JP5279660B2 - Hybrid work machine and control method thereof - Google Patents

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Description

本発明は、エンジンにより発生される動力、及び蓄電された電気エネルギを利用して駆動系を駆動するハイブリッド型作業機械、及びその制御方法に関する。   The present invention relates to a hybrid work machine that drives a drive system using power generated by an engine and stored electrical energy, and a control method thereof.

ハイブリッド型作業機械において、エンジン回転数は、たとえばオペレータによって任意に設定される。しかし、エンジン回転数をオペレータが任意に設定した場合、作業機械の運転条件(負荷条件)によっては、蓄電装置の充電率(State Of Charge; SOC)が低下して動力不足に陥り、オペレータが要求した操作を満足できない状態が生じることがある。   In the hybrid work machine, the engine speed is arbitrarily set by an operator, for example. However, if the engine speed is arbitrarily set by the operator, depending on the operating conditions (load conditions) of the work machine, the state of charge (SOC) of the power storage device will drop and the power will be insufficient, and the operator will In some cases, the user cannot satisfy the operation.

SOCの値に応じて、リアルタイムにエンジンの回転数を制御する技術が知られている。   A technique for controlling the engine speed in real time in accordance with the SOC value is known.

図8を参照して、エンジン回転数制御方法の従来例について説明する。本図の上段、中段、下段は、それぞれ負荷出力、SOC、エンジン回転数の時間変化を示す。負荷出力は単位「kW」、SOCは単位「%」、エンジン回転数は単位「rpm」で表示する。時間は単位「秒」で表した。   A conventional example of the engine speed control method will be described with reference to FIG. The upper stage, middle stage, and lower stage in the figure show time changes in load output, SOC, and engine speed, respectively. The load output is displayed in the unit “kW”, the SOC is displayed in the unit “%”, and the engine speed is displayed in the unit “rpm”. Time is expressed in units of seconds.

時刻tから時刻tにおいて、負荷出力の増大が原因でSOCが低下する。SOCは時刻tに、そのしきい値に達する。 At time t 2 from time t 1, an increase in the load output SOC decreases due. SOC at time t 2, reaches its threshold.

時刻tから時刻tの範囲を参照する。SOCがしきい値より小さいとき、エンジンの回転数を増加させ、電動発電機(アシストモータ)に発電動作を行わせて、発電された電気エネルギを蓄電装置に蓄えることによって、SOCの増加率を増大させる制御が行われる。このため、SOCがしきい値より小さい時刻tから時刻tにおいては、本図下段に示すようにエンジン回転数が上昇する。これによって、SOCの時間変化のグラフの傾き(dSOC/dt)が増加し、SOCの低下が抑制される。 Referring to the range of time t 3 from the time t 2. When the SOC is smaller than the threshold value, the engine speed is increased, the motor generator (assist motor) performs a power generation operation, and the generated electric energy is stored in the power storage device, thereby increasing the SOC increase rate. Control to increase is performed. Thus, at time t 3 SOC is a small time t 2 than the threshold, as shown in the figure the lower the engine speed increases. As a result, the slope (dSOC / dt) of the time change graph of the SOC increases, and the decrease in the SOC is suppressed.

時刻tから時刻tにおいては、負荷出力の低下により、電動発電機における発電量、及び蓄電装置に蓄えられる電気エネルギが増大し、SOCが上昇する。SOCの上昇に合わせてエンジン回転数は低下する。時刻tにおいて、SOCはしきい値まで回復し、エンジン回転数も通常時(時刻t以前)のそれに戻る。 At time t 4 from time t 3, the decrease in the load output, the power generation amount in the electric generator, and the electrical energy stored in the power storage device is increased, SOC is increased. The engine speed decreases as the SOC increases. At time t 4, SOC is restored to the threshold, the engine speed is also normal (time t 2 previously) returns to it.

負荷出力が再び増大しだした後の時刻tにおいて、SOCが再度しきい値と等しくなり、エンジン回転数が増加をはじめる。時刻t以降も、作業機械は大きな負荷出力で運転されるが、時刻tから短時間後の時刻tには、急速に負荷出力の小さい運転状態となる。時刻tから時刻tにおいてSOCは低下を続け、時刻tにおいて、SOCが最小値をとる。SOCの低下に応じてエンジン回転数は上昇し、時刻tでは制御範囲内の最大値となる。 At time t 5 after the load output began to increase again, SOC becomes equal to the threshold again, the engine speed starts to increase. Even after time t 5, the working machine is operated at high load output, at time t 6 after a short time from the time t 5, a smaller operating state of rapid load output. SOC continued to decrease at time t 6 from the time t 5, at time t 6, SOC takes a minimum value. Engine speed increases with decrease in SOC, the maximum value within the control range at the time t 6.

時刻tから時刻tにおいては、負荷出力が小さいことと、エンジン回転数が大きいことにより、SOCが高い増加率で回復する。SOCの回復につれて、エンジン回転数は低下する。時刻tにおいてSOCはしきい値まで回復し、エンジン回転数も通常時のそれに戻る。 At time t 7 from the time t 6, a possible load output is small, by a large engine speed, SOC is restored at a high growth rate. As the SOC recovers, the engine speed decreases. SOC is restored to the threshold at time t 7, the engine speed also returns to its normal time.

従来例によるエンジン回転数制御方法においては、SOCに依存してリアルタイムにエンジン回転数を変化させるため、エンジン回転数の変動が激しい。このため、オペレータは違和感を覚えることになり、作業機械の操作性が悪くなる。   In the engine speed control method according to the conventional example, the engine speed is changed in real time depending on the SOC. For this reason, the operator feels uncomfortable and the operability of the work machine deteriorates.

また、たとえば上記例において、時刻tから時刻tの短期間における負荷出力の増大に対しては、時刻t以降の負荷出力が小さいことから、エンジン回転数を増加させなくても、通常時の回転数で、時刻tより後の時刻において、SOCをしきい値より大きい値まで回復できたものと考えられる。このように、従来のエンジン回転数制御方法では、一連の作業においてSOCの低下による動力不足は回避できても、長期的に見て、適切なエンジン回転数が実現されているとはいえず、効率的なエンジンの運用は困難である。 Further, for example, in the above example, for increasing the load output from the time t 5 in a short period of time t 6, since the load output at time t 6 after is small, even without increasing the engine speed, usually at a rotational speed of time, at a time after the time t 7, it is considered that can recover the SOC until greater than a threshold value. As described above, in the conventional engine speed control method, even if a shortage of power due to a decrease in SOC can be avoided in a series of operations, it cannot be said that an appropriate engine speed is realized in the long term. Efficient engine operation is difficult.

蓄電装置のSOCまたは温度に応じて、エンジン回転数を可変とする作業機械の動力源装置の発明が開示されている(たとえば、特許文献1参照)。SOCが低い時、及び低温時には蓄電装置の最大放電出力が低下する。特許文献1記載の発明においては、そのような場合に、エンジン回転数を増加させ、不足動力分を供給する、または蓄電装置の充電を行ってSOCを上昇させる。   An invention of a power source device for a work machine that makes the engine speed variable according to the SOC or temperature of the power storage device is disclosed (see, for example, Patent Document 1). When the SOC is low and at a low temperature, the maximum discharge output of the power storage device decreases. In the invention described in Patent Document 1, in such a case, the engine speed is increased, the insufficient power is supplied, or the power storage device is charged to raise the SOC.

特開2005−233164号公報JP 2005-233164 A

本発明の目的は、エンジンを効率的に運用することのできるハイブリッド型作業機械、及び、その制御方法を提供することである。   An object of the present invention is to provide a hybrid work machine capable of operating an engine efficiently and a control method thereof.

本発明の一観点によれば、
動力を発生するエンジンと、
前記エンジンで発生された動力が伝達可能であるように、前記エンジンに接続され、電動動作を行う電動機、及び発電動作を行う発電機として機能する電動発電機と、
前記電動発電機が電動機として機能するときには、前記電動発電機に電力を供給し、前記電動発電機が発電機として機能するときには、前記電動発電機から電力が供給されるキャパシタと、
少なくとも前記エンジンで発生した動力が供給されて駆動される油圧負荷と、
少なくとも前記キャパシタからの電力が供給されて駆動される電気負荷と、
前記エンジンの回転数を制御する制御装置と
を有し、
前記制御装置は、第1の期間における、前記油圧負荷と前記電気負荷とに供給されるパワーの時間変化またはエネルギに基づいて、前記第1の期間に続く第2の期間の前記エンジンの回転数の目標値を決定し、決定された目標値になるように回転数を制御するハイブリッド型作業機械が提供される。
According to one aspect of the present invention,
An engine that generates power,
A motor that is connected to the engine and performs an electric operation, and a motor generator that functions as a generator that performs a power generation operation, so that the power generated by the engine can be transmitted;
When the motor generator functions as a motor, power is supplied to the motor generator, and when the motor generator functions as a generator, a capacitor is supplied with power from the motor generator;
A hydraulic load driven by at least the power generated by the engine; and
An electric load driven by being supplied with power from at least the capacitor;
A control device for controlling the rotational speed of the engine,
The controller controls the engine speed in a second period following the first period based on a temporal change or energy of power supplied to the hydraulic load and the electric load in the first period. There is provided a hybrid work machine that determines a target value of the motor and controls the rotational speed so as to be the determined target value.

本発明の他の観点によれば、
動力を発生するエンジンと、前記エンジンで発生された動力が伝達可能であるように、前記エンジンに接続され、電動動作を行う電動機、及び発電動作を行う発電機として機能する電動発電機と、前記電動発電機が電動機として機能するときには、前記電動発電機に電力を供給し、前記電動発電機が発電機として機能するときには、前記電動発電機から電力が供給されるキャパシタと、少なくとも前記エンジンで発生した動力が供給されて駆動される油圧負荷と、少なくとも前記キャパシタからの電力が供給されて駆動される電気負荷とを有するハイブリッド型作業機械の制御方法であって、
(a)第1の期間における、前記油圧負荷と前記電気負荷とに供給されるパワーの時間変化またはエネルギを把握する工程と、
(b)前記工程(a)で把握されたパワーの時間変化またはエネルギに基づいて、前記第1の期間に続く第2の期間の前記エンジンの回転数の目標値を決定する工程と、
(c)前記第2の期間の前記エンジンの回転数が、前記工程(b)で決定された目標値になるように、前記エンジンの回転数を制御する工程と
を有するハイブリッド型作業機械の制御方法が提供される。
According to another aspect of the invention,
An engine that generates power, an electric motor that is connected to the engine and that performs an electric operation so that the power generated by the engine can be transmitted, and a motor generator that functions as a generator that performs an electric power generation operation; and When the motor generator functions as a motor, power is supplied to the motor generator. When the motor generator functions as a generator, the capacitor is supplied with power from the motor generator, and is generated at least in the engine. A control method of a hybrid work machine having a hydraulic load driven by being supplied with power and an electric load driven by being supplied with power from at least the capacitor,
(A) grasping time change or energy of power supplied to the hydraulic load and the electric load in the first period;
(B) determining a target value of the engine speed in the second period following the first period based on the time change or energy of the power grasped in the step (a);
And (c) controlling the engine speed so that the engine speed in the second period becomes the target value determined in the step (b). A method is provided.

本発明によれば、効率的なエンジン運用の可能なハイブリッド型作業機械、及び、その制御方法を提供することができる。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the hybrid type work machine in which efficient engine operation is possible, and its control method can be provided.

実施例によるハイブリッド型作業機械の側面図を示す。The side view of the hybrid type working machine by an Example is shown. ハイブリッド型作業機械のブロック図を示す。The block diagram of a hybrid type work machine is shown. 蓄電回路120の内部構成図を示す。The internal block diagram of the electrical storage circuit 120 is shown. 実施例によるハイブリッド型作業機械の制御方法について説明するための図である。It is a figure for demonstrating the control method of the hybrid type working machine by an Example. 実施例によるハイブリッド型作業機械の制御方法について説明するための図である。It is a figure for demonstrating the control method of the hybrid type working machine by an Example. 実施例によるハイブリッド型作業機械の制御方法について説明するための図である。It is a figure for demonstrating the control method of the hybrid type working machine by an Example. 制御装置30に含まれるCPU30Aの機能ブロック図である。3 is a functional block diagram of a CPU 30A included in the control device 30. FIG. エンジン回転数制御方法の従来例について説明するための図である。It is a figure for demonstrating the prior art example of an engine speed control method.

図1に、実施例によるハイブリッド型作業機械の側面図を示す。下部走行体(基体)1に、旋回機構2を介して上部旋回体3が搭載されている。旋回機構2は、電動機(モータ)を含み、上部旋回体3を時計回り、または反時計周りに旋回させる。上部旋回体3に、ブーム4が取り付けられている。ブーム4は、油圧駆動されるブームシリンダ7により、上部旋回体3に対して上下方向に揺動する。ブーム4の先端に、アーム5が取り付けられている。アーム5は、油圧駆動されるアームシリンダ8により、ブーム3に対して前後方向に揺動する。アーム5の先端にバケット6が取り付けられている。バケット6は、油圧駆動されるバケットシリンダ9により、アーム5に対して上下方向に揺動する。上部旋回体3には、さらに運転者を収容するキャビン10が搭載されている。   FIG. 1 shows a side view of a hybrid work machine according to an embodiment. An upper swing body 3 is mounted on the lower traveling body (base body) 1 via a swing mechanism 2. The turning mechanism 2 includes an electric motor (motor), and turns the upper turning body 3 clockwise or counterclockwise. A boom 4 is attached to the upper swing body 3. The boom 4 swings up and down with respect to the upper swing body 3 by a hydraulically driven boom cylinder 7. An arm 5 is attached to the tip of the boom 4. The arm 5 swings in the front-rear direction with respect to the boom 3 by an arm cylinder 8 that is hydraulically driven. A bucket 6 is attached to the tip of the arm 5. The bucket 6 swings up and down with respect to the arm 5 by a hydraulically driven bucket cylinder 9. The upper swing body 3 further includes a cabin 10 that accommodates a driver.

図2に、ハイブリッド型作業機械のブロック図を示す。図2において、機械的動力系を二重線で表し、高圧油圧ラインを太い実線で表し、電気系統を細い実線で表し、パイロットラインを破線で表す。   FIG. 2 shows a block diagram of the hybrid work machine. In FIG. 2, the mechanical power system is represented by a double line, the high-pressure hydraulic line is represented by a thick solid line, the electric system is represented by a thin solid line, and the pilot line is represented by a broken line.

エンジン11の駆動軸が変速機13の入力軸に連結されている。エンジン11には、電気以外の燃料によって駆動力を発生するエンジン、例えばディーゼルエンジン等の内燃機関が用いられる。エンジン11は、作業機械の運転中は、常時駆動されている。エンジン11の回転数は、制御装置30から発せられる指令値により制御される。   The drive shaft of the engine 11 is connected to the input shaft of the transmission 13. As the engine 11, an engine that generates a driving force by a fuel other than electricity, for example, an internal combustion engine such as a diesel engine is used. The engine 11 is always driven during operation of the work machine. The rotation speed of the engine 11 is controlled by a command value issued from the control device 30.

電動発電機12の駆動軸が、変速機13の他の入力軸に連結されている。電動発電機12は、電動(アシスト)運転と、発電運転との双方の運転動作を行うことができる。電動発電機12には、例えば磁石がロータ内部に埋め込まれた内部磁石埋込型(Internal Permanent Magnet; IPM)モータが用いられる。   The drive shaft of the motor generator 12 is connected to the other input shaft of the transmission 13. The motor generator 12 can perform both the electric (assist) operation and the power generation operation. As the motor generator 12, for example, an internal permanent magnet (IPM) motor in which a magnet is embedded in a rotor is used.

変速機13は、2つの入力軸と1つの出力軸とを有する。出力軸には、メインポンプ14の駆動軸が連結されている。また、出力軸には、出力軸の角速度を検出する角速度検出器130が設置されている。角速度検出器130で検出された出力軸の角速度は、制御装置30に入力される。   The transmission 13 has two input shafts and one output shaft. A drive shaft of the main pump 14 is connected to the output shaft. Further, an angular velocity detector 130 for detecting the angular velocity of the output shaft is installed on the output shaft. The angular velocity of the output shaft detected by the angular velocity detector 130 is input to the control device 30.

メインポンプ14の負荷が大きい場合には、電動発電機12がアシスト運転を行い、電動発電機12の駆動力が変速機13を介してメインポンプ14に伝達される。これにより、エンジン11に加わる負荷が軽減される。一方、メインポンプ14の負荷が小さい場合には、エンジン11の駆動力が変速機13を介して電動発電機12に伝達されることにより、電動発電機12が発電運転される。電動発電機12のアシスト運転と発電運転との切り替えは、電動発電機12に接続されたインバータ18により行われる。インバータ18は、制御装置30により制御される。   When the load on the main pump 14 is large, the motor generator 12 performs an assist operation, and the driving force of the motor generator 12 is transmitted to the main pump 14 via the transmission 13. Thereby, the load applied to the engine 11 is reduced. On the other hand, when the load on the main pump 14 is small, the driving force of the engine 11 is transmitted to the motor generator 12 via the transmission 13, so that the motor generator 12 is operated for power generation. Switching between the assist operation and the power generation operation of the motor generator 12 is performed by an inverter 18 connected to the motor generator 12. The inverter 18 is controlled by the control device 30.

制御装置30は、中央処理装置(Central Processing Unit; CPU)30A及び内部メモリ30Bを含む。CPU30Aは、内部メモリ30Bに格納されている駆動制御用プログラムを実行する。制御装置30は、表示装置35に、各種装置の劣化状態等を表示することにより、運転者の注意を喚起する。   The control device 30 includes a central processing unit (CPU) 30A and an internal memory 30B. The CPU 30A executes a drive control program stored in the internal memory 30B. The control device 30 alerts the driver by displaying the deterioration state of various devices on the display device 35.

メインポンプ14は、高圧油圧ライン16を介して、コントロールバルブ17に油圧を供給する。コントロールバルブ17は、運転者からの指令により、油圧モータ1A、1B、ブームシリンダ7、アームシリンダ8、及びパケットシリンダ9に油圧を分配する。油圧モータ1A及び1Bは、それぞれ図1に示した下部走行体を前後(紙面左右方向)に駆動するための駆動力を発生する。なお、高圧油圧ライン16には、メインポンプ14から吐出され、高圧油圧ライン16を流れる油の流量を計測する流量計131が設置されている。流量計131で計測された油の流量は、制御装置30に入力される。   The main pump 14 supplies hydraulic pressure to the control valve 17 via the high pressure hydraulic line 16. The control valve 17 distributes hydraulic pressure to the hydraulic motors 1A, 1B, the boom cylinder 7, the arm cylinder 8, and the packet cylinder 9 in accordance with a command from the driver. The hydraulic motors 1A and 1B each generate a driving force for driving the lower traveling body shown in FIG. The high-pressure hydraulic line 16 is provided with a flow meter 131 that measures the flow rate of oil discharged from the main pump 14 and flowing through the high-pressure hydraulic line 16. The flow rate of oil measured by the flow meter 131 is input to the control device 30.

電動発電機12の電気系統の入出力端子が、インバータ18を介して蓄電回路120のDCバスラインに接続されている。また、蓄電回路120のDCバスラインは、他のインバータ20を介して旋回用電動機21に接続されている。蓄電回路120のDCバスラインとインバータ20との間には、電流計132が配置されている。電流計132で測定された電流値は、制御装置30に入力される。   The input / output terminal of the electric system of the motor generator 12 is connected to the DC bus line of the storage circuit 120 via the inverter 18. The DC bus line of the storage circuit 120 is connected to the turning electric motor 21 via another inverter 20. An ammeter 132 is disposed between the DC bus line of the storage circuit 120 and the inverter 20. The current value measured by the ammeter 132 is input to the control device 30.

旋回用電動機21は、インバータ20からのパルス幅変調(Pulse Width Modulation; PWM)制御信号により交流駆動され、力行動作及び回生動作の双方の運転を行うことができる。旋回用電動機21には、例えばIPMモータが用いられる。   The turning electric motor 21 is AC driven by a pulse width modulation (PWM) control signal from the inverter 20 and can perform both a power running operation and a regenerative operation. For example, an IPM motor is used as the turning electric motor 21.

旋回用電動機21の力行動作中は、旋回用電動機21の回転力が変速機24を介して、図1に示した旋回機構2に伝達される。この際、変速機24は、回転速度を遅くする。これにより、旋回用電動機21で発生した回転力が増大して、旋回機構2に伝達される。また、回生運転時には、上部旋回体3の回転運動が、変速機24を介して旋回用電動機21に伝達されることにより、旋回用電動機21が回生電力を発生する。この際、変速機24は、力行運転の時とは逆に、回転速度を速める。これにより、旋回用電動機21の回転数を上昇させることができる。   During the power running operation of the turning electric motor 21, the rotational force of the turning electric motor 21 is transmitted to the turning mechanism 2 shown in FIG. 1 through the transmission 24. At this time, the transmission 24 reduces the rotation speed. As a result, the rotational force generated by the turning electric motor 21 increases and is transmitted to the turning mechanism 2. Further, during the regenerative operation, the rotational motion of the upper swing body 3 is transmitted to the turning electric motor 21 via the transmission 24, so that the turning electric motor 21 generates regenerative electric power. At this time, the transmission 24 increases the rotational speed, contrary to the power running operation. Thereby, the rotation speed of the electric motor 21 for rotation can be raised.

レゾルバ22が、旋回用電動機21の回転軸の回転方向の位置を検出する。検出結果は、制御装置30に入力される。   The resolver 22 detects the position of the rotation shaft of the turning electric motor 21 in the rotation direction. The detection result is input to the control device 30.

メカニカルブレーキ23が、旋回用電動機21の回転軸に連結されており、機械的な制動力を発生する。メカニカルブレーキ23は、制御装置30からの指令を受け、電磁的スイッチにより制動状態と解除状態が切り替えられる。   A mechanical brake 23 is connected to the rotating shaft of the turning electric motor 21 and generates a mechanical braking force. The mechanical brake 23 receives a command from the control device 30 and is switched between a braking state and a release state by an electromagnetic switch.

パイロットポンプ15が、油圧操作系に必要なパイロット圧を発生する。発生したパイロット圧は、パイロットライン25を介して操作装置26に供給される。操作装置26は、レバーやペダルを含み、運転者によって操作される。操作装置26は、パイロットライン25から供給される1次側の油圧を、運転者の操作に応じて、2次側の油圧に変換する。2次側の油圧は、油圧ライン27を介してコントロールバルブ17に伝達されると共に、他の油圧ライン28を介して圧力センサ29に伝達される。   The pilot pump 15 generates a pilot pressure necessary for the hydraulic operation system. The generated pilot pressure is supplied to the operating device 26 via the pilot line 25. The operating device 26 includes a lever and a pedal and is operated by a driver. The operating device 26 converts the primary side hydraulic pressure supplied from the pilot line 25 into a secondary side hydraulic pressure in accordance with the operation of the driver. The secondary side hydraulic pressure is transmitted to the control valve 17 via the hydraulic line 27 and to the pressure sensor 29 via the other hydraulic line 28.

圧力センサ29で検出された圧力の検出結果が、制御装置30に入力される。これにより、制御装置30は、下部走行体1、旋回機構2、ブーム4、アーム5、及びバケット6の操作の状況を検知することができる。   The detection result of the pressure detected by the pressure sensor 29 is input to the control device 30. Thereby, the control apparatus 30 can detect the operation state of the lower traveling body 1, the turning mechanism 2, the boom 4, the arm 5, and the bucket 6.

図3に、蓄電回路120の内部構成図を示す。蓄電回路120は、コンバータ100、DCバスライン110、及びキャパシタ19を含んで構成される。コンバータ100は、DCバスライン110の電圧が一定値になるように制御する。DCバスライン110は、平滑用コンデンサ105を含む。   FIG. 3 shows an internal configuration diagram of the power storage circuit 120. The power storage circuit 120 includes the converter 100, the DC bus line 110, and the capacitor 19. Converter 100 controls the voltage of DC bus line 110 to be a constant value. The DC bus line 110 includes a smoothing capacitor 105.

コンバータ100の一対の電源接続端子103A、103Bにキャパシタ19が接続されており、一対の出力端子104A、104BにDCバスライン110の平滑用コンデンサ105が接続されている。一方の電源接続端子103B、及び一方の出力端子104Bは接地されている。   The capacitor 19 is connected to the pair of power supply connection terminals 103A and 103B of the converter 100, and the smoothing capacitor 105 of the DC bus line 110 is connected to the pair of output terminals 104A and 104B. One power connection terminal 103B and one output terminal 104B are grounded.

DCバスライン110は、インバータ18、20を介して、電動発電機12及び旋回用電動機21に接続されている。   The DC bus line 110 is connected to the motor generator 12 and the turning electric motor 21 via inverters 18 and 20.

電動発電機12が発電運転されている期間は、電動発電機12によって発電された電力が、インバータ18を介してキャパシタ19に供給され、キャパシタ19が充電される。電動発電機12がアシスト運転されている期間は、必要な電力が、キャパシタ19からインバータ18を介して電動発電機12に供給される。   During the period in which the motor generator 12 is generating, the electric power generated by the motor generator 12 is supplied to the capacitor 19 via the inverter 18 and the capacitor 19 is charged. During the period in which the motor generator 12 is being assisted, necessary power is supplied from the capacitor 19 to the motor generator 12 via the inverter 18.

旋回用電動機21には、キャパシタ19から電力が供給される。また、旋回用電動機21で発生した回生電力は、キャパシタ19に蓄電される。   Electric power is supplied from the capacitor 19 to the turning electric motor 21. Further, the regenerative power generated by the turning electric motor 21 is stored in the capacitor 19.

平滑用コンデンサ105の両端に発生している電圧が、電圧計111により測定され、測定結果が制御装置30に入力される。   The voltage generated at both ends of the smoothing capacitor 105 is measured by the voltmeter 111, and the measurement result is input to the control device 30.

昇圧用の絶縁ゲートバイポーラトランジスタ(Insulated Gate Bipolar Transistor; IGBT)102Aのコレクタと、降圧用のIGBT102Bのエミッタとが相互に接続された直列回路が、出力端子104Aと104Bとの間に接続されている。昇圧用IGBT102Aのエミッタが接地され、降圧用IGBT102Bのコレクタが、高圧側の出力端子104Aに接続されている。昇圧用IGBT102Aと降圧用IGBT102Bの相互接続点が、リアクトル101を介して、高圧側の電源接続端子103Aに接続されている。   A series circuit in which a collector of a boosted insulated gate bipolar transistor (IGBT) 102A and an emitter of a step-down IGBT 102B are connected to each other is connected between output terminals 104A and 104B. . The emitter of the step-up IGBT 102A is grounded, and the collector of the step-down IGBT 102B is connected to the output terminal 104A on the high voltage side. An interconnection point between the step-up IGBT 102A and the step-down IGBT 102B is connected to the high-voltage side power supply connection terminal 103A via the reactor 101.

昇圧用IGBT102A及び降圧用IGBT102Bに、それぞれダイオード102a、102bが、エミッタからコレクタに向かう向きが順方向になる向きで並列接続されている。   Diodes 102a and 102b are connected in parallel to the step-up IGBT 102A and the step-down IGBT 102B, respectively, such that the direction from the emitter to the collector is the forward direction.

電源接続端子103Aと103Bとの間に接続された電圧計106が、キャパシタ19の端子間電圧を測定し、測定電圧に基づいて現在のキャパシタ19のSOC(充電率)が算出される。リアクトル101に直列に挿入された電流計107が、キャパシタ19の充放電電流を測定する。電圧及び電流の測定結果は、制御装置30に入力される。   A voltmeter 106 connected between the power connection terminals 103A and 103B measures the voltage across the terminals of the capacitor 19, and the current SOC (charge rate) of the capacitor 19 is calculated based on the measured voltage. An ammeter 107 inserted in series with the reactor 101 measures the charge / discharge current of the capacitor 19. The measurement results of voltage and current are input to the control device 30.

制御装置30は、DCバスライン110の電圧が一定値になるように、昇圧用IGBT102A及び降圧用IGBT102Bのゲート電圧を、パルス幅変調(PWM)制御する。   The control device 30 performs pulse width modulation (PWM) control on the gate voltages of the step-up IGBT 102A and the step-down IGBT 102B so that the voltage of the DC bus line 110 becomes a constant value.

以下、昇圧動作(放電動作)について説明する。DCバスライン110の電圧が低下した場合には、昇圧用IGBT102Aのゲート電圧をPWM制御することにより、キャパシタ19のエネルギの一部がリアクトル101に蓄えられ、ダイオード102bを介し、DCバスライン110へと供給されることにより、DCバスライン110の電圧が上昇する。   Hereinafter, the boosting operation (discharging operation) will be described. When the voltage of the DC bus line 110 decreases, a part of the energy of the capacitor 19 is stored in the reactor 101 by PWM control of the gate voltage of the boosting IGBT 102A, and to the DC bus line 110 via the diode 102b. , The voltage of the DC bus line 110 rises.

次に、降圧動作(充電動作)について説明する。DCバスライン110の電圧が増加した場合には、降圧用IGBT102Bのゲート電圧をPWM制御することにより、DCバスライン110のエネルギがキャパシタ19に流れ込むことで、DCバスライン110の電圧が低下する。   Next, the step-down operation (charging operation) will be described. When the voltage of the DC bus line 110 increases, the gate voltage of the step-down IGBT 102B is PWM-controlled so that the energy of the DC bus line 110 flows into the capacitor 19 and the voltage of the DC bus line 110 decreases.

図4〜図6を参照して、実施例によるハイブリッド型作業機械の制御方法について説明する。   With reference to FIGS. 4-6, the control method of the hybrid type working machine by an Example is demonstrated.

図4を参照する。図4の上段、中段、下段は、それぞれ作業機械の負荷出力(負荷要求出力)、蓄電回路120(キャパシタ19)のSOC、エンジン11の回転数の時間変化を示す。負荷出力は単位「kW」、SOCは単位「%」、エンジン回転数は単位「rpm」で表示する。時間は単位「秒」で表した。   Please refer to FIG. The upper stage, the middle stage, and the lower stage of FIG. 4 show changes over time in the load output (load request output) of the work machine, the SOC of the storage circuit 120 (capacitor 19), and the rotational speed of the engine 11, respectively. The load output is displayed in the unit “kW”, the SOC is displayed in the unit “%”, and the engine speed is displayed in the unit “rpm”. Time is expressed in units of seconds.

時刻T〜時刻Tを作業開始からの第1期間、時刻T〜時刻Tを第2期間、時刻T〜時刻Tを第3期間、時刻T〜時刻Tを第4期間とする。各期間の長さは等しくTcycであり、Tcycはたとえば数十分である。本図には、第1期間と第2期間の負荷出力波形が等しく、かつ第3期間と第4期間の負荷出力波形が等しい場合を示した。なお、期間長はオペレータが、たとえば作業内容に応じて、任意に設定することが可能である。 Time T 1 to Time T 2 are the first period from the start of work, Time T 2 to Time T 3 are the second period, Time T 3 to Time T 4 are the third period, and Time T 4 to Time T 5 are the fourth period Period. The length of each period is equal to T cyc , and T cyc is several tens of minutes, for example. This figure shows a case where the load output waveforms in the first period and the second period are equal and the load output waveforms in the third period and the fourth period are equal. The period length can be arbitrarily set by the operator, for example, according to the work content.

図5を参照して、負荷出力(負荷要求出力)について説明する。図5の上段、中段、下段は、それぞれ油圧出力(油圧要求出力)PHyd、電気出力(電気要求出力)PElc、負荷出力(負荷要求出力)の時間変化を示すグラフである。グラフの横軸は、時間を単位「秒」で示し、縦軸は、各出力を単位「kW」で示す。 The load output (load request output) will be described with reference to FIG. The upper stage, middle stage, and lower stage of FIG. 5 are graphs showing temporal changes in hydraulic output (hydraulic demand output) P Hyd , electrical output (electrical demand output) P Elc , and load output (load demand output), respectively. The horizontal axis of the graph indicates time in the unit “second”, and the vertical axis indicates each output in the unit “kW”.

油圧出力(油圧要求出力)PHydは油圧負荷に供給される単位時間当たりのエネルギ(パワー)である。油圧負荷は、油圧により駆動される構成部であり、図2に示すブームシリンダ7、アームシリンダ8、パケットシリンダ9、及び油圧モータ1A、1Bを含む。 The hydraulic output (hydraulic demand output) P Hyd is energy (power) per unit time supplied to the hydraulic load. The hydraulic load is a component driven by hydraulic pressure, and includes the boom cylinder 7, the arm cylinder 8, the packet cylinder 9, and the hydraulic motors 1A and 1B shown in FIG.

電気出力(電気要求出力)PElcは、電気負荷に供給される単位時間当たりのエネルギ(パワー)である。電気負荷は、電力で駆動される構成部であり、図2に示す旋回用電動機21を含む。 The electric output (electric demand output) P Elc is energy (power) per unit time supplied to the electric load. The electric load is a component driven by electric power, and includes the turning electric motor 21 shown in FIG.

負荷出力(負荷要求出力)は、作業機械の全負荷に供給される単位時間当たりのエネルギ(パワー)であり、油圧出力(油圧要求出力)PHydと電気出力(電気要求出力)PElcとの和で表される。 The load output (load required output) is the energy (power) per unit time supplied to the entire load of the work machine, and is the hydraulic output (hydraulic required output) P Hyd and the electric output (electrically required output) P Elc . Expressed in sum.

時刻t〜時刻tにおける油圧出力の時間変化が図の上段に示すグラフで表され、電気出力の時間変化が図の中段に示すグラフで表されるとき、負荷出力の変化は、それらの和として、図の下段に示すグラフで表される。なお、本図に示す出力変化のグラフにおいて、出力が負となっている時刻においては、回生電力が発生している。 Time variation of the hydraulic output is represented by the graph shown in the upper part of FIG at time t s ~ time t e, when the time change in the electrical output is represented by a graph shown in the middle figure of load output changes thereof The sum is represented by the graph shown in the lower part of the figure. In the graph of the output change shown in this figure, regenerative power is generated at the time when the output is negative.

時刻t〜時刻tにおける平均負荷出力PAveを次式(1)で定義する。 The average load output P Ave at time t s ~ time t e is defined by the following equation (1).

(数1)
(Equation 1)

ここで、   here,

(数2)
cyc=t−t
である。平均負荷出力PAveは、時刻t〜時刻tで定められる期間における負荷出力の平均を示す値である。本図下段のグラフにおいては、平均負荷出力PAveを二点鎖線で示した。
(Equation 2)
T cyc = t e -t s
It is. The average load output P Ave is a value that indicates the average of the load output during the period defined by the time t s ~ time t e. In the lower graph of this figure, the average load output P Ave is indicated by a two-dot chain line.

なお、時刻tは期間の始まりの時刻、時刻tは期間の終わりの時刻を示すため、たとえばtをT、tをTとしたとき、式(1)は、図4の第1期間における負荷出力の平均値を示す。 Since the time t s is the time of the beginning of the period, the time t e indicating the time of the end of the period, for example, when the t s to the T 1, t e and T 2, the formula (1) is, in FIG. 4 The average value of the load output in the first period is shown.

再び、図4を参照する。実施例によるハイブリッド型作業機械の制御方法においては、第n期間(nは自然数)の負荷出力、及び第n期間の終了時刻における蓄電回路120のSOCをもとに、第(n+1)期間のエンジン要求出力PEngReqを算出し、それに基づいて第(n+1)期間のエンジン11の回転数の目標値を決定する。エンジン要求出力PEngReqの算出、及びエンジン11の回転数の目標値の決定は制御装置30により行われる。回転数の目標値が決定された後、制御装置30は、エンジン11の回転数が決定された目標値になるようにエンジン11の回転数を制御する。 Reference is again made to FIG. In the control method of the hybrid work machine according to the embodiment, the engine in the (n + 1) period is based on the load output of the n period (n is a natural number) and the SOC of the power storage circuit 120 at the end time of the n period. The required output P EngReq is calculated, and based on this, the target value of the rotational speed of the engine 11 in the (n + 1) period is determined. Calculation of the engine required output P EngReq and determination of the target value of the rotation speed of the engine 11 are performed by the control device 30. After the target value of the rotational speed is determined, the control device 30 controls the rotational speed of the engine 11 so that the rotational speed of the engine 11 becomes the determined target value.

まず、第n期間の負荷出力をもとに、第n期間の平均負荷出力PAveを求める。第n期間の平均負荷出力PAveは、式(1)のtをT、tをTn+1に置き換えた次式(3)を用いて求めることができる。 First, an average load output P Ave for the nth period is obtained based on the load output for the nth period. The average load output P Ave of the n period may be determined using the following equation obtained by replacing t s of formula (1) T n, a t e to T n + 1 (3).

(数3)
(Equation 3)

ここで、   here,

(数4)
cyc=Tn+1−T
であり、第n期間の時間的な長さを意味する。
(Equation 4)
T cyc = T n + 1 −T n
It means the time length of the nth period.

次に、第n期間の終了時刻における蓄電回路120(キャパシタ19)のSOCをもとに、第(n+1)期間における必要充放電出力PBatを算出する。必要充放電出力PBatの算出に当たっては、まず第(n+1)期間における必要充放電量EBatを求める。 Next, the required charge / discharge output P Bat in the (n + 1) period is calculated based on the SOC of the power storage circuit 120 (capacitor 19) at the end time of the n period. In calculating the required charge / discharge output P Bat , first, the required charge / discharge amount E Bat in the (n + 1) period is obtained.

必要充放電量EBatは、SOC目標値SOCRefと、第n期間の終了時刻におけるSOCの計測値SOCMesとの差から、以下の式(5)によって求めることができる。 The required charge / discharge amount E Bat can be obtained from the difference between the SOC target value SOC Ref and the measured value SOC Mes of the SOC at the end time of the n-th period by the following equation (5).

(数5)
Bat=(SOCRef−SOCMes)×EBatFull
ここで、EBatFullは蓄電回路120(キャパシタ19)の満充電時のエネルギであり、蓄電回路120(キャパシタ19)に固有の値である。また、SOC目標値SOCRefは、蓄電回路120(キャパシタ19)のSOCを、それに近づけようとする一定値である。図4の中段には、SOC目標値SOCRefを点線で示した。なお、本図中段には、SOCMesの例として、第1期間の終了時刻TにおけるSOCをSOCT2、第2期間の終了時刻TにおけるSOCをSOCT3、第3期間の終了時刻TにおけるSOCをSOCT4、第4期間の終了時刻TにおけるSOCをSOCT5と記した。
(Equation 5)
E Bat = (SOC Ref -SOC Mes ) × E BatFull
Here, E BatFull is energy when the power storage circuit 120 (capacitor 19) is fully charged, and is a value specific to the power storage circuit 120 (capacitor 19). Further, the SOC target value SOC Ref is a constant value that tends to bring the SOC of the power storage circuit 120 (capacitor 19) closer to it. In the middle part of FIG. 4, the SOC target value SOC Ref is indicated by a dotted line. Incidentally, in this figure middle row, examples of SOC Mes, SOC T2 the SOC at end time T 2 of the first period, SOC T3 the SOC at end time T 3 of the second period, the end time T 4 of the third period the SOC in the SOC T4, the SOC at the end time T 5 of the fourth period was marked with the SOC T5.

第(n+1)期間における必要充放電出力PBatは、第(n+1)期間における必要充放電量EBatを用いて、 The required charge / discharge output P Bat in the (n + 1) period is calculated using the required charge / discharge amount E Bat in the (n + 1) period.

(数6)
Bat=EBat/Tcyc
により算出される。上式(6)におけるTcycは第(n+1)期間の時間的な長さを意味する。
(Equation 6)
P Bat = E Bat / T cyc
Is calculated by In the above equation (6), T cyc means the time length of the (n + 1) period.

第n期間の平均負荷出力PAveと、第(n+1)期間における必要充放電出力PBatとから、第(n+1)期間のエンジン要求出力PEngReqを次式(7)で算出する。 From the average load output P Ave in the nth period and the required charge / discharge output P Bat in the (n + 1) period, the engine required output P EngReq in the (n + 1) period is calculated by the following equation (7).

(数7)
EngReq=PAve+PBat
エンジン要求出力PEngReqは、第(n+1)期間においてエンジン11に期待されるエンジン出力PEngの平均値(平均目標出力)である。式(7)から理解されるように、実施例によるハイブリッド型作業機械の制御方法においては、第(n+1)期間におけるエンジン11のエンジン要求出力PEngReqを、第n期間の平均負荷出力PAveと、第n期間の終了時刻におけるSOCを、第(n+1)期間に、目標値SOCRefに復帰させるために必要な充放電出力PBatとの和で表される値とする。
(Equation 7)
P EngReq = P Ave + P Bat
The engine request output P EngReq is an average value (average target output) of the engine output P Eng expected for the engine 11 in the (n + 1) period. As understood from the equation (7), in the hybrid work machine control method according to the embodiment, the engine required output P EngReq of the engine 11 in the (n + 1) period is expressed as the average load output P Ave in the n period. The SOC at the end time of the n-th period is a value represented by the sum of the charge / discharge output P Bat necessary for returning to the target value SOC Ref in the (n + 1) -th period.

第n期間の負荷出力と蓄電回路120(キャパシタ19)のSOCに基づき、第(n+1)期間におけるエンジン要求出力PEngReqを式(7)で表される値とすることで、第(n+1)期間において、第n期間と同じ動作(負荷出力)であった場合に必要な動力を供給することが可能で、かつSOCを第(n+1)期間の終了時に目標値に戻すことができる。 Based on the load output of the nth period and the SOC of the power storage circuit 120 (capacitor 19), the engine required output P EngReq in the (n + 1) period is set to the value represented by the equation (7), so that the (n + 1) period , The necessary power can be supplied when the operation (load output) is the same as that in the nth period, and the SOC can be returned to the target value at the end of the (n + 1) period.

図6はエンジン11の等燃費線図である。図の横軸は、エンジン11の回転数を単位「rpm」で示し、縦軸は、エンジン11の発生するトルクを単位「N・m」で示す。本図には、3つの等燃費線α〜γを示した。等燃費線α上の燃費は高く、等燃費線γ線上の燃費は低い。等燃費線β上の燃費は、その中間の値をとる。ここで燃費とは、単位仕事量当たりに要する燃料消費量をいい、単位「g/kWh」で表される。曲線TMaxは、発生可能なトルクの最大値のエンジン回転数依存性を示す。 FIG. 6 is an iso-fuel consumption diagram of the engine 11. In the figure, the horizontal axis indicates the number of revolutions of the engine 11 in the unit “rpm”, and the vertical axis indicates the torque generated by the engine 11 in the unit “N · m”. In this figure, three equal fuel consumption lines α to γ are shown. The fuel consumption on the iso-fuel consumption line α is high and the fuel consumption on the iso-fuel consumption line γ line is low. The fuel consumption on the equal fuel consumption line β takes an intermediate value. Here, the fuel consumption refers to a fuel consumption amount required per unit work, and is represented by a unit “g / kWh”. Curve T Max shows the engine speed dependency of the maximum value of torque that can be generated.

式(7)により、第(n+1)期間のエンジン要求出力PEngReqが算出されたら、第(n+1)期間におけるエンジン11の回転数を決定する。エンジン出力PEng[W]は、エンジン回転数N[rpm]とエンジンの発生するトルクT[N・m]とを用いて、次式(8)で求められる。 When the engine request output P EngReq in the (n + 1) period is calculated by the equation (7), the rotational speed of the engine 11 in the (n + 1) period is determined. The engine output P Eng [W] is obtained by the following equation (8) using the engine speed N [rpm] and the torque T [N · m] generated by the engine.

(数8)
Eng=2×π×T×N/60
式(8)からわかるように、一定のエンジン出力PEngを発生させる回転数NとトルクTとは反比例の関係にある。一定のエンジン出力PEngを発生させる回転数NとトルクTとの関係を示す曲線を等馬力線という。図6の等燃費線図中には、等馬力線δ1〜δ3を一点鎖線で示した。等馬力線δ1は、大きいエンジン出力Eを発生させる回転数NとトルクTとの関係を表し、等馬力線δ3は、小さいエンジン出力Eを発生させるそれを表す。等馬力線δ2は、その中間のエンジン出力Eを発生させる回転数NとトルクTとの関係を示す。なお、図中のNBfrは、第n期間のエンジン11の回転数を示す。
(Equation 8)
P Eng = 2 × π × T × N / 60
As can be seen from Equation (8), the rotational speed N that generates a constant engine output P Eng and the torque T are in an inversely proportional relationship. A curve indicating the relationship between the rotational speed N and the torque T that generates a constant engine output P Eng is referred to as an equal horsepower line. In the iso-fuel consumption diagram of FIG. 6, equal horsepower lines δ1 to δ3 are indicated by alternate long and short dash lines. Equal horsepower line δ1 represents the relationship between the rotational speed N and the torque T to generate a large engine output E 1, equal horsepower line δ3 represent it to generate a smaller engine output E 3. Equal horsepower line δ2 indicates the relationship between the rotational speed N and the torque T to generate an intermediate of the engine output E 2. In addition, NBfr in the figure indicates the rotational speed of the engine 11 in the n-th period.

たとえば式(7)により、算出された第(n+1)期間のエンジン要求出力PEngReqがEであるとき、第(n+1)期間におけるエンジン11の回転数NAftを、TMaxを超えない範囲において、等馬力線δ2上で最も燃費が低く(良く)なる回転数とする。そのように決定されたエンジン11の回転数の目標値を、本図においては、NAftBestと表した。なお、エンジン11の回転数の目標値は、NAftBestに基づき、NAftBestと異なる値に決定することも可能である。 For example, when the calculated engine request output P EngReq in the (n + 1) period is E 2 according to the equation (7), the engine speed N Aft of the engine 11 in the (n + 1) period is within a range not exceeding T Max . The rotational speed at which the fuel consumption is lowest (good) on the equal horsepower line δ2. The target value of the engine speed determined in this way is represented as N AfterBest in this drawing. The target value rotational speed of the engine 11, based on the N AftBest, it is also possible to determine the different and N AftBest value.

三度、図4を参照する。時刻T〜時刻Tの第1期間においては、エンジン11は初期値y[rpm]の回転数で運転される。時刻T〜時刻Tの第2期間のエンジン11回転数の目標値を定めるに当たっては、まず、第1期間の負荷出力(油圧出力PHydと電気出力PElcとの和)、及び第1期間の終了時刻における蓄電回路120のSOCをもとに、式(3)〜(7)を用いて、第2期間のエンジン要求出力PEngReqを算出する。 Three times, refer to FIG. In the first period from time T 1 to time T 2 , the engine 11 is operated at the rotation speed of the initial value y [rpm]. In determining the target value of the engine 11 rotational speed in the second period from time T 2 to time T 3 , first, the load output (the sum of the hydraulic output P Hyd and the electric output P Elc ) in the first period, and the first Based on the SOC of power storage circuit 120 at the end time of the period, engine request output P EngReq for the second period is calculated using equations (3) to (7).

第1期間の平均負荷出力PAveは、式(3)においてn=1とした下式(9)で求められる。 The average load output P Ave in the first period is obtained by the following equation (9) where n = 1 in the equation (3).

(数9)
(Equation 9)

ここで、油圧出力PHyd[W]は、変速機13の出力軸の回転数N[rpm]とメインポンプ14の発生するトルクT[N・m]とを用いて、次式(10)で求められる。 Here, the hydraulic output P Hyd [W] is expressed by the following equation (10) using the rotational speed N A [rpm] of the output shaft of the transmission 13 and the torque T A [N · m] generated by the main pump 14. ).

(数10)
Hyd=2×π×T×N/60
回転数Nは、角速度検出器130で測定された出力軸の角速度から把握される。トルクT[N・m]は、回転数N、圧力センサ29で検出される2次側の油圧P[Pa]、及び流量計131で測定される油の流量Q[m/min]をもとに、次式(11)で計算される。
(Equation 10)
P Hyd = 2 × π × T A × N A / 60
Rotational speed N A is grasped from the angular velocity of the output shaft measured by the angular velocity detector 130. The torque T A [N · m] includes the rotational speed N A , the secondary hydraulic pressure P A [Pa] detected by the pressure sensor 29, and the oil flow rate Q A [m 3 / [Min] is calculated by the following equation (11).

(数11)
=P×Q/(2×π×N
また、電気出力PElc[W]は、電流計132で検出される電流値I[A]及び電圧計111で検出される電圧値V[V]を用いて、次式(12)で計算される。
(Equation 11)
T A = P A × Q A / (2 × π × N A )
The electrical output P Elc [W] is expressed by the following equation (12) using the current value I A [A] detected by the ammeter 132 and the voltage value V A [V] detected by the voltmeter 111. Calculated.

(数12)
Elc=I×V
第2期間における必要充放電出力PBatは、式(5)及び(6)から、下式(13)で求められる。
(Equation 12)
P Elc = I A × V A
The required charge / discharge output P Bat in the second period is obtained by the following equation (13) from the equations (5) and (6).

(数13)
Bat=(SOCRef−SOCT2)×EBatFull/Tcyc
式(9)と式(13)で求められた値を加算して、第2期間のエンジン要求出力PEngReqを得る。なお、エンジン要求出力PEngReqの算出に必要な諸量、たとえばTcyc、SOCRef、EBatFullは、制御装置30の内部メモリ30Bに記憶されている。
(Equation 13)
P Bat = (SOC Ref −SOC T2 ) × E BatFull / T cyc
By adding the values obtained by Expression (9) and Expression (13), the engine required output P EngReq in the second period is obtained. It should be noted that various quantities necessary for calculating the engine required output P EngReq , for example, T cyc , SOC Ref , and E BatFull are stored in the internal memory 30 </ b> B of the control device 30.

次に、算出された第2期間のエンジン要求出力PEngReqをエンジン出力とする等馬力線上で、エンジン回転数がy[rpm]のときの燃費以下の燃費を実現するエンジン回転数、望ましくは最低燃費を実現するエンジン回転数xを選択、決定する。 Next, on the equal horsepower line with the calculated engine demand output P EngReq in the second period as the engine output, the engine speed that achieves fuel consumption equal to or lower than that when the engine speed is y [rpm], preferably the lowest The engine speed x that achieves fuel efficiency is selected and determined.

内部メモリ30Bには、たとえばエンジン要求出力PEngReq値の範囲ごとに、最低燃費を実現するエンジン11の回転数が記憶されている。制御装置30は、その記憶内容を参照して、第2期間のエンジン11回転数の目標値を決定する。 The internal memory 30B stores, for example, the number of revolutions of the engine 11 that achieves the lowest fuel consumption for each range of the engine required output P EngReq value. The control device 30 refers to the stored content and determines a target value for the engine 11 rotation speed in the second period.

エンジン11回転数の目標値が決定されたら、制御装置30は、エンジン回転数を指令する指令値を変更して、エンジン11に送信する。エンジン11は、制御装置30から伝えられる指令に従い、第2期間中、決定された一定回転数で駆動する。   When the target value of the engine speed 11 is determined, the control device 30 changes the command value for instructing the engine speed and transmits it to the engine 11. The engine 11 is driven at the determined constant rotational speed during the second period in accordance with a command transmitted from the control device 30.

エンジン11の回転数を変更する場合は、緩やかに行う。図4には、エンジン回転数の変更時間をTとして示した。エンジン回転数の変化率(x−y)/Tは、たとえばオペレータが違和感を覚えない程度であることが望ましい。 When changing the rotation speed of the engine 11, it is performed gently. FIG. 4 shows the change time of the engine rotational speed as a T H. It is desirable that the engine speed change rate (xy) / TH is, for example, such that the operator does not feel uncomfortable.

なお、エンジン11の回転数を変更する場合は、メインポンプ14の吐出量もあわせて変更する。このように第2期間のエンジン11の回転数を、第1期間の負荷出力及び第1期間終了時のSOCに基づいて決定することにより、たとえば本図に示すような第1期間と第2期間の負荷出力波形が等しい場合には、時刻Tにおける充電率SOCT3は充電率の目標値SOCRefと一致する。 In addition, when changing the rotation speed of the engine 11, the discharge amount of the main pump 14 is also changed. Thus, by determining the rotation speed of the engine 11 in the second period based on the load output in the first period and the SOC at the end of the first period, for example, the first period and the second period as shown in FIG. when the load output waveform equal to the charging rate SOC T3 at time T 3 is equal to the target value SOC Ref charging rate.

第3期間のエンジン11回転数の目標値は、第2期間の負荷出力、及び第2期間の終了時刻Tにおける蓄電回路120(キャパシタ19)のSOCをもとに決定される。図4には、第3期間のエンジン11回転数の目標値が、第2期間のエンジン11回転数と等しい値xに決定された場合を示した。このような場合には、エンジン回転数を指令する指令値を変更する必要はない。 Engine 11 rotational speed target value of the third period is determined load output of the second period, and the SOC of the power storage circuit 120 (capacitor 19) at the end time T 3 of the second period based. FIG. 4 shows a case where the target value of the engine 11 rotation speed in the third period is determined to be a value x equal to the engine 11 rotation speed in the second period. In such a case, there is no need to change the command value for commanding the engine speed.

しかしながら時刻T以降は作業形態等が変化し、第1期間及び第2期間における負荷出力パタンとは異なるパタンとなって、第3期間の平均負荷出力PAveは、第1、第2期間のそれより大きくなっている。その結果、時刻Tでの計測SOCMes(SOCT4)は、充電率の目標値SOCRefより小さな値となる。したがって第3期間における測定値を基に、同様に式(9)と式(13)とで求められた値を加算し、たとえば第2、第3期間におけるエンジン要求出力Eよりも大きい、第4期間におけるエンジン要求出力Eを得る。第4期間のエンジン要求出力Eは、図6において等馬力線δ1に沿った出力である。ここで図6において、NAftBestのエンジン回転数を維持した状態でエンジン出力δ1に対応させるとTMaxを超えるが、たとえTMaxを超えないとした場合であっても、燃費が著しく悪くなってしまう。このため時刻Tにおいてエンジン要求出力Eを得ると、制御装置30はエンジン11の回転数を等馬力線δ1上で最も燃費がよい回転数(z)へ変化させる。このように前期間における平均負荷に応じてエンジン出力を変更することにより、燃費効率を改善することができる。更に、エンジン要求出力の変更に合わせて最も燃費がよい回転数へエンジン回転数が変更されるので、エンジンの燃費を更に向上させることができる。 However the time T 3 after the change work forms and the like, the load output pattern in the first period and the second period becomes different patterns, the average load output P Ave of the third period, the first, the second period It is bigger than that. As a result, the measured SOC Mes (SOC T4) at time T 4, a smaller value than the target value SOC Ref charging rate. Therefore, based on the measured values in the third period, the values obtained in the same manner as in Expression (9) and Expression (13) are added, for example, larger than the engine required output E 2 in the second and third periods. obtaining a requested engine output E 1 in 4 periods. Requested engine output E 1 of the fourth period is output along the equal horsepower line δ1 6. Here, in FIG. 6, when the engine speed of N AfterBest is maintained and it is made to correspond to the engine output δ1, it will exceed T Max , but even if it does not exceed T Max , the fuel consumption will be remarkably deteriorated. End up. Obtains a requested engine output E 1 in this order time T 4, the control device 30 alters the most fuel efficiency rpm on equal horsepower line δ1 the speed of the engine 11 (z). Thus, fuel efficiency can be improved by changing the engine output according to the average load in the previous period. Further, since the engine speed is changed to the speed with the best fuel efficiency in accordance with the change in the engine required output, the fuel efficiency of the engine can be further improved.

そして第4期間における平均負荷が第3期間と同一であれば、時刻Tにおける充電率SOCT5は充電率の目標値SOCRefと一致する。 The average load in the fourth period is as long as the same as the third time period, the charging rate SOC T5 at time T 5 coincides with the target value SOC Ref charging rate.

実施例によるハイブリッド型作業機械の制御方法によれば、エンジンを効率的に運用することができる。また、低燃費でエンジンを駆動することができる。   According to the control method for the hybrid work machine according to the embodiment, the engine can be operated efficiently. Further, the engine can be driven with low fuel consumption.

図7は、制御装置30に含まれるCPU30Aの機能ブロック図である。本図を参照して、変形例によるハイブリッド型作業機械の制御方法について説明する。   FIG. 7 is a functional block diagram of the CPU 30 </ b> A included in the control device 30. With reference to this figure, the control method of the hybrid type working machine by a modification is demonstrated.

CPU30Aは、出力条件算出部、及び動力分配部を備える。出力条件算出部は、エンジン11とバッテリ(キャパシタ19)の出力条件を算出する。   The CPU 30A includes an output condition calculation unit and a power distribution unit. The output condition calculation unit calculates the output conditions of the engine 11 and the battery (capacitor 19).

これまで説明してきたように、油圧負荷要求出力と電気負荷要求出力とから前期間の平均負荷出力が算出され、これと、バッテリ(キャパシタ19)電圧から導出される蓄電回路120(キャパシタ19)のSOCとに基づいてエンジン要求出力が算出される。そしてエンジン要求出力をもとにエンジン回転数の目標値が算出される。   As described so far, the average load output of the previous period is calculated from the hydraulic load request output and the electrical load request output, and this and the storage circuit 120 (capacitor 19) derived from the battery (capacitor 19) voltage. An engine request output is calculated based on the SOC. Then, a target value of the engine speed is calculated based on the engine required output.

たとえば第2期間のエンジン11回転数の目標値がxと決定され、エンジン11が回転数xで運転される場合、そのエンジン回転数xがブロック30A−1に入力される。ブロック30A−1は、たとえば図示するような、エンジン回転数によって定まる適正なエンジン出力の上限値、及び下限値を示すマップまたは変換テーブルを参照し、回転数xにおけるエンジン出力上限値P、及びエンジン出力下限値Pを決定する。なお、マップまたは変換テーブルは、制御装置30の内部メモリ30Bに格納されている。 For example, when the target value of the engine 11 rotation speed in the second period is determined to be x and the engine 11 is operated at the rotation speed x, the engine rotation speed x is input to the block 30A-1. Block 30A-1 is, for instance as illustrated, the upper limit of the proper engine output determined by the engine speed, and with reference to the map or conversion table showing the lower limit, the engine in rpm x output upper limit value P H, and determining the engine output lower limit value P L. The map or the conversion table is stored in the internal memory 30B of the control device 30.

出力条件算出部の他のブロック30A−2には、バッテリ電圧から導出される蓄電回路120(キャパシタ19)のSOCが入力され、バッテリ現在出力上限値、バッテリ現在出力下限値、及びバッテリ出力目標値が決定される。   The SOC of the power storage circuit 120 (capacitor 19) derived from the battery voltage is input to the other block 30A-2 of the output condition calculation unit, and the battery current output upper limit value, the battery current output lower limit value, and the battery output target value Is determined.

出力条件算出部のブロック30A−1、30A−2で決定されたエンジン出力上限値P、エンジン出力下限値P、バッテリ現在出力上限値、バッテリ現在出力下限値、及びバッテリ出力目標値は、動力分配部に入力される。 The engine output upper limit value P H , the engine output lower limit value P L , the battery current output upper limit value, the battery current output lower limit value, and the battery output target value determined in the blocks 30A-1 and 30A-2 of the output condition calculation unit are: Input to the power distribution unit.

動力分配部は、これら入力された値、及び油圧負荷要求出力、電気負荷要求出力に基づいて、油圧負荷出力、電気負荷出力、及びアシストモータ出力指令を決定する。制御装置30は、油圧負荷出力に基づいて油圧負荷に供給する油圧を制御し、電気負荷出力に基づいて電気負荷に供給する電力を制御し、アシストモータ出力指令に基づいてアシストモータ(電動発電機12)によるエンジン11のアシスト量及びアシストモータによる発電量を制御する。制御装置30の制御によって、エンジン11回転数がxとされる第2期間においては、エンジン11の出力PEngは、エンジン出力下限値P以上、エンジン出力上限値P以下の範囲とされる。 The power distribution unit determines a hydraulic load output, an electric load output, and an assist motor output command based on the input values, the hydraulic load request output, and the electric load request output. The control device 30 controls the hydraulic pressure supplied to the hydraulic load based on the hydraulic load output, controls the power supplied to the electric load based on the electrical load output, and assist motor (motor generator based on the assist motor output command) The assist amount of the engine 11 and the power generation amount by the assist motor according to 12) are controlled. According to the control by the control device 30, in the second period in which the engine 11 speed is a x, the output P Eng of the engine 11, the engine output a lower limit value P L or more, are the scope of the following engine output upper limit value P H .

変形例による制御方法においては、たとえば第2期間において、エンジン11が回転数xで駆動されている場合に、エンジン11の出力PEngがエンジン出力上限値Pとなる時間が一定時間、たとえば5分を超えたときには、その時点で第2期間を終了し、図4〜図6を参照して説明した方法(実施例による制御方法)と同様の方法により、続く第3期間(たとえば初期設定期間長Tcyc)におけるエンジン11の回転数を決定する。このような制御により、更に、作業効率を向上させることができる。 In the control method according to the modification, for example, in the second period, when the engine 11 is driven at a rotational speed x, the output P Eng time constant time satisfying the engine output upper limit value P H of the engine 11, for example 5 When the minute is exceeded, the second period is terminated at that time, and the third period (for example, the initial setting period) is continued by a method similar to the method (control method according to the embodiment) described with reference to FIGS. The number of revolutions of the engine 11 in the length T cyc ) is determined. Such control can further improve the working efficiency.

たとえば制御装置30は、第2期間において、エンジン11の出力PEngがエンジン出力上限値Pとなる時間を計測する。そして計測値と所定値、たとえば5分とを比較する。計測値が5分を超えたとき、第2期間を終了し、第3期間のエンジン11回転数を決定する。 For example, the control unit 30, in the second period, measures the time which the output P Eng of the engine 11 is an engine output upper limit value P H. Then, the measured value is compared with a predetermined value, for example, 5 minutes. When the measured value exceeds 5 minutes, the second period is ended and the engine 11 rotational speed in the third period is determined.

以上、実施例及び変形例に沿って本発明を説明したが、本発明はこれらに制限されるものではない。   As mentioned above, although this invention was demonstrated along the Example and the modification, this invention is not restrict | limited to these.

たとえば実施例においては、第n期間の終了時刻と第(n+1)期間の開始時刻が一致していたが、一致していなくてもよい。   For example, in the embodiment, the end time of the n-th period and the start time of the (n + 1) -th period coincide with each other.

また、実施例においては、第n期間の負荷出力の平均値に基づき、出力(パワー)の次元での算出値に基づいて、第(n+1)期間のエンジン11の回転数の目標値を決定したが、たとえば第n期間において全負荷に供給されたエネルギに基づき、エネルギの次元での算出値に基づいて、第(n+1)期間のエンジン11の回転数の目標値を決定してもよい。   In the embodiment, the target value of the rotational speed of the engine 11 in the (n + 1) period is determined based on the calculated value in the output (power) dimension based on the average value of the load output in the n period. However, for example, based on the energy supplied to the entire load in the nth period, the target value of the rotational speed of the engine 11 in the (n + 1) period may be determined based on the calculated value in the energy dimension.

更に、変形例においては、エンジン11の出力PEngがエンジン出力上限値Pとなる時間が一定時間を超えたときに新たなエンジン11回転数を決定したが、エンジン11の出力PEngがエンジン出力下限値Pとなる時間が一定時間を超えたときに、エンジン11回転数を新たに決定することもできる。 Further, in the modified example, the output P Eng of the engine 11 has determined a new engine 11 rotational speed when the time becomes the engine output upper limit value P H exceeds the predetermined time, the output P Eng of the engine 11 is an engine when the time becomes the output lower limit value P L has exceeded the predetermined time, it is also possible to newly determine engine 11 speed.

たとえば制御装置30は、第2期間において、エンジン11の出力PEngがエンジン出力下限値Pとなる時間を計測する。そして計測値と所定値、たとえば6分とを比較する。計測値が6分を超えたとき、第2期間を終了し、第3期間のエンジン11回転数を決定する。 For example, the control unit 30, in the second period, measures the time that the output P Eng of the engine 11 is an engine output lower limit value P L. Then, the measured value is compared with a predetermined value, for example, 6 minutes. When the measured value exceeds 6 minutes, the second period is ended and the engine 11 rotational speed in the third period is determined.

その他、種々の変更、改良、組み合わせ等が可能なことは当業者に自明であろう。   It will be apparent to those skilled in the art that other various modifications, improvements, combinations, and the like can be made.

ハイブリッド型作業機械一般に利用することができる。   It can be used for hybrid work machines in general.

1 下部走行体(基体)
1A、1B 油圧モータ
2 旋回機構
3 上部旋回体
4 ブーム
5 アーム
6 バケット
7 ブームシリンダ
8 アームシリンダ
9 バケットシリンダ
10 キャビン
11 エンジン
12 電動発電機
13 変速機
14 メインポンプ
15 パイロットポンプ
16 高圧油圧ライン
17 コントロールバルブ
18 インバータ
19 キャパシタ
20 インバータ
21 旋回用電動機
22 レゾルバ
23 メカニカルブレーキ
24 変速機
25 パイロットライン
26 操作装置
27、28 油圧ライン
29 圧力センサ
30 制御装置
35 表示装置
100 コンバータ(キャパシタ充放電回路)
101 リアクトル
102A 昇圧用IGBT
102B 降圧用IGBT
102a、102b ダイオード
103A、103B 電源接続端子
104A、104B 出力端子
105 平滑用コンデンサ
106 電圧計
107 電流計
110 DCバスライン
111 電圧計
120 蓄電回路
130 角速度検出器
131 流量計
132 電流計
1 Lower traveling body (base)
1A, 1B Hydraulic motor 2 Turning mechanism 3 Upper turning body 4 Boom 5 Arm 6 Bucket 7 Boom cylinder 8 Arm cylinder 9 Bucket cylinder 10 Cabin 11 Engine 12 Motor generator 13 Transmission 14 Main pump 15 Pilot pump 16 High pressure hydraulic line 17 Control Valve 18 Inverter 19 Capacitor 20 Inverter 21 Turning motor 22 Resolver 23 Mechanical brake 24 Transmission 25 Pilot line 26 Operating device 27, 28 Hydraulic line 29 Pressure sensor 30 Control device 35 Display device 100 Converter (capacitor charge / discharge circuit)
101 Reactor 102A Boost IGBT
102B IGBT for step-down
102a, 102b Diodes 103A, 103B Power connection terminals 104A, 104B Output terminal 105 Smoothing capacitor 106 Voltmeter 107 Ammeter 110 DC bus line 111 Voltmeter 120 Power storage circuit 130 Angular velocity detector 131 Flow meter 132 Ammeter

Claims (13)

動力を発生するエンジンと、
前記エンジンで発生された動力が伝達可能であるように、前記エンジンに接続され、電動動作を行う電動機、及び発電動作を行う発電機として機能する電動発電機と、
前記電動発電機が電動機として機能するときには、前記電動発電機に電力を供給し、前記電動発電機が発電機として機能するときには、前記電動発電機から電力が供給されるキャパシタと、
少なくとも前記エンジンで発生した動力が供給されて駆動される油圧負荷と、
少なくとも前記キャパシタからの電力が供給されて駆動される電気負荷と、
前記エンジンの回転数を制御する制御装置と
を有し、
前記制御装置は、第1の期間における、前記油圧負荷と前記電気負荷とに供給されるパワーの時間変化またはエネルギに基づいて、前記第1の期間に続く第2の期間の前記エンジンの回転数の目標値を決定し、決定された目標値になるように回転数を制御するハイブリッド型作業機械。
An engine that generates power,
A motor that is connected to the engine and performs an electric operation, and a motor generator that functions as a generator that performs a power generation operation, so that the power generated by the engine can be transmitted;
When the motor generator functions as a motor, power is supplied to the motor generator, and when the motor generator functions as a generator, a capacitor is supplied with power from the motor generator;
A hydraulic load driven by at least the power generated by the engine; and
An electric load driven by being supplied with power from at least the capacitor;
A control device for controlling the rotational speed of the engine,
The controller controls the engine speed in a second period following the first period based on a temporal change or energy of power supplied to the hydraulic load and the electric load in the first period. A hybrid work machine that determines the target value of the machine and controls the rotational speed so that the determined target value is obtained.
前記制御装置は、前記第2の期間における前記エンジンの平均目標出力を導出し、前記エンジンを前記平均目標出力で駆動したときの燃費が最低となる回転数に基づいて、前記エンジンの回転数の目標値を決定する請求項1に記載のハイブリッド型作業機械。   The control device derives an average target output of the engine in the second period, and determines the engine speed based on the speed at which the fuel consumption is lowest when the engine is driven at the average target output. The hybrid work machine according to claim 1, wherein a target value is determined. 前記制御装置は、前記第1の期間における、前記油圧負荷と前記電気負荷とに供給されるパワーの時間平均値に基づいて、前記第2の期間の前記エンジンの回転数の目標値を決定する請求項1または2に記載のハイブリッド型作業機械。 The control device determines a target value of the engine speed in the second period based on a time average value of power supplied to the hydraulic load and the electric load in the first period. The hybrid work machine according to claim 1 or 2. 前記制御装置は、前記第1の期間において、前記エンジンの出力が上限値となる時間を計測し、計測結果と第1の値とを比較し、計測結果が前記第1の値を超えたとき、または、前記第1の期間において、前記エンジンの出力が下限値となる時間を計測し、計測結果と第2の値とを比較し、計測結果が前記第2の値を超えたときに、前記第1の期間を終了する請求項1〜3のいずれか1項に記載のハイブリッド型作業機械。   The control device measures a time during which the output of the engine is an upper limit value in the first period, compares the measurement result with the first value, and the measurement result exceeds the first value. Or, in the first period, when the output of the engine becomes a lower limit value is measured, the measurement result is compared with the second value, and when the measurement result exceeds the second value, The hybrid work machine according to claim 1, wherein the first period is ended. 前記制御装置は、前記第1の期間の終了時点における前記キャパシタの充電率にも応じて、前記第2の期間の前記エンジンの回転数の目標値を決定する請求項1〜4のいずれか1項に記載のハイブリッド型作業機械。   5. The control device according to claim 1, wherein the control device determines a target value of the engine speed in the second period according to a charging rate of the capacitor at the end of the first period. The hybrid type work machine according to the item. 動力を発生するエンジンと、前記エンジンで発生された動力が伝達可能であるように、前記エンジンに接続され、電動動作を行う電動機、及び発電動作を行う発電機として機能する電動発電機と、前記電動発電機が電動機として機能するときには、前記電動発電機に電力を供給し、前記電動発電機が発電機として機能するときには、前記電動発電機から電力が供給されるキャパシタと、少なくとも前記エンジンで発生した動力が供給されて駆動される油圧負荷と、少なくとも前記キャパシタからの電力が供給されて駆動される電気負荷とを有するハイブリッド型作業機械の制御方法であって、
(a)第1の期間における、前記油圧負荷と前記電気負荷とに供給されるパワーの時間変化またはエネルギを把握する工程と、
(b)前記工程(a)で把握されたパワーの時間変化またはエネルギに基づいて、前記第1の期間に続く第2の期間の前記エンジンの回転数の目標値を決定する工程と、
(c)前記第2の期間の前記エンジンの回転数が、前記工程(b)で決定された目標値になるように、前記エンジンの回転数を制御する工程と
を有するハイブリッド型作業機械の制御方法。
An engine that generates power, an electric motor that is connected to the engine and that performs an electric operation so that the power generated by the engine can be transmitted, and a motor generator that functions as a generator that performs an electric power generation operation; and When the motor generator functions as a motor, power is supplied to the motor generator. When the motor generator functions as a generator, the capacitor is supplied with power from the motor generator, and is generated at least in the engine. A control method of a hybrid work machine having a hydraulic load driven by being supplied with power and an electric load driven by being supplied with power from at least the capacitor,
(A) grasping time change or energy of power supplied to the hydraulic load and the electric load in the first period;
(B) determining a target value of the engine speed in the second period following the first period based on the time change or energy of the power grasped in the step (a);
And (c) controlling the engine speed so that the engine speed in the second period becomes the target value determined in the step (b). Method.
前記工程(b)が、
(b1)前記工程(a)で把握されたパワーの時間変化またはエネルギに基づいて、前記第2の期間における前記エンジンの平均目標出力を導出する工程と、
(b2)前記エンジンを前記平均目標出力で駆動したときの燃費が最低となる回転数に基づいて、前記エンジンの回転数の目標値を決定する工程と
を含む請求項6に記載のハイブリッド型作業機械の制御方法。
The step (b)
(B1) deriving an average target output of the engine in the second period based on the time change or energy of the power grasped in the step (a);
The hybrid type work according to claim 6, further comprising: (b2) determining a target value of the engine speed based on the engine speed at which the fuel consumption is lowest when the engine is driven at the average target output. How to control the machine.
前記工程(b)において、前記第1の期間における、前記油圧負荷と前記電気負荷とに供給されるパワーの時間平均値に基づいて、前記第2の期間の前記エンジンの回転数の目標値を決定する請求項6または7に記載のハイブリッド型作業機械の制御方法。 In the step (b), based on a time average value of power supplied to the hydraulic load and the electric load in the first period, a target value of the engine speed in the second period is determined. The method for controlling a hybrid work machine according to claim 6 or 7, wherein the method is determined. 前記工程(a)が、
(a1)前記第1の期間において、前記エンジンの出力が上限値となる時間を計測する工程と、
(a2)前記工程(a1)で計測された時間と第1の値とを比較し、計測された時間が前記第1の値を超えたとき、前記第1の期間を終了する工程と
を含む請求項6〜8のいずれか1項に記載のハイブリッド型作業機械の制御方法。
The step (a)
(A1) measuring a time during which the output of the engine is an upper limit value in the first period;
(A2) comparing the time measured in the step (a1) with a first value and terminating the first period when the measured time exceeds the first value. The method for controlling a hybrid work machine according to any one of claims 6 to 8.
前記工程(a)が、
(a3)前記第1の期間において、前記エンジンの出力が下限値となる時間を計測する工程と、
(a4)前記工程(a3)で計測された時間と第2の値とを比較し、計測された時間が前記第2の値を超えたとき、前記第1の期間を終了する工程と
を含む請求項6〜9のいずれか1項に記載のハイブリッド型作業機械の制御方法。
The step (a)
(A3) measuring a time during which the output of the engine becomes a lower limit value in the first period;
(A4) comparing the time measured in the step (a3) with a second value and ending the first period when the measured time exceeds the second value. The control method of the hybrid type work machine of any one of Claims 6-9.
前記工程(b)において、前記第2の期間の前記エンジンの回転数の目標値を、前記第1の期間の終了時点における前記キャパシタの充電率にも応じて決定する請求項6〜10のいずれか1項に記載のハイブリッド型作業機械の制御方法。   The said process (b) WHEREIN: The target value of the rotation speed of the said engine of the said 2nd period is determined according to the charging rate of the said capacitor in the end time of the said 1st period. A control method for a hybrid type work machine according to claim 1. 前記制御装置は、前記第2の期間中、決定された目標値の一定回転数で前記エンジンを
駆動する請求項1〜5のいずれか1項に記載のハイブリッド型作業機械。
6. The hybrid work machine according to claim 1, wherein the control device drives the engine at a constant rotational speed of a determined target value during the second period.
前記工程(c)において、前記第2の期間中、前記エンジンを一定回転数で駆動する請求項6乃至11のいずれか1項に記載のハイブリッド型作業機械の制御方法。
The method for controlling a hybrid type work machine according to any one of claims 6 to 11, wherein in the step (c), the engine is driven at a constant rotation speed during the second period.
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JP5124033B2 (en) * 2011-05-18 2013-01-23 株式会社小松製作所 Engine control device for work machine and engine control method thereof
JP5959874B2 (en) * 2012-02-15 2016-08-02 日立建機株式会社 Hybrid work vehicle
JP6073168B2 (en) * 2013-03-27 2017-02-01 住友建機株式会社 Excavator
JP6077365B2 (en) * 2013-04-01 2017-02-08 株式会社神戸製鋼所 Engine control device and hybrid construction machine equipped with the same

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3214285B2 (en) * 1995-03-16 2001-10-02 トヨタ自動車株式会社 Power generation control method and device in series hybrid vehicle
JP3405084B2 (en) * 1996-09-10 2003-05-12 日産自動車株式会社 Control device for series hybrid electric vehicle
JP4188902B2 (en) * 2004-11-22 2008-12-03 日立建機株式会社 Control equipment for hydraulic construction machinery
JP5053394B2 (en) * 2008-02-18 2012-10-17 株式会社小松製作所 Engine control apparatus and control method therefor

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