挖掘机及挖掘机的蓄电器的电压控制方法

挖掘机及挖掘机的蓄电器的电压控制方法
【专利摘要】一种挖掘机及挖掘机的蓄电器的电压控制方法，挖掘机具有电动机(71)、与电动机连接的逆变器(20C)、以及与逆变器连接且包括蓄电器(19)的蓄电装置(120)。在引擎(11)的驱动停止中，蓄电器(19)的电压维持在比第2预定电压值高的状态。
【专利说明】挖掘机及挖掘机的蓄电器的电压控制方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种挖掘机，作为用于驱动电负载的动力源而具有蓄电器。
【背景技术】
[0002]提出了在作为挖掘机的一例的挖土机中将驱动机构的一部分电动化的方案。挖土机具备用于对动臂、斗杆及铲斗这样的可动部进行液压驱动的液压泵。对用于驱动这种液压泵的内燃机发动机(引擎)连结交流电动机(电动发电机)，对引擎的驱动力进行辅助。此外，将通过电动发电机的发电而得到的电力经由逆变器返还给DC总线(直流母线)。在DC总线上经由转换器连接有包括蓄电池(电池)或蓄电器(电容器)的蓄电装置，通过电动发电机的发电而得到的电力被充电到蓄电装置。
[0003]在上述的挖土机中，为了驱动大型的作业要件，DC总线的电压例如设定为数百伏特这样高的电压。因此，在进行维护时，考虑到作业者的安全，优选降低DC总线电压。在此，停止了挖土机的运行时的DC总线电压大致等于蓄电装置的蓄电池或蓄电器的电压。因此，在进行维护时，优选降低蓄电池或蓄电器的电压。
[0004]此外，在蓄电装置使用蓄电器(电容器)的情况下，优选降低停止了挖土机的运行时的蓄电器的电压。这是因为，一般情况下，蓄电器的劣化与蓄电器的电压成比例，蓄电器具有其电压越高则劣化的程度越大的特性。若在停止了挖土机的运行的期间也将蓄电器的电压维持高的状态，则在不运行挖土机的期间，蓄电器的劣化也会推进，蓄电器的寿命缩短。
[0005]因此，提出了如下方案:在混合动力式作业机械中，在作业结束时，从电容器向辅助电池放电，从而维持电容器电压不超过放电设定值(例如，参照专利文献I)。此外，提出了在使用电容器的发电电动机驱动装置中，用于快速进行维护时的电容器的电荷的放电的放电方法(例如，参照专利文献2)。
[0006]现有技术文献
[0007]专利文献
[0008]专利文献1:日本特开2005-218285号公报
[0009]专利文献2:国际公开W02008/111649号

【发明内容】

[0010]发明要解决的课题
[0011]在上述专利文献I所公开的技术中，以使运行停止时的电容器的电压值不超过作业机械运行时的放电设定值的方式进行控制，在运行停止时，电容器电压仍维持大致满充电时的电压。因此，在运行停止时，电容器的电压仍维持高的状态，无法抑制电容器的劣化。
[0012]另一方面，在上述专利文献2所公开的技术中，能够使电容器的电压降低至大致接近零的状态。
[0013]然而，本发明人进行各种实验对电容器的劣化进行分析的结果得知，可能存在电容器的电压过低时反而促进电容器的劣化的情况。
[0014]本发明是鉴于上述问题而做出的，其目的在于提供一种能够抑制运行停止中的电容器的劣化的挖掘机。
[0015]用于解决课题的方案
[0016]根据本发明的一个实施方式，提供一种挖掘机，具有:电动机；逆变器，与该电动机连接；以及蓄电装置，与该逆变器连接，包括蓄电器，在引擎的驱动停止中，上述蓄电器的电压被维持成比第2预定电压值高的状态。
[0017]根据本发明的另一个实施方式，提供一种挖掘机的蓄电器的电压控制方法，该挖掘机具有电动机、与该电动机连接的逆变器、以及与该逆变器连接且包括蓄电器的蓄电装置，在上述挖掘机的蓄电器的电压控制方法中，在引擎的驱动停止中，将上述蓄电器的电压维持成比第2预定电压值高的状态。
[0018]发明效果
[0019]根据本发明，能够抑制挖掘机的运行停止中的电容器的劣化。
【专利附图】

【附图说明】
[0020]图1是本发明所涉及的挖掘机的一例的挖土机的侧视图。
[0021]图2是表示图1所示的挖土机的包括电气系统及液压系统的驱动系统的结构的框图。
[0022]图3是图2所示的蓄电装置的电路图。
[0023]图4是冷却液循环系统的框图。
[0024]图5是表示双电层电容的单体的内部电阻变化率的图表。
[0025]图6是表示单体电压的变化的图表。
[0026]图7是表示通过旋转液压马达来驱动旋转机构的结构的挖土机的驱动系统的结构的框图。
【具体实施方式】
[0027]首先，说明本发明的一个实施方式的挖掘机的一例即挖土机的整体结构及驱动系统的结构。图1是表示本发明的一个实施方式的挖掘机的一例即挖土机的侧视图。
[0028]在图1所示的挖土机的下部行走体I上，经由旋转机构2搭载有上部旋转体3。在上部旋转体3上安装有动臂4。在动臂4的前端安装有斗杆5，在斗杆5的前端安装有铲斗
6。动臂4、斗杆5及铲斗6分别由动臂缸7、斗杆缸8及铲斗缸9液压驱动。在上部旋转体3上设置有驾驶室10，并且搭载有引擎等动力源。
[0029]图1所示的挖土机是混合动力型挖土机，具备伺服控制单元60 (参照图4)。伺服控制单元60控制用于驱动旋转机构2的旋转用电动机21 (交流电动机)及用于辅助引擎11的电动发电机12的驱动。此外，伺服控制单元60控制蓄电装置120的蓄电器(电容器)的充放电。伺服控制单元60具备用于将直流电力转换为交流电力来驱动交流电动机及电动发电机的逆变单元、控制电池的充放电的升降压转换单元即多个驱动单元、用于控制该多个驱动单元的控制单元。
[0030]图2是表不图1所不的挖土机的电气系统及液压系统等驱动系统的框图。在图2中，用二重线表示机械地传递动力的系统，用粗实线表示液压系统，用虚线表示操纵系统，用细实线表示电气系统。图3是图2中的蓄电装置120的电路图。
[0031]如图2所示，挖土机具备电动发电机12及变速器13，引擎11及电动发电机12的回转轴均与变速器13的输入轴连接而彼此连结。在引擎11的负荷大时，电动发电机12将引擎11作为作业要件来驱动，从而辅助(assist)引擎11的驱动力，电动发电机12的驱动力经由变速器13的输出轴传递到主泵14。另一方面，在引擎11的负荷小时，引擎11的驱动力经由变速器13传递到电动发电机12，从而电动发电机12进行发电。电动发电机12例如由在转子内部埋入有磁铁的IPM(Interior Permanent Magnet)马达构成。电动发电机12的驱动与发电的切换是由进行挖土机中的电气系统的驱动控制的控制器30根据引擎11的负荷等进行的。
[0032]在变速器13的输出轴上连接有主泵14及先导泵15，在主泵14上经由高压液压管路16连接有控制阀17。控制阀17是进行挖土机中的液压系统的控制的装置。在控制阀17上经由高压液压管路16连接有用于驱动图1所示的下部行走体I的液压马达Ia及lb、动臂缸7、斗杆缸8及铲斗缸9。控制阀17根据驾驶员的操作输入来控制向这些液压设备供给的液压。
[0033]电动发电机12与逆变电路18A连接。在逆变电路18A的输入端连接有蓄电装置120。蓄电装置120如图3所示具备直流母线即DC总线110、升降压转换器(直流电压转换器)100及电容器19。即，逆变电路18A的输入端经由DC总线110连接到升降压转换器100的输入端。在升降压转换器100的输出端连接有作为蓄电器的电容器19。电容器19例如由双电层电容(EDLC)构成。作为电容器19的一例，使用串联连接有144个电压为2.5V、容量为2400F的电容器单体而成的电容器(即，端子间电压为360V)。
[0034]逆变电路18A根据来 自控制器30的指令，进行电动发电机12的运行控制。即，在逆变电路18A使电动发电机12进行动力运行时，将所需的电力从电容器19和升降压转换器100经由DC总线110供给到电动发电机12。此外，在使电动发电机12进行再生运行时，将由电动发电机12发电而得到的电力经由DC总线110及升降压转换器100充电到电容器19。另外，升降压转换器100的升压动作和降压动作的切换控制是由控制器30根据DC总线电压值、电池电压值及电池电流值来进行的。由此，能够将DC总线110维持在被充电为预先确定的一定电压值的状态。
[0035]此外，在蓄电装置120上经由逆变电路20A连接有作为作业用电动机的旋转用电动机(交流电动机)21。即，逆变电路IOA的一端与蓄电装置120的DC总线110连接，另一端与旋转用电动机21连接。旋转用电动机21是使上部旋转体3旋转的旋转机构2的动力源。在旋转用电动机21的回转轴2IA上连接有分解器22、机械制动器23及旋转变速器24。在作业中，蓄电装置120被控制器30控制为，达到作为目标值而设定的充电率。
[0036]在旋转用电动机21进行动力运行时，旋转用电动机21的回转驱动力的回转力通过旋转变速器24放大，上部旋转体3被进行加减速控制而进行回转运动。此外，由于上部旋转体3的惯性回转，转速通过旋转变速器24增加而传递到旋转用电动机21，产生再生电力。旋转用电动机21根据PWM(Pulse Width Modulation)控制信号由逆变电路20A进行交流驱动。作为旋转用电动机21，例如适用磁铁埋入型的IPM马达。
[0037]分解器22是检测旋转用电动机21的回转轴21A的回转位置及回转角度的传感器。分解器22与旋转用电动机21机械连结，从而检测回转轴21A的回转角度及回转方向。通过由分解器22检测回转轴21A的回转角度，旋转机构3的回转角度及回转方向被导出。机械制动器23是产生机械制动力的制动装置，根据来自控制器30的指令，机械地停止旋转用电动机21的回转轴21A。旋转变速器24是将旋转用电动机21的回转轴2IA的回转速度减速并机械地传递到旋转机构2的减速机。
[0038]另外，在DC总线110上经由逆变电路18A及20A分别连接有电动发电机12及旋转用电动机21。因此，还存在由电动发电机12发电而得到的电力直接供给到旋转用电动机21的情况，相反还存在由旋转用电动机21再生的电力供给到电动发电机12的情况。
[0039]逆变电路18A及20A控制大电力，因此发热量非常大。此外，升降压转换器100中所包含的电抗器101 (参照图3)的发热量也大。因此，需要冷却逆变电路18A、20A及升降压转换器100。因此，本实施方式的挖土机除了引擎11用的冷却液循环系统以外，另设有用于冷却升降压转换器100、逆变电路18A及20A的冷却液循环系统。
[0040]图4是冷却液循环系统70的框图。冷却液循环系统70具有用于使向升降压转换器100、逆变电路18A及20A等供给的冷却液循环的泵(冷却液循环用泵)72、以及驱动泵72的泵马达(冷却用电动机)71。如图2所示，泵马达71经由逆变电路20C连接到蓄电装置120。逆变电路20C相当于本实施方式中的冷却用电动机驱动电路。逆变电路20C根据来自控制器30的指令，在冷却升降压转换器100时向泵马达71供给所需要的电力。本实施方式的冷却液循环系统70冷却升降压转换器100、逆变电路18A及20A、以及控制器30。此外，冷却液循环系统70冷却旋转用电动机21、电动发电机12及变速器13。
[0041]返回图2，在先导泵15上经由先导管路25连接有操作装置26。操作装置26是用于对旋转用电动机21、下部行走体1、动臂4、斗杆5及铲斗6进行操作的操作装置，由操作者来操作。在操作装置26上经由液压管路27连接有控制阀17，此外经由液压管路28连接有压力传感器29。操作装置26将经过先导管路25供给的液压(I次侧的液压)转换为与操作者的操作量对应的液压(2次侧的液压)并输出。从操作装置26输出的2次侧的液压经过液压管路27供给到控制阀17，并且由压力传感器29检测出来。在此，列举了作为作业用电动机的旋转用电动机21，但也可以将下部行走体I的驱动机构作为作业用电动机来进行电驱动。
[0042]若对操作装置26输入了用于使旋转机构2旋转的操作，则压力传感器29将该操作量作为液压管路28内的液压的变化来进行检测。压力传感器29输出表示液压管路28内的液压的电信号。该电信号被输入到控制器30，用于旋转用电动机21的驱动控制。
[0043]控制器30构成本实施方式中的控制部。控制器30由包括CPU及内部存储器的运算处理装置构成，通过由CPU执行内部存储器中所保存的驱动控制用的程序来实现。此外，控制器30的电源是电容器19以外的其他电池(例如，24V车载用电池)。控制器30将从压力传感器29输入的信号中表示用于使上部旋转体3旋转的操作量的信号转换为速度指令，进行旋转用电动机21的驱动控制。此外，控制器30进行电动发电机12的运行控制(辅助运行及发电运行的切换)、以及通过对升降压转换器100进行驱动控制而实现的电容器19的充放电控制。
[0044]此外，本实施方式的控制器30具有在实施挖土机的维护等时用于降低DC总线110的电压的DC总线电压降低模式(母线电压降低模式)。具体地说，在DC总线电压降低模式下，通过消耗连接在DC总线110上的平滑用电容等中所蓄积的电荷，降低DC总线110的电压。
[0045]控制器30在该DC总线电压降低模式下，使逆变电路18A及20A和升降压转换器100全部停止，将设置在升降压转换器100与电容器19之间的开关(后述)设为非连接状态。之后，控制器30驱动逆变电路20C来使泵马达71消耗电力，从而降低DC总线110的电压。DC总线电压降低模式在挖土机的运行停止时(具体地说，引擎11由于操作者的钥匙40的操作而要停止时)开始。或者，DC总线电压降低模式在由作业者通过驾驶室10的驾驶室(参照图1)内操作面板进行了与DC总线电压降低模式的开始相关的输入时开始。
[0046]在此，详细说明本实施方式中的升降压转换器100。如图3所示，升降压转换器100具备升降压型的开关控制方式，具有电抗器101、晶体管100B及100C。晶体管100B是升压用的开关元件，晶体管100C是降压用的开关元件。晶体管100B及100C例如由IGBT (Insulated Gate Bipolar Transistor)构成，彼此串联连接。
[0047]具体地说，晶体管100B的集电极与晶体管100C的发射极相互连接。晶体管100B的发射极经由开关100F与电容器19的负侧端子及DC总线110的负侧配线连接。晶体管100C的集电极与DC总线110的正侧配线连接。并且，电抗器101的一端与晶体管100B的集电极及晶体管100C的发射极连接，另一端经由开关100E与电容器19的正侧端子连接。在晶体管100B及100C的栅极(gate)上，从控制器30施加PWM电压。开关100E及100F的连接状态由来自控制器30的指令来控制。
[0048]另外，在晶体管100B的集电极与发射极之间，逆方向并联连接有作为整流元件的二极管100b。同样，在晶体管100C的集电极与发射极之间，逆方向并联连接有二极管100c。在晶体管100C的集电极与晶体管100B的发射极之间(即，DC总线110的正侧配线与负侧配线之间)，连接有平滑用的电容110a。电容I IOa对来自升降压转换器100的输出电压、来自电动发电机12的发电电压及来自旋转用电动机21的再生电压进行平滑化。在DC总线110的正侧配线与负侧配线之间，设置有用于检测DC总线110的电压的电压传感器110b。由电压传感器IlOb检测的电压被供给到控制器30。
[0049]在具有上述结构的升降压转换器100中，在从电容器19向DC总线110供给电力时，在开关100EU00F连接的状态下，根据来自控制器30的指令，向晶体管100B的栅极施加PWM电压。并且，伴随着晶体管100B的导通/截止而在电抗器101上产生的感应电动势经由二极管IOOc传递，该电力通过电容IlOa被平滑化。此外，在从DC总线110向电容器19供给直流电力时，在开关100E、100F连接的状态下，根据来自控制器30的指令，向晶体管100C的栅极施加PWM电压，并且从晶体管100C输出的电流通过电抗器101被平滑化。
[0050]参照图4，冷却液循环系统70包括通过泵马达71驱动的泵72、冷却器(radiator) 73及伺服控制单元60。通过泵72循环的冷却液在冷却器73中散热，被送往伺服控制单元60。伺服控制单元60具有用于冷却升降压转换器100、逆变电路18A及20A、以及控制器30的配管，冷却液在该配管内循环。经过了伺服控制单元60的配管的冷却液依次冷却旋转用电动机21、电动发电机12及变速器13之后，从泵72向冷却器73返回。另外，优选的是，在伺服控制单元60的入口设置用于检测冷却液的温度的温度传感器77。此外，若具备显示所检测的温度的显示装置则更好。由此，在冷却器73堵塞导致冷却性能下降的情况下，能够根据温度检测值来限制旋转用电动机21及电动发电机12 (或其中的一个)的输出。其结果，能够实现连续的运行，能够不停止挖土机的运行而实现持续的作业。
[0051]在本实施方式中，在上述结构的挖土机中，在停止挖土机的运行时，进行降低电容器19的端子间电压(以下，称为电容器电压)的处理。即，在引擎11的驱动被停止的时刻，将电容器19中所蓄积的电力放电，从而将电容器电压降低到预定的电压值以下。将降低该电容器电压的处理称为“电压释放”。
[0052]即，在挖土机的作业结束，挖土机的运行被停止时，在电容器19中蓄积有运行时所需的电力，电容器电压成为高的状态。在此，若为了停止挖土机的运行而将引擎11的钥匙40关闭(0FF)，则到挖土机的运行重启为止的期间，电容器电压仍维持高的状态。例如，由双电层电容(EDLC)构成的电容器19可以说电容器电压越高，则劣化度(劣化的推进情况)越大。因此，为了在挖土机的运行被停止的状态下抑制电容器19的劣化，进行上述的“电压释放”来降低电容器电压。此外，在以上说明中说明了驱动冷却液循环系统的泵马达71来进行电压释放的事例，但除此之外也可以驱动电动发电机12来进行电压释放。此外，在使用来自缸体的返回油来通过再生发电机进行再生发电的情况下，还可以驱动再生发电机来进行电压释放。 [0053]电容器的劣化度可以根据电容器的内部电阻的变化率来推测。即，若电容器劣化，则与劣化度成比例地，内部电阻上升，因此可以将内部电阻作为劣化度的指标。
[0054]在此，本发明人在对双电层电容(EDLC)的劣化度进行调查的结果得知，根据双电层电容的各单体的电极材料、制造工序等条件，并不是越降低电容器电压，则内部电阻变化率(即，劣化度)越小。即得知了在某双电层电容中，在各单体的单体电压高的状态与低的状态之间，存在单体的内部电阻变化率(即，劣化度)变小的电压范围。另外，一般情况下，双电层电容将端子间电压为2~3V的单体串联连接多个而构成，被设计成将多个单体合起来的整体的端子间电压(即，电容器电压)达到数百伏特。
[0055]图5是表示这种双电层电容的单体中的一个单体的内部电阻变化率的图表(实验式)。在图5中，横轴表不电容器电压(V),纵轴表不内部电阻变化率(％)。内部电阻变化率用将单体放置某时间之后的单体的内部电阻与将该单体放置某时间之前的初始内部电阻之比来表示。例如，在内部电阻没有变化时，内部电阻变化率为100%，在内部电阻成为2倍时，内部电阻变化率为200%。
[0056]图5所示的图表表示使单体成为预定的蓄电状态后将其放置1000小时时的单体的内部电阻变化率，表示在改变蓄电状态时(即，改变单体电压时)内部电阻变化率如何变化。该单体的通常使用时的电压例如为1.5V~2.5V，在图5中表示为“通常使用范围”。此外，1.8~2.3V被表示为“适当范围”。
[0057]在图5中，表示单体的内部电阻变化率的曲线为在2.0V下成为最小值的下方封闭的曲线。随着单体电压变得高于2.0V，单体的内部电阻变化率增大，随着单体电压变得低于2.0V，单体的内部电阻变化率增大。此外，即使在减小了单体电压的0.3V下，也达到180%的高值。这表示在单体电压为2.0V时，放置1000小时后的单体的内部电阻最小，劣化度最小。并且，单体电压越是低于2.0V，放置1000小时后的单体的内部电阻越大，劣化度越大。如上所述，表示单体的内部电阻变化率的曲线在通常使用范围内形成具有一个极小值的曲线。此外，表示单体的内部电阻变化率的曲线的曲率根据蓄电单体的温度、使用时间而变化。[0058]考虑图5所示的单体的特性，具有图5所示特性的单体通过将作业结束时的单体电压设置在适当范围内，即使在引擎停止中单体电压下降，也能够将单体电压维持在通常使用范围内。具体地说，可知在本实施方式中通过将单体电压维持在2.0V,单体电压引起的劣化得到抑制，能够防止单体劣化。即，在将使用具有图5所示特性的单体来构成的电容器用作挖土机的蓄电装置120的电容器19的情况下，在停止了挖土机的运行的期间，若以成为单体电压达到2.0V的电容器电压的方式进行电压释放，则能够抑制运行停止中的电容器19的劣化。
[0059]另外，图5所示的劣化度的特性表示将某特定的电极材料用作单体的电极材料时的劣化度，并不适用于所有电容器的单体。
[0060]在此，考察挖土机的运行停止中的电容器19的各单体的单体电压的变化。图6是表示单体电压的变化的图表。在图6中，到时刻tl为止，挖土机运行，电容器19维持运行中的充电状态，单体电压被控制为维持2.5V。
[0061]设在时刻tl挖土机的运行停止，钥匙40被关闭(OFF)。在此，在本实施方式中，进行电容器19的电压释放,到单体电压成为2.0V为止，进行电容器19的放电。此时从电容器19放出的电力被送到上述的冷却液循环系统70的泵马达71，在泵马达71中被消耗。即，通过用电容器19中所蓄积的多余的电力驱动冷却液循环系统70，进行电压释放。冷却液循环系统70即使在挖土机的运行停止之后，也暂时被驱动。因此，将电容器19的电压释放中所放出的电力用于驱动冷却液循环系统70，关系到省电力化。
[0062]时刻tl例如是一天的挖土机的作业结束的17点(下午5点)。若在时刻tl挖土机的钥匙40关闭(0FF )，则开始进行电压释放。在电压释放中，电容器19中所蓄积的电力被供给到冷却液循环系统70，被泵马达71消耗。因此，电容器19的电力减少，由此电容器电压(B卩，单体电压)也减小。
[0063]从时刻tl开始单体电压减小，若在时刻t2单体电压成为2.0V，则电压释放结束。时刻t2例如是18点(下午6点)，电压释放正好进行一小时。时刻t2以后，不进行电容器19的电力授受，电容器19成为被放置的状态。此时，由于单体电压成为2.0V,因此电容器19的劣化为最小限度。在此，在作业结束时的单体电压小于2.0V的情况下，向电容器19进行充电，将单体电压设为第I预定电压值即2.0V。
[0064]在时刻t2以后，电容器19所蓄积的电力因自然放电而逐渐减少，与此相伴，单体电压也逐渐降低。但是，自然放电引起的单体电压的降低很小，单体电压不会从2.0V急剧下降，因此单体电压继续维持大致2.0V。并且，到第二天为了进行挖土机的作业而将钥匙40接通(ON)的时刻t3为止，单体电压维持接近2.0V的值。时刻t3的单体电压例如为
1.8V左右(自然放电引起单体电压只下降0.2V)，该电压值下的电容器的劣化度小。
[0065]时刻t3例如是次日为了开始进行挖土机的作业而将钥匙40接通(ON)的9点(上午9点)。若在时刻t3钥匙40被接通(ON)，引擎11的运行开始，则开始向电容器19充电，电容器的蓄电量增大，因此单体电压上升。若到时刻t4，则电容器成为被充分充电的状态，此时的单体电压成为2.5V。
[0066]如上所述，在本实施方式的挖掘机中，若引擎11的驱动被停止，则到电容器19的电压成为第I预定电压值为止，进行电压释放，在引擎11的驱动停止中电容器19的电压比第2预定电压值高的状态得以维持。在此，第I预定电压值是电容器19的各单体的单体电压成为劣化度最小时的单体电压即2.0V的电容器电压。此外，第2预定电压值是电容器19的各单体的电压维持大致2.0V的电容器电压，在本实施方式中，例如设为单体电压成为1.75V的电容器电压。从图5可知，在单体电压为1.75V时，内部电阻变化率为125%左右，在单体电压为1.75V时，劣化度与单体电压为2.0V时的劣化度几乎没有变化，实质上维持单体电压为2.0V时的劣化度。这样，在本实施方式中，至少维持成不会成为额定电压(2.5V)的50%以下的电压。
[0067]另外，在本实施方式中，电容器19的通常使用时的电容器电压是单体电压成为
2.0V的电容器电压。因此，第I预定电压值是比电容器19成为通常使用时的电容器电压的单体电压(2.5V)明显低的值。因此，通过电压释放从电容器19放出的电力是足够驱动冷却液循环系统70的电力。
[0068]在本实施方式中，根据由电容器19的各单体的电极材料决定的电容器19的劣化特性，求出劣化度最小的单体电压(2.0V)，将该单体电压设定为第I预定电压值。即，根据电容器19的各单体的电极材料引起的劣化度的变化，决定第I预定电压值。
[0069]此外，在本实施方式中，使用电容器19作为蓄电装置120的蓄电器。通常情况下，蓄电器与电池等蓄电池不同，在通常的使用条件下能够放电至电容器电压成为OV。
[0070]在以上实施方式中，通过水冷泵消耗电力来进行电压释放，但电压释放中所使用的电负载不限于水冷泵，例如也可以使用电动发电机等其他电负载来进行电压释放。此外，在设置有动臂再生发电用的发电机的情况下，也可以使用动臂再生发电用的发电机来进行电压释放。
[0071]另外，在上述实施方式中，旋转机构2为电动式，但存在旋转机构2不是电动而是液压驱动的情况。图7是表示图2所示的挖土机的旋转机构为液压驱动式的情况的驱动系统的结构的框图。在图7所示的挖土机中，代替旋转用电动机21，旋转液压马达2A与控制阀17连接，旋转机构2由旋转液压马达2A驱动。在这种结构的挖土机中，也像上述实施方式那样，在引擎11的驱动停止中，通过将电容器19的电压维持在比第2预定电压值高的状态，能够抑制挖掘机的运行停止中的电容器19的劣化。
[0072]本发明不限定于将具体公开的上述挖土机作为一例的实施方式，在不脱离本发明的范围的情况下，能够实现各种变形例及改良例。
[0073]本申请基于2012年3月28日申请的优先权主张日本特许申请第2012-074434号，其全部内容援引到本申请中。
[0074]工业上的可利用性
[0075]本发明能够适用于作为用于驱动电负载的动力源而具有蓄电器的挖掘机。
[0076]符号说明
[0077]I下部行走体
[0078]1A、IB液压马达
[0079]2旋转机构
[0080]2A旋转液压马达
[0081]3上部旋转体
[0082]4 动臂[0083]5 斗杆[0084]6 伊斗
[0085]7动臂缸
[0086]8斗杆缸
[0087]9铲斗缸
[0088]10驾驶室
[0089]11 引擎
[0090]12电动发电机
[0091]13变速器
[0092]14 主泵
[0093]15先导泵
[0094]16高压液压泵
[0095]17控制阀
[0096]18A、20A、20C 逆变器
[0097]19电容器
[0098]21旋转用电动机
[0099]2IA输出轴
[0100]22分解器
[0101]23机械制动器
[0102]24旋转变速器
[0103]25先导管路
[0104]26操作装置
[0105]26A、26B 杆
[0106]26C 踏板
[0107]26D按钮开关
[0108]27液压管路
[0109]28液压管路
[0110]29压力传感器
[0111]30控制器
[0112]70冷却液循环系统
[0113]71泵马达
[0114]72 泵
[0115]73冷却器
[0116]75辅助罐
[0117]77温度传感器
[0118]100升降压转换器
[0119]110DC 总线
[0120]120蓄电装置
【权利要求】
1.一种挖掘机，具有: 电动机； 逆变器，与该电动机连接；以及 蓄电装置，与该逆变器连接，包括蓄电器， 在引擎的驱动停止中，上述蓄电器的电压被维持成比第2预定电压值高的状态。
2.根据权利要求1所述的挖掘机，其中， 表示相对于上述蓄电器的电压而言的内部电阻变化率的曲线具有一个极小值。
3.根据权利要求1所述的挖掘机，其中， 具有控制部，该控制部控制上述逆变器， 该控制部在作业结束时将上述蓄电器的电压设为比上述第2预定电压值高的第I预定电压。
4.根据 权利要求3所述的挖掘机，其中， 上述第I预定电压值根据上述蓄电器的电极材料所引起的劣化度的变化来决定。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的挖掘机，其中， 上述蓄电器在正常使用时能够放电至电压成为0V。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的挖掘机，其中， 上述蓄电器为双电层电容。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的挖掘机，其中， 从关闭上述引擎到下一次启动上述引擎为止期间，上述蓄电器的电压被维持成比上述第2预定电压值高的电压值。
8.一种挖掘机的蓄电器的电压控制方法，该挖掘机具有电动机、与该电动机连接的逆变器、以及与该逆变器连接且包括蓄电器的蓄电装置，在上述挖掘机的蓄电器的电压控制方法中， 在引擎的驱动停止中，将上述蓄电器的电压维持成比第2预定电压值高的状态。
9.根据权利要求8所述的挖掘机的蓄电器的电压控制方法，其中， 表示相对于上述蓄电器的电压而言的内部电阻变化率的曲线具有一个极小值。
10.根据权利要求8所述的挖掘机的蓄电器的电压控制方法，其中， 在作业结束时，将上述蓄电器的电压设为比上述第2预定电压值高的第I预定电压。
11.根据权利要求10所述的挖掘机的蓄电器的电压控制方法，其中， 根据上述蓄电器的电极材料所引起的劣化度的变化，决定上述第I预定电压值。
12.根据权利要求8至11中任一项所述的挖掘机的蓄电器的电压控制方法，其中， 上述蓄电器在正常使用时能够放电至电压成为0V。
13.根据权利要求8至12中任一项所述的挖掘机的蓄电器的电压控制方法，其中， 上述蓄电器为双电层电容。
14.根据权利要求8至13中任一项所述的挖掘机的蓄电器的电压控制方法，其中， 从关闭上述引擎到下一次启动上述引擎为止期间，将上述蓄电器的电压维持成比上述第2预定电压值高的电压值。
【文档编号】E02F9/20GK104024539SQ201380004830
【公开日】2014年9月3日 申请日期:2013年3月8日 优先权日:2012年3月28日
【发明者】胜田直子 申请人:住友重机械工业株式会社