CN112469584B - 作业车辆 - Google Patents

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Abstract

在DC总线上未连接着蓄电池的电气驱动系统中，即使在行驶电动机的负荷急剧增加的情况下也能够避免DC总线电压降低至逆变器的工作电压以下而导致逆变器的工作停止。为此，DC总线电压降低防止装置执行控制，使得在DC总线的电压降低超出第一阈值的情况下，使行驶电动机的输出扭矩与DC总线的电压的降低量相应地减少，在DC总线的电压降低超出比第一阈值低的第二阈值的情况下，使行驶电动机的输出扭矩减少至零、或者作业车辆在平地维持停止状态的大小范围内的值。

Description

作业车辆
技术领域
本发明涉及在作业装置中积载有载重而行驶的作业车辆。
背景技术
近年来，从环境问题、原油价格高涨等出发点，对于各工业产品节能的愿望变强。直至今日以基于柴油发动机的液压驱动系统为中心的工程车辆、以及作业车辆中，正在发展基于电动化实现的高效率化、节能化。其一例被专利文献1所记载。
专利文献1是使翻斗卡车的行驶部分电动化的情况，公开了一种行驶驱动系统，其由柴油发动机驱动交流发电机，由发电产生的电力驱动行驶电动机而产生扭矩来使车辆行驶。另外，该以往技术中构成为，在交流发电机的逆变器与行驶电动机的逆变器之间的DC总线部分上没有连接蓄电池。
另外，专利文献2记载了在车载旋转机的控制装置中进行扭矩相互修正处理，该处理为，向着使第1电动发电机(交流发电机)的动力的变化量以及第2电动发电机(行驶电动机)的动力的变化量相互平衡的方向修正第1指令扭矩以及第2指令扭矩。另外，该以往技术中，在第1电动发电机的逆变器与第2电动发电机用的逆变器之间的DC总线部分上并联有蓄电池(有时蓄电池经由转换器连接)，由此能够抑制当负荷急变时产生的对蓄电池的大量的电力授受，防止蓄电池的劣化。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2007－313992号公报
专利文献2：日本特开2014－210569号公报
发明内容
在专利文献2所述的以往技术中，由于进行第1电动发电机与第2电动发电机之间的相互扭矩修正处理，所以减少了针对蓄电池的电力授受量，但DC总线部分的电压由针对蓄电池的电力授受所管理。由此，当第2电动发电机(行驶电动机)的负荷急变时避免DC总线电压低于逆变器的工作电压，不会发生逆变器不起作用，逆变器的工作停止的事态。
另一方面，如专利文献1所述，在DC总线上未连接着蓄电池的电气驱动系统(本申请为对象的系统)中，可以考虑到当负荷急变时DC总线的电压(DC总线电压)会大幅变动。例如，可以考虑到在行驶电动机的负荷增加的情况下DC总线电压会降低。这样地，在DC总线电压低于逆变器的工作电压的情况下，可以考虑到逆变器会不起作用，逆变器的工作停止。
因此，本发明的目的为，提供一种作业车辆，其对于DC总线上未连接着蓄电池的电气驱动系统，即使在行驶电动机的负荷急剧增加的情况下也能够避免DC总线电压降低至逆变器的工作电压以下而导致逆变器的工作停止。
本发明为了实现上述目的，提供一种作业车辆，其具有：发动机；由所述发动机驱动的液压泵；由从所述液压泵排出的液压油驱动的液压缸；伴随所述液压缸的伸缩动作而动作的作业装置；通过所述发动机而旋转且发电的电动发电机；控制所述电动发电机的第一逆变器；通过由所述电动发电机发电的电力而被驱动的行驶电动机；与所述第一逆变器经由DC总线连接并控制所述行驶电动机的输出扭矩的第二逆变器；和控制所述DC总线的电压的控制器，所述作业车辆中，所述控制器在伴随所述行驶电动机的负荷的增大而所述DC总线的电压降低超出第一阈值的情况下，使所述行驶电动机的输出扭矩减少。
通过设置这样地控制DC总线的电压的控制器，在DC总线的电压降低超出第一阈值的情况下使行驶电动机的输出扭矩减少，由此在DC总线上未连接着蓄电池的电气驱动系统中，即使在行驶电动机的负荷急剧增加的情况下也能够避免DC总线电压降低至逆变器的工作电压以下而导致逆变器的工作停止。由此，在行驶电动机的负荷急剧增加的情况下，不会使行驶电动机停止，能够继续进行由作业车辆执行的作业。
发明效果
根据本发明，在DC总线的电压降低超出第一阈值的情况下使行驶电动机的输出扭矩减少，由此在DC总线上未连接着蓄电池的电气驱动系统中，即使在行驶电动机的负荷急剧增加的情况下也能够避免DC总线电压降低至逆变器的工作电压以下而导致逆变器的工作停止。
附图说明
图1是表示作为本发明作业车辆一例的轮式装载机的外观的图。
图2是表示轮式装载机的行驶装置、作业装置的驱动系统以及行驶装置的驱动系统的图。
图3是作为比较例而表示以往的轮式装载机的行驶装置的驱动系统的图。
图4是表示本实施方式中的行驶装置的驱动系统的构成的图。
图5表示由M/G用逆变器实施的DC总线的电压控制的控制框图。
图6是表示轮式装载机的基本动作即V字挖掘动作的概要的图。
图7是表示本发明的第1实施方式中的DC总线电压降低防止装置的构成的图。
图8是表示DC总线电压降低防止装置的工作的流程图。
图9是表示本发明的其他实施方式的作业车辆中的行驶装置的驱动系统的图。
图10是表示DC总线电压降低防止装置的扭矩指令增益生成部的变形例的图。
图11是表示DC总线电压降低防止装置的扭矩指令增益生成部的其他变形例的图。
图12是表示DC总线电压降低防止装置的扭矩指令增益生成部的另一其他变形例的图。
图13是表示DC总线电压降低防止装置的扭矩指令增益生成部的另一变形例的图。
图14是表示DC总线电压降低防止装置的扭矩指令增益生成部的另一变形例的图。
具体实施方式
以下，使用附图来说明本发明的实施方式。
＜第1实施方式＞
使用图1～图8来说明本发明的第1实施方式的作业车辆。
～构成～
图1是表示本发明的作业车辆一例、即轮式装载机的外观的图。
图1中，轮式装载机具有车身51、和在该车身51的前部沿上下方向摆动自如地安装的作业装置52。车身51具有包括前轮(车轮)53a以及后轮(车轮)53b的行驶装置54、驾驶室55、和发动机室56等。
作业装置52具有左右一对的抬升臂58和铲斗59，左右一对的抬升臂58能够沿上下方向转动地安装于车身51的前部，铲斗59沿上下方向转动自如地安装于抬升臂58的顶端部分。在左右一对的抬升臂58与车身51之间安装有左右一对的抬升臂液压缸60，抬升臂液压缸60由来自液压泵4(参照图2)的液压油驱动，相对于车身51在上下方向上驱动抬升臂58。铲斗59经由钟形曲柄62与安装于车身51的铲斗液压缸61连杆结合，钟形曲柄62通过铲斗液压缸61的伸缩而转动，铲斗59的朝向上下变化。铲斗液压缸61由来自液压泵4(参照图2)的液压油驱动。
图2是表示轮式装载机的行驶装置54、和作业装置52的驱动系统以及行驶装置54的驱动系统的图。
图2中，行驶装置54具有上述的前轮(车轮)53a以及后轮(车轮)53b、经由差动齿轮向前轮53a传递旋转动力的前轮传动轴8a、和经由差动齿轮向后轮53b传递旋转动力的后轮传动轴8b。
另外，图2中，附图标记100是作业装置52的驱动系统，附图标记110是行驶装置54的驱动系统。
作业装置52的驱动系统100具有：由发动机1驱动的液压泵4；上述的抬升臂液压缸60以及铲斗液压缸61；转向液压缸64；用于对从液压泵4向抬升臂液压缸60、铲斗液压缸61以及转向液压缸64供给的液压油进行控制的控制阀65；生成用于驱动抬升臂液压缸60以及铲斗液压缸61的操作信号并切换控制阀65内的所对应的滑阀的操作杆装置66、67；和生成用于驱动转向液压缸64的操作信号并切换控制阀65内的转向阀的转向轮(未图示)。
行驶装置54的驱动系统110与发动机1的输出轴连结，具有：与发动机1的旋转轴直接连结且通过发动机1旋转而进行发电的M/G(电动发电机)6；控制M/G6的M/G用逆变器7(第一逆变器)；由来自M/G(电动发电机)6的电力驱动并对行驶装置54的传动轴8a、8b进行旋转驱动的行驶电动机9；与M/G用逆变器7经由DC总线(直流总线)130连接并控制行驶电动机9的行驶电机用逆变器10(第二逆变器)；和统筹控制系统整体的车辆控制装置15。
如以上那样地，作业装置52的驱动系统100作为液压驱动系统而构成，作业装置52由发动机1液压驱动。另外，行驶装置54的驱动系统110作为电气驱动系统而构成，行驶装置54由发动机1电气驱动。共通的驱动源、即发动机1是柴油发动机。
另外，行驶装置54的驱动系统110具有：检测加速踏板140的操作量并生成加速信号的加速传感器140a；检测制动踏板142的操作量并生成制动信号的制动传感器142a；检测前进后退(FNR)操作杆144的操作位置并生成前进后退操作杆信号(FNR信号)的FNR位置传感器144a；和检测行驶电动机9的转速(车身速度)并生成车身速度信号的速度传感器18，加速信号、制动信号、FNR信号、车身速度信号向车辆控制装置15输入。另外，对于车辆控制装置15，从M/G用逆变器7通过CAN通信作为(参照图4)内部信号而输入有DC总线电压Vdc信号。车辆控制装置15基于这些信号进行规定的运算处理，统筹控制驱动系统110。
图3是作为比较例来表示以往的轮式装载机的行驶装置的驱动系统的图，对与图2所示的要素相同的要素标注相同的附图标记。
图3中，以往的行驶装置的驱动系统将扭矩变换器(变矩器)2和变速器(T/M)3与发动机1连结，将发动机1的动力经由扭矩变换器(变矩器)2以及变速器(T/M)3传递至前轮53a以及后轮53b来进行行驶。另外，由来自液压泵4的液压油驱动抬升臂液压缸60以及铲斗液压缸61，由此驱动抬升臂58以及铲斗59，对土砂等进行挖掘、搬运。
在图2所示的本实施方式中的行驶装置的驱动系统110中，与图3的以往设备(变矩器设备)同样地，由来自液压泵4的液压油对作业装置5进行液压驱动，进行土砂等的挖掘作业。相对于此，对通过发动机1的动力由M/G6发电的电力进行利用，驱动行驶电动机9，由此进行车辆的行驶动作。对于本实施方式中作为对象的驱动系统，其特征为，没有搭载与M/G6连接的蓄电池和电气双层电容器等蓄电设备，因此通过M/G用逆变器7进行DC总线130的电压的控制(后述)。
图3所示的以往的行驶装置的驱动系统中，扭矩变换器2的动力传递效率比基于电气驱动进行的动力传递效率差。本实施方式中，通过如图2所示地使行驶装置的驱动系统110电动化，能够提高来自发动机1的动力传递效率。另外，由于在轮式装载机的作业中频繁地重复进行起动、停止的行驶动作，所以在使行驶装置电动化的情况下，预见到会从行驶电动机9回收制动时的再生电力，能够降低发动机1的燃料消耗量。
图4是表示本实施方式中的行驶装置54的驱动系统110的构成的图。该驱动系统110中，由柴油发动机1旋转驱动M/G6，进行发电。并且，使用该电力对行驶电动机9产生扭矩，旋转驱动传动轴8a、8b。
在此，当向与传动轴8a、8b连接的差动齿轮传递动力时，需要将M/G用逆变器7与行驶电机用逆变器10间的DC总线130的电压控制为规定值，使M/G6的发电电力与行驶电动机9的消耗电力相等来取得两者间的电力平衡。由于本实施方式中的驱动系统110不具有蓄电设备，所以通过进行发电的M/G6的逆变器7来进行DC总线130的电压Vdc的控制。也就是说，控制与DC总线130的PN之间连接的平流电容器11的充电量，使DC总线130的电压Vdc收敛为规定电压。
图5中表示由M/G6的逆变器7实施的DC总线130的电压控制的控制框图。图5所示的DC总线130的电压控制中，由M/G用逆变器7实施DC总线130的电压Vdc的反馈控制。此外，对于该DC总线130的电压Vdc的控制方法，没有特别限定方式。本实施方式中，作为通常的反馈控制的构成来记载。
M/G用逆变器7首先由差分器7a来运算从车辆控制装置15输入的总线电压指令Vdc*与由电压传感器135获得的总线电压Vdc的检测值之间的差分，并将该差分(偏差)输入至由比例积分运算等构成的控制器7b，来运算M/G6的电流指令Ig*。并且，作为M/G6的内回路的控制系统，相对于电流指令Ig*而反馈M/G6的输出电流的检测值Ig，由差分器7c来运算电流指令Ig*与检测值Ig之间的偏差，将该偏差输入至由比例积分运算等构成的控制器7d，最终运算M/G6的逆变器电压指令Vinvg*。M/G用逆变器7基于电压指令Vinvg*进行转换，控制平流电容器11的充电量Pg。
这样地，在进行发电的M/G6的逆变器7中以使DC总线130的电压Vdc成为规定电压值(总线电压指令Vdc*)的方式进行控制，由此能够相对于由行驶电动机9消耗的负荷动力正确地输出M/G6的发电电力。
此外，关于图5所示的DC总线130的电压控制，优选为，以尽可能成为高响应特性的方式设定控制增益。以使作为内回路的M/G6的电流控制系统的响应比外回路的DC总线130的电压控制系统的响应大几倍程度的方式设定控制增益。
若如上所述地构筑DC总线130的电压控制系统，则能够相对于对由行驶电动机9发挥作用的车辆驱动所必要的负荷动力，正确地输出M/G6的发电电力。然而，在上述说明的基于M/G用逆变器7进行的DC总线130的电压控制的响应相对于行驶电动机9的负荷变动而时间定数大的等情况下，会在M/G6的发电电力Pg与行驶电动机9的负荷动力Pm之间产生差，该结果为，具有DC总线130的电压Vdc大幅变动的可能性。例如，在行驶电动机9的负荷动力Pm高于M/G6的发电电力Pg的情况下，DC总线130的电压Vdc大幅降低。在该电压Vdc的电压降低非常大的情况下，认为具有行驶电机用逆变器10变得不动作的可能性。
本实施方式为，在行驶电动机9的负荷动力Pm高于M/G6的发电电力Pg的情况下，防止DC总线130的电压Vdc大幅降低。
首先，说明本发明中作为适用对象的轮式装载机的基本动作。轮式装载机的最典型的基本动作是V字挖掘作业。图6表示该V字挖掘作业的概要。如图6所示，轮式装载机首先相对于砂砾堆等挖掘对象物前进，以突入挖掘对象物的方式将砂砾等的搬运物装入铲斗59。然后，车辆后退并返回起始位置，一边进行转向操作且使前作业机的铲斗部分上升，一边朝向翻斗卡车等搬运车辆前进。接着，在将搬运物装入搬运车辆(从铲斗放土)之后再次后退，车辆返回起始位置。车辆一边如上所述地描绘V字轨迹一边重复进行该作业。
在上述的V字挖掘作业中，存在行驶电动机9的负荷动力Pm高于M/G6的发电电力Pg且DC总线130的电压Vdc大幅降低的可能性的动作认为有以下两个动作。
首先，第一个动作是挖掘动作时。轮式装载机当将搬运物装入铲斗59时，成为操作员踏入加速踏板140突入土砂等挖掘对象物的动作。而且，由于将更多的搬运物装入铲斗59，所以一边踏入加速踏板140输出车辆的牵引力(行驶电动机9的输出扭矩)，一边将铲斗59推入土砂等。此时，在将铲斗59过度推入的情况下，有时因剩余的扭矩量会导致车轮打滑。该打滑现象不仅是多余动作，而且在操作员踏入加速踏板140的状态下车轮会瞬间加速，由此行驶电动机9的输出会急剧增加。
并且，具有DC总线130的电压Vdc大幅降低的可能性的第二个动作是调整动作(modulating operation)。该调整动作是表示在上述的V字挖掘作业中在将搬运物装入铲斗59后的状态下后退、然后当向翻斗卡车装入时再次前进的动作。此时，通常，操作员在踏着加速踏板140的状态下将前进后退(FNR)操作杆144从R(后退)切换至F(前进)。由此，在车辆后退之后过渡至前进时(切换前进后退而折返时)，由于在后退时行驶电动机9处于制动状态，所以进行再生动作。然后，当过渡至前进动作时，急剧要求为了车辆的起动所必要的动力。此时，认为具有DC总线130的电压Vdc大幅降低的情况。
当发生以上说明的两个动作时，由M/G用逆变器7如上所述地实施DC总线130的电压Vdc的反馈控制，以与电压Vdc的变化相应地收敛为规定电压值(总线电压指令Vdc*)的方式使M/G6工作。但是，这种反馈控制系统中，虽然能够以几ms的命令来设计针对指令的响应速度，但与指令值响应时间定数相比，对负荷变化的追随性表现出以一位至两位数程度延迟的特性。由此认为在产生上述那样的挖掘动作时的打滑、和调整动作时的急起动的情况(产生行驶电动机9的负荷变动的情况)下，负荷动力Pm会高于M/G6的发电电力Pg，DC总线130的电压Vdc会大幅降低。如果此时DC总线130的电压Vdc降低至行驶电机用逆变器10的工作电压以下，则该情况下，具有无法从行驶电机用逆变器10向行驶电动机9进行电力供给而导致随后的挖掘作业变得困难的可能性。在DC总线130上连接有蓄电池或电气双层电容器等蓄电设备的情况下，能够以高响应的方式补偿电力的不足量，但是在本实施方式作为对象的电气驱动系统中没有搭载蓄电设备，由此难以补偿过度的电力不足。
此外，在伴随行驶电动机9的负荷的增大而DC总线130的电压Vdc大幅降低的情况下，不限于上述两个情况(挖掘动作时的打滑和调整动作时的急起动)。例如，在加速踏板140未被操作的发动机1的低旋转时，DC总线130的电压Vdc会伴随M/G6的发电量的降低而降低，由此在从这种状态踏入加速踏板开始行驶的情况下，存在因M/G6的发电动作的响应迟缓而导致DC总线130的电压Vdc大幅降低的情况。
因此，在本实施方式中，为了解决上述课题，驱动系统110如下地工作：检测通过行驶电动机9行驶时的负荷急变，该行驶电动机9在图4所示的驱动系统110中能够使扭矩以最高速变化，避免由发电动力不足导致的DC总线130的电压降低。为此，驱动系统110还具有控制DC总线的电压的控制器16。
在本实施方式中，车辆控制装置15兼做控制器16，控制器16作为如下的DC总线电压降低防止装置起作用，该装置在伴随行驶电动机9的负荷的增大而导致DC总线130的电压降低超出第一阈值V1(后述)的情况下，使行驶电动机9的输出扭矩减少。在本实施方式中，虽然设为车辆控制装置15兼做控制器16的构成，但也可以设置独立的控制器16。另外，也可以将M/G用逆变器7或行驶电机用逆变器10的控制部作为控制器16来使用。以下，对DC总线电压降低防止装置标注附图标记16来进一步说明。
图7是表示DC总线电压降低防止装置16的构成的图，图8是表示DC总线电压降低防止装置16的工作的流程图。以下使用图7和图8来说明DC总线电压降低防止装置16的构成和其工作。
如图7所示，DC总线电压降低防止装置16具有行驶电机扭矩指令生成部16a、扭矩指令增益生成部16b、和行驶电机扭矩指令修正部(相乘运算器)16c。
首先，DC总线电压降低防止装置16输入加速信号、制动信号、FNR信号、车身速度信号(S99)，在行驶电机扭矩指令生成部16a中运算行驶电动机9的扭矩指令(S100)。DC总线电压降低防止装置16相对于该扭矩指令，与DC总线130的电压Vdc的变化相应地施以修正。也就是说，DC总线电压降低防止装置16输入DC总线130的电压Vdc信号(S101)，在扭矩指令增益生成部16b中运算与DC总线130的电压Vdc的大小相应的扭矩指令增益(S102～S106)，在行驶电机扭矩指令修正部16c中，向行驶电动机9的扭矩指令乘以扭矩指令增益来修正行驶电动机9的扭矩指令，将该修正后的行驶电动机9的扭矩指令向行驶电机用逆变器10输出(S107)。此外，虽未图示，但控制器16基于检测加速踏板140的操作量的加速传感器140a的加速信号、或者行驶电机扭矩指令修正部16c中生成的行驶电动机9的扭矩指令来设定发动机1的目标转速，发动机1的控制部基于该目标转速控制发动机1的转速和扭矩。
在此，扭矩指令增益生成部16b具有如扭矩指令增益生成部16b的框内所示的指令增益的特性。该特性的横轴为DC总线130的电压Vdc，纵轴为扭矩指令增益。设定扭矩指令增益的特性，使得当DC总线130的电压Vdc的大小大于第一阈值V1时，生成的扭矩指令增益为1(无扭矩指令增益的减少)，当DC总线130的电压Vdc降低超出第一阈值V1且大于第二阈值V2时，生成随着DC总线130的电压Vdc降低而变小(在图示例中直线地变小)的比1小的扭矩指令增益(减少扭矩指令增益)，当DC总线130的电压Vdc降低超出第二阈值V2时，扭矩指令增益为零。
该结果为，扭矩指令增益生成部16b在S102的判断部中判断为DC总线130的电压Vdc的大小大于第一阈值V1的情况下，在S103中生成扭矩指令增益1(无扭矩指令增益的减少)。此时，行驶电机扭矩指令修正部16c虽然在S107中向来自行驶电机扭矩指令生成部16a的行驶电动机9的扭矩指令乘以扭矩指令增益，但由于扭矩指令增益为1，所以处理后的行驶电机扭矩指令与处理前没有变化。
接着，扭矩指令增益生成部16b在S104的判断部中判断为DC总线130的电压Vdc低于第一阈值V1且大于第二阈值V2的情况下，在S105中生成与DC总线130的电压Vdc的大小相应的比1小的扭矩指令增益(减少扭矩指令增益)，行驶电机扭矩指令修正部16c在S107中向来自行驶电机扭矩指令生成部16a的行驶电动机9的扭矩指令乘以比1小的增益，以与DC总线130的电压Vdc的降低相应地减少的方式修正行驶电动机9的扭矩指令。而且，扭矩指令增益生成部16b在S104的判断部中判断为DC总线130的电压Vdc降低得比第二阈值V2更低时，在S106中将扭矩指令增益设为零，行驶电机扭矩指令修正部16c在S107中向来自行驶电机扭矩指令生成部16a的行驶电动机9的扭矩指令乘以零，将修正后的扭矩指令设为零。
在此，第一阈值V1例如是预先存储于控制器16的存储器内的设定值，并是高于第二阈值V2且与轮式装载机的行驶时使用的电压相比设定得低的规定电压值，并是能够供行驶电机用逆变器10输出与指令值相符的动力的最低电压值。第二阈值V2例如是预先存储于控制器16的存储器内的设定值，并设定为比使行驶电机用逆变器10的工作停止的DC总线130的电压V0高的值。
通过以上构成，DC总线电压降低防止装置16在DC总线130的电压降低超出第一阈值V1的情况下，使行驶电动机9的输出扭矩减少。
另外，DC总线电压降低防止装置16在DC总线130的电压降低超出第一阈值V1的情况下，使行驶电动机9的输出扭矩与DC总线130的电压的降低量相应地减少。
而且，DC总线电压降低防止装置16在DC总线130的电压降低超出比第一阈值V1低的第二阈值V2的情况下，使行驶电动机9的输出扭矩减少为零。
在这样构成的本实施方式中，DC总线电压降低防止装置16在DC总线130的电压降低超出第一阈值V1的情况下，以使行驶电动机9的输出扭矩减少的方式进行控制。由此，即使在行驶电动机9的负荷急剧增加的情况下，也能够使DC总线130的电压降低至行驶电机用逆变器10的工作电压以下，避免行驶电机用逆变器10的工作停止。由此在行驶电动机9的负荷急剧增加的情况下，不会使行驶电动机9停止，能够继续进行挖掘作业或调整动作。
另外，DC总线电压降低防止装置16在DC总线130的电压降低超出第一阈值V1的情况下，使行驶电动机9的输出扭矩与DC总线130的电压的降低量相应地减少，由此能够顺畅地进行行驶电动机9的输出扭矩降低。
而且，DC总线电压降低防止装置16在DC总线130的电压降低超出比第一阈值V1低的第二阈值V2的情况下，使行驶电动机9的输出扭矩减少为零，由此能够迅速恢复DC总线130的电压Vdc。
＜第2实施方式＞
图9是表示本发明的其他实施方式的作业车辆中的行驶装置的驱动系统的图。
图9中，本实施方式的行驶装置的驱动系统210具有在DC总线130的PN之间连接的放电电阻器12。
在行驶电动机9的负荷动力Pm低于M/G6的发电电力Pg的情况下，DC总线130的电压Vdc大幅上升。本实施方式中，当DC总线130的电压Vdc上升至规定值以上时放电电阻器12工作，将DC总线130上的剩余动力消耗而使DC总线130的电压Vdc降低。这样地在DC总线130的电压Vdc上升的情况下，通过利用放电电阻器12，能够继续进行车辆的动作。
＜其他实施方式＞
图10、图11、图12以及图13是作为其他实施方式来表示图7所示的DC总线电压降低防止装置16的扭矩指令增益生成部16b中的变形例的图。
在上述实施方式中，扭矩指令增益生成部16b设定扭矩指令增益的特性，使得当DC总线130的电压低于第二阈值V2时，使行驶电动机9的扭矩指令为零，但是不需要严格地将行驶电动机9的扭矩指令设为零。例如也可以为，如图10所示，扭矩指令增益生成部16b1中设定扭矩指令增益的特性，使得当DC总线130的电压Vdc降低超出第二阈值V2时，成为轮式装载机在平地维持停止状态的大小范围内的值(小到不会在平地移动的程度的值)。由此DC总线电压降低防止装置16进行控制，使得在DC总线130的电压降低超出比第一阈值V1低的第二阈值V2的情况下，使行驶电动机9的输出扭矩减少至轮式装载机(作业车辆)在平地维持停止状态的大小范围内的值。在这样地进行控制的情况下，行驶电动机9的输出扭矩成为接近零的较小值，由此能够使DC总线130的电压Vdc迅速恢复。
另外，上述实施方式中，扭矩指令增益生成部16b设定扭矩指令增益的特性，使得当DC总线130的电压降低超出第一阈值V1时，随着DC总线130的电压Vdc降低而减少扭矩指令增益，但也可以为，如图11所示，扭矩指令增益生成部16b2中设定扭矩指令增益的特性，使得当0DC总线130的电压Vdc降低至第一阈值V1时使行驶电动机9的输出扭矩成为零。由此DC总线电压降低防止装置16在DC总线130的电压降低至第一阈值V1的情况下使行驶电动机9的输出扭矩减少至零。通过这样地控制，当DC总线130的电压Vdc降低时，即使其变化程度较大(变化率大)的情况下，也能够快速响应地降低行驶电动机9的输出扭矩，使DC总线130的电压Vdc迅速恢复。
此外，此时也可以与图10所示的变形例同样地，如图12所示，在扭矩指令增益生成部16b3中设定扭矩指令增益的特性，使得在DC总线130的电压Vdc降低超出第二阈值V2时，成为轮式装载机在平地维持停止状态的大小范围内的值。
另外也可以为，控制行驶电动机9的输出扭矩，使得在DC总线130的电压降低至第一阈值V1的情况下，与总线电压Vdc的变化的程度相应地使行驶电动机9的输出扭矩为零。图13是表示这种情况的扭矩指令增益生成部16b4的构成的图。
图13中，扭矩指令增益生成部16b4具有图7所示的扭矩指令增益生成部16b和图11所示的扭矩指令增益生成部16b2，且具有DC总线电压Vdc变化率运算部16d、DC总线电压Vdc变化率判断部16e、和切换器16f。
DC总线电压Vdc变化率运算部16d运算DC总线130的电压Vdc的变化率，DC总线电压Vdc变化率判断部15e判断电压Vdc的变化率是否大于预先设定值。另外，DC总线电压Vdc变化率判断部16e在电压Vdc的变化率为预先设定值以下时将切换器16f保持在图示上侧的连接位置，当电压Vdc的变化率大于预先设定值的时将切换器16f切换至图示下侧的连接位置。
当切换器16f被保持在图示上侧的连接位置时，DC总线电压Vdc信号输入至扭矩指令增益生成部16b的反馈狭缝，由扭矩指令增益生成部16b生成扭矩指令增益，当切换器16f切换至图示下侧的连接位置时，DC总线电压Vdc信号输入至扭矩指令增益生成部16b2，由扭矩指令增益生成部16b2生成扭矩指令增益。
由此DC总线电压降低防止装置16在DC总线电压Vdc降低至第一阈值V1的情况下，当DC总线电压Vdc的变化率为预先设定值以下时，使行驶电动机9的输出扭矩与DC总线电压Vdc的降低量相应地减少，在DC总线电压Vdc的变化率大于预先设定值的情况下，使行驶电动机9的输出扭矩减少至零或者轮式装载机在平地维持停止状态的大小范围内的值。由此当DC总线130的电压Vdc降低时，且其变化程度小(变化率为预先设定值)时，如第1实施方式那样地，能够使行驶电动机9的输出扭矩与DC总线130的电压的降低量相应地减少，顺畅地进行行驶电动机9的输出扭矩的降低。另外，在DC总线130的电压Vdc的变化程度大(变化率大于预先设定值)时，能够快速响应地降低行驶电动机的输出扭矩，使DC总线130的电压Vdc迅速恢复。
此外，扭矩指令增益生成部16b4也可以代替扭矩指令增益生成部16b而具有图10所示的扭矩指令增益生成部16b1，并代替扭矩指令增益生成部16b2而具有图12所示的扭矩指令增益生成部16b3。
而且，DC总线电压降低防止装置16也可以构成为，持有迟滞特性，使得在DC总线电压Vdc降低超出第一阈值V1而行驶电动机9的输出扭矩降低至零(最小值)之后，当DC总线电压Vdc恢复时，使行驶电动机9的输出扭矩开始增加的时间变晚。图14是表示这种情况的扭矩指令增益生成部16b5的构成的图。
图14中，扭矩指令增益生成部16b5具有如下构成：在扭矩指令增益中持有迟滞特性，使得在DC总线130的电压低于第二阈值V2而将行驶电动机9的扭矩指令降低至零(最小值)之后，当总线电压Vdc恢复，使扭矩指令增益增加且恢复至正常的扭矩指令值时，扭矩指令增益在DC总线130的电压增加至比第二阈值V2大的值之后开始增加。由此能够抑制由总线电压Vdc的测量误差导致的控制的振荡，进行稳定的电机扭矩控制。
此外，在图14的变形例中，在图7所示的扭矩指令增益生成部16b中持有迟滞特性，但也可以为在图10～图13所示的扭矩指令增益生成部中同样地持有迟滞特性。
附图标记说明
1 发动机
4 液压泵
6 电动发电机(M/G)
7 M/G用逆变器(第一逆变器)
8a 前轮传动轴
8b 后轮传动轴
9 行驶电动机
10 行驶电机用逆变器(第二逆变器)
11 平流电容器
12 放电电阻器
15 车辆控制装置
16 DC总线电压降低防止装置(控制器)
16a 行驶电机扭矩指令生成部
16b 扭矩指令增益生成部
16b1、16b2、16b3、16b4、16b5 扭矩指令增益生成部
16c 行驶电机扭矩指令修正部
16d DC总线电压Vdc变化率运算部
16e DC总线电压Vdc变化率判断部
16f 切换器
18 速度传感器
51 车身
52 作业装置
54 行驶装置
100 作业装置的驱动系统
110 行驶装置的驱动系统
130 DC总线(直流总线)
140a 加速传感器
142a 制动传感器
144a FNR位置传感器

Claims (16)

1.一种作业车辆，其具有：
发动机；
由所述发动机驱动的液压泵；
由从所述液压泵排出的液压油驱动的液压缸；
伴随所述液压缸的伸缩动作而动作的作业装置；
通过所述发动机而旋转且发电的电动发电机；
控制所述电动发电机的第一逆变器；
通过由所述电动发电机发电的电力而被驱动的行驶电动机；
与所述第一逆变器经由DC总线连接并控制所述行驶电动机的输出扭矩的第二逆变器；和
控制所述DC总线的电压的控制器，
所述作业车辆的特征在于，
所述控制器在伴随所述行驶电动机的负荷的增大而所述DC总线的电压降低超出第一阈值的情况下，使所述行驶电动机的输出扭矩减少，
所述控制器在所述DC总线的电压降低超出第一阈值的情况下，使所述行驶电动机的输出扭矩与所述DC总线的电压的降低量相应地减少，
所述控制器在所述DC总线的电压降低超出比所述第一阈值低的第二阈值的情况下，使所述行驶电动机的输出扭矩减少为作业车辆在平地维持停止状态的大小范围内的值。
2.根据权利要求1所述的作业车辆，其特征在于，
还具有与所述DC总线连接的放电电阻器。
3.一种作业车辆，其具有：
发动机；
由所述发动机驱动的液压泵；
由从所述液压泵排出的液压油驱动的液压缸；
伴随所述液压缸的伸缩动作而动作的作业装置；
通过所述发动机而旋转且发电的电动发电机；
控制所述电动发电机的第一逆变器；
通过由所述电动发电机发电的电力而被驱动的行驶电动机；
与所述第一逆变器经由DC总线连接并控制所述行驶电动机的输出扭矩的第二逆变器；和
控制所述DC总线的电压的控制器，
所述作业车辆的特征在于，
所述控制器在伴随所述行驶电动机的负荷的增大而所述DC总线的电压降低超出第一阈值的情况下，使所述行驶电动机的输出扭矩减少，
所述控制器在所述DC总线的电压降低超出第一阈值的情况下，使所述行驶电动机的输出扭矩与所述DC总线的电压的降低量相应地减少，
所述控制器在所述DC总线的电压降低超出比所述第一阈值低的第二阈值的情况下，使所述行驶电动机的输出扭矩减少为零，
所述控制器将所述第二阈值设定为比使所述第二逆变器的工作停止的所述DC总线的电压高的值。
4.根据权利要求3所述的作业车辆，其特征在于，
还具有与所述DC总线连接的放电电阻器。
5.一种作业车辆，其具有：
发动机；
由所述发动机驱动的液压泵；
由从所述液压泵排出的液压油驱动的液压缸；
伴随所述液压缸的伸缩动作而动作的作业装置；
通过所述发动机而旋转且发电的电动发电机；
控制所述电动发电机的第一逆变器；
通过由所述电动发电机发电的电力而被驱动的行驶电动机；
与所述第一逆变器经由DC总线连接并控制所述行驶电动机的输出扭矩的第二逆变器；和
控制所述DC总线的电压的控制器，
所述作业车辆的特征在于，
所述控制器在伴随所述行驶电动机的负荷的增大而所述DC总线的电压降低超出第一阈值的情况下，使所述行驶电动机的输出扭矩减少，
所述控制器在所述DC总线的电压降低超出第一阈值的情况下，使所述行驶电动机的输出扭矩与所述DC总线的电压的降低量相应地减少，
所述控制器在所述DC总线的电压降低超出比所述第一阈值低的第二阈值的情况下，使所述行驶电动机的输出扭矩减少为作业车辆在平地维持停止状态的大小范围内的值，
所述控制器将所述第二阈值设定为比使所述第二逆变器的工作停止的所述DC总线的电压高的值。
6.根据权利要求5所述的作业车辆，其特征在于，
还具有与所述DC总线连接的放电电阻器。
7.一种作业车辆，其具有：
发动机；
由所述发动机驱动的液压泵；
由从所述液压泵排出的液压油驱动的液压缸；
伴随所述液压缸的伸缩动作而动作的作业装置；
通过所述发动机而旋转且发电的电动发电机；
控制所述电动发电机的第一逆变器；
通过由所述电动发电机发电的电力而被驱动的行驶电动机；
与所述第一逆变器经由DC总线连接并控制所述行驶电动机的输出扭矩的第二逆变器；和
控制所述DC总线的电压的控制器，
所述作业车辆的特征在于，
所述控制器在伴随所述行驶电动机的负荷的增大而所述DC总线的电压降低至第一阈值的情况下，使所述行驶电动机的输出扭矩减少为零。
8.根据权利要求7所述的作业车辆，其特征在于，
还具有与所述DC总线连接的放电电阻器。
9.一种作业车辆，其具有：
发动机；
由所述发动机驱动的液压泵；
由从所述液压泵排出的液压油驱动的液压缸；
伴随所述液压缸的伸缩动作而动作的作业装置；
通过所述发动机而旋转且发电的电动发电机；
控制所述电动发电机的第一逆变器；
通过由所述电动发电机发电的电力而被驱动的行驶电动机；
与所述第一逆变器经由DC总线连接并控制所述行驶电动机的输出扭矩的第二逆变器；和
控制所述DC总线的电压的控制器，
所述作业车辆的特征在于，
所述控制器在伴随所述行驶电动机的负荷的增大而所述DC总线的电压降低至第一阈值的情况下，使所述行驶电动机的输出扭矩减少为作业车辆在平地维持停止状态的大小范围内的值。
10.根据权利要求9所述的作业车辆，其特征在于，
还具有与所述DC总线连接的放电电阻器。
11.一种作业车辆，其具有：
发动机；
由所述发动机驱动的液压泵；
由从所述液压泵排出的液压油驱动的液压缸；
伴随所述液压缸的伸缩动作而动作的作业装置；
通过所述发动机而旋转且发电的电动发电机；
控制所述电动发电机的第一逆变器；
通过由所述电动发电机发电的电力而被驱动的行驶电动机；
与所述第一逆变器经由DC总线连接并控制所述行驶电动机的输出扭矩的第二逆变器；和
控制所述DC总线的电压的控制器，
所述作业车辆的特征在于，
所述控制器在伴随所述行驶电动机的负荷的增大而所述DC总线的电压降低至第一阈值的情况下，当所述DC总线的电压的变化率为预先设定值以下时，使所述行驶电动机的输出扭矩与所述DC总线的电压的降低量相应地减少，当所述DC总线的电压的变化率大于所述预先设定值时，使所述行驶电动机的输出扭矩减少为零或者作业车辆在平地维持停止状态的大小范围内的值。
12.根据权利要求11所述的作业车辆，其特征在于，
还具有与所述DC总线连接的放电电阻器。
13.一种作业车辆，其具有：
发动机；
由所述发动机驱动的液压泵；
由从所述液压泵排出的液压油驱动的液压缸；
伴随所述液压缸的伸缩动作而动作的作业装置；
通过所述发动机而旋转且发电的电动发电机；
控制所述电动发电机的第一逆变器；
通过由所述电动发电机发电的电力而被驱动的行驶电动机；
与所述第一逆变器经由DC总线连接并控制所述行驶电动机的输出扭矩的第二逆变器；和
控制所述DC总线的电压的控制器，
所述作业车辆的特征在于，
所述控制器在伴随所述行驶电动机的负荷的增大而所述DC总线的电压降低超出第一阈值的情况下，使所述行驶电动机的输出扭矩减少，
所述控制器具备迟滞特性，以使得在所述DC总线的电压降低超出第一阈值、且所述行驶电动机的输出扭矩降低至最小值后，所述DC总线的电压进行恢复时，所述行驶电动机的输出扭矩开始增加的时间变晚。
14.根据权利要求13所述的作业车辆，其特征在于，
还具有与所述DC总线连接的放电电阻器。
15.一种作业车辆，其具有：
发动机；
由所述发动机驱动的液压泵；
由从所述液压泵排出的液压油驱动的液压缸；
伴随所述液压缸的伸缩动作而动作的作业装置；
通过所述发动机而旋转且发电的电动发电机；
控制所述电动发电机的第一逆变器；
通过由所述电动发电机发电的电力而被驱动的行驶电动机；
与所述第一逆变器经由DC总线连接并控制所述行驶电动机的输出扭矩的第二逆变器；和
控制所述DC总线的电压的控制器，
所述作业车辆的特征在于，
所述控制器在伴随所述行驶电动机的负荷的增大而所述DC总线的电压降低超出第一阈值的情况下，使所述行驶电动机的输出扭矩减少，
所述控制器具有：
输入加速信号、制动信号、前进后退操作杆信号、车身速度信号来运算所述行驶电动机的输出扭矩指令的行驶电机扭矩指令生成部；
输入所述DC总线的电压来运算与所述DC总线的电压的大小相应的扭矩指令增益的扭矩指令增益生成部；和
对所述行驶电动机的扭矩指令乘以所述扭矩指令增益来修正所述行驶电动机的扭矩指令并将该修正后的行驶电动机的扭矩指令向所述第二逆变器输出的行驶电机扭矩指令修正部。
16.根据权利要求15所述的作业车辆，其特征在于，
还具有与所述DC总线连接的放电电阻器。
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