JP5853676B2 - Brake failure alarm device and construction machine equipped with the same - Google Patents
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Description
本発明は、電力を受けて駆動するとともに制動時に発電する電動機と、前記電動機に機械的な制動力を与えるメカニカルブレーキとを有し、前記メカニカルブレーキの故障を警報する技術に関する。 The present invention relates to a technology that includes an electric motor that receives electric power to drive and generates electric power during braking, and a mechanical brake that applies a mechanical braking force to the electric motor, and warns of a failure of the mechanical brake.
例えば、特許文献1に記載の電動ショベルは、走行部と、旋回部と、走行部に対して旋回部を旋回させるための旋回用電動発電機とを備えている。前記旋回用電動発電機は、旋回動作中は電動機として動作する一方、旋回終了の動作時は電磁ブレーキ作用を奏する発電機として動作する。
For example, the electric excavator described in
この種の発電機を停止状態に保持するために、例えば、特許文献2に記載のように、メカニカルブレーキが用いられている。前記メカニカルブレーキは、解除指令が与えられている状態でブレーキ力の発電機に対する供給を停止する一方、解除指令が与えられていない状態でブレーキ力を発電機に与えるネガティブブレーキである。
In order to hold this type of generator in a stopped state, for example, as described in
このように、前記発電機には、その駆動を停止する際には発電に伴うブレーキ力が与えられる一方、発電機の停止状態を保持する際にはメカニカルブレーキによるブレーキ力が与えられる。 As described above, the generator is given a braking force accompanying the power generation when the drive is stopped, and is given a braking force by a mechanical brake when the generator is stopped.
ここで、発電機に対して発電に伴うブレーキ力を与えることができなくなるような異常が生じた場合、発電機の駆動を停止するためにメカニカルブレーキを使用せざるを得ない。 Here, when an abnormality occurs that makes it impossible to apply a braking force accompanying power generation to the generator, a mechanical brake must be used to stop the driving of the generator.
しかし、メカニカルブレーキは、発電機の停止状態を保持するために設計されたものであるため、発電機の駆動を停止するために使用されると故障するおそれがある。 However, since the mechanical brake is designed to keep the generator in a stopped state, there is a risk of malfunction when used to stop the drive of the generator.
ここで、発電機の駆動を停止するためにメカニカルブレーキが用いられる度に、メカニカルブレーキが故障したものとみなして、警報を行なうことが考えられる。 Here, every time the mechanical brake is used to stop the driving of the generator, it can be considered that the mechanical brake is broken and an alarm is issued.
しかし、発電機の停止時にメカニカルブレーキに生じた負荷が低ければ、メカニカルブレーキに故障が生じないことも想定される。このような場合に、メカニカルブレーキの点検、交換又は修理を行なう作業は、無駄である。 However, if the load generated on the mechanical brake when the generator is stopped is low, it is assumed that the mechanical brake will not fail. In such a case, the work of checking, replacing or repairing the mechanical brake is useless.
本発明の目的は、メカニカルブレーキを用いて電動機の駆動を停止した場合におけるメカニカルブレーキの故障の発生の可能性を適切に警報することができるブレーキの故障警報装置及びこれを備えた建設機械を提供することを目的とする。 SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a brake failure alarm device that can appropriately warn of the possibility of mechanical brake failure when the drive of an electric motor is stopped using a mechanical brake, and a construction machine equipped with the same. The purpose is to do.
上記課題を解決するために、本発明は、ブレーキの故障警報装置であって、建設機械に設けられた駆動対象物を電力の供給に応じて回転駆動するとともに、発電に伴う発電ブレーキ力を前記駆動対象物に供給可能な電動機と、解除指令が入力されていない状態で前記電動機に対して機械的なメカブレーキ力を供給する一方、前記解除指令が入力されることにより前記メカブレーキ力の供給を停止するメカニカルブレーキと、前記電動機の駆動期間中に前記メカニカルブレーキに対して前記解除指令を出力する一方、前記電動機が停止状態にあるときに前記メカニカルブレーキに対する前記解除指令の出力を停止する制御部と、前記制御部から前記解除指令が出力された場合であっても前記電動機に対する前記メカブレーキ力が強制的に供給される異常状態であるか否かを検出する異常検出部と、前記電動機の駆動速度を検出する速度検出部と、前記メカニカルブレーキが故障している可能性があることを警報するための警報部と、を備え、前記制御部は、前記異常検出部により前記異常状態であると検出された場合に、その検出時点において前記速度検出部により検出された前記電動機の駆動速度が速度規定値以上であるか否かを判定し、前記駆動速度が前記速度規定値以上であると判定された場合に、メカニカルブレーキの故障の可能性を警報するように前記警報部の作動を制御する、ブレーキの故障警報装置を提供する。
In order to solve the above-mentioned problems, the present invention is a brake failure alarm device, wherein a driving object provided in a construction machine is driven to rotate according to the supply of electric power, and the power generation braking force accompanying power generation is An electric motor that can be supplied to an object to be driven, and a mechanical mechanical brake force is supplied to the electric motor in a state where no release command is input, while the mechanical brake force is supplied by inputting the release command And a control to stop the output of the release command to the mechanical brake when the motor is in a stopped state while outputting the release command to the mechanical brake during the drive period of the motor parts and the mechanical braking force is forcibly supplied to said electric motor even when the release command is outputted from the control unit An abnormality detection unit for detecting whether or not the vehicle is in an abnormal state, a speed detection unit for detecting the drive speed of the electric motor, and an alarm unit for warning that the mechanical brake may be broken down, When the abnormality detecting unit detects that the abnormal state is present, the drive speed of the electric motor detected by the speed detecting unit at the time of detection is equal to or higher than a specified speed value. A brake failure alarm that controls the operation of the alarm unit to warn of the possibility of a mechanical brake failure when the drive speed is determined to be equal to or greater than the speed prescribed value. Providing equipment.
本発明によれば、メカニカルブレーキを用いて電動機の駆動を停止した場合におけるメカニカルブレーキの故障の発生の可能性を適切に警報することができる。具体的に、本発明では、異常検出部により異常状態であると検出された時点における電動機の駆動速度が速度規定値以上である場合に、メカニカルブレーキの故障の可能性を警報する。つまり、メカニカルブレーキが故障する可能性の高い速度(速度規定値)以上で駆動する電動機をメカブレーキ力によって停止させた場合に、メカニカルブレーキが故障したと推定して、その可能性があることを警報する。したがって、メカニカルブレーキを故障させない程度の低い速度で駆動する電動機を停止させた場合に、メカニカルブレーキの故障の可能性を警報するのを回避することができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, when the drive of an electric motor is stopped using a mechanical brake, the possibility of generation | occurrence | production of the failure of a mechanical brake can be alert | reported appropriately. Specifically, in the present invention, when the drive speed of the electric motor at the time point when the abnormality detection unit detects that it is in an abnormal state is greater than or equal to the speed prescribed value, the possibility of mechanical brake failure is warned. In other words, if an electric motor that drives at a speed (speed specified value) or higher at which the mechanical brake is likely to fail is stopped by the mechanical brake force, it is estimated that the mechanical brake has failed and that is possible. Alarm. Therefore, it is possible to avoid alarming the possibility of failure of the mechanical brake when the electric motor that is driven at a low speed that does not cause the mechanical brake to fail is stopped.
なお、本発明における『速度規定値』は、その速度で駆動する電動機に対し停止に至るまでメカブレーキ力を与えた場合に、メカニカルブレーキが故障する可能性が特定の閾値を超える速度である。また、『速度規定値』は、電動機(又は駆動対象物)について想定される負荷(イナーシャ)を考慮して設定することもできる。 The “speed prescribed value” in the present invention is a speed at which the possibility that the mechanical brake will fail exceeds a specific threshold when a mechanical brake force is applied to the electric motor driven at that speed until it stops. Further, the “speed prescribed value” can be set in consideration of a load (inertia) assumed for the electric motor (or the driving object).
前記ブレーキの故障警報装置において、前記異常検出部は、前記制御部から前記メカニカルブレーキに対する前記解除指令の伝達を許容する状態から前記解除指令の伝達を阻止する状態へ切換操作可能なスイッチを有することが好ましい。 In the brake failure alarm device, the abnormality detection unit has a switch that can be switched from a state that allows the release command to be transmitted to the mechanical brake from the control unit to a state that prevents the release command from being transmitted. Is preferred.
この態様では、スイッチを操作することにより、解除指令の伝達を許容する状態から阻止する状態へ切換可能である。そのため、オペレータが何らかの異常を感じたときにスイッチを切換操作することにより、電動機を機械的にロックすることができる。ここで、オペレータが感じる異常は、電動機の動作に限定されない。したがって、スイッチの切換操作が行なわれる度に、メカニカルブレーキの故障の可能性がある旨を警告するのは適切ではない。ここで、前記制御部は、異常検出時点(スイッチの切換時点)における電動機の速度に応じてメカニカルブレーキの故障を判断するため、様々な異常に伴いスイッチが操作された場合であってもメカニカルブレーキの故障の可能性を適切に警報することができる。 In this aspect, by operating the switch, it is possible to switch from a state allowing the transmission of the release command to a state blocking it. Therefore, the electric motor can be mechanically locked by switching the switch when the operator feels something abnormal. Here, the abnormality felt by the operator is not limited to the operation of the electric motor. Therefore, it is not appropriate to warn that there is a possibility of failure of the mechanical brake every time the switch is switched. Here, since the control unit determines the failure of the mechanical brake according to the speed of the motor at the time of abnormality detection (switch switching time), the mechanical brake is operated even when the switch is operated due to various abnormalities. It is possible to appropriately warn of the possibility of failure.
前記ブレーキの故障警報装置において、前記電動機により発電された電力を充電可能で、かつ、充電された電力を前記電動機に供給可能な蓄電器と、前記制御部に対して電力を供給可能な制御用電源と、をさらに備えていることが好ましい。 In the brake failure alarm device, an electric storage unit capable of charging electric power generated by the electric motor and capable of supplying the electric power charged to the electric motor, and a control power source capable of supplying electric power to the control unit And are preferably further provided.
この態様では、電動機の電源として機能する蓄電器とは別に制御部に電力を供給可能な制御用電源を備えている。これにより、蓄電器に接続された電気系統に異常が生じた場合であっても、制御用電源からの電力によってメカニカルブレーキの故障の可能性の警報を確実に行なうことができる。 In this aspect, a control power source capable of supplying power to the control unit is provided separately from the battery that functions as the power source of the electric motor. As a result, even if an abnormality occurs in the electrical system connected to the capacitor, a warning of the possibility of a mechanical brake failure can be reliably performed by the power from the control power supply.
前記ブレーキの故障警報装置において、前記蓄電器と前記電動機との間に設けられ、前記制御部からの指令に応じて前記電動機の駆動及び駆動停止に伴う発電を制御する電動機制御器をさらに備え、前記制御用電源は、前記電動機制御器に異常が生じた場合であっても、前記制御部に対して電力を供給可能であることが好ましい。 The brake failure alarm device further includes an electric motor controller that is provided between the electric storage device and the electric motor, and controls electric power generation when the electric motor is driven and stopped according to a command from the control unit, The control power source is preferably capable of supplying power to the control unit even when an abnormality occurs in the motor controller.
この態様では、電動機制御器に異常が生じた場合、例えば、発電ブレーキによる電動機の制動が制御不能となった場合に、制御用電源からの電力によってメカニカルブレーキの故障の可能性の警報を確実に行なうことができる。 In this aspect, when an abnormality occurs in the motor controller, for example, when the braking of the motor by the power generation brake becomes uncontrollable, a warning of the possibility of a mechanical brake failure is reliably ensured by the power from the control power supply. Can be done.
前記ブレーキの故障警報装置において、前記電動機により発電された電力を充電可能で、かつ、充電された電力を前記電動機に供給可能な蓄電器と、前記制御部に対して電力を供給可能な制御用電源と、前記蓄電器と前記電動機との間に設けられ、前記制御部からの指令に応じて前記電動機の駆動及び駆動停止に伴う発電を制御する電動機制御器とをさらに備え、前記異常検出部は、前記電動機制御器に異常が生じた場合であっても、前記制御部から前記メカニカルブレーキに対する前記解除指令の伝達を許容する状態から前記解除指令の伝達を阻止する状態へ切換操作可能なスイッチを有し、前記制御用電源は、前記電動機制御器に異常が生じた場合であっても、前記制御部に対して電力を供給可能であることが好ましい。 In the brake failure alarm device, an electric storage unit capable of charging electric power generated by the electric motor and capable of supplying the electric power charged to the electric motor, and a control power source capable of supplying electric power to the control unit And an electric motor controller that is provided between the electric storage device and the electric motor and controls power generation associated with driving and stopping of the electric motor according to a command from the control unit, Even when an abnormality occurs in the electric motor controller, a switch is provided that can be switched from a state that allows the release command to be transmitted to the mechanical brake from the control unit to a state that prevents the release command from being transmitted. However, it is preferable that the control power supply can supply power to the control unit even when an abnormality occurs in the motor controller.
この態様では、電動機制御器に異常が生じた場合、例えば、発電ブレーキによる電動機の制動が制御不能となった場合に、スイッチの切換操作に応じて制御部からメカニカルブレーキに対する解除指令の伝達を阻止することができるとともに、これにより電動機が停止した際におけるメカニカルブレーキの故障の可能性の警報を確実に行なうことができる。 In this aspect, when an abnormality occurs in the motor controller, for example, when the braking of the motor by the power generation brake becomes uncontrollable, the control unit prevents the release command from being transmitted to the mechanical brake in response to the switch switching operation. As a result, it is possible to reliably issue a warning of the possibility of failure of the mechanical brake when the electric motor stops.
また、本発明は、建設機械本体と、前記建設機械本体に対して旋回可能に設けられた旋回体と、前記ブレーキの故障警報装置とを備え、前記ブレーキの故障警報装置の電動機は、前記旋回体を電力の供給に応じて回転駆動するとともに、発電に伴う発電ブレーキ力を前記旋回体に供給可能である、建設機械を提供する。 The present invention also includes a construction machine main body, a revolving body provided so as to be able to turn with respect to the construction machine main body, and the brake failure alarm device. Provided is a construction machine capable of rotating a body in response to supply of electric power and supplying a power generation braking force accompanying power generation to the swivel body.
本発明によれば、メカニカルブレーキを用いて電動機の駆動を停止した場合におけるメカニカルブレーキの故障の発生の可能性を適切に警報することができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, when the drive of an electric motor is stopped using a mechanical brake, the possibility of generation | occurrence | production of the failure of a mechanical brake can be alert | reported appropriately.
以下添付図面を参照しながら、本発明の実施の形態について説明する。なお、以下の実施の形態は、本発明を具体化した一例であって、本発明の技術的範囲を限定する性格のものではない。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings. In addition, the following embodiment is an example which actualized this invention, Comprising: The thing of the character which limits the technical scope of this invention is not.
図1及び図2を参照して、ハイブリッドショベル1は、下部走行体(建設機械本体)2と、この下部走行体2上に旋回可能に設けられた上部旋回体3と、この上部旋回体3に対して起伏可能に設けられた作業アタッチメント4と、ハイブリッドショベル1の駆動を制御する駆動制御装置5(図2参照)とを備えている。
Referring to FIGS. 1 and 2, a
下部走行体2は、左右一対のクローラ2a(図1で1つのみ示す)と、これらクローラ2aに走行用の動力を供給する左走行モータ2b及び右走行モータ2c(図2参照)と、前記各クローラ2a間に設けられたロワフレーム2dと、ロワフレーム2dに設けられ、上部旋回体3を旋回駆動させる旋回電動機2e(図2参照)とを備えている。詳しくは後述するが、旋回電動機2eは、電力の供給に応じて上部旋回体3を駆動するとともに、発電に伴う発電ブレーキ力を上部旋回体3に供給可能である。本実施形態において、上部旋回体3は、旋回電動機2eの駆動対象物を構成する。以下、左走行モータ2b及び右走行モータ2cは、各走行モータ2b、2cと総称される場合がある。
The lower traveling
上部旋回体3は、前記ロワフレーム2dに対して地面に垂直な軸回りに旋回可能に取り付けられた旋回フレーム3aを備えている。
The upper swing body 3 includes a
作業アタッチメント4は、旋回フレーム3aに起伏可能に取り付けられた基端部を有するブーム6と、ブーム6の先端部に揺動可能に取り付けられた基端部を有するアーム7と、アーム7の先端部に揺動可能に取り付けられたバケット8とを備えている。また、作業アタッチメント4は、旋回フレーム3aに対してブーム6を起伏させるブームシリンダ9と、ブーム6に対してアーム7を揺動させるアームシリンダ10と、アーム7に対してバケット8を揺動させるバケットシリンダ11とを備えている。以下、ブームシリンダ9、アームシリンダ10、及びバケットシリンダ11は、各シリンダ9〜11と総称されることがある。
The
駆動制御装置5は、エンジン12と、エンジン12により駆動される油圧ポンプ14と、油圧ポンプ14から各走行モータ2b、2c及び各シリンダ9〜11への作動油の給排を制御するコントロールバルブ15と、エンジン12の出力軸に連結された減速機構16と、減速機構16に連結された発電機17と、発電機17と電気的に接続された制御器18と、制御器18と電気的に接続された動力バッテリ(蓄電器)19及びインバータ(電動機制御器)20と、前記旋回電動機2eの出力軸2fに連結された旋回用減速機構21と、旋回用減速機構21の速度を検出する旋回速度センサ(速度検出部)22と、旋回電動機2eの出力軸2fに対して機械的なメカブレーキ力を供給可能なメカニカルブレーキ23と、メカニカルブレーキ23を解除するためのブレーキ解除弁24と、ブレーキ解除弁24を介してメカニカルブレーキ23に作動油を供給するサブポンプ25と、ブレーキ解除弁24に電気的に接続された非常停止ボタン(異常検出部)26と、ブレーキ解除弁24及びインバータ20に対して指令を出力するコントローラ(制御部)27と、コントローラ27に対して旋回電動機2eの駆動指令を出力する旋回操作レバー28と、コントローラ27に対して電力を供給可能な制御用バッテリ(制御用電源)29と、コントローラ27からの指令に応じた警報を実行する警報部30とを備えている。
The
コントロールバルブ15は、油圧ポンプ14から各走行モータ2b、2c及び各シリンダ9〜11への作動油の給排を制御することにより、走行及び作業アタッチメント4の作動を制御する。
The
発電機17は、減速機構16を介して入力されるエンジン12の動力を利用して発電する。また、発電機17は、動力バッテリ19から電力の供給を受けることにより、エンジン12の駆動をアシストする。
The
制御器18は、発電機17と動力バッテリ19との間に設けられ、発電機17の作動を制御する。具体的に、制御器18は、発電機17に力行運転を行なわせる場合に動力バッテリ19から発電機17に対して電力を供給する。一方、制御器18は、発電機17が回生運転を実行している場合に、発電機17により発電された電力を動力バッテリ19に充電する。
The
インバータ20は、旋回電動機2eと動力バッテリ19との間に設けられ、後述のコントローラ27からの指令に応じて旋回電動機2eの作動を制御する。具体的に、インバータ20は、旋回電動機2eに力行運転を行なわせる場合に動力バッテリ19から旋回電動機2eに対して電力を供給する。一方、インバータ20は、旋回電動機2eが回生運転(旋回の制動)を実行している場合に、旋回電動機2eにより発電された電力を動力バッテリ19に充電する。また、インバータ20は、旋回電動機2eの制動における負荷を制御する。
The
旋回用減速機構21は、旋回電動機2eによる旋回駆動力を減速しつつ上部旋回体3に伝達する。
The turning
メカニカルブレーキ23は、旋回電動機2eの出力軸2fにメカブレーキ力を供給可能なネガティブブレーキである。具体的に、メカニカルブレーキ23は、後述するコントローラ27から解除指令が入力されていない状態で旋回電動機2eに対してメカブレーキ力を供給する。一方、メカニカルブレーキ23は、前記解除指令が入力されることによりメカブレーキ力の供給を停止する。メカニカルブレーキ23に入力される解除指令は、サブポンプ25から供給される作動油である。
The
ブレーキ解除弁24は、サブポンプ25からメカニカルブレーキ23に対する作動油の給排を制御する。具体的に、ブレーキ解除弁24は、メカニカルブレーキ23内の作動油をタンクTに導く切換位置Aと、サブポンプ25からの作動油をメカニカルブレーキ23に導く切換位置Bとの間で切換可能である。そして、ブレーキ解除弁24は、通常、切換位置Aに付勢されている一方、コントローラ27からの解除指令がソレノイドに入力されることにより切換位置Bに切り換えられる。つまり、メカニカルブレーキ23に対する解除指令は、コントローラ27から出力された電気信号と、メカニカルブレーキ23に入力される油圧信号とを含む。
The
非常停止ボタン26は、コントローラ27から解除指令が出力された場合であっても旋回電動機2eに対するメカブレーキ力の供給が強制的に維持される異常状態であるか否かを検出する。具体的に、非常停止ボタン26は、コントローラ27からメカニカルブレーキ23に対する解除信号(電気信号)の伝達を許容する状態(図2に示す状態)と、解除信号の伝達を阻止する状態(図2の接点を切断した状態)との間で切換操作可能なスイッチを有する。オペレータは、ハイブリッドショベル1の動作に何らかの異常を感じた場合に、前記スイッチを操作することにより、旋回電動機2eをメカニカルブレーキ23により機械的にロックすることができる。具体的に、非常停止ボタン26は、前記インバータ20とは別の経路でコントローラ27に接続されているため、インバータ20に異常が生じた場合であっても、解除指令の伝達を阻止する状態に切換操作可能である。そのため、オペレータは、例えば旋回電動機2eが制御不能となった場合に、非常停止ボタン26を切換操作することにより、旋回電動機2eを機械的にロックすることができる。さらに、非常停止ボタン26は、スイッチの接点が切断されたことを検出し、その旨の電気信号をコントローラ27に出力する。
The
コントローラ27は、旋回電動機2eの駆動期間中にメカニカルブレーキ23に対して解除指令を出力する一方、旋回電動機2eが停止状態にあるときにメカニカルブレーキ23に対する解除指令の出力を停止する。
The
具体的に、コントローラ27は、旋回操作レバー28から旋回電動機2eの駆動指令が入力されると、動力バッテリ19から旋回電動機2eに対して電力を供給すべき旨の指令をインバータ20に出力するとともに、ブレーキ解除弁24を切換位置Bに切り換える旨の解除指令をブレーキ解除弁24のソレノイドに出力する。一方、コントローラ27は、旋回電動機2eが停止状態にあるときは、ブレーキ解除弁24に対する解除指令の出力を停止する。なお、旋回電動機2eの停止状態は、旋回電動機2eの駆動速度が0の場合のみならず、停止しているものとみなすことができる程度の低い速度で旋回電動機2eが駆動している場合を含む。
Specifically, when a drive command for the
また、コントローラ27は、非常停止ボタン26により異常状態であると検出された場合に、その検出時点において旋回速度センサ22により検出された旋回電動機2eの駆動速度が速度規定値以上であるか否かを判定し、駆動速度が速度規定値以上であると判定された場合に、メカニカルブレーキ23の故障を警報するための指令を警報部30に出力する。
Further, when the
具体的に、コントローラ27は、速度規定値を記憶する。速度規定値は、その速度で駆動する旋回電動機2eに対し停止に至るまでメカブレーキ力を与えた場合に、メカニカルブレーキ23が故障する可能性が特定の閾値を超える速度である。また、速度規定値は、旋回電動機2e又は上部旋回体3(特に、作業アタッチメント4)について想定される負荷(イナーシャ)を考慮して設定することもできる。したがって、速度規定値以上の速度で駆動している旋回電動機2eをメカニカルブレーキ23を用いて停止させた場合、メカニカルブレーキ23が故障する可能性は、極めて高い。コントローラ27は、このようなメカニカルブレーキ23の故障の可能性の高い状況を特定し、警報部30に出力する。
Specifically, the
警報部30は、メカニカルブレーキが故障している可能性があることを警報する。具体的に、警報部30は、メカニカルブレーキが故障している可能性がある旨の警告を視覚の情報及び/又は聴覚の情報として出力可能である。なお、警報部30による警報を停止させるための図外の停止操作部がコントローラ27に電気的に接続されている。この停止操作部は、ハイブリッドショベルの保守管理を行なうサービスマンによって操作される。
The
制御用バッテリ29は、前記インバータ20に異常が生じた場合であっても、電力をコントローラ27に対して供給可能である。具体的に、制御用バッテリ29は、インバータ20とは別の経路でコントローラ27に接続されている。このように、動力バッテリ19とは別に制御用バッテリ29が設けられているため、動力バッテリ19に接続された電気系統に異常が生じた場合であっても、制御用バッテリ29からの電力によってメカニカルブレーキ23の故障の警報を確実に行なうことができる。
The
以下、コントローラ27により実行される処理について、図3を参照して説明する。
Hereinafter, processing executed by the
処理が開始されると、まず、旋回操作レバー28が操作されたか否かが判定される(ステップS1)。ここで、旋回操作レバー28が操作されたと判定されると、メカニカルブレーキ23を解除するとともに(ステップS2)、旋回電動機2eを駆動する(ステップS3)。つまり、旋回操作レバー28が操作されると、旋回電動機2eに対するメカブレーキ力を解除するとともに旋回電動機2eに動力バッテリ19に充電された電力又は発電器17により発電された電力を供給する。
When the process is started, it is first determined whether or not the turning
次いで、非常停止ボタン26がONとされたか否かが判定される(ステップS4)。つまり、コントローラ27からメカニカルブレーキ23に対する解除指令の伝達が阻止される状態に非常停止ボタン26のスイッチが操作されたか否かが判定される。
Next, it is determined whether or not the
本実施形態では、旋回操作レバー28が操作されている状態(ステップS1〜S3を経由した状態)だけでなく、旋回操作レバー28が操作されていない状態(ステップS1でNO)においても、ステップS4が実行される。旋回操作レバー28が操作されていない状態においてステップS4を実行するのは、旋回操作レバー28が非操作の状態においても、旋回電動機2eの制動期間中のように、旋回電動機2eが駆動している状況が存在するためである。
In the present embodiment, step S4 is performed not only in a state where the turning
ステップS4において、非常停止ボタン26がONであると判定されると、その時点における旋回電動機2eの駆動速度が検出される(ステップS5)。つまり、ステップS5では、メカニカルブレーキ23により旋回電動機2eの制動が開始された時点における旋回電動機2eの速度が検出される。
If it is determined in step S4 that the
次いで、旋回電動機2eの駆動速度が速度規定値以上であるか否かが判定される(ステップS6)。つまり、旋回電動機2eの制動開始時の速度がメカニカルブレーキ23が故障する可能性の高い速度以上であるか否かを判定する。
Next, it is determined whether or not the drive speed of the
ステップS6で、駆動速度が速度規定値以上であると判定されると、ブレーキの点検を要する旨、つまり、メカニカルブレーキ23が故障している可能性がある旨を警報部30により警報する。これを見たオペレータは、メカニカルブレーキ23の故障の可能性、及び、サービスマンに点検してもらう必要性を認識することができる。
If it is determined in step S6 that the drive speed is equal to or greater than the speed prescribed value, the
警報部30による警報は、サービスマンによる警報停止の操作が行なわれるまで(ステップS8でNO)継続される。一方、サービスマンによる警報停止の操作が行なわれると、警報が停止される(ステップS9)。
The alarm by the
そして、警報が停止した後(ステップS9の後)又は駆動速度が速度規定値未満である場合(ステップS6でNO)には、非常停止ボタン26がOFFとされることを待機する(ステップS10)。つまり、コントローラ27からブレーキ解除弁24のソレノイドに対して解除指令が伝達可能な状態となるのを待機する。そして、非常停止ボタン26がOFFとされると、当該処理は、終了する。
Then, after the alarm is stopped (after step S9) or when the drive speed is less than the speed prescribed value (NO in step S6), the system waits for the
以上説明したように、前記実施形態によれば、メカニカルブレーキ23を用いて旋回電動機2eの駆動を停止した場合におけるメカニカルブレーキ23の故障の発生の可能性を適切に警報することができる。具体的に、前記実施形態では、非常停止ボタン26により異常状態であると検出された時点における旋回電動機2eの駆動速度が速度規定値以上である場合に、メカニカルブレーキ23の故障の可能性を警報する。つまり、メカニカルブレーキ23が故障する可能性の高い速度(速度規定値)以上で駆動する旋回電動機2eをメカニカルブレーキ23によって停止させた場合に、メカニカルブレーキ23が故障したと推定して、その可能性があることを警報する。したがって、メカニカルブレーキ23を故障させない程度の低い速度で駆動する旋回電動機2eを停止させた場合に、メカニカルブレーキ23の故障の可能性を警報するのを回避することができる。
As described above, according to the embodiment, it is possible to appropriately warn of the possibility of the failure of the
前記実施形態では、非常停止ボタン26のスイッチを操作することにより、解除指令の伝達を許容する状態から阻止する状態に切換可能である。そのため、オペレータが何らかの異常を感じた時にスイッチを切換操作することにより、旋回電動機2eを機械的にロックすることができる。ここで、オペレータが感じる異常は、旋回電動機2eの動作に限定されない。したがって、スイッチの切換操作が行なわれる度に、メカニカルブレーキ23が故障した旨を警告するのは適切ではない。ここで、コントローラ27は、異常検出時点(スイッチの切換時点)における旋回電動機2eの速度に応じてメカニカルブレーキ23の故障を判断するため、様々な異常に伴いスイッチが操作された場合であってもメカニカルブレーキ23の故障の可能性を適切に警報することができる。
In the embodiment, by operating the switch of the
前記実施形態では、旋回電動機2eの電源として機能する動力バッテリ19とは別にコントローラ27に電力を供給可能な制御用バッテリ29を備えている。これにより、動力バッテリ19に接続された電気系統に異常が生じた場合であっても、制御用バッテリ29からの電力によってメカニカルブレーキ23の故障の可能性の警報を確実に行なうことができる。
In the said embodiment, the
前記実施形態では、インバータ20に異常が生じた場合、つまり、発電ブレーキによる旋回電動機2eの制動が制御不能となった場合に、制御用バッテリ29からの電力によってメカニカルブレーキ23の故障の可能性の警報を確実に行なうことができる。
In the above embodiment, when an abnormality occurs in the
前記実施形態では、インバータ20に異常が生じた場合、例えば、発電ブレーキによる旋回電動機2eの制動が制御不能となった場合に、非常停止ボタン26の操作に応じてコントローラ27からメカニカルブレーキ23に対する解除指令の伝達を阻止することができるとともに、これにより旋回電動機2eが停止した際におけるメカニカルブレーキ23の故障の可能性の警報を確実に行なうことができる。
In the embodiment, when an abnormality occurs in the
なお、前記実施形態において、旋回速度センサ22は、旋回用減速機構21の速度を検出しているが、旋回電動機2eの速度を直接検出してもよい。この場合、コントローラ27に記憶する速度規定値は、旋回電動機2eの速度として設定されていることを要する。
In the above-described embodiment, the
また、前記実施形態では、上部旋回体3を旋回駆動するための旋回電動機2eを電動機の一例として説明しているが、旋回電動機2eに限定されない。例えば、クレーンに設けられたウィンチドラムを回転駆動するウィンチモータについて上述した制御を行なうこともできる。
In the above embodiment, the swing
1 ハイブリッドショベル(建設機械の一例)
2 下部走行体(建設機械本体の一例)
2e 旋回電動機(電動機の一例)
3 上部旋回体(駆動対象物の一例)
19 動力バッテリ(蓄電器の一例)
20 インバータ(電動機制御器の一例)
22 旋回速度センサ(速度検出部の一例)
23 メカニカルブレーキ
26 非常停止ボタン(異常検出部の一例)
27 コントローラ(制御部の一例)
29 制御用バッテリ(旋回用電源の一例)
30 警報部
1 Hybrid excavator (an example of construction machinery)
2 Lower traveling body (an example of a construction machine body)
2e Swing motor (an example of an electric motor)
3 Upper revolving structure (an example of a driven object)
19 Power battery (an example of a battery)
20 Inverter (an example of a motor controller)
22 Turning speed sensor (example of speed detector)
23
27 Controller (Example of control unit)
29 Control battery (an example of a turning power supply)
30 Alarm section
Claims (6)
建設機械に設けられた駆動対象物を電力の供給に応じて回転駆動するとともに、発電に伴う発電ブレーキ力を前記駆動対象物に供給可能な電動機と、
解除指令が入力されていない状態で前記電動機に対して機械的なメカブレーキ力を供給する一方、前記解除指令が入力されることにより前記メカブレーキ力の供給を停止するメカニカルブレーキと、
前記電動機の駆動期間中に前記メカニカルブレーキに対して前記解除指令を出力する一方、前記電動機が停止状態にあるときに前記メカニカルブレーキに対する前記解除指令の出力を停止する制御部と、
前記制御部から前記解除指令が出力された場合であっても前記電動機に対する前記メカブレーキ力が強制的に供給される異常状態であるか否かを検出する異常検出部と、
前記電動機の駆動速度を検出する速度検出部と、
前記メカニカルブレーキが故障している可能性があることを警報するための警報部と、を備え、
前記制御部は、前記異常検出部により前記異常状態であると検出された場合に、その検出時点において前記速度検出部により検出された前記電動機の駆動速度が速度規定値以上であるか否かを判定し、前記駆動速度が前記速度規定値以上であると判定された場合に、メカニカルブレーキの故障の可能性を警報するように前記警報部の作動を制御する、ブレーキの故障警報装置。
Brake failure alarm device,
An electric motor capable of rotating and driving a driving object provided in the construction machine according to the supply of electric power, and supplying a power generation braking force accompanying power generation to the driving object;
A mechanical brake that supplies mechanical mechanical brake force to the electric motor in a state where a release command is not input, while stopping the supply of the mechanical brake force when the release command is input;
A controller that outputs the release command to the mechanical brake during the driving period of the electric motor, and stops the output of the release command to the mechanical brake when the motor is in a stopped state;
An abnormality detection unit for detecting whether or not the mechanical brake force for the electric motor is forcibly supplied even when the release command is output from the control unit;
A speed detector for detecting the driving speed of the electric motor;
An alarm unit for alarming that the mechanical brake may be broken,
When the abnormality detecting unit detects the abnormal state, the control unit determines whether the driving speed of the electric motor detected by the speed detecting unit at the time of detection is equal to or higher than a specified speed value. A brake failure alarm device that determines and controls the operation of the alarm unit to warn of the possibility of mechanical brake failure when it is determined that the drive speed is equal to or greater than the speed prescribed value.
前記制御部に対して電力を供給可能な制御用電源と、をさらに備えている、請求項1又は2に記載のブレーキの故障警報装置。 A battery capable of charging the electric power generated by the electric motor and capable of supplying the electric power charged to the electric motor;
The brake failure alarm device according to claim 1, further comprising a control power source capable of supplying power to the control unit.
前記制御用電源は、前記電動機制御器に異常が生じた場合であっても、前記制御部に対して電力を供給可能である、請求項3に記載のブレーキの故障警報装置。 An electric motor controller which is provided between the electric storage device and the electric motor, and controls electric power generation associated with driving and stopping of the electric motor according to a command from the control unit;
4. The brake failure alarm device according to claim 3, wherein the control power supply can supply power to the control unit even when an abnormality occurs in the motor controller. 5.
前記制御部に対して電力を供給可能な制御用電源と、
前記蓄電器と前記電動機との間に設けられ、前記制御部からの指令に応じて前記電動機の駆動及び駆動停止に伴う発電を制御する電動機制御器とをさらに備え、
前記異常検出部は、前記電動機制御器に異常が生じた場合であっても、前記制御部から前記メカニカルブレーキに対する前記解除指令の伝達を許容する状態から前記解除指令の伝達を阻止する状態へ切換操作可能なスイッチを有し、
前記制御用電源は、前記電動機制御器に異常が生じた場合であっても、前記制御部に対して電力を供給可能である、請求項1〜4の何れか1項に記載のブレーキの故障警報装置。 A battery capable of charging the electric power generated by the electric motor and capable of supplying the electric power charged to the electric motor;
A control power supply capable of supplying power to the control unit;
An electric motor controller that is provided between the electric storage device and the electric motor, and controls electric power generation associated with driving and stopping of the electric motor according to a command from the control unit;
The abnormality detection unit switches from a state in which transmission of the release command to the mechanical brake is permitted from the control unit to a state in which transmission of the release command is blocked even when an abnormality occurs in the motor controller. Has an operable switch,
The brake failure according to any one of claims 1 to 4, wherein the control power supply can supply power to the control unit even when an abnormality occurs in the motor controller. Alarm device.
前記建設機械本体に対して旋回可能に設けられた旋回体と、
請求項1〜5の何れか1項に記載のブレーキの故障警報装置とを備え、
前記ブレーキの故障警報装置の電動機は、前記旋回体を電力の供給に応じて回転駆動するとともに、発電に伴う発電ブレーキ力を前記旋回体に供給可能である、建設機械。 The construction machine body,
A revolving structure provided to be rotatable with respect to the construction machine body;
The brake failure alarm device according to any one of claims 1 to 5,
The electric motor of the brake failure alarm device is a construction machine capable of rotating the swivel body according to the supply of electric power and supplying a power generation brake force accompanying power generation to the swivel body.
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