JP2008049761A

JP2008049761A - Hybrid control system

Info

Publication number: JP2008049761A
Application number: JP2006226273A
Authority: JP
Inventors: Madoka Binnaka; 円備中; Makoto Samejima; 誠鮫島; Takashi Iguchi; 高志井口
Original assignee: Caterpillar Mitsubishi Ltd; Shin Caterpillar Mitsubishi Ltd
Current assignee: Caterpillar Japan Ltd; Caterpillar Mitsubishi Ltd
Priority date: 2006-08-23
Filing date: 2006-08-23
Publication date: 2008-03-06

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To correct any error generated between the required power of a load calculated by a controller and an actual required power in configuring a hybrid control system equipped with an engine as a first power source, a motor generator having acceleration and regeneration functions, a charging/discharging device as a second power source and a controller for calculating the required power of a load to be driven by the engine and the motor generator, and for outputting a power control command to supply or collect the required power to the load. SOLUTION: This hybrid control system is provided with a power correction control circuit 26 for calculating a deviation (ω1-ωr1, ω2-ωr2) between measured revolving speeds ω1 and ω2 of first and second motor generators and target revolving speeds ωr1 and ωr2 to be calculated based on a required power calculated by a controller, and for outputting the control command of power correction in order to eliminate the deviation. COPYRIGHT: (C)2008,JPO&INPIT

Description

本発明は、油圧ショベル等の複数の負荷を駆動せしめる作業機械に好適なハイブリッド制御システムの技術分野に属するものである。 The present invention belongs to the technical field of a hybrid control system suitable for a work machine that drives a plurality of loads such as a hydraulic excavator.

近年、油圧ショベル等の作業機械においても、省エネルギー化、燃費の向上、排ガス低減等を達成するべくハイブリッド化が図られているが、この様なハイブリッド作業機として、エンジンに連結される電動発電機や、油圧シリンダからの排出油が有する油エネルギーや油圧モータの制動エネルギーを回生発電することができる電動発電機を設け、これら電動発電機と蓄放電装置（バッテリ等）との間で動力の授受を行えるようにしたものが提唱されている（例えば特許文献１参照。）。
特開２００２−２４２２３４号公報 In recent years, work machines such as hydraulic excavators have been hybridized in order to achieve energy saving, improved fuel consumption, reduced exhaust gas, etc. As such a hybrid work machine, a motor generator connected to the engine In addition, a motor generator that can regenerate the oil energy of the oil discharged from the hydraulic cylinder and the braking energy of the hydraulic motor is provided, and power is exchanged between these motor generators and a storage / discharge device (battery, etc.). Has been proposed (see, for example, Patent Document 1).
JP 2002-242234 A

ところで、前記特許文献１のようなハイブリッド作業機において、エンジンや電動発電機により駆動される各種負荷を、オペレータの操作具操作に対応して適切に動作せしめるためには、各電動発電機の動力制御や蓄放電装置の蓄放電制御を総合的に行うことが好ましく、そこで、各負荷の所要動力を演算し、該所要動力を供給或いは回収するべく各電動発電機や蓄放電装置を制御する制御装置を設けることが提唱される。
しかるにこの場合、前記演算された所要動力と実際の所要動力とのあいだには、計測誤差、過渡事象、機器効率想定値の誤差等により、どうしても誤差が生じる。このため、実際の所要動力と、演算された所要動力に基づいて供給或いは回収される動力とが一致せず、システム全体が不安定になってしまう惧れがある。特に、エンジンに連結される電動発電機において、実際の所要動力よりも演算された所要動力が大きいと、電動発電機がエンジンの回転速度を上昇せしめるように動作することになって、エンジンを動力源とする油圧ポンプの速度不安定要因となる。この対応策として、各負荷の所要動力演算値と実際の所要動力との偏差が悪影響を生じないレベルまで所要動力計算回路のパラメータを調整する必要があるが、該調整は複雑であって、特に、特許文献１のように多数の負荷を駆動せしめるハイブリッド作業機においては、パラメータ調整はかなり困難であるという問題があり、ここに本発明が解決しようとする課題がある。 By the way, in the hybrid working machine as described in Patent Document 1, in order to appropriately operate various loads driven by the engine or the motor generator in response to the operation of the operation tool by the operator, the power of each motor generator is determined. It is preferable to comprehensively perform the control and the storage / discharge control of the storage / discharge device, where the required power of each load is calculated, and control for controlling each motor generator and the storage / discharge device to supply or recover the required power It is proposed to provide a device.
However, in this case, an error necessarily occurs between the calculated required power and the actual required power due to a measurement error, a transient event, an error in the estimated device efficiency, and the like. For this reason, the actual required power does not match the power supplied or recovered based on the calculated required power, and the entire system may become unstable. In particular, in the motor generator connected to the engine, if the calculated required power is larger than the actual required power, the motor generator operates so as to increase the rotational speed of the engine. It becomes a factor of unstable speed of the hydraulic pump. As a countermeasure, it is necessary to adjust the parameters of the required power calculation circuit to a level at which the deviation between the calculated required power of each load and the actual required power does not adversely affect, but the adjustment is complicated. In the hybrid working machine that drives a large number of loads as in Patent Document 1, there is a problem that parameter adjustment is quite difficult, and there is a problem to be solved by the present invention.

本発明は、上記の如き実情に鑑みこれらの課題を解決することを目的として創作されたものであって、請求項１の発明は、第一動力源としてのエンジンと、力行、回生機能を有する電動発電機と、該電動発電機の動力制御を行う電動発電機制御手段と、電動発電機との間で動力の授受を行う第二動力源としての蓄放電装置と、該蓄放電装置の蓄放電を制御する蓄放電制御手段と、前記エンジンおよび電動発電機により駆動される負荷の所要動力を演算し、該所要動力を負荷に供給或いは回収するべく前記電動発電機制御手段および蓄放電制御手段に動力制御指令を出力する制御装置とを備えると共に、該制御装置に、電動発電機の実測回転速度と、前記所要動力に基づいて求められる電動発電機の目標回転速度との偏差を演算し、該偏差をなくすべく電動発電機制御手段および蓄放電制御手段に対して動力補正の制御指令を出力する動力補正制御手段を設けたことを特徴とするハイブリッド制御システムである。
そして、この様にすることにより、制御装置で演算された負荷の所要動力と実際の所要動力とのあいだに、計測誤差、過渡事象、機器効率想定値の誤差等により誤差が生じても、該誤差は、動力補正制御手段により電動発電機の実測回転速度と目標回転速度との偏差がなくなるように制御されることで、自動的に補正されることになる。而して、負荷が実際に必要とする所要動力を供給或いは回収できることになって、システム全体の安定性向上に大きく貢献できる。特に、電動発電機がエンジンに対してトルク伝達機構を介して接続されている場合、実際の所要動力よりも演算された所要動力が大きいと、電動発電機がエンジンの回転速度を上昇せしめるように動作することになって、エンジンを駆動源とする油圧ポンプや油圧ポンプモータの速度不安定要因となるが、該速度不安定要因を排除できることになって、制御性、操作性を向上させることができる。さらに、制御装置における所要動力計算に関するパラメータ調整を簡略化することができて、例えば油圧ショベル等の建設機械のように複数の負荷を有する作業機械に特に有用である許りか、動力補正制御手段の演算に用いられる電動発電機の実測回転速度は、汎用のセンサを用いて簡単に測定できるから、実用化が容易である。
請求項２の発明は、複数の電動発電機を備える一方、動力補正制御手段は、各電動発電機毎に実測回転速度と目標回転速度との偏差をなくすための動力補正値を求めて各電動発電機制御手段に動力補正の制御指令を出力すると共に、各電動発電機の動力補正値を合計し、該合計動力補正値を蓄放電装置の動力補正値として蓄放電制御手段に動力補正の制御指令を出力することを特徴とする請求項１に記載のハイブリッド制御システムである。
そして、この様にすることにより、各電動発電機毎に、各電動発電機が駆動する負荷の実際の所要動力に合致するよう動力補正制御がなされると共に、同時に蓄放電装置の動力補正制御も行われることになって、システム全体の動力授受のバランスが損なわれることなく、システム安定性の確保に貢献できる。
請求項３の発明は、電動発電機として、エンジンにトルク伝達機構を介して接続される第一電動発電機、エンジンとの間でトルク伝達が行われない第二電動発電機の何れか一方の電動発電機、或いは両方の電動発電機を備えることを特徴とする請求項１または２に記載のハイブリッド制御システムである。
そして、この様にすることにより、本発明は、種々の方式のハイブリッドに適用することができる。
請求項４の発明は、第一電動発電機が備えられたハイブリッド制御システムにおいて、エンジンの目標回転速度から第一電動発電機の目標回転速度を求めると共に、前記エンジンの目標回転速度は、制御装置で演算された負荷の所要動力から求められるエンジン出力と、エンジンの無負荷回転速度を設定するエンジン回転速度設定具の設定値とに基づいて演算されることを特徴とする請求項３に記載のハイブリッド制御システムである。
そして、この様にすることにより、エンジンにトルク伝達機構を介して接続される第一電動発電機の目標回転速度を簡単に求めることができると共に、油圧ショベル等の作業機械において通常設けられているエンジン回転速度設定具の設定値を利用したものであり、実用化が容易である。
請求項５の発明は、第二電動発電機が備えられたハイブリッド制御システムにおいて、第二電動発電機の目標回転速度は、制御装置から電動発電機制御手段に出力される第二電動発電機の回転速度指令値であることを特徴とする請求項３または４に記載のハイブリッド制御システムである。
そして、この様にすることにより、エンジンとの間でトルク伝達が行われない第二電動発電機の目標回転速度は、別途演算回路も必要とせずに回転速度指令値をそのまま利用することができる。 The present invention has been created in view of the above-described circumstances to solve these problems. The invention of claim 1 has an engine as a first power source, a power running, and a regeneration function. A motor generator, motor generator control means for controlling the power of the motor generator, a storage / discharge device as a second power source for transmitting / receiving power to / from the motor generator, Storage / discharge control means for controlling discharge, and required power of a load driven by the engine and motor generator, and the motor generator control means and storage / discharge control means for supplying or recovering the required power to the load And a control device that outputs a power control command to the control device, and calculates a deviation between the measured rotational speed of the motor generator and the target rotational speed of the motor generator determined based on the required power in the control device, The deviation A hybrid control system characterized in that a power correction control means for outputting a control command of the power correction to the electric generator control unit and electricity storing and discharging control means so as to.
In this way, even if an error occurs due to a measurement error, a transient event, an error in the estimated device efficiency, etc. between the required power of the load calculated by the control device and the actual required power, the The error is automatically corrected by controlling the power correction control means so that the deviation between the actual rotational speed of the motor generator and the target rotational speed is eliminated. Thus, the required power actually required by the load can be supplied or recovered, which can greatly contribute to the improvement of the stability of the entire system. In particular, when the motor generator is connected to the engine via a torque transmission mechanism, the motor generator increases the rotational speed of the engine if the calculated required power is larger than the actual required power. It becomes a factor of unstable speed of hydraulic pumps and hydraulic pump motors that use the engine as a drive source. However, this factor of unstable speed can be eliminated, and controllability and operability can be improved. it can. Furthermore, the parameter adjustment relating to the required power calculation in the control device can be simplified, and is particularly useful for a work machine having a plurality of loads such as a construction machine such as a hydraulic excavator. Since the measured rotational speed of the motor generator used for the calculation can be easily measured using a general-purpose sensor, it is easy to put into practical use.
The invention of claim 2 is provided with a plurality of motor generators, and the power correction control means obtains a power correction value for eliminating a deviation between the actual rotation speed and the target rotation speed for each motor generator. A power correction control command is output to the generator control means, and the power correction values of the motor generators are summed, and the total power correction value is used as the power correction value of the storage / discharge device to control the power correction to the storage / discharge control means. The hybrid control system according to claim 1, wherein a command is output.
In this way, for each motor generator, power correction control is performed to match the actual required power of the load driven by each motor generator, and at the same time, power correction control of the storage / discharge device is also performed. As a result, it is possible to contribute to ensuring system stability without impairing the balance of power transmission and reception of the entire system.
According to a third aspect of the present invention, as the motor generator, any one of the first motor generator connected to the engine via a torque transmission mechanism and the second motor generator not transmitting torque between the engine. The hybrid control system according to claim 1, further comprising a motor generator or both motor generators.
And by doing in this way, this invention is applicable to the hybrid of a various system.
According to a fourth aspect of the present invention, in the hybrid control system provided with the first motor generator, the target rotational speed of the first motor generator is obtained from the target rotational speed of the engine, and the target rotational speed of the engine is determined by the control device. 4. The calculation according to claim 3, wherein the calculation is based on an engine output obtained from the required power of the load calculated in step 1 and a setting value of an engine rotation speed setting tool for setting an unloaded rotation speed of the engine. It is a hybrid control system.
And by doing in this way, while being able to obtain | require easily the target rotational speed of the 1st motor generator connected to an engine via a torque transmission mechanism, it is normally provided in working machines, such as a hydraulic shovel. It uses the set value of the engine speed setting tool and is easy to put into practical use.
According to a fifth aspect of the present invention, in the hybrid control system provided with the second motor generator, the target rotational speed of the second motor generator is the second motor generator output from the control device to the motor generator control means. The hybrid control system according to claim 3, wherein the hybrid control system is a rotation speed command value.
And by doing in this way, a rotational speed command value can be utilized as it is for the target rotational speed of the 2nd motor generator in which torque transmission is not performed between engines, without requiring a separate arithmetic circuit. .

次に、本発明の実施の形態について、図面に基づいて説明する。図１において、１は本発明のハイブリッド制御システムが適用される作業機械の一例である油圧ショベルであって、該油圧ショベル１は、左右の走行装置２ａを備えた下部走行体２、該下部走行体２に旋回装置３ａを介して旋回自在に支持される上部旋回体３、該上部旋回体３に装着される作業部４等から構成され、さらに、該作業部４は、ブーム５、アーム６、バケット７等を用いて構成されている。 Next, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In FIG. 1, reference numeral 1 denotes a hydraulic excavator as an example of a work machine to which the hybrid control system of the present invention is applied. The hydraulic excavator 1 includes a lower traveling body 2 having left and right traveling devices 2a, and the lower traveling body. The upper revolving body 3 is supported by the body 2 through a swivel device 3a so as to be able to swivel, the working unit 4 is attached to the upper revolving body 3, and the working unit 4 further includes a boom 5 and an arm 6. The bucket 7 is used.

図２は、前記油圧ショベル１におけるハイブリッド制御システムを示す構成図であって、該図２において、８はパラレル駆動ブロック、９は直接駆動ブロック、１０は第二動力装置ブロック、１１は制御装置を示す。 FIG. 2 is a block diagram showing a hybrid control system in the hydraulic excavator 1. In FIG. 2, 8 is a parallel drive block, 9 is a direct drive block, 10 is a second power unit block, and 11 is a control device. Show.

前記パラレル駆動ブロック８は、第一動力源であるエンジン１２と、第一電動発電機１３および該第一電動発電機１３の動力制御を行う第一インバータ（本発明の電動発電機の動力制御を行う電動発電機制御手段に相当する）１４と、各種油圧アクチュエータ（本実施の形態では、左右の走行用モータ、アームシリンダ、バケットシリンダ）Ａの油圧供給源となる油圧ポンプ１５と、油圧アクチュエータ（本実施の形態では、ブームシリンダ）Ｂの油圧供給源になるポンプ１６ａと油圧アクチュエータＢからの排出油により回転するモータ１６ｂとを備えた油圧ポンプモータ１６と、上記エンジン１２、第一電動発電機１３、油圧ポンプ１５および油圧ポンプモータ１６を機械的にパラレル接続するトルク伝達機構１７とを備えて構成される。そして、前記第一電動発電機１３は、力行時には、油圧ポンプ１５や油圧ポンプモータ１６を駆動せしめる電動機として動作する一方、回生時には、エンジン１２や油圧ポンプモータ１６の回転により発電する発電機として動作するようになっている。 The parallel drive block 8 includes an engine 12 that is a first power source, a first motor generator 13 and a first inverter that controls the power of the first motor generator 13 (the power control of the motor generator according to the present invention). A hydraulic pump 15 serving as a hydraulic pressure supply source for various hydraulic actuators (in this embodiment, left and right traveling motors, arm cylinders, bucket cylinders) A, In the present embodiment, a hydraulic pump motor 16 having a pump 16a serving as a hydraulic pressure supply source for the boom cylinder B) and a motor 16b that is rotated by oil discharged from the hydraulic actuator B, the engine 12, and the first motor generator. 13 and a torque transmission mechanism 17 that mechanically connects the hydraulic pump 15 and the hydraulic pump motor 16 in parallel.The first motor generator 13 operates as a motor that drives the hydraulic pump 15 and the hydraulic pump motor 16 during power running, and operates as a generator that generates power by the rotation of the engine 12 and the hydraulic pump motor 16 during regeneration. It is supposed to be.

前記油圧アクチュエータＡおよび油圧アクチュエータＢは、対応する各負荷（本実施の形態では、左右の走行装置３ａ、アーム６、バケット７、ブーム５）Ｗに接続されて該負荷Ｗを駆動せしめるための油圧アクチュエータであって、前記油圧ポンプ１５と油圧アクチュエータＡとの間、および油圧ポンプモータ１６と油圧アクチュエータＢとの間には、対応する操作具（図示せず）の操作に基づいて各油圧アクチュエータＡ、Ｂへの油給排制御をそれぞれ行うコントロールバルブ１８、１９が配されている。そして、該コントロールバルブ１８、１９によって、負荷Ｗの駆動速度（油圧アクチュエータＡ、Ｂの作動速度）を、操作具操作に対応するべく制御できるようになっている。 The hydraulic actuator A and the hydraulic actuator B are connected to corresponding loads (in this embodiment, the left and right traveling devices 3a, arms 6, buckets 7, and booms 5) W to drive the loads W. Actuators between the hydraulic pump 15 and the hydraulic actuator A and between the hydraulic pump motor 16 and the hydraulic actuator B based on the operation of the corresponding operation tool (not shown). , Control valves 18 and 19 for performing oil supply / discharge control to B, respectively, are arranged. The control valves 18 and 19 can control the driving speed of the load W (the operating speed of the hydraulic actuators A and B) so as to correspond to the operation of the operating tool.

一方、直接駆動ブロック９は、エンジン１２に接続されていない、つまり、エンジン１２との間でトルク伝達が行われない状態で設けられる第二電動発電機２０と、該第二電動発電機２０の動力制御を行う第二インバータ（本発明の電動発電機の動力制御を行う電動発電機制御手段に相当する）２１とを備えて構成されている。前記第二電動発電機２０は、負荷（本実施の形態では、上部旋回体３を旋回せしめる旋回装置３ａ）Ｗに直接接続されており、そして、力行時には負荷Ｗを駆動せしめる電動機として動作する一方、回生時には、負荷Ｗの慣性力により回生電力を発電する発電機として動作するが、この場合の負荷Ｗの駆動速度（旋回速度）は、第二電動発電機２０の回転速度によって、操作具操作に対応するべく制御されるようになっている。 On the other hand, the direct drive block 9 is not connected to the engine 12, that is, the second motor generator 20 provided in a state where torque transmission is not performed between the engine 12 and the second motor generator 20. And a second inverter 21 that performs power control (corresponding to motor generator control means for performing power control of the motor generator of the present invention) 21. The second motor generator 20 is directly connected to a load (in this embodiment, a turning device 3a for turning the upper turning body 3) W, and operates as a motor that drives the load W during power running. At the time of regeneration, the generator operates as a generator that generates regenerative power by the inertial force of the load W. In this case, the driving speed (turning speed) of the load W depends on the operation speed of the operating tool by the rotation speed of the second motor generator 20. It is controlled to respond to the above.

また、第二動力装置ブロック１０は、第二動力源である蓄放電装置（バッテリ、キャパシタ等）２２と、該蓄放電装置２２の蓄放電を制御するコンバータ（本発明の蓄放電制御手段に相当する）２３とを備えて構成されている。 The second power unit block 10 includes a storage / discharge device (battery, capacitor, etc.) 22 that is a second power source, and a converter that controls storage / discharge of the storage / discharge device 22 (corresponding to storage / discharge control means of the present invention). 23).

さらに、前記パラレル駆動ブロック８の第一インバータ１４と、直接駆動ブロック９の第二インバータ２１と、第二動力装置ブロック１０のコンバータ２３とは母線２４を介して相互に接続されており、これによって、各ブロック８、９、１０間で動力の授受を行えるように構成されている。つまり、蓄放電装置２２からパラレル駆動ブロック８或いは直接駆動ブロック９への動力供給（放電）、または、パラレル駆動ブロック８或いは直接駆動ブロック９から蓄放電装置２２への動力回収（蓄電）、または、パラレル駆動ブロック８と直接駆動ブロック９間で力行、回生が共存するときに、回生側から力行側への動力供給等を行うことができるようになっている。 Furthermore, the first inverter 14 of the parallel drive block 8, the second inverter 21 of the direct drive block 9, and the converter 23 of the second power unit block 10 are connected to each other via a bus 24, thereby The power is exchanged between the blocks 8, 9, and 10. That is, power supply (discharge) from the storage / discharge device 22 to the parallel drive block 8 or direct drive block 9, or power recovery (storage) from the parallel drive block 8 or direct drive block 9 to the storage / discharge device 22, or When power running and regeneration coexist between the parallel drive block 8 and the direct drive block 9, power supply from the regeneration side to the power running side can be performed.

一方、制御装置１１は、前記各負荷Ｗを操作する各操作具の操作量等に基づいて、各負荷Ｗが必要とする所要動力Ｐｉ（力行時にはプラス、回生時にはマイナス）を演算し、該所要動力Ｐｉと蓄放電装置２２の蓄電状態とに基づいて、第一、第二電動発電機１３、２０に対する供給動力（或いは回収動力）Ｐ１、Ｐ２を求め、該動力Ｐ１、Ｐ２が第一、第二電動発電機１３、２０に供給（或いは回収）されるように第一、第二インバータ１４、２１に制御指令を出力すると共に、上記第一、第二電動発電機１３、２０への供給動力（或いは回収動力）Ｐ１、Ｐ２の合計と、蓄放電装置２２の供給動力（或いは回収動力）ＰＢとが等しく（ＰＢ＝Ｐ１＋Ｐ２）なるように、コンバータ２３に対して制御指令を出力する動力制御回路２５を有している。該動力制御回路２５から第一インバータ１４に対する制御指令は、第一電動発電機１３のトルクに換算されて出力され、また、第二インバータ２１に対する制御指令は、第二電動発電機２０の回転速度に換算されて出力される。また、前記動力制御回路２５における所要動力Ｐｉの演算は、機器効率、動力源の制約等を考慮して行うが、この場合、演算された所要動力Ｐｉと実際の所要動力との間に、計測誤差、過渡事象、機器効率想定値の誤差等により誤差が生じても、該誤差は、後述するように、制御装置１１に設けられた動力補正制御回路（本発明の動力補正制御手段に相当する）２６によって補正されるように構成されている。 On the other hand, the control device 11 calculates the required power Pi required by each load W (plus during power running and minus during regeneration) based on the operation amount of each operation tool that operates each load W, and the required Based on the power Pi and the power storage state of the storage / discharge device 22, the powers (or recovered powers) P1 and P2 for the first and second motor generators 13 and 20 are obtained, and the powers P1 and P2 are the first and second powers. A control command is output to the first and second inverters 14 and 21 so as to be supplied (or recovered) to the two motor generators 13 and 20, and power supplied to the first and second motor generators 13 and 20 is also output. (Or recovery power) A power control circuit that outputs a control command to the converter 23 so that the sum of P1 and P2 and the supply power (or recovery power) PB of the storage / discharge device 22 are equal (PB = P1 + P2). With 25 That. The control command for the first inverter 14 from the power control circuit 25 is converted into the torque of the first motor generator 13 and output, and the control command for the second inverter 21 is the rotational speed of the second motor generator 20. Is converted to output. The calculation of the required power Pi in the power control circuit 25 is performed in consideration of equipment efficiency, power source constraints, etc. In this case, the measurement is performed between the calculated required power Pi and the actual required power. Even if an error occurs due to an error, a transient event, or an error in the estimated value of the equipment efficiency, the error is equivalent to a power correction control circuit (corresponding to the power correction control means of the present invention) provided in the control device 11 as will be described later. ) 26 is corrected.

また、第一動力源であるエンジン１２は、ガバナ制御によりエンジン出力が自動的に増減するものであって、該エンジン１２の動力によって、蓄放電装置２２の動力の不足分が自動的に補われるように構成されている。つまり、パラレル駆動ブロック８に係る各負荷Ｗの所要動力Ｐｉの合計（プラスの場合）に対し、蓄放電装置２２および第二電動発電機２０（第二電動発電機２０が回生時のとき）から第一電動発電機１３に供給される動力だけでは不足する場合は、エンジン１２の動力によって補われる。また、直接駆動ブロック９の負荷Ｗの所要動力Ｐｉ（プラスの場合）が、蓄放電装置２２から第二電動発電機２０への供給動力だけでは不足する場合、或いはコンバータ２３から蓄電の要求がある場合は、エンジン１２に連結される第一電動発電機１３を発電機として動作させることにより、第二電動発電機２０或いは蓄放電装置２２に動力を供給することができるようになっている。尚、パラレル駆動ブロック８の回転速度は、制御装置１１の制御対象ではなくエンジン１２の回転速度によるが、該エンジン１２の無負荷回転速度は、アクセルダイヤル等のエンジン回転速度設定具２７によってオペレータが設定できるように構成されている。 Further, the engine 12 as the first power source automatically increases or decreases the engine output by the governor control, and the power of the engine 12 is automatically compensated for the power shortage of the storage / discharge device 22. It is configured as follows. That is, from the storage / discharge device 22 and the second motor / generator 20 (when the second motor / generator 20 is in regeneration), the total required power Pi of the loads W related to the parallel drive block 8 is positive (when positive). When only the power supplied to the first motor generator 13 is insufficient, it is supplemented by the power of the engine 12. Further, when the required power Pi (in the case of plus) of the load W of the direct drive block 9 is insufficient only by the power supplied from the storage / discharge device 22 to the second motor generator 20, or there is a request for power storage from the converter 23. In this case, the first motor generator 13 connected to the engine 12 is operated as a generator so that power can be supplied to the second motor generator 20 or the storage / discharge device 22. The rotational speed of the parallel drive block 8 is not controlled by the control device 11 but depends on the rotational speed of the engine 12. The no-load rotational speed of the engine 12 is determined by the operator by an engine rotational speed setting tool 27 such as an accelerator dial. It is configured to be configurable.

次に、前記動力補正制御回路２６が行う動力補正制御について、図３に示す制御ブロック図に基づいて説明すると、該動力補正制御回路２６は、まず、第一、第二電動発電機１３、２０の目標回転速度ωｒ１、ωｒ２と、第一、第二電動発電機１３、２０の実測回転速度ω１、ω２とを入力する。 Next, the power correction control performed by the power correction control circuit 26 will be described with reference to the control block diagram shown in FIG. 3. The power correction control circuit 26 first includes the first and second motor generators 13 and 20. Target rotational speeds ωr1 and ωr2 and measured rotational speeds ω1 and ω2 of the first and second motor generators 13 and 20 are input.

前記第一、第二電動発電機１３、２０の目標回転速度ωｒ１、ωｒ２は、動力制御回路２５により演算される各負荷Ｗの所要動力Ｐｉ（以下、所要動力演算値Ｐｉと称する）に基づいて求められた第一、第二電動発電機１３、２０への供給動力（或いは回収動力）Ｐ１、Ｐ２から演算される第一、第二電動発電機１３、２０の回転速度であって、第一電動発電機１３の目標回転速度ωｒ１は、後述する目標回転速度演算回路２８によって演算される。また、前述したように、第二電動発電機２０への供給動力（或いは回収動力）Ｐ２は、第二電動発電機２０の回転速度に換算されて第二インバータ２１に出力される構成となっているため、第二電動発電機２０の目標回転速度ωｒ２は、制御装置１１から第二インバータ２１に出力される第二電動発電機２０の回転速度指令値となる。 The target rotational speeds ωr1 and ωr2 of the first and second motor generators 13 and 20 are based on the required power Pi of each load W calculated by the power control circuit 25 (hereinafter referred to as a required power calculation value Pi). The rotation speeds of the first and second motor generators 13 and 20 calculated from the obtained power (or recovered power) P1 and P2 to the first and second motor generators 13 and 20, The target rotational speed ωr1 of the motor generator 13 is calculated by a target rotational speed calculation circuit 28 described later. Further, as described above, the power (or recovered power) P 2 supplied to the second motor generator 20 is converted into the rotational speed of the second motor generator 20 and output to the second inverter 21. Therefore, the target rotational speed ωr2 of the second motor generator 20 becomes the rotational speed command value of the second motor generator 20 output from the control device 11 to the second inverter 21.

前記目標回転速度演算回路２８は、第一電動発電機１３の目標回転速度ωｒ１を演算するための回路であるが、第一電動発電機１３は、前述したようにエンジン１２にトルク伝達機構１７を介して接続されていて、その回転速度は制御装置１１の制御対象ではなくエンジン１２の回転速度に従う。そこで、目標回転速度演算回路２８では、エンジン１２の目標回転速度ωｒＥ（所要動力演算値Ｐｉに基づいて演算されるエンジン１２の回転速度）を演算し、該エンジン１２の目標回転速度ωｒＥから第一電動発電機１３の目標回転速度ωｒ１を求める。尚、本実施の形態では、第一電動発電機１３とエンジン１２とが同速度（ωｒＥ＝ωｒ１）で回転するよう接続されている場合を例示するが、これに限定されることなく、例えばＸ／Ｙのギア比で接続されている場合は、該ギア比Ｘ／Ｙを乗じることでエンジン１２の目標回転速度ωｒＥから第一電動発電機１３の目標回転速度ωｒ１を求めることができる。 The target rotational speed calculation circuit 28 is a circuit for calculating the target rotational speed ωr1 of the first motor generator 13, and the first motor generator 13 adds the torque transmission mechanism 17 to the engine 12 as described above. The rotational speed of the engine 12 is not controlled by the control device 11 and follows the rotational speed of the engine 12. Therefore, the target rotational speed calculation circuit 28 calculates the target rotational speed ωrE of the engine 12 (the rotational speed of the engine 12 calculated based on the required power calculation value Pi) and calculates the first rotational speed from the target rotational speed ωrE of the engine 12. A target rotational speed ωr1 of the motor generator 13 is obtained. In the present embodiment, the case where the first motor generator 13 and the engine 12 are connected to rotate at the same speed (ωrE = ωr1) is illustrated, but the present invention is not limited to this. In the case of being connected at a gear ratio of / Y, the target rotational speed ωr1 of the first motor generator 13 can be obtained from the target rotational speed ωrE of the engine 12 by multiplying the gear ratio X / Y.

扨、前記目標回転速度演算回路２８は、まず、エンジン出力計算回路２９において、パラレル駆動ブロック８に係る各負荷Ｗの所要動力演算値Ｐｉの合計値ΣＰｉから、第一電動発電機１３への供給動力Ｐ１を減ずることで、エンジン１２の目標出力（所要動力演算値Ｐｉに基づいて演算されるエンジン１２の出力）ＰＥを計算する（ＰＥ＝ΣＰｉ−Ｐ１、但し、ΣＰｉは、パラレル駆動ブロック８に係る各負荷Ｗの所要動力演算値Ｐｉの合計値）。そして、該エンジン１２の目標出力ＰＥと、エンジン回転速度設定具２７により設定された無負荷回転速度設定値ωｏとから、エンジン出力特性テーブル３０を用いてエンジン１２の目標回転速度ωｒＥを求める。上記エンジン出力特性テーブル３０は、無負荷回転速度設定値ωｏ（図３のエンジン出力特性テーブル３０では、無負荷回転速度設定値ωｏ１、無負荷回転速度設定値ωｏ２の場合を図示）毎に予め定められるエンジン１２の出力と回転速度との関係を表したテーブルである。そして、該エンジン出力特性テーブル３０を用いて求めたエンジン１２の目標回転速度ωｒＥから、前述したように第一電動発電機１３の目標回転速度ωｒ１を求める（本実施の形態では、ωｒＥ＝ωｒ１）。 First, the target rotational speed calculation circuit 28 is supplied to the first motor generator 13 from the total value ΣPi of the required power calculation values Pi of the loads W related to the parallel drive block 8 in the engine output calculation circuit 29. By reducing the power P1, the target output of the engine 12 (the output of the engine 12 calculated based on the required power calculation value Pi) PE is calculated (PE = ΣPi−P1, where ΣPi is supplied to the parallel drive block 8). Total value of required power calculation value Pi for each load W). Then, from the target output PE of the engine 12 and the no-load rotational speed setting value ωo set by the engine rotational speed setting tool 27, the target rotational speed ωrE of the engine 12 is obtained using the engine output characteristic table 30. The engine output characteristic table 30 is determined in advance for each no-load rotation speed setting value ωo (the engine output characteristic table 30 in FIG. 3 shows the case of the no-load rotation speed setting value ωo1 and the no-load rotation speed setting value ωo2). It is the table showing the relationship between the output of the engine 12 and rotation speed. Then, as described above, the target rotational speed ωr1 of the first motor generator 13 is obtained from the target rotational speed ωrE of the engine 12 obtained using the engine output characteristic table 30 (ωrE = ωr1 in this embodiment). .

一方、第一、第二電動発電機１３、２０の実測回転速度ω１、ω２は、汎用の光学式回転速度センサ等から構成される第一、第二電動発電機回転速度センサ３１、３２により検出される第一、第二電動発電機１３、２０の実測の回転速度である。 On the other hand, the actually measured rotational speeds ω1 and ω2 of the first and second motor generators 13 and 20 are detected by the first and second motor generator rotational speed sensors 31 and 32 configured by general-purpose optical rotational speed sensors or the like. The measured rotational speeds of the first and second motor generators 13 and 20 to be measured.

そして、前記第一、第二電動発電機１３、２０の目標回転速度ωｒ１、ωｒ２と実測回転速度ω１、ω２とを入力した動力補正制御回路２６は、動力補正値計算部３３において、第一、第二電動発電機１３、２０の実測回転速度ω１、ω２と目標回転速度ωｒ１、ωｒ２との偏差（ω１−ωｒ１、ω２−ωｒ２）を演算し、該偏差（ω１−ωｒ１、ω２−ωｒ２）をなくすための動力補正値Ｃ１、Ｃ２を計算する。ここで、動力補正値Ｃ１、Ｃ２は偏差（ω１−ωｒ１、ω２−ωｒ２）の関数であって、Ｃ１＝ｆ（ω１−ωｒ１）、Ｃ２＝ｆ（ω２−ωｒ２）として表されるが、偏差が「０」より大きい（ω１−ωｒ１＞０、ω２−ωｒ２＞０）場合は、動力補正値Ｃ１、Ｃ２も「０」より大きくなり（Ｃ１＞０、Ｃ２＞０）、偏差が「０」より小さい（ω１−ωｒ１＜０、ω２−ωｒ２＜０）場合は、動力補正値Ｃ１、Ｃ２も「０」より小さく（Ｃ１＜０、Ｃ２＜０）なる。 Then, the power correction control circuit 26 to which the target rotational speeds ωr1 and ωr2 and the actually measured rotational speeds ω1 and ω2 of the first and second motor generators 13 and 20 are input, Deviations (ω1-ωr1, ω2-ωr2) between the measured rotational speeds ω1, ω2 and the target rotational speeds ωr1, ωr2 of the second motor generators 13, 20 are calculated, and the deviations (ω1-ωr1, ω2-ωr2) are calculated. Power correction values C1 and C2 for eliminating are calculated. Here, the power correction values C1 and C2 are functions of deviations (ω1−ωr1, ω2−ωr2), and are expressed as C1 = f (ω1−ωr1) and C2 = f (ω2−ωr2). Is larger than “0” (ω1−ωr1> 0, ω2−ωr2> 0), the power correction values C1 and C2 are also larger than “0” (C1> 0, C2> 0), and the deviation is “0”. If smaller (ω1-ωr1 <0, ω2-ωr2 <0), the power correction values C1 and C2 are also smaller than “0” (C1 <0, C2 <0).

次いで、動力補正制御回路２６は、補正動力計算部３４において、所要動力演算値Ｐｉに基づいて求められた第一、第二電動発電機１３、２０への供給動力（或いは回収動力）Ｐ１、Ｐ２から、前記動力補正値Ｃ１、Ｃ２を減ずることで、第一、第二電動発電機１３、２０に対する補正供給動力（或いは補正回収動力）Ｐｃ１、Ｐｃ２を計算（Ｐｃ１＝Ｐ１−Ｃ１、Ｐｃ２＝Ｐ２−Ｃ２）する。そして、該補正供給動力（或いは補正回収動力）Ｐｃ１、Ｐｃ２を、補正された第一、第二電動発電機１３、２０への供給動力（或いは回収動力）として、第一、第二インバータ１４、２１に制御指令を出力する。
つまり、各負荷Ｗの実際の所要動力が、動力制御回路２５により演算される所要動力演算値Ｐｉよりも小さい（実際の所要動力＜所要動力演算値Ｐｉ）と、第一、第二電動発電機１３、２０への供給動力Ｐ１、Ｐ２が実際に必要な供給動力よりも大きくなって（或いは、回収動力が実際に必要な回収動力よりも小さくなって）、第一、第二電動発電機１３、２０の実測回転速度ω１、ω２は、所要動力演算値Ｐｉに基づいて演算される目標回転速度ωｒ１、ωｒ２よりも大きくなる（ω１−ωｒ１＞０、ω２−ωｒ２＞０）。この場合は、第一、第二電動発電機１３、２０への供給動力（或いは回収動力）Ｐ１、Ｐ２から動力補正値Ｃ１、Ｃ２（Ｃ１＞０、Ｃ２＞０）を減じた補正供給動力（或いは補正回収動力）Ｐｃ１、Ｐｃ２を新たな制御指令値にすることにより、第一、第二電動発電機１３、２０への供給動力が減少（或いは回収動力が増加）して、実際に必要な供給動力に略等しくなる。
一方、各負荷Ｗの実際の所要動力が、所要動力演算値Ｐｉよりも大きい（実際の所要動力＞所要動力演算値Ｐｉ）と、第一、第二電動発電機１３、２０への供給動力Ｐ１、Ｐ２が実際に必要な供給動力よりも小さくなって（或いは、回収動力が実際に必要な回収動力よりも大きくなって）、第一、第二電動発電機１３、２０の実測回転速度ω１、ω２は、所要動力演算値Ｐｉに基づいて演算される目標回転速度ωｒ１、ωｒ２よりも小さくなる（ω１−ωｒ１＜０、ω２−ωｒ２＜０）。この場合は、第一、第二電動発電機１３、２０への供給動力（或いは回収動力）Ｐ１、Ｐ２から動力補正値Ｃ１、Ｃ２（Ｃ１＜０、Ｃ２＜０）を減じた補正供給動力（或いは補正回収動力）Ｐｃ１、Ｐｃ２を新たな制御指令値にすることにより、第一、第二電動発電機１３、２０への供給動力が増加（或いは回収動力が減少）して、実際に必要な供給動力に略等しくなる。 Next, the power correction control circuit 26 supplies power (or recovered power) P1 and P2 to the first and second motor generators 13 and 20 obtained by the corrected power calculation unit 34 based on the required power calculation value Pi. From the above, the power supply correction values C1 and C2 are subtracted to calculate correction supply power (or correction recovery power) Pc1 and Pc2 for the first and second motor generators 13 and 20 (Pc1 = P1−C1, Pc2 = P2). -C2). The corrected supply power (or corrected recovery power) Pc1, Pc2 is used as the corrected supply power (or recovery power) to the first and second motor generators 13, 20 as the first and second inverters 14, A control command is output to 21.
That is, if the actual required power of each load W is smaller than the required power calculation value Pi calculated by the power control circuit 25 (actual required power <required power calculation value Pi), the first and second motor generators The powers P1 and P2 supplied to the power generators 13 and 20 are larger than the actually required power (or the recovered power is smaller than the actually required recovered power). , 20 are larger than the target rotational speeds ωr1 and ωr2 calculated based on the required power calculation value Pi (ω1−ωr1> 0, ω2−ωr2> 0). In this case, corrected supply power obtained by subtracting power correction values C1 and C2 (C1> 0, C2> 0) from the supply power (or recovered power) P1 and P2 to the first and second motor generators 13 and 20. Alternatively, the corrected recovery power) Pc1 and Pc2 are set to new control command values, so that the power supplied to the first and second motor generators 13 and 20 decreases (or the recovery power increases) and is actually necessary. It becomes approximately equal to the supply power.
On the other hand, if the actual required power of each load W is larger than the required power calculation value Pi (actual required power> required power calculation value Pi), the supply power P1 to the first and second motor generators 13 and 20 will be described. , P2 becomes smaller than the actually required supply power (or the recovered power becomes larger than the actually required recovered power), and the measured rotational speed ω1 of the first and second motor generators 13, 20 ω2 is smaller than the target rotational speeds ωr1 and ωr2 calculated based on the required power calculation value Pi (ω1−ωr1 <0, ω2−ωr2 <0). In this case, corrected supply power obtained by subtracting power correction values C1, C2 (C1 <0, C2 <0) from the supply power (or recovered power) P1, P2 to the first and second motor generators 13, 20 (Or corrected recovery power) By setting Pc1 and Pc2 to new control command values, the power supplied to the first and second motor generators 13 and 20 increases (or the recovery power decreases), which is actually necessary. It becomes approximately equal to the supply power.

さらに、動力補正制御回路２６は、前記補正動力計算部３４において、所要動力演算値Ｐｉに基づいて求められた蓄放電装置２２の供給動力（或いは回収動力）ＰＢから、前記動力補正値計算部３３において演算された第一、第二電動発電機１３、２０の動力補正値Ｃ１、Ｃ２を合計した合計補正値（Ｃ１＋Ｃ２）を減ずることで、蓄放電装置２２に対する補正供給動力（或いは補正回収動力）ＰｃＢを計算（ＰｃＢ＝ＰＢ−（Ｃ１＋Ｃ２））する。そして、該補正供給動力（或いは補正回収動力）ＰｃＢを、補正された蓄放電装置２２の供給動力（或いは回収動力）として、コンバータ２３に制御指令を出力する。これにより、第一、第二電動発電機１３、２０の補正供給動力（或いは補正回収動力）Ｐｃ１、Ｐｃ２の合計と、蓄放電装置２２の補正供給動力（或いは補正回収動力）ＰｃＢとが等しく（ＰｃＢ＝Ｐｃ１＋Ｐｃ２）なるように制御される。
尚、前記動力補正値計算部３３および補正動力計算部３４における計算は、第一、第二電動発電機１３、２０の実測回転速度ω１、ω２と目標回転速度ωｒ１、ωｒ２との偏差が、問題にならない程度のレベルとなるまで適宜回数繰り返した時点で中止される。 Further, the power correction control circuit 26 calculates the power correction value calculation unit 33 from the supply power (or recovered power) PB of the storage / discharge device 22 obtained based on the required power calculation value Pi in the correction power calculation unit 34. By subtracting the total correction value (C1 + C2) obtained by adding the power correction values C1 and C2 of the first and second motor generators 13 and 20 calculated in step 1, the correction supply power (or correction recovery power) to the storage / discharge device 22 is reduced. PcB is calculated (PcB = PB- (C1 + C2)). Then, a control command is output to the converter 23 using the corrected supply power (or corrected recovery power) PcB as the corrected supply power (or recovery power) of the storage / discharge device 22. As a result, the sum of the corrected supply power (or corrected recovery power) Pc1 and Pc2 of the first and second motor generators 13 and 20 is equal to the correction supply power (or correction recovery power) PcB of the storage / discharge device 22 ( PcB = Pc1 + Pc2).
The calculation in the power correction value calculation unit 33 and the correction power calculation unit 34 is caused by the difference between the measured rotational speeds ω1 and ω2 of the first and second motor generators 13 and 20 and the target rotational speeds ωr1 and ωr2. It will be stopped when it is repeated as many times as necessary until it reaches a level that does not become.

叙述の如く構成された本形態において、油圧ショベル１のハイブリッド制御システムには、第一動力源としてのエンジン１２と、力行、回生機能を有する第一、第二電動発電機１３、２０と、これら第一、第二電動発電機１３、２０の動力制御をそれぞれ行う第一、第二インバータ１４、２１と、第一、第二電動発電機１３、２０との間で動力の授受を行う第二動力源としての蓄放電装置２２と、該蓄放電装置２２の蓄放電制御を行うコンバータ２３とが設けられていると共に、エンジン１２および第一、第二電動発電機１３、２０により駆動される各負荷Ｗの所要動力Ｐｉを演算し、該所要動力Ｐｉを供給或いは回収するべく第一、第二インバータ１４、２１およびコンバータ２３に動力制御指令を出力する制御装置１１が設けられているが、さらに該制御装置１１には、第一、第二電動発電機回転速度センサ３１、３２により検出される第一、第二電動発電機１３、２０の実測回転速度ω１、ω２と、上記演算された所要動力Ｐｉに基づいて求められる第一、第二電動発電機１３、２０の目標回転速度ωｒ１、ωｒ２との偏差（ω１−ωｒ１、ω２−ωｒ２）を演算すると共に、該偏差（ω１−ωｒ１、ω２−ωｒ２）をなくすための動力補正値Ｃ１、Ｃ２を求め、該動力補正値Ｃ１、Ｃ２に基づいて第一、第二インバータ１４、２１およびコンバータ２３に動力補正の制御指令を出力する動力補正制御回路２６が設けられている。 In the present embodiment configured as described, the hybrid control system of the excavator 1 includes an engine 12 as a first power source, first and second motor generators 13 and 20 having power running and regeneration functions, and these Second power is transmitted and received between the first and second inverters 14 and 21 that respectively perform power control of the first and second motor generators 13 and 20, and the first and second motor generators 13 and 20. A storage / discharge device 22 as a power source and a converter 23 for controlling storage / discharge of the storage / discharge device 22 are provided, and each driven by the engine 12 and the first and second motor generators 13, 20. A control device 11 is provided that calculates the required power Pi of the load W and outputs a power control command to the first and second inverters 14 and 21 and the converter 23 in order to supply or recover the required power Pi. Further, the control device 11 calculates the actual rotational speeds ω1 and ω2 of the first and second motor generators 13 and 20 detected by the first and second motor generator rotational speed sensors 31 and 32 and the above calculation. The deviations (ω1-ωr1, ω2-ωr2) from the target rotational speeds ωr1, ωr2 of the first and second motor generators 13, 20 obtained based on the required power Pi are calculated, and the deviations (ω1-ωr1) are calculated. , Ω2−ωr2) to obtain power correction values C1 and C2 and output power correction control commands to the first and second inverters 14 and 21 and the converter 23 based on the power correction values C1 and C2. A correction control circuit 26 is provided.

この結果、制御装置１１により演算された負荷Ｗの所要動力Ｐｉと実際の所要動力とのあいだに、計測誤差、過渡事象、機器効率想定値の誤差等により誤差が生じても、該誤差は、前記動力補正制御回路２６から出力される動力補正の制御指令により第一、第二電動発電機１３、２０の実測回転速度ω１、ω２と目標回転速度ωｒ１、ωｒ２との偏差（ω１−ωｒ１、ω２−ωｒ２）がなくなるように制御されることで、自動的に補正されることになる。而して、負荷Ｗが実際に必要とする所要動力を供給或いは回収できることになって、システム全体の安定性向上に大きく貢献できる。特に、エンジン１２に対してトルク伝達機構１７を介して接続される第一電動発電機１３において、実際の所要動力よりも演算された所要動力Ｐｉが大きいと、第一電動発電機１３がエンジン１２の回転速度を上昇せしめるように動作することになって、エンジン１２に連結される油圧ポンプ１５や油圧ポンプモータ１６の速度不安定要因となるが、該速度不安定要因を排除できることになって、制御性、操作性を向上させることができる。 As a result, even if an error occurs between the required power Pi of the load W calculated by the control device 11 and the actual required power due to a measurement error, a transient event, an error in the estimated device efficiency, etc., the error is Deviations (ω1-ωr1, ω2) between the measured rotational speeds ω1, ω2 of the first and second motor generators 13, 20 and the target rotational speeds ωr1, ωr2 according to the power correction control command output from the power correction control circuit 26. By being controlled so as to eliminate −ωr2), it is automatically corrected. Thus, the required power actually required by the load W can be supplied or recovered, which can greatly contribute to the improvement of the stability of the entire system. In particular, in the first motor generator 13 connected to the engine 12 via the torque transmission mechanism 17, if the calculated required power Pi is larger than the actual required power, the first motor generator 13 is connected to the engine 12. The rotational speed of the hydraulic pump 15 and the hydraulic pump motor 16 connected to the engine 12 becomes an unstable factor, but the unstable factor can be eliminated. Controllability and operability can be improved.

さらに、所要動力Ｐｉの計算に関するパラメータ調整を簡略化することができて、油圧ショベル１等の建設機械のように複数の負荷Ｗを有する作業機械に特に有用である許りか、動力補正制御回路２６の演算に用いられる第一、第二電動発電機１３、２０の実測回転速度ω１、ω２は、汎用のセンサである第一、第二電動発電機回転速度センサ３１、３２で測定できるものであるから、実用化が容易である。 Further, the parameter adjustment relating to the calculation of the required power Pi can be simplified, and the power correction control circuit 26 is particularly useful for a work machine having a plurality of loads W such as a construction machine such as the hydraulic excavator 1. The measured rotational speeds ω1 and ω2 of the first and second motor generators 13 and 20 used for the calculation of the above can be measured by the first and second motor generator rotational speed sensors 31 and 32, which are general-purpose sensors. Therefore, practical application is easy.

さらにまた、エンジン１２にトルク伝達機構１７を介して接続される第一電動発電機１３の目標回転速度ωｒ１は、エンジン１２の目標回転速度ωｒＥから簡単に求めることができると共に、該エンジン１２の目標回転速度ωｒＥは、制御装置１１で演算された負荷Ｗの所要動力Ｐｉから求められるエンジン出力（エンジン１２の目標出力ＰＥ）と、エンジン１２の無負荷回転速度を設定するエンジン回転速度設定具２７の設定値ωｏとに基づいて簡単に求めることができるから、目標回転速度ωｒ１を演算する回路（目標回転速度演算回路）２８が簡単であると共に、油圧ショベル１等の作業機械において通常設けられているエンジン回転速度設定具２７の設定値ωｏを利用するものであり、実用化が容易である。 Furthermore, the target rotational speed ωr1 of the first motor generator 13 connected to the engine 12 via the torque transmission mechanism 17 can be easily obtained from the target rotational speed ωrE of the engine 12, and the target of the engine 12 can be obtained. The rotational speed ωrE is determined by the engine rotational speed setting tool 27 that sets the engine output (target output PE of the engine 12) obtained from the required power Pi of the load W calculated by the control device 11 and the no-load rotational speed of the engine 12. Since it can be easily obtained based on the set value ωo, the circuit (target rotational speed computing circuit) 28 for calculating the target rotational speed ωr1 is simple and is usually provided in a work machine such as the hydraulic excavator 1. The set value ωo of the engine rotation speed setting tool 27 is used, and the practical application is easy.

一方、第二電動発電機２０の目標回転速度ω２は、制御装置１１から第二インバータ２１に出力される第二電動発電機２０の回転速度指令値であるから、別途演算回路も必要とせずに回転速度指令値をそのまま利用することができる。 On the other hand, the target rotational speed ω 2 of the second motor generator 20 is the rotational speed command value of the second motor generator 20 output from the control device 11 to the second inverter 21, and thus does not require a separate arithmetic circuit. The rotational speed command value can be used as it is.

また、本実施の形態では、第一、第二の二つの電動発電機１３、２０が設けられている一方、動力補正制御回路２６は、各電動発電機１３、２０毎に実測回転速度ω１、ω２と目標回転速度ωｒ１、ωｒ２との偏差（ω１−ωｒ１、ω２−ωｒ２）をなくすための動力補正値Ｃ１、Ｃ２を求めて各インバータ１４、２１に動力補正の制御指令を出力すると共に、各電動発電機１３、２０の動力補正値Ｃ１、Ｃ２を合計し、該合計した動力補正値（Ｃ１＋Ｃ２）を蓄放電装置２２の動力補正値としてコンバータ２３に動力補正の制御指令を出力することになる。 In the present embodiment, the first and second motor generators 13 and 20 are provided. On the other hand, the power correction control circuit 26 has a measured rotational speed ω 1 for each motor generator 13 and 20. Power correction values C1 and C2 for eliminating deviations (ω1 to ωr1 and ω2 to ωr2) between ω2 and target rotational speeds ωr1 and ωr2 are obtained, and power correction control commands are output to the inverters 14 and 21, respectively. The power correction values C1 and C2 of the motor generators 13 and 20 are summed, and the summed power correction value (C1 + C2) is used as a power correction value for the storage / discharge device 22 to output a power correction control command to the converter 23. .

この結果、各電動発電機１３、２０毎に、各電動発電機１３、２０が駆動する負荷の実際の所要動力に合致するよう動力補正制御がなされると共に、同時に蓄放電装置２２の動力補正制御も行うことで、システム全体の動力授受のバランスが損なわれることなく、システム安定性の確保に貢献できる。 As a result, for each motor generator 13, 20, power correction control is performed so as to match the actual required power of the load driven by each motor generator 13, 20, and at the same time, power correction control of the storage / discharge device 22 is performed. By doing so, it is possible to contribute to ensuring system stability without impairing the balance of power transmission and reception of the entire system.

尚、本発明は上記実施の形態に限定されないことは勿論であって、例えば、動力補正制御回路２６において第一電動発電機１３の動力補正値Ｃ１を計算するにあたり、第一電動発電機１３の実測回転速度ω１がエンジン回転速度設定具２７により設定される無負荷回転速度設定値ωｏよりも小さい（ω１＜ωｏ、但し、第一電動発電機１３とエンジン１２とが同速度で回転するよう接続されているとき）場合、または、実測回転速度ω１と目標回転速度ωｒ１との偏差（ω１−ωｒ１）が「０」より小さい（ω１−ωｒ１＜０）場合は、動力補正値Ｃ１を「０」にするようにプログラムしてもよい。つまり、これらの場合は、第一電動発電機１３への供給動力Ｐ１が実際に必要な供給動力よりも小さくて、第一電動発電機１３への供給動力が不足する場合であるが、この場合には、エンジン１２が出力を増加させて不足分を補うように作動するため、事実上の問題は少ないと考えられるからである。 Needless to say, the present invention is not limited to the above-described embodiment. For example, in calculating the power correction value C1 of the first motor generator 13 in the power correction control circuit 26, the first motor generator 13 The measured rotational speed ω1 is smaller than the no-load rotational speed setting value ωo set by the engine rotational speed setting tool 27 (ω1 <ωo, provided that the first motor generator 13 and the engine 12 are rotated at the same speed. Or when the deviation (ω1−ωr1) between the actually measured rotational speed ω1 and the target rotational speed ωr1 is smaller than “0” (ω1−ωr1 <0), the power correction value C1 is set to “0”. You may program to That is, in these cases, the supply power P1 to the first motor generator 13 is smaller than the actually required supply power, and the supply power to the first motor generator 13 is insufficient. This is because it is considered that there are few practical problems because the engine 12 operates to increase the output to compensate for the shortage.

また、上記実施の形態では、パラレル駆動ブロック８および直接駆動ブロック９を各々一個づつ設けた場合を例示したが、これに限定されることなく、パラレル駆動ブロック８および／または直接駆動ブロック９を複数設けることで、大型の作業機械にも対応できるハイブリッド制御システムとなる。このものでは、第一、第二電動発電機１３、２０は、それぞれパラレル駆動ブロック８、直接駆動ブロック９の数だけ設けられることになる（例えば、パラレル駆動ブロック８がＮ個、直接駆動ブロック９がＭ個の場合、第一電動発電機１３はＮ個、第二電動発電機２０はＭ個）が、この場合、動力補正制御回路２６における第一、第二電動発電機の動力補正値、補正供給動力（或いは補正回収動力）の計算は、各第一、第二電動発電機１３、２０毎に、つまり（Ｎ個＋Ｍ個）分だけ行われると共に、蓄放電装置２２の補正供給動力（或いは補正回収動力）は、（Ｎ個＋Ｍ個）の第一、第二電動発電機１３、２０の動力補正値の合計値に基づいて演算されることになる。 In the above embodiment, the parallel drive block 8 and the direct drive block 9 are provided one by one. However, the present invention is not limited to this, and a plurality of parallel drive blocks 8 and / or direct drive blocks 9 are provided. By providing it, it becomes a hybrid control system that can be applied to a large work machine. In this configuration, the first and second motor generators 13 and 20 are provided by the number of parallel drive blocks 8 and direct drive blocks 9, respectively (for example, N parallel drive blocks 8 and direct drive blocks 9). Is M, the first motor generator 13 is N and the second motor generator 20 is M). In this case, the power correction values of the first and second motor generators in the power correction control circuit 26 are as follows: The correction supply power (or correction recovery power) is calculated for each of the first and second motor generators 13 and 20, that is, for (N + M), and the correction supply power of the storage / discharge device 22 ( Alternatively, the corrected recovery power) is calculated based on the total value of the power correction values of the (N + M) first and second motor generators 13 and 20.

さらにまた、本発明は、エンジンにトルク伝達機構を介して接続される第一電動発電機だけが設けられている方式のハイブリッド、あるいは、エンジンとの間でトルク伝達が行われない第二電動発電機（該第二電動発電機は、上記実施の形態の第二発電機２０のように負荷に直接接続されていても良いし、また、負荷に油圧機器（油圧ポンプ、コントロールバルブ、油圧アクチュエータ等）を介して接続されていても良い）だけが設けられている方式のハイブリッドにも適用できることは勿論である。 Furthermore, the present invention relates to a hybrid in which only a first motor generator connected to the engine via a torque transmission mechanism is provided, or a second motor generator that does not transmit torque to the engine. (The second motor generator may be directly connected to a load like the second generator 20 of the above embodiment, and the load may be connected to a hydraulic device (a hydraulic pump, a control valve, a hydraulic actuator, etc. Of course, the present invention can also be applied to a hybrid of a system in which only the device may be connected via a).

油圧ショベルの側面図である。It is a side view of a hydraulic excavator. ハイブリッド制御システムの構成図である。It is a block diagram of a hybrid control system. 動力補正制御回路および目標回転速度演算回路を示す制御ブロック図である。It is a control block diagram which shows a power correction control circuit and a target rotational speed calculation circuit.

Explanation of symbols

１１制御装置
１２エンジン
１３第一電動発電機
１４第一インバータ
１７トルク伝達機構
２０第二電動発電機
２１第二インバータ
２２蓄放電装置
２３コンバータ
２６動力補正制御回路
２８目標回転速度演算回路 DESCRIPTION OF SYMBOLS 11 Control apparatus 12 Engine 13 1st motor generator 14 1st inverter 17 Torque transmission mechanism 20 2nd motor generator 21 2nd inverter 22 Storage / discharge device 23 Converter 26 Power correction control circuit 28 Target rotational speed calculation circuit

Claims

An engine as a first power source, a motor generator having a power running and regenerative function, motor generator control means for controlling the power of the motor generator, and second transfer of power between the motor generator A storage / discharge device as a power source, storage / discharge control means for controlling storage / discharge of the storage / discharge device, and a required power of a load driven by the engine and motor generator are calculated and the required power is supplied to the load. Alternatively, a control device that outputs a power control command to the motor generator control means and the storage / discharge control means for recovery is obtained, and the control device is obtained based on the measured rotational speed of the motor generator and the required power. A power correction control means for calculating a deviation from a target rotational speed of the motor generator to be output and outputting a power correction control command to the motor generator control means and the storage / discharge control means to eliminate the deviation Hybrid control system according to claim.

While a plurality of motor generators are provided, the power correction control means obtains a power correction value for eliminating the deviation between the actual rotation speed and the target rotation speed for each motor generator and corrects the power to each motor generator control means. The power correction value of each motor generator is summed, and the power correction value is output to the storage / discharge control means as the power correction value of the storage / discharge device. The hybrid control system according to claim 1.

As a motor generator, one of the first motor generator connected to the engine via a torque transmission mechanism, the second motor generator not transmitting torque to the engine, or both The hybrid control system according to claim 1, further comprising a motor generator.

In the hybrid control system provided with the first motor generator, the target rotational speed of the first motor generator is obtained from the target rotational speed of the engine, and the target rotational speed of the engine is determined by the load requirement calculated by the control device. 4. The hybrid control system according to claim 3, wherein the hybrid control system is calculated based on an engine output obtained from power and a set value of an engine rotation speed setting tool for setting an unloaded rotation speed of the engine.

In the hybrid control system provided with the second motor generator, the target rotation speed of the second motor generator is a rotation speed command value of the second motor generator output from the control device to the motor generator control means. The hybrid control system according to claim 3 or 4, wherein