JP4601635B2 - Electric construction machine - Google Patents
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Description
本発明は、主油圧ポンプを駆動する主電動機を備えたバッテリ式油圧ショベル等の電動式建設機械に関する。 The present invention relates to an electric construction machine such as a battery-type hydraulic excavator provided with a main motor that drives a main hydraulic pump.
建設機械は、土木工事、産業廃棄業等に用いられているが、排ガスや騒音振動低減等が問題とされている。その要因は駆動源にエンジンを備えていることにある。そこで、特許文献１や特許文献２に、エンジンに代えて電動機（モータ）を搭載し、この電動機によってアクチュエータを直接に、あるいは油圧系を介して間接的に駆動させ、これによって排ガスを全く排出させず、騒音振動も大幅に低減できる電動式建設機械が提案されている。
Construction machines are used in civil engineering work, industrial waste industry, etc., but exhaust gas and noise vibration reduction are problems. The reason is that the drive source has an engine. Therefore, in
特許文献１には、電力供給手段が商用電源から成り、この商用電源をキャプタイヤケーブル等の配線を介して電動機へ直接供給するようにした有線電力式建設機械が開示され、特許文献２には、電力供給手段がバッテリから成り、このバッテリの電力を電動機へ供給するようにしたバッテリ式建設機械が開示されている。なお、有線電力式建設機械では、ケーブル長の制約上、移動範囲に制限が生じるのに対し、バッテリ式建設機械は、このような制約を受けず自由に移動できる点が有利とされている。
ところで建設機械は、作業現場により操作状況は異なるものの、一般に作業をせず待機している待ち時間がある。例えば建設機械が油圧ショベルである場合、掘削した土砂をダンプに積む作業が行われる場合、ダンプがタイミングよく来ないケースにあっては、待ち時間を持つことになる。このような待ち時間は、無駄時間となり、無駄なエネルギーを消費することになる。したがって、このような無駄なエネルギー消費を抑えることが要望されている。 By the way, although construction machines have different operating conditions depending on the work site, they generally have a waiting time without working. For example, when the construction machine is a hydraulic excavator, when the work of loading excavated earth and sand on a dump is performed, there is a waiting time in a case where the dump does not come in good timing. Such a waiting time becomes a wasted time and consumes wasted energy. Therefore, it is desired to suppress such wasteful energy consumption.
従来のエンジン式建設機械では、上述のような待ち時間すなわち作業待機時には、例えばオートアイドル機構等によって、エンジン回転数を所定の低回転数まで落とす制御が実施され、これによってエネルギー消費を抑えるようになっている。一方、有線電力あるいはバッテリからの供給電力によって駆動する電動機を有する電動式建設機械にあっても、エネルギー消費の抑制に対する要望は、エンジン式建設機械におけるのと同様である。特に、バッテリを備えたものでは、バッテリの蓄電容量に限りがあることから、このエネルギー消費の抑制が強く望まれている。 In a conventional engine-type construction machine, during the waiting time as described above, that is, when waiting for work, control is performed to reduce the engine speed to a predetermined low speed by, for example, an auto idle mechanism, thereby suppressing energy consumption. It has become. On the other hand, even in an electric construction machine having an electric motor driven by wired power or power supplied from a battery, the demand for suppressing energy consumption is the same as that in an engine type construction machine. In particular, in a battery equipped with a battery, since the storage capacity of the battery is limited, it is strongly desired to suppress this energy consumption.
本発明は、上述した従来技術における実状からなされたもので、その目的は、操作機構の操作を停止させた待ち時間におけるエネルギー消費を抑制することができる電動式建設機械を提供することにある。 The present invention has been made from the above-described actual state of the prior art, and an object thereof is to provide an electric construction machine capable of suppressing energy consumption during a waiting time when operation of an operation mechanism is stopped.
この目的を達成するために、本発明は、主油圧ポンプと、この主油圧ポンプから吐出される圧油によって駆動する油圧アクチュエータと、上記主油圧ポンプから供給される圧油の流れを制御する油圧制御弁と、この油圧制御弁を切り換えるパイロット圧を供給するパイロット油圧ポンプと、上記主油圧ポンプを駆動する主電動機と、上記パイロット油圧ポンプを駆動する補助電動機と、上記主電動機及び上記補助電動機を制御する電動機制御手段と、この電動機制御手段に電力を供給する電力供給手段と、上記油圧アクチュエータを操作する操作機構とを備えた電動式建設機械において、上記操作機構の操作が停止したことを電気的に感知する感知手段と、上記操作機構の操作に基づく演算を行い、その演算結果に応じて上記電動機制御手段に上記主電動機及び上記補助電動機を駆動する制御信号を出力するとともに、上記操作機構の操作の停止に相応する信号が上記感知手段から出力された際に、上記電動機制御手段に、上記主電動機及び補助電動機を停止させる制御信号を出力する操作制御部とを備えたことを特徴としている。 In order to achieve this object, the present invention provides a main hydraulic pump, a hydraulic actuator driven by pressure oil discharged from the main hydraulic pump, and a hydraulic pressure for controlling the flow of pressure oil supplied from the main hydraulic pump. A control valve, a pilot hydraulic pump that supplies a pilot pressure for switching the hydraulic control valve, a main motor that drives the main hydraulic pump, an auxiliary motor that drives the pilot hydraulic pump, the main motor, and the auxiliary motor In an electric construction machine comprising an electric motor control means for controlling, an electric power supply means for supplying electric power to the electric motor control means, and an operating mechanism for operating the hydraulic actuator, the operation of the operating mechanism is stopped. Sensing means for sensing automatically and performing computation based on the operation of the operating mechanism, and the motor control means according to the computation result A control signal for driving the main motor and the auxiliary motor is output, and when a signal corresponding to the stop of the operation of the operation mechanism is output from the sensing means, the motor control means is provided with the main motor and the auxiliary motor. And an operation control unit that outputs a control signal for stopping the electric motor.
このように構成した本発明は、操作機構が操作されると、この操作機構の操作に基づく演算が行われ、演算結果に相応する制御信号が電動機制御手段に出力される。これに応じて電力供給手段から電力を供給されている電動機制御手段によって主電動機及び補助電動機の駆動が制御される。主電動機の駆動によって主油圧ポンプが駆動し、補助電動機の駆動によってパイロット油圧ポンプが駆動する。また、上述した操作機構の操作に伴ってパイロット圧が油圧制御弁の制御部に与えられてこの油圧制御弁が切り換えられる。これにより、主油圧ポンプからの圧油が油圧制御弁を介して油圧アクチュエータに供給され、この油圧アクチュエータは操作機構の操作量に応じた速度で作動する。したがって、この油圧アクチュエータの作動を介して所望の作業を実施できる。 In the present invention configured as described above, when the operation mechanism is operated, a calculation based on the operation of the operation mechanism is performed, and a control signal corresponding to the calculation result is output to the motor control means. In response to this, the drive of the main motor and the auxiliary motor is controlled by the motor control means supplied with power from the power supply means. The main hydraulic pump is driven by driving the main motor, and the pilot hydraulic pump is driven by driving the auxiliary motor. Further, in accordance with the operation of the operation mechanism described above, the pilot pressure is applied to the control unit of the hydraulic control valve, and the hydraulic control valve is switched. Thus, the pressure oil from the main hydraulic pump is supplied to the hydraulic actuator via the hydraulic control valve, and this hydraulic actuator operates at a speed corresponding to the operation amount of the operation mechanism. Therefore, a desired operation can be performed through the operation of the hydraulic actuator.
このように所望の作動を実施している状態から、待機状態とするために操作機構の動作を停止させると、すなわち中立復帰させると、その中立復帰に相応する信号が感知手段から操作制御部に出力される。これに応じて操作制御部は、電動機制御手段に主電動機及び補助電動機を停止させる制御信号を出力する。これによって主電動機及び補助電動機が直ちに停止する。これに伴って、主油圧ポンプ及びパイロット油圧ポンプが停止し、油圧制御弁は中立位置に切り換えられ、主油圧ポンプから油圧アクチュエータへの圧油の供給が停止し、油圧アクチュエータは作動を停止する。 When the operation of the operation mechanism is stopped in order to enter the standby state from the state where the desired operation is performed as described above, that is, when the neutral mechanism is returned, a signal corresponding to the neutral return is sent from the sensing means to the operation control unit. Is output. In response to this, the operation control unit outputs a control signal for causing the motor control means to stop the main motor and the auxiliary motor. This immediately stops the main motor and the auxiliary motor. Along with this, the main hydraulic pump and the pilot hydraulic pump are stopped, the hydraulic control valve is switched to the neutral position, the supply of pressure oil from the main hydraulic pump to the hydraulic actuator is stopped, and the hydraulic actuator stops operating.
このように本発明は、待機状態とするために操作機構の操作を停止したときには、感知手段及び操作制御部を介して直ちに主電動機及び補助電動機の駆動が停止し、この操作機構の動作を停止させた待ち時間におけるエネルギー消費を抑制することができる。 As described above, according to the present invention, when the operation of the operation mechanism is stopped to enter the standby state, the driving of the main motor and the auxiliary motor is immediately stopped via the sensing means and the operation control unit, and the operation of the operation mechanism is stopped. It is possible to suppress energy consumption during the waiting time.
また本発明は、上記発明において、上記操作機構が、上記油圧アクチュエータを操作する操作レバーを含み、上記感知手段が、上記操作レバーの操作角度を検出する角度センサから成るとともに、上記操作制御部が、上記操作レバーの不感帯を考慮した制御演算を行う演算部を含むことを特徴としている。 According to the present invention, in the above invention, the operation mechanism includes an operation lever that operates the hydraulic actuator, the sensing means includes an angle sensor that detects an operation angle of the operation lever, and the operation control unit includes And a calculation unit that performs control calculation in consideration of the dead zone of the operation lever.
また本発明は、上記発明において、上記操作機構が、上記油圧アクチュエータを操作する操作レバーを含み、上記感知手段が、上記操作レバーに付設される感圧センサから成ることを特徴としている。 According to the present invention, in the above invention, the operating mechanism includes an operating lever for operating the hydraulic actuator, and the sensing means includes a pressure-sensitive sensor attached to the operating lever.
また本発明、上記発明において、上記操作レバーが、油圧式操作レバーから成ることを特徴としている。 In the present invention and the above invention, the operating lever is a hydraulic operating lever.
また本発明は、上記発明において、上記操作レバーが、電気レバーから成ることを特徴としている。 According to the present invention, in the above invention, the operation lever is an electric lever.
また本発明は、上記発明において、上記電力供給手段がバッテリから成ることを特徴としている。 In the present invention, the power supply means is a battery.
本発明は、待機状態とするために操作機構の操作を停止したときには、感知手段及び操作制御部を介して、主油圧ポンプ及びパイロット油圧ポンプの駆動源である主電動機及び補助電動機を直ちに停止させることができ、この操作機構の操作を停止させた待ち時間におけるエネルギー消費を抑制でき、従来から要望されている経済性の優れた電動式建設機械を得ることができる。 In the present invention, when the operation of the operation mechanism is stopped in order to enter the standby state, the main motor and the auxiliary motor that are the drive sources of the main hydraulic pump and the pilot hydraulic pump are immediately stopped via the sensing means and the operation control unit. Therefore, it is possible to suppress the energy consumption during the waiting time when the operation of the operation mechanism is stopped, and it is possible to obtain an electric construction machine with excellent economic efficiency that has been conventionally demanded.
以下，本発明に係る電動式建設機械を実施するための最良の形態を図に基づいて説明する。 The best mode for carrying out an electric construction machine according to the present invention will be described below with reference to the drawings.
以下の述べる本発明の第１〜第３実施形態に係る電動式建設機械は、例えば掘削等の作業を行うフロント作業機、すなわちリンク機構を油圧システムで作動させ、旋回、走行を電動機、すなわち電動モータで直動で作動させるバッテリ式油圧ショベルである。また、電動モータは、３相交流とし、電動モータを制御する電動機制御手段として、バッテリからの直流を交流に変換するインバータを備えているものである。 An electric construction machine according to first to third embodiments of the present invention to be described below operates, for example, a front working machine that performs work such as excavation, that is, a link mechanism, by a hydraulic system, and turns and travels by an electric motor, that is, electric It is a battery-type hydraulic excavator that is operated by a motor in a direct motion. The electric motor has a three-phase alternating current, and includes an inverter that converts direct current from the battery into alternating current as electric motor control means for controlling the electric motor.
図１は本発明に係る電動式建設機械の第１実施形態として挙げた油圧ショベルを示す側面図、図２は第１実施形態に備えられる旋回体を示す平面図、図３は第１実施形態の正面図、図４は第１実施形態に備えられる操作レバーを示す図、図５は第１実施形態に備えられる駆動回路を示す回路図である。 FIG. 1 is a side view showing a hydraulic excavator cited as a first embodiment of an electric construction machine according to the present invention, FIG. 2 is a plan view showing a revolving structure provided in the first embodiment, and FIG. 3 is a first embodiment. FIG. 4 is a diagram showing an operation lever provided in the first embodiment, and FIG. 5 is a circuit diagram showing a drive circuit provided in the first embodiment.
電動式建設機械の第１実施形態であるバッテリ式油圧ショベル１は、図１に示すように、旋回体２と、この旋回体２に上下方向の回動可能に取り付けられるフロント作業機、すなわちリンク機構３と、旋回体２の下部に設けられる走行体４とを備えている。
As shown in FIG. 1, a battery-type
リンク機構３は、旋回体２に回動可能に取り付けられるブーム３１と、このブーム３１の先端に回動可能に取り付けられるアーム３２と、このアーム３２の先端に回動可能に取り付けられるバケット３３と、これらのブーム３１、アーム３２、バケット３３を駆動する油圧アクチュエータ、すなわち油圧シリンダ３４ａ〜３４ｃとを含んでいる。
The
走行体４は、図３に示すように、トラックフレーム４１と、旋回体２を旋回させる旋回輪ベアリング４２と、走行機構４３Ｌ，４３Ｒと、無限軌道履帯４４Ｌ，４４Ｒとを含んでいる。
As shown in FIG. 3, the
旋回体２は、図２に示すように、メインフレーム２０の上に、スリップリング２１、コンダクタ制御盤２２、インバータ収納部２３、バッテリ収納部２４、作動油タンク２５、複数の油圧制御弁２６１を含む油圧制御弁部２６、油圧ポンプ収納部２７、旋回機構２８、運転室２９等を備えている。
As shown in FIG. 2, the
スリップリング２１は、後述の駆動用バッテリ２４１の電力を旋回体２の回動に妨げられることなく、走行機構４３Ｌ，４３Ｒに伝達する機構である。コンダクタ制御盤２２には、車体の起動・停止に合わせて電力供給手段例えば駆動用バッテリ２４１から、電動機制御手段例えばインバータ２３１ａ〜２３１ｅへの電力の供給・遮断をスイッチングするコンダクタが付設されている。インバータ収納部２３には、複数のインバータ２３１ａ〜２３１ｅが収納されるとともに、これらのインバータ２３１ａ〜２３１ｅを覆うカバー２３２を備えている。インバータ２３１ａは主油圧ポンプ駆動用、インバータ２３１ｂは旋回用、インバータ２３１ｃ，２３１ｄは走行用、インバータ２３１ｅはパイロット油圧ポンプ駆動用にそれぞれ割り当てられている。バッテリ収納部２４には、電力供給手段を構成する複数の高電圧の駆動用バッテリ２４１と、複数の低電圧の制御系電力用バッテリ２４２が収納されるとともに、これらのバッテリ２４１，２４２を覆うカバー２４３を備えている。
The
作動油タンク２５は、リンク機構３の油圧シリンダ３４ａ〜３４ｃを駆動する圧油が貯蔵されるタンクである。油圧制御弁部２６には、油圧シリンダ３４ａ〜３４ｃへ供給される圧油の流量を分配する油圧制御弁２６１と、主油圧ポンプ２７２を制御するパイロット弁２６２が含まれている。油圧ポンプ収納部２７には、主油圧ポンプ２７２と、この主油圧ポンプ２７２を駆動する主電動機、すなわち主油圧ポンプ用電動モータ２７１とが収納され、これらの主油圧ポンプ２７２と電動モータ２７１とは、カップリング２７３で連結されている。主油圧ポンプ２７２から吐出された圧油は、油圧制御弁２６１に送油され、流量分配される。また、この油圧ポンプ収納部２７には、油圧制御弁２６１の弁駆動制御部やパイロット弁２６２に圧油を送油するパイロット油圧ポンプ２７５と、このパイロット油圧ポンプ２７５を駆動する補助電動機、すなわちパイロット油圧ポンプ用電動モータ２７４とが収納され、これらのパイロット油圧ポンプ２７５と電動モータ２７４とは、カップリング２７６で連結されている。この油圧ポンプ収納部２７は全体がカバーによって構成されている。
The
運転室２９内には、操作者がシートに着座した状態で、リンク機構３、旋回機構２８、走行機構４３Ｌ，４３Ｒを駆動できるように、操作機構２９１と、車体コントローラ５と、主油圧ポンプ用電動モータ２７１の回転数設定器２９５等が備えられている。車体コントローラ５は、操作機構２９１からの信号を入力し、インバータ２３１ａ〜２３１ｅを制御する。この車体コントローラ５には、制御用バッテリ２４２からの電力が供給される。
In the
操作機構２９１は、図４に示すように、例えば油圧式操作レバーから成り、手で前後左右に倒す操作が可能な操作レバー２９１ａ，２９１ｂと、操作レバーとその根元に配置されたフットペダルとが組み合わされた走行レバー２９１ｃ，２９１ｄとを含んでいる。操作レバー２９１ａの前後倒し操作により旋回体２の左右旋回動作、左右倒し操作によりアーム３２のダンプ、クラウドの動作、操作レバー２９１ｂの前後倒し操作によりブーム３１の上げ下げ動作、左右倒し操作によりバケット３３のダンプ、クラウドの動作、走行レバー２９１ｃ，２９１ｄを一緒に前後倒し操作することにより走行の前進、後退動作、また、片方前後倒し操作か、片側前倒し、他方後倒し操作により曲がり動作が、それぞれ行えるようになっている。
As shown in FIG. 4, the
次に図５によりこの第１実施形態に備えられる駆動回路について説明する。なお、説明を簡単にするために、操作機構２９１のうち、旋回体２の操作、及びアーム３２の操作を行なう操作レバー２９１ａを例示して説明する。
Next, the drive circuit provided in the first embodiment will be described with reference to FIG. In order to simplify the description, an
操作レバー２９１ａには、この操作レバー２９１ａを前後左右に倒すことにより圧油を減圧する機構を有する操作減圧弁２９２が付設されている。操作減圧弁２９２の上流側には、パイロット油圧ポンプ２７５が配置されている。このパイロット油圧ポンプ２７５は、作動油タンク２５の圧油をサクション配管６５８で吸い込み、パイロット配管６５１を介して吐出する。パイロット配管６５１の途中でパイロット配管６５２が分岐し、このパイロット配管６５２にパイロットリリーフ弁２６３が設けられている。圧油はパイロットリリーフ弁２６３を通過してパイロット配管６５７を介して作動油タンク２５へ戻される。パイロットリリーフ弁２６３は、パイロット圧の最大圧を設定する弁で、通常は４ＭＰａ程度の圧に設定される。
The
操作減圧弁２９２の下流側は、パイロット配管６５３，６５４を介して油圧制御弁２６１のパイロット系供給ポート２６１ａ，２６１ｂへ接続され、また、パイロット配管６５５，６５６を介して圧力センサ２９４ａ，２９４ｂに接続されている。
The downstream side of the operation
操作レバー２９１ａには、この操作レバー２９１ａの操作量を検出する角度センサ２９３ａ，２９３ｓｗが付設されている。角度センサ２９３ａはアーム操作時の操作レバー角度を検出し、角度センサ２９３ｓｗは旋回操作時の操作レバー角度を検出する。また、これらの角度センサ２９３ａ，２９３ｓｗは、操作機構２９１の操作が停止したことを電気的に感知する感知手段を構成している。
The
車体コントローラ５には、角度センサ２９３ａ，２９３ｓｗの検出信号が制御配線７５１を介して入力され、圧力センサ２９４ａ，２９４ｂの検出信号が制御配線７５２，７５３を介して入力され、主油圧ポンプ用電動モータ２７１の回転数設定器２９５からの信号が入力されるようになっている。
Detection signals from the
この車体コントローラ５の出力側は、制御配線７５４を介して主油圧ポンプ用電動モータ２７１に電力を供給するインバータ２３１ａに接続され、制御配線７５５を介して旋回用電動モータ２８１に電力を供給するインバータ２３１ｂに接続され、制御配線７５６を介してパイロット油圧ポンプ用電動モータ２７４に電力を供給するインバータ２３１ｅに接続されている。
The output side of the
各動力系のうちの油圧系は、主油圧ポンプ２７２が作動油タンク２５の油を、サクション配管６０３を介して吸い込み、吸い込んだ圧油が主油圧配管６０１を介して油圧制御弁２６１に供給され、さらに主油圧配管６０２を介してリンク機構３の油圧シリンダ３４ａ〜３４ｃに供給される。また電気系は、駆動用バッテリ２４１の電力が、動力配線７０１を介してインバータ２３１ａへ供給され、動力配線７０２を介してインバータ２３１ｂへ供給され、動力配線７０３を介してインバータ２３１ｅへ供給され、さらにインバータ２３１ａから主油圧ポンプ用電動モータ２７１へは動力配線７０４を介して、インバータ２３１ｂから旋回用電動モータ２８１へは動力配線７０５を介して、インバータ２３１ｅからパイロット油圧ポンプ用電動モータ２７４へは動力配線７０６を介して供給される。
In the hydraulic system of each power system, the main
主油圧ポンプ用電動モータ２７１は、運転室２９内の回転数設定器２９５からの回転数指令を受け、リンク機構３を駆動する速度制御を行い、パイロット油圧ポンプ用電動モータ２７４も回転数指令を受けて同様の速度制御を行う。一方、旋回、走行は、レバー操作量を速度またはトルク指令として与えるため、旋回用電動モータ２８１、走行用電動モータ４３１Ｌ，４３１Ｒに対しては、操作レバー２９１ａ、走行レバー２９１ｃ，２９１ｄの操作量に応じた速度またはトルク制御が行われる。なお、旋回の操作レバー２９１ａの操作量、走行レバー２９１ｃ，２９１ｄの操作量は、圧力センサ２９４ａ，２９４ｂ等で検出された圧力信号として車体コントローラ５に入力され、車体コントローラ５は、この圧力信号を処理して、各インバータ２３１ｂ，２３１ｃ，２３１ｄに制御信号を出力する。
The main hydraulic pump
図６は図５に示す駆動回路に備えられる車体コントローラの構成を示すブロック図、図７は図６に示す車体コントローラに備えられる演算部の構成を示す図、図８は図４に示す操作レバーの出力特性を示す図、図９は図６に示す車体コントローラに備えられる演算部の構成を示す図、図１０は図６に示す車体コントローラに備えられる演算部の構成を示す図である。 6 is a block diagram showing a configuration of a vehicle body controller provided in the drive circuit shown in FIG. 5, FIG. 7 is a diagram showing a configuration of a calculation unit provided in the vehicle body controller shown in FIG. 6, and FIG. 8 is an operation lever shown in FIG. FIG. 9 is a diagram showing a configuration of a calculation unit provided in the vehicle body controller shown in FIG. 6, and FIG. 10 is a diagram showing a configuration of the calculation unit provided in the vehicle body controller shown in FIG.
車体コントローラ５は、操作機構２９１の操作に基づく演算を行い、その演算結果に応じてインバータ２３１ａ，２３１ｅに主油圧ポンプ用電動モータ２７１、及びパイロット油圧ポンプ用電動モータ２７４を駆動する制御信号を出力するとともに、操作機構２９１の操作の停止に相応する信号が角度センサ２９３ａ等から出力された際に、主油圧ポンプ用電動モータ２７１、及びパイロット油圧ポンプ用電動モータ２７４を停止させる制御信号を出力する操作制御部５１を備えている。
The
この操作制御部５１は、図６に示すように、演算部５２〜５４を有している。演算部５２は、操作不感帯に関する制御演算を行い、演算部５３はパイロット油圧ポンプ用電動モータ２７４の回転数制御演算を行い、演算部５４は主油圧ポンプ用電動モータ２７１の回転数制御演算を行う。
As illustrated in FIG. 6, the
上述した演算部５２には、図７に示すように、操作レバー２９１ａに付設した角度センサ２９３ａ，２９３ｓｗ、及び操作レバー２９１ｂ、及び走行レバー２９１ｃ，２９１ｄからの各信号が入力される。ただし同図７には、操作レバー２９１ａの角度センサ２９３ａ，２９３ｓｗからの信号Ｓαａ，Ｓαｓｗのみ記載してある。
As shown in FIG. 7, the
信号Ｓαａ，Ｓαｓｗのそれぞれは、不感帯演算部５２１，５２２に入力される。不感帯演算部５２１，５２２は、信号Ｓαａ，Ｓαｓｗのそれぞれに対し、０または１の値の信号Ｓａ，Ｓｓｗを出力する。アーム操作を例に挙げると、図８に示すように、操作レバー２９１ａの角度αａに対し、実線で示す操作圧Ｐｉが不感帯（−β〜β）をもっており、この不感帯（−β〜β）の角度範囲が、アーム３２の停止域、不感帯外がアーム３２の駆動域となる。同図８の縦軸Ｐｉに極性があるのは、前後、左右の操作を判別しているためである。なお、横軸αａは破線で示すように信号Ｓαａと一対一の関係にある。図７の例えば停止域（−βａ〜βａ）は、図８の不感帯（−β〜β）に対応するように設定されている。図７の不感帯演算部５２１，５２２のおける演算値は、信号Ｓａ，Ｓｓｗとして演算部５３，５４に入力される。
The signals Sαa and Sαsw are input to the dead
図９に示すように、演算部５２からの信号Ｓａ，Ｓｓｗが演算部５３に入力されると、加算部５３１で総和Ssum_piが求められる。この総和Ssum_piは判定部５３２に入力され、
判定式（１）
Ssum_pi＝０ → Ｓｐｉ＝０
Ssum_pi≧１ → Ｓｐｉ＝１
の演算が行われる。なお、Ｓｐｉは判定部５３２の出力である。
As shown in FIG. 9, when the signals Sa and Ssw from the
Judgment formula (1)
Ssum_pi = 0 → Spi = 0
Ssum_pi ≧ 1 → Spi = 1
Is calculated. Note that Spi is an output of the
ここで、パイロット油圧ポンプ用電動モータ２７４の回転数は通常一定である。回転数指令は、車体コントローラ５内に備えられる外部入力形式の回転数設定器５５で与えられ、この回転数設定器５５によって回転数指令Sc_piが演算部５３に入力される。この回転数指令Sc_piと出力ＳＰｉとを乗算部５３３で乗算した値Ｓ１を、車体コントローラ５の出力としてパイロット油圧ポンプ用電動モータ２７４のインバータ２３１ｅへ出力する。
Here, the rotation speed of the pilot hydraulic pump
演算部５４には、図１０に示すように、演算部５２の出力及びリンク機構３に含まれる図示しないブーム、バケットの動作に係る信号値の他に、主油圧ポンプ用電動モータ２７１の回転数設定器２９５より、主油圧ポンプ用電動モータ２７１の回転数目標値Sc_mpが入力される。上述した信号値Ｓａ及びリンク機構３に含まれるブーム、バケットに係る信号値に基づいて加算部５４１で総和Ssum_mpが求められる。この総和Ssum_mpは判定部５４２に入力され、
判定式（２）
Ssum_mp ＝０ → Ｓｍｐ＝０
Ssum_mp ≧１ → Ｓｍｐ＝１
の演算が行われる。なお、Ｓｍｐは判定部５４２からの出力値である。
As shown in FIG. 10, the
Judgment formula (2)
Ssum_mp = 0 → Smp = 0
Ssum_mp ≧ 1 → Smp = 1
Is calculated. Smp is an output value from the
出力値Ｓｍｐと、主油圧ポンプ用電動モータ２７１の回転数設定器２９５で設定された回転数目標値Sc_mpが乗算部５４３で乗算され、その積Ｓ２が、車体コントローラ５から主油圧ポンプ用電動モータ２７１に係るインバータ２３１ａに出力される。
The output value Smp and the rotation speed target value Sc_mp set by the rotation
このように構成した第１実施形態における動作を以下に例を挙げて説明する。 The operation of the first embodiment configured as described above will be described below with an example.
［アーム単独操作］
操作レバー２９１ａを操作してアーム３２を単独で駆動している場合には、図７に示すように、角度センサ２９３ａの出力信号Ｓαａと、他の操作レバー、走行レバーの角度センサからの出力信号Ｓαｓｗ等は、車体コントローラ５の操作制御部５１に含まれる不感帯を形成する演算部５２に入力される。今はアーム単独駆動であることから、Ｓａ＝１、Ｓｓｗ等の他の値＝０として、この演算部５２から演算部５３，５４に出力される。
[Single arm operation]
When the
演算部５３では、図９に示すように、加算部５３１で信号値Ｓａと、旋回（信号値＝Ｓｓｗ）、走行、その他のリング機構３に含まれるブーム、バケットに係る信号値との総和Ssum_piが求められ、その総和Ssum_piが判定部５３２に出力される。今は、アーム単独操作であるため、Ssum_pi＝１として判定部５３２に出力される。判定部５３２からは、演算によりＳｐｉ＝０、またはＳｐｉ＝１が出力される。これは、例えば全ての操作レバーの操作が停止とみなされる状態にあるかどうかの判定である。今は、Ssum_pi＝１であるため、上述の判定式（１）により、Ｓｐｉ＝１と判定される。このＳｐｉ＝１と、パイロット油圧ポンプ用電動モータ２７４の回転数設定器５５からの回転数指令Sc_piとの積が乗算部５３３で求められる。その結果、車体コントローラ５からの出力値はＳ１＝Sc_piとなり、この値Ｓ１がパイロット油圧ポンプ用電動モータ２７４に係るインバータ２３１ｅへ指令として与えられ、パイロット油圧ポンプ用電動モータ２７４は、与えられた回転数指令通りに駆動する。これに応じてパイロット油圧ポンプ２７５が駆動する。
In the
また、演算部５４では、図１０に示すように、加算部５４１で信号値Ｓａと、その他のリンク機構３に含まれるブーム、アームに係る信号値の総和Ssum_mpが求められる。今はアーム単独駆動であるのでSsum_mp＝１が判定部５４２に出力される。判定部５４２からは、演算によりＳｍｐ＝０、またはＳｍｐ＝１が出力される。これは、リンク機構３に関係する操作レバーの全てが停止とみなされる状態にあるかどうかの判定である。今は、Ssum_mp＝１であるため、判定式（２）により、Ｓｍｐ＝１と判定される。このＳｍｐ＝１と、主油圧ポンプ用電動モータ２７１の回転数設定器２９５からの回転数指令Sc_mpとの積が乗算部５４３で求められる。その結果、車体コントローラ５からの出力値Ｓ２＝Sc_mpとなり、この値Ｓ２が主油圧ポンプ用電動モータ２７１に係るインバータ２３１ａへ指令として与えられ、主油圧ポンプ用電動モータ２７１は、与えられた回転数指令通りに駆動する。これに応じて主油圧ポンプ２７２が駆動する。
In addition, as shown in FIG. 10, the
そして、上述のように操作レバー２９１ａを操作してアーム３２を単独駆動させている状態から、操作レバー２９１ａを中立方向に戻してアーム３２の駆動を停止させるようにしたとき、角度センサ２９３ａの出力信号Ｓαａと、他の操作レバー、走行レバーの角度センサ出力Ｓαｓｗ等は、車体コントローラ５の操作制御部５１に含まれる不感帯を形成する演算部５２に入力され、今はアーム３２の駆動から停止に移行してることから、Ｓａ＝０、Ｓｓｗ等の値＝０が演算部５３，５４に出力される。
Then, when the
演算部５３では、加算部５３１で出力信号Ｓａと、旋回（信号値Ｓｓｗ）、走行、その他のリンク機構３に含まれるブーム、バケットに係る他の信号値との総和Ssum_piが求められ、その総和Ssum_pi＝０が判定部５３２に出力される。判定部５３２では、判定式（１）からＳｐｉ＝０と求められる。このＳｐｉ＝０と、パイロット油圧ポンプ用電動モータ２７４の回転数設定器５５からの回転数指令Sc_piとの積が乗算部５３３で求められる。その結果、Ｓ１＝０と求められ、このＳ１が車体コントローラ５からパイロット油圧ポンプ用電動モータ２７４に係るインバータ２３１ｅへ指令として与えられ、パイロット油圧ポンプ用電動モータ２７４は停止する。これに伴ってパイロット油圧ポンプ２７５は駆動を停止する。
In the
また演算部５４では、加算部５４１で出力信号Ｓａと、他のリンク機構３に含まれるブーム、バケットに係る他の信号値との総和Ssum_mpが求められ、その総和Ssum_mp＝０が判定部５４２に出力される。判定部５４２では、判定式（２）からＳｍｐ＝０と求められる。このＳｍｐ＝０と、主油圧ポンプ用電動モータ２７１の回転数設定器２９５からの回転数指令Sc_mpとの積が乗算部５４３で求められる。その結果、Ｓ２＝０と求められ、このＳ２が車体コントローラ５から主油圧ポンプ用電動モータ２７１に係るインバータ２３１ａへ指令として与えられ、主油圧ポンプ用電動モータ２７１は停止する。これに伴って主油圧ポンプ２７２は駆動を停止する。
In addition, in the
［アーム・旋回複合操作］
操作レバー２９１ａの操作により、アーム・旋回複合操作が実施されている場合、角度センサ２９３ａの出力信号Ｓαａと角度センサＳαｓｗ、及び他の操作レバー、走行レバーの角度センサからの出力信号は、車体コントローラ５の操作制御部５１の不感帯を形成する演算部５２に入力され、今、アーム・旋回複合操作で駆動されていることから、Ｓａ＝１、Ｓｓｗ＝１、他の信号値＝０が演算部５３，５４に出力される。
[Arm and swivel combined operation]
When a combined arm / turn operation is performed by operating the
演算部５３では、加算部５３１でＳａとＳｓｗ、及び走行、他のリンク機構３に含まれるブーム、バケットに係る信号値の総和Ssum_piが求められる。今はアーム・旋回複合操作であるため、Ssum_pi＝２となり、このSsum_piが判定部５３２に出力される。判定部５３２では、Ssum_pi＝２であることから、上述した判定式（１）によって、Ｓｐｉ＝１と判定される。このＳｐｉと、パイロット油圧ポンプ用電動モータ２７４の回転数設定器５５からの回転数指令Sc_piとが乗算部５３３で乗算される。その結果Ｓ１＝Sc_piとなり、このＳ１がパイロット油圧ポンプ用電動モータ２７４に係るインバータ２３１ｅへ指令値として与えられ、パイロット油圧ポンプ用電動モータ２７４は与えられた回転数指令通りに駆動する。これに応じて、パイロット油圧ポンプ２７５が駆動する。
In the
また、演算部５４では、加算部５４１でＳａと、その他のリンク機構３に含まれるブーム、バケットに係る信号値との総和がSsum_mpが求められ、判定部５４２に出力される。旋回、走行を含む複合操作が実施されている場合には、旋回、走行は主油圧ポンプ２７２の圧油で駆動されず、旋回用電動機モータ２８１、または走行用電動モータ４３１Ｌ，４３１Ｒにより直接に駆動され、主油圧ポンプ２７２とは独立した状態に保たれる。今は、旋回を含む複合であるので、Ssum_mpでは旋回はカウントされず、Ssum_mp＝１となる。
In addition, in the
判定部５４２では、Ssum_mp＝１であることから判定式（２）により、Ｓｍｐ＝１と判定される。このＳｍｐ＝１と、主油圧ポンプ用電動モータ２７１の回転数設定器２９５からの回転数指令Sc_mpとの積が乗算部５４３で求められ、その結果のＳ２＝Sc_mpが、車体コントローラ５から主油圧ポンプ用電動モータ２７１に係るインバータ２３１ａへ指令として与えられ、主油圧ポンプ用電動モータ２７１は与えられた回転数指令通りに駆動する。これに伴って主油圧ポンプ２７２が駆動する。
The
操作レバー２９１ａが操作されてアーム・旋回の複合操作が実施されている状態から、この操作レバー２９１ａが中立に戻されて操作の停止に移行したとき、角度センサ２９３ａの出力信号Ｓαａと、角度センサ２９３ｓｗの出力信号Ｓαｓｗ、及び他の操作レバー、走行レバーの角度センサからの出力信号は、車体コントローラ５の操作制御部５１の演算部５２に入力される。今はアーム・旋回の複合操作から停止へ移行していることから、Ｓａ＝０、Ｓｓｗ＝０、他の値＝０となり、これらが演算部５３，５４に出力される。
When the
演算部５３では、加算部５３１でＳａとＳｓｗ、及び走行、その他のリンク機構３に含まれるブーム、バケットに係る信号値の総和Ssum_piが求められ、この総和Ssum_pi＝０となり、これが判定部５３２に出力される。判定部５３２では、Ssum_pi＝０に応じて判定式（１）より、Ｓｐｉ＝０と判定される。このＳｐｉ＝０と、パイロット油圧ポンプ用電動モータ２７４の回転数設定器５５からの回転数指令Sc_piとの積が乗算部５３３で求められ、その結果Ｓ１＝０となり、このＳ１がパイロット油圧ポンプ用電動モータ２７４に係るインバータ２３１ｅへの指令として与えられ、パイロット油圧ポンプ用電動モータ２７４は停止する。これに伴ってパイロット油圧ポンプ２７５は停止する。
In the
また、演算部５４では、加算部５４１でＳａと、その他のリンク機構３に含まれるアーム、バケットに係る信号値との総和Ssum_mpが求められ、この総和Ssum_mpが判定部５４２に出力される。判定部５４２では、アームの停止によりSsum_mp＝０となっていることから、判定式（２）により、Ｓｍｐ＝０と判定される。このＳｍｐ＝０と、主油圧ポンプ用電動モータ２７１の回転数設定器２９５からの回転数指令Sc_mpとの積が乗算部５４３で求められ、その結果Ｓ２＝０が車体コントローラ５から主油圧ポンプ用電動モータ２７１に係るインバータ２３１ａへ指令として与えられ、主油圧ポンプ用電動モータ２７１は停止する。これに伴って主油圧ポンプ２７２は停止する。
In addition, in the
［ブーム・アーム複合操作］
操作レバー２９１ａの操作でアーム３２を操作し、操作レバー２９１ｂの操作でブーム３１を操作するブーム・アーム複合操作が実施されている場合、角度センサ２９３ａの出力信号Ｓαａと、操作レバー２９１ｂに付設される図示しない角度センサの出力信号Ｓαｂ、及び他の操作レバー、走行レバーの角度センサからの出力信号は、車体コントローラ５の操作制御部５１の不感帯制御部を形成する演算部５２に入力され、今、駆動していることからＳａ＝１、Ｓｂ＝１（操作レバー２９１ｂに対応）、他の値＝０となり、これらが演算部５３，５４に出力される。
[Boom-arm combined operation]
When the boom / arm combined operation in which the
演算部５３では、加算部５３１でＳａとＳｂ、及び旋回（信号値Ｓｓｗ）、走行、その他リンク機構３に含まれるバケット３３に係る信号値の総和Ssum_piが求められ、今は、ブーム・アーム複合操作のためSsum_pi＝２となって、このSsum_piが判定部５３２に出力される。判定部５３２では、Ssum_pi＝２に応じて判定式（１）によりＳｐｉ＝１と求められる。このＳｐｉ＝１と、パイロット油圧ポンプ用電動モータ２７４の回転数設定器５５からの回転数指令Sc_piとの積が乗算部５３３で求められ、その結果Ｓ１＝Sc_piが車体コントローラ５からパイロット油圧ポンプ用電動モータ２７４に係るインバータ２３１ｅへ指令として与えられ、パイロット油圧ポンプ用電動モータ２７４は与えられた回転数指令通りに駆動する。これに伴ってパイロット油圧ポンプ２７５が駆動する。
In the
また、演算部５４では、加算部５４１でＳａとＳｂ、及び他のリンク機構３に含まれるバケット３３に係る信号値の総和Ssum_mpが求められ、この総和Ssum_mpが判定部５４２に出力される。判定部５４２では、Ssum_mp＝２に応じて判定式（２）によりＳｍｐ＝１と判定される。このＳｍｐ＝１と、主油圧ポンプ用電動モータ２７１の回転数設定器２９５からの回転数指令Sc_mpとの積が乗算部５４３で求められ、Ｓ２＝Ssum_mpが車体コントローラ５から主油圧ポンプ用電動モータ２７１に係るインバータ２３１ａへ指令として与えられ、主油圧ポンプ用電動モータ２７１は指令通りに駆動する。これに伴って主油圧ポンプ２７２が駆動する。
In addition, in the
このようなブーム・アーム複合操作が実施されている状態から、全操作停止に移行した場合、角度センサ２９３ａの出力信号Ｓαａと、操作レバー２９１ｂに付設された図示しない角度センサの出力信号Ｓαｂ、及び他の操作レバー、走行レバーの角度センサからの出力信号が車体コントローラ５の操作制御部５１に含まれる不感帯制御部を形成する演算部５２に入力され、駆動状態から停止へ移行していることから、Ｓａ＝０、Ｓｂ＝０、他の値＝０となり、これらが演算部５３，５４に出力される。
When the combined operation of the boom and arm is shifted to the stop of all operations, the output signal Sαa of the
演算部５３では、加算部５３１でＳａとＳｂ、及び旋回、走行、他のリンク機構３に含まれるバケット３３に係る信号値の総和Ssum_piが求められ、この総和Ssum_pi＝０が判定部５３２に出力される。判定部５３２では、Ssum_pi＝０に応じて判定式（１）により、Ｓｐｉ＝０と判定される。このＳｐｉ＝０と、パイロット油圧ポンプ用電動モータ２７４の回転数設定部５５からの回転数指令Sc_piとの積が乗算部５３３で求められ、その結果Ｓ１＝０が車体コントローラ５からパイロット油圧ポンプ用電動モータ２７４に係るインバータ２３１ｅへ指令として与えられ、パイロット油圧ポンプ用電動モータ２７４は停止する。これに伴ってパイロット油圧ポンプ２７５が停止する。
In the
また演算部５４では、加算部５４１でＳａとＳｂ、及びリンク機構３に含まれるバケット３３からの信号値の総和Ssum_mpが求められ、この総和Ssum_mpが判定部５４２に出力される。判定部５４２では、アーム３２、ブーム３１の停止によりSsum_mp＝０に応じて判定式（２）によりＳｍｐ＝０と判定される。このＳｍｐ＝０と、主油圧ポンプ用電動モータ２７１の回転数設定器２９５からの回転数指令Sc_mpとの積が乗算部５４３で求められ、その結果Ｓ２＝０が車体コントローラ５から主油圧ポンプ用電動モータ２７１に係るインバータ２３１ａへ指令として与えられ。主油圧ポンプ用電動モータ２７１は停止する。これに伴って主油圧ポンプ２７２が停止する。
In addition, in the
なお、上述した演算処理において、操作制御部５１は、角度センサ２９３ａ，２９３ｓｗ等の感知手段からの信号が不感帯に相応するときに、最初に主電動機である主油圧ポンプ用電動モータ２７１を停止させ、その後に例えば数秒程度の時間遅れを持たせて、補助電動機であるパイロット油圧ポンプ用電動モータ２７４を停止させる制御を行う。
In the arithmetic processing described above, the
このように構成した第１実施形態によれば、上述のように操作機構２９１が操作されると、この操作機構２９１の操作に基づく演算が行われ、演算結果に相応する制御信号が電動機制御手段、すなわちインバータ２３１ａ，２３１ｅに出力される。これに応じて電力供給手段、すなわち駆動用バッテリ２４１から電力を供給されているインバータ２３１ａ，２３１ｅによって主電動機を構成する主油圧ポンプ用電動モータ２７１、及び補助電動機を構成するパイロット油圧ポンプ用電動モータ２７４の駆動が制御される。主油圧ポンプ用電動モータ２７１の駆動によって主油圧ポンプ２７２が駆動し、パイロット油圧ポンプ用電動モータ２７４の駆動によってパイロット油圧ポンプ２７５が駆動する。また、上述した操作機構２９１の操作に伴ってパイロット圧が油圧制御弁部２６に含まれる油圧制御弁２６１の制御部に与えられてこの油圧制御弁２６１が切り換えられる。これにより、主油圧ポンプ２７２からの圧油が油圧制御弁２６１を介して油圧アクチュエータ、すなわち油圧シリンダ３４ａ，３４ｂ等に供給され、これらの油圧シリンダ３４ａ，３４ｂ等は操作機構２９１の操作量に応じた速度で作動する。したがって、これらの油圧シリンダ３４ａ，３４ｂ等の作動を介して所望の作業を実施できる。
According to the first embodiment configured as described above, when the
このように所望の作動を実施している状態から、待機状態とするために操作機構２９１の動作を停止すると、すなわち中立復帰させると、その中立復帰に相応する信号が、角度センサ２９３ａ等の感知手段から車体コントローラ５の操作制御部５１に出力される。これに応じて操作制御部５１は、インバータ２３１ａ，２３１ｅに主油圧ポンプ用電動モータ２７１、及びパイロット油圧ポンプ用電動モータ２７４を停止させる制御信号を出力する。これによって主油圧ポンプ用電動モータ２７１、及びパイロット油圧ポンプ用電動モータ２７４が直ちに停止する。これに伴って、主油圧ポンプ２７２及びパイロット油圧ポンプ２７５が停止し、油圧制御弁部２６に含まれる該当する油圧制御弁２６１は中立位置に切り換えられ、主油圧ポンプ２７２から該当する油圧シリンダ３４ａ，３４ｂ等への圧油の供給が停止し、該当する油圧シリンダ３４ａ，３４ｂは作動を停止する。
When the operation of the
このように第１実施形態によれば、待機状態とするために操作機構２９１の操作を停止したときには、角度センサ２９３ａ等の感知手段、及び車体コントローラ５の操作制御部５１を介して直ちに主油圧ポンプ用電動モータ２７１、及びパイロット油圧ポンプ用電動モータ２７４が停止し、この操作機構２９１の動作を停止させた待ち時間におけるエネルギー消費を抑制することができる。これにより経済性の優れた電動式建設機械を得ることができる。
As described above, according to the first embodiment, when the operation of the
図１１は本発明の第２実施形態の要部を構成する駆動回路を示す回路図、図１２は図１１に示す駆動回路に備えられる車体コントローラの構成を示すブロック図、図１３は図１２に示す車体コントローラに備えられる演算部の構成を示す図、図１４は図１２に示す車体コントローラに備えられる演算部の構成を示す図である。 FIG. 11 is a circuit diagram showing a drive circuit constituting the main part of the second embodiment of the present invention, FIG. 12 is a block diagram showing the configuration of a vehicle body controller provided in the drive circuit shown in FIG. 11, and FIG. FIG. 14 is a diagram illustrating a configuration of a calculation unit provided in the vehicle body controller illustrated in FIG. 12.
この第２実施形態は、操作機構２９１の操作が停止したことを電気的に感知する感知手段として、感圧センサ８０１を操作レバー２９１ａ等のグリップ部分に付設したものである。感圧センサ８０１は、一部に圧力が加わると、内部抵抗値が低下し導電性が上がるものであり、絶縁ゴム材に導電性粒子が均等分散された状態で成形されている。例えば膜状に形成されている。無加圧状態では、導電性粒子が接触していないため、高い絶縁性を示すが、加圧すると導電性粒子が接触し、抵抗が低下し導通する。操作レバー２９１ａ等のグリップに貼れば、操作者がグリップを握ることにより電気が導通し、放せば導通せず、操作機構２９１の操作が停止したことが感知される。この第２実施形態では、感圧センサ８０１から、例えば所定時間以上にわたって導通に相応する信号が出力されるときに、操作制御部５１における演算処理が実行されるようになっている。また逆に、所定時間以上にわたって非導通に相応する信号が出力されるときに、操作制御部５１で操作機構２９１の操作が停止と判定されるようになっている。
In the second embodiment, a
図１１には、操作レバー２９１ａに感圧センサ８０１を貼付した例を示してあるが、実際には、図示しない操作レバー２９１ｂ、走行レバー２９１ｃ，２９１ｄにも貼付されている。感圧センサ８０１は、例えば車体コントローラ５から供給される定電圧源８５と、車体コントローラ５との間のスイッチとして活用される。定電圧源８５と感圧センサ８０１の間は制御配線７５８で接続され、感圧センサ８０１と車体コントローラ５の間は制御配線７５９で接続されている。
FIG. 11 shows an example in which the pressure-
操作者が感圧センサ８０１を握れば、抵抗が下がるため導通し、定電圧源８５の電圧である制御信号Ｓｐｓが制御配線７５９を介し車体コントローラ５へ送られる。操作者が感圧センサ８０１を放せば、車体コントローラ５への電圧はほぼ０となる。
When the operator grasps the
図１２に示すように、車体コントローラ５は操作制御部５１を有し、この操作制御部５１には演算部５６，５７が設けられている。演算部５６はパイロット油圧ポンプ用電動モータ２７４の回転数制御を行い、演算部５７は主油圧ポンプ用電動モータ２７１の回転数制御を行う。
As shown in FIG. 12, the
演算部５６には、操作レバー２９１ａに付設した感圧センサ８０１、及び操作レバー２９１ｂ、走行レバー２９１ｃ，２９１ｄのそれぞれに付設した感圧センサからの信号が入力される。ただし、説明を簡単にするために、図１２では操作レバー２９１ａの感圧センサ８０１からの信号Sps_opLのみを示してある。上述したように、感圧センサ８０１等から所定時間以上の信号Sps_opL等が出力されたときに、以下の処理が実行される。
Signals from pressure-
感圧センサ８０１から出力される信号Sps_opL等に基づいて、図１３に示す加算部５６１で総和Ssum_pi_psが求められ、この総和Ssum_pi_psが判定部５６２に出力される。判定部５６２では、
判定式（３）
Ssum_pi_ps＝０ → Spi_ps＝０
Ssum_pi_ps≧１ → Spi_ps＝１
に基づく演算が行われる。なお、Spi_psは判定部５６２の出力である。
Based on the signal Sps_opL and the like output from the
Judgment formula (3)
Ssum_pi_ps = 0 → Spi_ps = 0
Ssum_pi_ps ≧ 1 → Spi_ps = 1
An operation based on is performed. Spi_ps is an output of the
判定部５６２から出力されるSpi_psと、パイロット油圧ポンプ用電動モータ２７４の回転数設定部５５よりの回転数指令Sc_piとが乗算部５６３で乗算され、その結果である値Ｓ３が車体コントローラ５からパイロット油圧ポンプ用電動モータ２７４に係るインバータ２３１ｅへ出力される。
The
演算部５７には、図１４に示すように、感圧センサ８０１からの信号Sps_opL、及びリンク機構３に含まれるブーム３１，バケット３３に係る信号値の他に、主油圧ポンプ用電動モータ２７１に係る回転数設定器２９５の回転数指令Sc_mpが入力される。
In addition to the signal Sps_opL from the
信号Sps_opL等に基づいて加算部５７１で総和Ssum_mp_psが求められ、この総和Ssum_mp_psは判定部５７２に入力され、
判定式（４）
Ssum_mp_ps＝０ → Smp_ps＝０
Ssum_mp_ps≧１ → Smp_ps＝１
の演算が行われる。なお、Smp_psは判定部５７２の出力である。
Based on the signal Sps_opL and the like, a sum Ssum_mp_ps is obtained by the
Judgment formula (4)
Ssum_mp_ps = 0 → Smp_ps = 0
Ssum_mp_ps ≧ 1 → Smp_ps = 1
Is calculated. Smp_ps is an output of the
判定部５７２から出力されるSmp_psと、主油圧ポンプ用電動モータ２７１の回転数設定部２９５よりの回転数指令Sc_mpとが乗算部５７３で乗算され、その結果である値Ｓ４が車体コントローラ５から主油圧ポンプ用電動モータ２７１に係るインバータ２３１ａへ出力される。上述した動作は、第１実施形態におけるのと同様であり、判定式（３）及び判定式（４）を用いて判定が行われ、操作機構２９１の駆動、停止が判定される。第１実施形態におけるのと異なるのは、操作者が操作レバー、走行レバーを握っているか、いないかを感圧センサ８０１等で判定することであり、操作者が操作レバー、走行レバーを握っていれば、主油圧ポンプ用電動モータ２７１、及びパイロット油圧用電動モータ２７４は駆動し、握っていなければ、主油圧ポンプ用電動モータ２７１、及びパイロット油圧用電動モータ２７４は停止する。
The
このように構成した第２実施形態も上述した第１実施形態におけるのと同様の効果が得られる。なお、第２実施形態における感圧センサ８０１等に代えて、感知手段としてボタンスイッチを操作レバー等に設け、操作者がボタンスイッチを押してオンとした状態で操作レバー等を操作したとき、主油圧ポンプ用電動モータ２７１、及びパイロット油圧用電動モータ２７４は駆動し、操作レバー等を中立に戻してボタンスイッチをオフとすると、主油圧ポンプ用電動モータ２７１、及びパイロット油圧用電動モータ２７４は停止するように構成することもできる。
The second embodiment configured as described above can achieve the same effects as those in the first embodiment described above. In place of the
図１５は本発明の第３実施形態の要部を構成する駆動回路を示す回路図、図１６は図１５に示す駆動回路に備えられる信号変換器の構成を示す図である。 FIG. 15 is a circuit diagram showing a drive circuit constituting the main part of the third embodiment of the present invention, and FIG. 16 is a diagram showing a configuration of a signal converter provided in the drive circuit shown in FIG.
この第３実施形態は、特に電気レバーから成る操作レバー８１１を有する電気レバー装置８１を備えたものである。電気レバー装置８１は、レバー操作量を信号Ｓｓｔに変換し、信号Ｓｓｔを電気レバーコントローラ８２に出力する。電気レバーコントローラ８２では、信号Ｓｓｔを電流値Ｓａｍｐに変換し、電磁操作弁８３に出力する。電磁操作弁８３は、ソレノイド式減圧弁から成り、電流値Ｓａｍｐによりソレノイドが力を発生し、これにより内部の図示しないスプールが移動し、電流値Ｓａｍｐに応じた操作圧Ｐｉが得られる。電磁操作弁８３はレバー操作一方向に対して１個必要であるが、説明を簡単にするために図１５では単に１個のみを示してある。
This third embodiment is provided with an
電磁操作弁８３の上流には、パイロット油圧ポンプ２７５が配置され、下流には油圧制御弁２６１が配置されている。この油圧制御弁２６１のポート２６１ａ、または他のポートへパイロット油圧ポンプ２７５からのパイロット圧が供給されることにより、油圧制御弁２６１は切り換えられる。
A pilot
電気レバー装置８１は、同図１５に示すように、電気レバーから成る操作レバー８１１の下部に、球面ジョイント部８１２で回転動作する円形状弁板８１３が付設されている。弁板８１３からは４つのロッド８１５ａ，８１５ｂ，８１５ｃ，８１５ｄが設けられ、さらにその下部に、操作レバー８１１の操作が停止したことを電気的に感知する感知手段、すなわち４つのストロークセンサ８１４ａ，８１４ｂ，８１４ｃ，８１４ｄが設けられている。これらのストロークセンサ８１４ａ，８１４ｂ，８１４ｃ，８１４ｄからは、電気信号Sst_a，Sst_b，Sst_c，Sst_dがそれぞれ出力される。電気信号Sst_a，Sst_b，Sst_c，Sst_dに基づいて電気レバーコントローラ８２でレバー角度が求められ、それぞれ例えば信号Sst_f，Sst_swとして出力される。信号Sst_fはリンク機構３に応じた信号、信号Sst_swは旋回に応じた信号を示している。なお、同図１５では示していないが、走行に応じた信号はSst_trとして出力される。
As shown in FIG. 15, the
電気レバーコントローラ８２は、図１６に示すように、信号変換器８２１，８２２及び電流アンプ８２３を有する構成になっている。信号変換器８２１は信号Sst_aを信号Sst_fに変換し、信号変換器８２２は信号Sst_cを信号Sst_swに変換して出力する。また、電流アンプ８２３により、信号Sst_fは、電流値Ｓａｍｐに変換される。
As shown in FIG. 16, the
ここで、旋回の信号Sst_swは、そのまま旋回用電動モータ２８１に係るインバータ２３１ｂへ直接出力される。電気レバー装置８１の場合、旋回（走行）には、パイロット油圧ポンプ２７５のパイロット圧を信号として使用しないためである。
Here, the turning signal Sst_sw is directly output to the
信号Sst_fと、電磁操作弁８３の操作圧Ｐｉの関係は、上述した第１実施形態の説明に用いた図８におけるＳαａとＰｉとの関係と同様であり、信号Sst_f，Sst_sw，Sst_tr、すなわちレバー角度と操作圧Ｐｉには、上述したように停止域と駆動域が存在する。
The relationship between the signal Sst_f and the operation pressure Pi of the
リンク機構３への信号Sst_fは、それぞれ車体コントローラ５にも出力される。車体コントローラ５の構成は前述した図６，７，９，１０に示すものと同様である。信号Sst_fは第１実施形態におけるのと同様の演算により、電気レバーから成る操作レバー８１１が停止域にあればパイロット油圧ポンプ用電動モータ２７４、主油圧ポンプ用電動モータ２７１は停止し、一方、駆動域にあればこれらのパイロット油圧ポンプ用電動モータ２７４、主油圧ポンプ用電動モータ２７１は駆動する。このように電気レバーから成る操作レバー８１１を備えた構成にしても、上述した第１実施形態と同等の効果が得られる。
The signal Sst_f to the
なお、上述した第１〜第３実施形態では、パイロット油圧ポンプ２７５と、主油圧ポンプ２７２が、それぞれ異なる電動モータ２７４，２７１で駆動される構成となっているが、パイロット油圧ポンプ２７５と主油圧ポンプ２７２とを同じ電動モータで駆動する構成にしてもよい。この場合には、例えば第１実施形態における演算部５３のみで判定して、その電動モータを駆動制御すればよい。
In the first to third embodiments described above, the pilot
１ バッテリ式油圧ショベル（電動式建設機械）
２ 旋回体
２３１ａ インバータ（電動機制御手段）
２３１ｅ インバータ（電動機制御手段）
２４１ 駆動用バッテリ（電力供給手段）
２７１ 主油圧ポンプ用電動モータ（主電動機）
２７２ 主油圧ポンプ
２７４ パイロット油圧ポンプ用電動モータ（補助電動機）
２７５ パイロット油圧ポンプ
２９１ 操作機構
２９１ａ 操作レバー
２９１ｂ 操作レバー
２９３ａ 角度センサ（感知手段）
２９５ 回転数設定器
３ リンク機構
３１ ブーム
３２ アーム
３３ バケット
３４ａ 油圧シリンダ（油圧アクチュエータ）
３４ｂ 油圧シリンダ（油圧アクチュエータ）
３４ｃ 油圧シリンダ（油圧アクチュエータ）
４ 走行体
５ 車体コントローラ
５１ 操作制御部
５２ 演算部
５３ 演算部
５４ 演算部
５６ 演算部
５７ 演算部
５２１ａ 不感帯演算部
５２１ｓｗ 不感帯演算部
５３１ 加算部
５３２ 判定部
５３３ 乗算部
５４１ 加算部
５４２ 判定部
５４３ 乗算部
５６１ 加算部
５６２ 判定部
５６３ 乗算部
５７１ 加算部
５７２ 判定部
５７３ 乗算部
５５ 回転数設定器
８０１ 感圧センサ（感知手段）
８１ 電気レバー装置
８１１ 操作レバー
８１４ａ ストロークセンサ（感知手段）
８１４ｂ ストロークセンサ（感知手段）
８１４ｃ ストロークセンサ（感知手段）
８１４ｄ ストロークセンサ（感知手段）
８２ 電気レバーコントローラ
８２１ 信号変換器
８２２ 信号変換器
1 Battery-powered excavator (Electric construction machine)
2 Revolving
231e Inverter (motor control means)
241 Battery for driving (power supply means)
271 Electric motor for main hydraulic pump (main motor)
272 Main
275 Pilot
295
34b Hydraulic cylinder (hydraulic actuator)
34c Hydraulic cylinder (hydraulic actuator)
DESCRIPTION OF
81
814b Stroke sensor (sensing means)
814c Stroke sensor (sensing means)
814d Stroke sensor (sensing means)
82
Claims (6)
上記操作機構の操作が停止したことを電気的に感知する感知手段と、
上記操作機構の操作に基づく演算を行い、その演算結果に応じて上記電動機制御手段に上記主電動機及び上記補助電動機を駆動する制御信号を出力するとともに、上記操作機構の操作の停止に相応する信号が上記感知手段から出力された際に、上記電動機制御手段に、上記主電動機及び補助電動機を停止させる制御信号を出力する操作制御部とを備えたことを特徴とする電動式建設機械。 A main hydraulic pump, a hydraulic actuator driven by pressure oil discharged from the main hydraulic pump, a hydraulic control valve for controlling the flow of pressure oil supplied from the main hydraulic pump, and a pilot pressure for switching the hydraulic control valve A pilot hydraulic pump for supplying the main hydraulic pump, an auxiliary electric motor for driving the pilot hydraulic pump, an electric motor control means for controlling the main electric motor and the auxiliary electric motor, and an electric motor control means In an electric construction machine provided with power supply means for supplying power and an operation mechanism for operating the hydraulic actuator,
Sensing means for electrically sensing that the operation of the operation mechanism is stopped;
Performs computation based on the operation of the operation mechanism, outputs a control signal for driving the main motor and the auxiliary motor to the motor control means according to the computation result, and a signal corresponding to stopping operation of the operation mechanism An electric construction machine comprising: an operation control unit that outputs a control signal for stopping the main motor and the auxiliary motor to the motor control unit when the motor is output from the sensing unit.
上記操作機構が、上記油圧アクチュエータを操作する操作レバーを含み、
上記感知手段が、上記操作レバーの操作角度を検出する角度センサから成るとともに、
上記操作制御部が、上記操作レバーの不感帯を考慮した制御演算を行う演算部を含むことを特徴とする電動式建設機械。 In the invention of claim 1,
The operating mechanism includes an operating lever for operating the hydraulic actuator;
The sensing means comprises an angle sensor for detecting the operation angle of the operation lever,
The electric construction machine, wherein the operation control unit includes a calculation unit that performs a control calculation in consideration of a dead zone of the operation lever.
上記操作機構が、上記油圧アクチュエータを操作する操作レバーを含み、
上記感知手段が、上記操作レバーに付設される感圧センサから成ることを特徴とする電動式建設機械。 In the invention of claim 1,
The operating mechanism includes an operating lever for operating the hydraulic actuator;
The electric construction machine, wherein the sensing means comprises a pressure sensor attached to the operation lever.
上記操作レバーが、油圧式操作レバーから成ることを特徴とする電動式建設機械。 In the invention of claim 2 or 3,
An electric construction machine, wherein the operation lever comprises a hydraulic operation lever.
上記操作レバーが、電気レバーから成ることを特徴とする電動式建設機械。 In the invention of claim 2 or 3,
An electric construction machine, wherein the operation lever is an electric lever.
上記電力供給手段がバッテリから成ることを特徴とする電動式建設機械。 In the invention of claim 1,
An electric construction machine, wherein the power supply means comprises a battery.
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