WO2007139168A1 - 作業用車両 - Google Patents
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Definitions
- the present invention relates to a saddle vehicle that uses an s3 ⁇ 4 motor separated by a battery as a power source, and more particularly to a vehicle that uses oil supplied from a hydraulic pump driven by the rn »motor.
- the engine is the mainstream power source for conventional work vehicles.
- a construction fiber S equipped with an electric motor as a drive source is used (for example, Japanese Patent Laid-Open No. 2000-2010).
- the EBARA of this electric motor a commercial EBARA or a battery mounted on a construction tub and charged by a commercial EBARA is used.
- the operation of such an electric motor is controlled by an inverter. Disclosure of the invention
- the present invention has been made in view of such a 13 ⁇ 4 problem.
- the purpose of the present invention is to monitor the state of the force and load applied to the m3 ⁇ 4 motor and to make the motor efficient. To do.
- the present invention also controls the opening of the control valve when the rotation of the electric motor changes.
- the purpose is to share a working vehicle that prevents the hydraulic actuator from being affected by changes in the motor speed. Means and results for determining the task
- a dredging vehicle (for example, a crawler-type power shovel 1 in the embodiment) is a hydraulic actuator, and supplies f3 ⁇ 4 oil to the hydraulic actuator.
- a motor for generating a hydraulic pump, a hydraulic sensor for detecting the discharge hydraulic pressure of the hydraulic pump, a battery for supplying a DC m3 ⁇ 4, and converting the DC power of the battery into AC power having a desired me value and supplying it In this way, the inverter that drives the motor at the desired number of revolutions, the output of the battery, and the current that flows from the battery to the inverter are detected.
- the current sensor and the inverter are applied to the electric motor.
- Accelerator amount selection means for selecting the magnitude of the AC power value (eg, accelerator amount setting switch 2 4 in the embodiment)
- the inverter and comprises a controller for commanding the magnitude and the electric motor of the rotating wheel ⁇ the HE I straight selected by Akusenore amount selecting means. Then, the controller has a rotation speed that serves as a reference for the electric motor for each magnitude of the voltage value that can be selected by the accelerator ⁇ selection means, and the SEE value, discharge hydraulic pressure, The acceleration amount is calculated from the output E and the load current, and the rotation speed is considered as the reference rotation speed.
- Such a private vehicle has an operating device for operating the actuator, and controls the controller power according to the operation of the operating device, and the operating device force is not operated for a predetermined time.
- the inverter is configured to instruct the inverter to give a lower rotational speed than the reference rotational speed, and to cause the motor to rotate.
- the tt motor can be operated with good efficiency according to the value selected by the accelerator bell selection means. Can be used effectively.
- the operator can select the me value to be applied to the motor in consideration of the A ⁇ load, the power of the battery can be used effectively.
- the electric power of the battery can be suppressed by rotating the electric motor at a low speed.
- the second vehicle according to the second present invention is a hydraulic actuator, and a motor that drives a hydraulic pump that supplies oil to the hydraulic actuator, a battery that supplies DC power, a battery By converting the DC 3 ⁇ 4 ⁇ into AC power and supplying it, «the inverter that drives the motor at the desired number of revolutions and the control that controls the amount of oil supplied to the hydraulic actuator by changing the opening And a control controller for controlling the f3 ⁇ 4j of the hydraulic actuator by the control valve and for controlling the f3 ⁇ 4 of the electric motor by the inverter.
- the control controller speeds up the rotation speed of the electric motor, the opening of the control valve is reduced by a predetermined amount, and when the rotation speed of the motor is reduced, the control valve valve It is configured to increase the opening by a predetermined amount.
- the vehicle for 1 ⁇ 3 ⁇ 4 according to the present invention is configured as described above. ⁇
- the rotational speed of the electric motor changes and the amount of 3 ⁇ 4lr oil discharged from the hydraulic pump changes, accordingly, Since the control valve is opened, the change in the motor speed does not affect the hydraulic actuator, and the operability of this 1 ⁇ H vehicle is not compromised.
- the ⁇ vehicle according to the third aspect of the present invention has the same configuration as the ⁇ ⁇ vehicle according to the second aspect of the present invention, and the controller increases the opening degree of the control valve and the ⁇ ⁇ ⁇ 3 ⁇ 4 motor.
- the controller increases the opening degree of the control valve and the ⁇ ⁇ ⁇ 3 ⁇ 4 motor.
- FIG. 1 is a perspective view showing a configuration of a crawler type excavator vehicle which is an example of a vehicle according to the present invention.
- FIG. 1 shows the hydraulic unit mounted on the excavator and the! The configuration of the source unit
- Figure 3 is a graph showing the relationship between the voltage applied to the motor and the motor efficiency.
- Fig. 4 is a graph showing the motor efficiency determined from the motor speed and motor output torque.
- FIG. 5 is an explanatory diagram showing the relationship between the speed and the rotation speed of the electric motor.
- Figure 6 is a flowchart showing the motor control process for power saving by the f controller.
- FIG. 7 is an explanatory diagram showing a control state of the electric motor speed and the opening of the control valve when the operating device is operated.
- FIG. 8 is an explanatory diagram showing the control and state of the opening of the control valve when the speed of the electric motor changes due to a load or the like.
- Fig. 9 is a flowchart showing the process of overcurrent prevention control by the controller. Best mode for carrying out the invention
- a crawler-type power shovel 1 will be described with reference to FIG.
- the power shovel 1 is used from a battery in order to be used in a relatively sealed space such as underground.
- a traveling carriage 4 that constitutes the traveling device 2
- a blade 9 that is swingable up and down at the rear of the traveling carriage 4, and a swivel that is provided on the traveling carriage 4 so as to be able to turn.
- a power shovel mechanism 13 separated from the swivel base 1 1, and an operator cabin 15 provided on the swivel base 1 1.
- the traveling device 2 includes a traveling carriage 4 having a substantially H shape, and a traveling mechanism 3 provided on fe & of the traveling carriage 4.
- the traveling ⁇ 3 is composed of a sprocket wheel 5 provided at the left and right front parts of the traveling carriage 4 and an idler wheel 6 provided at the rear part (a combination of the ⁇ sprocket wheel 5 and the idler wheel 6). It has a pair of left and right crawler belts 7 that are wound around both hoi nore 5 and 6 and 13 ⁇ 4.
- Each of the drive sprocket hoists 5 is driven by left and right travel motors (hydraulic motors) (not shown), and the power shovel vehicle 1 can travel.
- the swivel base 11 can be swung with respect to the traveling carriage 4 by a swivel motor (hydraulic motor) (not shown).
- the excavator tree 1 3 has a boom 1 6 that can be raised and lowered at the front of the swivel base 1 1 and can be swung up and down within the raised surface of the boom 1 6 at the end of the boom 1 6
- the arm 17 is connected, and a packet 18 force is pivotally connected to the tip of the arm 17 so as to swing up and down.
- the boom 16 is raised and lowered by the boom cylinder 21, the arm 17 is swung by the arm cylinder 22, and the bucket 18 is swung by the bucket cylinder 23.
- the hydraulic unit 30 includes an electric motor 3 1, a hydraulic pump 3 2 that discharges hydraulic oil of a predetermined hydraulic pressure and flow rate by the electric motor 3 1, a tank 3 3 that stores hydraulic oil, and a hydraulic pump 3 2 Control valve (electromagnetic proportional valve) 3 4 to control the hydraulic oil discharged from the hydraulic actuator 20 with the supply direction and supply amount according to the operation of 1 ⁇ 3 ⁇ 41 14 & g rising ⁇ »Composed of oil cooler 3 5 etc. for cooling oil.
- An operation signal output from the operation device 14 is input to a control controller 40 described later, and a command signal corresponding to the control controller 40 force S operation signal is output to the control valve 34.
- the control valve 34 is configured to control the 3 ⁇ 43 ⁇ 4.
- the hydraulic pump 3 2 includes three pumps 3 2 a to 3 2 c, and these three pumps 3 2 a to 3 2 c are simultaneously driven by the electric motor 3 1.
- the first pump 3 2 a supplies oil to the actuator that drives the right horse sleep sprocket wheel 5 and the boom cylinder 2 1 that drives the boom 1 6, for the second pump 3 2 b te « Actuator for spreading the sprocket wheel 5, supplying arm oil to the arm cylinder 2 2 and the bucket cylinder 2 3 for driving the bucket 1 8 and the third pump 3 2 c 1
- ® »motor 3 1 has a battery 5
- the power shovel 1 is supplied by controlling the control vano reb 3 4 and the inverter 41.
- the force driven by using oil is controlled by Controlled by controller 40.
- each of the pumps 3 2 a to 3 2 c constituting the hydraulic pump 3 2 by the hydraulic sensors 3 6 (3 6 a to 3 6 c) is used. It is configured to measure the discharge hydraulic pressure, and the direct detection is input to the controller 40.
- a 3 ⁇ 4EE current sensor 4 2 force S is installed and detected. The value is input to the controller 40.
- an accelerator amount setting switch 2 4 is provided in the operator cabin 15 so that the operator can set the m3 ⁇ 4 straight line (referred to as “AXENO 4” in the following description) applied to the inverter 4 1 force motor 3 1.
- the set value is input to the controller 4 0.
- an operation signal is output from the operation device 14 according to the operation amount of the operation device 14, and the controller 40 sends a command signal to the control valve 3 4 according to the operation signal.
- the output of the hydraulic actuator 20 is controlled. Therefore, when the hydraulic actuator 20 is supplied with oil 13 ⁇ 4 to drive the excavator 1, the S3 ⁇ 4 motor 3 1 is rotated at a high speed to supply oil 1 ⁇ »oil from the hydraulic pump 32. On the other hand, when the hydraulic actuator 20 is stopped, the motor 31 is rotated to a lower temperature so that the consumption of the battery 50 is reduced.
- the relationship between mEVi applied to the motor 3 1 and the motor efficiency changes according to the load applied to the motor 31. Therefore, in this embodiment, the power shovel Depending on the situation of the car 1, the operator can select the three-stage (L, M, H) axeno ( ⁇ ⁇ value applied to the motor 31) by the accelerator amount setting switch 24. Yes. That is, «Axeno PftL, which rotates the electric motor 31 near the applied voltage V, where the motor efficiency is the best in the load state, and m3 ⁇ 4 motor near the applied ffiV 2 , where the motor efficiency is the best in the middle load state. 3 Access to rotate 1 * M, and application that maximizes motor efficiency under heavy load. ® The case to rotate the electric motor 3 1 near EV 3 can be selected.
- the load current I 0 becomes small even if the m3 ⁇ 4 motor 31 is not rotated at an efficient high speed.
- the power consumption of the battery 50 can be reduced by rotating the battery. Therefore, no matter what case is selected by the setting switch 24, if the control controller 40 determines that the non-operation state has been sold for a predetermined time, the m3 ⁇ 4 motor 31 is set to the idling speed.
- R, (Turn, R, ⁇ R L ⁇ R M ⁇ RH) controls the idling speed R to the inverter 41).
- the minimum rotation speed R L of ⁇ ⁇ , R M, R H and acceleration amount AR L, AR M, AR L is key fact Ordinance to the inverter 41.
- the controller 40 commands the inverter 41 to specify the rotation speed and application me of the motor 31, and the inverter 41 converts the AC 3 ⁇ 4 ⁇ based on this command value to the m®j motor 3
- the control controller LA 4 0 opens the motor control S 1 0 0.
- the control controller 40 also monitors the operation signal output from the device 14 to determine whether or not the meaning operation has been performed (S 1 0 1). If it is determined in step S 1 0 1 that an appropriate operation has been performed, the controller 40 next monitors the load current I ⁇ to determine whether there is a load fluctuation (S 1 0 2) If it is determined that there is load fluctuation, calculate the calo speed according to the selected accelerator amount and set the result (S 1 0 3). If it is determined that there is no load fluctuation, Set the amount to 0 (S 1 0 4).
- Step S 1 0 Return to 1.
- step S 1 0 6 determines whether or not the force has been in a no-operation state for a certain period of time.
- the controller 40 determines in step S 1 0 6 that the no-operation state has been idle for a certain period of time, the idling speed 3 ⁇ 43 ⁇ 4R is set to 11 »the speed of the motor 3 1 and the set accelerator The mm value corresponding to the amount is applied to the m® motor 31.
- Step S 1 0 7 return to Step S 1 0 1, and if it is determined that the no-operation state has not continued for a certain period of time, return to Step S 1 0 1 as it is.
- the acceleration amount AR L , AR M) in step S 1 0 3 is a method for calculating AR H.
- the acceleration amount may be calculated by setting a table corresponding to these parameters in advance in the controller 4 ° and obtaining from this table.
- the controller 40 may use a predetermined calculation formula. It can be configured to apply these parameters to the calculation.
- the accelerator amount can be set by the accelerator amount setting switch 24 according to the load applied to the electric motor 31, the electric motor 31 can be used efficiently and not Can be used effectively. Since the response 3 ⁇ 4g of ma motor 3 1 is very large compared to the engine, the load that is generated by this urn motor 3 1 is judged from the load current; It can be controlled by the controller 40. For this reason, even if the rotation speed of the motor 31 is changed in real time, the response i3 ⁇ 43 ⁇ 4 is fast, so that the hydraulic pressure fluctuation of the hydraulic pump 3 2 is hardly felt. ,
- the control controller 40 performs control to open / close the control valve 34 in accordance with the operation of the operation device 14, and at the same time performs control to reduce or increase the degree of rotation of the electric motor 31. It is configured. For example, as shown in FIG. 7, during the running of the power shovel 1, time t, and you! / ⁇ by operating the Misaoi machine location 1 4 Te accelerated, slowed Te you, in time 1 2 In this case, the control controller 40 controls both the control inlet / outlet valve 34 (control valve for supplying oil to the traveling motor) and the reverse motor 31 .
- the hydraulic oil corresponding to the acceleration / deceleration operation of the power shovel 1 is supplied to the hydraulic actuator 20 and the hydraulic oil necessary for this operation is supplied from the hydraulic pump 32.
- the control controller 40 increases the opening degree of the control valve 3 4 and at the same time rotates the motor 31. Increase the quantity of oil that is supplied by accelerating the number. Further, an operation signal from the steering location 1 4 decrease the deceleration side (time 2), and at the same time reducing the opening degree of the controller port Rubarubu 3 4, ma motor 3
- the control controller 4 when opening and closing the motor 3 1 of deceleration and controls opening one Rubanorebu 34 simultaneously (e.g., time t in FIG. 7, and 2), controller ports Rubarubu 3 Set the opening / closing of 4 as the lamp output, and control it to open / close in a predetermined time.
- the change in the hydraulic oil supplied to the hydraulic actuator 20 becomes gradual, and a sudden change in operation can be prevented.
- Control controller 40 is a control valve
- the fM controller 40 monitors the output voltage Vo of the battery 50, and when this output « ⁇ force falls below a predetermined threshold, the load applied to the motor 31 is reduced to reduce the load on the battery 5 Output of 0 ® It is configured to stabilize EVo. For example, when the rotation knowledge commanded to the t3 ⁇ 4 motor 3 1 is low, the command to increase the rotation speed is output to the inverter 41 and the rotation speed of the electric motor 31 is increased. As a result, the load current Io flows into the inverter 41 and the change in the output mffiVo can be reduced. In addition, when the rotation of the motor commanded to the motor 31 is high, the control valve 3 4 is controlled so that the opening of the control valve 3 4 is reduced and the load of the hydraulic pump 3 2 is reduced. As a result, m3 ⁇ 4 motor 3
- ⁇ value applied to the motor 31 is selected by the case setting switch 24. Further, in this power shovel 1, the inverter 41 applies an mffi according to the input value commanded from the control controller 40 to the S3 ⁇ 4 motor 31, and at the same time the command given from the control controller 40. Control the electric motor 31 so that it is a small number. Therefore, for example, if you perform a spin turn or a pivot turn while driving with the accelerator amount L selected, the load applied to the m®j motor 3 1 increases and the rotation speed of the electric motor 3 1 is maintained. Overcurrent flows through the inverter 41 to shoot.
- the inverter 41 will generate heat, and if the value of the inverter 41 exceeds the predetermined size, the inverter 41 will stop and the inverter 41 will stop. As a result, the power shovel 1 cannot be made 1 ⁇ 3 ⁇ 4.
- the load current I is generated by the controller 40. It is controlled so that it does not rise until the protection circuit of inverter 41 is activated. As shown in FIG. 9, the control of the controller 40 monitors the load current I 0 and detects that the overcurrent state has been detected for a predetermined time (S 2 0 0). The ma motor 31 is controlled to stop, and the alarm pipe lamp 25 in the operator cabin 15 is turned on to alert the operator that the S3 ⁇ 4 motor 31 has been stopped by overcurrent. Hesitate (S 2 0 1). A reset button 26 is provided in the operator cabin 15, and the controller 40 waits for the reset button 26 to be pressed when the electric motor 31 is stopped (S 2 0 2). .
- the ma motor 31 is reactivated by the inverter 41 so that the power shovel 1 can be operated (S 2 0 3).
- the same operation for example, spin turn or pivot turn
- the overcurrent flows in the same way and the stop control of the electric motor 31 is activated.
- the accelerator amount setting switch 24 it is necessary to select an accelerator amount (M or H) that is greater than or equal to 3 ⁇ 4
- the controller 40 monitors the inverter current 41 if the load current I 0 is monitored, and when the overcurrent state force S is maintained for a predetermined time, the 3 ⁇ 4 motor 31 is stopped.
- the inverter 41 does not stop due to heat generation, and the reset button 26 can be operated. , Immediately « ⁇ (resume) this power shovel 1 it can.
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Abstract
油圧アクチュエータ20により作動するクローラ型パワーショベル車1を、油圧アクチュエータ20に作動油を供給する油圧ポンプ32を駆動する電動モータ31と、油圧ポンプ32の吐出油圧を検出する油圧センサ36と、直流電力を供給するバッテリー50と、バッテリー50の直流電力を所望の大きさの電圧値を有する交流電力に変換して供給することにより、電動モータ31を所望の回転数で作動させるインバータ41と、バッテリー50の出力電圧とこのバッテリー50からインバータ41に流れ込む負荷電流とを検出する電圧・電流センサ42と、インバータ41により電動モータ31に印加される交流電力の電圧値の大きさを選択するアクセル量設定スイッチ24と、インバータ41に、アクセル量設定スイッチ24で選択された電圧値の大きさおよび電動モータ31の回転数を指令する制御コントローラ40と、から構成する。そして、制御コントローラ40が、アクセル量設定スイッチ24で選択可能な電圧値の大きさ毎に、電動モータ31の基準となる回転数RL,RM,RHを有し、アクセル量設定スイッチ24で選択された電圧値、吐出油圧、出力電圧および負荷電流から加速量ΔRL,ΔRM,ΔRHを算出し、これらを加えた回転数をインバータ41に指令して、電動モータ31を作動させる。
Description
糸田 » 體用車両 技術分野
本発明は、 バッテリーで馬離される s¾モータを動力源とする條用車両に関し、 特に 詳細には、 この rn»モータにより される油圧ポンプから供給される^ ®油により する 用車両に関する。 背景技術
従来の作業用車両の動力源はエンジンが主流である。 し力 し、 地下の建設現場のように、 周囲 m¾との関係でエンジンを できない現場では、 電動モータを駆動源として搭載し た建設 ί繊カ S用いられている (例えば、 特開 2 0 0 4— 2 2 5 '3 5 5号公幸艮参照) 。 この 電動モータの葡原としては、 商用靨原や、 建設灘に搭載され商用霰原により充電される バッテリーが用いられる。 また、 このような電動モータの作動はインバータにより制御さ れる。 発明の開示
発明力 S解決しょうとする言
しかしながら、 この ¾ftモータを、 効率の悪い動作点で ¾5させると、 バッテリーの電 力を に使うことができず、 結果的に、 一回の充電で させることができる時間が短 くなり、 この 装置を用いた^効率が悪くなると言う がある。
また、 電動モータの応答速度は非常に速いため、 この漏モータの回串逾度を急遽に加 減速すると、 それに応じて油圧ポンプから吐出される β油の量も急速に変化して油圧ァ クチユエ一夕の に影響を与えるために、 この 用車両の操作性;^悪くなるという課 題がある。
本発明はこのような 1¾題に鑑みてなされたものであり、 m¾モータに力、かる負荷の状態 を監視して »モータを効率よく させることができる «用車両を ^することを目 的とする。
本発明はまた、 電動モータの回! ¾女が変化するときに、 コントロールバルブの開度を制
御して油圧ァクチユエータに!^モータの回 度の変化の影響を与えないようにした作 業用車両を ¾f共することを目的とする。 課題を角军決するための手段およひ 果
前記課題を解決するために、 本発明に係る條用車両 (例えば、 実施形態におけるクロ ーラ型パワーショベル車 1 ) は、 油圧ァクチユエータにより するものであり、 この油 圧ァクチユエータに f¾油を供給する油圧ポンプを ¾¾する モータと、 油圧ポンプの 吐出油圧を検出する油圧センサと、 直流 m¾を供給するバッテリーと、 バッテリーの直流 電力を所望の大きさの me値を有する交流電力に変換して供給することにより、 モー タを所望の回転数で させるインバータと、 バッテリーの出力 ®Εとこのバッテリーか らィンバータに流れ込 荷電流とを検出する ®Ξ ·電流センサと、 ィンバータにより電 動モータに印加される交流電力の 値の大きさを選択するアクセル量選択手段 (例えば、 実施形態におけるアクセル量設定スィッチ 2 4) と、 インバータに、 ァクセノレ量選択手段 で選択された HEィ直の大きさおよび電動モータの回車逮を指令する制御コントローラと、 を有して構成される。 そして、制御コントローラが、 アクセル β択手段で選択可能な電 圧値の大きさ毎に、 電動モータの基準となる回転数を有し、 アクセル «択手段で選択さ れた SEE値、 吐出油圧、 出力 Eおよび負荷電流から加速量を算出し、 基準となる回転数 に力 D速量を考慮した回! ¾女をィンバータに指令して、 m¾モータを させるように構成 される。
このような本発明に係るィ僕用車 は、 ァクチユエータを操作する操作装置を有し、 制 御コントローラ力 操作装置の操作に応じてァクチユエータを觸させるとともに、 操作 装置力 s所定の時間、操作されない状態力 s継镜したと判断したときに、 インバータに、 基準 となる回転数よりも低レヽ回転数を指令して、 モータをィ 1¾¾させるようにネ冓成されるこ とが好ましい。
本発明に係る聽用車両を以上のように構成すると、 アクセル鐘択手段で選択された 値の大きさに応じた、 効率の良レヽ回 で ®ttモータを させることができるため、 バッテリーの電力を有効に利用することができる。 また、 オペレータは、 A ^負荷を考慮 して モータに印加する me値を選択できるので、 バッテリ一の電力を有効に利用する ことができる。 さらに、 操作装置が無操作状態のときには、 電動モータを低回転で回転さ せることにより、 バッテリーの電力消費を抑えることができる。
第 2の本楽明に係る賤用車両は、 油圧ァクチユエータにより するものであり、 こ の油圧ァクチユエータに «油を供給する油圧ポンプを馬麵する モータと、 直流電力 を供給するバッテリーと、 バッテリ一の直流 ¾Λを交流電力に変換して供給することによ り、 «モータを所望の回転数で させるインバータと、 開度を変化させることにより 油圧ァクチユエータに供給される 油の供給量を制御するコントロールパルプと、 コン トロールバルブにより油圧ァクチユエータの f¾jを制御するとともに、 ィンバータにより 電動モータの^ ¾を制御する制御コントローラと、 を有して構成される。 そして、 制御コ ントローラが、 電動モータの回転数をカロ速するときに、 コント口ールバルブの開度を所定 の大きさだけ減少させ、 ®ttモータの回転数を減速するときに、 コント口ールバルブの開 度を所定の大きさだけ増加させるように構成される。
本発明に係るィ 1≡¾用車両を以上のように構)^ ると、 電動モータの回転数が変化して油 圧ポンプから吐出される ¾lr油の量が変化しても、 それに応じてコントロールバルブの開 度が されるため、 m»モータの回転数の変化が油圧ァクチユエータの «に影響を与 えることがなく、 このィ 1≡H用車両の操作性を衝匕させることがない。
また、 第 3の本発明に係る ί倦用車両も第 2の本発明に係る ί佳用車両と同一の構成を 有し、 制御コントローラが、 コント口一ノレバルブの開度を増加させるとともに Μ¾モータ の回 を加速するときに、 モータの回車云数をステップ状に加速させるとともにコン ト口一ルバ/レブの開度を所定の時間をかけて糸!^力に増加させ、 コント口一/レバ/レブの開 度を減少させるとともに m¾モータの回 »を減速するときに、 ®»モータの回転数をス テップ状に させるとともにコント口ールバルブの開度を所定の時間をかけて かに 減少させるように構成される。
本発明に係る賤用車両を以上のように構财ると、 電動モータの回転数が変化して油 圧ポンプから吐出される ¾b油の量が変化しても、 それに応じてコントロールバルブの開 閉速度が調整されるため、 油圧ァクチユエ一タカ s急激に することがなく、 この^^用 車両の操作性を衝匕させることがな!/、。 図面の簡単な説明
図 1は、 本発明に係る 用車両の一例であるクローラ型パワーショベル車の構成を示 す杀 見図である。
図 2は、 上記パワーショベル車に搭載される油圧ユニットおよび!?源ユニットの構成を
示すブロック図である。
図 3は、 モータに印カ卩される電圧とモータ効率の関係を示すグラフである。
図 4は、 モータ回転数とモータ出力トルクから決定されるモータの効率を示すグラフで ある。
図 5は、 ァクセノ と電動モータの回転数の関係を示す説明図である。
図 6は、 f 御コントローラによる省電力のためのモータ制御の処理を示すフローチヤ一 トである。
図 7は、 操作装置を操作したときの電動モータ速度とコント口ールバルブの開度の制御 状態を示す説明図である。
図 8は、 負荷等により電動モータの速度が変化したときのコント口一ルバルブの開度の 制御、状態を示す説明図である。
図 9は、 制御コントローラによる過電流防止制御の処理を示すフローチヤ一トである。 発明を実施するための最良の开態
以下、 本発明の好ましい実詹態について図面を参照して説明する。 まず、 本宪明に係 る作業用車両の一例として、 クローラ型パワーショベル車 1につレヽて図 1を用レ、て説明す る。 なお、 このパワーショベル車 1は、 地下等の比較的密閉された空間で使用されること を目的に、 バッテリーからの を利用して するものである。 このパワーショベル車
1は、 走行装置 2を構财る走行台車 4と、 この走行台車 4の後部に上下に揺動自在に設 けられたブレード 9と、 走行台車 4の上に旋回可能に設けられた旋回台 1 1と、 旋回台 1 1の離 こ¾結されたパワーショベル機構 1 3と、 旋回台 1 1の上に設けられたオペレー タキャビン 1 5とを有している。
走行装置 2は、 略 H型をなす走行台車 4と、 この走行台車 4の fe&に設けられた走行機 構 3とからなる。 走行 ϋϋ 3は、 走行台車 4の左右の前部に設けられた 用スプロケッ トホイール 5と、 後部に設けられたアイドラホイール 6 (β用スプロケットホイール 5 とアイドラホイ一ノレ 6とを合わせて 「クローラホイ一ノレ」 と呼ぶ:^がある) と、 これら 両ホイ一ノレ 5 , 6に掛け回されて 1¾される左右一対の履帯 7とからなる。 なお、 駆動用 スプロケットホイ一ノレ 5の各々は、 図示しない左右の走行モータ (油圧モータ) により駆 動され、 このパワーショベル車 1を走行させることができる。 また、 旋回台 1 1は、 図示 しない旋回モータ (油圧モータ) により走行台車 4に対して旋回動させることができる。
パワーショベル樹冓 1 3は、 旋回台 1 1の前部に起伏動自在に 裙されたブーム 1 6、 ブーム 1 6の先端部にこのブーム 1 6の起伏面内で上下に揺動自在に柩結されたアーム 1 7、 および、 このアーム 1 7の先端に上下に揺動自在に枢結されたパケット 1 8力ら構成 される。 ブーム 1 6は、 ブームシリンダ 2 1により起伏動され、 アーム 1 7は、 アームシ リンダ 2 2により揺動され、 バケツト 1 8は、 バケツトシリンダ 2 3により揺動される。 なお、 このようなシリンダゃ上述した走行モータおよび旋回モータは、 図 2に示すように、 油圧ュニット 3 0力 ら供給される «油により駆動されるため、 以降の説明においては、 ' これらをまとめて 「油圧ァクチユエータ 2 0」 と呼ぶ。 また、 このパワーショベル機構 1 3の操作は、 オペレータキャビン 1 5内に設けられた操作装置 1 4により行われる。
油圧ュニット 3 0は、 電動モータ 3 1、 この電動モータ 3 1により馬|¾されて所定油 圧 ·流量の作動油を吐出する油圧ポンプ 3 2、 作動油を溜めるタンク 3 3、 油圧ポンプ 3 2から吐出されるィ働油を操ィ1≡¾置 1 4の操作に応じた供給方向および供給量で油圧ァク チユエータ 2 0に供給制御するコント口ールバルブ (電磁比例弁) 3 4、 並びに、 &g上 昇した^ »油を冷却するオイルクーラ 3 5等から構成される。 なお、 操作装置 1 4から出 力される操作信号は、 後述する制御コントローラ 4 0に入力され、 この制御コントローラ 4 0力 S操作信号に応じた指令信号をコント口ールバルブ 3 4に出力してこのコントロール バルブ 3 4の ¾¾を制御するように構成されている。
ここで、 本実施例においては、 油圧ポンプ 3 2は、 3台のポンプ 3 2 a〜3 2 cから構 成され、 この 3台のポンプ 3 2 a〜3 2 cが電動モータ 3 1により同時に駆動される。 例 えば、 第 1ポンプ 3 2 aは右馬睡用スプロケットホイール 5を駆動するァクチユエータと ブーム 1 6を駆動するブームシリンダ 2 1にイ^]油を供給し、 第 2ポンプ 3 2 b te« 用スプロケットホイール 5を馬繊するァクチユエータ、 アーム 1 7を,画するアームシリ ンダ 2 2およびバケツト 1 8を駆動するバケツトシリンダ 2 3にィ權油を供給し、 第 3ポ ンプ 3 2 cは旋回台 1 1を旋回させる旋回モータおよびブレード 9を するァクチユエ ータに 油を供^ "るように構成されている。 また、 ®»モータ 3 1は、 バッテリー 5
0から供給される直流 ®Λを、 インバータ 4 1で所定の および周波数を有する交流電 力に変換して供給することにより,駆動される。 なお、 このような m»モータ 3 1としては、 例えば I PM (Interior Permanent Magnetic) モータ等が用いられる。
以上のように、 このパワーショベル車 1は、 コントロールバノレブ 3 4およびインバータ 4 1を制御することにより供給される «油を用いて駆動される力 これらのイ^ ¾は制御
コントローラ 4 0により制御される。 なお、 コントロールバルブ 3 4およびインバータ 4 1の作動を制御するために、 油圧センサ 3 6 ( 3 6 a〜 3 6 c ) により油圧ポンプ 3 2を 構成するポンプ 3 2 a〜 3 2 cの各々の吐出油圧が測定されるように構成されており、 検 出ィ直は制御コントローラ 4 0に入力される。 また、 バッテリー 5 0とインバータ 4 1との 間にこのバッテリー 5 0の出力 とィンバータ 4 1に流れる負荷電流 I 0を測定す るために、 ¾EE■電流センサ 4 2力 S設けられており、検出値は制御コントローラ 4 0に入 力される。 また、 インバータ 4 1力 モータ 3 1に印加される m¾直 (これを以降の 説明では 「ァクセノ 4」 と呼ぶ) をオペレータが設定するために、 オペレータキャビン 1 5内にはアクセル量設定スィツチ 2 4が設けられており、 設定値は制御コントローラ 4 0 に入力される。
それでは、 この制御コントローラ 4 0による電動モータ 3 1の制御について説明する。 上述のように、 操ィ機置 1 4の操作量に応じてこの操作装置 1 4から操作信号が出力され、 制御コントローラ 4 0は、 操作信号に応じてコント口一ルバルブ 3 4に指令信号を出力し て油圧ァクチユエータ 2 0の ¾を制御する。 そのため、 油圧ァクチユエータ 2 0にィ 1¾ 油を供給してパワーショベル車 1を駆動させているときは、 S¾モータ 3 1を高速で回転 させて油圧ポンプ 3 2からィ1≡»油を供給し、 反対に、 油圧ァクチユエータ 2 0力 S停止して いるときは、 Μ¾モータ 3 1は ί趣で回転させることで、 バッテリー 5 0の ®Λ消費を抑 えるように構成されている。
ここで、 図 3に示すように、 モータ 3 1にかかる負荷の大きさに応じて、 モー タ 3 1に印加される mEViとモータ効率の関係は変化するため、 本実施例においては、 パワーショベル車 1の 状況に応じて、 オペレータがアクセル量設定スィツチ 2 4によ り 3段階 ( L, M, H) のァクセノ (飄モータ 3 1に印加される ¾Ξ値) を選択でき るようになっている。 すなわち、 «荷の状態でモータ効率が最も良くなる印加電圧 V, の付近で電動モータ 3 1を回転させるァクセノ PftL、 中負荷の状態でモータ効率が最も良 くなる印加 ffiV2の付近で m¾モータ 3 1を回転させるアクセス *M、 および、 重負荷 の状態でモータ効率が最も良くなる印加 ®EV3の付近で電動モータ 3 1を回転させるァ クセ を選択可能に構成されてレヽる。
一方、 11¾モータ 3 1の回転数と負荷 (出力トルク) の関係において検 t ると、 図 4 に示すように、 回 δ¾が低いときは «Jモータ 3 1の効率は悪く、 回転数が高くなると効 率が良くなる特性を有している。 特に、 負荷 (出力トルク 1 0 0 %) で、 定格回転数
で 転したときがもっとも効率が良くなる特性を有している。 そこで、 制御コントローラ
4◦は、 図 5に示すように、 アクセル量設定スィツチ 24により選択されたアクセル量 (L, M, H) に応じて m¾モータ 31の最低回転数 RL, RM, RHを設定し、 モー タ 31の負荷変動 (負荷電流 I oの変化) に応じて、 この回転数を上昇させるように構成 されている (以降の説明では、 この回転数の上昇量を 「加速量 ARL, 厶 RM, ARL」 と呼 ぶ) 。
また、 無操ィ 状態のとき (操作装置 14から操作信号が出力されていない状態のとき) は、 m¾モータ 31を効率の良い高回転で回転させなくても、 負荷電流 I 0が小さくなる 低回転で させた方がバッテリー 50の消費電力を抑えることができる。 そのため、 ァ クセノ! ^設定スイッチ 24によりどのァクセ が選択されていたとしても、 制御コント ローラ 40は、 無操 ί 状態が所定の時間糸酸売したと判断すると、 m¾モータ 31をアイド リング回転数 R, (伹し、 R,< RL<RM<RH) となるように制御する (アイドリング回転 数 R,をインバータ 41に指令する) 。 もちろん、 この状態で操作装置 14が操作される と、 ±ίの最低回転数 RL, RM, RHおよび加速量 ARL, ARM, ARLがインバータ 41 にキ旨令される。
例えば、 図 5の^、最高回転数 R薩が 2400 r p mの電動モータ 31に対して、 Lモードのときの最低回転数 RLを 1400 r pmとし、 Mモードのときの最低回転数 RM を 1700 r pmとし、 Hモードのときの最低回率云数 RHを 2000 r pmとし、 アイド ル回転数 R,を 500 r pmとした場合を示してレ、る。 なお、 Lモードのときの力 [I速量厶 RLは、 モータ 31の回聿云数が Mモードのときの最低回車云数 RMを超えなレ、範囲で H¾御 され、 Mモードのときの加速量 Δ RMは、 Hモードのときの最低回転数 RHを超えなレ、範囲 で制御され、 Hモードのときの加速量 Δ RHは、 最高回転数尺隨を超えなレ、範囲で制御さ れる。
そ では、 制御コントローラ 40による ¾¾モータ 31の f ^の制御にっレヽて図 6を用 いて説明する。 なお、 制御コントローラ 40は、 ィンバータ 41に モータ 31の回転 数と印加 meを指令し、 ィンバータ 41がこの指令値に基づいた交流 ¾Λを m®jモータ 3
1に供給して «を制御する。 また、 図 6において、 ステップ S 105, S 106, S I 07から出た丸囲みの記号 Aは、 スタート直後の丸囲みの記号 Aに節するように繋がる ことを意味する。
このパワーショべノレ車 1のメインスィッチがオンされて起動されると、 制御コントロー
ラ 4 0はモータ制御 S 1 0 0を開台する。 このモータ制御 S 1 0 0において、 制御コント ローラ 4 0は、 ま 機置 1 4から出力される操作信号を監視し、 趣云操作がされたか 否かを判断する (S 1 0 1 ) 。 ステップ S 1 0 1で適云操作がされたと判断したときは、 制御コントローラ 4 0は、 次に負荷電流 I οを監視し、負荷変動がある力^かを判断し (S 1 0 2) 、 負荷変動があると判断したときは、 選択されているアクセル量に応じたカロ 速量を算出してその結果を設定し (S 1 0 3) 、 負荷変動がないと判断したときは、 カロ速 量を 0に設定する (S 1 0 4) 。 そして、 制御コントローラ 4 0は、 設定された加速量 (△Rし、 A RM、 若しくは、 A RH) とァクセノ に対応した最低回転数 (Rし、 RM、 若し くは、 RH) の和を m¾モータ 3 1の回 として、 また、 設定されたァクセノ^*に応じ た 値を ®¾モータ 3 1に印加される ®E値としてィンバータ 4 1に指令し (ステップ S 1 0 5) 、 ステップ S 1 0 1に戻る。
一方、 ステップ S 1 0 1で旌操作がされていないと判断したときは、 制御コントロー ラ 4 0は、 一定時間無操作状態が継続した力、否かを判断する (ステップ S 1 0 6 ) 。 制御 コントローラ 4 0は、 ステップ S 1 0 6で無操作状態が一定時間 镜したと判断したとき は、 アイドリング回 ¾¾R,を 11»モータ 3 1の回皐云数として、 また、 設定されたァクセ ル量に応じた mm値を m®モータ 3 1に印加される ®ΙΞ値としてインバータ 4 1に指令し
(ステップ S 1 0 7) 、 ステップ S 1 0 1に戻り、 無操作状態が一定時間継続していない と判断したときは、 そのままステップ S 1 0 1に戻る。
ここで、 ステップ S 1 0 3における加速量 A RL, A RM) A RHの算出方法であるが、 設定されているアクセル量 (L, M, H) 、 第 1〜第 3ポンプ 3 2 a〜 3 2 cの吐出 油圧 P,~ P3、 ィンバータ 4 1に流れ込 荷電流 10、 および、 バッテリー 5 0の出力電 圧 V。をパラメータとして算出される。 なお、 この加速量の算出は、 これらのパラメータ に対応した表を予め制御コントローラ 4◦に設定しておいてこの表から求めるように構成 しても良いし、 制御コントローラ 4 0で所定の計算式にこれらのパラメータを当てはめて 算出するように構成しても良レ、。
このように、 一定時間無操 ί饿態が維镜した場合は、 油圧ポンプ 3 2から油圧ァクチュ エータ 2 0に 油を供給する必要はなく、 通常の趣云時よりも遅いアイドル回聿 R, で ¾¾jモータ 3 1を回すことにより、 ノ ッテリー 5 0の電力消費を抑えることができる。 また、 電動モータ 3 1にかかる負荷に応じて、 アクセル量設定スィッチ 2 4によりァクセ ル量を設定できるため、 電動モータ 3 1を効率良く趣云することができ、 ノ ッテリー 5 0
の電力を有効に利用することができる。 なお、 maモータ 3 1の応答 ¾gはエンジンと比 較して非常に大きいので、 負荷電流からこの urnモータ 3 1にカゝかる負荷を判断して; ti な回車逮女になるように制御コントローラ 40で制御することが可能である。 そのため、 リ アルタイムで モータ 3 1の回転数を変化させても応答 i¾¾が速いので油圧ポンプ 3 2 の油圧変動を感じることはほとんどない。 ,
ところで、 制御コントローラ 4 0は、 操作装置 1 4の操作に応じてコント口一ルバノレブ 3 4を開閉する制御を行うと同時に、 電動モータ 3 1の回 ¾i度を加 しくは減速する 制御を行うように構成されている。 例えば、 図 7に示すように、 このパワーショベル車 1 の走行中に、 時刻 t ,にお!/ヽて操ィ機置 1 4を操作して加速し、 時刻 12にお 、て減速した 場合に、 制御コントローラ 40はコント口一ノレバルブ 3 4 (走行モータに ¾¾油を供給す るコント口ールバルブ) と翻モータ 3 1との両方を制御する。 すなわち、 パワーショベ ル車 1の加減速操作に対応した ¾油を油圧ァクチユエータ 2 0に供糸 るとともに、 こ の作動に必要な作動油を油圧ポンプ 3 2から供給するためである。 図 7の場合、 制御コン トローラ 4 0は、 操作装置 1 4からの操作信号が加速側に増加すると (時刻 t,) 、 コン トロールバルブ 3 4の開度を大きくすると同時に、 モータ 3 1の回転数を加速して供 給されるィ 1≡¾油の量を増加させる。 また、操 置 1 4からの操作信号が減速側に減少す ると (時刻 2) 、 コント口ールバルブ 3 4の開度を小さくすると同時に、 maモータ 3
1の回転数を減速して供給される 油の量を減少させる。
このように、 モータ 3 1とコント口ールバルブ 3 4の f¾¾を同時に行う コン トロールバルブ 3 4の開度をステップ状に変化させると、 このパワーショベル車 1が急激 に加減速する場合があり、 操作性が悪化する。 そのため、 本実施例においては、 制御コン トローラ 4 0は、 モータ 3 1の加減速とコント口一ルバノレブ 34の開閉を同時に行う ときは (例えば、 図 7における時刻 t,および 2) 、 コント口ールバルブ 3 4の開閉 をランプ出力とし、所定の時間で開閉 ί1≡»するように制御する。 これにより、 油圧ァクチ ユエータ 2 0に供給される働油の変化が緩やかになり、 急激な動作の変化を防止するこ とができる。
一方、 図 8に示すように、 操作装置 1 4の操作量に変化がなく、 コント口ールバルブ 3 4の開度は変化しないが、 負荷変動等により maモータ 3 1の速度を加速および減速する 場合は、 電動モータ 3 1の加觀により、 吐出油圧力 S増減して、 油圧ァクチユエータ 2 0 の速度もカロ してしまう場合がある。 例えば、 このパワーショベル車 1を一定 ¾gで走
行させているときに、 路面状態の悪い部分に入り、 モータ 3 1に流れる負荷電流 I 0 が増加した である。 このような 、 制御コントローラ 4 0は、 電動モータ 3 1の回 転数を加速して 油の供給量を增加させるが (図 8における時刻 13) 、 同時にコント 口ールバルブ 3 4の開度を所定の量だけ小さくすることにより、 «油の吐出量の増加が ァクチユエータ 2 0の に影響しなレヽように制御する。 同様に、 路面状態が良 、部分に 入り、 負荷電流 I 0の減少に応じて電動モータ 3 1の回転数を減速し、 作動油の供給量を 減少させるとき (図 8の時刻 t には、 制御コントローラ 4 0は、 コントロールバルブ
3 4の開度を所定の量だけ大きくすることにより、 a¾油の吐出量の減少が油圧ァクチュ エータ 2 0の に影響しないように制御する。 これにより、 m¾モータ 3 1の回転数の 変化による油圧ポンプ 3 2力 ^吐出される 油量の変化が油圧ァクチユエータ 2 0の作 動に影響を与えることを防止し、 このパワーショベル車 1の操作性を向上させることがで さる。
このパワーショベル車 1において、 ¾¾モータ 3 1に負荷がかかるとインバータ 4 1に 流れ込 feft荷電流 I oが増加する。 ノ ッテリー 5 0の充電量が多レ、:^に負荷電流 I 0が 増加しても出力 HffiVoの変化は小さいが、 バッテリー 5 0の充電量が少なレ、¾ ^に負荷 電流 I oが増加すると、 出力 ®EVoの変化 (出力 IffVoの低下量) は大きくなる。 ノ ッテリー 5 0の大きな ¾ϊ変動が発生すると、 電動モータ 3 1のトルクの低下や回転ムラ が発生する虞がある。 また、 バッテリー 5 0の出力 SEE Voが大きく低下すると、 インバ ータ 4 1が B靡き停電と判断して ®t¾モータ 3 1への出力を遮断する虞がある。
そのため、 fM御コントローラ 4 0は、 バッテリー 5 0の出力電圧 Voを監視しており、 この出力 «ΙΞνο力所定の閾値より低下したときに、 ¾モータ 3 1に力かる負荷を軽減 してバッテリー 5 0の出力 ®EVoを安定させるように構成されている。 例えば、 ®t¾モ ータ 3 1に指令している回聿識が低い ¾^は、 回転数を増加させる指令をィンバータ 4 1 に出力し、 電動モータ 3 1の回転数を増加させる。 これにより、 ィンバータ 4 1に流れ込 t ^荷電流 I oが減少するため、 出力 mffiVoの変化も小さくすることができる。 また、 モータ 3 1に指令している回^!女が高レ、^は、 コント口ールバルブ 3 4の開度を小 さくし、 油圧ポンプ 3 2の負荷を小さくするように制御する。 これにより、 m¾モータ 3
1に力かる負荷が減少し、 それにより負荷電流 I oが減少するため出力 ®3Ε Voの変化を 小さくすることができる。
以上説明したように、 本実施例にカゝかるパワーショベル車 1においては、 オペレータが
アクセル量、 すなわち、 モータ 3 1に印加される ¾|Ξ値をァクセ 設定スィッチ 2 4により選択するように構成されている。 また、 このパワーショベル車 1において、 イン バータ 4 1は、 制御コントローラ 4 0から指令された ®Ε値に応じた mffiを S¾モータ 3 1に印加するとともに、 この制御コントローラ 4 0から指令された回攀数になるように電 動モータ 3 1を制御する。 そのため、 たとえばアクセル量 Lが選択されている状態で走行 中に、 スピンターンやピポットターンを行うと、 m®jモータ 3 1に力かる負荷が増カロし、 電動モータ 3 1の回転数を維射るためにインバータ 4 1には過電流が流れる。 インバー タ 4 1に過電流が流れる状態力 S継続すると、 ィンバータ 4 1は発熱し、 このィンバータ 4 1の が所定の大きさを超えると保護回路力 してィンバータ 4 1力 S停止してしまい、 結果としてこのパワーショベル車 1を 1≡¾させることができなくなる。
そのため、 本実施例に係るパワーショベル車 1においては、 制御コントローラ 4 0で負 荷電流 I。を監視し、 インバータ 4 1の保護回路がィ働する まで上昇しないように制 御される。 この制御コントローラ 4 0の制御は、 図 9に示すように、 負荷電流 I 0を監視 し、 所定の時間、 過電流状態カ¾¾镜したことを検出すると (S 2 0 0 ) 、 インバータ 4 1 を制御して maモータ 3 1を停止するとともに、 オペレータキヤビン 1 5内に設けられた 警報用パイ口ットランプ 2 5を点灯し、 オペレータに過電流で S¾モータ 3 1を停止させ たことを警幸艮する (S 2 0 1 ) 。 オペレータキャビン 1 5内には、 リセットボタン 2 6が 設けられており、 制御コントローラ 4 0は電動モータ 3 1を停止させると、 リセットボタ ン 2 6が押下されるのを待つ (S 2 0 2) 。 そして、 オペレータによりリセットボタン 2 6が押下されたのを検出すると、 インバータ 4 1により maモータ 3 1を再 し、 この パワーショベル車 1をィ働可能にする (S 2 0 3 ) 。 なお、 この状態で、 過電流で停止し たときと同じ操作 (たとえば、 スピンターンやピボットターン) を行うと、 同様に過電流 が流れて電動モータ 3 1の停止制御が作動するため、 オペレータはアクセル量設定スイツ チ 2 4により、 ¾|¾定されている以上のアクセル量 (Mまたは H) を選択する必要があ る。
このように、 制御コントローラ 4 0によりィンバータ 4 1に流れ込 if ^荷電流 I 0を監 視し、 過電流状態力 S所定の時間維镜したときに、 ®¾モータ 3 1を停止するように構成す ることにより、 ァクセ 設定スィッチ 2 4による設定を誤って、 インバータ 4 1に過電 流が流れたとしても、 このィンバータ 4 1が発熱により停止することがなく、 リセットボ タン 2 6の操作により、 すぐにこのパワーショベル車 1の «を¾铳 (再開) することが
できる。
Claims
1. 油圧ァクチユエータにより するィ僕用車両であって、
tin己油圧ァクチユエータに «油を供給する油圧ポンプを する モータと、 tin己油圧ポンプの吐出油圧を検出する油圧センサと、
直流電力を供^るバッテリーと、
編己バッテリ一の直流電力を所望の大きさの mff値を有する交流 に変換して供給 することにより、 爾己 モータを所望の回転数でィ懒させるィンバータと、
謝己バッテリ一の出力 meと婦己バッテリ一から tin己ィンバータに流れ込 荷電流 とを検出する ·電流センサと、
編己ィンバータにより編己 iaモータに印加される廳己交流 ¾Λの me値の大きさを 選択するァクセル «1択手段と、
膽己ィンバータに、 漏ァクセル β択手段で選択された 値の大きさおよひ舊己 モータの回転数を指令する制御コントローラと、 を有し、
Sift己制御コントローラ力 s、
tiiKァクセノレ量選キ尺手段で選択可食 gな ff値の大きさ毎に、 l己 β]モータの基準と なる回転数を有し、
f !己アクセル ¾ 択手段で選択された ®Ξ値、 tiff己吐出油圧、 tiff己出力 および前 記負荷電流から加速量を算出し、 膽己基準となる回転数に Sirtsto速量を考慮した回転 数を嫌己インバータに指令して、 謝己電動モータをィ 1≡¾させるように構成した鎖用 車両。
2. 藤己ァクチユエータを操作する操作装置を有し、
¾制御コントローラが、
編己操作装置の操作に応じて tin己ァクチユエータを させるとともに、
廳己操條置カ S所定の時間、 操作されない状態力継続したと判断したときに、 藤己ィ ンバータに、 蘭己基準となる回転数よりも低い回転数を指令して、 廳己電動モータを ί働させるように構成した請求項 1に記載の ί權用車両。
3. 油圧ァクチユエータにより作動するィ樓用車両であって、
觸己油圧ァクチユエ一タにィ働油を供給する油圧ポンプを駆 SrTる Sttモータと、 直流電力を供糸^るバッテリーと、
ttfiBバッテリ一の直流電力を交流電力に変換して供給することにより、 tin己 s¾モー タを所望の回 でィ働させるィンバータと、
開度を変化させることにより歯己油圧ァクチユエータに供給される Mr油の供給量を 制御するコント口一ルバノレブと、
藤己コントロールバルブにより廳己油圧ァクチュエータの を制御するとともに、 前記インバータにより Sfrt己 モータの^ »を制御する制御コントローラと、 を有し、 歯己制御コントローラが、
嫌己電動モータの回転数を加速するときに、 廳己コントロールバルブの膽己開度を所 定の大きさだけ減少させ、
ttrf己 m¾モータの回転数を減速するときに、 己コント口一/レバルプの鍵己開度を所 定の大きさだけ増加させるように構成された ί«用車両。 油圧ァクチユエータにより作動する作業用車両であって、
藤己油圧ァクチユエ一タにィ働油を供給する油圧ポンプを駆動する ¾¾モータと、 直流電力を供給するバッテリーと、
己バッテリ一の直流電力を交流電力に変換して供給することにより、 l己 ®»モー タを所望の回転数でィ 1≡¾させるィンバータと、
開度を変化させることにより廳3油圧ァクチユエータに供給される 油の供給量を 制御するコント口一ルバノレブと、
籠己コントロールバルブにより藤己油圧ァクチユエータの を制御するとともに、 前記ィンバータにより編己 モータの作動を制御する制御コントローラと、 を有し、 tins制御コントローラが、
廳己コントロールバルブの藤己開度を増加させるとともに廳己漏モータの回率識を カロ速するときに、 I己 m»モータの回転数をステップ状に加速させるとともに編己コ ントロールバルブの前記開度を所定の時間をかけて かに増カ卩させ、
藤己コントロールバルブの藤己開度を減少させるとともに編己 ®¾モータの回率 を 減速するときに、 tin己 m»モータの回転数をステップ状に減速させるとともに編 sコ ントロールバルブの前記開度を所定の時間を力けて齢かに減少させるように構成さ
れた賤用車両。
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Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2007321898A (ja) * | 2006-06-01 | 2007-12-13 | Takeuchi Seisakusho:Kk | 作業用車両 |
JP2012077479A (ja) * | 2010-09-30 | 2012-04-19 | Sumitomo Heavy Ind Ltd | ハイブリッド型作業機械 |
Citations (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH07322684A (ja) * | 1994-05-24 | 1995-12-08 | Mercedes Benz Ag | サーボ制御装置特に自動車のパワーステアリング装置 |
JPH1030604A (ja) * | 1996-07-12 | 1998-02-03 | Hitachi Constr Mach Co Ltd | 油圧モータ制御装置 |
JPH1181388A (ja) * | 1997-09-12 | 1999-03-26 | Toyo Umpanki Co Ltd | ホイールローダの走行駆動装置 |
JP2001116004A (ja) * | 1999-10-15 | 2001-04-27 | Nireco Corp | 油圧制御装置及び電動機の制御装置 |
JP2002130004A (ja) * | 2000-10-20 | 2002-05-09 | Hitachi Constr Mach Co Ltd | 油圧走行車両 |
JP2002174202A (ja) * | 2000-09-29 | 2002-06-21 | Kobelco Contstruction Machinery Ltd | 油圧回路及び油圧回路を備えた建設機械 |
JP2002327714A (ja) * | 2001-04-27 | 2002-11-15 | Kobelco Contstruction Machinery Ltd | 建設機械の油圧回路 |
JP2004150306A (ja) * | 2002-10-29 | 2004-05-27 | Komatsu Ltd | エンジンの制御装置 |
-
2007
- 2007-05-24 WO PCT/JP2007/061032 patent/WO2007139168A1/ja active Application Filing
Patent Citations (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH07322684A (ja) * | 1994-05-24 | 1995-12-08 | Mercedes Benz Ag | サーボ制御装置特に自動車のパワーステアリング装置 |
JPH1030604A (ja) * | 1996-07-12 | 1998-02-03 | Hitachi Constr Mach Co Ltd | 油圧モータ制御装置 |
JPH1181388A (ja) * | 1997-09-12 | 1999-03-26 | Toyo Umpanki Co Ltd | ホイールローダの走行駆動装置 |
JP2001116004A (ja) * | 1999-10-15 | 2001-04-27 | Nireco Corp | 油圧制御装置及び電動機の制御装置 |
JP2002174202A (ja) * | 2000-09-29 | 2002-06-21 | Kobelco Contstruction Machinery Ltd | 油圧回路及び油圧回路を備えた建設機械 |
JP2002130004A (ja) * | 2000-10-20 | 2002-05-09 | Hitachi Constr Mach Co Ltd | 油圧走行車両 |
JP2002327714A (ja) * | 2001-04-27 | 2002-11-15 | Kobelco Contstruction Machinery Ltd | 建設機械の油圧回路 |
JP2004150306A (ja) * | 2002-10-29 | 2004-05-27 | Komatsu Ltd | エンジンの制御装置 |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2007321898A (ja) * | 2006-06-01 | 2007-12-13 | Takeuchi Seisakusho:Kk | 作業用車両 |
JP2012077479A (ja) * | 2010-09-30 | 2012-04-19 | Sumitomo Heavy Ind Ltd | ハイブリッド型作業機械 |
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