混合动力作业机械的制作方法_3

文档序号:8516256阅读:来源:国知局
71的发射极与IGBT72的集电极电连接。IGBT72的发射极经由负极线92与电容器25的负极端子25b电连接。负极线92与负极线61连接。
[0122]同样,电容器25的正极端子25a经由正极线91与IGBT73的集电极电连接。IGBT73的发射极与IGBT74的集电极电连接。IGBT74的发射极经由负极线92与电容器25的负极端子25b电连接。
[0123]IGBT71的发射极(二极管75的阳极)和IGBT72的集电极(二极管76的阴极)与变压器元件64的低压侧线圈65的一个端子连接,并且IGBT73的发射极(二极管77的阳极)和IGBT74的集电极(二极管78的阴极)与变压器元件64的低压侧线圈65的另一个端子连接。
[0124]高压侧逆变器63包括:与变压器元件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并联并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。
[0125]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IGBT71、73的集电极电连接。
[0126]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)与变压器元件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的集电极)和IGBT84的集电极(二极管88的阴极)与变压器元件64的高压侧线圈66的另一个端子电连接。
[0127]在连接IGBT81、83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67。电容67用于吸收脉动电流。用于吸收脉动电流的电容67也可以连接在IGBT71的集电极侧和IGBT72的发射极侧。
[0128]变压器元件64具有固定值L的漏电感。漏电感能够通过调整变压器元件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,进行使低压侧线圈65侧成为L/2、高压侧线圈66侧成为L/2的分割。
[0129]上述的变压器温度传感器50分别安装于变压器元件64具有的低压侧线圈65和高压侧线圈66、以及低压侧逆变器62的IGBT71、72、73、74和高压侧逆变器63的IGBT81、82、83、84。
[0130]发电机马达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进行电流控制。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设置电流计52。即使不使用电流计,也可以基于回转马达23的转数、指令转矩值以及被推定的逆变器的转换效率,计算流向第二逆变器22的电流值。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电压传感器28。将表不由电压传感器28检测出的电容器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)),执行将发电机马达19产生的电力向电容器25供给(充电)或者向回转马达23供给(用于动力运行作用的电力供给)等的能量管理。
[0131]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。另外,作为回转马达23例如使用永久磁铁式同步马达,不过不局限于此。在电容器25安装有用于检测作为蓄电器的电容器25的温度的电容器温度传感器51。将表示由电容器温度传感器51测算出的电容器温度的信号输入到混合动力控制器C2。
[0132]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的内部设置的作业机杆、回转杆等操作杆32的操作进行驱动。如上所述,与右操作杆32R的前后左右的操作对应地,进行动臂11的升降动作和铲斗13的挖掘、倾卸动作,与左操作杆32L的前后左右的操作对应地,进行左右的回转动作和斗杆12的挖掘、倾卸动作。除此以外,还具有未图示的左右的行走杆。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左操作杆32L(回转杆)进行操作的情况下,回转杆的操作方向和操作量由电位计或先导压力传感器等检测,将检测出的操作量作为电信号发送到其它控制器Cl、以及混合动力控制器C2。
[0133]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其它控制器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,混合动力控制器C2执行第二逆变器22、变压器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)和电容器25的电能管理(用于充电或放电的控制)、发电机马达19的电能管理(发电或发动机输出的辅助、对回转马达23的动力运行作用)等电力的授受进行控制(能量管理)。
[0134]在驾驶室6内,除了操作杆32,还设置有显示器装置30和钥匙开关31。显示器装置30由液晶面板和操作按钮等构成。此外,显示器装置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。显示器装置30是信息输入输出装置,具有向操作员或维修人员通知表示混合动力液压挖掘机I的动作状态(发动机水温的状态、液压设备等有无故障的状态或燃料残量等的状态等)的信息的功能,并且具有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。例如显示器装置30具有用于设定自动减速功能的自动减速开关SWl。此外,自动减速功能是指在作业机停止一定时间的情况下使发动机转数转换为怠速状态以实现燃料效率提高。
[0135]节流拨盘56是用于设定向发动机17的燃料供给量的开关,将节流拨盘56的设定值转换为电信号并输出到其它控制器Cl。
[0136]回转锁定开关57是通过锁紧销等使上部回转体5锁定的开关。此外,还具有未图示的PPC锁定杆,其对用于进行作业机3的驱动的先导液压的供给进行阻断。该PPC锁定杆具备液压锁定开关58。在PPC锁定杆被操作为锁定状态时,液压锁定开关58联动,将来自作业机杆的操作为锁定状态的信号发送到混合动力控制器C2和泵控制器CU。
[0137]钥匙开关31以锁芯为主要构成部件的装置。关于钥匙开关31,将钥匙插入锁芯,使钥匙进行旋转动作,从而使附设于发动机17的起动器(发动机起动用马达)起动来驱动发动机(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)的指令。即,钥匙开关31是向发动机17和混合动力液压挖掘机I的各种电气设备输出指令的指令输出单兀。
[0138]为了使发动机17停止,如果使钥匙进行旋转动作(具体而言将其操作到后述的断开位置),则阻断向发动机17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),使发动机停止。当使钥匙进行旋转动作后的位置为断开(OFF)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,当钥匙的位置为开启(ON)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位置为起动(ST)时,能够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位于开启(ON)的位置。
[0139]此外,也可以不是如上所述的以锁芯为主要的构成部件的钥匙开关31,而是其它的指令输出单元,例如按钮式按键开关。即,也可以是发挥下述功能的指令输出单元:如果在发动机17停止的状态下按一次按钮则成为开启(ON),进一步按压按钮则成为起动(ST),如果在发动机17进行驱动的期间按压按钮则变成断开(OFF)。此外,也可以将在发动机17停止的状态下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),从而能够使发动机17起动。
[0140]其它控制器Cl基于从显示器装置30输出的指示信号、根据钥匙开关31的钥匙位置输出的指示信号、以及根据操作杆32的操作输出的指示信号(表示上述操作量和操作方向的信号),对发动机17和液压泵18进行控制。发动机17主要由其它控制器Cl内的发动机控制器C12控制。此外,液压泵18主要由其它控制器Cl内的泵控制器Cll控制。发动机17是能够通过共轨式燃料喷射装置40进行电子控制的发动机。发动机17通过由其它控制器Cl对燃料喷射量进行适当地控制,能够获得作为目标的发动机输出,并且能够根据混合动力液压挖掘机I的负载状态,设定发动机转数和可输出的转矩来进行驱动。
[0141]混合动力控制器C2基于与其它控制器Cl的协调控制,如上所述对第一逆变器21、第二逆变器22和变压器26进行控制,来控制发电机马达19、回转马达23和电容器25的电力的授受。此外,混合动力液压挖掘机I具有变压器停止功能,混合动力控制器C2进行在减速时使变压器26停止、以及允许变压器26起动的控制。
[0142]变压器停止/起动控制
[0143]这里,参照图4和图5,对通过混合动力控制器C2进行减速时的变压器26的停止控制和变压器26的起动控制的概要进行说明。图4是表示通过混合动力控制器C2进行变压器停止/起动控制的结构的框图。此外,图5是通过混合动力控制器C2进行变压器停止/起动控制的状态转换图。
[0144]如图4所示,混合动力控制器C2具有:减速时变压器停止标志判定部100、变压器起动许可标志判定部110、变压器目标控制状态决定部120和变压器控制部130。此外,对混合动力控制器C2输入自动减速状态D1、回转马达伺服指令D2、零箝位标志D3、液压锁定开关状态D4和发电机马达转数D10。此外,根据需要,将基于变压器控制部130的变压器26的
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