專利名稱：混合式工作機械的制作方法
混合式工作機械技術(shù)領(lǐng)域
本申請主張基于2010年12月09日申請的日本專利申請第2010-274861號的優(yōu)先權(quán)。其申請的全部內(nèi)容通過參考援用于本說明書中。
本發(fā)明涉及一種混合式工作機械。
背景技術(shù)：
混合式挖土機等混合式工作機械一般包含用于輔助引擎的電動發(fā)電機。電動發(fā)電機通過來自包含蓄電池或蓄電器的蓄電裝置的電力被驅(qū)動。并且，通過再生機構(gòu)獲得的再生電力被充電于蓄電裝置。
作為蓄電裝置的蓄電器有時利用大容量的電容器。這樣的電容器具有若重復(fù)進行充放電則促進劣化且縮短壽命之類的特性。因此，為了延長電容器的壽命想盡各種辦法。
例如，鑒于電容器的電壓越高劣化的程度越大這一點，提出了當結(jié)束工作機械的運行時，以電容器的電壓成為設(shè)定電壓以下的方式使電容器放電的技術(shù)。從電容器放電的電力蓄積在例如輔助蓄電池等蓄電部。
并且，為了不設(shè)置輔助蓄電池等蓄電部而使電容器放電，提出了例如由來白電容器的電力驅(qū)動水冷泵(水冷泵用電動機)來消耗電力并降低電容器電壓的技術(shù)(例如參考專利文獻1)。
專利文獻1 國際公開W02009/125833號
如上述由來自電容器的電力驅(qū)動水冷泵(水冷泵用電動機)來消耗電力，由此降低電容器的電壓時(這種情況稱為放電)，水冷泵的容量一般較小，因此有水冷泵消耗的電力較小且放電花費時間的顧慮。進行放電通常在停止施工機械的運行時進行，若放電花費時間，則有直到完全停止施工機械的運行為止的時間也相應(yīng)地變長之類的問題。并且，寒冷地區(qū)模式的施工機械還有不需要水冷且不使用水冷泵的情況，這時無法進行放電。
因此，還提出了為了進行放電而使用輔助馬達來代替使用水冷泵的技術(shù)。這時，為了驅(qū)動輔助馬達需要驅(qū)動機械地連接于主液壓泵的引擎。因此，工作的驅(qū)動機構(gòu)較多，因此當驅(qū)動機構(gòu)發(fā)生故障時有可能產(chǎn)生無法進行放電之類的問題。并且，由于將引擎驅(qū)動至放電結(jié)束，因此在引擎中白白地消耗能量。發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明的目的在于提供一種能夠利用驅(qū)動部分較少的機構(gòu)在短時間內(nèi)進行電容器的放電的技術(shù)。
根據(jù)本發(fā)明，提供一種混合式工作機械，其具有引擎；輔助所述引擎的輔助馬達； 通過所述引擎驅(qū)動的液壓泵；將電力供給至所述輔助馬達的蓄電裝置；通過所述蓄電裝置的蓄電器的電力進行動力運行的放電用電動機；連結(jié)于所述放電用電動機的放電用液壓馬達；及驅(qū)動控制所述放電用液壓馬達的液壓回路，其特征在于，所述液壓回路包含連接于所述放電用液壓馬達的液壓供給端口與液壓排出端口的循環(huán)回路，并且，包含在進行放電處理時以所述放電用液壓馬達連接于所述循環(huán)回路的方式進行切換的切換閥。
發(fā)明效果
根據(jù)本發(fā)明，由于通過驅(qū)動放電用電動機來進行蓄電器的放電，因此驅(qū)動的部分僅為放電用電動機及放電用液壓馬達，即使在引擎停止的狀態(tài)下也能夠進行放電。并且，通過將放電用電動機設(shè)為容量比較大的動臂再生用電動發(fā)電機或回轉(zhuǎn)再生用電動發(fā)電機，能夠在短時間內(nèi)消耗為了放電而從蓄電器放出的電力。


圖1是混合式挖土機的側(cè)視圖。
圖2是表示基于第1實施方式的混合式挖土機的驅(qū)動系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)的塊圖。
圖3是表示蓄電系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)的塊圖。
圖4是蓄電系統(tǒng)的回路圖。
圖5是放電處理的一例的流程圖。
圖6是放電處理的其他例子的流程圖。
圖7是表示通過回轉(zhuǎn)液壓馬達驅(qū)動回轉(zhuǎn)機構(gòu)的混合式挖土機的驅(qū)動系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)的塊圖。
圖8是表示基于第2實施方式的混合式挖土機的驅(qū)動系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)的塊圖。
圖9是表示串聯(lián)型混合式挖土機的驅(qū)動系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)的塊圖。
圖中1-下部行走體，IAUB-液壓馬達，2-回轉(zhuǎn)機構(gòu)，3-上部回轉(zhuǎn)體，4_動臂， 5-斗桿，6-鏟斗，7-動臂缸，7A-液壓配管，7B-動臂角度傳感器，8-斗桿缸，9-鏟斗缸， 10-駕駛室，11-引擎，12-電動發(fā)電機，13-變速器，14-主泵，15-先導(dǎo)泵，16-高壓液壓管路，17-控制閥，18、18A、18B、20-逆變器，19-電容器，21-回轉(zhuǎn)用電動機，22-分解器， 23-機械制動器，24-回轉(zhuǎn)變速器，25-先導(dǎo)管路，26-操作裝置，26A.26B-操縱桿，^C-踏板，26D-按鈕開關(guān)，27-液壓管路，28-液壓管路，29-壓力傳感器，30-控制器，35-顯示裝置，40-回轉(zhuǎn)液壓馬達，100-升降壓轉(zhuǎn)換器，110-DC母線，Ill-DC母線電壓檢測部，112-電容器電壓檢測部，113-電容器電流檢測部，120-蓄電系統(tǒng)，300-動臂再生用馬達(電動發(fā)電機)，310_動臂再生用液壓馬達，320-再生閥，330-切換閥，400-回轉(zhuǎn)再生用馬達(電動發(fā)電機)，410-回轉(zhuǎn)再生用液壓馬達，500-泵用電動機。
具體實施方式
圖1是表示作為應(yīng)用本發(fā)明的混合式工作機械的一例的混合式挖土機的側(cè)視圖。
混合式挖土機的下部行走體1上通過回轉(zhuǎn)機構(gòu)2搭載有上部回轉(zhuǎn)體3。上部回轉(zhuǎn)體3上安裝有動臂4。在動臂4的前端安裝斗桿5，在斗桿5的前端安裝有鏟斗6。動臂4、 斗桿5及鏟斗6分別通過動臂缸7、斗桿缸8及鏟斗缸9液壓驅(qū)動。上部回轉(zhuǎn)體3上設(shè)置駕駛室10，并且搭載引擎等動力源。
圖2是表示基于本發(fā)明的第1實施方式的混合式挖土機的驅(qū)動系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)的塊圖。在圖2中，分別用雙重線表示機械動力系統(tǒng)，用實線表示高壓液壓管路，用虛線表示先導(dǎo)管路，用實線表示電力驅(qū)動或控制系統(tǒng)。
作為機械式驅(qū)動部的引擎11及作為輔助驅(qū)動部的電動發(fā)電機12分別連接于變速器13的2個輸入軸。變速器13的輸出軸上作為液壓泵連接有主泵14及先導(dǎo)泵15。主泵 14上通過高壓液壓管路16連接有控制閥17。
控制閥17為進行混合式挖土機中的液壓系統(tǒng)的控制的控制裝置。下部行走體1 用的液壓馬達IA (右用)及IB (左用)、動臂缸7、斗桿缸8及鏟斗缸9通過高壓液壓管路連接于控制閥17。
電動發(fā)電機12上通過逆變器18A連接包含作為蓄電器的電容器的蓄電系統(tǒng)120。 蓄電系統(tǒng)120上通過逆變器20連接有作為電動工作要件的回轉(zhuǎn)用電動機21?；剞D(zhuǎn)用電動機21的旋轉(zhuǎn)軸21A上連接分解器22、機械制動器23及回轉(zhuǎn)變速器M。并且，先導(dǎo)泵15上通過先導(dǎo)管路25連接操作裝置26。由回轉(zhuǎn)用電動機21、逆變器20、分解器22、機械制動器 23及回轉(zhuǎn)變速器M構(gòu)成負載驅(qū)動系統(tǒng)。
操作裝置沈包含操縱桿^A、操縱桿^B、踏板^C。操縱桿^A、操縱桿26B及踏板26C通過液壓管路27及28分別連接于控制閥17及壓力傳感器四。壓力傳感器四連接于進行電力系統(tǒng)的驅(qū)動控制的控制器30。
本實施方式中，用于獲得動臂再生電力的動臂再生用馬達300(也稱為電動發(fā)電機300)通過逆變器18C連接于蓄電系統(tǒng)120。電動發(fā)電機300通過由從動臂缸7吐出的工作油驅(qū)動的液壓馬達310驅(qū)動。電動發(fā)電機300利用動臂4隨重力下降時從動臂缸7吐出的工作油的壓力，將動臂4的位能轉(zhuǎn)換為電能。另外，在圖2中，為了方便說明，液壓馬達 310和電動發(fā)電機300示于相隔的位置，但實際上，電動發(fā)電機300的旋轉(zhuǎn)軸機械地連接于液壓馬達310的旋轉(zhuǎn)軸。
即，液壓馬達310構(gòu)成為通過動臂4下降時從動臂缸7吐出的工作油旋轉(zhuǎn)，且為了將動臂4隨重力下調(diào)時的能量轉(zhuǎn)換成旋轉(zhuǎn)力而設(shè)置。液壓馬達310設(shè)置在控制閥17與動臂缸7之間的液壓配管7A上，能夠安裝于上部回轉(zhuǎn)體3內(nèi)的適當?shù)牟课弧?br> 由電動發(fā)電機300發(fā)電的電力作為再生電力經(jīng)逆變器18C供給至蓄電系統(tǒng)120。 由電動發(fā)電機300和逆變器18C構(gòu)成負載驅(qū)動系統(tǒng)。
另外，本實施方式中，用于檢測動臂4的角度的動臂角度傳感器7B安裝于動臂4 的支承軸。動臂角度傳感器7B將檢測出的動臂角度θ B供給至控制器30。
圖3是表示蓄電系統(tǒng)120的結(jié)構(gòu)的塊圖。蓄電系統(tǒng)120包含作為蓄電器的電容器 19、升降壓轉(zhuǎn)換器及DC母線110。作為第2蓄電器的DC母線110控制作為第1蓄電器的電容器19、電動發(fā)電機12及回轉(zhuǎn)用電動機21之間的電力授受。電容器19上設(shè)置有用于檢測電容器電壓值的電容器電壓檢測部112和用于檢測電容器電流值的電容器電流檢測部 113。通過電容器電壓檢測部112和電容器電流檢測部113檢測的電容器電壓值和電容器電流值被供給至控制器30。
升降壓轉(zhuǎn)換器100按照電動發(fā)電機12、電動發(fā)電機300及回轉(zhuǎn)用電動機21的運行狀態(tài)，進行切換升壓動作與降壓動作的控制，以便將DC母線電壓值限制在恒定范圍內(nèi)。DC 母線110配設(shè)在逆變器18A、18C及20與升降壓轉(zhuǎn)換器100之間，進行電容器19、電動發(fā)電機12、電動發(fā)電機300及回轉(zhuǎn)用電動機21之間的電力的授受。
返回到圖2，控制器30為驅(qū)動控制混合式挖土機的作為主控制部的控制裝置?？刂破?0由包含CPU (Central Processing Unit)及內(nèi)部存儲器的運算處理裝置構(gòu)成，是通過由CPU執(zhí)行儲存在內(nèi)部存儲器中的驅(qū)動控制用程序來實現(xiàn)的裝置。5
控制器30將從壓力傳感器四供給的信號轉(zhuǎn)換成速度指令，進行回轉(zhuǎn)用電動機21 的驅(qū)動控制。從壓力傳感器四供給的信號相當于表示為了使回轉(zhuǎn)機構(gòu)2回轉(zhuǎn)而對操作裝置26進行操作時的操作量的信號。
控制器30進行電動發(fā)電機12的運行控制(電動(輔助)運行或發(fā)電運行的切換)，并且通過驅(qū)動控制作為升降壓控制部的升降壓轉(zhuǎn)換器100來進行電容器19的充放電控制?？刂破?0根據(jù)電容器19的充電狀態(tài)、電動發(fā)電機12的運行狀態(tài)(電動(輔助)運行或發(fā)電運行)及回轉(zhuǎn)用電動機21的運行狀態(tài)(動力運行或再生運行)，進行升降壓轉(zhuǎn)換器100的升壓動作與降壓動作的切換控制，由此進行電容器19的充放電控制。
該升降壓轉(zhuǎn)換器100的升壓動作與降壓動作的切換控制根據(jù)通過DC母線電壓檢測部111檢測的DC母線電壓值、通過電容器電壓檢測部112檢測的電容器電壓值及通過電容器電流檢測部113檢測的電容器電流值進行。
在如以上的結(jié)構(gòu)中，作為輔助馬達的電動發(fā)電機12所發(fā)電的電力通過逆變器18A 供給至蓄電系統(tǒng)120的DC母線110，通過升降壓轉(zhuǎn)換器100供給至電容器19?；剞D(zhuǎn)用電動機21再生運行而生成的再生電力通過逆變器20供給至蓄電系統(tǒng)120的DC母線110，通過升降壓轉(zhuǎn)換器100供給至電容器19。并且，動臂再生用電動發(fā)電機300所發(fā)電的電力通過逆變器18C供給至蓄電系統(tǒng)120的DC母線110，通過升降壓轉(zhuǎn)換器100供給至電容器19。
通過分解器22檢測回轉(zhuǎn)用電動機21的轉(zhuǎn)速(角速度ω)。并且通過設(shè)置在動臂 4的支承軸的回轉(zhuǎn)式編碼器等動臂角度傳感器7Β檢測動臂4的角度(動臂角度θ B)。
本實施方式中，當需要進行電容器19的放電時，從電容器19向動臂再生用馬達 300供給電力來驅(qū)動液壓馬達310，由此消耗來自電容器19的電力。由此，可以通過將電容器19的電壓降低至預(yù)先規(guī)定的較低電壓來進行放電。
圖4是表示用于進行放電的液壓回路的圖。進行放電時，首先從控制器30向逆變器18C發(fā)送用于為了放電而驅(qū)動動臂再生用馬達300的控制信號。若接收控制信號，則逆變器18C將從蓄電系統(tǒng)120供給的電容器19的電力供給至動臂再生用馬達300。由此驅(qū)動動臂再生用馬達300，液壓馬達310通過驅(qū)動力旋轉(zhuǎn)。
在此，進行放電時，電動發(fā)電機300作為電動機發(fā)揮作用，動臂再生用液壓馬達 310相當于通過電動發(fā)電機300驅(qū)動的液壓負載。當然，進行放電時，不進行基于動臂再生用液壓馬達310的再生。因此，進行放電時，呈控制閥17關(guān)閉，且再生閥320也關(guān)閉的狀態(tài)。 若再生閥320關(guān)閉，則工作油不會供給至動臂再生用液壓馬達310。因此，進行放電時，從控制器30向切換閥330發(fā)送模式切換信號，驅(qū)動切換閥330來切換液壓回路。即，驅(qū)動切換閥330，由閉環(huán)回路連接動臂再生用液壓馬達310的液壓供給端口和液壓排出端口。
因此，若切換閥330被切換，則供給至動臂再生用液壓馬達310的液壓供給端口的工作油從液壓排出端口排出，排出的工作油再次返回到液壓供給端口，動臂再生用液壓馬達310呈空轉(zhuǎn)的狀態(tài)。即使在空轉(zhuǎn)的狀態(tài)下，也需要用于使工作油流動的動力，其動力相當于電動發(fā)電機300的驅(qū)動力。
如以上，動臂再生用液壓馬達310通過供給至電動發(fā)電機300的來自電容器19的電力進行空轉(zhuǎn)，由此消耗來自電容器19的電力，電容器19的電壓下降。當電容器19的電壓成為預(yù)先設(shè)定的電壓時，完成放電，停止向電動發(fā)電機300供給電力，動臂再生用液壓馬達310的空轉(zhuǎn)被停止。
電動發(fā)電機300及動臂再生用液壓馬達310為與包含引擎11的驅(qū)動系統(tǒng)分離的驅(qū)動系統(tǒng)，即使在引擎11不運行(停止的)的狀態(tài)下，也能夠驅(qū)動電動發(fā)電機300及動臂再生用液壓馬達310。因此，能夠在停止引擎11之后進行放電，即使引擎11為怠速狀態(tài)，也能夠進行放電。
在此，參考圖5的流程圖對放電處理的一例進行說明。若開始放電處理，則首先在步驟Sl中，判定引擎11是否停止。引擎11停止時，處理進入步驟S2。在步驟S2中，放電模式成為0N，首先，模式切換信號供給至切換閥330，切換閥330切換成放電模式。這時，動臂再生用液壓馬達310不進行液壓再生，因此再生閥320關(guān)閉。切換閥330切換成放電模式后，控制信號供給至逆變器18C。由此，逆變器18C將來自電容器19的電力供給至電動發(fā)電機300，電動發(fā)電機300被驅(qū)動。通過電動發(fā)電機300的驅(qū)動，動臂再生用液壓馬達310 被驅(qū)動，電動發(fā)電機300消耗電力。該電力為從電容器19供給的電力，電容器19的電壓通過該放電降低。
接著，在步驟S3中，判定電容器19的電壓Vcap是否小于預(yù)先設(shè)定的電容器目標電壓(閾值)Vth。當電容器19的電壓Vcap在電容器目標電壓(閾值)Vth以上時，重復(fù)進行步驟S3的判定。若電容器19的電壓Vcap小于電容器目標電壓(閾值)Vth，則處理進入步驟S4，放電模式成為OFF。由此，停止向電動發(fā)電機300供給電力，動臂再生用液壓馬達310停止，完成放電。因此，在步驟S5中將施工機械的電源(主開關(guān))設(shè)為OFF而結(jié)束放電處理。這樣，若將電源設(shè)為OFF，則停止向轉(zhuǎn)換器、逆變器發(fā)送控制信號。
另一方面，若在步驟Sl中判定為引擎11沒有停止，則處理進入步驟S6。步驟S6 中，判定引擎11是否在怠速運行中。若判定為引擎11在非怠速運行中，則處理返回到步驟 Si，從最開始重復(fù)放電處理。若在步驟S6中判定為引擎11在怠速運行中，則處理進入步驟 S7。步驟S7 步驟S9的處理與上述的步驟S2 步驟S4的處理相同。
在此，怠速運行是指，未施加向主泵的負載時的引擎的運行狀態(tài)。并且，作為怠速運行，也可以為在未向主泵施加負載的狀態(tài)下，以引擎轉(zhuǎn)速設(shè)定成低于工作時轉(zhuǎn)速的怠速時轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)時的引擎的運行狀態(tài)。
即，在步驟S7中，放電模式成為0N，首先，模式切換信號供給至切換閥330，切換閥 330切換成放電模式。這時，由于動臂再生用液壓馬達310不進行液壓再生，因此再生閥320 關(guān)閉。切換閥330切換成放電模式后，控制信號供給至逆變器18C。由此，逆變器18C將來自電容器19的電力供給至電動發(fā)電機300，電動發(fā)電機300被驅(qū)動。通過電動發(fā)電機300 的驅(qū)動，動臂再生用液壓馬達310被驅(qū)動，電動發(fā)電機300消耗電力。該電力為從電容器19 供給的電力，電容器19的電壓通過該放電降低。
接著，在步驟S8中，判定電容器19的電壓Vcap是否小于預(yù)先設(shè)定的電容器目標電壓(閾值)Vth。當電容器19的電壓Vcap在電容器目標電壓(閾值)Vth以上時，重復(fù)進行步驟S8的判定。若電容器19的電壓Vcap小于電容器目標電壓(閾值)Vth，則處理進入步驟S9，放電模式成為OFF。由此，停止向電動發(fā)電機300供給電力，動臂再生用液壓馬達310停止，完成放電。若在步驟S9中完成怠速運行中的放電處理，則處理返回到步驟 Si。根據(jù)返回到步驟Sl來判定是否不處于怠速運行中且引擎11已停止，因此能夠接著進行引擎11停止時的放電處理。
在以上的放電處理中，即使引擎11在怠速運行中時，也通過動力運行動臂再生用電動發(fā)電機300來進行放電，但是當引擎11在怠速運行中時，還能夠利用作為輔助馬達的電動發(fā)電機12來進行放電。
在此，參考圖6對利用電動發(fā)電機12進行放電的處理進行說明。在圖6中，對與圖5所示的步驟相同的步驟附加相同的步驟號碼，并適當省略其說明。
圖6所示的放電處理中與圖5所示的放電處理的不同點為，引擎11的怠速運行中的放電并非成為圖5所示的步驟S7的處理，而是成為圖6所示的步驟Sll的處理。在步驟 S7的處理中，通過驅(qū)動動臂再生用馬達300來進行放電，但在步驟Sll的處理中，通過驅(qū)動直接連接于引擎11的作為輔助馬達的電動發(fā)電機12來進行放電。當引擎11怠速運行時， 電動發(fā)電機12也旋轉(zhuǎn)，能夠通過動力運行電動發(fā)電機12并輔助引擎11的怠速運行來消耗電力。
因此，圖6所示的放電處理中，若在步驟S6中判定為引擎11在怠速運行中，則處理進入步驟S11。在步驟Sll中，放電模式成為0N，首先，控制信號供給至逆變器18A。由此，逆變器18A將來自電容器19的電力供給至電動發(fā)電機12，電動發(fā)電機12被驅(qū)動，通過電動發(fā)電機12的驅(qū)動輔助引擎11的怠速運行。電動發(fā)電機12消耗與該輔助的量相應(yīng)的從電容器19供給的電力，由此電容器19的電壓下降。
這樣，通過利用電動發(fā)電機12來進行放電，不僅只消耗來自電容器19的電力，而且還輔助引擎11的怠速運行。由于引擎11能夠減少與被輔助的量相應(yīng)的輸出，因此能夠降低怠速運行中的耗油量。
接著，在步驟S8中，判定電容器19的電壓Vcap是否小于預(yù)先設(shè)定的電容器目標電壓(閾值)Vth。當電容器19的電壓Vcap在電容器目標電壓(閾值)Vth以上時，重復(fù)進行步驟S8的判定。若電容器19的電壓Vcap小于電容器目標電壓(閾值)Vth，則處理進入步驟S12，放電模式成為OFF。由此，停止向電動發(fā)電機12供給電力，電動發(fā)電機12停止動力運行，完成放電。在步驟S12中，若完成怠速運行中的放電處理，則處理返回到步驟Si。
上述實施方式中，利用回轉(zhuǎn)用電動機21作為驅(qū)動回轉(zhuǎn)機構(gòu)2的驅(qū)動源，但是如圖 7所示，也可通過回轉(zhuǎn)液壓馬達40驅(qū)動回轉(zhuǎn)機構(gòu)2。S卩，圖7所示的結(jié)構(gòu)中，設(shè)置連接于控制閥17的回轉(zhuǎn)液壓馬達40來代替包含圖2所示的回轉(zhuǎn)用電動機21的負載驅(qū)動系統(tǒng)，成為整個驅(qū)動部通過液壓工作的結(jié)構(gòu)，本發(fā)明還能夠應(yīng)用于這種結(jié)構(gòu)的混合式挖土機中。在圖 7中，對與圖2所示的結(jié)構(gòu)組件相同的組件附加相同的符號而省略其說明。
圖7所示的結(jié)構(gòu)的混合式挖土機中，通過引擎11的剩余輸出由電動發(fā)電機12發(fā)電的發(fā)電電力及通過動臂再生用馬達300發(fā)電的發(fā)電電力蓄電在蓄電系統(tǒng)120中。蓄電在蓄電系統(tǒng)120中的蓄電電力用于輔助引擎11的輸出。
并且，本發(fā)明還能夠應(yīng)用于設(shè)置回轉(zhuǎn)液壓馬達40減速時產(chǎn)生再生電力的回轉(zhuǎn)液壓再生機構(gòu)的結(jié)構(gòu)中。圖8是表示基于設(shè)置有回轉(zhuǎn)液壓再生機構(gòu)的第2實施方式的混合式挖土機的驅(qū)動系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)的塊圖。在圖8中，對與圖7所示的結(jié)構(gòu)組件相同的組件附加相同的符號而省略其說明。
回轉(zhuǎn)液壓再生機構(gòu)包含可由從回轉(zhuǎn)液壓馬達40排出的工作油驅(qū)動的回轉(zhuǎn)再生用液壓馬達410與通過回轉(zhuǎn)再生用液壓馬達410驅(qū)動的電動發(fā)電機(回轉(zhuǎn)再生用馬達)400。 電動發(fā)電機400通過逆變器18B連接于蓄電系統(tǒng)120。電動發(fā)電機400所發(fā)電的再生電力從逆變器18B供給至蓄電系統(tǒng)120。并且，電動發(fā)電機400作為通過從逆變器18B供給的電力驅(qū)動的電動機發(fā)揮作用。若電動發(fā)電機400進行動力運行，則回轉(zhuǎn)再生用液壓馬達410 被驅(qū)動。在回轉(zhuǎn)再生用液壓馬達410的液壓回路上設(shè)置有具有與上述切換閥330相同功能的切換閥，若設(shè)定為放電模式，則將回轉(zhuǎn)再生用液壓馬達410和罐設(shè)為非連接狀態(tài)并構(gòu)成循環(huán)回路，由此能夠使回轉(zhuǎn)再生用液壓馬達410進行空轉(zhuǎn)。
與上述第1實施方式中的電動發(fā)電機300相同，能夠在進行放電時利用本實施方式中的電動發(fā)電機400。即，若放電模式成為0N，則回轉(zhuǎn)再生用液壓馬達410可空轉(zhuǎn)，電容器19的電力通過逆變器18B供給至電動發(fā)電機400。由此，電動發(fā)電機400進行動力運行并驅(qū)動回轉(zhuǎn)再生用液壓馬達410，由此能夠消耗電容器19的電力，并降低電容器19的電壓。
另外，上述實施方式中，對在將引擎11和電動發(fā)電機12連接于作為液壓泵的主泵 14來驅(qū)動主泵的所謂并聯(lián)型混合式挖土機中應(yīng)用本發(fā)明的例子進行了說明。本發(fā)明還能夠應(yīng)用于如圖9所示由引擎11驅(qū)動電動發(fā)電機12且將電動發(fā)電機12所生成的電力蓄積在蓄電系統(tǒng)120后僅通過蓄積的電力驅(qū)動泵用電動機500來驅(qū)動主泵14的所謂串聯(lián)型混合式挖土機。這時，電動發(fā)電機12具備作為只進行在本實施方式中通過由引擎11驅(qū)動來進行的發(fā)電運行的發(fā)電機的功能。
以上說明的實施方式中，作為用于放電的電動機，利用動臂再生用馬達(電動發(fā)電機)300或回轉(zhuǎn)再生用馬達(電動發(fā)電機)400。這是因為通過利用現(xiàn)有電動發(fā)電機而無需新設(shè)置放電用電動機。但是，也可新設(shè)置專用放電用電動機。這時，將放電用液壓馬達連接于液壓回路，將放電用電動機連接于該放電用液壓馬達。由于新設(shè)置專用放電用電動機， 因此放電用電動機具有作為電動機的功能即可，無需作為電動發(fā)電機。
基于本發(fā)明的工作機械不限于上述的實施方式，也可進行其他各種變形。例如，上述實施方式中作為工作機械對混合式挖土機進行了說明，但也可將本發(fā)明應(yīng)用于輪式裝載機、推土機、起重機等其他工作機械。
權(quán)利要求
1.一種混合式工作機械，其具有 引擎；輔助所述引擎的輔助馬達；通過所述引擎驅(qū)動的液壓泵；將電力供給至所述輔助馬達的蓄電裝置；通過所述蓄電裝置的蓄電器的電力進行動力運行的放電用電動機； 連結(jié)于所述放電用電動機的放電用液壓馬達；及驅(qū)動控制所述放電用液壓馬達的液壓回路，其特征在于，所述液壓回路包含連接于所述放電用液壓馬達的液壓供給端口和液壓排出端口的循環(huán)回路，并且，包含進行放電處理時以所述放電用液壓馬達連接于所述循環(huán)回路的方式切換的切換閥。
2.如權(quán)利要求1所述的混合式工作機械，其特征在于， 所述放電用電動機對應(yīng)所述切換閥的動作而進行動力運行。
3.如權(quán)利要求2所述的混合式工作機械，其特征在于，所述放電用電動機在結(jié)束所述混合式工作機械的運行時進行所述動力運行。
4.如權(quán)利要求3所述的混合式工作機械，其特征在于，當所述引擎進行怠速運行時，動力運行所述輔助馬達來消耗來自所述蓄電裝置的電力。
5.如權(quán)利要求3所述的混合式工作機械，其特征在于，當所述引擎進行怠速運行時，動力運行所述放電用電動機來消耗來自所述蓄電裝置的蓄電器的電力。
6.如權(quán)利要求1至5中任一項所述的混合式工作機械，其特征在于，所述放電用液壓馬達為動臂再生用液壓馬達，所述放電用電動機為機械地連接于所述動臂再生用液壓馬達的動臂再生用電動發(fā)電機。
7.如權(quán)利要求1至5中任一項所述的混合式工作機械，其特征在于，所述放電用液壓馬達為回轉(zhuǎn)再生用液壓馬達，所述放電用電動機為機械地連接于所述回轉(zhuǎn)再生用液壓馬達的回轉(zhuǎn)再生用電動發(fā)電機。
全文摘要
本發(fā)明的目的在于提供一種能夠利用驅(qū)動部分較少的機構(gòu)在短時間內(nèi)進行蓄電器的放電的混合式工作機械。該混合式工作機械具有向輔助引擎(11)的輔助馬達(12)供給電力的蓄電裝置(120)；通過蓄電裝置的蓄電器(19)的電力進行動力運行的放電用電動機(300)；連結(jié)于放電用電動機的放電用液壓馬達(310)；及驅(qū)動控制放電用液壓馬達的液壓回路。液壓回路包含連接于放電用液壓馬達的液壓供給端口和液壓排出端口的循環(huán)回路，并且，包含進行放電處理時以放電用液壓馬達(310)連接于循環(huán)回路的方式切換的切換閥(330)。
文檔編號E02F3/42GK102535568SQ20111040493
公開日2012年7月4日 申請日期2011年12月8日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月9日
發(fā)明者川島宏治, 柳澤誠 申請人:住友重機械工業(yè)株式會社