JP6410447B2

JP6410447B2 - Industrial vehicle power supply

Info

Publication number: JP6410447B2
Application number: JP2014071112A
Authority: JP
Inventors: 一弥日置
Original assignee: Sumitomo Heavy Industries Ltd
Current assignee: Sumitomo Heavy Industries Ltd
Priority date: 2014-03-31
Filing date: 2014-03-31
Publication date: 2018-10-24
Anticipated expiration: 2034-03-31
Also published as: JP2015195641A

Description

本発明は、双方向ＤＣ／ＤＣコンバータを有する産業車両用の電源装置に関する。 The present invention relates to a power supply device for an industrial vehicle having a bidirectional DC / DC converter.

近年のパワーショベルやクレーンをはじめとする建設機械において、上部旋回体の動力源として、油圧モータと交流電動機のハイブリッド型が利用される。ハイブリッド型の旋回動力源は、上部旋回体の加速時において、交流電動機によって油圧モータをアシストし、減速時においては交流電動機によって回生運転を行い、発電エネルギによってバッテリなどの蓄電器を充電する。 In recent construction machines such as power shovels and cranes, a hybrid type of a hydraulic motor and an AC motor is used as a power source for the upper swing body. The hybrid-type turning power source assists the hydraulic motor with an AC motor during acceleration of the upper turning body, performs a regenerative operation with the AC motor during deceleration, and charges a storage battery such as a battery with generated energy.

交流電動機とバッテリ間でエネルギを相互に授受するために、双方向ＤＣ／ＤＣコンバータ（昇降圧コンバータともいう）を用いた電源装置が設けられる。図１は、電源装置１００ｒの基本構成を示す回路図である。電源装置１００ｒは、蓄電器１０２、ＤＣバス１０４、双方向ＤＣ／ＤＣコンバータ１１０、コントローラ１２０を備える。 In order to mutually transfer energy between the AC motor and the battery, a power supply device using a bidirectional DC / DC converter (also referred to as a step-up / down converter) is provided. FIG. 1 is a circuit diagram showing a basic configuration of the power supply apparatus 100r. The power supply device 100r includes a capacitor 102, a DC bus 104, a bidirectional DC / DC converter 110, and a controller 120.

双方向ＤＣ／ＤＣコンバータ４２の１次側には蓄電器１０２が接続され、その２次側にはＤＣバス１０４が接続される。ＤＣバス１０４は、負荷２００と接続される。負荷２００は、電動機およびインバータを含む。電源装置１００ｒからみて、負荷２００は、可変の負荷電流Ｉｍを生成する可変電流源として作用する。たとえば交流電動機が力行運転するとき、負荷電流Ｉｍは正であり、回生運転するとき負荷電流Ｉｍは負となる。 The battery 102 is connected to the primary side of the bidirectional DC / DC converter 42, and the DC bus 104 is connected to the secondary side thereof. The DC bus 104 is connected to the load 200. Load 200 includes an electric motor and an inverter. From the viewpoint of the power supply device 100r, the load 200 acts as a variable current source that generates a variable load current Im. For example, when the AC motor performs a power running operation, the load current Im is positive, and when the regenerative operation is performed, the load current Im is negative.

双方向ＤＣ／ＤＣコンバータ１１０は、インダクタ（リアクトル）Ｌ１、平滑キャパシタＣ１、トランジスタＭ１、Ｍ２を含む。双方向ＤＣ／ＤＣコンバータ１１０のトポロジーは公知であるため説明を省略する。 Bidirectional DC / DC converter 110 includes an inductor (reactor) L1, a smoothing capacitor C1, and transistors M1 and M2. Since the topology of the bidirectional DC / DC converter 110 is known, the description thereof is omitted.

コントローラ１２０は、上流のコントローラから、ＤＣバス１０４の電圧（ＤＣリンク電圧）Ｖ_ＤＣの目標値を指示する電圧指令Ｖｒを受け、ＤＣリンク電圧Ｖ_ＤＣが電圧指令Ｖｒと一致するように、トランジスタＭ１、Ｍ２のスイッチングのデューティ比を制御する。 The controller 120 receives a voltage command Vr indicating a target value of the voltage (DC link voltage) V _DC of the DC bus 104 from the upstream controller, and the transistor M1 so that the DC link voltage V _DC matches the voltage command Vr. , M2 controls the switching duty ratio.

特開２０１３−２５５４１３号公報JP 2013-255413 A 特開２００９−２２５６４２号公報JP 2009-225642 A

本発明者は、ショベルなどの建設機械に搭載される電源装置について検討した結果、以下の課題を認識するに至った。
双方向ＤＣ／ＤＣコンバータ１１０が、２次側に接続される負荷すなわちインバータに供給する負荷電流は、ショベルの作業状況に応じてダイナミックに変動する。具体的には、堅い地面を掘り起こす際や、重い土砂やがれきなどを積載した状態で急旋回する際には負荷電流が増大する反面、ショベルが何の作業もしていないときには、負荷電流は実質的にゼロとなる。 As a result of studying a power supply device mounted on a construction machine such as an excavator, the present inventor has come to recognize the following problems.
The load current supplied to the secondary side by the bidirectional DC / DC converter 110, that is, the load current supplied to the inverter fluctuates dynamically in accordance with the working conditions of the excavator. Specifically, when digging up hard ground or turning sharply with heavy earth and sand or debris loaded, the load current increases, but when the excavator is not doing any work, the load current is substantially To zero.

従来では、負荷電流の大小にかかわらず、双方向ＤＣ／ＤＣコンバータ１１０はＤＣリンク電圧を所定の目標値に安定化すべく、常時スイッチング動作を行っていた。しかしながら、双方向ＤＣ／ＤＣコンバータ１１０を常時スイッチングさせることは、スイッチング損失が常に発生することとなるため、省エネの観点から好ましくない。 Conventionally, the bidirectional DC / DC converter 110 always performs a switching operation to stabilize the DC link voltage at a predetermined target value regardless of the magnitude of the load current. However, it is not preferable to always switch the bidirectional DC / DC converter 110 from the viewpoint of energy saving because switching loss always occurs.

本発明は、かかる状況においてなされたものであり、そのある態様の例示的な目的のひとつは、消費電力を低減可能な産業機械用の電源装置の提供にある。 The present invention has been made in such a situation, and one of exemplary purposes of an embodiment thereof is to provide a power supply device for an industrial machine that can reduce power consumption.

本発明のある態様は、電動機と、電動機を駆動するインバータと、を備える産業車両に搭載される電源装置に関する。電源装置は、蓄電器と、インバータが接続されるＤＣバスと、１次側に蓄電器が接続され、２次側にＤＣバスが接続され、１次側と２次側で双方向にエネルギを授受可能に構成された双方向ＤＣ／ＤＣコンバータと、ＤＣバスに生ずるＤＣリンク電圧が所定の目標電圧に近づくように双方向ＤＣ／ＤＣコンバータを制御するとともに、インバータが停止すると、双方向ＤＣ／ＤＣコンバータのスイッチングを停止するコンバータコントローラと、を備える。 An aspect of the present invention relates to a power supply device mounted on an industrial vehicle including an electric motor and an inverter that drives the electric motor. The power supply device has a DC bus to which the battery and the inverter are connected, a battery is connected to the primary side, a DC bus is connected to the secondary side, and energy can be exchanged in both directions on the primary and secondary sides. And the bidirectional DC / DC converter configured to control the bidirectional DC / DC converter so that the DC link voltage generated in the DC bus approaches a predetermined target voltage, and when the inverter stops, the bidirectional DC / DC converter And a converter controller for stopping the switching of the converter.

産業車両の電源装置に搭載される双方向ＤＣ／ＤＣコンバータの２次側出力には、大容量のキャパシタが接続されているため、インバータが停止した状態で双方向ＤＣ／ＤＣコンバータのスイッチングを停止したとしても、ＤＣリンク電圧の低下速度は非常に遅い。加えて、インバータの停止時間が長時間持続したとしても、ＤＣリンク電圧は蓄電器の電圧を下限として維持され、双方向ＤＣ／ＤＣコンバータのスイッチングが再開すると、短時間で元の目標レベルに復帰することが可能である。この態様によれば、スイッチングを停止することで消費電力を低減することができる。 A large-capacity capacitor is connected to the secondary output of the bidirectional DC / DC converter mounted on the power supply device for industrial vehicles, so switching of the bidirectional DC / DC converter is stopped when the inverter is stopped. Even so, the DC link voltage drop rate is very slow. In addition, even if the inverter is stopped for a long time, the DC link voltage is maintained with the capacitor voltage as the lower limit, and when switching of the bidirectional DC / DC converter is resumed, it returns to the original target level in a short time. It is possible. According to this aspect, power consumption can be reduced by stopping switching.

なお、「インバータが停止」とは、サーボオフの状態、インバータの電流が実質的にゼロの状態、電動機の電流が実質的にゼロの状態のいずれか、もしくはいくつかの組み合わせの状態あってもよい。 The “inverter is stopped” may be a servo-off state, an inverter current substantially zero, an electric motor current substantially zero, or some combination of states. .

コンバータコントローラは、電動機の始動の契機となる操作入力を検出すると、双方向ＤＣ／ＤＣコンバータのスイッチングを再開してもよい。
電動機の始動の契機となる操作入力が発生してから、インバータから電動機に供給される電流が増大するまでには、ある程度のタイムラグが存在する。そこで電動機の始動の契機となる操作入力が発生したタイミングで、双方向ＤＣ／ＤＣコンバータのスイッチングを再開することで、電動機が始動するより前に、ＤＣリンク電圧を十分高い電圧レベルに復帰させることができる。 The converter controller may restart switching of the bidirectional DC / DC converter when detecting an operation input that triggers the start of the electric motor.
There is a certain time lag from when the operation input that triggers the start of the motor to the time when the current supplied from the inverter to the motor increases. Therefore, the DC link voltage is restored to a sufficiently high voltage level before the motor starts by restarting the switching of the bidirectional DC / DC converter at the timing when the operation input that triggers the motor starts. Can do.

産業車両は、複数の電動機と、複数の電動機を駆動する複数のインバータを備えてもよい。ＤＣバスには、複数のインバータが接続されてもよい。
この場合、すべてのインバータが停止したときに、双方向ＤＣ／ＤＣコンバータコンバータのスイッチングを停止してもよい。またコンバータコントローラは、少なくともひとつの電動機の始動の契機となる操作入力を検出すると双方向ＤＣ／ＤＣコンバータコンバータのスイッチングを再開してもよい。 The industrial vehicle may include a plurality of electric motors and a plurality of inverters that drive the plurality of electric motors. A plurality of inverters may be connected to the DC bus.
In this case, switching of the bidirectional DC / DC converter converter may be stopped when all the inverters are stopped. The converter controller may resume switching of the bidirectional DC / DC converter converter when detecting an operation input that triggers the start of at least one electric motor.

なお、以上の構成要素の任意の組み合わせや本発明の構成要素や表現を、方法、装置、システムなどの間で相互に置換したものもまた、本発明の態様として有効である。 Note that any combination of the above-described constituent elements and the constituent elements and expressions of the present invention replaced with each other among methods, apparatuses, systems, and the like are also effective as an aspect of the present invention.

本発明によれば、産業機械用の電源装置の消費電力を低減できる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the power consumption of the power supply device for industrial machines can be reduced.

電源装置の基本構成を示す回路図である。It is a circuit diagram which shows the basic composition of a power supply device. 実施の形態に係る建設機械の一例であるショベルの外観を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the external appearance of the shovel which is an example of the construction machine which concerns on embodiment. 実施の形態に係るショベルの電気系統や油圧系統などのブロック図である。It is a block diagram, such as an electric system and a hydraulic system, of the excavator according to the embodiment. 実施の形態に係る電源装置の回路図である。It is a circuit diagram of the power supply device concerning an embodiment. 図４の電源装置の動作波形図である。FIG. 5 is an operation waveform diagram of the power supply device of FIG. 4.

以下、本発明を好適な実施の形態をもとに図面を参照しながら説明する。各図面に示される同一または同等の構成要素、部材、処理には、同一の符号を付するものとし、適宜重複した説明は省略する。また、実施の形態は、発明を限定するものではなく例示であって、実施の形態に記述されるすべての特徴やその組み合わせは、必ずしも発明の本質的なものであるとは限らない。 The present invention will be described below based on preferred embodiments with reference to the drawings. The same or equivalent components, members, and processes shown in the drawings are denoted by the same reference numerals, and repeated descriptions are omitted as appropriate. The embodiments do not limit the invention but are exemplifications, and all features and combinations thereof described in the embodiments are not necessarily essential to the invention.

図２は、実施の形態に係る建設機械の一例であるショベル１の外観を示す斜視図である。ショベル１は、主として走行機構２と、走行機構２の上部に旋回機構３を介して回動自在に搭載された上部旋回体（以下、単に旋回体ともいう）４とを備えている。 FIG. 2 is a perspective view illustrating an appearance of an excavator 1 that is an example of the construction machine according to the embodiment. The excavator 1 mainly includes a traveling mechanism 2 and an upper revolving body (hereinafter also simply referred to as a revolving body) 4 that is rotatably mounted on the upper portion of the traveling mechanism 2 via a revolving mechanism 3.

旋回体４には、ブーム５と、ブーム５の先端にリンク接続されたアーム６と、アーム６の先端にリンク接続されたバケット１０とが取り付けられている。バケット１０は、土砂、鋼材などの吊荷を捕獲するための設備である。ブーム５、アーム６、及びバケット１０は、それぞれブームシリンダ７、アームシリンダ８、及びバケットシリンダ９によって油圧駆動される。また、旋回体４には、バケット１０の位置や励磁動作および釈放動作を操作する操作者を収容するための運転室４ａや、油圧を発生するためのエンジン１１といった動力源が設けられている。エンジン１１は、例えばディーゼルエンジンで構成される。 The revolving body 4 is attached with a boom 5, an arm 6 linked to the tip of the boom 5, and a bucket 10 linked to the tip of the arm 6. The bucket 10 is a facility for capturing suspended loads such as earth and sand and steel materials. The boom 5, the arm 6, and the bucket 10 are hydraulically driven by a boom cylinder 7, an arm cylinder 8, and a bucket cylinder 9, respectively. Further, the revolving body 4 is provided with a power source such as a driver's cab 4a for accommodating an operator who operates the position of the bucket 10, excitation operation and release operation, and an engine 11 for generating hydraulic pressure. The engine 11 is composed of, for example, a diesel engine.

図３は、実施の形態に係るショベル１の電気系統や油圧系統などのブロック図である。なお、図３では、機械的に動力を伝達する系統を二重線で、油圧系統を太い実線で、操縦系統を破線で、電気系統を細い実線でそれぞれ示している。 FIG. 3 is a block diagram of an electric system and a hydraulic system of the excavator 1 according to the embodiment. In FIG. 3, the mechanical power transmission system is indicated by a double line, the hydraulic system is indicated by a thick solid line, the control system is indicated by a broken line, and the electrical system is indicated by a thin solid line.

ショベル１は電動発電機１２および減速機１３を備えており、エンジン１１及び電動発電機１２の回転軸は、共に減速機１３の入力軸に接続されることにより互いに連結されている。エンジン１１の負荷が大きいときには、電動発電機１２が自身の駆動力によりエンジン１１の駆動力を補助（アシスト）し、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。一方、エンジン１１の負荷が小さいときには、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が発電を行う。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）モータによって構成される。電動発電機１２の駆動と発電との切りかえは、ショベル１における電気系統の駆動制御を行うコントローラ３０により、エンジン１１の負荷等に応じて行われる。 The excavator 1 includes a motor generator 12 and a speed reducer 13, and the rotation shafts of the engine 11 and the motor generator 12 are connected to each other by being connected to the input shaft of the speed reducer 13. When the load of the engine 11 is large, the motor generator 12 assists (assists) the driving force of the engine 11 with its own driving force, and the driving force of the motor generator 12 passes through the output shaft of the speed reducer 13 to the main pump 14. Communicated. On the other hand, when the load on the engine 11 is small, the driving force of the engine 11 is transmitted to the motor generator 12 via the speed reducer 13, so that the motor generator 12 generates power. The motor generator 12 is configured by, for example, an IPM (Interior Permanent Magnetic) motor in which a magnet is embedded in the rotor. Switching between driving of the motor generator 12 and power generation is performed by the controller 30 that controls driving of the electric system in the excavator 1 according to the load of the engine 11 and the like.

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が接続されており、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。コントロールバルブ１７は、ショベル１における油圧系の制御を行う装置である。コントロールバルブ１７には、図２に示した走行機構２を駆動するための油圧モータ２Ａ及び２Ｂの他、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ており、コントロールバルブ１７は、これらに供給する油圧を運転者の操作入力に応じて制御する。 A main pump 14 and a pilot pump 15 are connected to the output shaft of the speed reducer 13, and a control valve 17 is connected to the main pump 14 via a high pressure hydraulic line 16. The control valve 17 is a device that controls the hydraulic system in the excavator 1. In addition to the hydraulic motors 2A and 2B for driving the traveling mechanism 2 shown in FIG. 2, a boom cylinder 7, an arm cylinder 8 and a bucket cylinder 9 are connected to the control valve 17 via a high pressure hydraulic line. The control valve 17 controls the hydraulic pressure supplied to them according to the operation input of the driver.

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（操作手段）が接続されている。操作装置２６は、旋回用電動機２１、走行機構２、ブーム５、アーム６、及びバケット１０を操作するための操作装置であり、操作者によって操作される。操作装置２６には、油圧ライン２７を介してコントロールバルブ１７が接続され、また、油圧ライン２８を介して圧力センサ２９が接続される。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）を操作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。 An operation device 26 (operation means) is connected to the pilot pump 15 via a pilot line 25. The operating device 26 is an operating device for operating the turning electric motor 21, the traveling mechanism 2, the boom 5, the arm 6, and the bucket 10, and is operated by an operator. A control valve 17 is connected to the operating device 26 via a hydraulic line 27, and a pressure sensor 29 is connected via a hydraulic line 28. The operating device 26 converts the hydraulic pressure (primary hydraulic pressure) supplied through the pilot line 25 into a hydraulic pressure (secondary hydraulic pressure) corresponding to the operation amount of the operator and outputs the 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.

圧力センサ２９は、操作装置２６に対して旋回機構３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。 When an operation for turning the turning mechanism 3 is input to the operating device 26, the pressure sensor 29 detects this operation amount as a change in the oil pressure in the hydraulic line 28. The pressure sensor 29 outputs an electrical signal indicating the hydraulic pressure in the hydraulic line 28. This electric signal is input to the controller 30 and used for driving control of the turning electric motor 21.

コントローラ３０は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）及び内部メモリを含む演算処理装置によって構成され、内部メモリに格納された駆動制御用のプログラムをＣＰＵが実行することにより実現される。コントローラ３０は、各種センサ及び操作装置２６等からの操作入力を受けて、インバータ１８Ａ、１８Ｂ、１８Ｃ及び蓄電手段１０１等の駆動制御を行う。 The controller 30 is configured by an arithmetic processing unit including a CPU (Central Processing Unit) and an internal memory, and is realized by the CPU executing a drive control program stored in the internal memory. The controller 30 receives operation inputs from various sensors and the operation device 26, and performs drive control of the inverters 18A, 18B, 18C, the power storage means 101, and the like.

油圧モータ３１０は、ブーム５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５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。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を経て蓄電手段１０１に供給される。 The hydraulic motor 310 is configured to be rotated by oil discharged from the boom cylinder 7 when the boom 5 is lowered, and is provided to convert energy when the boom 5 is lowered according to gravity into rotational force. It has been. The hydraulic motor 310 is provided in the hydraulic pipe 7 A between the control valve 17 and the boom cylinder 7. The electric power generated by the boom regenerative generator 300 is supplied as regenerative energy to the power storage means 101 via the inverter 18B.

旋回用電動機２１は、図２の旋回機構３に設けられ、上部旋回体４を回動させる。旋回用電動機２１は交流電動機であり、旋回体４を旋回させる旋回機構３の動力源である。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。旋回用インバータ１８Ｃは、蓄電手段１０１からの電力を受け、旋回用電動機２１を駆動する。また旋回用電動機２１の回生運転時には、旋回用電動機２１からの電力を蓄電手段１０１に回収する。 The turning electric motor 21 is provided in the turning mechanism 3 of FIG. 2 and rotates the upper turning body 4. The turning electric motor 21 is an AC electric motor and is a power source of the turning mechanism 3 for turning the turning body 4. A resolver 22, a mechanical brake 23, and a turning speed reducer 24 are connected to the rotating shaft 21 A of the turning electric motor 21. The turning inverter 18 C receives electric power from the power storage means 101 and drives the turning electric motor 21. Further, during the regenerative operation of the turning electric motor 21, the electric power from the turning electric motor 21 is collected in the power storage means 101.

旋回用電動機２１が力行運転を行う際には、旋回用電動機２１の回転駆動力の回転力が旋回減速機２４にて増幅され、旋回体４が加減速制御され回転運動を行う。また、旋回体４の慣性回転により、旋回減速機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。 When the turning electric motor 21 performs a power running operation, the rotational force of the rotational driving force of the turning electric motor 21 is amplified by the turning speed reducer 24, and the turning body 4 is subjected to acceleration / deceleration control to perform rotational motion. Further, due to the inertial rotation of the swing body 4, the rotation speed is increased by the swing speed reducer 24 and transmitted to the swing electric motor 21 to generate regenerative power.

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回転軸２１Ａの回転角度及び回転方向を検出する。レゾルバ２２が回転軸２１Ａの回転角度を検出することにより、旋回機構３の回転角度及び回転方向が導出される。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、コントローラ３０からの指令によって、旋回用電動機２１の回転軸２１Ａを機械的に停止させる。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３に機械的に伝達する減速機である。 The resolver 22 is a sensor that detects the rotation position and rotation angle of the rotation shaft 21A of the turning electric motor 21, and mechanically connects to the turning electric motor 21 to detect the rotation angle and rotation direction of the rotation shaft 21A. When the resolver 22 detects the rotation angle of the rotation shaft 21A, the rotation angle and the rotation direction of the turning mechanism 3 are derived. The mechanical brake 23 is a braking device that generates a mechanical braking force, and mechanically stops the rotating shaft 21 A of the turning electric motor 21 according to a command from the controller 30. The turning speed reducer 24 is a speed reducer that reduces the rotational speed of the rotating shaft 21 A of the turning electric motor 21 and mechanically transmits it to the turning mechanism 3.

続いて電気系統について詳細に説明する。電気系統は主として、コントローラ３０、電源装置１００、インバータ１８Ａ〜１８Ｃを備える。 Next, the electric system will be described in detail. The electric system mainly includes a controller 30, a power supply device 100, and inverters 18A to 18C.

（アシスト）
アシスト用のインバータ１８Ａの２次側（出力）端には、電動発電機１２が接続される。インバータ１８Ａは、コントローラ３０の一部であるアシスト用インバータコントローラ３０Ａからの指令にもとづき、電動発電機１２の運転制御を行う。 (assist)
The motor generator 12 is connected to the secondary side (output) end of the assist inverter 18A. The inverter 18A controls the operation of the motor generator 12 based on a command from the assist inverter controller 30A that is a part of the controller 30.

（ブーム回生）
インバータ１８Ｂの２次側（出力）端には、ブーム回生用発電機３００が接続されている。上述のようにブーム回生用発電機３００は、ブーム５が重力の作用により下げられるときに、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。インバータ１８Ｂは、コントローラ３０のブーム回生用のインバータコントローラ３０Ｂによって制御され、ブーム回生用発電機３００が発生する電気エネルギを直流電力に変換し、電源装置１００に回収する。 (Boom regeneration)
A boom regeneration generator 300 is connected to the secondary side (output) end of the inverter 18B. As described above, the boom regeneration generator 300 is an electric working element that converts potential energy into electrical energy when the boom 5 is lowered by the action of gravity. The inverter 18 B is controlled by the boom regeneration inverter controller 30 B of the controller 30, converts the electric energy generated by the boom regeneration generator 300 into DC power, and recovers it to the power supply device 100.

（旋回）
旋回用電動機２１、レゾルバ２２、メカニカルブレーキ２３、旋回減速機２４、旋回用インバータ１８Ｃおよびコントローラ３０の一部である旋回用のインバータコントローラ３０Ｃは、電動旋回装置５００を構成する。
旋回用電動機２１は、ＰＷＭ（Pulse Width Modulation）制御指令により旋回用インバータ１８Ｃによって交流駆動される。旋回用電動機２１としては、例えば、磁石埋込型のＩＰＭモータが好適である。 (Turning)
The turning electric motor 21, the resolver 22, the mechanical brake 23, the turning speed reducer 24, the turning inverter 18 C and the turning inverter controller 30 C that is a part of the controller 30 constitute an electric turning device 500.
The turning electric motor 21 is AC driven by the turning inverter 18C in accordance with a PWM (Pulse Width Modulation) control command. As the turning electric motor 21, for example, a magnet-embedded IPM motor is suitable.

旋回用インバータコントローラ３０Ｃは、操作入力に応じた回転速度指令を受け、レゾルバ２２により検出される旋回用電動機２１の旋回速度が、回転速度指令と一致するように、旋回用インバータ１８Ｃを制御する。 The turning inverter controller 30C receives a rotation speed command corresponding to the operation input, and controls the turning inverter 18C so that the turning speed of the turning electric motor 21 detected by the resolver 22 matches the rotation speed command.

（電源）
蓄電手段１０１とコントローラ３０の一部であるコンバータコントローラ３０Ｄは、電源装置１００を構成する。蓄電手段１０１は、例えば蓄電池であるバッテリと、バッテリの充放電を制御する昇降圧コンバータ（双方向ＤＣ／ＤＣコンバータ）と、正極及び負極の直流配線からなるＤＣバスとを備えている（図示せず）。蓄電器としては、リチウムイオン電池等の充電可能な２次電池、キャパシタ、そのほか電力の授受が可能なその他の形態の電源を用いてもよい。ＤＣバスには、インバータ１８Ａ〜インバータ１８Ｃそれぞれの１次側（直流入力）が接続されている。コントローラ３０Ｄは、ＤＣバスに生ずるＤＣリンク電圧が所定の電圧レベルとなるように、双方向ＤＣ／ＤＣコンバータを制御する。電源装置１００は、電動発電機１２等が力行運転する際には、双方向ＤＣ／ＤＣコンバータを昇圧動作させ、電動発電機１２等が回生運転する際には、双方向ＤＣ／ＤＣコンバータを降圧動作させ、電動発電機１２が発生した電力を蓄電器に回収する。 (Power supply)
The power storage device 101 and the converter controller 30 D that is a part of the controller 30 constitute the power supply device 100. The power storage means 101 includes, for example, a battery as a storage battery, a step-up / down converter (bidirectional DC / DC converter) that controls charging / discharging of the battery, and a DC bus including positive and negative DC wirings (not shown). ) As the electric storage device, a rechargeable secondary battery such as a lithium ion battery, a capacitor, or any other form of power source capable of transferring power may be used. The primary side (DC input) of each of the inverters 18A to 18C is connected to the DC bus. The controller 30D controls the bidirectional DC / DC converter so that the DC link voltage generated on the DC bus becomes a predetermined voltage level. The power supply apparatus 100 boosts the bidirectional DC / DC converter when the motor generator 12 or the like performs a power running operation, and steps down the bidirectional DC / DC converter when the motor generator 12 or the like performs a regenerative operation. The electric power generated by the motor generator 12 is collected in the battery.

すなわち、インバータ１８Ａが電動発電機１２を力行運転させる際には、必要な電力をバッテリ及び昇降圧コンバータからＤＣバスを介して電動発電機に供給する。また、電動発電機１２を回生運転させる際には、電動発電機１２により発電された電力をＤＣバス及び昇降圧コンバータを介してバッテリに充電する。なお、昇降圧コンバータの昇圧動作と降圧動作の切替制御は、ＤＣバス電圧値、バッテリ電圧値、及びバッテリ電流値にもとづき、コンバータコントローラ３０Ｄによって行われる。これにより、ＤＣバスを、予め定められた一定電圧値に蓄電された状態に維持することができる。 That is, when the inverter 18A causes the motor generator 12 to perform a power running operation, necessary power is supplied from the battery and the step-up / down converter to the motor generator via the DC bus. When the motor generator 12 is regeneratively operated, the battery is charged with the electric power generated by the motor generator 12 via the DC bus and the step-up / down converter. The switching control between the step-up / step-down converter and the step-down operation is performed by the converter controller 30D based on the DC bus voltage value, the battery voltage value, and the battery current value. As a result, the DC bus can be maintained in a state of being stored at a predetermined constant voltage value.

以上がショベル１の全体構成である。続いて、実施の形態に係る電源装置１００について詳細に説明する。 The above is the overall configuration of the excavator 1. Next, the power supply device 100 according to the embodiment will be described in detail.

図４は、実施の形態に係る電源装置１００の回路図である。
電源装置１００は、蓄電器１０２、ＤＣバス１０４、双方向ＤＣ／ＤＣコンバータ１１０、コンバータコントローラ（以下、単にコントローラともいう）１２０を備える。
蓄電器１０２は、電池や大容量キャパシタである。ＤＣバス１０４には、インバータ１８Ａ〜１８Ｃが接続されうるが、理解の容易化と説明の簡潔化のため、図４には、インバータ１８Ａのみを示しているが、実際にはインバータ１８Ｂ、旋回用インバータ１８Ｃ、あるいは冷却用の電動ポンプなども接続される。 FIG. 4 is a circuit diagram of the power supply device 100 according to the embodiment.
The power supply apparatus 100 includes a battery 102, a DC bus 104, a bidirectional DC / DC converter 110, and a converter controller (hereinafter simply referred to as a controller) 120.
The battery 102 is a battery or a large capacity capacitor. Although the inverters 18A to 18C can be connected to the DC bus 104, only the inverter 18A is shown in FIG. 4 for ease of understanding and simplification of description. An inverter 18C or an electric pump for cooling is also connected.

双方向ＤＣ／ＤＣコンバータ１１０の１次側には蓄電器１０２が接続され、２次側にはＤＣバス１０４が接続される。双方向ＤＣ／ＤＣコンバータ１１０は、１次側と２次側で双方向にエネルギを授受可能に構成される。電動発電機１２が力行運転するときには、双方向ＤＣ／ＤＣコンバータ１１０は力行動作となり、蓄電器１０２から、インダクタＬ１およびトランジスタＭ１を介して充電電流を供給し、平滑キャパシタＣ１を充電する。電動発電機１２が回生運転するときには、双方向ＤＣ／ＤＣコンバータ１１０は回生動作となり、電動発電機１２が生成する回生電流を、トランジスタＭ１およびインダクタＬ１を介して、蓄電器１０２に回収する。 The battery 102 is connected to the primary side of the bidirectional DC / DC converter 110, and the DC bus 104 is connected to the secondary side. The bidirectional DC / DC converter 110 is configured to be able to exchange energy bidirectionally between the primary side and the secondary side. When the motor generator 12 performs a power running operation, the bidirectional DC / DC converter 110 performs a power running operation, and a charging current is supplied from the battery 102 via the inductor L1 and the transistor M1 to charge the smoothing capacitor C1. When the motor generator 12 performs a regenerative operation, the bidirectional DC / DC converter 110 performs a regenerative operation, and the regenerative current generated by the motor generator 12 is recovered in the battery 102 via the transistor M1 and the inductor L1.

コントローラ３０Ｄは、双方向ＤＣ／ＤＣコンバータ１１０を制御する。コントローラ３０Ｄは、ＤＣバス１０４に生ずるＤＣリンク電圧Ｖ_ＤＣが所定の目標電圧Ｖｒに近づくように、双方向ＤＣ／ＤＣコンバータ１１０を制御する。たとえばコントローラ１２０は、Ａ／Ｄコンバータ１２２、１２４、ゲートドライバ１２６、１２８、デジタルコントローラ１３０（図３の３０Ｄ）を備える。 The controller 30D controls the bidirectional DC / DC converter 110. The controller 30D controls the bidirectional DC / DC converter 110 so that the DC link voltage V _DC generated in the DC bus 104 approaches a predetermined target voltage Vr. For example, the controller 120 includes A / D converters 122 and 124, gate drivers 126 and 128, and a digital controller 130 (30D in FIG. 3).

Ａ／Ｄコンバータ１２２は、ＤＣリンク電圧Ｖ_ＤＣの検出値をデジタル値Ｓ１に変換する。Ａ／Ｄコンバータ１２４は、双方向ＤＣ／ＤＣコンバータ１１０に流れる電流、すなわち平滑キャパシタＣ１の充放電電流Ｉｃの検出値をデジタル値Ｓ２に変換する。デジタルコントローラ１３０は、ソフトウェア制御によって、トランジスタＭ１、Ｍ２の駆動パルスＳ３を生成する。ゲートドライバ１２６、１２８は、駆動パルスＳ３に応じてトランジスタＭ１、Ｍ２をスイッチングする。 The A / D converter 122 converts the detected value of the DC link voltage V _DC into a digital value S1. The A / D converter 124 converts the current flowing through the bidirectional DC / DC converter 110, that is, the detected value of the charging / discharging current Ic of the smoothing capacitor C1 into a digital value S2. The digital controller 130 generates drive pulses S3 for the transistors M1 and M2 by software control. The gate drivers 126 and 128 switch the transistors M1 and M2 according to the drive pulse S3.

コントローラ１２０のデジタルコントローラ１３０は、インバータ１８Ａが停止すると、双方向ＤＣ／ＤＣコンバータ１１０のスイッチングを停止する。
ここで「インバータ１８Ａが停止」とは、サーボオフの状態、インバータ１８Ａの電流が実質的にゼロの状態、電動発電機１２の電流が実質的にゼロの状態のいずれかであってもよいし、もしくはいくつかの組み合わせの状態あってもよい。デジタルコントローラ１３０は、サーボオフの状態、インバータ１８Ａの電流が実質的にゼロの状態、電動発電機１２の電流が実質的にゼロの状態が所定時間続くと、インバータが停止したものと判定し、双方向ＤＣ／ＤＣコンバータ１１０のスイッチングを停止してもよい。 The digital controller 130 of the controller 120 stops switching of the bidirectional DC / DC converter 110 when the inverter 18A stops.
Here, "the inverter 18A is stopped" may be any of a servo-off state, a state where the current of the inverter 18A is substantially zero, and a state where the current of the motor generator 12 is substantially zero. Or there may be several combinations of states. The digital controller 130 determines that the inverter has stopped when the servo-off state, the inverter 18A current is substantially zero, and the motor generator 12 current is substantially zero for a predetermined period of time. Switching of the directional DC / DC converter 110 may be stopped.

またデジタルコントローラ１３０は、電動発電機１２の始動の契機となる操作入力を検出すると、双方向ＤＣ／ＤＣコンバータ１１０のスイッチングを再開する。
ここで、電動発電機１２の始動の契機となる操作入力は、油圧系統に対する操作入力も含む。なぜなら図３に示すように、油圧系統は、エンジン１１と電動発電機１２によりハイブリッド駆動されるため、油圧系統が制御されると電動発電機１２に電流が流れるからである。 When the digital controller 130 detects an operation input that triggers the start of the motor generator 12, the digital controller 130 resumes switching of the bidirectional DC / DC converter 110.
Here, the operation input that triggers the start of the motor generator 12 includes an operation input for the hydraulic system. This is because, as shown in FIG. 3, since the hydraulic system is hybrid-driven by the engine 11 and the motor generator 12, current flows through the motor generator 12 when the hydraulic system is controlled.

コントローラ１２０およびコントローラ３０Ａは、上位コントローラ３０Ｕの制御下で動作する。上位コントローラ３０Ｕは、図３のコントローラ３０の一部であり、各種センサおよび操作装置２６等からの操作入力を受けて、インバータコントローラ３０Ａ〜３０Ｃ、コンバータコントローラ３０Ｄを統括的に制御する。 The controller 120 and the controller 30A operate under the control of the host controller 30U. The host controller 30U is a part of the controller 30 in FIG. 3 and receives operation inputs from various sensors and the operation device 26 and the like, and comprehensively controls the inverter controllers 30A to 30C and the converter controller 30D.

上位コントローラ３０Ｕは、その制御下にあるコントローラ３０Ａ、インバータ１８Ａ、電動発電機１２の状態を知っており、したがって、インバータ１８Ａが運転中か停止中かを知っている。そこで上位コントローラ３０Ｕは、インバータ１８Ａが停止中の間、デジタルコントローラ１３０に対して双方向ＤＣ／ＤＣコンバータ１１０のスイッチング動作の停止を指示する停止信号Ｓ１０をアサート（ハイレベル）してもよい。 The host controller 30U knows the states of the controller 30A, the inverter 18A, and the motor generator 12 under its control, and therefore knows whether the inverter 18A is operating or stopped. Therefore, the host controller 30U may assert (high level) a stop signal S10 that instructs the digital controller 130 to stop the switching operation of the bidirectional DC / DC converter 110 while the inverter 18A is stopped.

あるいはデジタルコントローラ１３０とコントローラ３０Ａが、上位コントローラ３０Ｕを介在することなく直接通信可能であってもよい。コントローラ３０Ａは、その制御下にあるインバータ１８Ａが運転中か停止中かを知っている。そこでコントローラ３０Ａは、インバータ１８Ａが停止中の間、デジタルコントローラ１３０に対して双方向ＤＣ／ＤＣコンバータ１１０のスイッチング動作の停止を指示する停止信号Ｓ１１をアサートするようにしてもよい。 Alternatively, the digital controller 130 and the controller 30A may be able to communicate directly without interposing the host controller 30U. The controller 30A knows whether the inverter 18A under the control is operating or stopped. Therefore, the controller 30A may assert a stop signal S11 that instructs the digital controller 130 to stop the switching operation of the bidirectional DC / DC converter 110 while the inverter 18A is stopped.

あるいは、デジタルコントローラ１３０が、コントローラ３０Ａに対して、インバータ１８Ａが運転中か停止中かを問い合わせる構成としてもよい。 Alternatively, the digital controller 130 may inquire of the controller 30A whether the inverter 18A is operating or stopped.

デジタルコントローラ１３０に対して双方向ＤＣ／ＤＣコンバータ１１０のスイッチング動作の停止を指示する停止信号をアサートするようにしてもよい。 A stop signal that instructs the digital controller 130 to stop the switching operation of the bidirectional DC / DC converter 110 may be asserted.

以上が電源装置１００の構成である。続いてその動作を説明する。図５は、図４の電源装置１００の動作波形図である。
停止信号Ｓ１０は、双方向ＤＣ／ＤＣコンバータ１１０の負荷、すなわちインバータ１８Ａの動作状態と連動している。インバータ１８Ａが運転中は、停止信号Ｓ１０はネゲート（ローレベル）であり、コントローラ１２０は、双方向ＤＣ／ＤＣコンバータ１１０をスイッチング制御してＤＣリンク電圧Ｖ_ＤＣを所定レベルに安定化する。 The above is the configuration of the power supply device 100. Next, the operation will be described. FIG. 5 is an operation waveform diagram of the power supply apparatus 100 of FIG.
The stop signal S10 is linked to the load of the bidirectional DC / DC converter 110, that is, the operating state of the inverter 18A. While the inverter 18A is in operation, the stop signal S10 is negated (low level), and the controller 120 controls the bidirectional DC / DC converter 110 to stabilize the DC link voltage _VDC at a predetermined level.

インバータ１８Ａの停止期間、すなわち電動発電機１２が力行も回生もしない期間は、停止信号Ｓ１０がアサートされ、双方向ＤＣ／ＤＣコンバータ１１０のスイッチングが停止し、トランジスタＭ１、Ｍ２が両方オフとなる。双方向ＤＣ／ＤＣコンバータ１１０のスイッチングが停止すると、平滑キャパシタＣ１への充電が停止する。この間は、ＤＣバス１０４に接続される負荷が電力を消費すると、平滑キャパシタＣ１の電荷が消費され、ＤＣリンク電圧Ｖ_ＤＣが低下することとなる。ただし平滑キャパシタＣ１の容量は非常に大きいため、インバータ１８Ａ〜１８Ｃの停止状態では低下速度は非常に遅い。 During the stop period of the inverter 18A, that is, the period during which the motor generator 12 is neither powered nor regenerated, the stop signal S10 is asserted, the switching of the bidirectional DC / DC converter 110 is stopped, and both the transistors M1 and M2 are turned off. When the switching of the bidirectional DC / DC converter 110 is stopped, the charging of the smoothing capacitor C1 is stopped. During this time, when the load connected to the DC bus 104 consumes power, the charge of the smoothing capacitor C1 is consumed, and the DC link voltage _VDC decreases. However, since the capacity of the smoothing capacitor C1 is very large, the decrease rate is very slow when the inverters 18A to 18C are stopped.

またインバータ１８Ａの停止時間が長時間持続したとしても、ＤＣリンク電圧Ｖ_ＤＣは蓄電器１０２の電圧Ｖ_Ｂ付近を下限として維持され、次に双方向ＤＣ／ＤＣコンバータ１１０のスイッチングが再開すると、短時間で元の目標レベルに復帰することが可能である。 Even if the stop time of the inverter 18A lasts for a long time, the DC link voltage V _DC is maintained with the vicinity of the voltage V _{B of the} battery 102 as the lower limit, and then when the switching of the bidirectional DC / DC converter 110 resumes, It is possible to return to the original target level.

この電源装置１００によれば、インバータ１８Ａの停止期間において、双方向ＤＣ／ＤＣコンバータ１１０のスイッチングを停止することで消費電力を低減することができる。 According to the power supply apparatus 100, power consumption can be reduced by stopping switching of the bidirectional DC / DC converter 110 during the stop period of the inverter 18A.

加えて、コントローラ１２０は、電動機１２の始動の契機となる操作入力の検出を契機として、直ちに双方向ＤＣ／ＤＣコンバータ１１０のスイッチングを再開することとした。ショベルにおいては、操作者が、電動発電機１２の運動を必要とする操作入力を行ってから、インバータ１８Ａが電動発電機１２の駆動を開始するまでには、ある程度のタイムラグが存在する。そこで電動機の始動の契機となる操作入力が発生したタイミングで直ちに双方向ＤＣ／ＤＣコンバータのスイッチングを再開することで、電動機１２が始動するより前に、ＤＣリンク電圧Ｖ_ＤＣを十分高い電圧レベルに復帰させることができる。 In addition, the controller 120 immediately restarts the switching of the bidirectional DC / DC converter 110 triggered by detection of an operation input that triggers the start of the electric motor 12. In the excavator, there is a certain time lag from when the operator performs an operation input that requires movement of the motor generator 12 to when the inverter 18A starts driving the motor generator 12. Therefore, by immediately restarting the switching of the bidirectional DC / DC converter at the timing when the operation input that triggers the start of the motor is generated, the DC link voltage V _{DC is set} to a sufficiently high voltage level before the motor 12 is started. Can be restored.

またハイブリッドショベルでは、ＤＣリンク電圧Ｖ_ＤＣの復帰が遅れたとしても、エンジン１１のみの動力によって油圧モータ２Ａ、２Ｂや各種シリンダ７〜９を駆動し始めることが可能である。その間に、ＤＣリンク電圧Ｖ_ＤＣがもとの目標レベルに回復する出力端子、電動発電機１２の動力によってメインポンプ１４の駆動がアシストされる。このように、ハイブリッドショベルにおいては、双方向ＤＣ／ＤＣコンバータ１１０のスイッチングを停止したとしても、操作感の低下は生ずるものの、所望の作業を行えないという状況には陥りにくいといえる。 In the hybrid excavator, even if the return of the DC link voltage _VDC is delayed, it is possible to start driving the hydraulic motors 2 A, 2 B and the various cylinders 7 to 9 with the power of only the engine 11. In the meantime, the drive of the main pump 14 is assisted by the output terminal at which the DC link voltage V _DC recovers to the original target level and the power of the motor generator 12. As described above, in the hybrid excavator, even if the switching of the bidirectional DC / DC converter 110 is stopped, although the operation feeling is lowered, it can be said that the hybrid excavator hardly falls into a situation in which a desired work cannot be performed.

図４では省略しているが、ＤＣバス１０４には、インバータ１８Ａのみでなく、旋回用インバータ１８Ｃが接続される。したがって、コントローラ１２０は、インバータ１８Ａ，１８Ｃの両方が停止したときに、双方向ＤＣ／ＤＣコンバータ１１０のスイッチングを停止することとなる。また、双方向ＤＣ／ＤＣコンバータ１１０のスイッチングは、電動発電機１２、旋回用電動機２１の少なくとも一方の始動指示を契機として再開することとなる。
たとえば双方向ＤＣ／ＤＣコンバータ１１０が停止した状態において、油圧系統の操作入力が検出されると、電動発電機１２の始動の契機となるため、双方向ＤＣ／ＤＣコンバータ１１０のスイッチングが再開する。また双方向ＤＣ／ＤＣコンバータ１１０が停止した状態において旋回体４の旋回を指示する操作入力が検出されると、旋回用電動機２１の始動の契機となるため、双方向ＤＣ／ＤＣコンバータ１１０のスイッチングが再開する。 Although omitted in FIG. 4, not only the inverter 18 A but also a turning inverter 18 C is connected to the DC bus 104. Therefore, the controller 120 stops switching of the bidirectional DC / DC converter 110 when both the inverters 18A and 18C are stopped. In addition, the switching of the bidirectional DC / DC converter 110 is resumed in response to the start instruction of at least one of the motor generator 12 and the turning electric motor 21.
For example, when an operation input to the hydraulic system is detected in a state where the bidirectional DC / DC converter 110 is stopped, the motor generator 12 is started, so that the switching of the bidirectional DC / DC converter 110 is resumed. In addition, when an operation input for instructing the turning of the swing body 4 is detected in a state where the bidirectional DC / DC converter 110 is stopped, the turning electric motor 21 is triggered, so the switching of the bidirectional DC / DC converter 110 is performed. Resumes.

以上、本発明を実施例にもとづいて説明した。本発明は上記実施の形態に限定されず、種々の設計変更が可能であり、様々な変形例が可能であること、またそうした変形例も本発明の範囲にあることは、当業者に理解されるところである。以下、こうした変形例を説明する。 In the above, this invention was demonstrated based on the Example. It is understood by those skilled in the art that the present invention is not limited to the above-described embodiment, and various design changes are possible, and various modifications are possible, and such modifications are within the scope of the present invention. It is a place. Hereinafter, such modifications will be described.

（第１変形例）
実施の形態では、インバータが停止すると、ＤＣリンク電圧Ｖ_ＤＣの低下量にかかわらず双方向ＤＣ／ＤＣコンバータ１１０のスイッチングを停止するとしたが本発明はそれには限定されない。たとえばＤＣリンク電圧Ｖ_ＤＣの目標値Ｖｒより低いしきい値Ｖ_ＴＨを設定しておき、ＤＣリンク電圧Ｖ_ＤＣがしきい値Ｖ_ＴＨまで低下すると、双方向ＤＣ／ＤＣコンバータ１１０のスイッチングを再開するようにしてもよい。これにより、ＤＣリンク電圧Ｖ_ＤＣを、しきい値Ｖ_ＴＨより高い電圧範囲に維持することができる。 (First modification)
In the embodiment, when the inverter stops, the switching of the bidirectional DC / DC converter 110 is stopped regardless of the amount of decrease in the DC link voltage _VDC . However, the present invention is not limited to this. For example you have configured the DC link voltage _V lower threshold _{V TH} than the target value Vr of the _DC, the DC link voltage _{V DC} decreases to the threshold _{V TH,} resumes the switching of the bidirectional DC / DC converter 110 You may do it. As a result, the DC link voltage V _DC can be maintained in a voltage range higher than the threshold value V _TH .

（第２変形例）
実施の形態では、本発明に係るハイブリッド型建設機械の一例として、ショベル１を示したが、本発明のハイブリッド型建設機械の他の例としては、旋回機構を備えるリフティングマグネット車両やクレーン等が挙げられる。 (Second modification)
In the embodiment, the excavator 1 is shown as an example of the hybrid-type construction machine according to the present invention. However, as another example of the hybrid-type construction machine of the present invention, a lifting magnet vehicle, a crane, or the like having a turning mechanism is given. It is done.

１…ショベル、２…走行機構、２Ａ…油圧モータ、３…旋回機構、４…旋回体、４ａ…運転室、５…ブーム、６…アーム、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…バケット、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…インバータ、１８Ｃ…旋回用インバータ、２１…旋回用電動機、２１Ａ…回転軸、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、２７，２８…油圧ライン、２９…圧力センサ、３０…コントローラ、３０Ａ，３０Ｂ，３０Ｃ…インバータコントローラ、３０Ｄ…コンバータコントローラ、１００…電源装置、１０２…蓄電器、１０４…ＤＣバス、１１０…双方向ＤＣ／ＤＣコンバータ、Ｃ１…平滑キャパシタ、Ｌ１…インダクタ、１２０…コントローラ、１２２，１２４…Ａ／Ｄコンバータ、１２６，１２８…ゲートドライバ、１３０…デジタルコントローラ、２００…負荷、３００…ブーム回生用発電機、３１０…油圧モータ。 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Excavator, 2 ... Traveling mechanism, 2A ... Hydraulic motor, 3 ... Turning mechanism, 4 ... Turning body, 4a ... Driver's cab, 5 ... Boom, 6 ... Arm, 7 ... Boom cylinder, 7A ... Hydraulic pipe, 8 ... Arm Cylinder, 9 ... Bucket cylinder, 10 ... Bucket, 11 ... Engine, 12 ... Motor generator, 13 ... Reduction gear, 14 ... Main pump, 15 ... Pilot pump, 16 ... High pressure hydraulic line, 17 ... Control valve, 18, 18A , 18B ... inverter, 18C ... turning inverter, 21 ... turning electric motor, 21A ... rotating shaft, 22 ... resolver, 23 ... mechanical brake, 24 ... turning speed reducer, 25 ... pilot line, 26 ... operating device, 27, 28 ... Hydraulic line, 29 ... Pressure sensor, 30 ... Controller, 30A, 30B, 30C ... Inverter controller, 30D ... Converter 100, power supply device, 102, battery, 104, DC bus, 110, bidirectional DC / DC converter, C1, smoothing capacitor, L1, inductor, 120, controller, 122, 124, A / D converter, 126, 128 ... Gate driver, 130 ... Digital controller, 200 ... Load, 300 ... Boom regeneration generator, 310 ... Hydraulic motor.

Claims

Mounted on an industrial vehicle comprising: an electric motor; an operation device that receives an operation input related to the operation of the electric motor; and an inverter that drives the electric motor based on the operation input and stops when there is no operation input A power supply device for an industrial vehicle,
A capacitor,
A DC bus to which a plurality of inverters including the inverter are connected;
A bidirectional DC / DC converter configured such that the capacitor is connected to the primary side, the DC bus is connected to the secondary side, and energy can be exchanged bidirectionally between the primary side and the secondary side;
(I) during any one of said plurality of inverters is operating, together with the DC link voltage generated in the DC bus to control the bidirectional DC / DC converter so as to approach a predetermined target voltage, the plurality of (ii) When all inverters stop, the bidirectional DC / DC converter stops switching, and in the state where the switching stops, the DC link voltage is maintained in a range higher than a lower limit voltage ;
An industrial vehicle power supply device comprising:

2. The industrial vehicle power supply device according to claim 1, wherein the converter controller restarts switching of the bidirectional DC / DC converter when detecting an operation input that triggers starting of the electric motor. 3.