JP5596583B2 - Drive control device for work machine - Google Patents

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Description

本発明は、エンジンの回転を助勢する第1電動発電機としてのアシストモータとは別に、所定の可動部の駆動および制動を行う第2電動発電機を備え、これら第1,第2電動発電機により生成される電力を蓄電装置に蓄える作業機械の駆動制御装置であって、第2電動発電機により生成された電力のうち蓄電装置に蓄えきれない電力を、第1電動発電機に供給してエンジンの回転の助勢で消費させる作業機械の駆動制御装置に関する。   The present invention includes a second motor generator that drives and brakes a predetermined movable portion separately from an assist motor as a first motor generator that assists the rotation of the engine, and these first and second motor generators. A power control device for a work machine that stores power generated by the power storage device, and supplies power that cannot be stored in the power storage device among power generated by the second motor generator to the first motor generator. The present invention relates to a drive control device for a work machine that is consumed by assisting rotation of an engine.

従来の作業機械の駆動制御装置は、蓄電装置の蓄電残量に応じて、アシストモータによるエンジンの回転の助勢を制限するようになっている(特許文献1参照)。   A conventional drive control device for a work machine is configured to limit the assistance of rotation of the engine by the assist motor in accordance with the remaining amount of power stored in the power storage device (see Patent Document 1).

特開2005−83242号公報JP 2005-83242 A

ところで、作業機械の駆動制御装置には、エンジンの回転を助勢する第1電動発電機としてのアシストモータとは別に、所定の可動部の駆動および制動を行う第2電動発電機を備えたものがある。作業機械の一種である油圧ショベルの駆動制御装置には、所定の可動部としての旋回体の駆動源となる旋回モータとして、第2電動発電機を備えたものである。以下、第2電動発電機である旋回モータを「電動旋回モータ」と呼称する。この電動旋回モータは旋回体に対し回生制動を行うことで電力を生成する。この電力は、アシストモータにより生成される電力と同じく蓄電装置に蓄電されるようになっている。蓄電装置の充電量に余裕がない場合、または、電動旋回モータにより単位時間当たりに生成される電力が、蓄電装置が単位時間当たりに吸収できる電力を超えている場合、電動旋回モータにより生成された電力はバッテリに対して過剰となる。その過剰な電力が無駄にならないよう、その過剰な電力をアシストモータに供給し、このアシストモータでエンジンの回転を助勢させるによって消費させることが、従来から行われている。   By the way, a drive control device for a work machine includes a second motor generator that drives and brakes a predetermined movable portion separately from an assist motor as a first motor generator that assists the rotation of the engine. is there. A drive control device for a hydraulic excavator, which is a type of work machine, includes a second motor generator as a turning motor serving as a drive source for a turning body as a predetermined movable part. Hereinafter, the turning motor that is the second motor generator is referred to as an “electric turning motor”. This electric swing motor generates electric power by performing regenerative braking on the swing body. This electric power is stored in the power storage device in the same manner as the electric power generated by the assist motor. Generated by the electric swing motor when the amount of charge of the power storage device is not sufficient, or when the electric power generated by the electric swing motor per unit time exceeds the power that the power storage device can absorb per unit time Power is excessive for the battery. In order to prevent the excess power from being wasted, it has been conventionally performed to supply the excess power to the assist motor and to assist the rotation of the engine by the assist motor.

しかし、電動旋回モータにより生成された過剰な電力を用いてアシストモータにエンジンを助勢させた場合、助勢の域を超し、定格回転数を超えた過回転数でエンジンを動作させてしまうことがあり、物理的な限界に迫る、または超える過度な負荷をエンジンに掛けてしまうことが懸念される。   However, when the engine is assisted by the assist motor using excessive electric power generated by the electric swing motor, the engine may be operated at an overspeed exceeding the rated speed and exceeding the assist range. Yes, there is concern that the engine will be overloaded or approach the physical limits.

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、第1電動発電機とは別の第2電動発電機により生成された電力のうち蓄電装置に対し過剰な電力を、第1電動発電機に消費させてエンジンの回転の助勢を行う場合に、エンジン回転数が過剰になることを防止することができる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 the object thereof is to provide excessive power for the power storage device among the power generated by the second motor generator different from the first motor generator. An object of the present invention is to provide a drive control device for a work machine that can prevent the engine speed from becoming excessive when the first motor generator is used to assist the rotation of the engine.

前述の目的を達成するために本発明は次のように構成されている。   In order to achieve the above object, the present invention is configured as follows.

〔1〕 本発明に係る作業機械の駆動制御装置は、内燃機関からなるエンジンと、このエンジンにより駆動される油圧ポンプと、この油圧ポンプから吐出される圧油を供給されて駆動する油圧アクチュエータと、前記エンジンに伝動可能に結合した第1電動発電機と、作業機械の所定の可動部の駆動、およびその可動に対して回生制動を行う第2電動発電機と、前記第1電動発電機により生成される電力、および、前記第2電動発電機により生成される電力を蓄える蓄電装置と、前記第2電動発電機により生成される電力のうち前記蓄電装置に対し過剰な電力を、前記第1電動発電機に供給して前記エンジンの回転の助勢で消費させるアシスト制御手段とを備えた作業機械の駆動制御装置において、前記エンジンの定格回転数を前記エンジンの上限回転数として指令する上限回転数指令手段と、単位時間当たりのエンジン回転数を検出するエンジン回転数検出手段と、前記油圧ポンプの推定出力を算出するポンプ出力推定手段と、前記第2電動発電機により生成された電力のうち前記蓄電装置に対し過剰な電力をアシスト要求出力として算出するアシスト要求生成手段と、前記推定出力に基づき前記エンジンの目標回転数を算出する目標回転数算出手段と、前記目標回転数に基づき前記エンジンの燃料噴射量を制御するエンジン制御手段と、前記アシスト要求出力から前記推定出力を減算して得られる過剰要求出力、および、前記エンジン回転数検出手段によるエンジン回転数の検出値に基づき、前記エンジンと前記第1電動発電機を制御するための制御モードを切り替える制御切替手段とを備え、前記制御切替手段は、前記過剰要求出力が所定の基準過剰要求出力以下で、かつ、前記エンジン回転数検出手段により検出されたエンジン回転数が前記上限回転数よりも低い場合に、制御モードとして通常モードを選択し、前記過剰要求出力が前記基準過剰要求出力よりも大きく、かつ、前記エンジン回転数検出手段により検出されたエンジン回転数が、作業機械の作業に必要とされる最低のエンジン回転数として予め設定された基準回転数以上の場合に、制御モードとして回転数降下モードを選択し、前記エンジン制御手段は、前記通常モードにおいて前記エンジン回転数を制御する通常手段と、前記回転数降下モードにおいて前記エンジン回転数を制御する回転数降下手段とを備え、前記通常手段は、前記アシスト要求出力に基づき前記第1電動発電機により前記エンジンが助勢されて得られる助勢回転数を、前記目標回転数から減算することでエンジン用目標回転数を得て、このエンジン用目標回転数に基づき燃料噴射量を制御するものであり、前記回転数降下手段は、前記エンジンの燃料噴射量を、前記基準回転数よりも低い所定の低回転数相当の燃料噴射量にステップ的に減少させることを特徴とする。 [1] A drive control device for a work machine according to the present invention includes an engine composed of an internal combustion engine, a hydraulic pump driven by the engine, and a hydraulic actuator driven by pressure oil discharged from the hydraulic pump. A first motor / generator coupled to the engine so as to be capable of transmission, a second motor / generator for driving a predetermined movable part of the work machine, and performing regenerative braking for the movement, and the first motor / generator. A power storage device that stores the generated power and the power generated by the second motor generator, and excess power relative to the power storage device among the power generated by the second motor generator, In a drive control device for a work machine, comprising an assist control means for supplying to a motor generator and consuming with assistance of rotation of the engine, the rated rotational speed of the engine Upper limit rotation speed command means for instructing as an upper limit rotation speed, engine rotation speed detection means for detecting the engine rotation speed per unit time, pump output estimation means for calculating the estimated output of the hydraulic pump, and the second motor generator Assist request generating means for calculating excess power as an assist request output for the power storage device among the power generated by the machine, target rotational speed calculating means for calculating a target rotational speed of the engine based on the estimated output, Engine control means for controlling the fuel injection amount of the engine based on the target speed, excess demand output obtained by subtracting the estimated output from the assist demand output, and engine speed by the engine speed detection means control switching of on the basis of the detection value, switches the control mode for controlling the first motor generator and the engine And the control switching means is provided when the excessive required output is equal to or lower than a predetermined reference excessive required output and the engine speed detected by the engine speed detecting means is lower than the upper limit speed. The normal mode is selected as the control mode, the excessive required output is larger than the reference excessive required output, and the engine speed detected by the engine speed detecting means is required for work of the work machine. when the preset or reference rotation speed as the lowest engine speed, to select the rotational speed drop mode as the control mode, the engine control means usually means for controlling the engine rotational speed in the normal mode And a speed reduction means for controlling the engine speed in the speed reduction mode, wherein the normal means outputs the assist request output. And subtracting the assist rotational speed obtained by assisting the engine by the first motor generator from the target rotational speed to obtain a target rotational speed for the engine, and fuel injection based on the target rotational speed for the engine And the engine speed reduction means stepwise reduces the fuel injection quantity of the engine to a fuel injection quantity corresponding to a predetermined low engine speed lower than the reference engine speed. To do.

この「〔1〕」に記載の作業機械の駆動制御装置においては、制御モードとして回転数降下モードが選択される条件は、過剰要求出力が基準過剰要求出力よりも大きく、かつ、エンジン回転数検出手段により検出されたエンジン回転数が基準回転数以上であることに設定されており、その基準回転数は作業機械の作業に必要とされる最低のエンジン回転数として予め設定されており、エンジン制御手段の回転数降下手段は、エンジンの燃料噴射量を、基準回転数よりも低い所定の低回転数相当の燃料噴射量にステップ的に減少させる。これらによって、第1電動発電機とは別の第2電動発電機により生成された電力のうち蓄電装置に対し過剰な電力を、第1電動発電機に消費させてエンジンの回転の助勢を行う場合に、エンジン回転数が過剰になることを防止することができる。 In the drive control device for the work machine described in “[1]”, the condition that the rotation speed reduction mode is selected as the control mode is that the excessive required output is larger than the reference excessive required output and the engine rotational speed is detected. is set to the engine rotational speed detected by the means is greater than or equal to the reference rotational speed, the reference rotational speed is previously set as the lowest engine speed required for the work of the working machine, engine braking the rotational speed drop means of control means, the fuel injection amount of the engine, the step to reduce the fuel injection amount of low predetermined substantial low rotational speed than the reference speed. In these cases, excessive electric power for the power storage device among electric power generated by the second motor generator different from the first motor generator is consumed by the first motor generator to assist engine rotation. In addition, it is possible to prevent the engine speed from becoming excessive.

〔2〕 本発明に係る作業機械の駆動制御装置は、「〔1〕」に記載の作業機械の駆動制御装置において、前記エンジン制御手段は、前記エンジンの燃料噴射量を制御する燃料噴射量制御装置と、前記エンジン用目標回転数を前記燃料噴射量制御装置に指令するエンジン用回転数指令手段とを備え、前記エンジン用回転数指令手段は、前記燃料噴射量制御装置とともに前記通常手段を構成する通常指令手段と、前記燃料噴射量制御装置とともに前記回転数降下手段を構成する回転数降下指令手段を備え、前記通常指令手段は、前記助勢回転数を前記目標回転数から減算して得られるエンジン用目標回転数を前記燃料噴射量制御装置に指令するものであり、前記回転数降下指令手段は、前記低回転数をエンジン用目標回転数として前記燃料噴射量制御装置に指令するものであることを特徴とする。 [2] The work machine drive control device according to the present invention is the work machine drive control device according to [1], wherein the engine control means controls the fuel injection amount of the engine. And an engine speed command means for commanding the target engine speed to the fuel injection amount control device. The engine speed command means constitutes the normal means together with the fuel injection amount control device. And a rotation speed drop command means that constitutes the rotation speed drop means together with the fuel injection amount control device, and the normal command means is obtained by subtracting the assisting rotation speed from the target rotation speed. The engine target rotation speed is commanded to the fuel injection amount control device, and the rotation speed decrease command means sets the fuel injection amount with the low rotation speed as the engine target rotation speed. It is characterized by instructing the control device.

この「〔2〕」に記載の駆動制御装置において、エンジン用回転数指令手段の通常指令手段は、助勢回転数を目標回転数から減算して得られるエンジン用目標回転数を、燃料噴射量制御装置に指令し、この燃料噴射量制御装置は、その通常指令手段からのエンジン用目標回転数に基づきエンジンの燃料噴射量を制御する。これにより、通常モードの際のエンジン回転数の制御を実現できる。また、エンジン用回転数指令手段の回転数降下指令手段は、低回転数をエンジン用目標回転数として燃料噴射量制御装置に指令し、この燃料噴射量制御装置は、その回転数降下指令手段からのエンジン用目標回転数(所定の低回転数)に基づき、エンジンの燃料噴射量を制御する。これにより、回転数降下モードの際のエンジン回転数の制御を実現できる。   In the drive control device described in “[2]”, the normal command means of the engine speed command means uses the fuel injection amount control to set the target engine speed obtained by subtracting the assist speed from the target speed. The fuel injection amount control device controls the fuel injection amount of the engine based on the target engine speed from the normal command means. Thereby, control of the engine speed in the normal mode can be realized. The engine speed reduction command means of the engine speed command means commands the fuel injection amount control device with the low engine speed as the engine target speed, and the fuel injection amount control device receives the engine speed reduction command means from the engine speed reduction command means. The fuel injection amount of the engine is controlled based on the target engine speed (predetermined low speed). Thereby, control of the engine speed in the speed reduction mode can be realized.

〔3〕 本発明に係る作業機械の駆動制御装置は、「〔1〕」に記載の作業機械の駆動制御装置において、前記エンジン制御手段は、前記エンジンの燃料噴射量を制御する燃料噴射量制御装置と、前記エンジン用目標回転数を前記燃料噴射量制御装置に指令するエンジン用回転数指令手段とを備え、前記エンジン用回転数指令手段は、前記燃料噴射量制御装置とともに前記通常手段を構成するものであり、前記燃料噴射量制御装置は、前記回転数降下手段としての少噴射処理手段を備え、この少噴射処理手段は、前記エンジンの燃料噴射量を前記低回転数相当量に制御するものであることを特徴とする。 [3] The work machine drive control device according to the present invention is the work machine drive control device according to [1], wherein the engine control means controls the fuel injection amount of the engine. And an engine speed command means for commanding the target engine speed to the fuel injection amount control device. The engine speed command means constitutes the normal means together with the fuel injection amount control device. is intended to, the fuel injection amount control device includes a small injection quantity processing means as poor stage later the rotational speed, the small injection quantity processing means, the low rotational speed equivalent quantity of fuel injection amount of the engine It is characterized by being controlled.

この「〔3〕」に記載の駆動制御装置において、エンジン用回転数指令手段は、助勢回転数を目標回転数から減算して得られるエンジン用目標回転数を、燃料噴射量制御装置に指令し、この燃料噴射量制御装置は、そのエンジン用回転数指令手段からのエンジン用目標回転数に基づきエンジンの燃料噴射量を制御する。これにより、通常モードの際のエンジン回転数の制御を実現できる。また、燃料噴射量制御装置の少噴射量処理手段は、エンジンの燃料噴射量を低回転数相当量に制御する。これにより、回転数降下モードの際のエンジン回転数の制御を実現できる。   In the drive control device described in “[3]”, the engine speed command means commands the fuel injection amount control device to set the target engine speed obtained by subtracting the assisting speed from the target speed. The fuel injection amount control device controls the fuel injection amount of the engine based on the target engine speed from the engine speed command means. Thereby, control of the engine speed in the normal mode can be realized. Further, the small injection amount processing means of the fuel injection amount control device controls the fuel injection amount of the engine to a low rotation speed equivalent amount. Thereby, control of the engine speed in the speed reduction mode can be realized.

特に「〔3〕」に記載の駆動制御装置においては、燃料噴射量制御装置の少噴射量処理手段がエンジンの燃料噴射量を低回転数相当量に制御するので、すなわち、「〔2〕」に記載の駆動制御装置のようにエンジン用回転数指令手段の回転数降下指令手段が低回転数をエンジン用目標回転数として燃料噴射量制御装置に指令する処理を行わずに済むので、エンジン回転数を所定の低回転数に制御することを、「〔2〕」に記載の駆動制御装置よりも迅速に実現できる。   In particular, in the drive control device described in “[3]”, the small injection amount processing means of the fuel injection amount control device controls the fuel injection amount of the engine to a low rotational speed equivalent amount, that is, “[2]”. The engine speed reduction command means of the engine speed command means does not need to perform processing for instructing the fuel injection amount control apparatus to use the low speed as the engine target speed as in the drive control device described in the above. Controlling the number to a predetermined low rotational speed can be realized more quickly than the drive control device described in “[2]”.

〔4〕 本発明に係る作業機械の駆動制御装置は、「〔1〕」〜「〔3〕」のいずれか1に記載の作業機械の駆動制御装置において、前記制御切替手段は、制御モードを前記通常モードから前記回転数降下モードに移行させた後に、前記過剰要求出力が所定の基準過剰要求出力以下になり、かつ、前記エンジン回転数検出手段により検出されたエンジン回転数が前記上限回転数よりも低くなった場合に、制御モードを通常モードに戻すことを特徴とする。 [4] The drive control device for a work machine according to the present invention is the drive control device for a work machine according to any one of “[1]” to “[3]”, wherein the control switching unit has a control mode. After the transition from the normal mode to the rotational speed reduction mode, the excessive required output is equal to or lower than a predetermined reference excessive required output, and the engine rotational speed detected by the engine rotational speed detecting means is the upper limit rotational speed. The control mode is returned to the normal mode when it becomes lower than the normal mode.

この「〔4〕」に記載の駆動制御装置においては、第2電動発電機により生成された電力のうち蓄電装置に対し過剰な電力を第1電動発電機に供給して消費させている最中に、エンジン回転数が上限回数を超えることを回避した後には、再び、過剰な電力を第1電動モータに消費させる状態に復帰させることができる。 In the drive control device described in “[4]”, excess electric power generated by the second motor generator is supplied to the first motor generator for consumption by the power storage device. In addition, after avoiding the engine speed exceeding the upper limit number, it is possible to return to the state in which excessive electric power is consumed by the first electric motor again.

〔5〕 本発明に係る作業機械の駆動制御装置は、「〔1〕」〜「〔4〕」のいずれか1項に記載の作業機械の駆動制御装置において、前記アシスト制御手段は、前記アシスト要求出力が所定の基準要求出力よりも高いか否かの判定を行い、この判定の結果が真である場合に、前記アシスト要求出力から前記基準要求出力を減算することで前記アシスト要求出力を補正することを特徴とする。 [5] driving control device for a working machine according to the present invention is characterized in that in the drive control apparatus according to any one of the "[1]" - "[4]", the Assist control means, It is determined whether or not the assist request output is higher than a predetermined reference request output. If the result of this determination is true, the assist request output is subtracted from the assist request output. It is characterized by correcting.

この「〔5〕」に記載の駆動制御装置において、アシスト制御手段は、通常モードにおいてアシスト要求出力が基準要求出力よりも高い場合に、アシスト要求出力から所定の基準要求出力を減算することで、アシスト要求出力を補正する。これにより、通常モードにおいてアシスト要求出力に基づき第1電動発電機によりエンジンの回転を助勢することに伴うエンジンの過回転を防止することができる。 In the driving control device according to this "[5]", Assist control unit, when the assist request output is higher than the reference required output in the normal mode, by subtracting a predetermined reference required output from the assist required output Then, the assist request output is corrected. Accordingly, it is possible to prevent over-rotation of the engine due to assisting the rotation of the engine by the first motor generator based on the assist request output in the normal mode.

本発明に係る作業機械の駆動制御装置によれば、前述のように、第1電動発電機とは別の第2電動発電機により生成された電力のうち蓄電装置に対し過剰な電力を、第1電動発電機に消費させてエンジンの回転の助勢を行う場合に、エンジン回転数が過剰になることを防止することができる。この結果、物理的な限界に迫る、または超える過度な負荷をエンジンに掛けてしまうことを防止することができる。   According to the drive control device for a work machine according to the present invention, as described above, of the power generated by the second motor generator different from the first motor generator, excessive power is supplied to the power storage device. It is possible to prevent the engine speed from becoming excessive when it is consumed by one motor generator to assist the rotation of the engine. As a result, it is possible to prevent an excessive load that approaches or exceeds the physical limit from being applied to the engine.

本発明の実施形態に係る駆動制御装置が適用され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 which shows the hydraulic shovel which is a working machine with which the drive control apparatus which concerns on embodiment of this invention is applied. 本発明の実施形態に係る駆動制御装置を示す図である。It is a figure which shows the drive control apparatus which concerns on embodiment of this invention. 図2に示した駆動制御装置におけるエンジンの制御のための構成を示すブロック図である。FIG. 3 is a block diagram showing a configuration for engine control in the drive control device shown in FIG. 2. 図3に示した判定テーブルの詳細を示す図である。It is a figure which shows the detail of the determination table shown in FIG. 図2,図3に示した車体コントローラにより行われる処理を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the process performed by the vehicle body controller shown in FIG. 図5に示した処理により得られるエンジン回転数の変化の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the change of the engine speed obtained by the process shown in FIG. 本発明の第2実施形態に係る駆動制御装置におけるエンジンの制御のための構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure for engine control in the drive control apparatus which concerns on 2nd Embodiment of this invention.

[第1実施形態]
本発明の第1実施形態に係る駆動制御装置について図1〜図6を用いて説明する。
[First Embodiment]
A drive control apparatus according to a first 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2aを駆動して走行する走行体2と、この走行体2に旋回ベアリング14を介して旋回可能に結合した可動部である旋回体3と、この旋回体3の前部に設けられたフロント作業装置6とを備えている。   A hydraulic excavator 1 shown in FIG. 1 includes a traveling body 2 that travels by driving a crawler belt 2a, a revolving body 3 that is a movable unit coupled to the traveling body 2 via a revolving bearing 14, and the revolving body. 3 is provided with a front working device 6 provided at the front portion.

走行体2は、この走行体2の左側部の骨格を形成している左フレーム2bと、この左フレーム2bと並行に位置した右フレーム(図示してない)とを備えている。左フレーム2bには、減速機付きの左走行モータ20が設けられている。履帯2aは左フレーム2bに掛け回されており、左走行モータ20の出力がその履帯2aに伝達されることによって履帯2aが駆動するようになっている。走行体2の右フレーム側も同様に構成されている。右フレームに設けられている右走行モータ21については図2に記号で図示した。   The traveling body 2 includes a left frame 2b that forms a skeleton on the left side of the traveling body 2, and a right frame (not shown) positioned in parallel with the left frame 2b. The left frame 2b is provided with a left traveling motor 20 with a speed reducer. The crawler belt 2a is wound around the left frame 2b, and the crawler belt 2a is driven by the output of the left traveling motor 20 being transmitted to the crawler belt 2a. The right frame side of the traveling body 2 is similarly configured. The right traveling motor 21 provided in the right frame is illustrated by symbols in FIG.

フロント作業装置6は、旋回体3の前部に起伏自在に結合したブーム7と、このブーム7に回動自在に結合したアーム8と、このアーム8に回動自在に結合したバケット9とを備えたバックホウタイプのフロント作業装置であり、ブームシリンダ7a(油圧シリンダ)、アームシリンダ8a(油圧シリンダ)およびバケットシリンダ9a(油圧シリンダ)の少なくとも1の油圧シリンダの収縮または伸長により駆動されるようになっている。   The front working device 6 includes a boom 7 that is pivotably coupled to the front portion of the revolving structure 3, an arm 8 that is pivotably coupled to the boom 7, and a bucket 9 that is pivotally coupled to the arm 8. A backhoe type front working device provided, which is driven by contraction or expansion of at least one hydraulic cylinder of a boom cylinder 7a (hydraulic cylinder), an arm cylinder 8a (hydraulic cylinder) and a bucket cylinder 9a (hydraulic cylinder). It has become.

旋回体3はフロント作業装置6の左側方にキャブ4を備え、このキャブ4の後方に機械室5を備えている。機械室5内には、内燃機関からなるエンジン10と、このエンジン10により駆動されるポンプユニット11、すなわちメインポンプ11a(可変容量形油圧ポンプ、図2に油圧記号で示す)およびパイロットポンプ11b(定容量形ポンプ、図2に油圧記号で示す)とが設けられている。メインポンプ11は、左走行モータ20、右走行モータ21、ブームシリンダ7a、アームシリンダ8a、バケットシリンダ9aに供給される油圧の油圧源である。 The swivel body 3 includes a cab 4 on the left side of the front working device 6, and a machine room 5 behind the cab 4. The machine room 5, an engine 10 composed of an internal combustion engine, the pump unit 11 driven by the engine 10, i.e. main pump 11a (variable displacement hydraulic pump, shown in oil圧記No. 2) and a pilot pump 11b (Constant displacement pump, indicated by hydraulic symbols in FIG. 2). The main pump 11 is a hydraulic source of hydraulic pressure supplied to the left traveling motor 20, the right traveling motor 21, the boom cylinder 7a, the arm cylinder 8a, and the bucket cylinder 9a.

旋回体3の機械室5内には、エンジン10と伝動可能に結合した第1電動発電機としてのアシストモータ12と、蓄電装置としてのバッテリ13とが設けられている。アシストモータ12はエンジン10により駆動された場合に発電機となって電力を生成するようになっており、その電力はバッテリ13に蓄えられるようになっている。また、アシストモータ12はバッテリ13から電力を供給された場合に電動機となって力行して、エンジン10の回転を助勢するようになっている。   In the machine room 5 of the revolving structure 3, an assist motor 12 as a first motor generator coupled to the engine 10 so as to be capable of transmission and a battery 13 as a power storage device are provided. When the assist motor 12 is driven by the engine 10, it functions as a generator to generate electric power, and the electric power is stored in the battery 13. Further, the assist motor 12 acts as an electric motor when power is supplied from the battery 13 to assist the rotation of the engine 10.

機械室内5にはさらに、第1電動発電機と別の第2電動発電機としての電動旋回モータ30が設けられている。この電動旋回モータ30は、バッテリ13から電力を供給された場合に電動機となって旋回体3を駆動するようになっており、また、旋回体3の旋回速度を減速する際に、旋回体3に対し回生制動を行う発電機となって電力を生成するようになっている。電動旋回モータ30により生成される電力はバッテリ13に蓄えられるようになっている。   The machine room 5 is further provided with an electric turning motor 30 as a second motor generator different from the first motor generator. The electric swing motor 30 becomes an electric motor when electric power is supplied from the battery 13, and drives the swing body 3. When the swing speed of the swing body 3 is reduced, the swing body 3 is driven. On the other hand, it becomes a generator that performs regenerative braking and generates electric power. The electric power generated by the electric turning motor 30 is stored in the battery 13.

第1実施形態に係る駆動制御装置100は、図2に示すように、前出のエンジン10、前出のポンプユニット11(メインポンプ11aおよびパイロットポンプ11b)、前出のアシストモータ12、前出の電動旋回モータ30、前出のブームシリンダ7a、前出のアームシリンダ8a、前出のバケットシリンダ9a、前出の左走行モータ20、前出の右走行モータ21に加え、ブームシリンダ7aとバケット9の動作を指令するブーム・バケット操作レバー装置101、電動旋回モータ30の動作とアームシリンダ8aの動作を指令する旋回・アーム操作レバー装置102とを備えている。これらブーム・バケット操作レバー装置101はキャブ4内の運転席の右側に設けられており、旋回・アーム操作レバー装置102は、キャブ4内の運転席の左側に設けられている。   As shown in FIG. 2, the drive control apparatus 100 according to the first embodiment includes the above-described engine 10, the above-described pump unit 11 (main pump 11 a and pilot pump 11 b), the above-described assist motor 12, In addition to the above-mentioned electric swing motor 30, the above-mentioned boom cylinder 7a, the above-mentioned arm cylinder 8a, the above-mentioned bucket cylinder 9a, the above-mentioned left traveling motor 20, and the above-mentioned right traveling motor 21, the boom cylinder 7a and the bucket 9 includes a boom / bucket operation lever device 101 for instructing an operation 9 and a turning / arm operation lever device 102 for instructing the operation of the electric swing motor 30 and the operation of the arm cylinder 8a. The boom / bucket operation lever device 101 is provided on the right side of the driver seat in the cab 4, and the turning / arm operation lever device 102 is provided on the left side of the driver seat in the cab 4.

ブーム・バケット操作レバー装置101は、中立位置から前後左右に傾倒操作可能な操作レバー101aと、この操作レバー装置101aの中立位置から前後左右のそれぞれの傾倒方向について傾倒量に応じたパイロット圧を、パイロットポンプ11bを油圧源として生成するパイロット弁(図示省略)を備えている。操作レバー101aの中立位置を中心として予め設定された傾倒量の微小範囲と、操作レバー101aの最大傾倒量の近傍から最大傾倒量までの予め設定された傾倒量の微小範囲とを除き、パイロット弁は、操作レバー101aの中立位置からの傾倒量が大きいほど高いパイロット圧を出力するようになっている。操作レバー装置101aの中立位置から前方向への傾倒操作によりブーム下げを指令するパイロット圧P1が出力されるようになっており、操作レバー101aの中立位置から後方向への傾倒操作によりブーム上げを指令するパイロット圧P2が出力されるようになっており、操作レバー101aの中立位置から左方向への傾倒操作によりバケットクラウド(キャブ4に近づく方向のバケット9の回動)を指令するパイロット圧P3が出力されるようになっており、操作レバー101aの中立位置から右方向への傾倒操作によりバケットダンプ(キャブ4から離れる方向のバケット9の回動)を指令するパイロット圧P4が出力されようになっている。 Boom and bucket control lever device 101 includes a tilt-operable operating levers 1 01a in all directions from a neutral position, the pilot pressure corresponding to the tilt amount for each of tilting directions of front, rear, left and right from a neutral position of the operating lever device 101a Is provided with a pilot valve (not shown) that generates the pilot pump 11b as a hydraulic pressure source. And small range of a preset tilt amount around the neutral position of the operating levers 1 01a, the preset tilt amount from the vicinity of the maximum tilting amount of the operating levers 1 01a to the maximum inclination of the micro range except, the pilot valve is adapted to output a high pilot pressure greater the tilt amount from the neutral position of the operating levers 1 01a. By tilting operation of the forward direction from the neutral position of the operating lever device 101a are adapted to the pilot pressure P1 of directing boom lowering is output, the boom by tilting operation of the backward from the neutral position of the operating levers 1 01a being adapted to pilot pressure P2 is output to command raising, commanding the bucket crowding (rotational direction of the bucket 9 approaching the cab 4) by tilting operation in the left direction from the neutral position of the operating levers 1 01a being adapted to pilot pressure P3 is output to the pilot pressure for commanding the operation bucket dumping by tilting operation from the neutral position of the levers 1 01a to the right (pivoting direction of the bucket 9 away from the cab 4) P4 is output.

旋回・アーム操作レバー装置102も、中立位置から前後左右に傾倒操作可能な操作レバー1aと、この操作レバー102aの中立位置から前後左右のそれぞれの傾倒方向について傾倒量に応じたパイロット圧を、パイロットポンプ11bを油圧源として生成するパイロット弁(図示省略)を備えている。旋回・アーム操作レバー装置102においても、ブーム・バケット操作レバー装置101と同様に、操作レバー102aの中立位置を中心として予め設定された傾倒量の微小範囲と、操作レバー102aの最大傾倒量の近傍から最大傾倒量までの予め設定された傾倒量の微小範囲とを除き、パイロット弁は、操作レバー102aの中立位置からの傾倒量が大きいほど高いパイロット圧を出力するようになっている。操作レバー102aの中立位置から前方向への傾倒操作によりアームダンプ(キャブ4から離れる方向のアーム8の回動)を指令するパイロット圧P5が出力されるようになっており、操作レバー1aの中立位置から後方向への傾倒操作によりアームクラウド(キャブ4に近づく方向のアーム8の回動)を指令するパイロット圧P6が出力されるようになっており、操作レバー102aの中立位置から左方向への傾倒操作により左旋回を指令するパイロット圧P7が出力されるようになっており、操作レバー102aの中立位置から右方向への傾倒操作により右旋回を指令するパイロット圧P8が出力されようになっている。 Pivot arm operating lever device 102, a tilting operation can be operated levers 1 0 2 a back and forth and left and right from a neutral position, each tilting direction of the left and right front and rear from the neutral position of the operating levers 1 02a according to the tilt amount A pilot valve (not shown) for generating the pilot pressure using the pilot pump 11b as a hydraulic pressure source is provided. Also in the swing and arm control lever device 102, similarly to the boom and bucket control lever device 101, and the minute range of a preset tilt amount around the neutral position of the operating levers 1 02a, the maximum operating levers 1 02a except for a small range of a preset tilt amount up to the tilt amount from the vicinity of the tilt amount, the pilot valve, so as to output a high pilot pressure greater the tilt amount from the neutral position of the operating levers 1 02a It has become. Operation and so the pilot pressure P5 to command (rotational direction of the arm 8 away from the cab 4) arm dumping is output by the tilting operation from the neutral position of the levers 1 02a in the forward direction, the operation levers 1 0 2 a are adapted to pilot pressure P6 which direct arm-crowding (rotational direction of the arm 8 to approach the cab 4) is output by the tilting operation of the backward from the neutral position, operating levers 1 by tilting operation in the left direction from the neutral position 02a being adapted pilot pressure P7 of directing the left turn is output, the right turn by tilting operation in the right direction from the neutral position of the operating levers 1 02a The commanded pilot pressure P8 is output.

走行モータ20,21のそれぞれの動作を指令するものは、左走行操作レバー装置および右走行操作レバー装置であるが、これらの図示は省略した。これら左走行操作レバー装置および右走行操作レバー装置はいずれも、中立位置から前後に傾倒操作可能な操作レバーと、この操作レバーの中立位置から前後のそれぞれの傾倒方向について傾倒量に応じたパイロット圧を、パイロットポンプを油圧源として生成するパイロット弁を備えたものであり、キャブ4内の運転席の前方に左右方向に並んで設けられている。左走行操作レバー装置および右走行操作レバー装置においても、ブーム・バケット操作レバー装置101と同様に、操作レバーの中立位置を中心として予め設定された傾倒量の微小範囲と、操作レバーの最大傾倒量の近傍から最大傾倒量までの予め設定された傾倒量の微小範囲とを除き、パイロット弁は、操作レバーの中立位置からの傾倒量が大きいほど高いパイロット圧を出力するようになっている。   It is the left traveling operation lever device and the right traveling operation lever device that command the respective operations of the traveling motors 20 and 21, but these are not shown. Each of these left travel control lever device and right travel control lever device is an operation lever that can be tilted back and forth from the neutral position, and a pilot pressure corresponding to the tilt amount for each tilt direction from the neutral position to the front and back. Is provided with a pilot valve that generates a pilot pump as a hydraulic pressure source, and is arranged in the left-right direction in front of the driver's seat in the cab 4. Also in the left travel operation lever device and the right travel operation lever device, as in the boom / bucket operation lever device 101, a minute range of the tilt amount set in advance around the neutral position of the operation lever and the maximum tilt amount of the operation lever The pilot valve is configured to output a higher pilot pressure as the tilt amount from the neutral position of the operation lever increases, except for a minute range of the preset tilt amount from the vicinity of to the maximum tilt amount.

駆動制御装置100はさらに、ブームシリンダ7a、アームシリンダ8a、バケットシリンダ9a、左走行モータ20および右走行モータ21のそれぞれとメインポンプ11aとを接続する油圧管路に、油圧パイロット式の方向切換弁であるブーム用方向制御弁103、アーム用方向制御弁104、バケット用方向制御弁105、左走行用方向制御弁106および右走行用方向制御弁107のそれぞれを備えている。これら方向制御弁103〜107のそれぞれによって、メインポンプ11aからブームシリンダ7a、アームシリンダ8a、バケットシリンダ9a、左走行モータ20および右走行モータ21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。ブーム用方向制御弁130とバケット用方向制御弁105とに対するパイロット圧は、ブーム・バケット操作レバー装置101から供給されるようになっており、アーム用方向制御弁104に対するパイロット圧は、旋回・アーム操作レバー装置102から供給されるようになっており、左走行用方向制御弁106および右走行用方向制御弁107のそれぞれに対するパイロット圧は、左走行操作レバー装置(図示省略)および右走行操作レバー装置(図示省略)のそれぞれから供給されるようになっている。   The drive control device 100 further includes a hydraulic pilot-type directional switching valve in a hydraulic line connecting the boom cylinder 7a, the arm cylinder 8a, the bucket cylinder 9a, the left traveling motor 20 and the right traveling motor 21 with the main pump 11a. The boom direction control valve 103, the arm direction control valve 104, the bucket direction control valve 105, the left travel direction control valve 106, and the right travel direction control valve 107 are provided. Each of these directional control valves 103 to 107 controls the flow of pressure oil supplied from the main pump 11a to each of the boom cylinder 7a, arm cylinder 8a, bucket cylinder 9a, left travel motor 20 and right travel motor 21. It is like that. The pilot pressure for the boom direction control valve 130 and the bucket direction control valve 105 is supplied from the boom / bucket operation lever device 101, and the pilot pressure for the arm direction control valve 104 is the swivel / arm The pilot pressure for each of the left travel direction control valve 106 and the right travel direction control valve 107 is supplied from the operation lever device 102. The left travel operation lever device (not shown) and the right travel operation lever It is supplied from each of the devices (not shown).

駆動制御装置100はさらに、バッテリ13の直流電力を交流電力に変換して電動旋回モータ30に供給するインバータ121と、旋回・アーム操作レバー装置102により生成されたパイロット圧を、電気信号である左旋回指令信号Sp7に変換して出力するパイロット圧センサ137と、旋回・アーム操作レバー装置102により生成されたパイロット圧を、電気信号である右旋回指令信号Sp8に変換して出力する圧力センサパイロット圧センサ138とを備えている。   The drive control device 100 further converts the direct current power of the battery 13 into alternating current power and supplies it to the electric swing motor 30, and the pilot pressure generated by the swing / arm operation lever device 102 is converted into a left-handed rotation as an electric signal. The pilot pressure sensor 137 that converts and outputs the rotation command signal Sp7, and the pressure sensor pilot that converts the pilot pressure generated by the turning / arm operation lever device 102 into the right turning command signal Sp8 that is an electrical signal and outputs it. And a pressure sensor 138.

駆動制御装置100はさらに、車体コントローラ110を備えている。この車体コントローラ110は、CPU(Central Processing Unit)と、予め定められた制御プログラムを格納するROM(Read Only Memory)と、CPUにより行われる情報処理作業の記憶領域としてのRAM(Random Access Memory)等を備えたものであって、CPUでROMに格納された制御プログラムを実行することにより、油圧ショベル1の制御に係る種々の処理を行うものである。   The drive control device 100 further includes a vehicle body controller 110. The vehicle body controller 110 includes a CPU (Central Processing Unit), a ROM (Read Only Memory) that stores a predetermined control program, a RAM (Random Access Memory) as a storage area for information processing work performed by the CPU, and the like. The control program stored in the ROM is executed by the CPU, and various processes relating to the control of the hydraulic excavator 1 are performed.

この車体コントローラ110は、制御プログラムにより設定された手段である電動旋回モータ制御手段111を備えている。この電動旋回モータ制御手段111は、パイロット圧センサ137,138のそれぞれからの左旋回指令信号Sp7および右旋回指令信号Sp8に基づきインバータ121を制御することで、電動旋回モータ30を制御するものである。より詳細に説明すると、電動旋回モータ30は、左旋回指令電気信号Sp7が車体コントローラ110に入力されると、その左旋回指令信号Sp7に示されるパイロット圧が高いほど、左旋回の速度が速くなるようインバータ121を制御するようになっており、右旋回指令信号Sp8が車体コントローラ110に入力されると、その右旋回指令信号Sp8に基づくパイロット圧が高いほど、右旋回の速度が速くなるようインバータ121を制御するようになっている。   The vehicle body controller 110 includes electric swing motor control means 111 that is a means set by a control program. The electric swing motor control means 111 controls the electric swing motor 30 by controlling the inverter 121 based on the left turn command signal Sp7 and the right turn command signal Sp8 from the pilot pressure sensors 137 and 138, respectively. is there. More specifically, when the left turn command electric signal Sp7 is input to the vehicle body controller 110, the electric turning motor 30 has a higher left turn speed as the pilot pressure indicated by the left turn command signal Sp7 is higher. When the right turn command signal Sp8 is input to the vehicle body controller 110, the higher the pilot pressure based on the right turn command signal Sp8 is, the faster the right turn speed is. Thus, the inverter 121 is controlled.

車体コントローラ110はさらに、制御プログラムにより設定された手段であるポンプ出力推定手段112を備えている。このポンプ出力推定手段112に関連して、駆動制御装置100は、メインポンプ11aの吐出管路にポンプ吐出圧センサ139を備えている。このポンプ吐出圧センサ139は、メインポンプ11aの吐出圧Pmを検出し、その吐出圧Pmに相応する電気信号である吐出圧検出信号Spmを出力するものである。駆動制御装置100はさらに、ポンプ出力推定手段112に関連して、パイロット圧センサ131〜136を備えている。これらパイロット圧センサ131,132はそれぞれ、ブーム・バケット操作レバー装置101からブーム用方向制御弁103にパイロット圧P1,P2を導くパイロット管路のそれぞれに設けられており、そのパイロット管路内のパイロット圧を検出し、そのパイロット圧に相応する電気信号であるパイロット圧検出信号Sp1,Sp2のそれぞれを出力するものである。つまり、これらパイロット圧センサ131,132はそれぞれ、ブーム7の動作の指令値を検出する手段である。パイロット圧センサ133,134はそれぞれ、ブーム・バケット操作レバー装置101からバケット用方向制御弁105にパイロット圧P3,P4を導くパイロット管路のそれぞれに設けられており、そのパイロット管路内のパイロット圧を検出し、そのパイロット圧に相応する電気信号であるパイロット圧検出信号Sp3,Sp4のそれぞれを出力するものである。つまり、これらパイロット圧センサ133,134は、バケット9の動作の指令値を検出する手段である。パイロット圧センサ135,136はそれぞれ、旋回・アーム操作レバー装置102からアーム用方向制御弁104にパイロット圧P5,P6を導くパイロット管路のそれぞれに設けられており、そのパイロット管路内のパイロット圧を検出し、そのパイロット圧に相応する電気信号であるパイロット圧検出信号Sp5,Sp6のそれぞれを出力するものである。つまり、これらパイロット圧センサ135,136は、アーム8の動作の指令値を検出する手段である。ポンプ吐出圧センサ139から出力される吐出圧検出信号Spm、および、パイロット圧センサ131〜136のそれぞれから出力されるパイロット圧検出信号Sp1〜Sp6はそれぞれ、車体コントローラ110に入力されるようになっている。ポンプ出力推定手段112は、パイロット圧検出信号Sp1〜Sp6に基づきメインポンプ11aの吐出流量を算出し、この吐出流量と、吐出圧検出信号Spmに示される吐出圧とに基づき、メインポンプ11aの推定出力Wpを算出するものである。   The vehicle body controller 110 further includes pump output estimating means 112 which is means set by the control program. In relation to the pump output estimating means 112, the drive control device 100 includes a pump discharge pressure sensor 139 in the discharge line of the main pump 11a. The pump discharge pressure sensor 139 detects the discharge pressure Pm of the main pump 11a and outputs a discharge pressure detection signal Spm which is an electric signal corresponding to the discharge pressure Pm. The drive control apparatus 100 further includes pilot pressure sensors 131 to 136 in association with the pump output estimating means 112. These pilot pressure sensors 131 and 132 are respectively provided in pilot pipelines for guiding pilot pressures P1 and P2 from the boom / bucket operation lever device 101 to the boom direction control valve 103, and pilots in the pilot pipelines are provided. The pressure is detected, and pilot pressure detection signals Sp1 and Sp2, which are electrical signals corresponding to the pilot pressure, are output. That is, the pilot pressure sensors 131 and 132 are means for detecting command values for the operation of the boom 7. The pilot pressure sensors 133 and 134 are provided in the pilot pipes that lead the pilot pressures P3 and P4 from the boom / bucket operation lever device 101 to the bucket direction control valve 105, respectively. Is detected, and pilot pressure detection signals Sp3 and Sp4, which are electrical signals corresponding to the pilot pressure, are output. That is, these pilot pressure sensors 133 and 134 are means for detecting a command value for the operation of the bucket 9. The pilot pressure sensors 135 and 136 are respectively provided in the pilot pipelines that lead the pilot pressures P5 and P6 from the turning / arm operation lever device 102 to the arm direction control valve 104, and the pilot pressures in the pilot pipelines are provided. And pilot pressure detection signals Sp5 and Sp6, which are electrical signals corresponding to the pilot pressure, are output. That is, these pilot pressure sensors 135 and 136 are means for detecting command values for the operation of the arm 8. The discharge pressure detection signal Spm output from the pump discharge pressure sensor 139 and the pilot pressure detection signals Sp1 to Sp6 output from the pilot pressure sensors 131 to 136 are input to the vehicle body controller 110, respectively. Yes. The pump output estimation means 112 calculates the discharge flow rate of the main pump 11a based on the pilot pressure detection signals Sp1 to Sp6, and estimates the main pump 11a based on the discharge flow rate and the discharge pressure indicated by the discharge pressure detection signal Spm. The output Wp is calculated.

車体コントローラ110はさらに、制御プログラムにより設定された手段である目標回転数算出手段113を備えている。この目標回転数算出手段は、ポンプ出力推定手段112により算出された推定出力Wpに基づき、エンジン回転数(単位時間当たりのエンジン10の回転数)の目標値、すなわち目標回転数Rtを算出するものである。エンジン10には、メインポンプ11a、アシストモータ12、パイロットポンプ11bの他、オイルクーラやラジエータ等の熱交換器を放熱させるための冷却ファン、インバータ121,122やアシストモータ12の冷却に用いられる冷却水を循環させるための冷却ポンプなどの補機が、伝動可能に結合している。このため、アシストモータ12の出力が0であり、かつメインポンプ11aの吐出流量が最小の状態において、それらメインポンプ11a、アシストモータ12、パイロットポンプ11bおよび補機とエンジン10との間には最小の引き摺り抵抗が生じる。エンジン10の最低出力Wminは、その最小の引き摺り抵抗に抗して動作するためたに必要な最小限の出力である。フロント作業装置6および走行体2を駆動させるためには、メインポンプ11aを最小吐出流量よりも大きくして駆動させることが必要であり、その必要に応えるエンジン10の出力は、メインポンプ11aの駆動に要する出力と最低出力Wminとの合計出力Wtである。前出の目標回転数Rtは、メインポンプ11aの推定出力Wpに基づき、エンジン10に合計出力Wt出力させることを目的として算出されるものである。 The vehicle body controller 110 further includes target rotational speed calculation means 113 which is a means set by the control program. This target speed calculating means calculates a target value of the engine speed (the speed of the engine 10 per unit time), that is, the target speed Rt, based on the estimated output Wp calculated by the pump output estimating means 112. It is. The engine 10 includes a main pump 11a, an assist motor 12, and a pilot pump 11b, a cooling fan for radiating heat from a heat exchanger such as an oil cooler and a radiator, and cooling used for cooling the inverters 121 and 122 and the assist motor 12. Auxiliary equipment such as a cooling pump for circulating water is connected to be able to transmit. For this reason, when the output of the assist motor 12 is 0 and the discharge flow rate of the main pump 11a is minimum, there is a minimum between the main pump 11a, the assist motor 12, the pilot pump 11b, and the auxiliary machine and the engine 10. Drag resistance occurs. The minimum output Wmin of the engine 10 is a minimum output necessary for operating against the minimum drag resistance. In order to drive the front working device 6 and the traveling body 2, it is necessary to drive the main pump 11a to be larger than the minimum discharge flow rate, and the output of the engine 10 in response to the necessity is the driving of the main pump 11a. The total output Wt of the output required for the output and the minimum output Wmin. Target speed Rt of the preceding, based on the estimated output Wp of the main pump 11a, is intended to be calculated for the purpose of outputting the total output Wt engine 10.

車体コントローラ110はさらに、制御プログラムにより設定された手段であるエンジン用回転数指令手段114を備えている。このエンジン用回転数指令手段114は、前出の目標回転数算出手段113により算出された目標回転数Rtの一部または全てを、エンジン10の燃料噴射量の制御に用いられるエンジン用目標回転数Reとして燃料噴射量制御装置130に指令するものである。この燃料噴射量制御装置130はCPU、ROM、RAMを備えたものであり、エンジン用回転数指令手段114により指令されたエンジン用目標回転数Reに基づき、エンジン10の燃料噴射量を制御するものである。これらエンジン用回転数指令手段114と燃料噴射量制御装置130は、エンジン10の燃料噴射量を制御するエンジン制御手段を構成している。 The vehicle body controller 110 further includes an engine speed command means 114 that is a means set by a control program. This engine speed command means 114 uses a part or all of the target speed Rt calculated by the target speed calculation means 113 described above for use in controlling the fuel injection amount of the engine 10. A command is given to the fuel injection amount control device 130 as Re. The fuel injection amount control device 130 includes a CPU, a ROM, and a RAM, and controls the fuel injection amount of the engine 10 based on the target engine speed Re commanded by the engine speed command means 114. It is. The engine speed command means 114 and the fuel injection amount control device 130 constitute engine control means for controlling the fuel injection amount of the engine 10.

車体コントローラ110はさらに、制御プログラムにより設定された手段であり、アシストモータ12を制御するアシストモータ制御手段115(アシスト制御手段)を備えている。このアシストモータ制御手段115は、バッテリ13に蓄えられた電気エネルギーを用いてアシストモータ12を駆動させる場合にインバータ121,122のうちのインバータ122を制御することでアシストモータ12制御するようになっており、電動旋回モータ30により生成された電力を用いてアシストモータ12を駆動する場合にインバータ121,122の両方を制御することでアシストモータ12を制御するようになっている。図2中の123は、バッテリ13からインバータ121,122のそれぞれに導かれる電力の電圧を安定させるチョッパ回路である。 The vehicle body controller 110 is a means set by a control program, and includes an assist motor control means 115 (assist control means) for controlling the assist motor 12. The assist motor control means 115, adapted to control the assist motor 12 by controlling the inverter 122 of the inverter 121 and 122 when driving the assist motor 12 with the electric energy stored in the battery 13 When the assist motor 12 is driven using the electric power generated by the electric turning motor 30, the assist motor 12 is controlled by controlling both the inverters 121 and 122. In FIG. 2, reference numeral 123 denotes a chopper circuit that stabilizes the voltage of power led from the battery 13 to each of the inverters 121 and 122.

エンジン10には、磁気ピックアップ式のエンジン回転数センサ131が設けられている。このエンジン回転数センサ131は、実際のエンジン回転数を検出して、そのエンジン回転数に相応する電気信号であるエンジン回転数検出信号Srを出力するものである。エンジン回転数検出信号Srは、車体コントローラ110に入力されるようになっている。   The engine 10 is provided with a magnetic pickup type engine speed sensor 131. The engine speed sensor 131 detects an actual engine speed and outputs an engine speed detection signal Sr that is an electrical signal corresponding to the engine speed. The engine speed detection signal Sr is input to the vehicle body controller 110.

前出のエンジン用回転数指令手段114は、旋回体3に対し電動旋回モータ30による回生制動が行われていない場合、目標回転数算出手段113により算出された目標回転数Rtを、エンジン用目標回転数Reとして燃料噴射量制御装置130に指令するよう設定されている。この結果、燃料噴射量制御装置130は、エンジン用目標回転数Re(Re=Rt)に基づき、エンジン回転数検出信号Srに示される実際のエンジン回転数RがReまで上昇するよう燃料噴射量を制御する。実際のエンジン回転数Rがエンジン用目標回転数Re(Re=Rt)よりも低い状態において、前出のアシストモータ制御手段115は、インバータ122を制御してバッテリ13からアシストモータ12に電力を供給して、すなわち、アシストモータ12を電動機として力行させて、アシストモータ12にエンジン10の回転を助勢させるよう設定されている。   The engine speed command means 114 described above uses the target speed Rt calculated by the target speed calculation means 113 as the engine target when the regenerative braking by the electric swing motor 30 is not performed on the swing body 3. It is set to instruct the fuel injection amount control device 130 as the rotational speed Re. As a result, the fuel injection amount control device 130 determines the fuel injection amount so that the actual engine speed R indicated by the engine speed detection signal Sr increases to Re based on the engine target speed Re (Re = Rt). Control. In the state where the actual engine speed R is lower than the engine target speed Re (Re = Rt), the assist motor control means 115 described above controls the inverter 122 to supply power from the battery 13 to the assist motor 12. That is, it is set so that the assist motor 12 is powered as an electric motor and the assist motor 12 assists the rotation of the engine 10.

旋回体3に対し電動旋回モータ30による回生制動が行われている状態において、バッテリ13の充電状態(蓄電量)が限界に達している場合、また、バッテリ13の単位時間当たりに充電できる電力が電動旋回モータ30により単位時間当たりに生成される電力よりも小さい場合、電動旋回モータ30により生成された電力はバッテリ13に対し過剰になり、この場合、アシストモータ制御手段115は、その過剰な電力をアシストモータ12に供給して、アシストモータ12にエンジン10の回転を助勢させるよう設定されている。このようにしてアシストモータ12にエンジン10の回転の助勢を行わせるための構成に、第1実施形態に係る駆動制御装置100は特徴を有する。その特徴について次に説明する。   In a state where the regenerative braking by the electric swing motor 30 is performed on the swing body 3, when the charge state (charged amount) of the battery 13 reaches the limit, the electric power that can be charged per unit time of the battery 13 is If the electric swing motor 30 is smaller than the electric power generated per unit time, the electric power generated by the electric swing motor 30 is excessive with respect to the battery 13, and in this case, the assist motor control means 115 causes the excessive electric power to be generated. Is supplied to the assist motor 12, and the assist motor 12 is set to assist the rotation of the engine 10. The drive control device 100 according to the first embodiment is characterized by the configuration for causing the assist motor 12 to assist the rotation of the engine 10 in this way. The features will be described next.

車体コントローラ110は、制御プログラムにより設定された手段であるアシスト要求生成手段116を備えている。このアシスト要求生成手段116は、電動旋回モータ30により生成される電力のうちバッテリ13に充電できない過剰な電力の全てを用いてアシストモータ12にエンジン10の回転を助勢させた場合のアシストモータ12の出力として、アシスト要求出力Waを算出するものである。アシスト要求生成手段116は、アシスト要求出力Waを算出する際、まず、回生制動に要する電動旋回モータ30の制動トルクと、回生制動中の電動旋回モータ30の単位時間当たりの回転数とに基づき、電動旋回モータ30により生成される電力を算出し、また、バッテリ13において既に行われた電力の出入りの経過とバッテリ13の端子電圧とに基づきバッテリ13の充電状態(蓄電量)を算出し、そして、それらの算出により得られた電力と充電状態とを用いて、電動旋回モータ30により生成された電力のうちバッテリ13に充電できない過剰な電力を算出し、この過剰な電力をアシスト要求出力Waとする。また、アシスト要求生成手段116は、電動旋回モータ30によって単位時間当たりに生成される電力から、バッテリ13が単位時間当たりに吸収できる電力を減算することによっても過剰な電力を得て、この過剰な電力をアシスト要求出力Waとする。なお、アシスト要求生成手段116によってアシスト要求出力Waの算出の際に用いられる各種情報、すなわち、回生制動に要する電動旋回モータ30の制動トルクと、回生制動中の電動旋回モータ30の単位時間当たりの回転数と、バッテリ13において既に行われた電力の出入りの経過と、バッテリ13の端子電圧と、電動旋回モータ30によって単位時間当たりに生成される電力と、バッテリ13が単位時間当たりに吸収できる電力は全て、車体コントローラ110がインバータ121,122の制御のために扱う情報であり、車体コントローラ110のRAMに一時的に保存されているものである。   The vehicle body controller 110 includes assist request generation means 116 that is a means set by a control program. The assist request generator 116 uses the assist motor 12 to assist the rotation of the engine 10 using all of the excessive power that cannot be charged in the battery 13 among the power generated by the electric swing motor 30. As an output, an assist request output Wa is calculated. When calculating the assist request output Wa, the assist request generation unit 116 first determines the braking torque of the electric swing motor 30 required for regenerative braking and the number of revolutions per unit time of the electric swing motor 30 during regenerative braking. Calculates the electric power generated by the electric swing motor 30, calculates the charge state (charged amount) of the battery 13 based on the progress of power input / output already performed in the battery 13 and the terminal voltage of the battery 13, and Using the electric power obtained by the calculation and the charging state, excessive electric power that cannot be charged in the battery 13 among electric power generated by the electric swing motor 30 is calculated, and the excessive electric power is calculated as the assist request output Wa. To do. Further, the assist request generation means 116 obtains excessive power by subtracting power that can be absorbed by the battery 13 per unit time from power generated by the electric swing motor 30 per unit time. The power is set as the assist request output Wa. Various information used when the assist request generation means 116 calculates the assist request output Wa, that is, the braking torque of the electric swing motor 30 required for regenerative braking, and the unit time of the electric swing motor 30 during regenerative braking. The number of revolutions, the progress of power already in and out of the battery 13, the terminal voltage of the battery 13, the power generated by the electric turning motor 30 per unit time, and the power that the battery 13 can absorb per unit time All are information handled by the vehicle body controller 110 for controlling the inverters 121 and 122, and are temporarily stored in the RAM of the vehicle body controller 110.

車体コントローラ110には、上限回転数入力装置140が設けられている。この上限回転数入力装置140は、ダイヤル操作型の入力装置であり、エンジン10の定格回転数をエンジン10の上限回転数Rlimとして車体コントローラ110に指令する上限回転数指令手段である。   The vehicle body controller 110 is provided with an upper limit rotation speed input device 140. The upper limit rotational speed input device 140 is a dial operation type input device, and is an upper limit rotational speed command means for commanding the vehicle body controller 110 with the rated rotational speed of the engine 10 as the upper limit rotational speed Rlim of the engine 10.

車体コントローラ110は、制御プログラムにより設定された手段である制御切替手段117を備えている。制御切替手段117は、駆動制御装置100の4種類の状態のそれぞれと、3種類の制御モード、すなわち通常モード、回転数降下モードおよびアシスト中止モードのそれぞれとの予め設定された対応関係に基づき、駆動制御装置100の状態応じて制御モードを決定するものである。駆動制御装置100の状態と制御モードとの対応関係は図4に示す判定テーブル117aにより規定されている。この判定テーブル117aは、車体コントローラ110のROMに記憶されている。次に、通常モード、回転数降下モード、アシスト中止モードについて図4を参照しながら説明する。 The vehicle body controller 110 includes control switching means 117 that is a means set by a control program. The control switching means 117 is based on a preset correspondence relationship between each of the four types of states of the drive control device 100 and each of the three types of control modes, that is, the normal mode, the rotation speed reduction mode, and the assist stop mode. The control mode is determined according to the state of the drive control device 100 . The correspondence relationship between the state of the drive control device 100 and the control mode is defined by the determination table 117a shown in FIG. The determination table 117a is stored in the ROM of the vehicle body controller 110. Next, the normal mode, the rotation speed reduction mode, and the assist stop mode will be described with reference to FIG.

通常モードは、アシスト要求出力Waに基づきエンジン10の回転を助勢する制御モードであり、推定出力Wpに対するアシスト要求出力Waの過剰分である過剰要求出力ΔW、すなわち、アシスト要求出力Waから推定出力Wpを減算した値が、所定の基準過剰要求出力Wsc以下で、かつ、上限回転数入力装置140により入力された上限回転数Rlimよりもエンジン回転数Rが低い場合(ΔW≦Wc,R<Rlimの場合)に用いられる。第1実施形態において所定の基準過剰要求出力Wscは前出の最低出力Wminに設定されており、車体コントローラ110のROMに予め設定されている。   The normal mode is a control mode that assists the rotation of the engine 10 based on the assist request output Wa, and is an excess request output ΔW that is an excess of the assist request output Wa with respect to the estimated output Wp, that is, the estimated output Wp from the assist request output Wa. When the engine speed R is lower than the upper limit rotational speed Rlim input by the upper limit rotational speed input device 140 (ΔW ≦ Wc, R <Rlim) Case). In the first embodiment, the predetermined reference excess request output Wsc is set to the aforementioned minimum output Wmin, and is set in advance in the ROM of the vehicle body controller 110.

また、この通常モードは、過剰要求出力ΔWが基準過剰要求出力Wscよりも高く、かつ、エンジン回転数Rが基準回転数Rcよりも低い場合(ΔW>Wc,R<Rcの場合)にも用いられる。基準回転数Rcは、フロント作業装置6による作業可能な最低限の回転数として予め設定されたものであり、車体コントローラ110のROMに記憶されている。   This normal mode is also used when the excessive required output ΔW is higher than the reference excessive required output Wsc and the engine speed R is lower than the reference speed Rc (when ΔW> Wc, R <Rc). It is done. The reference rotation speed Rc is set in advance as the minimum rotation speed at which the front working device 6 can work, and is stored in the ROM of the vehicle body controller 110.

回転数降下モードは、アシストモータ12によりエンジン10の回転が助勢されたことでエンジン10に過回転が生じることを防止する、すなわち、上限回転数入力装置140により入力された上限回転数Rlimを超えるエンジン10の回転を防止する制御モードである。この回転数降下モードは、過剰要求出力ΔWが基準過剰要求出力Wscよりも高く、かつ、エンジン回転数Rが基準回転数Rc以上の場合(ΔW>Wc,R≧Rcの場合)に用いられる。なお、この回転数降下モードにより過剰要求出力ΔWが基準過剰要求出力Wsc以下に低下すると、すなわち「ΔW≦Wc,R<Rlim」となると、制御モードは前述の通常モードに切り替えられることになる。   The rotation speed reduction mode prevents the engine 10 from being over-rotated by assisting the rotation of the engine 10 by the assist motor 12, that is, exceeds the upper limit rotation speed Rlim input by the upper limit rotation speed input device 140. This is a control mode for preventing the engine 10 from rotating. This rotational speed drop mode is used when the excessive required output ΔW is higher than the reference excessive required output Wsc and the engine speed R is equal to or higher than the reference rotational speed Rc (when ΔW> Wc, R ≧ Rc). Note that when the excessive required output ΔW decreases below the reference excessive required output Wsc in this rotational speed lowering mode, that is, when “ΔW ≦ Wc, R <Rlim”, the control mode is switched to the normal mode described above.

アシスト中止モードは、アシストモータ12がエンジン10の回転を助勢することを中止する制御モードであり、過剰要求出力ΔWに関係なく、エンジン回転数Rが上限回転数Rlim以上の場合(R≧Rlimの場合)に用いられる。   The assist cancellation mode is a control mode in which the assist motor 12 stops assisting the rotation of the engine 10, and the engine speed R is equal to or higher than the upper limit speed Rlim regardless of the excessive required output ΔW (R ≧ Rlim). Case).

前出のエンジン用回転数指令手段114は、前述の通常モードにおいてエンジン用目標回転数Re(Re<Rt)を決定して燃料噴射量制御装置130に指令する通常指令手段114aと、前述の回転数降下モードにおいてエンジン用目標回転数Reを決定して燃料噴射量制御装置130に指令する回転数降下指令手段114bとを備えている。これら通常指令手段114aおよび回転数降下指令手段114bも制御プログラムにより設定された手段である。これら通常指令手段114aおよび回転数降下指令手段114bの詳細について次に説明する。   The engine speed command means 114 described above determines the target engine speed Re (Re <Rt) in the normal mode and commands the fuel injection amount control device 130, and the above-described rotation. Rotational speed decrease command means 114b for determining the target engine rotational speed Re and instructing the fuel injection amount control device 130 in the speed decreasing mode is provided. These normal command means 114a and rotation speed drop command means 114b are also set by the control program. Details of the normal command means 114a and the rotation speed drop command means 114b will be described below.

通常モードにおいて、メインポンプ11aの出力(推定出力Wp)を保持するためのエンジン回転数Rの一部は、アシスト要求出力Waに相当する分だけアシストモータ12がエンジン10の回転を助勢したことによるものである。エンジン用回転数指令手段114の通常指令手段114aは、アシスト要求出力Wa相当の助勢回転数Raを目標回転数Rtから減算して得られるエンジン回転数をエンジン用目標回転数Reとして、燃料噴射量制御装置130に指令するようになっている。したがって、エンジン用目標回転数Reは目標回転数Rtよりも低い値である。   In the normal mode, a part of the engine speed R for maintaining the output (estimated output Wp) of the main pump 11a is due to the assist motor 12 assisting the rotation of the engine 10 by an amount corresponding to the assist request output Wa. Is. The normal command means 114a of the engine speed command means 114 uses the engine speed obtained by subtracting the assist speed Ra corresponding to the assist request output Wa from the target speed Rt as the engine target speed Re, and the fuel injection amount. The controller 130 is instructed. Therefore, the target engine speed Re is lower than the target engine speed Rt.

旋回体3の駆動源は電動旋回モータ30であるので、フロント作業装置6が動作していない状態での旋回時にはメインポンプ11aの吐出油は不要であり、すなわち、推定出力Wpは最低であり、このときエンジン回転数Rは基準回転数Rc以上となっている必要はない。第1実施形態では、フロント作業装置6が動作していない状態においても電動旋回モータ30への電力の供給中、および電動旋回モータ30の回生制動中には、通常指令手段114aがエンジン用目標回転数Reを基準回転数Rc以上の範囲で決定するよう設定されており、これによって、油圧ショベル1での作業中にエンジン回転数Rが基準回転数Rcを下回らないようになっている。   Since the drive source of the swing body 3 is the electric swing motor 30, the oil discharged from the main pump 11a is not necessary when the front working device 6 is not operating, that is, the estimated output Wp is the lowest. At this time, the engine speed R need not be equal to or higher than the reference speed Rc. In the first embodiment, even when the front working device 6 is not in operation, the normal command means 114a performs the target engine rotation during the supply of electric power to the electric swing motor 30 and during the regenerative braking of the electric swing motor 30. The number Re is set to be determined within a range equal to or higher than the reference rotational speed Rc, so that the engine rotational speed R does not fall below the reference rotational speed Rc during work on the excavator 1.

回転数降下指令手段114bは、エンジン用目標回転数Reを予め設定された低回転数Rlに決定し、燃料噴射量制御装置130に指令するものである。低回転数Rlは、基準回転数Rcよりも低い回転数であればよく、0であってもよいのだが、アシストモータ12によるエンジン10の助勢がなされなくなったときに、アイドル回転数Ri以下のエンジン回転数しか得られない状態になると、エンジン10が停止してしまう。これでは、アシストモータ12が何らかの異常で突然停止してエンジン10に対する助勢がなされなくなった場合、油圧ショベル1の動作中にエンジン10が停止することになり、安全上好ましくない。第1実施形態においては、エンジン10に対してのアシストモータ12の助勢が突然なされなくなってもエンジン10を停止させないために、低回転数Rlはアイドル回転数Riよりも高く設定されている。   The engine speed reduction command means 114b determines the engine target engine speed Re to be a preset low engine speed Rl and commands the fuel injection amount control device 130. The low rotational speed Rl may be a rotational speed lower than the reference rotational speed Rc, and may be 0. However, when the assist motor 12 no longer assists the engine 10, the low rotational speed Rl is equal to or lower than the idle rotational speed Ri. When only the engine speed can be obtained, the engine 10 stops. In this case, when the assist motor 12 suddenly stops due to some abnormality and the engine 10 is no longer supported, the engine 10 stops during the operation of the hydraulic excavator 1, which is not preferable for safety. In the first embodiment, the low engine speed Rl is set higher than the idle engine speed Ri so that the engine 10 is not stopped even if the assist of the assist motor 12 to the engine 10 is suddenly stopped.

通常指令手段114aと燃料噴射量制御装置130は、通常モードにおいてエンジン回転数を制御する通常手段を構成している。回転数降下指令手段114bと燃料噴射量制御装置130は、回転数降下モードにおいてエンジン回転数を制御する回転数降下手段を構成している。   The normal command means 114a and the fuel injection amount control device 130 constitute normal means for controlling the engine speed in the normal mode. The engine speed reduction command means 114b and the fuel injection amount control device 130 constitute engine speed reduction means for controlling the engine speed in the engine speed reduction mode.

前出のアシストモータ制御手段115は、前述の通常モードおよび前述の回転数降下モードにおいて電動旋回モータ30により生成された電力を消費してアシストモータ12がエンジン10を助勢する状態となるよう、すなわちアシスト要求出力Waに基づきインバータ121,122を制御する通常制御手段115aと、アシスト中止モードにおいてアシストモータ12による電動旋回モータ30の助勢が中止されるようインバータ121,122を制御するアシスト中止制御手段115bとを備えている。これら通常制御手段115aおよびアシスト中止制御手段115bも制御プログラムにより設定された手段である。通常制御手段115aの詳細について次に説明する。   The above-described assist motor control means 115 consumes the electric power generated by the electric swing motor 30 in the normal mode and the rotation speed reduction mode, so that the assist motor 12 is in a state of assisting the engine 10, that is, Normal control means 115a for controlling the inverters 121 and 122 based on the assist request output Wa, and assist stop control means 115b for controlling the inverters 121 and 122 so that the assist of the electric swing motor 30 by the assist motor 12 is stopped in the assist stop mode. And. These normal control means 115a and assist stop control means 115b are also means set by the control program. Details of the normal control means 115a will be described next.

通常制御手段115aは、アシスト要求出力Waが所定の基準要求出力Wacよりも大きいか否かの判定を行い、この判定の結果が真である場合に、アシスト要求出力Waから基準要求出力Wacを減算することでアシスト要求出力Waを補正し、補正後のアシスト要求出力War(War=Wa−Wac)を消費してアシストモータ12がエンジン10を助勢する状態となるようインバータ121,122の制御を行う。   The normal control means 115a determines whether or not the assist request output Wa is larger than a predetermined reference request output Wac, and subtracts the reference request output Wac from the assist request output Wa when the result of this determination is true. Thus, the assist request output Wa is corrected, and the inverters 121 and 122 are controlled such that the assist motor 12 is in a state of assisting the engine 10 by consuming the corrected assist request output War (War = Wa−Wac). .

第1実施形態に係る駆動制御装置100の動作のうち、電動旋回モータ30により旋回体3に対する回生制動を行った際の動作について、図5,図6を用いて説明する。   Of the operations of the drive control apparatus 100 according to the first embodiment, operations when regenerative braking is performed on the revolving structure 3 by the electric swing motor 30 will be described with reference to FIGS. 5 and 6.

車体コントローラ110は、エンジン回転数センサ131により検出されたエンジン回転数Rを取得し、また、パイロット圧センサ131〜136のそれぞれにより検出されたパイロット圧P1〜P6を取得し、また、ポンプポンプ吐出圧センサ139により検出されたメインポンプ11aの吐出圧Pmを取得する(ステップS1)。   The vehicle body controller 110 acquires the engine speed R detected by the engine speed sensor 131, acquires the pilot pressures P1 to P6 detected by the pilot pressure sensors 131 to 136, and discharges the pump pump. The discharge pressure Pm of the main pump 11a detected by the pressure sensor 139 is acquired (step S1).

次に、車体コントローラ110のポンプ出力推定手段112は、パイロット圧P1〜P6と吐出圧Pmとに基づき推定出力Wpを算出する(ステップS2)。また、車体コントローラ110のアシスト要求生成手段116は、車体コントローラ110のRAMに保存されたインバータ121,122の制御に係る情報に基づき、アシスト要求出力Waを算出する(ステップS2)。また、車体コントローラ110の目標回転数算出手段113は、ポンプ出力推定手段112により算出された推定出力Wpに基づき、この推定出力Wpと最低出力Wminとの合計出力Wtをエンジン10に出力させるための目標回転数Rtを算出する(ステップS2)。 Next, the pump output estimating means 112 of the vehicle body controller 110 calculates an estimated output Wp based on the pilot pressures P1 to P6 and the discharge pressure Pm (step S2). Further, the assist request generation means 116 of the vehicle body controller 110 calculates an assist request output Wa based on information related to the control of the inverters 121 and 122 stored in the RAM of the vehicle body controller 110 (step S2). The target speed calculating means 113 of the vehicle body controller 110, based on the estimated output Wp calculated by pump output estimating unit 112, and Ru to output the sum output Wt of this estimated output Wp and minimum output Wmin engine 10 A target rotation speed Rt is calculated (step S2).

次に、車体コントローラ110の制御切替手段117は、エンジン回転数R、推定出力Wpおよびアシスト要求出力Waに基づき、判定テーブル117aを参照して過剰要求出力ΔWおよびエンジン回転数Rが判定テーブル117a中のどの状態に該当するかを判定する(ステップS3)。その判定の結果が「ΔW≦Wsc,R<Rlim」の場合、制御切替手段117は制御モードとして通常モードを選択し(ステップS4)、また、その判定の結果が「ΔW>Wsc,R≧Rc」の場合、制御切替手段117は制御モードとして回転数降下モードを選択し(ステップS5)、また、その判定の結果が「ΔW>Wsc,R<Rc」の場合、制御切替手段117は制御モードとして通常モードを選択し(ステップS6)、また、その判定の結果が「R≧Rlim」の場合、制御切替手段117は制御モードとしてアシスト中止モードを選択する(ステップS7)。   Next, the control switching means 117 of the vehicle body controller 110 refers to the determination table 117a based on the engine speed R, the estimated output Wp, and the assist request output Wa, so that the excess required output ΔW and the engine speed R are in the determination table 117a. It is determined which of the states corresponds to (step S3). When the determination result is “ΔW ≦ Wsc, R <Rlim”, the control switching unit 117 selects the normal mode as the control mode (step S4), and the determination result is “ΔW> Wsc, R ≧ Rc”. ”, The control switching means 117 selects the rotation speed reduction mode as the control mode (step S5), and if the result of the determination is“ ΔW> Wsc, R <Rc ”, the control switching means 117 is in the control mode. The normal mode is selected (step S6), and if the determination result is “R ≧ Rlim”, the control switching means 117 selects the assist stop mode as the control mode (step S7).

次に、車体コントローラ110のエンジン用回転数指令手段114は、ステップS4〜ステップS7のいずれか1のステップで選択された制御モードにおいて、目標回転数Rtの一部をエンジン用目標回転数Re(Re<Rt)に決定し、そのエンジン用目標回転数Reを燃料噴射量制御装置130に指令する。具体的には、通常モードにおいて、エンジン用回転数指令手段114は通常指令手段114aにより、アシスト要求出力Wa相当の助勢回転数Raを目標回転数Rtから減算して得られる残りのエンジン回転数を、エンジン用目標回転数Re(Re<Rt)に決定し、そのエンジン用目標回転数Reを燃料噴射量制御装置130に指令する。また、回転数降下モードにおいて、エンジン用回転数指令手段114は回転数降下指令手段114bにより、エンジン用目標回転数Reを低回転数Rlに決定する。また、アシスト中止モードにおいて、エンジン用回転数指令手段114は通常指令手段114aにより、アイドル回転数Rc以上で上限回転数Rlim以下の範囲にエンジン回転数が低下するよう目標回転数を決定する。   Next, the engine speed command means 114 of the vehicle body controller 110 uses a part of the target speed Rt as the engine target speed Re (() in the control mode selected in any one of steps S4 to S7. Re <Rt) is determined, and the engine target rotational speed Re is commanded to the fuel injection amount control device 130. Specifically, in the normal mode, the engine speed command means 114 uses the normal command means 114a to calculate the remaining engine speed obtained by subtracting the assist speed Ra corresponding to the assist request output Wa from the target speed Rt. Then, the target engine speed Re (Re <Rt) is determined, and the engine target speed Re is commanded to the fuel injection amount control device 130. In the engine speed reduction mode, the engine engine speed command means 114 determines the engine target engine speed Re to be the low engine speed Rl by the engine speed decrease instruction means 114b. Further, in the assist stop mode, the engine speed command means 114 determines the target speed so that the engine speed falls within the range from the idle speed Rc to the upper limit speed Rlim by the normal command means 114a.

これらエンジン用回転数指令手段114による処理と並行して、車体コントローラ110のアシストモータ制御手段115はアシストモータ12を制御する。つまり、アシストモータ制御手段115は、ステップS4〜ステップS7のいずれか1のステップで選択された制御モードに基づきインバータ121,122を制御することで、電動旋回モータ30からアシストモータ12に供給される電力を制御する。具体的には、通常モードおよび回転数降下モードにおいて、アシストモータ制御手段115は通常制御手段115aにより、電動旋回モータ30により生成された過剰な電力のうち、アシスト要求出力Waまたは補正後のアシスト要求出力Warに相当する電力を消費してアシストモータ12がエンジン10を助勢するようインバータ121,122を制御する。一方、アシスト中止モードにおいて、アシストモータ制御手段115はアシスト中止制御手段115bにより、電動旋回モータ30により生成される過剰な電力が全くアシストモータ12に供給されないようインバータ121,122を制御する。   In parallel with the processing by the engine speed command means 114, the assist motor control means 115 of the vehicle body controller 110 controls the assist motor 12. That is, the assist motor control means 115 is supplied from the electric swing motor 30 to the assist motor 12 by controlling the inverters 121 and 122 based on the control mode selected in any one of steps S4 to S7. Control power. Specifically, in the normal mode and the rotation speed reduction mode, the assist motor control unit 115 is configured to output the assist request output Wa or the corrected assist request from the excess electric power generated by the electric swing motor 30 by the normal control unit 115a. The inverters 121 and 122 are controlled so that the assist motor 12 assists the engine 10 by consuming electric power corresponding to the output War. On the other hand, in the assist stop mode, the assist motor control means 115 controls the inverters 121 and 122 so that the excessive power generated by the electric swing motor 30 is not supplied to the assist motor 12 by the assist stop control means 115b.

ステップS1からステップS4〜ステップS7のいずれか1のステップを経てステップS8を行うルーチンは、数ミリ秒の所定周期で繰り返される。その所定周期は、エンジン回転数Rの制御に対し十分な処理速度となるよう設定されたものである。   The routine for performing Step S8 through any one of Step S1 to Step S4 to Step S7 is repeated at a predetermined cycle of several milliseconds. The predetermined period is set so that the processing speed is sufficient for the control of the engine speed R.

ここで、制御モードが油圧ショベル1の動作に応じて通常モードと回転数降下モードとの間で切り替わることに伴う、エンジン回転数Rの変化の一例について図6を用いて説明する。   Here, an example of a change in the engine speed R when the control mode is switched between the normal mode and the speed reduction mode according to the operation of the hydraulic excavator 1 will be described with reference to FIG.

図6(a)に折線201(実線)で示す過剰要求出力ΔWの変化は、メインポンプ11aの出力が一定の状態、すなわち推定出力Wpが一定の状態で、旋回体3の旋回速度を減速させたときに得られる。旋回速度を任意の速度まで減速させるために、電動旋回モータ30による回生制動の制動トルクは時間経過に伴って必要値まで上昇した後にその必要値に安定し、その後、回生制動を終了するために時間経過に伴って低下する。この制動トルクに連動してアシスト要求出力Waが変化する。今回は、推定出力Wpが一定であるので、過剰要求出力ΔWの変化はアシスト要求出力Waの変化と同様のものとなり、具体的には、W1から時間経過に伴ってW2まで上昇した後にそのW2に安定し、その後、W1まで時間経過に伴って低下する。   The change in the excess required output ΔW indicated by the broken line 201 (solid line) in FIG. 6A reduces the turning speed of the swing body 3 in a state where the output of the main pump 11a is constant, that is, the estimated output Wp is constant. Obtained when. In order to decelerate the turning speed to an arbitrary speed, the braking torque of the regenerative braking by the electric turning motor 30 rises to a necessary value as time elapses, stabilizes to the necessary value, and then terminates the regenerative braking. Decreases with time. The assist request output Wa changes in conjunction with this braking torque. Since the estimated output Wp is constant this time, the change in the excess required output ΔW is the same as the change in the assist required output Wa. Specifically, after increasing from W1 to W2 over time, the W2 Then, it decreases with time until W1.

過剰要求出力ΔWを図6(a)に示すように変化させる旋回速度の減速が行われている間、エンジン用回転数指令手段114は、電動旋回モータ30が回生制動中であることに基づき、目標回転数Rc以上のエンジン用目標回転数Reを燃料噴射量制御装置130に指令し、これによってエンジン回転数RはRc以上に制御される。   While the turning speed is being reduced to change the excess required output ΔW as shown in FIG. 6A, the engine speed command means 114 is based on the fact that the electric turning motor 30 is in regenerative braking. A command is sent to the fuel injection amount control device 130 for an engine target speed Re that is equal to or higher than the target speed Rc, whereby the engine speed R is controlled to be equal to or higher than Rc.

過剰要求出力ΔWが基準過剰要求出力Wsc以下の状態、すなわち電動旋回モータ30による回生制動の制動トルクが立ち上がり始めた時間0から時間T1までの期間においては、アシストモータ制御手段115は通常制御手段115aにより、アシスト要求出力Waに基づきインバータ121,122を制御することによって、電動旋回モータ30からアシストモータ12に電力を供給し、アシストモータ12にエンジン10を助勢させる。   In a state where the excessive required output ΔW is equal to or less than the reference excessive required output Wsc, that is, in a period from time 0 to time T1 when the braking torque of regenerative braking by the electric turning motor 30 starts to rise, the assist motor control means 115 is the normal control means 115a. Thus, by controlling the inverters 121 and 122 based on the assist request output Wa, electric power is supplied from the electric turning motor 30 to the assist motor 12, and the engine 10 is assisted by the assist motor 12.

これと並行して、エンジン用回転数指令手段114は通常指令手段114aにより、推定出力Wpと最低出力Wminとの合計出力Wtをエンジン10に出力させるための目標回転数Rtから、アシスト要求出力Wa相当の助勢回転数Raを減算することでエンジン用目標回転数Reを得て、このエンジン用目標回転数Reを燃料噴射量制御装置130に指令する。これにより、エンジン10の燃料噴射量は、エンジン用目標回転数Reの指令に対応した量に制御される。前述のようにアシスト要求出力Waは時間0から時間T1までの期間において時間経過に伴って上昇するので、エンジン用回転数指令手段114は、そのアシスト要求出力Waの上昇分相当の助勢回転数Raを目標回転数Rtから減算してエンジン用目標回転数Reを得る。これにより、アシストモータ12の助勢により助勢回転数Raが上昇する分だけ、燃料噴射によるエンジン回転数Reは低下し、この結果、図6(b)に折線202(実線)で示すようにエンジン回転数RはR1(R1>Rc)に安定する。なお、時間0から時間T1までの期間は常時「ΔW≦Wsc,R<Rlim」であるので、制御切替手段117は制御モードを通常モードに保持している。   In parallel with this, the engine speed command means 114 receives the assist request output Wa from the target speed Rt for causing the engine 10 to output the total output Wt of the estimated output Wp and the minimum output Wmin by the normal command means 114a. The engine target rotational speed Re is obtained by subtracting the substantial assisting rotational speed Ra, and this target engine rotational speed Re is commanded to the fuel injection amount control device 130. As a result, the fuel injection amount of the engine 10 is controlled to an amount corresponding to the command for the target engine speed Re. As described above, since the assist request output Wa increases with time in the period from time 0 to time T1, the engine speed command means 114 causes the assist speed Ra corresponding to the increase of the assist request output Wa. Is subtracted from the target rotational speed Rt to obtain the target rotational speed Re for the engine. As a result, the engine rotational speed Re due to fuel injection is decreased by the increase in the assist rotational speed Ra by the assist of the assist motor 12, and as a result, the engine speed is shown as a broken line 202 (solid line) in FIG. 6B. The number R is stable to R1 (R1> Rc). Since the period from time 0 to time T1 is always “ΔW ≦ Wsc, R <Rlim”, the control switching unit 117 holds the control mode in the normal mode.

時間T1を経過すると、すなわち、電動旋回モータ30の回生制動の制動トルクの立ち上がりが半ばを過ぎると、エンジン回転数RがR1の状態で過剰要求出力ΔWが基準過剰要求出力Wscを超え、すなわち「ΔW>Wsc,R≧Rc」の状態となり、制御切替手段117は制御モードを通常モードから回転数降下モードに切り替える。これにより、エンジン用回転数指令手段114は回転数降下指令手段114bにより、エンジン用目標回転数Reを低回転数Rlに決定して燃料噴射量制御装置130に指令する。この結果、燃料噴射量がステップ的に減少し、これに伴ってエンジン回転数RはR1からR2に降下する。   When the time T1 elapses, that is, when the rising of the braking torque of the regenerative braking of the electric swing motor 30 has passed halfway, the excessive required output ΔW exceeds the reference excessive required output Wsc with the engine speed R being R1, that is, “ ΔW> Wsc, R ≧ Rc ”, and the control switching unit 117 switches the control mode from the normal mode to the rotation speed reduction mode. As a result, the engine speed command means 114 determines the engine target speed Re to be the low speed Rl and gives a command to the fuel injection amount control device 130 by the speed drop command means 114b. As a result, the fuel injection amount decreases stepwise, and the engine speed R decreases from R1 to R2 accordingly.

このエンジン回転数Rの降下以後においても、電動旋回モータ30からアシストモータ12に電力を供給することによるエンジン10の回転の助勢は継続して行われており、したがって、エンジン回転数Rの降下はR2から上昇し、最終的にR3に達する。このエンジン回転数R3は上限回転数Rlimよりも低い。   Even after the decrease in the engine speed R, the rotation assist of the engine 10 by supplying electric power from the electric turning motor 30 to the assist motor 12 is continuously performed. It rises from R2 and finally reaches R3. The engine speed R3 is lower than the upper limit speed Rlim.

その後、過剰要求出力ΔWがW2から低下し始めると、すなわちアシスト要求出力Waが低下し始めると、助勢回転数Raも低下し始める。このときは制御モードが回転数降下モードであり、目標回転数Reは低回転数Rlに保持されているので、すなわち燃料噴射のみにより得られるエンジン回転数ReがRlに安定する状態であるので、アシスト要求出力Wa相当の助勢回転数Raが低下することに伴って、エンジン回転数R(R=Ra+Re)も低下し始める。そして、過剰要求出力ΔWが基準過剰要求出力Wscまで低下したとき、エンジン回転数RはR1まで低下し、これによってアシスト要求出力ΔWとエンジン回転数Rの状態は「ΔW≦Wsc,R<Rlim」の状態に戻る。これに伴い、制御切替手段117は制御モードを回転数降下モードから通常モードに戻す。つまり、助勢回転数Raが低下する分だけ、燃料噴射量によるエンジン回転数Reが上昇し、この結果、エンジン回転数R(R=Ra+Re)は、図6(b)に折線202(実線)で示すようにR1(R1>Rc)に安定する。   Thereafter, when the excess required output ΔW starts to decrease from W2, that is, when the assist required output Wa starts to decrease, the assisting rotational speed Ra also starts to decrease. At this time, the control mode is the rotational speed reduction mode, and the target rotational speed Re is held at the low rotational speed Rl, that is, the engine rotational speed Re obtained only by fuel injection is stable at Rl. As the assist rotational speed Ra corresponding to the assist request output Wa decreases, the engine rotational speed R (R = Ra + Re) also starts to decrease. When the excessive required output ΔW decreases to the reference excessive required output Wsc, the engine speed R decreases to R1, thereby the states of the assist required output ΔW and the engine speed R are “ΔW ≦ Wsc, R <Rlim”. Return to the state. Along with this, the control switching means 117 returns the control mode from the rotation speed reduction mode to the normal mode. That is, the engine speed Re according to the fuel injection amount increases as the assisting speed Ra decreases. As a result, the engine speed R (R = Ra + Re) is represented by a broken line 202 (solid line) in FIG. 6B. As shown, it is stable at R1 (R1> Rc).

なお、「ΔW≦Wsc」(ΔW<0以下も含む)となりやすい状態は、フロント作業装置6が作業を行っている状態、すなわち、メインポンプ11aからブームシリンダ7a、アームシリンダ8a、バケットシリンダ9aのいずれか、または全てに圧油が供給されている状態で、電動旋回モータ30により回生制動が行われる場合である。また、推定出力Wpと最低出力Wminとの合計出力Wtが、アシスト要求出力Waよりも大きい場合に、制御モードは通常モードとなる。逆に「ΔW≧Wsc」となりやすい状態は、フロント作業装置6が作業を行っていない状態で電動旋回モータ30により回生制動が行われる場合である。この場合、エンジン10に要求される出力は最低出力Wmin、すなわちエンジン10に掛かる最小負荷に抗してエンジン10を動作させる最低出力であるため、アシストモータ12にエンジン10の回転を助勢させる出力を生じさせにくい。   It should be noted that the state where “ΔW ≦ Wsc” (including ΔW <0 or less) is likely to be a state in which the front working device 6 is working, that is, from the main pump 11a to the boom cylinder 7a, arm cylinder 8a, bucket cylinder 9a. This is a case where regenerative braking is performed by the electric swing motor 30 in a state where pressure oil is supplied to any or all of them. Further, when the total output Wt of the estimated output Wp and the minimum output Wmin is larger than the assist request output Wa, the control mode is the normal mode. Conversely, the state where “ΔW ≧ Wsc” tends to be satisfied is a case where regenerative braking is performed by the electric swing motor 30 in a state where the front working device 6 is not working. In this case, since the output required for the engine 10 is the minimum output Wmin, that is, the minimum output for operating the engine 10 against the minimum load applied to the engine 10, an output for assisting the rotation of the engine 10 by the assist motor 12 is provided. Hard to generate.

第1実施形態に係る駆動制御装置100によれば次の効果を得られる。   According to the drive control apparatus 100 according to the first embodiment, the following effects can be obtained.

第1実施形態に係る駆動制御装置100において、制御モードとして回転数降下モードが選択される条件は、過剰要求出力WΔが基準過剰要求出力Wscよりも大きく、かつ、エンジン回転数センサ131により検出されたエンジン回転数Rが基準回転数Rc以上であることに設定されており、その基準回転数Rcは油圧ショベル1の作業に必要とされる最低のエンジン回転数として予め設定されており、エンジン用回転数制御手段114の回転数降下指令手段114bは、エンジン10の燃料噴射量を、基準回転数Rcよりも低い所定の低回転数Rlを目標回転数として燃料噴射量制御装置130に指令し、これによってエンジン回転数は低回転数Rlにステップ的に減少する。これらにより、アシストモータ12とは別の電動旋回モータ30により生成された電力のうちバッテリ13に対し過剰な電力を、アシストモータ12に消費させてエンジン10の回転の助勢を行う場合に、エンジン回転数が過剰になることを防止することができる。この結果、物理的な限界に迫る、または超える過度な負荷をエンジン10に掛けてしまうことを防止することができる。   In the drive control apparatus 100 according to the first embodiment, the condition for selecting the rotation speed reduction mode as the control mode is that the excessive required output WΔ is larger than the reference excessive required output Wsc and is detected by the engine speed sensor 131. The engine speed R is set to be equal to or higher than the reference speed Rc, and the reference speed Rc is set in advance as the minimum engine speed required for the work of the hydraulic excavator 1. The rotation speed decrease command means 114b of the rotation speed control means 114 instructs the fuel injection amount control device 130 to set the fuel injection amount of the engine 10 with a predetermined low rotation speed Rl lower than the reference rotation speed Rc as a target rotation speed. As a result, the engine speed decreases stepwise to the low speed Rl. As a result, when the assist motor 12 assists the rotation of the engine 10 by consuming excessive power to the battery 13 out of the power generated by the electric turning motor 30 different from the assist motor 12, the engine rotation It is possible to prevent the number from becoming excessive. As a result, it is possible to prevent the engine 10 from being subjected to an excessive load that approaches or exceeds the physical limit.

なお、前述した第1実施形態に係る駆動制御装置100は、蓄電装置としてバッテリ13を備えていたが、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、バッテリ13の替わりにキャパシタであってもよいし、バッテリとキャパシタの両方であってもよい。   Although the drive control device 100 according to the first embodiment described above includes the battery 13 as the power storage device, the power storage device in the present invention is not limited to the battery, and is a capacitor instead of the battery 13. It may be both a battery and a capacitor.

[第2実施形態]
本発明の第2実施形態に係る作業機械の駆動制御装置について図7を用いて説明する。
[Second Embodiment]
A drive control device for a work machine according to a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.

第2実施形態に係る駆動制御装置においては、エンジン用回転数指令手段114が、第1実施形態における通常指令手段114aおよび回転数降下指令手段114bのうち通常指令手段114aとしての機能のみを備え、回転数降下指令手段114bの替わりに燃料噴射量制御装置130が少噴射量処理手段130aを備えている。この少噴射量処理手段130aは、制御切替手段117により制御モードが回転数降下モードに切り替えられた場合に、エンジン10の燃料噴射装置に所定の少噴射量で燃料を噴射させるものである。所定の少噴射量は、燃料噴射量制御装置130が低回転数Rlと同等のエンジン用目標回転数Reを指令されたときにエンジン10の燃料噴射装置により噴射される燃料噴射量に設定されている。つまり、第2実施形態に係る駆動制御装置100では、通常モードにおいてエンジン回転数を制御する通常手段は、エンジン用回転数指令手段114と燃料噴射量制御装置130とから構成されている。回転数降下モードにおいてエンジン回転数を制御する回転数降下手段は、燃料噴射量制御装置130の少噴射量処理手段130aからなる。   In the drive control apparatus according to the second embodiment, the engine speed command means 114 has only the function as the normal command means 114a of the normal command means 114a and the rotation speed decrease command means 114b in the first embodiment, The fuel injection amount control device 130 is provided with a small injection amount processing means 130a instead of the rotation speed lowering instruction means 114b. The small injection amount processing means 130a is for causing the fuel injection device of the engine 10 to inject fuel with a predetermined small injection amount when the control mode is switched to the rotation speed reduction mode by the control switching means 117. The predetermined small injection amount is set to a fuel injection amount that is injected by the fuel injection device of the engine 10 when the fuel injection amount control device 130 is instructed by the engine target rotation speed Re equivalent to the low rotation speed Rl. Yes. That is, in the drive control device 100 according to the second embodiment, the normal means for controlling the engine speed in the normal mode is configured by the engine speed command means 114 and the fuel injection amount control device 130. The engine speed reduction means for controlling the engine speed in the engine speed reduction mode includes a small injection amount processing means 130 a of the fuel injection amount control device 130.

第2実施形態に係る駆動制御装置によれば、制御モードとして回転数降下モードが選択される条件は、過剰要求出力WΔが基準過剰要求出力Wscよりも大きく、かつ、エンジン回転数センサ131により検出されたエンジン回転数Rが基準回転数Rc以上であることに設定されており、その基準回転数Rcは油圧ショベル1の作業に必要とされる最低のエンジン回転数として予め設定されており、燃料噴射量制御装置130の少量噴射処理手段130aは、燃料噴射量を低回転数Rl相当に減少させて、エンジン回転数を低回転数Rlまでステップ的に減少させる。これらにより、アシストモータ12とは別の電動旋回モータ30により生成された電力のうちバッテリ13に対し過剰な電力を、アシストモータ12に消費させてエンジン10の回転の助勢を行う場合に、エンジン回転数が過剰になることを防止することができる。この結果、物理的な限界に迫る、または超える過度な負荷をエンジン10に掛けてしまうことを防止することができる。   According to the drive control apparatus according to the second embodiment, the condition for selecting the rotation speed decrease mode as the control mode is that the excessive required output WΔ is larger than the reference excessive required output Wsc and is detected by the engine speed sensor 131. The engine speed R is set to be equal to or higher than the reference engine speed Rc, and the reference engine speed Rc is set in advance as the lowest engine speed required for the work of the hydraulic excavator 1. The small amount injection processing means 130a of the injection amount control device 130 reduces the fuel injection amount corresponding to the low rotational speed Rl and decreases the engine rotational speed step by step to the low rotational speed Rl. As a result, when the assist motor 12 assists the rotation of the engine 10 by consuming excessive power to the battery 13 out of the power generated by the electric turning motor 30 different from the assist motor 12, the engine rotation It is possible to prevent the number from becoming excessive. As a result, it is possible to prevent the engine 10 from being subjected to an excessive load that approaches or exceeds the physical limit.

特に、第2実施形態に係る駆動制御装置によれば、エンジン用回転数指令手段114から燃料噴射量制御装置130に低回転数Rlをエンジン用目標回転数Reとして指令する処理を省くことができ、これによって、エンジン回転数RのR1からR2への降下を第1実施形態よりも迅速に実現できる。つまり、エンジン10の過回転を第1実施形態よりも迅速に回避することができる。   In particular, according to the drive control apparatus according to the second embodiment, it is possible to omit the process of instructing the fuel injection amount control device 130 from the engine speed command means 114 to the fuel injection amount control device 130 as the engine target speed Re. As a result, the engine speed R can be lowered from R1 to R2 more rapidly than in the first embodiment. That is, overspeeding of the engine 10 can be avoided more quickly than in the first embodiment.

1 油圧ショベル(作業機械)
3 旋回体(可動部)
7a ブームシリンダ(油圧アクチュエータ)
8a アームシリンダ(油圧アクチュエータ)
9a バケットシリンダ(油圧アクチュエータ)
10 エンジン
11a メインポンプ
12 アシストモータ(第1電動発電機)
20 左走行モータ(油圧アクチュエータ)
21 右走行モータ(油圧アクチュエータ)
30 電動旋回モータ(第2電動発電機)
13 バッテリ(蓄電装置)
100 駆動制御装置
110 車体コントローラ
111 旋回モータ制御手段
112 ポンプ出力推定手段
113 目標回転数算出手段
114 エンジン用回転数指令手段(エンジン制御手段)
114a 通常指令手段(通常手段)
114b 回転数降下指令手段(回転数降下手段)
115 アシストモータ制御手段(アシスト制御手段)
115a 通常制御手段
115b アシスト中止制御手段
116 アシスト要求生成手段
117 制御切替手段
117a 判定テーブル
130 燃料噴射量制御装置(エンジン制御手段、通所手段、回転数降下手段)
130a 少噴射処理手段(回転数降下手段)
131 エンジン回転数センサ(エンジン回転数検出手段)
140 上限回転数入力装置(上限回転数指令手段)
1 Excavator (work machine)
3 Revolving body (movable part)
7a Boom cylinder (hydraulic actuator)
8a Arm cylinder (hydraulic actuator)
9a Bucket cylinder (hydraulic actuator)
10 Engine 11a Main pump 12 Assist motor (first motor generator)
20 Left travel motor (hydraulic actuator)
21 Right travel motor (hydraulic actuator)
30 Electric swing motor (second motor generator)
13 Battery (power storage device)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 100 Drive control apparatus 110 Car body controller 111 Turning motor control means 112 Pump output estimation means 113 Target rotation speed calculation means 114 Engine rotation speed command means (engine control means)
114a Normal command means (normal means)
114b Speed reduction command means (speed reduction means)
115 Assist motor control means (assist control means)
115a Normal control means 115b Assist stop control means 116 Assist request generation means 117 Control switching means 117a Determination table 130 Fuel injection amount control device (engine control means, passage means, rotation speed reduction means)
130a Small injection amount processing means (rotational speed lowering means)
131 engine speed sensor (engine speed detection means)
140 Upper limit rotational speed input device (upper limit rotational speed command means)

Claims (5)

内燃機関からなるエンジンと、このエンジンにより駆動される油圧ポンプと、この油圧ポンプから吐出される圧油を供給されて駆動する油圧アクチュエータと、前記エンジンに伝動可能に結合した第1電動発電機と、作業機械の所定の可動部の駆動、およびその可動に対して回生制動を行う第2電動発電機と、前記第1電動発電機により生成される電力、および、前記第2電動発電機により生成される電力を蓄える蓄電装置と、前記第2電動発電機により生成される電力のうち前記蓄電装置に対し過剰な電力を、前記第1電動発電機に供給して前記エンジンの回転の助勢で消費させるアシスト制御手段とを備えた作業機械の駆動制御装置において、
前記エンジンの定格回転数を前記エンジンの上限回転数として指令する上限回転数指令手段と、
単位時間当たりのエンジン回転数を検出するエンジン回転数検出手段と、
前記油圧ポンプの推定出力を算出するポンプ出力推定手段と、
前記第2電動発電機により生成された電力のうち前記蓄電装置に対し過剰な電力をアシスト要求出力として算出するアシスト要求生成手段と、
前記推定出力に基づき前記エンジンの目標回転数を算出する目標回転数算出手段と、
前記目標回転数に基づき前記エンジンの燃料噴射量を制御するエンジン制御手段と、
前記アシスト要求出力から前記推定出力を減算して得られる過剰要求出力、および、前記エンジン回転数検出手段によるエンジン回転数の検出値に基づき、前記エンジンと前記第1電動発電機を制御するための制御モードを切り替える制御切替手段とを備え、
前記制御切替手段は、
前記過剰要求出力が所定の基準過剰要求出力以下で、かつ、前記エンジン回転数検出手段により検出されたエンジン回転数が前記上限回転数よりも低い場合に、制御モードとして通常モードを選択し、
前記過剰要求出力が前記基準過剰要求出力よりも大きく、かつ、前記エンジン回転数検出手段により検出されたエンジン回転数が、作業機械の作業に必要とされる最低のエンジン回転数として予め設定された基準回転数以上の場合に、制御モードとして回転数降下モードを選択し、
前記エンジン制御手段は、
前記通常モードにおいて前記エンジン回転数を制御する通常手段と、前記回転数降下モードにおいて前記エンジン回転数を制御する回転数降下手段とを備え、
前記通常手段は、前記アシスト要求出力に基づき前記第1電動発電機により前記エンジンが助勢されて得られる助勢回転数を、前記目標回転数から減算することでエンジン用目標回転数を得て、このエンジン用目標回転数に基づき燃料噴射量を制御するものであり、
前記回転数降下手段は、前記エンジンの燃料噴射量を、前記基準回転数よりも低い所定の低回転数相当の燃料噴射量にステップ的に減少させる
ことを特徴とする作業機械の駆動制御装置。
An engine comprising an internal combustion engine; a hydraulic pump driven by the engine; a hydraulic actuator driven by pressure oil discharged from the hydraulic pump; and a first motor generator coupled to the engine to be able to transmit A second motor / generator that drives a predetermined movable part of the work machine and performs regenerative braking on the movable part, power generated by the first motor / generator, and generated by the second motor / generator Of the electric power generated by the second motor / generator and the electric power generated by the second motor / generator is supplied to the first motor / generator with the assistance of the rotation of the engine. A drive control device for a work machine comprising assist control means for causing
Upper limit rotational speed command means for commanding the rated rotational speed of the engine as the upper limit rotational speed of the engine;
An engine speed detecting means for detecting the engine speed per unit time;
Pump output estimating means for calculating an estimated output of the hydraulic pump;
Assist request generation means for calculating excess power as an assist request output for the power storage device among the power generated by the second motor generator;
Target engine speed calculating means for calculating a target engine speed of the engine based on the estimated output;
Engine control means for controlling the fuel injection amount of the engine based on the target rotational speed;
For controlling the engine and the first motor-generator based on an excessive request output obtained by subtracting the estimated output from the assist request output and a detected value of the engine speed by the engine speed detection means. Control switching means for switching the control mode,
The control switching means is
When the excessive required output is equal to or lower than a predetermined reference excessive required output and the engine speed detected by the engine speed detecting means is lower than the upper limit speed, the normal mode is selected as the control mode,
The excessive required output is larger than the reference excessive required output, and the engine rotational speed detected by the engine rotational speed detecting means is preset as the minimum engine rotational speed required for work of a work machine. When the speed exceeds the reference speed, select the speed drop mode as the control mode,
The engine control means,
A normal means for controlling the engine speed in the normal mode; and a speed drop means for controlling the engine speed in the speed drop mode;
The normal means obtains a target engine speed by subtracting from the target engine speed an assist engine speed obtained by assisting the engine by the first motor generator based on the assist request output. The fuel injection amount is controlled based on the target engine speed,
The drive speed control device for a work machine, wherein the rotational speed lowering unit reduces the fuel injection amount of the engine stepwise to a fuel injection amount corresponding to a predetermined low rotational speed lower than the reference rotational speed.
請求項1に記載の作業機械の駆動制御装置において、
前記エンジン制御手段は、前記エンジンの燃料噴射量を制御する燃料噴射量制御装置と、前記エンジン用目標回転数を前記燃料噴射量制御装置に指令するエンジン用回転数指令手段とを備え、
前記エンジン用回転数指令手段は、前記燃料噴射量制御装置とともに前記通常手段を構成する通常指令手段と、前記燃料噴射量制御装置とともに前記回転数降下手段を構成する回転数降下指令手段とを備え、
前記通常指令手段は、前記助勢回転数を前記目標回転数から減算して得られるエンジン用目標回転数を前記燃料噴射量制御装置に指令するものであり、
前記回転数降下指令手段は、前記低回転数をエンジン用目標回転数として前記燃料噴射量制御装置に指令するものである
ことを特徴とする作業機械の駆動制御装置。
The drive control device for a work machine according to claim 1,
The engine control means includes a fuel injection amount control device that controls a fuel injection amount of the engine, and an engine rotation speed command means that commands the engine target rotation speed to the fuel injection amount control device,
Rotational speed command means for said engine comprises a normal command means constituting the normal means together with the fuel injection amount control device, and a rotational speed drop command means constituting the rotational speed drop unit together with the fuel injection amount control device ,
The normal command means commands the target injection speed for the engine obtained by subtracting the assist rotational speed from the target rotational speed to the fuel injection amount control device,
The drive speed control device for a work machine, wherein the rotation speed drop command means commands the fuel injection amount control device to use the low rotation speed as a target engine rotation speed.
請求項1に記載の作業機械の駆動制御装置において、
前記エンジン制御手段は、前記エンジンの燃料噴射量を制御する燃料噴射量制御装置と、前記エンジン用目標回転数を前記燃料噴射量制御装置に指令するエンジン用回転数指令手段とを備え、
前記エンジン用回転数指令手段は、前記燃料噴射量制御装置とともに前記通常手段を構成するものであり、
前記燃料噴射量制御装置は、前記回転数降下手段としての少噴射処理手段を備え、
この少噴射処理手段は、前記エンジンの燃料噴射量を前記低回転数相当量に制御するものである
ことを特徴とする作業機械の駆動制御装置。
The drive control device for a work machine according to claim 1,
The engine control means includes a fuel injection amount control device that controls a fuel injection amount of the engine, and an engine rotation speed command means that commands the engine target rotation speed to the fuel injection amount control device,
The engine speed command means constitutes the normal means together with the fuel injection amount control device,
The fuel injection amount control device includes a small injection quantity processing means as poor stage later said rotation speed,
The small injection amount processing means controls the fuel injection amount of the engine to the amount corresponding to the low rotational speed.
請求項1〜請求項3のいずれか1項に記載の作業機械の駆動制御装置において、
前記制御切替手段は、制御モードを前記通常モードから前記回転数降下モードに移行させた後に、前記過剰要求出力が所定の基準過剰要求出力以下になり、かつ、前記エンジン回転数検出手段により検出されたエンジン回転数が前記上限回転数よりも低くなった場合に、制御モードを通常モードに戻す
ことを特徴とする作業機械の駆動制御装置。
In the drive control apparatus of the working machine of any one of Claims 1-3,
The control switching means detects the engine speed detection means when the excess demand output is equal to or lower than a predetermined reference excess demand output after the control mode is shifted from the normal mode to the speed reduction mode. A drive control device for a work machine, wherein the control mode is returned to the normal mode when the engine speed is lower than the upper limit speed.
請求項1〜請求項4のいずれか1項に記載の作業機械の駆動制御装置において、
前記アシスト制御手段は、前記アシスト要求出力が所定の基準要求出力よりも高いか否かの判定を行い、この判定の結果が真である場合に、前記アシスト要求出力から前記基準要求出力を減算することで前記アシスト要求出力を補正する
ことを特徴とする作業機械の駆動制御装置。
In the drive control apparatus of the working machine of any one of Claims 1-4,
The Assist control unit performs determination the assistance request output is whether higher than a predetermined reference required output, if the result of this determination is true, the reference request outputted from the assist request output A drive control device for a work machine, wherein the assist request output is corrected by subtraction.
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