JP5420267B2 - Hybrid type work machine and control method of hybrid type work machine - Google Patents
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Description
本発明は、ハイブリッド型作業機械およびハイブリッド型作業機械の制御方法に関するものである。 The present invention relates to a hybrid work machine and a control method for the hybrid work machine.
従来より、駆動機構の一部を電動化したハイブリッド型作業機械が提案されている。このような作業機械は、ブーム、アーム、及びバケット等の可動部を油圧駆動するための油圧ポンプを備えており、この油圧ポンプを駆動するための内燃機関発動機(エンジン)に電動発電機を連結し、該エンジンの駆動力を補助するとともに、発電により得られる電力を蓄電池(バッテリ)に充電している。 Conventionally, there has been proposed a hybrid work machine in which a part of the drive mechanism is motorized. Such a work machine includes a hydraulic pump for hydraulically driving movable parts such as a boom, an arm, and a bucket, and a motor generator is provided as an internal combustion engine engine (engine) for driving the hydraulic pump. It connects, assists the driving force of the engine, and charges the storage battery (battery) with electric power obtained by power generation.
また、上部旋回体を旋回させるための動力源として油圧モータに加えて交流電動機を備え、加速旋回時に交流電動機で油圧モータの駆動をアシストし、減速旋回時に交流電動機で回生運転を行い、発電される電力をバッテリに充電している(例えば、特許文献1参照)。 In addition to the hydraulic motor as a power source for turning the upper swing body, an AC electric motor is provided, assisting the drive of the hydraulic motor with the AC motor during acceleration turning, and performing regenerative operation with the AC motor during deceleration turning to generate electric power. The battery is charged with electric power (see, for example, Patent Document 1).
上述したハイブリッド型作業機械においては、電動発電機を力行させてエンジンの駆動力を補助する際、および交流電動機を力行させて上部旋回体を旋回させる際には、電動発電機や交流電動機におけるロータ(磁極)の角度位置を知る必要がある。そこで、電動発電機や交流電動機には、レゾルバなどの回転角センサが取り付けられることが多い。しかし、建設機械等の過酷な作業環境下ではこのような回転角センサが故障することが少なくない。 In the hybrid work machine described above, when the motor generator is powered to assist the driving force of the engine and when the AC motor is powered to turn the upper swing body, the rotor in the motor generator or the AC motor It is necessary to know the angular position of the (magnetic pole). Therefore, a rotation angle sensor such as a resolver is often attached to the motor generator or the AC motor. However, such a rotation angle sensor often fails in a severe working environment such as a construction machine.
一般的に、交流モータに取り付けられた回転角センサが故障した場合には、当該回転角センサを取り外して正常な回転角センサを取り付け、この正常な回転角センサの位相と交流モータの回転軸の位相とを合わせることにより、交流モータを再び駆動することができる。そして、回転角センサの位相と交流モータの回転軸の位相とを合わせる際には、交流モータを無負荷状態とし、交流モータにパルス指令を与えながら回転角センサ側の回転角を調整する。 Generally, when a rotation angle sensor attached to an AC motor fails, the rotation angle sensor is removed and a normal rotation angle sensor is attached, and the phase of the normal rotation angle sensor and the rotation axis of the AC motor are By matching the phase, the AC motor can be driven again. Then, when the phase of the rotation angle sensor and the phase of the rotation shaft of the AC motor are matched, the AC motor is put in a no-load state, and the rotation angle on the rotation angle sensor side is adjusted while giving a pulse command to the AC motor.
しかし、上述したハイブリッド型作業機械においては、電動発電機の回転軸は内燃機関発動機に連結されており、交流電動機の回転軸は上部旋回体に取り付けられているので、これらの回転軸を無負荷状態とすることは困難である。すなわち、これらの回転軸を取り外すためには相応の設備が整った施設に当該作業機械を移送する必要があるが、交流電動機が停止しているため上部旋回体が傾いた状態であり、この作業機械を運搬車両に載せる作業も困難となる。 However, in the hybrid work machine described above, the rotation shaft of the motor generator is connected to the internal combustion engine engine, and the rotation shaft of the AC motor is attached to the upper swing body. It is difficult to obtain a load state. That is, in order to remove these rotating shafts, it is necessary to transfer the work machine to a facility equipped with appropriate equipment. However, since the AC motor is stopped, the upper rotating body is tilted. The operation of placing the machine on the transport vehicle is also difficult.
また、回転角センサが故障した時点で当該作業機械が斜面等の不安定な場所に位置しているような場合、作業機械を安定した場所に移動させることが必要になる。しかし、交流電動機が停止しているためそのような移動も難しい。 In addition, when the work machine is located in an unstable place such as a slope when the rotation angle sensor fails, it is necessary to move the work machine to a stable place. However, such movement is difficult because the AC motor is stopped.
本発明は、上記した問題点を鑑みてなされたものであり、走行機構と、該走行機構の上方に回動自在に設けられた旋回体とを備えるハイブリッド型作業機械において、回転角センサが故障した場合であっても該作業機械を動作可能とすることを目的とする。 The present invention has been made in view of the above-described problems, and in a hybrid work machine including a traveling mechanism and a revolving body rotatably provided above the traveling mechanism, the rotation angle sensor is out of order. Even if it is a case, it aims at making this work machine operable.
上記した課題を解決するために、本発明によるハイブリッド型作業機械は、走行機構と、該走行機構の上方に回動自在に設けられた旋回体とを備えるハイブリッド型作業機械であって、内燃機関発動機と、内燃機関発動機に連結され、内燃機関発動機の駆動力により発電を行い、また自身の駆動力により内燃機関発動機の駆動力を補助する電動発電機と、旋回体を旋回させる旋回用交流電動機と、直流電力用配線と、電動発電機と直流電力用配線との間に接続された第1のインバータ回路と、直流電力用配線と旋回用交流電動機との間に接続された第2のインバータ回路と、電動発電機の回転角を検出する第1の回転角センサと、旋回用交流電動機の回転角を検出する第2の回転角センサと、第1のインバータ回路に第1の駆動信号を与えると共に、第2のインバータ回路に第2の駆動信号を与える制御部とを備え、制御部は、第1の回転角センサからの検出信号に依らずに電動発電機の回転角を推定する第1の回転角推定手段と、第2の回転角センサからの検出信号に依らずに旋回用交流電動機の回転角を推定する第2の回転角推定手段と、第1の回転角推定手段による推定値、及び第1の回転角センサからの検出信号のうち何れかを選択的に利用して第1の駆動信号を生成する第1の駆動信号生成手段と、第2の回転角推定手段による推定値、及び第2の回転角センサからの検出信号のうち何れかを選択的に利用して第2の駆動信号を生成する第2の駆動信号生成手段とを有することを特徴とする。 In order to solve the above-described problems, a hybrid work machine according to the present invention is a hybrid work machine that includes a travel mechanism and a revolving body that is rotatably provided above the travel mechanism, and is an internal combustion engine. A motor, a motor generator connected to the internal combustion engine motor, generating electric power by the driving force of the internal combustion engine motor, and assisting the driving force of the internal combustion engine motor by the own driving force, and a swiveling body The turning AC motor, the DC power wiring, the first inverter circuit connected between the motor generator and the DC power wiring, and connected between the DC power wiring and the turning AC motor The second inverter circuit, the first rotation angle sensor that detects the rotation angle of the motor generator, the second rotation angle sensor that detects the rotation angle of the AC motor for turning, and the first inverter circuit Give drive signal Both include a control unit that provides the second drive signal to the second inverter circuit, and the control unit estimates the rotation angle of the motor generator without depending on the detection signal from the first rotation angle sensor. The rotation angle estimation means, the second rotation angle estimation means for estimating the rotation angle of the AC motor for turning without relying on the detection signal from the second rotation angle sensor, and the estimated value by the first rotation angle estimation means , And a first drive signal generation means for selectively generating one of the detection signals from the first rotation angle sensor, and an estimated value by the second rotation angle estimation means And second drive signal generation means for generating a second drive signal by selectively using any of detection signals from the second rotation angle sensor.
また、ハイブリッド型作業機械は、制御部が、第1の回転角センサの故障を判定する第1の故障判定手段と、第2の回転角センサの故障を判定する第2の故障判定手段とを更に有し、第1の駆動信号生成手段は、第1の故障判定手段が第1の回転角センサの故障を判定した場合に、第1の回転角推定手段による推定値を利用して第1の駆動信号を生成し、第2の駆動信号生成手段は、第2の故障判定手段が第2の回転角センサの故障を判定した場合に、第2の回転角推定手段による推定値を利用して第2の駆動信号を生成することを特徴としてもよい。 In the hybrid type work machine, the control unit includes first failure determination means for determining failure of the first rotation angle sensor and second failure determination means for determining failure of the second rotation angle sensor. Further, the first drive signal generating means uses the estimated value obtained by the first rotation angle estimation means when the first failure determination means determines that the first rotation angle sensor has failed. The second drive signal generation means uses the estimated value by the second rotation angle estimation means when the second failure determination means determines a failure of the second rotation angle sensor. The second drive signal may be generated.
また、ハイブリッド型作業機械は、制御部が、第1及び第2の故障判定手段による故障判定結果を記憶するための不揮発性の記憶手段を更に有しており、第1及び第2の駆動信号生成手段は、制御部が再起動した際に、記憶手段に記憶された故障判定結果を参照することを特徴としてもよい。 In the hybrid work machine, the control unit further includes nonvolatile storage means for storing the failure determination results by the first and second failure determination means, and the first and second drive signals The generation unit may refer to a failure determination result stored in the storage unit when the control unit is restarted.
また、ハイブリッド型作業機械は、内燃機関発動機の回転数を検出する回転数検出手段を更に備え、第1の故障判定手段は、第1の回転角センサからの検出信号に基づいて算出される電動発電機の回転速度値と、回転数検出手段の検出結果に基づいて算出される電動発電機の回転速度値との差が所定値より大きい場合に、第1の回転角センサを故障と判定することを特徴としてもよい。 The hybrid work machine further includes a rotation speed detection means for detecting the rotation speed of the internal combustion engine engine, and the first failure determination means is calculated based on a detection signal from the first rotation angle sensor. When the difference between the rotational speed value of the motor generator and the rotational speed value of the motor generator calculated based on the detection result of the rotational speed detection means is greater than a predetermined value, the first rotational angle sensor is determined to be faulty. It may be characterized by.
また、ハイブリッド型作業機械は、第2の故障判定手段は、第2の回転角推定手段の推定値から算出される旋回用交流電動機の回転速度値と、第2の回転角センサからの検出信号に基づいて算出される旋回用交流電動機の回転速度値との差が所定値より大きい場合に、第2の回転角センサを故障と判定することを特徴としてもよい。 Further, in the hybrid work machine, the second failure determination means includes the rotation speed value of the turning AC motor calculated from the estimated value of the second rotation angle estimation means, and the detection signal from the second rotation angle sensor. The second rotation angle sensor may be determined to be faulty when the difference from the rotational speed value of the turning AC electric motor calculated based on is larger than a predetermined value.
また、本発明によるハイブリッド型作業機械の制御方法は、走行機構の上方に回動自在に設けられた旋回体を旋回させる旋回用交流電動機と、内燃機関発動機に連結され、内燃機関発動機の駆動力により発電を行い、また自身の駆動力により内燃機関発動機の駆動力を補助する電動発電機と、電動発電機の回転角を検出する第1の回転角センサと、旋回用交流電動機の回転角を検出する第2の回転角センサと、を備えるハイブリッド型作業機械の制御方法であって、第1の回転角センサからの検出信号を利用して、電動発電機に接続されたインバータ回路を駆動する第1の駆動信号を生成すると共に、第2の回転角センサからの検出信号を利用して、旋回用交流電動機に接続されたインバータ回路を駆動する第2の駆動信号を生成する正常時駆動信号生成ステップと、第1及び第2の回転角センサの故障を判定する故障判定ステップと、故障判定ステップにおいて、第1及び第2の回転角センサのうち少なくとも一方が故障と判定された場合に、旋回用交流電動機及び電動発電機の動作を停止する動作停止ステップと、旋回用交流電動機及び電動発電機の動作が再開された場合に、故障した第1の回転角センサからの検出信号に依らずに電動発電機の回転角を推定して第1の駆動信号を生成し、または故障した第2の回転角センサからの検出信号に依らずに旋回用交流電動機の回転角を推定して第2の駆動信号を生成する故障時駆動信号生成ステップとを有することを特徴とする。 In addition, a control method for a hybrid type work machine according to the present invention is connected to a turning AC motor for turning a turning body rotatably provided above a traveling mechanism, and an internal combustion engine engine. A motor generator that generates electric power by a driving force and assists the driving force of the internal combustion engine motor by its own driving force, a first rotation angle sensor that detects a rotation angle of the motor generator, and a turning AC motor An inverter circuit connected to a motor generator using a detection signal from the first rotation angle sensor, comprising: a second rotation angle sensor that detects a rotation angle; A first drive signal for driving the motor and a second drive signal for driving the inverter circuit connected to the turning AC motor by using the detection signal from the second rotation angle sensor Time When at least one of the first and second rotation angle sensors is determined to be defective in the dynamic signal generation step, the failure determination step for determining failure of the first and second rotation angle sensors, and the failure determination step In addition, when the operation of the turning AC motor and the motor generator is resumed and the operation of the turning AC motor and the motor generator is restarted, the detection signal from the failed first rotation angle sensor The first drive signal is generated by estimating the rotation angle of the motor generator without relying on, or the rotation angle of the AC motor for turning is estimated without relying on the detection signal from the failed second rotation angle sensor. And a failure-time drive signal generation step for generating a second drive signal.
本発明によれば、走行機構と、該走行機構の上方に回動自在に設けられた旋回体とを備えるハイブリッド型作業機械において、回転角センサが故障した場合であっても該作業機械を動作可能とすることができる。 According to the present invention, in a hybrid work machine that includes a travel mechanism and a revolving body that is rotatably provided above the travel mechanism, the work machine operates even when the rotation angle sensor fails. Can be possible.
以下、添付図面を参照しながら本発明によるハイブリッド型作業機械の実施の形態を詳細に説明する。なお、図面の説明において同一の要素には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。 Embodiments of a hybrid work machine according to the present invention will be described below in detail with reference to the accompanying drawings. In the description of the drawings, the same elements are denoted by the same reference numerals, and redundant description is omitted.
図1は、本発明に係るハイブリッド型作業機械の一例として、リフティングマグネット車両1の外観を示す斜視図である。図1に示すように、リフティングマグネット車両1は、無限軌道を含む走行機構2と、走行機構2の上部に旋回機構3を介して回動自在に搭載された旋回体4とを備えている。旋回体4には、ブーム5と、ブーム5の先端にリンク接続されたアーム6と、アーム6の先端にリンク接続されたリフティングマグネット7とが取り付けられている。リフティングマグネット7は、鋼材などの吊荷Gを磁力により吸着して捕獲するための設備である。ブーム5、アーム6、及びリフティングマグネット7は、それぞれブームシリンダ8、アームシリンダ9、及びバケットシリンダ10によって油圧駆動される。また、旋回体4には、リフティングマグネット7の位置や励磁動作および釈放動作を操作する操作者を収容するための運転室4aや、油圧を発生するためのエンジン(内燃機関発動機)11といった動力源が設けられている。エンジン11は、例えばディーゼルエンジンで構成される。
FIG. 1 is a perspective view showing an appearance of a
図2は、本実施形態のリフティングマグネット車両1の電気系統や油圧系統といった内部構成を示すブロック図である。なお、図2では、機械的に動力を伝達する系統を二重線で、油圧系統を太い実線で、操縦系統を破線で、電気系統を細い実線でそれぞれ示している。
FIG. 2 is a block diagram showing an internal configuration such as an electric system and a hydraulic system of the
図2に示すように、リフティングマグネット車両1は電動発電機12および減速機13を備えており、エンジン11及び電動発電機12の回転軸は、共に減速機13の入力軸に接続されることにより互いに連結されている。エンジン11の負荷が大きいときには、電動発電機12が自身の駆動力によりエンジン11の駆動力を補助(アシスト)し、電動発電機12の駆動力が減速機13の出力軸を経てメインポンプ14に伝達される。一方、エンジン11の負荷が小さいときには、エンジン11の駆動力が減速機13を経て電動発電機12に伝達されることにより、電動発電機12が発電を行う。電動発電機12は、例えば、磁石がロータ内部に埋め込まれたIPM(Interior Permanent Magnetic)モータによって構成される。電動発電機12の駆動と発電との切り替えは、リフティングマグネット車両1における電気系統の駆動制御を行うコントローラ(制御部)30により、エンジン11の負荷等に応じて行われる。
As shown in FIG. 2, the
エンジン11の回転軸11Aには、本実施形態における回転数検出手段としての回転数センサ31が取り付けられている。回転数センサ31は、エンジン11の回転軸11Aの回転数を検出するためのセンサであり、回転軸11Aの回転数及び回転方向を検出する。回転数センサ31によって生成された、回転軸11Aの回転数及び回転方向を示す信号は、ECU(エンジンコントロールユニット)33に提供される。そして、この信号は、ECU33を介してコントローラ30にも提供される。
A
電動発電機12の回転軸12Aには、本実施形態における第1の回転角センサとしてのレゾルバ32が接続される。レゾルバ32は、電動発電機12の回転軸12Aの回転位置及び回転角度を検出するセンサであり、電動発電機12と機械的に連結されることで回転軸12Aの回転角度及び回転方向を検出する。レゾルバ32は、回転軸12Aの回転角度及び回転方向を示す検出信号Sd3をコントローラ30に提供する。
A
減速機13の出力軸にはメインポンプ14及びパイロットポンプ15が接続されており、メインポンプ14には高圧油圧ライン16を介してコントロールバルブ17が接続されている。コントロールバルブ17は、リフティングマグネット車両1における油圧系の制御を行う装置である。コントロールバルブ17には、図1に示した走行機構2を駆動するための油圧モータ2a及び2bの他、ブームシリンダ8、アームシリンダ9、及びバケットシリンダ10が高圧油圧ラインを介して接続されており、コントロールバルブ17は、これらに供給する油圧を運転者の操作入力に応じて制御する。
A
また、リフティングマグネット車両1は、DCバス110といった直流電力用配線を更に備えている。そして、電動発電機12とDCバス110との間には、本実施形態における第1のインバータ回路としてのインバータ回路18Aが接続されている。すなわち、電動発電機12の電気的な端子にはインバータ回路18Aの一端(交流側端子)が接続されており、インバータ回路18Aの他端(直流側端子)にはDCバス110が接続されている。DCバス110には昇降圧コンバータ(直流電圧変換器)100の一端が接続されており、昇降圧コンバータ100の他端には蓄電池としてのバッテリ19が接続されている。インバータ回路18Aは、コントローラ30から与えられる駆動信号(第1の駆動信号)Sd1に応じて、電動発電機12の運転制御を行う。すなわち、インバータ回路18Aが電動発電機12を力行運転させる際には、バッテリ19と昇降圧コンバータ100からDCバス110を介して直流電力を受け取り、その直流電力から必要な交流電力を生成して電動発電機12に供給する。また、電動発電機12を回生運転させる際には、電動発電機12により発電された交流電力を直流電力に変換し、DCバス110及び昇降圧コンバータ100を介してバッテリ19に充電する。なお、昇降圧コンバータ100の昇圧動作と降圧動作の切替制御は、DCバス電圧値、バッテリ電圧値、及びバッテリ電流値に基づき、コントローラ30によって行われる。
The lifting
DCバス110には、インバータ回路18Bの一端(直流側端子)が接続されており、インバータ回路18Bの他端(交流側端子)にはリフティングマグネット7が接続されている。リフティングマグネット7は、金属物を磁気的に吸着させるための磁力を発生する電磁石を含んでおり、インバータ回路18Bを介してDCバス110から電力が供給される。インバータ回路18Bは、コントローラ30からの指令に基づき、電磁石をオンにする際には、リフティングマグネット7へ要求された電力をDCバス110より供給する。また、電磁石をオフにする場合には、回生された電力をDCバス110に供給する。
One end (DC side terminal) of the
また、リフティングマグネット車両1は、旋回用交流電動機(以下、単に旋回用電動機とする)21を更に備えている。旋回用電動機21は、旋回体4を旋回させる旋回機構3の動力源である。そして、旋回用電動機21とDCバス110との間には、本実施形態における第2のインバータ回路としてのインバータ回路20が接続されている。すなわち、インバータ回路20の一端(直流側端子)にはDCバス110が接続されており、インバータ回路20の他端(交流側端子)には旋回用電動機21が接続されている。
The lifting
インバータ回路20は、コントローラ30から与えられる駆動信号(第2の駆動信号)Sd2に応じて、旋回用電動機21の運転制御を行う。すなわち、インバータ回路20が旋回用電動機21を力行運転させる際には、DCバス110から直流電力を受け取り、その直流電力から必要な交流電力を生成して旋回用電動機21に供給する。また、旋回用電動機21を回生運転させる際には、旋回用電動機21により発電された交流電力を直流電力に変換し、DCバス110及び昇降圧コンバータ100を介してバッテリ19に充電する。
The
旋回用電動機21の回転軸21Aには、レゾルバ22、メカニカルブレーキ23、及び旋回減速機24が接続されている。旋回用電動機21が力行運転を行う際には、旋回用電動機21の回転駆動力の回転力が旋回減速機24にて増幅され、旋回体4が加減速制御され回転運動を行う。また、旋回体4の慣性回転により、旋回減速機24にて回転数が増加されて旋回用電動機21に伝達され、回生電力を発生させる。旋回用電動機21は、PWM(Pulse Width Modulation)制御信号によりインバータ回路20によって交流駆動される。旋回用電動機21としては、例えば、磁石埋込型のIPMモータが好適である。
A
レゾルバ22は、本実施形態における第2の回転角センサである。レゾルバ22は、旋回用電動機21の回転軸21Aの回転位置及び回転角度を検出するセンサであり、旋回用電動機21と機械的に連結することで回転軸21Aの回転角度及び回転方向を検出する。レゾルバ22が回転軸21Aの回転角度を検出することにより、旋回機構3の回転角度及び回転方向が導出される。レゾルバ22は、回転軸21Aの回転角度に関する検出信号Sd4をコントローラ30に提供する。メカニカルブレーキ23は、機械的な制動力を発生させる制動装置であり、コントローラ30からの指令によって、旋回用電動機21の回転軸21Aを機械的に停止させる。旋回減速機24は、旋回用電動機21の回転軸21Aの回転速度を減速して旋回機構3に機械的に伝達する減速機である。
The
なお、DCバス110には、インバータ回路18A、18B、及び20を介して、電動発電機12、リフティングマグネット7、及び旋回用電動機21が接続されているので、電動発電機12で発電された電力がリフティングマグネット7又は旋回用電動機21に直接的に供給される場合もあり、リフティングマグネット7で回生された電力が電動発電機12又は旋回用電動機21に供給される場合もあり、さらに、旋回用電動機21で回生された電力が電動発電機12又はリフティングマグネット7に供給される場合もある。
Since the
パイロットポンプ15には、パイロットライン25を介して操作装置26が接続されている。操作装置26は、旋回用電動機21、走行機構2、ブーム5、アーム6、及びリフティングマグネット7を操作するための操作装置であり、操作者によって操作される。操作装置26には、油圧ライン27を介してコントロールバルブ17が接続され、また、油圧ライン28を介して圧力センサ29が接続される。操作装置26は、パイロットライン25を通じて供給される油圧(1次側の油圧)を操作者の操作量に応じた油圧(2次側の油圧)に変換して出力する。操作装置26から出力される2次側の油圧は、油圧ライン27を通じてコントロールバルブ17に供給されるとともに、圧力センサ29によって検出される。
An
圧力センサ29は、操作装置26に対して旋回機構3を旋回させるための操作が入力されると、この操作量を油圧ライン28内の油圧の変化として検出する。圧力センサ29は、油圧ライン28内の油圧を表す電気信号を出力する。この電気信号は、コントローラ30に入力され、旋回用電動機21の駆動制御に用いられる。
When an operation for turning the
コントローラ30は、本実施形態における制御部である。コントローラ30は、旋回駆動制御部40及び駆動制御部50を含み、例えばCPU(Central Processing Unit)及び内部メモリを含む演算処理装置によって構成され、内部メモリに格納された駆動制御用のプログラムをCPUが実行することにより実現される。旋回駆動制御部40は、圧力センサ29から入力される信号のうち、旋回機構3を旋回させるための操作量を表す信号を速度指令に変換し、旋回用電動機21の駆動制御を行う。駆動制御部50は、電動発電機12の運転制御(アシスト運転及び発電運転の切り替え)、リフティングマグネット7の駆動制御(励磁と消磁の切り替え)、並びに、昇降圧コンバータ100を駆動制御することによるバッテリ19の充放電制御を行う。
The
ここで、コントローラ30の駆動制御部50について更に詳細に説明する。図3は、駆動制御部50の構成を示すブロック図である。図3を参照すると、駆動制御部50は、電動発電機12を制御するための駆動信号Sd1を生成する電動発電機制御部60と、旋回用電動機21を制御するための駆動信号Sd2を生成する旋回用電動機制御部70とを含んでいる。
Here, the
電動発電機制御部60は、駆動信号Sd1を生成する駆動信号生成回路61と、回転角度推定回路62と、故障検出回路63と、信号処理回路64と、回転角度計算回路65とを含んで構成されている。回転角度推定回路62は、本実施形態における第1の回転角推定手段であり、レゾルバ32から出力される検出信号に依らずに電動発電機12の回転角(磁極位置)を推定するための回路である。回転角度推定回路62は、駆動信号生成回路61から出力された駆動信号Sd1を入力し、この駆動信号Sd1と、電動発電機12をモデル化した数式等とに基づいて、電動発電機12の回転角度(磁極位置)を推定する。
The motor
駆動信号生成回路61は、本実施形態における第1の駆動信号生成手段であり、回転角度推定回路62による電動発電機12の回転角度の推定値と、レゾルバ32からの検出信号Sd3に基づいて算出される電動発電機12の回転角度値のうち何れかを選択的に利用して、駆動信号Sd1を生成する。
The drive
駆動信号生成回路61は、ベクトル制御部61a及びセンサレスベクトル制御部61bを含んでいる。ベクトル制御部61aは、レゾルバ32からの検出信号Sd3により算出された電動発電機12の回転角度値に基づいて駆動信号を生成する。センサレスベクトル制御部61bは、回転角度推定回路62による電動発電機12の回転角度の推定値を利用して駆動信号を生成する。ベクトル制御部61a及びセンサレスベクトル制御部61bのそれぞれには、図2に示した圧力センサ29からの操作信号が入力される。また、ベクトル制御部61aには、後述する回転角度計算回路65から電動発電機12の回転角度の推定値が入力される。
The drive
また、駆動信号生成回路61は、ベクトル制御部61aから出力された駆動信号、及びセンサレスベクトル制御部61bから出力された駆動信号のうち何れか一方を選択して出力するスイッチ手段61cを更に含んでいる。スイッチ手段61cは、後述する故障検出回路63によって制御される。
The drive
回転角度計算回路65は、レゾルバ32から出力された検出信号Sd3に基づいて、電動発電機12の回転軸12Aの回転角度を算出するための回路である。レゾルバ32から出力された検出信号Sd3は、まず信号処理回路64においてデジタル信号に変換され、回転角度計算回路65に提供される。回転角度計算回路65は、算出した回転角度値をベクトル制御部61a及び故障検出回路63へ提供する。
The rotation
故障検出回路63は、本実施形態における第1の故障判定手段であり、レゾルバ32の故障を判定する。具体的には、故障検出回路63は、ECU33から提供されたエンジン11の回転数から算出される電動発電機12の回転数と、レゾルバ32の出力に基づいて回転角度計算回路65から提供された回転角度値から算出される電動発電機12の回転数との差の絶対値が所定値より大きい場合に、レゾルバ32を故障したものと判定する。
The
或いは、エンジン11の回転数が大きく変化しないことが予め判っているような場合には、故障検出回路63は、回転角度計算回路65から提供された回転角度値から算出される電動発電機12の回転数が、エンジン11の予想される回転数の範囲(例えば1000rpm〜1800rpm)に対応する電動発電機12の回転数の範囲を逸脱した場合に、レゾルバ32を故障したものと判定してもよい。また、故障検出回路63は、回転角度推定回路62から電動発電機12の回転角度の推定値を入力し、該推定値から算出される電動発電機12の回転数と、回転角度計算回路65から提供された回転角度値から算出される電動発電機12の回転数との差の絶対値が所定値より大きい場合に、レゾルバ32を故障したものと判定してもよい。
Alternatively, when it is known in advance that the rotation speed of the
故障検出回路63は、レゾルバ32が正常である限り、駆動信号生成回路61のスイッチ手段61cをベクトル制御部61a側に制御する。これにより、ベクトル制御部61aにより生成された信号が、駆動信号Sd1として駆動信号生成回路61から出力される。また、故障検出回路63は、レゾルバ32を故障と判定した場合には、駆動信号生成回路61のスイッチ手段61cをセンサレスベクトル制御部61b側に制御する。これにより、センサレスベクトル制御部61bにより生成された信号が、駆動信号Sd1として駆動信号生成回路61から出力される。なお、故障検出回路63によるこのようなスイッチ手段61cの切り替え動作は、レゾルバ32を故障と判定した直後に行われても良いが、リフティングマグネット車両1においてエンジン11が操作者により一旦停止されて再起動された際に行われると尚良い。この場合、電動発電機制御部60は、故障検出回路63による故障判定結果を記憶するための不揮発性の記憶手段(メモリ等)66を更に有し、駆動信号生成回路61は、コントローラ30が再起動した際に、記憶手段66に記憶された故障判定結果を参照することが好ましい。
As long as the
旋回用電動機制御部70は、駆動信号Sd2を生成する駆動信号生成回路71と、回転角度推定回路72と、故障検出回路73と、信号処理回路74と、回転角度計算回路75とを含んで構成されている。回転角度推定回路72は、本実施形態における第2の回転角推定手段であり、レゾルバ22から出力される検出信号に依らずに旋回用電動機21の回転角(磁極位置)を推定するための回路である。回転角度推定回路72は、駆動信号生成回路71から出力された駆動信号Sd2を入力し、この駆動信号Sd2と、旋回用電動機21をモデル化した数式等とに基づいて、旋回用電動機21の回転角度(磁極位置)を推定する。
The turning
駆動信号生成回路71は、本実施形態における第2の駆動信号生成手段であり、回転角度推定回路72による旋回用電動機21の回転角度の推定値と、レゾルバ22からの検出信号Sd4に基づいて算出される旋回用電動機21の回転角度値のうち何れかを選択的に利用して、駆動信号Sd2を生成する。
The drive
駆動信号生成回路71は、ベクトル制御部71a及びセンサレスベクトル制御部71bを含んでいる。ベクトル制御部71aは、レゾルバ22からの検出信号Sd4により算出された旋回用電動機21の回転角度値に基づいて駆動信号を生成する。センサレスベクトル制御部71bは、回転角度推定回路72による旋回用電動機21の回転角度の推定値を利用して駆動信号を生成する。ベクトル制御部71a及びセンサレスベクトル制御部71bのそれぞれには、図2に示した圧力センサ29からの操作信号が入力される。また、ベクトル制御部71aには、後述する回転角度計算回路75から旋回用電動機21の回転角度の推定値が入力される。
The drive
また、駆動信号生成回路71は、ベクトル制御部71aから出力された駆動信号、及びセンサレスベクトル制御部71bから出力された駆動信号のうち何れか一方を選択して出力するスイッチ手段71cを更に含んでいる。スイッチ手段71cは、後述する故障検出回路73によって制御される。
The drive
回転角度計算回路75は、レゾルバ22から出力された検出信号Sd4に基づいて、旋回用電動機21の回転軸21Aの回転角度を算出するための回路である。レゾルバ22から出力された検出信号Sd4は、まず信号処理回路74においてデジタル信号に変換され、回転角度計算回路75に提供される。回転角度計算回路75は、算出した回転角度値をベクトル制御部71a及び故障検出回路73へ提供する。
The rotation
故障検出回路73は、本実施形態における第2の故障判定手段であり、レゾルバ22の故障を判定する。具体的には、故障検出回路73は、回転角度推定回路72から旋回用電動機21の回転角度の推定値を入力し、該推定値から算出される旋回用電動機21の回転数と、回転角度計算回路75から提供された回転角度値から算出される旋回用電動機21の回転数との差の絶対値が所定値より大きい場合に、レゾルバ22を故障したものと判定する。
The
故障検出回路73は、レゾルバ22が正常である限り、駆動信号生成回路71のスイッチ手段71cをベクトル制御部71a側に制御する。これにより、ベクトル制御部71aにより生成された信号が、駆動信号Sd2として駆動信号生成回路71から出力される。また、故障検出回路73は、レゾルバ22を故障と判定した場合には、駆動信号生成回路71のスイッチ手段71cをセンサレスベクトル制御部71b側に制御する。これにより、センサレスベクトル制御部71bにより生成された信号が、駆動信号Sd2として駆動信号生成回路71から出力される。なお、故障検出回路73によるこのようなスイッチ手段71cの切り替え動作は、レゾルバ22を故障と判定した直後に行われても良いが、リフティングマグネット車両1においてエンジン11が操作者により一旦停止されて再起動された際に行われると尚良い。この場合、旋回用電動機制御部70は、故障検出回路73による故障判定結果を記憶するための不揮発性の記憶手段(メモリ等)76を更に有し、駆動信号生成回路71は、コントローラ30が再起動した際に、記憶手段76に記憶された故障判定結果を参照することが好ましい。
As long as the
以上の構成を備えるリフティングマグネット車両1の動作について、その制御方法と共に以下に説明する。図4及び図5は、電動発電機12の制御に関するフローチャートである。図6及び図7は、旋回用電動機21の制御に関するフローチャートである。
The operation of the lifting
まず図4を参照して、電動発電機12の制御フローについて説明する。電動発電機制御部60は、故障検出回路63によりレゾルバ32の故障が判定されたときにオンにされる故障フラグを読み込む(S11)。そして、故障フラグがオフからオンに変化したか否かを判定する(S12)。故障フラグがオフからオンに変化した場合には機械を停止する(S13、動作停止ステップ)。具体的には、エンジン11を停止し、同時に旋回用電動機21及び電動発電機12の動作を停止する。このとき、コントローラ30やインバータ回路18A、18B、及び20の動作も停止することとなる。また、機械を停止する代わりに、警報を行って操作者に機械の停止を促すようにしてもよい。
First, the control flow of the
故障フラグがオフのままであれば何もせずに次の処理に移る。なお、再起動された場合には、初期化処理によりワークメモリ上の故障フラグがリセットされオフとなるため、機械の停止の処理(S12)はパスされることになる。 If the failure flag remains off, the next process is performed without doing anything. When the machine is restarted, the failure flag on the work memory is reset and turned off by the initialization process, so that the machine stop process (S12) is passed.
次いで、記憶手段66に記憶された判定結果(故障フラグ)を参照し(S14)、記憶された判定結果がオンであるか否かを判定する(S15)。これは、再起動前に故障フラグがオンとなっていたか否かを判定するものである。
Next, the determination result (failure flag) stored in the
判定結果がオンである場合、電動発電機制御部60は、センサレスベクトル制御部61bによって生成された信号、すなわち回転角度推定回路62による電動発電機12の回転角度の推定値を利用して生成された信号を駆動信号Sd1として出力し、インバータ回路18Aを制御する(S16、故障時駆動信号生成ステップ)。また、判定結果がオフである場合、電動発電機制御部60は、ベクトル制御部61aによって生成された信号、すなわちレゾルバ32からの検出信号Sd3を利用して生成された信号を駆動信号Sd1として出力し、インバータ回路18Aを制御する(S17、正常時駆動信号生成ステップ)。そして、処理をリターンして本フローが所定サイクル毎に繰り返される。この所定サイクルは、コントローラ30の制御サイクルの最小単位(例えば、10ms)である。
When the determination result is ON, the motor
次に、図5を参照して、レゾルバ32の故障判定処理について説明する。なお、レゾルバ32の故障判定処理は、図4の制御フローとは別個のフローとして並列処理される。
Next, the failure determination process of the
故障検出回路63は、レゾルバ32の出力に基づいて回転角度計算回路65から提供された回転角度値と、ECU33から提供されたエンジン11の回転数とに基づいて、レゾルバ32の故障を判定する。
The
具体的には、ECU33から得られるエンジン11の回転数から算出される電動発電機12の回転数と(S21、S22)、回転角度計算回路65から提供された回転角度値から算出される電動発電機12の回転数(S23、S24)との差の絶対値が所定値より大きい場合に、レゾルバ32を故障したものと判定して、ワークメモリ上の故障判定フラグをオンにする(S25、S26、故障判定ステップ)。所定値以下の場合には、レゾルバ32は正常であると判定してワークメモリ上の故障フラグをオフにする(S27)。
Specifically, the motor power generation calculated from the rotation speed of the
或いは、回転角度計算回路65から提供された回転角度値から算出される電動発電機12の回転数が、エンジン11の予想される回転数の範囲に対応する電動発電機12の回転数の範囲内であるか否かをチェックし、電動発電機12の回転数が上記範囲を逸脱した場合に、レゾルバ32を故障したものと判定してもよい。或いは、回転角度推定回路62から電動発電機12の回転角度の推定値を入力し、該推定値から算出される電動発電機12の回転数と、回転角度計算回路65から提供された回転角度値から算出される電動発電機12の回転数との差の絶対値が所定値より大きい場合に、レゾルバ32を故障したものと判定してもよい。
Alternatively, the rotational speed of the
そして、判定結果(故障フラグ)を不揮発性の記憶手段66に記憶し(S28)、処理をリターンして本フローを所定サイクル毎に繰り返す。この所定サイクルは、電動発電機12の制御フローの実行サイクルに対して数サイクルの間隔をあけている。なお、コントローラ30の処理負荷が小さいときには、電動発電機12の実行サイクルに合わせ、処理負荷が大きくなるにつれて間隔があくように可変としてもよい。
Then, the determination result (failure flag) is stored in the nonvolatile storage means 66 (S28), the process is returned, and this flow is repeated every predetermined cycle. This predetermined cycle is spaced several cycles from the execution cycle of the control flow of the
次に、図6を参照して、旋回用電動機21の制御フローについて説明する。旋回用電動機制御部70は、故障検出回路73によりレゾルバ22の故障が判定されたときにオンにされる故障フラグを読み込む(S31)。そして、故障フラグがオフからオンに変化したか否かを判定する(S32)。故障フラグがオフからオンに変化した場合には機械を停止する(S33、動作停止ステップ)。具体的には、エンジン11を停止し、同時に旋回用電動機21及び電動発電機12の動作を停止する。このとき、コントローラ30やインバータ回路18A、18B、及び20の動作も停止することとなる。また、機械を停止する代わりに、警報を行って操作者に機械の停止を促すようにしてもよい。
Next, the control flow of the turning
故障フラグがオフのままであれば何もせずにの処理に移る。なお、再起動された場合には、初期化処理によりワークメモリ上の故障フラグがリセットされオフとなるため、機械の停止の処理(S32)はパスされることになる。 If the failure flag remains off, the process proceeds to nothing. When the machine is restarted, the failure flag on the work memory is reset and turned off by the initialization process, so that the machine stop process (S32) is passed.
次いで、記憶手段76に記憶された判定結果(故障フラグ)を参照し(S34)、記憶された判定結果がオンであるか否かを判定する(S35)。これは、再起動前に故障フラグがオンとなっていたか否かを判定するものである。 Next, the determination result (failure flag) stored in the storage means 76 is referred to (S34), and it is determined whether or not the stored determination result is ON (S35). This is to determine whether or not the failure flag was turned on before restarting.
判定結果がオンである場合、旋回用電動機制御部70は、センサレスベクトル制御部71bによって生成された信号、すなわち回転角度推定回路72による旋回用電動機21の回転角度の推定値を利用して生成された信号を駆動信号Sd2として出力し、インバータ回路20を制御する(S36、故障時駆動信号生成ステップ)。また、判定結果がオフである場合、旋回用電動機制御部70は、ベクトル制御部71aによって生成された信号、すなわちレゾルバ22からの検出信号Sd4を利用して生成された信号を駆動信号Sd2として出力し、インバータ回路20を制御する(S37、正常時駆動信号生成ステップ)。そして、処理をリターンして本フローが所定サイクル毎に繰り返される。この所定サイクルは、コントローラ30の制御サイクルの最小単位(例えば、10ms)である。
When the determination result is ON, the turning
次に、図7を参照して、レゾルバ22の故障判定処理について説明する。なお、レゾルバ22の故障判定処理は、図6の制御フローとは別個のフローとして並列処理される。なお、エンジン11が稼働していれば常時回転する電動発電機12とは異なり、旋回用電動機21は旋回操作が行われない限り回転しないため、レゾルバ22の故障判定処理は旋回操作が行われているときに実行するものとしている。
Next, the failure determination process of the
故障検出回路73は、レゾルバ22の出力に基づいて回転角度計算回路75から提供された回転角度値と、回転角度推定回路72から提供された旋回用電動機21の回転角度の推定値とに基づいて、レゾルバ22の故障を判定する。
The
具体的には、回転角度推定回路72から出力される旋回用電動機21の回転角度の推定値から算出される旋回用電動機21の回転数と(S41、S42)、回転角度計算回路65から提供された回転角度値から算出される旋回用電動機21の回転数(S43、S44)との差の絶対値が所定値より大きい場合に、レゾルバ22を故障したものと判定して、ワークメモリ上の故障判定フラグをオンにする(S45、S46、故障判定ステップ)。所定値以下の場合には、レゾルバ22は正常であると判定してワークメモリ上の故障フラグをオフにする(S47)。
Specifically, the rotation number of the turning
そして、判定結果(故障フラグ)を不揮発性の記憶手段76に記憶し(S48)、処理をリターンして本フローを所定サイクル毎に繰り返す。この所定サイクルは、旋回用電動機21の制御フローの実行サイクルに対して数サイクルの間隔をあけている。なお、コントローラ30の処理負荷が小さいときには、旋回用電動機21の実行サイクルに合わせ、処理負荷が大きくなるにつれて間隔があくように可変としてもよい。
Then, the determination result (failure flag) is stored in the nonvolatile storage means 76 (S48), the process is returned, and this flow is repeated every predetermined cycle. The predetermined cycle is spaced several cycles from the execution cycle of the control flow of the turning
以上に説明したリフティングマグネット車両1およびその制御方法による効果について説明する。本実施形態のリフティングマグネット車両1およびその制御方法では、コントローラ30において、回転角度推定回路62が、レゾルバ32からの検出信号Sd3に依らずに電動発電機12の回転角を推定し、駆動信号生成回路61が、回転角度推定回路62による推定値、及びレゾルバ32からの検出信号Sd3のうち何れかを選択的に利用して駆動信号Sd1を生成している。また、回転角度推定回路72が、レゾルバ22からの検出信号Sd4に依らずに旋回用電動機21の回転角を推定し、駆動信号生成回路71が、回転角度推定回路72による推定値、及びレゾルバ22からの検出信号Sd4のうち何れかを選択的に利用して駆動信号Sd2を生成している。
The effect by the lifting
したがって、レゾルバ32が故障した場合であっても駆動信号Sd1を問題なく生成してインバータ回路18Aを駆動し、電動発電機12の回転を制御することができる。また、レゾルバ22が故障した場合であっても駆動信号Sd2を問題なく生成してインバータ回路20を駆動し、旋回用電動機21の回転を制御することができる。すなわち、レゾルバ22,32といった回転角センサが故障した場合であっても、リフティングマグネット車両1を動作可能にすることができる。
Therefore, even if the
また、本実施形態のように、コントローラ30は、レゾルバ32の故障を判定する故障検出回路63と、レゾルバ22の故障を判定する故障検出回路73とを更に有することが好ましい。そして、駆動信号生成回路61は、故障検出回路63がレゾルバ32の故障を判定した場合に、回転角度推定回路62による推定値を利用して駆動信号Sd1を生成し、駆動信号生成回路71は、故障検出回路73がレゾルバ22の故障を判定した場合に、回転角度推定回路72による推定値を利用して駆動信号Sd2を生成することが好ましい。これにより、回転角度推定回路62,72による推定値を利用した駆動信号Sd1,Sd2の生成と、レゾルバ32,22からの検出信号Sd3,Sd4を利用した駆動信号Sd1,Sd2の生成とを自動的に切り替えることができる。
Further, as in this embodiment, the
また、本実施形態のように、コントローラ30は、故障検出回路63,73による故障判定結果を記憶するための不揮発性の記憶手段66,76を有しており、駆動信号生成回路61,71は、コントローラ30が再起動した際に、記憶手段66,76に記憶された故障判定結果を参照することが好ましい。これにより、操作者がエンジン11等を一旦停止して再起動した場合に、回転角度推定回路62,72による推定値を利用した駆動信号Sd1,Sd2の生成と、レゾルバ32,22からの検出信号Sd3,Sd4を利用した駆動信号Sd1,Sd2の生成とを好適に選択することができる。
Further, as in the present embodiment, the
また、本実施形態のように、故障検出回路63は、レゾルバ32からの検出信号に基づいて算出される電動発電機12の回転速度値と、回転数センサ31の検出結果(エンジン回転数)に基づいて算出される電動発電機12の回転速度値との差が所定値より大きい場合に、レゾルバ32を故障と判定することが好ましい。これにより、レゾルバ32の故障の有無を正確に判定することができる。
Further, as in the present embodiment, the
また、本実施形態のように、故障検出回路73は、回転角度推定回路72の推定値から算出される旋回用電動機21の回転速度値と、レゾルバ22からの検出信号Sd4に基づいて算出される旋回用電動機21の回転速度値との差が所定値より大きい場合に、レゾルバ22を故障と判定することが好ましい。これにより、レゾルバ22の故障の有無を正確に判定することができる。
Further, as in the present embodiment, the
本発明によるハイブリッド型作業機械およびその制御方法は、上記した実施形態に限られるものではなく、他に様々な変形が可能である。例えば、上記実施形態では作業機械としてリフティングマグネット車両の場合を例示して説明したが、他の作業機械(例えばクレーンやフォークリフト)にも本発明を適用してもよい。 The hybrid work machine and the control method thereof according to the present invention are not limited to the above-described embodiments, and various other modifications are possible. For example, in the above-described embodiment, the case of a lifting magnet vehicle has been described as an example of the work machine, but the present invention may be applied to other work machines (for example, a crane or a forklift).
1…リフティングマグネット車両、2…走行機構、3…旋回機構、4…旋回体、7…リフティングマグネット、11…エンジン、12…電動発電機、13…減速機、18A,18B,20…インバータ回路、19…バッテリ、21…旋回用電動機、22,32…レゾルバ、23…メカニカルブレーキ、24…旋回減速機、29…圧力センサ、30…コントローラ、31…回転数センサ、40…旋回駆動制御部、50…駆動制御部、60…電動発電機制御部、61,71…駆動信号生成回路、61a,71a…ベクトル制御部、61b,71b…センサレスベクトル制御部、61c,71c…スイッチ手段、62,72…回転角度推定回路、63,73…故障検出回路、64,74…信号処理回路、65,75…回転角度計算回路、66,76…記憶手段、70…旋回用電動機制御部、100…昇降圧コンバータ、110…DCバス、G…吊荷。
DESCRIPTION OF
Claims (5)
内燃機関発動機と、
前記内燃機関発動機に連結され、前記内燃機関発動機の駆動力により発電を行い、また自身の駆動力により前記内燃機関発動機の駆動力を補助する電動発電機と、
直流電力用配線と、
前記電動発電機と前記直流電力用配線との間に接続された第1のインバータ回路と、
前記電動発電機の回転角を検出する第1の回転角センサと、
前記内燃機関発動機の回転数を検出する回転数検出手段と、
前記第1のインバータ回路に第1の駆動信号を与える制御部とを備え、
前記制御部は、
前記第1の回転角センサからの検出信号に依らずに前記電動発電機の回転角を推定する第1の回転角推定手段と、
前記第1の回転角推定手段による推定値、及び前記第1の回転角センサからの検出信号のうち何れかを選択的に利用して前記第1の駆動信号を生成する第1の駆動信号生成手段と、
前記第1の回転角センサの故障を判定する第1の故障判定手段とを有し、
前記第1の故障判定手段は、前記第1の回転角センサからの検出信号に基づいて算出される前記電動発電機の回転数と、前記回転数検出手段の検出結果に基づいて算出される前記電動発電機の回転数との差が所定値より大きい場合、及び、前記第1の回転角推定手段の推定値から算出される前記電動発電機の回転数と、前記第1の回転角センサからの検出信号に基づいて算出される前記電動発電機の回転数との差が所定値より大きい場合のうち少なくとも一方の場合に、前記第1の回転角センサを故障と判定し、
前記第1の駆動信号生成手段は、前記第1の故障判定手段が前記第1の回転角センサの故障を判定した場合に、前記第1の回転角推定手段による推定値を利用して前記第1の駆動信号を生成することを特徴とする、ハイブリッド型作業機械。 A hybrid work machine comprising a traveling mechanism and a swiveling body that is rotatably provided above the traveling mechanism,
An internal combustion engine motor;
A motor generator connected to the internal combustion engine engine, generating electric power with the driving force of the internal combustion engine engine, and assisting the driving force of the internal combustion engine engine with its own driving force;
DC power wiring,
A first inverter circuit connected between the motor generator and the DC power wiring;
A first rotation angle sensor for detecting a rotation angle of the motor generator;
A rotational speed detection means for detecting the rotational speed of the internal combustion engine motor;
And a first control unit system Ru gives a drive signal to the first inverter circuit,
The controller is
First rotation angle estimating means for estimating a rotation angle of the motor generator without depending on a detection signal from the first rotation angle sensor;
First drive signal generation for generating the first drive signal by selectively using either the estimated value by the first rotation angle estimation means or the detection signal from the first rotation angle sensor Means ,
First failure determination means for determining failure of the first rotation angle sensor;
The first failure determination means is calculated based on the rotation speed of the motor generator calculated based on a detection signal from the first rotation angle sensor and the detection result of the rotation speed detection means. When the difference between the rotational speed of the motor generator is larger than a predetermined value, the rotational speed of the motor generator calculated from the estimated value of the first rotational angle estimating means, and the first rotational angle sensor In the case of at least one of the cases where the difference from the rotational speed of the motor generator calculated based on the detection signal is greater than a predetermined value, the first rotational angle sensor is determined to be faulty,
The first drive signal generation means uses the estimated value by the first rotation angle estimation means when the first failure determination means determines a failure of the first rotation angle sensor. A hybrid work machine that generates one drive signal .
前記第1の駆動信号生成手段は、前記制御部が再起動した際に、前記記憶手段に記憶された前記故障判定結果を参照することを特徴とする、請求項1に記載のハイブリッド型作業機械。 The control unit further includes nonvolatile storage means for storing a failure determination result by the first failure determination means,
2. The hybrid work machine according to claim 1 , wherein the first drive signal generation unit refers to the failure determination result stored in the storage unit when the control unit is restarted. 3. .
前記旋回体を旋回させる旋回用交流電動機と、
直流電力用配線と、
前記直流電力用配線と前記旋回用交流電動機との間に接続された第2のインバータ回路と、
前記旋回用交流電動機の回転角を検出する第2の回転角センサと、
前記第2のインバータ回路に第2の駆動信号を与える制御部とを備え、
前記制御部は、
前記第2の回転角センサからの検出信号に依らずに前記旋回用交流電動機の回転角を推定する第2の回転角推定手段と、
前記第2の回転角推定手段による推定値、及び前記第2の回転角センサからの検出信号のうち何れかを選択的に利用して前記第2の駆動信号を生成する第2の駆動信号生成手段と、
前記第2の回転角センサの故障を判定する第2の故障判定手段とを有し、
前記第2の故障判定手段は、前記第2の回転角推定手段の推定値から算出される前記旋回用交流電動機の回転数と、前記第2の回転角センサからの検出信号に基づいて算出される前記旋回用交流電動機の回転数との差が所定値より大きい場合に、前記第2の回転角センサを故障と判定し、
前記第2の駆動信号生成手段は、前記第2の故障判定手段が前記第2の回転角センサの故障を判定した場合に、前記第2の回転角推定手段による推定値を利用して前記第2の駆動信号を生成することを特徴とする、ハイブリッド型作業機械。 A hybrid work machine comprising a traveling mechanism and a swiveling body that is rotatably provided above the traveling mechanism,
A turning AC motor for turning the turning body;
DC power wiring,
A second inverter circuit connected between the DC power wiring and the turning AC motor;
A second rotation angle sensor for detecting a rotation angle of the turning AC electric motor;
And a control unit providing a second drive signal before Symbol second inverter circuit,
The controller is
Second rotation angle estimation means for estimating a rotation angle of the turning AC motor without depending on a detection signal from the second rotation angle sensor;
Second drive signal generation for generating the second drive signal by selectively using either the estimated value by the second rotation angle estimation means or the detection signal from the second rotation angle sensor Means,
Second failure determination means for determining failure of the second rotation angle sensor;
The second failure determination means is calculated based on the number of rotations of the turning AC motor calculated from the estimated value of the second rotation angle estimation means and the detection signal from the second rotation angle sensor. When the difference between the rotational speed of the turning AC motor is greater than a predetermined value, the second rotational angle sensor is determined to be faulty,
The second drive signal generation means uses the estimated value by the second rotation angle estimation means when the second failure determination means determines a failure of the second rotation angle sensor. A hybrid type work machine that generates two drive signals .
前記第2の駆動信号生成手段は、前記制御部が再起動した際に、前記記憶手段に記憶された前記故障判定結果を参照することを特徴とする、請求項3に記載のハイブリッド型作業機械。 The control unit further includes a non-volatile storage unit for storing a failure determination result by the second failure determination unit,
4. The hybrid work machine according to claim 3, wherein the second drive signal generation unit refers to the failure determination result stored in the storage unit when the control unit is restarted. 5. .
前記第1の回転角センサからの検出信号を利用して、前記電動発電機に接続されたインバータ回路を駆動する第1の駆動信号を生成すると共に、前記第2の回転角センサからの検出信号を利用して、前記旋回用交流電動機に接続されたインバータ回路を駆動する第2の駆動信号を生成する正常時駆動信号生成ステップと、
前記第1及び第2の回転角センサの故障を判定する故障判定ステップと、
前記故障判定ステップにおいて、前記第1及び第2の回転角センサのうち少なくとも一方が故障と判定された場合に、前記旋回用交流電動機及び前記電動発電機の動作を停止する動作停止ステップと、
前記旋回用交流電動機及び前記電動発電機の動作が再開された場合に、故障した前記第1の回転角センサからの検出信号に依らずに前記電動発電機の回転角を推定して前記第1の駆動信号を生成し、または故障した前記第2の回転角センサからの検出信号に依らずに前記旋回用交流電動機の回転角を推定して前記第2の駆動信号を生成する故障時駆動信号生成ステップとを有することを特徴とする、ハイブリッド型作業機械の制御方法。
It is connected to a turning AC motor that turns a turning body that is rotatably provided above the traveling mechanism, and an internal combustion engine motor, and generates electric power by the driving force of the internal combustion engine motor. A motor generator for assisting the driving force of the internal combustion engine engine, a first rotation angle sensor for detecting the rotation angle of the motor generator, and a second rotation angle for detecting the rotation angle of the turning AC motor A control method of a hybrid work machine comprising a sensor,
A detection signal from the first rotation angle sensor is generated using a detection signal from the first rotation angle sensor to generate a first drive signal for driving an inverter circuit connected to the motor generator. A normal-time drive signal generating step for generating a second drive signal for driving an inverter circuit connected to the turning AC motor,
A failure determination step of determining failure of the first and second rotation angle sensors;
In the failure determination step, when at least one of the first and second rotation angle sensors is determined to be failure, an operation stop step of stopping the operation of the turning AC motor and the motor generator;
When the operations of the turning AC motor and the motor generator are resumed, the rotation angle of the motor generator is estimated without relying on the detection signal from the failed first rotation angle sensor. Or a failure-time drive signal that generates the second drive signal by estimating the rotation angle of the turning AC motor without relying on the detection signal from the failed second rotation angle sensor. And a generation step. A control method of a hybrid type work machine.
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