KR20090069719A - Hybrid load control method and system for heavy equipment - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은, 중장비의 하이브리드 부하 제어방법 및 그 방법이 적용된 시스템에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 엔진 출력이 최적의 효율로 운전되도록 하면서도 모터/발전기와 선회 모터에 동력 분배가 최적으로 이루어질 수 있도록 하여 에너지 사용 효율을 높일 수 있는 중장비의 하이브리드 부하 제어방법 및 그 방법이 적용된 시스템에 관한 것이다.The present invention relates to a hybrid load control method for heavy equipment and a system to which the method is applied, and more particularly, to allow the power distribution to be optimally performed between the motor / generator and the turning motor while allowing the engine output to operate at an optimum efficiency. The present invention relates to a hybrid load control method of heavy equipment and a system to which the method is applied to increase energy use efficiency.
건설 및 토목 현장에는 다양한 종류의 기계 장비나 중장비(이하, 이들을 건설기계라 함)가 사용된다.Various types of mechanical equipment or heavy equipment (hereinafter referred to as construction machinery) are used in construction and civil engineering sites.
건설기계 중의 하나인 굴삭기는 버킷(bucket)을 이용하여 땅을 파거나 이송하며, 필요에 따라 버킷을 탈거하고 대신에 특수 목적의 어태치먼트를 장착하여 다양한 작업을 수행한다.Excavator, one of the construction machines, uses a bucket to dig or transport the ground, removes the bucket as necessary, and mounts a special purpose attachment instead, and performs various tasks.
이하에서는 대표적인 중장비로서 굴삭기를 상정하여 설명하기로 한다.Hereinafter will be described assuming an excavator as a representative heavy equipment.
한편, 중장비에는 동력원으로서 주로 내연기관이 이용된다.On the other hand, the internal combustion engine is mainly used as a power source for heavy equipment.
다양한 중장비들 중에서도 특히 유압 굴삭기는 일정한 속도로 내연기관을 구동하여 펌프를 계속적으로 구동시키면서 동작하지만, 작업시 부하 변동이 커서 내연기관의 출력 변동을 심하게 유발시킨다.Among various heavy equipments, especially hydraulic excavators operate the internal combustion engine at a constant speed to operate the pump continuously, but the load fluctuation during the operation causes a large fluctuation in the output of the internal combustion engine.
다시 말해, 유압 굴삭기의 내연기관의 경우, 그 출력의 효율이 좋은 영역에서 일정 출력을 할 경우 연료 소비를 줄 일 수 있기는 하지만, 유압 굴삭기의 작업 부하 변동이 심하여 실질적으로 불가능하다.In other words, in the internal combustion engine of the hydraulic excavator, the fuel consumption can be reduced when a certain output is made in a region in which the efficiency of the output is good, but the working load fluctuation of the hydraulic excavator is severe and practically impossible.
이는 결국, 전체 시스템에서 엔진 출력이 최적의 효율로 운전되지 못하기 때문인 것으로 예상되므로 이에 대한 대책이 요구된다.This is, after all, expected to be due to the fact that the engine power is not operated at optimum efficiency in the entire system, so a countermeasure is required.
본 발명의 목적은, 엔진 출력이 최적의 효율로 운전되도록 하면서도 모터/발전기와 선회 모터에 동력 분배가 최적으로 이루어질 수 있도록 하여 에너지 사용 효율을 높일 수 있는 중장비의 하이브리드 부하 제어방법 및 그 방법이 적용된 시스템을 제공하는 것이다.SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a hybrid load control method for heavy equipment that can increase energy use efficiency by allowing power distribution to be optimally made to a motor / generator and a swinging motor while allowing an engine output to be operated at an optimum efficiency. To provide a system.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 이상에서 언급한 기술적 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제는 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.The technical problem to be achieved by the present invention is not limited to the technical problem mentioned above, another technical problem that is not mentioned can be clearly understood by those skilled in the art from the following description. There will be.
상기 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 중장비의 하이브리드 부하 제어방법은, 중장비의 출력과 관련하여 전체 소요되는 전체 부하량을 계산하는 단계(a); 커패시터(22)의 축전량을 측정하는 단계(b); 상기 커패시터(22) 축전량에 기초하여 출력 부하를 위한 소정의 제어 맵(map)을 선택하는 단계(c); 및 선택된 맵에서 계산된 상기 전체 부하량을 적용하여, 출력되어야 할 엔진(14) 출력량과 상기 커패시터(22) 출력량을 결정하는 단계(d)를 포함한다.Hybrid load control method of a heavy equipment according to an embodiment of the present invention for achieving the technical problem, the step of calculating the total load required in relation to the output of the heavy equipment (a); Measuring the amount of storage of the capacitor 22 (b); (C) selecting a predetermined control map for an output load based on the capacitance of the capacitor (22); And (d) determining the output of the
여기서, 상기 (a) 단계에서 계산되는 상기 전체 부하량은, 펌프(12) 부하와 선회 모터(20) 부하를 합산한 부하량과, 모터(16)/발전기(18)의 발전 구동 시 소요되는 전력 및 컨버터 효율 등을 여유 부하로 결정한 부하량의 합에 의해 계산될 수 있다.Here, the total load amount calculated in the step (a) is the load amount of the sum of the
상기 제어 맵은, 커패시터(22)에 축전량이 90% 이상인 상태, 축전량이 90~40% 사이인 상태, 축전량이 40% 이하인 상태의 3가지 맵일 수 있다.The control map may be three types of maps in which the amount of power storage in the
상기 3개의 맵에서 상기 커패시터(22)의 축전량은 상기 커패시터(22)의 순간 최대 축전 가능량을 기준으로 선정되고, 상기 커패시터(22)에 의해 출력되는 방전량은 상기 커패시터(22)의 순간 최대 방전 가능량을 기준으로 선정될 수 있다.In the three maps, the storage amount of the
한편, 상기 목적은, 액추에이터(10)의 구동을 위한 펌프(12)에 연결되어 있는 엔진(14); 상기 엔진(14)과 병렬 연결되어 상기 펌프(12)를 구동하는 모터(16)/발전기(18); 상기 모터(16)/발전기(18)에 연결되고 상기 모터(16)/발전기(18) 중에 서 선택된 어느 하나의 동작에 기초하여 에너지를 충전하거나 방전 출력하는 커패시터(22); 상기 엔진(14)과는 독립적으로 마련되고 상기 커패시터(22)와 연결되는 선회 모터(20); 및 중장비의 출력과 관련하여 전체 소요되는 전체 부하량을 계산하고, 상기 커패시터(22)의 축전량을 측정한 후, 상기 커패시터(22) 축전량에 기초하여 출력 부하를 위한 소정의 제어 맵(map)을 선택한 다음 선택된 맵에서 계산된 상기 전체 부하량을 적용하여, 출력되어야 할 상기 엔진(14) 출력량과 상기 커패시터(22) 출력량을 결정하도록 제어하는 제어부(미도시)를 포함하는 것을 특징으로 하는 중장비의 하이브리드 부하 제어시스템에 의해서도 달성된다.On the other hand, the object, the
여기서, 상기 모터(16)/발전기(18)와 상기 커패시터(22)는 제1 컨버터(24)를 통해 연결되고, 상기 선회 모터(20)와 상기 커패시터(22)는 제2 컨버터(26)를 통해 연결될 수 있다.Here, the motor 16 / generator 18 and the
상기 제어부는, 상기 모터(16)/발전기(18)가 발전기(18)로 동작 시 상기 제1 컨버터(24)를 통해 상기 커패시터(22)에 에너지를 충전하고, 상기 모터(16)/발전기(18)가 상기 모터(16)로 동작 시 상기 제1 컨버터(24)를 통해 상기 커패시터(22)로부터의 에너지를 전달 받도록 제어할 수 있다.The control unit charges energy to the
상기 제어부는, 상기 선회 모터(20)의 회생 시 상기 제2 컨버터(26)를 통해 상기 커패시터(22)에 에너지를 충전하고, 상기 선회 모터(20)의 동작 시 상기 커패시터(22) 또는 상기 모터(16)/발전기(18)로부터의 에너지를 전달 받도록 제어할 수 있다.The control unit charges energy to the
상기 전체 부하량은, 상기 펌프(12) 부하와 상기 선회 모터(20) 부하를 합산 한 부하량과, 상기 모터(16)/발전기(18)의 발전 구동 시 소요되는 전력 및 상기 제1 및 제2 컨버터(24,26) 효율 등을 여유 부하로 결정한 부하량의 합에 의해 계산될 수 있다.The total load amount may include a load amount obtained by adding up the load of the
상기 제어 맵은, 상기 커패시터(22)에 축전량이 90% 이상인 상태, 축전량이 90~40% 사이인 상태, 축전량이 40% 이하인 상태의 3가지 맵일 수 있다.The control map may be three types of maps in which the amount of power storage in the
상기 3개의 맵에서 상기 커패시터(22)의 축전량은 상기 커패시터(22)의 순간 최대 축전 가능량을 기준으로 선정되고, 상기 커패시터(22)에 의해 출력되는 방전량은 상기 커패시터(22)의 순간 최대 방전 가능량을 기준으로 선정될 수 있다.In the three maps, the storage amount of the
기타 실시예들의 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다.Specific details of other embodiments are included in the detailed description and the drawings.
본 발명에 따르면, 엔진 출력이 최적의 효율로 운전되도록 하면서도 모터/발전기와 선회 모터에 동력 분배가 최적으로 이루어질 수 있도록 하여 에너지 사용 효율을 높일 수 있는 효과가 있다.According to the present invention, while the engine output is operated at the optimum efficiency, the power distribution can be optimally made to the motor / generator and the swing motor to increase the energy use efficiency.
이하, 첨부도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대해 상세히 설명한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings will be described in detail a preferred embodiment of the present invention.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 중장비의 하이브리드 부하 제어시스템의 구성도, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 중장비의 하이브리드 부하 제어방법에 대한 플로차트, 도 3은 엔진의 속도 및 토크(torque)에 대한 맵(map), 도 4는 커패시터 축전량에 따른 부하 제어 맵(map)으로서 커패시터의 축전량이 90% 이상일 경우에 대한 도면, 도 5는 커패시터 축전량에 따른 부하 제어 맵(map)으로서 커패시터의 축전량이 90~40% 사이일 경우에 대한 도면, 도 6은 커패시터 축전량에 따른 부하 제어 맵(map)으로서 커패시터의 축전량이 40% 이하일 경우에 대한 도면이다.1 is a block diagram of a hybrid load control system for heavy equipment according to an embodiment of the present invention, Figure 2 is a flow chart for a hybrid load control method for heavy equipment according to an embodiment of the present invention, Figure 3 is a speed and torque of the engine (torque) map, Figure 4 is a load control map according to the amount of capacitor storage capacity (cap), when the capacitance of the capacitor is more than 90%, Figure 5 is a load control map (map) according to the amount of capacitor storage FIG. 6 is a diagram illustrating a case where a capacitance of a capacitor is between 90% and 40%, and FIG. 6 is a diagram of a case where a capacitance of a capacitor is 40% or less as a load control map according to the amount of capacitor storage.
도면 대비 설명에 앞서, 본 실시예의 부하 제어방법 및 그 방법이 적용된 시스템에 대해 간략하게 부연하면, 본 실시예는 선회 모터(20)로부터 순간적으로 회생되는 대량의 에너지를 회수하여 에너지를 효율적으로 사용하고, 엔진(14)을 고효율 영역에서 일정 출력을 내는 동시에 남거나 부족한 동력은 모터(16)/발전기(18)를 통하여 커패시터(22)로부터 에너지를 보충하거나 저장하게 하는 것이다.Prior to the description with reference to the drawings, the load control method of the present embodiment and the system to which the method is briefly described further, the present embodiment recovers a large amount of energy that is instantaneously regenerated from the turning
즉, 엔진(14)의 구동을 효율이 좋은 영역에서 일정 출력 제어를 하고, 출력이 적거나 많은 부분에 대해서 모터(16)/발전기(18)를 사용하여 연료 소비를 줄이는 것이다.In other words, the driving of the
또한 선회 모터(20)로부터 회생되는 에너지를 회수하여 에너지 사용 효율을 높이는 것이다.In addition, by recovering the energy regenerated from the
이러한 부하 제어방법 및 그 방법이 적용된 시스템을 통해, 전체 시스템에서 에너지 저장 상태에 따라 엔진(14), 모터(16)/발전기(18) 및 선회 모터(20)의 출력을 정하여 동력 시스템에 에너지를 효율적으로 사용할 수 있게 된다.Through such a load control method and a system to which the method is applied, the output of the
다시 말해, 엔진(14) 출력이 최적의 효율로 운전되도록 하면서도 모터(16)/ 발전기(18)와 선회 모터(20)에 동력 분배가 최적으로 이루어질 수 있도록 하여 에너지 사용 효율을 높일 수 있게 되는 것이다.In other words, it is possible to improve the energy use efficiency by allowing the power distribution to be optimally made to the motor 16 / generator 18 and the turning
참고로, 본 실시예의 하이브리드 부하 제어시스템은 도 1과 같은 구성이 장착된 모든 중장비에 사용될 수 있다.For reference, the hybrid load control system of this embodiment can be used for all heavy equipment equipped with the configuration as shown in FIG.
하지만, 이하에서는 설명의 편의를 위해 굴삭기를 그 예로 하여 설명하기로 한다.However, hereinafter, the excavator will be described as an example for convenience of description.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 실시예에 따른 하이브리드 부하 제어시스템은, 액추에이터(10)의 구동을 위한 펌프(12)에 연결되어 있는 엔진(14)과, 엔진(14)과 병렬 연결되어 펌프(12)를 구동하는 모터(16)/발전기(18)와, 모터(16)/발전기(18)에 연결되고 모터(16)/발전기(18) 중에서 선택된 어느 하나의 동작에 기초하여 에너지를 충전하거나 방전 출력하는 커패시터(22)와, 엔진(14)과는 독립적으로 마련되고 커패시터(22)와 연결되는 선회 모터(20)와, 이들을 제어하는 제어부(미도시)를 구비한다.As shown in FIG. 1, the hybrid load control system according to the present embodiment includes an
액추에이터(10)에는 중장비의 작업을 위해 동작되는 부분이다.The
예컨대, 중장비가 굴삭기일 경우 액추에이터(10)는 굴삭용 버킷이나 붐을 구동시키는 부분이 된다.For example, when the heavy equipment is an excavator, the
펌프(12)는 예컨대 유압 등의 작동유체를 액추에이터(10)로 펌핑하는 역할을 한다.The
엔진(14)은 실질적으로 펌프(12)를 구동시키는 부분으로서 주된 출력을 담당하는 부분이다.The
그리고 선회 모터(20) 역시 엔진(14)과는 별도로 독립적으로 구동되는 구성 요소이다.And the turning
커패시터(22)는 소위, 축전지라 불리는 구성으로서, 에너지가 충전되거나 방전되면서 출력될 수 있는 배터리(battery) 역할을 담당한다.The
참고로, 본 실시예와 같은 콤파운드(compound) 타입 하이브리드 굴삭기에서 배터리가 아닌 커패시터(22)를 쓰는 이유는, 커패시터(22)가 충방전에 걸리는 시간이 배터리와 비교할 때 상당히 짧기 때문이고, 더하여 커패시터(22)는 충방전의 횟수가 잦아도 커패시터(22)의 수명이 길기 때문이다.For reference, the reason why the
리튬이온 배터리의 경우 잦은 급 충전 또는 급 방전에 의해 수명이 단축되는 현상을 갖는다.In the case of lithium ion batteries, their lifespan is reduced by frequent rapid charge or rapid discharge.
콤파운드 타입에 굴삭기는 작업 시 작업 부하 변동이 크기 때문에 순간적으로 많은 양의 에너지를 충전하거나 방전하는 경우가 많다.Compound-type excavators often charge or discharge large amounts of energy instantaneously due to large variations in workload during operation.
따라서 콤파운드 타입 하이브리드 굴삭기에 리튬이온 배터리를 적용할 경우에는 오래 사용할 수 없다.Therefore, it cannot be used for a long time when the lithium ion battery is applied to the compound type hybrid excavator.
때문에 본 실시예와 같은 콤파운드 타입 하이브리드 굴삭기에는 회생 에너지를 회수하여 에너지 효율을 높이기 위해서 보조 축전지로서 커패시터(22)를 사용하고 있는 것이다.Therefore, in the compound type hybrid excavator as in the present embodiment, the
모터(16)/발전기(18)와 상기 커패시터(22)에는 제1 컨버터(24)가 연결되어 있고, 선회 모터(20)와 상기 커패시터(22)에는 제2 컨버터(26)가 연결되어 있다.A
그리고 제1 컨버터(24) 영역에는 방전저항(28)이 개재되어 있다.In the region of the
방전저항(28)은, 커패시터(22)에 회생이 불가능할 때 에너지를 방출하는 역할을 한다.The
한편, 제어부는 모터(16)/발전기(18)가 발전기(18)로 동작 시 제1 컨버터(24)를 통해 커패시터(22)에 에너지를 충전하고, 모터(16)/발전기(18)가 모터(16)로 동작 시 제1 컨버터(24)를 통에 커패시터(22)로부터의 에너지를 전달 받도록 제어한다.On the other hand, the control unit charges energy to the
뿐만 아니라 제어부는 선회 모터(20)의 회생 시 제2 컨버터(26)를 통해 커패시터(22)에 에너지를 충전하고, 선회 모터(20)의 동작 시 커패시터(22) 또는 모터(16)/발전기(18)로부터의 에너지를 전달 받도록 제어한다.In addition, the control unit charges energy to the
특히, 동력이 부족할 때는 모터(16)/발전기(18)를 발전기(18)로 구동하여 선회 모터(20)에 에너지를 공급해 주는 역할을 겸한다.In particular, when power is insufficient, the motor 16 / generator 18 is driven by the generator 18 and serves to supply energy to the turning
특히, 본 실시예의 제어부는, 굴삭기의 출력과 관련하여 전체 소요되는 전체 부하량을 계산하고, 커패시터(22)의 축전량을 측정한 후, 커패시터(22) 축전량에 기초하여 출력 부하를 위한 소정의 제어 맵(map)을 선택한 다음 선택된 맵에서 계산된 전체 부하량을 적용하여, 출력되어야 할 엔진(14) 출력량과 커패시터(22) 출력량을 결정하도록 제어하게 된다.In particular, the controller of the present embodiment calculates the total load required in relation to the output of the excavator, measures the amount of storage of the
이 때, 계산되는 전체 부하량은, 펌프(12) 부하와 선회 모터(20) 부하를 합산한 부하량과, 모터(16)/발전기(18)의 발전 구동 시 소요되는 전력 및 제1 및 제2 컨버터(24,26) 효율 등을 여유 부하로 결정한 부하량의 합에 의해 계산된다.At this time, the total load amount calculated is the load amount obtained by adding up the load of the
그리고 제어 맵은, 커패시터(22)에 축전량이 90% 이상인 상태(도 4 참조), 축전량이 90~40% 사이인 상태(도 5 참조), 축전량이 40% 이하인 상태(도 6 참조)의 3가지 맵이다.And the control map is 3 in the state where the electric storage amount is 90% or more (refer FIG. 4), the electric storage amount is 90-40% (refer FIG. 5), and the electric storage amount is 40% or less (refer FIG. 6) in the
이러한 3개의 맵에서 커패시터(22)의 축전량은 커패시터(22)의 순간 최대 축전 가능량을 기준으로 선정되고, 커패시터(22)에 의해 출력되는 방전량은 커패시터(22)의 순간 최대 방전 가능량을 기준으로 선정된다.In these three maps, the storage capacity of the
이러한 구성을 갖는 콤파운드 타입 하이브리드 굴삭기에 대한 동력 구동방법에 대해 간략히 살펴보면 다음과 같다.A brief description of the power driving method for the compound type hybrid excavator having such a configuration is as follows.
우선 도 3에서와 같이 엔진(14)에 효율이 높은 영역(엔진(14)의 최고 효율 영역)을 선정하여 엔진(14) 출력을 효율이 높은 영역에서 일정하게 출력하도록 하여 펌프(12)를 구동한다.First, as shown in FIG. 3, the
이 때, 만약 엔진(14)의 동력이 부족할 경우에는 모터(16)/발전기(18)를 모터(16)로 구동하여 에너지를 어시스트해 주고 동력이 남을 경우에는 모터(16)/발전기(18)를 발전기(18)로 구동하여 에너지를 커패시터(22)에 축전한다.At this time, if the power of the
이 때 커패시터(22)에 축적된 에너지 량에 따라 엔진(14) 출력과 모터(16)/발전기(18)의 구동 방식을 선정한다.At this time, the driving method of the
그리고 선회 모터(20)의 경우에는 회생 에너지가 크기 때문에 선회 모터(20)만 따로 분리하여 모터(16)/발전기(18)로 구동하여 회생되는 에너지는 커패시터(22)에 충전하고 선회 모터(20)로 구동 시는 커패시터(22)에 에너지를 사용한다.Since the regeneration energy is large in the case of the revolving
한편, 도 2를 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 중장비의 하이브리드 부 하 제어방법에 대해 설명하면 다음과 같다.Meanwhile, referring to FIG. 2, the hybrid load control method for heavy equipment according to an embodiment of the present invention will be described.
우선, 굴삭기의 출력과 관련하여 전체 소요되는 전체 부하량을 계산한다(S11).First, the total load required for the output of the excavator is calculated (S11).
이 때, 전체 부하량은, 펌프(12) 부하와 선회 모터(20) 부하를 합산한 부하량과, 모터(16)/발전기(18)의 발전 구동 시 소요되는 전력 및 제1 및 제2 컨버터(24,26) 효율 등을 여유 부하로 결정한 부하량의 합에 의해 계산될 수 있다.At this time, the total load amount is the load amount obtained by adding up the load of the
다음, 커패시터(22)의 축전량을 측정한다(S13).Next, the electrical storage amount of the
그리고는 커패시터(22) 축전량에 기초하여 출력 부하를 위한 소정의 제어 맵(map)을 선택한다(S15).Then, a predetermined control map for the output load is selected based on the capacitance of the capacitor 22 (S15).
앞서도 기술한 바와 같이, 제어 맵은, 커패시터(22)에 축전량이 90% 이상인 상태(도 4 참조), 축전량이 90~40% 사이인 상태(도 5 참조), 축전량이 40% 이하인 상태(도 6 참조)의 3가지 맵이다.As described above, the control map has a state in which the amount of power storage in the
다시 말해, 도 4는 커패시터(22)가 실질적으로 거의 다 축전되어 있을 때 사용될 맵이고, 도 5는 커패시터(22)에 축전량이 적당하게 충전 되었을 때 사용될 맵이며, 도 6은 커패시터(22)의 축전량이 거의 다 사용 되었을 때 사용될 맵인 것이다.In other words, FIG. 4 is a map to be used when the
이러한 3개의 맵에서 커패시터(22)의 축전량은 커패시터(22)의 순간 최대 축전 가능량을 기준으로 선정되고, 커패시터(22)에 의해 출력되는 방전량은 커패시터(22)의 순간 최대 방전 가능량을 기준으로 선정된다.In these three maps, the storage capacity of the
다음, 도 4 내지 도 6 중에서 선택된 맵에서 계산된 전체 부하량을 적용하 여, 출력되어야 할 엔진(14) 출력량과 커패시터(22) 출력량을 결정하고(S17), 결정된 것을 적용한다.Next, the total load amount calculated in the map selected from FIGS. 4 to 6 is applied to determine the
적용 후, 만약 엔진(14)의 동작이 정지될 경우에는(S19), 다시 처음으로 피드백된다.After application, if the operation of the
참고로, 상기의 설명에서는 전체 부하량을 계산한 다음에 커패시터(22)의 축전량을 측정하고 있지만, 이들은 상호 병렬로 진행될 수도 있는 것이다.For reference, in the above description, the total capacitance is calculated and then the capacitance of the
이와 같이, 본 실시예에 따르면, 엔진(14) 출력이 최적의 효율로 운전되도록 하면서도 모터(16)/발전기(18)와 선회 모터(20)에 동력 분배가 최적으로 이루어질 수 있도록 하여 에너지 사용 효율을 높일 수 있게 된다.As such, according to the present embodiment, the
이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야의 당업자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다.Although the embodiments of the present invention have been described above with reference to the accompanying drawings, those skilled in the art to which the present invention pertains can understand that the present invention can be implemented in other specific forms without changing the technical spirit or essential features. will be.
그러므로 이상에서 기술한 실시예는 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로서 이해되어야 하고, 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명은 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.Therefore, the embodiments described above are to be understood as illustrative and not restrictive in all respects, and the scope of the present invention is represented by the following detailed description, and the meaning and scope of the claims and All changes or modifications derived from the equivalent concept should be interpreted as being included in the scope of the present invention.
본 발명의 일 실시예에 따른 중장비의 하이브리드 부하 제어방법 및 그 방법이 적용된 시스템은, 굴삭기를 비롯한 다양한 중장비에 적용이 가능하다. 특히, 엔진 출력이 최적의 효율로 운전되도록 하면서도 모터/발전기와 선회 모터에 동력 분배가 최적으로 이루어질 수 있도록 하여 에너지 사용 효율을 높일 수 있게 된다.Hybrid load control method of the heavy equipment according to an embodiment of the present invention and the system to which the method is applied, can be applied to a variety of heavy equipment, including excavators. In particular, it is possible to increase the energy use efficiency by allowing the power output to be optimally made to the motor / generator and the turning motor while allowing the engine output to operate at the optimum efficiency.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 중장비의 하이브리드 부하 제어시스템의 구성도이다.1 is a block diagram of a hybrid load control system of heavy equipment according to an embodiment of the present invention.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 중장비의 하이브리드 부하 제어방법에 대한 플로차트이다.2 is a flowchart illustrating a hybrid load control method for heavy equipment according to an embodiment of the present invention.
도 3은 엔진의 속도 및 토크에 대한 맵(map)이다.3 is a map of the speed and torque of the engine.
도 4는 커패시터 축전량에 따른 부하 제어 맵(map)으로서 커패시터의 축전량이 90% 이상일 경우에 대한 도면이다.FIG. 4 is a load control map according to the amount of capacitor storage, in which the amount of storage of the capacitor is 90% or more.
도 5는 커패시터 축전량에 따른 부하 제어 맵(map)으로서 커패시터의 축전량이 90~40% 사이일 경우에 대한 도면이다.FIG. 5 is a load control map according to the amount of capacitor storage, in which the amount of storage of the capacitor is between 90 and 40%.
도 6은 커패시터 축전량에 따른 부하 제어 맵(map)으로서 커패시터의 축전량이 40% 이하일 경우에 대한 도면이다.FIG. 6 is a load control map according to the amount of capacitor storage, in which the amount of storage of the capacitor is 40% or less.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명* Explanation of symbols for the main parts of the drawings
10 : 액추에이터 12 : 펌프10: actuator 12: pump
14 : 엔진 16,18 : 모터/발전기14 engine 16,18 motor / generator
20 : 선회 모터 22 : 커패시터20: turning motor 22: capacitor
24,26 : 제1 및 제2 컨버터 28 : 방전저항24, 26: first and second converter 28: discharge resistance
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