JP2008063902A - Actuator driving device of construction machine - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an actuator driving device of a construction machine for enabling an operator to notice that a residual electric power quantity of a battery becomes little. <P>SOLUTION: A hydraulic excavator has a plurality of electric motors 13, 14, 22 and 25 and the battery 24, and comprises an electric power control means, that is, a controller 55 for performing control for restraining total use electric power by reducing an output command to, for example, the electric motor 22 for a hydraulic pump among the other electric motors, by preferentially driving the rightward travel electric motor 13 and the leftward travel electric motor 14 being a specific electric motor, when the residual electric power quantity of the battery 24 reduces to a very small quantity of a predetermined quantity or less, for example, to a very small quantity of 30% or less. <P>COPYRIGHT: (C)2008,JPO&INPIT

Description

本発明は、複数の電動機及びバッテリを有する油圧ショベル等の建設機械のアクチュエータ駆動装置に関する。   The present invention relates to an actuator driving device for a construction machine such as a hydraulic excavator having a plurality of electric motors and a battery.

建設機械の分野では出力に対して機器を小型軽量にできることから、一般に油圧アクチュエータが広く備えられている。ところが、油圧アクチュエータは電動アクチュエータに比べてエネルギー効率が悪い。そこで、建設機械にあっても、油圧アクチュエータに代えて電動アクチュエータを搭載しようとする考え方がある。   In the field of construction machinery, hydraulic actuators are generally widely used because equipment can be made smaller and lighter with respect to output. However, the hydraulic actuator is less energy efficient than the electric actuator. Therefore, even in construction machines, there is a concept of mounting an electric actuator instead of a hydraulic actuator.

しかしながら、複数の油圧アクチュエータを駆動するものにあっては、油圧源たる油圧ポンプの出力を分配するため、油圧ポンプの出力を適正に配分するシステムが構築されているが、複数の電動アクチュエータを駆動する場合には、電源容量を適正に分配するシステムがなく、電源容量が不足した場合に負荷の軽いアクチュエータに優先的に電力が供給されてしまうことになる。   However, in order to distribute the output of the hydraulic pump, which is the hydraulic source, in the system that drives multiple hydraulic actuators, a system that properly distributes the output of the hydraulic pump has been constructed. In this case, there is no system for properly distributing the power capacity, and when the power capacity is insufficient, power is preferentially supplied to the actuator with a light load.

このようなことから、従来、電源容量を大きくすることなく、同時に発生する電動アクチュエータの動力の合計が電源容量以下となるように制御する制御手段を備えた建設機械のアクチュエータ駆動装置が提案されている（特許文献１参照）。
特開２００３−１５５７６０公報 For this reason, conventionally, there has been proposed an actuator driving device for a construction machine provided with control means for controlling the total power of the electric actuators generated simultaneously to be equal to or less than the power capacity without increasing the power capacity. (See Patent Document 1).
JP 2003-155760 A

上述した特許文献１に示される従来技術では、バッテリに対応した各電動アクチュエータの個別の制御は行なわれないために、バッテリ残電力量が減少した場合にも通常の掘削作業等が可能となってしまう。このために、オペレータがバッテリ残電力量が微少量になっていることに気が付かず、例えば、油圧ショベルが充電基地に向かう前にバッテリ上がりを生じてしまう等の懸念がある。   In the prior art disclosed in Patent Document 1 described above, since individual control of each electric actuator corresponding to the battery is not performed, normal excavation work or the like is possible even when the remaining battery power is reduced. End up. For this reason, the operator is unaware that the amount of remaining battery power is very small, and there is a concern that the battery will run out before the hydraulic excavator goes to the charging base, for example.

本発明は、上述した従来技術における実状からなされたもので、その目的は、オペレータにバッテリの残電力量が微少になったことを気付かせることができる建設機械のアクチュエータ駆動装置を提供することにある。   The present invention has been made from the above-described prior art, and an object of the present invention is to provide an actuator driving device for a construction machine that allows an operator to notice that the remaining amount of battery power has become very small. is there.

この目的を達成するために、本発明は、複数の電動機と、バッテリとを備え、上記電動機のそれぞれを上記バッテリからの電力によってアクチュエータとして、またはアクチュエータを駆動する駆動源として動作させるようにした建設機械のアクチュエータ駆動装置において、上記バッテリの残電力量が所定量以下の微少量に減少した際に、上記電動機のうちのいずれかの電動機への出力指令を減少させて合計使用電力を抑える制御を行なう電力制御手段を備えたことを特徴としている。   To achieve this object, the present invention comprises a plurality of electric motors and a battery, and each of the electric motors is operated as an actuator or a drive source for driving the actuator by the electric power from the battery. In the actuator driving device of the machine, when the remaining power amount of the battery is reduced to a minute amount below a predetermined amount, the control for reducing the output command to any one of the motors to suppress the total power consumption is performed. It is characterized by having power control means for performing.

このように構成した本発明は、バッテリの残電力量が所定量以下の微少量に減少した際には、電力制御手段によって複数の電動機のうちのいずれかの電動機への出力指令が減少して合計使用電力を抑える制御がなされるので、出力指令が減少した電動機によって駆動されるアクチュエータの動きが低下する。このようにアクチュエータの動きが低下することによって、オペレータにバッテリの残電力量が微少量になったことを気付かせることができる。   In the present invention configured as described above, when the remaining power amount of the battery is reduced to a very small amount equal to or less than a predetermined amount, the output command to any one of the plurality of motors is reduced by the power control means. Since the control for reducing the total power consumption is performed, the movement of the actuator driven by the motor whose output command is reduced is lowered. As the actuator moves in this manner, the operator can be made aware that the amount of remaining power in the battery has become very small.

また、本発明は、上記発明において、上記電力制御手段は、上記バッテリの残電力量が所定量以下の微少量に減少した際に、特定電動機を優先的に駆動させ、他の電動機への出力指令を減少させる制御を行なうことを特徴としている。   Further, the present invention is the above invention, wherein the power control means preferentially drives the specific motor and outputs to another motor when the remaining power amount of the battery is reduced to a minute amount equal to or less than a predetermined amount. It is characterized by performing control to reduce the command.

また、本発明は、上記発明において、上記特定電動機が、走行用電動機から成ることを特徴としている。このように構成した本発明は、バッテリの残電力量が微少量となったとオペレータが気付いたときに、建設機械を直ちに充電基地まで走行させることができる。   Moreover, the present invention is characterized in that, in the above-mentioned invention, the specific motor is a traveling motor. The present invention configured as described above allows the construction machine to immediately travel to the charging base when the operator notices that the remaining power amount of the battery has become very small.

また、上記発明において、上記バッテリの残電力量が所定量以下の微少量に減少した際に、オペレータに対して警告を与える警告手段を備えるとともに、上記いずれかの電動機に対する目標出力を調整可能な手動電力調整手段を備えたことを特徴としている。このように構成した本発明は、バッテリの残電力量が微少量になったことを警告手段を介して、より確実にオペレータに認識させることができるとともに、手動電力調整手段の操作によってバッテリの残電力量が微少になったと判断されるタイミングを、オペレータの望むように変更させることができる。   Further, in the above invention, a warning means for giving a warning to the operator when the remaining power amount of the battery is reduced to a minute amount equal to or less than a predetermined amount is provided, and a target output for any one of the motors can be adjusted. It is characterized by having manual power adjustment means. According to the present invention configured as described above, it is possible to make the operator more surely recognize that the remaining power amount of the battery has become very small via the warning means, and to operate the manual power adjusting means. The timing at which the amount of electric power is determined to be small can be changed as desired by the operator.

また、本発明は、上記発明において、上記建設機械が、油圧ショベルから成ることを特徴としている。   Further, the present invention is characterized in that, in the above invention, the construction machine comprises a hydraulic excavator.

本発明は、バッテリの残電力量が所定量以下の微少量に減少した際に、上記電動機のうちのいずれかの電動機への出力指令を減少させて合計使用電力を抑える制御を行なう電力制御手段を備えたことから、バッテリ残電力量が所定量以下の微少量になったときには、出力指令を減少させた電動機で駆動されるアクチュエータの動きが低下し、オペレータにバッテリの残電力量が微少量になったことを気付かせることができる。これにより、従来懸念されていたバッテリ上がりを防ぐことができる。   The present invention provides a power control means for performing a control to reduce the output command to any one of the motors and to suppress the total power consumption when the remaining power amount of the battery is reduced to a small amount of a predetermined amount or less. Therefore, when the remaining battery power becomes a very small amount below the specified amount, the movement of the actuator driven by the motor whose output command has been reduced is reduced, and the remaining battery power is reduced to the operator. It can be noticed that. Thereby, it is possible to prevent the battery from running up, which has been a concern in the past.

以下，本発明に係る建設機械のアクチュエータ駆動装置を実施するための最良の形態を図に基づいて説明する。   Hereinafter, the best mode for carrying out an actuator driving device for a construction machine according to the present invention will be described with reference to the drawings.

図１は本発明に係るアクチュエータ駆動装置の一実施形態が備えられる建設機械の一例として挙げた油圧ショベルを示す側面図、図２は本実施形態の要部構成を示すブロック図である。   FIG. 1 is a side view showing a hydraulic excavator cited as an example of a construction machine provided with an embodiment of an actuator driving apparatus according to the present invention, and FIG. 2 is a block diagram showing a main configuration of the embodiment.

図１に示すように、本発明に係るアクチュエータ駆動装置が備えられる建設機械の一例として挙げた油圧ショベルは、走行体１０と、この走行体１０上に配備される旋回体２０と、この旋回体２０に上下方向の回動可能に取り付けられるフロント作業機３０とを備えている。   As shown in FIG. 1, a hydraulic excavator exemplified as an example of a construction machine provided with the actuator driving device according to the present invention includes a traveling body 10, a revolving body 20 provided on the traveling body 10, and the revolving body. 20 is provided with a front working machine 30 that is attached to 20 so as to be rotatable in the vertical direction.

上述した走行体１０は、一対のクローラ１１及びクローラフレーム１２と、図２に示すように、一対のクローラ１１のそれぞれを駆動する右走行用電動機１３及び左走行用電動機１４を備えている。   The traveling body 10 described above includes a pair of crawlers 11 and a crawler frame 12, and a right traveling motor 13 and a left traveling motor 14 that drive each of the pair of crawlers 11, as shown in FIG.

上述した旋回体２０は、旋回フレーム２１と、この旋回フレーム２１上に設けられ、油圧アクチュエータ用の駆動源を形成する油圧ポンプ用電動機２２と、バッテリ２４と、旋回電動機２５と、この旋回電動機２５の回転を減速する減速機構を含み、旋回用電動機２５の駆動力により走行体１０に対して旋回体２０を旋回駆動させる旋回機構２６を備えている。さらに、この旋回体２０の旋回フレーム２１上には、油圧アクチュエータを駆動制御する図２に示す油圧ポンプ４１及び油圧制御弁４２を含む油圧制御機構４０を備えている。   The revolving body 20 described above is provided on the revolving frame 21, the revolving frame 21, a hydraulic pump motor 22 that forms a drive source for the hydraulic actuator, a battery 24, a revolving motor 25, and the revolving motor 25. A turning mechanism 26 that includes a speed reducing mechanism that decelerates the rotation of the turning body 20 and that drives the turning body 20 to turn with respect to the traveling body 10 by the driving force of the turning electric motor 25 is provided. Furthermore, a hydraulic control mechanism 40 including a hydraulic pump 41 and a hydraulic control valve 42 shown in FIG. 2 for driving and controlling the hydraulic actuator is provided on the swing frame 21 of the swing body 20.

上述したフロント作業機３０は、旋回体２０に起伏可能に取り付けたブーム３１と、このブーム３１を駆動するブームシリンダ３２と、ブーム３１の先端部近傍に回動自在に軸支されたアーム３３と、このアーム３３を駆動するアームシリンダ３４と、アーム３３の先端に回動自在に軸支されたバケット３５と、このバケット３５を駆動するバケットシリンダ３６を備えている。   The front working machine 30 described above includes a boom 31 attached to the swing body 20 so as to be able to be raised and lowered, a boom cylinder 32 that drives the boom 31, and an arm 33 that is pivotally supported near the tip of the boom 31. The arm cylinder 34 that drives the arm 33, the bucket 35 that is pivotally supported at the tip of the arm 33, and the bucket cylinder 36 that drives the bucket 35 are provided.

また上述の構成に加えて図２に示すように、本実施形態は、ブームシリンダ３２、アームシリンダ３４、バケットシリンダ３６等の油圧アクチュエータを操作する操作装置５４と、この操作装置５４のうちの該当する操作装置の操作に伴って旋回用電動機２５を駆動させる旋回用インバータ２８ａと、操作装置５４のうちの該当する操作装置の操作に伴って右走行用電動機１３、左走行用電動機１４をそれぞれ駆動させる右走行用インバータ２８ｂ、左走行用インバータ２８ｃと、操作装置５４のうちの該当する操作装置の操作に伴って油圧ポンプ用電動機２２を駆動させる油圧ポンプ用インバータ５２とを備えている。油圧ポンプ用電動機２２には、回転数センサ２２ａが付設されている。   In addition to the above-described configuration, as shown in FIG. 2, the present embodiment includes an operation device 54 that operates a hydraulic actuator such as a boom cylinder 32, an arm cylinder 34, and a bucket cylinder 36, and a corresponding one of the operation devices 54. The turning inverter 28a that drives the turning electric motor 25 in accordance with the operation of the operating device to be driven, and the right traveling motor 13 and the left traveling motor 14 are driven in accordance with the operation of the corresponding operating device of the operating device 54, respectively. A right travel inverter 28b, a left travel inverter 28c, and a hydraulic pump inverter 52 that drives the hydraulic pump motor 22 in accordance with the operation of the corresponding operation device among the operation devices 54. A rotation speed sensor 22 a is attached to the hydraulic pump electric motor 22.

また、操作装置５４のうちの該当する操作装置の操作等に応じて、油圧ポンプ用電動機２２、旋回用電動機２５、右走行用電動機１３、左走行用電動機１４の駆動を制御する制御信号を出力する制御器５５を備えている。この制御器５５は、バッテリ２４の残電力量が所定量以下の微少量、例えば３０％以下に減少した際に、上述した各電動機のうちのいずれかの電動機への出力指令を減少させて合計使用電力を抑える制御を行なう電力制御手段を構成している。この制御器５５は、バッテリ２４の残電力量が３０％以下に減少した際に特定電動機、例えば右走行用電動機１３及び左走行用電動機１４を優先的に駆動させ、他の電動機への出力指令を減少させる制御を行なうようになっている。   In addition, a control signal for controlling driving of the hydraulic pump motor 22, the turning motor 25, the right traveling motor 13, and the left traveling motor 14 is output in accordance with the operation of the corresponding one of the operation devices 54. The controller 55 is provided. The controller 55 reduces the output command to any one of the above-described motors when the remaining power amount of the battery 24 is reduced to a minute amount less than a predetermined amount, for example, 30% or less. Power control means for performing control to reduce power consumption is configured. The controller 55 preferentially drives the specific motor, for example, the right traveling motor 13 and the left traveling motor 14 when the remaining power amount of the battery 24 is reduced to 30% or less, and outputs commands to other motors. Control is performed to reduce the.

上述した右走行用電動機１３、左走行用電動機１４に対しては、操作装置５４のうちの該当する操作装置の操作に応じたトルク指令を電動機に与えるトルク制御型制御が実施され、また、油圧ポンプ用電動機２２に対しては、操作装置５４のうちの該当する操作装置の操作に応じた速度指令を電動機に与える速度指令型制御が実施されるようになっている。また、右走行用電動機１３、左走行用電動機１４は、例えばレゾルバのような実回転数計測手段を持ち、油圧ポンプ用電動機２２は入力電流値により実トルクを演算するようになっている。   For the right traveling motor 13 and the left traveling motor 14 described above, torque control type control is performed in which a torque command corresponding to the operation of the corresponding operation device among the operation devices 54 is given to the motor. For the pump motor 22, speed command type control is performed in which a speed command corresponding to the operation of the corresponding operation device of the operation devices 54 is given to the motor. The right traveling motor 13 and the left traveling motor 14 have actual rotational speed measuring means such as a resolver, for example, and the hydraulic pump motor 22 calculates an actual torque based on an input current value.

さらに、本実施形態は、バッテリ２４の残電力量を検出するバッテリ量検出手段を備えている。このバッテリ量検出手段は公知であり、例えば解放端子電圧を算出することによってバッテリ２４の残電力量を検出するもの、あるいはバッテリ２４の満充電からどれだけ電流が流れたかで、すなわち電流を積算することによってバッテリ２４の残電力量を検出するもの等から構成されている。   Further, the present embodiment includes a battery amount detection unit that detects the remaining power amount of the battery 24. This battery amount detection means is well-known, for example, detects the remaining power amount of the battery 24 by calculating the release terminal voltage, or how much current has flowed since the battery 24 is fully charged, that is, integrates the current. Thus, the battery 24 is configured to detect the remaining power amount.

また、上述した制御器５５は、図３に示すように、操作装置５４の該当する操作装置の操作等に伴って出力される右走行用電動機指令トルクＴｃｏｍ１と、右走行用電動機実回転数Ｎｒｅｌ１との積を求める乗算器７１、操作装置５４の該当する操作装置の操作等に伴って出力される左走行用電動機指令トルクＴｃｏｍ２と、左走行用電動機実回転数Ｎｒｅｌ２との積を求める乗算器７２、操作装置５４の該当する操作装置の操作等に伴って出力される油圧ポンプ用電動機指令回転数Ｎｃｏｍ３と、油圧ポンプ用電動機実トルクＴｒｅｌ３との積を求める乗算器７３を備えている。また、乗算器７１で求められた値に比例定数Ｃを乗算して右走行用電動機目標出力Ｅｒ１を演算する比例器７４、乗算器７２で求められた値に比例定数Ｃを乗算して左走行用電動機目標出力Ｅｒ２を演算する比例器７５、乗算器７３で求められた値に比例定数Ｃを乗算して油圧ポンプ用電動機目標出力Ｅｒ３を演算する比例器７６と、比例器７４，７５，７６のそれぞれからの目標出力Ｅｒ１，Ｅｒ２，Ｅｒ３を加算して合計目標出力Ｅｓｕｍを演算する加算器７７を含んでいる。   Further, as shown in FIG. 3, the controller 55 described above includes a right traveling motor command torque Tcom1 output in accordance with operation of the corresponding operation device of the operation device 54 and the right traveling motor actual rotational speed Nrel1. Multiplier 71 for obtaining the product of the left traveling motor and the multiplier for obtaining the product of the left traveling motor command torque Tcom2 output in association with the operation of the corresponding operation device of the operation device 54 and the left traveling motor actual rotational speed Nrel2. 72, a multiplier 73 for obtaining the product of the hydraulic pump motor command rotational speed Ncom3 output in accordance with the operation of the corresponding operating device of the operating device 54 and the hydraulic pump motor actual torque Trel3. Further, the value obtained by the multiplier 71 is multiplied by the proportionality constant C to calculate the right running motor target output Er1, and the value obtained by the multiplier 72 is multiplied by the proportionality constant C and left running. A proportional unit 75 for calculating the motor target output Er2 for the hydraulic pump, and a proportional unit 76 for calculating the target output Er3 for the hydraulic pump by multiplying the value obtained by the multiplier 73 by the proportional constant C, and the proportional units 74, 75, 76 Is added to add the target outputs Er1, Er2, Er3 from each of them, and calculate the total target output Esum.

また、制御器５５は、図５に示すように、右走行用電動機目標出力Ｅｒ１に比例定数１／Ｃを乗算する比例器８１、左走行用電動機目標出力Ｅｒ２に比例定数１／Ｃを乗算する比例器８２、油圧ポンプ用電動機目標出力Ｅｒ３に比例定数１／Ｃを乗算する比例器８３と、比例器８１の出力値に右走行用電動機実回転数の逆数１／Ｎｒｅｌ１を乗算し、求められた右走行用電動機指令トルクＴｃｏｍ１Ａに相当する制御信号を右走行用インバータ２８ｂに出力する乗算器８４と、比例器８２の出力値に左走行用電動機実回転数の逆数１／Ｎｒｅｌ２を乗算し、求められた左走行用電動機指令トルクＴｃｏｍ２Ａに相当する制御信号を左走行用インバータ２８ｃに出力する乗算器８５と、比例器８３の出力値に油圧ポンプ用電動機実トルクの逆数１／Ｔｒｅｌ３を乗算し、求められた油圧ポンプ用電動機指令回転数Ｎｃｏｍ３Ａに相当する制御信号を油圧ポンプ用インバータ５２に出力する乗算器８６とを備えている。   Further, as shown in FIG. 5, the controller 55 multiplies the right traveling motor target output Er1 by a proportional constant 1 / C and multiplies the left traveling motor target output Er2 by a proportional constant 1 / C. The proportional device 82, the proportional device 83 that multiplies the hydraulic pump motor target output Er3 by a proportional constant 1 / C, and the output value of the proportional device 81 is multiplied by the inverse 1 / Nrel1 of the right running motor actual rotational speed. A multiplier 84 that outputs a control signal corresponding to the right traveling motor command torque Tcom1A to the right traveling inverter 28b, and an output value of the proportional device 82 is multiplied by an inverse 1 / Nrel2 of the actual rotational speed of the left traveling motor; A multiplier 85 that outputs a control signal corresponding to the obtained left travel motor command torque Tcom2A to the left travel inverter 28c, and an output value of the proportional unit 83 is an inverse of the actual torque of the hydraulic pump motor. / Trel3 multiplied by, and a multiplier 86 for outputting a control signal corresponding to the determined hydraulic pump motor command rotational speed Ncom3A hydraulic pump inverter 52.

さらに本実施形態は、図２に示すように、バッテリ２４の残電力量が所定量以下の微少量、例えば３０％以下に減少した際に、オペレータに対して警告を与える警告手段、例えば制御器５５から出力される信号に応じて点灯する警告ランプ５７と、出力指令が減少制御される電動機、例えば油圧ポンプ用電動機２２に対する目標出力を手動で調整可能な手動電力調整手段、すなわち出力調整ダイヤル５６も備えている。   Further, as shown in FIG. 2, the present embodiment is a warning means for giving a warning to the operator when the remaining power amount of the battery 24 is reduced to a minute amount of a predetermined amount or less, for example, 30% or less, for example, a controller. Warning lamp 57 that is turned on in response to a signal output from 55, and manual power adjustment means that can manually adjust a target output for an electric motor whose output command is controlled to decrease, for example, the hydraulic pump electric motor 22, that is, an output adjustment dial 56 It also has.

このように構成した本実施形態の主に制御器５５における処理作業を、図４に示すフローチャートに基づいて以下に説明する。   The processing operation mainly performed in the controller 55 of the present embodiment configured as described above will be described below based on the flowchart shown in FIG.

制御がスタートすると（手順Ｓ１）、上述したバッテリ量検出手段によって求められるバッテリ２４の残電力量が微少量、すなわち３０％以下かどうか判定される（手順Ｓ２）。この判定でバッテリ２４の残電力量が３０％以下でないと判定されたときは、上述の図３に示すようにして求められた合計目標出力Ｅｓｕｍが予め設定される最大可能出力Ｅｍａｘより大きいかどうか判定される（手順Ｓ３）。この判定で大きいと判定されたときは、上述の図３に示すようにして求められた右走行用電動機目標出力Ｅｒ１、左走行用電動機目標出力Ｅｒ２、油圧ポンプ用電動機目標出力Ｅｒ３のそれぞれと、Ｅｍａｘ／Ｅｓｕｍを乗じる（手順Ｓ４）ことで、Ｅｒ１＋Ｅｒ２＋Ｅｒ３＝Ｅｍａｘとし、制御を終了する（手順Ｓ１０）。上述した手順Ｓ３で合計目標出力Ｅｓｕｍが最大可能出力Ｅｍａｘ以下と判定されたときは、右走行用電動機目標出力Ｅｒ１、左走行用電動機目標出力Ｅｒ２、油圧ポンプ用電動機目標出力Ｅｒ３は、そのままとし（手順Ｓ５）、制御を終了する（手順Ｓ１０）。   When the control is started (procedure S1), it is determined whether or not the remaining power amount of the battery 24 obtained by the battery amount detecting means described above is very small, ie, 30% or less (procedure S2). If it is determined in this determination that the remaining power amount of the battery 24 is not 30% or less, whether or not the total target output Esum obtained as shown in FIG. 3 is greater than the maximum possible output Emax set in advance. It is determined (procedure S3). When it is determined to be large in this determination, each of the right traveling motor target output Er1, the left traveling motor target output Er2, and the hydraulic pump motor target output Er3 obtained as shown in FIG. By multiplying Emax / Esum (procedure S4), Er1 + Er2 + Er3 = Emax is set, and the control is terminated (procedure S10). When the total target output Esum is determined to be equal to or less than the maximum possible output Emax in step S3 described above, the right traveling motor target output Er1, the left traveling motor target output Er2, and the hydraulic pump motor target output Er3 are left as they are ( Procedure S5), the control is terminated (procedure S10).

一方、上述した手順Ｓ２の判定で、バッテリ２４の残電力量が３０％以下の微少量であると判定されたときは、最大可能出力Ｅｍａｘをバッテリ２４の量が長く持つように抑えた出力調整ダイヤル５６等で設定された最大可能出力ＥｍａｘＡに置き換える処理がなされる（手順Ｓ６）。ここで最大可能出力ＥｍａｘＡは、例えばＥｍａｘの３０％〜５０％程度とされる。続いて、合計目標出力Ｅｓｕｍが最大可能出力Ｅｍａｘよりも大きいかどうか判定される（手順Ｓ７）。この判定で合計目標出力Ｅｓｕｍが最大可能出力Ｅｍａｘより大きいと判定されたときは、右走行用電動機目標出力Ｅｒ１、左走行用電動機目標出力Ｅｒ２はそのまま維持され、合計目標出力Ｅｓｕｍが最大可能出力Ｅｍａｘを超えた分については油圧ポンプ用電動機目標出力Ｅｒ３を減じ（手順Ｓ８）、制御を終了する（手順Ｓ１０）。また、手順Ｓ７の判定で合計目標出力Ｅｓｕｍが最大可能出力Ｅｍａｘ以下と判定されたときは、右走行用電動機目標出力Ｅｒ１、左走行用電動機目標出力Ｅｒ２、油圧ポンプ用電動機目標出力Ｅｒ３はそのままに保持され（手順Ｓ９）、制御を終了する（手順Ｓ１０）。   On the other hand, when it is determined in step S2 described above that the remaining power amount of the battery 24 is a very small amount of 30% or less, the output adjustment that suppresses the maximum possible output Emax so that the amount of the battery 24 is long. Processing to replace the maximum possible output EmaxA set by the dial 56 or the like is performed (step S6). Here, the maximum possible output EmaxA is, for example, about 30% to 50% of Emax. Subsequently, it is determined whether or not the total target output Esum is larger than the maximum possible output Emax (step S7). When it is determined in this determination that the total target output Esum is greater than the maximum possible output Emax, the right traveling motor target output Er1 and the left traveling motor target output Er2 are maintained as they are, and the total target output Esum is the maximum possible output Emax. For the portion exceeding, the hydraulic pump electric motor target output Er3 is decreased (procedure S8), and the control is terminated (procedure S10). When it is determined in step S7 that the total target output Esum is equal to or less than the maximum possible output Emax, the right traveling motor target output Er1, the left traveling motor target output Er2, and the hydraulic pump motor target output Er3 are left as they are. It is held (procedure S9) and the control is terminated (procedure S10).

上述した手順Ｓ４，Ｓ５，Ｓ８，Ｓ９において求められた右走行用電動機目標出力Ｅｒ１、左走行用電動機目標出力Ｅｒ２、油圧ポンプ用電動機目標出力Ｅｒ３のそれぞれが、図５に示すように、比例器８１，８２，８３に入力されて比例定数１／Ｃと乗算され、さらに乗算器８４，８５，８６に入力されて１／Ｎｒｅｌ１，１／Ｎｒｅｌ２，１／Ｔｒｅｌ３とそれぞれ乗算され、右走行用電動機指令トルクＴｃｏｍ１Ａ、左走行用電動機指令トルクＴｃｏｍ２Ａ、油圧ポンプ用電動機指令回転数Ｎｃｏｍ３Ａが求められる。これらの右走行用電動機指令トルクＴｃｏｍ１Ａ、左走行用電動機指令トルクＴｃｏｍ２Ａ、油圧ポンプ用電動機指令回転数Ｎｃｏｍ３Ａに相当する制御信号が、上述したように右走行用インバータ２８ｂ、左走行用インバータ２８ｃ、油圧ポンプ用インバータ５２に出力される。これにより、バッテリ２４の残電力量が３０％の微少量になったときには、油圧ポンプ用インバータ５２を介して駆動する油圧ポンプ用電動機２２の回転数が低下し、油圧ポンプ４１からの吐出量が減り、ブームシリンダ３２、アームシリンダ３４、バケットシリンダ３６への圧油の供給量が減少する。   As shown in FIG. 5, the right traveling motor target output Er1, the left traveling motor target output Er2, and the hydraulic pump motor target output Er3 obtained in the steps S4, S5, S8, and S9 described above are proportional to each other. 81, 82, 83 and multiplied by a proportional constant 1 / C, and further input to multipliers 84, 85, 86 and multiplied by 1 / Nrel1, 1 / Nrel2, 1 / Trel3, respectively. The command torque Tcom1A, the left travel motor command torque Tcom2A, and the hydraulic pump motor command rotation speed Ncom3A are obtained. Control signals corresponding to the right travel motor command torque Tcom1A, the left travel motor command torque Tcom2A, and the hydraulic pump motor command rotation speed Ncom3A are the right travel inverter 28b, the left travel inverter 28c, the hydraulic pressure as described above. It is output to the pump inverter 52. As a result, when the remaining power amount of the battery 24 becomes a very small amount of 30%, the rotational speed of the hydraulic pump motor 22 driven via the hydraulic pump inverter 52 decreases, and the discharge amount from the hydraulic pump 41 is reduced. As a result, the amount of pressure oil supplied to the boom cylinder 32, the arm cylinder 34, and the bucket cylinder 36 decreases.

なお、バッテリ２４の残電力量が３０％以下の微少量になったときには、制御器５５から警告ランプ５７に信号が出力され、警告ランプ５７が点灯する。   When the remaining power of the battery 24 becomes a small amount of 30% or less, a signal is output from the controller 55 to the warning lamp 57, and the warning lamp 57 is turned on.

上述したように、図４の手順Ｓ６におけるＥｍａｘＡの設定は、Ｅｍａｘの３０％〜５０％程度とすればよいが、この値をオペレータが変更したい場合には、出力調整ダイヤル５６を回すことによって手動で調整すればよい。   As described above, the setting of EmaxA in step S6 of FIG. 4 may be about 30% to 50% of Emax. However, if the operator wants to change this value, the output adjustment dial 56 is turned manually. You can adjust with.

このように構成した本実施形態によれば、操作装置５４の該当する操作装置の操作に伴って制御器５５から例えば右走行用インバータ２８ｂ、左走行用インバータ２８ｃに制御信号が出力され、右走行用電動機１３、左走行用電動機１４が駆動され、図１に示すクローラ１１が動かされて走行が行なわれる。また、例えば操作装置５４の該当する操作装置の操作に伴って制御器５５から制御信号が油圧ポンプ用インバータ５２に出力され、油圧ポンプ用電動機２２が駆動される。これによって油圧ポンプ４１が駆動し、この油圧ポンプ４１から吐出される圧油が油圧制御弁４２を介してブームシリンダ３２、アームシリンダ３４、バケットシリンダ３６等の該当する油圧アクチュエータに供給され、フロント作業機３０が駆動して掘削作業等の所望の作業が行なわれる。   According to this embodiment configured as described above, a control signal is output from the controller 55 to, for example, the right traveling inverter 28b and the left traveling inverter 28c in accordance with the operation of the corresponding operation device of the operation device 54, and the right traveling is performed. The motor 13 for driving and the motor 14 for left driving are driven, and the crawler 11 shown in FIG. For example, a control signal is output from the controller 55 to the hydraulic pump inverter 52 in accordance with the operation of the corresponding operation device of the operation device 54, and the hydraulic pump motor 22 is driven. As a result, the hydraulic pump 41 is driven, and the pressure oil discharged from the hydraulic pump 41 is supplied to the corresponding hydraulic actuators such as the boom cylinder 32, the arm cylinder 34, and the bucket cylinder 36 via the hydraulic control valve 42, so that the front work The machine 30 is driven to perform desired work such as excavation work.

このような状態において、バッテリ２４の残電力量が３０％以下の微少量に減少したときには、上述のように出力指令が減少した油圧ポンプ用電動機２２によって駆動される油圧ポンプ４１の吐出量が減少し、ブームシリンダ３２、アームシリンダ３４、バケットシリンダ２６の作動速度が低下し、それまでに比べてフロント作業機３０の動きが遅くなる。これによって、オペレータにバッテリ２４の残電力量が３０％以下の微少量になったことを気付かせることができ、バッテリ上がりを防ぐ対応を促すことができる。   In such a state, when the remaining power amount of the battery 24 is reduced to a very small amount of 30% or less, the discharge amount of the hydraulic pump 41 driven by the hydraulic pump motor 22 whose output command is reduced as described above decreases. Then, the operating speeds of the boom cylinder 32, the arm cylinder 34, and the bucket cylinder 26 are reduced, and the movement of the front work machine 30 is slower than before. As a result, the operator can be made aware that the remaining power amount of the battery 24 has become a very small amount of 30% or less, and can be urged to take measures to prevent the battery from running out.

また、バッテリ２４の残電力量が３０％以下の微少量になったときには、右走行用電動機１３及び左走行用電動機１４を優先的に駆動するようにしてあることから、この油圧ショベルを充電基地まで迅速に走行させることができる。   Further, when the remaining power amount of the battery 24 becomes a very small amount of 30% or less, the right traveling motor 13 and the left traveling motor 14 are preferentially driven. Can be run quickly.

また、上述のようにバッテリ２４の残電力量が３０％以下の微少量になったときに、警告ランプ５７が点灯するので、このような状態にあることをより確実にオペレータに認識させることができる。また、出力調整ダイヤル５６を調整することによって、バッテリ２４の残電力量が微少量になったと判断するタイミングを、オペレータの望むように変更させることができる。   Further, as described above, the warning lamp 57 is turned on when the remaining power of the battery 24 becomes a very small amount of 30% or less, so that the operator can be more surely recognized that such a state is present. it can. Further, by adjusting the output adjustment dial 56, it is possible to change the timing at which it is determined that the remaining power amount of the battery 24 has become very small as desired by the operator.

なお、上記実施形態では、バッテリ２４の残電力量が３０％以下の微少量になったときには、制御器５５から出力される制御信号によって、右走行用電動機１３、左走行用電動機１４を優先的に駆動させ、油圧ポンプ用電動機２２への出力を減少させる制御を行なわせるようにしたが、本発明は、このように制御することには限られない。例えば、このようにバッテリ２４の残電力量が微少量になったときに、右走行用電動機１３、左走行用電動機１４の優先的な駆動は維持させるものの、旋回用電動機２５への出力を減少させる制御を行なわせるようにしてもよい。このように制御する構成にした場合も、オペレータにバッテリ２４の残電力量が微少量になったことを気付かせることができ、上記実施形態と同等の効果が得られる。   In the above-described embodiment, when the remaining power amount of the battery 24 becomes a very small amount of 30% or less, the right traveling motor 13 and the left traveling motor 14 are given priority by the control signal output from the controller 55. However, the present invention is not limited to such a control. For example, when the remaining power amount of the battery 24 becomes very small in this way, the preferential driving of the right traveling motor 13 and the left traveling motor 14 is maintained, but the output to the turning motor 25 is reduced. You may make it perform control to perform. Even in such a configuration, the operator can be made aware that the amount of remaining power of the battery 24 has become very small, and the same effect as the above embodiment can be obtained.

本発明に係るアクチュエータ駆動装置の一実施形態が備えられる建設機械の一例として挙げた油圧ショベルを示す側面図である。It is a side view which shows the hydraulic excavator mentioned as an example of the construction machine with which one Embodiment of the actuator drive device which concerns on this invention is provided. 本実施形態の要部構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the principal part structure of this embodiment. 本実施形態に備えられる制御器の要部構成を示す図である。It is a figure which shows the principal part structure of the controller with which this embodiment is equipped. 本実施形態に備えられる制御器における処理手順を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the process sequence in the controller with which this embodiment is equipped. 本実施形態に備えられる制御器の要部構成を示す図である。It is a figure which shows the principal part structure of the controller with which this embodiment is equipped.

符号の説明Explanation of symbols

１０ 走行体
１３ 右走行用電動機（特定電動機）
１４ 左走行用電動機（特定電動機）
２０ 旋回体
２２ 油圧ポンプ用電動機
２２ａ 回転数センサ
２４ バッテリ
２５ 旋回用電動機
２８ａ 旋回用インバータ
２８ｂ 右走行用インバータ
２８ｃ 左走行用インバータ
３０ フロント作業機
３２ ブームシリンダ
３４ アームシリンダ
３６ バケットシリンダ
４０ 油圧制御機構
４１ 油圧ポンプ
４２ 油圧制御弁
５２ 油圧ポンプ用インバータ
５５ 制御器（電力制御手段）
５６ 出力調整ダイヤル（手動電力調整手段）
５７ 警告ランプ（警告手段）
７１ 乗算器
７２ 乗算器
７３ 乗算器
７４ 比例器
７５ 比例器
７６ 比例器
７７ 加算器
８１ 比例器
８２ 比例器
８３ 比例器
８４ 乗算器
８５ 乗算器
８６ 乗算器 10 traveling body 13 right-hand drive motor (specific motor)
14 Left-hand drive motor (specific motor)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 20 Revolving body 22 Hydraulic pump electric motor 22a Rotational speed sensor 24 Battery 25 Turning electric motor 28a Turning inverter 28b Right running inverter 28c Left running inverter 30 Front work machine 32 Boom cylinder 34 Arm cylinder 36 Bucket cylinder 40 Hydraulic control mechanism 41 Hydraulic pump 42 Hydraulic control valve 52 Hydraulic pump inverter 55 Controller (power control means)
56 Output adjustment dial (Manual power adjustment means)
57 Warning lamp (Warning means)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 71 multiplier 72 multiplier 73 multiplier 74 proportional device 75 proportional device 76 proportional device 77 adder 81 proportional device 82 proportional device 83 proportional device 84 multiplier 85 multiplier 86 multiplier

Claims (5)

複数の電動機と、バッテリとを備え、上記電動機のそれぞれを上記バッテリからの電力によってアクチュエータとして、またはアクチュエータを駆動する駆動源として動作させるようにした建設機械のアクチュエータ駆動装置において、
上記バッテリの残電力量が所定量以下の微少量に減少した際に、上記電動機のうちのいずれかの電動機への出力指令を減少させて合計使用電力を抑える制御を行なう電力制御手段を備えたことを特徴とする建設機械のアクチュエータ駆動装置。 In an actuator drive device for a construction machine, comprising a plurality of electric motors and a battery, wherein each of the electric motors is operated as an actuator by electric power from the battery or as a drive source for driving the actuator.
When the remaining power amount of the battery is reduced to a very small amount of a predetermined amount or less, power control means is provided for performing control to reduce the output command to any one of the motors to reduce the total power consumption. An actuator driving device for a construction machine. 上記請求項１記載の発明において、
上記電力制御手段は、上記バッテリの残電力量が所定量以下の微少量に減少した際に、特定電動機を優先的に駆動させ、他の電動機への出力指令を減少させる制御を行なうことを特徴とする建設機械のアクチュエータ駆動装置。 In the invention of claim 1,
The power control means performs control to preferentially drive a specific motor and reduce an output command to another motor when the remaining power amount of the battery is reduced to a minute amount of a predetermined amount or less. Actuator drive device for construction machinery. 上記請求項２記載の発明において、
上記特定電動機が、走行用電動機から成ることを特徴とする建設機械のアクチュエータ駆動装置。 In the invention of claim 2,
An actuator driving apparatus for a construction machine, wherein the specific motor is a traveling motor. 上記請求項１記載の発明において、
上記バッテリの残電力量が所定量以下の微少量に減少した際に、オペレータに対して警告を与える警告手段を備えるとともに、上記いずれかの電動機に対する目標出力を調整可能な手動電力調整手段を備えたことを特徴とする建設機械のアクチュエータ駆動装置。 In the invention of claim 1,
Provided with a warning means for giving a warning to an operator when the remaining power amount of the battery is reduced to a small amount of a predetermined amount or less, and a manual power adjustment means capable of adjusting a target output for any one of the motors An actuator driving device for a construction machine. 上記請求項１〜４のいずれか１項記載の発明において、
上記建設機械が、油圧ショベルから成ることを特徴とする建設機械のアクチュエータ駆動装置。 In the invention according to any one of claims 1 to 4,
A construction machine actuator driving device, wherein the construction machine comprises a hydraulic excavator.
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