
９により説明する。本実施形態は、第１の実施形態にお
いて、通常制御モード時に補正値Δθを目標ポンプ傾転
θ_０に加算する代わりに、目標指令圧力テーブルの特性
を補正値Δθ_０の分だけシフトするものである。図
中、図１５及び図１７に示すステップ及びブロックと同
じものには同じ符号を付し、その説明を省略する。

【００７８】図１８において、本実施形態の通常制御モ
ードの処理はステップ８３Ａ，８４Ａが第１の実施形態
とは異なり、他は同じである。ステップ８３Ａにおい
て、記憶部１２ｂのＥＥＰＲＯＭに記憶した補正値Δθ
₀ を読み取り、図６に示す目標指令圧力テーブルの特性
を補正値Δθ₀ の分だけシフトし、次いでステップ８４
Ａにおいて、シフトされた指令圧力テーブルの特性に基
づいて目標ポンプ傾転θ₀ に応じた目標指令圧力Ｐ₀ を
求める。

【００７９】図１９において、ブロック１０３Ａがステ
ップ８３Ａの処理機能に相当し、破線がシフト前の目標
指令圧力テーブルの特性を示し、実線が補正値Δθ₀ の
分だけシフトした特性を示している。

【００８０】本実施形態においても、第１の実施形態と
同様に、目標ポンプ傾転θ₀ に対する実ポンプ傾転θの
ばらつきを小さくすることができる。

【００８１】本発明の第３の実施形態を図２０及び図２
１により説明する。本実施形態はモードスイッチ１３を
設けず、キースイッチ２０のエンジン４の始動スイッチ
２０ｂの信号を用いて学習制御モードを実行するもので
ある。図中、図１及び図９に示すものと同じ部材及びス
テップには同じ符号を付し、その説明を省略する。

【００８２】図２０において、コントローラ１２Ａは、
キースイッチ２０の始動スイッチ２０ｂの信号Ｓｓを入
力し（ステップ５１Ａ）、始動スイッチ２０ｂの信号Ｓ
ｓがｏｎかどうかの判定を行い（ステップ５２Ａ）、信
号Ｓｓがｏｎと判定されると学習制御モードの処理を実
行し（ステップ５３）、学習制御モードの処理が終了す
ると通常制御モードに移行する（ステップ５４）。

【００８３】本実施形態によれば、制御モードの選択を
指示するためのオペレータの特別な操作を必要とせず、
学習制御の操作が簡単になる効果がある。

【００８４】本発明の第４の実施形態を図２２〜図３０
により説明する。上記実施形態では、比例電磁弁及びレ
ギュレータの特性が中央値と同じ傾きを持つものと仮定
して目標ポンプ傾転を補正したが、本実施形態は比例電
磁弁及びレギュレータの特性が中央値と異なる傾きを持
つ場合も考慮して補正するものである。なお、本実施形
態におけるシステム構成は第１の実施形態と同じである
ので、以下の説明では図１に示す符号を引用し、図示は
省略する。

【００８５】図２２は本実施形態で想定する比例電磁弁
３の入出力特性を示す。実際の特性Ａは中央値Ａ０に対
して±Δαの公差の範囲内で比例電磁弁毎にばらつきが
あるとともに、中央値Ａ０の傾きと同じ傾きのものもあ
るし、異なる傾きのものもある。図２３は本実施形態で
想定するレギュレータ２の入出力特性を示す。この実際
の特性Ｂも中央値Ｂ０に対して±Δβの公差も範囲内で
レギュレータ毎にばらつきがあるとともに、中央値Ｂ０
の傾きと同じ傾きのものもあるし、異なる傾きのものも
ある。このため、本実施形態では、学習制御モードでの
学習演算処理で、目標ポンプ傾転と実ポンプ傾転の差を
少なくとも２点において求め、この２点での差から補正
式を求め、通常制御モード時にはこの補正式を用いて補
正値を求め、目標ポンプ傾転を補正する。

【００８６】本実施形態において、コントローラ１２の
全体的な処理内容は図９に示す第１の実施形態と同じで
あり、モード信号Ｓｍがｏｎかｏｆｆかで学習制御モー
ドか通常制御モードに移行する。

【００８７】学習制御モードの全体的な処理内容を図２
４にフローチャートで示す。

【００８８】まず、学習制御モード処理の最初の手順と
して、エンジン回転安定待ち処理１００を行い、次いで
ポンプ傾転初期設定処理３００を行う。この２つの処理
の内容は第１の実施形態における図１１及び図１２に示
すものと同じである。そして、このように準備をした
後、ポンプ傾転学習演算処理４００Ａを実施し、更にポ
ンプ傾転補正式演算処理６００を実行する。

【００８９】ポンプ傾転学習演算処理４００Ａの詳細を
図２５に、ポンプ傾転補正式演算処理６００の詳細を図
２６にそれぞれフローチャートで示す。

【００９０】ポンプ傾転学習演算処理４００Ａでは、ま
ず、目標ポンプ傾転θ₀に所定の傾転θ₀₁を代入すると
ともに、以下のスッテプ４０２からスッテプ４１６まで
をＲ３回、本実施形態では２回、実行するための実行回
数カウンタＣ３に０を代入する（スッテプ４０１Ａ）。
また、比例電磁弁１３の出力がレギュレータ２から斜板
１ａに伝わり、目標とするポンプ傾転になるには時間を
要するため、所定時間、例えば２秒待つための待ち時間
カウンタＣ４に０を代入する（スッテプ４０２）。次い
で、図２７に示す目標指令圧力テーブルの特性に基づい
て目標ポンプ傾転θ₀（θ₀₁が代入されている）に応じ
た目標指令圧力Ｐ₀（＝Ｐ₀₁）を算出する（スッテプ４
０３）。次いで、図２８に示す目標駆動電流テーブルの
特性に基づいて目標指令圧力Ｐ₀（＝Ｐ₀₁）に応じた目
標駆動電流Ｉ₀（＝Ｉ₀₁）を求める（スッテプ４０
４）。次いで、コントローラ１２の比例電磁弁駆動部１
２ｃから目標駆動電流Ｉ₀₁に応じた駆動電流Ｉ（＝
Ｉ₁）を比例電磁弁１３へ出力する（スッテプ４０
５）。そして、待ち時間カウンタＣ４に１を加算し（ス
ッテプ４０６）、Ｃ４が設定値Ｒ４、この例では「２
秒」以上であるかどうかを判定し（スッテプ４０７）、
Ｃ４が２秒以上でなければ目標駆動電流Ｉ₀₁に応じた駆
動電流Ｉ（＝Ｉ₁）を比例電磁弁１３へ出力するスッテ
プ４０５の処理に戻り、Ｃ４が２秒以上になるまで上記
の手順を繰り返す。

【００９１】駆動電流Ｉ（＝Ｉ₁）を出力した後２秒以
上経過すると、検出値を複数回読み取るための読み取り
回数カウンタＣ５に０を代入し（スッテプ４０８）、傾
転角センサ１４で検出した実ポンプ傾転θ_a（＝θ_1*；
図２３参照）を読み取り、記憶部１２ｂのＲＡＭに記憶
する（スッテプ４０９）。次いで、読み取り回数カウン
タＣ５に１を加算し（スッテプ４１０）、Ｃ５が所定回
数Ｒ５、例えば１０回以上であるかどうかを判定し（ス
ッテプ４１１）、Ｃ５がＲ５回以上でなければ傾転角セ
ンサ１４で検出した実ポンプ傾転θ_a（＝θ_1*）を読み
取るスッテプ４０９の処理に戻り、Ｃ５がＲ５回以上に
なるまで上記の手順を繰り返す。これにより、記憶部１
２ｂのＲＡＭにはＲ５個（１０個）の実ポンプ傾転θ_a
が記憶される。

【００９２】次いで、実ポンプ傾転θ_a（＝θ_1*）のば
らつきを考慮し、記憶したＲ５個のθ_aをＲ５で除する
平均化処理を行い、平均実ポンプ傾転θ_aaを算出する
（スッテプ４１２）。次いで、目標ポンプ傾転θ₀（＝
θ₀₁）から平均実ポンプ傾転θ_aaの差θ₀−θ_aaを求
め、これを記憶部１２ｂのＥＥＰＲＯＭに記憶させる
（スッテプ４１３）。

【００９３】ここで、本来、比例電磁弁１３とレギュレ
ータ２の特性が図２２及び図２３に示す中央値Ａ₀，Ｂ₀
であれば、スッテプ４０２〜４０５で目標ポンプ傾転θ
₀₁に対応する駆動電流Ｉ₁が比例電磁弁１３に出力され
るとき、比例電磁弁１３からは駆動電流Ｉ₁に応じた指
令圧力Ｐ₁が出力され、レギュレータ２で指令圧力Ｐ₁に
応じたポンプ傾転θ₁（＝θ₀₁）が得られるはずであ
る。しかし、比例電磁弁１３とレギュレータ２の実際の
特性は図２２及び図２３に示すＡ，Ｂのようにばらつい
ており、このため駆動電流Ｉ₁が比例電磁弁１３に出力
されるとき、比例電磁弁１３からは駆動電流Ｉ₁に応じ
た指令圧力Ｐ_1*が出力され、レギュレータ２で指令圧力
Ｐ_1*に応じた実ポンプ傾転θ_1*（θ_aa）が得られる。ス
ッテプ４１３で求めた差θ₀−θ_aaはその中央値特性の
ポンプ傾転θ₁と実ポンプ傾転θ_1*の差に相当する。

【００９４】θ₀−θ_aaを記憶部１２ｂのＲＡＭに記憶
した後、当該差が適正に演算された値かどうかの学習演
算値チェック処理５００を行う。この学習演算値チェッ
ク処理５００は図１４に示す第１の実施形態のものと同
じである。そして、この処理で学習成功と判定される
と、実行回数カウンタＣ３に１を加算し（スッテプ４１
４）、Ｃ３が所定回数Ｒ３（２回）以上であるかどうか
を判定し（スッテプ４１５）、Ｃ３がＲ３回（２回）以
上でなければ目標ポンプ傾転θ₀にθ₀₁とは異なる所定
の傾転θ₀₂を代入し、待ち時間カウンタＣ４に０を代入
するスッテプ４０２の処理に戻り、上記のスッテプ４０
３からスッテプ４１５までを繰り返す。Ｃ３がＲ３回
（２回）以上になると図２６に示すポンプ傾転補正式演
算処理６００に移行する。

【００９５】ポンプ傾転補正式演算処理６００では、記
憶部１２ｂに記憶した目標ポンプ傾転θ₀₁，θ₀₂の２点
における平均実ポンプ傾転との差θ₀−θ_aaから、図２
９に示すＸＹ座標系（目標ポンプ傾転θ₀をＸ軸、目標
ポンプ傾転と平均実ポンプ傾転との差θ₀−θ_aaをＹ軸
とした座標系）における線分Ｐ−Ｑの一次式を下記のよ
うに求める（スッテプ６０１）。

【００９６】Ｙ＝（（Δθ₂−Δθ₁）／（θ₀₂−θ₀₁））Ｘ＋Ｃ以上を簡略化して書くと、Ｙ＝ＫＸ＋Ｃ次いで、この一次式を補正式として記憶部１２ｂのＥＥ
ＰＲＯＭに記憶する。記憶の具体例として、一次式をそ
のまま記憶するのではなく、ＫとＣを記憶する。

【００９７】通常制御モードの処理内容を図３０にフロ
ーチャートで示す。まず、圧力センサ１０で検出したネ
ガコン圧Ｐｎを読み取る（スッテプ８１）。例えば、こ
の時のネガコン圧をＰｎ３とする。次いで、目標ポンプ
傾転テーブルの特性（図５参照）に基づいて、そのとき
のネガコン圧Ｐｎ（＝Ｐｎ３）に対する目標ポンプ傾転
θ₀（＝θ₀₃）を求める（スッテプ８２）。次いで、記
憶部１２ｂのＥＥＰＲＯＭに記憶した上記補正式（Ｙ＝
ＫＸ＋Ｃ）から傾転補正値Δθ₀（＝Δθ₀₃）を算出し
（図２９参照）（スッテプ８２Ｘ）、この補正値Δθ₀
（＝Δθ₀₃）を目標ポンプ傾転θ₀（＝θ₀₃）に加算
し、補正した目標ポンプ傾転θ₀（＝θ_03c）を得る（ス
ッテプ８３）。次いで、図２７に示す目標指令圧力テー
ブルの特性に基づいて、補正した目標ポンプ傾転θ
₀（＝θ_03c）に応じた目標指令圧力Ｐ₀（＝Ｐ_03c）を求
め（スッテプ８４）、更に図２８に示す目標駆動電流テ
ーブルの特性に基づいて目標指令圧力Ｐ₀（＝Ｐ_03c）に
応じた目標駆動電流Ｉ₀（＝Ｉ_03c）を求め（スッテプ８
５）、比例電磁弁駆動部１２ｃより目標駆動電流Ｉ
₀（＝Ｉ_03c）に応じた駆動電流Ｉ（＝Ｉ_3c）を比例電磁
弁３へ出力する。

【００９８】比例電磁弁１３に駆動電流Ｉ_3cが出力され
ると、比例電磁弁１３は図２２に示す入出力特性に基づ
いて指令圧力Ｐ_3cを出力し、レギュレータ２は図２３に
示す入出力特性に基づいて実ポンプ傾転θ_3cとなるよう
油圧ポンプ１の斜板１ａを動かす。ここで、この実ポン
プ傾転θ_3cは、図５の特性でネガコン圧Ｐｎ３から求め
た目標ポンプ傾転θ₀₃に補正値Δθ₀を加えずに、図２
２及び図２３の中央値の特性で制御したときの実ポンプ
傾転θ₃に相当する。すなわち、図２７に示す特性に基
づいて目標ポンプ傾転θ₀₃から目標指令圧力Ｐ₀₃を求
め、図２８に示す特性に基づいて目標指令圧力Ｐ₀₃から
目標駆動電流Ｉ₀₃を求め、目標駆動電流Ｉ₀₃に応じた駆
動電流Ｉ₃を比例電磁弁１３に出力し、図２２に示す中
央値の特性に基づいて駆動電流Ｉ₃に応じた指令圧力Ｐ₃
を出力し、図２３に示す中央値の特性に基づいて指令圧
力Ｐ₃に応じて油圧ポンプ１の斜板１ａを動かしたとき
のポンプ傾転θ₃と同じになる。

【００９９】管路１６に発生するネガコン圧ＰｎがＰｎ
３以外のときにも同様に、補正式から傾転補正値Δθ₀
を求め、目標ポンプ傾転θ₀をこの補正値Δθ₀ で補正
して得た実ポンプ傾転θ_cは、目標ポンプ傾転θ₀を補正
せずに、図２２及び図２３の中央値の特性で制御された
ときの実ポンプ傾転θと同じになる。

【０１００】したがって、本実施形態によれば、比例電
磁弁３やレギュレータ２の特性が公差の範囲内でばらつ
きがあり、しかも中央値と異なる傾きを持っている場合
でも、常に図２及び図３の中央値の特性で制御されたと
きの実ポンプ傾転θと同じポンプ傾転が得られるので、
目標ポンプ傾転θ0 に対する実ポンプ傾転のばらつきを
小さくすることができる。

【０１０１】なお、以上の実施形態においては、コント
ローラ１２からの駆動電流Ｉにより可変容量式油圧ポン
プ１を制御する駆動制御手段として、比例電磁弁３及び
レギュレータ２を用いているが、これに限らず、図３１
に示すような、高速電磁弁３０ａ，３０ｂ及びレギュレ
ータ２を用いてもよい。この場合、コントローラ１２か
らの駆動電流Ｉにより高速電磁弁３０ｂが閉状態に保た
れ、高速電磁弁３０ａが開状態に切り換えられると、可
変容量式油圧ポンプ１からの圧油が小径側室２ｂ及び大
径側室２ｃの双方に供給され、これら小径側室２ｂと大
径側室２ｃとの受圧面積差によりサーボピストン２ａが
図示左方向に移動する。一方、コントローラ１２からの
駆動電流Ｉにより高速電磁弁３０ａが閉状態に保たれ、
高速電磁弁３０ｂが開状態に切り換えられると、小径側
室２ｂと大径側室２ｃとの間が遮断されるとともに大径
側室２ｃがタンクに連絡し、可変容量式油圧ポンプ１か
らの圧油が小径側室２ｂのみに供給され、サーボピスト
ン２ａが図示右方向に移動する。上記のようなサーボピ
ストン２ａの移動に応じて斜板１ａが作動し、可変容量
式油圧ポンプ１の押しのけ容積が制御される。

【０１０２】また、可変容量式油圧ポンプ１を制御する
駆動制御手段として、図３２に示すような比例ソレノイ
ド３１を用いてもよい。この場合、コントローラ１２は
目標ポンプ傾転θ0 に応じた駆動電流Ｉを出力し、比例
ソレノイド３１はその駆動電流Ｉに比例した電磁力を生
じ、この電磁力に応じて図示しないスプールが移動し、
このスプールの移動に応じて斜板１ａが動かされ、可変
容量式油圧ポンプ１の押しのけ容積が制御される。

【０１０３】本発明の第５の実施形態を図３３〜図３５
により説明する。本実施形態は、油圧ポンプ制御装置以
外の制御装置として流量制御弁の制御装置に本発明を適
用したものである。図中、図１に示す部材と同等の部材
には同じ符号を付している。

【０１０４】図３３において、１７Ａは電気レバー装置
であり、電気レバー装置１７Ａからの操作信号（電気信
号）はコントローラ１２Ｂに入力され、コントローラ１
２Ｂは比例電磁弁４０，４１に駆動電流を出力し、比例
電磁弁４０，４１はその駆動電流により駆動され指令圧
力を生成し、流量制御弁７はこの指令圧力により操作さ
れ、油圧アクチュエータ８に供給される圧油の流量を制
御する。また、比例電磁弁４０，４１より出力された指
令圧力は圧力センサ４２，４３により検出され、対応す
る電気信号がコントローラ１２Ｂに入力される。

【０１０５】学習制御モードにおける学習演算処理の概
要を図３４に機能ブロック図で示す。ブロック１２４に
おいて、目標駆動電流テーブルの特性に基づいて、所定
の圧力値Ｐ₀1を代入した目標指令圧力Ｐ0（＝Ｐ₀1）に
応じた目標駆動電流Ｉ0（＝Ｉ₀1）を求め、ブロック１
２５において目標駆動電流Ｉ₀1に応じた駆動電流ＩA
（＝Ｉ_A1）を比例電磁弁４０へ出力する。比例電磁弁４
０で生成された指令圧力Ｐは圧力センサ４２で検出さ
れ、平均化された実指令圧力Ｐ_aaが減算部１２６で目標
指令圧力Ｐ0（Ｐ₀1）との差が取られ、補正値ΔＰ_A0が
求められる。比例電磁弁４１に対しても同様に駆動電流
ＩBが出力され、補正値ΔＰ_B0が求められる。

【０１０６】通常制御モードにおける処理の概要を図３
５に機能ブロック図で示す。ブロック１３１Ａ，１３１
Ｂにおいて、流量制御弁７の操作方向に対応した目標指
令圧力テーブルの特性に基づいて、そのときの電気レバ
ー装置１７Ａからの操作信号Ｘ0に対する目標指令圧力
Ｐ0を求め、加算部１３２Ａ，１３２Ｂにおいて、上記
の補正値ΔＰ_A0，ΔＰ_B0を目標指令圧力Ｐ0に加算し、
補正した目標指令圧を得る。次いで、ブロック１３４
Ａ，１３４Ｂにおいて、目標駆動電流テーブルの特性に
基づいて補正した目標指令圧力Ｐ0に応じた目標駆動電
流Ｉ0を求め、ブロック１３５Ａ，１３５Ｂにおいて、
目標駆動電流Ｉ0に応じた駆動電流ＩA、ＩBを比例電磁
弁４０，４１へ出力する。

【０１０７】本実施形態によれば、比例電磁弁４０，４
１を含む流量制御弁の制御装置において、比例電磁弁４
０，４１の特性が個々の個体により公差の範囲内でばら
ついていても、目標指令圧力Ｐ0 に対する実指令圧力の
ばらつきを小さくすることができる。また、通常制御時
は、オープンループで制御するので、応答遅れが発生せ
ず、また圧力センサ４２，４３の故障時にも正常に油圧
機械を動かすことができる。

【０１０８】

【０１０９】

【発明の効果】本発明によれば、押しのけ容積制御手段
の特性が個々の個体により公差の範囲内でばらついてい
ても、常に実ポンプ傾転を目標ポンプ傾転と同じに制御
することができ、実ポンプ傾転のばらつきを小さくする
ことができる。このため、油圧作業機械の微操作性や、
操作フィーリングを向上することができ、作業効率を上
げることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施形態による油圧ポンプ制御
装置を備えた油圧回路の構成図である。

【図２】図１に示す比例電磁弁の特性（駆動電流−指令
圧力）を示す図である。

【図３】図１に示すレギュレータの特性（指令圧力−実
ポンプ傾転）を示す図である。

【図４】図１に示すコントローラのハード構成を示す図
である。

【図５】図１に示すコントローラに記憶された目標ポン
プ傾転テーブルの特性（ネガコン圧−目標ポンプ傾転）
を示す図である。

【図６】図１に示すコントローラに記憶された目標指令
圧力テーブルの特性（目標ポンプ傾転−目標指令圧力）
を示す図である。

【図７】図１に示すコントローラに記憶された目標駆動
電流テーブルの特性（目標指令圧力−目標駆動電流）を
示す図である。

【図８】図１に示す圧力発生装置の特性（センタバイパ
ス通過流量−ネガコン圧）を示す図である。

【図９】図１に示すコントローラの全体的な処理内容を
示すフローチャートである。

【図１０】図９に示す処理のうち学習制御モードの処理
内容を示すフローチャートである。

【図１１】図１０に示す処理のうちエンジン回転安定待
ち処理の詳細を示すフローチャートである。

【図１２】図１０に示す処理のうちポンプ傾転初期設定
処理の詳細を示すフローチャートである。

【図１３】図１０に示す処理のうちポンプ傾転学習演算
処理の詳細を示すフローチャートである。

【図１４】図１３に示す処理のうち学習演算値チェック
処理の詳細を示すフローチャートである。

【図１５】図９に示す処理のうち通常制御モードの処理
内容を示すフローチャートである。

【図１６】学習制御モードの処理のうち図１３に示すポ
ンプ傾転学習演算処理４００の概要を示す機能ブロック
図である。

【図１７】図１５に示す通常制御モードの処理の概要を
示す機能ブロック図である。

【図１８】本発明の第２の実施形態による油圧ポンプ制
御装置における通常制御モードの処理内容を示すフロー
チャートである。

【図１９】図１８に示す処理の概要を示す機能ブロック
図である。

【図２０】本発明の第３の実施形態による油圧ポンプ制
御装置を備えた油圧回路の構成図である。

【図２１】図２０に示すコントローラの全体的な処理内
容を示すフローチャートである。

【図２２】本発明の第４の実施形態による油圧ポンプ制
御装置における比例電磁弁の特性（駆動電流−指令圧
力）を示す図である。

【図２３】同レギュレータの特性（指令圧力−実ポンプ
傾転）を示す図である。

【図２４】本発明の第４の実施形態による学習制御モー
ドの処理内容を示すフローチャートである。

【図２５】図２４に示す処理のうちポンプ傾転学習演算
処理の詳細を示すフローチャートである。

【図２６】図２４に示す処理のうちポンプ傾転補正式演
算処理の詳細を示すフローチャートである。

【図２７】コントローラに記憶された目標指令圧力テー
ブルの特性（目標ポンプ傾転−目標指令圧力）を示す図
である。

【図２８】コントローラに記憶された目標駆動電流テー
ブルの特性（目標指令圧力−目標駆動電流）を示す図で
ある。

【図２９】補正式を示す図である。

【図３０】本発明の第４の実施形態による通常制御モー
ドの処理内容を示すフローチャートである。

【図３１】レギュレータの他の形態を示す図である。

【図３２】レギュレータの更に他の形態を示す図であ
る。

【図３３】本発明の第４の実施形態による流量制御弁制
御装置を備えた油圧回路の構成図である。

【図３４】図３３に示す実施形態の学習制御モードの処
理の概要を示す機能ブロック図である。

【図３５】図３３に示す実施形態による通常制御モード
の処理の概要を示す機能ブロック図である。

【符号の説明】

１可変容量式油圧ポンプ２レギュレータ３比例電磁弁１０圧力センサ１１ポンプ傾転角センサ１２コントローラ１２ａ演算部１２ｂ記憶部１２ｃ比例電磁弁駆動部１３モードスイッチ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩＦ１５Ｂ 11/02 Ｆ１５Ｂ 11/00 Ｆ 11/02 Ｃ (72)発明者杉山玄六茨城県土浦市神立町650番地日立建機株式会社土浦工場内 (72)発明者竹ケ原秀文茨城県土浦市神立町650番地日立建機株式会社土浦工場内 (72)発明者豊岡司茨城県土浦市神立町650番地日立建機株式会社土浦工場内 (72)発明者吉永滋博茨城県土浦市神立町650番地日立建機株式会社土浦工場内 (56)参考文献特開平６−307409（ＪＰ，Ａ) 特開平３−138468（ＪＰ，Ａ) 特開平２−231602（ＪＰ，Ａ) 特開平４−220701（ＪＰ，Ａ) 特開平５−163994（ＪＰ，Ａ) 特開昭53−56404（ＪＰ，Ａ) 実公平２−40515（ＪＰ，Ｙ２) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G05B 11/36 E02F 9/20 - 9/22 F04B 49/00 F15B 11/00 - 11/02

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】コントローラと、このコントローラからの
駆動電流により駆動され指令圧力を生成する比例電磁弁
及びこの比例電磁弁により生成された指令圧力に基づき
可変容量式油圧ポンプの押しのけ容積を制御するレギュ
レータを有する押しのけ容積制御手段とを備え、前記コ
ントローラは、前記油圧ポンプの目標押しのけ容積に対
応する指令信号により前記駆動電流を生成し、この駆動
電流により前記押しのけ容積制御手段を駆動し、前記油
圧ポンプの押しのけ容積を制御する油圧ポンプ制御装置
において、前記油圧ポンプの実際の押しのけ容積を計測する計測手
段と、学習制御モードか通常制御モードのいずれかを選択する
モード選択手段とを備え、前記コントローラは、前記レギュレータの入出力特性の公差の中央値の逆特性
から前記目標押しのけ容積に応じた目標指令圧力を求
め、前記比例電磁弁の入出力特性の公差の中央値の逆特
性から前記目標指令圧力に応じた目標駆動電流を求め、
前記駆動電流を生成する通常制御手段と、前記モード選択手段で学習制御モードが選択されている
時に、前記レギュレータの入出力特性の公差の中央値の
逆特性から任意の目標押しのけ容積に対応する目標指令
圧力を求め、前記比例電磁弁の入出力特性の公差の中央
値の逆特性からその目標指令圧力に応じた目標駆動電流
を求め、前記駆動電流を生成することで前記油圧ポンプ
の押しのけ容積を制御し、前記任意の目標押しのけ容積
と前記計測手段で計測した実際の押しのけ容積との差を
求める学習演算手段と、前記モード選択手段で通常制御モードが選択されている
時に、前記学習演算手段で求めた任意の目標押しのけ容
積と実際の押しのけ容積との差に基づいてそのときの目
標押しのけ容積を補正する学習補正手段とを有すること
を特徴とする油圧ポンプ制御装置。
【請求項２】請求項１記載の油圧ポンプ制御装置におい
て、前記学習演算手段は前記任意の目標押しのけ容積と
実際の押しのけ容積との差を補正値として記憶し、前記
学習補正手段は前記補正値を用いてそのときの目標押し
のけ容積を補正することを特徴とする油圧ポンプ制御装
置。
【請求項３】請求項１記載の油圧ポンプ制御装置におい
て、前記学習演算手段は前記任意の目標押しのけ容積と
実際の押しのけ容積との差を補正式として記憶し、前記
学習補正手段は前記補正式を用いてそのときの目標押し
のけ容積に対応する差を補正値として算出し、この補正
値を用いてそのときの目標押しのけ容積を補正すること
を特徴とする油圧ポンプ制御装置。
【請求項４】請求項３記載の油圧ポンプ制御装置におい
て、前記学習演算手段は、少なくもと２つの異なる目標
押しのけ容積に関して前記任意の目標押しのけ容積と実
際の押しのけ容積との差を求め、この２つの異なる目標
押しのけ容積に関する差から前記補正式を求めることを
特徴とする油圧ポンプ制御装置。
【請求項５】請求項３記載の油圧ポンプ制御装置におい
て、前記学習演算手段は、前記目標押しのけ容積を一
軸、前記任意の目標押しのけ容積と実際の押しのけ容積
との差を他の一軸とした座標系での関係式として前記補
正式を求めることを特徴とする油圧ポンプ制御装置。
【請求項６】請求項１記載の油圧ポンプ制御装置におい
て、前記学習補正手段は、そのときの目標押しのけ容積
に前記補正値を加算することにより目標押しのけ容積を
補正することを特徴とする油圧ポンプ制御装置。
【請求項７】請求項１記載の油圧ポンプ制御装置におい
て、前記学習補正手段は、前記レギュレータの入出力特
性の公差の中央値の逆特性を前記補正値の分だけシフト
させ、このシフトした特性からそのときの目標押しのけ
容積に対応する目標指令圧力を算出することにより目標
押しのけを補正することを特徴とする油圧ポンプ制御装
置。
【請求項８】請求項２又は３記載の油圧ポンプ制御装置
において、前記学習補正手段は、電源をｏｆｆにしても
記憶した内容が消えない不揮発性メモリを有し、前記補
正値又は補正式をこの不揮発性メモリに記憶することを
特徴とする油圧ポンプ制御装置。
【請求項９】請求項１記載の油圧ポンプ制御装置におい
て、前記モード選択手段は、前記学習制御モードと通常
制御モードとの切り換えを指示するスイッチ手段を含
み、このスイッチ手段の切り換えに応じて前記学習制御
モードか通常制御モードのいずれかを選択することを特
徴とする油圧ポンプ制御装置。
【請求項１０】請求項１記載の油圧ポンプ制御装置にお
いて、前記学習演算手段は、前記油圧ポンプを駆動する
原動機の回転数が所定の範囲にあり、かつその状態が所
定の時間継続したかどうかを判定し、この判定を満足し
て初めて前記任意の目標押しのけ容積に対応する目標指
令圧力を求め、前記押しのけ容積制御手段を制御するこ
とを特徴とするポンプ制御装置。
【請求項１１】請求項１記載の油圧ポンプ制御装置にお
いて、前記学習演算手段は、前記目標押しのけ容積に応
じた駆動電流により前記押しのけ容積制御手段を駆動す
るとき、所定の時間だけ前記駆動電流を出力し続け油圧
ポンプの押しのけ容積を安定させ、この状態で前記計測
手段で前記実際の押しのけ容積を計測するとともに、実
際の押しのけ容積の計測値を所定の回数入力し、それら
を平均化した値で前記任意の目標押しのけ容積との差を
求めることを特徴とするポンプ制御装置。
【請求項１２】請求項１記載の油圧ポンプ制御装置にお
いて、前記学習演算手段は、前記目標押しのけ容積に応
じた駆動電流により前記押しのけ容積制御手段を駆動す
るのに先立って、最小の目標押しのけ容積に応じた駆動
電流により前記押しのけ容積制御手段を駆動し、前記油
圧ポンプの押しのけ容積を最小にすることを特徴とする
ポンプ制御装置。