KR101422817B1 - The Control Method of Hybrid Excavators - Google Patents

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Abstract

본 발명의 하이브리드 굴삭기의 속도비 제어방법은, 선회부가 선회 전동기에 의해 독립적으로 구동되는 하이브리드 굴삭기에 있어서, 선회레버 조작 신호을 이용하여 선회속도 기준값 연산 로직에 의해 선회속도 기준값을 도출하는 제1단계와, 붐 레버 조작 신호, 암 레버 조작 신호, 버켓 레버 조작 신호 및 주행 페달 조작 신호를 이용하여, 선회속도 지령 조정값 연산 로직에 의해 각각의 선회 속도 조정값을 추출하는 제2단계와, 선회속도 기준값 연산 로직에서 연산한 선회속도 기준값과 선회속도 지령 조정값 연산 로직에서 추출한 선회 속도 조정값을 이용하여, 최종 선회 속도 지령값을 연산한 후 선회 전동기 구동용 인버터에 출력하여 선회속도 제어를 수행하는 제3단계 및, 선회 전동기 속도 제어와 동시에 펌프 유량 제어 지령값 연산 로직을 이용하여 펌프 유량 제어를 수행하여, 전체적인 작업장치의 속도비를 조절하는 제4단계를 포함한다.A method of controlling a speed ratio of a hybrid excavator according to the present invention is a hybrid excavator in which a swivel portion is independently driven by a swivel motor, comprising a first step of deriving a swivel speed reference value by a swivel speed reference value arithmetic logic using a swiveling lever operation signal A second step of extracting respective turning speed adjustment values by a turning speed command adjusting value calculating logic using a boom lever operating signal, a lever lever operating signal, a bucket lever operating signal, and a traveling pedal operating signal, A controller that calculates the final turning speed command value using the turning speed reference value calculated by the arithmetic logic and the turning speed adjusting value extracted from the turning speed command adjusting value calculating logic and then outputs the calculated final turning speed command value to the swing motor driving inverter to perform the swing speed control 3, and the speed control of the swinging motor, and the pump flow control command value calculation logic To perform the pump flow rate control, and a fourth step of adjusting the speed ratio of the entire work apparatus.

Description

하이브리드 굴삭기의 속도비 제어방법{The Control Method of Hybrid Excavators}[0001] The present invention relates to a hybrid excavator,

본 발명은 하이브리드 굴삭기에 관한 것으로, 특히 본 발명은 굴삭기 작업장치의 복합 조작시 원활한 작업이 수행될 수 있도록, 각 작업장치의 동작 속도 조절용 굴삭기 작업장치의 속도비를 조절할 수 있는 하이브리드 굴삭기의 속도비 제어방법에 관한 것이다.The present invention relates to a hybrid excavator. More particularly, the present invention relates to a hybrid excavator, in which a speed ratio of a hybrid excavator capable of adjusting a speed ratio of an excavator working device for controlling the operation speed of each work device, And a control method.

종래의 유압굴삭기 작업장치의 동작은 2개의 메인펌프에서 토출되는 유량을 붐, 암, 버켓, 주행 및 선회 동작을 위한 각각의 유압 액츄에이터(유압실린더, 유압모터)가 나누어 사용하는 구조로, 작업장치의 속도비는 각 작업장치의 동작을 위한 레버 조작량과 굴삭기 주제어 밸브(MCV)에 의해 기계, 유압적으로 조절되는 형식을 취하고 있다.The operation of the conventional hydraulic excavator working apparatus is a structure in which a flow rate discharged from two main pumps is divided into boom, arm, bucket, and hydraulic actuators (hydraulic cylinders and hydraulic motors) for traveling and turning operations, The speed ratio of the work machine is controlled mechanically and hydraulically by the lever manipulation amount for the operation of each working device and the excavator main control valve (MCV).

하이브리드 굴삭기의 일반적인 시스템은, 유압굴삭기와 달리 2개의 메인펌프가 붐, 암, 버켓 및 주행 동작에 필요한 유량을 MCV를 통해 공급하는 유압시스템과 선회 동작을 위한 축전장치, 인버터, 전동기 등으로 구성된 독립적인 전기시스템으로 구성된다. Unlike a hydraulic excavator, a general system of a hybrid excavator is composed of two main pumps, a hydraulic system for supplying the flow quantity necessary for boom, arm, bucket and running operation through the MCV, and an independent In electrical system.

이와 같은 선회 독립 시스템 구성은, 선회를 포함한 타 작업장치 동시 동작시 적절한 작업장치 속도비가 구현될 수 없을 가능성이 있어 복합 조작에 대한 운전자의 조작 부담이 가중될 수 있다. 때문에 선회를 포함한 복합 동작시에 효과적인 작업을 수행하기 위해서는 작업장치의 속도비를 인위적으로 조절할 필요가 있다. Such a swing-independent system configuration may impose an appropriate working device speed ratio at the time of simultaneous operation of other working devices including turning, which may increase the operation burden on the driver for the combined operation. Therefore, it is necessary to artificially adjust the speed ratio of the working device in order to perform an effective operation in the complex operation including the turning.

또한, 선회 동작을 위해 선회 전동기가 사용한 에너지를 고려해 메인 펌프의 유량을 조절하지 않는 경우에, 불필요한 동력 소비를 초래할 수 있다.In addition, when the flow rate of the main pump is not adjusted in consideration of the energy used by the swing motor for the swing operation, unnecessary power consumption may be caused.

따라서, 본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 기존 유압 굴삭기에서 선회 동작에 영향을 주던 타 작업장치의 조작조건을 고려하여 선회 전동기의 회전 속도를 제어하고, 선회 전동기 회전속도 제어 결과로 나타난 실제 선회 전동기의 회전속도를 이용하여 타 작업장치로 공급되는 메인 펌프의 유량을 조절함으로써, 효과적인 복합 작업을 수행할 수 있도록 복합 동작에 대한 적절한 속도비를 구현하여 운전자의 조작 부담을 경감하고, 불필요한 동력 소비를 줄일 수 있는 제어방법과, 작업 상황에 따라 운전자가 미리 작업 속도에 대한 제한값을 설정할 수 있도록 구성함으로써 작업 효율 향상 및 연료소비량 저감을 유도할 수 있는 하이브리드 굴삭기의 속도비 제어방법을 제공하는데 그 목적이 있다.SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, the present invention has been made keeping in mind the above problems occurring in the prior art, and it is an object of the present invention to provide a hydraulic excavator which can control the rotating speed of a swing motor in consideration of operating conditions of other working devices, By controlling the flow rate of the main pump supplied to the other working device by using the resultant rotational speed of the actual rotating electric motor, an appropriate speed ratio for the complex operation is implemented so as to perform an effective complex operation, thereby reducing the burden on the driver A control method capable of reducing unnecessary power consumption and a speed ratio control method of a hybrid excavator capable of improving work efficiency and reducing fuel consumption by configuring a driver so that a limit value for a work speed can be set in advance according to a work situation The purpose is to provide.

상기 목적 달성을 위한 본 발명은, 선회부가 선회 전동기에 의해 독립적으로 구동되는 하이브리드 굴삭기에 있어서, 선회레버 조작 신호를 이용하여 선회속도 기준값 연산 로직에 의해 선회속도 기준값을 도출하는 제1단계와, 붐 레버 조작 신호, 암 레버 조작 신호, 버켓 레버 조작 신호 및 주행 페달 조작 신호를 이용하여, 선회속도 지령 조정값 연산 로직에 의해 각각의 선회 속도 조정값을 추출하는 제2단계와, 선회속도 기준값 연산 로직에서 연산한 선회속도 기준값과 선회속도 지령 조정값 연산 로직에서 추출한 선회 속도 조정값을 이용하여, 최종 선회 속도 지령값을 연산한 후 선회 전동기 구동용 인버터에 출력하여 선회속도 제어를 수행하는 제3단계 및, 선회 전동기 속도 제어와 동시에 펌프 유량 제어 지령값 연산 로직을 이용하여 펌프 유량 제어를 수행하여, 전체적인 작업장치의 속도비를 조절하는 제4단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.According to a first aspect of the present invention, there is provided a hybrid excavator in which a swing section is independently driven by a swing motor, comprising: a first step of deriving a swing speed reference value by a swing speed reference value arithmetic logic using a swing lever operating signal; A second step of extracting respective turning speed adjustment values by a turning speed command adjusting value calculating logic by using a lever operating signal, a lever lever operating signal, a bucket lever operating signal, and a traveling pedal operating signal, A third step of calculating the final turning speed command value using the turning speed reference value calculated by the turning speed reference value calculating circuit and the turning speed adjusting value extracted from the turning speed instruction adjusting value calculating logic and then outputting the final turning speed command value to the inverter for driving the turning motor, And pump flow rate control command value calculation logic at the same time as the swing motor speed control, Performing a control to, it characterized in that it comprises a fourth step of adjusting the speed ratio of the entire work apparatus.

여기서, 상기 제2단계는 각 조작 신호에 따라 조정값이 상이한 로직으로 구성되며, 타 작업장치 조작이 2가지 이상 동시에 발생할 시에는 추출한 각각의 조정값의 최소값을 취하고, 미리 설정한 별도의 조정값을 가중하여 최종 조정값을 취하는 것이 바람직하다.Here, the second step is configured by logic having different adjustment values according to the respective operation signals. When two or more operations of the other operation apparatuses occur at the same time, the minimum value of each extracted adjustment value is taken, To obtain the final adjustment value.

그리고 상기 제4단계는, 메인펌프 토출 압력과 펌프 유량 조절 파일럿 압력을 이용하여 메인펌프의 토출 유량(Q_supply)을 산출하는 단계와, 선회 전동기 속도 제어의 결과로 나타난 실제 선회 전동기 회전속도를 이용하여 가상으로 선회 소요 유량(Q_swing)을 산출하는 단계를 포함하는 것이 바람직하다.The fourth step may include calculating a discharge flow rate Q_supply of the main pump by using the main pump discharge pressure and the pump flow rate control pilot pressure and calculating the discharge flow rate Q_supply using the actual rotational speed of the swing motor And calculating a turning flow rate Q_swing in a virtual manner.

또한, 상기 제4단계에서는 가상적인 선회 소요 유량(Q_swing)은 기존 유압굴삭기에서와 같이 선회부가 유압시스템으로 구성된 것처럼 가정하여 선회 유압모터에 소요되는 유량을 계산하는 것이 바람직하다.In the fourth step, it is preferable to calculate the flow rate required for the revolving hydraulic motor assuming that the virtual turning amount required flow rate Q_swing is configured as the hydraulic system for the swing part as in the conventional hydraulic excavator.

아울러, 상기 제4단계에서는, 연산된 메인펌프의 토출 유량(Q_supply)과, 선회 소요 유량(Q_swing)을 이용하여 메인펌프(9) 유량 제어 지령값(Q_desired)을 연산하는 것이 바람직하다. 그리고 상기 제4단계에서 지령값(Q_desired) 연산은, Q_desired = Q_supply - (Q_factor * Q_swing)을 이용하며, Q_factor는 작업장치 속도비를 유지하기 위한 값으로 적용되는 것이 바람직하다.In the fourth step, it is preferable to calculate the flow rate control command value Q_desired of the main pump 9 using the calculated discharge flow rate Q_supply and the turning flow rate Q_swing. In the fourth step, Q_desired = Q_supply - (Q_factor * Q_swing) is used as a command value (Q_desired) operation, and Q_factor is preferably applied as a value for maintaining a working device speed ratio.

뿐만 아니라, 상기 제4단계에서는, 운전자가 직접 펌프 유량 제한값을 선택할 수 있도록 할 수 있으며, 상기 제4단계에서는, 연산된 펌프 유량 제어 지령값을 운전자가 직접 선택한 펌프 유량 제한값과 비교하여 최종적으로 적은 유량이 토출되도록 할 수도 있다.In addition, in the fourth step, the driver can directly select the pump flow rate limit value. In the fourth step, the calculated pump flow rate control command value is compared with the pump flow rate limit value directly selected by the driver, The flow rate may be discharged.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명은 작업장치 속도비 불균형에 따른 조작성 저하로 인해 발생하는 운전자의 조작 부담을 경감하고, 추가적으로 작업 효율 향상 및 연비 개선에 기여할 수 있다. INDUSTRIAL APPLICABILITY As described above, the present invention can reduce the operation burden on the driver caused by the deterioration of the operability due to the unbalance of the working device speed, and further contribute to the improvement of the working efficiency and the fuel efficiency improvement.

도 1은 본 발명에 따른 하이브리드 굴삭기의 속도비 제어방법에서 하이브리드 굴삭기에 대한 개략적인 시스템 구성도이다.
도 2는 본 발명에 따른 하이브리드 굴삭기의 속도비 제어방법의 제어 블럭도이다.
도 3은 본 발명에 따른 하이브리드 굴삭기의 속도비 제어방법에서 조작신호에 따른 선회속도 기준값 추출 방법을 도시한 도면이다.
도 4는 본 발명에 따른 하이브리드 굴삭기의 속도비 제어방법에서 선회 외 타 작업장치 조작에 따른 선회속도 조정값 추출방법을 도시한 도면이다.
1 is a schematic system configuration diagram of a hybrid excavator in a speed ratio control method of a hybrid excavator according to the present invention.
2 is a control block diagram of a speed ratio control method of a hybrid excavator according to the present invention.
3 is a diagram illustrating a method of extracting a reference speed value according to an operation signal in a speed ratio control method of a hybrid excavator according to the present invention.
4 is a view illustrating a method of extracting a swing speed adjustment value according to an operation of the swing external operation device in the speed ratio control method of a hybrid excavator according to the present invention.

이하 첨부된 도면을 참조하면서 본 발명에 따른 바람직한 실시 예를 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

본 발명을 설명함에 있어서, 정의되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의 내려진 것으로, 본 발명의 기술적 구성요소를 한정하는 의미로 이해되어서는 아니 될 것이다.In describing the present invention, the defined terms are defined in consideration of the function of the present invention, and should not be understood in a limiting sense of the technical elements of the present invention.

본 발명을 설명하기에 앞서, 하이브리드 굴삭기는 도 1에서와 같이 구동은 동력원인 엔진(11), 유압 펌프(9), 펌프 레귤레이터(8), 엔진 어시스트 전동기(7) 및 주 제어 밸브(10)의 유기적인 구동에 의해 이루어진다. 그리고, 주행은 유압펌프(9)에서 공급한 유압 에너지를 이용하여 동작하게 되고, 선회는 인버터(5)가 연결되는 축전장치(12)의 전기에너지를 이용하여 선회 전동기(6)에 의해 동작하게 된다. 여기서, 하이브리드 굴삭기 복합동작에 대한 속도를 제어하기 위한 제어기(Controller, 1)가 구비된다.1, the hybrid excavator includes an engine 11 as a power source, a hydraulic pump 9, a pump regulator 8, an engine assist motor 7, and a main control valve 10, As shown in Fig. The running operation is performed using the hydraulic energy supplied from the hydraulic pump 9 and the turning operation is performed by the swing motor 6 using the electric energy of the power storage device 12 to which the inverter 5 is connected do. Here, a controller (controller) 1 for controlling the speed of the combined hybrid excavator operation is provided.

여기서, 상기 제어기(1)는 선회속도 기준값 연산 로직(1-1), 선회속도 지령 조정값 연산 로직(1-2) 및 펌프 유량 제어 지령값 연산 로직(1-3)을 포함한다. 즉, 본 발명은 크게 선회속도 제어와 펌프 유량 제어 부분으로 나뉜다. Here, the controller 1 includes a revolution speed reference value calculation logic 1-1, a revolution speed command adjustment value calculation logic 1-2, and a pump flow rate control instruction value calculation logic 1-3. That is, the present invention is divided into a revolving speed control section and a pump flow control section.

이와 같은 본 발명의 하이브리드 굴삭기의 속도비 제어방법을 순차적으로 설명하면 다음과 같다.The method of controlling the speed ratio of the hybrid excavator of the present invention will be described below in order.

먼저, 제1단계는 선회부가 선회 전동기(6)에 의해 독립적으로 구동되는 하이브리드 굴삭기에 있어서, 선회 레버 조작 신호(3-1)를 이용하여 선회속도 기준값 연산 로직에 의해 선회속도 기준값을 도출한다.First, in the first step, in the hybrid excavator in which the swing section is independently driven by the swing motor 6, the swing lever reference signal computing logic derives the swing reference value using the swing lever operation signal 3-1.

다음으로, 제2단계는 붐 레버 조작 신호(3-2), 암 레버 조작 신호(3-3), 버켓 레버 조작 신호(3-4) 및 주행 페달 조작 신호(3-5)를 이용하여, 선회속도 지령 조정값 연산 로직에 의해 각각의 선회 속도 조정값을 추출한다.Next, the second step uses the boom lever control signal 3-2, the lever control signal 3-3, the bucket lever control signal 3-4 and the pedal control signal 3-5, The respective revolution speed adjustment values are extracted by the revolution speed command adjustment value calculation logic.

여기서, 제2단계는 각 조작 신호에 따라 조정값이 상이한 로직으로 구성되며, 타 작업장치 조작이 2가지 이상 동시에 발생할 시에는 추출한 각각의 조정값의 최소값을 취하고, 미리 설정한 별도의 조정값을 가중하여 최종 조정값을 취하는 것이 바람직하다.Here, the second step consists of logic having different adjustment values in accordance with the respective operation signals. When two or more operations occur simultaneously, the minimum value of each extracted adjustment value is taken, and a predetermined adjustment value It is preferable to take the final adjustment value by weighting.

다음으로, 제3단계는 선회속도 기준값 연산 로직에서 연산한 선회속도 기준값과, 선회속도 지령 조정값 연산 로직에서 추출한 선회 속도 조정값을 이용하여, 최종 선회 속도 지령값을 연산한다. 이후, 선회 전동기(6) 구동용 인버터(5)에 출력하여 선회속도 제어를 수행한다.Next, in the third step, the final turning speed command value is calculated using the turning speed reference value calculated by the turning speed reference value calculating logic and the turning speed adjusting value extracted from the turning speed command adjusting value calculating logic. Thereafter, the electric power is outputted to the inverter (5) for driving the swing motor (6) to perform the revolution speed control.

다음으로, 제4단계는 선회 전동기(6) 속도 제어와 동시에 펌프 유량 제어 지령값 연산 로직을 이용하여 펌프 유량 제어를 수행한다. 이후, 전체적인 작업장치의 속도비를 조절한다.Next, in the fourth step, the pump flow rate control is performed simultaneously with the speed control of the swing motor 6 using the pump flow rate control command value calculation logic. The speed ratio of the overall working device is then adjusted.

더 상세히 설명하면, 제4단계에서는 유압 펌프(9) 토출 압력(4-1)과 펌프 유량 조절 파일럿 압력(4-2)를 이용하여, 메인펌프(9)의 토출 유량(Q_supply)을 산출하는 단계를 포함한다.More specifically, in the fourth step, the discharge flow rate Q_supply of the main pump 9 is calculated using the discharge pressure 4-1 of the hydraulic pump 9 and the pump flow rate adjustment pilot pressure 4-2 .

그리고, 선회 전동기(6) 속도 제어의 결과로 나타난 실제 선회 전동기(6) 회전속도를 이용하여 가상으로 선회 소요 유량(Q_swing)을 산출하는 단계를 포함한다.Then, it includes a step of virtually calculating the required turning amount Q_swing by using the actual rotating speed of the rotating electric motor 6, which is the result of the speed control of the turning motor 6.

여기서, 제4단계에서는 가상적인 선회 소요 유량(Q_swing)은 기존의 유압 굴삭기와 같이 선회부가 유압시스템으로 구성된 것처럼 가정하여 선회 유압모터에 소요되는 유량을 계산할 수 있다.Here, in the fourth step, the virtual flow amount Q_swing required for turning can be calculated as a flow amount required for the swing hydraulic motor, assuming that the swing portion is constituted by a hydraulic system like a conventional hydraulic excavator.

이를 위해, 연산된 유압 펌프(9)의 토출 유량(Q_supply)과, 선회 소요 유량(Q_swing)을 이용하여 유압 펌프(9) 유량 제어 지령값(Q_desired)을 연산하는데, 상기 지령값(Q_desired) 연산은, Q_desired = Q_supply - (Q_factor * Q_swing)을 사용할 수 있다. 여기서, Q_factor는 적절한 작업장치 속도비를 유지하기 위한 게인 값이다.To this end, the flow rate control command value Q_desired of the hydraulic pump 9 is calculated using the discharge flow rate Q_supply of the hydraulic pump 9 calculated and the flow rate Q_swing required for turning. The command value Q_desired calculation Q_desired = Q_supply - (Q_factor * Q_swing) can be used. Here, Q_factor is a gain value for maintaining an appropriate working device speed ratio.

또한, 상기한 식을 통해 연산한 Q_desired 값과, 운전자가 선택한 펌프 유량 제한 모드의 단계값에 대한 유량 제한값을 비교함으로써, 적은 유량이 토출되도록 최종 펌프 유량 제어 지령값을 연산하게 된다. In addition, the Q_desired value calculated through the above equation is compared with the flow restriction value for the step value of the pump flow restriction mode selected by the driver, thereby calculating the final pump flow control command value so as to discharge a small amount of flow.

그리고, 상기 연산된 지령값을 유량제어용 전자밸브인 펌프 레귤레이터(8)의 유량 제어용 전자밸브 MCV(주제어 밸브, Main Control Valve)에 출력한다. 궁극적으로는, 선회와 타 작업장치 간의 적절한 속도비를 유지시킴으로써, 원활한 복합 조작 구현에 따른 작업 효율 향상 및 추가적인 연비 개선 효과를 도모한다.Then, the calculated command value is outputted to a flow control solenoid valve MCV (main control valve) of the pump regulator 8 which is a solenoid valve for flow control. Ultimately, by maintaining an appropriate speed ratio between the turning and the other working devices, the improvement of the working efficiency and the further improvement of the fuel economy by the smooth complex operation implementation are achieved.

한편, 상기 제4단계에서는 운전자가 직접 펌프 유량 제한값을 선택할 수 있도록 할 수 있으며, 연산된 펌프 유량 제어 지령값을 운전자가 직접 선택한 펌프 유량 제한값과 비교하여 최종적으로 적은 유량이 토출되도록 할 수 있다.Meanwhile, in the fourth step, the driver can directly select the pump flow rate limit value, and the calculated pump flow rate control command value can be compared with the pump flow rate limit selected directly by the driver so that the smallest flow rate can be finally discharged.

즉, 상기 제4단계에서 계산한 유압 펌프(9)의 유량 제어 지령값과 별도로 펌프 유량 제한 모드 선택 장치(2)를 이용하여, 몇 가지 단계로 유압 펌프(9)의 최대 토출 유량을 제한할 수 있도록 구성할 수 있다. 이는, 운전자가 직접 현재 작업 특성 및 환경에 따라 연비 우선 또는 작업성 우선을 선택할 수 있도록 하기 위함이다. That is, the maximum discharge flow rate of the hydraulic pump 9 is limited in several steps by using the pump flow rate restriction mode selection device 2 separately from the flow rate control command value of the hydraulic pump 9 calculated in the fourth step Can be configured. This is to allow the driver to select the fuel economy priority or the work economy priority according to the current working characteristics and environment.

이러한, 펌프 유량 제한 모드 선택 장치(2)는 장비 모니터상에서 모드를 선택할 수 있도록 구성하거나, 별도의 선택 스위치를 이용하는 방법이 있다. The pump flow rate restriction mode selection device 2 may be configured to select a mode on the equipment monitor or use a separate selection switch.

그리고, 모드 구성은 운전자가 직접 선택한 단계에 해당하는 유량 제한값이 클수록 작업성 우선, 적을수록 연비 우선이 되도록 유량 제한값을 상이하게 구성할 수 있다. In the mode configuration, the larger the flow restriction value corresponding to the step selected by the driver, the more the workability becomes, and the smaller the flow restriction value becomes, the more fuel efficiency becomes.

결과적으로, 본 발명은 작업장치 속도비 불균형에 따른 조작성 저하로 인해 발생하는 운전자의 조작 부담을 경감하고, 추가적으로 작업 효율 향상 및 연비 개선에 기여할 수 있다. As a result, the present invention can reduce the operation burden on the driver caused by the deterioration of the operability due to the unbalance of the working device speed, and further contribute to the improvement of the working efficiency and the fuel efficiency improvement.

이상에서 본 발명에 따른 하이브리드 굴삭기의 속도비 제어방법에 대한 기술사상을 첨부도면과 함께 서술하였지만, 이는 본 발명의 가장 양호한 실시 예를 예시적으로 설명한 것이지 본 발명을 한정하는 것은 아니다.The above description of the speed ratio control method of the hybrid excavator according to the present invention has been made with reference to the accompanying drawings, which illustrate the best preferred embodiment of the present invention but do not limit the present invention.

따라서 이 기술분야의 통상의 지식을 가진 자이면 누구나 본 발명의 기술사상의 범위를 이탈하지 않는 범위 내에서 치수 및 모양 그리고 구조 등의 다양한 변형 및 모방할 수 있음은 명백한 사실이며 이러한 변형 및 모방은 본 발명의 기술 사상의 범위에 포함된다.Accordingly, it is a matter of course that various modifications and variations of the present invention are possible without departing from the scope of the present invention. And are included in the technical scope of the present invention.

1 : 제어기
2 : 펌프 유량 제한 모드 선택 장치
3-1 : 선회 레버 조작 신호
3-2 : 붐 레버 조작 신호
3-3 : 암 레버 조작 신호
3-4 : 버켓 레버 조작 신호
3-5 : 주행 페달 조작 신호
4-1 : 메인펌프 토출 압력
4-2 : 펌프 유량 조절 파일럿 압력
5 : 인버터
6 : 선회 전동기
7 : 엔진 어시스트 전동기
8 : 펌프 레귤레이터
9 : 유압 펌프
10 : MCV(주제어 밸브, Main Control Valve)
11 : 엔진
12 : 축전장치
1: Controller
2: Pump flow limitation mode selection device
3-1: Turning lever operation signal
3-2: Boom lever operation signal
3-3: Arm lever operation signal
3-4: Bucket lever operation signal
3-5: Pedal operation signal
4-1: Main pump discharge pressure
4-2: Pump flow control pilot pressure
5: Inverter
6: Swinging motor
7: Engine assist motor
8: Pump regulator
9: Hydraulic pump
10: MCV (Main Control Valve)
11: Engine
12: Power storage device

Claims (8)

선회부가 선회 전동기에 의해 독립적으로 구동되는 하이브리드 굴삭기에 있어서,
선회레버 조작 신호를 이용하여 선회속도 기준값 연산 로직에 의해 선회속도 기준값을 도출하는 제1단계;
붐 레버 조작 신호, 암 레버 조작 신호, 버켓 레버 조작 신호 및 주행 페달 조작 신호를 이용하여, 선회속도 지령 조정값 연산 로직에 의해 각각의 선회 속도 조정값을 추출하는 제2단계;
선회속도 기준값 연산 로직에서 연산한 선회속도 기준값과 선회속도 지령 조정값 연산 로직에서 추출한 선회 속도 조정값을 이용하여, 최종 선회 속도 지령값을 연산한 후 선회 전동기 구동용 인버터에 출력하여 선회속도 제어를 수행하는 제3단계; 및
선회 전동기 속도 제어와 동시에 펌프 유량 제어 지령값 연산 로직을 이용하여 펌프 유량 제어를 수행하여, 전체적인 작업장치의 속도비를 조절하는 제4단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 하이브리드 굴삭기의 속도비 제어방법.
A hybrid excavator in which a swing section is independently driven by a swing motor,
A first step of deriving a turning speed reference value by a turning speed reference value calculating logic using a turning lever operating signal;
A second step of extracting respective turning speed adjustment values by a turning speed command adjusting value calculating logic by using a boom lever operating signal, a lever lever operating signal, a bucket lever operating signal, and a traveling pedal operating signal;
The final turning speed command value is calculated using the turning speed reference value calculated by the turning speed reference value calculating logic and the turning speed adjusting value extracted from the turning speed command adjusting value calculating logic and then outputted to the inverter for driving the turning motor to perform the turning speed control A third step performed; And
And a fourth step of controlling the speed ratio of the overall working device by performing the pump flow rate control using the pump flow rate control command value calculation logic at the same time as the swing motor speed control .
제1항에 있어서,
상기 제2단계는, 각 조작 신호에 따라 조정값이 상이한 로직으로 구성되며,
타 작업장치 조작이 2가지 이상 동시에 발생할 시에는 추출한 각각의 조정값의 최소값을 취하고, 미리 설정한 별도의 조정값을 가중하여 최종 조정값을 취하는 것을 특징으로 하는 하이브리드 굴삭기의 속도비 제어방법.
The method according to claim 1,
Wherein the second step is constituted by logic whose adjustment value is different according to each operation signal,
Wherein when the two or more different operations of the other work apparatuses occur simultaneously, the minimum value of each of the extracted adjustment values is taken and the final adjustment value is taken by weighting a predetermined adjustment value.
제1항에 있어서,
상기 제4단계는, 메인펌프 토출 압력과 펌프 유량 조절 파일럿 압력을 이용하여 메인펌프의 토출 유량(Q_supply)을 산출하는 단계; 및
선회 전동기 속도 제어의 결과로 나타난 실제 선회 전동기 회전속도를 이용하여 가상으로 선회 소요 유량(Q_swing)을 산출하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 하이브리드 굴삭기의 속도비 제어방법.
The method according to claim 1,
Calculating a discharge flow rate Q_supply of the main pump using the main pump discharge pressure and the pump flow rate control pilot pressure; And
And calculating a required turning flow rate (Q_swing) by virtually using the actual turning motor rotation speed which is a result of the turning motor speed control.
제3항에 있어서,
상기 제4단계에서는, 가상적인 선회 소요 유량(Q_swing)은 기존 유압굴삭기에서와 같이 선회부가 유압시스템으로 구성된 것처럼 가정하여 선회 유압모터에 소요되는 유량을 계산하는 것을 특징으로 하는 하이브리드 굴삭기의 속도비 제어방법.
The method of claim 3,
In the fourth step, the virtual flow rate required for turning (Q_swing) is calculated on the assumption that the swivel part is constituted of the hydraulic system as in the conventional hydraulic excavator, and the flow rate required for the swiveling hydraulic motor is calculated Way.
제4항에 있어서,
상기 제4단계에서는, 연산된 메인펌프의 토출 유량(Q_supply)과, 선회 소요 유량(Q_swing)을 이용하여 메인펌프(9) 유량 제어 지령값(Q_desired)을 연산하는 것을 특징으로 하는 하이브리드 굴삭기의 속도비 제어방법.
5. The method of claim 4,
Wherein the fourth step calculates the flow rate control command value Q_desired of the main pump 9 using the calculated discharge flow rate Q_supply and the turning flow rate Q_swing of the main pump 9, Uncontrolled method.
제5항에 있어서,
상기 제4단계에서 지령값(Q_desired) 연산은, Q_desired = Q_supply - (Q_factor * Q_swing)을 이용하며,
Q_factor는 작업장치 속도비를 유지하기 위한 값으로 적용되는 것을 특징으로 하는 하이브리드 굴삭기의 속도비 제어방법.
6. The method of claim 5,
In the fourth step, Q_desired = Q_supply - (Q_factor * Q_swing) is used as the command value (Q_desired)
And Q_factor is applied as a value for maintaining a working device speed ratio.
제1항에 있어서,
상기 제4단계에서는, 운전자가 직접 펌프 유량 제한값을 선택할 수 있도록 하는 것을 특징으로 하는 하이브리드 굴삭기의 속도비 제어방법.
The method according to claim 1,
Wherein in the fourth step, the driver can directly select the pump flow rate limit value.
제7항에 있어서,
상기 제4단계에서는, 연산된 펌프 유량 제어 지령값을 운전자가 직접 선택한 펌프 유량 제한값과 비교하여 최종적으로 적은 유량이 토출되도록 하는 것을 특징으로 하는 하이브리드 굴삭기의 속도비 제어방법.
8. The method of claim 7,
Wherein in the fourth step, the computed pump flow rate control command value is compared with a pump flow rate limit value directly selected by the driver, so that a small flow rate is finally discharged.
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