混合動力建築機械的發電控制方法及混合動力建築機械的製作方法

2023-08-01 01:57:51

專利名稱：混合動力建築機械的發電控制方法及混合動力建築機械的製作方法
技術領域：
本發明涉及混合動力建築機械的發電控制方法及混合動力建築機械， 所述混合動力建築機械具備相互連接的發動機及發電電動機來作為驅動 源，並具備使主體的一部分相對於其他部分迴旋的迴旋馬達。
背景技術：
以往，在具備相互連接的發動機及發電電動機來作為驅動源的混合動 力車輛中，對於動作時的發電電動機的發電控制進行了各種嘗試。
例如，作為具備使車輛的一部分相對於其他部分迴旋的迴旋馬達的液 壓挖掘機等混合動力建築機械中的技術，已公開的技術有為了實現作為 蓄電器件的電容器的小型化及長壽命化，基於工作機的各種能量改變電容 器的目標蓄電量來進行發電控制(例如，參照專利文獻l)。
在具備迴旋馬達的混合動力建築機械中，預測迴旋馬達的耗電量是很 困難的。這是因為，不但作業內容多種多樣，而且在操作員的杆操作方面 還存在偏差。在上述現有技術中，根據上述混合動力建築機械的特性，與 迴旋馬達的耗電幾乎沒有關係地進行發電控制。
專利文獻l:日本特開2002 — 359935號公報
然而，若不充分考慮迴旋馬達的耗電而進行發電控制，則有可能在回 旋馬達的再生運行時電容器的電壓急劇上升而偏離合適的範圍。若電容器 的電壓從合適的範圍偏離，則系統變成不能動作且電容器的壽命縮短。為 此，考慮增大電容器的容量來抑制電容器的電壓的急劇上升，但在這種情 況下，會導致電容器大型化，在搭載電容器的空間、電容器的重量、成本 等方面出現問題。

發明內容
本發明鑑於上述情況而實現，目的在於提供一種混合動力建築機械的
4發電控制方法及混合動力建築機械，能夠將電容器的容量抑制到必要最小 限度，將電容器的電壓保持在合適的範圍內，並能夠可靠地防止系統不能 動作的情況。
為了解決上述問題達到目的，本發明的混合動力建築機械的發電控制 方法是如下所述混合動力建築機械的發電控制方法，所述混合動力建築機 械包括相互連接的發動機及發電電動機；與所述發電電動機連接且對所 述發電電動機進行驅動的逆變器；與所述逆變器並聯，對所述發電電動機 發出的電力迸行蓄積且向所述發電電動機供給電力的電容器；接受所述發 電電動機及所述電容器供給電力，且使主體的一部分相對於其他部分迴旋 的迴旋馬達，所述混合動力建築機械的發電控制方法的特徵在於，具有 依次算出與所述迴旋馬達的耗電對應的迴旋功率的迴旋功率算出步驟；將 在所述迴旋功率算出步驟中算出的所述迴旋馬達的動力運行時的迴旋功 率的值變換為更小的值的迴旋功率變換步驟；通過使用在所述迴旋功率變 換步驟中變換後的值來依次生成所述發電電動機的發電指令的發電指令 生成步驟；將在所述發電指令生成步驟中生成的發電指令向所述逆變器輸 出的輸出步驟。
另外，在上述發明的基礎上，本發明的混合動力建築機械的發電控制 方法的特徵在於，在所述迴旋功率變換步驟中變換所述迴旋功率的值，使 得即使在所述迴旋馬達的再生時所述電容器的電壓變化，該電壓也包含在 規定範圍內。
另外，在上述發明的基礎上，本發明的混合動力建築機械的發電控制 方法的特徵在於，在所述迴旋功率變換步驟中，進行在所述迴旋功率的值 上乘以小於l的係數的運算。
另外，在上述發明的基礎上，本發明的混合動力建築機械的發電控制 方法的特徵在於，在所述迴旋功率變換步驟中，根據在所述混合動力建築 機械的內部或外部測量的規定的測量值變更與所述迴旋功率的值相乘的 係數。
另外，在上述發明的基礎上，本發明的混合動力建築機械的發電控制 方法的特徵在於，還具有根據所述迴旋馬達的轉速設定所述電容器的目 標電壓的目標電壓設定步驟；計算在所述目標電壓設定步驟中設定的目標電壓與所述電容器的電壓之差的電壓差計算步驟；將在所述電壓差計算步 驟中計算出的電壓差變換為具有與所述迴旋功率相同量綱的物理量的電 壓差變換步驟，在所述發電指令生成步驟中，計算在所述電壓差變換步驟 中變換後的值與在所述迴旋功率變換步驟中變換後的值之和，並通過使用 該計算出的和生成所述發電指令。
本發明的混合動力建築機械，包括作為驅動源的相互連接的發動機及 發電電動機，並且包括使主體的一部分相對於其他部分迴旋的迴旋馬達， 所述混合動力建築機械的特徵在於，還包括逆變器，其與所述發電電動 機連接，並對所述發電電動機進行驅動；電容器，其與所述逆變器並聯， 對所述發電電動機發出的電力進行蓄積且向所述發電電動機供給電力；控 制機構，其依次算出與所述迴旋馬達的耗電對應的迴旋功率，將該算出的 迴旋功率的值變換為更小的值，通過使用該變換後的值依次生成所述發電 電動機的發電指令，將該生成的發電指令向所述逆變器輸出。
另外，在上述發明的基礎上，本發明的混合動力建築機械的特徵在於， 所述控制機構根據所述迴旋馬達的轉速設定所述電容器的目標電壓，計算 該設定的目標電壓與所述電容器的電壓的電壓差，將該計算出的電壓差變 換為具有與所述迴旋功率相同量綱的物理量，計算變換所述電壓差後的值
與變換所述迴旋功率後的值之和，通過使用該計算出的和生成所述發電指 發明效果
根據本發明，依次算出與迴旋馬達的耗電對應的迴旋功率，將該算出 的迴旋功率變換為更小的值，通過使用該變換後的值依次生成發電電動機 的發電指令，將該生成的發電指令向發電電動機用的逆變器輸出，所以發 電電動機能夠在考慮了通過再生運行而從迴旋馬達返回的能量的基礎上 進行發電。因而，無需將電容器的容量增大到必要程度以上，就能夠實現 電容器可發揮其性能的動作電壓範圍內的控制，且能夠可靠地防止因偏離 該動作電壓範圍等理由而造成系統不能動作的情況。


圖1是表示本發明的實施方式1的混合動力建築機械的主要部分的結構的圖。
圖2是表示本發明的實施方式1的混合動力建築機械的外部結構的圖。
圖3是表示本發明的實施方式1的混合動力建築機械的發電控制方法
的處理概要的流程圖。
圖4是示意性表示本發明的實施方式1的混合動力建築機械的發電控 制方法的處理概要的圖。
圖5是表示本發明的實施方式1的混合動力建築機械的發電控制方法 的更為詳細的處理概要的處理流程圖。
圖6是表示迴旋逆變器電力的經時變化例的圖。
圖7是表示迴旋馬達轉速的經時變化例的圖。
圖8是給出迴旋馬達轉速的絕對值與電容器目標電壓的關係的圖。
圖9是表示電容器電壓的經時變化例的圖。
圖10是表示本發明的實施方式2的混合動力建築機械的發電控制方 法的處理概要的處理流程圖。
圖11是表示使與迴旋功率輸出相乘的係數根據迴旋馬達轉速變化時 的係數與迴旋馬達轉速的關係的圖。
圖12是表示使與迴旋功率輸出相乘的係數根據迴旋逆變器電力變化 時的係數與迴旋逆變器電力的關係的圖。
圖13是表示使與迴旋功率輸出相乘的係數根據室外空氣溫度變化時 的係數與室外空氣溫度的關係的圖。
圖中l-液壓挖掘機；2-發動機；3-發電電動機；4-液壓泵；5-逆變
器；6-電容器；7-迴旋馬達；8-迴旋逆變器；9-迴轉機構；10-控制器；
10a-存儲器；ll-操作輸入部；21-動臂用操作閥；22-鬥杆用操作閥；23-鏟鬥用操作閥；24-左行駛用操作閥；25-右行駛用操作閥；31-動臂用液 壓缸；32-鬥杆用液壓缸；33-鏟鬥用液壓缸；34-左行駛用液壓馬達；35-右行駛用液壓馬達；101-行駛體；102-迴旋體；103-動臂；104-鬥杆；105-鏟鬥。
具體實施例方式
7以下，參照附圖對用於實施本發明的最佳方式(以後，稱為"實施方 式")進行說明。
(實施方式1)
圖1是表示本發明實施方式1的混合動力建築機械的主要部分的結構 的圖。本實施方式1的混合動力建築機械具有作為驅動源的相互連接的發 動機及發電電動機，並具有電動迴旋功能。本實施方式l中，作為混合動 力建築機械，對具有挖掘功能的液壓挖掘機進行說明，但這終究只是一個 例子。
圖2是表示作為混合動力建築機械的液壓挖掘機的外部結構的圖。該 圖所示的液壓挖掘機1包括具有左右一對履帶的行駛體101;位於行駛 體101的上方，且能夠相對於行駛體101圍繞指向規定方向的迴旋軸迴旋
的迴旋體102。另外，液壓挖掘機l具有由動臂103、鬥杆104、鏟鬥105 構成的挖掘用的工作裝置。其中，動臂103以相對於行駛體101能夠上下 方向轉動的方式連接。
接著，參照圖1對液壓挖掘機1的內部結構進行說明。液壓挖掘機1
包括作為驅動源的發動機2;各自的驅動軸與發動機2的輸出軸連接的
發電電動機3及液壓泵4;與發電電動機3連接且對發電電動機3進行驅 動的逆變器5;與逆變器5並聯，對發電電動機3發出的電力進行蓄積且 對發電電動機3供給電力的電容器6。
另外，液壓挖掘機l還包括作為使迴旋體102迴旋的驅動源的迴旋
馬達7;與電容器6並聯且與逆變器5並聯，並對迴旋馬達7進行驅動的 迴旋逆變器8;與迴旋馬達7的驅動軸連接，使迴旋體102迴旋的迴轉機 構9。
再有，液壓挖掘機l還包括對發動機2、液壓泵4、逆變器5、迴旋
逆變器8進行電子控制的控制器10;用於操作員輸入期望的操作的由操作
杆等構成的操作輸入部ll。
液壓泵4通過配管分別與動臂用操作閥21、鬥杆用操作閥22、鏟鬥
用操作閥23、左行駛用操作閥24、右行駛用操作閥25各種操作閥連接。 液壓泵4是可變容量型，通過斜板的傾轉角發生變化來改變容量。
從液壓泵4噴出的壓力油經由動臂用操作閥21、鬥杆用操作閥22、鏟鬥用操作閥23、左行駛用操作閥24、右行駛用操作閥25，分別向作為 致動器的動臂用液壓缸31、鬥杆用液壓缸32、鏟鬥用液壓缸33、左行駛 用液壓馬達34、右行駛用液壓馬達35供給。由此，動臂103、鬥杆104、 鏟鬥105、左履帶、右履帶動作。
控制器10接受由各個規定的測量機構測量出的發動機2的轉速、液 壓泵4的噴出壓力、電容器6的電壓、向迴旋逆變器8輸入的直流電流(輸 出時為相反符號)、迴旋馬達7的轉速、操作員對操作輸入部11的操作量 等的輸入，並基於上述各種測量值的輸入進行液壓挖掘機l的驅動控制。 各種測量值基本為實時測量。控制器10具有對用於控制液壓挖掘機1的 各種動作的程序及上述各祌測量值等進行儲存的存儲器10a。
圖3是表示本實施方式1的混合動力建築機械的發電控制方法的處理 概要的流程圖。
首先，控制器10算出迴旋馬達7消耗的迴旋功率(步驟S1)。控制器 10隻在迴旋馬達7的迴旋功率為正時(動力運行時)(步驟S2，是)進行 後述處理。在迴旋馬達7的迴旋功率為負時(再生時)(步驟S2，否)返 回步驟S1。
當控制器10算出的迴旋功率為正時，控制器10從存儲器10a讀出回 旋功率的值，並將該讀出的迴旋功率的值變換為更小的值(步驟S3)。接 著，控制器10利用變換後的迴旋功率生成對發電電動機3的發電指令(步 驟S4)，並將該生成的發電指令向逆變器5輸出(步驟S5)。然後，控制 器10返回步驟S1。 .
圖4是示意性表示以上說明的混合動力建築機械的發電控制方法的處 理概要的圖。曲線C1表示基於步驟S5中控制器IO輸出的發電指令，發 電電動機3產生的發電量G的經時變化。另外，曲線C2表示通過以往的 發電控制方法控制的發電電動機3的發電量G的經時變化。即，曲線C2 表示在沒有進行步驟S3的處理時，基於控制器10輸出的發電指令，發電 電動機3產生的發電量G的經時變化。
曲線C3表示迴旋馬達7的迴旋功率Ps的經時變化。在曲線C3中， Ps>0對應於迴旋馬達7的動力運行時，Ps<0對應於迴旋馬達7的再生 時。迴旋功率Ps的大小根據操作員對操作輸入部11的操作杆的操作量確定，當操作輸入部11的操作杆返回到原來的位置時，迴旋馬達7迸行再生動作。 一般來說，在迴旋馬達7的動力運行時消耗的電力大於在迴旋馬達7的再生時產生的電力。
曲線C4表示發電電動機3的發電量G按照曲線Cl進行經時變化且迴旋馬達7的迴旋功率Ps按照曲線C3進行經時變化時的電容器6的電容器電壓V的經時變化。另外，曲線C5表示發電電動機3的發電量G按照曲線C2進行經時變化且迴旋馬達7的迴旋功率Ps按照曲線C3進行經時變化時的電容器電壓V的經時變化。圖4中，將電容器6能夠發揮其性能的動作電壓範圍設為(Vl， V2)。
本實施方式1中，為了供給在迴旋馬達7的動力運行時消耗的迴旋功率Ps，只是發電電動機3發出的電力還不足，還需要來自電容器6的電力。因此，電容器電壓V在迴旋馬達7的動力運行時減小。另一方面，在迴旋馬達7的再生時，由於電力從迴旋馬達7回到電容器6，因此電容器6的電荷量增加，電容器電壓V上升。
控制器10優選進行使將發電量G的減少量用時間積分而得到的能量(由曲線C1和曲線C2包圍的區域D1的面積)與將迴旋馬達7的再生時產生的電力用時間積分而得到的能量(由曲線C3和t軸包圍的區域D2的面積)大致相等的控制。由於與發電量G的減少量相當的能量和電容器6在迴旋馬達7的動力運行時供給的能量相等，所以如果進行上述控制，則電容器6在迴旋馬達7的動力運行時供給的能量與在迴旋馬達7的再生時返回到電容器6的能量變得大致相等。因而，在迴旋馬達7產生迴旋功率Ps前後的電容器電壓V變得大致相等(圖4的V0)。
在此，為了進行比較而對以往的發電控制方法進行說明。在以往的發電控制方法中，在迴旋馬達7的動力運行時，電容器6無需供給電力。因而，電容器電壓V在迴旋馬達7的動力運行時為恆定。另外，在迴旋馬達7的再生時，由於電力從迴旋馬達7返回到電容器6，因此電容器電壓V上升到比迴旋馬達7產生迴旋功率Ps前的值V0高。在圖4所示的曲線C5中，電容器電壓V的最大值Vmax超過了電容器6的動作電壓範圍的上限值V2。
這樣，在以往的發電控制方法中，電容器電壓V偏離了電容器6的動作電壓範圍，有時系統會陷入不能動作的狀態。與此相對，根據本實施方式l，在向迴旋馬達7供給電力時，減少發電電動機3的發電量，通過從電容器6供給上述減少的量來補償，所以能夠將電容器電壓V始終保持在可動作範圍。因而，能夠實現穩定的系統動作。
圖5是表示用圖3及圖4說明的混合動力建築機械的發電控制方法的更為詳細的處理概要的處理流程圖。對於控制器10來說，作為迴旋馬達7消耗的迴旋功率，依次算出迴旋逆變器8的電力(迴旋逆變器電力P)，並將其儲存到存儲器10a中(步驟Sll)。迴旋逆變器電力P通過求出電容器6的電壓的測量值與向迴旋逆變器8輸入的直流電流的測量值的乘積來算出。圖6是表示操作員進行了某一特定操作(以後，稱為"操作A")時的迴旋逆變器電力P的經時變化例的圖。圖6所示的曲線Ll在反覆進行動力運行(P〉0)和再生(P<0)的同時進行變動，動力運行時的最大值為Pmax。
然後，控制器10隻在迴旋逆變器電力P為正時、即動力運行時(步驟S12,是)，進行後述的處理。在迴旋逆變器電力P為負時、即再生時(步驟S12，否)，回到步驟Sll。
迴旋逆變器電力P為正時，控制器10進行在迴旋逆變器電力P上乘以規定係數K2的運算(步驟S13)。係數K2是小於1的常數，考慮在迴旋馬達7的再生時通過迴旋馬達7的發電而返回到電容器6的電量(與圖6的P<0的部分相當)來設定其具體的值。不過，.從物理學角度出發，基本不會發生迴旋馬達7在再生時使比動力運行時大的電力返回到電容器6的情況，所以係數K2需要是0以上的值。此外，步驟S13中的運算只要使計算值小於迴旋逆變器電力P即可，例如，也可以從迴旋逆變器電力P減去規定的常數。
控制器10還實時接收回旋馬達7的轉速(迴旋馬達轉速")(步驟S14)。圖7是表示迴旋馬達轉速"的經時變化例的圖。圖7所示的曲線L2與圖6所示的迴旋逆變器電力P對應，表示與操作員進行了操作A時的圖6相同時間帶的經時變化。在這種曲線L2中，迴旋馬達7以最大轉速comax進行與迴旋方向對應的旋轉。迴旋馬達7的旋轉根據操作員在操作輸入部11進行的杆操作而變化。即，圖7所示的經時變化是操作員進行了某一桿
ii操作時的變化。
接著，控制器IO取迴旋馬達轉速CO的絕對值(步驟S15)，設定與該
值對應的電容器6的目標電壓Vcap0 (步驟S16)。
圖8是給出迴旋馬達轉速(的絕對值)"與電容器目標電壓VcapO的關係的圖。 一般來說，電容器6存在能夠發揮其性能的動作電壓範圍。因此，電容器目標電壓VcapO優選設定為無論迴旋馬達轉速"的值如何均處於動作電壓範圍內的值。另外，考慮到迴旋馬達轉速co的絕對值越大，迴旋馬達7的再生時返回的能量越大，所以迴旋馬達轉速w的絕對值越大越設定低的電容器目標電壓Vc印O，預先留有蓄積能量的餘地則更為優選。
圖8所示的直線L3是被設定成迴旋馬達轉速"與電容器目標電壓VcapO的關係滿足前述兩個性質的直線。圖8中，將電容器6的動作電壓範圍設為(Vcapl， Vcap2)。另外，圖8中，還考慮控制器10進行其他控制的情況，也可以將電容器目標電壓Vc即O的取值範圍設定為比動作電壓範圍(Vcapl， Vcap2)窄。
此外，迴旋馬達轉速"與電容器目標電壓Vcap0的關係只要至少滿足前述兩個性質，則無需一定是線性。另外，也可以使電容器目標電壓VcapO不依賴於迴旋馬達轉速"而為恆定。
接著步驟S16，控制器10計算設定的電容器目標電壓VcapO與實時接收的電容器6的電壓Vcap之差VcapO—Vcap (步驟S17)，並在該差上乘以係數K1 (步驟S18)。此處的係數K1是預先設定的常數，是將步驟S17中求出的電壓差VcapO—Vcap變換為電力值(迴旋逆變器電力P的量綱)的係數，不同於上述係數K2而具有物理性量綱(在此為電流的量綱)。此外，Kl的物理性量綱既可以是電容器容量的量綱，也可以是電流與電容器之積的量綱。
控制器10取步驟S13中求出的PXK2與步驟S18中求出的(Vcap0 —Vcap) XK1之和(步驟S19)，並利用該和，生成向逆變器5輸出的發電指令(步驟S20)。在步驟S20中，控制器10隻在步驟S19的輸出為正時生成發電指令，並且在生成的發電指令超過發電電動機3的發電能力時，將發電電動機3的發電能力作為發電指令輸出。另外，在步驟S20中，還可以插設規定頻率的濾波器。另外，對於在步驟S19中求出的和的值而言，基本上PXK2處於支配 地位，並且設定成當液壓挖掘機1進行異常動作時(Vc即O — Vcap) XK1 的影響增加。具體地說，VcapO—Vcap的值在液壓挖掘機1進行異常動作 時具有比液壓挖掘機1進行通常動作時變大的傾向。此處所說的異常動作， 例如是鏟鬥105突然碰到不明物體而停止的情況。鏟鬥105因外在原因而 突然停止時，迴旋馬達轉速^會突然變為零，因此電容器目標電壓VcapO 急劇變大(參照圖8)。其結果，與電容器電壓Vc即之差VcapO—Vcap變 大，在步驟S19中求出的和中，(VcapO—Vcap) XK1的影響比例增加。
然後，控制器10將生成的發電指令向逆變器5輸出。逆變器5按照 輸入的發電指令驅動發電電動機3。由此，發電電動機3進行發電(步驟 S21)。
根據發電電動機3的發電，電容器電壓Vcap進行經時變化。如上所 述，控制器10幾乎實時接收電容器電壓Vcap的測量值(步驟S22)。因而， 因發電電動機3發電而引起的電容器電壓Vcap的變化幾乎實時傳遞到控 制器IO。
圖9是表示電容器電壓Vc即的經時變化例的圖。圖9所示的曲線L4 與圖6所示的迴旋逆變器電力P及圖7所示的迴旋馬達轉速"相對應，表 示與操作員進行了操作A時的圖6及圖7相同時間帶的經時變化。曲線L4 始終不偏離電容器6的動作電壓範圍(Vcapl， Vcap2)地在該動作電壓範 圍內變動。由此也可知，根據本實施方式l的混合動力建築機械的發電控 制方法，能夠將電容器6的電壓保持在合適的範圍內。
此外，如在上述步驟S17中所說明的，控制器10在運算與電容器目 標電壓VcapO的電力差時依次使用電容器電壓Vc即的測量值。
根據以上說明的本發明的實施方式1，依次算出與迴旋馬達的耗電對 應的迴旋功率(迴旋逆變器電力)，將該算出的迴旋功率變換為更小的值， 通過使用該變換後的值依次生成發電電動機的發電指令，並將該生成的發 電指令向發電電動機用的逆變器輸出，所以發電電動機能夠進行將再生時 從迴旋馬達返回的量的能量考慮在內的發電。因而，無需將電容器的容量 增大到必要程度以上，就能夠實現在電容器的動作電壓範圍內的控制，並 能夠可靠地防止因電容器偏離動作電壓範圍等理由而造成的系統不動作的情況。
另外，根據本實施方式1，依次算出與迴旋馬達的耗電對應的迴旋功 率，將該算出的迴旋功率變換為更小的值，通過使用該變換後的值依次生 成發電電動機的發電指令，並將該生成的發電指令向發電電動機用的逆變 器輸出，所以發電電動機能夠進行將再生時從迴旋馬達返回的量的能量考 慮在內的發電。因而，無需將電容器的容量增大到必要程度以上，就能夠 實現電容器可發揮其性能的在動作電壓範圍內的控制，並能夠可靠地防止 因偏離該動作電壓範圍等理由而造成的系統不能動作的情況。
此外，在本實施方式l中，作為迴旋功率使用了迴旋逆變器電力，不 過，作為替代也可以使用迴旋馬達的扭矩和轉速，還可以使用操作輸入部 的操作量(杆行程)。 (實施方式2)
圖10是表示本發明實施方式2的混合動力建築機械的發電控制方法 的處理概要的處理流程圖。本實施方式2中，當控制器10進行在迴旋逆 變器電力P上乘以規定係數K2的運算(步驟S13')時，根據迴旋馬達7 的轉速"改變係數K2的值。
圖11是表示迴旋馬達7的轉速"與係數K2的關係的圖。在圖11所 示的直線L5中，隨著迴旋馬達7的轉速"變大，係數K2變小。這樣設定 係數K2是因為迴旋馬達轉速"越大，則所需的發電電動機3的發電量越 小。
除以上說明的方面以外的混合動力建築機械的結構及該混合動力建 築機械的發電控制方法的處理，與上述實施方式1相同。 (其他實施方式)
至此，對用於實施本發明的最佳方式進行了說明，不過，本發明並不 應僅由上述兩個實施方式限定。圖12是表示與迴旋逆變器輸出(迴旋功 率)相乘的係數K2的另一設定例的圖。該圖所示的直線L6表示使係數K2 根據迴旋逆變器電力P (〉0)變化的情況。這種情況下，需要迴旋逆變器 電力P越大發電電動機3的發電量越大，所以設定成迴旋逆變器電力P增 加的同時係數K2的值增加。
圖13是表示與迴旋逆變器輸出(迴旋功率)相乘的係數K2的又一設定例的圖。該圖所示的直線L7表示使係數K2根據室外空氣溫度T (圖13 中假定攝氏溫度)變化的情況。假定建築機械在攝氏O度以下的低溫到高 溫的大範圍的溫度帶(Tmin Tmax)內使用。 一般來說，若室外空氣溫 度T高則發電電動機3的效率也上升，所以室外空氣溫度T越高越能夠減 小係數K2。此外，也可以代替室外空氣溫度T，使用電容器的內部溫度。
另外，在以上說明中，只是釆用了係數K2與各種條件之間的關係線 性變化的情況，但也可以利用適當的函數來設定該變化。
另外，也可以使與電容器目標電壓Vc即0和電容器電壓Vcap的電壓 差相乘的係數Kl的值可變。例如，當在圖5的步驟S19中求出的和中， (VcapO—Vcap)XKl的影響比規定的基準值大的時間持續了規定時間時， 控制器10可以進行使係數K1的值變化的控制。另外，也可以代替乘以系 數Kl，利用適當的函數變換電壓差VcapO—Vcap並輸出。
這樣，本發明可以包括在此沒有記載的各種實施方式等，能夠在不脫 離權利要求書確定的技術思想的範圍內實施各種設計變更等。
工業實用性
如上所述，本發明有效應用於對具備電容器作為蓄電器件並具備迴旋 馬達的混合動力建築機械的發電進行的控制中。
1權利要求
1.一種混合動力建築機械的發電控制方法，所述混合動力建築機械包括相互連接的發動機及發電電動機；與所述發電電動機連接且對所述發電電動機進行驅動的逆變器；與所述逆變器並聯，對所述發電電動機發出的電力進行蓄積且向所述發電電動機供給電力的電容器；被所述發電電動機及所述電容器供給電力，且使主體的一部分相對於其他部分迴旋的迴旋馬達，所述混合動力建築機械的發電控制方法的特徵在於，具有依次算出與所述迴旋馬達的耗電對應的迴旋功率的迴旋功率算出步驟；將在所述迴旋功率算出步驟中算出的所述迴旋馬達的動力運行時的迴旋功率的值變換為更小的值的迴旋功率變換步驟；通過使用在所述迴旋功率變換步驟中變換後的值來依次生成所述發電電動機的發電指令的發電指令生成步驟；將在所述發電指令生成步驟中生成的發電指令向所述逆變器輸出的輸出步驟。
2. 根據權利要求1所述的混合動力建築機械的發電控制方法，其特徵在於，在所述迴旋功率變換步驟中變換所述迴旋功率的值，使得即使在所述迴旋馬達的再生時所述電容器的電壓變化，該電壓也包含在規定範圍內。
3. 根據權利要求1或2所述的混合動力建築機械的發電控制方法，其特徵在於，在所述迴旋功率變換步驟中，進行在所述迴旋功率的值上乘以小於1的係數的運算。
4. 根據權利要求3所述的混合動力建築機械的發電控制方法，其特徵在於，在所述迴旋功率變換步驟中，根據在所述混合動力建築機械的內部或外部測量的規定的測量值變更與所述迴旋功率的值相乘的係數。
5. 根據權利要求1 4中任一項所述的混合動力建築機械的發電控制方法，其特徵在於，還具有根據所述迴旋馬達的轉速設定所述電容器的目標電壓的目標電壓設定步驟；計算在所述目標電壓設定步驟中設定的目標電壓與所述電容器的電壓之差的電壓差計算步驟；將在所述電壓差計算步驟中計算出的電壓差變換為具有與所述迴旋功率相同量綱的物理量的電壓差變換步驟，在所述發電指令生成步驟中，計算在所述電壓差變換步驟中變換後的值與在所述迴旋功率變換步驟中變換後的值之和，並通過使用該計算出的和生成所述發電指令。
6. —種混合動力建築機械，包括作為驅動源的相互連接的發動機及發電電動機，並且包括使主體的一部分相對於其他部分迴旋的迴旋馬達，所述混合動力建築機械的特徵在於，還包括逆變器，其與所述發電電動機連接，並對所述發電電動機進行驅動；電容器，其與所述逆變器並聯，對所述發電電動機發出的電力進行蓄積且向所述發電電動機供給電力；控制機構，其依次算出與所述迴旋馬達的耗電對應的迴旋功率，將該算出的迴旋功率的值變換為更小的值，通過使用該變換後的值依次生成所述發電電動機的發電指令，將該生成的發電指令向所述逆變器輸出。
7. 根據權利要求6所述的混合動力建築機械，其特徵在於，所述控制機構根據所述迴旋馬達的轉速設定所述電容器的目標電壓，計算該設定的目標電壓與所述電容器的電壓的電壓差，將該計算出的電壓差變換為具有與所述迴旋功率相同量綱的物理量，計算變換所述電壓差後的值與變換所述迴旋功率後的值之和，通過使用該計算出的和生成所述發電指令。
全文摘要
本發明提供一種混合動力建築機械的發電控制方法及混合動力建築機械，能夠將電容器的容量抑制到必要的最小限度且將電容器的電壓保持在合適的範圍，並且能夠可靠地防止系統不能動作的情況。為了達到該目的，依次算出與使主體的一部分相對於其他部分迴旋的迴旋馬達的耗電對應的迴旋功率，將該算出的迴旋功率的值變換為更小的值，通過使用該變換後的值依次生成發電電動機的發電指令，並將該生成的發電指令向驅動發電電動機的逆變器輸出。
文檔編號E02F9/20GK101663442SQ200880009028
公開日2010年3月3日 申請日期2008年3月21日 優先權日2007年3月23日
發明者井上宏昭, 森永淳, 河口正 申請人:株式會社小松製作所