JP5638471B2 - Control device for hybrid construction machine - Google Patents

Control device for hybrid construction machine Download PDF

Info

Publication number
JP5638471B2
JP5638471B2 JP2011131521A JP2011131521A JP5638471B2 JP 5638471 B2 JP5638471 B2 JP 5638471B2 JP 2011131521 A JP2011131521 A JP 2011131521A JP 2011131521 A JP2011131521 A JP 2011131521A JP 5638471 B2 JP5638471 B2 JP 5638471B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
speed
turning
flow rate
correction
hydraulic
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
JP2011131521A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2013002478A (en
Inventor
宇田川 勉
勉 宇田川
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hitachi Construction Machinery Co Ltd
Original Assignee
Hitachi Construction Machinery Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hitachi Construction Machinery Co Ltd filed Critical Hitachi Construction Machinery Co Ltd
Priority to JP2011131521A priority Critical patent/JP5638471B2/en
Publication of JP2013002478A publication Critical patent/JP2013002478A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP5638471B2 publication Critical patent/JP5638471B2/en
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Landscapes

  • Operation Control Of Excavators (AREA)
  • Fluid-Pressure Circuits (AREA)

Description

本発明は、ハイブリッド式建設機械の制御装置に関する。   The present invention relates to a control device for a hybrid construction machine.

上部旋回体を駆動する電動アクチュエータとしての発電電動機と、上部旋回体に装設した多関節形の作業機を駆動する油圧アクチュエータ等とを備えたハイブリッド式建設機械において、油圧アクチュエータと電動アクチュエータとを複合的に作動させて、作業機によって土砂を掘削した後、作業機を上昇させながら上部旋回体を旋回させて、土砂をダンプトラックの荷台に放土するホイスト旋回作業が行われる。このホイスト旋回作業の際に、両アクチュエータのスピードをマッチングさせる制御を行うことで、オペレータに操作感覚上の違和感を与えることなく、操作性を向上させたものがある(例えば、特許文献1参照)。   In a hybrid construction machine including a generator motor as an electric actuator for driving an upper swing body and a hydraulic actuator for driving an articulated work machine installed on the upper swing body, a hydraulic actuator and an electric actuator are provided. After excavating the earth and sand with the work machine, the hoist turning work is performed in which the upper turning body is turned while raising the work machine to release the earth and sand to the loading platform of the dump truck. In this hoist turning work, there is one that improves operability without giving the operator a sense of incongruity by performing control for matching the speeds of both actuators (see, for example, Patent Document 1). .

国際公開第WO2007/052538号International Publication No. WO2007 / 052538

上述の従来技術においては、油圧アクチュエータと電動アクチュエータとが複合して作動されているか否かを判定する判定手段と、電動アクチュエータのトルク又は作動速度に制限を加える制御手段とを備え、判定手段が例えばホイスト旋回作業のように、油圧アクチュエータと電動アクチュエータとが複合して作動していると判定した場合には、電動アクチュエータである発電電動機のトルク又は作動速度を制限することで、上部旋回体の旋回と作業機のブームのスピードのマッチングを良好に制御している。換言すると、上述の従来技術は、操作性を向上させるために、複合動作に応じた適切な出力配分ができるハイブリッド式建設機械の制御装置が開示されている。この従来技術における出力配分は、ある優先度の高い複合動作(本例ではホイスト旋回作業)に対して調整されている。しかしながら、ハイブリッド式建設機械においては、上述したホイスト旋回作業以外の作業も要求されている。   In the above-described prior art, the determination unit includes a determination unit that determines whether or not the hydraulic actuator and the electric actuator are operated in combination, and a control unit that limits the torque or the operation speed of the electric actuator. For example, when it is determined that the hydraulic actuator and the electric actuator are operating in combination, such as in a hoist turning operation, the torque or operating speed of the generator motor that is the electric actuator is limited to Good matching between turning and boom speed of work equipment. In other words, the above-described prior art discloses a control device for a hybrid construction machine capable of appropriately distributing output according to a combined operation in order to improve operability. The output distribution in this prior art is adjusted for a composite operation with a high priority (in this example, a hoist turning operation). However, in the hybrid construction machine, work other than the hoist turning work described above is also required.

例えば、土砂の均しや整地作業の場合には、土砂を移動するための旋回体の旋回及び作業機の動作が実行されるが、作業機のバケットを高く上げる動作は少なく、作業機の微操作性が要求される。旋回動作には上述の土砂積み込みと同等の動作特性が要求されるので、上述した両者のアクチュエータの速度バランスでは、良好な操作性を得にくいという問題がある。   For example, in the case of earth and sand leveling and leveling work, turning of the revolving body and movement of the work machine are performed to move the earth and sand, but there is little movement to raise the bucket of the work machine, Usability is required. Since the turning operation requires the same operating characteristics as the above-described sediment loading, there is a problem that it is difficult to obtain good operability in the speed balance between the two actuators described above.

さらに、例えば、都市部などでの狭小な場所で比較的深く掘削する場合には、旋回動作はゆっくりで良いが、作業機を機敏に動作させて掘削速度を速くする機敏な操作性が要求される。このような場合にも、上述した両者のアクチュエータの速度バランスでは、良好な操作性を得にくい。この結果、オペレータの労力が増大し、生産性が低下するという問題がある。   Furthermore, for example, when excavating relatively deeply in a narrow place in an urban area or the like, the turning operation may be slow, but agile operability is required to increase the excavation speed by operating the work machine quickly. The Even in such a case, it is difficult to obtain good operability by the speed balance between the two actuators described above. As a result, there is a problem that the labor of the operator is increased and the productivity is lowered.

本発明は、上述の事柄に基づいてなされたもので、その目的は、ハイブリッド式建設機械のあらゆる作業に応じて生じる電動アクチュエータと油圧アクチュエータとの複合動作時において、電動アクチュエータの出力と油圧アクチュエータの出力とを適切に配分できるハイブリッド式建設機械の制御装置を提供することにある。   The present invention has been made based on the above-described matters, and its purpose is to provide an output of an electric actuator and an output of the hydraulic actuator in a combined operation of the electric actuator and the hydraulic actuator that occur in accordance with every operation of the hybrid construction machine. It is an object of the present invention to provide a control device for a hybrid construction machine that can appropriately distribute output.

上記の目的を達成するために、第1の発明は、油圧ポンプと、前記油圧ポンプにより駆動される複数の油圧アクチュエータと、前記油圧ポンプの吐出流量を制御する可変容量機構と、前記各油圧アクチュエータの駆動を指令する複数の作業機操作装置と、旋回体と、前記旋回体駆動用の電動モータと、前記電動モータに接続された蓄電デバイスと、前記電動モータ駆動用のインバータと、前記旋回体の駆動を指令する旋回操作装置とを備えたハイブリッド式建設機械の制御装置において、前記作業機操作装置からの指令に基づき前記油圧ポンプ吐出流量を算出するポンプ流量演算手段と、前記旋回操作装置からの指令に基づき前記旋回体の旋回速度を算出する旋回速度演算手段と、前記各油圧アクチュエータの動作速度と前記旋回体の旋回速度との速度バランスを設定する速度設定器と、前記速度設定器からの信号を基に前記油圧ポンプ吐出流量の補正量を算出するポンプ流量補正手段と、前記速度設定器からの信号を基に前記旋回速度の補正量を算出する旋回速度補正手段とを備え、前記可変容量器機構には、前記ポンプ流量演算手段で算出された前記油圧ポンプ吐出流量に前記ポンプ流量補正手段で算出された補正量が演算された指令信号が出力され、前記インバータには、前記旋回速度演算手段で算出された前記旋回体の旋回速度に前記旋回速度補正手段で算出された補正量が演算された指令信号が出力され、前記速度設定器は、中立位置から正方向及び負方向にそれぞれ回動可能であり、前記ポンプ流量補正手段は、前記速度設定器の正方向側及び中立位置の信号を取込んだときには、定数1の補正値を算出し、前記速度設定器の負方向側の信号を取込んだときには、定数1未満の補正値を算出し、前記旋回速度補正手段は、前記速度設定器の負方向側及び中立位置の信号を取込んだときには、定数1の補正値を算出し、前記速度設定器の正方向側の信号を取込んだときには、定数1未満の補正値を算出するものとする。 In order to achieve the above object, the first invention provides a hydraulic pump, a plurality of hydraulic actuators driven by the hydraulic pump, a variable displacement mechanism for controlling a discharge flow rate of the hydraulic pump, and each of the hydraulic actuators A plurality of work machine operating devices that command the driving of the rotating body, a revolving body, the electric motor for driving the revolving body, an electric storage device connected to the electric motor, the inverter for driving the electric motor, and the revolving body In a control device for a hybrid construction machine having a turning operation device for instructing driving of the pump, a pump flow rate calculating means for calculating the hydraulic pump discharge flow rate based on a command from the work implement operating device, and a turning operation device A turning speed calculating means for calculating a turning speed of the turning body based on the command of the above, an operating speed of each hydraulic actuator and a turning speed of the turning body A speed setter for setting a speed balance with the pump, a pump flow rate correcting means for calculating a correction amount of the hydraulic pump discharge flow rate based on a signal from the speed setter, and a signal from the speed setter. A swing speed correction unit that calculates a correction amount of the swing speed, and the variable capacity mechanism has a correction amount calculated by the pump flow rate correction unit to the hydraulic pump discharge flow rate calculated by the pump flow rate calculation unit. Is output, and the inverter outputs a command signal obtained by calculating the correction amount calculated by the turning speed correcting means to the turning speed of the turning body calculated by the turning speed calculating means. is, the speed setting unit, respectively from the neutral position in the positive and negative directions is rotatable, the pump flow rate correction means, ipecac a signal in the positive direction side and the neutral position of the speed setter Sometimes, a correction value of constant 1 is calculated, and when a signal on the negative direction side of the speed setter is captured, a correction value less than constant 1 is calculated, and the turning speed correction means is a negative value of the speed setter. When the direction and neutral position signals are captured, a correction value of constant 1 is calculated, and when the positive direction signal of the speed setting device is captured, a correction value less than constant 1 is calculated. .

また、第2の発明は、第1の発明において、前記速度設定器は、前記複数の作業機操作装置のいずれかに設けられていることを特徴とする。 According to a second aspect, in the first aspect, the speed setting device is provided in any one of the plurality of work implement operating devices .

本発明によれば、ハイブリッド式建設機械の電動アクチュエータと油圧アクチュエータ都の複合動作を伴うあらゆる作業に応じて、電動アクチュエータ系や油圧アクチュエータ系の速度特性を調整することができるので、複合動作での作業に見合った各アクチュエータの動作が容易に実現できる。この結果、オペレータの操作性が向上すると共に、オペレータの労力が低減し、生産性を高めることができる。   According to the present invention, the speed characteristics of the electric actuator system and the hydraulic actuator system can be adjusted according to any work involving the combined operation of the electric actuator and the hydraulic actuator of the hybrid construction machine. The operation of each actuator corresponding to the work can be easily realized. As a result, the operability of the operator is improved, the labor of the operator is reduced, and the productivity can be increased.

本発明のハイブリッド式建設機械の制御装置の一実施の形態を備えた油圧ショベルを示す側面図である。It is a side view showing a hydraulic excavator provided with one embodiment of a control device of a hybrid construction machine of the present invention. 本発明のハイブリッド式建設機械の制御装置の一実施の形態を備えた油圧ショベルの駆動制御システムの概略図である。It is the schematic of the drive control system of the hydraulic shovel provided with one Embodiment of the control apparatus of the hybrid type construction machine of this invention. 本発明のハイブリッド式建設機械の制御装置の一実施の形態を示す制御ブロック図である。It is a control block diagram which shows one Embodiment of the control apparatus of the hybrid type construction machine of this invention. 本発明のハイブリッド式建設機械の制御装置の一実施の形態を構成するコントローラ内のブーム用設定関数の一例を示す特性図である。It is a characteristic view which shows an example of the setting function for booms in the controller which comprises one Embodiment of the control apparatus of the hybrid type construction machine of this invention. 本発明のハイブリッド式建設機械の制御装置の一実施の形態を構成するコントローラ内の旋回用設定関数の一例を示す特性図である。It is a characteristic view which shows an example of the setting function for turning in the controller which comprises one Embodiment of the control apparatus of the hybrid type construction machine of this invention. 本発明のハイブリッド式建設機械の制御装置の一実施の形態を構成するコントローラ内の油圧系速度補正用設定関数の一例を示す特性図である。It is a characteristic view which shows an example of the setting function for hydraulic system speed correction | amendment in the controller which comprises one Embodiment of the control apparatus of the hybrid type construction machine of this invention. 本発明のハイブリッド式建設機械の制御装置の一実施の形態を構成するコントローラ内の電気系速度補正用設定関数の一例を示す特性図である。It is a characteristic view which shows an example of the setting function for electric system speed correction | amendment in the controller which comprises one Embodiment of the control apparatus of the hybrid type construction machine of this invention. 本発明のハイブリッド式建設機械の制御装置の一実施の形態を備えた油圧ショベルのホイスト旋回作業における旋回変位量とブーム変位量との時系列特性の一例を示す特性図である。It is a characteristic view which shows an example of the time-sequential characteristic of the turning displacement amount and boom displacement amount in the hoist turning operation | work of the hydraulic shovel provided with one Embodiment of the control apparatus of the hybrid type construction machine of this invention. 本発明のハイブリッド式建設機械の制御装置の一実施の形態を備えた油圧ショベルのホイスト旋回作業時の速度設定器目盛に対する旋回変位量とブーム変位量とを示す特性図である。It is a characteristic view which shows the amount of turning displacement and the amount of boom displacement with respect to the speed setter scale at the time of the hoist turning operation | work of the hydraulic shovel provided with one Embodiment of the control apparatus of the hybrid type construction machine of this invention. 本発明のハイブリッド式建設機械の制御装置の一実施の形態を備えた油圧ショベルのホイスト旋回作業における旋回変位量とブーム変位量との時系列特性の他の例を示す特性図である。It is a characteristic view which shows the other example of the time series characteristic of the turning displacement amount and boom displacement amount in the hoist turning operation | work of the hydraulic shovel provided with one Embodiment of the control apparatus of the hybrid type construction machine of this invention. 本発明のハイブリッド式建設機械の制御装置の一実施の形態を備えた油圧ショベルのホイスト旋回作業における旋回変位量とブーム変位量との時系列特性の更に他の例を示す特性図である。It is a characteristic view which shows the further another example of the time-sequential characteristic of the turning displacement amount and boom displacement amount in the hoist turning operation | work of the hydraulic shovel provided with one Embodiment of the control apparatus of the hybrid type construction machine of this invention.

以下、本発明の建設機械の制御装置の実施の形態を図面を用いて説明する。
図1は本発明のハイブリッド式建設機械の制御装置の一実施の形態を備えた油圧ショベルを示す側面図、図2は本発明のハイブリッド式建設機械の制御装置の一実施の形態を備えた油圧ショベルの駆動制御システムの概略図である。
Embodiments of a construction machine control apparatus according to the present invention will be described below with reference to the drawings.
FIG. 1 is a side view showing a hydraulic excavator provided with an embodiment of a control device for a hybrid construction machine according to the present invention, and FIG. 2 shows a hydraulic pressure provided with an embodiment of a control device for a hybrid construction machine according to the present invention. It is the schematic of the drive control system of an shovel.

図1において、ハイブリッド式油圧ショベルは、走行体10と、走行体10上に旋回可能に設けた旋回体20及び多関節形の作業機30を備えている。   In FIG. 1, the hybrid excavator includes a traveling body 10, a revolving body 20 provided on the traveling body 10 so as to be able to swivel, and an articulated work machine 30.

走行体10は、一対のクローラ11a,11b及びクローラフレーム12a,12b(図1では片側のみを示す)、各クローラ11a,11bを独立して駆動制御する一対の走行用油圧モータ13、14及びその減速機構等で構成されている。   The traveling body 10 includes a pair of crawlers 11a and 11b and crawler frames 12a and 12b (only one side is shown in FIG. 1), a pair of traveling hydraulic motors 13 and 14 that independently drive and control the crawlers 11a and 11b, and It consists of a speed reduction mechanism.

旋回体20は、旋回フレーム21と、旋回フレーム21上に設けられた、原動機としてのエンジン22と、エンジン22により駆動されるアシスト発電モータ23と、旋回電動モータ25と、アシスト発電モータ23及び旋回電動モータ25に接続される電気二重層キャパシタ24と、旋回電動モータ25の回転を減速する減速機構26等から構成され、旋回電動モータ25の駆動力が減速機構26を介して伝達され、その駆動力により走行体10に対して旋回体20(旋回フレーム21)を旋回駆動させる。   The swing body 20 includes a swing frame 21, an engine 22 as a prime mover provided on the swing frame 21, an assist power generation motor 23 driven by the engine 22, a swing electric motor 25, an assist power generation motor 23, and a swing. The electric double layer capacitor 24 connected to the electric motor 25 and a speed reduction mechanism 26 that decelerates the rotation of the swing electric motor 25, etc. are transmitted, and the driving force of the swing electric motor 25 is transmitted through the speed reduction mechanism 26 and driven. The turning body 20 (the turning frame 21) is driven to turn with respect to the traveling body 10 by force.

また、旋回体20には多関節形の作業機30が装設されている。多関節形の作業機30は、旋回体20の前部に設けたブーム31と、ブーム31を駆動するためのブームシリンダ32と、ブーム31の先端部近傍に回転自在に軸支されたアーム33と、アーム33を駆動するためのアームシリンダ34と、アーム33の先端に回転可能に軸支されたバケット35と、バケット35を駆動するためのバケットシリンダ36等で構成されている。   The revolving unit 20 is provided with an articulated working machine 30. The articulated work machine 30 includes a boom 31 provided at the front portion of the revolving structure 20, a boom cylinder 32 for driving the boom 31, and an arm 33 that is rotatably supported near the tip of the boom 31. And an arm cylinder 34 for driving the arm 33, a bucket 35 rotatably supported at the tip of the arm 33, a bucket cylinder 36 for driving the bucket 35, and the like.

さらに、旋回体20の旋回フレーム21上には、上述した走行用油圧モータ13,14、ブームシリンダ32、アークシリンダ34、バケットシリンダ36等の油圧アクチュエータを駆動するための油圧システム40が搭載されている。油圧システム40は、油圧を発生する油圧源となる油圧ポンプ41及び各アクチュエータを駆動制御するためのコントロールバルブ42(図2)を含み、油圧ポンプ41は直列に接続されたエンジン22及びアシスト発電モータ23によって駆動される。   Further, a hydraulic system 40 for driving hydraulic actuators such as the traveling hydraulic motors 13 and 14, the boom cylinder 32, the arc cylinder 34, and the bucket cylinder 36 described above is mounted on the swing frame 21 of the swing body 20. Yes. The hydraulic system 40 includes a hydraulic pump 41 serving as a hydraulic source for generating hydraulic pressure and a control valve 42 (FIG. 2) for driving and controlling each actuator. The hydraulic pump 41 includes an engine 22 and an assist generator motor connected in series. 23.

また、旋回体の旋回フレーム21上の前側には、運転席27が設けられていて、運転席27には、後述する各操作レバー装置62,64,65,66と速度設定器70とが配設されている。   In addition, a driver's seat 27 is provided on the front side of the swing frame 21 of the swing body, and operating lever devices 62, 64, 65, 66 and a speed setting device 70, which will be described later, are arranged on the driver's seat 27. It is installed.

次に、油圧ショベルの電動・油圧機器のシステム構成について概略説明する。図2に示すように、油圧ポンプ41は可変容量機構として例えば斜板を有していて、この斜板を傾転角操作部50で操作して、その傾転角を調整することにより油圧ポンプ41の容量(押しのけ容積)を変化させ、圧油の吐出流量を制御している。傾転角操作部50への指令は後述するコントローラ80から出力される。   Next, the system configuration of the electric / hydraulic equipment of the hydraulic excavator will be outlined. As shown in FIG. 2, the hydraulic pump 41 has, for example, a swash plate as a variable displacement mechanism, and the swash plate is operated by a tilt angle operation unit 50 to adjust the tilt angle. The capacity (displacement volume) 41 is changed to control the discharge flow rate of the pressure oil. A command to the tilt angle operation unit 50 is output from a controller 80 described later.

コントロールバルブ42は、ブーム用スプール42A,アーム用スプール42B,及びバケット用スプール42C等を備え、ブーム操作レバー装置62,アーム操作レバー装置64,及びバケット操作レバー装置66等からの各操作指令(図示しない油圧パイロット信号)に応じて、ブームシリンダ32、アームシリンダ34、バケットシリンダ36及びその他の油圧アクチュエータに供給される圧油の流量と方向を制御する。また、ブーム操作レバー装置62,アーム操作レバー装置64,及びバケット操作レバー装置66等は、操作レバーの操作によるそれぞれの操作信号をコントローラ80に出力する。   The control valve 42 includes a boom spool 42A, an arm spool 42B, a bucket spool 42C, and the like, and each operation command (illustrated) from the boom operation lever device 62, the arm operation lever device 64, the bucket operation lever device 66, and the like. The flow rate and direction of the pressure oil supplied to the boom cylinder 32, the arm cylinder 34, the bucket cylinder 36, and other hydraulic actuators are controlled according to the hydraulic pilot signal). In addition, the boom operation lever device 62, the arm operation lever device 64, the bucket operation lever device 66, and the like output respective operation signals by operation of the operation lever to the controller 80.

電動システムは、アシスト発電モータ23、蓄電装置としてのキャパシタ24及び旋回電動モータ25と、旋回電動モータ25を駆動するためのインバータ52、アシスト発電モータ23を駆動するためのインバータ53等から構成されている。   The electric system includes an assist power generation motor 23, a capacitor 24 as a power storage device and a swing electric motor 25, an inverter 52 for driving the swing electric motor 25, an inverter 53 for driving the assist power generation motor 23, and the like. Yes.

キャパシタ24からの直流電力は図示しないチョッパ等によって所定の母線電圧に昇圧され、旋回電動モータ25を駆動するためのインバータ52、アシスト発電モータ23を駆動するためのインバータ53に入力される。旋回電動モータ25は、減速機構26を介して旋回体20を駆動する。アシスト発電モータ23及び旋回電動モータ25の駆動状態(力行しているか回生しているか)によって、キャパシタ24は充放電されることになる。   DC power from the capacitor 24 is boosted to a predetermined bus voltage by a chopper or the like (not shown), and is input to an inverter 52 for driving the swing electric motor 25 and an inverter 53 for driving the assist power generation motor 23. The turning electric motor 25 drives the turning body 20 via the speed reduction mechanism 26. The capacitor 24 is charged and discharged depending on the driving state (whether it is powering or regenerating) of the assist power generation motor 23 and the swing electric motor 25.

旋回電動モータ25を駆動するためのインバータ52とアシスト発電モータ23を駆動するためのインバータ53とは、図示しないインバータ制御コントローラを有していて、各インバータ制御コントローラは、コントローラ80からのトルク指令や発電またはアシスト指令を受け取り、指令に従って、インバータ52,53に対してPWM信号を出力し、インバータ52,53内の図示しないスイッチング素子を開閉させることにより、三相交流電流を生成し、旋回電動モータ25、アシスト発電モータ23を指令されたトルクで駆動する。   The inverter 52 for driving the swing electric motor 25 and the inverter 53 for driving the assist power generation motor 23 have an inverter control controller (not shown). A power generation or assist command is received, a PWM signal is output to the inverters 52 and 53 in accordance with the command, and a switching element (not shown) in the inverters 52 and 53 is opened and closed to generate a three-phase alternating current. 25. The assist generator motor 23 is driven with the commanded torque.

コントローラ80は、ブーム操作レバー装置62,アーム操作レバー装置64,バケット操作レバー装置66,及び旋回操作レバー装置65からの各操作信号を入力すると共に、油圧系のアクチュエータの動作速度と電気系のアクチュエータである旋回動作速度との速度バランスを設定する速度設定器70からの速度信号を入力し、これらの操作指令信号等(後述)を用いて、コントロールバルブ42、傾転角操作部50、インバータ52,53に対する制御指令を生成し、油圧系のアクチュエータの動作速度に応じた油圧ポンプ41の流量制御や、旋回体20を駆動する旋回電動モータ25の旋回制御を行う。この際、速度設定器70の指令に従がって、油圧アクチュエータの動作速度と電動アクチュエータの旋回動作速度との速度バランスを制御する。   The controller 80 inputs each operation signal from the boom operation lever device 62, the arm operation lever device 64, the bucket operation lever device 66, and the turning operation lever device 65, and the operation speed of the hydraulic actuator and the electric actuator. A speed signal from a speed setting device 70 for setting a speed balance with the turning operation speed is input, and the control valve 42, the tilt angle operation unit 50, the inverter 52 are used by using these operation command signals and the like (described later). , 53 is generated, and the flow rate control of the hydraulic pump 41 according to the operating speed of the hydraulic actuator and the turning control of the turning electric motor 25 that drives the turning body 20 are performed. At this time, the speed balance between the operating speed of the hydraulic actuator and the turning speed of the electric actuator is controlled according to the command of the speed setting device 70.

次に、本実施の形態におけるコントローラ80の制御について図を用いて説明する。図3は本発明のハイブリッド式建設機械の制御装置の一実施の形態を示す制御ブロック図、図4は本発明のハイブリッド式建設機械の制御装置の一実施の形態を構成するコントローラ内のブーム用設定関数の一例を示す特性図、図5は本発明のハイブリッド式建設機械の制御装置の一実施の形態を構成するコントローラ内の旋回用設定関数の一例を示す特性図、図6は本発明のハイブリッド式建設機械の制御装置の一実施の形態を構成するコントローラ内の油圧系速度補正用設定関数の一例を示す特性図、図7は本発明のハイブリッド式建設機械の制御装置の一実施の形態を構成するコントローラ内の電気系速度補正用設定関数の一例を示す特性図である。図3乃至図7において、図1及び図2に示す符号と同符号のものは同一部分であるので、その詳細な説明は省略する。なお、本実施の形態においては、電動アクチュエータとして旋回電動モータ25が操作され、油圧アクチュエータとしてブーム31を駆動するブームシリンダ32が操作される場合を例に説明する。   Next, control of the controller 80 in the present embodiment will be described with reference to the drawings. FIG. 3 is a control block diagram showing an embodiment of a control device for a hybrid construction machine of the present invention, and FIG. 4 is for a boom in a controller constituting the embodiment of the control device for a hybrid construction machine of the present invention. FIG. 5 is a characteristic diagram showing an example of a setting function, FIG. 5 is a characteristic diagram showing an example of a turning setting function in a controller constituting one embodiment of a control device for a hybrid construction machine of the present invention, and FIG. FIG. 7 is a characteristic diagram showing an example of a setting function for hydraulic system speed correction in a controller constituting one embodiment of a control device for a hybrid construction machine, and FIG. 7 shows one embodiment of the control device for a hybrid construction machine of the present invention. It is a characteristic view which shows an example of the setting function for electric system speed correction | amendment in the controller which comprises. 3 to 7, the same reference numerals as those shown in FIGS. 1 and 2 are the same parts, and detailed description thereof is omitted. In the present embodiment, a case where the swing electric motor 25 is operated as an electric actuator and the boom cylinder 32 that drives the boom 31 is operated as a hydraulic actuator will be described as an example.

図3に示すコントローラ80は、油圧アクチュエータの動作速度に応じて油圧ポンプ41の吐出流量を制御するポンプ流量演算部80Aと、電動アクチュエータとして旋回電動モータ25の回転速度を制御する旋回速度演算部80Bと、予め設定値を記憶する図示しない記憶部とを備えるコントローラユニットで構成されている。   The controller 80 shown in FIG. 3 includes a pump flow rate calculation unit 80A that controls the discharge flow rate of the hydraulic pump 41 according to the operating speed of the hydraulic actuator, and a turning speed calculation unit 80B that controls the rotation speed of the turning electric motor 25 as an electric actuator. And a controller unit including a storage unit (not shown) that stores a set value in advance.

コントローラ80には、図3に示すようにブーム操作レバー装置62と、旋回操作レバー装置65とからの操作信号と、速度設定器70からの設定信号がそれぞれ入力されている。本実施の形態においては、例えば電流信号が入力されている。   As shown in FIG. 3, the controller 80 receives an operation signal from the boom operation lever device 62 and the turning operation lever device 65 and a setting signal from the speed setting device 70. In the present embodiment, for example, a current signal is input.

コントローラ80からは、演算された各指令信号が出力されている。ポンプ流量演算部80Aからは、斜板の傾転角操作部50へ油圧ポンプ41の吐出流量に相当する駆動指令が出力されている。また、旋回速度演算部80Bからは、インバータ52へ指令速度を実現するトルク指令が出力されている。   The controller 80 outputs each command signal calculated. A drive command corresponding to the discharge flow rate of the hydraulic pump 41 is output from the pump flow rate calculation unit 80A to the tilt angle operation unit 50 of the swash plate. Further, a torque command for realizing the command speed is output to the inverter 52 from the turning speed calculation unit 80B.

ポンプ流量演算部80Aは、ブーム操作レバー装置62からの操作信号と速度設定器70からの設定信号とがそれぞれ入力される吐出流量特性関数発生器81,ポンプ吐出流量補正関数発生器82と、乗算演算器83とを備えている。   The pump flow rate calculation unit 80A multiplies a discharge flow rate characteristic function generator 81 and a pump discharge flow rate correction function generator 82 to which an operation signal from the boom operation lever device 62 and a setting signal from the speed setter 70 are input, respectively. And an arithmetic unit 83.

吐出流量特性関数発生器81には、ブーム操作レバー装置62からの操作信号が入力され、この入力に対する油圧ポンプ41の吐出流量特性が予め設定されている。この設定値は、オペレータの操作感覚に適合するようにして決められ、記憶部に記憶されている。ここで、吐出流量特性関数発生器81の出力はブーム操作レバー装置62からの信号に対応するものであって、図4に示すように、ブーム縮小側のレバーストローク−1から中立の0を経由してブーム伸長側のレバーストローク1までを入力として、各入力値に応じたポンプ吐出流量である出力信号が得られるように予め設定されている。吐出流量特性関数発生器81の出力信号は、乗算演算器83の一方へ入力される。   An operation signal from the boom operation lever device 62 is input to the discharge flow rate characteristic function generator 81, and a discharge flow rate characteristic of the hydraulic pump 41 corresponding to this input is set in advance. This set value is determined so as to match the operation feeling of the operator, and is stored in the storage unit. Here, the output of the discharge flow rate characteristic function generator 81 corresponds to the signal from the boom operation lever device 62, and as shown in FIG. 4, the lever stroke-1 on the boom reduction side passes through a neutral zero. Then, it is set in advance so that an output signal that is a pump discharge flow rate corresponding to each input value can be obtained with the lever stroke 1 on the boom extension side as an input. The output signal of the discharge flow rate characteristic function generator 81 is input to one of the multiplication calculator 83.

ポンプ吐出流量補正関数発生器82には、速度設定器70からの設定信号が入力され、この信号を基に油圧ポンプ41の吐出流量の補正特性が予め設定されている。この設定値は、記憶部に記憶されている。この補正特性は図6に示すように、速度設定器70の負方向であるダイヤルB側の目盛−1から中立の0を経由して速度設定器70の正方向であるダイヤルA側の目盛1までを入力として、各入力値に応じたポンプ吐出流量の補正係数である出力信号が得られるように予め設定されている。ポンプ吐出流量補正関数発生器82の出力信号は、乗算演算器83の他方へ入力される。   The pump discharge flow rate correction function generator 82 receives a setting signal from the speed setter 70, and the discharge flow rate correction characteristic of the hydraulic pump 41 is preset based on this signal. This set value is stored in the storage unit. As shown in FIG. 6, this correction characteristic has a scale 1 on the dial A side, which is the positive direction of the speed setting device 70, from the scale 1 on the dial B side, which is the negative direction of the speed setting device 70, through a neutral zero. Is set in advance so that an output signal that is a correction coefficient of the pump discharge flow rate corresponding to each input value is obtained. The output signal of the pump discharge flow rate correction function generator 82 is input to the other of the multiplication calculator 83.

乗算演算器83は、ポンプ吐出流量の特性信号である吐出流量特性関数発生器81の出力信号と補正係数であるポンプ吐出流量補正関数発生器82の出力信号とを入力し、2入力を乗算する演算を行ない、その出力信号を傾転角操作部50へ出力する。この信号は、例えば電流信号に変換されて、吐出流量駆動指令として出力されている。   The multiplication calculator 83 receives the output signal of the discharge flow rate characteristic function generator 81 that is a pump discharge flow rate characteristic signal and the output signal of the pump discharge flow rate correction function generator 82 that is a correction coefficient, and multiplies the two inputs. The calculation is performed and the output signal is output to the tilt angle operation unit 50. This signal is converted into a current signal, for example, and output as a discharge flow rate drive command.

旋回速度演算部80Bは、旋回操作レバー装置65からの操作信号と速度設定器70からの設定信号とがそれぞれ入力される速度トルク特性関数発生器84,旋回速度補正関数発生器85と、乗算演算器86とを備えている。   The turning speed calculation unit 80B includes a speed torque characteristic function generator 84, a turning speed correction function generator 85 to which an operation signal from the turning operation lever device 65 and a setting signal from the speed setting unit 70 are input, and multiplication operation. Instrument 86.

速度トルク特性関数発生器84には、旋回操作レバー装置65からの操作信号が入力され、この入力に対する旋回駆動モータ25の速度トルク特性が予め設定されている。この設定値は、オペレータの操作感覚に適合するようにして決められ、記憶部に記憶されている。ここで、速度トルク特性関数発生器84の出力は旋回操作レバー装置65からの信号に対応するものであって、図5に示すように、旋回左側のレバーストローク−1から中立の0を経由して旋回右側のレバーストローク1までを入力として、各入力値に応じた速度トルク指令である出力信号が得られるように予め設定されている。速度トルク特性関数発生器84の出力信号は、乗算演算器86の一方へ入力される。   An operation signal from the turning operation lever device 65 is input to the speed torque characteristic function generator 84, and the speed torque characteristic of the turning drive motor 25 with respect to this input is set in advance. This set value is determined so as to match the operation feeling of the operator, and is stored in the storage unit. Here, the output of the speed torque characteristic function generator 84 corresponds to the signal from the turning operation lever device 65, and as shown in FIG. Thus, an output signal that is a speed torque command corresponding to each input value is set in advance up to the lever stroke 1 on the right side of the turn. The output signal of the speed torque characteristic function generator 84 is input to one of the multiplication calculator 86.

旋回速度補正関数発生器85には、速度設定器70からの設定信号が入力され、この信号を基に旋回駆動モータ25の速度トルクの補正特性が予め設定されている。この設定値は、記憶部に記憶されている。この補正特性は図7に示すように、速度設定器70の負方向であるダイヤルB側の目盛−1から中立の0を経由して速度設定器70の正方向であるダイヤルA側の目盛1までを入力として、各入力値に応じた速度トルクの補正係数である出力信号が得られるように予め設定されている。旋回速度補正関数発生器85の出力信号は、乗算演算器86の他方へ入力される。   The turning speed correction function generator 85 receives a setting signal from the speed setting device 70, and the speed torque correction characteristic of the turning drive motor 25 is set in advance based on this signal. This set value is stored in the storage unit. As shown in FIG. 7, this correction characteristic has a scale 1 on the dial A side, which is the positive direction of the speed setting device 70, from the scale 1 on the dial B side, which is the negative direction of the speed setting device 70, through a neutral zero. Is set in advance so as to obtain an output signal which is a correction coefficient of the speed torque corresponding to each input value. The output signal of the turning speed correction function generator 85 is input to the other of the multiplication calculator 86.

乗算演算器86は、速度トルクの特性信号である速度トルク特性関数発生器84の出力信号と補正係数である旋回速度補正関数発生器85の出力信号とを入力し、2入力を乗算する演算を行ない、その出力信号を旋回駆動モータ25のインバータ52へ出力する。この信号は、例えば電流信号に変換されて、トルク指令として出力されている。   The multiplication calculator 86 receives the output signal of the speed torque characteristic function generator 84, which is a speed torque characteristic signal, and the output signal of the turning speed correction function generator 85, which is a correction coefficient, and multiplies the two inputs. The output signal is output to the inverter 52 of the turning drive motor 25. This signal is converted into a current signal, for example, and output as a torque command.

ポンプ吐出流量補正関数発生器82と旋回速度補正関数発生器85とは、図6及び図7に示すように、速度設定器70の中立近傍では、出力が定数1(K=1)として、補正しないように構成している。速度設定器70からの信号が一方向、例えば負方向であるダイヤルB側に進むに従って、油圧系のみを減少させて電気系はそのまま補正しないように構成し、逆に正方向であるダイヤルA側に進むに従って、電気系のみを減少させて油圧系はそのまま補正しないように構成している。この結果、オペレータが速度設定器70を操作することによって、油圧系と電気系の各アクチュエータの速度バランスを任意に調整することができる。   As shown in FIGS. 6 and 7, the pump discharge flow rate correction function generator 82 and the turning speed correction function generator 85 correct the output as a constant 1 (K = 1) near the neutrality of the speed setter 70, as shown in FIGS. It is configured not to. As the signal from the speed setter 70 advances in one direction, for example, the dial B side which is negative, only the hydraulic system is reduced and the electric system is not corrected as it is. As the operation proceeds to step S1, only the electric system is reduced and the hydraulic system is not corrected as it is. As a result, when the operator operates the speed setter 70, the speed balance of the hydraulic and electric actuators can be arbitrarily adjusted.

次に、上記構成による本発明のハイブリッド式建設機械の制御装置の一実施の形態における動作について図を用いて説明する。図8は本発明のハイブリッド式建設機械の制御装置の一実施の形態を備えた油圧ショベルのホイスト旋回作業における旋回変位量とブーム変位量との時系列特性の一例を示す特性図、図9は本発明のハイブリッド式建設機械の制御装置の一実施の形態を備えた油圧ショベルのホイスト旋回作業時の速度設定器目盛に対する旋回変位量とブーム変位量とを示す特性図、図10は本発明のハイブリッド式建設機械の制御装置の一実施の形態を備えた油圧ショベルのホイスト旋回作業における旋回変位量とブーム変位量との時系列特性の他の例を示す特性図、図11は本発明のハイブリッド式建設機械の制御装置の一実施の形態を備えた油圧ショベルのホイスト旋回作業における旋回変位量とブーム変位量との時系列特性の更に他の例を示す特性図である。   Next, the operation of the embodiment of the control device for the hybrid construction machine according to the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 8 is a characteristic diagram showing an example of a time-series characteristic of a turning displacement amount and a boom displacement amount in a hoist turning operation of a hydraulic excavator equipped with an embodiment of a control device for a hybrid construction machine according to the present invention. FIG. 10 is a characteristic diagram showing a turning displacement amount and a boom displacement amount with respect to a speed setting scale during a hoist turning operation of a hydraulic excavator provided with an embodiment of a control device for a hybrid construction machine according to the present invention. FIG. 11 is a characteristic diagram showing another example of the time-series characteristic of the turning displacement amount and the boom displacement amount in the hoist turning operation of the hydraulic excavator equipped with the embodiment of the control device for the hybrid construction machine. Chart showing still another example of time-series characteristics of turning displacement amount and boom displacement amount in hoist turning operation of a hydraulic excavator equipped with an embodiment of a control device for a construction machine A.

まず、速度設定器70が中立付近の場合について説明する。図3において、速度設定器70が中立付近の場合は、ポンプ吐出流量補正関数発生器82と旋回速度補正関数発生器85はそれぞれ補正をしない値K=1を出力する。油圧系のブーム操作レバー装置62からの指令入力を基に吐出流量特性が予め設定された吐出流量特性関数発生器81によりポンプ吐出流量が求められ、ポンプ吐出流量補正関数発生器82の補正ゲインK=1にて補正される。この場合補正のないポンプ吐出流量が油圧ポンプ41へ指令されることになり、これらのポンプ吐出流量がコントロールバルブ42にて制御される。   First, the case where the speed setter 70 is near neutral will be described. In FIG. 3, when the speed setter 70 is near neutral, the pump discharge flow rate correction function generator 82 and the turning speed correction function generator 85 each output a value K = 1 that is not corrected. A pump discharge flow rate is determined by a discharge flow rate characteristic function generator 81 having a discharge flow rate characteristic set in advance based on a command input from the hydraulic boom control lever device 62, and a correction gain K of the pump discharge flow rate correction function generator 82 is obtained. = 1 is corrected. In this case, the pump discharge flow rate without correction is commanded to the hydraulic pump 41, and these pump discharge flow rates are controlled by the control valve 42.

一方、旋回操作レバー装置65からの指令入力を基に速度トルク特性関数発生器84により旋回速度が求められ、旋回速度補正関数発生器85の補正ゲインK=1にて補正される。この場合補正のない旋回速度がインバータ52へ指令されることになり旋回動作する。これにより速度設定器70が中立付近の場合は調整機能が作動しないニュートラルな状態になる。   On the other hand, the turning torque characteristic function generator 84 obtains the turning speed based on the command input from the turning operation lever device 65, and is corrected by the correction gain K = 1 of the turning speed correction function generator 85. In this case, the turning speed without correction is instructed to the inverter 52 and the turning operation is performed. As a result, when the speed setter 70 is near neutral, a neutral state in which the adjustment function is not activated is established.

次に、具体的なホイスト旋回作業の動作について説明する。例えば、油圧ショベルで掘削した土砂等を旋回体20の旋回及び作業機30の動作にてダンプトラックの荷台へ積み込む場合であって、旋回動作における旋回量を掘削位置から放土位置まで90度とし、バケット35の上昇量を約2.5mとした場合を説明する。   Next, a specific operation of the hoist turning operation will be described. For example, when sediment or the like excavated by a hydraulic excavator is loaded on a dump truck bed by turning the revolving structure 20 and the work machine 30, the turning amount in the turning operation is set to 90 degrees from the excavation position to the earth discharging position. The case where the amount of lift of the bucket 35 is about 2.5 m will be described.

図8は、横軸を時間t、縦軸を各変位量Dx,Dyとし、特性線Xは旋回体20の旋回変位量、特性線Yはブーム31の変位量を示している。このような連動操作において、ブーム変位量と旋回変位量との速度バランスがマッチングされた場合を示している。図8においては、旋回変位量とブーム変位量が略同時に上昇開始し、旋回変位量が90度に到達したときに、ブーム変位量も2.5mに到達している。また、図9は、横軸を旋回変位量Dx、縦軸をブーム変位量Dyとし、特性線Nは速度設定器70が中立付近の場合のブーム変位量と旋回変位量との関係を示している。旋回変位量が90度のときには、ブームシリンダ変位量は2.5mとなる。   In FIG. 8, the horizontal axis represents time t, the vertical axis represents the respective displacement amounts Dx and Dy, the characteristic line X represents the turning displacement amount of the revolving structure 20, and the characteristic line Y represents the displacement amount of the boom 31. In such an interlocking operation, a case is shown in which the speed balance between the boom displacement amount and the turning displacement amount is matched. In FIG. 8, when the turning displacement amount and the boom displacement amount start to rise substantially simultaneously and the turning displacement amount reaches 90 degrees, the boom displacement amount also reaches 2.5 m. In FIG. 9, the horizontal axis represents the turning displacement amount Dx, the vertical axis represents the boom displacement amount Dy, and the characteristic line N shows the relationship between the boom displacement amount and the turning displacement amount when the speed setting device 70 is near neutral. Yes. When the turning displacement amount is 90 degrees, the boom cylinder displacement amount is 2.5 m.

このような速度バランスは、図3における速度トルク特性関数発生器84と吐出流量特性が予め設定された吐出流量特性関数発生器81の各特性を設定することで実現する。このように調整されていれば、オペレータが比較的ラフな操作を行っても、およそダンプトラック積込みに適当な連動動作を得ることができる。   Such speed balance is realized by setting each characteristic of the speed torque characteristic function generator 84 and the discharge flow characteristic function generator 81 in which the discharge flow characteristic is preset in FIG. If adjusted in this way, even if the operator performs a relatively rough operation, it is possible to obtain an interlocking operation suitable for loading the dump truck.

一方、土砂の均しや整地の作業の場合には、土砂を移動するための作業機30の動作や旋回体20の旋回動作を必要とするが、ダンプトラックへの積込み作業がないため作業機30を上昇させる動作は少ない。このため、旋回動作の速度は、上述したホイスト旋回作業と同等の動作特性が要求されるが、作業機30の動作は、ゆっくりとした微操作性が要求される。このような均し・整地作業の場合には、速度設定器70を操作することにより速度バランスを変更する。   On the other hand, in the case of earth and sand leveling and leveling work, the operation of the working machine 30 for moving the earth and sand and the turning operation of the swivel body 20 are required. However, since there is no loading work on the dump truck, the work machine There is little movement to raise 30. For this reason, the speed of the turning operation is required to have the same operating characteristics as the hoist turning operation described above, but the operation of the work implement 30 is required to have a slow fine operability. In the case of such leveling / leveling work, the speed balance is changed by operating the speed setter 70.

図3において、作業機30の動作速度を下げるために、速度設定器70を負方向であるB側方向に変更する。これにより、旋回速度補正関数発生器85は中立時と等しい補正をしない値K=1を算出するが、ポンプ吐出流量補正関数発生器82は減少補正をする値K<1を算出する。油圧系のブーム操作レバー装置62からの指令入力を基に吐出流量特性関数発生器81によりポンプ吐出流量が求められ、ポンプ吐出流量補正関数発生器82の補正ゲインK<1にて補正される。この結果、中立時のポンプ吐出流量より小さいポンプ吐出流量が油圧ポンプ41へ指令されることになり、これらのポンプ吐出流量がコントロールバルブ42にて制御される。一方、速度トルク特性関数発生器84による旋回速度の指令は補正されないことになる。   In FIG. 3, in order to reduce the operating speed of the work machine 30, the speed setter 70 is changed to the B-side direction, which is the negative direction. As a result, the turning speed correction function generator 85 calculates a value K = 1 that is not corrected equal to that at the neutral time, while the pump discharge flow rate correction function generator 82 calculates a value K <1 that corrects the decrease. The pump discharge flow rate is determined by the discharge flow rate characteristic function generator 81 based on the command input from the hydraulic boom control lever device 62 and is corrected by the correction gain K <1 of the pump discharge flow rate correction function generator 82. As a result, a pump discharge flow rate smaller than the neutral pump discharge flow rate is commanded to the hydraulic pump 41, and these pump discharge flow rates are controlled by the control valve 42. On the other hand, the turning speed command from the speed torque characteristic function generator 84 is not corrected.

これにより、作業機30の動作については微操作に合った動作ができるとともに、旋回動作については通常の動作が実施できるので、均し・整地作業に適当な動作を得ることが可能となる。   Accordingly, the operation of the work machine 30 can be performed in accordance with the fine operation, and the normal operation can be performed as the turning operation. Therefore, it is possible to obtain an operation suitable for leveling and leveling work.

図10は、このような連動操作におけるブーム変位量と旋回変位量とを示している。図10においては、特性線Xで示される旋回変位量と特性線Yで示されるブーム変位量が略同時に上昇開始し、旋回変位量が90度に到達したときに、ブーム変位量は約1.5mぐらいであって、2.5mには到達していない。また、図9における特性線Bは速度設定器70が負方向であるB側方向の場合のブーム変位量と旋回変位量との関係を示している。旋回変位量が90度のときには、ブーム変位量は約1.5mとなる。   FIG. 10 shows the boom displacement amount and the turning displacement amount in such an interlocking operation. In FIG. 10, when the turning displacement amount indicated by the characteristic line X and the boom displacement amount indicated by the characteristic line Y start to rise substantially simultaneously, and the turning displacement amount reaches 90 degrees, the boom displacement amount is about 1. It is about 5m and has not reached 2.5m. A characteristic line B in FIG. 9 shows the relationship between the boom displacement and the turning displacement when the speed setting device 70 is in the negative B direction. When the turning displacement amount is 90 degrees, the boom displacement amount is about 1.5 m.

さらに、狭小な場所で比較的深く掘削する作業の場合には、旋回体20の旋回動作はゆっくりでよいが、掘削動作は速くしたい場合がある。このため、作業機30の動作の速度は、上述したホイスト旋回作業と同等の動作特性が要求されるが、旋回動作においては、ゆっくりとした微操作性が要求される。このような狭小地作業の場合には、速度設定器70を操作することにより速度バランスを変更する。   Furthermore, in the operation of excavating relatively deeply in a narrow place, the revolving operation of the revolving structure 20 may be slow, but the excavation operation may be desired to be fast. For this reason, the operating speed of the work machine 30 is required to have the same operating characteristics as the hoist turning operation described above, but the turning operation requires a slow fine operability. In the case of such narrow work, the speed balance is changed by operating the speed setter 70.

図3において、旋回体20の旋回動作速度を下げるために、速度設定器70を正方向であるA側方向に変更する。これにより、ポンプ吐出流量補正関数発生器82は中立時と等しい補正をしない値K=1を算出するが、旋回速度補正関数発生器85は減少補正をする値K<1を算出する。旋回操作レバー装置65からの指令入力を基に速度トルク特性関数発生器84により旋回速度が求められ、旋回速度補正関数発生器85の補正ゲインK<1にて補正される。この結果、中立時の速度指令より小さい速度指令がインバータ52へ指令されることになる。この場合補正のない旋回速度がインバータ52へ指令されて、旋回体20を旋回動作する。一方、ポンプ吐出流量補正関数発生器82によるポンプ吐出流量の指令は補正されないことになる。   In FIG. 3, in order to reduce the turning speed of the turning body 20, the speed setting device 70 is changed to the A side direction which is the forward direction. Accordingly, the pump discharge flow rate correction function generator 82 calculates a value K = 1 that is not corrected equal to that at the neutral time, while the turning speed correction function generator 85 calculates a value K <1 that performs a decrease correction. Based on the command input from the turning operation lever device 65, the turning speed is obtained by the speed torque characteristic function generator 84 and is corrected by the correction gain K <1 of the turning speed correction function generator 85. As a result, a speed command smaller than the neutral speed command is commanded to the inverter 52. In this case, a turning speed without correction is commanded to the inverter 52, and the turning body 20 is turned. On the other hand, the pump discharge flow rate command by the pump discharge flow rate correction function generator 82 is not corrected.

これにより、作業機30の動作については通常の動作ができるとともに、旋回体20の旋回動作については微操作に合った動作が実施できるので、主に掘削主体の作業にも適当な動作を得ることが可能となる。   As a result, the operation of the work implement 30 can be performed normally, and the revolving operation of the revolving structure 20 can be performed in accordance with the fine operation. Is possible.

図11は、このような連動操作におけるブーム変位量と旋回変位量とを示している。図11においては、特性線Xで示される旋回変位量と特性線Yで示されるブーム変位量が略同時に上昇開始し、ブーム変位量が2.5mに到達したときに、旋回変位量は約60度ぐらいであって、90度には到達していない。また、図9における特性線Aは、速度設定器70が正方向であるA側方向の場合のブーム変位量と旋回変位量との関係を示している。ブーム変位量が2.5mのときには、旋回変位量は約60度となる。   FIG. 11 shows the boom displacement amount and the turning displacement amount in such an interlocking operation. In FIG. 11, the turning displacement amount indicated by the characteristic line X and the boom displacement amount indicated by the characteristic line Y start to rise substantially simultaneously, and when the boom displacement amount reaches 2.5 m, the turning displacement amount is about 60. About 90 degrees, but not 90 degrees. A characteristic line A in FIG. 9 shows the relationship between the boom displacement amount and the turning displacement amount when the speed setting device 70 is in the A direction, which is the positive direction. When the boom displacement is 2.5 m, the turning displacement is about 60 degrees.

上述した本発明のハイブリッド式建設機械の制御装置の一実施の形態によれば、ハイブリッド式建設機械の電動アクチュエータと油圧アクチュエータとの複合作業を伴うあらゆる作業に応じて、電動アクチュエータ系や油圧アクチュエータ系の速度特性を調整することができるので、複合動作での作業に見合った各アクチュエータの動作が容易に実現できる。この結果、オペレータの操作性が向上すると共に、オペレータの労力が低減し、生産性を高めることができる。   According to one embodiment of the control device for a hybrid construction machine of the present invention described above, an electric actuator system or a hydraulic actuator system can be used in accordance with any work involving a combined work of an electric actuator and a hydraulic actuator of the hybrid construction machine. Since the speed characteristic of the actuator can be adjusted, the operation of each actuator commensurate with the work in the combined operation can be easily realized. As a result, the operability of the operator is improved, the labor of the operator is reduced, and the productivity can be increased.

なお、本実施の形態においては、油圧系アクチュエータとしてブーム31を駆動するブームシリンダ32が操作される場合を例に説明したが、これに限るものではない。例えば、ブーム操作レバー装置62,アーム操作レバー装置64,バケット操作レバー装置66からの操作指令の最大値を選択する最大値選択回路を設けて、その最大操作指令から油圧ポンプ41の吐出流量を制御してもよい。   In the present embodiment, the case where the boom cylinder 32 that drives the boom 31 is operated as a hydraulic actuator has been described as an example, but the present invention is not limited to this. For example, a maximum value selection circuit for selecting the maximum value of the operation command from the boom operation lever device 62, the arm operation lever device 64, and the bucket operation lever device 66 is provided, and the discharge flow rate of the hydraulic pump 41 is controlled from the maximum operation command. May be.

また、本実施の形態において説明したポンプ吐出流量補正関数発生器82と旋回速度補正関数発生器85及びその補正方法は双方のバランス配分が設定できるものであればよく、この方法に限定されるものではない。また、速度設定器70は、負方向であるダイヤルB側の目盛−1から中立の0を経由して正方向であるダイヤルA側の目盛1まで設定できるもので説明したが、これに限るものではない。中立位置から一方側と他方側にそれぞれ回動可能であって、連続的に出力を可変できるものであればよい。   Further, the pump discharge flow rate correction function generator 82, the turning speed correction function generator 85, and the correction method described in the present embodiment are not limited to this method as long as the balance distribution can be set. is not. Further, the speed setting device 70 has been described as being capable of setting from the scale B-1 on the dial B side, which is the negative direction, to the scale 1 on the dial A side, which is the positive direction, through the neutral 0, but is not limited thereto. is not. Any device can be used as long as it can be rotated from the neutral position to one side and the other side, and the output can be continuously varied.

更に、速度設定器70は、運転席27のオペレータが操作しやすい場所に設置することが有効であるが、旋回レバー等(電気系操作のあるレバー装置)に設置し、オペレータが目視にて確認することなく操作できる場所に設置してもよい。この場合、更なる作業性の向上が図れる。   In addition, it is effective to install the speed setting device 70 in a place where the operator of the driver's seat 27 can easily operate. However, the speed setting device 70 is installed on a turning lever or the like (a lever device having an electric system operation) and visually confirmed by the operator. You may install in the place which can be operated without doing. In this case, the workability can be further improved.

10 走行体
11 クローラ
12 クローラフレーム
13 右走行用油圧モータ
20 旋回体
21 旋回フレーム
22 エンジン
23 アシスト発電モータ
24 キャパシタ
25 旋回電動モータ
26 減速機
27 運転席
30 作業機
31 ブーム
33 アーム
35 バケット
41 油圧ポンプ
42 コントロールバルブ
50 電気・油圧変換装置
52 旋回電動モータ用インバータ
53 アシスト発電モータ用インバータ
62 ブーム操作レバー装置
64 アーム操作レバー装置
65 旋回操作レバー装置
66 バケット操作レバー装置
70 速度設定器
80 コントローラ
81 吐出流量特性関数発生器
82 ポンプ吐出流量補正関数発生器
84 速度トルク特性関数発生器
85 旋回速度補正関数発生器
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Traveling body 11 Crawler 12 Crawler frame 13 Right traveling hydraulic motor 20 Rotating body 21 Rotating frame 22 Engine 23 Assist power generation motor 24 Capacitor 25 Rotating electric motor 26 Decelerator 27 Driver's seat 30 Work implement 31 Boom 33 Arm 35 Bucket 41 Hydraulic pump 42 Control valve 50 Electric / hydraulic converter 52 Inverter for swing electric motor 53 Inverter for assist power generation motor 62 Boom operation lever device 64 Arm operation lever device 65 Swing operation lever device 66 Bucket operation lever device 70 Speed setting device 80 Controller 81 Discharge flow rate Characteristic function generator 82 Pump discharge flow rate correction function generator 84 Speed torque characteristic function generator 85 Swing speed correction function generator

Claims (2)

油圧ポンプと、前記油圧ポンプにより駆動される複数の油圧アクチュエータと、前記油圧ポンプの吐出流量を制御する可変容量機構と、前記各油圧アクチュエータの駆動を指令する複数の作業機操作装置と、旋回体と、前記旋回体駆動用の電動モータと、前記電動モータに接続された蓄電デバイスと、前記電動モータ駆動用のインバータと、前記旋回体の駆動を指令する旋回操作装置とを備えたハイブリッド式建設機械の制御装置において、
前記作業機操作装置からの指令に基づき前記油圧ポンプ吐出流量を算出するポンプ流量演算手段と、前記旋回操作装置からの指令に基づき前記旋回体の旋回速度を算出する旋回速度演算手段と、前記各油圧アクチュエータの動作速度と前記旋回体の旋回速度との速度バランスを設定する速度設定器と、前記速度設定器からの信号を基に前記油圧ポンプ吐出流量の補正量を算出するポンプ流量補正手段と、前記速度設定器からの信号を基に前記旋回速度の補正量を算出する旋回速度補正手段とを備え、
前記可変容量器機構には、前記ポンプ流量演算手段で算出された前記油圧ポンプ吐出流量に前記ポンプ流量補正手段で算出された補正量が演算された指令信号が出力され、
前記インバータには、前記旋回速度演算手段で算出された前記旋回体の旋回速度に前記旋回速度補正手段で算出された補正量が演算された指令信号が出力され、
前記速度設定器は、中立位置から正方向及び負方向にそれぞれ回動可能であり、
前記ポンプ流量補正手段は、前記速度設定器の正方向側及び中立位置の信号を取込んだときには、定数1の補正値を算出し、前記速度設定器の負方向側の信号を取込んだときには、定数1未満の補正値を算出し、
前記旋回速度補正手段は、前記速度設定器の負方向側及び中立位置の信号を取込んだときには、定数1の補正値を算出し、前記速度設定器の正方向側の信号を取込んだときには、定数1未満の補正値を算出する
ことを特徴とするハイブリッド式建設機械の制御装置。
A hydraulic pump; a plurality of hydraulic actuators driven by the hydraulic pump; a variable displacement mechanism that controls a discharge flow rate of the hydraulic pump; a plurality of work implement operating devices that command the driving of the hydraulic actuators; A hybrid construction comprising: an electric motor for driving the swing body; an electric storage device connected to the electric motor; an inverter for driving the electric motor; and a swing operation device for commanding the drive of the swing body In the control device of the machine,
A pump flow rate calculating means for calculating the hydraulic pump discharge flow rate based on a command from the work implement operating device; a turning speed calculating means for calculating a turning speed of the swing body based on a command from the turning operation device; A speed setter for setting a speed balance between the operating speed of the hydraulic actuator and the turning speed of the swing body, and a pump flow rate correction means for calculating a correction amount of the hydraulic pump discharge flow rate based on a signal from the speed setter; A turning speed correction means for calculating a correction amount of the turning speed based on a signal from the speed setter,
A command signal obtained by calculating the correction amount calculated by the pump flow rate correction unit to the hydraulic pump discharge flow rate calculated by the pump flow rate calculation unit is output to the variable capacity mechanism.
The inverter outputs a command signal obtained by calculating the correction amount calculated by the turning speed correcting means to the turning speed of the turning body calculated by the turning speed calculating means ,
The speed setter is rotatable in a positive direction and a negative direction from a neutral position,
The pump flow rate correction means calculates a correction value of a constant 1 when the signals for the positive direction side and the neutral position of the speed setter are fetched, and when the signals for the negative direction side of the speed setter are fetched. Calculate a correction value less than a constant 1,
The turning speed correction means calculates a correction value of a constant 1 when the negative direction side and neutral position signals of the speed setter are captured, and when the positive direction side signal of the speed setter is acquired. A control device for a hybrid construction machine, wherein a correction value less than a constant 1 is calculated .
請求項1に記載のハイブリッド式建設機械の制御装置において、
前記速度設定器は、前記複数の作業機操作装置のいずれかに設けられている
ことを特徴とするハイブリッド式建設機械の制御装置。
The control device for a hybrid construction machine according to claim 1 ,
The speed setting device is provided in any one of the plurality of work machine operation devices. A control device for a hybrid construction machine, characterized in that:
JP2011131521A 2011-06-13 2011-06-13 Control device for hybrid construction machine Expired - Fee Related JP5638471B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2011131521A JP5638471B2 (en) 2011-06-13 2011-06-13 Control device for hybrid construction machine

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2011131521A JP5638471B2 (en) 2011-06-13 2011-06-13 Control device for hybrid construction machine

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2013002478A JP2013002478A (en) 2013-01-07
JP5638471B2 true JP5638471B2 (en) 2014-12-10

Family

ID=47671283

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2011131521A Expired - Fee Related JP5638471B2 (en) 2011-06-13 2011-06-13 Control device for hybrid construction machine

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP5638471B2 (en)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6695620B2 (en) * 2015-01-06 2020-05-20 住友重機械工業株式会社 Construction machinery
JP6713250B2 (en) * 2015-03-17 2020-06-24 住友重機械工業株式会社 Construction machinery

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101297083B (en) * 2005-10-31 2011-07-06 株式会社小松制作所 Control device of work machine
JP5095361B2 (en) * 2007-11-22 2012-12-12 住友建機株式会社 Swivel drive control device and construction machine including the same
JP5342473B2 (en) * 2010-02-25 2013-11-13 ナブテスコ株式会社 Control device for hybrid construction machinery

Also Published As

Publication number Publication date
JP2013002478A (en) 2013-01-07

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101671876B1 (en) Rotation control device and method
JP4719750B2 (en) Control device for work machine
JP4851802B2 (en) Swivel drive device for construction machinery
KR101834589B1 (en) Construction machine having rotary element
JP5681732B2 (en) Power regeneration device for work machines
JP6005082B2 (en) Construction machinery
JP6955524B2 (en) Battery-powered work machine
JP6539462B2 (en) Hybrid work machine
WO2017094822A1 (en) Control device for hydraulic construction machinery
JP2009068197A (en) Slewing control device of electric slewing work machine
WO2011092837A1 (en) Hybrid construction machine
KR101549117B1 (en) Hybrid work machine and method for controlling same
WO2016088904A1 (en) Construction machine, hybrid hydraulic shovel, and method for controlling output torque of motor generator
JP5638471B2 (en) Control device for hybrid construction machine
JP4475301B2 (en) Rotating body drive control device
JP2014224453A (en) Ac electric motor drive controller
JP6691482B2 (en) Work vehicle and operation control method
JP4546914B2 (en) Electric work machine
JP5946594B2 (en) Work vehicle and control method thereof
JP5555515B2 (en) Work machine
JP2011117316A (en) Control device of construction machine
JP6526410B2 (en) Shovel
KR101656765B1 (en) Working vehicle and working vehicle control method
JP7574163B2 (en) Operation control device for work vehicle
JP4713552B2 (en) Construction machine travel control device

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20130530

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20140311

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20140325

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20140520

RD02 Notification of acceptance of power of attorney

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7422

Effective date: 20140520

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20140523

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20141021

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20141022

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 5638471

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees