JP2003230204A - Apparatus and method of controlling hybrid power system - Google Patents

Apparatus and method of controlling hybrid power system

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JP2003230204A
JP2003230204A JP2002023407A JP2002023407A JP2003230204A JP 2003230204 A JP2003230204 A JP 2003230204A JP 2002023407 A JP2002023407 A JP 2002023407A JP 2002023407 A JP2002023407 A JP 2002023407A JP 2003230204 A JP2003230204 A JP 2003230204A
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ibat
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Takayoshi Endo
貴義 遠藤
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Komatsu Ltd
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To set voltage fluctuations in a capacitor (power type device) in a proper range while flattening the burden of a battery (energy type device) used in a hybrid power system. <P>SOLUTION: A current filter 23 sets the average Iave of load current Iload within the latest prescribed period as a current target value *I. A converter control unit 33 controls the current of the battery to the current target value *I. A system voltage booster 27 corrects the current target value *I to pull up the voltage V of the capacitor to a proper level. A system voltage restriction part 29 corrects the current target value *I so that the voltage V of the capacitor may be within its proper variable range. The converter control unit 33 corrects an internal control method so that the voltage V of the capacitor may be within its proper variable range. A current correction part 21 learns the past correction and corrects the target value *I determination method for the current filter 23. An idle current adjuster 31 sets the current target value *I to zero at load idling. <P>COPYRIGHT: (C)2003,JPO

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明が属する技術分野】本発明は、例えば電気自動車
や電気建設車両などの駆動用電源装置などとして好適な
ハイブリッド電源システムの制御に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to control of a hybrid power supply system suitable as a power supply device for driving electric vehicles, electric construction vehicles and the like.

【0002】[0002]

【従来の技術】電気自動車などの動力源たる三相交流モ
ータにインバータ(直交変換器)を介して直流電力を供
給する電源システムとして、特性の異なる少なくとも2
タイプの電源デバイスを組み合わせたハイブリッド式の
ものが知られている。ここで使用される一方のタイプの
電源デバイスは、安定して長時間にわたり電力を供給で
きる大きいエネルギー量をもった、この明細書で「エネ
ルギー型」と呼ぶ電源デバイスである。他方は、加減速
時などの負荷の急変に即応して大パワーを供給及び吸収
できる、この明細書で「パワー型」と呼ぶ電源デバイス
である。エネルギー型デバイスには、例えば、大容量の
蓄電池や燃料電池やエンジン駆動発電機などがあり、パ
ワー型デバイスには、例えば、キャパシタやハイブリッ
ド用電池などがある。
2. Description of the Related Art As a power supply system for supplying DC power to a three-phase AC motor, which is a power source of an electric vehicle or the like, through an inverter (orthogonal converter), at least two different characteristics are provided.
A hybrid type in which power supply devices of the type are combined is known. One type of power supply device used herein is a power supply device referred to as "energy type" in the present specification, which has a large amount of energy capable of stably supplying power for a long time. The other is a power device called "power type" in this specification, which can supply and absorb a large amount of power in response to a sudden change in load such as during acceleration / deceleration. Energy-type devices include, for example, large-capacity storage batteries, fuel cells, engine-driven generators, and the like, and power-type devices include, for example, capacitors and hybrid batteries.

【0003】ハイブリッド電源システムでは、加減速時
などの負荷変動にパワー型デバイスで即応することによ
り、エネルギー型デバイスの負担を平坦化するように、
エネルギー型とパワー型のデバイスが組み合わせられ
る。一般には、エネルギー型デバイスとパワー型デバイ
スとが電力変換器を介して結合される。エネルギー型デ
バイスの負担を平坦化することは、エネルギー型デバイ
スが供給できる電力総量を大きくし、且つエネルギー型
デバイスの寿命を長く保つ上で重要である。特開平10
−80008号に開示された発明では、エネルギー型デ
バイスの負担を平坦化するために、過去の負荷電流又は
負荷電力の重み付け移動平均値を計算して、エネルギー
型デバイスの出力電流又は出力電力がその重み付け移動
平均値になるように、電力変換器が制御される。
In the hybrid power supply system, the load of the energy type device is flattened by immediately responding to the load fluctuation such as acceleration / deceleration by the power type device.
Energy and power devices are combined. Generally, energy-type devices and power-type devices are coupled via a power converter. It is important to flatten the load on the energy-type device in order to increase the total amount of electric power that the energy-type device can supply and to keep the life of the energy-type device long. JP-A-10
In the invention disclosed in -80008, a weighted moving average value of past load currents or load powers is calculated in order to flatten the load on the energy type devices, and the output currents or output powers of the energy type devices are calculated as follows. The power converter is controlled so as to obtain the weighted moving average value.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】負荷回路で突発的に大
電力を要求した場合、パワー型デバイスがその大電力を
供給することになり、その結果、パワー型デバイスの出
力電圧が急激に低下する。また、負荷回路から突発的に
大きい回生エネルギーが戻された場合、パワー型デバイ
スがその大きい回生エネルギーを吸収することになり、
その結果、パワー型デバイスの出力電圧が急激に上昇す
る。このように、パワー型デバイスの出力電圧は、負荷
変動の影響を直接的に受けて変動せざるを得ない。多く
のシステムでは、パワー型デバイスの出力電圧は直接的
に、負荷回路の入力電圧、又は電力変換器の出力又は出
力電圧に反映される。負荷回路も電力変換器も、特定の
範囲内の入力電圧又は出力電圧しか許容できない。よっ
て、パワー型デバイスの出力電圧は、その特定範囲を超
える程まで大きく変動してはならない。従って、どのよ
うな負荷変動があってもパワー型デバイスの出力電圧の
変動範囲を適正範囲内に制御する技術が重要である。こ
の技術なしでは、特に、建設機械のように負荷変動が激
しいアプリケーションにハイブリッド電源システムを適
用することが難しい。
When the load circuit suddenly requests a large amount of power, the power type device supplies the large amount of power, and as a result, the output voltage of the power type device drops sharply. . In addition, when a large amount of regenerative energy is suddenly returned from the load circuit, the power device will absorb the large amount of regenerative energy,
As a result, the output voltage of the power device rises sharply. In this way, the output voltage of the power type device is forced to change directly under the influence of the load change. In many systems, the output voltage of the powered device is directly reflected in the input voltage of the load circuit or the output or output voltage of the power converter. Both the load circuit and the power converter can only tolerate input or output voltages within a certain range. Therefore, the output voltage of a power-type device must not fluctuate so much that it exceeds its specified range. Therefore, it is important to have a technique for controlling the fluctuation range of the output voltage of the power type device within an appropriate range regardless of any load fluctuation. Without this technology, it is especially difficult to apply the hybrid power supply system to applications in which load fluctuations are severe, such as construction machinery.

【0005】従って、本発明の目的は、ハイブリッド電
源システムにおいて、エネルギー型デバイスの負担をで
きるだけ平坦化しつつ、パワー型デバイスの電圧変動を
適正範囲内に制御する技術を提供することにある。
Therefore, an object of the present invention is to provide a technique for controlling the voltage fluctuation of a power type device within an appropriate range while making the load of the energy type device as flat as possible in a hybrid power supply system.

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】本発明の一つの態様に従
うハイブリッド電源システムのための制御装置は、過去
の負荷回路への出力値に基づいて前記エネルギー型デバ
イスの出力電流の目標値を決定する目標値決定手段と、
前記目標値を用いて、前記エネルギー型デバイスの出力
電流を制御する電流制御手段と、前記パワー型デバイス
の出力電圧が所定の可変範囲の外に出る可能性を判断
し、前記可能性がある場合、前記出力電圧が前記可変範
囲の外に出ることを防ぐように、前記電流制御手段に入
力される前記目標値を修正する目標値修正手段とを備え
る。
A controller for a hybrid power supply system according to one aspect of the present invention determines a target value of an output current of the energy type device based on a past output value to a load circuit. Target value determining means,
If the target value is used, the current control means for controlling the output current of the energy type device and the possibility that the output voltage of the power type device goes out of a predetermined variable range are determined using the target value. , Target value correction means for correcting the target value input to the current control means so as to prevent the output voltage from going out of the variable range.

【0007】本発明の別の態様に従うハイブリッド電源
システムのための制御装置は、過去の負荷回路への出力
値に基づいて前記エネルギー型デバイスの出力電流の目
標値を決定する目標値決定手段と、前記目標値を用い
て、前記エネルギー型デバイスの出力電流を制御する電
流制御手段と、前記パワー型デバイスの出力電圧が所定
の可変範囲の外に出る可能性を判断し、前記可能性があ
る場合、前記出力電圧が前記可変範囲の外に出ることを
防ぐように、前記電流制御手段における前記出力電流の
制御方法を修正する制御修正手段とを備える。
A controller for a hybrid power supply system according to another aspect of the present invention comprises a target value determining means for determining a target value of an output current of the energy type device based on a past output value to a load circuit, If the target value is used, the current control means for controlling the output current of the energy type device and the possibility that the output voltage of the power type device goes out of a predetermined variable range are determined using the target value. Control correction means for correcting the control method of the output current in the current control means so as to prevent the output voltage from going out of the variable range.

【0008】この制御装置は、さらに、前記電流制御手
段により制御された前記出力電流に基づいて、目標値決
定手段における前記目標値の決定法を修正する手段を備
えてもよい。
The control device may further include means for modifying the method of determining the target value in the target value determining means based on the output current controlled by the current control means.

【0009】本発明のまた別の態様に従うハイブリッド
電源システムのための制御装置は、過去の負荷回路への
出力値に基づいて前記エネルギー型デバイスの出力電流
の目標値を決定する目標値決定手段と、前記目標値を用
いて、前記エネルギー型デバイスの出力電流を制御する
電流制御手段と、前記パワー型デバイスの出力電圧を所
定の可変範囲内において引上げるように、前記電流制御
手段に入力される前記目標値を修正する目標値修正手段
とを備える。
A controller for a hybrid power supply system according to still another aspect of the present invention comprises a target value determining means for determining a target value of an output current of the energy type device based on a past output value to a load circuit. , The current control means for controlling the output current of the energy type device using the target value, and the current control means for increasing the output voltage of the power type device within a predetermined variable range. Target value correcting means for correcting the target value.

【0010】本発明の更に別の態様に従うハイブリッド
電源システムのための制御装置は、過去の負荷回路への
出力値に基づいて前記エネルギー型デバイスの出力電流
の目標値を決定する目標値決定手段と、前記目標値を用
いて、前記エネルギー型デバイスの出力電流を制御する
電流制御手段と、前記負荷回路がアイドル状態にあると
き、前記電流制御手段に入力される目標値を実質的にゼ
ロに設定するアイドル電流制御手段とを備える。
A control device for a hybrid power supply system according to still another aspect of the present invention includes a target value determining means for determining a target value of an output current of the energy type device based on a past output value to a load circuit. , The target value input to the current control means is set to substantially zero when the current control means for controlling the output current of the energy type device using the target value and the load circuit are in an idle state Idle current control means for

【0011】[0011]

【発明の実施の形態】図1及び図2は、本発明の一実施
形態にかかる制御装置が適用されるハイブリッド電源シ
ステムの2種類の構成例を示す。なお、図1、2に示し
たもの以外の構成をもつハイブリッド電源システムに
も、本発明は適用可能である。
1 and 2 show two types of configuration examples of a hybrid power supply system to which a control device according to an embodiment of the present invention is applied. The present invention is also applicable to a hybrid power supply system having a configuration other than that shown in FIGS.

【0012】図1に示したハイブリッド電源システムで
は、エネルギー型デバイスの典型例である蓄電池1に直
列に電力変換器3の出力端子が接続されている。そし
て、負荷回路であるインバータ7の入力端子に対して並
列に、蓄電池1と電力変換器3の直列接続体と、パワー
型デバイスの典型例であるキャパシタ5とが接続されて
いる。図示してないが、インバータ7の出力端子には、
例えば電動自動車や電動建設車両などの動力源である交
流モータが接続される。電力変換器3は、その出力電流
(つまり、蓄電池1の出力電流)Ibatを目標値に制御す
る電流制御型のものであっても、その出力電圧を目標値
に制御する電圧制御型のものであってもよい。いずれに
せよ、負荷変動に応じて電力変換器3の出力を調節して
キャパシタ5の電圧Vを積極的に変動させることで、キ
ャパシタ5に積極的に充放電を行わせて負荷変動に対応
し、それにより、蓄電池1の出力電流Ibatを平坦化する
ことが可能である。
In the hybrid power supply system shown in FIG. 1, an output terminal of a power converter 3 is connected in series to a storage battery 1 which is a typical example of an energy type device. Then, the series connection body of the storage battery 1 and the power converter 3 and the capacitor 5 which is a typical example of a power type device are connected in parallel to the input terminal of the inverter 7 which is a load circuit. Although not shown, the output terminal of the inverter 7 is
For example, an AC motor that is a power source of an electric vehicle, an electric construction vehicle, or the like is connected. The power converter 3 is a current control type that controls its output current (that is, the output current of the storage battery 1) Ibat to a target value, but is a voltage control type that controls its output voltage to a target value. It may be. In any case, by adjusting the output of the power converter 3 according to the load change and actively changing the voltage V of the capacitor 5, the capacitor 5 is positively charged and discharged to cope with the load change. Therefore, the output current Ibat of the storage battery 1 can be flattened.

【0013】図2に示したハイブリッド電源システムで
は、蓄電池11が電力変換器13の入力端子に接続さ
れ、そして、電力変換器13の出力端子とキャパシタ1
5とが並列に、インバータ7の入力端子に接続されてい
る。電力変換器13は電流制御型でも電圧制御型でもよ
いが、いずれにせよ、負荷変動に応じて電力変換器3の
出力を調節してキャパシタ5の電圧Vを積極的に変動さ
せることで、キャパシタ15に積極的に充放電を行わせ
て負荷変動に対応し、それにより、蓄電池11の出力電
流Ibatを平坦化することができる。図2の例では、1つ
の蓄電池11が電力変換器2に接続されているが、これ
に限られるわけではない。例えば、蓄電池を2つ用い、
電力変換器として直並列チョッパ回路を用い、その直並
列チョッパ回路により、2つの蓄電池の直列接続と並列
接続を高速に切換えることで、蓄電池1個分の電圧から
その2倍の電圧までの範囲で出力電圧を連続的に可変で
きるようにしてもよい。
In the hybrid power supply system shown in FIG. 2, the storage battery 11 is connected to the input terminal of the power converter 13, and the output terminal of the power converter 13 and the capacitor 1 are connected.
5 and 5 are connected in parallel to the input terminal of the inverter 7. The power converter 13 may be of a current control type or a voltage control type, but in any case, the output of the power converter 3 is adjusted according to the load change to positively change the voltage V of the capacitor 5, so that the capacitor It is possible to positively charge and discharge the battery 15 to cope with the load fluctuation, and thereby the output current Ibat of the storage battery 11 can be flattened. In the example of FIG. 2, one storage battery 11 is connected to the power converter 2, but it is not limited to this. For example, using two storage batteries,
A series-parallel chopper circuit is used as a power converter, and the series-parallel chopper circuit switches the series connection and parallel connection of two storage batteries at high speed, so that the voltage from one storage battery to twice the voltage The output voltage may be continuously variable.

【0014】図1及び図2の電源システムでは、パワー
型デバイスであるキャパシタ5、15の電圧Vがこのシ
ステムの出力電圧(以下「系統電圧」という)になって
いる。以下では、このようにキャパシタの電圧Vが系統
電圧であるような電源システムに適用された本発明の一
実施形態を説明する。図3は、この実施形態に従う制御
装置の構成を示す。ただし、これは一つの例示にずぎ
ず、本発明の適用範囲がそれのみに限定されるわけでは
ない。
In the power supply system of FIGS. 1 and 2, the voltage V of the capacitors 5 and 15 which are power type devices is the output voltage of this system (hereinafter referred to as "system voltage"). Hereinafter, an embodiment of the present invention applied to a power supply system in which the voltage V of the capacitor is the system voltage will be described. FIG. 3 shows the configuration of the control device according to this embodiment. However, this is not limited to one example, and the scope of application of the present invention is not limited thereto.

【0015】図3に示した制御装置20は、エネルギー
型デバイスである蓄電池の電流はできるだけ一定に且つ
小さい値に維持し、一方、負荷変動や大電流の充放電は
パワー型デバイスであるキャパシタで行うように、電力
変換器を制御するように構成されている。このことは、
別の言い方をすれば、変動する負荷電力の直流成分を蓄
電池で担当し、交流成分をできるだけキャパシタで担当
するとように制御する、ということである。この制御装
置20のより具体的な制御指針は次の(1)〜(5)のとおり
である。
The control device 20 shown in FIG. 3 maintains the current of the storage battery, which is an energy type device, at a constant and small value as much as possible, while the load fluctuation and the charging / discharging of a large current are performed by the capacitor which is a power type device. As it does, it is configured to control the power converter. This is
In other words, it is controlled so that the DC component of the fluctuating load power is handled by the storage battery and the AC component is handled by the capacitor as much as possible. More specific control guidelines of the control device 20 are as follows (1) to (5).

【0016】(1) 蓄電池の電流Ibatをなるべく一定に
する。換言すれば、電池電流Ibatの変動をなるべく小さ
くする。その理由は、電池電流Ibatの平均値が同じであ
っても、電池電流Ibatの変動が激しいほど、蓄電池の内
部抵抗による内部損失は大きくなるからである。ただ
し、系統電圧V(キャパシタの電圧)の変動を一定の適
正範囲内に制御するために、必要あれば、電池電流Ibat
を変動させる。すなわち、系統電圧Vの変動を適正範囲
内に制御するために電池電流Ibatを変動させつつも、そ
の変動をできるだけ小さく抑制する。
(1) The current Ibat of the storage battery is made as constant as possible. In other words, the fluctuation of the battery current Ibat is made as small as possible. The reason is that even if the average value of the battery current Ibat is the same, the more the battery current Ibat fluctuates, the larger the internal loss due to the internal resistance of the storage battery. However, in order to control fluctuation of system voltage V (capacitor voltage) within a certain appropriate range, battery current Ibat
Fluctuate. That is, while varying the battery current Ibat in order to control the variation of the system voltage V within an appropriate range, the variation is suppressed as small as possible.

【0017】(2) 電池電流Ibatをなるべく小さくす
る。その理由は、電池電流Ibatが大きくなるほど、蓄電
池の内部抵抗が大きくなり、内部損失が増え、また、蓄
電池の寿命が短くなり、更に、蓄電池が出力できる電力
量も小さくなるからである。
(2) The battery current Ibat is made as small as possible. The reason is that as the battery current Ibat increases, the internal resistance of the storage battery increases, the internal loss increases, the life of the storage battery decreases, and the amount of power that the storage battery can output decreases.

【0018】(3) 系統電圧Vの変動の中心点をなるべく
高い値にする。その理由は、同じ電力を負荷へ供給する
のに、系統電圧Vが高いほど、負荷電流(系統電流)Ilo
adは小さくなり、そして、負荷電流Iloadが小さいほ
ど、配線損失やインバータ損失が小さくなり、また、電
力変換器の効率が高くなるからである。ただし、系統電
圧Vが高すぎる(すなわち、可変範囲の上限値に近すぎ
る)と、キャパシタが回生エネルギーを吸収できなくな
るため、高すぎることは避ける。
(3) The central point of the fluctuation of the system voltage V is set to a high value as much as possible. The reason is that even if the same power is supplied to the load, the higher the system voltage V, the more the load current (system current) Ilo.
This is because ad becomes smaller, and the smaller the load current Iload, the smaller the wiring loss and the inverter loss, and the higher the efficiency of the power converter. However, if the system voltage V is too high (that is, too close to the upper limit value of the variable range), the capacitor cannot absorb regenerative energy, so avoid being too high.

【0019】(4) キャパシタの充放電の余力が無くな
る(すなわち、系統電圧Vがその可変範囲の上限値又は
下限値に達する)状態をなるべく避ける。万が一、その
状態になっても、負荷と電力を授受できなくならないよ
うに、蓄電池から負荷に必要な電力を供給したり吸収し
たりする。
(4) Avoid as much as possible a state in which there is no capacity to charge and discharge the capacitor (that is, the system voltage V reaches the upper limit value or the lower limit value of the variable range). Even in such a case, the storage battery supplies or absorbs the necessary electric power so that the electric power cannot be exchanged with the load.

【0020】(5) 負荷のアイドル状態においては、速
やかに電池電流Ibatを実質的にゼロにする。その方が、
トータルの稼働時間を伸ばせるからである。
(5) In the idle state of the load, the battery current Ibat is quickly made substantially zero. That way
This is because the total operating time can be extended.

【0021】図3に示すように、この制御装置20は、
電流修正部21、電流フィルタ23、系統電圧引上部2
7、系統電圧制限部29、アイドル電流制御部31及び
変換器制御部33を有する。
As shown in FIG. 3, the control device 20 includes
Current correction unit 21, current filter 23, system voltage pulling upper part 2
7, a system voltage limiter 29, an idle current controller 31, and a converter controller 33.

【0022】上述の指針(1)及び(2)の下で機能するの
が、電流フィルタ23である。電流フィルタ23は、過
去の負荷電流(負荷の要求電流)Iloadの平均値Iaveを
算出し、この安定した平均値Iaveを電池電流Ibatの目標
値*Iとして出力する。
It is the current filter 23 that functions under the guidelines (1) and (2) described above. The current filter 23 calculates an average value Iave of the past load current (load required current) Iload, and outputs this stable average value Iave as a target value * I of the battery current Ibat.

【0023】上述の指針(3)の下で機能するのは、系統
電圧引上部27である。系統電圧引上部27は、系統電
圧Vが適当な高い値になるように、電流フィルタ23か
ら出力された電池電流目標値*Iを修正する。
It is the system voltage pulling upper part 27 that functions under the above-mentioned guideline (3). The system voltage pulling unit 27 corrects the battery current target value * I output from the current filter 23 so that the system voltage V becomes an appropriate high value.

【0024】上述の指針(4)の下で機能するのは、系統
電圧制限部29と変換器制御部33と電流修正部21で
ある。系統電圧制限部29は、系統電圧Vがその可変範
囲の上限値及び下限値に達しないように、電池電流目標
値*Iを修正する。また、変換器制御部33は、電池電流
Ibatと目標値*Iとの偏差に基づいて電力変換器35のPW
Mスイッチングデューティを制御する際、電流系統電圧V
が上限値及び下限値に達しないようにPWMスイッチング
デューティを修正する。また、電流修正部21は、電流
フィルタ23が負荷電流Iloadの平均値Iaveを計算する
際に、その負荷電流Iloadの値に対して、系統電圧Vが上
限値及び下限値に達しないようにするための修正を加え
る。
The system voltage limiting unit 29, the converter control unit 33, and the current correction unit 21 function under the above-mentioned guideline (4). The system voltage limiting unit 29 corrects the battery current target value * I so that the system voltage V does not reach the upper limit value and the lower limit value of the variable range. In addition, the converter control unit 33 determines that the battery current
PW of the power converter 35 based on the deviation between Ibat and the target value * I
M When controlling the switching duty, current system voltage V
Correct the PWM switching duty so that does not reach the upper and lower limits. Further, when the current filter 23 calculates the average value Iave of the load current Iload, the current correction unit 21 prevents the system voltage V from reaching the upper limit value and the lower limit value with respect to the value of the load current Iload. Make a correction for.

【0025】上述の指針(5)の下で機能するのは、アイ
ドル電流制御部31である。アイドル電流制御部31
は、負荷がアイドル状態にあるとき、電池電流目標値*I
を実質的にゼロに修正する。
It is the idle current controller 31 that functions under the above-mentioned guideline (5). Idle current controller 31
Is the battery current target value * I when the load is in the idle state.
To virtually zero.

【0026】以下、各部の機能について詳細に説明す
る。
The function of each unit will be described in detail below.

【0027】まず、電流フィルタ21について説明す
る。電流フィルタ21は、電池電流Ibatをできるだけ一
定且つ小さくするという指針(1)及び(2)のために機能す
る。すなわち、電流フィルタ21は、負荷電流(負荷の
要求電流)Iloadの値を一定周期でサンプリングして入
力し、最新過去所定期間における負荷電流Iloadの移動
平均を計算する(又は負荷電流Ibatのローパスフィルタ
リングを行う)ことで負荷電流平均値Iaveを算出し、こ
の負荷電流平均値Iaveを電池電流目標値*Iとして出力す
る。ここで使用するパラメータには、電池電流目標値*I
の初期値と、移動平均の計算で用いる負荷電流Iloadの
データ数(又は、ローパスフィルタリングの時定数)が
ある。
First, the current filter 21 will be described. The current filter 21 functions for the guidelines (1) and (2) to make the battery current Ibat as constant and small as possible. That is, the current filter 21 samples and inputs the value of the load current (load required current) Iload in a constant cycle, and calculates a moving average of the load current Iload in the latest past predetermined period (or low-pass filtering of the load current Ibat). Then, the load current average value Iave is calculated, and this load current average value Iave is output as the battery current target value * I. The parameters used here are the battery current target value * I
And the number of data of the load current Iload used in the calculation of the moving average (or the time constant of low-pass filtering).

【0028】初期値については、負荷がこれから行おう
とする動作の種類又は動作モードに応じて適当な値が決
定できるようにすることができる。例えば、建設機械の
場合、運転席のコンソールパネルにて重掘削モードや省
エネモードなど幾つかの動作モードが選べるようになっ
ているが、そのようにして選ばれた動作モードに応じて
予め用意された最適な初期値を選択できるようにするこ
とができる。
With respect to the initial value, an appropriate value can be determined according to the kind of operation or operation mode the load is going to perform. For example, in the case of construction machinery, several operation modes such as heavy excavation mode and energy saving mode can be selected on the console panel of the driver's seat, but it is prepared in advance according to the operation mode thus selected. The optimum initial value can be selected.

【0029】また、移動平均のデータ数(又は、ローパ
スフィルタリングの時定数)については、データ数が多
い(又は、時定数が大きい)ほど一定の目標値*Iが得ら
れやすいが、データ数が多すぎる(又は、時定数が大き
過ぎると)と目標値*Iが実際の負荷パターンに合わなく
なる。そこで、設計段階で様々なアプリケーションの負
荷パターンを解析して、それぞれに適したデータ数(又
は、時定数)を決定しておき、アプリケーションに応じ
て最適なデータ数(又は、時定数)を選択できるように
しておくことができる。例えば、パワーショベルの掘削
であれば、「掘削」、「90度旋回」及び「ダンプカー
に積載」を順次行うという典型的な負荷パターンがあ
り、また、ホイールローダのVシェイプローディングで
あれば、「発進」、「土砂の山に突っ込む」、「後
退」、「方向転換して発進」、「ダンプカーに土砂を積
載」及び「後退」を順次行うという典型的な負荷パター
ンがある。このような負荷パターン毎に、適切なデータ
数(時定数)を予め定めておくことができる。
Regarding the number of data of moving average (or time constant of low-pass filtering), the larger the number of data (or the larger the time constant), the more easily the constant target value * I can be obtained. If it is too large (or the time constant is too large), the target value * I will not match the actual load pattern. Therefore, load patterns of various applications are analyzed at the design stage, the number of data (or time constant) suitable for each is determined, and the optimal number of data (or time constant) is selected according to the application. You can leave it ready. For example, in the case of excavating a power shovel, there is a typical load pattern in which "digging", "turning 90 degrees", and "loading on a dump truck" are performed in sequence, and in the case of V-shape loading of a wheel loader, There is a typical load pattern in which "starting", "pushing into a pile of earth and sand", "backing", "turning to start", "loading the dump truck with earth and sand", and "backing" in sequence. An appropriate number of data (time constant) can be set in advance for each such load pattern.

【0030】上記のような負荷電流Iloadの移動平均計
算(又は、ローパスフィルタリング)によって求められ
た電池電流目標値*Iを用いて電池電流Ibatを制御するこ
とにより、負荷電流のほぼ直流成分のみを蓄電池から供
給し、交流成分はキャパシタから供給するすることが達
成できる。しかし、それだけでは、突発的な大電流負荷
が発生した場合、キャパシタが過放電又は過充電となっ
て、系統電圧Vがその可変範囲の上限値又は下限値に到
達してしまう可能性がある。これを回避するために、後
に詳述する各種の修正が行われる。
By controlling the battery current Ibat using the battery current target value * I obtained by the moving average calculation (or low-pass filtering) of the load current Iload as described above, almost only the DC component of the load current is obtained. It can be achieved that it is supplied from a storage battery and the AC component is supplied from a capacitor. However, with this alone, when a sudden large current load occurs, the capacitor may be over-discharged or over-charged, and the system voltage V may reach the upper limit value or the lower limit value of the variable range. In order to avoid this, various modifications described later in detail are made.

【0031】次に、図3に示した系統電圧引上部27に
ついて説明する。系統電圧引上部27は、系統電圧Vの
変動の中心点をなるべく高い値にするという上述の指針
(3)のために機能する。
Next, the system voltage pulling upper portion 27 shown in FIG. 3 will be described. The system voltage pulling upper part 27 has the above-mentioned guideline that the center point of the fluctuation of the system voltage V is set as high as possible.
Works for (3).

【0032】図4は、系統電圧引上部27の動作を説明
するフローチャートである。図5は、図4で用いる各種
の値を説明するものである。
FIG. 4 is a flow chart for explaining the operation of the system voltage pulling upper part 27. FIG. 5 explains various values used in FIG.

【0033】図5に示すように、系統電圧Vは、負荷回
路であるインバータの特性や、電力変換器の特性などに
よって、特定の上限値VlimHから下限値VlimLまでの範囲
内でのみ可変が許される。この可変範囲VlimH〜VlimLの
外の領域(図中ハッチングで示す)では、負荷と授受す
る電力を制御することができなくなる。このような可変
範囲VlimH〜VlimL内に予め、中心閾値Vthが設定され
る。中心閾値Vthは、可変範囲VlimH〜VlimL内の適度に
高い(しかし、高すぎない)レベル、例えば可変範囲Vl
imH〜VlimLの単純な中心点、又は、例えば可変範囲Vlim
H〜VlimLの電力(つまり、電圧の二乗)の中心点など、
に設定される。また、可変上限値VlimHより若干低いレ
ベルには高側安全閾値VthHが予め設定され、また、可変
下限値VlimLより若干高いレベルには低側安全閾値VthL
が予め設定される。高側安全閾値VthHから低側安全閾値
VthLまでの範囲は、その範囲内に系統電圧Vが入ってい
る限り、通常の負荷変動では系統電圧Vが可変上限値Vli
mH又は可変下限値VlimLに達する可能性はかなり小さい
と判断される安全な範囲である。
As shown in FIG. 5, the system voltage V can be varied only within a specific upper limit value VlimH to lower limit value VlimL depending on the characteristics of the load circuit such as the inverter and the characteristics of the power converter. Be done. In a region outside this variable range VlimH to VlimL (shown by hatching in the figure), it becomes impossible to control the electric power exchanged with the load. The central threshold value Vth is set in advance within such a variable range VlimH to VlimL. The central threshold value Vth is a reasonably high (but not too high) level within the variable range VlimH to VlimL, for example, the variable range Vl.
A simple center point of imH to VlimL, or, for example, the variable range Vlim
Such as the center point of the power from H to VlimL (that is, the square of the voltage),
Is set to. Further, the high-side safety threshold VthH is preset at a level slightly lower than the variable upper limit VlimH, and the low-side safety threshold VthL is slightly higher than the variable lower limit VlimL.
Is preset. High side safety threshold VthH to low side safety threshold
In the range up to VthL, as long as the system voltage V is within that range, the system voltage V is variable upper limit value Vli under normal load fluctuation.
It is a safe range where it is judged that the possibility of reaching mH or the variable lower limit value VlimL is considerably small.

【0034】図4に示すように、系統電圧引上部27
は、まず、ステップ41で、系統電圧Vの最新過去所定
期間における平均値Vaveを求め、この系統電圧平均値Va
veと図5に示した中心閾値電圧Vthとを比較する。その
結果、系統電圧平均値Vaveが中心閾値電圧Vth未満であ
る場合(ステップ41でYES)には、次にステップ43
に進み、上記所定期間における系統電圧Vの変動の軌跡
中の最高値Vmaxを選び、この系統電圧最高値Vmaxと高側
安全閾値電圧VthHとを比較する。その結果、系統電圧最
大値Vmaxが高側安全閾値電圧VthH未満である場合には、
系統電圧Vは常に低レベルにあるものと推測されるた
め、系統電圧引上部27は、ステップ45へ進み、図3
に示した電流フィルタ23から出力される負荷電流平均
値Iaveに所定の正の修正値F(Vave)を加算して、その加
算値を電池電流目標値*Iとする(つまり、電池電流目標
値*Iを電流フィルタ23が決めた値より増やす)。ここ
で、修正値F(Vave)は、系統電圧平均値Vaveが低いほど
大きくなるような系統電圧平均値Vaveの関数であっても
よいし、或るいは、一定値であってもよい。
As shown in FIG. 4, the system voltage pulling upper part 27
First, in step 41, the average value Vave of the system voltage V in the latest past predetermined period is calculated, and this system voltage average value Va
ve is compared with the central threshold voltage Vth shown in FIG. As a result, if the system voltage average value Vave is less than the central threshold voltage Vth (YES in step 41), then step 43
Then, the maximum value Vmax in the locus of fluctuations of the system voltage V in the predetermined period is selected, and this system voltage maximum value Vmax is compared with the high-side safety threshold voltage VthH. As a result, when the system voltage maximum value Vmax is less than the high-side safety threshold voltage VthH,
Since it is assumed that the system voltage V is always at a low level, the system voltage pulling section 27 proceeds to step 45, and
The predetermined positive correction value F (Vave) is added to the load current average value Iave output from the current filter 23 shown in FIG. * I is increased from the value determined by the current filter 23). Here, the correction value F (Vave) may be a function of the system voltage average value Vave that becomes larger as the system voltage average value Vave is lower, or may be a constant value.

【0035】一方、ステップ41で、系統電圧平均値Va
veが中心閾値電圧Vthより高い場合(ステップ41でN
O)には、系統電圧Vが低すぎはしないので、電流フィル
タ23からの負荷電流平均値Iaveをそのまま電池電流目
標値*Iとする(ステップS47)。また、系統電圧平均
値Vaveが中心閾値電圧Vth未満であっても、系統電圧最
高値Vmaxが高側安全閾値電圧VthH以上である場合(ステ
ップ47でNO)には、電池電流目標値*Iを増やすと系統
電圧Vが可変上限値VlimHに達する事態が生じる可能性が
あるので、電流フィルタ23からの負荷電流平均値Iave
をそのまま電池電流目標値*Iとする(ステップS4
7)。
On the other hand, in step 41, the system voltage average value Va
When ve is higher than the central threshold voltage Vth (N in Step 41)
Since the system voltage V is not too low in (O), the load current average value Iave from the current filter 23 is directly used as the battery current target value * I (step S47). Even if the system voltage average value Vave is less than the central threshold voltage Vth, if the system voltage maximum value Vmax is higher than the high-side safety threshold voltage VthH (NO in step 47), the battery current target value * I is set. If it is increased, the system voltage V may reach the variable upper limit value VlimH. Therefore, the load current average value Iave from the current filter 23 is increased.
Is directly set as the battery current target value * I (step S4
7).

【0036】上記の系統電圧引上部27の処理により、
系統電圧Vの変動中心レベルは、図5に示した中心閾値V
th又はそれより高いレベルに維持する方向へ制御が行わ
れることになる。
By the above processing of the system voltage pulling upper part 27,
The fluctuation center level of the system voltage V is the center threshold value V shown in FIG.
Control will be performed in the direction of maintaining the level at th or higher.

【0037】次に、図3に示した系統電圧制限部29に
ついて説明する。系統電圧制限部29は、系統電圧Vが
図5にハッチングで示した制御不能領域に入らないよう
にするという上述の指針(4)のために機能する。
Next, the system voltage limiting unit 29 shown in FIG. 3 will be described. The system voltage limiting unit 29 functions for the above-mentioned guideline (4) of preventing the system voltage V from entering the uncontrollable region shown by hatching in FIG.

【0038】図6は、系統電圧制限部29の動作を示す
フローチャートである。図7は、図6で用いる各種の電
圧値を説明する図である。
FIG. 6 is a flowchart showing the operation of the system voltage limiting unit 29. FIG. 7 is a diagram illustrating various voltage values used in FIG.

【0039】図7に示すように、系統電圧の可変上限値
VlimHの直下に高側安全マージンVmHが設定され、ま
た、可変下限値VlimLの直上に低側安全マージンVmLが
設定される。高側安全マージンVmHと低側安全マージン
VmLは、その電圧幅分だけキャパシタに充電又は放電の
余力があれば、系統電圧Vが可変上限値VlimH又は可変下
限値VlimHに到達する可能性はかなり低いと考えられる
電圧幅である。高側安全電圧VlimH−VmHと低側安全電
圧VlimL+VmLは、図5に示した高側安全閾値VthHと低
側安全閾値VthLと同レベルであってもよいし、異なって
いてもよい。
As shown in FIG. 7, the variable upper limit value of the system voltage
A high-side safety margin VmH is set immediately below VlimH, and a low-side safety margin VmL is set immediately above the variable lower limit value VlimL. High-side safety margin VmH and low-side safety margin
VML is a voltage width in which it is considered that the possibility that the system voltage V reaches the variable upper limit value VlimH or the variable lower limit value VlimH is considerably low if the capacitor has a remaining capacity for charging or discharging by the voltage width. The high-side safety voltage VlimH−VmH and the low-side safety voltage VlimL + VmL may be at the same level as the high-side safety threshold VthH and the low-side safety threshold VthL shown in FIG. 5, or may be different.

【0040】図6に示すように、系統電圧制限部29
は、ステップ51で、系統電圧Vと高側安全電圧VlimH−
VmHとを比較する。その結果、系統電圧Vが高側安全電
圧VlimH−VmHより高ければ(ステップ51でYES)、系
統電圧Vが高すぎることを意味するので、ステップ57
へ進み、図3に示した電流フィルタ23から出力される
負荷電流平均値Iaveから所定の正の修正値G{V−(VlimH
−VmH )}を減算して、その減算値を電池電流目標値*I
とする(つまり、電池電流目標値*Iを、電流フィルタ2
3が決めた値より減らす)。ここで、修正値G{V−(Vlim
H−VmH )}は、系統電圧Vの高過ぎ程度に応じた変数で
あり、例えば、系統電圧Vから高側安全電圧VlimH−VmH
を引いた差(正値)に比例した値や、或るいは、例え
ば、系統電圧Vの二乗から高側安全電圧VlimH−VmHの二
乗を引いた差(正値)に比例した値などを用いることが
できる。
As shown in FIG. 6, the system voltage limiting unit 29
In step 51, the system voltage V and the high-side safe voltage VlimH−
Compare with VmH. As a result, if the system voltage V is higher than the high-side safe voltage VlimH-VmH (YES in step 51), it means that the system voltage V is too high, and thus step 57
3 to the predetermined positive correction value G {V- (VlimH from the load current average value Iave output from the current filter 23 shown in FIG.
−VmH)} is subtracted and the subtracted value is the battery current target value * I
(That is, the battery current target value * I is
3 less than the value decided). Here, the correction value G (V− (Vlim
H-VmH)} is a variable according to the excessively high level of the system voltage V. For example, from the system voltage V to the high-side safety voltage VlimH-VmH
Or a value proportional to the difference (positive value) obtained by subtracting the square of the high-side safety voltage VlimH-VmH from the square of the system voltage V, for example. be able to.

【0041】一方、ステップ51でNOの場合には、次
に、系統電圧制限部29は、ステップ53で、系統電圧
Vと低側安全電圧VlimL+VmLとを比較する。その結果、
系統電圧Vが低側安全電圧VlimL+VmLより低ければ(ス
テップ53でYES)、系統電圧Vが低すぎることを意味す
るので、ステップ59へ進み、図3に示した電流フィル
タ23からの負荷電流平均値Iaveから所定の負の修正値
G{V−(VlimL+VmL)}を減算して、その減算値を電池電
流目標値*Iとする(つまり、電池電流目標値*Iを、電流
フィルタ23が決めた値より増やす)。ここで、修正値
G{V−(VlimH−VmH )}は、系統電圧Vの低過ぎ程度に応
じた変数であり、例えば、系統電圧Vから低側安全電圧V
limL+VmLを引いた差(負値)に比例した値や、或るい
は、例えば、系統電圧Vの二乗から低側安全電圧VlimL+
VmLの二乗を引いた差(負値)に比例した値などを用い
ることができる。
On the other hand, if NO in step 51, then the system voltage limiting unit 29 determines in step 53 the system voltage.
Compare V with the low-side safety voltage VlimL + VmL. as a result,
If the system voltage V is lower than the low-side safe voltage VlimL + VmL (YES in step 53), it means that the system voltage V is too low, so the procedure proceeds to step 59, and the average load current value from the current filter 23 shown in FIG. A predetermined negative correction value from Iave
G {V- (VlimL + VmL)} is subtracted, and the subtracted value is set as the battery current target value * I (that is, the battery current target value * I is increased above the value determined by the current filter 23). Where the correction value
G {V− (VlimH−VmH)} is a variable according to the extent to which the system voltage V is too low. For example, from the system voltage V to the low-side safe voltage V
A value proportional to the difference (negative value) obtained by subtracting limL + VmL, or, for example, from the square of the system voltage V to the low-side safety voltage VlimL +
A value proportional to the difference (negative value) obtained by subtracting the square of VmL can be used.

【0042】他方、ステップ53でもNOの場合、すなわ
ち、系統電圧Vが高側安全電圧VlimH−VmHと低側安全電
圧VlimL+VmLとの間の範囲内にある場合には、ステッ
プ55で、電流フィルタ23からの負荷電流平均値Iave
をそのまま電池電流目標値*Iとして用いる。
On the other hand, if NO also in step 53, that is, if the system voltage V is within the range between the high-side safety voltage VlimH-VmH and the low-side safety voltage VlimL + VmL, in step 55, the current filter 23. Average load current from Iave
Is used as is as the battery current target value * I.

【0043】上述した系統電圧制限部29の処理によ
り、系統電圧Vを高側安全電圧VlimH−VmHと低側安全電
圧VlimL+VmLの間の範囲内に入れる方向へ制御が行わ
れる。
By the processing of the system voltage limiting unit 29 described above, control is performed so that the system voltage V falls within the range between the high-side safety voltage VlimH-VmH and the low-side safety voltage VlimL + VmL.

【0044】次に、図3に示した変換器制御部33につ
いて説明する。変換器制御部33は、基本的には、電池
電流Ibatの値をフィードバックして、この電池電流Ibat
の値と電池電流目標値*Iとの偏差がゼロになるように電
力変換器33のPWMスイッチングデューティを操作する
ように構成されている。この基本構成に加えて、変換器
制御部33は、系統電圧Vを可変上限値VlimH及び可変下
限値VlimLに達しないようリミットするための構成も備
えている。
Next, the converter control unit 33 shown in FIG. 3 will be described. The converter control unit 33 basically feeds back the value of the battery current Ibat and outputs the battery current Ibat.
Is configured to operate the PWM switching duty of the power converter 33 so that the deviation between the value of 1 and the battery current target value * I becomes zero. In addition to this basic configuration, the converter control unit 33 also has a configuration for limiting the system voltage V so as not to reach the variable upper limit value VlimH and the variable lower limit value VlimL.

【0045】図8は、変換器制御部33の一構成例を示
す。この例は、電流制御型のものである。
FIG. 8 shows an example of the configuration of the converter control unit 33. This example is of the current control type.

【0046】図8に示すように、変換器制御部33で
は、ブロック61及び63よりなる電流メインループに
て、電池電流目標値*Iとフィードバックされた電池電流
Ibatとの偏差を求め、その電流偏差に所定のPID制御演
算を施して系統電圧目標値*Vを出力する。次に、電圧リ
ミッタ66で、系統電圧目標値*Vを図5に示した可変範
囲VlimH〜VlimL以内の所定範囲内にリミットする。次
に、ブロック67及び69からなる電圧マイナーループ
で、リミットされた系統電圧目標値*Vとフィードバック
された系統電圧Vとの偏差を求め、その電圧偏差に所定
のPID制御演算を施し、その演算結果を用いて電力変換
器35のPWMスイッチングデューティを操作する。
As shown in FIG. 8, in the converter control unit 33, in the current main loop composed of the blocks 61 and 63, the battery current target value * I and the battery current fed back are fed back.
The deviation from Ibat is obtained, and the current deviation is subjected to a predetermined PID control calculation to output the system voltage target value * V. Next, the voltage limiter 66 limits the system voltage target value * V to a predetermined range within the variable range VlimH to VlimL shown in FIG. Next, in the voltage minor loop composed of blocks 67 and 69, the deviation between the limited system voltage target value * V and the fed back system voltage V is obtained, and the predetermined PID control calculation is applied to the voltage deviation, and the calculation is performed. The result is used to manipulate the PWM switching duty of power converter 35.

【0047】上記の電圧リミッタと電圧マイナーループ
の作用により、系統電圧目標値*Vは可変上限値VlimH及
び可変下限値VlimLに達しないようになる。
Due to the actions of the above voltage limiter and the voltage minor loop, the system voltage target value * V does not reach the variable upper limit value VlimH and the variable lower limit value VlimL.

【0048】図9は、変換器制御部33の別の構成例を
示す。この例は、電流制御型のものである。この例は、
オブザーバを用いて系統電圧Vが以後どのように変化す
るかを予測し、その予測値が可変上限値VlimH及び可変
下限値VlimLに達しないように制御を行う。
FIG. 9 shows another structural example of the converter control unit 33. This example is of the current control type. This example
An observer is used to predict how the system voltage V will change thereafter, and control is performed so that the predicted value does not reach the variable upper limit value VlimH and the variable lower limit value VlimL.

【0049】すなわち、図9に示すように、オブザーバ
71は、電池電流目標値*I、系統電圧V及び負荷電力Plo
adなどの値を入力し、これらの入力値を用いて、予め分
かっている電源システムのキャパシタの容量や内部抵抗
などから、系統電圧Vの将来の値を予測する。そして、
オブザー71は、その予測された次の系統電圧の将来値
が可変上限値VlimH又は可変下限値VlimLに達する場合に
は、それを防止するのに必要な電池電流目標値*Iの上限
値又は下限値を算出し、その算出した上限値又は下限値
を比較器73に出力する。比較器73は、入力した電池
電流目標値*Iとオブザー71からの上限値又は下限値と
を比較する。そして、比較器73は、その比較の結果、
入力した電池電流目標値*Iがその上限値以下で且つその
下限値以上であれば、入力した電池電流目標値*Iをその
まま新たな電池電流目標値**Iとして出力するが、入力
した電池電流目標値*Iがその上限値を上回る又はその下
限値を下回る場合には、その上限値又はその下限値を新
たな電池電流目標値**Iとして出力する。
That is, as shown in FIG. 9, the observer 71 uses the battery current target value * I, the system voltage V and the load power Plo.
Values such as ad are input, and using these input values, the future value of the system voltage V is predicted from the known capacity and internal resistance of the capacitor of the power supply system. And
If the predicted future value of the next system voltage reaches the variable upper limit value VlimH or the variable lower limit value VlimL, the observer 71 determines the upper limit value or the lower limit value of the battery current target value * I necessary to prevent it. A value is calculated, and the calculated upper limit value or lower limit value is output to the comparator 73. The comparator 73 compares the input battery current target value * I with the upper limit value or the lower limit value from the observer 71. Then, the comparator 73, as a result of the comparison,
If the input battery current target value * I is less than or equal to the upper limit value and greater than or equal to the lower limit value, the input battery current target value * I is output as it is as a new battery current target value ** I. When the current target value * I exceeds the upper limit value or falls below the lower limit value, the upper limit value or the lower limit value is output as a new battery current target value ** I.

【0050】そして、ブロック75及び77により、比
較器73からの新たな電池電流目標値**Iに電池電流Iba
tが一致するように、電力変換器35のPWMスイッチング
デューティが操作される。
Then, by the blocks 75 and 77, the new battery current target value ** I from the comparator 73 is set to the battery current Iba.
The PWM switching duty of the power converter 35 is manipulated so that t matches.

【0051】図10は、変換器制御部33の更に別の構
成例を示す。この例は、電圧制御型ものである。この例
は、オブザーバを用いて電流目標値*Iを達成するために
必要な系統電圧目標値*Vを計算し、その系統電圧目標値
*Vに対して可変範囲VlimH〜VlimLによるリミットをかけ
る。
FIG. 10 shows still another configuration example of the converter control unit 33. This example is of the voltage control type. In this example, the observer is used to calculate the system voltage target value * V required to achieve the current target value * I, and the system voltage target value is calculated.
* V is limited by the variable range VlimH to VlimL.

【0052】すなわち、図10に示すように、オブザー
81は、電池電流目標値*I、系統電圧V、負荷電力Pload
及び電池電流Ibatなどの値を入力し、これらの入力値を
用いて、予め分かっている電源システムのキャパシタの
容量や内部抵抗などから、電池電流Ibatを電池電流目標
値*Iに一致させるために必要な系統電圧目標値*Vを計算
する。次に、リミッタ83が、オブザーバ81からの系
統電圧目標値*Vを、可変範囲VlimH〜VlimL内の所定範囲
内にリミットする。そして、ブロック85及び87が、
リミットされた系統電圧目標値*Vにフィードバックされ
た系統電圧Vが一致するように、電力変換器35のPWMス
イッチングディティを操作する。
That is, as shown in FIG. 10, the observer 81 has a battery current target value * I, a system voltage V, and a load power Pload.
Input the values such as the battery current Ibat, and use these input values to match the battery current Ibat with the battery current target value * I from the known capacity and internal resistance of the capacitor of the power supply system. Calculate the required system voltage target value * V. Next, the limiter 83 limits the system voltage target value * V from the observer 81 to a predetermined range within the variable range VlimH to VlimL. And blocks 85 and 87
The PWM switching duty of the power converter 35 is operated so that the system voltage V fed back to the limited system voltage target value * V matches.

【0053】図8〜図10に示したような変換器制御部
の作用により、系統電圧Vが可変上限値VlimH又は可変下
限値VlimLに近接し又は到達した場合には、系統電圧Vが
可変上限値VlimHに又は可変下限値VlimL以下になるのを
防ぐように、電池電流Ibatが修正される。その結果、系
統電圧Vは可変範囲VlimH〜VlimL内に保たれ、また、系
統電圧Vが可変上限値VlimH又は可変下限値VlimL到達し
たときには、負荷回路が必要とする電力は蓄電池から供
給されることになる。
When the system voltage V approaches or reaches the variable upper limit value VlimH or the variable lower limit value VlimL by the action of the converter control unit as shown in FIGS. 8 to 10, the system voltage V becomes the variable upper limit value. The battery current Ibat is modified so as to prevent the value VlimH or the variable lower limit value VlimL from becoming less than or equal to the value VlimH. As a result, the system voltage V is kept within the variable range VlimH to VlimL, and when the system voltage V reaches the variable upper limit value VlimH or the variable lower limit value VlimL, the power required by the load circuit is supplied from the storage battery. become.

【0054】次に、図3に示した電流修正部21につい
て説明する。電流修正部21は、系統電圧Vを可変範囲V
limH〜VlimL内に保つという上述した指針(4)のために機
能する。
Next, the current correction section 21 shown in FIG. 3 will be described. The current correction unit 21 changes the system voltage V to the variable range V
It works because of the above-mentioned guideline (4) of keeping within limH to VlimL.

【0055】すなわち、電源システムが適切なキャパシ
タ容量を持っているにもかかわらず系統電圧Vが可変上
限値VlimH又は可変下限値VlimLに到達して、上述した変
換器制御部33によるリミットが働くことになる根本の
原因として、電流フィルタ23において負荷電流の移動
平均を計算し又はフィルタリングを行て電池電流目標値
*Iを決定する方法において次の1)〜3)のような問題があ
る場合が考えられる。 1) 電池電流目標値*Iの初期値が適切でない。 2) 設計時に解析したモデルとしての負荷パターンが実
情とは異なる。 3) 移動平均値又はフィルタリング出力が過渡状態にあ
る。つまり、電池電流目標値*Iが上昇途中又は下降途中
である。
That is, the system voltage V reaches the variable upper limit value VlimH or the variable lower limit value VlimL even if the power supply system has an appropriate capacitor capacity, and the above-mentioned limit by the converter control unit 33 works. As a root cause of the battery current target value, the moving average of the load current is calculated or filtered in the current filter 23.
There may be the following problems 1) to 3) in the method of determining * I. 1) The initial value of the battery current target value * I is not appropriate. 2) The load pattern as a model analyzed at the time of design is different from the actual situation. 3) The moving average or filtering output is in a transient state. That is, the battery current target value * I is in the process of rising or falling.

【0056】このような場合を回避するために、電流修
正部21は、変換器制御部33によるリミットが働いた
時に生じる電池電流目標値*I(又は、負荷電流平均値Ia
ve)と電池電流Ibatとの差ΔI(=*I−Ibat又はIave−I
bat)を求め、この電流差ΔIに応じた修正値G(ΔI)を
計算し、この修正値G(ΔI)を電流フィルタ23に入力
する。
In order to avoid such a case, the current correction unit 21 sets the battery current target value * I (or the load current average value Ia) which is generated when the limit is applied by the converter control unit 33.
ve) and the battery current Ibat difference ΔI (= * I-Ibat or Iave-I
bat) is calculated, a correction value G (ΔI) corresponding to this current difference ΔI is calculated, and this correction value G (ΔI) is input to the current filter 23.

【0057】電流フィルタ23は、負荷電流(負荷の要
求電流)Iloadの移動平均計算(又はフィルタリング)
を行う際に、上記の修正値を加味する。すなわち、例え
ば次式 Iave=FIL{Iload−G(ΔI)} により、負荷電流平均値Iaveを求める。ここで、関数FI
L{}は、移動平均計算又はローパスフィルタリングを意
味する。
The current filter 23 calculates (or filters) the moving average of the load current (load required current) Iload.
When performing, the above correction value is added. That is, for example, the load current average value Iave is obtained by the following equation Iave = FIL {Iload−G (ΔI)}. Where the function FI
L {} means moving average calculation or low-pass filtering.

【0058】このようにして、過去の制御結果を用いた
学習により、電流フィルタ23による負荷電流平均値Ia
veの計算方法が修正される。こうして修正された負荷電
流平均値Iaveを電池電流目標値*Iとして用いてることに
より、系統電圧Vが可変上限値VlimH又は可変下限値Vlim
Lに近接して系統電圧制限部29による修正や変換器制
御部33によるリミットが働くことの頻度が減るので、
より一層、電池電流Ibatの変動が抑制される。
In this way, the load current average value Ia by the current filter 23 is learned by learning using the past control results.
The calculation method of ve is modified. By using the thus-corrected load current average value Iave as the battery current target value * I, the system voltage V becomes the variable upper limit value VlimH or the variable lower limit value Vlim.
Since the frequency of correction by the system voltage limiting unit 29 and the limit by the converter control unit 33 being close to L decreases,
The fluctuation of the battery current Ibat is further suppressed.

【0059】最後に、図3に示したアイドル電流制御部
31について説明する。アイドル電流制御部31は、負
荷回路のアイドル時には電池電流Ibatを実質的にゼロに
するという上述の指針(5)のために機能する。
Finally, the idle current controller 31 shown in FIG. 3 will be described. The idle current control unit 31 functions for the above-mentioned guideline (5) that the battery current Ibat is substantially zero when the load circuit is idle.

【0060】図11は、アイドル電流制御部31の動作
の流れを示す。
FIG. 11 shows the operation flow of the idle current control section 31.

【0061】図11に示すように、アイドル電流制御部
31は、ステップ91で、負荷回路がアイドル状態かど
うかを判定し、アイドル状態である場合にはステップ9
3へ進み、系統電圧Vが図5に示した中心閾値Vthの近傍
範囲Vth±α内にあるか否かをチェックする。その結
果、系統電圧Vが中心閾値近傍範囲Vth±α内にあるなら
ば、アイドル電流制御部31は、ステップ95へ進み、
電池電流目標値*Iを強制的にゼロに設定する。これによ
り、電池電流Ibatはゼロに制御されることになる。
As shown in FIG. 11, the idle current control section 31 determines in step 91 whether the load circuit is in the idle state, and if it is in the idle state, the step 9
3, the process checks whether the system voltage V is within the vicinity range Vth ± α of the central threshold value Vth shown in FIG. As a result, if the system voltage V is within the central threshold value vicinity range Vth ± α, the idle current control unit 31 proceeds to step 95,
Forcibly set the battery current target value * I to zero. As a result, the battery current Ibat is controlled to zero.

【0062】一方、系統電圧Vが中心閾値近傍範囲Vth+
αより高ければ、系統電圧Vを中心閾値近傍範囲Vth±α
内にまで下げるために、アイドル電流制御部31はステ
ップ97へ進み、電池電流目標値*Iを所定の充電電流値
Iyに強制的に設定する。充電電流値Iyは、蓄電池に実質
的なダメージを与えないような(つまり、蓄電池の寿命
の観点では実質的にゼロとみなせる)小さい値とする
か、あるいは蓄電池の放電状態に応じた適切な充電電流
値としてもよい。である。これにより、キャパシタから
蓄電池へと適切な充電電流が流れて、キャパシタは放電
し、その分だけ蓄電池が充電される。
On the other hand, the system voltage V is in the vicinity of the central threshold value Vth +
If it is higher than α, the system voltage V is in the vicinity of the central threshold Vth ± α
In order to bring the battery current target value * I to the predetermined value,
Forced to Iy. The charging current value Iy is set to a small value that does not cause substantial damage to the storage battery (that is, it can be regarded as substantially zero from the viewpoint of the storage battery life), or an appropriate charging according to the discharge state of the storage battery. It may be a current value. Is. As a result, an appropriate charging current flows from the capacitor to the storage battery, the capacitor is discharged, and the storage battery is charged accordingly.

【0063】他方、系統電圧Vが中心閾値近傍範囲Vth−
αより低ければ、系統電圧Vを中心閾値近範囲Vth±α内
にまで上げるために、アイドル電流制御部31はステッ
プ99へ進み、電池電流目標値*Iを所定の放電電流値Ix
に強制的に設定する。放電電流値Ixは、蓄電池に何らダ
メージを与えないような(つまり、蓄電池の寿命の観点
では実質的にゼロとみなせる)小さい値である。これに
より、微小な放電電流が蓄電池からキャパシタへ流れ
て、キャパシタが充電される。
On the other hand, the system voltage V is in the vicinity of the central threshold value Vth−
If it is lower than α, the idle current control unit 31 proceeds to step 99 in order to raise the system voltage V to within the central threshold near range Vth ± α, and sets the battery current target value * I to the predetermined discharge current value Ix.
Set to forcibly. The discharge current value Ix is a small value that does not damage the storage battery (that is, it can be regarded as substantially zero from the viewpoint of the life of the storage battery). As a result, a minute discharge current flows from the storage battery to the capacitor, and the capacitor is charged.

【0064】以上、本発明の実施形を態を説明したが、
これは本発明の説明のための例示であり、この実施形態
のみに本発明の範囲を限定する趣旨ではない。従って、
本発明は、その要旨を逸脱することなく、他の様々な形
態で実施することが可能である。
The embodiment of the present invention has been described above.
This is an example for explaining the present invention and is not intended to limit the scope of the present invention only to this embodiment. Therefore,
The present invention can be implemented in various other modes without departing from the gist thereof.

【0065】例えば、負荷回路から回生エネルギーが戻
されることがほとんど期待できないようなアプリケーシ
ョンでは、中心閾値Vthを系統電圧の可変範囲のかなり
高いレベルに中心閾値Vthを設定したり、系統電圧Vが可
変上限値VlimHに達っしないようにする手当てはラフで
あっても良い。また、エネルギー型デバイスとして燃料
電池のように充電ができないデバイスを用いる場合に
は、図11に示したステップ97の放電電流Iyを設定す
るステップは除去できる。
For example, in an application where regenerative energy is hardly expected to be returned from the load circuit, the central threshold Vth is set to a considerably high level in the variable range of the system voltage, or the system voltage V is varied. The treatment to prevent the upper limit value VlimH from being reached may be rough. When a device that cannot be charged, such as a fuel cell, is used as the energy type device, the step of setting the discharge current Iy in step 97 shown in FIG. 11 can be omitted.

【0066】上記の実施形態では、キャパシタが系統電
圧ラインに直接接続されていて、キャパシタの電圧がそ
のまま系統電圧となるが、本発明の適用対象は、そのよ
うな電源システムのみに限られるわけではない。キャパ
シタと系統電圧ラインとの間に別の回路素子又は回路が
介在していて、キャパシタの電圧と系統電圧とが必ずし
も一致しない電源システムにも本発明は適用できる。そ
の場合、上述の実施形態で系統電圧のレベルに基づいて
行われた各種の制御と同目的の制御を、キャパシタの電
圧レベルに基づいて行うことができる。
In the above embodiment, the capacitor is directly connected to the system voltage line, and the voltage of the capacitor becomes the system voltage as it is. However, the application of the present invention is not limited to such a power supply system. Absent. The present invention can also be applied to a power supply system in which another circuit element or circuit is interposed between the capacitor and the system voltage line, and the capacitor voltage and the system voltage do not necessarily match. In that case, various controls performed for the same purpose as the above-described embodiment based on the level of the system voltage can be performed based on the voltage level of the capacitor.

【0067】エネルギー型デバイスとして蓄電池(二次
電池)に代えて、燃料電池やエンジン駆動発電機などを
用いることもできる。また、パワー型電源デバイスとし
てキャパシタに代えて、ハイブリッド電源用電池などを
用いることもできる。
Instead of the storage battery (secondary battery) as the energy type device, a fuel cell, an engine driven generator or the like can be used. Further, as the power type power supply device, a hybrid power supply battery or the like can be used instead of the capacitor.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明の一実施形態にかかる制御装置が適用さ
れるハイブリッド電源システムの一例を示す回路図。
FIG. 1 is a circuit diagram showing an example of a hybrid power supply system to which a control device according to an embodiment of the present invention is applied.

【図2】本発明の一実施形態にかかる制御装置が適用さ
れるハイブリッド電源システムの別の例を示す回路図。
FIG. 2 is a circuit diagram showing another example of a hybrid power supply system to which the control device according to the embodiment of the present invention is applied.

【図3】本発明の一実施形態に従うハイブリッド電源シ
ステムのための制御装置の構成を示すブロック図。
FIG. 3 is a block diagram showing a configuration of a control device for a hybrid power supply system according to an embodiment of the present invention.

【図4】系統電圧引上部27の動作を説明するフローチ
ャート。
FIG. 4 is a flowchart for explaining the operation of the system voltage pulling upper part 27.

【図5】図4で用いる各種電圧値の説明図。FIG. 5 is an explanatory diagram of various voltage values used in FIG.

【図6】系統電圧制限部29の動作を示すフローチャー
ト。
FIG. 6 is a flowchart showing the operation of the system voltage limiting unit 29.

【図7】図6で用いる各種電圧値の説明図。7 is an explanatory diagram of various voltage values used in FIG.

【図8】変換器制御部33の構成例を示すブロック図。FIG. 8 is a block diagram showing a configuration example of a converter control unit 33.

【図9】変換器制御部33の別の構成例を示すブロック
図。
FIG. 9 is a block diagram showing another configuration example of the converter control unit 33.

【図10】変換器制御部33のまた別の構成例を示すブ
ロック図。
FIG. 10 is a block diagram showing another configuration example of the converter control unit 33.

【図11】アイドル電流制御部31の動作を示すフロー
チャート。
FIG. 11 is a flowchart showing the operation of the idle current control section 31.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1,11 蓄電池(エネルギー型デバイス) 3、13 電力変換器 5、15 キャパシタ(パワー型デバイス) 7 インバータ(負荷回路) 21 電流修正部 23 電流フィルタ 25、*I 電池電流目標値 27 系統電圧引上部 29 系統電圧制限部 31 アイドル電流制御部 33 変換器制御部 35 電力変換器 V 系統電圧(キャパシタの電圧) Ibat 電池電流 Iload 負荷電流(負荷の要求電流) Iave 負荷電流平均値 1,11 Storage battery (energy type device) 3, 13 Power converter 5, 15 Capacitor (power type device) 7 Inverter (load circuit) 21 Current correction unit 23 Current filter 25, * I Battery current target value 27 system voltage upper part 29 System voltage limiter 31 Idle current controller 33 Converter control unit 35 power converter V system voltage (capacitor voltage) Ibat battery current Iload load current (request current of load) Iave load current average

Claims (13)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 エネルギー型デバイスとパワー型デバイ
スとを用いて負荷回路へ電力を出力するハイブリッド電
源システムのための制御装置において、 過去の負荷回路への出力(Iload)の値に基づいて前記
エネルギー型デバイスの出力電流(Ibat)の目標値(*
I)を決定する目標値決定手段(23)と、 前記目標値(*I)を用いて、前記エネルギー型デバイス
の出力電流(Ibat)を制御する電流制御手段(33)
と、 前記パワー型デバイスの出力電圧(V)が所定の可変範
囲の外に出る可能性を判断し、前記可能性がある場合、
前記出力電圧(V)が前記可変範囲の外に出ることを防
ぐように、前記電流制御手段に入力される前記目標値
(*I)を修正する目標値修正手段(29)とを備えた制
御装置。
1. A controller for a hybrid power supply system that outputs electric power to a load circuit by using an energy type device and a power type device, wherein the energy is based on a past output value (Iload) to the load circuit. Target value of output current (Ibat) of type device (*
Target value determining means (23) for determining I), and current control means (33) for controlling the output current (Ibat) of the energy type device using the target value (* I)
And determining the possibility that the output voltage (V) of the power device goes out of a predetermined variable range, and if there is the possibility,
Control including target value correction means (29) for correcting the target value (* I) input to the current control means so as to prevent the output voltage (V) from going out of the variable range. apparatus.
【請求項2】 エネルギー型デバイスとパワー型デバイ
スとを用いて負荷回路へ電力を出力するハイブリッド電
源システムのための制御装置において、 過去の負荷回路への出力(Iload)の値に基づいて前記
エネルギー型デバイスの出力電流(Ibat)の目標値(*
I)を決定する目標値決定手段(23)と、 前記目標値(*I)を用いて、前記エネルギー型デバイス
の出力電流(Ibat)を制御する電流制御手段(33)
と、 前記パワー型デバイスの出力電圧(V)が所定の可変範
囲の外に出る可能性を判断し、前記可能性がある場合、
前記出力電圧(V)が前記可変範囲の外に出ることを防
ぐように、前記電流制御手段における前記出力電流(Ib
at)の制御方法を修正する制御修正手段(33)とを備
えた制御装置。
2. A control device for a hybrid power supply system that outputs power to a load circuit using an energy type device and a power type device, wherein the energy is based on a past output value (Iload) to the load circuit. Target value of output current (Ibat) of type device (*
Target value determining means (23) for determining I), and current control means (33) for controlling the output current (Ibat) of the energy type device using the target value (* I)
And determining the possibility that the output voltage (V) of the power device goes out of a predetermined variable range, and if there is the possibility,
In order to prevent the output voltage (V) from going out of the variable range, the output current (Ib
at) and a control modifying means (33) for modifying the control method.
【請求項3】 前記電流制御手段により制御された前記
出力電流(Ibat)に基づいて、目標値決定手段(23)
における前記目標値(*I)の決定法を修正する目標値決
定方法修正手段(21)を更に備えた請求項2記載の制
御装置。
3. A target value determining means (23) based on the output current (Ibat) controlled by the current control means.
3. The control device according to claim 2, further comprising a target value determination method correction means (21) for correcting the determination method of the target value (* I) in step 1.
【請求項4】 エネルギー型デバイスとパワー型デバイ
スとを用いて負荷回路へ電力を出力するハイブリッド電
源システムのための制御装置において、 過去の負荷回路への出力(Iload)の値に基づいて前記
エネルギー型デバイスの出力電流(Ibat)の目標値(*
I)を決定する目標値決定手段(23)と、 前記目標値(*I)を用いて、前記エネルギー型デバイス
の出力電流(Ibat)を制御する電流制御手段(33)
と、 前記パワー型デバイスの出力電圧(V)を所定の可変範
囲内において引上げるように、前記電流制御手段に入力
される前記目標値(*I)を修正する目標値修正手段(2
7)とを備えた制御装置。
4. A control device for a hybrid power supply system that outputs electric power to a load circuit by using an energy type device and a power type device, wherein the energy is based on a past output (Iload) value to the load circuit. Target value of output current (Ibat) of type device (*
Target value determining means (23) for determining I), and current control means (33) for controlling the output current (Ibat) of the energy type device using the target value (* I)
And target value correction means (2) for correcting the target value (* I) input to the current control means so as to raise the output voltage (V) of the power type device within a predetermined variable range.
7) and a control device.
【請求項5】 エネルギー型デバイスとパワー型デバイ
スとを用いて負荷回路へ電力を出力するハイブリッド電
源システムのための制御装置において、 過去の負荷回路への出力(Iload)の値に基づいて前記
エネルギー型デバイスの出力電流(Ibat)の目標値(*
I)を決定する目標値決定手段(23)と、 前記目標値(*I)を用いて、前記エネルギー型デバイス
の出力電流(Ibat)を制御する電流制御手段(33)
と、 前記負荷回路がアイドル状態にあるとき、前記電流制御
手段(33)に入力される目標値(*I)を実質的にゼロ
に設定するアイドル電流制御手段(31)とを備えた制
御装置。
5. A controller for a hybrid power supply system that outputs electric power to a load circuit by using an energy type device and a power type device, wherein the energy is based on a past output value (Iload) to the load circuit. Target value of output current (Ibat) of type device (*
Target value determining means (23) for determining I), and current control means (33) for controlling the output current (Ibat) of the energy type device using the target value (* I)
And an idle current control means (31) for setting a target value (* I) input to the current control means (33) to substantially zero when the load circuit is in an idle state. .
【請求項6】 エネルギー型デバイスとパワー型デバイ
スとを用いて負荷回路へ電力を出力するハイブリッド電
源システムのための制御方法において、 過去の負荷回路への出力(Iload)の値に基づいて前記
エネルギー型デバイスの出力電流(Ibat)の目標値(*
I)を決定するステップと、 前記目標値(*I)を用いて、前記エネルギー型デバイス
の出力電流(Ibat)を制御するステップと、 前記パワー型デバイスの出力電圧(V)が所定の可変範
囲の外に出る可能性を判断し、前記可能性がある場合、
前記出力電圧(V)が前記可変範囲の外に出ることを防
ぐように、前記電流制御手段に入力される前記目標値
(*I)を修正するステップとを備えた制御方法。
6. A control method for a hybrid power supply system that outputs electric power to a load circuit using an energy type device and a power type device, wherein the energy is based on a past output value (Iload) to the load circuit. Target value of output current (Ibat) of type device (*
I), a step of controlling the output current (Ibat) of the energy type device using the target value (* I), and an output voltage (V) of the power type device within a predetermined variable range. If there is a possibility of going out of
A step of modifying the target value (* I) input to the current control means so as to prevent the output voltage (V) from going out of the variable range.
【請求項7】 エネルギー型デバイスとパワー型デバイ
スとを用いて負荷回路へ電力を出力するハイブリッド電
源システムのための制御方法において、 過去の負荷回路への出力(Iload)の値に基づいて前記
エネルギー型デバイスの出力電流(Ibat)の目標値(*
I)を決定するステップと、 前記目標値(*I)を用いて、前記エネルギー型デバイス
の出力電流(Ibat)を制御するステップと、 前記パワー型デバイスの出力電圧(V)が所定の可変範
囲の外に出る可能性を判断し、前記可能性がある場合、
前記出力電圧(V)が前記可変範囲の外に出ることを防
ぐように、前記電流制御手段における前記出力電流(Ib
at)の制御方法を修正するステップとを備えた制御方
法。
7. A control method for a hybrid power supply system that outputs electric power to a load circuit using an energy type device and a power type device, wherein the energy is based on a past output value (Iload) to the load circuit. Target value of output current (Ibat) of type device (*
I), a step of controlling the output current (Ibat) of the energy type device using the target value (* I), and an output voltage (V) of the power type device within a predetermined variable range. If there is a possibility of going out of
In order to prevent the output voltage (V) from going out of the variable range, the output current (Ib
at) and the step of modifying the control method.
【請求項8】 エネルギー型デバイスとパワー型デバイ
スとを用いて負荷回路へ電力を出力するハイブリッド電
源システムのための制御方法において、 過去の負荷回路への出力(Iload)の値に基づいて前記
エネルギー型デバイスの出力電流(Ibat)の目標値(*
I)を決定するステップと、 前記目標値(*I)を用いて、前記エネルギー型デバイス
の出力電流(Ibat)を制御するステップと、 前記パワー型デバイスの出力電圧(V)を所定の可変範
囲内において引上げるように、前記電流制御手段に入力
される前記目標値(*I)を修正するステップとを備えた
制御方法。
8. A control method for a hybrid power supply system that outputs power to a load circuit using an energy type device and a power type device, wherein the energy is based on a past output value (Iload) to the load circuit. Target value of output current (Ibat) of type device (*
I), a step of controlling the output current (Ibat) of the energy type device using the target value (* I), and an output voltage (V) of the power type device within a predetermined variable range. To correct the target value (* I) input to the current control means so that the current value is raised in the control method.
【請求項9】 エネルギー型デバイスとパワー型デバイ
スとを用いて負荷回路へ電力を出力するハイブリッド電
源システムのための制御方法において、 過去の負荷回路への出力(Iload)の値に基づいて前記
エネルギー型デバイスの出力電流(Ibat)の目標値(*
I)を決定するステップと、 前記目標値(*I)を用いて、前記エネルギー型デバイス
の出力電流(Ibat)を制御するステップと、 前記負荷回路がアイドル状態にあるとき、前記電流制御
手段(33)に入力される目標値(*I)を実質的にゼロ
に設定するステップとを備えた制御方法。
9. A control method for a hybrid power supply system that outputs electric power to a load circuit using an energy type device and a power type device, wherein the energy is based on a past output value (Iload) to the load circuit. Target value of output current (Ibat) of type device (*
I), controlling the output current (Ibat) of the energy-type device using the target value (* I), and the current control means (I) when the load circuit is in an idle state. 33) setting the target value (* I) input to 33) to substantially zero.
【請求項10】 エネルギー型デバイスとパワー型デバ
イスとを用いて負荷回路へ電力を出力するハイブリッド
電源システムの制御のためのコンピュータプログラムに
おいて、 過去の負荷回路への出力(Iload)の値に基づいて前記
エネルギー型デバイスの出力電流(Ibat)の目標値(*
I)を決定するステップのためのプログラムコードと、 前記目標値(*I)を用いて、前記エネルギー型デバイス
の出力電流(Ibat)を制御するステップと、 前記パワー型デバイスの出力電圧(V)が所定の可変範
囲の外に出る可能性を判断し、前記可能性がある場合、
前記出力電圧(V)が前記可変範囲の外に出ることを防
ぐように、前記電流制御手段に入力される前記目標値
(*I)を修正するステップのためのプログラムコードと
を備えたコンピュータプログラム。
10. A computer program for controlling a hybrid power supply system that outputs electric power to a load circuit by using an energy type device and a power type device, based on a past output value (Iload) to the load circuit. Target value of output current (Ibat) of the energy type device (*
I) a program code for determining the step, controlling the output current (Ibat) of the energy type device using the target value (* I), and the output voltage (V) of the power type device. Determines the possibility of going out of the predetermined variable range, and if there is the possibility,
And a program code for modifying the target value (* I) input to the current control means so as to prevent the output voltage (V) from going out of the variable range. .
【請求項11】 エネルギー型デバイスとパワー型デバ
イスとを用いて負荷回路へ電力を出力するハイブリッド
電源システムの制御のためのコンピュータプログラムに
おいて、 過去の負荷回路への出力(Iload)の値に基づいて前記
エネルギー型デバイスの出力電流(Ibat)の目標値(*
I)を決定するステップのためのプログラムコードと、 前記目標値(*I)を用いて、前記エネルギー型デバイス
の出力電流(Ibat)を制御するステップのためのプログ
ラムコードと、 前記パワー型デバイスの出力電圧(V)が所定の可変範
囲の外に出る可能性を判断し、前記可能性がある場合、
前記出力電圧(V)が前記可変範囲の外に出ることを防
ぐように、前記電流制御手段における前記出力電流(Ib
at)の制御方法を修正するステップのためのプログラム
コードとを備えたコンピュータプログラム。
11. A computer program for controlling a hybrid power supply system that outputs electric power to a load circuit by using an energy type device and a power type device, based on a past output (Iload) value to the load circuit. Target value of output current (Ibat) of the energy type device (*
I) a program code for determining the step, a program code for controlling the output current (Ibat) of the energy type device by using the target value (* I), and a program code for the power type device. Judging the possibility that the output voltage (V) goes out of the predetermined variable range, and if there is the possibility,
In order to prevent the output voltage (V) from going out of the variable range, the output current (Ib
at) and a program code for modifying the control method.
【請求項12】 エネルギー型デバイスとパワー型デバ
イスとを用いて負荷回路へ電力を出力するハイブリッド
電源システムの制御のためのコンピュータプログラムに
おいて、 過去の負荷回路への出力(Iload)の値に基づいて前記
エネルギー型デバイスの出力電流(Ibat)の目標値(*
I)を決定するステップのためのプログラムコードと、 前記目標値(*I)を用いて、前記エネルギー型デバイス
の出力電流(Ibat)を制御するステップのためのプログ
ラムコードと、 前記パワー型デバイスの出力電圧(V)を所定の可変範
囲内において引上げるように、前記電流制御手段に入力
される前記目標値(*I)を修正するステップのためのプ
ログラムコードとを備えたコンピュータプログラム。
12. A computer program for controlling a hybrid power supply system that outputs electric power to a load circuit by using an energy type device and a power type device, based on a past output value (Iload) to the load circuit. Target value of output current (Ibat) of the energy type device (*
I) a program code for determining the step, a program code for controlling the output current (Ibat) of the energy type device by using the target value (* I), and a program code for the power type device. And a program code for modifying the target value (* I) input to the current control means so as to raise the output voltage (V) within a predetermined variable range.
【請求項13】 エネルギー型デバイスとパワー型デバ
イスとを用いて負荷回路へ電力を出力するハイブリッド
電源システムの制御のためのコンピュータプログラムに
おいて、 過去の負荷回路への出力(Iload)の値に基づいて前記
エネルギー型デバイスの出力電流(Ibat)の目標値(*
I)を決定するステップと、 前記目標値(*I)を用いて、前記エネルギー型デバイス
の出力電流(Ibat)を制御するステップのためのプログ
ラムコードと、 前記負荷回路がアイドル状態にあるとき、前記電流制御
手段(33)に入力される目標値(*I)を実質的にゼロ
に設定するステップのためのプログラムコードとを備え
たコンピュータプログラム。
13. A computer program for controlling a hybrid power supply system that outputs electric power to a load circuit using an energy type device and a power type device, based on a past output value (Iload) to the load circuit. Target value of output current (Ibat) of the energy type device (*
I), a program code for controlling the output current (Ibat) of the energy-based device using the target value (* I), and when the load circuit is in an idle state, And a program code for setting the target value (* I) input to the current control means (33) to substantially zero.
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006325331A (en) * 2005-05-19 2006-11-30 Matsushita Electric Ind Co Ltd Discharging circuit for secondary battery and secondary battery pack equipped with the same, and electronic equipment
JP2009512416A (en) * 2005-10-17 2009-03-19 ピーブイアイ Charging station and associated electric vehicle
US8022663B2 (en) 2007-05-21 2011-09-20 Nmhg Oregon, Llc Energy recapture for an industrial vehicle
WO2011114765A1 (en) * 2010-03-17 2011-09-22 日立建機株式会社 Actuator control device and working machine equipped with same

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006325331A (en) * 2005-05-19 2006-11-30 Matsushita Electric Ind Co Ltd Discharging circuit for secondary battery and secondary battery pack equipped with the same, and electronic equipment
JP2009512416A (en) * 2005-10-17 2009-03-19 ピーブイアイ Charging station and associated electric vehicle
US8022663B2 (en) 2007-05-21 2011-09-20 Nmhg Oregon, Llc Energy recapture for an industrial vehicle
WO2011114765A1 (en) * 2010-03-17 2011-09-22 日立建機株式会社 Actuator control device and working machine equipped with same
CN102763323A (en) * 2010-03-17 2012-10-31 日立建机株式会社 Actuator control device and working machine equipped with same

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