TWI469911B - A hybrid power supply device for a crane and a control method of a hybrid power supply device for a crane - Google Patents

A hybrid power supply device for a crane and a control method of a hybrid power supply device for a crane Download PDF

Info

Publication number
TWI469911B
TWI469911B TW99119695A TW99119695A TWI469911B TW I469911 B TWI469911 B TW I469911B TW 99119695 A TW99119695 A TW 99119695A TW 99119695 A TW99119695 A TW 99119695A TW I469911 B TWI469911 B TW I469911B
Authority
TW
Taiwan
Prior art keywords
engine
power
generator
speed
command signal
Prior art date
Application number
TW99119695A
Other languages
English (en)
Other versions
TW201111266A (en
Inventor
Noriyuki Nishiyama
Original Assignee
Sumitomo Heavy Ind Engineering & Services Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Sumitomo Heavy Ind Engineering & Services Co Ltd filed Critical Sumitomo Heavy Ind Engineering & Services Co Ltd
Publication of TW201111266A publication Critical patent/TW201111266A/zh
Application granted granted Critical
Publication of TWI469911B publication Critical patent/TWI469911B/zh

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W20/00—Control systems specially adapted for hybrid vehicles
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B66—HOISTING; LIFTING; HAULING
    • B66C—CRANES; LOAD-ENGAGING ELEMENTS OR DEVICES FOR CRANES, CAPSTANS, WINCHES, OR TACKLES
    • B66C13/00—Other constructional features or details
    • B66C13/12—Arrangements of means for transmitting pneumatic, hydraulic, or electric power to movable parts of devices
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W10/00—Conjoint control of vehicle sub-units of different type or different function
    • B60W10/04—Conjoint control of vehicle sub-units of different type or different function including control of propulsion units
    • B60W10/06—Conjoint control of vehicle sub-units of different type or different function including control of propulsion units including control of combustion engines
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B66—HOISTING; LIFTING; HAULING
    • B66C—CRANES; LOAD-ENGAGING ELEMENTS OR DEVICES FOR CRANES, CAPSTANS, WINCHES, OR TACKLES
    • B66C13/00—Other constructional features or details
    • B66C13/18—Control systems or devices
    • B66C13/22—Control systems or devices for electric drives
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B66—HOISTING; LIFTING; HAULING
    • B66C—CRANES; LOAD-ENGAGING ELEMENTS OR DEVICES FOR CRANES, CAPSTANS, WINCHES, OR TACKLES
    • B66C19/00—Cranes comprising trolleys or crabs running on fixed or movable bridges or gantries
    • B66C19/005—Straddle carriers
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
    • H02P9/00—Arrangements for controlling electric generators for the purpose of obtaining a desired output
    • H02P9/04—Control effected upon non-electric prime mover and dependent upon electric output value of the generator

Description

起重機用混合電源裝置及起重機用混合電源裝置的控制方法
本發明是關於一種起重機用混合式電源裝置及起重機用混合式電源裝置之控制方法。於作為動力源具有龍門起重機或輪胎架式懸臂起重機等之引擎發電機之起重機等中，開發出具有藉由具備引擎發電機和蓄電池等蓄電裝置之混合式電源驅動電動機等的機構之起重機。
本發明是關於一種使用於該些龍門起重機等設備之起重機用混合式電源裝置及起重機用混合式電源裝置之控制方法。
先前，於使起重機等中的電動機或泵等電動機驅動之電力源使用具備柴油引擎等之引擎發電機。於該些起重機等中，經由變頻器(converter)和換流器(inverter)向電動機供給引擎發電機所產生之電力，於向該電動機供給電力之線路也與換流器並列設置有蓄電池等蓄電器(例如專利文獻1、2)。
於該些專利文獻1、2之技術中，存在如下優點：當電動機所需電力較小時可於蓄電器儲蓄剩餘電力，故可提高能量之效率。而且，當電動機所需電力較大時可從引擎發電機和蓄電器雙方向電動機供給電力，故可使引擎發電機小型化。
專利文獻1：日本特開平11-217193號
專利文獻2：日本特開平11-285165號
然而，於專利文獻1、2中，施加於引擎發電機之負載與電動機所需電力成比例地變動。所以，若電動機所需電力變動，則引擎發電機之工作狀態亦變動，故難以最適宜地保持引擎發電機之運轉狀態。亦即，很難以燃料消耗良好的狀態下進行運轉。
本發明是鑒於上述原由，其目的在於提供一種能夠將引擎發電機之燃料消耗始終維持於良好狀態之起重機用混合式電源裝置及起重機用混合式電源裝置之控制方法。
(電源裝置)
第1項發明之起重機用混合式電源裝置是具備：引擎發電機、蓄電裝置、及控制該蓄電裝置及前述引擎發電機之控制裝置，其特徵為：前述控制裝置是由引擎和具備連接於該引擎輸出軸之具有電動機功能的發電機之發電部所構成，若前述需求電力之增加比例超出預定值，則藉由前述發電機輔助運轉前述引擎，至該引擎到達預先規定之引擎轉速為止，若該引擎到達預先規定之引擎轉速，則前述發電機從前述引擎之輔助運轉切換至依前述引擎之發電運轉，前述控制裝置是具備有：負擔電力計算部，依據來自 外部負載之需求電力和前述蓄電裝置之充電電力而計算引擎負擔電力；指令信號發送部，依據前述引擎負擔電力，計算前述引擎發電機之輸出轉矩及轉速，並對前述引擎發電機發送指示前述輸出轉矩之轉矩指令信號和指示前述轉速之轉速指令信號。
第2項發明之起重機用混合式電源裝置，是於第1項發明中，外部負載中包含有主裝置和輔助裝置，前述引擎轉速，無來自前述主裝置的主裝置需求動力的待機狀態之引擎轉速低於有來自該主裝置之主裝置需求動力的狀態之引擎轉速，為其特徵者。
第3項發明之起重機用混合式電源裝置，是於第1或2項發明中，前述引擎具備引擎主體及控制該引擎主體工作之引擎控制部，前述指令信號發送部是將包含指示前述引擎轉速之資訊的前述轉速指令信號發送至前述引擎控制部，將包含指示產生於前述發電部之發電機的轉矩之資訊的前述轉矩指令信號發送至前述發電機控制部，為其特徵者。
第4項發明之起重機用混合式電源裝置，是於第3項發明中，若前述需求電力之增加比例超出預定值，則前述指令信號發送部計算使前述發電部之發電機加速的轉速之時間變動資料，以使早於前述需求電力成為最大電力值之時間到達該引擎能夠產生前述需求電力成為前述最大電力 值時前述引擎發電機所需求之前述引擎負擔電力之轉速，並將依據該轉速之時間變動資料生成之前述轉速指令信號發送至前述引擎控制部及前述發電機控制部，為其特徵者。
第5項發明之起重機用混合式電源裝置，是於第1或2項發明中，前述引擎具備引擎主體及控制該引擎主體工作的引擎控制部，前述控制裝置之指令信號發送部是將包含指示前述引擎輸出轉矩的資訊之前述轉矩指令信號發送至前述引擎控制部，並將包含指示前述發電部的發電機之轉速之資訊之前述轉速指令信號發送至前述發電機控制部，為其特徵者。
第6項發明之起重機用混合式電源裝置，是於第5項發明中，若前述需求電力之增加比例超出預定值，則前述指令信號發送部計算使前述發電部之發電機加速的轉速之時間變動資料，以使早於前述需求電力成為最大電力值的時間到達該引擎能夠產生前述需求電力成為前述最大電力值時前述引擎發電機所需求之前述引擎負擔電力之轉速，並將依據該轉速之時間變動資料生成之前述轉速指令信號發送至前述發電機控制部，於前述發電部之發電機的加速期間，計算可於燃燒狀態不惡化之程度下加速之輸出轉矩，並將依據該輸出轉矩生成之前述轉矩指令信號發送至前述引擎控制部，為其特徵者。
第7項發明之起重機用混合式電源裝置，是於第1或2項發明中，若成為從外部對前述電源裝置供給電力之狀態，則前述控制裝置控制成於電動回轉狀態下藉由前述發電部之發電機驅動前述引擎，為其特徵者。
(控制方法)
第8項發明之起重機用混合式電源裝置之控制方法，是具備由引擎和具備連接於該引擎輸出軸之具有電動機功能的發電機之發電部所構成的引擎發電機、和蓄電裝置之起重機用混合式電源裝置之控制方法，其特徵為： 前述引擎發電機是若來自外部負載之需求電力之增加比例超出預定值，則藉由前述發電機輔助運轉該引擎，至前述引擎到達預先規定之引擎轉速為止，若前述引擎到達預先規定之引擎轉速，則從前述引擎之輔助運轉切換至依前述引擎之發電運轉，依據來自外部負載之需求電力和前述蓄電裝置之充電電力計算引擎負擔電力，依據引擎負擔電力計算前述引擎發電機之輸出轉矩及轉速，對前述引擎發電機發送指令前述輸出轉矩之轉矩指令信號和指令前述轉速之轉速指令信號。
第9項發明之起重機用混合式電源裝置之控制方法，是於第8項發明中，外部負載中包含有主裝置和輔助裝置，前述引擎控制其轉速成無來自前述主裝置之主裝置需 求電力的待機狀態之引擎轉速低於有來自該主裝置之主裝置需求電力的狀態之引擎轉速，為其特徵者。
第10項發明之起重機用混合式電源裝置之控制方法，是於第8或9項發明中，控制前述引擎轉速和產生於前述發電部之發電機之轉矩來調整前述引擎發電機所發電之電力，為其特徵者。
第11項發明之起重機用混合式電源裝置之控制方法，是於第10項發明中，若前述需求電力之增加比例超出預定值，則於使前述引擎之調速器發揮作用之狀態下加速前述引擎，以使早於前述需求電力成為最大電力值的時間到達該引擎能夠產生前述需求電力成為前述最大電力值時前述引擎發電機所需求之前述引擎負擔電力之轉速，並以與該引擎相同速度加速前述發電部之發電機，為其特徵者。
第12項發明之起重機用混合式電源裝置之控制方法，是於第8或9項發明中，控制前述引擎之輸出轉矩和前述發電部的發電機之轉速來調整前述引擎發電機所發電之電力，為其特徵者。
第13項發明之起重機用混合式電源裝置之控制方法，是於第12項發明中，若前述需求電力之增加比例超出預定值，則控制前述引擎成產生燃燒狀態不惡化程度之輸出轉矩，並使前述發電部之發電機加速，以使早於前述 需求電力成為最大電力值之時間到達該引擎能夠產生前述需求電力成為前述最大電力值時前述引擎發電機所需求之引擎負擔電力之轉速，為其特徵者。
第14項發明之起重機用混合式電源裝置之控制方法，是於第8或9項發明中，若成為從外部供給電力之狀態，則於電動回轉狀態下藉由前述發電部之發電機驅動前述引擎，為其特徵者。
(電源裝置)
依照第1項發明，因於發電引擎負擔電力之基礎上，可於燃料消耗最佳狀態下使引擎發電機工作，故可最有效地向外部供給電力。因加速引擎時可藉由發電部之發電機輔助該加速至引擎到達預先規定之引擎轉速，故能縮短引擎之加速期間。而且，因發電部之發電機輔助引擎之加速，故即使為加速期間中亦可使引擎工作，以免燃燒狀態成為異常狀態。藉此，即使負載驟上昇亦可從引擎發電機供給充分的電力，而且亦可防止引擎發電機之燃料消耗之惡化或黑煙之產生。若引擎達到預先規定之引擎轉速，則可迅速切換成依引擎之發電運轉，故可減輕蓄電裝置之負載。
依照第2項發明，可提高待機狀態中的引擎發電機之燃料消耗。
依照第3項發明，僅以變化產生於發電部的發電機之轉矩即可於向外部供給電力之發電狀態與藉由來自外部的電力驅動之狀態之間切換引擎發電機之工作狀態。藉此，即使向外部供給之電力多少變動，亦可將引擎之運轉狀態維持於穩定狀態。
依照第4項發明，於負載之增加比例超出預定值時，將引擎加速至能供給引擎負擔電力之轉速時，因可藉由發電部之發電機輔助該加速，故可縮短引擎之加速期間。而且，發電部之發電機輔助引擎之加速，故即使為加速期間中亦可使引擎工作，以免燃燒狀態成為異常狀態。藉此，即使負載驟上昇亦可從引擎發電機供給充分的電力，而且可防止引擎發電機之燃料消耗之惡化或黑煙之產生。
依照第5項發明，僅以變化發電部的發電機之轉速即可於向外部供給電力之發電狀態與藉由來自外部的電力驅動之狀態之間切換引擎發電機之工作狀態。藉此，即使向外部供給之電力多少變動，亦可將引擎之運轉狀態維持於穩定狀態。
依照第6項發明，於負載之增加比例超出預定值時，將引擎加速至能供給引擎負擔電力之轉速時，因可藉由發電部之發電機輔助該加速，故可縮短引擎之加速期間。而且，發電部之發電機輔助引擎之加速，故即使為加速期間中亦可使引擎工作，以免燃燒狀態成為異常狀態。藉此， 即使負載驟上昇亦可從引擎發電機供給充分的電力，而且可防止引擎發電機之燃料消耗之惡化或黑煙之產生。
依照第7項發明，因可使引擎制動器發揮作用，故能夠於發電部消耗從外部供給之電力。又，於使引擎制動器發揮作用之期間，可截止向引擎供給之燃料，故可抑制於引擎所消耗之燃料。
(控制方法)
依照第8項發明，因於發電引擎負擔電力之基礎上，可於燃料消耗最佳狀態下使引擎發電機工作，故可最有效地向外部供給電力。引擎到達預先規定之引擎轉速為止加速引擎時，因可通過發電部之發電機輔助該加速，故可縮短引擎之加速期間。而且，發電部之發電機輔助引擎之加速，故即使為加速期間中亦可使引擎工作，以免燃燒狀態成為異常狀態。藉此，即使負載驟上昇亦可從引擎發電機供給充分的電力，而且可防止引擎發電機之燃料消耗之惡化或黑煙之產生。若引擎達到預先規定之引擎轉速，則可迅速切換成依引擎之發電運轉，故能減輕蓄電裝置之負載。
依照第9項發明，可提高待機狀態中之引擎發電機之燃料消耗。
依照第10項發明，僅以變化產生於發電部的發電機之轉矩即可於向外部供給電力之發電狀態與藉由來自外部的電力驅動之狀態之間切換引擎發電機之工作狀態。藉此，即使向外部供給之電力多少變動，亦可將引擎之運轉狀態維持於穩定狀態。
依照第11項發明，於負載之增加比例超出預定值時，將發電部之發電機加速至能供給引擎負擔電力之轉速時，因可藉由發電部之發電機輔助該加速，故可縮短引擎之加速期間。而且，發電部之發電機輔助引擎之加速，故即便使調速器工作來加速亦可使引擎工作，以免燃燒狀態成為異常狀態。藉此，即使負載驟上昇亦可從引擎發電機供給充分的電力，而且可防止引擎發電機之燃料消耗之惡化或黑煙之產生。
依照第12項發明，僅以變化產生於發電部的發電機之轉速即可於向外部供給電力之發電狀態與藉由來自外部的電力驅動之狀態之間切換引擎發電機之工作狀態。藉此，即使向外部供給之電力多少變動，亦可將引擎之運轉狀態維持於穩定狀態。
依照第13項發明，於負載之增加比例超出預定值時，將發電部之發電機加速至能供給引擎負擔電力之轉速時，因可藉由發電部之發電機輔助該加速，故可縮短引擎之加速期間。而且，發電部之發電機輔助引擎之加速，故 即使為加速期間中亦可使引擎工作，以免燃燒狀態成為異常狀態。藉此，即使負載驟上昇亦可從引擎發電機供給充分的電力，而且可防止引擎發電機之燃料消耗之惡化或黑煙之產生。
依照第14項發明，因能使引擎制動器發揮作用，故能夠於發電部消耗從外部供給之電力。又，使引擎制動器發揮作用期間，亦可截止向引擎供給之燃料，故可抑制於引擎消耗之燃料。
本發明之起重機用混合式電源裝置，具有如下特徵：於膠輪式龍門起重機或輪胎架式懸臂起重機等機械中，作為用於向絞車或橫行裝置等作業用引動器供給電力之裝置，具有引擎發電機和蓄電裝置，藉由適當地控制引擎發電機之運轉來不拘於負載之變動而能夠於燃料消耗良好的狀態下運轉引擎發電機。
首先，說明本實施形態之起重機用混合式電源裝置1之前，以門型起重機為代表簡單說明設置本實施形態之起重機用混合式電源裝置1之起重機的構成。
於第9圖中，符號C表示門型起重機。第9(A)圖表示門型起重機C之正面，第9(B)圖表示門型起重機C之側面。該門型起重機C具備：門型框架F，具備橫樑 K和支承該橫樑K之柱H；一對行走部R、R，設置於該框架F中的柱H之下端。該一對行走部R、R分別具備有車輪S和驅動該車輪S的行走電動機RM，並構成為若使該行走電動機RM驅動，則門型起重機C能夠行走。
另一方面，於框架F之橫樑設置有在該橫樑上行走之吊運車T。該吊運車設置有使吊運車T橫行移動之橫行用電動機TM和吊起貨物等之捲揚機M。該捲揚機M具備有陸續捲揚抽出於前端安裝有用以懸掛貨物之吊鉤等之懸掛工具TA之鋼絲繩之捲揚用電動機MM。
又，於框架F設置有向上述行走電動機RM、橫行用電動機TM及捲揚用電動機MM供給電力之、本實施形態之起重機用混合式電源裝置1。
接著，說明本實施形態之起重機用混合式電源裝置1之簡要。
於第1圖中，符號MP表示設置有本實施形態之起重機用混合式電源裝置1之門型起重機C等(以下稱為設備)之主裝置。該主裝置MP包含上述行走部R之行走用電動機RM或吊運車T之橫行用電動機TM、捲揚用電動機MM等門型起重機C中之作業用引動器。
又，於第1圖中，符號SP表示設備中之主裝置MP以外之裝置(輔助裝置)。該輔助裝置SP表示設備中之主設備MP以外之裝置，例如控制用電源或者照明或保安用電源、其他補機電動機等。
再者，包含於主裝置MP之各電動機分別具備有控制供給至各電動機的交流電力之換流器。
又，輔助裝置SP也具備有控制供給至輔助裝置SP的交流電力之輔助裝置換流器。因輔助裝置SP也連接於後述之直流母線La，故起因於引擎發電機之電壓變動，從直流母線La供給之交流電力有可能變動。然而，由於經由輔助裝置換流器將輔助裝置SP連接於直流母線La，故供給至輔助裝置SP之交流電力藉由輔助裝置換流器控制成穩定之電壓。
在此，主裝置MP和輔助裝置SP成為外部負載。
於第1圖中，符號La表示從本實施形態之起重機用混合式電源裝置1向外部供給直流電力之直流母線。該直流母線La連接於前述主裝置MP及前述輔助裝置SP，並能向該些裝置供給來自起重機用混合式電源裝置1之電力。
相反地，藉由使主裝置MP之各電動機再生發電產生之電力亦可夠經直流母線La對輔助裝置SP或起重機用混合式電源裝置1供給。
再者，該直流母線La於設備正在開動之狀態下，調整為本實施形態之起重機用混合式電源裝置1成為預定的運轉電壓。
(起重機用混合式電源裝置1之構成說明)
如第1圖所示般，本實施形態之起重機用混合式電源裝置1是具備有引擎發電機10、蓄電裝置40、及控制引擎發電機10及蓄電裝置40之工作之控制裝置2。
(引擎發電機10之說明)
首先，引擎發電機10是具備有引擎20和具有連接於該引擎20輸出軸之發電機31之發電部30。
(引擎20之說明)
引擎20是具備渦輪增壓器等增壓機構之柴油引擎者，具備有引擎主體21和控制該引擎主體21的工作之引擎控制部22。引擎控制部22是依據來自控制裝置2之指令，控制引擎主體21之運轉狀態者。
再者，引擎20是不限於如上述般具備渦輪增壓器等增壓機構之柴油引擎，也包含不具有增壓機構之柴油引擎等。
(發電部30之說明)
發電部30是具備有發電機31和控制發電機31之工作之換流器等之發電機控制部32。
發電機31例如是具備磁鐵內置式同步電動機(IPM電動機)等者，但若為除作為發電機之功能以外，亦具有發電機功能者，則不特別加以限定。該發電機31之主軸與引擎20輸出軸直接連結。亦即，發電機31是該轉速與引擎20輸出軸之轉速(亦即，引擎20之轉速)始終成為相同地(或始終為一定比)連結者。
發電機控制部32是具有依據來自控制裝置2之指令信號控制發電機31之工作，例如產生於發電機31的轉矩或發電機31之轉速等之功能。具體而言，發電機控制部32是依據從控制裝置2發送之指令決定賦予發電機31之電壓或頻率，進而控制成發電機31之轉速或產生轉矩與指令值一致。
而且，發電機控制部32是藉由控制產生於發電機31之轉矩或發電機31之轉速來切換將發電機31所產生之電力供給至直流母線La之狀態和接收來自直流母線La之電力供給使發電機31工作之狀態。
(蓄電裝置40之說明)
如第1圖所示地，於前述直流母線La連接有蓄電裝置40，以使與前述引擎發電機10成並列。該蓄電裝置40是具備有昇降壓變頻器42和可充放電之蓄電池或電容器等蓄電器41，蓄電器41經由昇降壓變頻器42連接於直流母線La。亦即，蓄電裝置40是可經昇降壓變頻器42和直流母線La從蓄電器41對主裝置MP或引擎發電機10供給電力，或者相反地，可將來自主裝置MP或引擎發電機10之電力充電至蓄電器41。
又，蓄電裝置40是亦具備有蓄電控制部43。該蓄電控制部43是具有監視蓄電器41的充電率之功能和控制昇降壓變頻器42的工作之功能。控制昇降壓變頻器42的工作之功能是指控制成依據從控制裝置2發送之電力指令信號切換昇壓動作、降壓動作、遮斷動作者。
昇壓動作是指將從蓄電器41供給之直流電力之電壓(以下稱為蓄電器側電壓)進行昇壓而於所期望之定時向直流母線La僅輸出所期望之時間之動作者。
降壓動作是指將直流母線La之電壓進行降壓而從直流母線La向蓄電器41供給電力之動作者，遮斷動作是指電遮斷蓄電器41與直流母線La之間之動作者。
因具有如以上構成，故若控制成昇降壓變頻器42進行昇壓動作，則可於所期望之定時從蓄電器41向直流母線La僅供給所期望之時間的高於蓄電器側電壓的電壓之直流電力，換言之，於所期望之定時僅供給所期望之量。
相反地，若控制成昇降壓變頻器42進行降壓動作，則由於能從直流母線La向蓄電器41側輸出電力，故可向蓄電器41供給直流電力而充電蓄電器41。
再者，蓄電控制部43通常是控制成直流母線La之電壓維持預定之運轉電壓。亦即，控制成若直流母線La之電壓變得高於預定之運轉電壓，則充電蓄電器41，相反地，若直流母線La之電壓變得低於預定之運轉電壓，則蓄電器41供給電力。
(控制裝置2之說明)
控制裝置2是控制前述引擎發電機10及蓄電裝置40之工作者。
再者，輸入至控制裝置2之資訊(輸入資訊)例如是有關前述主裝置MP或輔助裝置SP之工作狀況之資訊，亦即有關供給至主裝置MP或輔助裝置SP之電力(電流值等)之資訊或者蓄電裝置40之充電率或電池電流值、電池電壓值等之電池資訊、從發電機控制部32供給至直流母線La之電流值、引擎20之運轉狀態(轉速或燃料噴射量)等者，但不限於該些是不言而知者。
該控制裝置2是具有計算引擎發電機10及蓄電裝置40所負擔的電力之負擔電力計算部2a和製作並發送向引擎發電機10發送的指令信號之指令信號發送部2b。
(負擔電力計算部2a之說明)
負擔電力計算部2a是具有依據前述輸入資訊計算必須從引擎發電機10及蓄電裝置40對直流母線La供給的總電力之功能。亦即，具有計算應從引擎發電機10及蓄電裝置40向直流母線La供給之直流電力(以下稱為需求電力)之功能。需求電力，具體而言，是對合計主裝置MP之各電動機工作所需的電力之電力(主裝置需求電力)和起重機用混合式電源裝置1(輔助需求電力)及輔助裝置SP工作所需的電力(輔助裝置需求電力)進行合計之電力者。
又，負擔電力計算部2a是亦具有於主裝置MP進行發電時，計算從主裝置MP供給至直流母線La之直流電力(以下稱為外部電力)，換言之，輸入至起重機用混合式電源裝置1的電力之功能。
再者，負擔電力計算部2a是具有依據需求電力和蓄電裝置40的蓄電器41之充電率等決定引擎發電機10及蓄電裝置40各自所負擔的電力比例之功能。而且，還具有將包含有關該負擔比例的資訊之電力指令信號對於包含引擎發電機10所負擔之電力(引擎負擔電力)之資訊的電力指令信號發送至指令信號發送部2b，又，對於包含蓄電裝置40所負擔之電力(蓄電器負擔電力)的資訊之電力指令信號發送至蓄電控制部43之功能。
再者，各裝置所負擔之電力比例適當設定即可，但例如主裝置MP為通常運轉狀態，則可指示為於需求電力中引擎發電機10及蓄電裝置40均各負擔50%。又，若蓄電器41之充電率為較高狀態，則可加大蓄電器41之負擔比例來減小引擎發電機10之負擔。此時，因引擎發電機10之負擔變小，故可使引擎發電機10進行節能運轉。相反地，若蓄電器41之充電率為較低狀態，則可減小蓄電器41之負擔比例而抑制蓄電裝置40之充電率下降地工作。如此地，負擔電力計算部2a依據來自外部負載之需求電力和前述蓄電裝置40之充電電力計算引擎負擔電力。
而且，負擔電力計算部2a是亦具有檢測出產生需求電力之急劇增加時，計算以後所需求之最大電力(預測最大電力)成為哪種程度，又，預測最大電力所需求之定時為多少之功能。
再者，需求電力急劇增加時是指若為起重機就相當於開始捲揚動作時等。又，檢測產生需求電力之急劇增加之方法不特別加以限定，但例如若為起重機之捲揚動作時，可藉由檢測使捲揚機工作之槓桿等如何由駕駛員操作來進行檢測，亦也由起重機開始捲揚動作時特徵性地產生的電力之增加率進行檢測。
預測最大電力是例如若為起重機可藉由事前輸入吊起貨物之資料等並依據該貨物之重量和電力之增加率計算，亦可事前進行藉由起重機吊起貨物之試驗，並依據該資料進行推測，並不特別加以限定。
(指令信號發送部2b之說明)
指令信號發送部2b是具有依據前述負擔電力計算部2a計算出的引擎負擔電力生成並發送對引擎發電機10指示運轉狀態之信號之功能。指示運轉狀態之信號是指示引擎發電機10所產生之轉矩的轉矩指令信號或指示引擎發電機10之轉速的轉速指令信號等者。
該指令信號發送部2b是具有為生成轉矩指令信號及轉速指令信號對引擎負擔電力計算可於燃料消耗良好之狀態下發電之輸出轉矩及轉速之功能。該功能計算輸出轉矩及轉速之方法不特別加以限定，例如可舉出依據如下示意圖計算輸出轉矩及轉速之方法等，即，表示電力與可於燃料消耗最佳狀態下發電該電力的引擎發電機10之輸出轉矩的關是之示意圖，及表示引擎發電機10之輸出轉矩與可於燃料消耗最佳狀態下輸出各輸出轉矩的引擎轉速或燃料供給量(若為柴油引擎則為燃料噴射量)的關係之示意圖。
將如上述地可使用於引擎發電機10之輸出轉矩及轉速之計算的示意圖之一例示於第7圖。
第7圖是引擎發電機10之特性圖者，為將橫軸設為引擎轉速，將縱軸設為引擎轉矩(左軸)及引擎輸出(右軸)之圖表，是用虛線表示等輸出線P1～P8，用實線表示等燃料消耗線α1～α5者。再者，等輸出線隨著從P1向P8移動輸出變大，於等燃料消耗線中，隨著從α5向α1移動燃料消耗變良好。又，粗實線示出表示引擎能夠輸出之能力的最大轉矩線。
若使用該示意圖，則可從引擎負擔電力求出能於燃料消耗最佳狀態下發電之引擎轉矩及引擎轉速。亦即，若所需求之引擎負擔電力為P3時，燃料消耗藉由引擎轉速從α1以下變化至α5以上。這樣，若使引擎轉矩和引擎轉速之交點位於由α1包圍之區域內地選擇引擎轉速(例如引擎轉矩τ2和引擎轉速N2、t1之狀態)，則能於燃料消耗良好狀態下發電。尤其於該區域內，也使引擎轉矩和引擎轉速之交點位於燃料消耗變得最佳區域地選擇兩者，就能於燃料消耗最佳狀態下發電。
於該控制裝置2輸入有來自各裝置之資訊，控制裝置2是依據該資訊向引擎發電機10及蓄電裝置40發送指令信號，因此控制兩裝置之工作。
又，指令信號發送部2b是具有於通常運轉中進行通常運轉模式下之控制，於需求電力急劇增加時進行控制加速模式下的控制之功能。
通常運轉模式是依據引擎負擔電力以可於燃料消耗良好狀態下能夠發電之輸出轉矩及轉速控制引擎發電機10之控制模式者。
加速模式是主裝置MP之需求電力急劇增加時，進行於成為變成預測最大電力之定時(預測定時)之前，使引擎發電機10之轉速到達引擎發電機10能最有效地發電引擎負擔電力之轉速(目標轉速)的控制之控制模式者。
又，為了於加速模式中進行如上述之控制，指令信號發送部2b具有製作轉速之時間變動資料，並依據該轉速之時間變動資料生成並發送轉速指令信號之功能。轉速之時間變動資料是為了使引擎發電機10之轉速於預測定時之前從目前轉速上昇至目標轉速而使用之資料者，例如於加速模式中為規定使引擎發電機10之轉速時間變動之比例的資料或按預定時間間隔指定轉速的資料等，但不特別加以限定。
製作轉速之時間變動資料之方法不特別加以限定，例如可採用於從目前至預測定時期間、依據目前轉速與目標轉速之轉速差等，從存儲於指令信號發送部2b之多個轉速之時間變動資料選擇適當的資料之方法。又，亦可採用於從目前至預測定時期間，依據目前轉速、目標轉速等利用斜坡函數來製作轉速之時間變動資料之方法。
再者，目標轉速不拘於預測最大電力之值，亦可設為產生引擎發電機10之額定輸出之轉速。此時，即使實際的最大電力超出預測最大電力時或從計算預測最大電力之時點負載進一步劇增時亦可防止從引擎發電機10供給之電力不足。而且，負擔電力計算部2a不具有計算預測定時之功能時，若將目標轉速設為產生引擎發電機10的額定輸出之轉速，就能防止產生電力不足。
又，計算預測定時之方法不特別加以限定，但例如若為起重機則可藉由事前輸入吊起貨物之資料等，並依據該貨物之重量和電力之增加率計算，亦可事前進行藉由起重機吊起貨物之試驗，並依據該資料進行推測，不特別加以限定。
再者，負擔電力計算部2a不具有計算預測定時之功能時，亦可檢測需求電力之急劇增加之後，使經過預先規定之期間之後到達目標轉速地形成轉速指令信號。例如為具備渦輪增壓器等增壓機構之柴油引擎時，考慮從加速開始至增壓機構之工作為止之時滯(例如3～4秒左右)，可以使於0.5秒左右之期間到達目標轉速地形成轉速指令信號。
再者，指令信號發送部2b具有主裝置MP進行再生運轉時進行再生模式下之控制之功能。
再生模式是使引擎發電機10之引擎20作為能量消耗機構來發揮作用之控制模式者。
為了於再生模式中進行如上述控制，控制裝置2之指令信號發送部2b具有製作指示引擎20的轉速之引擎轉速指令信號和指示發電部30的發電機31的轉速之發動機轉速指令信號之功能。
該功能是例如作為引擎轉速指令信號，製作轉速指令信號(引擎轉速指令信號)使引擎20以空轉速度工作的作為引擎轉速指令信號，製作轉速指令信號(發電機轉速指令信號)使發電機31以引擎20之空轉速度+α之速度工作之功能者。藉此，引擎成為負載，故作為能量消耗機構發揮作用。
再者，引擎轉速指令信號及發電機轉速指令信號並不限於上述轉速，只要為引擎轉速指令信號稍低於發電機轉速指令信號之轉速即可。
(起重機用混合式電源裝置1之動作)
接著，說明具有如以上構成之本實施形態之起重機用混合式電源裝置1之工作。
(1)起重機用混合式電源裝置1之起動動作
依據第2圖說明起重機用混合式電源裝置1之起動。
1)引擎20之起動
本實施形態之起重機用混合式電源裝置1起動時，藉由起動開關等來起動(步驟S1)。而且，起動引擎發電機10之引擎20(步驟S2)。再者，起動時控制成控制裝置2不進行工作。被起動之引擎20控制成引擎主體21藉由引擎控制部22成為空轉狀態。亦即，引擎主體21之轉速上昇至成為空轉速度。
2)輔助裝置SP之起動
若起動引擎發電機10之引擎20，則藉由發電部30之發電機31開始發電。而且，若直流母線La之電壓可藉由從發電機31供給之電力維持輔助裝置SP能夠運轉之最低運轉電壓，則起動輔助裝置SP內換流器(步驟S3)。
再者，若發電機控制部32為換流器，則發電機31發電之電力亦可藉由換流器之二極管橋式電路被三相全波整流而使用於充電連接於直流母線La之換流器之電容器。
又，發電部30之發電機31為具有勵磁線圈之一般發電機時，為防止藉由供給至直流母線La的電流急劇增加產生之問題，需對發電機控制部32設定初始充電電流抑制功能。另一方面，作為發電機31使用IPM電動機時，起動時發電機31之發電電壓隨著引擎主體21的轉速之上昇而上昇，故具有不設定初始充電電流抑制功能亦可之優點。
3)控制裝置2之起動
若起動輔助裝置SP內之換流器，則確保起重機用混合式電源裝置1之控制所需的電源，故起動起重機用混合式電源裝置1之控制裝置2，而使起重機用混合式電源裝置1工作(步驟S4)。
而且，藉由起動之控制裝置2控制引擎發電機10及蓄電裝置40，藉由從引擎發電機10和蓄電裝置40雙方供給之電力來調整成直流母線La維持預定運轉電壓。這樣，結束起重機用混合式電源裝置1之起動，成為可於主裝置MP工作之狀態。亦即，成為可開動設備之狀態。
在此，直流母線La之運轉電壓為了防止無法控制從引擎發電機10供給至直流母線La之電力(電流量)而設定為高於藉由發電機31進行通常的發電可向外部供給之電壓之最高值。亦即，無法以發電機31之通常的發電對直流母線La供給電力。但，於本實施形態之起重機用混合式電源裝置1中，經發電機控制部32將發電機31控制為再生制動狀態，可從發電機31對直流母線La供給電力。
再者，除輔助裝置SP內之換流器以外設置能供給其他電源(例如市電)等起重機用混合式電源裝置1的控制所需電力之電力供給機構，則亦可於起動輔助裝置SP內之換流器之前起動起重機用混合式電源裝置1。
(2)設備開動時
於本實施形態之起重機用混合式電源裝置1中，設備開動時，依據主裝置MP之工作狀況，亦即主裝置MP所需求之電力變化工作狀態。具體而言，構成為對於以下各狀態，分別以適當的狀態進行工作，故說明各狀態中之本實施形態之起重機之混合式電源裝置1之工作。
1)待機狀態
2)通常運轉狀態
3)主裝置MP之需求電力急劇增加時
4)主裝置MP進行再生運轉時
再者，控制裝置2構成為於將轉速指令信號發送至引擎控制部22時，轉矩指令信號發送至發電機控制部32，相反地，轉矩指令信號發送至引擎控制部22時，轉速指令信號發送至發電機控制部32。
因此，首先說明從控制裝置2向引擎控制部22發送轉速指令信號，並向發電機控制部32發送轉矩指令信號之情況(第1實施形態)。
1)待機狀態
於主裝置MP之電動機皆不進行工作之狀態(待機狀態)下，僅於起重機用混合式電源裝置1及輔助裝置SP之工作上消耗電力。此時，成為該些工作所需電力和可將直流母線La維持於運轉電壓程度之電力供給至直流母線La之狀態。於該狀態下，控制成幾乎由引擎發電機10負擔起重機用混合式電源裝置1及輔助裝置SP之工作所需電力。
另一方面，於待機狀態下，蓄電裝置40工作成使蓄電器41充放電而直流母線La之電壓維持為運轉電壓，故蓄電器41之充電率隨著充放電上下移動。
故，若蓄電裝置40之充電率成為一定值以下，則控制裝置2控制相對於引擎發電機10成為對直流母線La供給除了起重機用混合式電源裝置1等之工作所需電力以外，還供給可充電蓄電裝置40程度之電力之狀態。亦即，從控制裝置2發送轉速指令信號及轉矩指令信號，以使引擎發電機10以能最有效地發電合計起重機用混合式電源裝置1等之工作所需電力和蓄電裝置40之充電所需電力之電力的轉速工作，因此引擎發電機10進行工作。而且，若蓄電器41之充電率恢復至預定充電率以上，則引擎發電機10藉由控制裝置2恢復至原來的運轉狀態。
相反地，充電率上昇時，使從引擎發電機10供給至直流母線La之電力變得少於起重機用混合式電源裝置1等之工作所需電力地控制引擎發電機10，故於蓄電器41中產生放電，恢復至預定充電率。
亦即，控制裝置2控制成可將蓄電器41之充電率維持於預定範圍內，按照蓄電器41之充電率適當進行為了調整該些蓄電器41之充電率進行之引擎發電機10的運轉狀態之變更。
又，於主裝置MP不工作之狀態(待機狀態)下，因所需電力較少，故較佳為控制成引擎發電機10於所有運轉狀態中發電效率最高之運轉狀態亦即燃料消耗最佳狀態下工作。這樣，因能夠抑制引擎發電機10之燃料消耗，故能夠較高地維持起重機用混合式電源裝置1之運轉效率。
2)通常運轉狀態(步驟S5)
接著，依據第2圖說明起重機用混合式電源裝置1之通常運轉時之工作。
再者，為了使說明易懂，與第9圖之門型起重機C中的通常運轉時之工作作對比進行說明。
通常運轉狀態是需求電力之電壓變動而其變動比例，亦即，需求電壓之增加比例或減少比例較少之狀態者。例如於第9圖之門型起重機C等中相當於捲揚用電動機MM未工作而行走用電動機RM或橫行用電動機TM驅動之情況。
於通常運轉狀態中，首先藉由控制裝置2(例如藉由負擔電力計算部2a)計算主裝置MP之各電動機所具備之換流器(具體而言，行走用換流器、橫行用換流器、補機用換流器、捲揚用換流器)所需之電力，並計算主裝置MP之需求電力(步驟S6)。
這樣，控制裝置2判斷需求電力之增加比例是否超出預先規定之臨界值，未超出臨界值時，控制裝置2判斷主裝置MP為通常運轉(步驟S7)，並維持通常運轉狀態地進行控制(步驟S8)。
再者，於行走用電動機RM或橫行用電動機TM之驅動中，因驅動時影響的設備之慣性力小，故通常不會超出預先規定有需求電力之增加比例的臨界值。
若判斷成通常運轉狀態，則藉由控制裝置2之負擔電力計算部2a計算引擎發電機10及蓄電裝置40應負擔之電力。這樣，於指令信號發送部2b中，依據引擎負擔電力計算可對該引擎負擔電力以燃料消耗良好之狀態下發電之輸出轉矩及轉速。而且，製作包含計算出之輸出轉矩及轉速之資訊的轉速指令信號及轉矩指令信號，並分別發送至引擎控制部22及發電機控制部32。同時，從負擔電力計算部2a對蓄電控制部43發送包含蓄電器負擔電力之電力指令信號。
引擎20之引擎控制部22依據包含於轉速指令信號之轉速指令控制引擎主體21使引擎20維持其轉速。具體而言，藉由調節器等調速器(以下僅稱為調節器)控制引擎主體21使維持所指示之轉速。
另一方面，於發電部30之發電機控制部32控制成以轉矩指令信號所指示之轉矩產生於發電機31。亦即，於前述之引擎轉速中，控制發電機31之轉矩使發電機31能夠產生引擎負擔電力。這樣，發電與引擎20之轉速和發電機31之轉矩對應之電力，相當於所指示之引擎負擔電力之電力供給至直流母線La。
又，從蓄電裝置40依據電力指令向直流母線La供給蓄電裝置40應負擔之電力。
藉此，能夠從引擎發電機10和蓄電裝置40向直流母線La供給預定電力，使滿足預定需求電力，故可從直流母線La對主裝置MP，換言之，從起重機用混合式電源裝置1對主裝置MP供給所需電力。
而且，控制成引擎發電機10之引擎主體21成為對引擎負擔電力能夠最有效地發電之運轉狀態，故能提高引擎發電機10之燃料消耗。
而且，控制裝置2之負擔電力計算部2a始終監視需求電力，並隨著需求電力之變動使引擎發電機10及蓄電裝置40所負擔之電力變化。這樣，指令信號發送部2b使發送至引擎發電機10之指令信號變化，故即使需求電力變化，亦可將引擎發電機10之運轉狀態控制成成為最佳運轉狀態。
在此，依據第7圖說明通常運轉中之引擎轉速和引擎轉矩之變化對燃料消耗所帶來之影響。
例如設為指令信號發送部2b利用第7圖之引擎特性圖來計算引擎轉矩及引擎轉速。而且，設為引擎發電機10於引擎轉矩τ1、引擎轉速N1之狀態，亦即需求電力為P1以下之狀態下運轉(第7圖之t0)。
設為從該狀態主裝置MP所需求之電力增加，負擔電力計算部2a作為引擎負擔電力計算P3並發送電力指令信號。接收電力指令信號之指令信號發送部2b可從第7圖之引擎特性圖輸出引擎負擔電力P3，而且計算於燃料消耗成為最佳之區域(α1之內側)具有交點之引擎轉速(N2、目標轉速)和引擎轉矩(τ2)(t1)。
而且，若藉由來自指令信號發送部2b之指示變更引擎發電機10之工作，使引擎轉速N2、引擎轉矩成為τ2，則至預定定時為止可設為引擎發電機10能於燃料消耗良好之狀態下輸出引擎負擔電力P3之狀態。
2)主裝置MP之需求電力急劇增加時
依據第3圖說明起重機用混合式電源裝置1的主裝置MP中之需求電力急劇增加之情況。
再者，為了使說明易懂，與第9圖之門型起重機C的通常運轉時之工作作對比進行說明。
若從通常運轉狀態或待機狀態驅動捲揚用電動機MM，則藉由控制裝置2(例如藉由負擔電力計算部2a)計算由捲揚用換流器所需求之電力，與通常運轉狀態相同地，計算主裝置MP之需求電力，並判斷該需求電力之增加比例是否超出預先規定之臨界值。當然，也計算由其他換流器所需求之電力。
在此，捲揚用電動機MM之捲揚之加速與行走或橫行不同，需於預先規定之時間內進行，故控制裝置2需將較大電力供給至捲揚用換流器。而且，由於捲揚用電動機MM使捲揚鋼絲繩用飛輪等轉動驅動，故驅動時產生影響之設備之慣性力較大。藉此，若驅動捲揚用電動機MM，則需求電力之增加比例通常超出預先規定之臨界值。
如需求電力之增加比例超出預先規定之臨界值時，亦即，需求電力急劇增加時，若使引擎發電機10急劇加速，以使隨從需求電力之劇增，則惡化引擎發電機10之燃燒狀態，並產生黑煙之產生或燃料消耗之惡化，最壞時產生引擎停止而系統失靈之問題。
故於本實施形態之起重機用混合式電源裝置1中，控制裝置2檢測出主裝置MP之需求電力之增加比例超出預定值時，為了防止引擎發電機10之燃燒狀態惡化而構成為於以下加速模式工作(參照第3圖)。
首先，若控制裝置2檢測出主裝置MP之需求電力之增加比例超出預定值，則開始加速模式下之控制(步驟S20)，藉由負擔電力計算部2a計算預測最大電力及成為預測最大電力之定時(步驟S21)，並計算引擎負擔電力。若計算出的引擎負擔電力發送至指令信號發送部2b，則藉由指令信號發送部2b計算能最有效地輸出預測最大電力之引擎20之轉速(目標轉速)(步驟S22)。
若計算目標轉速，則藉由指令信號發送部2b製作轉速之時間變動資料(步驟S23)，並依據轉速之時間變動資料依次向引擎發電機10之引擎控制部22發送轉速指令信號(步驟S24)。
另一方面，於加速模式中，對於通常運轉時發送轉矩指令信號之發電機控制部32也從指令信號發送部2b發送具有與發送至引擎控制部22之轉速指令信號相同之資訊的轉速指令信號(步驟S24)。
如此般地，若包含相同轉速之資訊的轉速指令信號發送至引擎控制部22和發電機控制部32雙方，則工作成發動機31引擎輔助引擎20的轉速之上昇，故防止引擎20之燃燒狀態惡化的同時，可縮短引擎20之加速期間。
能夠藉由發電機31引擎輔助引擎20之轉速之上昇來防止引擎20之燃燒狀態惡化的理由如以下。
首先，將引擎20之轉速從目前轉速加速至目標轉速時，調節器工作成使燃料之供給量增加至不產生燃燒狀態惡化之程度。
但是，所需求之轉速上昇速度較快時，即使使燃料之供給量增加至上述程度引擎20之輸出應答性也較慢，故引擎20之轉速上昇無法追隨需求轉速。更具體而言，即使向引擎20之噴射量變大，但由於供給之空氣不足，故引擎20無法加速。
故，引擎20之轉速未充分加速而產生加速遲延。這樣，調節器為了使轉速上昇而欲供給更大量的燃料，但此時成為燃料過量供給之狀態，產生燃燒狀態之惡化。如此般，於引擎轉速和增壓率均未上昇之狀態下，引擎20無法產生高輸出(過渡現象)，故若引擎負擔過大，則有引擎20停止之憂慮。
在此，若對發電機31使轉速以與引擎20相同條件上昇，則發電機31亦欲以所需求之轉速上昇速度加速。故即使有引擎20之加速遲延而發電機31之加速也變慢，則發電機控制部32使施加於發電機31之主軸的轉矩增加，以使以發電機31所指示之轉速上昇速度加速。亦即，發電機31作為藉由從直流母線La供給之直流電力驅動引擎20之驅動機構而進行工作。此時所施加之轉矩相當於將燃料之供給量增加至藉由調節器不產生燃燒狀態惡化之程度時引擎20所產生之轉矩與引擎20之加速正常所需的轉矩之差。亦即，成為發電機31引擎輔助於引擎20的轉速之上昇中不足的轉矩之狀態。
而且，藉由發電機31進行引擎輔助，藉由調節器供給至引擎20之燃料抑制至不產生燃料狀態惡化之程度的量。
因此，能防止引擎20之燃燒狀態惡化的同時，夠防縮短引擎20之加速期間。
再者，依照上述發電機31之引擎輔助包含向引擎主體21(也包含引擎用飛輪)供給動力(轉矩)來輔助加速之情況和藉由發電機31自身加速來減輕引擎主體21之負擔而輔助加速之情況。
指令信號發送部2b是檢測引擎轉速是否達到目標轉速，直至引擎轉速達到目標轉速，持續加速模式下之運轉(步驟S25)。
而且，若引擎20到達目標轉速，則藉由指令信號發送部2b製作轉速指令信號及轉矩指令信號，以使引擎20於能夠最有效地發電對應於需求電力的引擎負擔電力之運轉狀態下工作。亦即，控制恢復至通常運轉狀態(步驟S26)。
於加速模式下如以上進行控制，故若只要於需求預測最大電力之前，到達引擎發電機10所能供給預測最大電力中之引擎負擔電力之轉速，則於需求預測最大電力時，能夠將引擎負擔電力可靠地供給至直流母線La。
再者，於加速模式下進行控制期間，使直流母線La維持於運轉電壓地從蓄電器41供給電力。亦即，從蓄電器41不僅供給需求電力，而且供給包含用於發電機31工作所需電力的所有電力，因此直流母線La維持於運轉電壓。
又，於上述中說明了於加速模式下進行控制時，從指令信號發送部2b也對發電機控制部32發送轉速指令信號的情況。但，可設為藉由作為已知值的引擎發電機10所具備之慣性力、預先規定之上昇時間(5秒)，目標轉速計算所需轉矩，並將計算出之轉矩作為轉矩指令信號輸入至發電機控制器32(第4圖之步驟S24a)，亦可設為藉由該方法發電機31引擎輔助引擎20(第4圖)。
在此，依據第8圖說明第9圖之門型起重機C中執行加速模式時之一例。
再者，於第8圖示出捲揚用電動機MM的轉速之時間變化(第8(A)圖)、驅動捲揚用電動機MM時的需求電力之時間變化(第8(B)圖)、引擎轉速之時間變化(第8(C)圖)、引擎發電機10的發電電力之時間變化(第8(D)圖)、來自蓄電裝置40的放電電力之時間變化(第8(E)圖)及於只有引擎20之輸出(實線)和於只有引擎20之輸出(PE)追加了來自發電機31的輔助輸出之合計輸出(一點鏈線)之時間變化(第8(F)圖)。
藉由捲揚用電動機MM進行捲揚時，其轉速通常於起重機規格上預先規定之時間(t2：例如5秒)之前結束加速，需切換成等速運轉(第8(A)圖)。故，使加速於預先規定之時間(t2：例如5秒)結束地計算需求電力(第8(B)圖)。
然而，由於引擎20對需求電力之增加應答性差，故需求電力急劇增加時，無法使引擎20之轉速急劇增加至對應需求電力之增加(第8(C)圖中虛線)。
因此引擎20之轉速成為Ne為止需要時刻t0～t3之時間。如此般地，於引擎轉速(於具有增壓器之引擎中為引擎轉速和增壓率)未上昇之狀態下，無法使引擎發電機10之輸出充分上昇(第8(F)圖中時刻t0以後的虛線)。
另一方面，若成為引擎轉速(於具有增壓器之引擎中為引擎轉速和增壓率)上昇且獲得引擎輸出至Pe，則能夠加速引擎20之轉速為僅藉由引擎20之輸出對應需求電力之增加。
為此，獲得可使僅藉由引擎20之輸出對應需求電力之增加地進行引擎20能夠加速的轉速Ne為止(時刻t1為止)發電機31輔助引擎地工作並輔助引擎20之加速。
亦即，若判斷成藉由負擔電力計算部2a計算出之需求電力之增加比例超出預先規定之臨界值，則發電機31從發電運轉切換至電動運轉。而且，發動機31藉由來自蓄電裝置40之放電電力來進行輔助引擎20之運轉(圖8(D)之時刻t0～t1之陰影部份)。
於時刻t0～t1，來自蓄電裝置40之放電電力於基於發電機31之引擎輔助運轉和基於捲揚用電動機MM之捲揚運轉中消耗。於第8(D)圖之時刻t0～t1，負值部份(陰影部份)為藉由發電機31消耗之放電電力，正值部份(白色部份)表示由捲揚用電動機MM消耗之放電電力。
藉由發電機31進行引擎輔助運轉，發電機31對引擎20輔助於引擎轉速之上昇中不足之轉矩量。藉此，引擎20之轉速急劇上昇(第8(C)圖中時刻t0以後之實線)。引擎轉速急劇上昇之期間，持續向引擎20供給燃料。在此期間，藉由引擎轉速之上昇和向引擎的燃料之供給，基於引擎之輸出(第8(F)圖中實線部份)可比無引擎輔助時(第8(F)圖中虛線)迅速增大。在此以後基於發電機之引擎輔助運轉也持續至時刻t1(第8(F)圖中一點鏈線部份)。
因此，引擎轉速以較高應答性上昇，故於時刻t1為止期間，引擎20可到達能夠使輸出僅以自身輸出增大之引擎轉速Ne(第8(F)圖：時刻t1)。
亦即，於時刻t1，引擎20成為獲得能使引擎20之輸出充分上昇之引擎轉速和增壓率之狀態。
而且，於時刻t1，因為引擎20到達能夠僅以引擎20之輸出增大輸出之引擎轉速Ne，故發電機31從引擎輔助運轉切換至發電運轉(第8(D)圖中時刻t1)。與此同時，發電機31為進行引擎輔助所消耗之電力消失，故於此對應之量的來自蓄電裝置40之放電電力也減少。
因此，來自蓄電裝置40之放電電力暫時降低(第8(E)圖中時刻t1)。
時刻t1以後，捲揚用電動機MM也持續加速，故需求電力持續增大。因此，來自蓄電裝置40之放電電力持續上昇。
另一方面，因引擎20到達轉速Ne，故引擎20能使引擎輸出僅以引擎20之輸出急劇上昇(第8(F)圖中時刻t1～t2)。
而且，於時刻t2，若引擎轉速到達N1，則起重機用混合式電源裝置1被切換至上述之通常運轉。
如此般地，起重機用混合式電源裝置1於成為獲得引擎20能夠使其輸出充分上昇的引擎轉速和增壓率為止期間，使用發電機31之輸出進行引擎輔助運轉。藉此，不拘於對需求電力之增加有應答性遲延，可藉由發電機31之引擎輔助運轉使引擎轉速於短時間上昇至Ne。
藉此，不會產生燃燒狀態之惡化而能夠使引擎轉速增加。而且，捲揚用電動機MM能夠於預先規定之時間(t2)之前結束加速。藉此，於通常起重機(例如第9圖之門型起重機C等)中，可使捲揚動作於約50秒以內結束。
再者，亦可於引擎20之轉速到達目標轉速之前恢復至通常運轉模式。例如亦可於引擎20之轉速成為目標轉速負數%之轉速時可恢復至通常運轉模式。
3)主裝置MP進行再生運轉時(再生模式)
於設置有本實施形態之起重機用混合式電源裝置1之設備中，於主裝置MP進行再生發電時，再生發電之電力首先使用於輔助裝置SP之工作而被消耗。
但是，再生發電之電力超出輔助裝置SP之消耗電力時，剩下電力供給至直流母線La。亦即，成為從外部對起重機用混合式電源裝置1供給電力之狀態。這樣，於起重機用混合式電源裝置1中，為了輔助裝置SP之工作而供給至直流母線La之電力變得多餘。
在此，於蓄電裝置40的蓄電器41之充電率有剩餘時，若直流母線La之電壓藉由從外部供給之電力變高，則蓄電裝置40對充電器41進行充電，以使直流母線La之電壓保持於運轉電壓，但若所充電之電力量變大，則起因於充電之蓄電裝置40之負載就變大。
尤其於如使用於第9圖之門型起重機C之捲揚用電動機MM中，通常再生運轉時間較長(約1分鐘)，故若將藉由捲揚用電動機產生之再生電力全部充電至蓄電裝置40，則導致蓄電裝置成為過量充電狀態。而且先前，於捲揚用電動機之再生運轉中，因引擎20持續進行空轉運轉，故引擎20之燃料消耗也變差。
故，於本實施形態之起重機用混合式電源裝置1中，再生發電之電力超出輔助裝置SP之消耗電力時，工作成發電機31驅動引擎20來控制成消耗再生發電之電力。而且，控制成只有即使驅動引擎20也無法消耗之電力(剩餘電力)充電至蓄電裝置40之蓄電器41(參照第5圖)。
亦即，再生發電之電力超出於輔助裝置SP中消耗之電力時，本實施形態之起重機用混合式電源裝置1工作成藉由發電機31驅動引擎20來抑制直流母線La之電壓上昇。而且，工作成僅於無法僅以驅動引擎20抑制直流母線La的電壓之上昇時，蓄電裝置40充電剩餘電力來將直流母線La之電壓維持於運轉電壓。
這樣，因藉由發電機31驅動引擎20，故可減少供給至引擎發電機10的引擎主體21的燃料，並向蓄電裝置40僅供給剩餘電力，故可減少起因於充放電的蓄電裝置40之負載。
具體而言，若檢測出從外部供給之電力(例如於主裝置MP中為再生發電之電力)超出輔助裝置SP之工作所需電力，則控制裝置2之指令信號發送部2b製作引擎轉速指令信號並將該引擎轉速指令信號發送至引擎20之引擎控制部22(步驟S32)。
同時，控制裝置2之指令信號發送部2b是使發電機31以引擎20之空轉速度+α之速度工作地製作發電機轉速指令信號並將該發電機轉速指令信號發送至發電部30之發電機控制部32(步驟S31)。
這樣，因引擎主體21之轉速指令低於發電機31之轉速指令，故發電機31工作成使引擎主體21之轉速上昇而成為開動引擎制動器之狀態，故消耗於主裝置MP中再生發電之電力。如此般地，控制成發電機31工作成驅動引擎20消耗再生發電之電力。而且，即使驅動引擎20也無法消耗之電力(剩餘電力)充電至蓄電裝置40(步驟S33、S34)。
藉此，若於主裝置MP再生工作時進行上述控制，則可減少向引擎發電機10的引擎主體21供給之燃料並可減少起因於充放電的蓄電裝置40之負載。
而且，與將從外部供給之電力藉由電阻等作為熱能捨棄時相比，一部份電力有助於引擎20的燃料消耗之提高，剩餘電力可藉由從蓄電器41供給至直流母線La來再利用，故能有效利用從外部供給之電力。
尤其對控制裝置2設定判斷能否藉由再生發電之電力，亦即從外部供給至直流母線La之電力以空轉速度+α之速度驅動引擎主體21之功能為較佳。
設定該些功能來判斷成從外部供給能以空轉速度+α之速度驅動引擎主體21時，使得從控制裝置2對引擎20之控制部22發送燃料截止指令信號。
這樣，因成為引擎20完全於電動回轉狀態下工作，故可完全截止供給至引擎主體21之燃料，並可大幅提高引擎發電機之燃料消耗。
(第2實施形態)
接著，作為第2實施形態，說明從控制裝置2向引擎控制部22發送轉矩指令信號並向發電機控制部32發送轉速指令信號之情況。
再者，關於1)待機狀態、4)主裝置MP再生運轉之情況，因與向引擎控制部22發送轉速指令信號並向發電機控制部32發送轉矩指令信號之情況相同，故說明2)通常運轉狀態和3)主裝置MP之需求電力急劇增加之情況。
2)通常運轉狀態
接著，說明起重機用混合式電源裝置1之通常運轉時之工作。
再者，為使說明易懂，與第9圖之門型起重機C中之通常運轉時之工作作對比來進行說明。
通常運轉狀態是需求電力之電壓變動而其變動比例，亦即需求電壓之增加比例或減少比例較少之狀態者。例如於第9圖之門型起重機C等中，捲揚用電動機MM未工作，但驅動行走用電動機RM或橫行用電動機TM時，又，藉由捲揚用電動機MM之工作的負載較小時相當於通常運轉狀態。
於通常運轉狀態下，首先藉由控制裝置2(例如藉由負擔電力計算部2a)計算主裝置MP之各電動機所具備之換流器(具體而言，行走用換流器、橫行用換流器、補機用換流器、捲揚用換流器)所需之電力，並計算主裝置MP之需求電力。
這樣，控制裝置2判斷需求電力之增加比例是否超出預先規定之臨界值，未超出臨界值時，控制裝置2判斷成主裝置MP為通常運轉。
再者，於行走用電動機RM或橫行用電動機TM之驅動中，因驅動時產生影響的設備之慣性力較小，故需求電力之增加比例通常不會超出預先規定之臨界值。
若判斷成通常運轉狀態，則藉由控制裝置2之負擔電力計算部2a計算引擎發電機10及蓄電裝置40應負擔之電力。這樣，於指令信號發送部2b中，依據引擎負擔電力計算可於燃料消耗良好之狀態下發電該引擎負擔電力之輸出轉矩及轉速。而且，製作包含所計算之輸出轉矩及轉速之資訊的轉速指令信號及轉矩指令信號並分別發送至引擎控制部22及發電機控制部32。
再者，引擎20之輸出轉矩是按照供給至引擎主體21之燃料量變化，故指令信號發送部2b指示於轉矩指令信號中引擎20能夠產生之預定輸出轉矩之最低燃料量。
於引擎20之引擎控制部22中，依據包含於轉矩指令信號之燃料量之指示控制引擎主體21，以使預定量燃料供給至引擎20。具體而言，若為柴油引擎，則控制燃料噴射量。
另一方面，對發電部30之發電機控制部32控制成發電機31以由轉速指令信號指示之轉速轉動。亦即，於引擎主體21產生前述之輸出轉矩之狀態下，發電機31能夠產生引擎負擔電力地控制發電機31之轉速。這樣，發電對應於引擎20之輸出轉矩和發電機31之轉速之電力，相當於所指示之引擎負擔電力之電力供給至直流母線La。
又，依據電力指令從蓄電裝置40向直流母線La供給蓄電裝置40應負擔之電力。
因此，因能夠從引擎發電機10和蓄電裝置40向直流母線La供給預定電力，以使滿足預定需求電力，故能夠從直流母線La對主裝置MP，換言之，從起重機用混合式電源裝置1對主裝置MP供給所需電力。
而且，控制成引擎發電機10之引擎主體21成為能最有效地發電引擎負擔電力之運轉狀態，故可提高引擎發電機10之燃料消耗。
而且，控制裝置2之負擔電力計算部2a是始終監視需求電力，並隨著需求電力之變動使引擎發電機10及蓄電裝置40所負擔之電力變化。這樣，指令信號發送部2b使發送至引擎發電機10之指令信號變化，故能即使需求電力變化，亦可控制成引擎發電機10之運轉狀態成為最佳運轉狀態。
3)主裝置MP之需求電力急劇增加之情況(加速模式)
主裝置MP之需求電力增加時，控制裝置2通常控制成使蓄電器負擔電力和引擎負擔電力一同增加來滿足需求電力。這樣，為對應引擎負擔電力之增加，引擎發電機10被控制成加速。
在此，需求電力急劇增加時，若使引擎發電機10急劇加速成追隨需求電力之劇增，則惡化引擎發電機10之燃燒狀態，發生黑煙之產生或燃料消耗之惡化，最壞時引擎停止而產生系統失靈之問題。
故，控制裝置2檢測出主裝置MP之需求電力之增加比例超出預定值時，為防止引擎發電機10之燃燒狀態之惡化，構成為於以下加速模式工作(參照第6圖)。
首先，若控制裝置2檢測出主裝置MP之需求電力之增加比例超出預定值，則開始加速模式下之控制(步驟S40)，藉由負擔電力計算部2a計算預測最大電力及成為預測最大電力之定時(步驟S41)，並計算引擎負擔電力。若所計算之引擎負擔電力發送至指令信號發送部2b，則藉由指令信號發送部2b計算能最有效地輸出預測最大電力之引擎20之轉速(目標轉速)(步驟S42)。
若製作轉速之時間變動資料，則依據轉速之時間變動資料，藉由指令信號發送部2b依次向發電機控制部32發送轉速指令信號(步驟S43、步驟S44)。
另一方面，藉由指令信號發送部2b計算能夠於無論在哪一個轉速中都不產生燃燒狀態惡化之狀態(例如不產生黑煙之狀態等)下能夠運轉的最大量的燃料供給量。而且，藉由指令信號發送部2b製作包含該些燃料供給量之資訊的轉矩指令信號並發送至引擎控制部22(步驟S43、步驟S45)。
若如上述轉矩指令信號及轉速指令信號發送至引擎控制部22及發電機控制部32，則引擎20也伴隨發電機31之加速成為加速之狀況。此時，引擎20無法以所供給之燃料量產生能追從發電機31之轉速上昇之輸出轉矩，故成為發電機31引擎輔助於引擎20之轉速上昇中不足的轉矩之狀態。亦即，發電機31作為藉由從直流母線La供給之直流電力驅動引擎20之驅動機構進行工作。
如此般地，可於如不產生引擎20之燃燒狀態惡化之條件下運轉的同時，藉由發電機31所產生之轉矩提高引擎20之轉速。因此即使於加速時，亦可防止引擎20之燃料消耗之惡化或黑煙之產生，並可縮短引擎20之加速期間。
可藉由發電機31引擎輔助引擎20的轉速之上昇來防止引擎20之燃燒狀態惡化的理由如下。
首先，將引擎20之轉速從目前的轉速加速至目標轉速時，調節器工作成使燃料之供給量增加至不產生燃燒狀態惡化之程度。
但，所需求之轉速上昇速度較快時，即便使燃料之供給量增加至上述程度，引擎20之輸出應答性也慢，故引擎20之轉速上昇無法追隨需求轉速。更具體而言，即使向引擎20之噴射量變大，也因所供給之空氣不足，故引擎20無法加速。
故，引擎20之轉速未充分加速而產生加速遲延。這樣，調節器為了使轉速上昇欲供給更大量燃料，但此時，成為燃料過剩供給之狀態，導致產生燃燒狀態之惡化。如此般地，於引擎轉速和增壓率均未上昇之狀態下，引擎20無法產生高輸出(過渡現象)，故若引擎負擔過大，則有引擎20停止之憂慮。
在此，若對發電機31指示成使轉速以與引擎20相同條件上昇，則發動機31亦欲以所需求之轉速上昇速度加速。故，即使有引擎20之加速遲延而發電機31加速也變慢，則發電機控制部32使施加於發電機31主軸之轉矩增加，以使以發電機31所指示之轉速上昇速度加速。亦即，發電機31作為藉由從直流母線La供給之直流電力驅動引擎20之驅動機構進行工作。此時所施加之轉矩相當於藉由調節器增加燃料之供給量至不產生燃燒狀態惡化之程度時，引擎20所產生之轉矩與引擎20之加速正常所需的轉矩之差。亦即，成為發電機31引擎輔助於引擎20之轉速上昇中不足的轉矩之狀態。
而且，由調節器供給至引擎20之燃料藉由發電機31進行引擎輔助抑制至不產生燃燒狀態惡化之程度的量。
再者，依照上述發電機31之引擎輔助包含向引擎主體21(也包含引擎用飛輪)供給動力(轉矩)來輔助加速之情況和發電機31藉由自身加速來減輕引擎主體21之負擔來輔助加速之情況。
指令信號發送部2b檢測引擎轉速是否達到目標轉速，至引擎轉速達到目標轉速為止持續加速模式下之運轉(步驟S46)。
而且，若引擎20到達目標轉速，則藉由指令信號發送部2b製作轉速指令信號及轉矩指令信號，以使引擎20於能夠最有效地發電對應於需求電力的引擎負擔電力之運轉狀態下工作。亦即，控制恢復至通常運轉狀態(步驟S47)。
如以上於加速模式下進行控制，故只要於需求預測最大電力之前使引擎發電機10到達能供給預測最大電力中之引擎負擔電力之轉速，則於需求預測最大電力時，即可將引擎負擔電力可靠地供給至直流母線La。
再者，於加速模式下進行控制期間，向蓄電控制部43發送電力指令信號，以使從蓄電裝置40供給發電機31工作所需之電力。亦即，向蓄電控制部43發送電力指令信號，以使從蓄電器41供給包含發電機31工作所需之電力的所有需求電力。
又，於第2實施形態中，於第9圖之門型起重機C中也執行加速模式時，捲揚用電動機MM的速度之時間變化、驅動捲揚用電動機MM時之需求電力之時間變化、引擎轉速之時間變化、發電機的發電電力之時間變化、來自蓄電裝置的放電電力之時間變化及引擎輸出之時間變化成為與第8圖相同之時間變動。
又，可以於引擎20之轉速到達目標轉速之前恢復至通常運轉模式。例如可以於引擎20之轉速成為目標轉速負數%之轉速時恢復至通常運轉模式。
(緊急時之控制)
再者，成為指令信號因控制裝置2之故障等未發送至各裝置之狀態時，若使引擎發電機10自動地以額定速度工作，則即使於控制裝置2發生故障，亦可維持向主裝置MP或輔助裝置SP等之電力供給。
再者，本說明是並不限於上述之實施形態而能進行各種變形者。
(產業上之實用性)
本發明之起重機用混合式電源裝置如將龍門起重機或輪胎架式懸臂起重機等引擎發電機作為動力源具有的起重機等，適合於用作向換流器之直流母線供給電力的設備之電源。
1．．．起重機用混合式電源裝置
2．．．控制裝置
2a．．．負擔電力計算部
2b．．．指令信號發送部
10．．．引擎發電機
20．．．引擎
21．．．引擎主體
22．．．引擎控制部
30．．．發電部-
31．．．發電機
32．．．發電機控制部
40．．．蓄電裝置
第1圖是採用了本實施形態之起重機用混合式電源裝置1的設備之簡要方塊圖。
第2圖是本實施形態之起重機用混合式電源裝置1之起動及通常運轉之流程圖。
第3圖是以轉速基值控制引擎20時，負載急劇增加時之運轉狀態之流程圖。
第4圖是以轉速基值控制引擎20時，負載急劇增加時之運轉狀態之其他流程圖。
第5圖是主裝置MP再生運轉之狀態中的運轉狀態之流程圖。
第6圖是以轉矩基值控制引擎20時，負載急劇增加時之運轉狀態之流程圖。
第7圖是表示引擎發電機10之引擎20的特性圖一例之圖。
第8圖是表示捲揚用電動機MM的速度之時間變化(第8(A)圖)、驅動捲揚用電動機MM時的需求電力之時間變化(第8(B)圖)、引擎轉速之時間變化(第8(C)圖)、引擎發電機10的發電電力之時間變化(第8(D)圖)、來自蓄電裝置40的放電電力之時間變化(第8(E)圖)及只有引擎20之輸出和來自發電機31的輔助輸出之時間變化(第8(F)圖)之圖。
第9圖是作為設置本實施形態之起重機用混合式電源裝置1的門型起重機C之簡要說明圖，(A)為正視圖，(B)為側視圖。
1．．．起重機用混合式電源裝置
2．．．控制裝置
2a．．．負擔電力計算部
2b．．．指令信號發送部
10．．．引擎發電機
20．．．引擎
21．．．引擎主體
22．．．引擎控制部
30．．．發電部
31．．．發電機
32．．．發電機控制部
40．．．蓄電裝置
41．．．蓄電器
42．．．變頻器
43．．．蓄電控制部
La．．．直流母線
MM．．．電動機
MP．．．符號
SP．．．符號
TM．．．橫行用電動機
RM．．．走電動機

Claims (14)

  1. 一種起重機用混合式電源裝置，是具備引擎發電機、蓄電裝置、及控制該蓄電裝置及前述引擎發電機之控制裝置，其特徵為：前述控制裝置是由引擎和具備連接於該引擎輸出軸之具有電動機功能的發電機之發電部所構成，若前述需求電力之增加比例超出預定值，則藉由前述發電機輔助運轉前述引擎，至該引擎到達預先規定之引擎轉速為止，若該引擎到達預先規定之引擎轉速，則前述發電機從前述引擎之輔助運轉切換至依前述引擎之發電運轉，前述控制裝置是具備有：負擔電力計算部，依據來自外部負載之需求電力和前述蓄電裝置之充電電力而計算引擎負擔電力；指令信號發送部，依據前述引擎負擔電力，計算前述引擎發電機之輸出轉矩及轉速，並對前述引擎發電機發送指示前述輸出轉矩之轉矩指令信號和指示前述轉速之轉速指令信號。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之起重機用混合式電源裝置，其中，外部負載中包含有主裝置和輔助裝置，前述引擎轉速，係無來自前述主裝置的主裝置需求動力的待機狀態下之引擎轉速，較有來自該主裝置的主裝置需求動力的狀態下之引擎轉速來得低。
  3. 如申請專利範圍第1或2項所述之起重機用混合式電源裝置，其中，前述引擎具備引擎主體及控制該引擎主體工作之引擎控制部，前述指令信號發送部是將包含指示前述引擎轉速之資訊的前述轉速指令信號發送至前述引擎控制部，將包含指示產生於前述發電部之發電機的轉矩之資訊的前述轉矩指令信號發送至前述發電機控制部。
  4. 如申請專利範圍第3項所述之起重機用混合式電源裝置，其中，若前述需求電力之增加比例超出預定值，則前述指令信號發送部是計算使前述發電部之發電機加速的轉速之時間變動資料，以使早於前述需求電力成為最大電力值之時間到達該引擎能夠產生前述需求電力成為前述最大電力值時前述引擎發電機之所需求之前述引擎負擔電力之轉速，將依據該轉速之時間變動資料生成之前述轉速指令信號發送至前述引擎控制部及前述發電機控制部。
  5. 如申請專利範圍第1或2項所述之起重機用混合式電源裝置，其中，前述引擎具備引擎主體及控制該引擎主體工作之引擎控制部，前述控制裝置之指令信號發送部是將包含指示前述引擎輸出轉矩之資訊的前述轉矩指令信號發送至前述引擎控制部， 將包含指示前述發電部的發電機之轉速之資訊的前述轉速指令信號發送至前述發電機控制部。
  6. 如申請專利範圍第5項所述之起重機用混合式電源裝置，其中，若前述需求電力之增加比例超出預定值，則前述指令信號發送部計算使前述發電部之發電機加速的轉速之時間變動資料，以使早於前述需求電力成為最大電力值之時間到達該引擎能夠產生前述需求電力成為前述最大電力值時前述引擎發電機所需求之前述引擎負擔電力之轉速，並將依據該轉速之時間變動資料生成之前述轉速指令信號發送至前述發電機控制部，於前述發電部的發電機之加速期間，計算可於燃燒狀態不惡化之程度下加速之輸出轉矩，並將依據該輸出轉矩生成之前述轉矩指令信號發送至前述引擎控制部。
  7. 如申請專利範圍第1或2項所述之起重機用混合式電源裝置，其中，若成為從外部對前述電源裝置供給電力之狀態，則前述控制裝置控制成於電動回轉狀態下藉由前述發電部之發電機驅動前述引擎。
  8. 一種起重機用混合式電源裝置之控制方法，是具備由引擎和具備連接於該引擎輸出軸之具有電動機功能的發電機之發電部所構成的引擎發電機、和蓄電裝置之起重機用混合式電源裝置之控制方法，其特徵為：前述引擎發電機是 若來自外部負載之需求電力之增加比例超出預定值，則藉由前述發電機輔助運轉該引擎，至前述引擎到達預先規定之引擎轉速為止，若前述引擎到達預先規定之引擎轉速，則從前述引擎之輔助運轉切換至依前述引擎之發電運轉，依據來自外部負載之需求電力和前述蓄電裝置之充電電力計算引擎負擔電力，依據引擎負擔電力計算前述引擎發電機之輸出轉矩及轉速，對前述引擎發電機發送指令前述輸出轉矩之轉矩指令信號和指令前述轉速之轉速指令信號。
  9. 如申請專利範圍第8項所述之起重機用混合式電源裝置之控制方法，其中，外部負載中包含有主裝置和輔助裝置，前述引擎將該轉速控制成為，無來自前述主裝置之主裝置需求電力之待機狀態下的引擎轉速，係較有來自該主裝置之主裝置需求電力之狀態下的引擎轉速來得低。
  10. 如申請專利範圍第8或9項所述之起重機用混合式電源裝置之控制方法，其中，控制前述引擎轉速和於前述發電部的發電機產生之轉矩來調整前述引擎發電機所發電之電力。
  11. 如申請專利範圍第10項所述之起重機用混合式電源裝置之控制方法，其中，若前述需求電力之增加比例超出預定值，則於使前述 引擎之調速器發揮作用之狀態下加速前述引擎，以使早於前述需求電力成為最大電力值的時間到達該引擎能夠產生前述需求電力成為前述最大電力值時前述引擎發電機所需求之前述引擎負擔電力之轉速，以與該引擎相同速度加速前述發電部之發電機。
  12. 如申請專利範圍第8或9項所述之起重機用混合式電源裝置之控制方法，其中，控制前述引擎之輸出轉矩和前述發電部的發電機之轉速來調整前述引擎發電機所發電之電力。
  13. 如申請專利範圍第12項所述之起重機用混合式電源裝置之控制方法，其中，若前述需求電力之增加比例超出預定值，則控制前述引擎成產生燃燒狀態不惡化程度之輸出轉矩，並使前述發電部之發電機加速，以使早於前述需求電力成為最大電力值之時間到達該引擎能夠產生前述需求電力成為前述最大電力值時前述引擎發電機所需求之引擎負擔電力之轉速。
  14. 如申請專利範圍第8或9項所述之起重機用混合式電源裝置之控制方法，其中，若成為從外部供給電力之狀態，則於電動回轉狀態下藉由前述發電部之發電機驅動前述引擎。
TW99119695A 2009-06-16 2010-06-17 A hybrid power supply device for a crane and a control method of a hybrid power supply device for a crane TWI469911B (zh)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2009143017 2009-06-16

Publications (2)

Publication Number Publication Date
TW201111266A TW201111266A (en) 2011-04-01
TWI469911B true TWI469911B (zh) 2015-01-21

Family

ID=43356185

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
TW99119695A TWI469911B (zh) 2009-06-16 2010-06-17 A hybrid power supply device for a crane and a control method of a hybrid power supply device for a crane

Country Status (8)

Country Link
US (1) US8670886B2 (zh)
JP (1) JP5580307B2 (zh)
KR (1) KR101366468B1 (zh)
CN (1) CN102460949B (zh)
MY (1) MY154760A (zh)
SG (1) SG176817A1 (zh)
TW (1) TWI469911B (zh)
WO (1) WO2010146854A1 (zh)

Families Citing this family (19)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8261864B2 (en) * 2008-06-17 2012-09-11 GM Global Technology Operations LLC Hybrid powertrain auto start control system with engine pulse cancellation
WO2011031267A2 (en) * 2009-09-11 2011-03-17 Tm Ge Automation Systems, Llc Fuel efficient crane system
JP5729644B2 (ja) * 2011-06-23 2015-06-03 三井造船株式会社 クレーン装置及びクレーン制御方法
CN102718146A (zh) * 2012-06-20 2012-10-10 三一集团有限公司 桥式起重机电气系统和桥式起重机节能方法
CN104029675B (zh) * 2013-03-04 2017-07-11 上海汽车集团股份有限公司 混合动力汽车及其动力系统转矩控制方法
JP5989584B2 (ja) * 2013-03-26 2016-09-07 三井造船株式会社 港湾荷役機器の制御方法と港湾荷役機器
CN103342290A (zh) * 2013-07-15 2013-10-09 上海港机重工有限公司 混合动力遥控式集装箱吊具及其供电装置
CN103342287A (zh) * 2013-07-22 2013-10-09 石家庄通合电子科技股份有限公司 码头用电动桥式起重机的供电系统
US20150101322A1 (en) * 2013-10-14 2015-04-16 Brian Riskas System architecture for mobile hydraulic equipment
WO2015145748A1 (ja) * 2014-03-28 2015-10-01 三菱重工マシナリーテクノロジー株式会社 クレーン装置、電力供給ユニットおよび改造方法
JP6204873B2 (ja) * 2014-04-21 2017-09-27 株式会社神戸製鋼所 電動ウインチ装置
JP5890556B1 (ja) * 2015-03-27 2016-03-22 三井造船株式会社 クレーンおよびクレーンの制御方法
US10166624B2 (en) * 2015-04-17 2019-01-01 Lincoln Global, Inc. Hybrid welding supply
DE102015008038A1 (de) * 2015-06-23 2016-12-29 Liebherr-Components Biberach Gmbh Kran sowie Verfahren zu dessen Steuerung
KR101714247B1 (ko) * 2015-10-27 2017-03-08 현대자동차주식회사 알터네이터 가변 제어 장치 및 방법
WO2017161842A1 (zh) * 2016-03-24 2017-09-28 深圳市兆涵科技发展有限公司 一种轮胎式龙门起重机三动力混合节能系统
CN105731259B (zh) * 2016-04-29 2017-12-15 上海海事大学 集装箱龙门起重机可插电串联增程式动力源装置能量控制方法
KR101903372B1 (ko) 2016-11-30 2018-10-02 재단법인 자동차융합기술원 연속 운전시간이 개선된 소형 크레인용 유압공급장치
CN114180478B (zh) * 2021-11-09 2023-02-07 中联重科股份有限公司 用于卷扬机构的方法、处理器、装置、卷扬机构及起重机

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5940533U (ja) * 1982-09-02 1984-03-15 株式会社明電舎 ガスタ−ビン発電装置
US5936375A (en) * 1997-11-05 1999-08-10 Paceco Corp. Method for energy storage for load hoisting machinery
US6123163A (en) * 1997-09-15 2000-09-26 Honda Giken Kogyo Kabushiki Kaisha Controlling apparatus for a hybrid car
JP2003028071A (ja) * 2001-07-18 2003-01-29 Hitachi Constr Mach Co Ltd ハイブリッド建設機械の駆動制御装置、ハイブリッド建設機械及びその駆動制御プログラム
JP2006117341A (ja) * 2004-10-19 2006-05-11 Aichi Corp 架装作業車
US20080093864A1 (en) * 2006-10-20 2008-04-24 Kobelco Construction Machinery Co., Ltd. Hybrid working machine
CN101168426A (zh) * 2006-10-25 2008-04-30 株式会社安川电机 起重机装置的控制方法

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5940533A (ja) 1982-08-30 1984-03-06 ザ・パ−キン−エルマ−・コ−ポレイシヨン Ｘ線リトグラフイ−法およびその方法を実施する系
JPH0998515A (ja) * 1995-07-25 1997-04-08 Nippon Soken Inc ハイブリッド車のエンジン制御装置
JPH11285165A (ja) 1998-03-26 1999-10-15 Sumitomo Heavy Ind Ltd クレーン用電源設備
GB2455499A (en) 2007-12-01 2009-06-17 Airmax Group Plc Operating an energy efficient crane
JP4240151B2 (ja) * 2008-03-27 2009-03-18 トヨタ自動車株式会社 駆動装置およびその運転制御方法
CN103991378B (zh) * 2009-04-01 2017-04-12 住友重机械工业株式会社 混合式工作机械的控制方法
JP5204150B2 (ja) * 2010-05-21 2013-06-05 日立建機株式会社 ハイブリッド式建設機械

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5940533U (ja) * 1982-09-02 1984-03-15 株式会社明電舎 ガスタ−ビン発電装置
US6123163A (en) * 1997-09-15 2000-09-26 Honda Giken Kogyo Kabushiki Kaisha Controlling apparatus for a hybrid car
US5936375A (en) * 1997-11-05 1999-08-10 Paceco Corp. Method for energy storage for load hoisting machinery
JP2003028071A (ja) * 2001-07-18 2003-01-29 Hitachi Constr Mach Co Ltd ハイブリッド建設機械の駆動制御装置、ハイブリッド建設機械及びその駆動制御プログラム
JP2006117341A (ja) * 2004-10-19 2006-05-11 Aichi Corp 架装作業車
US20080093864A1 (en) * 2006-10-20 2008-04-24 Kobelco Construction Machinery Co., Ltd. Hybrid working machine
CN101168426A (zh) * 2006-10-25 2008-04-30 株式会社安川电机 起重机装置的控制方法

Also Published As

Publication number Publication date
WO2010146854A1 (ja) 2010-12-23
KR101366468B1 (ko) 2014-02-21
CN102460949A (zh) 2012-05-16
US20120089287A1 (en) 2012-04-12
SG176817A1 (en) 2012-01-30
MY154760A (en) 2015-07-15
KR20120024787A (ko) 2012-03-14
US8670886B2 (en) 2014-03-11
JPWO2010146854A1 (ja) 2012-11-29
TW201111266A (en) 2011-04-01
JP5580307B2 (ja) 2014-08-27
CN102460949B (zh) 2015-01-21

Similar Documents

Publication Publication Date Title
TWI469911B (zh) A hybrid power supply device for a crane and a control method of a hybrid power supply device for a crane
JP5085202B2 (ja) ハイブリット電源装置
JP5269811B2 (ja) ハイブリッド型建設機械及びハイブリッド型建設機械の制御方法
JP6493992B2 (ja) 電動車両の制御装置及び電動車両
WO2010053179A1 (ja) ハイブリッド型建設機械
US8297392B2 (en) Hybrid energy management system
US10100493B2 (en) Shovel
JP5978207B2 (ja) ショベル及びショベルの制御方法
JP5122509B2 (ja) ハイブリッド型作業機械
US9407174B2 (en) Shovel and method of controlling shovel
JP5384900B2 (ja) クレーン装置
JP2007191973A (ja) ハイブリッド用動力制御システム
TWI431888B (zh) Hybrid power supply unit
JP5274787B2 (ja) クレーン装置
JP2016137803A (ja) 自動車用電源装置及び自動車用電源装置の制御方法
JP5107167B2 (ja) ハイブリッド型作業機械
JP2011168226A (ja) シリーズハイブリッド車両の制御装置
JP5009668B2 (ja) クレーン装置
JP5632419B2 (ja) クレーン用ハイブリット電源装置及びクレーン用ハイブリット電源装置の制御方法
JP2010083639A (ja) クレーン装置およびクレーン制御方法
WO2013146204A1 (ja) 掘削機及び掘削機の蓄電器の電圧制御方法
JP4897540B2 (ja) クレーン装置
JP5329899B2 (ja) クレーン装置およびクレーン制御方法
JP5009665B2 (ja) クレーン装置
JP2005245086A (ja) ハイブリッド車両の電力変換制御装置