JP4890243B2 - 旋回制御装置、旋回制御方法、および建設機械 - Google Patents

旋回制御装置、旋回制御方法、および建設機械 Download PDF

Info

Publication number
JP4890243B2
JP4890243B2 JP2006513560A JP2006513560A JP4890243B2 JP 4890243 B2 JP4890243 B2 JP 4890243B2 JP 2006513560 A JP2006513560 A JP 2006513560A JP 2006513560 A JP2006513560 A JP 2006513560A JP 4890243 B2 JP4890243 B2 JP 4890243B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
control
turning
change
control system
reference position
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
JP2006513560A
Other languages
English (en)
Other versions
JPWO2005111321A1 (ja
Inventor
淳 森永
正 河口
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Komatsu Ltd
Original Assignee
Komatsu Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Komatsu Ltd filed Critical Komatsu Ltd
Priority to JP2006513560A priority Critical patent/JP4890243B2/ja
Publication of JPWO2005111321A1 publication Critical patent/JPWO2005111321A1/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP4890243B2 publication Critical patent/JP4890243B2/ja
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E02HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02FDREDGING; SOIL-SHIFTING
    • E02F9/00Component parts of dredgers or soil-shifting machines, not restricted to one of the kinds covered by groups E02F3/00 - E02F7/00
    • E02F9/08Superstructures; Supports for superstructures
    • E02F9/10Supports for movable superstructures mounted on travelling or walking gears or on other superstructures
    • E02F9/12Slewing or traversing gears
    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E02HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02FDREDGING; SOIL-SHIFTING
    • E02F9/00Component parts of dredgers or soil-shifting machines, not restricted to one of the kinds covered by groups E02F3/00 - E02F7/00
    • E02F9/20Drives; Control devices
    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E02HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02FDREDGING; SOIL-SHIFTING
    • E02F9/00Component parts of dredgers or soil-shifting machines, not restricted to one of the kinds covered by groups E02F3/00 - E02F7/00
    • E02F9/08Superstructures; Supports for superstructures
    • E02F9/10Supports for movable superstructures mounted on travelling or walking gears or on other superstructures
    • E02F9/12Slewing or traversing gears
    • E02F9/121Turntables, i.e. structure rotatable about 360°
    • E02F9/123Drives or control devices specially adapted therefor
    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E02HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02FDREDGING; SOIL-SHIFTING
    • E02F9/00Component parts of dredgers or soil-shifting machines, not restricted to one of the kinds covered by groups E02F3/00 - E02F7/00
    • E02F9/20Drives; Control devices
    • E02F9/2058Electric or electro-mechanical or mechanical control devices of vehicle sub-units
    • E02F9/2062Control of propulsion units
    • E02F9/2075Control of propulsion units of the hybrid type
    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E02HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02FDREDGING; SOIL-SHIFTING
    • E02F9/00Component parts of dredgers or soil-shifting machines, not restricted to one of the kinds covered by groups E02F3/00 - E02F7/00
    • E02F9/20Drives; Control devices
    • E02F9/2058Electric or electro-mechanical or mechanical control devices of vehicle sub-units
    • E02F9/2095Control of electric, electro-mechanical or mechanical equipment not otherwise provided for, e.g. ventilators, electro-driven fans
    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E02HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02FDREDGING; SOIL-SHIFTING
    • E02F9/00Component parts of dredgers or soil-shifting machines, not restricted to one of the kinds covered by groups E02F3/00 - E02F7/00
    • E02F9/20Drives; Control devices
    • E02F9/22Hydraulic or pneumatic drives
    • GPHYSICS
    • G05CONTROLLING; REGULATING
    • G05DSYSTEMS FOR CONTROLLING OR REGULATING NON-ELECTRIC VARIABLES
    • G05D13/00Control of linear speed; Control of angular speed; Control of acceleration or deceleration, e.g. of a prime mover
    • G05D13/02Details

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mining & Mineral Resources (AREA)
  • Civil Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Automation & Control Theory (AREA)
  • Operation Control Of Excavators (AREA)
  • Control Of Electric Motors In General (AREA)

Description

本発明は、電動モータで旋回する旋回体を制御するための旋回制御装置、旋回制御方法、および旋回体が電動モータによって旋回する建設機械に関する。
近年、旋回体を電動モータで駆動し、他の作業機や走行体を油圧アクチュエータで駆動するハイブリットタイプの電動旋回ショベルが開発されている(例えば、特許文献1参照)。
このような電動旋回ショベルでは、旋回体の旋回動作が電動モータで行われるため、油圧駆動されるブームやアームの上昇動作と同時に旋回体を旋回させても、旋回体の動作がブームやアームの上昇動作に影響されることがない。このため、旋回体をも油圧駆動する場合に比し、制御バルブ等でのロスを少なくでき、エネルギ効率が良好である。
特開2001−11897号公報
ところで、電動旋回ショベル等の建設機械において、溝幅を広げるような掘削作業の場合には、バケットを溝の側壁に押し当てながら行うことが多い。バケットを側壁に押し当てる操作は、旋回レバーを所定方向に傾倒させ、旋回体を旋回駆動させることで行われる。つまり、旋回時のトルク出力を利用してバケットを側壁に押し当てるのである。
しかしながら、掘削部分の地盤の硬さや形状など、地盤の状況によっては、掘削中にバケットが土圧(掘削反力)によって押し戻され、旋回レバーを所定方向へ操作しているにもかかわらず、旋回体が旋回操作方向とは反対側に旋回して戻されるという現象が生じる。この現象は、オペレータの意図した通りの作業を行いにくくするものであり、作業効率を低下させる可能性がある。
また、このような現象は、掘削作業時に限らず、傾斜地にあって旋回体を旋回させた場合にも生じるおそれがある。例えば、旋回体の旋回により、傾斜方向の上方側に向かってバケットを移動させようとすると、ブームやアームをも重力に抗して移動させることになるため、ブームやアームの重量に負けて旋回体が一旦逆方向に旋回してしまう。
本発明の目的は、旋回体に対して旋回操作方向とは反対方向に外力が作用した場合でも、旋回体の反対方向への旋回を防止できる旋回制御装置、旋回制御方法、および建設機械を提供することにある。
本発明の旋回制御装置は、操作体の指令に基づいて電動モータで駆動される旋回体の旋回動作を制御する旋回制御装置であって、前記旋回体の旋回位置情報を出力する旋回位置出力手段と、前記旋回位置出力手段の出力値を基準位置として記憶する基準位置記憶手段と、前記電動モータの制御指令の生成および出力を行う制御指令生成手段と、前記旋回位置出力手段の出力値、前記基準位置記憶手段に記憶されている基準位置、および前記操作体の操作方向に基づいて、前記旋回制御装置の制御系の変更を行うかを判定する制御系変更判定手段と、前記制御系変更判定手段の判定結果に応じて、前記旋回制御装置の制御系の変更を行う制御系変更手段とを備え、前記制御系変更手段は、前記制御系の変更により、前記制御系の変更後の前記電動モータの制御指令を前記制御系の変更前の前記電動モータへの制御指令値より大きくすることを特徴とする。
このような本発明によれば、制御系変更手段が、旋回制御装置の制御系の変更により、制御系の変更後の電動モータの制御指令を制御系の変更前の電動モータへの制御指令値より大きくするので、作用する外力に良好に対抗するようになり、旋回体が逆方向へ旋回し続けるおそれがない。
本発明の旋回制御装置において、前記制御系変更手段は、前記制御系変更判定手段の判定結果に応じて、前記基準位置記憶手段に記憶されている基準位置を更新する基準位置更新部と、前記旋回位置出力手段の出力値および前記基準位置記憶手段に記憶されている基準位置に基づいて、前記電動モータの変更指令の生成を行う変更指令生成部と、前記制御指令生成手段による制御指令と前記変更指令生成部による変更指令との大きい方の値を選択し、前記電動モータの制御指令として出力する制御指令出力部とを備え、前記制御系の変更とは、前記基準位置の維持であることが望ましい。
このような本発明によれば、制御系変更手段の制御指令出力部が、制御指令生成手段による制御指令と変更指令生成部による変更指令との大きい方の値を選択し電動モータの制御指令として出力するので、制御系の変更によって電動モータの制御指令が突然大きく変化することがなく、スムーズな制御によって本発明の目的を達成できる。
本発明の旋回制御装置において、前記制御系変更手段は、前記制御系変更判定手段の判定結果に応じて、前記基準位置記憶手段に記憶されている基準位置を更新する基準位置更新部と、前記制御指令生成手段とは異なる制御則により前記電動モータの制御指令の生成および出力を行う切換制御指令生成部と、前記制御系変更判定手段の判定結果に応じて、前記制御指令生成手段と前記切換制御指令生成部とを切り換える制御則切換部とを備え、前記制御系の変更とは、前記制御則切換部による、前記制御指令生成手段から前記切換制御指令生成部への制御則の切り換えであることが望ましい。
このような本発明によれば、制御系変更手段の制御則切換部が、制御指令生成手段から切換制御指令生成部へ制御則を切り換えており、速度ゲインを大きくしている訳ではないので、通常の旋回動作において過大なトルク出力が発生する心配がない。
本発明の旋回制御装置において、前記制御系変更手段は、前記制御系変更判定手段の判定結果に応じて、前記基準位置記憶手段に記憶されている基準位置を更新する基準位置更新部と、前記旋回体の制御ゲインが複数記憶されている制御ゲイン記憶部と、前記制御系変更判定手段の判定結果に応じて、前記制御ゲイン記憶部から選択する制御ゲインを変更する制御ゲイン変更部とを備え、前記制御系の変更とは、前記制御ゲイン変更部による、前記制御ゲインの変更であることが望ましい。
このような本発明によれば、制御系変更手段の制御ゲイン変更部により、制御系変更判定手段の判定結果に基づいて制御ゲインの変更を行うことができ、この制御ゲインの変更によって旋回体が逆方向に旋回するのを防止できる。
本発明の旋回制御装置において、前記制御系変更手段は、前記制御系変更判定手段の判定結果に応じて、前記基準位置記憶手段に記憶されている基準位置を更新する基準位置更新部と、前記操作体の操作入力に基づいて設定された前記旋回体の制御目標値を、前記旋回位置出力手段の出力値および前記基準位置記憶手段に記憶されている基準位置に基づいて変更する目標値変更部とを備え、前記制御系の変更とは、前記目標値変更部による、前記目標値の変更であることが望ましい。
このような本発明によれば、制御系変更手段の目標値変更部により、旋回体の制御目標値の変更を行うことができ、この制御目標値の変更によって旋回体が逆方向に旋回するのを防止できる。
本発明の旋回制御方法は、操作体の指令に基づいて電動モータで駆動される旋回体の旋回動作を制御するための旋回制御方法であって、前記旋回体の旋回位置情報を出力するステップと、出力された旋回位置情報の出力値を基準位置として記憶するステップと、前記電動モータの制御指令の生成および出力を行うステップと、前記旋回位置情報の出力値、前記記憶されている基準位置、および前記操作体の操作方向に基づいて、前記旋回動作を制御する旋回制御装置の制御系の変更を行うかを判定するステップと、この判定の結果、前記旋回制御装置の制御系の変更を行うと判定された場合に、前記制御系の変更後の前記電動モータの制御指令を前記制御系の変更前の前記電動モータへの制御指令値より大きくするステップとを備えることを特徴とする。
このような本発明によれば、旋回制御装置の制御系の変更を行うかを判定するステップによって旋回制御装置の制御系の変更を行うと判定された場合に、制御系の変更後の電動モータの制御指令を前記制御系の変更前の電動モータへの制御指令値より大きくするので、作用する外力に良好に対抗するようになり、旋回体が逆方向へ旋回し続けるおそれがない。
本発明の建設機械は、電動モータで旋回駆動される旋回体と、この旋回体を制御するための本発明の旋回制御装置とを備えていることを特徴とする。
このような本発明によれば、電動モータで旋回駆動される旋回体と、この旋回体を制御するための本発明の旋回制御装置とを備えているので、本発明の旋回制御装置と同様の効果を有する建設機械が得られる。
本発明の第1実施形態に係る建設機械を模式的に示す平面図。 前記第1実施形態に係る建設機械の全体構成を示す図。 前記第1実施形態に係る旋回制御装置の制御構造を示すブロック図。 前記第1実施形態での基準位置更新についてのフローチャート。 前記第1実施形態での制御指令の出力についてのフローチャート。 前記第1実施形態での制御をより詳細に表す図。 本発明の第2実施形態での制御を表す図。 前記第2実施形態での一方の制御則を示すブロック図。 前記第2実施形態での他方の制御則を示すブロック図。 前記第2実施形態での制御則の切り換えについてのフローチャート。 本発明の第3実施形態での制御構造を示すブロック図。 前記第3実施形態での制御ゲインの変更についてのフローチャート。 本発明の第4実施形態での制御構造を示すブロック図。 本発明の第1変形例を示す斜視図。 前記第1変形例での規制装置を示す分解斜視図。 本発明の第2変形例での規制装置を示す油圧回路図。
符号の説明
1…電動旋回ショベル(建設機械)、4…旋回体、5…電動モータ、10…旋回レバー(操作体)、41…規制装置、100…旋回制御装置、110…旋回位置出力手段、120…基準位置記憶手段、130…制御指令生成手段、140…制御系変更判定手段、150…制御系変更手段、150A、151A、152A、153A…基準位置更新部、150B…変更指令生成部、150C…コンパレータ(制御指令出力部)、151B…切換制御指令生成部、151C…制御則切換部、152B…制御ゲイン記憶部、152C…制御ゲイン変更部、153B…目標値変更部、51…規制装置。
〔第1実施形態〕
〔1−1〕全体構成
以下、本発明の第1実施形態を図面に基づいて説明する。
図1は、本実施形態に係る電動旋回ショベル(建設機械)1を模式的に示す平面図、図2は、電動旋回ショベル1の全体構成を示す図である。また、図3は、旋回制御装置100の制御構造を示すブロック図である。
図1において、電動旋回ショベル1は、下部走行体2を構成するトラックフレーム上にスイングサークル3を介して設置された旋回体4を備え、この旋回体4がスイングサークル3と噛合する電動モータ5によって旋回駆動される。旋回体4には、ブームシリンダ21(図2参照)によって動作されるブーム6、アームシリンダ22(図2参照)によって駆動されるアーム7、およびバケットシリンダ23(図2参照)によって駆動されるバケット8が設けられている。そして、これらによって作業機9が構成されている。
図2において、前述の各シリンダ21〜23は油圧シリンダであり、その油圧源は、後述するエンジン14で駆動される油圧ポンプ19である。従って、電動旋回ショベル1は、油圧駆動の作業機9と電気駆動の旋回体4とを備えたハイブリット建設機械である。
なお、本実施形態のブーム6は、第1ブーム6Aおよび第2ブーム6Bで構成された、いわゆるオフセットブームとなっているが、一つのブームで構成されたものであっても勿論よい。
また、図2に示すように、電動旋回ショベル1は、前述した構成の他、旋回レバー(操作体)10、燃料ダイヤル11、モード切換スイッチ12、目標速度設定装置13、エンジン14、発電モータ15、インバータ16、キャパシタ17、電動モータ5、回転速度センサ18、油圧制御バルブ20、右走行モータ24、左走行モータ25、および旋回制御装置100を備えている。
燃料ダイヤル11はエンジンへの燃料供給(噴射)量を制御するためのダイヤル、モード切換スイッチ12は各種作業モードを切り換えるためのスイッチであり、電動旋回ショベル1の運転状況に応じて、オペレータが操作する。
目標速度設定装置13は、燃料ダイヤル11の設定状態、モード切換スイッチ12の設定状態、および旋回レバー10(通常はアーム7操作用の作業機レバーを兼用)の傾倒角度に基づいて、旋回体4の目標速度を設定し、旋回制御装置100に出力する。
エンジン14は、各油圧シリンダ21〜23の油圧源となる油圧ポンプ19、および発電モータ15を駆動する。この油圧ポンプ19で発生した油圧を用いて、ブームシリンダ21はブーム6(図1参照)を、アームシリンダ22はアーム7(図1参照)を、そしてバケットシリンダ23はバケット8(図1参照)をそれぞれ駆動する。また、右走行モータ24および左走行モータ25は油圧モータであり、油圧ポンプ19はこの油圧源としても使用されている。
発電モータ15、インバータ16、キャパシタ17は、その組合せにより、電動モータ5の電力源となる。なお、発電モータ15は、電動モータを兼ねた発電機としても機能する。
電動モータ5は、スイングサークル3を介して旋回体4を旋回駆動する。また、電動モータ5には、回転速度センサ18が設置されている。回転速度センサ18は、電動モータ5の回転速度を検出し、その回転速度は旋回制御装置100へフィードバックされる。
旋回制御装置100は、目標速度設定装置13により設定された旋回体4の目標速度と、回転速度センサ18により検出される電動モータ5の回転速度に基づいて、制御ゲインである速度ゲインKを用いたP制御(比例制御)で速度制御を行い、電動モータ5に対する制御指令であるトルク指令値を生成する。本実施形態の場合、旋回制御装置100はインバータであり、トルク指令値を電流値および電圧値に変換して電動モータ5に出力し、電動モータ5のトルク出力を制御する。
なお、旋回制御装置100は、例えばスイッチング等により電動モータを駆動する指令を行えるものであれば、インバータ以外のものであってもよい。
ところで、図1には、このような電動旋回ショベル1を使用して、溝の掘削作業を行っている様子が示されている。具体的には、溝の側壁にバケット8を押し当てて、アーム7を手前に引くことにより、溝幅を拡張しながら掘削を行っている。バケット8を側壁に押し当てる操作は、図1の例でいえば、旋回レバー10を右側に倒し込み、旋回体4を右旋回させている状態にしてバケット8を押し付けるのである。
この際、本実施形態の電動旋回ショベル1では、旋回体4を低速で旋回させながらバケット8を側壁に押し当てると、側壁による土圧(掘削反力:外力)を受けて実速度が「0(ゼロ)」になる。つまり、旋回レバー10は傾倒しているが、旋回体4は旋回しない状態である。この状態では、実速度が「0」になることで目標速度との偏差が大きくなるため、前述の一般的な速度制御によれば、その偏差に応じてトルク出力が大きくなるようにトルク指令値が生成され、土圧に抗するようになる。ただし、トルク出力の大きさには限界が設定されており、トルクリミット−α(図6)以下でのトルク出力の増加が許されるようになっている。
一方、一般的な速度制御に基づいて、その時々の最大トルク出力を発生させても、土圧に対抗しきれない場合が生じる。図1の例でいえば、バケット8を側壁に押し当てながらの切削中に、バケット8が岩盤等にぶつかって掘削しにくくなるような場合である。このような場合には、旋回体4が土圧に負け、旋回レバー10を右旋回側に倒し込んでいるのにもかかわらず、左旋回側に押し戻されるという現象が生じる。この押し戻しによる変化量が大きいと、作業に支障をきたす可能性がある。
そこで、本実施形態の旋回制御装置100では、このような場合を想定し、図3に示すように旋回制御装置100の制御系の変更を行うか否かを判定する手段、具体的には旋回体4の旋回方向がオペレータの意図する方向であるか否かを判定する制御系変更判定手段140と、この判定結果に応じて旋回制御装置100の前記制御系の変更を行い、電動モータ5への制御指令を制御系の変更前の値より大きくする制御系変更手段150とを設けている。この制御系変更手段150が行う旋回制御装置100の制御系の変更によって、電動モータ5に十分に大きいトルク出力を発生させ、旋回体4が押し戻された分を押し返すようにしている。なお、このような大きなトルク出力を従来の一般的な速度制御で得ようとすると、前記速度ゲインKをはるかに大きくする必要があり、通常の旋回時の動作がぎくしゃくして使用に適さない。また、各手段140,150については後段で詳説する。
〔1−2〕旋回制御装置100による制御構造
次に、図3を参照して、旋回制御装置100による旋回体4の制御構造について説明する。
旋回制御装置100は、旋回位置出力手段110、基準位置記憶手段120、制御指令生成手段130、制御系変更判定手段140、制御系変更手段150により構成される。
旋回位置出力手段110は、回転速度センサ18から出力される電動モータ5の回転速度を積分し、旋回体4の旋回位置情報として出力する。
基準位置記憶手段120は、RAM(Random Access Memory)が用いられ、前記旋回位置出力手段110の出力値を基準位置として記憶する。基準位置記憶手段120に記憶されている基準位置は、制御系変更判定手段140の判定結果に応じて、その時々の旋回体4の旋回位置により更新される。なお、基準位置記憶手段120には、基準位置を読み取るために複数の手段がアクセスするが、これを図示すると煩雑になり、かえって分かりずらくなるため、図3では基準位置記憶手段120と他の手段との接続関係を省略している。後述する第2、第3、および第4実施形態でも同様である。
制御指令生成手段130は、目標速度設定装置13で設定される旋回体4の目標速度および回転速度センサ18により検出される電動モータ5の回転速度に基づき、前記電動モータ5への制御指令の生成および出力を行う。具体的に制御指令生成手段130は、目標速度設定装置13で設定される目標速度と、旋回制御装置100にフィードバックされた電動モータ5の回転速度とを比較し、その偏差と速度ゲインKとの掛算により、電動モータ5のトルク指令値を生成する。ここで、速度ゲインKは、電動旋回ショベル1の操縦性等を勘案して設定されるものであり、大きすぎるとトルクの出方が急となり、旋回体4の動きがぎくしゃくする。
このように、電動モータ5のトルク指令値は、フィードバックされた電動モータ5の回転速度と目標速度との偏差に応じて生成されるため、旋回レバー10を大きく傾けても実速度が上がらない場合には、制御指令生成手段130がトルク指令値を大きくして目標速度に近づけるように制御する。ただし、このような制御は、一般的なP制御による速度制御である。
制御系変更判定手段140は、オペレータが旋回レバー10で要求する方向とは反対に旋回体4が位置しているか否かを判定する。具体的に、制御系変更判定手段140は、旋回位置出力手段110が出力する旋回体4の実際の旋回位置、前記基準位置記憶手段120に記憶されている更新以前の基準位置、および旋回レバー10の操作方向(旋回操作方向および傾倒方向に同じ)に基づいて、基準位置記憶手段120に記憶されている基準位置を更新するか否かを判定する。つまり、旋回体4の旋回位置が、前記基準位置に対しオペレータが旋回レバー10で要求する方向とは反対に位置する場合、旋回レバー10は傾倒しているが旋回体4は旋回しない状態であると判定する。
制御系変更手段150は、前記制御系変更判定手段140の判定結果に応じて、旋回制御装置100の制御系の変更を行うことで、前記電動モータ5の制御指令を制御系の変更前の値より大きくする機能を有しており、基準位置更新部150A、変更指令生成部150B、およびコンパレータ(制御指令出力部)150Cで構成される。
以下に、制御系変更手段150の各構成部について説明する。
基準位置更新部150Aは、前記制御系変更判定手段140の判定結果に基づいて、前記基準位置記憶手段120に記憶されている基準位置を更新する。基準位置更新部150Aは、通常の旋回時には基準位置の更新を行うが、旋回レバー10で要求する方向とは反対に旋回体4が位置していると前記制御系変更判定手段140が判定した時には、基準位置を更新せずに維持する。
変更指令生成部150Bは、前記旋回位置出力手段110の出力値および前記基準位置記憶手段120に記憶されている基準位置に基づいて、前記電動モータ5への変更指令の生成を行う。変更指令生成部150Bは、図6に示すように、旋回体4の旋回位置に位置ゲインKp1を掛算するP制御で位置制御を行い、基準位置更新部150Aが基準位置を更新せずに維持した場合には、この制御系の変更前よりも大きな変更指令値を生成する。
図3に戻り、コンパレータ150Cは、前記変更指令生成部150Bによる前記変更指令値と前記制御指令生成手段130による制御指令値との大きい方の値を、前記電動モータ5への制御指令として出力する。従って、基準位置が更新されず、通常の速度制御によって演算されたトルク出力(トルクリミット−α以下)では土圧に負けてしまい、旋回体4が大きく戻される可能性がある場合、コンパレータ150Cは、変更指令生成部が生成した大きな変更指令を選択し電動モータ5の制御指令として出力することで、旋回体4の旋回を規制する。
〔1−3〕旋回制御装置100による制御作用
次に、図4、図5、および図6に基づいて、旋回制御装置100、特に制御系変更判定手段140および制御系変更手段150の作用について説明する。
まず、図4に基づいて、制御系変更判定手段140および制御系変更手段150にて行われる基準位置の更新について説明する。
旋回位置出力手段110が、回転速度センサ18から出力される電動モータ5の回転速度を積分し、旋回体4の旋回位置情報として出力するステップを経た後、制御系変更判定手段140は、旋回位置出力手段110が出力する旋回体4の旋回位置が、基準位置記憶手段120に記憶されている基準位置よりも右にあるか否かを判定する(ステップ11:図面上および以下においてはステップを単に「S」と略す)。
旋回体4が、基準位置よりも右にある場合は、さらに、制御系変更判定手段140が、旋回レバー10の傾倒による指示方向が右であるか否かを判定する(S12)。判定の結果、旋回レバー10による指示方向が右である場合には、実際の旋回方向と指示方向とが同一と判定されるため、制御系変更手段150の基準位置更新部150Aは、右側に向かって時々刻々と変化する旋回体4の現在の旋回位置を新たな基準位置として、基準位置記憶手段120に記憶されている基準位置を逐一更新していく(S13)。
S12において、制御系変更判定手段140が、レバー指示方向は左であると判定した場合には、オペレータが旋回レバー10を左旋回側に傾倒しているにもかかわらず、実際には旋回体4が右旋回していることになる。従って、制御系変更判定手段140は、オペレータが旋回体4を左旋回させたいのに対して右側に押し戻されていると判定するため、基準位置はこの判定以前のものが維持される。すなわち、基準位置更新部150Aは、基準位置を更新しない(S14)。
S11に戻って、旋回位置が基準位置よりも右にない場合、つまり、旋回体4が実際に左旋回している場合に、制御系変更判定手段140は、さらにレバー指示方向が左であるか否かを判定する(S15)。判定の結果、指示方向が左である場合は、実際の旋回方向と指示方向とが同一と判定されるため、基準位置更新部150Aは、左側に向かって時々刻々と変化する旋回体4の現在の旋回位置を新たな基準位置として、基準位置記憶手段120に記憶されている基準位置を逐一更新していく(S13)。
S15での判定において、制御系変更判定手段140が、レバー指示方向は右であると判定した場合は、オペレータが旋回レバー10を右旋回側に傾倒しているにもかかわらず、実際には旋回体4が左旋回していることになる。従って、制御系変更判定手段140は、右旋回させたいのに対して左側に押し戻されていると判定するため、基準位置はこの判定以前のものが維持される。すなわち、基準位置更新部150Aは、基準位置を更新しない。
次に、図5に基づいて、電動モータ5の制御指令の生成について説明する。
図4での制御系変更判定手段140による判定、および制御系変更手段150の基準位置更新部150Aによる基準位置の更新又は維持の後、制御系変更手段150の変更指令生成部150Bは、電動モータ5の実際のモータトルクがトルクリミット−αを越えているか否かを判定する(S16)。この判定結果に応じて、変更指令生成部150Bは、変更指令を生成するための制御偏差の演算を切り換える。電動モータ5の実際のモータトルクがトルクリミット−αより小さいと判定した場合、変更指令生成部150Bは、旋回位置出力手段110の出力値と、基準位置記憶手段120に記憶されている基準位置との差を制御偏差とする(S17)。電動モータ5の実際のモータトルクがトルクリミット−α以上であると判定した場合、変更指令生成部150Bは、基準位置記憶手段120に記憶されている基準位置に変化量を加えた位置と、旋回位置出力手段110の出力値との差を制御偏差とする(S18)。
そして、変更指令生成部150Bは、すでに求められている制御偏差に基づき、電動モータ5の変更指令を生成する(S19)。変更指令の生成は、前記制御偏差に位置ゲインKp1を掛ける比例制御により行う。
この後、制御系変更手段150のコンパレータ150Cは、制御指令生成手段130により生成された制御指令が、変更指令生成部150Bにより生成された変更指令より大きいか否かを判定する(S20)。コンパレータ150Cは、制御指令生成手段130により生成された制御指令の方が大きい場合には、この制御指令を電動モータ5の制御指令として選択し、電動モータ5に出力する(S21)。また、コンパレータ150Cは、変更指令生成部150Bにより生成された変更指令の方が大きい場合には、この変更指令を電動モータ5の制御指令として選択し、電動モータ5に出力する(S22)。
次に、図6に基づいて、制御系変更判定手段140と制御系変更手段150とによる通常の制御、および旋回体4が押し戻されないようにするための制御について説明する。
旋回体4の実際の旋回方向と旋回レバー10の指示方向とが同じ場合、旋回体4は通常の旋回状態であるから、制御系変更手段150の基準位置更新部150Aは、制御系変更判定手段140の判定結果に基づき、基準位置を常に更新する。図6では、この際の流れを解りやすくするために、基準位置更新部150Aによる基準位置の更新を、擬似的に設けたスイッチ30の切り換えで表している。従ってこの場合、基準位置更新部150Aは、スイッチ30を「Y」側に切りえる。また、通常の旋回状態にあっては、電動モータ5のモータトルクは、トルクリミット−α内で出力されている。この際の制御偏差の演算で、制御系変更手段150の変更指令生成部150Bが行う演算値の切り換えも、同様に擬似的に設けたスイッチ31の切り換えで表している。従ってこの場合、変更指令生成部150Bは、スイッチ31も「Y」側に切り換える。
この状態では、位置指令(θ1)と各スイッチ30,31を通過した位置指令(θ2)とは共に旋回体4の現在の旋回位置で同じ値であり、最終的にはキャンセルされて「0(ゼロ)」となる。従って、変更指令生成部150Bが生成するトルク出力値も「0」であり、変更指令生成部150Bは、コンパレータ150Cにトルク指令値を「0」で出力する。このため、コンパレータ150Cは、目標速度に基づくトルク指令値が大きいと判定し、このトルク指令値を制御指令として電動モータ5に出力する。すなわち、電動モータ5では、制御指令生成手段130が生成する旋回レバー10の旋回操作に応じたトルク出力(速度目標と実速度との偏差に応じた一般的な速度制御によるトルク出力)が得られるのである。
以上に対して、旋回レバー10を右旋回側に傾倒しているにもかかわらず、土圧等の外力によって旋回体4が左側に押し戻されている場合には、前述したように、基準位置更新部150Aは、基準位置を更新しないから、基準位置更新部150Aは、スイッチ30を「N」側に切り換える。
この状態では、基準位置が更新されないため、旋回体4の現在の旋回位置と基準位置とは異なったものとなる。従って、旋回体4の現在の旋回位置である位置指令(θ1)と、基準位置である位置指令(θ0)との差分が「0」ではない。変更指令生成部150Bは、その「0」ではない差分に対応したトルク出力を生成し、コンパレータ150Cにトルク指令値として出力する。この場合のトルク指令値は、位置ゲインKp1の設定により、前記目標速度に基づくトルク指令値よりも大きい値となった場合には、コンパレータ150Cが、変更指令生成部150B側からのトルク指令値を優先する。
このように、変更指令生成部150Bからのトルク指令値を電動モータ5へ出力する制御指令として優先させることにより、旋回体4が旋回操作方向とは逆方向の外力を受けた場合でも、トルク指令値をより上昇させ、旋回体4が押し戻される量を最小限に抑えて、前回基準位置まで押し返してつり合わせることが可能である。
なお、図1には、旋回体4の逆方向への旋回を抑制するための等価モデルがばね60を用いて表されている。変更指令生成部150Bのトルク指令値によって得られる電動モータ5のトルク出力は、ばね60のばね力に相当する。
ところで、図6に戻り、旋回体4が操作方向とは逆方向に押し戻された場合であって、変更指令生成部150Bが生成するトルク指令値により、旋回体4を基準位置に押し返そうとする際、電動モータ5での実際のモータトルクがトルクリミット−αのトルク出力を越えてしまう可能性がある。こうなった場合、変更指令生成部150Bは、スイッチ31を「N」側に切り換える。
この状態になると、基準位置である位置指令(θ0)に変化量Δθが加算されて位置指令(θ3)が生成され、この位置指令(θ3)と位置指令(θ1)との差分が変更指令生成部150Bでの制御偏差となる。ここで、トルク指令値がトルクリミット−αを越えた場合、スイッチ31が「N」側に切り換わり、基準位置は、更新前の基準位置に変化量Δθを加算した位置である位置指令(θ3)に更新される。従って、トルク指令値がトルクリミット−αを越えている間の基準位置は、旋回体4が操作方向とは逆方向に戻され始めた時の基準位置に、変化量Δθの積算値、即ちトルク指令値がトルクリミット−αを越えてからの変位量を加えた位置となる。
これより、前述の位置指令(θ3)と位置指令(θ1)との差分は、旋回体4の現在の旋回位置から、旋回体4が操作方向とは逆方向に戻され始めた時の基準位置にトルクリミット−αを越えてからの変位量を加えた位置を差し引いた結果であるから、旋回体4が操作方向とは逆方向に戻され始めた位置とトルクリミット−αを越えた位置との差となる。そして、この値は、トルクリミット−αを越えた時の偏差に等しい。このため、トルク指令値は、トルクリミット−αを越えた時の値で維持されるようになり、このトルクでつり合った状態が維持される。つまり、これ以上は旋回体4を押し返すことはしない。このような制御が行われず、基準位置が更新されないと、依然として大きなトルクで旋回体4を押し返そうとするため、外力が不意に抜けたときには、勢いよく旋回体4が押し返されて状態が不安定となる。
〔1−4〕本実施形態による効果
このような本実施形態によれば、以下の効果がある。
(1)電動旋回ショベル1においては、旋回体4に対して旋回レバー10の指示方向とは逆向きの土圧が作用すると、コンパレータ150Cが旋回体4を駆動する電動モータ5のトルク出力を大きく変更するので、作用する土圧に良好に対抗でき、旋回体4が逆方向への旋回し続けるのを確実に防止できる。従って、土圧が大きくなっても、作業に影響を及ぼす心配がないうえ、勾配面上で旋回体4を旋回させても、ブーム6やアーム7の重量によって旋回体4が大きく戻されるのを防止できる。
(2)旋回体4のトルク出力を変更するために、旋回体4を駆動用する電動モータ5のトルク指令値を変更しているので、電気的な制御によって電動モータ5のトルク出力を変更でき、大掛かりな装置を不要にできて、コストが大幅にアップするのを避けることができる。
(3)電動モータ5で大きなトルク出力を生じさせるために、速度ゲインKを大きくしている訳ではないから、通常の旋回動作において過大なトルク出力が発生することはなく、電動旋回ショベル1のぎくしゃくした動きを防止でき、乗り心地や操縦性を良好にできる。
〔第2実施形態〕
図7、図8、および図9に示す第2実施形態では、制御系変更手段150は、図7に示すように、基準位置更新部151A、切換制御指令生成部151B、および制御則切換部151Cで構成され、旋回制御装置100の制御系の変更として、前記制御則切換部151Cが、制御指令生成手段130から前記切換制御指令生成部151Bへ制御則を切り換えることで、電動モータ5の制御指令値を前記制御系の変更前の値より大きくする点が第1実施形態とは異なる。従って、本実施形態では、第1実施形態と異なる部分のみを説明する。なお、図8に示した速度制御は、第1実施形態での制御指令生成手段130による速度制御そのものである。
以下に、制御系変更手段150の各構成部について説明する。
基準位置更新部151Aは、第1実施形態の場合と同様に、前記制御系変更判定手段140の判定結果に応じて、前記基準位置記憶手段120に記憶されている基準位置を更新する。
切換制御指令生成部151Bは、図9に示すように、前記制御指令生成手段130とは異なる制御則により電動モータ5の制御指令の生成および出力を行う。具体的に、切換制御指令生成部151Bは、旋回位置出力手段110が出力する現在位置のフィードバック値を用いた位置制御により、旋回体4が逆方向へ押し戻された分を押し返すような制御を行う。そして、このような位置制御では、目標旋回***置(基準位置であり、戻される直前の旋回体4の位置に同じ)に戻すのに必要な目標速度を生じさせるように位置ゲインKp2が設定されており、旋回体4の位置が基準位置に戻るまでは、この位置ゲインKp2を掛算して得られる速度目標に基づいたより大きなトルク出力で旋回体4を旋回操作方向に押し返す。
図7に戻り、制御則切換部151Cは、前記制御系変更判定手段140の判定結果に応じて、前記制御指令生成手段130と前記切換制御指令生成部151Bとを切り換える。このような制御則の切り換えにより、速度ゲインKを変更することなく、旋回体4の旋回操作方向とは逆方向への旋回を防止する。
次に、図10に基づいて、制御系変更判定手段140および制御系変更手段150にて行われる制御則の切り換えについて説明する。
本実施形態での、制御指令生成手段130による速度制御から制御系変更手段150の切換制御指令生成部151Bによる位置制御への制御則の切換は、旋回体4が戻されているか否かの判定に基づいて制御系変更手段150の制御則切換部151Cが行う。この際の切換判断のフローは、図10に示す通り、第1実施形態での基準位置更新のフローと全く同じである。つまり、制御則切換部151Cは、基準位置が更新されるのと同じフローの結果、S26で制御指令生成手段130による速度制御を選択し、更新されない場合と同じフローの結果、S27で制御系変更手段150の切換制御指令生成部151Bによる位置制御に切り換える。その際、前記基準位置更新のフローと同じフローの結果、制御系変更手段150の基準位置更新部151Aも、基準位置の更新(S23)又は維持(S24)を行う。S21,S22,S25は、第1実施形態と同じであり、ここでの説明を省略する。
次に、図9に基づいて、制御則を切り換えた後の制御指令の生成について説明する。
制御則切換部151Cによる制御則の切換後は、切換制御指令生成部151Bが、電動モータ5の制御指令を位置制御により生成する。この位置制御においては、回転速度センサ18から出力される電動モータ5の回転速度に基づいて、旋回位置出力手段110が出力する旋回体4の旋回位置をフィードバックしている。これにより、切換制御指令生成部151Bは、旋回体4が逆方向へ押し戻された分を押し返すような制御を行う。
そして、このような位置制御では、目標旋回***置(基準値であり、戻される直前旋回体4の位置に同じ)に戻すのに必要な目標速度を生じさせるように位置ゲインKp2が設定されており、旋回体4の位置が原点に戻るまで、切換制御指令生成部151Bは、この位置ゲインKp2を掛算して得られる目標速度に基づいたより大きなトルク指令値を生成する。これにより、旋回制御装置100は、旋回体4が逆方向へ押し戻された分を操作方向に押し返す制御を行う。
このような本実施形態では、旋回体4が逆方向に旋回し始めた場合にのみ、旋回体4の現在位置をフィードバックし、目標旋回位置との偏差に応じた目標速度を位置ゲインKp2の掛算により出力させる制御を行うため、第1実施形態と同様の効果が得られる。即ち、通常の旋回操作時の乗り心地等を良好に維持しつつ、旋回体4がそのまま逆方向へ旋回し続けるのを防止できる。
〔第3実施形態〕
図11、図12に示す第3実施形態では、制御系変更手段150は、図11に示すように、基準位置更新部152A、制御ゲイン記憶部152B、および制御ゲイン変更部152Cで構成され、旋回制御装置100の制御系の変更として、制御ゲイン変更部152Cが、制御ゲインの変更をすることで、電動モータ5の制御指令値を前記制御系の変更前の値より大きくする点が第1実施形態とは異なる。従って、本実施形態では、第1実施形態と異なる部分のみを説明する。
以下に、制御系変更手段150の各構成部について説明する。
基準位置更新部152Aは、第1実施形態および第2実施形態の場合と同様に、前記制御系変更判定手段140の判定結果に応じて、前記基準位置記憶手段120に記憶されている基準位置を更新する。
制御ゲイン記憶部152Bには、前記旋回体4の制御ゲインである速度ゲインが複数記憶されている。
制御ゲイン変更部152Cは、前記制御系変更判定手段140の判定結果に応じて、前記制御ゲイン記憶部152Bから選択する制御ゲインを変更する。具体的に、制御ゲイン変更部152Cは、旋回体4が旋回操作方向とは逆方向に押し戻された場合に、前記制御ゲイン記憶部152Bから選択する速度ゲインをより大きい値に変更することで制御指令であるトルク指令値をより大きくする。これによって、電動モータ5のトルク出力を増大させ、よって旋回体4が逆方向へ押し戻された分を押し返すように制御している。
次に、図12に基づいて、制御系変更判定手段140および制御系変更手段150にて行われる制御ゲインの変更について説明する。
本実施形態での制御ゲインの変更は、旋回体4が戻されているか否かの判定に基づいて制御系変更手段150の制御ゲイン変更部152Cが行う。この際、制御ゲインである速度ゲインKを通常の値から大きな値変更するための判断のフローは、図12に示す通り、第1実施形態での基準位置更新のフロートと全く同じである。つまり、基準位置が更新されるのと同じフローの結果、制御ゲイン変更部152Cは、S36で制御ゲインを通常通りの値とし、更新されない場合と同じフローの結果、S37で通常値より大きな値に変更する。その際、前記基準位置更新のフローと同じフローの結果、制御系変更手段150の基準位置更新部152Aも、基準位置の更新(S33)又は維持(S34)を行う。S31,S32,S35は、第1実施形態と同じであり、ここでの説明を省略する。
また、制御指令生成手段130が行う速度制御も、制御ゲイン変更部152Cによる制御ゲインの変更を除き、前述の第1実施形態での速度制御そのものであるため、ここでの説明を省略する。
このような本実施形態でも、通常の速度制御のときには、速度ゲインKは通常の値であり、旋回体4が戻された場合にのみ、速度ゲインKを大きくしてそのまま逆方向へ押し戻され続けるのを防止するから、第1、第2実施形態と同様に、乗り心地を良好に維持しつつ、本発明の目的を達成できる。
〔第4実施形態〕
図13に示す第4実施形態では、制御系変更手段150は、図13に示すように、基準位置更新部153A、および目標値変更部153Bで構成され、旋回制御装置100の制御系の変更として、目標値変更部153Bが、旋回体4の目標値を変更することで、電動モータ5の制御指令値を前記制御系の変更前の値より大きくする点が第1実施形態とは異なる。従って、本実施形態では、第1実施形態と異なる部分のみを説明する。
以下に、制御系変更手段150の各構成部について説明する。
基準位置更新部153Aは、第1実施形態〜第3実施形態の場合と同様に、前記制御系変更判定手段140の判定結果に応じて、前記基準位置記憶手段120に記憶されている基準位置を更新する。
目標値変更部153Bは、旋回レバー(操作体)10の操作入力に基づいて設定された前記旋回体4の制御目標値である目標速度を、前記旋回位置出力手段110の出力値および前記基準位置記憶手段120に記憶されている基準位置に基づいて変更する。具体的に、目標値変更部153Bは、旋回体4が旋回操作方向とは逆方向に押し戻された場合に、旋回位置出力手段110の出力値および前記基準位置記憶手段120に記憶されている基準位置の偏差に基づいて、目標速度設定装置13で設定される目標速度自身をより大きい値に変化させる。この際、第1実施例際と同様に、基準位置の更新又は維持に応じて、前述の偏差は「0」又は値を持つように変化する。このように、目標速度設定装置13で設定される目標速度自身をより大きい値に変化させることで、旋回レバー10を仮想的にさらに倒し込んだ状態にして電動モータ5のトルク出力を増大させ、よって旋回体4が逆方向へ押し戻された分を押し返すように制御している。
なお、本実施形態の制御は、第2実施形態と同様、位置制御である。そして、旋回体4が戻されていない通常の旋回状態では、第2実施形態での図9と同じく、速度制御となる。
ただし、第2実施形態の位置制御では、目標速度設定装置13で設定された目標速度とは別に、基準位置で戻される直前の旋回体4の位置である目標旋回***置と実際の現在位置との偏差に位置ゲインKp2を掛け算して大きな目標速度を生じさせていたが、本実施形態では、その偏差に基づき、旋回レバー10の操作入力に基づき目標速度設定装置13で設定された目標速度自身を切り換える点で、第2実施形態とは異なる。基準位置を更新するか又は維持するかの判断は、第1実施形態での基準位置更新のフロートと全く同じであるため、ここでの図示および説明を省略する。
このような本実施形態では、位置の偏差に基づいて目標速度を変更する目標値変更部153Bを含んで本発明の旋回制御装置100が構成されており、このような場合でも、本発明の目的を達成できる。
なお、本発明は、前記実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を達成できる他の構成等を含み、以下に示すような変形等も本発明に含まれる。
例えば、旋回体の逆方向への旋回を機械的に防止する規制装置を適宜追加してもよく、規制装置としては、以下の第1、第2変形例に示すものがある。
〔第1変形例〕
図14、図15には、第1変形例の要部が模式的に示されている。
図14において、スイングサークル3にギア5Aを介して噛合する電動モータ5は、図15に示すように、モータ本体40と、モータ本体40の一方向のみの回転力を伝達するラチェット機構が内蔵された規制装置41と、減速装置42とを備えている。規制装置41での回転規制方向は、旋回レバーの操作方向に応じて出力される切換信号により切り換わるようになっている。
このような構成によれば、旋回レバーによって右旋回が指示されると、左回転を規制するように規制装置41が動作し、反対に、左旋回が指示されると、右回転を規制するように動作する。従って、旋回体が旋回操作方向とは逆方向の外力を受けても、この規制装置41によって旋回体の逆方向への旋回が機械的に規制されるので、外力に確実に対抗でき、旋回体が旋回操作方向とは逆方向に旋回し続けるのを確実に防止できる。
〔第2変形例〕
図16に示す第2変形例の規制装置51は、図示しない電動モータに接続された油圧ポンプ52と逆止弁53とを含むクローズした油圧回路54によって構成されており、逆止弁53での圧油の送油方向が旋回レバーの操作方向に応じて出力される切換信号により、(A)、(B)のように切り換わる。
従って、このような規制装置51でも、旋回体が旋回操作方向とは逆向きの外力を受けても、逆止弁53が旋回体の旋回方向を規制して逆方向には戻らないように作動するため、やはり外力に確実に対抗できる。
また、規制装置としては、前記第1、第2変形例の規制装置41,51に限定されず、電動モータの回転軸を摩擦力等によって停止させるブレーキ機構を用いてもよく、フットペダル等を踏み込むことでこのブレーキ機構を作動させ、旋回体が逆方向へ戻るのを防止してもよい。
その他、本発明を実施するための最良の構成、方法などは、以上の記載で開示されているが、本発明は、これに限定されるものではない。すなわち、本発明は、主に特定の実施形態に関して特に図示され、かつ、説明されているが、本発明の技術的思想および目的の範囲から逸脱することなく、以上述べた実施形態に対し、形状、数量、その他の詳細な構成において、当業者が様々な変形を加えることができるものである。
従って、上記に開示した形状、数量などを限定した記載は、本発明の理解を容易にするために例示的に記載したものであり、本発明を限定するものではないから、それらの形状、数量などの限定の一部もしくは全部の限定を外した部材の名称での記載は、本発明に含まれるものである。
本発明は、旋回体が電動モータで旋回駆動されるあらゆる建設機械に適用可能である。


Claims (7)

  1. 操作体の指令に基づいて電動モータで駆動される旋回体の旋回動作を制御する旋回制御装置であって、
    前記旋回体の旋回位置情報を出力する旋回位置出力手段と、
    前記旋回位置出力手段の出力値を基準位置として記憶する基準位置記憶手段と、
    前記電動モータの制御指令の生成および出力を行う制御指令生成手段と、
    前記旋回位置出力手段の出力値、前記基準位置記憶手段に記憶されている基準位置、および前記操作体の操作方向に基づいて、前記旋回制御装置の制御系の変更を行うかを判定する制御系変更判定手段と、
    前記制御系変更判定手段の判定結果に応じて、前記旋回制御装置の制御系の変更を行う制御系変更手段とを備え、
    前記制御系変更手段は、前記制御系の変更により、前記制御系の変更後の前記電動モータの制御指令を前記制御系の変更前の前記電動モータへの制御指令値より大きくする
    ことを特徴とする旋回制御装置。
  2. 請求項1に記載の旋回制御装置において、
    前記制御系変更手段は、前記制御系変更判定手段の判定結果に応じて、前記基準位置記憶手段に記憶されている基準位置を更新する基準位置更新部と、
    前記旋回位置出力手段の出力値および前記基準位置記憶手段に記憶されている基準位置に基づいて、前記電動モータの変更指令の生成を行う変更指令生成部と、
    前記制御指令生成手段による制御指令と前記変更指令生成部による変更指令との大きい方の値を選択し、前記電動モータの制御指令として出力する制御指令出力部とを備え、
    前記制御系の変更とは、前記基準位置の維持である
    ことを特徴とする旋回制御装置。
  3. 請求項1に記載の旋回制御装置において、
    前記制御系変更手段は、
    前記制御系変更判定手段の判定結果に応じて、前記基準位置記憶手段に記憶されている基準位置を更新する基準位置更新部と、
    前記制御指令生成手段とは異なる制御則により前記電動モータの制御指令の生成および出力を行う切換制御指令生成部と、
    前記制御系変更判定手段の判定結果に応じて、前記制御指令生成手段と前記切換制御指令生成部とを切り換える制御則切換部とを備え、
    前記制御系の変更とは、前記制御則切換部による、前記制御指令生成手段から前記切換制御指令生成部への制御則の切り換えである
    ことを特徴とする旋回制御装置。
  4. 請求項1に記載の旋回制御装置において、
    前記制御系変更手段は、
    前記制御系変更判定手段の判定結果に応じて、前記基準位置記憶手段に記憶されている基準位置を更新する基準位置更新部と、
    前記旋回体の制御ゲインが複数記憶されている制御ゲイン記憶部と、
    前記制御系変更判定手段の判定結果に応じて、前記制御ゲイン記憶部から選択する制御ゲインを変更する制御ゲイン変更部とを備え、
    前記制御系の変更とは、前記制御ゲイン変更部による、前記制御ゲインの変更である
    ことを特徴とする旋回制御装置。
  5. 請求項1に記載の旋回制御装置において、
    前記制御系変更手段は、
    前記制御系変更判定手段の判定結果に応じて、前記基準位置記憶手段に記憶されている基準位置を更新する基準位置更新部と、
    前記操作体の操作入力に基づいて設定された前記旋回体の制御目標値を、前記旋回位置出力手段の出力値および前記基準位置記憶手段に記憶されている基準位置に基づいて変更する目標値変更部とを備え、
    前記制御系の変更とは、前記目標値変更部による、前記目標値の変更である
    ことを特徴とする旋回制御装置。
  6. 操作体の指令に基づいて電動モータで駆動される旋回体の旋回動作を制御するための旋回制御方法であって、
    前記旋回体の旋回位置情報を出力するステップと、
    出力された旋回位置情報の出力値を基準位置として記憶するステップと、
    前記電動モータの制御指令の生成および出力を行うステップと、
    前記旋回位置情報の出力値、前記記憶されている基準位置、および前記操作体の操作方向に基づいて、前記旋回動作を制御する旋回制御装置の制御系の変更を行うかを判定するステップと、
    この判定の結果、前記旋回制御装置の制御系の変更を行うと判定された場合に、前記制御系の変更後の前記電動モータの制御指令を前記制御系の変更前の前記電動モータへの制御指令値より大きくするステップとを備える
    ことを特徴とする旋回制御方法。
  7. 建設機械において、
    電動モータで旋回駆動される旋回体と、
    この旋回体を制御するための請求項1〜請求項5のいずれかに記載の旋回制御装置とを備えている
    ことを特徴とする建設機械。
JP2006513560A 2004-05-13 2005-05-13 旋回制御装置、旋回制御方法、および建設機械 Active JP4890243B2 (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2006513560A JP4890243B2 (ja) 2004-05-13 2005-05-13 旋回制御装置、旋回制御方法、および建設機械

Applications Claiming Priority (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2004143533 2004-05-13
JP2004143533 2004-05-13
JP2006513560A JP4890243B2 (ja) 2004-05-13 2005-05-13 旋回制御装置、旋回制御方法、および建設機械
PCT/JP2005/008755 WO2005111321A1 (ja) 2004-05-13 2005-05-13 旋回制御装置、旋回制御方法、および建設機械

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPWO2005111321A1 JPWO2005111321A1 (ja) 2008-03-27
JP4890243B2 true JP4890243B2 (ja) 2012-03-07

Family

ID=35394195

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2006513560A Active JP4890243B2 (ja) 2004-05-13 2005-05-13 旋回制御装置、旋回制御方法、および建設機械

Country Status (7)

Country Link
US (1) US7362071B2 (ja)
JP (1) JP4890243B2 (ja)
KR (1) KR100834799B1 (ja)
CN (1) CN100577930C (ja)
DE (1) DE112005001054B4 (ja)
GB (1) GB2431018B (ja)
WO (1) WO2005111321A1 (ja)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20140035335A (ko) * 2011-01-21 2014-03-21 히다찌 겐끼 가부시키가이샤 작업 기계의 선회 제어 장치
CN104005434A (zh) * 2013-02-26 2014-08-27 住友建机株式会社 电动回转式工作机械

Families Citing this family (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8190334B2 (en) 2007-02-21 2012-05-29 Kobelco Construction Machinery Co., Ltd. Rotation control device and working machine therewith
JP4793352B2 (ja) * 2007-02-21 2011-10-12 コベルコ建機株式会社 旋回制御装置及びこれを備えた作業機械
WO2009051247A1 (ja) * 2007-10-18 2009-04-23 Sumitomo Heavy Industries, Ltd. 旋回駆動制御装置及びこれを含む建設機械
JP2009221664A (ja) * 2008-03-13 2009-10-01 Daikin Ind Ltd 旋回体制御装置
JP5090527B2 (ja) * 2008-05-29 2012-12-05 住友建機株式会社 旋回駆動制御装置及びこれを含む建設機械
WO2010095585A1 (ja) * 2009-02-23 2010-08-26 ナブテスコ株式会社 作業機械の旋回制御装置、制御プログラム及び作業機械
KR101582689B1 (ko) * 2009-06-02 2016-01-05 두산인프라코어 주식회사 건설기계의 선회제어장치 및 선회제어방법
WO2012081742A1 (ko) * 2010-12-15 2012-06-21 볼보 컨스트럭션 이큅먼트 에이비 하이브리드 건설기계용 선회 제어시스템
US9024565B2 (en) 2011-03-23 2015-05-05 Volvo Construction Equipment Ab Anti-rebounding control apparatus and method in an electrical swing system of a hybrid excavator
US9574324B2 (en) * 2011-05-18 2017-02-21 Hitachi Construction Machinery Co., Ltd. Work machine
CN104011300B (zh) * 2011-12-28 2017-05-17 住友建机株式会社 回转控制装置及方法
WO2016111205A1 (ja) * 2015-01-06 2016-07-14 住友重機械工業株式会社 建設機械
CN108398955B (zh) * 2018-01-18 2020-04-07 中国矿业大学(北京) 一种掘进机姿态控制***及方法

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH11269937A (ja) * 1998-03-26 1999-10-05 Kobe Steel Ltd 作業機械の振動抑制装置
JP2003328398A (ja) * 2002-05-09 2003-11-19 Kobe Steel Ltd 作業機械の旋回制御装置
JP2004036303A (ja) * 2002-07-05 2004-02-05 Kobelco Contstruction Machinery Ltd 作業機械の旋回制御装置

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100196669B1 (ko) * 1994-04-28 1999-06-15 세구치 류이치 건설기계의 영역제한 굴삭제어장치
JP3877909B2 (ja) 1999-06-30 2007-02-07 株式会社神戸製鋼所 建設機械の旋回駆動装置
CN100374665C (zh) * 2002-05-09 2008-03-12 神钢建设机械株式会社 作业机械的旋转控制装置
JP4223893B2 (ja) * 2002-10-23 2009-02-12 株式会社小松製作所 作業車両の作業機用油圧ポンプの制御方法と制御装置

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH11269937A (ja) * 1998-03-26 1999-10-05 Kobe Steel Ltd 作業機械の振動抑制装置
JP2003328398A (ja) * 2002-05-09 2003-11-19 Kobe Steel Ltd 作業機械の旋回制御装置
JP2004036303A (ja) * 2002-07-05 2004-02-05 Kobelco Contstruction Machinery Ltd 作業機械の旋回制御装置

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20140035335A (ko) * 2011-01-21 2014-03-21 히다찌 겐끼 가부시키가이샤 작업 기계의 선회 제어 장치
CN104005434A (zh) * 2013-02-26 2014-08-27 住友建机株式会社 电动回转式工作机械

Also Published As

Publication number Publication date
CN100577930C (zh) 2010-01-06
DE112005001054B4 (de) 2018-08-16
DE112005001054T5 (de) 2007-04-26
US7362071B2 (en) 2008-04-22
KR100834799B1 (ko) 2008-06-05
CN1950575A (zh) 2007-04-18
JPWO2005111321A1 (ja) 2008-03-27
KR20060133098A (ko) 2006-12-22
US20070216331A1 (en) 2007-09-20
WO2005111321A1 (ja) 2005-11-24
GB2431018B (en) 2008-06-04
GB2431018A (en) 2007-04-11
GB0622618D0 (en) 2006-12-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP4890243B2 (ja) 旋回制御装置、旋回制御方法、および建設機械
JP4972404B2 (ja) 旋回制御装置、旋回制御方法、および建設機械
JP4793352B2 (ja) 旋回制御装置及びこれを備えた作業機械
JP6899818B2 (ja) ショベル
JP4167289B2 (ja) 旋回制御装置および建設機械
JP4729494B2 (ja) 旋回制御装置、旋回制御方法、および建設機械
JP5886323B2 (ja) 旋回制御装置及び方法
JP4494318B2 (ja) 作業機
KR102174769B1 (ko) 하이브리드 작업 기계
JP6247617B2 (ja) 建設機械
JP6695620B2 (ja) 建設機械
JP5970625B1 (ja) 建設機械、ハイブリッド油圧ショベル、および電動発電機の出力トルク制御方法
JPWO2008041395A1 (ja) 電動機の制御装置
JP5364080B2 (ja) 電動機の制御装置、電動機の制御方法、及び電動機の制御装置を備えた建設機械
JPWO2003001067A1 (ja) 作業機の油圧駆動装置及び油圧駆動方法
JP4329844B2 (ja) ハイブリッド建設機械
JP5555515B2 (ja) 作業機械
JP2011047317A (ja) 油圧回路、及びそれを備える車両
WO2022209920A1 (ja) 作業機械
JP3758568B2 (ja) 電動油圧回路及びそれを備えた建設機械
JP2019100223A (ja) ハイブリッド作業機械
JP2001140285A (ja) 建設機械の制御装置及びその制御方法

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20080214

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20110301

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20110427

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20111206

A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20111214

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 4890243

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20141222

Year of fee payment: 3