KR101056135B1 - 경전제어방법, 경전제어장치, 경전제어프로그램을 기록한 컴퓨터로 판독가능한 기록매체 및 건설기계 - Google Patents

Abstract

본 발명은 경전 제어신호(i)에 따른 경전 제어압력(P)을 발생하는 경전 변경수단(4)과, 목표 경전(θ)을 입력하는 입력수단(12)과, 미리 설정된 경전 변경수단(4)의 기준특성에 의거하여 목표 경전(θ)에 따른 경전 제어압력(P)을 연산하는 압력 연산수단(10)과, 이 경전 제어압력(P)에 대응한 압력(Pa)을 검출하는 압력 검출수단(5)과, 소정의 경전 제어신호 특성에 의거하여 입력된 목표 경전(θ)에 대응하는 경전 제어신호(i)를 연산하는 신호 연산수단(10)과, 압력 연산수단(10)으로 연산된 제어압력(P)과 압력 검출수단(5)으로 검출된 실측 압력(Pa)에 의거하여 신호 연산수단(10)으로 연산된 경전 제어신호(i)를 보정하는 보정수단(10)을 구비한다.

Description

경전제어방법, 경전제어장치, 경전제어프로그램을 기록한 컴퓨터로 판독가능한 기록매체 및 건설기계{METHOD FOR TILT CONTROLING, TILT CONTROLLER, COMPUTER-READABLE RECORDING MEDIUM WITH PROGRAM FOR TILT CONTROLLING AND CONSTRUCTION MACHINE}

본 발명은, 유압펌프의 펌프 경전 등을 보정하는 경전 제어신호의 보정방법, 경전 제어장치, 건설기계 및 경전 제어신호 보정용 프로그램에 관한 것이다.

종래부터 조작레버의 조작량에 따른 경전 제어신호를 비례 전자밸브에 출력하여 비례 전자밸브의 구동에 의하여 펌프 경전을 제어하도록 한 장치가 알려져 있다(예를 들면 특허문헌 1 참조). 이것에 의하면 하나하나의 비례 전자밸브의 제어특성의 불균일을 고려하기 위하여 목표 펌프 경전과 실제 펌프 경전과의 편차에 따라 펌프 경전의 보정식을 구하고, 이 보정식에 의거하여 비례 전자밸브를 제어한다.

[특허문헌 1]

일본국 특개평8-302755호 공보

상기한 특허문헌 1에 기재한 장치에서는, 목표 펌프 경전과 실제 펌프 경전과의 편차에 따라 펌프 경전의 보정식을 구하기 위하여 실제 펌프 경전을 검출하기 위한 펌프 경전각 센서가 필요하게 된다. 그러나 펌프 경전각 센서는 고가이며, 장치의 가격상승을 초래한다.

본 발명에 의한 경전 제어신호의 보정방법은, 미리 정해진 경전 변경수단의 기준 특성에 의거하여, 출력되는 경전 제어신호를 보정하는 보정방법으로서, 기준 특성에 의거하여 기준이 되는 경전에 대응한 경전 제어압력을 연산하여, 이 경전 제어압력과 이것에 대응하는 실측 압력과의 편차에 의거하여, 보정 압력의 특성을 도출하는 순서와, 보정 압력의 특성에 의거하여 목표 경전에 대응한 보정 압력을 연산하고, 이 보정 압력에 따라 경전 제어신호를 보정하는 순서를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또 본 발명에 의한 경전 제어신호의 보정방법은, 기준 특성에 의거하여, 목표 경전에 대응한 경전 제어압력을 연산하고, 이 경전 제어압력과 이것에 대응하는 실측 압력과의 편차를 감소시키도록 피드백 제어에 의하여 경전 제어신호를 보정하는 순서를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한 본 발명에 의한 제한 제어신호의 보정방법은, 기준 특성에 의거하여, 기준이 되는 경전에 대응한 기준 경전 제어신호 및 기준 경전 제어압력을 미리 설정하여 미리 정한 경전 제어신호와 이 경전 제어신호를 출력하였을 때의 실측 압력과의 관계를 도출하고, 이 도출된 관계에 의거하여, 기준 경전 제어압력을 발생하기 위한 경전 제어신호를 연산함과 동시에, 이 경전 제어신호와 기준 경전 제어신호와의 편차를 연산하는 순서와, 연산된 편차에 의거하여, 목표 경전에 따라 출력되는 경전 제어신호를 보정하는 순서를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 의한 경전 제어장치는, 경전 제어신호에 따른 경전 제어압력을 발생하는 경전 변경수단과, 목표 경전을 입력하는 입력수단과, 미리 정해진 경전 변경수단의 기준특성에 의거하여 목표 경전에 따른 경전 제어압력을 연산하는 압력 연산수단과, 이 경전 제어압력에 대응한 압력을 검출하는 압력 검출수단과, 압력 연산수단으로 연산된 경전 제어압력과, 압력 검출수단으로 검출된 실측 압력에 의거하여, 입력수단에 의하여 입력된 목표 경전에 대응하는 경전 제어신호를 보정하는 보정수단을 구비하는 것을 특징으로 한다.

압력 연산수단으로 연산된 경전 제어압력과, 경전을 증가시키는 과정에서 검출된 최소 경전에 대응한 제 1 실측 압력 및 경전을 감소시키는 과정에서 검출된 최대 경전에 대응한 제 2 실측 압력과 의거하여 경전 제어신호를 보정하는 것이 바람직하다.

압력 연산수단으로 연산된 경전 제어압력과 압력 검출수단으로 검출된 실측 압력과의 편차에 의거하여 목표 경전에 대한 보정 압력 특성을 설정하는 압력 특성 설정수단과, 이 보정 압력 특성에 의거하여, 입력수단에 의하여 입력된 목표 경전에 대응하는 보정 압력을 연산하는 보정 압력 연산수단을 가지고, 연산된 보정 압력에 따라 실제 경전이 목표 경전이 되도록 경전 제어신호를 보정하도록 하여도 좋다.

압력 연산수단으로 연산된 경전 제어압력과 상기 압력 검출수단으로 검출된 실측 압력과의 편차를 감소시키도록 피드백제어에 의하여 경전 제어신호를 보정할 수도 있다.

본 발명에 의한 경전 제어장치는, 경전 제어신호에 따른 경전 제어압력을 발생하는 경전 변경수단과, 목표 경전을 입력하는 입력수단과, 경전 제어압력에 대응한압력을 검출하는 압력 검출수단과, 미리 정해진 경전 변경수단의 기준 특성에 의거하여, 경전 변경수단에 대하여 목표 경전에 따른 경전 제어신호를 출력하는 신호 출력수단과, 기준 특성에 의거하여 기준이 되는 경전에 대응한 기준 경전 제어신호 및 기준 경전 제어 압력을 설정하는 설정수단과, 신호 출력수단에 의하여 경전 제어신호가 출력되었을 때에 압력 검출수단에 의하여 검출되는 실측 압력에 의거하여 기준 경전 제어 압력을 발생하기 위한 경전 제어신호를 연산함과 동시에, 이 경전 제어신호와 기준 경전 제어신호와의 편차를 연산하고, 연산된 편차에 의거하여, 경전 변경수단에 출력되는 경전 제어신호를 보정하는 보정수단을 구비하는 것을 특징으로 한다.

경전을 증가시키는 과정에서 압력 검출수단에 의하여 검출된 최소 경전에 대응한 제 1 실측 압력과 경전을 감소시키는 과정에서 검출된 최대 경전에 대응한 제 2 실측 압력에 의거하여, 기준 경전 제어압력을 발생하기 위한 경전 제어신호를 연산하는 것이 바람직하다.

상기한 경전 제어장치에, 실측 압력으로부터 진동성분이 제거되도록 압력 검출수단에 의한 검출값을 필터링처리하는 필터링 수단을 더 구비할 수도 있다.

이와 같은 제어장치는 건설기계에 적용하는 것이 바람직하다.

본 발명에 의한 경전 제어신호 보정용 프로그램은, 미리 정해진 경전 변경수단의 기준 특성에 의거하여 출력되는 경전 제어신호를 보정하는 처리를 컴퓨터장치 상에서 실행시키는 프로그램으로서 기준 특성에 의거하여, 기준이 되는 경전에 대응한 경전 제어압력을 연산하고, 이 경전 제어압력과 이것에 대응하는 실측 압력과의 편차에 의거하여, 보정 압력의 특성을 도출하는 처리와, 보정 압력의 특성에 의거하여 목표 경전에 대응한 보정압력을 연산하고, 이 보정 압력에 따라 경전 제어신호를 보정하는 처리를 컴퓨터장치 상에서 실행시키는 것을 특징으로 한다.

또 본 발명에 의한 경전 제어신호 보정용 프로그램은, 기준 특성에 의거하여, 목표 경전에 대응한 경전 제어압력을 연산하고, 이 경전 제어압력과 이것에 대응하는 실측 압력과의 편차를 감소시키도록 피드백 제어에 의하여 경전 제어신호를 보정하는 처리를 컴퓨터장치 상에서 실행시키는 것을 특징으로 하는 순서.

또한 본 발명에 의한 경전 제어신호 보정용 프로그램은, 기준 특성에 의거하여 기준이 되는 경전에 대응한 기준 경전 제어신호 및 기준 경전 제어압력을 미리 설정하여 미리 정한 경전 제어신호과 이 경전 제어신호를 출력하였을 때의 실측 압력과의 관계를 도출하고, 이 도출된 관계에 의거하여, 기준 경전 제어압력을 발생하기 위한 경전 제어신호를 연산함과 동시에, 이 경전 제어신호와 기준 경전 제어신호와의 편차를 연산하는 처리와, 연산된 편차에 의거하여 목표 경전에 따라 출력되는 경전 제어신호를 보정하는 처리를 컴퓨터장치 상에서 실행시키는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 의하면 목표 경전에 따라 연산된 경전 제어압력과 실측 압력에 의거하여, 또는 미리 정한 기준 경전 제어신호와 이것에 대응하는 실측 압력과의 관계에 의거하여 경전 변경수단에 출력되는 경전 제어신호를 보정하도록 하였다. 이에 의하여 경전각 센서를 사용하지 않고 정밀도 좋게 경전 제어를 행할 수 있어, 경전 제어장치를 저렴하게 구성할 수 있다.

도 1은 본 발명의 제 1 실시형태에 관한 경전 제어장치의 구성을 나타내는 도,

도 2는 본 발명이 적용되는 유압셔블의 측면도,

도 3은 도 1의 비례 전자밸브의 특성도,

도 4는 비례 전자밸브의 지령 압력과 펌프 경전의 관계를 나타내는 도,

도 5는 제 1 실시형태에 관한 컨트롤러 내에서의 처리의 일례를 나타내는 플로우차트,

도 6은 도 5의 펌프 경전 학습 연산처리의 상세를 나타내는 플로우차트,

도 7은 도 6의 학습 연산값 체크처리의 상세를 나타내는 플로우차트,

도 8은 도 5의 펌프 경전 보정식 연산처리의 상세를 나타내는 플로우차트,

도 9는 본 발명에 의한 목표 펌프 경전에 대한 목표 지령 압력의 관계를 나타내는 도,

도 10은 본 발명에 의한 목표 지령 압력에 대한 목표 구동전류의 관계를 나타내는 도,

도 11은 본 발명에 의한 목표 펌프 경전에 대한 보정 압력의 관계를 나타내는 도,

도 12는 본 발명에 의한 포지티브 컨트롤압에 대한 목표 펌프 경전의 관계를 나타내는 도,

도 13은 제 2 실시형태에 관한 컨트롤러 내의 처리를 나타내는 블럭도,

도 14는 제 3 실시형태에 관한 컨트롤러 내에서의 처리(학습처리)의 일례를 나타내는 플로우차트,

도 15는 제 3 실시형태에 관한 컨트롤러 내에서의 처리(통상처리)의 일례를 나타내는 플로우차트,

도 16은 제 3 실시형태에 관한 컨트롤러 내에서의 처리(샘플링처리)의 일례를 나타내는 플로우차트,

도 17은 비례 전자밸브의 2차압과 구동전류의 관계를 나타내는 도,

도 18은 펌프 경전과 전류의 기준 특성을 나타내는 도,

도 19는 도 18의 기준 특성과 보정 특성과의 관계를 나타내는 도,

도 20은 제 4 실시형태에 관한 비례 전자밸브의 전류압력 특성을 나타내는 도,

도 21은 제 4 실시형태에 관한 경전 제어장치에 의한 학습 제어시의 타이밍차트를 나타내는 도면이다.

※ 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

2 : 유압 펌프 4 : 전자 비례밸브

5 : 압력센서[2차압(Pa)] 9 : 압력센서[포지티브 컨트롤압(Pn)]

10 : 컨트롤러 12 : 조작레버

- 제 1 실시형태 -

이하, 도 1 ~ 도 12를 참조하여 본 발명에 의한 경전 제어장치의 제 1 실시형태에 대하여 설명한다.

도 1은 본 발명의 제 1 실시형태에 관한 경전 제어장치의 구성을 나타내는 도면이다. 이 경전 제어장치는, 예를 들면 도 2의 유압셔블에 탑재된다. 도 2에 나타내는 바와 같이 유압셔블은 주행체(101)와, 선회 가능한 선회체(102)와, 선회체에 회동 가능하게 축 지지된 부움(BM), 아암(AM), 버킷(BK)으로 이루어지는 작업장치(103)를 가진다.

도 1에서 엔진(도시 생략)에 의하여 구동되는 가변 용량형의 유압펌프(1)로부터의 압유는, 제어밸브(11)를 거쳐 작업장치(103) 구동용 실린더 등의 유압 액츄에이터에 공급된다. 제어밸브(11)는 조작레버(12)의 조작에 의하여 구동되고, 조작레버(12)의 조작량에 따라 유압 액츄에이터에의 압유의 흐름이 제어된다. 또한 조작레버(12)는 뒤에서 설명하는 바와 같이 유압펌프(1)의 목표 펌프 경전(θ0)도 지령한다. 레귤레이터(3)의 한쪽의 오일실[로드실(3a)]에는 펌프(1, 2)로부터의 압유가 유도되고, 다른쪽의 오일실[보톰실(3b)]에는 유압 변환밸브(6)를 거쳐 펌프(1, 2)로부터의 압유가 유도된다. 이 로드실(3a)과 보톰(3b)에 작용하는 유압력에 따라 레귤레이터(3)가 구동되고, 유압펌프(1)의 경전이 제어된다.

유압 변환밸브(6)에는 비례 전자밸브(4)를 거쳐 서브 펌프(2)로부터의 파일롯압[2차압(Pa)]이 작용하고, 2차압(Pa)에 따라 유압 변환밸브(6)가 변환한다. 즉 비례 전자밸브(4)의 2차압(Pa)이 증가하면 유압 변환밸브(6)는 위치 가측으로 변환한다. 이에 의하여 보톰실(3b)에 작용하는 압유력이 증가하고, 펌프 경전이 증가한다. 한편, 2차압(Pa)이 감소하면 유압 변환밸브(6)는 위치 나측으로 변환한다. 이에 의하여 보톰실(3b)에 작용하는 압유력이 감소하고, 펌프 경전이 감소한다. 비례 전자밸브(4)의 2차압(Pa)은 압력센서(5)에 의하여 검출된다.

비례 전자밸브(4)의 입출력 특성의 일례를 도 3에, 비례 전자밸브(4)의 지령압력(P)[2차압(Pa)]에 대한 펌프 경전(θ)의 특성의 일례를 도 4에 나타낸다. 도 3에서 특성(A0)은 기준 특성이며, 비례 전자밸브(4)에의 구동전류(i)의 증가에 따라 지령 압력(P)은 증가한다. 이와 같은 비례 전자밸브(4)의 특성에는 개체 차가 있어, 기준 특성(A0)에 대하여 허용 공차(± Δα) 안에서 불균일해진다. 따라서 도시한 바와 같이 실제의 특성(A)은 기준 특성(A0)에 대하여 어긋난다. 이 때문에 예를 들면 목표 지령 압력(P3c)을 발생시키려고 하여 기준 특성(A0)에 의거하여 비례 전자밸브(4)에 구동전류(i3)를 출력하면 실제의 지령 압력은 P3이 되고, 목표 지령 압력(P3c)과 실제의 지령 압력(P3)이 괴리된다. 그 결과, 도 4에 도시한 바와 같이 실제의 펌프 경전(θ3)과 목표 펌프 경전(θ3c)이 다르고, 조작레버(12)의 조작에 따른 양호한 작업을 행할 수 없게 된다. 따라서 본 실시형태에서는 비례 전자밸브(4)에 출력하는 제어신호(i)를 아래와 같이 보정한다.

컨트롤러(10)에는 압력센서(5)와, 키스위치(7)와, 뒤에서 설명하는 학습 모드/통상 모드를 변환하는 모드 스위치(8)와, 조작레버(12)의 조작량에 따른 제어압력[예를 들면 포지티브 컨트롤압(Pn)]을 검출하는 압력센서(9)가 접속되어 있다. 컨트롤러(10)에서는 이들 입력신호에 따라 이하와 같은 처리를 실행하고, 비례 전자밸브(4)에 제어신호를 출력한다. 즉 본 실시형태에서는 경전각 센서를 사용하지 않고 압력센서(5, 9)로부터의 신호에 의거하여 펌프 경전을 제어한다.

도 5는 제 1 실시형태에 관한 컨트롤러(10)에서의 처리의 일례를 나타내는 플로우차트이다. 이 플로우차트는 키 스위치(7)의 온에 의하여 전원 스위치가 온되면 스타트한다. 우선, 단계 S1에서 모드 스위치(8)로부터의 신호(모드신호)를 판독한다. 단계 S2에서는 모드신호가 온인지의 여부, 즉 학습모드가 선택되었는지의 여부를 판정한다. 단계 S2가 긍정되면 학습모드에 대응한 처리(학습제어)를 실행하고, 부정되면 통상 모드에 대응한 처리(통상 제어)를 실행한다. 여기서 학습모드란, 펌프 경전 제어용 보정식을 연산하는 모드로서, 보정식을 연산한 후, 모드 스위치(8)의 변환에 의하여 통상 모드가 실행된다. 또한 모드 스위치(8)의 변환에 의하지 않고 학습 모드의 개시로부터 일정시간 후에 통상 모드로 변환하도록 하여도 좋다.

(1) 학습제어

학습 제어가 시작되면, 먼저 단계 S200에서 엔진회전수가 소정의 안정 회전수에 도달할 때까지 대기한다. 이에 의하여 엔진시동 직후의 불안정상태에서 학습 제어를 행하는 것을 피한다. 이어서, 단계 S300에서 펌프 경전이 최소 경전이 되도록 비례 전자밸브(4)에 제어신호를 출력한다. 이것은 유압펌프(1)의 사판의 덜컥거림에 의하여 펌프 경전이 불균일해지지 않도록 일정한 초기상태로부터 학습제어를 행하기 위한 처리이다. 이어서, 단계 S400의 펌프 경전 학습 연산처리를 실 행한다.

도 6은 펌프 경전 학습 연산처리를 나타내는 플로우차트이다. 도 6에서는 먼저 단계 S401에서 목표 펌프 경전(θ0)에 학습제어용 기준 경전(θ01)을 대입하고, 실행 횟수 카운터(C3)에 초기값(0)을 대입한다. 또한 본 실시형태에서는 도 9에 나타내는 θ01과 θ02가 기준 경전으로서 미리 설정되어 있다. 실행 횟수 카운터(C3)는 단계 S402 ~ 단계 S500까지의 일련의 처리의 실행 횟수를 카운트하는 것이다. 이어서 단계 S402에서 대기시간 카운터(C4)에 초기값(0)을 대입한다. 단계 S403에서는 미리 정한 도 9에 나타내는 목표 지령압 특성에 의거하여 목표 펌프 경전(θ0)(=θ 01)에 따른 목표 지령 압력(P0)(= P01)을 산출한다. 이어서, 단계 S404에서 도 10에 나타내는 목표 구동전류 특성에 의거하여 목표 지령 압력(P0)(= P01)에 따른 목표 구동전류(i0)(= i01)를 구한다.

단계 S405에서는 목표 구동전류(i0)에 따른 구동전류(i)를 비례 전자밸브(4)에 출력한다. 이어서 단계 S406에서 대기시간 카운터(C4)에 1을 가산하고, 단계 S407에서 대기시간 카운터(C4)가 미리 정한 설정값(R4)에 도달하였는지의 여부를 판정한다. 여기서 설정값(R4)은 펌프 경전이 목표 펌프 경전(θ0)이 되기까지 요하는 시간(예를 들면 2초)으로 설정된다. 단계 S407이 부정되면 단계 S405로 되돌아가서 C4 ≥ R4가 될 때까지 동일한 처리를 반복한다.

단계 S407이 긍정되면 단계 S408로 진행하여 판독 횟수 카운터(C5)에 초기값(0)을 대입한다. 이어서, 단계 S409에서 압력센서(5)로 검출한 비례 전자밸브(4)의 2차압(Pa)을 판독하여 컨트롤러(10)의 메모리에 기억한다. 단계 S410에서 는 판독 횟수 카운터(C5)에 1을 가산하고, 단계 S411에서 판독 횟수 카운터(C5)가 미리 정한 소정 횟수(R5)(예를 들면 10회)에 도달하였는지의 여부를 판정한다. 단계 S411이 부정되면 단계 S409로 되돌아가서 C5 ≥ R5가 될 때까지 동일한 처리를 반복한다.

단계 S411이 긍정되면 단계 S412로 진행하고, 단계 S409에서 기억한 2차압(Pa)의 합을 R5로 나눗셈하여 2차압(Pa)의 평균값(평균 2차압)(Paa)을 산출한다. 이어서 단계 S413에서 단계 S403의 목표 지령 압력(P0)(= P01)으로부터 평균 2차압(Paa)을 감산하여 압력의 편차(ΔP0)(= P0-Paa)를 구하고, 이 편차(ΔP0)를 컨트롤러(9)에 기억한다. 이어서 단계 S500에서 편차(ΔP0)가 적정하게 산출되었는지의 여부를 체크하기 위한 학습 연산값 체크처리를 행한다.

도 7은 학습 연산값 체크처리를 나타내는 플로우차트이다. 도 7에서는 먼저 단계 S501에서 목표 펌프 경전(θ0)에 기준 경전(θ01)을 대입한다. 이어서 단계 S502에서 대기시간 카운터(C6)에 초기값(0)을 대입한다. 단계 S503에서는 도 9의 목표 지령압 특성에 의거하여 목표 펌프 경전(θ0)(=θ01)에 따른 목표 지령 압력(P0) (= P01)을 산출한다. 이어서, 단계 S504에서 목표 지령 압력(P0)에 단계 S413의 편차(ΔP0)(= P0-Paa)를 가산하고, 이것을 목표 지령 압력(P0)에 대입한다. 단계 S505에서는 도 10의 목표 구동전류 특성에 의거하여 목표 지령 압력(P0)에 따른 목표 구동전류(i0)를 산출하고, 단계 S506에서 목표 구동전류(i0)에 따른 구동전류(i)를 비례 전자밸브(4)에 출력한다. 이어서 단계 S507에서 대기시간 카운터(C6)에 1을 가산하고, 단계 S508에서 대기시간 카운터(C6)가 미리 정한 설정 값(R6)(예를 들면 2초)에 도달하였는지의 여부를 판정한다.

단계 S508이 긍정되면 단계 S509로 진행하여 압력센서(5)로 검출한 2차압(Pa)를 판독한다. 그리고 단계 S510에서 이 2차압(Pa)과 단계 S504의 목표 지령 압력(P0)과의 차가, 미리 정한 허용값(Px) 내에 있는지의 여부, 즉 P0 - Px ≤ Pa ≤ P0 + Px를 만족하는지의 여부를 판정한다. 단계 S510이 긍정되면 단계 S511로 진행하여 도시 생략한 표시장치(예를 들면 LED)에 소정의 제어신호를 출력하고, 학습이 성공하였다라는 취지의 표시를 행한다. 단계 S510이 부정되면 단계 S512로 진행하여 표시장치에 소정의 제어신호를 출력하고, 학습이 실패하였다라는 취지의 표시를 행한다. 예를 들면 단계 S500의 학습처리가 시작되면 LED를 점멸시키고, 학습처리가 성공하면LED를 소등하며, 실패하면 LED를 점등한다. 학습처리가 성공하면 도 6의 단계 S414로 진행하고, 실패하면 처리를 종료한다. 또한 학습처리가 실패한 경우에는 작업원은 학습제어의 재시도를 지령하는, 또는 압력센서(5, 9)나 비례 전자밸브(6) 등이 고장나지 않았는지 등을 점검한다.

단계 S414에서는 실행 횟수 카운터(C3)에 1을 가산한다. 이어서, 단계 S415에서 C3이 미리 정한 소정 횟수(R3)에 도달하였는지의 여부를 판정한다. 여기서 R3은 기준 경전의 수에 상당하고, 본 실시형태에서는 기준 경전을 θ01, θ02의 2점 설정하기 때문에, R3 = 2 이다. 단계 S415가 부정되면 단계 S416로 진행하여 목표 펌프 경전(θ0)에 다른 기준 경전(θ02)을 대입한다. 이어서, 이 경전(θ02)에 의거하여 상기한 바와 같이 단계 S402 ~ 단계 S414의 처리를 실행한다. 기준 경전(θ01, θ02)에 대하여 각각 편차(ΔP01, ΔP02)가 산출되면 단계 S415가 긍정되어 펌프 경전 학습 연산처리를 종료하고, 단계 S600(도 5)의 펌프 경전 보정식 연산처리를 행한다.

도 8은 펌프 경전 보정식 연산처리를 나타내는 플로우차트가다. 이 도 8에서는 단계 S601에서 기준 경전(θ01, 002)에 대하여 구한 압력의 편차(ΔP01)(= P01 - Paa), ΔP02(= P02 - Paa)를 사용하여 목표 지령 압력(P0)의 보정식을 구한다. 여기서 보정식은 도 11에 나타내는 바와 같이 점 P(θO1, ΔP1)와 점 Q(θ O2, ΔP2)의 2점을 지나는 직선의 1차식이며, 다음식 (I)로 나타낸다.

이어서 단계 S602에서 상기 보정식 (I)을 컨트롤러(10)에 기억한다. 이 경우, 1차식의 형으로 기억하는 것은 아니고, 비례정수(ΔP02 - ΔP01)/(θ02 - θ01)와 정수(C)를 각각 기억하면 좋다.

이상의 학습제어에서는 미리 정한 기준 경전(θ01, θ02)에 대응한 목표 지령압력(P01, P02)을 각각 구하고(단계 S403), 이들 목표 지령 압력(P01, P02)에 대응하는 목표 구동전류(i01, i02)를 각각 비례 전자밸브(4)에 출력하며(단계 S405), 그 때의 2차압(Paa)을 각각 검출하여(단계 S409), 목표 지령 압력(P01, P02)과 2차압(Paa)의 차(ΔP01, ΔP02)를 각각 구한다(단계 S413). 그리고 목표 지령 압력(P01, P02)에 각각 편차(ΔP01, ΔP02)를 가산한 보정후의 목표 지령 압력(P0) 과, 이 목표 지령압력(P0)에 대응한 목표 구동전류(i)를 출력하였을 때의 2차압(Paa)과의 차(절대값)가 허용값(Px) 이내인지의 여부를 체크하여(S510), 허용값(Px) 이내이면 학습제어가 정확하게 행하여졌다고 하여 보정식 (I)을 구한다(단계 S601). 이와 같이 하여 구한 보정식 (I)을 사용하여 이하와 같이 통상 제어가 행하여진다.

(2) 통상 제어

도 5의 단계 S2에서 모드신호가 오프라고 판정되면 통상 제어가 시작된다. 먼저 단계 S101에서 압력센서(9)로 검출한 포지티브 컨트롤압(Pn)을 판독한다. 또한 이하에서는 포지티브 컨트롤압의 검출값이 Pn3이었다고 하여 설명한다. 이어서 단계 S102에서 미리 정해진 도 12에 나타내는 목표 펌프 경전의 특성에 의하여 포지티브 컨트롤압(Pn)(= Pn3)에 대응하는 목표 펌프 경전(θ0)(= θ03)을 구한다. 이어서 단계 S103에서 상기한 도 9의 특성에 의거하여 목표 펌프 경전(θ0)(= θ03)에 대응한 목표 지령 압력(P0)(= P03)을 구한다. 단계 S104에서는 단계 S602에서 기억한 보정식 (I)로 목표 펌프 경전(θ0)(= θ03)에 대응한 보정 압력(ΔP0)(도 11의 ΔP03)을 산출한다. 이어서 단계 S105에서 보정압력(ΔP0)(= ΔP03)을 목표 지령 압력 (P0)(= P03)에 가산한 것을 목표 지령 압력(P0)에 대입하고, 단계 S106에서 상기한 도 10의 특성에 의하여 보정후의 목표 지령 압력(P0)(= P03c)에 따른 목표 구동전류(i0)(= i03c)를 산출한다. 이어서, 단계 S107에서 이 목표 구동전류(i0)(= i03c)를 비례 전자밸브(4)에 출력한다.

포지티브 컨트롤압이 Pn3일 때에 비례 전자밸브(4)에 목표 구동전류(i03c)가 출력되면, 도 3에 나타내는 바와 같이 비례 전자밸브(4)의 2차압은 P3c이 된다. 이것은 기준 특성(A0)에 의거하는 구동전류(i3)에 대응하는 2차압과 같다. 이에 의하여 비례 전자밸브(4)의 특성의 불균일에 상관없이 포지티브 컨트롤압(Pn3)에 대응한 2차압(P3c)을 발생할 수 있다. 그 결과, 도 4에 나타내는 바와 같이 펌프 경전을 목표 펌프 경전(θ3c)으로 제어할 수 있다.

이상의 제 1 실시형태에 의하면, 이하와 같은 작용효과를 가진다.

(1) 학습 제어시에 압력센서(5)의 검출값을 사용하여 펌프 경전 제어용의 보정식 (I)을 구하고, 통상 제어시에 보정식 (I)에 의거하여 목표 구동전류(i)를 보정하고, 비례 전자밸브(4)를 제어하도록 하였다. 이에 의하여 비례 전자밸브(4) 마다의 특성의 불균일에 상관없이 펌프 경전을 정밀도 좋게 제어할 수 있다. 그 결과, 유압작업기계의 미세 조작성이나 조작감을 향상할 수 있고, 작업효율을 향상할 수 있다.

(2) 학습제어시에 압력센서(5)에 의하여 비례 전자밸브(4)의 2차압(Pa)을 검출하고, 2차압(Pa)[평균값(Paa)]과 목표 지령압(P0)의 편차(ΔP0)에 따라 보정식 (I)을 구하도록 하였기 때문에, 경전각 센서를 사용하지 않고 보정식 (I)을 구할 수 있어 경전 제어장치를 저렴하게 구성할 수 있다.

(3) 압력센서(5)는 경전각 센서에 비하여 온도 특성이 좋기 때문에, 고온조건하에서 작업을 한 경우이더라도 펌프 경전을 정밀도 좋게 보정할 수 있다.

(4) 통상 제어시에 피드백 제어를 행하지 않고 오픈 루프로 펌프 경전을 제어하기 때문에, 펌프 경전 제어의 응답 지연을 방지할 수 있다.

- 제 2 실시형태 -

도 13을 참조하여 본 발명에 의한 경전 제어장치의 제 2 실시형태에 대하여 설명한다.

제 2 실시형태가 제 1 실시형태와 다른 것은, 컨트롤러(10) 내에서의 처리이다. 즉 제 2 실시형태에서는, 피드백 제어에 의하여 펌프 경전(θ)을 제어한다.

도 13은 제 2 실시형태에 관한 컨트롤러(10) 내에서 행하여지는 연산내용을 나타내는 블럭도이다. 압력센서(9)로 검출한 포지티브 컨트롤압(Pn)은 목표 펌프 경전 연산회로(21)에 도입된다. 목표 펌프 경전 연산회로(21)는 미리 설정된 도 12와 동일한 특성에 의거하여 포지티브 컨트롤압(Pn)에 대응한 목표 펌프 경전(θ0)을 연산한다. 목표 펌프 경전(θ0)은 목표 지령압 연산회로(22)에 도입되고, 목표 지령압연산회로(22)는, 미리 설정된 도 9와 동일한 특성에 의거하여 목표 펌프 경전(θ0)에 대응한 목표 지령압(P0)을 연산한다. 목표 지령압(P0)은 목표 구동전류 연산회로(23)와 감산회로(24)에 도입된다.

목표 구동전류 연산회로(23)는 미리 설정된 도 10과 동일한 특성에 의거하여 목표 지령압(P0)에 대응한 목표 구동전류(i0)를 연산한다. 감산회로(24)는 목표 지령압(P0)으로부터 압력센서(5)로 검출한 2차압(Pa)을 감산하고, 압력의 편차(ΔP)(= P0 - Pa)를 연산한다. 편차(ΔP)는 전류값 보정 연산회로(25)에 도입되고, 전류값 보정 연산회로(25)는 미리 설정된 도 10과 동일한 특성에 의거하여 편차(ΔP)에 대응한 보정 전류(Δi)를 연산한다. 목표 구동전류(i0)와 보정전류(Δi)는 가산회로(26)에 도입되고, 가산회로(26)는 목표 구동전류(i0)에 보정 전류(Δi)를 가산하여 보정후의 목표 구동전류(ix)를 연산한다. 증폭기(27)는 목표 구동전류(ix)를 증폭하여 비례 전자밸브(4)에 출력한다.

제 2 실시형태에서는 압력센서(5)로 검출한 2차압(Pa)이 목표 지령압(P0)보다클 때는, 편차(ΔP)는 0보다 작고, 목표 구동전류(ix)는 목표 구동전류(i0)보다 작아진다. 이에 의하여 2차압(Pa)이 목표 지령 압력(P0)과 같아지도록 비례 전자밸브(4)가 피드백 제어된다. 또 압력센서(5)로 검출한 2차압(Pa)이 목표 지령압(P0)보다 작을 때는 편차(ΔP)는 O보다 크고, 목표 구동전류(ix)는 목표 구동전류(i0)보다 커진다. 이에 의하여 2차압(Pa)이 목표 지령 압력(P0)과 같아지도록 비례 전자밸브(4)가 피드백 제어된다.

이와 같이 제 2 실시형태에서는 2차압(Pa)이 목표 지령 압력(P0)과 같아지도록 비례 전자밸브(4)를 피드백 제어하도록 하였기 때문에, 비례 전자밸브(4)의 특성에 불균일이 있어도 펌프 경전을 정밀도 좋게 제어할 수 있다. 또 경전각 센서를 사용하지 않고 경전 제어를 행하기 때문에, 경전 제어장치를 저렴하게 구성할 수 있다. 피드백 제어의 경우에는 통상 제어를 행하기 전에 학습제어를 행할 필요가 없기 때문에 신속한 작업이 가능하다.

- 제 3 실시형태 -

도 14 ~ 도 19를 참조하여 본 발명에 의한 경전 제어장치의 제 3 실시형태에 대하여 설명한다.

일반적으로 비례 전자밸브(4)는 스풀의 고착을 방지하기 위하여 항상 진동하도록 구성되어 있다(이른바 디더 진동). 이 때문에 압력센서(5)가 검출하는 2차 압(Pa)에는 불균일이 있고, 이 불균일이 펌프 경전 보정의 정밀도를 악화시키는 요인이 된다. 이 점을 고려한 것이 제 3 실시형태이다. 또한 제 3 실시형태가 제 1 실시형태와 다른 것은 컨트롤러(10) 내에서의 처리이며, 이하에서는 제 1 실시형태와의 상위점을 주로 설명한다.

컨트롤러(10)에는 펌프 최소 경전(θmin)에 대응한 비례 전자밸브(4)의 설계상의 2차압[기준 제어압(Pmin)] 및 이것에 대응하는 비례 전자밸브(4)의 구동전류(기준 제어 신호)(iAmin)와, 펌프 최대 경전(θmax)에 대응한 2차압[기준 제어압(Pmax)] 및 구동전류(기준 제어신호)(iAmax)가 미리 기억되어 있다(도 17, 18 참조). 도 14는 제 3 실시형태에 관한 경전 제어장치의 컨트롤러(10) 내에서 실행되는 학습제어의 일례를 나타내는 플로우차트이고, 도 15는 통상 제어의 일례를 나타내는 플로우차트이다.

제 3 실시형태에서도 제 1 실시형태와 마찬가지로 모드 스위치(8)가 온되면 학습제어를 개시한다. 즉, 먼저 단계 S701에서 미리 정한 비례 전자밸브(4)의 설계특성(도 18의 f0)에 의하여 펌프 최소 경전(θmin) 또는 그 근방의 경전(θ)에 대응한 구동전류(i11)(예를 들면 iAmin)를 연산하고, 이 구동전류(il1)를 비례 전자밸브(4)에 출력한다. 이어서 단계 S702에서 2차압 데이터가 안정될 때까지 소정시간(예를 들면 5초)을 카운트하여, 소정시간의 경과후에 이하의 샘플링처리에 의하여 구한 2차압(Pas)을 판독한다.

도 16은 2차압의 샘플링처리를 나타내는 플로우차트이다. 이 플로우차트는 전원 스위치의 온후에 항시 실행된다. 먼저 단계 S801에서 압력센서(5)가 검출한 비례 전자밸브(4)의 2차압(Pa)를 판독한다. 이어서 단계 S802에서 2차압(Pa)의 이동 평균값을 구한다. 이동 평균값은 소정수(예를 들면 4개)의 새롭게 판독한 2차압 데이터의 합을, 그 소정수로 나눔으로써 구할 수 있다. 예를 들면 2차압(Pa1, Pa2, Pa3, Pa4)이 차례로 샘플링된 경우, 이동 평균값은(Pa1 + Pa2 + Pa3 + Pa4)/4이고, 다음 순간에 Pa5가 샘플링된 경우, 이동 평균값은(Pa2 + Pa3 + Pa4 + Pa5)/4가 된다.

단계 S803에서는 이동 평균값을 저대역 통과 필터에 곱하고(저대역 통과 필터처리), 그 필터링한 값을, 단계 S804에서 샘플링 처리후의 2차압(Pas)으로서 설정한다. 이에 의하여 압력센서(5)가 검출한 데이터로부터 진동성분이 제거된다. 이와 같이 하여 구한 2차압(Pas)을 도 14의 단계 S703에서 판독하고, 실측 2차압(P11)으로서 메모리에 기억한다.

이어서, 단계 S704에서 비례 전자밸브(4)의 설계특성(도 18의 f0)으로부터 얻어지는 펌프 최대 경전(θmax) 또는 그 근방의 경전(θ)에 대응한 구동전류(i12)(예를 들면 iAmax)를 비례 전자밸브(4)에 출력한다. 이어서 단계 S705에서 2차압 데이터가 안정될 때까지 소정시간(예를 들면 5초)을 카운트한다. 단계 S706에서는 소정시간의 경과 후에, 상기한 샘플링 처리에 의하여 구한 2차압(Pas)을 판독하고, 실측 2차압(P12)으로서 메모리에 기억한다. 이에 의하여 도 17에 나타내는 바와 같이 2차압과 제어신호(전류)와의 관계(실측값)가 구해진다.

단계 S707에서는 도 17의 관계를 사용하여 미리 정한 기준 제어압(Pmin, Pmax)에 대응하는 구동전류(imin, imax)를 연산한다. 연산식은 다음식 (II)가 된 다.

여기서 구한 imin, imax는 하나하나의 비례 전자밸브(4)의 최소 경전(θmin), 최대 경전(θmax)에 대응하는 구동전류를 의미한다. 즉 비례 전자밸브(4)에 전류(imin, imax)를 출력하면 실제 펌프 경전은 θmin, θmax가 된다.

이어서 단계 S708에서 imin, imax에서 미리 정한 구동전류(iAmin, iAmax)를 각각 감산하여 도 18에 나타내는 전류 보정값(Δimin, Δimax)를 연산하고, 메모리에 기억한다. 이에 의하여 도 19에 나타내는 바와 같이 비례 전자밸브(4)의 보정 특성(f1)을 구할 수 있다. 이상에 의하여 학습 제어를 종료한다. 또한 학습 제어의 종료시에 예를 들면 운전석의 램프 등을 점등시켜 학습 제어가 종료하였다라는 취지를 작업원에게 통지하도록 하여도 좋다. 목표 펌프 경전(θ0)에 대한 기준 특성(f0)과 보정 특성(f1)의 편차[보정값(Δia)]는 다음식(III)에 의하여 산출할 수 있다.

학습 제어가 종료하고 모드 스위치(8)가 오프되면 도 15의 통상 제어를 개시 한다. 먼저 단계 S751에서 압력센서(9)로 검출한 포지티브 컨트롤압(Pn)(예를 들면 도 12의 Pn3)을 판독한다. 이어서 단계 S752에서 도 12에 나타내는 목표 펌프 경전의 특성에 의하여 포지티브 컨트롤압(Pn)(= Pn3)에 대응하는 목표 펌프 경전(θ0)(=θ03)을 구한다. 단계 S753에서는 비례 전자밸브(4)의 기준특성(f0)(도 19)에 의거하여 목표 펌프 경전(θ0)에 대응하는 구동전류(i0)를 연산한다.

단계 S754에서는 학습 제어로 구한 전류 보정값(Δimin, Δimax)을 사용하여 상기 수학식 (III)에 의하여 목표 펌프 경전(θ0)에 대응한 전류 보정값(Δi0)을 연산한다. 이어서 단계 S755에서 구동전류(i0)에 전류 보정값(Δi0)을 가산하여 목표구동전류(i)를 연산하고, 단계 S756에서 이 목표 구동전류(i)를 비례 전자밸브(4)에 출력한다. 이상의 처리를 통상 제어에서 반복한다.

이와 같이 제 3 실시형태에서는 압력센서(5)의 검출값(Pa)의 이동 평균을 구함과 동시에 저대역 통과 필터에 곱하여 검출값(Pa)의 진동성분을 제거하고(샘플링처리), 샘플링 처리후의 2차압(Pas)을 기준으로 비례 전자밸브(4)의 기준이 되는 전류 보정값(Δimin, Δimax)을 구하고(학습제어), 목표 펌프 경전(θ0)에 대응한 전류보정값(Δi0)을 연산하도록 하였다(통상 제어). 즉 학습제어로 압력센서(5)의 검출값(Pa)을 직접 판독하는 것은 아니고, 샘플링 처리후의 값(Pas)을 판독하도록 하였다. 이에 의하여 비례 전자밸브(4)의 디더 진동의 영향에 의하여 압력 검출값(Pa)에 불균일이 있어도 학습 제어시의 2차압(Pas)은 안정되어 비례 전자밸브(4)의 기준이 되는 전류 보정값(Δimin, Δimax)을 정밀도 좋게 구할 수 있고, 펌프 경전을 정밀도 좋게 목표 펌프 경전(θ0)으로 제어할 수 있다.

- 제 4 실시형태 -

도 20, 도 21을 참조하여 본 발명에 의한 경전 제어장치의 제 4 실시형태에 대하여 설명한다.

상기 제 3 실시형태에서는 비례 전자밸브(4)의 디더 진동의 영향을 고려하였으나, 제 4 실시형태에서는 다시 비례 전자밸브(4)의 히스테리시스의 영향도 고려한다. 즉 비례 전자밸브(4)의 전류압력 특성은 도 20에 나타내는 바와 같이 히스테리시스를 가지고, 전류를 증가시키는 과정에서 검출되는 2차압, 예를 들면 펌프 최소 경전(θmin)에 대응하는 2차압(P11a) 및 펌프 최대 경전(θmax)에 대응하는 2차압(P12a)은 전류를 감소시키는 과정에서 검출되는 2차압(P11b, P12b)보다 작다. 따라서 학습 제어시에 비례 전자밸브(4)에의 구동전류(i11, i12)의 출력방법, 즉 도 14의 단계 S701, 단계 S704에서 어떻게 전류를 출력하는지에 따라 기준이 되는 실측 2차압의 값이 달라, 전류 보정값(Δimin, Δimax)이 영향을 받는다.

이 경우, P11a < P11b, P12a < P12b 이기 때문에, 최소 2차압(P11a)이 펌프 최소 경전(θmin)에 양호하게 대응하고, 최대 2차압(P12b)이 펌프 최대 경전(θmax)에 양호하게 대응한다. 이 점을 고려하여 제 4 실시형태에서는 도 14의 단계 S701, S704에서 이하와 같이 비례 전자밸브(4)에 전류(i11, i12)를 출력한다.

즉, 단계 S701에서는 학습 제어 개시 후에 도 21에 나타내는 바와 같이 구동전류를 i11까지 증가시켜 출력한다. 이에 의하여 소정시간 경과 후(시점 t1)의 실측 압력(P11)(단계 S703)은 펌프 최소 경전(θmin)에 대응한 최소 2차압(P11a)이 된다. 이것에 대하여 단계 S704에서는 구동전류를 일단 i12를 넘어 최대로 한 후, i12까지 감소시켜 출력한다. 이에 의하여 소정시간 경과후(시점 t2)의 실측 압력(P12)(단계 S706)은, 펌프 최대 경전(θmax)에 대응한 최대 2차압(P12b)이 된다.

이와 같이 제 4 실시형태에서는 비례 전자밸브(4)에 대한 구동전류를 증가시켜 펌프 최소 경전(θmin)에 대응한 전류(i11)를 출력함과 동시에, 구동전류를 일단 최대로 한 후에 감소시켜 펌프 최대 경전(θmax)에 대응한 전류(i12)를 출력하도록 하였다. 이에 의하여 학습 제어시에 실측되는 기준이 되는 압력(P11, P12)이 펌프 최소 경전(θmin) 및 펌프 최대 경전(θmax)에 양호하게 대응한 것이 되고, 비례 전자밸브(4)가 가지는 히스테리시스의 특성을 고려하여 정밀도 좋게 펌프 경전 보정을 행할 수 있다.

또한 제 4 실시형태에서는 경전을 증가시키는 과정에서 검출한 최소 경전(θmin)에 대응한 실측 압력(P11)(제 1 실측 압력)과 경전을 감소시키는 과정에서 검출한 최대 경전(θmax)에 대응한 실측 압력(P12)(제 2 실측 압력)에 의거하여 경전 제어신호(imin, imax)를 연산하였으나, 제 1 실시형태에서도 마찬가지로 하여 보정의 기준이 되는 실측 압력(Pa)(단계 S409)을 검출하도록 하여도 좋다. 즉 경전을 증가시키는 과정에서 검출한 실측 압력(Pa) 및 경전을 감소시키는 과정에서 검출한 실측압력(Pa)에 의거하여 경전 제어신호(i)를 보정하도록 하여도 좋다. 또 제 1 실시형태에서도 제 3 실시형태와 마찬가지로 압력 검출값(Pa)을 필터링 처리하여도 좋다. 이에 의하여 단계 S410 ~ 단계 S413의 처리가 불필요하게 된다.

또한 상기 실시형태에서는 유압펌프(1)의 경전을 제어하는 경전 제어장치에 대하여 설명하였으나, 경전을 변경 가능한 다른 유압기기(예를 들면 유압 모터)에 서도 동일하게 적용 가능하다. 비례 전자밸브(4)로부터의 2차압(Pa)에 의하여 펌프 경전을 제어하도록 하였으나, 경전 제어 압력을 발생하는 다른 경전 변경수단을 사용하여도 좋다. 따라서 경전 변경수단으로서의 비례 전자밸브(4)의 기준 특성은 도 9, 도 18의 것에 한정하지 않는다. 제 1 실시형태에서는 목표 펌프 경전(θ0)을 2점 설정하고(θ01, θ02), 보정 압력(ΔP0)의 특성을 1차식 (I)으로 구하였으나, 기준이 되는 경전(θ0)을 1점만 설정하여도, 또는 3점 이상 설정하여도 좋고, 보정 압력(Δ0)의 특성도 1차식 (I)이라고는 한정하지 않는다. 마찬가지로 제 3 실시형태에서도 목표 펌프 경전(θ0)을 1점만 설정하여도 3점 이상 설정하여도 좋다.

조작레버(12)의 조작에 의하여 포지티브 컨트롤압(Pn)을 발생시켜 지령값으로서의 목표 펌프 경전(θ0)을 입력하도록 하였으나, 다른 입력수단을 사용하여도 좋다. 압력센서(5)에 의하여 목표 지령 압력(P0)에 대응한 압력(Pa)을 검출하였으나, 다른 압력 검출수단을 사용하여도 좋다.

제 1 실시형태에서는 미리 정한 도 9의 특성에 의거하여 목표 펌프 경전(θ0)에 따른 목표 지령 압력(P0)을 연산함과 동시에, 도 10의 특성에 의거하여 목표 펌프 경전(θ0)에 대응한 목표 구동전류(i0)를 연산하도록 하였으나, 압력 연산수단 및 신호 연산수단의 구성은 이것에 한정하지 않는다. 목표 지령 압력(P0)과 실측 압력(Pa)에 의거하여 목표 구동전류(i0)를 보정하는 것이면, 보정수단으로서의 컨트롤러(10) 내에서의 처리는 상기한 것에 한정하지 않는다. 또 컨트롤러(10)에 의하여 학습 제어를 행하여 보정식 (I)을 설정함과 동시에, 통상 제어시에 보정식 (I)에 의거하여 보정 압력(ΔP)을 연산하도록 하였으나, 압력 특성 설정수단 및 보정 압력 연산수단의 구성은 이것에 한정하지 않는다.

제 3 실시형태에서는, 미리 정한 도 18의 기준 특성(f0)에 의거하여 컨트롤러(10)가 목표 펌프 경전(θ0)에 따른 제어신호(il1, i12)를 출력하도록 하였으나, 신호 출력수단의 구성은 이것에 한정하지 않는다. 기준이 되는 펌프 경전(θmin, θmax)에 대응하는 기준 제어신호(iAmin, iAmax) 및 기준 제어압(Pmin, Pmax)을 미리 메모리에 기억하였으나, 기준 제어신호(iAmin, iAmax), 기준 제어압(Pmin, Pmax)의 설정은 이것에 한정하지 않는다. 예를 들면 임의의 펌프 경전을 기준이 되는 펌프 경전으로서 수동 입력하면, 컨트롤러(10)가 기준 특성(f0)에 의거하여 이 펌프 경전에 대응하는 전류(설계값) 및 압력(설계값)을 연산하고, 이것을 기준 제어신호 및 기준 제어압으로 하여도 좋다. 실측 압력(P11, P12)으로 구해진 전류(imin, imax)와 기준 제어신호(iAmin, iAmax)와의 편차(Δimin, Δimax)(전류 보정값)에 의거하여 제어신호를 보정하는 것이면, 보정수단의 구성도 상기한 것에 한정하지 않는다.

즉, 본 발명의 특징, 기능을 실현할 수 있는 한, 본 발명은 실시형태의 경전 제어장치에 한정되지 않는다. 또한 이상의 설명은 어디까지나 일례이며, 발명을 해석할 때, 상기 실시형태의 기재사항과 특허청구의 범위의 기재사항의 대응관계에 전혀 한정도 구속도 되지 않는다.

본 발명은 가변 용량형의 유압펌프나 유압모터 등을 가지는 다른 건설기계에 도 적용할 수 있다.

본 출원은 일본국 특허출원2004-91228호를 기초로 하고, 그 내용은 인용문으로서 여기에 포함된다.

Claims (14)

1. 비례전자밸브를 구동하는 경전 제어신호를 경전지령에 의거하여 컨트롤러에 의해 연산하는 연산공정과, 상기 연산공정에서 연산된 경전 제어신호로 상기 비례전자밸브를 구동하고, 상기 비례전자밸브로부터 출력되는 경전 제어압력을 경전 조절장치에 인가하여 유압기기의 경전각을 조절하는 조절공정을 포함하며,

   상기 연산공정에 있어서, 상기 컨트롤러는, 경전지령에 대응한 경전각으로 하기 위하여 필요한 경전 제어압력과, 상기 필요한 경전 제어압력을 상기 비례전자밸브가 출력하기 위하여 필요한 경전 제어신호와의 대응관계를 나타내는 기준특성을 참조하여, 상기 필요한 경전 제어압력에 의거하여 상기 경전 제어신호를 연산하고, 경전각 센서를 탑재하지 않는 유압회로에 이용되는 경전 제어방법에 있어서,

   학습 제어 모드인지 통상 제어 모드인지를 상기 컨트롤러가 판정하는 판정 공정을 포함하고,

   상기 판정 공정에서 학습 제어 모드가 판정되어 있을 때는,

   (a) 상기 컨트롤러에 의해, 상기 경전 제어압력과 경전 제어신호와의 대응 관계를 나타내는 상기 기준특성에 의거하여, 학습용으로 미리 설정한 최소측 경전에 필요한 최소측 경전 제어신호에 대응하는 최소측 경전 제어압력 및 학습용으로 미리 설정한 최대측 경전에 필요한 최대측 경전 제어신호에 대응하는 최대측 경전 제어압력을 연산하는 제 1 학습공정과,

   (b) 상기 컨트롤러에 의해, 상기 최소측 경전 제어신호로 상기 비례전자밸브를 구동하였을 때에 비례전자밸브로부터 출력되는 압력을 제 1 실측 압력으로서 검출함과 동시에, 상기 최대측 경전 제어신호로 상기 비례전자밸브를 구동하였을 때에 비례전자밸브로부터 출력되는 압력을 제 2 실측 압력으로서 검출하는 제 2 학습공정과,

   (c) 상기 컨트롤러에 의해, 상기 최소측 경전 제어압력과 상기 제 1 실측 압력과의 제 1 편차 및 상기 최대측 경전 제어압력과 상기 제 2 실측 압력과의 제 2 편차를 학습값으로서 산출하는 제 3 학습공정과,

   (d) 상기 컨트롤러에 의해, 상기 제 1 및 제 2 편차와 상기 제 1 및 제 2 실측압력을 검출하였을 때의 상기 최소측 경전 및 최대측 경전에 의거하여, 상기 경전지령에 대한 보정압력의 관계를 나타내는 압력 보정 특성을 결정하는 제 4 학습공정을 실행하고,

   상기 판정 공정에서 통상 제어 모드가 판정되어 있을 때는,

   (e) 상기 컨트롤러에 의해, 경전지령이 출력되었을 때, 상기 압력 보정 특성과 상기 경전지령에 의거하여 보정압력을 연산하고, 경전지령에 대응한 경전각으로 하기 위하여 필요한 요구 경전 제어압력을 상기 보정 압력으로 보정하는 제 1 통상공정과,

   (f) 상기 컨트롤러에 의해, 상기 기준특성을 참조하여, 상기 보정한 요구 경전 제어압력에 의거하여 상기 경전 제어신호를 연산하는 제 2 통상공정을 실행하는 것을 특징으로 하는 경전 제어방법.
2. 비례전자밸브를 구동하는 경전 제어신호를 경전지령에 의거하여 컨트롤러에 의해 연산하는 연산공정과, 상기 연산공정에서 연산된 경전 제어신호로 상기 비례전자밸브를 구동하고, 상기 비례전자밸브로부터 출력되는 경전 제어압력을 경전 조절장치에 인가하여 유압기기의 경전각을 조절하는 조절공정을 포함하며,

   상기 연산공정에 있어서, 상기 컨트롤러는, 경전지령과, 경전지령에 대응한 경전각으로 하기 위하여 필요한 경전 제어압력을 비례전자밸브가 출력하기 위하여 필요한 경전 제어신호와의 관계를 나타내는 기준특성을 참조하여, 상기 경전지령에 의거하여 상기 경전 제어신호를 연산하고, 경전각 센서를 탑재하지 않는 유압회로에 이용되는 경전 제어방법에 있어서,

   학습 제어 모드인지 통상 제어 모드인지를 상기 컨트롤러가 판정하는 판정 공정을 포함하고,

   상기 판정 공정에서 학습 제어 모드가 판정되어 있을 때는,

   (a) 상기 컨트롤러에 의해, 학습용의 최소 경전측 제어신호 및 최대 경전측 제어신호를 상기 기준특성에 의거하여 산출하고, 최소 경전측 제어신호 및 최대 경전측 제어신호로 상기 비례전자밸브를 구동하였을 때에 비례전자밸브로부터 각각 출력되는 압력을 제 1 및 제 2 실측 압력으로서 검출하는 제 1 학습공정과,

   (b) 상기 컨트롤러에 의해, 상기 최소 경전측 및 최대 경전측 제어신호와 상기 제 1 및 제 2 실측 압력과의 대응관계에 의거하여, 최소 경전각에 대응하는 경전 제어압력을 비례전자밸브로부터 출력하기 위하여 필요한 최소 경전 제어신호, 및 최대 경전각에 대응하는 경전 제어압력을 비례전자밸브로부터 출력하기 위하여 필요한 최대 경전 제어신호를 산출하는 제 2 학습공정과,

   (c) 상기 컨트롤러에 의해, 상기 필요한 최소 경전 제어신호와 상기 학습용의 최소 경전측 제어신호와의 제 1 편차, 및 상기 필요한 최대 경전 제어신호와 상기 학습용의 최대 경전측 제어신호와의 제 2 편차를 각각 산출하는 제 3 학습공정을 실행하고,

   상기 판정공정에서 통상 제어모드가 판정되어 있을 때는,

   (d) 상기 컨트롤러에 의해, 상기 기준특성과, 상기 제 1 및 제 2 편차와, 경전지령에 의거하여, 상기 경전지령에 대한 보정량을 연산하는 제 1 통상공정과,

   (e) 상기 컨트롤러에 의해, 상기 기준특성을 참조하여, 상기 경전지령에 의거하여 상기 연산공정에서 연산된 경전 제어신호를 상기 보정량으로 보정하는 제 2 통상공정을 실행하는 것을 특징으로 하는 경전 제어방법.
3. 제 1항 또는 제 2항에 있어서,

   상기 제 1 실측 압력을 검출하는 공정에서는, 최소 경전으로부터 경전 제어신호를 증가시켜 최소 경전측의 학습용의 경전 제어신호를 설정하여 상기 제 1 실측 압력을 검출하고,

   상기 제 2 실측 압력을 검출하는 공정에서는, 최대 경전으로부터 경전 제어신호를 감소시켜 최대 경전측의 학습용의 상기 경전 제어신호를 설정하여 상기 제 2 실측 압력을 검출하는 것을 특징으로 하는 경전 제어방법.
4. 비례전자밸브를 구동하는 경전 제어신호를 경전지령에 의거하여 연산하는 연산수단과, 상기 연산수단으로 연산된 경전 제어신호로 상기 비례전자밸브를 구동하고, 상기 비례전자밸브로부터 출력되는 경전 제어압력을 경전 조절장치에 인가하여 유압기기의 경전각을 조절하는 조절수단을 구비하고,

   상기 연산수단은, 경전지령에 대응한 경전각으로 하기 위하여 필요한 경전 제어압력과, 상기 필요한 경전 제어압력을 상기 비례전자밸브가 출력하기 위하여 필요한 경전 제어신호와의 대응관계를 나타내는 기준특성을 참조하여, 상기 필요한 경전 제어압력에 의거하여 상기 경전 제어신호를 연산하고, 경전각 센서를 탑재하지 않는 유압회로에 이용되는 경전 제어장치에 있어서,

   상기 경전 제어 압력과 경전 제어 신호와의 대응 관계를 나타내는 상기 기준특성에 의거하여, 학습용으로 미리 설정한 최소측 경전에 필요한 최소측 경전 제어신호에 대응하는 최소측 경전 제어압력 및 학습용으로 미리 설정한 최대측 경전에 필요한 최대측 경전 제어신호에 대응하는 최대측 경전 제어압력을 연산하는 수단과,

   상기 최소측 경전 제어신호로 상기 비례전자밸브를 구동하였을 때에 비례전자밸브로부터 출력되는 압력을 제 1 실측 압력으로서 검출함과 동시에, 상기 최대측 경전 제어신호로 상기 비례전자밸브를 구동하였을 때에 비례전자밸브로부터 출력되는 압력을 제 2 실측 압력으로서 검출하는 수단과,

   상기 최소측 경전 제어압력과 상기 제 1 실측 압력과의 제 1 편차 및 상기 최대측 경전 제어압력과 상기 제 2 실측 압력과의 제 2 편차를 학습값으로서 산출하는 수단과,

   상기 제 1 및 제 2 편차와 상기 제 1 및 제 2 실측 압력을 검출하였을 때의 상기 최소측 경전 및 최대측 경전에 의거하여, 상기 경전 지령에 대한 보정 압력의 관계를 나타내는 압력 보정 특성을 결정하는 수단과,

   상기 판정 공정에서 통상 제어모드가 판정되어 있을 때는, 경전 지령이 출력되면, 상기 압력 보정 특성과 상기 경전지령에 의거하여 보정 압력을 연산하고, 경전 지령에 대응한 경전각으로 하기 위하여 필요한 요구 경전 제어 압력을 상기 보정 압력으로 보정하는 수단과,

   상기 판정 공정에서 통상 제어 모드가 판정되어 있을 때는, 상기 기준 특성을 참조하여, 상기 보정한 경전 제어 압력에 의거하여 상기 경전 제어 신호를 연산하는 수단을 구비하는 것을 특징으로 하는 경전 제어장치.
5. 비례전자밸브를 구동하는 경전 제어신호를 경전지령에 의거하여 연산하는 연산수단과, 상기 연산수단으로 연산된 경전 제어신호로 상기 비례전자밸브를 구동하고, 상기 비례전자밸브로부터 출력되는 경전 제어압력을 경전 조절장치에 인가하여 유압기기의 경전각을 조절하는 조절수단을 구비하고,

   상기 연산수단은, 경전지령과, 경전지령에 대응한 경전각으로 하기 위하여 필요한 경전 제어압력을 비례전자밸브가 출력하기 위하여 필요한 경전 제어신호와의 관계를 나타내는 기준특성을 참조하여, 상기 경전지령에 의거하여 상기 경전 제어신호를 연산하고, 경전각 센서를 탑재하지 않는 유압회로에 이용되는 경전 제어장치에 있어서,

   학습용의 최소 경전측 제어신호 및 최대 경전측 제어신호로 상기 비례전자밸브를 구동하였을 때에 비례전자밸브로부터 각각 출력되는 압력을 제 1 및 제 2 실측 압력으로서 검출하는 수단과,

   상기 최소 경전측 및 최대 경전측 제어신호와 상기 제 1 및 제 2 실측 압력과의 대응관계에 의거하여, 최소 경전각에 대응하는 경전 제어압력을 비례전자밸브로부터 출력하기 위하여 필요한 최소 경전 제어신호, 및 최대 경전각에 대응하는 경전 제어압력을 비례전자밸브로부터 출력하기 위하여 필요한 최대 경전 제어신호를 산출하는 수단과,

   상기 필요한 최소 경전 제어신호와 상기 학습용의 최소 경전측 제어신호와의 제 1 편차 및 상기 필요한 최대 경전 제어신호와 상기 학습용의 최대 경전측 제어신호와의 제 2 편차를 각각 산출하는 수단과,

   상기 기준특성과, 상기 제 1 및 제 2 편차와, 상기 경전지령에 의거하여 보정량을 연산하는 수단과,

   상기 기준특성을 참조하여, 상기 경전지령에 의거하여 상기 연산수단으로 연산된 경전 제어신호를 상기 보정량으로 보정하는 수단을 구비하는 것을 특징으로 하는 경전 제어장치.
6. 비례전자밸브를 구동하는 경전 제어신호를 경전지령에 의거하여 연산하는 연산처리와, 상기 연산처리에서 연산된 경전 제어신호로 상기 비례전자밸브를 구동하고, 상기 비례전자밸브로부터 출력되는 경전 제어압력을 경전 조절장치에 인가하여 유압기기의 경전각을 조절하는 조절처리를 포함하는 처리를 컴퓨터로 실행하기 위한 경전 제어 프로그램을 기록한, 컴퓨터로 판독가능한 기록매체에 있어서,

   상기 연산처리에서는, 경전지령에 대응한 경전각으로 하기 위하여 필요한 경전 제어압력과, 상기 필요한 경전 제어압력을 상기 비례전자밸브가 출력하기 위하여 필요한 경전 제어신호와의 대응관계를 나타내는 기준특성을 참조하여, 상기 필요한 경전 제어압력에 의거하여 상기 경전 제어신호를 연산하고, 경전각 센서를 탑재하지 않는 유압 제어장치에 이용되는 경전 제어 프로그램을 기록한, 컴퓨터로 판독가능한 기록매체에 있어서,

   학습 제어모드인지 통상 제어모드인지를 판정하는 판정 처리와,

   상기 판정 처리에서 학습 제어모드가 판정되어 있을 때, 상기 경전 제어압력과 경전 제어신호와의 대응 관계를 나타내는 상기 기준특성에 의거하여, 학습용으로 미리 설정한 최소측 경전에 필요한 최소측 경전 제어신호에 대응하는 최소측 경전 제어압력 및 학습용으로 미리 설정한 최대측 경전에 필요한 최대측 경전제어신호에 대응하는 최대측 경전 제어압력을 연산하는 제 1 학습처리와,

   상기 판정 처리에서 학습 제어모드가 판정되어 있을 때, 상기 최소측 경전 제어신호로 상기 비례전자밸브를 구동하였을 때에 비례전자밸브로부터 출력되는 압력을 제 1 실측 압력으로서 검출함과 동시에, 상기 최대측 경전 제어신호로 상기 비례전자밸브를 구동하였을 때에 비례전자밸브로부터 출력되는 압력을 제 2 실측 압력으로서 검출하는 제 2 학습처리와,

   상기 판정 처리에서 학습 제어모드가 판정되어 있을 때, 상기 최소측 경전 제어압력과 상기 제 1 실측 압력과의 제 1 편차 및 상기 최대측 경전 제어압력과 상기 제 2 실측 압력과의 제 2 편차를 학습값으로서 산출하는 제 3 학습처리와,

   상기 판정 처리에서 학습 제어모드가 판정되어 있을 때, 상기 제 1 및 제 2 편차와 상기 제 1 및 제 2 실측압력을 검출하였을 때의 상기 최소측 경전 및 최대측 경전에 의거하여, 상기 경전 지령에 대한 보정 압력의 관계를 나타내는 압력 보정 특성을 결정하는 제 4 학습처리와,

   상기 판정 처리에서 통상 제어모드가 판정되어 있을 때, 상기 경전지령이 출력되면, 상기 압력 보정 특성과 상기 경전지령에 의거하여 보정압력을 연산하고, 경전지령에 대응한 경전각으로 하기 위하여 필요한 경전 제어압력을 상기 보정 압력으로 보정하는 제 1 통상처리와,

   상기 판정 처리에서 통상 제어모드가 판정되어 있을 때, 상기 기준특성을 참조하여, 상기 보정한 경전 제어압력에 의거하여 상기 경전 제어신호를 연산하는 제 2 통상처리를 컴퓨터로 실행하기 위한 경전 제어 프로그램을 기록한, 컴퓨터로 판독가능한 기록매체.
7. 비례전자밸브를 구동하는 경전 제어신호를 경전지령에 의거하여 연산하는 연산처리와, 상기 연산처리에서 연산된 경전 제어신호로 상기 비례전자밸브를 구동하고, 상기 비례전자밸브로부터 출력되는 경전 제어압력을 경전 조절장치에 인가하여 유압기기의 경전각을 조절하는 조절처리를 포함하는 처리를 컴퓨터로 실행하기 위한 프로그램을 기록한, 컴퓨터로 판독가능한 기록매체에 있어서,

   상기 연산처리에서는, 경전지령과, 경전지령에 대응한 경전각으로 하기 위하여 필요한 경전 제어압력을 비례전자밸브가 출력하기 위하여 필요한 경전 제어신호와의 관계를 나타내는 기준특성을 참조하여, 상기 경전지령에 의거하여 상기 경전 제어신호를 연산하고, 경전각 센서를 탑재하지 않는 유압 제어장치에 이용되는 경전 제어 프로그램을 기록한, 컴퓨터로 판독가능한 기록매체에 있어서,

   학습 제어모드인지 통상 제어모드인지를 판정하는 판정 처리와,

   상기 판정 처리에서 학습 제어모드가 판정되어 있을 때, 학습용의 최소 경전측 제어신호 및 최대 경전측 제어신호로 상기 비례전자밸브를 구동하였을 때에 비례전자밸브로부터 각각 출력되는 압력을 제 1 및 제 2 실측 압력으로서 검출하는 제 1 학습처리와,

   상기 판정 처리에서 학습 제어모드가 판정되어 있을 때, 상기 최소 경전측 및 최대 경전측 제어신호와 상기 제 1 및 제 2 실측 압력과의 대응관계에 의거하여, 최소 경전각에 대응하는 경전 제어압력을 비례전자밸브로부터 출력하기 위하여 필요한 최소 경전 제어신호 및 최대 경전각에 대응하는 경전 제어압력을 비례전자밸브로부터 출력하기 위하여 필요한 최대 경전 제어신호를 산출하는 제 2 학습처리와,

   상기 판정 처리에서 학습 제어모드가 판정되어 있을 때, 상기 필요한 최소 경전 제어신호와 상기 학습용의 최소 경전측 제어신호와의 제 1 편차, 및 상기 필요한 최대 경전 제어신호와 상기 학습용의 최대 경전측 제어신호와의 제 2 편차를 각각 산출하는 제 3 학습처리와,

   상기 판정 처리에서 통상 제어모드가 판정되어 있을 때, 상기 기준특성과, 상기 제 1 및 제 2 편차와, 상기 경전지령에 의거하여 보정량을 연산하는 제 1 통상처리와,

   상기 판정 처리에서 통상 제어모드가 판정되어 있을 때, 상기 기준특성을 참조하여, 상기 경전지령에 의거하여 상기 연산 처리에서 연산된 경전 제어신호를 상기 보정량으로 보정하는 제 2 통상처리를 컴퓨터로 실행하기 위한 경전 제어 프로그램을 기록한, 컴퓨터로 판독가능한 기록매체.
8. 제 4항 또는 제 5항에 기재된 경전 제어장치를 구비하는 것을 특징으로 하는 건설기계.
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