JP6529721B2 - Construction machinery - Google Patents
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Description
本発明は、旋回用電動機を備える建設機械に関する。 The present invention relates to a construction machine provided with a turning motor.
駆動源としてのエンジンの動力を油圧ポンプと発電機とに分配し、発電機が発電する電力で旋回用電動モータを駆動し、油圧ポンプが供給する作動油で油圧アクチュエータを駆動するハイブリッド建機の制御装置が知られている(特許文献1参照。)。 A hybrid construction machine that distributes the power of an engine as a drive source to a hydraulic pump and a generator, drives the turning electric motor with power generated by the generator, and drives a hydraulic actuator with hydraulic oil supplied by the hydraulic pump. A control device is known (see Patent Document 1).
このハイブリッド建機では、旋回用電動モータが上部旋回体の旋回に使用され、油圧アクチュエータが上部旋回体に設けられているブームの駆動に使用される。そして、制御装置は、油圧アクチュエータと旋回用電動モータとが同時に操作された場合、旋回用電動モータのトルク又は加速度を制限して油圧アクチュエータに優先的に出力パワーを配分する。 In this hybrid construction machine, a turning electric motor is used to turn the upper structure, and a hydraulic actuator is used to drive a boom provided on the upper structure. Then, when the hydraulic actuator and the turning electric motor are simultaneously operated, the control device limits the torque or acceleration of the turning electric motor and distributes the output power to the hydraulic actuator with priority.
しかしながら、傾斜地においては、旋回方向とは逆の方向に重力が作用するため、旋回用電動モータのトルクを制限した結果、上部旋回体の旋回動作が過度に緩慢になり、上部旋回体の旋回をオペレータの意図した通りに加速させ、減速させ、或いは停止させることができない。 However, on a slope, gravity acts in the direction opposite to the turning direction, so as to limit the torque of the turning electric motor, the turning operation of the upper turning body becomes excessively slow and the turning of the upper turning body It can not be accelerated, decelerated or stopped as the operator intended.
本発明の実施例に係る建設機械は、油圧ポンプを駆動するエンジンと、前記エンジンに連結される電動発電機と、蓄電系と、前記電動発電機が発電する電力及び前記蓄電系に蓄積された電力の少なくとも一方を用いて旋回体を駆動する旋回用電動機と、前記旋回用電動機を制御する制御装置と、建設機械本体の傾斜角度を検出する傾斜角度検出部と、を備え、前記制御装置は、旋回操作レバーによる旋回操作を含む複合操作が行われた場合に、傾斜角度が大きいほど、前記旋回用電動機の最大出力を大きくし、且つ、前記油圧ポンプの最大出力を小さくする。
A construction machine according to an embodiment of the present invention includes an engine for driving a hydraulic pump, a motor generator connected to the engine, a storage system, electric power generated by the motor generator, and the storage system. The apparatus includes: a swing motor that drives a swing body using at least one of electric power; a control device that controls the swing motor; and a tilt angle detection unit that detects a tilt angle of a construction machine main body , the control device When the combined operation including the turning operation by the turning operation lever is performed , the maximum output of the turning motor is increased and the maximum output of the hydraulic pump is decreased as the inclination angle is larger .
上述の手段により、傾斜地において旋回操作を含む複合操作が行われた場合であっても上部旋回体の旋回動作を適切に制御可能な建設機械を提供できる。 According to the above-described means, it is possible to provide a construction machine capable of appropriately controlling the turning operation of the upper swing body even when the combined operation including the turning operation is performed on the slope.
図1は、本発明が適用される建設機械の一例であるショベルを示す側面図である。 FIG. 1 is a side view showing a shovel which is an example of a construction machine to which the present invention is applied.
ショベルの下部走行体1には、旋回機構2を介して上部旋回体3が搭載される。上部旋回体3には、ブーム4が取り付けられる。ブーム4の先端にはアーム5が取り付けられ、アーム5の先端にはバケット6が取り付けられる。ブーム4、アーム5、及びバケット6は掘削アタッチメントを構成し、ブームシリンダ7、アームシリンダ8、及びバケットシリンダ9によりそれぞれ油圧駆動される。上部旋回体3には、キャビン10が設けられ、且つエンジン等の動力源が搭載される。
The upper swing body 3 is mounted on the lower traveling
図2は、本発明の実施形態によるショベルの駆動系の構成を示すブロック図である。図2において、機械的動力系は二重線、高圧油圧ラインは太実線、パイロットラインは破線、電気駆動・制御系は細実線でそれぞれ示されている。 FIG. 2 is a block diagram showing a configuration of a drive system of a shovel according to an embodiment of the present invention. In FIG. 2, the mechanical power system is shown by a double line, the high pressure hydraulic line by a thick solid line, the pilot line by a broken line, and the electric drive and control system by a thin solid line.
エンジン11、電動発電機12、及びメインポンプ14は変速機13を介して連結される。本実施例では、エンジン11の回転軸には変速機13の第1入力軸が連結され、電動発電機12の回転軸には変速機13の第2入力軸が連結される。そのため、電動機として機能する電動発電機12はエンジン11の回転をアシストできる。また、発電機として機能する電動発電機12はエンジン11の出力を利用して発電できる。また、変速機13の出力軸にはメインポンプ14の回転軸が連結される。そのため、メインポンプ14はエンジン11及び電動発電機12の少なくとも一方によって駆動され得る。なお、メインポンプ14には高圧油圧ライン16を介してコントロールバルブ17が接続される。また、変速機13の出力軸にはメインポンプ14と同様にパイロットポンプ15が連結されてもよい。但し、上述の連結関係は一例を示すものであり、必ずしも2つのポンプが変速機13の出力軸に連結される必要はない。例えば、メインポンプ14は、電動機によって駆動されてもよい。
The engine 11, the
コントロールバルブ17は、ショベルにおける油圧系の制御を行う制御装置である。下部走行体1用の油圧モータ1A(右用)及び1B(左用)、ブームシリンダ7、アームシリンダ8、バケットシリンダ9等の油圧アクチュエータは、高圧油圧ラインを介してコントロールバルブ17に接続される。なお、油圧系は、下部走行体1用の油圧モータ1A(右用)及び1B(左用)、ブームシリンダ7、アームシリンダ8、バケットシリンダ9、メインポンプ14、コントロールバルブ17を含む。
The
電動発電機12にはインバータ18を介して蓄電器としてのキャパシタを含む蓄電系120が接続される。また、蓄電系120にはインバータ20を介して旋回用電動機21が接続される。旋回用電動機21の回転軸21Aには、レゾルバ22、メカニカルブレーキ23、及び旋回変速機24が接続される。また、パイロットポンプ15には、パイロットライン25を介して操作装置26が接続される。旋回用電動機21と、インバータ20と、レゾルバ22と、メカニカルブレーキ23と、旋回変速機24とで負荷駆動系としての電動旋回系が構成される。
A
操作装置26は、レバー26A、レバー26B、ペダル26Cを含む。レバー26A、レバー26B、及びペダル26Cは、油圧ライン27及び油圧ライン28を介してコントロールバルブ17及び圧力センサ29に接続される。圧力センサ29は、電気系の駆動制御を行うコントローラ30に接続される。
The
吐出圧センサM1は、メインポンプ14の吐出圧を検出するセンサである。本実施例では、吐出圧センサM1は、メインポンプ14が吐出する作動油の圧力を検出し、検出値をコントローラ30に対して出力する。
The discharge pressure sensor M1 is a sensor that detects the discharge pressure of the main pump 14. In the present embodiment, the discharge pressure sensor M1 detects the pressure of the hydraulic fluid discharged by the main pump 14 and outputs a detected value to the
傾斜角度検出部M2は、ショベルの傾斜角度を検出する機能要素である。傾斜角度検出部M2は、例えば、3軸加速度センサで構成される傾斜センサであり、上部旋回体3に取り付けられている。そして、ショベルの水平面に対する傾斜角度を検出し、検出値をコントローラ30に対して出力する。検出値としては、傾斜角度そのものを含め、傾斜角度に関連づけられた情報が適宜採用され得る。コントローラ30はこの検出値に基づいてショベルの制御を行う。なお、ショベルの制御についてはその詳細を後述する。
The inclination angle detection unit M2 is a functional element that detects the inclination angle of the shovel. The tilt angle detection unit M2 is, for example, a tilt sensor configured of a three-axis acceleration sensor, and is attached to the upper swing body 3. Then, the inclination angle of the shovel with respect to the horizontal plane is detected, and the detected value is output to the
図3は蓄電系120の構成を示すブロック図である。蓄電系120は、第1の蓄電器としてのキャパシタ19と、昇降圧コンバータ100と、バスラインとしてのDCバス110とを含む。なお、本実施例では、キャパシタ19は、リチウムイオンキャパシタである。また、第2の蓄電器としてのDCバス110は、キャパシタ19、電動発電機12、及び旋回用電動機21の間での電力の授受を制御する。キャパシタ19には、キャパシタ電圧値を検出するためのキャパシタ電圧検出部112と、キャパシタ電流値を検出するためのキャパシタ電流検出部113が設けられる。キャパシタ電圧検出部112とキャパシタ電流検出部113によって検出されるキャパシタ電圧値とキャパシタ電流値は、コントローラ30に供給される。
FIG. 3 is a block diagram showing the configuration of
昇降圧コンバータ100は、電動発電機12及び旋回用電動機21の運転状態に応じて、DCバス電圧値が一定の範囲内に収まるように昇圧動作と降圧動作を切り替える制御を行う。DCバス110は、インバータ18及び20と昇降圧コンバータ100との間に配設されており、キャパシタ19、電動発電機12、及び旋回用電動機21の間での電力の授受を行う。
The step-up / step-
コントローラ30は、ショベルの駆動制御を行う主制御部としての制御装置である。本実施例では、コントローラ30は、CPU及び内部メモリを含む演算処理装置で構成され、CPUが内部メモリに格納された駆動制御用のプログラムを実行することにより各種機能が実現される。
The
また、コントローラ30は、圧力センサ29から供給される信号を速度指令に変換し、旋回用電動機21の駆動制御を行う。この場合、圧力センサ29から供給される信号は、旋回機構2を旋回させるために操作装置26を操作した場合の操作量を表す信号に相当する。
Further, the
また、コントローラ30は、電動発電機12の制御(アシスト又は発電)を行い、昇降圧制御部としての昇降圧コンバータ100を駆動制御することによるキャパシタ19の充放電制御を行う。また、コントローラ30は、キャパシタ19の充電状態、電動発電機12の運転状態(アシスト運転又は発電運転)、及び旋回用電動機21の運転状態(力行運転又は回生運転)に合わせて、昇降圧コンバータ100の昇圧動作と降圧動作の切替制御を行い、これによりキャパシタ19の充放電制御を行うようにしてもよい。
Further, the
この昇降圧コンバータ100の制御には、DCバス電圧検出部111によって検出されるDCバス電圧値、キャパシタ電圧検出部112によって検出されるキャパシタ電圧値、及びキャパシタ電流検出部113によって検出されるキャパシタ電流値が用いられてもよい。
For control of this buck-
以上のような構成において、アシストモータである電動発電機12が発電した電力は、インバータ18を介して蓄電系120のDCバス110に供給された後、昇降圧コンバータ100を介してキャパシタ19に供給され、或いは、インバータ20を介して旋回用電動機21に供給される。また、旋回用電動機21が回生運転して生成した回生電力は、インバータ20を介して蓄電系120のDCバス110に供給された後、昇降圧コンバータ100を介してキャパシタ19に供給され、或いは、インバータ18を介して電動発電機12に供給される。また、キャパシタ19に蓄積された電力は、昇降圧コンバータ100及びDCバス110を介して電動発電機12及び旋回用電動機21の少なくとも一方に供給される。旋回用電動機21は、キャパシタ19に蓄積された電力を優先的に使用し、電動発電機12が発電した電力を補助的に使用するように構成されてもよい。
In the configuration as described above, the electric power generated by the
上述のような構成のショベルにおいて、コントローラ30は、キャパシタ19が所定の充電率(SOC)を維持できるようにキャパシタ19を充放電させる。
In the shovel configured as described above, the
具体的には、コントローラ30は、キャパシタ19の充電要求値及び放電要求値を決定し、キャパシタ19の充放電を制御する。例えば、コントローラ30は、電動発電機12に放電要求値に相当する電力以上の出力でアシスト運転させ、放電要求値に相当する電力でキャパシタ19を放電させる。或いは、コントローラ30は、旋回用電動機21が力行運転する場合には、放電要求値に相当する電力でキャパシタ19の電力を旋回用電動機21に向けて放電させる。この場合、コントローラ30は、旋回用電動機21の駆動に要する出力[kW]が放電要求値に相当する電力より大きければ、電動発電機12を発電機として機能させる。電動発電機12が発電する電力とキャパシタ19が放電する電力とで旋回用電動機21を駆動させるためである。
Specifically, the
次に、図4を参照し、旋回用電動機21の操作(旋回操作)と油圧アクチュエータの操作(油圧操作)とを含む旋回複合操作が行われた場合にコントローラ30がエンジン出力を油圧ポンプ出力と電動発電機出力(発電電力)とに配分する処理(以下、「エンジン出力配分処理」とする。)について説明する。なお、図4は、エンジン出力配分処理における入力パラメータと出力パラメータとの関係を示す図である。また、本実施例では、油圧ポンプ出力は、メインポンプ14の出力(吸収馬力)を意味する。
Next, referring to FIG. 4, when combined turning operation including the operation (turning operation) of the turning
図4に示すように、コントローラ30は、エンジン最大出力、旋回最大出力、所要出力、及びキャパシタ出力を入力パラメータとして取得し、油圧ポンプ最大出力及び電動発電機出力を出力パラメータとして出力する。
As shown in FIG. 4, the
エンジン最大出力は、エンジン11が生成可能な出力の最大値である。本実施例では、コントローラ30は、エンジン回転数センサ(図示せず。)の検出値を受け、内部メモリに予め記憶されたエンジン回転数・エンジン出力対応マップを参照して現在のエンジン回転数に対応するエンジン最大出力を導き出す。
The engine maximum output is the maximum value of the output that the engine 11 can generate. In the present embodiment, the
旋回最大出力は、旋回用電動機21の出力の最大値である。本実施例では、コントローラ30は、内部メモリに予め記憶された基準旋回最大出力と現在のショベルの状態とに基づいて旋回最大出力を決定する。現在のショベルの状態は、例えば、ショベルの傾斜角度等に基づいて決定される。また、基準旋回最大出力は、例えば、ショベルが平坦地に位置し、旋回複合操作が行われ、且つ、油圧負荷が小さい場合に採用される旋回最大出力として予め設定される。なお、旋回最大出力の決定方法の詳細については後述する。
The swing maximum output is the maximum value of the output of the
所要出力は、上部旋回体3を所望の旋回速度で旋回させるために必要な旋回用電動機21の出力である。本実施例では、コントローラ30は、レゾルバ22の出力に基づいて算出される旋回速度と、インバータ20を流れる電流に基づいて算出される旋回トルクとの積から所要出力を導き出す。なお、所望の旋回速度は、旋回操作レバー(図示せず。)の操作量に応じて決定される。
The required output is an output of the turning
キャパシタ出力は、キャパシタ19の出力である。本実施例では、コントローラ30は、例えば、内部メモリに格納されたSOC・要求値対応テーブルを参照して放電要求値又は充電要求値に相当する電力をキャパシタ出力として取得する。なお、SOC・要求値対応テーブルは、キャパシタ19のSOCと放電要求値及び充電要求値との対応関係を示す参照テーブルである。具体的には、コントローラ30は、キャパシタ19を充電する場合には充電要求値に相当する充電電力をキャパシタ出力として取得する。また、コントローラ30は、キャパシタ19を放電する場合には放電要求値に相当する放電電力をキャパシタ出力として取得する。なお、本実施例では、キャパシタ出力は、キャパシタ19を充電する場合には充電要求値に相当する充電電力を表す負値となり、キャパシタ19を放電する場合には放電要求値に相当する放電電力を表す正値となる。
The capacitor output is the output of
コントローラ30は、図4に示すように、最小値選択部60により旋回最大出力及び所要出力のうちの小さい方を選択し、選択した値を旋回出力とする。これは、所要出力が旋回最大出力によって制限されることを意味する。そして、減算部61により旋回出力からキャパシタ電力を減算し、得られた値を電動発電機出力として出力する。
As shown in FIG. 4, the
電動発電機出力は、電動発電機12の出力である。本実施例では、コントローラ30は、発電出力又は電動出力を電動発電機出力として導き出す。具体的には、コントローラ30は、電動発電機12を発電機として機能させる場合には、発電機として機能する電動発電機12の出力である発電出力を導き出す。また、コントローラ30は、電動発電機12を電動機として機能させる場合には、電動機として機能する電動発電機12の出力である電動出力を導き出す。なお、本実施例では、電動発電機出力は、電動発電機12が発電機として機能する場合(旋回出力がキャパシタ出力より大きい場合)には発電出力を表す正値となり、電動発電機12が電動機として機能する場合(旋回出力がキャパシタ出力より小さい場合)には電動出力を表す負値となる。また、電動発電機出力は、旋回最大出力が旋回出力として採用された場合には、電動発電機12が発電可能な電力の最大値である発電制限値となる。
The motor generator output is an output of the
油圧ポンプ最大出力は、油圧ポンプの出力の最大値である。本実施例では、コントローラ30は、減算部62によりエンジン最大出力から電動発電機出力を減算し、得られた値を油圧ポンプ最大出力として出力する。したがって、油圧ポンプ最大出力は、電動発電機12が発電機として機能する場合にはエンジン最大出力よりも電動発電機出力(発電出力)分だけ小さい値となる。また、電動発電機12が電動機として機能する場合にはエンジン最大出力よりも電動発電機出力(電動出力)分だけ大きい値となる。
The hydraulic pump maximum output is the maximum value of the hydraulic pump output. In the present embodiment, the
具体的には、コントローラ30は、エンジン回転数が一定であれば、すなわち、エンジン最大出力が一定であれば、電動発電機出力が大きいほど(発電出力が大きいほど)油圧ポンプ最大出力を低減させる。発電出力が大きくなると、油圧ポンプ最大出力を低減させなければ、すなわち、メインポンプ14の出力(吸収馬力)を低減させなければ、発電出力と油圧ポンプ出力の合計がエンジン最大出力を上回るおそれがあるためである。その結果、メインポンプ14の出力(吸収馬力)は、低減された油圧ポンプ最大出力の範囲内で制御される。
Specifically, the
反対に、コントローラ30は、エンジン回転数が一定であれば、すなわち、エンジン最大出力が一定であれば、電動発電機出力が小さいほど(電動出力が大きいほど)油圧ポンプ最大出力を増大させる。電動出力が大きくなるとエンジン出力に余裕が生じるためであり、その余裕分をメインポンプ14が効率的に利用できるようにするためである。その結果、メインポンプ14の出力(吸収馬力)は、増大された油圧ポンプ最大出力の範囲内で制御される。
On the contrary, if the engine speed is constant, that is, if the maximum engine output is constant, the
なお、コントローラ30は、油圧ポンプ最大出力を増大させる場合及び低減させる場合の何れであっても、ポンプ吐出量とポンプ吐出圧の積として算出される油圧ポンプ出力が油圧ポンプ最大出力以下となるようにポンプ吐出圧に応じてポンプ吐出量を制御する。具体的には、コントローラ30は、レギュレータ(図示せず。)を用いてメインポンプ14の斜板傾転角を調整してメインポンプ14のポンプ吐出量を制御する。
The
次に、図5を参照してエンジン出力配分処理の流れについて説明する。なお、図5は、エンジン出力配分処理の一例の流れを示すフローチャートである。コントローラ30は、ショベル稼働中に所定の制御周期で繰り返しこのエンジン出力配分処理を実行する。
Next, the flow of the engine output distribution process will be described with reference to FIG. FIG. 5 is a flow chart showing an example of the engine output distribution process. The
最初に、コントローラ30は、旋回操作と油圧操作とを含む旋回複合操作が行われたかを判定する(ステップS41)。本実施例では、コントローラ30は、操作装置26の操作内容を検出する圧力センサ29の出力に基づいて旋回複合操作が行われたかを判定する。具体的には、コントローラ30は、旋回操作レバーとブーム操作レバー等の油圧アクチュエータを操作するための操作レバーとが同時に操作されたことを検知した場合に旋回複合操作が行われたと判定する。
First, the
旋回複合操作が行われていないと判定した場合(ステップS41のNO)、コントローラ30は、今回のエンジン出力配分処理を終了させる。
If it is determined that the combined turning operation has not been performed (NO in step S41), the
一方で、旋回複合操作が行われたと判定した場合(ステップS41のYES)、コントローラ30は、基準旋回最大出力と現在のショベルの状態とに基づいて旋回最大出力を決定する(ステップS42)。本実施例では、コントローラ30は、基準旋回最大出力とショベルの傾斜角度とメインポンプ14の吐出圧とに基づいて旋回最大出力を決定する。
On the other hand, when it is determined that the combined turning operation has been performed (YES in step S41), the
その後、コントローラ30は、決定した旋回最大出力に基づいてエンジン出力の配分を決定する(ステップS43)。本実施例では、コントローラ30は、図4に示すように、エンジン最大出力、旋回最大出力、所要出力、及びキャパシタ出力に基づいて電動発電機出力及び油圧ポンプ最大出力を決定する。
Thereafter, the
次に、図6を参照し、コントローラ30が基準旋回最大出力SP0と現在のショベルの状態とに基づいて旋回最大出力SP1を決定する処理(以下、「旋回最大出力決定処理」とする。)について説明する。なお、図6は、旋回最大出力決定処理における入力パラメータと出力パラメータとの関係を示す図である。 Next, with reference to FIG. 6, a process of determining the swing maximum output SP1 based on the reference swing maximum output SP0 and the current state of the shovel with the controller 30 (hereinafter referred to as "sweep maximum output determination processing"). explain. FIG. 6 is a diagram showing the relationship between input parameters and output parameters in the swing maximum output determination process.
図6に示すように、コントローラ30は、基準旋回最大出力SP0、ポンプ吐出圧P、及び傾斜角度θを入力パラメータとして取得し、旋回最大出力SP1を出力パラメータとして出力する。
As shown in FIG. 6, the
ポンプ吐出圧Pは、メインポンプ14のポンプ吐出圧である。本実施例では、コントローラ30は、吐出圧センサM1の出力に基づいてポンプ吐出圧Pを取得する。
The pump discharge pressure P is a pump discharge pressure of the main pump 14. In the present embodiment, the
傾斜角度θは、ショベルが位置する平面の水平面に対する角度である。本実施例では、コントローラ30は、傾斜角度検出部M2の出力に基づいて傾斜角度θを取得する。
The inclination angle θ is an angle with respect to the horizontal plane of the plane on which the shovel is located. In the present embodiment, the
図7は、傾斜地に位置するショベルを示す図であり、図7(A)は側面図を示し、図7(B)は上面図を示す。図7に示すように、ショベル本体の傾斜角度θは、ショベルが位置する平面SF0の水平面SF1に対する角度として表される。 FIG. 7 is a view showing a shovel located on a slope, FIG. 7 (A) shows a side view, and FIG. 7 (B) shows a top view. As shown in FIG. 7, the inclination angle θ of the shovel body is expressed as an angle with respect to the horizontal plane SF1 of the plane SF0 where the shovel is located.
基準旋回最大出力SP0は、旋回用電動機21の出力の最大値である旋回最大出力を現在のショベルの状態に応じて決定する際に用いられる基準値である。また、基準旋回最大出力SP0は、例えば、ショベルが平坦地に位置し、旋回複合操作が行われ、且つ、油圧負荷が小さい場合に採用される旋回最大出力として予め設定される。「油圧負荷が小さい場合」は、例えば、ポンプ吐出圧Pが所定値P1未満の場合として定められる。また、「ショベルが平坦地に位置する場合」は、例えば、ショベル本体の傾斜角度θが所定角度θ1未満の場合として定められる。
The reference turning maximum output SP0 is a reference value used when determining the turning maximum output which is the maximum value of the output of the turning
旋回最大出力SP1は、現在のショベルの状態に応じて決定される旋回用電動機21の出力の最大値である。本実施例では、コントローラ30は、基準旋回最大出力SP0と第1係数Kaと第2係数Kbとに基づいて旋回最大出力SP1を決定する。
The turning maximum output SP1 is a maximum value of the output of the turning
第1係数Kaは、ポンプ吐出圧Pに応じて決まる係数であり、ポンプ吐出圧Pが大きいほど小さくなる傾向を有する。本実施例では、コントローラ30は、演算部63によりポンプ吐出圧Pに基づいて第1係数Kaを導き出す。具体的には、演算部63は、入力としてポンプ吐出圧Pを受けると第1係数Kaを出力する。例えば、第1係数Kaは、0以上1以下の値をとり、ポンプ吐出圧Pが所定値P1以下で値1となり、ポンプ吐出圧Pが所定値P1から所定値P2(>P1)まで増大するにつれて一定の割合で減少し、ポンプ吐出圧Pが所定値P2以上で値Ka1(<1)となる。
The first coefficient Ka is a coefficient determined according to the pump discharge pressure P, and tends to be smaller as the pump discharge pressure P is larger. In the present embodiment, the
また、第2係数Kbは、傾斜角度θに応じて決まる係数であり、傾斜角度θが大きいほど大きくなる傾向を有する。本実施例では、コントローラ30は、演算部64により傾斜角度θに基づいて第2係数Kbを導き出す。具体的には、演算部64は、入力として傾斜角度θを受けると第2係数Kbを出力する。例えば、第2係数Kbは、1以上の値をとり、傾斜角度θが所定角度θ1(例えば2度)以下で値1となり、傾斜角度θが所定角度θ1から所定角度θ2(>θ1)まで増大するにつれて一定の割合で増大し、傾斜角度θが所定角度θ2(例えば30度)以上で値Kb1(>1)となる。
Further, the second coefficient Kb is a coefficient determined in accordance with the inclination angle θ, and tends to be larger as the inclination angle θ is larger. In the present embodiment, the
そして、コントローラ30は、乗算部65により基準旋回最大出力SP0と第1係数Kaと第2係数Kbとを乗算し、得られた値を旋回最大出力SP1として出力する。例えば、ショベルが平坦地に位置し、旋回複合操作が行われ、且つ、油圧負荷が小さい場合、旋回最大出力SP1は基準旋回最大出力SP0となる。第1係数Ka及び第2係数Kbの値が何れも値1となるためである。
Then, the
また、旋回最大出力SP1は、傾斜角度θが同じであれば、すなわち第2係数Kbが同じであれば、ポンプ吐出圧Pが大きいほど小さくなる。第1係数Kaの値が小さくなるためである。一方で、旋回最大出力SP1は、ポンプ吐出圧Pが同じであれば、すなわち第1係数Kaが同じであれば、傾斜角度θが大きいほど大きくなる。第2係数Kbの値が大きくなるためである。 Further, if the inclination angle θ is the same, that is, if the second coefficient Kb is the same, the turning maximum output SP1 decreases as the pump discharge pressure P increases. This is because the value of the first coefficient Ka decreases. On the other hand, if the pump discharge pressure P is the same, that is, if the first coefficient Ka is the same, the turning maximum output SP1 increases as the inclination angle θ increases. This is because the value of the second coefficient Kb is increased.
また、油圧ポンプ最大出力は、傾斜角度θが同じであれば、ポンプ吐出圧Pが大きいほど大きな値となり得る。旋回最大出力SP1が小さくなるためである。一方で、油圧ポンプ最大出力は、ポンプ吐出圧Pが同じであれば、傾斜角度θが大きいほど小さな値となり得る。旋回最大出力SP1が大きくなるためである。 In addition, the hydraulic pump maximum output can be a larger value as the pump discharge pressure P is larger, if the inclination angle θ is the same. This is because the turning maximum output SP1 is reduced. On the other hand, when the pump discharge pressure P is the same, the hydraulic pump maximum output can be a smaller value as the inclination angle θ is larger. This is because the turning maximum output SP1 is increased.
以上の構成により、コントローラ30は、傾斜角度θに応じて旋回最大出力SP1を変更する。例えば、コントローラ30は、傾斜角度θが増大するほど旋回最大出力SP1を増大させる。その結果、コントローラ30は、傾斜地においても上部旋回体3の旋回動作を適切に制御できる。例えば、コントローラ30は、傾斜地においてブーム4を上昇させながら上部旋回体3を旋回させる場合において、上部旋回体3の斜面上方への旋回速度が鈍化してしまうのを防止し、或いは、上部旋回体3が操作者の意に反して斜面下方に旋回してしまうのを防止できる。
With the above configuration, the
また、コントローラ30は、傾斜角度θに応じて旋回最大出力SP1を変更することで油圧ポンプ最大出力を変更する。例えば、コントローラ30は、傾斜角度θが増大するにつれて旋回最大出力SP1を増大させることで油圧ポンプ最大出力を低減させる。そのため、旋回最大出力SP1を増大させた場合であっても、電動発電機出力(発電出力)と油圧ポンプ出力の合計がエンジン最大出力を上回るのを防止できる。
Further, the
以上、本発明の好ましい実施例について詳説したが、本発明は、上述した実施例に制限されることはなく、本発明の範囲を逸脱することなしに上述した実施例に種々の変形及び置換を加えることができる。 Although the preferred embodiments of the present invention have been described above in detail, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications and substitutions may be made to the above-described embodiments without departing from the scope of the present invention. It can be added.
例えば、上述の実施例では、コントローラ30は、ポンプ吐出圧Pに関連する第1係数Kaと、傾斜角度θに関連する第2係数Kbと、基準旋回最大出力SP0とに基づいて旋回最大出力SP1を決定する。しかしながら、本発明はこの構成に限定されるものではない。例えば、コントローラ30は、ポンプ吐出圧Pに関する値と傾斜角度θに関する値と基準旋回最大出力SP0とを所定の関数に代入して旋回最大出力SP1を決定してもよい。或いは、コントローラ30は、ポンプ吐出圧Pに関する値と傾斜角度θに関する値と旋回最大出力SP1との対応関係を表す対応テーブルを参照してポンプ吐出圧Pに関する値及び傾斜角度θに関する値から旋回最大出力SP1を決定してもよい。また、コントローラ30は、ポンプ吐出圧Pとは無関係に、傾斜角度θに関連する値と基準旋回最大出力SP0とに基づいて旋回最大出力SP1を決定してもよい。
For example, in the embodiment described above, the
また、上述の実施例では、コントローラ30は、旋回複合操作が行われた場合には、旋回力行時及び旋回回生時の何れであってもエンジン出力配分処理を実行する。しかしながら、本発明はこの構成に限定されるものではない。例えば、コントローラ30は、旋回複合操作が行われた場合には、旋回力行時に限ってエンジン出力配分処理を実行してもよい。
Further, in the above-described embodiment, when the combined turning operation is performed, the
1・・・下部走行体 1A、1B・・・油圧モータ 2・・・旋回機構 3・・・上部旋回体 4・・・ブーム 5・・・アーム 6・・・バケット 7・・・ブームシリンダ 8・・・アームシリンダ 9・・・バケットシリンダ 10・・・キャビン 11・・・エンジン 12・・・電動発電機 13・・・変速機 14・・・メインポンプ 15・・・パイロットポンプ 16・・・高圧油圧ライン 17・・・コントロールバルブ 18・・・インバータ 19・・・キャパシタ 20・・・インバータ 21・・・旋回用電動機 22・・・レゾルバ 23・・・メカニカルブレーキ 24・・・旋回変速機 25・・・パイロットライン 26・・・操作装置 26A、26B・・・レバー 26C・・・ペダル 27、28・・・油圧ライン 29・・・圧力センサ 30・・・コントローラ 60・・・最小値選択部 61、62・・・減算部 63、64・・・演算部 65・・・乗算部 100・・・昇降圧コンバータ 110・・・DCバス 111・・・DCバス電圧検出部 112・・・キャパシタ電圧検出部 113・・・キャパシタ電流検出部 120・・・蓄電系
1 ... undercarriage 1A, 1B ...
Claims (2)
前記エンジンに連結される電動発電機と、
蓄電系と、
前記電動発電機が発電する電力及び前記蓄電系に蓄積された電力の少なくとも一方を用いて旋回体を駆動する旋回用電動機と、
前記旋回用電動機を制御する制御装置と、
建設機械本体の傾斜角度を検出する傾斜角度検出部と、を備え、
前記制御装置は、旋回操作レバーによる旋回操作を含む複合操作が行われた場合に、傾斜角度が大きいほど、前記旋回用電動機の最大出力を大きくし、且つ、前記油圧ポンプの最大出力を小さくする、
建設機械。 An engine that drives a hydraulic pump,
A motor generator coupled to the engine;
Storage system,
A turning electric motor for driving a turning body using at least one of the electric power generated by the motor generator and the electric power stored in the storage system;
A control device for controlling the swing motor;
An inclination angle detection unit that detects an inclination angle of the construction machine main body;
When the combined operation including the turning operation by the turning operation lever is performed, the control device increases the maximum output of the turning motor and decreases the maximum output of the hydraulic pump as the inclination angle is larger. ,
Construction machinery.
請求項1に記載の建設機械。 The control device reduces the maximum output of the hydraulic pump and increases the maximum output of the generated power of the motor generator as the inclination angle is larger.
The construction machine according to claim 1.
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