[发明专利]混合动力式工程机械

说明书

技术领域

本发明涉及混合动力式工程机械，尤其涉及在旋转体的驱动中使用了电动马达的混合动力式工程机械。

背景技术

在例如液压挖掘机这样的工程机械中，作为动力源，使用汽油、轻油等燃料，通过发动机驱动液压泵而产生液压，由此驱动液压马达、液压缸等液压执行机构。液压执行机构为小型轻量且能够实现大的输出功率，被广泛用作工程机械的执行机构。

另一方面，近年来，提出了通过使用电动马达及蓄电装置(蓄电池或双电荷层电容器等)而比只使用液压执行机构的以往的工程机械提高了能量效率、实现了节能化的工程机械(专利文献1)。

电动马达(电动执行机构)与液压执行机构相比，具有能量效率高、能够将制动时的动能再生为电能(在采用液压执行机构的情况则为转换成热量放出)等能量性能优异的特点。

例如，在专利文献1记载的以往技术中，公开了搭载电动马达来作为旋转体的驱动执行机构的液压挖掘机的实施方式。

此外，还提出了为了在实现节能化的基础上发挥可靠性或舒适感等以往的液压马达的优异特性，同时搭载液压马达和电动马达并通过合计转矩来驱动旋转体的工程机械(专利文献2)。在该专利文献2中公开了如下液压工程机械的能量再生装置：在旋转体驱动用液压马达上直接连结电动马达，根据操作杆的操作量，控制器对电动马达指示输出转矩。

然而，在液压挖掘机这样具有旋转体的工程机械中，为了在停车中保持旋转体而装备有制动器。制动器以如下方式构成：当输入旋转操作杆信号从而旋转液压马达驱动时，制动器解除，当使杆回到中立从而液压马达停止时，制动器工作。由于在通常的液压挖掘机中不检测液压马达的转速，因此例如专利文献3公开的那样，通常多使用利用了节流阀等的液压定时回路，以便在使杆回到中立后，在间隔了短暂的时间后再使制动器工作。

专利文献1：日本特开2001-16704号公报

专利文献2：日本特开2004-124381号公报

专利文献3：日本实开昭62-200803号公报

发明内容

通常，在具有旋转液压马达的液压挖掘机中，在旋转体等机械由于某些原因而进行了违反操作员意志的动作的情况下，设想操作员使发送机钥匙为OFF来停止动力源，或操作门锁定杆来切断液压源的供给。其结果是，在适用了例如专利文献3的以往技术的工程机械中，能够快速地使机械停止。

另一方面，在搭载有使用了上述专利文献1、2那样的电动马达的旋转体驱动装置的工程机械中，按照安装在逆变器控制用控制器中的马达控制算法软件而生成PWM信号，并根据该PWM信号来开闭逆变器内的开关元件，由此生成三相交流电流，驱动控制电动马达。这样电动马达的驱动依赖于由微型计算机等构成的控制器的软件，因此有可能在旋转体等机械由于某些原因而进行了违反操作员意志的动作的情况下，即使操作员进行了与上述相同的操作，也不能快速地停止该机械。

此外，借助软件的安全方案在机械电气安全标准IEC60204中不被承认是安全装置。

本发明基于上述事态而完成，其目的在于提供如下混合动力式工程机械：在旋转体的驱动中使用了电动马达的混合动力式工程机械中，即使在旋转体由于某些原因而进行了违反操作员意志的动作的情况下，也能够通过通常的工程机械中的停止操作快速使旋转体停止。

为了实现上述目的，第一方案为一种混合动力式工程机械，其包括原动机、用于启动停止所述原动机的点火开关、由所述原动机驱动的液压泵、旋转体、所述旋转体驱动用的电动马达、与所述电动马达连接的蓄电装置、所述电动马达驱动用的逆变器(inverter)、由所述液压泵驱动的液压执行机构、使所述旋转体的旋转停止的液压驱动的旋转制动器、对所述液压执行机构的可动/不可动进行选择的门锁定杆开关、以及对所述旋转体的驱动进行指令的旋转用的操作杆装置，在该混合动力式工程机械中，包括：逆变器控制器，其向所述逆变器输出PWM信号来控制所述电动马达的转速；第一电气回路，其具有切断机构，该切断机构根据所述门锁定杆开关选择为不可动的动作和所述点火开关选择为关闭的动作中的任一方的动作，切断从所述逆变器控制器向所述逆变器输出的PWM信号；以及第二电气回路，其具有旋转制动器用电磁阀，该旋转制动器用电磁阀根据所述门锁定杆开关选择为不可动的动作和所述点火开关选择为关闭的动作中的任一方的动作，使所述旋转制动器工作。