JP6656810B2 - 駆動装置および建設機械 - Google Patents
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Description
同図に示すように、駆動装置1は、上部旋回体102を旋回駆動するための旋回用油圧モータ2および回転電動機3と、旋回用油圧モータ2を駆動するための旋回用油圧ポンプ4と、回転電動機3に電力を供給する蓄電装置(バッテリ)5と、上部旋回体102を操作するための操作部6と、回転電動機3や旋回用油圧ポンプ4の駆動制御を行う制御装置7と、ジャイロセンサ110と、を主構成としている。
旋回用油圧ポンプ4は、旋回用油圧モータ2を駆動するために、この旋回用油圧モータ2に圧油を供給するための斜板式可変容量型の油圧ポンプである。なお、斜板式可変容量型の油圧ポンプは、内部に、斜板とポンプ軸の回転に連動して往復運動するピストン(何れも不図示)とを有している。そして、斜板の傾斜角度によってピストンのストローク量を変化させ、圧油の吐出流量が調整できるようになっている。
また、旋回用油圧ポンプ4の吐出側ラインL2には、この吐出側ラインL2の圧力を検出する油/電変換器10が設けられている。この油/電変換器10は、電気信号ラインL3を介して制御装置7に接続されている。そして、制御装置7に、油/電変換器10の信号が出力されるようになっている。
また、モータ制御部16に、蓄電装置5が接続されている。そして、モータ制御部16は、蓄電装置5の電力を所定のタイミングで回転電動機3に供給することにより、回転電動機3の駆動を制御する。
制御装置7は、ジャイロセンサ110からの出力信号に基づいて、モータ制御部16に駆動トルク指令信号を出力する。モータ制御部16は、制御装置7から出力される駆動トルク指令信号、および角速度センサ17からの出力信号に基づいて、回転電動機3の駆動制御を行う。
なお、通常駆動とは、油圧ショベル100の走路が傾斜しておらず、平坦な走路上に油圧ショベル100が位置している場合の上部旋回体102の旋回駆動をいう。
まず、オペレータによる操作部6への入力が無い場合、制御装置7により旋回用油圧ポンプ4の容積は、ゼロ近傍に制御される。
図4は、傾斜地Kに油圧ショベル100が停止した状態の説明図である。図5は、傾斜地駆動時の駆動装置1の動作を示すフローチャートである。
ここで、駆動装置1には、ジャイロセンサ110が設けられている。このため、駆動装置1の制御装置7(図3参照)は、ジャイロセンサ110から出力されるキャブ103(下部走行体101、上部旋回体102)の傾斜角度、傾斜方向の情報に基づいて、回転電動機3の駆動制御を行う。
ステップST20による判断が「Yes」、つまり、キャブ103が傾斜している場合、上部旋回体102の旋回動作が、振り下げ旋回動作か否かの判断を行う(ステップST30)。ここで、振り下げ旋回動作か否かの判断は、ジャイロセンサ110により検出された傾斜方向と、キャブ103(上部旋回体102)の向きと、操作部6から出力される操作信号(上部旋回体102を旋回させようとしている方向)と、に基づいて行われる。
ステップST40による判断が「Yes」、つまり、出力軸2a(上部旋回体102)の回転角速度が、操作部6からの操作信号に基づく回転角速度よりも速く、かつ最低回転速度閾値以上(所定速度以上)である場合、上部旋回体102による旋回エネルギーを回生させる(ステップST50)。
また、この回生動作によるフリクションにより、旋回用油圧モータ2と協働して、操作部6による操作信号に基づく角速度よりも速い角速度で上部旋回体102が旋回してしまうことが防止される。
より具体的には、駆動装置1は、上部旋回体102が振り下げ旋回動作を行う場合、操作部6からの操作信号に基づく回転角速度よりも出力軸2a(上部旋回体102)の回転角速度が速く、かつ出力軸2a(上部旋回体102)の回転角速度が最低回転速度閾値以上(所定速度以上)である場合、回転電動機3を回生発電させている。このため、無駄な電力を浪費せず、効率よく回生発電を行うことができる。
この場合、上部旋回体102の旋回動作が、振り下げ旋回動作である場合には、回転電動機3を停止させ、振り上げ旋回動作である場合には、回転電動機3を駆動させるように制御を行えばよい。このように制御した場合であっても、振り下げ旋回動作時に回転電動機3が駆動してしまうことがないので、傾斜地Kにおける油圧ショベル100の操作性を向上できる。
Claims (6)
- ブームを有する被駆動体を旋回駆動させるための油圧モータおよび回転電動機と、
前記制御部に回転速度信号を出力し、該回転速度信号に基づく回転速度で前記被駆動体を旋回駆動させるための操作部と、
前記被駆動体の回転位置を検出するための第1回転位置検出部、および第2回転位置検出部と、
前記被駆動体の傾斜角度および傾斜方向を検出するための傾斜角検出部と、
前記油圧モータおよび前記回転電動機の駆動制御を行うとともに、前記被駆動体の旋回駆動を制動するか否かを判断するための最低回転速度閾値が記憶されており、少なくとも前記第1回転位置検出部および前記第2回転位置検出部の何れかの検出結果と、前記傾斜角検出部の検出結果とに基づいて、前記被駆動体が振り上げ旋回動作か降り下げ旋回動作かを判断し、前記降り下げ動作の場合で、かつ前記被駆動体の回転角速度が前記最低回転速度閾値以上である場合、前記回転電動機を回生発電させる制御部と、を備える
駆動装置。 - 前記制御部は、さらに前記操作部の前記回転速度信号に基づく前記回転速度と、前記被駆動体の実際の旋回速度との差に応じて前記回転電動機の駆動制御を行う請求項1に記載の駆動装置。
- 前記制御部は、前記操作部の前記回転速度信号に基づく前記回転速度よりも前記被駆動体の旋回速度が所定値以上速い場合、前記回転電動機を回生発電させる請求項2に記載の駆動装置。
- 前記第1回転位置検出部と前記傾斜角検出部は、ジャイロセンサからなる請求項1〜請求項3の何れか1項に記載の駆動装置。
- 前記第1回転位置検出部と前記傾斜角検出部は、前記被駆動体における旋回中心から最大限離間した位置に設けられている請求項1〜請求項4の何れか1項に記載の駆動装置。
- 請求項1〜請求項5の何れか1項に記載の駆動装置を備え、
前記被駆動体は、上部旋回体である建設機械。
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