挖土的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種挖土機，本發(fā)明的挖土機的蓄電裝置（120）包括蓄積由發(fā)電機發(fā)電的電力的蓄電器（19）和對蓄電器的充放電進行控制的電氣電路。異常檢測部檢測蓄電裝置（120）的異常。異常檢測部的蓄電狀態(tài)推斷部，根據(jù)通過電壓檢測部和電流檢測部獲得的檢測值來推斷蓄電器（19）的蓄電狀態(tài)并求出推斷值。異常判斷部根據(jù)利用蓄電狀態(tài)推斷部求出的推斷值進行異常判斷。
【專利說明】挖土機
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種利用來自蓄電器的電力驅(qū)動電動工作要件的挖土機。
【背景技術(shù)】
[0002]在具有利用電動機驅(qū)動的回轉(zhuǎn)機構(gòu)等電動工作要件的挖土機等施工機械中，設(shè)置有包含供給用于驅(qū)動電動工作要件的電力的蓄電器的蓄電裝置。包含蓄電器的蓄電裝置通常容納于較小的框體內(nèi)，蓄電裝置的發(fā)熱或來自外部的熱量充滿于框體內(nèi)，因此蓄電裝置的環(huán)境氣體溫度多數(shù)情況下比通常溫度高。如果蓄電裝置的環(huán)境氣體溫度高，則多數(shù)情況下會加快蓄電器的劣化，或者蓄電裝置的電氣電路中發(fā)生故障。
[0003]在此，提案有在蓄電裝置中進行蓄電器的充放電的升降壓轉(zhuǎn)換器中利用智能功率模塊(IPM)來保護，以使升降壓轉(zhuǎn)換器的功率器件(蓄電裝置的一部分)不會過熱(例如，參考專利文獻I。)。
[0004]以往技術(shù)文獻
[0005]專利文獻
[0006]專利文獻1:日本特開2010-226782號公報發(fā)明的概要
[0007]發(fā)明要解決的技術(shù)課題
[0008]例如考慮如下情況，即因檢測蓄電裝置的蓄電器電壓的電壓表發(fā)生故障而無法檢測蓄電器電壓，電壓值為零。在該情況下，即使實際的蓄電器電壓不為零(蓄電器已被充電)，施工機械的控制裝置錯誤識別成蓄電器電壓為零而導(dǎo)致對蓄電器進行初始充電。若如此進行蓄電器的初始充電，則盡管蓄電器已充滿電，但是蓄電器電壓的檢測值仍為零，因此繼續(xù)進行充電而導(dǎo)致過充電，最嚴重的情況下會使蓄電器劣化。
[0009]因此，希望通過容易判斷包含蓄電器的蓄電裝置的異常來應(yīng)對蓄電裝置的異?；蛐铍娖鞯牧踊?br> [0010]用于解決技術(shù)課題的手段
[0011]根據(jù)本發(fā)明，提供一種挖土機，其特征在于，具有:斗桿，其連結(jié)有附屬裝置；動臂，其連結(jié)有該斗桿；上部回轉(zhuǎn)體，其連結(jié)有該動臂；引擎，其配置于該上部回轉(zhuǎn)體上；蓄電裝置，其包含蓄積由發(fā)電機發(fā)電的電力的蓄電器和對該蓄電器的充放電進行控制的電氣電路，電壓檢測部，其配置于該蓄電器與所述發(fā)電機之間，測定所述蓄電器的電壓；電流檢測部，其測定流過所述蓄電器的電流；(控制部，其對所述蓄電器的充放電量進行運算；)及異常檢測部，其檢測所述蓄電裝置的異常，該異常檢測部包括:蓄電狀態(tài)推斷部，其根據(jù)由所述電壓檢測部和所述電流檢測部獲得的檢測值，推斷所述蓄電器的蓄電狀態(tài)并求出推斷值；異常判斷部，其根據(jù)由所述蓄電狀態(tài)推斷部求出的所述推斷值進行異常判斷。
[0012]發(fā)明效果
[0013]根據(jù)上述發(fā)明，能夠容易地判斷包含蓄電器的蓄電裝置的異常。【專利附圖】

【附圖說明】
[0014]圖1為混合式挖土機的側(cè)視圖。
[0015]圖2為表不基于一實施方式的混合式挖土機的驅(qū)動系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)的方塊圖。
[0016]圖3為表示蓄電系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)的方塊圖。
[0017]圖4為蓄電系統(tǒng)的電路圖。
[0018]圖5為基于本實施方式的異常檢測部的功能方塊圖。
[0019]圖6為蓄電裝置的異常判定處理的流程圖。
[0020]圖7為表示進行異常判斷處理時的流過電容器的電流值以及電容器的充電率隨時間變化的曲線圖。
[0021]圖8為用于說明將充電率的變化量用作指標判斷蓄電裝置的劣化/故障的方法的圖。
[0022]圖9為表示用回轉(zhuǎn)液壓馬達驅(qū)動回轉(zhuǎn)機構(gòu)的結(jié)構(gòu)的混合式挖土機的驅(qū)動系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)的方塊圖。
[0023]圖10為表示串聯(lián)方式的混合式挖土機的驅(qū)動系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)的方塊圖。
[0024]圖11為表示電動挖土機的驅(qū)動系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)的方塊圖。
【具體實施方式】
[0025]接著，參考附圖對實施方式進行說明。
[0026]圖1為作為適用本發(fā)明的挖土機的一例的混合式挖土機的側(cè)視圖。作為適用本發(fā)明的挖土機，并不限定于混合式挖土機，只要是利用來自蓄電裝置的電力來驅(qū)動電動工作要件或電動負載的挖土機，也能夠適用于其他結(jié)構(gòu)的挖土機。
[0027]圖1所示的混合式挖土機的下部行走體I上經(jīng)由回轉(zhuǎn)機構(gòu)2搭載有上部回轉(zhuǎn)體3。上部回轉(zhuǎn)體3上安裝有動臂4。動臂4的末端安裝有斗桿5，斗桿5的末端安裝有鏟斗6。動臂4、斗桿5以及鏟斗6分別通過動臂缸7、斗桿缸8以及鏟斗缸9被液壓驅(qū)動。上部回轉(zhuǎn)體3上設(shè)置有駕駛室10，并且搭載有引擎等動力源。
[0028]圖2為表示圖1所示的混合式挖土機的驅(qū)動系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)的方塊圖。圖2中，機械動力系統(tǒng)用雙重線、高壓液壓管路用實線、先導(dǎo)管路用虛線、電力驅(qū)動/控制系統(tǒng)用實線來分別表示。
[0029]作為機械式驅(qū)動部的引擎11和作為輔助驅(qū)動部的電動發(fā)電機12分別連接在變速器13的2個輸入軸上。在變速器13的輸出軸上，作為液壓泵連接有主泵14以及先導(dǎo)泵
15。主泵14上經(jīng)由高壓液壓管路16連接有控制閥17。液壓泵14為可變?nèi)萘渴揭簤罕?，能夠通過控制斜板的角度(偏轉(zhuǎn)角)來調(diào)節(jié)活塞的沖程長度，并控制吐出流量。
[0030]控制閥17為對混合式挖土機中的液壓系統(tǒng)進行控制的控制裝置。下部行走體I用液壓馬達IA (右用)以及IB (左用)、動臂缸7、斗桿缸8及鏟斗缸9并經(jīng)由高壓液壓管路連接于控制閥17。
[0031]電動發(fā)電機12上經(jīng)由逆變器18A連接有包含蓄電器的蓄電系統(tǒng)(蓄電裝置)120。并且在先導(dǎo)泵15上經(jīng)由先導(dǎo)管路25連接有操作裝置26。操作裝置26包含操縱桿26A、操縱桿26B及踏板26C。操縱桿26A、操縱桿26B及踏板26C經(jīng)由液壓管路27及28分別連接在控制閥17及壓力傳感器29上。壓力傳感器29連接在對電力系統(tǒng)進行驅(qū)動控制的控制器30上。
[0032]控制器30在進行電動發(fā)電機12的運行控制(電動(輔助)運行或者發(fā)電運行的切換)的同時，通過對作為升降壓控制部的升降壓轉(zhuǎn)換器進行驅(qū)動控制而進行蓄電器(電容器)的充放電控制?？刂破?0根據(jù)蓄電器(電容器)的充電狀態(tài)、電動發(fā)電機12的運行狀態(tài)(電動(輔助)運行或者發(fā)電運行)進行升降壓轉(zhuǎn)換器的升壓動作和降壓動作的切換控制，從而進行蓄電器(電容器)的充放電控制。
[0033]該升降壓轉(zhuǎn)換器的升壓動作和降壓動作的切換控制，根據(jù)由設(shè)置在DC母線上的DC母線電壓檢測部檢測的DC母線電壓值、由蓄電器電壓檢測部檢測的蓄電器電壓值、以及由蓄電器電流檢測部檢測的蓄電器電流值而進行。
[0034]另外，根據(jù)由蓄電器電壓檢測部檢測的蓄電器電壓值計算蓄電器(電容器)的SOC。并且，上述內(nèi)容中，作為蓄電器而例示出電容器，但是也可以代替電容器，將鋰離子電池等可進行充放電的二次電池或可授受電力的其他形式的電源用作蓄電器。
[0035]圖2所示的混合式挖土機的回轉(zhuǎn)機構(gòu)是電動的，因此為了驅(qū)動回轉(zhuǎn)機構(gòu)2設(shè)置有回轉(zhuǎn)用電動機21。作為電動工作要件的回轉(zhuǎn)用電動機21經(jīng)由逆變器20連接于蓄電系統(tǒng)120。在回轉(zhuǎn)用電動機21的回轉(zhuǎn)軸21A上連接有分解器22、機械制動器23及回轉(zhuǎn)變速器
24。由回轉(zhuǎn)用電動機21、逆變器20、分解器22、機械制動器23及回轉(zhuǎn)變速器24構(gòu)成負載驅(qū)動系統(tǒng)。
[0036]圖3為表不蓄電系統(tǒng)120的結(jié)構(gòu)的方塊圖。蓄電系統(tǒng)120包含作為蓄電器的電容器19、升降壓轉(zhuǎn)換器及DC母線110。DC母線110對電容器19、電動發(fā)電機12及回轉(zhuǎn)用電動機21之間的電力授受進行控制。電容器19上設(shè)置有用于檢測電容器電壓值的電容器電壓檢測部112，和用于檢測電容器電流值的電容器電流檢測部113。通過電容器電壓檢測部112和電容器電流檢測部113檢測的電容器電壓值和電容器電流值被供給到控制器30。
[0037]升降壓轉(zhuǎn)換器100根據(jù)電動發(fā)電機12、發(fā)電機300及回轉(zhuǎn)用電動機21的運行狀態(tài)而進行升壓動作和降壓動作的切換控制，以便將DC母線電壓值限定在一定的范圍內(nèi)。DC母線110配設(shè)于逆變器18A及20與升降壓轉(zhuǎn)換器100之間，在電容器19、電動發(fā)電機12、發(fā)電機300及回轉(zhuǎn)用電動機21之間進行電力授受。
[0038]返回到圖2，控制器30為作為進行混合式挖土機的驅(qū)動控制的主控制部的控制裝置?？刂破?0由包含CPU (Central Processing Unit)及內(nèi)部存儲器的運算處理裝置構(gòu)成，是通過CPU執(zhí)行存儲在內(nèi)部存儲器中的驅(qū)動控制用程序而實現(xiàn)的裝置。
[0039]控制器30將從壓力傳感器29提供的信號轉(zhuǎn)換為速度指令，進行回轉(zhuǎn)用電動機21的驅(qū)動控制。從壓力傳感器29提供的信號相當于表示為了使回轉(zhuǎn)機構(gòu)2回轉(zhuǎn)而對操作裝置26進行操作時的操作量的信號。
[0040]控制器30進行電動發(fā)電機12的運行控制(電動(輔助)運行或者發(fā)電運行的切換)，并通過對作為升降壓控制部的升降壓轉(zhuǎn)換器100進行驅(qū)動控制而進行電容器19的充放電控制?？刂破?0根據(jù)電容器19的充電狀態(tài)、電動發(fā)電機12的運行狀態(tài)(電動(輔助)運行或者發(fā)電運行)及回轉(zhuǎn)用電動機21的運行狀態(tài)(動力運行或者再生運行)，進行升降壓轉(zhuǎn)換器100的升壓動作和降壓動作的切換控制，由此進行電容器19的充放電控制。
[0041]升降壓轉(zhuǎn)換器100的升壓動作和降壓動作的切換控制根據(jù)由DC母線電壓檢測部111檢測的DC母線電壓值、由電容器電壓檢測部112檢測的電容器電壓值、以及由電容器電流檢測部113檢測的電容器電流值來進行。
[0042]如上述結(jié)構(gòu)中，作為輔助馬達的電動發(fā)電機12發(fā)電的電力，經(jīng)由逆變器18A而供給給蓄電系統(tǒng)120的DC母線110，并且經(jīng)由升降壓轉(zhuǎn)換器100而供給給電容器19。通過回轉(zhuǎn)用電動機21再生運行而生成的再生電力，經(jīng)由逆變器20供給給蓄電系統(tǒng)120的DC母線110，并且經(jīng)由升降壓轉(zhuǎn)換器100供給給電容器19。
[0043]圖4為蓄電系統(tǒng)(蓄電裝置)120的電路圖。升降壓轉(zhuǎn)換器100具備電抗器101、升壓用 IGBT (Insulated Gate Bipolar Transistor) 102A、降壓用 IGBT102B、用于連接電容器19的電源連接端子104、用于連接逆變器18、20的輸出端子106、以及并列插入到一對輸出端子106中的平滑用電容器107。升降壓轉(zhuǎn)換器100的輸出端子106與逆變器18A、20之間通過DC母線110連接。
[0044]電抗器101的一端連接于升壓用IGBT102A及降壓用IGBT102B的中間點，另一端連接于電源連接端子104。電抗器101為了向DC母線110供給隨著升壓用IGBT102A的開/關(guān)而產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢而設(shè)置。
[0045]升壓用IGBT102A 以及降壓用 IGBT102B 由將M0SFET(Metal Oxide SemiconductorField Effect Transistor)組裝到柵極部的雙極晶體管構(gòu)成,是能夠進行大功率高速轉(zhuǎn)換的半導(dǎo)體元件(開關(guān)元件)。升壓用IGBT102A以及降壓用IGBT102B，通過由控制器30對柵極端子施加PWM電壓而被驅(qū)動。升壓用IGBT102A以及降壓用IGBT102B上分別并聯(lián)連接有作為整流元件的二極管102a以及102b。
[0046]電容器19只要是可充放電的蓄電器即可，以便經(jīng)由升降壓轉(zhuǎn)換器100在與DC母線110之間進行電力授受。另外，圖4中作為蓄電器示出電容器19，但是也可以代替電容器19而使用鋰離子電池等可充放電的二次電池、鋰離子電容器，或者可進行電力授受的其他形式的電源。
[0047]電源連接端子104以及輸出端子106只要是能夠連接電容器19以及逆變器18A、20的端子即可。一對電源連接端子104之間連接有檢測電容器電壓的電容器電壓檢測部112。在一對輸出端子106之間連接有檢測DC母線電壓的DC母線電壓檢測部111。
[0048]電容器電壓檢測部112檢測電容器19的電壓值Vcap。DC母線電壓檢測部111檢測DC母線110的電壓值Vdc。平滑用電容器107為被插入在輸出端子106的正極端子與負極端子之間，用于使DC母線電壓平滑化的蓄電元件。DC母線110的電壓通過該平滑用電容器107而維持預(yù)先設(shè)定的電壓。
[0049]電容器電流檢測部113為在電容器19的正極端子(P端子)側(cè)檢測流過電容器19的電流的值的檢測構(gòu)件，包括電流檢測用電阻器。即，電容器電流檢測部113檢測在電容器19的正極端子流過的電流值II。另一方面，電容器電流檢測部116為在電容器的負極端子(N端子)側(cè)檢測流過電容器19的電流的值的檢測構(gòu)件，包括電流檢測用電阻器。即，電容器電流檢測部116檢測在電容器19的負極端子流過的電流值12。
[0050]在升降壓轉(zhuǎn)換器100中，當使DC母線110升壓時，PWM電壓施加給升壓用IGBT102A的柵極端子，經(jīng)由并聯(lián)連接于降壓用IGBT102B的二極管102b，隨著升壓用IGBT102A的開/關(guān)而產(chǎn)生于電抗器101的感應(yīng)電動勢被供給給DC母線110。由此DC母線110升壓。
[0051]當使DC母線110降壓時，PWM電壓施加給降壓用IGBT102B的柵極端子，經(jīng)由降壓用IGBT102B、逆變器18A、20所供給的再生電力，從DC母線110供給給電容器19。由此蓄積在DC母線110中的電力被充電到電容器19中，DC母線110被降壓。
[0052]本實施方式中，在電源線路114上設(shè)置有作為斷路器能夠斷開該電源線路114的繼電器130-1，該電源線路114將電容器19的正極端子連接于升降壓轉(zhuǎn)換器100的電源連接端子104。繼電器130-1被配置在電容器電壓檢測部112朝向電源線路114的連接點115和電容器19的正極端子之間。繼電器130-1通過來自控制器30的信號而工作，并且斷開來自電容器19的電源線路114，由此能夠從升降壓轉(zhuǎn)換器100分離電容器19。
[0053]并且，在電源線路117上設(shè)置有作為斷路器能夠斷開該電源線路117的繼電器130-2，該電源線路117將電容器19的負極端子連接于升降壓轉(zhuǎn)換器100的電源連接端子104。繼電器130-2配置在電容器電壓檢測部112朝向電源線路117的連接點118和電容器19的負極端子之間。繼電器130-2通過來自控制器30的信號而工作，并且斷開來自電容器19的電源線路117，由此能夠從升降壓轉(zhuǎn)換器100分離電容器19。另外，也可以將繼電器130-1和繼電器130-2作為一個繼電器而同時斷開正極端子側(cè)電源線路114和負極端子側(cè)電源線路117這兩者，以分離電容器19。
[0054]另外，實際上在控制器30與升壓用IGBT102A以及降壓用IGBT102B之間，存在生成對升壓用IGBT102A以及降壓用IGBT102B進行驅(qū)動的PWM信號的驅(qū)動部，但是在圖4中省略。這種驅(qū)動部在電子電路或運算處理裝置中均能夠?qū)崿F(xiàn)。
[0055]本實施方式的如上述結(jié)構(gòu)的混合式挖土機中，使電容器19的充電率SOC始終維持較高的狀態(tài)，從而能夠利用來自蓄電器的電力以能效良好的狀態(tài)驅(qū)動電負載。
[0056]本實施方式的如上述結(jié)構(gòu)的混合式挖土機中，控制器30上設(shè)置有判定由蓄電裝置的故障以及蓄電器的劣化等引起的異常的異常檢測部。對應(yīng)于通過異常檢測部檢測出的異常，能夠通過進行適當?shù)奶幚韥韺崿F(xiàn)安全穩(wěn)定的挖土機的運行。
[0057]圖5為基于本實施方式的異常檢測部200的功能方塊圖。異常檢測部200具有SOC測定部210、電流積分部220、蓄電狀態(tài)推斷部230以及異常判斷部240。異常檢測部200通過由微型計算機等構(gòu)成的控制電路而能夠?qū)崿F(xiàn)。圖5所示的例子中，異常檢測部200與挖土機的控制器30分開表示，但是也可以包含在控制器30中。
[0058]本實施方式中，將DC母線電壓的目標值Vdcr提供給控制器30?？刂破?0求出DC母線電壓的目標值Vdcr、從升降壓轉(zhuǎn)換器100輸出的電壓值(S卩，電壓檢測部113檢測到的DC母線電壓Vdc)、及供給給電容器19的充電電流的目標值Ir，并提供給升降壓轉(zhuǎn)換器100。升降壓轉(zhuǎn)換器100根據(jù)提供給電容器19的充電電流的目標值Ir，將充電電流12供給給電容器19。如上所述電容器19被充電，充電率SOC被維持在系統(tǒng)控制上限值和系統(tǒng)控制下限值之間的一定范圍內(nèi)。
[0059]基于本實施方式的異常檢測部200,根據(jù)某一時間間隔內(nèi)電容器19的充電率SOC的變化量ASOC推斷電容器的蓄電狀態(tài)并求出推斷值，從而判斷有無異常。
[0060]異常檢測部200的SOC測定部210根據(jù)電容器電壓檢測部112所檢測的電容器電壓值Vcap和電容器電流檢測部116所檢測的電流值Il來測定電容器19的充電率S0C。SOC測定部210將所測定的充電率SOC輸出給異常判斷部240。電流積分部220對電容器電流檢測部116所檢測的電流值Il進行積分，將積分值輸出給蓄電狀態(tài)推斷部230。該積分值也提供給異常判斷部240。[0061]蓄電狀態(tài)推斷部230根據(jù)電容器電壓檢測部112所檢測的電容器電壓值Vcap、電容器電流檢測部116所檢測的電流值I1、及從電流積分部220所供給的積分值來運算充電率SOC的變化量Λ SOC0該充電率SOC的變化量Λ SOC不是電容器19的實際充電率SOC的變化量，而是由電壓Vcap、電流Il以及電流積分值推斷出的推斷值。蓄電狀態(tài)推斷部230將所獲得的充電率SOC的變化量△ SOC輸出給異常判斷部240。
[0062]異常判斷部240由SOC測定部210所提供的充電率SOC和由蓄電狀態(tài)推斷部230所提供的充電率的變化量ASOC來判斷包含電容器19的蓄電系統(tǒng)(蓄電裝置)120有無異常。當異常判斷部240判斷包含電容器19的蓄電系統(tǒng)(蓄電裝置)120中存在異常時，進行應(yīng)對該異常的處理。
[0063]在此，關(guān)于蓄電裝置的異常判斷處理，參考圖6及圖7來進行說明。圖6為蓄電裝置的異常判斷處理的流程圖。圖7為表示在進行異常判斷處理時的、電流值Il以及電容器19的充電率SOC隨時間變化的曲線圖 。
[0064]開始進行異常判斷處理時，首先在步驟SI中，通過電容器電流檢測部113測定第I 一定時間間隔Tl內(nèi)的電流值II。其中第I 一定時間間隔Tl為從時刻to到時刻tl的較短時間，例如為0.5秒。并且，在步驟SI中，由SOC測定部210測定時刻to的電容器19的充電率SOCO和時刻tl的電容器19的充電率SOCl。
[0065]接著，在步驟S2中，電流積分部220運算從時刻t0到時刻tl之間(B卩，第I 一定時間間隔Tl)對電流值Il進行積分的積分值，并且判定其積分值的絕對值是否大于規(guī)定值A(chǔ)0通過對電流值11進行積分，求出從時刻t0到時刻11流過的電流量。通過將電流值Il的積分值與規(guī)定值A(chǔ)進行比較，判定電流是否流過電容器19。由于將電流值Il設(shè)定在從時刻tO到時刻tl之間(第I 一定時間間隔Tl)較短的時間內(nèi)，因此電流值Il的測定值中有可能加入有干擾。于是預(yù)先設(shè)定規(guī)定值A(chǔ)，以排除干擾影響。在此，規(guī)定值A(chǔ)被設(shè)定為能夠判斷出在很短時間內(nèi)電流是否確實流過程度的電流量。即，當電流值Il的積分值為規(guī)定值A(chǔ)以下的情況下，有可能是因干擾而被測定出的電流值II，因此不能判定為電流流過電容器19。另一方面，當電流值Il的積分值大于規(guī)定值A(chǔ)時，電流值Il的測定值大于干擾，判定為實際上電流流過。另外，取電流值Il的積分值的絕對值的理由是，如果將電容器19放電時的電流值Il設(shè)為正值，則對電容器19進行充電時的電流值Il成為負值。因此在步驟S2中，在充電時和放電時均能夠判定電容器中電流是否流過。
[0066]在步驟S2中，當判定從時刻t0到時刻tl之間對電流值Il進行積分的值的絕對值不大于規(guī)定值A(chǔ) (規(guī)定值A(chǔ)以下)時，即判定電容器19中沒有流過電流時，處理返回步驟SI，重新測定電流值Il以及充電率S0C0、S0C1。另一方面，在步驟S2中，如果電流值Il的積分值的絕對值大于規(guī)定值A(chǔ)，即判定電容器19中電流流過，則處理進入步驟S3。
[0067]在步驟S3中，異常判斷部240判定從時刻tl的充電率SOCl減去時刻t0的充電率S0C0的值的絕對值是否小于規(guī)定值B。即判定從時刻to到時刻tl之間(第I 一定時間間隔Tl)變化的充電率的變化量是否小于規(guī)定值B。當電容器19中流過相當于上述規(guī)定值A(chǔ)的電流的情況下，規(guī)定值B相當于電容器19被充電而充電率上升的量，或者電容器19放點而充電率下降的量。規(guī)定值B中預(yù)先設(shè)定能夠去除干擾的影響程度的值。由此當從時刻tl的充電率SOCl減去時刻tO的充電率S0C0的值的絕對值小于規(guī)定值B的情況下，即相對于流過電容器的電流量為非常小的充電率的變化的情況下，異常判斷部240判斷為蓄電裝置或者電容器19中發(fā)生了異常。另一方面，當從時刻tl的充電率SOCl減去時刻tO的充電率SOCO的值的絕對值大于規(guī)定值B的情況下，即當相對于流過電容器的電流量為干擾相當量以上的充電率的變化時，異常判斷部240判斷為蓄電裝置或者電容器19中沒有產(chǎn)生異常。在此，如果將用作判定值的規(guī)定值B設(shè)為零，則即使在發(fā)生異常的情況下，在檢測值因干擾而不為零時也無法檢測異常。因此對規(guī)定值B預(yù)先設(shè)定能夠去除干擾的影響程度的值。
[0068]于是，在步驟S3中，從時刻tl的充電率SOCl減去時刻tO的充電率SOCO的值的絕對值小于規(guī)定值B的情況下，即相對于流過電容器的電流量為非常小的充電率的變化時，判斷為產(chǎn)生異常，處理進入步驟S4。并且，在步驟S4中，為了判定異常的種類，異常判斷部240判定在電容器19的正極端子側(cè)流過的電流值Il和在電容器19的負極端子側(cè)流過的電流值12是否彼此相等。
[0069]當電流值Il與電流值12相等的情況下，能夠判斷在電容器19中電流不會泄漏到外部，電容器19本身為正常。并且，如果電容器19正常，則能夠判斷出蓄電裝置內(nèi)的組件或配線異常。由此在步驟S4中，如果判定電流值Il與電流值12相等，則處理進入步驟S5，異常判斷部240根據(jù)蓄電裝置內(nèi)的組件或配線異常的判斷，使蓄電裝置的動作停止，并且將正常的電容器19從蓄電裝置的電路分離。電容器19的分離是通過關(guān)閉繼電器130-1、130-2斷開電源線路114、117而進行的。另一方面，在步驟S4中，如果判定電流值Il與電流值12不相等，則處理進入步驟S6，異常判定部240根據(jù)電容器19中產(chǎn)生接地等嚴重異常的判斷而使蓄電裝置的動作停止，并且將產(chǎn)生異常的電容器19從蓄電裝置的電路分離。電容器19的分離是通過關(guān)閉繼電器130-1、130-2而斷開電源線路114、117而進行的。
[0070]在步驟S3中，從時刻tl的充電率SOCl減去時刻tO的充電率SOCO的值的絕對值大于規(guī)定值B的情況下，即相對于流過電容器的電流量為干擾相當量以上的充電率的變化時，處理進入步驟S7。在步驟S7中，由電容器電流檢測部113測定第2—定時間間隔T2內(nèi)的電流值II。其中第2 —定時間間隔T2比第I 一定時間間隔Tl長，是從時刻tO到時刻t2的時間間隔，例如為I分鐘。并且在步驟S7中，SOC測定部210測定時刻t2的電容器19的充電率S0C2。
[0071]在此，在步驟SlO?S14中，為了特定判斷蓄電裝置的異常，需要規(guī)定的充電量。因此需要判斷在從時刻to到時刻t2之間的較長時間內(nèi)是否流過充分的電流量。于是在步驟S8中，電流積分部220從時刻tO到時刻t2之間(S卩，第2 —定時間間隔T2)對電流值Il進行積分而求出積分值。并且電流積分部220判定積分值的絕對值是否大于規(guī)定值D。電流積分部220通過在第2時間間隔T2之間對電流值Il進行積分，求出從時刻tO到時刻t2的較長的時間中流過的電流量，并判定該電流量是否大于規(guī)定值D。步驟S8的處理為用于判定是否有使電容器19的充電率SOC變?yōu)榇笥谝?guī)定量的電流流過的處理。由此規(guī)定值D相當于步驟SlO?S14中為了獲得規(guī)定的充電量而需要的電流量。
[0072]步驟S8中，電流值Il的積分值的絕對值為規(guī)定值D以下的情況下，處理返回步驟S7，重復(fù)進行步驟S7以及步驟S8的處理。另一方面，當電流值Il的積分值的絕對值大于規(guī)定值D的情況下，處理進入步驟S9。另外，取電流值Il的積分值的絕對值的理由是因為，如果將從電容器19放電時的電流值Il設(shè)為正值，則對電容器19進行充電時的電流值Il成為負值。由此步驟S8中，加算充電電流(正值)以及放電電流(負值)，當充電電流比較多的情況下，積分值成為負值，因此取該絕對值與正值的規(guī)定值D進行比較而判定大小。
[0073]步驟S9中，蓄電狀態(tài)推斷部230計算從時刻tO到時刻t2的電容器19的充電率的變化量Λ SOC0 即，時刻t2的充電率S0C2與時刻tl的充電率SOCO之差成為Λ SOC0能夠通過以下公式來計算充電率的變化量AS0C。
[0074][數(shù)學式I]
【權(quán)利要求】
1.一種挖土機，其特征在于，具有: 斗桿，其連結(jié)有附屬裝置； 動臂，其連結(jié)有該斗桿； 上部回轉(zhuǎn)體，其連結(jié)有該動臂； 引擎，其配置于該上部回轉(zhuǎn)體上； 蓄電裝置，其包含蓄積由發(fā)電機發(fā)電的電力的蓄電器和對該蓄電器的充放電進行控制的電氣電路； 電壓檢測部，其配置于該蓄電器與所述發(fā)電機之間并測定所述蓄電器的電壓； 電流檢測部，其測定流過所述蓄電器的電流；及 異常檢測部，其檢測所述蓄電裝置的異常， 該異常檢測部包括: 蓄電狀態(tài)推斷部，其根據(jù)由所述電壓檢測部和所述電流檢測部獲得的檢測值，推斷所述蓄電器的蓄電狀態(tài)并求出推斷值； 異常判斷部，其根據(jù)由所述蓄電狀態(tài)推斷部求出的所述推斷值進行異常判斷。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的挖土機，其特征在于， 所述異常判斷部比較所述蓄電器的 充電狀態(tài)的變化量和所述推斷值而進行所述異常判斷。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的挖土機，其特征在于，還具有: 開關(guān)元件，其對所述蓄電器的充放電進行控制；及 斷路器，其斷開該開關(guān)元件和所述蓄電器之間的電源線路， 所述異常檢測部根據(jù)所述異常判斷部的異常判斷結(jié)果控制所述開關(guān)元件和所述斷路器。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的挖土機，其特征在于， 所述蓄電器充電狀態(tài)的變化量小于第I閾值時，所述異常判斷部使所述開關(guān)元件的工作停止并通過所述斷路器斷開所述電源線路。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的挖土機，其特征在于， 所述蓄電器的充電狀態(tài)的變化量大于第2閾值時，所述異常判斷部對所述開關(guān)元件的工作進行控制，以限制流過所述蓄電器的電流。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的挖土機，其特征在于， 所述蓄電器的充電狀態(tài)的變化量在所述第I閾值以上且第2閾值以下時，所述異常判斷部不會通過所述斷路器斷開所述電源線路，而使所述開關(guān)元件繼續(xù)工作。
7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的挖土機，其特征在于， 所述蓄電器的內(nèi)部電阻的當前值相對于初始值的比值小于第3閾值時，所述異常檢測部將發(fā)生故障的情況通知給操作人員。
8.根據(jù)權(quán)利要求1~7中任一項所述的挖土機，其特征在于， 所述異常判斷部根據(jù)所述電流檢測部測定的電流值和所述蓄電器充電狀態(tài)的變化量進行異常判斷。
9.根據(jù)權(quán)利要求1~8中任一項所述的挖土機，其特征在于， 所述異常檢測部根據(jù)所述電流檢測部測定的電流的積分值來判斷可否實施基于所述異常判斷部的異常判斷。
10.根據(jù)權(quán)利要求3~9中任一項所述的挖土機，其特征在于， 所述蓄電器充電狀態(tài)的變化量小于第4閾值時，所述異常判斷部停止對所述開關(guān)元件的控制并驅(qū)動所述斷路器而斷開所述電源線路。
【文檔編號】E02F9/00GK103548232SQ201280005235
【公開日】2014年1月29日 申請日期:2012年1月26日 優(yōu)先權(quán)日:2011年1月28日
【發(fā)明者】杉山祐太 申請人:住友重機械工業(yè)株式會社