JP2022191124A - Drive control device, work machine, and drive control method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、駆動制御装置、作業機械、および駆動制御方法に関する。 TECHNICAL FIELD The present invention relates to a drive control device, a working machine, and a drive control method.
従来、油圧ショベル等のエンジンを用いた建設機械が普及している。このような建設機械では、過負荷によってエンジンの失速が発生したとすると、作動油圧の供給が停止し、建設機械の動きが制限されてしまう。これにより、例えば、不整地で使用される建設機械では、当該建設機械がバランスを失ってしまい、転倒事故が生じてしまうおそれがある。 2. Description of the Related Art Conventionally, construction machines using engines such as hydraulic excavators have been widely used. In such a construction machine, if the engine stalls due to an overload, the supply of working oil pressure is stopped and the movement of the construction machine is restricted. As a result, for example, a construction machine used on rough terrain may lose its balance and cause a tipping accident.
エンジンの急激な失速の低下を防止するために、エンジンの回転速度が、操作量に応じた目標回転速度よりも低く設定した設定回転速度以下で、エンジンの最大トルク回転速度よりも低い所定回転速度以下となったときに、目標回転速度に応じた制御信号を低減させるようにした作業車両が知られている（下記、特許文献１参照。）。 In order to prevent a sudden decrease in engine stall, the engine rotation speed is set lower than the target rotation speed according to the amount of operation, and a predetermined rotation speed lower than the maximum torque rotation speed of the engine. A work vehicle is known that reduces a control signal corresponding to a target rotation speed when the target rotation speed is reduced (see Patent Document 1 below).
しかしながら、上述した従来技術では、エンジンの出力を制限させたり、指令値の制限によりエンジンに掛かる負荷を直接低減させたりしていたため、安定して作業することができないことがある。仮に、安定した作業を行うために、バッテリやインバータを増設してエンジンを制御したとすると、装置が複雑化したり、大型化したりしてしまうおそれがある。 However, in the conventional technology described above, since the output of the engine is limited or the load applied to the engine is directly reduced by limiting the command value, it may not be possible to work stably. If a battery or an inverter were added to control the engine in order to perform stable work, there is a risk that the device would become complicated and large.
本発明は、簡単な構成で安定して作業することができる駆動制御装置、作業機械、および駆動制御方法を提供する。 SUMMARY OF THE INVENTION The present invention provides a drive control device, a working machine, and a drive control method that enable stable work with a simple configuration.
本発明の一態様に係る駆動制御装置は、流体機械の動作を示す動作情報を取得する取得部と、前記取得部によって取得された前記動作情報に基づいて、前記流体機械とともに回転可能な電動モータの回転を制御するモータ制御部と、を備える。 A drive control device according to an aspect of the present invention includes an acquisition unit that acquires operation information indicating operation of a fluid machine, and an electric motor that can rotate together with the fluid machine based on the operation information acquired by the acquisition unit. and a motor control unit that controls the rotation of the
このように構成することで、急激な負荷変動を一時的に緩和することができる。したがって、流体機械に電動モータを追加するといった簡単な構成で、原動機の失速を防止でき、安定した作業を行うことができる。 By configuring in this way, sudden load fluctuations can be temporarily mitigated. Therefore, with a simple configuration such as adding an electric motor to the fluid machine, stalling of the prime mover can be prevented, and stable work can be performed.
上記構成で、前記動作情報は、前記流体機械の回転数であってもよい。 In the above configuration, the operation information may be the number of revolutions of the fluid machine.
上記構成で、前記取得部は、前記回転数の検出結果を示す検出値を取得し、前記モータ制御部は、前記取得部によって取得された前記検出値に基づいて、前記電動モータの回転を制御してもよい。 In the above configuration, the acquisition unit acquires a detection value indicating the detection result of the rotation speed, and the motor control unit controls rotation of the electric motor based on the detection value acquired by the acquisition unit. You may
上記構成で、前記取得部は、前記回転数の指令値を取得し、前記モータ制御部は、前記取得部によって取得された前記指令値に基づいて、前記電動モータの回転を制御してもよい。 In the above configuration, the acquisition unit may acquire the command value for the number of rotations, and the motor control unit may control rotation of the electric motor based on the command value acquired by the acquisition unit. .
上記構成で、前記モータ制御部は、前記動作情報に基づいて、前記電動モータに給電してもよい。 With the above configuration, the motor control unit may supply power to the electric motor based on the operation information.
上記構成で、前記モータ制御部は、前記動作情報に基づいて、前記電動モータに回生電力を発生させてもよい。 In the above configuration, the motor control section may cause the electric motor to generate regenerative electric power based on the operation information.
上記構成で、前記流体機械の動力を前記電動モータに伝達させ又は当該伝達を遮断するクラッチを備え、前記モータ制御部は、前記動作情報に基づいて、前記クラッチを制御してもよい。 In the above configuration, a clutch may be provided for transmitting power of the fluid machine to the electric motor or interrupting the transmission, and the motor control section may control the clutch based on the operation information.
本発明の他の態様に係る駆動制御装置は、原動機の駆動力を用いてアクチュエータを動作させる流体機械の動作を示す動作情報を取得する取得部と、前記取得部によって取得された前記動作情報に基づいて、前記流体機械とともに回転可能な電動モータの回転を制御するモータ制御部と、を備え、前記動作情報は、前記流体機械の回転数であり、前記取得部は、前記回転数の検出結果を示す検出値を取得し、前記モータ制御部は、前記取得部によって取得された前記検出値に基づいて、前記電動モータに給電する、または、前記電動モータに回生電力を発生させる。 A drive control device according to another aspect of the present invention includes an acquisition unit that acquires operation information indicating operation of a fluid machine that operates an actuator using a driving force of a prime mover; a motor control unit configured to control rotation of an electric motor rotatable together with the fluid machine, wherein the operation information is the number of rotations of the fluid machine, and the acquisition unit obtains a detection result of the number of rotations. and the motor control section supplies power to the electric motor or causes the electric motor to generate regenerative electric power based on the detection value obtained by the obtaining section.
このように構成することで、原動機の出力だけではカバーできない急激な負荷変動を一時的に緩和することができる。したがって、流体機械に電動モータを追加するといった簡単な構成で、原動機の失速を防止でき、安定した作業を行うことができる。 By configuring in this way, it is possible to temporarily mitigate sudden load fluctuations that cannot be covered by the output of the prime mover alone. Therefore, with a simple configuration such as adding an electric motor to the fluid machine, stalling of the prime mover can be prevented, and stable work can be performed.
本発明の他の態様に係る作業機械は、原動機と、前記原動機の駆動力を用いてアクチュエータを動作させる流体機械と、前記流体機械の動作を示す動作情報を取得する取得部と、前記取得部によって取得された前記動作情報に基づいて、前記流体機械とともに回転可能な電動モータの回転を制御するモータ制御部と、を備える。 A working machine according to another aspect of the present invention includes a prime mover, a fluid machine that operates an actuator using the driving force of the prime mover, an acquisition unit that acquires operation information indicating the operation of the fluid machine, and the acquisition unit. and a motor control unit that controls rotation of an electric motor rotatable together with the fluid machine based on the operation information acquired by.
このように構成することで、原動機の出力だけではカバーできない急激な負荷変動を一時的に緩和することができる。したがって、流体機械に電動モータを追加するといった簡単な構成で、原動機の失速を防止でき、安定した作業を行うことができる。これにより、作業機械の動きが制限されてしまうことを抑え、例えば、不整地で使用される作業機械がバランスを失ってしまい、転倒事故が生じてしまうことを抑えることができる。 By configuring in this way, it is possible to temporarily mitigate sudden load fluctuations that cannot be covered by the output of the prime mover alone. Therefore, with a simple configuration such as adding an electric motor to the fluid machine, stalling of the prime mover can be prevented, and stable work can be performed. As a result, it is possible to prevent the movement of the work machine from being restricted, and for example, to prevent the work machine from losing its balance and falling over when used on rough terrain.
本発明の他の態様に係る駆動制御方法は、駆動制御装置のコンピュータが、流体機械の動作を示す動作情報を取得する取得ステップと、前記取得ステップにおいて取得された前記動作情報に基づいて、前記流体機械とともに回転可能な電動モータの回転を制御するモータ制御ステップと、を含む処理を実行する。 A drive control method according to another aspect of the present invention includes an acquisition step in which a computer of a drive control device acquires operation information indicating operation of a fluid machine, and based on the operation information acquired in the acquisition step, the and a motor control step of controlling rotation of an electric motor rotatable together with the fluid machine.
このように構成することで、急激な負荷変動を一時的に緩和することができる。したがって、電動モータを制御するといった簡単な方法で、原動機の失速を防止でき、安定した作業を行うことができる。 By configuring in this way, sudden load fluctuations can be temporarily mitigated. Therefore, by a simple method such as controlling the electric motor, it is possible to prevent the motor from stalling and to perform stable work.
上述の駆動制御装置、作業機械、および駆動制御方法は、簡単な構成で安定して作業することができる。 The above-described drive control device, working machine, and drive control method can stably work with a simple configuration.
次に、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。 Next, embodiments of the present invention will be described based on the drawings.
＜実施形態＞
図１は、本実施形態の駆動制御装置１００が搭載される作業機械１１０の説明図を示す。例えば、作業機械１１０は、油圧ショベルである。なお、駆動制御装置１００を搭載する作業機械１１０は、油圧ショベルに限らない。例えば、作業機械１１０は、伐倒機、造材機、トラクタ、林内作業車、集材機などの農業機械とすることも可能であるし、ホイールローダ、ブルドーザ、クレーン車などの建設機械とすることも可能である。また、本実施形態では作業機械１１０、油圧によってアクチュエータを動作させることとするが、これに限らない。例えば、作業機械１１０は、水圧によってアクチュエータを動作させるものでもよいし、空圧によってアクチュエータを動作させるものでもよい。また、作業機械１１０は、油圧、水圧および空圧の３種類のうち、複数種類を併用してアクチュエータを動作させるものでもよい。
<Embodiment>
FIG. 1 shows an explanatory diagram of a
図１に示すように、作業機械１１０は、旋回体１２０と、走行体１３０とを備える。旋回体１２０は、走行体１３０の上に旋回可能に設けられる。旋回体１２０は、走行体１３０に対して旋回する。旋回体１２０は、操作者が搭乗可能なキャブ１２１と、油圧によって駆動されるブーム１２２とを備える。ブーム１２２の先端には、アーム１２３が回動可能に連結される。アーム１２３の先端には、バケット１２４が設けられる。
As shown in FIG. 1 ,
図２は、作業機械１１０の構成の一例を示す説明図である。図２に示すように、作業機械１１０は、アクチュエータＡＣと、駆動制御部２００と、操作部２２０とを備える。アクチュエータＡＣは、旋回体１２０を走行体１３０に対して旋回駆動する回転系アクチュエータや、ブーム１２２、アーム１２３およびバケット１２４を駆動する油圧シリンダ等のアクチュエータを含む。作業機械１１０は、アクチュエータＡＣを駆動することにより、走行体１３０に対して旋回体１２０を旋回運動させたり、ブーム１２２、アーム１２３およびバケット１２４を揺動させたりすることが可能である。
FIG. 2 is an explanatory diagram showing an example of the configuration of the
操作部２２０は、操作レバー２２１と、パイロット弁２２２とを含む。パイロット弁２２２は、操作レバー２２１の操作に応じたパイロット信号（圧力信号）を切換え弁２１５に送る。これにより、操作部２２０は、操作レバー２２１の操作に応じて切換え弁２１５を制御する。また、操作部２２０は、配線Ｓ１を介して駆動制御装置１００に接続される。操作部２２０は、操作レバー２２１の操作内容（例えば、操作方向）を検出可能な検出部２２３を有する。操作部２２０は、検出部２２３が検出した内容に応じた電気信号を駆動制御装置１００に送る。すなわち、操作部２２０は、操作者の操作内容を駆動制御装置１００に送出する。
駆動制御部２００は、駆動制御装置１００と、油圧ポンプ２０１と、ポンプ制御部２０２と、原動機２０３と、回転速度検出器２０５と、圧力検出器２０６と、電動モータ２１０と、蓄電部２１２とを含む。
Drive control unit 200 includes
油圧ポンプ２０１は、圧油供給ラインＬ１を介してアクチュエータＡＣに接続される。油圧ポンプ２０１は、駆動用の圧油をアクチュエータＡＣに供給する。油圧ポンプ２０１は、圧油の吐出量を増加させることで、圧油の圧力を増加させる。例えば、油圧ポンプ２０１は、可変容量ポンプである。油圧ポンプ２０１には、油圧ポンプ２０１の容量を制御するポンプ制御部２０２が設けられる。ポンプ制御部２０２は、駆動制御装置１００から受け取る制御信号に基づいて油圧ポンプ２０１の容量を変更する。例えば、油圧ポンプ２０１は、油圧ポンプ２０１の回転数を増加させることで、圧油の吐出量を増加させ、圧油の圧力を増加させる。なお、これに代えて、油圧ポンプ２０１は、油圧ポンプ２０１の容量を増加させることで、圧油の吐出量を増加させ、圧油の圧力を増加させるものでもよい。
原動機２０３は、駆動軸２０４を介して油圧ポンプ２０１に接続される。原動機２０３は、ガソリンや軽油などの化石燃料を燃焼させることで、油圧ポンプ２０１を駆動する。原動機２０３は、例えば、ガソリンエンジンやディーゼルエンジンである。
A
切換え弁２１５は、油圧ポンプ２０１とアクチュエータＡＣとを接続する圧油供給ラインＬ１の途中に設けられる。切換え弁２１５は、パイロットラインＬ２を介して操作部２２０に接続される。切換え弁２１５は、操作部２２０からのパイロット信号に基づいて切り換わり、圧油供給ラインＬ１を開閉する。
The switching
圧力検出器２０６は、例えば、油圧ポンプ２０１と切換え弁２１５との間で圧油供給ラインＬ１に接続される。圧力検出器２０６は、油圧ポンプ２０１が吐出した圧油の圧力を検出する。圧力検出器２０６は、配線Ｓ２を介して駆動制御装置１００に接続される。圧力検出器２０６は、圧力の検出結果を駆動制御装置１００に送る。例えば、圧力検出器２０６は、油／電変換器である。すなわち、圧力検出器２０６は、圧力の検出結果を電気信号に変換して駆動制御装置１００に送る。
The
回転速度検出器２０５は、油圧ポンプ２０１もしくは回転軸２１１、電動モータ２１０のいずれかの近傍に設けられる。回転速度検出器２０５は、油圧ポンプ２０１の回転速度を検出する。
電動モータ２１０は、回転軸２１１を介して、油圧ポンプ２０１に接続される。電動モータ２１０は、油圧ポンプ２０１の回転をアシストするために駆動回転することが可能である。すなわち、電動モータ２１０は、アクチュエータＡＣを動作させるトルクの少なくとも一部のトルクを出力可能である。また、電動モータ２１０は、油圧ポンプ２０１の回転から回生電力を得るために回転することが可能である。電動モータ２１０は、駆動制御装置１００の制御により、回転数の増減が可能である。
蓄電部２１２は、駆動制御装置１００を介して電動モータ２１０に電気的に接続される。蓄電部２１２は、バッテリである。蓄電部２１２は、電動モータ２１０に駆動用の電力を供給する。また、蓄電部２１２は、電動モータ２１０によって生成された回生電力を蓄電する。
駆動制御装置１００は、配線Ｓ１を介して、検出部２２３が検出する検出結果を得る。また、駆動制御装置１００は、配線Ｓ２を介して、圧力検出器２０６が検出する検出結果を得る。駆動制御装置１００は、これらの検出結果に基づき、電動モータ２１０の駆動を制御することも可能である。
The
油圧ポンプ２０１の駆動制御について具体的に説明すると、駆動制御装置１００は、配線Ｓ４と、流量制御電磁比例弁２０７と、制御ラインＬ３とを介して、油圧ポンプ２０１のポンプ制御部２０２に接続される。駆動制御装置１００は、アクチュエータＡＣの目標トルクに応じた油圧ポンプ２０１の目標圧力を設定する。そして、駆動制御装置１００は、圧力検出器２０６から受け取る油圧ポンプ２０１の圧力が目標圧力となるように、ポンプ制御部２０２に制御信号を送り、油圧ポンプ２０１の容量を調整する。これにより、駆動制御装置１００は、油圧ポンプ２０１の圧力を増減させることができる。言い換えると、駆動制御装置１００は、油圧ポンプ２０１の圧力を増減させることで、アクチュエータＡＣに出力する出力トルクを増減させることができる。
Specifically, the drive control of the
また、駆動制御装置１００は、配線Ｓ３を介して、回転速度検出器２０５が検出する検出結果を得る。駆動制御装置１００は、この検出結果に基づき、電動モータ２１０の駆動を制御する。電動モータ２１０の駆動制御について具体的に説明すると、駆動制御装置１００は、配線Ｓ５を介して電動モータ２１０に接続される。駆動制御装置１００は、回転速度検出器２０５によって検出される油圧ポンプ２０１の回転数に基づいて、電動モータ２１０の目標回転トルクを決定する。そして、駆動制御装置１００は、決定した目標回転トルクに応じた制御値を電動モータ２１０に送る。これにより、駆動制御装置１００は、電動モータ２１０の回転トルクを増減することができる。
Further, the
（駆動制御装置１００のハードウェア構成例）
図３は、駆動制御装置１００のハードウェア構成の一例を示す説明図である。図３に示すように、駆動制御装置１００は、ＡＤ（アナログデジタル）コンバータ３０１と、ＲＡＭ（Random access memory）３０２と、ＲＯＭ（Read only memory）３０３と、ＣＰＵ（Central Processing Unit）３０４と、ＤＡ（デジタルアナログ）コンバータ３０５と、モータ制御部４０２とを備える。モータ制御部４０２は、モータードライバ及び回生制御回路を備える。
(Hardware Configuration Example of Drive Control Device 100)
FIG. 3 is an explanatory diagram showing an example of the hardware configuration of the
ＡＤコンバータ３０１は、操作部２２０と、圧力検出器２０６と、回転速度検出器２０５との少なくとも一つから駆動制御装置１００が受け取るアナログ信号をデジタル信号に変換する。ＲＡＭ３０２は、電動モータ２１０の制御値や油圧ポンプ２０１の目標圧力、計測された各種データを格納可能なメモリである。ＲＯＭ３０３は、ＣＰＵ３０４を動作させるためのプログラムを格納する。ＣＰＵ３０４は、電動モータ２１０および油圧ポンプ２０１を駆動するための制御信号を、ＲＯＭ３０３に格納されるプログラムに従って算出する。ＤＡコンバータ３０５は、ＣＰＵ３０４が算出したデジタル値である制御信号をアナログ信号に変換する。
The
ここで、原動機２０３は、操作者によって設定された回転数で一定に回転する。作業機械１１０では、原動機２０３の出力が一定に保たれており、走行、旋回、掘削等の作業割合に応じて出力が配分される。ここで、原動機２０３が作業中に失速してしまうことがある。失速の主な原因としては、原動機２０３の最大出力に対する過負荷である。過負荷には大きく分けて以下の３種類がある。
Here, the
（１）原動機２０３の絶対出力以上の負荷となった場合。
（２）急激な負荷の増加に伴い、原動機２０３の出力の上昇が間に合わない場合。
（３）極低負荷領域等で燃料噴射装置のばらつきや、不感帯(燃料未噴射領域)の影響による場合（主に応答の遅れ等）。
(1) When the load exceeds the absolute output of the
(2) When the output of the
(3) Due to variations in the fuel injection system in an extremely low load area, etc., or due to the influence of a dead zone (an area in which no fuel is injected) (mainly delay in response, etc.).
（１）や（２）に対する一般的な対策として、油圧ポンプ２０１側の出力や、油圧ポンプ２０１への出力指令の制限によって、原動機２０３の不慮の失速防止を行うといった対策が知られている。これに対して、本実施形態では、油圧ポンプ２０１に電動モータ２１０を付加し、油圧ポンプ２０１で得られる信号のみを用いて、電動モータ２１０を補助する。これにより、急激な過負荷の一部を電動モータ２１０の出力によって肩代りし、原動機２０３の出力上昇が間に合わない部分を補完するようにする。さらに、本実施形態では、（３）に対して、極低負荷の不安定な状況下では、電動モータ２１０に回生電力を発生させることによって、原動機２０３の最低負荷を保証し、燃料噴射量を安定させるようにし、原動機２０３の不慮の失速を防止することとする。以下、本実施形態に係る駆動制御装置１００の機能的構成について説明する。
As a general countermeasure against (1) and (2), it is known to prevent accidental stalling of the
（作業機械１１０の機能的構成の一例）
図４は、作業機械１１０の機能的構成の一例を示す説明図である。図４に示すように、駆動制御装置１００は、取得部４０１と、モータ制御部４０２とを備える。取得部４０１は、原動機２０３の駆動力を用いて、流体機械の動作を示す動作情報を取得する。本実施形態において、流体機械は、油圧ポンプ２０１である。なお、油圧ポンプ２０１は、回転型であるが、往復型であってもよい。動作情報は、油圧ポンプ２０１の回転数である。また、作業機械１１０が水圧によってアクチュエータＡＣを動作させるタイプのものであれば、流体機械は、水圧ポンプとすればよい。また、作業機械１１０が空圧によってアクチュエータＡＣを動作させるタイプのものであれば、流体機械は、空圧ポンプ（コンプレッサ）とすればよい。
(Example of functional configuration of work machine 110)
FIG. 4 is an explanatory diagram showing an example of a functional configuration of
モータ制御部４０２は、取得部４０１によって取得された動作情報に基づいて、油圧ポンプ２０１とともに動作可能な電動モータ２１０を制御する。本実施形態において、電動モータ２１０は、油圧ポンプの態様と同様の態様であるため、回転型であるが、往復型であってもよい。すなわち、モータ制御部４０２は、電動モータ２１０の回転を制御する。電動モータ２１０の回転の制御は、電動モータ２１０に給電して油圧ポンプ２０１にアシスト力を付与する制御を含む。また、モータ制御部４０２は、蓄電部２１２に接続されており、電動モータ２１０に回生電力を発生させて蓄電部２１２に蓄電させる。
The
取得部４０１は、油圧ポンプ２０１の回転数の検出結果を示す検出値を取得する。検出値は、例えば、回転速度検出器２０５によって検出される。モータ制御部４０２は、取得部４０１によって取得された検出値と、予め設定される閾値とに基づいて、電動モータ２１０の回転を制御する。閾値は、下限値および上限値を含む範囲としてもよいし、一の値によって定められる値としてもよい。なお、以下において、閾値を「通常値」という。
モータ制御部４０２は、油圧ポンプ２０１の回転数を示す検出値が通常値よりも小さくなると、すなわち、油圧ポンプ２０１の回転数が落ちたときは、電動モータ２１０を給電し、油圧ポンプ２０１の回転をアシストする。一方、モータ制御部４０２は、検出値が通常値よりも大きくなると、すなわち、油圧ポンプ２０１の回転数が上がったとき（油圧ポンプ２０１に掛かる負荷がなくなったとき）は、電動モータ２１０に回生電力を発生させて蓄電する。ここで、図５を用いて、油圧ポンプ２０１の回転数と、電動モータ２１０の給電および充電との関係について説明する。
When the detected value indicating the rotation speed of the
ここで、図５を用いて、油圧ポンプ２０１の回転数と、電動モータ２１０の給電および回生電力との関係について説明する。
図５は、油圧ポンプ２０１の回転数と、駆動制御装置１００の制御との関係の一例を示す説明図である。図５において、検出値は、回転速度検出器２０５によって検出される、油圧ポンプ２０１の回転数の検出値を示す。検出値が通常値５００を下回ると、通常値５００を下回った量に応じて、電動モータ２１０を給電して、油圧ポンプ２０１の回転をアシストする。一方で、検出値が通常値５００を上回ると、通常値５００を上回った量に応じて、電動モータ２１０に回生電力を発生させて、当該回生電力を蓄電部２１２に蓄電（充電）する。
Here, the relationship between the number of revolutions of the
FIG. 5 is an explanatory diagram showing an example of the relationship between the rotational speed of the
また、原動機２０３は、操作者によって設定された回転数（低回転または高回転）で一定に回転する。モータ制御部４０２は、原動機２０３の回転数（低回転または高回転）に応じて、電動モータ２１０の回転を制御する。例えば、モータ制御部４０２は、油圧ポンプ２０１の回転数が落ちて検出値が通常値を下回ると、原動機２０３が高回転のときの方が低回転のときに比べて、電動モータ２１０の給電を高くし、油圧ポンプ２０１の回転のアシスト力を高くする。また、モータ制御部４０２は、油圧ポンプ２０１の回転数が上がって通常値を上回ると、原動機２０３の回転数が高回転のときの方が低回転のときに比べて、回生電力を高くし、すなわち、蓄電量を多くする。
Further, the
上記の駆動制御装置１００の各機能部（取得部４０１およびモータ制御部４０２）のうちの一部又は全部は、ＣＰＵ３０４等のハードウェアプロセッサがプログラム（ソフトウェア）を実行することにより実現される。また、これらの構成要素のうち一部または全部は、ＬＳＩ（Large Scale Integration）やＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）、ＦＰＧＡ（Field-Programmable Gate Array）、ＧＰＵ（Graphics Processing Unit）等のハードウェア（回路部；circuitryを含む）によって実現されてもよいし、ソフトウェアとハードウェアの協働によって実現されてもよい。プログラムは、予め駆動制御装置１００のＨＤＤやフラッシュメモリ等の記憶装置（不図示）に格納されていてもよいし、ＤＶＤやＣＤ－ＲＯＭ等の着脱可能な記憶媒体に格納されており、記憶媒体がドライブ装置に装着されることで駆動制御装置１００のＨＤＤやフラッシュメモリにインストールされてもよい。
Some or all of the functional units (
（駆動制御装置１００の動作例）
図６は、駆動制御装置１００が行う駆動制御処理の一例を示すフローチャートである。図６に示すように、駆動制御装置１００（ＣＰＵ３０４）は、油圧ポンプ２０１の回転数の検出値（回転速度検出器２０５によって検出される検出値）を取得する（ステップＳ６０１）。そして、駆動制御装置１００は、検出値から得られる油圧ポンプ２０１の回転数が通常値であるか否かを判断する（ステップＳ６０２）。
(Example of operation of drive control device 100)
FIG. 6 is a flowchart showing an example of drive control processing performed by the
検出値から得られる油圧ポンプ２０１の回転数が通常値ではない場合（ステップＳ６０２：ＮＯ）、駆動制御装置１００は、油圧ポンプ２０１の回転数が通常値未満であるか否かを判断する（ステップＳ６０３）。油圧ポンプ２０１の回転数が通常値未満である場合（ステップＳ６０３：ＹＥＳ）、駆動制御装置１００は、油圧ポンプ２０１の回転をアシストするために電動モータ２１０を駆動回転させるべく、電動モータ２１０に給電し（ステップＳ６０４）、一連の処理を終了する。
If the rotation speed of the
ステップＳ６０３において、検出値から得られる油圧ポンプ２０１の回転数が通常値未満ではない場合（ステップＳ６０３：ＮＯ）、すなわち、油圧ポンプ２０１の回転数が通常値を超えた場合、駆動制御装置１００は、電動モータ２１０の回生電力を蓄電部２１２に蓄電するために、電動モータ２１０に回生電力を発生させて（ステップＳ６０５）、一連の処理を終了する。ステップＳ６０２において、油圧ポンプ２０１の回転数が通常値である場合（ステップＳ６０２：ＹＥＳ）、駆動制御装置１００は、給電および回生電力の発生のいずれも行わずに、すなわち、電動モータ２１０を油圧ポンプ２０１の回転に単に追従して回転させるように、そのまま一連の処理を終了する。
In step S603, if the rotation speed of the
以上説明したように、本実施形態に係る駆動制御装置１００は、油圧ポンプ２０１の動作を示す動作情報に基づいて、電動モータ２１０の回転を制御するようにした。これにより、原動機２０３の出力だけではカバーできない急激な負荷変動を一時的に緩和することができる。したがって、油圧ポンプ２０１に電動モータ２１０を付加するといった簡単な構成で、原動機２０３の失速を防止でき、安定した作業を行うことができる。また、燃料の噴射量が急激に上がることがないので、燃費を向上させることができる。
As explained above, the
また、本実施形態に係る駆動制御装置１００は、動作情報を油圧ポンプ２０１の回転数とした。このため、動作情報を簡単に得ることができるため、より簡単な構成で、原動機２０３の失速を防止でき、安定した作業を行うことができる。
Further, the
また、本実施形態に係る駆動制御装置１００は、油圧ポンプ２０１の回転数の検出結果を示す検出値に基づいて、電動モータ２１０の回転を制御するようにした。これにより、回転速度検出器２０５を付加するといった簡単な構成で、油圧ポンプ２０１の回転数を得ることができる。したがって、より簡単な構成で、原動機２０３の失速を防止でき、安定した作業を行うことができる。
Further, the
また、本実施形態に係る駆動制御装置１００は、油圧ポンプ２０１の回転数に基づいて、電動モータ２１０に給電するようにした。これにより、油圧ポンプ２０１の回転数が落ちたときに、電動モータ２１０によるアシスト力を付与することができる。したがって、原動機２０３の失速を防止でき、安定した作業を行うことができる。
Further, the
また、本実施形態に係る駆動制御装置１００は、油圧ポンプ２０１の回転数に基づいて、電動モータ２１０に回生電力を発生させるようにした。これにより、油圧ポンプ２０１の回転数が上がったときに、回生電力を蓄電部２１２に充電することができる。したがって、原動機２０３の最低負荷を保証し、燃料噴射量を安定させることができるため、原動機２０３の不慮の失速を防止することができる。
Further, the
また、作業機械１１０をクレーン車とした場合、荷を下ろす際に、マイナス負荷となり、原動機２０３の出力が極端に低下して、荷下ろしを止めた際の急激な負荷に、原動機２０３の出力が追い付かず、エンストが発生するおそれがある。これに対して、クレーン車で荷を下ろす際には、本実施形態のように、電動モータ２１０に回生電力を発生させることにより、原動機２０３のマイナス負荷を防止することができるため、エンストを防止することができる。
Also, if the
（実施形態の変形例）
次に、実施形態の変形例について説明する。なお、以下の各変形例では、上述した実施形態で説明した内容については、適宜説明を省略する。また、以下の各変形例、および上述した実施形態は、それぞれ組み合わせることも可能である。
(Modification of embodiment)
Next, modifications of the embodiment will be described. In addition, in each of the modifications below, the description of the contents described in the above-described embodiment will be omitted as appropriate. Moreover, each of the following modifications and the above-described embodiments can be combined.
（変形例１）
まず、実施形態の変形例１について説明する。上述した実施形態では、油圧ポンプ２０１の回転数として、回転速度検出器２０５の検出結果である検出値を取得する構成について説明した。変形例１では、このような構成に加えて、または、このような構成に代えて、油圧ポンプ２０１の回転数として、回転数の指令値を取得する構成について説明する。
(Modification 1)
First, Modification 1 of the embodiment will be described. In the embodiment described above, the configuration for acquiring the detection value, which is the detection result of the
変形例１において、取得部４０１は、油圧ポンプ２０１の回転数の指令値を取得する。指令値は、操作レバー２２１の操作内容を検出可能な検出部２２３の検出結果から得られる。具体的には、取得部４０１は、検出部２２３が検出した内容に応じた電気信号に基づいて、当該指令値を取得する。
In Modified Example 1, the obtaining
より具体的に説明すると、駆動制御装置１００は、油圧ポンプ２０１の回転数と、操作部２２０における操作内容（動作内容）とを対応付けた情報を予め記憶している。駆動制御装置１００は、旋回動作を示す電気信号を検出部２２３から受信すると、取得部４０１は、旋回動作に対応付けられている回転数を指令値として取得する。
More specifically, the
モータ制御部４０２は、取得部４０１によって取得された指令値と、予め設定される閾値（通常値）とに基づいて、電動モータ２１０の回転を制御する。具体的には、モータ制御部４０２は、油圧ポンプ２０１の回転数を示す指令値が通常値よりも小さくなると、すなわち、油圧ポンプ２０１の回転数が落ちたときは、電動モータ２１０を給電し、油圧ポンプ２０１の回転をアシストする。一方、モータ制御部４０２は、指令値が通常値よりも大きくなると、すなわち、油圧ポンプ２０１の回転数が上がったとき（油圧ポンプ２０１に掛かる負荷がなくなったとき）は、電動モータ２１０に回生電力を発生させて蓄電する。
The
このように、変形例１に係る駆動制御装置１００は、油圧ポンプ２０１の回転数の指令値に基づいて、電動モータ２１０の回転を制御するようにした。これにより、操作レバー２２１の操作内容から回転数を得るための情報（操作内容と回転数とを対応付けた情報）を記憶するといった簡単な構成で、油圧ポンプ２０１の回転数を得ることができる。したがって、変形例１のような構成としたとしても、簡単な構成で、原動機２０３の失速を防止でき、安定した作業を行うことができる。
In this manner, the
（変形例２）
次に、実施形態の変形例２について説明する。上述した実施形態では、電動モータ２１０の給電および回生電力の発生のいずれも行わない場合、電動モータ２１０を油圧ポンプ２０１の回転に単に追従して回転させるようした。変形例２では、このような構成に加えて、または、このような構成に代えて、電動モータ２１０の給電および回生電力の発生のいずれも行わない場合、電動モータ２１０を回転さないようにする構成について説明する。
(Modification 2)
Next,
図７は、変形例２に係る作業機械１１０の機能的構成の一例を示す説明図である。図７に示すように、作業機械１１０は、クラッチ７００を備える。クラッチ７００は、油圧ポンプ２０１の動力を電動モータ２１０に伝達させる、または当該伝達を遮断する。モータ制御部４０２は、動作情報に基づいて、クラッチ７００を制御する。具体的には、モータ制御部４０２は、給電時および回生電力の発生時では、油圧ポンプ２０１の動力を電動モータ２１０に伝達させるようにクラッチ７００を制御する。これにより、モータ制御部４０２は、給電時に油圧ポンプ２０１の回転をアシストさせ、また、回生電力の発生時に蓄電部２１２へ蓄電させることが可能である。一方、モータ制御部４０２は、給電時と回生電力の発生時とを除いたときには、油圧ポンプ２０１から電動モータ２１０への動力の伝達を遮断するようにクラッチ７００を制御する。
FIG. 7 is an explanatory diagram showing an example of a functional configuration of
（変形例２に係る駆動制御装置１００の動作例）
図８は、変形例２に係る駆動制御装置１００が行う駆動制御処理の一例を示すフローチャートである。なお、図８では、クラッチ７００を備えたことによる処理とともに、変形例１に示した、油圧ポンプ２０１の回転数として、回転数の指令値を取得する構成とした際の処理について説明する。
(Example of operation of
FIG. 8 is a flowchart showing an example of drive control processing performed by the
図８に示すように、駆動制御装置１００（ＣＰＵ３０４）は、油圧ポンプ２０１の回転数の指令値（検出部２２３の検出結果に基づく指令値）を取得する（ステップＳ８０１）。そして、駆動制御装置１００は、指令値から得られる油圧ポンプ２０１の回転数が通常値であるか否かを判断する（ステップＳ８０２）。
As shown in FIG. 8, the drive control device 100 (CPU 304) acquires a command value for the rotation speed of the hydraulic pump 201 (a command value based on the detection result of the detection unit 223) (step S801). Then, the
指令値から得られる油圧ポンプ２０１の回転数が通常値ではない場合（ステップＳ８０２：ＮＯ）、駆動制御装置１００は、指令値から得られる油圧ポンプ２０１の回転数が通常値未満であるか否かを判断する（ステップＳ８０３）。指令値から得られる油圧ポンプ２０１の回転数が通常値未満である場合（ステップＳ８０３：ＹＥＳ）、駆動制御装置１００は、クラッチ７００を制御して、油圧ポンプ２０１の動力を電動モータ２１０に伝達させる（ステップＳ８０４）。そして、駆動制御装置１００は、油圧ポンプ２０１の回転をアシストするために電動モータ２１０を駆動回転させるべく、電動モータ２１０に給電し（ステップＳ８０５）、一連の処理を終了する。
If the rotation speed of the
ステップＳ８０３において、指令値から得られる油圧ポンプ２０１の回転数が通常値未満ではない場合（ステップＳ８０３：ＮＯ）、すなわち、油圧ポンプ２０１の回転数が通常値を超える場合、駆動制御装置１００は、クラッチ７００を制御して、油圧ポンプ２０１の動力を電動モータ２１０に伝達させる（ステップＳ８０６）。そして、駆動制御装置１００は、電動モータ２１０の回生電力を蓄電部２１２に蓄電するために、電動モータ２１０に回生電力を発生させて（ステップＳ８０５）、一連の処理を終了する。
In step S803, if the rotation speed of the
ステップＳ８０２において、指令値から得られる油圧ポンプ２０１の回転数が通常値である場合（ステップＳ８０２：ＹＥＳ）、駆動制御装置１００は、クラッチ７００を制御して、油圧ポンプ２０１から電動モータ２１０への動力の伝達を遮断し（ステップＳ８０８）、そのまま一連の処理を終了する。
In step S802, if the number of rotations of the
このように、変形例２に係る駆動制御装置１００は、クラッチ７００を備え、動作情報に基づいて、クラッチ７００を制御するようにした。これにより、油圧ポンプ２０１の回転数が通常値である場合に、油圧ポンプ２０１の回転に伴って電動モータ２１０を回転させないようにすることができる。したがって、油圧ポンプ２０１による回転効率を向上させることができ、燃費をより向上させることができる。
Thus, the
（変形例３）
次に、実施形態の変形例３について説明する。上述した実施形態では、電動モータ２１０の回転を制御に用いられる、油圧ポンプ２０１の動作を示す動作情報を、油圧ポンプ２０１の回転数とした。変形例３では、当該動作情報を、油圧ポンプ２０１の回転数以外の情報とすることも可能である。例えば、変形例３において、動作情報は、油圧ポンプ２０１の吐出量に基づく情報としてもよい。吐出量に基づく情報とは、例えば、吐出量を力に変換した情報である。
(Modification 3)
Next, Modification 3 of the embodiment will be described. In the embodiment described above, the operation information indicating the operation of the
また、変形例３において、動作情報は、油圧ポンプ２０１の回転数の時間変化としてもよい。油圧ポンプ２０１の回転数の時間変化を用いることにより、モータ制御部４０２は、原動機２０３の急激な負荷変動の有無を得ることができる。
Further, in Modified Example 3, the operation information may be a time change in the number of rotations of the
変形例３の構成としたとしても、動作情報を簡単に得ることができる。したがって、より簡単な構成で、原動機２０３の失速を防止でき、安定した作業を行うことができる。
Even with the configuration of Modified Example 3, motion information can be obtained easily. Therefore, it is possible to prevent stalling of the
なお、以上に説明した駆動制御装置１００を実現するためのプログラムを、コンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録し、そのプログラムをコンピュータシステムに読み込ませて実行するようにしてもよい。なお、ここでいう「コンピュータシステム」とは、ＯＳや周辺機器等のハードウェアを含むものとする。また、「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、フレキシブルディスク、光磁気ディスク、ＲＯＭ、ＣＤ－ＲＯＭ等の可搬媒体、コンピュータシステムに内蔵されるハードディスク等の記憶装置のことをいう。さらに「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、インターネット等のネットワークや電話回線等の通信回線を介してプログラムが送信された場合のサーバやクライアントとなるコンピュータシステム内部の揮発性メモリ（ＲＡＭ）のように、一定時間プログラムを保持しているものも含むものとする。また、上記プログラムは、このプログラムを記憶装置等に格納したコンピュータシステムから、伝送媒体を介して、あるいは、伝送媒体中の伝送波により他のコンピュータシステムに伝送されてもよい。ここで、プログラムを伝送する「伝送媒体」は、インターネット等のネットワーク（通信網）や電話回線等の通信回線（通信線）のように情報を伝送する機能を有する媒体のことをいう。また、上記プログラムは、前述した機能の一部を実現するためのものであってもよい。さらに、前述した機能をコンピュータシステムにすでに記録されているプログラムとの組み合わせで実現できるもの、いわゆる差分ファイル（差分プログラム）であってもよい。
A program for realizing the
以上、この発明の実施形態について図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計等も含まれる。 Although the embodiment of the present invention has been described in detail with reference to the drawings, the specific configuration is not limited to this embodiment, and design and the like are included within the scope of the gist of the present invention.
本明細書で開示した実施形態及び変形例において、複数の機能が分散して設けられているものは、当該複数の機能の一部又は全部を集約して設けても良く、逆に複数の機能が集約して設けられているものを、当該複数の機能の一部又は全部が分散するように設けることができる。機能が集約されているか分散されているかにかかわらず、発明の目的を達成できるように構成されていればよい。 In the embodiments and modifications disclosed in this specification, when a plurality of functions are provided in a distributed manner, some or all of the plurality of functions may be collectively provided. may be provided so that part or all of the plurality of functions are distributed. Regardless of whether the functions are centralized or distributed, it is sufficient that they are configured so as to achieve the objects of the invention.
１００…駆動制御装置、１１０…作業機械、２００…駆動制御部、２０１…油圧ポンプ（流体機械）、２０２…ポンプ制御部、２０３…原動機、２０５…回転速度検出器、２０６…圧力検出器、２１０…電動モータ、２１２…蓄電部、２２０…操作部、２２１…操作レバー、２２３…検出部、３０２…ＲＡＭ、３０３…ＲＯＭ、３０４…ＣＰＵ、４０１…取得部、４０２…モータ制御部、５００…通常値、７００…クラッチ
DESCRIPTION OF
Claims (10)
前記取得部によって取得された前記動作情報に基づいて、前記流体機械とともに動作可能な電動モータを制御するモータ制御部と、
を備える駆動制御装置。 an acquisition unit that acquires operation information indicating the operation of the fluid machine;
a motor control unit that controls an electric motor operable together with the fluid machine based on the operation information acquired by the acquisition unit;
A drive control device comprising:
請求項１に記載の駆動制御装置。 The operation information is the number of revolutions of the fluid machine,
The drive control device according to claim 1.
前記モータ制御部は、前記取得部によって取得された前記検出値に基づいて、前記電動モータの回転を制御する、
請求項２に記載の駆動制御装置。 The acquisition unit acquires a detection value indicating a detection result of the number of revolutions,
The motor control unit controls rotation of the electric motor based on the detection value acquired by the acquisition unit.
The drive control device according to claim 2.
前記モータ制御部は、前記取得部によって取得された前記指令値に基づいて、前記電動モータの回転を制御する、
請求項２または３に記載の駆動制御装置。 The acquisition unit acquires the command value of the rotation speed,
The motor control unit controls rotation of the electric motor based on the command value acquired by the acquisition unit.
The drive control device according to claim 2 or 3.
請求項１～４のいずれか一項に記載の駆動制御装置。 The motor control unit supplies power to the electric motor based on the operation information.
The drive control device according to any one of claims 1 to 4.
請求項１～５のいずれか一項に記載の駆動制御装置。 The motor control unit causes the electric motor to generate regenerative power based on the operation information.
The drive control device according to any one of claims 1 to 5.
前記モータ制御部は、前記動作情報に基づいて、前記クラッチを制御する、
請求項１～６のいずれか一項に記載の駆動制御装置。 A clutch that transmits power of the fluid machine to the electric motor or interrupts the transmission,
The motor control unit controls the clutch based on the operation information.
The drive control device according to any one of claims 1 to 6.
前記取得部によって取得された前記動作情報に基づいて、前記流体機械とともに回転可能な電動モータの回転を制御するモータ制御部と、
を備え、
前記動作情報は、前記流体機械の回転数であり、
前記取得部は、前記回転数の検出結果を示す検出値を取得し、
前記モータ制御部は、前記取得部によって取得された前記検出値に基づいて、前記電動モータに給電する、または、前記電動モータに回生電力を発生させる、
駆動制御装置。 an acquisition unit that acquires operation information indicating the operation of the fluid machine that operates the actuator using the driving force of the prime mover;
a motor control unit that controls rotation of an electric motor rotatable together with the fluid machine based on the operation information acquired by the acquisition unit;
with
The operation information is the number of revolutions of the fluid machine,
The acquisition unit acquires a detection value indicating a detection result of the number of revolutions,
The motor control unit supplies power to the electric motor or causes the electric motor to generate regenerative power based on the detection value acquired by the acquisition unit.
Drive controller.
前記原動機の駆動力を用いてアクチュエータを動作させる流体機械と、
前記流体機械の動作を示す動作情報を取得する取得部と、
前記取得部によって取得された前記動作情報に基づいて、前記流体機械とともに回転可能な電動モータの回転を制御するモータ制御部と、
を備える作業機械。 a prime mover;
a fluid machine that operates an actuator using the driving force of the prime mover;
an acquisition unit that acquires operation information indicating the operation of the fluid machine;
a motor control unit that controls rotation of an electric motor rotatable together with the fluid machine based on the operation information acquired by the acquisition unit;
A working machine with
流体機械の動作を示す動作情報を取得する取得ステップと、
前記取得ステップにおいて取得された前記動作情報に基づいて、前記流体機械とともに回転可能な電動モータの回転を制御するモータ制御ステップと、
を含む処理を実行する駆動制御方法。 The drive control computer
an acquisition step of acquiring operation information indicating the operation of the fluid machine;
a motor control step of controlling rotation of an electric motor rotatable together with the fluid machine based on the operation information obtained in the obtaining step;
A drive control method that executes processing including
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