减速开关
【具体实施方式】
[0104]下面，参照附图来说明本发明的实施方式。
[0105]图1是表示作为混合动力作业机械的一个示例的混合动力液压挖掘机I的立体图。图2是表示图1所示的混合动力液压挖掘机I的装置结构的框图。在不是混合动力的单纯的作业机械的概念中，包含有液压挖掘机、推土机、自卸车、轮式装载机等工程机械，这里将这些工程机械中具备包含电动马达的混合动力特有的结构的作业机械称为混合动力作业机械，其中，电动马达是通过来自发动机的驱动力与除此以外的电力供给要素之间进行电力交换来驱动的。
[0106]混合动力液压挖掘机
[0107]混合动力液压挖掘机I具备车辆主体2和作业机3。车辆主体2具备下部行走体4和上部回转体5。下部行走体4具有一对行走装置4a。各行走装置4a具有履带4b。各行走装置4a通过图2所示的右行用液压马达34和左行用液压马达35的旋转驱动来驱动履带4b，从而使混合动力液压挖掘机I行走。
[0108]上部回转体5以可回转的方式设置于下部行走体4的上部。上部回转体5为了使自身回转而具备回转马达23。回转马达23与回转机构24(减速机)的驱动轴连接。回转马达23的旋转力通过回转机构24传递，传递来的旋转力通过未图示的回转小齿轮和回转支承等传递给上部回转体5，使上部回转体5回转。本实施方式中的回转马达是电气驱动。此外，回转马达可以由电动马达和液压马达的组合进行驱动。此外，由电动马达驱动的电动执行机构不局限于上部回转体，也可以驱动用于驱动作业机的液压泵等。
[0109]在上部回转体5设置有驾驶室6。此外，上部回转体5具有燃料箱7、液压油箱8、发动机室9和配重10。燃料箱7贮存用于驱动作为内燃机的发动机17的燃料。液压油箱8对从液压泵18向动臂用液压缸14、斗杆用液压缸15和铲斗用液压缸16等液压缸、以及右行用液压马达34、左行用液压马达35等液压马达(液压执行机构)等液压设备排出的液压油进行贮存。发动机室9收纳有发动机17、液压泵18、发电机马达19和作为蓄电器的电容器25等各种设备。配重10配置于发动机室9的后方。
[0110]作业机3安装于上部回转体5的前部中央位置，具有动臂11、斗杆12、铲斗13、动臂用液压缸14、斗杆用液压缸15、以及铲斗用液压缸16。动臂11的基端部可摆动地连接于上部回转体5。此外，动臂11的作为基端部的相反侧的前端部可旋转地连接于斗杆12的基端部。铲斗13可旋转地连接于斗杆12的作为基端部的相反侧的前端部。此外，铲斗13经由连接部件与铲斗用液压缸16连接。动臂用液压缸14、斗杆用液压缸15和铲斗用液压缸16是通过从液压泵18排出的液压油来进行伸缩动作的液压缸(液压执行机构)。动臂用液压缸14使动臂11摆动。斗杆用液压缸15使斗杆12进行摆动动作。铲斗用液压缸16使铲斗13摆动。
[0111]在图2中，混合动力液压挖掘机I具有作为驱动源的发动机17、液压泵18和发电机马达19。使用柴油发动机作为发动机17，使用可变容量型液压泵作为液压泵18。液压泵18例如是通过使斜板18a的倾斜角度变化来改变泵容量的斜板式液压泵，不过不局限于此。发动机17具备用于检测发动机17的转速(每单位时间的转数)的旋转传感器41。表示旋转传感器41检测出的发动机17的转速(发动机转数)的信号由发动机控制器C12获取，并从发动机控制器C12通过车内网络输入到混合动力控制器C2。旋转传感器41检测发动机17的发动机转数。
[0112]液压泵18和发电机马达19以机械方式与发动机17的驱动轴20结合，由于发动机17驱动而液压泵18和发电机马达19也驱动。作为液压驱动系统，具有操作阀33、动臂用液压缸14、斗杆用液压缸15、铲斗用液压缸16、右行用液压马达34、以及左行用液压马达35等，液压泵18作为向液压驱动系统供给液压油的供给源，驱动这些液压设备。操作杆32在驾驶席的左右分别具备右操作杆32R和左操作杆32L。与右操作杆32R的前后左右的操作对应地，能够进行动臂11的升降操作和铲斗13的挖掘、倾卸操作。与左操作杆32L的前后左右的操作对应地，能够进行斗杆12的挖掘、倾卸操作、以及上部回转体5的左右回转操作。此外，操作阀33是流量方向控制阀，根据操作杆32的操作方向使未图示的阀芯移动，来限制液压油向各液压执行机构流动的方向，将与操作杆32的操作量对应的液压油供给到动臂用液压缸14、斗杆用液压缸15、铲斗用液压缸16、以及通过未图示的左右行走杆的操作而供给到右行用液压马达34或左行用液压马达35等液压执行机构。此外，发动机17的输出可以经由PTO(Power Take Off:动力输出)轴传递到发电机马达19。此外，从液压泵18排出的液压油的泵压由压力传感器61检测，并输入到其它控制器Cl。此外，其它控制器Cl包括:混合动力控制器C2以外的泵控制器C11、发动机控制器C12等控制器。
[0113]电气驱动系统包括:通过电源线与发电机马达19连接的第一逆变器21、通过线束与第一逆变器21连接的第二逆变器22、通过线束设置在第一逆变器21和第二逆变器22之间的变压器26、通过接触器27 (电磁接触器)与变压器26连接的电容器25、通过电源线与第二逆变器22连接的回转马达23等。此外，接触器27通常用于将电容器25和变压器26的电气回路闭合而成为可通电状态。另一方面，混合动力控制器C2会根据漏电检测等判断为需要断开电气回路，在做出该判断时，向接触器27输出用于将可通电状态切换为阻断状态的指示信号。然后，从混合动力控制器C2接收到指示信号的接触器27将电气回路断开。
[0114]回转马达23如上所述以机械方式连接于回转机构24。发电机马达19产生的电力和积蓄在电容器25中的电力中的至少一方成为回转马达23的电力源，经由回转机构24使上部回转体5回转。S卩，回转马达23利用从发电机马达19和电容器25中的至少一方供给的电力进行动力运行动作，来使上部回转体5回转加速。此外，回转马达23在上部回转体5回转减速时进行再生动作，将通过该再生动作产生的电力(再生能量)供给到电容器25 (充电)或者经由发电机马达19向发动机17返还轴输出。此外，回转马达23具备用于检测回转马达23的转速(回转马达转速)的旋转传感器55。旋转传感器55能够测算动力运行动作(回转加速)或再生动作(回转减速)时回转马达23的转速。将表示由旋转传感器55测算出的转速的信号输入到混合动力控制器C2。旋转传感器55例如能够使用旋转变压器。
[0115]发电机马达19将产生的电力供给(充电)到电容器25并且根据状况向回转马达23供给电力。作为发电机马达19，例如使用SR(开关磁阻)马达。此外，即使不采用SR马达而采用使用了永久磁铁的同步马达，也能够起到向电容器25或回转马达23供给电能的作用。在发电机马达19使用SR马达的情况下，由于SR马达不使用包含高价的稀少金属的磁铁，所以在降低成本方面是有效的。发电机马达19的转子轴以机械方式与发动机17的驱动轴20结合。通过这样的结构，发电机马达19由于发动机17的驱动，而发电机马达19的转子轴旋转，从而发电。此外，在发电机马达19的转子轴上安装有旋转传感器54。旋转传感器54测算发电机马达19的转速(发电机马达转数)，并将表示由旋转传感器54测算出的发电机马达转数的信号输入到混合动力控制器C2。旋转传感器54例如能够使用旋转变压器。
[0116]变压器26设置在发电机马达19和回转马达23与电容器25之间。变压器26对经由第一逆变器21和第二逆变器22供给到发电机马达19或回转马达23的电力(积蓄在电容器25中的电荷)的电压进行任意升压。升压后的电压在使回转马达23进行动力运行动作(回转加速)时被施加于回转马达23，在对发动机17的输出进行辅助时被施加于发电机马达19。此外，变压器26还具有在将由发电机马达19或回转马达23产生的电力充电到电容器25时使电压下降(降压)到1/2的作用。在变压器26安装有用于检测变压器26的温度的变压器温度传感器50。将表示由变压器温度传感器50测算出的变压器温度的信号输入到混合动力控制器C2。进而，在变压器26与第一逆变器21和第二逆变器22之间的线束中安装有电压检测传感器53，用于测算由变压器26升压后的电压大小或者通过回转马达23的再生而生成的电力的电压大小。将表示由电压检测传感器53测算出的电压的信号输入到混合动力控制器C2。
[0117]在本实施方式中，变压器26具有使输入的直流电力升压或降压并作为直流电力输出的功能。只要具有这种功能即可，对变压器26的种类没有特别限定。在本实施方式中，变压器26例如使用将变压器元件与2个逆变器组合而成的被称为变压器元件耦合型变压器的变压器。此外，变压器26也可以使用DC-DC转换器。下面，对变压器元件耦合型变压器进行简单地说明。
[0118]图3是表示作为变压器的变压器元件耦合型变压器的图。如图3所示，第一逆变器21、第二逆变器22经由正极线60和负极线61连接。变压器26连接在正极线60和负极线61之间。变压器26将作为2个逆变器的初级侧逆变器即低压侧逆变器62和次级侧逆变器即高压侧逆变器63通过变压器元件64进行AC (Alternating Current，交流)连接。这样，变压器26为变压器元件耦合型变压器。在下面的说明中，将变压器元件64的低压侧线圈65和高压侧线圈66的绕线比设为I比I。此外，绕线比可任意变更。
[0119]低压侧逆变器62和高压侧逆变器63以使低压侧逆变器62的正极和高压侧逆变器63的负极为加极性的方式进行电气串联连接。即，变压器26以成为相同极性的方式与第一逆变器21并联连接。
[0120]低压侧逆变器62包括:与变压器元件64的低压侧线圈65桥式连接的4个IGBT (Isolated Gate Bipolar Transistor，绝缘栅双极型晶体管)71、72、73、74、以及分别与IGBT71、72、73、74并联并且极性相反地连接的二极管75、76、77、78。这里所说的桥式连接是指低压侧线圈65的一端与IGBT71的发射极和IGBT72的集电极连接，另一端与IGBT73的发射极和IGBT74的集电极连接的结构。IGBT71、72、73、74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。
[0121]电容器25的正极端子25a经由正极线91与IGBT71的集电极电连接。IGBT