JP5559742B2 - 建設機械の電動駆動装置 - Google Patents
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Description
13A 走行用油圧モータ
13B 走行用油圧モータ
15 ブレード用油圧シリンダ
17 旋回用油圧モータ
18 スイング用油圧シリンダ
22 ブーム用油圧シリンダ
23 アーム用油圧シリンダ
24 バケット用油圧シリンダ
28 双方向コンバータ(電動・発電機制御手段、回転数取得手段)
29 電動・発電機
30 油圧ポンプ
31 レギュレータ(ポンプ制御手段)
33,33A ブーム用方向切換弁
34,34A アーム用方向切換弁
35,35A ブーム用圧力補償弁
36,36A アーム用圧力補償弁
37A 操作装置(操作手段)
37B 操作装置(操作手段)
40,40A,40B,40C LS差圧検出装置(差圧検出手段)
45,45A ロードセンシング制御装置(指令制御手段)
48,48A,48B,48C 減算部(減算手段)
49,49A,49B,49C 第1ローパスフィルタ部(第1のローパスフィルタ手段)
50,50A,50B,50C ポンプ指令演算部(第1の指令演算手段)
51,51A,51B,51C 第2ローパスフィルタ部(第2のローパスフィルタ手段)
52,52A,52B,52C 電動・発電機指令演算部(第2の指令演算手段)
58 吐出圧センサ(吐出圧検出手段)
59 最高負荷圧センサ(最高負荷圧検出手段)
62 センタバイパス流路
63 絞り
64 制御圧センサ(制御圧検出手段)
65 傾転角センサ(傾転角検出手段)
66 ネガティブ制御装置(指令制御手段)
67 吐出流量演算部(吐出流量演算手段)
69 パイロット圧センサ(最大操作量検出手段)
70 ポジティブ制御装置(指令制御手段)
Claims (8)
- 蓄電装置と、
前記蓄電装置との間で電力の授受を行う電動・発電機と、
前記電動・発電機によって駆動する可変容量型の油圧ポンプと、
複数の油圧アクチュエータと、
前記複数の油圧アクチュエータの動作を指示する複数の操作手段と、
前記複数の操作手段の操作方向及び操作量に応じて、前記油圧ポンプから前記複数の油圧アクチュエータへ供給する圧油の方向及び流量をそれぞれ制御する複数の方向切換弁とを備えた建設機械の電動駆動装置において、
前記油圧ポンプの押しのけ容積を可変制御するポンプ制御手段と、
前記電動・発電機の回転数を可変制御する電動・発電機制御手段と、
前記複数の操作手段のそれぞれからの操作指令量に基づく要求流量の変化に応じて前記ポンプ制御手段及び前記電動・発電機制御手段への指令値を演算する指令制御手段とを備え、
前記複数の方向切換弁のそれぞれの前後差圧が、前記油圧ポンプの吐出圧と前記複数の油圧アクチュエータの最高負荷圧との差圧であるロードセンシング差圧となるように制御する複数の圧力補償弁と、
前記ロードセンシング差圧を検出する差圧検出手段とをさらに備え、
前記指令制御手段は、前記差圧検出手段で検出されたロードセンシング差圧が予め設定された目標値となるように、それらの差分に応じて前記ポンプ制御手段及び前記電動・発電機制御手段への指令値を演算しており、
前記電動・発電機制御手段は、前記ロードセンシング差圧が前記目標値を上回って前記電動・発電機の回転数を減少させるときに、前記電動・発電機の回転子の慣性力を電力に変換して前記蓄電装置を充電する回生制御を行うことを特徴とする建設機械の電動駆動装置。 - 請求項1記載の建設機械の電動駆動装置において、
前記指令制御手段は、
前記差圧検出手段で検出されたロードセンシング差圧と予め設定された目標値との差分を演算する減算手段と、
前記減算手段で算出された差分に対し、予め設定された第1の周波数以上の変化成分を除去する処理を行う第1のローパスフィルタ手段と、
前記第1のローパスフィルタ手段で処理された差分に応じて前記ポンプ制御手段への指令値を演算する第1の指令演算手段と、
前記減算手段で算出された差分に対し、前記第1の周波数より小さくなるように予め設定された第2の周波数以上の変化成分を除去する処理を行う第2のローパスフィルタ手段と、
前記第2のローパスフィルタ手段で処理された差分に応じて前記電動・発電機制御手段への指令値を演算する第2の指令演算手段とを有することを特徴とする建設機械の電動駆動装置。 - 蓄電装置と、
前記蓄電装置との間で電力の授受を行う電動・発電機と、
前記電動・発電機によって駆動する可変容量型の油圧ポンプと、
複数の油圧アクチュエータと、
前記複数の油圧アクチュエータの動作を指示する複数の操作手段と、
前記複数の操作手段の操作方向及び操作量に応じて、前記油圧ポンプから前記複数の油圧アクチュエータへ供給する圧油の方向及び流量をそれぞれ制御する複数の方向切換弁とを備えた建設機械の電動駆動装置において、
前記油圧ポンプの押しのけ容積を可変制御するポンプ制御手段と、
前記電動・発電機の回転数を可変制御する電動・発電機制御手段と、
前記複数の操作手段のそれぞれからの操作指令量に基づく要求流量の変化に応じて前記ポンプ制御手段及び前記電動・発電機制御手段への指令値を演算する指令制御手段とを備え、
前記複数の方向切換弁のそれぞれの前後差圧が、前記油圧ポンプの吐出圧と前記複数の油圧アクチュエータの最高負荷圧との差圧であるロードセンシング差圧となるように制御する複数の圧力補償弁と、
前記油圧ポンプの吐出圧を検出する吐出圧検出手段と、
前記複数の油圧アクチュエータの最高負荷圧を検出する最高負荷圧検出手段とをさらに備え、
前記指令制御手段は、前記最高負荷圧検出手段で検出された前記複数の油圧アクチュエータの最高負荷圧に基づいて前記油圧ポンプの吐出圧に対する目標値を設定し、前記吐出圧検出手段で検出された前記油圧ポンプの吐出圧が前記目標値となるように、それらの差分に応じて前記ポンプ制御手段及び前記電動・発電機制御手段への指令値を演算しており、
前記電動・発電機制御手段は、前記油圧ポンプの吐出圧が前記目標値を上回って前記電動・発電機の回転数を減少させるときに、前記電動・発電機の回転子の慣性力を電力に変換して前記蓄電装置を充電する回生制御を行うことを特徴とする建設機械の電動駆動装置。 - 請求項3記載の建設機械の電動駆動装置において、
前記指令制御手段は、
前記最高負荷圧検出手段で検出された前記複数の油圧アクチュエータの最高負荷圧に基づいて前記油圧ポンプの吐出圧に対する目標値を設定する目標値設定手段と、
前記吐出圧検出手段で検出された前記油圧ポンプの吐出圧と前記目標値設定手段で設定された目標値との差分を演算する減算手段と、
前記減算手段で算出された差分に対し、予め設定された第1の周波数以上の変化成分を除去する処理を行う第1のローパスフィルタ手段と、
前記第1のローパスフィルタ手段で処理された差分に応じて前記ポンプ制御手段への指令値を演算する第1の指令演算手段と、
前記減算手段で算出された差分に対し、前記第1の周波数より小さくなるように予め設定された第2の周波数以上の変化成分を除去する処理を行う第2のローパスフィルタ手段と、
前記第2のローパスフィルタ手段で処理された差分に応じて前記電動・発電機制御手段への指令値を演算する第2の指令演算手段とを有することを特徴とする建設機械の電動駆動装置。 - 蓄電装置と、
前記蓄電装置との間で電力の授受を行う電動・発電機と、
前記電動・発電機によって駆動する可変容量型の油圧ポンプと、
複数の油圧アクチュエータと、
前記複数の油圧アクチュエータの動作を指示する複数の操作手段と、
前記複数の操作手段の操作方向及び操作量に応じて、前記油圧ポンプから前記複数の油圧アクチュエータへ供給する圧油の方向及び流量をそれぞれ制御する複数の方向切換弁とを備えた建設機械の電動駆動装置において、
前記油圧ポンプの押しのけ容積を可変制御するポンプ制御手段と、
前記電動・発電機の回転数を可変制御する電動・発電機制御手段と、
前記複数の操作手段のそれぞれからの操作指令量に基づく要求流量の変化に応じて前記ポンプ制御手段及び前記電動・発電機制御手段への指令値を演算する指令制御手段とを備え、
前記複数の方向切換弁は、オープンセンタ型であり、
前記複数の方向切換弁のセンタバイパス流路の下流側に設けられた絞りと、
前記絞りの上流側で切換わる複数の方向切換弁のうちの少なくとも1つの切換量の変化に基づき変化する、前記絞りの上流側圧力を制御圧として検出する制御圧検出手段と、
前記油圧ポンプの傾転角を検出する傾転角検出手段と、
前記電動・発電機の回転数を取得する回転数取得手段と、
前記傾転角検出手段で検出された前記油圧ポンプの傾転角及び前記回転数取得手段で取得された前記電動・発電機の回転数に基づいて前記油圧ポンプの吐出流量を演算する吐出流量演算手段とをさらに備え、
前記指令制御手段は、前記吐出流量演算手段で算出された前記油圧ポンプの吐出流量に基づいて前記制御圧に対する目標値を設定し、前記制御圧検出手段で検出された制御圧と前記目標値との差分に応じて前記ポンプ制御手段及び前記電動・発電機制御手段への指令値を演算しており、
前記電動・発電機制御手段は、前記制御圧が前記目標値を上回って前記電動・発電機の回転数を減少させるときに、前記電動・発電機の回転子の慣性力を電力に変換して前記蓄電装置を充電する回生制御を行うことを特徴とする建設機械の電動駆動装置。 - 請求項5記載の建設機械の電動駆動装置において、
前記指令制御手段は、
前記吐出流量演算手段で算出された前記油圧ポンプの吐出流量に基づいて制御圧に対する目標値を設定する目標値設定手段と、
前記制御圧検出手段で検出された制御圧と前記目標値設定手段で設定された目標値との差分を演算する減算手段と、
前記減算手段で算出された差分に対し、予め設定された第1の周波数以上の変化成分を除去する処理を行う第1のローパスフィルタ手段と、
前記第1のローパスフィルタ手段で処理された差分に応じて前記ポンプ制御手段への指令値を演算する第1の指令演算手段と、
前記減算手段で算出された差分に対し、前記第1の周波数より小さくなるように予め設定された第2の周波数以上の変化成分を除去する処理を行う第2のローパスフィルタ手段と、
前記第2のローパスフィルタ手段で処理された差分に応じて前記電動・発電機制御手段への指令値を演算する第2の指令演算手段とを有することを特徴とする建設機械の電動駆動装置。 - 蓄電装置と、
前記蓄電装置との間で電力の授受を行う電動・発電機と、
前記電動・発電機によって駆動する可変容量型の油圧ポンプと、
複数の油圧アクチュエータと、
前記複数の油圧アクチュエータの動作を指示する複数の操作手段と、
前記複数の操作手段の操作方向及び操作量に応じて、前記油圧ポンプから前記複数の油圧アクチュエータへ供給する圧油の方向及び流量をそれぞれ制御する複数の方向切換弁とを備えた建設機械の電動駆動装置において、
前記油圧ポンプの押しのけ容積を可変制御するポンプ制御手段と、
前記電動・発電機の回転数を可変制御する電動・発電機制御手段と、
前記複数の操作手段のそれぞれからの操作指令量に基づく要求流量の変化に応じて前記ポンプ制御手段及び前記電動・発電機制御手段への指令値を演算する指令制御手段とを備え、
前記複数の操作手段の最大操作量を検出する最大操作量検出手段と、
前記油圧ポンプの傾転角を検出する傾転角検出手段と、
前記電動・発電機の回転数を検出する回転数取得手段と、
前記傾転角検出手段で検出された前記油圧ポンプの傾転角及び前記回転数取得手段で検出された前記電動・発電機の回転数に基づいて前記油圧ポンプの吐出流量を演算する吐出流量演算手段とをさらに備え、
前記指令制御手段は、前記最大操作量検出手段で検出された前記複数の操作手段の最大操作量に基づいて要求流量を設定し、前記吐出流量演算手段で算出された前記油圧ポンプの吐出流量が前記要求流量となるように、それらの差分に応じて前記ポンプ制御手段及び前記電動・発電機制御手段への指令値を演算しており、
前記電動・発電機制御手段は、前記油圧ポンプの吐出流量が前記要求流量を上回って前記電動・発電機の回転数を減少させるときに、前記電動・発電機の回転子の慣性力を電力に変換して前記蓄電装置を充電する回生制御を行うことを特徴とする建設機械の電動駆動装置。 - 請求項7記載の建設機械の電動駆動装置において、
前記指令制御手段は、
前記最大操作量検出手段で検出された前記複数の操作手段の最大操作量に基づいて要求流量を設定する要求流量設定手段と、
前記吐出流量演算手段で算出された前記油圧ポンプの吐出流量と前記要求流量設定手段で設定された要求流量との差分を演算する減算手段と、
前記減算手段で算出された差分に対し、予め設定された第1の周波数以上の変化成分を除去する処理を行う第1のローパスフィルタ手段と、
前記第1のローパスフィルタ手段で処理された差分に応じて前記ポンプ制御手段への指令値を演算する第1の指令演算手段と、
前記減算手段で算出された差分に対し、前記第1の周波数より小さくなるように予め設定された第2の周波数以上の変化成分を除去する処理を行う第2のローパスフィルタ手段と、
前記第2のローパスフィルタ手段で処理された差分に応じて前記電動・発電機制御手段への指令値を演算する第2の指令演算手段とを有することを特徴とする建設機械の電動駆動装置。
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