混合动力作业机械和混合动力作业机械的控制方法_3

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压侧线圈65的另一个端子连接。
[0074]高压侧逆变器63是具有多个作为开关元件的IGBT81、82、83、84的桥式电路。高压侧逆变器63包括:与变压器64的高压侧线圈66桥式连接的4个IGBT81、82、83、84、以及分别与IGBT81、82、83、84并联而且极性相反地连接的二极管85、86、87、88。这里所说的桥式连接是指高压侧线圈66的一端与IGBT81的发射极和IGBT82的集电极连接,另一端与IGBT83的发射极和IGBT84的集电极连接的结构。IGBT81、82、83、84通过对栅极施加开关信号而导通,电流从集电极流向发射极。这样,升压器26具有2组桥式电路即低压侧逆变器62和高压侧逆变器63。
[0075]IGBT8U83的集电极经由正极线93与第一逆变器21的正极线60电连接。IGBT81的发射极与IGBT82的集电极电连接。IGBT83的发射极与IGBT84的集电极电连接。IGBT82、84的发射极与正极线91、即低压侧逆变器62的IGBT7U73的集电极电连接。
[0076]IGBT81的发射极(二极管85的阳极)和IGBT82的集电极(二极管86的阴极)与变压器64的高压侧线圈66的一个端子电连接,并且IGBT83的发射极(二极管87的阳极)和IGBT84的集电极(二极管88的阴极)与变压器64的高压侧线圈66的另一个端子电连接。
[0077]在连接IGBT7U73的集电极的正极线91与连接IGBT72、74的发射极的负极线92之间,电连接有电容器67。在连接IGBT8U83的集电极的正极线93与连接IGBT82、84的发射极的正极线91之间,电连接有电容器68。电容器67、68用于吸收脉动电流。
[0078]变压器64具有固定值L的漏电感。漏电感能够通过调整变压器64的低压侧线圈65和高压侧线圈66的间隙而得到。在图3中,进行分割以使低压侧线圈65侧成为L/2、高压侧线圈66侧成为L/2。接着,说明升压器26的动作。
[0079]升压器的动作
[0080]图4是用于说明升压器的动作的图。如图4所示,低压侧逆变器62和高压侧逆变器63输出的电压(输出电压)vl、v2是占空比为50%、即High(高)信号和Low(低)信号之比为1:1的方波。输出电压vl、v2中,High(高)信号的期间分别是由a、c所示的部分,Low(低)信号的期间分别是由b、d所示的部分。输出电压vl、v2的High(高)信号的期间和Low(低)信号的期间都为时间t = T。因此,占空比为50%。输出电压vl、v2都是周期为2XT的方波。
[0081]升压器26通过调整低压侧逆变器62的输出电压Vl与高压侧逆变器63的输出电压v2的相位差,来调整升压器26输出的功率(输出功率)Po和输出的电压(输出电压)Vo0升压器26的输出电压是混合动力液压挖掘机I电气驱动系统的电压(系统电压)。在图4所示的示例中,输出电压vl和输出电压v2之间,产生时间t = Tl的偏差。使用该偏差,输出电压vl和输出电压v2的相位差D由式(I)表不。
[0082]D = T1/T...(I)
[0083]升压器26的输出功率Po由式⑵表不。式⑵中的Vo是升压器26的输出电压,Vl是电容器25的电压,ω是角频率/T,L是变压器64的漏电感。
[0084]Po = Ji XV0XVlX (D — D2)/(co XL)…(2)
[0085]发电电动机19和回转马达23,在混合动力控制器C2的控制下,分别由第一逆变器21和第二逆变器22进行转矩控制。为了测算输入到第二逆变器22的直流电流的大小,在第二逆变器22设置有电流计52ο将表示由电流计52检测出的电流的信号输入到混合动力控制器C2。积蓄在电容器25中的电力的量(电荷量或电容量)能够以电压的大小为指标进行管理。为了检测积蓄在电容器25中的电力的电压的大小,在电容器25的规定的输出端子设置有蓄电器电压传感器28。将表不由蓄电器电压传感器28检测出的电压的信号输入到混合动力控制器C2。混合动力控制器C2监视电容器25的充电量(电力的量(电荷量或电容量)),执行将发电电动机19产生的电力向电容器25供给(充电)还是向回转马达23供给(用于动力运行作用的电力供给)等的能量管理。混合动力控制器C2、更具体而言是升压器控制部C21调整升压器26所具有的低压侧逆变器62的输出电压vl与高压侧逆变器63的输出电压v2的相位差,以使升压器26的输出电压Vo成为规定的电压。
[0086]如上所述,电容器25至少积蓄发电电动机19产生的电力。此外,电容器25还积蓄在上部回转体5回转减速时回转马达23进行再生动作而产生的电力。在本实施方式中,电容器25例如使用的是双电荷层电容器。也可以使用锂离子电池或镍氢电池等其它作为二次电池发挥功能的蓄电器来替代电容器25。并且,作为回转马达23例如使用的是永久磁铁式同步电动机,不过不局限于此。
[0087]液压驱动系统和电气驱动系统根据在设置于车辆主体2中的驾驶室6内部设置的作业机杆、行走杆、以及回转杆等操作杆32的操作进行驱动。在混合动力液压挖掘机I的操作员对作为用于使上部回转体5回转的操作单元发挥功能的操作杆32 (回转杆)进行操作的情况下,用电位计或先导压力传感器等来检测回转杆的操作方向和操作量,检测出的操作量作为电信号被发送到控制器Cl而且还被发送到混合动力控制器C2。
[0088]在对其它操作杆32进行操作的情况下,也同样地将电信号发送到控制器Cl以及混合动力控制器C2。根据该回转杆的操作方向及操作量或者其它操作杆32的操作方向及操作量,控制器Cl及混合动力控制器C2执行第二逆变器22、升压器26和第一逆变器21的控制,以对回转马达23的旋转动作(动力运行作用或再生作用)、电容器25的电能的管理(用于充电或放电的控制)、发电电动机19的电能的管理(发电、对发动机输出的辅助、或者使回转马达23进行动力运行的作用)等电力的发送接收进行控制(能量管理)。
[0089]在驾驶室6内,除了操作杆32,还设置有显示装置30和钥匙开关31。显示装置30由液晶面板和操作按钮等构成。此外,显示装置30也可以是将液晶面板的显示功能和操作按钮的各种信息输入功能统合而成的触摸面板。显示装置30是信息输入输出装置,具有向操作员或维修人员通知显示混合动力液压挖掘机I的工作状态(发动机水温的状态、液压设备等有无故障的状态或燃料剩余量等的状态等)的信息的功能,并且具有能对混合动力液压挖掘机I进行操作员所期望的设定或指示(发动机的输出等级设定、行走速度的速度等级设定等或者后述的电容器放电指示)的功能。
[0090]钥匙开关31是以锁芯为主要结构部件的装置。钥匙开关31是将钥匙插入到锁芯,使钥匙进行旋转动作,从而使附设于发动机17的起动器(发动机起动用电动机)起动来驱动发动机17 (发动机起动)。此外,钥匙开关31在发动机驱动期间通过使钥匙向与发动机起动相反的方向进行旋转动作来发出使发动机停止(发动机停止)等指令。即,钥匙开关31是向发动机17和混合动力液压fe掘机I的各种电气设备输出指令的指令输出单兀。
[0091]为了使发动机17停止只要使钥匙进行旋转动作(具体而言将其操作到后述的断开(OFF)位置),则向发动机17进行的燃料供给和从未图示的电池向各种电气设备的电气供给(通电)就会被阻断,而使发动机停止。当使钥匙进行旋转动作后处于断开(OFF)位置时,钥匙开关31阻断从未图示的电池向各种电气设备的通电,当钥匙处于开启(ON)位置时,进行从未图示的电池向各种电气设备的通电,进而当使钥匙从该位置起进行旋转动作后钥匙处于起动(ST)位置时,能够通过控制器Cl使未图示的起动器起动,从而使发动机起动。在发动机17起动之后,在发动机17进行驱动的期间钥匙旋转位置处于开启(ON)的位置。
[0092]此外,也可以不是如上所述的以锁芯为主要结构部件的钥匙开关31,而是其它的指令输出单元,例如按钮式按键开关。即,也可以是具有下述功能的指令输出单元:在发动机17停止的状态下按一次按钮则成为开启(ON),再一次按压按钮则成为起动(ST),在驱动发动机17进行驱动的期间按压按钮则变成断开(OFF)。此外,也可以在发动机17停止的状态下,将以规定的时间持续按压按钮作为条件,从断开(OFF)转换成起动(ST),从而使发动机17起动。
[0093]控制器Cl是组合CPU (Central Processing U
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