JP5936585B2

JP5936585B2 - 駆動装置の制御装置、風力発電装置、及び駆動装置の制御方法

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Publication number: JP5936585B2
Application number: JP2013180989A
Authority: JP
Inventors: 岩崎　聡; 聡岩崎; 秀和一瀬
Original assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Current assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Priority date: 2013-09-02
Filing date: 2013-09-02
Publication date: 2016-06-22
Anticipated expiration: 2033-09-02
Also published as: JP2015048772A

Description

本発明は、駆動装置の制御装置、風力発電装置、及び駆動装置の制御方法に関するものである。

複数のアクチュエータによって駆動する駆動装置として、例えば特許文献１には、可変容量型油圧ポンプの吐出油を複数のアクチュエータによって給排制御するように構成した油圧制御回路が開示されている。
このような複数のアクチュエータによって駆動する駆動装置は、最大出力で駆動する場合は、全てのアクチュエータを動作させる一方、部分出力で駆動する場合は、一部のアクチュエータのみを動作させる。

特開昭６１−１７１９０１号公報

しかしながら、アクチュエータを動作させる順番が予め決められていると、一部のアクチュエータの使用頻度が多くなり、アクチュエータの機械疲労に偏りが生じる可能性がある。

本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであって、簡易な構成で、アクチュエータの使用頻度に偏りが生じることを抑制できる、駆動装置の制御装置、風力発電装置、及び駆動装置の制御方法を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、本発明の駆動装置の制御装置、風力発電装置、及び駆動装置の制御方法は以下の手段を採用する。

本発明の第一態様に係る駆動装置の制御装置は、複数のアクチュエータが連動して動作することによって駆動する駆動装置の制御装置であって、動作させるために選択した回数を前記アクチュエータ毎に記憶する記憶手段と、前記回数が他の前記アクチュエータよりも相対的に少ない前記アクチュエータを優先的に動作させることで前記駆動装置を制御する制御手段と、を備える。

本構成によれば、制御装置は、複数のアクチュエータが連動して動作することによって駆動する駆動装置を制御する。

本構成は、動作させるために選択した回数がアクチュエータ毎に記憶手段に記憶される。
そして、制御手段によって、上記回数が他のアクチュエータよりも相対的に少ないアクチュエータを優先的に動作させることで駆動装置を制御する。
このように、制御手段は、動作させるアクチュエータの優先順位は予め決めていない。動作させる優先順位を決めた場合、駆動装置が多数（例えば１００以上）のアクチュエータで駆動するものであると、アクチュエータの優先順位を決定する作業が複雑となる。

このように、本構成は、動作させないアクチュエータを決定するので、簡易な構成で、アクチュエータの使用頻度に偏りが生じることを抑制できる。

上記第一態様では、前記記憶手段が、前記回数が相対的に多い前記アクチュエータを非動作とするための閾値を前記アクチュエータ毎に記憶し、前記制御手段が、前記回数が所定の設定回数を超えた前記アクチュエータの前記閾値を増加させ、前記閾値が他の前記アクチュエータよりも大きい前記アクチュエータを動作させないことが好ましい。

本構成によれば、閾値を基準にアクチュエータの動作又は非動作を決定するので、より簡易な構成で、アクチュエータの使用頻度に偏りが生じることを抑制できる。

上記第一態様では、前記記憶手段が、前記回数を前記アクチュエータ毎に他の前記アクチュエータとの相対値として記憶することが好ましい。

本構成によれば、記憶手段に記憶される回数がオーバーフローすることを防止できる。

本発明の第二態様に係る風力発電装置は、上記記載の制御装置と、翼が設けられているロータのシャフトに接続され、周方向に複数の山部及び谷部が交互に設けられた円形のカムと、前記カムの周面に当接するように放射状に複数配置されると共にバルブの開閉によって作動油の流入出が制御されるピストンである前記アクチュエータが、前記ロータのシャフトの回転によって往復運動を行って作動油を圧送する油圧ポンプと、前記油圧ポンプから圧送されてきた作動油の流入出がバルブの開閉によって制御される複数のピストンが、該作動油によって往復運動を行って発電機のシャフトを回転させる油圧モータと、を備える。

上記第二態様では、動作させる前記ピストンの数が、前記発電機の出力指令値に応じて定められ、前記制御装置が、前記指令値が変化する毎に動作をさせる前記ピストン及び動作を制限する前記ピストンを決定することが好ましい。

本発明の第三態様に係る駆動装置の制御方法は、複数のアクチュエータが連動して動作することによって駆動する駆動装置の制御方法であって、動作させるために選択した回数を前記アクチュエータ毎に記憶する第１工程と、前記回数が他の前記アクチュエータよりも相対的に少ないアクチュエータを優先的に動作させることで前記駆動装置を制御する第２工程と、を含む。

本発明によれば、簡易な構成で、アクチュエータの使用頻度に偏りが生じることを抑制できる、という優れた効果を有する。

本発明の実施形態に係る風力発電装置の外観図である。本発明の実施形態に係る風力発電装置の電気的構造、及び油圧を用いてロータの回転を増速させて発電機へ伝達する構造を示した模式図である。本発明の実施形態に係る油圧ポンプの構成図である。動作アクチュエータ決定処理の一例の流れを示すフローチャートである。本発明の実施形態に係る油圧制御部の構成図である。本発明の実施形態に係る動作アクチュエータ決定処理の流れを示すフローチャートである。

以下に、本発明に係る駆動装置の制御装置、風力発電装置、及び駆動装置の制御方法の一実施形態について、図面を参照して説明する。

図１は、本実施形態に係る風力発電装置１０の外観図である。
本実施形態に係る風力発電装置１０は、発生した電力を電力系統へ送電するために系統連系されており、一例として洋上に設置される。風力発電装置１０は、基礎１２上に立設されるタワー（支柱）１４と、タワー１４の上端に設置されるナセル１６と、略水平な軸線周りに回転可能にしてナセル１６に設けられるロータ１８とを有している。

ロータ１８には、その回転軸線周りに放射状にして複数（本実施形態では、一例として３つ）の翼２０が取り付けられている。これにより、ロータ１８の回転軸線方向から翼２０に当たった風の力が、ロータ１８を回転軸線周りに回転させる動力に変換され、該動力が発電機２９によって電力に変換される。なお、翼２０は、風向きに対して回動可能なようにロータ１８に連結されており、翼２０のピッチ角度が変化可能とされている。

図２は、本実施形態に係る風力発電装置１０の電気的構造、及び油圧を用いてロータ１８の回転を増速させて発電機２９（例えば同期発電機）へ伝達する構造を示した模式図である。本実施形態に係る風力発電装置１０は、ロータ１８の回転を図３に示されるカム３０及び油圧ポンプ３２、並びに油圧モータ３４で構成される油圧駆動装置によって増速させて発電機２９へ伝達する。

ロータ１８にはナセル１６内側に向けてロータシャフト３６が設けられ、ロータシャフト３６の端部には、周方向に複数の山部及び谷部が交互に設けられた円形のカム３０が接続されている。
カム３０の周囲には、アクチュエータであるピストン３８によって対応するシリンダ４０内の作動油を圧送する油圧ポンプ３２が設けられている。
油圧ポンプ３２が有するピストン３８は、カム３０の周面に当接するように放射状に複数配置されると共にバルブ（不図示）の開閉によって作動油の流入出が制御される。そして、ロータ１８の回転に伴ってカム３０が回転することによって、ピストン３８が、カム３０の山部と谷部とに交互に当接することとなる。ピストン３８がカム３０の山部に当接すると、ピストン３８は作動油をシリンダ４０外へ送出し、ピストン３８が谷部に当接すると、ピストン３８は作動油をシリンダ４０内へ吸引する。

なお、図３では、一部のシリンダ４０の断面及びピストン３８とカム３０との当接状態を図示し、他のシリンダ４０におけるピストン３８とカム３０との当接状態については省略している。

一方、発電機２９のシャフト４２の端部には、ロータ１８の回転を増速させて発電機２９へ伝達する油圧モータ３４が設けられている。すなわち、油圧モータ３４は、油圧ポンプ３２から圧送されてきた作動油によって回転し、発電機２９を回転駆動させる。
油圧モータ３４は、シャフト４２を中心として複数のシリンダ４０が放射状に配置され、シャフト４２にはシリンダ４０に設けられたピストン３８がロッドを介して接続されている。そして、油圧モータ３４は、各シリンダ４０へ油圧ポンプ３２から高圧マニホールド４４を介して作動油が送油されることによって、シリンダ４０に設けられたピストン３８が往復運動を行って、発電機２９のシャフト４２を回転させる。また、油圧モータ３４のシリンダ４０から押し出された作動油は、低圧マニホールド４６を介して油圧ポンプ３２へ戻される。なお、油圧モータ３４を構成するシリンダ４０も、油圧ポンプ３２から圧送されてきた作動油の流入出がバルブ（不図示）の開閉によって制御される。

高圧マニホールド４４には、油圧ポンプ３２及び油圧モータ３４へ流入出する作動油を蓄えるアキュムレータ４８が設けられている。

発電機２９は、回転駆動することにより発電し、他の風力発電装置１０等が接続されている母線５０に昇圧変圧器５２を介して接続され、さらに連系変圧器５４を介して電力系統５６へ接続されている。これにより、風力発電装置１０は、発電出力を電力系統５６へ送電可能とされている。

また、風力発電装置１０は、風力発電装置１０の制御を司る風車制御装置６０を備えている。風車制御装置６０は、例えば、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＡＭ（Random Access Memory）、及びコンピュータ読み取り可能な記録媒体等から構成されている。そして、後述するＰＩ制御部６２、出力指令値生成部６４、及び油圧制御部６６の各種機能を実現するための一連の処理は、一例として、プログラムの形式で記録媒体等に記録されており、このプログラムをＣＰＵがＲＡＭ等に読み出して、情報の加工・演算処理を実行することにより、各種機能が実現される。

風車制御装置６０は、ロータ１８の回転数の目標値を示した目標ロータ回転数と計測されたロータ１８の回転数であるロータ回転数との差分をＰＩ制御部６２へ入力し、ロータ１８の回転数が目標ロータ回転数となるように翼ピッチ角指令値を生成してピッチ角を変更するピッチアクチュエータ（不図示）へ出力する。
また、風車制御装置６０は、出力指令値生成部６４によってロータ回転数に応じた発電機２９の出力指令値を生成し、油圧ポンプ３２及び油圧モータ３４を制御する油圧制御部６６へ出力する。

油圧制御部６６は、油圧ポンプ３２及び油圧モータ３４を駆動させるための制御指令値を油圧ポンプ３２及び油圧モータ３４へ出力する。

本実施形態に係る油圧制御部６６は、発電機２９の出力指令値に応じて動作させるピストン３８を決定する動作アクチュエータ決定処理を行い、油圧ポンプ３２及び油圧モータ３４のピストン３８を動作させる。

風力発電装置１０を全負荷で運転する場合には、油圧ポンプ３２が有するピストン３８は全て動作する。なお、ここでいうピストン３８の動作とは、シリンダ４０内への作動油の流入出を制御するバルブ（不図示）が全て開状態とされている場合である。このバルブは、ピストン３８（シリンダ４０）毎に設けられており、油圧制御部６６によって各々開閉が制御される。一方、ロータ１８の回転力が弱く風力発電装置１０が部分負荷で運転される場合には、部分負荷に応じた一部のピストン３８のみが動作する。すなわち、動作しないピストン３８に対応するバルブは閉状態とされ、シリンダ４０内への作動油の流入出が行われない。

ここで、油圧ポンプ３２を駆動させる場合に、動作させるピストン３８を決定する動作アクチュエータ決定処理の流れの一例を図４に示す。アクチュエータ決定処理は、発電機２９の出力指令値ｒが決定されると、油圧制御部６６によって開始される。一例として、発電機２９の出力指令値ｒは、発電機２９を最大出力で駆動させる場合に“１”とされ、発電機２９を駆動させない場合に“０”とされる。
すなわち、発電機２９の出力指令値ｒは“０”から“１”の間で、“１”をアクチュエータ数で割った値刻みで変化する。例えば、アクチュエータ数が１０個の場合、出力指令値ｒは“０．１”刻みで“０”から“１”の間を変化し、出力指令値ｒ＝１の場合、全てのアクチュエータは、動作する。

油圧制御部６６は、油圧ポンプ３２及び油圧モータ３４に対して同様のアクチュエータ決定処理を行い、動作させるピストン３８を決定する。
なお、以下に説明する動作アクチュエータ決定処理では、ピストン３８をアクチュエータと称呼する。

まず、ステップ１００では、アクチュエータの識別番号ｉを“０”とする。
識別番号ｉは、アクチュエータ毎に設けられており、“０”から“アクチュエータ数Ａ_ｎｕｍ−１”までの正の整数である。

次のステップ１０２では、出力指令値ｒの積算値である積算指令値ｒ_ａｄｄを、ｒ_ａｄｄ＝ｒ_ａｄｄ＋ｒによって算出する。

次のステップ１０４では、積算指令値ｒ_ａｄｄが予め定められた基準値Ｓ（本例では“１．０”）以下であるか否かを判定し、肯定判定の場合はステップ１０６へ移行し、否定判定の場合はステップ１１０へ移行する。

ステップ１０６では、ステップ１００で設定した識別番号ｉのアクチュエータを、動作させるアクチュエータ（以下、「動作機」とい。）として選択する。これと共に、ステップ１０６では、積算指令値ｒ_ａｄｄを基準値Ｓ＝１で減算することで積算指令値ｒ_ａｄｄ＝０とし、ステップ１０８へ移行する。

ステップ１０８では、アクチュエータの識別番号ｉをインクリメントする。

次のステップ１１０では、アクチュエータの識別番号ｉがアクチュエータ数Ａ_ｎｕｍ−１以下であるか否かを判定し、肯定判定の場合はステップ１０２へ戻り、否定判定の場合はステップ１１２へ移行する。

ステップ１１２では、次の計算周期（予め設定されたＴ秒後）に到達したか否か判定し、肯定判定の場合はステップ１００へ戻り、否定判定の場合は待ち状態となる。

次に、具体例を示して図４に示される動作アクチュエータ決定処理を説明する。

一例として、油圧ポンプ３２及び油圧モータ３４のピストン３８（アクチュエータ）を各々１０個（ｉ＝０〜９）とし、出力指令値ｒを“０．１”とする。なお、アクチュエータの数は、説明の簡略化のために１０個としているが、本実施形態に係る油圧ポンプ３２及び油圧モータ３４は、１００個以上のアクチュエータで構成されている。

識別番号ｉ＝０の場合、ステップ１０２で算出される積分指令値ｒ_ａｄｄは０．１となる。この場合、積分指令値ｒ_ａｄｄは、基準値Ｓ＝１．０よりも小さいので、識別番号ｉ＝０のアクチュエータは、動作機として選択されない。
識別番号ｉ＝１の場合、ステップ１０２で算出される積分指令値ｒ_ａｄｄは０．２となる。この場合、積分指令値ｒ_ａｄｄは、基準値Ｓ＝１．０よりも小さいので、識別番号ｉ＝１のアクチュエータは、動作機として選択されない。

同様に、識別番号ｉ＝３〜８の場合も、ステップ１０２で算出される積分指令値ｒ_ａｄｄは、基準値Ｓ＝１．０よりも小さい。このため、識別番号ｉ＝３〜８のアクチュエータは、動作機として選択されない。

識別番号ｉ＝９の場合、ステップ１０２で算出される積分指令値ｒ_ａｄｄは１．０となる。この場合、積分指令値ｒ_ａｄｄは、基準値Ｓ＝１．０と同じなので、識別番号ｉ＝９のアクチュエータが、動作機として選択される。そして、ステップ１０６で積算指令値ｒ_ａｄｄを基準値Ｓ＝１で減算することで積算指令値ｒ_ａｄｄ＝０とする。

このように、図４に示される動作アクチュエータ決定処理では、発電機２９の出力指令値ｒ＝０．１の場合、上述した識別番号ｉ＝０〜９に対する処理を繰り返すので、識別番号ｉ＝９のアクチュエータのみが常に動作することとなり、アクチュエータの動作頻度が偏ることとなる。

他の例として、出力指令値ｒを“０．２”とする。

識別番号ｉ＝０〜３の場合、積分指令値ｒ_ａｄｄは、基準値Ｓ＝１．０よりも小さいので、識別番号ｉ＝０〜３のアクチュエータは、動作機として選択されない。

識別番号ｉ＝４の場合、ステップ１０２で算出される積分指令値ｒ_ａｄｄは１．０となる。この場合、積分指令値ｒ_ａｄｄは、基準値Ｓ＝１．０と同じなので、識別番号ｉ＝４のアクチュエータが、動作機として選択される。そして、ステップ１０６で積算指令値ｒ_ａｄｄを基準値Ｓ＝１で減算することで積算指令値ｒ_ａｄｄ＝０とする。

積算指令値ｒ_ａｄｄ＝０となったため、識別番号ｉ＝５〜８の場合も、ステップ１０２で算出される積分指令値ｒ_ａｄｄは、基準値Ｓ＝１．０よりも小さい。このため、識別番号ｉ＝５〜８のアクチュエータは、動作機として選択されない。

このように、図４に示される動作アクチュエータ決定処理では、発電機２９の出力指令値ｒ＝０．２の場合、上述した識別番号ｉ＝０〜９に対する処理を繰り返すので、識別番号ｉ＝４，９のアクチュエータのみが常に動作することとなり、アクチュエータの動作頻度が偏ることとなる。

そこで、本実施形態に係る油圧制御部６６は、図５に示されるように、動作させるために選択した回数（以下、「動作回数」という。）をアクチュエータであるピストン３８毎に記憶する記憶部７０と、動作回数が他のアクチュエータよりも相対的に少ないアクチュエータを優先的に動作させることで、油圧ポンプ３２及び油圧モータ３４を制御するアクチュエータ制御部７２とを備える。
なお、記憶部７０は、アクチュエータ毎の動作回数として、他のアクチュエータの動作回数との相対的な差である動作相対回数を記憶する。動作相対回数は、アクチュエータの動作回数が動作回数減算変数で減算されることにより算出され、記憶部７０に記憶される。動作回数減算変数は、記憶部７０に予め記憶されている。

アクチュエータ制御部７２による、動作回数が相対的に少ないアクチュエータを優先的に動作させることは、換言すると、動作回数が他のアクチュエータよりも相対的に多いアクチュエータを動作させずに、他のアクチュエータを動作させることである。なお、出力指令値ｒが大きい場合等、出力指令値ｒによっては、動作回数に係わりなく全てのアクチュエータが動作される。
また、アクチュエータ制御部７２は、動作させるアクチュエータの優先順位は予め決めていない。動作させる優先順位を決めた場合、駆動装置（本実施形態では油圧ポンプ３２及び油圧モータ３４）が多数（例えば１００以上）のアクチュエータで駆動するものであると、アクチュエータの優先順位を決定する作業が複雑となる。そこで、アクチュエータ制御部７２は、動作させないアクチュエータを決定するので、簡易な構成で、アクチュエータの使用頻度に偏りが生じることを抑制できる。

また、本実施形態に係る記憶部７０は、回数が相対的に多いアクチュエータを非動作とするための閾値（以下、「動作閾値」という。）をアクチュエータ毎に記憶する。
そして、本実施形態に係るアクチュエータ制御部７２は、動作回数が所定の設定回数を超えたアクチュエータの動作閾値を増加させ、動作閾値が他のアクチュエータよりも大きいアクチュエータを動作させない。

このように、本実施形態に係る風車制御装置６０は、動作閾値を基準にアクチュエータの動作又は非動作を決定するので、より簡易な構成で、アクチュエータの使用頻度に偏りが生じることを抑制できる。

なお、アクチュエータの動作相対回数と動作閾値は、アクチュエータの識別番号と紐付けされて記憶部７０に記憶されている。

図６は、本実施形態に係る動作アクチュエータ決定処理（動作アクチュエータ決定プログラム）の流れを示すフローチャートである。本実施形態に係るアクチュエータ決定処理は、発電機２９の出力指令値ｒが決定されると、アクチュエータ制御部７２によって開始される。

まず、ステップ２００では、記憶部７０からアクチュエータ毎の動作相対回数Ｎｕｍ[ｉ]、アクチュエータ毎の動作閾値Ｒ_ｓ[ｉ]を読み出す。変数ｉは“０”から“アクチュエータ数Ａ_ｎｕｍ−１”である。なお、アクチュエータ毎の動作相対回数Ｎｕｍ[ｉ]の初期値は“０”である。アクチュエータ毎の動作閾値Ｒ_ｓ[ｉ]の初期値は“１．０”である。

また、記憶部７０からは、動作回数減算変数Ｒ_ｎｕｍ、動作回数最小値Ｎｕｍ_ｍｉｎ、及び停止相対回数Ｎｕｍ_ｍａｘも読み出される。
動作回数が最も少ないアクチュエータの回数である動作回数最小値Ｎｕｍ_ｍｉｎは、例えば“０”又は“１”である。なお、Ｎｕｍ_ｍｉｎを“０”又は“１”としている理由は、記憶部７０が、アクチュエータの動作回数を絶対値として記憶せずに、他のアクチュエータの動作回数との相対値として記憶するためである。アクチュエータの動作回数を絶対値としてカウントした場合、動作回数は増え続けてオーバーフローし、記憶部７０で記憶できなくなる可能性がある。しかし、記憶部７０が、動作回数をアクチュエータ毎に他のアクチュエータとの相対値として記憶することによって、オーバーフローすることが防止される。
停止相対回数Ｎｕｍ_ｍａｘは、アクチュエータの動作閾値Ｒ_ｓ[ｉ]を増加させるための設定回数である。

次のステップ２０２では、アクチュエータの識別番号ｉを“０”とする。

次のステップ２０４では、出力指令値ｒの積算値である積算指令値ｒ_ａｄｄを、ｒ_ａｄｄ＝ｒ_ａｄｄ＋ｒによって算出する。また、これと共にステップ２０４では、動作相対回数Ｎｕｍ[ｉ]から動作回数減算変数Ｒ_ｎｕｍを減算する。これにより、動作相対回数Ｎｕｍ[ｉ]は、他のアクチュエータの動作回数との相対値となる。

次のステップ２０６では、積算指令値ｒ_ａｄｄが動作閾値Ｒ_ｓ[ｉ]以上であるか否かを判定し、肯定判定の場合はステップ２０８へ移行し、否定判定の場合はステップ２１０へ移行する。

ステップ２０８では、ステップ２０２で設定した識別番号ｉのアクチュエータを動作機として選択する。これと共に、ステップ２０８では、積算指令値ｒ_ａｄｄを基準値Ｓ＝１で減算して積算指令値ｒ_ａｄｄ＝０とし、かつ動作相対回数Ｎｕｍ[ｉ]をインクリメントし、ステプ２１０へ移行する。

ステップ２１０では、動作相対回数Ｎｕｍ[ｉ]が停止相対回数Ｎｕｍ_ｍａｘを超えるか否かを判定し、肯定判定の場合はステップ２１２へ移行し、否定判定の場合はステップ２１４へ移行する。

ステップ２１２では、動作閾値Ｒ_ｓ[ｉ]を“２．０”とし、ステップ２１６へ移行する。すなわち、“１．０”の動作閾値Ｒ_ｓ[ｉ]は“２．０”とされ、“２．０”の動作閾値Ｒ_ｓ[ｉ]は変更されない。動作閾値Ｒ_ｓ[ｉ]が“２．０”とされたアクチュエータは、詳細を後述するように動作機として選択されない。

ステップ２１４では、動作閾値Ｒ_ｓ[ｉ]を“１．０”とし、ステップ２１６へ移行する。すなわち、“２．０”の動作閾値Ｒ_ｓ[ｉ]は“１．０”とされ、“１．０”の動作閾値Ｒ_ｓ[ｉ]は変更されない。動作閾値Ｒ_ｓ[ｉ]が“２．０”から“１．０”とされたアクチュエータは、再び動作機として選択可能となる。

ステップ２１６では、動作回数最小値Ｎｕｍ_ｍｉｎが動作相対回数Ｎｕｍ[ｉ]を超えるか否かを判定し、肯定判定の場合はステップ２１８へ移行し、否定判定の場合はステップ２２０へ移行する。

ステップ２１８では、動作回数最小値Ｎｕｍ_ｍｉｎを動作相対回数Ｎｕｍ[ｉ]とし、ステップ２２０へ移行する。

ステップ２２０では、アクチュエータの識別番号ｉをインクリメントする。

次のステップ２２２では、アクチュエータの識別番号ｉがアクチュエータ数Ａ_ｎｕｍ−１以下であるか否かを判定し、肯定判定の場合はステップ２０４へ戻り、否定判定の場合はステップ２２４へ移行する。

ステップ２２４では、動作回数最小値Ｎｕｍ_ｍｉｎが“０”であるか否かを判定し、肯定判定の場合はステップ２２６へ移行し、否定判定の場合はステップ２２８へ移行する。

ステップ２２６では、動作回数減算変数Ｒ_ｎｕｍを“０”とし、ステップ２３０へ移行する。

ステップ２２８では、動作回数減算変数Ｒ_ｎｕｍを“１”とし、ステップ２３０へ移行する。
ステップ２２４で動作回数最小値Ｎｕｍ_ｍｉｎが“０”でない場合、すなわち動作回数最小値Ｎｕｍ_ｍｉｎが“１”である場合、ステップ２２８で動作回数減算変数Ｒ_ｎｕｍを“１”とすることによって、後述するステップ２３０を経てステップ２０４へ戻った場合に、全てのアクチュエータの動作回数から動作回数減算変数Ｒ_ｎｕｍの値が減算される。

ステップ２３０では、次の計算周期（予め設定されたＴ秒後）に到達したか否か判定し、肯定判定の場合はステップ２０２へ戻り、否定判定の場合は待ち状態となる。

次に、具体例を示して図６に示される本実施形態に係る動作アクチュエータ決定処理を説明する。

一例として、油圧ポンプ３２及び油圧モータ３４が、各々１０個（ｉ＝０〜９）のアクチュエータで構成され、出力指令値ｒ＝０．２とし、停止相対回数Ｎｕｍ_ｍａｘを“１０”とする。

識別番号ｉ＝０〜３の場合、ステップ２０４で算出される積分指令値ｒ_ａｄｄは０．２となる。この場合、積分指令値ｒ_ａｄｄは、動作閾値Ｒ_ｓ[ｉ]＝１よりも小さいので、識別番号ｉ＝０〜３のアクチュエータは、動作機として選択されない。

識別番号ｉ＝４の場合、ステップ２０４で算出される積分指令値ｒ_ａｄｄは１．０となる。この場合、積分指令値ｒ_ａｄｄは、動作閾値Ｒ_ｓ[４]＝１と同じなので、識別番号ｉ＝４のアクチュエータが、動作機として選択される。そして、ステップ２０８で積算指令値ｒ_ａｄｄを基準値Ｓ＝１で減算することで積算指令値ｒ_ａｄｄ＝０とし、動作相対回数Ｎｕｍ[４]をインクリメントして“１”とする。

積算指令値ｒ_ａｄｄ＝０となったため、識別番号ｉ＝５〜８の場合も、ステップ２０４で算出される積分指令値ｒ_ａｄｄは、動作閾値Ｒ_ｓ[ｉ]＝１よりも小さい。このため、識別番号ｉ＝５〜８のアクチュエータは、動作機として選択されない。

識別番号ｉ＝９の場合、ステップ２０４で算出される積分指令値ｒ_ａｄｄは１．０となる。この場合、積分指令値ｒ_ａｄｄは、動作閾値Ｒ_ｓ[９]＝１と同じなので、識別番号ｉ＝９のアクチュエータが、動作機として選択される。そして、ステップ２０８で積算指令値ｒ_ａｄｄを基準値Ｓ＝１で減算することで積算指令値ｒ_ａｄｄ＝０とし、動作相対回数Ｎｕｍ[９]をインクリメントして“１”とする。

このように、出力指令値ｒ＝０．２による発電機２９の駆動が継続されると識別番号ｉ＝４，９のアクチュエータのみが動作し、動作相対回数Ｎｕｍ[４]と動作相対回数Ｎｕｍ[９]のみがインクリメントされて増加する。
そして、動作相対回数Ｎｕｍ[４]と動作相対回数Ｎｕｍ[９]が、停止相対回数Ｎｕｍ_ｍａｘよりも一つ少ない“９”とすると、本実施形態に係る動作アクチュエータ決定処理は、以下の様な処理を行う。

識別番号ｉ＝０〜３の場合、ステップ２０４で算出される積分指令値ｒ_ａｄｄは０．２となり、動作閾値Ｒ_ｓ[ｉ]＝１よりも小さいので、識別番号ｉ＝０〜３のアクチュエータは動作機として選択されない。

識別番号ｉ＝４の場合、ステップ２０４で算出される積分指令値ｒ_ａｄｄは１．０となり、動作閾値Ｒ_ｓ[４]＝１と同じなので、識別番号ｉ＝４のアクチュエータが動作機として選択される。そして、ステップ２０８で積算指令値ｒ_ａｄｄを基準値Ｓ＝１で減算することで積算指令値ｒ_ａｄｄ＝０とし、動作相対回数Ｎｕｍ[４]をインクリメントして“１０”とする。
これにより、動作相対回数Ｎｕｍ[４]が停止相対回数Ｎｕｍ_ｍａｘと同じ値となるので、ステップ２１２において、動作閾値Ｒ_ｓ[４]が“２”とされる。

識別番号ｉ＝９の場合、ステップ２０４で算出される積分指令値ｒ_ａｄｄは１．０となり、動作閾値Ｒ_ｓ[９]＝１と同じなので、識別番号ｉ＝９のアクチュエータが動作機として選択される。そして、ステップ２０８で積算指令値ｒ_ａｄｄを基準値Ｓ＝１で減算することで積算指令値ｒ_ａｄｄ＝０とし、動作相対回数Ｎｕｍ[９]をインクリメントして“１０”とする。
これにより、動作相対回数Ｎｕｍ[９]が停止相対回数Ｎｕｍ_ｍａｘと同じ値となるので、ステップ２１２において、動作閾値Ｒ_ｓ[９]が“２”とされる。

このように、識別番号ｉ＝４，９のアクチュエータは、動作閾値Ｒ_ｓ[４]及び動作閾値Ｒ_ｓ[９]が“２”とされたので、次回から非動作のアクチュエータとされる。

そして、次の動作アクチュエータ決定処理は、以下の様な処理を行う。

識別番号ｉ＝４の場合、ステップ２０４で算出される積分指令値ｒ_ａｄｄは１．０となるが、動作閾値Ｒ_ｓ[４]＝２であるため、動作機として選択されない。

識別番号ｉ＝５の場合、ステップ２０４で算出される積分指令値ｒ_ａｄｄは１．２となり、動作閾値Ｒ_ｓ[５]＝１よりも大きいので、識別番号ｉ＝５のアクチュエータが動作機として選択される。そして、ステップ２０８で積算指令値ｒ_ａｄｄを基準値Ｓ＝１で減算することで積算指令値ｒ_ａｄｄ＝０．２とし、動作相対回数Ｎｕｍ[５]をインクリメントして“１”とする。

積算指令値ｒ_ａｄｄ＝０．２となったため、識別番号ｉ＝５〜８の場合も、ステップ２０４で算出される積分指令値ｒ_ａｄｄは、動作閾値Ｒ_ｓ[ｉ]＝１よりも小さい。このため、識別番号ｉ＝５〜８のアクチュエータは、動作機として選択されない。

識別番号ｉ＝９の場合、ステップ２０４で算出される積分指令値ｒ_ａｄｄは１．０となるが、動作閾値Ｒ_ｓ[９]＝２であるため、動作機として選択されない。

そして、ステップ２３０で肯定判定となり、識別番号ｉ＝０となると、ステップ２０４で算出される積分指令値ｒ_ａｄｄは１．２となり、動作閾値Ｒ_ｓ[０]＝１よりも大きいので、識別番号ｉ＝０のアクチュエータが動作機として選択される。そして、ステップ２０８で積算指令値ｒ_ａｄｄを基準値Ｓ＝１で減算することで積算指令値ｒ_ａｄｄ＝０．２とし、動作相対回数Ｎｕｍ[０]をインクリメントして“１”とする。

このように、動作閾値Ｒ_ｓ[４]及び動作閾値Ｒ_ｓ[９]が“２”とされた識別番号ｉ＝４，９のアクチュエータは動作せずに、その代わりに識別番号ｉ＝５，０のアクチュエータが動作することとなる。

識別番号ｉ＝５，０のアクチュエータの動作が繰り返されると、動作閾値Ｒ_ｓ[５]及び動作閾値Ｒ_ｓ[０]が“２”とされ、識別番号ｉ＝５，０のアクチュエータは、次回から非動作のアクチュエータとされる。この場合、識別番号ｉ＝６，１のアクチュエータの動作がすることとなる。

さらに、識別番号ｉ＝６，１のアクチュエータも非動作となり、識別番号ｉ＝８，３のアクチュエータが動作すると、動作回数最小値Ｎｕｍ_ｍｉｎが減少し、アクチュエータの動作回数が平均化してくるので、再び識別番号ｉ＝４，９のアクチュエータが動作することとなる。

以上説明したように、本実施形態に係る風車制御装置６０が備える油圧制御部６６は、アクチュエータである複数のピストン３８が連動して動作することによって駆動する油圧ポンプ３２及び油圧モータ３４の制御装置である。油圧制御部６６は、動作させるために選択した選択回数をアクチュエータであるピストン３８毎に記憶する記憶部７０と、選択回数が他のアクチュエータよりも相対的に多いアクチュエータを動作させずに、他のアクチュエータを動作させることで油圧ポンプ３２及び油圧モータ３４を制御するアクチュエータ制御部７２と、を備える。

従って、本実施形態に係る風車制御装置６０は、簡易な構成で、アクチュエータの使用頻度に偏りが生じることを抑制できる。

以上、本発明を、上記実施形態を用いて説明したが、本発明の技術的範囲は上記実施形態に記載の範囲には限定されない。発明の要旨を逸脱しない範囲で上記実施形態に多様な変更又は改良を加えることができ、該変更又は改良を加えた形態も本発明の技術的範囲に含まれる。

例えば、上記各実施形態では、本発明を風力発電装置１０が備える油圧ポンプ３２及び油圧モータ３４に適用する形態について説明したが、本発明は、これに限定されるものではなく、複数のアクチュエータが連動して動作することによって駆動する駆動装置であれば、他の駆動装置に本発明を適用する形態としてもよい。

また、上記実施形態で説明した図６に示される動作アクチュエータ決定プログラムの処理の流れも一例であり、本発明の主旨を逸脱しない範囲内において不要なステップを削除したり、新たなステップを追加したり、処理順序を入れ替えたりしてもよい。

１０風力発電装置
１８ロータ
２０翼
２９発電機
３０カム
３２油圧ポンプ
３４油圧モータ
３６ロータシャフト
３８ピストン
６６油圧制御部
７０記憶部
７２アクチュエータ制御部

Claims

複数のアクチュエータが連動して動作することによって駆動する駆動装置の制御装置であって、
動作させるために選択した回数を前記アクチュエータ毎に記憶する記憶手段と、
前記回数が他の前記アクチュエータよりも相対的に少ない前記アクチュエータを優先的に動作させることで前記駆動装置を制御する制御手段と、
を備え、
前記記憶手段は、前記回数が相対的に多い前記アクチュエータを非動作とするための閾値を前記アクチュエータ毎に記憶し、
前記制御手段は、前記回数が所定の設定回数を超えた前記アクチュエータの前記閾値を増加させ、前記閾値が他の前記アクチュエータよりも大きい前記アクチュエータを動作させない駆動装置の制御装置。
前記記憶手段は、前記回数を前記アクチュエータ毎に他の前記アクチュエータとの相対値として記憶する請求項１記載の駆動装置の制御装置。
請求項１又は請求項２記載の制御装置と、
翼が設けられているロータのシャフトに接続され、周方向に複数の山部及び谷部が交互に設けられた円形のカムと、
前記カムの周面に当接するように放射状に複数配置されると共にバルブの開閉によって作動油の流入出が制御されるピストンである前記アクチュエータが、前記ロータのシャフトの回転によって往復運動を行って作動油を圧送する油圧ポンプと、
前記油圧ポンプから圧送されてきた作動油の流入出がバルブの開閉によって制御される複数のピストンが、該作動油によって往復運動を行って発電機のシャフトを回転させる油圧モータと、
を備える風力発電装置。
動作させる前記ピストンの数は、前記発電機の出力指令値に応じて定められ、
前記制御装置は、前記指令値が変化する毎に動作をさせる前記ピストン及び動作を制限する前記ピストンを決定する請求項３記載の風力発電装置。
複数のアクチュエータが連動して動作することによって駆動する駆動装置の制御方法であって、
動作させるために選択した回数を前記アクチュエータ毎に記憶する第１工程と、
前記回数が他の前記アクチュエータよりも相対的に少ないアクチュエータを優先的に動作させることで前記駆動装置を制御する第２工程と、
を含み、
前記回数が相対的に多い前記アクチュエータを非動作とするための閾値が前記アクチュエータ毎に記憶手段に記憶され、前記第２工程は、前記回数が所定の設定回数を超えた前記アクチュエータの前記閾値を増加させ、前記閾値が他の前記アクチュエータよりも大きい前記アクチュエータを動作させない駆動装置の制御方法。