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JP4163137B2 - Hybrid excavator operating device - Google Patents

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JP4163137B2 JP2004102844A JP2004102844A JP4163137B2 JP 4163137 B2 JP4163137 B2 JP 4163137B2 JP 2004102844 A JP2004102844 A JP 2004102844A JP 2004102844 A JP2004102844 A JP 2004102844A JP 4163137 B2 JP4163137 B2 JP 4163137B2
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  • Operation Control Of Excavators (AREA)

Description

本発明はハイブリッドショベルの操作装置に関するものであり、特に、油圧で駆動する油圧系アクチュエータと電力で駆動する電動系アクチュエータとを備えるハイブリッドショベルの操作装置に関するものである。   The present invention relates to an operating device for a hybrid excavator, and more particularly to an operating device for a hybrid excavator including a hydraulic actuator driven by hydraulic pressure and an electric actuator driven by electric power.

近年、排気ガスや騒音等の作業環境を改善した建設機械が種々提案されている。その一つに、エンジンと電動モータを併用したハイブリッド式の建設機械がある。このハイブリッド式の建設機械は、エンジンの動力で駆動されるアクチュエータ用の油圧ポンプの他に、バッテリの電力で駆動される電動モータが設けられている。そして、アクチュエータ駆動モードを切り換えると、油圧ポンプの駆動を「バッテリ駆動」、「エンジン駆動」、「エンジン駆動とバッテリによるアシスト駆動」に変更することが可能で、この駆動形式を作業内容等に応じて切り換えることにより、エンジンの負荷を軽減して排気ガスや騒音等を改善するようにしている(例えば、特許文献1参照)。
特開平2001−207482号公報。
In recent years, various construction machines having improved work environments such as exhaust gas and noise have been proposed. One example is a hybrid construction machine that uses both an engine and an electric motor. This hybrid construction machine is provided with an electric motor driven by battery power in addition to an actuator hydraulic pump driven by engine power. When the actuator drive mode is switched, the drive of the hydraulic pump can be changed to “battery drive”, “engine drive”, or “engine drive and battery-assisted drive”. Thus, the engine load is reduced to improve exhaust gas, noise, and the like (see, for example, Patent Document 1).
Japanese Patent Laid-Open No. 2001-207482.

特許文献1記載の発明は、各種アクチュエータの全てを油圧ポンプの駆動で行う方法が採られている。しかしながら、作業環境や機能的に見た場合には、油圧で駆動した方が都合の良いアクチュエータと電力で駆動した方が都合の良いアクチュエータとがある。従って、今後は油圧で駆動するアクチュエータ(以下、これを「油圧系アクチュエータ」という)と電力で駆動するアクチュエータ(以下、これを「電動系アクチュエータ」という)とが混在してなるハイブリッド形式のショベルは増えることが予想される。   The invention described in Patent Document 1 employs a method in which all the various actuators are driven by a hydraulic pump. However, from the viewpoint of work environment and functions, there are actuators that are more convenient to be driven by hydraulic pressure and actuators that are more convenient to be driven by electric power. Therefore, in the future, hybrid type excavators in which actuators driven by hydraulic pressure (hereinafter referred to as “hydraulic actuators”) and actuators driven by electric power (hereinafter referred to as “electric actuators”) are mixed. It is expected to increase.

このように油圧系のアクチュエータと電動系のアクチュエータとを混在させて搭載するハイブリッドショベルでは、油圧系アクチュエータを制御する操作手段と電動系アクチュエータを制御する操作手段の2種類の操作手段が必要になり、部品管理が複雑化し、コストも上がるという問題がある。又、油圧系アクチュエータでは、一般に中立位置に設定された操作レバーを傾倒することによって操作される油圧パイロット操作弁を用いていたが、電動系アクチュエータを操作レバーを用いない、例えばスイッチ操作で行うことになると、不慣れなオペレータは操作がしづらいという問題の発生が予想される。   Thus, in a hybrid excavator in which a hydraulic actuator and an electric actuator are mixedly installed, two types of operating means, that is, an operating means for controlling the hydraulic actuator and an operating means for controlling the electric actuator are required. However, there is a problem that parts management becomes complicated and costs increase. In addition, hydraulic actuators generally use a hydraulic pilot operating valve that is operated by tilting an operating lever that is set to a neutral position. However, the electric actuator is not operated by an operating lever, for example, by a switch operation. Then, the problem that it is difficult for an unfamiliar operator to operate is expected.

そこで、油圧系アクチュエータと電動系アクチュエータとが混在してなるハイブリッドショベルに於いて、部品の共用化が可能で、且つ、油圧系アクチュエータの操作と同じ操作で電動系アクチュエータの操作ができる操作装置を得るために解決すべき技術的課題が生じてくるのであり、本発明はこの課題を解決することを目的とする。   Therefore, in a hybrid excavator in which a hydraulic actuator and an electric actuator are mixed, an operation device that can share components and can operate the electric actuator by the same operation as the operation of the hydraulic actuator. The technical problem which should be solved arises in order to obtain, and this invention aims at solving this problem.

本発明は上記目的を達成するために提案されたものであり、請求項1記載の発明は、油圧ポンプの吐出作動油で駆動される油圧アクチュエータと、バッテリの電力で駆動される電動系アクチュエータと、遠隔操作用のパイロット油圧を生成するパイロットポンプとを備え、前記油圧ポンプと前記パイロットポンプがエンジンの動力で駆動されているハイブリッドショベルに於いて、前記電動系アクチュエータを前記パイロット油圧で遠隔操作する油圧パイロット操作弁と、該油圧パイロット操作弁の2次圧を電気信号に変換して出力する圧力センサと、該圧力センサからの信号に応じて前記電動系アクチュエータを制御する制御部、とを備えたハイブリッドショベルの操作装置を提供する。   The present invention has been proposed to achieve the above object, and the invention according to claim 1 includes a hydraulic actuator driven by a discharge hydraulic oil of a hydraulic pump, and an electric actuator driven by battery power. A pilot pump that generates a pilot hydraulic pressure for remote operation, and the electric pump is remotely operated by the pilot hydraulic pressure in a hybrid excavator in which the hydraulic pump and the pilot pump are driven by engine power A hydraulic pilot operating valve; a pressure sensor that converts the secondary pressure of the hydraulic pilot operating valve into an electric signal and outputs the electric signal; and a control unit that controls the electric actuator according to a signal from the pressure sensor. An operating device for a hybrid excavator is provided.

この構成によれば、電動系アクチュエータを操作する手段として、油圧系アクチュエータを操作する油圧パイロット操作弁と同じ油圧パイロット操作弁を用い、且つ、油圧系アクチュエータを操作する油圧パイロット操作弁と同じパイロットポンプから吐出されるパイロットオイルを使用して、電動系アクチュエータ用の油圧パイロット操作弁を操作することができる。従って、電動系アクチュエータを操作する油圧パイロット操作弁の構造を、油圧系アクチュエータを操作する油圧パイロット操作弁と同じ構造にして操作等の共通化を図ることが可能になる。そして、電動系アクチュエータを操作する場合、該電動系アクチュエータ用の油圧パイロット操作弁を操作すると、該油圧パイロット操作弁からパイロット2次圧が生成され、この2次圧が圧力センサで検知されると共に電気信号に変換され、該電気信号が電動系アクチュエータを操作するための信号として制御手段に入力される。制御手段は、この信号に基づいて電動系アクチュエータを制御する。   According to this configuration, the same hydraulic pilot operation valve as the hydraulic pilot operation valve that operates the hydraulic actuator is used as the means for operating the electric actuator, and the same pilot pump as the hydraulic pilot operation valve that operates the hydraulic actuator The pilot oil discharged from the engine can be used to operate the hydraulic pilot operation valve for the electric actuator. Accordingly, the structure of the hydraulic pilot operation valve for operating the electric actuator can be made the same as that of the hydraulic pilot operation valve for operating the hydraulic actuator so that the operations can be shared. When the electric actuator is operated, when the hydraulic pilot operation valve for the electric actuator is operated, a pilot secondary pressure is generated from the hydraulic pilot operation valve, and this secondary pressure is detected by the pressure sensor. It is converted into an electric signal, and the electric signal is input to the control means as a signal for operating the electric actuator. The control means controls the electric actuator based on this signal.

請求項2記載の発明は、上記油圧パイロット操作弁が、通常は中立位置に設定されている左右に傾倒可能な操作レバーと、前記操作レバーの傾倒方向と各々対応して設けられている複数のポートを有し、且つ、前記操作レバーの傾倒方向と対応したポートから上記2次圧を出力するように構成された切換弁とを備え、前記圧力センサを前記ポート毎に設けてなるハイブリッドショベルの操作装置を提供する。   The invention according to claim 2 is characterized in that the hydraulic pilot operation valve is provided with an operation lever that is normally set at a neutral position and can be tilted to the left and right, and a tilt direction of the operation lever. A hybrid excavator having a port and a switching valve configured to output the secondary pressure from a port corresponding to the tilting direction of the operation lever, and the pressure sensor is provided for each port. An operating device is provided.

この構成によれば、操作レバーを中立位置から傾倒すると、その傾倒方向と対応しているポートから2次圧が出力され、この2次圧が該ポートと対応している圧力センサで検出され、電気信号に変換されて制御手段に出力される。従って、制御手段では圧力手段の電気信号から操作レバーの傾倒方向を識別することができる。   According to this configuration, when the operation lever is tilted from the neutral position, the secondary pressure is output from the port corresponding to the tilt direction, and the secondary pressure is detected by the pressure sensor corresponding to the port, It is converted into an electrical signal and output to the control means. Therefore, the control means can identify the tilting direction of the operation lever from the electric signal of the pressure means.

請求項1記載の発明は、電動系アクチュエータを操作する手段として、油圧系アクチュエータの操作で使用している油圧パイロット操作弁と同じ構造にした油圧パイロット操作弁を使用して、油圧パイロット操作弁の共用化を図ることができるので、部品管理が簡単になり、コストの低減に寄与できる。又、同じ構造をした油圧パイロット操作弁を使用することによって、電動系アクチュエータの操作を油圧系アクチュエータの操作と同じ感覚で行うことができ、操作性の向上に寄与できる。更に、油圧系アクチュエータと電動系アクチュエータとが混在する形態をとることができ、作業環境や作業内容に応じたショベルを提供することができる。   According to the first aspect of the present invention, a hydraulic pilot operating valve having the same structure as the hydraulic pilot operating valve used for operating the hydraulic actuator is used as means for operating the electric actuator. Since it can be shared, parts management becomes easy and it can contribute to cost reduction. Further, by using the hydraulic pilot operation valve having the same structure, the operation of the electric actuator can be performed with the same feeling as the operation of the hydraulic actuator, which can contribute to the improvement of operability. Furthermore, it is possible to take a form in which a hydraulic actuator and an electric actuator are mixed, and it is possible to provide an excavator according to the work environment and work contents.

請求項2記載の発明は、操作レバーを中立位置から傾倒した方向に応じて、その傾倒方向と対応している圧力センサから信号が得られるようにしているので、請求項1記載の発明の効果に加えて、操作レバーの操作された方向を圧力センサの信号から簡単に取得することができる。   According to the second aspect of the present invention, a signal is obtained from the pressure sensor corresponding to the tilt direction in accordance with the direction in which the operation lever is tilted from the neutral position. In addition, the operated direction of the operation lever can be easily obtained from the signal of the pressure sensor.

油圧系アクチュエータと電動系アクチュエータとが混在してなるハイブリッドショベルに於いて、部品の共用化が可能で、且つ、油圧系アクチュエータの操作と同じ操作で電動系アクチュエータの操作ができる操作装置にするために、油圧ポンプの吐出作動油で駆動される油圧アクチュエータと、バッテリの電力で駆動される電動系アクチュエータと、遠隔操作用のパイロット油圧を生成するパイロットポンプとを備え、前記油圧ポンプと前記パイロットポンプとをエンジンの動力で駆動しているハイブリッドショベルに於いて、前記電動系アクチュエータを前記パイロット油圧で遠隔操作する油圧パイロット操作弁と、該油圧パイロット操作弁の2次圧を電気信号に変換して出力する圧力センサと、該圧力センサからの信号に応じて前記電動系アクチュエータを制御する制御部、とを備えたハイブリッドショベルの操作装置を提供する。   In a hybrid excavator with a mixture of hydraulic and electric actuators, the parts can be shared, and the operating device can be operated by the same operation as the hydraulic actuator. A hydraulic actuator driven by discharge hydraulic fluid of the hydraulic pump, an electric actuator driven by battery power, and a pilot pump for generating a pilot hydraulic pressure for remote operation, the hydraulic pump and the pilot pump A hydraulic pilot operating valve that remotely controls the electric actuator with the pilot hydraulic pressure, and converts the secondary pressure of the hydraulic pilot operating valve into an electric signal. A pressure sensor to output, and the electric power according to a signal from the pressure sensor. Control unit for controlling the system actuators to provide an operating device of a hybrid shovel which includes a city.

以下、本発明の一実施の形態を図面に従って詳述する。図1は本発明を適用したハイブリッドショベルの側面図を示す。図1に於いて、該ハイブリッドショベル10は、下部走行体11上に旋回機構12を介して上部旋回体13が旋回自在に載置されている。上部旋回体13には、キャブ14と建屋18が設けられている他に、前方中央部にブーム15が俯仰可能に取り付けられている。又、ブーム15の先端にはアーム16が上下回動自在に取り付けられ、更に該アーム16の先端にバケット17が取り付けられている。   Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. FIG. 1 shows a side view of a hybrid excavator to which the present invention is applied. In FIG. 1, the hybrid excavator 10 has an upper swing body 13 mounted on a lower traveling body 11 via a swing mechanism 12 so as to be rotatable. The upper swing body 13 is provided with a cab 14 and a building 18, and a boom 15 is attached to the front center portion so as to be able to be raised and lowered. An arm 16 is attached to the tip of the boom 15 so as to be rotatable up and down, and a bucket 17 is attached to the tip of the arm 16.

図2は図1に示したハイブリッドショベルに於ける油圧及び電気回路構成を示す回路図である。図2に於いて、この油圧回路は、エンジン20に動力連結された油圧アクチュエータ系統部21と電動アクチュエータ系統部22とを備えている。   FIG. 2 is a circuit diagram showing the hydraulic and electric circuit configuration in the hybrid excavator shown in FIG. In FIG. 2, the hydraulic circuit includes a hydraulic actuator system unit 21 and an electric actuator system unit 22 that are power-connected to the engine 20.

油圧アクチュエータ系統部21は、エンジン20に動力伝達手段やクラッチを介して動力連結されている油圧ポンプ23及びパイロットポンプ24と、油圧ポンプ23から油管32を通って送り出されて来る吐出作動油で駆動される油圧系アクチュエータとしての油圧モータ25と、その油圧モータ25と油圧ポンプ23との間に介在された方向切換弁26と、パイロットポンプ24から吐出されるパイロットオイルの油圧(以下、これを「パイロット油圧」という)を方向切換弁26に付与して、該方向切換弁26を遠隔操作する油圧パイロット操作弁27とを備えた構成となっている。尚、油圧モータ25と方向切換弁26と油圧パイロット操作弁27は、油圧ポンプ23の作動油で駆動する作動機の数に応じて複数設けられるものであるが、ここでは説明を簡略化するために1つだけ設けた場合を示す。   The hydraulic actuator system unit 21 is driven by a hydraulic pump 23 and a pilot pump 24 that are power-coupled to the engine 20 via a power transmission means and a clutch, and a discharge hydraulic oil sent from the hydraulic pump 23 through an oil pipe 32. The hydraulic motor 25 as a hydraulic actuator to be operated, the direction switching valve 26 interposed between the hydraulic motor 25 and the hydraulic pump 23, and the hydraulic pressure of pilot oil discharged from the pilot pump 24 (hereinafter referred to as “ The pilot pressure control valve 27 is provided with a hydraulic pressure pilot operation valve 27 for remotely operating the direction switch valve 26. Note that a plurality of hydraulic motors 25, direction switching valves 26, and hydraulic pilot operation valves 27 are provided in accordance with the number of actuators driven by the hydraulic oil of the hydraulic pump 23, but here, for the sake of simplicity. The case where only one is provided is shown.

油圧パイロット操作弁27は、キャブ14の運転席に座ったオペレータが手で操作可能な位置に設けられた図示せぬ操作台上に設置され、該操作台から上方に向かって突設された操作レバー28を備えている。この操作レバー28は棒状を呈し、基端部に軸受部29が設けられ、この軸受部29に支持軸29aが嵌入されることによって、操作レバー28は支持軸29aを支点に回動自在に支持された状態になっている。   The hydraulic pilot operation valve 27 is installed on an operation table (not shown) provided at a position where an operator sitting in the driver's seat of the cab 14 can operate by hand, and an operation projecting upward from the operation table. A lever 28 is provided. The operation lever 28 has a rod shape, and a bearing portion 29 is provided at the base end portion. By inserting a support shaft 29a into the bearing portion 29, the operation lever 28 is rotatably supported with the support shaft 29a as a fulcrum. It is in the state that was done.

又、軸受部29には、左右方向に延びるバー30が設けられ、このバー30の両側部の下側には、それぞれコイルスプリングを介して一対の切換弁31a,31bが設けられている。そして、通常、操作レバー28は、各コイルスプリングの付勢力によって直立した中立位置に位置設定されている。又、操作レバー28が中立位置にある状態では、方向切換弁26は、図2に示すように、作動油遮断位置に設定され、これによって油圧モータ25は停止状態になっている。   Further, the bearing portion 29 is provided with a bar 30 extending in the left-right direction, and a pair of switching valves 31a and 31b are provided below the both side portions of the bar 30 via coil springs. In general, the operation lever 28 is set to a neutral position upright by the urging force of each coil spring. In the state where the operation lever 28 is in the neutral position, the direction switching valve 26 is set to the hydraulic oil cutoff position as shown in FIG. 2, whereby the hydraulic motor 25 is stopped.

そして、操作レバー28を支持軸29aを支点にして、例えば図2に於ける右方向に倒すことにより切換弁31aが開き、第1パイロット管路33a、右方向の切換弁31a及び第2パイロット管路33bが連通して、パイロットポンプ24からのパイロット油圧が右方向の切換弁31a及び第2パイロット管路33bに付与される。これによって、方向切換弁26が右方向に移動して油圧ポンプ23からの吐出作動油が油圧モータ25の左方向から右方向に向かって流され、油圧モータ25は順方向に回転する。この油圧モータ25の回転によって例えばクローラ19が順方向に周回し、ハイブリッドショベル10は前進する。又、操作レバー28が中立位置に戻されると、切換弁31aも閉状態に復帰し、同時に方向切換弁26も作動油遮断位置に復帰してハイブリッドショベル10の前進が止まる。   Then, when the operation lever 28 is tilted to the right in FIG. 2, for example, with the support shaft 29a as a fulcrum, the switching valve 31a is opened, and the first pilot line 33a, the right switching valve 31a and the second pilot pipe are opened. The passage 33b communicates, and the pilot hydraulic pressure from the pilot pump 24 is applied to the right switching valve 31a and the second pilot pipeline 33b. As a result, the direction switching valve 26 moves to the right, and the discharge hydraulic oil from the hydraulic pump 23 flows from the left to the right of the hydraulic motor 25, and the hydraulic motor 25 rotates in the forward direction. For example, the crawler 19 rotates in the forward direction by the rotation of the hydraulic motor 25 and the hybrid excavator 10 moves forward. When the operating lever 28 is returned to the neutral position, the switching valve 31a is also returned to the closed state, and at the same time, the direction switching valve 26 is also returned to the hydraulic oil cutoff position, and the hybrid excavator 10 stops moving forward.

逆に、図2に示す状態に於いて、操作レバー28を左方向に倒すと切換弁31bが開き、第1パイロット管路33a、左方向の切換弁31b及び第3パイロット管路33cが連通して、パイロットポンプ24からのパイロット油圧が左方向の切換弁31b及び第3パイロット管路33cに供給される。これによって、方向切換弁26が左方向に移動して油圧ポンプ23からの吐出作動油が油圧モータ25内を右方向から左方向に向かって流され、油圧モータ25は逆方向に回転する。この油圧モータ25の回転によってクローラ19が逆方向に周回し、ハイブリッドショベル10は後退する。又、操作レバー28が中立位置に戻されると、切換弁31bも閉状態に復帰し、同時に方向切換弁26も作動油遮断位置に復帰してハイブリッドショベル10の後退が止まる。   On the other hand, in the state shown in FIG. 2, when the operation lever 28 is tilted leftward, the switching valve 31b opens, and the first pilot line 33a, the leftward switching valve 31b, and the third pilot line 33c communicate with each other. Thus, the pilot hydraulic pressure from the pilot pump 24 is supplied to the left switching valve 31b and the third pilot pipe line 33c. As a result, the direction switching valve 26 moves to the left and the discharge hydraulic oil from the hydraulic pump 23 flows in the hydraulic motor 25 from the right to the left, and the hydraulic motor 25 rotates in the reverse direction. The crawler 19 rotates in the reverse direction by the rotation of the hydraulic motor 25 and the hybrid excavator 10 moves backward. When the operation lever 28 is returned to the neutral position, the switching valve 31b is also returned to the closed state, and at the same time, the direction switching valve 26 is also returned to the hydraulic oil shut-off position, and the hybrid excavator 10 stops moving backward.

電動アクチュエータ系統部22は、制御部40と、エンジン20にベルトなどの動力伝達手段やクラッチを介して動力連結されている発電機41と、バッテリ42と、圧力センサ43a,43bと、油圧パイロット操作弁44と、電動アクチュエータとしての電動モータ45とを備えた構成となっている。又、この電動アクチュエータ系統部22に於いても、圧力センサ43a,43bと油圧パイロット操作弁44と電動モータ45は、電動で駆動する作動機の数に応じて複数設けられるものであるが、ここでは説明を簡略化するために各々1つだけ設けた場合を示す。   The electric actuator system unit 22 includes a control unit 40, a generator 41 that is power-coupled to the engine 20 via a power transmission means such as a belt and a clutch, a battery 42, pressure sensors 43a and 43b, and a hydraulic pilot operation. The valve 44 and an electric motor 45 as an electric actuator are provided. Also in this electric actuator system section 22, a plurality of pressure sensors 43a, 43b, hydraulic pilot operation valves 44, and electric motors 45 are provided according to the number of actuators that are electrically driven. Then, in order to simplify the explanation, a case where only one is provided is shown.

制御部40は、電動アクチュエータ系統部22の全体を制御するマイクロコンピュータとして構成されており、予めプログラムされている手順に従い、例えば電動モータ45の起動・停止と回転方向を制御する。   The control part 40 is comprised as a microcomputer which controls the whole electric actuator system | strain part 22, and controls the starting / stopping and rotation direction of the electric motor 45, for example according to the procedure programmed beforehand.

発電機41は、エンジン20により回転された機械エネルギーを電気エネルギーに変換してバッテリ42に蓄える。   The generator 41 converts the mechanical energy rotated by the engine 20 into electrical energy and stores it in the battery 42.

圧力センサ43a,43bは、油圧パイロット操作弁44で制御された後の、第1出力ポート46a又は第2出力ポート46b内に生じるパイロット2次圧を検出し、そのパイロット2次圧を電気信号に変換して制御部40に送るセンサである。   The pressure sensors 43a and 43b detect the pilot secondary pressure generated in the first output port 46a or the second output port 46b after being controlled by the hydraulic pilot operation valve 44, and use the pilot secondary pressure as an electrical signal. It is a sensor that converts and sends it to the control unit 40.

油圧パイロット操作弁44は、前記油圧パイロット操作弁27の構造と同一のもので、又、油圧パイロット操作弁27と同様に、キャブ14の運転席に座ったオペレータが手で操作可能な位置に設けられている。従って、油圧パイロット操作弁27と対応している部材には同じ符号を付して重複した説明は省略する。   The hydraulic pilot operation valve 44 has the same structure as that of the hydraulic pilot operation valve 27, and is provided at a position where an operator sitting on the driver's seat of the cab 14 can manually operate, like the hydraulic pilot operation valve 27. It has been. Therefore, the same reference numerals are given to members corresponding to the hydraulic pilot operation valve 27, and redundant description is omitted.

又、油圧パイロット操作弁44には、油圧パイロット操作弁27と同じパイロットポンプ24からのパイロットオイルのパイロット油圧が付与される。このパイロットオイルのパイロット油圧は、切換弁31aが開いて第1パイロット管路33aと第1出力ポート46aとが連通されると、該第1出力ポート46a内にパイロット2次圧を発生させる。反対に、切換弁31bが開いて第1パイロット管路33aと第2出力ポート46bとが連通されると、該第2出力ポート46b内に2次圧を発生させる構造になっている。   The pilot pressure of pilot oil from the pilot pump 24 that is the same as that of the hydraulic pilot operation valve 27 is applied to the hydraulic pilot operation valve 44. The pilot oil pressure of the pilot oil generates a pilot secondary pressure in the first output port 46a when the switching valve 31a is opened and the first pilot pipe line 33a and the first output port 46a communicate with each other. On the contrary, when the switching valve 31b is opened and the first pilot line 33a and the second output port 46b are communicated with each other, a secondary pressure is generated in the second output port 46b.

このように構成された油圧パイロット操作弁44を用いた電動アクチュエータ系統部22の動作を次に説明する。油圧パイロット操作弁44の操作レバー28は、通常、各コイルスプリングの付勢力によって直立した中立位置に位置設定されている。操作レバー28が中立位置にある状態では、油圧パイロット操作弁44の切換弁31a,31bは、図2に示すように、パイロットオイルのパイロット油圧が第1出力ポート46aと第2出力ポート46b側には付与されない遮断位置に設定されていて、第1出力ポート46aと第2出力ポート46bの何れのポートにもパイロット2次圧は発生していない。この情報は圧力センサ43a,43bを介して制御部40に入力され、制御部40は油圧モータ45を停止状態に制御している。   Next, the operation of the electric actuator system unit 22 using the hydraulic pilot operation valve 44 configured as described above will be described. The operation lever 28 of the hydraulic pilot operation valve 44 is normally set at a neutral position upright by the urging force of each coil spring. In the state where the operation lever 28 is in the neutral position, the switching valves 31a and 31b of the hydraulic pilot operation valve 44 are arranged such that the pilot oil pilot hydraulic pressure is applied to the first output port 46a and the second output port 46b as shown in FIG. Is set at a non-applied blocking position, and no pilot secondary pressure is generated in any of the first output port 46a and the second output port 46b. This information is input to the control unit 40 via the pressure sensors 43a and 43b, and the control unit 40 controls the hydraulic motor 45 to a stopped state.

そして、油圧パイロット操作弁44の操作レバー28を支持軸29aを支点にして、例えば図2に於ける右方向に倒すと切換弁31aが開き、第1パイロット管路33aと右方向の切換弁31aと第1出力ポート46aとが連通し、第1出力ポート46a内にパイロット2次圧が発生する。このパイロット2次圧は圧力センサ43aで検出され、更に電気信号に変換されて制御部40に送られる。これにより、電動モータ45には、制御部40の制御で、バッテリ42からの電流が順方向より流され、該電動モータ45は順方向に回転する。この電動モータ45の回転によって例えばアーム16が上方向に回動する。又、操作レバー28が中立位置に戻されると、切換弁31aも閉状態に復帰し、同時に圧力センサ43aで検出される2次圧が低下し、制御部40は電動モータ45を停止させ、これによりアーム16の回動も止まる。   When the operation lever 28 of the hydraulic pilot operation valve 44 is tilted to the right in FIG. 2, for example, with the support shaft 29a as a fulcrum, the switching valve 31a is opened, and the first pilot line 33a and the right switching valve 31a are opened. And the first output port 46a communicate with each other, and a pilot secondary pressure is generated in the first output port 46a. The pilot secondary pressure is detected by the pressure sensor 43a, further converted into an electric signal, and sent to the control unit 40. As a result, the electric motor 45 is supplied with current from the battery 42 in the forward direction under the control of the control unit 40, and the electric motor 45 rotates in the forward direction. For example, the arm 16 is rotated upward by the rotation of the electric motor 45. When the operation lever 28 is returned to the neutral position, the switching valve 31a is also returned to the closed state, and at the same time, the secondary pressure detected by the pressure sensor 43a is reduced, and the control unit 40 stops the electric motor 45, As a result, the rotation of the arm 16 is also stopped.

逆に、図2に示す状態に於いて、操作レバー28を左方向に倒すと切換弁21bが開き、第1パイロット管路33aと左方向の切換弁31bと第2出力ポート46bとが連通し、第2出力ポート46b内にパイロット2次圧が発生する。このパイロット2次圧は圧力センサ43bで検出され、更に電気信号に変換されて制御部40に送られる。これにより、電動モータ45には、制御部40の制御でバッテリ42からの電流が逆方向より流され、該電動モータ45は逆方向に回転する。この電動モータ45の回転によって例えばアーム16が下方向に回動する。又、操作レバー28が中立位置に戻されると、切換弁31bも閉状態に復帰し、同時に圧力センサ43bで検出される2次圧が低下し、制御部40は電動モータ45を停止させ、これによりアーム16の回動も止まる。   On the contrary, in the state shown in FIG. 2, when the operation lever 28 is tilted leftward, the switching valve 21b is opened, and the first pilot line 33a, the leftward switching valve 31b, and the second output port 46b communicate with each other. A pilot secondary pressure is generated in the second output port 46b. The pilot secondary pressure is detected by the pressure sensor 43b, further converted into an electric signal, and sent to the control unit 40. As a result, the electric motor 45 is supplied with the current from the battery 42 in the reverse direction under the control of the control unit 40, and the electric motor 45 rotates in the reverse direction. For example, the arm 16 is rotated downward by the rotation of the electric motor 45. When the operation lever 28 is returned to the neutral position, the switching valve 31b is also returned to the closed state, and at the same time, the secondary pressure detected by the pressure sensor 43b is lowered, and the control unit 40 stops the electric motor 45, As a result, the rotation of the arm 16 is also stopped.

従って、このように構成された本実施例に係るハイブリッドショベルでは、電動系アクチュエータ(電動モータ45)を操作する手段として、油圧系アクチュエータ(油圧モータ25)の操作で使用している油圧パイロット操作弁27と同じ構造にした油圧パイロット操作弁44を使用して、油圧パイロット操作弁27,44の共用化を図ることができるので、部品管理が簡単になり、コストの低減に寄与できる。又、同じ構造をした油圧パイロット操作弁27,44を使用することによって、電動系アクチュエータの操作を油圧系アクチュエータの操作と同じ感覚で行うことができ、操作性の向上に寄与できる。更に、油圧系アクチュエータと電動系アクチュエータとが混在する形態をとることができ、作業環境や作業内容に応じたショベルを提供することができることになる。   Therefore, in the hybrid excavator according to the present embodiment configured as described above, as a means for operating the electric actuator (electric motor 45), the hydraulic pilot operation valve used in the operation of the hydraulic actuator (hydraulic motor 25). The hydraulic pilot operation valve 44 having the same structure as that of the hydraulic pilot operation valve 27 can be used in common, so that the parts management is simplified and the cost can be reduced. Further, by using the hydraulic pilot operation valves 27 and 44 having the same structure, the operation of the electric actuator can be performed with the same feeling as the operation of the hydraulic actuator, which can contribute to the improvement of operability. Furthermore, it is possible to take a form in which hydraulic actuators and electric actuators coexist, and it is possible to provide an excavator corresponding to the work environment and work contents.

尚、本発明は、本発明の精神を逸脱しない限り種々の改変を為すことができ、そして、本発明が該改変されたものに及ぶことは当然である。   It should be noted that the present invention can be variously modified without departing from the spirit of the present invention, and the present invention naturally extends to the modified one.

本発明を適用したハイブリッドショベルの側面図。The side view of the hybrid shovel to which this invention is applied. 同上ハイブリッドショベルに於ける油圧及び電気回路構成の回路図。The circuit diagram of the hydraulic-pressure and electric circuit structure in a hybrid shovel same as the above.

符号の説明Explanation of symbols

20 エンジン
21 油圧アクチュエータ系統部
22 電動アクチュエータ系統部
23 油圧ポンプ
24 パイロットポンプ
25 油圧モータ(油圧系アクチュエータ)
26 方向切換弁
27 油圧パイロット操作弁
28 操作レバー
31a,31b 切換弁
33a 第1パイロット管路
33b 第2パイロット管路
33c 第3パイロット管路
40 制御部
42 バッテリ
43a,43b 圧力センサ
44 油圧パイロット操作弁
45 電動モータ(電動アクチュエータ)
46a 第1出力ポート
46b 第2出力ポート
20 Engine 21 Hydraulic Actuator System 22 Electric Actuator System 23 Hydraulic Pump 24 Pilot Pump 25 Hydraulic Motor (Hydraulic Actuator)
26 Directional switching valve 27 Hydraulic pilot operated valve
28 Operation lever 31a, 31b Switching valve 33a 1st pilot pipe line 33b 2nd pilot pipe line 33c 3rd pilot pipe line 40 Control part 42 Battery 43a, 43b Pressure sensor 44 Hydraulic pilot operation valve
45 Electric motor (electric actuator)
46a First output port 46b Second output port

Claims (2)

油圧ポンプの吐出作動油で駆動される油圧アクチュエータと、バッテリの電力で駆動される電動系アクチュエータと、遠隔操作用のパイロット油圧を生成するパイロットポンプとを備え、前記油圧ポンプと前記パイロットポンプがエンジンの動力で駆動されているハイブリッドショベルに於いて、
前記電動系アクチュエータを前記パイロット油圧で遠隔操作する油圧パイロット操作弁と、
該油圧パイロット操作弁の2次圧を電気信号に変換して出力する圧力センサと、
該圧力センサからの信号に応じて前記電動系アクチュエータを制御する制御部、
とを備えたことを特徴とするハイブリッドショベルの操作装置。
A hydraulic actuator driven by discharge hydraulic fluid of a hydraulic pump, an electric actuator driven by battery power, and a pilot pump that generates a pilot hydraulic pressure for remote operation, the hydraulic pump and the pilot pump being an engine In the hybrid excavator driven by the power of
A hydraulic pilot operating valve for remotely operating the electric actuator with the pilot hydraulic pressure;
A pressure sensor that converts the secondary pressure of the hydraulic pilot operated valve into an electrical signal and outputs the electrical signal;
A control unit for controlling the electric actuator according to a signal from the pressure sensor;
An operation device for a hybrid excavator characterized by comprising:
上記油圧パイロット操作弁が、通常は中立位置に設定されている左右に傾倒可能な操作レバーと、前記操作レバーの傾倒方向と各々対応して設けられている複数のポートを有し、且つ、前記操作レバーの傾倒方向と対応したポートから上記2次圧を出力するように構成された切換弁とを備え、前記圧力センサを前記ポート毎に設けてなる請求項1記載のハイブリッドショベルの操作装置。   The hydraulic pilot operation valve has an operation lever that can be tilted to the left and right, which is normally set to a neutral position, and a plurality of ports provided corresponding to the tilt directions of the operation lever, and The hybrid excavator operating device according to claim 1, further comprising: a switching valve configured to output the secondary pressure from a port corresponding to a tilting direction of the operating lever, wherein the pressure sensor is provided for each port.
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