JP2011117316A - Control device of construction machine - Google Patents

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Takayuki Yamakawa
孝行 山川
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Hitachi Construction Machinery Co Ltd
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a control device of a construction machine capable of preventing damage of an electric motor in operation at a low temperature in the construction machine using the electric motor as a power source. <P>SOLUTION: A temperature of the electric motor 26 is detected by a temperature sensor 33. The output current to solenoids 31a and 32a of electromagnetic proportional valves 31 and 32 with respect to the manipulated variable of an operation lever 22 is restricted when the detected temperature of the electric motor is lower than a reference temperature. Thus, the load of the electric motor 26 is reduced when the temperature of the electric motor 26 is low, and damage of the electric motor 26 at the low temperature can be prevented. <P>COPYRIGHT: (C)2011,JPO&INPIT

Description

本発明は、動力源として電動モータを用いた油圧ショベル等の建設機械において、低温による電動モータの破損を防止するための制御装置に関する。   The present invention relates to a control device for preventing breakage of an electric motor due to low temperature in a construction machine such as a hydraulic excavator using an electric motor as a power source.

油圧ショベル等の建設機械において、上部旋回体に搭載する動力源として、エンジンを用いたものと、例えば特許文献1に記載のように電動モータを用いたものとがある。   In construction machines such as a hydraulic excavator, there are a power source mounted on the upper swing body using an engine and a power source using an electric motor as described in Patent Document 1, for example.

特開2003−105804号公報JP 2003-105804 A

建設機械の動力源としてエンジンを用いたものは、冬季等のためにエンジンが低温であると、フロント操作等で高負荷運転した際にエンジンが破損する虞がある。このため、低温時にはスロットルレバー等の回転速度指令手段にてエンジンの回転数を低速度に設定して始動させ、暖機運転を行なっている。   When the engine is used as a power source for construction machinery, the engine may be damaged when the engine is operated at a high load by a front operation or the like if the engine is cold due to the winter season or the like. For this reason, when the temperature is low, the engine speed is set to a low speed by a rotational speed command means such as a throttle lever, and the engine is started and warmed up.

一方、動力源としてエンジンの代わりに電動モータを用いた建設機械の場合、電動モータの電源として固定周波数の電源を用いたものにおいては、電動モータを始動すると、電動モータは直ちに定格回転数で回転する。このように定格周波数で駆動される電動モータを低温時に始動すると、フロント操作等により高負荷運転になり易く、電動モータが破損する虞がある。特に低温時には電動モータの軸の靭性が低下するため、低温時に電動モータを高負荷にて定格回転数で駆動すると、軸に作用する捻り力により軸が破損する虞がある。   On the other hand, in the case of a construction machine that uses an electric motor instead of an engine as a power source, when the electric motor is powered using a fixed frequency power source, the electric motor immediately rotates at the rated speed when the electric motor is started. To do. If the electric motor driven at the rated frequency is started at a low temperature in this way, it is likely to be a high-load operation due to a front operation or the like, and the electric motor may be damaged. In particular, since the toughness of the shaft of the electric motor decreases at a low temperature, when the electric motor is driven at a rated rotational speed with a high load at a low temperature, the shaft may be damaged by a twisting force acting on the shaft.

本発明は、上記問題点に鑑み、電動モータを動力源とする建設機械において、低温での作動時における電動モータの破損を防止しうる建設機械の制御装置を提供することを目的とする。   In view of the above problems, an object of the present invention is to provide a construction machine control device capable of preventing the electric motor from being damaged during operation at a low temperature in a construction machine using an electric motor as a power source.

請求項1の建設機械の制御装置は、
油圧ポンプを駆動する電動モータと、前記油圧ポンプから吐出される作動油により作動する油圧アクチュエータと、前記油圧アクチュエータに供給する作動油の方向、流量を制御するコントロール弁と、前記コントロール弁の操作信号を電気信号として発生させる操作レバーと、前記電気信号により切換制御されて前記コントロール弁の操作油圧を発生させる電磁比例弁とを備えた建設機械の制御装置において、
前記電動モータの温度を検出する温度センサと、
前記温度センサの検出温度が予め設定された基準温度より低い際に前記操作レバーの操作量に対する前記電磁比例弁のソレノイドへの出力電流を制限して前記コントロール弁における作動油流量を制限する操作信号制限手段とを備えたことを特徴とする。
The construction machine control device according to claim 1 is:
An electric motor that drives the hydraulic pump, a hydraulic actuator that is operated by hydraulic oil discharged from the hydraulic pump, a control valve that controls the direction and flow rate of hydraulic oil supplied to the hydraulic actuator, and an operation signal for the control valve A control device for a construction machine comprising: an operation lever that generates an electric signal; and an electromagnetic proportional valve that is controlled by the electric signal to generate an operation hydraulic pressure of the control valve.
A temperature sensor for detecting the temperature of the electric motor;
An operation signal for limiting the flow rate of hydraulic fluid in the control valve by limiting the output current to the solenoid of the electromagnetic proportional valve with respect to the operation amount of the operation lever when the temperature detected by the temperature sensor is lower than a preset reference temperature. And a limiting means.

請求項2の建設機械の制御装置は、請求項1に記載の建設機械の制御装置において、
前記操作信号制限手段は、前記電動モータの検出温度が低い程、前記操作レバーの操作量に対する前記電磁比例弁のソレノイドへの出力電流の上限電流値を低く設定することを特徴とする。
The construction machine control device according to claim 2 is the construction machine control device according to claim 1,
The operation signal limiting means sets the upper limit current value of the output current to the solenoid of the electromagnetic proportional valve with respect to the operation amount of the operation lever as the detected temperature of the electric motor is lower.

請求項3の建設機械の制御装置は、請求項1または2に記載の建設機械の制御装置において、
前記操作レバーの操作量に対する前記電磁比例弁のソレノイドへの出力電流を制限した状態を長く設定する制限時間設定手段をさらに備えたことを特徴とする。
The construction machine control device according to claim 3 is the construction machine control device according to claim 1 or 2,
It further comprises time limit setting means for setting a long state in which the output current to the solenoid of the electromagnetic proportional valve with respect to the operation amount of the operation lever is limited.

請求項4の建設機械の制御装置は、請求項1から3までのいずれか1項に記載の建設機械の制御装置において、
前記電磁比例弁のソレノイドへの出力電流を制限した状態であることを報知する警報手段をさらに備えたことを特徴とする。
The construction machine control device according to claim 4 is the construction machine control device according to any one of claims 1 to 3.
An alarm means for notifying that the output current to the solenoid of the electromagnetic proportional valve is in a limited state is further provided.

請求項1の発明によれば、電動モータの検出温度が低い場合には、操作レバーの操作量に対するコントロール弁操作用電磁比例弁のソレノイドへの電流が低く制限されるため、電動モータの温度が低いときにはコントロール弁を流れる作動油流量が低く抑えられる。その結果、電動モータが低温の際には、電動モータの負荷が低下する。このため、低温時における高負荷による電動モータの破損を防ぐことができる。   According to the first aspect of the present invention, when the detected temperature of the electric motor is low, the current to the solenoid of the solenoid valve for controlling the control valve with respect to the operation amount of the operation lever is limited to a low value. When the pressure is low, the flow rate of hydraulic fluid flowing through the control valve is kept low. As a result, when the electric motor is at a low temperature, the load on the electric motor is reduced. For this reason, it is possible to prevent the electric motor from being damaged by a high load at a low temperature.

請求項2の発明によれば、電動モータの温度が低い程、操作レバーの操作量に対する電磁比例弁のソレノイドへの電流に上限電流値を低く設定したので、電動モータの破損を防止する上において、温度状況に対応したより良好な制御が行なわれる。   According to the invention of claim 2, the lower the temperature of the electric motor, the lower the upper limit current value is set for the current to the solenoid of the electromagnetic proportional valve relative to the operation amount of the operation lever. Better control corresponding to the temperature situation is performed.

請求項3の発明によれば、電動モータの温度が低い程、操作レバーの操作量に対する前記電磁比例弁のソレノイドへの電流を低く制限する時間を長く設定したので、電動モータの破損を防止する上において、温度状況に対応したさらに良好な制御が行なわれる。   According to the third aspect of the invention, the lower the temperature of the electric motor, the longer the time for limiting the current to the solenoid of the electromagnetic proportional valve with respect to the operation amount of the operation lever is set longer, thus preventing the electric motor from being damaged. Above, better control corresponding to the temperature situation is performed.

請求項4の発明によれば、操作レバーの操作量に対する前記電磁比例弁のソレノイドへの電流を低く制限した状態であることを報知する警報手段をさらに備えたので、例えばブームやアーム等の操作対象装置が低速で作動した際に警報手段によってオペレータはその低速の理由を知ることができ、オペレータの操作上の信頼性を高めることができる。   According to the invention of claim 4, since the alarm means for notifying that the current to the solenoid of the electromagnetic proportional valve with respect to the operation amount of the operation lever is limited to be low is provided, for example, operation of a boom, an arm, etc. When the target device operates at a low speed, the operator can know the reason for the low speed by the alarm means, and the operational reliability of the operator can be improved.

本発明を適用する建設機械の一例である油圧ショベルを示す側面図である。It is a side view which shows the hydraulic excavator which is an example of the construction machine to which this invention is applied. 図1の油圧ショベルにおける運転室内の操作装置の配置を示す平面図である。It is a top view which shows arrangement | positioning of the operating device in the driver's cab in the hydraulic shovel of FIG. 図1の油圧ショベルの制御回路の一例を示す油圧電気回路図である。FIG. 2 is a hydraulic electric circuit diagram illustrating an example of a control circuit of the hydraulic excavator in FIG. 1. 本発明の操作レバー、コントローラおよび電磁比例弁等の入出力関係の一実施の形態を示すブロックである。It is a block which shows one Embodiment of input / output relations, such as an operation lever of this invention, a controller, and an electromagnetic proportional valve. この実施の形態の制御装置の一例を示す機能ブロック図である。It is a functional block diagram which shows an example of the control apparatus of this embodiment. この実施の形態の制御装置における電動モータの温度と電磁比例弁のソレノイドへの上限電流値との関係の一例を示すグラフである。It is a graph which shows an example of the relationship between the temperature of the electric motor in the control apparatus of this embodiment, and the upper limit electric current value to the solenoid of an electromagnetic proportional valve. この実施の形態の制御装置における電動モータの温度と電磁比例弁のソレノイドへの電流を制限する時間との関係の一例を示すグラフである。It is a graph which shows an example of the relationship between the temperature of the electric motor in the control apparatus of this embodiment, and the time which restrict | limits the electric current to the solenoid of an electromagnetic proportional valve. この実施の形態の制御装置における処理の流れの一例を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows an example of the flow of a process in the control apparatus of this embodiment. この実施の形態の制御装置において電磁比例弁のソレノイドへの電流を制限しない状態での操作態様の一例を示すタイムチャートである。It is a time chart which shows an example of the operation mode in the state which does not restrict | limit the electric current to the solenoid of an electromagnetic proportional valve in the control apparatus of this embodiment. この実施の形態の制御装置において電磁比例弁のソレノイドへの電流を制限した状態での操作態様の一例を示すタイムチャートである。It is a time chart which shows an example of the operation mode in the state which restricted the electric current to the solenoid of an electromagnetic proportional valve in the control apparatus of this embodiment. 本発明の制御装置の他の実施の形態を示す機能ブロック図である。It is a functional block diagram which shows other embodiment of the control apparatus of this invention.

図1は本発明を適用する建設機械の一例である油圧ショベルを示す側面図である。1は下部走行体であり、この下部走行体1は、トラックフレームを構成する左右のサイドフレーム2の後部に油圧モータでなる走行モータ(図示せず)により駆動される駆動輪3を取付け、サイドフレーム2の前部に従動輪4を取付け、これらの駆動輪3、従動輪4に履帯5を掛け回して構成される。   FIG. 1 is a side view showing a hydraulic excavator as an example of a construction machine to which the present invention is applied. Reference numeral 1 denotes a lower traveling body. The lower traveling body 1 has drive wheels 3 that are driven by a traveling motor (not shown) made of a hydraulic motor attached to rear portions of left and right side frames 2 constituting a track frame. A driven wheel 4 is attached to the front portion of the frame 2 and a crawler belt 5 is hung around the driving wheel 3 and the driven wheel 4.

6は下部走行体1上に旋回装置7を介して設置された上部旋回体である。旋回装置7は油圧モータでなる旋回モータ(図示せず)を有する。上部旋回体6には運転室9やパワーユニット10等が搭載される。   Reference numeral 6 denotes an upper swing body installed on the lower traveling body 1 via a swing device 7. The turning device 7 has a turning motor (not shown) made of a hydraulic motor. An cab 9 and a power unit 10 are mounted on the upper swing body 6.

11は上部旋回体に取付けられた作業装置である。この作業装置11は、上部旋回体6に油圧シリンダでなるブームシリンダ12により起伏可能に取付けられたブーム13と、このブーム13の先端に油圧シリンダでなるアームシリンダ14により上下方向に回動可能に取付けられたアーム15と、このアーム15の先端に油圧シリンダでなるバケットシリンダ16により回動可能に取付けられたローダバケット17とを備える。   Reference numeral 11 denotes a working device attached to the upper swing body. The working device 11 is pivotable in the vertical direction by a boom 13 attached to the upper swing body 6 by a boom cylinder 12 that is a hydraulic cylinder so as to be raised and lowered, and an arm cylinder 14 that is a hydraulic cylinder at the tip of the boom 13. An arm 15 attached to the arm 15 and a loader bucket 17 rotatably attached to the tip of the arm 15 by a bucket cylinder 16 made of a hydraulic cylinder.

図2は運転室9に設置する操作装置の配置を示す平面図である。図2において、20はオペレータの座席、21,22はそれぞれ座席20の左側、右側に設置された操作レバー、23,24は運転室9内の前方に設置され、それぞれ下部走行体1の左側走行モータ、右側走行モータを操作する操作レバーである。座席20の左側の操作レバー21は、前後方向の操作によりアーム15をアームシリンダ14によって上下に回動させ、左右方向の操作により旋回装置7の旋回モータによって上部旋回体6を左右に旋回させるものである。座席20の右側の操作レバー22は、前後方向の操作によりブーム13をブームシリンダ12によって俯仰させ、左右方向の操作によりローダバケット17をバケットシリンダ16によって掘削、放土の動作を行なわせるものである。なお、これらの操作レバー21,22の操作方向と操作対象装置は種々に変更可能である。   FIG. 2 is a plan view showing the arrangement of operating devices installed in the cab 9. In FIG. 2, 20 is an operator's seat, 21 and 22 are operating levers installed on the left and right sides of the seat 20, respectively, 23 and 24 are installed in front of the operator cab 9, and the left traveling of the lower traveling body 1 is performed. This is an operating lever for operating the motor and the right traveling motor. The operation lever 21 on the left side of the seat 20 rotates the arm 15 up and down by the arm cylinder 14 by operation in the front-rear direction, and turns the upper revolving body 6 left and right by the turning motor of the turning device 7 by operation in the left-right direction. It is. The operation lever 22 on the right side of the seat 20 causes the boom 13 to be lifted by the boom cylinder 12 by the operation in the front-rear direction, and the loader bucket 17 is excavated and discharged by the bucket cylinder 16 by the operation in the left-right direction. . The operation direction of these operation levers 21 and 22 and the operation target device can be variously changed.

図3はこの油圧ショベルの油圧アクチュエータを駆動する電気油圧回路を示す電気油圧回路図である。図1に示したパワーユニット10は、電動モータ26により主油圧ポンプ27およびパイロットポンプ28を駆動するものである。電動モータ26は固定周波数の電源により駆動されるものである。12は油圧アクチュエータの代表例として示すブームシリンダであり、29はこのブームシリンダ12のコントロール弁である。なお、この油圧ショベルが鉱石や石炭等の掘削に用いられる場合、電動モータ26を駆動する電源は、掘削現場の複数箇所に準備されており、電動モータ26は、この電源に対し、図1に示す電源ケーブル18を介して接続される。   FIG. 3 is an electrohydraulic circuit diagram showing an electrohydraulic circuit for driving the hydraulic actuator of the excavator. The power unit 10 shown in FIG. 1 drives a main hydraulic pump 27 and a pilot pump 28 by an electric motor 26. The electric motor 26 is driven by a power source having a fixed frequency. Reference numeral 12 denotes a boom cylinder as a representative example of the hydraulic actuator, and reference numeral 29 denotes a control valve of the boom cylinder 12. In addition, when this hydraulic excavator is used for excavation of ore or coal, power sources for driving the electric motor 26 are prepared at a plurality of locations on the excavation site, and the electric motor 26 is shown in FIG. It is connected via a power cable 18 shown.

30はコントロール弁29等各種アクチュエータ(下部走行体1の走行モータ、旋回装置7の旋回モータ、ブームシリンダ12、アームシリンダ14、バケットシリンダ16等)用のコントロール弁等を制御するコントローラである。22は図2に示したブームシリンダ12用の操作レバーであり、この操作レバー22は、操作量に対応した電気信号(電圧)を発生させるポテンショメータを用いた電気レバーにより構成される。図2に示した他の操作レバー21,23,24も同様に操作量に対応した電気信号を発生させる電気レバーからなる。   Reference numeral 30 denotes a controller for controlling control valves for various actuators such as the control valve 29 (travel motor for the lower traveling body 1, swing motor for the swing device 7, boom cylinder 12, arm cylinder 14, bucket cylinder 16 and the like). Reference numeral 22 denotes an operation lever for the boom cylinder 12 shown in FIG. 2, and the operation lever 22 is constituted by an electric lever using a potentiometer that generates an electric signal (voltage) corresponding to the operation amount. Similarly, the other operation levers 21, 23, and 24 shown in FIG. 2 are electric levers that generate an electric signal corresponding to the operation amount.

31,32はコントロール弁29を切換制御する電磁比例弁である。これらの電磁比例弁31,32は、操作レバー22の操作量に応じてコントローラ30においてPWM制御により発生させた電流がソレノイド31a,32aに加わることにより、その電流に応じた開度に内部流路が開くものである。そしてこの開度に応じたパイロット油圧がコントロール弁29の操作室29a,29bに加わり、コントロール弁29を切換えられると共に、その開度に応じた流量がブームシリンダ12に供給される。したがって、電磁比例弁31,32のソレノイド31a,32aに通電される電流に大小に応じて主油圧ポンプ27の負荷が変化し、電動モータ26の負荷が変化する。33は電動モータ26の温度を検出する温度センサ、34は電動モータ26の回転を検出する回転センサである。   31 and 32 are electromagnetic proportional valves for switching and controlling the control valve 29. The electromagnetic proportional valves 31 and 32 are configured so that the current generated by PWM control in the controller 30 according to the operation amount of the operation lever 22 is applied to the solenoids 31 a and 32 a, so that the opening of the electromagnetic proportional valves 31 and 32 has an opening corresponding to the current. Is something that opens. The pilot hydraulic pressure corresponding to the opening is applied to the operation chambers 29a and 29b of the control valve 29, the control valve 29 is switched, and the flow rate corresponding to the opening is supplied to the boom cylinder 12. Therefore, the load of the main hydraulic pump 27 changes according to the current supplied to the solenoids 31a, 32a of the electromagnetic proportional valves 31, 32, and the load of the electric motor 26 changes. Reference numeral 33 denotes a temperature sensor that detects the temperature of the electric motor 26, and reference numeral 34 denotes a rotation sensor that detects the rotation of the electric motor 26.

図4に示すように、コントローラ30の入力側には、前記操作レバー21〜24の出力電気信号と、温度センサ33の検出信号と、回転センサ34の検出信号が入力される。コントローラ30の出力側には、ブーム12用の電磁比例弁31,32の外に、旋回用電磁比例弁36,37、アーム用電磁比例弁38,39、バケット用電磁比例弁40,41、左側走行モータの前後進用電磁比例弁42,43、右側走行モータの前後進用電磁比例弁44,45が配置される。これらの電磁比例弁にはそれぞれ対応するコントロール弁(図示せず)が配置される。46は後述のように、電動モータ26の温度が低温である状態で起動する際にその状態をオペレータに知らせるための警報手段として備えた警報ランプである。   As shown in FIG. 4, the output electric signals of the operation levers 21 to 24, the detection signal of the temperature sensor 33, and the detection signal of the rotation sensor 34 are input to the input side of the controller 30. On the output side of the controller 30, in addition to the electromagnetic proportional valves 31 and 32 for the boom 12, the electromagnetic proportional valves for rotation 36 and 37, the electromagnetic proportional valves for arms 38 and 39, the electromagnetic proportional valves for buckets 40 and 41, the left side Proportional electromagnetic proportional valves 42 and 43 for the traveling motor, and electromagnetic proportional valves 44 and 45 for forward and backward movement of the right traveling motor are arranged. Each of these electromagnetic proportional valves is provided with a corresponding control valve (not shown). As will be described later, 46 is an alarm lamp provided as an alarm means for informing the operator of the state when the electric motor 26 is started in a low temperature state.

図5は本発明の制御装置の一実施の形態を示す機能ブロック図であり、コントローラ30により実現されるものである。図5において、50は電動モータ26の温度に応じて電磁比例弁31,32のソレノイド31a,32a(他の電磁比例弁36〜45についても同様)への電流の最大値である上限電流値ILを設定する操作信号制限手段である。   FIG. 5 is a functional block diagram showing an embodiment of the control device of the present invention, which is realized by the controller 30. In FIG. 5, reference numeral 50 denotes an upper limit current value IL which is the maximum value of the current to the solenoids 31a and 32a of the electromagnetic proportional valves 31 and 32 (the same applies to the other electromagnetic proportional valves 36 to 45) according to the temperature of the electric motor 26. Is an operation signal limiting means for setting.

図6はこの操作信号制限手段50により制御されるソレノイド駆動回路52を介してソレノイド31a,32a等へ加わる電流Iの上限電流値ILを示す。図6において、最低温度T(MIN)は例えば−20℃、最高温度T(MAX)は例えば0℃に設定される。最高温度T(MAX)が電動モータ26の負荷制限を行なうか否かの基準温度となる。また、最低温度T(MIN)は、その温度以下では上限電流値ILを一定の低い電流値IL(MIN)にする温度である。なお、これらの温度T(MAX)、T(MIN)は建設機械の使用態様等によって変更可能とすることが好ましい。   FIG. 6 shows the upper limit current value IL of the current I applied to the solenoids 31a, 32a, etc. via the solenoid drive circuit 52 controlled by the operation signal limiting means 50. In FIG. 6, the minimum temperature T (MIN) is set to, for example, −20 ° C., and the maximum temperature T (MAX) is set to, for example, 0 ° C. The maximum temperature T (MAX) is a reference temperature for determining whether or not to limit the load on the electric motor 26. The minimum temperature T (MIN) is a temperature at which the upper limit current value IL is set to a certain low current value IL (MIN) below that temperature. In addition, it is preferable that these temperatures T (MAX) and T (MIN) can be changed depending on the usage mode of the construction machine.

制限時間設定手段51は、温度センサ33により検出される電動モータ26の温度TがT<T(MAX)である場合にソレノイド31a,32a等への電流Iを制限する時間taを設定するものである。図7は検出された電動モータ26の温度Tに対してこの制限時間設定手段51により設定される制限時間taの関係の一例を示す。図7に示すように、制限時間taは、電動モータ26の温度Tが低いほど長い時間に設定する。電動モータ26の検出温度Tが最低温度T(MIN)以下の場合、制限時間taの最長時間t(MAX)とする。この最長時間t(MAX)は例えば30分とする。   The time limit setting means 51 sets a time ta for limiting the current I to the solenoids 31a, 32a, etc. when the temperature T of the electric motor 26 detected by the temperature sensor 33 is T <T (MAX). is there. FIG. 7 shows an example of the relationship between the detected temperature T of the electric motor 26 and the time limit ta set by the time limit setting means 51. As shown in FIG. 7, the time limit ta is set to a longer time as the temperature T of the electric motor 26 is lower. When the detected temperature T of the electric motor 26 is equal to or lower than the minimum temperature T (MIN), the maximum time t (MAX) of the time limit ta is set. The longest time t (MAX) is, for example, 30 minutes.

図8はこの実施の形態の制御装置の処理の流れを示すフローチャートである。まずステップ1において、油圧ショベルの運転室に備えられたキースイッチがオンとなることにより、電動モータ26が起動されると、温度センサ33は電動モータ26の温度Tを検出する。また、ステップ2において、コントローラ30は、回転センサ34が電動モータ26の回転を検出したか否かを参照し、回転中であれば、操作信号制限手段50は、電動モータの温度Tからソレノイド31a,32aへの上限電流値ILを算出する(ステップ3)。ここで、電動モータ26の温度Tが設定温度の最高温度T(MAX)以上であれば、上限電流値ILは制限無し(図6においてIL(MAX))である。一方、電動モータ26の温度Tが設定温度の最高温度T(MAX)より低い場合には、温度が低い程、上限電流値ILを低く設定する。   FIG. 8 is a flowchart showing the flow of processing of the control device of this embodiment. First, in step 1, when the electric motor 26 is started by turning on a key switch provided in the cab of the hydraulic excavator, the temperature sensor 33 detects the temperature T of the electric motor 26. Further, in step 2, the controller 30 refers to whether or not the rotation sensor 34 has detected the rotation of the electric motor 26. If the rotation sensor 34 is rotating, the operation signal limiting means 50 determines whether the operation signal limiting means 50 is a solenoid 31a from the temperature T of the electric motor. , 32a is calculated (step 3). Here, if the temperature T of the electric motor 26 is equal to or higher than the maximum temperature T (MAX) of the set temperature, the upper limit current value IL is not limited (IL (MAX) in FIG. 6). On the other hand, when the temperature T of the electric motor 26 is lower than the maximum temperature T (MAX) of the set temperature, the lower the temperature, the lower the upper limit current value IL is set.

そして、操作信号制限手段50は、温度センサ33により検出される電動モータ26の温度Tから上限電流値ILの制限無しとするか否かを判定する(ステップ4)。電動モータ26の温度Tが設定温度の最高温度T(MAX)以上(T≧T(MAX))であれば、上限電流値ILは制限無し(図6においてIL(MAX))とする。すなわち、操作レバー21〜24の操作量に対するソレノイドへの電流Iを制限しない態様で操作を行なう(ステップ5)。   Then, the operation signal limiting means 50 determines whether or not to limit the upper limit current value IL from the temperature T of the electric motor 26 detected by the temperature sensor 33 (step 4). If the temperature T of the electric motor 26 is equal to or higher than the maximum temperature T (MAX) of the set temperature (T ≧ T (MAX)), the upper limit current value IL is not limited (IL (MAX) in FIG. 6). That is, the operation is performed in a manner that does not limit the current I to the solenoid with respect to the operation amount of the operation levers 21 to 24 (step 5).

このT≧T(MAX)である場合の操作態様を図9に示す。図9は操作レバー22のブーム上げ、下げの最大操作量に対し、電磁比例弁31,32のソレノイド31a,32aへの電流Iが最大値まで達していることを示す。なお、図9において、3段目に表示するブーム操作レバー入力信号とは、操作レバー22の操作によりコントローラ30に加えられる直流電圧の変化を示しており、例えば中央値が3V、最大が4.5V、最小が0.5Vである。コントローラ30は、ブーム操作レバー22のコントローラ30への電圧が4.5Vまたは0.5Vであれば電磁弁出力信号(ソレノイド31a,32aへの電流)はIL(MAX)となり、3Vであれば、電磁弁出力信号(ソレノイド31a,32aへの電流)はゼロとなる。   FIG. 9 shows an operation mode when T ≧ T (MAX). FIG. 9 shows that the current I to the solenoids 31a and 32a of the electromagnetic proportional valves 31 and 32 reaches the maximum value with respect to the maximum operation amount of raising and lowering the boom of the operation lever 22. In FIG. 9, the boom operation lever input signal displayed in the third row indicates a change in the DC voltage applied to the controller 30 by the operation of the operation lever 22, for example, the median is 3 V and the maximum is 4. 5V, the minimum is 0.5V. If the voltage to the controller 30 of the boom operation lever 22 is 4.5 V or 0.5 V, the controller 30 outputs an IL (MAX) solenoid valve output signal (current to the solenoids 31a and 32a). The solenoid valve output signal (current to the solenoids 31a and 32a) becomes zero.

一方、T<T(MAX)であって、上限電流値ILが制限有りの場合には、ソレノイド31a,32aへの電流が上限電流値IL(IL<IL(MAX))を超えないように制御を行なうと共に、警報手段である警報ランプ46を点灯させ、オペレータに出力制限中であることを知らせる(ステップ6)。この出力制限有りの状態での操作態様を図10に示す。図10から分かるように、操作レバー22を最大操作量に操作しても、出力制限有りの状態でのソレノイド31a,32aへの出力電流は、上限電流値IL(MAX)より小さい値に制限される。このため、操作レバー22を最大に操作しても、電磁比例弁31,32の流路は開口面積が最高開口度より小さく制限される。このため、操作レバー22を最大操作量に操作しても、コントロール弁29における作動油流量が低く抑えられるので、主油圧ポンプ27の吐出流量が制限され、電動モータ26の負荷が低減される。   On the other hand, when T <T (MAX) and the upper limit current value IL is limited, control is performed so that the current to the solenoids 31a and 32a does not exceed the upper limit current value IL (IL <IL (MAX)). And the alarm lamp 46, which is an alarm means, is lit to inform the operator that the output is being restricted (step 6). FIG. 10 shows an operation mode in a state where the output is restricted. As can be seen from FIG. 10, even when the operation lever 22 is operated to the maximum operation amount, the output current to the solenoids 31a and 32a in the state where the output is limited is limited to a value smaller than the upper limit current value IL (MAX). The For this reason, even if the operation lever 22 is operated to the maximum, the flow area of the electromagnetic proportional valves 31 and 32 is restricted to have an opening area smaller than the maximum opening degree. For this reason, even if the operation lever 22 is operated to the maximum operation amount, the hydraulic oil flow rate in the control valve 29 is kept low, so that the discharge flow rate of the main hydraulic pump 27 is limited and the load on the electric motor 26 is reduced.

前記出力制限有り(IL<IL(MAX))の状態での制御開始と同時に、制限時間設定手段51は、図7に示した相関関係を持って、電動モータ26の温度Tに対応する制限時間taを算出する(ステップ7)。そして、この出力制限の状態で運転を継続する(ステップ8、9)。このような運転状態が制限時間taを経過すると、警報ランプ46を消灯する(ステップ10)。そして出力制限無しの制御態様に移行する(ステップ5)。   Simultaneously with the start of control in the state where the output is limited (IL <IL (MAX)), the time limit setting means 51 has the correlation shown in FIG. 7 and the time limit corresponding to the temperature T of the electric motor 26. ta is calculated (step 7). Then, the operation is continued with the output restricted (steps 8 and 9). When such an operating state passes the time limit ta, the alarm lamp 46 is turned off (step 10). Then, the process shifts to a control mode without output restriction (step 5).

この実施の形態によれば、電動モータ26の温度Tを検出し、検出温度が予め設定された温度T(MAX)より低い場合には、操作レバー21〜24の操作量に対する出力電気信号、すなわちコントロール弁を制御する電磁比例弁31,32,36〜45のソレノイドへの電流が低い値に制限されるようにしたので、電動モータ26の温度Tが低い場合には、コントロール弁を流れる作動油流量が抑制される。その結果、主油圧ポンプ27の吐出流量が制限され、電動モータ26の温度Tが低い場合には、電動モータ26の負荷が低下する。このため、低温時における高負荷による電動モータ26の破損を防ぐことができる。   According to this embodiment, when the temperature T of the electric motor 26 is detected and the detected temperature is lower than a preset temperature T (MAX), an output electric signal corresponding to the operation amount of the operation levers 21 to 24, that is, Since the current to the solenoids of the electromagnetic proportional valves 31, 32, 36 to 45 for controlling the control valve is limited to a low value, the hydraulic oil flowing through the control valve when the temperature T of the electric motor 26 is low. The flow rate is suppressed. As a result, the discharge flow rate of the main hydraulic pump 27 is limited, and when the temperature T of the electric motor 26 is low, the load on the electric motor 26 decreases. For this reason, the electric motor 26 can be prevented from being damaged by a high load at a low temperature.

また、この実施の形態においては、電動モータ26の温度Tが低い程、操作レバー21〜24の操作量に対する電磁比例弁31,32,36〜45のソレノイドへの上限電流値ILを低く設定したので、電動モータの破損を防止する上において、温度状況に対応したより良好な制御が行なわれる。   Further, in this embodiment, the lower the temperature T of the electric motor 26, the lower the upper limit current value IL to the solenoid of the electromagnetic proportional valves 31, 32, 36 to 45 with respect to the operation amount of the operation levers 21 to 24 is set. Therefore, in preventing the electric motor from being damaged, better control corresponding to the temperature condition is performed.

また、この実施の形態においては、電動モータ26の温度Tが低い程、操作レバー21〜24の操作量に対する電磁比例弁31,32,36〜45のソレノイドへの上限電流値ILを低くする制限時間taを長く設定したので、電動モータ26の破損を防止する上において、温度状況に対応したさらに良好な制御が行なわれる。   In this embodiment, the lower the temperature T of the electric motor 26, the lower the upper limit current value IL to the solenoids of the electromagnetic proportional valves 31, 32, 36 to 45 with respect to the operation amount of the operation levers 21 to 24. Since the time ta is set longer, better control corresponding to the temperature condition is performed in preventing the electric motor 26 from being damaged.

また、操作レバー21〜24の操作量に対する出力電気信号を低く抑制した状態であることを報知する警報ランプ46等の警報手段を備えたので、オペレータが操作レバー21〜24を操作した際に操作対象装置(ブーム12、アーム15、バケット17等)が低速で作動した際に、その理由をオペレータが知ることができ、オペレータの操作上の信頼性を高めることができる。   Further, since an alarm means such as an alarm lamp 46 for notifying that the output electric signal with respect to the operation amount of the operation levers 21 to 24 is kept low is provided, the operation is performed when the operator operates the operation levers 21 to 24. When the target device (boom 12, arm 15, bucket 17, etc.) operates at a low speed, the operator can know the reason, and the operational reliability of the operator can be improved.

図11は本発明の制御装置の他の実施の形態を示す機能ブロック図である。この実施の形態においては、図7に示した電動モータ26の温度センサ33による検出温度Tと予め設定された基準温度T(MAX)とを比較し、T<T(MAX)である間は電磁比例弁31,32,36〜45のソレノイドへの電流の最大値を抑制した前記負荷軽減状態での運転を継続し、警報ランプ46による警報を発し、T≧T(MAX)になると通常の負荷制限の無い状態での運転を行なうと共に、警報発生を停止するようにしたものである。このような制御を行なえば、電動モータ26の温度に対応したより好適な時間制御が行なえる。   FIG. 11 is a functional block diagram showing another embodiment of the control device of the present invention. In this embodiment, the temperature T detected by the temperature sensor 33 of the electric motor 26 shown in FIG. 7 is compared with a preset reference temperature T (MAX), and electromagnetic waves are maintained while T <T (MAX). The operation in the load reduction state in which the maximum value of the current to the solenoids of the proportional valves 31, 32, 36 to 45 is suppressed is continued, an alarm is issued by the alarm lamp 46, and when T ≧ T (MAX), the normal load The operation is performed without any restrictions, and the alarm generation is stopped. By performing such control, more suitable time control corresponding to the temperature of the electric motor 26 can be performed.

なお、図5、図11に示した実施の形態においては、制限時間ta内の動作においては、最初に検出した電動モータ26の温度によって上限電流値ILを固定した値に設定したが、この上限電流値値ILは電動モータ26の検出温度Tの上昇に伴って増大させるようにしてもよい。   In the embodiment shown in FIGS. 5 and 11, in the operation within the time limit ta, the upper limit current value IL is set to a fixed value depending on the temperature of the electric motor 26 detected first. The current value IL may be increased as the detected temperature T of the electric motor 26 increases.

また、上記実施の形態においては、建設機械がローダバケットを用いた油圧ショベルである場合について示したが、本発明はバックホウバケットを用いた油圧ショベルや油圧ショベル以外の他の建設機械にも適用できる。また、出力制限状態での運転状態を報知する警報手段としてはランプ以外に音響装置や画面を用いた表示装置等を用いることも可能である。   In the above embodiment, the construction machine is a hydraulic excavator using a loader bucket. However, the present invention can also be applied to a hydraulic excavator using a backhoe bucket and other construction machines other than the hydraulic excavator. . In addition to the lamp, an alarm device, a display device using a screen, or the like can be used as alarm means for notifying the operation state in the output restricted state.

また、電磁比例弁31,32とコントロール弁29との間に油圧操作のパイロット弁を介在させた2段構成のパイロット弁構成にしてもよい。このような2段構成にすれば、コントロール弁と油圧操作のパイロット弁との間の距離を短くすることを可能となり、油圧パイロット回路の長さを短くし、油圧パイロット回路でのパイロット油の流れによる応答遅れの問題を解決することができる。   A two-stage pilot valve configuration in which a hydraulically operated pilot valve is interposed between the electromagnetic proportional valves 31 and 32 and the control valve 29 may be employed. With such a two-stage configuration, the distance between the control valve and the hydraulic pilot valve can be shortened, the length of the hydraulic pilot circuit can be shortened, and the pilot oil flow in the hydraulic pilot circuit can be reduced. Can solve the problem of response delay.

1:下部走行体、2:サイドフレーム、3:駆動輪、4:従動輪、5:履帯、6:上部旋回体、7:旋回装置、9:運転室、10:パワーユニット、11:作業装置、12:ブームシリンダ、13:ブーム、14:アームシリンダ、15:アーム、16:バケットシリンダ、17:ローダバケット、18:電源ケーブル、21〜24:操作レバー、26:電動モータ、27:主油圧ポンプ、28:パイロットポンプ、29:コントロール弁、30:コントローラ、31,32,36〜45:電磁比例弁、31a,32a:ソレノイド、33:温度センサ、34:回転センサ、46:警報ランプ   1: lower traveling body, 2: side frame, 3: driving wheel, 4: driven wheel, 5: crawler track, 6: upper turning body, 7: turning device, 9: cab, 10: power unit, 11: working device, 12: boom cylinder, 13: boom, 14: arm cylinder, 15: arm, 16: bucket cylinder, 17: loader bucket, 18: power cable, 21-24: operation lever, 26: electric motor, 27: main hydraulic pump , 28: pilot pump, 29: control valve, 30: controller, 31, 32, 36 to 45: electromagnetic proportional valve, 31a, 32a: solenoid, 33: temperature sensor, 34: rotation sensor, 46: alarm lamp

Claims (4)

油圧ポンプを駆動する電動モータと、前記油圧ポンプから吐出される作動油により作動する油圧アクチュエータと、前記油圧アクチュエータに供給する作動油の方向、流量を制御するコントロール弁と、前記コントロール弁の操作信号を電気信号として発生させる操作レバーと、前記電気信号により切換制御されて前記コントロール弁の操作油圧を発生させる電磁比例弁とを備えた建設機械の制御装置において、
前記電動モータの温度を検出する温度センサと、
前記温度センサの検出温度が予め設定された基準温度より低い際に前記操作レバーの操作量に対する前記電磁比例弁のソレノイドへの出力電流を制限して前記コントロール弁における作動油流量を制限する操作信号制限手段とを備えたことを特徴とする建設機械の制御装置。
An electric motor that drives the hydraulic pump, a hydraulic actuator that is operated by hydraulic oil discharged from the hydraulic pump, a control valve that controls the direction and flow rate of hydraulic oil supplied to the hydraulic actuator, and an operation signal for the control valve A control device for a construction machine comprising: an operation lever that generates an electric signal; and an electromagnetic proportional valve that is controlled by the electric signal to generate an operation hydraulic pressure of the control valve.
A temperature sensor for detecting the temperature of the electric motor;
An operation signal for limiting the flow rate of hydraulic fluid in the control valve by limiting the output current to the solenoid of the electromagnetic proportional valve with respect to the operation amount of the operation lever when the temperature detected by the temperature sensor is lower than a preset reference temperature. A control device for a construction machine, comprising: a limiting unit.
請求項1に記載の建設機械の制御装置において、
前記操作信号制限手段は、前記電動モータの検出温度が低い程、前記操作レバーの操作量に対する前記電磁比例弁のソレノイドへの出力電流の上限電流値を低く設定することを特徴とする建設機械の制御装置。
The control device for a construction machine according to claim 1,
The operation signal limiting means sets the upper limit current value of the output current to the solenoid of the electromagnetic proportional valve relative to the operation amount of the operation lever as the detected temperature of the electric motor is lower. Control device.
請求項1または2に記載の建設機械の制御装置において、
前記操作レバーの操作量に対する前記電磁比例弁のソレノイドへの出力電流を制限した状態を長く設定する制限時間設定手段をさらに備えたことを特徴とする建設機械の制御装置。
The construction machine control device according to claim 1 or 2,
A construction machine control device, further comprising time limit setting means for setting a state in which an output current to the solenoid of the electromagnetic proportional valve is limited with respect to an operation amount of the operation lever.
請求項1から3までのいずれか1項に記載の建設機械の制御装置において、
前記電磁比例弁のソレノイドへの出力電流を制限した状態であることを報知する警報手段をさらに備えたことを特徴とする建設機械の制御装置。
The construction machine control device according to any one of claims 1 to 3,
A construction machine control device further comprising alarm means for notifying that the output current to the solenoid of the electromagnetic proportional valve is in a limited state.
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN104378032A (en) * 2013-08-13 2015-02-25 天津捷强动力装备有限公司 Long-pipeline hydraulic generator unit control device
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