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JP4725406B2 - Power source device for hybrid work machines - Google Patents

Power source device for hybrid work machines Download PDF

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JP4725406B2
JP4725406B2 JP2006122120A JP2006122120A JP4725406B2 JP 4725406 B2 JP4725406 B2 JP 4725406B2 JP 2006122120 A JP2006122120 A JP 2006122120A JP 2006122120 A JP2006122120 A JP 2006122120A JP 4725406 B2 JP4725406 B2 JP 4725406B2
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pump
generator motor
engine
maximum
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昌之 鹿児島
昌之 小見山
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Kobelco Construction Machinery Co Ltd
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  • Hybrid Electric Vehicles (AREA)
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Description

本発明はエンジン動力と蓄電装置の電力を併用するハイブリッド式作業機械の動力源装置に関するものである。   The present invention relates to a power source device for a hybrid work machine that uses both engine power and electric power of a power storage device.

ハイブリッド式の作業機械(たとえばショベル)において、所謂パラレル方式の駆動形態をとるものが公知である。   2. Description of the Related Art Hybrid work machines (for example, excavators) that take a so-called parallel drive form are known.

このパラレル方式では、油圧ポンプと、発電機作用と電動機作用を行う発電電動機とを共通の動力源によって駆動し、油圧ポンプによって油圧アクチュエータを駆動する一方で、発電電動機の発電機作用によって蓄電装置に充電し、適時、この蓄電装置の放電力により発電電動機に電動機作用を行わせてエンジンをアシストするように構成される。   In this parallel system, the hydraulic pump and the generator motor that performs the generator action and the motor action are driven by a common power source, and the hydraulic actuator is driven by the hydraulic pump. It is configured to charge the battery and to assist the engine by causing the generator motor to perform a motor action by the discharging force of the power storage device at an appropriate time.

このようなハイブリッド式の作業機械によると、エンジンの負荷を軽減し、エンジンを高効率範囲で運転することによって省エネルギーを実現することができる。   According to such a hybrid work machine, energy saving can be realized by reducing the load on the engine and operating the engine in a high efficiency range.

また、このハイブリッド式作業機械において、特許文献1,2に示されているように、油圧アクチュエータの負荷に応じて油圧ポンプが要求するパワーであるポンプ要求パワーを求め、このポンプ要求パワーに応じて、エンジンをアシストするための発電電動機のパワーを増減させる(エンジンと発電電動機のパワー配分を制御する)技術が公知である。
特開2005−237178号公報 特開2005−233164号公報
Further, in this hybrid work machine, as shown in Patent Documents 1 and 2, a pump required power that is a power required by the hydraulic pump is obtained according to the load of the hydraulic actuator, and according to the pump required power. A technique for increasing or decreasing the power of a generator motor for assisting the engine (controlling the power distribution between the engine and the generator motor) is known.
JP 2005-237178 A JP 2005-233164 A

この公知技術において、エンジンと発電電動機のパワー配分を決定する前提となるポンプ要求パワーは、油圧ポンプの吐出圧力や吐出量等をセンサで検出し、この検出値に基づいて算出される。   In this known technique, the pump required power, which is a premise for determining the power distribution between the engine and the generator motor, is calculated based on the detected value by detecting the discharge pressure, the discharge amount, and the like of the hydraulic pump with a sensor.

また、一旦、パワー配分が決定すると、ポンプ要求パワーが変わらない限り発電電動機パワーはその配分値に固定される。   Once the power distribution is determined, the generator motor power is fixed to the distribution value as long as the pump required power does not change.

ところが、ポンプ要求パワーを検出するためのセンサにオフセット等の計測誤差があった場合、演算値と実際値との間にずれが生じる。   However, when there is a measurement error such as an offset in the sensor for detecting the pump required power, a deviation occurs between the calculated value and the actual value.

ここで、検出値に基づくポンプ要求パワーの演算値が実際のポンプ要求パワーよりも小さい方にずれると、パワー不足となり、このときアシストする発電電動機のパワーは前記のように固定されているため、不足分はエンジンが負担することなる。その結果、エンジンが過負荷となり、エンストするおそれがある。   Here, when the calculated value of the pump required power based on the detected value shifts to a smaller one than the actual pump required power, the power becomes insufficient, and the power of the generator motor to assist at this time is fixed as described above. The shortage will be borne by the engine. As a result, the engine is overloaded and may stall.

なお、このエンスト防止策として、エンジン回転数を検出し、エンジン回転数の低下に従って油圧ポンプを減馬力制御する所謂ESS制御を行うことが考えられるが、このESS制御では発電電動機パワーが有効利用されず、ハイブリッド本来の意味がなくなるため得策でない。   As a measure for preventing engine stall, it is conceivable to perform so-called ESS control in which the engine speed is detected and the hydraulic pump is subjected to horsepower reduction control as the engine speed decreases. In this ESS control, the generator motor power is effectively used. This is not a good idea because the original meaning of the hybrid is lost.

一方、検出値に基づくポンプ要求パワーの演算値が実際値よりも大きい方にずれている場合は、発電電動機がアシスト過剰状態となって発電電動機の回転速度が上昇し、これに連結されたエンジンも過回転状態となって、エンジンが破損するおそれがある。   On the other hand, when the calculated value of the required pump power based on the detected value is shifted to a larger value than the actual value, the generator motor is in an over-assist state and the rotation speed of the generator motor is increased, and the engine connected thereto May over-rotate and the engine may be damaged.

また、エンジンや発電電動機そのものの個体差や経年変化等によって性能に差が生じた場合にも、ポンプ要求パワーのずれが発生し、上記同様の問題が生じていた。   Also, when there is a difference in performance due to individual differences or aging of the engine or generator motor itself, a difference in required pump power occurs, causing the same problem as described above.

そこで本発明は、発電電動機パワーを有効利用することを前提として、ポンプ要求パワーのずれによるエンジンの過負荷や過回転を防止することができるハイブリッド式作業機械の動力源装置を提供するものである。   Accordingly, the present invention provides a power source device for a hybrid work machine that can prevent engine overload and over-rotation due to a shift in power required for the pump, on the premise that the generator motor power is effectively used. .

請求項1の発明は、油圧アクチュエータを駆動する油圧ポンプと、発電機作用と電動機作用を行う発電電動機とが共通の動力源としてのエンジンによって駆動され、上記発電電動機の発電機作用によって蓄電装置が充電されるとともに、この蓄電装置の電力により発電電動機が駆動されてエンジンをアシストする電動機作用を行うように構成された作業機械の動力源装置において
(I) アクセル信号に基づいて求められるエンジンの目標回転数に対応するエンジン最大パワーを求め、
(II) 上記油圧ポンプに要求されるパワーであるポンプ要求パワーを求め
(III) このポンプ要求パワーに対する上記エンジン最大パワーの過不足分を求め、
(IV) このエンジン最大パワーの過不足を無くするために発電電動機が出すべき発電電動機パワーの配分を決定し
(V) 上記ポンプ要求パワーの演算値と実際値のずれによって生じる上記エンジンの目標回転数と実際回転数との偏差を求め
(VI) この偏差が解消される方向に上記発電電動機のパワー配分を補正す
うに構成されたものである。
According to the first aspect of the present invention, the hydraulic pump that drives the hydraulic actuator and the generator motor that performs the generator action and the motor action are driven by an engine as a common power source, and the power storage device is driven by the generator action of the generator motor. In the power source device of the work machine that is configured to perform the electric motor action that assists the engine by driving the generator motor by the electric power of the power storage device while being charged ,
(I) Obtain the maximum engine power corresponding to the target engine speed determined based on the accelerator signal,
(II) determine the pump required power is the power required for the above SL hydraulic pump,
(III) Find the excess and deficiency of the engine maximum power with respect to this pump demand power,
(IV) determining distribution of outgoing DENDEN motive power to the generator motor is put in order to eliminate the excess or shortage of the engine maximum power,
(V) obtaining a deviation between the target engine speed and the actual engine speed caused by the difference between the calculated value of the pump required power and the actual value ;
(VI) in the direction of the deviation of this is resolved that to correct the power distribution of the generator motor
It is one that is sea urchin configuration.

請求項2の発明は、請求項1の構成において、次の手段を具備するものである。   The invention of claim 2 comprises the following means in the configuration of claim 1.

(A) エンジンの目標回転数に基づいてエンジンの最大パワーを設定するエンジン最大パワー設定手段。   (A) Engine maximum power setting means for setting the maximum engine power based on the target engine speed.

(B) 発電電動機の回転数に基づいて発電電動機の最大パワーを設定する発電電動機最大パワー設定手段。   (B) A generator motor maximum power setting means for setting the maximum power of the generator motor based on the rotation speed of the generator motor.

(C) 設定された上記エンジン最大パワー及び発電電動機最大パワーからポンプ最大パワーを設定するポンプ最大パワー設定手段。   (C) Pump maximum power setting means for setting pump maximum power from the set engine maximum power and generator motor maximum power.

(D) 油圧ポンプが要求するパワーであるポンプ要求パワーを求めるポンプ要求パワー演算手段。   (D) Pump required power calculating means for obtaining pump required power that is power required by the hydraulic pump.

(E) 上記ポンプ要求パワーと、設定された上記エンジン最大パワー及び発電電動機最大パワーとに基づいて、発電電動機がエンジンアシストのために出すべき発電電動機パワーの配分を決定するパワー配分手段。   (E) Power distribution means for determining distribution of the generator motor power that the generator motor should output for engine assist based on the pump required power and the set engine maximum power and generator motor maximum power.

(F) エンジンの目標回転数と実際回転数との偏差に基づいてポンプ要求パワーの不足分または過剰分である補正パワーを求め、この補正パワーを、ポンプ最大パワーと発電電動機最大パワーに振り分ける比率として予め定めた配分率に基づいて配分し、この配分結果に基づいて発電電動機及び油圧ポンプに対する補正されたパワー指令値を出力するパワー補正手段。   (F) Based on the deviation between the target engine speed and the actual engine speed, the correction power that is insufficient or excessive of the required pump power is obtained, and this correction power is allocated to the pump maximum power and the generator motor maximum power. As a power correction unit that distributes based on a predetermined distribution rate and outputs corrected power command values for the generator motor and the hydraulic pump based on the distribution result.

請求項3の発明は、請求項2の構成において、パワー補正手段における配分率は、エンジンの実際回転数に応じて、低回転数側でポンプ最大パワーの比率が大きくなり、高回転数側で発電電動機最大パワーの比率が大きくなるように設定されたものである。   According to a third aspect of the present invention, in the configuration of the second aspect, the distribution ratio in the power correction means is such that the ratio of the maximum pump power on the low speed side increases on the high speed side in accordance with the actual engine speed. The generator motor maximum power ratio is set to be large.

請求項4の発明は、請求項1乃至3のいずれかの構成において、ポンプ要求パワー演算手段は、油圧ポンプの吐出圧力、吐出量、回転数に基づいてポンプ要求パワーを演算するように構成されたものである。   According to a fourth aspect of the present invention, in the configuration of any one of the first to third aspects, the pump required power calculating means is configured to calculate the pump required power based on a discharge pressure, a discharge amount, and a rotation speed of the hydraulic pump. It is a thing.

本発明によると、ポンプ要求パワーの演算値と実際値のずれが、エンジンの目標回転数と実際回転数の偏差として現れる点に着目し、この偏差に基づいて(偏差が解消される方向に)発電電動機パワーの配分を補正する構成としたから、ポンプ要求パワーを求めるためのセンサ計測誤差等によってポンプ要求パワーにずれが生じた場合に、発電電動機パワーを増減制御してエンジン負荷またはエンジン回転数を適正に保つことができる。すなわち、エンジンの過負荷によるエンストや過回転による破損を防止し、安定したエンジン運転状態を確保することができる。   According to the present invention, attention is paid to the fact that the difference between the calculated value of the pump required power and the actual value appears as a deviation between the target engine speed and the actual engine speed, and based on this deviation (in the direction in which the deviation is eliminated). Since the generator motor power distribution is corrected, when the pump required power is shifted due to a sensor measurement error for obtaining the pump required power, the generator motor power is increased or decreased to control the engine load or engine speed. Can be kept appropriate. That is, engine stall due to engine overload and damage due to overspeed can be prevented, and a stable engine operating state can be ensured.

また、請求項3の発明によると、補正パワーの配分率(発電電動機最大パワーとポンプ最大パワーへの振り分けの比率)を、エンジンの実際回転数に応じて、低回転数側でポンプ最大パワーの比率が大きくなり、高回転数側で発電電動機最大パワーの比率が大きくなるように設定したから、たとえばエンジン回転数が低ければ発電電動機の出力も低いことから発電電動機最大パワーの配分比率を小さくする代わりにポンプ減馬力量を大きくとり、逆の場合は発電電動機最大パワー(アシスト量)を大きくするという制御が行われる。これにより、より安定したエンジン運転状態を確保することができる。   According to the invention of claim 3, the distribution ratio of the correction power (the ratio of the distribution between the generator motor maximum power and the pump maximum power) is determined according to the actual engine speed of the pump maximum power on the low engine speed side. Since the ratio is set so that the ratio of the generator motor maximum power increases on the high speed side, for example, if the engine speed is low, the output of the generator motor is also low, so the distribution ratio of the generator motor maximum power is reduced. Instead, control is performed such that the pump horsepower reduction amount is increased, and in the opposite case, the generator motor maximum power (assist amount) is increased. As a result, a more stable engine operating state can be ensured.

図1に示すように、エンジン1にパワーデバイダ2を介して可変容量型の油圧ポンプ3と、発電機作用と電動機作用を行う発電電動機4とがパラレルに接続され、これらがエンジン1によって駆動される。   As shown in FIG. 1, a variable displacement hydraulic pump 3 and a generator motor 4 that performs a generator action and a motor action are connected in parallel to an engine 1 via a power divider 2, and these are driven by the engine 1. The

油圧ポンプ3には、制御弁(アクチュエータごとに設けられるが、ここでは複数の制御弁の集合体として示す)を介して図示しない油圧アクチュエータ(たとえば油圧ショベルでいうとブーム、アーム、バケット各シリンダや走行用油圧モータ)が接続され、油圧ポンプ3から供給される圧油によってこれら油圧アクチュエータが駆動される。   The hydraulic pump 3 is provided with a hydraulic actuator (not shown) via a control valve (provided for each actuator, but shown here as an assembly of a plurality of control valves) (for example, each cylinder of the boom, arm, bucket, A traveling hydraulic motor) is connected, and these hydraulic actuators are driven by the pressure oil supplied from the hydraulic pump 3.

一方、発電電動機4には、インバータ6を介して蓄電装置(たとえばリチウムイオン蓄電器)7が接続されている。   On the other hand, a power storage device (for example, a lithium ion capacitor) 7 is connected to the generator motor 4 via an inverter 6.

インバータ6は、発電電動機4の発電機作用と電動機作用の切換え、発電電力、電動機としての電流またはトルクを制御するとともに、発電電動機4の発電機出力の過不足に応じて蓄電装置7の充・放電を制御する。   The inverter 6 switches between the generator operation and the motor operation of the generator motor 4, controls the generated power, the current or torque as the motor, and charges / charges the power storage device 7 according to whether the generator output of the generator motor 4 is excessive or insufficient. Control the discharge.

油圧ポンプ3の傾転、及び発電電動機4のトルクはコントローラ8によって制御される。   The tilt of the hydraulic pump 3 and the torque of the generator motor 4 are controlled by the controller 8.

このコントローラ8には、各検出手段による検出値、すなわち、エンジン1の目標回転数(アクセル信号に基づいて求められるエンジン最大パワー出力時の回転数)ωegrefと、実際回転数ωeg、油圧ポンプ3の吐出圧力(ポンプ圧)pと吐出量qの各情報が入力され、これらの情報に基づいてコントローラ8から発電電動機4に対するトルク指令、及び油圧ポンプ3に対する傾転指令が出力される。   The controller 8 detects values detected by the detection means, that is, a target rotational speed of the engine 1 (the rotational speed at the time of engine maximum power output obtained based on the accelerator signal) ωegref, the actual rotational speed ωeg, the hydraulic pump 3 Each information of the discharge pressure (pump pressure) p and the discharge amount q is input, and based on these information, a torque command for the generator motor 4 and a tilt command for the hydraulic pump 3 are output from the controller 8.

このコントローラ8の構成と作用を図2のブロック図、図3,4のフローチャートを用いて説明する。   The configuration and operation of the controller 8 will be described with reference to the block diagram of FIG. 2 and the flowcharts of FIGS.

コントローラ8は、基本的手段として、油圧ポンプ3が要求するパワーであるポンプ要求パワーを演算するポンプ要求パワー演算手段9と、エンジン1の最大パワーを設定するエンジン最大パワー設定手段10と、発電電動機4の最大パワーを設定する発電電動機最大パワー設定手段11と、油圧ポンプ3の最大パワーを設定するポンプ最大パワー設定手段12と、ポンプ要求パワーに対する発電電動機4のパワー配分を決めるパワー配分手段13とを備えている。   The controller 8 includes, as basic means, a pump required power calculating means 9 for calculating a pump required power that is a power required by the hydraulic pump 3, an engine maximum power setting means 10 for setting the maximum power of the engine 1, and a generator motor. Generator maximum power setting means 11 for setting the maximum power of 4, pump maximum power setting means 12 for setting the maximum power of the hydraulic pump 3, power distribution means 13 for determining the power distribution of the generator motor 4 with respect to the pump required power, It has.

また、パワー補正手段として、補正パワー算出手段14と、補正パワー配分率算出手段15と、発電電動機パワー指令補正手段16と、ポンプ最大パワー指令補正手段17とを備えている。   The power correction means includes a correction power calculation means 14, a correction power distribution ratio calculation means 15, a generator motor power command correction means 16, and a pump maximum power command correction means 17.

さらに、制御系として、発電電動機トルク指令手段18とポンプ傾転制御(PQ制御)手段19とを備えている。   Further, a generator motor torque command means 18 and a pump tilt control (PQ control) means 19 are provided as a control system.

制御時には、まず、エンジン目標回転数ωegref及び実際回転数ωegの検出(図3のステップS1)、ポンプ圧p、ポンプ吐出量qの検出(同ステップS2)が行われた後、ポンプ要求パワー演算手段9において、入力されたポンプ圧p、ポンプ吐出量q、エンジン実際回転数ωegを次式に代入してポンプ要求パワーPWpを演算する(同ステップS3)。   At the time of control, first, the detection of the target engine speed ωegref and the actual rotation speed ωeg (step S1 in FIG. 3), the detection of the pump pressure p and the pump discharge amount q (step S2 in the same) are performed, and then the required pump power is calculated. In the means 9, the pump required power PWp is calculated by substituting the input pump pressure p, pump discharge amount q, and actual engine speed ωeg into the following equation (step S3).

ポンプ要求パワーPWp=ポンプ圧p×ポンプ吐出量q×エンジン実際回転数ωeg
なお、油圧ポンプ3が複数台設けられる場合は、各ポンプのp×qの合算値にエンジン実際回転数ωegを乗じてポンプ要求パワーPWpが算出される。
Required pump power PWp = pump pressure p × pump discharge q × engine actual speed ωeg
When a plurality of hydraulic pumps 3 are provided, the required pump power PWp is calculated by multiplying the total value of p × q of each pump by the actual engine speed ωeg.

次に、エンジン最大パワー設定手段10において、エンジン目標回転数ωegrefをパラメータとして予め作成されたエンジン最大パワーのマップから、検出されたエンジン目標回転数ωegrefに対応する値をエンジン最大パワーPWegmaxとして設定する(同ステップS4)。   Next, in the engine maximum power setting means 10, a value corresponding to the detected engine target speed ωegref is set as the engine maximum power PWegmax from the engine maximum power map created in advance using the engine target speed ωegref as a parameter. (Step S4).

また、発電電動機最大パワー設定手段11では、エンジン実際回転数ωegを発電電動機回転数に見立て、これをパラメータとして予め作成された発電電動機最大パワーのマップから、検出されたエンジン実際回転数ωegに対応する値を発電電動機最大パワーPWmgmaxとして設定する(同ステップS5)。   Further, the generator motor maximum power setting means 11 considers the actual engine speed ωeg as the generator motor speed, and corresponds to the detected actual engine speed ωeg from the map of the generator motor maximum power created in advance using this as a parameter. The value to be set is set as the generator motor maximum power PWmgmax (step S5).

そして、ポンプ最大パワー設定手段12において、上記設定されたエンジン最大パワーPWegmaxと発電電動機最大パワーPWmgmaxの和として、次式によりポンプ最大パワーPWpmaxを算出し設定する(同ステップS6)。   Then, the pump maximum power setting means 12 calculates and sets the pump maximum power PWpmax by the following equation as the sum of the engine maximum power PWegmax and the generator motor maximum power PWmgmax set (step S6).

ポンプ最大パワーPWpmax=エンジン最大パワーPWegmax+発電電動機最大パワーPWmgmax
さらに、パワー配分手段13では、上記エンジン最大パワーPWegmaxと、発電電動機最大パワーPWmgmax、それにポンプ要求パワーPWpに基づいて、ポンプ要求パワーPWpのうち発電電動機4が分担すべき発電電動機パワー指令値PWmgrefを算出する(同ステップS7)。
Pump maximum power PWpmax = Engine maximum power PWegmax + Generator motor maximum power PWmgmax
Further, in the power distribution means 13, based on the engine maximum power PWegmax, the generator motor maximum power PWmgmax, and the pump request power PWp, the generator motor power command value PWmgref to be shared by the generator motor 4 of the pump request power PWp is determined. Calculate (step S7).

このパワー配分を具体的に説明すると、ポンプ要求パワーPWpがエンジン最大パワーPWegmaxを超えた場合には、その超過分(エンジンパワーの不足分)を補う必要があるため、この超過分が発電電動機パワー指令値PWmgrefとして出力される。すなわち、発電電動機4によるパワーアシスト作用が行われる。   This power distribution will be explained in detail. When the pump required power PWp exceeds the engine maximum power PWegmax, it is necessary to compensate for the excess (engine power shortage). Output as command value PWmgref. That is, the power assist operation by the generator motor 4 is performed.

ところが、前記のようにポンプ要求パワーPWpは、センサ計測誤差等によって実際値からずれている可能性がある。そこで、このようなずれを含んだポンプ要求パワー値に基づくパワー配分指令値を補正しなければならない。   However, as described above, the pump required power PWp may deviate from the actual value due to a sensor measurement error or the like. Therefore, it is necessary to correct the power distribution command value based on the required pump power value including such a deviation.

また、エンジン目標回転数ωegrefに基づいて設定したポンプ最大パワー値PWpmaxもエンジン実際回転数ωegに応じて補正する必要がある。   Further, the pump maximum power value PWpmax set based on the target engine speed ωegref needs to be corrected according to the actual engine speed ωeg.

この補正は、パワー補正手段(補正パワー算出手段14、補正パワー配分率算出手段15、発電電動機パワー指令補正手段16、ポンプ最大パワー指令補正手段17)により、図4のステップS8〜S11で行われる。   This correction is performed in steps S8 to S11 in FIG. 4 by power correction means (correction power calculation means 14, correction power distribution ratio calculation means 15, generator motor power command correction means 16, pump maximum power command correction means 17). .

すなわち、補正パワー算出手段14では、ポンプ要求パワーPWpにずれがあるとエンジン目標回転数ωegrefとエンジン実際回転数ωegの差として現れる点に着目し、エンジン目標回転数ωegrefとエンジン実際回転数ωegとの偏差に基づいて補正パワーPWrvseを次式によって算出する(ステップS8)。   That is, the correction power calculation means 14 pays attention to the fact that if there is a deviation in the pump required power PWp, it appears as a difference between the engine target speed ωegref and the actual engine speed ωeg, and the engine target speed ωegref and the actual engine speed ωeg Based on the deviation, the correction power PWrvse is calculated by the following equation (step S8).

補正パワーPWrvse=補正ゲインKrvse×(エンジン目標回転数ωegref−エンジン実際回転数ωeg)
ここで、補正パワーPWrvse>0の場合は、ポンプ要求パワーが実際値(ポンプ吸収パワー)より小さいものとして検出されている(エンジン負荷が大きい)ことを示し、エンストの可能性がある。これに対して補正パワーPWrvse<0の場合は、ポンプ要求パワーが実際値より大きいものとして検出されている(エンジン負荷が小さい)ことを示し、エンジン過回転のおそれがある。
Correction power PWrvse = correction gain Krvse × (engine target speed ωegref−engine actual speed ωeg)
Here, when the correction power PWrvse> 0, it indicates that the pump required power is detected as being smaller than the actual value (pump absorption power) (the engine load is large), and there is a possibility of engine stall. On the other hand, when the correction power PWrvse <0, it indicates that the requested pump power is detected as being larger than the actual value (the engine load is small), and there is a possibility of engine overspeed.

補正パワー配分率算出手段15では、エンジン実際回転数ωegをパラメータとして予め作成された図5のマップから補正パワー配分率αを算出する(ステップS9)。   The corrected power distribution rate calculating means 15 calculates the corrected power distribution rate α from the map of FIG. 5 created in advance using the actual engine speed ωeg as a parameter (step S9).

補正パワー配分率αは、補正パワーPWrvseを、発電電動機最大パワーPWmgmaxに加算する(アシスト力を増加させる)分と、ポンプ最大パワーPWpmaxから減じる(減馬力する)分とに振り分ける比率であり、図5に示すようにエンジン実際回転数ωegをパラメータとして、0≦補正パワー配分率α≦1の範囲で決定される。   The corrected power distribution ratio α is a ratio of dividing the corrected power PWrvse into the amount to be added to the generator motor maximum power PWmgmax (increase the assist force) and the amount to be reduced from the pump maximum power PWpmax (to reduce horsepower). As shown in FIG. 5, the actual engine speed ωeg is used as a parameter and is determined in the range of 0 ≦ corrected power distribution ratio α ≦ 1.

ここでエンジン実際回転数ωegを補正パワー配分率αを決めるパラメータとしたのは、安定したエンジン運転状態を確保するという観点から、エンジン実際回転数ωegが低ければエンストの可能性が高く、かつ、発電電動機4の出力も低いことから、発電電動機最大パワーPWmgmaxの配分率αを小さくして、代わりにポンプ減馬力量を大きくとるのが望ましく、逆の場合は発電電動機最大パワー(アシスト量) PWmgmaxを大きくするのが望ましいためである。   Here, the actual engine speed ωeg is used as a parameter for determining the correction power distribution ratio α. From the viewpoint of securing a stable engine operation state, the engine stall speed is high if the engine actual speed ωeg is low, and Since the output of the generator motor 4 is also low, it is desirable to reduce the distribution rate α of the generator motor maximum power PWmgmax and to increase the pump horsepower reduction instead. In the opposite case, the generator motor maximum power (assist amount) PWmgmax This is because it is desirable to increase the value.

発電電動機パワー指令補正手段16では、次式により発電電動機パワー指令補正値PW´mgrefを算出する(ステップS10)。   The generator motor power command correction means 16 calculates a generator motor power command correction value PW′mgref by the following equation (step S10).

発電電動機パワー指令補正値PW´mgref=発電電動機パワー指令値PWmgref
+補正パワー配分率α×補正パワーPWrvse
また、ポンプ最大パワー指令補正手段17では、次式によりポンプ最大パワー指令補正値PW´pmaxを算出する(ステップS11)。
Generator motor power command correction value PW′mgref = Generator motor power command value PWmgref
+ Correction power distribution ratio α × correction power PWrvse
Further, the pump maximum power command correction means 17 calculates a pump maximum power command correction value PW′pmax by the following equation (step S11).

ポンプ最大パワー指令補正値PW´pmax=ポンプ最大パワーPWpmax+
(補正パワー配分率α−1)×補正パワーPWrvse
このようにして得られた両指令補正値PW´mgref, PW´pmaxをもとに、発電電動機トルク指令手段18では、発電電動機パワー指令補正値PW´mgrefを発電電動機回転数ωmgで除することによって発電電動機トルク指令を算出し、インバータ6に向けて出力する(ステップS12)。
Pump maximum power command correction value PW'pmax = Pump maximum power PWpmax +
(Correction power distribution ratio α-1) × Correction power PWrvse
Based on the two command correction values PW′mgref and PW′pmax obtained in this way, the generator motor torque command means 18 divides the generator motor power command correction value PW′mgref by the generator motor speed ωmg. To calculate the generator motor torque command and output it to the inverter 6 (step S12).

なお、発電電動機トルク指令手段18では、エンジン実際回転数ωegをギア比変換器20により変換して得られた値を発電電動機回転数ωmgとして用いている。   Note that the generator motor torque command means 18 uses a value obtained by converting the actual engine speed ωeg by the gear ratio converter 20 as the generator motor speed ωmg.

また、ポンプ傾転制御手段19では、ポンプ最大パワー指令補正値PW´pmaxとポンプ圧p、エンジン実際回転数ωegからポンプ最大傾転を算出し、これを超えないように油圧ポンプ3の傾転制御を行う。   The pump tilt control means 19 calculates the maximum pump tilt from the pump maximum power command correction value PW′pmax, the pump pressure p, and the actual engine speed ωeg, and tilts the hydraulic pump 3 so as not to exceed this. Take control.

以上のように、エンジン1の目標回転数ωegrefと実際回転数ωegの偏差に基づき、この偏差が解消される方向に発電電動機パワーの配分を補正することにより、エンジン1の過負荷によるエンストや過回転による破損等を防止することができる。   As described above, based on the deviation between the target engine speed ωegref of the engine 1 and the actual engine speed ωeg, the distribution of the generator motor power is corrected in a direction in which the deviation is eliminated, thereby causing an engine stall or overload caused by an overload of the engine 1. Damage due to rotation can be prevented.

ところで、上記実施形態では、図5に示すように補正パワーの配分率αをエンジン実際回転数ωegに応じて一定の度合いで直線的に変化させる構成をとったが、この変化の度合いを低回転数域と高回転数域で異ならせ、あるいはエンジン実際回転数ωegに応じて曲線的または折れ線状に変化させる構成をとってもよい。   In the above embodiment, as shown in FIG. 5, the correction power distribution rate α is linearly changed with a certain degree according to the actual engine speed ωeg. It is also possible to adopt a configuration in which it is different between the number range and the high speed range, or is changed in a curvilinear or broken line shape according to the actual engine speed ωeg.

本発明の実施形態にかかる動力源装置の全体構成図である。1 is an overall configuration diagram of a power source device according to an embodiment of the present invention. 同装置のコントローラの構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the controller of the apparatus. コントローラの作用を説明するためのフローチャートである。It is a flowchart for demonstrating the effect | action of a controller. 図3の続きのフローチャートである。FIG. 4 is a continuation flowchart of FIG. 3. コントローラにおける補正パワー分配率の特性図である。It is a characteristic figure of the correction power distribution rate in a controller.

1 エンジン
2 パワーデバイダ
3 油圧ポンプ
4 発電電動機
5 制御弁
6 発電電動機を制御するインバータ
7 蓄電装置
8 コントローラ
9 コントローラのポンプ要求パワー演算手段
10 エンジン最大パワー設定手段
11 発電電動機最大パワー設定手段
12 ポンプ最大パワー設定手段
13 パワー配分手段
14 補正パワー算出手段
15 補正パワー配分率算出手段
16 発電電動機パワー指令補正手段
17 ポンプ最大パワー指令補正手段
18 発電電動機トルク指令手段
19 ポンプ傾転制御手段
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Engine 2 Power divider 3 Hydraulic pump 4 Generator motor 5 Control valve 6 Inverter which controls a generator motor 7 Power storage device 8 Controller 9 Controller pump demand power calculation means 10 Engine maximum power setting means 11 Generator motor maximum power setting means 12 Pump maximum Power setting means 13 Power distribution means 14 Correction power calculation means 15 Correction power distribution rate calculation means 16 Generator motor power command correction means 17 Pump maximum power command correction means 18 Generator motor torque command means 19 Pump tilt control means

Claims (4)

油圧アクチュエータを駆動する油圧ポンプと、発電機作用と電動機作用を行う発電電動機とが共通の動力源としてのエンジンによって駆動され、上記発電電動機の発電機作用によって蓄電装置が充電されるとともに、この蓄電装置の電力により発電電動機が駆動されてエンジンをアシストする電動機作用を行うように構成された作業機械の動力源装置において
(I) アクセル信号に基づいて求められるエンジンの目標回転数に対応するエンジン最大パワーを求め、
(II) 上記油圧ポンプに要求されるパワーであるポンプ要求パワーを求め
(III) このポンプ要求パワーに対する上記エンジン最大パワーの過不足分を求め、
(IV) このエンジン最大パワーの過不足を無くするために発電電動機が出すべき発電電動機パワーの配分を決定し
(V) 上記ポンプ要求パワーの演算値と実際値のずれによって生じる上記エンジンの目標回転数と実際回転数との偏差を求め
(VI) この偏差が解消される方向に上記発電電動機のパワー配分を補正す
うに構成されたことを特徴とするハイブリッド式作業機械の動力源装置。
The hydraulic pump that drives the hydraulic actuator and the generator motor that performs the generator action and the motor action are driven by an engine as a common power source, and the power storage device is charged by the generator action of the generator motor. In the power source device of the work machine configured to perform a motor action that assists the engine by driving the generator motor by the power of the device ,
(I) Obtain the maximum engine power corresponding to the target engine speed determined based on the accelerator signal,
(II) determine the pump required power is the power required for the above SL hydraulic pump,
(III) Find the excess and deficiency of the engine maximum power with respect to this pump demand power,
(IV) determining the distribution of outgoing DENDEN motive power to the generator motor is put in order to eliminate the excess or shortage of the engine maximum power,
(V) obtaining a deviation between the target engine speed and the actual engine speed caused by the difference between the calculated value of the pump required power and the actual value ;
(VI) in the direction of the deviation of this is resolved that to correct the power distribution of the generator motor
Hybrid working machine of the power source device, characterized in that I is urchin configuration.
次の手段を具備することを特徴とする請求項1記載のハイブリッド式作業機械の動力源装置。
(A) エンジンの目標回転数に基づいてエンジンの最大パワーを設定するエンジン最大パワー設定手段。
(B) 発電電動機の回転数に基づいて発電電動機の最大パワーを設定する発電電動機最大パワー設定手段。
(C) 設定された上記エンジン最大パワー及び発電電動機最大パワーからポンプ最大パワーを設定するポンプ最大パワー設定手段。
(D) 油圧ポンプが要求するパワーであるポンプ要求パワーを求めるポンプ要求パワー演算手段。
(E) 上記ポンプ要求パワーと、設定された上記エンジン最大パワー及び発電電動機最大パワーとに基づいて、発電電動機がエンジンアシストのために出すべき発電電動機パワーの配分を決定するパワー配分手段。
(F) エンジンの目標回転数と実際回転数との偏差に基づいてポンプ要求パワーの不足分または過剰分である補正パワーを求め、この補正パワーを、ポンプ最大パワーと発電電動機最大パワーに振り分ける比率として予め定めた配分率に基づいて配分し、この配分結果に基づいて発電電動機及び油圧ポンプに対する補正されたパワー指令値を出力するパワー補正手段。
The power source apparatus for a hybrid work machine according to claim 1, further comprising the following means.
(A) Engine maximum power setting means for setting the maximum engine power based on the target engine speed.
(B) A generator motor maximum power setting means for setting the maximum power of the generator motor based on the rotation speed of the generator motor.
(C) Pump maximum power setting means for setting pump maximum power from the set engine maximum power and generator motor maximum power.
(D) Pump required power calculating means for obtaining pump required power that is power required by the hydraulic pump.
(E) Power distribution means for determining distribution of the generator motor power that the generator motor should output for engine assist based on the pump required power and the set engine maximum power and generator motor maximum power.
(F) Based on the deviation between the target engine speed and the actual engine speed, the correction power that is insufficient or excessive of the required pump power is obtained, and this correction power is allocated to the pump maximum power and the generator motor maximum power. As a power correction unit that distributes based on a predetermined distribution rate and outputs corrected power command values for the generator motor and the hydraulic pump based on the distribution result.
パワー補正手段における配分率は、エンジンの実際回転数に応じて、低回転数側でポンプ最大パワーの比率が大きくなり、高回転数側で発電電動機最大パワーの比率が大きくなるように設定されたことを特徴とする請求項2記載のハイブリッド式作業機械の動力源装置。   The distribution rate in the power correction means is set so that the ratio of the maximum pump power on the low speed side increases and the ratio of the generator motor maximum power increases on the high speed side according to the actual engine speed. The power source apparatus for a hybrid work machine according to claim 2, wherein ポンプ要求パワー演算手段は、油圧ポンプの吐出圧力、吐出量、回転数に基づいてポンプ要求パワーを演算するように構成されたことを特徴とする請求項1乃至3のいずれか1項に記載のハイブリッド式作業機械の動力源装置。   4. The pump required power calculating means is configured to calculate pump required power based on a discharge pressure, a discharge amount, and a rotation speed of a hydraulic pump, according to any one of claims 1 to 3. Power source device for hybrid work machines.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2015114908A1 (en) 2014-02-03 2015-08-06 日立建機株式会社 Hybrid construction machine

Families Citing this family (25)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8360180B2 (en) * 2007-12-31 2013-01-29 Caterpillar Inc. System for controlling a hybrid energy system
JP4633813B2 (en) * 2008-03-12 2011-02-16 住友重機械工業株式会社 Construction machine control method
JP5340627B2 (en) * 2008-04-15 2013-11-13 住友重機械工業株式会社 Hybrid construction machine
JP5546750B2 (en) * 2008-08-06 2014-07-09 住友重機械工業株式会社 Hybrid construction machine
CN102216533B (en) * 2008-11-28 2015-08-19 住友重机械工业株式会社 The control method of hybrid-type working machine and the pump export-restriction method of hybrid-type working machine
KR101565161B1 (en) 2008-12-17 2015-11-02 두산인프라코어 주식회사 Power control apparatus for hybrid contruction machinery
WO2010082636A1 (en) * 2009-01-16 2010-07-22 住友重機械工業株式会社 Hybrid working machine and method of controlling same
CN103991378B (en) * 2009-04-01 2017-04-12 住友重机械工业株式会社 Control method of hybrid type working machine
JP5220679B2 (en) * 2009-04-20 2013-06-26 住友重機械工業株式会社 Hybrid type work machine and control method of hybrid type work machine
US7974757B2 (en) * 2009-05-22 2011-07-05 Deere & Company Agricultural harvester with dual engine failure power transfer system
JP5198661B2 (en) * 2009-06-25 2013-05-15 住友重機械工業株式会社 Hybrid type work machine and control method of work machine
JP4941539B2 (en) * 2009-11-17 2012-05-30 株式会社豊田自動織機 Drive control device for cargo handling vehicle
JP5367639B2 (en) * 2010-05-27 2013-12-11 住友重機械工業株式会社 Control method of hybrid work machine
JP5203434B2 (en) * 2010-09-08 2013-06-05 日立建機株式会社 Hybrid construction machinery
JP5611147B2 (en) 2011-08-16 2014-10-22 日立建機株式会社 Work vehicle
JP2013203235A (en) * 2012-03-28 2013-10-07 Kubota Corp Hybrid work vehicle
EP2832568B1 (en) 2012-03-28 2019-11-27 Kubota Corporation Hybrid work vehicle
JP2013203234A (en) * 2012-03-28 2013-10-07 Kubota Corp Hybrid working vehicle
JP6126625B2 (en) * 2012-12-03 2017-05-10 日立建機株式会社 Work machine
KR102054520B1 (en) 2013-03-21 2020-01-22 두산인프라코어 주식회사 Control method for Hydraulic system of Construction machinery
JP6042303B2 (en) * 2013-10-09 2016-12-14 日立建機株式会社 Work vehicle
JP6403386B2 (en) * 2014-01-15 2018-10-10 株式会社小松製作所 Work vehicle and control method of work vehicle
CN110725360A (en) * 2019-12-03 2020-01-24 湖南力诚新能源科技有限公司 Hydraulic pump control device of electric excavator and control method of hydraulic pump
CN112412648B (en) * 2020-11-17 2022-07-05 上海华兴数字科技有限公司 Power matching self-adaptive control method, device, equipment and storage medium
CN118150172B (en) * 2024-05-13 2024-08-02 中国航发四川燃气涡轮研究院 Automatic linkage test run method for aeroengine power extraction system

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003028071A (en) * 2001-07-18 2003-01-29 Hitachi Constr Mach Co Ltd Drive control device for hybrid construction machine, hybrid construction machine and drive control program therefor
JP2004011256A (en) * 2002-06-06 2004-01-15 Shin Caterpillar Mitsubishi Ltd Hybrid construction machine
JP2005083457A (en) * 2003-09-08 2005-03-31 Komatsu Ltd Drive control device for hybrid working machine
JP2005237178A (en) * 2004-02-23 2005-09-02 Kobelco Contstruction Machinery Ltd Power source apparatus for working machine
JP2005233164A (en) * 2004-02-23 2005-09-02 Kobelco Contstruction Machinery Ltd Power source device of working machine

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003028071A (en) * 2001-07-18 2003-01-29 Hitachi Constr Mach Co Ltd Drive control device for hybrid construction machine, hybrid construction machine and drive control program therefor
JP2004011256A (en) * 2002-06-06 2004-01-15 Shin Caterpillar Mitsubishi Ltd Hybrid construction machine
JP2005083457A (en) * 2003-09-08 2005-03-31 Komatsu Ltd Drive control device for hybrid working machine
JP2005237178A (en) * 2004-02-23 2005-09-02 Kobelco Contstruction Machinery Ltd Power source apparatus for working machine
JP2005233164A (en) * 2004-02-23 2005-09-02 Kobelco Contstruction Machinery Ltd Power source device of working machine

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2015114908A1 (en) 2014-02-03 2015-08-06 日立建機株式会社 Hybrid construction machine
US9574327B2 (en) 2014-02-03 2017-02-21 Hitachi Construction Machinery Co., Ltd. Hybrid construction machinery

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