CN113015663A - 再生制动系统、及使用该系统的电力驱动作业车辆 - Google Patents

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Abstract

通过使输入部(221a～22Na)串联连接的多个电力转换模块(221～22N)来构成电力再生装置(21)，该电力再生装置对经由整流电路(14)连接有主机发电机(12)的主机直流线(16)的电力进行转换并向经由整流电路(32)连接有辅机发电机(31)的辅机直流线(34)供电。以使向电力再生装置(21)输入的电压不超过电压上限值(Vm)的方式控制主机发电机(12)以及电力消耗装置(15)，在使多个电力转换模块(221～22N)的一部分停止的情况下，通过旁通装置使停止的电力转换模块的输入部的正极端子(+)与负极端子(－)之间短路，并且降低电压上限值(Vm)。由此，能够防止装置的大型化，同时提高运转持续性。

Description

再生制动系统、及使用该系统的电力驱动作业车辆
技术领域
本发明涉及再生制动系统、及使用该系统的电力驱动作业车辆。
背景技术
近年来，以化石燃料的枯竭和地球环境问题的恶化为背景，对如混合动力车和电动车那样地利用电能量的电动车辆的关心正在变高，而且被实用化。例如，在矿山现场中使用了各种电力驱动的作业车辆，作为搬运用途的作业车辆而使用电力驱动自卸卡车等。存在对于电力驱动自卸卡车而使用如下电力驱动系统的情况等，该电力驱动系统通过逆变器转换与发动机连接的主机发电机的发电电力来驱动行驶电机。在搭载了这种电力驱动系统的自卸卡车中，搭载当减速(制动)时将行驶电机产生的再生电力向辅机供给的、所谓的再生制动系统，由此认为能够实现节能化和燃料消耗量降低。
但是，在再生制动系统中，在行驶电机所连接的主机系统与辅机系统之间电压存在差值，由此需要将连接有行驶电机用逆变器的直流线的电压转换并向连接有辅机的直流线输出的电力再生装置。另外，通常需要使主机系统和辅机系统电气绝缘，由此在电力再生装置中使用变压器而将其输入输出之间绝缘。另一方面，对于如自卸卡车那样地车身重量大的电力驱动作业车辆，主机系统的直流线的电压通常很高，由此电力再生装置需要应对高电压输入。
作为应对这种高电压输入的技术，例如在专利文献1中公开了一种直接高压逆变器装置，其通过将多台单相逆变器的输出端分别串联连接的U、V、W相构成而获得三相高压输出，其中，在所述U、V、W相的输出端分别串联连接一台预备单相逆变器的输出端，设置能够使构成所述U、V、W相的各单相逆变器的输出端以及所述预备单相逆变器的输出端个别地短路的开闭器，当通常运转时，通过所述开闭器使所述预备单相逆变器的输出端成为短路状态而使所述U、V、W相的各单相逆变器运转，当在所述U、V、W相的至少一相中一台单相逆变器发生故障时，通过所述开闭器使该发生故障的单相逆变器的输出端成为短路状态，使与发生故障的相为相同相的所述预备单相逆变器的所述开闭器开放以及通过该预备单相逆变器的运转而再次开始装置运转。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2009－33943号公报
发明内容
上述现有技术中，将作为电力转换装置的单相逆变器当作模块，通过将多个模块串联连接而构成一个电力转换装置，由此使对构成电力转换装置的各模块施加的电压分散(分压)，由此对每台模块施加的电压变低。因此，能够使用低耐压的模块来应对高电压。
但是，在上述现有技术中，在需要进行故障和养护作业的情况下，通过作为旁通机构而与各模块的输出连接的开闭器使输出端子间成为旁通(短路)状态，由此使一部分模块停止并能够由剩余模块持续运转。另外，设置预备模块，在使一部分的模块停止的情况下使用预备模块，由此不会使输出电压降低地持续运转。
但是，在上述现有技术中，需要设置预备模块，由此存在与此相应地导致电力转换装置整体大型化的课题。另外，虽然考虑了将各模块的旁通机构(开闭器)短路而使一部分模块停止，由剩余模块持续运转，但在该情况下，对剩余模块施加的电压会增加。因此，为了使各模块能够承受电压的增加，需要预先使各模块的部件高耐压化或确保各模块内的绝缘距离。因此，在该情况下，也会导致模块大型化，也就是说，存在电力转换装置整体大型化的课题。
本发明是鉴于上述课题做出的，目的为，提供一种能够防止装置的大型化并提高运转持续性的再生制动系统、以及使用该再生控制系统的电力驱动作业车辆。
本申请包括多个解决上述课题的方式，但若举出一个例子，则为一种再生制动系统，其具有：与发动机连接的第一发电机以及第二发电机；与所述第一发电机连接并对所述第一发电机的输出进行整流而作为直流电力向第一直流线输出的第一整流电路；连接在所述第一直流线与行驶电机之间的逆变器；与所述第一直流线连接并能够消耗所述第一直流线的电力的电力消耗装置；与所述第二发电机连接并对所述第二发电机的输出进行整流而作为直流电力向第二直流线输出的第二整流电路；与所述第二直流线连接的辅机装置；对所述第一直流线的电力进行转换并向所述第二直流线供给的电力再生装置；和控制所述第一发电机、所述电力消耗装置、以及所述电力再生装置的控制装置，其中，所述电力再生装置具有：使输入来自所述第一直流线的电力的输入部串联连接的多个电力转换模块；和与多个所述电力转换模块的输入部分别连接并能够使所述输入部的正极端子与负极端子之间个别地短路的第一旁通装置组，所述控制装置以使从所述第一直流线向所述电力再生装置输入的电压不超过基于多个所述电力转换模块的耐受电压特性的合计得到的可变上限值的方式控制所述第一发电机、所述电力消耗装置以及所述电力再生装置，在使多个所述电力转换模块中的一部分电力转换模块停止的情况下，通过所述第一旁通装置组使停止的电力转换模块的输入部的正极端子与负极端子之间短路，并且根据多个所述电力转换模块中停止的所述一部分电力转换模块的耐受电压特性而降低所述可变上限值。
发明效果
根据本发明，可提供一种能够防止装置的大型化并提高运转持续性的再生制动系统、以及使用该再生控制系统的电力驱动作业车辆。
附图说明
图1是示意表示第1实施方式的电力驱动自卸卡车的外观的侧视图。
图2是概略表示将第1实施方式的电力驱动自卸卡车的再生制动系统包括在内的电力驱动系统的图。
图3是示意表示电力转换模块的构成的一例的图。
图4是表示旁通装置的工作的一例的图。
图5是概略表示第1实施方式的控制装置的处理功能的功能框图。
图6是表示第1实施方式的再生制动系统的处理内容的流程图。
图7是表示第1实施方式的再生制动系统的处理中的电压上限值和输入电压、继电器、检测到具有故障的电力转换模块的旁通装置、以及电力再生装置的开/关状态的时间变化的图。
图8是表示第1实施方式的变形例的旁通装置的一例的图。
图9是概略表示第2实施方式的控制装置的处理功能的功能框图。
图10是表示第2实施方式的再生制动系统的处理内容的流程图。
图11是表示第2实施方式的再生制动系统的处理中的过电压保护阈值和输入电压、继电器、检测到具有故障的电力转换模块的旁通装置、以及电力再生装置的开/关状态的时间变化的图。
图12是表示电力转换模块工作的情况下的转换元件的元件电压的时间变化的图。
图13是表示电力转换模块停止的情况下的转换元件的元件电压的时间变化的图。
图14是表示其他实施方式的再生制动系统的处理中的电压上限值和输入电压、继电器、检测到具有故障的电力转换模块的旁通装置、以及电力再生装置的开/关状态的时间变化的图。
具体实施方式
以下，参照附图来说明本发明的实施方式。此外，在本实施方式中，作为电力驱动作业车辆的一例而表示电力驱动自卸卡车来说明，但例如即使是如电力驱动轮式装载机那样的其他电力驱动作业车辆，也能够适用本发明。
＜第1实施方式＞
参照图1～图7来说明本发明的第1实施方式。
图1是示意表示本实施方式的电力驱动自卸卡车的外观的侧视图。另外，图2是概略表示将电力驱动自卸卡车的再生制动系统包含在内的电力驱动系统的图。在图1以及图2中，从动轮、驱动轮、以及行驶电机等仅图示了左右一对构成中的一方并标注附图标记，对于另一方，图中仅在括号内表示附图标记而省略图示。
图1以及图2中，电力驱动自卸卡车100的概略构成包括：沿前后方向延伸而形成支承构造体的车身架1；以沿前后方向延伸的方式配置于车身架1的上部并将后端下部经由销结合部5a能够倾动地设在车身架1上的货箱(货斗)5；设在车身架1的下方前侧左右的一对从动轮(前轮)2L、2R；设在车身的下方后侧左右的一对驱动轮(后轮)3L、3R；设在车身架1的上方前侧的驾驶室4；设在车身架1的下方的燃料箱9；配置于车身架1上且由从燃料箱9供给的燃料驱动的发动机11；和具有主机发电机12(第一发电机)以及行驶电机10L、10R等的电力驱动系统，该主机发电机12与发动机11连接并被驱动，该行驶电机10L、10R使用从主机发电机12输出的电力来驱动车轮(驱动轮3L、3R)。行驶电机10L、10R与减速机3aL、3aR一起被收纳在驱动轮3L、3R的旋转轴部。车身架1和货箱5由液压提升缸6连接，通过液压提升缸6的伸缩而使货箱5以销结合部5a为中心转动。
在车身架1安装有能够供操作员步行的平台，操作员经由平台能够向驾驶室4移动。在驾驶室4的内部设置有未图示的加速踏板、制动踏板、提升踏板、方向盘等。操作员通过驾驶室4内的加速踏板和制动踏板的踏入量来控制电力驱动自卸卡车100的加速力和制动力，通过向左右旋转方向盘来进行基于液压驱动实现的转向操作，通过踏入提升踏板来进行基于液压驱动实现的货箱5的卸载操作。
在驾驶室4的后方搭载有供各种电力设备收纳的控制舱8、和用于将剩余能量作为热量而释放的多个散热器7。此外，虽然在图1中未图示，但在车身架1中的位于左右前轮2L、2R之间的部分，搭载有在发动机11和主机发电机12之外作为辅机设备用电力源的辅机发电机31和作为液压设备用液压源的主泵(未图示)等。
图2中，电力驱动自卸卡车100的再生制动系统具有：与发动机11连接的主机发电机12(第一发电机)以及辅机发电机31(第二发电机)；与主机发电机12连接并将主机发电机12的输出整流而作为直流电力向主机直流线16(第一直流线)输出的整流电路14(第一整流电路)；连接于主机直流线16与行驶电机10L、10R之间的行驶电机用的逆变器13L、13R；能够消耗主机直流线16的电力的电力消耗装置15；与辅机发电机31连接并将辅机发电机31的输出整流而作为直流电力向辅机直流线34(第二直流线)输出的整流电路32(第二整流电路)；与辅机直流线34连接的辅机装置33；将主机直流线16的电力转换并向辅机直流线34供给的电力再生装置21；对主机发电机12、电力消耗装置15以及电力再生装置21进行控制的控制装置41。
此外，图2中，为了使附图简单，将从控制装置41向电力再生装置21输出的控制信号集约于一根信号线来表示，但如后述那样，包括向各电力转换模块221～22N、各旁通装置231～23N、241～24N发送的控制信号、向继电器25发送的控制信号等多个信号。同样地，从电力再生装置21向控制装置41输出的检测信号等也集约于一根信号线来表示，但如后述那样，包括电力再生装置21的各电力转换模块221～22N检测到的电压和电流、温度等物理量、和其他状态量等多个信息。
逆变器13L、13R作为转换元件而例如使用IGBT(Insulated Gate BipolarTransistor；绝缘栅双极型晶体管)构成。
整流电路14将主机发电机12的输出整流并作为直流电力向主机直流线16输出，例如使用二极管构成。此外，也可以代替整流电路14而采用使用了转换元件的变流器。
电力消耗装置15基于来自控制装置41的指令信号而消耗主机直流线16的电力，具有在主机直流线16的正负两极间串联连接而构成斩波器的转换元件152以及二极管153、和与转换元件152并联连接的电阻151。电阻151搭载于格网箱7。作为转换元件152而例如使用IGBT。
此外，例举了作为用于逆变器13L、13R的转换元件以及用于电力消耗装置15的转换元件152而使用IGBT的情况来说明，但并不限于此，例如，也可以使用MOSFET(Metal-Oxide-Semiconductor Field Effect Transistor)等其他类型的转换元件来构成。
在主机直流线16的正负两极间连接有检测主机直流线16的电压的电压检测器17。由电压检测器17检测到的电压值(检测值)向控制装置41输出。
辅机装置33例如是空调用的逆变器以及压缩机电机系统、设备冷却用的逆变器以及鼓风机电机系统等。此外，图2中，将这些视作一个等效阻抗而作为辅机装置33来表示。此外，虽然在图2中省略图示，但在辅机直流线34，除了辅机装置33之外还连接有蓄电池、电容器、电压检测器等。
电力再生装置21连接于主机系统(主机直流线16)与辅机系统(辅机直流线34)之间，将主机直流线16的电力(在此为电压)转换而向辅机直流线34供电。也就是说，电力再生装置21将由主机直流线16使用的电压转换为由辅机直流线34使用的电压并输出。辅机装置33由从辅机发电机31经由整流电路32供给的电力、和从电力再生装置21供给的电力驱动。
电力再生装置21具有使输入部221a～22Na以及输出部221b～22Nb分别在主机直流线16的正负两极间以及辅机直流线34的正负两极间串联连接的多个(例如N台：N为2以上的正整数)电力转换模块221～22N。电力转换模块221～22N是DC－DC转换电路，将输入输出间由变压器绝缘，同时将输入的直流电压转换并输出直流电压。此外，虽未图示，但电力再生装置21具有断路器和继电器等控制部件、熔断器等保护部件、电压检测器和电流检测器、滤波器等。
图3是示意表示电力转换模块的构成的一例的图。图3中，在多个电力转换模块221～22N中以电力转换模块221的构成为代表来说明，针对具有同样构成的其他电力转换模块222～22N，省略图示以及说明。
图3中，电力转换模块221的概略构成包括：连接于输入部221a的正极端子(+)与负极端子(－)之间的逆变器261；连接于输出部221b的正极端子(+)与负极端子(－)之间的整流电路281；连接于逆变器261与整流电路281之间的变压器271。此外，虽未图示，但电力转换模块221具有连接于熔断器等的保护部件和滤波器、电压检测器和电流检测器、温度检测器、输入部221a的输入端子间以及输出端子间的平滑电容器等。
逆变器261将向电力转换模块221的输入部221a输入的直流电压转换为交流电压，并将其对变压器271的一次绕组施加。逆变器261例如是由四个转换元件构成的全桥逆变器电路。逆变器261的输出端子与变压器271的一次绕组连接。变压器271的二次绕组与整流电路281的输入端子连接。此外，例举了作为逆变器261而使用MOSFET的情况来说明，但并不限于此，也可以为使用IGBT等其他类型的转换元件来构成。另外，作为逆变器261，只要是能够实现同样功能，则也可以使用其他的电路方式。
变压器271将逆变器261与整流电路281之间绝缘，同时将从逆变器261输出的交流电压变压并向整流电路281输出。变压器271例如是在输入侧具有1个一次绕组和在输出侧具有2个二次绕组的中间抽头(center-tap)型。此外，作为变压器271，只要实现同样功能，则也可以使用其他的电路方式。例如，通过整流电路281的构成，作为变压器271能够利用具有1个二次绕组的构成。
整流电路281将由变压器271变压并输出的交流电压整流为直流电压并向电力转换模块221的输出部221b输出。整流电路281例如由2个二极管和扼流圈构成。
电力转换模块221通过上述构成将电力转换模块221的输入输出间(输入部221a和输出部221b之间)绝缘，另外，电力转换模块221基于来自控制装置41的指令信号来控制逆变器261的工作，由此能够对输出电压进行控制(可变)。
将主机直流线16的电压、即电力再生装置21的输入电压定义为Vi。将电力转换模块221～22N的输入部221a～22Na串联连接，由此输入电压Vi分散至各电力转换模块221～22N。若考虑电力转换模块221～22N的输入电压Vi平衡的情况，则电力转换模块221～22N的输入电压分别成为Vi/N。也就是说，即使在对电力再生装置21输入了高电压(例如，超出电力转换模块221～22N各自的输入电压上限的电压)的情况下，对于各电力转换模块221～22N也能够使用输入电压的上限比Vi/N大的低耐压部件。此外，如图2所示，若将电力转换模块221～22N的输出部221b～22Nb串联连接，则电力转换模块221～22N的输出电压之和成为电力再生装置21的输出电压。
如图2所示，在电力转换模块221～22N的输入部221a～22Na分别连接有旁通装置231～23N(第一旁通装置组)。旁通装置231～23N基于来自控制装置41的控制信号，能够使电力转换模块221～22N的输入端子间(即，正负两极间)分别短路，也就是说，对短路(开)和开放(关)进行切换。同样地，在电力转换模块221～22N的输出部221b～22Nb分别连接有旁通装置241～24N(第二旁通装置组)。作为旁通装置231～23N、241～24N，例如考虑到转换元件和继电器等。
图4是表示旁通装置的工作的一例的图。
图4中，例举了使电力转换模块221的旁通装置231、241实施开动作并使输入部221a以及输出部221b的正极端子与负极端子之间短路的样子。该情况下，向电力转换模块221的输入电压以及输出电压为0(零)。由此，能够将电力转换模块221～22N中的任意一个从串联连接个别地电气排除。另外，来自电力转换模块222的电流从电力转换模块221旁通(迂回)而向主机直流线16以及辅机直流线34分别供给。
另外，在电力再生装置21的输入侧设有作为控制部件的继电器25。继电器25相对于构成电力再生装置21的串联连接的电力转换模块221～22N的输入部221a～22Na仍然串联连接，通过开放动作而能够将向电力再生装置21供给的电力截断。也就是说，继电器25基于来自控制装置41的控制信号，对电力从主机直流线16向电力再生装置21的供给(导通)和截断进行切换。
控制装置41基于自卸卡车的状态和操作员的操作输入来控制发动机11和行驶电机用的逆变器13L、13R、电力消耗装置15中的斩波器(转换元件152、二极管153)、辅机装置33，由此控制系统内的能量流转。
图5是概略表示控制装置的处理功能的功能框图。
图5中，控制装置41具有系统控制部411、发电机控制部412、电力消耗装置控制部413、电压上限值设定部414以及电力再生控制部421。另外，电力再生控制部421具有故障检测部422、模块控制部423、旁通控制部424、继电器控制部425以及定时控制部426。
系统控制部411对控制装置41的整体进行控制，基于自卸卡车的状态和操作员的操作来设定由发电机控制部412以及电力消耗装置控制部413所使用的电压设定值并将其输出。另外，系统控制部411基于电力驱动自卸卡车100的状态和操作员的操作、以及来自故障检测部422的与电力再生装置21相关的故障检测信号(后述)而对电力再生控制部421的模块控制部423以及定时控制部426输出控制信号。向模块控制部423输出的控制信号是电力再生装置21的输出设定值。另外，向定时控制部426输出的控制信号是对分别切换电力再生装置21的电力转换模块221～22N的运转(开)和停止(关)、以及继电器25的导通(开)和截断(关)的定时(Timing)进行控制的开/关定时信号。
电力再生控制部421的故障检测部422基于来自电力再生装置21的检测信号而向系统控制部411、电压上限值设定部414、模块控制部423、旁通控制部424以及继电器控制部425输出故障检测信号。在从电力再生装置21向故障检测部422输入的检测信号中，包括由电力再生装置21的各电力转换模块221～22N检测到的电压和电流、温度等物理量、和其他的状态量等多个信息。故障检测部422基于这些信息，进行过电流发生等的故障的有无和发生故障的电力转换模块的确定等。在故障检测部422输出的故障检测信号中，包括用于从多个模块中识别出发生故障的模块的信息。以下详细说明故障检测部422的具体工作。如已经说明地那样，各电力转换模块221～22N具有电压检测器、电流检测器、温度检测器。在此，搭载有用于测定各电力转换模块的输入电压的电压检测器。电力再生装置21将各电力转换模块的输入电压的检测值(模拟信号)作为检测信号而向故障检测部422输出。若电力转换模块221的输入电压大于规定阈值，则故障检测部422判断为在电力转换模块221发生了过电压故障。另外，各电力转换模块的电压检测器具有比较输入电压和规定阈值并判断有无过电压故障的功能。该情况下，电力再生装置21将与各电力转换模块中的有无过电压故障对应的状态信号(数字信号)与输入电压的检测信号重叠地向故障检测部422输出。该情况下，故障检测部422也能够通过从检测信号中分离提取作为数字信号的状态信号，而直接判断各电力转换模块中有无过电压故障。
电力再生控制部421的定时控制部426基于系统控制部411输出的开/关定时信号而向模块控制部423、旁通控制部424、继电器控制部425个别地输出开/关定时信号。由此，能够控制各模块、各旁通装置以及继电器25的开/关的定时。
电力再生控制部421的模块控制部423基于系统控制部411输出的输出设定值，以使电力再生装置21的输出电力与输出设定值一致的方式向电力再生装置21的各电力转换模块221～22N输出控制信号。在定时控制部426作为开/关定时信号而输出关的期间内，以使全部模块停止的方式输出控制信号。模块控制部423通过故障检测部422输出的故障检测信号来确定发生故障的模块，在级数降低运转中，以仅使健全的模块工作的方式输出控制信号。
电力再生控制部421的旁通控制部424基于从定时控制部426输出的开/关定时信号来控制电力再生装置21的各旁通装置231～23N、241～24N的开/关。旁通控制部424通过来自故障检测部422的故障检测信号来确定发生故障的电力转换模块，以使发生故障的模块的旁通装置在由开/关定时信号指定的定时成为开的方式输出控制信号。
电力再生控制部421的继电器控制部425基于定时控制部426输出的开/关定时信号来控制继电器25的开/关。
电压上限值设定部414基于来自故障检测部422的故障检测信号来设定作为可变上限值的电压上限值(以下定义为电压上限值Vm)，并向发电机控制部412和电力消耗装置控制部413输出。电压上限值Vm是主机直流线16的电压(即，电力再生装置21的输入电压Vi)的上限值。
发电机控制部412以及电力消耗装置控制部413基于由电压检测器17检测到的主机直流线16的电压(即，电力再生装置21的输入电压Vi)的检测值(电压检测值)、从系统控制部411输出的电压设定值、以及从电压上限值设定部414输出的电压上限值Vm而分别输出对主机发电机12以及电力消耗装置15进行控制的控制信号，通过控制主机发电机12以及电力消耗装置15来控制电力再生装置21的输入电压Vi。更具体地，发电机控制部412以及电力消耗装置控制部413以使输入电压Vi与电压设定值一致的方式且以使输入电压Vi不超过电压上限值Vm的方式控制主机发电机12以及电力消耗装置15。
以上构成的本实施方式的再生制动系统中进行使由故障检测部422检测到存在故障的电力转换模块(例如，电力转换模块221)的运转停止并仅使健全的电力转换模块(例如，电力转换模块222～22N)工作的级数降低运转。另外，在级数降低运转中，在使多个电力转换模块221～22N的一部分(例如，电力转换模块221)停止的情况下，将停止的电力转换模块221的输入部221a的正极端子与负极端子之间由旁通装置231短路，并且降低作为可变上限值的电压上限值Vm。
以下，详细说明再生制动系统的包括级数降低运转的处理内容。
图6是表示再生制动系统的处理内容的流程图。另外，图7是表示再生制动系统的处理中的电压上限值和输入电压、继电器、检测到存在故障的电力转换模块的旁通装置、以及电力再生装置的开/关状态的时间变化的图。
图6中，控制装置41在没有进行级数降低运转的通常运转中，首先，通过电力再生控制部421的故障检测部422来进行发生故障的电力转换模块的检测(步骤S100)，系统控制部411基于来自故障检测部422的故障检测信号判断是否具有发生故障的电力转换模块(步骤S110)。在步骤S110的判断结果为否的情况下，也就是说，在不存在发生故障的电力转换模块的情况下，持续通常运转，同时重复步骤S100、S110的处理直至判断结果成为是。此外，通常运转是指使电力再生装置21的全部N台电力转换模块221～22N工作的运转状态。
此时，如图7所示，系统控制部411在通常运转中通过控制继电器控制部425而将继电器25控制为导通(开)，通过控制模块控制部423而将电力再生装置21(在此为电力转换模块221～22N)控制至工作(开)。此外，由于不存在检测到故障的电力转换模块，所以不存在由旁通控制部424控制为短路(开)的旁通装置。另外，系统控制部411通过控制发电机控制部412以及电力消耗装置控制部413而以使输入电压Vi与电压设定值一致的方式且以使输入电压Vi不超过电压上限值Vm的方式控制主机发电机12以及电力消耗装置15(参照期间(1))。
另外，在步骤S110的判断结果为是的情况下，也就是说，在来自故障检测部422的故障检测信号中包括检测到故障的电力转换模块的信息的情况下(以下例举检测到电力转换模块221的故障的情况来说明)，系统控制部411通过控制继电器控制部425而以将继电器25截断(关)的方式控制(步骤S120)，并且通过控制模块控制部423而将电力再生装置21的全部电力转换模块221～22N控制为停止(关)(步骤S130)，而且，电压上限值设定部414降低电压上限值Vm而设定新的电压上限值Vm2并将其向发电机控制部412以及电力消耗装置控制部413输出(步骤S140)。该步骤S120～S140的处理对应于图7的故障检测的定时。此外，虽然针对降低后的电压上限值Vm2的决定能够考虑多种方法，但至少决定为使Vm＞Vm2成立，例如考虑到在使电力转换模块221～22N的一部分(电力转换模块221)停止的情况下，以使相当于没有停止的健全的电力转换模块222～22N的一个量的电压上限值不变化的方式决定电压上限值Vm2。更具体地，在使N个电力转换模块221～22N中的一个(例如，电力转换模块221)停止的情况下，以满足Vm/N＝Vm2/(N－1)的方式降低并设定电压上限值Vm2。
接着，系统控制部411通过控制旁通控制部424而将检测到故障的电力转换模块221的旁通装置231、241控制为短路(开)(步骤S150)。该步骤S150的处理对应于图7的故障检测～运转再开的定时。
接着，系统控制部411通过控制继电器控制部425而将继电器25控制为导通(开)(步骤S160)，通过控制模块控制部423而将健全的电力转换模块222～22N控制为工作(开)(步骤S170)，完成向级数降低运转的转移。该步骤S160、S170的处理对应于图7的运转再开的定时。
在级数降低运转中，如图7所示，以使输入电压Vi与电压设定值一致的方式且以使输入电压Vi不超过降低后的电压上限值Vm2的方式控制主机发电机12以及电力消耗装置15(参照期间(2))。
说明以上构成的本实施方式中的作用效果。
上述现有技术中，将作为电力转换装置的单相逆变器当作模块，通过将多个模块串联连接而构成一个电力转换装置。在这样的现有技术中，在需要进行故障和养护作业的情况下，通过作为旁通机构而与各模块的输出连接的开闭器使输出端子间成为旁通(短路)状态，由此使一部分模块停止并能够由剩余模块持续运转。另外，设置预备模块，在使一部分模块停止的情况下使用预备模块，由此不会使输出电压降低地持续运转。
但是，在上述现有技术中，需要设置预备模块，由此存在与此相应地导致电力再生装置整体大型化的课题。另外，虽然考虑了将各模块的旁通机构(开闭器)短路而使一部分模块停止，由剩余模块持续运转，但在该情况下，对剩余模块施加的电压会增加。因此，为了使各模块能够承受电压的增加，需要预先使各模块的部件高耐压化或确保各模块内的绝缘距离。因此，在该情况中，也会导致模块大型化，也就是说，存在电力再生装置整体大型化的课题。
相对于此，在本实施方式中构成为，再生制动系统具有：与发动机11连接的主机发电机12(第一发电机)以及辅机发电机31(第二发电机)；与主机发电机12连接并对主机发电机12的输出进行整流而作为直流电力向主机直流线16(第一直流线)输出的整流电路14(第一整流电路)；在主机直流线16与行驶电机10L、10R之间连接的逆变器13L、13R；能够消耗主机直流线16的电力的电力消耗装置15；与辅机发电机31连接并对辅机发电机31的输出进行整流而作为直流电力向辅机直流线34(第二直流线)输出的整流电路32(第二整流电路)；与辅机直流线34连接的辅机装置33；对主机直流线16的电力进行转换并向辅机直流线34供给的电力再生装置21；和控制主机发电机12、电力消耗装置15、以及电力再生装置21的控制装置41，其中，电力再生装置21具有：使输入来自主机直流线16的电力的输入部221a～22Na串联连接的多个电力转换模块221～22N；和与电力转换模块221～22N的输入部221a～22Na分别连接并能够使输入部221a～22Na的正极端子(+)与负极端子(－)之间短路的旁通装置231～23N，控制装置41以使从主机直流线16向电力再生装置21输入的电压不超过可变上限值Vm的方式控制主机发电机12、电力消耗装置15以及电力再生装置21，在使电力转换模块221～22N的一部分停止的情况下，通过旁通装置使停止的电力转换模块的输入部的正极端子(+)与负极端子(－)之间短路，并且使电压上限值Vm降低，因此能够防止装置的大型化，同时提高运转持续性。
例如，若设想输入电压Vi相同的情况，则当级数降低运转时，与通常运转时相比，各电力转换模块221～22N的输入电压变高。也就是说，设想级数降低运转而需要使各电力转换模块221～22N高耐压化，这会导致电力再生装置21的大型化。
相对于此，在本实施方式中，在级数降低运转中将输入电压Vi的上限值、即电压上限值Vm降低至Vm2，与此相应地控制主机发电机12和电力消耗装置15。也就是说，在级数降低运转时，与通常运转时相比，以不使各电力转换模块221～22N的输入电压的最大值上升的方式或者以使上升量变小的方式进行控制。因此，不需要使各电力转换模块221～22N高耐压化，因此能够通过该小型且轻量的各电力转换模块221～22N，进而电力再生装置21来实现级数降低运转。
尤其，构成电力转换模块221～22N的转换元件由于其耐压越低，则开电阻越小，且能够高速工作，由此能够进一步降低电力损失。另外，只要能够高速工作，能够提高变压器271的工作频率，能够使变压器271小型轻量化。变压器271从尺寸、重量的方面来看，在电力再生装置21中所占的比例大，由此变压器271的小型轻量化会导致电力再生装置21整体的小型轻量化。也就是说，通过如本实施方式那样地将多个电力转换模块221～22N串联连接的构成，能够实现小型、轻量且节能、并运转持续性高的电力再生装置。
以上，在本实施方式中，通过使用了将多个电力转换模块221～22N串联连接构成的电力再生装置21的再生制动系统，能够实现电力驱动作业车辆的节能化，并且在因故障等理由而导致一部分电力转换模块停止的情况下，也能够通过剩余的电力转换模块持续运转，因此能够防止装置的大型化，同时提高运转持续性。
此外，在本实施方式中，例举了使用了能够使各电力转换模块221～22N的输出部221b～22Nb的正极端子与负极端子之间以短路和开放的方式切换的开关那样的旁通装置241～24N的情况来说明，但也可以为，代替旁通装置241～24N，使用将各电力转换模块221～22N的输出部221b～22Nb的正极(+)端子与阴极端子连接并将负极(－)与阳极端子连接的二极管来作为旁通装置。另外，也可以构成为，在电力转换模块221～22N的输出部221b～22Nb上不连接旁通装置241～24N。通过这种构成，例如，在图3所示的电力转换模块221的逆变器261的转换元件发生故障，且在整流电路281中没有异常的情况下，使整流电路281的二极管导通而起到作为旁通装置的功能。
＜第1实施方式的变形例＞
参照图8来说明第1实施方式的变形例。在本变形例中仅说明与第1实施方式的不同点，对附图中的与第1实施方式同样的部件标注相同的附图标记，并省略说明。
鉴于辅机直流线34的电压充分地低于主机直流线16的电压，本变形例将第1实施方式的电力再生装置21中的电力转换模块221～22N的输出部221b～22Nb并联连接。
图8是表示本变形例的旁通装置的一例的图。
图8中，电力再生装置21A具有使输入部221a～22Na在主机直流线16的正负两极之间串联连接并使输出部221b～22Nb在辅机直流线34的正负两极之间并联连接的多个(例如N台：N为2以上的正整数)电力转换模块221～22N。
图8中，例举了使电力转换模块221的旁通装置231实施开动作并使输入部221a的正极端子(+)与负极端子(－)之间短路的样子。该情况下，向电力转换模块221输入的输入电压为0(零)。由此，能够将电力转换模块221～22N中的任意一个从串联连接个别地电气排除。另外，来自电力转换模块222的电流从电力转换模块221旁通(迂回)而向主机直流线16分别供给。
本变形例那样地将各电力转换模块221～22N的输出部221b～22Nb并联连接的情况下，不需要输出部221b～22Nb的旁通装置。另外，各电力转换模块221～22N中输出电压共通，在通常运转时和级数降低运转时，输出不变。由此，不需要当级数降低运转时升高输出电压的控制。此外，各电力转换模块221～22N的输出电流之和成为电力再生装置21的输出电流。
其他的构成与第1实施方式同样。
以上构成的本变形例中，也能够获得与第1实施方式同样的效果。
另外，能够削减输出部的旁通装置等的构成部件。
＜第2实施方式＞
参照图9～图13来说明第2实施方式。本实施方式中，仅说明与第1实施方式的不同点，对附图中的与第1实施方式同样的部件标注相同的附图标记，省略说明。
本实施方式代替第1实施方式中的电压上限值Vm而作为可变上限值来使用过电压保护阈值Vp，在电力再生装置21的输入电压Vi高于过电压保护阈值Vp的情况下使电力再生装置21停止，由此，以使向电力再生装置21输入的电压不超过可变上限值(过电压保护阈值Vp)的方式进行控制。
图9是概略表示本实施方式的控制装置的处理功能的功能框图。
图9中，控制装置41A具有系统控制部411A、发电机控制部412、电力消耗装置控制部413以及电力再生控制部421。另外，电力再生控制部421具有故障检测部422、模块控制部423、旁通控制部424、继电器控制部425以及定时控制部426。
系统控制部411A对控制装置41A的整体进行控制，基于自卸卡车的状态和操作员的操作来设定由发电机控制部412以及电力消耗装置控制部413使用的电压设定值并输出。另外，系统控制部411基于电力驱动自卸卡车100的状态和操作员的操作、以及来自故障检测部422的与电力再生装置21相关的故障检测信号(后述)而向电力再生控制部421的模块控制部423以及定时控制部426输出控制信号。向模块控制部423输出的控制信号是电力再生装置21的输出设定值。另外，向定时控制部426输出的控制信号是对分别切换电力再生装置21的电力转换模块221～22N的运转(开)和停止(关)、以及继电器25的导通(开)和截断(关)的定时进行控制的开/关定时信号。
另外，系统控制部411A基于由电压检测器17检测到的主机直流线16的电压(即，电力再生装置21的输入电压Vi)的检测值(电压检测值)、以及来自故障检测部422的故障检测信号，而设定作为可变上限值的过电压过保阈值(以下定义为电压上限值Vp)。过电压保护阈值Vp是用于相对于主机直流线16的电压来判断是否执行保护电力再生装置21的输入部的控制的阈值。系统控制部411A在电力再生装置21的输入电压Vi高于过电压保护阈值Vp的情况下，通过控制模块控制部423而使电力再生装置21(更具体地，电力转换模块221～22N的逆变器261～26N)停止，由此以使向电力再生装置21输入的电压不超过可变上限值(过电压保护阈值Vp)的方式进行控制。
发电机控制部412以及电力消耗装置控制部413基于由电压检测器17检测到的主机直流线16的电压(即，电力再生装置21的输入电压Vi)的检测值(电压检测值)、和从系统控制部411A输出的电压设定值，分别输出对主机发电机12以及电力消耗装置15进行控制的控制信号，通过控制主机发电机12以及电力消耗装置15来控制电力再生装置21的输入电压Vi。更具体地，发电机控制部412以及电力消耗装置控制部413以使输入电压Vi与电压设定值一致的方式控制主机发电机12以及电力消耗装置15。
以上构成的本实施方式的再生制动系统中，执行使由故障检测部422检测到存在故障的电力转换模块(例如，电力转换模块221)的运转停止并仅使健全的电力转换模块(例如，电力转换模块222～22N)工作的级数降低运转。另外，在级数降低运转中，在使多个电力转换模块221～22N的一部分(例如，电力转换模块221)停止的情况下，使停止的电力转换模块221的输入部221a的正极端子与负极端子之间由旁通装置231短路，并且降低作为可变上限值的过电压保护阈值Vp。
以下，详细说明包括再生制动系统的级数降低运转的处理内容。
图10是表示再生制动系统的处理内容的流程图。另外，图11表示再生制动系统的处理中的过电压保护阈值和输入电压、继电器、检测到存在故障的电力转换模块的旁通装置、以及电力再生装置的开/关状态的时间变化的图。
图10中，控制装置41A在没有进行级数降低运转的通常运转中，首先，获取由电压检测器17检测到的输入电压Vi(步骤S200)，判断输入电压Vi是否高于过电压保护阈值Vp(步骤S210)。在步骤S210的判断结果为否的情况下，使电力再生装置21的全部电力转换模块221～22N工作(步骤S212)，在步骤S210的判断结果为是的情况下，使电力再生装置21的全部电力转换模块221～22N停止(步骤S211)。
此时，如图11所示，系统控制部411A在通常运转中通过控制继电器控制部425而将继电器25控制为导通(开)，通过控制模块控制部423而将电力再生装置21(在此为，电力转换模块221～22N)控制为工作(开)。另外，系统控制部411A通过控制发电机控制部412以及电力消耗装置控制部413，而以使输入电压Vi与电压设定值一致的方式控制主机发电机12以及电力消耗装置15。另外，在输入电压Vi超过过电压保护阈值Vp的情况下，通过控制模块控制部423而将电力再生装置21控制为停止(关)(参照进行同样控制的级数降低运转的期间(3))。
接着，控制装置41A通过电力再生控制部421的故障检测部422来进行发生故障的电力转换模块的检测(步骤S220)，系统控制部411A基于来自故障检测部422的故障检测信号来判断是否存在发生故障的电力转换模块(步骤S230)。在步骤S230的判断结果为否的情况下，也就是说，在不存在发生故障的电力转换模块的情况下，持续通常运转，同时反复进行步骤S200～S230的处理，直至判断结果为是。此外，通常运转是指使电力再生装置21的全部N台电力转换模块221～22N工作的运转状态。
此时，如图11所示，系统控制部411A在通常运转中通过控制继电器控制部425而将继电器25控制为导通(开)，通过控制模块控制部423而将电力再生装置21(在此，电力转换模块221～22N)控制为工作(开)。此外，由于不存在检测到故障的电力转换模块，所以不存在由旁通控制部424控制为短路(开)的旁通装置。另外，系统控制部411A通过控制发电机控制部412以及电力消耗装置控制部413而以使输入电压Vi与电压设定值一致的方式控制主机发电机12以及电力消耗装置15。
另外，在步骤S230的判断结果为是的情况下，也就是说，在来自故障检测部422的故障检测信号中包括检测到故障的电力转换模块的信息的情况下(以下例举检测到电力转换模块221的故障的情况来说明)，系统控制部411A通过控制继电器控制部425以将继电器25截断(关)的方式进行控制(步骤S240)，并且通过控制模块控制部423而将电力再生装置21的全部电力转换模块221～22N控制为停止(关)(步骤S250)，而且，降低过电压保护阈值Vp来设定新的过电压保护阈值Vp2(步骤S260)。该步骤S240～S260的处理对应于图11的故障检测的定时。此外，此外，虽然针对降低后的电压保护阈值Vp2的决定能够考虑多种方法，但至少决定为使Vp＞Vp2成立，例如考虑到在使电力转换模块221～22N的一部分(电力转换模块221)停止的情况下，以使相当于没有停止的健全的电力转换模块222～22N的一个量的电压上限值不变化的方式决定过电压保护阈值Vp2。更具体地，在使N个电力转换模块221～22N中的一个(例如，电力转换模块221)停止的情况下，以满足Vp/N＝Vp2/(N－1)的方式降低并设定电压保护阈值Vp2。
接着，系统控制部411A通过控制旁通控制部424而将检测到故障的电力转换模块221的旁通装置231、241控制为短路(开)(步骤S270)，系统控制部411A通过控制继电器控制部425而将继电器25控制为导通(开)(步骤S280)。该步骤S270、280的处理对应于图11的故障检测～运转再开之间的定时。
接着，系统控制部411A获取由电压检测器17检测到的输入电压Vi(步骤S290)，判断输入电压Vi是否高于过电压保护阈值Vp(步骤S300)。在步骤S300的判断结果为否的情况下，重复步骤S290、S300的处理直至判断结果为是。
另外，在步骤S300的判断结果为否的情况下，系统控制部411A通过控制模块控制部423而将健全的电力转换模块222～22N控制为工作(开)(步骤S301)，完成向级数降低运转的转移。该步骤S301的处理对应于图11的运转再开的定时。
级数降低运转中，如图11所示，以使输入电压Vi与电压设定值一致的方式进行控制。另外，在输入电压Vi超过过电压保护阈值Vp的情况下，通过控制模块控制部423而将电力再生装置21控制为停止(关)(参照期间(3))。
在此，说明构成电力转换模块的逆变器的转换元件的耐压与元件电压之间的关系。
图12是表示电力转换模块工作的情况下的转换元件的元件电压的时间变化的图。另外，图13是表示电力转换模块停止的情况下的转换元件的元件电压的时间变化的图。此外，在此例举电力转换模块221的逆变器261的转换元件来说明。
如图12所示，在电力转换模块221进行作为电力转换器的工作的情况下，逆变器261的转换元件周期性地重复开和关，因此，转换元件的元件电压周期性变化。例如，在转换元件为开的状态下，元件电压几乎为0(零)，在转换元件为关的状态下，元件电压和电力转换模块221的输入电压几乎相等。此外，图12中，电力再生装置21通常运转，设想各电力转换模块221～22N的输入电压为Vi/N。另外，在转换元件关闭的情况下，产生浪涌电压，元件电压过渡性地高于Vi/N。由虚线所示的转换元件的耐压是考虑该浪涌电压而设定的。
另一方面，如图13所示，在电力转换模块221停止的情况下，转换元件始终为关，由此元件电压为固定，伴随转换的浪涌电压不会发生。在转换元件为将2个转换元件串联连接的构成的情况下，电力转换模块221的输入电压由2个转换元件分压。在图13中，假设2个转换元件的元件电压是平衡的，将电压值设为Vi/(2N)。如从图13所知，若电力转换模块221停止，则元件电压针对耐压的富余变大。
其他的构成与第1实施方式同样。
以上构成的本实施方式中，也能够获得与第1实施方式同样的效果。
另外，当级数降低运转时，与通常运转时相比，电力转换模块221～22N的输入电压变高。因此，本实施方式中，级数降低运转中以降低过电压保护阈值Vp并在更低的输入电压Vi下使电力转换模块221～22N停止的方式进行控制。由此，不用使模块高耐压化，能够通过小型、轻量的模块，进而电力再生装置21实现级数降低运转。而且，第1实施方式中，级数降低运转时降低电压上限值Vm，由此限制了行驶电机10L、10R的驱动可能范围，但在本实施方式中，因为没有降低输入电压Vi的上限值，所以无需限制行驶电机10L、10R的驱动可能范围，能够进行级数降低运转。
此外，在本实施方式中，例举了在通常运转时和级数降低运转时的双方中，在输入电压Vi大于过电压保护阈值Vp、Vp2的情况下以停止电力再生装置21的方式进行控制的情况来说明，但也可以构成为，例如，仅在级数降低运转时，在输入电压Vi大于过电压保护阈值Vp、Vp2的情况下以停止电力再生装置21的方式进行控制。这样能够通过使通常运转时的过电压保护阈值Vp高于可获得的输入电压Vi的范围来实现。另外，也可以构成为，根据级数降低运转时工作的电力转换模块的台数而使过电压保护阈值可变。
＜其他实施方式＞
本发明并不限定于上述的实施方式，包括不脱离其要旨的范围内的各种变形例和组合。例如，能够同时执行第1实施方式中所示的基于电压上限值Vm、Vm2进行的主机直流线16的电压Vi的控制、和第2实施方式中所示的基于过电压保护阈值Vp、Vp2进行的电力再生装置21的停止控制。
图14是表示在执行使用了电压上限值以及过电压保护阈值的控制的情况下的再生制动系统的处理中的电压上限值和输入电压、继电器、检测到存在故障的电力转换模块的旁通装置、以及电力再生装置的开/关状态的时间变化的图。
如图14所示，通常运转时的电压上限值Vm设定得高于过电压保护阈值Vp，且级数降低运转时的电压上限值Vm2设定得高于过电压保护阈值Vp2。图14中的、级数降低运转时的期间(4)内，以使输入电压Vi不超过电压上限值Vm2的方式进行控制，且输入电压Vi高于过电压保护阈值Vp2，由此进行使电力再生装置21停止的控制。
以上那样的构成中，能够基于电力转换模块的耐压来设定输入电压Vi的上限，能够实现信赖性更高的再生制动系统。
接着说明上述的各实施方式的特征。
(1)在上述实施方式中，再生制动系统具有：与发动机11连接的第一发电机(例如主机发电机12)以及第二发电机(例如辅机发电机31)；与所述第一发电机连接并对所述第一发电机的输出进行整流而作为直流电力向第一直流线(例如，主机直流线16)输出的第一整流电路(例如，整流电路14)；连接于所述第一直流线与行驶电机10L、10R之间的行驶电机用的逆变器13L、13R；与所述第一直流线连接并能够消耗所述第一直流线的电力的电力消耗装置15；与所述第二发电机连接并对所述第二发电机的输出进行整流而作为直流电力向第二直流线(例如，辅机直流线34)输出的第二整流电路(例如，整流电路32)；与所述第二直流线连接的辅机装置33；对所述第一直流线的电力进行转换并向所述第二直流线供给的电力再生装置21；和控制所述第一发电机、所述电力消耗装置、以及所述电力再生装置的控制装置41、41A，其中，所述电力再生装置具有：使输入来自所述第一直流线的电力的输入部221a～22Na串联连接的多个电力转换模块221～22N；和与多个所述电力转换模块的输入部分别连接并能够使所述输入部的正极端子(+)与负极端子(－)之间个别地短路的第一旁通装置组(例如，旁通装置231～23N)，所述控制装置以使从所述第一直流线向所述电力再生装置输入的电压Vi不超过基于多个所述电力转换模块的耐受电压特性的合计得到的可变上限值(例如，电压上限值Vm、过电压保护阈值Vp)的方式控制所述第一发电机、所述电力消耗装置以及所述电力再生装置，在使多个所述电力转换模块中的一部分电力转换模块停止的情况下，通过所述第一旁通装置组使停止的电力转换模块的输入部的正极端子与负极端子之间短路，并且根据多个所述电力转换模块中停止的所述一部分电力转换模块的耐受电压特性而降低所述可变上限值。
由此，能够防止装置的大型化，同时能够提高运转持续性。
(2)另外，在上述实施方式中，在(1)的再生制动系统中，所述可变上限值包括所述第一直流线(例如，主机直流线16)的电压Vi的电压上限值Vm，所述控制装置41以使所述第一直流线的电压不超过所述电压上限值的方式控制所述第一发电机(例如，主机发电机12)以及所述电力消耗装置15，由此以使向所述电力再生装置21输入的电压不超过可变上限值的方式进行控制。
(3)另外，在上述实施方式中，在(1)或(2)的再生制动系统中，所述可变上限值包括向所述电力再生装置21输入的电压Vi的过电压保护阈值Vp，多个所述电力转换模块221～22N分别具有用于转换从所述输入部221a～22Na输入的电力的至少一个转换元件，所述控制装置41A当所述第一直流线(例如，主机直流线16)的电压Vi达到所述过电压保护阈值时使多个所述电力转换模块的全部转换元件的工作停止，由此以使向所述电力再生装置输入的电压不超过可变上限值的方式进行控制。
(4)另外，在上述实施方式中，在(2)的再生制动系统中，所述可变上限值包括向所述电力再生装置21输入的电压的比所述电压上限值Vm设定得低的过电压保护阈值Vp，多个所述电力转换模块221～22N分别具有用于转换从所述输入部221a～22Na输入的电力的至少一个转换元件，所述控制装置41、41A当所述第一直流线(主机直流线16)的电压Vi达到所述过电压保护阈值时使多个所述电力转换模块的全部转换元件的工作停止，由此以使向所述电力再生装置输入的电压不超过可变上限值(例如，电压上限值Vp、过电压保护阈值Vp)的方式进行控制。
(5)另外，在上述实施方式中，在(1)的再生制动系统中，多个所述电力转换模块221～22N的向所述第二直流线(例如，辅机直流线34)输出电力的输出部221b～22Nb串联连接，所述电力再生装置21具有与多个所述电力转换模块的输出部分别连接并能够使所述输出部的正极端子(+)与负极端子(－)之间短路的第二旁通装置组(例如，旁通装置241～24N)。
(6)另外，在上述实施方式中，在(1)的再生制动系统中，多个所述电力转换模块221～22N的向所述第二直流线(例如，辅机直流线34)输出电力的输出部221b～22Nb并联连接。
(7)另外，在上述实施方式中，在(1)的再生制动系统中，使多个所述电力转换模块中的一部分电力转换模块停止的情况下的非停止对象的电力转换模块的台数越多，所述控制装置41、41A使所述可变上限值(例如，电压上限值Vm、过电压保护阈值Vp)越高。
(8)另外，在上述实施方式中，在(1)的再生制动系统中，具有能够将从第一直流线(主机直流线16)向所述电力再生装置21输入的电力截断的继电器25，所述控制装置41、41A在使多个所述电力转换模块中的一部分电力转换模块停止的情况下，由所述继电器截断向所述电力再生装置输入的电力、且使多个所述电力转换模块全部停止、且降低所述可变上限值(例如，电压上限值Vm、过电压保护阈值Vp)，然后，通过所述第一旁通装置组(例如，旁通装置231～23N)使停止的所述电力转换模块的输入部的正极端子(+)与负极端子(－)之间短路，在使停止的所述电力转换模块的输入部的正极端子(+)与负极端子(－)之间短路之后，由所述继电器导通向所述电力再生装置输入的电力，在使向所述电力再生装置输入的电力导通之后，使非停止对象的电力转换模块再次开始运转。
(9)另外，在上述实施方式中，电力驱动作业车辆具有：发动机11；(1)的再生制动系统；和由行驶电机10L、10R驱动的驱动轮3L、3R，该行驶电机通过从所述再生制动系统的所述第一发电机(例如，主机发电机12)经由所述第一整流电路(例如，第一整流电路14)向所述第一直流线(例如，主机直流线16)输出的电力工作，并且向所述第一直流线输出再生电力。
(10)另外，在上述实施方式中，在(1)的再生制动系统中，多个所述电力转换模块具有对于耐受电压特性为同等的特性，在使多个所述电力转换模块中的一部分电力转换模块停止的情况下，根据停止的所述一部分电力转换模块的个数来降低所述可变上限值。
＜附记＞
此外，本发明并不限定于上述的实施方式，包括不脱离其要旨的范围内的各种变形例和组合。另外，本发明并不限于具有上述实施方式所说明的全部构成，也包括将构成的一部分删除的方式。另外，上述的各构成、功能等也可以使其一部分或全部例如由集成电路设计等而实现。另外，上述的各构成、功能等也可以通过处理器解释实现各功能的程序并通过执行而由软件实现。
附图标记说明
1…车身架，2L、2R…从动轮(前轮)，3aL、3aR…减速机，3L、3R…驱动轮(后轮)，4…驾驶室，5…货箱(货斗)，5a…销结合部，6…液压提升缸，7…格网箱，8…控制舱，9…燃料箱，10L、10R…行驶电机，11…发动机，12…主机发电机，13L、13R…逆变器，14…整流电路，15…电力消耗装置，16…主机直流线，17…电压检测器，21、21A…电力再生装置，221～22N…电力转换模块，221a～22Na…输入部，221b～22Nb…输出部，231～23N、241～24N…旁通装置，25…继电器，26N…逆变器，31…辅机发电机，32…整流电路，33…辅机装置，34…辅机直流线，41、41A…控制装置，100…电力驱动自卸卡车，151…电阻，152…转换元件，153…二极管，261…逆变器，271…变压器，281…整流电路，411、411A…系统控制部，412…发电机控制部，413…电力消耗装置控制部，414…电压上限值设定部，421…电力再生控制部，422…故障检测部，423…模块控制部，424…旁通控制部，425…继电器控制部，426…定时控制部。

Claims (10)

1.一种再生制动系统，其具有：
与发动机连接的第一发电机以及第二发电机；
与所述第一发电机连接并对所述第一发电机的输出进行整流而作为直流电力向第一直流线输出的第一整流电路；
连接在所述第一直流线与行驶电机之间的逆变器；
与所述第一直流线连接并能够消耗所述第一直流线的电力的电力消耗装置；
与所述第二发电机连接并对所述第二发电机的输出进行整流而作为直流电力向第二直流线输出的第二整流电路；
与所述第二直流线连接的辅机装置；
对所述第一直流线的电力进行转换并向所述第二直流线供给的电力再生装置；和
控制所述第一发电机、所述电力消耗装置、以及所述电力再生装置的控制装置，所述再生制动系统的特征在于，
所述电力再生装置具有：
使输入来自所述第一直流线的电力的输入部串联连接的多个电力转换模块；和
与多个所述电力转换模块的输入部分别连接并能够使所述输入部的正极端子与负极端子之间个别地短路的第一旁通装置组，
所述控制装置以使从所述第一直流线向所述电力再生装置输入的电压不超过基于多个所述电力转换模块的耐受电压特性的合计得到的可变上限值的方式控制所述第一发电机、所述电力消耗装置以及所述电力再生装置，
在使多个所述电力转换模块中的一部分电力转换模块停止的情况下，通过所述第一旁通装置组使停止的电力转换模块的输入部的正极端子与负极端子之间短路，并且根据多个所述电力转换模块中停止的所述一部分电力转换模块的耐受电压特性而降低所述可变上限值。
2.根据权利要求1所述的再生制动系统，其特征在于，
所述可变上限值包括与所述第一直流线的电压相关的电压上限值，
所述控制装置以使所述第一直流线的电压不超过所述电压上限值的方式控制所述第一发电机以及所述电力消耗装置，由此以使向所述电力再生装置输入的电压不超过可变上限值的方式进行控制。
3.根据权利要求1或2所述的再生制动系统，其特征在于，
所述可变上限值包括与向所述电力再生装置输入的电压相关的过电压保护阈值，
多个所述电力转换模块分别具有用于转换从所述输入部输入的电力的至少一个转换元件，
所述控制装置当所述第一直流线的电压达到所述过电压保护阈值时使多个所述电力转换模块的全部转换元件的工作停止，由此以使向所述电力再生装置输入的电压不超过可变上限值的方式进行控制。
4.根据权利要求2所述的再生制动系统，其特征在于，
所述可变上限值包括与向所述电力再生装置输入的电压相关的比所述电压上限值设定得低的过电压保护阈值，
多个所述电力转换模块分别具有用于转换从所述输入部输入的电力的至少一个转换元件，
所述控制装置当所述第一直流线的电压达到所述过电压保护阈值时使多个所述电力转换模块的全部转换元件的工作停止，由此以使向所述电力再生装置输入的电压不超过可变上限值的方式进行控制。
5.根据权利要求1所述的再生制动系统，其特征在于，
多个所述电力转换模块的向所述第二直流线输出电力的输出部串联连接，
所述电力再生装置具有与多个所述电力转换模块的输出部分别连接并能够使所述输出部的正极端子与负极端子之间短路的第二旁通装置组。
6.根据权利要求1所述的再生制动系统，其特征在于，
多个所述电力转换模块的向所述第二直流线输出电力的输出部并联连接。
7.根据权利要求1所述的再生制动系统，其特征在于，
使多个所述电力转换模块中的一部分电力转换模块停止的情况下的非停止对象的电力转换模块的台数越多，所述控制装置使所述可变上限值越高。
8.根据权利要求1所述的再生制动系统，其特征在于，
具有能够将从第一直流线向所述电力再生装置输入的电力截断的继电器，
所述控制装置在使多个所述电力转换模块中的一部分电力转换模块停止的情况下，由所述继电器截断向所述电力再生装置输入的电力、且使多个所述电力转换模块全部停止、且降低所述可变上限值，然后，通过所述第一旁通装置组使停止的所述电力转换模块的输入部的正极端子与负极端子之间短路，
在使停止的所述电力转换模块的输入部的正极端子与负极端子之间短路之后，由所述继电器导通向所述电力再生装置输入的电力，
在使向所述电力再生装置输入的电力导通之后，使非停止对象的电力转换模块再次开始运转。
9.一种电力驱动作业车辆，其特征在于，具有：
发动机；
权利要求1所述的再生制动系统；和
由行驶电机驱动的驱动轮，该行驶电机通过从所述再生制动系统的所述第一发电机经由所述第一整流电路向所述第一直流线输出的电力工作，并且向所述第一直流线输出再生电力。
10.根据权利要求1所述的再生制动系统，其特征在于，
多个所述电力转换模块具有对于耐受电压特性为同等的特性，在使多个所述电力转换模块中的一部分电力转换模块停止的情况下，根据停止的所述一部分电力转换模块的个数来降低所述可变上限值。
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