JP2009127193A - 旋回駆動制御装置及びこれを含む建設機械 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】建設機械の上部旋回体は旋回用電動機21によって旋回駆動される。旋回駆動用電動発電機21の駆動制御を行う旋回駆動制御装置40は、駆動指令生成部50を含む。トルク制限部54でトルク電流指令を制限するための特性は、駆動指令生成部50のトルク制限特性演算部55によって演算されるパラメータによって決定される。このパラメータにより、トルク制限部54のトルク制限特性は、時間の経過に対してトルク電流指令がS字型に緩やかに立ち上がるように遅延される。この結果、旋回用電動機21の駆動開始時に駆動トルクが緩やかに立ち上がり、上部旋回体の旋回機構のバックラッシュを抑制でき、良好な乗り心地を提供することができる。
【選択図】図3
Description
図2は、本実施の形態の旋回駆動制御装置を含む建設機械の構成を表すブロック図である。この図2では、機械的動力系を二重線、高圧油圧ラインを実線、パイロットラインを破線、電気駆動・制御系を一点鎖線でそれぞれ示す。
エンジン11は、例えば、ディーゼルエンジンで構成される内燃機関であり、その出力軸は減速機13の一方の入力軸に接続される。このエンジン11は、建設機械の運転中は常時運転される。
コントローラ30は、本実施の形態の建設機械の駆動制御を行う制御装置であり、速度指令変換部31、駆動制御装置32、及び旋回駆動制御装置40を含む。このコントローラ30は、CPU(Central Processing Unit)及び内部メモリを含む演算処理装置で構成され、速度指令変換部31、駆動制御装置32、及び旋回駆動制御装置40は、コントローラ30のCPUが内部メモリに格納される駆動制御用のプログラムを実行することによって実現される装置である。
図3は、本実施の形態の旋回駆動制御装置40の構成を示す制御ブロック図である。
駆動指令生成部50は、減算器51、PI(Proportional Integral)制御部52、トルク制限部53、トルク制限部54、トルク制限特性演算部55、減算器56、PI制御部57、電流変換部58、及び旋回動作検出部59を含む。この駆動指令生成部50の減算器51には、レバー26Aの操作量に応じた旋回駆動用の速度指令(rad/s)が入力される。
図4は、本実施の形態の旋回駆動制御装置40のトルク制限特性演算部55の構成を示す制御ブロック図である。トルク制限特性演算部55は、トルク方向判定部100、正転側切替スイッチ101、逆転側切替スイッチ102、正転側フィルタ演算部103、及び逆転側フィルタ演算部104を含む。
図5は、本実施の形態の旋回駆動制御装置40のトルク制限部53の入出力、トルク制限特性演算部55の演算過程における各部の入出力、及び、トルク制限部54の出力を示す波形図である。図5(a)〜(g)に示す各特性の値は、旋回用電動機21の最大許容トルク値を100%とした場合の割合で表す。
1A、1B 走行機構
2 旋回機構
3 上部旋回体
4 ブーム
5 アーム
6 バケット
7 ブームシリンダ
8 アームシリンダ
9 バケットシリンダ
10 キャビン
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 インバータ
19 バッテリ
20 インバータ
21 旋回用電動機
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
26A、26B レバー
26C ペダル
27 油圧ライン
28 油圧ライン
29 圧力センサ
30 コントローラ
31 速度指令変換部
32 駆動制御装置
40 旋回駆動制御装置
50 駆動指令生成部
51 減算器
52 PI制御部
53 トルク制限部
54 トルク制限部
55 トルク制限特性演算部
56 減算器
57 PI制御部
58 電流変換部
59 旋回動作検出部
60 主制御部
100 トルク方向判定部
101 正転側切替スイッチ
102 逆転側切替スイッチ
103 正転側フィルタ演算部
104 逆転側フィルタ演算部
Claims (6)
- 電動機で旋回駆動される建設機械の旋回機構を駆動制御する旋回駆動制御装置であって、
建設機械の操作手段を介して入力される操作量に基づき、前記電動機を駆動するための駆動指令を生成する駆動指令生成手段と、
前記駆動指令生成手段の駆動指令を時間の経過に対して緩やかに立ち上がる又は立ち下がるように遅延させる遅延手段と
を含む、旋回駆動制御装置。 - 前記駆動指令生成手段は、前記駆動指令によって発生するトルクが前記電動機の許容トルク以下になるようにトルク制限を行うトルク制限手段を含み、
前記遅延手段は、前記トルク制限手段がトルク制限を行うためのトルク制限特性を時間の経過に対して遅延させることにより、前記駆動指令を遅延させる、請求項1に記載の旋回駆動制御装置。 - 前記遅延手段は、前記駆動指令によって表される駆動トルクの回転方向を判定し、この判定結果に基づき、前記トルク制限手段がトルク制限を行うための正転側及び逆転側のトルク制限特性を時間の経過に対して遅延させる、請求項2に記載の旋回駆動制御装置。
- 前記遅延手段は、S字フィルタ、移動平均フィルタ、一次遅れフィルタ、又は二次遅れフィルタを含む、請求項1乃至3のいずれか一項に記載の旋回駆動制御装置。
- 前記S字フィルタは、直列接続された複数段の移動平均フィルタによって実現される、請求項4に記載の旋回駆動制御装置。
- 請求項1乃至5のいずれか一項に記載の旋回駆動制御装置を含む建設機械。
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