JP2008256037A - 電動式油圧作業機 - Google Patents

Abstract

【課題】ロードセンシングのシステム構成を小型化する。
【解決手段】電動機１０により駆動される固定容量式の油圧ポンプ１１と、油圧ポンプ１１からの圧油により駆動される複数の油圧アクチュエータ１２と、レバー操作により、油圧アクチュエータ１２の駆動指令である電気的な操作信号を出力する電気レバー装置９と、操作信号に応じて油圧ポンプ１１から油圧アクチュエータ１２への圧油の流れをそれぞれ制御する制御弁２１，２２と、電動機１０の回転を制御する電動機制御手段５０とを備える。電動機制御手段５０は、油圧ポンプ１１の吐出圧Ｐｐと複数の油圧アクチュエータ１２の最大負荷圧ＰＬｍａｘとの差圧を検出する差圧検出手段３１，３２と、差圧検出手段３１，３２により検出された差圧が一定となるように電動機１０の目標周波数ｆａを演算する周波数演算手段５２と、目標周波数ｆａに応じた駆動周波数ｆで電動機１０を駆動する駆動手段５３〜５５とを有する。
【選択図】図２

Description

本発明は、電動機により油圧ポンプを駆動して各種作業を行う電動式油圧作業機に関する。

従来、複数の油圧アクチュエータを複合操作して作業を行う油圧ショベル等において、可変容量型油圧ポンプのポンプ圧と油圧アクチュエータの最大負荷圧との差圧が設定値になるようにポンプ押しのけ容積を制御するロードセンシング式油圧制御装置が知られている（例えば特許文献１参照）。

特開平７−２２９１６９号公報

しかしながら、上記特許文献１記載の装置のようにポンプ圧とアクチュエータの最大負荷圧との差圧に応じてレギュレータを調節し、ポンプ押しのけ容積を制御する場合、多数の油圧配管の取り回しが必要となり、装置が大型化する傾向にある。そのため、省スペースが要求されるミニショベル等に適用することは困難である。また、上記特許文献１記載の装置のような油圧によるロードセンシング式油圧制御装置では、装置を正常に機能させるために各種油圧機器のチューニングが必要となり、手間がかかるという問題があった。

本発明による電動式油圧作業機は、電動機により駆動される固定容量式の油圧ポンプと、油圧ポンプからの圧油により駆動される少なくとも２つの第１および第２の油圧アクチュエータと、レバー操作により第１および第２の油圧アクチュエータの駆動指令である電気的な操作信号を出力する電気レバー装置と、操作信号に応じて油圧ポンプから第１および第２の油圧アクチュエータへの圧油の流れをそれぞれ制御する第１および第２の制御弁と、電動機の回転を制御する電動機制御手段とを備え、電動機制御手段は、油圧ポンプの吐出圧と第１および第２の油圧アクチュエータの最大負荷圧との差圧を検出する差圧検出手段と、差圧検出手段により検出された差圧が一定となるように電動機の目標周波数を演算する周波数演算手段と、目標周波数に応じた駆動周波数で電動機を駆動する駆動手段とを有することを特徴とする。
予め電動機が所定トルクを出力するための上限周波数と下限周波数を設定し、目標周波数が下限周波数以上かつ上限周波数以下のときは目標周波数で電動機を駆動し、目標周波数が上限周波数より大きいとき、または下限周波数より小さいときは、上限周波数または下限周波数で電動機を駆動することもできる。
第１および第２の油圧アクチュエータの要求流量が油圧ポンプの最大吐出流量を超えた状態であるサチレーション状態を検出するサチレーション検出手段と、サチレーション検出手段によりサチレーション状態が検出されると、レバー操作による第１および第２の油圧アクチュエータへの圧油の供給を同一の割合で制限するように第１および第２の制御弁を制御する制御弁制御手段とをさらに備えることもできる。
この場合、目標周波数が上限周波数を超えるとサチレーション状態と判定することができる。
第１および第２の制御弁の前後差圧を負荷圧に拘わらず一定とする圧力補償弁をさらに設けることもできる。

本発明によれば、ポンプ吐出圧と油圧アクチュエータの最大負荷圧との差圧が所定値となるように電動機の回転を制御するので、油圧配管の取り回しが少なくて済み、ミニショベル等に容易に適用できる。

−第１の実施の形態−
以下、図１〜図７を参照して本発明による電動式油圧作業機の第１の実施の形態について説明する。
図１は、本発明による電動式油圧作業機の一例である油圧ショベルの側面図であり、とくに小旋回が可能なミニショベルを示している。油圧ショベルは、走行体１と、旋回装置３を介して走行体１上に旋回可能に搭載された旋回体２と、旋回体２に回動可能に取り付けられたブーム５、アーム６、バケット７からなる作業用フロント４とを有する。

ブーム５はブームシリンダ５ａにより回動可能に支持され、アーム６はアームシリンダ６ａにより回動可能に支持され、バケット７はバケットシリンダ７ａにより回動可能に支持されている。これら各シリンダ５ａ〜７ａは、運転室８に設けられた操作レバー９により操作される。なお、アーム先端部にバケット７を取り付けたが、バケット７の代わりに他の作業用アタッチメントを取り付けることもできる。

図２は、第１の実施の形態に係る油圧ショベルのシステム構成を示す図である。図２のシステムは、電動機１０と、電動機１０により駆動される固定容量型油圧ポンプ１１と、油圧ポンプ１１からの圧油により駆動する複数の油圧アクチュエータ１２（一例としてブームシリンダ５ａとアームシリンダ６ａ）と、油圧ポンプ１１から各油圧アクチュエータ１２への圧油の流れを制御する方向制御弁ユニット２０と、電動機１０の回転を制御する制御ユニット５０とで構成される。

方向制御弁ユニット２０は、ブームシリンダ５ａへの圧油の流れを制御する方向制御弁２１と、アームシリンダ６ａへの圧油の流れを制御する方向制御弁２２とを有する。方向制御弁２１，２２は互いに並列に配置され、各方向制御弁２１，２２には油圧ポンプ１１からの圧油がそれぞれ分岐して導かれる。方向制御弁２１，２２は、各油圧アクチュエータ１２に対応して設けた操作レバー９（図１）の操作量に応じて切り換えられる。操作レバー９は、操作量に応じた電気的な操作信号（レバー信号）を出力する電気レバーであり、方向制御弁２１，２２は、レバー信号に応じた制御信号によって切り換わる電磁比例弁である。

方向制御弁２１，２２にポンプ吐出油を導く圧油供給経路には、それぞれ圧力補償弁２３，２４が設けられている。圧力補償弁２３，２４のばね２３ａ，２４ａの設定圧はそれぞれ所定値Ｐｓにセットされており、圧力補償弁２３，２４は方向制御弁２１，２２の前後差圧が所定値Ｐｓとなるように作動する。これによりブームシリンダ圧ＰＬ１およびアームシリンダ圧ＰＬ２の変化に拘わらず方向制御弁２１，２２の前後差圧は一定に保たれ、各方向制御弁２１，２２の開口面積比通りにポンプ流量を分流できる。

油圧ポンプ１１の吐出圧Ｐｐは、圧力センサ３１により検出される。アクチュエータ１２に作用する負荷圧のうち、最大負荷圧ＰＬｍａｘはシャトル弁２５，２６で選択され、圧力センサ３２により検出される。圧力センサ３１，３２により得られた圧力信号ＶＰ，ＶＬは制御ユニット５０に入力される。なお、２７は、アクチュエータ１２が非作動の無負荷時において、油圧ポンプ１０からの余剰流量を作動油タンクに排出するためのアンロード弁であり、２８は、回路保護用のメインリリーフ弁である。

制御ユニット５０は、圧力信号ＶＰ，ＶＬを入力する入力部５１と、圧力信号ＶＰ，ＶＬからポンプ吐出圧Ｐｐと最大負荷圧ＰＬｍａｘを算出し、このポンプ吐出圧Ｐｐと最大負荷圧ＰＬｍａｘとの差圧を目標差圧Ｐｓとするための電動機１０の目標回転数（目標周波数ｆａ）を演算する演算部５２と、目標回転数で電動機１０を駆動するように指令信号Ｖ０を出力する出力部５３と、外部電源５５からの電力を指令信号Ｖ０に応じた駆動周波数ｆに変換し、電動機１０を駆動するインバータ５４とで構成される。

本実施の形態では、ポンプ吐出圧Ｐｐと最大負荷圧ＰＬｍａｘとの差圧（Ｐｐ−ＰＬｍａｘ）が目標差圧Ｐｓとなるように電動機１０を制御する。すなわち制御ユニット５０からの信号によりロードセンシングを行う。ここで、（Ｐｐ−ＰＬｍａｘ）と目標差圧Ｐｓとの偏差を補正圧力ΔＰ（＝（Ｐｐ−ＰＬｍａｘ）−Ｐｓ）と定義する。図３は、補正圧力ΔＰと目標増分周波数Δｆとの関係を示す図であり、この関係は予め制御ユニット内のメモリに記憶されている。図３によれば、ΔＰ＝０のときΔｆ＝０であり、ΔＰが０より大きくなるに従いΔｆが０より小さくなり、ΔＰが０より小さくなるに従いΔｆが０より大きくなっている。本実施の形態では、図３の関係を用いて後述するように電動機１０の駆動周波数ｆを補正する。

図４は、第１の実施の形態に係る制御ユニット５０の詳細な構成を示すブロック図である。圧力センサ３１，３２からの圧力信号ＶＰ，ＶＬは、圧力変換器３５，３６に入力され、圧力変換器３５，３６でポンプ吐出圧Ｐｐと最大負荷圧ＰＬｍａｘとにそれぞれ変換される。減算器３７では、ポンプ吐出圧Ｐｐから最大負荷圧ＰＬｍａｘを減算し、差圧（Ｐｐ−ＰＬｍａｘ）を求める。減算器３８では、差圧（Ｐｐ−ＰＬｍａｘ）から目標差圧Ｐｓを減算し、補正圧力ΔＰを演算する。

Δｆ算出器３９では、補正圧力ΔＰを制御パラメータとして、図３の関係から目標増分周波数Δｆを演算する。加算器４０では、現在の駆動周波数ｆに目標増分周波数Δｆを加算し、目標周波数ｆａを演算する。出力部５３では、予め定められた図５の特性に基づき、目標周波数ｆａから駆動周波数ｆを演算し、この駆動周波数ｆに対応した指令信号Ｖ０をインバータ５４に出力する。

図５は、目標周波数ｆａと駆動周波数ｆの関係を示す図である。目標周波数ｆａが下限周波数ｆｍｉｎ以上かつ上限周波数ｆｍａｘ以下の範囲（ｆｍｉｎ≦ｆａ≦ｆｍａｘ）では、駆動周波数ｆは目標周波数ｆａに等しい。目標周波数ｆａが下限周波数ｆｍｉｎより小さいと、駆動周波数ｆは下限周波数ｆｍｉｎとなり、目標周波数ｆａが上限周波数ｆｍａｘより大きいと、駆動周波数ｆは上限周波数ｆｍａｘとなる。すなわち駆動周波数ｆの上限値および下限値はそれぞれ上限周波数ｆｍａｘおよび下限周波数ｆｍｉｎに制限されている。上限周波数ｆｍａｘは、電動機１０の基底周波数ｆ０に設定され、下限周波数ｆｍｉｎは、アンロード弁２９作動時のスタンバイ流量を確保するための最低回転数に対応した周波数に設定される。

インバータ５４は、外部電源５５からの電力を指令信号Ｖ０に応じた駆動周波数ｆに変換し、駆動周波数ｆで電動機１０を駆動する。図６は、指令信号Ｖ０と駆動周波数ｆの関係を示す図である。図６では、指令信号Ｖ０の増加に伴い駆動周波数ｆは増加しており、この図６の特性に基づき指令信号Ｖ０に応じて駆動周波数ｆが制御される。これにより電動機１０は目標周波数に制御される。

図７は、駆動周波数ｆと電動機１０の出力トルクＴの関係を示す図である。ここでは、上限周波数ｆｍａｘを基底周波数ｆ０とし、そのときの出力トルクＴを定格トルクＴａとしている。電動機１０は、ベクトル制御によって下限周波数ｆｍｉｎから上限周波数ｆｍａｘにかけて一定の定格トルクＴａを出力するように制御される。この場合の定格トルクＴａは、油圧ポンプ１１の押しのけ容積ｑとメインリリーフ弁２８のリリーフ圧Ｐｒとで定まる最大ポンプ入力トルクＴｍａｘよりも大きく設定されている。これにより駆動周波数ｆの全範囲（ｆｍｉｎ≦ｆ≦ｆｍａｘ）において、電動機１０の出力トルクＴが最大ポンプ入力トルクＴｍａｘよりも大きくなり、安定した電動機１０の速度制御が可能である。

本実施の形態に係る油圧ショベルは、排ガスや騒音がとくに問題となるような作業現場、例えば屋内の現場で使用される。制御ユニット５０には外部電源５５からケーブルを介して電力が供給される。ケーブルは旋回動作等によって長さが不足することがないように、例えば屋内の天井部から吊り下げられ、旋回中心上もしくはその近傍を経由して制御ユニット５０に取り付けられる。

操作レバー９の操作により油圧アクチュエータ１２（例えばブームシリンダ５ａとアームシリンダ６ａ）の駆動指令が入力されると、レバー操作量に応じて方向制御弁２１，２２が駆動され、油圧ポンプ１１から各シリンダ５ａ，６ａへの圧油の流れが制御される。ここで、方向制御弁ユニット２０には圧力補償弁２３，２４が設けられているため、負荷圧ＰＬ１，ＰＬ２が変動した場合でも、各シリンダ５ａ，６ａには操作レバー９の操作量に応じてポンプ吐出量を配分することができ、シリンダ５ａ，６ａを適切に複合動作することができる。

制御ユニット５０は、ポンプ吐出圧Ｐｐと最高負荷圧ＰＬｍａｘとの差圧を目標差圧Ｐｓとするための駆動周波数ｆを演算し、外部電源５５をインバータ５４で制御して駆動周波数ｆで電動機１０を駆動する。例えば作業時に最高負荷圧ＰＬｍａｘが上昇すると、（Ｐｐ−ＰＬｍａｘ）が小さくなるため、図３の補正圧力ΔＰが負になり、Δｆ算出器３９からプラスの目標増分周波数Δｆが出力される。これにより駆動周波数ｆが大きくなって電動機１０の回転速度が速くなり、ポンプ吐出量が増大する。その結果、ポンプ吐出圧Ｐｐが増加して、最高負荷圧ＰＬｍａｘとポンプ吐出圧Ｐｐとの差圧が目標差圧Ｐｓに制御され、電動機１０の速度制御によりロードセンシング式油圧制御が可能となる。

第１の実施の形態によれば以下のような作用効果を奏することができる。
（１）油圧ポンプ１１駆動用の電動機１０を速度制御してポンプ吐出圧Ｐｐと最高負荷圧ＰＬｍａｘとの差圧を目標差圧Ｐｓとするので、油圧ポンプ１１を可変容量型ポンプとして構成する必要がなく、ポンプ押しのけ容積変更用の油圧配管等が不要になる。その結果、ロードセンシングのシステム全体を小型化することができ、ミニショベルに容易に適用することができる。また、電動機１０の速度制御によりロードセンシングを行うため、油圧機器のチューニングの手間も省ける。可変容量型ポンプが必要ないので、システム全体を安価に構築できる。
（２）電動機１０の速度制御によりロードセンシングを行うので、電動機の回転数を必要最低限のものとすることができる。その結果、例えば電動機１０を一定の基底周波数ｆ０で回転駆動しつつ、ポンプ容量を変更してロードセンシングを行うものに比べ、エネルギロスや発熱を抑えることができる。
（３）電動機１０の駆動周波数ｆに上限周波数ｆｍａｘと下限周波数ｆｍｉｎを設定し、この上限周波数ｆｍａｘと下限周波数ｆｍｉｎの間の駆動周波数ｆで電動機１０を駆動して電動機１０が常に定格トルクＴａを出力するようにしたので、電動機１０の安定した速度制御が可能である。
（４）方向制御弁ユニット２０に圧力補償弁２３，２４を設け、負荷に拘わらず方向制御弁２１，２２の前後差圧が一定となるようにしたので、ロードセンシングを行いつつ、油圧アクチュエータ１２の複合操作を最適に行うことができる。

−第２の実施の形態−
図８〜図１１を参照して本発明による電動式油圧作業機の第２の実施の形態について説明する。
第２の実施の形態では、ポンプ吐出流量がアクチュエータ１２の要求流量よりも小さい状態であるサチレーション状態を検出し、方向制御弁の制御によりサチレーション対策を行う。なお、以下では第１の実施の形態との相違点を主に説明する。

図８は、第２の実施の形態に係る油圧ショベルのシステム構成を示す図である。なお、図２と同一の箇所には同一の符号を付している。第２の実施の形態の制御ユニット５０には、電動機１０を制御するための電動機制御部５０ａと、油圧アクチュエータ１２（ここではブームシリンダ５ａとアームシリンダ６ａとする）駆動用の方向制御弁２１，２２を制御する制御弁制御部５０ｂとが設けられている。電動機制御部５０ａは、図２の制御ユニット５０と同一の構成である。

操作レバー９は中立状態からＡ方向およびＢ方向に操作可能であり、操作レバー９の操作量はポテンショメータ９ａで検出される。制御弁制御部５０ｂは、レバー信号Ｌｖを入力する入力部６１と、方向制御弁２１，２２（電磁比例弁）に出力する制御信号（駆動電流）Ｉを演算する演算部６２と、方向制御弁２１，２２に制御信号Ｉを出力する出力部６３とを有する。

図９は、第２の実施の形態に係る制御ユニット５０の詳細構成を示すブロック図である。なお、図４と同一の箇所には同一の符号を付している。操作レバー９Ａ，９Ｂはそれぞれ方向制御弁２１，２２の操作指令を入力する操作レバー９である。この操作レバー９Ａ，９Ｂの操作量に応じたレバー信号Ｌｖはそれぞれ制御弁制御部５０ｂの入力部６１Ａ，６１Ｂに入力される。信号算出器６４Ａ，６４Ｂでは、予め定められた図１１の特性に基づき、入力されたレバー信号Ｌｖに対応した制御信号Ｉがそれぞれ演算される。

図１１は、レバー信号Ｌｖと制御信号Ｉとの関係を示す図である。図１１に示すように操作レバー９が中立時にはレバー信号はＬｖ０であり、このレバー中立付近には不感帯が設けられ、制御信号Ｉが０となっている。操作レバー９が中立位置から図８のＡ方向に操作されるとレバー信号Ｌｖは増加し、Ｂ方向に操作されるとレバー信号Ｌｖは減少する。操作レバー９が中立位置からＡ方向およびＢ方向へ所定量以上操作されると、操作量の増加に伴い制御信号Ｉが増加し、Ａ方向およびＢ方向におけるレバー操作量が最大のとき、制御信号Ｉは最大Ｉｍａｘとなる。

ゲイン算出器６５には、電動機制御部５０ａで演算された目標周波数ｆａが入力される。ゲイン算出器６５では、予め定められた図１０の特性に基づき修正ゲインＫを演算する。図１０は、目標周波数ｆａと修正ゲインＫの関係を示す図である。図１０に示すように目標周波数ｆａが上限周波数ｆｍａｘ以下では、修正ゲインＫは１であり、目標周波数ｆａが上限周波数ｆｍａｘを超えると、修正ゲインＫは所定の演算式（例えばｆｍａｘ／ｆａ）に従って徐々に減少する。ここで、電動機１０の駆動周波数ｆは上限周波数ｆｍａｘを超えないように制限されるため（図５）、目標周波数ｆａが上限周波数ｆｍａｘを超えるとサチレーション状態となり、このサチレーション状態が検出されると修正ゲインＫを１よりも小さくする。

乗算器６６Ａ，６６Ｂでは、信号算出器６４Ａ，６４Ｂで演算された制御信号Ｉに修正ゲインＫを乗じて制御信号Ｉをそれぞれ補正する。出力部６３Ａ，６３Ｂでは、この補正後の制御信号Ｉ（＝Ｋ・Ｉ）を方向制御弁２１，２２のソレノイド２１ａ，２１ｂ，２２ａ，２２ｂに出力する。この場合、操作レバー９Ａ，９ＢがＡ方向（図８）に操作されるとソレノイド２１ａ，２２ａに制御信号Ｉを出力し、Ｂ方向に操作されるとソレノイド２１ｂ，２２ｂに制御信号Ｉを出力する。これにより方向制御弁２１，２２が位置イ側または位置ロ側に切り換わる。

以上の構成では、目標周波数ｆａが上限周波数ｆｍａｘを超えるとサチレーション状態と判定し、修正ゲインＫを１より小さくした。これにより、方向制御弁２１，２２に出力される制御信号Ｉが一様に小さくなり、各油圧アクチュエータ５ａ，６ａへの圧油の供給量がそれぞれ等しい割合で減少する。その結果、複合操作時の流量比を一定に保った状態で作業を行うことができ、良好なサチレーション対策が可能である。この場合、全体の作業速度は遅くなるが、油圧アクチュエータ５ａ，６ａの速度比は変化しないため、複合操作性は良好である。目標周波数ｆａが基底周波数ｆ０である上限周波数ｆｍａｘを超えるとサチレーション状態と判定するので、サチレーション状態を容易に検出できる。

なお、上記実施の形態では、サチレーション対策として制御信号Ｉに修正ゲインＫを乗じるようにしたが、レバー信号Ｌｖに修正ゲインＫを乗じてレバー信号Ｌｖを補正するようにしてもよい。この場合、例えば中立時のレバー信号Ｌｖ０を０とし、操作レバー９がＡ方向に操作されるとレバー信号Ｌｖがプラス、Ｂ方向に操作されるとマイナスになるようにしてもよい。これにより修正ゲインＫが１より小さいと、方向制御弁２１，２２に出力される制御信号Ｉも小さくなり、上述したのと同様、油圧アクチュエータ５ａ，６ａへの圧油の供給量が抑えられる。

なお、上記実施の形態では、油圧ポンプ１１からの圧油によりブームシリンダ５ａおよびアームシリンダ６ａを複合操作する場合について説明したが、第１および第２の油圧アクチュエータの種類はこれに限らない。また、３つ以上の油圧アクチュエータを同時に複合操作するものでもよい。第１および第２の制御弁としての方向制御弁２１，２２の構成も上述したものに限らない。操作レバー９により油圧アクチュエータ１２の駆動指令であるレバー信号Ｌｖを出力するようにしたが、電気レバー装置の構成はいかなるものでもよい。例えば操作レバー９を十字方向に操作可能とすれば、１本の操作レバー９により２つの油圧アクチュエータ１２の駆動指令を出力することができる。

制御ユニット５０（図２）からの信号により電動機１０の回転を制御するようにしたが、ポンプ吐出圧Ｐｐと油圧アクチュエータ１２の最大負荷圧ＰＬｍａｘとの差圧が設定差圧Ｐｓとなるように電動機１０の目標周波数ｆａを演算し、この目標周波数ｆａに応じた駆動周波数ｆで電動機１０を駆動するのであれば、電動機制御手段の構成は上述したものに限らない。圧力センサ３１，３２の検出値によりポンプ吐出圧Ｐｐと最大負荷圧ＰＬｍａｘの差圧を検出するようにしたが、差圧検出手段の構成はこれに限らない。補正圧力ΔＰと目標増分周波数Δｆの関係（図３）を用いて目標周波数ｆａを演算したが、周波数演算手段の構成はこれに限らない。例えば補正圧力ΔＰと目標増分周波数Δｆの関係を図１２に示すように直線で近似してもよく、これによりΔｆの演算が容易になる。

目標周波数ｆａに応じた駆動周波数ｆを出力部５３で演算し、インバータ５４への信号により駆動周波数ｆで電動機１０を駆動するようにしたが、駆動手段はこれに限らない。図５の特性により目標周波数ｆａを駆動周波数ｆに変換するのではなく、目標周波数ｆａをそのまま駆動周波数ｆとして出力してもよい。目標周波数ｆａが上限周波数ｆｍａｘを超えるとサチレーション状態を検出するようにしたが、サチレーション検出手段はこれに限らない。上記実施の形態では、制御信号Ｉに修正ゲインＫを乗じるようにしたが、各油圧アクチュエータ５ａ，６ａへの圧油の供給を同一の割合で制限するように制御弁２１，２２を制御するのであれば、制御弁制御手段の構成はこれに限らない。

上記実施の形態は、油圧ショベル（図１）に適用したが、電動機で油圧ポンプを駆動して作業を行う他の電動式油圧作業機にも同様に適用することができる。すなわち、本発明の特徴、機能を実現できる限り、本発明は実施の形態の電動式油圧作業機に限定されない。

本発明による電動式油圧作業機の一例である油圧ショベルの外観側面図。 第１の実施の形態に係る油圧ショベルのシステム構成を示す図。 補正圧力と目標増分周波数との関係を示す図。 第１の実施の形態に係る制御ユニットの詳細な構成を示すブロック図。 目標周波数と駆動周波数の関係を示す図。 指令信号と駆動周波数の関係を示す図。 電動機のトルク特性を示す図。 第２の実施の形態に係る油圧ショベルのシステム構成を示す図。 第２の実施の形態に係る制御ユニットの詳細な構成を示すブロック図。 目標周波数と修正ゲインの関係を示す図。 レバー信号と制御信号の関係を示す図。 図３の変形例を示す図。

符号の説明

９ 操作レバー
１０ 電動機
１１ 油圧ポンプ
１２ 油圧アクチュエータ
２１，２２ 方向制御弁
３１，３２ 圧力センサ
５０ 制御ユニット
５０ａ 電動機制御部
５０ｂ 制御弁制御部
５２，６２ 演算部
５３，６３ 出力部
５４ インバータ
５５ 外部電源

Claims (5)

1. 電動機により駆動される固定容量式の油圧ポンプと、
   前記油圧ポンプからの圧油により駆動される少なくとも２つの第１および第２の油圧アクチュエータと、
   レバー操作により前記第１および第２の油圧アクチュエータの駆動指令である電気的な操作信号を出力する電気レバー装置と、
   前記操作信号に応じて前記油圧ポンプから前記第１および第２の油圧アクチュエータへの圧油の流れをそれぞれ制御する第１および第２の制御弁と、
   前記電動機の回転を制御する電動機制御手段とを備え、
   前記電動機制御手段は、
   前記油圧ポンプの吐出圧と前記第１および第２の油圧アクチュエータの最大負荷圧との差圧を検出する差圧検出手段と、
   前記差圧検出手段により検出された差圧が一定となるように前記電動機の目標周波数を演算する周波数演算手段と、
   前記目標周波数に応じた駆動周波数で前記電動機を駆動する駆動手段とを有することを特徴とする電動式油圧作業機。
2. 請求項１に記載の電動式油圧作業機において、
   前記電動機制御手段には、前記電動機が所定トルクを出力するための上限周波数と下限周波数が予め設定され、
   前記駆動手段は、前記目標周波数が前記下限周波数以上かつ前記上限周波数以下のときは前記目標周波数で電動機を駆動し、前記目標周波数が前記上限周波数より大きいとき、または前記下限周波数より小さいときは、前記上限周波数または前記下限周波数で電動機を駆動することを特徴とする電動式油圧作業機。
3. 請求項２に記載の電動式油圧作業機において、
   前記第１および第２の油圧アクチュエータの要求流量が前記油圧ポンプの最大吐出流量を超えた状態であるサチレーション状態を検出するサチレーション検出手段と、
   前記サチレーション検出手段によりサチレーション状態が検出されると、レバー操作による前記第１および第２の油圧アクチュエータへの圧油の供給を同一の割合で制限するように前記第１および第２の制御弁を制御する制御弁制御手段とをさらに備えることを特徴とする電動式油圧作業機。
4. 請求項３に記載の電動式油圧作業機において、
   前記サチレーション検出手段は、前記目標周波数が前記上限周波数を超えるとサチレーション状態と判定することを特徴とする電動式油圧作業機。
5. 請求項１〜４のいずれか１項に記載の電動式油圧作業機において、
   前記第１および第２の制御弁の前後差圧を負荷圧に拘わらず一定とする圧力補償弁がさらに設けられることを特徴とする電動式油圧作業機。

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