(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
エネルギー貯蔵システム（ＥＳＳ）と、
前記ＥＳＳにそれぞれ接続されたスイングモータ電力電子制御器（ＳＷ−ＰＥＣ）及び統合スタータ及びオルタネータモータ電力電子制御器（ＩＳＡＭ−ＰＥＣ）と、
前記ＳＷ−ＰＥＣから入出力される電圧または電流値で算出した電力値Ｐ１に前記ＩＳＡＭ−ＰＥＣから入出力される電圧または電流値で算出した電力値Ｐ２を加算して得た実電力値Ｐ３と、リモートコントロールバルブ（ＲＣＶ）レバーの操作量とエンジン回転速度（ＲＰＭ）値を適用して算出した負荷に必要な電力値Ｐ４とを比較して、両電力値Ｐ３，Ｐ４の差分が設定誤差範囲から外れると異常があると判断して、前記ＥＳＳから前記各電力電子制御器（ＰＥＣ）に流れる電流と前記ＰＥＣの相互間に流れる電流を遮断するように制御するか、
あるいは、
前記ＥＳＳから入出力される電圧または電流値で算出した実電力値Ｐ５と前記負荷に必要な電力値Ｐ４とを比較して、両電力値Ｐ５，Ｐ４の差分が設定誤差範囲から外れると異常があると判断して、前記ＥＳＳから前記各ＰＥＣに流れる電流と前記ＰＥＣの相互間に流れる電流を遮断するように制御する
ハイブリッド電子制御ユニット（Ｈ−ＥＣＵ）と、
を備えることを特徴とするハイブリッド掘削機の負荷に応じた電力制御装置。
【請求項２】
前記Ｈ−ＥＣＵは、
前記ＳＷ−ＰＥＣから入出力される電圧または電流値で算出した電力値Ｐ１にＩＳＡＭ−ＰＥＣから入出力される電圧または電流値で算出した電力値Ｐ２を加算して実電力値Ｐ３を算出する第１の実電力値算出部と、
車両電子制御ユニット（Ｖ−ＥＣＵ）から入力されたＲＣＶレバーの操作量とエンジン回転速度（ＲＰＭ）値を適用して負荷に必要な電力値Ｐ４を算出する負荷要求電力値算出部と、
前記算出した実電力値Ｐ３と前記負荷に必要な電力値Ｐ４との差分が設定誤差範囲から外れると異常があると判断して、前記ＥＳＳから前記各ＰＥＣに流れる電流と前記ＰＥＣの相互間に流れる電流を遮断するように制御する第１の電源遮断制御部と、
を備えることを特徴とする請求項１に記載のハイブリッド掘削機の負荷に応じた電力制御装置。
【請求項３】
前記Ｈ−ＥＣＵは、
前記ＥＳＳから入出力される電圧または電流値で実電力値Ｐ５を算出する第２の実電力値算出部と、
前記実電力値Ｐ５と前記負荷に必要な電力値Ｐ４との差分が設定誤差範囲から外れると異常があると判断して、前記ＥＳＳから前記各ＰＥＣに流れる電流と前記ＰＥＣの相互間に流れる電流を遮断するように制御する第２の電源遮断制御部と、
をさらに備えることを特徴とする請求項２に記載のハイブリッド掘削機の負荷に応じた電力制御装置。
【請求項４】
スイングモータ電力電子制御器（ＳＷ−ＰＥＣ）から入出力される電圧または電流値で算出した電力値Ｐ１に統合スタータ及びオルタネータモータ電力電子制御器（ＩＳＡＭ−ＰＥＣ）から入出力される電圧または電流値で算出した電力値Ｐ２を加算して実電力値Ｐ３を算出するステップと、
車両電子制御ユニット（Ｖ−ＥＣＵ）から入力されたリモートコントロールバルブ（ＲＣＶ）レバーの操作量とエンジンＲＰＭ値を適用して負荷に必要な電力値Ｐ４を算出するステップと、
前記算出した実電力値Ｐ３と前記負荷に必要な電力値Ｐ４との差分が設定誤差範囲から外れると異常があると判断して、前記ＥＳＳから前記各ＰＥＣに流れる電流と前記ＰＥＣの相互間に流れる電流を遮断するように制御するステップと、
エネルギー貯蔵システム（ＥＳＳ）から入出力される電圧または電流値で実電力値Ｐ５を算出するステップと、
前記実電力値Ｐ５と前記負荷に必要な電力値Ｐ４との差分が設定誤差範囲から外れると異常があると判断して、前記ＥＳＳから前記各ＰＥＣに流れる電流と前記ＰＥＣの相互間に流れる電流を遮断するように制御するステップと、
を含むことを特徴とするハイブリッド掘削機の負荷に応じた電力制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ハイブリッド掘削機の負荷に応じた電力制御装置及びその方法に係り、さらに詳しくは、実負荷［スイングモータ電力電子制御器（Ｓｗｉｎｇ Ｍｏｔｏｒ Ｐｏｗｅｒ−Ｅｌｅｃｔｒｉｃ Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ、以下、ＳＷ−ＰＥＣと称する）と統合スタータ及びオルタネータモータ電力電子制御器（Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｓｔａｒｔｅｒ ＆ Ａｌｔｅｒｎａｔｏｒ Ｍｏｔｏｒ−Ｐｏｗｅｒ Ｅｌｅｃｔｒｉｃ Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ、以下、ＩＳＡＭ−ＰＥＣと称する）］またはエネルギー貯蔵システム（Ｅｎｅｒｇｙ Ｓｔｏｒａｇｅ Ｓｙｓｔｅｍ、以下、ＥＳＳと称する）に用いられる実電力値と、負荷に実際に用いられるときに必要な電力値との差分が設定誤差値以上であるとき、ＥＳＳから各電力電子制御器（ＰＥＣ）に流れる電流とＰＥＣの相互間に流れる電流を遮断するように制御することから、回路上に高電圧が流れ続けることを遮断して高電圧に起因して発生しうる二次的な問題点（例えば、火災、機械の故障など）を未然に防ぐことのできるハイブリッド掘削機の負荷に応じた電力制御装置及びその方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来は、ＳＷ−ＰＥＣまたはＩＳＡＭ−ＰＥＣの作動にエラーが生じたときに、あるいは、高圧が流れる配線の間に異物または人体が挟み込まれたときに、一次的にヒューズが、高圧が流れる状態に陥ることを遮断するものの、ヒューズの限界値を超える負荷がかかると、ＥＳＳはこれを認知することができずに高圧を流し続けてしまい、これは、火災や機械故障の原因となる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
本発明は上記の問題点を解消するためになされたものであり、その目的は、高圧が流れる回路上の電圧／電流量を認知して、所定の誤差以上の異常負荷が発生したときにこれを感知して回路上に高電圧が流れ続けることを遮断して高電圧に起因して発生しうる二次的な問題点（例えば、火災、装備の故障など）を未然に防ぐことのできるハイブリッド掘削機の負荷に応じた電力制御装置及びその方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
上記の目的を達成するために、本発明に係るハイブリッド掘削機の負荷に応じた電力制御装置は、ＥＳＳと、前記ＥＳＳにそれぞれ接続されたＳＷ−ＰＥＣ及びＩＳＡＭ−ＰＥＣと、前記ＳＷ−ＰＥＣから入出力される電圧または電流値で算出した電力値Ｐ１に前記ＩＳＡＭ−ＰＥＣから入出力される電圧または電流値で算出した電力値Ｐ２を加算して得た実電力値Ｐ３と、ＲＣＶレバーの操作量とエンジンＲＰＭ値を適用して算出した負荷に必要な電力値（Ｐ４＝Ａ×ＲＣＶレバーの操作量＋Ｂ×エンジンＲＰＭ値＋α、ここで、Ａ及びＢは係数であり、αは電力ロス値である。）とを比較して、両電力値の差分が設定誤差範囲から外れると異常があると判断して、前記ＥＳＳから前記各ＰＥＣに流れる電流と前記ＰＥＣの相互間に流れる電流を遮断するように制御するか、あるいは、前記ＥＳＳから入出力される電圧または電流値で算出した実電力値Ｐ５と前記負荷に必要な電力値Ｐ４とを比較して、両電力値の差分が設定誤差範囲から外れると異常があると判断して、前記ＥＳＳから前記各ＰＥＣに流れる電流と前記ＰＥＣの相互間に流れる電流を遮断するように制御するハイブリッド電子制御ユニット（以下、Ｈ−ＥＣＵと称する）と、を備えることを特徴とする。
【０００５】
好ましくは、前記Ｈ−ＥＣＵは、前記ＳＷ−ＰＥＣから入出力される電圧または電流値で算出した電力値Ｐ１にＩＳＡＭ−ＰＥＣから入出力される電圧または電流値で算出した電力値Ｐ２を加算して実電力値Ｐ３を算出する第１の実電力値算出部と、車両電子制御ユニット（Ｖｅｈｉｃｌｅ Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｕｎｉｔ、以下、Ｖ−ＥＣＵと称する）から入力されたリモートコントロールバルブ（Ｒｅｍｏｔｅ  Ｃｏｎｔｒｏｌ  Ｖａｌｖｅ、以下、ＲＣＶと称する）レバーの操作量とエンジンＲＰＭ値を適用して負荷に必要な電力値（Ｐ４＝Ａ×ＲＣＶレバーの操作量＋Ｂ×エンジンＲＰＭ値＋α、ここで、Ａ及びＢは係数であり、αは電力ロス値である。）を算出する負荷要求電力値算出部と、前記算出した実電力値Ｐ３と前記負荷に必要な電力値Ｐ４との差分が設定誤差範囲から外れると異常があると判断して、前記ＥＳＳから前記各ＰＥＣに流れる電流と前記ＰＥＣの相互間に流れる電流を遮断するように制御する第１の電源遮断制御部と、を備える。
【０００６】
また、前記Ｈ−ＥＣＵは、前記ＥＳＳから入出力される電圧または電流値で実電力値Ｐ５を算出する第２の実電力値算出部と、前記実電力値Ｐ５と前記負荷に必要な電力値Ｐ４との差分が設定誤差範囲から外れると異常があると判断して、前記ＥＳＳから前記各ＰＥＣに流れる電流と前記ＰＥＣの相互間に流れる電流を遮断するように制御する第２の電源遮断制御部と、をさらに備える。
【０００７】
上記の目的を達成するために、本発明に係るハイブリッド掘削機の負荷に応じた電力制御方法は、ＳＷ−ＰＥＣから入出力される電圧または電流値で算出した電力値Ｐ１にＩＳＡＭ−ＰＥＣから入出力される電圧または電流値で算出した電力値Ｐ２を加算して実電力値Ｐ３を算出するステップと、Ｖ−ＥＣＵから入力されたＲＣＶレバーの操作量とエンジンＲＰＭ値を適用して負荷に必要な電力値（Ｐ４＝Ａ×ＲＣＶレバーの操作量＋Ｂ×エンジンＲＰＭ値＋α、ここで、Ａ及びＢは係数であり、αは電力ロス値である。）を算出するステップと、前記算出した実電力値Ｐ３と前記負荷に必要な電力値Ｐ４との差分が設定誤差範囲から外れると、異常があると判断して、前記ＥＳＳから前記各ＰＥＣに流れる電流と前記ＰＥＣの相互間に流れる電流を遮断するように制御するステップと、ＥＳＳから入出力される電圧または電流値で実電力値Ｐ５を算出するステップと、前記実電力値Ｐ５と前記負荷に必要な電力値Ｐ４との差分が設定誤差範囲から外れると異常があると判断して、前記ＥＳＳから前記各ＰＥＣに流れる電流と前記ＰＥＣの相互間に流れる電流を遮断するように制御するステップと、を含むことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明は、実負荷（ＳＷ−ＰＥＣとＩＳＡＭ−ＰＥＣ）またはＥＳＳに用いられる実電力値と、負荷に実際に用いられるときに必要な電力値との差分が設定誤差値以上であるとき、ＥＳＳから各ＰＥＣに流れる電流とＰＥＣの相互間に流れる電流を遮断するように制御することから、回路上に高電圧が流れ続けることを遮断して高電圧に起因して発生しうる二次的な問題（例えば、火災、装備の故障など）を未然に防ぐことができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明に係るハイブリッド掘削機の負荷に応じた電力制御装置を示すブロック構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
図１は、本発明に係るハイブリッド掘削機の負荷に応じた電力制御装置を示すブロック構成図である。
【００１１】
図１に示すように、本発明に係るハイブリッド掘削機の負荷に応じた電力制御装置は、ＥＳＳ１０１と、ＳＷ−ＰＥＣ１０２と、ＩＳＡＭ−ＰＥＣ１０３と、Ｖ−ＥＣＵ１０４と、Ｈ−ＥＣＵ１０５と、を備える。
【００１２】
すなわち、本発明に係るハイブリッド掘削機の負荷に応じた電力制御装置は、ＥＳＳ１０１と、前記ＥＳＳ１０１にそれぞれ接続されたＳＷ−ＰＥＣ１０２及びＩＳＡＭ−ＰＥＣ１０３と、前記ＳＷ−ＰＥＣ１０２から入出力される電圧または電流値で算出した電力値Ｐ１にＩＳＡＭ−ＰＥＣ１０３から入出力される電圧または電流値で算出した電力値Ｐ２を加算して得た実電力値Ｐ３と、Ｖ−ＥＣＵ１０４から入力されたＲＣＶレバーの操作量とエンジンＲＰＭ値を適用して算出した負荷に必要な電力値Ｐ４とを比較して、両電力値の差分が設定誤差範囲から外れると異常があると判断して、前記ＥＳＳ１０１から前記各ＰＥＣ１０２、１０３に流れる電流と前記ＰＥＣ１０２、１０３の相互間に流れる電流を遮断するように制御するか、あるいは、前記ＥＳＳ１０１から入出力される電圧または電流値で算出した実電力値Ｐ５と、前記負荷に必要な電力値Ｐ４とを比較して、両電力値の差分が設定誤差範囲から外れると異常があると判断して、前記ＥＳＳ１０１から前記各ＰＥＣ１０２、１０３に流れる電流と前記ＰＥＣ１０２、１０３の相互間に流れる電流を遮断するように制御するＨ−ＥＣＵ１０５と、を備える。
【００１３】
ここで、前記Ｈ−ＥＣＵ１０５は、実負荷またはＥＳＳ１０１に用いられる実電力値と負荷に必要な電力値との差分が設定誤差値以上であれば、電源が遮断されるように制御するものである。具体的には、前記Ｈ−ＥＣＵ１０５は、前記ＳＷ−ＰＥＣ１０２から入出力される電圧または電流値で算出した電力値Ｐ１にＩＳＡＭ−ＰＥＣ１０３から入出力される電圧または電流値で算出した電力値Ｐ２を加算して得た実電力値Ｐ３と、Ｖ−ＥＣＵ１０４から入力されたＲＣＶレバーの操作量とエンジンＲＰＭ値を適用して算出した負荷に必要な電力値（Ｐ４＝Ａ×ＲＣＶレバーの操作量＋Ｂ×エンジンＲＰＭ値＋α、ここで、Ａ及びＢは係数であり、αは電力ロス値である。）とを比較して、両電力値の差分が設定誤差範囲から外れると異常があると判断して、前記ＥＳＳ１０１から前記各ＰＥＣ１０２、１０３に流れる電流と前記ＰＥＣ１０２、１０３の相互間に流れる電流を遮断するように制御するか、あるいは、前記ＥＳＳ１０１から入出力される電圧または電流値で算出した実電力値Ｐ５と前記負荷に必要な電力値Ｐ４とを比較して、両電力値の差分が設定誤差範囲から外れると異常があると判断して、前記ＥＳＳ１０１から前記各ＰＥＣ１０２、１０３に流れる電流と前記ＰＥＣ１０２、１０３の相互間に流れる電流を遮断するように制御するものである。
【００１４】
好ましくは、本発明に係るハイブリッド掘削機の負荷に応じた電力制御装置は、前記ＳＷ−ＰＥＣ１０２から入出力される電圧または電流値で算出した電力値Ｐ１にＩＳＡＭ−ＰＥＣ１０３から入出力される電圧または電流値で算出した電力値Ｐ２を加算して実電力値Ｐ３を算出する第１の実電力値算出部と、Ｖ−ＥＣＵ１０４から入力されたＲＣＶレバーの操作量とエンジンＲＰＭ値を適用して負荷に必要な電力値（Ｐ４＝Ａ×ＲＣＶレバーの操作量＋Ｂ×エンジンＲＰＭ値＋α、ここで、Ａ及びＢは係数であり、αは電力ロス値である。）を算出する負荷要求電力値算出部と、前記算出した実電力値Ｐ３と前記負荷に必要な電力値Ｐ４との差分が設定誤差範囲から外れると異常があると判断して、前記ＥＳＳ１０１から前記各ＰＥＣ１０２、１０３に流れる電流と前記ＰＥＣ１０２、１０３の相互間に流れる電流を遮断するように制御する第１の電源遮断制御部と、を備え、前記ＥＳＳ１０１から入出力される電圧または電流値で実電力値Ｐ５を算出する第２の実電力値算出部と、前記実電力値Ｐ５と前記負荷に必要な電力値Ｐ４との差分が設定誤差範囲から外れると異常があると判断して前記ＥＳＳ１０１から前記各ＰＥＣ１０２、１０３に流れる電流と前記ＰＥＣ１０２、１０３の相互間に流れる電流を遮断するように制御する第２の電源遮断制御部と、をさらに備えていてもよい。
【００１５】
以下、図１の本発明に係るハイブリッド掘削機の負荷に応じた電力制御装置の動作について説明する。
【００１６】
先ず、本発明に係るハイブリッド掘削機の負荷に応じた電力制御装置は、前記ＳＷ−ＰＥＣ１０２から入出力される電圧または電流値で算出した電力値Ｐ１にＩＳＡＭ−ＰＥＣ１０３から入出力される電圧または電流値で算出した電力値Ｐ２を加算して実電力値Ｐ３を算出する。
【００１７】
次いで、Ｖ−ＥＣＵ１０４から入力されたＲＣＶレバーの操作量とエンジンＲＰＭ値を適用して負荷に必要な電力値（Ｐ４＝Ａ×ＲＣＶレバーの操作量＋Ｂ×エンジンＲＰＭ値＋α、ここで、Ａ及びＢは係数であり、αは電力ロス値である。）を算出する。
【００１８】
すなわち、ＳＷ−ＰＥＣ１０２の電力値Ｐ１のとき、ＲＣＶレバーの操作量Ｐ１Ｄに応じてスイング量が異なり、これにより、Ｐ１の値が変化する。
【００１９】
また、ＩＳＡＭ−ＰＥＣ１０３の電力値Ｐ２のとき、エンジンＲＰＭ（Ｅｎｇｉｎｅ  ＲＰＭ）値に応じて一定に値が変化する。
【００２０】
このためＲＣＶレバーの操作量Ｐ１ＤとエンジンＲＰＭ値（Ｐ２Ｄ）の値をＶ−ＥＣＵ１０４からデータとして受け取ったときに、Ｐ１とＰ２の実質的な負荷量が分かる。
【００２１】
上述した電力値は、負荷量が増減されるにつれて増減されるため、それぞれの負荷量が分かると、Ｐ１とＰ２に用いられるときに必要な電力値が分かる。
【００２２】
∴Ｐ１≒  Ｐ１Ｄ、Ｐ２≒Ｐ２Ｄ、Ｐ４＝Ｐ１＋Ｐ２＋α＝Ａ×Ｐ１Ｄ＋Ｂ×Ｐ２Ｄ＋α（ここで、Ａ及びＢは係数であり、αは、ワイヤやリレーなどの電力ロス値である。）
【００２３】
次いで、前記算出した実電力値Ｐ３と前記負荷に必要な電力値Ｐ４とを比較する。
【００２４】
前記比較の結果、両電力値の差分が設定誤差範囲から外れると異常があると判断して、前記ＥＳＳ１０１から前記各ＰＥＣ１０２、１０３に流れる電流と前記ＰＥＣ１０２、１０３の相互間に流れる電流を遮断するように制御する。
【００２５】
そして、前記ＥＳＳ１０１から入出力される電圧または電流値で算出した実電力値Ｐ５と、前記負荷に必要な電力値Ｐ４との差分が設定誤差範囲から外れると異常があると判断して、前記ＥＳＳ１０１から前記各ＰＥＣ１０２、１０３に流れる電流と前記ＰＥＣ１０２、１０３の相互間に流れる電流を遮断するように制御する。
【００２６】
以上述べたように、本発明は、実負荷（ＳＷ−ＰＥＣとＩＳＡＭ−ＰＥＣ）またはＥＳＳに用いられる実電力値と、負荷に実際に用いられるときに必要な電力値との差分が設定誤差値以上であるとき、ＥＳＳから各ＰＥＣに流れる電流とＰＥＣの相互間に流れる電流を遮断するように制御することから、回路上に高電圧が流れ続けることを遮断して高電圧に起因して発生しうる二次的な問題（例えば、火災、装備の故障など）を未然に防ぐことが可能になる。
【００２７】
本発明は、ハイブリッド掘削機の負荷に応じた電力制御装置及びその方法に使用可能であり、さらに詳しくは、実負荷（ＳＷ−ＰＥＣとＩＳＡＭ−ＰＥＣ）またはＥＳＳに用いられる実電力値と、負荷に実際に用いられるときに必要な電力値との差分が設定誤差値以上であるとき、ＥＳＳから各ＰＥＣに流れる電流とＰＥＣの相互間に流れる電流を遮断するように制御することから、回路上に高電圧が流れ続けることを遮断して高電圧に起因して発生しうる二次的な問題（例えば、火災、装備の故障など）を未然に防ぐことのできるハイブリッド掘削機の負荷に応じた電力制御装置及びその方法に使用可能である。
【符号の説明】
【００２８】
１０１  エネルギー貯蔵システム（ＥＳＳ）
１０２  スイングモータ電力電子制御器（ＳＷ−ＰＥＣ）
１０３  統合スタータ及びオルタネータモータ電力電子制御器(ＩＳＡＭ−ＰＥＣ）
１０４  車両電子制御ユニット（Ｖ−ＥＣＵ）
１０５  ハイブリッド電子制御ユニット（Ｈ−ＥＣＵ）
【図１】
0005815737.tif 000002