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JP5672995B2 - Hydraulic control equipment for construction machinery - Google Patents
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Description

本発明はショベル等の建設機械において、パイロットポンプをパイロット圧源とするリモコン弁により油圧パイロット式の油圧制御弁を操作して油圧アクチュエータの作動を制御する油圧制御装置に関するものである。   The present invention relates to a hydraulic control apparatus that controls an operation of a hydraulic actuator by operating a hydraulic pilot type hydraulic control valve by a remote control valve using a pilot pump as a pilot pressure source in a construction machine such as an excavator.

ショベルを例にとって背景技術を説明する。   The background art will be described using an excavator as an example.

ショベルにおいては、原動機としてのエンジンで駆動されるメインポンプからの圧油を油圧パイロット式の油圧制御弁(コントロールバルブ)を介して油圧アクチュエータに供給する一方、パイロットポンプを油圧源とするリモコン弁により油圧制御弁を操作して油圧アクチュエータの作動を制御する構成がとられている。   In an excavator, pressure oil from a main pump driven by an engine as a prime mover is supplied to a hydraulic actuator via a hydraulic pilot type hydraulic control valve (control valve), while a remote control valve using a pilot pump as a hydraulic source is used. A configuration is adopted in which the operation of the hydraulic actuator is controlled by operating the hydraulic control valve.

ここで、パイロットポンプは、一般的にはメインポンプとともにエンジンで駆動される。   Here, the pilot pump is generally driven by an engine together with the main pump.

しかし、このエンジン駆動方式によると、エンジンの低回転時にも作業に支障のないポンプ出力が得られるようにパイロットポンプの容量を大きく設定しなければならない。   However, according to this engine drive system, the capacity of the pilot pump must be set large so that a pump output that does not hinder work can be obtained even when the engine is running at low speed.

このため、パイロットポンプが高価となるとともに、エンジンの高回転時に同ポンプによって不必要にエネルギーを消費する(エネルギーロスが大きい)という問題があった。   For this reason, there is a problem that the pilot pump becomes expensive and energy is unnecessarily consumed (high energy loss) by the pump when the engine rotates at high speed.

そこで、特許文献1に示されているように、パイロットポンプを電動機で駆動する電動機駆動方式が提案されている。   Therefore, as shown in Patent Document 1, an electric motor driving method for driving a pilot pump with an electric motor has been proposed.

これを図3によって説明する。   This will be described with reference to FIG.

エンジン1にメインポンプ2が接続され、このメインポンプ2から吐出油が油圧パイロット式の油圧制御弁3を介して油圧アクチュエータ4に供給される。   A main pump 2 is connected to the engine 1, and discharged oil is supplied from the main pump 2 to a hydraulic actuator 4 via a hydraulic pilot type hydraulic control valve 3.

5はリモコン弁(油圧パイロット弁)で、操作手段としてのレバー6の操作量に応じたパイロット圧がこのリモコン弁5から油圧制御弁3のパイロットポートに送られ、これにより油圧制御弁3が作動して油圧アクチュエータ4の作動が制御される。   Reference numeral 5 denotes a remote control valve (hydraulic pilot valve). A pilot pressure corresponding to the amount of operation of the lever 6 as an operation means is sent from the remote control valve 5 to the pilot port of the hydraulic control valve 3, thereby actuating the hydraulic control valve 3 Thus, the operation of the hydraulic actuator 4 is controlled.

なお、油圧制御弁3、油圧アクチュエータ4、リモコン弁5は、実機では複数ずつ設けられるが、ここでは図の簡略化のためにそれぞれ一つだけを示す。これは本発明の実施形態を示す図1,2においても同じである。   Note that a plurality of hydraulic control valves 3, hydraulic actuators 4 and remote control valves 5 are provided in the actual machine, but only one is shown here for simplification of the drawing. This is the same in FIGS. 1 and 2 showing the embodiment of the present invention.

一方、図示しないバッテリを電源とする電動機7によってパイロットポンプ8が駆動され、このパイロットポンプ8からリモコン弁6にパイロット一次圧が供給される。Tはタンクである。   On the other hand, a pilot pump 8 is driven by an electric motor 7 that uses a battery (not shown) as a power source, and a pilot primary pressure is supplied from the pilot pump 8 to the remote control valve 6. T is a tank.

パイロットポンプ8とリモコン弁5とを結ぶパイロット一次圧回路には、最高パイロット圧を決めるリリーフ弁9と、パイロット圧を安定させるためのアキュムレータ10とが接続され、これらによって油圧パイロット制御部Aが構成される。   The pilot primary pressure circuit connecting the pilot pump 8 and the remote control valve 5 is connected with a relief valve 9 for determining the maximum pilot pressure and an accumulator 10 for stabilizing the pilot pressure, thereby constituting a hydraulic pilot control unit A. Is done.

このようにパイロットポンプ8を電動機7で駆動する電動機駆動方式によると、パイロットポンプ8をエンジン1とは独立して制御できるため、エネルギーロスを抑えることができる。   Thus, according to the electric motor drive system in which the pilot pump 8 is driven by the electric motor 7, since the pilot pump 8 can be controlled independently of the engine 1, energy loss can be suppressed.

この電動機駆動方式をとる場合、特許文献1に示された公知技術では、図3に示すようにパイロットポンプ8の吐出圧を圧力センサ11で検出し、コントローラ12により、パイロットポンプ圧が一定範囲(目標圧力)に保たれるように、電動機7をオン/オフ制御またはフィードバック制御する構成をとっている。   In the case of adopting this electric motor drive system, in the known technique disclosed in Patent Document 1, the discharge pressure of the pilot pump 8 is detected by the pressure sensor 11 as shown in FIG. The electric motor 7 is configured to be on / off controlled or feedback controlled so that the target pressure is maintained.

特開2001−165105号公報JP 2001-165105 A

しかし、上記公知技術によると、パイロットポンプ8の吐出圧を検出する圧力センサ11を新設しけなければならないため、コストが高くなる。   However, according to the above known technique, the pressure sensor 11 for detecting the discharge pressure of the pilot pump 8 must be newly installed, which increases the cost.

また、オン/オフ制御の場合は制御の安定性を確保するために目標値にヒステリシスを設ける必要があることからヒステリシス幅の圧力変動が生じ、フィードバック制御の場合は応答遅れやゲインによる圧力変動が生じる。このため、制御の精度の点で不利となっていた。   In addition, in the case of on / off control, hysteresis must be provided in the target value in order to ensure the stability of control, resulting in a pressure fluctuation of the hysteresis width. In the case of feedback control, there is a response delay or pressure fluctuation due to gain. Arise. This is disadvantageous in terms of control accuracy.

さらに、圧力変動が大きくなるとリリーフ弁9によるリリーフ作用が働くため、いいかえればリリーフ作動を前提とした構成となっているため、なおエネルギーロスが生じるという問題もあった。   Furthermore, since the relief action by the relief valve 9 works when the pressure fluctuation increases, in other words, there is a problem that energy loss still occurs because the construction is based on the relief operation.

そこで本発明は、パイロットポンプを電動機で駆動する電動機駆動方式をとりながら、圧力センサを不要としてコストダウンできるとともに制御精度を改善し、かつ、リリーフ作動によるエネルギーロスを解消することができる建設機械の油圧制御装置を提供するものである。   Therefore, the present invention is a construction machine that can reduce the cost by eliminating the need for a pressure sensor, improve the control accuracy, and eliminate the energy loss due to the relief operation while adopting the electric motor drive system in which the pilot pump is driven by the electric motor. A hydraulic control device is provided.

上記課題を解決する手段として、本発明においては、原動機と、この原動機によって駆動されるメインポンプと、このメインポンプから吐出される圧油によって駆動される油圧アクチュエータと、この油圧アクチュエータの作動を制御する油圧パイロット式の油圧制御弁と、操作手段の操作量に応じたパイロット圧を上記油圧制御弁に送るリモコン弁と、このリモコン弁にパイロット一次圧を供給するパイロットポンプと、このパイロットポンプを駆動する電動機と、この電動機を制御する制御手段とを具備し、上記制御手段は、上記電動機について、
Pp=2π×電動機トルク÷パイロットポンプ容量
で決定される上記パイロットポンプのポンプ圧Ppを一定とするためのトルク一定制御を行うように構成したものである。
As means for solving the above problems, in the present invention, a prime mover, a main pump driven by the prime mover, a hydraulic actuator driven by pressure oil discharged from the main pump, and operation of the hydraulic actuator are controlled. A pilot control hydraulic control valve, a remote control valve for sending a pilot pressure corresponding to the operation amount of the operating means to the hydraulic control valve, a pilot pump for supplying a pilot primary pressure to the remote control valve, and driving the pilot pump And a control means for controlling the motor, the control means for the motor
Pp = 2π × motor torque ÷ pilot pump capacity
The constant torque control is performed to make the pump pressure Pp of the pilot pump determined in (1) constant .

この構成によれば、パイロットポンプの吐出圧(ポンプ圧=パイロット一次圧)Ppを一定に保つことができる。 According to this configuration, the discharge pressure (pump pressure = pilot primary pressure ) P p of the pilot pump can be kept constant.

従って、通常運転中、リリーフ作動は一切行われないため、エネルギーロスが生じない。   Therefore, since no relief operation is performed during normal operation, no energy loss occurs.

また、公知技術で必要であった圧力センサが不要となるとともに、オン/オフ制御におけるヒステリシス幅の圧力変動や、フィードバック制御における応答遅れやゲインによる圧力変動がなくなり、制御精度を向上させることができる。   In addition, the pressure sensor required in the known technology is not necessary, and the pressure fluctuation of the hysteresis width in the on / off control, the response delay in the feedback control, and the pressure fluctuation due to the gain are eliminated, and the control accuracy can be improved. .

本発明において、上記パイロットポンプとリモコン弁とを結ぶパイロット一次圧回路にチェック弁、このチェック弁の下流にアキュムレータをそれぞれ設ける一方、上記操作手段の操作の有無を検出する操作検出手段を設け、上記制御手段は、上記操作手段の中立時に上記電動機に対するトルク指令を0にするように構成するのが望ましい(請求項2)。   In the present invention, a check valve is provided in the pilot primary pressure circuit connecting the pilot pump and the remote control valve, and an accumulator is provided downstream of the check valve, and an operation detection means for detecting whether or not the operation means is operated is provided. It is desirable that the control means is configured so that a torque command for the electric motor is set to 0 when the operation means is neutral (claim 2).

この構成によれば、操作手段の中立時(非操作時)に電動機が停止してパイロットポンプが停止するため、無駄な運転を回避し、省エネルギーとなる。   According to this configuration, since the electric motor stops and the pilot pump stops when the operation means is neutral (non-operating), useless operation is avoided and energy is saved.

この場合、パイロット一次圧回路の圧力がアキュムレータによって確保されるとともに、チェック弁によりパイロットポンプからのパイロット油の漏れが防止される。   In this case, the pressure in the pilot primary pressure circuit is secured by the accumulator, and the check valve prevents the pilot oil from leaking from the pilot pump.

これにより、パイロットポンプ起動時のパイロット一次圧不足による遅れを防止することができる。   As a result, it is possible to prevent a delay due to insufficient pilot primary pressure when the pilot pump is activated.

また本発明においては、上記パイロットポンプとリモコン弁とを結ぶパイロット一次圧回路にリリーフ弁を設け、上記電動機に指令されるトルク値To及びパイロットポンプの容量qから(2π×Ts)/qによって求められるパイロットポンプの吐出圧をPp、上記パイロット一次圧回路と同回路に設けられた油圧機器とから成る油圧パイロット制御部の許容圧力をPlとして、上記リリーフ弁の設定圧Psを、
Pp<Ps≦Pl
に設定するのが望ましい(請求項3)。
In the present invention, a relief valve is provided in the pilot primary pressure circuit connecting the pilot pump and the remote control valve, and is obtained from the torque value To commanded to the electric motor and the pilot pump capacity q by (2π × Ts) / q. Pp is the discharge pressure of the pilot pump, and the allowable pressure of the hydraulic pilot control unit consisting of the pilot primary pressure circuit and the hydraulic equipment provided in the same circuit is P1, and the set pressure Ps of the relief valve is
Pp <Ps ≦ Pl
It is desirable to set to (Claim 3).

本発明によると、前記のように通常運転中、リリーフ作動が行われないため、理論的にはリリーフ弁は不要となる。   According to the present invention, since the relief operation is not performed during the normal operation as described above, a relief valve is theoretically unnecessary.

但し、電動機制御系の故障によりトルク一定制御ができなくなってパイロット一次圧回路の圧力が上昇した場合に、油圧パイロット制御部の機器や配管が破損するおそれがある。   However, if the torque control cannot be performed due to a failure of the motor control system and the pressure of the pilot primary pressure circuit rises, there is a risk of damage to the equipment and piping of the hydraulic pilot control unit.

この点、上記のようにリリーフ弁を設けてその設定圧Psを
Pp<Ps≦Pl
に設定することにより、油圧パイロット制御部の配管を含めた機器の破損を防止することができる。
In this respect, the relief valve is provided as described above, and the set pressure Ps is set to Pp <Ps ≦ Pl.
By setting to, damage to equipment including piping of the hydraulic pilot control unit can be prevented.

さらに本発明において、上記原動機の停止時に上記電動機の作動を許可する非常スイッチを設け、上記制御手段は、この非常スイッチの操作に基づいて電動機を作動させるように構成するのが望ましい(請求項4)。   Furthermore, in the present invention, it is desirable to provide an emergency switch that permits the operation of the electric motor when the prime mover is stopped, and the control means is configured to operate the electric motor based on the operation of the emergency switch. ).

この構成によれば、ショベルのように、加圧時にブレーキ解放するネガティブ式の旋回ブレーキや、ブームの負荷を保持する保持弁(ホールディングバルブ)を設け、これらをパイロット圧で作動させる機械において、修理やメンテナンス、緊急避難時のような原動機を作動させることができない状況でも、パイロットポンプからの油により上記油圧機器を作動させてブレーキを解放したりブームを下げたり(負荷を下ろしたり)することができる。   According to this configuration, like a shovel, a negative swing brake that releases the brake when pressurized and a holding valve (holding valve) that holds the load on the boom are provided, and these are operated with pilot pressure. Even in situations where the prime mover cannot be operated, such as during maintenance, emergency evacuation, etc., the oil from the pilot pump can operate the hydraulic equipment to release the brake or lower the boom (lower the load). it can.

一方、本発明において、ハイブリッド構成、すなわち、上記原動機としてのエンジンに発電電動機を接続し、上記発電電動機の発電機作用によって動力バッテリの充電を行うとともに、この動力バッテリの電力により上記発電電動機を電動機として駆動してエンジンをアシストする構成をとるハイブリッド機械において、上記パイロットポンプの駆動源である電動機を上記動力バッテリまたは発電電動機の電力によって駆動するように構成することができる(請求項5)。   On the other hand, in the present invention, a generator motor is connected to the hybrid configuration, that is, the engine as the prime mover, the power battery is charged by the generator action of the generator motor, and the generator motor is driven by the power of the power battery. In the hybrid machine configured to assist the engine by driving as described above, the electric motor that is the driving source of the pilot pump can be driven by the electric power of the power battery or the generator motor.

この構成によれば、ハイブリッド機械に搭載された動力バッテリや発電電動機の電力、すなわち、エンジンの余力を使って発電された電力をパイロットポンプ用電動機の電源として活用できるため、鉛蓄電器等の補助バッテリを使用する場合のように同バッテリの容量を大きくする必要がなく、コスト等の点で有利となる。   According to this configuration, since the power of the power battery and generator motor mounted on the hybrid machine, that is, the power generated using the remaining power of the engine can be used as the power source of the pilot pump motor, an auxiliary battery such as a lead battery There is no need to increase the capacity of the battery as in the case of using the battery, which is advantageous in terms of cost and the like.

本発明によると、電動機駆動方式をとりながら、圧力センサを省略してコストダウンできるとともに制御精度を改善し、かつ、リリーフ作動によるエネルギーロスを解消することができる。   According to the present invention, it is possible to reduce the cost by omitting the pressure sensor while adopting the electric motor drive system, improve the control accuracy, and eliminate the energy loss due to the relief operation.

本発明の第1実施形態を示すシステム構成図である。It is a system configuration figure showing a 1st embodiment of the present invention. 本発明の第2実施形態を示すシステム構成図である。It is a system configuration figure showing a 2nd embodiment of the present invention. 公知技術を示すシステム構成図である。It is a system block diagram which shows a well-known technique.

実施形態はハイブリッドショベルを適用対象としている。   The embodiment is applied to a hybrid excavator.

図1に示す第1実施形態、及び図2に示す第2実施形態において、次の点は図3に示す公知技術と同じである。   In the first embodiment shown in FIG. 1 and the second embodiment shown in FIG. 2, the following points are the same as those of the known technique shown in FIG.

(i) 原動機としてのエンジン21にメインポンプ22が接続され、このメインポンプ22から吐出油が油圧パイロット式の油圧制御弁23を介して油圧アクチュエータ24に供給される点。   (i) A main pump 22 is connected to an engine 21 as a prime mover, and discharge oil is supplied from the main pump 22 to a hydraulic actuator 24 via a hydraulic pilot type hydraulic control valve 23.

(ii) リモコン弁(油圧パイロット弁)25を備え、操作手段としてのレバー26の操作量に応じたパイロット圧がこのリモコン弁25から油圧制御弁23のパイロットポートに送られ、これにより油圧制御弁23が作動して油圧アクチュエータ24の作動が制御される点。   (ii) A remote control valve (hydraulic pilot valve) 25 is provided, and a pilot pressure corresponding to the amount of operation of the lever 26 as the operating means is sent from the remote control valve 25 to the pilot port of the hydraulic control valve 23, whereby the hydraulic control valve 23 is operated, and the operation of the hydraulic actuator 24 is controlled.

(iii) 電動機(以下、パイロットポンプ用電動機という)27によってパイロットポンプ28が駆動され、このパイロットポンプ28からリモコン弁25にパイロット一次圧が供給される点。   (iii) A pilot pump 28 is driven by an electric motor (hereinafter referred to as a pilot pump motor) 27, and a pilot primary pressure is supplied from the pilot pump 28 to the remote control valve 25.

また、両実施形態において、ハイブリッド特有の構成として、エンジン21にメインポンプ22とともに発電電動機29が接続され、この発電電動機29の発電機作用によって動力バッテリ30が充電される一方、適時、この動力バッテリ30の電力により発電電動機29が電動機作用を行ってエンジン21をアシストするように構成されている。   In both the embodiments, as a configuration unique to the hybrid, a generator motor 29 is connected to the engine 21 together with the main pump 22, and the power battery 30 is charged by the generator action of the generator motor 29. The generator motor 29 is configured to assist the engine 21 by performing an electric motor action with 30 electric power.

第1実施形態(図1参照)
発電電動機29の発電機/電動機作用、及び動力バッテリ30の充放電作用は、制御手段を構成するコントローラ31及びインバータ32によって制御される。
1st Embodiment (refer FIG. 1)
The generator / motor operation of the generator motor 29 and the charge / discharge operation of the power battery 30 are controlled by a controller 31 and an inverter 32 that constitute control means.

また、パイロットポンプ用電動機27は、制御手段を構成する電動機制御器33を介して動力バッテリ30に接続され、動力バッテリ30を電源として駆動されるとともに、コントローラ31及び電動機制御器33によって制御される。   The pilot pump motor 27 is connected to the power battery 30 via an electric motor controller 33 constituting control means, and is driven by the power battery 30 as a power source, and is controlled by the controller 31 and the electric motor controller 33. .

一方、パイロットポンプ28とリモコン弁25とを結ぶパイロット一次圧回路に、リリーフ弁34と、パイロットポンプ停止時に必要なパイロット圧を確保するためのアキュムレータ35と、アキュムレータ35の上流側においてパイロットポンプ28に向かうパイロット油の流れを阻止するチェック弁36とが設けられ、これらによって油圧パイロット制御部Bが構成されている。   On the other hand, a pilot primary pressure circuit connecting the pilot pump 28 and the remote control valve 25 is provided with a relief valve 34, an accumulator 35 for securing a pilot pressure required when the pilot pump is stopped, and the pilot pump 28 on the upstream side of the accumulator 35. A check valve 36 for blocking the flow of pilot oil is provided, and a hydraulic pilot control unit B is configured by these check valves.

また、リモコン弁25の操作の有無を検出する操作検出手段として、リモコン弁25から油圧制御弁23に送られるパイロット圧を検出する圧力センサ37が設けられ、同センサ37からの信号(操作の有無)がコントローラ31に送られる。   In addition, a pressure sensor 37 for detecting a pilot pressure sent from the remote control valve 25 to the hydraulic control valve 23 is provided as an operation detection means for detecting whether or not the remote control valve 25 is operated, and a signal (operation presence or absence) from the sensor 37 is provided. ) Is sent to the controller 31.

コントローラ31は、基本的作用として、圧力センサ37からの信号に基づいてリモコン弁25の操作の有無を判別し、操作時に、パイロットポンプ用電動機27のトルクが常に一定となるように同電動機27についてトルク一定制御を行う。   As a basic action, the controller 31 determines whether or not the remote control valve 25 is operated based on a signal from the pressure sensor 37, and the motor 27 is operated so that the torque of the pilot pump motor 27 is always constant during the operation. Perform constant torque control.

ここで、前記のようにトルク一定制御によって得られるパイロットポンプ28の吐出圧(ポンプ圧)Ppは、パイロットポンプ用電動機27に対するトルク指令値をToとすると、
Pp=2π×To÷パイロットポンプ容量
で決定される。
Here, the discharge pressure (pump pressure) Pp of the pilot pump 28 obtained by the constant torque control as described above is assumed that the torque command value for the pilot pump motor 27 is To.
It is determined by Pp = 2π × To ÷ pilot pump capacity.

すなわち、パイロットポンプ用電動機27をトルク一定制御することにより、パイロットポンプ28が、エンジン回転数によらず、任意の回転数(目標トルクで決まる回転数)で駆動され、ポンプ圧(=パイロット一次圧)Ppが常に一定となる。   That is, by controlling the pilot pump motor 27 at a constant torque, the pilot pump 28 is driven at an arbitrary rotational speed (the rotational speed determined by the target torque) regardless of the engine rotational speed, and the pump pressure (= pilot primary pressure). ) Pp is always constant.

従って、通常運転中、リリーフ弁34によるリリーフ作動は行われないため、リリーフ損失が生じない。   Accordingly, during normal operation, the relief operation by the relief valve 34 is not performed, and no relief loss occurs.

また、公知技術で必要であったポンプ圧を検出するための圧力センサが不要となるため、コストが安くてすむ。   In addition, the pressure sensor for detecting the pump pressure, which is necessary in the known technology, is not necessary, and the cost can be reduced.

なお、操作検出手段としての圧力センサ37が必要となるが、同センサ37は、ポンプ制御等のために元々機械に標準設備として設けられ、このセンサ信号をパイロットポンプ制御のために利用するだけでよいため、コストアップにはならない。   Note that a pressure sensor 37 as an operation detecting means is required, but the sensor 37 is originally provided as a standard equipment in the machine for pump control and the like, and this sensor signal is merely used for pilot pump control. Because it is good, it does not increase the cost.

さらに、公知技術のオン/オフ制御におけるヒステリシス幅の圧力変動や、フィードバック制御における応答遅れやゲインによる圧力変動がなくなるため、制御精度を向上させることができる。   Further, since there is no pressure fluctuation of the hysteresis width in the on / off control of the known technology, and no response fluctuation or pressure fluctuation due to the gain in the feedback control, the control accuracy can be improved.

また、実施形態においては、リモコン弁25の中立時(非操作時)に、コントローラ31からパイロットポンプ用電動機27に送られるトルク指令を0にするように構成されている。   In the embodiment, the torque command sent from the controller 31 to the pilot pump motor 27 is set to 0 when the remote control valve 25 is neutral (not operated).

この構成によれば、非操作時にパイロットポンプ用電動機27が停止してパイロットポンプ28が停止するため、無駄な運転を回避し、省エネルギーとなる。   According to this configuration, since the pilot pump motor 27 is stopped and the pilot pump 28 is stopped when not operated, useless operation is avoided and energy is saved.

この場合、パイロット一次圧回路の圧力がアキュムレータ35によって確保されるとともに、チェック弁36によりパイロットポンプ28からのパイロット油の漏れが防止される。   In this case, the pressure of the pilot primary pressure circuit is secured by the accumulator 35, and the check valve 36 prevents the pilot oil from leaking from the pilot pump 28.

これにより、パイロットポンプ起動時のパイロット一次圧不足による遅れを防止することができる。   As a result, it is possible to prevent a delay due to insufficient pilot primary pressure when the pilot pump is activated.

ところで、上記のようにトルク一定制御によってパイロットポンプ28のポンプ圧Ppが常に一定に保たれるため、通常運転中、リリーフ弁34がリリーフ作動を行うことはない。つまり、理論上、リリーフ弁34は不要となる。   By the way, since the pump pressure Pp of the pilot pump 28 is always kept constant by constant torque control as described above, the relief valve 34 does not perform a relief operation during normal operation. That is, in theory, the relief valve 34 is unnecessary.

但し、電動機制御系の故障によりトルク一定制御ができなくなってパイロット一次圧回路の圧力が上昇した場合に、油圧パイロット制御部Bの機器及び配管が破損するおそれがある。   However, when the torque control cannot be performed due to the failure of the motor control system and the pressure of the pilot primary pressure circuit increases, the equipment and piping of the hydraulic pilot control unit B may be damaged.

そこで、実施形態においてはリーフ弁34が設けられ、その設定圧Psが、
Pp<Ps≦Pl
に設定されている。Plは油圧パイロット制御部Bの許容圧力(配管及び機器の破損を防止し得る限界圧力である。
Therefore, in the embodiment, a leaf valve 34 is provided, and the set pressure Ps is
Pp <Ps ≦ Pl
Is set to Pl is an allowable pressure of the hydraulic pilot control unit B (a limit pressure that can prevent damage to piping and equipment).

これにより、油圧パイロット制御部Bの機器及び配管の破損を防止することができる。   Thereby, damage to the equipment and piping of the hydraulic pilot control unit B can be prevented.

加えて、実施形態によると、ハイブリッド機械に搭載された動力バッテリ30の電力、すなわち、エンジン21の余力を使って発電された電力をパイロットポンプ用電動機27の電源として活用できるため、鉛蓄電器等の補助バッテリを使用する場合のように同バッテリの容量を大きくする必要がなく、コスト等の点で有利となる。   In addition, according to the embodiment, the electric power of the power battery 30 mounted on the hybrid machine, that is, the electric power generated using the surplus power of the engine 21 can be used as the power source of the pilot pump motor 27. There is no need to increase the capacity of the battery as in the case of using an auxiliary battery, which is advantageous in terms of cost and the like.

なお、発電電動機29の電力をパイロットポンプ用電動機27の電源とする構成をとってもよい。この場合でも、上記同様の効果が得られる。   A configuration may be adopted in which the electric power of the generator motor 29 is used as the power source of the pilot pump motor 27. Even in this case, the same effect as described above can be obtained.

第2実施形態(図2参照)
第1実施形態との相違点のみを説明する。
Second embodiment (see FIG. 2)
Only differences from the first embodiment will be described.

ショベルにおいては、加圧時にブレーキ解放するネガティブ式の旋回ブレーキや、ブームシリンダの負荷を保持する保持弁(ホールディングバルブ)が設けられ、それぞれパイロットポンプ油によって作動する構成がとられている。   The excavator is provided with a negative swing brake that releases the brake when pressurized and a holding valve (holding valve) that holds the load of the boom cylinder, each of which is operated by pilot pump oil.

この場合、エンジン駆動方式では、修理やメンテナンス、緊急避難時のようなエンジンを作動させることができない状況ではこれらを作動させることができなかった。   In this case, the engine drive system cannot be operated in a situation where the engine cannot be operated, such as during repair, maintenance, or emergency evacuation.

第2実施形態では、第1実施形態の基本的構成に加えて、この点の対策がとられている。ここでは保持弁38を例示しているが、旋回ブレーキ等のパイロット油によって作動する他の油圧機器についても以下同様の構成をとることができる。   In the second embodiment, a measure for this point is taken in addition to the basic configuration of the first embodiment. Here, the holding valve 38 is illustrated, but the same configuration can be adopted for other hydraulic equipment that is operated by pilot oil such as a turning brake.

油圧アクチュエータの一つであるブームシリンダ24の伸び側に保持弁38が設けられ、この保持弁38によってブーム(負荷W)の自然降下が防止される。   A holding valve 38 is provided on the extending side of the boom cylinder 24, which is one of the hydraulic actuators, and the holding valve 38 prevents a natural drop of the boom (load W).

一方、ブーム用リモコン弁25のブーム下げ操作時に、ブーム用リモコン弁25からのパイロット圧が油圧制御弁23中のブーム用制御弁に供給されるとともに、保持弁管路39によってこの保持弁38にも供給される。   On the other hand, when the boom remote control valve 25 is operated to lower the boom, the pilot pressure from the boom remote control valve 25 is supplied to the boom control valve in the hydraulic control valve 23, and is also supplied to the holding valve 38 by the holding valve line 39. Is also supplied.

これにより、ブームシリンダ24が縮小作動して負荷Wを下ろすことができる。   Thereby, the boom cylinder 24 can be reduced and the load W can be lowered.

第2実施形態においては、非常スイッチ40が設けられ、エンジン停止状態でこの非常スイッチ40が操作されたときに、ブーム下げ操作に基づいてコントローラ31から電動機制御器33経由でパイロットポンプ用電動機27に運転指令が出されるように構成されている。   In the second embodiment, an emergency switch 40 is provided, and when the emergency switch 40 is operated with the engine stopped, the pilot pump motor 27 is connected from the controller 31 via the motor controller 33 based on the boom lowering operation. An operation command is issued.

従って、エンジン停止状態でも、非常スイッチ40を操作した上でブーム下げ操作を行えばパイロットポンプ用電動機27が回転してパイロットポンプ28が駆動され、パイロット油が保持弁38に供給されるため、ブームを下げて負荷Wを下ろすことができる。   Accordingly, even when the engine is stopped, if the boom lowering operation is performed after operating the emergency switch 40, the pilot pump motor 27 rotates to drive the pilot pump 28, and the pilot oil is supplied to the holding valve 38. The load W can be lowered by lowering.

ところで、本発明は、上記実施形態で例示したハイブリッドショベルに限らず、一般的な油圧ショベルや、原動機として電動機を用いる電動ショベルにも、またショベルと同様の構成をとる他の建設機械にも上記同様に適用することができる。   By the way, the present invention is not limited to the hybrid excavator exemplified in the above embodiment, but also to a general hydraulic excavator, an electric excavator using an electric motor as a prime mover, and other construction machines having the same configuration as the excavator. The same can be applied.

なお、エンジンを原動機とする機械の場合は、パイロットポンプ用電動機27を鉛蓄電器等の通常のバッテリによって駆動する構成がとられる。また、電動機械の場合は、原動機としての電動機と同じ電源によって駆動すればよい。   In the case of a machine using an engine as a prime mover, the pilot pump motor 27 is driven by a normal battery such as a lead battery. In the case of an electric machine, it may be driven by the same power source as the motor as the prime mover.

21 エンジン
22 メインポンプ
23 油圧制御弁
24 油圧アクチュエータ
25 リモコン弁
26 操作手段としてのレバー
27 パイロットポンプ用電動機
28 パイロットポンプ
29 発電電動機
30 動力バッテリ
31 制御手段を構成するコントローラ
32 同、インバータ
33 同、電動機制御器
B 油圧パイロット制御部
34 リリーフ弁
35 アキュムレータ
36 チェック弁
37 操作検出手段としての圧力センサ
40 非常スイッチ
DESCRIPTION OF SYMBOLS 21 Engine 22 Main pump 23 Hydraulic control valve 24 Hydraulic actuator 25 Remote control valve 26 Lever as operation means 27 Pilot pump motor 28 Pilot pump 29 Generator motor 30 Power battery 31 Controller constituting control means 32 Same as inverter 33 Same as motor Controller B Hydraulic pilot control section 34 Relief valve 35 Accumulator 36 Check valve 37 Pressure sensor as operation detection means 40 Emergency switch

Claims (5)

原動機と、この原動機によって駆動されるメインポンプと、このメインポンプから吐出される圧油によって駆動される油圧アクチュエータと、この油圧アクチュエータの作動を制御する油圧パイロット式の油圧制御弁と、操作手段の操作量に応じたパイロット圧を上記油圧制御弁に送るリモコン弁と、このリモコン弁にパイロット一次圧を供給するパイロットポンプと、このパイロットポンプを駆動する電動機と、この電動機を制御する制御手段とを具備し、上記制御手段は、上記電動機について、
Pp=2π×電動機トルク÷パイロットポンプ容量
で決定される上記パイロットポンプのポンプ圧Ppを一定とするためのトルク一定制御を行うように構成したことを特徴とする建設機械の油圧制御装置。
A prime mover, a main pump driven by the prime mover, a hydraulic actuator driven by pressure oil discharged from the main pump, a hydraulic pilot-type hydraulic control valve for controlling the operation of the hydraulic actuator, and an operating means A remote control valve for sending a pilot pressure corresponding to the operation amount to the hydraulic control valve, a pilot pump for supplying the pilot primary pressure to the remote control valve, an electric motor for driving the pilot pump, and a control means for controlling the electric motor The control means includes the motor,
Pp = 2π × motor torque ÷ pilot pump capacity
A hydraulic control device for a construction machine, characterized in that it is configured to perform a constant torque control for making the pump pressure Pp of the pilot pump determined in (1) constant .
上記パイロットポンプとリモコン弁とを結ぶパイロット一次圧回路にチェック弁、このチェック弁の下流にアキュムレータをそれぞれ設ける一方、上記操作手段の操作の有無を検出する操作検出手段を設け、上記制御手段は、上記操作手段の中立時に上記電動機に対するトルク指令を0にするように構成したことを特徴とする請求項1記載の建設機械の油圧制御装置。   The pilot primary pressure circuit connecting the pilot pump and the remote control valve is provided with a check valve, and an accumulator is provided downstream of the check valve, respectively, operation detection means for detecting whether or not the operation means is operated, and the control means includes: 2. The hydraulic control device for a construction machine according to claim 1, wherein a torque command for the electric motor is set to 0 when the operation means is neutral. 上記パイロットポンプとリモコン弁とを結ぶパイロット一次圧回路にリリーフ弁を設け、上記電動機に指令されるトルク値To及びパイロットポンプの容量qから(2π×Ts)/qによって求められるパイロットポンプの吐出圧をPp、上記パイロット一次圧回路と同回路に設けられた油圧機器とから成る油圧パイロット制御部の許容圧力をPlとして、上記リリーフ弁の設定圧Psを、
Pp<Ps≦Pl
に設定したことを特徴とする請求項1または2記載の建設機械の油圧制御装置。
A pilot primary pressure circuit connecting the pilot pump and the remote control valve is provided with a relief valve, and the discharge pressure of the pilot pump determined by (2π × Ts) / q from the torque value To commanded to the motor and the pilot pump capacity q Pp, where the allowable pressure of the hydraulic pilot control unit composed of the pilot primary pressure circuit and the hydraulic equipment provided in the same circuit is P1, and the set pressure Ps of the relief valve is
Pp <Ps ≦ Pl
The hydraulic control device for a construction machine according to claim 1 or 2, wherein
上記原動機の停止時に上記電動機の作動を許可する非常スイッチを設け、上記制御手段は、この非常スイッチの操作に基づいて電動機を作動させるように構成したことを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項に記載の建設機械の油圧制御装置。   The emergency switch which permits the action | operation of the said electric motor at the time of the said motor | power_engine stop is provided, The said control means was comprised so that an electric motor might be actuated based on operation of this emergency switch, Any one of Claims 1-3 characterized by the above-mentioned. The hydraulic control device for a construction machine according to claim 1. 上記原動機としてのエンジンに発電電動機を接続し、上記発電電動機の発電機作用によって動力バッテリの充電を行うとともに、この動力バッテリの電力により上記発電電動機を電動機として駆動してエンジンをアシストするように構成し、上記パイロットポンプの駆動源である電動機を上記動力バッテリまたは発電電動機の電力によって駆動するように構成したことを特徴とする請求項1〜4のいずれか1項に記載の建設機械の油圧制御装置。   The generator motor is connected to the engine as the prime mover, and the power battery is charged by the generator action of the generator motor, and the generator motor is driven as the motor by the power of the power battery to assist the engine. The hydraulic control of the construction machine according to any one of claims 1 to 4, wherein the electric motor that is a driving source of the pilot pump is driven by electric power of the power battery or the generator motor. apparatus.
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