JP6557472B2 - 作業機械の駆動制御システム、それを備える作業機械、及びその駆動制御方法 - Google Patents
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Description
前記液圧供給装置は、前記液圧モータの排出圧を調整するように構成され、前記制御装置は、前記充電停止条件を充足すると前記液圧供給装置の動作を制御して前記液圧モータの排出圧を高くするように構成されてもよい。
図1に示すように、作業機械の一例である油圧ショベル2は、先端部に取り付けられたアタッチメント、例えばバケット3によって掘削や運搬等の様々な作業を行うことができるようになっている。油圧ショベル2は、クローラ等の走行装置4を有しており、走行装置4の上に旋回体5が載せられている。旋回体5には、運転者が搭乗するための運転席5aが形成され、更にブーム6及びアーム7を介してバケット3が設けられている。このように構成されている旋回体5は、走行装置4に対して旋回可能に構成されており、油圧ショベル2は、旋回体5を旋回駆動する駆動制御システム1を有している。以下では、油圧ショベル2の駆動制御システム1の構成について、図2を参照しながら説明する。
駆動制御システム1は、主に油圧ポンプ10と、コントロール弁11と、リモートコントロール弁12と、2つの電磁減圧弁13,14と、2つの電磁リリーフ弁15,16と、電油旋回モータ17とを備えている。液圧ポンプである油圧ポンプ10は、可変容量型の斜板式油圧ポンプであり、図示しないエンジンによって駆動されて作動油を吐出するようになっている。油圧ポンプ10は、斜板10aを有しており、この斜板10aを傾転させることで作動油の吐出量を変えることができるようになっている。斜板10aには、レギュレータ18が接続されている。
図2に示すように操作レバー25が一方に傾倒されると、2つのパイロット通路23,24のうち一方にだけパイロット油が出力される。そうすると、2つのパイロット圧センサ26,27のいずれかで検出され、その検出されたパイロット圧が制御装置50に入力され、それらの差圧が速度指令信号VCOMとなる。同様に、回転数センサ44で検出された回転数が制御装置50に入力され、速度フィードバック信号VFBとなる。制御装置50は、これら2つの速度指令信号VCOMと速度フィードバック信号VFBとの速度差に基づいて目標加速トルクを演算する。そして、制御装置50は、この目標加速トルクが出力されるように油圧モータ33及び電動機34の動作を制御する。これにより、操作レバー25の傾倒量に応じた速度、即ち速度指令信号VCOMに応じた速度で旋回体5を旋回させることができる。
第2実施形態の駆動制御システム1Aは、第1実施形態の駆動制御システム1と同様の構成を有しており、図5に示すように、その減速制御処理の手順が異なっている。以下では、第2実施形態の駆動制御システム1Aの減速制御処理の説明をするが、その説明における各構成の符号については、第1実施形態の駆動制御システム1の構成の符号と同じ符号を付する。なお、第3実施形態の駆動制御システム1Bについても同様である。
第3実施形態の駆動制御システム1Bでは、以下に説明する加速・定速制御処理を実行する。加速・定速制御処理では、図6のフローチャートに示すように、旋回体5の加速・定速時において蓄電器28の蓄電量が所定値以下となったときに、電動機34の目標トルクをゼロに設定する。これにより、旋回体5は、油圧モータ33だけによる旋回駆動に切換わる。更に、駆動装置36を蓄電器28から遮断することで、駆動装置36の定常損失による蓄電器28の電力消費を防ぐものである。以下では、加速・定速制御処理の手順について具体的に説明する。
本実施形態の駆動制御システム1は、斜板10aの傾転角をポジティブコントロール方式で調整するシステムであるが、斜板10aの傾転角をネガティブコントロール方式で調整するシステムであってもよい。また、油圧ポンプ10は、斜板10aの傾斜角を調整できない固定容量型のポンプであってもよい。
2 油圧ショベル
4 旋回体
9 作動油供給装置(液圧供給装置)
11 コントロール弁
15,16 電磁リリーフ弁(回動制動手段)
17 電油旋回モータ
22 スプール
28 蓄電器(蓄電装置)
29 タンク
33 油圧モータ
34 電動機
35 出力軸
36 駆動装置
44 回転数センサ
50 制御装置
Claims (9)
- 電力供給を受けることによって作業機械の旋回体を旋回させ、且つ電力を発生させて前記旋回体を制動する電動機と、
放充電することができる蓄電装置と、
前記蓄電装置から供給される駆動電力によって駆動し、前記蓄電装置から前記電動機に電力を供給させて前記電動機を動かし且つ前記電動機で発生した電力を前記蓄電装置に蓄えさせて前記旋回体を制動させる駆動装置と、
前記旋回体の旋回速度を検出する速度検出器と、
前記旋回体が減速し且つ前記速度検出器が検出する旋回速度が予め定められる所定速度以下であることを含む充電停止条件を充足すると、前記蓄電装置から前記駆動装置に供給される駆動電力を止める制御装置とを備える、作業機械の駆動制御システム。 - 前記所定速度は、前記旋回体を制動して前記旋回体の速度を所定速度まで低下させた際に前記電動機および前記駆動装置で消費される定常損失エネルギーが前記電動機で発生する充電電力よりも大きくなる速度である、請求項1に記載の作業機械の駆動制御システム。
- 圧液供給を受けることで前記旋回体を前記電動機と協働して旋回させる液圧モータと、
前記液圧モータに圧液を供給する液圧供給装置と、を備え、
前記液圧モータは、前記液圧モータに供給される供給圧より前記液圧モータから排出される排出圧を高くすることで前記旋回体を制動するように構成され、
前記液圧供給装置は、前記液圧モータの排出圧を調整するように構成され、
前記制御装置は、前記充電停止条件を充足すると前記液圧供給装置の動作を制御して前記液圧モータの排出圧を高くするように構成されている、請求項1又は2に記載の作業機械の駆動制御システム。 - 前記液圧モータと前記電動機とによって共有される出力軸の回転を制動する回転制動手段を備え、
前記制御装置は、前記充電停止条件を充足すると前記回転制動手段の動作を制御して前記出力軸の回転を制動するように構成されている、請求項3に記載の作業機械の駆動制御システム。 - 前記旋回体の旋回速度に関する調整値を入力するための入力装置を備え、
前記制御装置は、前記旋回体の旋回速度が前記入力装置からの調整指令に応じた旋回速度になるように前記駆動装置及び前記液圧供給装置の動作を制御し、
前記充電停止条件は、前記入力装置からの調整値が所定値以下であることを含む、請求項3又は4に記載の作業機械の駆動制御システム。 - 前記所定速度は、前記蓄電装置の電力状態が充電から放電に転じる直前の速度である、請求項1乃至5のいずれか1つに記載の作業機械の駆動制御システム。
- 圧液供給を受けることで旋回体を旋回させる液圧モータと、
前記液圧モータに圧液を供給する液圧供給装置と、
電力供給を受けることによって前記液圧モータと協働して前記旋回体を旋回させ、且つ電力を発生させて前記旋回体を制動する電動機と、
放充電することができる蓄電装置と、
前記蓄電装置から供給される駆動電力によって駆動し、前記蓄電装置から前記電動機に電力を供給させて前記電動機を動かし且つ前記電動機で発生した電力を前記蓄電装置に蓄えさせて前記旋回体を制動させる駆動装置と、
前記旋回体の旋回速度を検出する速度検出器と、
前記旋回体が加速・定速状態にあり且つ前記蓄電装置の蓄電量が所定値以下であることを含むアシスト停止条件を充足すると、前記蓄電装置から前記駆動装置に供給される駆動電力を止める制御装置とを備える、作業機械の駆動制御システム。 - 請求項1乃至7のいずれか1つに記載の作業機械の駆動制御システムと、
前記旋回体とを備え、
前記電動機は、減速機を介して前記旋回体を旋回するようになっている、作業機械。 - 蓄電装置から供給される電力によって駆動する電動機が旋回させる作業機械の旋回体の旋回速度を検出する速度検出工程と、
前記電動機で発生する電力を駆動装置により前記蓄電装置に蓄電させて前記旋回体を制動させることによって前記旋回体が減速し且つ前記速度検出工程で検出される旋回速度が予め定められる所定速度以下であることを含む充電停止条件又は前記旋回体が加速・定速状態にあり且つ前記蓄電装置の蓄電量が所定値以下であることを含むアシスト停止条件を充足するか否かを判定する判定工程と、
前記判定工程において充電停止条件又はアシスト停止条件を充足すると判定されると、前記蓄電装置から前記駆動装置への電力供給を停止させる停止工程とを有する、作業機械の駆動制御システムの駆動制御方法。
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