JP4563302B2 - 電力配分制御装置およびハイブリッド建設機械 - Google Patents
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Description
本発明の他の課題は、エンジンとバッテリで駆動する電動発電機とから与えられる動力を用いるときにそのバッテリをより効率よく充電する電力配分制御装置およびハイブリッド建設機械を提供することにある。
A<−Pp_req
が成立するときに、次式:
Pmg*=A
により表現され、次不等式:
Pmg_req<−Pp_req
が成立するときに、次式:
Pmg*=−Pp_req
により表現され、次不等式:
−Pp_req<Pmg_req<−Pp_req+Pe_max
が成立するときに、次式:
Pmg*=Pmg_req
により表現され、次不等式:
−Pp_req+Pe_max<Pmg_req
が成立するときに、次式:
Pmg*=−Pp_req+Pe_max
により表現され、次不等式:
−Pp_req+Pe_max<B
が成立するときに、次式:
Pmg*=B
により表現される。このとき、ポンプ要求動力Pp_reqが正であることは、油圧ポンプモータ5がアクチュエータ6に動力を与えることに対応し、ポンプ要求動力Pp_reqが負であることは、アクチュエータ6が油圧ポンプモータ5に動力を与えることに対応している。電動発電機電力指令値Pmg*が正であることは、電動発電機7が回生運転することに対応している。電動発電機電力指令値Pmg*が負であることは、電動発電機7が力行運転することに対応している。
2 :ハイブリッド建設機械
3 :エンジン
5 :油圧ポンプモータ
6 :アクチュエータ
7 :電動発電機
8 :シャフト
10:管路
11:バッテリ
12:DC/DCコンバータ
14:インバータ
15:シャフト
16:動力伝達機構
17:ポンプ流量センサ
18:ポンプ油圧センサ
21:バッテリ電圧センサ
22:バッテリ電流センサ
23:電圧計
24:回転数センサ
25:上位コントローラ
26:下位コントローラ
31:操作内容収集部
32:油圧ポンプモータ制御部
33:ポンプ状態収集部
34:ポンプ要求動力演算部
35:ポンプ要求動力収集部
36:バッテリ状態収集部
37:直流バス電圧収集部
38:電動発電機回転数収集部
39:バッテリ充放電状態演算部
40:コンバータ効率算出部
41:インバータ効率算出部
42:電動発電機効率算出部
43:バッテリ要求電力算出部
44:電動発電機電力指令部
45:目標バス電圧算出部
46:バッテリ電流指令部
47:電動発電機トルク指令部
51:テーブル部
52:乗算部
53:乗算部
54:グラフ
55:乗算部
56:動力分配テーブル部
71:グラフ
72:グラフ
73:グラフ
74:グラフ
75:グラフ
81:スイッチ部
82:変化率制限部
83:乗算部
84:乗算部
85:加算部
86:補正ゲイン部
87:加算部
88:出力リミット部
89:乗算部
90:乗算部
91:出力指令ゼロスイッチ
92:乗算部
93:乗算部
94:最大リミット部
95:トルク指令ゼロ処理部
96:グラフ
Claims (5)
- バッテリのバッテリ状態をセンサから収集するバッテリ状態収集部と、
油圧ポンプモータにより要求されるポンプ要求動力Pp_reqを収集するポンプ要求動力収集部と、
前記バッテリ状態に基づいて充放電要求電力Pmg_reqを算出し、前記ポンプ要求動力Pp_reqと前記充放電要求電力Pmg_reqとエンジン最大出力Pe_maxとに基づいて電動発電機要求電力指令値Pmg*を算出し、電動発電機システムを制御する制御部とを具備し、
前記電動発電機要求電力指令値Pmg*は、
Pmg_req<−Pp_req
が成立するときに、−Pp_reqを示し、
−Pp_req<Pmg_req<−Pp_req+Pe_max
が成立するときに、Pmg_reqを示し、
−Pp_req+Pe_max<Pmg_req
が成立するときに、−Pp_req+Pe_maxを示し、
前記油圧ポンプモータは、アクチュエータを作動させる作動油の油圧をエンジンにより回転されるシャフトから与えられる回転動力により昇降させ、または、前記油圧により前記シャフトを回転させ、
前記ポンプ要求動力は、前記油圧ポンプモータが前記シャフトに与えるトルクを示し、または、前記シャフトが前記油圧ポンプモータに与えるトルクを示し、
前記電動発電機システムは、前記バッテリから供給される電力から変換される回転動力を前記シャフトに与え、または、前記シャフトから与えられる回転動力から変換される電力を前記バッテリに充電し、
前記制御部は、さらに、
前記電動発電機要求電力指令値Pmg*が負であるときに前記電動発電機要求電力指令値Pmg*に対応するトルクを前記シャフトに与えるように前記電動発電機システムを制御し、
前記電動発電機要求電力指令値Pmg*が正であるときに前記電動発電機要求電力指令値Pmg*に対応するトルクを電力に変換して前記バッテリを充電するように前記電動発電機システムを制御する
電力配分制御装置。 - 請求項1において、
直流バス電圧収集部と、
バッテリ電流指令部とを更に具備し、
前記電動発電機システムは、
印加される電圧により交流電力を生成するインバータと、
前記交流電力を前記シャフトの回転動力に変換し、前記シャフトの回転動力を電力に変換する電動発電機と、
前記バッテリから供給される電力を用いて直流バス電圧を前記インバータに印加するコンバータとを備え、
前記直流バス電圧収集部は、前記直流バス電圧を電圧計から収集し、
前記バッテリ電流指令部は、前記力行電動発電機要求電力指令値と前記直流バス電圧とに基づいて目標バス電圧が前記インバータに印加されるように前記コンバータを制御する
電力配分制御装置。 - 請求項2において、
前記力行電動発電機要求電力指令値に基づいて目標バス電圧を算出する目標バス電圧算出部
を更に具備する電力配分制御装置。 - 請求項2または請求項3のいずれかにおいて、
前記制御部は、
前記シャフトの単位時間当たりの回転数が所定の回転数より大きいときに、前記回生電動発電機要求電力指令値に対応する交流電力が前記電動発電機により生成されるように、または、前記力行電動発電機要求電力指令値に対応するトルクが前記電動発電機により生成されるように、前記インバータを制御し、
前記回転数が前記所定の回転数以下であるときに、前記電動発電機に過大なトルクがかかることを防止するように、前記インバータを制御する
電力配分制御装置。 - 請求項1〜請求項4のいずれかに記載される電力配分制御装置と、
前記エンジンと、
前記バッテリと、
前記電動発電機システムと、
前記アクチュエータ
とを具備するハイブリッド建設機械。
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