JP2013056647A - Drive control device of working machine - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To limit a usage per unit time of at least one of a fuel remaining amount and an accumulated power remaining amount according to states of both of the fuel remaining amount and the accumulated power remaining amount when driving a working machine by using fuel accumulated in a fuel tank and electrical energy accumulated in a power accumulation device.SOLUTION: This control device of the working machine comprises: an engine output control means 51 which sets an upper limit of an output of an engine 27 on the basis of both of the detection results of the fuel remaining amount by a fuel remaining amount detector 61 and the detection results of the accumulated power remaining amount by an accumulated power remaining amount detector 62; a pump control means 53 which sets an upper limit of the input torque of a variable capacity type hydraulic pump 28 so as not to exceed an output torque of the engine 27 which is controlled by the engine output control means 51; and an electricity output control means 52 which sets an upper limit of an output of a battery 30 on the basis of both of the detection results of the fuel remaining amount by the fuel remaining amount detector 61 and the detection results of the accumulated power remaining amount by the accumulated power remaining amount detector 62.

Description

本発明は、燃料タンクに蓄えられた燃料と、蓄電装置に蓄えられた電気エネルギを使用して作業機械を駆動するハイブリッドタイプの作業機械の駆動制御装置に関する。   The present invention relates to a drive control device for a hybrid type work machine that drives a work machine using fuel stored in a fuel tank and electric energy stored in a power storage device.

従来の作業機械の駆動制御装置には、例えば油圧ショベルに搭載されたものがあり、走行体のクローラを駆動するための走行モータ（油圧モータ）と、ブームを駆動するためのブームシリンダ（油圧シリンダ）と、アームを駆動するためのアームシリンダ（油圧シリンダ）と、バケットを駆動するためのバケットシリンダ（油圧シリンダ）と、エンジン（内燃機関）と、これら走行モータ、ブームシリンダ、アームシリンダ、バケットシリンダに供給される圧油を、エンジンの出力により駆動されて吐出する油圧ポンプとを備える。また、この従来の作業機械の駆動制御装置はさらに、エンジンの出力を伝達されて駆動される発電機と、この発電機により生成された電気エネルギを蓄える蓄電装置（バッテリ）と、発電機により生成された電気エネルギ、または蓄電装置に蓄えられた電気エネルギを動力源として旋回体を駆動する旋回モータ（電動モータ）とを備える。この種の従来の作業機械の駆動制御装置としては特許文献１に開示されたものがある。   2. Description of the Related Art Conventional drive control devices for work machines include those mounted on hydraulic excavators, for example. A travel motor (hydraulic motor) for driving a crawler of a traveling body and a boom cylinder (hydraulic cylinder for driving a boom) ), An arm cylinder (hydraulic cylinder) for driving the arm, a bucket cylinder (hydraulic cylinder) for driving the bucket, an engine (internal combustion engine), these travel motors, a boom cylinder, an arm cylinder, and a bucket cylinder And a hydraulic pump that is driven by the output of the engine and discharges the pressure oil. In addition, the conventional drive control device for a work machine is further generated by a generator driven by the output of the engine, a power storage device (battery) for storing electrical energy generated by the generator, and a generator. A turning motor (electric motor) that drives the turning body using the generated electric energy or the electric energy stored in the power storage device as a power source. As a drive control device for this type of conventional work machine, there is one disclosed in Patent Document 1.

また、前述とは別の駆動制御装置は、前述の発電機の替わりに、モータ・ジェネレータ（いわゆるアシストモータ）を備え、蓄電装置における蓄電残量に応じて、そのモータ・ジェネレータの力行動作、すなわちエンジンによる油圧ポンプの駆動をアシストする動作に対し所定の制限が加えられるようにされている。これによって、蓄電装置の急速な蓄電残量の減少が防止される。この種の従来の駆動制御装置としては、特許文献２に開示されたものがある。   Further, a drive control device different from the above includes a motor / generator (so-called assist motor) instead of the above-described generator, and according to the remaining amount of power stored in the power storage device, A predetermined restriction is applied to the operation for assisting the drive of the hydraulic pump by the engine. This prevents a rapid decrease in the remaining amount of power stored in the power storage device. A conventional drive control device of this type is disclosed in Patent Document 2.

特開２００１−１１８９７号公報JP 2001-11897 A 特開２００５−８３２４２号公報JP 2005-83242 A

一般に、油圧ポンプの吐出油を走行モータ、ブームシリンダ、アームシリンダ、バケットシリンダ等の油圧アクチュエータに供給する場合、それらの油圧アクチュエータに供給される圧油の流量が大きくなるほど、それらの油圧アクチュエータの動作速度は大きくなるが、圧力損失も大きくなる。言い換えれば、それらの油圧アクチュエータに供給される圧油の流量を制限するほど、油圧アクチュエータの速度を制限することになるが、圧力損失を小さくすることができる。   Generally, when supplying hydraulic pump discharge oil to hydraulic actuators such as travel motors, boom cylinders, arm cylinders, bucket cylinders, etc., the higher the flow rate of pressure oil supplied to those hydraulic actuators, the more the operation of those hydraulic actuators The speed increases, but the pressure loss also increases. In other words, as the flow rate of the pressure oil supplied to these hydraulic actuators is limited, the speed of the hydraulic actuator is limited, but the pressure loss can be reduced.

油圧ポンプは、エンジンの出力およびモータ・ジェネレータの出力の少なくとも一方を伝達されて駆動されるものであるから、油圧アクチュエータの駆動に伴う圧力損失を小さくすれば、エンジンの燃費当りの作業機械の作業量、および、モータ・ジェネレータ（アシストモータ）の消費電力当りの作業機械の作業量のうちの少なくとも一方を大きくすることができる。そこで、燃料タンクにおける燃料残量および蓄電装置における蓄電残量の両方の状態に応じて、すなわち、作業機械に保有された総エネルギ量に応じて、エンジンの単位時間当たりの出力および蓄電装置の単位時間当たりの出力の少なくとも一方を制限することによって、その総エネルギ量での作業機械の作業量を大きくすることが考えられる。   The hydraulic pump is driven by transmitting at least one of the output of the engine and the output of the motor / generator. Therefore, if the pressure loss caused by the drive of the hydraulic actuator is reduced, the work of the work machine per fuel consumption of the engine is reduced. At least one of the amount and the work amount of the work machine per power consumption of the motor / generator (assist motor) can be increased. Therefore, depending on the state of both the remaining amount of fuel in the fuel tank and the remaining amount of power stored in the power storage device, that is, depending on the total amount of energy held in the work machine, the output per unit time of the engine and the unit of the power storage device It is conceivable to increase the work amount of the work machine with the total energy amount by limiting at least one of the outputs per hour.

本発明は前述の事情を考慮してなされたものであり、その目的は、燃料タンクに蓄えられた燃料と蓄電装置に蓄えられた電気エネルギを使用して作業機械を駆動する際に、燃料残量および蓄電残量の両方の状態に応じて、それら燃料残量および蓄電残量の少なくとも一方の単位時間当たりの使用量を制限できるハイブリッドタイプの作業機械の駆動制御装置を提供することにある。   The present invention has been made in consideration of the above-described circumstances, and an object of the present invention is to use a fuel stored in a fuel tank and an electric energy stored in a power storage device to drive the work machine when the work machine is driven. An object of the present invention is to provide a drive control device for a hybrid type work machine that can limit the amount of use per unit time of at least one of the remaining amount of fuel and the remaining amount of stored electricity according to the state of both the amount and the remaining amount of stored electricity.

前述の目的を達成するために本発明に係るハイブリッドタイプの作業機械の駆動制御装置は次のように構成されている。   In order to achieve the above object, a drive control device for a hybrid type work machine according to the present invention is configured as follows.

〔１〕 本発明に係るハイブリッドタイプの作業機械の駆動制御装置は、燃料タンクと、この燃料タンクに蓄えられた燃料を使用して動力を生成するエンジンと、このエンジンにより駆動される可変容量型油圧ポンプと、この可変容量型油圧ポンプの吐出油を供給されて作業機械の所定部位を駆動する油圧アクチュエータと、蓄電装置と、この蓄電装置に蓄えられた電気エネルギを供給されて駆動され、前記エンジンによる前記可変容量型油圧ポンプの駆動をアシスト可能な電動モータとを備えるハイブリッドタイプの作業機械の駆動制御装置において、前記燃料タンクの燃料残量を検出する燃料残量検出器と、前記蓄電装置の蓄電残量を検出する蓄電残量検出器と、前記燃料残量検出器による燃料残量の検出結果および前記蓄電残量検出器による蓄電残量の検出結果の両方に基づいて、前記エンジンの出力の上限を設定する前記エンジン出力制御手段と、このエンジン出力制御手段により制御される前記エンジンの出力トルクを超えないように前記可変容量型油圧ポンプの入力トルクの上限を設定する前記ポンプ制御手段と、前記燃料残量検出器による燃料残量の検出結果および前記蓄電残量検出器による蓄電残量の検出結果の両方に基づいて、前記蓄電装置の出力の上限を設定する電気出力制御手段とが設けられたことを特徴とする。 [1] A drive control device for a hybrid type work machine according to the present invention includes a fuel tank, an engine that generates power using the fuel stored in the fuel tank, and a variable displacement type driven by the engine. A hydraulic pump, a hydraulic actuator that is supplied with discharge oil of the variable displacement hydraulic pump and drives a predetermined part of the work machine, a power storage device, and is driven by being supplied with electrical energy stored in the power storage device, In a drive control device of a hybrid type work machine comprising an electric motor capable of assisting driving of the variable displacement hydraulic pump by an engine, a fuel remaining amount detector for detecting a remaining amount of fuel in the fuel tank, and the power storage device The remaining amount of electricity detector for detecting the remaining amount of electricity stored, the detection result of the remaining amount of fuel by the remaining fuel amount detector, and the remaining amount of electricity detector The engine output control means for setting an upper limit of the output of the engine based on both of the detection results of the remaining amount of electricity and the variable so as not to exceed the output torque of the engine controlled by the engine output control means Based on both the pump control means for setting the upper limit of the input torque of the displacement type hydraulic pump, the detection result of the remaining amount of fuel by the remaining fuel amount detector, and the detected result of the remaining amount of electricity stored by the remaining power amount detector And an electric output control means for setting an upper limit of the output of the power storage device.

〔２〕 本発明に係るハイブリッドタイプの作業機械の駆動制御装置は、燃料タンクと、この燃料タンクに蓄えられた燃料を使用して動力を生成するエンジンと、このエンジンにより駆動される可変容量型油圧ポンプと、この可変容量型油圧ポンプの吐出油を供給されて作業機械の所定部位を駆動する油圧アクチュエータと、蓄電装置と、この蓄電装置に蓄えられた電気エネルギを供給されて前記所定部位とは別の所定部位を駆動する電動アクチュエータとを備えるハイブリッドタイプの作業機械の駆動制御装置において、前記燃料タンクの燃料残量を検出する燃料残量検出器と、前記蓄電装置の蓄電残量を検出する蓄電残量検出器と、前記燃料残量検出器による燃料残量の検出結果および前記蓄電残量検出器による蓄電残量の検出結果の両方に基づいて、前記エンジンの出力の上限を設定する前記エンジン出力制御手段と、このエンジン出力制御手段により制御される前記エンジンの出力トルクを超えないように前記可変容量型油圧ポンプの入力トルクの上限を設定する前記ポンプ制御手段と、前記燃料残量検出器による燃料残量の検出結果および前記蓄電残量検出器による蓄電残量の検出結果の両方に基づいて、前記蓄電装置の出力の上限を設定する電気出力制御手段とが設けられたことを特徴とする。なお、この「〔２〕」に記載の駆動制御装置において、油圧アクチュエータは、例えば作業機械に搭載された作業装置を駆動するための油圧シリンダ、走行体を駆動するための油圧モータであり、電動アクチュエータは、例えば作業機械の旋回体を駆動するための電動モータである。 [2] A drive control device for a hybrid type work machine according to the present invention includes a fuel tank, an engine that generates power using the fuel stored in the fuel tank, and a variable displacement type driven by the engine. A hydraulic pump, a hydraulic actuator that is supplied with discharge oil of the variable displacement hydraulic pump to drive a predetermined part of the work machine, a power storage device, and an electric energy stored in the power storage device is supplied to the predetermined part; In a drive control device of a hybrid type work machine that includes an electric actuator that drives another predetermined portion, a fuel remaining amount detector that detects a remaining amount of fuel in the fuel tank and a remaining amount of electricity stored in the power storage device The remaining amount of electricity stored in the detector, and the remaining amount of fuel detected by the remaining amount of fuel detector and the remaining amount of electricity detected by the remaining amount of electricity detector. The engine output control means for setting the upper limit of the output of the engine based on the above, and the upper limit of the input torque of the variable displacement hydraulic pump so as not to exceed the output torque of the engine controlled by the engine output control means The upper limit of the output of the power storage device based on both the detection result of the remaining fuel amount by the remaining fuel amount detector and the detected remaining power amount by the remaining power detector. An electrical output control means for setting is provided. In the drive control device described in “[2]”, the hydraulic actuator is, for example, a hydraulic cylinder for driving a work device mounted on a work machine, a hydraulic motor for driving a traveling body, The actuator is, for example, an electric motor for driving a swing body of a work machine.

「〔１〕」，「〔２〕」に記載の駆動制御装置において、エンジン出力制御手段は、燃料残量検出器による燃料残量の検出結果および蓄電残量検出器による蓄電残量の検出結果の両方に基づいて、エンジンの出力の上限を設定する。そして、ポンプ制御手段は、このエンジン出力制御手段により制御されるエンジンの出力トルクを超えないように可変容量型油圧ポンプの入力トルクの上限を設定する。また、電気出力制御手段は、燃料残量検出器による燃料残量の検出結果および蓄電残量検出器による蓄電残量の検出結果の両方に基づいて、蓄電装置の出力の上限を設定する。これらにより、燃料タンクに蓄えられた燃料と蓄電装置に蓄えられた電気エネルギを使用して作業機械を駆動する際に、燃料残量および蓄電残量の両方の状態に応じて、それら燃料残量および蓄電残量の少なくとも一方の単位時間当たりの使用量を制限できる。   In the drive control devices described in “[1]” and “[2]”, the engine output control means includes: a detection result of the remaining amount of fuel by the remaining fuel amount detector; Based on both, set the upper limit of engine output. The pump control means sets the upper limit of the input torque of the variable displacement hydraulic pump so as not to exceed the engine output torque controlled by the engine output control means. The electrical output control means sets an upper limit of the output of the power storage device based on both the detection result of the remaining amount of fuel by the remaining fuel amount detector and the detection result of the remaining amount of storage by the remaining power amount detector. As a result, when the work machine is driven using the fuel stored in the fuel tank and the electrical energy stored in the power storage device, the remaining fuel level depends on both the remaining fuel level and the remaining stored power level. In addition, the usage amount per unit time of at least one of the remaining amount of power storage can be limited.

本発明に係る駆動制御装置によれば、前述のように、燃料タンクに蓄えられた燃料と蓄電装置に蓄えられた電気エネルギを使用して作業機械を駆動する際に、燃料残量および蓄電残量の両方の状態に応じて、それら燃料残量および蓄電残量の少なくとも一方の単位時間当たりの使用量を制限できる。この結果、作業機械に保有された総エネルギ量での作業機械の作業量を大きくすることができる。   According to the drive control device of the present invention, as described above, when the work machine is driven using the fuel stored in the fuel tank and the electrical energy stored in the power storage device, the remaining amount of fuel and the remaining power storage are achieved. Depending on both states of the amount, the amount of use per unit time of at least one of the remaining fuel amount and the remaining power storage amount can be limited. As a result, the work amount of the work machine with the total amount of energy held in the work machine can be increased.

本発明の一実施形態に係る作業機械である油圧ショベルを示す図である。It is a figure showing a hydraulic excavator which is a work machine concerning one embodiment of the present invention. 本発明の一実施形態に係る駆動制御装置を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the drive control apparatus which concerns on one Embodiment of this invention. 図２に示したメインコントローラで行われる処理の詳細を示す図である。It is a figure which shows the detail of the process performed with the main controller shown in FIG.

本発明の一実施形態について図１〜図３を用いて説明する。   An embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.

図１に示す油圧ショベル１は、履帯を駆動して走行する走行体２と、運転室４、機械室５、カウンタウェイト６を有し、走行体２旋回可能に結合した旋回体３と、この旋回体３の前部に装備されたフロント作業装置７を備える。フロント作業装置７は、旋回体３の前部に回動可能に結合したブーム８と、このブーム８の先端部に回動可能に結合したアーム９と、このアーム９の先端部に回動可能に結合したバケット１０とを備える。   A hydraulic excavator 1 shown in FIG. 1 has a traveling body 2 that travels by driving a crawler belt, a cab 4, a machine room 5, and a counterweight 6. A front working device 7 provided at the front of the revolving structure 3 is provided. The front working device 7 includes a boom 8 that is pivotably coupled to the front portion of the swing body 3, an arm 9 that is pivotally coupled to the distal end of the boom 8, and a pivot that can be pivoted to the distal end of the arm 9. And a bucket 10 coupled to.

本実施形態に係る駆動制御装置２０は、前述の油圧ショベル１を駆動するものであって、燃料を蓄える燃料タンク２６と、この燃料タンク２６に蓄えられた燃料を使用して動力を生成するエンジン２７と、このエンジン２７により駆動される可変容量型油圧ポンプ２８と、この可変容量型油圧ポンプ２８の吐出油を供給されて油圧ショベル１の所定部位を駆動する油圧アクチュエータ、すなわち走行体２、ブーム８、アーム９、バケット１０のそれぞれを駆動するための走行モータ２１（油圧モータ）、ブームシリンダ２２（油圧シリンダ）、アームシリンダ２３（油圧シリンダ）、バケットシリンダ２４（油圧シリンダ）のそれぞれとを備える。可変容量型油圧ポンプ２８と走行モータ２１、ブームシリンダ２２、アームシリンダ２３、バケットシリンダ２４との間には、油圧制御回路２９が介在して設けられ、この油圧制御回路２９によって、走行モータ２１、ブームシリンダ２２、アームシリンダ２３、バケットシリンダ２４のそれぞれに供給される圧油の流れが制御されるようになっている。   The drive control apparatus 20 according to the present embodiment drives the hydraulic excavator 1 described above, and includes a fuel tank 26 that stores fuel, and an engine that generates power using the fuel stored in the fuel tank 26. 27, a variable displacement hydraulic pump 28 driven by the engine 27, and a hydraulic actuator that is supplied with oil discharged from the variable displacement hydraulic pump 28 and drives a predetermined portion of the excavator 1, that is, the traveling body 2, a boom 8, a traveling motor 21 (hydraulic motor) for driving each of the arm 9 and the bucket 10, a boom cylinder 22 (hydraulic cylinder), an arm cylinder 23 (hydraulic cylinder), and a bucket cylinder 24 (hydraulic cylinder). . A hydraulic control circuit 29 is interposed between the variable displacement hydraulic pump 28 and the travel motor 21, the boom cylinder 22, the arm cylinder 23, and the bucket cylinder 24. The hydraulic control circuit 29 allows the travel motor 21, The flow of pressure oil supplied to each of the boom cylinder 22, the arm cylinder 23, and the bucket cylinder 24 is controlled.

駆動制御装置２０はさらに、蓄電装置としてのバッテリ３０と、アシストモータ３１とを備える。アシストモータ３１は、バッテリ３０に蓄えられた電気エネルギを供給されて駆動され、エンジン２７による可変容量型油圧ポンプ２８の駆動をアシスト可能な電動モータであるとともに、エンジン２７の出力を伝達されてバッテリ３０に蓄えさせるための電気エネルギを生成するジェネレータでもある。   The drive control device 20 further includes a battery 30 as a power storage device and an assist motor 31. The assist motor 31 is driven by being supplied with electrical energy stored in the battery 30 and is capable of assisting the drive of the variable displacement hydraulic pump 28 by the engine 27, and the output of the engine 27 is transmitted to the battery. It is also a generator that generates electrical energy to be stored in 30.

駆動制御装置２０はさらに、前述の所定部位とは別の所定部位、すなわち旋回体３を駆動するための旋回モータ２５を備える。この旋回モータ２５は、バッテリ３０に蓄えられた電気エネルギを供給されて駆動される電動アクチュエータであるとともに、旋回体３の制動時にバッテリ３０に蓄えさせるための電気エネルギを生成するジェネレータでもある。   The drive control device 20 further includes a turning motor 25 for driving the predetermined part different from the above-described predetermined part, that is, the swing body 3. The turning motor 25 is an electric actuator that is driven by being supplied with electric energy stored in the battery 30, and is also a generator that generates electric energy to be stored in the battery 30 during braking of the turning body 3.

駆動制御装置２０はさらに、エンジン２７の電子制御を行うためのエンジンコントローラ４０と、可変容量型油圧ポンプ２８の押し退け容積の可変機構部２８ａを制御する電子制御可能なレギュレータ４１と、バッテリ３０からアシストモータ３１に供給される電力を制御するアシスト用インバータ４２と、バッテリ３０から旋回モータ２５に供給される電力を制御する旋回用インバータ４３と、アシストモータ３１により生成された電気エネルギ、および、旋回モータ２５により生成された電気エネルギをバッテリ３０に充電可能な形に変換するコンバータ４４と、これらエンジンコントローラ４０，レギュレータ４１，アシスト用インバータ４２，旋回用インバータ４３，コンバータ４４を制御するメインコントローラ５０とを備える。   The drive controller 20 further assists from an engine controller 40 for electronic control of the engine 27, an electronically controllable regulator 41 for controlling the displacement mechanism 28 a of the displacement capacity of the variable displacement hydraulic pump 28, and the battery 30. Assist inverter 42 that controls the power supplied to motor 31, swing inverter 43 that controls the power supplied from battery 30 to swing motor 25, electrical energy generated by assist motor 31, and swing motor A converter 44 that converts the electrical energy generated by the battery 25 into a form that can be charged in the battery 30; and an engine controller 40, a regulator 41, an assist inverter 42, a turning inverter 43, and a main controller 50 that controls the converter 44. Prepare.

駆動制御装置２０はさらに、燃料タンク２６の燃料残量を検出する燃料残量検出器６１と、バッテリ３０の蓄電残量を検出する蓄電残量検出器６２とを備える。メインコントローラ５０はＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭを備えるマイクロコンピュータであり、制御プログラムにより予め設定されたエンジン出力制御手段５１を備える。このエンジン出力制御手段５１は、燃料残量検出器６１による燃料残量の検出結果および蓄電残量検出器６２による蓄電残量の検出結果の両方に基づいてエンジン２７の出力の上限を設定し、その出力の上限以下の範囲でエンジン２７を稼働させるようエンジンコントローラ４０に指令を出力するものである。   The drive control device 20 further includes a remaining fuel amount detector 61 that detects the remaining amount of fuel in the fuel tank 26 and a remaining power amount detector 62 that detects the remaining amount of electricity stored in the battery 30. The main controller 50 is a microcomputer including a CPU, a ROM, and a RAM, and includes an engine output control means 51 preset by a control program. The engine output control means 51 sets the upper limit of the output of the engine 27 based on both the detection result of the remaining amount of fuel by the remaining fuel amount detector 61 and the detected result of the remaining amount of electricity stored by the remaining amount of electricity detector 62. A command is output to the engine controller 40 so as to operate the engine 27 within a range below the upper limit of the output.

メインコントローラ５０はさらに、制御プログラムにより予め設定された電気出力制御手段５２を備える。この電気出力制御手段５２は、燃料残量検出器６１による燃料残量の検出結果および蓄電残量検出器６２による蓄電残量の検出結果の両方に基づいてバッテリ３０の出力の上限を設定し、その出力の上限以下の範囲でアシストモータ３１および旋回モータ２５が駆動されるようアシスト用インバータ４２および旋回用インバータ４３を制御するものである。   The main controller 50 further includes electrical output control means 52 preset by a control program. The electric output control means 52 sets the upper limit of the output of the battery 30 based on both the detection result of the remaining amount of fuel by the remaining fuel amount detector 61 and the detected result of the remaining amount of electricity stored by the remaining amount of electricity detector 62. The assist inverter 42 and the turning inverter 43 are controlled so that the assist motor 31 and the turning motor 25 are driven within a range below the upper limit of the output.

駆動制御装置２０はさらに、可変容量型油圧ポンプ２８の吐出圧を検出する吐出圧検出器６３、可変容量型油圧ポンプ２８の押し退け容積を検出する押し退け容積検出器６４とを備える。また、メインコントローラ５０はさらに、制御プログラムにより予め設定されたポンプ制御手段５３を備える。このポンプ制御手段５３は、吐出圧検出器６３による吐出圧の検出結果および押し退け容積検出器６４による押し退け容積の検出結果の両方に基づいて、可変容量型油圧ポンプ２８の入力トルクがエンジン２７の出力トルクを超えないよう可変容量型油圧ポンプ２８のレギュレータ４１を制御する、すなわち、可変容量型油圧ポンプ２８の押し退け容積を制御するものである。   The drive control device 20 further includes a discharge pressure detector 63 that detects the discharge pressure of the variable displacement hydraulic pump 28, and a displacement volume detector 64 that detects the displacement volume of the variable displacement hydraulic pump 28. The main controller 50 further includes pump control means 53 preset by a control program. The pump control means 53 determines that the input torque of the variable displacement hydraulic pump 28 is output from the engine 27 based on both the detection result of the discharge pressure by the discharge pressure detector 63 and the detection result of the displacement volume by the displacement volume detector 64. The regulator 41 of the variable displacement hydraulic pump 28 is controlled so as not to exceed the torque, that is, the displacement volume of the variable displacement hydraulic pump 28 is controlled.

メインコントローラ５０は、燃料残量が燃料タンク２６の貯蔵限度の２０％未満で、蓄電残量がバッテリ３０の貯蔵限度の５０％以上の場合に第１モードとなり、燃料残量が燃料タンク２６の貯蔵限度の２０％以上で、蓄電残量がバッテリ３０の貯蔵限度の５０％以上の場合に第２モードとなり、燃料残量が燃料タンク２６の貯蔵限度の２０％未満で、蓄電残量がバッテリ３０の貯蔵限度の５０％未満の場合に第３モードとなり、燃料残量が燃料タンク２６の貯蔵限度の２０％以上で、蓄電残量がバッテリ３０の貯蔵限度の５０％未満の場合に第４モードとなる。   The main controller 50 enters the first mode when the remaining amount of fuel is less than 20% of the storage limit of the fuel tank 26 and the remaining amount of storage is 50% or more of the storage limit of the battery 30. When the storage limit is 20% or more and the remaining amount of storage is 50% or more of the storage limit of the battery 30, the second mode is entered. The remaining amount of fuel is less than 20% of the storage limit of the fuel tank 26 and the remaining storage amount is battery. The third mode is entered when the storage limit is less than 50% of the storage limit of 30, and the fourth mode when the remaining fuel amount is 20% or more of the storage limit of the fuel tank 26 and the remaining storage amount is less than 50% of the storage limit of the battery 30. It becomes a mode.

第１モードにおいて、エンジン出力制御手段５１はエンジン２７の出力の上限を最高出力の８０％に設定し、電気出力制御手段５２はバッテリ３０の出力の上限を最高出力の９０％に設定する。第２モードにおいて、エンジン出力制御手段５１はエンジン２７の出力の上限を最高出力の１００％に設定し、電気出力制御手段５２はバッテリ３０の出力の上限を最高出力の１００％に設定する。第３モードにおいて、エンジン出力制御手段５１はエンジン２７の出力の上限を最高出力の８０％に設定し、電気出力制御手段５２はバッテリ３０の出力の上限を最高出力の８０％に設定する。第４モードにおいて、エンジン出力制御手段５１はエンジン２７の出力の上限を最高出力の１００％に設定し、電気出力制御手段５２はバッテリ３０の出力の上限を最高出力の８０％に設定する。なお、第１モードにおいて、バッテリ３０の出力の上限を最高出力の１００％に設定せずに９０％に設定する意図は、バッテリ３０が劣化した場合に蓄電残量の検出精度が低下するため、その検出精度の低下を考慮して蓄電残量に余裕を持たせるためである。   In the first mode, the engine output control means 51 sets the upper limit of the output of the engine 27 to 80% of the maximum output, and the electric output control means 52 sets the upper limit of the output of the battery 30 to 90% of the maximum output. In the second mode, the engine output control means 51 sets the upper limit of the output of the engine 27 to 100% of the maximum output, and the electric output control means 52 sets the upper limit of the output of the battery 30 to 100% of the maximum output. In the third mode, the engine output control means 51 sets the upper limit of the output of the engine 27 to 80% of the maximum output, and the electric output control means 52 sets the upper limit of the output of the battery 30 to 80% of the maximum output. In the fourth mode, the engine output control means 51 sets the upper limit of the output of the engine 27 to 100% of the maximum output, and the electric output control means 52 sets the upper limit of the output of the battery 30 to 80% of the maximum output. Note that, in the first mode, the intention to set the upper limit of the output of the battery 30 to 90% without setting it to 100% of the maximum output is because the detection accuracy of the remaining amount of storage decreases when the battery 30 deteriorates. This is because a margin is left in the remaining power storage in consideration of the decrease in detection accuracy.

第１〜第４モードのそれぞれにおいて、ポンプ制御手段５３は、可変容量型油圧ポンプ２８の入力トルクがエンジン２７の出力トルクを超えないよう可変容量型油圧ポンプ２８のレギュレータ４１を制御する。これにより、第１モードにおいて作業装置用アクチュエータ、すなわちブームシリンダ２２、アームシリンダ２３、バケットシリンダ２４と、走行モータ２ａとの総出力の上限は最高出力の８０％に設定されることになり、第２モードにおいて総出力の上限は最高出力の１００％に設定されることになり、第３モードにおいて総出力の上限は最高出力の８０％に設定されることになり、第４モードにおいて総出力の上限は最高出力の８０％に設定されることになる。   In each of the first to fourth modes, the pump control means 53 controls the regulator 41 of the variable displacement hydraulic pump 28 so that the input torque of the variable displacement hydraulic pump 28 does not exceed the output torque of the engine 27. Thereby, in the first mode, the upper limit of the total output of the actuator for the work device, that is, the boom cylinder 22, the arm cylinder 23, the bucket cylinder 24, and the travel motor 2a is set to 80% of the maximum output. In the second mode, the upper limit of the total output is set to 100% of the maximum output. In the third mode, the upper limit of the total output is set to 80% of the maximum output. The upper limit is set to 80% of the maximum output.

本実施形態に係る駆動制御装置２０によれば次の効果を得られる。   According to the drive control device 20 according to the present embodiment, the following effects can be obtained.

本実施形態に係る駆動制御装置２０において、エンジン出力制御手段５１は、燃料残量検出器６１による燃料残量の検出結果および蓄電残量検出器６２による蓄電残量の検出結果の両方に基づいて、エンジン２７の出力の上限を設定する。そして、ポンプ制御手段５３は、このエンジン出力制御手段５１により制御されるエンジン２７の出力トルクを超えないように可変容量型油圧ポンプ２８の入力トルクの上限を設定する。また、電気出力制御手段５２は、燃料残量検出器６１による燃料残量の検出結果および蓄電残量検出器６２による蓄電残量の検出結果の両方に基づいて、バッテリ３０の出力の上限を設定する。これらにより、燃料タンク２６に蓄えられた燃料とバッテリ３０に蓄えられた電気エネルギを使用して油圧ショベル１を駆動する際に、燃料残量および蓄電残量の両方の状態に応じて、それら燃料残量および蓄電残量の少なくとも一方の単位時間当たりの使用量を制限できる。この結果、油圧ショベル１に保有された総エネルギ量での油圧ショベル１の作業量を大きくすることができる。   In the drive control device 20 according to the present embodiment, the engine output control means 51 is based on both the detection result of the remaining amount of fuel by the remaining fuel amount detector 61 and the detection result of the remaining amount of electricity stored by the remaining power amount detector 62. The upper limit of the output of the engine 27 is set. The pump control means 53 sets the upper limit of the input torque of the variable displacement hydraulic pump 28 so as not to exceed the output torque of the engine 27 controlled by the engine output control means 51. Further, the electric output control means 52 sets the upper limit of the output of the battery 30 based on both the detection result of the remaining amount of fuel by the remaining fuel amount detector 61 and the detected result of the remaining amount of electricity stored by the remaining amount of electricity detector 62. To do. As a result, when the hydraulic excavator 1 is driven using the fuel stored in the fuel tank 26 and the electrical energy stored in the battery 30, the fuel is stored in accordance with both the remaining amount of fuel and the remaining amount of stored electricity. The amount of use per unit time of at least one of the remaining amount and the remaining amount of power storage can be limited. As a result, it is possible to increase the work amount of the hydraulic excavator 1 with the total amount of energy held by the hydraulic excavator 1.

なお、前述の実施形態に係る駆動制御装置１は、蓄電装置としてバッテリ３０を備えるものであるが、本発明における蓄電装置はバッテリに限定されるものではなく、キャパシタであってもよい。   In addition, although the drive control apparatus 1 which concerns on above-mentioned embodiment is provided with the battery 30 as an electrical storage apparatus, the electrical storage apparatus in this invention is not limited to a battery, A capacitor may be sufficient.

１ 油圧ショベル
２０ 駆動制御装置
２１ 走行モータ
２２ ブームシリンダ
２３ アームシリンダ
２４ バケットシリンダ
２５ 旋回モータ
２６ 燃料タンク
２７ エンジン
２８ 可変容量型油圧ポンプ
３０ バッテリ
３１ アシストモータ
３２ 旋回モータ
４０ エンジンコントローラ
４１ レギュレータ
４２ アシスト用インバータ
４３ 旋回用インバータ
４４ コンバータ
５０ メインコントローラ
５１ エンジン出力制御手段
５２ 電気出力制御手段
５３ ポンプ制御手段
６１ 燃料残量検出器
６２ 蓄電残量検出器
６３ 吐出圧検出器
６４ 押し退け容積検出器 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Hydraulic excavator 20 Drive control apparatus 21 Traveling motor 22 Boom cylinder 23 Arm cylinder 24 Bucket cylinder 25 Turning motor 26 Fuel tank 27 Engine 28 Variable capacity hydraulic pump 30 Battery 31 Assist motor 32 Turning motor 40 Engine controller 41 Regulator 42 Assist inverter 43 Inverter for turning 44 Converter 50 Main controller 51 Engine output control means 52 Electric output control means 53 Pump control means 61 Fuel remaining amount detector 62 Electricity remaining amount detector 63 Discharge pressure detector 64 Push-off volume detector

Claims (2)

燃料タンクと、この燃料タンクに蓄えられた燃料を使用して動力を生成するエンジンと、このエンジンにより駆動される可変容量型油圧ポンプと、この可変容量型油圧ポンプの吐出油を供給されて作業機械の所定部位を駆動する油圧アクチュエータと、蓄電装置と、この蓄電装置に蓄えられた電気エネルギを供給されて駆動され、前記エンジンによる前記可変容量型油圧ポンプの駆動をアシスト可能な電動モータとを備えるハイブリッドタイプの作業機械の駆動制御装置において、
前記燃料タンクの燃料残量を検出する燃料残量検出器と、
前記蓄電装置の蓄電残量を検出する蓄電残量検出器と、
前記燃料残量検出器による燃料残量の検出結果および前記蓄電残量検出器による蓄電残量の検出結果の両方に基づいて、前記エンジンの出力の上限を設定する前記エンジン出力制御手段と、
このエンジン出力制御手段により制御される前記エンジンの出力トルクを超えないように前記可変容量型油圧ポンプの入力トルクの上限を設定する前記ポンプ制御手段と、
前記燃料残量検出器による燃料残量の検出結果および前記蓄電残量検出器による蓄電残量の検出結果の両方に基づいて、前記蓄電装置の出力の上限を設定する電気出力制御手段とが設けられた
ことを特徴とするハイブリッドタイプの作業機械の駆動制御装置。 Working with a fuel tank, an engine that generates power using the fuel stored in the fuel tank, a variable displacement hydraulic pump driven by the engine, and discharge oil of the variable displacement hydraulic pump A hydraulic actuator that drives a predetermined part of the machine, a power storage device, and an electric motor that is driven by being supplied with electrical energy stored in the power storage device and can assist in driving the variable displacement hydraulic pump by the engine In a drive control device of a hybrid type work machine comprising
A fuel remaining amount detector for detecting the remaining amount of fuel in the fuel tank;
A remaining power storage detector for detecting a remaining power storage capacity of the power storage device;
The engine output control means for setting an upper limit of the output of the engine based on both the detection result of the remaining amount of fuel by the remaining fuel amount detector and the detection result of the remaining amount of electricity stored by the remaining power amount detector;
The pump control means for setting the upper limit of the input torque of the variable displacement hydraulic pump so as not to exceed the output torque of the engine controlled by the engine output control means;
And an electrical output control means for setting an upper limit of the output of the power storage device based on both a detection result of the remaining amount of fuel by the remaining fuel amount detector and a detection result of the remaining power amount by the remaining power amount detector. A drive control device for a hybrid type work machine. 燃料タンクと、この燃料タンクに蓄えられた燃料を使用して動力を生成するエンジンと、このエンジンにより駆動される可変容量型油圧ポンプと、この可変容量型油圧ポンプの吐出油を供給されて作業機械の所定部位を駆動する油圧アクチュエータと、蓄電装置と、この蓄電装置に蓄えられた電気エネルギを供給されて前記所定部位とは別の所定部位を駆動する電動アクチュエータとを備えるハイブリッドタイプの作業機械の駆動制御装置において、
前記燃料タンクの燃料残量を検出する燃料残量検出器と、
前記蓄電装置の蓄電残量を検出する蓄電残量検出器と、
前記燃料残量検出器による燃料残量の検出結果および前記蓄電残量検出器による蓄電残量の検出結果の両方に基づいて、前記エンジンの出力の上限を設定する前記エンジン出力制御手段と、
このエンジン出力制御手段により制御される前記エンジンの出力トルクを超えないように前記可変容量型油圧ポンプの入力トルクの上限を設定する前記ポンプ制御手段と、
前記燃料残量検出器による燃料残量の検出結果および前記蓄電残量検出器による蓄電残量の検出結果の両方に基づいて、前記蓄電装置の出力の上限を設定する電気出力制御手段とが設けられた
ことを特徴とするハイブリッドタイプの作業機械の駆動制御装置。 Working with a fuel tank, an engine that generates power using the fuel stored in the fuel tank, a variable displacement hydraulic pump driven by the engine, and discharge oil of the variable displacement hydraulic pump A hybrid type work machine comprising a hydraulic actuator that drives a predetermined part of the machine, a power storage device, and an electric actuator that is supplied with electrical energy stored in the power storage device and drives a predetermined part different from the predetermined part In the drive control device of
A fuel remaining amount detector for detecting the remaining amount of fuel in the fuel tank;
A remaining power storage detector for detecting a remaining power storage capacity of the power storage device;
The engine output control means for setting an upper limit of the output of the engine based on both the detection result of the remaining amount of fuel by the remaining fuel amount detector and the detection result of the remaining amount of electricity stored by the remaining power amount detector;
The pump control means for setting the upper limit of the input torque of the variable displacement hydraulic pump so as not to exceed the output torque of the engine controlled by the engine output control means;
And an electrical output control means for setting an upper limit of the output of the power storage device based on both a detection result of the remaining amount of fuel by the remaining fuel amount detector and a detection result of the remaining power amount by the remaining power amount detector. A drive control device for a hybrid type work machine.
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