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1、10申请公布号CN102216198A43申请公布日20111012CN102216198ACN102216198A21申请号200980145986922申请日20091117200829466420081118JP200829466920081118JP200829583620081119JP200900594020090114JP200905229720090305JP200906801620090319JP200906801020090319JP200907009120090323JPB66F9/24200601B60K6/485200701B60L11/14200601B60W10/。
2、08200601B60W10/30200601B60W20/00200601E02F9/20200601B60K11/04200601H02M3/155200601H02M7/4820070171申请人住友重机械工业株式会社地址日本东京都申请人住友建机株式会社72发明人杉山祐太汤浅英昭佐野公则74专利代理机构永新专利商标代理有限公司72002代理人徐殿军54发明名称工作机械57摘要本发明提供一种能够以抑制可靠性降低的结构降低直流母线DC母线的电压的工作机械。作为工作机械的混合式施工机械具备DC母线，通过逆变电路连接于回转用电动机；蓄电池，通过升降压转换器及开关连接于DC母线；控制器，驱动逆变电。
3、路及升降压转换器；冷却液循环系统，包含泵马达；及逆变电路，连接于DC母线并驱动泵马达。控制器具有用于降低DC母线的电压的模式，在该模式中，将开关设为非连接状态之后使逆变电路作动来使泵马达消耗电力。30优先权数据85PCT申请进入国家阶段日2011051886PCT申请的申请数据PCT/JP2009/0694852009111787PCT申请的公布数据WO2010/058768JA2010052751INTCL19中华人民共和国国家知识产权局12发明专利申请权利要求书2页说明书42页附图49页CN102216209A1/2页21一种工作机械，其特征在于，具备工作用电动机，通过操作员的操作驱动；直。
4、流母线，通过第1逆变电路被连接于所述工作用电动机；蓄电池，通过直流电压变换器及开关被连接于所述直流母线；控制部，控制所述第1逆变电路、所述直流电压变换器及所述开关；冷却用电动机，驱动用于冷却所述第1逆变电路、所述直流电压变换器及所述控制部中的至少一个的冷却用风扇和/或冷却液循环用泵；及冷却用电动机驱动电路，被连接于所述冷却用电动机与所述直流母线之间，由所述控制部控制来驱动所述冷却用电动机，所述控制部具有母线电压降低模式，所述母线电压降低模式用于在该工作机械停止运行时降低所述直流母线的电压，在该母线电压降低模式中，将所述开关设为非连接状态后使所述冷却用电动机驱动电路作动来使所述冷却用电动机消耗电。
5、力，由此降低所述直流母线的电压。2如权利要求1所述的工作机械，其特征在于，所述控制部在所述母线电压降低模式中，当所述直流母线的电压成为预定值以下时，停止所述冷却用电动机驱动电路的动作。3如权利要求1或2所述的工作机械，其特征在于，所述控制部在所述母线电压降低模式开始时，在所述直流母线的电压高于所述蓄电池的电压的情况下，在将所述开关设为非连接状态之前，驱动所述直流电压变换器并对所述蓄电池进行充电。4如权利要求1至3中任一项所述的工作机械，其特征在于，每当该工作机械停止运行时，所述控制部开始所述母线电压降低模式。5如权利要求1至3中任一项所述的工作机械，其特征在于，所述控制部在该工作机械停止运行的。
6、状态下，在有来自工作人员的输入的情况下开始所述母线电压降低模式。6如权利要求1至5中任一项所述的工作机械，其特征在于，进一步具备内燃机发动机；第1冷却液循环系统，包含冷却所述内燃机发动机的第1热交换器；及第2冷却液循环系统，为了冷却所述第1逆变电路及所述直流电压变换器而在所述第1冷却液循环系统之外另设置，并包含第2热交换器。7如权利要求6所述的工作机械，其特征在于，所述直流电压变换器包含电抗器而构成，所述第2冷却液循环系统冷却所述电抗器。8如权利要求1至7中任一项所述的工作机械，其特征在于，具备多个驱动器单元，所述多个驱动器单元包括逆变器单元和升降压转换器单元，所述逆变器单元具有包含智能型功率。
7、模块的所述第1逆变电路，所述升降压转换器单元具有包含智能型功率模块的所述直流电压变换器，所述多个驱动器单元，除了内置于所述智能型功率模块的第1温度传感器之外，还在所述智能型功率模块的外部具有用于检测所述智能型功率模块的温度的第2温度传感器，权利要求书CN102216198ACN102216209A2/2页3在基于所述第2温度传感器的温度检测结果超过预定第1阈值的情况下，所述预定第1阈值低于根据所述第1温度传感器所述智能型功率模块的过热保护功能动作的温度，该驱动器单元为所述逆变器单元时，所述控制部降低流向所述工作用电动机的最大驱动电流，并且当该驱动器单元为所述升降压转换器单元时，所述控制部降低来。
8、自所述蓄电池的最大放电电流和/或流向所述蓄电池的最大充电电流。9如权利要求8所述的工作机械，其特征在于，所述多个驱动器单元分别具有容纳所述第1逆变电路或所述直流电压变换器的筐体，在预定方向上并排配置，并且相互邻接的所述驱动器单元的所述筐体彼此通过紧固件可装卸地固定着。10如权利要求8或9所述的工作机械，其特征在于，进一步具备作为所述控制部的控制单元，所述控制单元具有筐体，具有密闭结构；多个CPU，设置于所述筐体内，控制所述多个驱动器单元的所述逆变电路及所述直流电压变换器；及冷却用配管，与所述多个CPU热结合，通过从所述筐体的外部导入冷却液来冷却所述多个CPU。11如权利要求8至10中任一项所述。
9、的工作机械，其特征在于，具备筐体，所述筐体用于固定所述逆变器单元及所述升降压转换器单元，所述逆变器单元的输入端及所述升降压转换器单元的输入端连接于由汇流条构成的DC母线。12如权利要求1所述的工作机械，其特征在于，具备冷却装置，冷却所述第1逆变电路；及温度检测机构，检测所述冷却装置中的冷媒的温度，所述第1逆变电路具有在检测出该第1逆变电路的温度在预定的运行停止温度以上时，停止供给用于驱动所述工作用电动机的电流的机构，所述控制部在从所述温度检测机构取得的所述冷媒的温度大于预定的输出抑制温度时，与所述冷媒的温度在所述输出抑制温度以下时相比较，以减小供给至所述工作用电动机的电流的上限值的方式控制所述。
10、第1逆变电路，所述输出抑制温度低于所述运行停止温度。权利要求书CN102216198ACN102216209A1/42页4工作机械技术领域0001本发明涉及一种工作机械。背景技术0002一直以来提出有使驱动机构的一部分电动化的工作机械。这样的工作机械例如具备用于液压驱动动臂、斗杆及铲斗之类的可动部的液压泵，在用于驱动该液压泵的内燃机发动机引擎上连结交流电动机电动发电机，辅助该引擎的驱动力，并且通过逆变器将由发电所获得的电力返还给DC母线直流母线。0003另外，工作机械大多具备例如施工机械中的上部回转体之类的工作要件。这种情况下，上述工作机械有时除了具备用于驱动工作要件的液压马达，还具备用于辅助。
11、该液压马达的工作用电动机。例如回转上部回转体时，在加速回转时通过交流电动机辅助液压马达的驱动，并且在减速回转时在交流电动机中进行再生运行，通过逆变器将发电出来的电力返还给上述DC母线。0004DC母线上通过转换器连接蓄电池电池，通过交流电动机的发电所获得的电力被充电至电池。或者，在连接于DC母线的交流电动机的相互之间授受电力。0005在这种工作机械中，为了驱动大型工作要件，DC母线的电压例如被设定为高达数百伏特，但在进行维护时为了工作人员的安全，期望降低该DC母线电压。例如，日本专利文献1所记载的装置中，通过在DC母线的正侧配线与负侧配线之间连接相互串联连接的电阻器及开关，由此能够使DC母线电。
12、压通过电阻器消耗。0006以往技术文献0007专利文献0008专利文献1日本特开2005335695号公报0009发明的概要0010发明所要解决的课题0011利用电阻器消耗DC母线电压的方式中，为了按照需要进行DC母线电压的消耗，像专利文献1中记载的那样，需要与电阻器串联地插入开关。但是，如上述DC母线电压高达几百伏特，在这种用途中使用的开关大多采用继电器等机械开关。机械开关有可靠性低且寿命也短之类的缺点，对工作机械本身的可靠性带来影响。0012本发明的课题在于提供一种能够以抑制可靠性降低的结构降低直流母线DC母线的电压的工作机械。0013用于解决技术问题的手段0014为了解决上述课题，根据本。
13、发明的工作机械具备工作用电动机，根据操作员的操作被驱动；直流母线，通过第1逆变电路连接于工作用电动机；蓄电池，通过直流电压变换器及开关连接于直流母线；控制部，控制第1逆变电路、直流电压变换器及开关；冷却用电动机，驱动用于冷却第1逆变电路、直流电压变换器及控制部中的任一个的冷却用风扇和/或冷却液循环用泵；及冷却用电动机驱动电路，连接于冷却用电动机与直流母线之间，由控说明书CN102216198ACN102216209A2/42页5制部控制而驱动冷却用电动机，其中，控制部具有用于在该工作机械停止运行时降低直流母线的电压的母线电压降低模式，在该母线电压降低模式中，将开关设为非连接状态之后使冷却用电动。
14、机驱动电路作动来使冷却用电动机消耗电力，由此降低直流母线的电压。0015控制部在母线电压降低模式中，可以在直流母线的电压成预定值以下时停止冷却用电动机驱动电路的动作。0016控制部可以在母线电压降低模式开始时，在直流母线的电压高于蓄电池的电压的情况下，在将开关设为非连接状态之前，驱动直流电压变换器并对蓄电池进行充电。0017控制部可以在该工作机械每停止运行时开始母线电压降低模式，或者控制部可以在该工作机械停止运行的状态下，在由工作人员输入的情况下开始母线电压降低模式。0018工作机械可进一步具备内燃机发动机；第1冷却液循环系统，其包含冷却内燃机发动机的第1热交换器；及第2冷却液循环系统，为了冷。
15、却第1逆变电路及直流电压变换器而在第1冷却液循环系统之外另设置，并包含第2热交换器。0019工作机械可进一步具备电动发电机，连结于内燃机发动机，通过内燃机发动机的驱动力进行发电；及第2逆变电路，其一端连接于电动发电机的端子，其中，第2冷却液循环系统还可以冷却电动发电机及第2逆变电路。0020第2冷却液循环系统中可以具备温度传感器，控制部根据温度传感器的检测值限制电动发电机及工作用电动机中至少一方的输出。0021第2冷却液循环系统还可以冷却工作用电动机。0022在第2冷却液循环系统中，冷却液可以从第2热交换器送出之后，先通过第1逆变电路、第2逆变电路及直流电压变换器，然后通过电动发电机及工作用电。
16、动机。0023工作机械可进一步具备为了冷却电动发电机及工作用电动机而在第1及第2冷却液循环系统之外另设置的、包含第3热交换器的第3冷却液循环系统。0024电动发电机可通过自身的驱动力辅助内燃机发动机的驱动力。0025直流电压变换器可以包含电抗器而构成，并由第2冷却液循环系统冷却电抗器。0026工作机械可进一步具备用于探测电抗器温度的温度传感器。0027第2冷却液循环系统可以包含冷却用配管和热传导板，并在热传导板上配置电抗器。0028直流电压变换器可以包含控制蓄电池的充放电的智能型功率模块，智能型功率模块配置于热传导板上。0029直流电压变换器可以由密闭的箱子形成，热电导板配置于箱子的一面。00。
17、30工作机械可以具备多个驱动器单元，所述多个驱动器单元包括逆变器单元和升降压转换器单元，所述逆变器单元具有包含智能型功率模块的第1逆变电路，所述升降压转换器单元具有包含智能型功率模块的直流电压变换器，其中，多个驱动器单元除了内置于智能型功率模块的第1温度传感器之外，还在智能型功率模块的外部具有用于检测智能型功率模块的温度的第2温度传感器，在基于第2温度传感器的温度检测结果超过低于智能型功率模块的过热保护功能通过第1温度传感器动作的温度的预定第1阈值的情况下，当该驱动器单元为逆变器单元时，控制部降低流向工作用电动机的最大驱动电流，并且当该驱动器单元为升降压转换器单元时，降低来自蓄电池的最大放电电。
18、流和/或流向蓄电池的最大充电电流。说明书CN102216198ACN102216209A3/42页60031控制部可以在基于第2温度传感器的温度检测结果超过低于智能型功率模块的过热保护功能通过第1温度传感器动作的温度且大于第1阈值的第2阈值的情况下，当该单元为逆变器单元时停止逆变电路的动作，并且当该单元为升降压转换器单元时，停止直流电压变换器的动作。0032多个单元可以具有包含与智能型功率模块热结合的放热面的热传导板，且第2温度传感器配置于热传导板的放热面上。0033热传导板可以以沿着施工机械的上下方向延伸的方式配置，第2温度传感器在热传导板的放热面内配置于智能型功率模块的上侧。0034多个驱。
19、动器单元可分别具有容纳第1逆变电路或直流电压变换器的筐体，在预定方向上并排配置，并且通过紧固件可装卸地固定相互邻接的驱动器单元的筐体彼此。0035工作机械运行时，多个驱动器单元的内部可成为密闭空间。0036工作机械可以具备作为控制部的控制单元，控制单元载置于多个驱动器单元上，在与预定方向交叉的方向上的多个驱动器单元的一端可绕沿着预定方向设置的支轴转动地安装。0037在控制单元相对于多个驱动器单元绕支轴开放的状态下，可以由支承件支承控制单元。0038多个驱动器单元的各筐体中与控制单元对置的面可以开口。0039工作机械可以进一步具备底座，所述底座具有载置多个驱动器单元的底板和从预定方向的两侧夹住多。
20、个驱动器单元的侧板，多个驱动器单元中位于两端的驱动器单元的筐体和底座的侧板通过紧固件可装卸地固定着。0040工作机械可进一步具备作为控制部的控制单元，控制单元具有筐体，具有密闭结构；多个CPU，设置于筐体内，控制多个驱动器单元的逆变电路及直流电压变换器；及冷却用配管，与多个CPU热结合，通过从筐体外部导入冷却液来冷却多个CPU。0041控制单元可以载置于多个驱动器单元上，冷却用配管配置于驱动器单元与CPU之间。0042控制单元可进一步具有设置于CPU与冷却用配管之间并与CPU及冷却用配管热结合的热传导板。0043工作机械可具有多个驱动器单元，在筐体内分别对应于多个驱动器单元设置多个CPU，多个。
21、CPU安装于一张基板上。0044冷却用配管可具有分别在第1方向上延伸并且在与该第1方向交叉的第2方向上并设的多个配管部分在其一端侧及另一端侧交替连结的形状，热传导板包含在第1方向上延伸并且在第2方向上并列的多个冷却区域，该多个冷却区域分别与多个配管部分中相邻的2根配管部分热结合，多个CPU中一个CPU针对一个冷却区域热结合。0045工作机械可包含弹性材料，且进一步具备配设于CPU与热传导板之间的热传导性片。0046工作机械可进一步具备包含热交换器的冷却液循环系统，冷却液循环系统的冷却液中的至少一部分从热交换器送出之后，依次通过控制单元、驱动器单元及交流电动机。0047工作机械可具备用于固定逆变。
22、器单元及升降压转换器单元的筐体，逆变器单元的输入端及升降压转换器单元的输入端连接于由汇流条构成的DC母线。说明书CN102216198ACN102216209A4/42页70048逆变器单元及升降压转换器单元可具有长方体状的外观，并且在第1方向上并排固定，在逆变器单元及升降压转换器单元中邻接于旁边单元的侧板上设置有缺口部，DC母线沿着第1方向设置于缺口部。0049工作机械可具备三个以上由逆变器单元及升降压转换器单元中的任一个构成的驱动器单元，配置于2个其它的驱动器单元之间的1个单元中，DC母线贯穿1个单元而设置。0050DC母线可包括正极及负极，正极及负极中一方的极以覆盖另一方的极的方式构成。。
23、0051DC母线可配置于完全密闭状的空间。0052DC母线可以是与各单元的框架非接触的状态。0053逆变器单元可具备平滑电容器，DC母线直接连结于平滑电容器。0054优选工作机械具备冷却第1逆变电路的冷却装置和检测冷却装置中冷媒温度的温度检测机构，第1逆变电路具有在检测出该第1逆变电路的温度为预定的运行停止温度以上时停止供给用于驱动工作用电动机的电流的机构，控制部在从温度检测机构取得的冷媒温度大于预定的输出抑制温度时，与冷媒温度在输出抑制温度以下时相比较，以减小供给至工作用电动机的电流的上限值的方式控制第1逆变电路，另外输出抑制温度低于运行停止温度。0055控制部可以以通过限制工作用电动机上产。
24、生的转矩的上限值来减小供给至工作用电动机的电流上限值的方式控制第1逆变电路。0056工作机械可进一步具备连接于内燃机的电动发电机和驱动控制电动发电机的第2逆变电路，冷却装置冷却第1及第2逆变电路，控制部控制第1及第2逆变电路，并且当从温度检测机构取得的冷媒温度大于预定的输出抑制温度时，与冷媒温度在输出抑制温度以下时相比较，以减小供给至工作用电动机及电动发电机的电流的上限值的方式控制第1及第2逆变电路。0057发明效果0058根据本发明，能够以抑制可靠性降低的结构降低直流母线DC母线，即DC总线的电压。附图说明0059图1是作为本发明所涉及的工作机械的第1实施方式表示混合式施工机械1的外观的立体。
25、图。0060图2是表示第1实施方式的混合式施工机械1的电力系统或液压系统之类的内部结构的方框图。0061图3是表示图2中蓄电机构120的内部结构的图。0062图4A是用于说明混合式施工机械1中的第1冷却液循环系统160的方框图。B是用于说明混合式施工机械1中的第2冷却液循环系统170的方框图。0063图5是表示伺服控制单元60的外观的立体图。0064图6是表示连接了各冷却用配管62A66A的状态的立体图。0065图7A是控制单元600的俯视截面图。B是沿着图7A的II线的侧截面图。说明书CN102216198ACN102216209A5/42页8C是沿着图7A的IIII线的侧截面图。D是沿着图。
26、70066A的IIIIII线的侧截面图。0067图8A是沿着图7A的IVIV线的侧截面图。B是从与图8A相同方向观察控制单元600的侧视图。0068图9A是表示散热片603及冷却用配管608的俯视图。B是沿着图9A所示的VV线的侧截面图。0069图10是表示以覆盖散热片603及冷却用配管608的方式配置的控制卡604的俯视图。0070图11是表示沿着图10所示的VIVI线的截面的一部分的侧截面图。0071图12A是表示升降压转换器单元66的内部结构的俯视图。B是表示升降压转换器单元66的内部结构的侧视图。0072图13A是表示逆变器单元62的内部结构的俯视图。B是表示逆变器单元62的内部结构的。
27、侧视图。0073图14是表示IPM103的内部结构的侧截面图。0074图15是用于说明基于冷却液循环系统170的回转用电动机21的冷却方式的图。0075图16是表示DC母线电压降低模式中的混合式施工机械1的动作的流程图。0076图17是表示DC母线电压降低模式中的DC母线110的电压推移的一例的曲线图。0077图18是表示通过控制器30限制升降压转换器100、逆变电路18A、20A及20B的电流的动作的流程图。0078图19是表示A构成升降压转换器100、逆变电路18A、20A及20B的IPM的温度的时间变化的一例及B流动于升降压转换器100、逆变电路18A、20A及20B的电流的时间变化的一。
28、例的曲线图。0079图20是表示A构成升降压转换器100、逆变电路18A、20A及20B的IPM的温度的时间变化的一例及B流动于升降压转换器100、逆变电路18A、20A及20B的电流的时间变化的一例的曲线图。0080图21是表示上述实施方式所涉及的冷却液循环系统的变形例的图。0081图22是表示一变形例所涉及的DC母线电压降低模式中的混合式施工机械1的动作的流程图。0082图23是表示其他变形例所涉及的DC母线电压降低模式中的混合式施工机械1的动作的流程图。0083图24A是表示作为工作机械的叉车1A的外观的图。B是叉车1A所具备的电力系统的概要结构图。0084图25是表示作为工作机械的推土。
29、机1B的外观的图。0085图26是表示推土机1B的电力系统或液压系统之类的内部结构的方框图。0086图27是作为本发明所涉及的工作机械的第2实施方式表示挖土机1001的外观的立体图。0087图28是表示第2实施方式的挖土机1001的电力系统或液压系统之类的内部结构的方框图。0088图29是表示逆变器1018的结构的概要结构图。说明书CN102216198ACN102216209A6/42页90089图30是表示冷却装置中冷却水的配管的一例的图。0090图31是表示控制器1030的功能结构的概要结构图。0091图32是表示逆变器控制部1030C的结构的方框图。0092图33是有关在控制器1030。
30、的整体控制部1030D中执行的转矩极限值的设定处理的流程图。0093图34A是表示根据运行操作相对时间变化的转矩的状态的曲线图。B是表示回转体1004的回转速度的曲线图。C是表示回转用电动机1021的转速的曲线图。0094图35是表示DC母线电压降低模式中挖土机1001的动作的流程图。0095图36是表示DC母线电压降低模式中DC母线电压推移的一例的曲线图。0096图37是作为本发明所涉及的工作机械的第3实施方式表示起重磁铁车辆2001的外观的立体图。0097图38是表示第3实施方式的起重磁铁车辆2001的电力系统或液压系统之类的内部结构的方框图。0098图39是表示图38中的蓄电机构2120。
31、的内部结构的图。0099图40是表示伺服控制单元2060的外观的立体图。0100图41是伺服控制单元2060的上截面图。0101图42是图41所示的伺服控制单元2060的沿着VIIVII线的截面图。0102图43A是表示逆变器单元2065的一部分及逆变器单元2066的内部结构的俯视图。B是表示逆变器单元2065的内部结构的侧视图。0103图44A是表示升降压转换器单元2062的内部结构的俯视图。B是表示升降压转换器单元2062的内部结构的侧视图。0104图45是表示打开伺服控制单元2060的控制单元2061的状态的立体图。0105图46是表示DC母线电压降低模式中起重磁铁车辆2001的动作的流。
32、程图。0106图47是表示DC母线电压降低模式中DC母线2110的电压推移的一例的曲线图。0107图48是作为第3实施方式所涉及的混合式施工机械的其他一例表示轮式装载机2001B的外观的侧视图。0108图49是表示轮式装载机2001B的电力系统或液压系统之类的内部结构的方框图。具体实施方式0109以下，参照添加附图详细说明基于本发明的工作机械的实施方式。另外，附图说明中对相同的要件附加相同标记，省略重复说明。0110第1实施方式0111图1是作为本发明所涉及的工作机械的一例表示混合式施工机械1的外观的立体图。如图1所示，混合式施工机械1是所谓起重磁铁车辆，具备包含履带的行驶机构2和通过回转机构。
33、3转动自如地搭载于行驶机构2的上部的回转体4。回转体4上安装有动臂5、环形连接于动臂5的前端的斗杆6、及环形连接于斗杆6的前端的起重磁铁7。起重磁铁7为用于通过磁力吸附并抓获钢材等吊物G的设备。动臂5、斗杆6及起重磁铁7分别由动臂缸8、斗杆缸9及铲斗缸10液压驱动。另外，回转体4上设置有用于容纳操作起重磁铁7的位置或励磁动作及释放动作的操作员的驾驶室4A以及用于产生液压的引擎内燃机发说明书CN102216198ACN102216209A7/42页10动机11之类的动力源。引擎11例如由柴油引擎构成。0112另外，混合式施工机械1具备伺服控制单元60。伺服控制单元60控制用于驱动回转机构3或起重。
34、磁铁7之类的工作要件的交流电动机或用于辅助引擎11的电动发电机以及蓄电装置电池、电容器等的充放电。伺服控制单元60具备用于将直流电力转换为交流电力来驱动交流电动机或电动发电机的逆变器单元、控制电池的充放电的升降压转换器单元之类的多个驱动器单元和用于控制该多个驱动器单元的控制单元。0113图2是表示本实施方式的混合式施工机械1的电力系统以及液压系统之类的内部结构的方框图。另外，在图2中分别用双重线表示机械地传递动力的系统，用粗实线表示液压系统，用虚线表示操纵系统，用细实线表示电力系统。另外，图3是表示图2中的蓄电机构蓄电部120的内部结构的图。0114如图2所示，混合式施工机械1具备电动发电机交。
35、流电动机12及减速机13，引擎11及电动发电机12的旋转轴通过一同连接于减速机13的输入轴而相互连结。引擎11的负载较大时，电动发电机12通过将该引擎11作为工作要件驱动来辅助ASSIST引擎11的驱动力，电动发电机12的驱动力经过减速机13的输出轴传递至主泵14。另一方面，引擎11的负载较小时，引擎11的驱动力经过减速机13传递至电动发电机12，从而电动发电机12进行发电。电动发电机12例如由磁铁埋入于转子内部的IPMINTERIORPERMANENTMAGNETIC马达构成。电动发电机12的驱动和发电的切换通过对混合式施工机械1中电力系统的驱动进行控制的控制器30并按照引擎11的负载等来进。
36、行的。0115减速机13的输出轴上连接有主泵14及先导泵15，主泵14上通过高压液压管路16连接有控制阀17。控制阀17是对混合式施工机械1中的液压系统进行控制的装置。控制阀17上除了连接有用于驱动图1所示的行驶机构2的液压马达2A及2B之外，还通过高压液压管路连接有动臂缸8、斗杆缸9及铲斗缸10，控制阀17按照驾驶员的操作输入控制供给至它们的液压。在此，减速机13增速引擎的旋转而传递至电动发电机12，并且减速电动发电机12的旋转来辅助引擎的旋转。0116电动发电机12的电性端子上连接有逆变电路18A的输出端。逆变电路18A是本实施方式中的第2逆变电路。逆变电路18A的输入端上连接有蓄电机构1。
37、20。如图3所示，蓄电机构120具备作为直流母线的DC母线即DC总线110、升降压转换器直流电压变换器100及电池19。即，逆变电路18A的输入端通过DC母线110连接于升降压转换器100的输入端。升降压转换器100的输出端上连接有作为蓄电池的电池19。电池19例如由电容器型蓄电池构成。0117逆变电路18A根据来自控制器30的指令进行电动发电机12的运行控制。即，在使电动发电机12动力运行时，逆变电路18A从电池19和升降压转换器100通过DC母线110将所需的电力供给至电动发电机12。另外，在使电动发电机12再生运行时，通过DC母线110及升降压转换器100将通过电动发电机12发电的电力充。
38、电至电池19。另外，升降压转换器100的升压动作和降压动作的切换控制通过控制器30根据DC母线电压值、电池电压值及电池电流值进行。由此，能够将DC母线110维持在被蓄电为预先设定的恒定电压值的状态。0118蓄电机构120的DC母线110上通过逆变电路20B连接有起重磁铁7。起重磁铁7包含产生用于磁性吸附金属物的磁力的电磁铁，从DC母线110通过逆变电路20B供给电说明书CN102216198ACN102216209A8/42页11力。逆变电路20B根据来自控制器30的指令，接通电磁铁时通过DC母线110向起重磁铁7供给所要求的电力。另外，当断开电磁铁时，将再生的电力供给至DC母线110。011。
39、9并且，蓄电机构120上连接有逆变电路20A。逆变电路20A的一端连接有作为工作用电动机的回转用电动机交流电动机21，逆变电路20A的另一端被连接于蓄电机构120的DC母线110。回转用电动机21为使回转体4回转的回转机构3的动力源。回转用电动机21的旋转轴21A上连接有分解器22、机械制动器23及回转减速机24。另外，逆变电路20A为本实施方式中的第1逆变电路。0120当回转用电动机21进行动力运行时，回转用电动机21的旋转驱动力的旋转力被回转减速机24放大，回转体4被加减速控制而进行旋转运动。并且，通过回转体4的惯性旋转，被回转减速机24增加转速并传递至回转用电动机21，从而产生再生电力。。
40、回转用电动机21根据PWMPULSEWIDTHMODULATION控制信号并通过逆变电路20A被交流驱动。作为回转用电动机21，例如磁铁埋入型IPM马达适合。0121分解器22是检测回转用电动机21的旋转轴21A的旋转位置及旋转角度的传感器，通过与回转用电动机21机械地连结来检测出旋转轴21A的旋转角度及旋转方向。通过分解器22检测旋转轴21A的旋转角度来导出回转机构3的旋转角度及旋转方向。机械制动器23是产生机械制动力的制动装置，根据来自控制器30的指令机械地停止回转用电动机21的旋转轴21A。回转减速机24是对回转用电动机21的旋转轴21A的转速进行减速并机械地传递至回转机构3的减速机。0。
41、122另外，由于在DC母线110上通过逆变电路18A、20A及20B连接有电动发电机12、回转用电动机21及起重磁铁7，因此还有由电动发电机12发电的电力直接供给至起重磁铁7或回转用电动机21的情况，并且还有由起重磁铁7再生的电力供给至电动发电机12或回转用电动机21的情况，并且，还有由回转用电动机21再生的电力供给至电动发电机12或起重磁铁7的情况。0123由于逆变电路18A、20A及20B控制大电力，因此发热量变得极其大。并且，在包含于升降压转换器100的电抗器101参照图3中，发热量也变得极大。因此，需要冷却逆变电路18A、20A和20B以及升降压转换器100。因此，本实施方式的混合式施。
42、工机械1除了引擎11用的冷却液循环系统之外，还具备用于冷却升降压转换器100、逆变电路18A、20A及20B的冷却液循环系统。0124如图2所示，混合式施工机械1具备相互独立的内燃机发动机用的第1冷却液循环系统160和电力系统用的第2冷却液循环系统170。第1冷却液循环系统160通过泵马达161驱动并冷却引擎11。第2冷却液循环系统170具有用于使供给至升降压转换器100、逆变电路18A、20A及20B等的冷却液循环的泵冷却液循环用泵172和驱动该泵172的泵马达冷却用电动机171。泵马达171通过逆变电路20C连接于蓄电机构120。逆变电路20C是本实施方式中的冷却用电动机驱动电路，在冷却升。
43、降压转换器100时根据来自控制器30的指令向泵马达171供给所要求的电力。本实施方式的冷却液循环系统170对升降压转换器100、逆变电路18A、20A和20B以及控制器30进行冷却。此外，冷却液循环系统170还对电动发电机12、减速机13及回转用电动机21进行冷却。0125先导泵15上通过先导管路25连接有操作装置26。操作装置26是用于操作回转用电动机21、行驶机构2、动臂5、斗杆6及起重磁铁7的操作装置，由操作员操作。操作装说明书CN102216198ACN102216209A9/42页12置26上，通过液压管路27连接控制阀17，并且通过液压管路28连接压力传感器29。操作装置26将通过。
44、先导管路25供给的液压1次侧液压转换为按照工作人员的操作量的液压2次侧液压来输出。从操作装置26输出的2次侧液压通过液压管路27供给至控制阀17的同时，由压力传感器29进行检测。通过切换控制阀17内的电磁阀或切换阀来控制被送至动臂缸8、斗杆缸9等的作动油。在此，举出了作为工作用电动机的回转用电动机21，但也可使行使机构2作为工作用电动机来电力驱动。并且在将本申请发明应用于叉车时，可使起重装置作为工作用电动机来电力驱动。0126若对操作装置26输入用于使回转机构3回转的操作，则压力传感器29将该操作量作为液压管路28内的液压的变化来检测出。压力传感器29输出表示液压管路28内的液压的电信号。该电。
45、信号被输入至控制器30，用于回转用电动机21的驱动控制。0127控制器30构成本实施方式中的控制部。控制器30由包含中央运算处理装置CPUCENTRALPROCESSINGUNIT及内部存储器的运算处理装置构成，针对存储于内部存储器的驱动控制用的程序，通过由CPU执行来实现。另外，控制器30的电源为与电池19不同的电池例如24V车载电池。控制器30将从压力传感器29所输入的信号中表示用于使回转机构3回转的操作量的信号转换为速度指令，通过根据该速度指令驱动逆变电路20A来进行回转用电动机21的控制。并且，控制器30通过驱动逆变电路18A来进行电动发电机12的运行控制辅助运行及发电运行的切换，通过。
46、驱动逆变电路20B来进行起重磁铁7的驱动控制励磁和消磁的切换，并进行基于驱动控制升降压转换器100的电池19的充放电控制。0128另外，本实施方式的控制器30具有在实施混合式施工机械1的维护等时用于降低DC母线110的电压具体而言，使在连接于DC母线110的平滑用电容器等中积蓄的电荷消耗的DC母线电压降低模式母线电压降低模式。控制器30在该DC母线电压降低模式中停止逆变电路18A、20A和20B以及升降压转换器100的全部，并且将设置于升降压转换器100与电池19之间的开关后述设为非连接状态之后，驱动逆变电路20C并使泵马达171消耗电力，由此降低DC母线110的电压。DC母线电压降低模式在混。
47、合式施工机械1的运行被停止时具体而言，引擎11由于操作员操作键40而欲停止时开始，或者在由工作人员通过驾驶室4A参照图1内的操作板进行与DC母线电压降低模式的开始有关的输入时开始。0129另外，本实施方式的控制器30在驱动逆变电路18A、20A和20B以及升降压转换器100时，根据包含于这些电路中的IPM的温度进行在该电路中流动的电流的限制。即，当IPM的温度在第1阈值T1以下时，设定不妨碍通常动作程度的最大电流值，以不超过该最大电流值的方式驱动该电路逆变电路18A、20A和20B以及升降压转换器100中的任一个。而且，当IPM的温度超过第1阈值T1时温度异常时，将该电路的最大电流值设定为小于。
48、上述通常时的最大电流值，并以不超过该温度异常时的最大电流值的方式驱动该电路。另外，当IPM的温度经过这样的温度异常而成为低于第1阈值T1的第3阈值T3T1以下时，控制器30将该电路的最大电流值恢复成不妨碍通常动作程度的最大电流值。如此，将返回到通常动作时的温度T3设定为小于判定为温度异常的温度T1是为了使异常判定具有磁滞性而进行稳定的控制。0130另外，当IPM的温度超过高于第1阈值T1的第2阈值T2T1时，控制器30停说明书CN102216198ACN102216209A10/42页13止包含该IPM的电路逆变电路18A、20A和20B以及升降压转换器100中的任一个的动作。另外，该第2阈值。
49、T2设定为低于内置于IPM的过热保护功能所动作的温度。0131在此，对本实施方式中的升降压转换器100进行详细说明。如图3所示，升降压转换器100具备升降压型的转换控制方式，具有电抗器101、晶体管100B及100C。晶体管100B是升压用的转换元件，晶体管100C是降压用的转换元件。晶体管100B及100C例如由IGBTINSULATEDGATEBIPOLARTRANSISTOR构成，并相互串联连接。0132具体而言，晶体管100B的集电极与晶体管100C的发射极相互连接，晶体管100B的发射极通过开关100F连接于电池19的负侧端子及DC母线110的负侧配线，晶体管100C的集电极连接于DC母线110的正侧配线。而且，电抗器101的一端连接于晶体管100B的集电极及晶体管100C的发射极的同时，另一端通过开关100E连接于电池19的正侧端子。从控制器30对晶体管100B及100C的栅极外加PWM电压。由来自控制器30的指令控制开关100E及100F的连接状态。0133另外，晶体管100B的集电极与发射极之间反向并列连接有作为整流元件的二极管100B。同样地，晶体管100C的集电极与发射极之间反向并列连接有二极管100C。晶体管100C的集电极与晶体管100B的发射极之间即DC母线110的正侧配线与负侧配线之间连接有平滑用电容器110A，该电容器110A使来自升降压转换器1。