CN104115366A - 挖土机及挖土机的控制方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种挖土机及挖土机的控制方法。本发明的挖土机具有在下部行走体上进行回转动作的上部回转体。动臂的一端转动自如地安装于上部回转体。在动臂的另一端转动自如地安装有斗杆的一端。工作要件转动自如地安装于斗杆的另一端。引擎、发电机及蓄电器搭载于上部回转体。蓄电器包含蓄积由发电机发出的电力的多个蓄电单体。具备放电电阻及开闭电路的均衡电路相对于各蓄电单体而设置。当各蓄电单体的静电容量存在偏差时，使均衡电路发挥作用。

Description

挖土机及挖土机的控制方法
技术领域
本发明涉及一种作为驱动电源设置有蓄电器的挖土机。
背景技术
作为设置于挖土机的蓄电器，通常使用电容器。对于在挖土机等中使用的电容器，要求大容量且高电压，因此连接多个电容器单体(以下，简称为单体)而形成一个电容器(例如，参考专利文献1)。
以往技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2010-71905号公报
发明概要
发明要解决的技术课题
连接有多个单体的电容器中，若单体劣化，则单体的静电容量产生偏差。若在单体的静电容量产生有偏差的状态下反复进行电容器的充放电，则会进一步增大对劣化程度大的单体的负载。因此，单体的静电容量的偏差进一步变大，劣化程度大的单体的静电容量进一步减少。由此，作为多个单体的静电容量总和的整个电容器的静电容量(即，蓄电量)减少，产生内部电阻增大的问题。
因此，进行如下工作，即在某个时点对充电率(SOC)为规定值以上的单体运行均衡功能，从而使多个单体的充电率均衡。均衡功能是指强制性地使具有规定值以上的充电率的单体放电，直至充电率成为规定值的功能。为了使其具有均衡功能，在电容器本身设置用于实现均衡功能的均衡电路。
若进行如上所述的单体的充电率的均衡，则导致充电率较高的单体被强制性放电，导致特意蓄积的电力被浪费。
本发明是鉴于上述问题而完成的，其目的在于提供一种仅在必要时运行单体电压的均衡功能的挖土机。
用于解决技术课题的手段
根据本发明的一实施方式，提供一种挖土机，其具有：下部行走体；上部回转体，在该下部行走体上进行回转动作；动臂，一端转动自如地安装于该上部回转体；斗杆，一端转动自如地安装于该动臂的另一端；工作要件，转动自如地安装于该斗杆的另一端；引擎，搭载于该上部回转体，并产生驱动力；发电机，搭载于该上部回转体，并通过从该引擎传递的驱动力进行发电动作；蓄电器，搭载于该上部回转体，并具有蓄积由该发电机发出的电力的多个蓄电单体；及均衡电路，相对于各蓄电单体而设置，并具备放电电阻及开闭电路，其中，当该各蓄电单体的输出存在偏差时，使该均衡电路发挥作用。
根据本发明的另一实施方式，提供一种挖土机的控制方法，所述挖土机具有：下部行走体；上部回转体，在该下部行走体上进行回转动作；动臂，一端转动自如地安装于该上部回转体；斗杆，一端转动自如地安装于该动臂的另一端；工作要件，转动自如地安装于该斗杆的另一端；引擎，搭载于该上部回转体，并产生驱动力；发电机，搭载于该上部回转体，并通过从该引擎传递的驱动力进行发电动作；蓄电器，搭载于该上部回转体，并具有蓄积由该发电机发出的电力的多个蓄电单体；及均衡电路，相对于各蓄电单体而设置，并具备放电电阻及开闭电路，其中，判定该各蓄电单体的输出的偏差，当存在偏差时，使该均衡电路发挥作用。
发明效果
根据上述发明，能够分别测定各蓄电单体的静电容量。因此，能够根据所测定的静电容量，仅在必要时对其单体运行均衡功能。因此，能够抑制由于均衡功能而强制性放出的电力，并能够降低无用的电力消耗。
附图说明
图1是混合式挖土机的侧视图。
图2是表示一实施方式的混合式挖土机的驱动***的结构的框图。
图3是蓄电装置的电路图。
图4是表示电容器的结构的电路图。
图5是进行静电容量的计算的部分的功能框图。
图6是静电容量计算及电压均衡处理的流程图的一部分。
图7是静电容量计算及电压均衡处理的流程图的一部分。
图8是静电容量计算及电压均衡处理的流程图的一部分。
图9是表示单体的静电容量与单体的温度之间的关系的曲线图。
图10是表示单体电压与放电时间之间的关系的曲线图。
图11是表示以回转液压马达驱动回转机构的结构的挖土机的驱动***的结构的框图。
具体实施方式
接着，参考附图对实施方式进行说明。
图1是一实施方式的挖土机的侧视图。图1所示的挖土机为混合式挖土机，但是本发明并不限于混合式挖土机，只要作为电负载的驱动用电源而具备蓄电器，就能够适用于任何类型的挖土机。
如图1所示，混合式挖土机的下部行走体1上经由回转机构2搭载有上部回转体3。上部回转体3上设置动臂4、斗杆5及铲斗6以及用于液压驱动它们的动臂缸7、斗杆缸8及铲斗缸9。并且，上部回转体3上搭载驾驶室10及动力源。
图2是表示混合式挖土机的驱动***的结构的框图。图2中，以双重线表示机械动力***，以实线表示高压液压管路，以虚线表示先导管路，以单点划线表示电力驱动、控制***。
作为机械式驱动部的引擎11及作为辅助驱动部的电动发电机12一同连接于变速器13的输入轴。变速器13的输出轴上连接有主泵14及先导泵15。主泵14上经由高压液压管路16连接有控制阀17。
控制阀17为进行液压***的控制的控制装置。控制阀17上经由高压液压管路连接下部行走体1用液压马达1A(右用)及1B(左用)、动臂缸7、斗杆缸8及铲斗缸9。
电动发电机12上经由逆变器18连接有包含蓄电用电容器或电池的蓄电装置120。本实施方式中，设为蓄电装置120作为蓄电器包含电容器19。蓄电装置120上经由逆变器20连接有回转用电动机21。可使用锂离子电池等能够充电的二次电池或能够进行电力授受的其他形态的电源来代替使用电容器19作为蓄电器。
回转用电动机21的旋转轴21A上连接分解器22、机械制动器23及回转减速器24。并且，先导泵15上经由先导管路25连接操作装置26。
操作装置26上经由液压管路27及28分别连接控制阀17及作为操纵杆操作检测部的压力传感器29。压力传感器29上连接有进行电力***的驱动控制的控制器30。
如上述，逆变器18设置于电动发电机12与蓄电装置120之间，根据来自控制器30的指令进行电动发电机12的运行控制。由此，当逆变器18控制电动发电机12的动力运行时，电动发电机12所需的电力从蓄电装置120供给至电动发电机12。另一方面，当控制电动发电机12的再生运行时，通过电动发电机12发出的电力被蓄电于蓄电装置120的电容器19。
蓄电装置120配设于逆变器18与逆变器20之间。由此，当电动发电机12与回转用电动机21中的至少一方进行动力运行时，蓄电装置120供给动力运行所需的电力。并且，当电动发电机12与回转用电动机21中的至少一方进行再生运行时，蓄电装置120将通过再生运行而产生的再生电力作为电能来蓄积。
如上述，逆变器20设置于回转用电动机21与蓄电装置120之间，根据来自控制器30的指令控制回转用电动机21的运行。由此，当逆变器20控制回转用电动机21的动力运行时，回转用电动机21所需的电力从蓄电装置120供给至回转用电动机21。另一方面，回转用电动机21进行再生运行时，通过回转用电动机21发出的电力被蓄电于蓄电装置120的电容器19。
另外，蓄电装置120的电容器19的充放电控制根据电容器19的充电状态、电动发电机12的运行状态(动力运行或再生运行)、回转用电动机21的运行状态(动力运行或再生运行)，由控制器30进行。
控制器30为进行挖土机的驱动控制的控制装置，包含驱动控制装置32、电动回转控制装置40、主控制部60及静电容量计算部154。控制器30由包含CPU(Central Processing Unit)及内部存储器的运算处理装置构成。驱动控制装置32、电动回转控制装置40及主控制部60通过控制器30的CPU执行存储于内部存储器的驱动控制用程序来实现。
速度指令转换部31为将从压力传感器29输入的信号转换为速度指令的运算处理部。由此，操纵杆26A的操作量转换为用于旋转驱动回转用电动机21的速度指令(rad/s)。速度指令被输入至驱动控制装置32、电动回转控制装置40及主控制部60。
驱动控制装置32进行电动发电机12的运行控制(动力运行或再生运行的切换)及电容器19的充放电控制。驱动控制装置32根据引擎11的负载状态及电容器19的充电状态切换电动发电机12的动力运行与再生运行。驱动控制装置32通过切换电动发电机12的动力运行与再生运行，经由逆变器18进行电容器19的充放电控制。
图3是蓄电装置120的电路图。蓄电装置120包含作为蓄电器的电容器19、升降压转换器及DC母线110。DC母线110控制电容器19、电动发电机12及回转用电动机21之间的电力授受。电容器19上设置有用于检测电容器电压值的电容器电压检测部112及用于检测电容器电流值的电容器电流检测部113。通过电容器电压检测部112及电容器电流检测部113检测的电容器电压值及电容器电流值被供给至控制部30。
升降压转换器100根据电动发电机12及回转用电动机21的运行状态进行切换升压动作与降压动作的控制，以便将DC母线电压值限制在一定的范围内。DC母线110配设于逆变器18及20与升降压转换器100之间，进行电容器19、电动发电机12及回转用电动机21之间的电力授受。
升降压转换器100的升压动作与降压动作的切换控制根据通过DC母线电压检测部111检测的DC母线电压值、通过电容器电压检测部112检测的电容器电压值及通过电容器电流检测部113检测的电容器电流值进行。
在如上所述的结构中，由作为辅助马达的电动发电机12发出的电力经由逆变器18供给至蓄电装置120的DC母线110，并且经由升降压转换器100供给至电容器19。由回转用电动机21进行再生运行而生成的再生电力经由逆变器20供给至蓄电***120的DC母线110，并且经由升降压转换器100供给至电容器19。
升降压转换器100具备电抗器101、升压用IGBT(Insulated GateBipolar Transistor)102A、降压用IGBT102B、用于连接电容器19的电源连接端子104、用于连接逆变器105的输出端子106及并列***于一对输出端子106的平滑用电容器107。升降压转换器100的输出端子106与逆变器18、20之间通过DC母线110连接。
电抗器101的一端连接于升压用IGBT102A及降压用IGBT102B的中间点，另一端连接于电源连接端子104。电抗器101用于将伴随升压用IGBT102A的开、关而产生的感应电动势供给至DC母线110而设置。
升压用IGBT102A及降压用IGBT102B由将MOSFET(Metal OxideSemiconductor Field Effect Transistor)组装于栅极部的双极晶体管构成，是能够进行大功率的高速转换的半导体元件(转换元件)。升压用IGBT102A及降压用IGBT102B通过由控制器30对栅极端子施加PWM电压来驱动。升压用IGBT102A及降压用IGBT102B上并联连接有作为整流元件的二极管102a及102b。
电容器19只要是能够进行充放电的蓄电器即可，以便可经由升降压转换器100与DC母线110之间进行电力授受。另外，图3中作为蓄电器示出电容器19，但是可使用锂离子电池等能够充放电的二次电池、锂离子电容器或能够进行电力授受的其他形态的电源来代替电容器19。
电源连接端子104及输出端子106是能够连接电容器19及逆变器18A、20的端子。在一对电源连接端子104之间连接检测电容器电压的电容器电压检测部112。在一对输出端子106之间连接检测DC母线电压的DC母线电压检测部111。
电容器电压检测部112检测电容器19的电压值Vcap。DC母线电压检测部111检测DC母线110的电压值Vdc。平滑用电容器107为用于使DC母线电压平滑化的蓄电元件，***于输出端子106的正极端子与负极端子之间。通过平滑用电容器107，DC母线110的电压被维持为预先规定的电压。
电容器电流检测部113为在电容器19的正极端子(P端子)侧检测流向电容器19的电流的值的检测器，包含电流检测用电阻器。即，电容器电流检测部113检测流向电容器19的正极端子的电流值I1。另一方面，电容器电流检测部117为在电容器的负极端子(N端子)侧检测流向电容器19的电流的值的检测器，包含电流检测用电阻器。即，电容器电流检测部117检测流向电容器19的负极端子的电流值I2。
升降压转换器100中，对DC母线110进行升压时，对升压用IGBT102A的栅极端子施加PWM电压，伴随升压用IGBT102A的开、关而在电抗器101中产生的感应电动势经由并联连接于降压用IGBT102B的二极管102b供给至DC母线110。由此，DC母线110被升压。
对DC母线110进行降压时，对降压用IGBT102B的栅极端子施加PWM电压。由此，经由降压用IGBT102B、逆变器105供给的再生电力从DC母线110供给至电容器19。因此，蓄积于DC母线110的电力被充电至电容器19，DC母线110被降压。
本实施方式中，在将电容器19的正极端子连接于升降压转换器100的电源连接端子104的电源线路114上设置继电器130-1。继电器130-1为能够阻断电源线路114的断路器。继电器130-1配置于电容器电压检测部112向电源线路114的连接点115与电容器19的正极端子之间。继电器130-1根据来自控制器30的信号动作，能够阻断来自电容器19的电源线路114。由此，能够从升降压转换器100切断电容器19。
并且，在将电容器19的负极端子连接于升降压转换器100的电源连接端子104的电源线路117上设置继电器132-2。继电器130-2为能够阻断电源线路117的断路器。继电器130-2配置于电容器电压检测部112向电源线路117的连接点118与电容器19的负极端子之间。继电器130-2根据来自控制器30的信号动作，能够阻断来自电容器19的电源线路117。由此，能够从升降压转换器100切断电容器19。另外，可通过将继电器130-1及继电器130-2设为一个继电器，同时阻断正极端子侧的电源线路114及负极端子侧的电源线路117双方来切断电容器19。
另外，实际上，在控制器30与升压用IGBT102A及降压用IGBT102B之间存在生成驱动升压用IGBT102A及降压用IGBT102B的PWM信号的驱动部，但在图3中予以省略。这种驱动部能够通过电子电路或运算处理装置中的任一个实现。
图4是表示电容器19的结构的电路图。如图4所示，作为蓄电器的电容器19实际上包含作为多个蓄电部的n个电容器单体(以下，简称为蓄电单体或单体)19-1～19-n(n为2以上的整数)及电容器控制电路140。电容器控制电路140具有测定各电容器19n的静电容量的静电容量测定功能及均匀化各电容器的静电容量的均衡功能。本实施方式中，为了便于说明，n个单体19-1～19-n全部串联连接，但也可将串联连接的单体作为一组，并联连接有多个组。以下，有时将所有单体19-1～19-n总称为单体19-n，有时为了方便起见而将各单体称为单体19-n。
各单体19-n的两端连接于电容器控制电路140内的电压检测部152。具体而言，例如，单体19-1的一个电极通过配线144-1连接于电压检测部152，另一个电极通过配线144-2连接于电压检测部152。同样，单体19-n的一个电极通过配线144-n连接于电压检测部152，另一个电极通过配线144-(n+1)连接于电压检测部152。电压检测部152经由接口142连接于控制器30的静电容量计算部154。
配线144-1与配线144-2之间串联(相对于单体19-1并联)连接平衡用FET(场效应晶体管)146-1及放电电阻148-1。平衡用FET146-1的栅极连接于电压检测部152。同样，配线144-n与配线144-(n+1)之间串联(相对于单体19-n并联)连接平衡用FET(场效应晶体管)146-n及放电电阻148-n。平衡用FET146-n的栅极连接于电压检测部152。
在如上所述的结构中，静电容量计算部154能够分别测定各单体19-n的静电容量。图5是用于说明计算静电容量所涉及的功能的框图。
静电容量的计算通过测定各单体19-n的端子间电压的电压检测部152及根据由电压检测部152检测的电压计算静电容量的静电容量计算部154进行。如此，静电容量是利用检测出的电压的运算值，是各蓄电单体的输出。
电压检测部152若被赋予电压检测指令，则其检测各单体19-n的电极间电压(以下，将电极间电压称为单体电压Vn)，并将检测出的各单体19-n的单体电压Vn经由接口142传送至静电容量计算部154。例如，能够检测配线144-1与配线144-2之间的电压差来作为单体19-1的单体电压V1。能够检测配线144-n与配线144-(n+1)之间的电压差来作为单体19-n的单体电极Vn。
静电容量计算部154根据从电压检测部152经由接口142传送来的各单体19n的单体电压Vn的值计算各单体的静电容量Cn。如下进行静电容量Cn的计算。
首先，静电容量计算部154检测在开始计算静电容量Cn的时刻的、计算静电容量Cn的单体19-n的单体电压Vn0。并且，静电容量计算部154向平衡用FET146-n的栅极传送信号来关闭(设为ON状态)平衡用FET146-n，从而对单体19-n进行短路并使其放电。短路路上设置有放电电阻148-n，因此单体19-n的放电电流为微小电流。因此，放电引起的单体19-n的单体电压Vn的下降并不急剧，而是逐渐降低。若只放电规定时间T，则检测该时刻的单体电压Vn1。能够通过以下的公式(1)计算单体19-n的静电容量Cn。即，能够将静电容量用作判定劣化的指标。
Cn＝-T/(R1+R2)×ln-1{(R1+R2)/R2×Vn1/Vn0}
其中，R1是单体19-n的内部电阻，R2是放电电阻148-n的内部电阻。但是，由于R1＜＜R2，因此若无视R1，则可导出以下的公式(1)。
Cn＝-T/R2×ln-1(Vn1/Vn0)……(1)
能够通过对计算出的单体19-n的静电容量Cn与预先求出的单体19-n的初始静电容量Cn0(单体19-n被使用之前的静电容量)进行比较，判定当前的单体19-n的劣化程度。
若单体继续劣化，则静电容量变小的同时内部电阻变大。若静电容量和内部电阻在各单体之间存在偏差，则单体电压也易产生偏差。因此，尽管通电有相同的电流，但在各单体之间产生电压的高低。其结果，已劣化的单体会进一步劣化。因此，优选根据单体劣化的偏差，积极地使各单体的电压均衡。
因此，本实施方式中，根据计算出的各单体19-n的当前的静电容量Cn，判定该单体19-n的劣化度，根据劣化度，仅对需要的单体运行均衡电路功能来使其放电，由此进行单体电压的均衡。
接着，参考图6至图8所示的流程图对计算作为各单体的输出的静电容量的静电容量计算处理及降低已劣化的单体的单体电压的电压均衡处理进行说明。
首先，对管理与电容器19相关的动作和处理的结构进行说明。各单体19-n的单体电压由设置于电容器19的单体监控单元(CMU：电容器控制电路140)管理。CMU相对于各单体19-n而设置，由管理电容器19的电池管理单元(BMU)管理。BMU设置于挖土机的控制器30。并且，BMU具备静电容量计算部154。
BMU及CMU在挖土机未运行时也能够接收来自电容器19的电力供给而始终工作，但是为了抑制电容器19的电力消耗，设定为在未运行挖土机时成为睡眠状态。
静电容量计算处理在没有向电容器输入输出电流的状态下，例如由于切断而挖土机未运行时开始。即，在充放电电流未流向电容器19的各单体19-n的状态下进行静电容量计算处理。
在此，进行判断用于进行偏差判断的条件是否适当的条件判定处理。首先，在步骤S1中，判定是否所有单体19-n的温度均高于测量开始判定温度td1(步骤S1)。
若并非所有单体19-n的温度均高于td1，即只要有一个单体为测量开始判定温度td1以下，则认为不满足能够进行静电容量计算处理的条件，处理进入步骤S17(参考图7)。步骤S17中，在BMU的存储器中存储“不可测量”的信息。
另一方面，若在步骤S1中判定为所有单体19-n的温度均高于测量开始判定温度td1，则处理进入步骤S2。步骤S2中，判定单体19-n的温度中最大温度与最小温度之差是否小于温度偏差判定温度范围tr2。
若最大温度与最小温度之差不小于tr2，即最大温度与最小温度之差为温度偏差判定温度范围tr2以上，则认为不满足能够进行静电容量计算处理的条件，处理进入步骤S17(参考图7)。
另一方面，若在步骤S2中判定为最大温度与最小温度之差小于tr2，则处理进入步骤S3。
在步骤1中判定是否所有单体19-n的温度均高于测量开始判定温度td1取决于如图9所示的单体的静电容量与测量温度的关系。即，单体的温度变得越低，单体的静电容量变得越小，在单体的温度低于规定温度的区域中，相对于温度变化的静电容量的变化过大，因此导致由温度的变化引起的静电容量的偏差变大。因此，本实施方式中，设为在单体的温度不那么低的状态下开始单体电压的测定，并将该温度设为测量开始判定温度td1。
并且，排列于电容器19中的多个单体之间也存在温度偏差，若单体的温度差变大，则导致静电容量的计算误差ΔF变大。图9中，假设电容器19中的例如一个单体19-1的温度为t1且另一个单体19-2的温度为t2，则导致单体19-1的静电容量发生变化，因此在本实施方式中设为，仅在步骤S2中判定为单体的最大温度与最小温度的温度差小于规定的温度差范围tr2时，开始单体电压测定并进行静电容量的计算。即，仅在所有单体19-n的温度均进入规定的温度差范围tr2以内时，开始单体电压的测定。
在步骤S3中，检测所有单体19-n的单体电压。接着，在步骤S4中，判定是否所有单体19-n的单体电压均高于测量开始判定单体电压Vd1。若并非所有单体19-n的单体电压均高于测量开始判定单体电压Vd1，即只要有一个单体为测量开始判定单体电压Vd1以下，则认为不满足能够进行静电容量计算处理的条件，处理进入步骤S17(参考图7)。
另一方面，若在步骤S4中判定为所有单体19-n的单体电压均高于测量开始判定单体电压Vd1，则处理进入步骤S5。在步骤S5中，确定开始测量的单体电压Vds及结束测量的单体电压Vde。开始测量的单体电压Vds确定为所有单体的单体电压的最小值Vdmin。结束测量的单体电压Vde确定为从所有单体的单体电压的最小值Vdmin减去测量开始电压与测量结束电压之差Vd2的值(Vde＝Vdmin-Vd2)。
接着，在步骤S6中，向所有单体19-n的平衡用FET146-n的栅极传送信号来关闭平衡用FET146-n(设为ON)，由此开始单体电压的测量(检测)。
接着，在步骤S7中，判定自平衡用FET146-n设为ON之后的经过时间ΔTd是否为开始单体电压的测量为止的时间Td1以下。若自平衡用FET146-n设为ON之后的经过时间ΔTd不为开始单体电压的测量为止的时间Td1以下，即自平衡用FET146-n设为ON之后的经过时间ΔTd比开始单体电压的测量为止的时间Td1长，则认为不满足能够进行静电容量计算处理的条件，处理进入步骤S18(参考图7)。在步骤S18中，将所有单体19-n的平衡用FET146-n设为OFF。接着，在步骤S19中，在BMU的存储器中存储“不可测量”的信息。
另一方面，若在步骤S7中判定为自平衡用FET146-n设为ON之后的经过时间ΔTd为开始单体电压的测量为止的时间Td1以下，则从判定为Td1以下的单体开始依次进入步骤S8。在步骤S8中，按各单体19-n判定各单体19-n的单体电压Vn是否低于在步骤S5中确定的测量开始单体电压Vds。将在步骤S8中单体19-n的单体电压Vn是否低于测量开始单体电压Vds(Vn＜Vds)的判定条件设为条件D1。
若在步骤S8中判定为单体19-n的单体电压Vn不低于测量开始单体电压Vds，即单体19-n的单体电压Vn为测量开始单体电压Vds以上，则处理返回步骤S7，在步骤S8中检查下一个单体19-n的单体电压。
另一方面，若在步骤S8中判定为单体19-n的单体电压Vn低于测量开始单体电压Vds，则从判定为低于Vds的单体开始依次进入步骤S9。在步骤S9中，对步骤S8的条件D1成立的单体开始经过时间的测量。如此，在各单体中执行从步骤S7至步骤S9的判定。因此，若在步骤S7的判定中判定为一个单体比Td1长，则即使在剩余的其他单体已到达步骤S9时也进入步骤S19，在BMU的存储器中存储“不可测量”的信息。
如此，通过规定从关闭所有单体19-n的平衡用FET146-n(设为ON)的时刻至开始测量为止的时间，在由于单体电压的偏差较大而无法开始测量时，也能够限制由CMU引起的单体电压的消耗。
接着，在步骤S10中，判定经过时间ΔTd是否为结束测量为止的时间Td2以下。经过时间ΔTd是从指示所有单体19-n的平衡用FET的ON之后至结束单体电压的测量为止的时间，是预先设定的时间。
若判定为经过时间ΔTd不是结束单体电压的测量为止的时间Td2以下，即，经过时间ΔTd比单体电压测量结束时间Td2长，则处理进入步骤S18。在步骤S18中，将相对于所有单体19-n的平衡用FET146-n设为OFF。接着，在步骤S19中，在BMU的存储器存储表示不可测量的信息。
另一方面，若在步骤S10中判定为经过时间ΔTd为单体电压测量结束时间Td2以下，则从判定为Td2以下的单体开始依次进入步骤S11。在步骤S11中，判定各单体19-n的单体电压Vn是否为在步骤S5中确定的测量结束单体电压Vde以下。将该判定条件Vn≤Vde？设为(条件D2)。各单体19-n的单体电压Vn不为测量结束单体电压Vde以下，即各单体19-n的单体电压Vn均高于测量结束单体电压Vde时，处理返回步骤S10，再次判定经过时间ΔTd是否为单体电压测量结束时间Td2以下。
另一方面，若在步骤S11中判定为各单体19-n的单体电压Vn为在步骤S5中确定的测量结束单体电压Vde以下，则从判定为Vde以下的单体开始依次进入步骤S12(参考图7)。
以上的处理中，在所有单体19-n的单体电压Vn为规定电压(Vds)以上时开始单体电压的测定。如图10所示，经由一定的放电电阻使多个单体放电时，单体电压的减少率大致相同，因此单体电压较低的单体比单体电压较高的单体更快变成较小的电压。若单体电压过度降低，则促进单体的劣化，因此需要即使进行单体电压的测量，所有单体的单体电压也维持在规定的电压以上。在步骤S5中，将该规定电压确定为结束测量的单体电压Vde。即以如下方式确定测量开始单体电压Vds，使单体电压最低的单体仅放电测定时间ΔTd时，测量结束时的单体电压Vde不会低于下限电压。
接着，进行偏差判断处理。在步骤S12中，结束对(条件D2)成立的单体19-n的单体电压Vn的测量。接着，在步骤S13中，根据每个单体的测量时间tn计算该单体19-n的静电容量Cn，将计算出的静电容量Cn的值存储于BMU的存储器中。静电容量的计算能够通过上述公式(1)计算。或者，还能够通过以下公式(2)计算。
Cn＝-tn/{R×ln(Vde/Vds)}+Ic×tn/(Vds-Vde)……(2)
其中，R为单体19-n的放电电阻(Ω)，Ic为CMU的消耗电流(A)。
若步骤S13的处理结束，则处理进入步骤S14。另外，在结束步骤S17及步骤S19的处理之后也进入步骤S14。
在步骤S14中，计算结束所有单体19-n的单体电压测量时的单体19-n的温度中的最大温度、最小温度及他们的平均温度，并存储于BMU的存储器中。并且，在步骤S15中，将所有单体19-n的CMU设为睡眠状态，在步骤S16中，将BMU设为睡眠状态，停止CMU及BMU的动作来抑制CMU及BMU的电力消耗。因此，若步骤S16结束，则暂时停止基于BMU及CMU的处理，直至挖土机开始运行。
如上所述，根据上述处理，能够按每个单体分别计算多个单体19-n的静电容量。因此，能够根据计算出的静电容量得知单体的劣化度，并能够根据劣化的偏差积极地使单体电压维持平衡。其中，按每个单体计算的静电容量的最大值与最小值之差大于预先规定的阈值时，判断为多个单体19-n的单体的静电容量存在偏差。若判断为存在偏差，则从控制器30输出开始平衡的指示。其中，关于有无偏差的判断，可使用平均值等，而不是静电容量的最大值与最小值之差。
如图6及图7所示的处理结束而BMU及CMU成为睡眠状态之后，在通过接通电源重新开始挖土机的运行的时刻，进行图8所示的均衡处理(平衡处理)。
首先，在步骤S20中，BMU与接通对应地从挖土机的主控制部60接收工作要求信号ON，对CMU送出工作要求信号ON。并且，在步骤S21中，BMU及CMU从睡眠状态过渡到工作状态，开始单体电压的测量。
接着，在步骤S22中，判定平衡开始指示信号是否为ON。平衡开始指示信号ON是用于进行运行均衡功能来使各单体19-n放电至成为规定电压的处理的信号。
若在步骤S22中判定为平衡开始指示信号为ON，则处理进入步骤S23。在步骤S23中，判定各单体19-n的单体电压Vn是否为强制性将平衡用FET148-n设为ON的电压Vg1以上。将该判定条件设为条件G。当单体电压Vn为强制性将平衡用FET148-n设为ON的电压Vg1以上时，处理进入步骤S24。在步骤S24中将相对于条件G成立的单体19-n设置的平衡用FET148-n设为ON，强制性地使该单体19-n放电来使单体电压降低。
另一方面，在步骤S23中判定为条件G不成立时，处理进入步骤S25。在步骤S25中，将相对于判定为条件G不成立的19-n设置的平衡用FET148-n设为OFF，使该单体19-n的放电无法进行。即，当单体电压Vn小于电压Vg1时，该单体19-n的平衡用FET148-n成为OFF。
通过步骤S23～S25的处理，对单体电压为规定的单体电压Vg1以上的单体运行均衡功能，该单体被强制性放电，电极间电压(充电率)下降。由此，由于该单体的劣化的偏差而产生的单体电压的偏差得到均衡。另外，对单体电压小于单体电压Vg1的单体不运行均衡功能，不进行强制性放电。
并且，若在步骤S22中判定为平衡开始指示信号不是ON，则处理进入步骤S26。在步骤S26中，判定各单体19-n的单体电压Vn是否为强制性地将平衡用FET148-n设为ON的电压Vf1以上。将该判定条件设为条件F。其中，将电压Vf1设定为高于在步骤S23中使用的电压Vg1的值。另一方面，将电压Vg1设定为在使用时的电压范围内且小于电压Vf1的电压。
若在S26中判定为条件F成立，则处理进入步骤S27。在步骤S27中将相对于条件F成立的单体19-n设置的平衡用FET148-n设为ON，使该单体19-n放电。另一方面，若在S26中判定为条件F不成立，则将相对于条件F不成立的单体19-n设置的平衡用FET148-n设为OFF，使该单体19-n的放电无法进行。
通过步骤S26～S28的处理，单体电压Vn为预先设定的电压Vf1以上的单体被强制性放电，降低至规定的单体电压。
若步骤S24、S25、S27、S28的处理结束，则处理返回步骤S22。并且，若切断电源则平衡处理被中断。而且，若使用本申请发明，则能够测量各单体的静电容量，因此能够推断各单体的更换时间。而且，在蓄电器中产生异常时，也能够分别特定异常的单体，因此能够降低更换时的维护费用。
与单体电压相关的信息是挖土机的运行停止时(切断)的最新电压信息，包含单体电压的最大值、单体电压的最小值、单体电压的平均值等。并且，与静电容量相关的信息包含静电容量的值、单体温度的最大值、单体温度的最小值、单体温度的平均值等。
另外，上述实施方式中，回转机构2为电动式，但是有时回转机构2为液压驱动而非电动。图11是表示将图2所示的混合式挖土机的回转机构设为液压驱动式时的驱动***的结构的框图。图11所示的挖土机中回转液压马达2A代替回转用电动机21，连接于控制阀17，回转机构2通过回转液压马达2A被驱动。即使是这种结构的挖土机，也能够设为如上述实施方式，对蓄电器中电压为规定值以上的单体，通过开闭电路的ON、OFF来使均衡电路发挥作用，由此分别测定各蓄电单体的静电容量。并且，能够根据所测定的静电容量，仅在必要时对其单体运行均衡功能。因此，能够抑制通过均衡功能强制性放电的电力，并能够降低无用的电力消耗。
本发明并不限定于具体公开的以上述挖土机为一例的实施方式，可不脱离本发明的范围实现各种变形例及改良例。
本申请主张基于2012年2月17日申请的日本专利申请第2012-033259号的优先权，并将其全部内容援用于本申请中。
产业上的可利用性
本发明能够适用于作为驱动电源而设置有蓄电器的挖土机中。
符号说明
1-下部行走体，1A、1B-液压马达，2-回转机构，3-上部回转体，4-动臂，5-斗杆，6-铲斗，7-动臂缸，8-斗杆缸，9-铲斗缸，10-驾驶室，11-引擎，12-电动发电机，13-变速器，14-主泵，15-先导泵，16-高压液压管路，17-控制阀，18、20-逆变器，19-电容器，19-n-单体，21-回转用电动机，22-分解器，23-机械制动器，24-回转变速器，25-先导管路，26-操作装置，26A、26B-操纵杆，26C-踏板，26D-按钮开关，27-液压管路，28-液压管路，29-压力传感器，30-控制器，31-速度指令转换部，32-驱动控制装置，40-电动回转控制装置，60-主控制部，101-电抗器，102A-升压用IGBT，102B-降压用IGBT，103-电源连接端子，104-输出端子，105-电容器，106-电池电压检测部，107-电池电流检测部，110-DC母线，111-DC母线电压检测部，120-蓄电装置，140-电容器控制电路，142-接口，144-1～144-(n+1)-配线，146-1～146-n-平衡用FET，148-1～148-n-放电电阻，152-电压检测部，154-静电容量计算部。

Claims (14)

1.一种挖土机，其具有：
下部行走体；
上部回转体，在该下部行走体上进行回转动作；
动臂，一端转动自如地安装于该上部回转体；
斗杆，一端转动自如地安装于该动臂的另一端；
工作要件，转动自如地安装于该斗杆的另一端；
引擎，搭载于所述上部回转体，并产生驱动力；
发电机，搭载于所述上部回转体，并通过从所述引擎传递的驱动力进行发电动作；
蓄电器，搭载于所述上部回转体，并具有蓄积由所述发电机发出的电力的多个蓄电单体；及
均衡电路，相对于所述各蓄电单体而设置，并具备放电电阻及开闭电路，其中，
当所述各蓄电单体的输出存在偏差时，使该均衡电路发挥作用。
2.根据权利要求1所述的挖土机，其中，
所述均衡电路对电压为规定值以上的蓄电单体发挥作用。
3.根据权利要求1或2所述的挖土机，其中，
所述挖土机具有静电容量计算部，其通过所述开闭电路的开、关来使所述均衡电路发挥作用，由此计算各蓄电单体的静电容量来作为输出。
4.根据权利要求3所述的挖土机，其中，
所述挖土机还具有电压检测部，其测量各蓄电单体的电极间电压，
所述静电容量计算部具备对测量电极间电压的时间进行测量的计时部，并且根据经由所述放电电阻使各个所述蓄电单体放电时得到规定的电压下降时的时间，计算各蓄电单体的静电容量。
5.根据权利要求4所述的挖土机，其中，
所述电压检测部在没有向所述蓄电器输入输出电流的状态下进行各蓄电单体的电压测量。
6.根据权利要求1至5中的任一项所述的挖土机，其中，
判定是否所有所述蓄电单体的温度均高于规定温度，并根据判定结果过渡到计算所述蓄电单体的静电容量的处理。
7.根据权利要求6所述的挖土机，其中，
在所有所述蓄电单体的温度均高于规定温度时，计算所述蓄电单体的最大温度与最小温度的温度差，并根据计算出的温度差过渡到计算所述蓄电单体的静电容量的处理。
8.根据权利要求7所述的挖土机，其中，
判定是否所有所述蓄电单体的电压均高于规定电压，并根据判定结果过渡到计算所述蓄电单体的静电容量的处理。
9.一种挖土机的控制方法，所述挖土机具有：
下部行走体；
上部回转体，在该下部行走体上进行回转动作；
动臂，一端转动自如地安装于该上部回转体；
斗杆，一端转动自如地安装于该动臂的另一端；
工作要件，转动自如地安装于该斗杆的另一端；
引擎，搭载于所述上部回转体，并产生驱动力；
发电机，搭载于所述上部回转体，并通过从所述引擎传递的驱动力进行发电动作；
蓄电器，搭载于所述上部回转体，并具有蓄积由所述发电机发出的电力的多个蓄电单体；及
均衡电路，相对于各蓄电单体而设置，并具备放电电阻及开闭电路，
其中，
判定所述各蓄电单体的输出的偏差，
当存在偏差时，使该均衡电路发挥作用。
10.根据权利要求9所述的挖土机的控制方法，其中，
使所述均衡电路对电压为规定值以上的蓄电单体发挥作用。
11.根据权利要求9或10所述的挖土机的控制方法，其中，
在没有向所述蓄电器输入输出电流的状态下进行各蓄电单体的电压测量。
12.根据权利要求9至11中任一项所述的挖土机的控制方法，其中，
判定是否所有所述蓄电单体的温度均高于规定温度，并根据判定结果过渡到计算所述蓄电单体的静电容量的处理。
13.根据权利要求12所述的挖土机的控制方法，其中，
在所有所述蓄电单体的温度均高于规定温度时，计算所述蓄电单体的最大温度与最小温度的温度差，并根据计算出的温度差过渡到计算所述蓄电单体的静电容量的处理。
14.根据权利要求13所述的挖土机的控制方法，其中，
判定是否所有所述蓄电单体的电压均高于规定电压，并根据判定结果过渡到计算所述蓄电单体的静电容量来作为输出的处理。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108291385A (zh) * 2015-12-18 2018-07-17 住友重机械工业株式会社 挖土机及其控制方法

Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20140101279A (ko) 2013-02-08 2014-08-19 스미토모 겐키 가부시키가이샤 쇼벨 및 쇼벨의 제어방법
JP6000883B2 (ja) * 2013-03-21 2016-10-05 住友建機株式会社 ショベル
US9979210B2 (en) 2013-11-13 2018-05-22 Panasonic Intellectual Property Management Co., Ltd. Equalizing apparatus
JP6301160B2 (ja) * 2014-02-28 2018-03-28 住友建機株式会社 ショベル
CN110015175B (zh) * 2017-08-31 2021-09-03 比亚迪股份有限公司 电池均衡方法、***、车辆、存储介质及电子设备
JP7105665B2 (ja) * 2018-09-25 2022-07-25 日立建機株式会社 建設機械
JP7452273B2 (ja) * 2020-06-12 2024-03-19 トヨタ自動車株式会社 電池システム

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008109764A (ja) * 2006-10-25 2008-05-08 Kobelco Contstruction Machinery Ltd 作業機械
CN101741120A (zh) * 2008-11-20 2010-06-16 住友重机械工业株式会社 充放电控制装置
JP2010213417A (ja) * 2009-03-09 2010-09-24 Sumitomo Heavy Ind Ltd ハイブリッド型作業機械及びその制御方法
WO2011096290A1 (ja) * 2010-02-03 2011-08-11 日清紡ホールディングス株式会社 蓄電モジュール制御装置
US20110260687A1 (en) * 2010-04-27 2011-10-27 Hitachi Vehicle Energy, Ltd. Control system for assembled battery

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4305768B2 (ja) * 2005-01-26 2009-07-29 日本無線株式会社 キャパシタ蓄電装置の異常判定装置
JP4388094B2 (ja) * 2007-03-28 2009-12-24 株式会社東芝 組電池の保護装置及び電池パック装置
US8294428B2 (en) * 2008-01-07 2012-10-23 Panasonic Corporation Electricity accumulating device
JP2009201320A (ja) * 2008-02-25 2009-09-03 Power System:Kk 直列接続キャパシタのバラツキ抑制法及び制御装置
JP4995165B2 (ja) 2008-09-22 2012-08-08 住友重機械工業株式会社 電力制御回路におけるキャパシタの静電容量の測定方法及び測定装置
JP5390981B2 (ja) * 2009-08-03 2014-01-15 富士通テレコムネットワークス株式会社 電源バックアップ装置
JP5226733B2 (ja) * 2010-05-20 2013-07-03 株式会社小松製作所 ハイブリッド建設機械およびハイブリッド建設機械の蓄電器容量計測方法
US9209653B2 (en) * 2010-06-28 2015-12-08 Maxwell Technologies, Inc. Maximizing life of capacitors in series modules
JP5659967B2 (ja) * 2011-06-24 2015-01-28 ソニー株式会社 監視装置
JP5798887B2 (ja) * 2011-10-31 2015-10-21 株式会社日立製作所 蓄電システム

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008109764A (ja) * 2006-10-25 2008-05-08 Kobelco Contstruction Machinery Ltd 作業機械
CN101741120A (zh) * 2008-11-20 2010-06-16 住友重机械工业株式会社 充放电控制装置
JP2010213417A (ja) * 2009-03-09 2010-09-24 Sumitomo Heavy Ind Ltd ハイブリッド型作業機械及びその制御方法
WO2011096290A1 (ja) * 2010-02-03 2011-08-11 日清紡ホールディングス株式会社 蓄電モジュール制御装置
US20110260687A1 (en) * 2010-04-27 2011-10-27 Hitachi Vehicle Energy, Ltd. Control system for assembled battery

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
黄厚明: "基于超级电容的轨道车辆制动能量回收***的研究", 《中国优秀硕士学位论文全文数据库 工程科技II辑》 *

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108291385A (zh) * 2015-12-18 2018-07-17 住友重机械工业株式会社 挖土机及其控制方法

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