[发明专利]作业车辆

说明书

技术领域

本发明涉及装备了发动机及电动机来作为动力源的作业车辆。

背景技术

近年来，由于环境问题、原油价格高涨等情况，针对各工业制品的节能愿望逐渐增强。例如，在汽车领域中，装备了发动机和电动机(motor)来作为动力源的混合动力车已经上市。此外，目前在以基于柴油发动机的液压驱动系统为中心的作业车辆(例如工程车辆、工业车辆等)的领域中，也存在此倾向，基于电动化的高效化、节能化的事例逐渐增加。例如，在使作业车辆的驱动部分电动化、即：使驱动源为电动机的情况下，除了减少排放气体外，还能够期待发动机的高效率驱动(搭载发动机的混合动力机种的情况)、动力传递效率的提高、再生电力的回收等多种节能效果。在这样的作业车辆的领域中，叉车的电动化一直在推进，利用蓄电池的电力来驱动电动机的、所谓的“蓄电池式叉车”已实际应用。

此外，在最近，在发动机式的液压挖掘机和叉车等中，以柴油发动机和电动机为驱动源的“混合动力车辆”已开始产品化。作为在混合动力化的情况下有望实现降低燃油消耗效果的作业车辆，有轮式装载机。以往的轮式装载机例如是下述这样的作业车辆：一边经由液力变矩器及变速器(T/M)将发动机的动力传递至车轮来进行行驶，一边通过安装在车辆前方的作业装置的铲斗部分对土砂等进行掘铲、搬运。若将这样的轮式装载机的行驶驱动部分电动化，则能够将液力变矩器及变速器部分的动力传递效率提高到基于电气实现的动力传递效率。再者，在轮式装载机中，由于作业中会频繁地反复进行起步、停止的行驶动作，所以，在将行驶驱动部分电动化了的情况下，有望从行驶用的电动机回收制动时的再生电力。

在这种轮式装载机中，作为串联式混合动力系统的轮式装载机，有的具有：与发动机机械式连结的电动发电机(电动机-发电机)、控制该电动发电机的第一逆变器、与行驶部的输出轴(传动轴)机械式连结的行驶用电动机、控制该行驶用电动机的第二逆变器、以及经由DC-DC变换器而与该第一及第二逆变器电连接的蓄电装置。作为该系统的基本动作，一边通过蓄电装置和DC-DC变换器将系统电压(各逆变器之间的DC总线电压)控制成规定的值，一边主要通过发动机使电动发电机发电驱动，并通过所发出的电力使行驶用电动机产生扭矩而使车辆行驶。此外，该系统中的蓄电装置不仅如前所述作为用于将系统电压保持在规定值的电力源进行动作，还作为发动机动力不足时的辅助动力源、行驶用电动机的再生制动时的电力吸收源而进行动作，因此要用容量比较大的蓄电装置。例如有大容量的双电层电容器、以Li离子、Ni-MH所代表的可充电电池等。

作为涉及这样的混合动力式作业车辆中的蓄电装置的充放电控制的技术，有如下这样的混合动力式液压挖掘机(工程机械)，即，该混合动力式液压挖掘机(工程机械)包括：对由发动机驱动的电动发电机进行控制的电动发电机控制部、对电连接的第一蓄电器和第二蓄电器之间的充放电进行控制的充放电控制部、与该第二蓄电器电连接的电动机、以及使该第一蓄电器及该第二蓄电器的至少一方的蓄电目标值在电动机进行再生动作前降低的控制装置(国际公开第2010/143628号小册子)。

现有技术文献

专利文献

专利文献1:国际公开第2010/143628号小册子

发明内容

作为上述文献的技术所实现效果的一个方面，在推定为要产生基于电动机的再生电力的情况下预先使蓄电器的蓄电目标值降低，由此能够抑制该蓄电器的过充电，并且能够有效地利用再生电能。即，能够在作为混合动力车辆的一个特长的、再生电力的利用方面实现有效率的动作。

但是，若如该技术这样只是在电动机再生时降低充电目标值，则在假定混合动力车辆持续进行比较大的负荷动作的情况下，有可能难以确保该动作的持续所需要的辅助用电力。例如，在蓄电器(蓄电装置)是双电层电容器的情况下，由于电容量比可充电电池小，所以在重负荷动作持续的情况下被认为辅助电力不足而使动力受到限制。再者，在蓄电装置是可充电电池的情况下，若充电深度(State of Charge；充电状态(以下，有时称为SOC))处于低水平，则被认为有必要限制放电功率。

因此，本发明的目的在于提供一种这样的作业车辆：在将驱动部电动化了的混合动力式作业车辆中，即使在重负荷作业持续进行的情况下也能够没有动力下降地持续作业。