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CN104718681A - 挖土机及挖土机的控制方法 - Google Patents

挖土机及挖土机的控制方法 Download PDF

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Abstract

本发明的实施例所涉及的挖土机具有：电容器(19)，由将发电机所发的电进行充电的单元(19-n)构成；均衡电路(141-n)，分别连接于单元(19-n)，且包括平衡用开关(146-n)和电路保护用开关(147-n)；以及均衡控制部(142)，输出切换平衡用开关(146-n)的切断和导通的平衡控制信号以及切断电路保护用开关(147-n)的电路保护信号。

Description

挖土机及挖土机的控制方法
技术领域
本发明涉及一种具有由将发电机所发的电进行充电的多个蓄电单元构成的蓄电器、以及分别连接于多个蓄电单元的均衡电路的挖土机及挖土机的控制方法。
背景技术
以往，已知有具有串联连接的多个双电层电容器(单元)和设置在每个单元的平衡电路(均衡电路)的电容器(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2010-213417号公报
发明的内容
发明要解决的技术课题
在具有多个单元的电容器中，若单元劣化，则每个单元的静电容量产生偏差。若在每个单元的静电容量产生偏差的状态下重复进行电容器的充放电，则对于劣化程度较大的单元的负荷进一步增大。因此，偏差进一步变大，劣化程度较大的单元的静电容量进一步减小。其结果，产生作为多个单元的静电容量的总和的电容器整体的静电容量(即蓄电量)减小，且内部电阻增大的问题。
对此，如专利文献1所记载的均衡电路在某一时刻对电极间电压成为规定值以上的单元进行均衡。即，使具有规定值以上的电极间电压的单元进行强制放电，使其电极间电压成为规定值，以使多个单元的电极间电压均衡。
然而，均衡电路短路时，与该均衡电路对应的单元成为过放电状态，可能会对电容器产生不良影响。
因此，期望即使在均衡电路发生异常的情况下也能防止与该均衡电路对应的单元成为过放电状态。
用于解决技术课题的手段
本发明的实施例所涉及的挖土机具有：蓄电器，由将发电机所发的电进行充电的多个蓄电单元构成；均衡电路，分别连接于所述多个蓄电单元，且包括平衡用开关及电路保护用开关；以及均衡控制部，输出切换所述平衡用开关的切断和导通的平衡控制信号以及切断所述电路保护用开关的电路保护信号。
并且，本发明的实施例所涉及的挖土机的控制方法中，所述挖土机具有：蓄电器，由将发电机所发的电进行充电的多个蓄电单元构成；以及均衡电路，分别连接于所述多个蓄电单元，且包括平衡用开关及电路保护用开关，其中，所述挖土机的控制方法具有如下步骤：输出切换所述平衡用开关的切断和导通的平衡控制信号；以及输出切断所述电路保护用开关的电路保护信号。
发明效果
通过上述方法，提供一种即使在均衡电路发生异常的情况下也能防止与该均衡电路对应的单元成为过放电状态的挖土机以及挖土机的控制方法。
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系统的结构的框图。
图3是蓄电装置的电路图。
图4是表示电容器结构的概要图。
图5是表示电路保护处理流程的流程图。
图6是表示单元电压变化的图。
图7是表示电容器结构的概要图。
具体实施方式
参考附图，对本发明的一实施方式进行说明。
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，但本发明不限于混合式挖土机，只要作为电负荷的驱动用电源而具备蓄电器，则能够适用于任意类型的挖土机。
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上设置有动臂4、斗杆5、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上搭载有驾驶室10及动力源。
图2是表示混合式挖土机的驱动系统的结构的框图。图2中，用双重线表示机械动力系统，用实线表示高压液压管路，用虚线表示先导管路，用单点划线表示电力驱动/控制系统。
作为机械式驱动部的引擎11和作为辅助驱动部的电动发电机12均与变速器13的输入轴连接。并且，变速器13的输出轴上连接有主泵14和先导泵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是进行液压系统控制的液压控制装置。控制阀17上经由高压液压管路连接有用于下部行走体1的液压马达1A(右用)和液压马达1B(左用)、动臂缸7、斗杆缸8以及铲斗缸9。
电动发电机12上经由逆变器18连接有包括蓄电用电容器或者电池的蓄电装置120。本实施方式中，蓄电装置120作为蓄电器包括锂离子电容器(Lithium Ion Capacitor(LIC))、双电层电容器(ElectricDouble Layer Capacitor(EDLC))等电容器19。蓄电装置120上经由逆变器20连接有回转用电动机21。并且，上述中，作为蓄电器例示了电容器19，但也可以将锂离子电池(Lithium Ion Battery(LIB))等能够充电的二次电池或者能够进行电力授受的其他形态的电源用作蓄电器，来代替电容器19。
回转用电动机21的旋转轴21A上连接有分解器22、机械制动器23以及回转减速机24。并且，先导泵15上经由先导管路25连接有操作装置26。
操作装置26上分别经由液压管路27和液压管路28连接有控制阀17和作为操纵杆操作检测部的压力传感器29。该压力传感器29上连接有进行电力系统的驱动控制的控制器30。
如上所述，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，逆变器18对电动发电机12的动力运行进行运行控制时，将所需的电力从蓄电装置120供给到电动发电机12。并且，对电动发电机12的再生运行进行运行控制时，将通过电动发电机12所发的电力蓄电至蓄电装置120的电容器19中。
蓄电装置120配设于逆变器18与逆变器20之间。由此，电动发电机12和回转用电动机21中至少任意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，至少任意一方进行再生运行时，蓄电装置120将通过再生运行产生的再生电力作为电能而蓄积。
如上所述，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，对回转用电动机21进行运行控制。由此，逆变器对回转用电动机21的动力进行运行控制时，将所需的电力从蓄电装置120供给到回转用电动机21。并且，回转用电动机21进行再生运行时，将通过回转用电动机21所发电的电力蓄电至蓄电装置120的电容器19中。
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(动力运行或者再生运行)、回转用电动机21的运行状态(动力运行或者再生运行)，通过控制器30来进行。
控制器30是进行挖土机的驱动控制的控制装置，其包括驱动控制装置32、电动回转控制装置40以及主控制部60。控制器30由包括CPU(Central Processing Unit)和内部存储器的运算处理装置构成。驱动控制装置32、电动回转驱动装置40以及主控制部60是通过控制器30的CPU执行存储在内部存储器的驱动控制用程序来实现的装置。
并且，控制器30具备将从压力传感器29输入的信号转换为速度指令的运算处理部(未图示)。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)。该速度指令输入到驱动控制装置32、电动回转控制装置40以及主控制部60。
驱动控制装置32是用于进行电动发电机12的运行控制(动力运行或者再生运行的切换)以及电容器19的充放电控制的控制装置。驱动控制装置32根据引擎11的负荷状态和电容器19的充电状态，切换电动发电机12的动力运行和再生运行。驱动控制装置32通过切换电动发电机12的动力运行和再生运行，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包括作为蓄电器的电容器19、升降压转换器100以及DC母线110。DC母线110对电容器19、电动发电机12以及回转用电动机21之间的电力授受进行控制。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以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和电容器电流检测部113检测的电容器电压值和电容器电流值供给到控制器30。
升降压转换器100根据电动发电机12和回转用电动机21的运行状态，进行升压动作和降压动作的切换，以使DC母线电压值处于恒定范围内。DC母线110配设在逆变器18和逆变器20与升降压转换器100之间，进行电容器19、电动发电机12以及回转用电动机21之间的电力授受。
升降压转换器100的升压动作和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以及通过电容器电流检测部113检测的电容器电流值来进行。
在如上结构中，作为辅助马达的电动发电机12所发的电力经由逆变器18供给到蓄电装置120的DC母线110，经由升降压转换器100供给到电容器19。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供给到蓄电系统120的DC母线110，并经由升降压转换器100供给到电容器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以及并联插入到一对输出端子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的一端与升压用IGBT102A和降压用IGBT102B的中间点连接，另一端与电源连接端子104连接。为了将伴随升压用IGBT102A的开/关而生成的感应电动势供给到DC母线110而设置电抗器101。
升压用IGBT102A和降压用IGBT102B由将MOSFET(Metal OxideSemiconductor Field Effect Transistor)组装到栅极部的双极晶体管构成，是能够进行大功率高速转换的半导体元件(开关元件)。升压用IGBT102A和降压用IGBT102B通过控制器30将PWM电压施加到栅极端子而被驱动。升压用IGBT102A和降压用IGBT102B上并联连接有作为整流元件的二极管102a和二极管102b。
电容器19是如可经由升降压转换器100进行与DC母线110之间的电力授受的能够充放电的蓄电器即可。
电源连接端子104是电容器19所能够连接的端子即可，输出端子106是逆变器18、20所能够连接的端子即可。一对电源连接端子104之间连接有检测电容器电压的电容器电压检测部112。一对输出端子106之间连接有检测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是用于平滑DC母线电压的蓄电元件，并插入于输出端子106的正极端子与负极端子之间。通过该平滑用电容器107，DC母线110的电压维持预先设定的电压。
电容器电流检测部113是在电容器19的正极端子(P端子)侧检测在电容器19与升降压转换器100之间流动的电流的值的检测构件，包括电流检测用电阻器。例如，电容器电流检测部113检测流经电容器19的正极端子的电流值I1。另一方面，电容器电流检测部116是在电容器的负极端子(N端子)侧检测在电容器19与升降压转换器100之间流动的电流的值的检测构件，包括电流检测用电阻器。例如，电容器电流检测部116检测流经电容器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，PWM电压施加到升压用IGBT102A的栅极端子。并且，经由并联连接于降压用IGBT102B的二极管102b，随着升压用IGBT102A的开/关在电抗器101产生的感应电动势被供给到DC母线110。由此，DC母线110被升压。
对DC母线110进行降压时，PWM电压施加到降压用IGBT102B的栅极端子。并且经由降压用IGBT102B、逆变器18、20供给的再生电力从DC母线110供给到电容器19。由此，蓄积到DC母线110的电力充电至电容器19，DC母线110被降压。
本实施方式中，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114上，作为能够切断该电源线114的断路器，设置有继电器130-1、130-2。继电器130-1配置于电容器电压检测部112在电源线114的连接点115与电容器19的正极端子之间。继电器130-1通过来自控制器30的信号工作，切断来自电容器19的电源线114，从而能够使电容器19与升降压转换器100断开。
并且，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117上，作为能够切断该电源线117的断路器，设置有继电器130-2。继电器130-2配置于电容器电压检测部112在电源线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的信号工作，切断来自电容器19的电源线117，从而能够使电容器19与升降压转换器100断开。另外，可将继电器130-1和继电器130-2作为一个继电器并同时切断正极端子侧的电源线114和负极端子侧的电源线117这两者来断开电容器19。
另外，实际上，控制器30与升压用IGBT102A和降压用IGBT102B之间存在生成驱动升压用IGBT102A和降压用IGBT102B的PWM信号的驱动部，但图3中进行省略。这种驱动部能够在任意电子电路或者运算处理装置中实现。
图4是表示电容器19的结构的概要图。如图4所示，作为蓄电器的电容器19实际上包括作为多个蓄电部的n个电容器单元(以下称为蓄电单元或者简单称为单元)19-1～19-n(n为2以上的整数)和蓄电管理部140。另外，图4中，用实线表示电力驱动系统，用虚线表示控制系统。
蓄电管理部140为管理电容器19的蓄电的装置，主要包括均衡电路部141、均衡控制部142以及电压转换部143。
并且，蓄电管理部140具有如下功能：测定各单元的静电容量的静电容量测定功能；使各单元的静电容量均匀的均衡功能；以及防止各单元过放电的电路保护功能。并且，本实施方式中，为了方便说明，所有n个单元19-1～19-n被串联连接，针对所有单元设置有一个蓄电管理部140。然而，也可以将串联连接的单元设为一个组，多个组串联连接或并联连接，且每一个组设置有一个蓄电管理部。并且，也可以设置控制多个蓄电管理部的上位蓄电管理部。
另外，以下，为了方便说明，有时会将所有单元19-1～19-n统称为单元19-n，也会将第n个单元称为单元19-n。对于均衡电路部141以及作为均衡电路部141的构成要件的后述平衡用开关146、电路保护用开关147、放电电阻148、电压测定部149等也相同。
均衡电路部141是实现静电容量测定功能、均衡功能以及电路保护功能的电气电路。本实施例中，均衡电路部141通过均衡控制部142被直接控制来执行静电容量测定功能和均衡功能，并经由电压转换部143被间接控制来执行电路保护功能。经由电压转换部143的间接控制对提高电路保护功能的独立性有效。例如，即使在均衡控制部142的局部发生问题，导致均衡功能失灵的情况下，也对可靠地实现电路保护功能有效。
具体而言，均衡电路部141-n分别连接于所对应的1个单元19-n的两端。例如，如图4所示，特定的单元19-m(m为1以上n以下的整数)的2个电极连接于均衡电路部141-m。并且，均衡电路部141-m具有平衡用开关146-m、电路保护用开关147-m以及放电电阻148-m。并且，均衡电路部141-m在单元19-m的2个电极之间，将平衡用开关146-m、电路保护用开关147-m以及放电电阻148-m串联连接，且相对于单元19-m并联连接。另外，平衡用开关146-m、电路保护用开关147-m以及放电电阻148-m只要是串联连接，则可以以任意顺序连接。并且，均衡电路部141-m包括测定单元19-m的电极间电压的电压测定部149-m。
平衡用开关146-n是对用于均衡的单元19-n的放电进行控制的开关，在ON(导通)状态下使单元19-n放电，在OFF(切断)状态下使单元19-n停止放电。本实施例中，平衡用开关146-n由FET(场效应晶体管)构成，根据来自均衡控制部142的平衡控制信号，切换ON(导通)状态和OFF(切断)状态。
电路保护用开关147-n是用于防止单元19-n过放电的开关(切断部)，在ON(导通)状态下使单元19-n能够进行放电，在OFF(切断)状态下禁止单元19-n放电。本实施例中，电路保护用开关147-n由FET(场效应晶体管)构成，根据电压转换部143对电路保护用开关147-n的栅极施加的电压，切换ON(导通)状态和OFF(切断)状态。
均衡控制部142是控制静电容量测定功能、均衡功能以及电路保护功能的装置。本实施例中，均衡控制部142控制均衡电路部141和电压转换部143。具体而言，均衡控制部142对均衡电路部141-n输出电压检测指令，并从均衡电路部141-n获取电压检测值。并且，均衡控制部142对平衡用开关146-n输出平衡控制信号，切换平衡用开关146-n的ON(导通)状态和OFF(切断)状态。并且，均衡控制部142对电压转换部143输出工作信号或者电路保护信号，控制电压转换部143对电路保护用开关147-n的栅极施加的电压。另外，本实施例中，均衡控制部142通过来自电容器19的电压动作。但是，均衡控制部142也可以通过来自24V电池等外部电池的电压动作。
电压转换部143是控制电路保护功能的装置。本实施例中，电压转换部143控制对电路保护用开关147-n的栅极施加的电压。具体而言，电压转换部143若从均衡控制部142接收工作信号，则将电源150的电源电压转换为将电路保护用开关147-n设为ON(导通)状态的电压(以下称为“ON电压”)。对栅极施加有ON电压的电路保护用开关147-n成为ON(导通)状态。另一方面，电压转换部143若从均衡控制部142接收电路保护信号，则将电源150的电源电压转换为将电路保护用开关147-n设为OFF(切断)状态的电压(以下称为“OFF电压”)。对栅极施加有OFF电压的电路保护用开关147-n成为OFF(切断)状态。另外，电源150的电源电压可以为来自电容器19的电压，也可以为来自24V电池等外部电池的电压。并且，电压转换部143只要为工作状态，则与有无工作信号的接收无关，可以将电源150的电源电压转换为ON电压，并施加到电路保护用开关147-n的栅极。
如上结构的蓄电管理部140能够通过静电容量测定功能分别测定各单元19-n的静电容量。
为了实现静电容量测定功能，均衡控制部142具有根据电压测定部149-n所测定的各单元19-n的电压计算静电容量的静电容量计算部(未图示)。
电压测定部149-n若被赋予电压检测指令，则检测各单元19-n的电极间电压(以下，将电极间电压称为单元电压Vn)，将检测出的各单元19-n的单元电压Vn发送给静电容量计算部。
静电容量计算部根据从电压测定部149-n发送的各单元19-n的单元电压Vn的值，计算各单元19-n的静电容量Cn。静电容量Cn的计算如下进行。
首先，检测在开始计算静电容量Cn的时刻的静电容量计算对象单元19-n的单元电压Vn0。并且，通过将平衡控制信号发送给作为平衡用开关的平衡用FET146-n的栅极来关闭平衡用FET146-n(设为ON(导通)状态)，由此使单元19-n短路并进行放电。由于短路电路上设置有放电电阻148-n，因此单元19-n的放电电流为微小电流。因此基于放电的单元19-n的单元电压Vn缓慢下降，而不是急剧下降。仅进行规定时间T的放电时，检测在该时刻的单元电压Vn1。单元19-n的静电容量Cn能够通过下式(1)计算。
Cn＝-T/(R1+R2)×In-1{(R1+R2)/R2×Vn1/Vn0}……(1)
在此，R1为单元19-n的内部电阻，R2为放电电阻148-n的内部电阻。其中，R1＜＜R2，因此若忽视R1，则可导出下式(2)。
Cn＝-T/R2×In-1(Vn1/Vn0)……(2)
通过将计算出的单元19-n的静电容量Cn与预先求出的单元19-n的初始静电容量Cn0(使用单元19-n之前的静电容量)进行比较，能够判断当前的单元19-n劣化到何种程度。
若单元的劣化进行，则静电容量变小并且内部电阻变大。若静电容量或内部电阻在各单元之间存在偏差，则单元电压也容易产生偏差。因此，与以相同电流进行通电无关地，会在各单元之间产生电压的高低。其结果，导致所劣化的单元更进一步劣化。因此，希望根据单元劣化的偏差主动地使各单元的电压均衡。
因此，本实施方式中，蓄电管理部140通过均衡功能，根据计算出的各单元19-n的当前静电容量Cn来判断各单元19-n的劣化度。并且，蓄电管理部140根据劣化度仅在所需单元使均衡电路发挥作用而放电，从而进行单元电压的均衡。
并且，蓄电管理部140通过电路保护功能，防止各单元19-n过放电。在此，参考图5和图6，对防止各单元19-n过放电的电路保护处理进行说明。另外，图5是表示电路保护处理流程的流程图。并且，图6是表示执行电路保护处理时的单元电压变化的图，用实线表示与异常状态下的平衡用FET146-1相关的单元电压变化，且分别用单点划线和双点划线表示正常状态下的平衡用FET146-2和平衡用FET146-3相关的单元电压变化。
在没有对电容器19输入输出电流的状态下，即在电容器19的各单元19-n中没有充放电电流流动的状态下执行电路保护处理。另外，只要是没有对电容器19输入输出电流的状态，则可以在挖土机的运行期间执行电路保护处理。具体而言，蓄电管理部140在检测到在电容器19与升降压转换器100之间没有电流流动的充放电停止状态的基础上，或者，在主动创造充放电停止状态的基础上判断均衡电路部141-n有无异常。并且，蓄电管理部140在判断出均衡电路部141-n中存在异常时，切断所对应的单元19-n的2个电极之间，以防止该所对应的单元19-n过放电。
首先，在图5的步骤S1中，向所有单元19-n的平衡用FET146-n的栅极发送平衡控制信号，来将平衡用FET146-n设为OFF(切断)状态(参考图6的时刻t0)。
接着，在步骤S2中，检查所有单元19-n的单元电压(参考图6的时刻t1)。接着，在步骤S3中，判断单元电压的检查是否为本次电路保护处理中的第1次检查。若单元电压的检查为第2次以后的检查，则处理进入到步骤S5。这是为了防止电路保护处理开始时记录的单元电压被改写。
若在步骤S3中判断为单元电压的检测是本次电路保护处理中的第1次检查，则处理进入到步骤S4。在步骤S4中，所有单元19-n的单元电压记录为单元电压Vna-n。
接着，在步骤S5中判断将平衡用FET146-n设为OFF(切断)状态之后的经过时间ΔTd是否为规定时间Td1以上。若判断为经过时间ΔTd小于规定时间Td1，则设为没有达到能够检测出平衡用FET146-n短路或者ON固定等故障的条件，处理返回到步骤S2，再次执行步骤S2以后的处理。
另一方面，若在步骤S5中判断为经过时间ΔTd为规定时间Td1以上，则处理进入到步骤S6。在步骤S6中，所有单元19-n的单元电压记录为单元电压Vnb-n(参考图6的时刻t2)。具体而言，在最近的步骤S2中检查的所有单元19-n的单元电压记录为单元电压Vnb-n。
接着，在步骤S7中，通过作为均衡电路异常判断部的均衡控制部142判断均衡电路部141-n有无异常。具体而言，判断在电路保护处理开始时的单元电压Vna-n与电路保护处理开始后经过规定时间Td1后的单元电压Vnb-n之差Vdif-n是否为规定电压Va以上。若判断为单元电压Vna-n与单元电压Vnb-n之差Vdif-n不是规定电压Va以上，即小于规定电压Va，则设为平衡用FET146-n没有发生短路或者ON固定等故障，即均衡电路部141-n没有异常，结束本次的电路保护处理。图6中分别用单点划线和双点划线表示的与处于正常状态的平衡用FET146-2和平衡用FET146-3相关的单元电压变化相当于该情况。另外，与平衡用FET146-2相关的单元电压Vna-2与单元电压Vnb-2之差Vdif-2以及与平衡用FET146-3相关的单元电压Vna-3与单元电压Vnb-3之差Vdif-3小于规定电压Va，几乎为零。
另一方面，若判断为单元电压Vna-n与单元电压Vnb-n之差Vdif-n为规定电压Va以上，则设为发生平衡用FET146-n短路或者ON固定等故障，即均衡电路部141-n存在异常，处理进入到步骤S8。这是因为，由于单元电压与平衡用FET146-n为OFF(切断)状态无关地降低，从而能够判断出在单元19-n进行放电。图6中用实线表示的与处于异常状态的平衡用FET146-1相关的单元电压变化相当于该情况。另外，与平衡用FET146-1相关的单元电压Vna-1与单元电压Vnb-1之差Vdif-1大于规定电压Va。
在步骤S8中，对电压转换部143输出电路保护信号。接收到电路保护信号的电压转换部143向发生短路或者ON固定等故障的平衡用FET146-n所对应的电路保护用开关147-n的栅极施加OFF电压。其结果，发生短路或者ON固定等故障的平衡用FET146-n所对应的电路保护用开关147-n成为OFF(切断)状态，发生短路或者ON固定等故障的平衡用FET146-n所对应的单元19-n的放电被禁止(参考图6的时刻t3)。图6中用实线表示的处于异常状态的平衡用FET146-1相关的单元电压变化相当于该情况。另外，在时刻t3单元19-1的放电被禁止的结果，与平衡用FET146-1相关的单元电压的减少得以停止。
根据以上结构，蓄电管理部140将发生短路或者ON固定等故障的平衡用FET146-n所对应的电路保护用开关147-n设为OFF(切断)状态，能够防止所对应的单元19-n过放电。
接着，参考图7对蓄电管理部的另一结构例140A进行说明。另外，图7是表示电容器19的结构的概要图，对应于图4。因此，对于共用的结构要件标注相同的参考符号，并省略其说明。
蓄电管理部140A在省略电压转换部这一点上与图4的蓄电管理部140不同。具体而言，蓄电管理部140A的均衡控制部142不是经由电压转换部间接地切换电路保护用开关147-n的ON(导通)状态和OFF(切断)状态，而是直接切换电路保护用开关147-n的状态。
更具体而言，若均衡控制部142如在上述电路保护处理中所判断那样判断为发生平衡用开关146-n短路或ON固定等故障，则对发生该故障的平衡用开关146-n所对应的电路保护用开关147-n输出电路保护信号。
本实施例中，均衡控制部142向作为电路保护用开关的电路保护用FET147-n的栅极发送电路保护信号来将电路保护用FET147-n设为OFF(切断)状态。另外，本实施例中，若均衡电路部141-n为工作状态，则ON电压施加到电路保护用FET147-n的栅极，电路保护用FET147-n成为ON(导通)状态。并且，电路保护用FET147-n可以通过与作为平衡用开关的平衡用FET146-n同一系统的电源动作，也可以通过与平衡用FET146-n不同系统的电源动作。另外，电路保护用FET147-n可以通过来自电容器19的电压动作，也可以通过来自24V电池等外部电池的电压动作。
并且，本申请主张基于2012年10月10日申请的日本专利申请第2012-225381号的优先权，该日本申请的全部内容通过参考援用于本申请中。
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-单元，21-回转用电动机，22-分解器，23-机械制动器，24-回转减速机，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，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、140A-蓄电管理部，141-均衡电路部，142-均衡控制部，143-电压转换部，146-1～146-n-平衡用FET，147-1～147-n-电路保护用开关，148-1～148-n-放电电阻，149-1～149-n-电压测定部，150-电源。

Claims (8)

1.一种挖土机，其具有：
蓄电器，由将发电机所发的电进行充电的多个蓄电单元构成；以及
蓄电管理部，其包括：均衡电路，分别连接于所述多个蓄电单元；均衡电路异常判断部，判断所述均衡电路有无异常；以及切断部，切断与判断为存在异常的均衡电路连接的蓄电单元的电极之间。
2.根据权利要求1所述的挖土机，其中，
所述蓄电管理部在判断为所述均衡电路异常之前，通过所述均衡电路进行所述蓄电单元的均衡。
3.根据权利要求1所述的挖土机，其中，
所述均衡电路包括串联连接于各蓄电单元的平衡用开关、电路保护用开关以及电阻，
所述蓄电管理部包括控制所述均衡电路的均衡控制部，
所述均衡控制部通过控制所述平衡用开关及所述电路保护用开关各自的导通、切断来进行各蓄电单元的均衡，在所述均衡电路中发生异常时，输出切断所述电路保护用开关的电路保护信号。
4.根据权利要求3所述的挖土机，其中，
当在输出切断所述平衡用开关的平衡控制信号的情况下，判断为所述均衡电路的所述平衡用开关存在异常时，所述均衡控制部输出切断所述电路保护用开关的电路保护信号。
5.根据权利要求3所述的挖土机，其中，
当在输出切断所述平衡用开关的平衡控制信号的情况下，所对应的所述蓄电单元的电极间电压在规定时间减小规定电压以上时，所述均衡控制部输出切断所对应的所述电路保护用开关的电路保护信号。
6.根据权利要求1所述的挖土机，其中，
在检测出在所述蓄电器与升降压转换器之间没有电流流动的充放电停止状态的基础上，或者，在主动创造充放电停止状态的基础上，所述蓄电管理部判断所述均衡电路有无异常。
7.一种挖土机的控制方法，所述挖土机具有：蓄电器，由将发电机所发的电进行充电的多个蓄电单元构成；以及均衡电路，分别连接于所述多个蓄电单元，且包括平衡用开关及电路保护用开关，其中，
所述挖土机的控制方法具有如下步骤：
输出切换所述平衡用开关的切断、导通的平衡控制信号；以及
输出切断所述电路保护用开关的电路保护信号。
8.根据权利要求7的控制方法，其中，
在输出切断所述平衡用开关的平衡控制信号时，所对应的所述蓄电单元的电极间电压在规定时间减小规定电压以上时，输出切断所对应的所述电路保护用开关的电路保护信号。
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