JP2009127297A - Abnormality detector of construction machinery, and construction machinery including the same - Google Patents

Abnormality detector of construction machinery, and construction machinery including the same Download PDF

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an abnormality detector of construction machinery, which can determine the occurrence of a failure even if a pressure sensor outputs a normal value, and the construction machinery which includes the abnormality detector. <P>SOLUTION: A drive control portion 32 determines that the pressure sensors 29A and 29B are in an abnormal state, when determining that a signal input from the pressure sensors 29A and 29B and indicating hydraulic pressure falls within a normal value, in the case of determining the nonusable state of the construction machinery by the signal input from a gate lock operation portion 26 and indicating the opened/closed state of a gate 26B. Thus, a failure in the pressure sensors 29A and 29B can be determined even if the hydraulic pressure detected by the pressure sensors 29A and 29B indicates the normal value. <P>COPYRIGHT: (C)2009,JPO&INPIT

Description

本発明は、建設機械の旋回機構の駆動制御を行う建設機械の異常検出装置及びこれを含む建設機械に関する。   The present invention relates to an abnormality detection device for a construction machine that performs drive control of a turning mechanism of the construction machine and a construction machine including the same.

従来より、原動機により駆動される油圧ポンプ及びパイロットポンプ、作業要素を油圧駆動するための油圧アクチュエータ、油圧ポンプから油圧アクチュエータへの圧油の流れを制御する油圧パイロット式のコントロールバルブ、及び、パイロットポンプから供給されるパイロット圧によりコントロールバルブを介して油圧アクチュエータを操作するための操作手段を備える建設機械において、油圧パイロット操作弁に生成されるパイロット2次圧を圧力センサで検出し、圧力センサの出力が運転時における上限値と下限値の間(正常範囲)から外れると、圧力センサが異常であると判定していた(例えば、特許文献1参照)。
特開平2005−290674号公報
Conventionally, a hydraulic pump and a pilot pump driven by a prime mover, a hydraulic actuator for hydraulically driving a working element, a hydraulic pilot type control valve for controlling the flow of pressure oil from the hydraulic pump to the hydraulic actuator, and a pilot pump In a construction machine having an operation means for operating a hydraulic actuator via a control valve by a pilot pressure supplied from a pilot pressure, a pilot secondary pressure generated in the hydraulic pilot operation valve is detected by a pressure sensor, and an output of the pressure sensor Has deviated from between the upper limit value and the lower limit value during operation (normal range), the pressure sensor has been determined to be abnormal (see, for example, Patent Document 1).
Japanese Patent Application Laid-Open No. 2005-290674

ところで、建設機械の使用中に、正常な圧力センサがパイロット2次圧を検出しているときは、圧力センサの出力は上限値と下限値の中間程度の正常値となる。   By the way, when the normal pressure sensor detects the pilot secondary pressure while the construction machine is in use, the output of the pressure sensor becomes a normal value that is approximately between the upper limit value and the lower limit value.

このため、仮に圧力センサが正常範囲内で故障した場合、故障していても正常値を出力している限りは、圧力センサの故障を検出することができなかった。   For this reason, if the pressure sensor fails within the normal range, the failure of the pressure sensor could not be detected as long as a normal value was output even if the pressure sensor failed.

そこで、本発明は、圧力センサが正常値を出力していても故障判定を行うことのできる建設機械の異常検出装置及びこれを含む建設機械を提供することを目的とする。   SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a construction machine abnormality detection device and a construction machine including the same that can perform failure determination even when a pressure sensor outputs a normal value.

本発明の一局面の旋回駆動制御装置は、原動機により駆動される油圧ポンプ及びパイロットポンプと、作業要素を油圧駆動するための油圧アクチュエータと、前記油圧ポンプから前記油圧アクチュエータへの圧油の流れを制御する油圧パイロット式のコントロールバルブと、前記パイロットポンプから供給されるパイロット圧により前記コントロールバルブを介して前記油圧アクチュエータを操作するための操作手段とを備える建設機械の異常を検出する異常検出装置において、前記パイロットポンプから前記操作手段に前記パイロット圧を伝達するパイロットラインに配設され、建設機械の使用時は前記パイロット圧を前記操作手段に伝達し、不使用時は前記パイロット圧の前記操作手段への伝達を遮断する遮断弁と、前記パイロット圧を検出する油圧検出手段と、建設機械の使用可能な状態と使用不可能な状態を検出する使用状態検出手段と、前記使用状態検出手段によって使用不可能な状態が検出されているときに、前記油圧検出手段の検出結果に基づき、前記油圧検出手段の異常を判定する異常判定手段とを含む。   A turning drive control device according to one aspect of the present invention includes a hydraulic pump and a pilot pump driven by a prime mover, a hydraulic actuator for hydraulically driving a work element, and a flow of pressure oil from the hydraulic pump to the hydraulic actuator. In an abnormality detection device for detecting an abnormality of a construction machine, comprising: a hydraulic pilot control valve to be controlled; and an operation means for operating the hydraulic actuator via the control valve by a pilot pressure supplied from the pilot pump The pilot pump is disposed in a pilot line that transmits the pilot pressure from the pilot pump to the operation means, and transmits the pilot pressure to the operation means when the construction machine is used, and the pilot pressure operation means when the construction machine is not used. A shutoff valve that shuts off the transmission to the pilot pressure and the pilot pressure A hydraulic pressure detecting means for outputting, a usage status detecting means for detecting a usable state and an unusable state of the construction machine, and when the unusable state is detected by the usage status detecting means, the hydraulic pressure is detected. And an abnormality determination unit that determines an abnormality of the hydraulic pressure detection unit based on a detection result of the detection unit.

また、前記使用状態検出手段は、建設機械の運転席への乗降の際に開閉されるゲートロック装置が作動しているときに建設機械の使用可能な状態を検出し、前記ゲートロック装置が作動していないときに建設機械の使用不可能な状態を検出してもよい。   The use state detecting means detects a usable state of the construction machine when the gate lock device that is opened and closed when the construction machine gets on and off the driver's seat is operated, and the gate lock device is activated. When it is not, the unusable state of the construction machine may be detected.

また、前記異常判定手段は、前記使用状態検出手段によって建設機械の使用不可能な状態が検出されているときに、前記油圧検出手段の検出値が所定の正常範囲内である場合に、前記油圧検出手段が異常であると判定してもよい。   In addition, the abnormality determination unit is configured to detect the hydraulic pressure when a detected value of the hydraulic pressure detection unit is within a predetermined normal range when an unusable state of the construction machine is detected by the usage state detection unit. It may be determined that the detection means is abnormal.

また、前記油圧検出手段の異常を運転者に報知する報知手段をさらに備えてもよい。   Moreover, you may further provide the alerting | reporting means which alert | reports the abnormality of the said oil-pressure detection means to a driver | operator.

本発明の一局面の建設機械は、前記いずれかに記載の旋回駆動制御装置を含む。   A construction machine according to one aspect of the present invention includes the turning drive control device according to any one of the above.

本発明によれば、圧力センサが正常値を出力していても故障判定を行うことのできる建設機械の異常検出装置及びこれを含む建設機械を提供できるという特有の効果が得られる。   Advantageous Effects of Invention According to the present invention, it is possible to provide a specific effect that a construction machine abnormality detection device capable of performing failure determination even when the pressure sensor outputs a normal value and a construction machine including the same can be provided.

以下、本発明の建設機械の異常検出装置及びこれを含む建設機械を適用した実施の形態について説明する。   DESCRIPTION OF EMBODIMENTS Hereinafter, an embodiment of a construction machine abnormality detection device and a construction machine including the construction machine according to the present invention will be described.

図1は、本実施の形態の異常検出装置を含む建設機械を示す側面図である。   FIG. 1 is a side view showing a construction machine including the abnormality detection device of the present embodiment.

この建設機械の下部走行体1には、旋回機構2を介して上部旋回体3が搭載されている。また、上部旋回体3には、ブーム4、アーム5、及びバケット6と、これらを油圧駆動するためのブームシリンダ7、アームシリンダ8、及びバケットシリンダ9に加えて、キャビン10及び動力源が搭載される。   An upper swing body 3 is mounted on the lower traveling body 1 of the construction machine via a swing mechanism 2. In addition to the boom 4, the arm 5, and the bucket 6, and the boom cylinder 7, the arm cylinder 8, and the bucket cylinder 9 for hydraulically driving them, the upper swing body 3 is equipped with a cabin 10 and a power source. Is done.

「全体構成」
図2は、本実施の形態の異常検出装置を含む建設機械の構成を表すブロック図である。この図2では、機械的動力系を二重線、高圧油圧ラインを実線、パイロットラインを破線、電気駆動・制御系を一点鎖線でそれぞれ示す。
"overall structure"
FIG. 2 is a block diagram showing the configuration of the construction machine including the abnormality detection device of the present embodiment. In FIG. 2, the mechanical power system is indicated by a double line, the high-pressure hydraulic line is indicated by a solid line, the pilot line is indicated by a broken line, and the electric drive / control system is indicated by a one-dot chain line.

機械式駆動部としてのエンジン11と、アシスト駆動部としての電動発電機12は、ともに増力機としての減速機13の入力軸に接続されている。また、この減速機13の出力軸には、メインポンプ14及びパイロットポンプ15が接続されている。メインポンプ14には、高圧油圧ライン16を介してコントロールバルブ17が接続されている。   An engine 11 as a mechanical drive unit and a motor generator 12 as an assist drive unit are both connected to an input shaft of a speed reducer 13 as a booster. A main pump 14 and a pilot pump 15 are connected to the output shaft of the speed reducer 13. A control valve 17 is connected to the main pump 14 via a high pressure hydraulic line 16.

コントロールバルブ17は、本実施の形態の建設機械における油圧系の制御を行う制御装置であり、このコントロールバルブ17には、下部走行体1用の油圧モータ1A(右用)及び1B(左用)、ブームシリンダ7、アームシリンダ8、及びバケットシリンダ9が高圧油圧ラインを介して接続される。   The control valve 17 is a control device that controls the hydraulic system in the construction machine of the present embodiment. The control valve 17 includes hydraulic motors 1A (for right) and 1B (for left) for the lower traveling body 1, The boom cylinder 7, the arm cylinder 8, and the bucket cylinder 9 are connected via a high pressure hydraulic line.

また、電動発電機12には、インバータ18を介してバッテリ19が接続されており、また、バッテリ19には、インバータ20を介して旋回用電動機21が接続されている。   In addition, a battery 19 is connected to the motor generator 12 via an inverter 18, and a turning motor 21 is connected to the battery 19 via an inverter 20.

旋回用電動機21の回転軸21aには、レゾルバ22、メカニカルブレーキ23、及び旋回減速機24が接続される。また、パイロットポンプ15には、パイロットライン15Aを介して操作装置27が接続される。このパイロットライン15Aには、遮断弁25が配設されており、この遮断弁25は、ゲートロック操作部26の操作によって連通状態/遮断状態の切り替えが行われる。   A resolver 22, a mechanical brake 23, and a turning speed reducer 24 are connected to the rotating shaft 21 a of the turning electric motor 21. Further, the operating device 27 is connected to the pilot pump 15 via a pilot line 15A. The pilot line 15A is provided with a shut-off valve 25, and the shut-off valve 25 is switched between a communication state and a shut-off state by an operation of the gate lock operation unit 26.

操作装置27には、油圧ライン28A及び28Bを介して、コントロールバルブ17及び圧力センサ29A、29Bがそれぞれ接続される。この圧力センサ29A、29Bには、本実施の形態の建設機械の電気系の駆動制御を行うコントローラ30が接続されている。   The control device 17 and pressure sensors 29A and 29B are connected to the operating device 27 via hydraulic lines 28A and 28B, respectively. The pressure sensors 29A and 29B are connected to a controller 30 that performs drive control of the electric system of the construction machine according to the present embodiment.

このような本実施の形態の建設機械は、エンジン11、電動発電機12、及び旋回用電動機21を動力源とするハイブリッド型の建設機械である。これらの動力源は、図1に示す上部旋回体3に搭載される。以下、各部について説明する。   The construction machine of this embodiment is a hybrid construction machine that uses the engine 11, the motor generator 12, and the turning electric motor 21 as power sources. These power sources are mounted on the upper swing body 3 shown in FIG. Hereinafter, each part will be described.

「各部の構成」
エンジン11は、例えば、ディーゼルエンジンで構成される内燃機関であり、その出力軸は減速機13の一方の入力軸に接続される。このエンジン11は、建設機械の運転中は常時運転される。
"Configuration of each part"
The engine 11 is an internal combustion engine composed of, for example, a diesel engine, and its output shaft is connected to one input shaft of the speed reducer 13. The engine 11 is always operated during the operation of the construction machine.

電動発電機12は、力行運転及び回生運転の双方が可能な電動機であればよい。ここでは、電動発電機12として、インバータ20によって交流駆動される電動発電機を示す。この電動発電機12は、例えば、磁石がロータ内部に埋め込まれたIPM(Interior Permanent Magnetic)モータで構成することができる。電動発電機12の回転軸は減速機13の他方の入力軸に接続される。   The motor generator 12 may be an electric motor capable of both power running operation and regenerative operation. Here, a motor generator that is AC driven by an inverter 20 is shown as the motor generator 12. The motor generator 12 can be constituted by, for example, an IPM (Interior Permanent Magnetic) motor in which a magnet is embedded in a rotor. The rotating shaft of the motor generator 12 is connected to the other input shaft of the speed reducer 13.

減速機13は、2つの入力軸と1つの出力軸を有する。2つの入力軸の各々には、エンジン11の駆動軸と電動発電機12の駆動軸が接続される。また、出力軸にはメインポンプ14の駆動軸が接続される。エンジン11の負荷が大きい場合には、電動発電機12が力行運転を行い、電動発電機12の駆動力が減速機13の出力軸を経てメインポンプ14に伝達される。これによりエンジン11の駆動がアシストされる。一方、エンジン11の負荷が小さい場合は、エンジン11の駆動力が減速機13を経て電動発電機12に伝達されることにより、電動発電機12が回生運転による発電を行う。電動発電機12の力行運転と回生運転の切り替えは、コントローラ30により、エンジン11の負荷等に応じて行われる。   The speed reducer 13 has two input shafts and one output shaft. A drive shaft of the engine 11 and a drive shaft of the motor generator 12 are connected to each of the two input shafts. Further, the drive shaft of the main pump 14 is connected to the output shaft. When the load on the engine 11 is large, the motor generator 12 performs a power running operation, and the driving force of the motor generator 12 is transmitted to the main pump 14 via the output shaft of the speed reducer 13. Thereby, driving of the engine 11 is assisted. On the other hand, when the load on the engine 11 is small, the driving force of the engine 11 is transmitted to the motor generator 12 via the speed reducer 13 so that the motor generator 12 generates power by regenerative operation. Switching between the power running operation and the regenerative operation of the motor generator 12 is performed by the controller 30 according to the load of the engine 11 and the like.

メインポンプ14は、コントロールバルブ17に供給するための油圧を発生するポンプである。この油圧は、コントロールバルブ17を介して油圧モータ1A、1B、ブームシリンダ7、アームシリンダ8、及びバケットシリンダ9の各々を駆動するために供給される。   The main pump 14 is a pump that generates hydraulic pressure to be supplied to the control valve 17. This hydraulic pressure is supplied to drive each of the hydraulic motors 1 </ b> A and 1 </ b> B, the boom cylinder 7, the arm cylinder 8, and the bucket cylinder 9 via the control valve 17.

パイロットポンプ15は、油圧操作系に必要なパイロット圧を発生するポンプである。この油圧操作系の構成については後述する。   The pilot pump 15 is a pump that generates a pilot pressure necessary for the hydraulic operation system. The configuration of this hydraulic operation system will be described later.

コントロールバルブ17は、高圧油圧ラインを介して接続される下部走行体1用の油圧モータ1A、1B、ブームシリンダ7、アームシリンダ8、及びバケットシリンダ9の各々に供給する油圧を運転者の操作入力に応じて制御することにより、これらを油圧駆動制御する油圧制御装置である。   The control valve 17 inputs the hydraulic pressure supplied to each of the hydraulic motors 1A, 1B, the boom cylinder 7, the arm cylinder 8 and the bucket cylinder 9 for the lower traveling body 1 connected via a high-pressure hydraulic line. It is a hydraulic control device which controls these hydraulically by controlling according to the above.

インバータ18は、電動発電機12の力行運転に必要な電力をバッテリ19から電動発電機12に供給するとともに、電動発電機12の回生運転によって発電された電力をバッテリ19に充電するために電動発電機12とバッテリ19との間に設けられたインバータである。   The inverter 18 supplies electric power necessary for the power running operation of the motor generator 12 from the battery 19 to the motor generator 12, and at the same time, charges the battery 19 with electric power generated by the regenerative operation of the motor generator 12. It is an inverter provided between the machine 12 and the battery 19.

バッテリ19は、インバータ18とインバータ20との間に配設されている。これにより、電動発電機12と旋回用電動機21の少なくともどちらか一方が力行運転を行っている際には、力行運転に必要な電力を供給するとともに、また、少なくともどちらか一方が回生運転を行っている際には、回生運転によって発生した回生電力を電気エネルギーとして蓄積するための電源である。   The battery 19 is disposed between the inverter 18 and the inverter 20. As a result, when at least one of the motor generator 12 and the turning electric motor 21 is performing the power running operation, the electric power necessary for the power running operation is supplied, and at least one of them is performing the regenerative operation. The power source for storing the regenerative power generated by the regenerative operation as electrical energy.

インバータ20は、上述の如く旋回用電動機21とバッテリ19との間に設けられ、コントローラ30からの指令に基づき、旋回用電動機21に対して運転制御を行う。これにより、インバータが旋回用電動機21の力業を運転制御している際には、必要な電力をバッテリ19から旋回用電動機21に供給する。また、旋回用電動機21が回生運転をしている際には、旋回用電動機21により発電された電力をバッテリ19へ充電する。   The inverter 20 is provided between the turning electric motor 21 and the battery 19 as described above, and performs operation control on the turning electric motor 21 based on a command from the controller 30. As a result, when the inverter controls the power of the turning electric motor 21, the necessary electric power is supplied from the battery 19 to the turning electric motor 21. Further, when the turning electric motor 21 is performing a regenerative operation, the battery 19 is charged with the electric power generated by the turning electric motor 21.

旋回用電動機21は、力行運転及び回生運転の双方が可能な電動機であればよく、上部旋回体3の旋回機構2を駆動するために設けられている。力行運転の際には、旋回用電動機21の回転駆動力の回転力が減速機24にて増幅され、上部旋回体3が加減速制御され回転運動を行う。また、上部旋回体3の慣性回転により、減速機24にて回転数が増加されて旋回用電動機21に伝達され、回生電力を発生させることができる。ここでは、旋回用電動機21として、PWM(Pulse Width Modulation)制御信号によりインバータ20によって交流駆動される電動機を示す。この旋回用電動機21は、例えば、磁石埋込型のIPMモータで構成することができる。これにより、より大きな誘導起電力を発生させることができるので、回生時に旋回用電動機21にて発電される電力を増大させることができる。   The turning electric motor 21 may be an electric motor capable of both power running operation and regenerative operation, and is provided for driving the turning mechanism 2 of the upper turning body 3. During the power running operation, the rotational force of the rotational driving force of the turning electric motor 21 is amplified by the speed reducer 24, and the upper turning body 3 is subjected to acceleration / deceleration control to perform rotational motion. Further, due to the inertial rotation of the upper swing body 3, the number of rotations is increased by the speed reducer 24 and transmitted to the turning electric motor 21, and regenerative power can be generated. Here, as the electric motor 21 for turning, an electric motor driven by an inverter 20 by a PWM (Pulse Width Modulation) control signal is shown. The turning electric motor 21 can be constituted by, for example, a magnet-embedded IPM motor. Thereby, since a larger induced electromotive force can be generated, the electric power generated by the turning electric motor 21 at the time of regeneration can be increased.

なお、バッテリ19の充放電制御は、バッテリ19の充電状態、電動発電機12の運転状態(力行運転又は回生運転)、旋回用電動機21の運転状態(力行運転又は回生運転)に基づき、コントローラ30によって行われる。   The charge / discharge control of the battery 19 is based on the state of charge of the battery 19, the operation state of the motor generator 12 (powering operation or regenerative operation), and the operation state of the turning motor 21 (powering operation or regenerative operation). Is done by.

レゾルバ22は、旋回用電動機21の回転軸21Aの回転位置及び回転角度を検出するセンサであり、旋回用電動機21と機械的に連結することで旋回用電動機21の回転前の回転軸21Aの回転位置と、左回転又は右回転した後の回転位置との差を検出することにより、回転軸21Aの回転角度及び回転方向を検出するように構成されている。旋回用電動機21の回転軸21Aの回転角度を検出することにより、旋回機構2の回転角度及び回転方向が導出される。   The resolver 22 is a sensor that detects the rotational position and the rotational angle of the rotating shaft 21A of the turning electric motor 21, and is mechanically connected to the turning electric motor 21 to rotate the rotating shaft 21A before the turning electric motor 21 rotates. The rotation angle and the rotation direction of the rotation shaft 21A are detected by detecting the difference between the position and the rotation position after the left rotation or the right rotation. By detecting the rotation angle of the rotation shaft 21A of the turning electric motor 21, the rotation angle and the rotation direction of the turning mechanism 2 are derived.

メカニカルブレーキ23は、機械的な制動力を発生させる制動装置であり、旋回用電動機21の回転軸21aを機械的に停止させる。このメカニカルブレーキ23は、電磁式スイッチにより制動(オン)/解除(オフ)が切り替えられる。   The mechanical brake 23 is a braking device that generates a mechanical braking force, and mechanically stops the rotating shaft 21 a of the turning electric motor 21. This mechanical brake 23 is switched between braking (on) and releasing (off) by an electromagnetic switch.

旋回減速機24は、旋回用電動機21の回転軸21aの回転速度を減速して旋回機構2に機械的に伝達する減速機である。   The turning speed reducer 24 is a speed reducer that reduces the rotational speed of the rotating shaft 21 a of the turning electric motor 21 and mechanically transmits it to the turning mechanism 2.

旋回機構2は、旋回用電動機21のメカニカルブレーキ23が解除された状態で旋回可能となり、この状態において、上部旋回体3が左方向又は右方向に旋回される。   The turning mechanism 2 can turn in a state where the mechanical brake 23 of the turning electric motor 21 is released, and in this state, the upper turning body 3 is turned leftward or rightward.

遮断弁25は、パイロットポンプ15から操作装置27にパイロット圧を伝達するパイロットライン15Aに配設されており、リレー25Aのオン/オフが切り替えられることにより、直流電源(24V)からの電源供給が行われることにより、連通状態/遮断状態の切り替えが行われる。建設機械の使用時は連通状態にされてパイロット圧を操作装置27に伝達し、不使用時は遮断状態にされてパイロット圧の操作装置27への伝達を遮断する。この遮断弁25の切り替え制御はゲートロック操作部26によって行われる。   The shut-off valve 25 is disposed in a pilot line 15A that transmits pilot pressure from the pilot pump 15 to the operating device 27. When the relay 25A is switched on / off, power is supplied from a DC power supply (24V). As a result, the communication state / blocking state is switched. When the construction machine is used, the pilot pressure is transmitted to the operating device 27 when the construction machine is used, and when the construction machine is not used, the pilot pressure is blocked and the transmission of the pilot pressure to the operating device 27 is blocked. The switching control of the shutoff valve 25 is performed by the gate lock operation unit 26.

ゲートロック操作部26は、建設機械の使用可能(運転可能)な状態と、使用不可能(運転不可能)な状態を切り替えるためのゲートロック装置である。このゲートロック操作部26は、建設機械の誤動作防止のために設けられている。ここで、図3及び図4を用いてゲートロック操作部26について説明する。   The gate lock operation unit 26 is a gate lock device for switching between a usable (operable) state and an unusable (unoperable) state of the construction machine. The gate lock operation unit 26 is provided for preventing malfunction of the construction machine. Here, the gate lock operation unit 26 will be described with reference to FIGS. 3 and 4.

図3は、本実施の形態の建設機械の運転席及びその周辺を示す斜視図である。   FIG. 3 is a perspective view showing the driver's seat and its surroundings of the construction machine of the present embodiment.

キャビン10内に配設される運転席10Aの両側には、コンソール10Bが配設されており、この一対のコンソール10Bには、一対の操作レバー27Aがそれぞれ配設されている。運転席10Aには、キャビン前方向に対して左側から乗降が可能であり、左側のコンソール10Bには、ゲートロック操作部26が配設されている。   Consoles 10B are disposed on both sides of the driver's seat 10A disposed in the cabin 10, and a pair of operation levers 27A are disposed on the pair of consoles 10B. The driver's seat 10A can be boarded and exited from the left side with respect to the cabin front direction, and a gate lock operation unit 26 is disposed on the left console 10B.

図4は、本実施の形態の建設機械の運転席の左側にあるコンソールを示す側面図である。   FIG. 4 is a side view showing the console on the left side of the driver's seat of the construction machine of the present embodiment.

左側のコンソール10Bに配設されるゲートロック操作部26は、ゲートロックレバー26A、ゲート26B、及びリミットスイッチ26Cを備える。   The gate lock operation unit 26 disposed on the left console 10B includes a gate lock lever 26A, a gate 26B, and a limit switch 26C.

ゲートロック操作部26は、上部旋回体3のキャビン内に配設される運転席の脇に配設されており、運転席への乗降部に配設されるゲート26Bを開閉操作するための操作部である。ゲート26Bとゲートロックレバー26Aはワイヤで接続されており、ゲートロックレバー26Aが引き上げられるとゲート26Bは閉成され(実線で示す状態)、ゲートロックレバー26Aが下ろされるとゲート26Bは開放される(破線で示す状態)。このゲートが閉成されたとき、運転者は運転席から降りることはできず、開放されたときに降りることができる状態となる。   The gate lock operation unit 26 is disposed on the side of the driver's seat disposed in the cabin of the upper swing body 3, and is an operation for opening and closing the gate 26B disposed in the getting-on / off unit for the driver's seat. Part. The gate 26B and the gate lock lever 26A are connected by a wire. When the gate lock lever 26A is pulled up, the gate 26B is closed (indicated by a solid line), and when the gate lock lever 26A is lowered, the gate 26B is opened. (State indicated by a broken line). When this gate is closed, the driver cannot get out of the driver's seat and can get off when it is opened.

リミットスイッチ26Cは、ゲートロックレバー26Aの操作を検出するためのセンサであり、ゲートロックレバー26Aが引き上げられるとオンになり、ゲートロックレバー26Aが下ろされるとオフとなる。リミットスイッチ26Cがオンになると、遮断弁25のリレー25Aはオンになり、リミットスイッチ26Cがオフになると、リレー25Aはオフになる。このように、遮断弁25は、リミットスイッチ26Cによって切り替えられる。なお、リミットスイッチ26Cのオン/オフを表す信号は、コントローラ30にも入力される。   The limit switch 26C is a sensor for detecting the operation of the gate lock lever 26A, and is turned on when the gate lock lever 26A is pulled up and turned off when the gate lock lever 26A is lowered. When the limit switch 26C is turned on, the relay 25A of the cutoff valve 25 is turned on, and when the limit switch 26C is turned off, the relay 25A is turned off. Thus, the shutoff valve 25 is switched by the limit switch 26C. A signal indicating ON / OFF of the limit switch 26C is also input to the controller 30.

ゲートロックレバー26Aが引き上げられてゲート26Bが閉成された状態では、リレー25Aがオンにされて遮断弁25が連通状態にされるので、建設機械は使用可能(運転可能)な状態になる。一方、ゲートロックレバー26Aが下ろされて、ゲート26Bが開放された状態では、リレー25Aがオフにされて遮断弁25が遮断状態にされるので、建設機械は使用不可能(運転不可能)な状態になる。これは、誤動作防止のためである。   In a state where the gate lock lever 26A is pulled up and the gate 26B is closed, the relay 25A is turned on and the shutoff valve 25 is brought into a communication state, so that the construction machine can be used (operated). On the other hand, when the gate lock lever 26A is lowered and the gate 26B is opened, the relay 25A is turned off and the shutoff valve 25 is shut off, so that the construction machine cannot be used (cannot be operated). It becomes a state. This is to prevent malfunction.

また、図2に示す操作装置27は、旋回用電動機21、下部走行体1、ブーム4、アーム5、及びバケット6を操作するための操作装置であり、レバー27A及び27Bとペダル27Cを含む。レバー27Aは、旋回用電動機21及びアーム5を操作するためのレバーであり、上部旋回体3の運転席近傍に設けられる。レバー27Bは、ブーム4及びバケット6を操作するためのレバーであり、運転席近傍に設けられる。また、ペダル27Cは、下部走行体1を操作するための一対のペダルであり、運転席の足下に設けられる。   2 is an operation device for operating the electric motor 21 for turning, the lower traveling body 1, the boom 4, the arm 5, and the bucket 6, and includes levers 27A and 27B and a pedal 27C. The lever 27 </ b> A is a lever for operating the turning electric motor 21 and the arm 5, and is provided in the vicinity of the driver seat of the upper turning body 3. The lever 27B is a lever for operating the boom 4 and the bucket 6 and is provided in the vicinity of the driver's seat. The pedal 27C is a pair of pedals for operating the lower traveling body 1 and is provided under the feet of the driver's seat.

この操作装置27は、パイロットライン15Aを通じて供給される油圧(1次側の油圧)を運転者の操作量に応じた油圧(2次側の油圧)に変換して出力する。操作装置27から出力される2次側の油圧は、油圧ライン28Aを通じてコントロールバルブ17に供給されるとともに、圧力センサ29A、29Bによって検出される。   The operating device 27 converts the hydraulic pressure (primary hydraulic pressure) supplied through the pilot line 15A into a hydraulic pressure (secondary hydraulic pressure) corresponding to the operation amount of the driver and outputs the converted hydraulic pressure. The secondary hydraulic pressure output from the operating device 27 is supplied to the control valve 17 through the hydraulic line 28A and is detected by the pressure sensors 29A and 29B.

レバー27A、27B、及びペダル27Cの各々が操作されると、油圧ライン28Aを通じてコントロールバルブ17が駆動され、これにより、油圧モータ1A、1B、ブームシリンダ7、アームシリンダ8、及びバケットシリンダ9内の油圧が制御されることによって、下部走行体1、ブーム4、アーム5、及びバケット6が駆動される。   When each of the levers 27A, 27B and the pedal 27C is operated, the control valve 17 is driven through the hydraulic line 28A, whereby the hydraulic motors 1A, 1B, the boom cylinder 7, the arm cylinder 8, and the bucket cylinder 9 By controlling the hydraulic pressure, the lower traveling body 1, the boom 4, the arm 5, and the bucket 6 are driven.

なお、メカニカルブレーキ23は、レバー27A、27B、又はペダル27Cのいずれかが操作されると、コントローラ30によって解除されるように構成される。   The mechanical brake 23 is configured to be released by the controller 30 when any of the levers 27A and 27B or the pedal 27C is operated.

また、油圧ライン28Aは、油圧モータ1A及び1B、ブームシリンダ7、アームシリンダ8、及びバケットシリンダの駆動に必要な油圧をコントロールバルブに供給する。   The hydraulic line 28A supplies hydraulic pressures necessary for driving the hydraulic motors 1A and 1B, the boom cylinder 7, the arm cylinder 8, and the bucket cylinder to the control valve.

圧力センサ29Aは、上部旋回体3を右方向に旋回させるためにレバー27Aが操作される際の油圧ライン28B内の油圧を検出する。油圧を表す電気信号は、コントローラ30に入力される。これと同様に、圧力センサ29Bは、上部旋回体3を左方向に旋回させるためにレバー27Aが操作される際の油圧ライン28B内の油圧を検出する。油圧を表す電気信号は、コントローラ30に入力される。   The pressure sensor 29A detects the hydraulic pressure in the hydraulic line 28B when the lever 27A is operated to turn the upper swing body 3 in the right direction. An electrical signal representing the hydraulic pressure is input to the controller 30. Similarly, the pressure sensor 29B detects the hydraulic pressure in the hydraulic line 28B when the lever 27A is operated to turn the upper swing body 3 leftward. An electrical signal representing the hydraulic pressure is input to the controller 30.

「コントローラ30」
コントローラ30は、本実施の形態の建設機械の駆動制御を行う制御装置であり、速度指令変換部31、駆動制御部32、及び旋回駆動制御装置40を含む。このコントローラ30は、CPU(Central Processing Unit)及び内部メモリを含む演算処理装置で構成され、速度指令変換部31、駆動制御部32、及び旋回駆動制御装置40は、コントローラ30のCPUが内部メモリに格納される駆動制御用のプログラムを実行することによって実現される装置である。
"Controller 30"
The controller 30 is a control device that performs drive control of the construction machine according to the present embodiment, and includes a speed command conversion unit 31, a drive control unit 32, and a turning drive control device 40. The controller 30 includes a CPU (Central Processing Unit) and an arithmetic processing device including an internal memory, and the speed command conversion unit 31, the drive control unit 32, and the turning drive control device 40 include the CPU of the controller 30 in the internal memory. It is an apparatus realized by executing a stored drive control program.

速度指令変換部31は、圧力センサ29A、29Bから入力される信号を速度指令に変換する演算処理部である。これにより、レバー27Aの操作量は、旋回用電動機21を回転駆動させるための速度指令(rad/s)に変換される。この速度指令は、駆動制御部32及び旋回駆動制御装置40に入力される。   The speed command conversion unit 31 is an arithmetic processing unit that converts signals input from the pressure sensors 29A and 29B into speed commands. As a result, the operation amount of the lever 27A is converted into a speed command (rad / s) for driving the turning electric motor 21 to rotate. This speed command is input to the drive control unit 32 and the turning drive control device 40.

駆動制御部32は、ゲートロック操作部26から入力されるゲート26Bの開閉状態を表す信号と、圧力センサ29A、29Bから入力される油圧を表す信号とに基づき、圧力センサ29A、29Bの異常検出を行う。   The drive control unit 32 detects an abnormality of the pressure sensors 29A and 29B based on a signal indicating the open / closed state of the gate 26B input from the gate lock operation unit 26 and a signal indicating the hydraulic pressure input from the pressure sensors 29A and 29B. I do.

また、駆動制御部32は、電動発電機12の運転制御(力行運転又は回生運転の切り替え)、及び、バッテリ19の充放電制御を行うための制御装置である。この駆動制御部32は、エンジン11の負荷の状態とバッテリ19の充電状態に応じて、電動発電機12の力行運転と回生運転を切り替える。駆動制御部32は、電動発電機12の力行運転と回生運転を切り替えることにより、インバータ18を介してバッテリ19の充放電制御を行う。   The drive control unit 32 is a control device for performing operation control of the motor generator 12 (switching between power running operation or regenerative operation) and charge / discharge control of the battery 19. The drive control unit 32 switches between the power running operation and the regenerative operation of the motor generator 12 according to the load state of the engine 11 and the charge state of the battery 19. The drive control unit 32 performs charge / discharge control of the battery 19 via the inverter 18 by switching between the power running operation and the regenerative operation of the motor generator 12.

ここで、本実施の形態の建設機械の制御系では、旋回用電動機21の回転軸21aが反時計回りに回転する回転方向を「正転」と称し、正転方向の駆動を表す制御量に正の符号を付す。一方、旋回用電動機21の回転軸21aが時計回りに回転する回転方向を「逆転」と称し、逆転方向の駆動を表す制御量に負の符号を付す。正転は、上部旋回体3の右方向への旋回に対応し、逆転は、上部旋回体の左方向への旋回に対応する。   Here, in the control system of the construction machine of the present embodiment, the rotation direction in which the rotating shaft 21a of the turning electric motor 21 rotates counterclockwise is referred to as “forward rotation”, and the control amount represents the drive in the forward rotation direction. Add a positive sign. On the other hand, the rotation direction in which the rotating shaft 21a of the turning electric motor 21 rotates clockwise is referred to as “reverse rotation”, and a negative sign is assigned to the control amount indicating the drive in the reverse rotation direction. Forward rotation corresponds to turning of the upper swing body 3 in the right direction, and reverse rotation corresponds to turning of the upper swing body in the left direction.

「旋回駆動制御装置40」
図5は、本実施の形態の建設機械の旋回駆動制御装置40の構成を示す制御ブロック図である。
"Swivel drive control device 40"
FIG. 5 is a control block diagram showing the configuration of the turning drive control device 40 for the construction machine according to the present embodiment.

旋回駆動制御装置40は、インバータ20を介して旋回用電動機21の駆動制御を行うための制御装置であり、旋回用電動機21を駆動するための駆動指令を生成する駆動指令生成部50、及び主制御部60を含む。   The turning drive control device 40 is a control device for performing drive control of the turning electric motor 21 via the inverter 20, and includes a drive command generating unit 50 that generates a drive command for driving the turning electric motor 21, and a main command. A control unit 60 is included.

駆動指令生成部50には、レバー27Aの操作量に応じて速度指令変換部31から出力される速度指令が入力され、この駆動指令生成部50は速度指令に基づき駆動指令を生成する。駆動指令生成部50から出力される駆動指令はインバータ20に入力され、このインバータ20によって旋回用電動機21がPWM制御信号により交流駆動される。   The drive command generator 50 receives a speed command output from the speed command converter 31 in accordance with the amount of operation of the lever 27A, and the drive command generator 50 generates a drive command based on the speed command. The drive command output from the drive command generation unit 50 is input to the inverter 20, and the turning electric motor 21 is AC-driven by the inverter 20 using the PWM control signal.

主制御部60は、駆動指令生成部50の制御処理に必要な周辺処理を行う制御部である。具体的な処理内容については、関連箇所においてその都度説明する。   The main control unit 60 is a control unit that performs peripheral processing necessary for the control processing of the drive command generation unit 50. Specific processing contents will be described each time in related sections.

なお、旋回駆動制御装置40は、操作レバー27Aの操作量に応じて、旋回用電動機21を駆動制御する際に、力行運転と回生運転の切り替え制御を行うと共に、インバータ20を介してバッテリ19の充放電制御を行う。   The turning drive control device 40 controls the switching between the power running operation and the regenerative operation when driving the turning electric motor 21 according to the operation amount of the operation lever 27A, and also controls the battery 19 via the inverter 20. Charge / discharge control is performed.

「駆動指令生成部50」
駆動指令生成部50は、減算器51、PI(Proportional Integral)制御部52、トルク制限部53、トルク制限部54、減算器55、PI制御部56、電流変換部57、及び旋回動作検出部58を含む。この駆動指令生成部50の減算器51には、レバー27Aの操作量に応じた旋回駆動用の速度指令(rad/s)が入力される。
"Drive command generation unit 50"
The drive command generator 50 includes a subtractor 51, a PI (Proportional Integral) controller 52, a torque limiter 53, a torque limiter 54, a subtractor 55, a PI controller 56, a current converter 57, and a turning motion detector 58. including. A speed command (rad / s) for turning drive corresponding to the operation amount of the lever 27A is input to the subtractor 51 of the drive command generation unit 50.

減算器51は、レバー27Aの操作量に応じた速度指令の値(以下、速度指令値)から、旋回動作検出部58によって検出される旋回用電動機21の回転速度(rad/s)を減算して偏差を出力する。この偏差は、後述するPI制御部52において、旋回用電動機21の回転速度を速度指令値(目標値)に近づけるためのPI制御に用いられる。   The subtractor 51 subtracts the rotational speed (rad / s) of the turning electric motor 21 detected by the turning motion detector 58 from the value of the speed command (hereinafter referred to as speed command value) corresponding to the operation amount of the lever 27A. Output the deviation. This deviation is used in PI control for causing the rotational speed of the turning electric motor 21 to approach the speed command value (target value) in the PI control unit 52 described later.

PI制御部52は、減算器51から入力される偏差に基づき、旋回用電動機21の回転速度を速度指令値(目標値)に近づけるように(すなわち、この偏差を小さくするように)PI制御を行い、そのために必要なトルク電流指令を演算する。生成されたトルク電流指令は、トルク制限部53に入力される。   Based on the deviation input from the subtractor 51, the PI control unit 52 performs PI control so that the rotation speed of the turning electric motor 21 approaches the speed command value (target value) (that is, this deviation is reduced). And a torque current command necessary for that is calculated. The generated torque current command is input to the torque limiter 53.

トルク制限部53は、レバー27Aの操作量に応じてトルク電流指令の値(以下、トルク電流指令値)を制限する処理を行う。ここで、トルク制限とは、トルク制限部53に入力されるトルク電流指令値を、トルク制限特性によって許容される値(許容値)以下に制限して出力することをいう。   The torque limiter 53 performs a process of limiting the value of the torque current command (hereinafter, torque current command value) according to the operation amount of the lever 27A. Here, the torque limit means that the torque current command value input to the torque limiter 53 is limited to a value (allowable value) or less allowed by the torque limit characteristic and output.

トルク制限部53は、
制限によって許容されるトルク電流指令値(許容値)の絶対値がレバー27Aの操作量の増大に応じて緩やかに増大するトルク制限特性を用いて、PI制御部52から入力されるトルク電流指令値を制限する。このようなトルク電流指令値の制限は、PI制御部52によって演算されるトルク電流指令値が急激に増大すると制御性が悪化するため、これを抑制するために行われる。
The torque limiter 53 is
Torque current command value input from the PI control unit 52 using a torque limiting characteristic in which the absolute value of the torque current command value (allowable value) allowed by the limitation gradually increases as the operation amount of the lever 27A increases. Limit. Such limitation of the torque current command value is performed in order to suppress this because the controllability deteriorates when the torque current command value calculated by the PI control unit 52 increases rapidly.

トルク制限部54は、トルク制限部53から入力されるトルク電流指令によって生じるトルクが旋回用電動機21の許容最大トルク値以下となるように、トルク制限部53から入力されるトルク電流指令値を制限する。このトルク電流指令値の制限は、トルク制限部53と同様に、上部旋回体3の左方向及び右方向の双方向の回転に対して行われる。   The torque limiter 54 limits the torque current command value input from the torque limiter 53 so that the torque generated by the torque current command input from the torque limiter 53 is less than or equal to the allowable maximum torque value of the turning electric motor 21. To do. The torque current command value is limited with respect to the bi-directional rotation of the upper swing body 3 in the left direction and the right direction, similarly to the torque limiting unit 53.

ここで、トルク制限部54でトルク電流指令値を制限するためのトルク制限特性は、このトルク制限部54によってトルク電流指令値が制限されても、バケット6が積み上げられた土砂等に触れて旋回用電動機21の負荷が大きい状態において、旋回用電動機21の回転軸21Aを回転駆動させることができる駆動トルクを発生させるためのトルク電流指令を出力できるように設定されている。なお、トルク電流指令値を制限するための特性を表すデータは、主制御部60の内部メモリに格納されており、主制御部60のCPUによって読み出され、トルク制限部54に入力される。   Here, the torque limiting characteristic for limiting the torque current command value by the torque limiting unit 54 is that even if the torque current command value is limited by the torque limiting unit 54, the torque is turned by touching the earth and sand on which the bucket 6 is stacked. It is set so that a torque current command for generating a driving torque capable of rotating the rotating shaft 21A of the turning electric motor 21 in a state where the load of the electric motor 21 is large can be output. Note that data representing the characteristic for limiting the torque current command value is stored in the internal memory of the main control unit 60, read by the CPU of the main control unit 60, and input to the torque limiting unit 54.

減算器55は、トルク制限部54から入力されるトルク電流指令値から、電流変換部57の出力値を減算して得る偏差を出力する。この偏差は、後述するPI制御部56及び電流変換部57を含むフィードバックループにおいて、電流変換部57から出力される旋回用電動機21の駆動トルクを、トルク制限部54を介して入力されるトルク電流指令値(目標値)によって表されるトルクに近づけるためのPI制御に用いられる。   The subtractor 55 outputs a deviation obtained by subtracting the output value of the current converter 57 from the torque current command value input from the torque limiter 54. This deviation is the torque current that is input via the torque limiter 54 to the drive torque of the turning electric motor 21 that is output from the current converter 57 in a feedback loop that includes a PI controller 56 and a current converter 57 described later. It is used for PI control to approach the torque represented by the command value (target value).

PI制御部56は、減算器55から入力される偏差に基づき、この偏差を小さくするようにPI制御を行い、インバータ20に送る最終的な駆動指令となるトルク電流指令を生成する。インバータ20は、PI制御部56から入力されるトルク電流指令に基づき、旋回用電動機21をPWM駆動する。   Based on the deviation input from the subtractor 55, the PI control unit 56 performs PI control so as to reduce this deviation, and generates a torque current command as a final drive command to be sent to the inverter 20. The inverter 20 PWM drives the turning electric motor 21 based on the torque current command input from the PI control unit 56.

電流変換部57は、旋回用電動機21のモータ電流を検出し、これをトルク電流指令に相当する値に変換し、減算器55に入力する。   The current converter 57 detects the motor current of the turning electric motor 21, converts it into a value corresponding to the torque current command, and inputs it to the subtractor 55.

旋回動作検出部58は、レゾルバ22によって検出される旋回用電動機21の回転位置の変化(すなわち上部旋回体3の旋回)を検出するとともに、回転位置の時間的な変化から旋回用電動機21の回転速度を微分演算によって導出する。導出された回転速度を表すデータは、減算器51及び主制御部60に入力される。   The turning motion detector 58 detects a change in the rotational position of the turning electric motor 21 detected by the resolver 22 (that is, turning of the upper turning body 3), and the rotation of the turning electric motor 21 from the temporal change in the rotational position. The speed is derived by differential operation. Data representing the derived rotational speed is input to the subtractor 51 and the main control unit 60.

このような構成の駆動指令生成部50において、レバー27Aが操作されることによって速度指令変換部31から速度指令が出力されると、速度指令値と回転速度の偏差がPI制御部52に入力され、この偏差を小さくするためのトルク電流指令値が出力される。トルク電流指令値は、トルク制限部53及び54で制限処理が行われた後に減算器55に入力され、電流変換部57の出力との偏差が出力される。この偏差はPI制御部56に入力され、最終的なトルク電流指令値が演算され、インバータ20によって旋回用電動機21が駆動制御され、旋回機構2を介して上部旋回体3が所望の位置まで旋回駆動される。   In the drive command generation unit 50 configured as described above, when the speed command is output from the speed command conversion unit 31 by operating the lever 27A, the deviation between the speed command value and the rotation speed is input to the PI control unit 52. A torque current command value for reducing this deviation is output. The torque current command value is input to the subtractor 55 after being limited by the torque limiters 53 and 54, and a deviation from the output of the current converter 57 is output. This deviation is input to the PI control unit 56, the final torque current command value is calculated, the turning electric motor 21 is driven and controlled by the inverter 20, and the upper turning body 3 turns to a desired position via the turning mechanism 2. Driven.

「異常検出処理」
図6は、本実施の形態の建設機械の異常検出装置による異常検出処理の手順を示す図である。これは、駆動制御部32によって実行される処理であり、駆動制御部32は、ゲートロック操作部26から入力されるリミットスイッチ26Cのオン/オフを表す信号と、圧力センサ29A及び29Bで検出された油圧を表す信号とに基づいて圧力センサ29A及び29Bの異常検出を行う。
"Abnormality detection processing"
FIG. 6 is a diagram illustrating a procedure of abnormality detection processing by the abnormality detection device for a construction machine according to the present embodiment. This is a process executed by the drive control unit 32. The drive control unit 32 is detected by a signal indicating ON / OFF of the limit switch 26C input from the gate lock operation unit 26 and the pressure sensors 29A and 29B. The abnormality of the pressure sensors 29A and 29B is detected based on the signal representing the hydraulic pressure.

駆動制御部32は、リミットスイッチ26Cがオフであるか否かを判定する(ステップS1)。この判定を行うのは、建設機械が使用中であるか否かを判定するためである。オフである場合は、建設機械は使用不可能な状態である。   The drive control unit 32 determines whether or not the limit switch 26C is off (step S1). This determination is performed in order to determine whether the construction machine is in use. If it is off, the construction machine is in an unusable state.

オフである場合は、駆動制御部32は、圧力センサ29Aで検出される油圧が所定の下限値以下であるか否かを判定する(ステップS2)。この判定を行うのは、リミットスイッチ26Cがオフのときに、圧力センサ29Aで検出される圧力が建設機械の使用中に検出され得る正常な油圧(以下、正常値と称す)の範囲内にあれば、圧力センサ29Aの異常と考えられるため、下限値との比較を行うためである。この下限値は、正常値の範囲の下限の値に設定される。   If it is off, the drive control unit 32 determines whether or not the hydraulic pressure detected by the pressure sensor 29A is equal to or lower than a predetermined lower limit value (step S2). This determination is made when the limit switch 26C is off and the pressure detected by the pressure sensor 29A is within a range of normal hydraulic pressure (hereinafter referred to as a normal value) that can be detected during use of the construction machine. This is because the pressure sensor 29A is considered to be abnormal, and is compared with the lower limit value. This lower limit value is set to the lower limit value of the normal value range.

駆動制御部32は、ステップS2で油圧が下限値より高いと判定した場合は、圧力センサ29Aで検出される油圧が所定の上限値以上であるか否かを判定する(ステップS3)。この判定を行うのは、リミットスイッチ26Cがオフのときに、油圧が正常値の範囲内にあるかを判定するために、上限値との比較を行うためである。この上限値は、正常値の範囲の上限の値に設定される。   When it is determined in step S2 that the hydraulic pressure is higher than the lower limit value, the drive control unit 32 determines whether or not the hydraulic pressure detected by the pressure sensor 29A is equal to or higher than a predetermined upper limit value (step S3). This determination is performed in order to compare with the upper limit value in order to determine whether the hydraulic pressure is within the normal value range when the limit switch 26C is off. This upper limit value is set to the upper limit value of the normal value range.

駆動制御部32は、ステップS3で油圧が上限値よりも低いと判定した場合は、圧力センサ29Aは異常であると判定する(ステップS4)。リミットスイッチ26Cがオフのとき(建設機械の使用不可能な状態)に、圧力センサ29Aで検出される油圧が正常値の範囲内にあれば、圧力センサ29Aの異常と考えられるからである。   If the drive control unit 32 determines in step S3 that the hydraulic pressure is lower than the upper limit value, the drive control unit 32 determines that the pressure sensor 29A is abnormal (step S4). This is because if the hydraulic pressure detected by the pressure sensor 29A is within a normal value range when the limit switch 26C is off (a state in which the construction machine cannot be used), it is considered that the pressure sensor 29A is abnormal.

駆動制御部32は、ステップS2で圧力センサ29Aで検出される油圧が下限値以下であると判定した場合、又は、ステップS4が終了した場合は、圧力センサ29Bで検出される油圧が所定の下限値以下であるか否かを判定する(ステップS5)。これは、ステップS2と同様に、リミットスイッチ26Cがオフのときに、圧力センサ29Bで検出される油圧が正常値の範囲内にあれば、圧力センサ29Bの異常と考えられるため、下限値との比較を行うためである。この下限値は、正常値の範囲の下限の値に設定される。   When it is determined in step S2 that the hydraulic pressure detected by the pressure sensor 29A is equal to or lower than the lower limit value, or when step S4 is completed, the drive control unit 32 determines that the hydraulic pressure detected by the pressure sensor 29B is a predetermined lower limit. It is determined whether or not the value is equal to or less than the value (step S5). As in step S2, if the oil pressure detected by the pressure sensor 29B is within the normal value range when the limit switch 26C is off, it is considered that the pressure sensor 29B is abnormal. This is for comparison. This lower limit value is set to the lower limit value of the normal value range.

駆動制御部32は、ステップS5で油圧が下限値より高いと判定した場合は、圧力センサ29Bで検出される油圧が所定の上限値以上であるか否かを判定する(ステップS6)。この判定を行うのは、リミットスイッチ26Cがオフのときに、油圧が正常値の範囲内にあるかを判定するために、上限値との比較を行うためである。この上限値は、正常値の範囲の上限の値に設定される。   When it is determined in step S5 that the hydraulic pressure is higher than the lower limit value, the drive control unit 32 determines whether or not the hydraulic pressure detected by the pressure sensor 29B is equal to or higher than a predetermined upper limit value (step S6). This determination is performed in order to compare with the upper limit value in order to determine whether the hydraulic pressure is within the normal value range when the limit switch 26C is off. This upper limit value is set to the upper limit value of the normal value range.

駆動制御部32は、ステップS6で油圧が上限値よりも低いと判定した場合は、圧力センサ29Bは異常であると判定する(ステップS7)。リミットスイッチ26Cがオフのとき(建設機械の使用不可能な状態)に、圧力センサ29Bで検出される油圧が正常値の範囲内にあれば、圧力センサ29Bの異常と考えられるからである。ステップS7の処理が終了すると、すべての処理が終了する。   If the drive control unit 32 determines in step S6 that the hydraulic pressure is lower than the upper limit value, the drive control unit 32 determines that the pressure sensor 29B is abnormal (step S7). This is because if the hydraulic pressure detected by the pressure sensor 29B is within a normal value range when the limit switch 26C is off (a state in which the construction machine cannot be used), it is considered that the pressure sensor 29B is abnormal. When the process of step S7 ends, all the processes end.

また、駆動制御部32は、ステップS6で圧力センサ29Bによって検出される油圧が上限値以上であると判定した場合は、処理を終了する。異常は見つからなかったからである。   If the drive control unit 32 determines in step S6 that the hydraulic pressure detected by the pressure sensor 29B is greater than or equal to the upper limit value, the process ends. This is because no abnormality was found.

また、駆動制御部32は、ステップS1でリミットスイッチ26Cがオンであると判定した場合は、このステップS1を繰り返し実行する。本実施の形態の建設機械の異常検出装置は、圧力センサ29A及び29Bの検出値が正常値の範囲内にある場合に、異常(故障)を検出するため、そのためには建設機械が使用不可能な状態であることが前提となるからである。   If the drive control unit 32 determines in step S1 that the limit switch 26C is on, the drive control unit 32 repeatedly executes step S1. The construction machine abnormality detection device according to the present embodiment detects an abnormality (failure) when the detection values of the pressure sensors 29A and 29B are within the normal value range. For this reason, the construction machine cannot be used. It is because it is a premise that it is a state.

なお、ステップS1乃至S7の処理は、リミットスイッチ26Cがオフの状態、すなわち、建設機械の使用不可能な状態において、圧力センサ29A及び29Bの故障を検出するために実行する処理である。このため、これらの処理は、例えば、建設機械の仕様終了時にゲートロックレバー26Aが下ろされることによってリミットスイッチ26Cがオフにされたときに実行すればよい。   Note that the processing of steps S1 to S7 is processing executed to detect a failure of the pressure sensors 29A and 29B when the limit switch 26C is in an off state, that is, when the construction machine cannot be used. Therefore, these processes may be executed, for example, when the limit switch 26C is turned off by lowering the gate lock lever 26A at the end of the specification of the construction machine.

以上、本実施の形態の建設機械の異常検出装置によれば、圧力センサ29A、29Bによって検出される油圧が正常値を示していても、圧力センサ29A、29Bの故障を判定することができる。   As described above, according to the abnormality detection device for a construction machine of the present embodiment, even if the hydraulic pressure detected by the pressure sensors 29A and 29B shows a normal value, it is possible to determine whether the pressure sensors 29A and 29B are faulty.

以上では、旋回用電動機21がインバータ20によってPWM駆動される交流モータであり、その回転速度を検出するために、レゾルバ22及び旋回動作検出部58を用いる形態について説明したが、旋回用電動機21は直流モータであってもよい。この場合は、インバータ20、レゾルバ22及び旋回動作検出部58が不要となり、回転速度としては直流モータのタコジェネレータで検出される値を用いればよい。   In the above description, the turning motor 21 is an AC motor that is PWM-driven by the inverter 20, and the form in which the resolver 22 and the turning motion detection unit 58 are used to detect the rotation speed has been described. A DC motor may be used. In this case, the inverter 20, the resolver 22, and the turning motion detection unit 58 are not necessary, and the value detected by the tachometer generator of the DC motor may be used as the rotation speed.

また、以上では、トルク電流指令の演算にPI制御を用いる形態について説明したが、これに代えて、ロバスト制御、適応制御、比例制御、積分制御等を用いてもよい。   In the above description, the PI control is used for calculating the torque current command. However, instead of this, robust control, adaptive control, proportional control, integral control, or the like may be used.

また、以上では、ハイブリッド型の建設機械において旋回機構2が電動化されている形態について説明したが、本実施の形態の異常検出装置の適用対象は、バイブリッド型に限定されるものではなく、すべての作業要素が油圧駆動される建設機械であってもよい。このため、電動発電機12及び旋回用電動機21を備えず、旋回機構2も油圧駆動される建設機械に本実施の形態の異常検出装置を適用する場合には、圧力センサ29A、29Bは不要となるため、圧力センサ29A、29Bの代わりに、コントロールバルブ17内の油圧をコントローラ32で監視すればよい。   Further, in the above, the form in which the turning mechanism 2 is motorized in the hybrid type construction machine has been described, but the application target of the abnormality detection device of the present embodiment is not limited to the hybrid type, It may be a construction machine in which all working elements are hydraulically driven. For this reason, when the abnormality detection device according to the present embodiment is applied to a construction machine that does not include the motor generator 12 and the turning electric motor 21 and is also hydraulically driven, the pressure sensors 29A and 29B are unnecessary. Therefore, the hydraulic pressure in the control valve 17 may be monitored by the controller 32 instead of the pressure sensors 29A and 29B.

以上、本発明の例示的な本実施の形態の異常検出装置及びこれを含む建設機械について説明したが、本発明は、具体的に開示された実施の形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲から逸脱することなく、種々の変形や変更が可能である。   The exemplary abnormality detection device of the present embodiment and the construction machine including the same have been described above, but the present invention is not limited to the specifically disclosed embodiment, and is claimed. Various modifications and changes can be made without departing from the scope.

本実施の形態の異常検出装置を含む建設機械を示す側面図である。It is a side view which shows the construction machine containing the abnormality detection apparatus of this Embodiment. 本実施の形態の異常検出装置を含む建設機械の構成を表すブロック図である。It is a block diagram showing the structure of the construction machine containing the abnormality detection apparatus of this Embodiment. 本実施の形態の建設機械の運転席及びその周辺を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the driver's seat of the construction machine of this Embodiment, and its periphery. 本実施の形態の建設機械の運転席の左側にあるコンソールを示す側面図である。It is a side view which shows the console in the left side of the driver's seat of the construction machine of this Embodiment. 本実施の形態の建設機械の旋回駆動制御装置40の構成を示す制御ブロック図である。It is a control block diagram which shows the structure of the turning drive control apparatus 40 of the construction machine of this Embodiment. 本実施の形態の建設機械の異常検出装置による異常検出処理の手順を示す図である。It is a figure which shows the procedure of the abnormality detection process by the abnormality detection apparatus of the construction machine of this Embodiment.

符号の説明Explanation of symbols

1 下部走行体
1A、1B 走行機構
2 旋回機構
3 上部旋回体
4 ブーム
5 アーム
6 バケット
7 ブームシリンダ
8 アームシリンダ
9 バケットシリンダ
10 キャビン
10A 運転席
10B コンソール
11 エンジン
12 電動発電機
13 減速機
14 メインポンプ
15 パイロットポンプ
15A パイロットライン
16 高圧油圧ライン
17 コントロールバルブ
18 インバータ
19 バッテリ
20 インバータ
21 旋回用電動機
23 メカニカルブレーキ
24 旋回減速機
25 遮断弁
25A リレー
26 ゲートロック操作部
26A ゲートロックレバー
26B ゲート
26C リミットスイッチ
27 操作装置
27A、27B レバー
27C ペダル
28A、28B 油圧ライン
29A、29B 圧力センサ
30 コントローラ
31 速度指令変換部
32 駆動制御装置
40 旋回駆動制御装置
50 駆動指令生成部
51 減算器
52 PI制御部
53 トルク制限部
54 トルク制限部
55 減算器
56 PI制御部
57 電流変換部
58 旋回動作検出部
60 主制御部
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Lower traveling body 1A, 1B Traveling mechanism 2 Turning mechanism 3 Upper turning body 4 Boom 5 Arm 6 Bucket 7 Boom cylinder 8 Arm cylinder 9 Bucket cylinder 10 Cabin 10A Driver's seat 10B Console 11 Engine 12 Motor generator 13 Reducer 14 Main pump DESCRIPTION OF SYMBOLS 15 Pilot pump 15A Pilot line 16 High pressure hydraulic line 17 Control valve 18 Inverter 19 Battery 20 Inverter 21 Turning electric motor 23 Mechanical brake 24 Turning reduction gear 25 Shutoff valve 25A Relay 26 Gate lock operation part 26A Gate lock lever 26B Gate 26C Limit switch 27 Operating device 27A, 27B Lever 27C Pedal 28A, 28B Hydraulic line 29A, 29B Pressure sensor 30 Controller 31 Speed finger Command converter 32 Drive controller 40 Turning drive controller 50 Drive command generator 51 Subtractor 52 PI controller 53 Torque limiter 54 Torque limiter 55 Subtractor 56 PI controller 57 Current converter 58 Turn motion detector 60 Main Control unit

Claims (5)

原動機により駆動される油圧ポンプ及びパイロットポンプと、作業要素を油圧駆動するための油圧アクチュエータと、前記油圧ポンプから前記油圧アクチュエータへの圧油の流れを制御する油圧パイロット式のコントロールバルブと、前記パイロットポンプから供給されるパイロット圧により前記コントロールバルブを介して前記油圧アクチュエータを操作するための操作手段とを備える建設機械の異常を検出する異常検出装置において、
前記パイロットポンプから前記操作手段に前記パイロット圧を伝達するパイロットラインに配設され、建設機械の使用時は前記パイロット圧を前記操作手段に伝達し、不使用時は前記パイロット圧の前記操作手段への伝達を遮断する遮断弁と、
前記パイロット圧を検出する油圧検出手段と、
建設機械の使用可能な状態と使用不可能な状態を検出する使用状態検出手段と、
前記使用状態検出手段によって使用不可能な状態が検出されているときに、前記油圧検出手段の検出値に基づき、前記油圧検出手段の異常を判定する異常判定手段と
を含む建設機械の異常検出装置。
A hydraulic pump and a pilot pump driven by a prime mover, a hydraulic actuator for hydraulically driving a working element, a hydraulic pilot type control valve for controlling a flow of pressure oil from the hydraulic pump to the hydraulic actuator, and the pilot In an abnormality detection device for detecting an abnormality of a construction machine comprising an operation means for operating the hydraulic actuator via the control valve by a pilot pressure supplied from a pump,
The pilot pump is disposed in a pilot line that transmits the pilot pressure from the pilot pump to the operation means, and transmits the pilot pressure to the operation means when the construction machine is used, and to the operation means of the pilot pressure when the construction machine is not used. A shut-off valve that shuts off the transmission of
Oil pressure detecting means for detecting the pilot pressure;
A use state detecting means for detecting a usable state and an unusable state of the construction machine;
An abnormality detection device for a construction machine, comprising: an abnormality determination unit that determines an abnormality of the hydraulic pressure detection unit based on a detection value of the hydraulic pressure detection unit when an unusable state is detected by the use state detection unit .
前記使用状態検出手段は、建設機械の運転席への乗降の際に開閉されるゲートロック装置が作動しているときに建設機械の使用可能な状態を検出し、前記ゲートロック装置が作動していないときに建設機械の使用不可能な状態を検出する、請求項1に記載の建設機械の異常検出装置。   The use state detecting means detects a usable state of the construction machine when the gate lock device that is opened and closed when the construction machine gets on and off the driver's seat is operated, and the gate lock device is operated. The construction machine abnormality detection device according to claim 1, which detects an unusable state of the construction machine when there is not. 前記異常判定手段は、前記使用状態検出手段によって建設機械の使用不可能な状態が検出されているときに、前記油圧検出手段の検出値が所定の正常範囲内である場合に、前記油圧検出手段が異常であると判定する、請求項1又は2に記載の建設機械の異常検出装置。   The abnormality determination unit is configured to detect the hydraulic pressure detection unit when a detected value of the hydraulic pressure detection unit is within a predetermined normal range when an unusable state of the construction machine is detected by the use state detection unit. The abnormality detection device for a construction machine according to claim 1, wherein the abnormality is determined to be abnormal. 前記油圧検出手段の異常を運転者に報知する報知手段をさらに備える、請求項1乃至3のいずれか一項に記載の建設機械の異常検出装置。   The abnormality detection device for a construction machine according to any one of claims 1 to 3, further comprising notification means for notifying a driver of an abnormality in the hydraulic pressure detection means. 請求項1乃至4のいずれか一項に記載の建設機械の異常検出装置を含む建設機械。   A construction machine comprising the construction machine abnormality detection device according to any one of claims 1 to 4.
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