KR20140083154A - Boom actuation system of hybrid costruction equipment and method thereof - Google Patents

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Abstract

The present invention relates to a boom operating system of a hybrid construction machinery and a method thereof. More specifically, the present invention relates to a boom operating system of a hybrid construction machinery which provides sufficient energy using an electrical power source even when a circling operating device and a boom operating device are simultaneously operated, and which can stably be operated by stably controlling a motor even when the voltage of an ultra-capacitor is low; and to a method thereof.

Description

하이브리드 건설기계의 붐 구동 시스템 및 그 방법{BOOM ACTUATION SYSTEM OF HYBRID COSTRUCTION EQUIPMENT AND METHOD THEREOF}BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a boom drive system for a hybrid construction machine,

본 발명은 하이브리드 건설기계의 붐 구동 시스템 및 그 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 전동기와 기존 유압 시스템을 이용하여 붐을 작동시키는 하이브리드 건설기계의 붐 구동 시스템 및 그 방법에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention [0002] The present invention relates to a boom drive system and a method of a hybrid construction machine, and more particularly, to a boom drive system and a method of a hybrid construction machine that operate a boom using an electric motor and a conventional hydraulic system.

일반적으로, 굴삭기는 엔진에 의해 구동되는 2개의 메인펌프 및 2개의 메인펌프에서 가압된 작동유를 붐, 암, 버켓 실린더 및 스윙모터에 분배하고 회수하는 복수의 스풀이 내부에 구성된 메인컨트롤 밸브에 의해 작동된다.Generally, an excavator is composed of two main pumps driven by an engine and a main control valve having a plurality of spools disposed therein for distributing and recovering hydraulic oil pressurized by two main pumps to a boom, an arm, a bucket cylinder and a swing motor .

그리고 굴삭기 붐 구동 시스템은 메인펌프에 의해 작동유가 붐 실린더의 실린더 헤드 측으로 공급되어 붐이 상승되고, 붐의 자중 또는 실린더의 로드 측으로 공급되는 작동유에 의해 붐이 하강하게 구성되어 있다. 붐의 상승 및 하강은 붐 조이스틱의 조작방향에 따라 결정되고, 붐의 상승 및 하강속도는 붐의 조작량에 따라 결정된다.In the excavator boom drive system, hydraulic oil is supplied to the cylinder head side of the boom cylinder by the main pump to raise the boom, and the boom is lowered by the hydraulic oil supplied to the boom itself or to the rod side of the cylinder. The rising and falling of the boom are determined in accordance with the operating direction of the boom joystick, and the rising and falling speeds of the boom are determined in accordance with the operation amount of the boom.

붐은 초기에 하나의 메인펌프에 의해 작동유가 붐 실린더에 공급되며, 대유량이 필요한 경우에는 메인컨트롤 밸브에 의해 두 개의 메인펌프에서 작동유를 공급받는다.The boom is initially supplied to the boom cylinder by a single main pump and, when a large flow rate is required, the two main pumps are supplied with the hydraulic fluid by the main control valve.

통상적으로 붐을 구동시키는 유압시스템의 효율이 매우 낮으며, 특히 하나의 메인펌프에 의해 붐 실린더를 구동시키는 저유량 구간은 2개의 메인펌프를 사용하는 대유량 구간보다 에너지 효율이 매우 낮다. 즉, 붐의 상승 시에는 메인펌프의 최대 공급 유량의 약 1/2에 해당하는 미세조작 작동구간까지 메인컨트롤 밸브에서 많은 유동손실이 발생하여 에너지 효율이 매우 낮다.In general, the efficiency of the hydraulic system driving the boom is very low, and in particular, the low flow rate section driving the boom cylinder by one main pump is much less energy efficient than the large flow section using the two main pumps. That is, when the boom rises, much flow loss occurs in the main control valve up to the micro-operation operating period corresponding to about 1/2 of the maximum supply flow rate of the main pump, and energy efficiency is very low.

그리고 붐 상승 시 공급된 에너지는 붐의 위치에너지 형태로 저장되고, 붐의 회생가능한 에너지량은 대략 공급에너지의 90%로 예측된다. 하지만, 종래의 굴삭기의 유압시스템에 따르면, 붐의 위치에너지인 형태인 붐의 회생가능한 에너지 대부분은 붐 하강 시 메인컨트롤 밸브에서 미터아웃(Meter-out)제어에 의해 열로 변환하여 손실된다.And the energy supplied at the time of boom rising is stored as the position energy form of the boom, and the amount of regenerable energy of the boom is estimated to be about 90% of the supply energy. However, according to the conventional hydraulic system of an excavator, most of the regenerable energy of the boom, which is the position energy of the boom, is lost by conversion to heat by meter-out control at the main control valve at the time of boom down.

통상적인 굴삭작업에서 각 액추에이터로 유량배분에 의해 붐 실린더로 공급되는 유량의 경우, 메인펌프의 최대유량 대비 일정 비율이상을 초과하는 경우는 많지 않고, 동력 또한 엔진 최대 동력을 모두 사용하는 경우는 거의 발생하지 않는다. 따라서, 순간적으로 상승하는 요구동력/회생동력 및 대유량에 대응하기 위해 대용량의 유압펌프모터를 사용하는 것은 비효율적이다.In the case of the flow rate supplied to the boom cylinder by the flow distribution to the respective actuators in the usual excavation operation, there are not many cases in which the flow rate exceeds a certain ratio with respect to the maximum flow rate of the main pump. Does not occur. Therefore, it is inefficient to use a large-capacity hydraulic pump motor in order to cope with instantaneous rising demand / regenerative power and large flow rate.

이러한 문제점을 해결하기 위해 하이브리드 굴삭기의 붐 구동 시스템이 산출되었다. 도 1은 종래 기술에 따른 하이브리드 굴삭기의 붐 구동 시스템의 구성도이고, 도 2는 종래 기술에 따른 하이브리드 굴삭기의 붐 구동 시스템의 제어방법에 대한 순서도이다.To solve these problems, a boom drive system of a hybrid excavator has been calculated. FIG. 1 is a configuration diagram of a boom drive system of a hybrid excavator according to the prior art, and FIG. 2 is a flowchart of a control method of a boom drive system of a hybrid excavator according to the prior art.

도 1을 참조하면, 종래 기술에 따른 하이브리드 굴삭기의 붐 구동 시스템은 모터 또는 발전기로 작동되는 전동기(110), 전동기(110)에서 생산된 전기를 저장하는 울트라 캐패시터(115), 전동기(110)로 구동되어 붐(100)에 작동유를 공급하는 유압펌프모터(120), 유압펌프모터(120)의 토출라인(121)과 유압라인(122)을 붐(100)의 헤드(106) 또는 로드(107) 측과 선택적으로 연결하거나 차단하는 붐 제어밸브(125)를 포함한다. 여기에서 울트라 캐패시터는 엔진에 연결된 도시되지 않은 모터/발전기의 구동에 의해 대부분의 전력을 공급받을 수 있다.1, a boom drive system of a hybrid excavator according to the related art includes an electric motor 110, an ultracapacitor 115 for storing electric power generated by the electric motor 110, and an electric motor 110 A hydraulic pump motor 120 that is driven to supply hydraulic fluid to the boom 100 and a hydraulic pump 122 that feeds the hydraulic fluid line 122 and the hydraulic fluid line 122 of the hydraulic pump motor 120 to the head 106 or the rod 107 And a boom control valve 125 for selectively connecting or disconnecting the boom control valve 125. [ Here, the ultracapacitor can receive most of the electric power by driving a motor / generator (not shown) connected to the engine.

붐 제어밸브(125)는 작동유가 공급되는 붐 보조라인(145)에 의해 메인펌프(140)에 연결된다. 메인펌프(140)는 두 개로 구성되며, 엔진(141)에 의해 구동되어 버켓, 주행모터 또는 암에 작동유를 제공한다.The boom control valve 125 is connected to the main pump 140 by a boom auxiliary line 145 to which operating oil is supplied. The main pump 140 is composed of two units, and is driven by the engine 141 to supply hydraulic oil to the bucket, the traveling motor or the arm.

유압펌프모터(120)는 작동유가 토출되는 토출라인(121)과 작동유가 유압되는 유압라인(122)이 연결되어 있다. 토출라인(121)과 유압라인(122)은 붐 제어밸브(125)에 의해 붐 실린더(105)의 헤드(106) 또는 로드(107) 측에 연결된다. 즉, 토출라인(121)과 유압라인(122)의 유압회로 접점은 붐 제어밸브(125)에 의해 연결되거나 차단된다.The hydraulic pump motor 120 is connected to a discharge line 121 through which hydraulic fluid is discharged and a hydraulic line 122 through which hydraulic fluid is discharged. The discharge line 121 and the hydraulic line 122 are connected to the head 106 or the rod 107 side of the boom cylinder 105 by a boom control valve 125. That is, the hydraulic circuit contacts of the discharge line 121 and the hydraulic line 122 are connected or disconnected by the boom control valve 125.

붐 제어밸브(125)는 토출라인(121)과 유압라인(122)을 순방향으로 연결하여 붐(100)을 상승시키는 순 방향 연결부위(126), 토출라인(121)과 유압라인(122)을 반대로 연결하는 교차 연결부위(127) 및 토출라인(121)과 유압라인(122)의 연결을 끊는 차단부위(128)로 구성되어 있다. 붐 제어밸브(125)는 전자비례제어밸브 또는 별도의 파일롯 유압라인에 의해 작동되고, 토출라인(121)과 유압라인(122)의 연결 상태가 전환된다.The boom control valve 125 is provided with a forward direction connecting portion 126 for connecting the discharge line 121 and the hydraulic pressure line 122 in the forward direction to raise the boom 100, a discharge line 121 and a hydraulic line 122 And a blocking portion 128 for disconnecting the discharge line 121 and the hydraulic line 122 from each other. The boom control valve 125 is operated by an electromagnetic proportional control valve or a separate pilot hydraulic line and the connection state of the discharge line 121 and the hydraulic line 122 is switched.

유압펌프모터(120)의 토출라인(121)에는 역방향 유동을 방지하는 체크밸브(129)가 구비되어 있으며, 유압펌프모터(120) 측에서 체크밸브(129)에 가깝게 붐 보조라인(145)이 연결된다. 유압펌프모터(120)와 붐 제어밸브(125)의 토출라인(121) 사이에는 탱크와 연결하는 제1 제어밸브(151)가 연결된다. 붐 보조라인(145)의 연결부위와 유압펌프모터(120) 사이에는 탱크와 연결하는 제2 제어밸브(152)가 연결된다. 전동기(110), 유압펌프모터(120), 붐 제어밸브(125), 제1 제어밸브(151), 및 제2 제어밸브(152)는 제어부(160)에 의해 작동이 제어된다.A check valve 129 for preventing reverse flow is provided in the discharge line 121 of the hydraulic pump motor 120 and a boom auxiliary line 145 is provided close to the check valve 129 on the hydraulic pump motor 120 side . A first control valve 151 connected to the tank is connected between the hydraulic pump motor 120 and the discharge line 121 of the boom control valve 125. A second control valve 152 connected to the tank is connected between the connection portion of the boom auxiliary line 145 and the hydraulic pump motor 120. The operation of the electric motor 110, the hydraulic pump motor 120, the boom control valve 125, the first control valve 151, and the second control valve 152 is controlled by the controller 160.

한편, 제1 제어밸브(151)는 붐(100) 상승 시에 탱크를 연결하여 부족한 작동유를 붐 실린더(105)에 공급할 수 있으며, 반대로 붐(100) 하강 시에는 붐 실린더(105)로부터 유압펌프모터(120) 측으로 잉여유량이 발생될 때를 제외하고는 차단된다.On the other hand, when the boom 100 is lowered, the first control valve 151 connects the tank to the boom cylinder 105 by connecting the tank to the boom cylinder 105. On the contrary, when the boom 100 descends, Except when a surplus flow rate is generated toward the motor 120 side.

그리고 제2 제어밸브(152)는 붐(100) 상승 시에 차단된 상태로 있다가 붐(100) 하강 시에 연결되어 유압펌프모터(120)에서 붐 실린더(105)로 과급되는 유량을 탱크로 배출하는 기능을 수행한다.The second control valve 152 is disconnected when the boom 100 is lifted and is connected when the boom 100 is lowered so that the flow rate of the supercharged steam from the hydraulic pump motor 120 to the boom cylinder 105 is supplied to the tank Discharge function.

또한, 붐 보조밸브(144)는 붐 조이스틱(161)의 제어신호가 상승하여 유압펌프모터(120)의 공급유량을 초과하거나 전동기(110)의 용량을 초과하는 경우, 메인펌프(140)의 유량이 붐 실린더(105) 측으로 공급되도록 제어부(160)에 의해 연결된다.When the control signal of the boom joystick 161 rises and exceeds the supply flow rate of the hydraulic pump motor 120 or exceeds the capacity of the electric motor 110, the boom assist valve 144 is operated so that the flow rate of the main pump 140 Is connected to the boom cylinder (105) by the controller (160).

도 2를 참조하면, 종래 기술에 따른 하이브리드 굴삭기의 붐 구동 시스템의 제어방법은 붐 조이스틱(161)의 조작량을 검출하는 단계(a), 상기 붐 조이스틱(161)의 조작에 따른 붐(100)의 상승 또는 하강을 판단하는 단계(b), 상기 붐(100)이 상승이면 제1 제어밸브(151)를 개방하는 단계(c) 및 상기 붐(100)이 상승이면 상기 붐 조이스틱(161)의 조작량에 따른 붐(100)의 구동동력과 상기 전동기(110)의 최대공급 가능한 동력을 비교하여(d) 붐(100)의 구동동력이 상기 전동기(110)의 최대공급 가능한 동력보다 작으면, 붐 실린더(105)의 소요유량과 상기 유압펌프모터(120)의 최대유량을 비교하는 단계(e)를 포함한다.Referring to FIG. 2, a method of controlling a boom drive system of a hybrid excavator according to the related art includes a step (a) of detecting an operation amount of the boom joystick 161, a step (b) of operating the boom joystick 161 (C) a step (c) of opening the first control valve 151 when the boom 100 is raised and a step (c) of determining whether the operation amount of the boom joystick 161 (D) when the driving power of the boom 100 is smaller than the maximum power of the electric motor 110 that can be supplied to the boom cylinder 100, (E) comparing the required flow rate of the hydraulic pump motor (120) with the required flow rate of the hydraulic pump motor (120).

여기서, 상기 붐 실린더(105)의 소요유량이 상기 유압펌프모터(120)의 최대유량보다 작을 경우에는 상기 붐 보조밸브(144)를 차단하는 단계(f)가 수행된다. 그리고 붐(100)의 구동동력이 상기 전동기(110)의 최대공급 가능한 동력보다 클 경우에는 상기 붐 보조밸브(144)를 개방하여 메인펌프(140)를 연결함으로써 부족한 작동유를 공급하는 단계(g)가 포함된다.If the required flow rate of the boom cylinder 105 is less than the maximum flow rate of the hydraulic pump motor 120, the step (f) of shutting down the boom assist valve 144 is performed. And g) supplying the insufficient hydraulic fluid by connecting the main pump 140 by opening the boom auxiliary valve 144 when the driving power of the boom 100 is greater than the maximum supply power of the electric motor 110, .

한편, 상기 붐(100)이 하강하는 경우에는 상기 제2 제어밸브(152)를 개방하고(h), 붐(100) 회생동력과 상기 전동기(110)의 최대회생 가능한 동력을 비교하는 단계(i)가 포함된다. 그리고 붐(100) 회생동력이 상기 전동기(110)의 최대회생 가능한 동력보다 작으면 붐 실린더(105) 회생유량과 상기 유압펌프모터(120)의 허용유량을 비교하는 단계(j)가 포함된다. 이때, 상기 붐 실린더(105)의 회생유량이 상기 유압펌프모터(120)의 허용유량보다 작으면 상기 제1 제어밸브(151)를 차단하는 단계(k)가 포함된다. 반면에, 상기 붐 실린더(105) 회생유량이 상기 유압펌프모터(120)의 허용유량보다 클 경우, 상기 제1 제어밸브(151)를 연결하여 잉여유량을 탱크로 배출하는 단계(l)가 포함된다. 또한, 상기 붐(100) 회생동력이 상기 전동기(110)의 최대회생 가능한 동력보다 클 경우, 상기 제1 제어밸브(151)를 연결하여 잉여유량을 탱크로 배출하는 단계(m)가 포함된다.If the boom 100 descends, the second control valve 152 is opened (h), and the boom 100 regenerative power and the maximum regenerative power of the electric motor 110 are compared with each other (i ). (J) of comparing the regenerating flow rate of the boom cylinder (105) with the permissible flow rate of the hydraulic pump motor (120) if the regenerative power of the boom (100) is smaller than the maximum regenerative power of the electric motor (110). At this time, if the regeneration flow rate of the boom cylinder 105 is less than the permissible flow rate of the hydraulic pump motor 120, the step (k) of shutting off the first control valve 151 is included. If the regeneration flow rate of the boom cylinder 105 is larger than the permissible flow rate of the hydraulic pump motor 120, the first control valve 151 is connected to discharge the surplus flow rate to the tank 1 do. If the regenerative power of the boom 100 is greater than the maximum regenerative power of the electric motor 110, step (m) of connecting the first control valve 151 and discharging surplus flow rate to the tank may be included.

즉, 이러한 종래 기술에 따른 붐 에너지 회생 시스템은 붐 상승시 붐 전동기를 이용하여 유량을 공급하고, 필요한 유량이 부족할 경우 붐 보조 밸브를 동작시켜 기존 유압시스템의 유량을 추가 공급한다.That is, the boom energy regeneration system according to the prior art supplies the flow rate using the boom motor when the boom rises, and operates the boom assist valve when the necessary flow rate is insufficient to additionally supply the flow rate of the existing hydraulic system.

그런데 전기 동력원을 이용하여 선회 구동장치와 붐 구동장치를 동시에 작동하는 경우 하나의 에너지 공급원으로부터 두 개의 구동장치가 작동하므로 충분한 에너지 공급이 어렵다는 문제점이 있다. 또한, 울트라 캐패시터의 전압이 낮을수록 전동기를 안정적으로 제어하기 어려우며, 시스템이 불안해질 가능성이 크게 된다.However, there is a problem in that when the swing drive device and the boom drive device are operated simultaneously using the electric power source, the two drive devices operate from one energy supply source, so that sufficient energy supply is difficult. Also, the lower the voltage of the ultracapacitor, the more difficult it is to control the motor stably and the more likely the system becomes unstable.

따라서, 복합 작동에 따라 발생할 수 있는 문제를 해결하기 위한 붐 에너지 회생시스템 구동 전략이 필요하다.Therefore, there is a need for a strategy for operating a boom energy recovery system to solve the problems that may arise due to complex operation.

본 발명은 상기한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 산출된 것으로서, 전기 동력원을 이용하여 선회 구동장치와 붐 구동장치를 동시에 작동하는 경우에도 충분한 에너지 공급이 가능하고, 울트라 캐패시터의 전압이 낮더라도 쉽게 전동기를 안정적으로 제어하며, 시스템을 안전하게 구동할 수 있게 하는 하이브리드 건설기계의 붐 구동 시스템 및 그 방법을 제공하는 것이다.The present invention has been made in order to solve the problems of the prior art described above, and it is an object of the present invention to provide an energy storage device capable of supplying sufficient energy even when the swing drive device and the boom drive device are operated simultaneously using an electric power source, A boom drive system of a hybrid construction machine that can stably control an electric motor and can drive a system safely, and a method thereof.

본 명세서에 개시된 일 실시 예에 따른 하이브리드 건설기계의 붐 구동 시스템은 모터 또는 발전기로 작동되는 붐 전동기 및 선회 전동기; 상기 붐 전동기 및 상기 선회 전동기에서 생산된 전기를 저장하는 충전장치; 상기 전동기로 구동되어 붐 실린더에 작동유를 공급하는 유압 펌프 모터; 엔진에 의해 구동되어 상기 붐 실린더에 작동유를 공급하는 메인펌프; 상기 메인펌프와 연결된 메인 제어 밸브를 통해 상기 메인펌프를 상기 붐 실린더에 선택적으로 연결하거나 차단하는 붐 어시스트 밸브; 및 상기 붐 전동기 및 선회 전동기의 구동 에너지량을 예측하고, 상기 예측된 구동 에너지량과 상기 충전장치의 출력 가능 에너지량을 비교하여 상기 붐 어시스트 밸브 및 상기 전동기 중 적어도 하나를 구동하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 한다.A boom drive system of a hybrid construction machine according to an embodiment disclosed herein includes a boom motor and a swing motor operated by a motor or a generator; A charging device for storing electricity produced by the boom motor and the swing motor; A hydraulic pump motor driven by the electric motor to supply hydraulic oil to the boom cylinder; A main pump driven by an engine to supply operating oil to the boom cylinder; A boom assist valve selectively connecting or disconnecting the main pump to the boom cylinder through a main control valve connected to the main pump; And a control unit for predicting a driving energy amount of the boom motor and the swing motor and comparing at least one of the boom assist valve and the electric motor by comparing the predicted driving energy amount and the output energy amount of the charging apparatus, .

상기 제어부는, 상기 예측된 구동 에너지량이 상기 충전장치의 출력 가능 에너지량보다 큰 경우에, 상기 붐 실린더의 소요 유량이 상기 붐 어시스트 밸브의 공급 가능한 유량보다 작으면 상기 붐 어시스트 밸브를 구동하고, 상기 붐 실린더의 소요 유량이 상기 붐 어시스트 밸브의 공급 가능한 유량보다 작지 않으면 상기 붐 어시스트 밸브 및 상기 붐 전동기를 구동하는 것을 특징으로 한다.Wherein the control unit drives the boom assist valve when the amount of the predicted driving energy is larger than the amount of output energy of the charging device and the required flow rate of the boom cylinder is smaller than the supply flow rate of the boom assist valve, And the boom assist valve and the boom motor are driven when the required flow rate of the boom cylinder is not smaller than the supply flow rate of the boom assist valve.

상기 제어부는, 상기 예측된 구동 에너지량이 상기 충전장치의 출력 가능 에너지량보다 크지 않은 경우, 붐 구동 동력이 상기 붐 전동기의 최대 공급 가능 전력보다 작고 상기 붐 실린더의 소요 유량이 상기 유압 펌프 모터의 공급 가능한 유량보다 작으면 상기 붐 전동기를 구동하고, 상기 붐 구동 동력이 상기 붐 전동기의 최대 공급 가능 전력보다 작지 않거나 상기 붐 실린더의 소요 유량이 상기 유압 펌프 모터의 공급 가능한 유량보다 작지 않으면 상기 붐 전동기 및 상기 붐 어시스트 밸브를 구동하는 것을 특징으로 한다.Wherein the control unit determines that the boom drive power is smaller than the maximum allowable power of the boom motor when the predicted drive energy amount is not greater than the output allowable energy amount of the charging device, And when the boom drive power is not less than the maximum allowable power of the boom motor or the required flow rate of the boom cylinder is less than the supplyable flow rate of the hydraulic pump motor, And the boom assist valve is driven.

일 실시 예에서, 상기 메인펌프를 구동하는 엔진보조전동기를 더 포함하고, 상기 제어부는, 상기 예측된 구동 에너지량이 상기 충전장치의 출력 가능 에너지량보다 큰 경우에, 상기 엔진보조전동기를 구동하는 것을 특징으로 한다.In one embodiment, the system further includes an engine auxiliary electric motor for driving the main pump, and the control unit may be configured to drive the engine auxiliary electric motor when the predicted amount of drive energy is larger than the amount of output- .

한편, 본 명세서에 개시된 일 실시 예에 따른 메인 펌프와, 붐 실린더와, 상기 메인펌프를 상기 붐 실린더에 선택적으로 연결하거나 차단하는 붐 어시스트 밸브를 구비한 하이브리드 구동 시스템에서의 붐 구동 방법은, 조이스틱의 조작량을 검출하는 단계; 붐 전동기 및 선회 전동기의 붐/선회 구동 에너지량을 예측하는 에너지량 예측 단계; 상기 예측된 붐/선회 구동 에너지량과 상기 충전장치의 출력 가능 에너지량을 비교하는 에너지량 비교 단계; 및 상기 붐/선회 구동 예측 에너지량이 상기 충전장치의 출력 가능한 에너지량보다 큰 경우 엔진보조 전동기를 발전하고 상기 붐 어시스트 밸브를 구동하고, 상기 붐/선회 구동 예측 에너지량이 상기 충전장치의 출력 가능한 에너지량보다 크지 않은 경우 상기 붐 전동기를 구동하는 구동 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.The boom drive method in the hybrid drive system having the main pump, the boom cylinder, and the boom assist valve selectively connecting or disconnecting the main pump to the boom cylinder according to the embodiment disclosed in the present specification, Detecting an amount of operation of the vehicle; An energy amount predicting step of predicting a boom / swivel drive energy amount of the boom motor and the swing motor; An energy amount comparing step of comparing the predicted boom / swivel drive energy amount and the output allowable energy amount of the charging device; And when the boom / swivel drive predicted energy amount is larger than the outputable energy amount of the charging device, an engine auxiliary electric motor is driven to drive the boom assist valve, and the boom / And a driving step of driving the boom electric motor when it is not greater than the predetermined value.

상기 구동 단계는, 상기 붐/선회 구동 예측 에너지량이 상기 충전장치의 출력 가능한 에너지량보다 큰 경우 붐 실린더의 소요 유량과 붐 어시스트 밸브의 공급 가능한 유량을 비교하는 어시스트 유량 비교 단계를 더 포함하고, 상기 붐 실린더의 소요 유량이 상기 붐 어시스트 밸브의 공급 가능한 유량보다 작으면 상기 붐 어시스트 밸브를 구동하고, 상기 붐 실린더의 소요 유량이 상기 붐 어시스트 밸브의 공급 가능한 유량보다 작지 않으면 상기 붐 어시스트 및 붐 전동기를 구동하는 것을 특징으로 한다.Further comprising an assist flow rate comparing step of comparing a required flow rate of the boom cylinder with a supply flow rate of the boom assist valve when the boom / swivel drive predicted energy amount is larger than the outputable energy amount of the charging device, When the required flow rate of the boom cylinder is smaller than the supply flow rate of the boom assist valve, the boom assist valve is driven, and if the required flow rate of the boom cylinder is not smaller than the supply flow rate of the boom assist valve, .

상기 구동 단계는, 상기 붐/선회 구동 예측 에너지량이 상기 충전장치의 출력 가능한 에너지량보다 크지 않은 경우, 상기 붐 구동 동력과 상기 붐 전동기의 최대 공급 가능한 동력을 비교하는 동력 비교 단계; 및 상기 붐 실린더의 소요 유량과 유압 펌프 모터의 공급 가능한 유량을 비교하는 펌프 유량 비교 단계를 더 포함하고, 상기 붐 구동 동력이 상기 붐 전동기의 최대 공급 가능 전력보다 작고 상기 붐 실린더의 소요 유량이 상기 유압 펌프 모터의 공급 가능한 유량보다 작으면 상기 붐 전동기를 구동하고, 상기 붐 구동 동력이 상기 붐 전동기의 최대 공급 가능 전력보다 작지 않거나 상기 붐 실린더의 소요 유량이 상기 유압 펌프 모터의 공급 가능한 유량보다 작지 않으면 상기 붐 전동기 및 상기 붐 어시스트 밸브를 구동하는 것을 특징으로 한다.Comparing the power of the boom drive power with the maximum power of the boom motor when the boom / swivel drive predicted energy amount is not larger than the outputable energy amount of the charging device; And a pump flow rate comparison step of comparing a required flow rate of the boom cylinder with a supplyable flow rate of the hydraulic pump motor, wherein the boom drive power is smaller than the maximum allowable power of the boom motor, And the boom drive power is not less than the maximum allowable power of the boom motor, or the required flow rate of the boom cylinder is less than the supplyable flow rate of the hydraulic pump motor The boom motor and the boom assist valve are driven.

본 발명에 따르면, 전기 동력원을 이용하여 선회 구동장치와 붐 구동장치를 동시에 작동하는 경우에도 충분한 에너지 공급이 가능하고, 울트라 캐패시터의 전압이 낮더라도 쉽게 전동기를 안정적으로 제어하며, 시스템을 안전하게 구동할 수 있게 한다.According to the present invention, sufficient energy can be supplied even when the swing drive apparatus and the boom drive apparatus are operated simultaneously using an electric power source, and the motor can be stably controlled even if the voltage of the ultracapacitor is low, I will.

도 1은 종래 기술에 따른 하이브리드 건설기계의 붐 구동 시스템의 구성도다.
도 2는 종래 기술에 따른 하이브리드 건설기계의 붐 구동 시스템의 제어방법에 대한 순서도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 하이브리드 건설기계의 붐 구동 시스템의 구성도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 하이브리드 건설기계의 붐 구동 시스템의 복합동작 시 붐/선회 구동을 나타내는 도면이다.
도 5 및 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 하이브리드 건설기계의 붐 구동 시스템의 복합동작 시 붐 에너지 회생 시스템의 출력을 나타내는 도면이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 하이브리드 건설기계의 붐 구동 시스템의 제어방법에 대한 흐름도이다.1 is a configuration of a boom drive system of a hybrid construction machine according to the prior art.
2 is a flowchart of a method of controlling a boom drive system of a hybrid construction machine according to the prior art.
3 is a configuration diagram of a boom drive system of a hybrid construction machine according to an embodiment of the present invention.
4 is a view illustrating boom / pivot driving in a combined operation of a boom drive system of a hybrid construction machine according to an embodiment of the present invention.
5 and 6 are views showing the output of the boom energy regenerating system in the combined operation of the boom drive system of the hybrid construction machine according to the embodiment of the present invention.
7 is a flowchart illustrating a method of controlling a boom drive system of a hybrid construction machine according to an embodiment of the present invention.

이하, 본 발명에 따른 하이브리드 건설기계의 붐 구동 시스템 및 그 방법의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 설명한다. 이 과정에서 도면에 도시된 선들의 두께나 구성요소의 크기 등은 설명의 명료성과 편의상 과장되게 도시되어 있을 수 있다. 또한, 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있다.Hereinafter, preferred embodiments of a boom drive system and a method thereof for a hybrid construction machine according to the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. In this process, the thicknesses of the lines and the sizes of the components shown in the drawings may be exaggerated for clarity and convenience of explanation. In addition, the terms described below are defined in consideration of the functions of the present invention, which may vary depending on the intention or custom of the user, the operator.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 하이브리드 건설기계의 붐 구동 시스템의 구성도이다.3 is a configuration diagram of a boom drive system of a hybrid construction machine according to an embodiment of the present invention.

도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 하이브리드 건설기계의 붐 구동 시스템은 각각 모터 또는 발전기로 작동되는 붐 전동기(226), 엔진보조 전동기(222) 및 선회 전동기(234), 붐 전동기(226), 엔진보조 전동기(222) 또는 선회 전동기(234)에서 생산된 전력의 전류, 전압, 주파수 등 전기적 특성을 변환하거나 충전장치(220)에 저장된 전력의 전류, 전압, 주파수 등 전기적 특성을 변환하는 전력변환장치(218), 붐 전동기(226), 엔진보조 전동기(222) 또는 선회 전동기(234)에서 생산되고 전력변환장치(218)에 의해 전기적 특성이 변환된 전력을 저장하는 충전장치(220), 붐 전동기(226)로 구동되어 붐 실린더(212)에 작동유를 공급하는 유압 펌프 모터(228)를 포함한다.3, a boom drive system of a hybrid construction machine according to an embodiment of the present invention includes a boom electric motor 226, an engine auxiliary motor 222 and a swing electric motor 234, Voltage and frequency of the electric power produced by the electric motor 226, the engine auxiliary motor 222 or the swing motor 234 or by changing the electric characteristics such as the current, voltage and frequency of the electric power stored in the charging device 220 A booster motor 226, an engine auxiliary motor 222 or a charging device (not shown) which is produced by the electric motor 234 and stores electric power converted by the electric power conversion device 218 And a hydraulic pump motor 228 that is driven by a boom motor 226 to supply hydraulic fluid to the boom cylinder 212.

메인 제어 밸브(Main Control Valve; MCV, 210)는 메인펌프(208)에 연결된다. 메인 펌프(208)는 두 개로 구성되며, 엔진(206)에 의해 구동되어 붐 실린더(212), 암 실린더(214) 또는 버켓 실린더(216)에 작동유를 제공한다. 붐 어시스트 밸브(230)는 MCV(210)를 통해 메인펌프(208)를 붐 실린더(212)와 선택적으로 연결하거나 차단한다.The main control valve (MCV) 210 is connected to the main pump 208. The main pump 208 is composed of two and is driven by the engine 206 to provide the hydraulic fluid to the boom cylinder 212, the arm cylinder 214 or the bucket cylinder 216. The boom assist valve 230 selectively connects or disconnects the main pump 208 to / from the boom cylinder 212 via the MCV 210.

붐 전동기(226), 선회 전동기(234), 엔진보조 전동기(222) 및 붐 어시스트(230)는 제어부(204)에 의해 작동이 제어된다.The boom motor 226, the swing motor 234, the engine auxiliary motor 222, and the boom assist 230 are controlled by the control unit 204.

본 명세서에 개시된 일 실시 예에 따른 제어부(204)는 조이스틱(202)의 조작량을 측정하고, 붐과 선회 동작에 필요한 에너지량을 예측한다. 또한, 충전장치(220)에 저장된 에너지를 분석하여 붐 전동기(226) 및 붐 어시스트 밸브(230)의 작동시기와 작동범위를 결정한다. 충전장치(220)에 저장된 에너지는 회생가능 액추에이터인 붐 에너지 회생 시스템(224)(붐 전동기(226), 유압 펌프 모터(228) 및 붐 어시스트 밸브(230)를 포함한다) 및 선회 회생 시스템(236)(상부 선회 기어(232) 및 선회 전동기(234)를 포함한다)에 우선적으로 공급되고, 동력 부족 시 엔진보조 전동기(222)를 발전하여 선회 회생 시스템(236)을 보조하고, 기존 유압 시스템을 이용하여(즉, 붐 어시스트 밸브(230)를 구동하여) 붐 회생 시스템(224)을 구동한다.The control unit 204 according to an embodiment disclosed herein measures the operation amount of the joystick 202 and predicts the amount of energy required for the boom and the turning operation. Further, the energy stored in the charging device 220 is analyzed to determine the operation timing and operating range of the boom electric motor 226 and the boom assist valve 230. The energy stored in the charging device 220 is supplied to the boom energy recovery system 224 (including the boom motor 226, the hydraulic pump motor 228 and the boom assist valve 230) and the swing regenerative system 236 (Including the upper revolving gear 232 and the revolving electric motor 234) to assist the revolving regeneration system 236 by generating the engine auxiliary electric motor 222 in case of lack of power, To drive the boom regeneration system 224 (i.e., by driving the boom assist valve 230).

붐/선회 복합 작동 시 구동 예측 에너지량이 충전장치(220)의 출력한도 이상일 경우, 제어부(204)는 엔진보조 전동기(222)를 이용하여 회생 발전하고, 붐 어시스트 밸브(230)를 구동하여 기존 유압시스템을 통해 우선적으로 붐 작동을 지지한다. 또한, 붐 어시스트 밸브(230)의 공급 유량이 붐 구동 시 필요한 유량보다 부족할 경우, 제어부(204)는 붐 전동기(226)를 이용하여 붐 작동을 보조한다.The control unit 204 regenerates and generates power using the engine auxiliary motor 222 and drives the boom assist valve 230 to drive the existing hydraulic pressure The system supports boom operation preferentially. Further, when the supply flow rate of the boom assist valve 230 is less than the flow rate required for driving the boom, the control unit 204 assists the boom operation by using the boom electric motor 226. [

또한, 붐/선회 복합 작동 시 구동 예측 에너지량이 충전장치(220)의 출력한도 이하일 경우, 제어부(204)는 초기 붐 전동기(226)만으로 붐을 작동시키고, 붐 전동기(226)의 출력이 붐 구동 동력을 감당하지 못하게 되면 붐 어시스트(230)를 구동하여 붐의 작동을 보조한다.The control unit 204 operates the boom by only the initial boom electric motor 226 and the output of the boom electric motor 226 is driven by the boom motor 226. When the boom / If the power can not be supported, the boom assist 230 is driven to assist the operation of the boom.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 하이브리드 건설기계의 붐 구동 시스템의 복합동작 시 붐/선회 구동을 나타내는 도면이다.4 is a view showing boom / pivot driving in a combined operation of a boom drive system of a hybrid construction machine according to an embodiment of the present invention.

도 4를 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 하이브리드 건설기계의 붐 구동 시스템이 붐 구동, 붐 및 선회 구동, 선회 구동하는 동안 시간에 따른 출력이 도시된다. 여기에서 시간에 따른 출력의 합, 즉 그래프가 나타내는 면적이 각 구동의 요구 에너지량이 된다. 예를 들어, 붐 및 선회 구동 동안 그래프가 나타내는 면적이 붐/선회 요구 에너지량이 된다.Referring to FIG. 4, a boom drive system of a hybrid construction machine according to an embodiment of the present invention is shown to output over time during boom drive, boom and swing drive, and swivel drive. Here, the sum of the outputs according to time, that is, the area indicated by the graph, is the required energy amount of each drive. For example, the area indicated by the graph during the boom and swivel drive becomes the boom / turn required energy amount.

도 5 및 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 하이브리드 건설기계의 붐 구동 시스템의 복합동작 시 붐 에너지 회생 시스템의 출력을 나타내는 도면이다.5 and 6 are views showing the output of the boom energy regenerating system in the combined operation of the boom drive system of the hybrid construction machine according to the embodiment of the present invention.

도 5를 참조하면, 붐/선회 복합 작동 시 구동 예측 에너지량이 충전장치(220)의 출력한도 이상일 경우, 제어부(204)는 붐 어시스트 밸브(230)를 구동하여 기존 유압시스템을 통해 우선적으로 붐 작동을 지지한다. 또한, 붐 어시스트 밸브(230)의 공급 유량이 붐 구동 시 필요한 유량보다 부족할 경우, 즉 붐 어시스트 밸브(230)의 출력이 붐 요구 동력보다 작은 경우, 제어부(204)는 붐 전동기(226)를 이용하여 붐 작동을 보조한다.5, when the driving predicted energy amount in the combined boom / pivot operation is equal to or greater than the output limit of the charging device 220, the control unit 204 drives the boom assist valve 230 to preferentially operate the boom Lt; / RTI > When the supply flow rate of the boom assist valve 230 is less than the flow rate required for driving the boom, that is, when the output of the boom assist valve 230 is smaller than the boom demand power, the control unit 204 uses the boom motor 226 Thereby assisting the boom operation.

도 6을 참조하면, 붐/선회 복합 작동 시 구동 예측 에너지량이 충전장치(220)의 출력한도 이하일 경우, 제어부(204)는 초기 붐 전동기(226)만으로 붐을 작동시키고, 붐 전동기(226)의 출력이 붐 구동 동력을 감당하지 못하게 되면, 즉 붐 전동기(226)의 출력이 붐 요구 동력보다 작은 경우, 붐 어시스트 밸브(230)를 구동하여 붐의 작동을 보조한다.6, when the driving predicted energy amount in the combined boom / pivot operation is less than the output limit of the charging device 220, the control unit 204 operates the boom by only the initial boom motor 226, When the output can not support the boom drive power, that is, when the output of the boom motor 226 is smaller than the boom demand power, the boom assist valve 230 is driven to assist the operation of the boom.

도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 하이브리드 건설기계의 붐 구동 시스템의 제어방법에 대한 흐름도이다.7 is a flowchart illustrating a method of controlling a boom drive system of a hybrid construction machine according to an embodiment of the present invention.

도 7을 참조하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 하이브리드 건설기계의 붐 구동 시스템의 제어방법을 살펴보면, 제어부(204)는 조이스틱(202)의 조작량을 검출한다(S102).Referring to FIG. 7, a control method of the boom drive system of the hybrid construction machine according to an embodiment of the present invention will be described. The control unit 204 detects an operation amount of the joystick 202 (S102).

제어부(204)는 붐/선회 구동의 예측 에너지량과 충전장치(220)의 출력 가능한 에너지량을 비교한다(S104).The control unit 204 compares the predicted energy amount of the boom / swivel drive with the outputable energy amount of the charging device 220 (S104).

상기 비교 결과(S104), 제어부(204)는 붐/선회 구동 예측 에너지량이 충전장치(220)의 출력 가능한 에너지량보다 큰 경우 엔진보조 전동기(222)를 발전한다(S106).When the boom / swivel drive predicted energy amount is greater than the amount of energy that can be output from the charging device 220, the controller 204 generates the engine auxiliary motor 222 (S106).

그리고 제어부(204)는 붐 실린더(212)의 소요 유량과 붐 어시스트 밸브(230)의 공급 가능한 유량을 비교한다(S108).Then, the control unit 204 compares the required flow rate of the boom cylinder 212 with the available flow rate of the boom assist valve 230 (S108).

상기 비교 결과(S108), 제어부(204)는 붐 실린더(212)의 소요 유량이 붐 어시스트(230)의 공급 가능한 유량보다 작으면 붐 어시스트 밸브(230)를 구동한다(S110).If the required flow rate of the boom cylinder 212 is less than the available flow rate of the boom assist 230, the control unit 204 drives the boom assist valve 230 (S110).

반면, 제어부(204)는 붐 실린더(212)의 소요 유량이 붐 어시스트 밸브(230)의 공급 가능한 유량보다 작지 않으면 붐 어시스트 밸브(230) 및 붐 전동기(226)를 구동한다(S112).On the other hand, if the required flow rate of the boom cylinder 212 is not smaller than the available flow rate of the boom assist valve 230, the control unit 204 drives the boom assist valve 230 and the boom electric motor 226 (S112).

상기 비교 결과(S104), 상기 붐/선회 구동 예측 에너지량이 충전장치(220)의 출력 가능한 에너지량보다 크지 않은 경우, 제어부(204)는 붐 구동 동력과 붐 전동기(226)의 최대 공급 가능한 전력을 비교한다(S114).If the boom / swivel drive predicted energy amount is not greater than the amount of energy that can be output from the charging device 220, the control unit 204 sets the boom drive power and the maximum available power of the boom motor 226 (S114).

상기 비교 결과(S114), 제어부(204)는 붐 구동 동력이 붐 전동기(226)의 최대 공급 가능한 전력보다 작은 경우에는 붐 실린더(212)의 소요 유량과 유압 펌프 모터(228)의 공급 가능한 유량을 비교한다(S116).When the boom drive power is smaller than the maximum allowable power of the boom motor 226, the control unit 204 determines the required flow rate of the boom cylinder 212 and the supply flow rate of the hydraulic pump motor 228 (S116).

상기 비교 결과(S116), 제어부(204)는 붐 실린더(212)의 소요 유량이 유압 펌프 모터(228)의 공급 가능한 유량보다 작으면 붐 전동기(226)를 구동한다(S118).If the required flow rate of the boom cylinder 212 is smaller than the supply flow rate of the hydraulic pump motor 228, the control unit 204 drives the boom electric motor 226 (S118).

반면, 제어부(204)는 붐 실린더(212)의 소요 유량이 유압 펌프 모터(228)의 공급 가능한 유량보다 작지 않으면 붐 전동기(226) 및 붐 어시스트 밸브(230)를 구동한다(S120).The control unit 204 drives the boom motor 226 and the boom assist valve 230 if the required flow rate of the boom cylinder 212 is not less than the available flow rate of the hydraulic pump motor 228 at step S120.

한편, 상기 비교 결과(S114), 붐 구동 동력이 붐 전동기(226)의 최대 공급 가능한 전력보다 작지 않은 경우에는 상기 붐 전동기(226) 및 붐 어시스트 밸브(230)를 구동한다(S120).If the boom drive power is not smaller than the maximum allowable power of the boom motor 226, the boom motor 226 and the boom assist valve 230 are driven (S120).

이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 도시하고 또한 설명하였으나, 본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형 실시 가능한 것은 물론이고, 그와 같은 변경은 기재된 청구범위 내에 있게 된다.While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed exemplary embodiments, but many variations and modifications may be made without departing from the scope of the invention. It will be understood by those skilled in the art that various changes and modifications may be made without departing from the spirit and scope of the invention as defined by the appended claims.

202: 조이스틱 204: 제어부
206: 엔진 208: 메인펌프
210: MCV 212: 붐 실린더
214: 암 실린더 216: 버켓 실린더
218: 전력변환장치 220: 충전 장치
222: 엔진 보조 전동기 224: 붐 에너지 회생 시스템
226: 붐 전동기 228: 유압 펌프 모터
230: 붐 어시스트 밸브 232: 상부 선회 기어
234: 선회 전동기 236: 선회 회생 시스템202: joystick 204:
206: engine 208: main pump
210: MCV 212: Boom cylinder
214: female cylinder 216: bucket cylinder
218: power conversion device 220: charging device
222: engine auxiliary motor 224: boom energy regenerating system
226: Boom motor 228: Hydraulic pump motor
230: Boom assist valve 232: Upper revolving gear
234: Swivel motor 236: Swirl regenerative system

Claims (7)

모터 또는 발전기로 작동되는 붐 전동기 및 선회 전동기;
상기 붐 전동기 및 상기 선회 전동기에서 생산된 전기를 저장하는 충전장치;
상기 전동기로 구동되어 붐 실린더에 작동유를 공급하는 유압 펌프 모터;
엔진에 의해 구동되어 상기 붐 실린더에 작동유를 공급하는 메인펌프;
상기 메인펌프와 연결된 메인 제어 밸브를 통해 상기 메인펌프를 상기 붐 실린더에 선택적으로 연결하거나 차단하는 붐 어시스트 밸브; 및
상기 붐 전동기 및 선회 전동기의 구동 에너지량을 예측하고, 상기 예측된 구동 에너지량과 상기 충전장치의 출력 가능 에너지량을 비교하여 상기 붐 어시스트 밸브 및 상기 전동기 중 적어도 하나를 구동하는 제어부
를 포함하는 것을 특징으로 하는 하이브리드 건설기계의 붐 구동 시스템.A boom motor and a swing motor operated by a motor or a generator;
A charging device for storing electricity produced by the boom motor and the swing motor;
A hydraulic pump motor driven by the electric motor to supply hydraulic oil to the boom cylinder;
A main pump driven by an engine to supply operating oil to the boom cylinder;
A boom assist valve selectively connecting or disconnecting the main pump to the boom cylinder through a main control valve connected to the main pump; And
A controller for predicting an amount of drive energy of the boom motor and the swing motor and comparing at least one of the boom assist valve and the electric motor by comparing the predicted amount of drive energy with the amount of output-
And a boom drive system for the hybrid construction machine. 제1항에 있어서,
상기 제어부는,
상기 예측된 구동 에너지량이 상기 충전장치의 출력 가능 에너지량보다 큰 경우에, 상기 붐 실린더의 소요 유량이 상기 붐 어시스트 밸브의 공급 가능한 유량보다 작으면 상기 붐 어시스트 밸브를 구동하고, 상기 붐 실린더의 소요 유량이 상기 붐 어시스트 밸브의 공급 가능한 유량보다 작지 않으면 상기 붐 어시스트 밸브 및 상기 붐 전동기를 구동하는 것을 특징으로 하는 하이브리드 건설기계의 붐 구동 시스템.The method according to claim 1,
Wherein,
When the amount of the predicted driving energy is larger than the amount of output energy of the charging device, if the required flow rate of the boom cylinder is smaller than the supply flow rate of the boom assist valve, the boom assist valve is driven, And the boom assist valve and the boom electric motor are driven when the flow rate is not smaller than a supplyable flow rate of the boom assist valve. 제1항에 있어서,
상기 제어부는,
상기 예측된 구동 에너지량이 상기 충전장치의 출력 가능 에너지량보다 크지 않은 경우, 붐 구동 동력이 상기 붐 전동기의 최대 공급 가능 전력보다 작고 상기 붐 실린더의 소요 유량이 상기 유압 펌프 모터의 공급 가능한 유량보다 작으면 상기 붐 전동기를 구동하고, 상기 붐 구동 동력이 상기 붐 전동기의 최대 공급 가능 전력보다 작지 않거나 상기 붐 실린더의 소요 유량이 상기 유압 펌프 모터의 공급 가능한 유량보다 작지 않으면 상기 붐 전동기 및 상기 붐 어시스트 밸브를 구동하는 것을 특징으로 하는 하이브리드 건설기계의 붐 구동 시스템.The method according to claim 1,
Wherein,
When the predicted drive energy amount is not larger than the output allowable energy amount of the charging device, the boom drive power is smaller than the maximum allowable power of the boom motor and the required flow rate of the boom cylinder is smaller than the supplyable flow rate of the hydraulic pump motor If the boom drive power is not less than the maximum allowable power of the boom motor, or if the required flow rate of the boom cylinder is not less than the supplyable flow rate of the hydraulic pump motor, the boom motor and the boom assist valve And the boom drive system of the hybrid construction machine. 제 1 항에 있어서,
상기 메인펌프를 구동하는 엔진보조전동기를 더 포함하고,
상기 제어부는,
상기 예측된 구동 에너지량이 상기 충전장치의 출력 가능 에너지량보다 큰 경우에, 상기 엔진보조전동기를 구동하는 것을 특징으로 하는 하이브리드 건설기계의 붐 구동 시스템.The method according to claim 1,
Further comprising an engine auxiliary motor for driving said main pump,
Wherein,
And the engine auxiliary electric motor is driven when the predicted amount of drive energy is larger than the amount of outputable energy of the charging device. 메인 펌프와, 붐 실린더와, 상기 메인펌프를 상기 붐 실린더에 선택적으로 연결하거나 차단하는 붐 어시스트 밸브를 구비한 하이브리드 구동 시스템에서의 붐 구동 방법에 있어서,
조이스틱의 조작량을 검출하는 단계;
붐 전동기 및 선회 전동기의 붐/선회 구동 에너지량을 예측하는 에너지량 예측 단계;
상기 예측된 붐/선회 구동 에너지량과 상기 충전장치의 출력 가능 에너지량을 비교하는 에너지량 비교 단계; 및
상기 붐/선회 구동 예측 에너지량이 상기 충전장치의 출력 가능한 에너지량보다 큰 경우 엔진보조 전동기를 발전하고 상기 붐 어시스트 밸브를 구동하고, 상기 붐/선회 구동 예측 에너지량이 상기 충전장치의 출력 가능한 에너지량보다 크지 않은 경우 상기 붐 전동기를 구동하는 구동 단계
를 포함하는 것을 특징으로 하는 하이브리드 굴삭기 붐 구동 방법.A boom drive method in a hybrid drive system having a main pump, a boom cylinder, and a boom assist valve for selectively connecting or disconnecting the main pump to the boom cylinder,
Detecting an operation amount of the joystick;
An energy amount predicting step of predicting a boom / swivel drive energy amount of the boom motor and the swing motor;
An energy amount comparing step of comparing the predicted boom / swivel drive energy amount and the output allowable energy amount of the charging device; And
When the boom / swivel drive predicted energy amount is larger than the outputable energy amount of the charging device, the engine auxiliary motor is driven to drive the boom assist valve, and the predicted energy amount of the boom / And if it is not large, a driving step of driving the boom motor
And a second excavator for driving the excavator. 제5항에 있어서,
상기 구동 단계는,
상기 붐/선회 구동 예측 에너지량이 상기 충전장치의 출력 가능한 에너지량보다 큰 경우 붐 실린더의 소요 유량과 붐 어시스트 밸브의 공급 가능한 유량을 비교하는 어시스트 유량 비교 단계를 더 포함하고,
상기 붐 실린더의 소요 유량이 상기 붐 어시스트 밸브의 공급 가능한 유량보다 작으면 상기 붐 어시스트 밸브를 구동하고, 상기 붐 실린더의 소요 유량이 상기 붐 어시스트 밸브의 공급 가능한 유량보다 작지 않으면 상기 붐 어시스트 및 붐 전동기를 구동하는 것을 특징으로 하는 하이브리드 굴삭기 붐 구동 방법.6. The method of claim 5,
In the driving step,
Further comprising an assist flow rate comparing step of comparing a required flow rate of the boom cylinder with a supplyable flow rate of the boom assist valve when the boom / swivel drive predicted energy amount is larger than the outputable energy amount of the charging device,
Wherein the boom assist valve is driven when the required flow rate of the boom cylinder is smaller than a supplyable flow rate of the boom assist valve, and when the required flow rate of the boom cylinder is not smaller than the supply flow rate of the boom assist valve, Wherein the excavator boom is driven by the excavator. 제5항에 있어서,
상기 구동 단계는,
상기 붐/선회 구동 예측 에너지량이 상기 충전장치의 출력 가능한 에너지량보다 크지 않은 경우, 상기 붐 구동 동력과 상기 붐 전동기의 최대 공급 가능한 동력을 비교하는 동력 비교 단계; 및
상기 붐 실린더의 소요 유량과 유압 펌프 모터의 공급 가능한 유량을 비교하는 펌프 유량 비교 단계를 더 포함하고,
상기 붐 구동 동력이 상기 붐 전동기의 최대 공급 가능 전력보다 작고 상기 붐 실린더의 소요 유량이 상기 유압 펌프 모터의 공급 가능한 유량보다 작으면 상기 붐 전동기를 구동하고, 상기 붐 구동 동력이 상기 붐 전동기의 최대 공급 가능 전력보다 작지 않거나 상기 붐 실린더의 소요 유량이 상기 유압 펌프 모터의 공급 가능한 유량보다 작지 않으면 상기 붐 전동기 및 상기 붐 어시스트 밸브를 구동하는 것을 특징으로 하는 하이브리드 굴삭기 붐 구동 방법.6. The method of claim 5,
In the driving step,
A power comparing step of comparing the boom drive power with a maximum supply power of the boom motor when the boom / swivel drive predicted energy amount is not larger than the outputable energy amount of the charging device; And
Further comprising a pump flow rate comparing step of comparing a required flow rate of the boom cylinder with a supplyable flow rate of the hydraulic pump motor,
When the boom drive power is smaller than the maximum allowable power of the boom motor and the required flow rate of the boom cylinder is smaller than a supplyable flow rate of the hydraulic pump motor, the boom drive power is supplied to the boom motor Wherein the boom motor and the boom assist valve are driven when the boom cylinder is not smaller than the supply allowable power or the required flow rate of the boom cylinder is less than the supply flow rate of the hydraulic pump motor.
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KR20110072723A (en) * 2009-12-23 2011-06-29 두산인프라코어 주식회사 Hybrid excavator boom actuator system and its control method

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