オフハイウェイモバイルソリューション
サンピエラーナ社、レックスロスeOCのサポートで前進：小型設備用電子制御式油圧機器
Eurocomachブランドのミニエクスカベータ(掘削機)とコンパクトホイールローダーは、ボッシュ レックスロスの電子オープン回路(eOC：electronic Open Circuit)により、機動性と柔軟性や作業の生産性が向上します。電動制御の油圧ポンプとソフトウェアの組み合わせにより、燃料消費量だけでなく、エンジニアリングからサービスまで総合的なコスト削減を実現します。
コンパクトなオフハイウェイ用車両に求められるのは、可能な限りの、操作性、汎用性、エネルギー効率です。その決定的なキーとなるのが、油圧機器の電動化です。これらの改善点を持続可能な標準化の効果との組み合わせは、約30年間、イタリアのサンピエラーナ グループのEurocomachブランドの新しいミニエクスカベータ、ホイールローダーおよびトラックローダーによって実証されています。
汎用性、精度、生産性の高い作業が可能
柔軟性、効率性、生産性の向上に対する市場の需要が高まる中、サンピエラーナは6トン型のミニエクスカベータで初めて油圧機器の電動化を開始しました。「当社のコンパクトな建設用機器は、幅広い用途に使用されています」と、サンピエラーナ社のテクニカルマネージャーであるGiuseppe Fabbri氏は語ります。「積み込み、掘削および採掘は、必要に応じて非常に正確に、あるいは素早くかつ生産的に実行し、さらにエクスカベータからハンマー、草刈り機まで、さまざまなツールに対応する必要があります」従来の油圧機器は、剛性が常にメーカーに妥協を強いるため、発展の妨げとなっていました。従来は、油圧ポンプを圧力で制御するか、トルクで制御するか、回転角度で制御するかをあらかじめ指定する必要があったので、エネルギー効率、柔軟性、生産性を均一に最適化することができませんでした。またハードウェア側で一度定義したパラメータは、サービス期間中、変更されることはありませんでした。
効率性、ダイナミクスの向上、個別の動作：電子オープン回路(eOC)により、マシン制御、操作感、ダイナミクスなどのパラメータを状況に応じて設定・変更することができます。
オープンループの電子制御
サンピエラーナ社は、ボッシュ レックスロスの電子オープン回路(eOC)アーキテクチャを導入することで、従来の設計から前進する方法を見つけました。そのセントラルコンポーネントは、回転角度センサーと圧力センサーを備えたオープン回路で動作する電気油圧式アキシアルピストンポンプです。eOCポンプはクローズ回路で電子制御されており、トルク、圧力、体積流量の各設定値を、ミリ秒単位で高精度にかつ動的に制御することができます。また関連するBODAS eOCソフトウェアを使い、ダイナミクスやパワー制御などの個別のパラメータを運転中に設定、変更、組み合わせも可能です。制御ソフトウェアはCANバスで通信し、ボッシュ レックスロスのBODAS eOCコントローラ、またはサードパーティ製コントローラにインストールできます。
コンパクトな電動化：ボッシュ レックスロスの電子オープン回路(eOC)アーキテクチャは、eOCポンプ、ロードホールドバルブ付き電動油圧制御ブロック、eOCソフトウェア付きBODAS制御ユニットで構成されています。
電気油圧式および体積流量ソフトウェア(EHpQ)は、体積流量と圧力をそれぞれ独立して制御します。これにより、既知のすべての機械パラメータを動作モードやオペレーターの希望に応じて自由に調整することができます。
ソフトウェアですべての制御機能を実現
マシンの最適化を実現するため、eOCポンプは幅広い種類の油圧機械式制御機能や機械的インターフェイスをサンピエラーナ社に提供しています。すべて制御ソフトウェアに直接転送され、Eurocomachのエンジニアに以下の制御モードを提供します：圧力またはデルタ圧力制御、流量および回転角制御、トルク制御。3つの制御モードはそれぞれ、ロードセンシングなど、油圧システムにおけるeOCポンプの最適な動作のためのパラメータがあらかじめ設定されています。BODAS eOCソフトウェアは、エンジントルクに油圧パワーを継続的に適応させ、マシンの負荷サイクルの乱れを補正するため、非常にダイナミックで高精度な作業が可能になります。作業マシンの全体的な生産性が向上する一方で、油圧システム全体のエネルギー消費が減少し、燃料消費とバッテリー使用量が減少します。
流量共有：コンパクトかつスケーラブル
初回のプロジェクトでは、サンピエラーナ社はeOCアーキテクチャを使って、ミニエクスカベータ「60ZT」と「65TR」を開発しました。ミニエクスカベータ60 ZTはモノリシックブームを備えたゼロ半径プロファイルを備え、65Tにはトリプルブームが装備されており、半径が小さいため、掘削、ハンドリング、積み込み作業に特に適しています。両モデルとも、eOCによる高い性能と汎用性が特徴です。低騒音アキシアルピストン可変容量形ポンプ「A10VO」が精密な性能制御を行う一方、コンパクトな制御ブロック「RS12/EH」がフローシェアリング(LUDV) を保証し、圧力損失を低減しながら、性能とエネルギー効率に優れた油圧機器を実現します。
オープンでスケーラブルなBODAS eOCポンプ制御「RC 5-6/40」とBODAS eOCソフトウェアを組み合わせることで、マシンのダイナミック動作と生産性を最適化することができ、オペレーターはジョイスティックとオンボードディスプレイを介してマシンの電子機器と直接対話できます。デルタ圧力、圧力勾配、体積流量などの機能パラメータを状況に応じて変更することで、ミニエクスカベータは建設現場で時間をかけながら、正確に作業することも、大量の土砂を素早く運搬することも可能です。
自由度の高いデザイン
ボッシュ レックスロスの新しい電気油圧式ソリューションにより、エンジニアリングに柔軟性と効率性がもたらされます。「すべての制御機能が油圧式コントローラからソフトウェアに移行されるため、お客様はポンプに必要な機能と可変性が手に入ります」と、産業用マイニングエクスカベータと建設機械の営業および産業管理担当のSimon Dreher氏は語ります。さらにソリューションはスケーラブルで、メーカーは段階的な実装を行うことができるとレックスロスのエンジニアは言います。たとえばメーカーは電気油圧式eOCポンプから始め、電気油圧式メイン制御ブロックや油圧システム全体へソリューションを拡大することができます。要件に応じてハードコーディングされた個々のパラメータだけでなく、調整可能なデジタルCANバスパラメータ全体を使用して実装できます。
用途に応じたベーステクノロジー、駆動モーターのテクノロジー、機能：BODAS eOCシステムでは、ポンプからAAF(Advanced Assistance Functions)、システム全体まで、電子制御の範囲をOEMが自ら決定することができます。
機能を拡大し、燃料を削減
eOC BODASポンプ制御を導入することで、サンピエラーナ社はマシンの性能を向上させながら、作業モードとツールの範囲を広げることに成功しました。「正確に、かつ短い応答時間で油圧機器を制御できるようになりました」と、Giuseppe Fabbri氏は語ります。「同時に、システムのパラメータを簡単に設定することができます。eOC BODASのシステムはオープンかつスケーラブルな設計で、長期的にこれらのメリットを活用できます」
サステナブリティの観点からも改善が見られたとサンピエラーナ社は指摘します。圧力、流量、トルクなど複数の油圧機械式コントローラ軸を1つに統合したため、必要な制御油が少なくて済みます。また制御パラメータの動的な調整により、油圧システム全体のエネルギー消費量を最小限に抑えることができます。「こうした要素により、当社はエコモビリティ、排出ガス、効率性の現行規制を遵守し、お客様の気候保護の目標達成を円滑にサポートできます」と、Giuseppe Fabbri氏は説明します。「これは非常に重要な競争要因です」
組立、ロジスティクス、サービスにおける標準化
ポンプの可変要素が減り、同社は開発から組立、ロジスティクス、スペアパーツ管理やアフターサービスを含め、サービスまでの管理工数を削減することができます。機能のアップデートとトラブルシューティングは、BODASサービスツールを介して効率的に行います。このツールには、ポンプの試運転に関する詳細なガイドも含まれています。
効率的な油圧機器＝優れた車両
Eurocomachの油圧機器の電動化は、複雑な設定や操作をハードウェアからソフトウェアに移行させることで、コンパクトな作業マシンの柔軟性、効率性、生産性が向上することを証明しています。「eOC BODASを導入したことで、幅広い機能を一貫した油圧システムで実現し、作業内容やオペレーターの希望に的確に対応できるようになりました」と、Giuseppe Fabbri氏は締めくくります。「現場ではお客様に喜んでいただき、社内ではプロセスの無駄を省き、次世代の自動車の自由度を高めることができます」この成果を受けて、サンピエラーナ社は、ボッシュ レックスロスのeOCシステムを他のEurocomachモデルにも展開しています。
サンピエラーナ社とボッシュ レックスロスのコラボレーションについて、実際に体験してみる
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著者： Olaf Marshall
役職： モバイル油圧機器ビジネスユニット コミュニケーションマネージャー
