JP2010133237A - Hybrid construction machine - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a hybrid construction machine enhanced in reliability by stopping the drive of a drive and control system of an electrical operation element when an electric motor generator or the drive and control system of the electric motor generator causes a failure. <P>SOLUTION: This hybrid construction machine includes an electric motor generator system which is connected to an internal combustion engine and operates an electric motor generator, a capacitor system connected to the electric motor generator system, a load drive system which is connected to the capacitor system and supplies regenerative power to the capacitor system, an abnormality detection part provided to the electric motor generator system, and a controller for determining an abnormality based on a value detected by the abnormality detection part. When it is determined that the abnormality occurs, the controller stops the drive of the load drive system. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&INPIT

Description

本発明は、昇圧用スイッチング素子及び降圧用スイッチング素子を有し、負荷への電力供給の制御と、負荷より得られる回生電力の蓄電器への供給の制御とを行う昇降圧コンバータを用いたハイブリッド型建設機械に関する。   The present invention includes a hybrid type having a step-up / step-down converter having a step-up switching element and a step-down switching element and performing control of power supply to a load and control of supply of regenerative power obtained from the load to a capacitor Concerning construction machinery.

従来より、駆動機構の一部を電動化したハイブリッド型建設機械が提案されている。このような建設機械は、ブーム、アーム、及びバケット等の作業要素を油圧駆動するための油圧ポンプを備え、この油圧ポンプを駆動するためのエンジンに減速機を介して電動発電機を接続し、電動発電機でエンジンの駆動をアシストするとともに、発電によって得る電力を蓄電器に充電している。   Conventionally, a hybrid construction machine in which a part of a drive mechanism is electrically driven has been proposed. Such a construction machine includes a hydraulic pump for hydraulically driving work elements such as a boom, an arm, and a bucket, and a motor generator is connected to an engine for driving the hydraulic pump via a speed reducer. The motor generator assists the drive of the engine, and the power obtained by the power generation is charged in the capacitor.

また、上部旋回体を旋回させるための旋回機構の動力源として油圧モータに加えて電動機を備え、旋回機構の加速時に電動機で油圧モータの駆動をアシストし、旋回機構の減速時に電動機で回生運転を行い、発電される電力をバッテリに充電している(例えば、特許文献1参照)。   In addition to a hydraulic motor as a power source for the turning mechanism for turning the upper turning body, an electric motor is provided in addition to assisting the drive of the hydraulic motor with the electric motor when the turning mechanism is accelerated, and regenerative operation with the electric motor when the turning mechanism is decelerated. The electric power generated is charged in the battery (see, for example, Patent Document 1).

特開平10−103112号公報JP-A-10-103112

ところで、従来のハイブリッド型建設機械では、アシスト用の電動発電機又は電動発電機の駆動制御系に異常が発生した場合に、エンジンへの電動運転ができなくなるため、旋回用電動機で発生した回生電力を蓄電手段で回収できなくなるおそれが生じてしまう。   By the way, in the conventional hybrid type construction machine, when an abnormality occurs in the assist motor generator or the drive control system of the motor generator, the electric operation to the engine becomes impossible. May not be collected by the power storage means.

逆に、旋回用電動機又は旋回用電動機の駆動制御系に異常が発生した場合に、電動発電機で発電された電力を蓄電手段で回収できなくなるおそれが生じてしまう。   Conversely, when an abnormality occurs in the turning electric motor or the drive control system of the turning electric motor, the electric power generated by the motor generator may not be collected by the power storage means.

この場合、蓄電手段の電圧が過電圧となり損傷してしまうことが考えられる。   In this case, it is conceivable that the voltage of the power storage means is overvoltage and damaged.

そこで、本発明は、電動発電機又は前記電動発電機の駆動制御系の異常が発生した場合に、電動作業要素の駆動制御系の駆動を停止させることにより、信頼性の向上を図ったハイブリッド型建設機械を提供することを目的とする。   Therefore, the present invention is a hybrid type that improves reliability by stopping the drive of the drive control system of the electric work element when an abnormality occurs in the motor generator or the drive control system of the motor generator. The purpose is to provide construction machinery.

本発明の一局面のハイブリッド型建設機械は、内燃機関と接続され、電動発電運転する電動発電系と、前記電動発電系と接続される蓄電系と、前記蓄電系に接続され、前記蓄電系へ回生電力を供給する負荷駆動系と、前記電動発電系に備えられる異常検出部と、前記異常検出部の検出値に基づいて異常判定を行うコントローラとを含み、前記コントローラは、異常が発生したと判定すると、前記負荷駆動系の駆動を停止させる。   A hybrid construction machine according to one aspect of the present invention is connected to an internal combustion engine, and performs a motor power generation operation, a power generation system connected to the motor power generation system, a power storage system connected to the power storage system, and the power storage system. A load drive system that supplies regenerative power, an abnormality detection unit provided in the motor power generation system, and a controller that performs abnormality determination based on a detection value of the abnormality detection unit, wherein the controller has an abnormality If determined, the drive of the load drive system is stopped.

また、前記コントローラは、異常判断の前後で前記蓄電系の充放電制御を継続してもよい。   Further, the controller may continue the charge / discharge control of the power storage system before and after the abnormality determination.

また、前記負荷駆動系は旋回用電動機を含み、前駆コントローラは、異常が発生したと判定すると、前記旋回用電動機の駆動を停止させてもよい。   Further, the load drive system may include a turning electric motor, and when the precursor controller determines that an abnormality has occurred, the driving of the turning electric motor may be stopped.

また、前記コントローラは、さらに、油圧を発生する油圧ポンプの駆動制御を行うように構成されており、前記異常検出部によって前記電動発電機又は前記電動発電機の駆動制御系の異常が検出された場合に、前記油圧ポンプの吐出量を制限してもよい。   The controller is further configured to perform drive control of a hydraulic pump that generates hydraulic pressure, and an abnormality of the motor generator or the drive control system of the motor generator is detected by the abnormality detection unit. In this case, the discharge amount of the hydraulic pump may be limited.

また、前記負荷駆動系はブーム回生用発電機を含み、前記コントローラは、異常が発生したと判定すると、前記ブーム回生用発電機の駆動を停止させてもよい。   The load drive system may include a boom regeneration generator, and when the controller determines that an abnormality has occurred, the drive of the boom regeneration generator may be stopped.

本発明によれば、電動発電機又は前記電動発電機の駆動制御系の異常が発生した場合に、電動作業要素の駆動制御系の駆動を停止させることにより、電動作業要素の駆動制御系の損傷を防ぐことができるハイブリッド型建設機械を提供できるという特有の効果が得られる。   According to the present invention, when an abnormality occurs in the motor generator or the drive control system of the motor generator, the drive control system of the electric work element is stopped by stopping the drive of the drive control system of the electric work element. It is possible to provide a unique effect that a hybrid construction machine that can prevent the above problem can be provided.

実施の形態1のハイブリッド型建設機械を示す側面図である。1 is a side view illustrating a hybrid type construction machine according to a first embodiment. 実施の形態1のハイブリッド型建設機械の構成を表すブロック図である。1 is a block diagram illustrating a configuration of a hybrid construction machine according to a first embodiment. 実施の形態1のハイブリッド型建設機械に用いる蓄電系の詳細図である。FIG. 3 is a detailed view of a power storage system used in the hybrid construction machine of the first embodiment. 従来のハイブリッド型建設機械において、電動発電機12又はインバータ18の異常が発生した場合のDCバス電圧値及びバッテリ電圧値の推移を示す特性図であり、(a)は負荷が回生運転を行っていた場合、(b)は負荷が力行運転を行っていた場合の電圧値の推移を示す。In the conventional hybrid type construction machine, it is a characteristic view which shows transition of DC bus voltage value and battery voltage value when abnormality of the motor generator 12 or the inverter 18 occurs, (a) is a load performing regenerative operation. (B) shows the transition of the voltage value when the load is performing a power running operation. 実施の形態1のハイブリッド型建設機械において、電動発電機12又はインバータ18の異常が発生した場合のDCバス電圧値及びバッテリ電圧値の推移を示す特性図である。In the hybrid type construction machine of Embodiment 1, it is a characteristic view which shows transition of DC bus voltage value and battery voltage value when abnormality of the motor generator 12 or the inverter 18 occurs. 実施の形態2のハイブリッド型建設機械の構成を表すブロック図である。FIG. 5 is a block diagram illustrating a configuration of a hybrid construction machine according to a second embodiment. 実施の形態3のハイブリッド型建設機械の構成を示すブロック図である。FIG. 6 is a block diagram illustrating a configuration of a hybrid construction machine according to a third embodiment.

以下、本発明のハイブリッド型建設機械を適用した実施の形態について説明する。   Embodiments to which the hybrid type construction machine of the present invention is applied will be described below.

「実施の形態1」
図1は、実施の形態1のハイブリッド型建設機械を示す側面図である。
“Embodiment 1”
FIG. 1 is a side view showing the hybrid construction machine of the first embodiment.

このハイブリッド型建設機械は、建設機械型のハイブリッド型建設機械であり、下部走行体1には、旋回機構2を介して上部旋回体3が搭載されている。また、上部旋回体3には、ブーム4、アーム5、及びバケット6と、これらを油圧駆動するためのブームシリンダ7、アームシリンダ8、及びバケットシリンダ9に加えて、キャビン10及び動力源が搭載される。   This hybrid construction machine is a construction machine type hybrid construction machine, and an upper swing body 3 is mounted on a lower traveling body 1 via a swing mechanism 2. In addition to the boom 4, the arm 5, and the bucket 6, and the boom cylinder 7, the arm cylinder 8, and the bucket cylinder 9 for hydraulically driving them, the upper swing body 3 is equipped with a cabin 10 and a power source. Is done.

「全体構成」
図2は、実施の形態1のハイブリッド型建設機械の構成を表すブロック図である。この図2では、機械的動力系を二重線、高圧油圧ラインを実線、パイロットラインを破線、電気駆動・制御系を実線でそれぞれ示す。
"overall structure"
FIG. 2 is a block diagram illustrating the configuration of the hybrid construction machine according to the first embodiment. In FIG. 2, the mechanical power system is indicated by a double line, the high-pressure hydraulic line is indicated by a solid line, the pilot line is indicated by a broken line, and the electric drive / control system is indicated by a solid line.

機械式駆動部としてのエンジン11と、アシスト駆動部としての電動発電機12は、ともに増力機としての減速機13の入力軸に接続されている。また、この減速機13の出力軸には、メインポンプ14及びパイロットポンプ15が接続されている。メインポンプ14には、高圧油圧ライン16を介してコントロールバルブ17が接続されている。   An engine 11 as a mechanical drive unit and a motor generator 12 as an assist drive unit are both connected to an input shaft of a speed reducer 13 as a booster. A main pump 14 and a pilot pump 15 are connected to the output shaft of the speed reducer 13. A control valve 17 is connected to the main pump 14 via a high pressure hydraulic line 16.

コントロールバルブ17は、実施の形態1の建設機械における油圧系の制御を行う制御装置であり、このコントロールバルブ17には、下部走行体1用の油圧モータ1A(右用)及び1B(左用)、ブームシリンダ7、アームシリンダ8、及びバケットシリンダ9が高圧油圧ラインを介して接続される。   The control valve 17 is a control device that controls the hydraulic system in the construction machine according to the first embodiment. The control valve 17 includes hydraulic motors 1A (for right) and 1B (for left) for the lower traveling body 1, The boom cylinder 7, the arm cylinder 8, and the bucket cylinder 9 are connected via a high pressure hydraulic line.

また、電動発電機12には、インバータ18及び蓄電制御部としての昇降圧コンバータ100を介して蓄電器としてのバッテリ19が接続される。このインバータ18と昇降圧コンバータ100との間は、DCバス110によって接続されている。   The motor generator 12 is connected to a battery 19 as a battery via an inverter 18 and a step-up / down converter 100 as a power storage controller. The inverter 18 and the buck-boost converter 100 are connected by a DC bus 110.

また、DCバス110には、インバータ20を介して電動作業要素としての旋回用電動機21が接続されている。DCバス110は、バッテリ19、電動発電機12、及び旋回用電動機21の間で電力の授受を行うために配設されている。   Further, a turning electric motor 21 as an electric work element is connected to the DC bus 110 via an inverter 20. The DC bus 110 is disposed for transferring power between the battery 19, the motor generator 12, and the turning motor 21.

DCバス110には、DCバス110の電圧値(以下、DCバス電圧値と称す)を検出するためのDCバス電圧検出部111が配設されている。検出されるDCバス電圧値は、コントローラ30に入力される。   The DC bus 110 is provided with a DC bus voltage detector 111 for detecting a voltage value of the DC bus 110 (hereinafter referred to as a DC bus voltage value). The detected DC bus voltage value is input to the controller 30.

また、バッテリ19には、バッテリ電圧値を検出するためのバッテリ電圧検出部112と、バッテリ電流値を検出するためのバッテリ電流検出部113が配設されている。これらによって検出されるバッテリ電圧値とバッテリ電流値は、コントローラ30に入力される。なお、バッテリ19、DCバス110と昇降圧コンバータ100は、電動発電機12及び旋回用電動機21の間で電力の授受を行う蓄電系を構成する。   Further, the battery 19 is provided with a battery voltage detector 112 for detecting the battery voltage value and a battery current detector 113 for detecting the battery current value. The battery voltage value and battery current value detected by these are input to the controller 30. The battery 19, the DC bus 110, and the step-up / down converter 100 constitute a power storage system that transfers power between the motor generator 12 and the turning motor 21.

旋回用電動機21の回転軸21Aには、レゾルバ22、メカニカルブレーキ23、及び旋回減速機24が接続される。また、パイロットポンプ15には、パイロットライン25を介して操作装置26が接続される。旋回用電動機21、インバータ20、レゾルバ22、及び旋回用減速機24とで負荷制御系を構成する。   A resolver 22, a mechanical brake 23, and a turning speed reducer 24 are connected to the rotating shaft 21 </ b> A of the turning electric motor 21. An operation device 26 is connected to the pilot pump 15 through a pilot line 25. The turning electric motor 21, the inverter 20, the resolver 22, and the turning speed reducer 24 constitute a load control system.

操作装置26は、レバー26A、レバー26B、ペダル26Cを含み、レバー26A、レバー26B、及びペダル26Cには、油圧ライン27及び28を介して、コントロールバルブ17及び圧力センサ29がそれぞれ接続される。この圧力センサ29には、実施の形態1の建設機械の電気系の駆動制御を行うコントローラ30が接続されている。   The operating device 26 includes a lever 26A, a lever 26B, and a pedal 26C. The control valve 17 and the pressure sensor 29 are connected to the lever 26A, the lever 26B, and the pedal 26C through hydraulic lines 27 and 28, respectively. The pressure sensor 29 is connected to a controller 30 that performs drive control of the electric system of the construction machine according to the first embodiment.

このような実施の形態1の建設機械は、エンジン11、電動発電機12、及び旋回用電動機21を動力源とするハイブリッド型建設機械である。これらの動力源は、図1に示す上部旋回体3に搭載される。以下、各部について説明する。   The construction machine according to the first embodiment is a hybrid construction machine that uses the engine 11, the motor generator 12, and the turning electric motor 21 as power sources. These power sources are mounted on the upper swing body 3 shown in FIG. Hereinafter, each part will be described.

「各部の構成」
エンジン11は、例えば、ディーゼルエンジンで構成される内燃機関であり、その出力軸は減速機13の一方の入力軸に接続される。このエンジン11は、建設機械の運転中は常時運転される。
"Configuration of each part"
The engine 11 is an internal combustion engine composed of, for example, a diesel engine, and its output shaft is connected to one input shaft of the speed reducer 13. The engine 11 is always operated during the operation of the construction machine.

電動発電機12は、電動(アシスト)運転及び発電運転の双方が可能な電動機であればよい。ここでは、電動発電機12として、インバータ18によって交流駆動される電動発電機を示す。この電動発電機12は、例えば、磁石がロータ内部に埋め込まれたIPM(Interior Permanent Magnetic)モータで構成することができる。電動発電機12の回転軸は減速機13の他方の入力軸に接続される。そして、電動発電機12には、電動発電系の第2の異常検出部としての温度センサ12Aが配設されている。電動発電機12に負荷がかかると温度センサ12Aの温度検出値が上昇する。これにより、温度センサ12Aの温度検出値が高すぎると、電動発電機12が過負荷状態であることを把握することができる。   The motor generator 12 may be an electric motor capable of both electric (assist) operation and power generation operation. Here, a motor generator that is AC driven by an inverter 18 is shown as the motor generator 12. The motor generator 12 can be constituted by, for example, an IPM (Interior Permanent Magnetic) motor in which a magnet is embedded in a rotor. The rotating shaft of the motor generator 12 is connected to the other input shaft of the speed reducer 13. The motor generator 12 is provided with a temperature sensor 12A as a second abnormality detection unit of the motor generator system. When a load is applied to the motor generator 12, the temperature detection value of the temperature sensor 12A increases. Thereby, if the temperature detection value of the temperature sensor 12A is too high, it can be grasped that the motor generator 12 is in an overload state.

減速機13は、2つの入力軸と1つの出力軸を有する。2つの入力軸の各々には、エンジン11の駆動軸と電動発電機12の駆動軸が接続される。また、出力軸にはメインポンプ14の駆動軸が接続される。エンジン11の負荷が大きい場合には、電動発電機12が電動(アシスト)運転を行い、電動発電機12の駆動力が減速機13の出力軸を経てメインポンプ14に伝達される。これによりエンジン11の駆動がアシストされる。一方、エンジン11の負荷が小さい場合は、エンジン11の駆動力が減速機13を経て電動発電機12に伝達されることにより、電動発電機12が発電運転による発電を行う。電動発電機12の力行運転と発電運転の切り替えは、コントローラ30により、エンジン11の負荷等に応じて行われる。   The speed reducer 13 has two input shafts and one output shaft. A drive shaft of the engine 11 and a drive shaft of the motor generator 12 are connected to each of the two input shafts. Further, the drive shaft of the main pump 14 is connected to the output shaft. When the load on the engine 11 is large, the motor generator 12 performs an electric driving (assist) operation, and the driving force of the motor generator 12 is transmitted to the main pump 14 via the output shaft of the speed reducer 13. Thereby, driving of the engine 11 is assisted. On the other hand, when the load of the engine 11 is small, the driving force of the engine 11 is transmitted to the motor generator 12 through the speed reducer 13, so that the motor generator 12 generates power by the power generation operation. Switching between the power running operation and the power generation operation of the motor generator 12 is performed by the controller 30 according to the load of the engine 11 and the like.

メインポンプ14は、コントロールバルブ17に供給するための油圧を発生するポンプである。この油圧は、コントロールバルブ17を介して油圧モータ1A、1B、ブームシリンダ7、アームシリンダ8、及びバケットシリンダ9の各々を駆動するために供給される。   The main pump 14 is a pump that generates hydraulic pressure to be supplied to the control valve 17. This hydraulic pressure is supplied to drive each of the hydraulic motors 1 </ b> A and 1 </ b> B, the boom cylinder 7, the arm cylinder 8, and the bucket cylinder 9 via the control valve 17.

パイロットポンプ15は、油圧操作系に必要なパイロット圧を発生するポンプである。この油圧操作系の構成については後述する。   The pilot pump 15 is a pump that generates a pilot pressure necessary for the hydraulic operation system. The configuration of this hydraulic operation system will be described later.

コントロールバルブ17は、高圧油圧ラインを介して接続される下部走行体1用の油圧モータ1A、1B、ブームシリンダ7、アームシリンダ8、及びバケットシリンダ9の各々に供給する油圧を運転者の操作入力に応じて制御することにより、これらを油圧駆動制御する油圧制御装置である。   The control valve 17 inputs the hydraulic pressure supplied to each of the hydraulic motors 1A, 1B, the boom cylinder 7, the arm cylinder 8 and the bucket cylinder 9 for the lower traveling body 1 connected via a high-pressure hydraulic line. It is a hydraulic control device which controls these hydraulically by controlling according to the above.

インバータ18は、電動発電機12と昇降圧コンバータ100との間に設けられ、コントローラ30からの制御指令に基づき、電動発電機12の運転制御を行う電動発電機12の駆動制御部である。これにより、インバータ18が電動発電機12を電動運転している際には、必要な電力をバッテリ19と昇降圧コンバータ100からDCバス110を介して電動発電機12に供給する。また、電動発電機12を発電運転している際には、電動発電機12により発電された電力をDCバス110及び昇降圧コンバータ100を介してバッテリ19に充電する。電動発電機12とインバータ19とで電動発電系を構成している。そして、インバータ18には、電動発電系の異常検出部としての図示しない温度センサ、電流検出器及び電圧検出器が配設されている。温度センサではインバータ18のスイッチング素子の温度を検出し、電流検出器によって電動発電機12の電流を検出することができる。例えば、インバータ18のIGBTが過負荷状態になると、温度センサで検出される温度値は予め定められた閾値を超えることで、異常が発生したことを検出することができる。   The inverter 18 is a drive control unit of the motor generator 12 that is provided between the motor generator 12 and the buck-boost converter 100 and that controls the operation of the motor generator 12 based on a control command from the controller 30. Thus, when the inverter 18 is electrically driving the motor generator 12, necessary power is supplied from the battery 19 and the step-up / down converter 100 to the motor generator 12 via the DC bus 110. Further, when the motor generator 12 is in a power generation operation, the battery 19 is charged with the electric power generated by the motor generator 12 via the DC bus 110 and the step-up / down converter 100. The motor generator 12 and the inverter 19 constitute a motor generator system. The inverter 18 is provided with a temperature sensor, a current detector, and a voltage detector (not shown) as an abnormality detection unit of the motor power generation system. In the temperature sensor, the temperature of the switching element of the inverter 18 can be detected, and the current of the motor generator 12 can be detected by the current detector. For example, when the IGBT of the inverter 18 is overloaded, the temperature value detected by the temperature sensor exceeds a predetermined threshold value, so that it can be detected that an abnormality has occurred.

バッテリ19は、昇降圧コンバータ100を介してインバータ18及びインバータ20に接続されている。これにより、電動発電機12の電動(アシスト)運転と旋回用電動機21の力行運転との少なくともどちらか一方が行われている際には、電動(アシスト)運転又は力行運転に必要な電力を供給するとともに、また、電動発電機12の発電運転と旋回用電動機21の回生運転の少なくともどちらか一方が行われている際には、発電運転又は回生運転によって発生した電力を電気エネルギとして蓄積するための電源である。   The battery 19 is connected to the inverter 18 and the inverter 20 via the step-up / down converter 100. Thereby, when at least one of the electric (assist) operation of the motor generator 12 and the power running operation of the turning electric motor 21 is performed, electric power necessary for the electric (assist) operation or the power running operation is supplied. In addition, when at least one of the power generation operation of the motor generator 12 and the regenerative operation of the turning motor 21 is performed, the electric power generated by the power generation operation or the regenerative operation is stored as electric energy. Is the power source.

このバッテリ19の充放電制御は、バッテリ19の充電状態、電動発電機12の運転状態(電動(アシスト)運転又は発電運転)、旋回用電動機21の運転状態(力行運転又は回生運転)に基づき、昇降圧コンバータ100によって行われる。この昇降圧コンバータ100の昇圧動作と降圧動作の切替制御は、DCバス電圧検出部111によって検出されるDCバス電圧値、バッテリ電圧検出部112によって検出されるバッテリ電圧値、及びバッテリ電流検出部113によって検出されるバッテリ電流値に基づき、コントローラ30によって行われる。   The charge / discharge control of the battery 19 is based on the charge state of the battery 19, the operation state of the motor generator 12 (electric (assist) operation or power generation operation), and the operation state (powering operation or regenerative operation) of the turning motor 21. This is done by the buck-boost converter 100. Switching control between the step-up / step-down operation of the step-up / step-down converter 100 is performed by controlling the DC bus voltage value detected by the DC bus voltage detection unit 111, the battery voltage value detected by the battery voltage detection unit 112, and the battery current detection unit 113. Is performed by the controller 30 based on the battery current value detected by.

インバータ20は、旋回用電動機21と昇降圧コンバータ100との間に設けられ、コントローラ30からの制御指令に基づき、旋回用電動機21に対して運転制御を行う旋回用電動機21の駆動制御部である。これにより、インバータが旋回用電動機21の力行を運転制御している際には、必要な電力をバッテリ19から昇降圧コンバータ100を介して旋回用電動機21に供給する。また、旋回用電動機21が回生運転をしている際には、旋回用電動機21により発電された電力を昇降圧コンバータ100を介してバッテリ19へ充電する。図2には、旋回電動機(1台)及びインバータ(1台)を含む実施の形態を示すが、その他マグネット機構や旋回機構部以外の駆動部として備えることで、複数の電動機及び複数のインバータをDCバス110に接続するようにしてもよい。   The inverter 20 is provided between the turning electric motor 21 and the step-up / down converter 100 and is a drive control unit for the turning electric motor 21 that performs operation control on the turning electric motor 21 based on a control command from the controller 30. . Thereby, when the inverter is operating and controlling the power running of the turning electric motor 21, necessary electric power is supplied from the battery 19 to the turning electric motor 21 through the step-up / down converter 100. Further, when the turning electric motor 21 is performing a regenerative operation, the battery 19 is charged with the electric power generated by the turning electric motor 21 via the step-up / down converter 100. FIG. 2 shows an embodiment including a swing motor (1 unit) and an inverter (1 unit), but by providing a drive unit other than the magnet mechanism and the swing mechanism unit, a plurality of motors and a plurality of inverters are provided. It may be connected to the DC bus 110.

なお、このインバータ20は、電動作業要素としての旋回用電動機21の駆動制御部である。   In addition, this inverter 20 is a drive control part of the electric motor 21 for rotation as an electric work element.

昇降圧コンバータ100は、一側がDCバス110を介して電動発電機12及び旋回用電動機21に接続されるとともに、他側がバッテリ19に接続されており、DCバス電圧値が一定の範囲内に収まるように昇圧又は降圧を切り替える制御を行う。電動発電機12が電動(アシスト)運転を行う場合には、インバータ18を介して電動発電機12に電力を供給する必要があるため、DCバス電圧値を昇圧する必要がある。一方、電動発電機12が発電運転を行う場合には、発電された電力をインバータ18を介してバッテリ19に充電する必要があるため、DCバス電圧値を降圧する必要がある。これは、旋回用電動機21の力行運転と回生運転においても同様であり、その上、電動発電機12はエンジン11の負荷状態に応じて運転状態が切り替えられ、旋回用電動機21は上部旋回体3の旋回動作に応じて運転状態が切り替えられるため、電動発電機12と旋回用電動機21には、いずれか一方が電動(アシスト)運転又は力行運転を行い、他方が発電運転又は回生運転を行う状況が生じうる。   The buck-boost converter 100 has one side connected to the motor generator 12 and the turning electric motor 21 via the DC bus 110 and the other side connected to the battery 19, so that the DC bus voltage value is within a certain range. Thus, control for switching between step-up and step-down is performed. When the motor generator 12 performs an electric driving (assist) operation, it is necessary to supply electric power to the motor generator 12 via the inverter 18, and thus it is necessary to boost the DC bus voltage value. On the other hand, when the motor generator 12 performs a power generation operation, it is necessary to charge the battery 19 through the inverter 18 with the generated power, and thus it is necessary to step down the DC bus voltage value. The same applies to the power running operation and the regenerative operation of the turning electric motor 21. In addition, the operation state of the motor generator 12 is switched according to the load state of the engine 11, and the turning electric motor 21 is changed to the upper turning body 3. Since the driving state is switched in accordance with the turning operation, the motor generator 12 and the turning motor 21 are either in an electric (assist) operation or a power running operation, and the other is in a power generation operation or a regenerative operation. Can occur.

このため、昇降圧コンバータ100は、電動発電機12と旋回用電動機21の運転状態に応じて、DCバス電圧値を一定の範囲内に収まるように昇圧動作と降圧動作を切り替える制御を行う。   For this reason, the step-up / step-down converter 100 performs control to switch between the step-up operation and the step-down operation so that the DC bus voltage value falls within a certain range according to the operating state of the motor generator 12 and the turning electric motor 21.

DCバス110は、2つのインバータ18及び20と昇降圧コンバータとの間に配設されており、バッテリ19、電動発電機12、及び旋回用電動機21の間で電力の授受が可能に構成されている。   The DC bus 110 is disposed between the two inverters 18 and 20 and the step-up / down converter, and is configured to be able to transfer power between the battery 19, the motor generator 12, and the turning electric motor 21. Yes.

DCバス電圧検出部111は、DCバス電圧値を検出するための電圧検出部である。検出されるDCバス電圧値はコントローラ30に入力され、このDCバス電圧値を一定の範囲内に収めるための昇圧動作と降圧動作の切替制御を行うために用いられる。   The DC bus voltage detection unit 111 is a voltage detection unit for detecting a DC bus voltage value. The detected DC bus voltage value is input to the controller 30, and is used for switching control between the step-up operation and the step-down operation for keeping the DC bus voltage value within a certain range.

バッテリ電圧検出部112は、バッテリ19の電圧値を検出するための電圧検出部であり、バッテリの充電状態を検出するために用いられる。検出されるバッテリ電圧値は、コントローラ30に入力され、昇降圧コンバータ100の昇圧動作と降圧動作の切替制御を行うために用いられる。   The battery voltage detection unit 112 is a voltage detection unit for detecting the voltage value of the battery 19 and is used for detecting the state of charge of the battery. The detected battery voltage value is input to the controller 30 and used for switching control between the step-up / step-down operation of the step-up / step-down converter 100.

バッテリ電流検出部113は、バッテリ19の電流値を検出するための電流検出部である。バッテリ電流値は、バッテリ19から昇降圧コンバータ100に流れる電流を正の値として検出される。検出されるバッテリ電流値は、コントローラ30に入力され、昇降圧コンバータ100の昇圧動作と降圧動作の切替制御を行うために用いられる。   The battery current detection unit 113 is a current detection unit for detecting the current value of the battery 19. As the battery current value, a current flowing from the battery 19 to the step-up / down converter 100 is detected as a positive value. The detected battery current value is input to the controller 30 and used for switching control between the step-up / step-down operation of the step-up / down converter 100.

旋回用電動機21は、力行運転及び回生運転の双方が可能な電動作業要素としての電動機であればよく、上部旋回体3の旋回機構2を駆動するために設けられている。力行運転の際には、旋回用電動機21の回転駆動力の回転力が減速機24にて増幅され、上部旋回体3が加減速制御され回転運動を行う。また、上部旋回体3の慣性回転により、減速機24にて回転数が増加されて旋回用電動機21に伝達され、回生電力を発生させることができる。ここでは、旋回用電動機21として、PWM(Pulse Width Modulation)制御信号によりインバータ20によって交流駆動される電動機を示す。この旋回用電動機21は、例えば、磁石埋込型のIPMモータで構成することができる。これにより、より大きな誘導起電力を発生させることができるので、回生時に旋回用電動機21にて発電される電力を増大させることができる。   The turning electric motor 21 may be an electric motor as an electric work element capable of both a power running operation and a regenerative operation, and is provided for driving the turning mechanism 2 of the upper turning body 3. During the power running operation, the rotational force of the rotational driving force of the turning electric motor 21 is amplified by the speed reducer 24, and the upper turning body 3 is subjected to acceleration / deceleration control to perform rotational motion. Further, due to the inertial rotation of the upper swing body 3, the number of rotations is increased by the speed reducer 24 and transmitted to the turning electric motor 21, and regenerative power can be generated. Here, as the electric motor 21 for turning, an electric motor driven by an inverter 20 by a PWM (Pulse Width Modulation) control signal is shown. The turning electric motor 21 can be constituted by, for example, a magnet-embedded IPM motor. Thereby, since a larger induced electromotive force can be generated, the electric power generated by the turning electric motor 21 at the time of regeneration can be increased.

レゾルバ22は、旋回用電動機21の回転軸21Aの回転位置及び回転角度を検出するセンサであり、旋回用電動機21と機械的に連結することで旋回用電動機21の回転前の回転軸21Aの回転位置と、左回転又は右回転した後の回転位置との差を検出することにより、回転軸21Aの回転角度及び回転方向を検出するように構成されている。旋回用電動機21の回転軸21Aの回転角度を検出することにより、旋回機構2の回転角度及び回転方向が導出される。また、図2にはレゾルバ22を取り付けた形態を示すが、電動機の回転センサを有しないインバータ制御方式を用いてもよい。   The resolver 22 is a sensor that detects the rotational position and the rotational angle of the rotating shaft 21A of the turning electric motor 21, and is mechanically connected to the turning electric motor 21 to rotate the rotating shaft 21A before the turning electric motor 21 rotates. The rotation angle and the rotation direction of the rotation shaft 21A are detected by detecting the difference between the position and the rotation position after the left rotation or the right rotation. By detecting the rotation angle of the rotation shaft 21A of the turning electric motor 21, the rotation angle and the rotation direction of the turning mechanism 2 are derived. Further, FIG. 2 shows a form in which the resolver 22 is attached, but an inverter control system that does not have an electric motor rotation sensor may be used.

メカニカルブレーキ23は、機械的な制動力を発生させる制動装置であり、旋回用電動機21の回転軸21Aを機械的に停止させる。このメカニカルブレーキ23は、電磁式スイッチにより制動/解除が切り替えられる。この切り替えは、コントローラ30によって行われる。   The mechanical brake 23 is a braking device that generates a mechanical braking force, and mechanically stops the rotating shaft 21 </ b> A of the turning electric motor 21. This mechanical brake 23 is switched between braking and release by an electromagnetic switch. This switching is performed by the controller 30.

旋回減速機24は、旋回用電動機21の回転軸21Aの回転速度を減速して旋回機構2に機械的に伝達する減速機である。これにより、力行運転の際には、旋回用電動機21の回転力を増力させ、より大きな回転力として旋回体へ伝達することができる。これとは逆に、回生運転の際には、旋回体で発生した回転数を増加させ、より多くの回転動作を旋回用電動機21に発生させることができる。   The turning speed reducer 24 is a speed reducer that reduces the rotational speed of the rotating shaft 21 </ b> A of the turning electric motor 21 and mechanically transmits it to the turning mechanism 2. Thereby, in the power running operation, the rotational force of the turning electric motor 21 can be increased and transmitted to the turning body as a larger rotational force. On the contrary, during the regenerative operation, the number of rotations generated in the revolving structure can be increased, and more rotational motion can be generated in the turning electric motor 21.

旋回機構2は、旋回用電動機21のメカニカルブレーキ23が解除された状態で旋回可能となり、これにより、上部旋回体3が左方向又は右方向に旋回される。   The turning mechanism 2 can turn in a state where the mechanical brake 23 of the turning electric motor 21 is released, whereby the upper turning body 3 is turned leftward or rightward.

操作装置26は、旋回用電動機21、下部走行体1、ブーム4、アーム5、及びバケット6を操作するための操作装置であり、ハイブリッド型建設機械の運転者によって操作される。   The operating device 26 is an operating device for operating the turning electric motor 21, the lower traveling body 1, the boom 4, the arm 5, and the bucket 6, and is operated by a driver of the hybrid type construction machine.

この操作装置26は、パイロットライン25を通じて供給される油圧(1次側の油圧)を運転者の操作量に応じた油圧(2次側の油圧)に変換して出力する。操作装置26から出力される2次側の油圧は、油圧ライン27を通じてコントロールバルブ17に供給されるとともに、圧力センサ29によって検出される。   The operating device 26 converts the hydraulic pressure (primary hydraulic pressure) supplied through the pilot line 25 into hydraulic pressure (secondary hydraulic pressure) corresponding to the operation amount of the driver and outputs the converted hydraulic pressure. The secondary hydraulic pressure output from the operating device 26 is supplied to the control valve 17 through the hydraulic line 27 and detected by the pressure sensor 29.

操作装置26が操作されると、油圧ライン27を通じてコントロールバルブ17が駆動され、これにより、油圧モータ1A、1B、ブームシリンダ7、アームシリンダ8、及びバケットシリンダ9内の油圧が制御されることによって、下部走行体1、ブーム4、アーム5、及びバケット6が駆動される。   When the operation device 26 is operated, the control valve 17 is driven through the hydraulic line 27, thereby controlling the hydraulic pressure in the hydraulic motors 1 </ b> A and 1 </ b> B, the boom cylinder 7, the arm cylinder 8, and the bucket cylinder 9. The lower traveling body 1, the boom 4, the arm 5, and the bucket 6 are driven.

なお、油圧ライン27は、油圧モータ1A及び1B、ブームシリンダ7、アームシリンダ8、及びバケットシリンダの駆動に必要な油圧をコントロールバルブに供給する。   The hydraulic line 27 supplies hydraulic pressure necessary for driving the hydraulic motors 1A and 1B, the boom cylinder 7, the arm cylinder 8, and the bucket cylinder to the control valve.

旋回用操作検出部としての圧力センサ29では、操作装置26に対して旋回機構2を旋回させるための操作が入力されると、この操作量を油圧ライン28内の油圧の変化として検出する。圧力センサ29は、油圧ライン28内の油圧を表す電気信号を出力する。これにより、操作装置26に入力される旋回機構2を旋回させるための操作量を的確に把握することができる。この電気信号は、コントローラ30に入力され、旋回用電動機21の駆動制御に用いられる。また、実施の形態1では、レバー操作検出部としての圧力センサを用いる形態について説明するが、操作装置26に入力される旋回機構2を旋回させるための操作量をそのまま電気信号で読み取るセンサを用いてもよい。   When the operation for turning the turning mechanism 2 is input to the operating device 26, the pressure sensor 29 as the turning operation detection unit detects the operation amount as a change in the hydraulic pressure in the hydraulic line 28. The pressure sensor 29 outputs an electrical signal indicating the hydraulic pressure in the hydraulic line 28. Thereby, the operation amount for turning the turning mechanism 2 input to the operating device 26 can be accurately grasped. This electric signal is input to the controller 30 and used for driving control of the turning electric motor 21. In the first embodiment, a description will be given of a mode in which a pressure sensor is used as a lever operation detection unit. However, a sensor that reads an operation amount for turning the turning mechanism 2 input to the operating device 26 as an electric signal is used. May be.

「コントローラ30」
コントローラ30は、実施の形態1のハイブリッド型建設機械の駆動制御を行う主制御部としての制御装置であり、CPU(Central Processing Unit)及び内部メモリを含む演算処理装置で構成され、CPUが内部メモリに格納される駆動制御用のプログラムを実行することにより実現される装置である。
"Controller 30"
The controller 30 is a control device as a main control unit that performs drive control of the hybrid type construction machine according to the first embodiment, and includes a CPU (Central Processing Unit) and an arithmetic processing unit including an internal memory. This is an apparatus realized by executing a drive control program stored in the computer.

コントローラ30は、圧力センサ29から入力される信号(操作装置26に入力される旋回機構2を旋回させるための操作量を表す信号)を速度指令に変換し、旋回用電動機21の駆動制御を行う。   The controller 30 converts a signal input from the pressure sensor 29 (a signal indicating an operation amount for turning the turning mechanism 2 input to the operation device 26) into a speed command, and performs drive control of the turning electric motor 21. .

また、コントローラ30は、電動発電機12の運転制御(電動(アシスト)運転又は発電運転の切り替え)を行うとともに、昇降圧コンバータ100を駆動制御することによるバッテリ19の充放電制御を行う。コントローラ30は、バッテリ19の充電状態、電動発電機12の運転状態(電動(アシスト)運転又は発電運転)、及び旋回用電動機21の運転状態(力行運転又は回生運転)に基づいて、昇降圧コンバータ100の昇圧動作と降圧動作の切替制御を行い、これによりバッテリ19の充放電制御を行う。   In addition, the controller 30 performs operation control of the motor generator 12 (switching between electric (assist) operation or power generation operation) and also performs charge / discharge control of the battery 19 by drivingly controlling the buck-boost converter 100. The controller 30 is a step-up / down converter based on the state of charge of the battery 19, the operation state of the motor generator 12 (electric (assist) operation or power generation operation), and the operation state (powering operation or regenerative operation) of the turning motor 21. Switching control between 100 step-up operation and step-down operation is performed, and thereby charge / discharge control of the battery 19 is performed.

この昇降圧コンバータ100の昇圧動作と降圧動作の切替制御は、DCバス電圧検出部111によって検出されるDCバス電圧値、バッテリ電圧検出部112によって検出されるバッテリ電圧値、及びバッテリ電流検出部113によって検出されるバッテリ電流値に基づいて行われる。   Switching control between the step-up / step-down operation of the step-up / step-down converter 100 is performed by controlling the DC bus voltage value detected by the DC bus voltage detection unit 111, the battery voltage value detected by the battery voltage detection unit 112, and the battery current detection unit 113. This is performed based on the battery current value detected by.

また、コントローラ30は、異常検出部で検出される電動発電機12、インバータ18に配設された異常検出部からの検出値と、それぞれの異常検出部に対応して予め定められた閾値とを比較することで異常判定を行う機能を担う。このため、コントローラ30には、電動発電機12の温度、電動発電機12に通流する電流値、電動発電機12に印加される電圧値、インバータ18に含まれるスイッチング素子の温度、インバータ18に供給される電圧値、及びインバータ18に供給される電流値を表す信号が入力されるように構成されている。   Further, the controller 30 sets a detection value from the abnormality detection unit disposed in the motor generator 12 and the inverter 18 detected by the abnormality detection unit, and a predetermined threshold corresponding to each abnormality detection unit. It carries out the function of performing abnormality determination by comparing. For this reason, the controller 30 includes the temperature of the motor generator 12, the current value flowing through the motor generator 12, the voltage value applied to the motor generator 12, the temperature of the switching element included in the inverter 18, A signal representing a supplied voltage value and a current value supplied to the inverter 18 is input.

なお、電動発電機12の異常とは、例えば、電動発電機12に断線が生じている場合や、温度が異常に上昇している状態をいう。   The abnormality of the motor generator 12 refers to, for example, a case where the motor generator 12 is disconnected or a temperature that is abnormally increased.

また、インバータ18の異常とは、例えば、断線や故障により、スイッチング素子の温度、電圧値、又は電流値がそれぞれの閾値を超えて、過熱状態、過電圧状態、又は過電流状態が生じていることをいう。   Further, the abnormality of the inverter 18 means that the temperature, voltage value, or current value of the switching element exceeds the respective threshold value due to disconnection or failure, and an overheat state, an overvoltage state, or an overcurrent state occurs. Say.

図3は、実施の形態1のハイブリッド型建設機械に用いる蓄電系の詳細図である。この昇降圧コンバータ100は、リアクトル101、昇圧用IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor)102A、降圧用IGBT102B、バッテリ19を接続するための電源接続端子104、インバータ105を接続するための出力端子106、及び、一対の出力端子106に並列に挿入される平滑用のコンデンサ107を備える。昇降圧コンバータ100の出力端子106とインバータ105との間は、DCバス110によって接続される。インバータ105は、インバータ18A、18B、20に相当する。   FIG. 3 is a detailed view of a power storage system used in the hybrid construction machine of the first embodiment. The step-up / down converter 100 includes a reactor 101, a boosting IGBT (Insulated Gate Bipolar Transistor) 102A, a step-down IGBT 102B, a power connection terminal 104 for connecting the battery 19, an output terminal 106 for connecting an inverter 105, and A smoothing capacitor 107 inserted in parallel with the pair of output terminals 106 is provided. The output terminal 106 of the buck-boost converter 100 and the inverter 105 are connected by a DC bus 110. The inverter 105 corresponds to the inverters 18A, 18B, and 20.

リアクトル101は、一端が昇圧用IGBT102A及び降圧用IGBT102Bの中間点に接続されるとともに、他端が電源接続端子104に接続されており、昇圧用IGBT102Aのオン/オフに伴って生じる誘導起電力をDCバス9に供給するために設けられている。   Reactor 101 has one end connected to an intermediate point between boosting IGBT 102A and step-down IGBT 102B, and the other end connected to power supply connection terminal 104. It is provided for supplying to the DC bus 9.

昇圧用IGBT102A及び降圧用IGBT102Bは、MOSFET(Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor)をゲート部に組み込んだバイポーラトランジスタで構成され、大電力の高速スイッチングが可能な半導体素子である。昇圧用IGBT102A及び降圧用IGBT102Bは、駆動制御部120により、ゲート端子にPWM電圧が印加されることによって駆動される。昇圧用IGBT102A及び降圧用IGBT102Bには、整流素子であるダイオード102a及び102bが並列接続される。   The step-up IGBT 102 </ b> A and the step-down IGBT 102 </ b> B are semiconductor elements that are configured by bipolar transistors in which a MOSFET (Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor) is incorporated in a gate portion and can perform high-power high-speed switching. The step-up IGBT 102A and the step-down IGBT 102B are driven by the drive control unit 120 by applying a PWM voltage to the gate terminal. Diodes 102a and 102b, which are rectifying elements, are connected in parallel to the step-up IGBT 102A and the step-down IGBT 102B.

バッテリ19は、昇降圧コンバータ100を介してDCバス110との間で電力の授受が行えるように、充放電可能な蓄電器であればよい。なお、図3には、蓄電器としてバッテリ19を示すが、バッテリ19の代わりに、コンデンサ、充放電可能な二次電池、又は、電力の授受が可能なその他の形態の電源を蓄電器として用いてもよい。   The battery 19 may be a chargeable / dischargeable battery so that power can be exchanged with the DC bus 110 via the buck-boost converter 100. 3 shows the battery 19 as a capacitor, the capacitor 19 may be replaced with a capacitor, a chargeable / dischargeable secondary battery, or another form of power source capable of power transfer. Good.

電源接続端子104及び出力端子106は、バッテリ19及びインバータ105が接続可能な端子であればよい。一対の電源接続端子104の間には、バッテリ電圧を検出するバッテリ電圧検出部112が接続される。一対の出力端子106の間には、DCバス電圧を検出するDCバス電圧検出部111が接続される。   The power connection terminal 104 and the output terminal 106 may be terminals that can be connected to the battery 19 and the inverter 105. A battery voltage detector 112 that detects the battery voltage is connected between the pair of power connection terminals 104. A DC bus voltage detector 111 that detects a DC bus voltage is connected between the pair of output terminals 106.

バッテリ電圧検出部112は、バッテリ19の電圧値(vbat_det)を検出し、DCバス電圧検出部111は、DCバス110の電圧(以下、DCバス電圧:vdc_det)を検出する。   The battery voltage detector 112 detects the voltage value (vbat_det) of the battery 19, and the DC bus voltage detector 111 detects the voltage of the DC bus 110 (hereinafter, DC bus voltage: vdc_det).

平滑用のコンデンサ107は、出力端子106の正極端子と負極端子との間に挿入され、DCバス電圧を平滑化できる蓄電素子であればよい。   The smoothing capacitor 107 may be any storage element that is inserted between the positive terminal and the negative terminal of the output terminal 106 and can smooth the DC bus voltage.

バッテリ電流検出部113は、バッテリ19に通流する電流の値を検出可能な検出手段であればよく、電流検出用の抵抗器を含む。このリアクトル電流検出部108は、バッテリ19に通流する電流値(ibat_det)を検出する。   The battery current detection unit 113 may be any detection means capable of detecting the value of the current flowing through the battery 19 and includes a current detection resistor. The reactor current detection unit 108 detects a current value (ibat_det) flowing through the battery 19.

「昇降圧動作」
このような昇降圧コンバータ100において、DCバス110を昇圧する際には、昇圧用IGBT102Aのゲート端子にPWM電圧を印加し、降圧用IGBT102Bに並列に接続されたダイオード102bを介して、昇圧用IGBT102Aのオン/オフに伴ってリアクトル101に発生する誘導起電力をDCバス110に供給する。これにより、DCバス110が昇圧される。
"Buck-boost operation"
In such a step-up / down converter 100, when boosting the DC bus 110, a PWM voltage is applied to the gate terminal of the boosting IGBT 102A, and the boosting IGBT 102A is connected via the diode 102b connected in parallel to the step-down IGBT 102B. The induced electromotive force generated in the reactor 101 when the power is turned on / off is supplied to the DC bus 110. Thereby, the DC bus 110 is boosted.

また、DCバス110を降圧する際には、降圧用IGBT102Bのゲート端子にPWM電圧を印加し、降圧用IGBT102B、インバータ105を介して供給される回生電力をDCバス110からバッテリ19に供給する。これにより、DCバス110に蓄積された電力がバッテリ19に充電され、DCバス110が降圧される。   When the DC bus 110 is stepped down, a PWM voltage is applied to the gate terminal of the step-down IGBT 102 </ b> B, and regenerative power supplied via the step-down IGBT 102 </ b> B and the inverter 105 is supplied from the DC bus 110 to the battery 19. As a result, the power stored in the DC bus 110 is charged in the battery 19 and the DC bus 110 is stepped down.

なお、実際には、コントローラ120と昇圧用IGBT102A及び降圧用IGBT102Bとの間には、昇圧用IGBT102A及び降圧用IGBT102Bを駆動するPWM信号を生成する駆動部が存在するが、図3では省略する。このような駆動部は、電子回路又は演算処理装置のいずれでも実現することができる。   In practice, a drive unit that generates a PWM signal for driving the boosting IGBT 102A and the step-down IGBT 102B exists between the controller 120 and the step-up IGBT 102A and the step-down IGBT 102B, but is omitted in FIG. Such a driving unit can be realized by either an electronic circuit or an arithmetic processing unit.

ここで、電動発電機12又はインバータ18に異常が発生した場合には、インバータ20に過大な電力が供給され、インバータ20が損傷を受ける場合がある。   Here, when an abnormality occurs in the motor generator 12 or the inverter 18, excessive power is supplied to the inverter 20, and the inverter 20 may be damaged.

このため、実施の形態1のハイブリッド型建設機械では、電動発電機12又はインバータ18に異常が発生した場合には、駆動制御部120がインバータ20の駆動を停止させる。このときの動作特性を図4及び図5を用いて説明する。   For this reason, in the hybrid type construction machine of the first embodiment, when an abnormality occurs in the motor generator 12 or the inverter 18, the drive control unit 120 stops the drive of the inverter 20. The operating characteristics at this time will be described with reference to FIGS.

図4は、従来のハイブリッド型建設機械において、電動発電機12又はインバータ18の異常が発生した場合のDCバス電圧値及びバッテリ電圧値の推移を示す特性図であり、(a)は負荷が回生運転を行っていた場合、(b)は負荷が力行運転を行っていた場合の電圧値の推移を示す。   FIG. 4 is a characteristic diagram showing the transition of the DC bus voltage value and the battery voltage value when an abnormality occurs in the motor generator 12 or the inverter 18 in the conventional hybrid construction machine. FIG. When the operation is performed, (b) shows the transition of the voltage value when the load is performing the power running operation.

図5は、実施の形態1のハイブリッド型建設機械において、電動発電機12又はインバータ18の異常が発生した場合のDCバス電圧値及びバッテリ電圧値の推移を示す特性図である。   FIG. 5 is a characteristic diagram showing the transition of the DC bus voltage value and the battery voltage value when an abnormality occurs in the motor generator 12 or the inverter 18 in the hybrid type construction machine of the first embodiment.

これらの図において、縦軸は電圧値を示し、V1はDCバス電圧値の目標値、V2はDCバス電圧値の上限値、V4はバッテリ使用範囲の下限値、VDCはDCバス電圧値、VBATはバッテリ電圧値を表す。 In these figures, the vertical axis indicates the voltage value, V1 is the target value of the DC bus voltage value, V2 is the upper limit value of the DC bus voltage value, V4 is the lower limit value of the battery usage range, VDC is the DC bus voltage value, V BAT represents a battery voltage value.

ここで、DCバス電圧値の上限値V2は、DCバス電圧値が過電圧であるか否かを判定するための電圧値である。   Here, the upper limit value V2 of the DC bus voltage value is a voltage value for determining whether or not the DC bus voltage value is an overvoltage.

また、バッテリ使用範囲とは、ハイブリッド型建設機械において、バッテリ19を使用する際のバッテリ電圧値の範囲であり、図4(b)には、下限値V4のみを示す。   The battery usage range is a range of battery voltage values when using the battery 19 in the hybrid construction machine, and FIG. 4B shows only the lower limit value V4.

なお、図4(a)、(b)には、インバータ18に異常が発生した場合の特性を示し、時刻t=0以前では、図4(a)では旋回用電動機21の回生運転が行われており、図4(b)では力行運転が行われていることとする。   4A and 4B show characteristics when an abnormality occurs in the inverter 18. Before the time t = 0, the regenerative operation of the turning electric motor 21 is performed in FIG. 4A. In FIG. 4B, it is assumed that the power running operation is performed.

図4(a)に示すように、時刻t=0では、バッテリ電圧値VBATよりもDCバス電圧値VDCの方が高い状態となっている。 As shown in FIG. 4A, at time t = 0, the DC bus voltage value V DC is higher than the battery voltage value V BAT .

従来のハイブリッド型建設機械では、時刻t=0でインバータ18に異常が発生しても、電動作業要素である旋回用電動機21の駆動制御は停止されないので、旋回用電動機21によって回生される電力はDCバス110へ供給される。これにより、コントローラ30は、DCバス電圧値VDCを一定に保持するために昇降圧コンバータ100に降圧動作を行わせるため、バッテリ電圧値VBATは上昇する。 In the conventional hybrid type construction machine, even if an abnormality occurs in the inverter 18 at time t = 0, the drive control of the turning electric motor 21 that is an electric work element is not stopped, so the electric power regenerated by the turning electric motor 21 is Supplied to the DC bus 110. As a result, the controller 30 causes the buck-boost converter 100 to perform a step-down operation in order to keep the DC bus voltage value V DC constant, so that the battery voltage value V BAT increases.

時刻t=t2で、バッテリ電圧値VbatはDCバス電圧値Vdcに到達する。その後、旋回用電動機21からの回生が継続すると、バッテリ電圧値VbatとDCバス電圧値Vdcとはともに上昇してしまう。   At time t = t2, the battery voltage value Vbat reaches the DC bus voltage value Vdc. Thereafter, when regeneration from the turning electric motor 21 continues, both the battery voltage value Vbat and the DC bus voltage value Vdc are increased.

さらに、時刻t=t3では、DCバス電圧値の上限値にまで到達してしまう。この場合に、インバータ20に対しても過電圧状態となり、損傷を受けてしまう。   Furthermore, at time t = t3, the upper limit value of the DC bus voltage value is reached. In this case, the inverter 20 is overvoltaged and damaged.

また、図4(b)に示すように、時刻t=0では、バッテリ電圧値VBATよりもDCバス電圧値VDCの方が高い状態となっている。 Further, as shown in FIG. 4B, at time t = 0, the DC bus voltage value V DC is higher than the battery voltage value V BAT .

このように、従来のハイブリッド型建設機械では、時刻t=0でインバータ18に異常が発生しても、電動作業要素である旋回用電動機21の駆動制御は停止されないので、旋回用電動機21によってDCバス110の電力が消費される。これにより、駆動制御部120は、DCバス電圧値VDCを一定に保持するために昇降圧コンバータ100に昇圧動作を行わせるため、バッテリ電圧値VBATは低下する。 As described above, in the conventional hybrid type construction machine, even if an abnormality occurs in the inverter 18 at time t = 0, the drive control of the turning electric motor 21 that is an electric work element is not stopped. The power of the bus 110 is consumed. As a result, the drive control unit 120 causes the step-up / step-down converter 100 to perform a boost operation in order to keep the DC bus voltage value VDC constant, so that the battery voltage value V BAT decreases.

旋回用電動機21の電動運転が引き続き行われることにより、時刻t=t4では、バッテリ電圧値VBATはバッテリ使用範囲の下限値V4を下回ってしまう。バッテリ電圧値VBATが下限値V4を下回ると、バッテリ19の出力が減少するので正常な動作ができなくなる。 By continuing the electric operation of the turning electric motor 21, the battery voltage value VBAT falls below the lower limit value V4 of the battery usage range at time t = t4. When the battery voltage value V BAT is lower than the lower limit value V4, the output of the battery 19 decreases, so that normal operation cannot be performed.

これに対して、実施の形態1のハイブリッド型建設機械では、インバータ18に異常が発生しても、以下のようにして、インバータ20の損傷を防ぐことができる。   On the other hand, in the hybrid construction machine of the first embodiment, even if an abnormality occurs in the inverter 18, damage to the inverter 20 can be prevented as follows.

図5には、実施の形態1を用いた場合における、インバータ18、20に異常が発生した後のバッテリ電圧値とDCバス電圧値の時間推移を示す。   FIG. 5 shows time transitions of the battery voltage value and the DC bus voltage value after the occurrence of abnormality in the inverters 18 and 20 when the first embodiment is used.

ハイブリッド型建設機械が作業を継続し、電動発電機12に負荷がかかり過ぎて、電動発電機12に配置した温度センサ12Aによる検出値が予め定めら温度に達すると、コントローラ30は電動発電機12が過負荷状態にあると判定する(時刻t=0)。この場合、コントローラ30は、電動発電系に異常が発生したと判定する。そして、異常処理を行うべく、インバータ18へ電動発電機12の駆動を停止するように制御指令を送る。さらに、コントローラ30は旋回用電動機21の駆動制御を停止するように制御指令をインバータ20に送る。これにより、旋回用電動機21での回生電力の発生を禁止でき、さらに、力行運転による電力消費を禁止する。一方、コントローラ30は、昇降圧コンバータ100に対して、電動発電系の異常発生の前後で、継続してDCバス電圧VdcをV1に一定に維持するように制御指令を送る。   When the hybrid construction machine continues to work, the motor generator 12 is overloaded, and the detection value by the temperature sensor 12A disposed in the motor generator 12 reaches a predetermined temperature, the controller 30 causes the motor generator 12 to Is overloaded (time t = 0). In this case, the controller 30 determines that an abnormality has occurred in the motor power generation system. Then, a control command is sent to the inverter 18 so as to stop the driving of the motor generator 12 in order to perform the abnormality process. Furthermore, the controller 30 sends a control command to the inverter 20 so as to stop the drive control of the turning electric motor 21. Thereby, generation | occurrence | production of the regenerative electric power in the electric motor 21 for a rotation can be prohibited, and also the power consumption by power running operation is prohibited. On the other hand, the controller 30 sends a control command to the buck-boost converter 100 so as to continuously maintain the DC bus voltage Vdc at V1 before and after the occurrence of abnormality in the motor power generation system.

これにより、t=0後において、図5に示すようにDCバス電圧値VDCとバッテリ電圧値VBATは一定値に保持される。このため、インバータ20が損傷を受けることは生じない。 Thereby, after t = 0, as shown in FIG. 5, the DC bus voltage value V DC and the battery voltage value V BAT are held at constant values. For this reason, the inverter 20 is not damaged.

なお、これは、インバータ18の代わりに、電動発電機12に異常が発生した場合においても、同様に、インバータ20の駆動制御は駆動制御部120によって停止され、DCバス電圧値VDCとバッテリ電圧値VBATは一定値に保持される。このため、インバータ20が損傷を受けることは生じない。 It should be noted that, in the case where an abnormality occurs in the motor generator 12 instead of the inverter 18, similarly, the drive control of the inverter 20 is stopped by the drive control unit 120, and the DC bus voltage value V DC and the battery voltage are stopped. The value V BAT is held at a constant value. For this reason, the inverter 20 is not damaged.

このように実施の形態1のハイブリッド型建設機械では、電動発電機12、又はその駆動制御系であるインバータ18に異常が発生すると、インバータ20の駆動制御は駆動制御部120によって停止される。このため、インバータ20の損傷を防ぐことができる。   As described above, in the hybrid construction machine of the first embodiment, when an abnormality occurs in the motor generator 12 or the inverter 18 that is a drive control system thereof, the drive control of the inverter 20 is stopped by the drive control unit 120. For this reason, damage to the inverter 20 can be prevented.

なお、インバータ18及び20の駆動制御が停止された後は、DCバス電圧値VDCとバッテリ電圧値VBATは一定値に保持される。このため、インバータ18Aの復旧後は、速やかに通常通りの運転を行うことができる。 Note that after the drive control of the inverters 18 and 20 is stopped, the DC bus voltage value V DC and the battery voltage value V BAT are held at constant values. For this reason, after the inverter 18A is restored, the normal operation can be performed promptly.

また、電動発電機12又はインバータ18に異常が発生した場合に、コントローラ30がメインポンプ14の吐出量を制限(低下)させるようにしてもよい。これにより、電動発電機12又はインバータ18に異常が発生することによって電動発電機12の出力が低下した場合においても、エンジン11がメインポンプ14を駆動する際の負荷を低減することができる。このため、電動発電機12又はインバータ18に異常が発生した際に、吐出量を制限することで、エンジン11がストールすることを抑制することができる。   Further, when an abnormality occurs in the motor generator 12 or the inverter 18, the controller 30 may limit (decrease) the discharge amount of the main pump 14. Thereby, even when the output of the motor generator 12 decreases due to an abnormality occurring in the motor generator 12 or the inverter 18, the load when the engine 11 drives the main pump 14 can be reduced. For this reason, when abnormality occurs in the motor generator 12 or the inverter 18, the engine 11 can be prevented from stalling by limiting the discharge amount.

[実施の形態2]
図6は、実施の形態2のハイブリッド型建設機械の構成を表すブロック図である。実施の形態2のハイブリッド型建設機械は、DCバス110に駆動制御系としてのインバータ18Bを介して電動作業要素としてのブーム回生用発電機300が接続されている点が実施の形態1のハイブリッド型建設機械と異なる。インバータ18Bとブーム回生用発電機300とで負荷駆動系を構成する。
[Embodiment 2]
FIG. 6 is a block diagram illustrating a configuration of the hybrid type construction machine of the second embodiment. The hybrid type construction machine of the second embodiment is that the boom regenerative generator 300 as an electric work element is connected to the DC bus 110 via an inverter 18B as a drive control system. Different from construction machinery. The inverter 18B and the boom regeneration generator 300 constitute a load drive system.

実施の形態2のハイブリッド型建設機械では、ブームシリンダ7に油圧モータ310が接続されており、ブーム回生用発電機300の回転軸は、油圧モータ310によって駆動される。なお、図6では、説明の便宜上、油圧モータ310とブーム回生用発電機300は離れているが、実際には、ブーム回生用発電機300の回転軸は、油圧モータ310の回転軸に機械的に接続されている。   In the hybrid type construction machine of the second embodiment, the hydraulic motor 310 is connected to the boom cylinder 7, and the rotating shaft of the boom regeneration generator 300 is driven by the hydraulic motor 310. In FIG. 6, the hydraulic motor 310 and the boom regeneration generator 300 are separated from each other for convenience of explanation, but actually, the rotation shaft of the boom regeneration generator 300 is mechanically connected to the rotation shaft of the hydraulic motor 310. It is connected to the.

ブーム回生用発電機300は、上述のように、油圧モータ310によって駆動され、ブーム4が重力に従って下げられるときに、位置エネルギを電気エネルギに変換する電動作業要素である。   As described above, the boom regeneration generator 300 is an electric work element that is driven by the hydraulic motor 310 and converts potential energy into electrical energy when the boom 4 is lowered according to gravity.

油圧モータ310は、ブーム4が下げられるときにブームシリンダ7から吐出される油によって回転されるように構成されており、ブーム4が重力に従って下げられるときのエネルギを回転力に変換するために設けられている。油圧モータ310は、コントロールバルブ17とブームシリンダ7の間の油圧管7Aに設けられているため、上部旋回体3内の適当な場所に取り付けることができる。   The hydraulic motor 310 is configured to be rotated by oil discharged from the boom cylinder 7 when the boom 4 is lowered, and is provided to convert energy when the boom 4 is lowered according to gravity into rotational force. It has been. Since the hydraulic motor 310 is provided in the hydraulic pipe 7 </ b> A between the control valve 17 and the boom cylinder 7, it can be attached to an appropriate place in the upper swing body 3.

ブーム回生用発電機300で発電された電力は、回生エネルギとしてインバータ18Bを経てDCバス110に供給される。   The electric power generated by the boom regenerative generator 300 is supplied as regenerative energy to the DC bus 110 via the inverter 18B.

このため、電動発電機12、及び旋回用電動機21には、いずれかにDCバス110を介して電力供給が行われる状況が生じうる。また、電動発電機12、ブーム回生用発電機300、及び旋回用電動機21には、いずれかからDCバス110に電力供給が行う状況が生じうる。   For this reason, the motor generator 12 and the turning motor 21 may be supplied with power via the DC bus 110. In addition, the motor generator 12, the boom regeneration generator 300, and the turning motor 21 may be supplied with power from any one of them.

実施の形態2では、昇降圧コンバータ100は、電動発電機12、ブーム回生用発電機300、及び旋回用電動機21の運転状態に応じて、DCバス電圧値を一定の範囲内に収まるように昇圧動作と降圧動作を切り替える制御を行う。   In the second embodiment, the step-up / step-down converter 100 boosts the DC bus voltage value within a certain range according to the operating state of the motor generator 12, the boom regeneration generator 300, and the turning motor 21. Control to switch operation and step-down operation.

DCバス110は、インバータ18A、18B、及び20と昇降圧コンバータとの間に配設されており、バッテリ19、電動発電機12、ブーム回生用発電機300、及び旋回用電動機21の間で電力の授受を行う。   The DC bus 110 is disposed between the inverters 18A, 18B, and 20 and the step-up / down converter, and power is supplied between the battery 19, the motor generator 12, the boom regeneration generator 300, and the turning motor 21. Give and receive.

このような実施の形態2のハイブリッド型建設機械において、時刻t=0でインバータ18Aに異常が発生すると、駆動制御部120は、インバータ18B、及び20の駆動制御を停止し、ブーム回生用発電機300、及び旋回用電動機21の駆動制御を停止する。   In such a hybrid construction machine of the second embodiment, when an abnormality occurs in the inverter 18A at time t = 0, the drive control unit 120 stops the drive control of the inverters 18B and 20, and the boom regeneration generator 300 and the drive control of the turning electric motor 21 are stopped.

これにより、電動発電系に異常が発生した場合、インバータ18BからDCバス110への回生エネルギの供給を防止することができる。   Thereby, when an abnormality occurs in the motor power generation system, supply of regenerative energy from the inverter 18B to the DC bus 110 can be prevented.

これにより、DCバス電圧値VDCとバッテリ電圧値VBATは一定値に保持される。このため、インバータ18B、及び20が損傷を受けることは生じない。 Thereby, the DC bus voltage value V DC and the battery voltage value V BAT are held at a constant value. For this reason, the inverters 18B and 20 are not damaged.

なお、これは、インバータ18Aの代わりに、電動発電機12に異常が発生した場合においても、同様に、DCバス電圧値VDCとバッテリ電圧値VBATは一定値に保持される。このため、インバータ18B、及び20が損傷を受けることは生じない。 It should be noted that, in the case where an abnormality occurs in the motor generator 12 instead of the inverter 18A, the DC bus voltage value V DC and the battery voltage value V BAT are similarly held at a constant value. For this reason, the inverters 18B and 20 are not damaged.

このように実施の形態2のハイブリッド型建設機械では、電動発電機12、又はその駆動制御系であるインバータ18に異常が発生すると、インバータ18B、及び20の駆動制御は駆動制御部120によって停止される。このため、インバータ18B、及び20の損傷を防ぐことができる。   Thus, in the hybrid type construction machine of the second embodiment, when an abnormality occurs in the motor generator 12 or the inverter 18 that is a drive control system thereof, the drive control of the inverters 18B and 20 is stopped by the drive control unit 120. The For this reason, damage to inverters 18B and 20 can be prevented.

なお、インバータ18B、及び20の駆動制御が停止された後は、DCバス電圧値VDCとバッテリ電圧値VBATは一定値に保持される。このため、インバータ18Aの復旧後は、速やかに通常通りの運転を行うことができる。 Note that after the drive control of the inverters 18B and 20 is stopped, the DC bus voltage value V DC and the battery voltage value V BAT are held at constant values. For this reason, after the inverter 18A is restored, the normal operation can be performed promptly.

なお、以上では、ブーム回生用発電機300が油圧モータ310を介してブーム4の位置エネルギを電気エネルギに変換する形態について説明したが、ブーム回生用発電機300は、ブーム4のブーム軸に接続されており、ブーム4が下げられるときに油圧で駆動される際に発電を行うように構成してもよい。ブーム4の上昇と下降の判別は、例えば、ブーム4の操作を行うための操作レバー26Aの2次側に圧力センサを設け、この圧力センサの出力に基づいて駆動制御部120が行うようにすればよい。   In the above description, the boom regenerative generator 300 converts the positional energy of the boom 4 into electric energy via the hydraulic motor 310. However, the boom regenerative generator 300 is connected to the boom shaft of the boom 4. The power generation may be performed when the boom 4 is driven by hydraulic pressure when the boom 4 is lowered. Whether the boom 4 is raised or lowered is determined, for example, by providing a pressure sensor on the secondary side of the operation lever 26A for operating the boom 4 and the drive control unit 120 based on the output of the pressure sensor. That's fine.

[実施の形態3]
図7は、実施の形態3のハイブリッド型建設機械の構成を示すブロック図である。実施の形態3のハイブリッド型建設機械は、メインポンプ14の駆動がポンプ用電動機400によって行われ、電動発電機12はエンジン11によって駆動されることによる電力の回収(発電運転)を行うように構成されている点が実施の形態1のハイブリッド型建設機械と異なる。その他の構成は実施の形態1のハイブリッド型建設機械と同一であるため、同一の構成要素には同一符号を付し、その説明を省略する。また、電動発電機12は、本実施の形態ではエンジン11によって駆動させることによる発電運転のみを行なう発電機としての機能を備えている。
[Embodiment 3]
FIG. 7 is a block diagram showing a configuration of the hybrid type construction machine of the third embodiment. The hybrid construction machine of the third embodiment is configured such that the main pump 14 is driven by the pump motor 400, and the motor generator 12 performs power recovery (power generation operation) by being driven by the engine 11. This is different from the hybrid construction machine of the first embodiment. Since the other configuration is the same as that of the hybrid construction machine of the first embodiment, the same components are denoted by the same reference numerals, and the description thereof is omitted. In the present embodiment, the motor generator 12 has a function as a generator that performs only a power generation operation by being driven by the engine 11.

ポンプ用電動機400は、メインポンプ14を駆動するための力行運転だけを行うように構成されており、駆動制御系としてのインバータ410を介してDCバス110に接続されている。   The pump motor 400 is configured to perform only a power running operation for driving the main pump 14, and is connected to the DC bus 110 via an inverter 410 as a drive control system.

このポンプ用電動機400は、駆動制御部120によって駆動されるように構成されている。レバー26A〜26Cのいずれかが操作されると、ポンプ用電動機400には、DCバス110からインバータ410を介して電力が供給され、これによって力行運転が行われ、ポンプ14が駆動されて圧油が吐出される。   The pump motor 400 is configured to be driven by the drive control unit 120. When any of the levers 26A to 26C is operated, electric power is supplied to the pump motor 400 from the DC bus 110 via the inverter 410, thereby performing a power running operation, and the pump 14 is driven to pressurize the pressure oil. Is discharged.

このため、電動発電機12、ポンプ用電動機400、及び旋回用電動機21には、いずれかにDCバス110を介して電力供給が行われる状況が生じうる。また、電動発電機12、及び旋回用電動機21には、いずれかからDCバス110に電力供給が行う状況が生じうる。   For this reason, the motor generator 12, the pump motor 400, and the turning motor 21 may be supplied with power via the DC bus 110. In addition, the motor generator 12 and the turning electric motor 21 may have a situation where power is supplied to the DC bus 110 from either one.

実施の形態3では、昇降圧コンバータ100は、電動発電機12、ポンプ用電動機400、及び旋回用電動機21の運転状態に応じて、DCバス電圧値を一定の範囲内に収まるように昇圧動作と降圧動作を切り替える制御を行う。   In the third embodiment, the step-up / step-down converter 100 performs step-up operation so that the DC bus voltage value falls within a certain range in accordance with the operating states of the motor generator 12, the pump motor 400, and the turning motor 21. Control to switch the step-down operation.

DCバス110は、インバータ18、410、及び20と昇降圧コンバータ100との間に配設されており、バッテリ19、ポンプ用電動機400、及び旋回用電動機21の間で電力の授受を行う。   The DC bus 110 is disposed between the inverters 18, 410, and 20 and the step-up / down converter 100, and transfers power between the battery 19, the pump motor 400, and the turning motor 21.

このような実施の形態3のハイブリッド型建設機械において、時刻t=0でインバータ18に異常が発生すると、駆動制御部120は、インバータ20及び410の駆動制御を停止し、旋回用電動機21及びポンプ用電動機400の駆動制御を停止する。   In such a hybrid construction machine of the third embodiment, when an abnormality occurs in the inverter 18 at time t = 0, the drive control unit 120 stops the drive control of the inverters 20 and 410, and the turning electric motor 21 and the pump The drive control of the motor 400 is stopped.

これにより、DCバス電圧値VDCとバッテリ電圧値VBATは一定値に保持される。このため、インバータ20及び410が損傷を受けることは生じない。 Thereby, the DC bus voltage value V DC and the battery voltage value V BAT are held at a constant value. For this reason, the inverters 20 and 410 are not damaged.

なお、これは、インバータ18の代わりに、電動発電機12に異常が発生した場合においても、同様に、DCバス電圧値VDCとバッテリ電圧値VBATは一定値に保持される。このため、インバータ20及び410が損傷を受けることは生じない。 It should be noted that, in the case where an abnormality occurs in the motor generator 12 instead of the inverter 18, the DC bus voltage value V DC and the battery voltage value V BAT are similarly held at a constant value. For this reason, the inverters 20 and 410 are not damaged.

このように実施の形態3のハイブリッド型建設機械では、電動発電機12、又はその駆動制御系であるインバータ18に異常が発生すると、インバータ20及び410の駆動制御は駆動制御部120によって停止される。このため、インバータ20及び410の損傷を防ぐことができる。   As described above, in the hybrid type construction machine of the third embodiment, when an abnormality occurs in the motor generator 12 or the inverter 18 that is a drive control system thereof, the drive control of the inverters 20 and 410 is stopped by the drive control unit 120. . For this reason, damage to inverters 20 and 410 can be prevented.

なお、インバータ20及び410の駆動制御が停止された後は、DCバス電圧値VDCとバッテリ電圧値VBATは一定値に保持される。このため、インバータ18の復旧後は、速やかに通常通りの運転を行うことができる。 Note that after the drive control of the inverters 20 and 410 is stopped, the DC bus voltage value V DC and the battery voltage value V BAT are held at constant values. For this reason, after the inverter 18 is restored, normal operation can be performed promptly.

以上、実施の形態1乃至3では、種々の構成のハイブリッド型建設機械について説明したが、本発明のハイブリッド型建設機械は、実施の形態1乃至4に示した構成を任意に組み合わせることができる。   As described above, in the first to third embodiments, the hybrid type construction machine having various configurations has been described. However, the hybrid type construction machine of the present invention can arbitrarily combine the configurations shown in the first to fourth embodiments.

以上、本発明の例示的な実施の形態のハイブリッド型建設機械について説明したが、本発明は、具体的に開示された実施の形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲から逸脱することなく、種々の変形や変更が可能である。   The hybrid construction machine according to the exemplary embodiment of the present invention has been described above, but the present invention is not limited to the specifically disclosed embodiment and departs from the scope of the claims. Various modifications and changes are possible.

1 下部走行体
1A、1B 走行機構
2 旋回機構
3 上部旋回体
4 ブーム
5 アーム
6 バケット
7 ブームシリンダ
7A 油圧管
8 アームシリンダ
9 バケットシリンダ
10 キャビン
11 エンジン
12 電動発電機
13 減速機
14 メインポンプ
15 パイロットポンプ
16 高圧油圧ライン
17 コントロールバルブ
18、18A、18B、20、410 インバータ
19 バッテリ
21 旋回用電動機
22 レゾルバ
23 メカニカルブレーキ
24 旋回減速機
25 パイロットライン
26 操作装置
26A、26B レバー
26C ペダル
26D ボタンスイッチ
27 油圧ライン
28 油圧ライン
29 圧力センサ
30 コントローラ
100 昇降圧コンバータ
101 リアクトル
102A 昇圧用IGBT
102B 降圧用IGBT
103 バッテリ
104 電源接続端子
105 モータ
106 出力端子
107 コンデンサ
110 DCバス
111 DCバス電圧検出部
112 バッテリ電圧検出部
113 バッテリ電流検出部
300 発電機
310 油圧モータ
400 ポンプ用電動機
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Lower traveling body 1A, 1B Traveling mechanism 2 Turning mechanism 3 Upper turning body 4 Boom 5 Arm 6 Bucket 7 Boom cylinder 7A Hydraulic pipe 8 Arm cylinder 9 Bucket cylinder 10 Cabin 11 Engine 12 Motor generator 13 Reducer 14 Main pump 15 Pilot Pump 16 High pressure hydraulic line 17 Control valve 18, 18A, 18B, 20, 410 Inverter 19 Battery 21 Electric motor for turning 22 Resolver 23 Mechanical brake 24 Turning reduction gear 25 Pilot line 26 Operating device 26A, 26B Lever 26C Pedal 26D Button switch 27 Hydraulic pressure Line 28 Hydraulic line 29 Pressure sensor 30 Controller 100 Buck-boost converter 101 Reactor 102A Boosting IGBT
102B IGBT for step-down
DESCRIPTION OF SYMBOLS 103 Battery 104 Power supply connection terminal 105 Motor 106 Output terminal 107 Capacitor 110 DC bus 111 DC bus voltage detection part 112 Battery voltage detection part 113 Battery current detection part 300 Generator 310 Hydraulic motor 400 Pump motor

Claims (5)

内燃機関と接続され、電動発電運転する電動発電系と、
前記電動発電系と接続される蓄電系と、
前記蓄電系に接続され、前記蓄電系へ回生電力を供給する負荷駆動系と、
前記電動発電系に備えられる異常検出部と、
前記異常検出部の検出値に基づいて異常判定を行うコントローラと
を含み、前記コントローラは、異常が発生したと判定すると、前記負荷駆動系の駆動を停止させる、ハイブリッド型建設機械。
A motor generator system connected to an internal combustion engine and performing a motor generator operation;
A power storage system connected to the motor power generation system;
A load driving system connected to the power storage system and supplying regenerative power to the power storage system;
An abnormality detector provided in the motor power generation system;
A hybrid construction machine that includes: a controller that performs abnormality determination based on a detection value of the abnormality detection unit, and the controller stops driving the load drive system when determining that an abnormality has occurred.
前記コントローラは、異常判断の前後で前記蓄電系の充放電制御を継続する、請求項1に記載のハイブリッド型建設機械。   The hybrid-type construction machine according to claim 1, wherein the controller continues charge / discharge control of the power storage system before and after abnormality determination. 前記負荷駆動系は旋回用電動機を含み、
前駆コントローラは、異常が発生したと判定すると、前記旋回用電動機の駆動を停止させる、請求項1又は2に記載のハイブリッド型建設機械。
The load drive system includes a turning electric motor,
The hybrid construction machine according to claim 1, wherein when the precursor controller determines that an abnormality has occurred, the precursor controller stops driving the electric motor for turning.
前記コントローラは、さらに、油圧を発生する油圧ポンプの駆動制御を行うように構成されており、前記異常検出部によって前記電動発電機又は前記電動発電機の駆動制御系の異常が検出された場合に、前記油圧ポンプの吐出量を制限する、請求項1乃至3のいずれか一項に記載のハイブリッド型建設機械。   The controller is further configured to perform drive control of a hydraulic pump that generates hydraulic pressure, and when the abnormality detector detects an abnormality of the motor generator or the drive control system of the motor generator. The hybrid construction machine according to any one of claims 1 to 3, wherein a discharge amount of the hydraulic pump is limited. 前記負荷駆動系はブーム回生用発電機を含み、
前記コントローラは、異常が発生したと判定すると、前記ブーム回生用発電機の駆動を停止させる、請求項1乃至4のいずれか一項に記載のハイブリッド型建設機械。
The load drive system includes a boom regeneration generator,
The hybrid construction machine according to any one of claims 1 to 4, wherein when the controller determines that an abnormality has occurred, the controller stops driving the boom regeneration generator.
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