[发明专利]混合动力式作业机械

说明书

技术领域

本发明涉及混合动力式作业机械，详细地讲，涉及具有对发动机进行助力的助力电动机的混合动力式作业机械。

背景技术

以往，作为混合动力式作业机械，存在具有用于对驱动液压泵的发动机进行助力的助力电动机的作业机械（例如，参照国际公开第2008/117748号公报（专利文献1））。

在上述混合动力式作业机械中，通常使用电池或电容器等大容量的蓄电器，将再生的能量暂时存储到蓄电器中，根据发动机负载/转速和蓄电器的剩余容量，以预先决定的输出进行发动机的助力。

然而，存在上述混合动力式作业机械所使用的大容量的蓄电器成本高且安装尺寸大这样的课题。此外，还存在如下课题，该大容量的蓄电器需要振动对策和冷却对策，由于老化严重而内部发热增大，导致蓄电量降低。此外，还存在如下课题，在上述混合动力式作业机械中，当进行维护作业时需要对大容量的蓄电器确保安全性，大容量的蓄电器的废弃成本较高，而且截流继电器、浪涌电流抑制电路等附加电路也使成本升高。

在上述以往的混合动力式作业机械中，如果在回收再生能量过程中处于由于发动机驱动液压泵的负载等而存在发动机负载的状态，则可以与发电同时地进行发动机助力，因而不需要暂时将能量存储到蓄电器中，可以将再生能量用于发动机助力。

然而，由于发动机转速或作业机的作业状态的不同，存在由再生能量发电的发电量比发动机负载大的情况。当这样的由再生能量发电的发电量比发动机负载大时，如果原样继续发电，则可能导致发动机转速上升而破坏设备，或者控制器内的稳定电压用的电容器电压值上升而使设备破损。

专利文献

专利文献1：国际公开第2008／117748号公报

发明内容

发明要解决的问题

因此，本发明的课题在于，提供一种不需要对用于驱动助力电动机的电力进行蓄电，而能够利用再生能量对发动机进行助力的价格低廉的混合动力式作业机械。

用于解决问题的手段

为了解决上述课题，本发明的混合动力式作业机械的特征在于，具有：作业机；发动机，其为上述作业机提供动力；助力电动机，其用于对上述发动机进行助力；再生装置，其对上述作业机在加速时产生的过剩能量或者在减速时产生的惯性能量进行再生；发电机，其通过由上述再生装置再生的能量进行发电；变流器，其将由上述发电机发电产生的交流电压转换为直流电压；逆变器，其将由上述变流器转换得到的直流电压转换为驱动上述助力电动机的交流电压；以及控制装置，其根据上述发动机的负载控制上述发电机的发电量。

根据上述结构，通过再生装置使发电机对作业机在加速时产生的过剩能量或者在减速时产生的惯性能量再生而进行发电，通过变流器将来自发电机的交流电压转换为直流电压，通过逆变器将变流器的直流电压转换为交流电压。这样，通过由逆变器转换得到的交流电压驱动助力电动机。此时，控制装置根据发动机的负载控制发电机的发电量，因此例如以发电机的发电量不大于与发动机负载相当的电力量的方式限制发电机的发电量，由此可以将变流器与逆变器之间的直流环节（DC link）电压的上升设为容许电压以下。由此，可以不需要对用于驱动助力电动机的电力进行蓄电，而能够利用再生能量与发电同时地对发动机进行助力。因此，能够实现可以对发动机进行助力的价格低廉的混合动力式作业机械。

此外，在一个实施方式的混合动力式作业机械中，采用在上述变流器与上述逆变器之间不连接实质上对电力进行蓄电的蓄电器而利用直流环节部进行连接的结构。

根据上述实施方式，通过采用在变流器与逆变器之间不连接实质上对电力进行蓄电的蓄电器而利用直流环节部进行连接的结构，不使用需要振动对策、冷却对策、安全对策等并且尺寸较大的蓄电器，因此能够实现处理容易的混合动力式作业机械。

此外，在一个实施方式的混合动力式作业机械中，上述控制装置具有：发电量判定部，其判定上述发电机通过上述作业机在加速时产生的过剩能量或者在减速时产生的惯性能量能够发电的发电量是否为与上述发动机的负载相当的电力以上；以及发电量控制部，当上述发电量判定部判定为上述发电机的可发电电力为与上述发动机的负载相当的电力以上时，控制上述发电机的发电量，以使得上述发电机的发电量成为与上述发动机的负载相当的发电量。