KR20180110037A - Control system and control method of hybrid construction machine - Google Patents
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Abstract
하이브리드 건설기계의 제어 시스템(100)은, 메인 펌프(71, 72)와, 작동 유체에 의해 회전 구동되는 회생 모터(88)와, 회생 모터(88)에 연결되는 모터 제너레이터(91)와, 축전기(26)와, 컨트롤러(90)를 구비하고, 컨트롤러(90)는, 액츄에이터가 작동하고 있지 않을 때에, 축전기(26)의 전압이 회생 개시 전압(Vmin) 보다 작다고 판정했을 경우에는, 메인 펌프(71, 72)로부터 회생 모터(88)에 공급되는 작동 유체의 유량이, 액츄에이터가 작동하고 있을 때 메인 펌프(71, 72)로부터 토출되는 작동 유체의 유량 이상이 되도록 메인 펌프(71, 72)를 제어한다.The control system 100 of the hybrid construction machine includes main pumps 71 and 72, a regenerative motor 88 rotationally driven by a working fluid, a motor generator 91 connected to the regenerative motor 88, And the controller 90. When the controller 90 determines that the voltage of the capacitor 26 is smaller than the regeneration start voltage Vmin when the actuator is not in operation, The flow rates of the working fluid supplied from the main pumps 71 and 72 to the regenerative motor 88 are set to be equal to or greater than the flow rates of the working fluid discharged from the main pumps 71 and 72 when the actuators are operating .
Description
본 발명은, 하이브리드 건설기계의 제어 시스템 및 제어 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a control system and a control method of a hybrid construction machine.
JP2015-137752A에는, 엔진과, 축전부의 전력에 의해 구동되는 회전 전기(回轉電機)가 동력원으로서 병용되는 하이브리드 건설기계가 개시되어 있다. 이 하이브리드 건설기계에서는, 액츄에이터로부터 환류(還流)되는 작동유에 의해 회생 모터가 회전 구동되고, 회생 모터에 연결되는 회전 전기에서 회생된 전력이 축전부에 충전되는 회생 제어가 행해진다. 또, 이 하이브리드 건설기계에서는, 엔진에 의해 구동되는 메인 펌프로부터 액츄에이터에 작동유를 공급하는 것 외에도, 회전 전기 및 회생 모터에 연결된 어시스트 펌프로부터 액츄에이터에 작동유를 공급하는 어시스트 제어가 행해진다.JP2015-137752A discloses a hybrid construction machine in which an engine and a rotary electric machine driven by electric power of a power storage unit are used as a power source in combination. In this hybrid construction machine, regenerative control is performed in which the regenerative motor is rotationally driven by operating fluid returned from the actuator, and the power regenerated in the rotational electric machine connected to the regenerative motor is charged in the power storage unit. In addition, in this hybrid construction machine, besides supplying the hydraulic fluid from the main pump driven by the engine to the actuator, assist control for supplying the hydraulic fluid to the actuator from the assist pump connected to the rotary electric machine and the regenerative motor is performed.
JP2015-137752A에 기재된 하이브리드 건설기계에서는, 축전부의 전압이 낮을 때에 어시스트 제어가 행해지면, 축전부가 과방전 상태가 되고, 축전부의 내구성이 저하할 우려가 있다. 이러한 문제에 대해, 액츄에이터가 조작되어 있지 않은 동안에 축전부에 충전하고, 축전부의 전압을 높여 두는 것이 고려되고 있다. 하지만, 액츄에이터가 조작되어 있지 않은 시간이 짧으면, 축전부의 전압을 충분히 높일 수 없고, 축전부가 과방전 상태가 되는 것을 피할 수 없을 우려가 있다.In the hybrid construction machine disclosed in JP2015-137752A, when the assist control is performed when the voltage of the power storage unit is low, the power storage unit is in an overdischarged state, and the durability of the power storage unit may be lowered. To solve such a problem, it has been considered to charge the power storage unit while the actuator is not operated, and increase the voltage of the power storage unit. However, if the time during which the actuator is not operated is short, the voltage of the power storage unit can not be increased sufficiently, and there is a possibility that the power storage unit is prevented from being overdischarged.
본 발명은, 하이브리드 건설기계의 축전부의 내구성을 향상시키는 것을 목적으로 한다.An object of the present invention is to improve durability of a power storage unit of a hybrid construction machine.
본 발명의 일 실시형태에 의하면, 하이브리드 건설기계의 제어 시스템은, 유체압 액츄에이터에 작동 유체를 공급하는 가변 용량형의 유체압 펌프와, 상기 유체압 액츄에이터로부터 환류되는 작동 유체 또는 상기 유체압 펌프로부터 공급되는 작동 유체에 의해 회전 구동되는 회생 모터와, 상기 회생 모터에 연결되는 회전 전기와, 상기 회전 전기에 의해 발전된 전력을 모으는 축전부와, 상기 유체압 펌프로부터 상기 회생 모터로의 작동 유체의 공급을 제어하는 제어부를 구비하고, 상기 제어부는, 상기 유체압 액츄에이터가 작동하고 있지 않을 때에, 상기 축전부의 충전량이 제1 소정량 보다 작다고 판정했을 경우에는, 상기 유체압 펌프로부터 상기 회생 모터에 공급되는 작동 유체의 유량이, 상기 유체압 액츄에이터가 작동하고 있을 때 상기 유체압 펌프로부터 토출되는 작동 유체의 유량 이상이 되도록 상기 유체압 펌프를 제어한다.According to one embodiment of the present invention, a control system of a hybrid construction machine includes: a variable capacity type fluid pressure pump for supplying a working fluid to a fluid pressure actuator; and a working fluid which is returned from the fluid pressure actuator or from the fluid pressure pump A regenerative motor rotatably driven by a supplied working fluid; rotating electric machines connected to the regenerative motor; a power storage unit for collecting electric power generated by the rotating electric machine; and a supply unit for supplying a working fluid from the fluid pressure pump to the regenerative motor Wherein when the fluid pressure actuator is not operating and it is determined that the charged amount of the power storage unit is smaller than the first predetermined amount, the control unit controls the fluid pressure pump Wherein when the flow rate of the working fluid is higher than the flow rate of the fluid pressure when the fluid pressure actuator is operating The above flow rate of the working fluid discharged from Pro and controls the hydraulic pump so.
본 발명의 다른 실시형태에 의하면, 유체압 액츄에이터에 작동 유체를 공급하는 가변 용량형의 유체압 펌프와, 상기 유체압 액츄에이터로부터 환류되는 작동 유체 또는 상기 유체압 펌프로부터 공급되는 작동 유체에 의해 회전 구동되는 회생 모터와, 상기 회생 모터에 연결되는 회전 전기와, 상기 회전 전기에 의해 발전된 전력을 모으는 축전부를 구비하는 하이브리드 건설기계를 제어하는 제어 방법은, 상기 유체압 액츄에이터의 작동 상태를 검지함과 함께 상기 축전부의 충전량을 검출하고, 상기 유체압 액츄에이터가 작동하고 있지 않고, 검출된 상기 축전부의 충전량이 제1 소정량 보다 작은 경우에는, 상기 유체압 펌프로부터 상기 회생 모터에 공급되는 작동 유체의 유량을, 상기 유체압 액츄에이터가 작동하고 있을 때 상기 유체압 펌프로부터 토출되는 작동 유체의 유량 이상으로 한다.According to another aspect of the present invention, there is provided a fluid pressure actuator comprising: a variable displacement fluid pressure pump for supplying a working fluid to a fluid pressure actuator; and a working fluid supplied from the fluid pressure actuator, A control method for controlling a hybrid construction machine having a regenerative motor, a rotary electric machine connected to the regenerative motor, and a power storage unit for collecting electric power generated by the rotary electric machine, The flow rate of the working fluid supplied from the fluid pressure pump to the regenerative motor is set to be smaller than the first predetermined amount when the fluid pressure actuator is not operating and the detected amount of charge of the power storage unit is smaller than the first predetermined amount , And when the fluid pressure actuator is operating, To be less than the flow rate of the working fluid output.
[도 1] 도 1은, 본 발명의 실시형태와 관련되는 하이브리드 건설기계의 제어 시스템을 나타내는 회로도이다.
[도 2] 도 2는, 하이브리드 건설기계의 제어 시스템에서의 비조작시 회생 제어의 플로우차트이다.
[도 3] 도 3은, 하이브리드 건설기계의 제어 시스템에서의 비조작시 회생 제어를 설명하기 위한 그래프이다.
[도 4] 도 4는, 본 발명의 실시형태와 관련되는 하이브리드 건설기계의 제어 시스템의 변형예의 회로도의 일부분을 나타낸 것이다.1 is a circuit diagram showing a control system of a hybrid construction machine according to an embodiment of the present invention.
[Fig. 2] Fig. 2 is a flowchart of non-operation regeneration control in a control system of a hybrid construction machine.
[Fig. 3] Fig. 3 is a graph for explaining the non-operation regeneration control in the control system of the hybrid construction machine.
[Fig. 4] Fig. 4 shows a part of a circuit diagram of a modification of the control system of the hybrid construction machine according to the embodiment of the present invention.
이하, 도면을 참조하여, 본 발명의 실시형태에 대해 설명한다.Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
우선, 도 1을 참조하여, 본 발명의 실시형태와 관련되는 하이브리드 건설기계의 제어 시스템(100)의 전체 구성에 대해 설명한다. 본 실시형태에서는, 하이브리드 건설기계가 유압 셔블인 경우에 대해 설명한다. 유압 셔블에서는, 작동 유체로서 작동유가 이용된다.First, with reference to Fig. 1, the overall configuration of a
유압 셔블은, 유체압 펌프로서의 제1, 제2 메인 펌프(71, 72)를 구비한다. 제1, 제2 메인 펌프(71, 72)는, 경사판의 경전각을 조정 가능한 가변 용량형 펌프이다. 제1, 제2 메인 펌프(71, 72)는, 엔진(73)에 의해 구동되어 동축 회전한다.The hydraulic excavator has first and second
엔진(73)에는, 엔진(73)의 여력을 이용하여 발전하는 발전기(74)가 설치된다. 발전기(74)에서 발전된 전력은, 충전기(25)를 통해 축전부로서의 축전기(26)에 충전된다. 충전기(25)는, 통상의 가정용의 전원(27)에 접속되었을 경우에도, 축전기(26)에 전력을 충전할 수 있다.The
축전기(26)는, 전기 이중층 캐패시터에 의해 구성된다. 축전기(26)에는, 축전기(26)의 온도를 검출하는 온도 센서(26a)와, 축전기(26)의 전압을 검출하는 전압 센서(도시 생략)와, 축전기(26)에 공급되는 전류치를 검출하는 전류 센서(도시 생략)가 설치된다. 온도 센서(26a)는, 검출한 축전기(26)의 온도에 따른 전기신호를 제어부로서의 컨트롤러(90)에 출력한다. 또한, 축전기(26)는, 리튬 이온 전지나 니켈수소전지 등의 2차 전지여도 괜찮다.The
제1 메인 펌프(71)로부터 토출되는 작동유는, 제1 회로계통(75)에 공급된다. 제1 회로계통(75)은, 상류측으로부터 순서대로, 선회 모터(76)를 제어하는 조작밸브(2)와, 암 실린더(도시 생략)를 제어하는 조작밸브(3)와, 붐 실린더(77)를 제어하는 붐 2속용의 조작밸브(4)와, 예비용 어태치먼트(도시 생략)를 제어하는 조작밸브(5)와, 좌주행(左走行)용의 제1 주행용 모터(도시 생략)를 제어하는 조작밸브(6)를 가진다. 이러한 선회 모터(76), 암 실린더, 붐 실린더(77), 예비용 어태치먼트에 접속되는 유압 기기, 및 제1 주행용 모터가, 유체압 액츄에이터(이하, 단지 「액츄에이터」라 칭한다.)에 해당한다.The hydraulic oil discharged from the first
각 조작밸브(2~6)는, 제1 메인 펌프(71)로부터 각 액츄에이터에 공급되는 토출유의 유량을 제어하고, 각 액츄에이터의 동작을 제어한다. 각 조작밸브(2~6)는, 유압 셔블의 오퍼레이터가 조작 레버를 수동 조작하는 것에 따라 공급되는 파일럿 압에 의해 조작된다.Each of the operation valves 2 to 6 controls the flow rate of the discharge oil supplied to each of the actuators from the first
각 조작밸브(2~6)는, 서로 병렬인 중립 유로(7)와 패러렐 유로(8)를 통해 제1 메인 펌프(71)에 접속되고 있다. 중립 유로(7)에서의 조작밸브(2)의 상류 측에는, 제1 메인 펌프(71)로부터 중립 유로(7)에 공급되는 작동유의 압력을 검출하는 제1 공급 압력 센서(63)가 설치된다. 또, 중립 유로(7)에서의 조작밸브(2)의 상류 측에는, 중립 유로(7)의 작동 유압이 소정의 메인 릴리프압을 넘으면 개변하여, 작동 유압을 메인 릴리프압 이하로 유지하는 메인 릴리프 밸브(65)가 설치된다.Each of the operation valves 2 to 6 is connected to the first
중립 유로(7)에서의 조작밸브(6)의 하류 측에는, 컨트롤러(90)에 접속되는 솔레노이드를 가지고 중립 유로(7)의 작동유를 차단 가능한 개폐밸브(9)가 설치된다. 개폐밸브(9)는, 노멀 상태에서 전개(全開) 상태를 유지한다. 개폐밸브(9)는, 컨트롤러(90)의 지령에 의해 닫힌 상태로 변환된다.On the downstream side of the
중립 유로(7)에서의 개폐밸브(9)의 하류 측에는, 파일럿 압을 생성하기 위한 파일럿 압 생성 기구(10)가 설치된다. 파일럿 압 생성 기구(10)는, 통과하는 작동유의 유량이 많으면 높은 파일럿 압을 생성하고, 통과하는 작동유의 유량이 적으면 낮은 파일럿 압을 생성한다.On the downstream side of the on-off
중립 유로(7)는, 조작밸브(2~6)의 모두가 중립 위치 또는 중립 위치 근방에 있는 경우에는, 제1 메인 펌프(71)로부터 토출된 작동유의 전부 또는 일부를 탱크로 유도한다. 이 경우, 파일럿 압 생성 기구(10)를 통과하는 유량이 많아지기 때문에, 높은 파일럿 압이 생성된다.The
한편, 조작밸브(2~6)가 풀 스트로크의 상태로 전환되면, 중립 유로(7)가 닫혀 작동유의 유통이 없어진다. 이 경우, 파일럿 압 생성 기구(10)를 통과하는 유량이 거의 없어져, 파일럿 압은 제로를 유지하게 된다. 다만, 조작밸브(2~6)의 조작량에 따라서는, 제1 메인 펌프(71)로부터 토출된 작동유의 일부가 액츄에이터로 유도되고, 나머지가 중립 유로(7)로부터 탱크로 유도되게 된다. 그 때문에, 파일럿 압 생성 기구(10)는, 중립 유로(7)의 작동유의 유량에 따른 파일럿 압을 생성한다. 즉, 파일럿 압 생성 기구(10)는, 조작밸브(2~6)의 조작량에 따른 파일럿 압을 생성한다.On the other hand, when the operation valves 2 to 6 are switched to the full stroke state, the
파일럿 압 생성 기구(10)에는 파일럿 유로(11)가 접속된다. 파일럿 유로(11)에는, 파일럿 압 생성 기구(10)에서 생성된 파일럿 압이 유도된다. 파일럿 압 생성 기구(10)는, 파일럿 유로(11)를 통해, 제1 메인 펌프(71)의 토출 용량(경사판의 경전각)을 제어하는 레귤레이터(12)에 접속된다.A pilot flow path 11 is connected to the pilot
레귤레이터(12)는, 파일럿 유로(11)의 파일럿 압과 비례(비례 정수는 음수)하여 제1 메인 펌프(71)의 경사판의 경전각을 제어한다. 이것에 의해, 레귤레이터(12)는, 제1 메인 펌프(71)의 1회전 당의 압제량(押除量)을 제어한다. 즉, 제1 메인 펌프(71)의 토출양은, 파일럿 유로(11)의 파일럿 압에 따라 변화한다. 조작밸브(2~6)가 풀 스트로크로 전환되어 중립 유로(7)의 흐름이 없어지고, 파일럿 유로(11)의 파일럿 압이 제로가 되면, 제1 메인 펌프(71)의 경전각이 최대가 된다. 이 때, 제1 메인 펌프(71)의 1회전 당의 압제량은 최대가 된다.The
파일럿 유로(11)에는, 파일럿 유로(11)의 압력을 검출하는 제1 압력 센서(13)가 설치된다. 제1 압력 센서(13)에 의해 검출된 압력은, 압력 신호로서 컨트롤러(90)에 출력된다.The pilot flow path 11 is provided with a
제2 메인 펌프(72)로부터 토출되는 작동유는, 제2 회로 계통(78)에 공급된다. 제2 회로 계통(78)은, 상류측에서부터 순서대로, 우주행(右走行)용의 제2 주행용 모터(도시 생략)를 제어하는 조작밸브(14)와, 버킷 실린더(도시 생략)를 제어하는 조작밸브(15)와, 붐 실린더(77)를 제어하는 조작밸브(16)와, 암 실린더(도시 생략)를 제어하는 암 2속용의 조작밸브(17)를 가진다. 이러한 제2 주행용 모터, 버킷 실린더, 붐 실린더(77), 및 암 실린더가, 유체압 액츄에이터(이하, 단지 「액츄에이터」라고 칭한다.)에 해당한다.The hydraulic oil discharged from the second
각 조작밸브(14~17)는, 제2 메인 펌프(72)로부터 각 액츄에이터에 공급되는 토출유의 유량을 제어하여, 각 액츄에이터의 동작을 제어한다. 각 조작밸브(14~17)는, 유압 셔블의 오퍼레이터가 조작 레버를 수동 조작하는 것에 따라 공급되는 파일럿 압에 의해 조작된다.Each of the operating valves 14 to 17 controls the flow rate of the discharged oil supplied to each of the actuators from the second
각 조작밸브(14~16)는, 서로 병렬인 중립 유로(18)와 패러렐 유로(19)를 통해 제2 메인 펌프(72)에 접속되고 있다. 중립 유로(18)에서의 조작밸브(14)의 상류 측에는, 제2 메인 펌프(72)로부터 중립 유로(18)에 공급되는 작동유의 압력을 검출하는 제2 공급 압력 센서(64)가 설치된다. 또, 중립 유로(18)에서의 조작밸브(14)의 상류 측에는, 중립 유로(18)의 작동 유압이 소정의 메인 릴리프압을 넘으면 개변하여, 작동 유압을 메인 릴리프 압 이하로 유지하는 메인 릴리프 밸브(66)가 설치된다.The respective operation valves 14 to 16 are connected to the second
또한, 메인 릴리프 밸브(65, 66)는, 제1 회로계통(75)과 제2 회로 계통(78)의 적어도 어느 일방에 설치되면 좋다. 제1 회로계통(75)과 제2 회로 계통(78) 중 일방에만 메인 릴리프 밸브가 설치되는 경우에는, 제1 회로계통(75)과 제2 회로 계통(78)의 타방으로부터도 작동유가 같은 메인 릴리프 밸브로 유도되도록 접속된다. 이와 같이, 단일의 메인 릴리프 밸브가 설치되는 경우에는, 메인 릴리프 밸브는, 제1 회로계통(75)과 제2 회로 계통(78)에서 공용된다. 또, 이 경우에는, 공급 압력 센서도 하나만 설치되고, 제1 회로계통(75)과 제2 회로 계통(78)에서 공용된다.The
중립 유로(18)에서의 조작밸브(17)의 하류 측에는, 컨트롤러(90)에 접속되는 솔레노이드를 가져 중립 유로(18)의 작동유를 차단 가능한 개폐밸브(21)가 설치된다. 개폐밸브(21)는, 노멀 상태로 전개(??) 상태를 유지한다. 개폐밸브(21)는, 컨트롤러(90)의 지령에 의해 닫힌 상태로 전환된다.On the downstream side of the operating valve 17 in the
중립 유로(18)에서의 개폐밸브(21)의 하류 측에는, 파일럿 압을 생성하기 위한 파일럿 압 생성 기구(20)가 설치된다. 파일럿 압 생성 기구(20)는, 제1 메인 펌프(71) 측의 파일럿 압 생성 기구(10)와 같은 기능을 가지는 것이다.On the downstream side of the on-off
파일럿 압 생성 기구(20)에는 파일럿 유로(22)가 접속된다. 파일럿 유로(22)에는, 파일럿 압 생성 기구(20)에 의해 생성된 파일럿 압이 유도된다. 파일럿 압 생성 기구(20)는, 파일럿 유로(22)를 통해, 제2 메인 펌프(72)의 토출 용량(경사판의 경전각)을 제어하는 레귤레이터(23)에 접속된다.A
레귤레이터(23)는, 파일럿 유로(22)의 파일럿 압과 비례(비례 정수는 음수)하여 제2 메인 펌프(72)의 경사판의 경전각을 제어한다. 이것에 의해, 레귤레이터(23)는, 제2 메인 펌프(72)의 1회전 당의 압제량을 제어한다. 즉, 제2 메인 펌프의 토출양은, 파일럿 유로(22)의 파일럿 압에 따라 변화한다. 조작밸브(14~17)가 풀 스트로크로 전환되어 중립 유로(18)의 흐름이 없어지고, 파일럿 유로(22)의 파일럿 압이 제로가 되면, 제2 메인 펌프(72)의 경전각이 최대가 된다. 이 때, 제2 메인 펌프(72)의 1회전 당의 압제량은 최대가 된다.The
파일럿 유로(22)에는, 파일럿 유로(22)의 압력을 검출하는 제2 압력 센서(24)가 설치된다. 제2 압력 센서(24)에 의해 검출된 압력은, 압력 신호로서 컨트롤러(90)에 출력된다.The
다음으로, 선회 모터(76)에 대해 설명한다.Next, the
조작밸브(2)의 액츄에이터 포트에는, 선회 모터(76)에 연통하는 유로(28, 29)가 접속된다. 유로(28, 29)에는, 각각 릴리프 밸브(30, 31)가 접속된다. 조작밸브(2)가 중립 위치로 유지되고 있을 때에는, 액츄에이터 포트는 닫혀져 있어, 선회 모터(76)는 정지상태를 유지한다.The actuator ports of the operation valve 2 are connected to the
선회 모터(76)가 정지하고 있는 상태에서, 조작밸브(2)가 중립 위치에서 일방으로 전환되면, 유로(28)가 제1 메인 펌프(71)에 접속되어, 유로(29)가 탱크에 연통한다. 이것에 의해, 유로(28)로부터 작동유가 공급되어 선회 모터(76)가 일방향으로 회전함과 동시에, 선회 모터(76)로부터의 리턴 오일(return oil)이 유로(29)를 통해 탱크로 되돌려진다. 조작밸브(2)가 타방으로 전환되면, 유로(29)가 제1 메인 펌프(71)에 접속되고, 유로(28)가 탱크에 연통한다. 이것에 의해, 유로(29)로부터 작동유가 공급되어 선회 모터(76)가 타방향으로 회전함과 동시에, 선회 모터(76)로부터의 리턴 오일이 유로(28)를 통해서 탱크로 되돌려진다.The
다음으로, 붐 실린더(77)에 대해 설명한다.Next, the
조작밸브(16)의 액츄에이터 포트에는, 붐 실린더(77)에 연통하는 유로(32, 35)가 접속된다. 조작밸브(16)가 중립 위치로 유지되고 있을 때는, 액츄에이터 포트는 닫혀져 있어, 붐 실린더(77)는 정지상태를 유지한다.The actuator ports of the
붐 실린더(77)가 정지하고 있는 상태에서, 조작밸브(16)가 중립 위치에서 일방으로 전환되면, 제2 메인 펌프(72)로부터 토출된 작동유가 유로(32)를 통해 붐 실린더(77)의 피스톤 측실(33)에 공급됨과 동시에, 로드 측실(34)로부터의 리턴 오일이 유로(35)를 통해서 탱크로 되돌려진다. 이것에 의해, 붐 실린더(77)는 신장한다. 조작밸브(16)가 타방으로 전환되면, 제2 메인 펌프(72)로부터 토출된 작동유가 유로(35)를 통해 붐 실린더(77)의 로드 측실(34)에 공급됨과 동시에, 피스톤 측실(33)로부터의 리턴 오일이 유로(32)를 통해서 탱크에 되돌려진다. 이것에 의해, 붐 실린더(77)는 수축한다.When the operating
제1 회로계통(75)의 붐 2속용의 조작밸브(4)는, 붐 조작 레버의 조작량에 따라 조작밸브(16)와 연동하여 전환된다. 붐 실린더(77)의 피스톤 측실(33)과 조작밸브(16)를 접속하는 유로(32)에는, 컨트롤러(90)에 의해 개방도가 제어되는 전자 비례 조임 밸브(36)가 설치된다. 전자 비례 조임 밸브(36)는 노멀 상태에서 전개(全開) 위치를 유지한다.The boom second-
하이브리드 건설기계의 제어 시스템(100)은, 선회 모터(76) 및 붐 실린더(77)로부터 배출되는 작동유의 에너지를 회수하는 회생 제어를 실행하는 회생 장치를 구비한다. 이하에서는, 그 회생 장치에 대해 설명한다.The
회생 장치에 의한 회생 제어는, 컨트롤러(90)에 의해 실행된다. 컨트롤러(90)는, 회생 제어를 실행하는 CPU(중앙연산 처리장치)와, CPU의 처리 동작에 필요한 제어 프로그램이나 설정치 등이 기억된 ROM(Read Only Memory)와, 각종 센서가 검출한 정보를 일시적으로 기억하는 RAM(Random Access Memory)를 구비한다.Regenerative control by the regenerative apparatus is executed by the
우선, 선회 모터(76)로부터의 작동유를 이용하여 에너지 회생을 수행하는 선회 회생 제어에 대해 설명한다.First, the swing regenerative control for performing energy regeneration using the hydraulic fluid from the
선회 모터(76)에 접속되는 유로(28, 29)는, 선회 모터(76)로부터의 작동유를 회생용의 회생 모터(88)로 유도하기 위한 선회 회생 유로(47)에 접속된다. 유로(28, 29)의 각각에는, 선회 회생 유로(47)로의 작동유의 흐름 만을 허용하는 체크밸브(48, 49)가 설치된다. 선회 회생 유로(47)는, 합류 회생 유로(46)를 통해 회생 모터(88)에 접속된다.The
회생 모터(88)는, 경사판의 경전각이 조정 가능한 가변 용량형 모터이고, 발전기 겸용의 회전 전기로서의 모터 제너레이터(91)와 동축 회전하도록 연결되고 있다. 회생 모터(88)는, 선회 모터(76)나 붐 실린더(77)로부터 배출되어 합류 회생 유로(46)를 통해 환류되는 작동유에 의해 회전 구동된다. 또, 회생 모터(88)는, 후술과 같이 제1, 제2 메인 펌프(71, 72)로부터 토출된 작동유가 직접 공급되는 것에 의해서도 회전 구동된다. 회생 모터(88)의 경사판의 경전각은, 경전각 제어기(38)에 의해 제어된다. 경전각 제어기(38)는, 컨트롤러(90)의 출력 신호에 의해 제어된다.The
회생 모터(88)는, 모터 제너레이터(91)를 회전 구동 가능하다. 모터 제너레이터(91)가 발전기로서 기능했을 경우에는, 발전된 회생 전력은 인버터(92)를 통해 축전기(26)에 충전된다. 회생 모터(88)와 모터 제너레이터(91)는, 직접 연결되어도 괜찮고, 감속기를 통해 연결되어도 괜찮다.The
회생 모터(88)의 상류에는, 회생 모터(88)로의 작동유의 공급량이 충분하지 않게 되었을 경우에, 탱크로부터 합류 회생 유로(46)에 작동유를 빨아 올려 회생 모터(88)로 공급하는 흡상 유로(吸上流路, 61)가 접속된다. 흡상 유로(61)에는, 탱크로부터 합류 회생 유로(46)로의 작동유의 흐름만을 허용하는 체크밸브(61a)가 설치된다.An upstream side of the
선회 회생 유로(47)에는, 컨트롤러(90)로부터 출력되는 신호로 전환 제어되는 전자 전환 밸브(50)가 설치된다. 전자 전환 밸브(50)와 체크밸브(48, 49)와의 사이에는, 선회 모터(76)의 선회 동작시의 선회 압력 또는 브레이크 동작시의 브레이크 압력을 검출하는 압력 센서(51)가 설치된다. 압력 센서(51)에서 검출된 압력은, 압력 신호로서 컨트롤러(90)로 출력된다.An
유로(28, 29)를 통해 공급되는 작동유에 의해 선회 모터(76)가 선회하고 있을 때에 조작밸브(2)가 중립 위치로 전환되는 브레이크 동작시에는, 선회 모터(76)의 펌프 작용에 의해 토출된 작동유가 체크밸브(48, 49)를 통해 선회 회생 유로(47)로 유입하여, 회생 모터(88)로 유도된다.During the brake operation in which the operating valve 2 is switched to the neutral position while the
선회 회생 유로(47)에서의 전자 전환 밸브(50)의 하류 측에는, 안전밸브(52)가 설치된다. 안전밸브(52)는, 예를 들면 선회 회생 유로(47)의 전자 전환 밸브(50) 등에 이상이 생겼을 경우에, 유로(28, 29)의 압력을 유지하여 선회 모터(76)가 일주(逸走, escape lash)하는 것을 방지하는 것이다.A
컨트롤러(90)는, 압력 센서(51)의 검출 압력이 선회 회생 개시 압력 이상이 되었다고 판정했을 경우에는, 전자 전환 밸브(50)의 솔레노이드를 여자(excitation) 한다. 이것에 의해, 전자 전환 밸브(50)가 열린 위치로 전환되어 선회 회생이 개시된다. 컨트롤러(90)는, 압력 센서(51)의 검출 압력이 선회 회생 개시 압력 미만이 되었다고 판정했을 경우에는, 전자 전환 밸브(50)의 솔레노이드를 비여자로 한다. 이것에 의해, 전자 전환 밸브(50)가 닫힌 위치로 전환되어 선회 회생이 정지한다.The
다음으로, 붐 실린더(77)로부터의 작동유를 이용하여 에너지 회생을 실시하는 붐 회생 제어에 대해 설명한다.Next, the boom regeneration control for performing energy regeneration using the operating oil from the
유로(32)에는, 피스톤 측실(33)과 전자 비례 조임 밸브(36)와의 사이에서 분기하는 붐 회생 유로(53)가 접속된다. 붐 회생 유로(53)는, 피스톤 측실(33)로부터의 리턴 작동유를 회생 모터(88)로 유도하기 위한 유로이다. 선회 회생 유로(47)와 붐 회생 유로(53)는 합류하여 합류 회생 유로(46)에 접속된다.The
붐 회생 유로(53)에는, 컨트롤러(90)로부터 출력되는 신호로 전환 제어되는 전자 전환 밸브(54)가 설치된다. 전자 전환 밸브(54)는, 솔레노이드가 비여자일 때에 닫힌 위치(도시 상태)로 전환되어, 붐 회생 유로(53)를 차단한다. 전자 전환 밸브(54)는, 솔레노이드가 여자 되었을 때에 열린 위치로 전환되어, 붐 회생 유로(53)를 개통하여 피스톤 측실(33)로부터 합류 회생 유로(46)로의 작동유의 흐름 만을 허용한다.The boom
컨트롤러(90)는, 조작밸브(16)의 조작 방향과 그 조작량을 검출하는 센서(도시 생략)의 검출 결과에 근거하여, 오퍼레이터가 붐 실린더(77)를 신장시키려고 하고 있는지, 또는 수축시키려고 하고 있는지를 판정한다. 컨트롤러(90)는, 붐 실린더(77)의 신장 동작을 판정하면, 전자 비례 조임 밸브(36)를 노멀 상태인 전개 위치에 유지함과 동시에, 전자 전환 밸브(54)를 닫힌 위치에 유지한다. 한편, 컨트롤러(90)는, 붐 실린더(77)의 수축 동작을 판정하면, 조작밸브(16)의 조작량에 따라 오퍼레이터가 요구하고 있는 붐 실린더(77)의 수축 속도를 연산함과 동시에, 전자 비례 조임 밸브(36)를 닫아 전자 전환 밸브(54)를 열린 위치로 전환한다. 이것에 의해, 붐 실린더(77)로부터의 리턴 작동유의 전량이 회생 모터(88)로 유도되어, 붐 회생이 실행된다.The
다음으로, 상술의 회생 제어에 의해 회생된 에너지에 의해 어시스트 펌프(89)를 구동하고, 어시스트 펌프(89)로부터 토출되는 작동유의 에너지에 의해 제1 메인 펌프(71) 및 제2 메인 펌프(72)의 출력을 어시스트하는 어시스트 제어에 대해 설명한다.Next, the
어시스트 펌프(89)는, 경사판의 경전각이 조정 가능한 가변 용량형 펌프이고, 회생 모터(88) 및 모터 제너레이터(91)와 동축 회전한다. 모터 제너레이터(91)를 전동 모터로서 사용했을 때의 구동력과, 회생 모터(88)에 의한 구동력에 의해 어시스트 펌프(89)를 회전 구동시키는 것이 가능하다. 어시스트 펌프(89)의 회전수, 즉, 어시스트 펌프(89)가 연결되는 모터 제너레이터(91)의 회전수는, 인버터(92)에 접속된 컨트롤러(90)에 의해 제어된다. 또, 어시스트 펌프(89)의 경사판의 경전각은, 경전각 제어기(37)에 의해 제어된다. 경전각 제어기(37)는, 컨트롤러(90)의 출력 신호에 의해 제어된다.The
어시스트 펌프(89)의 토출 유로(39)는, 제1 메인 펌프(71)의 토출 측에 합류하는 제1 어시스트 유로(40)와, 제2 메인 펌프(72)의 토출 측에 합류하는 제2 어시스트 유로(41)로 분기된다. 분기부에는, 고압 선택 전환 밸브(42)가 개재된다. 제1 어시스트 유로(40)에는, 토출 유로(39)로부터 제1 메인 펌프(71)의 토출측으로의 작동유의 흐름 만을 허용하는 제1 체크밸브(44)가 설치되고, 제2 어시스트 유로(41)에는, 토출 유로(39)로부터 제2 메인 펌프(72)의 토출측으로의 작동유의 흐름 만을 허용하는 제2 체크밸브(45)가 설치된다.The
고압 선택 전환 밸브(42)는, 3 포토 3 위치의 스풀(spool)식의 전환 밸브이다. 고압 선택 전환 밸브(42)에는, 스풀의 양단에 임해 파일럿실(42a, 42b)이 각각 설치된다. 일방의 파일럿실(42a)에는, 제1 체크밸브(44)로부터 제1 메인 펌프(71)측의 제1 어시스트 유로(40) 내의 작동유가 제1 파일럿 통로(43a)를 통해 공급된다. 타방의 파일럿실(42b)에는, 제2 체크밸브(45)로부터 제2 메인 펌프(72) 측의 제2 어시스트 유로(41) 내의 작동유가 제2 파일럿 통로(43b)를 통해 공급된다. 각 파일럿 통로(43a, 43b)에는, 고압 선택 전환 밸브(42)의 스풀이 급격하게 이동하는 것을 방지하기 위해, 도시하지 않는 감쇠용 조임이 설치된다.The high-pressure
고압 선택 전환 밸브(42)는, 스풀의 양단에 설치되는 센터링 스프링에 의해 중립 위치에 보지(??)된다. 고압 선택 전환 밸브(42)가, 중립 위치에 보지되고 있는 상태에서는, 어시스트 펌프(89)의 토출유는, 제1 어시스트 유로(40) 및 제2 어시스트 유로(41)에 안분하여 공급된다.The high-pressure
일방의 파일럿실(42a)의 파일럿 압이 타방의 파일럿실(42b)의 파일럿 압 보다 높은 경우에는, 고압 선택 전환 밸브(42)는, 토출 유로(39)와 제2 어시스트 유로(41)와의 연통을 차단하고, 토출 유로(39)와 제1 어시스트 유로(40)를 연통시키는 제1 전환 위치로 전환된다. 그리고, 타방의 파일럿실(42b)의 파일럿 압이 일방의 파일럿실(42a)의 파일럿 압 보다 높은 경우에는, 고압 선택 전환 밸브(42)는, 토출 유로(39)와 제1 어시스트 유로(40)와의 연통을 차단하고, 토출 유로(39)와 제2 어시스트 유로(41)를 연통시키는 제2 전환 위치로 전환된다.The high pressure
즉, 고압 선택 전환 밸브(42)는, 제1 어시스트 유로(40)와 제2 어시스트 유로(41) 중, 고압인 쪽의 유로를 선택하여 어시스트 펌프(89)의 토출유를 공급하고 있다. 또, 일방의 파일럿실(42a)과 타방의 파일럿실(42b)과의 차압에 따라서는, 고압 선택 전환 밸브(42)는, 중립 위치와 제1 전환 위치와의 중간의 위치, 또는, 중립 위치와 제2 전환 위치와의 중간의 위치에 보지되는 경우도 있다. 이 경우, 압력이 높은 쪽의 유로에는 다량의 토출유가 공급되고, 압력이 낮은 쪽의 유로에는 소량의 토출유가 공급되게 된다.That is, the high-pressure
모터 제너레이터(91)의 구동력에 의해 어시스트 펌프(89)가 회전하면, 어시스트 펌프(89)는, 제1 메인 펌프(71) 및 제2 메인 펌프(72) 중 적어도 일방의 출력을 어시스트한다. 제1 메인 펌프(71) 및 제2 메인 펌프(72) 모두를 어느 정도 어시스트하는가는, 컨트롤러(90)에 의해 제어되는 비례 전자 조임 밸브 등을 필요로 하지 않고, 고압 선택 전환 밸브(42)에 의해 자동적으로 결정된다.When the
또, 모터 제너레이터(91)의 구동력에 의해 어시스트 펌프(89)가 회전하고 있을 때에, 합류 회생 유로(46)를 통해 회생 모터(88)에 작동유가 공급되고, 회생 모터(88)가 회전하면, 회생 모터(88)의 회전력은, 모터 제너레이터(91)에 대한 어시스트력으로서 작용한다. 따라서, 회생 모터(88)의 회전력 만큼, 어시스트 펌프(89)를 회전 구동시키는 모터 제너레이터(91)의 소비 전력을 줄일 수 있다. 또한, 회생 모터(88)가 구동원이 되어 모터 제너레이터(91)가 발전기로서 사용되는 때에는, 어시스트 펌프(89)의 경사판의 경전각이 제로로 설정되어, 어시스트 펌프(89)는 거의 무부하 상태가 된다.When the
다음으로, 제1, 제2 메인 펌프(71, 72)로부터 토출되어, 잉여가 된 작동유를, 각 액츄에이터를 통하는 일 없이, 회생 모터(88)에 직접적으로 공급하는 것으로 작동유의 에너지를 회생하는 잉여 유량 회생 제어에 대해 설명한다. 잉여 유량 회생 제어는, 선회 회생 제어 및 붐 회생 제어와 동일하게 컨트롤러(90)에 의해 실행된다.Next, the surplus hydraulic fluid discharged from the first and second
제1 메인 펌프(71)로부터 토출된 작동유를 회생 모터(88)에 직접적으로 유도하기 위해, 제1 메인 펌프(71)의 토출 측에 연통하는 제1 어시스트 유로(40)로부터 분기하는 제1 메인 펌프 회생 유로(55)가 설치된다. 제1 메인 펌프 회생 유로(55)는, 일단이 제1 어시스트 유로(40)의 제1 체크밸브(44) 보다 제1 메인 펌프(71) 측에 접속되고, 타단이 합류 유로(57)를 통해 합류 회생 유로(46)에 접속된다. 마찬가지로, 제2 메인 펌프(72)로부터 토출된 작동유를 회생 모터(88)에 직접적으로 유도하기 위해, 제2 메인 펌프(72)의 토출 측에 연통하는 제2 어시스트 유로(41)로부터 분기하는 제2 메인 펌프 회생 유로(56)가 설치된다. 제2 메인 펌프 회생 유로(56)는, 일단이 제2 어시스트 유로(41)의 제2 체크밸브(45) 보다 제2 메인 펌프(72) 측에 접속되고, 타단이 합류 유로(57)를 통해 합류 회생 유로(46)에 접속된다. 합류 유로(57)에는, 제1, 제2 메인 펌프(71, 72)로부터 합류 회생 유로(46)로 향하는 작동유의 흐름 만을 허용하는 체크밸브(60)가 설치된다.The first
제1, 제2 메인 펌프 회생 유로(55, 56)에는, 각각 전자 밸브(58, 59)가 설치된다. 전자 밸브(58, 59)는, 컨트롤러(90)에 접속되는 솔레노이드를 가지고, 솔레노이드가 비여자일 때에는, 닫힌 위치(도시의 위치)로 전환되고, 솔레노이드가 여자 되었을 때에 열린 위치로 전환된다.The first and second main
컨트롤러(90)는, 제1 공급 압력 센서(63)의 검출치가 메인 릴리프 밸브(65)의 메인 릴리프 압에 거의 도달하고 있다고 판정했을 경우에는, 전자 밸브(58)의 솔레노이드를 여자한다. 이것에 의해, 전자 밸브(58)가 열린 위치로 전환되고, 제1 메인 펌프(71)로부터 토출되어 메인 릴리프 밸브(65)를 통해 탱크로 배출되고 있던 잉여의 작동유는, 제1 메인 펌프 회생 유로(55)를 통해 합류 회생 유로(46)로 유도되고, 회생 모터(88)에 의해 그 에너지가 회수된다.The
마찬가지로, 컨트롤러(90)는, 제2 공급 압력 센서(64)의 검출치가 메인 릴리프 밸브(66)의 메인 릴리프 압에 거의 도달하고 있다고 판정했을 경우에는, 전자 밸브(59)의 솔레노이드를 여자한다. 이것에 의해, 전자 밸브(59)가 열린 위치로 전환되고, 제2 메인 펌프(72)로부터 토출되어 메인 릴리프 밸브(66)를 통해 탱크에 배출되고 있던 잉여의 작동유는, 제2 메인 펌프 회생 유로(56)를 통해 합류 회생 유로(46)로 유도되고, 회생 모터(88)에 의해 그 에너지가 회수된다.Likewise, when the
이와 같이, 제1, 제2 메인 펌프(71, 72)로부터 토출된 잉여의 작동유는, 전자 밸브(58, 59)를 경유하여 회생 모터(88)로 유도된다. 회생 모터(88)는, 모터 제너레이터(91)를 회전 구동하여 발전시키고, 모터 제너레이터(91)에 의해 발전된 전력은, 인버터(92)를 통해 축전기(26)에 충전된다. 이것에 의해, 제1, 제2 메인 펌프(71, 72)로부터 토출되는 잉여의 작동유에 의한 잉여 유량 회생이 실행된다.As such, surplus hydraulic fluid discharged from the first and second
더욱이 본 실시형태에서는, 상술의 잉여 유량 회생 제어에 이용되는 제1, 제2 메인 펌프 회생 유로(55, 56)나 전자 밸브(58, 59) 등을 이용하여, 각 액츄에이터가 조작되어 있지 않을 때에, 제1, 제2 메인 펌프(71, 72)로부터 토출된 작동유를 회생 모터(88)에 직접적으로 공급하고, 작동유의 에너지를 회생하는 비조작시 회생 제어가 컨트롤러(90)에 의해 실행된다.Furthermore, in this embodiment, when the first and second main pump
여기서, 축전기(26)의 전압이 낮을 때에 상술의 어시스트 제어가 실행되면, 축전기(26)의 전압이 사용 하한 전압 근방이 되어, 결과적으로 축전기(26)의 내구성이 저하할 우려가 있다. 이러한 사태를 회피하기 위해서는, 어시스트 제어를 하기 전, 즉, 각 액츄에이터가 조작되어 있지 않은 동안에 축전기(26)에 충전하여, 축전기(26)의 전압을 높여 둘 필요가 있다. 하지만, 각 액츄에이터가 조작되어 있지 않은 시간이 짧으면, 축전기(26)의 전압을 충분히 높이지 못하고, 축전기(26)가 과방전 상태가 되는 것을 피할 수 없을 우려가 있다.Here, when the above-described assist control is executed when the voltage of the
그래서, 비조작시 회생 제어에서는, 각 액츄에이터가 조작되어 있지 않은 시간이 짧은 경우라도 축전기(26)의 전압을 신속하게 상승시키기 위해서, 제1, 제2 메인 펌프(71, 72)로부터 회생 모터(88)에 공급되는 작동유의 유량을 각 액츄에이터가 작동하고 있을 때 제1, 제2 메인 펌프(71, 72)로부터 토출되는 작동유의 유량 이상이 되도록 증대시키고 있다.Therefore, in the non-operation regeneration control, the first and second
이하에, 도 1부터 도 3을 참조하여, 비조작시 회생 제어에 대해 설명한다. 도 2는, 비조작시 회생 제어가 실행될 때의 플로우차트이며, 도 3은, 비조작시 회생 제어와 축전기(26)의 전압과의 관련성을 나타낸 도이다.Hereinafter, non-operating regeneration control will be described with reference to Figs. 1 to 3. Fig. Fig. 2 is a flowchart when non-operating regeneration control is executed, and Fig. 3 is a diagram showing the relation between the non-operating regenerative control and the voltage of the
컨트롤러(90)는, 후술하는 비조작시 회생 제어를 실행하기 위한 조건이 갖춰지면, 전자 밸브(58)의 솔레노이드를 여자하여, 전자 밸브(58)를 열린 위치로 전환하는 것과 동시에, 개폐밸브(9)의 솔레노이드를 여자하여, 개폐밸브(9)를 닫힌 위치로 전환한다. 개폐밸브(9)가 닫힌 위치로 전환된 것으로, 파일럿 압 생성 기구(10)로의 작동유의 유입이 차단되기 때문에, 파일럿 압이 제로가 되어, 제1 메인 펌프(71)의 경전각, 즉 토출양은 최대가 된다. 제1 메인 펌프(71)로부터 토출된 작동유는, 제1 메인 펌프 회생 유로(55)를 통해 합류 회생 유로(46)로 유도되고, 회생 모터(88)에 의해 그 에너지가 회수된다.The
마찬가지로, 컨트롤러(90)는, 제2 메인 펌프(72)의 토출양을 최대로 하고, 제2 메인 펌프(72)로부터 토출된 작동유를, 제2 메인 펌프 회생 유로(56)를 통해 회생 모터(88)로 유도하는 것이 가능하다.Likewise, the
이와 같이, 토출양이 최대가 되도록 제어된 제1, 제2 메인 펌프(71, 72)로부터 토출된 작동유는, 전자 밸브(58, 59)를 경유하여 회생 모터(88)로 유도되어, 회생 모터(88)와 함께 모터 제너레이터(91)를 회전 구동시킨다. 이 때, 모터 제너레이터(91)로의 토크 지령치를, 회생 모터(88)에 공급되는 작동유의 유량에 따라 크게 하는 것에 의해, 모터 제너레이터(91)에서 발전되는 전력을 증대시킬 수 있다. 모터 제너레이터(91)에 의해 발전된 전력은, 인버터(92)를 통해 축전기(26)에 신속하게 충전된다. 이와 같이, 비조작시 회생 제어에서는, 토출양이 최대가 되도록 제1, 제2 메인 펌프(71, 72)가 제어되기 때문에, 각 액츄에이터가 조작되어 있지 않은 시간이 짧아도, 축전기(26)의 전압을 급속히 상승시킬 수 있다.The operating fluid discharged from the first and second
또한, 제1, 제2 메인 펌프(71, 72)의 양쪽 모두의 토출양을 최대로 하는 것에 대신하여, 제1, 제2 메인 펌프(71, 72) 중 어느 일방 만의 토출양이 최대가 되도록 제어해도 괜찮다. 이 경우, 타방의 펌프의 경전각은 최소 상태로 유지되어, 그 토출양은 액츄에이터가 조작되어 있지 않을 때의 유량인 스탠바이 유량이 된다. 이와 같이, 제1, 제2 메인 펌프(71, 72)의 어느 일방의 토출양을 최대로 했을 경우라도, 제1, 제2 메인 펌프(71, 72)의 양방으로부터 회생 모터(88)에 공급되는 작동유의 유량이 증대하기 때문에, 모터 제너레이터(91)에 연결되는 회생 모터(88)는, 경전각이 최대 또는 모터 효율이 높은 상태로 구동되어, 모터 제너레이터(91)에서 발전되는 전력을 신속하게 효율적으로 증대시킬 수 있다.Instead of maximizing the discharge amount of both the first and second
또, 개폐밸브(9, 21)를 닫는 것에 의해 파일럿 압을 제로로 하고, 제1, 제2 메인 펌프(71, 72)의 토출양을 최대로 하는 구성에 대신하여, 제1, 제2 메인 펌프(71, 72)의 경전각을 각각 전기적으로 제어하여, 제1, 제2 메인 펌프(71, 72)의 토출양을 최대, 또는, 펌프 효율을 최고로 하는 구성으로 해도 좋다. 또, 제1, 제2 메인 펌프(71, 72)의 양방 모두의 토출양을 최대로 했을 경우, 공급된 작동유의 에너지를 회생 모터(88)에 의해 회수시키려면, 용량이 큰 회생 모터(88)를 준비할 필요가 있다. 이 때문에, 제1, 제2 메인 펌프(71, 72)의 경전각을 각각 전기적으로 제어하고, 회생 모터(88)의 용량에 합해, 제1, 제2 메인 펌프(71, 72)의 토출양을 조정해도 괜찮다. 이러한 경우라도, 제1, 제2 메인 펌프(71, 72)의 양방으로부터 회생 모터(88)에 공급되는 작동유의 유량이 증대하기 때문에, 모터 제너레이터(91)에 연결되는 회생 모터(88)는, 경전각이 최대 또는 모터 효율이 높은 상태로 구동되고, 모터 제너레이터(91)에서 발전되는 전력을 신속하게 효율적으로 증대시킬 수 있다.In place of the configuration in which the pilot pressure is made zero by closing the opening and
계속해서, 컨트롤러(90)에 의해 실행되는 비조작시 회생 제어에 대해, 도 2에 도시되는 플로우차트를 참조하여 구체적으로 설명한다.Next, the non-operation regeneration control executed by the
최초로, 스텝 S11에 있어, 컨트롤러(90)는, 오퍼레이터에 의해 각 액츄에이터가 조작되고 있는지 아닌지를 판정한다. 각 액츄에이터가 조작되고 있는지 아닌지는, 각 조작밸브(2~6, 14~17)의 변위나 오퍼레이터에 의해 조작되는 각 조작 레버의 변위에 근거하여 판정된다. 또한, 본 스텝에 있어 판정에 이용되는 파라미터로서는, 각 조작밸브(2~6, 14~17)의 변위 등에 한정되지 않고, 각 액츄에이터의 조작에 관련하여 변화하는 것이면 어떠한 것이라도 좋고, 예를 들면, 각 액츄에이터에 접속되는 배관 내의 작동유의 압력이라도 괜찮다.First, at step S11, the
스텝 S11에 있어, 각 액츄에이터가 조작되고 있다고 판정되었을 경우에는, 스텝 S12으로 진행되고, 비조작시 회생 제어에 의한 회생이 이미 실행되고 있을 때(비조작시 회생 플래그가 「1」일 때)에는 회생을 정지시키고, 비조작시 회생 플래그를 「0」으로 한다. 비조작시 회생 제어에 의한 회생이 실행되어 있지 않을 때, 즉, 비조작시 회생 플래그가 「0」인 경우에는, 회생이 실행되지 않는 상태를 계속시킨다.When it is determined in step S11 that the actuators are being operated, the routine proceeds to step S12. When the regeneration by the non-operation regeneration control has already been executed (when the regeneration flag at the time of non-operation is " 1 & The regeneration is stopped and the regeneration flag at the time of non-operation is set to " 0 ". When the regeneration by the regenerative control at the time of non-operation is not executed, that is, when the regeneration flag at the time of non-operation is " 0 ", the regeneration is not continued.
스텝 S11에 있어, 각 액츄에이터가 조작되어 있지 않다고 판정되었을 경우에는, 스텝 S13으로 진행되고, 회생 장치를 구성하는 기기, 예를 들면, 모터 제너레이터(91)나 인버터(92), 축전기(26), 온도 센서(26a), 회생 모터(88)의 경전각 제어기(38) 등의 이상을 검지하고, 회생을 정상적으로 실행하는 것이 가능한지 아닌가를 판정한다.When it is determined in step S11 that the actuators are not operated, the process proceeds to step S13 where the devices constituting the regenerative device, for example, the
스텝 S13에 있어, 회생 장치를 구성하는 기기에 이상이 있어 회생을 정상적으로 실행할 수 없다고 판정되었을 경우에는, 스텝 S14로 진행한다. 스텝 S14에서는 스텝 S12와 동일한 제어가 실행된다.If it is determined in step S13 that the device constituting the regenerative apparatus is abnormal and regeneration can not normally be executed, the process proceeds to step S14. In step S14, the same control as in step S12 is executed.
스텝 S13에 있어, 회생 장치를 구성하는 기기에 이상이 없고, 회생을 정상적으로 실행할 수 있다고 판정되었을 경우에는, 스텝 S15로 진행한다. 스텝 S15에서는, 축전기(26)의 충전량을 나타내는 전압치 Vc가 제2 소정량으로서의 회생 정지 전압 Vmax 이상인지 아닌지가 판정된다.When it is determined in step S13 that there is no abnormality in the apparatus constituting the regenerative apparatus and regeneration can be normally executed, the flow proceeds to step S15. In step S15, it is determined whether or not the voltage value Vc representing the charged amount of the
여기서, 회생 정지 전압 Vmax는, 도 3에 도시한 바와 같이, 축전기(26)의 사용 상한 전압 Vmax0 보다 낮은 값으로 설정된다. 회생 정지 전압 Vmax는, 선회 회생 제어나 붐 회생 제어가 수행될 때에 회생이 정지되는 전압과 같은 값이여도 괜찮다. 단, 이 경우에는, 축전기(26)의 전압이 회생 정지 전압 Vmax가 된 상태에서 선회 회생 제어나 붐 회생 제어를 하면, 거의 회생을 하지 않고, 작동유의 에너지를 회수할 수 없기 때문에, 하이브리드 건설기계의 시스템 효율이 저하할 우려가 있다. 이 때문에, 회생 정지 전압 Vmax은, 선회 회생 제어나 붐 회생 제어를 할 때에 회생이 정지되는 전압 보다 낮은 값으로 설정되는 것이 바람직하다. 또한, 선회 회생 제어 또는 붐 회생 제어가 실행되어 작동유의 에너지가 회생되었을 경우에 어느 정도 축전기(26)의 전압이 상승할지가 예측되는 경우에는, 선회 회생 제어 또는 붐 회생 제어에 의한 축전기(26)의 전압의 상승분을 예측하여 회생 정지 전압 Vmax를 적절히 변경해도 좋다.Here, the regenerative stop voltage Vmax is set to a value lower than the upper limit voltage Vmax0 for use of the
스텝 S15에 있어, 축전기(26)의 전압치 Vc가 회생 정지 전압 Vmax 이상이라고 판정되었을 경우에는, 스텝 16로 진행된다. 스텝 16에서는, 비조작시 회생 제어에 의한 회생이 이미 실행되고 있는 경우에는 회생을 정지시키고, 비조작시 회생 플래그를 「0」으로 한다. 비조작시 회생 제어에 의한 회생이 실행되지 않은 경우, 즉, 비조작시 회생 플래그가 「0」인 경우에는, 축전기(26)의 전압치 Vc가 높은 상태이며, 아직 비조작시 회생 제어를 실행할 필요성이 없기 때문에, 회생이 실행되지 않는 상태를 계속시킨다.If it is determined in step S15 that the voltage value Vc of the
스텝 S15에 있어, 축전기(26)의 전압치 Vc가 회생 정지 전압 Vmax 미만이라고 판정되었을 경우에는, 스텝 17로 진행한다. 스텝 S17에서는, 축전기(26)의 전압치 Vc가 제1 소정량으로서의 회생 개시 전압 Vmin 이하인지 아닌지가 판정된다.If it is determined in step S15 that the voltage value Vc of the
여기서, 회생 개시 전압 Vmin은, 도 3에 도시한 바와 같이, 축전기(26)의 사용 하한 전압 Vmin0 보다 높은 값으로 설정된다. 또, 통상, 충전을 정지한 직후의 축전기(26)의 전압은, 축전기(26)의 내부 온도 T에 따라 변화하는 내부 저항 R(T)에 전류 I를 곱한 만큼 강하한다. 즉, 회생 정지 전압 Vmax와 회생 개시 전압 Vmin과의 차분이 내부 저항 R(T)에 전류 I를 곱한 값 보다 작으면, 충전되어 회생 정지 전압 Vmax가 된 후의 축전기(26)의 전압은, 전압강하에 의해 회생 개시 전압 Vmin 보다 작아지기 때문에, 회생 제어가 정지되는 것과 동시에 다시 회생 제어가 개시되게 된다. 이러한 현상을 피하기 위해서, 회생 개시 전압 Vmin은, 축전기(26)의 내부 온도 T에 따라 변화하는 내부 저항 R(T)에 축전기(26)에 공급되는 전류 I를 곱한 값을 회생 정지 전압 Vmax로부터 차감한 전압치 보다 작은 값으로 수시 갱신되는 것이 바람직하다. 또한, 내부 저항 R(T)의 특성은, 축전기(26)의 충전량(SOC)이나 축전기(26)의 내부 온도 T에 따라 변화하기 때문에, 내부 저항 R(T)의 특성을 컨트롤러(90)에 기억시켜 두는 것으로, 온도 센서(26a)와 전류 센서의 검출치에 근거해, 어느 정도의 전압강하가 생기는지를 예측하는 것이 가능하다.Here, the regeneration start voltage Vmin is set to a value higher than the lower limit voltage Vmin0 of the use of the
스텝 S17에 있어, 축전기(26)의 전압치 Vc가 회생 개시 전압 Vmin 이하라고 판정되면, 스텝 18로 진행되고, 비조작시 회생 제어에 의한 회생을 개시하여, 비조작시 회생 플래그를 「1」로 한다. 구체적으로는, 상술과 같이, 컨트롤러(90)는, 전자 밸브(58)의 솔레노이드를 여자하여, 전자 밸브(58)를 열린 위치로 전환하는 것과 동시에, 개폐밸브(9)의 솔레노이드를 여자하여, 개폐밸브(9)를 닫힌 위치로 전환한다. 개폐밸브(9)가 닫힌 위치로 전환되는 것으로, 파일럿 압 생성 기구(10)로의 작동유의 유입이 차단되기 때문에, 파일럿 압이 제로가 되어, 제1 메인 펌프(71)의 경전각, 즉 토출양은 최대가 된다. 제1 메인 펌프(71)로부터 토출된 작동유는, 제1 메인 펌프 회생 유로(55)를 통해 합류 회생 유로(46)로 유도되어, 회생 모터(88)에 의해 그 에너지가 회수된다. 덧붙여 비조작시 회생 제어에 의한 회생이 개시된 후, 축전기(26)의 전압치 Vc가 회생 정지 전압 Vmax까지 상승하면, 상술한 바와 같이 스텝 S15에서 비조작시 회생 제어에 의한 회생이 정지된다.If it is determined in step S17 that the voltage value Vc of the
스텝 S17에 있어, 축전기(26)의 전압치 Vc가 회생 개시 전압 Vmin 보다 크다고 판정되었을 경우에는, 스텝 19로 진행되고, 비조작시 회생 플래그가 「1」인지 아닌지, 즉, 비조작시 회생 제어에 의한 회생이 실행중인지 아닌지가 판정된다.When it is determined in step S17 that the voltage value Vc of the
스텝 S19에 있어, 비조작시 회생 플래그가 「1」이라고 판정되면, 스텝 20로 진행되고, 비조작시 회생 플래그가 「1」이 아니라고 판정되면, 스텝 21로 진행한다.If it is determined in step S19 that the non-operation regeneration flag is " 1 ", the process proceeds to step 20. If it is determined that the non-operation regeneration flag is not " 1 &
스텝 20로 진행되었을 때, 축전기(26)의 전압치 Vc는, 회생 개시 전압 Vmin 보다 크고, 또한 회생 정지 전압 Vmax 미만이다. 더욱이, 비조작시 회생 플래그가 「1」인 것으로부터 비조작시 회생 제어에 의한 회생이 실행중이다. 즉, 축전기(26)는, 비조작시 회생 제어에 의해, 도 3의 A로 나타내는 화살표를 따라 충전되고 있는 도중이다. 이 때문에, 스텝 20에서는, 회생을 계속시켜, 비조작시 회생 플래그를 「1」 인 채로 한다.The voltage value Vc of the
한편으로, 스텝 21로 진행되었을 때, 축전기(26)의 전압치 Vc는, 회생 개시 전압 Vmin 보다 크고, 또한 회생 정지 전압 Vmax 미만이지만, 비조작시 회생 플래그는 「1」이 아니고 「0」인 것으로부터 비조작시 회생 제어에 의한 회생은 실행되지 않는다. 즉, 축전기(26)는, 도 3의 B로 나타내는 영역에 있고, 아직 비조작시 회생 제어를 실행할 필요성이 없기 때문에, 비조작시 회생 플래그를 「0」인 채로 하고, 회생이 실행되지 않는 상태를 계속시킨다. 이러한 상황은, 예를 들면, 선회 회생 제어나 붐 회생 제어에 의한 회생이 종료했을 때의 축전기(26)의 전압치 Vc가 회생 개시 전압 Vmin 보다 크고, 회생 정지 전압 Vmax 미만이었을 경우에 일어날 수 있다.On the other hand, when proceeding to step 21, the voltage value Vc of the
이와 같이, 비조작시 회생 제어를 하는 것에 의해, 각 액츄에이터가 조작되어 있지 않은 동안의 축전기(26)의 전압치 Vc는, 사용 하한 전압 Vmin0 보다 충분히 높은 회생 개시 전압 Vmin부터 사용 상한 전압 Vmax0 보다 충분히 낮은 회생 정지 전압 Vmax까지의 일정한 범위내에 보지된다. 이 때문에, 어시스트 제어가 실행되었다고 해도 축전기(26)의 전압치 Vc가 사용 하한 전압 Vmin0에까지 저하하여 축전기(26)가 과방전 상태가 되는 것이 억제되는 것과 동시에, 선회 회생 제어나 붐 회생 제어가 실행되었다고 해도 축전기(26)의 전압치 Vc가 사용 상한 전압 Vmax0에까지 상승하여 축전기(26)가 과충전 상태가 되는 것이 억제된다. 또, 회생 정지 전압 Vmax를, 선회 회생 제어나 붐 회생 제어를 할 때에 회생이 정지되는 전압 보다 낮은 값으로 설정해 두면, 선회 회생 제어나 붐 회생 제어를 했을 때에 작동유의 에너지를 충분히 회수할 수 있기 때문에, 하이브리드 건설기계의 시스템 효율을 향상시킬 수 있다.Thus, by performing the regeneration control during the non-operation, the voltage value Vc of the
이상의 실시형태에 의하면, 이하에 나타내는 효과를 연출한다.According to the above embodiment, the following effects are produced.
하이브리드 건설기계의 제어 시스템(100)에서는, 각 액츄에이터가 조작되어 있지 않을 때의 축전기(26)의 전압치 Vc가 회생 개시 전압 Vmin 보다 작은 경우, 토출양이 최대가 되도록 제어된 제1, 제2 메인 펌프(71, 72)로부터 회생 모터(88)에 작동유가 공급된다. 이 때문에, 각 액츄에이터가 조작되어 있지 않은 시간이 짧아도, 축전기(26)의 전압을 신속하게 상승시키는 것이 가능해진다. 이 결과, 축전기(26)가 과방전 상태가 되는 것이 억제되어, 축전기(26)의 내구성을 향상시킬 수 있다.In the
다음으로, 상기 실시형태의 변형예에 대해 설명한다.Next, a modified example of the above embodiment will be described.
상기 실시형태에서는, 비조작시 회생 제어를 할 때에 조작되는 전자 밸브(58, 59)나 개폐밸브(9, 21)는, 컨트롤러(90)에 의해 직접 개폐 제어되고 있다. 이것에 대신해, 전자 밸브(58, 59) 및 개폐밸브(9, 21)를 파일럿 압이 공급되는 것에 의해 개폐하는 형식의 밸브 체로 변경하고, 이들에 파일럿 압을 공급하는 단일의 전자 밸브를 별도 설치하고, 이 전자 밸브에 의한 파일럿 압의 공급을 컨트롤러(90)에 의해 제어하는 구성이라도 좋다.In the above embodiment, the
또, 상기 실시형태에서는, 축전기(26)의 전압치 Vc를 축전기(26)의 충전량으로 하고, 전압치 Vc에 근거하여 비조작시 회생 제어를 실행하는지 아닌지가 판정되고 있다. 이것에 대신하여, 축전기(26)의 충전율(SOC, State Of Charge)을 축전기(26)의 충전량으로 하고, 충전율에 근거하여 비조작시 회생 제어를 실행하는지 아닌지가 판정되어도 괜찮다.In the above embodiment, it is determined whether or not the voltage value Vc of the
또, 상기 실시형태에서는, 제1, 제2 메인 펌프(71, 72)로부터 토출된 작동유는, 제1, 제2 메인 펌프 회생 유로(55, 56)에 설치되는 전자 밸브(58, 59)를 통해 회생 모터(88)에 공급된다. 이것에 대신해, 예를 들면, 도 4에 도시한 것과 같이, 붐 2속용의 조작밸브(4) 내에 패러렐 유로(8)와 제1 메인 펌프 회생 유로(55)를 연통 가능한 유로를 형성하고, 조작밸브(4)의 전환에 의해, 제1 메인 펌프(71)로부터 토출된 작동유를 회생 모터(88)에 공급하는 구성으로 해도 좋다.In the embodiment described above, the operating oil discharged from the first and second
도 4에 있어, 붐 2속용의 조작밸브(4)는, 전자 밸브(58a)를 통해 파일럿 압원 PP가 파일럿실(4a)에 공급되면, 패러렐 유로(8)로부터 분기된 분기유로(8a)와 제1 메인 펌프 회생 유로(55)를 연통시키는 위치에 전환된다. 이와 같이, 기존의 조작밸브(2~6, 14~17)를 이용하는 것에 의해, 하이브리드 건설기계의 제어 시스템(100)을 컴팩트화 할 수 있다. 또한, 도 4에서는, 붐 2속용의 조작밸브(4)의 다른 전환 위치에서의 유로 등에 대해서는 생략하여 도시하고 있다4, when the pilot pressure source PP is supplied to the
이하, 본 발명의 실시형태의 구성, 작용, 및 효과를 정리하여 설명한다.The configuration, action, and effect of the embodiment of the present invention will be summarized below.
하이브리드 건설기계의 제어 시스템(100)은, 액츄에이터에 작동 유체를 공급하는 가변 용량형의 제1, 제2 메인 펌프(71, 72)와, 액츄에이터로부터 환류되는 작동유 또는 제1, 제2 메인 펌프(71, 72)로부터 공급되는 작동유에 의해 회전 구동되는 회생 모터(88)와, 회생 모터(88)에 연결되는 모터 제너레이터(91)와, 모터 제너레이터(91)에 의해 발전된 전력을 모으는 축전기(26)와, 회생 모터(88) 및 모터 제너레이터(91)에 연결되고, 액츄에이터에 작동유를 공급 가능한 어시스트 펌프(89)와, 제1, 제2 메인 펌프(71, 72)로부터 회생 모터(88)로의 작동유의 공급을 제어하는 컨트롤러(90)를 구비하고, 컨트롤러(90)는, 액츄에이터가 작동하고 있지 않을 때에, 축전기(26)의 전압이 회생 개시 전압 Vmin 보다 작다고 판정했을 경우에는, 제1, 제2 메인 펌프(71, 72)로부터 회생 모터(88)에 공급되는 작동유의 유량이, 액츄에이터가 작동하고 있을 때 제1, 제2 메인 펌프(71, 72)로부터 토출되는 작동유의 유량 이상이 되도록 제1, 제2 메인 펌프(71, 72)를 제어한다.The
이 구성에서는, 각 액츄에이터가 조작되어 있지 않을 때의 축전기(26)의 전압치 Vc가 회생 개시 전압 Vmin 보다 작은 경우, 제1, 제2 메인 펌프(71, 72)로부터 회생 모터(88)에 공급되는 작동유의 유량이, 액츄에이터가 작동하고 있을 때 제1, 제2 메인 펌프(71, 72)로부터 토출되는 작동유의 유량 이상이 되도록 제1, 제2 메인 펌프(71, 72)가 제어된다. 이와 같이 비교적 큰 유량의 작동유가 회생 모터(88)에 공급되기 때문에, 각 액츄에이터가 조작되어 있지 않은 시간이 짧아도, 축전기(26)의 전압을 신속하게 상승시키는 것이 가능해진다. 이 결과, 각 액츄에이터가 조작되어 있지 않을 때의 축전기(26)의 전압이 회생 개시 전압 Vmin 보다 높은 상태에 보지되고, 축전기(26)가 과방전 상태가 되는 것이 억제되기 때문에, 축전기(26)의 내구성을 향상시킬 수 있다. In this configuration, when the voltage value Vc of the
또, 컨트롤러(90)는, 액츄에이터가 작동하고 있지 않을 때에, 축전기(26)의 전압이 회생 개시 전압 Vmin 보다 작다고 판정되고 나서 축전기(26)의 전압이 회생 개시 전압 Vmin 보다 큰 회생 정지 전압 Vmax에 도달되었다고 판정될 때까지, 제1, 제2 메인 펌프(71, 72)로부터 회생 모터(88)에 공급되는 작동유의 유량이, 액츄에이터가 작동하고 있을 때 제1, 제2 메인 펌프(71, 72)로부터 토출되는 작동유의 유량 이상이 되도록 제1, 제2 메인 펌프(71, 72)를 제어한다.When the
이 구성에서는, 축전기(26)의 전압이 회생 개시 전압 Vmin 보다 작다고 판정되고 나서 축전기(26)의 전압이 회생 정지 전압 Vmax에 도달할 때까지는, 제1, 제2 메인 펌프(71, 72)로부터 회생 모터(88)에 비교적 큰 유량의 작동유가 공급된다. 즉, 액츄에이터가 작동하고 있지 않을 때에 축전기(26)로의 충전을 하고 있는 동안은, 비교적 큰 유량의 작동유가 회생 모터(88)에 공급되는 상태가 계속된다. 이 때문에, 각 액츄에이터가 조작되어 있지 않은 시간이 짧아도, 축전기(26)의 전압을 신속하게 상승시키는 것이 가능해진다. 이 결과, 각 액츄에이터가 조작되어 있지 않을 때의 축전기(26)의 전압이 회생 개시 전압 Vmin 보다 높은 상태에 보지되고, 축전기(26)가 과방전 상태가 되는 것이 억제되기 때문에, 축전기(26)의 내구성을 향상시킬 수 있다.In this configuration, from the first and second
또, 회생 개시 전압 Vmin는, 축전기(26)의 내부 온도 T에 따라 변화하는 내부 저항 R(T)에 축전기(26)에 공급되는 전류 I를 곱한 값을 회생 정지 전압 Vmax로부터 차감한 값 보다 작은 값이다.The regenerative starting voltage Vmin is a value smaller than the value obtained by multiplying the internal resistance R (T), which changes according to the internal temperature T of the
이 구성에서는, 회생 개시 전압 Vmin가, 축전기(26)의 내부 저항 R(T)에 축전기(26)에 공급되는 전류 I를 곱한 값을 회생 정지 전압 Vmax로부터 차감한 값 보다 작은 값으로 설정된다. 이 때문에, 충전을 정지한 직후의 축전기(26)의 전압이, 축전기(26)의 내부 저항 R(T)에 따라 강하했다고 해도, 회생 제어가 정지되는 것과 동시에 다시 회생 제어가 개시되는 것을 방지할 수 있다. 또, 축전기(26)의 내부 저항 R(T)를 고려하면서, 회생 개시 전압 Vmin와 회생 정지 전압 Vmax와의 차이를 가능한 한 작게 설정하여 두는 것으로, 각 액츄에이터가 조작되어 있지 않을 때의 회생 제어를 단시간에 종료시키는 것이 가능해져, 축전기(26)의 전압을 일정한 범위 내로 보지하는 것이 용이해진다.In this configuration, the regenerative starting voltage Vmin is set to a value smaller than the value obtained by multiplying the internal resistance R (T) of the
또, 컨트롤러(90)는, 제어 시스템(100)을 구성하는 장치의 고장을 판정하고, 고장이 판정되었을 경우는, 액츄에이터가 작동하고 있지 않을 때에, 축전기(26)로의 충전을 실시하지 않는다.The
이 구성에서는, 제어 시스템(100)을 구성하는 장치의 고장이 판정되었을 경우는, 축전기(26)로의 충전이 정지된다. 이와 같이, 제어 시스템(100)을 구성하는 장치에 어떠한 이상이 발생했을 경우, 축전기(26)로의 충전이 정지되기 때문에, 제어 시스템(100)의 안전성을 확보할 수 있다.In this configuration, when the failure of the apparatus constituting the
또, 액츄에이터에 작동유를 공급하는 가변 용량형의 제1, 제2 메인 펌프(71, 72)와, 액츄에이터로부터 환류되는 작동유 또는 제1, 제2 메인 펌프(71, 72)로부터 공급되는 작동유에 의해 회전 구동되는 회생 모터(88)와, 회생 모터(88)에 연결되는 모터 제너레이터(91)와, 모터 제너레이터(91)에 의해 발전된 전력을 모으는 축전기(26)와, 회생 모터(88) 및 모터 제너레이터(91)에 연결되고, 액츄에이터에 작동유를 공급 가능한 어시스트 펌프(89)를 구비하는 하이브리드 건설기계를 제어하는 제어 방법은, 액츄에이터의 작동 상태를 검지함과 함께 축전기(26)의 전압을 검출하고, 액츄에이터가 작동하고 있지 않고, 검출된 축전기(26)의 전압이 회생 개시 전압 Vmin 보다 작은 경우에는, 제1, 제2 메인 펌프(71, 72)로부터 회생 모터(88)에 공급되는 작동유의 유량을, 액츄에이터가 작동하고 있을 때에 제1, 제2 메인 펌프(71, 72)로부터 토출되는 작동유의 유량 이상으로 한다.The variable displacement first and second
이 제어 방법에서는, 각 액츄에이터가 조작되어 있지 않을 때의 축전기(26)의 전압치 Vc가 회생 개시 전압 Vmin 보다 작은 경우, 제1, 제2 메인 펌프(71, 72)로부터 회생 모터(88)에 공급되는 작동유의 유량이, 액츄에이터가 작동하고 있을 때에 제1, 제2 메인 펌프(71, 72)로부터 토출되는 작동유의 유량 이상이 되도록 제1, 제2 메인 펌프(71, 72)가 제어된다. 이와 같이 비교적 큰 유량의 작동유가 회생 모터(88)에 공급되기 때문에, 각 액츄에이터가 조작되어 있지 않은 시간이 짧아도, 축전기(26)의 전압을 신속하게 상승시키는 것이 가능해진다. 이 결과, 각 액츄에이터가 조작되어 있지 않을 때의 축전기(26)의 전압이 회생 개시 전압 Vmin 보다 높은 상태로 보지되고, 축전기(26)가 과방전 상태가 되는 것이 억제되기 때문에, 축전기(26)의 내구성을 향상시킬 수 있다.In this control method, when the voltage value Vc of the
이상, 본 발명의 실시형태에 대해 설명했지만, 상기 실시형태는 본 발명의 적용예의 일부를 나타내는 것에 지나지 않고, 본 발명의 기술적 범위를 상기 실시형태의 구체적 구성으로 한정하는 취지는 아니다.Although the embodiments of the present invention have been described above, the above embodiments are only illustrative of some of the application examples of the present invention, and the technical scope of the present invention is not limited to the specific configurations of the above embodiments.
본원은 2016년 9월 16일에 일본 특허청에 출원된 특원 2016-182114에 근거하는 우선권을 주장하고, 이 출원의 모든 내용은 참조에 의해 본 명세서에 기재해 넣는다.The present application claims priority based on Japanese Patent Application No. 2016-182114 filed on September 16, 2016, the entire contents of which are incorporated herein by reference.
Claims (5)
유체압 액츄에이터에 작동 유체를 공급하는 가변 용량형의 유체압 펌프와,
상기 유체압 액츄에이터로부터 환류되는 작동 유체 또는 상기 유체압 펌프로부터 공급되는 작동 유체에 의해 회전 구동되는 회생 모터와,
상기 회생 모터에 연결되는 회전 전기와,
상기 회전 전기에 의해 발전된 전력을 모으는 축전부와,
상기 유체압 펌프로부터 상기 회생 모터로의 작동 유체의 공급을 제어하는 제어부를 구비하고,
상기 제어부는, 상기 유체압 액츄에이터가 작동하고 있지 않을 때에, 상기 축전부의 충전량이 제1 소정량 보다 작다고 판정했을 경우에는, 상기 유체압 펌프로부터 상기 회생 모터에 공급되는 작동 유체의 유량이, 상기 유체압 액츄에이터가 작동하고 있을 때 상기 유체압 펌프로부터 토출되는 작동 유체의 유량 이상이 되도록 상기 유체압 펌프를 제어하는 하이브리드 건설기계의 제어 시스템.A control system for a hybrid construction machine,
A variable displacement fluid pressure pump for supplying a working fluid to the fluid pressure actuator,
A regenerative motor rotationally driven by a working fluid being refluxed from the fluid pressure actuator or a working fluid supplied from the fluid pressure pump,
A rotating electric machine connected to the regenerative motor,
A power storage unit for collecting electric power generated by the rotating electric machine,
And a control unit for controlling supply of working fluid from the fluid pressure pump to the regenerative motor,
Wherein when the fluid pressure actuator determines that the charge amount of the power storage unit is smaller than the first predetermined amount when the fluid pressure actuator is not operating, the flow rate of the working fluid supplied from the fluid pressure pump to the regeneration motor And controls the fluid pressure pump to be equal to or greater than a flow rate of the working fluid discharged from the fluid pressure pump when the pressure actuator is in operation.
상기 제어부는, 상기 유체압 액츄에이터가 작동하고 있지 않을 때에, 상기 축전부의 충전량이 상기 제 1 소정량 보다 작다고 판정되고 나서 상기 축전부의 충전량이 상기 제 1 소정량 보다 큰 제2 소정량에 도달되었다고 판정될 때까지, 상기 유체압 펌프로부터 상기 회생 모터에 공급되는 작동 유체의 유량이, 상기 유체압 액츄에이터가 작동하고 있을 때 상기 유체압 펌프로부터 토출되는 작동 유체의 유량 이상이 되도록 상기 유체압 펌프를 제어하는 하이브리드 건설기계의 제어 시스템.The method according to claim 1,
The control unit determines that the charged amount of the power storage unit has reached a second predetermined amount larger than the first predetermined amount after it is determined that the charged amount of the power storage unit is smaller than the first predetermined amount when the fluid pressure actuator is not operating The control unit controls the fluid pressure pump so that the flow rate of the working fluid supplied to the regenerative motor from the fluid pressure pump becomes equal to or greater than the flow rate of the working fluid discharged from the fluid pressure pump when the fluid pressure actuator is operating The control system of a hybrid construction machine.
상기 제 1 소정량 및 상기 제 2 소정량은 전압이며,
상기 제 1 소정량은, 상기 축전부의 내부 온도에 따라 변화하는 내부 저항에 상기 축전부에 공급되는 전류를 곱한 값을 상기 제 2 소정량으로부터 차감한 값 보다 작은 값인 하이브리드 건설기계의 제어 시스템.3. The method of claim 2,
Wherein the first predetermined amount and the second predetermined amount are voltages,
Wherein the first predetermined amount is a value smaller than a value obtained by multiplying an internal resistance which varies according to an internal temperature of the power storage unit by a current supplied to the power storage unit minus the second predetermined amount.
상기 제어부는, 상기 제어 시스템을 구성하는 장치의 고장을 판정하고, 고장이 판정되었을 경우는, 상기 유체압 액츄에이터가 작동하고 있지 않을 때에, 상기 축전부로의 충전을 실시하지 않는 하이브리드 건설기계의 제어 시스템.The method according to claim 1,
Wherein the control unit judges a failure of the apparatus constituting the control system and, when the failure is determined, does not charge the storage unit when the fluid pressure actuator is not operating, .
상기 유체압 액츄에이터의 작동 상태를 검지함과 함께 상기 축전부의 충전량을 검출하고,
상기 유체압 액츄에이터가 작동하고 있지 않고, 검출된 상기 축전부의 충전량이 제1 소정량 보다 작은 경우에는, 상기 유체압 펌프로부터 상기 회생 모터에 공급되는 작동 유체의 유량을, 상기 유체압 액츄에이터가 작동하고 있을 때 상기 유체압 펌프로부터 토출되는 작동 유체의 유량 이상으로 하는 하이브리드 건설기계의 제어 방법.A regenerative motor rotatably driven by a working fluid which is refluxed from the fluid pressure actuator or a working fluid supplied from the fluid pressure pump; 1. A control method for controlling a hybrid construction machine comprising a rotary electric machine connected to a rotary electric machine and a power storage unit for collecting electric power generated by the rotary electric machine,
Detecting an operating state of the fluid pressure actuator and detecting a charged amount of the power storage unit,
When the fluid pressure actuator is not operating and the detected amount of charge of the power storage unit is smaller than the first predetermined amount, the flow rate of the working fluid supplied from the fluid pressure pump to the regenerative motor is controlled by the fluid pressure actuator Wherein the flow rate of the working fluid discharged from the fluid pressure pump is equal to or greater than the flow rate of the working fluid discharged from the fluid pressure pump.
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