JP6245828B2 - Work machine and control method of work machine - Google Patents

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Description

本発明は、蓄電装置を搭載した作業機械、及び作業機械の制御方法に関する。   The present invention relates to a work machine equipped with a power storage device, and a work machine control method.

近年、建設作業機械、土木作業機械等の動力発生機械に、地球環境に配慮した省燃費、低公害、低騒音等の性能が求められている。これらの要請を満たすために、油圧ポンプに代えて、または油圧ポンプの補助として電動機を利用したハイブリッド型ショベル、電動ショベル等の作業機械が登場している。電動機を組み込んだ作業機械においては、電動機から発生する余剰の運動エネルギが電気エネルギに変換され、二次電池、キャパシタ等の蓄電装置に蓄積される。   In recent years, power generation machines such as construction work machines and civil engineering work machines are required to have performance such as fuel saving, low pollution, and low noise in consideration of the global environment. In order to satisfy these requirements, work machines such as hybrid excavators and electric excavators that use an electric motor instead of the hydraulic pump or as an auxiliary to the hydraulic pump have appeared. In a work machine incorporating an electric motor, surplus kinetic energy generated from the electric motor is converted into electric energy and stored in a power storage device such as a secondary battery or a capacitor.

蓄電装置は、充放電を繰り返す長期間の使用により、または過充電、過放電や発熱等により、劣化が進行する。蓄電装置の内部抵抗を測定することにより、劣化状態を判定することができる（特許文献１）。   Deterioration of power storage devices progresses due to long-term repeated charge / discharge or overcharge, overdischarge, heat generation, or the like. The degradation state can be determined by measuring the internal resistance of the power storage device (Patent Document 1).

特許文献２に、ショベルのアイドリング中に、蓄電装置の内部抵抗を測定する技術が開示されている。アイドリング中は、エンジンが一定回転数で運転されている。内部抵抗を測定するために、エンジンが発生する動力によって電動発電機を発電運転させ、発生した電力によって蓄電装置を充電する。この充電電流、及び蓄電装置の端子間電圧を測定することにより、蓄電装置の内部抵抗が算出される。   Patent Document 2 discloses a technique for measuring the internal resistance of a power storage device during idling of a shovel. During idling, the engine is operating at a constant speed. In order to measure the internal resistance, the motor generator is caused to generate power by the power generated by the engine, and the power storage device is charged by the generated power. By measuring the charging current and the voltage between the terminals of the power storage device, the internal resistance of the power storage device is calculated.

特開２００７−１５５５８６号公報JP 2007-155586 A 国際公開２０１０／１１３２２３号International Publication No. 2010/113223

内部抵抗の測定中に操作者が前進、後退、掘削、旋回等の通常動作を要求すると、アイドリングから通常動作に移行する。アイドリング中に内部抵抗を測定する従来の方法では、通常動作に移行した時点で内部抵抗の測定が中断される。内部抵抗を測定するためには、次のアイドリング状態まで待たなければならない。   When the operator requests normal operation such as forward movement, backward movement, excavation, and turning during the measurement of the internal resistance, the operation shifts from idling to normal operation. In the conventional method of measuring the internal resistance during idling, the measurement of the internal resistance is interrupted when the operation is shifted to the normal operation. In order to measure the internal resistance, it is necessary to wait until the next idling state.

また、ハイブリッド型作業機械には、電動機、インバータ等で消費される電力の変動に起因して、蓄電装置の充放電電流にノイズが重畳される。アイドリング中に内部抵抗を測定する方法では、このノイズの影響を受けるため、十分な測定精度を得ることが困難である。   In addition, in the hybrid work machine, noise is superimposed on the charge / discharge current of the power storage device due to fluctuations in power consumed by the electric motor, the inverter, and the like. In the method of measuring the internal resistance during idling, it is difficult to obtain sufficient measurement accuracy because it is affected by this noise.

本発明の目的は、ノイズの影響を受けず、高い精度で蓄電装置の内部抵抗を測定することが可能な作業機械、及び作業機械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 work machine capable of measuring the internal resistance of a power storage device with high accuracy without being affected by noise, and a control method for the work machine.

本発明の一観点によると、
電気エネルギを蓄積する蓄電装置と、
前記蓄電装置の充放電を行う昇降圧コンバータと、
スタートキーがオンにされると前記昇降圧コンバータの充放電動作を制御する動作を開始し、前記スタートキーがオフにされると、前記蓄電装置と前記昇降圧コンバータとを接続する電流路を遮断し、前記昇降圧コンバータの充放電動作を制御する動作を停止するメインコントローラと、
前記スタートキーがオンにされているとき、前記スタートキーがオフにされるまで前記蓄電装置の内部抵抗を測定する処理を開始せず、前記スタートキーがオフにされた後、前記昇降圧コンバータの動作が停止している期間に、前記昇降圧コンバータを経由することなく前記蓄電装置からの放電電流を流すとともに、前記蓄電装置の内部抵抗を測定し、前記スタートキーによって前記メインコントローラの作動開始の操作が行われた後に、内部抵抗の測定結果を前記メインコントローラに送信する内部抵抗測定装置と
を有する作業機械が提供される。
According to one aspect of the invention,
A power storage device for storing electrical energy;
A buck-boost converter for charging and discharging the power storage device;
When the start key is turned on, the operation for controlling the charge / discharge operation of the buck-boost converter is started. When the start key is turned off, the current path connecting the power storage device and the buck-boost converter is cut off. A main controller for stopping the operation for controlling the charge / discharge operation of the step-up / down converter ;
When the start key is turned on, the process of measuring the internal resistance of the power storage device is not started until the start key is turned off, and after the start key is turned off, While the operation is stopped, the discharge current from the power storage device is allowed to flow without going through the buck-boost converter, the internal resistance of the power storage device is measured, and the start key is used to start the operation of the main controller. A work machine having an internal resistance measuring device that transmits an internal resistance measurement result to the main controller after an operation is performed is provided.

本発明の他の観点によると、
エンジン、電動発電機、蓄電装置、前記蓄電装置の昇降圧動作を行う昇降圧コンバータ、及び前記エンジン、前記電動発電機、前記昇降圧コンバータの動作の制御を行うメインコントローラを搭載した作業機械の制御方法であって、
前記メインコントローラは、スタートキーがオンにされると前記昇降圧コンバータの充放電動作を制御する動作を開始し、前記スタートキーがオフにされると、前記蓄電装置と前記昇降圧コンバータとを接続する電流路を遮断し、前記昇降圧コンバータの充放電動作を制御する動作を停止し、
前記スタートキーがオンにされているとき、前記スタートキーがオフにされるまで前記蓄電装置の内部抵抗を測定する処理を開始せず、前記スタートキーがオフにされた後、前記メインコントローラとは独立して動作する内部抵抗測定装置で前記昇降圧コンバータの動作が停止している期間に前記蓄電装置の内部抵抗を測定する工程と、
前記スタートキーがオンにされた後、前記内部抵抗測定装置から前記メインコントローラに、前記蓄電装置の内部抵抗の測定値を送信する工程と
を有する作業機械の制御方法が提供される。
According to another aspect of the invention,
Control of a working machine equipped with an engine, a motor generator, a power storage device, a step-up / down converter that performs a step-up / step-down operation of the power storage device, and a main controller that controls the operation of the engine, the motor generator, and the step-up / down converter A method,
The main controller starts an operation for controlling a charge / discharge operation of the buck-boost converter when the start key is turned on , and connects the power storage device and the buck-boost converter when the start key is turned off. The current path to be cut off, and the operation to control the charge / discharge operation of the buck-boost converter is stopped,
When the start key is turned on, the process of measuring the internal resistance of the power storage device is not started until the start key is turned off, and after the start key is turned off, the main controller is Measuring the internal resistance of the power storage device during a period in which the operation of the buck-boost converter is stopped in an internal resistance measuring device that operates independently;
After the start key is turned on, there is provided a method for controlling a work machine including a step of transmitting a measured value of the internal resistance of the power storage device from the internal resistance measuring device to the main controller.

昇降圧コンバータを経由することなく、蓄電装置からの放電電流が内部抵抗測定装置流れるため、昇降圧コンバータを動作させることなく、蓄電装置の内部抵抗を測定することができる。これにより、昇降圧コンバータの動作中に発生するノイズの影響を受けることなく、高精度に内部抵抗を測定することができる。   Since the discharge current from the power storage device flows through the internal resistance measuring device without going through the buck-boost converter, the internal resistance of the power storage device can be measured without operating the buck-boost converter. Thus, the internal resistance can be measured with high accuracy without being affected by noise generated during the operation of the buck-boost converter.

図１は、実施例による作業機械の例として示されたショベルの側面図である。FIG. 1 is a side view of an excavator shown as an example of a working machine according to an embodiment. 図２は、実施例によるショベルのブロック図である。FIG. 2 is a block diagram of an excavator according to the embodiment. 図３は、蓄電回路及び内部抵抗測定装置の等価回路図である。FIG. 3 is an equivalent circuit diagram of the storage circuit and the internal resistance measuring device. 図４は、内部抵抗測定装置の処理装置で実行される処理のフローチャートである。FIG. 4 is a flowchart of processing executed by the processing device of the internal resistance measurement device. 図５は、実施例によるハイブリッド型作業機械の簡単なブロック図、及び動力（機械的パワー）、電力（電気的パワー）の流れを示す図である。FIG. 5 is a simple block diagram of the hybrid work machine according to the embodiment, and a diagram showing the flow of power (mechanical power) and power (electric power). 図６は、メインコントローラの機能ブロック図である。FIG. 6 is a functional block diagram of the main controller. 図７は、旋回電動機要求出力Ｐｅｒと旋回電動機出力Ｐｅｏとの関係を示すグラフである。FIG. 7 is a graph showing the relationship between the swing motor required output Per and the swing motor output Peo. 図８は、油圧負荷要求出力Ｐｈｒと油圧負荷出力Ｐｈｏとの関係を示すグラフである。FIG. 8 is a graph showing the relationship between the hydraulic load request output Phr and the hydraulic load output Pho. 図９Ａ及び図９Ｂは、第２の電気出力目標値Ｐｂｏｔ１と電気出力Ｐｂｏとの関係を示すグラフである。9A and 9B are graphs showing the relationship between the second electric output target value Pbot1 and the electric output Pbo. 図１０Ａ及び図１０Ｂは、電動発電機出力Ｐａｏの決定方法を示す線図である。10A and 10B are diagrams illustrating a method for determining the motor generator output Pao. 図１１は、他の構成例によるメインコントローラの機能ブロック図である。FIG. 11 is a functional block diagram of a main controller according to another configuration example.

図１に、実施例による作業機械の例として、ショベルの側面図を示す。下部走行体１に上部旋回体２が旋回可能に搭載されている。上部旋回体２は、旋回電動機２１により下部走行体１に対して旋回する。   FIG. 1 shows a side view of an excavator as an example of a working machine according to the embodiment. An upper swing body 2 is mounted on the lower traveling body 1 so as to be capable of swinging. The upper turning body 2 is turned with respect to the lower traveling body 1 by the turning electric motor 21.

上部旋回体２に、フロントアタッチメントが取り付けられている。フロントアタッチメントは、ブーム４、ブーム４の先端に連結されたアーム５、及びアーム５の先端に取り付けられたバケット６を含む。ブームシリンダ７がブーム４を駆動し、アームシリンダ８がアーム５を駆動し、バケットシリンダ９がバケット６を駆動する。   A front attachment is attached to the upper swing body 2. The front attachment includes a boom 4, an arm 5 connected to the tip of the boom 4, and a bucket 6 attached to the tip of the arm 5. The boom cylinder 7 drives the boom 4, the arm cylinder 8 drives the arm 5, and the bucket cylinder 9 drives the bucket 6.

図２に、実施例によるショベル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、パイロットラインを破線で表し、電気系統を細い実線で表す。 FIG. 2 is a block diagram of an excavator according to the embodiment. 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 pilot line is represented by a broken line, and the electrical system is represented by a thin solid line.

エンジン１１の駆動軸が減速機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。   The drive shaft of the engine 11 is connected to the input shaft of the speed reducer 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.

電動発電機１２の駆動軸が、減速機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（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 speed reducer 13. The motor generator 12 can perform both the electric (assist) operation and the power generation operation. For the motor generator 12, for example, an internal magnet embedded (IPM) motor in which magnets are embedded in the rotor is used.

減速機１３は、２つの入力軸と１つの出力軸とを有する。この出力軸に、メインポンプ１４の駆動軸が連結されている。   The speed reducer 13 has two input shafts and one output shaft. The drive shaft of the main pump 14 is connected to this output shaft.

メインポンプ１４に加わる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の駆動力が減速機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に加わる負荷が小さい場合には、エンジン１１の駆動力が減速機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、メインコントローラ３０により制御される。   When the load applied to 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 speed reducer 13. Thereby, the load applied to the engine 11 is reduced. On the other hand, when the load applied to the main pump 14 is small, the driving force of the engine 11 is transmitted to the motor generator 12 via the speed reducer 13 so that the motor generator 12 is in a power generation operation. 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 main controller 30.

メインコントローラ３０は、中央処理装置（ＣＰＵ）３０Ａ及び内部メモリ３０Ｂを含む。ＣＰＵ３０Ａは、内部メモリ３０Ｂに格納されている制御用プログラムを実行する。メインコントローラ３０は、表示装置３９に、各種装置の劣化状態等を表示することにより、操作者の注意を喚起する。   The main controller 30 includes a central processing unit (CPU) 30A and an internal memory 30B. The CPU 30A executes a control program stored in the internal memory 30B. The main controller 30 alerts the operator by displaying the deterioration state of various devices on the display device 39.

メインポンプ１４は、高圧油圧ラインを介して、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、操作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、及びバケットシリンダ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１に備えられた左右の２本のクローラを駆動する。   The main pump 14 supplies hydraulic pressure to the control valve 17 via a high pressure hydraulic line. The control valve 17 distributes hydraulic pressure to the hydraulic motors 1 </ b> A, 1 </ b> B, the boom cylinder 7, the arm cylinder 8, and the bucket cylinder 9 according to instructions from the operator. The hydraulic motors 1A and 1B drive the two left and right crawlers provided in the lower traveling body 1 shown in FIG.

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５０に接続されている。蓄電回路５０には、さらに、他のインバータ２０を介して旋回電動機２１が接続されている。蓄電回路５０及びインバータ２０は、メインコントローラ３０により制御される。蓄電回路５０は、後に図３を参照して説明するように、蓄電装置、昇降圧コンバータ、ＤＣバスライン等を含む。内部抵抗測定装置６０が、蓄電回路５０の蓄電装置の内部抵抗を測定する。   An input / output terminal of the electric system of the motor generator 12 is connected to the storage circuit 50 via the inverter 18. Further, the electric rotating circuit 21 is connected to the storage circuit 50 via another inverter 20. The power storage circuit 50 and the inverter 20 are controlled by the main controller 30. As will be described later with reference to FIG. 3, the power storage circuit 50 includes a power storage device, a step-up / down converter, a DC bus line, and the like. The internal resistance measuring device 60 measures the internal resistance of the power storage device of the power storage circuit 50.

電動発電機１２がアシスト運転されている期間は、必要な電力が蓄電回路５０から電動発電機１２に供給され、電動発電機１２が動力（機械的パワー）を発生する。電動発電機１２が発電運転されている期間は、エンジン１１から必要な動力が供給され、電動発電機１２が電力（電気的パワー）を発生する。電動発電機１２によって発電された電力が、蓄電回路５０に供給される。インバータ１８が、メインコントローラ３０からの指令を受けて、指令された動力または電力を出力するように電動発電機１２の運転制御を行う。   During the period in which the motor generator 12 is assisted, necessary electric power is supplied from the power storage circuit 50 to the motor generator 12, and the motor generator 12 generates power (mechanical power). During the period in which the motor generator 12 is in the power generation operation, necessary power is supplied from the engine 11 and the motor generator 12 generates electric power (electric power). The electric power generated by the motor generator 12 is supplied to the storage circuit 50. The inverter 18 receives a command from the main controller 30 and controls the operation of the motor generator 12 so as to output the commanded power or power.

旋回電動機２１は、インバータ２０からのパルス幅変調（ＰＷＭ）制御信号により交流駆動され、動力を発生する力行動作、及び電力を出力する回生動作の双方の運転を行うこ
とができる。インバータ２０は、メインコントローラ３０からの指令を受け、指令された動力を発生するように旋回電動機２１の運転制御を行う。旋回電動機２１には、例えばＩＰＭモータが用いられる。ＩＰＭモータは、回生動作時に大きな誘導起電力を発生する。 The swing 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 for generating power and a regenerative operation for outputting power. The inverter 20 receives a command from the main controller 30 and controls the operation of the turning electric motor 21 so as to generate the commanded power. For example, an IPM motor is used for the swing motor 21. An IPM motor generates a large induced electromotive force during a regenerative operation.

旋回電動機２１の力行動作中は、旋回電動機２１の回転力が減速機２４を介して上部旋回体２（図１）に伝達される。この際、減速機２４は、回転速度を遅くする。これにより、旋回電動機２１で発生した回転力が増大して、上部旋回体２に伝達される。回生動作時には、上部旋回体２の回転運動が、減速機２４を介して旋回電動機２１に伝達されることにより、旋回電動機２１が回生電力を発生する。この際、減速機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 swing motor 21, the rotational force of the swing motor 21 is transmitted to the upper swing body 2 (FIG. 1) via the speed reducer 24. At this time, the speed reducer 24 decreases the rotation speed. Thereby, the rotational force generated by the swing electric motor 21 is increased and transmitted to the upper swing body 2. During the regenerative operation, the rotary motion of the upper swing body 2 is transmitted to the swing motor 21 via the speed reducer 24, so that the swing motor 21 generates regenerative power. At this time, the speed reducer 24 increases the rotation speed, contrary to the power running operation. Thereby, the rotation speed of the turning electric motor 21 can be raised.

レゾルバ２２が、旋回電動機２１の回転軸の回転方向の位置を検出する。検出結果は、メインコントローラ３０に入力される。旋回電動機２１の運転前と運転後における回転軸の回転方向の位置を検出することにより、旋回角度及び旋回方向が導出される。   The resolver 22 detects the position of the rotating shaft of the turning electric motor 21 in the rotational direction. The detection result is input to the main controller 30. By detecting the position of the rotating shaft in the rotational direction before and after the operation of the turning electric motor 21, the turning angle and the turning direction are derived.

メカニカルブレーキ２３が、旋回電動機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の制動状態と解除状態とは、メインコントローラ３０からの制御を受け、電磁的スイッチにより切り替えられる。   A mechanical brake 23 is connected to the rotating shaft of the turning electric motor 21 and generates a mechanical braking force. The braking state and the release state of the mechanical brake 23 are switched by an electromagnetic switch under the control of the main controller 30.

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、操作者によって操作される。操作装置２６は、パイロットポンプ１５から供給される１次側の油圧を、操作者の操作に応じて、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 a pilot line. The operating device 26 includes a lever and a pedal and is operated by an operator. The operating device 26 converts the primary side hydraulic pressure supplied from the pilot pump 15 into a secondary side hydraulic pressure in accordance with the operation of the operator. The secondary side hydraulic pressure is transmitted to the control valve 17 via a hydraulic line and to the pressure sensor 29 via another hydraulic line.

圧力センサ２９で検出された圧力の検出結果が、メインコントローラ３０に入力される。これにより、メインコントローラ３０は、下部走行体１、上部旋回体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。特に、実施例によるハイブリッド型ショベルでは、旋回電動機２１が上部旋回体２を旋回させるため、上部旋回体２を旋回させるためのレバーの操作量を高精度に検出することが望まれる。メインコントローラ３０は、圧力センサ２９を介して、このレバーの操作量を高精度に検出することができる。   The detection result of the pressure detected by the pressure sensor 29 is input to the main controller 30. Thereby, the main controller 30 can detect the operation state of the lower traveling body 1, the upper swing body 2, the boom 4, the arm 5, and the bucket 6. In particular, in the hybrid excavator according to the embodiment, since the turning electric motor 21 turns the upper turning body 2, it is desired to detect the operation amount of the lever for turning the upper turning body 2 with high accuracy. The main controller 30 can detect the operation amount of the lever with high accuracy via the pressure sensor 29.

操作者がスタートキー２７をオンにすると、メインコントローラ３０が作動を開始し、スタートキー２７をオフにすると、メインコントローラ３０が作動を停止する。メインコントローラ３０は、下部走行体１、上部旋回体２、ブーム４、アーム５、及びバケット６のいずれも運転されておらず、蓄電回路５０への電力の供給及び蓄電回路５０からの電力の強制的な取り出しのいずれも行われていない状態（非運転状態）を検出することができる。   When the operator turns on the start key 27, the main controller 30 starts operating. When the operator turns off the start key 27, the main controller 30 stops operating. In the main controller 30, none of the lower traveling body 1, the upper swing body 2, the boom 4, the arm 5, and the bucket 6 is operated, and the power supply to the power storage circuit 50 and the power forcing from the power storage circuit 50 are forced. It is possible to detect a state (non-operating state) in which neither of the automatic removal is performed.

図３に、蓄電回路５０及び内部抵抗測定装置６０の等価回路図を示す。蓄電回路５０は、蓄電装置５１、昇降圧コンバータ５２、及びＤＣバスライン５３を含む。蓄電装置５１は、直列に接続された複数の蓄電セルを含む。複数の蓄電セルを直列接続することにより、目標とする電圧を発生することができる。   In FIG. 3, the equivalent circuit schematic of the electrical storage circuit 50 and the internal resistance measuring apparatus 60 is shown. The power storage circuit 50 includes a power storage device 51, a step-up / down converter 52, and a DC bus line 53. Power storage device 51 includes a plurality of power storage cells connected in series. A target voltage can be generated by connecting a plurality of power storage cells in series.

昇降圧コンバータ５２は、昇圧用絶縁ゲートバイポーラトランジスタ（ＩＧＢＴ）５４Ａ、降圧用ＩＧＢＴ５４Ｂ、リアクトル５５、及びスイッチング素子５６を含む。昇圧用ＩＧＢＴ５４Ａと降圧用ＩＧＢＴ５４Ｂとが直列に接続されている。昇圧用ＩＧＢＴ５４
Ａのエミッタが、蓄電装置５１の負極に接続されるとともに、接地されている。昇圧用ＩＧＢＴ５４Ａと降圧用ＩＧＢＴ５４Ｂとの相互接続点が、リアクトル５５及びスイッチング素子５６を介して蓄電装置５１の正極に接続されている。スイッチング素子５６は、蓄電装置５１と昇降圧コンバータ５２とを接続する電流路の開閉を行う。昇圧用ＩＧＢＴ５４Ａ及び降圧用ＩＧＢＴ５４Ｂに、それぞれ還流ダイオードが接続されている。 The step-up / down converter 52 includes a step-up insulated gate bipolar transistor (IGBT) 54 </ b> A, a step-down IGBT 54 </ b> B, a reactor 55, and a switching element 56. The step-up IGBT 54A and the step-down IGBT 54B are connected in series. Boost IGBT 54
The emitter of A is connected to the negative electrode of the power storage device 51 and grounded. An interconnection point between the step-up IGBT 54 </ b> A and the step-down IGBT 54 </ b> B is connected to the positive electrode of the power storage device 51 through the reactor 55 and the switching element 56. Switching element 56 opens and closes a current path that connects power storage device 51 and buck-boost converter 52. A reflux diode is connected to each of the step-up IGBT 54A and the step-down IGBT 54B.

昇圧用ＩＧＢＴ５４Ａのエミッタ及び降圧用ＩＧＢＴ５４Ｂのコレクタが、それぞれＤＣバスライン５３の接地線及び電源線に接続されている。接地線と電源線との間に、平滑キャパシタ５７が挿入されている。ＤＣバスライン５３は、インバータ１８、２０の直流端子に接続されている。インバータ１８、２０の三相交流端子に、それぞれ電動発電機１２、旋回電動機２１が接続されている。   The emitter of the step-up IGBT 54A and the collector of the step-down IGBT 54B are connected to the ground line and the power supply line of the DC bus line 53, respectively. A smoothing capacitor 57 is inserted between the ground line and the power supply line. The DC bus line 53 is connected to the DC terminals of the inverters 18 and 20. The motor generator 12 and the swing motor 21 are connected to the three-phase AC terminals of the inverters 18 and 20, respectively.

メインコントローラ３０が、昇圧用ＩＧＢＴ５４Ａ及び降圧用ＩＧＢＴ５４Ｂのゲート電極に、制御用のパルス幅変調（ＰＷＭ）信号を印加することにより、昇降圧コンバータ５２の充放電動作を制御する。また、メインコントローラ３０は、スイッチング素子５６の開閉動作を制御する。スタートキー２７がオンにされると、メインコントローラ３０が動作を開始し、スイッチング素子５６をオンにする。スタートキー２７がオフにされると、メインコントローラ３０は、スイッチング素子５６をオフにした後、動作を停止する。メインコントローラ３０の内部メモリ３０Ｂに、運転状態記憶部３１が確保されている。運転状態記憶部３１には、現在の運転状態が記憶される。運転状態は、後に説明するように、「通常運転状態」及び「出力制限状態」の２つの状態のいずれかである。   The main controller 30 controls the charge / discharge operation of the step-up / down converter 52 by applying a control pulse width modulation (PWM) signal to the gate electrodes of the step-up IGBT 54A and the step-down IGBT 54B. The main controller 30 controls the opening / closing operation of the switching element 56. When the start key 27 is turned on, the main controller 30 starts its operation and turns on the switching element 56. When the start key 27 is turned off, the main controller 30 stops the operation after turning off the switching element 56. An operation state storage unit 31 is secured in the internal memory 30 </ b> B of the main controller 30. The operation state storage unit 31 stores the current operation state. As will be described later, the operation state is one of two states, a “normal operation state” and an “output restriction state”.

以下、昇圧動作（放電動作）について説明する。昇圧用ＩＧＢＴ５４Ａのゲート電極にＰＷＭ信号を印加する。昇圧用ＩＧＢＴ５４Ａがオン状態からオフ状態に移行する時に、リアクトル５５に発生する誘導起電力により、蓄電装置５１から、降圧用ＩＧＢＴ５４Ｂに接続された還流ダイオードを介してＤＣバスライン５３に電流が流れる。これにより、ＤＣバスライン５３が昇圧される。   Hereinafter, the boosting operation (discharging operation) will be described. A PWM signal is applied to the gate electrode of the boosting IGBT 54A. When the step-up IGBT 54A shifts from the on state to the off state, the induced electromotive force generated in the reactor 55 causes a current to flow from the power storage device 51 to the DC bus line 53 via the return diode connected to the step-down IGBT 54B. As a result, the DC bus line 53 is boosted.

次に、降圧動作（充電動作）について説明する。降圧用ＩＧＢＴ５４Ｂのゲート電極に、ＰＷＭ信号を印加する。降圧用ＩＧＢＴ５４がオン状態からオフ状態に移行する時に、リアクトル５５に発生する誘導起電力により、蓄電装置５１を充電する向きの電流が流れる。   Next, the step-down operation (charging operation) will be described. A PWM signal is applied to the gate electrode of the step-down IGBT 54B. When the step-down IGBT 54 shifts from the on state to the off state, a current directed to charge the power storage device 51 flows due to the induced electromotive force generated in the reactor 55.

電流センサ５８が、リアクトル５５を流れる電流を測定する。電圧センサ５９がＤＣバスライン５３に発生している電圧を測定する。電流センサ５８及び電圧センサ５９の測定結果が、メインコントローラ３０に入力される。   Current sensor 58 measures the current flowing through reactor 55. The voltage sensor 59 measures the voltage generated on the DC bus line 53. Measurement results of the current sensor 58 and the voltage sensor 59 are input to the main controller 30.

内部抵抗測定装置６０は、スイッチング素子５６を介することなく、蓄電装置５１に接続されている。内部抵抗測定装置６０は、抵抗素子６１、スイッチング素子６２、電流センサ６３、電圧センサ６４、及び処理装置６５を含む。抵抗素子６１が、スイッチング素子６２を介して、蓄電装置５１の正極と負極との間に接続されている。電流センサ６３が、抵抗素子６１を流れる電流を測定する。なお、電流センサ６３を省略してもよい。電流センサ６３を省略した場合には、抵抗素子６１の抵抗値と、電圧センサ６４による測定値とに基づいて、抵抗素子６１を流れる電流の大きさを算出することができる。電圧センサ６４が、蓄電装置５１の端子間電圧を測定する。電圧センサ６４の測定結果が、メインコントローラ３０に入力される。   The internal resistance measuring device 60 is connected to the power storage device 51 without passing through the switching element 56. The internal resistance measurement device 60 includes a resistance element 61, a switching element 62, a current sensor 63, a voltage sensor 64, and a processing device 65. Resistance element 61 is connected between the positive electrode and the negative electrode of power storage device 51 via switching element 62. The current sensor 63 measures the current flowing through the resistance element 61. Note that the current sensor 63 may be omitted. When the current sensor 63 is omitted, the magnitude of the current flowing through the resistance element 61 can be calculated based on the resistance value of the resistance element 61 and the measurement value by the voltage sensor 64. Voltage sensor 64 measures the voltage across terminals of power storage device 51. The measurement result of the voltage sensor 64 is input to the main controller 30.

処理装置６５は、スタートキー２７がオフにされると、スイッチング素子６２をオンにし、スタートキー２７がオンにされると、スイッチング素子６２をオフにする。さらに、処理装置は、電流センサ６３及び電圧センサ６４による測定結果に基づいて、蓄電装置５１の内部抵抗を算出する。内部抵抗の算出値が、メインコントローラ３０に送信される。 Processor 65, the start key 27 is turned off, to turn on the switching element 62, the start key 27 is turned on to turn off the switching element 62. Furthermore, the processing device calculates the internal resistance of the power storage device 51 based on the measurement results obtained by the current sensor 63 and the voltage sensor 64. The calculated value of the internal resistance is transmitted to the main controller 30.

図４に、内部抵抗測定装置６０の処理装置６５で実行される処理のフローチャートを示す。ステップＳ１において、スタートキー２７（図３）がオフにされるまで待機する。スタートキー２７がオフにされると、ステップＳ２において、一定時間待機する。この待機中に、メインコントローラ３０が、スイッチング素子５６（図３）をオフにした後、動作を停止する。   FIG. 4 shows a flowchart of processing executed by the processing device 65 of the internal resistance measuring device 60. In step S1, the process waits until the start key 27 (FIG. 3) is turned off. When the start key 27 is turned off, the system waits for a certain time in step S2. During this standby, the main controller 30 stops the operation after turning off the switching element 56 (FIG. 3).

ステップＳ３において、電圧センサ６４により蓄電装置５１（図３）の開路電圧を測定する。ステップＳ４において、スイッチング素子６２（図３）をオンにする。スイッチング素子６２をオンにすることにより、蓄電装置５１（図３）から抵抗素子６１に放電電流が流れる。ステップＳ５において、電流センサ６３により放電電流を測定するとともに、電圧センサ６４により蓄電装置５１の端子間電圧を測定する。   In step S3, the voltage sensor 64 measures the open circuit voltage of the power storage device 51 (FIG. 3). In step S4, the switching element 62 (FIG. 3) is turned on. By turning on switching element 62, a discharge current flows from power storage device 51 (FIG. 3) to resistance element 61. In step S <b> 5, the discharge current is measured by the current sensor 63, and the voltage between the terminals of the power storage device 51 is measured by the voltage sensor 64.

ステップＳ６において、蓄電装置５１の内部抵抗を算出する。内部抵抗は、ステップＳ３で測定された蓄電装置５１の開路電圧、ステップＳ５で測定された放電電流及び端子間電圧に基づいて、いわゆるＩＲドロップ法により算出することができる。なお、交流インピーダンス法により、内部抵抗を測定することも可能である。   In step S6, the internal resistance of the power storage device 51 is calculated. The internal resistance can be calculated by a so-called IR drop method based on the open circuit voltage of the power storage device 51 measured in step S3, the discharge current and the inter-terminal voltage measured in step S5. It is also possible to measure the internal resistance by the AC impedance method.

内部抵抗を算出した後、ステップＳ７においてスイッチング素子６２をオフにする。ステップＳ８において、スタートキー２７（図３）がオンにされるまで待機する。スタートキー２７がオンにされると、ステップＳ６で算出された内部抵抗の算出値を、メインコントローラ３０に送信する。その後、ステップＳ１に戻って、スタートキー２７がオフにされるまで待機する。   After calculating the internal resistance, the switching element 62 is turned off in step S7. In step S8, the process waits until the start key 27 (FIG. 3) is turned on. When the start key 27 is turned on, the calculated value of the internal resistance calculated in step S6 is transmitted to the main controller 30. Thereafter, the process returns to step S1 and waits until the start key 27 is turned off.

実施例においては、スイッチング素子５６（図３）がオフの期間に、内部抵抗測定装置６０が、蓄電装置５１の内部抵抗に依存する物理量、具体的には放電電流及び端子間電圧を取得する。このとき、内部抵抗測定装置６０の処理装置６５は、メインコントローラ３０とは独立して動作する。スイッチング素子５６がオフの期間に、内部抵抗に依存する物理量が取得されるため、昇降圧コンバータ５２の動作に起因するノイズの影響を排除して、高精度に内部抵抗を測定することができる。   In the embodiment, during the period when the switching element 56 (FIG. 3) is off, the internal resistance measurement device 60 acquires a physical quantity that depends on the internal resistance of the power storage device 51, specifically, a discharge current and a voltage between terminals. At this time, the processing device 65 of the internal resistance measuring device 60 operates independently of the main controller 30. Since the physical quantity depending on the internal resistance is acquired during the period when the switching element 56 is off, the influence of noise caused by the operation of the step-up / down converter 52 can be eliminated and the internal resistance can be measured with high accuracy.

内部抵抗の測定中、すなわち図４に示したステップＳ２からＳ７までの期間に、スタートキー２７（図３）がオンにされたら、内部抵抗測定装置６０は内部抵抗の測定処理を中止する。この場合、処理装置６５（図３）は、予め内部抵抗の最大値として入力されている値、または直近の測定処理で算出された内部抵抗の算出値を、メインコントローラ３０（図３）に送信する。   If the start key 27 (FIG. 3) is turned on during the measurement of the internal resistance, that is, during the period from step S2 to S7 shown in FIG. 4, the internal resistance measurement device 60 stops the measurement process of the internal resistance. In this case, the processing device 65 (FIG. 3) transmits the value input as the maximum value of the internal resistance in advance or the calculated value of the internal resistance calculated in the latest measurement process to the main controller 30 (FIG. 3). To do.

蓄電装置５１には、充放電電流を強制的に停止させるための安全スイッチが設けられている。安全スイッチをオフにすると、蓄電装置５１の充放電電流、及び入出力端子に出力されている電圧が０になる。さらに、蓄電装置５１に異常電流が流れた時に、充放電動作を停止させるためのヒューズが備えられている。安全スイッチ及びヒューズは、安全カバーで覆われている。内部抵抗測定装置６０は、安全カバーが開けられたことを検出すると、内部抵抗の測定処理を中止する。これにより、メンテナンスを行う作業者の安全を確保することができる。   The power storage device 51 is provided with a safety switch for forcibly stopping the charge / discharge current. When the safety switch is turned off, the charge / discharge current of the power storage device 51 and the voltage output to the input / output terminal become zero. Further, a fuse is provided for stopping the charge / discharge operation when an abnormal current flows through the power storage device 51. Safety switches and fuses are covered with a safety cover. When the internal resistance measurement device 60 detects that the safety cover has been opened, the internal resistance measurement device 60 stops the internal resistance measurement process. Thereby, the safety | security of the operator who performs a maintenance can be ensured.

図５に、実施例によるハイブリッド型作業機械の簡単なブロック図、及び動力（機械的パワー）、電力（電気的パワー）の流れを示す。エンジン１１からのエンジン出力Ｐｇｏが、メインポンプ１４及び電動発電機１２に供給される。電動発電機１２がアシスト運転されているときは、電動発電機１２からメインポンプ１４に、電動発電機出力Ｐａｏが供
給される。電動発電機１２が発電運転されているときは、発電された電力−Ｐａｏが蓄電装置５１に入力される。ここで、電動発電機１２がアシスト運転しているときの出力を正、発電運転しているときの出力を負と定義した。 FIG. 5 shows a simple block diagram of the hybrid work machine according to the embodiment, and the flow of power (mechanical power) and power (electric power). Engine output Pgo from the engine 11 is supplied to the main pump 14 and the motor generator 12. When the motor generator 12 is assisted, the motor generator output Pao is supplied from the motor generator 12 to the main pump 14. When the motor generator 12 is in a power generation operation, the generated power -Pao is input to the power storage device 51. Here, the output when the motor generator 12 is in the assist operation is defined as positive, and the output when the motor generator 12 is in the power generation operation is defined as negative.

蓄電装置５１から出力される電気出力Ｐｂｏが、電動発電機１２及び旋回電動機２１に供給される。旋回電動機２１は、力行動作を行っているとき、動力Ｐｅｏを出力する。回生動作を行っているとき、回生電力−Ｐｅｏを出力し、蓄電装置５１に供給する。ここで、力行動作のときの出力を正とし、回生動作のときの出力を負と定義した。動力Ｐｅｏと回生電力−Ｐｅｏとをまとめて「旋回電動機出力」という。エンジン１１、電動発電機１２、及び蓄電装置５１に対して、メインポンプ１４が機械負荷となり、旋回電動機２１が電気負荷となる。   The electric output Pbo output from the power storage device 51 is supplied to the motor generator 12 and the swing motor 21. The turning electric motor 21 outputs power Peo when performing a power running operation. When the regenerative operation is performed, the regenerative power -Peo is output and supplied to the power storage device 51. Here, the output during the power running operation was defined as positive, and the output during the regenerative operation was defined as negative. The power Peo and the regenerative power -Peo are collectively referred to as “swing motor output”. For the engine 11, the motor generator 12, and the power storage device 51, the main pump 14 becomes a mechanical load, and the swing motor 21 becomes an electric load.

メインコントローラ３０に、油圧負荷要求出力Ｐｈｒ（機械負荷に要求される動力）及び旋回電動機要求出力Ｐｅｒ（電気負荷に要求される電力）が入力される。油圧負荷要求出力Ｐｈｒは、図２に示した油圧モータ１Ａ、１Ｂ、ブームシリンダ７、アームシリンダ８、及びバケットシリンダ９等の油圧により駆動される油圧機構に必要とされる動力の合計である。例えば、油圧負荷要求出力Ｐｈｒは、操作者が操作する操作レバーの操作量から算出される。旋回電動機要求出力Ｐｅｒは、図２に示した旋回電動機が必要とする電力に相当する。例えば、旋回電動機要求出力Ｐｅｒは、操作者が操作する操作レバーの操作量から算出される。   The main controller 30 receives a hydraulic load request output Phr (power required for the mechanical load) and a swing motor request output Per (electric power required for the electric load). The hydraulic load request output Phr is the total power required for the hydraulic mechanism driven by the hydraulic pressure such as the hydraulic motors 1A and 1B, the boom cylinder 7, the arm cylinder 8 and the bucket cylinder 9 shown in FIG. For example, the hydraulic load request output Phr is calculated from the operation amount of the operation lever operated by the operator. The swing motor request output Per corresponds to the electric power required by the swing motor shown in FIG. For example, the turning motor request output Per is calculated from the operation amount of the operation lever operated by the operator.

メインコントローラ３０は、油圧負荷要求出力Ｐｈｒ及び旋回電動機要求出力Ｐｅｒに基づいて、要求されている全パワーを、エンジン出力Ｐｇｏ、電動発電機出力Ｐａｏ、及び電気出力Ｐｂｏに割り当てる。パワーを割り当てる処理を、「エネルギ管理」という。エネルギ管理に、蓄電装置５１の充電率ＳＯＣ、及び蓄電装置５１の劣化状態が反映される。蓄電装置５１の劣化が進むと内部抵抗が大きくなるため、蓄電装置５１の劣化状態は、蓄電装置５１の内部抵抗の算出値Ｒｉによって推定することができる。   The main controller 30 assigns all required powers to the engine output Pgo, the motor generator output Pao, and the electric output Pbo based on the hydraulic load request output Phr and the swing motor request output Per. The process of assigning power is called “energy management”. In the energy management, the charging rate SOC of the power storage device 51 and the deterioration state of the power storage device 51 are reflected. Since the internal resistance increases as the deterioration of the power storage device 51 proceeds, the deterioration state of the power storage device 51 can be estimated from the calculated value Ri of the internal resistance of the power storage device 51.

典型的には、蓄電装置５１の充電率ＳＯＣが低い場合、蓄電装置５１からの電気出力Ｐｂｏを小さくするか、または電気出力Ｐｂｏを負にする（すなわち蓄電装置５１を充電する）。また、蓄電装置５１の劣化が進んでいる場合、すなわち内部抵抗の算出値Ｒｉが大きい場合、蓄電装置５１からの電気出力Ｐｂｏを、劣化が進んでいないときよりも小さい値に制限する。これにより、蓄電装置５１の劣化の進行を抑制することができる。   Typically, when the charging rate SOC of power storage device 51 is low, electrical output Pbo from power storage device 51 is reduced or electrical output Pbo is made negative (that is, power storage device 51 is charged). Further, when the deterioration of the power storage device 51 is progressing, that is, when the calculated value Ri of the internal resistance is large, the electric output Pbo from the power storage device 51 is limited to a smaller value than when the deterioration is not progressing. Thereby, progress of deterioration of power storage device 51 can be suppressed.

蓄電装置５１の内部抵抗は、相互に直列接続された複数の蓄電セルの各々の内部抵抗の和に等しくなる。上記実施例においては、複数の蓄電セルの内部抵抗の和が蓄電装置５１の内部抵抗として測定される。このため、蓄電セル個々の内部抵抗を測定する場合に比べて、少ない電流で、内部抵抗に起因する大きな電圧降下が観測される。これにより、測定精度に起因して生じる内部抵抗の算出値のばらつきを低減することができる。また、実施例による方法では、蓄電セル間の接触抵抗が加味されて、蓄電装置５１の内部抵抗として測定される。このため、実施例による方法で求められた内部抵抗の算出値は、蓄電装置５１の実際の充放電動作に合致した値となる。   The internal resistance of power storage device 51 is equal to the sum of the internal resistances of a plurality of power storage cells connected in series with each other. In the above embodiment, the sum of the internal resistances of the plurality of power storage cells is measured as the internal resistance of the power storage device 51. For this reason, compared with the case where the internal resistance of each storage cell is measured, a large voltage drop due to the internal resistance is observed with a small current. Thereby, the dispersion | variation in the calculated value of internal resistance resulting from a measurement precision can be reduced. Further, in the method according to the embodiment, the internal resistance of the power storage device 51 is measured by taking into account the contact resistance between the power storage cells. For this reason, the calculated value of the internal resistance obtained by the method according to the embodiment is a value that matches the actual charge / discharge operation of the power storage device 51.

図６〜図１０Ｂを参照して、エネルギ管理の１つの具体例について説明する。   One specific example of energy management will be described with reference to FIGS.

図６に、メインコントローラ３０の機能ブロック図を示す。油圧負荷要求出力Ｐｈｒ、旋回電動機要求出力Ｐｅｒ、エンジン回転数Ｎａｃｔ、及び蓄電装置の電圧Ｖｍが、メインコントローラ３０に入力される。   FIG. 6 shows a functional block diagram of the main controller 30. The hydraulic load request output Phr, the swing motor request output Per, the engine speed Nact, and the power storage device voltage Vm are input to the main controller 30.

エンジン回転数Ｎａｃｔは、図２に示したエンジン１１の実際の回転数に相当する。エ
ンジン１１は、作業機械の運転時には常時駆動されており、エンジン回転数Ｎａｃｔが検出されている。 The engine speed Nact corresponds to the actual speed of the engine 11 shown in FIG. The engine 11 is always driven during operation of the work machine, and the engine speed Nact is detected.

蓄電装置の電圧Ｖｍは、図３に示した蓄電装置５１の端子間電圧に相当し、電圧センサ６４で測定される。   The voltage Vm of the power storage device corresponds to the voltage between the terminals of the power storage device 51 shown in FIG. 3 and is measured by the voltage sensor 64.

エンジン回転数Ｎａｃｔが、エンジン出力範囲決定ブロック３２に入力される。エンジン出力範囲決定ブロック３２には、エンジン回転数から、エンジン出力上限値及びエンジン出力下限値を求めるためのマップまたは変換テーブルが記憶されている。エンジン出力範囲決定ブロック３２は、入力されたエンジン回転数Ｎａｃｔから、エンジン出力上限値Ｐｇｏｕ及びエンジン出力下限値Ｐｇｏｌを算出し、動力分配ブロック３５に与える。   The engine speed Nact is input to the engine output range determination block 32. The engine output range determination block 32 stores a map or conversion table for obtaining an engine output upper limit value and an engine output lower limit value from the engine speed. The engine output range determination block 32 calculates an engine output upper limit value Pgou and an engine output lower limit value Pgol from the input engine speed Nact, and gives them to the power distribution block 35.

蓄電装置の電圧Ｖｍが、電気出力決定ブロック３３に入力される。電気出力決定ブロック３３は、電気出力範囲決定ブロック３３Ａ、電気出力目標値決定ブロック３３Ｂ、及び充電率算出ブロック３３Ｃを含む。充電率算出ブロック３３Ｃは、入力された蓄電装置の電圧Ｖｍから充電率ＳＯＣを算出する。算出された充電率ＳＯＣは、電気出力範囲決定ブロック３３Ａ及び電気出力目標値決定ブロック３３Ｂに与えられる。   The voltage Vm of the power storage device is input to the electrical output determination block 33. The electrical output determination block 33 includes an electrical output range determination block 33A, an electrical output target value determination block 33B, and a charging rate calculation block 33C. The charge rate calculation block 33C calculates the charge rate SOC from the input voltage Vm of the power storage device. The calculated charging rate SOC is given to the electrical output range determination block 33A and the electrical output target value determination block 33B.

蓄電装置５１に電気二重層キャパシタが用いられる場合には、充電率ＳＯＣは、例えばＶｍ２／Ｖ０ ２と定義することができる。Ｖ０は、蓄電装置５１の定格電圧（急速充電及び緩和充電によって充電される最大電圧）を示す。 When an electric double layer capacitor is used for power storage device 51, charge rate SOC can be defined as, for example, Vm 2 / V 0 2 . V 0 indicates the rated voltage of power storage device 51 (the maximum voltage charged by rapid charging and relaxation charging).

電気出力範囲決定ブロック３３Ａには、充電率ＳＯＣから、電気出力上限値、及び電気出力下限値を算出するためのマップまたは変換テーブルが記憶されている。電気出力目標値決定ブロック３３Ｂには、充電率ＳＯＣから電気出力目標値を算出するためのマップまたは変換テーブルが記憶されている。電気出力範囲決定ブロック３３Ａは、充電率ＳＯＣから、第１の電気出力上限値Ｐｂｏｕ０、及び第１の電気出力下限値Ｐｂｏｌ０を求め、補正ブロック３４に与える。電気出力目標値決定ブロック３３Ｂは、入力された充電率ＳＯＣから、第１の電気出力目標値Ｐｂｏｔ０を求め、補正ブロック３４に与える。   The electric output range determination block 33A stores a map or conversion table for calculating an electric output upper limit value and an electric output lower limit value from the charging rate SOC. The electric output target value determination block 33B stores a map or conversion table for calculating the electric output target value from the charging rate SOC. The electrical output range determination block 33A obtains the first electrical output upper limit value Pbou0 and the first electrical output lower limit value Pbol0 from the charging rate SOC, and gives them to the correction block 34. The electrical output target value determination block 33B obtains the first electrical output target value Pbot0 from the input charging rate SOC and gives it to the correction block 34.

蓄電装置劣化情報判定ブロック３６に、内部抵抗測定装置６０（図３）から、蓄電装置５１の内部抵抗の算出値Ｒｉが入力される。蓄電装置劣化情報判定ブロック３６は、内部抵抗の算出値Ｒｉに基づいて、蓄電装置５１の劣化状態を判定する。蓄電装置５１の劣化状態に応じて、出力制限の要否を決定する。具体的には、内部抵抗の算出値Ｒｉが基準値以下のとき、出力制限不要と決定され、内部抵抗の算出値Ｒｉが基準値を超えたとき、出力制限要と決定される。出力制限要のとき、「出力制限状態」が運転状態記憶部３１に設定され、出力制限不要のとき、「通常運転状態」が運転状態記憶部３１に設定される。   The calculated value Ri of the internal resistance of the power storage device 51 is input from the internal resistance measurement device 60 (FIG. 3) to the power storage device deterioration information determination block 36. The power storage device deterioration information determination block 36 determines the deterioration state of the power storage device 51 based on the calculated value Ri of the internal resistance. The necessity of output restriction is determined according to the deterioration state of the power storage device 51. Specifically, when the calculated value Ri of the internal resistance is equal to or less than the reference value, it is determined that the output restriction is not required, and when the calculated value Ri of the internal resistance exceeds the reference value, it is determined that the output limit is required. When the output restriction is necessary, the “output restriction state” is set in the operation state storage unit 31, and when the output restriction is unnecessary, the “normal operation state” is set in the operation state storage unit 31.

補正ブロック３４は、出力範囲補正ブロック３４Ａ及び出力目標値補正ブロック３４Ｂを含む。第１の電気出力上限値Ｐｂｏｕ０、及び第１の電気出力下限値Ｐｂｏｌ０が、出力範囲補正ブロック３４Ａに与えられる。出力範囲補正ブロック３４Ａは、現時点の運転状態に基づいて、第１の電気出力上限値Ｐｂｏｕ０、及び第１の電気出力下限値Ｐｂｏｌ０を補正することにより、第２の電気出力上限値Ｐｂｏｕ１、及び第２の電気出力下限値Ｐｂｏｌ１を生成する。第２の電気出力上限値Ｐｂｏｕ１、及び第２の電気出力下限値Ｐｂｏｌ１は、出力目標値補正ブロック３４Ｂに与えられる。   The correction block 34 includes an output range correction block 34A and an output target value correction block 34B. The first electric output upper limit value Pbou0 and the first electric output lower limit value Pbol0 are given to the output range correction block 34A. The output range correction block 34A corrects the first electrical output upper limit value Pbou0 and the first electrical output lower limit value Pbol0 based on the current operating state, thereby correcting the second electrical output upper limit value Pbou1, An electric output lower limit value Pbol1 of 2 is generated. The second electrical output upper limit value Pbou1 and the second electrical output lower limit value Pbol1 are given to the output target value correction block 34B.

第１の電気出力上限値Ｐｂｏｕ０は、蓄電装置５１からの放電電力の上限値に相当する。第１の電気出力下限値Ｐｂｏｌ０は負であり、その絶対値は、蓄電装置５１への充電電力の上限値に相当する。第２の電気出力上限値Ｐｂｏｕ１と第２の電気出力下限値Ｐｂｏｌ１とにより、蓄電装置５１の入出力電力の適正範囲が定義される。   The first electric output upper limit value Pbou0 corresponds to the upper limit value of the discharge power from the power storage device 51. The first electric output lower limit value Pbol0 is negative, and the absolute value thereof corresponds to the upper limit value of the charging power to the power storage device 51. The appropriate range of the input / output power of the power storage device 51 is defined by the second electrical output upper limit value Pbou1 and the second electrical output lower limit value Pbol1.

例えば、現時点の運転状態が通常運転状態である場合には、Ｐｂｏｕ１＝Ｐｂｏｕ０、Ｐｂｏｌ１＝Ｐｂｏｌ０である。すなわち、出力は制限されない。現時点の運転状態が出力制限状態である場合には、Ｐｂｏｕ１＜Ｐｂｏｕ０、Ｐｂｏｌ１＞Ｐｂｏｌ０である。不等式Ｐｂｏｕ１＜Ｐｂｏｕ０は、蓄電装置５１からの放電電力の上限値を、通常運転状態のときの上限値よりも小さくすることを意味する。不等式Ｐｂｏｌ１＞Ｐｂｏｌ０は、蓄電装置５１への充電電力の上限値を、通常運転状態のときの上限値よりも小さくすることを意味する。   For example, when the current operation state is the normal operation state, Pbou1 = Pbou0 and Pbol1 = Pbol0. That is, the output is not limited. When the current operation state is the output restriction state, Pbou1 <Pbou0, Pbol1> Pbol0. The inequality Pbou1 <Pbou0 means that the upper limit value of the discharge power from the power storage device 51 is made smaller than the upper limit value in the normal operation state. The inequality Pbol1> Pbol0 means that the upper limit value of the charging power to the power storage device 51 is made smaller than the upper limit value in the normal operation state.

出力目標値補正ブロック３４Ｂは、第２の電気出力上限値Ｐｂｏｕ１、及び第２の電気出力下限値Ｐｂｏｌ１に基づいて、第１の電気出力目標値Ｐｂｏｔ０を補正して、第２の電気出力目標値Ｐｂｏｔ１を生成する。例えば、第１の電気出力目標値Ｐｂｏｔ０が、第２の電気出力上限値Ｐｂｏｕ１と第２の電気出力下限値Ｐｂｏｌ１とで定義される範囲から外れている場合には、第２の電気出力目標値Ｐｂｏｔ１が、第２の電気出力上限値Ｐｂｏｕ１と第２の電気出力下限値Ｐｂｏｌ１とで定義される範囲内に納まるように、第２の電気出力目標値Ｐｂｏｔ１を生成する。第２の電気出力上限値Ｐｂｏｕ１、第２の電気出力下限値Ｐｂｏｌ１、及び第２の電気出力目標値Ｐｂｏｔ１が、動力分配ブロック３５に入力される。   The output target value correction block 34B corrects the first electric output target value Pbot0 on the basis of the second electric output upper limit value Pbou1 and the second electric output lower limit value Pbol1, and the second electric output target value. Pbot1 is generated. For example, if the first electric output target value Pbot0 is out of the range defined by the second electric output upper limit value Pbou1 and the second electric output lower limit value Pbol1, the second electric output target value The second electric output target value Pbot1 is generated so that Pbot1 falls within the range defined by the second electric output upper limit value Pbou1 and the second electric output lower limit value Pbol1. The second electrical output upper limit value Pbou1, the second electrical output lower limit value Pbol1, and the second electrical output target value Pbot1 are input to the power distribution block 35.

動力分配ブロック３５は、油圧負荷要求出力Ｐｈｒ、旋回電動機要求出力Ｐｅｒ、エンジン出力上限値Ｐｇｏｕ、エンジン出力下限値Ｐｇｏｌ、第２の電気出力上限値Ｐｂｏｕ１、第２の電気出力下限値Ｐｂｏｌ１、及び第２の電気出力目標値Ｐｂｏｔ１に基づいて、実際の油圧負荷出力Ｐｈｏ、電動発電機出力Ｐａｏ、及び旋回電動機出力Ｐｅｏを決定する。このとき、エンジン出力Ｐｇｏ（図５）が、エンジン出力上限値Ｐｇｏｕとエンジン出力下限値Ｐｇｏｌとの範囲内になり、電気出力Ｐｂｏ（図５）が、第２の電気出力上限値Ｐｂｏｕ１と第２の電気出力下限値Ｐｂｏｌ１との範囲内になるように、各出力が決定される。   The power distribution block 35 includes a hydraulic load request output Phr, a swing motor request output Per, an engine output upper limit value Pgou, an engine output lower limit value Pgol, a second electric output upper limit value Pbou1, a second electric output lower limit value Pbol1, and a first The actual hydraulic load output Pho, the motor generator output Pao, and the swing motor output Peo are determined based on the electric output target value Pbot1 of 2. At this time, the engine output Pgo (FIG. 5) falls within the range between the engine output upper limit value Pgou and the engine output lower limit value Pgo, and the electric output Pbo (FIG. 5) becomes equal to the second electric output upper limit value Pbou1 and the second Each output is determined so as to be within the range of the electrical output lower limit value Pbol1.

例えば、通常運転状態のときには、蓄電装置５１の入出力電力が、補正前の第１の電気出力上限値Ｐｂｏｕ０と第１の電気出力下限値Ｐｂｏｌ０とで定義される範囲内に納まるように昇降圧コンバータ５２（図３）が制御される。出力制限状態のときには、蓄電装置５１の入出力電力が、補正後の第２の電気出力上限値Ｐｂｏｕ１と第２の電気出力下限値Ｐｂｏｌ１とで定義される範囲内に納まるように昇降圧コンバータ５２（図３）が制御される。   For example, in the normal operation state, the input / output power of the power storage device 51 is stepped up / down so that it is within the range defined by the first electric output upper limit value Pbou0 and the first electric output lower limit value Pbol0 before correction. Converter 52 (FIG. 3) is controlled. In the output restriction state, the input / output power of the power storage device 51 falls within the range defined by the corrected second electric output upper limit value Pbou1 and the second electric output lower limit value Pbol1. (FIG. 3) is controlled.

メインコントローラ３０は、これらの決定された出力に基づいて、図２に示したエンジン１１、インバータ１８、２０、及び図３に示した昇降圧コンバータ５２を制御する。   Based on these determined outputs, the main controller 30 controls the engine 11, the inverters 18 and 20 shown in FIG. 2, and the step-up / down converter 52 shown in FIG.

運転状態が「出力制限状態」であるとき、電気出力上限値が「通常運転状態」のときよりも小さくなり、電気出力下限値の絶対値が、「通常運転状態」のときよりも小さくなる。このため、「出力制限状態」のときには、蓄電装置５１の充放電電流の最大値が、「通常運転状態」のときの充放電電流の最大値に比べて小さくなる。このように、蓄電装置５１の内部抵抗の算出値Ｒｉを、昇降圧コンバータ５２の充放電動作の制御に反映させることにより、蓄電装置５１の劣化を抑制することができる。   When the operation state is the “output limit state”, the electrical output upper limit value is smaller than that in the “normal operation state”, and the absolute value of the electrical output lower limit value is smaller than that in the “normal operation state”. For this reason, in the “output restriction state”, the maximum value of the charge / discharge current of the power storage device 51 is smaller than the maximum value of the charge / discharge current in the “normal operation state”. Thus, by reflecting the calculated value Ri of the internal resistance of the power storage device 51 in the control of the charge / discharge operation of the step-up / down converter 52, the deterioration of the power storage device 51 can be suppressed.

次に、図７〜図１０Ｂを参照して、動力分配ブロック３５（図６）の処理の一例について説明する。   Next, an example of processing of the power distribution block 35 (FIG. 6) will be described with reference to FIGS.

図７は、旋回電動機要求出力Ｐｅｒと旋回電動機出力Ｐｅｏとの関係を示す。旋回電動機要求出力Ｐｅｒが、エンジン出力上限値Ｐｇｏｕと第２の電気出力上限値Ｐｂｏｕ１と
の合計値Ｐｅｏｍａｘよりも大きい場合、旋回電動機出力Ｐｅｏを、この合計値Ｐｅｏｍａｘに等しくする。すなわち、
Ｐｅｏ＝Ｐｇｏｕ＋Ｐｂｏｕ
とする。これは、旋回電動機出力Ｐｅｏが、エンジン１１と蓄電装置５１とから取り出せる最大パワーを超えないことを意味する。 FIG. 7 shows the relationship between the swing motor required output Per and the swing motor output Peo. When the swing motor request output Per is larger than the total value Peomax of the engine output upper limit value Pgou and the second electrical output upper limit value Pbou1, the swing motor output Peo is made equal to the total value Peomax. That is,
Peo = Pgou + Pbou
And This means that the swing motor output Peo does not exceed the maximum power that can be extracted from the engine 11 and the power storage device 51.

旋回電動機要求出力Ｐｅｒが、エンジン出力下限値Ｐｇｏｌから油圧負荷要求出力Ｐｈｒと第２の電気出力下限値Ｐｂｏｌ１の絶対値を減じた値Ｐｅｏｍｉｎよりも小さい場合には、旋回電動機出力Ｐｅｏを、この値Ｐｅｏｍｉｎに等しくする。すなわち、
Ｐｅｏ＝Ｐｇｏｌ−Ｐｈｒ＋Ｐｂｏｍｉｎ
とする。Ｐｂｏｍｉｎは負の値であるため、上述の式において、Ｐｂｏｍｉｎに付された演算子は「＋」（プラス）である。この式は、エンジン１１から取り出す動力が最も小さくなるようにエンジン１１を動作させた状態で、旋回電動機２１の発電電力が、油圧負荷要求出力Ｐｈｒと蓄電装置５１に供給し得る電力の上限値との合計値を超えないことを意味する。 When the swing motor required output Per is smaller than the value Peomin obtained by subtracting the absolute value of the hydraulic load request output Phr and the second electrical output lower limit Pbol1 from the engine output lower limit Pmol, the swing motor output Peo is set to this value. Equal to Peomin. That is,
Peo = Pgol−Phr + Pbomin
And Since Pbomin is a negative value, the operator given to Pbomin in the above formula is “+” (plus). This equation is obtained when the engine 11 is operated so that the power extracted from the engine 11 is minimized, and the generated power of the swing motor 21 is the hydraulic load request output Phr and the upper limit value of the power that can be supplied to the power storage device 51. It means that the total value of is not exceeded.

旋回電動機要求出力Ｐｅｒが、ＰｅｏｍａｘとＰｅｏｍｉｎとの間である場合、旋回電動機出力Ｐｅｏを、旋回電動機要求出力Ｐｅｒに等しくする。すなわち、
Ｐｅｏ＝Ｐｅｒ
とする。この式は、旋回電動機２１に対して、要求通りの出力が確保されることを意味する。 When the swing motor request output Per is between Peomax and Peomin, the swing motor output Peo is made equal to the swing motor request output Per. That is,
Peo = Per
And This equation means that the required output is secured for the swing motor 21.

図８は、油圧負荷要求出力Ｐｈｒと油圧負荷出力Ｐｈｏとの関係を示す。油圧負荷要求出力Ｐｈｒが、エンジン出力上限値Ｐｇｏｕと第２の電気出力上限値Ｐｂｏｕ１との合計値から、旋回電動機出力Ｐｅｏを減じた値Ｐｈｏｍａｘを超えた場合、油圧負荷出力Ｐｈｏを、この値Ｐｈｏｍａｘに等しくする。すなわち、
Ｐｈｏ＝Ｐｇｏｕ＋Ｐｂｏｕ１−Ｐｅｏ
とする。これは、油圧負荷出力Ｐｈｏが、エンジン１１と蓄電装置５１とから取り出せる最大パワーから、既に決定された旋回電動機出力Ｐｅｏ分のパワーを引いた残りのパワーを超えないことを意味する。 FIG. 8 shows the relationship between the hydraulic load request output Phr and the hydraulic load output Pho. When the hydraulic load request output Phr exceeds a value Phomax obtained by subtracting the swing motor output Peo from the total value of the engine output upper limit value Pgou and the second electric output upper limit value Pbou1, the hydraulic load output Pho is set to this value Phomax. Equal to That is,
Pho = Pgou + Pbou1-Peo
And This means that the hydraulic load output Pho does not exceed the remaining power obtained by subtracting the power for the already determined turning motor output Peo from the maximum power that can be extracted from the engine 11 and the power storage device 51.

油圧負荷要求出力Ｐｈｒが、Ｐｈｏｍａｘ以下である場合、油圧負荷出力Ｐｈｏを、油圧負荷要求出力Ｐｈｒと等しくする。すなわち、
Ｐｈｏ＝Ｐｈｒ
とする。これは、油圧負荷に対して、要求どおりの出力が確保されることを意味する。 When the hydraulic load request output Phr is equal to or less than Phomax, the hydraulic load output Pho is made equal to the hydraulic load request output Phr. That is,
Pho = Phr
And This means that the required output is secured for the hydraulic load.

図９Ａ及び図９Ｂは、第２の電気出力目標値Ｐｂｏｔ１と電気出力Ｐｂｏとの関係を示す。図７に示したグラフに基づいて決定された旋回電動機出力Ｐｅｏと、図８に示したグラフに基づいて決定された油圧負荷出力Ｐｈｏとの合計値から、エンジン出力下限値Ｐｇｏｌを減じた値をＰｂｏｍａｘ１とする。旋回電動機出力Ｐｅｏと油圧負荷出力Ｐｈｏとの合計値から、エンジン出力上限値Ｐｇｏｕを減じた値をＰｂｏｍｉｎ１とする。   9A and 9B show the relationship between the second electric output target value Pbot1 and the electric output Pbo. A value obtained by subtracting the engine output lower limit value Pgol from the total value of the swing motor output Peo determined based on the graph shown in FIG. 7 and the hydraulic load output Pho determined based on the graph shown in FIG. Let Pbomax1. A value obtained by subtracting the engine output upper limit value Pgou from the total value of the swing motor output Peo and the hydraulic load output Pho is defined as Pbomin1.

図９Ａは、Ｐｂｏｍａｘ１が、第２の電気出力上限値Ｐｂｏｕ１よりも小さく、かつＰｂｏｍｉｎ１が、第２の電気出力下限値Ｐｂｏｌ１よりも大きい場合を示す。第２の電気出力目標値Ｐｂｏｔ１が、Ｐｂｏｍａｘ１を超えた場合、電気出力Ｐｂｏを、Ｐｂｏｍａｘ１と等しくする。これは、蓄電装置５１から取り出すことができる電力が十分大きいため、エンジン１１をエンジン出力下限値Ｐｇｏｌで動作させ、蓄電装置５１から余分な電力は取り出さないことを意味する。第２の電気出力目標値Ｐｂｏｔ１が、Ｐｂｏｍｉｎ１を下回った場合、電気出力Ｐｂｏを、Ｐｂｏｍａｘ１と等しくする。これは、蓄電装置５１の充電率が十分ではないため、エンジン１１をエンジン出力上限値Ｐｇｏｕで動作させ
、蓄電装置５１に電力を供給することを意味する。 FIG. 9A shows a case where Pbomax1 is smaller than the second electrical output upper limit value Pbou1 and Pbomin1 is larger than the second electrical output lower limit value Pbol1. When the second electric output target value Pbot1 exceeds Pbomax1, the electric output Pbo is made equal to Pbomax1. This means that since the electric power that can be taken out from the power storage device 51 is sufficiently large, the engine 11 is operated at the engine output lower limit value Pgal and no extra power is taken out from the power storage device 51. When the second electric output target value Pbot1 is lower than Pbomin1, the electric output Pbo is made equal to Pbomax1. This means that since the charging rate of the power storage device 51 is not sufficient, the engine 11 is operated at the engine output upper limit Pgou and power is supplied to the power storage device 51.

第２の電気出力目標値Ｐｂｏｔ１が、Ｐｂｏｍａｘ１とＰｂｏｍｉｎ１との間の場合には、電気出力Ｐｂｏを、第２の電気出力目標値Ｐｂｏｔ１と等しくする。これにより、蓄電装置５１の充電率を、充電率の目標値に近づけることができる。   When the second electric output target value Pbot1 is between Pbomax1 and Pbomin1, the electric output Pbo is made equal to the second electric output target value Pbot1. Thereby, the charge rate of the electrical storage apparatus 51 can be brought close to the target value of the charge rate.

図９Ｂは、Ｐｂｏｍａｘ１が、第２の電気出力上限値Ｐｂｏｕ１よりも大きく、かつＰｂｏｍｉｎ１が、第２の電気出力下限値Ｐｂｏｌ１よりも小さい場合を示す。この場合には、電気出力Ｐｂｏが、第２の電気出力上限値Ｐｂｏｕ１と第２の電気出力下限値Ｐｂｏｌ１との間（適正範囲）に収まるように、電気出力Ｐｂｏの上下限値が制限される。   FIG. 9B shows a case where Pbomax1 is larger than the second electric output upper limit value Pbou1 and Pbomin1 is smaller than the second electric output lower limit value Pbol1. In this case, the upper and lower limit values of the electric output Pbo are limited so that the electric output Pbo is within the range (appropriate range) between the second electric output upper limit value Pbou1 and the second electric output lower limit value Pbol1. .

このように、電気出力Ｐｂｏの上限は、Ｐｂｏｕ１とＰｂｏｍａｘ１との小さい方の値で制限され、下限は、Ｐｂｏｌ１とＰｂｏｍｉｎ１との大きい方の値で制限される。   Thus, the upper limit of the electric output Pbo is limited by the smaller value of Pbou1 and Pbomax1, and the lower limit is limited by the larger value of Pbol1 and Pbomin1.

図１０Ａ及び図１０Ｂは、電動発電機出力Ｐａｏの決定方法を示す線図である。図５から、
Ｐｂｏ＝Ｐａｏ＋Ｐｅｏ
が成立することがわかる。電気出力Ｐｂｏ及び旋回電動機出力Ｐｅｏが決定されたら、上述の式から電動発電機出力Ｐａｏが算出される。 10A and 10B are diagrams illustrating a method for determining the motor generator output Pao. From FIG.
Pbo = Pao + Peo
It can be seen that When the electric output Pbo and the swing motor output Peo are determined, the motor generator output Pao is calculated from the above formula.

図１０Ａに示すように、電気出力Ｐｂｏが旋回電動機出力Ｐｅｏよりも大きい場合、余剰電力で電動発電機１２をアシスト動作させ、電動発電機出力Ｐａｏを出力する。図１０Ｂに示すように、電気出力Ｐｂｏが旋回電動機出力Ｐｅｏよりも小さい場合、不足電力を供給するために電動発電機１２を発電動作させ、電力−Ｐａｏを出力する。   As shown in FIG. 10A, when the electric output Pbo is larger than the turning motor output Peo, the motor generator 12 is assisted by surplus power and the motor generator output Pao is output. As shown in FIG. 10B, when the electric output Pbo is smaller than the turning electric motor output Peo, the motor generator 12 is caused to perform a power generation operation in order to supply insufficient electric power, and electric power −Pao is output.

図１１に、他の構成例によるメインコントローラ３０の電動発電機出力Ｐａｏの決定に関わる機能ブロック図を示す。電気出力決定ブロック３３、補正ブロック３４、及び蓄電装置劣化情報判定ブロック３６の機能は、図６に示した対応するブロックの機能と同一である。   FIG. 11 is a functional block diagram related to determination of the motor generator output Pao of the main controller 30 according to another configuration example. The functions of the electrical output determination block 33, the correction block 34, and the power storage device deterioration information determination block 36 are the same as the functions of the corresponding blocks shown in FIG.

図１１に示した例では、電動発電機出力Ｐａｏの決定のために、旋回電動機要求出力Ｐｅｒ、蓄電装置の電圧Ｖｍ、及び内部抵抗Ｒｉが用いられ、油圧負荷要求出力Ｐｈｒ及びエンジン回転数Ｎａｃｔは用いられない。   In the example shown in FIG. 11, the swing motor required output Per, the power storage device voltage Vm, and the internal resistance Ri are used to determine the motor generator output Pao, and the hydraulic load required output Phr and the engine speed Nact are Not used.

電動発電機出力決定ブロック３８が、旋回電動機要求出力Ｐｅｒ、第２の電気出力上限値Ｐｂｏｕ１、第２の電気出力下限値Ｐｂｏｌ１、及び第２の電気出力目標値Ｐｂｏｔ１に基づいて、電動発電機出力Ｐａｏを決定する。   The motor generator output determination block 38 determines whether the motor generator output is based on the swing motor required output Per, the second electric output upper limit value Pbou1, the second electric output lower limit value Pbol1, and the second electric output target value Pbot1. Determine Pao.

次に、電動発電機出力決定ブロック３８の処理の一例について説明する。例えば、旋回電動機要求出力Ｐｅｒが大きい場合（高速の旋回操作が行われた場合）、旋回電動機２１に十分な電力を供給するために、電動発電機１２の発電運転を行う。蓄電装置５１の内部抵抗Ｒｉが基準値を超えている場合、運転状態記憶部３１が「出力制限状態」に設定されているため、第２の電気出力上限値Ｐｂｏｕ１が、通常運転状態のときの出力上限値よりも小さくなる。電動発電機出力決定ブロック３８は、蓄電装置５１から出力される電力の不足分を補うために、電動発電機出力Ｐａｏを負の大きな値にする（言い換えると、発電される電力を大きくする。）このとき、例えば、電動発電機１２で発電された電力が、蓄電装置５１（図３）に蓄えられることなく、平滑キャパシタ５７を含むＤＣバスライン５３（図３）を経由して旋回電動機２１に供給される。このように、蓄電装置５１の劣化によって蓄電装置５１から十分な電力が取り出せない状況のときにも、電動発電機１２から旋回電動機２１に電力を供給することにより、旋回操作に応じた速度で旋回を行うことが
できる。 Next, an example of the process of the motor generator output determination block 38 will be described. For example, when the turning motor request output Per is large (when a high-speed turning operation is performed), the generator operation of the motor generator 12 is performed in order to supply sufficient electric power to the turning motor 21. When the internal resistance Ri of the power storage device 51 exceeds the reference value, since the operation state storage unit 31 is set to the “output restriction state”, the second electrical output upper limit value Pbou1 is the value when the normal operation state is set. It becomes smaller than the output upper limit. The motor generator output determination block 38 sets the motor generator output Pao to a large negative value (in other words, increases the generated power) in order to compensate for the shortage of the power output from the power storage device 51. At this time, for example, the electric power generated by the motor generator 12 is not stored in the power storage device 51 (FIG. 3), but is supplied to the swing motor 21 via the DC bus line 53 (FIG. 3) including the smoothing capacitor 57. Supplied. As described above, even when power cannot be extracted from the power storage device 51 due to deterioration of the power storage device 51, the power is supplied from the motor generator 12 to the turning motor 21, thereby turning at a speed corresponding to the turning operation. It can be performed.

出力制限状態のときに、第２の電気出力下限値Ｐｂｏｌ１の絶対値が通常運転状態のときの値より小さくなる。すなわち、充電電流の上限値が小さくなる。蓄電装置５１を充電する場合、電動発電機出力決定ブロック３８は、第２の電気出力下限値Ｐｂｏｌ１の絶対値が小さいことを反映して、電動発電機出力Ｐａｏを負の小さな値にする（言い換えると、発電される電力を小さくする。）。このため、通常運転状態のときに比べて小さな充電電流で蓄電装置５１が充電される。これにより、蓄電装置５１の劣化の進行を抑制することができる。   In the output restriction state, the absolute value of the second electric output lower limit value Pbol1 is smaller than the value in the normal operation state. That is, the upper limit value of the charging current is reduced. When charging the power storage device 51, the motor generator output determination block 38 sets the motor generator output Pao to a small negative value, reflecting that the absolute value of the second electric output lower limit Pbol1 is small (in other words, And reduce the power generated.) For this reason, the power storage device 51 is charged with a smaller charging current than in the normal operation state. Thereby, progress of deterioration of power storage device 51 can be suppressed.

上記実施例では、作業機械の例としてショベルを取り上げたが、上記実施例による蓄電装置の内部抵抗測定技術は、他の作業機械に適用することも可能である。例えば、リフティングマグネット型作業機械等に適用することも可能である。   In the above embodiment, the excavator is taken as an example of the work machine. However, the internal resistance measurement technique of the power storage device according to the above embodiment can be applied to other work machines. For example, the present invention can be applied to a lifting magnet type work machine.

以上実施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。例えば、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。   Although the present invention has been described with reference to the embodiments, the present invention is not limited thereto. It will be apparent to those skilled in the art that various modifications, improvements, combinations, and the like can be made.

１ 下部走行体
１Ａ、１Ｂ 油圧モータ
２ 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
１１ エンジン
１２ 電動発電機
１３ 減速機
１４ メインポンプ
１５ パイロットポンプ
１７ コントロールバルブ
１８、２０ インバータ
２１ 旋回電動機
２２ レゾルバ
２３ メカニカルブレーキ
２４ 減速機
２６ 操作装置
２７ スタートキー
２９ 圧力センサ
３０ メインコントローラ
３０Ａ 中央処理装置（ＣＰＵ）
３０Ｂ 内部メモリ
３１ 運転状態記憶部
３２ エンジン出力範囲決定ブロック
３３ 電気出力決定ブロック
３３Ａ 電気出力範囲決定ブロック
３３Ｂ 電気出力目標値決定ブロック
３３Ｃ 充電率算出ブロック
３４ 補正ブロック
３４Ａ 出力範囲補正ブロック
３４Ｂ 出力目標値補正ブロック
３５ 動力分配ブロック
３６ 蓄電装置劣化情報判定ブロック
３７ 電動機油圧出力分配ブロック
３８ 電動発電機出力決定ブロック
３９ 表示装置
５０ 蓄電回路
５１ 蓄電装置
５２ 昇降圧コンバータ
５３ ＤＣバスライン
５４Ａ 昇圧用ＩＧＢＴ
５４Ｂ 降圧用ＩＧＢＴ
５５ リアクトル
５６ スイッチング素子
５７ 平滑キャパシタ
５８ 電流センサ
５９ 電圧センサ
６０ 内部抵抗測定装置
６１ 抵抗素子
６２ スイッチング素子
６３ 電流センサ
６４ 電圧センサ
６５ 処理装置 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Lower traveling body 1A, 1B Hydraulic motor 2 Upper turning body 4 Boom 5 Arm 6 Bucket 7 Boom cylinder 8 Arm cylinder 9 Bucket cylinder 11 Engine 12 Motor generator 13 Reduction gear 14 Main pump 15 Pilot pump 17 Control valve 18, 20 Inverter 21 Rotating motor 22 Resolver 23 Mechanical brake 24 Reducer 26 Operating device 27 Start key 29 Pressure sensor 30 Main controller 30A Central processing unit (CPU)
30B Internal memory 31 Operating state storage unit 32 Engine output range determination block 33 Electrical output determination block 33A Electrical output range determination block 33B Electrical output target value determination block 33C Charging rate calculation block 34 Correction block 34A Output range correction block 34B Output target value correction Block 35 Power distribution block 36 Power storage device deterioration information determination block 37 Motor hydraulic output distribution block 38 Motor generator output determination block 39 Display device 50 Power storage circuit 51 Power storage device 52 Buck-boost converter 53 DC bus line 54A Boost IGBT
54B IGBT for step-down
55 reactor 56 switching element 57 smoothing capacitor 58 current sensor 59 voltage sensor 60 internal resistance measuring device 61 resistance element 62 switching element 63 current sensor 64 voltage sensor 65 processing device

Claims (7)

電気エネルギを蓄積する蓄電装置と、
前記蓄電装置の充放電を行う昇降圧コンバータと、
スタートキーがオンにされると前記昇降圧コンバータの充放電動作を制御する動作を開始し、前記スタートキーがオフにされると、前記蓄電装置と前記昇降圧コンバータとを接続する電流路を遮断し、前記昇降圧コンバータの充放電動作を制御する動作を停止するメインコントローラと、
前記スタートキーがオンにされているとき、前記スタートキーがオフにされるまで前記蓄電装置の内部抵抗を測定する処理を開始せず、前記スタートキーがオフにされた後、前記昇降圧コンバータの動作が停止している期間に、前記昇降圧コンバータを経由することなく前記蓄電装置からの放電電流を流すとともに、前記蓄電装置の内部抵抗を測定し、前記スタートキーによって前記メインコントローラの作動開始の操作が行われた後に、内部抵抗の測定結果を前記メインコントローラに送信する内部抵抗測定装置と
を有する作業機械。 A power storage device for storing electrical energy;
A buck-boost converter for charging and discharging the power storage device;
When the start key is turned on, the operation for controlling the charge / discharge operation of the buck-boost converter is started. When the start key is turned off, the current path connecting the power storage device and the buck-boost converter is cut off. A main controller for stopping the operation for controlling the charge / discharge operation of the step-up / down converter ;
When the start key is turned on, the process of measuring the internal resistance of the power storage device is not started until the start key is turned off, and after the start key is turned off, While the operation is stopped, the discharge current from the power storage device is allowed to flow without going through the buck-boost converter, the internal resistance of the power storage device is measured, and the start key is used to start the operation of the main controller. A work machine having an internal resistance measurement device that transmits an internal resistance measurement result to the main controller after an operation is performed . さらに、前記蓄電装置と前記昇降圧コンバータとを接続する前記電流路の開閉を行う第１のスイッチング素子を有し、
前記内部抵抗測定装置は、前記第１のスイッチング素子を経由することなく前記蓄電装置に接続されている請求項１に記載の作業機械。 Further comprising a first switching element for opening and closing of the current path which connects the down converter and the power storage device,
The work machine according to claim 1, wherein the internal resistance measurement device is connected to the power storage device without passing through the first switching element. 前記メインコントローラは、前記第１のスイッチング素子の開閉動作を制御し、
前記内部抵抗測定装置は、前記第１のスイッチング素子がオフの期間に、前記蓄電装置の内部抵抗に依存する物理量を取得する請求項２に記載の作業機械。 The main controller controls the opening / closing operation of the first switching element,
The work machine according to claim 2, wherein the internal resistance measurement device acquires a physical quantity that depends on an internal resistance of the power storage device during a period in which the first switching element is off. 前記内部抵抗測定装置は、前記蓄電装置の内部抵抗の測定中に前記メインコントローラが前記昇降圧コンバータを制御する動作を開始すると、内部抵抗の測定を中止する請求項１乃至３のいずれか１項に記載の作業機械。   4. The internal resistance measurement device stops measuring internal resistance when the main controller starts an operation of controlling the buck-boost converter during measurement of internal resistance of the power storage device. 5. The working machine described in. 前記メインコントローラは、前記内部抵抗測定装置から送られた前記蓄電装置の内部抵抗の算出値が基準値を超えると、内部抵抗の算出値が前記基準値を超えていないときと比べて前記蓄電装置の出力の上限値を小さくする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の作業機械。 When the calculated value of the internal resistance of the power storage device sent from the internal resistance measuring device exceeds a reference value, the main controller compares the calculated value of the internal resistance with a value not exceeding the reference value. The work machine according to any one of claims 1 to 4 , wherein an upper limit value of the output is reduced. 前記内部抵抗測定装置は、前記スタートキーがオフにされると、一定時間待機し、待機後に内部抵抗の測定を行う請求項１乃至５のいずれか１項に記載の作業機械。 The internal resistance measuring device, when the start key is turned off, waiting a predetermined time, the working machine according to any one of claims 1 to 5 for measuring the internal resistance after waiting. エンジン、電動発電機、蓄電装置、前記蓄電装置の昇降圧動作を行う昇降圧コンバータ、及び前記エンジン、前記電動発電機、前記昇降圧コンバータの動作の制御を行うメインコントローラを搭載した作業機械の制御方法であって、
前記メインコントローラは、スタートキーがオンにされると前記昇降圧コンバータの充放電動作を制御する動作を開始し、前記スタートキーがオフにされると、前記蓄電装置と前記昇降圧コンバータとを接続する電流路を遮断し、前記昇降圧コンバータの充放電動作を制御する動作を停止し、
前記スタートキーがオンにされているとき、前記スタートキーがオフにされるまで前記蓄電装置の内部抵抗を測定する処理を開始せず、前記スタートキーがオフにされた後、前記メインコントローラとは独立して動作する内部抵抗測定装置で前記昇降圧コンバータの動作が停止している期間に前記蓄電装置の内部抵抗を測定する工程と、
前記スタートキーがオンにされた後、前記内部抵抗測定装置から前記メインコントローラに、前記蓄電装置の内部抵抗の測定値を送信する工程と
を有する作業機械の制御方法。
Control of a working machine equipped with an engine, a motor generator, a power storage device, a step-up / down converter that performs a step-up / step-down operation of the power storage device, and a main controller that controls the operation of the engine, the motor generator, and the step-up / down converter A method,
The main controller starts an operation for controlling a charge / discharge operation of the buck-boost converter when the start key is turned on , and connects the power storage device and the buck-boost converter when the start key is turned off. The current path to be cut off, and the operation to control the charge / discharge operation of the buck-boost converter is stopped,
When the start key is turned on, the process of measuring the internal resistance of the power storage device is not started until the start key is turned off, and after the start key is turned off, the main controller is Measuring the internal resistance of the power storage device during a period in which the operation of the buck-boost converter is stopped in an internal resistance measuring device that operates independently;
And a step of transmitting a measured value of the internal resistance of the power storage device from the internal resistance measuring device to the main controller after the start key is turned on.
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